JP7120186B2 - 車両制御システム - Google Patents
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Description
前記車両制御システムは、取得装置と、制御装置と、を備えている。
前記取得装置は、前記車両の走行環境情報を取得する。
前記制御装置は、前記走行環境情報に基づいて前記自動運転制御を実行する。
前記制御装置は、前記自動運転制御において、第1および第2減速度特性を用いて前記車両の目標減速度を設定する減速度設定処理を行う。
前記第1減速度特性は、前記車両の減速対象の状態を示す第1類状態と、前記車両の減速度との関係を規定する。前記第1類状態は、第1類境界減速度によって複数の相に分割される。
前記第2減速度特性は、後続移動体から見た前記車両の状態を示す第2類状態と、前記後続移動体の減速度との関係を規定する。前記第2類状態は、第2類境界減速度によって複数の相に分割される。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記走行環境情報および前記第1減速度特性に基づいて、前記第1類状態に対応する前記車両の減速度を示す第1類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第1類減速度のうちの最小値を示す第1類最小値を特定し、
前記走行環境情報および前記第2減速度特性に基づいて、前記第2類状態に対応する前記後続移動体の減速度を示す第2類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第2類減速度のうちの最小値を示す第2類最小値を特定し、
前記第1類最小値と前記第2類最小値を比較し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上である場合、前記目標減速度を前記第1類最小値に設定し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満である場合、前記第2減速度特性において前記第2類最小値が属する相を示す第2類最小値相に基づいて、前記目標減速度を前記第2類最小値以上の減速度に設定する。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値が前記第2類境界減速度よりも急減速側に位置する場合、前記目標減速度を前記第2類最小値に設定する
ことを特徴とする。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値が前記第2類境界減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記目標減速度を前記第2類最小値よりも大きい減速度に設定する。
前記車両制御システムは、取得装置と、制御装置と、を備えている。
前記取得装置は、前記車両の走行環境情報を取得する。
前記制御装置は、前記走行環境情報に基づいて前記自動運転制御を実行する。
前記制御装置は、前記自動運転制御において、第1および第2減速度特性を用いて前記車両の目標減速度を設定する減速度設定処理を行う。
前記第1減速度特性は、前記車両の減速対象の状態を示す第1類状態と、前記車両の減速度との関係を規定する。前記第1類状態は、第1類境界減速度によって複数の相に分割される。
前記第2減速度特性は、後続移動体から見た前記車両の状態を示す第2類状態と、前記後続移動体の減速度との関係を規定する。前記第2類状態は、第2類境界減速度によって複数の相に分割される。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記走行環境情報および前記第1減速度特性に基づいて、前記第1類状態に対応する前記車両の減速度を示す第1類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第1類状態の情報の確からしさ、または、前記第1類状態に関連付けられた情報の確からしさを示す第1類尤度を、前記第1類減速度ごとに計算し、
前記第1類減速度のうちの最小値を示す第1類最小値を特定し、
前記走行環境情報および前記第2減速度特性に基づいて、前記第2類状態に対応する前記後続移動体の減速度を示す第2類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第2類状態の情報の確からしさを示す第2類尤度を、前記第2類減速度ごとに計算し、
前記第2類減速度のうちの最小値を示す第2類最小値を特定し、
前記第1類最小値と前記第2類最小値を比較し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上である場合、前記第1減速度特性において前記第1類最小値が属する相を示す第1類最小値相と、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度と、に基づいて、前記第1類最小値を0~100%の第1反映率で前記目標減速度に反映させ、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満である場合、前記第2減速度特性において前記第2類最小値が属する相を示す第2類最小値相と、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度と、に基づいて、前記第2類最小値を0~100%の第2反映率で前記目標減速度に反映させる。
前記第1類境界減速度は、第1類最大減速度を含む。
前記第1類最大減速度は、前記車両の最大減速度を示す。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最大減速度よりも急減速側に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に関わらず、前記第1反映率を100%に設定する。
前記第1類境界減速度は、第1類最小減速度を含む。
前記第1類最小減速度は、前記車両の最小減速度を示す。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最小減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に関わらず、前記第1反映率を0%に設定する。
前記第1類境界減速度は、第1類最大減速度と、第1類最小減速度と、第1類中間減速度と、を含む。
前記第1類最大減速度は、前記車両の最大減速度を示す。
前記第1類最小減速度は、前記車両の最小減速度を示す。
前記第1類中間減速度は、前記第1類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第1類最小減速度よりも大きい。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最大減速度および前記第1類中間減速度の間に位置する場合、前記第1類減速度の特定総数に応じて前記第1反映率を変更する。
