JP7267383B1 - Vehicle control device and vehicle control method - Google Patents
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Abstract
【課題】目的地点への到達性が高い自動運転制御が実行可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】本開示の車両制御装置は、周囲環境情報取得部202と、自車位置を測位する測位部204と、地図情報取得部201と、測位誤差を推定する測位誤差推定部206と、行動計画を生成する行動計画部209と、動作計画を生成する動作計画部210と、測位誤差が行動計画閾値未満である場合は行動計画への地図情報の使用が可能と判定する第一地図情報判定部207と、測位誤差が行動計画閾値よりも小さい動作計画閾値未満である場合は動作計画への地図情報の使用が可能と判定する第二地図情報判定部208と、行動計画及び動作計画への地図情報の使用が可能と判定された場合は目標軌跡及び目標車速に追従させるように自車両を制御する車両制御部211と、を備える。【選択図】図1A vehicle control device capable of executing automatic driving control with high reachability to a destination is provided. A vehicle control device according to the present disclosure includes an ambient environment information acquisition unit 202, a positioning unit 204 that measures the position of a vehicle, a map information acquisition unit 201, a positioning error estimation unit 206 that estimates a positioning error, An action planning unit 209 that generates an action plan, an action planning unit 210 that generates an action plan, and first map information that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold a determination unit 207; a second map information determination unit 208 that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold, which is smaller than the action plan threshold; and a vehicle control unit 211 for controlling the own vehicle to follow the target locus and the target vehicle speed when it is determined that the map information can be used. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本願は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。 The present application relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
車両の自動運転を実現するための車両制御装置が提案されている。特に、ユーザが設定した目的地に向かう自動運転は、自車両が実行すべき運転行動を計画(以下、行動計画とも呼ぶ)し、行動計画を実現するための目標軌跡及び目標車速を計画(以下、動作計画とも呼ぶ)した上で、動作計画による目標に車両が追従するようにステアリング、アクセル、ブレーキといったアクチュエータを制御(以下、車両制御とも呼ぶ)することで実現する。 Vehicle control devices have been proposed for realizing automatic driving of vehicles. In particular, in automatic driving toward a destination set by the user, a driving behavior that the own vehicle should execute is planned (hereinafter also referred to as an action plan), and a target trajectory and target vehicle speed are planned (hereinafter referred to as an action plan) to realize the action plan. , also referred to as an operation plan), and then controls actuators such as steering, accelerator, and brake (hereinafter also referred to as vehicle control) so that the vehicle follows the target based on the operation plan.
行動計画の実施、あるいは、動作計画及び車両制御に使用する情報の冗長化のために、測位用衛星で自車位置を測位し、自車位置周囲の地図情報を活用した自動運転システムがある。 There is an automatic driving system that measures the position of the vehicle with a positioning satellite and utilizes map information around the position of the vehicle in order to implement an action plan or to make information used for operation planning and vehicle control redundant.
しかしながら、測位用衛星による測位は比較的大きな測位誤差を含みうる。さらに、電波状態によって測位誤差が拡大して地図情報の信頼性が低下することで、参照する地図情報が実際の道路環境とは異なる場合がある。また、地図情報に含まれる誤差が大きい場合には、自動運転システムを停止する必要が生じる。自動運転システムの停止が不必要に発生すると、自動運転システムとしての利便性が損なわれる。さらに、自動運転システムの停止時には、運転者への運転の権限移譲も必要となる。 However, positioning by positioning satellites can include relatively large positioning errors. Furthermore, the map information to be referred to may differ from the actual road environment because the positioning error increases depending on the radio wave condition and the reliability of the map information decreases. Also, when the error included in the map information is large, it becomes necessary to stop the automatic driving system. If the automatic driving system stops unnecessarily, the convenience of the automatic driving system will be impaired. Furthermore, when the automated driving system stops, it is necessary to transfer driving authority to the driver.
上述の問題を解決するためには、地図自体の精度あるいは測位用衛星などで測位した自己位置の精度に応じて、自動運転制御への地図情報の使用の可否判断、自動運転システムの作動継続の可否判断などを適切に実施する必要がある。 In order to solve the above-mentioned problems, it is necessary to decide whether map information can be used for automatic driving control and whether to continue the operation of the automatic driving system, depending on the accuracy of the map itself or the accuracy of the self-position measured by positioning satellites. Appropriate judgments, etc. must be made.
かかる問題を解決する車両制御技術として、例えば、特許文献1には、地図情報と車載センサとの検出情報の間の不一致の状況に応じて、自動運転制御の制御態様を変更する車両制御装置が開示されている。 As a vehicle control technology that solves such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a vehicle control device that changes the control mode of automatic driving control according to the situation of mismatch between map information and information detected by an in-vehicle sensor. disclosed.
また、特許文献2には、走行予定経路上の前方の地点における自己位置の推定誤差が許容誤差以内であるか否かに応じて、自車両の自律走行制御の可否を判定する運転支援装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a driving support device that determines whether autonomous driving control of the own vehicle is possible depending on whether the estimation error of the self-position at the point ahead on the planned travel route is within the allowable error. disclosed.
特許文献1に記載の車両制御装置では、車載センサと地図情報との間の一致状態に応じて、障害物の認知方法の変更あるいは車両を減速することで、運転者への運転の権限移譲を円滑に実施できる。また、特許文献2に記載の運転支援装置では、自車位置の許容誤差を自車両から遠い地点となるほど大きくすることで、自動運転制御が不必要に停止することを防止している。 The vehicle control device described in Patent Document 1 transfers the driving authority to the driver by changing the method of recognizing obstacles or decelerating the vehicle according to the matching state between the on-vehicle sensor and the map information. It can be implemented smoothly. Further, in the driving support device described in Patent Literature 2, the permissible error of the position of the vehicle is increased as the position becomes farther from the vehicle, thereby preventing the automatic driving control from stopping unnecessarily.
しかしながら、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して、地図情報が使用できなくなる条件を判定しているわけではないため、行動計画が実行できるような条件においても、自動運転制御を停止してしまうこともあり得る。この結果、走行経路上での走行に必要な運転行動を実行できなくなり、自車両が本来の走行経路から逸脱してしまい、目標地点に到達できないおそれがある。 However, since it does not determine the conditions under which the map information cannot be used for each of the action plan, operation plan, and vehicle control, automatic driving control is stopped even under conditions where the action plan can be executed. It is possible that you will lose it. As a result, it becomes impossible to execute the driving action necessary for traveling on the travel route, and the vehicle may deviate from the original travel route and fail to reach the target point.
