JP2018523191A - 車両が走行できる空間を割り出すための装置、それに基づいた走行、並びに、車両 - Google Patents

車両が走行できる空間を割り出すための装置、それに基づいた走行、並びに、車両 Download PDF

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Abstract

本発明は、一台の車両(301)の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクト(306)の空間座標を捕捉するための少なくとも一つの捕捉ユニット(101);並びに、該捕捉ユニット(101)によって捕捉された少なくとも一つのオブジェクト(306)の空間座標と車両(301)の予め定められている寸法から、車両(301)が走行できる空間(404)を割り出すことができるように構成された同定ユニット(102)とを有する、該車両(301)が走行できる空間(404)を割り出すための装置に関する。

Description

本発明は、車両が走行できる空間を割り出すための装置、それに基づいた走行、並びに、車両に関する。
現代的な自動車は、駐車の際にドライバーをサポートする駐車アシスタント・システムを装備していることが多い。特許文献1からは、様々な駐車シナリオを分類する駐車アシスタント・システムが、既知である。
駐車アシスタント・システムは、通常、車線近傍の車両の周りの領域のみを監視する。特に、高いところに取り付けられたオブジェクト、例えば、ガレージ内におけるルーフ・ボックス等は、認識されにくいことがある。
独国特許出願公開第102011113916号明細書
よって、本発明の課題は、車両が走行できる空間を確実かつ正確に割り出すことである。
即ち、本発明によれば、該車両の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクトの空間座標を捕捉するための少なくとも一つの捕捉ユニット;並びに、該捕捉ユニットによって捕捉された少なくとも一つのオブジェクトの空間座標と車両の予め定められている寸法から、車両が走行できる空間を割り出すことができるように構成された同定ユニットとを有する、車両が走行できる空間を割り出すための装置を提供できる。
更に、本発明は、以下のステップを含む車両が走行できる空間を割り出すための方法も提供できる:該車両の車両周辺部において少なくとも一つのオブジェクトの空間座標を捕捉するステップ;並びに、捕捉した少なくとも一つのオブジェクトの空間座標と車両の予め定められている寸法から該車両が走行できる空間を割り出すステップ。
更に、本発明は、車両が走行できる空間を割り出すための装置を有する車両も提供できる。
これにより、車両が利用できる車両が走行できる空間を確実かつ正確に割り出すことができる。
本装置のある一つの発展形態によれば、該捕捉ユニットは、光学的センサーを備えている。該センサーによって、該車両の車両周辺部にあるオブジェクトを認識し、その空間座標を割り出すことができる。
本装置のある一つの発展形態によれば、該捕捉ユニットは、サラウンド・ビュー・システムを包含している。例えば該車両周辺の複数のカメラから構成されたサラウンド・ビュー・システムを採用することにより、該車両の車両周辺部全域を捕捉し、測定できる。
本装置のある一つの発展形態によれば、該捕捉ユニットは、該車両の車両周辺部の少なくとも一部の三次元地図を作成できるように構成されているが、該三次元地図は、少なくとも一つのオブジェクト、並びに、走行できる空間のポジションを包含している。これにより、該車両の車両周辺部の地面付近のオブジェクトだけでなく、例えば、ガレージ内のルーフ・ボックスや他の車両においてオーバーハングしている物体など、高いところにあるオブジェクトをも確実に認識することを可能にする。該三次元地図を用いれば、該車両は安全に、ドライバー自身によって、或いは、対応する制御手段によって自動的に運転されることができる。
本装置のある一つの発展形態によれば、ある少なくとも一つの目的ポジション候補に、車両が走行できる空間内にある該車両の走行軌道を介して到達可能な場合、該同定ユニットが、車両が走行できる空間を基に、その少なくとも一つの該車両の目的ポジション候補を計算する。これにより、該装置は、特に、駐車アシスタント・システムにおいて採用することが可能になる。
本装置のある一つの発展形態によれば、少なくとも一つの目的ポジション候補は、該車両のドライバーに、ユーザーインターフェースを介して表示される。該ドライバーは、例えば、一つの目的ポジション候補を選択し、該車両を、該目的ポジションにマニュアルに移動する。