前記第1反映率は、
前記特定総数が1つである場合は100%に設定され、
前記特定総数が2つ以上の場合は、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に応じた0~100%の間の値に設定される。
前記第1類境界減速度は、第1類最大減速度と、第1類最小減速度と、第1類中間減速度と、を含む。
前記第1類最大減速度は、前記車両の最大減速度を示す。
前記第1類最小減速度は、前記車両の最小減速度を示す。
前記第1類中間減速度は、前記第1類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第1類最小減速度よりも大きい。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類中間減速度および前記第1類最小減速度の間に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度と、第1類閾値との比較の結果に応じて前記第1反映率を変更する。
前記第1反映率は、
前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度が前記第1類閾値以上の場合は100%に設定され、
前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度が前記第1類閾値未満の場合は0%に設定される。
前記第2類境界減速度は、第2類最大減速度を含む。
前記第2類最大減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最大減速度よりも急減速側に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に関わらず、前記第2反映率を100%に設定する。
前記第2類境界減速度は、第2類最小減速度を含む。
前記第2類最小減速度は、前記後続移動体の最小減速度を示す。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最小減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に関わらず、前記第2反映率を0%に設定する。
前記第1類境界減速度は、第1類最大減速度と、第1類最小減速度と、第1類中間減速度と、を含む。
前記第2類境界減速度は、第2類最大減速度と、第2類最小減速度と、第2類中間減速度と、を含む。
前記第2類最大減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す。
前記第2類最小減速度は、前記後続移動体の最小減速度を示す。
前記第2類中間減速度は、前記第2類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第2類最小減速度よりも大きい。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最大減速度および前記第2類中間減速度の間に位置する場合、前記第2類減速度の特定総数に応じて前記第2反映率を変更する。
前記第2反映率は、
前記特定総数が1つである場合は100%に設定され、
前記特定総数が2つ以上の場合は、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に応じた0~100%の間の値に設定される。
前記第2類境界減速度は、第2類最大減速度と、第2類最小減速度と、第2類中間減速度と、を含む。
前記第2類最大減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す。
前記第2類最小減速度は、前記後続移動体の最小減速度を示す。
前記第2類中間減速度は、前記第2類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第2類最小減速度よりも大きい。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類中間減速度および前記第2類最小減速度の間に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度と、第2類閾値との比較の結果に応じて前記第2反映率を変更する。
前記第2反映率は、
前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度が前記第2類閾値以上の場合は100%に設定され、
前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度が前記第2類閾値未満の場合は0%に設定される。
前記減速対象は、前記車両の走行軌道上における前記車両の最寄りの動的または静的障害物である。
前記後続移動体は、前記車両の後方に存在する移動体である。
前記走行環境情報は、前記動的または静的障害物から前記車両までの距離を示す第1類距離と、前記後続移動体から前記車両までの距離を示す第2類距離と、前記動的または静的障害物の相対速度を示す第1類相対速度と、前記後続移動体の相対速度を示す第2類相対速度と、を含む。
前記第1類状態は、前記第1類距離および前記第1類相対速度である。
前記第2類状態は、前記第2類距離および前記第2類相対速度である。
前記第1類尤度は、前記第1類距離および前記第1類相対速度の確からしさである。
前記第2類尤度は、前記第2類距離および前記第2類相対速度の確からしさである。
前記減速対象は、前記車両の走行軌道上における前記車両の最寄りの信号機である。
前記後続移動体は、前記車両の後方に存在する移動体である。
前記走行環境情報は、前記信号機から前記車両までの距離を示す第1類距離と、前記後続移動体から前記車両までの距離を示す第2類距離と、前記信号機の相対速度を示す第1類相対速度と、前記後続移動体の相対速度を示す第2類相対速度と、を含む。
前記第1類状態は、前記第1類距離および前記第1類相対速度である。
前記第2類状態は、前記第2類距離および前記第2類相対速度である。
前記第1類尤度は、前記第1類距離および前記第1類相対速度に関連付けられた、前記信号機の点灯色が赤または黄である確からしさである。
前記第2類尤度は、前記第2類距離および前記第2類相対速度の確からしさである。
前記自動運転制御は、前記車両の走行レーンを第1レーンから第2レーンに変更するレーンチェンジ制御を含む。
前記走行環境情報は、前記第2レーン上の複数の物標の情報を含む。
前記制御装置は、前記レーンチェンジ制御を行う場合、前記減速度設定処理において、
隣り合う前記複数の物標の間に前記車両の仮想位置を設定し、
隣り合う前記複数の物標のうちの前記仮想位置の前方に存在する前記車両の将来の減速対象を前記第1減速度特性に適用して前記第1類最小値を特定し、
