CN113859239B - 路径选择装置及路径选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径的路径选择装置及路径选择方法。路径选择装置具备：车道确定部，其确定车辆当前正在行驶的车道的位置；搜索部，其搜索从车辆的当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的当前位置与目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选；车道变更地点确定部，其在搜索到的多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点；以及选择部，其将搜索到的多个局部路径的候选中的车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径，其中，车道变更地点的分数根据确定出的车道变更地点的位置或者车道变更地点处的车道变更能否由行驶控制装置来控制而被赋予权重。

Description

路径选择装置及路径选择方法
技术领域
本发明涉及选择车辆的行驶路径的路径选择装置及路径选择方法。
背景技术
已知有如下的技术：基于车辆的当前位置及目的地的位置，作成从当前位置到目的地的多个路径，并从多个路径中选择行驶距离最短的路径、所需时间最短的路径这样的最佳路径。
在专利文献1中记载有一种路径搜索系统，该路径搜索系统进行考虑到基于自动驾驶控制的适格性的路径搜索。专利文献1所记载的路径搜索系统使用如下设定的表格来算出路径的成本值，并基于算出的成本值来搜索路径，其中，该表格设定为，越是适合于基于自动驾驶控制的路径，则算出越低的成本值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－158467号公报
发明要解决的课题
在由汽车导航系统不考虑车道地作成的路径中，有时会在驾驶员未预想到的地点发生车道变更。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径的路径选择装置。
用于解决课题的方案
本发明的路径选择装置具备：车道确定部，所述车道确定部确定车辆当前正在行驶的车道的位置；搜索部，所述搜索部搜索从车辆的当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的当前位置与目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选；车道变更地点确定部，所述车道变更地点确定部在搜索到的多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点；以及选择部，所述选择部将搜索到的多个局部路径的候选中的车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径，其中，所述车道变更地点的分数根据确定出的车道变更地点的位置或者能否在车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重。
在本发明的路径选择装置中，优选车道变更地点的分数以距通过点近的车道变更地点的分数比距通过点远的车道变更地点的分数小的方式被赋予权重。
在本发明的路径选择装置中，优选车道变更地点的分数以能够进行自动行驶的车道变更地点的分数比不能进行自动行驶的车道变更地点的分数小的方式被赋予权重。
在本发明的路径选择装置中，优选车道变更地点的分数以与该车道变更地点之前的车道变更地点之间的距离越短则该分数越大的方式被赋予权重。
在本发明的路径选择装置中，优选选择部将车道变更地点的分数的合计值相同的多个局部路径的候选中的包含的车道变更地点少的局部路径的候选选择为局部路径。
在本发明的路径选择装置中，优选选择部将搜索到的多个局部路径的候选中的行驶距离之差超过距离差量阈值的局部路径的候选除外来进行局部路径的选择，其中，行驶距离之差是指当前位置和通过点之间的行驶距离与自动行驶的控制所使用的路径中的当前位置与通过点之间的行驶距离的差。
