JP7060691B2 - 車両のｇｎｓｓセンサの動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両のＧＮＳＳセンサの動作方法、制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両の動作方法、ＧＮＳＳセンサ、及び、ＧＮＳＳセンサを備えた車両に関する。本発明は、対応して構成されたコンピュータプログラムも対象とする。

自動運転車両は、運転者を必要としない車両である。ここで、この車両は、例えば道路の経路、他の交通利用者又は障害物を自立して識別し、車両内において対応する制御命令を計算し、制御命令を車両内のアクチュエータに転送し、これによって車両の走行過程に正しく作用を与えることによって自律走行する。完全自動運転車両においては、運転者は運転事象に関与しない。

現在利用可能な車両は、未だ自律的に行動を取ることはできない。相応の技術が未だ完全には完成に至っていないというのが一方の理由であり、今日では未だ、運転者がいつでも自分で運転事象に介入することができなければならないことが法律により定められているというのが他方の理由である。これは、自動運転車両の実現を困難にしている。しかし、自動運転又は半自動運転に対応する、様々なメーカーのシステムが既に存在している。これらのシステムは、集中的なテスト段階にある。上述したハードルが取り除かれれば、数年で完全自動運転車両システムが市場に登場することが今日既に予測されている。

特に、自律的な動作のために、車両は、特に測位衛星データ（ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、Ｇａｌｉｌｅｏ）を用いて極めて正確な車両位置を特定することができるセンサシステムを必要とする。ここで、これらのセンサシステムは、車両の位置をさらに正確に計算するために、いわゆる修正サービスの修正データを共に使用することができる。

本明細書においては、請求項１に即して、制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両のＧＮＳＳセンサの動作方法であって、当該方法は少なくとも、
ａ）衛星データを受信するステップと、
ｂ）衛星データを評価するステップと、
ｃ）衛星データの少なくとも一部が車両の位置特定に適していない場合に、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードを非活性化するステップと、
を含む方法が提案される。

ＧＮＳＳはＧｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（全球測位衛星システム）の略である。ＧＮＳＳは、本明細書においては、衛星データと称される測位衛星からの信号を受信することによって、地球上及び／又は空中における位置特定及び／又はナビゲーションを行うためのシステムである。ＧＮＳＳは、本明細書においては、ＧＰＳ（ＮＡＶＳＴＲＡＲ ＧＰＳ）、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ及びＧａｌｉｌｅｏ等の、既存の全球衛星システム及び将来の全球衛星システムの使用に対する総称である。従って、ＧＮＳＳセンサは、測位衛星データの受信及び処理、例えば評価に適しているセンサシステムである。有利には、ＧＮＳＳセンサは、測位衛星データ（ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、Ｇａｌｉｌｅｏ）を用いて、極めて正確な車両位置を特定することができる。

制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両は、有利には、自動運転車両である。この車両は、特に有利には、自律型自動車である。

ＧＮＳＳセンサは、様々な動作モードにおいて動作可能である。ＧＮＳＳセンサは、有利には、ＧＰＳモード、ＧＬＯＮＡＳＳモード、ＢｅｉＤｏｕモード及び／又はＧａｌｉｌｅｏモードにおいて動作可能である。ここでは、例えば、ＧＰＳモードにおける動作は、特にＧＰＳ信号だけが評価されることを意味する。

本明細書において提案される解決策は、換言すると、特に（自動運転）車両においてＧＮＳＳセンサを（部分的に）非活性化する方法を記載している。ＧＮＳＳセンサの（少なくとも部分的な）非活性化は、例えば、衛星データが著しく妨害されている場合に合理的である。これは、例えば、強い太陽嵐又は極端な気象状態の場合であり得る。提案される解決策において、車両におけるＧＮＳＳセンサの（少なくとも部分的な）非活性化は、直接的又は間接的に（そのいずれか一方により）行うことが可能である。

