CN107914711B - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆控制装置10(10A、10B)，其具有目标舵角生成部(86、132、142)和舵角控制部(88)，其中：目标舵角生成部(86、132、142)在检测到低速行驶状态期间或者从模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据所获取到的车道信息与车辆(100)的姿势的关系来生成车辆(100)的目标舵角；所述舵角控制部(88)进行与所生成的目标舵角相对应的车辆(100)的舵角控制。据此，即使在刚转移到自动驾驶模式之后也能使车辆顺利向所期望的方向行进。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种被构成为能执行自动驾驶或自动驾驶辅助的车辆控制装置。

背景技术

近年来，正在开发一种车辆控制装置，该车辆控制装置被构成为能执行自动驾驶或者自动驾驶辅助。例如已知有如下这样的驾驶辅助装置：在没有设定自动驾驶的目的地的情况下，将自动驾驶的模式确定为沿车辆的当前行驶路径行驶的自动驾驶或者自动停车(参照日本发明专利公开公报特开2014-121984号)。

然而，在现有技术中存在在特定的情形下无法使车辆顺利地向所期望的方向行进的情况。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在特定的情形下使车辆顺利地向所期望的方向行进的车辆控制装置。

第1技术方案所涉及的车辆控制装置构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助，具有外界状态检测部、车道信息获取部、状态检测部、目标舵角生成部和舵角控制部，其中，所述外界状态检测部检测车辆的外界状态；所述车道信息获取部根据基于所述外界状态检测部的检测结果，来获取能够确定所述车辆想要行驶的车道的形状的车道信息；所述状态检测部检测所述车辆的速度在规定值以下的低速行驶状态；所述目标舵角生成部在所述状态检测部检测到所述低速行驶状态期间，根据由所述车道信息获取部获取到的所述车道信息与所述车辆的姿态的关系，来生成所述车辆的目标舵角；所述舵角控制部进行与所述目标舵角生成部所生成的所述目标舵角相对应的所述车辆的舵角控制。

在车辆的速度在规定值以下的低速行驶状态下，存在对本车状态或外界状态的检测结果的可靠度降低的情况。因此，在检测到低速行驶状态期间，由于使用了检测精度的可靠性相对高的车道信息和车辆的姿态，所以能够高精度地生成用于向沿着车道的形状的方向进行操纵的目标舵角。据此，即使车辆的速度在规定值以下也能够使车辆顺利地向所期望的方向行进。

另外，在第1技术方案所涉及的车辆控制装置中，所述目标舵角生成部也可以根据所述车道信息所示的所述车道的朝向与所述车辆的朝向的关系、和/或、所述车道信息所示的所述车道的曲率与对应于所述车辆的姿态的曲率的关系来生成所述目标舵角。

另外，在第1技术方案所涉及的车辆控制装置中，所述车道信息获取部也可以获取在所述低速行驶状态下由所述外界状态检测部实际上检测到的所述车道信息。

另外，在第1技术方案所涉及的车辆控制装置中，也可以为：还具有轨迹生成部，所述轨迹生成部根据基于所述外界状态检测部的检测结果来生成所述车辆的行驶轨迹，所述车道信息获取部获取由所述轨迹生成部生成的所述行驶轨迹来作为所述车道信息。

第2技术方案所涉及的车辆控制装置构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助，具有外界状态检测部、车道信息获取部、转移检测部、目标舵角生成部和舵角控制部，其中，所述外界状态检测部检测车辆的外界状态；所述车道信息获取部根据基于所述外界状态检测部的检测结果，来获取能够确定所述车辆想要行驶的车道的形状的车道信息；所述转移检测部检测在所述车辆的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点；所述目标舵角生成部在从所述转移检测部所检测到的所述模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据由所述车道信息获取部获取到的所述车道信息与所述车辆的姿态的关系，来生成所述车辆的目标舵角；所述舵角控制部进行与所述目标舵角生成部所生成的所述目标舵角相对应的所述车辆的舵角控制。

在车辆的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点起算的短暂的期间内，与本车状态或外界状态有关的信息量不足，因此存在无法顺利地进行车辆的自动驾驶的情况。因此，在满足规定条件为止的期间，由于使用了检测精度的可靠性相对高的车道信息和车辆的姿态，所以能够高精度地生成用于向沿着车道的形状的方向进行操纵的目标舵角。据此，即使在刚刚转移到自动驾驶模式之后也能够使车辆顺利地向所期望的方向行进。

另外，在第2技术方案所涉及的车辆控制装置中，也可以为：所述目标舵角生成部根据所述车道信息所示的所述车道的朝向与所述车辆的朝向的关系、和/或、所述车道信息所示的所述车道的曲率与所述车辆的姿态所对应的曲率的关系来生成所述目标舵角。

另外，在第2技术方案所涉及的车辆控制装置中，所述车道信息获取部也可以获取在满足所述规定条件为止的期间由所述外界状态检测部实际上检测到的所述车道信息。

根据本发明所涉及的车辆控制装置，能够在特定的情形下使车辆顺利地向所期望的方向行进。

根据参照附图而说明的以下的实施方式的说明，上述的目的、特征和优点被容易地理解。

附图说明

图1是表示本发明各实施方式共同的车辆控制装置的结构的框图。

图2是表示第1实施方式中的主要的特征部的功能框图。

图3是第1实施方式中的目标舵角生成部的详细框图。

图4A是表示与速度模式有关的变化组(variation group)一例的图。图4B是表示与操纵角模式有关的变化组一例的图。

图5是示意性地表示生成多个候选轨迹的结果的图。

图6是示意性地表示确定1个短期轨迹的结果的图。

图7是表示车辆在车道上行驶的状态的图。

图8是表示车辆对车道的检测状态的图。

图9是与候选轨迹的评价方法有关的第1说明图。

图10是与曲率的计算模型有关的说明图。

图11是与候选轨迹的评价方法有关的第2说明图。

图12是变形例中的目标舵角生成部的详细框图。

图13是与候选轨迹的评价方法有关的第3说明图。

图14是表示第2实施方式中的主要的特征部的功能框图。

图15是图14所示的目标舵角生成部的详细框图。

图16A和图16B是表示车辆的行为的时间变化的转换图。

具体实施方式

下面，列举优选实施方式并参照附图来说明本发明所涉及的车辆控制装置。

[各实施方式共同的车辆控制装置10的结构]

