JP2909106B2 - Travel control device for mobile vehicles - Google Patents
Travel control device for mobile vehiclesInfo
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自律的に走行を制御する移動車のための走行
制御装置に関し、詳しくは、例えば、導入線を走行中の
自車が他車が走行中の本線に進入若しくは合流するまで
に、その自車の走行制御を行なう移動車の走行制御装置
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a traveling control device for a mobile vehicle that controls traveling autonomously, and more specifically, for example, a vehicle traveling on an introductory line is used by another vehicle. The present invention relates to a traveling control device for a mobile vehicle, which controls traveling of the own vehicle before the vehicle enters or merges with the traveling main line.
（従来の技術） 近年において、自律的に走行する移動車が種々提案さ
れている。(Prior Art) In recent years, various mobile vehicles that travel autonomously have been proposed.
このような自律走行制御においては、例えば、特開昭
64−26913号のように、環境から道路の路端認識のため
に、カメラ等の画像入力手段により外界の画像を入力
し、この画像から障害物等の環境を認識し、自車の走行
を制御するのが一般的である。In such autonomous traveling control, for example,
As in the case of No. 64-26913, in order to recognize the roadside of the road from the environment, an image of the outside world is input by image input means such as a camera, and the environment such as obstacles is recognized from this image, and the traveling of the own vehicle is performed. It is common to control.
（発明が解決しようとする課題） ところで、このような環境認識により自車の走行制御
を行なう技術は、高速道路等における本線進入やレーン
変更には適用は困難である。何故なら、上記特開昭64−
26913号の技術では、自車の前方にある他車両の認識が
主眼であるのに対し、本線進入やレーン変更では、寧ろ
隣のレーンの車両、そして、その車両も、例えば平行し
て走行している車両や後方の車両の方が、自車がこれか
ら本線進入やレーン変更を行なう場合の走行に影響を与
えるからである。(Problems to be Solved by the Invention) However, it is difficult to apply the technology for controlling the traveling of the own vehicle based on such environment recognition to approach a main road or change lanes on an expressway or the like. This is because the above-mentioned JP-A-64-
In the technology of 26913, the main focus is on the recognition of other vehicles in front of the own vehicle.On the other hand, when entering the main line or changing lanes, the vehicle in the next lane, and that vehicle, for example, also run in parallel. This is because the vehicle that is running or the vehicle behind is more likely to affect the travel when the vehicle enters the main line or changes lanes.
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、自車の走行を、目標地点におけ
る他車の走行を考慮した上で、制御することにより、安
全で確実な進路変更動作を実現する移動車の走行制御装
置を提供するものである。The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has as its object to control the traveling of the own vehicle in consideration of the traveling of another vehicle at a target point, thereby ensuring safe and reliable operation. An object of the present invention is to provide a traveling control device for a mobile vehicle that realizes a course change operation.
（課題を達成するための手段及び作用） 上記課題を達成するための本発明の構成は、第１図に
示すように、 自車レーンを走行中の自車と、他車レーンを走行中の
他車を少なくとも含む複数の他車とが、目標合流地点で
合流するまでの過程における自車側の走行制御を行なう
移動車の走行制御装置であって、 前記複数の他車の車速と、その複数の他車の前記目標
地点からの相対位置とを検出する検出手段と、 この検出結果に基づいて、その複数の他車の前記目標
地点における走行状態を予測し、この予測結果に基づい
て、自車と前記複数の他車との間に存在する複数の安全
エリアを予測する予測手段と、 予測された前記安全エリアのうち所定の安全エリアを
選択し、選択された安全エリアに向けて自車の速度およ
び進行方向を制御する走行制御手段とを具備したことを
特徴とする。(Means and Actions for Achieving the Object) As shown in FIG. 1, the configuration of the present invention for achieving the object described above includes a vehicle traveling on the own vehicle lane and a vehicle traveling on another vehicle lane. A plurality of other vehicles including at least other vehicles, a traveling control device of a mobile vehicle that performs traveling control of the own vehicle in the process until merging at the target junction, the vehicle speed of the plurality of other vehicles, Detecting means for detecting the relative positions of the plurality of other vehicles from the target point, based on the detection result, predicting the running state of the plurality of other vehicles at the target point, based on the prediction result, Predicting means for predicting a plurality of safety areas existing between the own vehicle and the plurality of other vehicles; selecting a predetermined safety area from the predicted safety areas; Travel that controls the speed and direction of travel of the car Characterized by comprising a control means.
