CN106064626B - 车辆行驶控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆行驶控制装置，包括：获取单元，其获取车辆的周围信息；外部情况判定单元，其基于车辆的周围信息判定在相邻车道中是否存在车辆将进入的空间；以及车辆控制单元，其使得车辆沿着行驶轨迹改变车道，该行驶轨迹预定为将车道从行驶车道改变到相邻车道。车辆控制单元被配置为：如果外部情况判定单元判定不存在所述空间，则使车辆沿着行驶轨迹移动，并且将等待状态下的车辆置于等待位置处，并且被配置为：如果在车辆置于等待状态下的同时，外部情况判定单元判定存在所述空间，则使车辆从等待位置移动到所述空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆行驶控制装置。
背景技术
美国专利文献No.8457827描述了一种车辆的行驶控制装置。美国专利No.8457827中描述的装置基于当前车辆状态和当前环境信息而预测车辆周围的其他车辆的行为。该装置基于其他车辆的预测的行为而进行车辆的自动驾驶。
当车辆要将车道改变到相邻车道，而相邻车道拥挤时，有时在相邻车道中行驶的车辆之间的车间距离短并且在相邻车道中行驶的车辆之间不存在车辆改变车道所要求的空间。在这种情况下，存在车辆不能够自动改变车道的可能性。例如，作为在拥挤的相邻车道中行驶的其他车辆的行为的预测的结果，如果车辆的行驶控制装置预测车间距离比车辆挤在车辆之间所需的空间短，则在改变车辆直到车间距离变得足够长之前，车辆必须等待。在该技术领域中，已经变得更加期待一种易于将车道改变到拥挤车道中的车辆行驶控制装置。
发明内容
本发明的一方面涉及一种车辆行驶控制装置，其使得在行驶车道中行驶的车辆将车道改变到相邻车道，该相邻车道与该行驶车道相邻并且是拥堵的。车辆行驶控制装置包括：获取单元、外部情况判定单元和车辆控制单元。获取单元被配置为获取车辆的周围信息。外部情况判定单元被配置为基于所述车辆的所述周围信息，来判定在所述相邻车道中是否存在所述车辆将进入的空间。车辆控制单元被配置为使得所述车辆沿着行驶轨迹而改变所述车道，所述行驶轨迹被预定为将所述车道从所述行驶车道改变为所述相邻车道。所述车辆控制单元被配置为：如果所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，则使所述车辆沿着所述行驶轨迹移动，并且在所述行驶车道与所述相邻车道之间的车道边界上的等待位置处，或者在所述行驶车道中距离所述车道边界预定距离之内的等待位置处，将所述车辆置于等待状态下，并且所述车辆控制单元被配置为：如果外部情况判定单元判定在所述车辆置于所述等待状态下时，存在所述空间，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述空间。
根据上述方面，如果在拥挤的相邻车道中不存在车辆将进入的空间，则所述车辆行驶控制装置使车辆沿着行驶轨迹移动，并且在所述行驶车道与所述相邻车道之间的车道边界上的等待位置处，或者在所述行驶车道中距离所述车道边界预定距离之内的等待位置处，将所述车辆置于等待状态下。因此，车辆行驶控制装置能够请求在相邻车道中行驶的其他车辆或者其他车辆的驾驶员留出用于车道改变的空间。当在车辆置于等待状态下时，使得空间变得可用时，车辆行驶控制装置使车辆从等待位置移动到空间。以这种方式，车辆行驶控制装置能够请求在相邻车道中行驶的其他车辆留出空间，使得易于将车道改变到拥挤的相邻车道。
在以上方面中，车辆行驶控制装置可以还包括停止判定单元，其被配置为在所述车辆被置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件。所述车辆控制单元可以被配置为：如果在所述车辆置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述行驶车道中的预定位置。
根据上述方面，如果发出留出用于车道改变的空间的请求，而相邻车道中行驶的其他车辆不留出空间的情况继续，则行驶控制控制装置停止车道改变，并且使车辆从等待位置移动到行驶车道中的预定位置。这避免了车辆将浪费地继续发出留出用于车道改变的请求的情况。
在以上方面中，车辆行驶控制装置可以还包括停止判定单元，其被配置为在所述车辆被置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件。所述车辆控制单元被配置为：如果在所述车辆被置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则终止所述车辆的行驶控制。在这种情况下，如果发出留出用于车道改变的空间的请求，而在相邻车道中行驶的其他车辆不留出空间的情况继续，则车辆行驶控制装置可以将驾驶切换到手动驾驶，以使得车辆的驾驶员能够判定车辆的后续行为。
在以上方面中，车辆行驶控制装置，还可以包括：停止判定单元，其被配置为：在所述车辆置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件；以及警告单元，其被配置为：如果在所述车辆被置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则对所述车辆的驾驶员发出警告。