本開示は上記の問題点を解決するためになされたものであり、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して、測位誤差に基づき地図情報が適切に使用できるか否かを判定することにより、例え動作計画では地図情報を使用できない状況においても、行動計画では地図情報が使用可能な場合は自動運転制御を継続することで、目標地点への到達性を高める車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above problems, and it is possible to determine whether or not map information can be used appropriately based on positioning errors for each of action planning, motion planning, and vehicle control. A vehicle control device and a vehicle control method that improve reachability to a target point by continuing automatic operation control when map information can be used in an action plan even in a situation where map information cannot be used in the action plan. intended to provide
本願に開示される車両制御装置は、
自車両の周囲環境情報を取得する周囲環境情報取得部と、
測位用衛星から送信される信号に基づき自車位置を測位する測位部と、
前記自車両が走行する経路上の地図情報を取得する地図情報取得部と、
前記自車位置の測位誤差を推定する測位誤差推定部と、
前記自車両が目標地点に至るまでの経路及び前記経路上での行動を設定する行動計画を生成する行動計画部と、
前記行動計画の実行に使用する目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画を生成する動作計画部と、
前記測位誤差が行動計画閾値未満である場合は、前記行動計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第一地図情報判定部と、
前記測位誤差が前記行動計画閾値よりも小さい動作計画閾値未満である場合は、前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第二地図情報判定部と、
前記行動計画及び前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定された場合は前記目標軌跡及び前記目標車速に追従させるように前記自車両を制御し、前記行動計画への前記地図情報の使用が不可と判定された場合は前記自車位置及び前記周囲環境情報に基づき前記自車両を制御する車両制御部と、
を備える。
The vehicle control device disclosed in the present application includes:
a surrounding environment information acquisition unit that acquires surrounding environment information of the own vehicle;
a positioning unit that measures the position of the vehicle based on signals transmitted from positioning satellites;
a map information acquisition unit that acquires map information on a route traveled by the own vehicle;
a positioning error estimating unit for estimating a positioning error of the vehicle position;
an action planning unit that generates an action plan that sets a route for the own vehicle to reach a target point and actions on the route;
a motion planning unit that generates a motion plan that sets a target trajectory and a target vehicle speed that are used to execute the motion plan;
a first map information determination unit that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold;
a second map information determination unit that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold, which is smaller than the action plan threshold;
If it is determined that the map information can be used for the action plan and the action plan, controlling the own vehicle to follow the target locus and the target vehicle speed, and applying the map information to the action plan. a vehicle control unit that controls the own vehicle based on the own vehicle position and the surrounding environment information when it is determined that the vehicle cannot be used;
Prepare.
本願に開示される車両制御方法は、
以下の各ステップを処理回路によって実行する車両制御方法であって、
自車両の周囲環境情報を取得する周囲環境情報取得ステップと、
測位用衛星から送信される信号に基づき自車位置を測位する測位ステップと、
前記自車両が走行する経路上の地図情報を取得する地図情報取得ステップと、
前記自車位置の測位誤差を推定する測位誤差推定ステップと、
前記自車両が目標地点に至るまでの経路及び前記経路上での行動を設定する行動計画を生成する行動計画ステップと、
前記行動計画の実行に使用する目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画を生成する動作計画ステップと、
前記測位誤差が行動計画閾値未満である場合は、前記行動計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第一地図情報判定ステップと、
前記測位誤差が前記行動計画閾値よりも小さい動作計画閾値未満である場合は、前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第二地図情報判定ステップと、
前記行動計画及び前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定された場合は前記目標軌跡及び前記目標車速に追従させるように前記自車両を制御し、前記行動計画への前記地図情報の使用が不可と判定された場合は前記自車位置及び前記周囲環境情報に基づき前記自車両を制御する車両制御ステップと、
を含む。
The vehicle control method disclosed in the present application comprises:
A vehicle control method in which the following steps are executed by a processing circuit,
a surrounding environment information obtaining step of obtaining surrounding environment information of the own vehicle;
a positioning step of positioning the vehicle position based on a signal transmitted from a positioning satellite;
a map information acquisition step of acquiring map information on a route traveled by the own vehicle;
a positioning error estimation step of estimating a positioning error of the vehicle position;
an action plan step of generating an action plan that sets a route for the own vehicle to reach a target point and actions on the route;
a motion planning step of generating a motion plan for setting a target trajectory and a target vehicle speed used to execute the motion plan;
a first map information determining step of determining that the map information can be used for the action plan if the positioning error is less than the action plan threshold;
a second map information determining step of determining that the map information can be used for the action plan if the positioning error is less than the action plan threshold, which is smaller than the action plan threshold;
If it is determined that the map information can be used for the action plan and the action plan, controlling the own vehicle to follow the target locus and the target vehicle speed, and applying the map information to the action plan. a vehicle control step of controlling the own vehicle based on the own vehicle position and the surrounding environment information when it is determined that the vehicle cannot be used;
including.
本願に係る車両制御装置及び車両制御方法によれば、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して適切に地図情報が使用できるか否かを測位誤差に基づき判定し、動作計画の生成では地図情報を使用できないような状況であっても、行動計画の生成では地図情報を使用し、自動運転制御を継続させることで、自車両が目標経路から逸脱することを防止し、目標地点への到達性を高めることができる車両制御装置及び車両制御方法が得られる効果を奏する。 According to the vehicle control device and the vehicle control method according to the present application, it is determined based on the positioning error whether or not the map information can be appropriately used for each of the action plan, the motion plan, and the vehicle control. Even in situations where map information cannot be used, the map information is used to generate the action plan, and automatic driving control is continued to prevent the vehicle from deviating from the target route and to reach the target point. There is an effect that a vehicle control device and a vehicle control method that can improve reachability are obtained.
本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。 Objects, features, aspects, and advantages of the technology disclosed herein will become more apparent from the detailed description and accompanying drawings set forth below.
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。 Embodiments will be described below with reference to the attached drawings. It should be noted that the drawings are shown schematically, and for the convenience of explanation, the configuration may be omitted or simplified as appropriate. In addition, the mutual relationship of sizes and positions of configurations shown in different drawings is not necessarily described accurately and can be changed as appropriate.
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。 In addition, in the description given below, the same components are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, a detailed description thereof may be omitted to avoid duplication.
また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。 Also, in the descriptions set forth below, specific positions and orientations such as "top", "bottom", "left", "right", "side", "bottom", "front" or "back" are used. Even if the meaning terms are used, these terms are used for convenience in order to facilitate understanding of the contents of the embodiments, and have nothing to do with the direction of actual implementation. It does not.
また、以下に記載される説明において、「第一」、または、「第二」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。 In addition, even if ordinal numbers such as "first" or "second" are used in the description below, these terms are used to facilitate understanding of the contents of the embodiments. These ordinal numbers are used for convenience and are not limited to the order or the like that can occur with these ordinal numbers.
実施の形態1.
<車両制御装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る車両制御装置100の構成を示す機能ブロック図である。車両制御装置100は、地図情報取得部201、周囲環境情報取得部202、車両状態量取得部203、測位部204、走行軌跡推定部205、測位誤差推定部206、第一地図情報判定部207、第二地図情報判定部208、行動計画部209、動作計画部210及び車両制御部211を備える。
Embodiment 1.
<Configuration of Vehicle Control Device>
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a
行動計画部209によって、自車両が目標地点に至るまでの経路(目標経路とも呼ぶ)及び目標経路上を走行するために必要な車線変更、交差点右左折といった実行すべき行動を設定する行動計画が生成され、動作計画部210によって、行動計画を実行するための目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画が生成され、車両制御部211によって、目標軌跡及び目標車速に追従するために必要な目標操舵量及び目標加減速度が算出される。車両制御装置100から、アクチュエータ212に対して目標操舵量及び目標加減速度を指示することで、車両1が自動運転制御される。自車位置の測位誤差Φの大きさに基づき、行動計画及び動作計画を生成する際に地図情報を使用するか否かを判定する。なお、目標軌跡とは、自車両が目標経路に沿って、例えば走行車線内を走行するために必要な位置精度の高い経路を意味する。
実施の形態1に係る車両制御装置の各構成について、以下に説明する。
The
Each configuration of the vehicle control device according to Embodiment 1 will be described below.