本装置のある一つの発展形態によれば、一つの目的ポジションが、少なくとも一つの目的ポジション候補から、ユーザーインターフェースを介して該車両のドライバーによって選択自在である。該ドライバーに対しては、選択された目的ポジションに到達するために、例えば、走行軌道を表示することができる。
本装置のある一つの発展形態によれば、該捕捉ユニットは、予め定められている条件に基づいて一つの目的ポジションを、少なくとも一つの目的ポジション候補から選択するように構成されている。例えば、より有利なキャリイングポジションは、様々な駐車シナリオに基づいてアルゴリズムを用いて選択することができる。これには、自動的に最適な駐車ポジションが選択されると言う長所がある。
本装置のある一つの発展形態によれば、該装置は、車両を自動的に選択された目的ポジションへ導くことができるように構成された制御ユニットを包含しているが、この際、該車両の走行軌道は、割り出された該車両が走行できる空間内にある。該車両が走行できる空間の正確に捕捉された座標を基にすれば、該車両は、確実かつ該車両、或いは、他の交通参加者を危険にさらすことなく、目的ポジションへと導かれることができる。
ある一つの発展形態によれば、該方法は、該車両のドライバーへの、車両が走行できる空間内にある該車両の走行軌道を介して到達可能な該車両用の少なくとも一つの目的ポジション候補のユーザーインターフェースを介した表示を包含している。
ある一つの発展形態によれば、該方法は、少なくとも一つの目的ポジション候補からのドライバーによる一つの目的ポジションの選択と、該選択された目的ポジションへの該車両の自動的な操縦を包含している。
以下本発明を、概略的な図として描かれている実施例を参照しながら詳しく説明する。
本発明に係る装置の実施形態例を説明するためのブロック図である。 本発明に係る装置の実施形態例を説明するためのブロック図である。 本発明に係る装置の実施形態例を説明するためのブロック図である。 本発明に係る装置の実施形態例を説明するためのブロック図である。 本発明に係る装置を説明するためのシナリオ例の断面図である。 本発明に係る装置を説明するためのシナリオ例の上面図である。 車両が走行できる領域を割り出すための方法を説明するためのフローチャートである。
図1は、本発明の第一実施形態に係る車両が走行できる空間を割り出すための車両用の装置100を示している。この際、該車両は、特に好ましくは、乗用自動車、貨物用動力車両、動力二輪車、或いは、農業用牽引車などであることもできる。該装置100は、該車両の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクトの空間座標を捕捉するための捕捉ユニット101を包含している。該捕捉ユニット101は、例えば、光学的センサー類(カメラ或いはレーザーセンサー類)、レーダーセンサー類、乃至、超音波センサー類を包含している。好ましくは、該捕捉ユニット101は、少なくとも一つのカメラを包含している。
好ましくは、該捕捉ユニット101は、一台以上のカメラを備え、これにより、該車両の三次元車両周辺部を捕捉するサラウンド・ビュー・システムを包含している。特に好ましくは、車線表面から、少なくとも、該車線表面から該車両の高さに相当する高さまでの該車両の車両周辺部にあるオブジェクトを捕捉することができる。
該装置100は、更に、同定ユニット102も有している。該同定ユニット102は、該車両の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクトの該捕捉ユニット101によって捕捉される空間座標を受信する様に構成されている。更に、該同定ユニット102は、少なくとも一つのオブジェクトの受信した空間座標をその中に保存することのできるメモリーを有している。特に好ましくは、自車両が、動いた場合、その中においてオブジェクトが占有している空間を示す車両周辺部の経時的な三次元地図を作成することができる。該同定ユニット102は、該捕捉ユニット101によって捕捉された少なくとも一つのオブジェクトの空間座標と、メモリーに保存されている車両の寸法を含む三次元地図によって、該車両が走行できる空間を割り出すことができるように構成されている。
そのためには、例えば、車両のポジションが、保存されている三次元地図内において、そこに該捕捉ユニット101が、一つのオブジェクトを捕捉した領域を、占有されているとマークすることが可能である。即ち、該車両が走行できる空間とは、占有されておらず、且つ、そこに該車両を、保存されている該車両の寸法に基づく該車両が占める空間が該占有されている空間とオーバーラップしない少なくとも一つのポジションに配置できる、該三次元地図の領域のことである。この際、該走行できる空間は、該車両が、占有されている空間に接触する或いはそこを通過することなく該車両を操舵することにより到達できる空間として割り出される。特に好ましくは、該メモリーには、例えば該車両の旋回半径などを含む車両のナビゲーション特性に関するデータも保存されていることができる。
