CN111372835B - 转向控制装置、转向控制方法以及记录介质 - Google Patents

转向控制装置、转向控制方法以及记录介质 Download PDF

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Abstract

转向控制装置(10)包括：第一确定单元(121)，用于确定在其行驶的车道中车辆预定行驶的预定行驶位置；第二确定单元(122)，用于确定车辆的重量相关的信息；调整单元(123)，用于基于车辆的预定行驶位置和重量相关的信息在车宽方向上调整预定行驶位置；以及转向控制单元(124)，用于基于调整后的预定行驶位置来控制转向。

Description

转向控制装置、转向控制方法以及记录介质
技术领域
本公开涉及转向控制装置以及转向控制方法。
背景技术
以往，已知有为使车辆在行驶中的车道内行驶而进行转向控制的转向控制装置(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-337714号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
顺便提及，在能够装载载荷的大型车辆中，车辆的运动性能根据载荷的装载状态而变化。然而，传统的转向控制装置不考虑车辆的运动性能的变化来进行转向控制，取决于载荷的装载状态，动作可能变得不稳定。
因此，鉴于这些方面做出了本公开，并且本公开的目的是提供即使在车辆的载荷的装载状态改变时也能够使车辆稳定行驶的转向控制装置和转向控制方法。
[用于解决技术问题的手段]
根据本公开的第一方面的转向控制装置包括：第一确定单元，确定在车辆行驶的车道中车辆预定行驶的预定行驶位置；第二确定单元，确定所述车辆的重量相关的信息；调整单元，基于所述车辆的预定行驶位置和所述重量相关的信息在车宽方向上调整所述预定行驶位置；以及转向控制单元，基于调整后的所述预定行驶位置进行转向控制。
第二确定单元可以将所述车辆的重量和所述车辆装载的载荷的重量确定为重量相关的信息。
所述第二确定单元可以将所述车辆的重心位置确定为所述重量相关的信息。
所述第二确定单元可以将所述车辆的重心高度确定为所述重量相关的信息。
所述第一确定单元在所述车辆的行驶方向上确定多个所述预定行驶位置，在通过多个所述预定行驶位置的线是曲线的情况下，所述调整单元在基于多个所述预定行驶位置中的至少任一个和所述重量相关的信息，判定为所述车辆不能安全行驶时，调整多个所述预定行驶位置中的至少任一个，以使所述曲线的曲率半径变大。
所述调整单元可以基于多个所述预定行驶位置判定所述车辆是否在所述曲线上行驶，在判定为所述车辆在所述曲线上行驶时，基于多个所述预定行驶位置中的至少任一个来计算通过所述多个所述预定行驶位置的曲线的曲率半径，并且基于计算出的所述曲率半径、所述重量相关的所述信息和所述车辆的速度中的至少一个，判定所述车辆是否能够在所述曲线上安全行驶。
根据本公开的第二方面的转向控制方法由计算机执行，包括以下步骤：确定在车辆行驶的车道中车辆预定行驶的预定行驶位置；确定所述车辆的重量相关的信息；基于所述车辆的预定行驶位置和所述重量相关的信息，在车宽方向上调整所述预定行驶位置；以及基于调整后的所述预定行驶位置来进行所述车辆的转向控制。
根据本公开的第三方面的记录介质是计算机可读记录介质，其存储可以由车辆的计算机读取的计算机程序，所述计算机程序在由所述计算机执行时，使所述车辆执行以下步骤：确定在所述车辆行驶的车道中所述车辆预定行驶的预定行驶位置；确定所述车辆的重量相关的信息；基于所述车辆的预定行驶位置和所述重量相关的信息，在车宽方向上调整所述预定行驶位置；以及基于调整后的所述预定行驶位置进行所述车辆的转向控制。
[发明效果]
根据本公开，具有以下技术效果：即使在车辆的载荷的装载状态改变时也可以使车辆稳定行驶。
附图说明
图1A是用于说明根据本实施方式的转向控制装置的概况的图，并且是示出车辆V的行驶路线的图。
