DE112019004285T5

DE112019004285T5 - Bordvorrichtung

Info

Publication number: DE112019004285T5
Application number: DE112019004285.8T
Authority: DE
Inventors: Tomoo Nomura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-07-08
Also published as: JP2020035321A; JP7001024B2; WO2020045426A1; CN112639906B; CN112639906A; US20210180963A1

Abstract

Eine Bordvorrichtung weist auf: eine Kartendatenspeichereinheit (50), die konfiguriert ist, um Kartendaten bereitzustellen, die eine von einem Fahrzeug befahrene Straße betreffen; eine Recheneinheit (11), die konfiguriert ist, um, wenn Fahrzeugmessdaten vorliegen, die die Positionen und Formen einer Straße und eines Merkmals in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen, die Fahrzeugmessdaten mit den von der Kartendatenbereitstellungseinheit bereitgestellten Kartendaten zu vergleichen, um eine Differenz zu berechnen; und eine Bestimmungseinheit (12), die konfiguriert ist, um, wenn die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, jenseits dessen eine Steuerung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Kartendaten und der Messdaten beeinträchtigt wird, die erfassten Fahrzeugmessdaten als zu sendende Fahrzeugmessdaten zu bestimmen.

Description

[Querverweis auf in Beziehung stehende Anmeldung]
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 31. August 2018 eingereichten früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-163078 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bordvorrichtung.
[Stand der Technik]
Bekannt ist eine Onboard- bzw. Bordvorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, zum Fahren erforderliche Information auf der Grundlage von Information über ein Fahrzeug und dessen Umgebung sowie von Kartendaten erfasst und Information zum Verwenden bei einer Fahrzeugsteuerung bereitstellt. Zum Beispiel wird bei einer Autonavigation und bei einem autonomen Fahren zum Fahren erforderliche Information basierend auf solcher Information bereitgestellt.
In diesem Fall wurde in Bezug auf die Kartendaten, um die tatsächliche Situation zu erfassen, die sich tatsächlich von Moment zu Moment ändert, ein System in Betracht gezogen, das dafür ausgelegt ist, die Information, die beispielsweise von einem im Fahrzeug vorhandenen Sensor erkannt wird, zu Aktualisierungszwecken an ein Zentrum zu senden, das Karteninformation in einer zentralisierten Weise verwaltet (im Folgenden als Zentrum bezeichnet).
Wenn jedoch die gesamte Information, die beim Fahren des Fahrzeugs erfasst wird, als Messdaten an das Zentrum gesendet wird, nimmt die Informationsmenge zu. Somit nimmt der Kommunikationsumfang zu, und die Verarbeitung in Bezug auf die Informationsanalyse stellt eine große Belastung für die Zentrumseite dar.
Daher gibt es, wie beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben, ein Verfahren, um nur notwendige Information als Messdaten zu senden. Bei diesem Verfahren muss das Fahrzeug die Information kennen, die nicht vom Zentrum analysiert wird. Dazu wird vom Zentrum immer die neueste Karteninformation an die Bordvorrichtung gesendet, und die Bordvorrichtung findet Unterschiede bzw. Differenzen zwischen der neuesten Karteninformation und der von der Bordvorrichtung erfassten Information und sendet die Differenzen an das Zentrum.
Durch Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, die Informationsmenge im Vergleich zu der Technik zu reduzieren, bei der beim Fahren die gesamte erfasste Information vom Fahrzeug als Messdaten an das Zentrum gesendet wird. Wird jedoch davon ausgegangen, dass die Menge an Information, die als Messdaten erfasst wird, weiter erhöht wird, um die Genauigkeit zu verbessern, ergibt sich dahingehend ein Problem, dass die Belastung durch die Verarbeitung der Informationsanalyse auf der Zentrumseite erhöht wird.
[Literaturverzeichn is]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] JP 2007- 264 731 A
[Kurzdarstellung der Erfindung]
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Bordvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Menge an Daten, die von einem Fahrzeug während der Fahrt erfasst werden, um an ein Zentrum gesendet zu werden, auf das Minimum zu reduzieren, das notwendig ist, um die Belastung der Informationsanalyseverarbeitung im Zentrum zu verringern.
Der Erfinder hat zu diesem Zweck die folgenden Punkte berücksichtigt. Zunächst werden, herkömmlich, Messdaten gesammelt, um Karteninformation auf dem neuesten Stand zu halten, wie oben beschrieben. Bei näherer Betrachtung stellt sich jedoch heraus, dass der eigentliche Zweck nicht die Aktualisierung der Karteninformation ist, sondern die Realisierung der Funktion unter Verwendung der Karteninformation. Selbst wenn also eine Differenz in der Karteninformation vorliegt, kann die Frage, ob es sich bei der Differenz um Information handelt, die für die Verwendung der Karteninformation erforderlich ist, als neues Kriterium für die Entscheidung übernommen werden, ob die Differenzinformation als Messdaten hochzuladen ist.
Mit anderen Worten, auch wenn es eine Differenz der Information, die vom Zentrum gehalten wird, das die Kartendaten verwaltet, und der Situation in der realen Welt gibt, entsteht kein praktisches Problem, wenn die Funktionalität in dem Fahrzeug, das die Kartendaten verwendet, realisiert werden kann. Daher werden auf der Grundlage einer solchen Denkweise die Differenzinformation auf einer Ebene, die für die Realisierung der Funktion nicht erforderlich ist, nicht in das Zentrum hochgeladen, so dass die Menge an Information/Kommunikation der vom Fahrzeug in das Zentrum hochzuladenden Daten weiter reduziert werden kann.
Im obigen Fall, wenn das Fahrzeug z. B. mit einem robusten Steuerungssystem ausgestattet ist, ist es möglich, selbst bei einer geringen Differenz zwischen den Kartendaten und der tatsächlichen Situation mit der Differenz umzugehen und eine geeignete Steuerung durchzuführen. Mit anderen Worten, selbst wenn es aufgrund einer bestimmten Änderung in der realen Welt eine Differenz zwischen der realen Welt und der Karteninformation gibt, ist es aufgrund der Robustheit des Steuerungssystems möglich, die Steuerung richtig auszuführen.
Daher kann entschieden werden, dass diese Differenz zwischen der realen Welt und der Karteninformation keinen Einfluss auf die Steuerung hat, und die Differenz muss nicht an das Zentrum gesendet werden und kann als eine Differenz angesehen werden, die die Karteninformation nicht ändert.
Jedoch kann es, auch wenn die Differenz zwischen der realen Welt und der Karteninformation, wie vorstehend beschrieben, keinen Einfluss auf die Steuerung hat, dann, wenn an einem anderen Ort in der Nähe des Ortes eine weitere Differenz auf einer solchen Ebene auftritt, sein, dass das Steuerungssystem aufgrund dieser beiden Differenzen zwischen der realen Welt und der Karteninformation nicht richtig arbeitet bzw. funktioniert. In diesem Fall werden nur dann, wenn die Steuerung nicht richtig erfolgt, diese Differenzen von der Bordvorrichtung des Fahrzeugs an das Zentrum gesendet, so dass die Karteninformation geändert wird.
Das heißt, zu dem Timing, zu dem die Information zum Aktualisieren der Karte von der Bordvorrichtung an das Zentrum gesendet wird, tritt zwangsläufig eine Situation ein, in der die Steuerung nicht richtig ausgeführt wird und der Endbenutzer benachteiligt wird.
In Anbetracht der obigen Umstände weist eine Bordvorrichtung nach Anspruch 1 der vorliegenden Offenbarung auf:

eine Kartendatenspeichereinheit, die konfiguriert ist, um Kartendaten bereitzustellen, die sich auf eine Straße beziehen, auf der ein Fahrzeug fährt;
eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, um, wenn Fahrzeugmessdaten, die die Positionen und Formen einer Straße und eines Merkmals in der Nähe des Fahrzeugs angeben, vorliegen, die Fahrzeugmessdaten mit den von der Kartendatenbereitstellungseinheit bereitgestellten Kartendaten zu vergleichen, um eine Differenz zu berechnen; und
eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um, wenn die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, über dem die Steuerung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Kartendaten und der Messdaten beeinträchtigt wird, die erfassten Fahrzeugmessdaten als zu sendende Fahrzeugmessdaten zu bestimmen.

