JP5932984B2 - 運転者支援システム、及び、運転者支援システムを駆動する方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のための運転者支援システム、及び、車両の運転者支援システムを駆動する方法に関する。

車両のための運転者支援システムそのものは公知である。公知の運転者支援システムは、通常では、車両と、車両の周辺環境又は車両の近傍に存在する更なる別の車両と、の間隔を測定する間隔センサを備える。車両と更なる別の車両との間の対応する間隔に従って、例えば、警告信号が運転者に対して出力される。起こりうる衝突を回避するために、車両に自動的にブレーキが掛かることを構想することも可能である。

特に、複数の車道が交差し、運転標識や信号機が多く、複数の車両が様々な方向に曲がる交差点では、通常では、公知の運転者システムを使用することが出来ない。その理由は特に、公知の運転者システムが、通常では少数の車両しか同時に検出することが出来ず、車両の運転者が車道交通において守らなければならない交通規則の知識を有していないことにある。その点では、このような交差点の状況は非常に複雑である。

従って、本発明の根底にある課題は、複雑な交通状況においても運転者を支援しうる運転者支援システムを創出することにある。

さらに、本発明の根底にある課題は、車両の運転者支援システムを駆動するための対応する方法を提示することにある。

さらに、本発明の根底にある課題は、運転者支援システムのための対応する格納装置を提示することにある。

これらの課題は、独立請求項の各発明の主題によって解決される。有利な構成は、各従属請求項の発明の主題である。

１の観点によれば、車両のための運転者支援システムが提供される。運転者支援システムは、車両周辺環境を検出する検出装置と、車両周辺環境に対して相対的な車両位置を決定する位置決定装置と、を備える。さらに、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造を有するデータバンクが設けられる。さらに、検出された車両周辺環境及び車両位置と、オントロジーデータ構造と、を関連付ける結合器が設けられ、従って、関連付けられたデータ構造、特にオントロジー的に関連付けられたデータ構造が構築される。特に、結合器は、実装された公理及び／又は規則を、関連付けられたデータ構造に対して適用する。このことは特に、結合器が、関連付けられたデータ構造に基づく論理的推測のために構成されることを意味している。好適に、結合器はさらに、関連付けられたデータ構造を格納するよう構成される。評価器によって、例えば起こりうる衝突について言明しうるために、関連付けられたデータ構造が評価される。

他の観点によれば、車両の運転者支援システムを駆動する方法が提供される。この場合に、車両周辺環境と、車両周辺環境に対して相対的な車両位置と、が検出される。さらに、検出された車両周辺環境及び車両位置と、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造と、が関連付けられ、関連付けられたデータ構造、特にオントロジー的に関連付けられたデータ構造が形成される。続いて、関連付けられたデータ構造が評価される。

他の観点によれば、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造を有するデータバンクが格納された格納装置が提示される。

即ち、本発明には特に、現実又は現在の状況のイメージ、即ち、車両周辺環境及び当該車両周辺環境に対して相対的な車両位置と、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造と、を関連付けるという思想が含まれる。これにより有利に、関連付けられたデータ構造であって、そのオントロジーデータ構造の枠組みにおいて現実の状況を反映する上記データ構造が形成される。さらに、オントロジーデータ構造には交通規則が実装されているため、有利に、例えば、許容しうる又は許容しえない車両操作について実際の状況をより良く評価しうるために知識が提供される。従って、運転者支援システムは例えば、車両が他の車両に対して優先通行権を保証しなければならないことを知っている。さらに、運転者支援システムは有利に、特に複雑な交通状況、例えば複数の車両がある交差点において、どの車両がどの車両に対して優先通行権を保証しなければならないかが分かる。

このような知識は、例えば運転者に報知され、有利に例えば警告灯を備える表示装置を用いて、特に視覚的に報知される。特に、運転者には、運転者が優先通行権を有するか否かを聴覚的にも報知することが可能である。表示装置は特に、画面又は英語ではディスプレイ（Ｄｉｓｐｌａｙ）を備え得る。例えば、触覚を介した運転者への報知も構想されうる。

