CN103842229A - 车辆的驾驶辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题为，在车辆的驾驶辅助系统中，通过驾驶辅助的实施来回避本车辆与其他的立体物发生的冲突的状况。本发明为了解决该课题，提供了一种如下的车辆的驾驶辅助系统，其在本车辆的前进道路上存在有能够成为障碍物的立体物的情况下，通过对本车辆的动量进行变更而求出能够行驶的多个一次路径，且从该多个一次路径中对能够回避立体物的回避路线进行确定，并且以使本车辆沿着所确定的回避路线而行驶的方式对本车辆的动量进行变更，其中，在所述多个一次路径中不存在能够回避立体物的路径的情况下，通过在从这些路径中所选择的路径的中途对本车辆的动量进行再次变更从而回避立体物。

Description

车辆的驾驶辅助系统
技术领域
本发明涉及一种实施用于回避存在于本车辆的前进道路上的立体物的驾驶辅助的技术。
背景技术
一直以来，提出了一种对存在于本车辆的前方的立体物进行检测，且在预测到所检测出的立体物与本车辆的接触的情况下，向驾驶员提出警告或者自动实施用于回避本车辆与立体物之间的接触的驾驶操作的驾驶辅助系统。
在如上所述的驾驶辅助系统中已知一种利用照相机或激光雷达等来对存在于本车辆的周围的立体物进行检测，且根据由立体物的种类或富余时间（TTC:Time To Collision）而确定的危险程度来实施转向或制动操作的辅助的技术（例如，参照专利文献1）。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-204044号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，上述的现有技术中，针对存在于本车辆的周围的全部障碍物，需要对车辆前后方向上的危险程度和车辆左右方向上的危险程度进行运算。因此，在回避了存在于本车辆的前进道路上的立体物之后而欲实施回避其他的立体物的驾驶辅助的情况下，有可能使驾驶辅助系统的运算负载变高。
本发明为鉴于如上所述的事实而完成的发明，其目的在于，提供一种在实施用于回避存在于本车辆的前进道路上的立体物的驾驶辅助的车辆的驾驶辅助系统中，能够在抑制驾驶辅助系统的负载的同时实施有效的驾驶辅助的技术。
用于解决课题的方法
本发明为了解决上述的课题而提出了一种如下的车辆的驾驶辅助系统，其在本车辆的前进道路上存在有能够成为障碍物的立体物的情况下，通过对本车辆的动量进行变更而求出能够行驶的多个路径，且从多个路径中对能够回避立体物的回避路线进行确定，并且以使本车辆沿着所确定的回避路线而行驶的方式对本车辆的动量进行变更，其中，在所述多个路径中不存在能够回避立体物的路径的情况下，将到达回避区域的距离（到达距离）作为参数，来缩小候补回避路线，。
详细而言，本发明的车辆的驾驶辅助系统具备：
识别单元，其对存在于本车辆的周围的立体物进行识别，且生成与该立体物和本车辆的相对位置相关的信息；
设定单元，其根据由所述识别单元生成的信息，来对表示本车辆的当前位置与回避区域、安全区域、不明区域的相对位置的网格图进行设定，其中，所述回避区域为存在立体物的区域，所述安全区域为不存在立体物的区域，所述不明区域为立体物的有无不明的区域；
辅助单元，其在由所述设定单元设定的网格图中本车辆的前进道路经过所述回避区域的情况下，通过对本车辆的动量进行变更，从而求出多个作为本车辆能够行驶的路径的一次路径，并从该多个一次路径中确定作为能够回避所述回避区域的路径的回避路线，且以使本车辆沿着所确定的回避路线而行驶的方式对本车辆的动量进行变更，
所述辅助单元在所述多个一次路径中不存在能够回避所述回避区域的路径的情况下，将到达所述回避区域的距离，即到达距离作为参数，而从所述多个一次路径中选择候补回避路线。此处所说的“候补回避路线”为，通过在该候补回避路线的中途中对本车辆的动量进行变更，从而预测为变得能够回避所述回避区域的路径。
根据本发明的车辆的驾驶辅助系统，在具有回避了存在于本车辆的前进道路上的立体物（以下，称为“第一立体物”）之后而与其他的立体物（以下，称为“第二立体物”）相接触的可能性的情况下，通过回避了第一立体物之后对本车辆的动量再次进行变更，从而将预测为变得能够回避所述回避区域的一次路径选择为候补回避路线。其结果为，能够以候补回避路线作为基准，来设定能够回避第一立体物和第二立体物的双方的回避路线。
此外，由于本发明的车辆的驾驶辅助系统利用从一次路径中选择的候补回避路线来对回避路线进行确定，因此能够减轻驾驶辅助系统所消耗的负载，并且能够迅速地确定回避路线。
本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，在于候补回避路线的中途对本车辆的动量再次进行变更的情况下求出预测为本车辆将要行驶的多个二次路径，并从该二次路径中确定回避路线。