在这种情况下，车辆行驶控制装置能够通知车辆的驾驶员应当停止车道改变。
在以上方面中，所述停止判定单元可以被配置为：如果在所述相邻车道中平行行驶的预定数量以上的车辆已经经过所述车辆，则判定满足所述车道改变停止条件。在这种情况下，如果向预定数量以上的其他车辆(平行行驶)发出了留出用于车道改变的空间的请求，而不能够获得空间，则车辆行驶控制装置能够停止车道改变。
在以上方面中，所述停止判定单元可以被配置为：如果所述车辆与在前车辆之间的车间距离等于或者大于第一距离，并且如果所述车辆与后续车辆之间的车间距离等于或者小于第二距离，则判定满足所述车道改变停止条件，所述在前车辆是在所述行驶车道中在所述车辆前方行驶的车辆，所述后续车辆是在所述行驶车道中在所述车辆后方行驶的车辆。在这种情况下，车辆行驶控制装置能够避免否则可能由请求留出车道改变的空间而导致的交通拥堵。
根据本发明的方法和实施例，车辆行驶控制装置使得车辆易于将车道改变为拥挤的车道。
附图说明
下面，将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业重要性，其中，相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出实施例中的车辆行驶控制装置安装在其上的车辆的构造的方框图；
图2是示出拥挤的相邻车道的实例的图；
图3是示出到拥挤的相邻车道的行驶轨道的实例的图；
图4A是示出将车道改变到拥挤的相邻车道的实例的图；
图4B是示出将车道改变到拥挤的相邻车道的实例的图；
图4C是示出将车道改变到拥挤的相邻车道的实例的图；
图5A是示出等待位置的实例的图；
图5B是示出等待位置的实例的图；
图6是示出车道改变停止处理的实例的图；并且
图7是示出在本实施例中的车辆行驶控制装置的操作的实例的流程图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的实施例。在以下说明中，相同的参考标号用于相同的或者等同的元件，并且将省略重复说明。
图1是示出实施例中的车辆行驶控制装置10安装在其上的车辆V的构造的块图。如图1所示，车辆系统100安装在诸如乘用汽车这样的车辆V上。其中包括车辆行驶控制装置10的车辆系统100是使得车辆V能够自动改变车道的系统。例如，当车辆将车道改变为拥挤的车道时，车辆行驶控制装置10通知在车辆将改变的车道中行驶的车辆挤入该排车辆的意向，以要求他们留出车道改变所要求的空间。下面描述车辆系统100的构造。
车辆系统100包括外传感器1、全球定位系统(GPS)接收单元2、内传感器3、地图数据库4、导航系统5、致动器6、人机交互界面(HMI)7和ECU10A。
外传感器1是用于检测作为车辆V的周围信息的外部情况的检测设备。外传感器1包括摄像机、雷达和激光成像探测与测距(LIDAR)中的至少一者。
摄像机是捕捉车辆V的外部情况的捕捉设备。摄像机设置在例如车辆V的挡风玻璃的内侧上。摄像机可以是单目摄像机或者立体摄像机。立体摄像机包括两个捕捉单元，该两个捕捉单元布置成使得右眼与左眼之间的视差能够再现。由立体摄像机捕捉的信息还包括深度方向信息。摄像机将关于车辆V的外部情况的捕捉到的信息输出到ECU10A。
雷达利用无线电波检测车辆V外侧的物体。例如，无线电波是毫米波。雷达通过将无线电波发送到车辆V的周围并且通过接收由物体反射的无线电波而检测物体。雷达能够输出到物体的距离或者物体的方向，作为物体信息。雷达将检测到的物体信息输出到ECU10A。当在随后的阶段中进行传感器融合时，可以将关于反射的无线电波的接收信息输出到ECU10A。
LIDAR利用光检测车辆V外侧的物体。LIDAR通过将光发送到车辆V的周围并且通过接收由物体反射的光，而测量到反射点的距离，并且检测物体。LIDAR能够输出到物体的距离或者物体的方向，作为物体信息。LIDAR将检测到的物体信息发送到ECU10A。当在随后阶段进行传感器融合时，可以将反射的光的接收信息输出到ECU10A。不必须安装摄像机、LIDAR和雷达中的两者以上。
GPS接收单元2从三个以上的GPS卫星接收信号，以获取表明车辆V的位置的位置信息。位置信息包括经度和纬度。GPS接受单元2将关于车辆V所测量的位置信息输出到ECU10A。应当注意的是，可以使用能够识别车辆V的位置的经度和纬度的其他单元来代替GPS接收单元2。
内传感器3是根据车辆V的行驶状态检测信息的检测设备。内传感器3包括用于根据车辆V的行驶状态检测信息的车速传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器中的至少一者。
车速传感器是检测车辆V的速度的检测设备。例如，使用车轮速度传感器作为车速传感器。车轮速度传感器设置在车辆V的车轮上，或者在诸如驱动轴这样的与车轮协同转动的构件上，以检测车轮的转速。车速传感器将包括车辆V的速度的车速信息(车轮速度信息)输出到ECU10A。
加速度传感器是检测车辆V的加速度的检测设备。例如，加速度传感器包括：纵向加速度传感器，其检测车辆V的纵向上的加速度；和横向加速度传感器，其检测车辆V的横向加速度。加速度传感器将包括车辆V的加速度的加速度信息输出到ECU10A。
横摆角速度传感器是检测绕着在车辆V的重心处的铅垂轴的横摆角速度(转向角速度)的检测设备。例如，陀螺仪传感器可以用作横摆角速度传感器。横摆角速度传感器将包括车辆V的横摆角速度的横摆角速度信息输出到ECU10A。