本発明の意味における交通規則とは、特に、規則を遵守して車道交通に参加しうるために運転者が従わなければならない規則を意味している。ドイツでは例えば、交通規則は、特に道路交通規則（ＳｔＶＯ：Ｓｔｒａｓｓｅｎｖｅｒｋｅｈｒｓｏｒｄｎｕｎｇ）を含む。

本発明の意味におけるオントロジーデータ構造は特に、データが類別され又はカテゴリー化され、かつ、前もって又は規則及び／又は公理の使用の使用によりデータが互いの関係によって関連付けられたデータ構造を含む。その限りにおいて好適に、大規模なオントロジー（ｈｅａｖｙｗｅｉｇｈｔ−Ｏｎｔｏｌｏｇｉｅ）、即ち、公理及び／又は規則を大規模に利用するオントロジーが関わっている。オントロジーデータ構造は、特に、例えば通り、車道、車線、信号機、交通標識、交差点トポロジのような道路交通の特別な要素を抽象的に示し、これら要素を好適に関係によって、規則及び／又は公理を用いて互いに関連付ける。公理及び／又は規則は、例えば、優先通行権についての規則であってもよい。公理は、特に、常に真である命題であり、従って、これにより有利に知識が提供される。これに対して、規則は、常に真ではなく、特定の時点に実行されるだけのものである。個々の要素又はデータは、好適に階層的に構造化され又は類別され、その限りにおいて、類別階層が形成される。従って、交通標識は、優先通行権保証の交通標識、及び／又は、優先通行道路の交通標識のための上位概念でありうる。

本発明に基づいて、例えば、動く物体が検出装置によって検出され、特別な規則及び／又は公理が満たされる場合には、例えば車両として類別される。このような規則又はこのような公理は、例えば、以下のようであってもよい。即ち、物体が車線に対応付けられている場合には、その物体は車両である。一般的に言えば、規則及び／又は公理は、追加的に、収集されたデータに対して特に結合器により適用される背景知識としてデータバンクに格納され、特に、新しい関係が形成され、及び／又は、データがさらに類別される。この類別は、例えば、新しい類別であってもよく、又は、類別階層に対応していてもよい。

本発明の意味における関連付け（Ｖｅｒｋｎｕｅｐｆｅｎ）とは、特に、検出された車両周辺環境及び／又は相対的な車両位置に対応するデータと、オントロジーデータ構造のデータと、の関連付けを意味している。

本発明の意味における車両周辺環境の検出は、特に、検出された更なる別の車両が走行し又は走行しようとする方向を含む。例えば、更なる別の車両のウィンカーを監視することが可能であり、その際、ウィンカーは、通常では、更なる別の車両が走りたい方向を示す。検出は、特に、車両周辺環境の個々の要素又は複数の要素又は要素全体の検出を含んでもよく、これら要素は、例えば車両、車線、交通標識のような適切な物体として類別され、さらに好適に、位置及び／又は速度のような属性が付けられる。

一実施形態によれば、現在の交通状況が格納されるため、この現在の交通状況は、現在の交通状況の後の評価のために利用することが可能である。さらに、潜在的な将来の交通状況を計算し、特に格納することも可能である。

交通状況は、特に、例えば交差点トポロジのような道路トポロジを含み、好適に１つ以上の車両、例えば信号機、特に交通標識を含む。

一実施形態によれば、結合器は、例えば更なる別の車両、交通標識、信号機、及び／又は、１つ以上の車線を有する車道のような道路交通の要素を、車両周辺環境から抽出して、オントロジーデータ構造、特に、データ構造の要素と関連付けるよう構成される。

他の実施形態によれば、検出された車両周辺環境の要素をフィルタリングするためのフィルタが、検出装置と結合器との間に形成される。これにより有利に、現在の状況の特定の要素のみがオントロジーデータ構造と関連付けられ、より少ない計算能力が消費される。例えば、検出装置は、周辺環境の走行可能な全ての平面を検出し、フィルタは、例えば、現在の状況において例えば検出された車両が直接的には到達しえない走行可能な平面をフィルタリングする。即ち、特に、現在の状況で検出された車両が直接的に到達しうる検出された走行可能な平面のみが、オントロジーデータ構造と関連付けられる。

