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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinheit.
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Technischer Hintergrund
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In den letzten Jahren wurde, um ein komfortables und sicheres automatisches Fahren eines Fahrzeugs zu erreichen, eine Technik vorgeschlagen, die eine sichere Rückzugsteuerung ermöglicht, selbst wenn ein Abschnitt eines Fahrzeugsystems ausfällt. PTL 1 offenbart eine Fahrsteuervorrichtung eines Fahrzeugs, das ein Fahrumgebungsinformationserfassungsmittel zum Erfassen von Fahrumgebungsinformationen des Orts, an dem ein Trägerfahrzeug in Bewegung ist, und ein Fahrinformationsdetektionsmittel zum Detektieren von Fahrinformationen des Trägerfahrzeugs enthält und eine Steuerung für automatisches Fahren auf der Grundlage der Fahrumgebungsinformationen und der Fahrinformationen des Trägerfahrzeugs ausführt, wobei die Vorrichtung Folgendes enthält: ein Trägerfahrzeugumgebungsobjektdetektionsmittel, das vom Fahrumgebungsinformationserfassungsmittel verschieden ist, zum Detektieren eines Objekts in der Nähe des Trägerfahrzeugs, ein Umgebungsinformationserfassungs- und Anomaliedetektionsmittel zum Detektieren einer Anomalie des Fahrumgebungsinformationserfassungsmittels und ein Rückzugsteuermittel, um dann, wenn die Anomalie der oben beschriebenen Fahrumgebungsinformationserfassung detektiert wird, einen Fahrweg für das Trägerfahrzeug, um sich zu einer Straßenseite zurückzuziehen, auf der Grundlage der Fahrumgebungsinformationen, die das letzte Mal, bevor die Erfassung der Fahrumgebungsinformationen anomal wurde, detektiert wurden, und der Fahrinformationen als einen Zielfahrweg zu setzen, eine Rückzugsteuerung auszuführen, um zu bewirken, dass sich das Trägerfahrzeug durch automatisches Fahren zur Straßenseite zurückzieht, und das Trägerfahrzeugumgebungsobjektdetektionsmittel zu aktivieren, und dann, wenn ein Objekt durch das Trägerfahrzeugumgebungsobjektdetektionsmittel in der Nähe des Trägerfahrzeugs detektiert wird, die Rückzugsteuerung auf der Grundlage von Objektinformationen in der Nähe des Trägerfahrzeugs, der Fahrumgebungsinformationen, die das letzte Mal, bevor die Erfassung der Fahrumgebungsinformationen anomal wurde, detektiert wurden, und der Fahrinformationen auszuführen.
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Entgegenhaltungsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Erfindung, die in PTL 1 beschrieben ist, ist ein redundanter Betrieb der Fahrsteuervorrichtung erforderlich, um eine Steuerung des Fahrzeugs zu ermöglichen, wenn die Fahrsteuervorrichtung ausfällt.
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Lösung des Problems
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Eine elektronische Steuereinheit gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Steuereinheit, die ein automatisches Fahren eines Fahrzeugs steuert, eine Informationserzeugungseinheit, die Umgebungsroutenkartendaten, die die Informationen sind, die zum automatischen Fahren nötig sind, erzeugt, eine Anomaliedetektionseinheit, die eine Anomalie detektiert, und eine Funktionsneukonfigurationseinheit, die eine Funktionsebene der Informationserzeugungseinheit erniedrigt und die Steuereinheit aktiviert, wenn die Anomaliedetektionseinheit eine Anomalie detektiert.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug gesteuert werden, selbst wenn eine Fahrsteuervorrichtung ausfällt, ohne eine Fahrsteuervorrichtung redundant auszuführen.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist ein Konfigurationsdiagramm zu einer normalen Zeit eines Fahrzeugsystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
- [2] 2 ist ein Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugsystems 1, wenn eine Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform ausfällt.
- [3] 3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Straßenkarten-Datengruppe 31 und einer Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- [4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Fahrstraßenumgebung und einer Szene, wenn ein Fehler in der Fahrsteuervorrichtung 4 auftritt, gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- [5] 5 ist ein Prozessablaufdiagramm des Fahrzeugsystems 1 vor einem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform.
- [6] 6 ist ein Prozessablaufdiagramm einer Funktionsneukonfiguration durch eine Kartenmanagementvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform.
- [7] 7 ist ein Prozessablaufdiagramm des Fahrzeugsystems 1 zu einer Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform.
- [8] 8 ist ein Konfigurationsdiagramm zu einer normalen Zeit eines Fahrzeugsystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- [9] 9 ist ein Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugsystems 1 zu einer Zeit eines Fehlers einer Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der zweiten Ausführungsform.
- [10] 10 ist ein Prozessablaufdiagramm von normalem Fahren des Fahrzeugsystems 1 vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der zweiten Ausführungsform.
- [11] 11 ist ein Prozessablaufdiagramm des Fahrzeugsystems 1 zur Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der zweiten Ausführungsform.
- [12] 12 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugsystems 1 zu einer normalen Zeit gemäß einer dritten Ausführungsform.
- [13] 13 ist ein Konfigurationsdiagramm des Fahrzeugsystems 1 zu einer Zeit eines Fehlers einer Fahrsteuervorrichtung 4 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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-Erste Ausführungsform-
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Kartenmanagementvorrichtung 3, die eine elektronische Steuereinheit ist, unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
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(Konfiguration zu einer normalen Zeit)
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugsystems 1, das eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, veranschaulicht. Allerdings liegt die in 1 veranschaulichte Konfiguration zu einer normalen Zeit ohne jeglichen Fehler vor. Das Fahrzeugsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein System, das an einem Fahrzeug 2 montiert ist, und dient zum Durchführen einer geeigneten Fahrunterstützung oder Fahrsteuerung nach dem Erkennen einer Situation einer Fahrstraße und von Hindernissen wie z. B. umgebenden Fahrzeugen in der Nähe des Fahrzeugs 2. Wie in 1 veranschaulicht ist, enthält das Fahrzeugsystem 1 eine Kartenmanagementvorrichtung 3, eine Fahrsteuervorrichtung 4, eine Außensensorgruppe 5, eine Fahrzeugsensorgruppe 6, eine Bewegungssteuereinheit 7 und eine Aktorgruppe 8.
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(Systemkonfiguration Kartenmanagementvorrichtung 3)
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Die Kartenmanagementvorrichtung 3 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), die kartenbezogene Informationen zu Vorrichtungen, die am Fahrzeug 2 montiert sind, wie z. B. der Fahrsteuervorrichtung 4 liefert und eine Verarbeitungseinheit 10, eine Speichereinheit 30 und eine Kommunikationssteuereinheit 40 enthält.
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Die Verarbeitungseinheit 10 enthält z. B. eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung (FPGA). Die Verarbeitungseinheit 10 besitzt als einen Abschnitt zum Erreichen von Funktionen der Kartenmanagementvorrichtung 3 eine Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11, eine Straßenkarten-Managementeinheit 12, eine Kartenpositionsschätzeinheit 13, eine Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14, eine Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15, eine Fehlerdetektionseinheit 16 und eine Funktionsneukonfigurationseinheit 17. Die Verarbeitungseinheit 10 erreicht diese Funktionen durch Ausführen eines vorgegebenen Betriebsprogramms, das in der Speichereinheit 30 gespeichert ist. Die Verarbeitungseinheit 10 kann außerdem eine Funktion, die von der oben beschriebenen verschieden ist, durch Ausführen z. B. eines verschiedenen Betriebsprogramms erreichen.
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Die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11 erfasst als die Trägerfahrzeuginformationen, die mit einer Bewegung, einem Zustand, einem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen, z. B. Informationen einer Position, einer Fahrgeschwindigkeit, eines Lenkwinkels, eines Betätigungsbetrags eines Fahrpedals, eines Betätigungsbetrags einer Bremse, einer Fahrroute und dergleichen des Fahrzeugs 2 von einem eingebauten Sensor, der nicht veranschaulicht ist, der Kartenmanagementvorrichtung 3, der Fahrzeugsensorgruppe 6 und dergleichen. Die Trägerfahrzeuginformationen, die durch die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11 erfasst wurden, werden in der Speichereinheit 30 als eine Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32 gespeichert. Es ist festzuhalten, dass im Folgenden die Position des Fahrzeugs 2 als „Trägerfahrzeugposition“ bezeichnet wird und Informationen, die die Trägerfahrzeugposition angeben, auch als „Trägerfahrzeugpositionsinformationen“ bezeichnet werden. Es ist festzuhalten, dass die Trägerfahrzeugposition z. B. eine Kombination von Breitengrad und Längengrad ist.
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Die Straßenkarten-Managementeinheit 12 managt eine Straßenkarten-Datengruppe 31, die aus Straßenkartendaten besteht, die mit einem Gesamtbereich oder einem Teilbereich bei einem Ziel des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen, in der Speichereinheit 30. Die Straßenkarten-Datengruppe 31 besteht z. B. aus Straßenkartendaten des Gesamtbereichs beim Ziel des Fahrzeugs 2 und ist in einer Speichervorrichtung, die Abschnitten der Speichereinheit 30 entspricht, gespeichert. Die Straßenkarten-Managementeinheit 12 liest die Straßenkartendaten in der Nähe des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Positionsinformationen des Fahrzeugs 2, die durch die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11 erfasst werden, aus der Straßenkarten-Datengruppe 31 in einen Speicher, der einem Abschnitt der Speichereinheit 30 entspricht. Somit wird es möglich, auf die Straßenkartendaten, die verarbeitet werden müssen, wie z. B. durch die Kartenpositionsschätzeinheit 13 und die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 zuzugreifen. Diese Straßenkartendaten werden als die Straßenkarten-Datengruppe 31 in der Speichereinheit 30 gespeichert.
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Die Kartenpositionsschätzeinheit 13 schätzt den Straßenabschnitt und die Spurposition, in denen das Fahrzeug 2 fährt, auf der Grundlage der Straßenkarten-Datengruppe 31 in der Nähe des Trägerfahrzeugs und der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32, die in der Speichereinheit 30 gespeichert sind. Die Straße und die Position in der Spur, in denen das Fahrzeug 2 fährt, die durch die Kartenpositionsschätzeinheit 13 identifiziert wurden, werden in eine Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 geschrieben, die später beschrieben wird.