地图数据库4是存储地图信息的数据库。例如，地图数据库4形成在安装于车辆V上的硬盘驱动(HDD)中。地图信息包括道路的位置信息、道路形状的信息以及十字路口和交叉点的位置信息。道路形状的信息包括道路是曲线道路还是直线道路、曲线道路的曲率等的信息。另外，当车辆系统100使用诸如建筑物或者墙壁这样的遮蔽物结构的位置信息或者同步定位与建图(SLAM)技术时，地图信息可以包括外传感器1的输出信号。地图数据库4还可以存储在诸如信息处理中心这样的能够与车辆V通信的设施中的计算机中。
导航系统5是将车辆V的驾驶员引导到由车辆V的驾驶员设定在地图上的目的地的装置。基于由GPS接收单元2所测量的车辆V的位置信息和存储在地图数据库4中的地图信息，导航系统5计算车辆V将沿着其行驶的路径。路径可以是在多车道区域中识别车辆V将在其中行驶的行驶车道的路径。导航系统5计算过从车辆V的位置到目的地的目标路径，并且通过在显示装置上显示或者通过从扬声器输出的声音来通知驾驶员关于所计算的目标路径。导航系统5将车辆V的目标路径的信息输出到ECU10A。导航系统5可以使用存储在诸如信息处理中心这样的能够与车辆V通信的设施中的计算机中。例如，导航系统5可以经由通信从设施中的计算机获取交通拥堵信息，该信息表明了道路的交通拥堵状态。由导航系统5进行的处理的一部分也可以由设施中的计算机进行。
致动器6是进行车辆V的行驶控制的装置。致动器6至少包括油门致动器、刹车致动器和转向致动器。油门致动器根据来自ECU10A的控制信号来控制到发动机的空气供给量(节气门角度)，以控制车辆V的驱动力。当车辆V是混合动力车辆或者电动车辆时，致动器6不包括油门致动器，并且在这种情况下，控制信号从ECU10A输入到作为电源的电机，以控制驱动力。
制动致动器根据从ECU10A接收的控制信号来控制制动系统，以控制要施加到车辆V的车轮的控制力。可以使用液压制动系统作为制动系统。转向致动器根据从ECU10A接收的控制信号来控制辅助电机的驱动，该辅助电机是用于控制转向扭矩的电动动力转向系统的一个部件。由此，转向致动器控制车辆V的转向扭矩。
HMI7是用于在车辆V的乘员(包括驾驶员)与车辆系统100之间输出和输入信息的界面。HMI7具有：显示面板，用于向乘客显示图像信息；扬声器，用于输出声音；以及操作按钮或者触摸面板，用于使得乘客能够进行输入操作。HMI7包括自动车道改变ON/OFF开关。该开关是输入单元，乘客经由该输入单元键入用于启动车道改变的请求操作。自动车道改变ON/OFF开关还可以被配置为使得乘客能够键入用于终止自动车道改变的请求操作。响应于由乘客执行的启动或者终止自动车道改变的请求操作，自动车道改变ON/OFF开关将表明自动车道改变的启动或者自动车道改变的终止的信息输出到ECU10A。输入单元不限于开关，而可以是任意单元，该任意单元能够使得乘客键入表明驾驶员的启动或者终止自动车道改变的意图的信息。例如，输入单元可以是自动车道改变启动按钮或自动车道改变终止按钮、或者可以是在屏幕上显示的用于驾驶员的操作的按钮或者开关的物体。HMI7可以利用无线连接的移动信息终端而将信息输出到乘客，或者可以利用移动信息终端接收来自乘客的输入操作。
ECU10A控制车辆V。ECU10A是电子控制单元，其包括：中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、和控制器局域网(CAN)通信电路。ECU10A连接到利用CAN通信电路进行通信的网络，ECU10A连接到车辆V的上述元件，使得ECU10A能够与这些元件通信。例如，基于从CPU输出的用于输入或者输出数据的信号，ECU10A使得CAN通信电路运行，将输入数据存储在RAM中，将存储在ROM中的程序加载到RAM中，并且执行加载到RAM中的程序。以这种方式，ECU10A完成稍后将描述的ECU10A的元件的功能。ECU10A可以由多个电子控制单元构成。
ECU10A包括：车辆位置识别单元11、外部情况识别单元12(获取单元和外部情况判定单元的实例)、行驶状态识别单元13、行驶轨迹生成单元14、响应判定单元15、停止判定单元16(停止判定单元的实例)、警告单元17(警告单元的实例)、以及行驶控制单元18(车辆控制单元的实例)。在本实施例中，车辆行驶控制装置10通过包括以下而构成：车辆位置识别单元11、外部情况识别单元12、行驶状态识别单元13、行驶轨迹生成单元14、响应判定单元15、停止判定单元16、警告单元17和行驶控制单元18。
车辆行驶控制装置10使得在行驶车道中行驶的车辆V将车道改变为与行驶车道相邻的拥挤的相邻车道。仅要求车辆行驶控制装置10包括：外部情况识别单元12、响应判定单元15和行驶控制单元18，而不必须包括车辆位置识别单元11、行驶状态识别单元13、行驶轨迹生成单元14、停止判定单元16和警告单元17。
基于由GPS接收单元2所接收的车辆V的位置信息和存储在地图数据库4中的地图信息，车辆位置识别单元11在地图上识别车辆V的位置(后文中，称为“车辆位置”)。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现车辆位置识别单元11。车辆位置识别单元11还可以通过从导航系统5获取导航系统5所使用的车辆位置而识别车辆位置。当能够利用安装在车辆外侧例如，道路上的传感器来测量车辆位置时，车辆位置识别单元11可以经由通信从该传感器获取车辆位置。