＜整体结构＞

图1是表示本发明各实施方式共同的车辆控制装置10的结构的框图。车辆控制装置10被组装在车辆100(图7等)中，且构成为能够执行车辆100的自动驾驶或者自动驾驶辅助。该车辆控制装置10具有控制系统12、输入装置和输出装置。输入装置和输出装置分别通过通信线路与控制系统12相连接。

输入装置具有外界传感器14、导航装置16、车辆传感器18、通信装置20、自动驾驶开关22、与操作设备24相连接的操作检测传感器26。

输出装置具有驱动未图示的车轮的驱动力装置28、对所述车轮进行操纵的操纵装置30和对所述车轮进行制动的制动装置32。

＜输入装置的具体结构＞

外界传感器14具有获取表示车辆100的外界状态的信息(以下称为外界信息)的多个摄像头33和多个雷达34，并将获取到的外界信息向控制系统12输出。外界传感器14还可以具有多个LIDAR(Light Detection and Ranging；光检测和测距/Laser ImagingDetection and Ranging；激光成像检测和测距)装置。

导航装置16包括能够检测车辆100的当前位置的卫星定位装置和用户接口(例如，触摸屏式的显示器、扬声器和麦克风)而构成。导航装置16根据车辆100的当前位置或用户所指定的指定位置，来计算至所指定的目的地的路径，并向控制系统12输出。由导航装置16计算出的路径作为路径信息而被存储于存储装置40的路径信息存储部44。

车辆传感器18包括检测车辆100的速度(车速)的速度传感器、检测加速度的加速度传感器、检测横G(横向加速度)的横G传感器(横向加速度传感器)、检测绕垂直轴旋转的角速度的偏航角速率传感器、检测朝向和方位的方位传感器、和检测坡度的坡度传感器，将来自各传感器的检测信号向控制系统12输出。这些检测信号作为本车状态信息Ivh而被存储于存储装置40的本车状态信息存储部46。

通信装置20构成为能够与包括路侧设备、其他车辆和服务器的外部装置进行通信，例如，发送并接收与交通运输设备有关的信息、与其他车辆有关的信息、探测信息或者最新的地图信息。另外，地图信息被存储于导航装置16，并且作为地图信息而被存储于存储装置40的地图信息存储部42。

操作设备24包括加速踏板、方向盘(手把)、制动踏板、换挡杆和方向指示器控制杆而构成。在操作设备24上安装有操作检测传感器26，所述操作检测传感器26用于检测驾驶员有无进行操作、操作量和操作位置。

操作检测传感器26将作为检测结果的加速器踩踏量(加速器开度)、方向盘操作量(操纵量)、制动器踩踏量、挡位、左右转弯方向等向车辆控制部60输出。

自动驾驶开关22例如被设置于仪表板，是用于由包括驾驶员的用户通过手动操作来切换非自动驾驶模式(手动驾驶模式)和自动驾驶模式的按钮开关。

在本实施方式中，被设定为：每当按压自动驾驶开关22时，切换自动驾驶模式和非自动驾驶模式。还能够设定为：代替每当按压自动驾驶开关22时切换自动驾驶模式和非自动驾驶模式，为了可靠地确认驾驶员的自动驾驶意思，而例如当按压2次时从非自动驾驶模式切换为自动驾驶模式，当按压1次时从自动驾驶模式切换为非自动驾驶模式。

自动驾驶模式是在驾驶员没有进行操作设备24(具体而言，加速踏板、方向盘和制动踏板)的操作的状态下，车辆100在控制系统12的控制下行驶的驾驶模式。换言之，自动驾驶模式是控制系统12根据依次确定的行动计划(短期的情况是后述的短期轨迹St)，来控制驱动力装置28、操纵装置30和制动装置32中的一部分或者全部的驾驶模式。

另外，在自动驾驶模式中，在驾驶员已开始操作设备24的操作的情况下，自动驾驶模式被自动地解除，切换为非自动驾驶模式(手动驾驶模式)。

＜输出装置的具体结构＞

驱动力装置28由驱动力ECU(电子控制装置；Electronic Control Unit)和包括发动机和/或驱动马达的驱动源构成。驱动力装置28按照从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh生成用于使车辆100行驶的行驶驱动力(扭矩)，并将行驶驱动力通过变速器，或者直接传递给车轮。

操纵装置30由EPS(电动助力转向系统；electric power steering system)ECU和EPS装置构成。操纵装置30按照从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh来变更车轮(转向轮)的朝向。

制动装置32例如是并用液压式制动器的电动伺服制动器，由制动器ECU和制动致动器构成。制动装置32按照从车辆控制部60输入的车辆控制值Cvh来对车轮进行制动。

＜控制系统12的结构＞

控制系统12由一个或多个ECU构成，除了各种功能实现部之外，还具有存储装置40等。另外，在本实施方式中，功能实现部是通过由CPU(中央处理单元)执行存储于存储装置40的程序来实现功能的软件功能部，还能够通过由集成电路等构成的硬件功能部实现。

