JP5502134B2 - 前を走行する車両の走行状態を予知するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、前を走行する車両の走行状態を予知するための方法に関する。本発明はさらに、本発明に係る方法を実施するための自動車制御装置に関する。

自動車の自動車制御装置で実行される多数の運転者アシストシステムが実際に知られている。この運転者アシストシステムには特にいわゆるＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）システムが属する。このＡＣＣシステムによって、前を走行する自動車との間隔に依存して自動車の速度を制御することができる。

このようなＡＣＣシステムの場合、自動車の速度制御が専ら、前を走行する自動車との実際の間隔に基づいて並びに自動車間の速度差に基づいて行われるので、特に加速状態に関して運転者の予想と異なる走行状態が走行状況に依存して生じ得る。

これは、このような運転者アシストシステムの導入に対してマイナスの影響を与える。

特許文献１から、前方にある走行道路の情報を評価することによって、先を見越して追い越し操作を補助することができる運転者アシストシステムが知られている。この場合、先行する車両の走行状態、すなわち前を走行する車両の実際間隔並びに前を走行する車両に対する実際の速度差を参照することができる。

独国特許出願公開第１０２００４０２７６９５Ａ１号明細書

これから出発して、本発明の根底をなす課題は、前を走行する車両の走行状態を予知するための新しい方法を提供することである。

この課題は請求項１に記載の方法によって解決される。

先ず最初に前を走行する車両の後ろを走行する車両の自動車制御装置によって、前を走行する車両の後ろを走行する車両のその都度の実際位置と、前を走行する車両とのその都度の実際間隔とから、前を走行する車両のその都度の実際位置が求められる。前を走行する車両の後ろを走行する車両の自動車制御装置は、前を走行する車両のその都度の実際位置に適合する走行道路情報と、前を走行する車両のその都度の実際位置について求められた、前を走行する車両の動的走行情報とから、前を走行する車両の特性値を求める。続いて、前を走行する車両の後ろを走行する車両の自動車制御装置によって、前を走行する車両の特性値と、前を走行する車両の前方にある走行道路の走行道路情報とから、前を走行する車両の走行状態が予知される。

本発明に係る方法によって初めて、前を走行する車両の今後の走行状態を予知することができる。それによって、自動車制御装置で実行される運転者アシストシステムは、前を走行する車両の実際の走行状態だけなく、前を走行する車両の、先を見越して決定される今後の走行状態にもアクセスすることができ、それによって、例えば、ＡＣＣシステムのような運転者アシストシステムの運転方法が従来技術と比べて改善される。

ＡＣＣシステムの場合、前を走行する車両の今後の走行状態が予知されるときに、前を走行する車両との目標間隔に関して許容誤差帯域内の自動車の速度制御は、特に加速状態が運転者側の予想に一致するように改善可能である。それによって、顧客の支持が上がり得る。

さらに、本発明によって、自動車の燃料消費を低減することができる。

好ましくは、前を走行する車両のその都度の実際位置に適合する走行道路情報として、路面勾配および／または路面曲率半径および／または制限速度が考慮される。この場合、前を走行する車両のその都度の実際位置について、前を走行する車両の動的走行情報として、走行速度および／または制限速度に対する偏差および／または縦方向加速度および／または横方向加速度および／またはヨーレートが求められる。動的走行情報を求めるために既に、道路情報が必須である。というのは、前を走行する車両からは、間隔、速度および速度差だけしか知ることができないからである。走行道路情報と動的走行情報の値組み合わせは、前を走行する車両の特性値を形成する。

前を走行する車両の実際の走行道路情報とこの車両の実際の動的走行情報のこの値組み合わせのこの決定と、前を走行する車両の特性値としてのこの値組み合わせの使用は、簡単で、確実でそして正確である。このような特性値に基づいて、先行する今後の走行道路情報にアクセスして、前を走行する車両の今後の走行状態を簡単かつ確実に予知することができる。

有利な発展形態では、後ろを走行する車両による前を走行する車両に対する最初の検出(認識)の際に、自動車制御装置が、特に前を走行する車両の認識された大きさまたは認識されたモデルに基づいて、データベースから前を走行する車両の標準走行状態の特性値を求める。この場合、標準走行状態の特性値に基づいて予知が行われる。続いて、前を走行する車両の後ろを走行する間、実際の特性値が自動車制御装置によって求められ、この特性値をデータベースの特性値と比較することにより、実際の特性値と最も一致する特性値を有する走行状態がデータベースから選び出され、この場合、専らデータベースの特性値に基づいてあるいはデータベースの特性値と実際に求められた特性値との組み合わせに基づいて、予知が行われる。前を走行する車両の後ろを走行する間にすべての特性値が実際に求められるときに、好ましくは専ら実際に求められた特性値に基づいて予知が行われる。

