JP7393721B2 - Driving route generation system and vehicle driving support system - Google Patents

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Description

本発明は、車両の走行経路を生成する走行経路生成システム、及び走行経路に基づき車両の運転支援を行う車両運転支援システムに関する。 The present invention relates to a driving route generation system that generates a driving route for a vehicle, and a vehicle driving support system that supports driving of a vehicle based on the driving route.

従来から、自車両の周辺の状況や自車両の状態などに基づき、自車両に走行させるための走行経路を設定し、この走行経路に基づき車両の運転支援(具体的には運転アシスト制御や自動運転制御)を行う技術が開発されている。例えば、特許文献1には、車線変更時において、自車両の情報や自車両周辺の他車両の情報などに基づき、車線変更の開始ポイント及び終了ポイントを設定し、これらポイントに応じた走行経路を生成する技術が開示されている。 Conventionally, a driving route for the own vehicle is set based on the surrounding conditions of the own vehicle and the state of the own vehicle, and based on this driving route, vehicle driving support (specifically, driving assist control and automatic Technology has been developed to perform (operation control). For example, in Patent Document 1, when changing lanes, a starting point and an ending point for changing lanes are set based on information about the own vehicle and information about other vehicles around the own vehicle, and a driving route is determined according to these points. A technique for generating this is disclosed.

特開2017-100657号公報JP 2017-100657 Publication

ところで、本願の発明者らは、自車両が車線変更するときにおいて、変更先の車線上において自車両付近に後続車両が存在する場合に、自車両に車線変更意思があることを後続車両(基本的には後続車両のドライバであるが、後続車両が車両運転支援システムにより自動運転を行っている場合には当該システムである。以下同様とする。)に対して認識させられるような走行経路を生成できれば良いと考えた。こうすれば、後続車両に対して減速の必要性を認識させることができ、車線変更時の安全性を確保することが可能となる。すなわち、後続車両の減速タイミングを早期化することができ、車線変更時における自車両と後続車両との衝突(特に後続車両の追突)を防止することが可能となる。 By the way, the inventors of the present application have proposed that when the own vehicle changes lanes, if there is a following vehicle near the own vehicle on the lane to which the own vehicle is changing, the following vehicle (basically Generally speaking, it is the driver of the following vehicle, but if the following vehicle is driving automatically using a vehicle driving support system, it is the system (hereinafter the same shall apply). I thought it would be good if I could generate it. In this way, it is possible to make the following vehicle recognize the necessity of deceleration, and it is possible to ensure safety when changing lanes. That is, the timing of deceleration of the following vehicle can be accelerated, and it is possible to prevent a collision between the own vehicle and the following vehicle (especially a rear-end collision with the following vehicle) when changing lanes.

なお、上述した特許文献1には、車線変更時における走行経路を生成することが記載されているに止まり、このような本願の発明者が着眼した課題については何ら開示されておらず、当然、これを解決可能な技術について開示も示唆もされていない。 Note that the above-mentioned Patent Document 1 only describes the generation of a driving route when changing lanes, but does not disclose any of the problems that the inventor of the present application focused on, and naturally, There is no disclosure or suggestion of any technology that can solve this problem.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両が車線変更するときに、車両に車線変更意思があることを変更先の車線上に存在する後続車両に対して適切に認識させられるような走行経路を生成することができる走行経路生成システム、及びこの走行経路に基づき車両の運転支援を行うことができる車両運転支援システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and when a vehicle changes lanes, it appropriately informs following vehicles in the lane to which the vehicle is changing lanes that the vehicle intends to change lanes. An object of the present invention is to provide a driving route generation system that can generate a driving route that can be recognized by a person, and a vehicle driving support system that can provide driving support for a vehicle based on this driving route.

上記の目的を達成するために、本発明は、走行経路生成システムであって、車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置と、走行路情報及び障害物情報に基づいて、走行路において車両に走行させるための走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、演算装置は、車両が車線変更する場合に、走行路情報及び障害物情報に基づき、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在するか否かを判定し、後続車両が存在すると判定された場合には、後続車両が存在しないと判定された場合よりも、車両が車線変更のための動作を行うときに発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を生成するよう構成され、演算装置は、後続車両が存在すると判定された場合には、後続車両が存在しないと判定された場合よりも、車両が車線変更のための動作を開始するときに発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を生成するよう構成され、演算装置は、車両の現在位置に応じた始点と車両の前方に定められた終点とを結ぶ線であって、走行路が延びる方向及び走行路の幅方向のそれぞれに規定されたx座標及びy座標を用いてn次関数により表された線に基づき、走行経路を生成し、後続車両が存在しないと判定された場合には、少なくとも始点でのヨー角速度をゼロに設定するという第1拘束条件をn次関数に適用して、走行経路を生成する一方で、後続車両が存在すると判定された場合には、少なくとも始点でのヨー角速度を非ゼロに設定するという第2拘束条件をn次関数に適用して、走行経路を生成するよう構成され、n次関数は、3次関数、4次関数及び5次関数のいずれかである、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a driving route generation system, and includes a driving path information acquisition device that acquires driving path information regarding a driving path of a vehicle, and an obstacle information acquisition device regarding obstacles on the driving path. and an arithmetic device configured to generate a driving route for the vehicle to travel on the driving path based on the driving path information and the obstacle information. When changing lanes, the system determines whether there is a following vehicle near the vehicle on the lane to which it is changing based on the driving path information and obstacle information, and if it is determined that there is a following vehicle, The calculation device is configured to generate a driving route such that the yaw angular velocity generated when the vehicle performs a lane change operation is greater than that when it is determined that there is no following vehicle, and the calculation device If it is determined that there is a following vehicle, a driving route is generated such that the yaw angular velocity that occurs when the vehicle starts a lane change operation is greater than when it is determined that there is no following vehicle. The arithmetic unit is configured to calculate x, which is a line connecting a starting point according to the current position of the vehicle and an end point determined in front of the vehicle, and which is defined in each of the direction in which the traveling path extends and the width direction of the traveling path. A driving route is generated based on a line expressed by an n-dimensional function using coordinates and y-coordinates, and if it is determined that there is no following vehicle, the yaw angular velocity at least at the starting point is set to zero. A driving route is generated by applying one constraint condition to an n-dimensional function, and a second constraint condition is set in which the yaw angular velocity at least at the starting point is set to non-zero when it is determined that a following vehicle exists. It is configured to generate a travel route by applying it to an n-dimensional function, and the n-dimensional function is characterized in that it is one of a cubic function, a quartic function, and a quintic function .

このように構成された本発明では、演算装置は、車両が車線変更するときにおいて、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在すると判定された場合には、この後続車両が存在しないと判定された場合よりも、車両が車線変更のための動作を行うときに発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路(目標走行経路)を生成する。これにより、車線変更を後続車両に気付かせ易くなり、換言すると車線変更動作に対する後続車両の視覚的顕著性が高まり、車線変更意思を後続車両に対して適切に認識させることができる。したがって、本発明によれば、後続車両に対して減速の必要性を認識させることができ、車線変更時の安全性を確保することが可能となる。すなわち、後続車両の減速タイミングを早期化することができ、車線変更時における後続車両との衝突(特に後続車両の追突)を防止することが可能となる。
なお、上記した「車両が車線変更のための動作を行うときに発生するヨー角速度」とは、換言すると、車線変更時に生じる、車両の向きの変化率(変化の程度)、ヨーレート、ヨー角度の変化率に相当する。
また、本発明によれば、車線変更の動作開始時に発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を生成するので、車線変更動作に対する後続車両の視覚的顕著性をより高めることができ、車線変更意思を後続車両に対して効果的に認識させることができる。また、本発明によれば、車両付近に後続車両が存在すると判定された場合に、始点でのヨー角速度を非ゼロに設定するという第2拘束条件をn次関数に適用して走行経路を生成するので、車線変更時に発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を適切に生成することができる。
In the present invention configured as described above, when the vehicle changes lanes, if it is determined that there is a following vehicle near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing, the arithmetic device determines that this following vehicle does not exist. A travel route (target travel route) is generated in which the yaw angular velocity generated when the vehicle performs a lane change operation is greater than that in the determined case. This makes it easier for the following vehicle to notice the lane change, or in other words, increases the visual conspicuousness of the lane change operation to the following vehicle, allowing the following vehicle to appropriately recognize the lane change intention. Therefore, according to the present invention, it is possible to make the following vehicle recognize the necessity of deceleration, and it is possible to ensure safety when changing lanes. That is, the timing of deceleration of the following vehicle can be made earlier, and it is possible to prevent a collision with the following vehicle (especially a rear-end collision with the following vehicle) when changing lanes.
In addition, the above-mentioned "yaw angular velocity that occurs when a vehicle performs a lane change operation" refers to the rate of change (degree of change) of the vehicle's direction, yaw rate, and yaw angle that occur when changing lanes. Corresponds to the rate of change.
Further, according to the present invention, since a driving route is generated such that the yaw angular velocity that occurs at the start of the lane change operation becomes large, it is possible to further increase the visual conspicuousness of the lane change operation to the following vehicle, The intention can be effectively recognized by the following vehicle. Further, according to the present invention, when it is determined that there is a following vehicle near the vehicle, a driving route is generated by applying the second constraint condition of setting the yaw angular velocity at the starting point to non-zero to the n-dimensional function. Therefore, it is possible to appropriately generate a travel route that increases the yaw angular velocity that occurs when changing lanes.

