CN103781685B - 车辆用自主行驶控制系统 - Google Patents

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Abstract

基于由车辆信息获取部(11)获取到的本车辆的信息和由躲避对象物体检测部(12)检测出的躲避对象物体的距离以及角度，用周围信息识别部(13)计算出躲避对象物体的位置以及移动量，用行驶方案决定部(14)判断躲避对象物体的位置及移动量的计算精度，基于躲避对象物体的位置及移动量的计算精度来决定对躲避对象物体进行躲避的行驶方案，按照所决定的行驶方案来实施自主行驶控制。

Description

车辆用自主行驶控制系统
技术领域
本发明涉及决定本车辆应该行驶的路径并进行自主行驶控制的车辆用自主行驶控制系统。
背景技术
作为相关技术，例如已知一种日本专利公开公报日本特开平8-287395号所记载的技术(专利文献1)。在该文献中记载了如下一种技术：当一边感测本车的行进方向的实际的道路状况一边进行自动行驶的控制时，使当前位置的精度和行驶控制的精度相关地提高，从而高精度地进行自动行驶的控制。
发明内容
发明要解决的问题
在上述相关的行驶引导装置中，当通过决定躲避障碍物的躲避路径来决定行驶路径时，没有反映考虑障碍物的检测精度。因此，所决定的行驶路径不适于行驶中的本车辆，可能导致难以进行行驶引导的机会增加之类的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，根据本发明，能够提供如下一种车辆用自主行驶控制系统：能够增加可进行自主行驶控制的机会，并且能够进行适于行驶环境的自主行驶控制。
用于解决问题的方案
根据本发明的技术的侧面，车辆用自主行驶控制系统的特征在于，
对本车辆以及存在于上述本车辆的周围的躲避对象物体的位置进行检测，来决定向目的地进行移动时应该行驶的路径并进行自主行驶控制，基于上述本车辆与上述躲避对象物体的距离以及上述躲避对象物体的位置和移动量的计算精度的高低，来决定躲避上述躲避对象物体时的行驶方案。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的车辆用自主行驶控制系统的结构的图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的行驶控制的处理的过程的流程图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的行驶方案的图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的实施行驶方案4时的本车辆周边环境的一例的图。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的实施行驶方案3时的本车辆周边环境的一例的图。
图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的实施行驶方案2时的本车辆周边环境的一例的图。
图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的实施行驶方案1时的本车辆周边环境的一例的图。
图8是表示实施行驶方案3的系统结构的图。
图9是表示实施行驶方案1的系统结构的图。
图10是表示由实施行驶方案的硬件构成的系统结构的图。
图11是表示对实施行驶方案的系统结构进行变更时的躲避路径的匹配性的图。
图12是表示本发明的第二实施方式所涉及的车辆用自主行驶控制系统的结构的图。
图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的行驶控制的处理的过程的流程图。
图14是表示本车辆的位置检测精度的估计方法的图。
图15是表示本发明的第二实施方式所涉及的行驶方案的图。
图16是表示基于本车辆位置的检测精度的直到目的地为止的路径的差 异的图。
具体实施方式
下面，使用附图来说明用于实施本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的车辆用自主行驶控制系统的结构的图。图1所示的第一实施方式的系统对存在于本车辆的周围的躲避对象物体(包括行驶车辆)进行检测，并且识别其相对位置和相对移动量。在识别后，系统选择能够执行与该识别水平相应的行驶方案的系统，来进行对躲避对象物体的躲避。作为用于实现这种功能的结构，系统如图1所示那样具备车辆信息获取部11、躲避对象物体检测部12、周围信息识别部13、行驶方案决定部14以及控制指令值决定部15。行驶方案决定部14具备系统动作水平判断部16和系统结构数据库17。系统动作水平判断部16具备识别状态判断部18，系统结构数据库17具备行驶方案存储部19。
利用具备基于程序来控制各种动作处理的计算机所需的CPU、存储装置、输入输出装置等资源的例如微型计算机等来实现系统。系统读入上述车辆信息、来自检测躲避对象物体的传感器类的信号，基于所读入的各种信号和预先保持在内部的控制逻辑(程序)来决定行驶方案并进行自主行驶控制。