隣り合う前記物標のうちの前記仮想位置の後方に存在する将来の後続移動体を前記第2減速度特性に適用して前記第2類最小値を特定する。
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記仮想位置の探索範囲を設定し、
前記探索範囲内に前記仮想位置が複数設定された場合、前記複数の仮想位置ごとに前記目標減速度の候補を計算し、
前記車両の現在の加速度または減速度との差を最小にする前記目標減速度の候補を、前記目標減速度に設定する。
先ず、図1乃至8を参照しながら実施の形態1について説明する。
図1は、実施の形態1が前提とする状況を説明する図である。図1に示す車両M1は、実施の形態1に係る車両制御システム(実施の形態1の以下の説明において、“システム”とも称す。)が搭載された車両である。車両M1としては、エンジンを動力源とする自動車、モータを動力源とする電気自動車、および、エンジンとモータを備えるハイブリッド自動車が例示される。
(1) 第1減速度特性
図1に示した状況において、車両M1の減速の検討がなされるべき対象(以下、“減速対象”と称す。)OBJが車両M2である場合を考える。実施の形態1では、走行軌道TP上における車両M1の最寄りの動的または静的障害物が減速対象OBJである。図2は、車両M1の減速中における第1類距離dAと第1類相対速度vAの関係を示す概念図である。本開示では、図2に示される関係を“第1減速度特性”と称す。なお、説明の便宜上、図2の説明においては、車両M2が静的障害物であると仮定する。また、車両M2の存在が正しく検出され、かつ、第1類距離dAおよび第1類相対速度vAが正しく算出されていると仮定する。
図2で説明した第1減速度特性は、減速対象OBJとしての車両M2に着目した場合の車両M1の減速度の特性である。ここで、車両M2と車両M1の位置関係は、車両M1と車両M3の位置関係に置き換えが可能である。そうすると、車両M3から見た車両M1は、車両M3の減速の検討がなされるべき対象と見做される。そうすると、図2で説明した第1減速度特性と同様の減速度特性が、車両M3の減速度特性として得られる。実施の形態1では、車両M1に着目した場合の車両M3の減速度特性を、“第2減速度特性”と称す。
図2の説明で述べたように、一般的な自動運転システムが道路上の障害物を検出する性能には限界がある。そして、このことは、車両M2を検出するシステムの性能にも当てはまる。よって、車両M2がシステムによって全く検出されていないときの第1類距離dAおよび第1類相対速度vAの組み合わせが、図2に示した第1減速度特性に表現されるはずである。また、車両M2がシステムによって完全に検出されたときの組み合わせも、表現されるはずである。
上述した問題点に鑑み、実施の形態1では、少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)と、少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)との存在が判明した場合、車両M1の走行方針を決定する。また、実施の形態1では、決定した走行方針を走行計画に反映させる。以下、これらの特徴について説明する。
走行方針の決定は、少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)と、少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)とに基づいて行われる。“少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)”と表現した理由は、座標(dA,vA|ηA)が1つだけ存在する場合と、座標(dA,vA|ηA)が2つ以上存在する場合とが想定されるためである。“少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)”と表現した理由は、“少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)”と表現した理由と同じである。
(i)-aM1_min≧-aM3_min
(ii)-aM1_min<-aM3_min
(i)の場合の走行方針は“第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する”に決定される。この理由は、(i)の大小関係であれば、車両M1の減速中に車両M3から追突されることがないためである。よって、第1類最小値-aM1_minで車両M1を減速することにより、車両M2との衝突が回避される。
(ii)の場合の走行方針は、第2類最小値相に基づいて決定される。“第2類最小値相”とは、第2減速度特性において、座標(dB,vB|ηB|-aM3_min)が属する相と定義される。第2類最小値相を考慮する理由は、(ii)の大小関係の場合、車両M1の減速中に車両M3から追突される可能性があるためである。
走行方針の反映は、走行計画に対して行われる。走行計画は、自動運転制御の実行中、所定時間を経過する毎に立案される。走行計画には、走行軌道TPが含まれる。走行軌道TPを構成する目標位置には、走行状態(すなわち、車両M1の目標加速度aM1_tgtおよび目標舵角θM1_tgt)の情報が付与されている。走行方針が決定された場合、走行方針の内容に応じて走行状態の情報が更新される。
(i)-aM1_min≧-aM3_minの場合
第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する
(ii)-aM1_min<-aM3_minの場合
(ii-a)第2類最小値相が相Iに該当する場合
第2類最小値-aM3_minで車両M1を即時減速する
(ii-b)第2類最小値相が相IIに該当する場合
第1類最小値-aM1_minが第2類最小値-aM3_min以上となるまで車両M1の減速の開始を先送りする、または
第2類最小値-aM3_minよりも大きな減速度で車両M1を減速する
以上説明した実施の形態1の特徴によれば、少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)と、少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)との存在が判明した場合、車両M1の走行方針が決定される。走行方針が決定されれば、第1類最小値-aM1_min、または、第2類最小値-aM3_min以上の減速度が目標加速度aM1_tgtに反映される。走行方針の内容によっては、これらの最小値の目標加速度aM1_tgtへの反映が行われない。そのため、第1類および第2類状態の検出が不確かな場合であっても、目標加速度aM1_tgtをフレキシブルに設定することが可能となる。したがって、走行安全と走行効率とを両立させた自動運転制御を行うことが可能となる。
次に、上述した特徴的な処理を含む自動運転制御を実行するためのシステムの構成例について説明する。
