CN111886168B - 路径生成装置、路径生成方法以及行驶控制装置 - Google Patents

路径生成装置、路径生成方法以及行驶控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明得到抑制在开始车道变更的前后车辆的目标路径不连续的路径生成装置(110)以及行驶控制装置(100)。位置取得部(111)取得车辆的位置信息。第1路径提取部(112)提取假定为所述车辆继续行驶在开始所述车道变更之前所述车辆行驶的车道的情况的目标路径作为第1点列。第2路径提取部(113)提取假定为所述车辆当前行驶在所述车道变更完成后所述车辆行驶的相邻车道且假定为所述车辆继续行驶在所述相邻车道的情况的目标路径作为第2点列。路径运算部(114)以使表示车辆进行车道变更时的目标路径的第3点列位于第1点列与第2点列之间的方式计算第3点列。

Description

路径生成装置、路径生成方法以及行驶控制装置
技术领域
本发明涉及在车辆变更行驶的车道时生成车辆的目标路径的路径生成装置、路径生成方法以及基于生成的目标路径控制车辆的行驶的行驶控制装置。
背景技术
近年来，提出了各种控制车辆的行驶的技术。作为其中一种技术，开发了控制车辆从当前行驶的车道向相邻的车道移动的车道变更的装置。例如，在专利文献1中记载了如下装置：基于所取得的本车辆的位置信息，运算行进路线变更的中途的本车的目标通过位置，接着，将计算出的目标通过位置假定为本车位置，依次计算接下来的目标通过位置，由此生成变更行进路线时的本车的目标路径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-149855号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所公开的装置中，在生成目标路径时，以本车辆的位置为基准来计算目标通过位置。然而，由于路面的状态或风的影响等本车辆从周围的环境受到的外部干扰的影响、所取得的本车辆的位置信息的误差的影响、车辆控制的误差的影响等，有时本车辆的位置从开始车道变更前的目标路径偏离。在开始车道变更时，在本车辆的位置不在开始车道变更前的目标路径上的情况下，在专利文献1所公开的装置中，开始车道变更前的目标路径与开始车道变更后的目标路径不连续，本车辆的举动有可能变得不稳定。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到抑制在开始车道变更前后车辆的目标路径不连续的路径生成装置、路径生成方法以及行驶控制装置。
用于解决课题的手段
本发明中的路径生成装置以及行驶控制装置具备：位置取得部，所述位置取得部取得车辆的位置信息；第1路径提取部，所述第1路径提取部基于车辆的位置信息和从外部取得的地图信息，提取假定为车辆继续行驶在开始车道变更之前车辆行驶的车道的情况的目标路径作为第1点列；第2路径提取部，所述第2路径提取部基于车辆的位置信息和地图信息，提取假定为车辆当前行驶在车道变更完成后车辆行驶的相邻车道且假定为车辆继续行驶在相邻车道的情况的目标路径作为第2点列；以及路径运算部，所述路径运算部基于第1点列和第2点列计算车辆进行车道变更时的目标路径作为第3点列，路径运算部在连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的一方的线上，生成多个基准点，路径运算部在连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的另一方的线上，生成与基准点一对一地对应的多个对应点，路径运算部在连结对应的基准点和对应点的线段上，生成第3点列所包含的各点作为目标点。
另外，本发明中的路径生成方法具备：取得车辆的位置信息的步骤；基于车辆的位置信息和从外部取得的地图信息，提取假定为车辆继续行驶在开始车道变更之前车辆行驶的车道的情况的目标路径作为第1点列的步骤；基于车辆的位置信息和地图信息，提取假定为车辆当前行驶在车道变更完成后车辆行驶的相邻车道且假定为车辆继续行驶在相邻车道的情况的目标路径作为第2点列的步骤；以及基于第1点列和第2点列计算车辆进行车道变更时的目标路径作为第3点列的步骤，计算目标路径作为第3点列的步骤具备：在连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的一方的线上生成多个基准点的步骤；在连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的另一方的线上生成与基准点一对一地对应的多个对应点的步骤；以及在连结对应的基准点和对应点的线段上生成第3点列所包含的各点作为目标点的步骤。
发明效果
根据本发明，能够得到抑制在开始车道变更的前后车辆的目标路径不连续的路径生成装置、路径生成方法以及行驶控制装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的路径生成装置以及行驶控制装置的概略结构的一例的框图。
图2是表示将本发明的实施方式1的行驶控制装置搭载于本车辆的情况的概略结构的一例的框图。
图3是表示本发明的实施方式1的路径生成装置以及行驶控制装置的动作的流程的一例的流程图。
图4是表示用于实现本发明的实施方式1的路径生成装置以及行驶控制装置的系统结构的一例的图。
图5是表示本发明的实施方式1的路径生成装置以及行驶控制装置中的驾驶辅助ECU以及转向ECU的结构的一例的图。
图6是表示在本发明的实施方式1的路径生成装置中路径运算部的动作的流程的一例的流程图。
图7是用于说明在本发明的实施方式1的路径生成装置中路径运算部生成的路径的俯视图。
图8是用于说明在本发明的实施方式1的路径生成装置中路径运算部生成的系数的图。