系统在上述结构中对存在于本车辆的周围的躲避对象物体的相对位置和相对移动量进行识别，由此获知对本车辆的行驶上的危险程度，在进行适于实际的行驶场景的躲避控制的情况下，进行如下的行驶控制。在系统中存储安装有获取车辆信息的程序、检测存在于本车辆的周围的躲避对象物体的程序以及识别本车辆的路线和躲避对象物体的移动量的程序。另外，在系统中存储安装有决定行驶方案的程序和决定进行车辆的躲避控制的控制指令值的程序。利用以计算机的CPU为中心的硬件来执行处理这种程序，由此实现上述各部的功能。即，计算机的软件和硬件资源相协作来实现由本系统实施的自主行驶控制。
车辆信息获取部11至少获取本车辆的位置、速度、转向角。躲避对象物体检测部12根据存在于本车辆的周围的物体来检测躲避对象物体，对所检测出的躲避对象物体与本车辆的距离以及角度进行检测。
周围信息识别部13识别本车辆能够行使的路线。周围信息识别部13基于由车辆信息获取部11获取到的上述本车辆的位置以及由躲避对象物体检测部12检测出的躲避对象物体与本车辆的距离和角度，来计算躲避对象物体相对于本车辆的位置。周围信息识别部13基于计算出的躲避对象物体的位置以及由车辆信息获取部11获取到的本车辆的速度和转向角来计算本车辆的移动量。周围信息识别部13基于计算出的躲避对象物体的位置和计算出的本车辆的移动量来计算躲避对象物体的移动量。
行驶方案决定部14基于本车辆和躲避对象物体的距离与距离阈值的比较结果以及是否直接获取躲避对象物体的位置，来判断躲避对象物体的位置的计算精度。上述距离阈值被预先设定为判断躲避对象物体的位置的计算精度的高低时的判断值。行驶方案决定部14基于躲避对象物体的位置及本车辆的移动量的计算精度来判断躲避对象物体的移动量的计算精度。行驶方案决定部14基于躲避对象物体的位置及移动量的计算精度来决定表示对躲避对象物体进行躲避时的行驶控制的行驶方案。
行驶方案决定部14具备系统动作水平判断部16和系统结构数据库17。系统动作水平判断部16基于躲避对象物体的位置的计算精度及移动量的计算精度来判断并决定实施自主行驶控制的系统结构。
系统动作水平判断部16具备判断躲避对象物体的识别状态的识别状态判断部18。在直接获取到躲避对象物体的位置的情况下以及检测出躲避对象物体与本车辆的距离为上述距离阈值以下的情况下，识别状态判断部18判断为以高精度计算出躲避对象物体的位置。在没有直接获取到躲避对象物体的位置且检测出躲避对象物体与本车辆的距离为距离阈值以上的情况下，识别状态判断部18判断为以低精度计算出躲避对象物体的位置。
识别状态判断部18在判断为以高精度计算出躲避对象物体的位置及本 车辆的移动量的情况下，判断为以高精度计算出躲避对象物体的移动量。识别状态判断部18在判断为躲避对象物体的位置和本车辆的移动量的计算精度中的至少一方的精度为低精度的情况下，判断为以低精度计算出躲避对象物体的移动量。在本车辆不是在易滑的路面上行驶的情况下，识别状态判断部18判断为以高精度检测出本车辆的移动量，在本车辆在易滑的路面上行驶的情况下，识别状态判断部18判断为以低精度检测出本车辆的移动量。
系统结构数据库17具备行驶方案存储部19，该行驶方案存储部19至少存储安装有与躲避对象物体的位置及移动量的计算精度相应的行驶方案。
行驶方案存储部19至少存储安装有与躲避对象物体的位置及移动量的计算精度相应的行驶方案。行驶方案存储部19存储安装有如下的行驶方案：基于躲避对象物体的移动量的识别状态，在作为规定的碰撞时间(TTC)和车间时距(THW)的定时对躲避对象物体进行躲避。
控制指令值决定部15决定控制本车辆的控制指令值并进行输出，使得在本车辆中实施与由行驶方案决定部14决定的行驶方案相应的自主行驶控制。关于控制指令值决定部15，在对由行驶方案决定部14决定的行驶方案进行变更时，在与变更后的作为候选的多个行驶方案分别对应的控制指令值中存在如下包含与变更前实施的行驶方案所对应的控制指令值中包含的本车辆的移动矢量相同的移动矢量的控制指令值的情况下，变更后的控制指令值选择包含与变更前相同的本车辆的移动矢量的控制指令值。
接着，参照图2的流程图来说明该第一实施方式所涉及的自主行驶控制的过程。在图2中，步骤S101～步骤S102所示的处理对应于获取本车辆的车辆信息的动作和检测存在于本车辆的周围的物体的动作。步骤S103～步骤S104所示的处理对应于识别本车辆的周围信息的动作。步骤S105～步骤S108所示的处理对应于以下动作：判断本车辆的周围信息的识别水平，选择并决定要实施的行驶方案，构成能够实现该行驶方案的系统。步骤S109所示的处理对应于以下动作：基于由所构成的系统计算出的控制指令值来决定用于最终控制本车辆的控制指令值。
在此，作为具体的例子，说明为了采用基于躲避对象物体的识别水平的躲避控制来实现其躲避控制而构成系统的动作。在图2中，首先获取本车辆的车辆信息(步骤S101)。作为所获取的本车辆的信息，设为本车辆的位置、速度、转向角。利用设置于本车辆的GPS(Global Positioning System：全球定位系统)和陀螺仪传感器来获取本车辆的位置。利用设置于本车辆的车速传感器来获取本车辆的速度。从设置于本车辆的转向编码器获取本车辆的转向角。