図5は、実施の形態1に係るシステム1の構成例を示すブロック図である。図5に示すように、システム1は、内界センサ11と、外界センサ12と、制御装置としてのECU(Electric Control Unit)13と、減速度マップ14および15と、を備えている。
図5に示すように、ECU13は、要求減速度計算部131と、要求減速度比較部132と、走行方針決定部133と、物標検出部134と、走行計画部135と、走行制御部136と、を備えている。これらの機能ブロックは、ECU13のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。以下、説明の便宜上、要求減速度計算部131、要求減速度比較部132等を、“計算部131”、“比較部132”等と省略して称す。
(i)第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する
(ii)第2類最小値-aM3_minで車両M1を即時減速する
(iii)第1類最小値-aM1_minが第2類最小値-aM3_min以上となるまで車両M1の減速の開始を先送りする
なお、上記(iii)は次のように変更してもよい。
(iii)第2類最小値-aM3_minよりも大きな減速度で車両M1を減速する
図8は、自動運転制御を実行するためにECU13が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図8に示すルーチンにおいて、ECU13は、先ず、物標を検出する(ステップS11)。ECU13は、具体的に、外界センサ12が検出した情報に基づいて、物標を検出する。
システムの別の構成例では、図6を参照して説明した減速度マップ14および15の代わりに、2種類の減速度モデルが用いられる。一方の減速度モデルは、減速対象OBJの状態(すなわち、第1類距離dAおよび第1類相対速度vA)と第1類減速度-aM1との関係に基づいて構築されている。他方の減速度モデルは、後続移動体FOBの状態(すなわち、第2類距離dBおよび第2類相対速度vB)と第2類減速度-aM3との関係に基づいて構築されている。故に、減速対象OBJの状態および後続移動体FOBの状態を、それぞれ対応する減速度モデルに入力すれば、減速度マップ14および15を用いた計算の場合と同様に、第1類減速度-aM1および第2類減速度-aM3を計算できる。なお、これらの減速度モデルを用いる構成例は、後述する実施の形態2乃至5にも適用される。
次に、図9乃至14を参照しながら実施の形態2について説明する。なお、上記実施の形態1の説明と重複する説明については適宜省略される。
実施の形態2が前提とする状況は、実施の形態1のそれと同じである。なお、実施の形態2に係る車両制御システムは、実施の形態2の以下の説明において“システム”とも称される。
実施の形態2における減速度特性の概念は、実施の形態1のそれと同じである。つまり、実施の形態2では、第1および第2減速度特性が表現される。
実施の形態1で説明した第1および第2減速度特性の問題点は、実施の形態2の第1および第2減速度特性にも当てはまる。つまり、“非完全検出相”では、座標(dA,vA|ηA)の第1類尤度ηA、および、座標(dB,vB|ηB)の第2類尤度ηBが高くないという問題がある。また、第1減速度特性の“非完全検出相”では1つ以上の座標(dA,vA|ηA)が同時に存在し、第2減速度特性の“非完全検出相”では1つ以上の座標(dB,vB|ηB)が同時に存在するという問題がある。なお、実施の形態2における第1類尤度ηAおよび第2類尤度ηBの定義は、実施の形態1のそれと共通する。
上述した問題点に鑑み、実施の形態2では、以下のように車両M1の走行方針を決定し、これを走行計画に反映させる。
走行方針の決定は、少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)と、少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)とに基づいて行われる。少なくとも1つの座標(dA,vA|ηA)および少なくとも1つの座標(dB,vB|ηB)の考え方については、実施の形態1の項目“1.1.1”で説明したとおりである。
(i)-aM1_min≧-aM3_min
(ii)-aM1_min<-aM3_min
実施の形態1では、(i)の場合の走行方針が“第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する”に決定された。これに対し、実施の形態2では、(i)の場合の走行方針が、第1類最小値相に基づいて決定される。“第1類最小値相”とは、第1減速度特性において座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)が属する相と定義される。
(ii)の場合の走行方針は、第2類最小値相に基づいて決定される。ただし、実施の形態2では、第1減速度特性だけでなく第2減速度特性も相I~Vに区分けされている。なお、第2減速度特性における相I~Vは、図9の説明の読み替えにより説明される。この読み替えに際しては、図3の説明での読み替えが必要に応じて適用される。
走行方針の反映は、走行計画に対して行われる。走行計画の立案手法は、実施の形態1のそれと基本的に同じである。
(i)-aM1_min≧-aM3_minの場合
(i-a)第1類最小値相が相IまたはIIに該当する場合
第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する
(i-b)第1類最小値相が相IIIに該当する場合
現在の加速度または減速度を維持する
(i-c)第1類最小値相が相IVに該当する場合
座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)の第1類尤度ηAが第1類閾値ηA_th2以上となるまで減速の開始を先送りする
(i-d)第1類最小値相が相Vに該当する場合
座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)の第1類尤度ηAに応じて第1類最小値-aM1_minを変更して減速する
(ii)-aM1_min<-aM3_minの場合
(ii-a)第2類最小値相が相IまたはIIに該当する場合
第2類最小値-aM3_minで車両M1を即時減速する
(ii-b)第2類最小値相が相IIIに該当する場合
現在の加速度または減速度を維持する
(ii-c)第2類最小値相が相IVに該当する場合
座標(dB,vB|ηB|-aM3_min)の第2類尤度ηBが第2類閾値ηB_th2以上となるまで減速の開始を先送りする
(ii-d)第1類最小値相が相Vに該当する場合
座標(dB,vB|ηB|-aM3_min)の第2類尤度ηBに応じて第2類最小値-aM3_minを変更して減速する
