JP6360971B2 - 高度に自動化された走行機能の機能有効化 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の自動運転方法に関する。特に、本発明は、自動車を自動運転するための支援システムに関する。最後に、本発明は、その種の支援システムを有する自動車に関する。

包括的な方法及び支援システムは、先行技術において既知である。したがって、特許文献１は、自動車を自動運転するために形成された自動車システムの制御方法を開示している。開示によれば、自動車の現在位置を記述する位置情報、及び、自動車の自動運転の許容に関する位置関連情報を含む少なくとも１つの許可情報は、自動車システム用の設定情報の決定のために援用される。加えて、自動車システムの少なくとも１つの運転パラメータは、設定情報に応じて選択される。先行技術で既知の方法では、自動車システム用の設定情報は、局所的な位置情報にのみ依存するが、自動車の自動走行運転に必要な尺度で詳細なものではないことが明白である。特に、先行技術に対応する刊行物から、自動車の自動走行運転に対するインフラ前提条件に関する情報を読み取ることができない。

ＤＥ １０ ２０１２ ０１６ ８０２ Ａ１

本発明の課題は、自動車を自動運転するための改善された方法を提供することである。

本発明は、独立請求項の特徴から明らかとなる。有利な発展形態及び実施形態は、従属請求項の主題である。
本課題は、自動車の自動運転方法を用いて前方の走行経路上で、以下の条件の少なくとも１つが前方の走行経路の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、自動車の自動運転が許可されることによって解決される。ある条件として、自動車の現行の車道の少なくとも片側に、好適には両側に、構造的分離部が、例えば、ガードレール又は誘導壁の形状で存在する場合にのみ、自動車の自動運転が許可されることが提案される。この態様は、自動車の自動運転の使用を、高速道路及び多くの場合は複数車線化された幹線道路に限定する。

更に別の条件として、自動車の車線が最小車線幅員を有し、それにより隣り合う車線に対する最小距離許容値が自動車の自動運転時にも保持可能である場合にのみ、自動車の自動運転が許可されることが提案される。

更に別の条件として、車線の数が自動運転中に変化してはならないことが提案される。このようにして、局所的な車線合流又は工事現場などの危険地点は、自動車の自動運転から適切に除外される。

更に別の条件として、自動車の自動運転に対してトンネルが存在してはならないことが提案される。なぜなら、トンネルもまた、局所的な危険地点となり、特に自動車の自動運転に必要なシステムはトンネル内で部分的にしか使用できないからであり、この態様は、特にテレマティクス基盤のシステムに対して、特にバックエンドシステムへのデータ転送に対して適用される。

更に別の条件として、例えば、料金所などの建築物が車道上に存在しない場合にのみ、自動車の自動運転が可能となるべきであることが提案される。なぜなら、このインフラ設備もまた、局所的な危険地点であるからである。

更に別の条件として、高速道路インターチェンジが存在する場合に、自動車の自動運転は、行わないままでなければならないことが提案され、この観点から再び、局所的な危険地点の態様は、車線数の変化と同時に適用される。

更に別の条件として、自動車の車線の曲率半径が予め決められた閾値Ｇ１よりも大きい場合にのみ、自動車の自動運転が行われることが提案され、これにより、自動車の自動運転時に大きすぎる曲線半径が出現しないことが確保される。

更に別の条件として、周辺検知センサ、例えば、カメラシステム又はレーダーシステムの到達範囲を実質的に制限する、すなわち、予め決められた最低到達範囲を下回るまで制限する、凸部又はくぼみが車道にない場合にのみ、自動車の自動運転が行われることが提案される。

更に別の条件として、交通の途絶があってはならないこと、又は危険な状況に関する交通情報があってはならないことが提案される。なぜなら、そのような状況では、交通に対応した行動は、多くの場合、予め定義可能なルーチンによって記述することができないからである。とりわけ交通の途絶に関する情報又は危険な状況に関する交通情報は、意思決定に関連し、好ましくは、テレマティクスサービスを介してそれぞれの自動車に転送可能である。