根据这样的结构，可抑制驾驶辅助系统所消耗的负载的增加，且可求出能够回避第一立体物以及第二立体物的回避路线。该结果为，通过实施用于对第一立体物进行回避的驾驶辅助，从而可防止本车辆与第二立体物相碰撞的状况。
另外，此处所说的“本车辆的动量”为，例如，横摆率、或作用于车辆的左右方向上的横向加速度等与车辆的转弯能量相关的动量。此外还可以采用如下方式，即，辅助单元在求出多个一次路径的情况下或求出多个二次路径的情况下，将预测为在使本车辆的转向角向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆所要行驶的多个路径设定为一次路径或二次路径。此处所说的“预定角度”为，例如辅助单元能够变更的转向角的最少量。
在本发明的车辆的驾驶辅助系统中还可以采用如下方式，即，设定单元针对网格图的各个单元，设定表示本车辆行驶时的危险度的值（移动成本）。此时，回避区域的单元的移动成本大于不明区域的单元的移动成本，而且不明区域的单元的移动成本与安全区域的单元的移动成本相比而被设定得较大。
本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，将多个路径设定为二次路径，并且对各个二次路径经过的整个单元的移动成本的总和、即总移动成本进行运算，并将总移动成本最小的二次路径选择为回避路线，其中，所述多个路径为，被预测为在候补回避路线的中途本车辆的转向角向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆进行行驶的路径。
根据这样的方法，在能够回避回避区域的二次路径中，经过不明区域的可能性为最低的二次路径、换句话说安全性最高的二次路径被设定为回避路线。
另外，本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，在根据各个二次路径的总移动成本来对回避路线进行设定的情况下，在上述的多个二次路径中，对于经过不明区域的距离或经过不明区域的单元次数超过了上限值的二次路径，从回避路线的选择项中除去。这是由于，在不明区域内存在立体物的情况下，本车辆从不明区域内经过的距离越长，则本车辆与不明区域内的立体物之间的碰撞的可能性越高。其结果为，在由识别单元识别出的立体物存在于不明区域的情况下，防止在这样的不明区域内对本车辆进行引导的驾驶辅助的实施。
接下来，本发明的车辆的驾驶辅助系统将多个一次路径中的、到达距离为阈值以上的一次路径选择为候补回避路线。此处所说的“阈值”例如为，在以驾驶辅助系统能够控制的最大的变更量、或乘员能够容许的最大的变更量的中的较小一方的变更量来使本车辆的动量变更了的情况下，在能够回避本车辆与立体物之间的碰撞的到达距离上加上余量而得到的值。
在欲将本车辆从到达距离较短的一次路径的中途向能够回避立体物的路径进行引导时，需要大幅度地变更本车辆的动量。其结果为，存在如下的可能性，即，为了回避立体物而所需的动量的变更量超过驾驶辅助系统的控制范围的可能性、或对车辆的乘员作用有很大的G的可能性。
相对于此，在将本车辆从到达距离较长的一次路径的中途向能够回避立体物的路径进行引导的情况下，在能够于驾驶辅助系统的控制范围内对本车辆的动量进行变更的同时，还能够变更动量时作用于乘员的G抑制得较小。由此，只要到达距离为阈值以上的一次路径被选择为候补回避路线，即可在将作用于乘员的G抑制得较小的同时实施能够回避立体物的驾驶辅助。
本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，在存在多个到达距离为阈值以上的一次路径的情况下将到达距离为最长的一次路径选择为候补回避路线。当通过这样的方法来选择候补回避路线时，能够在将作用于乘员的G抑制为最小限度的同时，实施能够回避立体物的驾驶辅助。
此外，本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，将到达距离与相邻的一次路径相比长出预定量以上的一次路径选择为候补回避路线。这是由于，在从到达距离大致相同的一次路径的中途求出二次路径的情况下，能够回避立体物的路径不包含在二次路径内的可能性较高。另外，此处所说的“预定量”为，利用了预先实验等的适当作业而求出的值。
在此，本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，在存在多个到达距离为阈值以上的一次路径的情况、或存在多个到达距离与相邻的一次路径相比长出预定量以上的一次路径的情况下，将该多个一次路径中到达距离为最长的一次路径选择为候补回避路线。在这样的情况下，能够实施可更加可靠地回避立体物的驾驶辅助。