图1B是用于说明根据本实施方式的转向控制装置的概况的图，并且是示出转向控制的流程图。
图2是示出根据本实施方式的转向控制装置的构造示例的图。
图3是示出根据本实施方式的转向控制装置中的处理流程的流程图。
具体实施方式
[转向控制装置10的概况]
图1A、图1B是用于说明根据本实施方式的转向控制装置10的概况的图。转向控制装置10是用于控制诸如公共汽车或卡车等的大型车辆V的转向的装置。转向控制装置10将车道的横向中心位置确定为车辆V要行驶的车道上的多个预定行驶位置P1至P5(图1B中的S1)。转向控制装置10将通过确定的多个预定行驶位置P1～P5的线确定为车辆V的行驶路线RL(参照图1A)。
当将行驶路线RL描绘成曲线时，转向控制装置10基于行驶路线RL所示的曲线的半径、车辆V的总重量以及车辆V的重心位置来判定车辆V是否能够安全行驶(图1B中的S2)。当判定为车辆V不能安全行驶时，转向控制装置10调整预定行驶位置P1至P5，以使由行驶路线RL所示的曲线的半径变大(图1B中的S3)。在图1A所示的示例中，转向控制装置10将预定行驶位置调整为P1’～P5’。
转向控制装置10将通过调整后的预定行驶位置P1’～P5’的线确定为调整后的行驶路线RL’，并进行转向控制，以使车辆V通过该调整后的行驶路线RL’(图1B中的S4)。通过这样做，即使在车辆V中的载荷的装载状态改变时，转向控制装置10也能够使车辆V稳定地行驶。
接下来说明转向控制装置10的构造。
[转向控制装置10的构造]
图2是示出根据本实施方式的转向控制装置10的构造示例的图。
如图2所示，转向控制装置10电连接至设置在车辆V中的摄像装置1、重量传感器2、速度传感器3、转向角传感器4和电机5。
摄像装置1以每隔预定时间(例如，10毫秒)，对车辆V的行驶方向上的前方拍摄，包括车辆V行驶的车道。摄像装置1将拍摄的图像输出到转向控制装置10。
例如，重量传感器2设置在车辆V中设置的多个空气悬架(未示出)的每个附近，并且检测施加于该空气悬架的重量。重量传感器2将表示检测到的重量的重量信息输出至转向控制装置10。在此，重量传感器2可以基于供应到空气悬架的空气量来检测重量。
速度传感器3检测车辆V的速度。速度传感器3将表示车辆V的速度的速度信息输出至转向控制装置10。
转向角传感器4例如设置在车辆V的转向轴(未示出)上，检测连接至该转向轴的方向盘(未示出)的转向角。转向角传感器4将表示检测到的转向角的绝对值和转向方向的转向角信息输出至转向控制装置10。
电机5设置在车辆V的转向轴(未示出)上。电机5通过由转向控制装置10提供的电力被旋转驱动，通过对转向轴施加转矩来进行转向操作。电机5用作进行转向辅助以使车辆V沿着行驶车道行驶的转向辅助单元。
转向控制装置10包括存储单元11和控制单元12。
存储单元11例如是ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)或硬盘。存储单元11存储用于使控制单元12起作用的各种程序。存储单元11存储使控制单元12起到第一确定单元121、第二确定单元122、调整单元123和转向控制单元124的作用的转向控制程序。
另外，存储单元11存储表示车辆V空载时的车辆V的重量的车辆重量信息。
控制单元12是例如CPU(中央处理单元)。通过执行存储在存储单元11中的转向控制程序，控制单元12起到第一确定单元121、第二确定单元122、调整单元123和转向控制单元124的作用。
在下文中，为了便于描述，在由摄像装置1拍摄的图像中，将朝着车辆V的行进方向的方向记载为Y轴，将表示车辆的车宽方向且与Y轴垂直的方向记载为X轴。
第一确定单元121在车辆V行驶的车道上，确定车辆V预定行驶的多个预定行驶位置。具体地，第一确定单元121分析从摄像装置1输出的拍摄图像，并且确定表示车辆V行驶的车道的左端和右端的区划线。第一确定单元121在作为车辆的行进方向的Y轴方向上等分拍摄图像，并且确定在与等分的位置相对应的各个Y坐标处的车宽方向上的坐标即X坐标。第一确定单元121确定分别与指示车辆V行驶的车道的左端的区划线和指示右端的区划线相对应的X坐标。
