CN106080744A - 自动驾驶车辆系统 - Google Patents

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Abstract

一种自动驾驶车辆系统，包括：周围信息识别单元(12)，该周围信息识别单元识别车辆的周围信息；车辆状态识别单元(13)，该车辆状态识别单元识别车辆的车辆状态；行驶计划生成单元(14)，该行驶计划生成单元基于车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述行驶计划中的车辆的目标控制值的控制范围；第一计算单元(15)，该第一计算单元基于所述行驶计划、所述车辆状态以及所述控制范围计算指令控制值，使得车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；以及致动器(6)，该致动器基于所述指令控制值控制车辆的行驶。

Description

自动驾驶车辆系统
技术领域
本发明的方面涉及一种自动驾驶车辆系统。
背景技术
例如，如在US 2010/0228420 A中描述的，存在控制车辆的行驶的自动驾驶车辆系统。例如，这样的自动驾驶车辆系统计算车辆应该行驶在其上的路径，并且控制转向，使得车辆在计算的路径上行驶。
顺便地，车辆的情况在车辆稍微从车辆应该在其上行驶的路径偏离的情况与车辆显著地从车辆应该在其上行驶的路径偏离的情况之间不同。然而，在车辆稍微从车辆应该在其上行驶的路径上偏离的情况和车辆显著地从车辆应该在其上行驶的路径上偏离的情况二者中，现有的自动驾驶车辆系统以相同的方式控制车辆朝着车辆应该在其上行驶的路径的行驶。从而，即使由于稍微从车辆应该在其上行驶的路径的偏离，而不需要使得车辆迅速地朝着车辆应该在其上行驶的路径行驶，现有的自动行驶车辆系统也以与车辆显著地从车辆应该在其上行驶的路径偏离的情况相同的方式控制车辆的行驶。因此，在现有的自动驾驶车辆系统中，在车辆稍微从车辆应该在其上行驶的路径偏离的情况下，车辆的行驶质量有时变差。
发明内容
本发明的方面提供一种自动驾驶车辆系统和一种自动驾驶车辆的控制方法，在车辆状态显著偏离行驶计划的情况下，该自动驾驶车辆系统能够使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态，并且在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下，通过使得车辆状态缓慢地接近行驶计划中的目标车辆状态而能够提高驾驶质量。
根据本发明的第一方面的自动驾驶车辆系统包括：周围信息识别单元(12)，该周围信息识别单元识别车辆的周围信息；车辆状态识别单元(13)，该车辆状态识别单元识别车辆的车辆状态；行驶计划生成单元(14)，该行驶计划生成单元基于车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述行驶计划中的车辆的目标控制值的第一控制范围；第一计算单元(15)，该第一计算单元基于所述行驶计划、所述车辆状态以及所述第一控制范围计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；以及致动器(6)，该致动器基于上述指令控制值控制车辆的行驶。
在上述方面中，与当前车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元可以计算所述指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近所述目标车辆状态。
与当前车辆状态是与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，自动驾驶车辆系统使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态。即，在当前车辆状态是与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与第一控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，自动驾驶车辆系统使得车辆状态更加快速地接近目标车辆状态。从而，在车辆状态显著偏离行驶计划的情况下，自动驾驶车辆系统能够使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态，并且，在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下，通过使得车辆状态缓慢地接近行驶计划的目标车辆状态而能够提高驾驶质量。
此处，行驶计划生成单元要生成的行驶计划中的车辆的目标控制值可以包括两个要素的组合，这两个要素为目标位置的时间序列数据(目标路径)和各个目标位置处的目标速度。此外，除了目标车辆位置和目标车辆速度，目标控制值还可以包括多种信息，诸如目标路径的曲率、在各个目标位置处的车辆的目标偏航角以及在各个目标位置处的目标加速度(目标加速/减速率)。
由行驶计划生成单元生成的第一控制范围是即使当车辆状态从目标车辆状态偏离时也在行驶计划中允许的目标控制值的范围。然而，行驶计划生成单元不需要生成与行驶计划中所有种类的目标控制值相对应的控制范围。例如，在目标位置和目标速度设置为目标控制值的情况下，行驶计划生成单元可以仅生成用于目标位置的控制范围。
例如，由车辆状态识别单元识别的车辆状态是车辆的速度和车辆的偏航角。此处，车辆状态可以包括关于车辆的各种信息，例如车辆的大小。
所述行驶计划生成单元可以包括在第一ECU中，并且所述第一计算单元可以包括在与所述第一ECU不同的第二ECU中。在该情况下，例如，能够采用第一ECU作为跨车辆类型而使用的通用元件，并且采用第二ECU作为用于各车辆类型的不同的车辆类型从属元件。因此，与行驶计划生成单元和第一计算单元包括在单独的ECU中的情况相比，能够提升元件的通用性。
在上述方面中，所述行驶计划生成单元还生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围；与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元计算所述指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态；并且与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元计算所述指令控制值，使得车辆状更加缓慢地接近目标车辆状态。
在上述方面中，第一计算单元还基于周围信息和车辆信息的至少一者计算控制范围下限值，并且将计算的控制范围下限值输出到行驶计划生成单元；以及行驶计划生成单元生成所述第一控制范围，使得所述第一控制范围在所述控制范围下限值以上。
根据本发明的第二方面的自动驾驶车辆系统包括：周围信息识别单元(12)，该周围信息识别单元识别车辆的周围信息；车辆状态识别单元(13)，该车辆状态识别单元识别车辆的车辆状态；行驶计划生成单元(14)，该行驶计划生成单元基于车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述行驶计划中的车辆的目标控制值的第一控制范围；第二计算单元(15B)，该第二计算单元基于所述行驶计划和所述车辆状态计算指令控制值，使得所述车辆状态变为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；致动器(61)，该致动器通过对应于所述指令控制值的输出而控制车辆的行驶；以及致动器控制单元(62)，该致动器控制单元基于所述车辆状态和所述第一控制范围而控制所述致动器的参数。
与当前车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，致动器控制单元改变参数，使得致动器的当前输出更缓慢地接近与所述指令控制值相对应的输出。
与当前车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，自动驾驶车辆系统改变参数，使得致动器的当前输出更缓慢地接近与所述指令控制值相对应的输出。即，在当前车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，自动驾驶车辆系统改变参数，使得致动器的当前输出更快速地接近与所述指令控制值相对应的输出。从而，在车辆状态显著偏离行驶计划的情况下，自动驾驶车辆系统能够使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态，并且，在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下，通过使得车辆状态缓慢地接近行驶计划的目标车辆状态而能够提高驾驶质量。
所述行驶计划生成单元可以包括在第一ECU中，并且所述第二计算单元可以包括在与所述第一ECU不同的第二ECU中。在该情况下，例如，能够采用第一ECU作为跨车辆类型中使用的通用元件，并且采用第二ECU作为用于各车辆类型的不同的车辆类型从属元件。因此，与行驶计划生成单元和第二计算单元包括在单独的ECU中的情况相比，能够提升元件的通用性。
在上述方面中，所述行驶计划生成单元还生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围；与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，所述致动器控制单元改变所述参数，使得所述致动器的输出更缓慢地接近所述指令控制值；并且与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述致动器控制单元改变所述参数，使得所述致动器的输出更缓慢地接近所述指令控制值。
在上述方面中，第二计算单元还基于周围信息和车辆信息的至少一者计算控制范围下限值，并且将计算的控制范围下限值输出到行驶计划生成单元；以及行驶计划生成单元生成所述第一控制范围，使得所述第一控制范围在所述控制范围下限值以上。
根据本发明第三方面的自动驾驶车辆的控制方法，包括：识别车辆的周围信息；识别所述车辆的车辆状态；基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；基于所述行驶计划、所述车辆状态以及所述第一控制范围计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；以及基于所述指令控制值控制所述车辆的行驶。