另外，在上述的驾驶辅助系统中，当作为回避路线的选项的二次路径的数变得增多时，存在驾驶辅助系统所消耗的负载增加并且到确定回避路线为止所需要的时间变长的可能性。因此，本发明的车辆的驾驶辅助系统还可以采用如下方式，即，在如下的情况下，不实施所述回避路线的左侧或右侧的二次路径的搜索，所述情况为，通过在候补回避路线的中途使本车辆的转向角向左侧或右侧变化预定角度从而使得本车辆能够行驶的二次路径的到达距离与候补回避路线的到达距离之差小于基准值的情况。
例如，在于候补回避路线的中途使本车辆的转向角向左侧变化预定角度的情况下，只要本车辆行驶时所预测到的二次路径的到达距离与回避路线的到达距离之差小于基准值，则不实施与候补回避路线相比靠左侧的范围内的二次路径的搜索，而仅实施与候补回避路线相比靠右侧的范围内的二次路径的搜索。另一方面，在于候补回避路线的中途使本车辆的转向角向右侧变化预定角度的情况下，只要本车辆行驶时所预测到的二次路径的到达距离与回避路线的到达距离之差小于基准值，则不实施与候补回避路线相比靠右侧的范围内的二次路径的搜索，而仅实施与候补回避路线相比靠左侧的范围内的二次路径的搜索。
当以如此的方式限定二次路径的搜索范围时，可减轻驾驶辅助系统所消耗的负载，并且可迅速地确定回避路线。另外，此处所说的“基准值”为，利用了预先实验等的适当作业而求出的值。
发明的效果
根据本发明，在实施用于回避存在于本车辆的前进道路上的立体物的驾驶辅助的车辆的驾驶辅助系统中，能够在抑制驾驶辅助系统的负载的同时实施有效的驾驶辅助。
附图说明
图1为表示本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统的结构的图。
图2为表示网格图的生成方法的图。
图3为表示对回避区域和安全区域进行设定的方法的图。
图4为表示在本车辆的前进道路上存在立体物（回避区域）的示例的图。
图5为表示在本车辆的前进道路上不存在立体物（回避区域）的示例的图。
图6为表示对回避路线进行确定的方法的图。
图7为表示从回避路线的选择项中除去的路径的一个示例的图。
图8为表示在一次路径中不存在回避路线的示例的图。
图9为表示从一次路径的中途求出二次路径的方法的图。
图10为表示对设定二次路径的范围进行限定的方法的图。
图11为表示分支点的设定方法的图。
图12为表示根据分支点所求出的二次路径中不存在回避路线的示例的图。
图13为表示在将分支点向本车辆侧变更的情况下所求出的二次路径的示例的图。
图14为表示驾驶辅助的执行顺序的程序图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的具体的实施方式进行说明。在此，对将本发明应用于如下的系统中的示例进行说明，所述系统对本车辆的行驶道路或作为障碍物的立体物进行识别，并且实施用于避免从所识别出的行驶道路上的脱离或与立体物之间的碰撞的驾驶辅助。另外，在以下的实施例中所说明的结构表示本发明的一个实施方式，而并不对本发明的结构进行限定。
图1为应用本发明的车辆的驾驶辅助系统的结构按功能单独表示的框图。如图1所示，在车辆中搭载有驾驶辅助用的控制单元（ECU）1。
ECU1为，具备CPU、ROM、RAM、后备RAM，I/O接口等的电子控制单元。在ECU1上电连接有外界识别装置2、横摆率传感器3、车轮速度传感器4、加速度传感器5、制动器传感器6、加速器传感器7、转向传感器8、转向转矩传感器9等各种传感器，且向ECU1输入这些传感器的输出信号。
外界识别装置2包含例如LIDAR（Laser Imaging Detection AndRanging）、LRF（Laser Range Finder）、立体照相机等测定装置中的至少一个，且对与存在于车辆的周围的立体物和本车辆之间的相对位置相关的信息（例如，相对距离或相对角度）进行检测。外界识别装置2相当于本发明所涉及的识别单元。
横摆率传感器3例如被安装在本车辆的车身上，并输出与作用于本车辆上的横摆率γ相关的电信号。车轮速度传感器4被安装在本车辆的车轮上，并且为输出与车辆的行驶速度（车速V）相关的电信号的传感器。加速度传感器5输出与作用于本车辆的前后方向上的加速度（前后加速度）、以及作用于本车辆的左右方向上的加速度（横向加速度）相关的电信号。
制动器传感器6例如被安装在车厢内的制动器踏板上，并输出与制动器踏板的操作转矩（踩踏力）相关的电信号。加速器传感器7例如被安装在车厢内的加速踏板上，并输出与加速踏板的操作转矩（踩踏力）相关的电信号。转向传感器8例如被安装在与车厢内的方向盘相连接的转向杆上，并输出与从方向盘的中立位置起的转弯角度（转向角）相关的电信号。转向转矩传感器9被安装在转向杆上，并输出与向方向盘输入的转矩（转向转矩）相关的电信号。
此外，在ECU1上连接有蜂鸣器10、显示装置11、电动转向系统（EPS）12、电子控制式制动器（ECB）13等各种设备，且这些各种设备通过ECU1而被电控制。