本发明的路径选择方法包括：确定车辆当前正在行驶的车道的位置；搜索从车辆的当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的当前位置与目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选；在搜索到的多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点；以及将搜索到的多个局部路径的候选中的车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径，其中，车道变更地点的分数根据确定出的车道变更地点的位置或者能否在车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重。
根据本发明的路径选择装置，能够选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径。
附图说明
图1是安装有路径选择装置的车辆的简要结构图。
图2是路径选择装置的硬件示意图。
图3是表示分数表格的示例的图。
图4是路径选择装置所具有的处理器的功能块图。
图5是说明路径选择的第一例的图。
图6是说明路径选择的第二例的图。
图7是说明路径选择的第三例的图。
图8是路径选择处理的流程图。
附图标记说明
1 车辆
6 路径选择装置
631 车道确定部
632 搜索部
633 车道变更地点确定部
634 选择部
具体实施方式
以下，参照附图，对能够选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径的路径选择装置详细进行说明。路径选择装置确定车辆当前正在行驶的车道的位置。另外，路径选择装置搜索从当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的当前位置与目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选。另外，路径选择装置在搜索到的多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点。并且，路径选择装置将搜索到的多个局部路径的候选中的车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径选择为局部路径的候选，其中，所述车道变更地点的分数根据确定出的车道变更地点的位置或者能否在车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重。
图1是安装有路径选择装置的车辆的简要结构图。
车辆1具有相机2、GNSS接收机3、存储装置4、行驶控制装置5和路径选择装置6。相机2、GNSS接收机3及存储装置4与行驶控制装置5及路径选择装置6经由符合控制器局域网这样的规格的车内网络能够通信地连接。
相机2是用于检测车辆附近的状况的传感器的一例。相机2具有：CCD或者C－MOS等由对红外线具有灵敏度的光电转换元件的阵列构成的二维检测器；以及对成为该二维检测器上的摄像对象的区域的像进行成像的成像光学系统。相机2例如在车室内的前方上部朝向前方配置，每隔规定的摄像周期(例如1/30秒～1/10秒)经由前挡风玻璃来拍摄车辆1的周边状况并输出与周边状况对应的图像。
GNSS接收机3每隔规定的周期接收来自GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统)卫星的GNSS信号，并基于接收到的GNSS信号来测定车辆1的自身位置。GNSS接收机3每隔规定的周期将表示基于GNSS信号得到的车辆1的自身位置的测位结果的测位信号经由车内网络向路径选择装置6输出。
存储装置4是存储部的一例，例如具有硬盘装置或非易失性的半导体存储器。存储装置4存储有高精度地图。在高精度地图中例如包含表示道路标志的信息及表示道路标识的信息，其中，道路标志是指针对包括在该高精度地图所示的规定区域中的各道路的车道划分线或停止线这样的道路标志。
行驶控制装置5是具有输入输出接口、存储器和处理器的ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)。行驶控制装置5通过将从相机2经由输入输出接口接收的图像向预先以检测出图像所表示的地上物的方式进行了学习的识别器输入，由此检测出车辆1周边的地上物。地上物是指存在于道路周边的物体或显示，例如包括为了在道路上区分车道而显示的车道划分线及车辆1以外的行驶车辆。
