CN115039159A - 车辆行驶路径生成装置和车辆行驶路径生成方法 - Google Patents

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Abstract

为了高精度地生成行驶路径，本发明的车辆行驶路径生成装置包括：对本车(1)行驶的车道进行近似并输出第一行驶路径信息的第一行驶路径生成部(60)；对所述本车(1)的前方的道路分割线进行近似并输出第二行驶路径信息的第二行驶路径生成部(70)；设定所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权的行驶路径加权设定部(90)；以及根据所述第一行驶路径信息、所述第二行驶路径信息和所述行驶路径加权设定部(90)的所述加权来生成统一路径信息的统一路径生成部(100)，所述行驶路径加权设定部(90)基于俯瞰检测行驶路径加权设定部(91)、车辆状态加权设定部(92)、路径长度加权设定部(93)以及周边环境加权设定部(94)中的至少一个的输出设定加权。

Description

车辆行驶路径生成装置和车辆行驶路径生成方法
技术领域
本申请涉及车辆行驶路径生成装置和车辆行驶路径生成方法。
背景技术
利用搭载在车辆上的前方识别摄像头，检测道路的分割线，将从检测出的本车行驶车道的白线形状算出的自律传感器目标行驶路径作为行驶路径来保持行驶，在该行驶辅助装置中，由于交通的堵塞、天气的恶化，道路分割线的检测性能降低，无法继续进行行驶辅助是一个课题。
针对该课题，提出了根据来自本车所搭载的前方识别摄像头的信息，检测本车行驶的目标路径的轨迹、行驶在本车前方的前车的行驶轨迹、以及与本车或前车并行行驶的并行行驶车的行驶轨迹中的至少两个轨迹，对每个轨迹加权并进行统一，将统一后的统一路径作为目标路径(专利文献1)。
另外，提出了一种行驶控制装置，该行驶控制装置根据基于前方识别摄像头的图像信息的可靠度、包含基于GPS等GNSS的本车周边道路的车道中央点组以及白线位置信息等的高精度地图信息的可靠度，使图像信息和地图信息的采用比率可变，检测车道信息，设定作为目标的行驶路径(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2018－39285号公报
专利文献2：日本专利特开2017－47798号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在以往的生成行驶路径的装置中，通过识别前方的摄像头获得图像信息并生成车辆的行驶路径，但希望能够进一步提高控制的精度。
本申请的目的是提供一种车辆行驶路径生成装置，其推定并输出车辆的行驶路径，使得根据本车所处的状态进行最佳的控制。
用于解决技术问题的技术手段
本申请的车辆行驶路径生成装置的特征在于，包括：第一行驶路径生成部，该第一行驶路径生成部对本车行驶的车道进行近似并作为第一行驶路径信息输出；第二行驶路径生成部，该第二行驶路径生成部对所述本车的前方的道路分割线进行近似并作为第二行驶路径信息输出；行驶路径加权设定部，该行驶路径加权设定部设定作为所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的概率的加权；以及统一路径生成部，该统一路径生成部根据所述第一行驶路径信息、所述第二行驶路径信息和所述行驶路径加权设定部的所述加权来生成统一路径信息，所述行驶路径加权设定部基于俯瞰检测行驶路径加权设定部、车辆状态加权设定部、路径长度加权设定部、以及周边环境加权设定部中的至少一个的输出来设定加权，所述俯瞰检测行驶路径加权设定部基于所述第一行驶路径信息计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，所述车辆状态加权设定部基于所述本车的状态计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，所述路径长度加权设定部基于所述第二行驶路径信息的行驶路径的长度来计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，以及所述周边环境加权设定部基于所述本车的周边道路环境，计算所述第一行驶路径信息与所述第二行驶路径信息的加权。
发明效果
本申请的车辆行驶路径生成装置能够根据本车所处的状态，高精度地生成行驶路径。
附图说明
图1是表示实施方式1的行驶路径生成装置的结构的框图。
图2是表示实施方式1的行驶路径生成装置的路径加权设定部的详细情况的框图。
图3是表示实施方式1的行驶路径生成的详细情况的流程图。
图4是表示实施方式1的行驶路径生成的路径加权设定的详细情况的流程图。
图5是实施方式1的行驶路径生成的俯瞰检测行驶路径加权的设定的详细情况的流程图。
图6是用于说明在实施方式1的俯瞰检测行驶路径加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的动作的图。
图7是表示在实施方式1的俯瞰检测行驶路径加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图8是表示在实施方式1的俯瞰检测行驶路径加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图9是表示在实施方式1的俯瞰检测行驶路径加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的前方摄像头传感器30的拍摄状态的图。