本発明において、好ましくは、演算装置は、第1拘束条件として、少なくとも、始点でのヨー角速度をゼロに設定し、且つ終点でのヨー角速度をゼロに設定するという条件を用いる一方で、第2拘束条件として、少なくとも、始点でのヨー角速度を非ゼロに設定し、終点でのヨー角速度をゼロに設定し、且つ終点でのヨー角加速度をゼロに設定するという条件を用いるよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、第1拘束条件を用いた場合には、車線変更の開始時及び終了時において車両に発生するヨー角速度を適切に小さくすることができる。他方で、第2拘束条件を用いた場合には、車線変更の開始時において車両に発生するヨー角速度を適切に比較的大きくすることができる一方で、車線変更の終了時において車両に発生するヨー角速度及びヨー角加速度を小さくすることができる、つまり車線変更動作を緩やかに収束させることができる。
In the present invention, preferably, the arithmetic device uses at least a condition that the yaw angular velocity at the starting point is set to zero and the yaw angular velocity at the end point is set to zero as the first constraint condition, and the second constraint is set to zero. The constraint condition is configured to use at least the following conditions: yaw angular velocity at the start point is set to non-zero, yaw angular velocity at the end point is set to zero, and yaw angular acceleration at the end point is set to zero. .
According to the present invention configured in this way, when the first constraint condition is used, it is possible to appropriately reduce the yaw angular velocity that occurs in the vehicle at the start and end of a lane change. On the other hand, when the second constraint condition is used, the yaw angular velocity generated in the vehicle at the beginning of the lane change can be appropriately made relatively large, while the yaw angular velocity generated in the vehicle at the end of the lane change can be made relatively large. The angular velocity and yaw angular acceleration can be reduced, that is, the lane change operation can be gradually converged.

本発明において、好ましくは、演算装置は、車両の速度と、障害物情報に含まれる車両と後続車両との車間距離とに基づき、車両と後続車両とにおける車頭時間を算出し、車頭時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在すると判定するか、又は、車両の速度と、障害物情報に含まれる後続車両の速度及び車両と後続車両との車間距離とに基づき、車両と後続車両とにおける衝突余裕時間を算出し、衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在すると判定するか、又は、車頭時間及び衝突余裕時間を算出し、車頭時間が所定時間未満で且つ衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在すると判定する、よう構成されている。
このように構成された本発明によれば、車頭時間や衝突余裕時間に基づき、変更先の車線上において車両付近に後続車両が存在するか否かを判定するので、車線変更意思を認識させるべき後続車両の存在有無を的確に判断することができる。
In the present invention, preferably, the calculation device calculates the headway time between the vehicle and the following vehicle based on the speed of the vehicle and the inter-vehicle distance between the vehicle and the following vehicle included in the obstacle information, and determines the headway time between the vehicle and the following vehicle. time, it is determined that there is a following vehicle near the vehicle on the destination lane , or the speed of the vehicle, the speed of the following vehicle included in the obstacle information, and the distance between the vehicle and the following vehicle are determined. Based on the distance, the collision margin time between the vehicle and the following vehicle is calculated, and if the collision margin time is less than a predetermined time, it is determined that there is a trailing vehicle near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing, or The vehicle headway time and collision margin time are calculated, and if the vehicle headway time is less than a predetermined time and the collision margin time is less than a predetermined time, it is determined that a following vehicle exists near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing. ing.
According to the present invention configured in this way, it is determined whether or not there is a following vehicle near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing based on the headway time and collision margin time, so that the intention to change lanes should be recognized. The presence or absence of a following vehicle can be accurately determined.

他の観点では、本発明において、車両運転支援システムは、上述した走行経路生成システムによって生成された走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、走行経路生成システムによって生成された走行経路に基づき車両を運転制御することで、車両が車線変更するときに、車線変更意思があることを変更先の車線上に存在する後続車両に対して適切に認識させることができる。
In another aspect, in the present invention, the vehicle driving support system includes a control device configured to control the driving of the vehicle so that the vehicle travels along the travel route generated by the above-described travel route generation system. It is characterized by
According to the present invention configured in this way, by controlling the driving of the vehicle based on the travel route generated by the travel route generation system, when the vehicle changes lanes, it is possible to notify the destination of the lane change that the vehicle intends to change lanes. It is possible to appropriately recognize a following vehicle existing on the lane.

本発明の走行経路生成システムによれば、車両が車線変更するときに、車両に車線変更意思があることを変更先の車線上に存在する後続車両に対して適切に認識させられるような走行経路を生成することができ、また、本発明の車両運転支援システムによれば、このような走行経路に基づき車両の運転支援を適切に行うことができる。 According to the driving route generation system of the present invention, when a vehicle changes lanes, a driving route is created that allows a following vehicle in the lane to which the vehicle is changing to appropriately recognize that the vehicle intends to change lanes. Moreover, according to the vehicle driving support system of the present invention, it is possible to appropriately perform vehicle driving support based on such a driving route.

本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle driving support system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態による走行経路生成の基本概念についての説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the basic concept of driving route generation according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による走行経路候補を設定するための演算についての説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of calculations for setting driving route candidates according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による走行経路候補についての説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a driving route candidate according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による走行経路生成及び運転支援を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating travel route generation and driving support according to an embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システム及び車両運転支援システムについて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A driving route generation system and a vehicle driving support system according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[システム構成]
まず、図1を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。
[System configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a vehicle driving support system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle driving support system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied.

車両運転支援システム100は、走行路において車両1に走行させるための走行経路(以下では適宜「目標走行経路」と呼ぶ。)を設定する走行経路生成システムとしての機能を有すると共に、車両1をこの目標走行経路に沿って走行させるように運転支援制御(運転アシスト制御や自動運転制御)を行うように構成されている。図1に示すように、車両運転支援システム100は、演算装置及び制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)10と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を有する。 The vehicle driving support system 100 has a function as a driving route generation system that sets a driving route for the vehicle 1 to travel on a driving road (hereinafter referred to as a "target driving route" as appropriate), and also has the function of a driving route generation system that sets the driving route for the vehicle 1 to travel on a driving road. The vehicle is configured to perform driving support control (driving assist control or automatic driving control) so that the vehicle travels along a target travel route. As shown in FIG. 1, the vehicle driving support system 100 includes an ECU (Electronic Control Unit) 10 as a calculation device and a control device, a plurality of sensors, and a plurality of control systems.

具体的には、複数のセンサ類には、カメラ21、レーダ22や、車両1の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ23、加速度センサ24、ヨーレートセンサ25、操舵角センサ26、アクセルセンサ27、ブレーキセンサ28が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両1の位置を検出するための測位システム29、ナビゲーションシステム30が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33が含まれている。 Specifically, the plurality of sensors include a camera 21, a radar 22, a vehicle speed sensor 23 for detecting the behavior of the vehicle 1 and driving operations by the occupant, an acceleration sensor 24, a yaw rate sensor 25, a steering angle sensor 26, An accelerator sensor 27 and a brake sensor 28 are included. Furthermore, the plurality of sensors include a positioning system 29 and a navigation system 30 for detecting the position of the vehicle 1. The plurality of control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.

また、他のセンサ類として、車両1に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両1の4箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両1の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。 In addition, other sensors include a surrounding sonar that measures the distance and position of surrounding structures with respect to the vehicle 1, a corner radar that measures the approach of surrounding structures at four corners of the vehicle 1, and a It may also include an inner camera to take pictures.

ECU10は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。ECU10は、1つ以上のプロセッサ(典型的にはCPU)と、各種プログラムを記憶するメモリ(ROM、RAMなど)と、入出力装置などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ECU10は、本発明における「演算装置」及び「制御装置」の一例に相当する。 The ECU 10 executes various calculations based on signals received from a plurality of sensors, and controls the engine system, brake system, and steering system appropriately for the engine control system 31, brake control system 32, and steering control system 33, respectively. Sends a control signal to operate the device. The ECU 10 is composed of a computer including one or more processors (typically a CPU), a memory (ROM, RAM, etc.) that stores various programs, an input/output device, and the like. Note that the ECU 10 corresponds to an example of a "computation device" and a "control device" in the present invention.

カメラ21は、車両1の周囲を撮影し、画像データを出力する。ECU10は、カメラ21から受信した画像データに基づいて、対象物(例えば、先行車両(前方車両)、後続車両(後方車両)、駐車車両、歩行者、走行路、区画線(車線境界線、白線、黄線)、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等)を特定する。なお、ECU10は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。 The camera 21 photographs the surroundings of the vehicle 1 and outputs image data. Based on the image data received from the camera 21, the ECU 10 detects objects (for example, a preceding vehicle (vehicle in front), a following vehicle (vehicle in the rear), a parked vehicle, a pedestrian, a driving path, a marking line (lane boundary line, a white line), etc. , yellow lines), traffic signals, traffic signs, stop lines, intersections, obstacles, etc.). Note that the ECU 10 may acquire information about the object from outside through traffic infrastructure, inter-vehicle communication, or the like. As a result, the type, relative position, moving direction, etc. of the object are specified.