根据本发明第四方面的自动驾驶车辆的控制方法，包括：识别车辆的周围信息；识别所述车辆的车辆状态；基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；基于所述行驶计划和车辆状态计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；通过对应于所述指令控制值的输出而利用致动器控制所述车辆的行驶；以及基于所述车辆状态和所述第一控制范围而控制所述致动器的参数。
根据以上方面，能够在车辆状态显著偏离行驶计划的情况下使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态，并且，在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下，通过使得车辆状态缓慢地接近行驶计划的目标车辆状态而提高驾驶质量。
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、优点和技术及工业意义，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据第一实施例的自动驾驶车辆系统的配置的框图；
图2是用于描述行驶计划和控制范围的设定的平面图；
图3是在目标位置的控制范围相对于目标位置偏移的情况的平面图；
图4A是用于描述偏航角和偏航角的控制范围的设定的图；
图4B是用于描述速度和速度的控制范围的设定的图；
图4C是用于描述曲率和曲率的控制范围的设定的图；
图4D是用于描述加速度和加速度的控制范围的设定的图；
图5A是用于描述基于行驶车道的宽度的控制范围的设定的图；
图5B是用于描述基于周围车辆的尺寸的控制范围的设定的图；
图5C是用于描述基于周围车辆的速度范围的控制范围的设定的图；
图5D是用于描述基于周围车辆与车辆目标路径之间的距离的控制范围的设定的图；
图6是示出生成行驶计划和控制范围的步骤流程的流程图；
图7是示出基于行驶计划和控制范围而控制车辆的行驶的步骤流程的流程图；
图8是示出根据第二实施例的自动行驶车辆系统的配置的框图；
图9是示出根据第三实施例的自动驾驶车辆系统的配置的框图；
图10是示出基于指令控制值和控制范围而控制致动器的步骤流程的流程图；
图11是示出根据第四实施例的自动驾驶车辆系统的配置的框图；以及
图12是用于描述在生成了多个控制范围的情况下车辆位置的改变的平面图。
具体实施方式
下文中，将使用附图详细描述本发明的实施例。此处，在下面的说明中，对于相同或对应的元件，分配相同的参考符号，并且省略重复的说明。
[第一实施例]
图1是示出根据第一实施例的自动驾驶车辆系统100的配置的框图。如图1所示，自动驾驶车辆系统100安装在诸如汽车这样的车辆V中。自动驾驶车辆系统100包括外传感器1、GPS[全球定位系统]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、ECU[电子控制单元]10和HMI[人机界面]7。
外传感器1是检测车辆V的周围信息的检测设备。外传感器1包括摄像机、雷达和LIDAR[激光成像探测与测距]中的至少一者。
摄像机是将车辆V的周围成像的成像装置。例如，摄像机设置在车辆V的相对于挡风玻璃的车辆内侧上。摄像机将获得的成像信息发送到ECU10。摄像机可以是单目摄像机或者可以是立体摄像机。立体摄像机包括被布置成使得产生双眼视差的两个成像单元。立体摄像机的成像信息还包括关于深度方向的信息。
雷达使用无线电波(例如，毫米波)检测车辆外部的障碍物。雷达通过在车辆V周围发射无线电波并且接收由障碍物反射的无线电波来检测障碍物。雷达将检测到的障碍物信息发送到ECU10。
LIDAR使用光检测车辆V外部的障碍物。LIDAR通过在车辆V周围发射光并且接收由障碍物反射的光来检测障碍物，以测量到反射点的距离。LIDAR将检测到的障碍物信息发送到ECU10。自动驾驶车辆系统100仅需要包括摄像机、LIDAR和雷达中的至少一者。
GPS接收单元2接收来自三个以上的GPS卫星的信号，并且从而测量车辆V的位置(例如，车辆V的经度和纬度)。GPS接收单元2将所测量的车辆V的位置信息发送到ECU10。此处，可以使用能够确定车辆V的经纬度的其他装置来代替GPS接收单元2。此外，优选的是具有测量车辆V的朝向的功能，用于在后文描述的传感器的测量结果与地图信息之间的匹配。
内传感器3是检测车辆V的行驶状态的检测设备。内传感器3包括速度传感器、加速度传感器和偏航率传感器。此处，内传感器3不总是包括加速度传感器和偏航率传感器。速度传感器是检测车辆V的速度的检测器。例如，使用车轮速度传感器作为速度传感器，该车轮速度传感器设置在车辆V的车轮处、与车轮一体地转动的驱动轴处等并且检测车轮的转速。速度传感器将检测到的车速信息(车轮速度信息)发送到ECU10。
加速度传感器是检测车辆V的加速度(加速率/减速率)的检测器。例如，加速度传感器包括检测车辆V的前后方向的加速度的前后加速度传感器，以及检测车辆V的横向加速度的横向加速度传感器。加速度传感器将车辆V的加速度信息发送到ECU10。偏航率传感器是检测围绕车辆V的重心的竖轴的偏航率(转动角速度)的检测器。例如，能够使用陀螺仪传感器作为偏航率传感器。偏航率传感器将检测到的车辆V的偏航率信息发送到ECU10。
地图数据库4是包含地图信息的数据库。例如，地图数据库形成在安装在车辆上的HDD[硬盘驱动器]中。地图信息，例如包括道路的位置信息、道路的形状信息(例如，曲线和直线部分的类型，曲线的曲率等)和十字路口和交叉路口的位置信息。此外，优选的是，地图信息包括诸如建筑物和墙壁这样的遮蔽结构的位置信息，并且包括用于使用SLAM(同步定位与建图)技术的外传感器1的输出信号。此处，地图信息可以储存在计算机中，该计算机为诸如信息处理中心这样的设备，并且能够与车辆V通信。
导航系统5是将车辆V的驾驶员引导到由车辆V的驾驶员设定的目的地的设备。基于由GPS接收单元2测量的车辆V的位置信息和地图数据库4的地图信息，导航系统5计算车辆V沿着其行驶的路径。作为路径，可以在多个车道的路段中指定适当的车道。例如，导航系统5计算从车辆V的位置到目的地的目标路径，并且通过在显示器上的指示或者来自扬声器的声音告知驾驶员目标路径。例如，导航系统5将车辆V的目标路径的信息发送到ECU10。此处，导航系统5可以设置在计算机中，该计算机是诸如信息处理中心这样的设备，并且能够与车辆V通信。
致动器6是执行车辆V的行驶控制的设备。致动器6至少包括油门致动器、制动致动器和转向致动器。油门致动器响应来自ECU10的指令控制值(指令信号)控制用于发动机的空气供给率(油门开口角(致动器的输出))，并且控制车辆V的驱动力。此处，在车辆V是混合动力车辆或电动车辆的情况下，不包括油门致动器，并且来自ECU10的指令控制值被输入到作为动态电源的电机中，以控制驱动力(致动器的输出)。
制动致动器响应来自ECU10的指令控制值控制刹车系统，并且控制施加到车辆V的车轮的制动力(致动器的输出)。例如，能够使用液压制动系统作为制动系统。转向致动器响应来自ECU10的指令控制值控制辅助电机的驱动，该辅助电机是电动转向系统并且控制转向扭矩(致动器的输出)。从而，转向致动器控制车辆V的转向扭矩。
HMI7是用于进行车辆V中的乘员(包括驾驶员)与自动驾驶车辆系统100之间的信息的输出和输入的界面。例如，HMI7包括用于将图像信息显示给乘员的显示面板、用于声音输出的扬声器、乘员使用其进行输入操作的操作按钮或触摸板等。当乘员进行关于自动行驶的致动或停止的输入操作时，HMI7通过向ECU10输出信号启动或停止自动行驶。当车辆到达完成了自动驾驶的目的地时，HMI7通知乘员到达目的地。HMI7可以通过使用无线连接的便携信息终端向乘员输出信息，并且可以通过使用便携信息终端而从乘员接收输入操作。
如图1所示，ECU10控制车辆V的自动行驶。ECU10是包括CPU[中央处理单元]、ROM[只读存储器]、RAM[随机存取存储器]等的电子控制单元。在ECU10中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而，执行各种控制。ECU10可以由多种电子控制单元构成。
ECU10功能性地包括周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13、行驶计划生成单元14以及行驶控制单元(第一计算单元)15。
基于外传感器1的检测结果(例如，摄像机的成像信息、雷达的障碍物信息、LIDAR的障碍物信息等)，周围信息识别单元12识别车辆V的周围信息。周围信息，例如，包括关于车辆V的行驶车道中的白线位置或车道中间位置、行驶车道的宽度、道路的形状(例如，行驶车道的曲率、在外传感器1的可视性估计中使用的道路表面上的变坡以及弯曲等)、以及车辆V的周围的障碍物(例如，周围车辆等)的情况(例如，用于固定障碍物与移动障碍物之间的区别的信息、障碍物相对于车辆V的位置、障碍物的速度、障碍物相对于车辆V的移动方向、障碍物与车辆V的相对速度、障碍物的大小等)。此外，优选的是，通过外传感器1的检测结果与地图信息之间的匹配，提高了由GPS接收单元2等获取的车辆V的位置和方向的精度。
周围信息还包括道路类型信息。道路类型信息，例如，包括关于车辆V行驶的道路是高速公路还是一般道路这样的信息。例如，关于道路是高速公路还是一般公路这样的信息可以包括在包含于地图数据库4中的地图信息中。在该情况下，基于包含在地图数据库4中的地图信息和由车辆状态识别单元13所识别的车辆V的车辆位置，周围信息识别单元12可以识别行驶车道是高速公路还是一般道路。
周围信息还包括在车辆V的周围行驶的周围车辆与车辆V的目标路径之间的距离。例如，基于由外传感器1检测到的周围信息和由行驶计划生成单元14所生成的车辆V的目标路径，周围信息识别单元12可以识别周围车辆与车辆V的目标路径之间的距离。具体地，例如，在外传感器1包括雷达的情况下，周围信息识别单元12基于雷达的检测结果来识别周围车辆的位置。基于由行驶计划生成单元14生成的车辆V的目标路径和识别的周围车辆的被识别出的位置，周围信息识别单元12可以识别周围车辆与车辆V的目标路径之间的距离。
