DE102017206433B4

DE102017206433B4 - Automatikfahrtsteuerungssystem eines mobilen Objektes

Info

Publication number: DE102017206433B4
Application number: DE102017206433.1A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Urano; Taisuke Sugaiwa; Kunihito Sato; Kentaro Ichikawa; Kohei OTSUKA; Bunyo Okumura; Maiko HIRANO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2024-11-28
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: DE102017206433A1; JP6508114B2; SG10201703141SA; US10310511B2; JP2017194827A; US20170308093A1; KR20170120027A

Abstract

Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes, wobei das Automatikbetriebssteuerungssystem aufweist:
eine Umgebungskartenspeichereinheit (6), die Umgebungskarteninformationen (M) speichert, wobei die Umgebungskarteninformationen (M) Positionsinformationen, die mehrere Positionen in einem Raum angeben, und eine Zustandsgrößenvariabilität jeder der Positionen enthalten, wobei die Zustandsgrößenvariabilität mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei die Zustandsgrößenvariabilität eine Variationstendenz einer Zustandsgröße der entsprechenden Position im Verlaufe der Zeit angibt; und
eine elektronische Steuereinheit (10), die eine Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) enthält,
wobei die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) einen unpassierbaren Bereich (USR), der für eine Bewegung des mobilen Objektes ungeeignet ist, auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen (M) bestimmt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Automatikfahrtsteuerungssystem eines mobilen Objektes.
2. Stand der Technik
Als ein mobiler Roboter, der sich in einem Raum bewegt, ist ein mobiler Roboter bekannt, der Karteninformationen speichert, die Informationen über die Position und Größe eines Hindernisses wie beispielsweise ein Möbelstück in einem Raum enthalten, eine Bewegungsroute zum Bewegen von einer derzeitigen Position zu einem Ziel, während das Möbelstück vermieden wird, unter Verwendung der Karteninformationen bestimmt und sich in dem Raum entlang der Bewegungsroute bewegt (siehe JP 2003 - 345 438 A ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn das Hindernis in dem Raum ein statisches Hindernis ist, dessen Position sich selten ändert, beispielsweise ein Bett, und die Karteninformationen Informationen über die Position und Größe des Hindernisses enthalten, kann sich der mobile Roboter bewegen, während er das Hindernis vermeidet. Wenn jedoch das Hindernis ein statisches Objekt ist, dessen Position sich relativ häufig ändert, beispielsweise ein Stuhl oder ein Mülleimer, und das statische Hindernis zu einer bestimmten Zeit an einer bestimmten Position angeordnet ist, ist die Möglichkeit, dass sich das statische Objekt zu einem anderen Zeitpunkt an der bestimmten Position befindet, niedrig, und die Möglichkeit, dass sich das statische Objekt zu einem anderen Zeitpunkt an einer anderen Position als der bestimmten Position befindet, ist hoch. Wenn das Hindernis ein dynamisches Hindernis wie beispielsweise eine Person oder ein Tier ist, ist die Möglichkeit einer Positionsänderung sogar noch höher.
Die Karte, die in der JP 2003 - 345 438 A beschrieben ist, enthält nur Informationen über die Position und die Größe eines Hindernisses zu einem Zeitpunkt, zu dem die Karteninformationen erstellt wurden. Dementsprechend kann gemäß der JP 2003- 345 438 A die Position eines Hindernisses, dessen Position sich im Verlaufe der Zeit ändert, das heißt dessen Situation sich in dem Raum ändert, nicht genau bestätigt werden. Mit anderen Worten, wenn die Karteninformationen nur die Informationen über die Position und die Größe des Hindernisses enthalten, ist es schwierig, eine Situation in einem Raum, in dem sich der mobile Roboter bewegt, genau zu bestimmen bzw. bestätigen.
Die DE 10 2007 027 075 A1 offenbart eine Hindernisvermeidungspfad-Berechnungsvorrichtung, die mit einer Erfassungseinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts, einer Host-Fahrzeug-Informationen-Erfassungseinrichtung, einer Ankunftsgebiet-Schätzeinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts und einer Vermeidungspfad-Einstelleinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts ausgestattet ist. Die Erfassungseinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts erfasst ein vorausgehendes Objekt. Die Host-Fahrzeug-Informationen-Erfassungseinrichtung erfasst Host-Fahrzeug-Informationen. Die Ankunftsgebiet-Schätzeinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts schätzt das Ankunftsgebiet, in dem das vorausgehende Objekt ankommen könnte, wenn ein festgesetzter Zeitbetrag abgelaufen ist, seitdem das vorausgehende Objekt erfasst worden ist, basierend auf einer geschätzten Eigenschaft des vorausgehenden Objekts aus den Informationen über das vorausgehende Objekt. Die Vermeidungspfad-Einstelleinrichtung bezüglich eines vorausgehenden Objekts berechnet einen Vermeidungspfad, der nicht in das geschätzte Ankunftsgebiet eindringen wird, basierend auf den Informationen über das vorausgehende Objekt und den Host-Fahrzeug-Informationen.
Die DE 11 2013 007 129 B4 offenbart ein Verfahren zum Vorhersagen einer Bewegungstrajektorie eines Objekts aus einer Historie von Positionen des Objekts, bei dem die Position des Objekts um das Fahrzeug erlangt wird, eine Erdgeschwindigkeit des Objekts wird erlangt wird, eine Steigung eines Trajektorienvorhersagevektors (Relativbewegungsvektor) des Objekts in Bezug auf das Fahrzeug unter Verwendung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Erdgeschwindigkeit des Objekts berechnet wird, ein Fitten (Klassifizierung der aufgezeichneten Positionen des Objekts in der Bewegungstrajektorie) in Bezug auf die Historie der Positionen des Objekts mit einer geraden Linie, die die Steigung des Trajektorienvorhersagevektors aufweist, durchgeführt wird und eine gerade Linie, die die Steigung der Position aufweist, die am besten in der geraden Linie, die die Steigung aufweist, passt (gerade Linie, die mehrere Positionen aufweist, die in einer Gruppe enthalten sind, die durch das Fitten klassifiziert wird), als Bewegungstrajektorie des Objekts vorhergesagt wird.
Die JP 2014 - 137 743 A offenbart ein Informationsbereitstellungssystem, das aus einem in einem Fahrzeug bereitgestellten Bordgerät und einem Informationsverarbeitungszentrum besteht. Das Bordgerät erstellt auf Basis eines Erfassungsergebnisses eines externen Sensors eine Belegungsgitterkarte und übermittelt die Karte an das Informationsverarbeitungszentrum. Die Karte unterteilt einen Umgebungsbereich eines Fahrzeugs in Unterbereiche, und ein Wert, der einer Wahrscheinlichkeit entspricht, dass in einem jeweiligen Unterbereich ein Hindernis vorhanden ist, wird entsprechend einer Position des relevanten Unterbereichs angeordnet. Das Informationsverarbeitungszentrum synthetisiert eine Vielzahl Belegungsgitterkarte, um eine synthetisierte Belegungsgitterkarte zu erstellen, die ein weites Gebiet abdeckt.
Die JP 2011 - 248 445 A offenbart eine Bewegtobjektvorhersagevorrichtung, die ein Ausmaß der Bewegung und Änderungen eines sich bewegenden Objekts für jedes der erkannten sich bewegenden Objekte auf der Grundlage der Art und Position des sich bewegenden Objekts berechnet. Wenn das Ausmaß der Bewegung und Änderungen kleiner als ein Schwellenwert ist, wird linear der zukünftige Status der Position und Bewegung des sich bewegenden Objekts für jedes der sich bewegenden Objekte basierend auf der Art, Position und dem Bewegungsstatus des Objekts voraus. Wenn das berechnete Ausmaß der Bewegung und Änderungen größer als der Schwellenwert ist, wird der zukünftige Positions- und Bewegungsstatus für jedes der sich bewegenden Objektelemente, die das sich bewegende Objekt darstellen, vorhergesagt.
Die JP 2016 - 053 846 A offenbart ein Automatikfahrtunterstützungssystem, die ein mobiles Objekt, das sich in einem Überwachungsobjektbereich bewegt, erkennt und Vorhersageinformationen generiert, die die Möglichkeit angeben, wo das mobile Objekt in jedem von mehreren Abschnitten vorhanden ist, die die geplante Fahrtroute eines Fahrzeugs unterteilen, und die Zielbeschleunigung des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Zeitintervall auf der Grundlage der Vorhersageinformationen einstellt, so dass das Fahrzeug während der Fahrt entlang der Strecke nicht mit dem mobilen Objekt kollidiert.
Die DE 10 2008 027 590 A1 offenbart ein Fahrunterstützungssystem für Fahrzeuge, bei dem eine Steuereinheit eine aktuelle Gesamtrisikofunktion jeweils für Markierungslinien, Absperrungen, Seitenbegrenzungen und dreidimensionale Objekte vorgibt, die um ein Fahrzeug herum vorhanden sind, eine zeitliche Veränderung bei der Position jedes Objektes abschätzt und ein Minimum der Gesamtrisikofunktion an der Fahrzeugposition für den jeweiligen Zeitpunkt berechnet. Eine Zielfunktion wird für den Zeitpunkt generiert, und ein Umfahrungssteuerbetrag, der die Zielfunktion zu dem Zeitpunkt minimiert, wird als Umfahrungssteuerbetrag des Fahrzeugs berechnet. Risikofunktionen, die bei Bewegung des Fahrzeugs um den Umfahrungssteuerbetrag bereitgestellt werden, werden für die jeweiligen Routen vorgegeben. Eine abschließende Ausweichroute wird aus den Risikofunktionen der Routen ausgewählt, und ein Lenkvorgang und ein Bremsvorgang werden entsprechend gesteuert.
Die US 2010 / 0 063 735 A1 offenbart ein Verfahren zum Vorhersagen eines Hinderniskurses, bei dem der Kurs, den das Hindernis nehmen kann, basierend auf der Position und dem internen Zustand des Hindernisses vorhergesagt wird und dabei mehrere Kurse für mindestens ein Hindernis probabilistisch vorhergesagt werden. Wenn mehrere Hindernisse vorhanden sind, wird der Kurs, auf dem sich verschiedene Hindernisse gegenseitig stören, aus den vorhergesagten Kursen, die die Hindernisse nehmen können, erhalten, und dessen Vorhersagewahrscheinlichkeit wird verringert.
Die JP 2014 - 219 723 A offenbart eine autonomen mobilen Körper, der enthält: eine Fahreinheit mit mehreren Aktoren, in die eine Steuergröße eingegeben wird; eine Fahrsteuereinheit zum Aufbereiten der Steuervariableneingabe in die Stellglieder; eine Hindernisinformationserfassungseinheit zum Erfassen von Positionsinformationen eines um den Körper herum vorhandenen Hindernisses; eine Speichereinheit zum Speichern einer Umgebungskarte, die zu einer Reiseroute korrespondiert; eine Eigenpositions-Schätzeinheit zum Schätzen einer Eigenposition auf der Umgebungskarte; eine Lerndaten-Aufbereitungseinheit zum Vorbereiten eines Fahrplans in einem Lernfahrmodus; eine Fahrbefehls-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines Fahrbefehls zum Verlangsamen oder Stoppen, wenn das Hindernis in einer Fahrtrichtung in einem Reproduktionsfahrmodus vorhanden ist; und eine Benachrichtigungseinheit zum Bereitstellen einer Benachrichtigung, dass sich das Hindernis in der Nähe befindet, wenn im Lernfahrmodus ein Abstand zwischen dem Körper und dem Hindernis gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Die JP 2009 - 104 531 A offenbart eine Vorrichtung zur Erkennung von potenziellen Gefahrenstellen auf Straßen. Ein Zentrum sammelt Gefahrentypinformationen, die die Arten von Gefahrenvorfällen beim Fahren eines Fahrzeugs und sammelt Straßenattributinformationen einer Straße mit einem jeweiligen Gefahrenpunkt. Dann erstellt das Zentrum Statistiken über die Häufigkeitsverteilung für dieselbe Kombination von Gefahrentypinformationen für die Teile von Straßenattributinformationen und identifiziert die typischen Merkmale der Straßenumgebung für jede Kombination von Gefahrentypinformationen.
