DE112016003285B4

DE112016003285B4 - Routengenerator, Routenerzeugungsverfahren und Routenerzeugungsprogramm

Info

Publication number: DE112016003285B4
Application number: DE112016003285.4T
Authority: DE
Inventors: Masanori Takeda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: US20180238696A1; JPWO2017014012A1; JP6429217B2; CN107851392A; CN107851392B; DE112016003285T5; US10684133B2; WO2017014012A1

Abstract

Routengenerator, welcher aufweist:eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Information, welche die Form der Straße angebende Information enthält, zu erzeugen;eine Fahrwegerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um in der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information einen Fahrweg eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form zu erzeugen; undeine Inversumwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, zu erzeugen, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der von der Fahrwegerzeugungseinheit an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Routengenerator, ein Routenerzeugungsverfahren und ein Routenerzeugungsprogramm.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-144994 , eingereicht am 22. Juli 2015, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-051076 , eingereicht am 15. März 2016, beansprucht, deren Inhalt hiermit unter Bezugnahme aufgenommen wird.
[Technischer Hintergrund]
Herkömmlich ist eine Technik zur Fahrtsteuerung eines Fahrzeugs entlang einem vorbestimmten Fahrweg auf einer Straße, wie etwa einer kurvigen Straße, bekannt. In dieser Hinsicht ist, als Fahrwegsetzvorrichtung für ein Fahrzeug, die durch Bildgebungsmittel Fahrspurmarkierungen detektiert, die eine Fahrspur vor einem Fahrzeug angeben, und die einen Fahrweg des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrspurmarkierungen setzt, eine Fahrwegsetzvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die enthält: ein Positionserfassungsmittel, das eine Position einer inneren Fahrspurmarkierung vor dem Fahrzeug erfasst, ein Tangentenwinkel-Berechnungsmittel, das einen Tangentenwinkel berechnet, der durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs und eine Tangentiallinie an der inneren Fahrspurmarkierung an einer von dem Positionserfassungsmittel erfassten Position der inneren Fahrspurmarkierung gebildet ist, ein Korrekturwert-Berechnungsmittel, das einen Korrekturwert auf der Basis des vom Tangentenwinkel-Berechnungsmittel berechneten Tangentenwinkels berechnet, sowie ein Fahrwegpositionssetzmittel, das eine Fahrwegposition auf eine Position, um den vom Korrekturwert-Berechnungsmittel berechneten Korrekturwert, einwärts von der Mitte rechter und linker Fahrspurmarkierungen vor dem Fahrzeug setzt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
In Bezug auf die oben erwähnte Technik ist auch eine Fahrwegvorbereitungsvorrichtung bekannt, die einen Fahrweg eines Fahrzeugs vorbereitet und ein Kurvenstraßenform-Erkennungsmittel enthält, das eine Form einer kurvigen Straße von einem Eingang zu einem Ausgang erkennt, ein Ausgangsvorhersagepunkt-Spezifizierungsmittel, das einen Punkt spezifiziert, der als Ausgang in der kurvigen Straße vorhergesagt ist, sowie ein Fahrwegvorbereitungsmittel, das einen Fahrweg des Fahrzeugs vom Eingang zum Ausgangsvorhersagepunkt und vom Ausgangsvorhersagepunkt zum Ausgang vorbereitet (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
[Zitatliste]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. JP 2005-182186 A
[Patentliteratur 2] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. JP 2012-66778 A

[Abriss der Erfindung]
[Technisches Problem]
Wenn jedoch in der herkömmlichen Technik ein Fahrweg für eine kurvige Straße berechnet wird, können verschiedene Rechenoperationsparameter breite Bereiche abdecken, und die Rechenarbeitslast kann übermäßig zunehmen.
Ein Aspekt der Erfindung ist im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände gemacht worden, und ihre Aufgabe ist es, einen Routengenerator, ein Routenerzeugungsverfahren und ein Routenerzeugungsprogramm anzugeben, die mit geringer Rechenarbeitslast einen Fahrweg erzeugen können, der für die Form einer Straße geeignet ist.
[Lösung für das Problem]

(1) Ein Routengenerator gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Information, welche die Form der Straße angebende Information enthält, zu erzeugen; eine Fahrwegerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um in der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information einen Fahrweg eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form zu erzeugen; und eine Inversumwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, zu erzeugen, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der von der Fahrwegerzeugungseinheit an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.
(2) In dem Aspekt gemäß (1) führt die Inversumwandlungseinheit die Inversumwandlung derart aus, dass ein Abstand zwischen einer geteilten Linie, die auf der Basis der Karteninformation gesetzt ist, unter geteilten Linien, in die eine gerade Linie, welche eine von der Virtuelle-Straße-Information enthaltene Straße repräsentiert, unterteilt ist, und der Referenzpunkt vor und nach der Inversumwandlung beibehalten wird.
(3) In dem Aspekt gemäß (1) oder (2) erzeugt die Fahrwegerzeugungseinheit den Fahrweg, indem sie eine geometrische Kurveninterpolation an der Straße mit der geradlinigen Form und der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information durchführt.
(4) In dem Aspekt gemäß (3) erzeugt die Fahrwegerzeugungseinheit den Fahrweg, indem sie eine Spline-Kurve basierend auf zumindest einem Geschwindigkeitsvektor des Hostfahrzeugs anwendet.
(5) In dem Aspekt gemäß einem von (1) bis (3) enthält der Routengenerator ferner eine Erkennungseinheit, die konfiguriert ist, um ein Hindernis zu erkennen, das die Fahrt des Hostfahrzeugs auf der Straße behindert, wobei die Fahrwegerzeugungseinheit eine Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen erzeugt, um das von der Erkennungseinheit erkannte Hindernis zu vermeiden.
(6) In dem Aspekt gemäß (5) enthält der Routengenerator ferner eine Wegauswertungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Hindernis-vermeidenden Fahrweg, in dem sich das Hostfahrzeug nicht mit dem Hindernis stört, auf der Basis einer Krümmung der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht umgewandelt worden ist, und Krümmungen der Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen unter der Mehrzahl von den Hindernis-vermeidenden Fahrwegen, die auf der Straße mit der geradlinigen Form mit der Fahrwegerzeugungseinheit erzeugt sind, auszuwählen, wenn das Hindernis von der Erkennungseinheit erkannt worden ist, wobei die Inversumwandlungseinheit den Hindernis-vermeidenden Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, erzeugt, indem sie die Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung an dem einen von der Wegauswertungseinheit ausgewählten Hindernis-vermeidenden Fahrweg durchführt.
(7) In dem Aspekt gemäß (6) setzt die Wegauswertungseinheit einen Bereich basierend auf der Form des Hindernisses auf der Basis eines Abstands von der geteilten Linie, von der ein Abstand zu dem Referenzpunkt beizubehalten ist, zu dem von der Erkennungseinheit erkannten Hindernis, und wählt einen Hindernis-vermeidenden Fahrweg, in dem sich das Hostfahrzeug nicht mit dem gesetzten Bereich stört, unter der Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen, die auf der Straße mit der geradlinigen Form durch die Fahrwegerzeugungseinheit erzeugt sind, wenn das Hindernis von der Erkennungseinheit erkannt worden ist.
(8) In dem Aspekt gemäß einem von (1) bis (9) korrigiert die Inversumwandlungseinheit den Fahrweg von einem schleifenförmigen Abschnitt zu einem anderen Weg als dem schleifenförmigen Abschnitt, wenn der erzeugte Fahrweg den schleifenförmigen Abschnitt bildet, in dem er sich selbst schneidet.
(9) Ein Routenerzeugungsverfahren gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung enthält: Erzeugen von Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Straßeninformation, die von der Straße angebende Information enthält; Erzeugen eines Fahrwegs eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form in der erzeugten Virtuelle-Straße-Information; und Erzeugen eines Fahrwegs des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der Umwandlung zum Umwandeln der Form der Straße zu der geradlinigen Form an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.
(10) Ein Routenerzeugungsprogramm gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung veranlasst, dass ein bordeigener Computer durchführt: Erzeugen von Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Straßeninformation, die von der Straße angebende Information enthält; Erzeugen eines Fahrwegs eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form in der erzeugten Virtuelle-Straße-Information; und Erzeugen eines Fahrwegs des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der Umwandlung zum Umwandeln der Form der Straße zu der geradlinigen Form an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.

[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Da gemäß den Aspekten (1), (2), (9) und (10) die Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Information, welche die Form der Straße angebende Information enthält, zu erzeugen; eine Fahrwegerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um in der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information einen Fahrweg eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form zu erzeugen; und eine Inversumwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, zu erzeugen, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung, an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der von der Fahrwegerzeugungseinheit an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde, vorgesehen sind, ist es möglich, mit geringer Rechenarbeitslast einen Fahrweg zu erzeugen, der für eine Form einer Straße geeignet ist.
Da gemäß (3) oder (4) die Fahrwegerzeugungseinheit einen Fahrweg erzeugt, indem sie eine geometrische Kurveninterpolation an der Straßedurchführt, die in der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information enthalten ist, ist es möglich, einen Fahrweg zu erzeugen, der für eine aktuelle Straßenform besser geeignet ist.
Da gemäß (5) oder (6) die Wegauswertungseinheit einen einzigen Hindernisvermeidungsfahrweg auf der Basis einer Krümmung der Form der Straße, die durch die Umwandlungseinheit nicht umgewandelt worden ist, und Krümmungen der Fahrwege, die durch die Fahrwegerzeugungseinheit auf der Straße mit geradliniger Form erzeugt wurden, auswählt, ist es möglich, einen Fahrweg zu erzeugen, die Belastung eines Insassen mindern kann.
Da gemäß (7) die Wegauswertungseinheit einen Bereich basierend auf der zu berücksichtigenden Form des Hindernisses zwischen dem Hindernis und dem Hostfahrzeug auf der Baiss des Abstands von der geteilten Linie, von der ein Abstand zu dem Referenzpunkt zu dem Hindernis beibehalten wird, unter der Mehrzahl der von der Fahrwegerzeugungseinheit erzeugten Hindernisvermeidungsfahrwegen setzt, und einen Hindernisvermeidungsweg auswählt, ist es möglich, einen Fahrweg zu erzeugen, der zur Vermeidung eines Hindernisses geeignet ist.
Da gemäß (8) die Inversumwandlungseinheit, auf der Basis eines Punkts, der von dem Fahrweg geschnitten wird, den erzeugten Fahrweg zu einem Weg korrigiert, der nicht den schleifenförmigen Abschnitt bildet, wenn der erzeugte Fahrweg sich selbst schneidet, um den schleifenförmigen Abschnitt zu bilden, ist es möglich, einen Fahrweg mit höherer Genauigkeit zu erzeugen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration eines Hostfahrzeugs mit einem Fahrzeugcontroller gemäß einer ersten Ausführung in der Mitte, darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration einer Routenerzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführung darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessflusses darstellt, der von der Routenerzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführung durchgeführt wird.
4 ist ein Diagramm, das eine durch Karteninformation angegebene Form einer Straße schematisch darstellt.
5 ist ein Diagramm, das in zweidimensionalen Koordinaten Positionen eines Referenzpunkts und einer Straßenmittenlinie einer Straße darstellt, deren Form durch eine Umwandlungseinheit nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Information darstellt, die mit Links in einer Straßenmittellinie korreliert ist.
7 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem Knoten und eine Straßenmittellinie darstellende Abschnitte auf eine X-Koordinatenachse bewegt sind.
8 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem ein Fahrweg von einer Fahrwegerzeugungseinheit gemäß einer ersten Ausführung der Recheneinheit berechnet wird.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Fahrwegen (Spline-Kurven) darstellt, die auf einer Straße mit geradliniger Form erzeugt werden.
10 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem eine Straße mit geradliniger Form entlang Fahrwegen in eine ursprüngliche Form der Straße virtuell invers umgewandelt worden ist.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Steuerwertbestimmungsverfahrens basierend auf einem Fahrweg darstellt.
12 ist ein Diagramm, das Elemente eines Hostfahrzeugs darstellt, in dem ein Fahrzeugcontroller gemäß einer zweiten Ausführung angebracht ist.
13 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration des Hostfahrzeugs darstellt, in dem der Fahrzeugcontroller gemäß der zweiten Ausführung angebracht ist.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration einer Routenerzeugungseinheit gemäß einer zweiten Ausführung darstellt.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Szene darstellt, in der eine Mehrzahl von Referenzpunkten an der Umwandlungseinheit gesetzt sind.
16 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem Fahrwege auf einer virtuellen Straße erzeugt werden, die von der in 15 dargestellten Szene in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist.
17 ist ein Diagramm, das einen Zentrifugalbeschleunigungs-Schwellenwert darstellt, der von einer Wegauswertungseinheit gesetzt ist.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrwegs darstellt, der durch inverses Umwandeln des von der Wegauswertungseinheit gewählten Fahrwegs erzeugt ist.
19 ist ein Diagramm, das einen Korrekturprozess darstellt, wenn in einem Teil eines Fahrwegs ein schleifenförmiger Abschnitt gebildet wird.
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessflusses darstellt, der von der Routenerzeugungseinheit gemäß der zweiten Ausführung durchgeführt wird.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Szene darstellt, in der ein virtuelles Hindernis gesetzt ist.
22 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel der Szene darstellt, in der ein virtuelles Hindernis gesetzt ist.

