-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Fahrleiteinrichtung
zur Verwendung in einem Fahrzeug, welche in der Lage ist, das Fahrzeug
so zu leiten, dass es einem auf einer Straßenkarte, die auf einem Anzeigeschirm
angezeigt wird, vorgewählten
Zielfahrkurs folgt.
-
Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-23131 1 offenbart eine
solche herkömmliche
automatische Fahrleiteinrichtung, welche eine Kombination aus einer
automatischen Fahreinrichtung, die in der Lage ist, ein Fahrzeug
so zu steuern/regeln, dass es mit einer geeigneten. Fahrgeschwindigkeit
fährt und
einem Straßenmuster
in einer zweidimensionalen Ebene folgt, das basierend auf Straßenkomponenten
erhalten wird, die aus einer Abbildung einer vorausliegenden Straße extrahiert
werden, die durch eine an dem Fahrzeug angebrachte Bildaufnahmekamera
aufgenommen wird, und einer Navigationseinrichtung ist, die in der
Lage ist, das Fahrzeug so zu leiten, dass es fährt, wobei es einem auf einer
Straßenkarte
voreingestellten Zielkurs folgt und eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs
auf der Straßenkarte
bestimmt. Mit dieser automatischen Fahrleiteinrichtung wird eine
Straße,
auf der das Fahrzeug fahren muss, aus den Straßenmustern erkannt, die aus den
von der Aufnahmekamera aufgenommenen Straßenbildern erhalten werden,
gemäß dem Fahrleitbefehl, um
z.B. nach rechts oder links zu lenken, welcher durch die Navigationseinrichtung
gegeben wurde, und das Fahrzeug wird so gesteuert/geregelt, dass
es der erkannten Straße
folgt.
-
Bei
dem oben erwähnten
herkömmlichen
System wird eine automatische Fahreinrichtung mit einer Navigationseinrichtung
derart kombiniert, dass die letztere Leitinformationen an die erstgenannte
abgibt. Folglich ist es zur Erhöhung
einer Genauigkeit der automatischen Fahrleiteinrichtung notwendig,
getrennt voneinander eine Genauigkeit einer durch ein Navigationssystem
bestimmten gegenwärtigen
Position eines Fahrzeugs auf einer Straßenkarte und eine Genauigkeit
der Fahrzeugfahrsteuerung/regelung gemäß Straßenbedingungen (z.B. Straßenmustern),
die aus einer Abbildung der sich voraus erstreckenden Straße erfasst
werden, die von der an dem Fahrzeug angebrachten Aufnahmekamera
aufgenommen wird, zu erhöhen.
-
In
der DE-A-41 41 808 ist ein Fahrleitverfahren offenbart, in welchem
eine gegenwärtige
Position eines Fahrzeugs und eine Straßensituation vor dem Fahrzeug
sowohl über
im Voraus gespeicherte Kartendaten als auch erfasste Straßendaten,
welche durch eine Distanzmesseinrichtung bereitgestellt werden,
bestimmt werden. Durch eine kombinierte Analyse von Kartendaten
und Abstandsdaten durch ein bekanntes Verfahren kann beurteilt werden,
ob ein von der Distanzmesseinrichtung erfasstes Objekt ein Hindernis
oder eine Begrenzung einer Kurve vor dem Fahrzeug ist.
-
Die
EP-A-O 590 588 offenbart eine Fahrzeugleiteinrichtung, welche in
verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann, einschließlich eines
normalen Betriebsmodus, eines Staubetriebsmodus oder eines Parkmodus.
Die bekannte Einrichtung umfasst einen automatischen Fahrabschnit
mit einer Videokamera zur Erfassung von Straßendaten einer Straße vor dem
Fahrzeug wie auch einen Navigationsabschnitt, welcher einen Karteninformationsspeicher
umfasst, um eine gegenwärtige
Position des Fahrzeugs auf einer Straßenkarte zu bestimmen. Obwohl
die Videokamera dazu ausgebildet ist, einen statischen Körper vor
dem Fahrzeug zu erfassen, ist die bekannte Einrichtung nicht dazu
ausgebildet, die Unterscheidung zwischen einem beweglichen Hindernis
einerseits und einem eingebauten Ausstattungsteil der Straße andererseits
auf der Basis der von der Straßenkarte
erhaltenen Straßenzusatzdaten
durchzuführen.
