JP2022523769A - 割り込んでくる又は抜け出て行く車両を認識する制御ユニット及び方法 - Google Patents

Abstract

車両用の制御ユニットを記述する。制御ユニットは、前方にある車両の移動経路の周りにある車両の走行路包囲体を予測し、前方にある物体、例えば割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両を検出するように設けられている。加えて、制御ユニットは、物体上の参照ポイントを確定し、参照ポイントと走行路包囲体とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報を確定するように設けられている。さらに、制御ユニットは、オーバーラップ情報に基づいて、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかを特定するように設けられている。

Description

本発明は、割り込んでくる又は抜け出て行く車両を認識する制御ユニット及び方法に関する。特に、本発明は、少なくとも一部自動で走行している車両のためのドライバー・アシスタント・システムの一環として、割り込んでくる又は抜け出て行く車両を高い精度で認識することに関する。

車両は、車両の進行方向及び／又は横方向の操作を少なくとも一部自動で行なうことのできるドライバー・アシスタント・システム若しくは走行機能を有している場合がある。ドライバー・アシスタント・システムの一例或いは走行機能の一例は、車両が自動的に特定の速度を保ち及び／又は車両の前方を走行している前方車両までの特定の距離を保つ距離コントローラ及び／又は速度コントローラ（英語でＡｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＣＣ））である。

車両（自車両ともいう）においてそのようなドライバー・アシスタント・システムを利用可能にするために通常求められるのは、車両の車線に割り込んでくる他車両を認識することで、例えば、前方車両を規範対象にして距離制御及び／又は速度制御を動作させることに代えて、割り込んでくる車両を規範対象にして動作させるようにすることである。

なかんずく、車線が殆ど認識できない場合や車線が存在しない場合は、自車両の車線に割り込んでくる車両を確実に検出することができないのが普通である。本書面は、割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両を、特に車線が検出できない場合であっても、効率的且つ高い精度で認識するという技術的課題を扱う。

この課題は、各独立請求項により解決される。有利な実施態様は、とりわけ、従属請求項に記載されている。独立特許請求項に従属する特許請求項の追加的な特徴部は、独立特許請求項の特徴部が無くても、または、独立特許請求項の特徴部の一部と組み合わされるだけでも、独立特許請求項の全ての特徴部を組み合わせたものから独立した独自の発明を形成することができ、それが独立特許請求項の対象、分割出願の対象または後願の対象になり得ることを指摘しておく。このことは、明細書に記載された技術的教示にも同様に当てはまり、独立特許請求項の特徴部から独立した発明を形成することができる。

一態様に従って、車両用（特に自動車用）の制御ユニットを説明する。この制御ユニットは、車両の移動経路であって、前方にある移動経路の周りにある車両の走行路包囲体を予測するように設けられている。車両の移動経路は、車両のポイント（点）の（例えばフロントアクスル上の又はリアアクスル上のポイントの）軌跡を表すものでもよい。走行路包囲体は、その移動経路を（右側及び左側で）取り囲むものとすることができる。走行路包囲体及び／又は移動経路は、前方の所定領域に対して（例えば目前の５００メートル以内又は目前の２００メートル以内について）確定することができる。代替的若しくは付加的に、走行路包囲体及び／又は移動経路は、到来する所定の時間範囲について（例えば次の２０秒以内について又は次の１０秒以内について）確定することができる。

走行路包囲体及び／又は車両の移動経路は、例えば（車両に対して側方及び前方の）車両の周辺環境に関する周辺環境データに基づいて確定することができる。周辺環境データは、例えば、車両の一若しくは複数の周辺環境センサ（例えば、画像カメラ、レーダーセンサ、ライダーセンサ及び／又は超音波センサ）によって取得することができる。代替的若しくは付加的に、走行路包囲体及び／又は車両の移動経路は、車両の進行方向、操舵角及び／又は走行速度に関する車両データに基づいて確定することができる。車両データは、車両の一若しくは複数の車両センサ（例えば、速度センサ、加速度センサ、ステアリングセンサ等）によって取得することができる。代替的若しくは付加的に、走行路包囲体及び／又は車両の移動経路は、車両が走行する車道の変化の仕方（推移）に関するデジタル地図に基づいて確定することができる。

走行路包囲体及び／又は車両の移動経路はこのとき、車両が走行する車道の車線標示によらずに確定することができる。言い換えれば、現在走行中の車道で車線表示を検出することができない場合であっても、或いは特にその場合に初めて、上述のデータに基づいて、走行路包囲体及び／又は車両の移動経路を確定することができる。例えば、制御ユニットは、車両が走行している車線や車道の車線標示を認識できるかどうかを確認し又は特定するように設けられていてもよい。車線標示が検出できないと特定されれば、（本書面において説明する方法を実施するために）（代わりに）走行路包囲体を予測することができる。

車両の移動経路の周りの予測される走行路包囲体の幅は、車両の幅に依存させることができる。代替的若しくは付加的に、予測される走行路包囲体の幅は、車両の現在位置からの走行路包囲体の一領域の距離に依存させることもできる。通常、走行路包囲体の幅は、車両の現在位置までの距離が増すにつれて大きくなる。代替的若しくは付加的に、予測される走行路包囲体の幅は、移動経路の点が確定できるときの不確かさに依存させることができる。このとき、走行路包囲体の幅は、通常、不確かさが増すにつれて大きくなる。