除了存储装置40和车辆控制部60之外，控制系统12还包括外界识别部52、识别结果接收部53、局部环境映射生成部(local environment map generating part)54、综合控制部70、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73而构成。在此，综合控制部70通过控制识别结果接收部53、局部环境映射生成部54、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73(74)的任务同步(task synchronization)，来进行各部的综合控制。

外界识别部52参照来自车辆控制部60的本车状态信息Ivh，并且根据来自外界传感器14的外界信息(包括图像信息)，来识别车辆100两侧的车道标识线(lane mark)(白线)，并且生成包括至停止线的距离、能够行驶区域的“静态”的外界识别信息。与此同时，外界识别部52根据来自外界传感器14的外界信息，来生成障碍物(包括泊车车辆)、交通参与者(人、其他车辆)、和交通信号灯的颜色{青色(绿色)、黄色(橙色)、红色}等“动态”的外界识别信息。

另外，静态和动态的外界识别信息分别作为外界识别信息Ipr而被存储于存储装置40的外界识别信息存储部45。

识别结果接收部53响应于运算指令Aa，将在规定的运算周期Toc(标准周期或者标准运算周期)内接收到的外界识别信息Ipr与更新计数器的计数值一起，向综合控制部70输出。在此，运算周期Toc是控制系统12内部的标准的运算周期，例如被设定为数10ms程度的值。

局部环境映射生成部54响应于来自综合控制部70的运算指令Ab，参照本车状态信息Ivh和外界识别信息Ipr，在运算周期Toc内生成局部环境映射信息Iem，并与更新计数器的计数值一起，向综合控制部70输出。即，在开始控制时，到生成局部环境映射信息Iem为止，需要运算周期2×Toc。

局部环境映射信息Iem是对车辆100的行驶环境进行映射的信息，概括而言，是通过将本车状态信息Ivh和理想行驶路径128(在图11中之后进行叙述)与外界识别信息Ipr进行合成而成。局部环境映射信息Iem被存储于存储装置40的局部环境映射信息存储部47。

长期轨迹生成部71响应于来自综合控制部70的运算指令Ac，参照局部环境映射信息Iem(仅使用外界识别信息Ipr中的静态分量)、本车状态信息Ivh、和存储于地图信息存储部42的道路地图(弯道的曲率等)，以相对最长的运算周期(例如，9×Toc)生成长期轨迹Lt。并且，长期轨迹生成部71将所生成的长期轨迹Lt与更新计数器的计数值一起，向综合控制部70输出。另外，长期轨迹Lt作为轨迹信息而被存储于存储装置40的轨迹信息存储部48。

中期轨迹生成部72响应于来自综合控制部70的运算指令Ad，参照局部环境映射信息Iem(使用外界识别信息Ipr中的、动态分量和静态分量双方)、本车状态信息Ivh和长期轨迹Lt，以相对中位的运算周期(例如，3×Toc)生成中期轨迹Mt。并且，中期轨迹生成部72将所生成的中期轨迹Mt与更新计数器的计数值一起，向综合控制部70输出。另外，中期轨迹Mt与长期轨迹Lt同样，作为轨迹信息而被存储于存储装置40的轨迹信息存储部48。

短期轨迹生成部73响应于来自综合控制部70的运算指令Ae，参照局部环境映射信息Iem(使用外界识别信息Ipr中的、动态分量和静态分量双方)、本车状态信息Ivh、长期轨迹Lt和中期轨迹Mt，以相对最短的运算周期(例如，Toc)生成短期轨迹St。并且，短期轨迹生成部73将所生成的短期轨迹St与更新计数器的计数值一起，同时向综合控制部70和车辆控制部60输出。另外，短期轨迹St与长期轨迹Lt和中期轨迹Mt同样，作为轨迹信息Ir而被存储于轨迹信息存储部48。另外，后述的短期轨迹生成部74也具有与上述功能同等的功能。

另外，长期轨迹Lt例如表示10秒左右的行驶时间中的轨迹，是优先考虑乘坐舒适感、舒适性的轨迹。另外，短期轨迹St例如表示1秒左右的行驶时间中的轨迹，是优选考虑车辆动力的实现和安全性的确保的轨迹。中期轨迹Mt例如表示5秒左右的行驶时间中的轨迹，是相对于长期轨迹Lt和短期轨迹St的中间的轨迹。

短期轨迹St相当于每个短周期Ts(＝Toc)的、表示车辆100的目标行为的数据集。短期轨迹St例如是以纵向(X轴)上的位置x、横向(Y轴)上的位置y、姿态角θz(偏航角)、速度Vs、加速度Va、曲率ρ、偏航角速率γ、操纵角δst为数据单位的轨迹标定点(Trajectoryplot)(x、y、θz、Vs、Va、ρ、γ、δst)。另外，长期轨迹Lt或中期轨迹Mt是虽然周期分别不同，但与短期轨迹St同样地定义的数据集。

车辆控制部60按照由短期轨迹St确定的行为来确定车辆100能够行驶的车辆控制值Cvh，并将所获得的车辆控制值Cvh向驱动力装置28、操纵装置30和制动装置32输出。

[第1实施方式]

首先，参照图2～图11对第1实施方式中的车辆控制装置10A(尤其是短期轨迹生成部73)进行说明。

＜主要的特征部＞

图2是表示第1实施方式中的主要的特征部的功能框图。除了局部环境映射生成部54(图1)之外，车辆控制装置10A还具有外界状态检测部80、车道信息获取部82、状态检测部84、目标舵角生成部86和舵角控制部88。

外界状态检测部80相当于图1所示的外界传感器14。车道信息获取部82、状态检测部84和目标舵角生成部86相当于图1所示的短期轨迹生成部73。舵角控制部88相当于图1所示的车辆控制部60。

