JP2018511515A - 車両のための運転支援システムおよび運転支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・特にレーン上に設けられているインフラストラクチャに基づいて、例えば路面インフラストラクチャに基づいて、車両のための経路を決定することができる経路決定装置。経路決定装置は、例えば、上記のインフラストラクチャが設けられており、かつその上における車両の走行が予定されている車線の画像を取得するために車両の前方に設置されるように構成されているカメラを有しており、また特に車両のための経路を、特にレーンの画像に由来する、例えば路面マーキングに由来するインフラストラクチャの識別子に基づいて決定することができる。
・車両の運転時にドライバを支援するための自律運転装置。自律運転装置は、決定装置によって決定することができる経路に応じて、かつ経路に従って車両を操舵するために、車両を自動的かつ自律的に(すなわちドライバの介入なく、例えば車両のステアリングホイールへのドライバの介入なく)運転することができる。
運転支援システムは、ドライバが車両を運転する、車両のマニュアル運転モードから、自律運転装置がドライバの介入なく車両を運転する、車両のオートマチック運転モードへと漸進的に移行するために、特に車両の速度V(t)に応じて、および/または車両が上記経路に従っていた場合に時点tにおいて車両が取るべき最適な位置と、時点tにおける車両の「実際の」位置と、の偏差E(t)に応じて、操舵制御を漸進的に引き継ぐように構成されていることを特徴としている。特に、自律運転装置は、オートマチック運転モードからマニュアル運転モードへと漸進的に移行するために、とりわけ時点tにおける車両の速度V(t)、および/または所定の経路と車両が実際に従った経路との偏差E(t)に応じて、車両の操舵制御をドライバに漸進的に委ねる(または引き渡す)ように構成されている。
・レベルTVは、V3以上の速度では、および/または、経路決定装置によって経路を特定できないかつ/または決定できない場合には、0%である。すなわち、自律運転装置は、車両の操舵を制御するためにステアリングシャフトに与えることができるトルクの量の0%がV3以上の速度に対して適用されるように、操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するためのドライバの労力は低減されず、車両はドライバによって運転される。これはマニュアル運転モードである。
・レベルTVは、V1以下の速度では、また経路決定装置によって経路が決定されているという条件のもとで、100%である。すなわち、自律運転装置は、ステアリングシャフトに与えることができるトルクの量の100%がV1以下の速度に対して適用されるように、操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するための、例えばステアリングホイールに対するドライバの労力は完全に低減される。すなわち、労力は存在せず、車両は自律運転装置によって運転され、ドライバは車両を運転するためにもはや労力を一切必要としない。これはオートマチック運転モードである。
・レベルTVは、速度V(t)に応じて変化し、0%から100%までの値を取り、例えばV3−ΔVからV1+ΔV(ただし、ΔVは、(V3−V1)/2を下回る正の速度である)まで低減する速度に関しては0%から100%まで連続的に上昇する値を取る。したがって、レベルTVは、経路決定装置によって経路が決定されており、かつ車両の速度V(t)がV1とV3の間にある場合には、可変であり、またトルクの大きさを速度V1とV3との間では変更することができる。換言すれば、]V1+ΔV,V3−ΔV[の範囲における速度V2に関しては、レベルTVは、[0,100]の範囲の、有利には]0,100[の範囲のパーセンテージになる。すなわち、自律運転装置は、ステアリングシャフトに与えることができる上記パーセンテージの量のトルクがステアリングシャフトに加えられるように、操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するためのドライバの労力は、レベルTVに等しいパーセンテージ分だけ部分的に低減され、また車両は、自律運転装置によって支援されたドライバによって運転される。したがって、車両を運転するためのドライバの労力は、レベルTVに応じて決定される。これは、速度に応じた支援運転モードである。本発明の1つの特別な実施の形態においては、ΔV=0である。