制御ユニットはさらに、前方にある物体を検出するように設けられていてもよい。物体は、例えば、周辺環境データに基づいて検出することができる。物体は、車両の前方で割り込んでくる又は抜け出て行く（他の）車両であるか若しくはそれを含むものでもよい。

加えて、制御ユニットは、物体の上に若しくは物体に面して参照ポイントを確定するように設けられている。この目的のために、周辺環境データに基づいて、物体の輪郭線に関する輪郭モデルを確定することができる。言い換えれば、物体の輪郭線を簡単に記述若しくは模擬的に表すのに用いるモデルを確定することができる。輪郭モデルは、例えば、複数の角を有する多角形、特に正方形又は長方形であるか若しくはそれを含むものであってよい。こうすると、参照ポイントを輪郭モデルのポイントとして効率的に確定することができる。特に、制御ユニットは、物体の輪郭線を記述する多角形の複数の角から、参照ポイントを一つの角として選択するように設けられていてもよい。物体を（必要に応じてたった一つの）参照ポイントにより表すことにより、車両の走行軌跡及び／又は車両のドライバー・アシスタント・システム若しくは走行機能に対する物体の関連性を効率的かつ確実に確定することができる。

制御ユニットはさらに、参照ポイントと走行路包囲体とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報を確定するように設けられている。オーバーラップ情報は、特に、参照ポイントが車両の走行路包囲体のどれだけ近くにあるかを示すことができる。これは、オーバーラップ値によって表すことができ、そのオーバーラップ値は、その都度異なる近さやオーバーラップの程度を示すように最小値と最大値の間の値をとることができる。こうして、物体の参照ポイントが走行路包囲体のどれだけ近くにあるかをオーバーラップ情報として確定することができる。

増加するオーバーラップ値は、走行路包囲体に対する近さが増していることを示すことができる点に留意されたい（第一の変形例）。代替例では、増加するオーバーラップ値が、（全く逆に）走行路包囲体からの隔たりが増していることを示すことができる（第二の変形例）。この第二の変形例は、本書面においては、しばしば括弧内に表されている。第二の変形例では、比較的小さいオーバーラップ値（例えばゼロ）が、走行路包囲体とのオーバーラップが比較的大きいことを示す一方、比較的大きいオーバーラップ値（例えば１）が、走行路包囲体とのオーバーラップが比較的小さいことを示す。

加えて、制御ユニットは、オーバーラップ情報に基づいて、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかを特定するように設けられている。上述したように、オーバーラップ情報は、参照ポイントのオーバーラップ値を示すか或いは含むことができる。制御ユニットは、オーバーラップ値を少なくとも一つの閾値と比較して、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかを特定するように設けられていてもよい。例えば、オーバーラップ値が第一の閾値よりも大きい場合に、物体が車両の走行路包囲体に進入してくることを特定することができる。他方、オーバーラップ値が第二の閾値より小さい場合に、物体が車両の走行路包囲体に進入してこないと特定することができる。これは、オーバーラップ値の第一の変形例に当てはまることである。第二の変形例に関しては、対応する比較を閾値と行なえばよい。

こうして、検出された物体（特に割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両）が車両の走行機能のために考慮されるべきなのかそうでないのかを（現在走行中の車道上に車線標示が検出できない場合でも）正確且つ効率的に求めることができる。

制御ユニットは、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかが特定されたかどうかに応じて車両の走行機能を動作させるように設けられていてもよい。代替的若しくは付加的に、制御ユニットは、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかが特定されたかどうかに応じて少なくとも一部自動化して車両を操作するように設けられていてもよい。こうして、走行機能若しくはドライバー・アシスタント・システムの品質を向上させることができる。

制御ユニットは、走行路包囲体に対する参照ポイントの参照位置を確定するように設けられていてもよい。参照位置は、移動経路に対して垂直をなし且つ参照ポイントを通って延びる垂線上にあるのでもよい。次に、オーバーラッププロファイルに基づくとともに参照位置に基づいて、オーバーラップ情報として、参照ポイントのオーバーラップ値を確定することができる。

オーバーラッププロファイルは、走行路包囲体に対する異なる位置に対して異なるオーバーラップ値を示すことができる。オーバーラップ値はここで、走行路包囲体までの距離が増すとともに減少する（若しくは増加する）のでもよい。オーバーラッププロファイルはここで、例えば、最小値（例えば０）と最大値（例えば１）の間のオーバーラップ値を想定することができる。オーバーラッププロファイルは、例えば、走行路包囲体に隣接する許容ゾーンにおいて、走行路包囲体からの距離が増すとともにオーバーラップ値の最大値から最小値へと（又はその逆に）移行することができる。さらに、オーバーラッププロファイルは、走行路包囲体において、最大値（または最小値）を有することができる。

許容ゾーンの幅は、例えば、車両の走行速度に依存し得る（そして、走行速度が増すにつれて増加する）。代替的若しくは付加的に、許容ゾーンの幅は、車両の現在位置からの許容ゾーンの一領域の距離に依存し得る。通常、許容ゾーンの幅は、車両の現在位置までの距離が増すに連れて増加する。代替的若しくは付加的に、許容ゾーンの幅は、移動経路の点が確定できるときの不確かさに依存してもよい。ここで、許容ゾーンの幅は、通常、不確かさが増すに連れて増加する。