外界状态检测部80(具体而言，摄像头33或雷达34)检测车辆100的外界状态。例如，能够通过使用摄像头33来获得包括车辆100想要行驶的行驶车道102(图7等)的拍摄图像。

车道信息获取部82根据包含外界状态检测部80的检测结果的局部环境映射信息Iem，来获取能够确定行驶车道102的形状的车道信息。例如，在车道标识线为虚线状的情况下，作为车道信息的具体例，例如有线性体的代表点的二维位置(x，y)、姿态角θz、曲率ρ。

状态检测部84检测车辆100的速度Vs在规定值以下的状态(以下称为低速行驶状态)。该规定值典型的情况是车辆100能够立即停止的慢速行驶速度(大概10[km/s])，也可以采用该值以外的值(具体而言，5[km/s]、15[km/s])。

目标舵角生成部86至少使用由车道信息获取部82获取到的车道信息，来生成用于(供)生成短期轨迹St的目标舵角(操纵角δst的时序模式(temporal pattern))。目标舵角生成部86在由状态检测部84检测到低速行驶状态期间，根据获取到的车道信息和车辆100的姿态的关系来生成目标舵角。在此，考虑行驶车道102或车道标识线106(图7等)的姿态角θz与车辆100的姿态角θz的关系。与此同时或者与此不同，考虑行驶车道102或车道标识线106的曲率ρ与车辆100的姿态所对应的曲率ρ的关系。

舵角控制部88对车辆100进行与目标舵角生成部86所生成的目标舵角相对应的舵角控制。具体而言，舵角控制部88将短期轨迹St所示的操纵角模式(车辆控制值Cvh)向操纵装置30输出。

＜目标舵角生成部86的详细框图＞

图3是第1实施方式中的目标舵角生成部86的详细框图。目标舵角生成部86具有模式生成部90、候选轨迹生成部92、轨迹评价部94和输出轨迹生成部96。

模式生成部90使用本车状态信息Ivh和局部环境映射信息Iem，来生成与用于生成短期轨迹St的2种模式有关的变化组。具体而言，模式生成部90分别生成与[1]表示速度Vs的时序的速度模式(纵向模式)、[2]表示操纵角δst的时序的操纵角模式(横向模式)有关的变化组。

图4A是表示与速度模式有关的变化组一例的图。图表的横轴表示时间[s]，图表的纵轴表示速度Vs[m/s]。在最早的时间，在所有的模式中，速度Vs相等。其值相当于本车状态信息Ivh所包含的速度Vs(最近的测定值)。

如由本图理解到的那样，在该变化组中，包括随着时间的经过而速度Vs增加的模式或速度Vs减少的模式、或者与时间的经过无关而速度Vs为大致一定的模式。在此，速度Vs的变化量、函数类型、变化形式的数量按照各种运算条件任意地设定。

图4B是表示与操纵角模式有关的变化组一例的图。图表的横轴表示时间[s]，图表的纵轴表示操纵角δst[deg]。在最早的时间，在所有的模式中，操纵角δst相等。其值相当于本车状态信息Ivh所包含的操纵角δst(最近的测定值)。

如由本图所理解到的那样，在该变化组中，包括随着时间的经过而操纵角δst增加的模式或操纵角δst减少的模式、或者与时间的经过无关而操纵角δst为大致一定的模式。在此，操纵角δst的变化量、函数类型、变化形式的数量按照各种运算条件任意地设定。

候选轨迹生成部92使用由模式生成部90生成的模式的变化组，来生成候选的短期轨迹St(以下简称为“候选轨迹”)。具体而言，候选轨迹生成部92通过组合速度模式和操纵角模式，来生成分别包含二维位置(x，y)的时序信息的多个候选轨迹。另外，在存在最近生成的短期轨迹St(以下称为上一次输出轨迹)的情况下，也可以设置用于实现与该轨迹的匹配性的约束条件。

图5是示意性地表示生成多个候选轨迹的结果的图。图表的第1轴表示X轴上的位置x(X位置；单位[m])，图表的第2轴表示Y轴上的位置y(Y位置；单位[m])，图表的第3轴表示时间(单位[s])。如由本图理解到的那样，随着时间的经过，候选轨迹彼此间的位置(即，车辆100的行为)的偏差增大。

轨迹评价部94对由候选轨迹生成部92生成的多个候选轨迹，来分别按照规定的评价标准进行评价处理。作为评价标准，参照局部环境映射信息Iem(在此，前提为“能够检测到白线信息Lw”)或者上位层级轨迹(长期轨迹Lt或者中期轨迹Mt)。另外，轨迹评价部94能够参照状态检测部84(图2)的检测标志，以车辆100处于低速行驶状态为条件，来变更上述的评价标准。

作为评价方法，例如能够列举如下方法：求得构成轨迹标定点(x、y、θz、Vs、Va、ρ、γ、δst)的1个以上的变量和目标值(参照值)的偏差，对该偏差进行打分，通过加权运算来计算综合得分。例如，要注意以下的点：通过使与特定的参数对应的加权系数相对地增大，能够获得重视特定的参数的评价结果。

图6是示意性地表示确定1个短期轨迹St的结果的图。在本图中，长期轨迹Lt被重叠标记在图5所示的多个候选轨迹上。短期轨迹St不仅按照与长期轨迹Lt的近似性，还按照与车辆动力的实现和安全性的确保有关的评价标准来综合地评价和确定。因此，在本图的例子中，短期轨迹St具有不与长期轨迹Lt的一部分完全一致，而是略微偏移的形状。

