CN115917258A - 驾驶支援装置以及计算机程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够防止车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,并且能够适当地实施驾驶支援的驾驶支援装置以及计算机程序。具体而言,使用包含车道形状的地图信息,通过车道网络确定并获取车辆在行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补。而且,对于所获取的车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置,考虑所设定的车道变更开始位置以及车道变更结束位置,从车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。
Description
技术领域
本发明涉及进行车辆的驾驶支援的驾驶支援装置以及计算机程序。
背景技术
为了在将来需要进行车辆从当前行驶的车道向其他车道移动的车道变更时进行适当的驾驶支援,车辆在哪个时刻进行车道变更为好,即预先确定所推荐的车道变更的时刻是很重要的。
因此,在国际公开第2017/159489号说明书中提出了如下技术:在生成进行自动驾驶行驶的车辆的行动计划的情况下,将车辆预定行驶的路径分割为多个区块,进而针对每个区块设定目标车道,基于设定的目标车道,在区块中组合减速事件、加速事件、车道保持事件、车道变更事件等在车辆中执行的事件而生成行动计划。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/159489号说明书(第10-14页、图6)
发明内容
发明要解决的问题
其中,在上述专利文献1的技术中,将车辆预定行驶的路径分割为多个区块,并将车道变更事件与区块建立关联。即,虽然以区块为单位确定了进行车道变更的时刻,但另一方面,为了使计划具有灵活性,并没有事先确定在区块内具体进行车道变更的时刻(参照专利文献1的段落0055~0058或图6)。而且,在上述专利文献1中,在成为实际进行车道变更的状况的时刻,即车辆在与车道变更事件建立关联的区块中行驶的时刻,在确认了周边环境的基础上,确定进行车道变更的时刻。
然而,在如上述专利文献1那样仅以具有某种程度的宽度的区块为单位事先确定了进行车道变更的时刻的行动计划中,有可能在车辆实际行驶时进行未被推荐的车道变更。例如如图28所示,在针对在交叉路口进行右转的行驶预定路径生成行动计划的情况下,假设生成了在第二靠近交叉路口的区块A进行从左车道向中央车道的车道变更,在最靠近交叉路口的区块B进行从中央车道向右车道的车道变更的行动计划。在该情况下,如果在区块A中行驶的车辆由于其他车辆的存在等原因,直到快到与区块A的边界才进行车道变更,则在区块B的区间较短的情况下,连续进行区块A中的车道变更和区块B中的车道变更,或者在区块B中在交叉路口附近进行车道变更。其结果,有可能无法进行适当的驾驶支援。
本发明是为了解决上述现有的问题点而完成的,其目的在于提供一种通过车道网络确定并获取车辆能够选择的车道移动方式的候补,并且对于各候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置,在该状态下从车道移动方式的候补中选择所推荐的车道移动方式,因此,能够防止在车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,从而适当地实施驾驶支援的驾驶支援装置以及计算机程序。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的,本发明的驾驶支援装置具有:行驶预定路径获取单元,获取车辆行驶的行驶预定路径;车道网络获取单元,基于包含车道形状的地图信息,针对所述行驶预定路径,获取表示车辆能够选择的车道移动的网络即车道网络;候补获取单元,通过所述车道网络确定并获取车辆在所述行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补;车道变更位置设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置;推荐移动方式选择单元,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式;以及驾驶支援单元,进行用于使车辆按照由所述推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式进行移动的驾驶支援。
另外,本发明的计算机程序是生成用于在车辆中实施的驾驶支援的支援信息的程序。具体而言,计算机程序使计算机作为以下单元发挥功能:行驶预定路径获取单元,获取车辆行驶的行驶预定路径;车道网络获取单元,基于包含车道形状的地图信息,针对所述行驶预定路径,获取表示车辆能够选择的车道移动的网络即车道网络;候补获取单元,通过所述车道网络确定并获取车辆在所述行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补;车道变更位置设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置;推荐移动方式选择单元,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式;以及驾驶支援单元,进行用于使车辆按照由所述推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式进行移动的驾驶支援。