图9是用于说明在本发明的实施方式1的路径生成装置中路径运算部生成的路径的另一图。
图10是用于说明在本发明的实施方式1的路径生成装置中路径运算部生成的路径的另一例的俯视图。
图11是用于说明在本发明的实施方式2的路径生成装置中路径运算部生成的路径的俯视图。
图12是表示在本发明的实施方式2的路径生成装置中路径运算部求出对应点的动作的流程的一例的流程图。
图13是用于说明在本发明的实施方式2的路径生成装置中路径运算部生成的路径的另一例的俯视图。
图14是用于说明在本发明的实施方式3的路径生成装置中路径运算部生成的路径的俯视图。
图15是表示在本发明的实施方式3的路径生成装置中路径运算部求出基准点的动作的流程的一例的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的路径生成装置110及行驶控制装置100的概略结构的一例的框图。另外，图2是表示将本发明的实施方式1的行驶控制装置100搭载于本车辆1的情况的概略结构的一例的框图。本车辆1是作为行驶控制装置100的控制对象的车辆。行驶控制系统10搭载于本车辆1，并控制本车辆1的行驶。行驶控制系统10也可以是自动驾驶系统。行驶控制装置100是行驶控制系统10的一部分，接受来自行驶控制系统10的指示，控制变更本车辆1行驶的车道时的转向量。
在此，在本车辆1当前行驶的车道与将来行驶的车道不相同的情况下，本车辆1变更车道。本车辆1正在行驶的车道与其他车道合流的情况也包含于车道变更。另外，当前是指行驶控制装置100开始处理的时间点。即，当前是行驶控制装置100开始用于车道变更的动作的时间点。另一方面，将来是指本车辆1完成了车道变更之后。在图2中，例示了行驶控制装置100搭载于本车辆1的情况。但也有时行驶控制装置100的至少一部分设置于本车辆1的外部，并经由网络与本车辆1连接。
行驶控制装置100具备路径生成装置110以及控制量运算部120。路径生成装置110生成本车辆1变更车道时的路径。另外，路径生成装置110具备位置取得部111、第1路径提取部112、第2路径提取部113以及路径运算部114。在行驶控制装置100连接有速度检测部210、横摆率检测部220、位置检测部230、地图发布部240以及转向部300。速度检测部210、横摆率检测部220、位置检测部230以及地图发布部240成为生成向行驶控制装置100输入的信息的外部装置。速度检测部210是搭载于本车辆1的车速传感器，检测本车辆1的行驶速度。横摆率检测部220是搭载于本车辆1的横摆率传感器，检测本车辆1的横摆率。
位置检测部230例如是包含GPS(Global Positioning System：全球定位系统)天线的GPS接收器，接收来自卫星的信息，并检测本车辆1的二维位置信息和行进方向。作为另一例，位置检测部230能够将LiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging：激光成像探测与测距)与地图信息组合来实现。进而，位置检测部230也能够将GPS接收器、LiDAR以及地图信息组合来实现。地图发布部240发布本车辆1的周边的高精度地图的信息。在此，高精度地图保持道路的各车道的中心线上的点列的坐标。另外，该点列成为行驶于各车道的情况的本车辆1的路径。另外，高精度地图所保持的点列并不限定于表示各车道的中心线的点列，只要是成为本车辆1行驶于各车道时的目标路径的点列即可。
接着，对路径生成装置110以及行驶控制装置100的动作进行叙述。图3是表示实施方式1的路径生成装置110以及行驶控制装置100的动作的流程的一例的流程图。以下，也使用图3，对路径生成装置110以及行驶控制装置100的动作进行叙述。如上所述，行驶控制装置100是对本车辆1的行驶进行控制的行驶控制系统10的一部分，接受来自行驶控制系统10的指示而开始动作。
首先，在步骤S101中，行驶控制装置100判定是否能够从本车辆1当前行驶的车道向相邻的车道变更车道。例如，在本车辆1的周边存在成为障碍物的车辆的情况、不存在本车辆1当前行驶的车道的相邻的车道的情况、或者由驾驶员禁止了车道的变更的情况下，行驶控制装置100判定为不能进行车道的变更。当在步骤S101中判定为不能进行车道的变更时，行驶控制装置100的动作返回到步骤S101。另一方面，当在步骤S101中判定为能够进行车道的变更时，行驶控制装置100的动作进入步骤S111。
接着，在步骤S111中，位置取得部111取得由位置检测部230检测出的本车辆1的位置信息，并且根据需要对取得的位置信息进行补正。在位置检测部230中，以规定的时间间隔检测本车辆1的位置信息。但是，若从位置检测部230检测到本车辆1的位置信息起到当前为止的期间本车辆1移动，则有时无法忽略由于该移动而产生的位置信息的误差。因此，位置取得部111基于由速度检测部210检测出的本车辆1的行驶速度、以及由横摆率检测部220检测出的本车辆1的横摆率，对由位置检测部230检测出的本车辆1的位置信息进行补正，并为当前的本车辆1的位置信息输出。即，位置取得部111考虑本车辆1的举动，对由位置检测部230检测出的本车辆1的位置信息进行补正，并作为当前的本车辆1的位置信息输出。另外，在位置检测部230以能够忽略本车辆1的移动的程度这样短的时间间隔检测本车辆1的位置信息的情况下，位置取得部111不需要进行位置信息的补正。