外部情况识别单元12获取车辆V的周围信息。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现外部情况识别单元12。周围信息是指表明在距离车辆V预定范围之内的环境或者情况的信息。例如，外部情况识别单元12获取外传感器1的检测结果作为车辆V的周围信息。外传感器1的检测结果包括由摄像机捕捉的信息、由雷达检测到的物体信息、或者由LIDAR检测到的物体信息。外部情况识别单元12还可以经由通信而获取由导航系统5输出的交通拥堵信息，作为车辆V的周围信息。
外部情况识别单元12基于所获取的信息来识别车辆V的外部情况。车辆V的外部情况可以包括如下信息：关于行驶道路的分支、交叉点、交通管制、车辆V在其中行驶的行驶车道的白线的位置或者车道中心的位置、道路宽度以及道路形状的信息。道路形状可以是有效地用于外部传感器1的前方估计的行驶车道的曲率和道路表面的斜率的改变和波动。车辆V的外部情况可以是诸如车辆V周围的障碍物或者其他车辆这样的物体的情况。物体的情况可以包括如下信息：用于区分非移动障碍物与移动障碍物的信息、车辆V周围的障碍物的位置、车辆V周围的障碍物的移动方向、以及车辆V周围的障碍物的相对速度。另外，车辆V的外部情况可以包括车辆V正在其中行驶的车道的拥堵状态，以及与车辆V正在其中行驶的车道相邻的相邻车道的拥堵状态。例如，外部情况识别单元12识别出：当在相邻车道中行驶的车辆之间的距离等于或者短于预定的距离(例如，10m或者更短)时，相邻车道是拥堵的。或者，外部情况识别单元12可以识别出：当在相邻车道中行驶的车辆的平均速度或者最大速度等于或者低于预定的速度时(例如，高速公路上的最大速度等于或者低于20km/h)，相邻车道是拥堵的。
图2是示出拥挤的相邻车道的实例的图。在图2中，车辆V正在行驶车道R1(白线RL1与车道边界RL3之间的车道)中行驶，并且多个车辆X1至X5正在相邻车道R2(白线RL2与车道边界RL3之间的车道)中行驶。如上所述，基于车辆X1至X5的车间距离和速度，外部情况识别单元12识别相邻车道R2是否为拥堵的。
外部情况识别单元12判定在相邻车道R2中是否存在车辆V能够进入的空间。更具体地，基于在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5中的任意两辆车辆之间的车间距离，外部情况识别单元12判定在相邻车道R2中是否存在车辆V能够进入的空间。例如，如果在X1至X5的每两辆车之间至少存在一个车间距离与预定距离相等或者比预定距离长，则外部情况识别单元12判定在相邻车道R2中存在车辆V能够进入的空间。预先设定预定距离，使得当车辆V进入时，在车辆V将进入的位置的之前或者之后处的车辆的驾驶员不感到不适。更具体地，通过余裕α加上车辆V的纵向长度而计算的值被用作预定距离的实例。
行驶状态识别单元13基于内传感器3的检测结果来识别车辆V的行驶状态。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现行驶状态识别单元13。内传感器3的检测结果包括如下信息：诸如由车速传感器检测到的车速信息、由加速度传感器检测到的加速度信息、以及由横摆角速度传感器检测到的横摆角速度信息。表明车辆V的行驶状态的信息包括例如车速、加速度或者横摆角速度的信息。
基于由车辆位置识别单元11所识别的车辆位置和地图信息，行驶轨迹生成单元14生成表明车辆V的路线的行驶轨迹。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现行驶轨迹生成单元14。路线是在预定的目标路径内车辆V将沿其行驶的轨迹。行驶轨迹生成单元14在车辆控制开始之前生成行驶轨迹。在本实施例中行驶轨迹包括用于将车道从行驶车道改变到相邻车道的行驶轨迹。例如，基于车辆位置和相邻车道中的移动目标位置，行驶轨迹生成单元14根据几何方法而生成行驶轨迹。例如，行驶轨迹生成单元14利用复合缓和曲线来生成行驶轨迹。或者，行驶轨迹生成单元14可以不仅利用车辆位置和相邻车道中的移动目标位置，而且利用目标车速和目标时间来生成行驶轨迹。在这种情况下，行驶轨迹生成单元14生成行驶轨迹，车辆能够经由该行驶轨迹以目标车速在目标时间之内到达移动目标位置。另外，行驶轨迹生成单元14还可以生成这样的行驶轨迹：其使得车辆V能够在满足车辆V的安全标准、规章遵从性和行驶效率的同时行驶。另外，行驶轨迹生成单元14可以不仅利用车辆位置和地图信息，还利用由外部情况识别单元12所述识别的车辆V的外部情况(包括车辆位置和方向)来生成轨迹。在这种情况下，行驶轨迹生成单元14基于车辆V周围的物体的情况生成车辆V的行驶轨迹，以使得车辆避免与物体的接触。
例如，当从自动车道改变ON/OFF开关获取表明自动车道改变开始的信息，而后驾驶员激活闪光信号灯时，行驶轨迹生成单元14生成用于车道改变的行驶轨迹。在另一种情况下，当车辆V进行利用其中安装的自动驾驶系统进行自动驾驶时，当外部情况识别单元12判定需要改变车道时，行驶轨迹生成单元14生成用于车道改变的行驶轨迹。例如，外部情况识别单元12判定：在识别出因为行驶道路前方将分割或者分支或者将进行交通管制而车道数量减少时，需要改变车道。
