CN110770064B - 驾驶辅助车辆的目标车速生成方法及目标车速生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明在通过驾驶辅助进行行驶时，除了抑制不必要的加速以外，还降低从加速过渡到减速时的冲击。本发明的驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的目标车速生成装置搭载了具有多个车速指令生成单元(21)，生成车辆行驶/停止时的目标车速的自动驾驶控制单元(2)(控制器)，其中，自动驾驶控制单元(2)具备预读车速指令计算单元(22)和最小车速指令调停单元(23)。预读车速指令计算单元(22)对于由多个车速指令生成单元(21)生成的各车速指令值，算出从当前时刻起经过了规定时间后的预读车速指令值。最小车速指令调停单元(23)从预读车速指令计算单元(22)算出的多个预读车速指令值中选择最小值作为目标车速。

Description

驾驶辅助车辆的目标车速生成方法及目标车速生成装置

技术领域

本公开涉及基于多个车速指令值生成目标车速的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法及目标车速生成装置。

背景技术

目前，已知有作为限制车速算出成为前方可识别距离以内的制动距离的速度，将目标车速限制设定为至少成为限制车速以下的车辆的驾驶辅助控制装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－141387号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在现有装置中，选择基于限制车速和驾驶员设定的车间距离的目标车速中较低的一方设定目标车速。因此，即使先知道要减速，但如果作为目标车速，与当前时刻的车速相比设定加速侧车速，就会产生不必要的加速，具有从加速过渡到减速时冲击(加速度的变化)变大这种问题。

本公开是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，在通过驾驶辅助行驶时，除了抑制不必要的加速以外，还减少从加速过渡到减速时的冲击。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本公开提供基于多个车速指令值生成车辆行驶/停止时的目标车速的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法。

相对于多个车速指令值各自的车速指令值，算出从当前时刻起经过了规定时间后的预读车速指令值。

选择算出的多个预读车速指令值中的最小值作为目标车速。

在计算预读车速指令值时，

基于前次的目标车速、目标加速度和预读时间，计算经过了预读时间后的预读车速指令值，

计算从前次的目标车速至达到本次的预读车速指令值所必需的必要加速度，

由必要加速度、计算周期和前次的目标车速计算当前时刻的预读车速指令值。

发明效果

如上所述，通过预测将来值(预读车速指令值)，根据来自多个将来值的最小值选择生成目标车速，由此，在通过驾驶辅助行驶时，除了能够抑制不必要的加速以外，还能够减少从加速过渡到减速时的冲击。

附图说明

图1是表示应用了实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的自动驾驶控制系统的整体系统图。

图2是表示实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的第一车速指令生成单元(ACC)的框图。

图3是表示实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的第二车速指令生成单元(停止线)的框图。

图4是表示由第二车速指令生成单元(停止线)生成的车速曲线(profile)的一例的车速曲线特性图。

图5是表示实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的第三车速指令生成单元(限制车速)的框图。

图6是表示实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的第四车速指令生成单元(拐角减速)的框图。

图7是表示实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的预读车速指令计算单元的详细结构的框图。

图8是表示由实施例1的自动驾驶控制单元执行的目标车速生成处理的流程的流程图。

图9是表示在比较例中因雾的产生而开始减速至限制速度后前车消失的行驶场景中的目标车速(最小值)的特性的时间图。

图10是表示在实施例1中朝向前面的停止线开始减速后前车消失的减速停车场景中的目标车速(预读车速的最小值)的特性的时间图。

图11是表示在实施例1中前方存在停车车辆时，从以低于限制车速的车速的行驶起停车在停车车辆的正前方位置的减速停车场景中的从本车至停车车辆的距离和目标车速的关系特性的目标车速特性图。

图12是表示在实施例1中前车在加速，但前面有应减速的拐角的减速转弯场景中的目标车速的特性的时间图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例1说明实现本公开的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法及目标车速生成装置的最佳实施方式。

实施例1

首先，说明结构。

实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置适用于通过自动驾驶模式的选择而自动控制转向/驱动/制动的自动驾驶车辆(驾驶辅助车辆的一例)。以下，将实施例1的结构分成“整体系统结构”、“车速指令生成单元的详细结构”、“预读车速指令计算单元的详细结构”进行说明。

[整体系统结构]

图1是表示应用了实施例1的目标车速生成方法及目标车速生成装置的自动驾驶控制系统的整体系统图。以下，基于图1说明整体系统的结构。

自动驾驶控制系统如图1所示，具备传感器1、自动驾驶控制单元2、促动器3。此外，自动驾驶控制单元2是具备CPU等运算处理装置，执行运算处理的计算机。

传感器1具有前方识别摄像机11、激光雷达/雷达12(LIDAR/RADAR)、轮速传感器13、横摆率传感器14、地图15、GPS16。

前方识别摄像机11例如是具备CCD等摄像元件的车载的摄像装置，也可以是红外线摄像机、立体摄像机。前方识别摄像机11设置于本车的规定的位置，拍摄本车的周围的对象物。本车的周围不限于本车的前方，包括后方、左侧方、右侧方。对象物包含路面上所表记的停止线等二维标识。对象物包含三维物体。对象物包含标识等静止物。对象物包括行人、前车等移动物体。对象物包括护栏、中央分离带、路牙等道路结构物。