接着，检测存在于本车辆的周围的物体(步骤S102)。为了进行物体的检测，使用了已知的雷达的测距、用车载摄像头拍摄到的车辆周边的图像的分析处理是有效的。这两者都是对存在于周围的物体进行扫描并检测的机械装置。另外，在本车辆以及其它车辆中装载有高速、低延迟的无线通信设备的情况下，能够通过互相通信大致以高精度识别彼此的位置。因此，能够对存在于周围的物体进行检测，并且还能够检测比较远距离的物体。此外，作为在此获得的信息，至少是到物体为止的距离信息和角度信息。另外，例如在利用摄像头进行检测的情况下，能够从由摄像头拍摄到的图像上获得物体的特征点、浓淡信息、纹理信息等，因此能够有效用于后述的躲避对象物体的识别。
接着，对存在于本车辆周围的躲避对象物体进行识别(步骤S103)。例如，能够考虑如下的例子。在使用了扫描型的雷达的情况下，能够获得存在于本车辆的周围的躲避对象物体的相对距离信息和相对角度信息。通过使用这些信息来计算躲避对象物体相对于本车辆的相对坐标(相对位置)。并且，根据本车辆的速度和转向角来计算本车辆的移动量。通过从躲避对象物体的相对坐标减去本车辆的移动量来计算出躲避对象物体的相对移动量，从而识别躲避对象物体的相对移动量。
另一方面，在有效地利用摄像头的情况下，对图像的特征点的移动(光流：optic flow)的尺寸进行计算，通过考虑本车辆的移动量来计算躲避对象物体的相对移动量，从而识别躲避对象物体的相对移动量。并且，通过有效 地利用图像信息、浓淡信息来检测躲避对象物体的形状，判断该躲避对象物体的类型(车辆、人、护栏等道路设施)。
接着，对本车辆能够行驶的路线进行识别(步骤S104)。至少需要的路线信息是车道信息，能够有效地利用摄像头来进行车道的识别。例如，在能够识别车道的情况下，设为能够识别路线，在不能识别车道的情况下，设为不能识别路线。另外，能够有效地利用由车载导航系统得到的信息中的本车辆位置的映射功能。例如，在本车辆被映射到道路上的情况下，设为能够识别路线，在本车辆未被映射到道路上的情况下，设为不能识别路线。
接着，判断本车辆的周围信息的识别水平(步骤S105)。周围信息是指躲避对象物体的信息和路线的信息。特别是如下那样考虑躲避对象物体的识别水平。具有以下情况：从本车辆看来躲避对象物体近距离地存在、远距离地存在。在此，关于近距离和远距离的定义，例如能够预先设定为系统的设计项目。例如在作为检测躲避对象物体的雷达的分辨率存在30[m]～60[m]范围和100[m]～200[m]范围的情况下，作为区分近距离和远距离的阈值(距离阈值)，例如能够设定为60m～100m左右的范围内的值。
在物体近距离地存在的情况下，所检测的物体的尺寸大，并且获得准确(精度高)的测距结果。相反地，在物体远距离地存在的情况下，所检测的物体的尺寸小，并且大多获得包含大的误差(精度低)的测距结果。因此，在物体近距离地存在的情况下也能够准确地计算物体的移动量，另一方面在物体远距离地存在的情况下，大多不能以与近距离时相同的精度来准确地计算物体的移动量。
但是，在能够有效地利用无线通信的情况下，能够直接获取各车辆的信息，因此即使对于远距离地存在的物体，也能够准确地获取相对位置、相对移动量。另外，对于本车辆的移动量，根据周边环境不同而精度也不同。例如存在以下情况：在易滑的路面上，实际的车速与由车速传感器得到的信息不同。在该情况下，通过有效地利用以装载于车辆的滑动传感器来检测滑动状态的方法、与使用GPS得到的车速相比较的方法，来估计车速的检测精度。 对于转向角，也可能产生同样的状况，因此与车速的情况同样地估计转向角的检测精度。
接着，能够判断周围信息的识别水平(识别状态)，判定是否能够决定行驶方案(步骤S106)。在判定的结果为能够判断周围信息的识别水平、能够决定行驶方案的情况下，基于周围信息的识别水平来决定行驶方案(步骤S107)。另一方面，在不能判断周围信息的识别水平或者不能决定行驶方案的情况下，判断为难以利用本系统进行该程度以上的自主行驶控制。在该情况下，进行请驾驶员自己进行驾驶操作的意思的信息提示(步骤S112)。
接着，说明基于周围信息的识别水平来决定行驶方案的方法。在系统结构数据库17中，与需要的识别水平相对应地预先存储安装有如图3所示的行驶方案1～4以及能够实现这些行驶方案1～4的系统结构。对系统结构设定了与实现行驶方案所需的感知、识别、控制的各功能块有关的各详细功能及其连接关系进行设定。
在此，为了简化说明易于理解，对使用了实际应用毫米波雷达等的车载用雷达时的躲避对象物体的识别进行说明。根据躲避对象物体的识别水平(相对位置的检测精度、相对移动量的计算精度)来定义行驶方案1～4。行驶方案1～4是基于躲避对象物体的移动量的识别状态，在作为与各个行驶方案1～4相应地预先设定的规定的碰撞时间(TTC)和车间时距(THW)的定时对躲避对象物体进行躲避。关于详细情况如下那样。
在此，例如能够如下面那样判断躲避对象物体的识别水平(相对位置的计算精度、相对移动量的计算精度)的高低。关于躲避对象物体的位置的计算精度，首先判断是否通过在本车辆与躲避对象物体之间进行通信而直接获取到躲避对象物体的位置。在直接获取到躲避对象物体的位置的情况下，判断为以高精度计算出躲避对象物体的位置。
另一方面，在不是直接获取到躲避对象物体的位置的情况下，将被预先设定为判断躲避对象物体的计算精度的高低时的判断值的距离阈值与本车辆和躲避对象物体的距离进行比较。在比较结果为本车辆与躲避对象物体的 距离为距离阈值以下的情况下，判断为以高精度计算出躲避对象物体的位置。另一方面，在比较结果为本车辆与躲避对象物体的距离为距离阈值以上的情况下，判断为以低精度计算出躲避对象物体的位置。上述距离阈值被设定为本车辆与躲避对象物体的距离中的用于区分近距离和远距离的值，例如被设定为60m～100m左右的范围内的值。