周围信息还包括存在于车辆V的右侧上的行驶车道的边界线的颜色和线型。例如，在行驶车道的右侧上的边界线的颜色和线型可以包括在包含于地图数据库4中的地图信息中。在该情况下，基于包含在地图数据库4中的地图信息和由车辆状态识别单元13所识别的车辆V的车辆位置，周围信息识别单元12可以识别在行驶车道的右侧上的边界线的颜色和线型。或者，例如，在外传感器1包括摄像机的情况下，周围信息识别单元12可以基于摄像机的成像信息识别在行驶车辆的右侧上的边界线的颜色和线型。
周围信息还包括车辆V的行驶车道侧方的平坦区域尺寸。行驶道路侧方的平坦区域是越过行驶车道的边界线与行驶车道连续地连接的平坦区域。例如，在外传感器1包括立体摄像机的情况下，周围信息识别单元12可以通过进行基于立体摄像机的成像信息的图像处理来识别平坦区域的尺寸。
周围信息还包括车辆V的行驶道路的道路表面的状态。道路表面状态包括关于道路表面是干的还是湿的的信息。例如，在外传感器1包括摄像机的情况下，周围信息识别单元12可以通过进行基于摄像机的成像信息的图像处理而识别道路表面是干的还是湿的。
车辆状态识别单元13识别车辆V的车辆状态。车辆状态可以包括车辆V的位置(下文中，称为“车辆位置”)、车辆V的行驶状态以及车辆V的特征信息。
基于由GPS接收单元2接收到的车辆V的位置信息和地图数据库4的地图信息，车辆状态识别单元13识别地图上的车辆位置。此处，车辆状态识别单元13可以通过从导航系统5获取在导航系统5中使用的车辆位置而进行识别。在车辆V的车辆位置能够通过放置在外部，例如在道路上的传感器而测量的情况下，车辆状态识别单元13可以通过通信从传感器获取车辆位置。
基于内传感器3的检测结果(例如速度传感器的车速信息、加速度传感器的加速度信息、偏航率传感器的偏航率信息等)，车辆状态识别单元13识别车辆V的行驶状态。例如，车辆V的行驶状态包括车辆V的速度、加速度和偏航角速度。
例如，车辆状态识别单元13可以将车辆V的尺寸和传感器的可靠性识别为特征信息。车辆V的尺寸可以是在车辆V在前后方向上的尺寸，或者可以是车辆V在车辆宽度方向上的尺寸。或者，车辆V的尺寸可以包括车辆V在前后方向上的尺寸和车辆V在车辆宽度方向上的尺寸二者。车辆V的尺寸可以预先储存在与ECU10连接的存储单元等中。车辆状态识别单元13可以通过读取存储在存储单元等中的车辆V的尺寸来识别车辆V的尺寸。
例如，传感器的可靠性可以是包括在外传感器1和内传感器3中的各个传感器的检测结果的可靠性。对于各个传感器，可靠性可以预先存储在与ECU10连接的存储单元等中。车辆状态识别单元13可以通过读取存储在与ECU10连接的存储单元中的可靠性，来识别传感器的检测结果的可靠性。或者，在外传感器1和内传感器3中包括能够检测相同目标的两个传感器的情况下，车辆状态识别单元13可以对比两个传感器的检测结果，并且可以基于对比结果识别传感器的检测结果的可靠性。例如，在两个传感器的检测结果相同的情况下，车辆状态识别单元13可以将传感器的检测结果的可靠性识别为高的，并且在两个传感器的检测结果不同的情况下，可以将传感器的检测结果的可靠性识别为低的。具体地，例如，在基于摄像机的成像信息的障碍物的识别结果与基于雷达的障碍物信息的障碍物的识别结果一致的情况下，车辆状态识别单元13可以将摄像机的检测结果的可靠性和雷达的检测结果的可靠性识别为高的。另一方面，在基于摄像机的成像信息的障碍物的识别结果与基于雷达的障碍物信息的障碍物的识别结果不一致的情况下，车辆状态识别单元13可以将摄像机的检测结果的可靠性和雷达的检测结果的可靠性识别为低的。
例如，基于由导航系统5计算的目标路径和由周围信息识别单元12识别的车辆V的周围信息(包括周围车辆的位置和朝向)，行驶计划生成单元14生成车辆V的目标路径。目标路径是向目标路径前进的车辆V的路径。行驶计划生成单元14生成目标路径，使得车辆V根据安全、平顺、行驶效率等标准而合适地行驶在目标路径上。毋庸置疑，在该情况下，行驶计划生成单元14基于车辆V周围的障碍物的情况而生成车辆V的目标路径，从而避免接触障碍物。
此处目标路径还包括：如在日本专利No.5382218(WO2011/158347)中描述的“驾驶辅助装置”或者在日本专利申请公开No.2011-162132中描述的“自动驾驶装置”中的沿道路行驶路径所示例的，当驾驶员设定得目的地不明确时，基于周围信息和地图信息自动生成的行驶路径。
行驶计划生成单元14与生成的目标路径相对应地生成行驶计划。即，基于车辆V的周围信息和地图数据库4的地图信息，行驶计划生成单元14根据预先设定的目标路径生成行驶计划。此处，行驶计划生成单元14可以不使用地图数据库4的地图信息生成行驶计划。例如，行驶计划生成单元14基于车辆V的周围信息决定目标路径，并且生成与决定的目标路径相对应的行驶计划。行驶计划包括作为控制车辆V的车辆状态的目标的目标控制值。优选地，行驶计划生成单元14应该将多种组合生成为行驶计划中的目标控制值，多种组合的每种组合都具有固定在车辆V处的坐标系中的目标位置p和在目标位置处的目标速度v的两个要素，即，多重配置坐标(p,v)。此处，各个目标位置p具有固定在车辆V处的坐标系中的至少x坐标和y坐标，或者与它们等同的信息。行驶计划中的目标控制值不限于上述配置坐标系所示的。在行驶计划中，例如，可以使用目标时间t代替上述配置坐标(p,v)的目标速度v作为目标控制值。此外，在使用目标时间t代替上述配置坐标(p,v)的目标速度v的情况下，目标控制值可以还包括在目标时间t时的车辆V的朝向。
除了车辆V应该通过其沿着目标路径通过的多个目标位置以及在各个目标位置处的目标速度，行驶计划还可以包括在各个目标位置处的车辆V的目标路径的曲率、在各个目标位置处的车辆V的目标偏航角以及在各个目标位置处的车辆V的目标加速度中的至少一者作为目标控制值。
此外，典型地，从当前时刻开始几秒的未来数据大致上满足行驶计划。此外，依据诸如在十字路口处的右转或车辆V的超车这样的情况，几十秒的数据是必要的。因此，优选地，在行驶计划中的配置坐标的数量应该是可变的，并且配置坐标之间的距离应该是可变的。此外，可以利用样条函数近似连接配置坐标的曲线，并且曲线的参数可以用作行驶计划。对于行驶计划的生成，能够使用任意已知的方法，只要能够表达车辆V的行为。
行驶计划可以是示出当车辆V沿着目标路径行驶在目标路径上时，车辆V的目标速度、目标加速/减速率、目标转向扭矩及其他的转变的数据。行驶计划可以包括车辆V的目标速度模式、目标加速/减速率模式和目标转向模式。此处，行驶计划生成单元14可以生成行驶计划，使得行程时间(直到车辆V到达目的地所需的时间)最短。
顺便地，例如，目标速度模式是相对于以预定间距(例如1m)设定在目标路径上的目标控制位置，对于各个目标控制位置根据时间而设定的目标车速的数据。例如，目标加速/减速率模式是相对于以预定间距(例如1m)设定在目标路径上的目标控制位置，对于各个目标控制位置根据时间而设定的目标加速/减速率的数据。例如，目标转向模式是，相对于以预定间距(例如1m)在目标路径上设定的目标控制位置，对于各个目标控制位置根据时间而设定的目标转向扭矩的数据。
除了行驶计划，例如，行驶计划生成单元14还在行驶计划中生成用于车辆V的目标控制值的控制范围。基于由周围信息识别单元12识别的车辆V的周围信息和由车辆状态识别单元13识别的车辆状态，行驶计划生成单元14生成控制范围。在行驶计划中，可以对每个目标控制值都设定控制范围。然而，行驶计划生成单元14不需要生成与行驶计划中所有种类的目标控制值相对应的控制范围。例如，在目标位置和目标速度设置为目标控制值的情况下，行驶计划生成单元14可以仅生成用于目标位置的控制范围。
此外，控制范围具有与行驶计划中车辆的目标控制值相同的维度(单位)。即，例如，在目标位置被包括作为目标控制值的情况下，目标位置的控制范围是位置的范围。例如，在目标速度被包括作为目标控制值的情况下，目标速度的控制范围是速度的范围。例如，在目标路径的曲率被包括作为目标控制值中的情况下，目标路径的曲率的控制范围是曲率的范围。例如，在车辆V的目标偏航角被包括作为目标控制值的情况下，目标偏航角的控制范围是角的范围。例如，在目标加速度被包括作为目标控制值的情况下，目标加速度的控制范围是加速度的范围。例如，在目标时间被包括作为目标控制值的情况下，目标时间的控制范围是时间的范围。
由行驶计划生成单元14生成的控制范围是即使当车辆状态从目标车辆状态偏离时也能够在行驶计划中允许的目标控制值的范围。例如，行驶计划生成单元14可以考虑车辆的行驶质量、安全度及其他方面而生成控制范围。例如，考虑车辆的行驶质量生成控制范围，可以是生成目标控制值的范围，该目标控制值使得车辆V能够行驶，以使得要生成的用于车辆V的横摆加速度变为预先确定的基准值以下。考虑车辆的安全度的生成控制范围可以是生成目标控制值的范围，使得车辆V能够行驶，以使得在车辆V的周围到车辆的车辆间距变为预先确定的基准值以上。
此处，将描述行驶计划和控制范围的具体实例。图2是用于描述在目标位置被包括作为行驶计划中的目标控制值的情况下的目标位置和目标位置的控制范围的设定得平面图。图2中示出的参考符号R表示车辆V在其上行驶的行驶车道。由实线示出的参考符号L1、L2表示在行驶车道R与相邻车道等之间的边界的白线。由断线示出的参考符号T表示连接行驶计划中的多个目标位置的目标路径。参考符号W表示目标位置的控制范围。控制范围W能够示出为在连接目标位置的目标路径T的法线方向上控制范围边界线Wa与控制范围边界线Wb之间的长度。控制范围边界线Wa是在用于各个目标位置而生成的控制范围中连接车辆V的左侧上的最大值的曲线。控制范围边界线Wb是在用于各个目标位置而生成的控制范围中连接车辆V的右侧上的最大值的曲线。作为实例，图2示出下文所描述的行驶车道的宽度设定控制范围的情况，并且结果，示出了控制范围W为常数的情况。
图2示出目标位置的控制范围W的中心是连接目标位置的目标路径T的情况。相比之下，行驶计划生成单元14可以生成控制范围W，使得控制范围W相对于连接目标位置的目标路径T向车辆V的右侧或左侧偏移。例如，如图3所示，在存在侧壁S以与行驶车道R的左侧相邻的情况下，行驶计划生成单元14可以生成控制范围W使得控制范围W向远离侧壁S的一侧偏移。从而，行驶计划生成单元14可以依据由周围信息识别单元12识别的诸如侧壁S这样的障碍物的位置来生成控制范围，使得控制范围相对于目标位置偏移。由行驶计划生成单元14生成并偏移的控制范围不限于目标位置的控制范围，并且也可以生成其他目标控制值的控制范围，以相对于目标控制值偏移。例如，作为偏移控制范围的方法，行驶计划生成单元14可以相对于目标控制值偏移控制范围，使得控制范围远离障碍物。