图3是示出到拥挤的相邻车道的行驶轨迹的实例的图。在图3中，行驶轨迹生成单元14在图2所示的道路情况下生成从行驶车道R1到相邻车道R2的行驶轨迹R。以这种方式，即使相邻车道R2拥挤，行驶轨迹生成单元14也基于车辆位置和移动目标位置生成行驶轨迹R。
行驶控制单元18使得车辆V沿着预定的行驶轨迹改变车道，使得车道从行驶车道R1改变到相邻车道R2。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现行驶控制单元18。基于由行驶轨迹生成单元14所生成的行驶轨迹，行驶控制单元18将控制信号输出到致动器6，以控制车辆V的行驶。
如果由外部情况识别单元12判定了在相邻车道R2中不存在空间，则行驶控制单元18通知其他车辆或者其他车辆的驾驶员挤入该排车辆的意向，并且请求其他车辆留出空间用于车道改变。图4A至4C是示出到拥挤的相邻车道的车道改变的实例的图。如图4A所示，如果由外部情况识别单元12识别出在相邻车道R2中不存在空间，则行驶控制单元18使车辆V沿着由行驶轨迹生成单元14所生成的行驶轨迹R移动，并且在预定的等待位置处将车辆V置于等待状态。预定的等待位置是指暂停或者延迟车道改变的位置。图5A和5B是示出等待位置的实例的图。等待位置例如处于行驶车道R1与相邻车道R2之间的车道边界RL3上。如图5A所示，车道边界上的等待位置是当从顶部观看时车辆V与车道边界RL3重叠的位置P1。行驶控制单元18通过控制车辆V而使车辆V移动到位置P1，并且使车辆V置于等待状态下，使得车辆V的前缘Va距离车道边缘RL3是预定的距离。或者，等待位置可以在行驶车道R1中距离车道边界RL3预定距离之内。如图5B所示，在行驶车道R1中距离车道边界RL3预定距离之内的等待位置是位置P2，在该处，当从顶部观看时车辆V的前缘Va处于距离车道边缘RL3的预定距离L2之内。行驶控制单元18通过控制车辆V而使车辆V移动到位置P2，并且使车辆V置于等待状态下，使得车辆V的前缘Va距离车道边缘RL3在预定距离L2之内。通过将车辆V移动到等待位置并且将车辆V置于等待状态下，行驶控制单元18能够请求正在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5留出空间。行驶控制单元18可以基于车辆V的尺寸、其他车辆的尺寸、相对于其他车辆的位置和车道宽度来调整等待位置。行驶控制单元18还可以鉴于车辆V的最小回转半径而调整等待位置。
行驶控制单元18使得车辆V停止在等待位置处，并且在该处将车辆V置于等待状态。这里使用的术语“停止”不仅是指完全停止，还指非常慢的速度(例如，0.1km/h以下)。在任意情况下，如果由外部情况识别单元12判定了在相邻车道R2中不存在空间，则行驶控制单元18开始车道改变操作。为此，行驶控制单元18使车辆V移动到等待位置，并且在该处将车辆V置于等待状态，以请求在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5留出空间。即，行驶控制单元18在等待位置处以预定方式改变车辆V的速度，以暂停或者延迟车道改变，并且请求车辆X1至X5留出空间。
当在相邻车道R2中在车辆V前方行驶的车辆(例如，图4A中的车辆X2)向前移动大约车道改变所需的空间L1的一半时，行驶控制单元18可以开始车道改变。以这种方式开始车道改变防止了在相邻车道R2中行驶的车辆(例如，图4A中的车辆X2和车辆X3)的驾驶员感到不适。
如果由外部情况识别单元12判定了在车辆V置于等待状态下的同时空间变得适用，则行驶控制单元18使车辆V从等待位置移动到该空间。例如，假定响应于从车辆V发出的请求，车辆X2向前移动，而车辆X3持续静止，如图4B所示。其后，如果由外部情况识别单元12判定存在车道改变所需的空间L1，则行驶控制单元18判定从车辆X3接收到请求的响应。如果从车辆X3接收到请求的响应，则行驶控制单元18使车辆V从等待位置移动到空间，如图4C所示。这完成了到拥挤的相邻车道R2的车道改变。图4C示出了行驶控制单元18使车辆V沿着行驶轨迹R移动的实例。或者，在行驶控制单元18使得车辆V从等待位置移动到空间时，行驶轨迹生成单元14可以生成新的行驶轨迹，以使得行驶控制单元18能够使车辆V沿着新生成的行驶轨迹移动。
不仅当使得空间L1适用时从其他车辆接收到响应。即，行驶控制单元18可以利用响应判定单元15的判定结果，识别出从车辆X3接收到请求的响应，如上所述。
例如，在行驶控制单元18控制车辆并且请求其他车辆或者其他车辆的驾驶员留出空间之后，响应判定单元15基于外传感器1的检测结果来判定来自其他车辆或者其他车辆的驾驶员的响应的有效性。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现响应判定单元15。例如，响应判定单元15判定如果任意以下情况发生则接受到响应的判定是有效的：空间L1的长度不随着时间而以等于或者大于预定值的比率减小；车辆X3静止或者减速；从车辆X3接收到诸如使喇叭发声或者使灯闪烁这样的预定信号；从车辆X3的驾驶员接收到手势信号；以及车辆X3的驾驶员的脸朝向车辆V。在这种情况下，如果使得空间L1适用，并且如果响应判定单元15判定接收到响应的判定是有效的，则行驶控制单元18识别出从车辆X3接收到请求的响应。