Die obige Konfiguration wird so angewandt, dass, selbst wenn eine Differenz zwischen den Kartendaten und den Fahrzeugmessdaten bezüglich der erkannten Merkmale besteht, von der Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Fahrzeugmessdaten nicht gesendet werden müssen, um die Kartendaten zu aktualisieren, wenn sie in einen steuerbaren Wertebereich fallen, in dem die Fahrt des Fahrzeugs basierend auf den Kartendaten und den Fahrzeugmessdaten gesteuert werden kann. Daher ist es möglich, die Menge der zu sendenden Fahrzeugmessdaten zu reduzieren.
Figurenliste
Die Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.

1 zeigt eine Abbildung einer elektrischen Konfiguration zur Veranschaulichung einer Ausführungsform;
2 zeigt eine schematische Abbildung einer Konfiguration eines Systems;
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Bestimmungsverarbeitung;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Verschlechterungsbestimmung;
5 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung der Berechnung eines Differenzgrades;
6 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Beispiels für den Differenzgrad;
7 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung der Berechnung einer Steuerungsspanne;
8 zeigt eine erste Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Beispiels für die Steuerungsspanne;
9 zeigt eine zweite Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Beispiels für die Steuerungsspanne;
10 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung der Berechnung einer Landmarkenspanne;
11 zeigt eine erste Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Beispiels für die Landmarkenspanne; und
12 zeigt eine zweite Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Beispiels für die Landmarkenspanne.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben.
In 2, die die Gesamtkonfiguration dieses Systems zeigt, fahren Fahrzeuge 1 bis 3 auf einer Straße, während sie Fahrzeugmessdaten sammeln, wie nachstehend beschrieben ist. Die Fahrzeuge 1 bis 3 sind jeweils mit einem autonomen Fahrsystem oder Fahrunterstützungssystem ausgestattet und führen eine Fahrsteuerung unter Verwendung der Fahrzeugmessdaten und der Kartendaten aus.
Die Fahrzeuge 1 bis 3 verfügen jeweils über eine Kommunikationsfunktion und senden von den erfassten Fahrzeugmessdaten nur solche Fahrzeugmessdaten an einen Server 4a eines Kartendatensammelzentrums 4, die als Fahrzeugmessdaten bestimmt werden, in denen die Kartendaten aktualisiert werden müssen, und zwar in einer nachfolgend beschriebenen Weise. Das Kartendatensammelzentrum 4 sendet die empfangenen Fahrzeugmessdaten an einen Server 5a eines Kartendatenaktualisierungszentrums 5.
Das Kartendatenaktualisierungszentrum 5 führt eine Verarbeitung zum Aktualisieren der Kartendaten auf Kartendaten entsprechend einer neuesten Situation auf der Grundlage der so gesendeten Fahrzeugmessdaten aus. Die Fahrzeuge 1 bis 3 erfassen die neuesten Kartendaten, die in dem Kartendatenaktualisierungszentrum 5 aktualisiert und erstellt wurden, von einem Medium wie z. B. einer DVD oder durch Nutzung der Kommunikationsfunktion und können so die neuesten Kartendaten beziehen.
Nachstehend sind eine in jedem der Fahrzeuge 1 bis 3 enthaltene Bordvorrichtung 10 und die zugehörigen Konfigurationen unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Bordvorrichtung 10 enthält eine Recheneinheit 11 und eine Bestimmungseinheit 12 als Funktionsblöcke. Die Recheneinheit 11 enthält einen Außensituationserkennungsabschnitt 11a, einen Eigenfahrzeugpositionsidentifizierungsabschnitt/Landmarkenspannenberechnungsabschnitt 11b, einen Kartendatenerfassungs-/Kartendatenspeicherabschnitt 11c und einen Datendifferenzerfassungsabschnitt/Differenzgradberechnungsabschnitt 11d. Die Bestimmungseinheit 12 enthält einen Differenzhochladebestimmungsabschnitt 12a und einen Steuerungsfunktionsrealisierungsabschnitt/Steuerungsspannenberechnungsabschnitt 12b. Die Bordvorrichtung 10 weist eigentlich eine Konfiguration auf, die hauptsächlich aus einer CPU besteht, und erzielt die Funktionen der Recheneinheit 11 und der Bestimmungseinheit 12 auf der Grundlage von darin gespeicherten Programmen.
Die Sensoren 20 sind mit der Bordvorrichtung 10 verbunden. Als die Sensoren 20 sind eine Kamera 20a, die die Außenseite des Fahrzeugs aufnimmt, ein Radar 20b, ein LiDAR (light detection and ranging / laser imaging detection and ranging) 20c, ein Ultraschallsensor 20c und dergleichen vorgesehen. Wenn die von den Sensoren 20 erfassten Sensordaten in die Bordvorrichtung 10 eingegeben werden, wird die Recheneinheit 11 verwendet, um die Daten zu analysieren und sie als die Fahrzeugmessdaten zu berechnen, die die Außensituation anzeigen.
Die Kamera 20a erfasst die Front- und Umgebungssituation außerhalb des Fahrzeugs und gibt die Videoinformation als Sensordaten aus. Das Radar 20b und das LiDAR 20c erfassen die Front- und Umgebungssituation des Fahrzeugs sowie Abstände von Merkmalen und geben die Information als die Sensordaten aus. Der Ultraschallsensor 20d gibt Ultraschallwellen aus, um zu erfassen, ob ein Objekt in der Fahrzeugumgebung vorhanden ist, und gibt die Information als die Sensordaten aus.
Eine Kommunikationseinheit 30 übernimmt eine externe Kommunikation für die Bordvorrichtung 10 und kommuniziert mit dem oben beschriebenen Kartendatensammelzentrum 4, um die zu sendenden Fahrzeugmessdaten zu senden, die in einer nachstehend noch beschriebenen Weise von der Bordvorrichtung 10 bestimmt wurden. Ferner kommuniziert die Kommunikationseinheit 30 mit dem oben beschriebenen Kartendatenaktualisierungszentrum 5, um jeweils die aktualisierten neuesten Kartendaten herunterzuladen oder erforderliche Kartendaten zu empfangen.
Eine Erkanntes-Merkmal-Datenspeichereinheit 40 speichert die Daten über von der Bordvorrichtung 10 erkannte Merkmale (nachstehend auch als Erkanntes-Merkmal-Daten bezeichnet), die je nach Bedarf von der Bordvorrichtung 10 ausgelesen und verwendet werden. Eine Kartendatenspeichereinheit 60 speichert und hält die neuesten Kartendaten, die vom Server 5a des Kartendatenaktualisierungszentrums 5 durch die Kommunikationsvorrichtung 30 heruntergeladen wurden. Bezüglich der Kartendaten können auch auf einem Medium wie einer DVD gespeicherte Kartendaten verwendet werden, oder die vom Kartendatenaktualisierungszentrum 5 aktualisierten Kartendaten können sequentiell heruntergeladen und somit als die neuesten Kartendaten gespeichert und gehalten werden.
Eine Steuerungsausgabevorrichtung 60 ist eine Steuervorrichtung zur Fahrsteuerung der Fahrzeuge 1 bis 3 und steuert die Fahrt des Eigenfahrzeugs im Ansprechen auf einen von der Bordvorrichtung 10 erzeugten Fahrsteuerungsbefehl. In einem autonomen Fahr-/Fahrunterstützungsmodus erstellt die Bordvorrichtung 10 einen Fahrsteuerungsbefehl auf der Grundlage der vom Sensor 20 erfassten Information und bezieht sich in diesem Fall bei Bedarf auf die Kartendaten, um eine hochgenaue Fahrsteuerung zu realisieren.