-
In
der JP,A,07-098376 ist eine Fahrleiteinrichtung für ein Fahrzeug
offenbart, welche sich bewegende Körper wie auch statische Körper periodisch
erfasst, um das Eintreten eines vorausfahrenden Fahrzeugs in eine
Kurve zu erkennen. Die bekannte Einrichtung umfasst Radarmittel
zur Erfassung der sich bewegenden und der statischen Körper und
Beurteilungsmittel, um sich bewegende Körper von statischen Körpern zu
unterscheiden. Die bekannte Einrichtung umfasst keinen Navigationsabschnitt
mit einer Straßenkarteninformationsspeichereinrichtung
und besitzt keinen automatischen Fahrabschnitt, welcher dazu ausgebildet
ist, das Fahrzeug so zu steuern/regeln, dass es über die erkannte Straße gemäß einem
im Voraus auf einer Straßenkarte
eingestellten Zielkurs fährt.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Folglich
ist es ein primäres
Ziel der vorliegenden Erfindung, eine automatische Fahrleiteinrichtung
zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitzustellen, welche korrelativ
eine Genauigkeit der Ermittlung einer gegenwärtigen Position eines Fahrzeugs
auf einer Straßenkarte
und eine Genauigkeit einer Fahrsteuerung/regelung gemäß den Straßenzuständen, welche
durch die Erfassung des Objekts vor dem Fahrzeug erhalten werden, verbessern
kann, unter Verwendung von vorteilhaften Merkmalen sowohl eines
Navigationsabschnitts als auch eines Fahrsteuer/regelabschnitts.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatische
Fahrleiteinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitzustellen,
welches mit Mitteln versehen ist, um einen Ort des Fahrzeugs auf
einer gegenwärtig
befahrenen Straße
aus den erfassten Straßeneinzelheiten
vor dem Fahrzeug zu erkennen und um die gegenwärtige Position auf eine entsprechende
Position auf der Straßenkarte
zu bringen.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatische
Fahrleiteinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitzustellen,
welche mit Mitteln versehen ist, um die erfassten Straßeneinzelheiten auf
der Basis von Straßendaten
zu korrigieren, welche aus einem Straßenkarteninformationsspeichermedium gemäß einer
gegenwärtigen
Position des Fahrzeugs gelesen werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur einer automatischen Fahrleiteinrichtung zeigt,
welche die vorliegende Erfindung umfasst.
-
2 ist eine Ansicht, die
eine Beziehung zeigt zwischen einer gegenwärtigen Position, die vorübergehend
auf einer auf einer Straßenkarte
angezeigten Straße
festgelegt ist, und einer Fahrzeugposition, die gegenwärtig außerhalb
der Straße
auf der Straßenkarte
angezeigt wird.
-
3 ist ein Flussdiagramm
einer Korrektur einer gegenwärtigen
Position, wenn angenommen wird, dass sich eine Straße bald
verzweigt.
-
4 zeigt ein Beispiel einer
aus einem aufgenommenen Bild extrahierten Straßenkomponente.
-
5 zeigt ein Beispiel eines
in einer zweidimensionalen Ebene gezeigten Straßenmusters, das durch projektive
Transformation der aus einem aufgenommenen Bild extrahierten Straßenkomponenten
erhalten wird.
-
6 veranschaulicht einen
Zustand einer Bildaufnahme einer sich voraus erstreckenden Straßenfläche durch
eine an einem Fahrzeug befestigte Videokamera, wenn das Fahrzeug
auf einer ebenen Straße
fährt.
-
7 veranschaulicht einen
Zustand einer Bildaufnahme einer sich voraus erstreckenden Straßenfläche durch
eine an einem Fahrzeug angebrachte Videokamera, wenn das Fahrzeug
auf einem Gefälle
fährt.
-
8 zeigt eine Wechselbeziehung
zwischen Koordinaten eines von einer Videokamera aufgenommenen Bildes
und Koordinaten einer zweidimensionalen Ebene einer projektiven
Transformation.