识别器例如可以设为具有从输入侧朝向输出侧串联连接的多个层的卷积神经网络(CNN)。通过预先将包含作为检测对象的地上物在内的图像用作教师数据并向CNN输入来进行学习，由此CNN作为检测出包含作为检测对象的地上物在内的图像的识别器而进行动作。
行驶控制装置5基于根据接收到的图像而检测出的地上物，经由输入输出接口向车辆1的行驶机构(未图示)输出控制信号，以使车辆1在朝向目的地的路径上适当地行驶于车道。行驶机构包括例如向车辆1供给动力的发动机、使车辆1的行驶速度减少的制动器及使车辆1转向的转向机构。例如，行驶控制装置5向行驶机构输出控制信号，以使本车辆与车道划分线的距离保持为恒定。另外，行驶控制装置5向行驶机构输出控制信号，以使本车辆与在前行驶的其他车辆的距离保持为恒定。
路径选择装置6确定车辆当前正在行驶的车道，搜索从当前位置起的局部路径的候选，确定局部路径的候选中的车道变更地点，并从局部路径的候选中选择一个候选作为局部路径。
图2是路径选择装置6的硬件示意图。路径选择装置6具备通信接口61、存储器62和处理器63。
通信接口61是通信部的一例，具有用于将路径选择装置6向车内网络连接的通信接口电路。通信接口61将接收到的数据向处理器63供给。另外，通信接口61将从处理器63供给来的数据向外部输出。
存储器62是存储部的一例，具有易失性的半导体存储器及非易失性的半导体存储器。存储器62保存有用于处理器63进行的处理的各种数据，例如确定用于按车道变更地点来求解分数的条件的分数表格、用于基于到通过点为止的行驶距离来决定是否将局部路径的候选除外的距离差量阈值等。另外，存储器62保存有各种应用程序，例如执行路径选择处理的路径选择程序等。
图3是表示分数表格的示例的图。
在分数表格621中，根据局部路径中的车道变更地点的到局部路径的终点为止的行驶距离以及可否在车道变更地点进行基于行驶控制装置5的自动行驶来关联分数。局部路径是指从车辆1的当前位置到当前位置与目的地之间的任一通过点为止的路径，局部路径的终点相当于该通过点。
在分数表格621中，例如针对能够进行基于自动驾驶的车道变更(自动LC)的车道变更地点，在到局部路径的终点为止的行驶距离为0-500m的情况下，关联1分，在2000m以上的情况下，关联8分。这样，在分数表格621中，以使距局部路径的终点近的车道变更地点的分数比距局部路径的终点远的所述车道变更地点的分数小的方式赋予权重。
另外，在分数表格621中，例如针对到局部路径的终点为止的行驶距离为500m-1000m的车道变更地点，在能够进行自动LC的情况下，关联2分，在不能进行自动LC的情况下，关联4分。这样，在分数表格621中，以使能够进行自动LC的车道变更地点的分数比不能进行自动LC的车道变更地点的分数小的方式赋予权重。
处理器63是控制部的一例，具有一个以上的处理器及其周边电路。处理器63也可以还具有逻辑运算单元、数值运算单元或图形处理单元这样的其他的运算电路。
图4是路径选择装置6所具有的处理器63的功能块图。
路径选择装置6的处理器63具有车道确定部631、搜索部632、车道变更地点确定部633和选择部634来作为功能块。处理器63具有的上述各部是通过在处理器63上执行的程序来安装的功能模块。或者，处理器63具有的上述各部也可以作为独立的集成电路、微处理器或固件而安装于路径选择装置6。
车道确定部631通过将从相机2经由输入输出接口接收的图像向预先以检测出图像所表示的地上物的方式进行了学习的识别器输入，由此来检测出车辆1周边的地上物。并且，车道确定部631基于检测出的地上物来确定车辆1当前正在行驶的车道的位置。
搜索部632搜索从GNSS接收机3输出的测位信号所表示的车辆1的当前位置到路径中的当前位置与目的地之间的任一通过点为止的局部路径的候选。搜索部632首先将位于当前位置与目的地之间的路径上的任一节点选择为通过点。节点是指道路网表述上的交汇点，包括交叉路口、在具有多车道的道路中能够进行车道变更的地点等。接着，搜索部632参照保存于存储装置4的高精度地图，按照狄克斯特拉算法这样的规定的路径搜索方法，以从当前位置到选择出的节点为止连续的方式选择区间，由此作成局部路径的候选。局部路径的候选也可以包括基于行驶控制装置5的行驶控制中使用的路径。
搜索部632选择位于当前位置与目的地之间的路径上的节点中的、从当前位置起第二个以后的节点。搜索部632选择包含在存储装置4保存的高精度地图所表示的范围内的节点。也可以对搜索部632选择的节点的数目设置上限。此时，搜索部632可以从距当前位置近的节点起按顺序进行选择。