激光雷达/雷达12是测距传感器，能够使用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、激光测距器等申请时已公知的方式的雷达。激光雷达/雷达12具有对象物检测装置，在对象物检测装置中，基于来自激光雷达/雷达12的输出信号和接收信号，检测对象物的存否、对象物的位置、至对象物的距离。此外，激光雷达是发出光的测距传感器，雷达是放射电波的测距传感器。

轮速传感器13设置于4轮的各轮，检测各轮的轮速。而且，将左右从动轮的轮速平均值用作当前时刻的车速检测值。

横摆率传感器14是检测车辆的横摆率(绕通过车辆的重心点的铅直轴的旋转角速度)的姿态传感器。此外，作为姿态传感器，包括能够检测车辆的俯仰角、横摆角、滚动角的陀螺传感器。

地图15是所谓的电子地图，是纬度经度和地图信息相对应的信息。地图15中具有与各地点相对应的道路信息，道路信息由节点、连接节点间的链来定义。道路信息包括通过道路的位置/区域特定道路的信息、每条道路的道路种类、每条道路的道路宽度、道路的形状信息。道路信息对于每个各道路链的识别信息，将交叉路口的位置、交叉路口的进入方向、交叉路口的种类及其它有关交叉路口的信息相对应来存储。另外，道路信息对于每个各道路链的识别信息，将道路种类、道路宽度、道路形状、可否直行、行进的优先关系、可否超越(可否进入相邻车道)、限制车速及其它有关道路的信息相对应存储。

GPS16(“Global Positioning System”的简称)检测行驶中的本车的行驶位置(纬度、经度)。

自动驾驶控制单元2具备车速指令生成单元21、预读车速指令计算单元22、最小车速指令调停单元23、车速伺服控制单元24、本车的行驶轨迹计算单元25、转向角伺服控制单元26。

车速指令生成单元21具备第一车速指令生成单元(ACC)211、第二车速指令生成单元(停止线)212、第三车速指令生成单元(限制车速)213、第四车速指令生成单元(拐角减速)214。而且，在多个车速指令生成单元211、212、213、214各自中，生成车速指令值和目标加速度。

预读车速指令计算单元22具备第一预读车速指令计算单元(ACC)221、第二预读车速指令计算单元(停止线)222、第三预读车速指令计算单元(限制车速)223、第四预读车速指令计算单元(拐角减速)224。而且，相对于由多个车速指令生成单元211、212、213、214生成的各车速指令值，算出从当前时刻起经过了规定时间后的预读车速指令值。

最小车速指令调停单元23选择由预读车速指令计算单元221、222、223、224算出的多个预读车速指令值中的最小值作为目标车速。在该最小车速指令调停单元23中，除了选择成为最小值的目标车速以外，还同时选择与所选择的目标车速的种类对应的加减速度限制量。

车速伺服控制单元24输入来自最小车速指令调停单元23的目标车速、当前车速，通过车速伺服控制运算控制指令值，将运算结果输出到驱动控制促动器31或制动控制促动器32。在此，作为控制指令值的运算方法，通过车速伺服控制进行例如合并与目标车速的值及变化率对应的F/F控制、与目标车速和当前车速之差对应的F/B控制的F/F+F/B控制。此时，也考虑道路坡度等引起的与目标值的背离。

本车的行驶轨迹计算单元25计算本车预定行驶的道路的本车的行驶轨迹。此外，在实施例1中，使用第一车速指令生成单元(ACC)211具有的本车的行驶轨迹计算单元211a。

转向角伺服控制单元26输入来自本车的行驶轨迹计算单元25的本车的行驶轨迹信息，例如确定目标横摆率，以便本车追随着行驶轨迹。而且，运算转向角控制值，使得实际横摆率与目标横摆率一致，将运算结果输出到转向角控制促动器33。

促动器3具有驱动控制促动器31、制动控制促动器32、转向角控制促动器33。

驱动控制促动器31在发动机车辆的情况下是发动机驱动促动器，混合动力车辆的情况下是发动机驱动促动器和电动机驱动促动器，是电动自动车辆的情况下是电动机驱动促动器。制动控制促动器32是电动制动助力器或液压助力器等。转向角控制促动器33是设置于转向系统中的转向角控制电动机。

[车速指令生成单元的详细结构]

以下，基于图2～图6，对车速指令生成单元21的详细结构进行说明。

第一车速指令生成单元(ACC)211如图2所示，具有本车的行驶轨迹计算单元211a、车间距离/相对车速取得单元211b、车速指令计算单元211c。本车的行驶轨迹计算单元211a将本车轨道预测传感器设定为横摆率传感器14及轮速传感器13，计算本车的行驶轨迹。车间距离/相对车速取得单元211b将前车检测传感器设定为前方识别摄像机11及/或激光雷达/雷达12，取得与前车的车间距离/相对车速。车速指令计算单元211c根据取得的车间距离/相对车速和当前的车速信息，算出本车跟随前车所必要的车速指令值(ACC)及目标加速度。

在车速指令计算单元211c，根据前车的有无等制作定速及加减速的目标车速的车速曲线。而且，根据所制作的车速曲线中的距当前位置的分离位置求出车速指令值(目标车速)。此时，从当前位置变成规定的分离位置的目标车速所必要的加速度或减速度作为目标加速度。

在此，“ACC(“Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制”的简称)”是指在检测出前车时进行车间控制，将驾驶员设置的车速作为上限，以保持与车速对应的车间距离。在未检测出前车时，以驾驶员设定的车速进行定速行驶。此外，前车停止时，本车也跟随着前车停止。