图10是表示在实施方式1的俯瞰检测行驶路径加权设定部中，将针对第一行驶路径的加权和针对第二行驶路径的加权设定为相同时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图11是表示实施方式1的行驶路径生成的车辆状态加权的设定的详细情况的流程图。
图12是表示在实施方式1的车辆状态加权设定部中，将针对第一行驶路径的加权和针对第二行驶路径的加权设定为相同时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图13是表示在实施方式1的车辆状态加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图14是实施方式1的行驶路径生成方法的路径长度加权的设定的详细情况的流程图。
图15是用于说明在实施方式1的路径长度加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的动作的图。
图16是表示实施方式1的行驶路径生成方法的周边环境加权的设定的详细情况的流程图。
图17是表示在实施方式1的周边环境加权设定部中，将针对第二行驶路径的加权设定为小于针对第一行驶路径的加权时的前方摄像头传感器的拍摄状态的图。
图18是表示实施方式1的行驶路径生成装置以及车辆控制装置的结构的框图。
图19是表示在实施方式1的行驶路径生成装置中，用点组表示各路径时的统一行驶路径生成部的动作的图。
图20是表示实施方式1的行驶路径生成装置的硬件的一个示例的框图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1的行驶路径生成装置1000的结构的框图。
如图1所示，行驶路径生成装置1000接收来自本车位置方位检测部10的本车的坐标位置和方位的信息、来自道路地图数据20的包含本车的周边行驶车道的中央的目标点列信息的信息、来自前方摄像头传感器30的分割线的检测结果和检测可靠度的信息以及本车前方的分割线的信息、以及由包括车速传感器、偏航率传感器、前后加速度传感器的车辆传感器40检测到的信息，输出与行驶路径相关的信息。本公司位置方位检测部10使用来自人造卫星的定位用信息来检测本车的坐标位置和方位，并输出检测结果和定位状态的可靠度。
第一行驶路径生成部60从本车位置方位检测部10和道路地图数据20输出通过多项式近似车辆应当行驶的车道的结果作为第一行驶路径信息。第二行驶路径生成部70输出通过多项式近似由前方摄像头传感器30获取到的前方道路分割线的结果作为第二行驶路径信息。
第一行驶路径生成部60输出的第一行驶路径信息和第二行驶路径生成部70输出的第二行驶路径信息例如相当于规定对于本车和近似曲线的横向位置偏差、角度偏差、路径曲率、路径曲率偏差的各系数。然后，将第一行驶路径信息和第二行驶路径信息分别省略为第一行驶路径和第二行驶路径。
行驶路径加权设定部90根据第一行驶路径生成部60、本车位置方位检测部10、道路地图数据20、第二行驶路径生成部70、前方摄像头传感器30以及车辆传感器40的信息，设定作为第一行驶路径生成部60的第一行驶路径和第二行驶路径生成部70的第二行驶路径的概率的加权，即可能性的比率。统一行驶路径生成部100基于第一行驶路径生成部60、第二行驶路径生成部70以及行驶路径加权设定部90的信息，输出统一为单一路径的统一行驶路径。
接下来，基于图2说明图1中的路径加权设定部90的详细结构。如图2所示，路径加权设定部90具备俯瞰检测行驶路径加权设定部91、车辆状态加权设定部92、路径长度加权设定部93、周边环境加权设定部94、以及检测单元状态加权设定部95。俯瞰检测行驶路径加权设定部91基于来自第一行驶路径生成部60的信息，设定第一行驶路径和第二行驶路径的加权，即俯瞰检测行驶路径加权Wbird。
车辆状态加权设定部92基于来自车辆传感器40的信息设定针对第一行驶路径和第二行驶路径的加权，即车辆状态加权Wsens。路径长度加权设定部93基于第一行驶路径生成部60、第二行驶路径生成部70的各行驶路径的路径长度的信息，设定第一行驶路径和第二行驶路径的加权，即路径长度加权Wdist。周边环境加权设定部94基于来自道路地图数据20的信息设定第一行驶路径和第二行驶路径的加权，即周边环境加权Wmap。
检测单元状态加权设定部95基于第一行驶路径生成部60和第二行驶路径生成部70的各个行驶路径的可靠度的信息，设定第一行驶路径和第二行驶路径的加权，即检测单元状态加权Wstatus。加权统一部96根据俯瞰检测行驶加权设定部91的俯瞰检测行驶路径加权Wbird、车辆状态加权设定部92的车辆状态加权Wsens、路径长度加权设定部93的路径长度加权Wdist、周边环境加权设定部94的周边环境加权Wmap、检测单元状态加权设定部95的检测单元状态加权Wstatus，计算出第一行驶路径和第二行驶路径的最终加权Wtotal，之后，将计算的结果输出到统一行驶路径生成部100。
接着，利用图3的流程图说明实施方式1中的路径生成装置的整体动作。另外，图3的流程图是在车辆行驶中重复执行的流程图。
首先，在第一行驶路径生成部60中，根据本车位置方位检测部10和道路地图数据20的信息，计算当前本车正在行驶的车道的目标点列(基本上配置在车道中央的点列)和本车的状态作为本车基准坐标系上的近似式，并表示为式(1)(步骤S100)。
[数学式1]
path_1(x)＝C3_1×x3+C2_1×x2+C1_1×x+C0_1 (式1)
接着，在第二行驶路径生成部70中，根据前方摄像头传感器30检测出的本车前方的分割线信息，计算本车应当行驶的行驶路径，并表示为式(2)(步骤S200)。