オーバーラッププロファイルを考慮することにより、ロバストな方法でオーバーラップ情報を確定することができるので、関連する物体を確実に認識できるようになる。

制御ユニットは、参照位置の不確かさの程度に関する不確かさ情報を確定するように設けられていてもよい。不確かさ情報は特に、物体の実際位置が参照ポイントの参照位置からどれだけずれる可能性があるのかを示すことができる。参照ポイントのオーバーラップ値は、不確かさ情報に基づいて確定することができる。不確かさ情報を考慮することにより、関連する物体を認識する精度をさらに向上させることができる。

特に、制御ユニットは、不確かさ情報に基づいて、参照ポイントの参照位置の周りの数値範囲（例えば標準偏差）を確定するように設けられていてもよい。オーバーラッププロファイルに基づいて、次に、参照位置の周りの数値範囲について最大（または最小）のオーバーラップ値を確定することができる。利用されるべき参照ポイントのオーバーラップ値は、次に、とりわけロバストな方法で、確定された最大（または最小）のオーバーラップ値に基づいて確定することができる。

制御ユニットは、物体の複数の可能なポイントに関してそれぞれオーバーラップ値を確定するように設けられていてもよい。物体の参照ポイントは、次に、複数の可能なポイントのオーバーラップ値に応じて、複数の可能なポイントから選択することができる。特に、走行路包囲体との相対的に最大の（または相対的に最小の）オーバーラップ値を持つポイントを複数のポイントから選択することができる。こうして、走行路包囲体と大きくオーバーラップするポイントを参照ポイントとして選択することができる。このように、関連する物体の特に確実な認識を可能にすることができる。

制御ユニットは、移動経路に対して垂直をなし且つ参照ポイントを通って延びる垂線を、走行路包囲体を横切る切断面として確定するように設けられていてもよい。オーバーラッププロファイルは、次に、垂線上の位置の関数としての、垂線に沿って推移するオーバーラップ値の関数として確定することができる。垂線を考慮することにより、走行路包囲体に対する参照ポイントの位置を正確に確定することができる。

制御ユニットは、特に、参照ポイントを通る異なる方向を向いた複数の垂線を確定する（このとき、各垂線は、車両の移動経路に対して垂直をなす。）ように設けられていてもよい。次に、複数の垂線に関して、対応する複数のオーバーラッププロファイルを確定することができる。複数のオーバーラッププロファイルに基づいて、走行路包囲体と参照ポイントとの、対応する複数の可能なオーバーラップ値を確定することができる。参照ポイントのオーバーラップ値は、次に、複数の可能なオーバーラップ値に基づいて、正確且つロバストな方法で、確定することができる。特に、そのオーバーラップ値は、最大限（または最小限）可能なオーバーラップ値として、複数の可能なオーバーラップ値から確定することができる。

さらに他の態様に従って、本書面に述べられている制御ユニットを有する（道路）自動車（特に乗用車またはトラックまたはバスまたはオートバイ）が説明される。

さらに他の態様に従って、（コンピュータで実行される）車両の走行機能に関連する物体を認識する方法が説明される。この方法は、車両の移動経路であって、前方にある移動経路の周りにある車両の走行路包囲体の予測を含む。この移動経路はこのとき、車両の或る特定のポイント（注目点）（例えばアクスルの中心点）の軌跡を示すことができる。加えて、この方法は、前方にある物体の検出を含む。さらに、この方法は、物体上の参照ポイントの確定並びに参照ポイントと走行路包囲体とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報の確定を含む。さらに、この方法は、オーバーラップ情報に基づいた、物体が車両の走行路包囲体に進入してくるかどうかの特定を含む。

さらに他の態様に従って、ソフトウェア（ＳＷ）プログラムが説明される。このＳＷプログラムは、プロセッサ上で（例えば、車両の制御装置上で）実行され、それにより本書面において説明される方法を実行するように設けることができる。

さらに他の態様に従って、記憶媒体が説明される。この記憶媒体は、プロセッサ上で実行され、それにより本書面において説明される方法を実行するように設けられているＳＷプログラムを含むことができる。

本書面において述べられる方法、装置及びシステムは、単独で使用することも、本書面で述べられる他の方法、装置及びシステムと組み合わせて使用することもできることに留意されたい。さらに、本書面で述べられる任意の態様の方法、装置及びシステムは、様々な仕方で互いに組み合わせることができる。特に、請求項の特徴部は、様々な仕方で互いに組み合わせることができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

例示的な走行状況を示す図である。 車両の例示的な構成要素を示す図である。 例示的な走行路包囲体を示す図である。 例示的なオーバーラッププロファイルを示す図である。 車両の走行機能の一環として、割り込んでくる車両を考慮するための例示的な方法のフロー図である。