接着，在步骤S112中，第1路径提取部112基于从位置取得部111输出的本车辆1的位置信息和从地图发布部240发布的高精度地图的信息，识别本车辆1当前行驶的车道。以下，有时将本车辆1当前行驶的车道记载为行驶车道。行驶车道是在变更车道之前本车辆1行驶的车道。另外，在步骤S112中，第1路径提取部112提取第1路径。第1路径是假定为本车辆1继续行驶在行驶车道的情况的目标路径。如上所述，高精度地图保持道路的各车道的中心线上的点列的坐标。第1路径提取部112基于本车辆1的位置信息，从高精度地图的信息中提取行驶车道的中心线上的点列，由此提取第1路径作为点列。将表示第1路径的点列称为第1点列。第1点列的各点成为假定为本车辆1在当前以后也继续行驶在行驶车道的情况的本车辆1的目标通过地点。本车辆1被控制为沿着连结第1点列而成的线行驶，因此也能够将连结第1点列而成的线认为是第1路径。
接着，在步骤S113中，第2路径提取部113基于从位置取得部111输出的本车辆1的位置信息和从地图发布部240发布的高精度地图的信息，识别与本车辆1当前行驶的车道相邻且本车辆1在变更车道后行驶的车道。以下，有时将变更车道后本车辆1行驶的车道记载为相邻车道。另外，在步骤S113中，第2路径提取部113提取第2路径。第2路径是假定为本车辆1当前正行驶在相邻车道并且假定为本车辆1在当前以后也继续行驶在相邻车道的情况的目标路径。第2路径提取部113基于本车辆1的位置信息，从高精度地图的信息提取相邻车道的中心线上的点列，由此提取第2路径作为点列。将表示第2路径的点列称为第2点列。第2点列的各点成为假定为本车辆1在当前以后也继续行驶在相邻车道的情况的本车辆1的目标通过地点。本车辆1被控制为沿着连结第2点列而成的线行驶，因此也能够将连结第2点列而成的线认为是第2路径。
接着，在步骤S114中，路径运算部114基于从位置取得部111输出的本车辆1的位置信息、表示由第1路径提取部112提取的第1路径的第1点列、和表示由第2路径提取部113提取的第2路径的第2点列，计算变更本车辆1行驶的车道时的目标路径。将变更本车辆1行驶的车道时的目标路径称为第3路径。路径运算部114通过计算变更本车辆1行驶的车道时的目标通过地点的点列的位置，从而求出第3路径作为点列。将表示第3路径的点列称为第3点列。本车辆1被控制为沿着连结第3点列的线行驶，因此也能够将连结第3点列的线认为是第3路径。第3路径成为从本车辆1开始车道变更起到完成车道变更为止的目标路径。第3路径在第1路径与第2路径之间生成。路径运算部114的动作的详细情况后述。由路径运算部114计算出的第3路径成为路径生成装置110的输出。因此，从步骤S111至步骤S114的动作成为路径生成装置110的动作。
接着，在步骤S120中，控制量运算部120求出以使本车辆1追随由路径运算部114求出的第3路径的方式对转向进行控制的控制量，并向转向部300输出。即，控制量运算部120求出本车辆1沿着由路径生成装置110求出的第3路径行驶那样的目标转向角，并向转向部300输出。接着，在步骤S140中，行驶控制装置100判定车道的变更是否完成。当在步骤S140中判定为车道的变更未完成时，行驶控制装置100的动作返回步骤S120。因此，步骤S120中的控制量运算部120的动作反复进行直至车道的变更完成。另一方面，当在步骤S140中判定为车道的变更完成时，行驶控制装置100的动作结束。
例如，在步骤S140中，行驶控制装置100能够通过判定从开始车道的变更起是否经过了规定的时间，来判定车道的变更是否完成。或者，在步骤S140中，行驶控制装置100也能够通过判定从开始车道的变更起本车辆1是否行驶了规定的距离，来判定车道的变更是否完成。或者，在步骤S140中，行驶控制装置100也能够使用本车辆1的位置信息，来判定车道的变更是否完成。本实施方式的路径生成装置110及行驶控制装置100如以上那样动作。
转向部300是成为由行驶控制装置100求出的目标转向角的输出目的地的外部装置。转向部300具备包含马达在内的转向机构、以及控制马达的控制电路或处理器，基于由行驶控制装置100求出的目标转向角使马达动作，控制本车辆1的横向的运动。此外，横向是指与本车辆的行进方向呈直角地相交的方向，是与路面平行的方向。
图4是表示用于实现实施方式1的路径生成装置110以及行驶控制装置100的系统结构的一例的系统结构图。在本车辆1搭载有GPS接收器2、地图发布装置3、速度传感器4、横摆率传感器5、驾驶辅助ECU6(Electronic Control Unit：电子控制单元)、转向ECU7以及转向机构8。GPS接收器2作为位置检测部230发挥功能。GPS接收器2经由GPS天线取得卫星信息，求出本车辆1的位置信息和行进方向的信息，并发送到地图发布装置3和驾驶辅助ECU6。速度传感器4作为速度检测部210发挥功能。速度传感器4检测本车辆1的行驶速度，并发送到驾驶辅助ECU6。横摆率传感器5作为横摆率检测部220发挥功能。横摆率传感器5检测本车辆1的横摆率，并发送到驾驶辅助ECU6。
地图发布装置3作为地图发布部240发挥功能。地图发布装置3基于从GPS接收器2接收到的本车辆1的位置信息，将本车辆1的周边的地图信息发送到驾驶辅助ECU6。如上所述，发送的地图信息至少包含本车辆1的周边的道路的各车道的中心线上的点列的坐标。驾驶辅助ECU6实现ADAS(Advanced Driver Assistance System：高级驾驶辅助系统)等控制本车辆1的行驶的行驶控制系统10的功能。驾驶辅助ECU6实现的功能包含行驶控制装置100的功能。换言之，驾驶辅助ECU6能够称为ADAS-ECU。驾驶辅助ECU6基于从GPS接收器2取得的本车辆1的位置信息以及行进方向的信息、从速度传感器4取得的本车辆1的行驶速度、从横摆率传感器5取得的本车辆1的横摆率、以及从地图发布装置3取得的地图信息，向转向ECU7发送控制指令。转向ECU7以及转向机构8作为转向部300发挥功能。转向ECU7基于来自驾驶辅助ECU6的控制指令来控制转向机构8的动作，控制本车辆1的横向的运动。