关于躲避对象物体的移动量的计算精度，首先在判断为以高精度计算出躲避对象物体的位置及本车辆的移动量的情况下，判断为以高精度计算出躲避对象物体的移动量。另一方面，在判断为躲避对象物体的位置及本车辆的移动量的计算精度中的至少一方或者双方的精度为低精度的情况下，判断为以低精度计算出躲避对象物体的移动量。
接着，例如能够如下面那样判断本车辆的移动量的计算精度的高低。在利用滑动传感器等辨别为本车辆在易滑的路面上行驶的情况下，大多存在以下情况，即由车速传感器、转向编码器获取到的车速、转向角与实际的值不同。因而，在这种情况下，判断为根据车速和转向角计算的本车辆的移动量是以低精度计算出的。另一方面，在辨别为本车辆不是在易滑的路面上行驶的情况下，由车速传感器、转向编码器获取到的车速、转向角与实际的值大致一致。因而，在这种情况下，判断为根据车速和转向角计算的本车辆的移动量是以高精度计算出的。
如图4所示，如果将相对于本车辆的躲避对象物体设为在本车辆的前方行驶的第一车辆和第二车辆，则在躲避对象物体的识别水平(相对位置的检测精度、相对移动量的计算精度)为最高水平的情况下，执行反映考虑了物体存在的相对位置和相对移动量的行驶方案4。即，执行如下行驶控制：设为所有物体分别以所检测出的速度进行移动并躲避这些物体。在此，所谓躲避对象物体的识别水平为最高水平，是从近距离到远距离的过程中以高精度检测出躲避对象物体的相对位置和相对移动量的情况。通过执行行驶方案4来进行与物体的相对位置和相对移动量相应的恰当的躲避，因此能够一边防止过小、过大的躲避量一边实现安全的行驶。
如图5所示，在判断为针对远距离地存在的躲避对象物体以低精度计算出移动量的情况下，执行图3所示的行驶方案3。该行驶方案3是针对近距离地存在的物体反映考虑了其相对位置和相对移动量的行驶方案。另一方面，针对存在于远方的物体，进行仅反映考虑其相对位置、假定为静止物体来进行躲避控制。对于远方的物体，距本车辆的相对距离长，到碰撞为止要花费时间，因此只要预先识别为静止物体就能够躲避。即使假设以大的相对速度向本车辆靠近，也能够在经过规定的时间后相对距离缩短时作为近距离地存在的物体来进行躲避控制。
如图6所示，在针对远距离地存在的物体以低精度计算出相对位置和相对移动量、针对近距离地存在的物体以高精度计算出相对位置和相对移动量的情况下，执行图3所示的行驶方案2。该行驶方案2是针对近距离地存在的物体反映考虑了其相对位置和相对移动量的行驶方案。在该情况下，未以高精度计算出存在于远方的物体的相对位置和相对移动量。因而，如果反映考虑存在于远方的物体的相对位置和相对移动量，则本车辆的移动范围受限制的可能性高，因此不会对存在于远方的物体进行躲避行为。
如图7所示，在针对近距离地存在的物体仅相对位置以高精度计算出的情况下，执行图3所示的行驶方案1。该行驶方案1是针对近距离地存在的物体反映考虑了其相对位置的行驶方案，但没有以高精度计算出其移动量，因此不能决定恰当的躲避量。因此，在该行驶方案1中，针对近距离地存在的物体，作为以预先规定的相对速度靠近的靠近物体来进行躲避。在此，所谓规定的相对速度，例如设为本车辆的速度的2倍。通过这样规定，假设在近距离地存在的物体为静止物体的情况下，也能够使碰撞时间变为原来的2倍，即使在物体以相同的速度靠近的情况下，也能够设为恰当的碰撞时间。
返回到图2，在如上述那样决定行驶方案之后，决定能够实现所决定的行驶方案的系统结构(步骤S108)。如之前提及的那样，在系统结构数据库17中存储安装有感知、识别、控制各功能块的各详细功能及其连接关系，来作为能够实现行驶方案的系统结构。例如在如上述那样检测物体时仅使用了雷 达的情况下，实现在图2所示的步骤S107中说明的第一～行驶方案4的系统结构以如下那样的功能块及其连接关系来构成。此外，在图8中表示实现行驶方案3的系统结构例，在图9中表示实现行驶方案1的系统结构例。在两个图中，用虚线示出的部分是作为系统结构整体而被配置，但却是在构成实现所对应的行驶方案的系统上不利用的功能块和连接关系。
在图9所示的实现行驶方案1的系统结构中，感知的功能块31具备利用雷达检测物体的功能，识别的功能块32具备相对位置的识别功能。另外，控制的功能块33针对近距离具备生成假定物体以规定速度靠近时的路径及躲避控制的功能。
在实现行驶方案2的系统结构中，感知的功能块具备利用雷达检测物体的功能，识别的功能块具备相对位置的识别功能和相对速度的识别功能。另外，控制的功能块针对近距离具备生成考虑反映了物体的移动量的路径及躲避控制的功能。
在图8所示的实现行驶方案3的系统结构中，感知的功能块31具备利用雷达检测物体的功能，识别的功能块32具备相对位置的识别功能和相对速度的识别功能。另外，控制的功能块33具备在近距离的情况下生成考虑了物体的移动量的路径及躲避控制的功能、在远距离的情况下生成假定为静止物体的路径、躲避控制的功能。
在实现行驶方案4的系统结构中，感知的功能块具备利用雷达检测物体的功能，识别的功能块具备相对位置的识别功能和相对速度的识别功能。另外，控制的功能块在近距离和远距离的情况下均具备生成考虑了物体的移动量的路径及躲避控制的功能。