一方ではデータベースに記憶された特性値にアクセスして、他方では実際の特性値を決定および使用することによって特性値を段階的に求めることは、前を走行する車両との最初のコンタクトの際に既に、前を走行する車両の今後の走行状態の直接的で適切な予知を可能にする。前を走行する車両の後ろを走行する時間が経過するにつれて、信頼性を増した特性値を新たに決定することができ、この特性値に基づいて前を走行する車両の予知された今後の走行状態を適合させることができる。

前を走行する車両の走行状態を予知するための方法を実施するための自動車制御装置は請求項１１に記載されている。

本発明の有利な発展形態が従属請求項と次の記載から明らかになる。本発明の実施形態を図に基づいて詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。

前を走行する車両の走行状態を予知するための本発明に係る方法を明らかにするための図である。 前を走行する車両の走行状態を予知するための本発明に係る方法をさらに明らかにするためのブロック図である。

本発明は、前を走行する車両の後ろを走行する車両の自動車制御装置によって、前を走行する車両の今後の走行状態を予知するための方法に関する。

前を走行する車両の予知されたこのような走行状態は、例えば、運転者アシストシステムの機能を改善するために、例えば、ＡＣＣシステムのような運転者アシストシステムで使用される。

本発明はさらに、この方法を実施するための自動車制御装置に関する。

次に、図１と図２を参照して本発明を説明する。図１は２台の車両、すなわち第１車両１０と、この第１車両１０の前を走行する第２車両１１を示す。この場合、第１車両１０は所定の速度および所定の加速度で矢印１２の方向に運転され、前を走行する車両１１は所定の速度および所定の加速度で矢印１３の方向に運転される。両車両１０と１１との間には間隔ΔＸが存在する。

前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４は本発明によって、前を走行する車両１１の今後の走行状態を予知することができ、そのために前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４は先ず最初に、前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０のその都度の実際位置と、前を走行する車両１１とのその都度の実際間隔ΔＸとから、前を走行する車両１１のその都度の実際位置を求める。

前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４は本発明に係る方法を実施し、この車両１０のその都度の実際位置は、ＧＰＳシステム１５から自動車制御装置１４に供給される。

前を走行する車両１１との間隔ΔＸは、運転者アシストシステムのセンサ１６、例えば、間隔センサから自動車制御装置１４に供給される。

前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４は、運転者アシストシステムの図示していない他のセンサを介して、前を走行する車両１１に関する他の情報、例えば、前を走行する車両１１の走行速度、前を走行する車両１１の縦方向加速度、前を走行する車両１１の横方向加速度および前を走行する車両１１のヨーレート(yaw rate)のような、例えば、前を走行する車両１１の動的走行情報の供給を受けることができる。

前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４は、前を走行する車両１１のその都度の実際位置に適合した走行道路情報と、前を走行する車両１１のその都度の実際位置について求められたこの車両の動的走行情報とから、前を走行する車両１１の特性値を求める。

前を走行する車両１１のその都度の実際位置に適合した走行道路情報として、例えば、路面勾配、路面曲率半径、制限速度のうちの少なくとも一つが求められて考慮される。前を走行する車両１１の実際位置に適合したこのような走行道路情報は、デジタルの走行道路情報の形態で、データベース２２から供給される。

図１は走行道路１７の地形状態を概略的に示している。この場合、走行道路１７の所定の区間では、制限速度１８が走行道路情報として表示されている。

前を走行する車両１１のその都度の実際位置について、前を走行する車両１１の他の動的走行情報、すなわち前を走行する車両１１の走行速度、制限速度に対する偏差、縦方向加速度、横方向加速度、ヨーレートのうちの少なくとも一つが求められる。前を走行する車両１１の特性値として、走行道路情報と動的走行情報の他の組み合わせが自動車制御装置１４によって求められ、場合によっては、この自動車制御装置に記憶される。

前を走行する車両の特性値を求めるために、自動車制御装置１４は特性値ジェネレータ１９を備えている。この特性値ジェネレータは上述のように、前を走行する車両のその都度の実際位置について、一方ではその都度の実際位置に適合する走行道路情報と、そして他方ではその都度の実際位置について求められた動的走行情報とを統合して組み合わせ値としての特性値とする。

特性値として、例えば、組み合わせ値は、路面曲率半径と横方向加速度の組み合わせ、路面勾配と縦方向加速度の組み合わせ、制限速度と制限速度からの偏差の組み合わせ、路面曲率半径とヨーレートの組み合わせなどから構成することが可能である。