图5是表示实施方式1的路径生成装置110以及行驶控制装置100中的驾驶辅助ECU6以及转向ECU7的结构的一例的图。在驾驶辅助ECU6以及转向ECU7中，处理器401经由数据总线403与存储器402连接。处理器401通过读出并执行存储器402所存储的程序，来实现驾驶辅助ECU6以及转向ECU7的功能。另外，驾驶辅助ECU6以及转向ECU7可以另外具备专用的电子电路，也可以仅由专用的电子电路构成。即，驾驶辅助ECU6也能够另称为驾驶辅助电路。另外，转向ECU7也能够另称为转向电路。
接着，进一步说明路径运算部114的动作。图6是表示在实施方式1的路径生成装置110中路径运算部114的动作的流程的一例的流程图。图6是表示图3的步骤S114中的路径运算部114的动作的流程的流程图。另外，图7是用于说明在实施方式1的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的俯视图。另外，在图7中，+Y方向是开始车道变更的时间点的本车辆1的行进方向，+X方向是与+Y方向垂直且从行驶车道朝向相邻车道的方向。另外，在图7中，划分线21a与划分线21c之间的车道为行驶车道，划分线21b与划分线21c之间的车道为相邻车道。以下，也使用图6以及图7，对路径运算部114的动作进行说明。在说明中，将表示时刻的变量设为t，将当前的时刻设为t＝0。
首先，在步骤S1141中，路径运算部114求出本车辆1从当前到时刻T0继续行驶在行驶车道的情况的位置1a。即，在步骤S1141中，路径运算部114求出本车辆1从当前到时刻T0沿着第1路径22a继续行驶的情况的位置1a。此时，路径运算部114从行驶控制系统10取得从当前到时刻T0的本车辆1的行驶速度的信息。另外，图7所图示的本车辆1的时刻T0处的位置1a作为说明的辅助而图示。因此，图示的位置1a处的X方向的位置未必准确。位置1a是本车辆1的规定部位的位置。另外，时刻T0是本车辆1开始车道变更的时刻。因此，从当前到时刻T0的时间是到本车辆1开始车道的变更为止的待机时间。待机时间的长度由行驶控制系统10适当设定。若使T0为0，则本车辆1从当前开始车道的变更。
另外，在步骤S1141中，路径运算部114从表示第1路径22a中的目标通过地点的第1点列之中提取时刻T0处的本车辆1的最附近点O(T0)。时刻T0处的本车辆1的最附近点O(T0)是比本车辆1的时刻T0处的位置1a靠前方且与位置1a最近的点。另外，前方是该时间点的本车辆1的行进方向。时刻T0处的前方是+X方向。
接着，在步骤S1142中，路径运算部114求出本车辆1从当前到时刻Te在行驶车道上继续行驶的情况的位置1b。即，在步骤S1142中，路径运算部114求出本车辆1从当前到时刻Te沿着第1路径22a继续行驶的情况的位置1b。此时，路径运算部114从行驶控制系统10取得从当前到时刻Te的本车辆1的行驶速度的信息。另外，图7所图示的本车辆1的时刻Te处的位置1b作为说明的辅助而图示。因此，图示的位置1b处的X方向的位置未必准确。位置1b设为本车辆1的规定部位的位置。另外，时刻Te是本车辆1完成车道的变更的时刻。本车辆1从开始车道的变更起到完成为止的时间的长度由行驶控制系统10适当设定。另外，在步骤S1142中，路径运算部114从第1点列中提取时刻Te处的本车辆1的最附近点O(Te)。时刻Te处的本车辆1的最附近点O(Te)是比本车辆1的时刻Te处的位置1b靠前方且与位置1b最近的点。
接着，在步骤S1143中，路径运算部114从第1点列之中提取从位于时刻T0处的最附近点O(T0)到位于时刻Te处的最附近点O(Te)为止的点的列，由此生成基准点B(t)的列。基准点B(t)成为行驶在第1路径22a的情况的从时刻T0到时刻Te之间的时刻t处的本车辆1的目标通过地点。基准点B(t)能够使用本车辆1的行驶速度求出。此外，O(T0)与B(T0)为相同的点，O(Te)与B(Te)为相同的点。
接着，在步骤S1144中，路径运算部114针对提取出的基准点B(t)的每一个，从第2点列之中提取最附近的1点作为对应点C(t)，由此生成与基准点B(t)对应的对应点C(t)。另外，与第1点列同样地，第2点列表示第2路径22b中的目标通过地点。即，路径运算部114从第1点列所包含的各点与第2点列所包含的各点的组合中，提取位于最近的2点的组合，并设为基准点B(t)及对应点C(t)。例如，路径运算部114从第2点列之中提取与基准点B(T0)最近的对应点C(T0)，并将基准点B(T0)与对应点C(T0)建立对应。另外，路径运算部114从第2点列之中提取与基准点B(Te)最近的对应点C(Te)，并将基准点B(Te)与对应点C(Te)建立对应。其结果是，基准点B(t)与对应点C(t)一对一地对应。
接着，在步骤S1145中，路径运算部114计算基准点B(t)与对应于该基准点B(t)的对应点C(t)之间的距离W(t)。针对基准点B(t)的每一个求出距离W(t)。接着，在步骤S1146中，路径运算部114生成用于生成第3路径的系数Xlc(t)。图8是用于说明在实施方式1的路径生成装置110中路径运算部114生成的系数Xlc(t)的图。在图8中，横轴表示时刻t，纵轴表示系数Xlc(t)的大小。
系数Xlc(t)的大小根据从本车辆1在时刻T0开始车道变更起到本车辆1在时刻Te完成车道变更为止的经过时间而变化。系数Xlc(t)的大小相对于从本车辆1开始车道变更起到完成车道变更为止的经过时间的变化的轨迹成为回旋曲线。在变化的轨迹成为回旋曲线时，将系数Xlc(t)称为回旋系数。另外，在变化的轨迹成为回旋曲线时，系数Xlc(t)的大小称为相对于经过时间呈回旋状变化。系数Xlc(t)在时刻T0为0，在时刻Te为1。