[Beschreibung von Ausführungen]
Nachfolgend werden ein Routengenerator, ein Routenerzeugungsverfahren und ein Routenerzeugungsprogramm gemäß Ausführungen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführung>
1 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration eines Hostfahrzeugs M, mit einem Fahrzeugcontroller 100 gemäß einer ersten Ausführung in der Mitte, darstellt. Das Hostfahrzeug M ist ein Fahrzeug, in dem der Fahrzeugcontroller 100 angebracht ist. Zusätzlich zu dem Fahrzeugcontroller 100 sind in dem Hostfahrzeug M angebracht eine Navigationsvorrichtung 10, ein Fahrzeugsensor 20, eine Bedienungsvorrichtung 30, ein Bedienungserfassungssensor 32, ein Schalter 40, eine Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50, eine Lenkvorrichtung 52 sowie eine Bremsvorrichtung 54.
Die Navigationsvorrichtung 10 enthält einen globalen Navigationssatellitensystem-(GNSS)-Empfänger, Karteninformation (Navigationskarten), eine berührungsempfindliche Anzeigetafelvorrichtung, die als Benutzerschnittstelle dient, ein Lautsprecher und ein Mikrofon. Die Navigationsvorrichtung 10 spezifiziert eine Position des Hostfahrzeugs M mittels des GNSS-Empfängers und leitet eine Route von der spezifizierten Position zu einem vom Benutzer bezeichneten Ziel her. Die mit der Navigationsvorrichtung 10 hergeleitete Route ist durch eine Kombination von Links und Knoten definiert, die in der Karteninformation 132 enthalten sind. Ein Knoten ist Information, die beim Exprimieren eines Straßennetzwerks einen Knotenpunkt angibt, wie etwa eine Kreuzung. Ein Link ist Information, die einen Straßenabschnitt zwischen Knoten angibt.
Die mit der Navigationsvorrichtung 10 hergeleitete Route wird in einer Speichereinheit 130 als Routeninformation 134 gespeichert. Die Position des Hostfahrzeugs kann durch ein Trägheitsnavigationssystem (INS), das ein Ausgangssignal des Fahrzeugsensors 20 sendet, spezifiziert oder kompensiert werden. Die Navigationsvorrichtung 10 führt eine Führung einer Route zu einem Ziel mittels Sprach- oder Navigationsanzeige durch, wenn der Fahrzeugcontroller 100 einen manuellen Fahrmodus durchführt. Die Konfiguration zum Spezifizieren der Position des Hostfahrzeugs M kann unabhängig von der Navigationsvorrichtung 10 vorgesehen werden. Die Navigationsvorrichtung 10 kann zum Beispiel durch eine Funktion eines Endgeräts verkörpert sein, wie etwa eines Smartphone oder eines Tablet-Endgeräts, das von einem Benutzer getragen wird. In diesem Fall erfolgt das Senden und Empfangen von Information zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeugcontroller 100 in drahtloser oder verkabelter Weise.
Der Fahrzeugsensor 20 enthält einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22, der eine Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M (Fahrzeuggeschwindigkeit) erfasst, sowie einen Gierratensensor 24, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse herum erfasst. Der Fahrzeugsensor 20 kann einen Beschleunigungssensor enthalten, der eine Beschleunigung erfasst, sowie einen Richtungssensor, der eine Richtung des Hostfahrzeugs M erfasst.
Die Bedienungsvorrichtung 30 enthält zum Beispiel ein Gaspedal, ein Lenkrad, ein Bremspedal und einen Schalthebel. An der Bedienungsvorrichtung 30 ist ein Bedienungserfassungssensor 32 angebracht, der erfasst, ob vom Fahrer eine Bedienung durchgeführt wird, oder welche Bedienung durchgeführt wird. Der Bedienungserfassungssensor 32 enthält zum Beispiel einen Drosselventilöffnungsgradsensor, einen Lenkkdrehmomentsensor, einen Bremssensor und einen Schaltstellungssensor. Der Bedienungserfassungssensor 32 gibt einen Drosselventilöffnungsgrad, ein Lenkdrehmoment, einen Bremspedaldruckbetrag sowie eine Schaltstellung als Erfassungsergebnisse an eine Fahrsteuereinheit 120 aus. Stattdessen kann das Erfassungsergebnis des Bedienungserfassungssensors 32 auch direkt an eine Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50, eine Lenkvorrichtung 52 oder eine Bremsvorrichtung 54 ausgegeben werden.
Der Schalter 40 ist ein Schalter, der vom Fahrer oder dergleichen betätigt wird. Der Schalter 40 kann ein mechanischer Schalter oder ein grafischer Benutzerschnittstellen-(GUI)-Schalter sein, der in einer Berührungstafelanzeigevorrichtung der Navigationsvorrichtung 10 vorgesehen ist. Der Schalter 40 empfängt eine Schaltanweisung zwischen einem manuellen Fahrmodus, in dem ein Fahrer das Fahrzeug manuell fährt, und einem automatischen Fahrmodus, in dem das Fahrzeug in einem Zustand fährt, in dem der Fahrer keine Bedienung durchführt (oder in dem ein Bedienungsbetrag weniger oder eine Bedienungshäufigkeit geringer ist als jene im manuellen Fahrmodus), und erzeugt ein Steuermodus-Anweisungssignal, um einen Steuermodus der Fahrsteuereinheit 120 dem automatischen Fahrmodus oder dem manuellen Fahrmodus anzuweisen.
Die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 enthält zum Beispiel einen Verbrennungsmotor und/oder einen elektrischen Fahrmotor. Wenn die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 nur den Verbrennungsmotor enthält, enthält die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 zusätzlich eine elektrische Verbrennungsmotorsteuereinheit (Verbrennungsmotor-ECU), die den Verbrennungsmotor steuert. Die Verbrennungsmotor-ECU steuert eine Fahrantriebskraft (ein Drehmoment), um zu veranlassen, dass das Fahrzeug fährt, durch Einstellung eines Drosselventilöffnungsgrads, einer Schaltstufe oder dergleichen, zum Beispiel auf der Basis von Information, die von der Fahrsteuereinheit 120 eingegeben wird. Wenn die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 nur den elektrischen Fahrmotor enthält, enthält die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 zusätzlich eine Elektromotor-ECU, die den elektrischen Fahrmotor antreibt. Die Elektromotor-ECU steuert die Fahrantriebskraft, um zu veranlassen, dass das Fahrzeug fährt, zum Beispiel durch Einstellen eines Tastverhältnisses eines dem Fahrmotor zugeführten PWM-Signals. Wenn die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 sowohl den Verbrennungsmotor als auch den elektrischen Fahrmotor enthält, steuern die Verbrennungsmotor-ECU und die Elektromotor-ECU die Fahrantriebskraft gemeinsam.
Die Lenkvorrichtung 52 enthält zum Beispiel einen Elektromotor, der Drehrichtungen von Rädern ändern kann, indem sie eine Kraft auf eine Zahnstangen- und Ritzelfunktion oder dergleichen ausübt. Die Lenkvorrichtung 52 enthält einen Lenkwinkelsensor 52a, der einen Lenkwinkel (oder aktuell gelenkten Winkel) erfasst. Die Lenkvorrichtung 52 treibt den Elektromotor auf der Basis von Information an, die von der Fahrsteuereinheit 120 eingegeben wird.
Die Bremsvorrichtung 54 enthält einen Hauptzylinder, zu dem eine auf das Bremspedal ausgeübte Bremsbetätigung als Hydraulikdruck übertragen wird, einen Reservoirtank, der ein Bremsfluid speichert, sowie einen Bremsaktuator, der auf die Räder ausgegebene Bremskräfte einstellt. Die Bremsvorrichtung 54 steuert den Bremsaktuator und dergleichen auf der Basis der von der Fahrsteuereinheit 120 eingegebenen Information derart, dass Bremsmomente mit gewünschten Höhen an die Räder ausgegeben werden. Die Bremsvorrichtung 54 ist nicht auf eine elektronisch gesteuerte Bremsvorrichtung beschränkt, die mit dem oben erwähnten Hydraulikdruck arbeitet, sondern kann auch eine elektronisch gesteuerte Bremsvorrichtung sein, die mit einem elektrischen Aktuator arbeitet.
[Fahrzeugcontroller]
Nachfolgend wird der Fahrzeugcontroller 100 beschrieben. Der Fahrzeugcontroller 100 enthält zum Beispiel eine Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102, eine Aktionsplanerzeugungseinheit 104, eine Routenerzeugungseinheit 110, eine Fahrsteuereinheit 120, eine Steuerschalteinheit 122 sowie eine Speichereinheit 130. Einige oder alle der Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102, der Aktionsplanerzeugungseinheit 104, der Routenerzeugungseinheit 110, der Fahrsteuereinheit 120 und der Steuerschalteinheit 122 sind Software-Funktionseinheiten, die funktionieren, indem ein Prozessor wie etwa eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) dazu veranlasst wird, ein Programm auszuführen. Eine oder alle der Funktionseinheiten können auch Hardware-Funktionseinheiten sein, wie etwa eine Large-Scale-Integrations-(LSI)- oder Anwenderspezifischintegrierte Schaltung (ASIC). Die Speichereinheit 130 ist durch einen Festwertspeicher ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder einen Flashspeicher verkörpert. Das Programm, das von dem Prozessor ausgeführt wird, kann vorab in der Speichereinheit 130 gespeichert sein oder kann von einer externen Vorrichtung über ein bordeigenes Internetäquivalent oder dergleichen heruntergeladen werden. Das Programm kann in der Speichereinheit 130 installiert werden, indem veranlasst wird, dass ein tragbares Speichermedium, auf dem das Programm gespeichert ist, an einem Laufwerk angebracht wird, welches nicht dargestellt ist.
Die Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102 erkennt eine Fahrspur (eine Hostfahrspur), auf der das Hostfahrzeug M fährt, sowie eine relative Position des Hostfahrzeugs M zu der Fahrspur auf der Basis der in der Speichereinheit 130 gespeicherten Karteninformation und von der Navigationsvorrichtung 10 oder dem Fahrzeugsensor 20 eingegebener Information. Die Karteninformation 132 ist zum Beispiel solche Karteninformation, die präziser ist als eine in der Navigationsvorrichtung 10 gespeicherte Navigationskarte, und enthält zum Beispiel Information einer Mitte einer Fahrspur oder Information zu einer Grenze einer Fahrspur. Insbesondere enthält die Karteninformation 132 Straßeninformation, Verkehrsregelungsinformation, Adressinformation (Adressen und Postleitzahlen), Einrichtungsinformation, Telefonnummerinformation und dergleichen. Die Straßeninformation enthält Information, die einen Typ einer Straße angibt, wie etwa eine Schnellstraße, mautpflichtige Straße, Nationalstraße, Bundesstraße oder Information wie etwa die Anzahl von Fahrspuren einer Straße, Breite jeder Fahrspur, Gefälle einer Straße, Position einer Straße (dreidimensionale Koordinaten einschließlich geografischer Länge, Breite und Höhe, Krümmungen und Kurven einer Fahrspur, Positionen von Einmündungs- und Verzweigungspunkten einer Straße, und an einer Straße angeordnete Zeichen. Die Verkehrsregelinformation enthält Information, die angibt, dass eine Fahrspur aufgrund von Baustelle, Verkehrsunfällen, Stau und dergleichen blockiert ist.
Zum Beispiel erkennt die Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102 einen Abstand eines Referenzpunkts des Hostfahrzeugs (zum Beispiel einer Spitze des Fahrzeugs) von der Mitte der Fahrspur und einen Winkel θ, der durch die Fahrtrichtung des Hostfahrzeugs und eine Linie gebildet ist, die sich an die Mitte der Fahrspur anschließt, als Relativposition des Hostfahrzeugs zu der Fahrspur. Jedoch kann die Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102 auch eine Position des Referenzpunkts des Hostfahrzeugs relativ zu einem Rand der Fahrspur und dergleichen als Relativposition des Hostfahrzeugs zur Fahrspur erkennen.
Die Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102 kann eine Fahrspur mittels eines Suchers, eines Radars oder einer Kamera erkennen.
Die Aktionsplanerzeugungseinheit 104 erzeugt einen Aktionsplan in einem vorbestimmten Abschnitt. Der vorbestimmte Abschnitt ist zum Beispiel ein Abschnitt, in dem eine von der Navigationsvorrichtung 10 hergeleitete Route eine Mautstraße durchfährt, wie etwa eine Schnellstraße. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt, sondern die Aktionsplanerzeugungseinheit 104 kann auch einen Aktionsplan für einen beliebigen Abschnitt erzeugen.
Ein Aktionsplan enthält zum Beispiel eine Mehrzahl von Ereignissen, die sequentiell stattfinden. Beispiele der Ereignisse enthalten ein Verzögerungsereignis, in dem das Hostfahrzeug M verzögert, ein Beschleunigungsereignis, in dem das Hostfahrzeug M beschleunigt, ein Fahrspurhalteereignis, in dem das Hostfahrzeug M derart fährt, dass das Fahrzeug nicht von der Fahrspur abweicht, sowie ein Fahrspurwechselereignis, in dem die Fahrspur wechselt. Wenn zum Beispiel eine Kreuzung (eine Mündung) einer Mautstraße (zum Beispiel einer Schnellstraße) vorhanden ist, muss der Fahrzeugcontroller 100, im automatischen Fahrmodus, die Fahrspur wechseln oder die Fahrspur einhalten, so dass das Hostfahrzeug M zum Ziel hin fährt. Dementsprechend setzt die Aktionsplanerzeugungseinheit 104 ein Fahrspurwechselereignis oder ein Fahrspurhalteereignis.
[Routenerzeugung]
Die Routenerzeugungseinheit 110 erzeugt eine Fahrtroute, auf der das Hostfahrzeug M fahren sollte, auf der Basis verschiedener Ereignisse, die im von der Aktionsplanerzeugungseinheit 104 erzeugten Aktionsplan enthalten sind. Die Routenerzeugungseinheit 110 erzeugt eine detailliertere Route als eine von der Navigationsvorrichtung 10 hergeleitete Route, die durch Knoten und Links spezifiziert ist. Die Routenerzeugungseinheit 110 erzeugt eine Fahrtroute, wenn zum Beispiel der Aktionsplan ein Fahrspurhalteereignis ist, und eine Form einer Straße gekrümmt ist, wie etwa eine kurvige Straße. Die Routenerzeugungseinheit 110 entspricht einem „Routengenerator“.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration der Routenerzeugungseinheit 110 gemäß der ersten Ausführung darstellt. Die Routenerzeugungseinheit 110 enthält eine Karteninformationserfassungseinheit 111, eine Umwandlungseinheit 112, eine Zielpunktsetzeinheit 113, eine Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114, eine Fahrwegerzeugungseinheit 115 und eine Inversumwandlungseinheit 116.
Die Karteninformationserfassungseinheit 111 erfasst die von der Speichereinheit 130 gespeicherte Karteninformation 132 auf der Basis der Position des Hostfahrzeugs, die mit der Navigationsvorrichtung 10 berechnet wird. Die Karteninformationserfassungseinheit 111 gibt die Karteninformation 132 einschließlich einer Straße um die Position des Hostfahrzeugs herum an die Umwandlungseinheit 112 aus.