一実施形態によれば、実装された交通規則、及び／又は、基本となる公理及び／又は規則は、検出された車両に対応付けられた交通状況の要素のみ監視されるように記述される。特に、交通規則は、例えば、車両が対応付けられた車道／車線の対のみが注目されるため、優先通行権の関係は、車両の対の間でのみ注目され、全ての車道／車線の対については注目されない。

更なる別の実施形態において、検出装置は、ＧＰＳセンサ、及び／又は、レーダセンサ、及び／又は、カメラ、例えばビデオカメラ又はステレオビデオカメラ、及び／又は、ライダセンサ、及び／又は、超音波センサ、及び／又は、所謂ＰＭＤ（Ｐｈｏｔｏｎｉｋ Ｍｉｘｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ、即ち、間隔を測定する赤外線センサ、又は、所謂ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサを含みうる。本発明の意味における検出は、特に、センサによる検出を含む。好適に、車両周辺環境を検出するナビゲーションシステムのナビゲーションデータも利用されうる。特に、センサによる検出とは、更なる別のセンサデータが、車両周辺環境を定め又は決定するために、例えば他の車両及び／又は信号機のような外部ソースによっても収集され又は利用されることも意味している。即ち、特に、時間の経過と共に変化しうる、車両周辺環境に対応するデータも収集される。特に、例えば、車両周辺環境を検出するための雨センサ及び／又は温度センサのような、車両センサシステムのセンサも利用することが可能である。好適に、２つの車道の間の角度も検出される。

他の実施形態によれば、評価された関連付けられたデータ構造に従って、１つのアクションが実行されうる。特に、車両が自動的にブレーキを掛けられ又は加速され及び／又は誘導されることも構想することが可能である。好適に、視覚的及び／又は聴覚的及び／又は触覚的な警告信号が出力される。特に、シートベルト締付システムが作動されうる。例えば、エアバックシステムも作動されうる。好適に、更なる別の運転者支援システムも作動され、従って、この更なる別の運転者支援システムは、例えば衝突の場合に、衝突を和らげる措置を実行することが可能である。本発明の意味における運転者支援システムは、例えば、アクティブ（ａｋｔｉｖ）又はパッシブな（ｐａｓｓｉｖ）システムであってもよい。特に、運転者支援システムは、コンフォートシステム又は安全システムである。

更なる別の実施形態において、検出された車両周辺環境及び／又は相対的な車両位置は、オントロジーデータ構造に対する整合性又は有効性について検査される。好適に、このために、例えば結合器に組み込み可能な検査装置が設けられる。これにより、有利に、検出時又は位置決定時のエラーを認識することが可能である。例えば、検出装置によれば、車両が、走行可能な対向する方向の車線上に存在するとする。しかしながら、車両と、走行可能な対向車線と、の関連付けは、オントロジーデータ構造によれば、想定しえないもの又はエラーとして定められる。従って、検出又は位置決めは、例えば繰り返され、又は、例えば、センサのエラー通知が生成され、又は、例えば、運転者支援システムの対応するアクションが実行されうる。

他の実施形態において、評価器は結合器に組み込まれる。好適に、評価器及び／又は結合器及び／又はフィルタが組み込まれたプロセッサを設けることが可能である。好適に、評価器及び／又は結合器及び／又はフィルタがソフトウェアに組み込まれたプロセッサを設けることが可能である。プロセッサは、その限りにおいて、適切な関連付け、評価、フィルタリングアクションを計算し実行するように構成される。

以下では、本発明が、好適な実施例を用いて、図を参照してより詳細に解説される。
運転者支援システムを示す。 運転者支援システムを駆動する方法のフロー図を示す。 格納装置を示す。 交差点状況を示す。 更なる別の交差点状況を示す。

以下では、同じ構成要件には同じ符号が利用される。

図１は、車両（図示せず）のための運転者支援システム１０１を示す。運転者支援システム１０１は、車両周辺環境を検出する検出装置１０３と、車両周辺環境に対して相対的な車両位置を決定する位置決定装置１０５と、を備える。好適に、車両速度も決定される。さらに、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造を有するデータバンク１０７が形成される。

