JP2019501831A - 安全性を最適化したナビゲーション - Google Patents

Abstract

支援システムによって自動車を制御する方法は、支援システムの支援によって自動車を運転するステップ、自動車の位置を決定するステップ、支援システムの機能が制限されているかもしれない位置に自動車が接近したことを決定するステップ、および自動車のドライバに警告を出すステップを含む。

Description

本発明は、自動車の運転時の安全性向上に関する。特に本発明は、走行支援装置を用いて運転することができる自動車に関する。

自動車は、自動車の速度を所定のレベルに保持する走行支援装置を含む。自動車が前方を走行する自動車に接近した場合には、前方を走行する自動車との最低間隔を保持するために走行速度が低減される。このような走行支援装置は、ＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）の名称で知られている。

自動車のためには、さらに他の走行支援装置が提供されている場合もあり、これらの走行支援装置は適宜に互いにネットワーク接続されていてもよい。自動車の自動運転が可能となるように走行支援装置を構成するという一般的な開発目的がある。すなわち、ドライバはもはや支援装置を監視せず、支援装置が自動車を安全に運転している間に他のタスクに没頭することができる。このようなシステム開発における障害は、劣悪な外的条件下では支援システムの機能が著しく低下してしまう場合があることである。例えば、前方を走行する車両との間隔を決定するためのレーダセンサは、降水が激しい場合には誤った測定結果をもたらす。

本発明の課題は、支援システムを用いて運転することができる自動車の安全性を高めることである。本発明は、独立請求項の対象によってこの課題を解決する。従属請求項は好ましい実施形態を記載している。

第１態様によれば、支援システムによって自動車を制御する方法は、支援システムの支援によって自動車を運転するステップ、自動車の位置を決定するステップ、支援システムの機能が制限されているかもしれない位置に自動車が接近したことを決定するステップ、および自動車のドライバに警告を出すステップを含む。さらなる実施形態では、支援システムの機能が制限されているかもしれない範囲の迂回路をドライバに提供することができる。

第２態様によれば、支援システムによって自動車を制御する方法は、自動車の位置を決定するステップ、目的地を検出するステップ、および実際の位置から目的地までのルートを決定するステップを含む。この場合、ルートは、支援システムの機能ができるだけ最大限となるように決定される。

本発明は、支援システムの機能（「性能」）が環境条件に依存しており、これらの環境条件は、自動車がこの条件があてはまる範囲に入る前に既にわかっている場合もあるという考えに基づいている。例えば、降雨が激しく、上に挙げた例の距離センサが誤った測定値を供給するかもしれない範囲に自動車が接近していることがわかっている場合もある。このような状況では衝突事故を確実に防ぐことができない場合もある。自動車のドライバに警告が出されるか、または降雨が激しい範囲をそもそも通らないように自動車のルートが決定されることにより、このような危険性を緩和することもできる。第１の場合には、場合によっては低下した支援システムの機能をドライバが補うことができ、第２の場合には、既知の影響によって自動車にさらなる危険性が及ぼされることはない。

両方の観点により支援システムの故障の頻度を少なくするか、または故障を回避することができる。ドライバは、場合によって低下しているかもしれない支援システムの機能に基づいて安全性の欠陥が生じないように対処することができる。支援システムの利用可能性を増大することができる。特に部分自動運転または自動運転時に車両の安全性を高めることができるか、または関連性のあるより長いルート区間を部分自動運転または自動運転により走行することができる。これに対して、ドライバによる操作頻度を低減することができる。両方の方法は、欠点のある既知の支援システムと共に使用するために適している。したがって、考えられるあらゆる状況下において支援システムが完璧に機能可能であるように保持しようとする必要はなく、むしろ機能の限界を決定し、上記方法によってこれらの限界を超えないようにするか、またはこれらの限界を超えた場合に自動車にとってさらなる危険性が生じないようにすれば十分である。

両方の方法は、異なる支援システムと組み合わせることができる。支援システムの例は、左折支援装置、非常ブレーキ支援装置、および間隔保持を伴う動的速度調整装置である。特に、これらの方法は、１つ以上の支援システムを用いて改善された自動車の部分自動運転または自動運転を可能にするために適している。さらにこの方法により、極めて限定的な条件下でしか良好に機能しない支援システムを用いて自動車の安全性を向上させることが可能である。どうような制限範囲内で支援システムが良好に機能するのかがわかっていればよい。