Die Umwandlungseinheit 112 erzeugt Information, in der eine Form einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, virtuell in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der von der Karteninformationserfassungseinheit 111 ausgegebenen Karteninformation 132. Hier sei angenommen, dass eine gerade Linie eine Kurve enthält, deren Krümmung gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist. Zum Beispiel extrahiert die Umwandlungseinheit 112 Information, die eine Form einer Straße, die in der von der Routeninformation 134 angegebenen Route enthalten ist, aus der Karteninformation 132, die von der Karteninformationserfassungseinheit 111 ausgegeben wird, und erzeugt Information, mit der die Form der Straße der die Form der Straße angebenden Information virtuell in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist. Nachfolgend wird die Information, in der die Form einer Straße von der Umwandlungseinheit 112 in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, als „Virtuelle-Straße-Information 138“ bezeichnet.
Die Zielpunktsetzeinheit 113 setzt einen Zielpunkt, der einen Endpunkt eines Fahrwegs angibt, auf dem das Hostfahrzeug auf der Straße fährt, die durch die Umwandlungseinheit 112 in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist. Zum Beispiel setzt die Zielpunktsetzeinheit 113 einen Zielpunkt auf eine Position auf der umgewandelten Straße entsprechend einem Koordinatenpunkt, an dem ein Differenzialwert einer Krümmungsänderung einer kurvigen Straße in Bezug auf die Längsrichtung der Straße in einer echten Straße in Bezug auf die von der Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102 erkannte Fahrzeugposition minimiert ist. Insbesondere setzt die Zielpunktsetzeinheit 113 einen Zielpunkt auf eine Position auf der umgewandelten Straße entsprechend der Position (Koordinaten), an dem sich die echte Straße von einer Kurve zu einer geraden Linie ändert.
Die Zielpunktsetzeinheit 113 kann auch einen Zielpunkt setzen, der einen Endpunkt eines Fahrwegs angibt, auf dem das Hostfahrzeug auf einer Straße fährt, die von der Umwandlungseinheit 112 nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist. Wenn zum Beispiel eine Zielstraße eine kurvige Straße ist, setzt die Zielpunktsetzeinheit 113 einen Zielpunkt auf die kurvige Straße. Dementsprechend erzeugt die Umwandlungseinheit 112 Virtuelle-Straße-Information 138, in der eine Form der Straße (der kurvigen Straße), auf die der Zielpunkt mit der Zielpunktsetzeinheit 113 gesetzt worden ist, in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist.
Die Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 erfasst ein vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 erfasstes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein vom Gierratensensor 24 erfasstes Gierratenwinkelsignal und ein vom Lenkwinkelsensor 52a erfasstes Lenkwinkelsignal. In dieser Ausführung detektiert die Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Gierrratenwinkel und den Lenkwinkel, aber die Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 braucht nur wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen. Die Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 erfasst den Gierratenwinkel und den Lenkwinkel als Signale einer Drehkomponente im Verhalten des Hostfahrzeugs, braucht aber nur entweder den Gierratenwinkel oder den Lenkwinkel erfassen, und kann auch ein anderes Signal erfassen, solange es ein Signal ist, das eine Drehkomponente des Hostfahrzeugs angibt.
Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 erzeugt einen Fahrweg entlang der Straße, die von der Umwandlungseinheit 112 in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der Information (dem Startpunkt) des Hostfahrzeugs M), dem von der Zielpunktsetzeinheit 113 ausgegebenen Zielpunkt (Endpunkt) und der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Gierratenwinkel und dem Lenkwinkel, die von der Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 ausgegeben werden. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 führt eine Rechenoperation basierend auf einer vorbestimmten Kurvenfunktion unter den oben erwähnten Bedingungen aus. Die vorbestimmte Kurvenfunktion ist eine Funktion, um, wenn zumindest der Startpunkt, der Endpunkt und die Fahrzeuggeschwindigkeit als Parameter gesetzt sind, eine Funktion zu berechnen, in die die Parameter eingesetzt sind, und um Kurven zur Interpolation vom Startpunkt zum Endpunkt zu erzeugen. In dieser Ausführung ist die vorbestimmte Kurvenfunktion zum Beispiel eine Spline-Funktion, die eine Spline-Kurve erzeugt. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 gibt an die Inversumwandlungseinheit 116 eine Kurve aus (einschließlich einer geraden Linie), die den erzeugten Fahrweg angibt.
Die Inversumwandlungseinheit 116 erzeugt einen Fahrweg des Hostfahrzeugs M in der Form der Straße, die mit der Umwandlungseinheit 112 nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, bei Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung, an dem Fahrweg, der durch die Fahrwegerzeugungseinheit 115 auf der geradlinig geformten Straße erzeugt ist. Die Inversumwandlungseinheit 116 gibt an die Fahrsteuereinheit 120 Information aus, die den erzeugten Fahrweg angibt. Die Fahrsteuereinheit 120 steuert das Hostfahrzeug derart, dass das Hostfahrzeug entlang dem von der Inversumwandlungseinheit 116 erzeugten Fahrweg fährt.
Im Folgenden wird in Bezug auf ein Flussdiagramm ein Prozess beschrieben, der von der Routenerzeugungseinheit 110 ausgeführt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessflusses darstellt, der von der Routenerzeugungseinheit 110 gemäß der ersten Ausführung ausgeführt wird. Der Prozessfluss im Flussdiagramm wird zum Beispiel durchgeführt, bevor die automatische Fahrt gestartet wird, d.h. bevor die Steuerung basierend auf dem Aktionsplan durchgeführt wird.
Zuerst bestimmt die Routenerzeugungseinheit 110, ob eine Startzeit einer vorbestimmten Rechenoperationsperiode T erreicht ist (Schritt S100). Die vorbestimmte Rechenoperationsperiode T ist mit einer Rechenoperationsperiode synchronisiert, mit der der Fahrzeugcontroller 100 die Fahrt des Hostfahrzeugs steuert. Die Routenerzeugungseinheit 110 wartet ab, wenn bestimmt wird, dass die Startzeit der vorbestimmten Rechenoperationsperiode T nicht erreicht ist, und bewegt den Prozessfluss zu Schritt S102, wenn bestimmt wird, dass die Startzeit der vorbestimmten Rechenoperationsperiode T erreicht ist.
Dann erzeugt die Umwandlungseinheit 112 die Virtuelle-Straße-Information 138, in der eine Form einer Straße, auf der das Hostfahrzeug M fährt, virtuell in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der von der Karteninformationserfassungseinheit 111 ausgegebenen Karteninformation 132 (Schritt S102).
4 ist ein Diagramm, das schematisch eine Form einer Straße darstellt, die durch die Karteninformation 132 angegeben wird. Im in 4 dargestellten Beispiel wird die Straße als kurvige Straße ausgedrückt. Wie in 4 dargestellt, markiert die Umwandlungseinheit 112 einen Referenzpunkt P, dessen Position (Koordinaten) auf einer umzuwandelnden Straße oder in der Nähe der Straße bekannt ist, bevor die Form der Straße in eine geradlinige Form umgewandelt wird. Der Referenzpunkt P ist zum Beispiel ein Objekt, mit dem das Hostfahrzeug M nicht in Kontakt kommen sollte.
Im in 4 dargestellten Beispiel ist der Referenzpunkt P in der Nähe einer Straßenseitenlinie SL angeordnet. Der Referenzpunkt P kann auch auf die Straße oder außerhalb der Straße gesetzt werden. Der Referenzpunkt P kann auf eine Linienmarkierung gesetzt werden, wie etwa eine Straßenmittellinie CL oder eine Straßenseitenlinie SL. Es kann eine Mehrzahl von Referenzpunkten P mit konstanten Intervallen außerhalb der Straße gesetzt werden (außerhalb der Straßenseitenlinie SL). In dieser Ausführung ist die Straßenmittellinie CL zum Beispiel eine Fahrbahnmarkierung zum Definieren einer Fahrspur auf einer Straße, welche an jeder Seite zwei Fahrspuren enthält.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Umwandeln einer Straßenform beschrieben, das mit der Umwandlungseinheit 112 ausgeführt wird. 5 ist ein Diagramm, das in zweidimensionalen Koordinaten Positionen des Referenzpunkts P und der Straßenmittellinie CL auf einer Straße darstellt, deren Form von der Umwandlungseinheit 112 nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist. Die Straßenmittellinie CL ist durch eine Kombination von Links L[n] und Knoten N[n] definiert. Die Straßenmittellinie CL kann in der Karteninformation 132 vorab definiert sein, oder kann von der Umwandlungseinheit 112 definiert werden.
Im in 5 dargestellten Beispiel wird die Straßenmittellinie CL durch Knoten N[n] und Links L[n] ausgedrückt. Zum Beispiel ist eine Kreuzung zwischen einem Link L[3], der einen Knoten N[3] und einen Knoten N[4] verbindet, und einer senkrechten Linie, die senkrecht von dem Referenzpunkt P zu dem Link gezogen ist, als Q definiert. Der Punkt Q ist als ein Punkt gesetzt, der senkrecht zur senkrechten Linie auf dem Link L[n] (in dieser Ausführung dem Link L[3]) senkrecht zur senkrechten Linie von dem Referenzpunkt P gesetzt ist. Die Umwandlungseinheit 112 speichert die Koordinaten (Px, Py) des Referenzpunkts P und den Abstand von dem Referenzpunkt P zu dem Punkt Q in der Speichereinheit 130.
Die Umwandlungseinheit 112 speichert Abstände zwischen den Knoten N[n], d.h. die Längen der Links L[n], und Winkel in Bezug auf andere Links in der Speichereinheit 130. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Information darstellt, die mit den Links L[n] der Straßenmittellinie CL korreliert ist. Im in 6 dargestellten Beispiel wird jeder Link L[k] mit seinem Winkel in Bezug auf den vorherigen Link L[k-1] oder einen anschließenden Link L[k+1] auf seine Länge (Abstand zwischen dem Knoten N[k] und dem Knoten N[k+1]) korrigiert. Der Winkel in Bezug auf den Link L[0] kann zum Beispiel auf den Winkel in Bezug auf die Straßenmittellinie CL gesetzt werden. Die Umwandlungseinheit 112 leitet die in 6 dargestellten Parameter im Verlauf der Durchführung des Umwandlungsprozesses her und speichert die hergeleiteten Parameter als Tabellendaten in der Speichereinheit 130. Die Umwandlungseinheit 112 kann eine Funktion oder einen Graphen (ein Kennfeld) entsprechend den Tabellendaten, anstelle der Tabellendaten, in der Speichereinheit 130 speichern.
Die Umwandlungseinheit 112 bewegt virtuell die Knoten und die Links auf der X-Koordinatenachse mit dem Knoten N[0] als Ursprung O, während die Reihenfolge der Knoten N[n], welche die Straßenmittellinie CL darstellen, die Längen der Links L[n] und der Abstand zwischen dem Referenzpunkt P und dem Punkt Q beibehalten werden.
4 zeigt einen Zustand, in dem die Knoten N[n] und die Links L[n], die die Straßenmittellinie CL darstellen, auf die X-Koordinatenachse bewegt sind. Wie in 7 dargestellt, wird, nachdem die Umwandlung durchgeführt worden ist, die Straßenmittellinie CL durch CL# ausgedrückt, wird der Referenzpunkt P durch P# ausgedrückt, wird der Punkt Q durch Q# ausgedrückt, wird der Knoten N[n] durch N#[n] ausgedrückt und wird der Link L[n] durch L#[n] ausgedrückt. Der Link L#[n] ist ein Beispiel einer „geteilten Linie“. Der Abstand (=Px#) vom Ursprung Q zum Punkt Q# entspricht einer Gesamtlänge der Länge des Links L[0], der Länge des Links L[1], der Länge des Links L[2] und der Länge des Links zwischen dem Knoten N[3] und dem Punkt Q in 5. Der Abstand (=Py#) zwischen dem Referenzpunkt P# und dem Punkt Q# entspricht dem Abstand zwischen dem Referenzpunkt P und dem Punkt Q, bevor die Umwandlung durchgeführt worden ist. Die Umwandlungseinheit 112 speichert den Abstand (=Px#) vom Ursprung o zum Punkt Q# und den Abstand (=Py#) zwischen dem Referenzpunkt P# und dem Punkt Q# als Koordinaten des Referenzpunkts P#, auf dem die Umwandlung durchgeführt worden ist, in der Speichereinheit 130.
Die Umwandlungseinheit 112 führt einen Prozess durch, um andere Linienmarkierungen als Fahrspurseitenlinien in eine geradlinige Form umzuwandeln, um die Linienmarkierungen in eine geradlinige Form umzuwandeln. Hierbei setzt die Umwandlungseinheit 112 die Abstände in der Breitenrichtung zwischen der Straßenmittellinie CL und den anderen Fahrspurmarkierungen so, dass sie vor und nach der Umwandlung in geradlinige Form konstant sind. Dementsprechend wandelt die Umwandlungseinheit 112 die gesamte Straße einschließlich der Fahrspur, auf der das Hostfahrzeug M fährt, in eine geradlinige Form um.
Der Prozessfluss wird wiederum in Rückbezug auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben. Dann setzt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 einen Startpunkt und einen Endpunkt eines Fahrwegs auf der durch die Umwandlungseinheit 112 umgewandelten Straße und erzeugt basierend auf der Form der Straße einen Fahrweg. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 setzt die gegenwärtige Position des Hostfahrzeugs als Startpunkt Ps, setzt den von der Zielpunktsetzeinheit 113 ausgegebenen Zielpunkt als Endpunkt Pe, und führt basierend auf einer Spline-Funktion eine Rechenoperation aus (Schritt S104).
8 ist ein Diagramm, das eine Rechenoperation zum Berechnen des Fahrwegs darstellt, der auf der Fahrwegerzeugungseinheit 115 gemäß der ersten Ausführung durchgeführt wird. In 8 ist ein Raum, in dem sich das Hostfahrzeug M befindet, durch XY-Koordinaten ausgedrückt. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 berechnet eine Kurve zur Interpolation vom Startpunkt Ps zum Endpunkt Pe.
Wie in 8 dargestellt, sei angenommen, dass die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M an den Koordinaten (x₀, y₀) des Startpunkts Ps v₀ ist, und seine Beschleunigung a₀ ist. Die Geschwindigkeit v₀ des Hostfahrzeugs M ist ein Geschwindigkeitsvektor, in dem die x-Richtungskomponente v_xo und die y-Richtungskomponente v_yo der Geschwindigkeit kombiniert sind. Die Beschleunigung a₀ des Hostfahrzeugs M ist ein Beschleunigungsvektor, in dem die x-Richtungskomponente a_x0 und die y-Richtungskomponente a_y0 der Beschleunigung kombiniert sind. Es sei angenommen, dass die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M an den Koordinaten (x₁, y₁) des Endpunkts Pe v₁ ist und seine Beschleunigung a₁ ist. Die Geschwindigkeit v₁ des Hostfahrzeugs M ist ein Geschwindigkeitsvektor, in dem die x-Richtungskomponente v_x1 und die Y-Richtungskomponente v_y1 der Geschwindigkeit kombiniert sind. Die Beschleunigung a₁ des Hostfahrzeugs M ist ein Beschleunigungsvektor, in dem die x-Richtungskomponente a_x1 und die y-Richtungskomponente a_y1 der Beschleunigung kombiniert sind.
Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 setzt einen Zielpunkt (x,y) für jede Zeit t in einer Zeitspanne, in der eine Einheitszeit T abläuft, in der das Hostfahrzeug M vom Startpunkt Ps den Endpunkt Pe aus erreicht. Ein Rechenoperationsausdruck des Zielpunkts (x,y) wird durch die Spline-Funktionen der Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt.