-
9 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur einer die vorliegende Erfindung verkörpernden
automatischen Fahrleiteinrichtung zeigt, welche der Einrichtung
gemäß 1 entspricht und zusätzlich einen
magnetischen Nagelsensor aufweist.
-
In
den oben erwähnten
Figuren werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: A ist ein
Navigationssteuer/regelabschnitt, B ist ein automatischer Fahrsteuer/regelabschnitt, 1 ist
ein Abstandssensor, 2 ist ein Richtungssensor, 3 ist
ein Navigationssignalverarbeitungsabschnitt, 4 ist ein
Karteninformationsspeichermedium, 5 ist ein Speichermediumleser, 6 ist
eine Anzeigeeinheit, 7 ist eine Steuer/Regeleinheit, 8 ist
eine Videokamera, 9 ist ein Bildverarbeitungsabschnitt, 10 ist
ein Radar, 11 ist ein Hindernissensor, 12 ist
ein Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt, 13 ist
ein Betätigungseinrichtungstreiberabschnitt, 141 ist
ein Beschleuniger, 141 ist eine Bremse, 144 ist
eine Lenkeinheit und 15 ist ein GPS (Globales Positionierungssystem)-Empfänger.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Auf 1 Bezug nehmend ist dort
eine die vorliegende Erfindung verkörpernde automatische Fahrleiteinrichtung
gezeigt, die in einem Fahrzeug verwendet wird und welche hauptsächlich aus
einem Navigationssteuer/regelabschnitt A und einem automatischen
Fahrsteuer/regelabschnitt 2 besteht. Der Navigationssteuer/regelabschnitt
A umfasst im Wesentlichen einen Abstandssensor 1 zur Erfassung
eines Fahrabstands eines Fahrzeugs, einen Richtungssensor 2 zur
Erfassung einer Fahrrichtung des Fahrzeugs; einen GPS-Empfänger 15;
einen aus einem Computersystem bestehenden Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3,
der eine Position des Fahrzeugs jede Zeiteinheit basierend auf von
dem GPS-Empfänger 15 empfangenen GPS-Signalen
bestimmt, durch aufeinanderfolgendes Berechnen von X- und Y-Koordinaten
der gegenwärtigen
Fahrzeugposition pro Einheit Fahrabstand vom Startpunkt aus basierend
auf einem erfassten Fahrabstand und einer erfassten Fahrrichtung
eine gegenwärtige
Position des Fahrzeugs auf einer Straßenkarte bestimmt, wenn die
Empfangswelle stoppt, nacheinander die erhaltenen gegenwärtigen Positionsdaten
in der Form von Informationen über
die zurückgelegte
Spur speichert und das Fahrzeug derart steuert/regelt, dass es einem
Kurs von dem Startpunkt zu dem auf der Straßenkarte vorher eingegebenen
Zielpunkt folgt, und die Steuerung/Regelung des gesamten Systems
durchführt;
ein Karteninformationsspeichermedium 4 zum Speichern digitalisierter
Straßenkarteninformation;
einem Speichermediumleser 5 zum selektiven Lesen von Straßenkarteninformation
eines bestimmten Bereichs aus dem Speichermedium 4; einen
Anzeigeabschnitt 6 zur Anzeige der ausgewählten Bereichsstraßenkarte
auf einem Anzeigeschirm basierend auf der ausgelesenen Straßenkarteninformation
und erneutem Anzeigen einer Markierung, welche die Fahrrichtung
des Fahrzeugs in ihrer gegenwärtigen
Position auf der Straßenkarte
anzeigt und sich auf dieser bewegt, wenn sich das Fahrzeug bewegt;
und eine Steuer/Regeleinheit 7 zum Bereitstellen des Navigationssignalverarbeitungsabschnitts 3,
wobei Betriebsbefehle Befehle umfassen zur Auswahl einer gewünschten
Straßenkarte,
welche auf dem Anzeigeabschnitt 6 dargestellt werden soll,
zum Einstellen eines Startpunkts und eines Zielpunkts für das Fahrzeug
auf der Straßenkarte,
zur Anzeige der Fahrspur, zum Ändern
der Einstellungen für
die Anzeige, z.B. Vergrößerung eines
Teils der Karte und zum Anzeigen der Fahrspur und eines Vergrößerungsfaktors
für das
gesamte Schirmbild.