第二车速指令生成单元(停止线)212如图3所示，具有停止线相对距离取得单元212a、车速指令计算单元212b。

停止线相对距离取得单元212a设定为(GPS16+地图15)及/或前方识别摄像机11，取得本车至停止线的距离。车速指令计算单元212b对于所取得的停止线相对距离算出为减速、停止所必要的车速指令值(停止线)及目标加速度。

在车速指令计算单元212b中，如图4所示，基于减速开始车速vo、本车至停止线的距离dtrgt，制作表示以固定的减速度α减速时的目标车速的变化的车速曲线(＝目标车速曲线)。

车速曲线vtrgt(x)由

vtrgt(x)＝vo－√2αx

式表示。而且，在所制作的车速曲线vtrgt(x)中，根据距减速开始位置xo的分离位置x求出车速指令值(目标车速)。此时，将固定的减速度α设定为目标加速度。

第三车速指令生成单元(限制车速)213如图5所示，具有限制车速取得单元213a、车速指令计算单元213b。

限制车速取得单元213a将限制车速取得传感器设定为(GPS16+地图15)及/或前方识别摄像机11，取得道路的限制车速信息。车速指令计算单元213b算出追随取得的限制车速所必要的车速指令值(限制车速)及目标加速度。

在车速指令计算单元213b中，根据取得的限制车速制作将本车的车速设为限制车速以下的目标车速的车速曲线。而且，根据所制作的车速曲线中的距当前位置的分离间位置求出车速指令值(目标车速)。此时，将从当前位置变为在规定的分离位置的目标车速所必要的减速度设定为目标加速度。

第四车速指令生成单元(拐角减速)214如图6所示，具有道路曲率信息取得单元214a、车速指令计算单元214b。

道路曲率信息取得单元214a将曲率取得传感器设定为(GPS16+地图15)及/或前方识别摄像机11，取得行驶道路的曲率。车速指令计算单元214b算出不超过根据取得的道路曲率信息预先设定的界限横向加速度的车速指令值(拐角减速)及目标加速度。

在车速指令计算单元214b中，根据取得的行驶道路的曲率制作脱离拐角的目标车速的车速曲线。而且，根据所制作的车速曲线中的距当前位置的分离位置求出车速指令值(目标车速)。此时，将从当前车速变为规定的分离位置的目标车速所必要的减速度设为目标加速度。

[预读车速指令计算单元的详细结构]

以下，基于图7，说明预读车速指令计算单元22的详细结构。

此外，第一预读车速指令计算单元(ACC)221、第二预读车速指令计算单元(停止线)222、第三预读车速指令计算单元(限制车速)223、第四预读车速指令计算单元(拐角减速)224均将基本结构视为图7所示的结构。

各预读车速指令计算单元221(222、223、224)如图7所示，具有预读车速指令计算单元22a、必要加速度计算单元22b、车速指令计算单元22c、车速限制器单元22d、加速抑制防止单元22e。

预读车速指令计算单元22a输入来自本车速指令生成单元211(212、213、214)的当前时刻的车速指令值(图7的“旧车速指令”)和目标加速度和预读时间。而且，基于当前时刻的车速指令值和目标加速度，计算经过预读时间后的预读车速指令值。即，在通过车速指令生成单元211、212、213、214生成的车速曲线上，从当前时刻经过规定的预读时间后的车速指令值(目标车速)作为预读车速指令值来计算。

在此，关于“预读时间”的设定，根据下述所示的条件(a)～(d)，通过可变时间(例如，2sec～5sec左右)来设定。

(a)在根据作为目标的加减速特性变化时，将希望缓慢地控制的情况设定为比希望敏捷地控制的情况长的时间。

(b)在车速指令值为对于限制车速的车速指令值的情况下(第三预读车速指令计算单元223)，将预读时间设定得比其它的车速指令值长。

(c)在根据作为目标的加减速特性变化时，将希望敏捷地控制的情况设定为比希望缓慢地控制的情况短的时间。

(d)车速指令值为对于跟随前车的车速指令值的情况下(第一预读车速指令计算单元221)，将预读时间设定得比其它的车速指令值短。

必要加速度计算单元22b输入来自预读车速指令计算单元22a的预读车速指令值、前次的车速指令值。而且，计算从前次的车速指令值至达到本次的预读车速指令值所必要的加速度。

车速指令计算单元22c输入通过必要加速度计算单元22b计算的必要加速度、计算周期(采样时间)。而且，根据必要加速度和计算周期和前次的车速指令值计算当前时刻的车速指令值。

车速限制器单元22d输入通过车速指令计算单元22c计算的当前时刻的车速指令值和当前车速。而且，在当前时刻的车速指令值超过基于当前车速确定的目标车速可取的车速区域时，根据目标车速可取的车速区域限制当前时刻的车速指令值。

在此，“目标车速可取的车速区域”即指容许从当前车速的车速变化的目标车速区域。例如，根据从当前车速减去减速侧的容许车速背离幅度的下限车速，至从当前车速加上加速侧的容许车速背离幅度的上限车速为止的车速区域确定。

加速抑制防止单元22e输入来自本车速指令生成单元211(212、213、214)的旧车速指令、上限加速度、来自必要加速度计算单元22b的必要加速度、来自本车速限制器单元22d的新车速指令。而且，在必要加速度超过事前所设定的上限加速度的情况下，不选择新车速指令(本次的预读车速指令值)，选择旧车速指令(前次的车速指令值)。