发明效果
根据具有上述结构的本发明的驾驶支援装置以及计算机程序,通过车道网络确定并获取车辆能够选择的车道移动方式的候补,并且对于各候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置,在该状态下从车道移动方式的候补中选择所推荐的车道移动方式,因此能够适当地选择进行所推荐的车道变更的车道移动方式。其结果,能够防止车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,从而能够适当地实施驾驶支援。
附图说明
图1是表示本实施方式的驾驶支援系统的概略结构图。
图2是表示本实施方式的驾驶支援系统的结构的框图。
图3是表示本实施方式的导航装置的框图。
图4是本实施方式的自动驾驶支援程序的流程图。
图5是表示获取高精度地图信息的区域的图。
图6是静态行驶轨迹生成处理的子处理程序的流程图。
图7是表示车辆的行驶预定路径的一个例子的图。
图8是表示对图7所示的行驶预定路径构建的车道网络的一个例子的图。
图9是表示示出通过交叉路口前的道路中所包含的车道与通过交叉路口后的道路中所包含的车道之间的对应关系的车道标记的一个例子的图。
图10是表示基准路径和候补路径的图。
图11是表示考虑了所设定的车道变更位置的基准路径和候补路径的图。
图12是表示行驶的车道和车道成本的关系的图。
图13是表示车道变更成本的计算方法的一个例子的图。
图14是表示车道变更成本的计算方法的一个例子的图。
图15是说明交叉路口内的静态行驶轨迹的计算方法的图。
图16是车道变更位置设定处理的子处理程序的流程图。
图17是表示车道可变更范围的图。
图18是表示对路径临时设定了车道变更位置的状态的图。
图19是表示对路径设定的车道变更位置的从修正到确定的流程图。
图20是表示对路径设定的车道变更位置的从修正到确定的流程图。
图21是表示对路径设定的车道变更位置的从修正到确定的流程图。
图22是动态行驶轨迹生成处理的子处理程序的流程图。
图23是表示作为动态行驶轨迹之一的回避轨迹的一个例子的图。
图24是表示作为动态行驶轨迹之一的回避轨迹的一个例子的图。
图25是表示作为动态行驶轨迹之一的追随轨迹的一个例子的图。
图26是表示作为动态行驶轨迹之一的追随轨迹的一个例子的图。
图27是行驶轨迹反映处理的子处理程序的流程图。
图28是说明现有技术的问题点的图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明将本发明的驾驶支援装置具体化为导航装置1的一个实施方式。首先,使用图1及图2说明本实施方式的包含导航装置1的驾驶支援系统2的概略结构。图1是表示本实施方式的驾驶支援系统2的概略结构图。图2是表示本实施方式的驾驶支援系统2的结构的框图。
如图1所示,本实施方式的驾驶支援系统2基本上具有:信息发布中心3所具有的服务器装置4;以及搭载于车辆5以进行与车辆5的自动驾驶有关的各种支援的导航装置1。另外,服务器装置4和导航装置1构成为能够经由通信网络6相互收发电子数据。另外,也可以使用搭载于车辆5的其他车载器或进行与车辆5有关的控制的车辆控制装置来代替导航装置1。
其中,车辆5为如下车辆:除了基于用户的驾驶操作而行驶的手动驾驶行驶之外,还能够基于自动驾驶支援进行支援行驶,所述自动驾驶支援是与用户的驾驶操作无关地使车辆自动地沿着预先设定的路径或道路进行行驶。
另外,自动驾驶支援可以在所有的道路区间进行,也可以仅在车辆行驶在特定的道路区间(例如在边界设置有出入口(不论有人无人、收费免费)的高速公路)时进行。在以下的说明中,将说明进行车辆的自动驾驶支援的自动驾驶区间除了包括一般道路、高速公路在内的所有道路区间之外,还包括停车场,在车辆开始行驶到结束行驶的期间基本上都进行自动驾驶支援。但是,所希望的是,当车辆在自动驾驶区间行驶时,并不一定进行自动驾驶支援,而是仅在由用户选择进行自动驾驶支援(例如,将自动驾驶开始按钮变为接通(ON))并且判定为能够进行基于自动驾驶支援的行驶的状况下进行。另一方面,车辆5也可以是仅能够通过自动驾驶支援进行支援行驶的车辆。
而且,在自动驾驶支援的车辆控制中,例如,随时检测车辆的当前位置、车辆行驶的车道、周边的障碍物的位置,如后述那样自动地进行方向盘、驱动源、制动器等的车辆控制,以沿着由导航装置1生成的行驶轨迹并按照同样地生成的速度计划的速度行驶。另外,在本实施方式的基于自动驾驶支援的支援行驶中,对于车道变更、左右转弯,也可以通过进行基于上述自动驾驶支援的车辆控制来行驶,但对于车道变更、左右转弯等的特殊的行驶也可以不进行基于自动驾驶支援而通过手动驾驶来行驶。
另一方面,导航装置1是搭载于车辆5,并基于导航装置1所具有的地图数据或从外部获取的地图数据来显示本车位置周边的地图,或在地图图像上显示车辆的当前位置,或进行沿着已设定的引导路径的移动引导的车载机。在本实施方式中,尤其是当车辆通过自动驾驶支援进行支援行驶时,生成与自动驾驶支援有关的各种支援信息。作为支援信息,例如有推荐车辆行驶的行驶轨迹(包括所推荐的车道移动方式)、表示行驶时的车速的速度计划等。另外,关于导航装置1的详细情况将在后面进行描述。