-
Der
Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 sucht einen optimalen
Kurs zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, die zuvor auf
einer Straßenkarte
eingestellt sind, durch eine Bewertung Fahrt-Kosten-bezogener Variablen,
wie einer Fahrdistanz und einer Fahrzeit, auf der Basis von aus
dem Datenspeichermedium 4 gelesen digitalisierten Straßenkartendaten.
-
Der
Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 speichert die
gesuchten Kursdaten in einem internen Speicher, zeigt in einer bestimmten
Farbe den gesuchten Kurs auf der auf dem Anzeigeschirm angezeigten Straßenkarte
an und leitet das Fahrzeug so, dass seine gegenwärtige Position dem besonders
kolorierten optimalen Kurs von dem Startpunkt zum Zielpunkt folgen
kann.
-
Wenn
der Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 die gegenwärtige Fahrzeugposition
erfasst, z.B. in einem bestimmten Abstand von einer vorausliegenden
Kreuzung, an welcher das Fahrzeug nach rechts abbiegen muss, gibt
es eine Fahrleitanweisung aus, dort nach rechts abzubiegen.
-
Der
oben erwähnte
optimale Kurs von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt kann unter
Verwendung eines herkömmlichen
Suchverfahrens gesucht werden.
-
Es
ist möglich,
den Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 mit einem
Funk/Radioempfänger
zum Empfang von Verkehrsinformation zu versehen, um einen Fahrkurs
zu suchen, der Straßen
vermeidet, die durch Autos blockiert oder infolge eines Unfalls
oder einer Reparatur geschlossen sind.
-
Der
Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 erlaubt es einem
Fahrer auch, einen Fahrkurs manuell einzustellen, indem eine darin
vorhandene Kreuzung als eine Führungsmarkierung
spezifiziert wird, anstelle automatisch einen optimalen Kurs von
einem Startpunkt zu einem Zielpunkt zu suchen.
-
Es
ist auch möglich,
eine gegenwärtige
Position des Fahrzeugs auf der Straßenkarte durch kumulatives
Berechnen von X- und Y-Koordinaten des Fahrzeugs aus erfassten Signalen
der Fahrzeugfahrdistanz und Richtung zu bestimmen und einen Messfehler
zu korrigieren, der durch die Verwendung des elektronischen GPS-Navigationssystems
erzeugt wurde.
-
Es
ist natürlich
möglich,
eine gegenwärtige
Position des Fahrzeugs auf der Straßenkarte unter Verwendung des
elektronischen GPS-Navigationssystems zu bestimmen.
-
Der
Navigationssteuer/regelabschnitt A kann einen magnetischen Nagelsensor 16 (siehe 9) aufweisen. Wenn ein Fahrzeug,
das mit einer solchen Fahrleiteinrichtung versehen ist, die einen
magnetischen Nagelsensor umfasst, auf einer bestimmten Straße mit darin
in einem konstanten Abstand eingebetteten magnetischen Nägeln fährt, kann
der magnetische Nagelsensor diese Nägel erfassen und entsprechende
Signale für
jeden Nagel dem Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 liefern.
Der Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 kann dann
die gegenwärtige
Position des Fahrzeugs auf der bestimmten Straße durch Zählen der Anzahl an erfassten
Nägel bestimmen.