運転者支援システム１０１はさらに、検出された車両周辺環境に対応するデータ及び相対的な車両位置と、オントロジーデータ構造と、を関連付け、関連付けられたデータ構造を獲得する結合器１０９を含む。この関連付けられたデータ構造は、評価器１１１によって評価される。

従って、運転者支援システム１０１は、有利に、現在又は現実の車両状況を検出し、特に、センサにより検出し、この車両状況に対応するデータを、オントロジーデータ構造に反映させることが可能である。オントロジーデータ構造は、交通規則を実装しているため、さらに有利に、複数の交通標識及び／又は信号機がある複雑な交差点の状況においても、運転者支援システム１０１が運転者に対して、例えば車両操作についての示唆又は提案を与えられるということが可能となる。

図示されない実施形態において、位置決定装置１０５及び検出装置１０３が統合されてセンサとして形成されることも構想されうる。即ち、特にこのようなセンサは２つの機能を有する。

例えば、図示されない入力装置によるユーザ入力が検出され、その際に、ユーザ入力が例えば、どの車両がどの車両に対して優先通行権を有するのかという、運転者支援システム１０１に対する問い合わせを含みうるということも構想されうる。

さらに好適に、評価器が例えば結合器についての問い合わせをデータバンクに対して行うことが構想される。

図示されない実施例において、好適に、検出された車両周辺環境に対応するデータから特定の要素をフィルタリングするフィルタを、検出装置１０３と結合器１０９との間に形成することが構想されうる。最初に、フィルタリングされたデータが、オントロジーデータ構造と関連付けられる。フィルタリングには特に、特定の車両状況に関連するデータのみが関連付けのために利用されるという利点がある。例えば、交通規則では、例えば車道及び／又は車線のような、車両への更なる結びつきがない要素は、起こりうる衝突についての判断にとっては重要ではない。即ち、より少ないデータを処理すればよいのであり、このことによって、計算コストが著しく削減され、実時間処理がほぼ可能となる。

図２は、車両の運転者支援システムを駆動する方法のフロー図を示す。ステップ２０１において、車両周辺環境が検出され、特にセンサにより検出される。ステップ２０３において、検出された車両周辺環境に対して相対的な車両位置が検出され又は決定される。検出された車両周辺環境及び相対的な車両位置の、対応するデータは、その後ステップ２０５において、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造と関連付けられ、関連付けられたデータ構造が形成される。ステップ２０７において、例えば運転者に、特に交差点状況における特定の走行操作についての示唆又は提案を提供するために、この関連付けられたデータ構造が評価される。

図３は、データバンク３０３が格納された格納装置３０１を示す。データバンク３０３は、公理及び／又は規則、特に交通規則が実装されたオントロジーデータ構造を含む。データバンクに格納され又は実装されたこの公理及び／又は規則（特に交通規則）は、さらに、特に結合器１０９によって実行され、結果が特に格納される。

図４は、５つの車道４０３、４０５、４０７、４０９、及び４１１が交差する交差点４０１を示す。交差点領域内には、車道４０３、４０５、４０７、４０９、及び４１１に割り当てられた交通標識が象徴的に記載されている。その際に、符号４１３は、優先通行道路の交通標識を示す。即ち、特に、交通標識４１３は、対応する車道が優先通行道路であることを明らかにする。符号４１５は、優先通行権保証の交通標識を示す。即ち特に、交通標識４１５は運転者に、優先通行権がある他の車道から来る車両、又は、同等の権利がある車道の右から来る車両に対して道路を譲らなければならないことを示している。さらに、速度制限を示す交通標識４１７が示されている。

車道４０３、４０５、４０７、４０９、及び４１１上の車両は、符号４１９で示され、その際、４１９の丸印（〇）の中にはそれぞれ、個々の車両をより良く区別出来るように数字１〜６が記載されている。符号４２１が付された矢印は、対応する車両４１９の走行ルートの例示的なコースを示している。符号４２３が付された矢印は、車道４０３、４０５、４０７、４０９、及び４１１上に存在する車線と、車両が走行してもよい許可された走行ルートのコースと、を示す。

