CN111133490B - 自动驾驶控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够适当地设定与弯道对应的车道边界线的自动驾驶控制装置。用于使用地图信息进行自动驾驶的自动驾驶控制装置具备：输入部，其至少输入本车的传感器信息、地图上的本车位置信息、以及地图信息；识别处理，其对来自输入部的信息进行处理来设定自动驾驶用的信息；以及控制处理，其使用来自识别处理的信息来提供作为车辆控制部的发动机、方向盘、制动器等的各操作目标量，识别处理具备：第1单元，其根据本车的传感器信息，校正地图上的本车位置信息；第2单元，其在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点；第3单元，其提取在基准点正交于道路中心线方向的线与道路宽度线交叉的点；第4单元，其在提取点配置车道标记；以及第5单元，对于规定的间隔，第5单元根据道路种类或速度来调整规定的间隔。

Description

自动驾驶控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于使用地图信息进行自动驾驶的自动驾驶控制装置及方法，特别涉及能够提供与弯道对应的适当的车道边界线的自动驾驶控制装置及方法。
背景技术
近年来，利用搭载有自动驾驶控制系统的车辆的、车辆的自动驾驶处于实用化的趋势，关于其实现方法提出了很多研究、提案。
这些研究课题之一是弯道处的稳定行驶技术，例如在专利文献1中提出了用于在进入弯道前降低速度的技术。在专利文献2中提出了用于实时且准确地进行弯道行驶时的车道检测的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-12975号公报
专利文献2：日本专利特开2016-45144号公报
发明内容
发明要解决的问题
在自动驾驶控制系统的开发过程中，以往以高速道路上的自动驾驶为目标，并且自身车辆的车速仅以高速区为对象。因此，车道边界线以及中心点的点列间隔为固定值。
然而，今后，也需要对自身车辆的车速为低速区的情况进行研究，具体而言，需要设想曲率半径小的弯道、在交叉路口左右转弯、在停车场左右转弯的情况。
在该情况下，如果自身车辆的车速为低速，则自身车辆的移动距离变短，因此，如果车道边界线的间隔长，则在曲率半径小的弯道时不能按照车道形状行驶，存在踩空的可能性。另外，若一律缩短车道边界线以及中心点的点列的间隔，则点列数增多，提供给控制的数据通信量成为问题。
因此，为了使在低速区中的行驶变得可能，作为安全性的担保而以即使速度区是低速也不会发生踩空的方式提供信息，作为信息量的增加防止而使得提供的信息量不会增加，作为控制处理的简单化而使得间隔不会频繁地改变等是应该解决的问题。
如上所述，本发明的目的在于提供一种特别是在低速行驶的情况下，能够适当地设定与弯道对应的车道边界线的自动驾驶控制装置及方法。
用于解决问题的技术手段
如上所述，本发明为：“一种自动驾驶控制装置，其用于使用地图信息进行自动驾驶，所述自动驾驶控制装置的特征在于，具备：输入部，其至少输入本车的传感器信息、地图上的本车位置信息、以及地图信息；识别处理，其对来自输入部的信息进行处理来设定自动驾驶用的信息；以及控制处理，其使用来自识别处理的信息来提供作为车辆控制部的发动机、方向盘、制动器等的各操作目标量，识别处理具备：第1单元，其根据本车的传感器信息校正地图上的本车位置信息；第2单元，其在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点；第3单元，其提取在基准点正交于道路中心线方向的线与道路宽度线交叉的点；第4单元，其在提取点处配置车道标记；以及第5单元，对于规定的间隔，第5单元根据道路种类或速度来调整规定的间隔。”
另外，本发明为：“一种自动驾驶控制方法，其用于至少使用本车的传感器信息、地图上的本车位置信息、以及地图信息来进行自动驾驶，所述自动驾驶控制方法的特征在于，根据本车的传感器信息校正地图上的本车位置信息，在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点，提取在基准点正交于道路中心线方向的线与道路宽度线交叉的点，在提取点处配置车道标记，对于规定的间隔，根据道路种类或速度来调整规定的间隔。”
另外，本发明为：“一种自动驾驶控制方法，其用于使用地图信息进行自动驾驶，所述自动驾驶控制方法的特征在于，对于以规定的间隔配置在道路中心线上的基准点的间隔，根据道路种类或速度来调整规定的间隔。”
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够适当地设定与弯道对应的车道边界线的自动驾驶控制装置。