レーダ22は、対象物(特に、先行車両、後続車両、駐車車両、歩行者、走行路上の落下物等)の位置及び速度を測定する。レーダ22として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ22は、車両1の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ22は、送信波と受信波に基づいて、車両1と対象物との間の距離(例えば、車間距離)や、車両1に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ22に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。 The radar 22 measures the position and speed of objects (particularly, preceding vehicles, following vehicles, parked vehicles, pedestrians, fallen objects on the road, etc.). As the radar 22, for example, a millimeter wave radar can be used. The radar 22 transmits radio waves in the traveling direction of the vehicle 1, and receives reflected waves generated when the transmitted waves are reflected by objects. Then, the radar 22 measures the distance between the vehicle 1 and the object (for example, the inter-vehicle distance) and the relative speed of the object with respect to the vehicle 1 based on the transmitted wave and the received wave. In this embodiment, instead of the radar 22, a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like may be used to measure the distance and relative speed to the object. Further, the position and velocity measuring device may be configured using a plurality of sensors.

なお、カメラ21及びレーダ22は、本発明における「走行路情報取得装置」及び「障害物情報取得装置」の一例に相当する。 Note that the camera 21 and the radar 22 correspond to an example of a "driving path information acquisition device" and an "obstacle information acquisition device" in the present invention.

車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出する。加速度センサ24は、車両1の加速度を検出する。この加速度は、前後方向の加速度と、横方向の加速度(つまり横加速度)とを含む。なお、加速度には、速度が増加する方向の速度の変化率だけでなく、速度が減少する方向の速度の変化率(つまり減速度)も含むものとする。 Vehicle speed sensor 23 detects the absolute speed of vehicle 1. Acceleration sensor 24 detects the acceleration of vehicle 1. This acceleration includes acceleration in the longitudinal direction and acceleration in the lateral direction (that is, lateral acceleration). Note that the acceleration includes not only the rate of change in speed in the direction in which the speed increases, but also the rate of change in speed in the direction in which the speed decreases (that is, deceleration).

ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレート(以下では適宜「ヨー角速度」と言い換える。)を検出する。操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。ECU10は、車速センサ23が検出した絶対速度、及び、操舵角センサ26が検出した操舵角に基づいて所定の演算を実行することにより、車両1のヨー角(つまり、後述するx軸に対して車両1の前後方向が成す角度)を取得することができる。アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。 The yaw rate sensor 25 detects the yaw rate (hereinafter referred to as "yaw angular velocity" as appropriate) of the vehicle 1. The steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1. The ECU 10 executes a predetermined calculation based on the absolute speed detected by the vehicle speed sensor 23 and the steering angle detected by the steering angle sensor 26, thereby determining the yaw angle of the vehicle 1 (that is, with respect to the The angle formed by the longitudinal direction of the vehicle 1 can be acquired. The accelerator sensor 27 detects the amount of depression of the accelerator pedal. Brake sensor 28 detects the amount of depression of the brake pedal.

測位システム29は、GPSシステム及び/又はジャイロシステムであり、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。ナビゲーションシステム30は、内部に地図情報を格納しており、ECU10に地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。なお、ナビゲーションシステム30も、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。 The positioning system 29 is a GPS system and/or a gyro system, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information). The navigation system 30 internally stores map information and can provide the ECU 10 with the map information. The ECU 10 identifies roads, intersections, traffic signals, buildings, etc. existing around the vehicle 1 (particularly in the direction of travel) based on map information and current vehicle position information. The map information may be stored within the ECU 10. Note that the navigation system 30 also corresponds to an example of a "driving route information acquisition device" in the present invention.

エンジン制御システム31は、車両1のエンジンを制御する。エンジン制御システム31は、エンジン出力(駆動力)を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。ECU10は、車両1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム31に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。 Engine control system 31 controls the engine of vehicle 1 . The engine control system 31 is a component that can adjust the engine output (driving force), such as a spark plug, a fuel injection valve, a throttle valve, a variable valve mechanism that changes the opening and closing timing of intake and exhaust valves, etc. including. ECU 10 transmits a control signal to engine control system 31 to change engine output when it is necessary to accelerate or decelerate vehicle 1.

ブレーキ制御システム32は、車両1のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御システム32は、ブレーキ装置の制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどを含む。ECU10は、車両1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム32に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。 The brake control system 32 controls the brake device of the vehicle 1. The brake control system 32 is a component that can adjust the braking force of the brake device, and includes, for example, a hydraulic pump and a valve unit. When it is necessary to decelerate the vehicle 1, the ECU 10 transmits a control signal to the brake control system 32 to generate a braking force.

ステアリング制御システム33は、車両1のステアリング装置を制御する。ステアリング制御システム33は、車両1の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。ECU10は、車両1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム33に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。 Steering control system 33 controls the steering device of vehicle 1 . The steering control system 33 is a component that can adjust the steering angle of the vehicle 1, and includes, for example, an electric motor of an electric power steering system. When the traveling direction of the vehicle 1 needs to be changed, the ECU 10 transmits a control signal to the steering control system 33 to change the steering direction.

[走行経路生成]
次に、本発明の実施形態において上述したECU10によって実行される走行経路生成について説明する。最初に、図2を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成の基本概念について説明する。図2は、車両1が走行路5上を走行している様子を示している。
[Driving route generation]
Next, driving route generation executed by the ECU 10 described above in the embodiment of the present invention will be described. First, with reference to FIG. 2, the basic concept of travel route generation according to the embodiment of the present invention will be explained. FIG. 2 shows the vehicle 1 traveling on the road 5. As shown in FIG.

まず、ECU10は、走行路情報に基づいて、走行路5上の位置を特定するための演算を行う。走行路情報は、車両1が走行している走行路5に関する情報であり、カメラ21、レーダ22、ナビゲーションシステム30等により取得される。走行路情報は、例えば、走行路の形状(直線、カーブ、カーブ曲率)、走行路幅、車線数、車線幅等に関する情報を含んでいる。 First, the ECU 10 performs calculations for specifying a position on the driving path 5 based on the driving path information. The traveling route information is information regarding the traveling route 5 on which the vehicle 1 is traveling, and is acquired by the camera 21, the radar 22, the navigation system 30, and the like. The driving path information includes, for example, information regarding the shape of the driving path (straight line, curve, curve curvature), driving path width, number of lanes, lane width, and the like.

次いで、ECU10は、走行路情報に基づく演算により、車両1の進行方向前方に存在する走行路5上に、仮想の複数のグリッド点Gn(n=1,2,・・・N)を設定する。走行路5が延びる方向をx方向と定義し、走行路5の幅方向をy方向と定義した場合に、グリッド点Gnは、x方向及びy方向に沿って格子状に配列されている。なお、xy座標の原点は、車両1の位置に対応する点に設定される。 Next, the ECU 10 sets a plurality of virtual grid points G n (n=1, 2, . . . N) on the running road 5 that exists in front of the vehicle 1 in the traveling direction by calculation based on the running road information. do. When the direction in which the running path 5 extends is defined as the x direction, and the width direction of the running path 5 is defined as the y direction, the grid points G n are arranged in a grid pattern along the x direction and the y direction. Note that the origin of the xy coordinates is set to a point corresponding to the position of the vehicle 1.

ECU10がグリッド点Gnを設定する範囲は、走行路5に沿って、距離Lだけ車両1の前方に亘っている。距離Lは、演算実行時の車両1の速度に基づいて計算される。本実施形態では、距離Lは、演算実行時の速度(V)で所定の固定時間t(例えば3秒)に走行すると予想される距離である(L=V×t)。しかしながら、距離Lは、所定の固定距離(例えば100m)であってもよいし、速度(及び加速度)の関数であってもよい。また、グリッド点Gnが設定される範囲の幅Wは、走行路5の幅と略等しい値に設定される。このような複数のグリッド点Gnの設定により、走行路5上の位置を特定することが可能になる。 The range in which the ECU 10 sets the grid points G n extends along the travel path 5 by a distance L in front of the vehicle 1 . The distance L is calculated based on the speed of the vehicle 1 at the time of execution of the calculation. In this embodiment, the distance L is the distance expected to be traveled in a predetermined fixed time t (for example, 3 seconds) at the speed (V) at the time of execution of the calculation (L=V×t). However, the distance L may be a predetermined fixed distance (eg 100 m) or may be a function of velocity (and acceleration). Further, the width W of the range in which the grid points G n are set is set to a value substantially equal to the width of the travel path 5 . By setting a plurality of grid points G n in this manner, it becomes possible to specify a position on the travel path 5.

なお、図2に示される走行路5は直線区間であるため、グリッド点Gnは矩形状に配置されている。しかしながら、グリッド点Gnは走行路が延びる方向に沿って配置されるため、走行路がカーブ区間を含んでいる場合は、グリッド点Gnはカーブ区間の湾曲に沿って配置される。 Note that, since the travel path 5 shown in FIG. 2 is a straight section, the grid points G n are arranged in a rectangular shape. However, since the grid points G n are arranged along the direction in which the running road extends, if the running road includes a curved section, the grid points G n are arranged along the curvature of the curved section.