以上説明した実施の形態2の特徴によれば、座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)の第1類尤度ηA、または、座標(dB,vB|ηB|-aM3_min)の第2類尤度ηBが走行方針の決定に際して考慮される。また、第1類最小値-aM1_minまたは第2類最小値-aM3_minが、目標加速度aM1_tgtに0~100%の反映率(すなわち、第1または第2反映率)で反映される。したがって、実施の形態1の特徴による効果と同等以上の効果を得ることが可能となる。
次に、上述した特徴的な処理を含む自動運転制御を実行するためのシステムの構成例について説明する。
図13は、実施の形態2に係るシステム2の構成例を示すブロック図である。図13に示すように、システム2はECU21を備えている。内界センサ11、外界センサ12、および、減速度マップ14および15は、図5に示したシステム1の構成例と共通する。
図13に示すように、ECU21は、尤度計算部211と、走行計画部212と、を備えている。尤度計算部211および走行計画部212を除いた他の機能は、図5に示したECU13のそれと共通する。これらの機能ブロックは、ECU21のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。以下、説明の便宜上、尤度計算部211、走行計画部212等を、“計算部211”、“計画部212”等と省略して称す。
図14は、自動運転制御を実行するためにECU21が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図14に示すルーチンにおいて、ECU21は、ステップS21およびS22の処理を行う。これらの処理は、図8に示したステップS11およびS12の処理と同一である。ステップS22の処理の判定結果が否定的な場合、ECU21はステップS27の処理に進む。
次に、図15乃至20を参照しながら実施の形態3について説明する。なお、上記実施の形態1または2の説明と重複する説明については適宜省略される。
図15は、実施の形態3が前提とする状況を説明する図である。図15に示す車両M1には、実施の形態3に係る車両制御システム(実施の形態3の以下の説明において、“システム”とも称す。)が搭載されている。
減速対象OBJが信号機TSの場合、図2に示した第1減速度特性は、赤または黄信号を検出した後における第1類距離dAと第1類相対速度vAの関係図として理解される。また、図2に示した停止位置は、停止線SLの位置に置き換えられる。そうすると、第1減速度特性には、点灯色Csがカメラによって全く検出されていないときの第1類距離dAおよび第1類相対速度vAの組み合わせが表現されるはずである。また、点灯色Csがカメラによって完全に検出されたときの組み合わせも、第1減速度特性に表現されるはずである。
走行方針の決定は、単一の座標(dA,vA|ηA)に基づいて行われる。“単一の座標(dA,vA|ηA)”と表現した理由は、実施の形態3では第1類距離dAおよび第1類相対速度vAが特定されるためである。そして、上記実施の形態1で述べたように、座標(dA,vA|ηA)が1つだけ存在する場合は、座標(dA,vA|ηA)に対応する第1類減速度-aM1を実質的な第1類最小値-aM1_minと見做される。よって、実施の形態3の以下の説明では、第1類最小値-aM1_minを有する座標(dA,vA|ηA)を“座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)”と称す。
(i)-aM1_min≧-aM3_min
(ii)-aM1_min<-aM3_min
走行方針の反映は、走行計画に対して行われる。走行計画の立案手法は、実施の形態1または2のそれと基本的に同じである。
(i)-aM1_min≧-aM3_minの場合
(i-a)第1類最小値相が相Iに該当する場合
第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する
(i-b)第1類最小値相が相IIIに該当する場合
現在の加速度または減速度を維持する
(i-c)第1類最小値相が相IVに該当する場合
座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)の第1類尤度ηAが第1類閾値ηA_th5以上となるまで減速の開始を先送りする
(i-d)第1類最小値相が相IIまたはVに該当する場合
座標(dA,vA|ηA|-aM1_min)の第1類尤度ηAが第1類閾値η_th4以上の場合は第1類最小値-aM1_minで車両M1を即時減速する。そうでない場合は、第1類尤度ηAに応じて第1類最小値-aM1_minを変更して減速する
以上説明した実施の形態3の特徴によれば、上記実施の形態2の特徴による効果と同等の効果を得ることが可能となる。
次に、上述した特徴的な処理を含む自動運転制御を実行するためのシステムの構成例について説明する。
図18は、実施の形態3に係るシステム3の構成例を示すブロック図である。図18に示すように、システム3は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信器31と、地図データベース32と、ECU33と、減速度マップ34および35と、を備えている。内界センサ11および外界センサ12は、図5に示したシステム1の構成例と共通する。
図18に示すように、ECU33は、要求減速度計算部331と、停止線計算部332と、信号機検出部333と、尤度計算部334と、走行計画部335と、を備えている。要求減速度比較部132、走行方針決定部133および走行制御部136の機能は、図5に示したECU13のそれと共通する。これらの機能ブロックは、ECU33のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。以下、説明の便宜上、要求減速度計算部331、停止線計算部332等を、“計算部331”、“計算部332”等と省略して称す。
図19は、自動運転制御を実行するためにECU33が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図19に示すルーチンにおいて、ECU33は、先ず、走行環境情報を取得する(ステップS31)。ECU33は、具体的に、車両M1の走行状態の情報と、車両M1の周辺の状況の情報を取得する。また、ECU33は、車両M1の位置情報と地図情報を取得する。
次に、図20乃至23を参照しながら実施の形態4について説明する。なお、上記実施の形態1、2または3の説明と重複する説明については適宜省略される。
図20は、実施の形態4が前提とする状況を説明する図である。図20に示す車両M1は、実施の形態4に係る車両制御システム(実施の形態4の以下の説明において、“システム”とも称す。)が搭載された車両である。車両M1は、第1レーンL1を走行している。第1レーンL1は、その下流側で第2レーンL2に合流する合流レーンでもよい。