地図情報取得部201は、ナビゲーション装置122から、走行経路及び地図ノードデータを取得する。
The map
周囲環境情報取得部202は、前方カメラ111、レーダセンサ112などといったセンサ群によって検知された区画線及び自車両と地物、周辺物標との距離などの周囲環境情報を取得する。
The surrounding environment
車両状態量取得部203は、操舵角センサ131、ジャイロセンサ133、車速センサ134、加速度センサ135などのセンサ群からの出力を取得する。すなわち、車両状態量取得部203は、自車両の走行状態を検出するために必要となる車両状態量をセンサ群から取得する。
Vehicle state
測位部204は、GNSS(Global Navigation Satellite System)センサ121からの出力に基づき、自車位置を測位する機能を有する。すなわち、測位部204は、測位用衛星から送信される信号に基づき自車位置を測位する。なお、衛星測位が断絶した場合は、走行軌跡推定部205からの出力に基づき、自車両の走行軌跡を推定することにより、自車位置を補間する機能も有する。
The
走行軌跡推定部205は、周囲環境情報取得部202から取得される周囲環境情報、または、車両状態量取得部203から取得される車両状態量に基づき、自車両の走行軌跡を推定する。
The travel
周囲環境情報取得部202が出力する周囲環境情報を用いた自車両の走行軌跡の推定については、例えば、前方カメラ111の区画線の検知結果と、地図ノードデータに含まれる区画線情報の比較、あるいは、レーダセンサ112の側壁、ガードレールなどの道路縁の情報と、地図ノードデータに含まれる道路縁情報を比較することで、自車両の走行軌跡を推定する。
The estimation of the running trajectory of the own vehicle using the surrounding environment information output by the surrounding environment
車両状態量取得部203が出力する車両状態量に基づく走行軌跡の推定については、例えば、操舵角センサ131、ジャイロセンサ133、車速センサ134、加速度センサ135などの検知データから、自車両のヨーレート、前進速度などを取得し、カルマンフィルタなどを用いて自車両の移動量を演算することで、自車両の走行軌跡を推定することが可能となる。
For estimating the travel locus based on the vehicle state quantity output by the vehicle state
走行軌跡推定部205が推定した走行軌跡は測位部204へ出力され、GNSSセンサ121の衛星測位信頼度Rsgが所定値よりも低い状態となった場合に、自車位置を補間する。
The travel locus estimated by the travel
測位誤差推定部206は、地図情報取得部201が出力する走行経路及び地図情報、周囲環境情報取得部202が出力する周囲環境情報、測位部204が出力する自車位置、走行軌跡推定部205が出力する推定された自車両の走行軌跡などに基づき、自車位置の測位誤差Φを推定する。
The positioning
第一地図情報判定部207は、測位誤差推定部206により推定された測位誤差Φの大きさに応じて、行動計画部209に使用できる地図情報か否かを判定する。
The first map
第二地図情報判定部208は、測位誤差推定部206により推定された測位誤差Φの大きさに応じて、動作計画部210に使用できる地図情報か否かを判定する。
The second map
行動計画部209は、地図情報取得部201から出力される走行経路、第一地図情報判定部207において行動計画に対して使用可能と判定された地図情報、及び、測位部204により測位された自車位置に基づき、自車両が目標経路に沿って走行するための車線変更、交差点右左折、合流、分流などからなる実行行動、及び、行動実行地点、行動実行の猶予距離などからなる行動実行ポイントを設定する。自車両が目標経路に沿って走行するための実行行動及び行動実行ポイントを併せて行動計画と呼ぶ。すなわち、行動計画とは、自車両が目標地点に至るまでの経路及び経路上での行動を設定することを意味する。
The
行動計画において主に使用する地図情報としては、地図ノードデータに含まれるそれぞれのノードでの絶対位置、すなわち、緯度、経度及び標高などの情報と、区間種別、車線数、曲率、制限車速情報などの情報が挙げられる。 The map information mainly used in the action plan includes the absolute position at each node included in the map node data, that is, information such as latitude, longitude and altitude, section type, number of lanes, curvature, vehicle speed limit information, etc. information.
動作計画部210は、第二地図情報判定部208において使用可能と判定された地図情報、測位部204により測位された自車位置、行動計画部209において算出された実行行動及び行動実行ポイント並びに周囲環境情報取得部202によって取得した周囲環境情報に基づき、目標軌跡及び目標車速を設定する。目標軌跡及び目標車速の算出手法については、補完曲線適用、グラフサーチ、サンプルベース、数値最適化など、さまざまな公知の手法があるが、どのような手法を適用しても良い。すなわち、動作計画とは、行動計画を実行するために必要な目標軌跡及び目標車速を設定することである。
The
動作計画において主に使用する地図情報としては、地図ノードデータに含まれるそれぞれのノードでの、絶対位置、すなわち、緯度、経度及び標高の情報などと、車線幅、カント角または傾斜角情報、周辺地物の情報などである。 The map information mainly used in motion planning includes the absolute position at each node included in the map node data, that is, latitude, longitude and altitude information, lane width, cant angle or inclination angle information, peripheral This includes information on features and the like.
車両制御部211は、動作計画部210において設定された目標軌跡及び目標車速に追従するための目標操舵量及び目標加減速度を演算する。目標操舵量及び目標加減速度の演算は、フィードバック制御による演算方法、あるいは、MPC(Model Predictive Control)による演算方法など、公知の演算方法が適用可能である。
The
アクチュエータ212は、電動パワーステアリング(Electronic Power Steering:EPS)ユニット5と、パワートレインユニット6と、ブレーキユニット7と、EPSコントローラ310と、パワートレインコントローラ320と、ブレーキコントローラ330と、を備える。アクチュエータ212は、目標操舵量及び目標加減速度に車両1を追従させるように、EPS、ブレーキ及びアクセルを制御する。
The
<車両制御装置を含む車両の構成>
以下、実施の形態1に係る車両制御装置100を搭載した車両1について説明する。図2は、実施の形態1に係る車両制御装置100を搭載した車両1の概略構成を示すシステム構成図である。図2において、車両1は、ステアリングホイール2と、ステアリング軸3と、操舵ユニット4と、EPSユニット5と、パワートレインユニット6と、ブレーキユニット7と、前方カメラ111と、レーダセンサ112と、GNSSセンサ121と、ナビゲーション装置122と、操舵角センサ131と、操舵トルクセンサ132と、ジャイロセンサ133と、車速センサ134と、加速度センサ135と、車両制御装置100と、EPSコントローラ310と、パワートレインコントローラ320と、ブレーキコントローラ330と、を備える。
<Configuration of vehicle including vehicle control device>
A vehicle 1 equipped with a
運転者が車両1を操作するために設置されているステアリングホイール2(以下、ハンドルとも呼ぶ)は、ステアリング軸3に結合されている。ステアリング軸3には操舵ユニット4が連接されている。操舵ユニット4は、操舵輪としての前輪を回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。
A steering wheel 2 (hereinafter also referred to as steering wheel) installed for the driver to operate the vehicle 1 is coupled to a
運転者のステアリングホイール2の操作によって発生したトルクはステアリング軸3を回転させ、操舵ユニット4によって前輪を左右方向へ転舵する。これによって、運転者は車両1が前進及び後進する際の車両1の横移動量を操作することができる。なお、ステアリング軸3はEPSユニット5によって回転させることも可能であり、EPSコントローラ310に指示することによって、運転者のステアリングホイール2の操作と独立して、前輪を自在に転舵させることができる。
The torque generated by the operation of the steering wheel 2 by the driver rotates the
車両制御装置100は、マイクロプロセッサなどの集積回路で構成されており、A/D変換回路、D/A変換回路、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備える。車両制御装置100には、前方カメラ111、レーダセンサ112、GNSSセンサ121、ナビゲーション装置122、操舵角センサ131、操舵トルクセンサ132、ジャイロセンサ133、車速センサ134、加速度センサ135及びEPSコントローラ310と、パワートレインコントローラ320及びブレーキコントローラ330が接続されている。
The
そして、車両制御装置100は、接続されている各種センサから入力された情報を、ROMに格納されたプログラムに従って処理し、EPSコントローラ310に目標制御量を送信し、パワートレインコントローラ320に目標駆動力を送信し、ブレーキコントローラ330に目標制動力を送信する。
The
前方カメラ111は、車両1の前方の区画線が画像として検出できる位置に設置され、画像情報に基づき、車線情報あるいは障害物の位置など、車両1の前方周辺物の情報を検出する。なお、実施の形態1では、前方周辺物を検出する前方カメラのみを例に挙げたが、後方あるいは側方の周辺物を検出するカメラを設置しても良い。
The
レーダセンサ112は、車両1の前方が検知できるように設置される。そして、車両1の前方にレーダを照射し、さらに、当該レーダの反射波を検出することによって、車両1の周囲に存在する他車両などの動的物標、側壁などの静的物標との相対位置及び相対速度を出力する。
The
実施の形態1では、車両1の前方周辺物を検出するレーダのみを例に挙げたが、車両1の後方あるいは側方の周辺物を検出するレーダを設置しても良い。また、レーザ光を用いた走査計測で対象物を検出するLiDAR(Light Detection and Ranging)を設置しても良い。 In Embodiment 1, only the radar that detects the surrounding objects in front of the vehicle 1 was taken as an example, but a radar that detects the surrounding objects behind or to the sides of the vehicle 1 may be installed. Also, a LiDAR (Light Detection and Ranging) that detects an object by scanning measurement using a laser beam may be installed.
