DE102021114424A1

DE102021114424A1 - Fahrassistenzvorrichtung, Fahrassistenzverfahren und Fahrassistenzprogramm

Info

Publication number: DE102021114424A1
Application number: DE102021114424.8A
Authority: DE
Inventors: Takafumi Tokuhiro
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2021-12-09
Also published as: CN118205547A; CN113753028B; US20230182718A1; US20210380097A1; CN113753028A; JP2024091679A; JP2021191658A; US11597382B2

Abstract

Es wird eine Fahrassistenzvorrichtung bereitgestellt, die einen geeigneteren Einparkvorgang erreicht. Die Fahrassistenzvorrichtung unterstützt das Fahren des Fahrzeugs 1 und umfasst: einen Trainingsdatengenerator 130, der eine Fahrstrecke speichert, die von dem Fahrzeug 1 gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus befahren wird, und Trainingsdaten für eine Zielstrecke auf der Grundlage der Fahrstrecke erzeugt; und eine Fahrzeugsteuerung 160, die das Fahrzeug 1 veranlasst, entlang der Zielstrecke zu fahren, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird. Der Trainingsdatengenerator 130 erzeugt die Zielstrecke, indem er eine Verbindung zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall herstellt, in dem ein Unterschied in der Orientierung des Fahrzeugs 1 am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 am ersten Punkt und dem Fahrzeug 1 am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrassistenzvorrichtung, ein Fahrassistenzverfahren und ein Fahrassistenzprogramm.
Stand der Technik
Die Parklücken von Häusern sind in der Regel enger, was einen starken Bedarf an automatischem Fahren zum Einparken schafft. Für ein solches automatisches Fahren sind verschiedene Fahrassistenzvorrichtungen bekannt. Wenn ein Fahrer ein Fahrzeug an einer vorbestimmten Anfangshalteposition zum Stehen bringt, führt eine solche Fahrassistenzvorrichtung ein automatisches Fahren durch, um das Fahrzeug z. B. beim Parken von der Anfangshalteposition zu einer Zielparkposition in einer Parklücke zu unterstützen. Die Fahrassistenzvorrichtung erkennt automatisch die Parklücke und eine Position des Fahrzeugs, z. B. durch verschiedene am Fahrzeug angebrachte Sensoren, und betätigt automatisch eine Lenkung, ein Gaspedal, eine Bremse und so weiter.
Patentliteratur (im Folgenden als „PTL“ bezeichnet) 1 offenbart eine Technologie zur Realisierung eines solchen automatischen Fahrens. Gemäß der Technologie wird ein Fahrzeug von einer vorbestimmten Position außerhalb einer Parklücke zu einer Zielparkposition in der Parklücke durch einen Fahrvorgang eines Benutzers, der auf dem Fahrzeug mitfährt (im Folgenden einfach als „Benutzer“ bezeichnet), gefahren, und die Fahrstrecke wird als Trainingsdaten gespeichert. Dadurch kann das Fahrzeug in zukünftigen Parkvorgängen automatisch entlang der Fahrstrecke verfahren werden.
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1 Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2017-138664
Nicht-Patent-Literatur
NPL 1 Mikael Persson et al. „Lambda Twist: An Accurate Fast Robust Perspective Three Point (P3P) Solver. ", ECCV 2018, S. 334-349, veröffentlicht im Jahr 2018, http://openaccess.thecvf.com/content_ECCV_2018/papers/Mikael^_Persson_Lambda_Twist _An_ECCV_2018_paper.pdf
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Gemäß einer Fahrassistenzvorrichtung, die die in PTL 1 offengelegte Technologie verwendet, ermöglicht eine einzige Trainingsfahrt durch den Benutzer, die eine Fahrt zur Erzeugung der Trainingsdaten ist, zukünftige automatische Einparkvorgänge. Die Technologie ist somit nützlich.
Wenn jedoch der Benutzer das Fahrzeug in die Parklücke fährt und dabei hin- und herwendet, d. h. eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs hin- und herwechselt, fährt das Fahrzeug möglicherweise unnötige Strecken, um seine Lage zu ändern, d. h. um seine Ausrichtung zu ändern. Das heißt, eine durch Trainingsfahrten erzeugte Fahrstrecke enthält möglicherweise unnötige Strecken.
Das heißt, in einem Fall, in dem die Fahrstrecke der Trainingsfahrt als Zielstrecke für das automatische Einparken in die Parklücke verwendet wird, wie es die in PTL 1 offenbarte Fahrassistenzvorrichtung tut, muss das Fahrzeug jedes Mal unnötige Strecken fahren.
Die vorliegende Offenbarung erfolgt unter Berücksichtigung des oben genannten Problems und zielt darauf ab, eine Fahrassistenzvorrichtung, ein Fahrassistenzverfahren und ein Fahrassistenzprogramm bereitzustellen, die jeweils in der Lage sind, einen besser geeigneten Einparkvorgang zu erreichen.
Lösung des Problems
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Fahrassistenzvorrichtung bereit, die das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei die Fahrassistenzvorrichtung aufweist: einen Trainingsdatengenerator, der eine von dem Fahrzeug gefahrene Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus speichert und Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke erzeugt und eine Fahrzeugsteuerung, die veranlasst, dass das Fahrzeug entlang der Zielstrecke fährt, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei der Trainingsdatengenerator die Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall erzeugt, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Fahrunterstützungsverfahren bereit, das das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei das Fahrassistenzverfahren umfasst: erste Verarbeitung des Speicherns einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus und des Erzeugens von Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke; und zweite Verarbeitung des Veranlassens des Fahrzeugs, entlang der Zielstrecke zu fahren, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei die erste Verarbeitung das Erzeugen der Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall umfasst, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Fahrassistenzprogramm bereit, dass das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei das Fahrassistenzprogram umfasst: erste Verarbeitung des Speicherns einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus und des Erzeugens von Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke; und zweite Verarbeitung des Veranlassens des Fahrzeugs, entlang der Zielstrecke zu fahren, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei die erste Verarbeitung das Erzeugen der Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall umfasst, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Fahrassistenzvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen geeigneteren Einparkvorgang zu erreichen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte allgemeine Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt;
FIG. 2Azeigt beispielhafte Funktionsblöcke einer Fahrassistenzvorrichtung für einen Trainingsfahrmodus;
2B zeigt beispielhafte Funktionsblöcke der Fahrassistenzvorrichtung für einen automatischen Fahrmodus;
3A zeigt eine beispielhafte Fahrstrecke (eine Strecke, die durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angezeigt wird), die das Fahrzeug im Trainingsfahrmodus zurücklegt;
3B zeigt eine beispielhafte Zielstrecke (eine Strecke, die durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angezeigt wird), die durch das Fahrzeug im automatischen Fahrmodus zurückzulegen ist;
4 zeigt beispielhafte Trainingsdaten, die von einem Trainingsdatengenerator erzeugt wurden;
5 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Erzeugung der Trainingsdaten beschreibt;
6 zeigt ein Beispiel für Kartendaten, die vom Trainingsdatengenerator erzeugt wurden;
7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung in einem Positionsschätzer beschreibt;
8 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Fahrassistenzvorrichtung zur Erzeugung der Zielstrecke beschreibt;
9A zeigt eine beispielhafte Fahrstrecke (eine Strecke, die durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angezeigt wird), die das Fahrzeug im Trainingsfahrmodus gemäß Variante 1 zurücklegt;
9B zeigt eine beispielhafte Zielstrecke (eine Strecke, die durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angezeigt wird), die durch das Fahrzeug im automatischen Fahrmodus gemäß Variante 1 zurückzulegen ist;
10 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Fahrassistenzvorrichtung zur Erzeugung der Zielstrecke gemäß Variante 1 beschreibt;
11 zeigt eine beispielhafte Anzeige der Benutzeroberfläche auf einem Mensch-Maschine-Schnittstelle für eine Auswahloperation eines Benutzers für die Fahrassistenzvorrichtung gemäß Variante 4;
12 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung im Trainingsdatengenerator gemäß Variante 5 schematisch darstellt; und
13 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Fahrassistenzvorrichtung zum Erzeugen der Zielstrecke gemäß Variante 5 beschreibt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen haben, in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, und die sich wiederholenden Beschreibungen nicht aufgeführt werden.
[Allgemeine Konfiguration des Fahrzeugs]
Eine beispielhafte Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte allgemeine Konfiguration des Fahrzeugs 1 zeigt.
Das Fahrzeug 1 enthält eine Fahrassistenzvorrichtung 10, ein Fahrzeugantriebsgerät 20, fahrzeugseitige Sensoren 30, eine fahrzeugseitige Kamera 40, ein externes Speichergerät 50 und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 60.
Das Fahrzeugantriebsgerät 20 ermöglicht Fahr-, Brems- und Drehbewegungen, die für die Fahrt des Fahrzeugs 1 erforderlich sind, und enthält beispielsweise einen Antriebsmotor, einen Kraftübertragungsmechanismus, eine Bremsvorrichtung, eine Lenkvorrichtung und eine elektronische Steuereinheit (ECU, engl: electronic control unit), die diese Komponenten steuert. Das Fahrzeugantriebsgerät 20 treibt das Fahrzeug 1 an, indem es z. B. mit dem Antriebsmotor Leistung erzeugt und die Leistung über den Kraftübertragungsmechanismus (z. B. eine Kardanwelle, ein Differentialgetriebe und eine Antriebswelle) auf die Räder überträgt. Es ist zu beachten, dass der Betrieb der Fahrzeugantriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch die Fahrassistenzvorrichtung 10 während eines automatischen Fahrmodus gesteuert wird.