更なる実施形態によれば、同定ユニット102は、該車両用の少なくとも一つの目的ポジション候補を計算できる、即ち、該車両を走行できる空間に帰属させることができるが、該目的ポジション候補に到達するための走行軌道は、その全体が、走行できる空間内になければならない。
更なる実施形態によれば、走行できる空間は、安全間隔を確保したうえで割り出される。例えば、占有されているとマークされている空間から、即ち、該捕捉ユニット101がオブジェクトを捕捉した空間から10cm、20cm乃至50cmの安全間隔を確保することにより、その空間も占有されているとマークし、走行できる空間を、相応に縮小することも可能である。
図2は、本発明のある更なる実施形態を示している。この際、該装置100は、付加的に一つのユーザーインターフェース103を有している。該装置100は、少なくとも一つの算出された目的ポジション候補を、ユーザーインターフェース103を介して、該車両のドライバーに表示するように構成されている。
更なる実施形態によれば、該車両のドライバーは、該ユーザーインターフェース103を介して、少なくとも一つの目的ポジション候補から一つの目的ポジションを選択することができる。
図3は、本発明の第一実施形態の発展形態である本発明のある更なる実施形態を示しているが、該装置100は、付加的に一つの制御ユニット104を有している。該同定ユニット102は、少なくとも一つの目的ポジション候補から一つの目的ポジションを選択するように構成されている。該同定ユニット102は、目的ポジションを、例えば、予め定められている条件に基づいて、アルゴリズムを用いて選択することができる。例えば、その目的ポジション候補は、少なくとも一つの目的ポジション候補から選択されることができ、該車両のできるだけ短い走行軌道によって到達可能な目的ポジションとして定められることができる。該装置104は、車両を自動的に選択された目的ポジションへ導くことができるように構成されているが、該車両の走行軌道は、割り出された該車両が走行できる空間内にある。走行軌道に沿った該操縦は、特に好ましくは、反復するナビゲーション、即ち、前進・後進を包含していることも可能である。
図4は、図2に示した本発明の実施形態の発展形態である本発明のある更なる実施形態を示している。装置100は、一つのユーザーインターフェース103と一つの制御ユニット104の双方を有している。該装置100は、該車両のドライバーが、ユーザーインターフェース103を介して、ユーザーインターフェース103を介してドライバーに示される少なくとも一つの目的ポジション候補から選択される目的ポジションを選択することができる。該装置104は、車両を自動的に選択された目的ポジションへ導くことができるように構成されているが、該車両の走行軌道は、割り出された該車両が走行できる空間内にある。
図5は、本発明に係る装置を説明するためのシナリオ例の断面図を示している。該車両301は、ある一つの道路表面302上にある。該車両301の車両前進方向には、ガレージ307があるが、該道路表面302からの道路表面ガレージ307のガレージ天井307bの高さH2は、該道路表面302からの車両301の最大高さH1よりも大きい。ガレージ天井307bには、ボックス306が取り付けられている。ここでは、ボックス306の下側は、道路表面302からの高さH3にある。ボックスの高さH3は、該車両301の最大高さH1よりも小さい。
該車両301は、該車両301のフロントガラスに設けられ、該車両前方の円錐状の第一領域303aを捕捉できる一つの第一センサー303を有している。該車両301は更に、車両前方のカバーに設けられ、円錐状の第二領域304aを捕捉できる第二センサー304も有している。第一センサー303と第二センサー304は、特に好ましくは、光学的センサー類、例えば、車両301の周辺を認識するためのカメラを包含している。
第一センサー303と第二センサー304を用いることにより、該車両301の車両周辺部内のオブジェクト、即ち、ボックス306とガレージ307を捕捉することができる。但し、本発明は、上記に制限されるものではなく、特に、該車両は、該車両に設けられている複数のセンサー類を有していることが可能である。これらセンサー類の異なる視点により、該車両301の車両周辺部の少なくとも一部の三次元地図を作成することが可能である。即ち、第一センサー303と第二センサーは、該車両301の車両周辺部内のオブジェクト、例えば、ボックス306とガレージ307の三次元座標を捕捉するように構成されている。