冒頭で述べたように、本書面は、割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両を確実且つ効果的に検出することを扱う。これに関連して、図１は、多車線の車道１１０の自車線１１１上において前方車両１０１の後を自車両１００が走行している例示的な走行状況を示している。自車両１００では、例えば、前方車両１０１に対して自車両１００を決まった距離１０６に自動的に保ち及び／又は自車両１００を特定の走行速度１０５で進行方向及び／又は横方向に自動的に走行させる走行機能を動作させることができる。走行機能（特に距離コントローラ及び／又は速度コントローラ）はこのとき、前方車両１０１を規範対象として利用することで、自動的に自車両１００の走行速度１０５を（例えば、前方車両１０１に対する距離１０６に応じて及び／又は前方車両１０１の走行速度に応じて）調整する。

走行機能の動作中に、別の車両１０２が、自車線１１１に隣接する車線１１２から自車両１００と前方車両１０１との間に割り込んでくることが起こり得る。割り込んでくる車両１０２の走行速度に自車両１００の走行速度１０５を快適に適合させるため及び／又は割り込んでくる車両１０２までの所定距離１０６を快適に設定できるようにするためには、割り込んでくる車両１０２をできるだけ早く認識しなければならない。

図２は、（自）車両１００の例示的な構成要素を示している。自車両１００は、車両１００の周辺環境に関する周辺環境データを取得するように設けられている一若しくは複数の周辺環境センサ２０１を有する。例示的な周辺環境センサ２０１は、画像カメラ、ライダーセンサ、レーダーセンサ及び／又は超音波センサである。車両１００の制御ユニット２００は、周辺環境データに基づいて、車両１００の自車線１１１の車線境界線を検出するように設けられていてもよい。さらに、制御ユニット２００は、周辺環境データに基づいて、自車線１１１に割り込んでくる車両１０２を検出するように設けられていてもよい。加えて、割り込んでくる車両１０２までの自車両１００の距離１０６及び／又は割り込んでくる車両１０２の走行速度を確定することができる。

制御ユニット２００はさらに、割り込んでくる認識された車両１０２に応じて、特に割り込んでくる車両１０２の走行速度及び／又は割り込んでくる車両１０２までの距離１０６に応じて、自車両１００の一若しくは複数の進行方向及び／又は横方向操作アクチュエータ２０２を動作させるように設けられていてもよい。例示的な進行方向及び／又は横方向操作アクチュエータ２０２は、駆動モータ、ブレーキ装置及び／又はステアリング装置である。特に、制御ユニット２００は、走行機能（例えばＡＣＣなど）を使えるようにするために、周辺環境データに基づいて一若しくは複数の進行方向及び／又は横方向操作アクチュエータ２０２を動作させるように設けられていてもよい。

割り込んでくる車両１０２は、隣接車線１１２から自車両１００の自車線１１１への完全な変更、部分的な変更或いは中断される変更を実行する任意の速度範囲で一緒に移動する交通参加者である。ここで、割り込んでくる車両１０２が（自車両１００の走行速度１０５に対して）進行方向に正の相対速度で移動しているのか或いは負の相対速度で移動しているのかは重要ではない。

割り込んでくる車両１０２は、自車両１００が進もうとしている移動経路を完全または部分的にブロックすることで制限してしまう可能性がある。この場合、割り込んでくる車両１０２とみなすことができるのは、自車両１００の移動経路を実際にブロックする車両か、安全距離がもはや保てなくなるほど、又は、自車両１００のドライバが割り込んでくる車両１０２を安全上の緊急リスクと評価するほど、自車両１００の移動経路に近づいてくる車両かの少なくともいずれかである。

割り込んでくる車両１０２は、視野が（例えば自車両１００のＡピラーによる或いは自車両１００の死角に入って後ろから来るなど）制限されるせいで見え難いという理由で、あるいは、比較的ぎりぎりに近い割り込みプロセスが自車両１００のドライバに不快な思いをさせるという理由で、自車両１００までの近さが原因で安全上のリスクとなる可能性がある。

割り込んでくる識別された車両１０２の位置は、自車両１００の一若しくは複数の周辺環境センサ２０１の周辺環境データに基づいて確定することができる。さらに、車線境界線によりマーキングされた或いは推定された自車両１００の自車線１１１における、割り込んでくる車両１０２の配置を特定することができる。しかしながら、多車線で車線境界線もなく使用される道路１１０、駐車場、交差点或いは（標示のない）舗装面では、通常は自車線１１１の認識を行なうことができないために、自車線１１１に割り込んでくる車両１００を確実に認識することができないことになる。

車両１００は、車両１００の状態に関する状態データ若しくは車両データを取得するように設けられている一若しくは複数の車両センサ２０３を有することができる。状態の例としては、車両１００の進行方向及び／又は横方向の走行速度、進行方向及び／又は横方向の加速度、操舵角及び／又はヨーレートである。さらに、車両１００は、車両１００の現在位置に関する位置データを確定するように設けられている位置センサ２０４を有することができる。車両１００はさらに、車両１００が走行する道路網に関するデジタル地図が格納されている記憶ユニット２０５を有することができる。

制御ユニット２００は、周辺環境データに基づいて及び／又は車両データに基づいて及び／又はデジタル地図に関連する位置データに基づいて、自車両１００の移動経路３００を（図３ａに示すように）予測するように設けられていてもよい。特に、移動経路３００の周りに延びる自車両１００の走行路包囲体３０１を予測することができる。走行路包囲体３０１はこのとき、移動経路３００の両側に走行路包囲体境界３０２を備えている。