第一确定单元121将与等分的位置相对应的各个Y坐标处的表示车辆V行驶的车道的左端的区划线的位置的X坐标与表示右端的区划线的位置的X坐标的中间位置确定为车道的中心位置。第一确定单元121将各个Y坐标处确定的车道的中心位置确定为预定行驶位置。
第二确定单元122确定关于车辆V的重量的信息。具体地，第二确定单元122基于由从多个重量传感器2获取的重量信息所示的重量，来确定装载在车辆V上的载荷的重量。另外，第二确定单元122基于预先存储在存储单元11中的车辆重量信息来确定车辆V的重量。
另外，第二确定单元122将车辆V的重心位置确定为重量相关的信息。具体地，第二确定单元122基于从多个重量传感器2获取的重量信息所示的重量的偏差和多个重量传感器2的位置，确定车辆V的宽度方向(X轴方向)的重心位置和车辆V的行进方向(Y轴方向)的重心位置。
另外，第二确定单元122将车辆V的重心高度确定为重量相关的信息。例如，存储单元11预先存储重心高度信息，其将载荷的重量与车辆V的重心高度相关联。第二确定单元122通过参考存储在存储单元11中的重心高度信息，来确定与从多个重量传感器2获取的重量信息所示的重量相关联的重心高度，确定车辆V的重心高度。
调整单元123基于车辆V的预定行驶位置和重量相关的信息来在车辆V的车宽方向上调整第一确定单元121所确定的预定行驶位置。具体而言，首先，调整单元123判定通过第一确定单元121所确定的多个预定行驶位置的线是否为曲线。当通过多个预定行驶位置的线是曲线时，调整单元123基于多个预定行驶位置中的至少任一个和重量相关的信息来确定车辆V是否能够安全地行驶。
更具体地，调整单元123基于多个预定行驶位置中的至少任一个来计算通过多个预定行驶位置的曲线的曲率半径。调整单元123基于计算出的曲率半径、与第二确定单元122确定的重量有关的信息即车辆的重量、载荷的重量、重心位置和重心高度，以及从速度传感器3输出的速度信息所示的车辆V的速度来确定车辆V是否能够安全行驶。
例如，调整单元123基于计算出的曲率半径、与第二确定单元122确定的重量有关的信息即车辆的重量、载荷的重量和重心位置，以及车辆V的速度，计算作用在车辆V上的离心力。然后，调整单元123基于计算出的离心力和重心高度来计算在横向上施加于车辆V的扭矩。调整单元123在计算出的扭矩等于或小于预定阈值时判定为车辆V可以安全行驶，并且在超过阈值时判定为车辆V不能安全行驶。
如果判定为车辆V不能安全行驶，则调整单元123调整多个预定行驶位置中的至少任一个，以使得曲线的曲率半径变大。例如，调整单元123基于第一确定单元121为了确定预定行驶位置而计算出的与车道的区划线相对应的坐标，确定车辆V行驶的车道的宽度。调整单元123基于确定的车道的宽度和车辆V的宽度来计算车辆V可在车宽方向上移动的量。然后，调整单元123通过对表示多个预定行驶位置的X坐标中的每一个在与车辆V的转弯方向相反的方向上加上计算出的可移动量，从而调整多个预定行驶位置。
这里，调整单元123可以减少多个预定行驶位置中的车辆V附近的预定行驶位置的调整量。这样，车辆V可以平稳地移动至调整后的预定行驶位置。另外，调整单元123可以基于计算出的扭矩量来改变多个预定行驶位置的调整量。例如，调整单元123也可以在计算出的扭矩接近预定阈值时减小调整量，在计算出的扭矩大大超过该阈值时增大调整量。
此外，调整单元123将表示多个预定行驶位置的X坐标中的每一个在与车辆V的转弯方向相反的方向上加上计算出的可移动量，但不限于此。调整单元123也可以将表示与多个预定行驶位置中的曲线的起点附近和终点附近相对应的多个预定行驶位置的X坐标的每一个在与车辆V的转弯方向相反的方向上加上计算出的可移动量，将表示与曲线的中间附近相对应的多个预定行驶位置的X坐标的每一个在车辆V的转弯方向上加上计算出的可移动量。这样，通过调整后的预定行驶位置的曲线成为车道内由内而外行驶的行驶路线。因此，转向控制装置10可以增大曲线的曲率半径。