<Umriss autonomen Fahr-/Fahrunterstützungssystems>
Nachstehend ist das autonome Fahr-/Fahrunterstützungssystem in den Fahrzeugen 1 bis 3 umrissen. In dieser Ausführungsform sind die Fahrzeuge 1 bis 3 jeweils mit einem autonomen Fahr-/Fahrunterstützungssystem ausgestattet. Die Rolle der Kartendaten ist ein wichtiges Element in dem autonomen Fahr-/Fahrunterstützungssystem. Zunächst identifiziert das autonome Fahr- / Fahrunterstützungssystem unter Verwendung der Kartendaten die Position des Eigenfahrzeugs auf den Kartendaten.
In diesem Fall ist es schwierig, die Position eines sich bewegenden Körpers auf der Erde zu identifizieren, die eine absolute Position davon ist. GNSS (Global Navigation Satellite System oder globales Navigationssatellitensystem) wird im Allgemeinen verwendet, um die absolute Position eines sich bewegenden Körpers zu identifizieren, aber in diesem Fall tritt ein Fehler von etwa 10 m auf. Daher gibt es eine Technik zum Identifizieren der absoluten Position mit höherer Genauigkeit, die jedoch ein Großgerät zur Messung erfordert, so dass es von den Kosten her nicht realistisch ist, sie in Massenfahrzeugen zu installieren.
Folglich kann die Bordvorrichtung 10 eine Technik zum Identifizieren der Position einschließlich des oben beschriebenen Fehlers anwenden, die von der Kommunikationseinheit 30 per GNSS erfasst wurde, und anschließend unter Verwendung der Kartendaten mit höherer Genauigkeit identifizieren, wo sich das Eigenfahrzeug auf den Kartendaten befindet. Insbesondere wird die Position durch Vergleichen der Merkmale auf den Kartendaten mit der Umgebungsinformation, die vom Sensor 20 und verschiedenen anderen Bordsensoren erhalten wird, identifiziert.
Es wird z. B. der Fall angenommen, dass aus den von den Bordsensoren erhaltenen Daten ein Zustand erfasst wird, bei dem 10 m vor dem Eigenfahrzeug ein Geschwindigkeitsbegrenzungsschild steht und das Eigenfahrzeug an einer Position 1,5 m von der linken Außenlinie der linken Fahrspur entfernt in Richtung Norden fährt. Das Eigenfahrzeug kann die aus der GNSS-Information geschätzten Kartendaten über die Umgebung der Eigenfahrzeugposition erfassen und aus der Form der Straße, d.h. der Fahrspur und den Positionen von Schildern in den Kartendaten berechnen und identifizieren, wo sich das Eigenfahrzeug auf den Kartendaten befindet.
Nachstehend ist die Steuerung für den Fall beschrieben, dass die Steuerungsfunktion des Eigenfahrzeugs in dem autonomen Fahr-/Fahrunterstützungssystem unter Verwendung der Kartendaten realisiert wird. In einigen Fällen ist es gegebenenfalls nicht möglich, die Steuerungsfunktion nur unter Verwendung der Umgebungsinformation zu realisieren, die von verschiedenen Bordsensoren erhalten wird, und werden die Kartendaten verwendet, um solche Fälle zu behandeln.
Für die Funktion des Fahrens in der Mitte der Fahrspur ist es z. B. notwendig, die Form der vorderen Fahrspur im Voraus zur Lenksteuerung zu erfassen, aber da es voraus eine unübersichtliche Kurve geben kann, wird die Form der vorderen Fahrspur möglicherweise nicht durch die Bordsensoren erkannt. Ferner kann es für die Bordsensoren schwierig sein, die Form der vorderen Fahrspur zu erkennen, wenn Witterungsbedingungen wie Regen, Schnee oder dergleichen die Sicht beeinträchtigen. In einem solchen Fall können die Kartendaten zur Ergänzung der Erkennungsergebnisse der Bordsensoren verwendet werden, und die Fahrfunktion unter Einhaltung der Fahrbahnmitte kann ohne Unterbrechung fortgesetzt werden.
Nachstehend sind die Mittel zum Bereitstellen der Kartendaten für den Fall beschrieben, dass die Kartendaten auf die oben beschriebene Weise verwendet werden.
Es können beliebige Mittel zum Bereitstellen der Kartendaten von dem Kartendatenaktualisierungszentrum 5 an die Bordvorrichtung 10 verwendet werden, wie oben beschrieben, und solche Mittel können wie folgt klassifiziert werden.

(1) Die Kartendaten werden über ein Medium, wie z. B. eine CD oder einen DVD-Flash-Speicher, erfasst und in dem Speicherabschnitt 10c oder der Kartendatenspeichereinheit 50 der Bordvorrichtung 10 gespeichert. Alternativ können die Kartendaten auf dem Medium bei Bedarf von der Bordvorrichtung 10 in einem Zustand gelesen werden, in dem das Medium der Vorrichtung beigefügt ist.
(2) Die Kartendaten werden über ein Mobilkommunikationsnetz, Wi-Fi, Bluetooth^® und dergleichen unter Verwendung der Kommunikationseinheit 30 erfasst und in dem Speicherabschnitt 10c innerhalb der Bordvorrichtung 10 oder der Kartendatenspeichereinheit 50 gespeichert.

In diesem Fall können entweder die Kartendaten über das ganze Land oder nur die Kartendaten über die Umgebung des Ortes, an dem sich die Bordvorrichtungen 10 der Fahrzeuge 1 bis 3 befinden, als die Kartendaten gespeichert werden, die in der Bordvorrichtung 10 oder der Kartendatenspeicher 50 gehalten werden.
Ferner können der Speicherabschnitt 10c und die Kartendatenspeichereinheit 50 die Kartendaten semi-permanent speichern, um sie wiederzuverwenden, oder ein Verfahren anwenden, bei dem bei jeder Verwendung eine Anfrage an das Kartendatenaktualisierungszentrum 5 gestellt wird, um sie zu erhalten und zu verwenden.
In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass der Umfang der Kommunikation zwischen der Bordvorrichtung 10 und dem Kartendatensammelzentrum 4 auf das notwendige Minimum reduziert wird und somit die von der Bordvorrichtung 10 als Vergleichsdaten verwendeten Kartendaten wünschenswerterweise so frisch bzw. neu wie möglich sind. Daher werden vorzugsweise immer die neuesten Kartendaten durch die Kommunikationseinheit 30 über ein Weitverkehrs-Kommunikationsnetz oder dergleichen erfasst und als Vergleichsdaten verwendet. Dies liegt daran, dass die permanente Verwendung alter Kartendaten als Vergleichsdaten dazu neigt, die Lücke zwischen den Kartendaten und der Außensituation als die reale Welt zu vergrößern, und nicht dem Zweck entspricht, den Umfang der Kommunikation der hochzuladenden Fahrzeugmessdaten zu unterdrücken.
<Betrieb von Bordvorrichtung 10>
Nachstehend ist der Betrieb der Bordvorrichtung 10 beschrieben.
Das von der Bordvorrichtung 10 zu erkennende Ziel als die Situation in der realen Welt, d. h. die Außensituation, basierend auf den vom Sensor 20 erfassten Sensordaten ist wie folgt. Dabei handelt es sich um Fahrzeugmessdaten, die für die Fahrzeugsteuerung benötigt werden, und es wird je nach Bedarf bestimmt, ob diese Daten an das Kartendatensammelzentrum 4 zu senden sind.
Das zu erkennende Ziel umfasst Fahrbahnmarkierungen, Fußgängerüberwege, Haltelinien, Leitstreifen, Regelungspfeile und andere auf der Fahrbahnoberfläche gezeichnete Markierungen, wie z. B. auf der Straße gezeichnete Information zur Verwendung bei einer Verkehrssteuerung und -regelung. Darüber hinaus sind als Objekte vorgesehene Ziele z. B. Regelungs-, Warn-, Leit- und Hilfsschilder, Ampeln und andere Objekte, die als Landmarken dienen können, die die Bordvorrichtung zum Identifizieren der eigenen Position verwendet.