Die JP H06 - 208 405 A offenbart ein Informationsverarbeitungsverfahren für einen intelligenten Roboter, bei dem viele verschiedene Informationen schrittweise in ein neu eingeführtes Informationsformat namens Abstandswert umgewandelt werden, der grundlegend den kürzesten Abstand von einer Grenze zwischen einem belegten Gebiet und einem freien Gebiet angibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes zu schaffen, das einen unpassierbaren Bereich genau bestimmen kann, wenn ein Bereich, der für eine Bewegung eines mobilen Objektes in einem Raum nicht geeignet ist, als ein unpassierbarer Bereich definiert ist. Die Aufgabe wird Automatikbetriebssteuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enthält ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes eine Umgebungskartenspeichereinheit, die ausgelegt ist, Umgebungskarteninformationen zu speichern, und eine elektronische Steuereinheit, die eine Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit enthält. Die Umgebungskarteninformationen enthalten Positionsinformationen, die mehrere Positionen in einem Raum und eine Zustandsgrößenvariabilität jeder der Positionen angeben, wobei die Zustandsgrößenvariabilität mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, und wobei die Zustandsgrößenvariabilität eine Variationstendenz einer Zustandsgröße der entsprechenden Position im Verlaufe der Zeit angibt. Die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit bestimmt einen unpassierbaren Bereich, der für eine Bewegung des mobilen Objektes ungeeignet ist, auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, den unpassierbaren Bereich noch genauer zu bestimmen.
Das Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt kann außerdem einen Umgebungsdetektor enthalten, der die Positionsinformationen erfasst, die eine Position in dem Raum und die Zustandsgröße der Position angeben, und die elektronische Steuereinheit kann außerdem enthalten: eine Umgebungserfassungseinheit, die unter Verwendung des Umgebungsdetektors die Positionsinformationen, die eine Position und die Zustandsgröße der Position angeben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten für jede der Positionen in dem Raum erfasst; und eine Variabilitätsberechnungseinheit, die die Zustandsgrößenvariabilität unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen neu berechnet, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit kann den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität bestimmen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt können die Umgebungskarteninformationen außerdem einen Zustandsgrößenrepräsentationswert jeder der Positionen enthalten, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert auf der Grundlage der Zustandsgröße berechnet wird, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit kann den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrößenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität bestimmen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt können die Umgebungskarteninformationen außerdem einen Zustandsgrößenrepräsentationswert jeder der Positionen enthalten, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert auf der Grundlage der Zustandsgröße berechnet wird, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit kann den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrößenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen bestimmen.
Das Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt kann außerdem einen Umgebungsdetektor enthalten, der die Positionsinformationen, die eine Position in dem Raum und die Zustandsgröße der Position angeben, erfasst, und die elektronische Steuereinheit kann außerdem enthalten: eine Umgebungserfassungseinheit, die die Positionsinformationen, die eine Position und die Zustandsgröße der Position angeben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten für jede der Positionen in dem Raum unter Verwendung des Umgebungsdetektors erfasst, und eine Zustandsgrößenberechnungseinheit, die den Zustandsgrößenrepräsentationswert unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen neu berechnet, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit kann den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrößenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen und des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes bestimmen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt können die Umgebungskarteninformationen außerdem eine neueste Erfassungszeit der Zustandsgrößenvariabilität enthalten, wobei die neueste Erfassungszeit mit der entsprechenden Zustandsgrößenvariabilität korreliert ist, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit kann den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und der neuesten Erfassungszeit der Umgebungskarteninformationen bestimmen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt kann die elektronische Steuereinheit außerdem enthalten: eine Routenerzeugungseinheit, die eine Route des mobilen Objektes erzeugt; und eine Bewegungssteuereinheit, die das mobile Objekt steuert, sodass es sich entlang der Route, die von der Routenerzeugungseinheit erzeugt wird, bewegt, und die Routenerzeugungseinheit kann die Route des mobilen Objektes auf der Grundlage des unpassierbaren Bereiches, der von der Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit bestimmt wird, erzeugen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt kann die elektronische Steuereinheit außerdem eine Selbstpositionsbestimmungseinheit enthalten, die eine Position des mobilen Objektes bestimmt, und die Routenerzeugungseinheit kann die Route des mobilen Objektes auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich und der Position des mobilen Objektes, die von der Selbstpositionsbestimmungseinheit bestimmt wird, erzeugen.
In dem Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß dem ersten Aspekt kann die elektronische Steuereinheit außerdem eine Umgebungserkennungseinheit enthalten, die ein Objekt in der Nähe des mobilen Objektes erkennt, und die Routenerzeugungseinheit kann die Route des mobilen Objektes auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich und dem Objekt, das von der Umgebungserkennungseinheit erkannt wird, erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm, das ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 ein schematisches Diagramm, das einen externen Sensor bzw. Außensensor darstellt;
3 ein Blockdiagramm einer Automatikbetriebssteuerungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ein Diagramm, das eine Route darstellt;
5 ein schematisches Diagramm, das Umgebungskarteninformationen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6A ein Diagramm, das ein Beispiel einer Variation bzw. Änderung einer Zustandsgröße im Verlaufe der Zeit darstellt;
6B ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Variation bzw. Änderung der Zustandsgröße im Verlaufe der Zeit darstellt;
6C ein Diagramm, das noch ein weiteres Beispiel der Variation bzw. Änderung der Zustandsgröße im Verlaufe der Zeit darstellt;
7 ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Erfassen von Positionsinformationen und einer Zustandsgröße darstellt;
8A ein Zeitdiagramm, das ein Rechenbeispiel einer Zustandsgrößenvariabilität darstellt;
8B ein Zeitdiagramm, das ein Rechenbeispiel einer Zustandsgrößenvariabilität darstellt;
9 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
10 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
11 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
12 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
13 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
14 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
15A ein Diagramm, das ein Beispiel einer zweidimensionalen Karte eines unpassierbaren Bereiches USR und eines passierbaren Bereiches SR darstellt;
15B ein Diagramm, das ein Erstellungsbeispiel einer zweidimensionalen Karte eines unpassierbaren Bereiches USR und eines passierbaren Bereiches SR darstellt;
16 ein schematisches Diagramm, das eine Route P darstellt;
17 ein schematisches Diagramm, das eine Route P darstellt;
18 ein schematisches Diagramm, das eine Route P darstellt;
19 ein schematisches Diagramm, das eine Route P darstellt;
20 ein Flussdiagramm, das eine Automatikbetriebssteuerungsroutine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
21 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Zielroute darstellt;
22 ein Blockdiagramm, das ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
23 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
24 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
25 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
26 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
27 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
28 ein Flussdiagramm, das eine Automatikbetriebssteuerungsroutine gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
29 ein Blockdiagramm, das ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
30 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
31 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
32 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
33 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
34 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
35 ein Flussdiagramm, das eine Automatikbetriebssteuerungsroutine gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
36 ein schematisches Diagramm, das Umgebungskarteninformationen gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
37 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
38 ein Diagramm, das ein Beispiel eines unpassierbaren Bereiches darstellt;
39 ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel von Umgebungskarteninformationen darstellt;
40 ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel von Umgebungskarteninformationen darstellt;
41 eine schematische perspektivische Ansicht eines Einheitsraumes;
42 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Einheitsraumes; und
43 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Einheitsraumes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 stellt ein Blockdiagramm eines Automatikbetriebssteuerungssystems eines mobilen Objektes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar. Beispiele des mobilen Objektes enthalten ein Fahrzeug oder einen mobilen Roboter. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das mobile Objekt ein Fahrzeug ist. Gemäß 1 enthält ein Automatikbetriebssteuerungssystem eines Fahrzeugs einen Außensensor 1, einen GPS-Empfänger 2, einen internen Sensor bzw. Innensensor 3, eine Kartendatenbank 4, eine Speichereinheit 5, eine Umgebungskartenspeichereinheit 6, ein Navigationssystem 7, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 8, verschiedene Aktuatoren 9 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10.
Der Außensensor 1 ist eine Erfassungsvorrichtung, die Informationen über die Außenseite oder die Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Der Außensensor 1 enthält mindestens ein LIDAR (Abstandserfassung mittels Licht), ein Radar oder eine Kamera. In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält der Außensensor 1, wie es in 2 dargestellt ist, mindestens ein LIDAR SO1, mindestens ein Radar SO2 und mindestens eine Kamera SO3.
Das LIDAR SO1 ist eine Vorrichtung, die ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs V unter Verwendung eines Laserstrahls erfasst. In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten Beispiele des Objektes ein statisches Objekt, das ein unbewegliches Objekt (beispielsweise ein Gebäude oder eine Straße) ist, ein dynamisches Objekt, das ein bewegliches Objekt ist (beispielsweise ein anderes Fahrzeug oder ein Fußgänger), und ein quasistationäres Objekt, das ein Objekt ist, das grundlegend unbeweglich ist, aber einfach bewegt werden kann (beispielsweise ein stehendes Schild, ein Mülleimer oder ein Baumzweig). In dem Beispiel, das in 2 dargestellt ist, ist ein einzelnes LIDAR SO1 an dem Dach des Fahrzeugs V installiert. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) sind beispielsweise vier LIDARs an Stoßfängern an vier Ecken des Fahrzeugs V angebracht. Die LIDARs SO1 emittieren Laserstrahlen in sämtliche Richtungen von dem Fahrzeug V und messen Informationen über Objekte anhand von deren reflektierten Strahlen. Die Objektinformationen enthalten einen Abstand und eine Richtung von dem entsprechenden LIDAR SO1 in Bezug auf das Objekt, das heißt eine Relativposition des Objektes in Bezug auf das LIDAR SO1. Die Objektinformationen, die von den LIDARs SO1 erfasst werden, werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen. Andererseits ist das Radar SO2 eine Vorrichtung, die ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs V unter Verwendung von Radiowellen erfasst. In dem Beispiel, das in 2 dargestellt ist, sind beispielsweise vier Radare SO2 an den Stoßfängern an vier Ecken des Fahrzeugs V angebracht. Die Radare SO2 emittieren Radiowellen in sämtliche Richtungen von dem Fahrzeug V und messen Informationen über ein Hinderns in der Nähe des Fahrzeugs V anhand der von diesem reflektierten Wellen. Die Objektinformationen, die von dem Radar SO2 erfasst werden, werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen. In dem Beispiel, das in 2 dargestellt ist, enthält die Kamera SO3 eine einzelne Stereokamera, die innerhalb oder auf der Innenseite einer Vorderscheibe des Fahrzeugs V installiert ist. Die Stereokamera SO3 fotografiert die Vorderseite des Fahrzeugs V farbig oder monochrom, und die farbigen oder monochromen Fotografierinformationen von der Stereokamera SO3 werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen.
Gemäß 1 empfängt der GPS-Empfänger 2 Signale von drei oder mehr GPS-Satelliten und erfasst Informationen, die eine Absolutposition des Fahrzeugs oder des Außensensors 1 angeben (beispielsweise Breitengrad, Längengrad und Höhenlage des Fahrzeugs V). Die Absolutpositionsinformationen des Fahrzeugs, die von dem GPS-Empfänger 2 erfasst werden, werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen.
Der Innensensor 3 ist eine Erfassungsvorrichtung, die eine Fahrbedingung des Fahrzeugs V erfasst. Die Fahrbedingung des Fahrzeugs V wird durch mindestens eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder eine Lage des Fahrzeugs ausgedrückt. Der Innensensor 3 enthält einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und/oder eine Trägheitsmesseinheit (IMU). In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält der Innensensor 3 den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und die IMU. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V. Die IMU enthält beispielsweise einen Dreiachskreisel und einen Dreirichtungsbeschleunigungssensor, erfasst eine dreidimensionale Winkelgeschwindigkeit und eine Beschleunigung des Fahrzeugs V und erfasst die Beschleunigung und die Lage des Fahrzeugs V auf der Grundlage dieser Größen. Die Fahrbedingungen des Fahrzeugs V, die von dem Innensensor 3 erfasst werden, werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen.
Die Kartendatenbank 4 ist eine Datenbank mit Karteninformationen. Die Kartendatenbank 4 ist beispielsweise auf einer Festplatte (HDD), die in dem Fahrzeug montiert ist, gespeichert. Die Karteninformationen enthalten beispielsweise Positionsinformationen über Straßen und Gestaltinformationen über die Straßen (beispielsweise Typen der Kurven und linearen Teile, Krümmungen der Kurven, Kreuzungen und Positionen von Verbindungspunkten und Abzweigungspunkten).