本発明による方法の第１の好ましい実施形態は、自動車の自動運転に更に別の条件を付加することを備える。次いで、条件として、自動車の現行の位置が予め決められた閾値Ｇ２よりも良い位置正確性を伴って自動車において検知される場合にのみ、自動車の自動運転が可能となるべきであることが提案される。この態様により、自動車の自動運転のために必然的に必要な、自動車の精密な位置決め選択肢が車線上に与えられることが確保される。

更に、条件として、前方の走行経路の予め決められた経路長に対して、予め決められた閾値Ｇ３よりも良い位置正確性を有する、車道推移に関するデジタル地図データが存在する場合にのみ、自動車の自動運転が行われてもよいことが提案され、これにより、デジタル地図データの使用時に予め決められた前方の走行経路に沿った自動車軌跡を計算するために、特に前方の走行経路の車線のデジタル画像もまた含む十分に正確な地図作成データが存在する。

更に、条件として、自動車の自動運転に対してサーバとの接続が存在しなければならないことが提案され、その接続を介して自動車の前方の走行経路に関する現行の交通情報が、好適には、例えば、工事現場などの局所的な危険地点に関する情報が提供可能である。

更に、条件として、自動車を自動運転するために必要な自動車のすべてのシステムは、エラーを起こすことなく動作しなければならないことが提案される。そのため好適には、自動車の自動運転方法を実施するためにまた形成された制御ユニットを介して標準化されたクエリを行うことができる。

更に、条件として、前方の走行経路に対して気象条件が予め決められた最低気象条件に適合しなければならないことが提案される。この場合、好適には、自動車の自動運転に必要な支援システム、特に光学支援システムとして形成されているようなシステムの障害のない運用を保証するような最低気象条件を規定することが有効である。

最後に、自動車の自動運転に対する条件として、前方の走行経路に対して、予め決められた最低路面条件に対応する路面条件が存在しなければならないことが提案される。このようにして、好適には秋又は冬に発生するような、低減された路面摩擦係数μｌｏｗ又は突然変化する路面摩擦係数μｊｕｍｐの場合に、自動車の自動運転が可能にならないことを確保できる。

本発明による方法の更に別の実施形態は、自動車の自動運転が許可されている場合に、これを自動車の運転者に信号で知らせることを備える。これに関する信号伝達は、好ましくは視覚的に、例えば、デジタルインパネに、かつ／又はセンターディスプレイに、かつ／又は追加的にヘッドアップディスプレイに対応する情報を表示することによって、並びに音響的に、好適には対応する信号音及び／又は音声応答の出力によって行われる。

特に、予め決められた経路長は、ある範囲［１ｋｍ、…、２ｋｍ、…、３ｋｍ、…、４ｋｍ、…、５ｋｍ、…、１０ｋｍ、…、２０ｋｍ］から選択されることが提案される。
この経路長に対して対応する条件が存在している場合に、自動車の自動運転は、可能である。

本方法の発展形態は、デジタル地図データが複数のレイヤーを含むことを特徴とし、あるレイヤーは、車道の単一の車線の車線推移に関するレイヤーデータを含み、また別のレイヤーは、車線に沿って配置されている物体に関するレイヤーデータを含む。用語「レイヤー」は、本明細書において、データ階層として、又は、分離された若しくは個々にアドレス可能なデータ量として理解される。対応する物体は、例えば、橋、トンネル、料金所、交差点、及び停留所である。適切なレイヤー構造によって、デジタル地図作成データは、十分に正確な情報を提供することが確保され、この情報に基づいて、自動車の自動運転の可能性に関する決定は、保証された情報基盤に応じて誘導可能である。

更に、本課題は、自動車を自動運転するための支援システムを用いて前方の走行経路上で、以下の条件の少なくとも１つが前方の走行経路の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、自動車の自動運転を許可する制御ユニットが存在することによって解決される。