通过该加速抑制防止单元22e选择的车速指令值设定为输出到最小车速指令调停单元23的最终的车速指令值(目标车速)。

接着，说明作用。

将实施例1的作用分成“比较例的目标车速生成作用”、“目标车速生成处理作用”、“具有停止线的减速停车场景中的目标车速生成作用”、“具有停车车辆的减速停车场景中的目标车速生成作用”、“减速转弯场景中的目标车速生成作用”进行说明。

[比较例的目标车速生成作用]

图9表示在比较例中因雾的产生而开始减速至限制速度后前车消失的行驶场景中的目标车速(最小值)的特性。以下，基于图9说明比较例的目标车速生成作用。

首先，比较例作为车速指令生成单元具有车速指令生成单元(ACC)和车速指令生成单元(限制车速)，将在两个车速指令生成单元生成的车速指令值中最小值作为目标车速。

设在时刻t0，因雾的产生而开始减速至限制速度，在开始减速后的时刻t1前车消失。该情况下，由车速指令生成单元(限制车速)生成的车速指令值(＝速度限制目标车速)设为时刻t0之前为高的车速指令值，从时刻t0到时刻t3按照固定的减速度降低，从时刻t3起保持限制速度(雾)的车速指令值特性。另一方面，由车速指令生成单元(ACC)生成的车速指令值(＝前车跟随目标车速)是时刻t1之前为基于跟随前车的车间控制的车速指令值，到时刻t1，成为为了返回到驾驶员设定车速而一气增高的车速指令值特性。此外，在车速指令生成单元(ACC)，除车速指令值特性以外，消减驾驶员设定车速。

在此，若在由两个车速指令生成单元生成的车速指令值中选择最小值而描绘目标车速特性时，时刻t1之前的目标车速特性沿着前车跟随目标车速特性。而且，到时刻t1时，目标车速特性从前车消失时的本车速一气上升至驾驶员设定车速。然后，从时刻t1至时刻t2的目标车速特性根据驾驶员设定车速特性成为固定车速，并从时刻t2起沿着与限制速度特性。

因此，如用图9的箭头A包围的目标车速特性所示，即使先知道将减速，目标车速特性也在时刻t1从前车消失时的本车速一气上升至驾驶员设定车速，由此产生不必要的加速。另外，由于本车的实际车速相对于目标车速具有响应延迟，所以在时刻t2之后从加速过渡到减速，此时，从加速(正的加速度)转变成减速(负的加速度)时的冲击(加速度的变化)变大。该“不必要的加速”及“冲击大”在自动驾驶车辆的驾驶辅助车辆的情况下，不是基于驾驶员的加速操作或制动操作，就驾驶员而言由于是无意图的操作，所以给驾驶员带来不适感。同样，对同乘者而言，“不必要的加速”及“冲击大”也为不适感。

相对于该比较例，假设为了抑制“不必要的加速”，切换目标车速时采取禁止加速的对策。该情况下，例如，在选择基于停止线的目标车速时，至停止线的距离即使是相当长的情况，也禁止本车的加速，由此产生因本车和周围的其它车的车速差，阻碍交通流的这种问题。

[目标车速生成处理作用]

图8表示由实施例1的自动驾驶控制单元2执行的目标车速生成处理的流程。以下，对于图8的各步骤进行说明。

在步骤S1，开始生成目标车速时，取得目标车速/加速度信息，进入步骤S2。

在此，“目标车速/加速度信息的取得”是指在预读车速指令计算单元221～224取得在车速指令生成单元211～214各自中生成的车速指令值(目标车速)和目标加速度。

在步骤S2，接着在步骤S1的目标车速/加速度信息的取得，设定预读时间，进入步骤S3。

在此，“预读时间的设定”是指在预读车速指令计算单元22a，如上述那样按照条件(a)～(d)，通过可变时间设定预读时间。

在步骤S3，接着步骤S2中的预读时间的设定，计算预读时间后的目标车速，进入步骤S4。

在此，“预读时间后的目标车速的计算”是指在预读车速指令计算单元22a，基于当前时刻的车速指令值和目标加速度，计算经过预读时间后的预读车速指令值(目标车速)。

在步骤S4，接着步骤S3中的预读时间后的目标车速计算，计算用于达到预读时间前的目标车速的加速度，进入步骤S5。

在此，“用于达到预读时间前的目标车速的加速度计算”是指在必要加速度计算单元22b，计算从前次的车速指令值(前次的目标车速)至达到本次的预读车速指令值(预读时间前的目标车速)为止所必要的加速度。

在步骤S5，继续用于达到步骤S4中的预读时间前的目标车速的加速度计算，取得计算周期，进入步骤S6。

在此，“计算周期的取得”是指在车速指令计算单元22c中取得计算周期(采样时间)。

在步骤S6，接着步骤S5中的计算周期的取得，计算当前时刻的目标车速，进入步骤S7。

在此，“当前时刻的目标车速的计算”是指在车速指令计算单元22c中，根据必要加速度、计算周期(采样时间)和前次的车速指令值计算当前时刻的车速指令值(目标车速)。

在步骤S7，接着步骤S6中的当前时刻的目标车速的计算，通过与其它的车速指令值的调停选择目标车速(最小值)，进至目标车速的生成结束。

在此，“基于与其它车速指令值的调停的目标车速的选择”是指在最小车速指令调停单元23中，选择通过预读车速指令计算单元221、222、223、224算出的多个预读车速指令值中的最小值作为目标车速。