Die Speichereinheit 5 speichert dreidimensionale Bilder von Objekten, die von dem LIDAR SO1 erfasst werden, und Straßenkarten, die für den Automatikbetrieb verwendet werden, der auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des LIDAR SO1 eingerichtet wird. Die dreidimensionalen Bilder von Objekten und die Straßenkarten werden kontinuierlich oder periodisch aktualisiert.
Die Umgebungskartenspeichereinheit 6 speichert Umgebungskarteninformationen (die später beschrieben werden).
Das Navigationssystem 7 ist eine Vorrichtung, die das Fahrzeug V zu einem Ziel leitet, das von einem Fahrer des Fahrzeugs V unter Verwendung der HMI 8 eingestellt wird. Das Navigationssystem 7 berechnet eine Zielroute zu einem Ziel auf der Grundlage der Informationen über die derzeitige Position des Fahrzeugs V, die von dem GPS-Empfänger 2 erfasst wird, und der Karteninformationen der Kartendatenbank 4. Informationen über die Zielroute des Fahrzeugs V werden an die elektronische Steuereinheit 10 übertragen.
Die HMI 8 ist eine Schnittstelle, die verwendet wird, um Informationen zwischen einem Insassen des Fahrzeugs V und einem Automatikbetriebssteuerungssystem des Fahrzeugs auszutauschen. In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält die HMI 8 eine Anzeige, die Zeichen oder Bildinformationen anzeigt, einen Lautsprecher, der Laute erzeugt, und Betriebsknöpfe oder eine berührungsempfindliche Fläche, die von einem Insassen verwendet werden, um einen Eingabebetrieb durchzuführen.
Der Aktuator 9 ist eine Vorrichtung, die einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs V entsprechend einem Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 10 steuert. Der Fahrbetrieb des Fahrzeugs V enthält ein Fahren, Bremsen und Lenken. Der Aktuator 9 enthält mindestens einen Fahraktuator, einen Bremsaktuator oder einen Lenkaktuator. Der Fahraktuator steuert eine Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors, der eine Antriebskraft des Fahrzeugs V bereitstellt, wodurch der Fahrbetrieb des Fahrzeugs V gesteuert wird. Der Bremsaktuator betreibt eine Bremsvorrichtung des Fahrzeugs V, wodurch der Bremsbetrieb des Fahrzeugs V gesteuert wird. Der Lenkaktuator betreibt eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs V, wodurch der Lenkbetrieb des Fahrzeugs V gesteuert wird.
Wenn ein Insasse einen Eingabebetrieb zum Starten eines Automatikbetriebs unter Verwendung der HMI 8 in einem Zustand durchführt, in dem der Automatikbetrieb möglich ist, wird ein Signal an die elektronische Steuereinheit 10 zum Starten des Automatikbetriebs gesendet. Das heißt, ein Fahren, Bremsen und Lenken, die die Fahrbetriebe des Fahrzeugs V sind, werden von dem Aktuator 9 gesteuert. Wenn andererseits der Insasse einen Eingabebetrieb zum Stoppen des Automatikbetriebs unter Verwendung der HMI 8 durchführt, wird ein Signal an die elektronische Steuereinheit 10 zum Stoppen des Automatikbetriebs gesendet, und es wird ein manueller Betrieb, bei dem mindestens einer der Fahrbetriebe des Fahrzeugs V durchgeführt wird, mittels eines Fahrers gestartet. Mit anderen Worten, der Automatikbetrieb wechselt in den manuellen Betrieb. Wenn der Fahrbetrieb des Fahrzeugs V von dem Fahrer in dem Automatikbetrieb durchgeführt wird, das heißt, wenn der Fahrer ein Lenkrad um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt, wenn der Fahrer ein Gaspedal um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt, oder wenn der Fahrer ein Bremspedal um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt, wird der Automatikbetrieb in den manuellen Betrieb gewechselt. Wenn die Durchführung des Automatikbetriebs während seiner Durchführung als schwierig bestimmt wird, wird der manuelle Betrieb über die HMI 8 von dem Fahrer gefordert.
Die elektronische Steuereinheit 10 ist ein Computer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) enthält, die über mindestens einen bidirektionalen Bus miteinander verbunden sind. Wie es in 1 dargestellt ist, enthält die elektronische Steuereinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Speichereinheit 11, die den ROM und den RAM enthält, eine Automatikbetriebssteuerungseinheit 12 und eine Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13.
Die Automatikbetriebssteuerungseinheit 12 steuert den Automatikbetrieb des Fahrzeugs V. Andererseits bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich, der für eine Bewegung des Fahrzeugs V ungeeignet ist.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält die Automatikbetriebssteuerungseinheit 12 eine Umgebungserkennungseinheit 12a, eine Selbstpositionsbestimmungseinheit 12b, eine Routenerzeugungseinheit 12c und eine Bewegungssteuereinheit 12d, wie es in 3 dargestellt ist.
Die Umgebungserkennungseinheit 12a erkennt eine Situation einer Umgebung des Fahrzeugs V unter Verwendung des Außensensors 1. Das heißt, die Umgebungserkennungseinheit 12a erkennt die Situation der Umgebung des Fahrzeugs V auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Außensensors 1 (beispielsweise dreidimensionale Bildinformationen eines Objektes von dem LIDAR SO1, Objektinformationen von dem Radar SO2 und Fotografierinformationen von der Kamera SO3). Beispiele der Außensituation enthalten eine Position einer weißen Linie einer Fahrspur in Bezug auf das Fahrzeug V, eine Position einer Fahrspurmitte in Bezug auf das Fahrzeug V, eine Straßenbreite, eine Straßengestalt (beispielsweise ein Krümmung einer Fahrspur und eine Gradientenänderung einer Straßenoberfläche) und eine Situation eines Objektes in der Nähe des Fahrzeugs V (beispielsweise Informationen zum Unterscheiden zwischen einem statischen Objekt und einem dynamischen Objekt, eine Position des Objektes in Bezug auf das Fahrzeug V, eine Bewegungsrichtung des Objektes in Bezug auf das Fahrzeug V und eine Relativgeschwindigkeit des Objektes in Bezug auf das Fahrzeug V).
Die Selbstpositionsbestimmungseinheit 12b bestimmt eine absolute Position bzw. Absolutposition des Fahrzeugs V. Das heißt, die Selbstpositionsbestimmungseinheit 12b berechnet eine genaue Absolutposition des Fahrzeugs V auf der Grundlage einer groben Position des Fahrzeugs V von dem GPS-Empfänger 2, einer Umgebungssituation des Fahrzeugs, die von der Umgebungserkennungseinheit 12a erkannt wird, und der Objektinformationen und der Straßenkarte, die für den Automatikbetrieb verwendet wird und die in der Speichereinheit 5 gespeichert ist.
Die Routenerzeugungseinheit 12c erzeugt eine Route des Fahrzeugs V. In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält eine Route Informationen, die eine Zeit t angeben, Informationen, die die Absolutposition (x(t), y(t)) des Fahrzeugs zu der Zeit t angeben, und Informationen, die eine Fahrbedingung des Fahrzeugs zu der Zeit t angeben (beispielsweise eine Kombination (t, x(t), y(t), v(t) und θ(t)) von Informationen, die eine Geschwindigkeit v(t) und eine Fahrtrichtung θ(t)) angeben. Hier wird x(t) beispielsweise durch einen Breitengrad repräsentiert, und y(t) wird beispielsweise durch einen Längengrad repräsentiert. Zunächst wird beispielsweise eine Kombination (Δt, x(Δt), y(Δt), v(Δt), und θ(Δt)) nach dem Verstreichen einer Zeit Δt unter Verwendung einer Kombination (0, x(0), y(0), v(0), und θ(0)) zu einer derzeitigen Zeit bzw. einem derzeitigen Zeitpunkt (t=0) berechnet. Anschließend wird eine Kombination (2Δt, x(2Δt), y(2Δt), v(2Δt), und θ(2Δt)) nach einem zusätzlichen Verstreichen einer Zeit Δt berechnet. Danach wird eine Kombination (nΔt, x(nΔt), y(nΔt), v(nΔt), und θ(nΔt)) nach einem zusätzlichen Verstreichen einer Zeit nΔt berechnet. Beispiele der Kombinationen sind in 4 dargestellt. Das heißt, in 4 sind Beispiele der oben genannten Kombinationen (t, x(t), y(t), v(t), und θ(t)) in einem dreidimensionalen Raum, der durch die Zeit t und die Absolutposition (x(t), y(t)) des Fahrzeugs V definiert wird, aufgezeichnet. Wie es in 4 dargestellt ist, bildet eine Kurve, die durch aufeinanderfolgendes Verbinden von mehreren Kombinationen (t, x(t), y(t), v(t), und θ(t)) erhalten wird, eine Route P.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Routenerzeugungseinheit 12c eine Route P auf der Grundlage des unpassierbaren Bereiches, der von der Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 bestimmt wird.
Die Bewegungssteuereinheit 12d steuert eine Bewegung des Fahrzeugs V. Insbesondere steuert die Bewegungssteuereinheit 12d das Fahrzeug V, sodass es sich entlang der Route P, die von der Routenerzeugungseinheit 12c erzeugt wird, bewegt. Das heißt, die Bewegungssteuereinheit 12d steuert den Aktuator 9, um die Kombinationen (t, x(t), y(t), v(t), und θ(t)) der Route P zu realisieren, wodurch die Fahrt, das Bremsen und das Lenken des Fahrzeugs V gesteuert werden.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 den unpassierbaren Bereich auf der Grundlage von Umgebungskarteninformationen in der Umgebungskartenspeichereinheit 6. Die Umgebungskarteninformationen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden unten beschrieben.
5 stellt schematisch Umgebungskarteninformationen M gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dar. Die Umgebungskarteninformationen M gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten Positionsinformationen, die jeweilige Positionen in einem Raum angeben, einen Zustandsgrößenrepräsentationswert, der mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, und eine Zustandsgrößenvariabilität, die mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wie es in 5 dargestellt ist. In der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der obige Raum ein dreidimensionaler Raum. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) kann der Raum ein zweidimensionaler Raum sein.
Der Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität einer bestimmten Position werden auf der Grundlage der Zustandsgröße der bestimmten Position berechnet. In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Zustandsgröße einer bestimmten Position durch eine Anwesenheitswahrscheinlichkeit eines Objektes bei der bestimmten Position ausgedrückt. In diesem Fall wird die Zustandsgröße beispielsweise in der Form eines kontinuierlichen Wertes von 0 bis 1 berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) kann die Zustandsgröße in der Form eines diskreten Wertes berechnet werden.
Der Zustandsgrößenrepräsentationswert einer bestimmten Position ist ein numerischer Wert, der einen Zustand der bestimmten Position geeignet angibt. In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert beispielsweise in der Form eines kontinuierlichen Wertes zwischen 0 und 1 berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert in der Form eines diskreten Wertes berechnet.
Andererseits ist die Zustandsgrößenvariabilität einer bestimmten Position ein numerischer Wert, der eine Variationstendenz bzw. Änderungstendenz der Zustandsgröße der bestimmten Position im Verlaufe der Zeit angibt. In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Zustandsgrößenvariabilität in der Form eines kontinuierlichen Wertes berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird die Zustandsgrößenvariabilität in der Form eines diskreten Wertes berechnet. Die Zustandsgrößenvariabilität wird zusätzlich mit Bezug auf die 6A, 6B und 6C beschrieben. In den 6A, 6B und 6C sind erfasste Zustandsgrößen aufgezeichnet.
Die Zustandsgrößenvariabilität wird beispielsweise durch eine Frequenz bzw. Häufigkeit einer Variation bzw. Änderung oder einen Grad einer Variation bzw. Änderung der Zustandsgröße im Verlaufe der Zeit ausgedrückt. Das heißt, die Zustandsgröße in dem Beispiel, das in 6B dargestellt ist, weist eine höhere Frequenz bzw. Häufigkeit einer Variation und eine höhere Variationstendenz im Verlaufe der Zeit als die Zustandsgröße in dem Beispiel, das in 6A dargestellt ist, auf. Dementsprechend ist die Zustandsgrößenvariabilität in dem Beispiel, das in 6B dargestellt ist, größer als die Zustandsgrößenvariabilität in dem Beispiel, das in 6A dargestellt ist. Andererseits weist die Zustandsgröße in dem Beispiel, das in 6C dargestellt ist, eine höhere Frequenz bzw. Häufigkeit einer Variation und eine höhere Variationstendenz im Verlaufe der Zeit als die Zustandsgröße in dem Beispiel, das in 6A dargestellt ist, auf. Dementsprechend ist die Zustandsgrößenvariabilität in dem Beispiel, das in 6C dargestellt ist, größer als die Zustandsgrößenvariabilität in dem Beispiel, das in 6A dargestellt ist.