车道变更地点确定部633参照保存于存储装置4的高精度地图，在搜索到的局部路径的候选中确定进行车道变更的车道变更地点。被确定为车道变更地点的节点是在具有多车道的道路中能够进行车道变更的地点。在车辆1无法在由车道确定部631确定的当前正在行驶的车道上行驶到局部路径的终点的情况下，车道变更地点确定部633将局部路径上的任一节点确定为车道变更地点。另外，车道变更地点确定部633也可以是，即便在车辆1能够在由车道确定部631确定的当前正在行驶的车道上行驶到局部路径的终点的情况下，也将局部路径上的任一节点确定为车道变更地点。
选择部634针对搜索到的局部路径的候选的每一个，分别参照分数表格621来求解按车道变更地点制定的分数的合计值，选择合计值最小的局部路径的候选。分数根据确定出的车道变更地点的位置或者能否在车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重。
选择部634针对搜索到的局部路径的候选的每一个，也可以将行驶距离之差超过距离差量阈值的路径的候选除外来进行局部路径的选择，其中，所述行驶距离之差是指从当前位置到局部路径的候选的终点为止的行驶距离与行驶控制装置5进行自动行驶所使用的路径中的当前位置到该终点为止的行驶距离之差。通过这样动作，路径选择装置6能够在不过度绕路的范围内选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径。
需要说明的是，路径选择装置6也可以作为用于作成从出发地到目的地的路径的导航装置来安装。另外，路径选择装置6也可以安装于与行驶控制装置5相同的ECU。
图5是表示路径选择的第一例的图。
车辆1从车道L11上的当前位置CP1朝向车道L12上的通过点WP1地行驶在路径R11上。车道L11具有允许满足了规定的条件的车辆的行驶的允许行车道L11a。规定的条件例如是乘坐有规定人数以上的人的车辆。在路径R11中，在允许行车道L11a中的跟前的车道变更地点LC11进行车道变更。从车道变更地点LC11到通过点WP1为止的距离为d11。
在当前位置CP1处，作为局部路径的候选搜索到路径R12。在路径R12中，在允许行车道L11a内的车道变更地点LC12处进行车道变更。从车道变更地点LC12到通过点WP1为止的距离为d12，d12比d11短。因此，路径R12的分数比路径R11的分数小，路径R12被选择为局部路径。
在该示例中，以车辆1满足了规定的条件为前提。在车辆1不满足规定的条件的情况下，车辆1的驾驶员取消路径R12的选择。此时，路径选择装置6优选将选择了路径R12以及在路径R12上行驶的条件显示于未图示的仪表显示器等。
图6是表示路径选择的第二例的图。
车辆1在具有车道L23及车道L24的道路中的车道L23上的当前位置CP2行驶。具有车道L23及车道L24的道路成为与具有车道L21及车道L22的道路汇合的四车道。其中，车道L21及车道L24分支地到达通过点WP2。
就从当前位置CP2到通过点WP2为止的行驶距离而言，通过车道L21的路径R21的该行驶距离比通过车道L24的路径R22的该行驶距离短。因此，行驶控制装置5按照路径R21来控制行驶。此时，在车道变更地点LC21处，需要连续地进行两次车道变更，无法利用行驶控制装置5的控制来进行行驶。因此，在要行驶于路径R21的情况下，行驶控制装置5会在车道变更地点LC21处要求驾驶员切换为手动驾驶。
在当前位置CP2处，作为局部路径的候选搜索到路径R22。在路径R22中，需要从车道L23向车道L24进行一次车道变更，能够进行基于行驶控制装置5的控制的行驶。因此，路径R22的分数比路径R21的分数小，路径R22被选择为局部路径。
图7是表示路径选择的第三例的图。
车辆1在具有车道L31及车道L32的道路中的车道L31上的当前位置CP3行驶。车道L31及车道L32在前方分支，之后在通过点WP3的跟前汇合。
在行驶控制装置5用于行驶控制的路径R31中，选择车道L32。因此，在路径R31中，在车道变更地点LC31处进行车道变更。
在当前位置CP3处，作为局部路径的候选搜索到路径R32。在路径R32中，选择车道L31，能够实现不进行车道变更的行驶。因此，路径R32的分数比路径R31的分数小，路径R32被选择为局部路径。
图8是路径选择处理的流程图。路径选择装置6在车辆1基于行驶控制装置的控制而行驶于路径的期间，以规定的时间间隔(例如30秒间隔)反复执行路径选择处理。