好ましくは、支援システムは自動車の周辺を走査するように構成されており、走査のための条件に関して支援システムの機能が決定される。例えば、光に基づいたセンサは夜間に使用するには不正確すぎる。レーダセンサまたはライダーセンサは降水（雨、あられ、雪）が激しい場合には到達距離が低下し、電波に基づいたセンサは、例えば建造物における信号反射に基づいて特定の場所では不正確にしか作動しない。

さらに好ましくは、支援システムは、自動車の縦方向制御または横方向制御を支援するように構成されており、自動車の縦方向移動または横方向移動を制御するための条件に関して支援システムの機能が決定される。

例えば、非常ブレーキ支援装置は、乾燥したアスファルトでは走行により固められた積雪層よりも短い制動距離を実現することができる。したがって、走行により固められた積雪層のある地域を極力迂回することができるか、または走行により固められた積雪層のある前方の地域では、非常ブレーキ支援装置はより長い制動距離を必要とする場合があるという適切な警告をドライバに出すことができる。

ルート計画を含む方法では、好ましくは、さらに支援システムの他の基準ができるだけ最適化されているようにルートが決定される。他の基準は、例えば最小限の走行時間、最小限のエネルギー消費、または最小限の走行距離を含んでいてもよい。様々な基準の重要性を判定することもでき、ドライバは、どの要因が最大の影響を及ぼすべきかを決定することができる。

コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラム製品が処理装置で作動するか、またはコンピュータ読取可能なデータ担体に保存されている場合に、上記いずれか１つの方法を実施するためのプログラムコード手段を含む。

支援システムは、自動車の周辺を走査するためのセンサ、走査に依存して自動車の縦方向または横方向移動を制御するためのアクチュエータ、位置決め装置および走査または制御の機能を変更するかもしれない局所的な状況を決定する装置を含む。

支援システムは、上記いずれか１つの方法を実施するように構成されていてもよい。種々異なる実施形態では、支援システムは、機能の低下を考慮すべき範囲に自動車が接近した場合にドライバに警告を出すように構成されていてもよし、またはこのような範囲に依存して自動車のルートを計画もしくは変更することができる。

局所的な状況を決定するための装置は、第１実施形態では、静的な状況を含むデータバンクを含む。これらの状況は、例えばトンネル、カーブ、勾配、平均的な天候、または不変の、もしくは長期的にしか変化しない他のパラメータを含む。

別の実施形態では、装置は動的な情報のための受信機を含む。動的な情報は、例えば実際の交通情報、天候条件、または支援システムの機能に影響を及ぼすかもしれないその他の局所的な情報を含んでいてもよい。

添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

自動車を制御するための支援システムを示す図である。 図１の自動車を制御するための方法を示すフロー図である。

図１は、自動車１０５を制御するための支援システム１００を示す。この支援システム１００は処理装置１１０を含み、一般に少なくとも１つのセンサ１１５および少なくとも１つのアクチュエータ１２０を含む。支援システム１００は、自動車１０５の運転を支援するように構成されており、または別の一実施形態では自動車１０５の自動運転を可能にするように構成されている。このために、センサ１１５によって自動車１０５の周辺、特に自動車１０５の周辺、特に自動車１０５の前方区間から情報が取り込まれ、処理装置１００によって処理される。複数のセンサ１１５を使用することもできる。さらに、例えば自動車１０５の速度、ヨーレート、加速度、位置、またはそのほかの静的または動的な運転パラメータなど、他のシステムの走査結果または中間結果を使用してもよい。一実施形態では、支援システム１００は不都合な運転状態が差し迫っている場合にドライバに視覚的、聴覚的、または触覚的な警告を出力するように構成されている。例えば、車線保持支援装置は、自動車１０５が走行車線から離れそうになった場合にドライバに警告するように、ステアリングホイールに振動を引き起こしてもよい。別の好ましい実施形態では、支援システム１００は自動車１０５の走行状態に影響を及ぼす。特に支援システム１００は自動車１０５の縦方向制御または横方向制御に影響を及ぼすことができる。例えば、駆動モータまたはブレーキの制御によって自動車１０５の速度を変更することができる。同様に、操舵システムの制御によって自動車１０５の走行方向を制御することができる。

当然ながら、支援システム１００は、所定のシステム限界内で作動し、課題を遂行することができるように指示されている。これらのシステム限界は、一方ではセンサ１１５の走査特性に関するものであってもよいし、他方ではいずれか１つのアクチュエータ１２０の特性に関するものであってもよい。さらに処理装置１１０によって処理するために保持される必要のある処理量をシステム限界として理解することができる。例えばセンサ１１５が自動車１０５の範囲内の物体を追跡することが望ましい場合には、同時に追跡可能な物体の数が設定されていてもよい。