-
Der
automatische Fahrsteuer/regelabschnitt B umfasst im Wesentlichen
eine Videokamera 8, die an dem Fahrzeug so angebracht ist,
dass sie laufend aufeinanderfolgende Bilder der Straßenfläche vor
dem Fahrzeug aufnimmt; einen Bildverarbeitungsabschnitt 9 zum
Extrahieren von Straßenbildkomponenten,
wie z.B. durchgezogene-Linie-Segmenten und weißen Straßenrändern, aus den von der Videokamera
aufgenommenen Bildern; ein Radar 10, das an dem Fahrzeug
angebracht ist, um jedes Objekt in einem Bereich vor dem Fahrzeug
zu suchen; einen Hindernissensor 11 zur Bestimmung einer
Position in einer zweidimensionalen Ebene von jedem von dem Radar 10 erfassten
Hindernis; einen Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12,
der ein Computersystem umfasst, das ein Straßenmuster in einer gegenwärtigen (zweidimensionalen) Ebene
durch projektive Transformation der durch den Bildverarbeitungsabschnitt 9 extrahierten
perspektivischen projizierten Straßenkomponenten erhalten kann,
Positionsdaten von dem durch den Hindernissensor 11 erfassten
Hindernis empfangen kann und das Fahrzeug steuern/regeln kann, um
dem projektiv transformierten Straßenmuster mit einer aus einer
Krümmung
des Straßenmusters
bestimmten geeigneten Fahrgeschwindigkeit zu folgen und das Hindernis
zu vermeiden; und einen Betätigungseinrichtungstreiberabschnitt 13 zum
selektiven Antreiben eines Beschleunigers 142, einer Bremse 142 und
einer Lenkeinheit 143 gemäß verschiedenen Arten von Steuer/Regelsignalen,
die durch den Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 erzeugt werden.
-
Wenn
sich das Fahrzeug beispielsweise einem Abzweigungspunkt nähert, empfängt der
Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 eine Navigationsanweisung
vom Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 des Navigationssteuer/regelabschnitts
A, erkennt unter den von den aufgenommenen Bildern erhaltenen Straßenmustern
ein verfolgbares Straßenmuster
und steuert/regelt das Fahrzeug so, dass es dem erkannten Straßenmuster
folgend fährt.
-
Der
Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 liest eine
vorher in dem Karteninformationsspeichermedium 4 gespeicherte
gesetzliche Grenze für
die gegenwärtige
Fahrstraße
und steuert/regelt das Fahrzeug derart, dass es die Straße mit einer
bestimmten geeigneten Geschwindigkeit, jedoch die gesetzliche Grenze
einhaltend, befährt.
-
Die
durch den Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 praktisch
zu steuernden/regelnden Elemente sind dieselben wie jene eines herkömmlichen
Fahrsteuer/regelverfahrens.
-
Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst Mittel zur Bestimmung einer Position
des Fahrzeugs auf der gegenwärtigen
Fahrstraße gemäß erfasster
Einzelheiten derselben und zur Korrektur der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs, um es zu dem entsprechenden Punkt auf der Straßenkarte
zu bringen.
-
In
der Ausführungsform
erkennt der Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 gegenwärtige Einzelheiten
der Straße,
auf welcher das Fahrzeug fährt,
basierend auf dem durch die Videokamera aufgenommenen Frontbild
und gibt die resultierende Information zum Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 weiter,
welcher im Wechsel die gegenwärtigen
Positionsdaten neu schreibt, damit die gegenwärtige Position des Fahrzeugs
mit der entsprechenden Position auf der Straßenkarte übereinstimmt.
-
Tatsächlich wird
der Straßenverzweigungszustand
als Straßeneinzelheiten
erkannt, und auf diese Weise wird die gegenwärtige Position des Fahrzeugs
korrigiert, um an dem bestimmten Punkt relativ zu dem Abzweigungspunkt
auf der Straßenkarte
angeordnet zu werden.
-
Eine
gegenwärtige
Position P des Fahrzeugs kann, wie beispielsweise in 2 gezeigt, von der Straße abgekommen
sein als ein Ergebnis eines akkumulierten Positionierungsfehlers.
In diesem Fall werden die wahrscheinlichen gegenwärtigen Positionen
P1, P2 und P3 vorübergehend
auf jede Straße
gesetzt, die innerhalb eines bestimmten Abstands von der gegenwärtigen Position
P vorhanden ist und ihnen werden die jeweiligen Prioritätsordnungszahlen
durch ihre Abstände
Q1, Q2 und Q3 von der gegenwärtigen
Position P zugewiesen. Die Position P2, welche den kürzesten
Abstand Q2 mit der höchsten
Priorität
hat wird ausgewählt
und Daten über
die Straße,
auf welcher die Position P2 vorhanden ist, werden ausgelesen. Die
Position P2 wird als eine echte gegenwärtige Position beurteilt, wenn
die Straße
einen Abzweigungspunkt vor der Position P2 aufweist. In diesem Fall
werden Daten der gegenwärtigen
Position P2 neu geschrieben, sodass die angenommene gegenwärtige Position
P2 eine echte gegenwärtige
Position darstellen kann.