蜂鸣器10为，例如被安装在车厢内并且输出警告音等的装置。显示装置11为，例如被安装在车厢内并且显示各种消息或警告灯的装置。电动转向系统（EPS）12为，利用电动机所产生的转矩来对方向盘的操舵转矩进行助力的装置。电子控制式制动器（ECB）13为，对被设置在各个车轮上的摩擦制动器的工作液压（制动器液压）进行电子调节的装置。
ECU1为了利用上述的各种传感器的输出信号来对各种设备进行控制而具有如下这样的功能。即、ECU1具备：行驶道路识别部100、前进道路预测部101、辅助判断部102、警报判断部103、控制判断部104、以及控制量运算部105。
行驶道路识别部100根据从所述外界识别装置2所输出的信息来生成与本车辆此后所要行驶的道路（行驶道路）相关的信息。例如，行驶道路识别部100在以本车辆作为原点的二维网格图中，生成表示能够成为本车辆的障碍物的立体物（例如，在车道旁延伸的路缘石、护栏、沟、壁、杆、其他车辆等）的位置的网格坐标，或与本车辆相对于该立体物或车道边界的姿态（距离或横摆角等）相关的信息。
在此，根据图2来对网格图的生成方法进行说明。图2为表示道路形状向右转弯时的网格图。另外，图2中的两条实线表示道路的两端，且为用于对网格图的制作方法进行说明而追加的线。
行驶道路识别部100在网格图中，将存在有由外界识别装置2识别出的立体物的位置的单元设定为回避区域（在图2中涂以深色的区域）。接下来，行驶道路识别部100将位于对由外界识别装置2检测出的立体物与本车辆进行连结的假想直线上的单元设定为安全区域（图2中未涂色的区域）。此外，行驶道路识别部100在对外界识别装置2所能够识别的界限位置（例如，网格图的框部分）与本车辆进行连结的假想直线上未识别到立体物的情况下，将位于该假想直线上的单元设定为不明区域。而且，行驶道路识别部100将因立体物而成为死角的位置的单元（从本车辆观察位于立体物的后方的单元）设定为不明区域（图2中涂以浅色的区域）。
另外，在网格图的初始状态下全部的单元均被设定为不明区域。如图3所示，行驶道路识别部100在外界识别装置2识别出立体物时（例如，从外界识别装置2所发出的雷达波的反射波返回到该外界识别装置2时），将与立体物B的位置相对应的单元从不明区域变更为回避区域，且将位于对回避区域与本车辆A进行连结的假想直线上的单元从不明区域变更为安全区域。
当通过这样的方法制作网格图时将不会再出现如下情况，所述情况为，在外界识别装置2发生立体物的检测遗漏的情况下或外界识别装置2存在不能检测的区域的情况下，将有可能存在立体物的区域设定为安全区域的情况。另外，行驶道路识别部100相当于本发明所涉及的设定单元。
前进道路预测部101对如下路径（前进道路）进行预测，所述路径为，被预测为本车辆在维持当前的动量而行驶的状态下进行行驶的情况下所通过的路径。具体而言，前进道路预测部101对本车辆在维持当前的车速V和横摆率γ的状态下行驶时的转弯半径R进行运算，且根据所计算出的转弯半径R和本车辆的宽度来对前进道路进行确定。另外，转弯半径R能够通过车速V除以横摆率γ而求出（R=V/γ）。
辅助判断部102根据行驶道路识别部100所生成的网格图和前进道路预测部101所预测出的前进道路，来判断是否实施驾驶辅助。具体而言，辅助判断部102对在网格图中本车辆的前进道路是否经过回避区域进行判断。此时，如图4所示，在本车辆A的前进道路（图4中的实线箭头）经过回避区域的情况下，辅助判断部102判断为需要实施驾驶辅助。此外，如图5所示，在本车辆A的前进道路（图5中的实线箭头）不经过回避区域的情况下，辅助判断部102判断为不需要实施驾驶辅助。
警报判断部103在通过所述辅助判断部102而判断为需要实施驾驶辅助的情况下，通过实施蜂鸣器10的鸣动、或显示装置11所发出的警告消息或警告灯的显示等，从而促使驾驶员警觉。例如可以采用如下方式，即，警报判断部103在通过所述辅助判断部102而被判断为需要实施驾驶辅助时立即使蜂鸣器10鸣动，或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。此外也可以采用如下方式，即，警报判断部103在本车辆与立体物之间的距离成为了预定距离以下的时间点使蜂鸣器10鸣动、或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。而且也可以采用如下方式，即，警报判断部103针对本车辆与立体物之间的距离最长的路径而对本车辆A到达立体物B的时间进行运算，并且在该运算结果成为了预定时间以下的时间点，使蜂鸣器10鸣动、或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。
在此，所述的预定距离或预定时间也可以根据横摆率传感器3的输出信号或车轮速度传感器4的输出信号而被变更。例如可以采用如下方式，即，在车速较高时与较低时相比，使预定距离或预定时间被设定得较长。此外也可以采用如下方式，即，在横摆率较大时与较小时相比，使预定距离或预定时间被设定得较长。