如果外部情况识别单元12未判定在车辆V置于等待状态下的同时可获得车道改变所需的空间L1，并且如果判定了满足预定车道改变停止条件，则行驶控制单元18进行车道改变停止处理。
由停止判定单元16来判定预定车道改变停止条件。在车辆V置于等待状态下的同时，基于由外部情况识别单元12所识别的识别结果(周围信息)，停止判定单元16判定是否满足预限定的车道改变停止条件。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现停止判定单元16。预先判定预限定的车道改变停止条件，其是用于判定是否停止车道改变的条件。例如，如果在车辆V置于等待状态下的同时，在相邻车道中平行地行驶的预定数量以上的车辆经过车辆V，则判定满足一个车道改变停止条件。如果在车辆V置于等待状态下的同时，车辆的等待时间(从车辆V到达等待位置开始计算的时间)变得等于或者大于预定时间，则判定满足另一个车道改变停止条件。如果在车辆V置于等待状态下的同时，车辆V的行驶距离(距车道改变位置的行驶距离)变得等于或者大于预定距离，则判定满足又一个车道改变停止条件。
代替上述判定，如果车辆V与在行驶车道R1中在车辆V前方行驶的前车辆之间的车间距离等于或大于第一距离，并且如果车辆V与在行驶车道R1中在车辆V后方行驶的后续车辆之间的车间距离等于或者小于第二距离，则停止判定单元16可以判定满足车道改变停止条件。第一距离是预先判定的值，其为用于判定车辆V与在前车辆之间的车间距离的阈值。第二距离是预先判定的值，其为用于判定车辆V与后续车辆之间的车间距离的阈值。第一距离和第二距离的使用使得停止判定单元16能够判定在车辆V前方是否存在空间，而不是在车辆V后方是否存在空间，从而避免交通堵塞。停止判定单元16可以不仅通过第一距离和第二距离，还可以通过来自车辆V后方的预定信号的方向(喇叭或者光)判定满足车道改变停止条件。同样在这种情况下，能够避免交通堵塞。
用于车道改变停止条件的上述阈值可以根据车道改变的要求的程度而改变。例如，当交通管制并且结果在车辆V前方，车辆V的行驶车道将并入的相邻车道时，阈值可以动态改变，使得到并入点的距离越短，越难以满足车道改变停止条件。根据车道改变的要求程度而判定的阈值可以预先存储在ECU10A的ROM中。
作为车道改变停止处理，行驶控制单元18使车辆V从等待位置移动到行驶车道R1中的预定位置。预定位置的一个实例是行驶车道R1的中心，而预定位置不限于该位置。图6是示出车道改变停止处理的实例的图。如图6所示，如果满足车道改变停止条件，则行驶轨迹生成单元14生成从等待位置到行驶车道R1中预定位置的行驶轨迹RX，并且行驶控制单元18使车辆V沿着行驶轨迹RX移动。或者，作为车道改变停止处理，行驶控制单元18可以终止车辆V的自动控制，并且将驾驶切换到手动驾驶。可以不利用行驶控制单元18而利用警告单元17而进行车道改变停止处理。
如果由外部情况识别单元12判定了在车辆V置于等待状态下的同时不存在车道改变所需的空间L1，并且如果由停止判定单元16判定满足车道改变停止条件，则警告单元17向车辆V的驾驶员发出警告。通过基于由CPU输出的信号而使得CAN通信电路运行并且通过将存储在ROM中的程序加载到RAM中而后执行加载到RAM中的程序，而实现警告单元17。警告单元17使得HMI7输出显示或者语音指导，表明停止了自动车道改变。该显示或者语音指导使得车辆V的驾驶员知道应当停止车道改变。
接着，描述由车辆行驶控制装置10进行的处理。图7是示出在本实施例中的车辆行驶控制装置10的操作的实例的流程图。例如，当经由自动车道改变ON/OFF开关而键入启动自动车道改变的请求操作时，进行图7所示的控制处理。在以下说明中，假定相邻车道是拥挤的作为前提。
如图7所示，车道行驶控制装置10进行周围信息获取处理(S10)，以获取车辆V的周围信息。首先，基于由GPS接收单元2所接收的车辆V的位置信息和存储在地图数据库4中的地图信息，车辆位置识别单元11识别车辆位置。基于由外传感器1所检测到的结果和由导航系统5所提供的信息，外部情况识别单元12识别车辆V的外部情况。在这种情况下，行驶状态识别单元13可以基于由内传感器3所检测到的结果来识别车辆V的行驶状态。
接着，外部情况识别单元12进行空间有效性判定处理(S12)，以判定在相邻车道R2中是否存在空间L1。如果判定了在相邻车道R2中存在空间L1，则进行常规的车道改变处理。即，行驶轨迹生成单元14生成从车辆位置到空间L1的行驶轨迹(S14)，并且行驶控制单元18基于S14中的处理所生成的行驶轨迹改变车辆V的车道(S16)。其后，终止图7所示的流程的处理。
另一方面，如果由S12中的处理判定了在相邻车道R2中不存在空间L1，则处理前进到行驶轨迹生成处理(S18)。作为行驶轨迹生成处理(S18)，行驶轨迹生成单元14生成从行驶车道R1到相邻车道R2的行驶轨迹R。结果，生成图3所示的行驶轨迹R。
其后，行驶控制单元18基于由S18中的处理所生成的行驶轨迹R判定等待位置，并且使车辆V从车辆位置移动到等待位置(S20)。该处理使得车辆V移动到等待位置，并且在图4A所示的等待位置处进入等待状态。即，行驶控制单元18请求相邻车道R2中的车辆留出空间。