具体而言，根据本发明的实施例，由于间隔不会因限制速度而频繁地变化，因此简化了控制的处理。另外，间隔根据状况而变短，从而能够进行高精度的控制。
附图说明
图1是示出了运算部3的识别处理4A中的处理内容的流程图。
图2是表示搭载本发明的自动驾驶控制装置的车辆的概略的图。
图3是表示本发明的自动驾驶控制装置3的硬件构成的图。
图4A是用于说明图1的处理步骤S10的处理内容的图。
图4B是用于说明图1的处理步骤S10的处理内容的图。
图5是用于说明图1的处理步骤S20、S30、S40的处理内容的图。
图6是用于说明图1的处理步骤S50的处理内容的图。
图7是对比示出了以往方法中的车道边界线点列的间隔恒定的情况和本发明中的车道边界线点列的间隔可变的情况下的随动的图。
图8是表示本发明的交叉路口处的随动的图。
具体实施方式
以下使用附图对本发明的实施例进行说明。
实施例
首先，使用图2对搭载本发明的自动驾驶控制装置的车辆的概略进行说明。
搭载在图2所例示的实际车辆上的自动驾驶控制系统，若大致区分其功能，则由自动驾驶控制装置3、地图及定位单元U1、传感器S、以及车辆控制部Dr构成。其中，自动驾驶控制装置3从地图及定位单元U1获得地图信息和位置信息，另外，作为传感器S，从摄像机传感器S1获得立体物的位置信息，从雷达传感器S2获得立体物的位置信息，从而确定作为车辆控制部Dr的发动机D1、方向盘D2、制动器D3等的各操作量。此外，地图及定位单元U1包括地图发送功能25和定位功能24，定位功能24接收GNSS(位置信息)来确定本车位置，地图发送功能25中具备接收自动驾驶地图数据8的通信单元U2。
图3示出了本发明的自动驾驶控制装置3的硬件构成。自动驾驶控制装置3具备多种功能、构成，在此仅记述了本发明不可或缺的构成要素，例如作为计算器的功能的运算部4、存储车道信息的车道标记存储部6、以及提供输入信号的测量器，与GPS7、车辆信息检测器5、前方监视摄像机S1a、周围监视摄像机S1b、定位功能24等连接并获得输入。运算部4根据这些信息向车辆控制部Dr提供控制信号，执行自动驾驶。
此外，运算部4包括识别处理4A和控制处理4B，在识别处理4A中决定自动驾驶用的行驶车道等，在控制处理4B中确定作为车辆控制部Dr的发动机D1、方向盘D2、制动器D3等的各操作目标量。通过控制处理4B中的处理，执行单一车道自动行驶、驾驶员触发车道变更、先导者跟随控制等。本发明是对识别处理4A部分进行改良的发明。
在此，GPS7提供当前时刻的车辆位置的信息，车辆信息检测器5提供当前时刻的车辆的车速、横摆率(ヨーレート)等信息。前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b提供前方以及周围的摄像机影像，在此包含车道边界线、速度标识等信息。地图发送功能25提供车道中心点、车道宽度、道路种类、限制速度等信息。在车道标记存储部6中，将前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b在过去时刻检测到的车道中心点的点列的信息等保存为车道标记。
图1是示出了运算部3的识别处理4A中的处理内容的流程图。首先说明该流程图的概要，该流程以运算部3的识别处理4A中的适当的恒定周期执行，并开始处理。
根据图1的流程图，在最初的处理步骤S10中，根据本车的传感器信息校正地图上的本车位置信息。该动作的详情将通过图4A和图4B在后文叙述。
在处理步骤S20中，在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点。
在处理步骤S30中，提取在基准点正交于所述道路中心线方向的线与道路宽度线交叉的点。
在处理步骤S40中，在提取点处配置车道标记。处理步骤S20至S40的动作详情将通过图5在后文叙述。
在处理步骤S50中，规定的间隔根据道路种类或限制速度来调整间隔。处理步骤S50的动作详情将通过图6在后文叙述。
图4A、图4B是具体地示意性地示出了上述处理中的最初的处理步骤S10(根据本车的传感器信息校正地图上的本车位置信息。)的图。这里，由于是在图4A之后实施图4B的处理的流程，因此从图4A开始进行说明。
在图4A的左侧，记述了在运算部3的识别处理4A中使用的提供输入的传感器等。在最上段的车道标记存储部6中存储有记述在最下段的前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b检测到的车道标记的信息。在图4A的左侧中段记述有GPS7、车辆信息检测器5。