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Die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 extrahiert die Straßenkartendaten entlang der Fahrroute des Fahrzeugs 2 und konstruiert Umgebungsroutenkartendaten, in denen die Daten gemäß einem vorgegebenen Verfahren strukturiert sind. Mit anderen Worten enthalten die Umgebungsroutenkartendaten die Straßenkartendaten in der Nähe des Fahrzeugs 2. Die Umgebungsroutenkartendaten sind in der Speichereinheit 30 als die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 gespeichert. Als die Fahrroute des Fahrzeugs 2 kann eine bereits konstruierte Fahrroute von einer weiteren Vorrichtung wie z. B. einer Navigationsvorrichtung erfasst werden. Ferner kann die Fahrroute des Fahrzeugs 2 in der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 durch Erfassen von Zielinformationen, die durch den Fahrer über eine Mensch-Maschine-Schnittstellen-Vorrichtung (HMI-Vorrichtung) gesetzt werden, konstruiert werden. Darüber hinaus kann die Fahrroute des Fahrzeugs 2 als eine virtuelle Fahrroute entlang der Straße ohne ein bestimmtes Ziel behandelt werden.
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Die Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15 überträgt die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33, die durch die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 konstruiert wurde, über die Kommunikationssteuereinheit 40 zur Fahrsteuervorrichtung 4. Die Fehlerdetektionseinheit 16 überwacht und detektiert Fehler von Vorrichtungen und Funktionen in der Kartenmanagementvorrichtung 3 und Vorrichtungen außerhalb der Kartenmanagementvorrichtung 3 wie z. B. der Fahrsteuervorrichtung 4. Zum Beispiel kann die Fehlerdetektionseinheit 16 einen Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 durch nicht Empfangen für einen bestimmten Zeitraum einer Nachricht, die normalerweise von der Fahrsteuervorrichtung 4 regelmäßig gesendet wird, detektieren.
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Die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 konfiguriert eine Funktion, die durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgeführt wird, in einer Situation neu, in der das Fahrzeugsystem 1 arbeitet. Eine Rekonstruktion der Funktion bedeutet z. B. ein Lesen eines verschiedenen Programms in einen RAM, wenn die CPU oder die GPU eine Verarbeitung ausführt, und ein Neukonfigurieren einer Logikschaltung, wenn die FPGA eine Verarbeitung ausführt.
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Die Speichereinheit 30 enthält z. B. eine Speichervorrichtung wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD), einen Flash-Speicher und einen Festwertspeicher (ROM) und einen Speicher wie z. B. einen RAM. Die Speichereinheit 30 speichert ein Programm, das durch die Verarbeitungseinheit 10 verarbeitet wird, eine Datengruppe, die für den Prozess erforderlich ist, und dergleichen. Ferner wird die Speichereinheit 30 auch in einer Anwendung zum vorübergehenden Speichern von Daten, die für den Operation des Programms nötig sind, als ein Hauptspeicher verwendet, wenn die Verarbeitungseinheit 10 ein Programm ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere die Straßenkarten-Datengruppe 31, die Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32 und die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 als Informationen zum Erreichen der Funktionen der Kartenmanagementvorrichtung 3 in der Speichereinheit 30 gespeichert.
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Die Straßenkarten-Datengruppe 31 ist ein Satz von Straßenkartendaten, die mit einem Gesamtbereich oder einem Teilbereich beim Ziel des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen. Zum Beispiel werden Straßenkartendaten, die mit dem Gesamtbereich beim Ziel in Beziehung stehen, in einer Speichervorrichtung wie z. B. einem HDD gespeichert und Straßenkartendaten in der Nähe des Fahrzeugs 2 werden auf der Grundlage der Positionsinformationen des Fahrzeugs 2 im Speicher wie z. B. dem RAM gespeichert. Die Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32 ist ein Datensatz, der mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung steht. Zum Beispiel sind Informationen der Position, der Fahrgeschwindigkeit, des Lenkwinkels, des Betätigungsbetrags des Fahrpedals, des Betätigungsbetrags der Bremse, der Fahrroute und dergleichen des Fahrzeugs 2 enthalten.
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Die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 ist ein Satz der Umgebungsroutenkartendaten, die durch die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 erzeugt werden. Die Kommunikationssteuereinheit 40 ist konfiguriert, z. B. eine Netzkarte, die einer Kommunikationsnorm wie z. B. IEEE 802.3 oder Steuereinheitsbereichsnetz (CAN, eingetragenes Warenzeichen) und dergleichen entspricht, zu enthalten, um Daten zu und von weiteren Vorrichtungen im Fahrzeugsystem 1 auf der Grundlage verschiedener Protokolle zu senden bzw. zu empfangen.
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Es ist festzuhalten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Kommunikationssteuereinheit 50 von der Verarbeitungseinheit 10 getrennt beschrieben wird, jedoch ein Teil der Verarbeitung der Kommunikationssteuereinheit 50 in der Verarbeitungseinheit 10 ausgeführt werden kann. Zum Beispiel ist es möglich, sie derart zu konfigurieren, dass eine Hardware-Vorrichtung, die die gleiche Kommunikationsverarbeitung aufweist, sich in der Kommunikationssteuereinheit 50 befindet und sich weitere Vorrichtungstreiber, eine Kommunikationsprotokollverarbeitung und dergleichen in der Verarbeitungseinheit 10 befinden.
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(Systemkonfiguration Fahrsteuervorrichtung 4)
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Die Fahrsteuervorrichtung 4 ist eine ECU, die eine Fahrstrecke des Fahrzeugs 2 z. B. auf der Grundlage kartenbezogener Informationen, die durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 geliefert werden, verschiedener Sensorinformationen und dergleichen, die durch die Außensensorgruppe 5 geliefert werden, der Fahrzeugsensorgruppe 6 und dergleichen plant und die Fahrstrecke zur Bewegungssteuereinheit 7 ausgibt. Die Fahrsteuervorrichtung 4 enthält eine Verarbeitungseinheit 110, eine Speichereinheit 130 und eine Kommunikationssteuereinheit 140.
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Die Verarbeitungseinheit 110 enthält z. B. eine CPU, eine GPU, eine FPGA und dergleichen. Die Verarbeitungseinheit 110 besitzt als einen Abschnitt zum Erreichen von Funktionen der Fahrsteuervorrichtung 4 eine Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 111, eine Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112, eine Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 113, eine Fahrstreckenplanungseinheit 114 und eine Fahrstreckenausgabeeinheit 115. Die Verarbeitungseinheit 110 erreicht diese Funktionen durch Ausführen eines vorgegebenen Betriebsprogramms, das in der Speichereinheit 130 gespeichert ist.
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Die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 111 erfasst als die Trägerfahrzeuginformationen, die mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen, z. B. Informationen einer Position, einer Fahrgeschwindigkeit, eines Lenkwinkels, eines Betätigungsbetrags eines Fahrpedals, eines Betätigungsbetrags einer Bremse, einer Fahrroute und dergleichen des Fahrzeugs 2, aus der Fahrzeugsensorgruppe 6 und dergleichen. Die Trägerfahrzeuginformationen, die durch die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 111 erfasst wurden, werden in der Speichereinheit 130 als eine Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131 gespeichert.
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Die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112 erfasst Informationen hinsichtlich einer Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die Außensensorgruppe 5 detektiert werden, von der Außensensorgruppe 5. Informationen hinsichtlich der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2 enthalten weitere Fahrzeuge, Hindernisse wie z. B. Fußgänger und fallende Objekte, eine Straßenumgebung wie z. B. weiße Linien, Straßenseiten und Fahrbahnoberflächenbedingungen und Verkehrszeichen wie z. B. Straßenschilder und Ampeln in der Nähe des Fahrzeugs 2. Die Informationen, die durch die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112 erfasst wurden, werden in der Speichereinheit 130 als eine Außensensorinformations-Datengruppe 132 gespeichert.
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Die Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 113 erfasst die Umgebungsroutenkartendaten, die durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgegeben werden. Die erfassten Umgebungsroutenkartendaten werden in der Speichereinheit 130 als eine Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 gespeichert.
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Die Fahrstreckenplanungseinheit 114 plant eine Strecke, die das Fahrzeug 2 durchfahren wird (die im Folgenden als „Fahrstrecke“ bezeichnet wird), auf der Grundlage der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131, der Außensensorinformations-Datengruppe 132, der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 und dergleichen, die in der Speichereinheit 130 gespeichert sind. Die Fahrstreckenausgabeeinheit 115 gibt Informationen über die Fahrstrecke, die durch die Fahrstreckenplanungseinheit 114 geplant wurde (die im Folgenden als „Fahrstreckeninformation“ bezeichnet werden), zur Bewegungssteuereinheit 7 aus.
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Die Speichereinheit 130 enthält z. B. eine Speichervorrichtung wie z. B. ein HDD, einen Flash-Speicher und einen ROM und einen Speicher wie z. B. einen RAM. Die Speichereinheit 130 speichert ein Programm, das durch die Verarbeitungseinheit 110 verarbeitet wird, eine Datengruppe, die für die Verarbeitung erforderlich ist, und dergleichen. Ferner wird sie in einer Anwendung zum vorübergehenden Speichern von Daten, die für den Betrieb des Programms nötig sind, als ein Hauptspeicher verwendet, wenn die Verarbeitungseinheit 110 ein Programm ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131, die Außensensorinformations-Datengruppe 132 und die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 als Informationen zum Erreichen der Funktionen der Fahrsteuervorrichtung 4 in der Speichereinheit 130 gespeichert.
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Die Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131 ist ein Datensatz, der mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung steht. Die Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131 enthält z. B. Informationen der Position, der Fahrgeschwindigkeit, des Lenkwinkels, des Betätigungsbetrags des Fahrpedals, des Betätigungsbetrags der Bremse und der Fahrroute des Fahrzeugs 2. Die Außensensorinformations-Datengruppe 132 ist eine Zusammenfassung von Daten, die mit der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die Außensensorgruppe 5 detektiert wird, in Beziehung stehen. Die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 ist ein Satz von Daten, die mit den Umgebungsroutenkarteninformationen, die von der Kartenmanagementvorrichtung 3 erfasst werden, in Beziehung stehen.