[数学式2]
path_2(x)＝C3_2×x3+C2_2×x2+C1_2×x+C0_2 (式2)
在式(1)、式(2)中，第一项表示各路径的曲率，第二项表示针对各路径的本车角度，第三项表示针对各路径的本车的横向位置。接下来，由路径加权设定部90计算在各个状态下在步骤S100和步骤S200中计算的针对各个行驶路径的加权W，并用式(3)表示(步骤S400)。
[数学式3]
Figure BDA0003777724290000071
然后，通过统一行驶路径生成部100，根据对在步骤S100和步骤S200算出的路径和在步骤S400算出的各路径的加权，通过式(4)计算本车应当行驶的统一行驶路径Path_total(步骤S500)。
另外，步骤S100和步骤S200的各路径的计算动作中，一个路径的计算结果不影响另一个路径的计算动作，因此对于计算的顺序没有限制。
[数学式4]
Figure BDA0003777724290000072
接着，使用图4的流程图说明设定第一行驶路径和第二行驶路径的针对各个行驶路径的加权的路径加权设定部90的动作。另外，图4是图3的步骤S400的动作的详细情况，在车辆行驶中执行每个步骤的运算。
首先，根据来自第一行驶路径生成部60的信息设定俯瞰检测行驶路径加权Wbird，并表示为式(5)(步骤S410)。
[数学式5]
Figure BDA0003777724290000073
接下来，根据来自车辆传感器40的信息设定车辆状态加权Wsens，并表示为式(6)(步骤S420)。
[数学式6]
Figure BDA0003777724290000074
接着，根据第一行驶路径生成部60、第二行驶路径生成部70的各路径的路径长度的信息，设定路径长度加权Wdist，表示为式(7)(步骤S430)。
[数学式7]
Figure BDA0003777724290000081
接着，根据来自道路地图数据20的信息设定周边环境加权Wmap，并表示为式(8)(步骤S440)。
[数学式8]
Figure BDA0003777724290000082
接着，根据第一行驶路径生成部60、第二行驶路径生成部70的各路径的可靠度的信息，设定检测单元状态加权Wstasus，并表示为式(9)(步骤S450)。
[数学式9]
Figure BDA0003777724290000083
接着，根据从步骤S410到步骤S450中设定的各个加权，计算针对第一行驶路径的加权Wtotal_1和针对第二行驶路径的加权Wtotal_2，并表示为式(10)(步骤S460)。
[数学式10]
Wtotal_n_cx＝Wbird_n_cx×Wsens_n_cx×Wdist_n_cx×Wmap_n_cx×Wstatus_n_cx(n＝1，2，x＝0，1，2，3) (式10)
另外，从步骤S410到步骤S450的各个加权的设定动作中，由于一个的设定结果不影响其他的设定动作，因此对计算的顺序没有限制。
接着，利用图5的流程图说明实施方式1中的俯瞰检测行驶路径加权设定部91的动作，该俯瞰检测行驶路径加权设定部91根据第一行驶路径生成部60的信息设定针对第一行驶路径和第二行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird。另外，图5是表示图4的步骤S410的动作的详细情况的流程图，在车辆行驶中进行每个步骤的运算。
首先，将针对第一行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird_1_cX(X＝0，1，2，3)加权设定为1(最大值)(步骤S411)。接着，判断由第一行驶路径生成部60计算出的表示本车与目标路径的关系的近似曲线的曲率要素的系数的大小是否大于阈值C2_threshold，即道路曲率是否大于阈值C2_threshold(步骤S412)。在步骤S412判定为路径曲率较大的情况下，将针对第二行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird_2_cX设定为小于针对第一行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird_1_cX的值(步骤S413)。
另外，在步骤S412中判断为道路曲率较小的情况下，判定由第一行驶路径生成部60计算出的表示本车与目标路径的关系的近似曲线的角度要素的系数的大小是否大于阈值C1_threshold，即，判定本车相对于行驶路径的斜率是否大于阈值C1_threshold(步骤S414)。在步骤S414中判断出本车相对于行驶路径的斜率较大时，转移到步骤S413。另外，在步骤S414中判断出本车相对于行驶路径的斜率较小时，判定由第一行驶路径生成部60计算出的表示本车与目标路径的关系的近似曲线的位置要素的系数的大小是否大于阈值C0_threshold，即，本车相对于行驶路径的距离是否远离阈值C0_threshold(步骤S415)。
在步骤S415中判断为本车远离行驶路径时，转移到步骤S413。另外，在步骤S415中判断为本车没有远离行驶路径的情况下，判断为第二行驶路径的精度较高，将针对第二行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird_2_cX设定为与针对第一行驶路径的俯瞰检测行驶路径加权Wbird_1_cX相同的值(步骤S416)。
图6是表示在本实施方式1中的俯瞰检测行驶路径加权设定部91的动作中，行驶路径的路径曲率的系数的大小大于所设定的阈值C2_threshold时(步骤S412中为真的状态)的第一行驶路径生成部60和第二行驶路径生成部70的输出结果的图。