关于这些各部提供的信息，最下段的前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b检测到的车道标记的信息、和左侧中段的GPS7、车辆信息检测器5的信息是当前时刻的信息，与此相对，存储在最上段的车道标记存储部6中的车道标记的信息是过去信息(例如Δt前的时刻的信息)。此外，前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b检测到的车道标记(车道中心点的点列的信息)例如为8(m)间隔。
在图4A中，车道标记存储部6的过去信息所表示的状态A示出了Δt前的时刻的本车位置和作为当时检测到的车道标记(●)的边界线的位置。示出了从大致直行临近弯道的状态。与此相对，以A的状态下的GPS7的当前位置、以及来自车辆信息检测器5的当前的速度、横摆率来校正位置而推定出的当前时刻的状态的结果为B。B表示进入了弯道的状态。
另一方面，在图4A中，前方监视摄像机S1a以及周围监视摄像机S1b检测到的车道标记(×)所表示的状态为C那样的，这表示当前时刻的本车位置和此时检测到的车道标记(×)的位置。状态D是在表示当前的状态的C上加上过去的状态而表示的状态。车道标记(×)是最新的位置信息，车道标记(●)表示过去的位置信息、或者表示基于过去的推定而得的位置信息。车辆在该期间向前方前进。
在图4B中，如E所示，对状态D的车道标记进行拉长间隔处理。8(m)间隔的间隔被进行拉长间隔处理。由此，从识别处理4A到控制处理4B的数据通信量减少，需要处理时间的问题得到改善。
另一方面，在图4B的下段，示出了对地图发送功能25所提供的车道中心点、车道宽度、道路种类、限制速度等地图信息，加上来自GPS的周边信息而得的状态F。据此，能够根据来自GPS的周边信息，在相对较大的范围内掌握车辆行驶中的道路的弯道的情况等。但是，在状态F下，由于车道标记的数量少，因此通过插值增加了车道标记数量而得的状态为状态G。H是通过图像匹配，根据本车的传感器信息E对来自地图发送功能25的地图信息G(地图上的本车位置信息)进行校正而得的信息。通过该校正，H具有车道中心点(▲)的信息作为来自地图发送功能25的地图信息。
此外，图4A、图4B中的处理，是根据通过GPS7以及车辆信息5校正摄像机掌握的车道标记的过去信息(车道标记存储部6)而得的第1车道标记信息B、和摄像机所掌握的车道标记的当前信息C，来生成第2车道标记信息D，使用GPS7以及地图发送功能25的车道中心点，来生成在地图上附上了车道标记而得的第3车道标记信息F，并通过第2车道标记信息D和第3车道标记信息F的图像匹配，获得第4车道标记信息H。通过该车道标记信息H，相当于获得本车的位置及方向的校正值。
图5是用于说明图1的处理步骤S20、S30、S40的处理内容的图。用图5的左端的图对处理步骤S20的处理进行说明。这里，沿着地图上的弯道以适当的间隔得到车道中心点(▲)的信息。另外，沿着相同地图上的弯道设定8(m)间隔的车道边界线设定位置(●)。其中，车道边界线设定位置(●)被设定在用直线连接车道中心点(▲)之间而得的线上。由此，在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点。
通过图5的中央及右图说明处理步骤S30、S40的处理。这里，对于用直线连接车道中心点(▲)之间而得的线即道路中心线，从以8(m)间隔设定在道路中心线上的车道边界线设定位置(●)画出垂直相交的直线。在此基础上，在道路宽度相当位置上设定车道标记。通过到此为止的处理，来推定车辆应该行驶的道路的弯道的状态。
图6是用于说明图1的处理步骤S50的处理内容的图。在处理步骤S50的处理中，使车道边界线点列的间隔例如8(m)根据状况可变。在图6中，示出了输入是道路种类或限制速度，输出是此时的车道形状点列间隔。
例如，在将限制速度X设为50(km/h)时，如果实际行驶速度为50(km/h)以上，则车道边界线点列的间隔维持在8(m)，但在50(km/h)和10(km/h)的范围内，则将车道边界线点列的间隔设为4(m)，在10(km/h)以下，则将车道边界线点列的间隔设为1(m)。此外，在此，虽然以限制速度为基准将车道边界线点列的间隔重新设定得较短，但只要在速度低的速度区将间隔设定得较短即可。另外，在与道路种类的关系上，在交叉路口、驻车停车通道中，车道边界线点列的间隔设为1(m)。
这样，在本发明中，根据道路种类或限制速度来切换车道边界线点列的间隔。另外，即使切换间隔，也不增加点列数。如果速度慢，则不需要远的信息，由于在交叉路口没有限制速度信息，因此最好根据道路的种类来切换点列的间隔。
图7对比示出了以往方法中的车道边界线点列的间隔8(m)恒定的情况和本发明中的车道边界线点列的间隔可变的情况下的随动。在以往的情况下，在间隔8(m)恒定的情况下，即使速度降低，在急转弯时也有发生踩空的可能性，但在本发明中，如果变为低速度，则变为间隔4(m)，甚至变为1(m)，因此能够降低踩空的可能性。