[Math. 1] $x : ƒ (t) = m_{5} t^{5} + m_{4} t^{4} + m_{3} t^{3} + \frac{1}{2} a_{x 0} t^{2} + k_{1} v_{x 0} t + x_{0}$

[Math. 2] $y : ƒ (t) = m_{5} t^{5} + m_{4} t^{4} + m_{3} t^{3} + \frac{1}{2} a_{y 0} t^{2} + k_{2} v_{y 0} t + y_{0}$
In den Gleichungen (1) und (2) werden m₅, m₄ und m₃ jeweils durch die Gleichungen (3), (4) und (5) ausgedrückt. Die Koeffizienten k₁ und k₂ in den Gleichungen (1) und (2) können zueinander gleich oder voneinander unterschiedlich sein.

[Math. 3] $m_{5} = - \frac{12 p_{0} - 12 p_{1} + 6 v_{0} T + 6 v_{1} T + a_{0} T^{2} - a_{1} T^{2}}{2 T^{5}}$

[Math. 4] $m_{4} = - \frac{30 p_{0} - 30 p_{1} + 16 v_{0} T + 14 v_{1} T + 3 a_{0} T^{2} - 2 a_{1} T^{2}}{2 T^{4}}$

[Math. 5] $m_{3} = - \frac{20 p_{0} - 20 p_{1} + 12 v_{0} T + 8 v_{1} T + 3 a_{0} T^{2} - a_{1} T^{2}}{2 T^{3}}$
In den Gleichungen (3), (4) und (5) bezeichnet p₀ die Position (x₀,y₀) des Hostfahrzeugs M am Startpunkt Ps, und bezeichnet p₁ die Position (x₁,y₁) des Hostfahrzeugs M am Endpunkt Pe.
Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 setzt einen Wert, der durch Multiplizieren der von der Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Faktor erhalten wird, in v_x0 und v_y0 in den Gleichungen (1) und (2) ein und erfasst einen Zielpunkt (x(t),y(t)), der durch das Rechenergebnis der Gleichungen (1) und (2) spezifiziert ist, zu jeder Zeit t der Einheitszeit T. Dementsprechend erfasst die Fahrwegerzeugungseinheit 115 eine Spline-Linie durch Interpolation zwischen dem Startpunkt Ps und dem Endpunkt Pe unter Verwendung einer Mehrzahl von Zielpunkten (x(t),y(t)).
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Fahrwegen (Spline-Kurven) darstellt, die auf einer geradlinig geformten Straße erzeugt werden. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 gibt die in 9 dargestellten Spline-Kurven als Fahrwege Tg an die Inversumwandlungseinheit 116 aus. Wenn ein Fahrweg, der von der geradlinigen Straße wegführt, vorhanden ist, kann die Fahrwegerzeugungseinheit 115 die Fahrwege Tg, von denen der wegführende Fahrweg vorab ausgeschlossen ist, an die Inversumwandlungseinheit 116 ausgeben werden. Die Fahrwegerzeugungseinheit 115 kann die Fahrwege Tg derart erzeugen, dass das Hostfahrzeug M an der linken Seite der Straßenmittellinie CL fährt, oder kann die Fahrwege Tg so erzeugen, dass das Hostfahrzeug M die Straße vom Referenzpunkt P aus nicht verlässt. Wenn der Referenzpunkt P ein Objekt ist, mit dem das Hostfahrzeug M nicht in Kontakt kommen sollte, erzeugt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 die Fahrwege Tg derart, dass das Hostfahrzeug mit dem Referenzpunkt P nicht in Kontakt kommt.
Die Inversumwandlungseinheit 116 erzeugt die Fahrwege Tg# des Hostfahrzeugs M in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit 112 nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung an den Fahrwegen Tg, die von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 mit geradliniger Form erzeugt werden (Schritt S106).
Die Inversumwandlungseinheit 116 wandelt die Straße mit geradliniger Form in die ursprüngliche Form der Straße auf der Basis der Koordinaten des Referenzpunkts P, der Koordinaten des Referenzpunkts P# und der mit den Links L[n] korrelierten Information (zum Beispiel die in 6 dargestellten Tabellendaten) invers um. Zum Beispiel drückt die Inversumwandlungseinheit 116 die von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 als die Fahrwege Tg erzeugten Spline-Kurven durch Sequenzen von Punkten aus, die eine vorbestimmte Breite haben, und setzt die Sequenzen von Punkten, die durch das inverse Umwandeln der Punkt erfasst werden, als die Fahrwege Tg#. Dementsprechend wandelt die Inversumwandlungseinheit 116 die geradlinige Form der Straße in die ursprüngliche Form der Straße invers um und wandelt die auf der Straße mit der geradlinigen Form erzeugten Fahrwege Tg um, um neue Fahrwege Tg# auf der ursprünglichen Straße zu erzeugen.
10 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem eine geradlinige Form einer Straße entlang den Fahrwegen Tg virtuell in die ursprüngliche Form der Straße invers umgewandelt wird. Die Inversumwandlungseinheit 116 gibt die erzeugten Fahrwege Tg# an die Fahrsteuereinheit 120 aus (Schritt S108).
Die Fahrsteuereinheit 120 setzt, unter der Steuerung der Steuerschalteinheit 122, den Steuermodus auf den automatischen Fahrmodus oder den manuellen Fahrmodus, und steuert ein Steuerziel auf der Basis des gesetzten Steuermodus. Die Fahrsteuereinheit 120 liest die von der Aktionsplanerzeugungseinheit 104 im automatischen Fahrmodus erzeugte Aktionsplaninformation 136 und steuert ein Steuerziel auf der Basis der Aktionsplaninformation 136 und der Fahrwege Tg#. Die Fahrsteuereinheit 120 bestimmt einen Steuerwert (zum Beispiel eine Drehzahl) eines Elektromotors in der Lenkvorrichtung 52 und einen Steuerwert (zum Beispiel einen Drosselventilöffnungsgrad oder eine Schaltstufe) der ECU in der Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 derart, dass das Hostfahrzeug M auf der Basis des Aktionsplans entlang dem Fahrweg Tg# fährt.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Bestimmen eines Steuerwerts basierend auf einem Fahrweg Tg# darstellt. Der Fahrweg Tg# wird durch Knoten SN[n] und Links SL[n] ausgedrückt. Die Fahrsteuereinheit 120 bestimmt den Steuerwert des Elektromotors in der Lenkvorrichtung 52 und den Steuerwert der ECU in der Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50 zum Beispiel auf der Basis des Winkels θ, der durch den Link SL[k] und den Link SL[k+1] oder den Link SL[k-1] gebildet ist, und der Längen der Links.
Wie in 11 dargestellt, bestimmt die Fahrsteuereinheit 120 den Steuerwert des Elektromotors in der Lenkvorrichtung 52 derart, dass der Lenkwinkel einen Winkel erreicht, der dem Winkel θ1 zwischen den Knoten SN[k-1] und SN[k] entspricht, und bestimmt den Steuerwert des Elektromotors in der Lenkvorrichtung 52 derart, dass der Lenkwinkel einen Winkel erreicht, der dem Winkel θ2 zwischen den Knoten SN[k] und SN[k+1] entspricht.
Die Fahrsteuereinheit 120 gibt Information, die den oben bestimmten Steuerwert angibt, an ein entsprechendes Steuerziel aus. Dementsprechend können die Vorrichtungen (50, 52 und 54) als die Steuerziele die Vorrichtungen auf der Basis der Information steuern, die den von der Fahrsteuereinheit 120 Steuerwert angibt. Die Fahrsteuereinheit 120 justiert in geeigneter Weise die bestimmten Steuerwerte auf der Basis der Erfassungsergebnisse des Fahrzeugsensors 20.
Die Fahrsteuereinheit 120 steuert das Steuerziel auf der Basis des vom Bedienungserfassungssensor 32 im manuellen Fahrmodus ausgegebenen Bedienungserfassungssignals. Zum Beispiel gibt die Fahrsteuereinheit 120 das von dem Bedienungserfassungssensor 32 ausgegebene Bedienungserfassungssignal an die Vorrichtungen als die Steuerziele unverändert aus.
Die Steuerschalteinheit 122 schaltet den Steuermodus des Hostfahrzeugs durch die Fahrsteuereinheit 120 vom automatischen Fahrmodus zum manuellen Fahrmodus oder vom manuellen Fahrmodus zum automatischen Fahrmodus auf der Basis der Aktionsplaninformation 126, die von der Aktionsplanerzeugungseinheit 104 erzeugt und in der Speichereinheit 130 gespeichert ist. Die Steuerschalteinheit 122 schaltet den Steuermodus des Hostfahrzeugs M durch die Fahrsteuereinheit 120 vom automatischen Fahrmodus zum manuellen Fahrmodus oder vom manuellen Fahrmodus zum automatischen Fahrmodus auf der Basis des vom Schalter 40 eingegebenen Steuermodus-Anweisungssignals. Das heißt, der Steuermodus der Fahrsteuereinheit 120 kann während der Fahrt oder während des Parkens durch Bedienung des Fahrers oder dergleichen beliebig verändert werden.
Die Steuerschalteinheit 122 schaltet den Steuermodus des Hostfahrzeugs M durch die Fahrsteuereinheit 120 vom automatischen Fahrmodus zum manuellen Fahrmodus auf der Basis des vom Bedienungserfassungssensor 32 eingegebenen Bedienungserfassungssignals. Wenn zum Beispiel der im Bedienungserfassungssignal enthaltene Bedienungsbetrag größer als ein Schwellenwert ist, d.h. wenn die Bedienungsvorrichtung 3 mit einem Bedienungsbetrag betätigt wird, der größer als der Schwellenwert ist, schaltet die Steuerschalteinheit 122 den Steuermodus der Fahrsteuereinheit 120 vom automatischen Fahrmodus zum manuellen Fahrmodus. Wenn zum Beispiel das Hostfahrzeug M durch die auf den automatischen Fahrmodus gestellte Fahrsteuereinheit 120 automatisch fährt, und das Lenkrad, das Gaspedal oder das Bremspedal vom Fahrer mit einem Bedienungsbetrag betätigt wird, der größer als der Schwellenwert ist, schaltet die Steuerschalteinheit 122 den Steuermodus der Fahrsteuereinheit 120 vom automatischen Fahrmodus zum manuellen Fahrmodus. Daher kann der Fahrzeugcontroller 100 den Fahrmodus unmittelbar umschalten, ohne eine Bedienung des Schalters 40 durchzuführen, aufgrund einer Betätigung, die vom Fahrer plötzlich erfolgt, wenn ein Objekt, wie etwa eine Person, zu einer Straße wegrennt, oder ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich stoppt. Im Ergebnis kann der Fahrzeugcontroller 100 mit einer Notbedienung durch den Fahrer zurechtkommen und während der Fahrt die Sicherheit verbessern.
Da der Fahrzeugcontroller 100 gemäß der oben erwähnten ersten Ausführung die Umwandlungseinheit 112, e die Virtuelle-Straße-Information 138, mit der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der Karteninformation 132 erzeugt, welche die Form der Straße angebenden Information enthält, die Fahrwegerzeugungseinheit 115, die einen Fahrweg Tg des Hostfahrzeugs M auf der geradlinigen Straße erzeugt, die durch die von der Umwandlungseinheit 112 erzeugte Virtuelle-Straße-Information 138 ausgedrückt wird; und die Inversumwandlungseinheit 116, die den Fahrweg des Hostfahrzeugs M in der Form der Straße erzeugt, die durch die Umwandlungseinheit 112 nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung an dem Fahrweg Tg, der durch die Fahrwegerzeugungseinheit 115 auf der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt worden ist, enthält, ist es möglich, mit geringer Rechenarbeitslast einen Fahrweg zu erzeugen, der für eine Form einer Straße geeignet ist.
Da gemäß der ersten Ausführung der Fahrzeugcontroller 100 den Fahrweg Tg auf der Basis der Spline-Funktion als Beispiel eines geometrischen Kurveninterpolationsverfahrens erzeugt, ist es möglich, einen Fahrweg zu erzeugen, der für eine echte Straßenform besser geeignet ist.
<Zweite Ausführung>
Nachfolgend wird eine zweite Ausführung beschrieben. Ein Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung unterscheidet sich von der ersten Ausführung darin, dass das Hostfahrzeug M basierend auf einer Krümmung einer Straße unter eingeschränkten Bedingungen fährt, wenn ein Objekt vorhanden ist, das sich mit der Fahrt des Hostfahrzeugs M stört. Nachfolgend wird hauptsächlich dieser Unterschied beschrieben.
12 ist ein Diagramm, das Elemente eines Hostfahrzeugs M darstellt, in dem ein Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung angebracht ist. Wie in 12 dargestellt, sind eine Navigationsvorrichtung 10, Sensoren, wie etwa Sucher 60-1 bis 60-7, Radars 70-1 bis 70-6 und eine Kamera 80, und der Fahrzeugcontroller 100A in dem Hostfahrzeug M angebracht.
Die Sucher 60-1 bis 60-7 sind zum Beispiel LIDARs (Lichtdetektion und - abtastung oder Laserbilddetektion und -abtastung), welche vom Bestrahlungslicht gestreutes Licht messen und einen Abstand zu einem Objekt messen. Zum Beispiel ist der Sucher 60-1 an einem Frontgrill oder dergleichen angebracht und sind die Sucher 60-2 und 60-3 an Seitenflächen einer Fahrzeugkarosserie, Türspiegeln, Innenseiten von Scheinwerfern, den Umgebungen von Seitenmarkierungslampen und dergleichen angebracht. Der Sucher 60-4 ist an einem Kofferraumdeckel oder dergleichen angebracht, und die Sucher 60-5 bis 60-6 sind an den Seitenflächen der Fahrzeugkarosserie oder innerhalb von Heckleuchten angebracht. Die Sucher 60-1 bis 60-6 haben zum Beispiel einen Detektionsbereich von etwa 150° in der horizontalen Richtung. Der Sucher 60-7 ist an einem Dach oder dergleichen angebracht.
Der Sucher 60-7 hat zum Beispiel einen Erfassungsbereich von 360° in der horizontalen Richtung.
Die Radars 70-1 und 70-4 sind zum Beispiel Fernreichweiten-Millimeterwellenradars, deren Erfassungsbereich in der Tiefenrichtung größer ist als jener der anderen Radars. Die Radars 70-2, 70-3 und 70-6 sind Mittelreichweiten-Millimeterwellenradars, deren Erfassungsbereich in der Tiefenrichtung kleiner ist als jener der Radars 70-1 und 70-4.
Wenn die Sucher 60-1 bis 60-7 nicht besonders unterschieden werden, werden die Sucher 60-1 bis 60-7 als der „Sucher 60“ bezeichnet. Wenn die Radars 70-1 bis70-6 nicht besonders unterschieden werden, werden die Radars 70-1 bis 70-6 als „das Radar 70“ bezeichnet. Das Radar 70 detektiert ein Objekt, zum Beispiel mittels eines frequenzmodulierten Dauerwellen-(FM-CW)-Verfahrens.
Die Kamera 80 ist zum Beispiel eine Digitalkamera, die eine individuelle Bildgebungsvorrichtung wie etwa eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) oder einen Komplementärmetalloxidhalbleiter (CMOS) verwendet. Die Kamera 80 ist an einem oberen Teil einer vorderen Windschutzscheibe oder einer Rückfläche eines Innenspiegels angebracht. Die Kamera 80 bildet die Front des Hostfahrzeugs zum Beispiel periodisch und wiederholt ab. Die Kamera 80 kann eine stereoskopische Kamera sein, die eine Mehrzahl von Kamers enthält.
Die in 12 dargestellte Konfiguration ist nur ein Beispiel, und Teile der Konfiguration können weggelassen werden, und eine andere Konfiguration kann dort hinzugefügt werden.
13 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration des Hostfahrzeugs M darstellt, in dem der Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung angebracht ist. Eine Navigationsvorrichtung 10, ein Fahrzeugsensor 20, Bedienungsvorrichtungen (Operatoren) 30 wie etwa ein Gaspedal, ein Bremspedal und ein Schalthebel (oder ein Pedalschalter) und ein Lenkrad, Bedienungserfassungssensoren 32 wie etwa ein Drosselventilöffnungsgradsensor, ein Bremsdruckbetragsensor (Bremsschalter), ein Schaltstellungssensor und ein Lenkwinkelsensor (oder ein Lenkdrehmomentsensor), ein Schalter 40, eine Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 50, eine Lenkvorrichtung 52, eine Bremsvorrichtung 54, ein Sucher 60, ein Radar 70, eine Kamera 80 und ein Fahrzeugcontroller 100A sind in dem Hostfahrzeug M angebracht. Die Vorrichtungen oder Instrumente sind über eine Mehrfachkommunikationsleitung miteinander verbunden, wie etwa eine Controller Area Network (CAN)-Kommunikationsleitung, eine serielle Kommunikationsleitung oder ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk. Die oben beschriebenen Bedienungsvorrichtungen sind nur Beispiele, und in dem Fahrzeug können auch ein Joystick, ein Knopf, ein Wählschalter, ein GUI-Schalter und dergleichen angebracht sein.