Im Folgenden wird ein Erstellungsbeispiel der Umgebungskarteninformationen M beschrieben. In dem Erstellungsbeispiel enthält ein Umgebungskartenerstellungssystem einen Umgebungsdetektor, der Positionsinformationen erfasst, die eine Position in einem Raum und eine Zustandsgröße der Position angeben, eine Umgebungskartenspeichereinheit und eine elektronische Steuereinheit, die zur Erstellung einer Umgebungskarte verwendet wird. Die elektronische Steuereinheit enthält eine Umgebungserfassungseinheit, die unter Verwendung des Umgebungsdetektors Positionsinformationen, die eine Position und eine Zustandsgröße der Position angeben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten für die jeweiligen Positionen in einem Raum erfasst, eine Zustandsgrößenberechnungseinheit, die den Zustandsgrößenrepräsentationswert unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen berechnet, eine Variabilitätsberechnungseinheit, die die Zustandsgrößenvariabilität unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen berechnet, und eine Speichereinheit, die den Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität in Korrelation zu den entsprechenden Positionsinformationen in der Umgebungskartenspeichereinheit speichert. Die Umgebungskarteninformationen M werden von dem Umgebungskartenerstellungssystem erstellt. Das Umgebungskartenerstellungssystem ist an einem mobilen Objekt wie beispielsweise einem Fahrzeug montiert. Der Umgebungsdetektor enthält beispielsweise einen Außensensor (beispielsweise LIDAR), der ein Objekt in der Nähe des Umgebungskartenerstellungssystems erfasst, einen Innensensor und einen GPS-Empfänger, der eine Absolutposition des Umgebungskartenerstellungssystems erfasst.
7 stellt einen Fall dar, bei dem ein Laserstrahl, der von dem LIDAR L des Umgebungskartenerstellungssystems emittiert wird, von einem Objekt OBJ reflektiert wird. In diesem Fall ist ein reflektierender Punkt an einer Position PX ausgebildet, wie es durch einen ausgefüllten schwarzen Kreis in 7 angegeben ist. Das LIDAR L misst Relativpositionsinformationen der Position PX des reflektierenden Punktes. Aus dem Messergebnis ist ersichtlich, dass das Objekt OBJ an der Position PX vorhanden ist, und somit ist die Zustandsgröße, das heißt, die Objektpräsenzwahrscheinlichkeit der Position PX, gleich 1. Die Absolutpositionsinformationen der Position PX sind aus den Relativpositionsinformationen der Position PX in Bezug auf das LIDAR L und den Absolutpositionsinformationen des Umgebungskartenerstellungssystems von dem GPS-Empfänger des Umgebungskartenerstellungssystems ersichtlich. Es ist ersichtlich, dass kein Objekt an einer Position PY vorhanden ist, die kein reflektierender Punkt ist, wie es durch einen weißen nicht ausgefüllten Kreis in 7 angegeben ist, und somit ist die Zustandsgröße, das heißt die Objektpräsenzwahrscheinlichkeit der Position PY, gleich 0. Die Absolutpositionsinformationen der Position PY sind aus den Relativpositionsinformationen der Position PX in Bezug auf das LIDAR L und den Absolutpositionsinformationen des Umgebungskartenerstellungssystems von dem GPS-Empfänger des Umgebungskartenerstellungssystems ersichtlich. Auf diese Weise werden die Absolutpositionsinformationen und die Zustandsgrößen der Positionen PX und PY berechnet.
In dem Erstellungsbeispiel der Umgebungskarteninformationen M erfasst das LIDAR L des Umgebungskartenerstellungssystems wiederholt Objektinformationen beispielsweise in Intervallen von mehreren zehn Millisekunden. Mit anderen Worten, das LIDAR L des Umgebungskartenerstellungssystems erfasst die Objektinformationen zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten. Dementsprechend wird die Zustandsgröße zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten anhand der Objektinformationen zu den unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet. Wenn ein mobiles Objekt, an dem das Umgebungskartenerstellungssystem montiert ist, sich mehrere Male an eine vorbestimmte Position bewegt, werden alternativ die Objektinformationen zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten ebenfalls erfasst, und es wird die Zustandsgröße zu den unterschiedlichen Zeitpunkten ebenfalls berechnet. In den 8A, 8B und 8C sind verschiedene Beispiele der Zustandsgröße einer bestimmten Position zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten dargestellt.
In dem Erstellungsbeispiel der Umgebungskarteninformationen M wird eine Variation der Zustandsgröße je Zeiteinheit berechnet, und die Zustandsgrößenvariabilität wird auf der Grundlage der Variation der Zustandsgröße je Zeiteinheit berechnet. Das heißt, in dem Beispiel, das in 8A dargestellt ist, werden Variationen bzw. Änderungen (Absolutwerte) dsQ1, dsQ2, ... der Zustandsgröße mit demselben Zeitintervall dt berechnet. In diesem Fall ist das Zeitintervall dt beispielsweise dasselbe wie das Erfassungszeitintervall der Zustandsgröße. In dem Beispiel, das in 8A dargestellt ist, werden die Variationen dsQ1, dsQ2, ... der Zustandsgröße mit dem kontinuierlichen Zeitintervall dt berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Variationen der Zustandsgröße in diskontinuierlichen Zeitintervallen dt berechnet werden. Alternativ werden in dem Beispiel, das in 8B dargestellt ist, Variationen (Absolutwerte) dsQ2, dsQ2, ... der Zustandsgröße in mehreren unterschiedlichen Zeitintervallen dt1, dt2, ... berechnet. Die unterschiedlichen Zeitintervalle befinden sich beispielsweise in der Größenordnung von Sekunden, Minuten, Tagen oder Jahren. Anschließend werden Variationen je Zeiteinheit dsQ1/dt1, dsQ2/dt2, ... der Zustandsgröße aufeinanderfolgend berechnet. In dem Beispiel, das in 8B dargestellt ist, werden die Variationen dsQ1, dsQ2, ... der Zustandsgröße in den kontinuierlichen Zeitintervallen dt1, dt2, ... berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Variationen der Zustandsgröße in diskontinuierlichen Zeitintervallen berechnet werden. Anschließend wird die Zustandsgrößenvariabilität durch einfache Mittelwertbildung oder gewichtete Mittelwertbildung der Variationen je Zeiteinheit dsQ1/dt1, dsQ2/dt2, ... der Zustandsgröße berechnet. Wenn der gewichtete Mittelwert verwendet wird, wird beispielsweise die Variation je Zeiteinheit dsQ/dt der Zustandsgröße, deren Erfassungszeit jünger ist, mehr gewichtet, und die Variation je Zeiteinheit dsQ/dt der Zustandsgröße, deren Erfassungszeit älter ist, wird geringer gewichtet. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Variation je Zeiteinheit dsQ/dt der Zustandsgröße, deren Erfassungszeit jünger ist, weniger gewichtet, und die Variation je Zeiteinheit dsQ/dt der Zustandsgröße, deren Erfassungszeit älter ist, wird stärker gewichtet. Die Zustandsgrößenvariabilität wird für mehrere Positionen berechnet.
Gemäß einem anderen Erstellungsbeispiel der Umgebungskarteninformationen M werden mehrere Zustandsgrößen als eine Funktion der Zeit einer Fouriertransformation unterzogen, und die Zustandsgrößenvariabilität wird aus diesem Ergebnis berechnet. Insbesondere wird beispielsweise eine Intensität eines vorbestimmten Spektrums (Frequenz) als Zustandsgrößenvariabilität berechnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Zustandsgrößenvariabilität durch einfache Mittelwertbildung oder gewichtete Mittelwertbildung der Intensitäten verschiedener Spektren berechnet.
Andererseits wird in dem Erstellungsbeispiel der Umgebungskarteninformationen M ein Zustandsgrößenrepräsentationswert auf der Grundlage der Zustandsgröße einer bestimmten Position, die zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst wurde, berechnet. Der Zustandsgrößenrepräsentationswert einer bestimmten Position wird beispielsweise auf die neueste Zustandsgröße der Zustandsgrößen der bestimmten Position der unterschiedlichen Zeitpunkte eingestellt. Dann gibt der Zustandsgrößenrepräsentationswert der bestimmten Position den neuesten Zustand der bestimmten Position an. Gemäß einem anderen Beispiel wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert einer bestimmten Position durch einfache Mittelwertbildung oder gewichtete Mittelwertbildung der Zustandsgrößen der bestimmten Position zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet. Sogar wenn die Zustandsgröße einer bestimmten Position zeitweilig variiert, kann dann der Zustand der Position durch den Zustandsgrößenrepräsentationswert genau ausgedrückt werden.
Dann wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert in Korrelation zu den entsprechenden Positionsinformationen in der Umgebungskartenspeichereinheit gespeichert. Die Zustandsgrößenvariabilität wird in Korrelation zu den entsprechenden Positionsinformationen in der Umgebungskartenspeichereinheit gespeichert. Auf diese Weise werden die Umgebungskarteninformationen M erstellt.
Auf diese Weise werden der Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität mit den Positionsinformationen korreliert. Wenn die Positionsinformationen bezeichnet werden, können dementsprechend der Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität der entsprechenden Position aus den Umgebungskarteninformationen M erfasst werden. In der ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Umgebungskarteninformationen M die Positionsinformationen, die Zustandsgrößenrepräsentationswerte und die Zustandsgrößenvariabilitäten von Positionen in einen dreidimensionalen Raum, und ist somit eine dreidimensionale Karte. In der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Positionsinformationen absolute Positionsinformationen bzw. Absolutpositionsinformationen. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) sind die Positionsinformationen relative Positionsinformationen bzw. Relativpositionsinformationen in Bezug auf eine vorbestimmte spezielle Position.
Das Folgende ist aus den Umgebungskarteninformationen M, die auf diese Weise erstellt werden, ersichtlich. Das heißt, wenn die Zustandsgröße einer bestimmten Position, die durch eine Objektpräsenzwahrscheinlichkeit ausgedrückt wird, groß ist und deren Zustandsgrößenvariabilität niedrig ist, wird die Position von einem statischen Objekt (beispielsweise einem Gebäude oder einer Straßenoberfläche), einem dynamischen Objekt, das stationär verbleibt (beispielsweise ein anderes Fahrzeug oder ein Fußgänger), oder einem quasistationären Objekt (beispielsweise einem stehenden Schild, einem Mülleimer oder einem Zweig eines Baumes) belegt. Alternativ werden ein Belegungszustand, bei dem die Position von einem dynamischen Objekt oder einem quasistationären Objekt belegt wird, und ein Nichtbelegungszustand, bei dem die Position nicht von einem dynamischen Objekt oder einem quasistationären Objekt belegt wird, vollständig mit einer relativ niedrigen Frequenz gewechselt, und eine Dauer des belegten Zustands bzw. Belegungszustands ist relativ lang. Wenn anderseits die Zustandsgröße einer bestimmten Position klein ist und deren Zustandsgrößenvariabilität niedrig ist, gibt es nichts an der Position. Ein spezielles Beispiel einer derartigen Position ist ein Raum oberhalb eines Teiches. Wenn die Zustandsgröße einer bestimmten Position groß ist und deren Zustandsgrößenvariabilität hoch ist, werden der Belegungszustand und der Nichtbelegungszustand vollständig mit einer relativ hohen Frequenz an der Position gewechselt, und eine Dauer des Belegungszustands ist relativ lang. Ein spezielles Beispiel einer derartigen Position ist eine Straße, die ein relativ starkes Verkehrsaufkommen aufweist. Wenn die Zustandsgröße einer bestimmten Position klein ist und deren Zustandsgrößenvariabilität hoch ist, werden der Belegungszustand und der Nichtbelegungszustand vollständig mit einer relativ hohen Frequenz an der Position gewechselt, und eine Dauer des Nichtbelegungszustands ist relativ lang. Ein spezielles Beispiel einer derartigen Position ist eine Straße, die ein relativ niedriges Verkehrsaufkommen (nicht gleich null) aufweist.