另外，对驾驶者的警告的方法并不被限定于使蜂鸣器10鸣动的方法、或使警告消息或警告灯显示于显示装置11上的方法，例如也可采用使座椅安全带的紧固扭矩间断性地发生变化的方法。
控制判断部104在通过所述辅助判断部102而判断为需要实施驾驶辅助的情况下，对自动实施为了避免本车辆与立体物之间的碰撞而所需的驾驶操作（以下，称为“回避操作”）的时刻进行确定。
具体而言，控制判断部104可以将本车辆与立体物之间的距离成为预定距离以下的时刻设定为回避操作的实施时刻。此外，控制判断部104也可以采用如下方式，即，对本车辆到达立体物的时间进行运算，且将该运算结果成为预定时间以下的时刻设为回避操作的实施时刻。此处所说的“回避操作”包括利用电动转向系统（EPS）12来对车轮的转向角进行变更的操作，也可以同时应用利用电子控制式制动器（ECB）13来对作用于车轮上的制动力进行变更的操作等。
在此，虽然控制判断部104所使用的预定距离或预定时间可以与所述警报判断部103所使用的预定距离或预定时间同样地根据车速或横摆率来进行变更，但是设定为，与所述警报判断部103所使用的预定距离或预定时间等同或在此以下。
控制量运算部105在由所述控制判断部104而决定了回避操作的实施时刻时，对电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13的控制量进行运算，并且根据所计算出的控制量和由所述控制判断部104所决定的回避操作实施时刻，来对电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13进行控制。
具体而言，控制量运算部105对能够回避本车辆与立体物之间的冲突的回避路线进行确定。在此，根据图6至图13来对回避路线的特定方法进行说明。控制量运算部105求出多个一次路径（图6中的单点划线箭头），其中，所述多个一次路径为，被预测为在使本车辆的转向角按照预定角度变化的情况下本车辆所要行驶的路径。此处所说的“预定角度”相当于ECU1能够控制的转向角的最小量。
控制量运算部105将所述的多个一次路径中的未经过回避区域以及不明区域的一次路径（图6中的Le1、Le2、Le3）选择为回避路线。在存在多个未经过回避区域以及不明区域的一次路径的情况下，控制量运算部105可以选择当前的转向角的变化量最少的一次路径（图6中的Le1）。
此外，在每个网格图的单元上设定有移动成本的情况下，控制量运算部105也可以分别针对所述的多个一次路径来对经过各个一次路径的全部单元的移动成本的总和（总移动成本）进行运算，并选择所计算出的总移动成本为最小的一次路径。此时，控制量运算部105从回避路线的选项中除去经过不明区域的距离（或者经过不明区域的单元的次数）超过上限值的一次路径。例如，如图7所示，在发生了存在于道路的分支部分上的立体物B的识别遗漏的情况下，与立体物B之间发生碰撞的一次路径（图7中的单点划线箭头）会从回避路线的选项中被除去。另外，在存在有多个总移动成本为最小的一次路径的情况下，控制量运算部105可以选择当前的转向角的变化量为最少的一次路径。
此处所说的“移动成本”为，根据经过各个单元时的危险度来决定的值。例如，回避区域的单元的移动成本被设定为大于不明区域的单元的移动成本，而且不明区域的单元的移动成本被设定为大于安全区域的单元的移动成本的值。此时，不明区域的移动成本也可以根据单元的大小来变更。例如可以为，单元的大小为较大时与较小时相比，不明区域的移动成本被设定得较大。这是由于，单元的大小为较大时与较小时相比，在相当于1个单元的范围内存在立体物的可能性变高。这样的移动成本是在行驶道路识别部100制作网格图时被设定的。
但是也可以设想为如下的情况，即，作为用于回避存在于本车辆的前进道路上的立体物（第一立体物）的回避路线，而必须选择具有与其他的立体物（第二立体物）发生碰撞的可能性的路径。例如设想为如下的情况，即，如图8所示，能够回避存在于本车辆A的前进道路（图8中的实线箭头）上的第一立体物B1的全部的一次路径（图8中的单点划线箭头L14、L15、L16）均不能完全回避第二立体物B2的情况。
在上述的这种情况下，控制量运算部105通过在一次路径的中途使本车辆的转向角再次进行变更来对能够回避第一以及第二立体物B1、B2的路径（回避路线）进行确定。此时，如果针对全部的多个一次路径实施回避路线的搜索，则驾驶辅助系统的运算负载会过大，并且存在到回避路线被确定为止所需要的时间变长的可能性。
在此，在控制量运算部105中，选择到达距离为阈值以上、而且相对于相邻的一次路径的到达距离而长于预定量以上的一次路径，且仅针对所选择的一次路径（候补回避路线）来实施回避路线的搜索。