在图6中，第一行驶路径200是由第一行驶路径生成部60计算出的行驶路径。第一行驶路径200是基于来自本车位置方位检测部10的本车1的绝对坐标信息和绝对方位、以及来自道路地图数据20的本车行驶车道的目标点列20A的信息，用近似曲线表示目标路径与本车1的关系的行驶路径。由于第一行驶路径200是根据从本车1和目标点列信息俯瞰地检测到的结果获得的行驶路径，因此可以说是精度较高的路径。
第二行驶路径201是由第二行驶路径生成部70计算的行驶路径。另外，图6中的202表示道路分割线。另外，203是前方摄像头传感器30的拍摄范围边界。获取该拍摄范围边界203的范围内的图像信息。第二行驶路径201是基于前方摄像头传感器30的本车1前方的道路分割线202的信息，用近似曲线表示本车1与本车1的前方路径的关系而得到的。
图7是表示在图6的车辆状态下，通过前方摄像头传感器30对本车1前方的道路分割线202进行拍摄的状态的图。
如图7所示，对于由前方摄像头传感器30拍摄到的道路分割线202，在路径曲率较大的路径的情况下，由于一个分割线的检测信息变得极窄，因此难以用近似曲线准确地表现根据分割线202的形状计算出的行驶路径，结果，输出相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径信息。因此，在这种状况下，图6所示的第二行驶路径201的加权被设定为相对于第一行驶路径200的加权相对较低的值。
图8是表示本实施方式1中的俯瞰检测行驶路径加权设定部91的动作中的另一个示例的图，是表示行驶路径的路径曲线的系数的大小比设定的阈值C2_threshold要小，本车与行驶路径的角度的系数的大小比设定的阈值C1_threshold要大的情况下(步骤S414中的真的状态)的、前方摄像头传感器30中的本车前方的道路分割线202的拍摄状态的图。
如图8所示，对于由前方摄像头传感器30拍摄到的道路分割线202，在相对于本车1的行驶路径的角度偏差较大的情况下，由于一个道路分割线202的检测信息变得极窄，因此难以用近似曲线准确地表现根据道路分割线202的形状计算出的行驶路径，结果，输出相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径信息。因此，在这种状况下，第二行驶路径201的加权被设定为相对于第一行驶路径200的加权相对较低的值。
图9是表示本实施方式1中的俯瞰检测行驶路径加权设定部91的动作中的又一个示例的图，是表示在行驶路径的路径曲线的系数的大小比设定的阈值C2_threshold要小，且行驶路径相对于本车的角度的系数的大小比设定的阈值C1_threshold要小，且本车和行驶路径的位置的系数的大小比设定的阈值C0_threshold要大的情况下(步骤S415中的真的状态)，利用前方摄像头传感器30对本车1的前方的道路分割线202进行拍摄的状态的图。
如图9所示，对于由前方摄像头传感器30拍摄到的道路分割线202，在对于本车1的行驶路径的位置偏差较大的情况下，由于一个分割线的检测信息变得极窄，因此难以用近似曲线准确地表现根据对于本车1的道路分割线202的形状计算出的行驶路径，结果，输出相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径信息。因此，在这种状况下，第二行驶路径201的加权被设定为相对于第一行驶路径200的加权相对较低的值。
图10是表示本实施方式1中的俯瞰检测行驶路径加权设定部91的动作中的又一个示例的图，是表示在行驶路径的路径曲线的系数的大小比阈值C2_threshold要小，且本车与行驶路径的角度的系数的大小比阈值C1_threshold要小，且本车和行驶路径的位置的系数的大小比阈值C0_threshold要小的情况下(步骤S415中的假的状态)的前方摄像头传感器30的对本车1的前方的道路分割线202进行拍摄的状态的图。
如图10所示，在路径曲率较小，且行驶路径相对于本车1的角度偏差较小，且行驶路径相对于本车1的位置误差也较小的情况下，由于通过前方摄像头传感器30拍摄的道路分割线202被配置在拍摄范围的中央部，因此能够用近似曲线高精度地表现根据本车1和分割线形状计算出的行驶路径。因此，在这种状况下，第二行驶路径201的加权被设定为与第一行驶路径200的加权相同的较高值。
由此，实施方式1中的车辆用行驶路径生成装置1000中，通过从俯瞰检测行驶路径加权设定部91、车辆状态加权设定部92、路径长度加权设定部93、周边环境加权设定部94以及检测单元状态加权设定部95输出到加权统一部96，基于各自的加权设定第一行驶路径200和第二行驶路径201的加权，从而例如在第二行驶路径生成部70的信息输出了与实际的行驶路径不同的行驶路径信息的状况下，在俯瞰检测行驶路径加权设定部91中，能从第一行驶路径200的信息，根据相对于本车1的行驶路径的位置关系，将针对该行驶路径的加权设定得较低，因此能够生成与实际的行驶路径更一致的统一行驶路径，能够提高自动驾驶功能的便利性。
接着，用图11的流程图说明实施方式1中的、基于来自车辆传感器40的信息设定车辆状态加权Wsens的车辆状态加权设定部92的动作。另外，图11是表示图4的步骤S420的动作的详细情况的流程图，在车辆行驶中进行每个步骤的运算。