有利な構成においては、衛星データが誤りを含んでいる又は妨害されているという情報を、ＧＮＳＳセンサが衛星データから得ると、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化されることが提案される。これは、直接的な非活性化と称され得る。このために、特に、ステップｂ）における評価中に、有利にはＧＮＳＳセンサによって、これらの衛星データが使用不可能であることが識別されるように、追加データが衛星データ内に符号化されるものとするとよい。このような場合には、ＧＮＳＳセンサ、又は、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードは、有効なＧＮＳＳデータが衛星から再度受信されるまで、出力データに対して非活性化されるものとするとよい、又は、非活性化状態にされるものとするとよい。このような場合には、衛星データの入力信号は、通常通り処理可能である。しかし、有利には、ＧＮＳＳセンサは、衛星データが無効な場合には、非間接的に非活性化される。これによって、例えば、太陽嵐又は極端な気象状態によってある領域の衛星データが著しく誤ったものにされている場合に、例えばＧＮＳＳセンサに関して、自動運転車両の動作を停止することができるという利点が得られる。これによって、自動運転時の著しい位置の不正確さを始めから阻止し、重大な事故を回避することができる。

有利な構成においては、衛星データが誤りを含んでいる又は妨害されているという情報が、ＧＮＳＳセンサに通信リンクを介して供給されると、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化されることが提案される。これは、間接的な非活性化と称され得る。このために、例えば、車両内に構築されたＣａｒ－ｔｏ－Ｘ通信リンクを介して又は修正サービスを介して、車両が存在している領域に対して、ＧＮＳＳシステムについての状況データが受信可能である。従って、衛星データが（著しく）妨害されている場合には、ＧＮＳＳセンサを、外部から、特に特別なエラーコードによって、有利には特定の期間の間、非活性化することができる。有利には、（自動運転）車両のＧＮＳＳセンサは、衛星データの質が特定の値を下回ったときに、外部から所期のように非活性化される。

有利な構成においては、車両が特定の（空間）領域に存在する場合に、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化されることが提案される。換言すると、これは、特に、領域又は場所に応じて、ＧＮＳＳセンサの（部分的な）非活性化を行うことができることを意味する。特定の領域とは、有利には、衛星による網羅が不十分であることが予測された領域である。代替的又は付加的に、特定の領域とは、そこに到来する衛星データが誤りを含んでいる又は妨害されていることが既に知られている領域であるものとするとよい。

さらに、特定の領域は、都市領域であるものとするとよい。都市の衛星受信は、通常、極めて不良である。これは、特に建築物の峡谷において観察され、ＧＮＳＳシステムの領域において「アーバンキャニオン（都市峡谷）」問題とも称される。有利には、車両が都市領域に進入するときに、外部からのＧＮＳＳセンサの所期の（部分的な）非活性化が行われる。これによって、自動運転車両は、この領域においては強制的に局地化され、又は、この領域においては手動でしか制御可能でなくなる。この領域におけるＧＮＳＳセンサの性能は、通常、自動運転機能には不十分であるので、これは有利である。逆に、これによって、受信した衛星データの質が自動運転にも十分であることが保証されている場合にのみＧＮＳＳセンサが使用されるようになる。

さらに、有利には、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードは、特定の期間、例えば、太陽嵐の期間の間、非活性化される。特に有利には、特定の期間は、領域に関連し、又は、場所に関連する。

有利な構成においては、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードの非活性化が上位のシステムに通知されることが提案される。ここでは、特に有利には、上位のシステムが活性化信号を発生させると、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが再び活性化される。上位のシステムは、ＧＮＳＳ管理部及び／又はいわゆるクラウドであるものとするとよい。