ある条件として、自動車の現行の車道の片側、好適には両側に、構造的分離部が、例えば、ガードレール又は誘導壁が存在する場合にのみ、自動車の自動運転が許可されることが提案される。この態様は、自動車の自動運転の使用を、高速道路及び多くの場合は複数車線化された幹線道路に限定する。

更に別の条件として、自動車の車線が最小車線幅員を有し、それにより隣り合う車線に対する最小距離許容値が自動車の自動運転時にも保持可能である場合にのみ、自動車の自動運転が許可されることが提案される。

更に別の条件として、車線の数が自動運転中に変化してはならないことが提案される。このようにして、局所的な車線合流又は工事現場などの危険地点は、自動車の自動運転から適切に除外される。

更に別の条件として、自動車の自動運転に対してトンネルが存在してはならないことが提案される。なぜなら、トンネルもまた、局所的な危険地点となり、特に自動車の自動運転に必要なシステムはトンネル内で部分的にしか使用できないからであり、この態様は、特にテレマティクス基盤のシステムに対して、特にバックエンドシステムへのデータ転送に対して適用される。

更に別の条件として、例えば、料金所などの建築物が車道上に存在しない場合にのみ、自動車の自動運転が可能となるべきであることが提案される。なぜなら、このインフラ設備もまた、局所的な危険地点であるからである。

更に別の条件として、高速道路インターチェンジが存在する場合に、自動車の自動運転は、行わないままでなければならないことが提案され、この観点から再び、局所的な危険地点の態様は、車線数の変化と同時に適用される。

更に別の条件として、自動車の車線の曲率半径が予め決められた閾値Ｇ１よりも大きい場合にのみ、自動車の自動運転が行われることが提案され、これにより、自動車の自動運転時に大きすぎる曲線半径が出現しないことが確保される。

更に別の条件として、交通の途絶があってはならないこと、又は危険な状況に関する交通情報があってはならないことが提案される。なぜなら、そのような状況では、交通に対応した行動は、多くの場合、予め定義可能なルーチンによって記述することができないからである。とりわけ交通の途絶に関する情報又は危険な状況に関する交通情報は、意思決定に関連し、好ましくは、テレマティクスサービスを介してそれぞれの自動車に転送可能である。

更に別の条件として、周辺検知センサの到達範囲を実質的に制限する凸部又はくぼみが車道にない場合にのみ、自動車の自動運転が行われることが提案される。

本発明による支援システムの好ましい実施形態は、自動車の自動運転に更に別の条件を付加することを備える。

次いで、条件として、自動車の現行の位置が予め決められた閾値Ｇ２よりも良い位置正確性を伴って自動車において検知される場合にのみ、自動車の自動運転が可能となるべきであることが提案される。この態様により、自動車の自動運転のために必然的に必要な、自動車の精密な位置決め選択肢が車線上に与えられることが確保される。

更に、条件として、前方の走行経路の予め決められた経路長に対して、予め決められた閾値Ｇ３よりも良好な位置正確性を有する、車道推移に関するデジタル地図データが存在する場合にのみ、自動車の自動運転が行われてもよいことが提案され、これにより、デジタル地図データの使用時に予め決められた前方の走行経路に沿った自動車軌跡を計算するために、特に前方の走行経路の車線のデジタル画像もまた含む十分に正確な地図作成データが存在する。

更に、条件として、自動車の自動運転に対してサーバとの接続が存在しなければならないことが提案され、その接続を介して自動車の前方の走行経路に関する現行の交通情報が、好適には、例えば、工事現場などの局所的な危険地点に関する情報が提供可能である。

更に、条件として、自動車を自動運転するために必要な自動車のすべてのシステムは、エラーを起こすことなく動作しなければならないことが提案される。そのために好適には、自動車の自動運転方法を実施するためにもまた形成された、制御ユニットを介して標準化されたクエリを行うことができる。