Das heißt, die Umgebungskarteninformationen M gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten Informationen über eine Situation einer bestimmten Position ebenso wie Informationen über ein Objekt an der Position oder Informationen, ob es ein Objekt an der Position gibt. Dementsprechend ist es möglich, eine Situation in einem Raum noch genauer auszudrücken.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung ist das mobile Objekt, an dem das Umgebungskartenerstellungssystem montiert ist, ein mobiles Objekt, das nicht das Fahrzeug V ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist das mobile Objekt, an dem das Umgebungskartenerstellungssystem montiert ist, ein Fahrzeug V. Das heißt, in dem Fahrzeug V werden die Umgebungskarteninformationen M erstellt und in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert. In diesem Fall bilden der Außensensor 1 und der GPS-Empfänger 2 des Fahrzeugs V den Umgebungsdetektor des Umgebungskartenerstellungssystems.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Zustandsgröße einer bestimmten Position durch eine Präsenzwahrscheinlichkeit eines Objektes an der bestimmten Position ausgedrückt. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird eine Zustandsgröße einer bestimmten Position durch eine Farbe oder einen Luminanzwert eines Objektes an der bestimmten Position ausgedrückt. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, festzustellen, welche Lampe einer Ampel leuchtet. In dieser Ausführungsform wird, wenn die Zustandsgröße durch eine Farbe eines Objektes ausgedrückt wird, die Farbe des Objektes mittels einer Farbkamera erfasst, die als die Kamera SO3 des Außensensors 1 dient. Wenn andererseits die Zustandsgröße durch einen Luminanzwert eines Objektes ausgedrückt wird, wird der Luminanzwert des Objektes mittels des LIDAR SO1, des Radars SO2 oder der Farb- oder monochromen Kamera SO3 des Außensensors 1 erfasst. Das heißt, die Intensität eines reflektierten Strahles, der dadurch erlangt wird, dass ein Laserstrahl von dem LIDAR SO1 emittiert und von einem Objekt reflektiert wird, gibt den Luminanzwert den Objektes an. Auf ähnliche Weise gibt die Intensität einer reflektierten Welle des Radars SO2 den Luminanzwert des Objektes an. Dementsprechend wird der Luminanzwert eines Objektes durch Erfassen der Intensität eines reflektierten Strahles oder der Intensität einer reflektierten Welle erfasst. Wenn eine Zustandsgröße durch eine Farbe eines Objektes ausgedrückt wird, wird die Zustandsgröße beispielsweise unter Verwendung eines RGB-Modelles digitalisiert.
Andererseits wird in der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Zustandsgrößenvariabilität mit einem Positionsinformationsteil korreliert. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) werden mehrere Zustandsgrößenvariabilitäten mit einem Positionsinformationsteil korreliert, und somit enthalten die Umgebungskarteninformationen M mehrere Zustandsgrößenvariabilitäten. In diesem Fall werden beispielsweise, wie es in 8B dargestellt ist, mehrere Zustandsgrößenvariabilitäten auf der Grundlage der Variation der Zustandsgröße in mehreren unterschiedlichen Zeitintervallen berechnet. Gemäß einem anderen Beispiel werden mehrere Zustandsgrößenvariabilitäten auf der Grundlage der Intensitäten von mehreren Spektren, die mittels Fouriertransformation der Zustandsgrößen erhalten werden, berechnet.
Wie es oben beschrieben wurde, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich auf der Grundlage der Umgebungskarteninformationen M. Verschiedene Beispiele des Verfahrens zum Bestimmen eines unpassierbaren Bereiches gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die 9 bis 13 beschrieben.
In dem Beispiel, das in 9 dargestellt ist, wird in einem Raum, in dem ein Fahrzeug V fahren kann, ein Bereich, in dem ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als ein vorbestimmter erster eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ1 ist und eine Zustandsgrößenvariabilität VRB niedriger als eine vorbestimmte erste eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB1 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als der erste eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ1 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder größer als die erste eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB1 ist, und ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder kleiner als der erste eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ1 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt, die für eine Bewegung des Fahrzeugs geeignet sind.
Wie es oben beschrieben wurde, ist in einem Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ groß ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB niedrig ist, ein statisches Objekt vorhanden. In dem Beispiel, das in 9 dargestellt ist, wird ein derartiger Bereich als für eine Fahrt des Fahrzeugs V mittels Automatikbetrieb nicht geeignet bestimmt, und dieser Bereich wird als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Andererseits werden ein Bereich, in dem der eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ groß ist und die Zustandsgrößenvariabilität hoch ist, und ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ klein ist, als für eine Fahrt des Fahrzeugs V mittels Automatikbetrieb geeignet bestimmt, und derartige Bereiche werden als passierbare Bereiche SR bestimmt. In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bereich, in dem die Umgebungskarteninformationen M nicht vorhanden sind, das heißt ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert und/oder die Zustandsgrößenvariabilität nicht berechnet werden, als unpassierbarer Bereich USR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 10 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als ein vorbestimmter zweiter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ2 ist und eine Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte zweite eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB2 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als der zweite eingestellte Zustandsgrö-ßenrepräsentationswert SQ2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die zweite eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB2 ist, und ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder kleiner als der zweite eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ2 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 11 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ kleiner als ein vorbestimmter dritter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ3 ist und eine Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte dritte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB3 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ kleiner als der dritte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ3 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die dritte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB3 ist, und ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder größer als der dritte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ3 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR eingestellt.
In dem Beispiel, das in 12 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem eine Zustandsgrößenvariabilität VRB kleiner als eine vorbestimmte vierte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB4 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder größer als die vierte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB4 ist, wird als ein passierbarer Bereich SR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 13 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem eine Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte fünfte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB5 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die fünfte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB5 ist, wird als ein passierbarer Bereich SR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 14 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als ein vorbestimmter vierter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ4 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder kleiner als der vierte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ4 ist, wird als ein passierbarer Bereich SR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 12 und 13 dargestellt sind, kann gesagt werden, dass der unpassierbare Bereich USR unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ bestimmt wird. Andererseits kann gesagt werden, dass der unpassierbare Bereich USR in dem Beispiel, das in 14 dargestellt ist, unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB bestimmt wird.
15A stellt ein Beispiel dar, bei dem ein unpassierbarer Bereich USR und ein passierbarer Bereich SR in der Form einer zweidimensionalen Karte repräsentiert werden. In dem Beispiel, das in 15A dargestellt ist, repräsentiert x den Breitengrad und y repräsentiert den Längengrad. Die zweidimensionale Karte wird beispielsweise wie folgt erstellt.
Die Umgebungskarteninformationen M enthalten Zustandsgrößenvariabilitäten VRB und Zustandsgrößenrepräsentationswerte SQ mehrerer Positionen, die denselben Breitengrad x und denselben Längengrad y und unterschiedliche Höhenlagen z aufweisen. In 15B sind mehrere Positionen P1, P2, ..., Pn, die denselben Breitengrad x und denselben Längengrad y von (x1, y1) und unterschiedliche Höhenlagen z aufweisen, bis zu einem vorbestimmten Wert H, der in Abhängigkeit von der Höhe des Fahrzeugs V in Bezug auf eine Straßenoberfläche bestimmt wird, dargestellt. Der vorbestimmte Wert H ist beispielsweise ein Wert, der durch Addieren eines vorbestimmten Wertes zu der Höhe des Fahrzeugs V erhalten wird. Es wird bestimmt, ob die jeweiligen Positionen P1, P2, ..., Pn einen unpassierbaren Bereich USR darstellen. Das heißt, in dem Beispiel, das in 9 dargestellt ist, wird für jede der Positionen P1, P2, ..., Pn bestimmt, ob der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als der erste eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ1 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB kleiner als die erste eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB1 ist. Wenn bestimmt wird, dass mindestens eine Position aus den Positionen P1, P2, ..., Pn einen unpassierbaren Bereich USR darstellt, liegt die Position (x1, y1) in der xy-Ebene in einem unpassierbaren Bereich USR. Wenn andererseits bestimmt wird, dass sämtliche Positionen P1, P2, ..., Pn unpassierbare Bereiche USR darstellen, ist die Position (x1, y1) in der xy-Ebene ein passierbarer Bereich SR. Derselbe Prozess wird für eine Vielzahl von Breitengraden x und Längengraden y durchgeführt, und somit werden ein unpassierbarer Bereich USR und ein passierbarer Bereich SR in der Form einer zweidimensionalen Karte repräsentiert.
Wie es oben beschrieben wurde, erzeugt die Routenerzeugungseinheit 12c in der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Route P auf der Grundlage des unpassierbaren Bereiches, der von der Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 bestimmt wird. Verschiedene Beispiele einer Route P basierend auf dem unpassierbaren Bereich USR werden im Folgenden beschrieben.
In einem ersten Beispiel einer Route P wird die Route P derart erzeugt, dass sie den unpassierbaren Bereich USR umgeht, wie es in 16 dargestellt ist. In dem ersten Beispiel einer Route P wird die Route P derart bestimmt, dass ein Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und dem unpassierbaren Bereich USR größer als ein vorbestimmter erster eingestellter Abstand SP1 ist. Dementsprechend ist es möglich, einen Automatikbetrieb des Fahrzeugs V noch sicherer und zufriedenstellender durchzuführen. Die Route P wird derart erzeugt, dass sie ein Objekt oder ein Hindernis, das von der Umgebungserkennungseinheit 12a erkannt wird, umgeht. Dementsprechend wird in dem ersten Beispiel der Route P die Route P derart erzeugt, dass sie den unpassierbaren Bereich USR und ein Hindernis umgeht.
In einem zweiten Beispiel einer Route P wird, wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und dem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter zweiter eingestellter Abstand SP2 ist, die Route P derart erzeugt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, wenn das Fahrzeug V den unpassierbaren Bereich USR passiert bzw. an diesem vorbeifährt, niedriger als in dem Fall ist, in dem der Abstand SP größer als der zweite eingestellte Abstand SP2 ist. Als Ergebnis ist es in diesem Beispiel möglich, einen noch sichereren und zufriedenstellenderen Automatikbetrieb eines Fahrzeugs V durchzuführen. Wenn das Fahrzeug V innerhalb des unpassierbaren Bereiches USR angeordnet ist, ist der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und dem unpassierbaren Bereich USR kleiner als der zweite eingestellte Abstand SP2.
In einem dritten Beispiel einer Route P wird die Route P derart erzeugt, dass eine Erfassungsrichtung des Außensensors 1, beispielsweise eine Emissionsrichtung von Radiowellen von dem Radar SO2, auf den unpassierbaren Bereich USR ausgerichtet wird, wie es in 17 dargestellt ist. Dementsprechend ist es möglich, in zufriedenstellender Weise die Situation des unpassierbaren Bereiches USR unter Verwendung des Außensensors 1 festzustellen. In dem Beispiel, das in 17 dargestellt ist, wird die Erfassungsrichtung des Außensensors 1 in Bezug auf das Fahrzeug V fixiert.
In den obigen ersten bis dritten Beispielen der Route P kann gesagt werden, dass die Route P auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich USR und dem Fahrzeug V erzeugt wird. Andererseits wird die Route P in den vierten und fünften Beispielen der Route P des Fahrzeugs V auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich USR und einem anderen Fahrzeug VZ bestimmt.
Das heißt, wenn beispielsweise in dem vierten Beispiel der Route P ein anderes Fahrzeug VZ als ein dynamisches Objekt in der Nähe des Fahrzeugs V erkannt wird, wird ein Bereich AVZ, in dem das Fahrzeug VZ nach Verstreichen der oben beschriebenen Zeit Δt angeordnet sein kann, vorhergesagt, wie es in den 18 und 19 dargestellt ist. Die Routenerzeugungseinheit 12c erzeugt die Route P des Fahrzeugs V derart, dass der vorhergesagte Bereich AVZ vermieden wird. In dem vierten Beispiel der Route P wird, wenn erkannt wird, dass ein anderes Fahrzeug VZ in dem unpassierbaren Bereich USR vorhanden ist, der vorhergesagte Bereich AVZ auf größer eingestellt als wenn das Fahrzeug VZ in einem passierbaren Bereich SR angeordnet ist. Wenn ein anderes Fahrzeug VZ in dem unpassierbaren Bereich USR angeordnet ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Verhalten des Fahrzeugs VZ destabilisiert wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem das Fahrzeug VZ in einem passierbaren Bereich SR angeordnet ist. 18 stellt ein Beispiel dar, bei dem ein anderes Fahrzeug VZ in einem passierbaren Bereich SR angeordnet ist. In diesem Fall ist der vorhergesagte Bereich AVZ relativ klein. Andererseits stellt 19 ein Beispiel dar, bei dem ein anderes Fahrzeug VZ in einem unpassierbaren Bereich USR angeordnet ist. In diesem Fall ist der vorhergesagte Bereich AVZ relativ groß. Als Ergebnis weist die Route P in dem Beispiel, das in 18 dargestellt ist, eine lineare Gestalt auf, aber die Route P in dem Beispiel, das in 19 dargestellt ist, weist eine Kurvengestalt auf.