接着，外部情况识别单元12判定是否接收到对车辆V发出的请求的响应(S22)。如果判定在相邻车道R2中存在车道改变所需的空间L1，则外部情况识别单元12识别出接收到对请求的响应。或者，行驶控制单元18还可以利用响应判定单元15的判定结果来识别出接收到对请求的响应。如果接收到对请求的响应，则行驶控制单元18恢复车道改变，并且使车辆V从等待位置移动到空间L1(S24)。这完成了车辆V的车道改变，如图4C所示。其后，终止图7所示的流程中的处理。
另一方面，如果在S22中的处理中判定了没有接收到对车辆V发出的请求的响应，则停止判定单元16判定是否满足车道改变停止条件(S26)。如果在S26的处理中判定满足车道改变停止条件，则处理前进到S22中的处理。以这种方式，重复用于判定是否接收到对车辆V发出的请求的响应的处理，直到满足车道改变停止条件为止。
另一方面，如果在S26的处理中判定满足车道改变停止条件，则行驶控制单元18进行车道改变停止处理(S26)。例如，行驶控制单元18使车辆V向后移动到行驶车道R1，如图6所示。或者，警告单元17可以进行车道改变停止处理(S26)。例如，警告单元17在HMI7的显示器上显示信息，以通知停止车道改变。在终止车道改变停止处理之后，终止图7所示的流程的处理。
在进行以上处理之后，终止图7所示的车辆行驶控制装置10的操作。当将车道改变为拥挤的相邻车道时，车辆行驶控制装置10能够进行图7所示的流程的处理，以通知相邻车道的车辆挤入该排车辆的意向，并且请求车辆留出车道改变所需的空间。
如上所述，本实施例中的车辆行驶控制装置10将车辆V置于等待状态下，并且请求在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5或者车辆X1至X5的驾驶员留出用于车道改变的空间。其后，当在车辆V置于等待状态下的同时使得在拥挤的相邻车道R2中能够获得空间L1时，车辆行驶控制装置10使车辆V从等待位置移动到空间L1。以这种方式，车辆行驶控制装置10请求在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5留出空间，使得易于将车道改变到拥挤的相邻车道R2。
另外，如果发出留出用于车道改变的空间的请求，而在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5不留出空间的情况继续，则在本实施例中的行驶控制控制装置10停止车道改变，并且使车辆V从等待位置移动到行驶车道R1中的预定位置。这避免了车辆V将浪费地继续发出留出用于车道改变的请求的情况。
替换方法为：如果发出留出用于车道改变的空间的请求，而在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5不留出空间的情况继续，则本实施例中的车辆行驶控制装置10可以将驾驶切换到手动驾驶，以使得车辆的驾驶员能够决定车辆的后续行为。
另一个替换方法为：如果发出留出用于车道改变的空间的请求，而在相邻车道R2中行驶的车辆X1至X5不留出空间的情况继续，则本实施例中的车辆行驶控制装置10发出警告，以通知车辆V的驾驶员应当停止车道改变。
另外，如果向预定数量以上的其他车辆(平行行驶)发出了留出用于车道改变的空间的请求，而不能够获得空间，则本实施例中的车辆行驶控制装置10能够停止车道改变。本实施例中的车辆行驶控制装置10同样基于行驶车道R1的交通条件而停止车道改变，避免了否则可能由于留出车道改变的空间的请求而导致的交通拥堵。
虽然已经描述了本发明，但是理解为本发明不限于以上实施例。本发明可以以各种模式实现，其中，基于本领域技术人员的知识将各种改变和修改添加到上述实施例中。
例如，虽然以上实施例描述了这样的实例：其中，基于由外传感器1或导航系统5所获取的信息，识别相邻车道的拥堵状态，还可以通过利用车辆与车辆间通信或者道路与车辆间通信而获取在相邻车道中行驶的车辆之间的车间距离的信息，来识别相邻车道的拥堵状态。
另外，以上实施例描述了这样的实例：其中，基于车辆位置和移动目标位置，生成从行驶车道到相邻车道的行驶轨迹R，行驶轨迹R的生成方法不限于上述方法。例如，基于车辆位置和由外部情况识别单元12所获取的在相邻车道中行驶的车辆的位置，行驶轨迹生成单元14可以生成行驶轨迹R，车辆将沿着该行驶轨迹R将车道改变到拥挤的相邻车道。在这种情况下，行驶轨迹生成单元14生成行驶轨迹R，其使得车辆V能够挤入在车道改变之后将作为车辆V的后续车辆的车辆的前方。例如，行驶轨迹生成单元14设定在相邻车道中行驶的车辆的一辆作为目标车辆，并且生成行驶轨迹R，车辆V将沿着该行驶轨迹R而挤入目标车辆的前方。即使生成了这样的行驶轨迹R，车辆行驶控制装置10也能够请求在相邻车道R2中的行驶的车辆留出空间，使得易于将车道改变为拥挤的相邻车道。
Claims (12)
1.一种车辆行驶控制装置，使得在行驶车道中行驶的车辆将车道改变为相邻车道，所述相邻车道与所述行驶车道相邻并且拥堵，其特征在于，包括：
获取单元，该获取单元被配置为获取所述车辆的周围信息；
外部情况判定单元，该外部情况判定单元被配置为基于所述车辆的所述周围信息，来判定在所述相邻车道中是否存在所述车辆将进入的空间；以及
车辆控制单元，该车辆控制单元被配置为使得所述车辆沿着行驶轨迹而改变车道，所述行驶轨迹被预定为将车道从所述行驶车道改变为所述相邻车道，
其中，所述车辆控制单元被配置为：如果所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，则使所述车辆沿着所述行驶轨迹移动，并且在所述行驶车道与所述相邻车道之间的车道边界上的等待位置处，或者在所述行驶车道中距离所述车道边界预定距离之内的等待位置处，将所述车辆置于等待状态下，并且