次いで、ECU10は、走行路情報及び障害物情報に基づいて、走行経路候補RC(つまり、実際に車両1を走行させる目標走行経路となり得る候補)を設定するための演算を実行する。障害物情報は、車両1の走行路5上の障害物(例えば先行車両や後続車両や駐車車両や歩行者などの車両1の走行において障害となり得る対象物)の有無や、障害物の移動方向、障害物の移動速度等に関する情報であり、カメラ21及びレーダ22により取得される。 Next, the ECU 10 executes calculations for setting a driving route candidate RC (that is, a candidate that can become the target driving route on which the vehicle 1 is actually driven) based on the driving path information and the obstacle information. Obstacle information includes information such as the presence or absence of an obstacle on the travel path 5 of the vehicle 1 (for example, objects that may become an obstacle to the vehicle 1, such as a preceding vehicle, a following vehicle, a parked vehicle, or a pedestrian), and the moving direction of the obstacle. , information regarding the moving speed of obstacles, etc., and is acquired by the camera 21 and the radar 22.

具体的には、ECU10は、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補RCを設定する。ステートラティス法によれば、車両1の位置から、車両1の進行方向に存在するグリッド点Gnに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補RCが設定される。図2は、ECU10が設定する複数の走行経路候補RCの一部である走行経路候補RCa,RCb,RCcを示している。 Specifically, the ECU 10 sets a plurality of driving route candidates RC by route searching using the state lattice method. According to the state lattice method, a plurality of travel route candidates RC are set so as to branch from the position of the vehicle 1 toward grid points G n existing in the direction of travel of the vehicle 1 . FIG. 2 shows driving route candidates RC a , RC b , and RC c that are part of a plurality of driving route candidates RC set by the ECU 10 .

次いで、ECU10は、図2に示されるように、各走行経路候補RCに沿って複数のサンプリング点SPを設定して、各サンプリング点SPにおける経路コストを計算する。このサンプリング点SPは、経路コストが計算される、各走行経路候補RCの経路上の離散点(位置)である。具体的には、ECU10は、複数の走行経路候補RCのそれぞれについて、複数のサンプリング点SPの各々の経路コストを計算する。 Next, as shown in FIG. 2, the ECU 10 sets a plurality of sampling points SP along each driving route candidate RC, and calculates the route cost at each sampling point SP. This sampling point SP is a discrete point (position) on the route of each driving route candidate RC, at which the route cost is calculated. Specifically, the ECU 10 calculates the route cost of each of the plurality of sampling points SP for each of the plurality of driving route candidates RC.

次いで、ECU10は、このように計算された複数の走行経路候補RCのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補RCの中から経路コストが最小である1つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。そして、ECU10は、設定した目標走行経路に沿って車両1が走行するように、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32及びステアリング制御システム33のうちの少なくとも1以上に対して制御信号を送信する。 Next, the ECU 10 selects one route with the minimum route cost from among the plurality of driving route candidates RC based on the route cost of each of the plurality of driving route candidates RC calculated in this way, and selects this route. Set as the target driving route. Then, the ECU 10 transmits a control signal to at least one of the engine control system 31, the brake control system 32, and the steering control system 33 so that the vehicle 1 travels along the set target travel route.

次に、図3を参照して、本発明の実施形態において、走行経路候補RCを設定するための演算について具体的に説明する。図3に示すように、走行経路候補RCは、始点Psから終点Peまで延びている。始点Psは、演算実行時の車両1の位置、典型的には車両1の現在位置である。始点Psの座標は(xs,ys)で表される。図3に示される例では、車両1はxy座標の原点に位置しているため、始点Psの座標は(0,0)である。終点Peは、複数のグリッド点Gnから選択された1つのグリッド点Gn(車両1の進行方向前方に位置する所定のグリッド点)であり、その座標は(xe,ye)で表される。 Next, with reference to FIG. 3, calculations for setting a driving route candidate RC in the embodiment of the present invention will be specifically described. As shown in FIG. 3, the driving route candidate RC extends from the starting point P s to the ending point P e . The starting point P s is the position of the vehicle 1 at the time of execution of the calculation, typically the current position of the vehicle 1. The coordinates of the starting point P s are expressed as (x s , y s ). In the example shown in FIG. 3, the vehicle 1 is located at the origin of the xy coordinates, so the coordinates of the starting point Ps are (0, 0). The end point P e is one grid point G n (a predetermined grid point located forward in the direction of travel of the vehicle 1) selected from a plurality of grid points G n , and its coordinates are (x e , y e ). expressed.

ECU10は、走行経路候補RCとして設定する曲線として、式f1で示されるように、y座標がx座標を変数とする5次関数を暫定的に規定する。なお、式f1は、本発明に係る「n次関数」の一例であるが、n次関数として5次関数を用いることに限定はされず、他の種々の関数(例えば3次関数や4次関数など)を用いてもよい。また、式f1に基づいてxy座標に描画される曲線は、本発明に係る「線」の一例である。

Figure 0007393721000001
The ECU 10 provisionally defines a quintic function in which the y-coordinate and the x-coordinate are variables, as shown by equation f1, as a curve to be set as the driving route candidate RC. Note that formula f1 is an example of an "n-order function" according to the present invention, but it is not limited to using a quintic function as the n-order function, and various other functions (for example, a cubic function or a quartic function) can be used. functions, etc.) may also be used. Further, a curve drawn on the xy coordinates based on the formula f1 is an example of a "line" according to the present invention.
Figure 0007393721000001

a~fは未知の係数である。始点Psから終点Peまで延びる曲線を具体的に規定するためには、少なくとも6つの関係式を解いて、係数a~fを定める必要がある。そこで、ECU10は、式f1をxで1回~3回微分した式f2~f4を用意する。

Figure 0007393721000002
a to f are unknown coefficients. In order to specifically define the curve extending from the starting point P s to the ending point P e , it is necessary to solve at least six relational expressions and determine the coefficients a to f. Therefore, the ECU 10 prepares equations f2 to f4, which are obtained by differentiating equation f1 with respect to x once to three times.
Figure 0007393721000002

始点Psの座標(xs,ys)と、終点Peの座標(xe,ye)は、それぞれ式f1の関係を満たす。したがって、ECU10は、関係式f5,f6を得ることができる。

Figure 0007393721000003
The coordinates (x s , y s ) of the starting point P s and the coordinates (x e , y e ) of the ending point P e each satisfy the relationship of formula f1. Therefore, the ECU 10 can obtain the relational expressions f5 and f6.
Figure 0007393721000003

また、以下の説明では、図3に示されるように、車両1の前後方向に沿って延びる直線1Lがx軸に対して成す角度を「ヨー角」という。さらに、始点Psにおけるヨー角を「Hs」とし、終点Peにおけるヨー角を「He」とする。ヨー角Hs,Heの単位は、いずれもラジアンである。 Furthermore, in the following description, as shown in FIG. 3, the angle that the straight line 1L extending along the longitudinal direction of the vehicle 1 makes with the x-axis will be referred to as the "yaw angle." Furthermore, the yaw angle at the starting point P s is assumed to be “H s ”, and the yaw angle at the ending point P e is assumed to be “H e ”. The units of the yaw angles H s and He are both radians.

始点Psのx座標(xs)と、始点Psにおけるヨー角Hsの正接は、式f2の関係を満たす。また、終点Peのx座標(xe)と、終点Peにおけるヨー角Heの正接も、式f2の関係を満たす。したがって、ECU10は、関係式f7,f8を得ることができる。

Figure 0007393721000004
The tangent of the x - coordinate ( xs ) of the starting point Ps and the yaw angle Hs at the starting point Ps satisfies the relationship of equation f2. Furthermore, the tangent of the x coordinate (x e ) of the end point P e and the yaw angle H e at the end point P e also satisfies the relationship of equation f2. Therefore, the ECU 10 can obtain relational expressions f7 and f8.
Figure 0007393721000004

式f3は、xに対するy’の変化率を示すものであるから、ヨー角速度と相関がある。これより、始点Psのx座標(xs)と、始点Psにおけるヨー角速度Ksは、概ね式f3の関係を満たす。また、終点Peのx座標(xe)と、終点Peにおけるヨー角速度Keも、概ね式f3の関係を満たす。したがって、ECU10は、関係式f9,f10を得ることができる。

Figure 0007393721000005
Since equation f3 indicates the rate of change of y' with respect to x, it has a correlation with the yaw angular velocity. From this, the x-coordinate ( xs ) of the starting point Ps and the yaw angular velocity Ks at the starting point Ps approximately satisfy the relationship of equation f3. Further, the x-coordinate (x e ) of the end point P e and the yaw angular velocity K e at the end point P e also approximately satisfy the relationship of equation f3. Therefore, the ECU 10 can obtain the relational expressions f9 and f10.
Figure 0007393721000005

また、式f4は、xに対するy’’の変化率を示すものであるから、ヨー角加速度と相関がある。これより、始点Psのx座標(xs)と、始点Psにおけるヨー角加速度Ks’は、概ね式f4の関係を満たす。また、終点Peのx座標(xe)と、ヨー角加速度Ke’も、概ね式f4の関係を満たす。したがって、ECU10は、関係式f11,f12を得ることができる。

Figure 0007393721000006
Further, since the equation f4 indicates the rate of change of y'' with respect to x, it has a correlation with the yaw angular acceleration. From this, the x-coordinate ( xs ) of the starting point Ps and the yaw angular acceleration Ks ' at the starting point Ps approximately satisfy the relationship of formula f4. Furthermore, the x-coordinate (x e ) of the end point P e and the yaw angular acceleration K e ' also roughly satisfy the relationship of equation f4. Therefore, the ECU 10 can obtain the relational expressions f11 and f12.
Figure 0007393721000006

ECU10は、始点Ps及び終点Peのそれぞれにおける車両1の状態(つまり、座標、ヨー角、ヨー角速度、ヨー角加速度)を示す複数の拘束条件(境界条件)を適宜設定する。ECU10は、当該拘束条件を適用して、8つの関係式f5~f12のうち少なくとも6つの関係式を解くことにより、係数a~fを定める。これにより、ECU10は、始点Psから終点Peまで延び、走行経路候補RCとして設定される曲線を、具体的に規定することができる。 The ECU 10 appropriately sets a plurality of constraint conditions (boundary conditions) indicating the state of the vehicle 1 (that is, coordinates, yaw angle, yaw angular velocity, and yaw angular acceleration) at each of the starting point P s and the ending point P e. The ECU 10 determines the coefficients a to f by applying the constraint and solving at least six of the eight relational expressions f5 to f12. Thereby, the ECU 10 can specifically define a curve that extends from the starting point P s to the ending point P e and is set as the driving route candidate RC.