图4A是用于描述在目标偏航角被包括作为行驶计划中的目标控制值的情况下，目标偏航角和目标偏航角的控制范围的设定的图。图4A示出目标控制值的目标偏航角的临时改变和目标偏航角的控制范围的临时改变的实例。由断线示出的参考符号T1表示目标控制值的目标偏航角的顺时针或逆时针临时改变。由虚线示出的参考符号Wa1表示控制范围边界线，其示出顺时针或逆时针目标偏航角的控制范围的上限。由虚线示出的参考符号Wb1表示控制范围边界线，其示出顺时针或逆时针目标偏航角的控制范围的下限。参考符号W1表示目标偏航角的控制范围。控制范围W1能够示出为从作为控制范围的上限的控制范围边界线Wa1到作为控制范围的下限的控制范围边界线Wb1的角度范围。行驶计划生成单元14可以生成目标偏航角的控制范围W1，使得控制范围W1相对于目标偏航角T1偏移。
图4B是用于描述在目标速度被包括作为行驶计划中的目标控制值的情况下的目标速度和目标速度的控制范围的设定的平面图。图4B示出目标控制值的目标速度的临时改变和目标速度的控制范围的临时改变的实例。由断线示出的参考符号T2表示目标控制值的目标速度的临时改变。由虚线示出的参考符号Wa2表示控制范围边界线，其示出目标速度的控制范围的上限。由虚线示出的参考符号Wb2表示控制范围边界线，其示出目标速度的控制范围的下限。参考符号W2表示目标速度的控制范围。控制范围W2能够由从作为控制范围的上限的控制范围边界线Wa2到作为控制范围的下限的控制范围边界线Wb2的速度范围示出。行驶计划生成单元14可以生成目标速度的控制范围W2，使得控制范围W2相对于目标速度T2偏移。
图4C是用于描述在目标路径的曲率被包括作为行驶计划中的目标控制值的情况下的目标路径的曲率和目标路径的曲率的控制范围设定的平面图。图4C示出目标路径的曲率的临时改变和曲率的控制范围的临时改变的实例。由断线示出的参考符号T3表示目标路径的曲率的临时改变。由虚线示出的参考符号Wa3表示控制范围边界线，其示出曲率的控制范围的上限。由虚线示出的参考符号Wb3表示控制范围边界线，其示出曲率的控制范围的下限。参考符号W3表示曲率的控制范围。控制范围W3能够示出为从作为控制范围的上限的控制范围边界线Wa3到作为控制范围的下限的控制范围边界线Wb3的曲率范围。行驶计划生成单元14可以生成曲率的控制范围W3，使得控制范围W3相对于目标路径的曲率T3偏移。
图4D是用于描述在目标加速度被包括作为行驶计划中的目标控制值的情况下的目标加速度和目标加速度的控制范围的设定的平面图。图4D示出目标控制值的目标加速度的临时改变和目标加速度的控制范围的临时改变的实例。由断线示出的参考符号T4表示目标控制值的目标加速度的临时改变。由虚线示出的参考符号Wa4表示控制范围边界线，其示出目标加速度的控制范围的上限。由虚线示出的参考符号Wb4表示控制范围边界线，其示出目标加速度的控制范围的下限。参考符号W4表示目标加速度的控制范围。控制范围W4能够由从作为控制范围的上限的控制范围边界线Wa4到作为控制范围的下限的控制范围边界线Wb4的加速度范围示出。行驶计划生成单元14可以生成目标加速度的控制范围W4，使得控制范围W4相对于目标加速度T4偏移。
接着，将描述由行驶计划生成单元14生成的控制范围的设定的实例。行驶计划生成单元14可以例如基于作为周围信息的车辆V的行驶车道的宽度来生成控制范围。在该情况下，如图5A所示，在行驶车道宽度宽的情况下，与行驶车道的宽度窄的情况相比，行驶计划生成单元14可以增大控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取而识别行驶车道的宽度。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的在车辆V的周围行驶的周围车辆的尺寸，生成控制范围。周围车辆例如可以是行驶在车辆V的前方、行驶在车辆V的行驶车道上或者行驶在与车辆V的行驶车道相邻的相邻车道上的车辆。周围车辆的尺寸可以是在车辆宽度方向上尺寸，或者在前后方向上的尺寸。在该情况下，如图5B所示，在周围车辆的尺寸大的情况下，与周围车辆的尺寸小的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取而识别周围车辆的尺寸。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的在车辆V的周围行驶的周围车辆的速度，生成控制范围。在该情况下，如图5C所示，在周围车辆的速度高的情况下，与周围车辆的速度低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取而识别周围车辆的速度。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的在车辆V的周围行驶的周围车辆与车辆V的行驶路径之间的距离，生成控制范围。在该情况下，如图5D所示，在周围车辆与车辆V的行驶路径之间的距离长的情况下，与周围车辆与车辆V的行驶路径之间的距离短的情况相比，行驶计划生成单元14可以增大控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取来识别周围车辆与车辆V的行驶路径之间的距离。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为包括在车辆信息中的车辆V的特征信息的车辆V的尺寸，生成控制范围。车辆V的尺寸可以是在车辆宽度方向上尺寸，或者在前后方向上的尺寸。在该情况下，在车辆V的尺寸大的情况下，与车辆V的尺寸小的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自车辆状态识别单元13的获取来识别车辆V的尺寸。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的车辆V的行驶车道的道路类型信息生成控制范围。在该情况下，在行驶车道在高速公路上的情况下，与行驶车道在普通道路上的情况相比，行驶计划生成单元14可以增大控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取来识别道路类型信息。行驶计划生成单元14可以例如基于作为周围信息的车辆V的行驶车道的速度限制来生成控制范围。在该情况下，在速度限制高的情况下，与速度限制低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。此处，例如，速度限制可以包括在包含于地图数据库4的地图信息中。在该情况下，周围信息识别单元12从地图数据库4获取速度限制作为周围信息。然后，行驶计划生成单元14可以通过来自周围信息识别单元12的获取将速度限制识别为周围信息。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作包括在车辆V的车辆状态中的行驶状态来生成控制范围。在该情况下，在车辆V的作为行驶状态的速度高的情况下，与车辆V的速度低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自车辆状态识别单元13的获取来识别车辆V的速度。在车辆V的作为行驶状态的偏航率高的情况下，与车辆V的偏航低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。在该情况下，行驶计划生成单元14可以例如通过来自车辆状态识别单元13的获取识别偏航率。在车辆V的作为行驶状态的前后方向加速度或横向加速度高的情况下，与车辆V的前后方向加速度或横向加速度低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。在该情况下，行驶计划生成单元14可以例如通过来自车辆状态识别单元13的获取来识别前后方向加速度或横向加速度。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的周围车辆靠近车辆V的速度(障碍物相对于车辆V的速度)，生成控制范围。在该情况下，在靠近车辆V的周围的车辆的速度高的情况下，与靠近车辆V的周围车辆的速度低的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以通过来自周围信息识别单元12的获取来识别靠近车辆V的周围车辆的速度。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的存在于车辆V的右侧上的行驶车道边界的颜色和线型，生成控制范围。例如，当车辆V在日本行驶时，在行驶车道的右侧上的边界线的颜色是黄色的情况下，与行驶车道的右侧的边界线是白色断线的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。例如，在行驶车道的右侧上的边界线的颜色是黄色的情况下，由于是禁止偏离边界线，所以需要使得车辆V行驶为车辆V不行驶在边界线上。因此，在行驶车道的右侧上的边界线的颜色是黄色的情况下，与行驶车道的右侧上的边界线是白色断线的情况相比，行驶计划生成单元14减小控制范围。行驶计划生成单元14可以通过来自周围信息识别单元12的获取来识别车辆V的右侧上存在的行驶车道边界线的颜色和线型。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为包括在车辆信息中的特征信息的传感器可靠性，生成控制范围。此处，传感器的可靠性可以是用于生成行驶计划并且包括在外传感器1或内传感器3中的传感器的可靠性。在该情况下，在传感器的可靠性低的情况下，与传感器的可靠性高的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自车辆状态识别单元13的获取来识别传感器的可靠性。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的车辆V的行驶道路的侧方的平坦区域的大小，生成控制范围。在该情况下，在平坦区域狭窄的情况下，与平坦区域宽阔的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取来识别平坦区域的尺寸。
行驶计划生成单元14可以，例如，基于作为周围信息的车辆V的行驶道路的道路表面状态，生成控制范围。例如，在道路表面由于雨水等是湿的的情况下，与道路表面不湿的情况相比，行驶计划生成单元14可以减小控制范围。行驶计划生成单元14可以例如通过来自周围信息识别单元12的获取来识别道路表面的状态。