转向控制单元124通过基于由调整单元123调整后的预定行驶位置，控制电机5，从而进行车辆V的转向控制。具体地，转向控制单元124分析由摄像装置1拍摄的拍摄图像，确定车辆V在车道中的位置。然后，转向控制单元124基于车辆V在车道中的位置、调整后的多个预定行驶位置以及从转向角传感器4输出的转向角来给电机5供应电力，以使车辆V在调整后的多个预定行驶位置行驶。
[转向控制装置10中的处理流程]
接下来，将说明转向控制装置10中的处理流程。图3是示出转向控制装置10中的处理流程的流程图。
首先，第一确定单元121在车辆V行驶车道中，确定车辆V预定行驶的多个预定行驶位置(S10)。
接下来，第二确定单元122将车辆V的重量、载荷的重量、重心位置以及重心高度确定为重量相关的信息(S20)。
接下来，调整单元123基于多个预定行驶位置来判定车辆V是否在曲线上行驶(S30)。调整单元123在判定为车辆V在弯道上行驶时将处理移至S40，并且在判定为车辆V不在弯道上行驶时将处理移至S60。
接下来，调整单元123基于多个预定行驶位置中的至少任一个和重量相关的信息，判定车辆V是否能够在由多个预定行驶位置所示的曲线上安全地行驶(S40)。调整单元123在判定为车辆V能够安全行驶时，将处理移至S60，在判定为车辆V不能安全行驶时，将处理移至S50。
接下来，调整单元123调整多个预定行驶位置中的至少任一个，以使曲线的曲率半径变大(S50)。
接下来，转向控制单元124基于预定行驶位置进行转向控制(S60)。具体地，当车辆V不能在由多个预定行驶位置所示的曲线上安全行驶时，转向控制单元124进行转向控制，以使得车辆V在由调整单元123调整的预定行驶位置行驶。另外，在多个预定行驶位置没有示出曲线的情况下，或者在车辆V能够在多个预定行驶位置所示的曲线安全地行驶的情况下，转向控制单元124进行转向控制确，以使车辆V在由第一确定单元121确定的预定行驶位置行驶。
[根据本实施方式的效果]
如上所述，根据本实施方式的转向控制装置10包括：第一确定单元121，在车辆V行驶的车道上确定预定行驶的预定行驶位置；第二确定单元122，确定车辆V的重量相关的信息；调整单元123，基于车辆V的预定行驶位置和重量相关的信息，在车宽方向上调整预定行驶位置；转向控制单元124，基于调整后的预定行驶位置进行转向控制。这样，即使车辆V上的载荷的装载状态改变，转向控制装置10也可以使车辆V稳定地行驶。
另外，在基于因车辆V装载的载荷的重量、载荷的装载状态而变化的车辆V的重心位置和重心高度，判定为车辆V无法安全行驶的情况下，转向控制装置10能够调整预定行驶位置。因此，转向控制装置10能够基于载荷的状态来调整预定行驶位置，使车辆V稳定地行驶。
如上所述，虽然使用实施方式说明了本公开，但是本公开的技术范围不限于以上实施方式中记载的范围，在主旨的范围内可以进行各种修改和改变。另外，例如，装置的分散/集成的具体实施方式不限于上述实施方式，装置的全部或一部分可以由任意单元在功能上或物理上分散/集成而构成。
本申请基于2017年11月6日提出的日本专利申请(特愿2017-213552)，其内容作为参照引用至此。
[工业上的可利用性]
本公开的转向控制装置和转向控制方法的有用之处在于，即使车辆上的载荷的装载状态改变，也能够使车辆稳定行驶。
[附图标记说明]
1 摄像装置
2 重量传感器
3 速度传感器
4 转向角传感器
5 电机
10 转向控制装置
11 存储单元
12 控制单元
121 第一确定单元
122 第二确定单元
123 调整单元
124 转向控制单元
V 车辆

Claims (7)

1.一种转向控制装置，包括：
第一确定单元，确定在车辆行驶的车道中，车辆预定行驶的多个预定行驶位置，所述多个预定行驶位置是表示与所述车辆的行进方向对应的多个车宽方向的位置的多个预定行驶位置；