次に、図4を参照して、本発明の実施形態による走行経路候補RCについて具体的に説明する。図4は、車両(以下では適宜「自車両」と呼ぶ。)1が車線変更するときに設定される2つの走行経路候補RC1、RC2を例示している。 Next, with reference to FIG. 4, the travel route candidate RC according to the embodiment of the present invention will be specifically described. FIG. 4 illustrates two driving route candidates RC1 and RC2 that are set when the vehicle (hereinafter referred to as "self-vehicle") 1 changes lanes.

本実施形態では、ECU10は、自車両1が車線変更するときにおいて、変更先の車線上において自車両1付近に後続車両3が存在する場合には、当該後続車両3が存在しない場合と比較して、自車両1が車線変更のための動作を行うときに発生するヨー角速度、具体的には自車両1が車線変更のための動作を開始するときに発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路候補RCを設定し、この走行経路候補RCに応じた目標走行経路を生成する。具体的には、ECU10は、図4に示すように、変更先の車線上において自車両1付近に後続車両3が存在する場合には、車線変更開始時に発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路候補RC2(破線)を設定する。一方で、ECU10は、変更先の車線上において自車両1付近に後続車両3が存在しない場合には、車線変更開始時に発生するヨー角速度が小さくなるような走行経路候補RC1(実線)を設定する。なお、これら走行経路候補RC1、RC2を、候補ではなく、最終的に適用される目標走行経路として扱っても構わない。 In the present embodiment, when the own vehicle 1 changes lanes, if there is a following vehicle 3 near the own vehicle 1 on the lane to which the own vehicle 1 is changing, the ECU 10 compares the case where the following vehicle 3 does not exist. Therefore, the yaw angular velocity that occurs when the host vehicle 1 performs a lane change operation, specifically, the yaw angular velocity that occurs when the host vehicle 1 starts a lane change operation increases. A route candidate RC is set, and a target travel route is generated according to the route candidate RC. Specifically, as shown in FIG. 4, when there is a following vehicle 3 near the host vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing, the ECU 10 controls the driving so that the yaw angular velocity that occurs at the start of the lane change becomes large. A route candidate RC2 (broken line) is set. On the other hand, if there is no following vehicle 3 near the own vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing, the ECU 10 sets a driving route candidate RC1 (solid line) that reduces the yaw angular velocity that occurs at the start of the lane change. . Note that these driving route candidates RC1 and RC2 may be treated not as candidates but as target driving routes to be finally applied.

このような本実施形態によれば、車線変更時に走行経路候補RC2を適用することにより、走行経路候補RC1を適用する場合と比較して、自車両1による車線変更開始を後続車両3(基本的には後続車両3のドライバであるが、後続車両3が車両運転支援システムにより自動運転を行っている場合には当該システムである。)に気付かせ易くなる、つまり自車両1による車線変更の開始動作に対する後続車両3の視覚的顕著性が高まることとなる(図4中の破線領域A1参照)。これにより、後続車両3に対して減速の必要性を適切に認識させることができ、車線変更時の安全性を確保することが可能となる。すなわち、後続車両3の減速タイミングを早期化することができ、車線変更時における自車両1と後続車両3との衝突(特に後続車両3の追突)を防止することが可能となる。 According to this embodiment, by applying the driving route candidate RC2 when changing lanes, compared to the case where the driving route candidate RC1 is applied, the starting of the lane change by the host vehicle 1 is delayed by the following vehicle 3 (basically The driver of the following vehicle 3 is the driver of the following vehicle 3, but if the following vehicle 3 is driving automatically by a vehicle driving support system, it is the system. The visual conspicuousness of the following vehicle 3 with respect to the movement increases (see the dashed line area A1 in FIG. 4). This allows the following vehicle 3 to appropriately recognize the necessity of deceleration, and it becomes possible to ensure safety when changing lanes. That is, the timing of deceleration of the following vehicle 3 can be made earlier, and it becomes possible to prevent a collision between the own vehicle 1 and the following vehicle 3 (particularly a rear-end collision with the following vehicle 3) when changing lanes.

ここで、上記の走行経路候補RC1、RC2をそれぞれ設定するに当たって用いる第1及び第2拘束条件、具体的には走行経路候補RC1、RC2のそれぞれに適用する5次関数の式f1を規定する係数a~fを決めるために用いる第1及び第2拘束条件について説明する。 Here, the first and second constraint conditions used in respectively setting the above-mentioned driving route candidates RC1 and RC2, specifically, the coefficients that define the formula f1 of the quintic function applied to each of the driving route candidates RC1 and RC2. The first and second constraint conditions used to determine a to f will be explained.

本実施形態では、走行経路候補RC1を設定するために適用する第1拘束条件、つまり変更先の車線上において自車両1付近に後続車両3が存在しない場合に適用する第1拘束条件として、以下の条件式を用いる。

Figure 0007393721000007
In the present embodiment, the first constraint condition applied to set the driving route candidate RC1, that is, the first constraint condition applied when there is no following vehicle 3 near the own vehicle 1 on the lane to change to, is as follows. Use the conditional expression.
Figure 0007393721000007

すなわち、第1拘束条件では、少なくとも、始点Psでのヨー角速度Ksをゼロに設定し、且つ終点Peでのヨー角速度Keをゼロに設定するという条件が用いられる。こうすることで、車線変更の開始時及び終了時において自車両1に発生するヨー角速度が小さくなるようにしている。 That is, the first constraint condition uses at least the condition that the yaw angular velocity K s at the starting point P s is set to zero, and the yaw angular velocity K e at the end point P e is set to zero. By doing so, the yaw angular velocity generated in the own vehicle 1 at the start and end of the lane change is reduced.

このような第1拘束条件の条件式を上記の式f1、f2、f3に代入すると、以下の式が得られる。

Figure 0007393721000008
By substituting the conditional expression of the first constraint condition into the above expressions f1, f2, and f3, the following expressions are obtained.
Figure 0007393721000008

そして、上記の式を行列に置き換えた式から、係数a~fが以下のように定められる。

Figure 0007393721000009
Then, the coefficients a to f are determined as follows from the equation obtained by replacing the above equation with a matrix.
Figure 0007393721000009

ECU10は、このように定められた係数a~fを式f1に代入した5次関数の式に基づき、走行経路候補RC1を設定する。なお、第1拘束条件において、始点Psでのヨー角Hs及び/又は終点Peでのヨー角Heをゼロに設定するという条件を更に用いてもよい。 The ECU 10 sets a driving route candidate RC1 based on a quintic function formula obtained by substituting the thus determined coefficients a to f into the formula f1. Note that the first constraint condition may further include a condition in which the yaw angle H s at the starting point P s and/or the yaw angle He at the end point P e are set to zero.

一方、本実施形態では、走行経路候補RC2を設定するために適用する第2拘束条件、つまり変更先の車線上において自車両1付近に後続車両3が存在する場合に適用する第2拘束条件として、以下の条件式を用いる。

Figure 0007393721000010
On the other hand, in the present embodiment, the second constraint condition applied to set the driving route candidate RC2, that is, the second constraint condition applied when the following vehicle 3 exists near the own vehicle 1 on the lane to change to. , using the following conditional expression.
Figure 0007393721000010

すなわち、第2拘束条件では、少なくとも、始点Psでのヨー角速度Ksを非ゼロに設定し、終点Peでのヨー角速度Keをゼロに設定し、且つ終点Peでのヨー角加速度Ke’をゼロに設定するという条件が用いられる。こうすることで、車線変更の開始時において自車両1に発生するヨー角速度がある程度大きくなることを許容しつつ、車線変更の終了時において自車両1に発生するヨー角速度及びヨー角加速度が小さくなるようにしている、つまり車線変更動作が緩やかに収束するようにしている。 That is, in the second constraint condition, at least the yaw angular velocity K s at the start point P s is set to non-zero, the yaw angular velocity K e at the end point P e is set to zero, and the yaw angular acceleration at the end point P e The condition that K e ' is set to zero is used. By doing this, the yaw angular velocity and yaw angular acceleration generated in the host vehicle 1 at the end of the lane change are reduced while allowing the yaw angular velocity generated in the host vehicle 1 to increase to some extent at the start of the lane change. In other words, the lane change operation is made to gradually converge.