Ferner berechnet die Recheneinheit 11 der Bordvorrichtung 20 die Positionen, Formen, Bedeutungen und dergleichen der oben beschriebenen Ziele, einschließlich, im Falle von Fahrbahnmarkierungen, der dreidimensionalen Positionen der Markierungen und ihrer Farben wie weiß oder gelb; und, im Falle von Schildern, der dreidimensionalen Positionen der Schilder selbst, der Höhen/Breiten der Schilder, der dreidimensionalen Positionen der Stützsäulen der Schilder, der Arten der Schilder und der Bedeutungen der Schilder.
Als die Sensoren 20, die die Außeninformation erkennen, sind die Kamera 20a, das Radar 20b, das LiDAR 20c, der Ultraschallsensor 20d und dergleichen vorgesehen. Es ist nicht notwendig, alle diese Sensoren bereitzustellen, und sie können auch selektiv vorgesehen sein. Durch Kombinieren der von diesen Sensoren 20 erfassten Sensordaten, GNSS-Information und anderer Fahrzeuginformation, wie z. B. der Geschwindigkeit, kann die Außensituation erkannt werden.
< Kartendatenverarbeitung>
Nachstehend sind die Inhalte der Kartendatenverarbeitung durch die Bordvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Nachstehend sind die Inhalte der Kartendatenverarbeitung insgesamt so beschrieben, wie sie von der Bordvorrichtung 10 ausgeführt werden, sind aber von der Funktion her gemeinsame Betriebe der Recheneinheit 11 und der Bestimmungseinheit 12. Ferner ist angenommen, dass die Bordvorrichtung 10 das autonome Fahren des Fahrzeugs 1 steuert.
Zunächst identifiziert die Bordvorrichtung 10 in Schritt A1 die aktuelle Position. Die Bordvorrichtung 10 berechnet und identifiziert die aktuelle Position durch den Eigenfahrzeugpositionsidentifizierungsabschnitt/Landmarkenspannenberechnungsabschnitt 11b basierend auf der über die Kommunikationseinheit 30 empfangene GNSS-Information. In diesem Schritt wird die ungefähre Position des Eigenfahrzeugs auf der Karte erfasst. Anschließend liest die Bordvorrichtung 10 in Schritt A2 die Kartendaten aus der Kartendatenspeichereinheit 50. In diesem Schritt liest die Bordvorrichtung 10 die Kartendaten zu einem Bereich um die in Schritt A1 identifizierte aktuelle Position durch den Kartendatenerfassungs-/Kartendatenspeicherabschnitt 11c aus der Kartendatenspeichereinheit 50.
Anschließend führt die Bordvorrichtung 10 in Schritt A3 eine Außensituationserkennungsverarbeitung aus. In diesem Schritt erfasst die Bordvorrichtung 10 zunächst Daten bezüglich der Außensituation, z. B. von der Kamera 20a, dem Radar 20b, dem LiDAR 20c und dem Ultraschallsensor 20d, die die Sensoren 20 bilden, von Sensoren, die in anderen Fahrzeugen angebracht sind, und dergleichen durch den Außensituationserkennungsabschnitt 11a.
Hierauf folgend erkennt die Bordvorrichtung 10 im Außensituationserkennungsabschnitt 11a Fahrbahnmarkierungen, Fußgängerüberwege, Haltelinien, Leitstreifen und Regelungspfeile, die als Markierungen auf die Fahrbahn gezeichnet sind, andere Information zur Verwendung bei der Verkehrssteuerung und Verkehrsregelung, die auf die Straße gezeichnet sind, und dergleichen, und erkennt ebenso Schilder und Ampeln, die als Objekte vorgesehen sind, und andere Landmarken, die die Bordvorrichtung zum Identifizieren ihrer eigenen Position verwendet. Anschließend speichert die Bordvorrichtung 10 in Schritt A4 die vom Außensituationserkennungsabschnitt 11a erkannten Erkanntes-Merkmal-Daten in der Erkanntes-Merkmal-Datenspeichereinheit 40.
Als nächstes führt die Bordvorrichtung 10 in Schritt A5 eine Verschlechterungsbestimmungsverarbeitung aus. In diesem Fall wird die durch diese Verarbeitung erhaltene Verschlechterungsinformation so bestimmt, dass die Daten, die als die Differenz zwischen den Erkanntes-Merkmal-Daten und den Kartendaten erfasst werden, absichtlich nicht in das Kartendatensammelzentrum 4 hochgeladen werden oder in einem Zustand gesendet werden, in dem ihnen beim Hochladen ein „Verschlechterungs-Flag“ hinzugefügt wird.
Wenn beispielsweise anhand der Erkennung durch die Bordvorrichtung 20 entschieden wird, dass es sich bei einer Änderung nicht um eine vom Straßenbetreiber beabsichtigte Änderung handelt, wie z. B. eine Änderung, wenn eine Markierung auf der Straße, wie eine aufgemalte Fahrbahnmarkierung, abgerieben wurde und aufgrund von Verschlechterung verschwunden ist, oder wenn ein Schild verbogen und in seiner Position verändert wurde, wird die Änderung als solche Verschlechterungsinformation bestimmt.
In diesem Fall wird die Verblasstheit oder das Verschwinden der auf der Straße gezeichneten Markierung aufgrund von Verschlechterung durch Vergleichen in Bezug auf den Wert eines Erkennungskonfidenzgrads bestimmt, wenn die Bordvorrichtung 10 die Fahrbahnmarkierung auf der Straße und die Fahrbahnmarkierungsposition auf den Kartendaten erkennt.
Wenn die Fahrbahnmarkierung auf den Kartendaten vorhanden ist und das Erkennungsergebnis durch die Bordvorrichtung 10 zu einer Verringerung im Fahrbahnmarkierungserkennungskonfidenzgrad unter den Schwellenwert führt, so dass die Bordvorrichtung 10 bestimmt, dass die Fahrspur nicht erfasst werden kann, und daraus schließt, dass eine Differenz zwischen den Kartendaten und der Außensituation aufgetreten ist, entscheidet die Bordvorrichtung 10, dass die Differenz auf „Farbverschlechterung“ zurückzuführen ist, und fügt ein „Verschlechterungs-Flag“ hinzu, wenn die Differenz als die Differenzinformation aufgezeichnet wird.
Das Kartendatenaktualisierungszentrum 5 setzt den Schwellenwert zur Zeit der Änderung der Daten über die Differenzinformation, die mit dem „Verschlechterungs-Flag“ versehen werden, höher als die für andere Änderungen. Dies liegt daran, dass auch dann, wenn die Fahrbahnmarkierung blass geworden und verschwunden ist und somit in der Realität nicht mehr zu sehen ist, die Bordvorrichtung 10 bestimmt, dass die Fahrbahnmarkierung dort ursprünglich vorhanden gewesen sein muss, und die Daten in den Kartendaten belässt, so dass sie bei der Steuerung durch die Bordvorrichtung 10 genutzt werden können.
Die spezifischen Inhalte der Verschlechterungsbestimmungsverarbeitung erfolgen durch den Außensituationserkennungsabschnitt 11a anhand der in 4 gezeigten Prozeduren. In Schritt B1 vergleicht die Bordvorrichtung 10 die Erkanntes-Merkmal-Daten mit den Kartendaten. Basierend auf diesem Vergleichsergebnis entscheidet die Bordvorrichtung 10 in Schritt B2, ob sich irgendein erkanntes Merkmal geändert hat, und beendet im Falle von „NEIN“ die Verarbeitung mit der Bestimmung „keine Änderung“.