・レベルTEは、E1以下の偏差では、および/または、経路決定装置によって経路を特定できないかつ/または決定できない場合には、0%である。すなわち、自律運転装置は、車両の操舵を制御するためにステアリングシャフトに与えることができるトルクの量の0%がE1以下の偏差に対して適用されるように、操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するためのドライバの労力は低減されず、車両はドライバによって運転される。これはマニュアル運転モードである。
・レベルTEは、E3以上の偏差では、また経路決定装置によって経路が決定されているという条件のもとで、100%である。すなわち自律運転装置は、ステアリングシャフトに与えることができるトルクの量の100%がE3以上の偏差に対して適用されるように、操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するための、例えばステアリングホイールに対するドライバの労力は完全に低減される。すなわち、労力は存在せず、したがって車両は自律運転装置によって運転され、ドライバは車両を運転するためにもはや労力を一切必要としない。これはオートマチック運転モードである。
・レベルTEは、偏差E(t)に応じて変化し、0%から100%までの値を取り、例えばE1+ΔEからE3−ΔE(ただし、ΔEは、(E3−E1)/2を下回る正の偏差である)まで増大する偏差E(t)に関しては0%から100%まで連続的に上昇する値を取る。したがって、レベルTEは、偏差E(t)が時点tにおいてE1とE3との間の値を取り、かつ経路が経路決定装置によって決定されている場合には、可変であり、またステアリングシャフトに加えられるトルクの量を変更することができる。換言すれば、]E1+ΔE,E3−ΔE[の範囲における偏差E2に関しては、レベルTEは、[0,100]の範囲の、有利には]0,100[の範囲のパーセンテージになる。すなわち、自律運転装置は、ステアリングシャフトに与えることができるパーセンテージの量のトルクがステアリングシャフトに加えられるように操舵制御システムを制御する。この場合、車両を操舵するためのドライバの労力は、レベルTEに等しいパーセンテージ分だけ部分的に低減され、したがって、車両は、自律運転装置によって支援されたドライバによって運転される。車両の運転のためのドライバの労力は、レベルTEに応じて決定される。これは、車線のインフラストラクチャによって予め規定されている経路に関する偏差に応じた、支援運転モードである。本発明の1つの特別な実施の形態においては、ΔE=0である。
・自律運転装置によって車両の速度を決定するステップと、
・経路決定装置によって車両の経路を決定するステップと、
・時点tにおいて、経路決定装置によって経路が決定されており、かつ前回に決定された車両の速度が所定の速度V1以下であり、および/または、自律運転装置によって決定することができる、経路によって規定されている車両の最適な位置と、すなわち時点tにおいて車両が経路に従っていた場合の位置と、時点tにおける車両の実際の位置と、の偏差E(t)が所定の偏差E1以上である場合に、自律運転装置を用いて車両を自動的かつ自律的に運転するステップであって、自動的な運転は、ドライバの介入なく経路に従って車両を操舵または誘導するための、経路に従った自律運転装置による操舵制御システムの制御を含む、ステップと、
・時点tにおいて、経路決定装置によって経路が決定されており、かつ前回に決定された車両の速度V(t)がV1とV3との間であり、および/または、前回に決定された偏差E(t)がE1とE3との間である場合に、自律運転装置によって支援運転するステップであって、支援運転は、ステアリングシャフトに加えられるトルクの量を制御するための、速度V(t)および/または偏差E(t)に応じた車両のステアリングシャフトへのトルク付加の少なくとも1つのレベルの決定と、経路に従った車両の操舵または誘導でもって車両の運転中のドライバの労力を低減することによってドライバを支援するための、経路およびレベルに応じた自律運転装置による操舵制御システムの制御と、を含む、ステップと、
・車両の速度Vが所定の速度V3を上回った場合、および/または経路決定装置によって経路が決定できなかった場合、および/または偏差E(t)が所定の偏差E1を下回った場合に、即座にマニュアル運転するステップ、すなわち自律運転装置による操舵制御システムの支援または制御なしで運転するステップと、
を含む。