虽然行驶计划生成单元14基于上述的周围信息的各种类型和各种车辆状态的任意一种来生成控制范围，但是行驶计划生成单元14可以基于各种类型的周围信息和各种车辆状态中的两者以上生成控制范围。
基于由行驶计划生成单元14生成的行驶计划和控制范围，行驶控制单元15控制车辆V的自动行驶。具体地，基于由行驶计划生成单元14生成的行驶计划和控制范围以及由车辆状态识别单元13识别的车辆状态，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆V的车辆状态变为与行驶计划中的目标控制值相对应的目标车辆状态。行驶控制单元15将所计算的指令控制值输出到致动器6。从而，行驶控制单元15控制车辆V的行驶，使得车辆在跟随行驶计划的同时自动行驶。此处，对应于目标控制值的目标车辆状态是依据行驶计划中的目标控制值由致动器6的输出实施的车辆V的目标车辆状态。
更具体地，当当前车辆状态不是与行驶计划中的目标控制值对应的目标车辆状态时，行驶控制单元15使得车辆状态接近目标车辆状态。在该情况下，行驶控制单元15首先判定由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状是否是与目标控制值中的控制范围内相对应的车辆状态。在当前车辆状态是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是对应于控制范围外的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态。
具体地，例如，在当前车辆位置是在目标位置的控制范围内的位置的情况下，与当前车辆位置是在控制范围外的位置相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得在单位时间内(例如，1秒)向目标位置的移动量较小。例如，在当前车辆位置是目标位置的控制范围内的位置的情况下，行驶控制单元15计算指令控制值，以使得在把重点放在驾驶质量上的同时使车辆状态逐缓慢近目标车辆状态，而不使得车辆V的车辆状态快速接近目标车辆状态。类似地，例如，在车辆V的当前速度是目标速度的控制范围内的速度的情况下，行驶控制单元15计算指令控制值，以使得在把重点放在驾驶质量上的同时使车辆状态缓慢接近目标车辆状态，而不使得车辆V的车辆状态快速接近目标车辆状态不同。此处，为在把重点放在驾驶质量上的同时使车辆状态缓慢接近目标车辆状态，例如，可以使得车辆状态靠近目标车辆状态，使得产生的车辆V的横摆加速度变为预先确定的基准值以下。
另一方面，在由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状态不是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是对应于控制范围内的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状态更迅速地接近目标车辆状态。具体地，例如，在当前车辆位置是在目标位置的控制范围外的位置的情况下，与当前车辆位置是在控制范围内的位置的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得在单位时间内(例如，1秒)向目标位置的移动量较大。例如，在当前车辆位置是目标位置的控制范围外的位置的情况下，行驶控制单元15在把重点不放在行驶质量而是放在使得车辆V的车辆状态迅速靠近目标车辆状态上的同时，计算指令控制值。类似地，例如，在车辆V的当前速度是目标速度的控制范围外的速度的情况下，行驶控制单元15在把重点不放在行驶质量而是放在使得车辆V的车辆状态迅速靠近目标车辆状态上的同时，计算指令控制值。
即，在控制范围小的情况下，虽然当车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态时车辆状态接近目标车辆状态，但是与控制范围大的情况相比，控制车辆状态使得车辆状态迅速接近目标车辆状态的时间较长，并且控制车辆状态使得车辆状态缓慢接近目标车辆状态的时间较短。因此，自动驾驶车辆系统100能够将车辆V的车辆状态的接下来的性能提高到目标车辆状态。另一方面，在控制范围大的情况下，虽然当车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态时车辆状态接近目标车辆状态，但是与控制范围小的情况相比，控制车辆状态使得车辆状态迅速接近目标车辆状态的时间较短，并且控制车辆状态使得车辆状态缓慢接近目标车辆状态的时间较长。因此，自动驾驶车辆系统100能够抑制车辆V行为的剧烈变化，并且能够提高驾驶质量。
作为实例，下面将描述在行驶控制单元15控制车辆V的行驶以服从行驶计划的情况下车辆位置的改变。假设车辆V行驶在如图2所示的行驶车道R上。假设车辆V的车辆位置在目标位置的控制范围W外。由于车辆V的车辆位置在控制范围W外，所以行驶控制单元15使得车辆V行驶为使得车辆位置快速跟随连接目标位置的目标路径T。车辆V此时的路径被定义为路径K1。当车辆位置到达目标位置的控制范围W内时，行驶控制单元15使得车辆V行驶为使得车辆位置缓慢跟随连接目标位置的目标路径T。此时车辆V的路径被定义为路径K2。从而，在车辆V的车辆位置在目标位置的控制范围W内的情况下，与车辆V的车辆位置在目标位置的控制范围W外的情况相比，行驶控制单元15使得车辆位置更加缓慢地接近目标位置。
接着，将描述由自动驾驶车辆系统100执行的步骤流程。首先，将通过参考图6中的流程图描述ECU10用来生成行驶计划和控制范围的步骤流程。例如，当驾驶员利用导航系统5设定目的地，并且向HMI7进行用于执行自动驾驶的输入操作时，ECU10在预定的步骤循环中重复地执行生成行驶计划和控制范围的以下步骤。
首先，车辆状态识别单元13识别车辆V的车辆状态。周围信息识别单元12识别车辆V的周围信息(S11)。基于车辆V的周围信息和地图数据库4的地图信息，行驶计划生成单元14根据预先设定的目标路径生成行驶计划(S12)。基于由周围信息识别单元12识别的车辆V的周围信息和由车辆状态识别单元13识别的车辆状态中的至少一者，行驶计划生成单元14生成控制范围(S13)。行驶计划生成单元14将生成的行驶计划和控制范围输出到行驶控制单元15。
接着，将参考图7所示的流程图具体描述ECU10基于行驶计划和控制范围控制车辆V的行驶的步骤的流程。一旦行驶计划生成单元14生成行驶计划和控制范围，行驶控制单元15就开始车辆V的行驶的控制。此外，当行驶计划生成单元14新生成行驶计划和控制范围时，行驶控制单元15基于新生成的行驶计划和控制范围控制车辆V的行驶。
首先，行驶控制单元15判定当前车辆状态是否是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态(S21)。在当前车辆状态是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下(S21:是)，与当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态。然后，行驶控制单元15将计算的指令控制值输出到致动器6。从而，行驶控制单元15控制车辆V的行驶，使得车辆状态缓慢接近目标车辆状态(S22)。
在当前车辆状态不是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下(S21:否)，与当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状快速地接近目标车辆状态。然后，行驶控制单元15将计算的指令控制值输出到致动器6。从而，行驶控制单元15控制车辆V的行驶，使得车辆状态快速接近目标车辆状态(S23)。
如上所述，在当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是于控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，实施例中的自动驾驶车辆系统100使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态。即，在当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是于控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，自动驾驶车辆系统100使得车辆状态更加快速地接近目标车辆状态。从而，在车辆状态显著地偏离行驶计划的情况下(在当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况下)，自动驾驶车辆系统100能够使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态。此外，在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下(在当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下)，自动驾驶车辆系统100能够通过使得车辆状态缓慢地接近目标车辆状态而改善驾驶质量。
此处，在指令控制值的计算中，行驶控制单元15可以计算基本指令控制值，用于使得车辆状态接近目标车辆状态。此后，行驶控制单元15可以更正基本指令控制值，使得在车辆状态处于目标控制值的控制范围内的情况下，车辆状态缓慢接近目标车辆状态，或者可以更正基本指令控制值，使得在车辆状态处于目标控制值的控制范围外的情况下，车辆状态快速接近目标车辆状态。此处，基本指令控制值是如下指令控制值：无论车辆状态是在控制范围内还是在控制范围外，都必须使得车辆状态接近目标车辆状态的指令控制值。依据车辆状态是在目标控制值的控制范围内还是在控制范围外，而如上所述地更正基本指令控制值。或者，代替预先计算用于使得车辆状态接近目标车辆状态的基本指令控制值，行驶控制单元15可以依据车辆状态是否在目标控制值的控制范围内而计算指令控制值，用于使得车辆状态缓慢地或者快速地接近目标车辆状态。
[第二实施例]