接着，在步骤S1147中，路径运算部114计算构成成为变更本车辆1行驶的车道时的目标通过地点的第3点列的目标点R(t)的位置。路径运算部114针对基准点B(t)的每一个分别生成1个目标点R(t)。路径运算部114以使目标点R(t)位于连结对应的基准点B(t)以及对应点C(t)的线段上的方式，计算目标点R(t)的位置。另外，路径运算部114以使基准点B(t)与目标点R(t)之间的距离P(t)成为由下述的式(1)表示的距离的方式，计算目标点R(t)的位置。
【数学式1】
P(t)＝Xlc(t)×W(t)…(1)
其结果是，基准点B(t)与目标点R(t)之间的距离P(t)相对于基准点B(t)与对应点C(t)之间的距离W(t)的比率根据本车辆1开始车道变更起的经过时间而变化，变化的轨迹成为回旋曲线。另外，由于时刻T0处的系数Xlc(T0)为0，时刻T0处的基准点B(T0)与时刻T0处的目标点R(T0)一致。另外，由于时刻Te处的系数Xlc(Te)为1，时刻Te处的对应点C(Te)与时刻Te处的目标点R(Te)一致。
作为如以上那样求出的目标点R(t)的列的第3点列成为变更本车辆1行驶的车道时的目标路径即第3路径。或者，连结第3点列的线成为第3路径。在此，如图8所示，系数Xlc(t)的大小仅取决于本车辆1开始车道变更起的经过时间，不受本车辆1的行驶距离的影响。因此，本车辆1变更车道所需的距离在本车辆1的行驶速度快的情况下变长，在本车辆1的行驶速度慢的情况下变短。其结果是，能够不取决于本车辆1的行驶速度地生成适当的目标路径。
图9是用于说明在实施方式1的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的另一图。图9是将第3路径22c作为连结第3点列的线而表示的图。路径运算部114如以上那样动作。另外，本实施方式的路径生成装置110是从第1点列提取基准点B(t)并从第2点列提取对应点C(t)的结构，但也可以是相反的结构。即，路径生成装置110也可以是从第2点列提取基准点B(t)并从第1点列提取对应点C(t)的结构。在该情况下，路径运算部114以使基准点B(t)与目标点R(t)之间的距离P(t)成为由下述的式(2)表示的距离的方式，计算目标点R(t)的位置。
【数学式2】
P(t)＝(1-Xlc(t))×W(t)…(2)
另外，本实施方式的路径生成装置110是从第1点列提取基准点B(t)的结构，但也可以是与第1点列分开地生成基准点B(t)的结构。例如，路径生成装置110也可以是在第1点列之间生成基准点B(t)的结构。即，本实施方式的路径生成装置110只要是以位于连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的一方的线上的方式生成基准点B(t)，并以位于连结第1点列的线以及连结第2点列的线中的另一方的线上的方式生成对应点C(t)的结构即可。
图10是用于说明在实施方式1的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的另一例的俯视图。在图10中，标注了与图7相同的附图标记的部分相同。图10表示随着本车辆1的行驶，第1路径与第2路径之间的距离变化的状况。例如，在行驶车道与相邻车道合流的情况下，第1路径与第2路径之间的距离变化。本实施方式的路径生成装置110以使基准点B(t)与目标点R(t)之间的距离P(t)相对于基准点B(t)与对应点C(t)之间的距离W(t)的比率的变化的轨迹成为回旋曲线的方式，生成本车辆1变更车道时的目标路径。因此，本实施方式的路径生成装置110即使在如图10那样第1路径与第2路径之间的距离变化的状况下，也能够容易地生成能进行顺畅的车道的变更的路径。另外，本实施方式的行驶控制装置100即使在如图10那样第1路径与第2路径之间的距离变化的状况下，也能够顺畅地变更车道。
本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100如以上那样动作。根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，即使在本车辆1的位置不在开始车道变更前的目标路径上的情况下，开始车道变更前的目标路径和开始车道变更后的目标路径也不会成为不连续。因此，根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，本车辆1能够以稳定的举动进行车道的变更。
例如，在路面局部存在凹凸、受到突发的侧风的影响、或者在倾斜大的路面上产生稳定的横向位置偏差等情况下，可以认为本车辆1的位置偏离目标路径。本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100在第1路径与第2路径之间以连接第1路径和第2路径的方式生成第3路径。因此，根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，即使在上述那样的情况下，所生成的目标路径也不会变得不连续。其结果是，本车辆1能够进行顺畅的车道的变更，搭乘者感到的不适感减少。
另外，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100以使基准点B(t)与目标点R(t)之间的距离P(t)相对于基准点B(t)与对应点C(t)之间的距离W(t)的比率根据本车辆1开始车道的变更起的经过时间而变化的方式，生成目标路径。因此，根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，不论本车辆1的行驶速度如何，都能进行适当的目标路径上的车道的变更。进而，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100以上述的距离的比率的变化的轨迹成为回旋曲线的方式生成目标路径。因此，本车辆1能够进行更加顺畅的车道的变更。
实施方式2.