・車両1のための経路決定装置2。経路決定装置2は、例えば、所定の経路に従って車両1を誘導するための路面インフラストラクチャが設けられている車線の画像を取得するように構成されている、カメラ21のような光学システムを有している。インフラストラクチャは、例えば、路面に設けられているマーキング、境界標、または経路決定装置によって経路を決定することができるその他の任意の要素、例えば路面に塗装された線11から成るものである。経路決定装置は、路面インフラストラクチャから、車両のための経路を決定することができる。
・経路に従って車両1を自律的に運転および誘導することができる自律運転装置3。自律運転装置3は、経路決定装置によって決定された経路に関する情報を交換するために、経路決定装置2と接続されている。自律運転装置3を、操舵制御システム4に接続することもでき、それによって、操舵制御システムから車両のステアリングシャフトに加えることができるトルクの量を制御することができる。トルクの量の制御は、車両の操舵を制御することによる、例えば車軸41を制御することによる操舵のために、すなわち車両の運転のために車両のドライバが要する労力の低減または増大を可能にする。特に、自律運転装置は、車両に関する速度V(t)も、車両の現実の位置、例えば車両の車軸の中心の位置と、経路によって規定されている最適な位置と、の間の偏差E(t)も決定することができる。
本発明は、自律運転装置3が、特に、その速度を上回るとドライバがマニュアルでの車両の運転を開始する速度V3(図3を参照されたい)に等しい速度V(t)から、その速度を下回ると自律運転装置3がドライバの介入なく車両の運転を開始する速度V1に等しい速度V(t)までは、車両1の操舵の制御を漸進的に担い、またそれとは逆に、速度V1に等しい速度V(t)から速度V3に等しい速度V(t)までは、車両1の操舵の制御をドライバに漸進的に委ね、および/または、その偏差を下回るとドライバがマニュアルでの車両の運転を開始する偏差E1(図4を参照されたい)に等しい偏差E(t)から、その偏差を上回ると自律運転装置3がドライバの介入なく車両の運転を開始する偏差E3に等しい偏差E(t)までは、車両1の操舵の制御を漸進的に担い、またそれとは逆に、E3に等しい偏差E(t)からE1に等しい偏差E(t)までは、車両1の操舵の制御をドライバに漸進的に委ねるように、自律運転装置3が構成されていることを特徴とする。
Claims (14)
- 車両(1)のための運転支援システムであって、
前記システムは、
前記車両のための経路を決定することができる経路決定装置(2)と、
前記車両の運転時にドライバを支援する自律運転装置(3)と、を備え、
前記自律運転装置(3)は、ドライバが前記車両を運転する車両のマニュアル運転モードから、前記自律運転装置(3)がドライバによる介入なく前記車両を運転する車両のオートマチック運転モードへと漸進的に移行するために、操舵制御を漸進的に引き継ぐように構成されていることを特徴とする、運転支援システム。 - 前記自律運転装置(3)は、オートマチック運転モードからマニュアル運転モードへと漸進的に移行するために、前記車両の操舵制御をドライバに漸進的に引き渡すように構成されている、請求項1記載の運転支援システム。
- 前記自律運転装置(3)は、前記車両(1)の車軸の向きを、該車軸のステアリングシャフトへのトルク付加によって制御することができる、前記車両(1)の操舵制御システム(4)を有している、請求項1または2記載の運転支援システム。
- 前記自律運転装置(3)は、前記制御の漸進的な引き継ぎまたは前記制御の漸進的な引き渡しを実現するために、前記車両の速度V(t)および前記経路決定装置(2)による経路の決定に応じて、前記トルクの量を決定および制御するように構成されている、請求項3記載の運転支援システム。
- 前記自律運転装置(3)は、速度V1および速度V3を規定するデータベースを有しており、
前記自律運転装置は、
時点tにおける前記車両(1)の速度V(t)を、前記速度V1および前記速度V3と比較し、
前記速度V3を上回る速度V(t)に対して、マニュアル運転モードを実現し、
前記経路決定装置(2)によって経路が決定されている場合には、前記速度V1を下回る速度V(t)に対して、オートマチック運転モードを実現し、
前記経路決定装置(2)によって経路が決定されている場合には、V1とV3との間の速度V(t)に対して、支援運転モードを実現する、
ように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の運転支援システム。 - 前記自律運転装置(3)は、前記トルクの付加のレベルTVを計算するように構成されており、