Im Falle von „JA“ in Schritt B2 entscheidet die Bordvorrichtung 10 im nächsten Schritt B3, ob der Änderungszustand auf eine Formverschlechterung zurückzuführen ist, z. B. wenn ein Schild verbogen und in seiner Position verändert wurde. Im Falle von „JA“ setzt sie das „Verschlechterungs-Flag“ für Formverschlechterung. Im Falle von „NEIN“ in Schritt B3 schreitet die Bordvorrichtung 10 zu Schritt B4 voran. In Schritt B4 entscheidet die Bordvorrichtung 10, ob der Änderungszustand auf Farbverschlechterung zurückzuführen ist, z. B. wenn die Markierung auf der Straße abgerieben wurde oder aufgrund von Abnutzung bzw. Verfall verschwunden ist, und setzt im Fall von „JA“ das „Verschlechterungs-Flag“ für Farbverschlechterung.
Wenn in Schritt B2 entschieden wird, dass eine Veränderung aufgetreten ist, die nicht auf eine Formverschlechterung oder eine Farbverschlechterung zurückzuführen ist, bestimmt die Bordvorrichtung 10 in Schritt B7, ob die Änderung auf eine andere Verschlechterung zurückzuführen ist. Im Fall von „JA“ schreitet die Bordvorrichtung 10 zu Schritt B8 voran und setzt das „Verschlechterungs-Flag“ entsprechend der bestimmten Verschlechterung. Im Fall von „NEIN“ in Schritt B7 entscheidet die Bordvorrichtung 10, dass die Änderung gewollt und nicht auf Verschlechterung zurückzuführen ist. Als Ergebnis beendet die Bordvorrichtung 10 die Verschlechterungsbestimmungsverarbeitung und schreitet zum nächsten Schritt A6 voran, wobei sie bestimmt, dass Schritt A5 in 3 abgeschlossen ist.
In Schritt A6 führt die Bordvorrichtung 10 die Funktion zum Steuern des autonomen Fahrens durch den Steuerungsfunktionsrealisierungsabschnitt/Steuerungsspannenberechnungsabschnitt 12b der Bestimmungseinheit 12 unter Berücksichtigung der Kartendaten und der Erkanntes-Merkmal-Daten, die auf die oben beschriebene Weise erhalten wurden, aus und gibt die Steuerung an die Steuerungsausgabevorrichtung 60 aus.
Zu dieser Zeit vergleicht die Bordvorrichtung 10 zunächst, in Schritt A7, die erkannte Außensituation mit den Kartendaten, um einen Differenzgrad Vd zu berechnen, und zwar in dem Datendifferenzerfassungsabschnitt/Differenzgradberechnungsabschnitt 11d der Recheneinheit 11.
Dabei berechnet der Datendifferenzerfassungsabschnitt/Differenzgradberechnungsabschnitt 11 der Bordvorrichtung 10, als den Differenzgrad Vd, Information, die durch Quantisieren eines Differenzgrades zwischen der auf die oben beschriebene Weise erkannten realen Situation und den gespeicherten Kartendaten gewonnen wird.
In diesem Fall berechnet der Datendifferenzerfassungsabschnitt/Differenzgradberechnungsabschnitt 11d speziell den Differenzgrad Vd für jede Art von Außensituation, die in einem Bereich erkannt wird, in dem das Fahrzeug eine bestimmte Strecke zurücklegt, d.h. einem Bestimmungsbereich. Der Bestimmungsgrad für den Differenzgrad Vd ist je nach Typ unterschiedlich eingestellt. So wird z. B. der Bestimmungsgrad für die Schilderposition auf weniger als 75 % gesetzt, und insbesondere, wenn eine Positionsabweichung bei einem von vier Schildern gefunden wird, ist der Differenzgrad Vd akzeptabel. Der Bestimmungsgrad für die Haltelinie wird auf 100 % gesetzt, und wenn auch nur bei einer Haltelinie eine Positionsabweichung gefunden wird, wird die Differenzinformation hochgeladen. Der Bestimmungsgrad für den Differenzgrad Vd wird in Abhängigkeit von der Verwendung der Kartendaten in der Bordvorrichtung 10 bestimmt.
Der Grund, warum der Bestimmungsgrad für die Schilderposition niedrig ist, ist folgender. Insbesondere wird die Schilderposition zum Identifizieren der Position des Eigenfahrzeugs in den Kartendaten verwendet, und die Verarbeitung erfolgt nicht auf der Grundlage eines Schildes, sondern es erfolgt eine umfassende bzw. ausgedehnte Verarbeitung/Bestimmung auf der Grundlage von mehreren Schilderpositionen.
Demgegenüber kann, wenn die Haltelinienposition zum Identifizieren der Position des Eigenfahrzeugs verwendet wird, die Front-/Heckpositionsbestimmung sehr eindeutig verarbeitet werden. Daher kann die Positionsdifferenz von einer Haltelinie die Positionsidentifizierung der Bordvorrichtung 10 stark beeinflussen. Ebenso kann bei der Fahrzeugsteuerung, wenn das Fahrzeug an einer Haltelinie gestoppt wird, eine Positionsabweichung der Haltelinie zu Problemen führen, wenn eine Unsicherheit bei der von der Bordvorrichtung 10 durchgeführten Verarbeitung besteht, z. B. wenn die Bordvorrichtung 10 aufgrund von schlechtem Wetter Schwierigkeiten hat, die Außensituation zu erkennen, oder wenn die Außensituation aufgrund des vorausfahrenden Fahrzeugs oder dergleichen nicht gesehen werden kann.
Anschließend entscheidet die Bordvorrichtung 10 in Schritt A8, ob der berechnete Wert des Differenzgrades Vd unter Berücksichtigung eines Fehlers als im Wesentlichen Null angesehen werden kann. Im Fall von „NEIN“, d. h. wenn der Differenzgrad Vd nicht als Null angesehen werden kann, schreitet die Bordvorrichtung 10 zu Schritt A9 voran und berechnet eine Steuerungsspanne Vmc und eine Landmarkenspanne Vml.
Die Steuerungsspanne, wie hier verwendet, ist ein Index, der die Spanne angibt, wenn die Bordvorrichtung 10 die Fahrzeugsteuerung durchführt. Die Bordvorrichtung 10 koppelt die Ergebnisse der Fahrzeugsteuerung anhand der Außensituation und der Kartendaten zurück, um zu quantifizieren, ob das Fahrzeug mit ausreichender Spanne bzw. mit ausreichendem Spielraum gesteuert wurde, oder anders ausgedrückt, ob die Steuerung beeinträchtigt war.
Die Bordvorrichtung 10 vergleicht das Ergebnis der Steuerung, die unter Berücksichtigung der Außensituation erfolgt ist, mit dem Fahrzeugsteuerungsergebnis, das basierend auf der im Voraus aus den Kartendaten gelesenen Information angenommen wird, wenn die die Fahrzeugsteuerung ausführt. Tatsächlich wird die Außensituation bevorzugt verwendet. Beispielsweise sind bei der Funktion zum Fahren unter Einhaltung der Fahrspurmitte mögliche Inhalte, die zu vergleichen sind, die Höhe der Abweichung des Fahrzeugs von der Fahrspurmitte, die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und dergleichen. Die Bordvorrichtung 10 vergleicht diese Zahlenwerte und entscheidet, dass die Steuerungsspanne groß ist, wenn jede Differenz klein ist.
Im Fall von „JA“ in Schritt A8 führt die Bordvorrichtung 10 Schritt A13 aus und beendet die Verarbeitung. In Schritt A13 entscheidet die Bordvorrichtung 10, die Information nicht in das Kartendatensammelzentrum 4 hochzuladen, da der Differenzgrad Vd als das Ziel für die Bestimmung als im Wesentlichen Null angesehen werden kann.