移動経路３００は、前方の或る車道区画若しくはスペース区間における自車両１００の予想走行軌道を表すものとすることができる。走行路包囲体３０１は、移動経路３００を取り囲むことができる。この場合、走行路包囲体３０１の幅は、車両１００の幅に依存させることができる。さらに、走行路包囲体３０１の幅は、移動経路３００上の点を予測できた精度に依存させることができる。通常、予測される移動経路３００の精度は、自車両１００の現在位置までの距離が大きくなるに連れて低下する。不確かさが増すのを考慮に入れるために、走行路包囲体３０１の幅は、自車両１００の現在位置までの距離が大きくなるに連れて増えるのでもよい。走行路包囲体３０１は、走行路包囲体３０１内に進入してくる他の車両１０２と自車両１００が衝突するかもしれないことを所定の確率（例えば５０％以上または７０％以上または９０％以上）で想定できるように設定することができる。

さらに、走行路包囲体３０１のそれぞれの側方に、それぞれの許容限界３０４によって境界が定められる許容ゾーン３０３をそれぞれ定めることができる。許容ゾーン３０３は、許容ゾーン３０３に割り込んでくる車両１０２に対して、一つの衝突確率が存在するように（例えば周辺環境データ、車両データ、位置データ及び／又はデジタル地図に基づいて）決定することができ、その衝突確率は、例えば（許容限界３０４における）最小値と（走行路包囲体限界３０２における）最大値との間にある。最小値は例えば、０％から１０％の間にあってもよい。最大値は例えば、４０％から６０％の間にあってもよい。許容ゾーンの幅は、自車両１００の現在位置からの距離が大きくなるに連れて増えるのでもよい。

自車両１００の制御ユニット２００は、割り込んでくる車両１０２、特に割り込んでくる車両１０２の特定のポイント（点）（後部の角など）が、予測される走行路包囲体３０１に進入してくるかどうか及び／又は走行路包囲体３０１に隣接する許容ゾーン３０３に進入してくるかどうかを周辺環境データに基づいて特定するように設けられていてもよい。図３ａは、割り込んでくる車両１０２の許容ゾーン３０３内の参照ポイント３１２の例を示している。参照ポイント３１２は、割り込んでくる車両１０２のポイントであって、自車両１００の移動経路３００若しくは走行路包囲体３０１に最も近く存在するポイントとすることができる。

割り込んでくる車両１０２の確定された参照ポイント３１２に対して、一群の垂線３１１を確定することができる。このとき、垂線３１１は、移動経路３００に対して垂直をなし、割り込んでくる車両１０２の確定された参照ポイント３１２を通って延びる直線である。垂線３１１はこのとき、走行路包囲体３０１及びその隣接する許容ゾーン３０３を横切る（移動経路３００に対して垂直となる）切断面をなす。

各垂線３１１について、すなわち各切断面について、オーバーラッププロファイル３２０を用意することができるが、このとき、オーバーラッププロファイル３２０は、垂線３１１上における、割り込んでくる車両１０３の確定されたポイント３１２の位置３２１の関数として、自車両１００の走行路包囲体３０１と、割り込んでくる車両１０３とのオーバーラップの度合若しくは値３２２を示す。このオーバーラッププロファイル３２０は、最小値３３２（例えば０）と最大値３３３（例えば１）の間のオーバーラップ度若しくはオーバーラップ値３２２を有することができる。このとき、許容ゾーン３０３の外側のオーバーラッププロファイル３２０は、最小値３３２を取り得る。さらに、走行路包囲体３０１の内側のオーバーラッププロファイル３２０は、最大値３３３を取り得る。許容ゾーン３０３内では、オーバーラッププロファイル３２０は、最小値３３２から最大値３３３へと増加するものでもよい。

一つの垂線３１１に対して、割り込んでくる車両１００の認識された参照ポイント３１２の、オーバーラッププロファイル３２０上における参照位置３２２を確定することができる。こうして、識別された参照ポイント３１２に対して、一つのオーバーラップ値３３１が得られる。すると次に、一群の垂線３１１に対して、対応する一群のオーバーラップ値３３１を確定することができる。さらに、一群のオーバーラップ値３３１に基づいて、割り込んでくる車両１０２が自車両１００の走行路包囲体３０１に進入するかどうかを特定し、特には予測することができる。それに応じて次に、自車両１００の走行機能（例えば、自動化された進行方向及び／又は横方向の操作）を動作させることができる。

こうして、自車両の推定された未来の移動経路３００に基づいて、予測の走行路包囲体３０１を計算することができる。走行路包囲体３０１は、移動経路３００を左側および右側に拡張することで得ることができる。この拡張部分は、走行路包囲体３０１の長さにわたって変動し得るものであり、場合によっては、動的に、例えば、自車両１００の固有速度１０５に応じて変化し得る。走行路包囲体３０１の外側には、両側に、やはり変動し得る形で接続することのできる許容ゾーン３０３を想定することができる。