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Die Kommunikationssteuereinheit 40 ist konfiguriert, z. B. eine Netzkarte, die einer Kommunikationsnorm wie z. B. IEEE 802.3 oder CAN entspricht, zu enthalten, um Daten zu und von weiteren Vorrichtungen im Fahrzeugsystem 1 auf der Grundlage verschiedener Protokolle zu senden bzw. zu empfangen.
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Die Außensensorgruppe 5 ist eine Zusammenfassung von Vorrichtungen zum Detektieren des Zustands in der Nähe des Fahrzeugs 2 und entspricht z. B. einer Kameravorrichtung, einem Millimeterwellenradar, einem Laserradar, einem Sonar und dergleichen. Jeder externe Sensor detektiert Umgebungselemente wie z. B. Hindernisse, Straßenumgebungen und Verkehrszeichen, die in einem vom Fahrzeug 2 vorgegebenen Bereich vorhanden sind, und gibt sie zu einem fahrzeuginternen Netz aus. Hindernisse sind z. B. Hindernisse, die weitere Fahrzeuge, Fußgänger und die Durchfahrt von Fahrzeugen beeinträchtigen.
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Die Fahrzeugsensorgruppe 6 ist eine Zusammenfassung von Vorrichtungen zum Detektieren des Zustands des Fahrzeugs 2. Jeder Fahrzeugsensor detektiert z. B. die Positionsinformationen des Fahrzeugs 2, die Fahrgeschwindigkeit, den Lenkwinkel, den Betätigungsbetrag des Fahrpedals, den Betätigungsbetrag der Bremse und dergleichen und gibt sie zum fahrzeuginternen Netz aus. Die Bewegungssteuereinheit 7 steuert die Aktorgruppe 8 auf der Grundlage der Fahrstreckeninformationen, die von der Fahrsteuervorrichtung 4 ausgegeben werden, derart, dass sich das Fahrzeug 2 auf derselben Strecke bewegt.
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Die Aktorgruppe 8 ist eine Gruppe von Vorrichtungen, die Steuerelemente wie z. B. eine Lenkung, eine Bremse und ein Fahrpedal, die die Bewegung des Fahrzeugs bestimmen, steuern. Die Aktorgruppe 8 steuert die Bewegung des Fahrzeugs auf der Grundlage von Betätigungsinformationen eines Lenkrads, eines Bremspedals, eines Fahrpedals und dergleichen durch den Fahrer und Steuerinformationen, die von der Fahrsteuervorrichtung 4 ausgegeben werden.
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(Konfiguration zur Zeit eines Fehlers)
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2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugsystems 1 nach der Funktionsneukonfiguration aufgrund des Auftretens eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Fehlerdetektionseinheit 16 der Kartenmanagementvorrichtung 3 dann, wenn die Fahrsteuervorrichtung 4 ausfällt, den Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4. Dann konfiguriert die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 der Kartenmanagementvorrichtung 3 die Verarbeitungseinheit 10 der Kartenmanagementvorrichtung 3 dynamisch neu und schreibt einen Abschnitt der Speichereinheit 30 um. Somit ersetzt die Kartenmanagementvorrichtung 3 die Funktion der ausgefallenen Fahrsteuervorrichtung 4.
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Die Neukonfiguration bedeutet hier ein Beenden eines Teils der Funktionen, die bis dahin gearbeitet haben, ein Freigeben der Hardware-Betriebsmittel (CPU, Speicher und dergleichen), die durch die beendeten Funktionen verwendet werden, und ein Starten einer weiteren Funktion stattdessen. Es ist festzuhalten, dass verschiedene freizugebende Hardware-Betriebsmittel vorhanden sind und z. B. dann, wenn lediglich die CPU freigegeben wird, ein Programm, das gestartet werden soll, im Voraus im Speicher angeordnet wird und die arithmetische Verarbeitung umgeschaltet wird. Ferner wird dann, wenn nicht nur die CPU, sondern auch der Speicher freigegeben wird, das Programm, das in den Speicher geladen ist, gelöscht und die arithmetische Verarbeitung wird umgeschaltet.
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Eine alternative Funktion der Fahrsteuervorrichtung 4 ist, eine Fahrstrecke zum sicheren Fortführen automatischen Fahrens des Fahrzeugs 2 zur Bewegungssteuereinheit 7 auszugeben. Die Fahrstrecke zum sicheren Fortführen automatischen Fahrens kann eine Fahrstrecke sein, die automatisches Fahren, das gleich dem der Fahrsteuervorrichtung 4 ist, erreichen kann, oder kann eine Fahrstrecke zum sicheren Stoppen auf einem nahen Seitenstreifen sein und wird auf der Grundlage des Sicherheitskonzepts des Fahrzeugsystems 1 bestimmt. 2 zielt auf eine alternative Funktion zum sicheren Stoppen auf einem nahen Seitenstreifen auf einer fest zugeordneten Straße ab.
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Die Straßenkarten-Managementeinheit 12, die Kartenpositionsschätzeinheit 13, die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 und die Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15, die vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4, d. h. zur normalen Zeit, die in 1 veranschaulicht ist, in Betrieb waren, besitzen Funktionen zum Erzeugen von Umgebungsroutenkartendaten und Liefern der Umgebungsroutenkartendaten zur Fahrsteuervorrichtung 4. Allerdings sind sie zum Zweck des Konstruierens der Fahrstrecke zum sicheren Stoppen auf dem nahen Seitenstreifen keine für das Fahrzeugsystem 1 wesentlichen Funktionen, nachdem die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist, weil sie im Umfang der Umgebungsroutenkartendaten, die beim letzten Mal erzeugt wurden, verarbeitet werden können. Deshalb beendet die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 der Kartenmanagementvorrichtung 3 diese nicht wesentlichen Funktionen und aktiviert stattdessen eine Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, eine Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19, eine Fahrstreckenplanungseinheit 20 und eine Fahrstreckenausgabeeinheit 21. Zu dieser Zeit wird der Speicher zum Speichern der Straßenkarten-Datengruppe 31 der Speichereinheit 30, der durch die Straßenkarten-Managementeinheit 12 verwendet wird, freigegeben und eine Außensensorinformations-Datengruppe 34 wird stattdessen gespeichert.
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Das heißt, obwohl das in 1 nicht beschrieben ist, sind die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, die Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19, die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 in einem gestoppter Zustand in der Kartenmanagementvorrichtung 3 enthalten. Durch die Funktionsneukonfigurationseinheit 17, die die Neukonfiguration durchführt, werden die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, die Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19, die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 betriebsbereit. Im Folgenden können die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 auch als eine „Steuereinheit“ bezeichnet werden.
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Die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18 entspricht der Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112 der Fahrsteuervorrichtung 4 und erfasst die Informationen hinsichtlich der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die Außensensorgruppe 5 detektiert werden, von der Außensensorgruppe 5. Die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18 kann Informationen erfassen, die gleich denen der Fahrsteuervorrichtung 4 sind, oder kann Informationen erfassen, die auf die minimalen Informationen, die zum sicheren Stoppen auf dem nahen Seitenstreifen nötig sind, beschränkt sind. Die Informationen, die durch die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18 erfasst werden, sind in der Speichereinheit 30 als die Außensensorinformations-Datengruppe 34 gespeichert.
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Die Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19 schätzt den Straßenabschnitt und die Spurposition, in denen das Fahrzeug 2 fährt, in der letzten Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33, die durch die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 erzeugt wurde, bevor der Fehler auftrat. Eine Unterschied zwischen der Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19 und der Kartenpositionsschätzeinheit 13 ist, dass Zieldaten zum Schätzen der Position des Fahrzeugs 2 nicht die Straßenkarten-Datengruppe 31, sondern die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 sind.
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Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 entspricht der Fahrstreckenplanungseinheit 114 der Fahrsteuervorrichtung 4. Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 plant die Fahrstrecke zum sicheren Stoppen auf dem nahen Seitenstreifen auf der Grundlage der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32, der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33, der Außensensorinformations-Datengruppe 34 und dergleichen, die in der Speichereinheit 30 gespeichert sind. Die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 entspricht der Fahrstreckenausgabeeinheit 115 der Fahrsteuervorrichtung 4 und gibt die Fahrstreckeninformationen, die durch die Fahrstreckenplanungseinheit 20 geplant wurden, zur Bewegungssteuereinheit 7 aus.
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Die Bewegungssteuereinheit 7 steuert die Aktorgruppe 8 auf der Grundlage der Fahrstreckeninformationen, die von der Fahrsteuervorrichtung 4 ausgegeben werden, wie oben beschrieben ist, bevor der Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 auftritt. Nach dem Auftreten des Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 steuert die Bewegungssteuereinheit 7 die Aktorgruppe 8 auf der Grundlage der Fahrstreckeninformationen, die von der Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgegeben werden. Es ist festzuhalten, dass es in einem strengen Sinn ein Zustand ist, dass die Fahrstreckeninformationen von der Zeit, zu der der Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 auftritt, bis die alternative Funktion der Kartenmanagementvorrichtung 3 die Fahrstrecke ausgibt, nicht ausgegeben werden. Allerdings kann die Bewegungssteuereinheit 7 das automatische Fahren für einen bestimmten Zeitraum durch Betreiben auf der Grundlage der Fahrstreckeninformationen, die beim letzten Mal durch die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgegeben wurden, beibehalten.
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(Beziehung zwischen Straßenkarten-Datengruppe 31 und Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33)
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3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Straßenkarten-Datengruppe 31 und der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33, die in der Speichereinheit 30 der Kartenmanagementvorrichtung 3 gespeichert sind, veranschau licht.
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Jegliche Straßenkartendaten, die die Straßenkarten-Datengruppe 31 bilden, werden gemanagt, indem sie in Bereiche (die im Folgenden als „Parzellen“ bezeichnet werden) unterteilt werden, die in Maschen in vorgegebenen Entfernungseinheiten in Breitengrad- und Längengradrichtungen unterteilt werden. Die Straßenkarten-Datengruppe 31 besteht aus Straßenkartendaten, die mit dem Gesamtbereich des Ziels des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen. Durch die Straßenkarten-Managementeinheit 12 werden die Positionsinformationen des Fahrzeugs 2 und die Straßenkartendaten der Parzellen, in denen sich Fahrrouteninformationen, die durch das Bezugszeichen 303 in 3 angegeben werden, befinden, und von Parzellen um die Parzelle, d. h. ein Abschnitt der Straßenkarten-Datengruppe 31, in den Speicher gelesen.