返回到图2，在如上述那样决定系统结构之后，随着行驶方案的变更进行系统的重建(步骤S109)。在以软件形式安装了各功能块的功能的情况下，进行所要使用的功能块的选择和各功能块间的变量的移动目的地的变更。
例如，在行驶方案3中，利用雷达检测物体，根据其检测结果来进一步识别物体的相对位置和相对移动量。构成能够进行如下躲避控制的结构：针 对物体的移动量的计算精度高的近距离的物体，进行考虑了物体的移动量的躲避控制，针对物体的移动量的计算精度低的远距离的物体进行假定为静止物体的躲避控制。之后，在下一个控制周期中从行驶方案3转移到行驶方案1的情况下，利用雷达检测物体的方式不变。但是，在计算出物体的相对位置和相对移动量之后，针对近距离的物体仅识别出物体的相对位置，因此在假定物体以规定速度靠近并进行躲避控制的系统中重建系统。
此外，通过硬件的切换还能够切换各功能块的连接关系。例如图10所示，预先用硬件构成感知的功能块31、识别的功能块32、控制的功能块33并将它们相连接。利用软件来实现控制它们的功能块，并进行软件的切换，由此能够进行系统的重建。
接着，在对本车辆进行自主行驶控制之后，有时由于系统结构的变更而产生各行驶方案下的控制指令值的不匹配。因此，需要在考虑上一次的控制指令值之后决定本次的控制指令值。因此，在之前的步骤S109中进行系统的重建之后，判定作为控制指令值是否存在解(步骤S110)。
作为判定方法，例如能够考虑使上一次的控制指令值中的本车辆的移动矢量(表示本车辆的速度和方向)与本次的控制指令值中的移动矢量内的速度和方向双方或者某一方匹配等的处理。在图11中示出了从行驶方案3转移到行驶方案1时的控制指令值的变更例。在图11的(a)所示的上一次的控制周期中采用了行驶方案3，在本车辆行进方向右侧设定了躲避路径。在这种状况下，在图11的(b)所示的本次的控制周期中，不反映考虑存在处于远距离的第二车辆而采用行驶方案1。在这种情况下，在变更后的行驶方案1中，在本车辆的行进方向左右存在两条躲避路径。在此，将上一次的躲避路径设定在了本车辆行进方向右侧，因此为了获得与该躲避路径的匹配性，在本次也选择右侧的躲避路径。
在像这样地决定躲避路径并获得了作为控制指令值的解的情况下，输出本车辆的速度、转角等控制行驶的控制指令值，使得本车辆能够在所决定的躲避路径自主行驶(步骤S111)。另一方面，在不能获得作为控制指令值的解 的情况下，进行请驾驶员进行驾驶操作的意思的信息提示(S112)。此外，在存在多个物体的行驶环境中，实现能够使上述处理(行驶方案)相配合的系统结构，实现适于该行驶场景的行驶控制。
如以上说明那样，在该第一实施方式中，对存在于本车辆的周围的躲避对象物体进行检测，并且识别其相对位置和相对移动量，基于其识别水平来进行对躲避对象物体进行躲避的自主行驶控制。由此，除了能够扩大可进行躲避控制的场景以外，还能够进行适于该场景的躲避控制。
对存在于本车辆的周围的物体进行感知、识别，进行采用了躲避对象物体的移动量的识别状态的有无及其精度的自主行驶控制，由此能够抑制由于感知、识别的精度不足而不能进行自主行驶控制的情况。
对由感知、识别、控制各功能块构成的系统的组合进行变更，由此能够与感知、识别的精度相应地选择能够保证系统的成立性的系统结构。
对基于躲避对象物体的位置的精度和移动量的精度的行驶方案进行定义，因此能够防止系统的过度复杂化并且能够保证行驶中的安全。
基于躲避对象物体的移动量的识别状态，在作为规定的碰撞时间和车间时距的定时进行躲避，因此能够保证获得固定的安全裕度的行驶。
在判断为离本车辆近的距离处检测到躲避对象物体、以低精度计算出移动量的情况下，将躲避对象物体识别为以规定速度靠近的靠近物体来进行躲避，因此能够保证与实际相比获得更大的安全裕度的行驶。
在判断为本车辆的远方检测到躲避对象物体、以低精度计算出移动量的情况下，将躲避对象物体识别为静止物体来进行躲避，因此能够防止对碰撞危险性低的躲避对象物体进行紧急躲避。
当切换各行驶方案时，输出具有与切换前输出的控制指令值相同的移动矢量的控制指令值，由此能够抑制由系统结构的变更引起的自主行驶控制的不适感。
(第二实施方式)
图12是表示本发明的第二实施方式所涉及的车辆用自主行驶控制系统 的结构的图。在第二实施方式中，与之前的第一实施方式的不同点在于，代替行驶方案决定部14而具备新的行驶方案决定部20。该行驶方案决定部20具备新的系统动作水平判断部21来代替在第一实施方式中采用的系统动作水平判断部16。系统动作水平判断部21构成为除了具备与第一实施方式相同的识别状态判断部18以外还具备本车辆位置精度判断部22。除了这些结构以外，与之前的第一实施方式相同，因此省略相同的部分的说明。
行驶方案决定部20除了具备在之前的第一实施方式中采用的行驶方案决定部14所具备的功能以外，还基于由本车辆位置精度判断部22判断出的本车辆的位置的检测精度来决定包括到规定的目的地为止的行驶控制在内的行驶方案。
系统动作水平判断部21除了具备与之前的第一实施方式相同的识别状态判断部18以外还具备本车辆位置精度判断部22。系统动作水平判断部21除了具备系统动作水平判断部16所具备的功能以外，还对由本车辆位置精度判断部22利用GPS等检测出的本车辆的位置的检测精度进行判断。