这样，当开始生成目标车速时，进入步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7，目标车速的生成结束。即，在预读车速指令计算单元22中，对于通过多个车速指令生成单元211～214生成的各车速指令值，算出从当前时刻经过了规定时间后的预读车速指令值。然后，在最小车速指令调停单元23中，在通过预读车速指令计算单元221～224算出的多个预读车速指令值中选择最小值作为目标车速。

而且，通过在多个预读车速指令值中选择最小值作为目标车速，在通过自动驾驶等行驶时，除了能够抑制不必要的加速以外，还能够减少从加速过渡到减速时的冲击。另外，例如在选择了基于停止线的目标车速时，根据预读时间，在至停止线的距离比本车到达的距离长，预读时间后的车速比当前点的车速高的情况下，容许本车的加速。因此，不是只简单地禁止加速的技术，而是通过进行预读车速指令值的选择低，能够防止成为交通流的阻碍。

[具有停止线的减速停车场景中的目标车速生成作用]

图10表示在实施例1中朝向前方的停止线开始减速后前车消失的减速停车场景中的目标车速(预读车速的最小值)的特性。以下，基于图10，说明具有停止线的减速停车场景中的目标车速生成作用。

假设在时刻t0，由于检测出停止线而开始减速，在开始减速后的时刻t2，前车消失。该情况下，通过第一车速指令生成单元(ACC)211生成的车速指令值在前车不存在的时刻t1之前为驾驶员设定车速，从前车存在的时刻t1至时刻t2为基于跟随前车的车间控制的车速指令值。在时刻t2时，为一气提高为返回到驾驶员设定车速的车速指令值特性。通过第二车速指令生成单元(停止线)212生成的车速指令值在时刻t0之前为高的车速指令值，从时刻t0向时刻t6通过固定的减速度降低，从时刻t6至时刻t7为沿着平滑停车的减速度的停止线特性的车速指令值特性。通过第三车速指令生成单元(限制车速)213生成的车速指令值为与时刻无关而以固定的限制车速消减的车速指令值特性。

因此，若从三个车速指令生成单元211、212、213生成的车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗实线特性)时，从时刻t1至时刻t2的目标车速特性沿着前车跟随目标车速特性。然后，在时刻t2时，目标车速特性从前车消失时的本车速一气上升至限制车速。然后，从时刻t2至时刻t3的目标车速特性根据限制车速特性成为固定车速，从时刻t3起沿着停止线特性。

与此相对，对于通过三个车速指令生成单元211、212、213生成的车速指令值的每一个，从经过了预读时间(图10的时刻t2～时刻t4)的预读车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗虚线特性)。该情况下，在时刻t2时，通过基于在时刻t4的预读车速指令值的最小值决定目标车速，几乎与时刻t2的本车的实际车速无变化。然后，在时刻t2以后，由于对于每个采样时间Δt，基于预读时间下的预读车速指令值的最小值决定目标车速，所以连接了对于每个采样时间Δt确定决定的目标车速的特性成为从时刻t2向时刻t5平滑减速的特性。然后，从时刻t5开始沿着停止线特性。

因此，如从图10的箭头B所包围的目标车速特性(粗实线特性、粗虚线特性)的对比可知，实施例1中的目标车速特性(粗虚线特性)为将比较例中的目标车速特性(粗实线特性)向减速侧押下的特性。因此，在先知道将减速时，通过基于预读车速指令值生成目标车速，由此抑制产生比较例的不必要的加速。另外，实施例1的目标车速特性为从时刻t2向时刻t5平滑减速的特性，所以几乎没有从加速变成减速时的冲击，或减小冲击。

其结果，发挥自动驾驶车辆那样的驾驶辅助车辆的情况所要求的车辆行为的抑制功能，不会给驾驶员及同乘者带来不适感。另外，通过选择多个预读车速指令值的最小值作为目标车速，成为多个预读车速指令值中确保行驶安全性的车速计划。此外，即使在如比较例那样因雾的产生而开始至限制速度的减速后紧接着前车消失的行驶场景中，也表示与朝向前方的停止线开始减速的情况同样的目标车速生成作用。

[具有停车车辆的减速停车场景中的目标车速生成作用]

图11表示在实施例1中前方存在停车车辆时，从以低于限制车速的车速的行驶中停车在停车车辆的正前位置的减速停车场景中的从本车至停车车辆的距离和目标车速的关系特性。以下，基于图11，说明有停车车辆的减速停车场景中的目标车速生成作用。

在具有停车车辆的减速停车场景中，将识别到停车车辆时的本车后轮位置设为xo，将减速后停止时的本车后轮位置设为x1，将从位置xo至本车前端位置的距离设为dmin。这时，从在位置xo的本车前端位置至在位置x1的本车前端位置的距离为d(＝e+dmin)，在该距离d之间需要将本车的车速从在位置xo的车速vo变为零(停止)。