実施の形態4では、第1および第2減速度特性をレーンチェンジ制御に適用する。ただし、車両M2およびM3は第2レーンL2上に存在することから、第1および第2減速度特性を車両M2およびM3にそのまま適用することはできない。そこで、実施の形態4では、第2レーンL2に車両M1の仮想位置PPを第2レーンL2上に設定する。“仮想位置PP”とは、第2レーンL2上に車両M1が存在すると仮定した場合における車両M1の位置と定義される。
次に、上述した特徴的な処理を含むレーンチェンジ制御を実行するためのシステムの構成例について説明する。
図22は、実施の形態4に係るシステム4の構成例を示すブロック図である。図22に示すように、システム4はECU41を備えている。内界センサ11、外界センサ12、および、減速度マップ14および15は、図5に示したシステム1の構成例と共通する。
図22に示すように、ECU41は、要求減速度計算部411と、仮想位置設定部412と、走行計画部413と、を備えている。要求減速度計算部411、仮想位置設定部412および走行計画部413を除いた他の機能については、図5に示したECU13の機能、または、図13に示したECU21の機能と共通する。これらの機能ブロックは、ECU41のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。以下、説明の便宜上、要求減速度計算部411、仮想位置設定部412等を“計算部411”、“設定部412”等と省略して称す。
図23は、レーンチェンジ制御を実行するためにECU41が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図23に示すルーチンは、ECU41がレーンチェンジ要求を受け付けた場合に繰り返し実行される。
次に、図24乃至27を参照しながら実施の形態5について説明する。なお、上記実施の形態1、2、3または4の説明と重複する説明については適宜省略される。
図24は、実施の形態5が前提とする状況を説明する図である。図24に示す車両M1は、実施の形態5に係る車両制御システム(実施の形態5の以下の説明において、“システム”とも称す。)が搭載された車両である。車両M1は、第1レーンL1を走行している。第1レーンL1が合流レーンでもよいことは上記実施の形態4の前提と共通する。
上記実施の形態4では、レーンチェンジ制御の実行に際し、車両M2とM3の間に仮想位置PPが設定された。実施の形態5では、仮想位置PPの候補が複数設定される。これらの候補は、探索範囲SA内に設定される。探索範囲SAは、車両M1が現在の位置から移動可能な第2レーンL2上の範囲内に設定される。探索範囲SAは、車両M1の現在の位置と、走行速度vMと、車両M1の物理モデルと、に基づいて計算される。探索範囲SAの計算に際しては、地図情報が用いられてもよい。この地図情報には、第1レーンL1の長さの情報、および、第1レーンL1(または第2レーンL2)の形状の情報が含まれる。
次に、上述した特徴的な処理を含むレーンチェンジ制御を実行するためのシステムの構成例について説明する。
図26は、実施の形態5に係るシステム5の構成例を示すブロック図である。図26に示すように、システム5はECU51を備えている。内界センサ11、外界センサ12、および、減速度マップ14および15は、図5に示したシステム1の構成例と共通する。GNSS受信器31および地図データベース32は、図18に示したシステム3の構成例と共通する。
図26に示すように、ECU51は、要求減速度計算部511と、要求減速度比較部512と、走行方針決定部513と、探索範囲設定部514と、仮想位置設定部515と、尤度計算部516と、走行計画部517と、を備えている。物標検出部134および走行制御部136の機能については、図5に示したECU13の機能と共通する。これらの機能ブロックは、ECU51のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。以下、説明の便宜上、要求減速度計算部511、要求減速度比較部512等を、“計算部511”、“比較部512”等と省略して称す。
図27は、レーンチェンジ制御を実行するためにECU51が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図27に示すルーチンは、ECU51がレーンチェンジ要求を受け付けた場合に繰り返し実行される。
11 内界センサ
12 外界センサ
13,21,33,41,51 ECU
131,331,411,511 要求減速度計算部(計算部)
132,512 要求減速度比較部(比較部)
133,513 走行方針決定部(決定部)
134 物標検出部(検出部)
135,335,413,517 走行計画部(計画部)
136 走行制御部(制御部)
14,15,34,35 減速度マップ
211,334,516 尤度計算部(計算部)
31 GNSS受信器
32 地図データベース
332 停止線計算部(計算部)
333 信号機検出部(検出部)
514 探索範囲設定部(設定部)
412,515 仮想位置設定部(設定部)
M1,M2,M3,M4 車両
L1 第1レーン
L2 第2レーン
SL 停止線
TP 走行軌道
TS 信号機
dA,dB,dC,dD,dE,dF,dG,dH,dI,dJ 距離
vA,dB,vC,vD,vE,vF,vG,vH,vI,vJ 相対速度
Claims (16)
- 車両の自動運転制御を実行する車両制御システムであって、
前記車両の走行環境情報を取得する取得装置と、
前記走行環境情報に基づいて前記自動運転制御を実行する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記自動運転制御において、第1および第2減速度特性を用いて前記車両の目標減速度を設定する減速度設定処理を行い、
前記第1減速度特性は、前記車両の減速対象の状態を示す第1類状態と、前記車両の減速度との関係を規定し、
前記第1類状態は、第1類境界減速度によって複数の相に分割され、
前記第2減速度特性は、後続移動体から見た前記車両の状態を示す第2類状態と、前記後続移動体の減速度との関係を規定し、
前記第2類状態は、第2類境界減速度によって複数の相に分割され、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記走行環境情報および前記第1減速度特性に基づいて、前記第1類状態に対応する前記車両の減速度を示す第1類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第1類減速度のうちの最小値を示す第1類最小値を特定し、
前記走行環境情報および前記第2減速度特性に基づいて、前記第2類状態に対応する前記後続移動体の減速度を示す第2類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第2類減速度のうちの最小値を示す第2類最小値を特定し、