Die fahrzeugseitigen Sensoren 30 sind verschiedene Sensoren, die am Fahrzeug 1 angebracht sind und einen Fahrzustand des Fahrzeugs 1 erfassen. Zu den fahrzeugseitigen Sensoren 30 gehören beispielsweise ein Gaspedalöffnungssensor, der eine Gaspedalöffnung erfasst, ein Lenkwinkelsensor, der einen Lenkwinkel der Lenkeinrichtung erfasst, ein Beschleunigungssensor, der eine auf das Fahrzeug 1 in Längsrichtung wirkende Beschleunigung erfasst, ein Drehmomentsensor, der ein auf den Kraftübertragungsmechanismus zwischen den Rädern und dem Antriebsmotor des Fahrzeugs 1 wirkendes Drehmoment erfasst, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erfasst. Die fahrzeugseitigen Sensoren 30 geben die durch die Erfassung gewonnenen Sensorinformationen an die Fahrassistenzvorrichtung 10 aus.
Die fahrzeugseitige Kamera 40 ist ein Umgebungssensor, der am Fahrzeug 1 montiert ist und die Umgebung des Fahrzeugs 1 überwacht. In der vorliegenden Ausführungsform wird die fahrzeugseitige Kamera 40 beispielsweise dazu verwendet, Objekte (typischerweise am Boden befestigte Objekte), die sich um das Fahrzeug 1 herum befinden, zu erfassen und eine vorhandene Position des Fahrzeugs 1 aus einer Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug 1 und den Objekten, die sich um das Fahrzeug 1 herum befinden, abschätzen zu können. Die fahrzeugseitige Kamera 40 besteht aus vier Kameras, die so angeordnet sind, dass sie z. B. die vier Richtungen vorne, hinten, links und rechts des Fahrzeugs 1 erfassen. Die fahrzeugseitige Kamera 40 erzeugt Kamerabilder und gibt die Bilder an die Fahrassistenzvorrichtung 10 aus. Es ist zu beachten, dass anstelle der fahrzeugseitigen Kamera 40 z. B. ein Light Detection and Ranging (LiDAR) ein Radar oder ein Ultraschallsensor als Umgebungssensor zur Schätzung der Eigenposition des Fahrzeugs 1 verwendet werden kann.
Das externes Speichergerät 50 ist ein zusätzliches Speichergerät, wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Solid State Drive (SSD) oder ein Flash-Speicher. Das externe Speichergerät 50 speichert z. B. Trainingsdaten D1 und Kartendaten D2, die in der Fahrassistenzvorrichtung 10 erzeugt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Trainingsfahrmodus befindet.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 60 ist eine Benutzerschnittstelle, wie z. B. ein Touchscreen, ein Befehlsgeber, Schaltflächen oder Bedientasten, die Eingabeoperationen von einem im Fahrzeug 1 mitfahrenden Benutzer empfängt. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 60 ist so konfiguriert, dass sie die Eingabeoperationen empfangen kann, wie z. B. einen Ausführungsbefehl für den Trainingsfahrmodus und einen Ausführungsbefehl für den automatischen Fahrmodus. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 60 gibt die Informationen über die empfangenen Eingabeoperationen des Benutzers an die Fahrassistenzvorrichtung 10 aus.
Die Fahrassistenzvorrichtung 10 ist eine elektronische Steuereinheit, die im Allgemeinen jeden Teil des Fahrzeugs 1 steuert. Die Fahrassistenzvorrichtung 10 ist so konfiguriert, dass es das Fahrzeug 1 dazu veranlasst, automatisch (d. h. autonom) zu fahren, indem es das Fahrzeugantriebsgerät 20 steuert, während es sich auf die Sensorinformationen bezieht, die von den fahrzeugseitigen Sensoren 30 im automatischen Fahrmodus erfasst werden.
Die Fahrassistenzvorrichtung 10 ist so konfiguriert, dass sie z. B. einen Prozessor 10a (CPU), einen Festwertspeicher 10b (ROM), einen Direktzugriffsspeicher 10c (RAM), einen Eingangsanschluss (nicht dargestellt) und einen Ausgangsanschluss (nicht dargestellt) umfasst. Funktionen der Fahrassistenzvorrichtung 10, die später beschrieben werden, werden von dem Prozessor 10a unter Bezugnahme auf ein Steuerprogramm oder verschiedene Daten, die z. B. im Direktzugriffspeicher 10c oder Festwertspeicher 10b gespeichert sind, ausgeführt. Es ist zu beachten, dass einige oder alle Funktionen der Fahrassistenzvorrichtung 10 durch die Verarbeitung eines digitalen Signalprozessors (DSP) oder einer speziellen Hardwareschaltung (z. B. ASIC oder FPGA) anstelle von oder zusammen mit der Verarbeitung der CPU 10a implementiert werden können.
Die Fahrassistenzvorrichtung 10 ist über ein fahrzeuginternes Netzwerk (z. B. ein Kommunikationsnetzwerk, das dem CAN-Kommunikationsprotokoll entspricht) mit dem Fahrzeugantriebsgerät 20, den fahrzeugseitigen Sensoren 30, der fahrzeugseitigen Kamera 40, dem externen Speichergerät 50 und der Mensch-Maschine-Schnittstelle 60 verbunden und kann die erforderlichen Daten und Steuersignale zu- und voneinander senden und empfangen.
[Konfiguration der Fahrassistenzvorrichtung]
Als nächstes wird eine beispielhafte Konfiguration der Fahrassistenzvorrichtung 10 mit Bezug auf die 2A bis 7 beschrieben.
Die Fahrassistenzvorrichtung 10 ist so konfiguriert, dass sie in der Lage ist, zwischen dem Trainingsfahrmodus und dem automatischen Fahrmodus basierend auf der Eingabebedienung des Benutzers zu wechseln. Der Trainingsfahrmodus ist ein Modus zum Registrieren einer Zielstrecke für das Fahrzeug 1 um im automatischen Fahrmodus zu fahren. Im Trainingsfahrmodus wird die Fahrt des Fahrzeugs 1 durch eine Fahrbewegung des Benutzers gesteuert. Der automatische Fahrmodus ist ein Modus, der das Fahrzeug 1 veranlasst, automatisch gemäß der während des Trainingsfahrmodus registrierten Zielstrecke zu fahren. Im automatischen Fahrmodus wird die Fahrt des Fahrzeugs 1 automatisch von der Fahrassistenzvorrichtung 10 gesteuert, ohne dass der Benutzer selbst fahren muss.
Es ist zu beachten, dass die Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert ist, dass sie die für das Fahrzeug 1 zu fahrende Zielstrecke automatisch generiert, indem sie eine unnötige Strecke aufgrund von Kurven abschneidet, die in der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 im Trainingsfahrmodus enthalten sind.
In 2Aund 2B sind beispielhafte Funktionsblöcke der Fahrassistenzvorrichtung 10 dargestellt. Es ist zu beachten, dass in 2A nur die Funktionsblöcke dargestellt sind, die funktionieren, wenn sich das Fahrzeug 1 im Trainingsfahrmodus befindet, und in 2B sind nur die Funktionsblöcke dargestellt, die funktionieren, wenn sich das Fahrzeug 1 im automatischen Fahrmodus befindet.
3A zeigt eine beispielhafte Fahrstrecke (eine Strecke, die durch einen durchgezogenen Linienpfeil angezeigt wird), die von Fahrzeug 1 im Trainingsfahrmodus befahren wird. 3B zeigt eine beispielhafte Zielstrecke (eine Strecke, die durch einen durchgezogenen Linienpfeil angezeigt wird), die von Fahrzeug 1 im automatischen Fahrmodus befahren werden soll.
3A veranschaulicht einen Einparkvorgang im Trainingsfahrmodus durch den Fahrbetrieb des Benutzers von der Position P1 außerhalb der Parklücke zur Zielparkposition P2 in der Parklücke. Die Zielstrecke in 3B wird auf der Grundlage der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 im in 3A dargestellten Trainingsfahrmodus generiert, und der größte Teil der Zielstrecke ist derselbe wie die Fahrstrecke. Die einzigen Änderungen, die an der Zielstrecke gegenüber der ursprünglichen Fahrstrecke vorgenommen wurden, sind die Wendepunkte.
Genauer gesagt, wird das Fahrzeug 1 an den Positionen T1 und T2 (hier von vorwärts nach rückwärts) auf der Fahrstrecke in 3A gewendet, aber die Zielstrecke in 3B wird durch Abschneiden unnötiger Strecken aufgrund der Wendungen des Fahrzeugs 1 auf der Fahrstrecke erzeugt, und das Fahrzeug 1 wird an den Positionen T1' und T2' gewendet.
<Während des Traingsfahrmodus>
Zunächst wird eine Konfiguration der Funktionen der Fahrassistenzvorrichtung 10 beschrieben, die während des Trainingsfahrmodus funktionieren.
Während des Trainingsfahrmodus funktionieren der Fahrzeuginformationssammler 110, der Koppelrechner 120 und der Trainingsdatengenerator 130 in der Fahrassistenzvorrichtung 10 (siehe 2A).
Der Fahrzeuginformationssammler 110 erfasst Sensorinformationen, die einen Fahrzustand des Fahrzeugs 1 anzeigen, von den fahrzeugseitigen Sensoren 30. Der Fahrzeuginformationssammler 110 überträgt dann die erfassten Sensorinformationen an den Koppelrechner 120.
Der Koppelrechner 120 schätzt die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 basierend auf zeitlichen Änderungen der Sensorwerte der fahrzeugseitigen Sensoren 30, die den Fahrzustand des Fahrzeugs 1 erfassen. Der Koppelrechner 120 berechnet einen Bewegungsbetrag des Fahrzeugs 1 von einer Referenzposition (z. B. einer Startposition zu Beginn des Trainingsfahrmodus) basierend auf z. B. zeitlichen Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierrate, die von den fahrzeugseitigen Sensoren 30 angezeigt werden, und schätzt die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 basierend auf dem Bewegungsbetrag.