特性値ジェネレータ１９によって求められた特性値は自動車制御装置１４のデータベース２０に記憶することが可能である。

続いて、前を走行する車両１１の特性値からこの車両の今後の走行状態を予知するために、自動車制御装置１４によって、前を走行する車両１１の特性値と、前を走行する車両１１の前にある走行道路の走行道路情報とから、前を走行する車両の今後の走行状態が予知され、しかも好ましくは自動車制御装置１４の予知ジェネレータ２１内で予知される。

そのために、自動車制御装置１４の予知ジェネレータ２１には、特性値ジェネレータ１９の特性値が供給される。前を走行する車両１１の前にある走行道路の走行道路情報はＧＰＳシステム１５と関連して、例えば、データベース２２を経て自動車制御装置１４の予知ジェネレータ２１に供給される。

予知ジェネレータ２１は前を走行する車両１１の走行状態のための予知として、特に、速度／距離特性（プロファイル）または距離／時間特性（プロファイル）または間隔／距離特性（プロファイル）または間隔／時間特性（プロファイル）を求める。そして、この特性（プロファイル）に基づいて、前を走行する自動車１１の後ろを走行する自動車１０の自動車制御装置１４は、例えば、ＡＣＣシステムのような運転者アシストシステムの作用に影響を与えることができる。

本発明の有利な変形では、後ろを走行する車両１０による前を走行する車両１１の最初の検出（認識）時に、前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４によって、最初の検出時に前を走行する車両のための標準走行状態がデータベース２０から選び出されるように、特性値が求められるかまたは特性値が発生させられる。

そして、予知ジェネレータ２１内で、前を走行する車両１１の標準走行状態に関する特性値が前を走行する車両１１の今後の走行状態を予知するために使用される。

前を走行する車両１１の標準走行状態は、例えば、前を走行する車両の認識された大きさまたは認識されたモデルに基づいて求めることが可能である。例えば、前を走行する車両１１がトラックであるか乗用車であるかどうかを、カメラと、このカメラによって撮影された前を走行する車両１１の画像とを介して、前を走行する車両１１の後ろを走行する車両１０の制御装置１４によって求めることができる。

これに依存して、前を走行する車両１１に対する最初の検出の際に、トラックまたは乗用車の標準走行状態がデータベース２０の特性値ジェネレータ１９から選び出し可能である。

供される画像加工ハードウェアと画像加工ソフトウェアに依存して、場合によっては前を走行する車両のモデルで並びにこのモデルに依存して、このモデルのモータリゼーションを認識することができ、それによってこれに依存して、前を走行する車両の標準走行状態の特性値を求めることができる。データベース２０の特性値ジェネレータ１９から選び出された、前を走行する車両１１の標準走行状態のこの特性値は、予知ジェネレータ２１において、前を走行する車両１１の前方に位置する走行道路の走行道路情報と結合され、それによって前を走行する車両１１の今後の走行状態を予知することができる。

続いて、前を走行する車両１１の背後での継続走行の間、前を走行する車両１１の実際の特性値が、自動車制御装置１４の特性値ジェネレータ１９によって上記の方法で求められる。この場合、実際に求められた特性値を、データベースに記憶された特性値と比較することにより、実際に求められた特性値と最も一致する特性値を有する走行状態がデータベースから選ばれる。

予知ジェネレータ２１での今後の走行状態の予知のために、実際に求められた特性値と最も一致する走行状態のデータベースの特性値だけが使用されるかあるいは実際に求められた特性値とデータベースの特性値の組み合わせが使用される。

例えば、後ろを走行する車両１０による前を走行する車両１１の背後を走行中における前を走行する車両１１に対する最初の検出の後の所定の時間の間、特性値の一部だけしか決定できないときには、特性値ジェネレータ１９で実際に求められた特性値をデータベースに記憶された特性値と組み合わせることができる。

求められた特性値に基づいて予知された走行状態は、走行中に、予知確認のために検査される。これは、求められた特性値に基づいて目標走行状態が予知され、それに続いてこの目標走行状態を実際に生じる実際走行状態と比較することによって行われる。場合によっては、この予知確認に基づいて、求められた少なくとも１つの特性値を変更することができる。

そして、前を走行する車両１１の後ろを走行中に、後ろを走行する車両１０の自動車制御装置１４がすべての特性値を実際に求め、証明し、そして、場合によっては、予知確認によって検査したときに、特性値ジェネレータ１９は、前を走行する車両１１の今後の走行状態の予知を行うために、実際に求められた特性値だけを予知ジェネレータ２１に供することができる。この場合、前を走行する車両１１の今後の走行状態を予知するために、予知ジェネレータ２１は実際に求められたこの特性値を、前を走行する車両の前方にある走行道路の走行道路情報と再び組み合わせる。