In dem fünften Beispiel der Route P wird, wenn ein Abstand SPZ zwischen einem anderen Fahrzeug VZ und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter dritter eingestellter Abstand SP3 ist, die Route P des Fahrzeugs V derart erzeugt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, wenn das Fahrzeug V ein anderes Fahrzeug VZ passiert oder dieses überholt, niedriger ist als wenn der Abstand SPZ größer als der dritte eingestellte Abstand SP3 ist. Wenn das Fahrzeug V in dem unpassierbaren Bereich USR angeordnet ist, ist der Abstand SPZ zwischen einem anderen Fahrzeug VZ und dem unpassierbaren Bereich USR kleiner als der dritte eingestellte Abstand SP3.
20 stellt eine Routine zum Durchführen der Automatikbetriebssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dar. Diese Routine wird wiederholt durchgeführt, wenn die Automatikbetriebssteuerung durchzuführen ist. Gemäß 20 wird in Schritt 101 ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. In Schritt 102 wird eine Route P erzeugt. In Schritt S103 wird eine Bewegungssteuerung des Fahrzeugs V durchgeführt.
Wie es oben mit Bezug auf die 1 und 3 beschrieben wurde, enthält die elektronische Steuereinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung Verarbeitungseinheiten wie beispielsweise die Umgebungserkennungseinheit 12a, die Selbstpositionsbestimmungseinheit 12b, die Routenerzeugungseinheit 12c, die Bewegungssteuereinheit 12d und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13. Die Verarbeitungseinheiten führen die Prozesse unter Verwendung von Rechenressourcen (beispielsweise verwendete CPU-Zeit und verwendete Speicherkapazität) der elektronischen Steuereinheit 10 durch.
Wenn das Fahrzeug V in einem unpassierbaren Bereich USR oder in der Nähe dieses Bereiches fährt, ist es vorteilhaft, wenn die Route P noch genauer erzeugt wird als wenn das Fahrzeug V von dem unpassierbaren Bereich USR wegfährt. Daher erhöht die Routenerzeugungseinheit 12c in der ersten Ausführungsform der Erfindung die Menge an Rechenressourcen der elektronischen Steuereinheit 10, die von der Routenerzeugungseinheit 12c verwendet werden, wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und dem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter vierter eingestellter Abstand SP4 ist, im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Abstand SP größer als der vierte eingestellte Abstand SP4 ist. Wenn die Menge an Rechenressourcen, die von der Routenerzeugungseinheit 12c verwendet werden, erhöht wird, verringert sich eine Menge an Rechenressourcen, die von den anderen Verarbeitungseinheiten, die nicht die Routenerzeugungseinheit 12c sind, in der elektronischen Steuereinheit 10 verwendet werden.
Andererseits ist es vorteilhaft, wenn eine Situation eines unpassierbaren Bereiches USR so speziell wie möglich erkannt werden kann. Daher erhöht die Umgebungserkennungseinheit 12a in der ersten Ausführungsform der Erfindung die Menge an Rechenressourcen, die von der Umgebungserkennungseinheit 12a verwendet werden, wenn ein unpassierbarer Bereich USR erkannt wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem ein passierbarer Bereich SR erkannt wird.
In einem ersten anderen Beispiel der Umgebungserkennungseinheit 12a kann die Erfassungsrichtung des Außensensors 1 in Bezug auf das Fahrzeug V geändert werden, und die Umgebungserkennungseinheit 12a richtet die Erfassungsrichtung des Außensensors 1 auf den unpassierbaren Bereich USR.
In einem zweiten anderen Beispiel der Umgebungserkennungseinheit 12a erhöht die Umgebungserkennungseinheit 12a die Menge an Rechenressourcen, die von der Umgebungserkennungseinheit 12a verwendet werden, wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter fünfter eingestellter Abstand SP5 ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem der Abstand SP größer als der fünfte eingestellte Abstand SP5 ist.
In einem dritten anderen Beispiel der Umgebungserkennungseinheit 12a verkürzt die Umgebungserkennungseinheit 12a einen Erfassungszyklus des Außensensors 1 und verringert dessen Erfassungsgenauigkeit, wenn ein unpassierbarer Bereich USR erkannt wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem ein passierbarer Bereich SR erkannt wird. Dementsprechend ist es möglich, eine plötzliche Bewegung eines Hindernisses zu handhaben.
In einem vierten anderen Beispiel der Umgebungserkennungseinheit 12a dehnt die Umgebungserkennungseinheit 12a einen Erfassungszyklus des Außensensors 1 aus und erhöht dessen Erfassungsgenauigkeit, wenn ein unpassierbarer Bereich USR erkannt wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem ein passierbarer Bereich SR erkannt wird. Dementsprechend ist es möglich, einen Automatikbetrieb mit guter Fahrqualität zu realisieren. Dieses ist im Vergleich zu dem vierten anderen Beispiel der Umgebungserkennungseinheit 12a insbesondere wirksam, wenn das Fahrzeug V mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Fahrer in einem Zustand, in dem das Fahrzeug V in einem unpassierbaren Bereich USR angeordnet ist, und/oder in einem Zustand, in dem das Fahrzeug V nahe an den unpassierbaren Bereich USR gelangt, über die HMI 8 benachrichtigt. Als Ergebnis kann sich der Fahrer auf einen manuellen Betrieb vorbereiten.
Wie es oben beschrieben wurde, steuert die Bewegungssteuereinheit 12d in der ersten Ausführungsform der Erfindung das Fahrzeug V derart, dass das Fahrzeug V entlang der Route P fährt. Wenn in diesem Fall das Reaktionsvermögen der Bewegungssteuereinheit 12d hoch ist, wird die Steuerung des Fahrzeugs V mittels der Bewegungssteuereinheit 12d im Vergleich zu einem Fall, in dem das Reaktionsvermögen der Bewegungssteuereinheit 12d niedrig ist, schnell durchgeführt. In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird, wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter sechster eingestellter Abstand SP6 ist, das Reaktionsvermögen der Bewegungssteuereinheit 12d im Vergleich zu einem Fall verbessert bzw. erhöht, in dem der Abstand SP größer als der sechste eingestellte Abstand SP6 ist. Als Ergebnis ist es möglich, ein Risiko noch zufriedenstellender zu vermeiden.
Wenn sich andererseits beispielsweise ein Hindernis plötzlich zu der Vorderseite des Fahrzeugs V bewegt und ein Lenken mittels der Bewegungssteuereinheit 12d und ein Lenken mittels eines Fahrers zusammen durchgeführt werden, besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug V übermäßig gelenkt wird. Wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als der sechste eingestellte Abstand SP6 ist, wird daher gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) das Reaktionsvermögen der Bewegungssteuereinheit 12d im Vergleich zu einem Fall, in dem der Abstand SP größer als der sechste eingestellte Abstand SP6 ist, verringert. Als Ergebnis ist es möglich, eine übermäßige Steuerung des Fahrzeugs V zu verhindern.
Wie es oben beschrieben wurde, berechnet das Navigationssystem 7 eine Zielroute von einem derzeitigen Ort zu einem Ziel. In der ersten Ausführungsform der Erfindung berechnet das Navigationssystem 7 die Zielroute, sodass eine vorbestimmte Rechenbedingung erfüllt wird und ein unpassierbarer Bereich USR vermieden wird. Diese Rechenbedingung besteht darin, dass die Route eine Zeit oder einen Abstand, die bzw. der von dem derzeitigen Ort zu dem Ziel benötigt wird, unter Berücksichtigung von Regeln minimiert. In 21 ist ein Beispiel der Zielroute zum Vermeiden des unpassierbaren Bereiches USR, während die Rechenbedingung erfüllt wird, durch eine durchgezogene Linie angegeben. In 21 bezeichnet CL einen derzeitigen Ort, und DES bezeichnet ein Ziel. In 21 ist ein Beispiel einer Zielroute, bei der die Rechenbedingung erfüllt ist, aber der unpassierbare Bereich USR nicht berücksichtigt wird, durch eine gestrichelte Linie angegeben.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird, wie es oben beschrieben wurde, wenn der Fahrer ein Lenkrad um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt, ein Gaspedal um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt oder ein Bremspedal um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr betätigt, der Automatikbetrieb in den manuellen Betrieb gewechselt. Wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter siebter eingestellter Abstand SP7 ist, werden die Schwellenwerte auf kleiner eingestellt, als wenn der Abstand SP größer als der siebte eingestellte Abstand SP7 ist. Das heißt, wenn das Fahrzeug V in dem unpassierbaren Bereich USR oder in dessen Nähe angeordnet ist, wird der Automatikbetrieb einfach in den manuellen Betrieb gewechselt. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) der Erfindung enthält das Fahrzeug V einen Unterstützungsmechanismus, der den Fahrer beim Betrieb unterstützt (Betrieb des Lenkrads, des Gaspedals oder des Bremspedals), und wenn der Abstand SP zwischen dem Fahrzeug V und einem unpassierbaren Bereich USR kleiner als ein vorbestimmter achter eingestellter Abstand SP8 ist, wird ein Unterstützungsgrad des Betriebs des Fahrers im Vergleich zu einem Fall erhöht, in dem der Abstand SP größer als der achte eingestellte Abstand SP8 ist. Als Ergebnis ist es bei jedem Beispiel, wenn das Fahrzeug V in dem unpassierbaren Bereich USR oder in dessen Nähe angeordnet ist, möglich, es dem Fahrer zu ermöglichen, ein Risiko noch einfacher zu vermeiden.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform der Erfindung werden hier hauptsächlich beschrieben.
22 stellt ein Blockdiagramm eines Automatikbetriebssteuerungssystems eines mobilen Objektes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. Gemäß 22 enthält die elektronische Steuereinheit 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich eine Umgebungserfassungseinheit 14 und eine Variabilitätsberechnungseinheit 15.
Ähnlich wie die Umgebungserfassungseinheit des oben beschriebenen Umgebungskartenerstellungssystems erfasst die Umgebungserfassungseinheit 14 Positionsinformationen, die eine Position und eine Zustandsgröße der Position zu unterschiedlichen Zeitpunkten für mehrere Positionen in einem Raum angeben, unter Verwendung des Umgebungsdetektors. In diesem Fall enthält der Umgebungsdetektor den Außensensor 1 und den GPS-Empfänger 2.
Die Variabilitätsberechnungseinheit 15 berechnet die Zustandsgrößenvariabilität unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen neu.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen M und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität. Genauer gesagt bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage einer Abweichung dVRB (=|VRB-VRBN|) zwischen der Zustandsgrößenvariabilität VRB der Umgebungskarteninformationen M und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität VRBN. Verschiedene Beispiele des Verfahrens zum Bestimmen eines unpassierbaren Bereiches USR gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die 23 bis 27 beschrieben.
In dem Beispiel, das in 23 dargestellt ist, wird in einem Raum, in dem das Fahrzeug V fahren kann, ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenvariabilitätsabweichung dVRB größer als eine vorbestimmte erste eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB1 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenvariabilitätsabweichung dVRB gleich oder kleiner als die erste einstellte Variabilitätsabweichung dVRB1 ist, wird als ein passierbarer Bereich SR eingestellt.
Wenn eine Zustandsgrößenvariabilität VRB einer bestimmten Position stark variiert, variiert die Situation der bestimmten Position stark. Insbesondere wird beispielsweise ein Fall betrachtet, bei dem ein Gebäude an der bestimmten Position steht und die Anzahl der Personen, die in das Gebäude eintreten oder dieses verlassen, sich plötzlich erhöht. In dem Beispiel, das in 23 dargestellt ist, wird ein derartiger Bereich als für eine Fahrt des Fahrzeugs V mittels Automatikbetrieb nicht geeignet bestimmt, und ein derartiger Bereich wird als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 24 und 25 dargestellt sind, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität VRB der Umgebungskarteninformationen M und der Variabilitätsabweichung dVRB.