このような第2拘束条件の条件式を上記の式f1、f2、f3、f4に代入すると、以下の式が得られる。

Figure 0007393721000011
By substituting the conditional expressions of the second constraint condition into the above expressions f1, f2, f3, and f4, the following expressions are obtained.
Figure 0007393721000011

そして、上記の式を行列に置き換えた式から、係数a~fが以下のように定められる。

Figure 0007393721000012
Then, the coefficients a to f are determined as follows from the equation obtained by replacing the above equation with a matrix.
Figure 0007393721000012

ECU10は、このように定められた係数a~fを式f1に代入した5次関数の式に基づき、走行経路候補RC2を設定する。なお、第2拘束条件において、始点Psでのヨー角Hs及び/又は終点Peでのヨー角Heをゼロに設定するという条件を更に用いてもよい。 The ECU 10 sets a driving route candidate RC2 based on a quintic function formula obtained by substituting the thus determined coefficients a to f into the formula f1. Note that the second constraint condition may further include a condition in which the yaw angle H s at the starting point P s and/or the yaw angle He at the ending point P e are set to zero.

[処理フロー]
次に、図5を参照して、本発明の実施形態において行われる処理の流れについて説明する。図5は、本発明の実施形態による走行経路生成及び運転支援を示すフローチャートである。このフローチャートに係る処理は、ECU10によって所定の周期(例えば、0.05~0.2秒毎)で繰り返し実行される。
[Processing flow]
Next, with reference to FIG. 5, the flow of processing performed in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a flowchart showing driving route generation and driving support according to an embodiment of the present invention. The process according to this flowchart is repeatedly executed by the ECU 10 at a predetermined period (for example, every 0.05 to 0.2 seconds).

まず、ステップS1において、ECU10は、図1に示した複数のセンサ類(特にカメラ21、レーダ22、車速センサ23、及びナビゲーションシステム30など)から各種種の情報を取得する。この場合、ECU10は、上記した走行路情報及び障害物情報を少なくとも取得する。 First, in step S1, the ECU 10 acquires various types of information from the plurality of sensors shown in FIG. 1 (particularly the camera 21, radar 22, vehicle speed sensor 23, navigation system 30, etc.). In this case, the ECU 10 acquires at least the above-described traveling route information and obstacle information.

次いで、ステップS2において、ECU10は、走行路情報に基づいて、走行路5の形状(例えば、走行路5が延びる方向、走行路5の幅等)を特定するとともに、走行路5上に複数のグリッド点Gn(n=1,2,・・・N)を設定する。例えば、ECU10は、x方向に10m毎に、またy方向に0.875m毎に、グリッド点Gnを設定する。 Next, in step S2, the ECU 10 specifies the shape of the travel path 5 (for example, the direction in which the travel path 5 extends, the width of the travel path 5, etc.) based on the travel path information, and also identifies a plurality of shapes on the travel path 5. Set grid points G n (n=1, 2, . . . N). For example, the ECU 10 sets grid points G n every 10 m in the x direction and every 0.875 m in the y direction.

次いで、ステップS3において、ECU10は、車両1の車線変更要求があるか否かを判定する。例えば、ECU10は、車両1のドライバが車線変更のためのウィンカ操作を行った場合や、現時点において設定されている目標走行経路において車線変更するための経路が含まれている場合に、車両1の車線変更要求があると判定する。 Next, in step S3, the ECU 10 determines whether there is a lane change request for the vehicle 1. For example, the ECU 10 controls the vehicle 1 when the driver of the vehicle 1 performs a turn signal operation to change lanes, or when the currently set target travel route includes a route for changing lanes. It is determined that there is a lane change request.

ステップS3の結果、ECU10は、車両1の車線変更要求があると判定しなかった場合(ステップS3:No)、ステップS7に進む。この場合には、ECU10は、車線変更を考慮せずに、通常の手法により、複数の走行経路候補RCを設定する(ステップS7)。基本的には、ECU10は、走行路情報及び障害物情報に基づいて、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補RCを設定する。詳しくは、ECU10は、車両1の位置から進行方向に存在するグリッド点Gnに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補RCを設定する。 As a result of step S3, if the ECU 10 does not determine that there is a lane change request from the vehicle 1 (step S3: No), the process proceeds to step S7. In this case, the ECU 10 sets a plurality of driving route candidates RC using a normal method without considering lane changes (step S7). Basically, the ECU 10 sets a plurality of travel route candidates RC by route search using the state lattice method based on travel route information and obstacle information. Specifically, the ECU 10 sets a plurality of driving route candidates RC so as to branch from the position of the vehicle 1 toward grid points G n existing in the traveling direction.

一方、ECU10は、車両1の車線変更要求があると判定した場合(ステップS3:Yes)、ステップS4に進む。ステップS4において、ECU10は、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在しないか否かを判定する。この判定を行うに当たって、まず、ECU10は、障害物情報に基づき、変更先の車線上において車両1の後方(側方も含めてよい)に存在する後続車両3を検出する。ECU10は、変更先の車線上に複数の後続車両3が存在する場合には、車両1に最も近い位置に存在する後続車両3を検出すればよい。 On the other hand, if the ECU 10 determines that there is a lane change request from the vehicle 1 (step S3: Yes), the process proceeds to step S4. In step S4, the ECU 10 determines whether or not there is no following vehicle 3 near the vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing. In making this determination, the ECU 10 first detects the following vehicle 3 existing behind (or to the side of) the vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing based on the obstacle information. If there are a plurality of following vehicles 3 on the lane to which the vehicle is changing, the ECU 10 may detect the following vehicle 3 that is closest to the vehicle 1 .

そして、ECU10は、車速センサ23により検出された車両1の速度と、検出された後続車両3の速度及び当該後続車両3と車両1との車間距離(これらも障害物情報に含まれる)とに基づいて、車両1と後続車両3とにおける車頭時間(THW:Time-Head Way)及び衝突余裕時間(TTC:Time To Collision)を算出する。ECU10は、車両1と後続車両3との車間距離を車両1の速度により除算することで車頭時間を算出し、車両1と後続車両3との車間距離を車両1と後続車両3との相対速度(|車両1の速度-後続車両3の速度|)により除算することで衝突余裕時間を算出する。 The ECU 10 then uses the speed of the vehicle 1 detected by the vehicle speed sensor 23, the detected speed of the following vehicle 3, and the distance between the following vehicle 3 and the vehicle 1 (these are also included in the obstacle information). Based on this, the time-head way (THW) and time to collision (TTC) of the vehicle 1 and the following vehicle 3 are calculated. The ECU 10 calculates headway time by dividing the inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the following vehicle 3 by the speed of the vehicle 1, and calculates the inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the following vehicle 3 by calculating the relative speed between the vehicle 1 and the following vehicle 3. The collision margin time is calculated by dividing by (|speed of vehicle 1 - speed of following vehicle 3 |).

そして、ECU10は、車頭時間が所定時間以上で、且つ衝突余裕時間が所定時間以上である場合には、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在しないと判定し(ステップS4:Yes)、ステップS5に進む。なお、ECU10は、そもそも、変更先の車線上に後続車両3が全く検出されなかった場合にも、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在しないと判定し(ステップS4:Yes)、ステップS5に進む。ステップS5において、ECU10は、上述した第1拘束条件を適用することを決定し、この後、ステップS7に進み、第1拘束条件を適用して定められた5次関数の式f1に基づき、走行経路候補RCを設定する。 Then, if the headway time is equal to or greater than the predetermined time and the collision margin time is equal to or greater than the predetermined time, the ECU 10 determines that there is no following vehicle 3 near the vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing (step S4: Yes), proceed to step S5. Note that even if no following vehicle 3 is detected on the destination lane in the first place, the ECU 10 determines that there is no following vehicle 3 near the vehicle 1 on the destination lane (step S4: Yes). ), proceed to step S5. In step S5, the ECU 10 decides to apply the above-described first constraint condition, and then proceeds to step S7, and based on the formula f1 of the quintic function determined by applying the first constraint condition, the ECU 10 starts driving. Set route candidate RC.

一方、ECU10は、車頭時間が所定時間未満である場合、又は衝突余裕時間が所定時間未満である場合には、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在すると判定し(ステップS4:No)、ステップS6に進む。ステップS6において、ECU10は、上述した第2拘束条件を適用することを決定し、この後、ステップS7に進み、第2拘束条件を適用して定められた5次関数の式f1に基づき、走行経路候補RCを設定する。 On the other hand, if the headway time is less than the predetermined time or if the collision margin time is less than the predetermined time, the ECU 10 determines that the following vehicle 3 is present near the vehicle 1 on the lane to which the vehicle is changing (step S4 :No), proceed to step S6. In step S6, the ECU 10 decides to apply the above-described second constraint condition, and then proceeds to step S7, where the ECU 10 determines whether the vehicle is traveling based on the formula f1 of the quintic function determined by applying the second constraint condition. Set route candidate RC.