有利には、ＧＮＳＳセンサは、ステップｃ）において非活性化が行われた場合に、インフラストラクチャ又はクラウドに、有利にはＣａｒ－ｔｏ－Ｘ通信リンクを介して、車両ＩＤと共に、自身が（部分的に）非活性化されたことを知らせる。ここで、ＧＮＳＳセンサはさらに、自身の最終的な有効な位置及び／又は時刻及び／又は非活性化の理由（例えば、衛星データにおけるコード又は外部からのコマンド）を伝達することができる。次に、クラウドは、有利には、ＧＮＳＳセンサのこの（部分的な）非活性化が正当であったか否か又は正当であるか否かを検査する。特に、非活性化の理由（例えば、衛星データにおけるコード又は外部からのコマンド）が存在する場合、非活性化は正当である。続いて、特に有利には、クラウドは、有利にはＣａｒ－ｔｏ－Ｘを介して、（対応する）応答をＧＮＳＳセンサに送信する。ここで、非活性化が正当である場合、又は、非活性化が正当である限り、ＧＮＳＳセンサは、（部分的に）非活性化された状態に留まるようにされる。これに対して、非活性化が（もはや）正当でない場合、特にクラウドからＧＮＳＳセンサが新たに活性化されるものとするとよい。ＧＮＳＳセンサを非活性化する理由がなかった場合、これは、内部のＧＮＳＳセンサエラーについての示唆である可能性があり、又は、ＧＮＳＳセンサが信号妨害器によって妨害された可能性がある。このような情報は、相応にクラウドによって処理可能である。

有利な構成においては、特定の衛星システムに割り当てられているＧＮＳＳセンサの動作モード（だけ）が非活性化されることが提案される。特定の衛星システムとは、有利には、それに対して信号妨害が存在している又は検出された衛星システムである。例えば、ＧＮＳＳセンサのＧＰＳモード（だけ）が、このＧＰＳ信号（だけ）が誤りを含んでいる又は妨害されている場合に、非活性化される。換言すると、有利には、（状況によって）ＧＮＳＳセンサの特定の部分のみが非活性化される。ＧＰＳデータが妨害されている場合には、例えば、ＧＮＳＳセンサにおけるＧＰＳ経路だけを（一時的に）非活性化して、ＧＬＯＮＡＳＳ又はＧａｌｉｌｅｏ又はＢｅｉＤｏｕ等の他の衛星信号は、ＧＮＳＳセンサによって評価され続けることが合理的であり得る。

他の態様においては、車両の動作方法が提案される。車両は、制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両である。この方法は少なくとも、
ａ）本明細書において提案されたＧＮＳＳセンサの動作方法に従って動作させられるＧＮＳＳセンサを使用して車両の位置を特定するステップと、
ｂ）ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化された場合に、電子制御ユニットの作用を受けることを、車両の制御操作の少なくとも１つに制限するステップと、
を含む。

有利には、ステップｂ）において、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化された場合に、車両の（制御ユニットによって設定可能な）走行速度の制限が行われる。さらに、有利には、ステップｂ）において、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化された場合に、自動運転モードがオフされる。自動運転モードは、特に、ＧＮＳＳセンサの少なくとも２つ、むしろすべての動作モードが非活性化された場合にオフされる。これは、ＧＮＳＳ受信装置が一時的に非活性化された自動運転車両は手動でのみ動作させられるべきである、又は、自動運転モードがいずれにせよ、例えば最高速度を超えることができないように制限されるべきである、という考えに基づいている。

他の態様においては、本明細書において提案された、ＧＮＳＳセンサの動作方法を実施するように設定及び構成されているＧＮＳＳセンサが提案される。

他の態様においては、本明細書において提案されたＧＮＳＳセンサを装備した車両が提案される。この車両は、制御操作が電子制御ユニットの作用を受け得る車両である。有利には、この車両は、自動運転車両、特に有利には、自律型自動車である。

本明細書においては、ＧＮＳＳセンサは、センサ信号を処理し、これに関連して制御信号及び／又はデータ信号を出力する電子機器であると理解することができる。センサは、ハードウェア及び／又はソフトウェアの形態において形成可能なインタフェースを有することができる。ハードウェアの形態において形成された場合、インタフェースは、例えば、装置の多様な機能を含む、いわゆるシステムＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ＝特定用途向け集積回路）の一部であるものとするとよい。しかし、インタフェースが固有の集積回路を含むものとしてもよく、又は、少なくとも部分的に、離散した構成要素から構成されているものとしてもよい。ソフトウェアの形態において形成される場合、インタフェースは、例えばマイクロコントローラ上において、他のソフトウェアモジュールの隣に設けられているソフトウェアモジュールであるものとするとよい。

プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラムも有利である。これは、半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光メモリ等の機械可読担体又は機械可読記憶媒体に記憶可能であり、上述の実施形態の１つに従って方法のステップを実行、実現及び／又は駆動制御するために使用される。これは特に、このプログラム製品又はプログラムがコンピュータ又は装置上で実行される場合である。

本明細書において提示された解決策とその技術的な環境を、以下において、図面に基づいてより詳細に説明する。本発明は、示された例示的な実施形態によって限定されるべきではない、ということを指摘する。特に、そうでないことが明記されていない限り、図面において説明されている状況の部分的な態様を抽出して、他の図面及び／又はこの説明からの他の構成部分及び／又は知識と組み合わせることも可能である。

本発明によるＧＮＳＳセンサの動作方法の例示的なフローを示す図である。 ＧＮＳＳセンサを備える車両を示す図である。

図１は、本発明によるＧＮＳＳセンサの動作方法の例示的なフローを概略的に示している。先ずは、ステップａ）において、衛星データを受信する。これらの衛星データは、ステップｂ）において評価される。ステップｃ）においては、衛星データの少なくとも一部が車両の位置を特定するのに適していない場合、ＧＮＳＳセンサの少なくとも１つの動作モードが非活性化される。

図２は、図１に関連して説明した方法を実施するために設定及び構成されているＧＮＳＳセンサ１を備えた車両２を概略的に示している。車両２は、制御操作が電子制御ユニット３の作用を受け得る車両であり、例えば、自律的に動作する自動車である。ＧＮＳＳセンサ１は、電子制御ユニット３と接続されている。

本明細書において提示した解決策は、特に、自動運転車両における重大で危険な位置エラーを阻止し、自動運転車両の安全性を高めるのに役立つ。

Claims (11)

1. 制御操作が制御ユニット（３）の作用を受け得る車両（２）のＧＮＳＳセンサ（１）の動作方法であって、前記方法は少なくとも、
   ａ）衛星データを受信するステップと、
   ｂ）前記衛星データを評価するステップと、
   ｃ）前記衛星データが誤りを含んでいる又は妨害されているという情報を、前記ＧＮＳＳセンサ（１）が前記衛星データから得ると、前記ＧＮＳＳセンサ（１）の少なくとも１つの動作モードを非活性化するステップと、
   を含む方法。
2. 前記衛星データが誤りを含んでいる又は妨害されているという情報が、前記ＧＮＳＳセンサ（１）に通信リンクを介して供給されると、前記ＧＮＳＳセンサ（１）の前記少なくとも１つの動作モードを非活性化する、請求項１に記載の方法。
3. 前記車両（２）が特定の領域に存在する場合に、前記ＧＮＳＳセンサ（１）の前記少なくとも１つの動作モードを非活性化する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ＧＮＳＳセンサ（１）の前記少なくとも１つの動作モードの前記非活性化を上位のシステムに通知する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記上位のシステムが活性化信号を発生させると、前記ＧＮＳＳセンサ（１）の前記少なくとも１つの動作モードを再び活性化する、請求項４に記載の方法。
6. 特定の衛星システムに割り当てられている前記ＧＮＳＳセンサ（１）の前記動作モードを非活性化する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 車両（２）の動作方法であって、前記車両の制御操作は、制御ユニット（３）の作用を受け得るものであり、前記方法は少なくとも、
   ａ）請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法に従って動作させられるＧＮＳＳセンサ（１）を使用して前記車両（２）の位置を特定するステップと、
   ｂ）前記ＧＮＳＳセンサ（１）の少なくとも１つの動作モードが非活性化された場合に、前記制御ユニット（３）の作用を受けることを、前記車両（２）の前記制御操作の少なくとも１つに制限するステップと、
   を含む方法。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実施するように設定及び構成されている制御ユニット（３）。
9. ＧＮＳＳセンサ（１）と、請求項８に記載された制御ユニット（３）とを備える車両（２）であって、
   前記車両（２）の制御操作は、制御ユニット（３）の作用を受け得るものである、
   車両（２）。
10. 制御ユニット（３）によって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実施するために構成されているコンピュータプログラム。
11. 請求項１０に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読記憶媒体。

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