首先，将针对第一行驶路径200的车辆状态加权Wsens_1_cX(X＝0，1，2，3)加权设定为1(最大值)(步骤S421)。接着，根据搭载在本车1上的车辆传感器40的信息，判定本车1的车体俯仰角θpitch是否大于阈值θ_threshold，即，车体是否前倾或后倾(步骤S422)。在步骤S422中判定为车体俯仰角较大的情况下，将针对第二行驶路径201的车辆状态加权Wsens_2_cX设定为小于针对第一行驶路径200的车辆状态加权Wsens_1_cX的值(步骤S423)。另外，在步骤S423中判断为车体俯仰角较小的情况下，判断为第二行驶路径201的精度较高，将针对第二行驶路径201的车辆状态加权Wsens_2_cX设定为与针对第一行驶路径200的车辆状态加权Wsens_1_cX相同的值(步骤S424)。
图12中示出在该实施方式1中的车辆状态加权设定部92的动作中，车体俯仰角的大小比设定的阈值θpitch_threshold要大的情况下(车体向前倾侧倾斜的情况下)的由前方摄像头30获得的本车1前方的道路分割线202的拍摄状态(步骤S422中的真的状态)。另外，图13中示出在车体俯仰角的大小小于设定的阈值θpitch_threshold的情况下的由前方摄像头30获得的本车1前方的道路分割线202的拍摄状态(步骤S422中的假的状态)。
在图13中，由前方摄像头传感器30拍摄到的道路分割线202与图12的状态相比，两侧的道路分割线202之间的距离长度(车道宽度)被拍摄得较长，另外，拍摄到的道路分割线202的长度与图12的状态相比较短，结果，输出相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径信息。因此，在车体俯仰角较大的状态下，第二行驶路径201的加权被设定为相对于第一行驶路径200的加权相对较低的值。
如图12所示，在车体俯仰角较小的状态下，能用近似曲线高精度地表现根据对于本车1的道路分割线202的形状计算出的行驶路径。因此，在这种状况下，第二行驶路径201的加权被设定为与第一行驶路径200的加权相同的较高值。
另外，如上所述，从第一行驶路径生成部60输出的第一行驶路径信息是根据来自本车位置方位检测部10的本车1的绝对坐标信息和绝对方位、以及来自道路地图数据20的本车行驶车道的目标点列20A的信息，以俯瞰方式用近似曲线表示对于本车1的目标路径的关系的行驶路径，由车体俯仰角的影响引起的路径精度的降低较小。由此，可以说相对于实际行驶路径，第一行驶路径200是精度较高的路径。
由此，实施方式1中的车辆用行驶路径生成装置1000中，在车辆状态加权设定部中，在由于本车的车体俯仰角的影响，第二行驶路径生成部的行驶路径信息与实际的行驶路径不同的状况下，能够将针对该行驶路径的加权设定得较低，因此能够生成与实际的行驶路径更一致的统一行驶路径，能够提高自动驾驶功能的便利性。
接着，用图14的流程图说明实施方式1中的设定基于第二行驶路径生成部70的路径长度信息的路径长度加权Wdist的路径长度加权设定部93的动作。另外，图14是表示图4的步骤S430的动作的详细情况的流程图，在车辆行驶中对每个步骤S进行运算。
首先，将针对第一行驶路径的路径长度加权Wdist_1_cX(X＝0，1，2，3)的加权设定为1(最大值)(步骤S431)。接着，判定第二行驶路径生成部中的路径检测距离dist_2是否比设定的阈值dist_threshold要短(步骤S432)。在步骤S432中判定为第二行驶路径的检测距离较短的情况下，将针对第二行驶路径的路径长度加权Wdist_2_cX的加权设定为小于针对第一行驶路径的路径长度加权Wdist_1_cX的值(步骤S433)。另外，在步骤S432中判断为第二行驶路径201的检测距离较长的情况下，将针对第二行驶路径201的路径长度加权Wdistt_2_cX的加权设定为与针对第一行驶路径200的路径长度加权Wdist_1_cX相同的值(步骤S434)。
图15是为了表示本实施方式1中的路径长度加权设定部93的动作而示出由第二行驶路径生成部70计算出的第二行驶路径201的状态的图。在图15中，本车1从直线路径经由回旋部进入到弯道。
第一行驶路径200是基于来自本车位置方位检测部10的本车1的绝对坐标信息和绝对方位、以及来自道路地图数据20的本车行驶车道的目标点列20A的信息，用近似曲线表示目标路径与本车1的关系的行驶路径，由于是从以俯瞰的方式检测的结果得到的行驶路径，因此可以说是可靠度较高的路径。第二行驶路径201是使用由前方摄像头传感器30拍摄的道路分割线202中的拍摄距离205的范围的信息而生成的路径。
如图15所示，在拍摄距离205较短的情况下，第二行驶路径201难以再现从本车1前方的回旋曲线到弯道的行驶路径，输出相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径。因此，第二行驶路径201的加权被设定为针对第一行驶路径200的加权相对较低的值。
在式11中示出图14的步骤S432中的阈值dist_threshold的计算式。例如，在车速较低的情况下，自动驾驶要求本车附近的路径的精度，如式11所示，dist_threshold由本车的车速V和常数Tld计算，通过与检测距离进行比较，能将仅在本车附近生成的第二行驶路径201的加权设定为与针对第一行驶路径200的加权相同的值，从而能生成最佳的行驶路径。
[数学式11]
dist_threshold＝V×Tld (式11)
由此，实施方式1中的车辆用行驶路径生成装置中，在路径长度加权设定部中，由于第二行驶路径生成部的检测距离较短，在第二行驶路径生成部的行驶路径信息与实际的行驶路径不同的状况下，能够将针对该行驶路径的加权设定得较低，因此能够生成与实际的行驶路径更一致的统一行驶路径，能够提高自动驾驶功能的便利性。