なお、上記した例では、車頭時間が所定時間未満である場合、又は衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、車両1付近に後続車両3が存在すると判定していたが、他の例では、車頭時間が所定時間未満で且つ衝突余裕時間が所定時間未満である場合に(つまり両方の条件が満たされた場合)、車両1付近に後続車両3が存在すると判定することとしてもよい。また、上記した例では、車両1付近に後続車両3が存在するか否かを判定するために車頭時間及び衝突余裕時間の両方を用いていたが、他の例では、車頭時間及び衝突余裕時間のうちのいずれか一方のみを用いて当該判定を行ってもよい。 Note that in the above example, it was determined that the following vehicle 3 was present near the vehicle 1 if the headway time was less than a predetermined time or if the collision margin time was less than a predetermined time, but in other examples It may be determined that the following vehicle 3 is present near the vehicle 1 when the headway time is less than a predetermined time and the collision margin time is less than a predetermined time (that is, when both conditions are satisfied). In addition, in the above example, both the headway time and the collision margin time are used to determine whether or not the following vehicle 3 exists near the vehicle 1, but in other examples, the headway time and the collision margin time are used. The determination may be made using only one of them.

次いで、上記のステップS7の後、ステップS8において、ECU10は、各走行経路候補RCに沿って複数のサンプリング点SPを設定する。例えば、ECU10は、各走行経路候補RCのそれぞれの経路上に、x方向に等間隔(1つの例では0.2m毎)にサンプリング点SPを設定する。 Next, after step S7 described above, in step S8, the ECU 10 sets a plurality of sampling points SP along each driving route candidate RC. For example, the ECU 10 sets sampling points SP at equal intervals (in one example, every 0.2 m) in the x direction on each of the driving route candidates RC.

次いで、ステップS9において、ECU10は、複数の走行経路候補RCのそれぞれの経路コストを計算する。具体的には、ECU10は、複数の走行経路候補RCのそれぞれについて、複数のサンプリング点SPの各々の経路コストを計算する。そして、ECU10は、一つの走行経路候補RCにおける複数のサンプリング点SPについて計算された複数の経路コストから、当該走行経路候補RCに適用する経路コストを計算する。例えば、ECU10は、複数のサンプリング点SPにおける複数の経路コストの平均値を、一つの走行経路候補RCの経路コストとする。このようにして、ECU10は、複数の走行経路候補RCの全てについて経路コストを計算する。 Next, in step S9, the ECU 10 calculates the route cost of each of the plurality of travel route candidates RC. Specifically, the ECU 10 calculates the route cost of each of the plurality of sampling points SP for each of the plurality of driving route candidates RC. Then, the ECU 10 calculates a route cost to be applied to one traveling route candidate RC from a plurality of route costs calculated for a plurality of sampling points SP in one traveling route candidate RC. For example, the ECU 10 sets the average value of a plurality of route costs at a plurality of sampling points SP as the route cost of one driving route candidate RC. In this way, the ECU 10 calculates route costs for all of the plurality of travel route candidates RC.

次いで、ステップS10において、ECU10は、目標走行経路を設定する。具体的には、ECU10は、上記のように計算された複数の走行経路候補RCのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補RCの中から経路コストが最小である1つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。 Next, in step S10, the ECU 10 sets a target travel route. Specifically, the ECU 10 selects one route with the minimum route cost from among the plurality of driving route candidates RC based on the route cost of each of the plurality of driving route candidates RC calculated as described above. , this route is set as the target travel route.

次いで、ステップS11において、ECU10は、目標走行経路に沿って車両1が走行するように、車両1の速度制御及び/又は操舵制御を含む運転制御(車両挙動制御)を実行する。具体的には、ECU10は、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32及びステアリング制御システム33のうちの少なくとも1以上に制御信号を送信して、エンジン制御、制動制御及び操舵制御の少なくとも1以上を実行する。 Next, in step S11, the ECU 10 performs driving control (vehicle behavior control) including speed control and/or steering control of the vehicle 1 so that the vehicle 1 travels along the target travel route. Specifically, the ECU 10 transmits a control signal to at least one of the engine control system 31, brake control system 32, and steering control system 33, and executes at least one of engine control, braking control, and steering control. do.

[作用及び効果]
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。
[Action and effect]
Next, the functions and effects of the embodiments of the present invention will be explained.

本実施形態では、ECU10は、車両1が車線変更するときにおいて、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在すると判定された場合には、この後続車両3が存在しないと判定された場合よりも、車両1が車線変更のための動作を開始するときに発生するヨー角速度が大きくなるような目標走行経路を生成する。これにより、車両1による車線変更開始を後続車両3に気付かせ易くなり、換言すると車両1による車線変更の開始動作に対する後続車両3の視覚的顕著性が高まり、車両1に車線変更意思があることを後続車両3に対して適切に認識させることができる。したがって、本実施形態によれば、後続車両3に対して減速の必要性を適切に認識させることができ、車線変更時の安全性を確保することが可能となる。すなわち、後続車両3の減速タイミングを早期化することができ、車線変更時における車両1と後続車両3との衝突(特に後続車両3の追突)を防止することが可能となる。 In this embodiment, when the vehicle 1 changes lanes, if it is determined that the following vehicle 3 exists near the vehicle 1 on the lane to which the vehicle 1 is changing, the ECU 10 determines that the following vehicle 3 does not exist. A target travel route is generated such that the yaw angular velocity generated when the vehicle 1 starts an operation for changing lanes is larger than that in the case where the vehicle 1 starts an operation for changing lanes. This makes it easier for the following vehicle 3 to notice the lane change initiation by the vehicle 1. In other words, the visual conspicuousness of the lane change initiation action by the vehicle 1 to the following vehicle 3 increases, and the vehicle 1 becomes aware of the intention to change lanes. The following vehicle 3 can be appropriately recognized. Therefore, according to this embodiment, it is possible to make the following vehicle 3 appropriately recognize the necessity of deceleration, and it is possible to ensure safety when changing lanes. That is, the timing of deceleration of the following vehicle 3 can be made earlier, and it becomes possible to prevent a collision between the vehicle 1 and the following vehicle 3 (particularly a rear-end collision with the following vehicle 3) when changing lanes.

また、本実施形態によれば、ECU10は、車両1の現在位置に応じた始点Psと車両1の前方に定められた終点Peとを結ぶ5次関数により表された線に基づき目標走行経路を生成し、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在しないと判定された場合には、少なくとも始点Psでのヨー角速度Ksをゼロに設定するという第1拘束条件を5次関数に適用して目標走行経路を生成する一方で、当該後続車両3が存在すると判定された場合には、少なくとも始点Psでのヨー角速度Ksを非ゼロに設定するという第2拘束条件を5次関数に適用して目標走行経路を生成する。これにより、車両1付近に後続車両3が存在すると判定された場合には、この後続車両3が存在しないと判定された場合よりも、車線変更時に発生するヨー角速度が大きくなるような目標走行経路を適切に生成することができる。 Further, according to the present embodiment, the ECU 10 executes the target travel based on a line expressed by a quintic function that connects the starting point P s corresponding to the current position of the vehicle 1 and the ending point P e determined in front of the vehicle 1. When a route is generated and it is determined that the following vehicle 3 does not exist near the vehicle 1 on the lane to change to, the first constraint condition is to set at least the yaw angular velocity K s at the starting point P s to zero. A second constraint is applied to a quintic function to generate a target travel route, and when it is determined that the following vehicle 3 exists, the yaw angular velocity K s at least at the starting point P s is set to non-zero. A target travel route is generated by applying the conditions to a quintic function. As a result, when it is determined that the following vehicle 3 exists near the vehicle 1, a target driving route is created in which the yaw angular velocity that occurs when changing lanes is greater than when it is determined that the following vehicle 3 does not exist. can be generated appropriately.

また、本実施形態によれば、ECU10は、第1拘束条件として、少なくとも、始点Psでのヨー角速度Ksをゼロに設定し、且つ終点Peでのヨー角速度Keをゼロに設定するという条件を用いる一方で、第2拘束条件として、少なくとも、始点Psでのヨー角速度Ksを非ゼロに設定し、終点Peでのヨー角速度Keをゼロに設定し、且つ終点Peでのヨー角加速度Ke’をゼロに設定するという条件を用いる。これにより、第1拘束条件を用いた場合には、車線変更の開始時及び終了時において車両1に発生するヨー角速度を適切に小さくすることができる。他方で、第2拘束条件を用いた場合には、車線変更の開始時において車両1に発生するヨー角速度を適切に比較的大きくすることができる一方で、車線変更の終了時において車両1に発生するヨー角速度及びヨー角加速度を小さくすることができる、つまり車線変更動作を緩やかに収束させることができる。 Further, according to the present embodiment, the ECU 10 sets at least the yaw angular velocity K s at the starting point P s to zero and the yaw angular velocity K e at the end point P e to zero as the first constraint condition. While using the second constraint condition, at least the yaw angular velocity K s at the start point P s is set to non-zero, the yaw angular velocity K e at the end point P e is set to zero, and the end point P e The condition is that the yaw angular acceleration K e ' at is set to zero. Thereby, when the first constraint condition is used, it is possible to appropriately reduce the yaw angular velocity that occurs in the vehicle 1 at the start and end of a lane change. On the other hand, when the second constraint condition is used, the yaw angular velocity generated in the vehicle 1 at the beginning of the lane change can be appropriately made relatively large, while the yaw angular velocity generated in the vehicle 1 at the end of the lane change can be made relatively large. The yaw angular velocity and yaw angular acceleration that occur can be reduced, that is, the lane change operation can be gradually converged.