ここで、合流とは、例えば、固定の合流地点で合流す
る場合や、自車側が設定した進行変更地点で合流する場
合等を踏む。予測手段により予測された前記目標地点ま
での距離と時間とにより、他車がその目標地点に到達す
る時刻を予想できる。自車は、この時刻を避けるように
走行制御計画を立てる。Here, the merging means, for example, a case of merging at a fixed merging point, a case of merging at a progress change point set by the own vehicle, and the like. Based on the distance and time to the target point predicted by the predicting means, it is possible to predict the time at which another vehicle reaches the target point. The vehicle makes a travel control plan so as to avoid this time.
本発明の好適な一態様である請求項２に拠れば、前記
安全エリアは、自車が目標地点に到達した時点における
他車の予想走行位置の変動範囲を除いた範囲を表す。According to claim 2, which is a preferable aspect of the present invention, the safety area indicates a range excluding a fluctuation range of an expected traveling position of another vehicle at the time when the own vehicle reaches a target point.
本発明では、他車は制御対象とはならずに予測対象と
なる。一般に、遠方にある車両ほど、予測の変動範囲は
大きい。そこで、本発明の好適な一態様である請求項３
に拠れば、前記予測手段は、他車の予測走行位置の変動
範囲を、予測時点におけるその他車の前記目標地点まで
の距離が長いほど、大きく設定するようにする。In the present invention, the other vehicle is not a control target but a prediction target. In general, the farther the vehicle is, the larger the range of fluctuation of the prediction. Thus, claim 3 is a preferred embodiment of the present invention.
According to this, the prediction means sets the fluctuation range of the predicted traveling position of the other vehicle to be larger as the distance to the target point of the other vehicle at the prediction time is longer.
（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を、一例として、高
速道路の本線に進入する場合における走行制御に適用し
た実施例を説明する。この走行制御装置は、自車の速度
ベクトルや位置ベクトルと、車線上の他車、障害物の速
度ベクトルや位置ベクトルと、ランプ進入路長等の道路
構造情報や、これらの情報と他車の速度変動を考慮し
て、その他車の進路変更時期、方法の判断を行なった上
で、自車の進行方向、速度等を制御するものである。(Embodiment) An embodiment in which the present invention is applied to traveling control when entering the main line of an expressway will be described below as an example with reference to the accompanying drawings. This traveling control device includes a speed vector and a position vector of the own vehicle, a speed vector and a position vector of another vehicle and an obstacle on a lane, road structure information such as a length of a road approaching a ramp, and the information of the other vehicles. The traveling direction, speed, etc. of the own vehicle are controlled after judging the course change timing and method of the other vehicle in consideration of the speed fluctuation.