接着，用图16的流程图说明实施方式1中的周边环境加权设定部94的动作，该周边环境加权设定部94根据来自道路地图数据20的信息设定加权W_map。另外，图16是表示图4的步骤S440的动作的详细情况的流程图，在车辆行驶中进行每个步骤的运算。
首先，将针对第一行驶路径200的周边环境加权Wmap_1_cX(X＝0，1，2，3)的加权设定为1(最大值)(步骤S441)。接着，根据来自地图数据20的信息，判定从本车的当前位置到本车前方的一定距离之间的道路坡度的变化量dθ的大小是否大于设定的阈值dθslope_threshold(步骤S442)。在步骤S442中，当判断为道路坡度的变化较大时，将针对第二行驶路径201的周边环境加权Wmap_2_cX设定为小于针对第一行驶路径200的周边环境加权Wmap_1_cX的值(步骤S443)。另外，在步骤S442中，在判断为道路坡度的变化较小的情况下，判断为第二行驶路径的精度较高，将针对第二行驶路径201的周边环境加权Wmap_2_cX设定为与针对第一行驶路径200的周边环境加权Wmap_1_cX相同的值(步骤S424)。
图17是表示在本实施方式1中的周边环境加权设定部94的动作中，在从本车1到前方的范围之间的道路坡度从下行坡度向上行坡度变化，从而判断为道路坡度变化量的大小大于设定的阈值dθslope_shreshold的情况下(步骤S442中的真的状态)的由前方摄像头传感器30拍摄的道路分割线和前车的拍摄状态的图。
在图17中，由前方摄像头传感器30拍摄到的道路分割线202由于道路坡度变化的影响，左右各个道路分割线202的形状的信息成为与实际道路形状不同的形状，结果，第二行驶路径生成部70的输出成为相对于实际的行驶路径包含误差的行驶路径信息。因此，当从本车1到前方的范围之间的道路坡度的变化量较大时，针对第二行驶路径201的周边环境加权Wmap_2_cX被设定为相对于针对第一行驶路径200的周边环境加权Wmap_1_cX相对较低的值。
由此，在实施方式1中的车辆用行驶路径生成装置1000中，在周边环境加权设定部94中，由于相对于本车1前方的道路坡度的变化量较大，因此在第二行驶路径生成部70的行驶路径信息与实际的行驶路径不同的状况下，能够将第二行驶路径201的加权设定得较低，因此能够生成与实际的行驶路径更一致的统一行驶路径，能够提高自动驾驶功能的便利性。
另外，在实施方式1中，如图18所示，假设通过向车辆控制部110提供来自行驶路径生成装置1000的统一行驶路径的信息来构成行驶控制装置2000的情况。但是，也可以作为车辆路径生成装置单独应用。
接着，关于第一行驶路径的生成方法，对利用“俯瞰式”检测单元的路径生成的另一示例进行说明。另外，在本实施方式中，在第一行驶路径生成部60中，从本车位置方位检测部10和道路地图数据20输出了第一行驶路径信息，但也可以不一定是使用来自人造卫星的定位信息和道路地图数据的单元。
例如，通过设置在行驶路径端的电线杆或广告牌上的毫米波传感器、激光传感器(Lidar)或摄像头传感器等道路传感器，识别感测区域内的车辆的位置及角度、车辆周边的道路形状，并用多项式表现本车与本车周边的行驶路径的关系，能获得同样的效果。
另外，在本实施方式中，如式(3)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)所示，对于用三阶近似式表现对于由行驶路径加权设定部90设定的第一行驶路径设定的加权和对于第二行驶路径设定的加权时的各阶数的系数进行了设定，但该加权也可以不一定是对于各阶数的系数的加权。
例如，可以将第一行驶路径和第二行驶路径设为用各路径的目标通过点表现的点组信息，并作为对各路径的加权。在图19中示出将第一行驶路径和第二行驶路径作为点组信息使用时的各路径的关系。
在式(12)中示出由路径加权设定部90设定的加权W，在式(13)中示出俯瞰检测行驶路径加权Wbird，在式(14)中示出车辆状态加权Wsens，在式(15)中示出路径长度加权Wdis，在式(16)中示出周边环境加权Wmap，在式(17)中示出检测单元状态加权Wstatus，在式(18)中示出针对第一行驶路径的加权Wtotal_1、针对第二行驶路径的加权Wtotal_2。
[数学式12]
Figure BDA0003777724290000171
[数学式13]
Figure BDA0003777724290000172
[数学式14]
Figure BDA0003777724290000173
[数学式15]
Figure BDA0003777724290000181
[数学式16]
Figure BDA0003777724290000182
[数学式17]
Figure BDA0003777724290000183
[数学式18]
Figure BDA0003777724290000184
另外，如图19所示，通过将第一行驶路径200的点组20的前后方向坐标值代入式(2)来生成第二行驶路径201的点组21，之后，通过将针对由式(18)算出的各路径的加权代入式(4)，对各路径的相对于本车前后方向的距离的左右方向的距离进行加权，从而生成点组22，通过设为统一行驶路径206，能够得到同样的效果。
另外，如图20所示，行驶路径生成装置1000是硬件的一个示例，由处理器500和存储装置501构成。虽然未图示存储装置的内容，但具备随机存取存储器等易失性存储装置和闪存等非易失性的辅助存储装置。此外，也可以具备硬盘这样的辅助存储装置以代替闪存。处理器500执行从存储装置501输入的程序。该情况下，将程序从辅助存储装置经由易失性存储装置输入到处理器500。另外，处理器500可以将运算结果等数据输出至存储装置501的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存至辅助存储装置。