在以第一阈值的量级检测到本车辆的位置的情况下，本车辆位置精度判断部22判断为以高精度检测出本车辆的位置，该第一阈值被预先设定为判断本车辆的位置的检测精度的高低时的判断值。在以第二阈值的量级检测到本车辆的位置的情况下，本车辆位置精度判断部22判断为以低精度检测出本车辆的位置，该第二阈值被预先设定为判断本车辆的位置的检测精度的高低时的判断值。在此，第一阈值的量级例如能够设定为检测值为数cm左右的量级，第二阈值的量级例如能够设定为检测值为数m左右的量级。
接着，参照图13所示的流程图来说明该第二实施方式的自主行驶控制的过程。此外，关于图13的流程图所示的过程，对之前的图2的流程图所示的过程添加了步骤S201～S203的处理，省略与图2重复的步骤S101～S112的说明。步骤S201～S202所示的处理是进行估计本车辆的位置的检测精度并判断其精度的动作。步骤S203所示的处理进行基于周围信息的识别水平和本车辆的位置的检测精度来决定行驶方案的动作。在此，作为具体的例子，对以下动作 进行说明：为了采用使基于本车辆的位置的检测精度、躲避对象物体的识别水平的躲避与向目的地的移动相配合的控制来实现其控制，对系统进行重建。
在图2中，作为在步骤S101中获取到的车辆信息之一，对本车辆的位置进行检测，此时估计检测精度(步骤S201)。例如，在用GPS检测本车辆的位置的情况下，能够获取捕捉到的卫星数的信息。根据该信息来估计当前检测出的本车辆的位置的精度。即，估计为所捕捉到的卫星数越多检测精度越高。另一方面，在行驶中没有发生滑动的情况下，将对上一次检测时的本车辆的位置追加本车辆的移动量和转向角而得到的结果与当前检测出的本车辆的位置进行比较。由此，估计出本车辆的位置的检测精度。例如图14所示，相对于上一次的控制周期(该图的(a))中的本车辆的位置来检测本次的控制周期(该图的(b))的本车辆的位置。在该本车辆的位置检测中，估计为追加了本车辆的移动量和转向角而得到的位置与利用雷达等实际检测到的位置的偏差越小，则检测精度越高。
当估计出本车辆的位置检测的精度时，接着与第一实施方式同样地执行步骤S102～S105所示的处理，对本车辆周围的路线和躲避对象物体进行识别，并判断周围信息的识别水平。
接着，判断本车辆的位置的检测精度(步骤S202)。关于判断，针对在之前的步骤S201中估计出的检测精度例如至少设定以下所示的两个检测水平。在本车辆的位置的检测值例如为数m左右的量级的精度的情况下，将检测精度设为低精度的检测水平(水平1)，例如在本车辆的位置的检测值为数cm左右的量级的精度的情况下，将检测精度设为高精度的检测水平(水平2)。另外，也可以进一步对低精度的检测水平(水平1)进行细化。例如，在不能检测本车辆的位置，通过使用了车速传感器、陀螺仪传感器、导航系统中的地图匹配的补充运算来估计本车辆的位置的情况下，检测精度为更低的精度且设为比水平1的精度低的水平0。
接着，在利用步骤S106所示的判定结果能够判断周围信息的识别水平、 能够决定行驶方案的情况下，基于周围信息的识别水平和本车辆的位置的检测精度来决定行驶方案(步骤S203)。
在系统结构数据库17中，与需要的识别水平和本车辆的位置的检测精度相对应地预先存储安装有如图15所示的行驶方案1-1～4-2以及能够实现这些行驶方案1～4的系统结构。相对于之前的第一实施方式，反映考虑本车辆的位置的检测精度来构成该第二实施方式的系统结构数据库17。即，在图15中，行驶方案1-1、2-1、3-1、4-1与之前的图3所示的行驶方案1、2、3、4相同，是对躲避对象物体进行躲避的行驶控制。因而，在除行驶方案1-1以外的行驶方案下执行将向目的地的移动与对物体的躲避整合的行驶控制。另外，行驶方案1-2、2-2、3-3、4-4是除了之前的图3所示行驶方案1、2、3、4以外还包括生成到目的地为止的移动路径的行驶方案。
在本车辆的位置的检测精度高的情况下，本车辆的位置的可靠性高，因此例如能够在如图16的(a)所示那样移动到规定的目的地时高精度地生成到目的地为止的路径并进行移动。此时，即使在存在躲避对象物体的情况下，也能够一边恰当地对躲避对象物体进行躲避一边向目的地移动。因而，在本车辆的位置的检测精度高的情况下，设为在一边对躲避对象物体进行躲避一边向目的地进行移动时将这两种行驶控制进行整合的行驶方案。
另一方面，在本车辆的位置的检测精度低的情况下，本车辆的位置的可靠性低，因此例如即使在如图16的(b)所示那样移动到规定的目的地时生成要进行移动的路径，能够按该路径移动的可能性也低。即，这是由于在当前时刻的本车辆的位置不准确的情况下，即使生成了到目的地为止的路径，该路径也不准确，作为结果有可能生成了错误的控制指令值。因此，在本车辆的位置的检测精度低的情况下，设为仅进行对躲避对象物体的躲避控制的行驶方案。此外，在行驶中本车辆的位置的检测精度从低精度转变为高精度的情况下，变更为将躲避对象物体的躲避与向目的地的移动这两种控制进行整合的行驶方案。
接着，在对能够实现与第一实施方式同样地决定的行驶方案的系统结构进行决定、重建之后，输出控制车辆的控制指令值，由此进行实现所决定的行驶方案的自主行驶控制。另一方面，在不能决定行驶方案、得不到作为控制指令值的解的情况下，进行请驾驶员进行驾驶操作的意思的信息提示。