该情况下，由于低于限制车速的车速行驶的本车在位置xo将停车车辆识别为了前车，第一车速指令生成单元(ACC)211生成的车速指令值通过跟随前车的车间控制一气增高。然后，位置xo以后成为通过车间控制向位置x1慢慢减速的车速指令值特性。通过第二车速指令生成单元(停止线)212生成的车速指令值为因无停止线的识别而成为不论何时刻都以固定的停止线车速消减的车速指令值特性。通过第三车速指令生成单元(限制车速)213生成的车速指令值为不论何时刻都以固定的限制车速(＜停止线车速)消减的车速指令值特性。

因此，通过在三个车速指令生成单元211、212、213生成的车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗实线特性)时，在位置xo沿着前车跟随目标车速特性从本车速一气上升到限制车速。而且，从位置xo至位置xo1的目标车速特性根据限制车速特性成为固定车速，从位置xo1起沿着前车跟随目标车速特性。

与此相对，对于三个车速指令生成单元211、212、213生成的车速指令值的每一个，在经过了预读时间的预读车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗虚线特性)。该情况下，当达到位置xo时，对于每个采样时间Δt，基于预读时间中的预读车速指令值的最小值来决定目标车速。因此，连接对于每个采样时间Δt决定的目标车速的特性成为从位置xo向位置xo2缓慢加速后转移到缓慢减速的平滑的特性。而且，从位置xo2开始沿着减速特性即前车跟随目标车速特性。

因此，实施例1中的目标车速特性(粗虚线特性)如根据由图11的箭头C包围的目标车速特性(粗实线特性、粗虚线特性)的对比可知，成为将比较例中的目标车速特性(粗实线特性)向减速侧押下的特性。因此，在先知道将减速时，通过基于预读车速指令值生成目标车速，从而抑制产生比较例那样的不必要的加速。另外，实施例1的目标车速特性为从位置xo向位置xo2缓慢地加速后转移到缓慢减速的平滑的特性，所以从加速变成减速时的冲击被减小。这样，在前方存在停车车辆时从以低于限制车速的车速行驶至在停车车辆的正前位置停车的减速停车场景中，抑制产生用于接近限制车速的加速。

[减速转弯场景中的目标车速生成作用]

图12表示在实施例1中前车在加速，但前面存在应该减速的拐角的减速转弯场景中的目标车速的特性。以下，基于图12表示减速转弯场景中的目标车速生成作用。

假设前车在加速，但在时刻t0因进入拐角而开始减速，在拐角转弯中的时刻t4成为最低车速而从减速进入到加速，在时刻t6离开拐角。该情况下，通过第一车速指令生成单元(ACC)211生成的车速指令值成为因前车在加速而从时刻t0之前开始通过跟随前车的车间控制车速慢慢上升的前车跟随目标车速特性的车速指令值特性。通过第四车速指令生成单元(拐角减速)214生成的车速指令值至直行行驶的时刻t0为止是较高的车速指令值。然后，成为沿着从时刻t0向时刻t4通过减速而车速慢慢降低，且从成为最低车速的时刻t4开始向时刻t6通过加速而车速上升的拐角目标车速特性的车速指令值特性。

在此，通过在两个车速指令生成单元211、214生成的车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗实线特性)时，时刻t2之前的目标车速特性沿着前车跟随目标车速特性。然后，从时刻t2至时刻t5的目标车速特性沿着拐角目标车速特性。然后，从时刻t5开始成为再次沿着前车跟随目标车速特性。

与此相对，对于两个车速指令生成单元211、214生成的车速指令值的每一个，通过在经过了预读时间(图12的时刻t1～时刻t3)的预读车速指令值中选择最小值来描述目标车速特性(粗虚线特性)。该情况下，当时刻t0时，基于预读车速指令值的最小值决定目标车速，从而与在时刻t0的本车的实际车速相比几乎未变。然后，在时刻t0以后，由于对于每个采样时间Δt基于预读时间中的预读车速指令值的最小值决定目标车速，所以连接对于每个采样时间Δt决定的目标车速的特性为从时刻t0向时刻t3缓慢加速后缓慢减速的特性。然后，从时刻t3至时刻t5，沿着拐角目标车速特性，从时刻t5开始沿着前车跟随目标车速特性。

因此，实施例1中的目标车速特性(粗虚线特性)如从用图12的箭头D包围的目标车速特性(粗实线特性、粗虚线特性)的对比可知，成为将比较例中的目标车速特性(粗实线特性)向减速侧押下的特性。因此，在先知道将减速时，通过基于预读车速指令值生成目标车速，从而抑制产生比较例那样的不必要的加速。另外，实施例1的目标车速特性为从时刻t0向时刻t3缓慢加速后缓慢减速的特性，所以减小从加速转为减速时的冲击。

这样，在前车在加速，但前面有应该减速的拐角的情况下，抑制本车跟随正在加速的前车而加速，本车在拐角处开始减速。此外，前方有成为减速对象的急拐弯的情况下不用说也可应用。

接着，说明效果。

在实施例1的自动驾驶车辆的目标车速生成方法及目标车速生成装置中，得到下述列举的效果。

(1)一种基于多个车速指令值生成车辆行驶/停止时的目标车速的驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的目标车速生成方法。

对于多个车速指令值各自的车速指令值，算出从当前时刻起经过规定时间后的预读车速指令值(预读车速指令计算单元22)。

从所算出的多个预读车速指令值中选择最小值作为目标车速(最小车速指令调停单元23：图1)。

因此，能够提供自动驾驶车辆的目标车速生成方法，其在通过驾驶辅助(自动驾驶)行驶时，除了能够抑制不必要的加速以外，还降低从加速过渡到减速时的冲击。即，能够进行预测了目标车速的将来值的控制，能够抑制不必要的加速。能够减少从加速转变到减速时的冲击。或通过取最小值，可以制定多个车速指令值中安全侧的车速计划。