更に、条件として、前方の走行経路に対して気象条件が予め決められた最低気象条件に適合しなければならないことが提案される。この場合、好適には、自動車の自動運転に必要な支援システム、特に光学支援システムとして形成されているようなシステムの障害のない運用を保証するような最低気象条件を規定することが有効である。

最後に、自動車の自動運転に対する条件として、前方の走行経路に対して、予め決められた最低路面条件に対応する路面条件が存在しなければならないことが提案される。このようにして、好適には秋又は冬に発生するような、低減された路面摩擦係数μｌｏｗ又は突然変化する路面摩擦係数μｊｕｍｐの場合に、自動車の自動運転が可能にならないことを確保できる。

本発明による支援システムの更に別の実施形態では、支援システムは、表示手段を介して自動車の運転者に支援システムの動作可能性を信号で伝達可能であるように形成かつ設置された出力手段を含むことが提案される。

信号伝達は、好ましくは視覚的に、例えば、デジタルインパネに、かつ／又はセンターディスプレイに、かつ／又は追加的にヘッドアップディスプレイに対応する通知を表示することによって、並びに音響的に、好適には対応する信号音及び／又は音声応答の出力によって行われる。最終的に、本発明は、上述の支援システムを含む自動車に関する。更なる利点、特徴、及び詳細は、以下の説明から、場合により図面を参照して、少なくとも１つの実施例において個々に説明される。同一の、類似のかつ／又は機能的に同一の部分には同じ参照符号が付されている。

車線及び前方の走行経路上の自動車を伴う交通状況である。 本発明による方法を実行するための本発明による支援システムである。

図１は、２本の車線１８を有する車道１４として形成された車道１４上の自動車１０を伴う交通状況を示す。自動車１０の前方に前方の走行経路１２があり、この走行経路は、以下に記載の条件の１つ又は群、好適にはすべての条件が満たされる場合にのみ、自動運転４６において自動車１０によって進むことが可能になる。

条件１：自動車１０の現行の車道１４の少なくとも片側に、好適には対向する交通の車道の側に、任意選択的にまた両側に、構造的分離部が、例えば、ガードレール又は誘導壁１６の形状で存在しなければならない。

条件２：自動車１０の車線１８は、予め決められた最小車線幅員２０を有しなければならない。

条件３：走行経路１２の曲率半径２８は、予め決められた閾値Ｇ１を超えてはならず、これにより、前方の走行経路１０上に、自動車１０の自動運転４６に危険なほどに悪影響を与える恐れのある、きつすぎる曲線半径が存在することが回避されることとなる。

条件４：周辺検知センサ、例えば、レーダーシステム又はカメラシステムの到達範囲は、凸部又はくぼみによって実質的に制限されない、すなわち、到達範囲は、予め決められた最小到達範囲よりも小さい値に限定されない。

条件５：車線１８の数は、前方の走行経路１２上で変化してはならない。

条件６：走行経路１２上に、トンネル２２及び、例えば、料金所などの建築物２４は、存在してはならない。

条件７：高速道路インターチェンジ２６は、自動車１０の前方の走行経路１２上に存在してはならない。

条件８：交通の途絶、例えば、交通渋滞は、存在してはならない。

条件９：例えば、外部サーバを介して取得可能な、危険状況に関する交通情報は、存在してはならない。条件９：例えば、外部サーバを介して取得可能な、工事現場の存在に関する交通情報は、存在してはならない。

条件５〜９は、好適には任意選択的な条件である、すなわち、好適には、条件１〜４の少なくとも１つとの組み合わせのみで考慮される。

図１に示された状況では、走行経路１２に対して条件２、３、及び６のみが満たされており、その結果、自動車１０の自動運転は、可能ではない。

図２には、自動車１０を自動運転するための支援システム４０が示されている。支援システム４０は、制御ユニット４２、出力手段４４、センサシステム５０、ナビゲーションデータバンク６０、及び位置検知システム７０、例えば、ＧＰＳ受信器を含む。加えて、制御ユニット４２は、交通情報及び気象情報をモバイルネットワークを介して集中型サーバ３０から受信する。センサシステム５０は、自動車周辺を探索し、現行の周辺情報、例えば、ガードレールの存在について、前方の走行経路の曲率半径について、車線の数について、トンネル、建築物、及び高速道路インターチェンジの存在について確認する。ナビゲーションデータバンク６０は、上述の情報の少なくとも部分を有するデジタル道路地図を含む。