自動車１０５は、１つ以上のシステム限界が超えた範囲で移動することもできる。

第１の例では、カメラに基づいたドライバ支援システムによる自動車１０５の周辺の走査は、トンネル内における走行範囲では、不都合な反射が有効信号に重畳されることもあるので、困難な場合もある。これにより、自動車１０５、例えば前方を走行する自動車の周辺における物体の走査または追跡が失敗する場合もある。

第２の例では、局所的な天候が支援システム１００の機能に影響を及ぼす場合もある。例えば自動車１０５が濃霧の範囲を走行している場合には、自動車１０５の周辺は受動的な光学系（カメラ）によっては劣悪にしか走査することができない。このようなカメラ画像に基づいた物体の検出機能は劣悪な場合もあり、例えば歩行者との衝突を防止するはずの非常ブレーキ支援装置が正確に機能する可能性が低くなることもある。

第３の例は、センサ１１５によって走査することはできるが、しかしながら特定することができない物体が自動車１０５の車線または周辺に存在する場合である。したがって、このような物体の動作の予測は成功しない場合もある。

支援システム１００の機能が制限されているかもしれないいずれの範囲を自動車１０５が走行し得るかをあらかじめ決定することによって、支援システム１００の機能を確保することが提案される。これにより、種々異なる支援システム１００に関係していることもある特別な誤差（「共通の原因に基づくエラー」）の影響を減じることができる。異なる複数の実施形態において、問題のある範囲を迂回して走行するように自動車１０５のルートを計画することができる。またはドライバが注意深く、支援システム１００による支援を低減した状態でさらに走行するように自動車１０５のドライバに警告を出すことができる。

支援システム１００の機能が低下しているとみなされる範囲を決定するために、データバンク１２５が設けられていてもよい。データバンク１２５は、好ましくは、変化しないか、または極めて稀にしか変化しない静的な情報を含む。付加的または代替的に、特別な無線のインターフェイス１３０が設けられていてもよく、このインターフェイス１３０を介して、好ましくは、変化率の高い動的な情報を受信することができる。一実施形態では、インターフェイス１３０は双方向に構成されており、支援システム１００の側で機能が制限されていると決定された範囲を無線で中央のシステムまたは他の自動車１０５に伝達することができる。インターフェイス１３０を介したデータ通信は、好ましくは暗号化されている。

随意に、位置決めシステム１３５が設けられていてもよく、位置決めシステム１３５はナビゲーションシステムに含まれていてもよい。位置決めシステム１３５は、好ましくは道路網を含む地図情報を備える道路地図に関して、自動車の位置を決定するように構成されている。

図２は、図１の自動車１０５を制御する方法２００のフロー図を示す。方法２００は、好ましくは図１の支援システム１００、特に処理装置１１０において実施するように構成されている。この場合、方法２００は、好ましくはコンピュータプログラム製品として構成されていてもよい。方法２００は、様々な順序で実施することができる所定数のステップを含む。専門家は様々な実施形態の可能性を知っており、方法２００を実施するために以下に説明する順序とは異なる順序を容易に設定することができる。

ステップ２０５では、支援システム１００の機能が制限されているかもしれない範囲に関してデータバンク１２５の情報が確認される。ステップ２１０では、インターフェイス１３０によって動的な情報が適宜に供給される。ステップ２１５では、ステップ２１５および２１０の情報が相互比較されるか、もしくはまとめられる。したがって、例えば欠如している情報を補足するか、または相互の妥当性確認を行うことができる。このステップは、好ましくはステップ２２０で決定することができる自動車１０５の位置に関して行われる。

さらに付加的に、ドライバ支援システムが実際の条件下で機能するかどうかを連続的に点検することができる。予想される機能と付与されている機能との間に所定の不一致がある場合には、システムに生じた不備に関する情報を捕捉することができる。検査は、例えばドライバの操作に対するシステムの反応を調整するか、または物体検出の所定の基準を点検することによって行うか、または他の方法で行うことができる。

一実施形態では、自動車１０５の位置または計画したルートに関するステップ２０５および２１０が行われる。自身の自動車の位置もしくは計画したルートと、支援システム１００の機能が制限されているかもしれない特定の範囲との間の比較した場合に一致しなければ、自動車の走行を制限なしに続行することができる。ルートが支援システム１００の機能が制限されることが懸念される範囲を通る場合には、局所的に一致することを決定することもできる。この場合には、このような範囲をできるだけ走行しないようにルートを変更することができる。このことが不可能な場合には、走行する範囲の数、このような範囲を走行するルートの長さ、または妨害の度合いをできるだけ最小限に抑えることができる。