输出轨迹生成部96使用通过轨迹评价部94的评价处理而确定为1个的候选轨迹来生成短期轨迹St。另外，在存在上一次输出轨迹(最近生成的短期轨迹St)的情况下，也可以设置用于实现与该轨迹的匹配性的约束条件。

＜具体的动作＞

接着，参照图7～图11详细说明基于第1实施方式的车辆控制装置10A的具体的动作。

如图7所示，假定车辆100以慢速行驶速度在向右方转弯的行驶车道102上行驶的情况。表示该车辆100在规定汽车左侧通行的国家的道路上行驶的状况。行驶车道102和对向车道104由3条车道标识线105、106、107来划分。车道标识线105、107是连续线状，车道标识线106是虚线状。

在本图的例子中，车辆100为低速行驶状态，因此，短期轨迹St的标定点(以下称为短期轨迹标定点108a～108f)以非常小的间隔来配置。另外，6个短期轨迹标定点108a～108f中的、时间早一侧的标定点相当于108a，时间晚一侧的标定点相当于108f。

另外，在车辆100为低速行驶状态的情况下，存在对本车状态或外界状态的检测结果的可靠度降低的情况。例如，存在如下状况：即使使操纵角δst急剧地变化，与通常行驶时(速度Vs在规定值以上)相比较，也不产生大的偏航角速率γ。其结果，存在操纵控制的可靠性降低的担忧。因此，在第1实施方式中，车辆控制装置10A在检测到车辆100的低速行驶状态的情况下，进行与通常行驶时不同的动作。

图8所示的能够检测区域110是表示能够使用外界传感器14来检测外界状态的区域。另外，大致扇形的参照范围112是能够检测区域110的部分集合，相当于距离车辆100的距离在阈值以下的范围。参照范围112是能够检测到可靠性高的车道信息的范围，也可以按照传感器的种类、性能、个数、设置位置来变更。

在本图的例子中，车道信息获取部82(图2)获取在低速行驶状态下实际上所检测到的车道信息，即，获取与位于能够检测区域110内的车道标识线105～107有关的白线信息Lw(x，y，θz，ρ)。另外，状态检测部84(图2)检测出车辆100的低速行驶状态，并将该检测结果作为标志(flag)(以下称为检测标志)而向目标舵角生成部86供给。在此之后，在接收到检测标志(开启状态)的情况下，目标舵角生成部86按照与通常行驶时不同的评价标准来生成目标舵角。

如图9所示，使用3点的标定点(以下称为车道标定点126)表示检测到的车道标识线106(3个线性体)的位置。选择3个车道标定点126中的、位于参照范围112内的1个车道标定点(被涂黑的圆形标记)，将该白线信息Lw(x，y，θz，ρ)作为目标值来使用。

在此，轨迹评价部94通过采用重视白线信息Lw所示的姿态参数与车辆100的姿态参数之间的近似性的评价标准，能够提高操纵角δst的生成精度。具体而言，轨迹评价部94可以使与姿态角θz和/或曲率ρ对应的得分的加权系数比通常的情况下(不是低速行驶状态的情况)相对地增大。下面，参照图10详细说明与车辆100的姿态对应的曲率ρ的计算例。

如图10所示，车辆100被视为具有矩形的车身114、右侧的前轮116R、左侧的前轮116L、右侧的后轮118R和左侧的后轮118L的物体。在该计算模型中，假定代替2个前轮116R、116L，而在前轮116R、116L之间的中点120存在1个前轮。同样，假定代替2个后轮118R、118L，而在后轮118R、118L之间的中点122存在1个后轮。

在此，设中点120的操纵角为δst，设中点120与中点122之间的距离为L，设中点122与曲率中心124之间的距离为R。在该情况下，与车辆100的姿态对应的曲率ρ使用操纵角δst按照以下的(1)式来求得。另外，Ng是用于将操纵角δst转换为车轮的舵角的常数(gearratio:传动比)。

ρ＝1/R＝tan(δst/Ng)/L…(1)

这样，通过生成重视车辆100的“姿态”的短期轨迹St，即使车辆100为低速行驶状态，也能够使车辆100的转向角与行驶车道102的朝向大致一致。另外，在上述的例子中，使用白线信息Lw作为车道信息，但也可以使用不同于白线信息Lw的车道信息。

如图11所示，车道信息获取部82(图2)也可以获取局部环境映射信息Iem所包含的其他车道信息，具体而言，也可以获取与车辆100的理想行驶路径128(虚线所示)的位置有关的路径信息Lp(x，y，θz，ρ)。在此，理想行驶路径128是用于使车辆100在行驶车道102上顺畅地行驶的理想的路径，可以是与行驶车道102的中心线相同的路径，也可以是与中心线不同的路径。

＜基于第1实施方式的效果＞

如上所述，车辆控制装置10A是构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助的装置，具有：[1]外界状态检测部80，其检测车辆100的外界状态；[2]车道信息获取部82，其根据基于外界状态检测部80的检测结果，来获取能够确定车辆100想要行驶的行驶车道102的形状的车道信息；[3]状态检测部84，其检测车辆100的速度Vs在规定值以下的低速行驶状态；[4]目标舵角生成部86，其在检测到低速行驶状态期间，根据所获取到的车道信息和车辆100的姿态的关系来生成车辆100的目标舵角；[5]舵角控制部88，其进行与所生成的目标舵角相对应的车辆100的舵角控制。

即，该车辆控制装置10A使用一个或多个处理器来实现“车辆控制方法”，其中所述“车辆控制方法”包括：根据车辆100的外界状态的检测结果来获取能够确定车辆100想要行驶的行驶车道102的形状的车道信息，检测车辆100的速度Vs在规定值以下的低速行驶状态，在检测到低速行驶状态期间，根据所获取到的车道信息与车辆100的姿态的关系来生成车辆100的目标舵角，进行与所生成的目标舵角相对应的车辆100的舵角控制。