制御ユニット４２は、本明細書において、以下に記載された条件の少なくとも１つ又はすべて又は群が満たされる場合にのみ、自動車の自動運転が有効化されるように実施されかつ設置される。次に、自動車１０の現行の車道１４の両側のうち片側に、好適には対向する交通の車道の側に、又は両側に、構造的分離部１６が存在しなければならず、更に、自動車１０の車線１８は、最小幅員２０を有していなければならず、それに加えて、車線１８の数は、前方の走行経路１２上で変化してはならない。更に、走行経路１２上に、トンネル２２及び、例えば、料金所などの建築物２４は、存在してはならず、それに加えて、自動車１０の前方の走行経路１２上に、高速道路インターチェンジ２６は、存在してはならない。最後に、走行経路１２の曲率半径２８は、予め決められた閾値Ｇ１を超えてはならない。

本発明は、好ましい実施例によって詳細に例示され、かつ説明されているにもかかわらず、本発明は、開示された例によって制限されず、他の変形形態は、本発明の保護範囲から逸脱することなく当業者によって誘導できる。したがって、多数の変形形態の可能性が存在することが明らかである。例示的に言及された実施形態は、ただ単に例を示しており、この例は、いかなる場合も、例えば、本発明の保護範囲、利用可能性、又は構成を制限するものとして解釈すべきではないことも同時に明らかである。より正確に言えば、上記の説明及び図の説明は、例示的な実施形態を完全に変換する立場に当業者を置き、当業者は、開示された本発明の概念の知見において、多様な変更を、例えば、例示的な実施形態で言及された個々の要素の機能又は配置を考慮して、特許請求の範囲及び、例えば、明細書における更なる説明などの特許請求の範囲の適法な均等物によって定義される保護範囲を逸脱することなく行うことができる。

Claims (10)