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Die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 wird durch Extrahieren von Informationen, die zum Planen einer Fahrstrecke im Fahrzeugsystem 1 nötig sind, entlang der Fahrroute des Fahrzeugs 2 aus den Straßenkartendaten in der Nähe des Fahrzeugs 2, die in den Speicher gelesen wurden, strukturiert. Zum Beispiel sind in 3 Informationen in Bezug auf die Straße in einem Bereich, der durch eine gestrichelte Linie umgeben ist, die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33. Die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 enthält Straßenformen, Straßenmerkmale und dergleichen, die mit einem Straßenabschnitt und einer Nebenstraße in einem vorgegebenen Entfernungsbereich entlang der Fahrroute des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen. Die Straßenformen sind z. B. Straßenseiten, weiße Linien, Spurformen, Haltelinien und Zebrazonen und dergleichen. Die Straßenmerkmale sind z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen, Bewegungsrichtungen und dergleichen.
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Die Parzelle enthält Daten in Bezug auf alle Straßen im Bereich und somit ist eine große Speicherkapazität erforderlich, um die Straßenkartendaten in dem Umfang, der oben beschrieben ist, in den Speicher zu lesen. Was allerdings beim Planen der Fahrstrecke erforderlich ist, sind die Straßenkartendaten um den Straßenbereich, in dem das Fahrzeug 2 fahren wird, und ist lediglich einer kleiner Teil der Straßenkartendaten, die in der Parzelle enthalten sind. Somit können durch Erzeugen der Umgebungsroutenkartendaten durch Extrahieren und Strukturieren nötiger Informationen entlang der Fahrroute und Senden der Umgebungsroutenkartendaten zur Fahrsteuervorrichtung 4 eine unnötige Datenkommunikation im fahrzeuginternen Netz und ein Speicherverbrauch in der Fahrsteuervorrichtung 4 niedergehalten werden.
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(Szenenbeispiel)
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4 ist ein Beispiel einer Fahrstraßenumgebung und einer Szene, in der die Fahrsteuervorrichtung 4 ausfällt. Eine linke Seite von 4 veranschaulicht einen Zustand des automatischen Fahrens des Fahrzeugs 2, bevor die Fahrsteuervorrichtung 4 ausfällt, und eine rechte Seite von 4 veranschaulicht einen Zustand des automatischen Fahrens des Fahrzeugs 2, nachdem die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist, d. h. einen Zustand eines Degenerierfahrens. Das Degenerierfahren ist hier ein automatisches Fahren zum Zurückziehen zu einem nahen Seitenstreifen und zum Stoppen dort.
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Im linken Diagramm von 4 ist das Fahrzeug 2 in einer Überholspur in der Nähe des Mittelstreifens in Bewegung und die Fahrstrecke 411 wird derart geplant, dass die aktuelle Spur gehalten wird. Wenn die Fahrsteuervorrichtung 4 in diesem Zustand ausfällt, ist es, um sich zum nahen Seitenstreifen zurückzuziehen, nötig, die Spur zur linken Spur zu ändern (Fahrstrecke 421) und dann zur Seite zu fahren und auf dem Seitenstreifen zu stoppen (Fahrstrecke 424), wie mit einer durchgezogenen Linie im rechten Diagramm von 4 dargestellt ist. Zum jetzigen Zeitpunkt muss die Kartenmanagementvorrichtung 3 nach dem Verstehen der Struktur der Straße ein sicheres Stoppziel bestimmen.
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Zum Beispiel besteht in der Fahrstraßenumgebung, die in 4 veranschaulicht ist, dann, wenn das Fahrzeug die Spur zur linken Spur wechselt und dann unmittelbar zur Seite fährt und auf dem Seitenstreifen stoppt, das Risiko, dass es in eine Zusammenführungsspur wie z. B. eine Fahrstrecke 423 eintritt und mit einem weiteres Fahrzeug zusammenstößt oder ein Einscheren zu einer Hauptspur eines weiteren Fahrzeugs behindert. Deshalb ist ein Fahrstreckenplan erforderlich, um im Voraus zu verstehen, dass ein Zusammenführungspunkt in der Nähe ist, und zur Seite zu fahren und im Seitenstreifen zu stoppen, nachdem der Vereinigungspunkt passiert wurde. Es ist schwierig, die Existenz des Zusammenführungspunkts unter Verwendung der Ausgaben der Außensensorgruppe 5 ausreichend im Voraus zu erkennen und es ist bevorzugt, dass Informationen davon unter Verwendung der Straßenkartendaten, speziell, der Umgebungsroutenkartendaten erfasst werden.
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Entsprechend behält die Kartenmanagementvorrichtung 3 die Umgebungsroutenkartendaten, die durch die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 erzeugt werden, als die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 im Speicher. Somit kann die Fahrstreckenplanungseinheit 20, die zu einer Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 neukonfiguriert wurde, unmittelbar auf Straßenkartendaten in der Nähe Bezug nehmen und kann somit eine Fahrstrecke erzeugen, die das zur Seite fahren und auf dem Seitenstreifen Stoppen ermöglicht, wobei der Zusammenführungspunkt vermieden wird.
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(Ablaufplan)
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Ein Prozessablauf der Kartenmanagementvorrichtung 3, der Fahrsteuervorrichtung 4 und der Bewegungssteuereinheit 7 vor und nach einem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 werden unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben.
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5 ist ein erläuterndes Diagramm eines Prozessablaufs des Fahrzeugsystems 1 vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozessablauf, der in 5 veranschaulicht ist, zweckmäßigerweise als ein Prozessablauf 500 für normales Fahren bezeichnet. Die Kartenmanagementvorrichtung 3 führt normalerweise die Prozess von S501 bis S505 regelmäßig aus.
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Zunächst erfasst die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11 in S501 die Trägerfahrzeuginformationen, die mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen. Anschließend liest in S502 die Straßenkarten-Managementeinheit 12 die Straßenkarte in der Nähe des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Trägerfahrzeugpositionsinformationen, die in den Trägerfahrzeuginformationen, die in S501 erfasst wurden, enthalten sind, aus der Straßenkarten-Datengruppe 31 in den Speicher. Es ist festzuhalten, dass zum jetzigen Zeitpunkt, Straßenkartendaten, die bereits im Speicher gespeichert sind und Informationen eines Bereichs sind, dessen Entfernung aufgrund des Fortbewegens des Fahrzeugs 2 groß geworden ist, aus dem Speicher gelöscht werden können.
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Dann schätzt in S503 die Kartenpositionsschätzeinheit 13 den Straßenabschnitt und die Position in der Spur, in denen das Fahrzeug 2 fährt, auf der Grundlage der Straßenkartendaten, die in den Speicher gelesen wurden, der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 und eines vorhergehenden Berechnungsergebnisses und dergleichen, die in den Trägerfahrzeuginformationen, die in S501 erfasst wurden, enthalten sind. In S504 extrahiert die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 die Straßenkartendaten entlang der Fahrroute des Fahrzeugs 2 und konstruiert die Umgebungsroutenkartendaten, wobei die Daten gemäß einem vorgegebenen Verfahren strukturiert sind.
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Die Fahrroute des Fahrzeugs 2 wird von einer weiteren Vorrichtung wie z. B. einer Navigationsvorrichtung erfasst und in der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 32 gespeichert. Ferner werden die konstruierten Umgebungsroutenkartendaten auch als die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 im Speicher der Kartenmanagementvorrichtung 3 gespeichert. Dann gibt schließlich in S505 die Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15 die Umgebungsroutenkartendaten, die in S504 konstruiert wurden, zum fahrzeuginterne Netz aus. Diese Umgebungsroutenkartendaten werden in S513 von der Fahrsteuervorrichtung 4, die unten beschrieben wird, verwendet.
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Die Fahrsteuervorrichtung 4 führt die Prozesse, die in S511 bis S515 veranschaulicht sind, regelmäßig aus. Zunächst erfasst in S511, die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 111 die Trägerfahrzeuginformationen, die mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen. Anschließend erfasst in S512 die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112 Detektionsinformationen hinsichtlich der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2, die von der Außensensorgruppe 5 regelmäßig ausgegeben werden, und speichert die Detektionsinformationen in der Außensensorinformations-Datengruppe 132. In S513 erfasst die Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 113 die Umgebungsroutenkartendaten, die von der der Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgegeben werden, und speichert die Umgebungsroutenkartendaten in der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133.
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In S514 konstruiert die Fahrstreckenplanungseinheit 114 eine Fahrstrecke während normalen Fahrens auf der Grundlage der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131, der Außensensorinformations-Datengruppe 132, der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 und dergleichen, die in der Speichereinheit 130 gespeichert sind. Dann gibt schließlich in S515 die Fahrstreckenausgabeeinheit 115 die konstruierte Fahrstrecke zur Bewegungssteuereinheit 7 aus.
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Wenn die Fahrsteuervorrichtung 4 die Fahrstrecke durch den Prozess von S515, der oben beschrieben ist, ausgibt, führt die Bewegungssteuereinheit 7 S521 und S522, die unten beschrieben werden, aus. Die Bewegungssteuereinheit 7 erfasst Fahrstreckeninformationen, die durch die Fahrsteuervorrichtung 4 regelmäßig ausgegeben werden (S521), erzeugt einen Steuerbefehlswert für jeden Aktor der Aktorgruppe 8 und gibt den Steuerbefehlswert zum Aktor aus (S522). Somit steuert die Bewegungssteuereinheit 7 das Fahren des Fahrzeugs 2.
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6 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf einer Funktionsneukonfiguration durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozessablauf, der in 6 veranschaulicht ist, zweckmäßigerweise als ein Funktionsneukonfigurationsprozessablauf 600 bezeichnet.
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Die Fehlerdetektionseinheit 16 der Kartenmanagementvorrichtung 3 überwacht regelmäßig die Fahrsteuervorrichtung 4 und überwacht, ob die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist oder nicht (S601). Zum Beispiel wird dann, wenn eine Nachricht, die von der Fahrsteuervorrichtung 4 regelmäßig gesendet wird, für einen bestimmten Zeitraum nicht empfangen wird, bestimmt, dass die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist. Die Kartenmanagementvorrichtung 3 endet, ohne irgendetwas durchzuführen, wenn bestimmt wird, dass die Fahrsteuervorrichtung 4 normal arbeitet (S601: NEIN). Wenn bestimmt wird, dass die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist, schreitet die Kartenmanagementvorrichtung 3 zu S602 fort (S601: JA).