可以想到表示第1路径的第1点列的各点与表示第2路径的第2点列的各点相比在本车辆1的行进方向的位置产生偏移的情况。即使在这样的情况下，路径生成装置也能够从第1点列及第2点列中的一方的点列提取基准点B(t)的列。此时，路径生成装置能够求出通过第1点列以及第2点列中的另一方的点列所包含的多个点的直线，并生成从基准点B(t)向求出的直线引出的垂线的垂足作为对应点C(t)。
本发明的实施方式2的路径生成装置110以及行驶控制装置100的结构与图1所示的结构相同。另外，本发明的实施方式2的路径生成装置110以及行驶控制装置100的动作的流程与图3以及图6所示的流程相同。实施方式1的路径生成装置110以及行驶控制装置100与本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100仅在图6的步骤S1144中的对应点C(t)的生成方法不同。
图11是用于说明在实施方式2的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的俯视图。另外，在图11中，+Y方向是开始车道变更的时间点的本车辆1的行进方向，+X方向是与+Y方向垂直且从行驶车道朝向相邻车道的方向。另外，在图11中，标注了与图7相同的附图标记的部分相同。另外，在图11中，划分线21a与划分线21c之间的车道为行驶车道，划分线21b与划分线21c之间的车道为相邻车道。图11表示表示第1路径22a的第1点列的Y方向的位置与表示第2路径22b的第2点列的Y方向的位置不同的情况。在图6的步骤S1143中，路径运算部114从第1点列之中提取从位于时刻T0处的最附近点O(T0)到位于时刻Te处的最附近点O(Te)的点的列，由此生成基准点B(t)的列。该路径运算部114的动作与实施方式1的路径运算部114的动作相同。
接着，在步骤S1144中，路径运算部114针对提取出的基准点B(t)的每一个分别生成对应点C(t)，但该动作与实施方式1的路径运算部114的动作不同。图12是表示在实施方式2的路径生成装置110中路径运算部114求出对应点C(t)的动作的流程的一例的流程图。图11表示图6的步骤S1144中的路径运算部114的动作的详细情况。首先，在步骤S1144a中，路径运算部114针对提取出的基准点B(t)的每一个，分别从第2点列之中按照最附近的顺序提取2点作为附近点N1(t)、N2(t)。即，路径运算部114在第2点列中提取与提取出的基准点B(t)最近的点和第2近的点作为附近点N1(t)、N2(t)。
接着，在步骤S1144b中，路径运算部114计算通过附近点N1(t)以及N2(t)的直线Lst(t)。接着，在步骤S1144c中，路径运算部114计算从基准点B(t)向直线Lst(t)的垂线Lver(t)。即，路径运算部114计算通过基准点B(t)并与直线Lst(t)呈直角地相交的直线Lver(t)。接着，在步骤S1144d中，路径运算部114求出直线Lst(t)与垂线Lver(t)的交点，并将求出的交点设为对应点C(t)。即，路径运算部114生成从基准点B(t)向直线Lst(t)引出的垂线Lver(t)的垂足作为对应点C(t)。以上是在本实施方式的路径生成装置110中路径运算部114生成对应点C(t)的动作。此外，如图11所示，若将连结第2点列的线认为是第2路径22b，则路径运算部114生成在第2路径22b上与基准点B(t)最近的点作为对应点C(t)。
求出对应点C(t)起的路径运算部114的动作与图6所示的动作相同。即，路径运算部114在步骤S1145中，计算基准点B(t)与对应点C(t)之间的距离W(t)，在步骤S1146中，生成用于生成第3路径的系数Xlc(t)，在步骤S1147中，计算构成第3点列的目标点R(t)的位置。在本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100中，路径运算部114如以上那样动作。本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100即使在表示第1路径的第1点列的各点的位置与表示第2路径的第2点列的各点的位置产生偏移的情况下，也能够容易地生成在车道变更时最佳的目标路径，能够减少搭乘者的不适感。另外，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100还具有在实施方式1中叙述的效果。
图13是用于说明在实施方式2的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的另一例的俯视图。在图13中，标注了与图11相同的附图标记的部分相同。图13是表示在弯路中路径运算部114生成的目标路径的俯视图。路径运算部114的动作如上所述。如图13所示，在第1点列中的各点的间隔与第2点列中的各点的间隔相同的情况下，在弯路中，第1点列中的各点的位置与第2点列中的各点的位置偏移。这是因为，第1点位于弯道的外侧，第2点列位于弯道的内侧。即使在这样的情况下，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100也能够容易地生成沿着道路的形状的最佳的目标路径。
在此，第2路径22b如图13所例示的那样，能够认为是连结第2点列的曲线。另一方面，第2路径22b也能够认为是用直线连结第2点列的相邻的点之间的折线。在认为第2路径22b是折线的情况下，对应点C(t)位于第2路径22b上。另一方面，在认为第2路径22b是曲线的情况下，本实施方式的路径运算部114生成在第2路径22b上与基准点B(t)最近的点的近似点作为对应点C(t)。即，能够认为本实施方式的路径运算部114在第2路径22b上近似地求出与基准点B(t)最近的点并作为对应点C(t)而生成。
路径运算部114也可以是在第2路径22b上搜索与基准点B(t)最近的点，并将搜索到的点设为对应点C(t)的结构。另外，路径运算部114也可以是求出垂线Lver(t)与第2路径22b的交点，并将求出的交点设为对应点C(t)的结构。另外，与本实施方式1中的路径生成装置110同样地，本实施方式的路径生成装置110也可以是从第2点列提取基准点B(t)，并从第1点列提取附近点N1(t)、N2(t)的结构。另外，本实施方式的路径生成装置110也可以是在第1点列之间生成基准点B(t)的结构。
实施方式3.