当设定有如上所述的条件时，例如，图8中的一次路径L10、L11、L12由于与相邻的一次路径的到达距离之差小于预定量，并且到达距离小于阈值，因此从候补回避路线的选项中被去除。图8中的一次路径L13由于到达距离小于阈值，因此从候补回避路线的选项中被去除。图8中的一次路径L15虽然到达距离为阈值以上，但是由于与相邻的一次路径14相比到达距离较短，因此从候补回避路线的选项中被去除。图8中的一次路径L16虽然到达距离为阈值以上，但是由于与相邻的一次路径L15相比到达距离变短，因此从候补回避路线的选项中被去除。由此，在图8所示的示例中，一次路径L14被设定为候补回避路线。
接下来，如图9所示，控制量运算部105将被设定为候补回避路线的中途的分支点（图9中的点S）作为起点，从而求出如下的二次路径（图9中的实线箭头），所述二次路径为，被预测为使转向角向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆所要行驶的路径。接下来，控制量运算部105在多个二次路径中对回避路线进行确定。此时的确定方法与在多个一次路径中对回避路线进行确定的方法相同。即，控制量运算部105将多个二次路径中不经过回避区域以及不明区域的二次路径选择为回避路线。另外，在每个网格图的单元上设定有移动成本的情况下，控制量运算部105也可以选择所述多个二次路径中总移动成本为最小的二次路径。此时，控制量运算部105可从回避路线的选项中去除经过不明区域的距离（或者经过不明区域的单元的次数）超过上限值的二次路径。而且，控制量运算部105在不经过回避区域以及不明区域的二次路径、或者总移动成本为最小的二次路径存在有多个的情况下，也可以选择候补回避路线的转向角的变化量为最少的二次路径。
但是，当针对多个二次路径中的每一个而实施是否能够回避回避区域的判断处理或总移动成本的运算处理时，存在驾驶辅助系统的运算负载过大的可能性，并且存在到回避路线被确定为止所需要的时间变长的可能性。
对此，控制量运算部105也可以限定候补回避路线的右侧或左侧中的某一方来求出二次路径。详细而言，如图10所示，控制量运算部105求出如下的二次路径L20和二次路径L21，其中，所述二次路径L20为，被预测为在分支点处使转向角向右侧变化预定角度的情况下本车辆所要行驶的路径，所述二次路径L21为，被预测为在分支点处使转向角向左侧变化预定角度的情况下本车辆所要行驶的路径。接下来，控制量运算部105通过从二次路径L20、L21的各自的到达距离（本车辆与分支点之间的候补回避路线的长度加上分支点与立体物之间的二次路径的长度而得到的值）中减去候补回避路线的到达距离（从本车辆对立体物的候补回避路线的长度），来对到达距离的延长量进行运算。即，控制量运算部105对相对于候补回避路线的到达距离的、二次路径的到达距离的增加量（延长量）进行运算。控制量运算部105可以设定为，在二次路径L20、L21中的任意一个的延长量小于基准值的情况下，不实施对与该二次路径相同方向上的二次路径的搜索。
例如，在二次路径L20的延长量小于基准值的情况下，控制量运算部105在与候补回避路线相比靠左侧的范围内实施二次路径的搜索。另一方面，在二次路径L21的延长量小于基准值的情况下，控制量运算部105在与候补回避路线相比靠右侧的范围内实施二次路径的搜索。由此，由于当二次路径的搜索范围被缩小时，驾驶辅助系统的运算负载将被减轻，因此能够缩短到回避路线被确定为止所需要的时间。另外，在二次路径L20、L21的双方的延长量小于基准值的情况下，控制量运算部105也可采取如下方式，即，在候补回避路线的右侧以及左侧的双方中搜索二次路径、或者仅对与到达距离较长一方的二次路径相同的方向上实施二次路径的搜索。
另外，上述的分支点可以在候补回避路线上每隔固定间隔而设定。但是，当分支点的个数变多时，需要在每个分支点处对二次路径进行搜索，从而使驾驶辅助系统的运算负载将升高。对此，如图11所示，控制量运算部105从本车辆侧每隔固定间隔（例如，在固定距离、或固定时间内本车辆行驶的距离）依次对与在候补回避路线的横向上的立体物之间的距离、即横向距离（图11中的d1、d2、d3、d4、d5、d6）进行运算。接下来，控制量运算部105对横向距离相对于上一个横向距离而长出固定距离以上的位置设定为分支点。此处所说的“固定距离”为，在已经计算出的多个横向距离中最短的横向距离上加上外界识别装置2的检测误差和余量而得到的距离。例如，如图11所示，在实施横向距离d6的运算的时间点上，“固定距离”为在d1、d2、d3、d4、d5中最短的横向距离（例如，图11中的d5）上加上外界识别装置2的检测误差和余量而得到的距离。此外，在候补回避路线的左右存在立体物的情况下，控制量运算部105在候补回避路线的右侧的横向距离和左侧的横向距离中，使用某较短一方的距离来作为所述的横向距离。