Die vom Koppelrechner 120 geschätzte aktuelle Position des Fahrzeugs 1 ist eine ungefähre aktuelle Position des Fahrzeugs 1. Die Positionsschätzung durch den Koppelrechner 120 hat eine geringe Schätzgenauigkeit, und daher wird in der Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die geschätzte aktuelle Position des Fahrzeugs 1 auf die tatsächliche aktuelle Position korrigiert, die auf Kamerabildern basiert, die von der fahrzeugseitigen Kamera 40 erzeugt werden. Die Positionsschätzung durch den Koppelrechner 120 hat eine geringe Schätzgenauigkeit, weil es zum Beispiel 1.) schwierig ist, ein vollständiges kinematisches Modell zu konstruieren (z. B. einen Reifendurchmesser und eine Laufflächenbreite), 2.) die Beobachtungswerte der fahrzeugseitigen Sensoren 30 immer Rauschen enthalten und 3.) externe Faktoren (z. B. der Schlupf des Reifens), die von den fahrzeugseitigen Sensoren 30 nicht beobachtet werden können, die Positionsschätzung stark beeinflussen. Zusätzlich akkumuliert die Positionsschätzung durch den Koppelrechner 120 aufgrund dieser Umstände Fehler.
Der Trainingsdatengenerator 130 speichert die Fahrstrecke der Trainingsfahrt und erzeugt aus der Fahrstrecke Trainingsdaten D1, die sich auf die Zielstrecke beziehen, die das Fahrzeug 1 automatisch im automatischen Fahrmodus zurücklegen soll (im Folgenden einfach als „Zielstrecke“ bezeichnet). Zum Beispiel startet der Trainingsdatengenerator 130 die Speicherung der Fahrstrecke als Reaktion auf einen Befehl zum Starten des Trainingsfahrmodus vom Benutzer und beendet die Speicherung der Fahrstrecke als Reaktion auf einen Befehl zum Beenden des Trainingsfahrmodus vom Benutzer. Die Trainingsfahrt beginnt typischerweise mit dem Anhalten des Fahrzeugs 1 an einer gewünschten Position außerhalb des Parkplatzes (P1 in 3A) und endet mit dem Anhalten des Fahrzeugs 1 an einer Parkzielposition im Parkplatz (P2 in 3A). Es ist zu beachten, dass die vom Trainingsdatengenerator 130 erzeugten Trainingsdaten D1 in dem externen Speichergerät 50 gespeichert sind.
4 stellt beispielhafte Trainingsdaten D1, die vom Trainingsdatengenerator 130 erzeugt wurden, dar. Die in 4 dargestellten Daten D1a sind Daten, die die tatsächliche Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 und einen Fahrzustand an jedem Punkt der Fahrstrecke angeben, die während der Trainingsfahrt sequentiell gespeichert werden, und die Trainingsdaten D1 werden aus den Daten D1a der Trainingsfahrt erzeugt.
5 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Erzeugung von Trainingsdaten D1 beschreibt.
Es ist zu beachten, dass 4 und 5 den Arbeitsablauf des Abschneidens unnötiger Strecken vor und nach dem Wendepunkt T1 in 3 beschreiben. WP_1, WP_2, ..., WP G in 4 und 5 stellen der Reihe nach jeden Punkt der Fahrstrecke von Fahrzeug 1 dar, die während der Trainingsfahrt gespeichert wurden. WP_1 entspricht dem Startpunkt der Fahrstrecke, und WP_G entspricht dem Endpunkt der Fahrstrecke.
Die Trainingsdaten D1 umfassen beispielsweise die Zielstrecke, die das Fahrzeug 1 automatisch zurücklegen soll, die Ausrichtung (d. h. die Blickrichtung) des Fahrzeugs 1 an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke, die Fahrtrichtung (d. h. vorwärts oder rückwärts) des Fahrzeugs 1 an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke und Referenzfahrtinformationen an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke.
Die „Zielstrecke“ der Trainingsdaten D1 wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass die unnötigen Strecken vor und nach dem Wendepunkt in den Daten D1a der Fahrstrecke in der Trainingsfahrt gelöscht werden und die Strecken vor und nach den unnötigen Strecken verbunden werden.
Genauer gesagt sucht der Trainingsdatengenerator 130 gemäß den Bedingungen für die Verbindung nach einem Paar des ersten und zweiten Punktes, die den Wendepunkt der Fahrtrichtung auf der Fahrstrecke der Trainingsfahrt dazwischen haben. Die Bedingungen für die Verbindung sind, dass ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs 1 am ersten und zweiten Punkt in der Trainingsfahrt kleiner als der erste Schwellenwert ist, und dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 am ersten Punkt und dem Fahrzeug 1 am zweiten Punkt kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Wenn das Paar aus erstem und zweitem Punkt, das die Bedingungen für die Verbindung erfüllt, erkannt wird, stellt der Trainingsdatengenerator 130 eine Verbindung zwischen dem ersten Punkt oder einem Punkt, der an den ersten Punkt auf der Fahrstrecke angrenzt, und dem zweiten Punkt oder einem Punkt der an den zweiten Punkt auf der Fahrstrecke angrenzt her und erzeugt die Zielstrecke durch Verkürzung der Fahrstrecke an der Verbindungsposition. Das heißt, der Trainingsdatengenerator 130 konfiguriert die Verbindungsposition des ersten Punktes (oder des Punktes, der an den ersten Punkt auf der Fahrstrecke angrenzt) und des zweiten Punktes (oder des Punktes, der an den zweiten Punkt auf der Fahrstrecke angrenzt) als einen Wendepunkt des Fahrzeugs 1 auf der Zielstrecke, anstelle des Wendpunktes auf der Fahrstrecke der Trainingsfahrt.
Es ist zu beachten, dass der erste Schwellenwert für den Unterschied in der Ausrichtung (die Ausrichtung von Fahrzeug 1, wenn Fahrzeug 1 die Punkte passiert), der als Referenz für die Bedingungen für die Verbindung dient, beispielsweise ein Wert von 0 Grad oder mehr und 3 Grad oder weniger ist. Darüber hinaus ist der zweite Schwellenwert für den Abstand beispielsweise ein Wert von 0 m oder mehr und Im oder weniger, der als weitere Referenz der Bedingungen für die Verbindung dient.
Der Trainingsdatengenerator 130 führt eine solche Verarbeitung durch, weil das Paar aus erstem und zweitem Punkt, dass die Bedingungen für die Verbindung erfüllt, im Wesentlichen als derselbe Punkt betrachtet werden kann, an dem das Fahrzeug 1 während der Trainingsfahrt mit im Wesentlichen derselben Lage vor und nach dem Wendepunkt des Fahrzeugs 1 auf der Fahrstrecke vorbeifährt. Mit anderen Worten: Die Strecke zwischen dem Paar aus erstem und zweitem Punkt und dem Wendepunkt auf der Fahrstrecke ist eine unnötige Strecke, die keinen Einfluss auf die Lageänderung von Fahrzeug 1 hat. Es ist zu beachten, dass ein Paar von Punkten WP_N und WP_K auf der Fahrstrecke in 5 dem Paar des ersten und zweiten Punktes entspricht, dass die Bedingungen für die Verbindung erfüllt.
Wenn der Trainingsdatengenerator 130 die Zielstrecke generiert, dann ist die Strecke zwischen den beiden verbundenen Punkten vorzugsweise nicht orthogonal zu den Strecken vor und nach den beiden Punkten. Daher konfiguriert der Trainingsdatengenerator 130 für mindestens einen der ersten und zweiten Punkte den Punkt, der an den ersten oder zweiten Punkt auf der Fahrstrecke angrenzt, als Verbindungsziel. Zum Beispiel ist es in 5 vorzuziehen, eine Verbindung zwischen Punkt WP_N-1 und Punkt WP_K herzustellen, anstatt eine Verbindung zwischen Punkt WP_N und Punkt WP _K, die das Paar sind, das die Bedingungen für die Verbindung erfüllt. Das heißt, in 5 ist die Zielstrecke vorzugsweise so konfiguriert, dass das Fahrzeug 1 nach dem Punkt WP_N-1 vorwärts zum Punkt WP_K fährt und am Punkt WP_K wendet (siehe die Verbindungsposition der Trainingsdaten D1 in 4).
Dies verhindert, dass das Fahrzeug 1 an der Verbindungsposition auf der Zielstrecke seitlich (d. h. in Richtung der Fahrzeugbreite) fährt, und ermöglicht dem Fahrzeug 1 eine reibungslose Fahrt auf der Zielstrecke. Ferner wird durch das Konfigurieren des Punktes WP_N-1 als eines der Verbindungsziele anstelle des Punktes WP_N (d. h. Verschieben des Punktes, der aus dem Paar des ersten und zweiten Punktes besteht, auf der Startpunktseite der Fahrstrecke um einen Punkt näher zum Startpunkt), wie in 5 dargestellt, verhindert, dass der Lenkwinkel übermäßig groß ist, wenn das Fahrzeug 1 vom Punkt WP_K aus die Fahrstrecke entlangfährt.
Es ist zu beachten, dass die beispielhafte Verarbeitung zur Erzeugung der Zielstrecke im Trainingsdatengenerator 130 später mit Bezug auf 8 beschrieben wird.
Die in den Trainingsdaten D1 enthaltene „Ausrichtung“ des Fahrzeugs 1 an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke und die „Fahrtrichtung“ des Fahrzeugs 1 an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke sind z.B. das direkte Spiegelbild der Ausrichtung und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 während der Trainingsfahrt.