該車両301は、第一センサー303と第二センサー304が捕捉したボックス306とガレージ307の座標、並びに、該車両301の寸法から、該車両301が走行できる空間を割り出す更なる一つの(図示されていない)同定ユニット102も有している。図5に示されているシナリオでは、同定ユニット102は、車両301の前方部から容認される間隔D1までの空間を走行できるとして割り出す。この車両301の前方部から容認される間隔D1内に、車両301がボックス306に接触することなく車両301の前方部が導かれることができる位置であるエンドポイント305が存在している。要するに、車両301の前方部が、該エンドポイント305を超えてガレージ307の壁307aの方向へと動かされた場合、該車両301は、ボックス306と衝突する。即ち、車両が走行できる空間は、車両301の前方部が、ガレージ307の壁307aから最低間隔D2離れている空間であるが、ここでは、該最低間隔D2は、ガレージの壁307aからエンドポイント305までの間隔である。
更なる実施形態によれば、同定ユニットは、例えばボックス306やガレージ307など捕捉されたオブジェクトへの約10cm、20cm乃至50cmの安全間隔が、確保されるように走行できる領域を計算する。
図6は、本発明に係る装置100を説明するためのシナリオ例の上面図を示している。ここで言う、占有されている領域401とは、ボックス306乃至ガレージ307などのオブジェクトと衝突することなく車両301をそこへと導くことができない領域のことである。図5は、軸I−Iに沿った断面に相当している。
車両301が走行できる空間404とは、占有されていない空間、即ち、空間401の補完であると言える。更には、車両301が走行できる空間404内にある走行軌道を介して該車両が到達できる第一目的ポジション候補402aと第二目的ポジション候補402bも表示されている。特に、第一目的ポジション候補402aには、第一走行軌道403を介して到達できる。該第一目的ポジション候補402aと第二目的ポジション候補402bは、前の実施形態においても記述した如く、該車両103のドライバーに、(図示されていない)ユーザーインターフェース103を介して示すことができる。
更なる実施形態によれば、車両301のドライバーは、ユーザーインターフェース103を介して、第一目的ポジション候補402aと第二目的ポジション候補402bから目的ポジション402aを選択でき、この例では、第一目的ポジション候補402aと同じである。
更なる実施形態によれば、該ドライバーには、ユーザーインターフェース103を介して、選択された目的ポジション402aに到達するための軌道403が示され、該車両301のドライバーは、自ら、目的ポジション402aへ操縦できるようになっている。更なる実施形態によれば、該装置100は、車両301を自動的に、走行軌道403に沿って選択された目的ポジション402aに操縦する制御ユニット104を包含している。
図7は、車両301が走行できる領域404を割り出すための方法を説明するためのフローチャートを示している。該方法は、該車両301の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクトの空間座標を捕捉する第一ステップS1を包含している。空間座標の捕捉は、この際、例えば、光学的センサー類、レーダーセンサー類、或いは、超音波センサー類によって実施可能である。尚、少なくとも一つのオブジェクト306の空間座標の捕捉は、サラウンド・ビュー・システムの少なくとも二台のカメラによって実施されることが好ましい。少なくとも二台のカメラによって捕捉された少なくとも一つのオブジェクトの空間座標を比較することにより、該少なくとも一つのオブジェクトの正確な三次元空間座標を算出することができる。
該方法は、車両301が走行できる空間404の割り出しを少なくとも一つのオブジェクト306の捕捉された空間座標と該車両301の予め定められている寸法に基づいて割り出す第二ステップS2を包含している。この際、車両301が走行できる空間404とは、少なくとも一つの捕捉されたオブジェクトに接触することなくそこに車両301を導くことができる空間のことである。更なる実施形態によれば、安全間隔を付加的に考慮することができる。また、車両301の旋回半径など該車両301の走行特性も考慮することができる。
この際、少なくとも一つのオブジェクトがある領域を占有されていると、例えば三次元地図内においてマークすることができる。保存されている車両301の寸法を基に、車両301が走行できる空間404を割り出すことができる。