[Fahrzeugsteuersystem]
Nachfolgend wird der Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung beschrieben. Der Fahrzeugcontroller 100A ist zum Beispiel durch einen oder mehrere Prozessoren oder Hardware mit einer hierzu äquivalenten Funktion verkörpert. Der Fahrzeugcontroller 100A kann durch eine Kombination einer ECU mit einem Prozessor konfiguriert sein, wie etwa einer CPU, einer Speichervorrichtung und einer Kommunikationsschnittstelle, die über einen internen Bus miteinander verbunden sind, oder einer Mikroprozessoreinheit (MPU).
Der Fahrzeugcontroller 100A enthält zum Beispiel eine Fahrzeugpositionserkennungseinheit 102, eine Umgebungserkennungseinheit 103, eine Aktionsplanerzeugungseinheit 104, eine Routenerzeugungseinheit 110A, eine Fahrsteuereinheit 120, eine Steuerschalteinheit 122 sowie eine Speichereinheit 130. Einige oder alle von diesen können verkörpert werden, indem ein Prozessor dazu veranlasst wird, ein Programm auszuführen (Software). Einige oder alle von diesen können durch Hardware wie etwa ein LSI oder ein ASIC verkörpert sein, oder können in Kombination von Hardware und Software verkörpert sein.
Die Umgebungserkennungseinheit 103 erkennt einen Zustand wie etwa eine Position, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung eines benachbarten Fahrzeugs auf der Basis von Information, die von den Suchern 60, den Radars 70, der Kamera 80 und dergleichen eingegeben werden. Ein benachbartes Fahrzeug ist zum Beispiel ein Fahrzeug, das in der Umgebung des Hostfahrzeugs M fährt, und ist ein Fahrzeug, das in der gleichen Richtung wie das Hostfahrzeug M fährt. Die Position eines benachbarten Fahrzeugs kann durch einen repräsentativen Punkt repräsentiert werden, wie etwa eine Mitte oder eine Ecke eines anderen Fahrzeugs, oder kann durch eine Fläche repräsentiert werden, die durch einen Umriss eines anderen Fahrzeugs ausgedrückt ist. Der „Zustand“ eines benachbarten Fahrzeugs kann eine Beschleunigung des benachbarten Fahrzeugs und Information darüber enthalten, ob das benachbarte Fahrzeug seine Fahrspur wechselt (oder ob das benachbarte Fahrzeug dabei ist, seine Fahrspur zu wechseln), was auf der Basis von Information der oben erwähnten verschiedenen Vorrichtungen erkannt werden kann. Die Umgebungserkennungseinheit 103 kann Positionen einer Leitplanke, einer Telefonsäule, eines geparkten Fahrzeugs, eines Fußgängers und eines anderen Objekts, zusätzlich zu einem benachbarten Fahrzeug, erkennen.
Wenn ein Objekt vorhanden ist, das sich mit der Fahrt des Hostfahrzeugs M in einer Fahrspur stört, in der das Hostfahrzeug M unter den erkannten Objekten fährt, erkennt die Umgebungserkennungseinheit 103 das Objekt als Hindernis OB. Beispiele des Hindernisses OB enthalten ein gestopptes benachbartes Fahrzeug, ein umgefallenes Objekt, eine Baustelle und einen Fußgänger.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration der Routenerzeugungseinheit 110A gemäß der zweiten Ausführung darstellt. Die Routenerzeugungseinheit 110A gemäß der zweiten Ausführung enthält eine Karteninformationserfassungseinheit 111, eine Umwandlungseinheit 112, eine Zielpunktsetzeinheit 113, eine Fahrzeugzustanderfassungseinheit 114, eine Fahrwegerzeugungseinheit 115, eine Inversumwandlungseinheit 116 sowie eine Wegauswertungseinheit 117.
Die Umwandlungseinheit 112 gemäß der zweiten Ausführung setzt eine Mehrzahl von Referenzpunkten P auf eine umzuwandelnde Straße oder in die Nähe der Straße, bevor sie eine Form der Straße in eine geradlinige Form umwandelt. Zum Beispiel setzt die Umwandlungseinheit 112 eine Mehrzahl von Referenzpunkten P mit gleichen Intervallen oder ungleichen Intervallen entlang einer Straßenseitenlinie SL. In diesem Fall werden zum Beispiel Knoten N, welche die Straßenseitenlinie SL anzeigen, als die Referenzpunkte P betrachtet. Ähnlich der ersten Ausführung können die Referenzpunkte P auf Koordinatenpunkte auf der Straßenmittellinie CL auf einer Straße gesetzt werden, oder können Koordinatenpunkte eines anderen Objekts als der Straße, wie etwa ein Zeichen gesetzt werden.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Szene darstellt, in der durch die Umwandlungseinheit 112 eine Mehrzahl von Referenzpunkten P gesetzt werden. Im in 15 dargestellten Beispiel ist eine Straße in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach links gekrümmt, und die Straßenseitenlinie SL ist auch in der gleichen Weise gekrümmt. Dementsprechend setzt die Umwandlungseinheit 112 eine Mehrzahl der Referenzpunkte P entlang der linken Straßenseitenlinie SL, bei Betrachtung vom Hostfahrzeug M aus. Im dargestellten Beispiel setzt die Umwandlungseinheit 112 die Referenzpunkte P[0] bis P[4].
Die Umwandlungseinheit 112 speichert eine Länge (eine Distanz) einer senkrechten Linie, die senkrecht zu einem die Straßenmittellinie CL angebenden Link L[n] ist, die durch jeden Referenzpunkt P für jede Kombination der Referenzpunkte hindurchgeht, und die Links L[n] in der Speichereinheit 130. Wenn zum Beispiel die senkrechte Linie des Links L[1] durch den Referenzpunkt P[0] hindurchgeht, speichert die Umwandlungseinheit 112 die Länge der senkrechten Linie in Speichereinheit 130 in Korrelation mit der Kombination des Links L[1] des Referenzpunkts P[0]. Die Umwandlungseinheit 112 speichert Positionsinformation, die angibt, welche Position die vom Referenzpunkt P zum Link L[n] gezogene senkrechte Linie (senkrechte Linie bei Betrachtung vom Link L[n] aus) schneidet, in der Speichereinheit 130 in Korrelation zu dem Link L[n].
Die Umwandlungseinheit 112 wandelt die Straßenmittellinie CL in eine geradlinige Form um, indem sie die Straßenmittellinie CL virtuell auf der X-Koordinatenachse mit dem Knoten N[0] als Ursprung O bewegt, während sie die Reihenfolge der Knoten N[n] und die Länge der Links L[n], welche die Straßenmittellinie CL darstellen, beibehält. Die Umwandlungseinheit 112 setzt die Position des Referenzpunkts P in Korrelation zu jedem Link L[n] auf eine Position, die um die gespeicherte Länge der senkrechten Linie in Richtung senkrecht zu dem Link L[n] von einer Position, an der der Link L[n] und die senkrechte Linie einander schneiden, verschoben ist.
Die Umwandlungseinheit 112 führt zum Beispiel einen Prozess durch, andere Fahrspurmarkierungen, wie etwa eine in 15 dargestellte rechte Straßenseitenlinie SL, in eine geradlinige Form umzuwandeln. Hierbei kann die Umwandlungseinheit 112 Abstände in der Breitenrichtung zwischen der Straßenmittellinie CL und den anderen Straßenmarkierungen vor und nach der Umwandlung in die geradlinige Form so setzen, dass sie konstant sind.
Zum Beispiel kann in 15 die Umwandlungseinheit 112 die Straßenseitenlinie SL umwandeln, auf der die Referenzpunkte P nicht in geradliniger Form gesetzt sind, so dass Abstände zwischen den die Straßenmittellinie CL angebenden Knoten N und den die Straßenseitenlinie SL angebenden Knoten N (die Straßenseitenlinie SL, auf der die Referenzpunkte P nicht gesetzt sind), die die Straßenmittellinie CL entlang der Straßenseitenlinie SL, auf der die Referenzpunkte gesetzt sind, dazwischenliegt, vor und nach der Umwandlung konstant sind. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt, sondern die Referenzpunkte P können auch auf die rechte Straßenseitenlinie SL gesetzt werden, wie später beschrieben wird. Die Straßenseitenlinie SL, auf der die Referenzpunkte P gesetzt sind, wird aufgrund von Positionsänderungen der Referenzpunkte P, die sich mit der Umwandlung der Straßenmittellinie CL in eine gerade Linie bewegen, in eine geradlinige Form umgewandelt. Demzufolge wandelt die Umwandlungseinheit 112 die gesamte Straße einschließlich der Fahrspur, auf der das Hostfahrzeug M fährt, in eine geradlinige Form um.
Die Umwandlungseinheit 112 setzt die Referenzpunkte P so, dass sie der von der Umgebungserkennungseinheit 103 erkannten Form des Hindernisses OB entsprechen, und wandelt die von der Umgebungserkennungseinheit 103 erkannte Form des Hindernisses OB um, zusätzlich zum Umwandeln der Form der Straße in eine geradlinige Form. Wenn zum Beispiel eine Teilfläche des von der Umgebungserkennungseinheit 103 erkannten Hindernisses OB erscheint, setzt die Umwandlungseinheit 112 die Referenzpunkte P auf der Basis der Teilfläche. Beispiele der Teilfläche vom Erscheinen des Hindernisses OB enthalten einen Teil einer reflektierenden Oberfläche, die von den Suchern 60 erzeugtes Licht reflektiert, Teil einer Reflektionsoberfläche, die von den Radars 70 gesendete Funkwellen reflektiert und Teil einer Außenoberfläche eines von der Kamera 80 aufgenommenen Objekts.
Die Umwandlungseinheit 112 wandelt die Form des Hindernisses OB um, während die Reihenfolge der die Straßenmittellinie CL darstellenden Knoten N[n], die Längen der Links L[n] und die Länge der durch die Referenzpunkte P hindurchgehenden senkrechten Linien der Links L[n] beibehalten werden. Im in 15 dargestellten Beispiel setzt die Umwandlungseinheit 112 Referenzpunkte P[5] bis P[7] entlang der Form des Hindernisses OB. Die Referenzpunkte P[5] bis P[7] der Zeichnungen sind auf eine Teilfläche des von der Umgebungserkennungseinheit 103 erkannten Hindernisses OB gesetzt. Das heißt, die Referenzpunkte werden in einem von den Suchern 60, den Radars 70 oder der Kamera 80 gemessenen Bereich gesetzt.
Die Umwandlungseinheit 112 kann einen Totwinkelteil des Hindernisses OB, der von den Suchern 60, den Radars 70 oder der Kamera 80 nicht gemessen wird, auf der Basis der gemessenen Teile abschätzen. Insbesondere schätzt die Umwandlungseinheit 112, welches Objekt das Hindernis OB ist, durch Vergleichen der Anordnung von Merkmalspunkten, die aus einer Teilfläche des Erscheinens des Hindernisses OB extrahiert werden, mit der Anordnung von prinzipiellen Merkmalspunkten von verschiedenen Objekten, die in der Speichereinheit 130 vorab als Lerndaten gespeichert sind, und schätzt die Gesamtform des Hindernisses OB aus der möglichen Form des geschätzten Objekts. Wenn zum Beispiel das Hindernis OB ein Fahrzeug ist, schätzt die Umwandlungseinheit 112 die Gesamtform des Fahrzeugs, die das Hindernis OB ist, durch Abschätzen der Gesamtlänge des Fahrzeugs aus der Fahrzeugbreite vom hinteren Ende des Fahrzeugs oder der Fahrzeughöhe. In 15 entspricht das Teil, in dem kein Referenzpunkt P in den Bereich des Hindernisses OB gesetzt ist, dem geschätzten Totwinkelteil.
Ähnlich der ersten Ausführung setzt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 einer Spline-Kurve in die von der Umwandlungseinheit 112 umgewandelte Straße und erzeugt eine Mehrzahl von Fahrwegen Tg (Hindernisvermeidungsfahrwegen), welche das Hindernis-vermeiden. Zum Beispiel erzeugt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 die Fahrwege Tg, in denen das Hostfahrzeug M die Fahrspur zu seiner benachbarten Fahrspur unmittelbar vor dem Hindernis OB wechselt. Hier erzeugt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 die Fahrwege Tg derart, dass sich die Fahrwege nicht mit dem Hindernis OB stören. „Nicht stören“ bedeutet zum Beispiel, dass ein Passierbereich unter Berücksichtigung der auf die Fahrwege Tg zentrierten Fahrzeugbreite W des Hostfahrzeugs M einen das Hindernis OB angebenden Bereich nicht überlappt. Passierbereich unter Berücksichtigung der Fahrzeugbreite W des Hostfahrzeugs M kann einen Spielraum haben, so dass eine Lücke zwischen dem Hostfahrzeug M und dem Hindernis OB stärker zunimmt.
16 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem die Fahrwege Tg auf einer virtuellen Straße erzeugt werden, in der die in 15 dargestellte Szene in eine geradlinige form umgewandelt worden ist. In der Zeichnung erhält man OB# durch die Umwandlung des Hindernisses OB.
[Steuerung der Zentrifugalbeschleunigung]
Die Wegauswertungseinheit 117 leitet eine angenommene Zentrifugalbeschleunigung G des Hostfahrzeugs M für jeden Abtastpunkt auf dem von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 erzeugten Fahrwegen Tg her und evaluiert die Fahrwege Tg auf der Basis der Zentrifugalbeschleunigung G. Die Zentrifugalbeschleunigung G ist eine Beschleunigung, die auf das Fahrzeug oder einen Insassen des Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung einwirkt, zum Beispiel wenn das Fahrzeug M eine Kurve fährt, indem veranlasst wird, dass das Hostfahrzeug M entlang den Fahrwegen Tg fährt. Die Zentrifugalbeschleunigung G wird zum Beispiel auf der Basis des Radius der Fahrspur, der Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M und der Krümmung basierend auf einem Drehwinkel hergeleitet.
Zum Beispiel haben, wie in 16 dargestellt, die Mehrzahl der Fahrwege Tg unterschiedliche Krümmungen, welche einen Grad der Kurve angeben, und der Fahrweg Tg mit der größeren Krümmung (kleinem Krümmungsradius) hat wahrscheinlich eine größere Zentrifugalkraftbeschleunigung G. Wenn der Fahrweg Tg mit der größeren Zentrifugalbeschleunigung G invers umgewandelt wird, so dass er der ursprünglichen Form der Straße entspricht, nimmt die Krümmung stärker zu und die Zentrifugalbeschleunigung G nimmt wahrscheinlich auch zu. In diesem Fall kann auf einen Insassen wie etwa den Fahrer eine starke Belastung einwirken. Die Zentrifugalbeschleunigung G wird durch die Gleichung (6) ausgedrückt. In der Gleichung bezeichnet r einen Krümmungsradius, und bezeichnet 1/r eine Krümmung. Die Wegauswertungseinheit 117 kann eine Zentrifugalkraft herleiten, indem sie das Fahrzeuggewicht mit der Zentrifugalbeschleunigung G multipliziert, anstatt die Zentrifugalbeschleunigung G zu verwenden und die Fahrwege Tg auszuwerten. Die Geschwindigkeit v kann ab einem Zeitpunkt, zu dem die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M berechnet wird, als konstant bleibend angenommen werden, oder kann unter der Annahme hergeleitet werden, dass eine Beschleunigung oder ein Ruck konstant gehalten wird.