接着，将描述第二实施例。在实施例的说明中，详细描述与第一实施例的差异。对于与第一实施例相同或相应的要素，使用相同的参考符号，并且省略重复的描述。图8是示出根据第二实施例的自动驾驶车辆系统100A的配置的框图。自动驾驶车辆系统100A包括外传感器1、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、第一ECU10A、第二ECU 10B和HMI7。此处，该实施例与第一实施例的不同之处在于行驶计划生成单元14和行驶控制单元15包括在不同的ECU中。
第一ECU10A和第二ECU10B控制车辆V的自动行驶。第一ECU10A是包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元。在第一ECU10A中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而执行各种控制。
第一ECU10A功能性地包括周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14。在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容与第一实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容相同。此外，在本实施例中的周围信息识别单元12和车辆状态识别单元13进行第一实施例中的图6所描述的S11的处理。在本实施例中的行驶计划生成单元14进行第一实施例中的图6所描述的S12和S13的处理。
第二ECU10B是包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元。在第二ECU10B中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而执行各种控制。
第二ECU10B功能性地包括行驶控制单元(第一计算单元)15。在本实施例中的行驶控制单元15进行的处理内容与第一实施例中行驶控制单元15进行的处理内容相同。此外，本实施例中的行驶控制单元15进行第一实施例的图7所描述的S21至S23的处理。
第一ECU10A和第二ECU10B彼此物理地不同的ECU。第一ECU10A与第二ECU10B通过通信线路互相通信。
如上所述，在本实施例的自动驾驶车辆系统100A中，行驶计划生成单元14和行驶控制单元15包括在不同的ECU中，并且因此，例如，能够采用第一ECU10A作为跨车辆类型采用的通用元件，并且采用第二ECU10B作为用于各车辆类型的不同的车辆类型从属元件。从而，与行驶计划生成单元14和行驶控制单元15包括在单独的ECU中的情况相比，能够提升元件的通用性。
此外，在本实施例的自动驾驶车辆系统100A中，能够获得与第一实施例相同的效果。
[第三实施例]
接着，将描述第三实施例。在实施例的说明中，详细描述与第一实施例的差异。对于与第一实施例相同或相应的要素，使用相同的参考符号，并且省略重复的描述。图9是示出根据第三实施例的自动驾驶车辆系统100B的配置的框图；自动驾驶车辆系统100B包括外传感器1、GPS接收单元2、内传感器3、地图数据库4、导航系统5、致动器单元60、ECU20和HMI7。此处，本实施例与第一实施例的不同之处主要在于致动器单元60的致动器控制单元62基于控制范围控制致动器61。
ECU20控制车辆V的自动行驶。ECU20是包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元。在ECU20中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而，执行各种控制。ECU20可以由多种电子控制单元构成。
ECU20功能性地包括周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13、行驶计划生成单元14，以及行驶控制单元(第二计算单元)15B。在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容与第一实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容相同。此外，在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13进行第一实施例中的图6所描述的S11的处理。在本实施例中的行驶计划生成单元14进行第一实施例中的图6所描述的S12和S13的处理。
行驶控制单元15B基于由行驶计划生成单元14生成的行驶计划来控制车辆V的自动行驶。具体地，基于由行驶计划生成单元14生成的行驶计划以及由车辆状态识别单元13识别的车辆状态，行驶控制单元15B计算指令控制值，使得车辆V的车辆状态变为与行驶计划中的目标控制值相对应的目标车辆状态。行驶控制单元15B将计算的指令控制值输出到致动器单元60。从而，行驶控制单元15B控制车辆V的行驶，使得车辆V在跟随行驶计划的同时自动行驶。此外，与计算的指令控制值一起，行驶控制单元15B将由行驶计划生成单元14生成的控制范围输出到致动器单元60。与第一实施例中的行驶控制单元15不同，行驶控制单元15B不使用控制范围计算指令控制值。
致动器单元60包括致动器61和致动器控制单元62。致动器61与第一实施例中的致动器6相同。由行驶计划生成单元14生成的指令控制值输入到致动器61。致动器61通过与指令控制值相对应的输出控制车辆V的行驶。
基于由车辆状态识别单元13识别的车辆状态和由行驶计划生成单元14生成的控制范围，致动器控制单元62控制致动器61的参数。致动器61的参数例如是指令控制值对致动器61的反馈的增益。通过控制致动器61的参数，致动器控制单元62改变致动器61的作用的响应率。此处，改变作用的响应率为改变在致动器61的输出值到达从行驶控制单元15B输入的指令控制值之前所需的时间。具体地，例如，致动器控制单元62可以改变指令控制值对致动器61的反馈的增益作为致动器61的参数的控制。从而，致动器控制单元62能够使得车辆V的车辆状态快速地或者缓慢地接近与行驶计划中目标控制值相对应的目标车辆状态。
此处，除了上述增益的改变，致动器控制单元62还可以改变对于致动器61中的控制所允许的输出的最大值，作为致动器61的参数的控制。
更具体地，致动器控制单元62首先判定由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状态是否为与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态。在当前车辆状态是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62改变参数，使得致动器61的输出更加缓慢地接近对应于指令控制值的输出。另一方面，在由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状态不是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62改变参数(例如，存储参数)，使得致动器61的输出更迅速地地接近对应于指令控制值的输出。
作为实例，下面将描述在致动器61被控制为使得致动器61的输出变为对应于指令控制值的输出的情况下车辆位置的变化。假设车辆V行驶在如图2所示的行驶车道R上。假设车辆V的车辆位置在目标位置的控制范围W外。由于车辆V的车辆位置在控制范围W外，所以致动器控制单元62控制致动器61的参数，使得致动器61的输出快速地靠近对应于指令控制值的输出。车辆V此时的路径被定义为路径K1。当车辆位置到达目标位置的控制范围W内时，致动器控制单元62控制致动器61的参数，使得致动器61的输出缓慢靠近对应于指令控制值的输出。此时车辆V的路径被定义为路径K2。从而，在车辆位置在目标位置的控制范围W内的情况下，与车辆位置在目标位置的控制范围W外的情况相比，车辆V的车辆位置更加缓慢地接近目标位置。
接着，将描述由自动驾驶车辆系统100B执行的步骤流程。ECU20生成行驶计划和控制范围的处理流程与第一实施例的图6描述的处理流程相同，并且因此省略描述。即，在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13进行第一实施例中的图6所描述的S11的处理。在本实施例中的行驶计划生成单元14进行第一实施例中的图6所描述的S12和S13的处理。
接着，将参考图10的流程图具体描述基于控制范围行驶控制单元15B计算指令控制值和致动器控制单元62控制致动器61的参数的处理流程。一旦行驶计划生成单元14生成行驶计划和控制范围，基于由行驶计划生成单元14生成的行驶计划和由车辆状态识别单元13识别的车辆状态，行驶控制单元15B计算指令控制值，使得车辆V的车辆状态变为与行驶计划中的目标控制值相对应的目标车辆状态。行驶控制单元15B将计算的指令控制值和由行驶计划生成单元14生成的控制范围输出到致动器单元60。
致动器控制单元62判定由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状态是否是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态(S32)。在当前车辆状态是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下(S32:是)，与当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62控制致动器61的参数，使得致动器61的输出更缓慢地接近对应于指令控制值的输出(S33)。从而，车辆V的车辆状态缓慢地接近目标车辆状态。
在由车辆状态识别单元13识别的当前车辆状态不是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态的情况下(S32:否)，与当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62控制致动器61的参数，使得致动器61的输出更快速地接近与指令控制值相对应的输出(S34)。从而，车辆V的车辆状态快速地接近目标车辆状态。
行驶控制单元15和致动器控制单元62基于当前行驶计划和控制范围进行S31至S34的处理，直到行驶计划生成单元14生成新的行驶计划和控制范围。