これにより、自車両１００の前方における走行方向の平面の任意のポイントＰ３１２について、そのポイントが走行路包囲体３０１の内側にあるのか、許容ゾーン３０３内にあるのか又は許容ゾーン３０３外にあるのかを計算する手段が得られる。いずれのポイントＰ３１２も、予測される移動経路３００に対して垂直をなす（図３ａ参照）一若しくは複数の垂線３１１Ｌ_ｉ，ｉ＝１…ｎを定める。これらの垂線３１１は、走行路包囲体３０１と許容ゾーン３０３を横切る切断面をなし、個々の切断面上に、プロファイル曲線３２０Ｋ^Ｐ _ｉ（ｘ）（若しくはオーバーラッププロファイル）をスカラー関数として定めることができる（図３ｂ参照）。これらの曲線３２０は、ポイント３１２が走行路包囲体３０１の内側にあるのか（例えば、値：１）または許容ゾーン３０３の外側にあるのか（例えば、値：０）という情報を含むことができる。許容ゾーン３０３では、０と１の間の値を内挿することができ、それにより、自車両１００の走行路包囲体３０１とのオーバーラップ度に関する指標（特性曲線）（Ｃｈａｒａｋｔｅｒｉｓｔｉｋ）を得ることができる。

検出された物体１０２に対して、例えば、以下の一若しくは複数の特徴を備えた一つの参照ポイント３１２Ｒを特定することができる：
・ポイント３１２は、物体１０２の輪郭線上にある；
・ポイント３１２は、所定の観測品質の最小値を超える観測品質の品質を備えている；及び／又は
・ポイント３１２は、物体１０２の許容される全てのポイントＰ及びそれに付随する全ての垂線３１１の空間における走行路包囲体オーバーラップ指標３２０Ｆ_Ｐを最大にする、つまり、物体１０２の全てのＰについてＦ_Ｒ≧Ｆ_Ｐ；言い換えれば、検出された物体１０２の参照ポイント３１２は、その参照ポイント３１２に関して、可能な全ての垂線３１１について、オーバーラッププロファイル３２０の最大可能なオーバーラップ値３３１が（物体１０２の全ての可能なポイントについて）得られるように選択することができる。

検出された物体１０２に関して複雑な物体形状に基づいて考える代わりに、物体１０２の輪郭線を長方形で近似することができる。必要に応じて、例えば物体１０２の角といった点の集合による比較的計算量の少ない近似を使用することができる。例えば、物体１０２の可能な参照ポイント３１２は、物体１０２の輪郭線を近似する長方形の角の点とすることができる。

自車両１００のセンサシステム２０１の限界により、物体１０２が、比較的不十分若しくは比較的低品質でしか把握することのできない一若しくは複数の物体領域を有する場合もある。比較的低い捕捉品質の物体領域の例は、この場合、自車両１００のドライバの視野の外側にある物体領域、かくまわれている物体領域、物体１０２のセンサと反対側にある物体領域の少なくともいずれかである。そのような物体領域は、通常、不確かさの影響を比較的多く被るため、物体１０２の可能な参照ポイント３１２を考慮する対象から除外することができる。

一次近似では、ポイント３１２Ｐの走行路包囲体オーバーラップ指標Ｆ_Ｐは、位置３２２ｘのポイント３１２Ｐに属する全ての垂線３１１Ｌ_ｉについての全てのＫ^Ｐ _ｉ（ｘ）の最大値として計算することができる。位置のばらつきがある場合は、計算時にそれらを考慮することができる。これは、直線３１１Ｌ_ｉに沿った位置標準偏差を計算することによって実行することができる。例えば、直線３１１Ｌ_ｉ上で標準偏差δを有する位置３２１ｘでのポイント３１２のオーバーラップ値３３１がＫ^Ｐ _ｉ（ｘ）で与えられている場合、この値が、δ｜ｄ／ｄｘ Ｋ^Ｐ _ｉ（ｘ）｜の重み付け加算により増加する可能性もある。ポイントＰに関する走行路包囲体オーバーラップ指標Ｆ_Ｐは、こうして次のように確定することができ
Ｆ_Ｐ＝ｍａｘ_ｉ［Ｋ^Ｐ _ｉ（ｘ）＋αδ｜ｄ／ｄｘ Ｋ^Ｐ _ｉ（ｘ）｜］、
ここで、αは、０と１の間の重み付けパラメータであり、角括弧は、可能な数値範囲を０から１に制限する。

物体１０２は、自身のオーバーラップ値３３１Ｆ_Ｒが（必要に応じて経験的に決められた）第一の閾値Ｓ_ｉｎを超える場合に、自車両１００の走行路包囲体３０１とオーバーラップしていると評価することができる。それと対応させる形で、物体１０２は、自身のオーバーラップ値３３１Ｆ_Ｒが（必要に応じて経験的に決められた）第二の閾値を下回る場合に、走行路包囲体３０１とオーバーラップしていないものとして評価することができる。

こうして、自車両１００の走行機能は、物体１０２が、走行路包囲体３０１とオーバーラップしているものとして分類されたか或いは走行路包囲体３０１とオーバーラップしていないものとして分類されたかに応じて、動作させることができる。特に、例えば距離制御及び／又は速度制御は、物体１０２が走行路包囲体３０１とオーバーラップしていると特定された場合に、検出された物体１０２（特に割り込んでくる車両）に基づいて行なうことができる。他方、検出された物体１０２は、場合によっては、距離制御及び／又は速度制御に考慮されないままとなることもあり得る。