第２図により本実施例の構成を説明する。この走行制
御装置は、自車の速度ベクトルや位置ベクトルを検知装
置Ａと、他車や障害物の速度ベクトルや位置ベクトルを
検知する検知装置Ｂと、ランプ進入路長等の道路構造情
報等を得る検知装置Ｃと、これらの情報と他車の速度変
動を考慮して、自車の進路変更時期、方法を判断する判
断装置１と、この判断装置１の判断に基づいて自車の速
度、操舵を制御する装置２と、この制御装置２により駆
動されるアクセル、ステアリング、ブレーキ等とを有す
る。検知装置Ａの位置ベクトル検知は、視覚センサによ
るものの他に、ランプ進入路等では、道路上のマーカか
らの信号を受信する方式が考えられる。検知装置Ｂにつ
いては、自車のみで他の車線上の情報を得ようとする
と、自車のシステムが巨大になるので、道路上に設置し
た報知装置からの通信により斜線上の他車、障害物の情
報を得る方法が現実的である。同様に、検知装置Ｃにつ
いても視覚装置やレーダ等によるものの他に、通信によ
る情報取得、あるいは自車に道路情報に関するデータベ
ースを持つことが考えられる。The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. The traveling control device includes a detection device A for detecting a speed vector and a position vector of the own vehicle, a detection device B for detecting a speed vector and a position vector of another vehicle or an obstacle, and road structure information such as a ramp approach path length. A determining device 1 for determining the course change timing and method of the own vehicle in consideration of the detection device C to be obtained, the information and the speed fluctuation of the other vehicle, and the speed of the own vehicle based on the determination of the determining device 1. It has a device 2 for controlling steering, and an accelerator, a steering wheel, a brake and the like driven by the control device 2. The position vector detection of the detection device A may be performed by a method of receiving a signal from a marker on a road on a lamp approach road or the like, in addition to the detection by the visual sensor. As for the detection device B, if the information of the other lane is to be obtained only by the own vehicle, the system of the own vehicle becomes huge. A method of obtaining information on things is realistic. Similarly, regarding the detection device C, it is conceivable to obtain information by communication or to have a database relating to road information in the own vehicle in addition to the detection device C using the visual device or radar.
第２図の実施例システムの作用について第３図により
説明する。The operation of the embodiment system shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
第３図は、片道２車線の高速道路に、導入路から自車
が進入して、本線に合流する場合を説明する。現在位置
（第３図のＡ点）から合流点までの距離は検知装置Ｃか
ら教えられる。本線上には、合流点から近い順に、距離
l1の位置に他車が、距離l2の位置に他車が、距離l3
の位置に他車が走行している。追い越し車線には、距
離l4の位置に他車が走行している。FIG. 3 illustrates a case where the own vehicle enters a two-lane highway from an introduction road and merges with a main lane. The distance from the current position (point A in FIG. 3) to the junction is taught by the detecting device C. On the main line, distance is
other vehicle to the position of the l 1 is, the other vehicle at a distance l 2, the distance l 3
Another vehicle is running at the position. The overtaking lane running is another vehicle at a distance l 4.
さて、本線合流時を考える。自車がＡ地点にあるとき
の、他車の速度や位置情報から、自車は、自車が合流点
に到達したときの他車との車間距離が予測できる。この
車間距離は、他車の速度との関係から、自車が合流地点
に到達してからその他車が合流地点に到達するまでの時
間として表わすことができる。Now, consider the merging of main lines. From the speed and position information of the other vehicle when the own vehicle is at the point A, the own vehicle can predict the inter-vehicle distance to the other vehicle when the own vehicle reaches the junction. This inter-vehicle distance can be expressed as the time from when the vehicle arrives at the junction to when the other vehicle reaches the junction, from the relationship with the speed of the other vehicle.
第３図には、道路状況と併せて、自車がＡ地点にいる
時点で得た他車に関する情報から、他車の時間に対する
位置変化を自車の判断装置１が予測してプロツトした図
を示している。縦軸に合流地点からの距離ｘを、横軸を
時間ｔとした。直線の傾きが大きいほど車速は高いが、
第３図の例では、図示の都合上、全車両の速度は等しい
とした。FIG. 3 is a diagram in which the determination device 1 of the own vehicle predicts a change in position of the other vehicle with respect to time based on information on the other vehicle obtained when the own vehicle is at the point A, in addition to the road conditions, and plots the result. Is shown. The vertical axis represents the distance x from the junction, and the horizontal axis represents time t. The vehicle speed increases as the slope of the straight line increases,
In the example of FIG. 3, for convenience of illustration, the speeds of all vehicles are assumed to be equal.