本申请记载了例示性的实施方式，但实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不限于特定的实施方式的适用，能单独或以各种组合适用于实施方式。
因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包含有对至少一个结构要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况。
标号说明
1本车、10本车位置方位检测部、20道路地图数据、20A目标点列、30前方摄像头传感器、40车辆传感器、60第一行驶路径生成部、70第二行驶路径生成部、90行驶路径加权设定部、91俯瞰检测行驶路径加权设定部、92车辆状态加权设定部、93路径长度加权设定部、94周边环境加权设定部、95检测单元状态加权设定部、96加权统一部、100统一行驶路径生成部、200第一行驶路径、201第二行驶路径、202道路分割线、203拍摄范围边界、205拍摄距离、206统一行驶路径、500处理器、501存储装置、1000行驶路径生成装置、2000行驶控制装置。

Claims (16)

1.一种车辆行驶路径生成装置，其特征在于，包括：
第一行驶路径生成部，该第一行驶路径生成部对本车行驶的车道进行近似并作为第一行驶路径信息输出；第二行驶路径生成部，该第二行驶路径生成部对所述本车的前方的道路分割线进行近似并作为第二行驶路径信息输出；行驶路径加权设定部，该行驶路径加权设定部设定作为所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的概率的加权；以及统一路径生成部，该统一路径生成部根据所述第一行驶路径信息、所述第二行驶路径信息和所述行驶路径加权设定部的所述加权来生成统一路径信息，所述行驶路径加权设定部基于俯瞰检测行驶路径加权设定部、车辆状态加权设定部、路径长度加权设定部、以及周边环境加权设定部中的至少一个的输出来设定加权，所述俯瞰检测行驶路径加权设定部基于所述第一行驶路径信息计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，所述车辆状态加权设定部基于所述本车的状态计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，所述路径长度加权设定部基于所述第二行驶路径信息的行驶路径的长度来计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，所述周边环境加权设定部基于所述本车的周边道路环境，计算所述第一行驶路径信息与所述第二行驶路径信息的加权。
2.如权利要求1所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
所述俯瞰检测行驶路径加权设定部基于所述第一行驶路径信息中的行驶路径的曲率分量的大小、所述行驶路径和所述本车之间的角度分量的大小、所述行驶路径和所述本车之间的横向位置分量的大小进行设定，在所述曲率分量的大小大于第一阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权，在所述曲率分量的大小小于所述第一阈值，且所述角度分量的大小大于第二阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权，在所述曲率分量的大小小于所述第一阈值，且所述角度分量的大小小于第二阈值，且所述横向位置分量的大小大于第三阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
3.如权利要求1所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
在由车辆传感器求出的车辆俯仰角的大小大于第四阈值的情况下，所述车辆状态加权设定部将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
4.如权利要求1所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
在所述第二行驶路径信息的第二行驶路径长度小于第五阈值的情况下，所述路径长度加权设定部将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
5.如权利要求1所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
在所述本车前方的路径的坡度的变化大于第六阈值的情况下，所述周边环境加权设定部将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
所述行驶路径加权设定部根据下式运算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，
[数学式19]