(2)在算出预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22)，基于当前时刻的车速指令值和目标加速度和预读时间，计算经过预读时间后的预读车速指令值(预读车速指令计算单元22a)。

计算从前次的车速指令值至达到本次的预读车速指令值所必需的必要加速度(必要加速度计算单元22b)。

根据必要加速度和计算周期和前次的车速指令值计算当前时刻的预读车速指令值(车速指令计算单元22c：图7)。

因此，除(1)的效果以外，还可以实时计算预读车速指令值。而且，由于对于每个计算周期(采样时间)，计算预读车速指令值，所以即使在不知道将来的目标车速的情况下，也能够应用。

(3)在计算预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22a)，在使预读时间通过作为目标的加减速特性变化时，与希望敏捷地控制的情况相比，在希望缓慢地控制的情况下将预读时间设定为较长的时间(图7)。

因此，除了(2)的效果以外，在希望缓慢地控制的情况下，能够使加减速特性更平滑，并且能够加快从加速至转变为减速所要的时间。

(4)在计算预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22a)，在预读车速指令值为相对于限制车速的车速指令值的情况下，与其它的车速指令值相比，将预读时间设定得长(图7)。

因此，除了(2)或(3)的效果以外，对于限制车速，能够使本车的车速平滑地跟随。

(5)在计算预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22a)，使预读时间通过作为目标的加减速特性变化时，与希望缓慢地控制的情况相比，在希望敏捷地控制的情况下，将预读时间设定为较短的时间(图7)。

因此，除(2)～(4)的效果以外，在希望敏捷地控制的情况下，能够使加减速特性更快速，并且从加速至变成减速的时间延迟，能够增加加速区间。

(6)在计算预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22a)，在预读车速指令值为对于前车跟随的车速指令值的情况下，与其它的车速指令值相比，将预读时间设定得短(图7)。

因此，除了(2)～(5)的效果以外，还能够使本车对于前车快速地跟随。

(7)在算出预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22)，必要加速度超过事先设定的上限加速度的情况下，不选择本次的预读车速指令值，而选择前次的预读车速指令值(加速抑制防止单元22e：图7)。

因此，除了(2)～(6)的效果以外，还能够防止在本来希望加速的场景下加速被抑制的情况。

(8)在算出预读车速指令值时(预读车速指令计算单元22)，当前时刻的预读车速指令值超过目标车速可取的车速区域时，通过目标车速可取的车速区域限制当前时刻的预读车速指令值(车速限制器单元22d：图7)。

因此，除了(2)～(7)的效果以外，还能够防止目标车速为负，超过必要地进行减速。

(9)在从多个预读车速指令值中选择最小值生成目标车速时，同时选择与所选择的预读车速指令值的种类对应的加减速度限制量(最小车速指令调停单元23：图1)。

因此，除了(1)～(8)的效果以外，通过根据所选择的目标车速的种类应用加减速限制量，能够实现与种类对应的单独的加减速特性。例如，在选择基于限制车速的目标车速时，通过减小加减速度，能够平滑地跟随。或者，在选择基于ACC的目标车速时，通过增大加减速度，能够对于前车的位置变化响应性良好地跟随。

(10)在生成车速指令值时(第一车速指令生成单元211)，取得与前车的车间距离/相对车速(车间距离/相对车速取得单元211b)，根据取得的车间距离/相对车速，算出本车跟随于前车所需的车速指令值(车速指令计算单元211c：图2)。

因此，除了(1)～(9)的效果以外，在前方车辆停止的情况或前方存在低速的车辆的情况下，能够抑制在其跟前发生的不必要的加速(例如，用于跟随限制车速的加速等)。

(11)在生成车速指令值时(第三车速指令生成单元213)，取得道路的限制车速信息(限制车速取得单元213a)，算出用于跟随所取得的限制车速所必需的车速指令值(车速指令计算单元213b：图5)。

因此，除了(1)～(10)的效果以外，在知道在本车的前方限制车速降低的情况下，能够抑制在其跟前发生的不必要的加速。

(12)在生成车速指令值时(第二车速指令生成单元212)，取得本车至停止线的距离(停止线相对距离取得单元212a)，算出为了对于所取得的停止线相对距离减速/停止所需的车速指令值(车速指令计算单元212b：图3)。

因此，除了(1)～(11)的效果以外，在知道将减速/停止的情况(例如，在前方有停止线、前方的信号为红信号等)，能够抑制在其跟前发生的不必要的加速。

(13)在生成车速指令值时(第四车速指令生成单元214)，取得行驶道路的曲率(道路曲率信息取得单元214a)，根据取得的道路曲率信息，算出不超过预先设定的界限横向加速度的车速指令值(车速指令计算单元214b：图6)。

因此，除了(1)～(12)的效果以外，在前方具有急拐角，预先知道将减速的情况下，能够抑制在其跟前发生的不必要的加速。

(14)一种驾驶辅助车辆(自动驾驶车辆)的目标车速生成装置，其具有车速指令生成单元21，搭载了生成车辆行驶/停止时的目标车速的控制器(自动驾驶控制单元2)，其中，控制器(自动驾驶控制单元2)具备预读车速指令计算单元22、最小车速指令调停单元23。