In dem Beispiel, das in 24 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als eine vorbestimmte zweite eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB kleiner als eine vorbestimmte sechste eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB6 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als die zweite eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder größer als die sechste eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB6 ist, und ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB gleich oder kleiner als die zweite eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB2 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR eingestellt.
In dem Beispiel, das in 25 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als eine vorbestimmte dritte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB3 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte siebte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB7 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als die dritte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB3 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die siebte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB7 ist, und ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB gleich oder kleiner als die dritte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB3 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 26 und 27 dargestellt sind, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage des Zustandsgrößenrepräsentationswertes SQ der Umgebungskarteninformationen M und der Variabilitätsabweichung dVRB.
In dem Beispiel, das in 26 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als eine vorbestimmte vierte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB4 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als ein vorbestimmter fünfter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ5 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als die vierte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB4 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder kleiner als der fünfte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ5 ist, und ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB gleich oder kleiner als die vierte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB4 unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ ist, werden als passierbare Bereiche SR eingestellt.
In dem Beispiel, das in 27 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als eine vorbestimmte fünfte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB5 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ kleiner als ein vorbestimmter sechster eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ6 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Variabilitätsabweichung dVRB größer als die fünfte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB5 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als der sechste eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ6 ist, und ein Bereich, in dem Variabilitätsabweichung dVRB gleich oder kleiner als die fünfte eingestellte Variabilitätsabweichung dVRB5 unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
Es kann gesagt werden, dass in den Beispielen, die in den 23 bis 25 dargestellt sind, der unpassierbare Bereich USR unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ bestimmt wird.
Auf diese Weise ist es in der zweiten Ausführungsform der Erfindung möglich, einen unpassierbaren Bereich USR noch genauer zu bestimmen, da ein unpassierbarer Bereich USR auf der Grundlage der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität bestimmt wird.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bereich, in dem die Zustandsgröße nicht neu erfasst wird und somit die Zustandsgrößenvariabilität nicht neu erfasst wird, ebenfalls als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Das heißt, in der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bereich, in dem die Situation nicht neu festgestellt werden kann, als für den Automatikbetrieb des Fahrzeugs V ungeeignet bestimmt.
28 stellt eine Routine zum Durchführen der Automatikbetriebssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. Diese Routine wird wiederholt durchgeführt, wenn die Automatikbetriebssteuerung durchzuführen ist. Gemäß 28 wird in Schritt 101a eine Zustandsgrößenvariabilität VRBN neu berechnet. In Schritt 101 wird ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. In Schritt 102 wird eine Route P erzeugt. In Schritt 103 wird eine Bewegungssteuerung des Fahrzeugs V durchgeführt.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es werden hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
29 stellt ein Blockdiagramm eines Automatikbetriebssteuerungssystems eines mobilen Objektes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung dar. Gemäß 29 enthält die elektronische Steuereinheit 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich eine Umgebungserfassungseinheit 14 und eine Zustandsgrößenberechnungseinheit 16.
Die Zustandsgrößenberechnungseinheit 16 berechnet den Zustandsgrößenrepräsentationswert unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede von mehreren Positionen neu. Die Umgebungserfassungseinheit 14 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist dieselbe wie in der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und somit wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
In der dritten Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrößenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen M und des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes. Genauer gesagt bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität VRB der Umgebungskarteninformationen M und eine Abweichung dSQ (=|SO-SON|) zwischen dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ der Umgebungskarteninformationen M und dem neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswert SQN. Verschiedene Beispiele des Verfahrens zum Bestimmen eines unpassierbaren Bereiches USR gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die 30 bis 32 beschrieben.
In dem Beispiel, das in 30 dargestellt ist, wird in einem Raum, in dem das Fahrzeug V fahren kann, ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenrepräsentationswertabweichung dSQ größer als eine vorbestimmte erste eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ1 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Zustandsgrößenrepräsentationswertabweichung dSQ gleich oder kleiner als die erste eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ1 ist, wird als ein passierbarer Bereich SR bestimmt.
Wenn ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ einer bestimmten Position stark variiert, variiert die Situation der bestimmten Position stark. Insbesondere wird beispielsweise ein Fall betrachtet, bei dem ein Gebäude an der bestimmten Position steht. In dem Beispiel, das in 30 dargestellt ist, wird ein derartiger Bereich als für eine Fahrt des Fahrzeugs V mittels Automatikbetrieb nicht geeignet bestimmt, und ein derartiger Bereich wird als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 31 und 32 dargestellt sind, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität VRB der Umgebungskarteninformationen M und der Repräsentationswertabweichung dSQ.
In dem Beispiel, das in 31 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als eine vorbestimmte zweite eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte achte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB8 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als die zweite eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die achte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB8 ist, und ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ gleich oder kleiner als die zweite eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ2 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 32 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als eine vorbestimmte dritte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ3 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB kleiner als eine vorbestimmte neunte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB9 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als die dritte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ3 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder größer als die neunte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB9 ist, und ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ gleich oder kleiner als die dritte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ3 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 33 und 34 dargestellt sind, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage des Zustandsgrößenrepräsentationswertes SQ der Umgebungskarteninformationen M und der Repräsentationswertabweichung dSQ.
In dem Beispiel, das in 33 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als eine vorbestimmte vierte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ4 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ größer als ein vorbestimmter siebter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ7 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als die vierte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ4 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder kleiner als der siebte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ7 ist, und ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ gleich oder kleiner als die vierte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ4 unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 34 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als eine vorbestimmte fünfte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ5 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ kleiner als ein vorbestimmter achter eingestellter Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ8 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ größer als die fünfte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ5 ist und der Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ gleich oder größer als der achte eingestellte Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ8 ist, und ein Bereich, in dem die Repräsentationswertabweichung dSQ gleich oder kleiner als die fünfte eingestellte Repräsentationswertabweichung dSQ5 unabhängig von dem Zustandsgrößenrepräsentationswert SQ ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
In den Beispielen, die in den 33 und 34 dargestellt sind, kann gesagt werden, dass der unpassierbare Bereich USR unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB bestimmt wird.
Auf diese Weise ist es gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung möglich, einen unpassierbaren Bereich USR noch genauer zu bestimmen, da ein unpassierbarer Bereich USR auf der Grundlage des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes bestimmt wird.
In der dritten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bereich, in dem die Zustandsgröße nicht neu erfasst wird und somit der Zustandsgrößenrepräsentationswert nicht neu erfasst wird, ebenfalls als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Dieses kommt daher, dass ein Bereich, in dem die Situation nicht festgestellt werden kann, für den Automatikbetrieb des Fahrzeugs V ungeeignet ist.
35 stellt eine Routine zum Durchführen der Automatikbetriebssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung dar. Diese Routine wird wiederholt durchgeführt, wenn die Automatikbetriebssteuerung durchzuführen ist. Gemäß 35 wird in Schritt 101b ein Zustandsgrößenrepräsentationswert SQN neu berechnet. In Schritt 101 wird ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. In Schritt 102 wird eine Route P erzeugt. In Schritt 103 wird eine Bewegungssteuerung des Fahrzeugs V durchgeführt.
In der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform der Erfindung erhöht die Umgebungserfassungseinheit 14 ähnlich wie die Umgebungserkennungseinheit 12a die Menge an Rechenressourcen, die von der Umgebungserfassungseinheit 14 verwendet werden, wenn ein unpassierbarer Bereich USR erkannt wird (das heißt, wenn eine Zustandsgröße eines unpassierbaren Bereiches USR erfasst wird), im Vergleich zu einem Fall, in dem ein passierbarer Bereich SR erkannt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist die Umgebungserfassungseinheit 14 dieselbe wie in den ersten bis vierten anderen Beispielen der Umgebungserkennungseinheit 12a.
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es werden hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
36 stellt schematisch Umgebungskarteninformationen M gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung dar. Die Umgebungskarteninformationen M gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung enthalten zusätzlich eine neueste Erfassungszeit, die mit der entsprechenden Zustandsgrößenvariabilität korreliert ist, als die neueste Erfassungszeit der Zustandsgrößenvariabilität, wie es in 36 dargestellt ist. Die neueste Erfassungszeit ist die neueste unter Erfassungszeiten der Zustandsgröße, die verwendet wird, um die entsprechende Zustandsgrößenvariabilität zu berechnen. Die neueste Erfassungszeit ist außerdem die neueste unter Erfassungszeiten der Zustandsgröße, die verwendet wird, um den entsprechenden Zustandsgrößenrepräsentationswert zu berechnen. In den Umgebungskarteninformationen M einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird die neueste Erfassungszeit mit dem entsprechenden Zustandsgrößenrepräsentationswert korreliert.
In der vierten Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und der neuesten Erfassungszeit der Umgebungskarteninformationen M. Genauer gesagt berechnet die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 eine Differenz zwischen der neuesten Erfassungszeit und der derzeitigen Zeit, das heißt eine verstrichene Zeit nach dem Berechnen der Zustandsgrößenvariabilität, und bestimmt einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der verstrichenen Zeit und der Zustandsgrößenvariabilität. Verschiedene Beispiele des Verfahrens zum Bestimmen eines unpassierbaren Bereiches USR gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die 37 und 38 beschrieben.
In dem Beispiel, das in 37 dargestellt ist, wird in einem Raum, in dem das Fahrzeug V fahren kann, ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET länger als eine vorbestimmte erste eingestellte Zeit ET1 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB größer als eine vorbestimmte zehnte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB10 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET länger als die erste eingestellte Zeit ET1 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder kleiner als die zehnte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB10 ist, und ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET gleich oder kürzer als die erste eingestellte Zeit ET1 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
Wenn eine verstrichene Zeit ET, die mit einer bestimmten Position korreliert, lang ist, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass die Situation der bestimmten Position variiert, im Vergleich zu einem Fall, in dem die verstrichene Zeit ET kurz ist. In dem Beispiel, das in 37 dargestellt ist, wird ein derartiger Bereich als für eine Fahrt des Fahrzeugs V mittels Automatikbetrieb ungeeignet bestimmt, und der Bereich wird als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt.
In dem Beispiel, das in 38 dargestellt ist, wird ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET länger als eine vorbestimmte zweite eingestellte Zeit ET2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB niedriger als eine vorbestimmte elfte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB11 ist, als ein unpassierbarer Bereich USR bestimmt. Ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET länger als die zweite eingestellte Zeit ET2 ist und die Zustandsgrößenvariabilität VRB gleich oder größer als die elfte eingestellte Zustandsgrößenvariabilität VRB11 ist, und ein Bereich, in dem die verstrichene Zeit ET gleich oder kürzer als die zweite eingestellte Zeit ET2 unabhängig von der Zustandsgrößenvariabilität VRB ist, werden als passierbare Bereiche SR bestimmt.
39 stellt ein weiteres Beispiel der Umgebungskarteninformationen M dar. In dem Beispiel, das in 39 dargestellt ist, enthalten die Umgebungskarteninformationen M Positionsinformationen, die mehrere Positionen in einem Raum angeben, und Zustandsgrößenvariabilitäten, die mit den entsprechenden Positionsinformationen korreliert sind, und enthalten keinen Zustandsgrößenrepräsentationswert. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, Situationen mehrerer Positionen unter Verwendung der Zustandsgrößenvariabilitäten festzustellen. Die Umgebungskarteninformationen M, die in 39 dargestellt sind, werden für die Beispiele verwendet, die in den 12, 13, 23, 24 und 25 dargestellt sind.
40 stellt ein weiteres Beispiel der Umgebungskarteninformationen M dar. In dem Beispiel, das in 40 dargestellt ist, enthalten die Umgebungskarteninformationen M Positionsinformationen, die mehrere Positionen in einem Raum angeben, und Zustandsgrößenrepräsentationswerte, die mit den entsprechenden Positionsinformationen korreliert sind, und enthalten keine Zustandsgrößenvariabilität. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, Situationen mehrerer Positionen unter Verwendung der Zustandsgrößenrepräsentationswerte festzustellen. Die Umgebungskarteninformationen M, die in 40 dargestellt sind, werden für die Beispiele verwendet, die in den 14, 30, 33 und 34 dargestellt sind.