Anschließend bestimmt die Bordvorrichtung 10, wenn sie zu Schritt A10 voranschreitet, ob die Steuerungsspanne Vmc größer als ein vorbestimmter Schwellenwert Nmc ist und die Landmarkenspanne Vml größer als ein vorbestimmter Schwellenwert Nml ist. Im Fall von „NEIN“ in Schritt A10 schreitet die Bordvorrichtung 10 zu Schritt A11 voran, d. h. wenn sowohl die Steuerungsspanne Vmc als auch die Landmarkenspanne Vml kleiner oder gleich als die Schwellenwerte sind.
Im obigen Fall bestimmt die Bordvorrichtung 10 bei der Fahrzeugsteuerung sowohl die Steuerungsspanne Vmc als auch die Landmarkenspanne Vml. Ferner bestimmt sie, wenn sie keine Fahrzeugsteuerung ausführt, nur die Landmarkenspanne Vml. Dadurch kann sie eine Bestimmung vornehmen, die die Bedingungen für die Inhalte der tatsächlich ausgeführten Steuerung umfasst, und kann, auch wenn sie keine Fahrzeugsteuerung ausführt, eine für diese vorgesehene Bestimmung vornehmen.
In Schritt A11 führt die Bordvorrichtung 10 eine Verarbeitung zum Hochladen der auf der Grundlage der Sensordaten berechneten Differenzinformation als die Fahrzeugmessdaten einschließlich des oben beschriebenen Verschlechterungs-Flags aus. Infolgedessen sendet die Bordvorrichtung 10 die Fahrzeugmessdaten über die Kommunikationseinheit 30 an den Server 4a des Kartendatensammelzentrums 4.
Demgegenüber schreitet die Bordvorrichtung 10 im Fall von „JA“ in Schritt A10, der vorstehend beschrieben ist, d. h. wenn sowohl die Steuerungsspanne Vmc als auch die Landmarkenspanne Vml ausreichend größer als die Schwellenwerte sind, zu Schritt A12 voran, in dem sie entscheidet, ob der Differenzgrad Vd einen vorbestimmten Schwellenwert Nd überschreitet. Wenn die Differenz Vd einen bestimmten Betrag überschreitet, obwohl die Steuerungsspanne ausreichend ist, bestimmt die Bordvorrichtung 10 „JA“, schreitet zu Schritt A11 voran und führt eine Verarbeitung zum Hochladen der Information als Fahrzeugmessdaten aus. Im Fall von „NEIN“ in Schritt A12 führt die Bordvorrichtung 10 Schritt A13 aus und beendet die Verarbeitung.
Durch Ausführen der oben beschriebenen Kartendatenverarbeitung kann der Kommunikationsumfang durch Weglassen des Hochladens der Fahrzeugmessdaten an das Datensammelzentrum 4 reduziert werden, wenn die Fahrzeugsteuerung durch die Bordvorrichtung 10 problemlos erfolgen kann, auch wenn die erfassten Fahrzeugmessdaten eine gewisse Differenz bzw. Abweichung von den Kartendaten aufweisen.
<Berechnung von Differenzgrad>
Nachstehend sind Rechenbeispiele für den oben beschriebenen Differenzgrad Vd unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Der Differenzgrad Vd wird für jeden Typ bestimmt bzw. eingestellt. So ist z. B. der Differenzgrad in Bezug auf Landmarken, d. h. Merkmale, Vdl, und der Differenzgrad in Bezug auf Markierungen ist Vdp. Nachstehend sind Rechenbeispiele für diese Differenzgrade beschrieben.
Die Landmarkendifferenz Vdl wird wie in Gleichung (1) von 5 dargestellt berechnet. Für die Quantifizierungsverarbeitung wird die Anzahl von Merkmalen, d. h. Landmarken, die sowohl in den Erkanntes-Merkmal-Daten als auch in den Kartendaten vorhanden sind, als Pcf definiert und die Anzahl von Merkmalen, die nur in einem dieser Daten vorhanden sind, als Psf definiert. Ferner bedeutet die Formulierung „Merkmale, die in beiden dieser Daten vorhanden sind“, dass die Merkmale in beiden dieser Daten an der gleichen Position und mit dem gleichen Attribut vorhanden sind.
Anschließend wird der Markierungsdifferenzgrad Vdp berechnet, wie in Gleichung (2) von 5 gezeigt. Für die Quantifizierungsverarbeitung wird die Distanz (Länge) einer Markierung, die sowohl in den Erkanntes-Merkmal-Daten als auch in den Kartendaten vorhanden ist, als Lcp definiert und die Distanz (Länge) einer Markierung, die nur in einem von beiden vorhanden ist, als Lsp definiert. Ferner bedeutet die Formulierung „in beiden dieser Daten vorhanden“, dass die Markierung in beiden dieser Daten an der gleichen Position und mit der gleichen Farbe vorhanden ist.
6 zeigt ein spezifisches Beispiel. 6(a) zeigt Kartendaten, die z. B. durch Herunterladen auf der Fahrzeugseite erfasst werden. Markierungen P1 bis P5, die die Fahrspuren trennen, und vier Schilder L1 bis L4 sind dargestellt.
Demgegenüber zeigt 6(b) Merkmalsdaten, die von der Bordvorrichtung 10 z. B. mit Hilfe des Sensors 20 erkannt werden. Das Eigenfahrzeug fährt auf einer Bahn, die durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil gezeigt ist, und es gibt Markierungen P1 und P2 und drei Schilder L2 bis L4 als Merkmale, die um die Bahn bzw. Bewegungsbahn herum vorhanden sind. Darunter ist die Markierung P2 eine Fahrbahnmarkierung der Fahrspur, die an die Fahrspur angrenzt, auf der das Eigenfahrzeug fährt, dargestellt als eine Markierung P2a, in der ein nicht erfasster Abschnitt voraus vorhanden ist.
6(c) zeigt das Ergebnis einer Extrahierung der Daten über die Umgebung der in 6(b) dargestellten Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs aus den Kartendaten. In dieser Abbildung werden die Markierungen P1 und P2 und die vier Schilder L1 bis L4 extrahiert.
Wenn die Differenz Vd durch Ausführen der Verarbeitung in Schritt A7 der Verarbeitung von 3 gemäß obiger Beschreibung berechnet wird, wird das in 6(d) gezeigte Ergebnis erhalten. Differenzdaten sind in der linken Spalte gezeigt. In dieser Abbildung ist das nur in den Kartendaten vorhandene Schild bzw. Zeichen L1 dargestellt, und die anderen Schilder L2 bis L4 sind sowohl in den Kartendaten als auch in den Erkanntes-Merkmal-Daten vorhanden und werden daher nicht als Differenzen bzw. Unterschiede dargestellt. Bezüglich der Markierungen gibt es eine Differenz in der Markierung P2, und ein nicht erfasster Abschnitt in den Erkanntes-Merkmal-Daten wird als eine Differenz angezeigt.
Aus diesem Ergebnis kann der Landmarkendifferenzgrad Vdl nach Gleichung (1) wie folgt berechnet werden: $Vdl = Pcf/ (Pcf + Psf) = 3 / 4 = 0,75$
da die Anzahl von Merkmalen Pcf, die in beiden dieser Daten vorhanden sind, 3 ist, und die Anzahl von Merkmalen Psf, die nur in einem dieser Daten vorhanden sind, 1 ist.
Ferner kann der Markierungsdifferenzgrad Vdp nach Gleichung (2) wie folgt berechnet werden: $Vdp = Lcp/ (Lcp + Lsp) = 170 / 200 = 0,85$
da die Distanz Lcp der in beiden dieser Daten vorhandenen Markierung 170 m beträgt und die Distanz Lsp der nur in einem dieser Daten vorhandenen Markierung 30 m beträgt.
<Berechnung von Steuerungsspanne>
Nachstehend ist ein Rechenbeispiel für die oben beschriebene Steuerungsspanne Vcm unter Bezugnahme auf die 7 und 9 beschrieben. Die Steuerungsspanne Vcm ergibt sich durch Quantifizieren der Differenz zwischen der aus den Kartendaten geschätzten Bewegungsbahn und dem Fahrort gemäß der tatsächlichen Fahrzeugsteuerung. Die Steuerungsspanne Vcm wird wie in Gleichung (3) von 7 dargestellt berechnet.