前記レベルは、V1とV3との間の速度V(t)に対して可変である、請求項5記載の運転支援システム。 - 前記レベルTVは、V3からV1へと低下する速度に対しては0%から100%まで連続的に上昇する値を取ることによって、速度V(t)に応じて変化する、請求項6記載の運転支援システム。
- 前記自律運転装置(3)は、時点tにおける前記車両の実際の位置と、前記経路によって規定されている、時点tにおける前記車両の最適な位置と、の偏差E(t)に応じて、前記トルクの量を決定および制御するように構成されており、
前記経路決定装置(2)による経路の決定は、前記制御の漸進的な引き継ぎまたは前記制御の漸進的な引き渡しのために行われる、請求項1から7までのいずれか1項記載の運転支援システム。 - 前記自律運転装置(3)は、偏差E1および偏差E3を規定するデータベースを有しており、
前記自律運転装置は、
時点tにおける偏差E(t)を、前記偏差E1および前記偏差E3と比較し、
前記偏差E1を下回る偏差E(t)に対して、マニュアル運転モードを実現し、
前記経路決定装置(2)によって経路が決定されている場合には、前記偏差E3を上回る偏差E(t)に対して、オートマチック運転モードを実現し、
前記経路決定装置(2)によって経路が決定されている場合には、E1とE3との間の偏差E(t)に対して、支援運転モードを実現する、
ように構成されている、請求項8記載の運転支援システム。 - 前記自律運転装置(3)は、前記トルクの付加のレベルTEを計算するように構成されており、
前記レベルは、E1とE3との間の偏差E(t)に対して可変である、請求項8または9記載の運転支援システム。 - 前記レベルTEは、E1からE3へと増大する偏差E(t)に対しては0%から100%まで連続的に上昇する値を取ることによって、偏差E(t)に応じて変化する、請求項10記載の運転支援システム。
- 運転支援システムを用いる車両(1)のための運転支援方法であって、
前記方法は、前記車両の運転に関してドライバを支援するように構成されており、
経路決定装置(2)によって前記車両の経路を決定するステップと、
自律運転装置(3)によって、時点tにおける前記車両の速度V(t)を決定する、および/または時点tにおける前記車両の位置と、前記車両が時点tにおいて前記経路に従っていた場合に前記車両が取るべき最適な位置と、の偏差E(t)を決定するステップと、
時点tにおいて前記経路決定装置(2)によって経路が決定されており、かつ前回に決定された、前記車両の速度V(t)が所定の速度V1以下であり、および/または偏差E(t)が所定の偏差E3以上である場合に、前記自律運転装置(3)によって、前記車両を自動的かつ自律的に運転するステップと、
時点tにおいて、前記経路決定装置によって経路が決定されており、かつ前回に決定された、前記車両の速度V(t)がV1と所定の速度であるV3との間であり、および/または偏差E(t)が所定の閾値であるE1とE3との間である場合に、前記自律運転装置(3)によって支援運転するステップと、
速度V(t)が所定の速度V3以上になった場合、および/または前記経路決定装置(2)によって経路が決定できなかった場合、および/または偏差E(t)がE1以下になった場合に即座に、前記自律運転装置による操舵制御システム(4)の制御が行われることなく、マニュアル運転するステップと、
を含むことを特徴とする、運転支援方法。 - 前記自動的な運転は、ドライバの介入なく前記経路に従って前記車両(1)を操舵するための、前記経路に応じた前記自律運転装置(3)による操舵制御システム(4)の制御を含む、請求項12記載の運転支援方法。
- 前記支援運転は、
速度V(t)に応じた前記車両のステアリングシャフトへのトルクの付加のレベルTVの決定、および/または偏差E(t)に応じた前記車両のステアリングシャフトへのトルクの付加のレベルTEの決定と、
前記車両(1)の運転中のドライバの労力を、前記レベルTVだけが計算された場合には前記レベルTV分低減することによって、または前記レベルTEだけが計算された場合には前記レベルTE分低減することによって、または前記レベルTEおよび前記レベルTVのいずれも計算された場合にはTEおよびTVの関数である全体のレベルTG分低減することによって、前記経路に従った前記車両(1)の操舵でもってドライバを支援するための、前記経路および前記レベルTVおよび/またはTEに応じた、前記自律運転装置(3)による前記操舵制御システム(4)の制御と、
から成る、請求項12または13記載の運転支援方法。
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