Darüber hinaus sind die „Referenzfahrtinformationen“ an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke, die in den Trainingsdaten D1 enthalten sind, beispielsweise Fahrtinformationen (z. B. der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit), die an jedem Punkt auf der Fahrstrecke während der Trainingsfahrt des Fahrzeugs 1 erfasst werden. Diese Referenzfahrtinformationen werden als Referenz verwendet (z. B. als Vorwärtskopplungselement bezeichnet), wenn die Fahrzeugsteuerung 160, die später beschrieben wird, das Fahrzeugantriebsgerät 20 (z. B. den Lenkwinkel der Lenkvorrichtung) an jedem Punkt auf der Fahrstrecke bei der Durchführung der automatischen Fahrt steuert.
Es ist zu beachten, dass der Trainingsdatengenerator 130 die Fahrzeuggeschwindigkeit an der Anschlussposition (hier am Punkt WP_K) auf der Zielstrecke vorzugsweise auf Null [m/sec] von der Fahrzeuggeschwindigkeit in der Trainingsfahrt abändert, zusammen mit den Elementen der „Referenzfahrtinformation“ an jedem Zielpunkt auf der Zielstrecke in den Trainingsdaten D1. Dadurch wird eine schnelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Wenden des Fahrzeugs 1 an der Anschlussposition verhindert.
Der Trainingsdatengenerator 130 erzeugt übrigens Trainingsdaten D1, während er gleichzeitig Kartendaten D2 generiert, um die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 z. B. aus den Kamerabildern der fahrzeugseitigen Kamera 40 zu schätzen. Diese Technik wird auch als simultane Lokalisierungs- und Kartierungsmethode (SLAM) bezeichnet.
6 illustriert beispielhafte Kartendaten D2, die vom Trainingsdatengenerator 130 erzeugt wurden. 6 ist eine Vogelperspektive, die die realen Raumpositionen von charakteristischen Punkten Q in einer realen Szene zeigt, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind.
Die Kartendaten D2 sind Daten, die für jeden einer Vielzahl von charakteristischen Punkten in einer realen Szene eine dreidimensionale Position des charakteristischen Punkts im realen Raum in Verbindung mit einem charakteristischen Betrag des charakteristischen Punkts speichern, der aus einem Kamerabild gewonnen wurde, das zum Zeitpunkt der Erzeugung von Kartendaten D2 aufgenommen wurde. Die als Kartendaten D2 gespeicherten charakteristischen Punkte sind z. B. Bereiche (z. B. Eckbereiche), in denen charakteristische Bildmuster aus den Kamerabildern von Objekten (z. B. einem Baum, einer Wand oder einer Säule) gewonnen werden, die als Merkmal in der realen Szene dienen können. Es ist zu beachten, dass die Vielzahl der charakteristischen Punkte in den Kartendaten D2 individuell identifizierbar gespeichert sind, z. B. durch Identifikationsnummern.
Die dreidimensionalen Positionen im realen Raum der in den Kartendaten D2 gespeicherten charakteristischen Punkte werden durch ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem (X, Y, Z) dargestellt.
Der charakteristische Betrag des charakteristischen Punktes, der in den Kartendaten D2 gespeichert ist, umfasst z. B. einen charakteristischen Betrag der skaleninvarianten Merkmalstransformation (SIFT) oder einen charakteristischen Betrag der beschleunigten robusten Merkmale (SURF) sowie die Helligkeit und die Dichte auf dem Kamerabild. Es ist zu beachten, dass die charakteristischen Betragsdaten des charakteristischen Punktes, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, für jede Aufnahmeposition und Aufnahmerichtung einer Kamera bei der Aufnahme des charakteristischen Punktes separat gespeichert werden können, sogar für den charakteristischen Punkt an derselben dreidimensionalen Position. Darüber hinaus können die charakteristischen Betragsdaten des charakteristischen Punkts, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, in Verbindung mit dem Bild des Objekts mit dem charakteristischen Punkt gespeichert werden.
Der Trainingsdatengenerator 130 ermittelt die Koordinaten der charakteristischen Punkte in der realen Szene, z. B. basierend auf Stereophotogrammetrie. Genauer gesagt, liest der Trainingsdatengenerator 130 eine Vielzahl von Kamerabildern, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt wurden, und ordnet die identischen charakteristischen Punkte zu, die in der Vielzahl der Kamerabilder gemeinsam auftraten. Als nächstes erhält der Trainingsdatengenerator 130 z. B. vom Koppelrechner 120 Informationen über die temporäre Position des Fahrzeugs 1, wenn die mehreren Kamerabilder erzeugt werden, und identifiziert die temporären Koordinaten der charakteristischen Punkte in der realen Szene durch ein Triangulationsprinzip. Anschließend führt der Trainingsdatengenerator 130 eine Bündelausgleichung durch, indem er z.B. die temporäre Position des Fahrzeugs 1 und die temporären Koordinaten der charakteristischen Punkte in der realen Szene als Referenzinformation verwendet, und berechnet die offizielle Position des Fahrzeugs 1 und die offiziellen Koordinaten der charakteristischen Punkte in der realen Szene, um die Reprojektionsfehler zu minimieren, wenn jeder charakteristische Punkt in der realen Szene auf alle Kamerabilder projiziert wird. Der Trainingsdatengenerator 130 speichert dann die offizielle Position des Fahrzeugs 1 als Daten D1a, die die Position des Fahrzeugs 1 während der Trainingsfahrt angeben. Der Trainingsdatengenerator 130 speichert auch die offiziellen Koordinaten der charakteristischen Punkte in der realen Szene als Kartendaten D2 in dem externen Speichergerät 50.
Es ist zu beachten, dass die Kartendaten D2 im Voraus mit Hilfe von LiDAR oder einer Stereokamera erzeugt werden können, anstatt die SLAM-Verfahren zu verwenden. Bei der Erzeugung der Kartendaten D2 ist abhängig vom Messverfahren jedoch oft eine Verzerrung enthalten, so dass es aus dem Gesichtspunkt der Vermeidung einer Verschlechterung der Positionsschätzungsgenauigkeit durch die Verzerrung der Kartendaten D2 vorzuziehen ist, das SLAM-Verfahren zu verwenden.
<Im automatischem Fahrmodus>
Als nächstes wird eine Konfiguration der Funktionen der Fahrassistenzvorrichtung 10 beschrieben, die während des automatischen Fahrmodus funktionieren.
Während des automatischen Fahrmodus funktionieren der Fahrzeuginformationssammler 110, der Koppelrechner 120, der Positionsschätzer 140, der Zielstreckenleser 150 und die Fahrzeugsteuerung 160 in der Fahrassistenzvorrichtung 10 (siehe 2B).
Der Fahrzeuginformationssammler 110 und der Koppelrechner 120 haben die gleiche Konfiguration wie die oben beschriebenen, so dass deren Beschreibung entfällt.
Der Positionsschätzer 140 schätzt die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage von Kartendaten D2 und Kamerabildern der fahrzeugseitigen Kamera 40.
7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung im Positionsschätzer 140 beschreibt. Die Punkte R1, R2 und R3 in 7 stellen drei charakteristische Punkte dar, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden. Die Punkte Q1, Q2 und Q3 stellen dreidimensionale Positionen der charakteristischen Punkte R1, R2 und R3 im realen Raum dar und sind in den Kartendaten D2 gespeichert. RP1 stellt eine Abbildungsfläche der fahrzeugseitigen Kamera 40 dar. Der Punkt P1 repräsentiert die Position der fahrzeugseitigen Kamera 40 (d. h. die Position des Fahrzeugs 1), die aus den drei charakteristischen Punkten R1, R2 und R3, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden, und den Punkten Q1, Q2 und Q3, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, bestimmt wird.
Beispielsweise gleicht der Positionsschätzer 140 zunächst die charakteristischen Punkte, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden, mit den charakteristischen Punkten ab, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, z. B. unter Verwendung von Musterabgleich und Merkmalsbetragssuche. Der Positionsschätzer 140 wählt dann zufällig mehrere (z.B. drei bis sechs) charakteristische Punkte unter den charakteristischen Punkten aus, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden und mit den in den Kartendaten D2 gespeicherten charakteristischen Punkten übereinstimmen, und schätzt die Position des Fahrzeugs 1 im realen Raum basierend auf den Positionen der mehreren charakteristischen Punkte im Kamerabild und den dreidimensionalen Positionen der mehreren charakteristischen Punkte im realen Raum, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind. Zu diesem Zeitpunkt berechnet der Positionsschätzer 140 die Position des Fahrzeugs 1 durch Lösen eines P-NP-Problems unter Verwendung eines bekannten Verfahrens wie Lambda-Twist (siehe z. B. NPL 1).
Es ist zu beachten, dass, wenn der Positionsschätzer 140 die charakteristischen Punkte, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden, mit den charakteristischen Punkten, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, abgleicht, dann können die charakteristischen Punkte, die in den Kartendaten D2 gespeichert sind, auf die charakteristischen Punkte eingegrenzt werden, die mit den charakteristischen Punkten, die aus dem Kamerabild der fahrzeugseitigen Kamera 40 extrahiert wurden, übereinstimmen, basierend auf der aktuellen Position des Fahrzeugs 1, die z.B. durch den Koppelrechner 120 geschätzt wurde.
Informationen über die aktuelle Position des Fahrzeugs 1, die vom Positionsschätzer 140 geschätzt werden, werden an die Fahrzeugsteuerung 160 übertragen. Es ist zu beachten, dass die von der Positionsschätzung 140 geschätzte Information über die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 beispielsweise Informationen über die zweidimensionale Position (die X-Koordinate und die Y-Koordinate) des Fahrzeugs 1 im realen Raum sowie Informationen über die Ausrichtung (d. h. die Blickrichtung) des Fahrzeugs 1 umfasst.