在车辆100的速度Vs在规定值以下的低速行驶状态下，存在相对于本车状态或外界状态的检测结果的可靠度降低的情况。因此，在检测到低速行驶状态期间，使用检测精度的可靠性相对高的车道信息和车辆100的姿态，因此能够高精度地生成目标舵角，其中所述目标舵角是用于向沿行驶车道102的形状的方向进行操纵的舵角。据此，即使车辆100的速度在规定值以下，也能够使车辆100顺利地向所期望的方向行进。

另外，也可以为：[6]车道信息获取部82获取在低速行驶状态下由外界状态检测部80实际上检测到的车道信息(具体而言，白线信息Lw)，[7]目标舵角生成部86根据车道信息所示的行驶车道102的朝向(θz)与车辆100的朝向(θz)的关系、和/或、车道信息所示的行驶车道102的曲率(ρ)与车辆100的姿态所对应的曲率(ρ)的关系来生成目标舵角。

[第1实施方式的变形例]

接着，参照图12和图13对第1实施方式的变形例进行说明。在本变形例中，车道信息获取部130和目标舵角生成部132的功能与第1实施方式(图2的车道信息获取部82、目标舵角生成部86)不同。

＜目标舵角生成部132的详细框图＞

图12是变形例中的目标舵角生成部132的详细框图。除了上述的模式生成部90、候选轨迹生成部92和输出轨迹生成部96之外，目标舵角生成部132还具有动作与轨迹评价部94(图3)不同的轨迹评价部134。

轨迹评价部134对由候选轨迹生成部92生成的多个候选轨迹，分别按照规定的评价标准进行评价处理。作为评价标准，参照局部环境映射信息Iem(在此，前提为“无法检测到白线信息Lw”)或者上位层级轨迹(长期轨迹Lt或中期轨迹Mt)。另外，轨迹评价部134能够参照状态检测部84(图3)的检测标志，以车辆100是低速行驶状态为条件，来变更上述的评价标准。

如图13所示，车辆100正在通过自动驾驶模式，以慢速行驶速度在向右方转弯的行驶车道102上行驶。与图7同样，行驶车道102和对向车道104由3条车道标识线105、106、107来划分。位于车辆100附近的位置的车道标识线105、106被标记为能够识别的程度。然而，假定位于其前方的端部的车道标识线由于劣化等原因而消失，为无法识别的状态。

在本图的例子中，车道信息获取部130(图2)在低速行驶状态下获取最近被保存在存储装置40中的车道信息，即，作为上位层级轨迹的长期轨迹Lt(x，y，θz，Vs，Va，ρ，γ，δst)。另外，状态检测部84(图2)检测出车辆100的低速行驶状态，并将该检测结果作为检测标志而向目标舵角生成部132供给。在此之后，在接收到检测标志(开启状态)的情况下，目标舵角生成部132按照与通常的行驶时不同的评价标准来生成目标舵角。

如图13所示，长期轨迹Lt的标定点(以下称为长期轨迹标定点136a～136e)与短期轨迹标定点108a～108f相比较，以相对大的间隔来配置。另外，5个长期轨迹标定点136a～136e中的、时间早的一侧的标定点相当于136a，时间晚的一侧的标定点相当于136e。

选择5个长期轨迹标定点136a～136e中的距离车辆100最近的1个长期轨迹标定点136b，并将该长期轨迹Lt(x，y，θz，Vs，Va，ρ，γ，δst)作为目标值来使用。

在此，轨迹评价部134通过采用重视长期轨迹Lt所示的姿态参数和车辆100的姿态参数之间的近似性的评价标准，能够提高操纵角δst的生成精度。具体而言，轨迹评价部134可以使与姿态角θz和/或曲率ρ对应的得分的加权系数比通常的情况(检测标志为关闭状态的情况)相对地增大。

这样，也可以为：[1]车辆控制装置10A还具有长期轨迹生成部71(轨迹生成部)，所述长期轨迹生成部71根据基于外界状态检测部80的检测结果来生成车辆100的长期轨迹Lt(行驶轨迹)，[2]车道信息获取部130在低速行驶状态下获取最近被保存在存储装置40中的车道信息(具体而言，长期轨迹Lt)，[3]目标舵角生成部132根据车道信息所示的行驶车道102的朝向(θz)与车辆100的朝向(θz)的关系、和/或、车道信息所示的行驶车道102的曲率(ρ)与车辆100的姿态所对应的曲率(ρ)的关系来生成目标舵角。

[第2实施方式]

接着，参照图14～图16B对第2实施方式中的车辆控制装置10B(尤其是短期轨迹生成部74)进行说明。另外，有时对与第1实施方式同样的结构标注相同的参照标记，省略与其结构有关的说明。

＜主要的特征部＞

图14是表示第2实施方式中的主要的特征部的功能框图。除了局部环境映射生成部54(图1)、外界状态检测部80、车道信息获取部82和舵角控制部88之外，车辆控制装置10B还具有转移检测部140和目标舵角生成部142。

外界状态检测部80相当于图1所示的外界传感器14。车道信息获取部82、转移检测部140和目标舵角生成部142相当于图1所示的短期轨迹生成部74。舵角控制部88相当于图1所示的车辆控制部60。

转移检测部140捕捉自动驾驶开关22(图1)的状态变化，检测在车辆100的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的时间点(以下，称为模式转移时间点)。

目标舵角生成部142至少使用由车道信息获取部82获取到的车道信息，来生成用于生成短期轨迹St的目标舵角(操纵角δst的时序模式)。目标舵角生成部142在从模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据所获取到的车道信息和车辆100的姿态的关系来生成目标舵角,其中模式转移时间点为由转移检测部140检测到的时间点。