ステップ２２５では、自動車１０５が、支援システム１００の機能が制限されるかもしれない範囲または位置に接近した場合、または自動車１０５が既にそのような範囲に入っている場合に、自動車１０５のドライバに対して警告を出すことができる。この警告は、聴覚的、視覚的、および／または触覚的に提供してもよい。代替的または付加的に、疑わしい範囲の回避を進める決定または提案をしてもよい。

これとは無関係にステップ２３０で、支援システム１００の機能が制限されているかもしれない１つ以上の範囲をできるだけ回避するルートを決定してもよい。ルートの決定は、特に、ステップ２３５において、特にデータバンク１２５により提供することができる地図情報に依存して行ってもよい。一実施形態では、自動車１０５の安全性が最大限に得られるように、すなわち、ルートにおける支援システム１００の機能の制限をできるだけ懸念しなくてもよいように実際の位置と目的地との間のルートが決定される。ルート決定は、付加的に、例えば最短経路または最も早い到着などの他の基準に関して行うこともできる。複数の目標基準に従うこともでき、好ましくは、目標基準の中でも自動車１０５の安全性の確保が最も影響力を有する。

代替的に決定される１つ以上のルートを自動車１０５のドライバが選択できるように提供してもよい。ドライバは、いずれか１つのルートを決定し、自身の判断に基づいて別のルートを選択してもよい。

ステップ２４０では、自動車１０５は、支援システム１００の支援によって、好ましくはいずれか１つの所定のルートを走行する。自動車１０５が、支援システム１００の機能が制限されている範囲に接近した場合には、ステップ２２５でドライバに警告が出される。これは、支援システム１００の機能制限の最小化に関して自動車１０５のルートが最適化された場合にも行うことができる。さらに、この範囲を迂回したいかどうかをドライバに確認し、ドライバにこの範囲のための迂回路を提案することができる。

Claims (9)

1. 支援システム（１００）によって自動車（１０５）を制御する方法（２００）において、
   前記支援システム（１００）の支援によって前記自動車（１０５）を運転するステップ（２４０）と、
   前記自動車（１０５）の位置を決定するステップ（２２０）と、
   前記支援システム（１００）の機能が制限されているかもしれない位置に自動車（１０５）が接近したことを決定するステップ（２１５）と、
   前記自動車（１０５）のドライバに警告を出すステップ（２２５）と、
   を含む前記支援システム（１００）によって自動車（１０５）を制御する方法（２００）。
2. 支援システム（１００）によって自動車（１０５）を制御する方法（２００）において、
   前記自動車（１０５）の位置を決定するステップ（２２０）と、
   目的地を検出するステップと、
   実際の位置から目的地までのルートを決定するステップ（２３０）と、
   を含み、
   前記支援システム（１００）の機能をできるだけ最大限にするようにルートを決定する方法。
3. 請求項１または２に記載の方法（２００）において、
   前記支援システム（１００）が、前記自動車（１０５）の周辺を走査するように構成されており、走査のための条件に関して機能を決定する方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法（２００）において、
   前記自動車（１０５）の縦方向制御または横方向制御を支援するように前記支援システム（１００）を構成し、前記自動車（１０５）の縦方向移動または横方向移動を制御するための条件に関して機能を決定する方法（２００）。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法（２００）において、
   さらに前記支援システム（１００）の機能における他の基準ができるだけ最適化されているようにルートを決定する方法。
6. コンピュータプログラム製品において、
   コンピュータプログラム製品が処理装置（１１０）で作動するか、またはコンピュータ読取可能なデータ担体に保存されている場合に、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法（２００）を実施するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム製品。
7. 支援システム（１００）において、該支援システム（１００）が、
   自動車（１０５）の周辺を走査するためのセンサ（１１５）と、
   走査に依存して前記自動車（１０５）の縦方向移動または横方向移動を制御するためのアクチュエータ（１２０）と、
   位置決め装置（１３５）と、
   走査または制御の機能を変更するかもしれない局所的な状況を決定するための装置（１１０）と、
   を含む支援システム（１００）。
8. 請求項７に記載の支援システム（１００）において、
   前記装置（１１０）が、静的な状況を備えるデータバンク（１２５）を含む支援システム（１００）。
9. 請求項７または８に記載の支援システム（１００）において、
   前記装置（１１０）が、動的な情報のための受信機（１３０）を含む支援システム（１００）。

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