GNSSセンサ121は、測位用衛星から送信される電波、つまり、信号をアンテナで受信する。また、RTK(Real Time Kinematic)などの地上基地局からの電波も併せて受信する場合がある。GNSSセンサ121は、これらの受信した電波から測位演算を行うことによって車両1の絶対位置(すなわち、緯度、経度及び標高)、絶対方位及びそれらの信頼度を得ることができる。 The GNSS sensor 121 receives radio waves, ie, signals, transmitted from positioning satellites with an antenna. Radio waves from terrestrial base stations such as RTK (Real Time Kinematic) may also be received together. The GNSS sensor 121 can obtain the absolute position (that is, latitude, longitude, and altitude), absolute orientation, and their reliability of the vehicle 1 by performing positioning calculations from these received radio waves.
一般にGNSSセンサは、測位モードにおける測位品質、または、測位用衛星の配置の測位誤差への影響度であるDOP(Dilution of Precision)を出力する機能を有する。そのため、通常、DOPに基づいて出力情報の衛星測位信頼度Rsgが算出される。 In general, a GNSS sensor has a function of outputting a positioning quality in a positioning mode or a DOP (Dilution of Precision) that is the degree of influence of positioning satellite placement on a positioning error. Therefore, normally, the satellite positioning reliability Rsg of the output information is calculated based on the DOP.
ナビゲーション装置122は、運転者がユーザインターフェースによって設定する目標地点に対する最適な走行経路、つまり、目標経路を演算する機能を有し、運転者が設定する目標地点へ車両1を誘導する。また、ナビゲーション装置122は、当該走行経路上の道路情報を記録する。ここで道路情報とは、道路の路線の形状を表現する地図ノードデータである。それぞれの地図ノードデータには、それぞれのノードでの絶対位置(緯度、経度及び標高)、区間種別、車線数、車線幅、カント角または傾斜角情報、曲率、制限車速情報、周辺地物などの情報が組み込まれている。
The
操舵角センサ131は、ステアリングホイール2の絶対角度を検出する。操舵トルクセンサ132は、ステアリング軸3にかかるトルクを検出する。ジャイロセンサ133は、車両1のヨーレートを検出する。車速センサ134は、車両1の車速を検出する。加速度センサ135は、車両1の加速度を検出する。
A
EPSコントローラ310は、車両制御装置100から送信された目標制御量に基づきEPSユニット5を制御する。EPSコントローラ310によって、例えば、車両1が目標軌跡に沿って走行するための操舵角を制御することができる。
パワートレインコントローラ320は、車両制御装置100から送信された目標駆動力を実現するようにパワートレインユニット6を制御する。また、運転者が速度制御を行う場合は、アクセルペダル踏み込み量に基づき、パワートレインユニット6が制御される。
なお、実施の形態1では、エンジンのみを駆動力源とする車両を一例として挙げたが、電動モータのみを駆動力源とする車両、あるいは、エンジンと電動モータの両方を駆動力源とする車両などに適用しても良い。 In the first embodiment, a vehicle having only an engine as a driving force source was taken as an example, but a vehicle having only an electric motor as a driving force source, or a vehicle having both an engine and an electric motor as driving force sources. and so on.
ブレーキコントローラ330は、車両制御装置100から送信された目標制動力を実現するように、ブレーキユニット7を制御する。また、運転者が速度制御を行う場合は、ブレーキペダル踏み込み量に基づき、ブレーキユニット7を制御する。
以上が、車両制御装置100を含む車両1のシステム構成の説明である。
The above is the description of the system configuration of the vehicle 1 including the
<車両制御装置のハードウェア構成>
図3は、車両制御装置100のハードウェア構成図である。車両制御装置100は、車両1の自動運転を実現するための電子制御装置である。車両制御装置100の各機能は、車両制御装置100が備える処理回路により実現される。具体的には、車両制御装置100は、処理回路として、CPUなどの演算処理装置90(コンピュータ)、演算処理装置90とデータのやり取りをする記憶装置91、演算処理装置90に外部の信号を入力する入力回路92及び演算処理装置90から外部に信号を出力する出力回路93などを備える。
<Hardware Configuration of Vehicle Control Device>
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the
演算処理装置90として、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、IC(Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの各種の論理回路及び各種の信号処理回路が備えられても良い。また、演算処理装置90として、同じ種類のもの、または異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されても良い。
As the
記憶装置91として、演算処理装置90からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM、演算処理装置90からデータを読み出し可能に構成されたROMなどが備えられている。記憶装置91としては、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)などを使用しても良い。
As the
入力回路92は、車速センサ134、ジャイロセンサ133、操舵角センサ131、操舵トルクセンサ132、加速度センサ135、前方カメラ111、レーダセンサ112、GNSSセンサ121及びナビゲーション装置122の出力信号を含む各種のセンサ、スイッチ及び通信線が接続され、これらのセンサ、スイッチの出力信号と通信情報を演算処理装置90に入力するA/D変換器、通信回路などを備えている。なお、図3では、入力回路92に出力する各センサの中から、車速センサ134のみを例示している。
The
出力回路93は、パワートレインユニット6を含む装置に演算処理装置90からの制御信号を出力する駆動回路などを備えている。出力回路93は、アクチュエータ212に、目標操舵量、目標加減速度などの信号を出力する。また、演算処理装置90は、通信部99を介して外部の機器(図示せず)と通信することができる。
The
車両制御装置100が備える各機能は、演算処理装置90がROMなどの記憶装置91に記憶されたソフトウェア(プログラム)を実行し、記憶装置91、入力回路92及び出力回路93などの車両制御装置100の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、車両制御装置100が用いる閾値、判定値などの設定データは、ソフトウェア(プログラム)の一部として、ROMなどの記憶装置91に記憶されている。
Each function provided in the
車両制御装置100の有する各機能は、それぞれソフトウェアのモジュールで構成されるものであっても良いが、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって構成されるものであっても良い。
Each function of the
演算処理装置90が、外部のメモリなどに格納されたプログラムを実行するものである場合、車両制御装置100の機能は、記憶装置に格納されたプログラムが処理回路によって実行される実行プログラムをRAMにローディングするタイプのソフトウェアと、プログラムがROMに固定されたファームウェアまたは双方の組み合わせにより実現されるものであっても良い。
When the
<目標軌跡から逸脱して目標地点に到達できない例>
自動運転の中断により、目標軌跡から逸脱して目標地点に到達できない例について説明する。図4には、実施の形態1に係る目標地点に到達するための、行動計画による実行行動及び行動実行ポイントの設定例、並びに、動作計画による目標軌跡の設定例を示す。また、図5には、自動運転の中断により行動実行ポイントで車線変更ができず、目標軌跡から逸脱して目標地点に到達できない例を示す。
<Example of deviating from the target trajectory and not reaching the target point>
An example will be described in which the vehicle deviates from the target trajectory and cannot reach the target point due to suspension of automatic driving. FIG. 4 shows an example of setting the execution action and the action execution point according to the action plan, and an example of setting the target trajectory according to the action plan for reaching the target point according to the first embodiment. Further, FIG. 5 shows an example in which the vehicle cannot change lanes at the action execution point due to suspension of automatic driving, deviate from the target trajectory, and cannot reach the target point.