如上所述，在当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，本实施例中的自动驾驶车辆系统100B使得致动器61的输出更加缓慢地接近对应于指令控制值的输出。即，在当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况相比，自动驾驶车辆系统100B使得致动器61的输出更加快速地接近对应于指令控制值的输出。从而，在车辆状态显著地偏离行驶计划的情况下(在当前车辆状态是与控制范围外相对应的车辆状态的情况下)，自动驾驶车辆系统100B能够使得车辆状态快速地接近行驶计划中的目标车辆状态。此外，在车辆状态稍微偏离行驶计划的情况下(在当前车辆状态是与控制范围内相对应的车辆状态的情况下)，自动驾驶车辆系统100B能够通过使得车辆状态缓慢地接近目标车辆状态而改善驾驶质量。
此处，在第三实施例中，致动器控制单元62不总是需要与致动器61联合。例如，致动器控制单元62可以包括在ECU20中，或者可以包括在与ECU20不同的ECU中。
此外，代替控制范围，行驶控制单元15B可以将作为致动器61的控制的参数范围并且是基于控制范围而计算的范围输出到致动器单元60。在该情况下，在致动器61的控制的当前参数处于作为致动器61的控制的参数范围并且是从行行驶控制单元15B输入的范围内的情况下，致动器控制单元62可以判定当前车辆状态是与目标控制值的控制范围内相对应的车辆状态，此外，在致动器61的控制的当前参数处于作为致动器61的控制的参数范围并且从行驶控制单元15B输入的范围外的情况下，致动器控制单元62可以判定当前车辆状态是与目标控制值的控制范围外相对应的车辆状态。
[第四实施例]
接着，将描述第四实施例。在实施例的说明中，详细描述与第三实施例的差异。对于与第三实施例相同或相应的要素，使用相同的参考符号，并且省略重复的描述。图11是示出根据第四实施例的自动行驶车辆系统100C的配置的框图。自动驾驶车辆系统100C包括外传感器1、GPS接收单元2、内传感器3、地图数据库4、导航系统5、致动器单元60、第一ECU20A、第二ECU20B和HMI7。此处，该实施例与第三实施例的不同之处在于行驶计划生成单元14和行驶控制单元15B包括在不同的ECU中。
第一ECU20A和第二ECU20B控制车辆V的自动行驶。第一ECU20A是包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元。在第一ECU20A中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而执行各种控制。
第一ECU20A功能性地包括周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14。在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容与第一实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13和行驶计划生成单元14进行的处理内容相同。此外，在本实施例中的周围信息识别单元12、车辆状态识别单元13进行第一实施例中的图6所描述的S11的处理。在本实施例中的行驶计划生成单元14进行第一实施例中的图6所描述的S12和S13的处理。
第二ECU20B是包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元。在第二ECU20B中，储存在ROM中的程序加载到RAM中并且由CPU执行，并且从而执行各种控制。
第二ECU20B功能性地包括行驶控制单元(第二计算单元)15B。在本实施例中由行驶控制单元15B进行的处理内容与第三实施例中行驶控制单元15B进行的处理内容相同。此外，本实施例中的行驶控制单元15B进行第三实施例的图10所描述的S31的处理。
第一ECU20A和第二ECU20B彼此物理地不同的ECU。第一ECU20A与第二ECU20B可以通过通信线路互相通信。
如上所述，在本实施例的自动驾驶车辆系统100C中，行驶计划生成单元14和行驶控制单元15B包括在不同的ECU中，并且因此，例如，能够采用第一ECU20A作为跨车辆类型采用的通用元件，并且采用第二ECU20B作为用于各车辆类型的不同的车辆类型从属元件。从而，与行驶计划生成单元14和行驶控制单元15B包括在单独的ECU中的情况相比，能够提升元件通用性。
此外，在本实施例的自动驾驶车辆系统100C中，能够获得与第三实施例相同的效果。
此处，在第四实施例中，致动器控制单元62不总是需要与致动器61联合。例如，致动器控制单元62可以包括在第二ECU20B中，或者可以包括在与第二ECU20B不同的ECU中。
从而，已经描述了本发明的实施例。然而，本发明不限于上述实施例。下文中，将描述各种修改例。
[第一修改例]
在第一修改例中，例如，在第一实施例中的行驶计划生成单元14可以生成在行驶计划中用于车辆V的目标控制值的控制范围(后文中，称为“第一控制范围”)，并且可以生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围。在该情况下，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态。此外，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，行驶控制单元15计算指令控制值，使得车辆状更加缓慢地接近目标车辆状态。从而，当车辆状态接近目标车辆状态时的缓慢程度可以随着车辆V的车辆状态接近目标车辆状态而逐级增加。
此处，行驶计划生成单元14可以生成三个以上的控制范围，类似于生成第一控制范围和第二控制范围的情况。在该情况下，随着车辆V的车辆状态接近目标车辆状态，当车辆状态接近目标车辆状态时，行驶控制单元15可以逐级增加缓慢程度。
作为实例，将描述行驶计划生成单元14生成第一控制范围和第二控制范围的情况下车辆位置的改变。假设车辆V行驶在如图12所示的行驶车道R上。假设行驶计划生成单元14生成第一控制范围W11和第二控制范围W12作为目标位置的控制范围。假设车辆V的车辆位置在目标位置的第二控制范围W12的外部。由于车辆V的车辆位置处于目标位置的第二控制范围W12的外部，所以行驶控制单元15使得车辆V行驶为使得车辆位置快速跟随连接目标位置的目标路径T。车辆V此时的路径被定义为路径K11。当车辆位置到达目标位置的第二控制范围W12内并且在目标位置的第一控制范围W11外时，与车辆位置在第二控制范围W12外的情况相比，行驶控制单元15使得车辆V行驶为使得车辆位置更加缓慢地跟随连接目标位置的路径T。车辆V此时的路径被定义为路径K12。当车辆位置到达目标位置的第一控制范围W11内时，与车辆位置在第二控制范围W12内并且在第一控制范围W11外的情况相比，行驶控制单元15使得车辆V行驶为使得车辆位置更加缓慢地跟随连接目标位置的目标路径T。车辆V此时的路径被定义为路径K13。从而，随着车辆位置接近目标位置，车辆位置可以更加缓慢地接近目标位置。
此处，同样在第二实施例中，与第一修改例类似，行驶计划生成单元14可以生成多个控制范围，并且行驶控制单元15可以基于生成的多个控制范围控制车辆V的行驶。
[第二修改例]
与第一修改例类似，在第二修改例中，例如，在第三实施例中的行驶计划生成单元14可以生成在行驶计划中用于车辆V的目标值的第一控制范围，并且可以生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围。在该情况下，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62改变参数，使得致动器61的输出值更加缓慢地靠近指令控制值。此外，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，致动器控制单元62改变参数，使得致动器61的输出值更加缓慢地接近指令控制值。从而，随着车辆V的车辆状态接近目标车辆状态，当致动器61的输出值的接近指令控制值时的缓慢程度可以逐级增加。
此处，行驶计划生成单元14可以生成三个以上的控制范围，类似于生成第一控制范围和第二控制范围的情况。在该情况下，随着车辆V的车辆状态接近目标车辆状态，致动器控制单元62可以逐级增加当致动器61的输出值接近指令控制值时的缓慢程度。
作为实例，将描述行驶计划生成单元14生成第一控制范围和第二控制范围的情况下车辆位置的改变。假设车辆V行驶在如图12所示的行驶车道R上。假设行驶计划生成单元14生成第一控制范围W11和第二控制范围W12作为目标位置的控制范围。假设车辆V的车辆位置在目标位置的第二控制范围W12外。由于车辆V的车辆位置在目标位置的第二控制范围W12外，所以致动器控制单元62改变致动器的参数，使得致动器61的输出快速地靠近指令控制值。车辆V此时的路径被定义为K11。当车辆位置到达目标位置的第二控制范围W12内并且在目标位置的第一控制范围W11外时，与车辆位置在第二控制范围W12外的情况相比，致动器控制单元62改变参数，使得致动器61的输出值更加缓慢地接近指令控制值。车辆V此时的路径被定义为路径K12。当车辆位置到达目标位置的第一控制范围W11内时，与车辆位置在第二控制范围W12内并且在第一控制范围W11外的情况相比，致动器控制单元62改变参数，使得致动器61的输出值更加缓和地接近指令控制值。车辆V此时的路径被定义为路径K13。从而，可以改变参数，使得随着车辆位置接近目标位置，致动器61的输出值缓慢地接近指令控制值。
此处，同样在第四实施例中，与第二修改例类似，行驶计划生成单元14可以生成多个控制范围，并且致动器控制单元62可以基于生成的多个控制范围控制致动器61的参数。
[第三修改例]
在第三修改例中，例如，在第一实施例中的行驶控制单元15可以基于周围信息和车辆信息的至少一者计算控制范围下限值(控制范围的最小值)，并且可以将计算的控制范围下限值输出到行驶计划生成单元14。然后，在生成控制范围时，行驶计划生成单元14可以生成控制范围，使得控制范围是输入的控制范围下限值以上。控制范围下限值可以是在车辆V的车连状态被控制成变为目标车辆状态的情况下的控制误差的最大值。例如，可以基于车辆V的车辆状态、与车辆V的行驶相关的特征、用于控制车辆V的行驶的传感器的可靠性以及道路表面的状态中的至少一者，计算控制误差的最大值。