本発明は、前を走行する自動車の今後の走行状態の簡単かつ正確な予知を可能にする。本発明に係る方法を実施する自動車制御装置１４は、少なくとも２つのモジュール、すなわち少なくとも特性値ジェネレータ１９と予知ジェネレータ２１を備え、好ましくはさらに上述の特性値を有するデータベース２０を備えている。

特性値ジェネレータ１９は前を走行する車両１１の実際の走行道路情報と、前を走行する車両１１の実際の動的走行情報とから、前を走行する車両１１の特性値を求める。この場合、予知ジェネレータ２１はこのような特性値と、前を走行する車両１１の前にある走行道路の走行道路情報とから、前を走行する車両１１の今後の走行状態を予知する。

前を走行する車両１１の動的走行情報として、速度、縦方向加速度、横方向加速度、ヨーレート及び制限速度に対する偏差のうちの少なくとも一つが使用される。走行道路情報としては曲率半径、路面勾配及び制限速度のうちの少なくとも一つが使用される。

前を走行する車両１１との最初の検出の際に既に、この車両の今後の走行状態に関する予知を提供するためにおよび前を走行する車両１１の後ろを走行する時間の経過と共に、今後の走行状態の予知を改善するために、データベース２０に格納された特性値と、走行状態を予知するために特性値ジェネレータ１９によって実際に求められた特性値の段階的利用が行われる。これによって、前を走行する車両１１の後ろを走行する時間の経過と共に、前を走行する車両１１の今後の走行状態の予知の連続的な改善が可能である。

前を走行する車両の今後の走行状態の本発明に係る予知は、いろいろな運転者アシストシステム、例えば、ＡＣＣシステムまたはブレーキアシストシステムで使用することが可能である。

１０ 車両
１１ 車両
１４ 自動車制御装置
１７ 走行道路

Claims (8)

1. 前を走行する車両の後ろを走行する車両の自動車制御装置によって、前記前を走行する車両の走行状態を予知するための方法であって、
   ａ）まず、前記後ろを走行する車両の前記自動車制御装置によって、前記後ろを走行する前記車両のその都度の実際位置と、前記前を走行する車両とのその都度の実際間隔とから、前記前を走行する車両のその都度の実際位置を求めるステップを含み、この場合前記後ろを走行する前記車両の前記自動車制御装置が、前記前を走行する車両のその都度の実際位置に適合する走行道路情報と、前記前を走行する車両のその都度の実際位置について求められた、前記前を走行する車両の動的走行情報とから、前記前を走行する車両の特性値を求めるステップと、
   ｂ）続いて、前記後ろを走行する車両の前記自動車制御装置によって、前記前を走行する車両の特性値と、前記前を走行する車両の前方にある走行道路の走行道路情報とから、前記前を走行する車両の走行状態を予知するステップを含み、
   前を走行する前記車両に対する最初の検出の際に、自動車制御装置が、前記前を走行する車両の認識された大きさまたは認識されたモデルに基づいて、データベースから前記前を走行する車両の標準走行状態の特性値を求め、この場合、前記標準走行状態の特性値に基づいて予知が行われることを特徴とする方法。
2. 続いて、前記後ろを走行する車両が前記前を走行する車両の後ろを走行する間、実際の特性値が求められることと、この特性値を前記データベースの特性値と比較することにより、実際の特性値と最も一致する特性値を有する走行状態が前記データベースから選び出され、この場合、専ら前記データベースの特性値に基づいてあるいは前記データベースの特性値と実際に求められた特性値との組み合わせに基づいて、予知が行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記後ろを走行する車両が前記前を走行する車両の後ろを走行する間にすべての特性値が実際に求められるときに、専ら実際に求められた特性値に基づいて予知が行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記後ろを走行する車両のその都度の実際位置がＧＰＳシステムから供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記前を走行する車両とのその都度の実際間隔が、少なくとも１個の間隔センサから供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記前を走行する車両のその都度の実際位置に適合する走行道路情報として、路面勾配路面曲率半径及び制限速度のうちの少なくとも一つが考慮されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記前を走行する車両のその都度の実際位置について、前記前を走行する車両の動的走行情報として、走行速度、制限速度に対する偏差、縦方向加速度、横方向加速度及びヨーレートのうちの少なくとも一つが求められることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記前を走行する車両の特性値は、走行道路情報と動的走行情報の値の組み合わせ、すなわち路面曲率半径と横方向加速度の組み合わせ、路面勾配と縦方向加速度の組み合わせ及び制限速度と制限速度との偏差の組み合わせの少なくとも一つ組み合わせにより求められる値として構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

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