自車が他車の合流点への到達時刻を予想する場合、合
流地点よりより遠方の車両ほど、合流点に到達するまで
に速度変動の可能性がある。そこで、この実施例の判断
装置１では、合流点からの距離ｌと合流点に到達するま
でにかかる時間の変動分△ｔとの関係を、 △ｔ＝ｆ（ｌ） なる関数により定め、これにより、予想車間距離（時
間）を決定する。When the own vehicle predicts the arrival time of another vehicle at the junction, a vehicle farther from the junction may have a speed change before reaching the junction. Therefore, in the determination device 1 of this embodiment, the relationship between the distance 1 from the junction and the variation Δt of the time required to reach the junction is determined by a function Δt = f (l). To determine the expected inter-vehicle distance (time).
即ち、この時間変動△ｔ（第３図でハツチングで示
す）は幅を有し、この時間幅内に自車が合流点に到達し
たならば危険であるので、「危険エリア」と考えるべき
ものである。前述したように、合流地点よりより遠方の
車両ほど、合流点に到達するまでに速度変動の可能性が
あるので、その結果△ｔの幅も大きくなる。第３図の例
では、 l1＜l2＜l3 であるので、 △t1＜△t2＜△t3 である。自車は、この危険エリアを避けて走行計画を立
てることができる。この場合、自車の速度、位置ベクト
ル、自車の加減速性能及び安全率等を評価することで、
自車の速度や操舵を制御する。ここで安全率とは、主に
道路の曲率や表面の状態等、道路構造関係のフアクタと
天候等環境的なフアクタである。That is, this time variation Δt (indicated by hatching in FIG. 3) has a width, and it is dangerous if the own vehicle reaches the confluence within this time width. It is. As described above, a vehicle farther from the junction has a possibility of speed fluctuation before reaching the junction, and as a result, the width of Δt also increases. In the example of FIG. 3, since l 1 <l 2 <l 3 , Δt 1 <Δt 2 <Δt 3 . The vehicle can make a travel plan avoiding this dangerous area. In this case, by evaluating the own vehicle speed, position vector, own vehicle acceleration / deceleration performance, safety factor, etc.,
Control the speed and steering of your vehicle. Here, the safety factor is mainly a factor related to a road structure such as a curvature of a road or a surface condition, and an environmental factor such as weather.
第３図の例では、いずれの危険エリアにも含まれない
で済む走行パターンは複数通りある。例えば、理論的に
は、△t1以前を通るパターン、△t1と△t2との間を通る
パターン、△t2と△t3との間を通るパターン、△t3以降
を通るパターンという４通りのパターンで合流点に到達
することが可能である。どのパターンを選ぶかの原則
は、まず第１に、現在の車速を上げないで、または低下
させても可能なパターンであることである。この基準に
より、第３図の例では、△t1以前、△t1と△t2との間は
候補から外れる。次に、危険エリアに挟まれた区間（安
全エリアと呼ぶこととする）の長さが所定の閾値よりも
長いものを選ぶことである。第３図に、安全エリアの区
間の長さが長い方を選ぶことである。第３図の例では、
他車が本線に進入してこなければΔt2と△t3との間に
進入するようなパターン21を選択することが適当であろ
う。In the example of FIG. 3, there are a plurality of traveling patterns that do not need to be included in any of the dangerous areas. For example, the pattern in theory, △ t 1 pattern through the previous, △ pattern passing between the t 1 and △ t 2, △ pattern passing between the t 2 and △ t 3, through the △ t 3 or later It is possible to reach the junction in four different patterns. The principle of which pattern to choose is, first of all, a pattern that is possible without increasing or decreasing the current vehicle speed. This reference, in the example of FIG. 3, △ t 1 earlier, △ between t 1 and △ t 2 is disengaged from the candidates. Next, a section whose length (referred to as a safe area) between the dangerous areas is longer than a predetermined threshold value is selected. FIG. 3 shows that a section having a longer safety area section is selected. In the example of FIG.