また、本実施形態によれば、ECU10は、車頭時間及び衝突余裕時間に基づき、変更先の車線上において車両1付近に後続車両3が存在するか否かを判定するので、車両1の車線変更意思を認識させるべき後続車両3の存在有無を的確に判断することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the ECU 10 determines whether or not there is a following vehicle 3 near the vehicle 1 on the lane to which the vehicle 1 is changing, based on the headway time and the collision margin time. It is possible to accurately judge whether there is a following vehicle 3 whose intention should be recognized.

[変形例]
上記した実施形態では、ステートラティス法を用いて走行経路を生成していたが、ステートラティス法を用いて走行経路を生成することに限定はされない。ステートラティス法以外にも公知の種々の方法(例えば、ポテンシャル法や、スプライン補間関数や、Aスター(A*)法や、ダイクストラ法など)を用いて、走行経路を生成してもよい。
[Modified example]
In the embodiment described above, the driving route is generated using the state lattice method, but the driving route is not limited to being generated using the state lattice method. In addition to the state lattice method, the travel route may be generated using various known methods (for example, the potential method, the spline interpolation function, the A-star (A*) method, the Dijkstra method, etc.).

また、上記した実施形態では、車線変更の開始時に発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を生成していたが、厳密に車線変更の開始タイミングにおいて発生するヨー角速度が大きくなる走行経路を生成することに限定はされず、他の例では、車線変更の開始付近(車線変更の開始タイミングからある程度時間が経過したタイミング)において発生するヨー角速度が大きくなるような走行経路を生成してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, a driving route is generated in which the yaw angular velocity that occurs at the start of a lane change is large, but a driving route is generated in which the yaw angular velocity that occurs strictly at the start timing of a lane change is large. In other examples, a driving route may be generated in which the yaw angular velocity that occurs near the start of the lane change (timing after a certain amount of time has elapsed from the start of the lane change) is generated. .

また、上述した実施形態では、エンジンを駆動源とする車両1に本発明を適用する例を示したが(図1参照)、本発明は、電気モータを駆動源とする車両(電気自動車やハイブリッド車)にも適用可能である。加えて、上述した実施形態では、ブレーキ装置(ブレーキ制御システム32)により制動力を車両1に付与していたが、他の例では、電気モータの回生により制動力を車両に付与してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example was shown in which the present invention is applied to a vehicle 1 that uses an engine as a drive source (see FIG. 1), but the present invention also applies to a vehicle that uses an electric motor as a drive source (such as an electric vehicle or a hybrid It is also applicable to cars). In addition, in the embodiment described above, the braking force is applied to the vehicle 1 by the brake device (brake control system 32), but in other examples, the braking force may be applied to the vehicle by regeneration of the electric motor. .

1 車両
5 走行路
10 ECU
21 カメラ
22 レーダ
23 車速センサ
30 ナビゲーションシステム
100 車両運転支援システム(走行経路生成システム)
n グリッド点
RC 経路候補
SP サンプリング点
1 vehicle 5 road 10 ECU
21 Camera 22 Radar 23 Vehicle speed sensor 30 Navigation system 100 Vehicle driving support system (driving route generation system)
G n grid point RC route candidate SP sampling point

Claims (4)

走行経路生成システムであって、
車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
前記走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置と、
前記走行路情報及び前記障害物情報に基づいて、前記走行路において前記車両に走行させるための走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、
前記演算装置は、
前記車両が車線変更する場合に、前記走行路情報及び前記障害物情報に基づき、変更先の車線上において前記車両付近に後続車両が存在するか否かを判定し、
前記後続車両が存在すると判定された場合には、前記後続車両が存在しないと判定された場合よりも、前記車両が車線変更のための動作を行うときに発生するヨー角速度が大きくなるような前記走行経路を生成するよう構成され、
前記演算装置は、前記後続車両が存在すると判定された場合には、前記後続車両が存在しないと判定された場合よりも、前記車両が車線変更のための動作を開始するときに発生するヨー角速度が大きくなるような前記走行経路を生成するよう構成され、
前記演算装置は、
前記車両の現在位置に応じた始点と前記車両の前方に定められた終点とを結ぶ線であって、前記走行路が延びる方向及び前記走行路の幅方向のそれぞれに規定されたx座標及びy座標を用いてn次関数により表された前記線に基づき、前記走行経路を生成し、
前記後続車両が存在しないと判定された場合には、少なくとも前記始点でのヨー角速度をゼロに設定するという第1拘束条件を前記n次関数に適用して、前記走行経路を生成する一方で、前記後続車両が存在すると判定された場合には、少なくとも前記始点でのヨー角速度を非ゼロに設定するという第2拘束条件を前記n次関数に適用して、前記走行経路を生成するよう構成され、
前記n次関数は、3次関数、4次関数及び5次関数のいずれかである、
ことを特徴とする走行経路生成システム。
A driving route generation system,
a driving path information acquisition device that acquires driving path information regarding a driving path of a vehicle;
an obstacle information acquisition device that acquires obstacle information regarding obstacles on the travel path;
an arithmetic device configured to generate a travel route for the vehicle to travel on the travel route based on the travel route information and the obstacle information;
The arithmetic device is
When the vehicle changes lanes, it is determined whether or not there is a following vehicle near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing, based on the travel path information and the obstacle information;
When it is determined that the following vehicle exists, the yaw angular velocity generated when the vehicle performs a lane change operation is greater than when it is determined that the following vehicle does not exist. configured to generate a driving route;
When it is determined that the following vehicle is present, the arithmetic device is configured to calculate a yaw angular velocity that occurs when the vehicle starts an operation for changing lanes at a higher speed than when it is determined that the following vehicle does not exist. is configured to generate the travel route such that the
The arithmetic device is
A line connecting a starting point according to the current position of the vehicle and an end point determined in front of the vehicle, the x-coordinate and y-coordinate being defined in the direction in which the traveling path extends and the width direction of the traveling path, respectively. Generating the travel route based on the line expressed by an n-dimensional function using coordinates,
If it is determined that the following vehicle does not exist, a first constraint condition of setting at least a yaw angular velocity at the starting point to zero is applied to the n-dimensional function to generate the travel route; When it is determined that the following vehicle exists, the driving route is generated by applying a second constraint condition that at least the yaw angular velocity at the starting point is set to non-zero to the n-th order function. ,
The n-dimensional function is one of a cubic function, a quartic function, and a quintic function.
A driving route generation system characterized by:
前記演算装置は、
前記第1拘束条件として、少なくとも、前記始点でのヨー角速度をゼロに設定し、且つ前記終点でのヨー角速度をゼロに設定するという条件を用いる一方で、
前記第2拘束条件として、少なくとも、前記始点でのヨー角速度を非ゼロに設定し、前記終点でのヨー角速度をゼロに設定し、且つ前記終点でのヨー角加速度をゼロに設定するという条件を用いるよう構成されている、
請求項に記載の走行経路生成システム。
The arithmetic device is
As the first constraint condition, at least the condition that the yaw angular velocity at the starting point is set to zero, and the yaw angular velocity at the end point is set to zero,
The second constraint condition is at least that the yaw angular velocity at the starting point is set to non-zero, the yaw angular velocity at the end point is set to zero, and the yaw angular acceleration at the end point is set to zero. configured to use
The travel route generation system according to claim 1 .
前記演算装置は、
前記車両の速度と、前記障害物情報に含まれる前記車両と前記後続車両との車間距離とに基づき、前記車両と前記後続車両とにおける車頭時間を算出し、前記車頭時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において前記車両付近に前記後続車両が存在すると判定するか、又は、
前記車両の速度と、前記障害物情報に含まれる前記後続車両の速度及び前記車両と前記後続車両との車間距離とに基づき、前記車両と前記後続車両とにおける衝突余裕時間を算出し、前記衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において前記車両付近に前記後続車両が存在すると判定するか、又は、
前記車頭時間及び前記衝突余裕時間を算出し、前記車頭時間が所定時間未満で且つ前記衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、変更先の車線上において前記車両付近に前記後続車両が存在すると判定する、よう構成されている、
請求項1又は2に記載の走行経路生成システム。
The arithmetic device is
The headway time between the vehicle and the following vehicle is calculated based on the speed of the vehicle and the inter-vehicle distance between the vehicle and the following vehicle included in the obstacle information, and the headway time is less than a predetermined time. In this case, it is determined that the following vehicle exists near the vehicle on the lane to change to , or
Based on the speed of the vehicle, the speed of the following vehicle included in the obstacle information, and the inter-vehicle distance between the vehicle and the following vehicle, the collision margin time between the vehicle and the following vehicle is calculated, and the collision time is calculated. If the free time is less than a predetermined time, it is determined that the following vehicle is present near the vehicle on the lane to which the vehicle is changing, or
The vehicle headway time and the collision margin time are calculated, and if the vehicle headway time is less than a predetermined time and the collision margin time is less than a predetermined time, if the following vehicle is present near the vehicle on the lane to which the vehicle is to be changed. is configured to determine ,
The travel route generation system according to claim 1 or 2 .
請求項1乃至のいずれか一項に記載の走行経路生成システムによって生成された走行経路に沿って車両が走行するように、前記車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする車両運転支援システム。 It is characterized by comprising a control device configured to control the operation of the vehicle so that the vehicle travels along the travel route generated by the travel route generation system according to any one of claims 1 to 3 . Vehicle driving support system.
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