前記第1類最小値と前記第2類最小値を比較し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上である場合、前記目標減速度を前記第1類最小値に設定し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満である場合、前記第2減速度特性において前記第2類最小値が属する相を示す第2類最小値相に基づいて、前記目標減速度を前記第2類最小値以上の減速度に設定する
ことを特徴とする車両制御システム。 - 前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値が前記第2類境界減速度よりも急減速側に位置する場合、前記目標減速度を前記第2類最小値に設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御システム。 - 前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値が前記第2類境界減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記目標減速度を前記第2類最小値よりも大きい減速度に設定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御システム。 - 車両の自動運転制御を実行する車両制御システムであって、
前記車両の走行環境情報を取得する取得装置と、
前記走行環境情報に基づいて前記自動運転制御を実行する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記自動運転制御において、第1および第2減速度特性を用いて前記車両の目標減速度を設定する減速度設定処理を行い、
前記第1減速度特性は、前記車両の減速対象の状態を示す第1類状態と、前記車両の減速度との関係を規定し、
前記第1類状態は、第1類境界減速度によって複数の相に分割され、
前記第2減速度特性は、後続移動体から見た前記車両の状態を示す第2類状態と、前記後続移動体の減速度との関係を規定し、
前記第2類状態は、第2類境界減速度によって複数の相に分割され、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記走行環境情報および前記第1減速度特性に基づいて、前記第1類状態に対応する前記車両の減速度を示す第1類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第1類状態の情報の確からしさ、または、前記第1類状態に関連付けられた情報の確からしさを示す第1類尤度を、前記第1類減速度ごとに計算し、
前記第1類減速度のうちの最小値を示す第1類最小値を特定し、
前記走行環境情報および前記第2減速度特性に基づいて、前記第2類状態に対応する前記後続移動体の減速度を示す第2類減速度を少なくとも1つ特定し、
前記第2類状態の情報の確からしさを示す第2類尤度を、前記第2類減速度ごとに計算し、
前記第2類減速度のうちの最小値を示す第2類最小値を特定し、
前記第1類最小値と前記第2類最小値を比較し、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上である場合、前記第1減速度特性において前記第1類最小値が属する相を示す第1類最小値相と、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度と、に基づいて、前記第1類最小値を0~100%の第1反映率で前記目標減速度に反映させ、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満である場合、前記第2減速度特性において前記第2類最小値が属する相を示す第2類最小値相と、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度と、に基づいて、前記第2類最小値を0~100%の第2反映率で前記目標減速度に反映させる
ことを特徴とする車両制御システム。 - 前記第1類境界減速度は、前記車両の最大減速度を示す第1類最大減速度を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最大減速度よりも急減速側に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に関わらず、前記第1反映率を100%に設定する
ことを特徴とする請求項4に記載の車両制御システム。 - 前記第1類境界減速度は、前記車両の最小減速度を示す第1類最小減速度を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最小減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に関わらず、前記第1反映率を0%に設定する
ことを特徴とする請求項4または5に記載の車両制御システム。 - 前記第1類境界減速度は、前記車両の最大減速度を示す第1類最大減速度と、前記車両の最小減速度を示す第1類最小減速度と、前記第1類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第1類最小減速度よりも大きい第1類中間減速度と、を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類最大減速度および前記第1類中間減速度の間に位置する場合、前記第1類減速度の特定総数に応じて前記第1反映率を変更し、
前記第1反映率は、
前記特定総数が1つである場合は100%に設定され、
前記特定総数が2つ以上の場合は、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度に応じた0~100%の間の値に設定される
ことを特徴とする請求項4乃至6何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記第1類境界減速度は、前記車両の最大減速度を示す第1類最大減速度と、前記車両の最小減速度を示す第1類最小減速度と、前記第1類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第1類最小減速度よりも大きい第1類中間減速度と、を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値以上であり、かつ、前記第1類最小値相が前記第1類中間減速度および前記第1類最小減速度の間に位置する場合、前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度と、第1類閾値との比較の結果に応じて前記第1反映率を変更し、
前記第1反映率は、
前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度が前記第1類閾値以上の場合は100%に設定され、