如以上说明那样，在该第二实施方式中，在高精度地检测出本车辆的位置的情况下，生成包括躲避对象物体的躲避在内的向目的地的移动路径，在低精度地检测出本车辆的位置的情况下，仅进行躲避对象物体的躲避。由此，除了在之前的第一实施方式中得到的效果以外，还能够一边可靠地对躲避对象物体进行躲避，一边安全地移到到目的地。
在不能高精度地检测出本车辆的位置的情况下，暂时切换为仅对躲避对象物体进行躲避的行驶控制，因此在本车辆的位置精度模糊的情况下，通过优先进行对躲避对象物体的躲避，能够保证行驶中的安全。
当从不能高精度地检测出本车辆的位置变为能够高精度地检测出本车辆的位置时，切换为使向目的地的移动与对躲避对象物体的躲避相配合的行驶控制，因此能够一边对躲避对象物体进行躲避，一边以顺畅的行驶轨迹向目的地移动。
根据本发明，根据躲避对象物体的位置和移动量的识别状态来决定对躲避对象物体进行躲避的行驶方案，因此能够增加可自主行驶控制的机会，并且能够进行适于行驶环境的自主行驶控制。
(美国指定)
该国际专利申请涉及美国指定，主张2011年8月25日申请的日本专利申请第2011-183363号的优先权，援引基于美国专利法第119条的(a)的优先权的权利，引用了该公开内容。

Claims (16)

1.一种车辆用自主行驶控制系统，检测本车辆以及存在于上述本车辆的周围的躲避对象物体的位置，来决定向目的地移动时应该行驶的路径并进行自主行驶控制，该车辆用自主行驶控制系统的特征在于，
具有行驶方案决定单元，其基于上述本车辆与上述躲避对象物体的距离以及上述躲避对象物体的位置和移动量的计算精度的高低来决定躲避上述躲避对象物体时的行驶方案，
基于以在上述本车辆中实施与由上述行驶方案决定单元决定的行驶方案相应的自主行驶控制的方式所决定的控制指令值，来控制上述本车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置为近距离、以低精度计算出上述躲避对象物体的移动量的情况下，选择将上述躲避对象物体作为以规定的速度靠近的物体来进行躲避的行驶方案。
3.根据权利要求2所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置为近距离、以高精度计算出上述躲避对象物体的移动量的情况下，选择将上述躲避对象物体作为以所检测出的速度移动的物体来躲避的行驶方案。
4.根据权利要求1所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置为远距离、以低精度计算出上述躲避对象物体的移动量的情况下，选择将上述躲避对象物体作为静止物体来进行躲避的行驶方案。
5.根据权利要求4所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置为远距离、以高精度计算出上述躲避对象物体的移动量的情况下，选择将上述躲避对象物体作为以所检测出的速度移动的物体来躲避的行驶方案。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
上述行驶方案决定单元具有：
系统结构数据库，其存储安装有上述躲避对象物体的位置的计算精度和移动量的计算精度以及实施与这些精度相应的行驶方案的系统结构；以及
系统动作水平判断单元，其基于上述躲避对象物体的位置的计算精度和移动量的计算精度来判断并决定实施自主行驶控制的系统结构。
7.根据权利要求6所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
(i)在直接获取到上述躲避对象物体的位置的情况下以及在检测出上述躲避对象物体与上述本车辆的距离为距离阈值以下的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置，
(ii)在不是直接获取上述躲避对象物体的位置且检测出上述躲避对象物体与上述本车辆的距离为上述距离阈值以上的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以低精度计算出上述躲避对象物体的位置，
(iii)在判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的位置和上述本车辆的移动量的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以高精度计算出上述躲避对象物体的移动量，
(iv)在判断为上述躲避对象物体的位置和上述本车辆的移动量的计算精度中的至少一方的精度为低精度的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以低精度计算出上述躲避对象物体的移动量。
8.根据权利要求6所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在上述本车辆不是在易滑的路面上行驶的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以高精度检测出上述本车辆的移动量，
在上述本车辆在易滑的路面上行驶的情况下，上述行驶方案决定单元判断为以低精度检测出上述本车辆的移动量。