Der Zielstreckenleser 150 liest die Trainingsdaten D1 für das fahrende Fahrzeug 1 aus dem externen Speichergerät 50 und überträgt die Trainingsdaten D1 an die Fahrzeugsteuerung 160.
Wenn ein Ausführungsbefehl für den automatischen Fahrmodus von einem Benutzer empfangen wird, bewegt die Fahrzeugsteuerung 160 das Fahrzeug 1 entlang der Zielstrecke, die durch die vom Zielstreckenleser 150 erfassten Trainingsdaten D1 angezeigt wird, während die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 erkannt wird. Dann hält die Fahrzeugsteuerung 160 das Fahrzeug 1 am Endpunkt der Zielstrecke an (d. h. an einer Position, die dem Endpunkt der Fahrstrecke in der Trainingsfahrt entspricht).
Die Fahrzeugsteuerung 160 steuert typischerweise die Fahrt des Fahrzeugs 1 (z. B. den Lenkwinkel der Lenkvorrichtung des Fahrzeugs 1) durch eine Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage der aktuellen Position des Fahrzeugs 1, die durch den Positionsschätzer 140 geschätzt wird, und der Zielpunkte auf der Zielstrecke, die durch die Trainingsdaten D1 angezeigt werden. Eine solche Regelung wird durchgeführt, weil die Anfangsposition des Fahrzeugs 1 zu Beginn des automatischen Fahrmodus nicht immer genau der Anfangsposition der durch die Trainingsdaten D1 angegebenen Zielstrecke entspricht. Darüber hinaus weist die Reproduktion der Fahrstrecke rein mit Koppelnavigation eine hohe Wahrscheinlichkeit auf Fehler zu erhöhen, insbesondere in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich und auf einer Fahrstrecke mit Kurven. Da die Zielstrecke für die automatische Fahrt durch Änderungen an der Fahrstrecke der Trainingsfahrt erzeugt wird, weicht die tatsächliche Fahrstrecke möglicherweise von der Zielstrecke ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Lenkwinkel in der Trainingsfahrt direkt angewendet wird.
Es ist zu beachten, dass die Fahrzeugsteuerung 160 die in den Trainingsdaten D1 konfigurierten Referenzfahrtinformationen (die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Lenkwinkel usw.) als Vorwärtskopplungselement verwenden kann.
Wenn die Fahrzeugsteuerung 160 das Fahrzeug 1 veranlasst, automatisch zu fahren, beginnt das Fahrzeug 1 die automatische Fahrt nicht notwendigerweise von der Position des in den Trainingsdaten D1 angegebenen Startpunkts der Zielstrecke, sondern kann von der Position zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt der in den Trainingsdaten D1 angegebenen Zielstrecke beginnen. In diesem Fall muss die Fahrzeugsteuerung 160 nur den am besten erreichbaren Zielpunkt unter den Zielpunkten zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt der in den Trainingsdaten D1 angegebenen Zielstrecke bestimmen, basierend auf der Anfangsposition und der Orientierung des Fahrzeugs 1 zu Beginn des automatischen Fahrmodus, zum Beispiel unter Verwendung einer vorgegebenen Bewertungsfunktion. Dadurch kann das Fahrzeug 1 reibungslos auf die Zielstrecke fahren, auch wenn die Anfangsposition des Fahrzeugs 1 vom Startpunkt der Zielstrecke abweicht.
[Bedienung der Fahrassistenzvorrichtung]
8 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang beschreibt, wenn die Fahrassistenzvorrichtung 10 (Trainingsdatengenerator 130) eine Zielstrecke erzeugt. Das in 8 dargestellte Flussdiagramm ist ein Prozess, der von der Fahrassistenzvorrichtung 10 beispielsweise nach einer Trainingsfahrt durchgeführt wird. Es ist zu beachten, dass das Flussdiagramm in 8 WP_N als eine Variable verwendet, die einen der Kandidatenpunkte für das Paar, das die Bedingungen für die Verbindung erfüllt (im Folgenden als „Zweipunktpaar“ bezeichnet), unter den Punkten WP_1, WP_2, ..., WP_G auf einer Fahrstrecke darstellt.
In Schritt S1 setzt die Fahrassistenzvorrichtung 10 zunächst N = 1 und konfiguriert einen der Kandidatenpunkte für das Zweipunktpaar als Startpunkt auf der Fahrstrecke.
In Schritt S2 sucht die Fahrassistenzvorrichtung 10 nach einem Punkt, der die Bedingungen für die Verbindung von Punkt WP_G zu Punkt WP _N+1 auf der Fahrstrecke erfüllt, mit Bezug auf die Ausrichtung und die Position des Fahrzeugs 1 auf Punkt WP_N in der Trainingsfahrt. Das heißt, die Fahrassistenzvorrichtung 10 sucht auf der Fahrstrecke nach dem Punkt, der die Bedingung für die Verbindung erfüllt und mit dem Punkt WP_N in der Reihenfolge vom Endpunkt der Fahrstrecke aus zu koppeln ist. Dies ermöglicht es, einen Punkt, der dem Endpunkt der Fahrstrecke am nächsten liegt, zuerst zu erkennen, sofern es den Punkt gibt, der die Bedingung für die Verbindung erfüllt und mit dem Punkt WP_N auf der Fahrstrecke gepaart werden kann.
In Schritt S3 bestimmt die Fahrassistenzvorrichtung 10, ob der Punkt, der die Bedingung für die Verbindung erfüllt, an irgendeinem Punkt von Punkt WP_G bis Punkt WP_N+1 auf der Fahrstrecke erkannt wird. Wenn der Punkt, der die Verbindungsbedingungen erfüllt, an keinem Punkt von Punkt WP_G bis Punkt WP _N+1 auf der Fahrstrecke erkannt wird (NEIN in S3), fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S4 fort. Wenn der Punkt, der die Bedingung für die Verbindung erfüllt, an irgendeinem Punkt (z. B. in diesem Fall Punkt WP_K) von Punkt WP_G bis Punkt WP_N+1 auf der Fahrstrecke erkannt wird (JA in S3), fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S5 fort.
In Schritt S4 erhöht die Fahrassistenzvorrichtung 10 N auf N+1 für den einen der Kandidatenpunkte für das Zweipunktpaar (d.h. sie verschiebt den einen der Kandidatenpunkte für das Zweipunktpaar um einen Punkt in Richtung des Endpunkts der Fahrstrecke) und fährt mit der Verarbeitung in Schritt S8 fort.
In Schritt S5 entfernt die Fahrassistenzvorrichtung 10 WP_N bis WP_K-1 aus der Spalte WP der Daten D1a, die sich auf die in der Trainingsfahrt erzeugte Fahrstrecke beziehen, und stellt eine Verbindung zwischen WP_N-1 und WP_K her. Dies erzeugt Trainingsdaten D1, die sich auf die Zielstrecke beziehen, in der die unnötige Strecke aus der Fahrstrecke der Trainingsfahrt gelöscht wird (siehe 4 und 5).
In Schritt S6 konfiguriert die Fahrassistenzvorrichtung 10 den Punkt WP_K als einen Wendepunkt in den Trainingsdaten D1. Genauer gesagt, ändert die Fahrassistenzvorrichtung 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit für die Trainingsdaten D1 am Punkt WP_K in den Daten D1a, die sich auf die in der Trainingsfahrt erzeugte Fahrstrecke beziehen, auf Null, da die Fahrzeuggeschwindigkeit am Punkt WP_K in der Trainingsfahrt nicht Null ist. Es ist zu beachten, dass die Fahrassistenzvorrichtung 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit auch an den Punkten vor und nach dem Punkt WP_K (z. B. WP_K+1 und WP N-1) auf einen Wert nahe Null ändern kann, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Wendens weiter zu verhindern.
In Schritt S7 erhöht die Fahrassistenzvorrichtung 10 N auf K+1 für den einen der Kandidatenpunkte für das Zweipunktpaar und fährt mit der Verarbeitung in Schritt S8 fort. Es ist zu beachten, dass N auf K+1 erhöht wird, weil die Punkte WP_N bis WP_K-1 durch die Verarbeitung in Schritt S5 entfernt werden.
In Schritt S8 bestimmt die Fahrassistenzvorrichtung 10, ob die Variable, die sich auf einen der Kandidatenpunkte für das Zweipunktpaar bezieht, auf G-1 erhöht wird (N = G-1). Wenn die Variable, die sich auf die Kandidatenpunkte bezieht, nicht auf G-1 erhöht ist (NEIN in S8), kehrt die Fahrassistenzvorrichtung 10 zu Schritt S2 zurück und führt die gleiche Verarbeitung durch. Wenn die Variable, die sich auf die Kandidatenpunkte bezieht, auf G-1 erhöht wird (JA in S8), fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S9 fort.
In Schritt S9 speichert die Fahrassistenzvorrichtung 10 die in den Schritten S2 bis S8 erzeugten Trainingsdaten D1 in dem externen Speichergerät 50.
Die oben beschriebene Verarbeitung erzeugt die Zielstrecke, in der die nicht benötigte Strecke aus der Fahrstrecke der Trainingsfahrt gelöscht wird.