図4に示すように、片側二車線の道路で自車両が右車線を走行時に、左車線からの分流路の先に目標地点がある場合には、分流地点の手前での左車線への車線変更と、分流路への車線変更とをする必要がある。行動計画部209において、地図ノードあるいは分流地点までの距離などの地図情報を用いて、目標地点へ到達するための実行行動及び行動実行ポイントを設定する。すなわち、行動計画部209は行動計画を生成する。
As shown in FIG. 4, when the vehicle is traveling in the right lane on a road with two lanes in each direction, if there is a target point ahead of the branch path from the left lane, the lane to the left lane before the branch point You will need to make a change and lane change to the diverted lane. In the
動作計画部210では、行動計画部209によって設定された実行行動及び行動実行ポイントからなる目標経路及び目標経路上での自車両の行動を、それぞれ実行するための目標軌跡及び目標車速を設定する。車両制御部211において目標軌跡に沿って自車両が走行するように制御することで、自車両が目標地点へ到達することができる。すなわち、動作計画部210は目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画を生成する。
The
図5に示すように、計画した行動実行ポイントよりも手前の地点で、測位誤差Φの増大の影響によって自動運転を中断させると、行動実行ポイントにおいて計画した車線変更が実行できない場合は、自車両は右車線をそのまま進み、分流路へ進入できないと、設定した目標軌跡を逸脱してしまい、目標地点に到達できない場合が発生する。 As shown in FIG. 5, when the automatic driving is interrupted at a point before the planned action execution point due to the increase in the positioning error Φ, if the planned lane change cannot be executed at the action execution point, the host vehicle If the vehicle continues in the right lane and cannot enter the branch road, it may deviate from the set target trajectory and fail to reach the target point.
実施の形態1では、分流先に目標地点がある場合について説明したが、交差点の右左折先など、測位誤差Φの影響によって、行動計画部209において計画した実行行動及び行動実行ポイントが実行できないために、自車両が目標地点に到達できない状況においては、同様の課題がある。 In the first embodiment, the case where there is a target point at the branch destination has been described. In addition, there is a similar problem in situations where the own vehicle cannot reach the target point.
図4の一例において、行動計画部209によって生成される行動計画、つまり、設定された実行行動及び行動実行ポイントに対して許容される測位誤差Φは、動作計画部210によって生成される動作計画、つまり、設定された目標軌跡及び目標車速に対して許容される測位誤差Φよりも大きい。すなわち、行動計画で許容される測位誤差 > 動作計画で許容される測位誤差、という関係がある。
In an example of FIG. 4, the action plan generated by the
例えば、行動計画において、地図情報の使用が許容される車両横方向(車両進行方向に対して垂直な方向)の測位誤差Φは、走行経路上の走行のための車線変更計画(行動計画の一部)の場合、走行車線の判別が可能な範囲内であれば良い。典型的な測位誤差Φは±1m、すなわち、1mのオーダである。これは、行動計画で許容される測位誤差Φが1mのオーダであることを意味する。 For example, in the action plan, the positioning error Φ in the lateral direction of the vehicle (perpendicular to the direction of travel of the vehicle), for which the use of map information is allowed, is In the case of part), it is sufficient if it is within the range where the lane can be discriminated. A typical positioning error Φ is ±1 m, ie on the order of 1 m. This means that the positioning error Φ allowed in the action plan is of the order of 1m.
また、走行経路上の制限車速情報に基づく車速計画、あるいは、走行経路上の道路形状変化(曲率、車線幅など)に基づく目標車速(いずれも行動計画の一部)については、測位誤差Φは走行エリアの地図情報が使用可能な範囲内であれば良い。典型的な測位誤差Φは±10m、すなわち、10mのオーダである。これは、行動計画で許容される測位誤差Φが10mのオーダであることを意味する。 In addition, for the vehicle speed plan based on the speed limit information on the driving route, or the target vehicle speed based on the road shape change (curvature, lane width, etc.) on the driving route (both are part of the action plan), the positioning error Φ is It is sufficient if the map information of the driving area is within a usable range. A typical positioning error Φ is ±10 m, ie of the order of 10 m. This means that the positioning error Φ allowed in the action plan is of the order of 10m.
一方、動作計画において地図情報の使用が許容される車両横方向の測位誤差Φは、車線維持制御するのに許容される範囲内とする必要がある。典型的な測位誤差Φは±0.1m、すなわち、0.1mのオーダである。これは、動作計画で許容される測位誤差Φが0.1mのオーダであることを意味する。つまり、以上の具体例では、行動計画で許容される測位誤差Φは、動作計画で許容される測位誤差Φの10倍となる。 On the other hand, the positioning error Φ in the lateral direction of the vehicle, which allows the use of map information in operation planning, must be within the allowable range for lane keeping control. A typical positioning error Φ is ±0.1 m, ie on the order of 0.1 m. This means that the positioning error Φ allowed in the motion plan is of the order of 0.1 m. That is, in the above specific example, the positioning error Φ allowed in the action plan is ten times the positioning error Φ allowed in the action plan.
したがって、自動運転制御システムとして許容される測位誤差Φを行動計画と動作計画とで別個に設けない場合は、行動計画及び動作計画の両方で許容される測位誤差Φにする必要がある。この場合、要求される測位誤差Φがより厳しい動作計画に対して許容される測位誤差Φに合わせる必要が生じるが、この結果として、行動計画に対しては測位誤差Φについて必要以上に厳しく判定してしまうおそれがある。 Therefore, if the positioning error Φ that is permissible for the automatic driving control system is not set separately for the action plan and the motion plan, it is necessary to set the positioning error Φ that is permissible for both the action plan and the motion plan. In this case, it is necessary to match the required positioning error Φ with the allowable positioning error Φ for a stricter action plan. There is a risk of
以上を鑑みて、実施の形態1に係る車両制御装置及び車両制御方法では、測位誤差Φが増大するような状況であっても、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して、適切に地図情報が使用できるか否かを判定し、動作計画では地図情報を使用できない状況においても、行動計画では地図情報を使用して、自動運転制御を継続させる車両制御装置及び車両制御方法について説明する。 In view of the above, in the vehicle control device and vehicle control method according to Embodiment 1, even in a situation where the positioning error Φ increases, each of the action plan, the operation plan, and the vehicle control is appropriately A vehicle control device and a vehicle control method that determine whether or not map information can be used and continue automatic driving control using map information in the action plan even in situations where the map information cannot be used in the action plan will be explained. .