[Math. 6] $G = v^{2} \cdot (1 / r)$
Da eine Drehrichtung durch die Inversumwandlung aufgehoben werden kann und die Krümmung abnehmen kann, ändert die Wegauswertungseinheit 117 einen Schwellenwert für die Zentrifugalbeschleunigung G auf der Basis der Richtung einer Kurve. Die Wegauswertungseinheit 117 sagt einen Umwandlungsprozess durch die Inversumwandlungseinheit 116 voraus, setzt vorab einen Schwellenwert für die Zentrifugalbeschleunigung G und wählt nur jenen Fahrweg Tg, in dem die für jeden Punkt hergeleitete Zentrifugalbeschleunigung G in einen Bereich des Schwellenwerts, unter der Mehrzahl der von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 erzeugten Fahrwegen Tg, eintritt.
17 ist ein Diagramm, das einen Schwellenwert für die Zentrifugalbeschleunigung G darstellt, der von der Wegauswertungseinheit 117 gesetzt wird. Die Zeichnung stellt einen Schwellenwert dar, der verwendet wird, wenn das Hostfahrzeug M auf einer kurvigen Straße fährt, die nach links gekrümmt ist. In der Zeichnung repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und repräsentiert die vertikale Achse die Zentrifugalbeschleunigung G. Eine positive Zentrifugalbeschleunigung G gibt eine Beschleunigung an, die zum Beispiel dann erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach links dreht, und eine negative Zentrifugalbeschleunigung G gibt eine Beschleunigung an, die zum Beispiel dann erzeugt wird, wenn das Fahrzeug in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach links dreht.
In 17 bezeichnen G1 und G2 Schwellenwerte für die Zentrifugalbeschleunigung G, die verwendet werden, wenn die Umwandlung nicht durchgeführt wird, und G1# und G2# sind Schwellenwerte, die verwendet werden, wenn die Umwandlung durchgeführt wird (d.h. wenn das Hostfahrzeug M auf einer kurvigen Straße fährt). Wenn, wie in der Zeichnung dargestellt, ein Punkt auf einem Fahrweg Tg auf einer geradlinig geformten virtuellen Straße nach links dreht, wird der Schwellenwert G1# für die Zentrifugalbeschleunigung so gesetzt, dass er kleiner ist als der Schwellenwert G1, wenn die Umwandlung nicht durchgeführt wird. Im Ergebnis ist, wenn das Fahrzeug nach links dreht, die Bestimmung wahrscheinlich, dass „die Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert ist“. Ein Änderungsgrad von dem Schwellenwert G1 zu dem Schwellenwert G1# kann auf der Basis der Krümmung der Straße durchgeführt werden. Die Wegauswertungseinheit 117 setzt den Änderungsgrad von dem Schwellenwert G1 auf den Schwellenwert G1# so, dass er größer wird, wenn die Krümmung der Straße größer wird.
Wenn die die Form der nicht umgewandelten Straße angebende Krümmung nicht aus der Karteninformation 132 erfasst wird, kann die Wegauswertungseinheit 117 die Krümmung aus einem Winkel herleiten, der durch die Knoten N[k] und N[k+1] in Bezug auf die Links L[n] und die Knoten N[n], welche die Straßenmittellinie CL angeben, gebildet ist. Hier ist keine beliebige natürliche Zahl von „0“ bis „n-1“.
Wenn andererseits ein Punkt auf dem Fahrweg Tg auf der virtuellen Straße mit der geradlinigen Form nach rechts abbiegt, wird der Schwellenwert G2# für die Zentrifugalbeschleunigung so gesetzt, dass er einen größeren Absolutwert hat als jenen des Schwellenwerts G2, wenn die Umwandlung nicht durchgeführt wird. Im Ergebnis ist, wenn das Fahrzeug nach rechts dreht, die Bestimmung nicht wahrscheinlich, dass „die Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert ist“. Der Änderungsgrad vom Schwellenwert G2 zum Schwellenwert G2# kann auf der Basis der Krümmung der Straße geändert werden. Die Wegauswertungseinheit 117 setzt den Änderungsgrad vom Schwellenwert G2 zum Schwellenwert G2#, so dass er größer wird, wenn die Krümmung der Straße größer wird.
Wenn das Hostfahrzeug M auf der kurvigen Straße fährt, die nach rechts gekrümmt ist, wird der Schwellenwert entgegengesetzt zu der in 17 dargestellten Tendenz gesetzt. Im Ergebnis ist die Bestimmung nicht wahrscheinlich, dass „die Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert ist“, wenn das Fahrzeug nach rechts dreht, und ist die Bestimmung wahrscheinlich, dass „die Zentrifugalbeschleunigung größer als der Schwellenwert ist“, wenn das Fahrzeug nach rechts dreht.
Die Inversumwandlungseinheit 116 erzeugt einen Fahrweg Tg# des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die durch die Umwandlungseinheit 112 nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung auf dem von der Wegauswertungseinheit 117 ausgewählten Fahrweg Tg.
17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrwegs Tg# darstellt, der durch inverses Umwandeln des von der Wegauswertungseinheit 117 ausgewählten Fahrwegs Tg erzeugt wird. Wenn das Hostfahrzeug M in der Zeichnung entlang dem Fahrweg Tg# fährt, wird nur der Fahrweg Tg, in dem die Zentrifugalbeschleunigung G kleiner als der Schwellenwert G1# ist, vorab ausgewählt, bevor die virtuelle Straße mit geradliniger Form in die Straße mit der ursprünglich gekrümmten Form durch die Inversumwandlungseinheit 116 umgewandelt wird, und somit eine plötzliche Drehung zur Vermeidung des Hindernisses OB verhindert wird, zum Beispiel in einem Bereich, in dem der Drehwinkel zunimmt, wie in A in der Zeichnung. Zum Beispiel wird ein Fahrweg Tg# derart ausgewählt, dass sich das Fahrzeug früher zur rechten Fahrspur bewegt, um das Hindernis OB zu vermeiden. Im Ergebnis nimmt die Zentrifugalbeschleunigung G ab, und wird die Belastung eines Insassen gemindert.
[Einstellung des Fahrwegs]
Da eine Mehrzahl von Referenzpunkten P durch die Umwandlungseinheit 112 gesetzt werden, kann ein Fahrweg Tg#, der durch die Inversumwandlung mittels der Inversumwandlungseinheit 116 erzeugt wird, eine Schleifenform haben. In diesem Fall korrigiert die Inversumwandlungseinheit 116 den erzeugten Fahrweg Tg# zu einer Nicht-Schleifenform auf der Basis einer Kreuzung des Fahrwegs Tg#, in dem ein schleifenförmiger Abschnitt (eine Schleife) gebildet ist. Zum Beispiel ersetzt die Inversumwandlungseinheit 116 eine Position, an der die Schleifenform gebildet ist, durch einen vorbestimmten Wegpunkt (löscht das Schleifenteil) und korrigiert den Fahrweg Tg# zu einer Nicht-Schleifenkurve.
19 ist ein Diagramm, das einen Korrekturprozess darstellt, wenn ein schleifenförmiger Abschnitt in einem Teil des Fahrwegs Tg# gebildet ist. In der Zeichnung repräsentieren die Punkte K[0] bis K[7] Punkte einer Punktfolge einer Spline-Kurve, welche den Fahrweg Tg# nach der Inversumwandlung mittels der Inversumwandlungseinheit 116 angibt. Im in der Zeichnung dargestellten Beispiel kreuzt sich, in einem Abschnitt von dem Punkt K[3] bis zum Punkt K[6], ein Link zwischen K[3] und K[4] mit einem Link K[5] und K[6] zur Bildung eines schleifenförmigen Abschnitts. In diesem Fall korrigiert die Inversumwandlungseinheit 116 den Fahrweg Tg# derart, dass die Sequenz von Punkten in der Reihenfolge von K[3], K[3`] und K[6] gebildet wird, indem ein vorbestimmter Wegpunkt K[3`] an einer Kreuzung CP der Links gesetzt wird und die Punkte K[4] und K[5] gelöscht werden.
Wenn ein schleifenförmiger Abschnitt in einem Teil des Fahrwegs Tg' gebildet wird, kann die Inversumwandlungseinheit 116 die Spline-Kurve, die den Fahrweg Tg' angibt, zu einer Nicht-Schleifenkurve korrigieren, indem sie die Spline-Kurve einer Funktion wie etwa einem Polynom annähert.
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessflusses darstellt, der von der Routenerzeugungseinheit 110A gemäß der zweiten Ausführung durchgeführt wird. Der Prozessfluss in dem Flussdiagramm wird durchgeführt, bevor die automatische Fahrt erfolgt, d.h. bevor die Steuerung auf der Basis eines Aktionsplans durchgeführt wird. Es sei angenommen, dass der Prozessfluss in dem Flussdiagramm zum Beispiel in einer Szene durchgeführt wird, in der eine Straße eine kurvige Straße ist, die in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach links gekrümmt ist, wie in 15 dargestellt.
Zuerst bestimmt die Routenerzeugungseinheit 110A, ob eine Startzeit einer vorbestimmten Rechenoperationsperiode T erreicht worden ist. Die Routenerzeugungseinheit 110A wartet ab, wenn bestimmt wird, dass die Startzeit der vorbestimmten Rechenoperationsperiode T nicht erreicht worden ist, und der Prozessfluss geht zu Schritt S202, wenn bestimmt wird, dass die Startzeit der vorbestimmten Rechenoperationsperiode T erreicht worden ist.
Dann erzeugt die Umwandlungseinheit 112 Virtuelle-Straße-Information 138, in der eine Form einer Straße, auf der das Hostfahrzeug M fährt, virtuell in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der Karteninformation 132, die von der Karteninformationserfassungseinheit 111 ausgegeben wird (Schritt S202).
Dann setzt die Wegauswertungseinheit 117 den Schwellenwert G1# für die Zentrifugalbeschleunigung G auf der Basis der Krümmung der Straße, die von der Umwandlungseinheit 112 nicht umgewandelt worden ist (Schritt S204). Dann setzt die Fahrwegerzeugungseinheit 115 eine gegenwärtige Position des Hostfahrzeugs als Startpunkt Ps, setzt einen von der Zielpunktsetzeinheit 113 ausgegebenen Zielpunkt als Endpunkt Pe und erzeugt die Fahrwege Tg durch Ausführung einer Rechenoperation basierend auf einer Spline-Funktion (Schritt S206).
Dann leitet die Wegauswertungseinheit 117 die Zentrifugalbeschleunigung G her, die erzeugt wird, wenn das Hostfahrzeug M entlang den Fahrwegen Tg fährt, während die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M konstant gehalten wird, unabhängig von der Zeit für jeden Fahrweg Tg, der von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 erzeugt wird (Schritt S208). Dann bestimmt die Wegauswertungseinheit 117, ob es einen Punkt auf jedem Fahrweg Tg gibt, an dem der Absolutwert der Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert G1# ist, für alle Fahrwege Tg (Schritt S210).
Wenn es einen Punkt auf jedem Fahrweg Tg gibt, auf dem, für alle Fahrwege Tg, der Absolutwert der Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert G1# ist, ändert die Wegauswertungseinheit 117 die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M, die zur Zeit der Herleitung der Zentrifugalbeschleunigung G angenommen worden ist, zu einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs M, die im Prozess von Schritt S208 benutzt worden ist (Schritt S212), und bringt den Prozessfluss zum Prozess von Schritt S206 zurück.