9.根据权利要求7或8所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
上述系统动作水平判断单元具有判断上述本车辆的位置的检测精度的本车辆位置精度判断单元，在以第一阈值的量级检测出上述本车辆的位置的情况下，上述本车辆位置精度判断单元判断为以高精度检测出上述本车辆的位置，其中，该第一阈值被预先设定为判断上述本车辆的位置的检测精度的高低时的判断值；在以第二阈值的量级检测出上述本车辆的位置的情况下，上述本车辆位置精度判断单元判断为以低精度检测出上述本车辆的位置，其中，该第二阈值被预先设定为判断上述本车辆的位置的检测精度的高低时的判断值，
上述行驶方案决定单元基于由上述本车辆位置精度判断单元判断出的上述本车辆的位置的检测精度来决定包括到规定的目的地为止的行驶控制在内的行驶方案。
10.根据权利要求7或8所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
上述行驶方案决定单元基于上述躲避对象物体的移动量的识别状态，在成为规定的碰撞时间(TTC)和车间时距(THW)的定时躲避上述躲避对象物体。
11.根据权利要求9所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
上述行驶方案决定单元基于上述躲避对象物体的移动量的识别状态，在成为规定的碰撞时间(TTC)和车间时距(THW)的定时躲避上述躲避对象物体。
12.根据权利要求9所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在由上述本车辆位置精度判断单元判断为上述本车辆的位置的检测精度为低精度的情况下，在判断的期间中断到规定的目的地为止的行驶控制，仅实施只躲避上述躲避对象物体的行驶控制。
13.根据权利要求12所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
在判断为上述本车辆的位置的检测精度为低精度、仅实施只躲避上述躲避对象物体的行驶控制时，在判断为上述本车辆的位置的检测精度从低精度变为高精度而更新了检测精度的情况下，再实施被中断的到目的地为止的行驶控制。
14.根据权利要求1～5中的任一项所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，
当变更由上述行驶方案决定单元决定的行驶方案时，在与变更后的作为候选的多个行驶方案分别对应的控制指令值内存在包含与变更前实施的行驶方案所对应的控制指令值中包含的本车辆的移动矢量相同的移动矢量的控制指令值的情况下，变更后的控制指令值选择包含与变更前相同的本车辆的移动矢量的控制指令值。
15.根据权利要求1所述的车辆用自主行驶控制系统，其特征在于，还具备：
车辆信息获取单元，其至少获取上述本车辆的位置、速度、转向角；
躲避对象物体检测单元，其根据存在于上述本车辆的周围的物体来检测上述躲避对象物体，对所检测出的上述躲避对象物体与上述本车辆的距离以及角度进行检测；以及
周围信息识别单元，其对上述本车辆能够行驶的路线进行识别，并且基于由上述车辆信息获取单元获取到的上述本车辆的位置和由上述躲避对象物体检测单元检测出的上述躲避对象物体与上述本车辆的距离以及角度，来计算上述躲避对象物体相对于上述本车辆的位置，基于所计算出的上述躲避对象物体的位置和上述本车辆的移动量来计算上述躲避对象物体的移动量，其中，上述本车辆的移动量是基于由上述车辆信息获取单元获取到的上述本车辆的速度和转向角而计算出的。
16.一种车辆用自主行驶控制系统，检测本车辆以及存在于上述本车辆的周围的物体的位置，来决定向目的地移动时应该行驶的路径并进行自主行驶控制，该车辆用自主行驶控制系统的特征在于，具备：
车辆信息获取单元，其至少获取上述本车辆的位置、速度、转向角；
躲避对象物体检测单元，其根据存在于上述本车辆的周围的物体来检测躲避对象物体，对所检测出的上述躲避对象物体与上述本车辆的距离以及角度进行检测；
周围信息识别单元，其对上述本车辆能够行驶的路线进行识别，并且基于由上述车辆信息获取单元获取到的上述本车辆的位置和由上述躲避对象物体检测单元检测出的上述躲避对象物体与上述本车辆的距离以及角度，来 计算上述躲避对象物体相对于上述本车辆的位置，基于所计算出的上述躲避对象物体的位置和上述本车辆的移动量来计算上述躲避对象物体的移动量，其中，上述本车辆的移动量是基于由上述车辆信息获取单元获取到的上述本车辆的速度和转向角而计算出的；
行驶方案决定单元，其基于上述本车辆和上述躲避对象物体的距离与被预先设定为判断上述躲避对象物体的位置的计算精度的高低时的判断值的距离阈值的比较结果以及是否直接获取到上述躲避对象物体的位置，来判断上述躲避对象物体的位置的计算精度，基于上述躲避对象物体的位置以及上述本车辆的移动量的计算精度来判断上述躲避对象物体的移动量的计算精度，基于上述躲避对象物体的位置及移动量的计算精度来决定表示躲避上述躲避对象物体时的行驶控制的行驶方案；以及
控制指令值决定单元，其决定以在上述本车辆中实施与由上述行驶方案决定单元决定的行驶方案相应的自主行驶控制的方式控制上述本车辆的控制指令值并输出。
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