另外，图8示出了本发明中的交叉路口处的随动。据此，在进入交叉路口前的状态(图8左上方)下，存在于60(km/h)道路上的自身车辆将车道边界线点列的间隔维持为8(m)，在进入交叉路口中的状态(图8左下方)下，自身车辆的车道边界线点列的间隔作为1(m)而发挥作用，在退出交叉路口后的状态(图8右下方)下，存在于60(km/h)道路上的自身车辆再次以维持边界线点列的间隔为8(m)的方式运行。
如上所述，根据本发明的实施例，由于间隔不会因限制速度而频繁变化，因此简化了控制的处理。另外，间隔根据状况而变短，从而能够进行高精度的控制。
符号说明
3：自动驾驶控制装置
4：运算部
4A：识别处理
4B：控制处理
5：车辆信息检测器
6：车道标记存储部
7：GPS
8：自动驾驶地图数据
24：定位功能
25：地图发送功能
Dr：车辆控制部
D1：发动机
D2：方向盘
D3：制动器
S1：摄像机传感器
S1a：前方监视摄像机
S1b：周围监视摄像机
S2：雷达传感器
U1：地图及定位单元。

Claims (10)

1.一种自动驾驶控制装置，其用于使用地图信息进行自动驾驶，所述自动驾驶控制装置的特征在于，具备：
输入部，其至少输入本车的传感器信息、地图上的本车位置信息、以及地图信息；识别部，其对来自该输入部的信息进行处理来设定自动驾驶用的信息；以及控制部，其使用来自该识别部的信息来提供作为车辆控制部的发动机、方向盘、制动器的各操作目标量，
所述识别部具备：第1单元，其根据所述本车的传感器信息校正所述地图上的本车位置信息；第2单元，其在所述地图信息中记载的道路上，以规定的间隔配置基准点；第3单元，对于所述规定的间隔，所述第3单元根据速度来调整所述规定的间隔，第4单元，其提取在所述基准点正交于道路中心线的方向的线与道路宽度线交叉的点；以及第5单元，其在提取出的提取点处配置车道标记。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
对于所述规定的间隔，所述识别部的第3单元根据道路种类来调整所述规定的间隔。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
所述第1单元根据通过GPS以及车辆信息校正摄像机掌握到的车道标记的过去信息而得的第1车道标记信息、和摄像机掌握到的车道标记的当前信息，生成第2车道标记信息，使用GPS以及地图发送功能的车道中心点生成在地图上附上了车道标记而得的第3车道标记信息，并且通过第2车道标记信息和第3车道标记信息的图像匹配来获得第4车道标记信息。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
对于所述第2车道标记信息，在车道标记信息的拉长间隔处理后，进行与第3车道标记信息的图像匹配。
5.根据权利要求3所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
对于所述第3车道标记信息，在车道标记信息的插补处理后，进行与第2车道标记信息的图像匹配。
6.根据权利要求1所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
对于配置在道路中心线上的基准点的间隔，在速度低时将基准点的间隔设定得短，在速度高时将基准点的间隔设定得长。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的自动驾驶控制装置，其特征在于，
对于配置在道路中心线上的基准点的间隔，在交叉路口、驻车停车通道中将基准点的间隔设定得短。
8.一种自动驾驶控制方法，其用于至少使用本车的传感器信息、地图上的本车位置信息、以及地图信息进行自动驾驶，所述自动驾驶控制方法的特征在于，
根据本车的传感器信息校正地图上的本车位置信息，在地图信息中记载的道路中心线上，以规定的间隔配置基准点，提取在所述基准点正交于道路中心线的方向的线与道路宽度线交叉的点，在提取出的提取点处配置车道标记，对于所述规定的间隔，根据道路种类或速度来调整所述规定的间隔。
9.根据权利要求8所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，
对于配置在所述道路中心线上的基准点的间隔，在速度低时将基准点的间隔设定得短，在速度高时将基准点的间隔设定得长。
10.根据权利要求8或9所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，
对于配置在所述道路中心线上的基准点的间隔，在交叉路口、驻车停车通道中将基准点的间隔设定得短。
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