ここでは明示的に示されないが、交差点４０１は、更に追加的に、又は、交通標識４１３、４１５、及び４１７の代わりに、信号機を有してもよい。また、ここで示される交差点トポロジ及び交通状況、ここでは特に車両の数及び配置は、単に例示的なものとして示される。例えば、車道が５つよりも少なく又は多い交差点トポロジも構想することが可能である。

運転者支援システム１０１は、図４に示される交差点状況を含み、交通規則が実装されたオントロジーデータ構造との関連付けに基づいて、例えば、どの車両がどの車両に対して道を譲らなければならないかについての言明を行うことが可能である。この言明に従って、例えば、警告アクション又は衝突回避アクションを実行することが可能であり、例えば、運転者が対応する警告信号に注意を払わない場合には、車両に自動的にブレーキを掛けることが可能である。

図５は、４つの車道５０３、５０５、５０７、及び５０９が交差する更なる別の交差点５０１を示す。車道５０５には、交差点５０１から遠ざかる車両５１１が存在する。車道５０７には、交差点５０１に接近する更なる別の車両５１３が存在する。車道５０９には、同様に交差点５０１に接近する更に別の車両５１５が存在する。

図５では、関係による、類別された個々の要素同士の関連付けは、対応する符号が付された矢印又は両方向矢印によって象徴的に示され、以下で詳細に解説される。この関連付けは、特に、オントロジーデータ構造において形成される。

符号５１７が付された関係による関係付けは、２つの車道５０３と５０５とを関連付け、かつ、車道５０３は、交差点５０１の方向に見て車道５０５の右にあるという情報を含む。同様に、関連付け５１９は、２つの車道５０３と５０５とを関連付け、かつ、車道５０５は交差点５０１の方向に見て車道５０３の左にあるという情報を含む。符号５１７及び５０９による関係は、隣合って配置された全車道５０３、５０５、５０７、及び５０９の間で対になる形で存在する。

さらに特に、交通標識４１５は、車道５０９又は交差点５０１と関連付けられるが、このことは、符号５２５が付された矢印により示される。即ち、関連付け５２５は特に、交通標識４１５は車道５０７に属し、車線５０１に関連するという情報を含む。

さらに、車両５１３が車道５０７に存在するという情報を特に含む、車両５１３と車道５０７との間の関連付け５２７が設けられる。車両５１３と交差点５０１との間の更なる別の関連付け５２９は、車両５１３が交差点５０１に接近しているという情報を含む。

符号５３３が付された関連付けは、対応する車両５１１が交差点５０１から遠ざかっていることを示す。

車道５０３と交差点５０１との間の更なる別の関連付け５３１は、特に、車道５０３が交差点５０１と結び付けられているという情報を含む。

交通標識４１３及び４１５は、交通標識という上位概念がデータ構造内に形成されるように、オントロギー的に構成され、その際に、下位概念「優先通行権保証の交通標識」及び更なる別の下位概念「優先通行道路の交通標識」への階層化が設けられ、これらの下位概念へと、標識４１３及び４１５が対応して類別され又は整理される。

車両５１３と５１５との間の関連付け又は関係５２１は、車両５１３が車両５１５に対して優先通行権を有するという情報を含む。車両５１５と５１３との間の関連付け５２３は、車両５１５が車両５１３に対して道を譲らなければならないという情報を含む。この情報は特に、結合器及びオントロジーデータ構造によって生成され、好適にオントロジーデータ構造内に保管され又は格納される。

先に解説した例及び交通状況、並びに交差点トポロジは、単に例示的なものとして了解される。例えば、ここで示される車道よりも多く又は少ない車道が登場してもよい。特に、車両の数は全く異なっていてもよい。本発明は、その限りにおいて、任意の複雑性を有する全ての変形例で利用されうる。