首先，车道确定部631确定车辆1当前正在行驶的车道的位置(步骤S1)。接着，搜索部632搜索从当前位置起的局部路径的候选(步骤S2)。接着，车道变更地点确定部633确定局部路径的候选中的车道变更地点(步骤S3)。然后，选择部634将局部路径的候选中的车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径(步骤S4)。
通过这样执行路径选择处理，路径选择装置6能够选择在驾驶员未预想到的地点车道变更少的路径。
根据变形例，就车道变更地点的分数而言，也可以以该车道变更地点与相邻的车道变更地点之间的间隔越小则该分数越大的方式被赋予权重。通过这样对分数赋予权重，路径选择装置6能够选择可轻松地进行车道变更的局部路径。
根据不同的变形例，选择部634也可以将车道变更地点的分数的合计值相同的多个局部路径的候选中的、包含的车道变更地点少的局部路径的候选选择为局部路径。通过选择部634这样动作，路径选择装置6能够选择车道变更更少的局部路径。
本领域技术人员应当理解，可以在不脱离本发明的精神及范围的情况下对上述公开内容施加各种变更、置换及修正。

Claims (6)

1.一种路径选择装置，其中，
所述路径选择装置具备：
车道确定部，所述车道确定部确定车辆当前正在行驶的车道的位置；
搜索部，所述搜索部搜索从所述车辆的当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的所述当前位置与所述目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选；
车道变更地点确定部，所述车道变更地点确定部在搜索到的所述多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点；以及
选择部，所述选择部将搜索到的所述多个局部路径的候选中的所述车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径，其中，所述车道变更地点的分数根据确定出的所述车道变更地点的位置或者能否在所述车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重，
所述选择部将搜索到的所述多个局部路径的候选中的行驶距离之差超过距离差量阈值的局部路径的候选除外来进行所述局部路径的选择，其中，所述行驶距离之差是指所述当前位置和所述通过点之间的行驶距离与自动行驶的控制所使用的路径中的所述当前位置与所述通过点之间的行驶距离的差。
2.根据权利要求1所述的路径选择装置，其中，
所述车道变更地点的分数以距所述通过点近的所述车道变更地点的分数比距所述通过点远的所述车道变更地点的分数小的方式被赋予权重。
3.根据权利要求1所述的路径选择装置，其中，
所述车道变更地点的分数以能够进行自动行驶的车道变更地点的分数比不能进行自动行驶的车道变更地点的分数小的方式被赋予权重。
4.根据权利要求1所述的路径选择装置，其中，
所述车道变更地点的分数以该车道变更地点与相邻的车道变更地点之间的间隔越短则该分数越大的方式被赋予权重。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的路径选择装置，其中，
所述选择部将所述车道变更地点的分数的合计值相同的所述多个局部路径的候选中的包含的车道变更地点少的局部路径的候选选择为局部路径。
6.一种路径选择方法，其中，包括：
确定车辆当前正在行驶的车道的位置；
搜索从所述车辆的当前位置到位于从出发地至目的地的路径中的所述当前位置与所述目的地之间的任一通过点为止的多个局部路径的候选；
在搜索到的所述多个局部路径的候选中分别确定进行车道变更的车道变更地点；以及
将搜索到的所述多个局部路径的候选中的所述车道变更地点的分数的合计值最小的局部路径的候选选择为局部路径，其中，所述车道变更地点的分数根据确定出的所述车道变更地点的位置或者能否在所述车道变更地点进行自动行驶而被赋予权重，
将搜索到的所述多个局部路径的候选中的行驶距离之差超过距离差量阈值的局部路径的候选除外来进行所述局部路径的选择，其中，所述行驶距离之差是指所述当前位置和所述通过点之间的行驶距离与自动行驶的控制所使用的路径中的所述当前位置与所述通过点之间的行驶距离的差。
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