図8は、本発明のある更なる実施形態を示している。図4に示されている方法に付加的に、更なる第三ステップS3において、該車両301のドライバーに対してシグナルが出力される。該シグナルは、例えば、ユーザーインターフェース103を介して出力できる。ここでは、該車両のドライバーには、複数の目的ポジション候補、即ち、該車両301をそれが完全に車両301が走行できる空間404内にある走行軌道を介してそこへと導くことができる複数のポジションが表示される。
更なる実施形態によれば、図9に示す如く、第四ステップにおいて、それが完全に該車両301が走行できる空間404内にある該車両301の走行軌道を介して到達可能な該車両301に対する少なくとも一つの目的ポジション候補402a,402bが、該車両301のドライバーにユーザーインターフェース103を介して表示される。
第五ステップS5では、該車両が、自動的に、選択された目的ポジションへと導かれるが、該車両301の走行軌道は、その全体が、該車両301が走行できる空間404内にある。尚、車両301の操縦は、例えば、制御ユニット104によって実施される。
しかし本件発明は、これらに制限されるものではなく、特に、一つの目的ポジションを、少なくとも一つの目的ポジション候補から、予め定められている条件に従って、アルゴリズムを用いて選択することもでき、更なる実施形態によれば、該車両を自動的に該選択された目的ポジションへ導くことも可能である。
本発明に係る方法は、特に、貨物用動力車両を正確に貨物ホームへと導くために採用されることもできる。この場合、該貨物ホームが、捕捉ユニット102によって、オブジェクトとして認識される。該貨物用動力車両は、自動的に該貨物用動力車両が走ることのできる領域内を、該貨物用動力車両が、該貨物ホームに対して十分に近い位置に到達するまで、該貨物ホームに向かって導かれる。これにより、特に、該貨物ホームと接触することを回避できるが、同時に該貨物用動力車両が、該貨物ホームに対して十分に近い位置にあることも確実なものとすることができる。
本発明に係る方法は、高さ制限を示し、対応する高さに備えられている標識を認識することにも用いることができる。この場合、該標識が、捕捉ユニット102によって、オブジェクトとして認識される。標識の高さが、車両の最大高さH1よりも低い場合、該標識の下は、走れない領域である。
更に本発明に係る方法は、前方を走行中の車両からオーバーハングしている物体を認識するためにも用いることができる。
更に本発明に係る方法は、トンネルが該車両にとって十分に高いか否かを認識するために用いることも可能である。この際、トンネルがオブジェクトとして認識される。トンネルの高さが、車両の最大高さH1よりも低い場合、該トンネルは、該車両が走れる領域ではない。
本発明の範囲においては、例えば、道路表面の、及び/或いは、該道路表面より上のレベル面を用いることができ、これを基に、特に、捕捉ユニットによって捕捉されたオブジェクトの空間座標に依存して、オブジェクトの三次元地図、並びに、走行できる空間が作成される。特別な形態では、該レベル面は、車両表面の上、乃至、上空の特定の高さに張られた2次元のレベル面である。この際、該高さは、車両の高さに依存して決定されることができる。例えば、該レベル面の高さを、車両の高さとすること、或いは、該レベル面を、該車両の高さに対して特定の間隔(高さX)を加えた高さ、即ち、(車両の高さ)+(高さX)に配置する、或いは、それを張ることができる。更に、該レベル面に対して、特に、これが車両の上空にある場合は、捕捉ユニットによって捕捉されたオブジェクトの空間座標に基づいて道路表面に対して鉛直方向に所謂「占有地図」を作成することができる。これにより、通常は道路表面に対して作成される該車両周辺部の「占有地図」、乃至、「占有グリッド」に対して代案的、乃至、付加的に、車両上空の特定のレベル面における「占有地図」を作成することができる。この代案的、乃至、付加的な「占有地図」に基づけば、該軌道を、車両の周辺空間の上を走行できるか否かと言う条件、即ち、道路表面にあるオブジェクトに関してのみならず、車両が、周辺空間の下を通過できるか否かと言う条件、特に、道路表面上に無い、即ち、吊り下げ方式の道路標識や、ガレージやパーキングハウスの屋根からぶら下がっているオブジェクトなど、ある特定の高さ位に配置されているオブジェクトに関しても代案的、乃至、付加的に考慮して割り出すことができるようになる。

Claims (13)

  1. 車両(301)の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクト(306)の空間座標を捕捉するための少なくとも一つの捕捉ユニット(101);並びに、