図４は、（自）車両１００の走行機能に関連する物体１０２、特に割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両１００を認識する例示的な方法４００のフロー図を示す。この方法４００は、車両１００の制御ユニット２００により実行することができる。

方法４００は、前方にある車両１００の移動経路３００の周りにある車両１００の走行路包囲体３０１の予測４０１を含む。これは例えば、周辺環境データ、車両データ又はデジタル地図の少なくともいずれか一つに基づいて行なうことができる。このとき、現在走行している車道１１０は、車線標示を認識できないようなものであってもよい。言い換えれば、走行路包囲体３０１は、必要に応じて、車線標示を考慮せずに予測することができる。

さらに、方法４００は、前方にある物体１０２、特に割り込んでくる若しくは抜け出て行く車両の検出４０２を含む。物体１０２は、周辺環境データに基づいて検出することができる。

方法４００はさらに、物体１０２上の（特に正確に一個の）参照ポイント３１２の確定４０３を含む。参照ポイント３１２はこのとき、物体１０２の様々な部分領域の捕捉品質若しくは観察品質に応じて確定することができる。特に、必要に応じて、参照ポイント３１２は、捕捉品質若しくは観察品質が予め設定した品質閾値を上回るような、物体１０２の部分領域の中からのみ選択することができる。

さらに、方法４００は、走行路包囲体３０１と参照ポイント３１２とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報の確定４０４を含む。特に、オーバーラップ情報は、走行路包囲体３０１までの参照ポイント３１２の近さを示すことができる。例えば、オーバーラップ情報は、走行路包囲体３０１までの参照ポイント３１２の近さが増すに連れて増加する（またはその逆）オーバーラップ値３３１を含むことができる。

方法４００はまた、オーバーラップ情報に基づいた、物体１０２が車両１００の走行路包囲体３０１に進入してくるかどうかの特定４０５を含む。車両１００の走行機能（例えば、（部分的に）自動化された走行）は、次に、物体１０２が車両１００の走行路包囲体３０１に進入してくるかどうかが特定されたかどうかに応じて動作させることができる。

本書面において説明した手段を通じて、物体１０２の位置だけでなく、幾何学的な物体情報（場合によっては不完全である）をも駆使して、自車両１００の走行路包囲体３０１への物体１０２の進入を検出することができる。この場合、物体１０２に関して適切な参照ポイント３１２を選択することにより、誤検出を最小限に抑えることができる。プロファイル曲線３２０に基づいた走行路包囲体３０１の不確かさのモデル化により及び／又は参照ポイント３１２の位置３２２の不確かさのモデル化により、物体１０２（特に割り込んでくる車両）の認識率を高めることができる。説明した方法４００はここで、速度パラメータα及び／又は閾値Ｓ_ｉｎおよびＳ_ｏｕｔを変更することで最適化可能である。走行路包囲体３０１の拡張領域及び／又は許容ゾーン３０３の柔軟な選択により、例えば、割り込んでくる及び／又は抜け出て行く交通参加者を検出するといった多様な用途が可能になる。

本発明は、示された実施例に限定されない。特に、明細書及び図面は、提案した方法、装置及びシステムの原理を説明することのみを目的としていることに留意されたい。

Claims (16)