-
Wenn
kein Abzweigungspunkt auf der Straße vor dem Punkt P2 vorhanden
ist, wird die Position P1 mit der zweiten Priorität markiert
und die zugehörigen
Straßendaten
werden ausgelesen. Die Position P2 wird als echte gegenwärtige Position
beurteilt, wenn ein Abzweigungspunkt auf der Straße vor der
Position P1 vorhanden ist. Wenn nicht, wird die Position P3 der
nächsten
Priorität
markiert und auf die selbe Weise überprüft.
-
3 ist ein Flussdiagramm
von Verarbeitungsschritten zur Korrektur der gegenwärtigen Position, wenn
erkannt wird, dass sich eine Straße gabelt.
-
Es
ist möglich,
die Straßenkarte
vorher mit Daten zu versehen über
Objekte, die entlang jeder Straße auf
der Straßenkarte
vorhanden sind, die durch ein von der Videokamera aufgenommenes
Bild erkannt werden können,
wenn das Fahrzeug darauf fährt.
In diesem Fall wird jedes Objekt als Einzelheiten der Straße erkannt, auf
welcher das Fahrzeug fährt
und die gegenwärtige
Position kann bezüglich
des erkannten Objekts so korrigiert werden, dass es an einem korrigierten
Punkt auf der Straßenkarte
angeordnet wird.
-
Es
ist auch möglich,
ein Straßenschild
in einem von einer Videokamera aufgenommenen Bild als Einzelheiten
der Straße
zu erkennen, auf welcher das Fahrzeug fährt und zu bestimmen, ob das
Fahrzeug auf einer Autobahn/Landstraße fährt oder nicht durch die Angabe
der maximal zulässigen
Geschwindigkeit auf dem Straßenschild
und/oder durch die Farbe der Zeichen auf dem Schild oder die Farbe
des Schild selbst. In diesem Fall kann die gegenwärtige Position
des Fahrzeugs bezüglich
des erkannten Straßenschilds
korrigiert werden, d.h. um an einer entsprechenden Stelle auf der
Autobahn/Landstraße
oder einer Hauptstraße
auf der Straßenkarte
angezeigt zu werden.
-
Wenn
das Fahrzeug beispielsweise gemäß dem durch
den Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 erkannten
Straßeneinzelheiten
als auf einer Autobahn/Landstraße
fahrend beurteilt wird, erkennt der Navigationssignal verarbeitungsabschnitt 3 die
Klasse der Straße,
auf welcher die gegenwärtige
Position vorhanden ist, gemäß der Karteninformation
und wenn die Straße
keine Autobahn/Landstrasse ist, sucht sie innerhalb eines bestimmten
Abstands von der gegenwärtigen
Position eine vorhandene Autobahn/Landstrasse. Wenn es dort eine
Autobahn/Landstrasse gibt, wird die gegenwärtige Position so korrigiert;
dass sie an einer nächsten
Position auf der Autobahn/Landstrasse ist.
-
Selbst
wenn eine Hauptstraße
unter oder parallel zu einer Autobahn/Landstrasse verläuft, kann
die oben erwähnte
Ausführungsform
beurteilen, auf welcher Straße
das Fahrzeug fährt,
um so eine korrekte Bestimmung der gegenwärtigen Position auf der Straßenkarte
sicherzustellen.
-
Die
automatische Fahrleiteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist auch in der Lage, Daten über
erfasste Einzelheiten auf der Basis von Straßendaten zu korrigieren, die
aus dem Karteninformationsspeichermedium gemäß der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs gelesen werden.