1. 前方の走行経路（１２）上での自動車（１０）の自動運転方法であって、予め決められた条件又は予め決められた条件の群が前記前方の走行経路（１２）の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、前記自動車（１０）の自動運転が許可され、
   前記予め決められた条件又は前記予め決められた条件の群は、以下の条件、
   −前記自動車（１０）の現行の車道（１４）の少なくとも片側に、構造的分離部（１６）が存在すること、
   −周辺検知センサの到達範囲を実質的に制限する凸部及びくぼみが存在しないこと、並びに
   −トンネル（２２）は、存在しないこと、を含むことを特徴とする、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記予め決められた条件又は前記予め決められた条件の群は、以下の条件、
   −前記自動車の車線（１８）は、最小車線幅員（２０）を有すること、
   −前記自動車（１０）の車線（１８）の曲率半径（２８）は、予め決められた閾値よりも大きいこと、
   −前記車線（１８）の数は、変化しないこと、
   −例えば、料金所などの建築物（２４）は、前記車道（１４）上に存在しないこと、
   −高速道路インターチェンジ（２６）は、存在しないこと、
   −交通渋滞は、存在しないこと、
   −危険状況に関する交通情報は、存在しないこと、
   −工事現場の存在に関する情報は、存在しないこと、の少なくとも１つを含むことを特徴とする、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、
   以下の条件の１つ又は群が前記前方の走行経路（１２）の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、前記自動車（１０）の前記自動運転が許可され、前記条件は、
   −前記自動車（１０）の現行の位置は、予め決められた閾値Ｇ２よりも良い位置正確性を伴って前記自動車（１０）において検知されること、
   −前記前方の走行経路（１２）の前記予め決められた経路長に対して、予め決められた閾値Ｇ３よりも良い位置正確性を有する、車道推移に関するデジタル地図データが存在すること、
   −サーバ（３０）との接続が存在し、前記サーバを用いて前記前方の走行経路（１２）に関する現行の交通情報が提供可能であること、
   −前記自動運転のために必要な前記自動車（１０）のすべてのシステムは、誤作動することなく作動すること、であることを特徴とする、方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、前記自動車（１０）は、自動運転（４６）が許可されている場合に、これを信号で知らせる出力を発生することを特徴とする、方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、予め決められた経路長は、１ｋｍ〜２０ｋｍの範囲、特に２ｋｍ、３ｋｍ、４ｋｍ、５ｋｍ、又は１０ｋｍであることを特徴とする、方法。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法であって、前記デジタル地図データは、２つのレイヤーを含み、一方のレイヤーでは、前記車線（１８）の車線推移に関するレイヤーデータが提供され、また他方のレイヤーでは、前記車線（１８）に沿って配置されている物体に関するレイヤーデータが提供されることを特徴とする、方法。
7. 前方の走行経路（１２）上で自動車（１０）を自動運転するための支援システム（４０）であって、予め決められた条件又は予め決められた条件の群が前記前方の走行経路（１２）の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、前記自動車（１０）の自動運転を許可する制御ユニット（４２）が存在し、
   前記予め決められた条件又は前記予め決められた条件の群は、以下の条件、
   −前記自動車（１０）の現行の車道（１４）の少なくとも片側に、構造的分離部（１６）が存在すること、
   −周辺検知センサの到達範囲を実質的に制限する凸部及びくぼみが存在しないこと、並びに
   −トンネル（２２）は、存在しないこと、を含むことを特徴とする、支援システム。
8. 請求項７に記載の支援システム（４０）であって、
   前記予め決められた条件又は前記予め決められた条件の群は、以下の条件、
   −前記自動車（１０）の車線（１８）は、最小車線幅員（２０）を有すること、
   −前記車線（１８）の数は、変化しないこと、
   −例えば、料金所などの建築物（２４）は、前記車道（１４）上に存在しないこと、
   −高速道路インターチェンジ（２６）は、存在しないこと、
   −前記自動車（１０）の前記車線（１８）の曲率半径（２８）は、予め決められた閾値Ｇ１よりも大きいこと、
   −交通渋滞は、存在しないこと、
   −危険状況に関する交通情報は、存在しないこと、
   −工事現場の存在に関する情報は、存在しないこと、の少なくとも１つを含むことを特徴とする、支援システム。
9. 請求項７又は８に記載の支援システム（４０）であって、
   前記制御ユニット（４２）は、以下の条件の１つ又は群が前記前方の走行経路（１２）の予め決められた経路長に対して満たされる場合にのみ、前記自動車（１０）の前記自動運転（４６）を許可し、前記条件は、
   −前記自動車（１０）の現行の位置は、予め決められた閾値Ｇ２よりも良い位置正確性を伴って前記自動車（１０）において検知されること、
   −前記前方の走行経路（１２）の前記予め決められた経路長に対して、予め決められた閾値Ｇ３よりも良い位置正確性を有する、車道推移に関するデジタル地図データが存在すること、
   −サーバ（３０）との接続が存在し、前記サーバを用いて前記前方の走行経路（１２）に関する現行の交通情報が提供可能であること、
   −前記自動運転のために必要な自動車（１２）のすべてのシステムは、誤作動することなく作動すること、
   −前記前方の走行経路（１２）に関する前記気象条件は、予め決められた最低気象条件を満たすこと、
   −前記前方の走行経路（１２）の前記車道（１４）に関する前記路面条件は、予め決められた最低路面条件を満たすこと、であることを特徴とする、支援システム。
10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載の支援システム（４０）を有する自動車（１０）。
    

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