If another vehicle does not enter the main line, it would be appropriate to select a pattern 21 that enters between Δt 2 and Δt 3 .
進入目標レーン（第３図では、本線レーン）以外の車
線についての車両の情報が得られると、他車（第３図の
例では、他車）がその目標レーンに進入してくる可能
性を予測できる。その予測を合流時の予想車間距離（時
間）の決定時に考慮することにより、レーン数が増加し
た場合でも対処できる。例えば、第３図において、車両
が本線内に進入すると予測した場合のそのの予測進
入路は第３図の20のコースを取るとする。すると、車両
との危険エリアが重なって、危険エリアの幅が大き
くなる。そこで、自車は、ルート21好ましくはルート22
を通るような走行計画を策定する。この例のように、複
数の進入点が存在する場合には、ルート22は、自車の加
速力を評価して、加速性が低ければこのルート22を選ぶ
こととなる。When vehicle information on lanes other than the target lane (in FIG. 3, the main lane) is obtained, the possibility that another vehicle (in the example of FIG. 3, another vehicle) will enter the target lane is determined. Can be predicted. By taking the prediction into account when determining the expected inter-vehicle distance (time) at the time of merging, it is possible to cope with an increase in the number of lanes. For example, in FIG. 3, when the vehicle is predicted to enter the main line, the predicted approach path is assumed to take the course of 20 in FIG. Then, the dangerous area overlaps with the vehicle, and the width of the dangerous area increases. Therefore, the vehicle should travel on Route 21 and preferably on Route 22
Formulate a travel plan that will pass through. As in this example, when there are a plurality of entry points, the route 22 evaluates the acceleration force of the own vehicle, and if the acceleration is low, the route 22 is selected.
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形改良が
可能である。The present invention can be variously modified and improved without departing from the spirit thereof.
例えば、上記実施例では、高速道路で、導入路から本
線に進入する場合により説明した。この場合は合流点の
位置は固定的である。しかし、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、高速道路若しくは通常道路等
においての路線変更の制御にも利用できる。この場合、
道路上のどの位置で車線変更するかは固定的ではない
が、自車の現在位置から車線変更点までの距離を自動車
で設定してやれば、その変更点を前記実施例の合流点と
同じように扱うことができる。For example, in the above-described embodiment, the case where the vehicle enters the main line from the introduction road on the expressway has been described. In this case, the position of the junction is fixed. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be used for controlling a route change on a highway or a normal road. in this case,
It is not fixed at which position on the road the lane change is made, but if the distance from the current position of the own vehicle to the lane change point is set by the car, the change point is set in the same way as the confluence point of the above embodiment. Can handle.
また、上記実施例では、高速道路で、自車側が導入路
から本線に進入する場合により説明した。しかし、本発
明はこれに限定されるものではない。例えば、自車が本
線を走行し、他車が導入路から本線に進入する場合にも
適用できる。何故なら、合流点位置は既知であるから、
本線を走行中の自車側でも、他車がどの地点で合流する
か予測することが可能であるからである。In the above-described embodiment, the case where the own vehicle enters the main line from the introduction road on the expressway has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a case where the own vehicle runs on the main line and another vehicle enters the main line from the introduction path. Because the confluence position is known,
This is because even the own vehicle traveling on the main line can predict at which point another vehicle will join.
また上記実施例では、危険エリアの設定幅を、他車の
合流点までの距離ｌを考慮して決定していた（△ｔ＝ｆ
（ｌ））。しかし本発明はこれに限定されるものではな
く、距離ｌの他に、他車の速度、その時の気象条件、道
路の渋滞度等も考慮した方が精度が上がる。Further, in the above embodiment, the set width of the dangerous area is determined in consideration of the distance 1 to the junction of another vehicle (Δt = f
(L)). However, the present invention is not limited to this. Accuracy increases when the speed of other vehicles, weather conditions at that time, the degree of traffic congestion, and the like are considered in addition to the distance l.