    該捕捉ユニット(101)によって捕捉された少なくとも一つのオブジェクト(306)の空間座標と車両(301)の予め定められている寸法から、車両(301)が走行できる空間(404)を割り出すことができるように構成された同定ユニット(102)とを有する、
    車両(301)が走行できる空間(404)を割り出すための装置。
  2. 該捕捉ユニット(101)が、光学的センサー類(303,304)を有している
    ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 該捕捉ユニット(101)が、サラウンド・ビュー・システムを包含している
    ことを特徴とする請求項1乃至2のうち何れか一項に記載の装置。
  4. 捕捉ユニット(101)は、車両(301)の車両周辺部の少なくとも一部の三次元地図を作成できるように構成され、
    該三次元地図が、少なくとも一つのオブジェクト(306)と走行できる空間(404)を包含している
    ことを特徴とする請求項1から3のうち何れか一項に記載の装置。
  5. 同定ユニット(102)は、車両(301)が走行できる空間(404)を基に、ある少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)に、車両(301)が走行できる空間(404)内にある該車両(301)の走行軌道を介して到達可能な場合、該車両(301)の少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)を計算する
    ことを特徴とする請求項1から4のうち何れか一項に記載の装置。
  6. 該少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)が、該車両(301)のドライバーにユーザーインターフェース(103)を介して表示される
    ことを特徴とする請求項1から5のうち何れか一項に記載の装置。
  7. 一つの目的ポジション(402a)を、該車両(301)のドライバーが、ユーザーインターフェース(103)を介して、該少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)から選択できる
    ことを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 目的ポジション(402a)を、予め定められている条件に従って該少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)から選択するように該捕捉ユニット(101)が構成されている
    ことを特徴とする請求項1から5のうち何れか一項に記載の装置。
  9. 該車両(301)を自動的に選択された目的ポジションへ導くことができるように構成された制御ユニット(104)を包含し、
    該車両(301)の該走行軌道が、割り出された該車両(301)が走行できる空間内(404)にある
    ことを特徴とする請求項7乃至8のうち何れか一項に記載の装置。
  10. 以下のステップ:
    該車両(301)の車両周辺部にある少なくとも一つのオブジェクト(306)の空間座標を捕捉するステップ(S1);並びに、
    少なくとも一つのオブジェクト(306)と該車両(301)の予め定められている寸法に基づいて該車両(301)が走行できる空間(404)を割り出すステップ(S2)
    を包含している
    ことを特徴とする車両(301)が走行できる領域を割り出すための方法。
  11. 該車両(301)が走行できる空間(404)内にある該車両(301)の走行軌道を介して到達可能な該車両(301)用の少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)を、ユーザーインターフェース(103)を介して該車両(301)のドライバーに、表示するステップ(S3)
    を包含している
    ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
  12. ドライバーが、少なくとも一つの目的ポジション候補(402a,402b)から一つの目的ポジション(402a)を選択するステップ(S4)、並びに、
    選択された目的ポジション(402a)へ車両(300)を自動手的に操縦するステップ(S5)
    を包含している
    ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 請求項1から9のうち何れか一項に記載の該車両(301)が走行できる領域を割り出すための装置を備えた(301)。
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