<車両制御方法>
図6は、実施の形態1に係る車両制御装置100及び車両制御方法において、測位誤差Φが増大した場合であっても、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して、適切に地図情報が使用できるか否かを判定し、動作計画では地図情報を使用できない状況であっても、行動計画では地図情報を使用し、自動運転制御を継続させる車両制御方法を示すフローチャートである。
<Vehicle control method>
FIG. 6 shows that in the
まず、ステップS100において、測位誤差推定部206により、自車位置の測位誤差Φを推定する。測位誤差Φを推定するために必要な情報としては、測位部204において取得したGNSSセンサ121の衛星測位信頼度Rsg、地図情報取得部201において取得した走行地点の地図情報、走行軌跡推定部205によって推定された自車走行軌跡の推定距離あるいは推定時間の、いずれか一つあるいは二つ以上が挙げられる。
First, in step S100, the
GNSSセンサ121の衛星測位信頼度Rsgを用いた方法では、あらかじめ信頼度に応じたGNSSセンサ121の誤差範囲を評価しておくことで、衛星測位信頼度Rsgから測位誤差Φを算出できる。 In the method using the satellite positioning reliability Rsg of the GNSS sensor 121, by evaluating the error range of the GNSS sensor 121 according to the reliability in advance, the positioning error Φ can be calculated from the satellite positioning reliability Rsg.
地図情報取得部201において取得した走行地点の地図情報を用いた方法では、GNSSセンサ121において、測位誤差Φの増大が生じる特性を持つ道路種別情報及び地物(例えば、トンネル、高架下など)がある地点を走行している場合など、走行地点に応じた測位誤差Φを算出できる。
In the method using the map information of the driving point acquired by the map
自車走行軌跡の推定距離あるいは推定時間を用いた方法では、走行軌跡推定部205において、車両状態量取得部203から出力された車両状態量に基づく走行軌跡の推定により自車位置を補間している状態においては、GNSSセンサ121の測定誤差が時間の経過に連れて蓄積していく結果、走行軌跡の推定値の誤差が大きくなる。したがって、自車両の走行軌跡の推定距離あるいは推定時間の長さに応じて測位誤差Φを算出できる。
In the method using the estimated distance or the estimated time of the vehicle travel trajectory, the travel
測位誤差Φの推定には、以上のいずれか一つの方法を用いても良いし、複数の方法を組み合わせて用いても良い。複数の方法の組み合わせの一例として、各測位誤差Φの合計値、平均値、最大値を取る方法が挙げられるが、いずれの方法を用いても良い。 Any one of the above methods may be used to estimate the positioning error Φ, or a plurality of methods may be used in combination. As an example of a combination of a plurality of methods, there is a method of taking the total value, average value, and maximum value of each positioning error Φ, but any method may be used.
ステップS101において、第一地図情報判定部207によって、地図情報に関して、測位誤差Φが行動計画閾値以上であるか否かを判定する。行動計画閾値は、走行車線を判別するのに許容される誤差値とする。すなわち、行動計画閾値は、測位誤差Φに対して走行車線を識別可能とする境界値である。測位誤差Φが行動計画閾値以上である場合、つまり、ステップS101においてYesの場合はステップS108を、測位誤差Φが行動計画閾値未満である場合、つまり、ステップS101においてNoの場合はステップS102をそれぞれ実行する。
In step S101, the first map
行動計画部209において、地図ノードデータに含まれるそれぞれのノードでの絶対位置、区間種別、車線数、曲率、制限車速情報といった地図情報を使用するために必要な測位誤差Φは、車線維持制御するのに必要な測位精度までは必要ない。したがって、測位誤差Φを走行車線を判別するのに許容される誤差値にまで緩和することで、行動計画部209が自動運転の継続時間を拡大することができる。
In the
以上では、地図情報に対し、一律に行動計画の適用可否判断を実施する一例を示した。かかる一例の他に、各地図情報に対して、個別に使用判定閾値を設定し、使用不可と判定した地図情報の内容に応じて、行動計画の実行範囲を変更しても良い。例えば、車線変更計画は不可であるものの、走行経路上の制限車速に基づく車速計画は可能であるといった場合が挙げられる。 In the above, an example of uniformly determining the applicability of the action plan to the map information has been shown. In addition to this example, a use determination threshold may be set individually for each piece of map information, and the execution range of the action plan may be changed according to the contents of the map information determined to be unusable. For example, a lane change plan is not possible, but a vehicle speed plan based on the vehicle speed limit on the travel route is possible.
ステップS102において、第二地図情報判定部208で、地図情報に関して、測位誤差Φが動作計画閾値以上であるか否かを判定する。動作計画閾値は、自車両の走行車線内での走行を維持するのに必要な精度相当の値とする。すなわち、動作計画閾値は、測位誤差Φに対して自車両の走行車線内での走行を維持可能とする境界値である。測位誤差Φが動作計画閾値以上の場合、つまり、ステップS102においてYesの場合はステップS103を、測位誤差Φが動作計画閾値未満の場合、つまり、ステップS102においてNoの場合はステップS107をそれぞれ実行する。
In step S102, the second map
動作計画部210において、地図ノードデータに含まれる、それぞれのノードでの絶対位置、車線幅、カント角または傾斜角情報、周辺地物の情報といった地図情報を使用するためには、車線維持制御するのに必要な測位精度が必要であり、行動計画部209とは別個の測位誤差Φの許容範囲を用いて地図情報の可否判断をすることで、動作計画を生成するに際して地図情報の使用可否を適切に判定することができる。
In the
ステップS102においてYesの場合は、ステップS103において、行動計画部209では地図情報を使用して、自車両が目標経路に沿って走行するための実行行動及び行動実行ポイントを設定し、ステップS104を実行する。ステップS103では、行動計画部209が生成する行動計画へ地図情報を使用することで、走行経路に沿って走行するための車線変更計画、交差点右左折計画、合流計画、分流計画、走行経路上の制限車速情報に基づく車速計画、走行経路上の道路形状変化(曲率、車線幅など)に基づく車速計画といった各計画の実現に必要な実行行動及び行動実行ポイントを演算することが可能となる。すなわち、行動計画部209が有効な行動計画を生成することが可能となる。
In the case of Yes in step S102, in step S103, the
ステップS104において、動作計画部210では地図情報を使用せずに目標軌跡及び目標車速を算出し、ステップS105を実行する。ステップS104では、行動計画部209では地図情報を使用する一方、動作計画部210では地図情報を使用しないことにより、動作計画部210においては地図情報が許容される測位誤差Φを満たさない場合であっても、動作計画部210が設定する目標軌跡及び目標車速の精度を原則として確保することができる。ただし、後述のステップS105において、動作計画部210では目標軌跡及び目標車速の精度が確保できないと判定される状況もあり得る。
In step S104, the
ステップS105において、動作計画部210に必要な情報が自車両に搭載された複数のセンサによって検知可能か否かを判定する。動作計画部210に必要な情報が自車両に搭載された複数のセンサによって検知可能である場合、つまり、ステップS105においてYesの場合はステップS107を実行し、必要な情報を検知できない場合、つまり、ステップS105においてNoの場合はステップS106をそれぞれ実行する。ステップS105を設けた理由は、動作計画部210において動作計画に地図情報を使用しなかった結果、動作計画が設定する目標車速及び目標経路を演算するために必要な道路区画線、地物などの周囲環境情報の検知の冗長系が担保されていない状態ではないかということを確認するためである。
In step S105, it is determined whether or not information necessary for the
ステップS106では、動作計画部210において動作計画に地図情報が使用できない状態であって、かつ、周囲環境情報取得部202において動作計画部210に必要な周囲環境情報が複数のセンサによって検知できておらず冗長系が確保できていない状況であるため、運転者のハンドルからの手放し運転を禁止した上で自動運転制御を継続させる。単一のセンサのみの情報だと、当該センサの誤検知により、自車両が車線から逸脱したり、あるいは、地物に衝突したりする可能性があるためである。
In step S106, the map information cannot be used for motion planning in the
上述のステップS106の説明ではセンサ冗長系が担保されていない場合に運転者のハンドルからの手放し運転の許可状態を変更する一例について示したが、運転者の監視状態の変更(アイズオフ→アイズオン)、あるいは、自動運転レベルの変更(SAE LEVEL3→LEVEL2、SAE LEVEL2→LEVEL1)を実施しても良い。 In the above description of step S106, an example of changing the permission state of the driver's hands-free driving from the steering wheel when the sensor redundancy system is not ensured is shown. Alternatively, the automatic driving level may be changed (SAE LEVEL3→LEVEL2, SAE LEVEL2→LEVEL1).