但是，在根据上述的分支点而求出了多个二次路径的情况下，如图12所示，在这些二次路径之中也有可能不存在能够回避第二立体物B2的二次路径。在这样的情况下，如图13所示，控制量运算部105也可以将分支点的位置向本车辆侧进行变更。此时的变更量Δｌ能够通过以下的数学式而求出。
Δｌ=d/tanθmax
上述的式中的d为，在即将运算出分支点的横向距离之前所计算出的横向距离（例如，图11中的d5），且θmax为，通过驾驶辅助系统而能够控制的转向角的最大值。
当通过这样的方法而使分支点的位置向本车辆侧变更时，如图13所示，能够求出可回避第二立体物B2的二次路径。其结果为，能够对可回避第一立体物B1以及第二立体物B2的回避路线进行设定。另外在多个二次路径中不存在回避路线的情况下，也可以采用如下方式，即，控制量运算部105从多个二次路径中选择候补回避路线，且从所选择的候补回避路线的中途求出多个三次路径。即，控制量运算部105也可以反复执行候补回避路线的选择处理、分支点的设定处理、以及在分支点处使本车辆的动量变更时的路径的确定处理，直到找到回避路线为止。
在此，所述的控制量运算部105相当于本发明所涉及的辅助单元。
根据以如上所述的方式而构成的ECU1，能够在抑制ECU1的运算负载的增加的同时，尽可能地回避如下的驾驶辅助的实施，所述驾驶辅助为，向立体物的有无为不明的区域内对本车辆进行引导的驾驶辅助、或将本车辆向与存在于本车辆的前进道路上的立体物之外的立体物发生碰撞的区域进行引导的驾驶辅助。
以下，按照图14来对本实施例的驾驶辅助的执行顺序进行说明。图14为通过ECU1而被反复执行的处理程序，且被预先存储于ECU1的ROM等中。
在图14的处理程序中，ECU1首先在S101中读取外界识别装置2的输出信号、横摆率传感器3的输出信号（横摆率γ）、车轮速度传感器4的输出信号（车速V）、转向角传感器10的输出信号（转向角θ）等。
在S102中，ECU1根据外界识别装置2的输出信号来生成网格图。即，ECU1在全部单元被设定为不明区域的网格图中，将存在立体物的位置的单元变更为回避区域，并且将立体物与本车辆之间的单元变更为安全区域。而且，ECU1也可以对各个单元设定移动成本。
在S103中，ECU1根据横摆率γ和车速V来对本车辆的前进道路进行预测（进行运算）。
在S104中，ECU1根据在所述S102中生成的网格图和在所述S103中预测出的前进道路，来对在本车辆的前进道路上是否存在立体物进行判断。在S104中做出否定判断的情况下，ECU1暂时结束本程序的执行。另一方面，在S104中做出肯定判断的情况下，ECU1进入S105。
在S105中，ECU1求出一次路径。详细而言，ECU1首先对如下的多个一次路径进行运算，所述多个一次路径为，被预测为在所述S101中所读取的转向角θ向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆所要通过的路径。而且，ECU1也可以针对多个一次路径中的每一个对总移动成本进行运算。
在S106中，ECU1对所述S105中所求得的多个一次路径中是否存在能够回避回避区域以及不明区域的回避路线进行判断。另外，在网格图的各个单元上设定有移动成本的情况下，ECU1在S106中，对多个一次路径中是否存在总移动成本为容许界限值以下的一次路径进行判断。此处所说的“容许界限值”例如为，不经过回避区域、且经过不明区域的距离（或者经过不明区域的单元的次数）为上限值以下的一次路径所能够取得的最大的总移动成本。
在所述S106中做出肯定判断的情况下，ECU1进入S107，并对是否为驾驶辅助的实施时刻进行辨别。详细而言，ECU1对本车辆与立体物之间的距离是否为预定距离以下、或者本车辆到达立体物为止的时间是否为预定时间以下进行判断。在S107中做出否定判断的情况下，ECU1暂时结束本程序的执行。另一方面，在S107中做出肯定判断的情况下，ECU1进入S108。
在S108中，ECU1对电动转向系统（EPS）12进行控制以使本车辆沿着回避路线而行驶。详细而言，ECU1对电动转向系统（EPS）12进行控制以使转向角θ与对应于回避路线的转向角相一致。另外，在未经过回避区域以及不明区域的一次路径、或者总移动成本为容许界限值以下的一次路径存在多个的情况下，ECU1选择当前的转向角θ的变化量为最小的一次路径作为回避路线，且根据所选择的回避路线的转向角来对电动转向系统（EPS）12进行控制。
在所述S106中做出否定判断的情况下，ECU1进入S109。在S109中，ECU1从多个一次路径中选择候补回避路线。详细而言，ECU1在多个一次路径中将如下的一次路径选择为候补回避路线，所述一次路径为，到达距离为阈值以上、而且相对于相邻的一次路径的到达距离而长出预定量以上的一次路径。