第二确定单元，确定所述车辆的重量相关的信息；
调整单元，基于所述车辆的预定行驶位置和所述重量相关的信息，在车宽方向上调整所述预定行驶位置；以及
转向控制单元，基于调整后的所述预定行驶位置进行转向控制，
所述调整单元在通过多个所述预定行驶位置的线为曲线的情况下，如果基于多个所述预定行驶位置和所述重量相关的信息，判定为所述车辆不能安全行驶，则通过将与多个所述预定行驶位置中的所述曲线的起点附近及终点附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向与所述曲线弯曲的方向相反的方向的位置调整，并将与曲线的中间附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向所述曲线弯曲的方向的位置调整，从而以使所述曲线的曲率半径变大的方式调整多个所述预定行驶位置。
2.根据权利要求1所述的转向控制装置，所述第二确定单元将所述车辆的重量和所述车辆装载的载荷的重量确定为所述重量相关的信息。
3.根据权利要求1所述的转向控制装置，所述第二确定单元将所述车辆的重心位置确定为所述重量相关的信息。
4.根据权利要求1所述的转向控制装置，所述第二确定单元将所述车辆的重心高度确定为所述重量相关的信息。
5.根据权利要求1所述的转向控制装置，所述调整单元基于多个所述预定行驶位置判定所述车辆是否在所述曲线上行驶，
在判定为所述车辆在所述曲线上行驶时，所述调整单元基于所述多个所述预定行驶位置中的至少任一个来计算通过所述多个所述预定行驶位置的曲线的曲率半径，
所述调整单元基于计算出的所述曲率半径、所述重量相关的所述信息和所述车辆的速度中的至少一个，判定所述车辆是否能够在所述曲线上安全行驶。
6.一种转向控制方法，由计算机执行，包括以下步骤：
确定在车辆行驶的车道中车辆预定行驶的多个预定行驶位置，所述多个预定行驶位置是表示与所述车辆的行进方向对应的多个车宽方向的位置的多个预定行驶位置；
确定所述车辆的重量相关的信息；
在通过多个所述预定行驶位置的线为曲线的情况下，如果基于多个所述预定行驶位置和所述重量相关的信息，判定为所述车辆不能安全行驶，则通过将与多个所述预定行驶位置中的所述曲线的起点附近及终点附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向与所述曲线弯曲的方向相反的方向的位置调整，并将与曲线的中间附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向所述曲线弯曲的方向的位置调整，从而以使所述曲线的曲率半径变大的方式调整多个所述预定行驶位置；以及
基于调整后的多个所述预定行驶位置来进行所述车辆的转向控制。
7.一种计算机可读记录介质，存储能够由车辆的计算机读取的计算机程序，所述计算机程序在由所述计算机执行时，使所述车辆执行以下步骤：
确定在所述车辆行驶的车道中所述车辆预定行驶的多个预定行驶位置，所述多个预定行驶位置是表示与所述车辆的行进方向对应的多个车宽方向的位置的多个预定行驶位置；
确定所述车辆的重量相关的信息；
在通过多个所述预定行驶位置的线为曲线的情况下，如果基于多个所述预定行驶位置和所述重量相关的信息，判定为所述车辆不能安全行驶，则通过将与多个所述预定行驶位置中的所述曲线的起点附近及终点附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向与所述曲线弯曲的方向相反的方向的位置调整，并将与曲线的中间附近相对应的多个预定行驶位置的每一个向所述曲线弯曲的方向的位置调整，从而以使所述曲线的曲率半径变大的方式调整多个所述预定行驶位置；以及
基于调整后的多个所述预定行驶位置进行所述车辆的转向控制。
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