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In S602 arbitriert die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 mit weiteren Vorrichtungen für einen Übergang zum Degenerierfahrmodus aufgrund des Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Arbitrieren mit weiteren Vorrichtungen nicht nötig, weil die Funktion lediglich durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 neukonfiguriert wird, jedoch ist es im Allgemeinen nötig, um zu einem bestimmten Modus überzugehen, während mehrere Vorrichtungen Schritt halten. Wenn eine Modus-Nichtübereinstimmung zwischen den Vorrichtungen auftritt, arbeitet das System nicht mehr und somit ist es nötig, zwischen den in Beziehung stehenden Vorrichtungen zu arbitrieren. Als ein Verfahren des Arbitrierens kann eine vorgegebene Vorrichtung den Modusübergang als ein Master bestimmen oder kann jede Vorrichtung ihr eigenes Bestimmungsergebnis zur gemeinsamen Verwendung bereitstellen und eine autonome Bestimmung vornehmen.
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Anschließend beendet die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 in S603 einen Teil der oder alle Funktionen, die im Degenerierfahrmodus unnötig sind, und gibt die Hardware-Betriebsmittel wie z. B. die CPU und den RAM, die durch die beendeten Funktionen verwendet werden, frei. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Straßenkarten-Managementeinheit 12, die Kartenpositionsschätzeinheit 13, die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 und die Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15 den beendeten Funktionen.
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In S604 ändert die Kartenmanagementvorrichtung 3 Plattformeinstellungen. Zum Beispiel ist es aufgrund von Änderungen der Funktionen, die in der Kartenmanagementvorrichtung 3 montiert sind, nötig, Daten, die verschieden von zuvor sind, zu und von außerhalb zu senden bzw. zu empfangen, und es können Fälle vorliegen, in denen es nötig ist, die Einstellungen auf der Plattformseite zu ändern, um dies zu ermöglichen. Speziell sind Einstellungen zum Ändern eines Ziels, zu dem die Außensensorgruppe 5 und die Fahrzeugsensorgruppe 6 Informationen zu der Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgeben, und Stoppen einer Übertragung zur Kartenmanagementvorrichtung 3, weil die Informationen im Degenerierfahrmodus unnötig sind, vorhanden. Nötige Einstellungsänderungen, damit Funktionen im nächsten zu bearbeitenden Schritt aktiviert werden, werden hier ausgeführt.
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Dann ordnet in S605 die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 Funktionen Hardware-Betriebsmittel, die für den Degenerierfahrmodus nötig sind, zu und aktiviert die entsprechenden Funktionen. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, die Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19, die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 aktiviert. Wie oben beschrieben ist, werden Funktionen, die für das Degenerierfahren, das in 4 veranschaulicht ist, nötig sind, durch die Kartenmanagementvorrichtung 3 neukonfiguriert.
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7 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf des Fahrzeugsystems 1 nach dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozessablauf, der in 7 veranschaulicht ist, zweckmäßigerweise als ein Degenerierfahrprozessablauf 700 bezeichnet. Allerdings ist der Betrieb der Bewegungssteuereinheit 7 ähnlich dem des Prozessablaufs für normales Fahren 500 und somit wird die Beschreibung davon unterlassen.
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In S501 erfasst die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11 die Trägerfahrzeuginformationen, die mit der Bewegung, dem Zustand, dem Plan und dergleichen des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen, ähnlich zu vor dem Fehler. In S702 erfasst die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18 Detektionsinformationen hinsichtlich der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die Außensensorgruppe 5 regelmäßig ausgegeben werden, und speichert die Informationen in der Außensensorinformations-Datengruppe 34.
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In S703 identifiziert die Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit 19 die Straße und die Position in der Spur, in denen das Fahrzeug 2 fährt, in der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33, die beim letzten Mal vor dem Fehler durch die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 konstruiert wurde, auf der Grundlage der Trägerfahrzeugpositionsinformationen, die in den Trägerfahrzeuginformationen, die in S501 erfasst wurden, enthalten sind. Es ist festzuhalten, dass, wie oben beschrieben ist, die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 die Straße und die Position in der Spur, die durch die Kartenpositionsschätzeinheit 13 vor dem Fehler identifiziert wurden, enthält.
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Im Allgemeinen ist es schwierig, die Straße und die Spurposition lediglich aus der Trägerfahrzeugpositionsinformationen genau zu identifizieren, weil der interne Zustand verlorengeht, unmittelbar nachdem die Funktion neukonfiguriert worden ist. Allerdings sind in der vorliegenden Ausführungsform die Straße und die Position in der Spur, die durch die Kartenpositionsschätzeinheit 13 festgelegt werden, in der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 enthalten. Deshalb kann der Betrieb aus dem Zustand gestartet werden, in dem der früher geschätzte Wert festgehalten wird, und unter Verwendung dessen als Hinweis können die Straße und die Spurposition mit hoher Geschwindigkeit und genau festgelegt werden.
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In S704 erzeugt die Fahrstreckenplanungseinheit 20 eine Fahrstrecke zum Zurückziehen zu einem nahen Seitenstreifen auf der Grundlage des Schätzergebnisses von S703, der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 und der Außensensorinformations-Datengruppe 34. Es ist möglich, die Straßenumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2 aus dem Positionsschätzergebnis des Fahrzeugs 2 in Bezug auf die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 zu verstehen.
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Zum Beispiel kann in der Situation, die in 4 veranschaulicht ist, erfasst werden, dass das Fahrzeug 2 in der rechten Spur der zwei Spuren fährt und dass eine Zusammenführung mit einer Seitenstraße unmittelbar vor dem Fahrzeug 2 vorhanden ist und dergleichen. Ferner können weiße Linien, weitere Fahrzeuge und Straßenseiten unter Verwendung der Informationen, die durch die Außensensorinformations-Datengruppe 34 ausgegeben werden, erkannt werden. Somit ist wie im Beispiel der Szene von 4 während des Zurückziehens zu einem nahen Seitenstreifen eine Fahrsteuerung wie folgt möglich. Das heißt, nach einem Spurwechsel ist es während des Beobachtens der Situation weiterer Fahrzeuge in der linken Spur (der Fahrstrecke 421 in 4) möglich, der Spur zu folgen, bis der Zusammenführungsbereich passiert wurde (Fahrstrecke 422 in 4), und dann zur Seite zu fahren und zu stoppen, während die Straßenseite erkannt wird (Fahrstrecke 424 in 4).
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Auf diese Weise wird die Fahrstreckenplanungseinheit 20 z. B. durch eine Kombination von Spurwechsel (Spurwechselunterstützung), Spurfolgen (Spurhalteunterstützung/adaptiver Tempomat) und Zurückziehen zum Seitenstreifen erreicht. Dann gibt schließlich in S705 die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 die Fahrstrecke, die in S704 erzeugt wurde, zur Bewegungssteuereinheit 7 aus.
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Gemäß der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
- (1) Die Kartenmanagementvorrichtung 3 enthält die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21, die ein automatisches Fahren des Fahrzeugs 2 steuern, die Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14, die eine Informationserzeugungseinheit ist, die Umgebungsroutenkartendaten erzeugt, die die Informationen sind, die zum automatischen Fahren nötig sind, die Fehlerdetektionseinheit 16, die eine Anomalie der Fahrsteuervorrichtung 4 detektiert, und die Funktionsneukonfigurationseinheit 17, die eine Funktionsebene der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 erniedrigt und die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 aktiviert, wenn die Fehlerdetektionseinheit 16 eine Anomalie detektiert. Somit kann das Fahrzeug 2 ohne redundante Ausführung gesteuert werden, selbst wenn die Fahrsteuervorrichtung 4 ausfällt. Speziell ist es möglich, die Sicherheit des Fahrzeugsystems 1 bei geringeren Kosten im Vergleich zum Fall einer redundanten Ausführung zu verbessern.
- (2) Die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 erniedrigt die Funktionsebene der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 durch Stoppen mindestens eines Abschnitts der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14. Deshalb können Betriebsmittel durch Stoppfunktionen, die für das Fahren des Fahrzeugs 2 nicht wesentlich sind, gesichert werden und die Betriebsmittel können der Fahrstreckenplanungseinheit 20 und der Fahrstreckenausgabeeinheit 21, die das Fahrzeug 2 steuert, zugeteilt werden.
- (3) Wenn die Fehlerdetektionseinheit 16 keine Anomalie detektiert, befinden sich die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 in einem gestoppten Zustand. Somit ist es zu einer normalen Zeit nicht nötig, der Fahrstreckenplanungseinheit 20 und der Fahrstreckenausgabeeinheit 21 Betriebsmittel zuzuteilen, und die Betriebsmittel können weiteren Prozessen zugeteilt werden.
- (4) Die Anomalie, die durch die Fehlerdetektionseinheit 16 detektiert wird, ist eine Anomalie der Fahrsteuervorrichtung 4, die das automatische Fahren des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Umgebungsroutenkartendaten steuert.
- (5) Die Kartenmanagementvorrichtung 3 enthält die Speichereinheit 30, die die erzeugte Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 speichert. Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 steuern das automatische Fahren des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Umgebungsroutenkartendaten, die beim letzten Mal erzeugt wurden.
- (6) Die Umgebungsroutenkartendaten sind statische Informationen der Straßenumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2. Als eine Funktion, die für das Degenerierfahren nach einem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 unnötig ist, wird auf eine Funktion zum Extrahieren und Strukturieren von Straßenkartendaten in der Nähe des Fahrzeugs 2 oder auf der Route abgezielt. Dies nutzt die Tatsache aus, dass, weil das Degenerierfahren zum Zurückziehen auf den nahen Seitenstreifen kein Zurücklegen einer großen Entfernung bedeutet, der Bereich der erzeugten Umgebungsroutenkartendaten zum Antworten ausreichend ist. Ferner wird, weil die Daten in Bezug auf die Straßenkarte statische Informationen sind, die sich nicht mit dem Ablauf der Zeit ändern, der Bereich, der für das Degenerierfahren erforderlich ist, im Voraus festgehalten und somit ist eine Verarbeitung, die mit der Erzeugung dieser Daten in Beziehung steht, unnötig.