-
Beispielsweise
wird angenommen, dass der automatische Fahrsteuer/regelabschnitt
B ein in 5 in einer
zweidimensionalen Ebene gezeigtes Strassenmuster durch projektives
Transformieren von Straßenkomponenten
R (4), die aus einem
von der Videokamera 8 aufgenommenen Bild extrahiert werden,
erhielt. In diesem Fall ist die Videokamera 8 an dem Fahrzeug
so angebracht, dass sie einen konstanten Depressions- oder Senkungswinkel θo hat, wie
in 6 und 7 gezeigt ist, und daher kann ein durch
projektive Transformation in einer zweidimensionalen Ebene erhaltenes
Straßenmuster
von dem tatsächlichen
abweichen, wenn die sich nach vorne erstreckende Straße ansteigt
und abfällt.
Folglich kann eine aus einer Krümmung
des erhaltenen Straßenmusters
berechnete gewünschte
Fahrgeschwindigkeit einen Fehler enthalten.
-
In
dem Fall, dass die Straße
nach vorne abfällt,
wie in 7 gezeigt, kann
ein durch projektive Transformation erhaltenes Straßenmuster
eine ungefähr
berechnete Krümmung
haben, was dazu führt,
dass eine Fahrgeschwindigkeit erhalten wird, die höher als
eine geeignete ist.
-
Um
dies zu vermeiden, sind Daten über
die Aufwärts-
und Abwärtsneigung
jeder Straße
vorher in der Straßenkarteninformation
enthalten. Der Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 liest
Daten über
die Neigung einer gegenwärtigen
Fahrstraße
und Daten über
die Neigung eines sich nach vorne erstreckenden Teils der Straße aus dem
Karteninformationsspeichermedium 4 gemäß der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs aus und gibt Daten über einen Differenzwinkel (differential
angle) (eine Neigung der Straße
vom Fahrzeug aus nach vorne gesehen) an den Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 aus.
-
Der
Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 führt arithmetische
Operationen für
eine projektive Transformation von Straßenkomponenten durch vorheriges
Addieren eines Differenzwinkels θs
zu dem Senkungswinkel θo
der an dem Fahrzeug angebrachten Videokamera durch. Die Krümmung des
Straßenmusters
in der zweidimensionalen Ebene kann daher im Vergleich zu dem ohne
Berücksichtigung
des Differenzwinkels 8s berechneten Wert mit einer erhöhten Genauigkeit
berechnet werden.
-
In
den 6 und 7 stellt der Buchstabe V
einen Bildaufnahmewinkel der Videokamera 8 dar und der Buchstabe
O stellt eine Mittellinie der Videokamera dar.
-
In 8 sind Xi und Yi Koordinaten
in einem Bild (4) und
Xr und Yr sind Koordinaten in einer zweidimensionalen Ebene (5). Angenommen, dass die
Videokamera 8 eine Brennweite Fc besitzt und in einem Senkungswinkel θo und einem
Niveau Hc angebracht ist, werden die folgenden Gleichungen erhalten: Tan ϕ = Hc/xr (1) ϕ = θo – atan(yi/Fc) (2)
-
Aus
den Gleichungen (1) und (2) wird die folgende Gleichung (3) erhalten. xr = Hc/tan{θo – atan(yi/Fc)} (3)
-
Ein
Wert "yr" kann gemäß der folgenden
Gleichung (4) bestimmt werden.
-
-
Die
Gleichungen (3) und (4) sind projektive Transformationsgleichungen.
-
Wenn
sich ein nach vorne erstreckender Teil der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, in
einem Differenzwinkel θs
neigt, wird ein genauer Senkungswinkel θo' durch eine Gleichung θo – θs erhalten
und das in der zweidimensionalen Ebene Xr – Yr durch projektive Transformation
erhaltene Straßenmuster
kann korrigiert werden, indem θo' für θo in die
Gleichung (3) eingesetzt wird.
-
Es
ist auch möglich,
dass der Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 Daten über eine
Krümmung einer
sich nach vorne erstreckenden Straße und Daten über eine
Krümmung
einer gegenwärtigen
Fahrstraße liest,
von denen beide vorher in der in dem Karteninformationsspeichermedium 4 gespeicherten
Straßenkarteninformation
enthalten sind, und Differenzkrümmungsdaten
(differential curvature data) (Daten über eine Krümmung der Straße vom Fahrzeug
aus nach vorne gesehen) an den Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 ausgibt,
welcher im Wechsel ein durch projektive Transformation erhaltenes
Straßenmuster
korrigiert.