Wtotal_n_cx＝Wbird_n_cx×Wsens_n_cx×Wdist_n_cx×Wmap_n_cx×Wstatus_n_cx(n＝1，2，x＝0，1，2，3)(式19)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息由行驶路径的曲率分量、所述本车与所述行驶路径之间的角度分量、以及所述本车与所述行驶路径之间的横向位置分量构成，将从所述行驶路径加权设定部输出的所述第一行驶路径信息的加权和所述第二行驶路径信息的加权设定为针对所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的所述曲率分量、所述角度分量、以及所述横向位置分量中的每一个的加权。
8.如权利要求1所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
具备车辆控制部，该车辆控制部基于所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息来控制所述本车。
9.一种车辆行驶路径生成方法，包括：
以俯瞰方式识别本车行驶的行驶路径，并输出第一行驶路径信息的第一步骤；包含所述本车的周边行驶路径的信息的第二步骤；检测所述本车行驶的行驶路径的形状的第三步骤；对所述本车的行驶状态进行检测的第四步骤；根据所述第四步骤的输出计算加权的第五步骤；输入所述第三步骤的信息并输出第二行驶路径信息的第六步骤；以及基于用于设定作为所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的概率的加权的行驶路径加权设定部的输出信息、所述第一行驶路径信息以及所述第二行驶路径信息来生成统一行驶路径信息的第七步骤，
所述第七步骤基于第八步骤、第九步骤、第十步骤、以及第十一步骤中的至少一个的输出来设定加权，
所述第八步骤基于所述第一行驶路径信息来计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，
所述第九步骤基于所述本车的状态来计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，
所述第十步骤基于所述第二行驶路径信息的行驶路径的长度来计算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，
所述第十一步骤基于所述本车的周边道路环境，计算所述第一行驶路径信息与所述第二行驶路径信息的加权。
10.如权利要求9所述的车辆行驶路径生成装置，其特征在于，
所述第八步骤基于所述第一行驶路径信息中的行驶路径的曲率分量的大小、所述行驶路径和所述本车之间的角度分量的大小、所述行驶路径和所述本车之间的横向位置分量的大小进行设定，在所述曲率分量的大小大于第一阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权，在所述曲率分量的大小小于所述第一阈值，且所述角度分量的大小大于第二阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权，在所述曲率分量的大小小于所述第一阈值，且所述角度分量的大小小于第二阈值，且所述横向位置分量的大小大于第三阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
11.如权利要求9所述的车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
所述第九步骤中，在由车辆传感器求出的车辆俯仰角的大小大于第四阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
12.如权利要求9所述的车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
所述第十步骤中，在所述第二行驶路径信息的行驶路径的长度即第二行驶路径长度比第五阈值要短的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为比所述第一行驶路径信息的加权要小。
13.如权利要求9所述的车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
所述第十一步骤中，在所述本车前方的路径的坡度的变化大于第六阈值的情况下，将所述第二行驶路径信息的加权设定为小于所述第一行驶路径信息的加权。
14.如权利要求9至13中任一项所述的车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
所述第七步骤中，根据下式运算所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的加权，
[数学式20]
Wtotal_n_cx＝Wbird_n_cx×Wsens_n_cx×Wdist_n_cx×Wmap_n_cx×Wstatus_n_cx(n＝1，2，x＝0，1，2，3)(式20)。
15.如权利要求9至13中任一项所述的车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息由行驶路径的曲率分量、所述本车与所述行驶路径之间的角度分量、以及所述本车与所述行驶路径之间的横向位置分量构成，将从所述第七步骤输出的所述第一行驶路径信息的加权和所述第二行驶路径信息的加权设定为所述第一行驶路径信息和所述第二行驶路径信息的所述曲率分量、所述角度分量、以及所述横向位置分量的加权。
16.一种车辆行驶路径生成方法，其特征在于，
包括基于由权利要求9至15中任一项所述的车辆行驶路径生成方法所生成的目标路径来控制所述本车的第十二步骤。
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