Für die Quantifizierungsverarbeitung wird hier der zulässige Bahndifferenzbetrag in einem bestimmten Abschnitt als D definiert; der Betrag der Abweichung der Bewegungsbahn in dem bestimmten Abschnitt von der geschätzten Bahn wird als ΔD definiert; und der Höchstwert in dem Abschnitt wird als ΔDmax definiert. Ferner soll ein Operator MIN (A, B) einen kleineren Wert der in Klammern stehenden Zahlen A und B annehmen.
Wenn die eigentliche Fahrsteuerung erfolgt, wird die Steuerungsspanne in dem befahrenen Abschnitt gemäß der obigen Definition berechnet. Wenn der Höchstwert ΔDmax des Abweichungsbetrags den zulässigen Bahndifferenzbetrag D überschreitet, wird die Spanne Vcm zu Null, und wenn der Höchstwert ΔDmax kleiner oder gleich dem zulässigen Bahndifferenzbetrag D ist, wird die Spanne Vcm als ein Wert größer als Null erhalten, wie in Gleichung (3) gezeigt.
Das heißt, wenn die Bordvorrichtung 10 die Fahrzeugsteuerung basierend auf den Kartendaten und den Erkanntes-Merkmal-Daten durchführt, kann die Spanne bzw. der Spielraum Vcm als ein Wert größer als Null erhalten werden, selbst wenn eine Differenz zwischen diesen Daten vorliegt. In diesem Fall ist die Bordvorrichtung 10 in der Lage, die Fahrzeugsteuerung mit einer Spanne durchzuführen, selbst wenn keine aktualisierten Kartendaten vorliegen, die dem Differenzgrad entsprechen, und es kann als unnötig verstanden werden, die Fahrzeugmessdaten mit einem solchen Differenzgrad an das Kartendatensammelzentrum 4 zu senden.
Die 8 und 9 zeigen spezifische Beispiele 1 und 2. In 8, die das spezifische Beispiel 1 zeigt, sind die Kartendaten bezüglich der Straße, die durch Herunterladen oder dergleichen auf der Fahrzeugseite erfasst wurden, oben links dargestellt, und die aus den Kartendaten geschätzte Bewegungsbahn Sc des Eigenfahrzeugs ist in der Abbildung durch die gestrichelte Linie dargestellt. Demgegenüber zeigt 8 oben rechts die Merkmalsdaten bezüglich der Straße, die von der Bordvorrichtung 10 z. B. über den Sensor 20 erkannt wird. Die Kurvenform der erkannten Straße ist sanfter bzw. flacher als die Kurvenform in den Kartendaten. Die tatsächliche Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs, das gemäß der Spurhaltesteuerung von der Fahrbahnmarkierung aus fährt, die die Fahrspur anzeigt, ist in der Abbildung dargestellt.
Auf der unteren Seite der 8 sind die Kartendaten und die Erkanntes-Merkmal-Daten überlagert dargestellt, um die aus den Kartendaten geschätzte Bewegungsbahn Sc in einem bestimmten Abschnitt mit der tatsächlichen Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs zu vergleichen. In der Abbildung werden mehrere Abweichungsbeträge ΔD zwischen der geschätzten Bewegungsbahn Sc und der tatsächlichen Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs (ΔD1 bis ΔDn) innerhalb des Abschnitts berechnet, und der größte Abweichungsbetrag unter diesen wird als ΔDmax dargestellt. Basierend auf den so erhaltenen Ergebnissen kann die Steuerungsspanne Vcm1 nach der obigen Gleichung (3) berechnet werden.
In diesem Fall wird die Steuerungsspanne Vcm1 wie folgt berechnet. Wenn z. B. der Höchstwert ΔDmax des erfassten Abweichungsbetrags ΔD 0,3 m beträgt und der zulässigen Bahndifferenzbetrag D hier 0,1 m beträgt, wird die Steuerungsspanne Vcm in dem Abschnitt aus Gleichung (3) wie folgt berechnet. $Vmc1 = (0,1 - MIN (0,3,0,1)) / 0,1 = 0$
In 9, die das spezifische Beispiel 2 zeigt, sind oben links dieselben Kartendaten wie in 8 dargestellt, und die aus den Kartendaten geschätzte Bewegungsbahn Sc des Eigenfahrzeugs ist durch die gestrichelte Linie in der Abbildung dargestellt. Demgegenüber zeigt 9 oben rechts die Merkmalsdaten bezüglich der Straße, die von der Bordvorrichtung 10 z. B. über den Sensor 20 erkannt wird. Die erkannte Straße ist mit einem Evakuierungsbereich X auf der Außenseite der Kurve versehen. Die tatsächliche Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs, das gemäß der Spurhaltesteuerung von der Fahrbahnmarkierung aus fährt, die die Fahrspur anzeigt, ist in der Abbildung dargestellt.
Auf der unteren Seite der 9 sind die Kartendaten und die Erkanntes-Merkmal-Daten überlagert dargestellt, um die aus den Kartendaten geschätzte Bewegungsbahn Sc in einem bestimmten Abschnitt mit der tatsächlichen Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs zu vergleichen. In der Abbildung werden mehrere Abweichungsbeträge ΔD zwischen der geschätzten Bewegungsbahn Sc und der tatsächlichen Bewegungsbahn Sa des Eigenfahrzeugs (ΔD1 bis ΔDn) innerhalb des Abschnitts auf ähnliche Weise berechnet, und der größte Abweichungsbetrag unter diesen wird als ΔDmax dargestellt.
In diesem Fall wird die Steuerungsspanne Vcm2 wie folgt berechnet. Wenn z. B. der Höchstwert ΔDmax des erfassten Abweichungsbetrags ΔD 0,02 m beträgt und der zulässige Bahndifferenzbetrag D hier 0,1 m beträgt, wird die Steuerungsspanne Vcm2 in dem Abschnitt aus Gleichung (3) wie folgt berechnet. $Vmc2 = (0,1 - MIN (0,02,0,1)) / 0,1 = 0,8$
<Berechnung von Landmarkenspanne>
Nachstehend ist ein Rechenbeispiel für die Landmarkenspanne Vml unter Bezugnahme auf die 10 und 12 beschrieben. Die Differenz zwischen den von der Bordvorrichtung 10 aus den Kartendaten gelesenen Merkmalsdaten und den tatsächlich Erkanntes-Merkmal-Daten kann unabhängig davon erfasst werden, ob gerade die Fahrsteuerung durch die Bordvorrichtung 10 erfolgt oder nicht.
In diesem Fall erkennt die Bordvorrichtung 10 bei der Identifizierung der Fahrzeugposition auf der Karte mehrere Landmarken, d.h. Schilder, um das Erkennungsergebnis mit den Kartendaten abzugleichen, und ist daher in der Regel so ausgelegt, dass die Steuerungsfunktion robust ist, um die Eigenfahrzeugposition auch bei einer gewissen Abweichung identifizieren zu können. Es ist jedoch beabsichtigt, bewusst praktisch zu bestätigen und zu bewerten, ob die Position des Eigenfahrzeugs richtig erkannt werden könnte, wenn die von der Bordvorrichtung 10 erkannten Landmarken verwendet oder erkannt werden könnten.
In Annahme eines Zustands, in dem die Anzahl von Landmarken praktisch verringert ist, wird geschätzt, ob die Bordvorrichtung 10 ihre eigene Position identifizieren kann, um eine erforderliche Anzahl von Landmarken LLM zum Identifizieren der eigenen Position zu bestimmen. Wie aus Gleichung (4) von 10 ersichtlich, ist die Differenz zwischen der Anzahl von Landmarken RLM, die aktuell richtig erkannt wird, und der erforderlichen Anzahl von Landmarken LLM die Landmarkenspanne Vml.