[Wirkung]
Wie oben beschrieben, sucht die Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Paar aus erstem und zweitem Punkt, die den Wendepunkt in Fahrtrichtung auf der Fahrstrecke dazwischen haben. Die Bedingungen, um der ersten und zweiten Punkte zu sein, sind, dass ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs 1 am ersten und zweiten Punkt in der Trainingsfahrt kleiner als der erste Schwellenwert ist, und dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 am ersten Punkt und dem Fahrzeug 1 am zweiten Punkt kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Wenn das Paar erkannt wird, stellt die Fahrassistenzvorrichtung 10 eine Verbindung zwischen dem ersten Punkt oder dem an den ersten Punkt angrenzenden Punkt auf der Fahrstrecke und dem zweiten Punkt oder dem an den zweiten Punkt angrenzenden Punkt auf der Fahrstrecke her und erzeugt die Zielstrecke für die automatische Fahrt durch Verkürzung der Fahrstrecke am Verbindungspunkt.
Dies ermöglicht es dem Fahrzeug 1, zur Zielparkposition zu fahren, ohne einer unnötigen Strecke zu folgen, wenn das Fahrzeug 1 während des automatischen Fahrens automatisch zur Zielparkposition in der Parklücke geparkt wird. Dies reduziert die Fahrzeit der automatischen Fahrt und ermöglicht eine Optimierung der Fahrt des Fahrzeugs.
Es ist zu beachten, dass das Folgende auch als ein Verfahren zur Erzeugung der Zielstrecke gemäß der herkömmlichen Technologie untersucht wurde. Gemäß dem Verfahren wird die Strecke automatisch generiert, indem nur ein Startpunkt, ein Wendepunkt und ein Endpunkt einer Fahrstrecke gespeichert werden und beispielsweise eine arithmetische Verarbeitung mit einer Bewertungsfunktion verwendet wird, um die drei Punkte nahtlos zu verbinden. Solch ein Verfahren optimiert jedoch zwischen den drei Punkten durch eine Bewertungspunktzahl, und daher passiert ein Fahrzeug eine Stelle, die ein Benutzer nicht passieren möchte (z. B. Rasen) oder eine unpassierbare Stelle, die von Sensoren nur schwer als Hindernis erkannt werden kann (z. B. ein dünner Pfosten, eine Kette und ein Teich), selbst wenn der Benutzer solche Stellen während der Trainingsfahrt absichtlich vermieden hat.
Die Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert das Fahrzeug 1 jedoch grundsätzlich so, dass es entlang einer vom Benutzer beabsichtigten Strecke fährt, wodurch das Problem wie bei der herkömmlichen Technik vermieden wird.
(Variante 1)
Die obige Ausführungsform hat einen Fall beschrieben, in dem der Trainingsdatengenerator 130 beim Generieren einer Zielstrecke ein Paar von zwei Punkten verbindet, die unterschiedliche Fahrtrichtungen haben und einen Wendepunkt in der Fahrtrichtung dazwischen haben. Der Trainingsdatengenerator 130 kann jedoch beim Generieren einer Zielstrecke ein Paar von zwei Punkten verbinden, die die gleiche Fahrtrichtung haben, solange das Paar von zwei Punkten den Wendepunkt in der Fahrtrichtung dazwischen hat und die Bedingung für die Verbindung erfüllt.
99A veranschaulicht eine beispielhafte Fahrstrecke (eine Strecke, die durch einen durchgezogenen Linienpfeil angezeigt wird), die vom Fahrzeug 1 im Trainingsfahrmodus gemäß Variante 1 befahren wird. 9B illustriert eine beispielhafte Zielstrecke (eine Strecke, die durch einen durchgezogenen Linienpfeil angezeigt wird), die von Fahrzeug 1 im automatischen Fahrmodus gemäß Variante 1 zu befahren ist.
9A beschreibt einen Fall, in dem das Fahrzeug 1 bei der Fahrt von der Position P1 außerhalb der Parklücke zur Zielparkposition P2 in der Parklücke durch einen Fahrvorgang eines Benutzers zweimal die Fahrtrichtung ändert. Bei der Suche nach einem Paar ermittelt der Trainingsdatengenerator 130, dass das Paar von Punkt WP_L und Punkt WP_M auf der Fahrstrecke die Bedingungen erfüllt, dass der Unterschied in der Ausrichtung kleiner als der erste Schwellenwert und der Abstand kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Daher erzeugt der Trainingsdatengenerator 130 in Variante 1 die Zielstrecke durch verbinden zwischen dem Punkt WP _L-1 (dem Punkt neben dem Punkt WP_L auf der Startpunktseite der Fahrstrecke) und dem Punkt WP_M, wie in 9B dargestellt. Es ist zu beachten, dass die Fahrtrichtung am Punkt WP_L und die Fahrtrichtung am Punkt WP_M in diesem Fall identisch sind (d. h. rückwärts fahren).
Eine solche Konfiguration kann auch die Zielstrecke ohne unnötige Strecken auf der Fahrstrecke der Trainingsfahrt erzeugen. In diesem Fall fährt das Fahrzeug 1 jedoch, ohne an der Verbindungsposition der beiden Punkte zu wenden (die Verbindungsposition kann als „Nicht-Wendepunkt“ bezeichnet werden). Der Benutzer empfindet es als unangenehm, wenn das Fahrzeug 1 in einer solchen Situation, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, während der automatischen Fahrt an der Verbindungsposition der beiden Punkte anhält. Daher setzt der Trainingsdatengenerator 130 in Variante 1 vorzugsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit an der Verbindungsposition auf ungleich Null (behält z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit der Trainingsfahrt bei), wenn zwei Punkte mit identischer Fahrtrichtung verbunden werden.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang beschreibt, wenn die Fahrassistenzvorrichtung 10 (Trainingsdatengenerator 130) die Zielstrecke gemäß Variante 1 erzeugt. Die Verarbeitung der Schritte S1 bis S9 ist die gleiche wie die im Flussdiagramm in 8 beschriebene Verarbeitung. Der Unterschied zu dem Flussdiagramm in 8 besteht darin, dass dieses Flussdiagramm den Schritt Sa zwischen Schritt S4 und Schritt S5 enthält.
Schritt Sa wird ausgeführt, nachdem das Paar von zwei Punkten WP_N und WP K, die die Bedingungen für die Verbindung erfüllen, erkannt wurde und die Punkte WP_N-1 und WP K, die jeweils dem Paar der beiden Punkte entsprechen, verbunden sind.
In Schritt Sa bezieht sich die Fahrassistenzvorrichtung 10 auf die Schaltinformation am Punkt WP_N und die Schaltinformation am Punkt WP_K in der Trainingsfahrt und stellt fest, ob die Fahrtrichtung am Punkt WP_N und die Fahrtrichtung am Punkt WP_K identisch oder entgegengesetzt zueinander sind. Wenn die Fahrtrichtung an Punkt WP_N und die Fahrtrichtung an Punkt WP_K entgegengesetzt sind (Nein in Schritt Sa), konfiguriert die Fahrassistenzvorrichtung 10 die Verbindungsposition (hier Punkt WP_K) als den Wendepunkt in den Trainingsdaten D1 (Schritt S6) und fährt mit der Verarbeitung in Schritt S7 fort. Wenn die Fahrtrichtung am Punkt WP_N und die Fahrtrichtung am Punkt WP_K identisch sind (Ja in Schritt Sa), fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S7 fort, ohne die Verbindungsposition (hier Punkt WP_K) als den Wendepunkt in den Trainingsdaten D1 zu konfigurieren.
Wenn die Verbindungsposition als Wendepunkt in den Trainingsdaten D1 konfiguriert ist (Schritt S6), setzt die Fahrassistenzvorrichtung 10 die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs an der in den Trainingsdaten D1 konfigurierten Verbindungsposition (hier Punkt WP_K) auf Null, beispielsweise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform. Wenn die Verbindungsposition nicht als Wendepunkt in den Trainingsdaten D1 konfiguriert ist, setzt die Fahrassistenzvorrichtung 10 dagegen die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs beispielsweise auf die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Trainingsfahrt an der in den Trainingsdaten D1 konfigurierten Verbindungsposition (hier Punkt WP _K).
Wie oben beschrieben, ermöglicht das Zielstreckenkonfigurationsverfahren gemäß Variante 1 in einigen Fällen die Konfiguration einer optimaleren Zielstrecke als das Zielstreckenkonfigurationsverfahren gemäß der obigen Ausführungsform.
(Variante 2)
In der oben beschriebenen Ausführungsform wendet der Trainingsdatengenerator 130 bei der Suche nach dem Zweipunktpaar auf alle Kandidatenpunkte die gleichen Bedingungen für die Verbindung an (den ersten Schwellenwert für die Ausrichtung und den zweiten Schwellenwert für den Abstand). Bei der Suche nach dem Zweipunktpaar kann der Trainingsdatengenerator 130 jedoch den ersten Schwellenwert und/oder den zweiten Schwellenwert für die oben beschriebenen Bedingungen der Verbindung so einstellen, dass sie umso größer sind, je größer der Abstand zwischen dem Kandidatenpunkt und dem Endpunkt der Verfahrstrecke in der Trainingsfahrt ist. Mit anderen Worten, der Trainingsdatengenerator 130 kann die Bedingung für die Verbindung zur Bestimmung, ob die Kandidatenpunkte dem Zweipunktpaar entsprechen, für die Kandidatenpunkte, die von der Zielparkposition entfernt sind, lockern.
Im Allgemeinen ist der Raum um eine Ziel-Parkposition eng, aber abseits der Ziel-Parkposition ist oft mehr Platz vorhanden. Mit anderen Worten, beim automatischen Fahren kann das Fahrzeug 1, wenn es entfernt von der Zielparkposition ist, trotz etwas Abweichung von der Trainingsfahrstrecke zur Zielparkposition geführt werden ohne mit einem Hindernis zu kollidieren, wohingegen das Fahrzeug 1 mit einem Hindernis kollidieren kann, wenn das Fahrzeug 1 nur leicht von der Trainingsfahrstrecke abweicht, wenn es nahe an der Zielparkposition ist.