Wenn zumindest ein Fahrweg Tg vorhanden ist, in dem kein Punkt auf jedem Fahrweg Tg vorhanden ist, an dem der Absolutwert der Zentrifugalbeschleunigung G größer als der Schwellenwert G1# ist, erzeugt die Inversumwandlungseinheit 116 den Fahrweg Tg# des Hostfahrzeugs M in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit 112 nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung auf dem gegenwärtigen Fahrweg Tg (Schritt S214).
Dann gibt die Inversumwandlungseinheit 116 den erzeugten Fahrweg Tg# zu der Fahrtsteuereinheit 120 aus (Schritt S216). Dementsprechend endet der Prozessfluss im Flussdiagramm.
Ähnlich der ersten Ausführung kann die Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung einen für eine Form einer Straße geeigneten Fahrweg mit geringer Rechenoperationslast erzeugen.
Da in dem Fahrzeugcontroller 100A gemäß der zweiten Ausführung nur der Fahrweg Tg mit kleiner Zentrifugalbeschleunigung durch die Auswertung der Zentrifugalbeschleunigung G für alle Fahrwege Tg invers umgewandelt wird, ist es möglich, einen Fahrweg Tg# zu erzeugen, der die Belastung eines Insassen des Hostfahrzeugs M auf einer Straße wie etwa einer kurvigen Straße mindern kann.
<Dritte Ausführung>
Nachfolgend wird eine dritte Ausführung beschrieben. Ein Fahrzeugcontroller 100B gemäß der dritten Ausführung unterscheidet sich von jenen der ersten und zweiten Ausführungen darin, dass, wenn beim Erzeugen eines Fahrwegs Tg# sich ein Hindernis OB auf einer Straße befindet, eine Größe des Hindernisses OB, in dem dessen Form virtuell umgewandelt worden ist, berücksichtigt wird. Nachfolgend wird hauptsächlich dieser Unterschied beschrieben.
Wenn von der Umgebungserkennungseinheit 103 ein Hindernis OB auf einer Fahrspur erkannt wird, wandelt die Umwandlungseinheit 112 gemäß der dritten Ausführung die Form des Hindernisses OB auf der Straße gleichzeitig mit dem Umwandeln der Form der Straße in eine geradlinige Form um. Wenn zum Beispiel, wie in 15 dargestellt, die Form des Hindernisses OB kreisförmig ist, wird, bei der Umwandlung der Form der Straße in eine geradlinige Form, die Form des Hindernisses in eine Form umgewandelt, in der ein einem Referenzpunkt P nahes Teil in der X-Richtung vergrößert wird, welche die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist, und ein von dem Referenzpunkt P entferntes Teil in der X-Richtung kleiner wird. Wenn diese Umwandlung in eine solche Form durchgeführt wird, wird ein sich dem Hindernis OB annähernder Fahrweg Tg wahrscheinlich in der Nähe der verkleinerten Form des Hindernisses OB erzeugt, und es könnte von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 eine Spline-Kurve erzeugt werden, die, während der Störung mit dem Hindernis OB mit ursprünglicher Form, nicht als der Fahrweg Tg erzeugt werden sollte.
Die Wegauswertungseinheit 117 gemäß der dritten Ausführung korrigiert die Form des Hindernisses OB#, die in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis der Krümmung der Straße, die nicht in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, in der virtuellen Straße, die in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, um eine Spline-Kurve, die nicht als der Fahrweg Tg erzeugt werden sollte, aus einer Auswahl vor der inversen Umwandlung auszuschließen. Zum Beispiel korrigiert die Wegauswertungseinheit 117 die Form des Hindernisses OB#, die in eine rechteckige Form umgewandelt worden ist, welche eine Ellipse umschreibt, welche die Form des Hindernisses OB# angibt, die umgewandelt worden ist. Dann behandelt die Wegauswertungseinheit 117 einen Bereich, der durch die hergeleitete rechteckige Form angegeben ist, als virtuelles Hindernis VOB und wählt aus der Mehrzahl der von der Fahrwegerzeugungseinheit 115 erzeugten Fahrwegen Tg, nur jenen Fahrweg Tg, der sich nicht mit dem Hindernis VOB stört.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Szene darstellt, in der ein virtuelles Hindernis VOB gesetzt ist. In der Zeichnung repräsentieren die Punkte K[0] bis K[7] Punkte einer Punktsequenz, die durch eine Spline-Kurve angegeben ist. Nachfolgend werden diese Punkte als Wegpunkte bezeichnet. Wie in der Zeichnung dargestellt, leitet zum Beispiel die Wegauswertungseinheit 117 einen Abstand von dem Wegpunkt K zu dem Hindernis VOB für jeden Wegpunkt K her und wählt einen Fahrweg Tg, in dem der Abstand gleich oder größer als ein Schwellenwert ist. Dieser Schwellenwert wird zum Beispiel auf der Basis einer Fahrzeugbreite W des Hostfahrzeugs M und eines Abstands im Spielraum zwischen dem Hostfahrzeug M und dem Hindernis OB gesetzt. Wenn der Abstand von dem Wegpunkt K zu dem Hindernis VOB gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wird angenommen, dass sich der Fahrweg Tg mit dem Hindernis VOB stört. Die Inversumwandlungseinheit 116 erzeugt den Fahrweg Tg# des Hostfahrzeugs M durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit 112 durchgeführten Umwandlung nur an dem von der Wegauswertungseinheit 117 ausgewählten Fahrweg Tg, d.h. dem Fahrweg Tg, der sich nicht mit dem Hindernis VOB stört.
Die Wegauswertungseinheit 117 kann die Form des Hindernisses OB#, die in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis des Abstands von einer in eine geradlinige Form umgewandelten Linienmarkierung zu dem Hindernis OB in einer virtuellen Straße, die in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, korrigieren, um aus einer Auswahl vor der Inversumwandlung eine Spline-Kurve auszuschließen, die nicht als der Fahrweg Tg erzeugt werden sollte. In den oben erwähnten Ausführungen ist die Linienmarkierung, die auf der Basis der Positionsbeziehung zu dem Referenzpunkt P in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, die Straßenmittellinie CL, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt und kann eine beliebige Linie sein, solange sich die Linie in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Zum Beispiel ist eine Linienmarkierung, die in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, eine Linie, die durch einen Referenzpunkt (zum Beispiel den Schwerpunkt) des Hostfahrzeugs M hindurchgeht, und die parallel zur Straßenmittellinie CL oder der Straßenseitenlinie SL ist.
22 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel der Szene darstellt, in der ein virtuelles Hindernis VOB gesetzt ist. Im in 22 dargestellten Beispiel sind die Referenzpunkte P auf eine rechte Straßenseitenlinie SL in der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs gesetzt. Im in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist eine Linienmarkierung, die in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, auf eine rechte Straßenseitenlinie SL in der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs gesetzt. In diesem Fall wird die Form des Hindernisses OB, das durch die Umwandlungseinheit 112 umgewandelt ist, mit einer größeren Vergrößerung vergrößert und verkleinert, weil die Abstände zu den Referenzpunkten P größer sind als jene, wenn die Fahrspurmarkierung, die in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, auf die linke Straßenseitenlinie SL gesetzt ist, wie in 21 dargestellt. In diesem Fall werden, im Vergleich zu 21, wahrscheinlich mehr Fahrwege Tg erzeugt, die sich mit dem Hindernis OB mit der ursprünglichen Form stören. Dementsprechend korrigiert die Wegauswertungseinheit 117 die Form des Hindernisses OB#, die umgewandelt worden ist, auf eine größere Form zumindest in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, weil der Abstand von der Linienmarkierung, der in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, zu dem Hindernis OB größer wird. Da im in 22 dargestellten Beispiel der Abstand von der Straßenseitenlinie SL, die in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, zu dem Hindernis OB größer ist als jene im in 21 dargestellten Beispiel, setzt die Wegauswertungseinheit 117 die Größe des Hindernisses VOB auf die doppelte Größe des in 21 dargestellten Hindernisses VOB- Dementsprechend kann die Wegauswertungseinheit 117 den Fahrweg Tg ausschließen, die sich wahrscheinlich mit dem Hindernis VOB stört, wenn die Form der Straße zur ursprünglichen Form zurückgebracht wird, bevor die Umwandlung mit der Inversumwandlungseinheit 116 durchgeführt wird. Die Wegauswertungseinheit 117 kann die Form des Hindernisses OB#, die umgewandelt worden ist, in der Breitenrichtung des Fahrzeugs auf der Basis des Abstands von der Linienmarkierung, die in eine geradlinige Form umgewandelt werden sollte, zu dem Hindernis OB korrigieren. Zum Beispiel korrigiert die Wegauswertungseinheit 117 die Form des Hindernisses OB# auf eine größere Form in der Breitenrichtung des Fahrzeugs, wenn der Abstand von der Linienmarkierung zu dem Hindernis OB größer wird.
Der Fahrzeugcontroller 100B gemäß der dritten Ausführung kann einen Fahrweg, der für eine Form einer Straße geeignet ist, mit geringer Rechenoperationslast erzeugen, ähnlich den ersten und zweiten Ausführungen.
Der Fahrzeugcontroller 100B gemäß der dritten Ausführung kann einen Fahrweg Tg#, der zum Vermeiden eines Hindernisses OB geeignet ist, erzeugen, indem er eine Form einer Straße einhergehend mit einer Form des Hindernisses OB in eine geradlinige Form umwandelt und die Form des Hindernisses OB#, die umgewandelt worden ist, auf der Basis der Krümmung der Straße, die nicht umgewandelt worden ist, und/oder des Abstands von dem Referenzpunkt P zu dem Hindernis OB korrigiert.
Während die obigen Ausführungen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf die Ausführungen beschränkt, und kann verschiedenen Modifikationen und Substitutionen ausgesetzt werden, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: Navigationsvorrichtung
20: Fahrzeugsensor
30: Bedienungsvorrichtung
32: Bedienungserfassungssensor
40: Schalter
50: Fahrantriebskraftausgabevorrichtung
52: Lenkvorrichtung
52a: Lenkwinkelsensor
54: Bremsvorrichtung
100: Fahrzeugcontroller
102: Fahrzeugpositionserkennungseinheit
104: Aktionsplanerzeugungseinheit
110: Routenerzeugungseinheit
111: Karteninformationserfassungseinheit
112: Umwandlungseinheit
113: Zielpunktsetzeinheit
114: Fahrzeugzustanderfassungseinheit
115: Fahrwegerzeugungseinheit
116: Inversumwandlungseinheit
117: Wegauswertungseinheit
120: Fahrsteuereinheit
122: Steuerschalteinheit
130: Speichereinheit