Ein weiteres Beispiel der Ausdrucksform der Umgebungskarteninformationen M wird im Folgenden beschrieben. In der anderen Ausdrucksform werden die Umgebungskarteninformationen M unter Verwendung von Voxeln ausgedrückt. Das heißt, mehrere Voxel oder Einheitsräume, die benachbart zueinander sind, werden in einem Raum getrennt. Ein Beispiel eines Einheitsraumes ist in 41 dargestellt, und der Einheitsraum US weist eine rechteckige Parallelepipedgestalt auf, die sich in dem Beispiel, das in 41 dargestellt ist, in der vertikalen Richtung erstreckt.
In einem Beispiel, bei dem die Umgebungskarteninformationen M Positionsinformationen, Zustandsgrößenrepräsentationswerte und Zustandsgrößenvariabilitäten enthalten, wie es in 5 dargestellt ist, werden eine Positionsinformation, ein Zustandsgrößenrepräsentationswert und eine Zustandsgrößenvariabilität für jeden von mehreren Einheitsräumen US gespeichert. In diesem Fall wird die Positionsinformation eines Einheitsraumes US beispielsweise durch Absolutpositionsinformationen eines beliebigen Punktes in dem Einheitsraum US durch P in 41 ausgedrückt.
In diesem Fall werden der Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität eines Einheitsraumes US beispielsweise wie folgt berechnet. Das heißt, zunächst werden für jede von mehreren Positionen in einem Raum eine Positionsinformation und eine Zustandsgröße erfasst, und ein Zustandsgrößenrepräsentationswert und eine Zustandsgrößenvariabilität werden unter Verwendung des Umgebungskartenerstellungssystems berechnet. Anschließend wird ein Einheitsraum US, zu dem die Positionen, an denen die Positionsinformationen und die Zustandsgrößen erfasst werden, das heißt Erfassungspunkte, gehören, spezifiziert. Dann wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert des entsprechenden Einheitsraumes US auf der Grundlage der Zustandsgrößenrepräsentationswerte der Erfassungspunkte, die zu dem spezifizierten Einheitsraum US gehören, berechnet. Der Zustandsgrößenrepräsentationswert des Einheitsraumes US wird beispielsweise durch einfache Mittelwertbildung oder gewichtete Mittelwertbildung der Zustandsgrößenrepräsentationswerte der Erfassungspunkte, die zu dem entsprechenden Einheitsraum US gehören, berechnet. Auf ähnliche Weise wird die Zustandsgrößenvariabilität eines Einheitsraumes US auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilitäten der Erfassungspunkte, die zu dem entsprechenden Einheitsraum US gehören, berechnet. Die Zustandsgrößenvariabilität des Einheitsraumes US wird beispielswiese durch einfache Mittelwertbildung oder gewichtete Mittelwertbildung der Zustandsgrößenvariabilitäten der Erfassungspunkte, die zu dem entsprechenden Einheitsraum US gehören, berechnet. In diesem Fall wird der Zustandsgrößenrepräsentationswert des Einheitsraumes US mit der Positionsinformation des Einheitsraumes US korreliert, die Zustandsgrößenvariabilität des Einheitsraumes US wird mit der Positionsinformation des Einheitsraumes US korreliert, als Ergebnis dessen werden die Umgebungskarteninformationen M erstellt, und die Umgebungskarteninformationen M werden in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert. Die Zustandsgrößenrepräsentationswerte und die Zustandsgrößenvariabilitäten der Erfassungspunkte, die zu dem Einheitsraum US gehören, werden nicht in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert. Dementsprechend ist es möglich, die Menge an Daten, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert werden, zu verringern.
Wenn die Umgebungskarteninformationen M auf diese Weise unter Verwendung von Voxeln ausgedrückt werden, bestimmt die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 beispielsweise einen unpassierbaren Bereich USR unter Verwendung der Umgebungskarteninformationen M, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert sind.
Gemäß einem anderen Beispiel berechnet die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 den Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität auf der Grundlage eines Einheitsraumes, der größer als der Einheitsraum US der Umgebungskarteninformationen M ist, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert sind, neu, und bestimmt den unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität. 42 stellt einen Einheitsraum USL dar, dessen Seiten die doppelte Länge im Vergleich zu dem Einheitsraum US der Umgebungskarteninformationen M aufweisen, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert sind. In diesem Fall kann ein unpassierbarer Bereich USR grob bestimmt werden. Ein unpassierbarer Bereich USR kann einfach und schnell bestimmt werden.
Gemäß einem anderen Beispiel berechnet die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 den Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität auf der Grundlage eines Einheitsraumes neu, der kleiner als der Einheitsraum US der Umgebungskarteninformationen M ist, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert sind, und bestimmt den unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität. 43 stellt einen kleinen Einheitsraum USS dar, dessen Seiten die halbe Länge im Vergleich zu dem Einheitsraum US der Umgebungskarteninformationen M aufweisen, die in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert sind. In diesem Fall kann ein unpassierbarer Bereich USR noch feiner bestimmt werden. In diesem Beispiel werden die Positionsinformationen und die Zustandsgrößen, die von dem Umgebungskartenerstellungssystem erfasst werden, in der Umgebungskartenspeichereinheit 6 gespeichert, und der Zustandsgrößenrepräsentationswert und die Zustandsgrößenvariabilität werden unter Verwendung der gespeicherten Positionsinformationen und der gespeicherten Zustandsgrößen neu berechnet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) der Erfindung werden mindestens zwei der obigen Ausführungsformen kombiniert. Es werden beispielsweise die zweite Ausführungsform der Erfindung und die dritte Ausführungsform der Erfindung kombiniert. Das heißt, die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13 bestimmt einen unpassierbaren Bereich USR auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen M, einer neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität und eines neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes. In diesem Fall enthält die elektronische Steuereinheit 10 eine Speichereinheit 11, eine Automatikbetriebssteuerungseinheit 12, eine Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit 13, eine Variabilitätsberechnungseinheit 15 und eine Zustandsgrößenberechnungseinheit 16.
In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten bis elften eingestellten Zustandsgrößenvariabilitäten VRB1-VRB11 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind mindestens zwei der ersten bis elften eingestellten Zustandsgrößenvariabilitäten VRB1-VRB11 gleich. In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten bis achten eingestellten Zustandsgrößenrepräsentationswerte SQ1-SQ8 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind mindestens zwei der ersten bis achten eingestellten Zustandsgrößenrepräsentationswerte SQ1-SQ8 gleich. In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten bis achten eingestellten Abstände SP1-SP8 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind mindestens zwei der ersten bis achten eingestellten Abstände SP1-SP8 gleich. In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten bis fünften eingestellten Variabilitätsabweichungen dVRB1-dVRB5 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind mindestens zwei der ersten bis fünften eingestellten Variabilitätsabweichungen dVRB1-dVRB5 gleich. In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten bis fünften eingestellten Repräsentationswertabweichungen dSQ1-dSQ5 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind mindestens zwei der ersten bis fünften eingestellten Repräsentationswertabweichungen dSQ1-dSQ5 gleich. In der obigen Beschreibung unterscheiden sich die ersten und zweiten eingestellten Zeiten ET1, ET2 voneinander. Gemäß einem anderen Beispiel sind die erste eingestellte Zeit ET1 und die zweite eingestellte Zeit ET2 gleich.

Claims

Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes, wobei das Automatikbetriebssteuerungssystem aufweist: eine Umgebungskartenspeichereinheit (6), die Umgebungskarteninformationen (M) speichert, wobei die Umgebungskarteninformationen (M) Positionsinformationen, die mehrere Positionen in einem Raum angeben, und eine Zustandsgrößenvariabilität jeder der Positionen enthalten, wobei die Zustandsgrößenvariabilität mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei die Zustandsgrößenvariabilität eine Variationstendenz einer Zustandsgröße der entsprechenden Position im Verlaufe der Zeit angibt; und eine elektronische Steuereinheit (10), die eine Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) enthält, wobei die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) einen unpassierbaren Bereich (USR), der für eine Bewegung des mobilen Objektes ungeeignet ist, auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen (M) bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 1, wobei das Automatikbetriebssteuerungssystem außerdem einen Umgebungsdetektor (1,2) aufweist, der die Positionsinformationen, die eine Position in dem Raum und die Zustandsgröße der Position angeben, erfasst, wobei die elektronische Steuereinheit (10) außerdem enthält: eine Umgebungserfassungseinheit (14), die die Positionsinformationen, die eine Position und die Zustandsgröße der Position angeben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten für jede der Positionen in dem Raum unter Verwendung des Umgebungsdetektors (1, 2) erfasst; und eine Variabilitätsberechnungseinheit (15), die die Zustandsgrößenvariabilität unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen neu berechnet, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) den unpassierbaren Bereich (USR) auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität der Umgebungskarteninformationen (M) und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 2, wobei die Umgebungskarteninformationen (M) außerdem einen Zustandsgrößenrepräsentationswert jeder der Positionen enthält, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert auf der Grundlage der Zustandsgröße berechnet wird, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) den unpassierbaren Bereich (USR) auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrö-ßenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen (M) und der neu berechneten Zustandsgrößenvariabilität bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 1, wobei die Umgebungskarteninformationen (M) außerdem einen Zustandsgrößenrepräsentationswert jeder der Positionen enthalten, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert mit der entsprechenden Positionsinformation korreliert ist, wobei der Zustandsgrößenrepräsentationswert auf der Grundlage der Zustandsgröße berechnet wird, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) den unpassierbaren Bereich (USR) auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrö-ßenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen (M) bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 4, wobei das Automatikbetriebssteuerungssystem außerdem einen Umgebungsdetektor (1, 2) aufweist, der die Positionsinformationen, die eine Position in dem Raum und die Zustandsgröße der Position angeben, erfasst, wobei die elektronische Steuereinheit (10) außerdem enthält: eine Umgebungserfassungseinheit (14), die die Positionsinformationen, die eine Position und die Zustandsgröße der Position angeben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten für jede der Positionen in dem Raum unter Verwendung des Umgebungsdetektors (1, 2) erfasst; und eine Zustandsgrößenberechnungseinheit (16), die den Zustandsgrößenrepräsentationswert unter Verwendung der erfassten Zustandsgröße für jede der Positionen neu berechnet, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) den unpassierbaren Bereich (USR) auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und des Zustandsgrö-ßenrepräsentationswertes der Umgebungskarteninformationen (M) und des neu berechneten Zustandsgrößenrepräsentationswertes bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Umgebungskarteninformationen (M) außerdem eine neueste Erfassungszeit der Zustandsgrößenvariabilität enthalten, wobei die neueste Erfassungszeit mit der entsprechenden Zustandsgrößenvariabilität korreliert ist, und die Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) den unpassierbaren Bereich (USR) auf der Grundlage der Zustandsgrößenvariabilität und der neuesten Erfassungszeit der Umgebungskarteninformationen (M) bestimmt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektronische Steuereinheit (10) außerdem enthält: eine Routenerzeugungseinheit (12c), die eine Route (P) des mobilen Objektes erzeugt; und eine Bewegungssteuereinheit (12d), die das mobile Objekt steuert, sodass es sich entlang der Route (P) bewegt, die von der Routenerzeugungseinheit (12c) erzeugt wird, wobei die Routenerzeugungseinheit (12c) die Route (P) des mobilen Objektes auf der Grundlage des unpassierbaren Bereiches (USR) erzeugt, der von der Unpassierbarkeitsbereichsbestimmungseinheit (13) bestimmt wird.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 7, wobei die elektronische Steuereinheit (10) außerdem eine Selbstpositionsbestimmungseinheit (12b) enthält, die eine Position des mobilen Objektes bestimmt, und die Routenerzeugungseinheit (12c) die Route (P) des mobilen Objekts auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich (USR) und der Position des mobilen Objektes, die von der Selbstpositionsbestimmungseinheit (12b) bestimmt wird, erzeugt.
Automatikbetriebssteuerungssystem eines mobilen Objektes nach Anspruch 7 oder 8, wobei die elektronisch Steuereinheit (10) außerdem eine Umgebungserkennungseinheit (12a) enthält, die ein Objekt in der Nähe des mobilen Objektes erkennt, und die Routenerzeugungseinheit (12c) die Route (P) des mobilen Objektes auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem unpassierbaren Bereich (USR) und dem Objekt, das von der Umgebungserkennungseinheit (12a) erkannt wird, erzeugt.