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(Änderungsbeispiel 1)
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In der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, werden dann, wenn die Fehlerdetektionseinheit 16 eine Anomalie in der Fahrsteuervorrichtung 4 detektiert, vier der Straßenkarten-Managementeinheit 12, der Kartenpositionsschätzeinheit 13, der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 und der Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15 gestoppt. Allerdings kann lediglich ein Teil dieser vier gestoppt werden. Ferner kann statt des Stoppens eine Funktionsebene erniedrigt werden. Erniedrigen der Funktionsebene bedeutet z. B. ein Verringern der Verarbeitungszeiten der CPU, die diesen vier Funktionsblöcken zugeteilt ist, und ein Verringern der Beträge des Speichers, der diesen vier Funktionsblöcken zugeteilt ist. Gemäß diesem Änderungsbeispiel ist es möglich, die Erzeugung von Umgebungsroutenkartendaten während der Verringerung der Funktion fortzusetzen.
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(Änderungsbeispiel 2)
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In der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, wurde ein Zurückziehen zu einem nahen Seitenstreifen als ein Beispiel eines Degenerierfahrens beschrieben. Allerdings kann es im Degenerierfahren mit weiteren außer zum nahen Seitenstreifen verglichen werden. In diesem Fall kann die Straßenkarten-Datengruppe 31, die die Kartenmanagementvorrichtung 3 besitzt, verwendet werden. Wie oben beschrieben ist, ist eine Vorrichtung, die kartenbezogene Angelegenheiten verarbeitet, als ein Kandidat für ein Neukonfigurationsziel der Funktionen, die für das Degenerierfahren zur Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 nötig sind, geeignet. Die Navigationsvorrichtung ist aus einem ähnlichen Grund auch als ein Kandidat für das Neukonfigurationsziel geeignet.
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-Zweite Ausführungsform-
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Eine zweite Ausführungsform einer Bilderkennungsvorrichtung, die eine elektronische Steuereinheit ist, wird unter Bezugnahme auf 8 bis 11 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen festgelegt und hauptsächlich werden Differenzen beschrieben. Punkte, die nicht besonders beschrieben sind, sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Neukonfiguration zu einer Zeit eines Fehlers von der in der ersten Ausführungsform verschieden.
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(Konfiguration zur normalen Zeit)
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8 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugsystems 1 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der ersten Ausführungsform wird die Kartenmanagementvorrichtung 3 derart neukonfiguriert, dass sie Funktionen zum Erreichen des Degenerierfahrens zu einer Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 besitzt, jedoch ist in der zweiten Ausführungsform eine Bilderkennungsvorrichtung 9, die eine der Außensensorgruppen 5 ist, für die Funktionen verantwortlich.
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Das Fahrzeugsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält eine Kartenmanagementvorrichtung 3, eine Fahrsteuervorrichtung 4, eine Außensensorgruppe 5, eine Fahrzeugsensorgruppe 6, eine Bewegungssteuereinheit 7, eine Aktorgruppe 8 und eine Bilderkennungsvorrichtung 9. Außer der Bilderkennungsvorrichtung 9 ist die Konfiguration ähnlich der jeder Vorrichtung der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der folgenden Punkte. Das heißt, in der zweiten Ausführungsform enthält die Kartenmanagementvorrichtung 3 nicht die Fehlerdetektionseinheit 16 und die Funktionsneukonfigurationseinheit 17.
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Die Bilderkennungsvorrichtung 9 ist z. B. eine Vorrichtung, die Umgebungselemente wie z. B. weitere Fahrzeuge, weiße Linien und Straßenseiten, die in der Nähe des Fahrzeugs 2 vorhanden sind, aus Bildgebungsdaten, die von einer oder mehreren Kameras, die im Fahrzeug 2 installiert sind, erfasst werden, erkennt. Die Bilderkennungsvorrichtung 9 enthält eine Verarbeitungseinheit 210, eine Speichereinheit 230 und eine Kommunikationseinheit 240. Die Verarbeitungseinheit 210 besitzt eine Vorwärts-Erkennungseinheit 211, eine Links/Seite-Erkennungseinheit 212, eine Rechts/Seite-Erkennungseinheit 213, eine Links/Hinten-Erkennungseinheit 214, eine Rechts/Hinten-Erkennungseinheit 215, eine Erkennungsinformationsausgabeeinheit 216, eine Fehlerdetektionseinheit 217 und eine Funktionsneukonfigurationseinheit 218 als Funktionen zum Implementieren von Funktionen der Bilderkennungsvorrichtung 9.
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Jede der Erkennungseinheiten 211 bis 215 ist eine Funktion zum Erkennen von Umgebungselementen in der entsprechenden Richtung auf der Grundlage von Bildgebungsdaten, die von der oben erwähnte Kamera erfasst wurden. Es ist festzuhalten, dass es nicht nötig ist, dass jede Richtung eine eindeutige Entsprechung zu den Bildgebungsdaten besitzt, und z. B. können die Links/Hinten-Erkennungseinheit 214 und die Rechts/Hinten-Erkennungseinheit 215 eine Verarbeitung unter Verwendung von Bildgebungsdaten derselben Kamera, die die Rückseite des Fahrzeugs 2 aufnimmt, durchführen. Ferner kann die Vorwärts-Erkennungseinheit 211 Bildgebungsdaten von mehreren Kameras, die vorwärts abbildet, erfassen und sie in Kombination verarbeiten.
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Die Erkennungsinformationsausgabeeinheit 216 integriert Informationen, die durch die jeweiligen Erkennungseinheiten 211 bis 215 erkannt werden, speichert die Informationen als eine Erkennungsinformationsdatengruppe 231 in der Speichereinheit 230 und gibt die Informationen zum fahrzeuginternen Netz aus. Die Fahrsteuervorrichtung 4 erfasst die Erkennungsinformationsdatengruppe 231 als einen Teil der Aussensensorinformationsdaten und speichert sie in der Außensensorinformations-Datengruppe 132. Die Funktionen der Fehlerdetektionseinheit 217 und der Funktionsneukonfigurationseinheit 218 sind gleich den Funktionen der Fehlerdetektionseinheit 16 bzw. der Funktionsneukonfigurationseinheit 17 der Kartenmanagementvorrichtung 3 in der ersten Ausführungsform.
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Die Speichereinheit 230 speichert ein Programm, das durch die Verarbeitungseinheit 210 verarbeitet wird, eine Datengruppe, die für den Prozess erforderlich ist, und dergleichen. Ferner wird sie auch in einer Anwendung für vorübergehendes Speichern von Daten, die für den Betrieb des Programms nötig sind, als ein Hauptspeicher verwendet, wenn die Verarbeitungseinheit 210 ein Programm ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere die Erkennungsinformationsdatengruppe 231 und dergleichen als Informationen zum Implementieren der Funktionen der Bilderkennungsvorrichtung 9 in der Speichereinheit 230 gespeichert. Die Erkennungsinformationsdatengruppe 231 ist ein Datensatz, der mit Umgebungselementen in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die entsprechenden Erkennungseinheiten 211 bis 215 erkannt werden, in Beziehung steht.
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(Konfiguration zur Zeit eines Fehlers)
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9 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugsystems 1 nach der Funktionsneukonfiguration aufgrund eines Auftretens eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Fehlerdetektionseinheit 217 der Bilderkennungsvorrichtung 9, dass die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist. Dann konfiguriert die Funktionsneukonfigurationseinheit 218 einen Abschnitt der Verarbeitungseinheit und der Speichereinheit der Kartenmanagementvorrichtung 3 dynamisch neu, um eine Degenerierfahrfunktion, die eine alternative Funktion der ausgefallenen Fahrsteuervorrichtung 4 ist, zu aktivieren, d. h. zu ermöglichen. Die Degenerierfahrfunktion ist hier eine Automatikfahrfunktion zum Zurückziehen zu einem nahen Seitenstreifen auf einer fest zugeordneten Straße wie in der ersten Ausführungsform.
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Zum Zurückziehen zum nahen Seitenstreifen ist, wie in 4 veranschaulicht ist, eine Steuerung für einen Spurwechsel in der Seitenstreifenrichtung, ein Spurfolgen und ein zur Seite Fahren und ein Stoppen im Seitenstreifen nötig. Zu diesem Zweck ist es nötig, eine Bewegung weiterer Fahrzeuge in Fahrumgebungen, die vorwärts, links seitlich und links hinten liegen, wie z. B. einer Straßenseite zu erkennen. Andererseits ist es, wegen des Nichtbewegens zur Spur auf der Mittellinienseite auf der rechten Seite des Diagramms nicht nötig, Fahrumgebungen auf der rechten Seite und auf der rechten hinteren Seite zu erkennen.
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Entsprechend beendet die Bilderkennungsvorrichtung 9 die Rechts/Seite-Erkennungseinheit 213 und die Rechts/Hinten-Erkennungseinheit 215, die vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 in Betrieb waren, als unnötige Funktionen und aktiviert stattdessen die Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 219, die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 220, die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 221, die Fahrstreckenplanungseinheit 222 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 223 als für das Degenerierfahren nötige Funktionen. Die Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 219 ist gleich der Umgebungsroutenkartenerfassungseinheit 113 der Fahrsteuervorrichtung, die in 8 veranschaulicht ist. Ferner sind die Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 220, die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 221, die Fahrstreckenplanungseinheit 222 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 223 gleich der Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit 11, der Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, der Fahrstreckenplanungseinheit 20 und der Fahrstreckenausgabeeinheit 21 der Kartenmanagementvorrichtung 3 von 2 in der ersten Ausführungsform.
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(Ablaufplan)
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Unter Bezugnahme auf 10 und 11 werden Prozesse der Kartenmanagementvorrichtung 3, der Bilderkennungsvorrichtung 9, der Fahrsteuervorrichtung 4 und der Bewegungssteuereinheit 7 bevor und nachdem die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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10 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf des normalem Fahrens des Fahrzeugsystems 1 vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 in der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozessablauf, der in 10 veranschaulicht ist, zweckmäßigerweise als ein Prozessablauf für normales Fahren 1000 bezeichnet. Weil die Operationen der Kartenmanagementvorrichtung 3, der Fahrsteuervorrichtung 4 und der Bewegungssteuereinheit 7 dieselben wie die von 5 in der ersten Ausführungsform sind, wird ihre Beschreibung unterlassen und wird hier lediglich ein Prozessablauf der Bilderkennungsvorrichtung 9 beschrieben.