（発明の効果） 以上説明したように本発明の移動車の走行制御装置に
よれば、自車の走行を制御するに際して、目標地点にお
ける他車の走行を考慮した上で決定された安全エリアに
向けた走行制御が行われるので、安全で確実な進路変更
動作を実現することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the traveling control apparatus for a mobile vehicle of the present invention, when controlling the traveling of the own vehicle, the traveling area is determined in the safety area determined in consideration of the traveling of another vehicle at the target point. Since the traveling control is performed, a safe and reliable course change operation can be realized.
第１図は本発明の構成を示す図、 第２図は本発明を本線進入モデルに適用した１実施例の
構成を示す図、 第３図は第２図実施例において、他車の走行を予測した
上で自車の走行計画を策定するための原理を説明する図
である。 図中、 １……進路変更時期判断装置、２……速度・操舵制御装
置、３……アクセル・ブレーキ・ステアリング、Ａ……
自車速度・位置ベクトル検知装置、Ｂ……他車速度ベク
トル等の検知装置、Ｃ……道路構造情報等検知装置であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a main line approach model, and FIG. It is a figure explaining the principle for formulating the travel plan of the own vehicle after estimating. In the figure, 1... The course change timing judging device, 2... The speed / steering control device, 3.
Own vehicle speed / position vector detecting device, B ... detecting device for other vehicle speed vector, etc., C ... detecting device for road structure information, etc.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−109211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−121192（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−12297（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−12296（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭63−502381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G08G 1/16 G05D 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-52-109211 (JP, A) JP-A-52-121192 (JP, A) Fully open 63-1297 (JP, U) Really open 63-1 12296 (JP, U) Special Table 63-502381 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G08G 1/16 G05D 1/02
Claims (3)
を走行中の他車を少なくとも含む複数の他車とが、目標
合流地点で合流するまでの過程における自車側の走行制
御を行なう移動車の走行制御装置であって、 前記他車の車速と、その他車の前記目標地点からの相対
位置とを検出する検出手段と、 この検出結果に基づいて、その複数の他車の前記目標地
点における走行状態を予測し、この予測結果に基づい
て、自車と前記複数の他車との間に存在する複数の安全
エリアを予測する予測手段と、 予測された前記安全エリアのうち所定の安全エリアを選
択し、選択された安全エリアに向けて自車の速度および
進行方向を制御する走行制御手段とを具備したことを特
徴とする移動車の走行制御装置。A traveling on the own vehicle in a process until the own vehicle traveling on the own vehicle lane and a plurality of other vehicles including at least other vehicles traveling on the other vehicle lane merge at a target merging point. A traveling control device for a mobile vehicle that performs control, comprising: detecting means for detecting a vehicle speed of the other vehicle and a relative position of the other vehicle from the target point; and a plurality of other vehicles based on the detection result. Prediction means for predicting a traveling state at the target point, and predicting a plurality of safety areas existing between the own vehicle and the plurality of other vehicles based on the prediction result; A travel control device for a mobile vehicle, comprising: travel control means for selecting a predetermined safety area, and controlling the speed and the traveling direction of the own vehicle toward the selected safety area.
した時点における他車の予測走行位置の変動範囲を除い
た範囲を表すことを特徴とする請求項１に記載の移動車
の走行制御装置。2. The traveling vehicle according to claim 1, wherein the safety area represents a range excluding a fluctuation range of a predicted traveling position of another vehicle when the own vehicle reaches a target point. Control device.
動範囲を、予測時点におけるその他車の前記目標地点ま
での距離が長いほど、大きく設定することを特徴とする
請求項２に記載の移動車の走行制御装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein said predicting means sets the fluctuation range of the predicted traveling position of the other vehicle to be larger as the distance of the other vehicle to the target point at the prediction time is longer. Travel control device for mobile vehicles.
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