Claims

Routengenerator, welcher aufweist: eine Umwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Information, welche die Form der Straße angebende Information enthält, zu erzeugen; eine Fahrwegerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um in der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information einen Fahrweg eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form zu erzeugen; und eine Inversumwandlungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, zu erzeugen, durch Ausführung einer Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der von der Fahrwegerzeugungseinheit an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.
Der Routengenerator nach Anspruch 1, wobei die Inversumwandlungseinheit die Inversumwandlung derart ausführt, dass ein Abstand zwischen einer geteilten Linie, die auf der Basis der Karteninformation nächst einem Referenzpunkt gesetzt ist, unter geteilten Linien, in die eine gerade Linie, welche eine von der Virtuelle-Straße-Information enthaltene Straße repräsentiert, unterteilt ist, und dem Referenzpunkt vor und nach der Inversumwandlung beibehalten wird.
Der Routengenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrwegerzeugungseinheit den Fahrweg erzeugt, indem sie eine geometrische Kurveninterpolation an der Straße mit der geradlinigen Form und der von der Umwandlungseinheit erzeugten Virtuelle-Straße-Information durchführt.
Der Routengenerator nach Anspruch 3, wobei die Fahrwegerzeugungseinheit den Fahrweg erzeugt, indem sie eine Spline-Kurve basierend auf zumindest einem Geschwindigkeitsvektor des Hostfahrzeugs anwendet.
Der Routengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner eine Erkennungseinheit aufweist, die konfiguriert ist, um ein Hindernis zu erkennen, das die Fahrt des Hostfahrzeugs auf der Straße behindert, wobei die Fahrwegerzeugungseinheit eine Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen erzeugt, um das von der Erkennungseinheit erkannte Hindernis zu vermeiden.
Der Routengenerator nach Anspruch 5, der ferner eine Wegauswertungseinheit aufweist, die konfiguriert ist, um einen Hindernis-vermeidenden Fahrweg, in dem sich das Hostfahrzeug nicht mit dem Hindernis stört, auf der Basis einer Krümmung der Form der Straße, die von der Umwandlungseinheit nicht umgewandelt worden ist, und Krümmungen der Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen unter der Mehrzahl von den Hindernis-vermeidenden Fahrwegen, die auf der Straße mit der geradlinigen Form mit der Fahrwegerzeugungseinheit erzeugt sind, auszuwählen, wenn das Hindernis von der Erkennungseinheit erkannt worden ist, wobei die Inversumwandlungseinheit den Hindernis-vermeidenden Fahrweg des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die durch die Umwandlungseinheit nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, erzeugt, indem sie die Inversumwandlung der von der Umwandlungseinheit durchgeführten Umwandlung an dem einen von der Wegauswertungseinheit ausgewählten Hindernis-vermeidenden Fahrweg durchführt.
Der Routengenerator nach Anspruch 6, wobei die Wegauswertungseinheit einen Bereich basierend auf der Form des Hindernisses auf der Basis eines Abstands von der geteilten Linie, von der ein Abstand zu dem Referenzpunkt beizubehalten ist, zu dem von der Erkennungseinheit erkannten Hindernis setzt, und einen Hindernis-vermeidenden Fahrweg, in dem sich das Hostfahrzeug nicht mit dem gesetzten Bereich stört, unter der Mehrzahl von Hindernis-vermeidenden Fahrwegen, die auf der Straße mit der geradlinigen Form durch die Fahrwegerzeugungseinheit erzeugt sind, auswählt, wenn das Hindernis von der Erkennungseinheit erkannt worden ist.
Der Routengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Inversumwandlungseinheit den Fahrweg von einem schleifenförmigen Abschnitt zu einem anderen Weg als dem schleifenförmigen Abschnitt korrigiert, wenn der erzeugte Fahrweg den schleifenförmigen Abschnitt bildet, in dem er sich selbst schneidet.
Routenerzeugungsverfahren, welches aufweist: Erzeugen von Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Straßeninformation, die von der Straße angebende Information enthält; Erzeugen eines Fahrwegs eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form in der erzeugten Virtuelle-Straße-Information; und Erzeugen eines Fahrwegs des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der Umwandlung zum Umwandeln der Form der Straße zu der geradlinigen Form an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.
Routenerzeugungsprogramm, welches veranlasst, dass ein bordeigener Computer durchführt: Erzeugen von Virtuelle-Straße-Information, in der eine Form einer Straße in eine geradlinige Form umgewandelt worden ist, auf der Basis von Straßeninformation, die von der Straße angebende Information enthält; Erzeugen eines Fahrwegs eines Hostfahrzeugs auf der Straße mit der geradlinigen Form in der erzeugten Virtuelle-Straße-Information; und Erzeugen eines Fahrwegs des Hostfahrzeugs in der Form der Straße, die nicht in die geradlinige Form umgewandelt worden ist, durch Ausführung einer Inversumwandlung der Umwandlung zum Umwandeln der Form der Straße zu der geradlinigen Form an dem Fahrweg des Hostfahrzeugs, der an der Straße mit der geradlinigen Form erzeugt wurde.