前記第1類最小値に対応する前記第1類尤度が前記第1類閾値未満の場合は0%に設定される
ことを特徴とする請求項4乃至7何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記第2類境界減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す第2類最大減速度を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最大減速度よりも急減速側に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に関わらず、前記第2反映率を100%に設定する
ことを特徴とする請求項4乃至8何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記第2類境界減速度は、前記後続移動体の最小減速度を示す第2類最小減速度を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最小減速度よりも緩減速側に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に関わらず、前記第2反映率を0%に設定する
ことを特徴とする請求項4乃至9何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記第2類境界減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す第2類最大減速度と、前記後続移動体の最小減速度を示す第2類最小減速度と、前記第2類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第2類最小減速度よりも大きい第2類中間減速度と、を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類最大減速度および前記第2類中間減速度の間に位置する場合、前記第2類減速度の特定総数に応じて前記第2反映率を変更し、
前記第2反映率は、
前記特定総数が1つである場合は100%に設定され、
前記特定総数が2つ以上の場合は、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度に応じた0~100%の間の値に設定される
ことを特徴とする請求項4乃至10何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記第2類境界減速度は、前記後続移動体の最大減速度を示す第2類最大減速度と、前記後続移動体の最小減速度を示す第2類最小減速度と、前記第2類最大減速度よりも小さく、かつ、前記第2類最小減速度よりも大きい第2類中間減速度と、を含み、
前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記第1類最小値が前記第2類最小値未満であり、かつ、前記第2類最小値相が前記第2類中間減速度および前記第2類最小減速度の間に位置する場合、前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度と、第2類閾値との比較の結果に応じて前記第2反映率を変更し、
前記第2反映率は、
前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度が前記第2類閾値以上の場合は100%に設定され、
前記第2類最小値に対応する前記第2類尤度が前記第2類閾値未満の場合は0%に設定される
ことを特徴とする請求項4乃至11何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記減速対象は、前記車両の走行軌道上における前記車両の最寄りの動的または静的障害物であり、
前記後続移動体は、前記車両の後方に存在する移動体であり、
前記走行環境情報は、前記動的または静的障害物から前記車両までの距離を示す第1類距離と、前記後続移動体から前記車両までの距離を示す第2類距離と、前記動的または静的障害物の相対速度を示す第1類相対速度と、前記後続移動体の相対速度を示す第2類相対速度と、を含み、
前記第1類状態は、前記第1類距離および前記第1類相対速度であり、
前記第2類状態は、前記第2類距離および前記第2類相対速度であり、
前記第1類尤度は、前記第1類距離および前記第1類相対速度の確からしさであり、
前記第2類尤度は、前記第2類距離および前記第2類相対速度の確からしさである
ことを特徴とする請求項4乃至12何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記減速対象は、前記車両の走行軌道上における前記車両の最寄りの信号機であり、
前記後続移動体は、前記車両の後方に存在する移動体であり、
前記走行環境情報は、前記信号機から前記車両までの距離を示す第1類距離と、前記後続移動体から前記車両までの距離を示す第2類距離と、前記信号機の相対速度を示す第1類相対速度と、前記後続移動体の相対速度を示す第2類相対速度と、を含み、
前記第1類状態は、前記第1類距離および前記第1類相対速度であり、
前記第2類状態は、前記第2類距離および前記第2類相対速度であり、
前記第1類尤度は、前記第1類距離および前記第1類相対速度に関連付けられた、前記信号機の点灯色が赤または黄である確からしさであり、
前記第2類尤度は、前記第2類距離および前記第2類相対速度の確からしさである
ことを特徴とする請求項4乃至12何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記自動運転制御は、前記車両の走行レーンを第1レーンから第2レーンに変更するレーンチェンジ制御を含み、
前記走行環境情報は、前記第2レーン上の複数の物標の情報を含み、
前記制御装置は、前記レーンチェンジ制御を行う場合、前記減速度設定処理において、
隣り合う前記複数の物標の間に前記車両の仮想位置を設定し、
隣り合う前記複数の物標のうちの前記仮想位置の前方に存在する前記車両の将来の減速対象を前記第1減速度特性に適用して前記第1類最小値を特定し、
隣り合う前記物標のうちの前記仮想位置の後方に存在する将来の後続移動体を前記第2減速度特性に適用して前記第2類最小値を特定する
ことを特徴とする請求項1乃至12何れか1項に記載の車両制御システム。 - 前記制御装置は、前記減速度設定処理において、
前記仮想位置の探索範囲を設定し、
前記探索範囲内に前記仮想位置が複数設定された場合、前記複数の仮想位置ごとに前記目標減速度の候補を計算し、
前記車両の現在の加速度または減速度との差を最小にする前記目標減速度の候補を、前記目標減速度に設定する
ことを特徴とする請求項15に記載の車両制御システム。
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