Wenn gemäß Variante 2 nach dem Zwei-Punkte-Paar gesucht wird, werden der erste Schwellenwert und/oder der zweite Schwellenwert in Bezug auf die oben beschriebenen Bedingungen für die Verbindung so eingestellt, dass sie größer sind, wenn der Abstand zwischen dem Kandidatenpunkt und dem Endpunkt der Fahrstrecke in der Trainingsfahrt zunimmt, wodurch unnötige Strecken aktiver entfernt werden.
(Variante 3)
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind alle Punkte vom Startpunkt bis zum Endpunkt der Verfahrstrecke der Trainingsfahrt Suchziele für das vom Trainingsdatengenerator 130 gesuchte Zweipunktpaar. Bei der Suche nach dem Zweipunktpaar kann der Trainingsdatengenerator 130 jedoch einen Punkt von den Suchzielen ausschließen, der eine Krümmung gleich oder größer als der dritte Schwellenwert unter den Punkten auf der Verfahrstrecke der Trainingsfahrt aufweist. Es ist zu beachten, dass der dritte Schwellenwert z. B. eine Krümmung ist, die aus der Begrenzung des allgemeinen Lenkwinkels des Fahrzeugs 1 umgerechnet wird.
Wenn das Fahrzeug 1 entlang einer bestimmten Strecke fährt, muss die Krümmung der Strecke im Allgemeinen wegen der Begrenzung des Lenkwinkels des Fahrzeugs 1 gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert sein. Nach dem Wechsel der Fahrtrichtung wird das Fahrzeug 1 jedoch in der Regel dazu veranlasst, entlang einer Strecke mit einer bestimmten Krümmung zu fahren, und somit führt das Verbinden eines Punktes mit einer Krümmung des vorbestimmten Wertes oder mehr als eines des Zweipunktpaares möglicherweise dazu, dass die Krümmung der nachfolgenden Strecke zu groß wird. Infolgedessen ist es dem Fahrzeug 1 nicht möglich, entlang der Zielstrecke zu fahren und fährt daher unter Abweichung von der Zielstrecke. Infolge dessen besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug 1 mit einem Hindernis kollidieren könnte, wenn eine solche Situation in der Nähe der Zielparkposition auftritt. Dies liegt daran, dass die Ziel-Parkposition in der Regel nur einen schmalen Bereich um sich herum hat.
Die Begrenzung der Suchziele wie in Variante 3 verhindert dabei, dass die Krümmung der Zielstrecke zu groß wird.
Es ist zu beachten, dass die in Variante 3 ermittelte Krümmung an jedem Punkt eine Krümmung der Kurve sein kann, die den Punkt mit seinem Nachbarpunkt verbindet, aber eine Krümmung der Kurve sein kann, die den Punkt mit der Zielparkposition verbindet. In diesem Fall können nur Punkte um die Zielparkposition von den Suchzielen ausgeschlossen werden.
(Variante 4)
Wenn das Zweipunktpaar, das die Bedingung für die Verbindung erfüllt, erkannt wird, kann der Trainingsdatengenerator 130 basierend auf einer Auswahloperation eines Benutzers bestimmen, ob das Zweipunktpaar verbunden werden soll.
11 veranschaulicht eine beispielhafte Anzeige der Benutzeroberfläche auf der Mensch-Maschine-Schnittstelle 60 für die Auswahloperation des Benutzers der Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß Variante 4. Es ist zu beachten, dass die linke Abbildung in 11 eine Fahrstrecke der Trainingsfahrt darstellt, und die rechte Abbildung in 11 eine vom Trainingsfahrdatengenerator 130 vorgeschlagene Zielstrecke darstellt.
Mit einer Anzeige wie in 11 kann der Benutzer auswählen, ob er die Strecke zur Abkürzungsstrecke für jeden der Wendepunkte T1 und T2 ändern möchte, während er den Bildschirm der Benutzeroberfläche visuell bestätigt. Es ist zu beachten, dass Rb1, Rb2 und Rb3 in 11 Symbole für eine Eingabeoperation des Benutzers sind.
Wenn ein Benutzer das Fahrzeug 1 in der Trainingsfahrt fährt, wird die Fahrstrecke in einigen Fällen absichtlich vom Benutzer gewählt. Wenn der Benutzer z. B. beabsichtigt, einen in einer Parklücke installierten Überwachungssensor zu aktivieren, indem er eine vorgegebene Position passiert, würde das Konfigurieren der Zielstrecke durch Ändern der Fahrstrecke der Trainingsfahrt auf die Abkürzungsstrecke der Absicht des Benutzers zuwiderlaufen.
Gemäß Variante 4 kann der Benutzer auswählen und bestimmen, ob er die Zielstrecke als die Verfahrstrecke der Trainingsfahrt mit keiner Änderung oder als eine an einer Position des Zweipunktpaares, das die Bedingungen für die Verbindung zwischen Punkten auf der Verfahrstrecke in der Trainingsfahrt erfüllt, verkürzte Strecke konfigurieren möchte. Dies ermöglicht die Konfiguration der Zielstrecke entsprechend der Absicht des Benutzers.
(Variante 5)
Die obige Ausführungsform hat einen Fall beschrieben, in dem der Trainingsdatengenerator 130 eine Zielstrecke für die automatische Fahrt erzeugt, indem er sich nur auf eine Fahrstrecke einer einzelnen Trainingsfahrt bezieht und die Fahrstrecke optimiert. Der Trainingsdatengenerator 130 kann jedoch eine Zielstrecke generieren, indem er zusätzlich zu den Daten der Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt auch die Daten einer Fahrstrecke von vorherigen Trainingsfahrten heranzieht und beide Daten kombiniert.
Wenn die Parkfahrt für die Trainingsfahrt nur einmal durchgeführt wird, kann die Fahrstrecke der Trainingsfahrt unnötige Strecken enthalten, es sei denn, der Benutzer ist geübt im Fahren. In dieser Hinsicht wäre es sehr vorteilhaft, wenn eine optimale Fahrstrecke durch mehrmaliges Durchführen der Trainingsfahrt und Kombinieren der Fahrstrecken erzeugt wird. Die Fahrassistenzvorrichtung 10 gemäß Variante 5 reagiert auf eine solche Anforderung.
12 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung im Trainingsdatengenerator gemäß Variante 5 schematisch darstellt. Die linke Abbildung in 12 veranschaulicht eine Fahrstrecke der Trainingsfahrt von einer bestimmten Position P1 außerhalb der Parklücke zur Zielparkposition P2 in der Parklücke. Die durchgezogene Linie zeigt die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt an, und die gestrichelte Linie zeigt die Fahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt (d. h. gespeicherte Daten). Die rechte Abbildung in 12 zeigt eine Zielstrecke, die durch die Kombination der Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt und der Fahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt erzeugt wurde.
Zum Beispiel vergleicht der Trainingsdatengenerator 130 die Ausrichtung des Fahrzeugs an jedem Punkt auf der Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt und die Ausrichtung des Fahrzeugs an jedem Punkt auf der Fahrstrecke der vorherigen Trainingsfahrt und sucht nach einem Punkt, an dem die Differenz in der Ausrichtung kleiner als der erste Schwellenwert und der Abstand kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Wenn der Punkt gefunden wird, an dem die Differenz in der Ausrichtung kleiner als der erste Schwellenwert und der Abstand kleiner als der zweite Schwellenwert ist, betrachtet der Trainingsdatengenerator 130 den Punkt als einen Kandidatenpunkt, an dem die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt und die Fahrstrecke der vorherigen Trainingsfahrt kombiniert sind (im Folgenden auch als „Punkt ähnlicher Lage“ bezeichnet).
Trainingsdatengenerator 130 wählt entweder die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt oder die Fahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt für jede der Strecken vom Startpunkt zum Kandidatenpunkt, die Strecke vom Kandidatenpunkt zum nächsten Kandidatenpunkt und die Strecke vom nächsten Kandidatenpunkt zum Endpunkt aus und erzeugt die Zielstrecke, in der die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt und die Fahrstrecke der vorherigen Trainingsfahrten kombiniert sind. Zu diesem Zeitpunkt wählt der Trainingsdatengenerator 130 entweder die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt oder die Fahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt aus, indem er bestimmt, welche der Fahrstrecken für die Fahrstrecke, die jeden Punkt verbindet, optimal ist, indem er eine Bewertungsfunktion verwendet, die z. B. auf der Anzahl der Kurven und der Entfernung basiert.
In 12 entsprechen die Punkte Ts11 und Ts12 den Kandidatenpunkten, bei denen der Unterschied in der Ausrichtung kleiner als der erste Schwellenwert und der Abstand kleiner als der zweite Schwellenwert ist. In der rechten Abbildung in 12 wird die Verfahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt für die Strecke vom Startpunkt zum Kandidatenpunkt Ts11, die Verfahrstrecke der letzten Trainingsfahrt für die Strecke vom Kandidatenpunkt Ts11 zum Kandidatenpunkt Ts12 und die Verfahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt für die Strecke vom Kandidatenpunkt Ts12 zum Endpunkt ausgewählt.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang beschreibt, wenn die Fahrassistenzvorrichtung 10 (Trainingsdatengenerator 130) die Zielstrecke gemäß Variante 5 erzeugt.
In Schritt S11 vergleicht die Fahrassistenzvorrichtung 10 die gespeicherte Strecke A, die die Fahrstrecke einer vorherigen Trainingsfahrt repräsentiert, mit der Strecke B, die die Fahrstrecke der letzten Trainingsfahrt repräsentiert, und sucht nach dem Punkt Ts mit ähnlicher Lage (d.h. dem Punkt, bei dem der Unterschied in der Ausrichtung kleiner als der erste Schwellenwert und der Abstand kleiner als der zweite Schwellenwert ist).