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Die Bilderkennungsvorrichtung 9 führt die Prozesse von S1001 und S1002 regelmäßig aus. In S1001 erkennen die jeweiligen Erkennungseinheiten 211 bis 215 Umgebungselemente in entsprechenden Richtungen auf der Grundlage von Bildgebungsdaten, die von den Kameras, die auf dem Fahrzeug 2 montiert sind, erfasst werden. Dann strukturiert in S1002 die Erkennungsinformationsausgabeeinheit 216 Informationen des Umgebungselements, das in S1001 erkannt wurde, gemäß einem vorgegebenen Format und gibt die Informationen zum fahrzeuginternen Netz aus. Die Informationen werden durch die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 112 der Fahrsteuervorrichtung 4 erfasst und als ein Abschnitt der Außensensorinformations-Datengruppe 132 gespeichert (S512).
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11 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf des Fahrzeugsystems 1, nachdem die Fahrsteuervorrichtung 4 ausgefallen ist, veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Prozessablauf, der in 10 veranschaulicht ist, zweckmäßigerweise als ein Degenerierfahrprozessablauf 1100 bezeichnet. Weil die Operationen der Kartenmanagementvorrichtung 3 und der Bewegungssteuereinheit 7 ähnlich denen des Prozessablaufs für normales Fahren 1000 vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 sind, wird ihre Beschreibung unterlassen.
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In der Bilderkennungsvorrichtung 9 werden statt S1001 und S1002, die vor dem Fehler ausgeführt wurden, S1101 bis S1106 regelmäßig ausgeführt. Jeder von S1101, S1102, S1105 und S1106 ist gleich jedem von S501, S702, S704 und S705 des Degenerierfahrprozessablaufs 700 der ersten Ausführungsform. Ferner ist S1104 gleich S513 des Prozessablaufs für normales Fahren 1000 der zweiten Ausführungsform.
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In S1103 werden vor dem Fehler die jeweiligen Erkennungseinheiten 211 bis 215 alle betrieben, um die Umgebungselemente in allen Richtungen des Fahrzeugs 2 zu erkennen, jedoch werden im Degenerierfahrmodus nach dem Fehler lediglich die Vorwärts-, die Links/Seite- und die Links/Hinten-Erkennungseinheit (211, 212, 214) betrieben. Durch den oben beschriebenen Prozessablauf beginnt die Bilderkennungsvorrichtung 9, die Fahrstrecke des Degenerierfahrens statt zur Fahrsteuervorrichtung 4 zur Bewegungssteuereinheit 7 auszugeben, und das automatische Fahren kann fortgesetzt werden. Es ist festzuhalten, dass der Prozessablauf, in dem die Bilderkennungsvorrichtung 9 die Funktionen neukonfiguriert, gleich dem in 6 ist.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, können der folgende Betrieb und die folgende Wirkung zusätzlich zum Betrieb und den Wirkungen der ersten Ausführungsform erhalten werden.
- (7) Die Funktion der Informationserzeugungseinheit, die gestoppt wird, wenn die Anomalie detektiert wird, wird auf der Grundlage der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 2 im Degenerierbetrieb bestimmt. Als Funktionen, die für das Degenerierfahren nach dem Fehler der Bilderkennungsvorrichtung 9 unnötig sind, wird auf Erkennungsprozesse der Umgebungselemente, die mit Bereichen der rechten Seite und der rechten Rückseite des Fahrzeugs 2 in Beziehung stehen, abgezielt. Dies erfolgt aufgrund einer Eigenschaft, dass Erkennungsinformationen der Bereiche der rechte Seite und der rechten Rückseite unnötig sind, weil ein Bewegen zur Spur auf der rechten Seite im Degenerierfahren zum Zurückziehen zum nahen Seitenstreifen nicht durchgeführt wird.
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(Änderungsbeispiel 1 der zweiten Ausführungsform)
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Bereiche, in denen die Bilderkennungsvorrichtung 9 den Erkennungsprozess nicht durchführt, wenn der Degenerierbetrieb durchgeführt wird, können auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 im Degenerierbetrieb bestimmt werden. Zum Beispiel liegt der Bereich, in dem der Erkennungsprozess lediglich durchgeführt werden muss, umso näher an der Bilderkennungsvorrichtung 9, je langsamer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 ist.
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(Änderungsbeispiel 2 der zweiten Ausführungsform)
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Als die Sensoren können ein Radar, ein Laserradar, ein Sonar oder dergleichen verwendet werden.
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(Änderungsbeispiel 3 der zweiten Ausführungsform)
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Wenn der Degenerierbetrieb durchgeführt wird, kann die Bilderkennungsvorrichtung 9 die Erkennungsgenauigkeit auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 im Degenerierbetrieb verringern. Im Allgemeinen umfasst der Prozess des Erkennens von Umgebungselementen durch einen externen Sensor große Mengen von Speicherverbrauch und Berechnung und somit ist es durch Beschränken eines Teils der Berechnung sehr wahrscheinlich, dass ausreichend Hardware-Betriebsmittel zum Einbringen der Degenerierfunktion sichergestellt werden können. Somit ist zu einer Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 eine außensensorbezogene Vorrichtung als ein Kandidat für das Neukonfigurationsziel der Funktionen, die für das Degenerierfahren nötig sind, erforderlich.
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-Dritte Ausführungsform-
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Eine dritte Ausführungsform einer Kartenmanagementvorrichtung, die eine elektronische Steuereinheit ist, werden unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hauptsächlich Differenzen beschrieben. Punkte, die nicht besonders beschrieben werden, sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
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(Überblick über die dritte Ausführungsform)
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In der ersten Ausführungsform werden die Umgebungsroutenkartendaten, die beim letzten Mal erzeugt wurden, in der Speichereinheit 30 der Kartenmanagementvorrichtung 3, in der die Degenerierfahrfunktion konfiguriert ist, zu einer Zeit eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 festgehalten. Somit kombiniert die Kartenmanagementvorrichtung 3 zur Zeit des Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 die Außensensorinformationsdaten, die aus der Außensensorgruppe 5 neu ausgegeben werden, und die Umgebungsroutenkartendaten und kann nach dem Neukonfiguration unmittelbar zum Degenerierfahren übergehen. Dies ist wirksam, wenn die Außensensorinformationsdaten, die aus der Außensensorgruppe 5 ausgegeben werden, verfügbar sind, wie die Dinge liegen, oder in kurzer Zeit verfügbar werden.
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Weil allerdings die Daten, die durch die Sensoren erfasst werden, im Allgemeinen Rauschen wie z. B. Fehldetektionen und Nichtdetektionen enthalten, werden sie häufig verfügbar gemacht, nachdem die Genauigkeit durch Schätzen eines wahren Werts durch Kombinieren mehrerer Stücke von Außensensorinformationsdaten und Zeitreihendaten verbessert wurde. Insbesondere ist dann, wenn die Schätzung durch Kombinieren der Zeitreihendaten durchgeführt wird, Zeit erforderlich, damit sie nach der Neukonfiguration verfügbar werden, und somit ist es selbst dann, wenn die Degenerierfahrfunktion neukonfiguriert wird, möglich, dass sie nicht unmittelbar effektiv funktioniert.
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In der dritten Ausführungsform werden, um mit einem derartigen Fall umzugehen, nicht nur die Umgebungsroutenkartendaten, die statische Informationen sind, sondern auch dynamische Umgebungskartendaten im Neukonfigurationsziel der Degenerierfahrfunktion festgehalten. Die dynamischen Umgebungskartendaten sind eine Kombination von mehreren Stücke von Außensensorinformationsdaten, die aus der Außensensorgruppe 5 ausgegeben werden, und Zeitreihendaten davon. Dann wird, nachdem die Degenerierfahrfunktion neukonfiguriert wurde, ein schneller Übergang zum Degenerierfahren unter Bezugnahme auf die dynamischen Umgebungskartendaten vorgenommen.
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(Konfiguration zur normalen Zeit)
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12 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugsystems 1 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Eine Vorrichtungskonfiguration im Fahrzeugsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich der der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der folgenden Punkte. Das heißt, in der Kartenmanagementvorrichtung 3 in der dritten Ausführungsform enthält die Verarbeitungseinheit 10 ferner eine Erfassungseinheit 22 für dynamische Umgebungskarten und enthält die Speichereinheit 30 ferner eine Datengruppe für dynamische Umgebungskarten 36. Ferner enthält in der Fahrsteuervorrichtung 4 die Verarbeitungseinheit 110 ferner eine Aufbaueinheit 117 für dynamische Umgebungskarten und eine Ausgabeeinheit 118 für dynamische Umgebungskarten und enthält die Speichereinheit 130 ferner eine Datengruppe für dynamische Umgebungskarten 134.
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Die Erfassungseinheit 22 für dynamische Umgebungskarten der Kartenmanagementvorrichtung 3 erfasst dynamische Umgebungskartendaten, die durch die Fahrsteuervorrichtung 4 erzeugt wurden, und speichert die Daten in der Datengruppe 36 für dynamische Umgebungskarten der Speichereinheit 30.
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Die Aufbaueinheit 117 für dynamische Umgebungskarten der Fahrsteuervorrichtung 4 konstruiert die dynamischen Umgebungskartendaten unter Verwendung der Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe 131, der Außensensorinformations-Datengruppe 132 und der Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 133 und speichert die Daten in der Datengruppe für dynamische Umgebungskarten 134. Die dynamische Umgebungskartendaten sind z. B. eine besondere Karte, die die Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2 ausdrückt und durch Kombinieren mehrerer Stücke von Außensensorinformationsdaten und Zeitreihendaten davon dynamisch aufgebaut wird.
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Die dynamischen Umgebungskartendaten entsprechen z. B. einer Rasterkarte, die einen Raum in der Nähe des Fahrzeugs 2 in ein Rastermuster unterteilt und Zustände des Ortes ausdrückt. Der Zustand, der in jedem Gitter ausgedrückt wird, ist z. B. eine Anwesenheit oder eine Abwesenheit eines Hindernisses und ein Erfassungszustand. Aus den dynamischen Umgebungskartendaten ist es möglich, zu erfassen, welchen Bereich das Fahrzeug 2 befahren kann. Die Ausgabeeinheit 118 für dynamische Umgebungskarten der Fahrsteuervorrichtung 4 gibt die dynamischen Umgebungskartendaten, die durch die Aufbaueinheit 117 für dynamische Umgebungskarten konstruiert wurden, zum fahrzeuginternen Netz aus.