可以想到表示第1路径的第1点列所包含的各点的配置间隔与表示第2路径的第2点列所包含的各点的配置间隔不同的情况。在这样的情况下，路径生成装置能够从第1点列及第2点列中的存在于规定区间的点的数量多的点列提取基准点B(t)的列。
本发明的实施方式3的路径生成装置110以及行驶控制装置100的结构与图1所示的结构相同。另外，本发明的实施方式3的路径生成装置110以及行驶控制装置100的动作的流程与图3、图6以及图12所示的流程相同。实施方式2的路径生成装置110以及行驶控制装置100与本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100仅在图6的步骤S1143中的基准点B(t)的生成方法不同。
图14是用于说明在实施方式3的路径生成装置110中路径运算部114生成的路径的俯视图。另外，在图14中，+Y方向是开始车道变更的时间点的本车辆1的行进方向，+X方向是与+Y方向垂直且从行驶车道朝向相邻车道的方向。另外，在图14中，标注了与图11相同的附图标记的部分相同。另外，在图14中，划分线21a与划分线21c之间的车道为行驶车道，划分线21b与划分线21c之间的车道为相邻车道。图14表示：表示第1路径22a的第1点列所包含的各点的配置间隔与表示第2路径22b的第2点列所包含的各点的配置间隔不同的情况。
在图6的步骤S1141中，路径运算部114从第1点列之中提取时刻T0处的本车辆1的最附近点O(T0)。另外，在步骤S1142中，路径运算部114从第1点列之中提取时刻Te处的本车辆1的最附近点O(Te)。该路径运算部114的动作与实施方式1的路径运算部114的动作相同。另外，最附近点O(T0)成为时刻T0处的第1点列的最附近点O(T0)。另外，最附近点O(Te)成为时刻Te处的第1点列的最附近点。接着，在步骤S1143中，路径运算部114生成基准点B(t)。该步骤S1143中的路径运算部114的动作与实施方式1的路径运算部114的动作不同。
图15是表示在实施方式3的路径生成装置110中路径运算部114求出基准点B(t)的动作的流程的一例的流程图。图12表示图6的步骤S1143中的路径运算部114的动作的详细情况。首先，在步骤S1143a中，路径运算部114从第2点列之中提取相对于第1点列的最附近点O(T0)最附近的1点，并设为时刻T0处的第2点列的最附近点N(T0)。另外，在步骤S1143a中，路径运算部114从第2点列之中提取相对于第1点列的最附近点O(Te)最附近的1点，并设为时刻Te处的第2点列的最附近点N(Te)。
接着，在步骤S1143b中，路径运算部114求出在第1点列中存在于从点O(T0)到点O(Te)之间的点的数量。接着，在步骤S1143c中，路径运算部114求出在第2点列中存在于从点N(T0)到点N(Te)之间的点的数量。接着，在步骤S1143d中，路径运算部114将在步骤S1143b中求出的第1点列中的点的数量与在步骤S1143c中求出的第2点列中的点的数量进行比较。在第1点列中的点的数量为第2点列中的点的数量以上的情况下，路径运算部114的动作进入步骤S1143e。在步骤S1143e中，路径运算部114在第1点列中提取存在于从点O(T0)到点O(Te)之间的点作为基准点B(t)。
另一方面，在步骤S1143d中，在第1点列中的点的数量小于第2点列中的点的数量的情况下，路径运算部114的动作进入步骤S1143f。在步骤S1143f中，路径运算部114在第2点列中提取存在于从点N(T0)到点N(Te)之间的点作为基准点B(t)。如上所述，本实施方式的路径运算部114从第1点列及第2点列中的存在于规定区间的点的数量多的点列提取基准点B(t)的列。换言之，本实施方式的路径运算部114从第1点列及第2点列中的在规定的区间中的点的密度高的点列提取基准点B(t)的列。步骤S1144以后的路径运算部114的动作与实施方式2的路径运算部114的动作相同。
在本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100中，路径运算部114如以上那样动作。根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，即使在第1点列所包含的各点的配置间隔与第2点列所包含的各点的配置间隔不同的情况下，也能够容易地生成在车道变更时最佳的目标路径，能够减少搭乘者的不适感。另外，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100从第1点列及第2点列中的点的配置间隔窄的点列提取基准点B(t)，与基准点B(t)的每一个分别对应地生成目标点R(t)。因此，根据本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100，在表示车道变更时的目标路径的第3点列中，能够不降低目标点R(t)的配置密度地生成适当的路径。另外，本实施方式的路径生成装置110以及行驶控制装置100还具有在实施方式1以及实施方式2中叙述的效果。