以上、本発明は特に、結合器を用いて情報、特に交通規則も運転者支援システムに提供するという思想を含み、従って、例えば、規則を遵守した走行操作についての示唆又は提案を与え、又は、危険な場合には、自動的に自動車を誘導し及び／又はブレーキを掛けるために、例えば、特に交通規則に鑑みて、特に、誰がどこで長く走行するのか、即ち、信号機での段階、特に現在の状況に即した情報に鑑みて、交差点での現実の交通状況を判断することが可能である。特に交通規則がオントロジーデータ構造に実装されることにより、検出された交通状況の処理が、交通規則に考慮して、オントロジーデータ構造によって行われ、その際に、更なる別の外部のアルゴリズムを利用する必要はない。この場合、オントロジーは、特に、知識ベースの形式化であり、又は、当該知識ベースの記述に役立つ。

Claims (8)

1. 車両周辺環境を検出する検出装置（１０３）と、
   前記車両周辺環境に対して相対的な車両位置を決定する位置決定装置（１０５）と、
   交通規則が類別され又はカテゴリー化されて実装されたオントロジーデータ構造を備えるデータバンク（１０７、３０３）と、
   前記検出された前記車両周辺環境及び前記車両位置と、前記オントロジーデータ構造と、を関連付け、関連付けられたデータ構造を構築する結合器（１０９）と、
   特定の走行操作についての示唆又は提案を運転者に提供するために、前記関連付けられたデータ構造を評価する評価器（１１１）と、
   を備える、車両のための運転者支援システム（１０１）。
2. 前記検出された前記車両周辺環境の要素をフィルタリングするためのフィルタが、前記検出装置と前記結合器との間に形成される、請求項１に記載の運転者支援システム（１０１）。
3. 前記オントロジーデータ構造との整合性について、前記検出された前記車両周辺環境及び／又は前記相対的な前記車両位置を検査する検査装置が形成される、請求項１〜２のいずれか１項に記載の運転者支援システム（１０１）。
4. 前記検出装置（１０３）は、ＧＰＳセンサ、レーダセンサ、ステレオビデオカメラ、ライダセンサ、超音波センサ、ＰＭＤセンサ、及び／又は、カメラを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転者支援システム（１０１）。
5. 検出装置（１０３）が車両周辺環境を検出する工程（２０１）と、
   位置決定装置（１０５）が前記車両周辺環境に対して相対的な車両位置を決定する工程（２０３）と、
   結合器（１０９）が、前記検出された前記車両周辺環境及び前記車両位置と、交通規則が類別され又はカテゴリー化されて実装されたオントロジーデータ構造と、を関連付け、関連付けられたデータ構造を構築する工程（２０５）と、
   評価器（１１１）が、特定の走行操作についての示唆又は提案を運転者に提供するために、前記関連付けられたデータ構造を評価する工程（２０７）と、
   を含む、車両のための運転者支援システム（１０１）を駆動する方法。
6. 前記検出された前記車両周辺環境からの要素がフィルタリングされ、フィルタリングされた前記検出された前記車両周辺環境が、前記オントロジーデータ構造と関連付けられる、請求項５に記載の方法。
7. 前記検出された前記車両周辺環境及び／又は前記相対的な前記車両位置は、前記オントロジーデータ構造に対する整合性について検査される、請求項５又は６に記載の方法。
8. 交通規則が類別され又はカテゴリー化されて実装されたオントロジーデータ構造を含むデータバンク（１０７、３０３）を備えた、運転者支援システム（１０１）のための格納装置（３０１）であって、
   前記オントロジーデータ構造は、
   プロセッサとメモリを含むコンピュータのために使用され、
   検出装置（１０３）が車両周辺環境を検出する工程（２０１）と、
   位置決定装置（１０５）が前記車両周辺環境に対して相対的な車両位置を決定する工程（２０３）と、
   結合器（１０９）が、前記検出された前記車両周辺環境及び前記車両位置と、交通規則が類別され又はカテゴリー化されて実装された前記オントロジーデータ構造と、を関連付け、関連付けられたデータ構造を構築する工程（２０５）と、
   評価器（１１１）が、特定の走行操作についての示唆又は提案を運転者に提供するために、前記関連付けられたデータ構造を評価する工程（２０７）と、
   を含む、車両のための運転者支援システム（１０１）を駆動する方法を行うためのデータ構造である、格納装置（３０１）。

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