预读车速指令计算单元22对于通过多个车速指令生成单元21生成的各车速指令值，算出从当前时刻开始经过规定时间后的预读车速指令值。

最小车速指令调停单元23从通过预读车速指令计算单元算出的多个预读车速指令值中选择最小值作为目标车速(图1)。

因此，能够提供在通过驾驶辅助(自动驾驶)行驶时，除了能够抑制不必要的加速以外，还降低从加速过渡到减速时的冲击的自动驾驶车辆的目标车速生成装置。

以上，基于实施例1说明了本公开的驾驶辅助车辆的目标车速生成装置。但是，对于具体的结构，不限于该实施例1，只要不脱离权利要求的范围的各权利要求项的发明的主旨，容许设计的变更及追加等。

在实施例1中，作为车速指令生成单元21及预读车速指令计算单元22，示例了具备与ACC、停止线、限制车速、拐角减速对应的四个种类的车速指令生成单元及预读车速指令计算单元的例子。但是，作为车速指令生成单元及预读车速指令计算单元，只要是具备至少两个以上的种类的车速指令生成单元及预读车速指令计算单元的例子即可，也包含具备两种类、三种类及五种类以上的车速指令生成单元及预读车速指令计算单元的例子。

在实施例1中，示例了将本公开的目标车速生成方法及目标车速生成装置应用于通过自动驾驶模式的选择自动控制转向/驱动/制动的自动驾驶车辆的例子。但是，本公开的目标车速生成方法及目标车速生成装置如通过显示目标车速进行驾驶员的驾驶辅助的驾驶辅助车辆及只搭载了ACC的驾驶辅助车辆等那样，只要是使用目标车速进行驾驶员的驾驶辅助的车辆就能够应用。

Claims (14)

1.一种驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，基于多个车速指令值，生成车辆行驶/停止时的目标车速，其特征在于，

对于所述多个车速指令值的各个车速指令值，算出从当前时刻起经过了规定时间后的预读车速指令值，

从算出的多个所述预读车速指令值中选择最小值作为所述目标车速，

在计算所述预读车速指令值时，

基于前次的目标车速、目标加速度和预读时间，计算经过了所述预读时间后的预读车速指令值，

计算从所述前次的目标车速至达到本次的预读车速指令值所必需的必要加速度，

由所述必要加速度、计算周期和所述前次的目标车速计算当前时刻的预读车速指令值。

2.如权利要求1所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述当前时刻的预读车速指令值时，

将所述必要加速度和计算周期设为输入，由所述必要加速度、所述计算周期和所述前次的目标车速计算所述当前时刻的预读车速指令值。

3.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在使所述预读时间通过设为目标的加减速特性变化时，与希望敏捷地控制的情况相比，在希望缓慢地控制的情况下将所述预读时间设定为较长的时间。

4.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在所述预读车速指令值为对于限制车速的车速指令值的情况下，与其它的车速指令值相比，将所述预读时间设定得长。

5.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在使所述预读时间通过设为目标的加减速特性变化时，与希望缓慢地控制的情况相比，在希望敏捷地控制的情况下将所述预读时间设定为较短的时间。

6.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在所述预读车速指令值为对于跟随前车的车速指令值的情况下，与其它的车速指令值相比，将所述预读时间设定得短。

7.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在所述必要加速度超过事先设定的上限加速度的情况下，不选择本次的预读车速指令值而选择前次的预读车速指令值。

8.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在计算所述预读车速指令值时，在所述当前时刻的预读车速指令值超过所述目标车速可取的车速区域时，通过所述目标车速可取的车速区域限制所述当前时刻的预读车速指令值。

9.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在从多个所述预读车速指令值中选择最小值生成所述目标车速时，同时选择与所选择的预读车速指令值的种类对应的加减速度限制量。

10.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在生成所述车速指令值时，取得与前车的车间距离、相对车速，根据取得的车间距离、相对车速算出本车为跟随前车所必需的车速指令值。

11.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在生成所述车速指令值时，取得道路的限制车速信息，并算出为跟随所取得的限制车速所必需的车速指令值。

12.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在生成所述车速指令值时，取得本车至停止线的距离，算出对于所取得的停止线相对距离为了减速、停止所必需的车速指令值。

13.如权利要求1或2所述的驾驶辅助车辆的目标车速生成方法，其特征在于，

在生成所述车速指令值时，取得行驶道路的曲率，并算出不超过按照取得的道路曲率信息预先设定的界限横向加速度的车速指令值。

14.一种驾驶辅助车辆的目标车速生成装置，搭载了具有多个车速指令生成单元，生成车辆行驶/停止时的目标车速的控制器，其特征在于，

所述控制器包括：

预读车速指令计算单元，对于多个车速指令值的各个车速指令值，算出从当前时刻起经过了规定时间后的预读车速指令值；以及

最小车速指令调停单元，从算出的多个所述预读车速指令值中选择最小值作为所述目标车速，

所述预读车速指令值计算单元包括：

预读车速指令计算单元，基于前次的目标车速、目标加速度和预读时间计算经过了所述预读时间后的预读车速指令值；

必要加速度计算单元，计算从所述前次的目标车速至达到本次的预读车速指令值所必需的必要加速度；以及

车速指令计算单元，由所述必要加速度、计算周期和所述前次的目标车速计算当前时刻的预读车速指令值。

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