在此，所谓“规定条件”是指，例如，[1]车道信息所示的行驶车道102的朝向与车辆100的朝向的差分值(姿态角θz彼此间的偏差的绝对值)在第1阈值以下，[2]车道信息所示的行驶车道102的曲率ρ和与车辆100的姿态对应的曲率ρ的差分值(曲率ρ彼此的偏差的绝对值)在第2阈值以下，或者[3]同时满足上述的2个条件。

＜目标舵角生成部142的详细框图＞

图15是图14所示的目标舵角生成部142的详细框图。除了模式生成部90、候选轨迹生成部92和输出轨迹生成部96之外，目标舵角生成部142还具有动作与第1实施方式(图3的轨迹评价部94)不同的轨迹评价部144。

轨迹评价部144对由候选轨迹生成部92生成的多个候选轨迹，分别按照规定的评价标准进行评价处理。作为评价标准，参照局部环境映射信息Iem(在此，前提是“能够检测到白线信息Lw”)或者上位层级轨迹(长期轨迹Lt或者中期轨迹Mt)。另外，轨迹评价部144能够参照转移检测部140(图14)的检测标志，以速度Vs实质上为0[km/h]且已转换为(转移到)自动驾驶模式为条件来变更上述的评价标准。评价方法能够采用与第1实施方式的情况同样的方法。

＜具体动作＞

接着，参照图16A和图16B详细说明基于第2实施方式的车辆控制装置10B的具体动作。

图16A和图16B是表示车辆100的行为的时间变化的转换图。假定车辆100停靠在直线状的行驶车道102上的情况。行驶车道102和对向车道104由3条车道标识线105、106、107来划分。车道标识线105、107是连续线状，车道标识线106是虚线状。

另外，在车辆100的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的情况下，在从模式转移时间点起算的短暂的期间内，与本车状态或外界状态有关的信息量不足，因此，存在无法顺利地进行车辆100的自动驾驶的情况。

例如，如图16A所示，在车辆100停止的状态下，短期轨迹标定点108a～108e均位于同一位置。在相对于行驶车道102的方向而向右转弯方向进行了较大程度的操纵的状态下，在将自动驾驶模式转移到开启状态的情况下，车辆100一边向左转弯方向进行返回操纵一边开始行驶。这样一来，车辆100可能会越过车道标识线106而行进。

因此，在第2实施方式中，在车辆100的停止状态下检测到自动驾驶模式的开启状态的情况下，车辆控制装置10B进行与通常的行驶时不同的动作。

与图8同样，图16A所示的能够检测区域110表示能够使用外界传感器14检测到外界状态的区域。另外，大致扇形的参照范围112是能够检测区域110的部分集合，相当于距离车辆100的距离在阈值以下的范围。

在本图的例子中，车道信息获取部82(图14)获取从模式转移时间点开始实际上所检测到的车道信息，即，与位于能够检测区域110内的车道标识线105～107有关的白线信息Lw(x，y，θz，ρ)。另外，转移检测部140检测出模式转移时间点并将该检测结果作为标志(以下称为检测标志)提供给目标舵角生成部142。在此之后，在接收到检测标志(开启状态)的情况下，目标舵角生成部142按照与通常的行驶时不同的评价标准来生成目标舵角。

如图16B所示，使用2点的车道标定点126表示所检测到的车道标识线106(2个线性体)的位置。选择所检测到的2个车道标定点126中的位于参照范围112内的1个车道标定点(被涂黑的圆形标记)，将该白线信息Lw(x，y，θz，ρ)作为目标值来使用。

在此，轨迹评价部144通过采用重视白线信息Lw所示的姿态参数和车辆100的姿态参数之间的近似性的评价标准，能够提高操纵角δst的生成精度。具体而言，轨迹评价部144可以使与姿态角θz和/或曲率ρ对应的得分的加权系数比通常的情况下(检测标志为关闭状态的情况下)相对地增大。

这样，在从模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，通过依次生成重视车辆100的“姿态”的短期轨迹St，能够在实质上使车辆100停止的状态下使转向角与行驶车道102的朝向大致一致。

这样，在相对于车辆100的理想姿态存在大的偏差的状态下，将自动驾驶模式转移为开启状态的情况下，进行上述的动作特别有效。作为其他具体例，例如有如下情况：在车辆100停在十字路口期间存在导航装置16的操作，车辆100的行驶路径和行进方向突然变更的情况(从直行到左右转弯、或者相反)。

另外，在该第2实施方式中，与图11(第1实施方式)的情况同样，作为车道信息，也可以使用与局部环境映射信息Iem所包含的理想行驶路径128的位置有关的路径信息Lp(x，y，θz，ρ)。

＜基于第2实施方式的效果＞

如以上所述，车辆控制装置10B是构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助的装置，具有：[1]外界状态检测部80，其检测车辆100的外界状态；[2]车道信息获取部82，其根据基于外界状态检测部80的检测结果，来获取能够确定行驶车道102的形状的车道信息；[3]转移检测部140，其检测在车辆100的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点；[4]目标舵角生成部142，其在从检测到的模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据所获取到的车道信息与车辆100的姿态的关系来生成车辆100的目标舵角；[5]舵角控制部88，其进行与所生成的目标舵角相对应的车辆100的舵角控制。

即，该车辆控制装置10B使用一个或者多个处理器实现“车辆控制方法”，其中所述“车辆控制方法”包括：根据车辆100的外界状态的检测结果来获取能够确定行驶车道102的形状的车道信息，检测在车辆100的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点，在从检测到的模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据所获取到的车道信息与车辆100的姿态的关系来生成车辆100的目标舵角，进行与所生成的目标舵角相对应的车辆100的舵角控制。