ステップS107において、行動計画部209によって生成された行動計画及び動作計画部210によって生成された動作計画にしたがって、自動運転制御を継続する。ステップS102を経てステップS107を実行する場合は、測位誤差Φは行動計画閾値及び動作計画閾値のいずれよりも小さいので、行動計画及び動作計画の両方に地図情報が使用可能であるからである。また、ステップS105を経てステップS107を実行する場合でも、周囲環境情報取得部202において、動作計画部210が動作計画を生成するに際して必要な情報が一つ以上のセンサで検知できる状態であれば、ステップS102を経た場合と同様に、自動運転制御を継続することが可能だからである。なお、ステップS107において、運転者のハンドルからの手放し運転を許可しても良い。
In step S<b>107 , the automatic driving control is continued according to the action plan generated by the
ステップS108において、行動計画部209による行動計画は生成せず、動作計画部210は測位部204によって測位された自車位置及び周囲環境情報取得部202によって取得された周囲環境情報に基づき動作計画を生成して、この動作計画にしたがって自動運転制御を継続する。
以上が、実施の形態1に係る車両制御方法の説明である。
In step S108, the
The above is the description of the vehicle control method according to the first embodiment.
以上、実施の形態1に係る車両制御装置100及び車両制御方法によると、測位誤差Φがたとえ増大するような状況であっても、行動計画、動作計画及び車両制御のそれぞれに対して適切に地図情報が使用できるか否かを判定し、動作計画では地図情報を使用できないような状況においても行動計画では地図情報を使用し、自動運転制御を継続させることで、自車両が目標経路から逸脱することを防止し、目標地点への到達性を高めることができる車両制御装置及び車両制御方法が得られるという効果を奏する。
As described above, according to the
実施の形態2.
実施の形態2に係る車両制御装置100は、測位誤差推定部206が下記の動作を行う点に特徴がある。なお、車両制御装置としての構成は、実施の形態1に係る車両制御装置100の構成と同一である。
Embodiment 2.
実施の形態2に係る車両制御装置100における測位誤差推定部206は、地図情報に含まれる道路特性情報に基づき測位誤差Φの増減を推定する。道路特性の影響で測位誤差Φが増大して、測位誤差Φが道路特性閾値以上となる場合は、第一地図情報判定部207は、行動計画に地図情報を使用することを不可と判定する。
トンネル、高架下、高層ビル間など、測位誤差Φが増大することが予め把握できる道路特性を持つ地点を走行している場合には、測位誤差Φの増大を事前に推定することで、測位誤差Φの推定精度を高めることができるからである。 When driving on roads with road characteristics where it is possible to know in advance that the positioning error Φ will increase, such as tunnels, underpasses, and between high-rise buildings, the positioning error can be reduced by estimating the increase in positioning error Φ in advance. This is because the estimation accuracy of Φ can be improved.
実施の形態3.
実施の形態3に係る車両制御装置100は、測位部204が下記の動作を行う点に特徴がある。なお、車両制御装置としての構成は、実施の形態1に係る車両制御装置100と構成と同一である。
実施の形態3に係る車両制御装置100における測位部204は、測位用衛星から送信される信号が停止して衛星測位が断絶した場合に、車両状態量取得部203によって取得された自車両の車両状態量に基づき、走行軌跡推定部205が自車両の走行軌跡を推定し、推定された走行軌跡を用いて、衛星測位が断絶した状態であっても、自車位置を補間する。
The
第一地図情報判定部207は、自車位置の補間距離が第一補間閾値距離以上である場合は、行動計画への地図情報の使用を不可と判定する。また、第二地図情報判定部208は、自車位置の補間距離が第二補間閾値距離以上である場合は、動作計画への地図情報の使用を不可と判定する。なお、第二補間閾値距離は、第一補間閾値距離よりも小さい数値に設定される。
The first map
衛星測位が断絶して衛星測位ができない場合であっても、車両状態量取得部203によって取得された車速、ヨーレートなどの車両状態量から、自車両の走行軌跡を推定することで測位補間が可能となるため、衛星測位が断絶している間でも、行動計画及び動作計画を生成する際の地図情報の使用状態を延長できる。しかしながら、測位補間(Dead Reckoning)する距離あるいは時間が長くなるほど、GNSSセンサ121に含まれる測定誤差が蓄積されていくことに起因して測位誤差が増大する。したがって、測位補間を実施する距離の上限を設定することにより、測位誤差の推定精度を一層高めることができる。
Even if satellite positioning is interrupted and satellite positioning is not possible, positioning interpolation is possible by estimating the travel trajectory of the own vehicle from the vehicle state quantities such as vehicle speed and yaw rate acquired by the vehicle state
<実施の形態1から3の変形例について>
以上の実施の形態では、それぞれの構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。
<Modified Examples of Embodiments 1 to 3>
In the above embodiments, the dimensions, shapes, relative positional relationships, and implementation conditions of each component may be described, but these are examples in all aspects, and the present specification shall not be limited to those listed in
したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの実施の形態における少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Accordingly, myriad modifications and equivalents not exemplified are contemplated within the scope of the technology disclosed herein. For example, when modifying, adding, or omitting at least one component, or when extracting at least one component of at least one embodiment and combining it with a component of another embodiment shall be included.
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「1つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「1つ以上」備えられていてもよいものとする。 In addition, as long as there is no contradiction, "one" or "one or more" components may be provided in the embodiments described above.
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、1つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、1つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が1つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。 Furthermore, each component in the embodiments described above is a conceptual unit, and within the scope of the technology disclosed in this specification, when one component is composed of a plurality of structures , the case where one component corresponds to a part of a structure, and further the case where a plurality of components are provided in one structure.
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。 Further, each component in the embodiments described above includes structures having other structures or shapes as long as they exhibit the same function.
また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。 Also, the statements herein are referenced for all purposes relating to this technology and are not admitted to be prior art.
また、以上に記載された実施の形態で記載されたそれぞれの構成要素は、ソフトウェアまたはファームウェアとしても、それと対応するハードウェアとしても想定され、その双方の概念において、それぞれの構成要素は「部」または「処理回路」などと称される。 In addition, each component described in the embodiments described above is assumed to be software or firmware as well as hardware corresponding thereto, and in both concepts, each component is a "part". Or it is called a "processing circuit" or the like.