附图标记说明
1、1a、1b本车辆；2GPS接收器；3地图发布装置；4速度传感器；5横摆率传感器；6驾驶辅助ECU；7转向ECU；8转向机构；10行驶控制系统；21a、21b、21c划分线；22a第1路径；22b第2路径；100行驶控制装置；110路径生成装置；111位置取得部；112第1路径提取部；113第2路径提取部；114路径运算部；120控制量运算部；210速度检测部；220横摆率检测部；230位置检测部；240地图发布部；300转向部。

Claims (9)

1.一种路径生成装置，所述路径生成装置生成车辆进行车道变更时的目标路径，其中，所述路径生成装置具备：
位置取得部，所述位置取得部取得所述车辆的位置信息；
第1路径提取部，所述第1路径提取部基于所述车辆的位置信息和从外部取得的地图信息，提取假定为所述车辆继续行驶在开始所述车道变更之前所述车辆行驶的车道的情况的目标路径作为第1点列；
第2路径提取部，所述第2路径提取部基于所述车辆的位置信息和所述地图信息，提取假定为所述车辆当前行驶在所述车道变更完成后所述车辆行驶的相邻车道且假定为所述车辆继续行驶在所述相邻车道的情况的目标路径作为第2点列；以及
路径运算部，所述路径运算部基于所述第1点列和所述第2点列计算所述车辆进行所述车道变更时的目标路径作为第3点列，
所述路径运算部在连结所述第1点列的线以及连结所述第2点列的线中的一方的线上，生成多个基准点，
所述路径运算部在连结所述第1点列的线以及连结所述第2点列的线中的另一方的线上，生成与所述基准点一对一地对应的多个对应点，
所述路径运算部在连结对应的所述基准点和所述对应点的线段上，生成所述第3点列所包含的各点作为目标点。
2.根据权利要求1所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部以使所述基准点与所述目标点之间的距离相对于所述基准点与所述对应点之间的距离的比率根据所述车辆开始所述车道变更起的经过时间而变化的方式，计算所述目标点的位置。
3.根据权利要求2所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部以使距离的比率的变化的轨迹相对于所述车辆开始所述车道变更起的经过时间成为回旋曲线的方式，计算所述目标点的位置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部从所述第1点列以及所述第2点列中的一方的点列提取所述基准点，并从所述第1点列以及所述第2点列中的另一方的点列提取与所述基准点的每一个基准点最近的点作为所述对应点。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部从所述第1点列以及所述第2点列中的一方的点列提取所述基准点，并计算在连结所述第1点列以及所述第2点列中的另一方的点列的线上，与所述基准点的每一个基准点最近的点作为所述对应点。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部从所述第1点列以及所述第2点列中的一方的点列提取所述基准点，并计算在连结所述第1点列以及所述第2点列中的另一方的点列所包含的多个点的直线上，从所述基准点引出的垂线的垂足作为所述对应点。
7.根据权利要求5或6所述的路径生成装置，其中，
所述路径运算部从所述第1点列以及所述第2点列中的存在于规定区间的点的数量多的点列提取所述基准点。
8.一种行驶控制装置，其中，所述行驶控制装置具备：
权利要求1至7中任一项所述的路径生成装置；以及
控制量运算部，所述控制量运算部计算所述车辆沿着由所述路径生成装置求出的所述目标路径行驶的目标转向角作为所述车辆的控制量。
9.一种路径生成方法，所述路径生成方法生成车辆进行车道变更时的目标路径，其中，所述路径生成方法具备：
取得所述车辆的位置信息的步骤；
基于所述车辆的位置信息和从外部取得的地图信息，提取假定为所述车辆继续行驶在开始所述车道变更之前所述车辆行驶的车道的情况的目标路径作为第1点列的步骤；
基于所述车辆的位置信息和所述地图信息，提取假定为所述车辆当前行驶在所述车道变更完成后所述车辆行驶的相邻车道且假定为所述车辆继续行驶在所述相邻车道的情况的目标路径作为第2点列的步骤；以及
基于所述第1点列和所述第2点列计算所述车辆进行所述车道变更时的目标路径作为第3点列的步骤，
计算所述目标路径作为所述第3点列的步骤具备：
在连结所述第1点列的线以及连结所述第2点列的线中的一方的线上生成多个基准点的步骤；
在连结所述第1点列的线以及连结所述第2点列的线中的另一方的线上生成与所述基准点一对一地对应的多个对应点的步骤；以及
在连结对应的所述基准点和所述对应点的线段上生成所述第3点列所包含的各点作为目标点的步骤。
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