1. 車両（１００）用の制御ユニット（２００）であって、
   －前方にある車両（１００）の移動経路（３００）の周りにある車両（１００）の走行路包囲体（３０１）を予測し、
   －前方にある物体（１０２）を検出し、
   －物体（１０２）上の参照ポイント（３１２）を確定し、
   －参照ポイント（３１２）と走行路包囲体（３０１）とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報を確定し、
   －オーバーラップ情報に基づいて、物体（１０２）が車両（１００）の走行路包囲体（３０１）に進入してくるかどうかを特定する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
2. 請求項１に記載の制御ユニット（２００）であって、
   －車両（１００）の周辺環境に関する周辺環境データを確定し、
   －当該周辺環境データに基づいて、物体（１０２）の輪郭線に関する輪郭モデルを確定し、
   －参照ポイント（３１２）を輪郭モデルのポイントとして確定する
   ように形成されている制御ユニット（２００）。
3. 請求項２に記載の制御ユニット（２００）であって、
   －輪郭モデルは、複数の角を有する多角形、特に正方形または長方形を含み、
   －複数の角から参照ポイント（３１２）を一つの角として選択するように設けられている制御ユニット（２００）。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
   －走行路包囲体（３０１）に対する参照ポイント（３１２）の参照位置（３２２）を確定し、
   －オーバーラッププロファイル（３２０）に基づくとともに参照位置（３２２）に基づいて、オーバーラップ情報として、参照ポイント（３１２）のオーバーラップ値（３３１）を確定し、オーバーラッププロファイル（３２０）が、走行路包囲体（３０１）に対する異なる位置（３２１）に対して異なるオーバーラップ値（３２２）を示す
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
5. 請求項４に記載の制御ユニット（２００）であって、
   －参照位置（３２２）の不確かさの程度に関する不確かさ情報を確定し、
   －不確かさ情報に基づいて参照ポイント（３１２）のオーバーラップ値（３３１）を確定する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
6. 請求項５に記載の制御ユニット（２００）であって、
   －不確かさ情報に基づいて、参照ポイントの参照位置（３２２）の周りの数値範囲を確定し、
   －オーバーラッププロファイル（３２０）に基づいて、参照位置（３２２）の周りの数値範囲について最大または最小のオーバーラップ値を確定し、
   －確定された最大または最小のオーバーラップ値に基づいて、参照ポイント（３１２）のオーバーラップ値（３３１）を確定する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
7. 請求項４から６のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
   －物体（１０２）の複数のポイントに関してそれぞれオーバーラップ値（３３１）を確定し、
   －複数のポイントのオーバーラップ値（３３１）に応じて、参照ポイント（３１２）を複数のポイントから選択し、特に、走行路包囲体（３０１）との最も大きい又は最も小さいオーバーラップ値（３３１）を有するポイントとして、複数のポイントから選択する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
8. 請求項４から７のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
   －移動経路（３００）に対して垂直をなし且つ参照ポイント（３１２）を通って延びる垂線（３１１）を、走行路包囲体（３０１）を横切る切断面として確定し、
   －オーバーラッププロファイル（３２０）を、垂線（３１１）上の位置の関数としての、垂線（３１１）に沿って推移するオーバーラップ値（３２２）の関数として確定する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
9. 請求項８に記載の制御ユニット（２００）であって、
   －参照ポイント（３１２）を通る異なる方向を向いた複数の垂線（３１１）を確定し、
   －複数の垂線（３１１）に関して、複数のオーバーラッププロファイル（３２０）を確定し、
   －その複数のオーバーラッププロファイル（３２０）に基づいて、走行路包囲体（３０１）と参照ポイント（３１２）との、対応する複数の可能なオーバーラップ値（３３１）を確定し、
   －参照ポイント（３１２）のオーバーラップ値（３３１）を、複数の可能なオーバーラップ値（３３１）に基づいて、特に、複数の可能なオーバーラップ値（３３１）のうち最大限または最小限可能なオーバーラップ値（３３１）として確定する
   ように設けられている制御ユニット（２００）。
10. 請求項４から９のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
    －オーバーラッププロファイル（３２０）は、走行路包囲体（３０１）に隣接する許容ゾーン（３０３）において、走行路包囲体（３０１）からの距離が増すとともにオーバーラップ値（３２２）の最大値、特に１から、最小値、特に０へと移行し又はその逆に移行し、及び／又は、
    －オーバーラッププロファイル（３２０）は、走行路包囲体（３０１）において、最大値または最小値を有する
    制御ユニット。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
    －オーバーラップ情報は、参照ポイント（３１２）のオーバーラップ値（３３１）を示し、
    －オーバーラップ値（３３１）を少なくとも一つの閾値と比較することで、物体（１０２）が車両（１００）の走行路包囲体（３０１）に進入してくるかどうかを特定するように設けられている制御ユニット（２００）。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
    －物体（１０２）が車両（１００）の走行路包囲体（３０１）に進入してくるかどうかが特定されたかどうかに応じて車両（１００）の走行機能を動作させ、及び／又は、
    －物体（１０２）が車両（１００）の走行路包囲体（３０１）に進入してくるかどうかが特定されたかどうかに応じて少なくとも一部自動化された状態で車両（１００）を操作する
    ように設けられている制御ユニット（２００）。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、
    －車両（１００）の走行路包囲体（３０１）及び／又は移動経路（３００）を、
    －車両（１００）の周辺環境に関する周辺環境データ、
    －車両（１００）の進行方向及び／又は走行速度に関する車両データ、及び／又は
    －車両（１００）が走行している車道（１１０）の変化の仕方に関するデジタル地図、
    に基づいて確定するように設けられているか、
    或いは、
    －車両（１００）の走行路包囲体（３０１）及び／又は移動経路（３００）を、車両（１００）が走行する車道（１１０）の車線標示にはよらずに確定するように設けられているか、
    の少なくともいずれかとされている制御ユニット（２００）。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、車両（１００）の移動経路（３００）の周りの走行路包囲体（３０１）の幅は、
    －車両（１００）の幅、
    －車両（１００）の現在位置からの走行路包囲体（３０１）の一領域の距離、及び／又は、
    －移動経路（３００）の点が確定できるときの不確かさ
    に依存する制御ユニット。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の制御ユニット（２００）であって、物体（１０２）は、車両（１００）の前方で割り込んでくる又は抜け出て行く車両を含む制御ユニット。
16. 車両（１００）の走行機能に関連する物体（１０２）を認識する方法（４００）であって、
    －前方にある車両（１００）の移動経路（３００）の周りにある車両（１００）の走行路包囲体（３０１）の予測（４０１）、
    －前方にある物体（１０２）の検出（４０２）、
    －物体（１０２）上の参照ポイント（３１２）の確定（４０３）、
    －走行路包囲体（３０１）と参照ポイント（３１２）とのオーバーラップに関するオーバーラップ情報の確定（４０４）、及び
    －オーバーラップ情報に基づいた、物体（１０２）が車両（１００）の走行路包囲体（３０１）に進入してくるかどうかの特定（４０５）
    を含む方法（４００）。

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