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(Konfiguration zur Zeit eines Fehlers)
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13 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugsystems 1 nach der Funktionsneukonfiguration aufgrund des Auftretens eines Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 in der dritten Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Fehlerdetektionseinheit 16 der Kartenmanagementvorrichtung 3 einen Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4. Dann konfiguriert die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 einen Abschnitt der Verarbeitungseinheit und der Speichereinheit der Kartenmanagementvorrichtung 3 dynamisch neu, um die Degenerierfahrfunktion, die eine alternative Funktion der ausgefallenen Fahrsteuervorrichtung 4 ist, zu aktivieren. Die Degenerierfahrfunktion hier ist eine Automatikfahrfunktion zum Zurückziehen zu einem nahen Seitenstreifen in einer fest zugeordneten Straße, wie in der ersten Ausführungsform.
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Die vier Funktionen der Straßenkarten-Managementeinheit 12, der Kartenpositionsschätzeinheit 13, der Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit 14 und der Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit 15, die vor dem Fehler der Fahrsteuervorrichtung 4 in Betrieb waren, sind Funktionen zum Erzeugen der Umgebungsroutenkartendaten und Liefern der Daten zur Fahrsteuervorrichtung 4. Allerdings ist es zum Zweck des Zurückziehens zum nahen Seitenstreifen auf der fest zugeordneten Straße möglich, dass eine Entsprechung im Umfang der Umgebungsroutenkartendaten, die beim letzten Mal erzeugt wurden, vorliegt, und somit sind die vier Funktionen im Fahrzeugsystem 1 nach dem Auftreten des Fehlers der Fahrsteuervorrichtung 4 nicht immer nötig.
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Deshalb beendet die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 der Kartenmanagementvorrichtung 3 diese vier nicht wesentlichen Funktionen. Dann besitzt die Funktionsneukonfigurationseinheit 17 statt der oben genannten vier Funktionen als Funktionen zum Implementieren der Degenerierfahrfunktion die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, eine Positionsschätzeinheit 23 für dynamische Umgebungskarten, die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21. Zu dieser Zeit wird der Speicher zum Speichern der Straßenkarten-Datengruppe 31 der Speichereinheit 30, der durch die Straßenkarten-Managementeinheit 12 verwendet wird, freigegeben und stattdessen wird die Außensensorinformations-Datengruppe 34 gespeichert.
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Die Funktionen der Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, der Fahrstreckenplanungseinheit 20 und der Fahrstreckenausgabeeinheit 21 sind gleich der Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, der Fahrstreckenplanungseinheit 20 und der Fahrstreckenausgabeeinheit 21, die in 2 der ersten Ausführungsform veranschaulicht sind. Die Positionsschätzeinheit 23 für dynamische Umgebungskarten aktualisiert Informationen der Position und der Lage des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der dynamischen Umgebungskartendaten, die beim letzten Mal von der Fahrsteuervorrichtung 4 erfasst wurden. Weil die dynamischen Umgebungskartendaten eine Position eines stationären Hindernisses wie z. B. einer Straßenseite ausdrücken, aktualisiert die Positionsschätzeinheit 23 für dynamische Umgebungskarten durch Prüfen einer Position eines stationären Hindernisses, das in den Außensensorinformationsdaten, die aus der Außensensorgruppe 5 neu erfasst wurden, enthalten ist, die Informationen der Position und der Lage des Fahrzeugs 2 in den dynamischen Umgebungskartendaten.
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Die Aufbaueinheit 24 für dynamische Umgebungskarten spiegelt die neu erfassten Außensensorinformationsdaten in den dynamischen Umgebungskartendaten auf der Grundlage der Position und der Lage des Fahrzeugs 2, die durch die Positionsschätzeinheit 23 für dynamische Umgebungskarten identifiziert wurden, wider. Die Prozesse der Positionsschätzeinheit 23 für dynamische Umgebungskarten und der Aufbaueinheit 24 für dynamische Umgebungskarten können durch Anwenden einer Technik, die im Allgemeinen als gleichzeitige Lokalisierung und Zuordnung (SLAM) bezeichnet wird, implementiert werden.
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Gemäß der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben wird, können die folgenden Operationen und Wirkungen erhalten werden.
- (8) Die Kartenmanagementvorrichtung 3 enthält die Speichereinheit 30, die die Datengruppe 36 für dynamische Umgebungskarten speichert, die durch die Fahrsteuervorrichtung 4, die die Umgebungsroutenkarten-Datengruppe 33 und die Erkennungsinformationen, die von den Sensoren erfasst wurden, integriert, erzeugt wurde. Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 steuern ein automatisches Fahren auf der Grundlage der Datengruppe für dynamische Umgebungskarten 33. Die Kartenmanagementvorrichtung 3 erfasst ständig die dynamischen Umgebungskartendaten, die durch die Fahrsteuervorrichtung 4 erzeugt werden, und behält sie und somit ist es selbst dann, wenn die Fahrsteuervorrichtung 4 ausfällt und das Degenerierfahrfunktion neukonfiguriert wird, möglich, die Fahrumgebungsinformationen in der Nähe des Fahrzeugs 2, die durch die Fahrsteuervorrichtung 4 erkannt wurden, schnell wiederherzustellen.
- (9) Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 enthalten die Außensensorinformations-Erfassungseinheit 18, die die Erkennungsinformationen von einem Teil der Sensoren erfasst. Die Fahrstreckenplanungseinheit 20 und die Fahrstreckenausgabeeinheit 21 steuert das automatische Fahren des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Datengruppe für dynamische Umgebungskarten 33 und der Erkennungsinformationen. Somit ist es selbst dann, wenn es nötig ist, die Fahrstrecke nach dem Erkennen der Fahrumgebung in der Nähe des Fahrzeugs 2 mit hoher Genauigkeit durch Kombinieren mehrerer Stücke von Außensensorinformationsdaten und Zeitreihendaten zu planen, möglich, schnell zum Degenerierfahren überzugehen, nachdem die Funktionen neukonfiguriert wurden, und es wird möglich, den Übergang vorzunehmen und die Sicherheit des Fahrzeugsystems 1 zu verbessern.
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Es ist festzuhalten, dass die Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, Beispiele sind und die vorliegende Erfindung nicht auf sie beschränkt ist. Das heißt, verschiedene Anwendungen sind möglich und alle Ausführungsformen sind im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Zum Beispiel werden in den oben beschriebenen Ausführungsformen die jeweiligen Prozesse unter der Annahme beschrieben, dass sie durch dieselbe Verarbeitungseinheit und Speichereinheit in der Kartenmanagementvorrichtung 3 ausgeführt werden, jedoch können sie durch mehrere verschiedene Verarbeitungseinheiten und Speichereinheiten ausgeführt werden. In diesem Fall wird z. B. eine Verarbeitungs-Software, die eine ähnliche Konfiguration besitzt, in jeder Speichereinheit installiert und jede Verarbeitungseinheit führt die Prozesse in einer gemeinsam verwendeten Weise aus.
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Ferner wird jeder Prozess der Kartenmanagementvorrichtung 3 durch Ausführen eines vorgegebenen Betriebsprogramms unter Verwendung eines Prozessors und eines RAMs erreicht, jedoch kann er nach Bedarf auch durch ursprüngliche Hardware erreicht werden. Ferner werden in der oben beschriebenen Ausführungsform die Kartenmanagementvorrichtung, die Fahrsteuervorrichtung, die Außensensorgruppe, die Fahrzeugsensorgruppe, die Bewegungssteuereinheit und die Aktorgruppe als einzelne Vorrichtungen beschrieben, jedoch können zwei oder mehr von ihnen nach Bedarf in Kombination verwirklicht werden.
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Ferner veranschaulichen die Zeichnungen Steuerleitungen und Datenleitungen, die als zum Beschreiben der Ausführungsformen nötig erachtet werden, und veranschaulichen nicht notwendigerweise alle Steuerleitungen und Datenleitungen, die im tatsächlichen Produkt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, enthalten sind. In der Praxis kann davon ausgegangen werden, dass beinahe alle Komponenten verbunden sind.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen und Änderungsbeispiele können miteinander kombiniert werden. Obwohl oben verschiedene Ausführungsformen und Änderungsbeispiele beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Inhalte beschränkt. Weitere Modi, die als im Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung liegend erachtet werden, sind auch im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Der Offenbarungsinhalt der folgenden die prioritätsbegründenden Anmeldung ist hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen:
- Japanische Patentanmeldung 2018-141892 (eingereicht am 27. Juli 2018)
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsystem
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Kartenmanagementvorrichtung
- 4
- Fahrsteuervorrichtung
- 5
- Außensensorgruppe
- 6
- Fahrzeugsensorgruppe
- 7
- Bewegungssteuereinheit
- 8
- Aktorgruppe
- 9
- Bilderkennungsvorrichtung
- 10
- Verarbeitungseinheit
- 11
- Trägerfahrzeuginformations-Erfassungseinheit
- 12
- Straßenkarten-Managementeinheit
- 13
- Kartenpositionsschätzeinheit
- 14
- Umgebungsroutenkarten-Aufbaueinheit
- 15
- Umgebungsroutenkarten-Bereitstellungseinheit
- 16
- Fehlerdetektionseinheit
- 17
- Funktionsneukonfigurationseinheit
- 18
- Außensensorinformations-Erfassungseinheit
- 19
- Umgebungsroutenkarten-Positionsschätzeinheit
- 20
- Fahrstreckenplanungseinheit
- 21
- Fahrstreckenausgabeeinheit
- 22
- Erfassungseinheit für dynamische Umgebungskarten
- 23
- Positionsschätzeinheit für dynamische Umgebungskarten
- 24
- Aufbaueinheit für dynamische Umgebungskarten
- 30
- Speichereinheit
- 31
- Straßenkarten-Datengruppe
- 32
- Trägerfahrzeuginformations-Datengruppe
- 33
- Umgebungsroutenkarten-Datengruppe
- 33
- Datengruppe für dynamische Umgebungskarten
- 34
- Außensensorinformations-Datengruppe
- 36
- Datengruppe für dynamische Umgebungskarten
- 40
- Kommunikationssteuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016088180 A [0003]
- JP 2018141892 [0112]