所述车辆控制单元被配置为：如果在所述车辆置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定存在所述空间，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述空间。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，还包括：停止判定单元，该停止判定单元被配置为在所述车辆被置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件，
其中，所述车辆控制单元被配置为：如果在所述车辆置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述行驶车道中的预定位置。
3.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，还包括：停止判定单元，该停止判定单元被配置为在所述车辆被置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件，
其中，所述车辆控制单元被配置为：如果在所述车辆被置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则终止所述车辆的行驶控制。
4.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，还包括：
停止判定单元，该停止判定单元被配置为：在所述车辆置于所述等待状态下时，基于所述车辆的所述周围信息判定是否满足预定的车道改变停止条件；以及
警告单元，该警告单元被配置为：如果在所述车辆被置于所述等待状态下时，所述外部情况判定单元判定不存在所述空间，并且如果所述停止判定单元判定满足所述车道改变停止条件，则对所述车辆的驾驶员发出警告。
5.根据权利要求2至4的任意一项所述的车辆行驶控制装置，其中，所述停止判定单元被配置为：如果在所述相邻车道中平行行驶的预定数量以上的车辆已经经过所述车辆，则判定满足所述车道改变停止条件。
6.根据权利要求2至4中的任意一项所述的车辆行驶控制装置，其中，所述停止判定单元被配置为：如果所述车辆与在前车辆之间的车间距离等于或者大于第一距离，并且如果所述车辆与后续车辆之间的车间距离等于或者小于第二距离，则判定满足所述车道改变停止条件，所述在前车辆是在所述行驶车道中在所述车辆前方行驶的车辆，所述后续车辆是在所述行驶车道中在所述车辆后方行驶的车辆。
7.根据权利要求1至4的任意一项所述的车辆行驶控制装置，还包括响应判定单元，该响应判定单元被配置为判定来自在所述相邻车道中行驶的其他车辆或者来自其他车辆的驾驶员的响应的接收的有效性，其中，如果存在所述空间并且所述响应判定单元判定接收到所述响应，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述空间。
8.根据权利要求5所述的车辆行驶控制装置，还包括响应判定单元，该响应判定单元被配置为判定来自在所述相邻车道中行驶的其他车辆或者来自其他车辆的驾驶员的响应的接收的有效性，其中，如果存在所述空间并且所述响应判定单元判定接收到所述响应，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述空间。
9.根据权利要求6所述的车辆行驶控制装置，还包括响应判定单元，该响应判定单元被配置为判定来自在所述相邻车道中行驶的其他车辆或者来自其他车辆的驾驶员的响应的接收的有效性，其中，如果存在所述空间并且所述响应判定单元判定接收到所述响应，则使所述车辆从所述等待位置移动到所述空间。
10.根据权利要求7所述的车辆行驶控制装置，其中，所述响应判定单元被配置为：如果至少一个条件有效，则判定接收到响应的所述判定有效，所述条件包括：所述空间的长度不随着时间以等于或者大于预定值的比率减小；所述其他车辆静止或者正在减速；从所述其他车辆接收到使喇叭发声或者使光闪烁这样的预定信号；从所述其他车辆的驾驶员接收到手势信号；以及所述其他车辆的驾驶员的脸朝向所述车辆。
11.根据权利要求8所述的车辆行驶控制装置，其中，所述响应判定单元被配置为：如果至少一个条件有效，则判定接收到响应的所述判定有效，所述条件包括：所述空间的长度不随着时间以等于或者大于预定值的比率减小；所述其他车辆静止或者正在减速；从所述其他车辆接收到使喇叭发声或者使光闪烁这样的预定信号；从所述其他车辆的驾驶员接收到手势信号；以及所述其他车辆的驾驶员的脸朝向所述车辆。
12.根据权利要求9所述的车辆行驶控制装置，其中，所述响应判定单元被配置为：如果至少一个条件有效，则判定接收到响应的所述判定有效，所述条件包括：所述空间的长度不随着时间以等于或者大于预定值的比率减小；所述其他车辆静止或者正在减速；从所述其他车辆接收到使喇叭发声或者使光闪烁这样的预定信号；从所述其他车辆的驾驶员接收到手势信号；以及所述其他车辆的驾驶员的脸朝向所述车辆。
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