In Schritt S12 bestimmt die Fahrassistenzvorrichtung 10, ob ein Punkt ähnlicher Lage Ts vorhanden ist. Wenn ein Punkt ähnlicher Lage Ts vorhanden ist, fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S13 fort. Wenn kein Punkt ähnlicher Lage Ts vorhanden ist, fährt die Fahrassistenzvorrichtung 10 mit der Verarbeitung in Schritt S15 fort.
In Schritt S13 wählt die Fahrassistenzvorrichtung 10 entweder Strecke A oder Strecke B als optimale Strecke vom Startpunkt zum Punkt ähnlicher Lage Ts aus. Dann wählt die Fahrassistenzvorrichtung 10 entweder Strecke A oder Strecke B als optimale Strecke vom Punkt ähnlicher Lage Ts zum nächsten Punkt ähnlicher Lage Ts (zum Endpunkt, wenn der nächste Punkt ähnlicher Lage Ts nicht vorhanden ist). Anschließend kombiniert die Fahrassistenzvorrichtung 10 die optimalen Strecken an dem Punkt/ an den Punkten ähnlicher Lage Ts miteinander. Die Fahrassistenzvorrichtung 10 führt diese Verarbeitung für alle erkannten Punkte ähnlicher Lage Ts durch.
In Schritt S14 präsentiert die Fahrassistenzvorrichtung 10 einem Benutzer die in Schritt S13 optimierte Strecke sowie die Strecke A und die Strecke B, so dass der Benutzer auswählen kann, welche Strecke er annehmen möchte, und fährt mit der Verarbeitung in Schritt S16 fort.
In Schritt S15 präsentiert die Fahrassistenzvorrichtung 10 dem Benutzer sowohl die Strecke A als auch die Strecke B, so dass der Benutzer auswählen kann, welche Strecke er übernehmen möchte, und fährt mit der Verarbeitung in Schritt S16 fort.
In Schritt S16 speichert die Fahrassistenzvorrichtung 10 die vom Benutzer ausgewählte Strecke in dem externen Speichergerät 50 als Trainingsdaten (d.h. die Zielstrecke für die automatische Fahrt).
Wie oben beschrieben, ermöglicht das Zielstreckenkonfigurationsverfahren gemäß Variante 5 in einigen Fällen die Konfiguration einer optimaleren Zielstrecke als das Zielstreckenkonfigurationsverfahren gemäß der obigen Ausführungsform.
Während verschiedene Ausführungsformen weiter oben beschrieben wurden, ist azunehmen, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung(en), die gegenwärtig oder im Folgenden beansprucht werden, abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit einer Fahrassistenzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein geeigneterer Einparkvorgang erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Fahrassistenzvorrichtung
20: Fahrzeugantriebsgerät
30: Fahrzeugseitiger Sensor
40: Fahrzeugseitige Kamera
50: Externes Speichergerät
110: Fahrzeuginformationssammler
120: Koppelrechner
130: Trainingsdatengenerator
140: Positionsschätzer
150: Zielstreckenleser
160: Fahrzeugsteuerung
D1: Trainingsdaten
D2: Kartendaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017138664 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Mikael Persson et al. „Lambda Twist: An Accurate Fast Robust Perspective Three Point (P3P) Solver. ”, ECCV 2018, S. 334-349, veröffentlicht im Jahr 2018 [0005]

Claims

Fahrassistenzvorrichtung, welche das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei die Fahrassistenzvorrichtung aufweist: einen Trainingsdatengenerator, der eine von dem Fahrzeug gefahrene Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus speichert und Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke erzeugt; und eine Fahrzeugsteuerung, die veranlasst, dass das Fahrzeug entlang der Zielstrecke fährt, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei der Trainingsdatengenerator die Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall erzeugt, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt einen dazwischen liegenden Wendepunkt der Fahrtrichtung auf der Fahrstrecke der Trainingsfahrt einschließen.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Trainingsdatengenerator nach einem Paar aus dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt sucht, so dass der Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als der erste Schwellenwert ist und der Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als der zweite Schwellenwert ist, und, wenn das Paar erkannt wird, die Zielstrecke durch Verbinden zwischen dem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder dem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und dem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder dem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, erzeugt und die Fahrstrecke an einer Verbindungsposition des ersten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und des zweiten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, verkürzt.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trainingsdatengenerator die Zielstrecke so erzeugt, dass das Fahrzeug an einer Verbindungsposition des ersten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und des zweiten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, eine Fahrtrichtung ändert.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trainingsdatengenerator an einem Wendepunkt, der eine Verbindungsposition des ersten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und des zweiten Punktes auf der Fahrstrecke oder des Punktes auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf Null setzt und die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit in den Trainingsdaten in Verbindung mit der Zielstrecke speichert.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trainingsdatengenerator beim Erzeugen der Zielstrecke für mindestens entweder den ersten Punkt der Fahrtoute oder den zweiten Punkt der Fahrstrecke, den Punkt als ein Verbindungsziel festlegt, der an den mindestens entweder den ersten Punkt oder den zweiten Punkt angrenzt, so dass eine Strecke zwischen zwei miteinander zu verbindenden Punkten nicht orthogonal zu Strecken vor oder nach den zwei Punkten ist.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Trainingsdatengenerator beim Erzeugen der Zielstrecke zwischen einem Punkt, der an den ersten Punkt angrenzt und auf einer Seite eines Startpunktes auf der Fahrstrecke liegt, und dem zweiten Punkt verbindet.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der erste Schwellenwert ein Wert von 0 Grad oder mehr und 3 Grad oder weniger ist; und der zweite Schwellenwert ein Wert von 0 m oder mehr und 1 m oder weniger ist.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Trainingsdatengenerator ermittelt, wenn das Paar erkannt wird, ob eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs am zweiten Punkt identisch oder entgegengesetzt zueinander sind, die Verbindungsposition als einen Wendepunkt in den Trainingsdaten in Verbindung mit der Zielstrecke speichert, wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs am zweiten Punkt entgegengesetzt zueinander sind, und die Verbindungsposition als einen Nicht-Wendepunkt in den Trainingsdaten in Verbindung mit der Zielstrecke speichert, wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs am zweiten Punkt identisch sind.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Trainingsdatengenerator bei der Suche nach dem Paar den ersten Schwellenwert und/oder den zweiten Schwellenwert so festsetzt, dass er mit steigendem Abstand auf der Fahrstrecke von einem Endpunkt der Fahrstrecke zu einem möglichen Punkt für das Paar größer wird.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Trainingsdatengenerator bei der Suche nach dem Paar einen Punkt unter den Punkten auf der Fahrstrecke, der eine Krümmung gleich oder größer als ein dritter Schwellenwert aufweist, von möglichen Punkten für das Paar ausschließt.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugsteuerung veranlasst, dass das Fahrzeug entlang der Zielstrecke fährt, und das Fahrzeug an einer Position anhält, die einem Endpunkt der Zielstrecke entspricht, wenn sie den Ausführungsbefehl für den automatischen Fahrmodus empfängt.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Trainingsdatengenerator auf der Grundlage einer Auswahlbedienung eines Benutzers, wenn das Paar erkannt wird, bestimmt, ob die Zielstrecke als eine Strecke, bei der die Fahrstrecke an der Verbindungsposition abgekürzt wird, oder als eine Strecke der Fahrstrecke ohne Änderung konfiguriert werden soll.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrassistenzvorrichtung die vom Fahrzeug gemäß der Fahrbedienung des Benutzers zurückgelegte Fahrstrecke und eine Strecke, in der der erste Punkt und der zweite Punkt verbunden sind, an eine Anzeigevorrichtung ausgibt.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Positionsschätzer, der eine aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Grundlage von Sensorinformationen eines Umgebungssensors, der eine Umgebung des Fahrzeugs überwacht, schätzt, wobei die Fahrzeugsteuerung bei Empfang des Ausführungsbefehls für den automatischen Fahrmodus eine Rückkopplungssteuerung des Fahrzeugs auf der Grundlage der von dem Positionsschätzer geschätzten aktuellen Position des Fahrzeugs und Zielpunkten auf der Zielstrecke durchführt, so dass das Fahrzeug entlang der Zielstrecke fährt.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrassistenzvorrichtung zum Einparken des Fahrzeugs in einer Parklücke verwendet wird.
Fahrassistenzverfahren, das das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei das Fahrassistenzverfahren umfasst: erste Verarbeitung des Speicherns einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus und des Erzeugens von Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke; und zweite Verarbeitung des Veranlassens des Fahrzeugs, entlang der Zielstrecke zu fahren, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei die erste Verarbeitung das Erzeugen der Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall umfasst, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
Fahrassistenzprogramm, das das Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wobei das Fahrassistenzprogramm umfasst: erste Verarbeitung des Speicherns einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke gemäß einem Fahrbetrieb eines Benutzers in einem Trainingsfahrmodus und des Erzeugens von Trainingsdaten für eine Zielstrecke basierend auf der Fahrstrecke; und zweite Verarbeitung des Veranlassens des Fahrzeugs, entlang der Zielstrecke zu fahren, wenn ein Ausführungsbefehl für einen automatischen Fahrmodus empfangen wird, wobei die erste Verarbeitung das Erzeugen der Zielstrecke durch Verbinden zwischen einem ersten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den ersten Punkt angrenzt, und einem zweiten Punkt auf der Fahrstrecke oder einem Punkt auf der Fahrstrecke, der an den zweiten Punkt angrenzt, in einem Fall umfasst, in dem ein Unterschied in der Ausrichtung des Fahrzeugs am ersten Punkt und am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein erster Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen dem Fahrzeug am ersten Punkt und dem Fahrzeug am zweiten Punkt während der Trainingsfahrt kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.