在S110中，ECU1将分支点设定在所述S109中所选择的候补回避路线上。详细而言，ECU1在候补回避路线上，从本车辆侧起每隔固定间隔而对横向距离进行运算。接下来，ECU1将横向距离相对于上一个横向距离而长出了固定距离以上的位置设定为分支点。
在S111中，ECU1根据所述S110中所设定的分支点来求出多个二次路径。详细而言，ECU1求出如下的多个二次路径，所述二次路径为，被预测为在所述分支点处使转向角向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆所要行驶的路径。此时，ECU1也可以限定候补回避路线的右侧或左侧中的任意一方而求出二次路径。ECU1在执行S111的处理之后再次执行S106以后的处理。
当通过如上所述的方法来实施驾驶辅助时，在发生了外界识别装置2的识别遗漏的情况下，能够通过驾驶辅助的实施来避免本车辆与其他的立体物碰撞的状况。而且，在如具有回避了存在于本车辆的前进道路上的立体物之后与其他的立体物发生碰撞的可能性的情况这样的、在本车辆的周围存在多个立体物的情况下，能够在抑制ECU1的运算负载的增加的同时对能够回避这些立体物的复杂的回避路线进行设定。其结果为，能够实现通过驾驶辅助的实施而获得的安全性提高。
符号说明
1 ECU
2 外界识别装置
3 横摆率传感器
4 车轮速度传感器
5 加速度传感器
6 制动器传感器
7 加速器传感器
8 转向角传感器
9 转向转矩传感器
10 蜂鸣器
11 显示装置
12 电动转向系统（EPS）
13 电子控制式制动器（ECB）
100 行驶道路识别部
101 前进道路预测部
102 辅助判断部
103 警报判断部
104 控制判断部
105 控制量运算部

Claims (8)

1.一种车辆的驾驶辅助系统，具备：
识别单元，其对存在于本车辆的周围的立体物进行识别，且生成与该立体物和本车辆的相对位置相关的信息；
设定单元，其根据由所述识别单元生成的信息，来对表示本车辆的当前位置与回避区域、安全区域、不明区域的相对位置的网格图进行设定，其中，所述回避区域为存在立体物的区域，所述安全区域为不存在立体物的区域，所述不明区域为立体物的有无不明的区域；
辅助单元，其在由所述设定单元设定的网格图中本车辆的前进道路从所述回避区域经过的情况下,通过对本车辆的动量进行变更，从而求出多个作为本车辆能够行驶的路径的一次路径,并从该多个一次路径中确定作为能够回避所述回避区域的路径的回避路线,且以使本车辆沿着所确定的回避路线而行驶的方式对本车辆的动量进行变更，
所述辅助单元在所述多个一次路径中不存在能够回避所述回避区域的路径的情况下，将到达所述回避区域的距离、即到达距离作为参数，而从所述多个一次路径中选择候补回避路线。
2.如权利要求1所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元通过在所述候补回避路线的中途对本车辆的动量进行变更，从而求出多个作为本车辆能够行驶的路径的二次路径，并从该多个二次路径中确定回避路线。
3.如权利要求1或2所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元将所述多个一次路径中的、所述到达距离为阈值以上的一次路径选择为候补回避路线。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元将所述到达距离与相邻的一次路径相比长出预定量以上的一次路径选择为候补回避路线。
5.如权利要求3所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元在存在多个所述到达距离为阈值以上的一次路径的情况下，将所述到达距离最长的一次路径选择为候补回避路线。
6.如权利要求4所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元在存在多个所述到达距离与相邻的一次路径相比长出预定量以上的一次路径的情况下，将所述到达距离最长的一次路径选择为候补回避路线。
7.如权利要求2至6中的任意一项所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元将在所述候补回避路线的中途使本车辆的转向角向左右分别变化了预定角度的情况下本车辆能够行驶的多个路径，设定为二次路径。
8.如权利要求7所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，
所述辅助单元在如下的情况下，不实施所述回避路线的左侧或右侧的二次路径的搜索，所述情况为，通过在所述候补回避路线的中途使本车辆的转向角向左侧或右侧变化预定角度从而使得本车辆能够行驶的二次路径的到达距离与所述候补回避路线的到达距离之差小于基准值的情况。
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