从在车辆100的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点起算的短暂的期间内，与本车状态或外界状态有关的信息量不足，因此，存在无法顺利地进行车辆100的自动驾驶的情况。因此，在满足规定条件为止的期间，使用检测精度的可靠性相对高的车道信息和车辆100的姿态，因此能够高精度地生成目标舵角，其中所述目标舵角是用于向沿行驶车道102的形状的方向进行操纵的舵角。据此，即使在刚刚转移到自动驾驶模式之后也能够顺利地使车辆100向所期望的方向行进。

另外，也可以为：[6]车道信息获取部82获取在满足规定条件为止的期间由外界状态检测部80实际上检测到的车道信息(具体而言，白线信息Lw)，[7]目标舵角生成部142根据车道信息所示的行驶车道102的朝向(θz)与车辆100的朝向(θz)的关系、和/或、车道信息所示的行驶车道102的曲率(ρ)与车辆100的姿态所对应的曲率(ρ)的关系来生成目标舵角。

[补充]

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够自由地进行变更。或者，也可以在技术上不会产生矛盾的范围内任意地组合各种结构。

在这些实施方式中，列举变更方向盘的操纵角(steering angle)的情况为例进行了说明，但控制对象(舵角)也可以是与车辆100的操纵有关的其他的物理量或控制量。例如，舵角也可以是车轮的转向角(turning angle)或前束角，也可以是在车辆控制部60的内部定义的舵角指令值。

在本实施方式中，采用进行方向盘的自动操纵的结构，但变更舵角的结构并不限定于此。例如，也可以通过由车辆控制部60将线控转向的指令信号向操纵机构侧输出，来变更作为车轮的转向角的舵角。或者，也可以通过在内轮的旋转速度和外轮的旋转速度之间设置速度差，来变更作为车轮的转向角的舵角。

Claims (7)

1.一种车辆控制装置(10、10A)，其被构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助，其特征在于，

具有外界状态检测部(80)、车道信息获取部(82、130)、状态检测部(84)、目标舵角生成部(86、132)和舵角控制部(88)，其中：

所述外界状态检测部(80)检测车辆(100)的外界状态；

所述车道信息获取部(82、130)根据基于所述外界状态检测部(80)的检测结果，来获取能够确定所述车辆(100)想要行驶的车道(102)的形状的车道信息；

所述状态检测部(84)检测所述车辆(100)的速度在规定值以下的低速行驶状态；

所述目标舵角生成部(86、132)在所述状态检测部(84)检测到所述低速行驶状态期间，根据由所述车道信息获取部(82、130)获取到的所述车道信息与所述车辆(100)的姿态的关系，来生成所述车辆(100)的目标舵角；

所述舵角控制部(88)进行与所述目标舵角生成部(86、132)所生成的所述目标舵角相对应的所述车辆(100)的舵角控制。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置(10、10A)，其特征在于，

所述目标舵角生成部(86、132)根据所述车道信息所示的所述车道(102)的朝向与所述车辆(100)的朝向的关系、和/或所述车道信息所示的所述车道(102)的曲率与对应于所述车辆(100)的姿态的曲率的关系来生成所述目标舵角。

3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置(10、10A)，其特征在于，

所述车道信息获取部(82)获取在所述低速行驶状态下由所述外界状态检测部(80)实际上检测到的所述车道信息。

4.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置(10、10A)，其特征在于，

还具有轨迹生成部(71)，该轨迹生成部(71)根据基于所述外界状态检测部(80)的检测结果来生成所述车辆(100)的行驶轨迹，

所述车道信息获取部(130)获取由所述轨迹生成部(71)生成的所述行驶轨迹来作为所述车道信息。

5.一种车辆控制装置(10、10B)，其被构成为能够执行自动驾驶或自动驾驶辅助，其特征在于，

具有外界状态检测部(80)、车道信息获取部(82)、转移检测部(140)、目标舵角生成部(142)和舵角控制部(88)，其中:

所述外界状态检测部(80)检测车辆(100)的外界状态；

所述车道信息获取部(82)根据基于所述外界状态检测部(80)的检测结果，来获取能够确定所述车辆(100)想要行驶的车道(102)的形状的车道信息；

所述转移检测部(140)检测在所述车辆(100)的停止状态下自动驾驶模式从关闭状态转移到开启状态的模式转移时间点；

所述目标舵角生成部(142)在从所述转移检测部(140)检测到的所述模式转移时间点开始到满足规定条件为止的期间，根据由所述车道信息获取部(82)获取到的所述车道信息与所述车辆(100)的姿态的关系来生成所述车辆(100)的目标舵角，其中，所述规定条件为：所述车道信息所示的所述行驶车道(102)的朝向与所述车辆(100)的朝向的差分值在第1阈值以下、和/或者所述车道信息所示的所述行驶车道(102)的曲率和与所述车辆(100)的姿态对应的曲率的差分值在第2阈值以下；

所述舵角控制部(88)进行与所述目标舵角生成部(142)所生成的所述目标舵角相对应的所述车辆(100)的舵角控制。

6.根据权利要求5所述的车辆控制装置(10、10B)，其特征在于，

所述目标舵角生成部(142)根据所述车道信息所示的所述车道(102)的朝向与所述车辆(100)的朝向的关系、和/或所述车道信息所示的所述车道(102)的曲率与对应于所述车辆(100)的姿态的曲率的关系来生成所述目标舵角。

7.根据权利要求5或6所述的车辆控制装置(10、10B)，其特征在于，

所述车道信息获取部(82)获取在满足所述规定条件为止的期间由所述外界状态检测部(80)实际上检测到的所述车道信息。

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