例如，车辆V的车辆状态可以是车辆V的速度、车辆V的由气动传感器检测的轮胎的气压等。在车辆V的速度高的情况下，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值与车辆V的速度低的情况相比是增加的。此外，在轮胎的气压低的情况下，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值与轮胎的气压高的情况相比是增加的。例如，与车辆V的行驶相关的特征可以是制动性能、加速度性能等。在制动性能低的情况下，与制动性能高的情况相比，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值是增加的。此外，在加速度性能低的情况下，与加速度性能高的情况相比，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值是增加的。例如，用于车辆V的行驶的控制的传感器的可靠性可以是速度传感器等的可靠性。在速度传感器的可靠性低的情况下，与速度传感器的可靠性高的情况相比，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值是增加的。例如，道路表面的状态是道路表面是干的的状态，或者道路表面是湿的的状态。在道路表面湿的情况下，与道路表面干的情况相比，行驶控制单元15可以计算控制误差的最大值，使得控制误差的最大值是增加的。
此处，例如，在系统激活的启动时间处(例如，在打开点火装置的时刻)，自动驾驶车辆系统100可以使用预先设定的标准值作为与车辆V的行驶相关的特征或者要用于车辆V的行驶控制的传感器的可靠性。标准值，例如可以是假设的典型车辆状态的值，或者可以是假设其中车辆的可控性最差的车辆状态的值。例如，在系统激活的启动时刻，自动驾驶车辆系统100可以使用干的道路表面状态或者湿的道路表面状态作为道路表面的状态。在车辆V开始行驶之后，自动驾驶车辆系统100可以基于行驶期间各种传感器的检测结果更新标准值。
当基于由周围信息识别单元12识别的车辆V的周围信息和由车辆状态识别单元13识别的车辆状态中的至少一者生成控制范围时，行驶计划生成单元14生成控制范围，使得控制范围等于或大于从行驶控制单元15输入的控制范围下限值。由于行驶计划生成单元14以该方式生成控制范围，使得控制范围等于或大于从行驶控制单元15输入的控制范围下限值，所以行驶控制单元15能够控制车辆V的行驶，使得车辆V的车辆状态在控制范围内变为目标车辆状态。
此处，当基于由周围信息识别单元12识别的车辆V的周围信息和由车辆状态识别单元13识别的车辆状态中的至少一者生成控制范围时，能够存在行驶计划生成单元14不能生成控制范围使得控制范围等于或大于从行驶控制单元15输入的控制范围下限值的情况。具体地，例如，在车辆V进行高速行驶并且行驶车道的宽度窄的情况下，行驶计划生成单元14生成小的控制范围。此时，行驶计划生成单元14有时不能够生成控制范围下限值以上的控制范围。在这样的情况下，例如，ECU10可以使车辆V减速，以使得车辆V在能够生成控制范围的状态下。或者，ECU10可以重新生成车辆V的行驶计划。ECU10可以停止自动驾驶控制。ECU10可以例如通过警告驾驶员不能生成控制范围下限值以上的控制范围来处理该情况。
行驶控制单元15可以向行驶计划生成单元14输出信号控制范围下限值，或者可以输出多个控制范围下限值。例如，在控制范围下限值依据速度的情况下，行驶控制单元15可以对于每个速度都生成控制范围下限值，并且可以将其输出到行驶计划生成单元14。在该情况下，在生成控制范围时，例如，行驶计划生成单元14可以基于与行驶计划中包括的速度相对应的控制范围下限值来生成控制范围。在设置多个控制范围下限值并且行驶计划生成单元14仅能够生成小于最小控制范围下限值的控制范围的情况下，ECU10可以使车辆V减速，以使车辆V处于能够生成控制范围的状态下，如上所述。类似地，ECU10可以重新生成车辆V的行驶计划。或者，ECU10可以停止自动驾驶控制。ECU10可以例如通过警告驾驶员不能生成控制范围下限值以上的控制范围来处理该情况。
此处，同样在第二实施例中，与第三修改例类似，行驶控制单元15可以生成控制范围下限值并且可以将其输出到行驶计划生成单元14。然后，行驶计划生成单元14可以生成控制范围，使得控制范围是输入的控制范围下限值以上。并且在第三和第四实施例中，与第三修改例类似，行驶控制单元15B可以生成控制范围下限值并且可以将其输出到行驶计划生成单元14。然后，行驶计划生成单元14可以生成控制范围，使得控制范围是输入的控制范围下限值以上。

Claims (12)

1.一种自动驾驶车辆系统，包括：
周围信息识别单元，该周围信息识别单元识别车辆的周围信息；
车辆状态识别单元，该车辆状态识别单元识别所述车辆的车辆状态；
行驶计划生成单元，该行驶计划生成单元基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；
第一计算单元，该第一计算单元基于所述行驶计划、所述车辆状态以及所述第一控制范围计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；以及
致动器，该致动器基于所述指令控制值控制所述车辆的行驶。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆系统，其中，
与当前的所述车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前的所述车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元计算所述指令控制值，使得所述车辆状态更加缓慢地接近所述目标车辆状态。
3.根据权利要求1或2所述的自动驾驶车辆系统，其中，
所述行驶计划生成单元包括在第一ECU中，并且所述第一计算单元包括在与所述第一ECU不同的第二ECU中。
4.根据权利要求1-3任一项所述的自动驾驶车辆系统，其中，
所述行驶计划生成单元还生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围；
与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元计算所述指令控制值，使得车辆状态更加缓慢地接近目标车辆状态；并且
与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述第一计算单元计算所述指令控制值，使得车辆状更加缓慢地接近目标车辆状态。
5.根据权利要求1-3任一项所述的自动驾驶车辆系统，其中，
第一计算单元还基于周围信息和车辆信息的至少一者计算控制范围下限值，并且将计算的控制范围下限值输出到行驶计划生成单元；以及
行驶计划生成单元生成所述第一控制范围，使得所述第一控制范围在所述控制范围下限值以上。
6.一种自动驾驶车辆系统，包括：
周围信息识别单元，该周围信息识别单元识别车辆的周围信息；
车辆状态识别单元，该车辆状态识别单元识别所述车辆的车辆状态；
行驶计划生成单元，该行驶计划生成单元基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；
第二计算单元，该第二计算单元基于所述行驶计划和车辆状态计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；
致动器，该致动器通过对应于所述指令控制值的输出而控制所述车辆的行驶；以及
致动器控制单元，该致动器控制单元基于所述车辆状态和所述第一控制范围而控制所述致动器的参数。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆系统，其中
与当前的所述车辆状态是与所述第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前的所述车辆状态是与所述第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述致动器控制单元改变所述参数，使得所述致动器的当前输出更缓慢地接近与所述指令控制值相对应的输出。
8.根据权利要求6或7所述的自动驾驶车辆系统，其中
所述行驶计划生成单元包括在第一ECU中，并且所述第二计算单元包括在与所述第一ECU不同的第二ECU中。
9.根据权利要求6-8任一项所述的自动驾驶车辆系统，其中，
所述行驶计划生成单元还生成包括第一控制范围并且比第一控制范围宽的第二控制范围；
与当前车辆状态是与第二控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第二控制范围内相对应并且与目标控制值的第一控制范围外相对应的车辆状态的情况下，所述致动器控制单元改变所述参数，使得所述致动器的输出更缓慢地接近所述指令控制值；并且
与当前车辆状态是与第二控制范围内相对应并且与第一控制范围外相对应的车辆状态的情况相比，在当前车辆状态是与目标控制值的第一控制范围内相对应的车辆状态的情况下，所述致动器控制单元改变所述参数，使得所述致动器的输出更缓慢地接近所述指令控制值。
10.根据权利要求6-8任一项所述的自动驾驶车辆系统，其中，
第二计算单元还基于周围信息和车辆信息的至少一者计算控制范围下限值，并且将计算的控制范围下限值输出到行驶计划生成单元；以及
行驶计划生成单元生成所述第一控制范围，使得所述第一控制范围在所述控制范围下限值以上。
11.一种自动驾驶车辆的控制方法，包括：
识别车辆的周围信息；
识别所述车辆的车辆状态；
基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；
基于所述行驶计划、所述车辆状态以及所述第一控制范围计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；以及
基于所述指令控制值控制所述车辆的行驶。
12.一种自动驾驶车辆的控制方法，包括：
识别车辆的周围信息；
识别所述车辆的车辆状态；
基于所述车辆的所述周围信息生成行驶计划，并且基于所述车辆状态和所述周围信息中的至少一者生成用于所述车辆的所述行驶计划中的目标控制值的第一控制范围；
基于所述行驶计划和车辆状态计算指令控制值，使得所述车辆状态成为与所述目标控制值相对应的目标车辆状态；
通过对应于所述指令控制值的输出而利用致动器控制所述车辆的行驶；以及
基于所述车辆状态和所述第一控制范围而控制所述致动器的参数。
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