1 車両、2 ステアリングホイール、3 ステアリング軸、4 操舵ユニット、5 EPSユニット、6 パワートレインユニット、7 ブレーキユニット、100 車両制御装置、201 地図情報取得部、202 周囲環境情報取得部、203 車両状態量取得部、204 測位部、205 走行軌跡推定部、206 測位誤差推定部、207 第一地図情報判定部、208 第二地図情報判定部、209 行動計画部、210 動作計画部、211 車両制御部、212 アクチュエータ、111 前方カメラ、112 レーダセンサ、121 GNSSセンサ、122 ナビゲーション装置、131 操舵角センサ、132 操舵トルクセンサ、133 ジャイロセンサ、134 車速センサ、135 加速度センサ、310 EPSコントローラ、320 パワートレインコントローラ、330 ブレーキコントローラ 1 vehicle, 2 steering wheel, 3 steering shaft, 4 steering unit, 5 EPS unit, 6 power train unit, 7 brake unit, 100 vehicle control device, 201 map information acquisition unit, 202 ambient environment information acquisition unit, 203 vehicle state quantity acquisition unit, 204 positioning unit, 205 traveling locus estimation unit, 206 positioning error estimation unit, 207 first map information determination unit, 208 second map information determination unit, 209 action planning unit, 210 operation planning unit, 211 vehicle control unit, 212 actuator, 111 front camera, 112 radar sensor, 121 GNSS sensor, 122 navigation device, 131 steering angle sensor, 132 steering torque sensor, 133 gyro sensor, 134 vehicle speed sensor, 135 acceleration sensor, 310 EPS controller, 320 power train controller, 330 brake controller
Claims (14)
測位用衛星から送信される信号に基づき自車位置を測位する測位部と、
前記自車両が走行する経路上の地図情報を取得する地図情報取得部と、
前記自車位置の測位誤差を推定する測位誤差推定部と、
前記自車両が目標地点に至るまでの経路及び前記経路上での行動を設定する行動計画を生成する行動計画部と、
前記行動計画の実行に使用する目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画を生成する動作計画部と、
前記測位誤差が行動計画閾値未満である場合は、前記行動計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第一地図情報判定部と、
前記測位誤差が前記行動計画閾値よりも小さい動作計画閾値未満である場合は、前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第二地図情報判定部と、
前記行動計画及び前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定された場合は前記目標軌跡及び前記目標車速に追従させるように前記自車両を制御し、前記行動計画への前記地図情報の使用が不可と判定された場合は前記自車位置及び前記周囲環境情報に基づき前記自車両を制御する車両制御部と、
を備える車両制御装置。 a surrounding environment information acquisition unit that acquires surrounding environment information of the own vehicle;
a positioning unit that measures the position of the vehicle based on signals transmitted from positioning satellites;
a map information acquisition unit that acquires map information on a route traveled by the own vehicle;
a positioning error estimating unit for estimating a positioning error of the vehicle position;
an action planning unit that generates an action plan that sets a route for the own vehicle to reach a target point and actions on the route;
a motion planning unit that generates a motion plan that sets a target trajectory and a target vehicle speed that are used to execute the motion plan;
a first map information determination unit that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold;
a second map information determination unit that determines that the map information can be used for the action plan when the positioning error is less than the action plan threshold, which is smaller than the action plan threshold;
If it is determined that the map information can be used for the action plan and the action plan, controlling the own vehicle to follow the target locus and the target vehicle speed, and applying the map information to the action plan. a vehicle control unit that controls the own vehicle based on the own vehicle position and the surrounding environment information when it is determined that the vehicle cannot be used;
A vehicle control device comprising:
前記自車両の前記車両状態量に基づき前記自車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定部と、をさらに備え、
前記測位部は、衛星測位が断絶した場合に、推定された前記走行軌跡に基づき前記自車位置を補間し、
前記第一地図情報判定部は前記自車位置の補間距離が第一補間閾値距離以上である場合に前記行動計画への前記地図情報の使用を不可とさらに判定し、
前記第二地図情報判定部は前記自車位置の前記補間距離が第二補間閾値距離以上である場合に、前記動作計画への前記地図情報の使用を不可とさらに判定することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 a vehicle state quantity acquisition unit that acquires a vehicle state quantity of the own vehicle;
a travel trajectory estimation unit that estimates a travel trajectory of the own vehicle based on the vehicle state quantity of the own vehicle;
The positioning unit interpolates the vehicle position based on the estimated running trajectory when satellite positioning is interrupted,
the first map information determination unit further determines that the map information cannot be used for the action plan when the interpolation distance of the vehicle position is equal to or greater than a first interpolation threshold distance;
The second map information determination unit further determines that the map information cannot be used for the operation plan when the interpolation distance of the vehicle position is equal to or greater than a second interpolation threshold distance. Item 1. The vehicle control device according to item 1.
自車両の周囲環境情報を取得する周囲環境情報取得ステップと、
測位用衛星から送信される信号に基づき自車位置を測位する測位ステップと、
前記自車両が走行する経路上の地図情報を取得する地図情報取得ステップと、
前記自車位置の測位誤差を推定する測位誤差推定ステップと、
前記自車両が目標地点に至るまでの経路及び前記経路上での行動を設定する行動計画を生成する行動計画ステップと、
前記行動計画の実行に使用する目標軌跡及び目標車速を設定する動作計画を生成する動作計画ステップと、
前記測位誤差が行動計画閾値未満である場合は、前記行動計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第一地図情報判定ステップと、
前記測位誤差が前記行動計画閾値よりも小さい動作計画閾値未満である場合は、前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定する第二地図情報判定ステップと、
前記行動計画及び前記動作計画への前記地図情報の使用が可能と判定された場合は前記目標軌跡及び前記目標車速に追従させるように前記自車両を制御し、前記行動計画への前記地図情報の使用が不可と判定された場合は前記自車位置及び前記周囲環境情報に基づき前記自車両を制御する車両制御ステップと、
を含む車両制御方法。 A vehicle control method in which the following steps are executed by a processing circuit,
a surrounding environment information obtaining step of obtaining surrounding environment information of the own vehicle;
a positioning step of positioning the vehicle position based on a signal transmitted from a positioning satellite;
a map information acquisition step of acquiring map information on a route traveled by the own vehicle;
a positioning error estimation step of estimating a positioning error of the vehicle position;
an action plan step of generating an action plan that sets a route for the own vehicle to reach a target point and actions on the route;
a motion planning step of generating a motion plan for setting a target trajectory and a target vehicle speed used for executing the motion plan;
a first map information determining step of determining that the map information can be used for the action plan if the positioning error is less than the action plan threshold;
a second map information determining step of determining that the map information can be used for the action plan if the positioning error is less than the action plan threshold, which is smaller than the action plan threshold;
If it is determined that the map information can be used for the action plan and the action plan, controlling the own vehicle to follow the target locus and the target vehicle speed, and applying the map information to the action plan. a vehicle control step of controlling the own vehicle based on the own vehicle position and the surrounding environment information when it is determined that the vehicle cannot be used;
vehicle control methods including;
前記自車両の前記車両状態量に基づき前記自車両の走行軌跡を推定する走行軌跡推定ステップと、をさらに含み、
前記測位ステップにおいて、衛星測位が断絶した場合に、推定された前記走行軌跡に基づき前記自車位置を補間し、
前記第一地図情報判定ステップにおいて、前記自車位置の補間距離が第一補間閾値距離以上である場合に前記行動計画への前記地図情報の使用を不可とさらに判定し、
前記第二地図情報判定ステップにおいて、前記自車位置の前記補間距離が第二補間閾値距離以上である場合に、前記動作計画への前記地図情報の使用を不可とさらに判定し、
前記第二補間閾値距離が、前記第一補間閾値距離よりも小さく設定されることを特徴とする請求項9に記載の車両制御方法。 a vehicle state quantity obtaining step of obtaining a vehicle state quantity of the host vehicle;
a travel trajectory estimation step of estimating a travel trajectory of the own vehicle based on the vehicle state quantity of the own vehicle;
In the positioning step, when satellite positioning is interrupted, interpolating the vehicle position based on the estimated running trajectory;
In the first map information determining step, further determining that the map information cannot be used for the action plan when the interpolation distance of the vehicle position is equal to or greater than a first interpolation threshold distance;
In the second map information determining step, if the interpolation distance of the vehicle position is equal to or greater than a second interpolation threshold distance, further determining that the map information cannot be used for the operation plan;
10. The vehicle control method according to claim 9, wherein the second interpolation threshold distance is set smaller than the first interpolation threshold distance.
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