Da für die Steuerungsspanne Vmc und die Landmarkenspanne Vml unterschiedliche Kartendaten herangezogen und erkannt werden, kann der Kommunikationsumfang unterdrückt werden, indem nur die relevante Differenzinformation hochgeladen wird, wenn die Fahrzeugmessdaten als Differenzinformation in das Kartendatensammelzentrum 4 hochgeladen werden, und zwar durch Anwendung der Spannen- bzw. Spielraumbestimmung. Folglich werden, wenn beispielsweise die Steuerungsspanne Vmc größer als der Schwellenwert ist, aber die Landmarkenspanne Vml kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, nur die Fahrzeugmessdaten, die die für Landmarken relevante Differenzinformation anzeigen, in das Kartendatensammelzentrum 4 hochgeladen.
Nachstehend sind Beispiele zum Berechnen der Landmarkenspanne Vml unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben. Auf der linken Seite von 11 sind Schilder L0 bis L4 auf einer vierspurigen Straße als in den Kartendaten angezeigte Landmarken gezeigt. Demgegenüber sind auf der rechten Seite von 11 eine Fahrspur und Schilder L1 bis L4 als Landmarken gezeigt, die in den Daten in Bezug auf die in einem Abschnitt erkannten Merkmale angezeigt sind.
In diesem Fall sind die Daten in Bezug auf die in dem Abschnitt erkannten Merkmalen die vier Schilder L1 bis L4, die mit den Schildern L1 bis L4 in den Kartendaten übereinstimmen, und die Position kann durch die Bordvorrichtung 10 identifiziert werden. In dieser Situation wird die Landmarkenspanne Vml berechnet.
Es wird angenommen, dass es wenige Erkanntes-Merkmal-Daten dahingehend, ob die Position durch die Bordvorrichtung 10 identifiziert werden kann, gibt. Wie oben beschrieben, ist die Anzahl von erkannten Landmarken RLM 4. Wie in 12 gezeigt, gibt es in der Annahme, dass Daten eines Merkmals nicht erkannt werden können, vier Fälle, und die Bordvorrichtung 10 kann die Position in all diesen Fällen identifizieren. Ähnlich verhält es sich in der Annahme, dass Daten zweier Merkmale nicht erkannt werden können: 12 zeigt zwei Fälle, aber es gibt sechs Fälle. In all diesen Fällen kann die Bordvorrichtung 10 ebenso die Position identifizieren.
Demgegenüber sind in 12 zwei Fälle dargestellt, in denen Daten dreier Merkmale nicht erkannt werden können, wobei es eigentlich vier Fälle gibt, und die Bordvorrichtung 10 kann die Position in diesen Fällen nicht identifizieren. Somit ist, in diesen Fällen, die erforderliche Anzahl von Landmarken LLM zum Identifizieren der eigenen Position der Bordvorrichtung 10 in dem Abschnitt 2.
Dies führt dazu, dass die Landmarkenspanne Vml nach Gleichung (4) von 10 wie folgt erhalten werden kann. $Vml = 4 - 2 = 2$
Gemäß dieser Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, sind die Recheneinheit 11 und die Bestimmungseinheit 12 in der Bordvorrichtung 10 vorgesehen, und selbst wenn eine Differenz zwischen den Kartendaten und den Fahrzeugmessdaten bezüglich der erkannten Merkmale vorliegt, wird von der Bestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Fahrzeugmessdaten nicht gesendet werden müssen, um die Kartendaten zu aktualisieren, wenn sie in einen steuerbaren Wertebereich fallen, in dem die Fahrt des Fahrzeugs basierend auf den Kartendaten und den Fahrzeugmessdaten gesteuert werden kann. Daher ist es möglich, die Menge der zu sendenden Fahrzeugmessdaten zu reduzieren.
(Weitere Ausführungsformen)
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist und auf verschiedene Ausführungsformen anwendbar ist, ohne von ihrem Kern abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung ist z. B. wie folgt modifizierbar oder erweiterbar.
Obgleich die vorliegende Offenbarung vorstehend anhand einer Ausführungsformen beschrieben ist, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die Ausführungsform und Struktur beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung deckt verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen ab. Darüber hinaus sollen die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, aber auch andere Kombinationen und Konfigurationen, einschließlich mehr, weniger oder nur eines einzigen Elements, als im Sinne und Umfang der vorliegenden Offenbarung beinhaltet verstanden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018163078 [0001]
JP 2007264731 A [0008]

Claims

Bordvorrichtung, aufweisend: - eine Kartendatenspeichereinheit (50), die konfiguriert ist, um Kartendaten bereitzustellen, die eine von einem Fahrzeug befahrene Straße betreffen; - eine Recheneinheit (11), die konfiguriert ist, um, wenn Fahrzeugmessdaten vorliegen, die die Positionen und Formen einer Straße und eines Merkmals in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen, die Fahrzeugmessdaten mit den von der Kartendatenbereitstellungseinheit bereitgestellten Kartendaten zu vergleichen, um eine Differenz zu berechnen; und - eine Bestimmungseinheit (12), die konfiguriert ist, um, wenn die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, jenseits dessen eine Steuerung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Kartendaten und der Messdaten beeinträchtigt wird, die erfassten Fahrzeugmessdaten als zu sendende Fahrzeugmessdaten zu bestimmen.
Bordvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit aus der Differenz eine Steuerungsspanne berechnet, wenn die Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der Kartendaten und der Messdaten gesteuert wird, und die erfassten Fahrzeugmessdaten als die zu sendenden Fahrzeugmessdaten bestimmt, wenn die berechnete Steuerungsspanne kleiner ist als ein Schwellenwert, der einem steuerbaren Wert entspricht.
Bordvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit einen Differenzgrad aus einem Differenzbetrag zwischen den Fahrzeugmessdaten und den Kartendaten in Bezug auf die Positionen oder Formen der Straße und des Merkmals, die durch diese angezeigt werden, berechnet, und die Bestimmungseinheit die erfassten Fahrzeugmessdaten unter der Bedingung, dass der Differenzgrad einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, als die zu sendenden Fahrzeugmessdaten bestimmt.
Bordvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bestimmungseinheit aus der Differenz eine Steuerungsspanne berechnet, wenn die Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der Kartendaten und der Messdaten gesteuert wird, und die erfassten Fahrzeugmessdaten unter den Bedingungen, dass die berechnete Steuerungsspanne kleiner ist als ein Schwellenwert, der einem steuerbaren Wert entspricht, und dass der Differenzgrad einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, als die zu sendenden Fahrzeugmessdaten bestimmt.
Bordvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, wobei die Bestimmungseinheit zum Berechnen der Steuerungsspanne unterschiedliche Bestimmungsbedingungen zwischen einer gesteuerten Fahrt des Fahrzeugs und einer nicht gesteuerten Fahrt des Fahrzeugs basierend auf den Kartendaten und den Fahrzeugmessdaten verwendet.
Bordvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Recheneinheit, als einen Verschlechterungsgrad, einen Grad der Differenz erfasst, wenn die Positionen oder Formen der Straße und des Merkmals in den von einem Sensor erfassten Fahrzeugmessdaten relativ zu denen in den Kartendaten durch Verschlechterung geändert werden, und die Bestimmungseinheit Daten über den Verschlechterungsgrad zu den zu sendenden Fahrzeugmessdaten hinzufügt, wenn sie bestimmt, dass der Verschlechterungsgrad als die zu sendenden Fahrzeugmessdaten.
Bordvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner einen Sensor (20) aufweisend, der die Fahrzeugmessdaten erfasst, die Positionen oder Formen einer Straße und eines Merkmals in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen.
Bordvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner eine Kommunikationsvorrichtung (30) aufweisend, die die zu sendenden Fahrzeugmessdaten, die durch die Bestimmungseinheit bestimmt wurden, an ein Kartendatensammelzentrum sendet.