-
In
der automatischen Fahrleiteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
erfasst die Videokamera 8 und das Radar 10 Einzelheiten
einer sich vom Fahrzeug aus nach vorne erstreckenden Straße, der
Fahrsteuer/regelsignalverarbeitungsabschnitt 12 empfängt einen
Leitbefehl von einem Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 und
beurteilt, ob irgendein sich bewegendes Hindernis auf der Fahrstraße vorhanden
ist oder nicht. Sie steuert/regelt das Fahrzeug so, dass es langsam
fährt oder
zur Sicherheit anhält,
wenn irgendein sich bewegendes Hindernis auf der Straße erkannt
wird.
-
In
diesem Fall ist es effektiv, die Straßenkarteninformation zu verwenden,
in welcher Straßenzusatzdaten,
wie z.B. Straßenschilder,
Schutzgeländer
und andere Ausstattungsteile, vorher enthalten sind. Der Navigationssignalverarbeitungsabschnitt 3 liest
Daten über
Zusatzeinrichtungen (attachments) der gegenwärtigen Fahrstraße aus dem
Karteninformationsspeichermedium 4 und unterscheidet, ob
ein durch das Radar 10 entdecktes statisches Objekt der
Straßenzusatzeinrichtung
entspricht oder nicht. Wenn nicht, wird das gefundene Objekt als
ein bewegliches Hindernis beurteilt und das Fahrzeug wird so gesteuert/geregelt,
dass es langsam fährt
oder zur Sicherheit anhält.
-
Wie
es aus dem Vorangehenden ersichtlich ist, ist eine automatische
Fahrleiteinrichtung gemäß der Erfindung
eine Kombination einer Navigationssteuer/regeleinheit und einer
automatischen Fahrsteuer/regeleinheit, in welcher Mittel zur Beurteilung
einer Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrstraße basierend
auf erfassten Zuständen
der Straße,
die sich von dem Fahrzeug aus nach vorne erstreckt, und zur Korrektur
einer gegenwärtigen
Position des Fahrzeugs zu einer entsprechenden Position auf der
Straßenkarte
und Mittel zur Korrektur von Straßenzuständen auf der Basis von Straßendaten,
die aus einem Karteninformationsspeichermedium gemäß der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs gelesen werden, vorgesehen sind, um sowohl die Genauigkeit
der gegenwärtigen
Position als auch die Genauigkeit der Fahrsteuerung/regelung gemäß einem Fahrleitbefehl
zum Folgen eines auf einer Straßenkarte
voreingestellten Zielkurs durch Erfassen tatsächlicher Straßenzustände entsprechend
zu erhöhen
und um eine automatische Fahrsteuerung/regelung mit einer erhöhten Genauigkeit
zu realisieren.
-
In
einer automatischen Fahrleiteinrichtung, die eine Kombination aus
einer Navigationssteuer/regeleinheit und einer automatischen Fahrsteuer/regeleinheit
ist, sind Mittel zur Beurteilung einer Position eines Fahrzeugs
auf einer Fahrstraße
basierend auf erfassten Einzelheiten der Straße, die sich von dem Fahrzeug aus
nach vorne erstreckt, und zur Korrektur einer gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs auf eine entsprechende Position auf der Straßenkarte
und Mittel zur Korrektur von Straßeneinzelheiten basierend auf
Straßendaten,
die aus einem Karteninformationsspeichermedium gemäß der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs gelesen werden, vorgesehen, um entsprechend sowohl
die Genauigkeit der gegenwärtigen
Position als auch die Genauigkeit der Fahrsteuerung/regelung gemäß dem Fahrleitbefehl
zum Folgen eines auf einer Straßenkarte
voreingestellten Zielkurs durch Erfassen tatsächlicher Straßenzustände entsprechend
zu erhöhen
und um eine automatische Fahrsteuerung/regelung mit einer erhöhten Genauigkeit
zu realisieren.