另外,服务器装置4根据导航装置1的请求进行路径搜索。具体而言,在导航装置1中设定了目的地的情况下或进行路径的重新搜索(变更路线)的情况下,从导航装置1向服务器装置4发送搜索出发地、目的地等路径所需的信息和路径搜索请求(但是,在重新搜索的情况下,不一定需要发送与目的地有关的信息)。然后,接收到路径搜索请求的服务器装置4使用服务器装置4所具有的地图信息进行路径搜索,确定从出发地到目的地的推荐路径。然后,向作为请求源的导航装置1发送确定的推荐路径。然后,导航装置1将与接收到的推荐路径有关的信息提供给用户,或者将推荐路径设定为引导路径并按照引导路径生成与自动驾驶支援有关的各种支援信息。因此,即使在路径搜索时刻导航装置1所具有的地图信息是旧的版本的地图信息或者导航装置1本身不具有地图信息的情况下,也能够基于服务器装置4所具有的最新版本的地图信息来提供适当的到目的地的推荐路径。
而且,服务器装置4除了用于上述路径搜索的通常的地图信息之外,还具有精度更高的地图信息即高精度地图信息。高精度地图信息例如包括与道路的车道形状(以车道为单位的道路形状或曲率、车道宽度等)和在道路上描绘的车道线(车道中央线、车道边界线、车道外侧线、引导线等)有关的信息。另外,除了上述之外,还包括与交叉路口有关的信息,与停车场有关的信息等。而且,服务器装置4根据来自导航装置1的请求,发布高精度地图信息,导航装置1使用从服务器装置4发布的高精度地图信息,如后所述,生成与自动驾驶支援有关的各种支援信息。另外,高精度地图信息基本上是仅将道路(路段(link))及其周边作为对象的地图信息,但还可以是包含道路周边以外的区域的地图信息。
但是,关于上述的路径搜索处理不一定必须由服务器装置4进行,如果是具有地图信息的导航装置1,也可以由导航装置1进行。另外,关于高精度地图信息,也可以是导航装置1预先具有的,而不是从服务器装置4发布的。
另外,通信网络6包括配置在全国各地的多个基站和控制以及管理各基站的通信公司,通过有线(光纤、ISDN等)或无线将基站与通信公司相互连接而构成。其中,基站具有与导航装置1进行通信的收发器(收发机)和天线。并且,基站与通信公司之间进行无线通信,并作为通信网络6的终端,起到将位于基站的电波所到达的范围(单元小区)的导航装置1的通信中继到服务器装置4的作用。
接下来,使用图2更详细地说明驾驶支援系统2中的服务器装置4的结构。如图2所示,服务器装置4具有:服务器控制部11、与服务器控制部11连接的作为信息记录单元的服务器侧地图DB12、高精度地图DB13、以及服务器侧通信装置14。
服务器控制部11是进行服务器装置4的整体控制的控制单元(MCU、MPU等),其具有:作为运算装置以及控制装置的CPU21;以及在CPU21进行各种运算处理时作为工作存储器使用的RAM22、记录有控制用的程序等的ROM23、存储从ROM23读出的程序的闪存24等的内部存储装置。另外,服务器控制部11与后述的导航装置1的ECU都具有作为处理算法的各种单元。
另一方面,服务器侧地图DB12是存储服务器侧地图信息的存储单元,该服务器侧地图信息是基于来自外部的输入数据或输入操作而注册的最新版本的地图信息。其中,服务器侧地图信息以道路网络为首由路径搜索、路径引导以及地图显示所需的各种信息构成。例如,由包括表示道路网络的节点以及路段的网络数据、与道路(路段)有关的路段数据、与节点有关的节点数据、与各交叉路口有关的交叉路口数据、与设施等地点有关的地点数据、用于显示地图的地图显示数据、用于搜索路径的搜索数据、用于检索地点的检索数据等构成。
另外,高精度地图DB13是存储比上述服务器侧地图信息精度更高的地图信息即高精度地图信息15的存储单元。高精度地图信息15尤其是存储作为车辆的行驶对象的道路、停车场等更详细信息的地图信息,在本实施方式中,例如包括与道路的车道形状(以车道为单位的道路形状、曲率、车道宽度等)以及在道路上描绘的车道线(车道中央线、车道边界线、车道外侧线、引导线等)有关的信息。另外,进一步地作为高精度地图DB13记录有如下数据:关于构成道路的各个路段,用于确定路段所属的道路的宽度、坡度、倾斜(cant)、路堤(bank)、路面的状态,用于确定节点之间的路段形状(例如弯曲道路中的弯道的形状)的形状插补点数据;表示合流区间、道路结构、道路的车道数、车道数减少的地方、宽度变窄的地方、道口等的数据;关于弯道,表示曲率半径、交叉路口、T字路、弯道的入口及出口等的数据;关于道路属性,表示下坡路、上坡路等的数据;关于道路种类,除了表示国道、县道、狭窄的街道等的一般道路的数据以外,还表示国家高速公路、城市高速公路、汽车专用道路、一般收费道路、收费桥等的收费道路的数据。尤其是在本实施方式中,除了道路的车道数之外,还存储有确定每个车道的行进方向的通行类别、道路的连接(具体而言,通过交叉路口前的道路中所包含的车道和通过交叉路口后的道路中所包含的车道的对应关系)的信息。而且,还存储在道路上设定的限制速度。另外,高精度地图信息基本上是仅将道路(路段)及其周边作为对象的地图信息,但也可以是包含道路周边以外的区域的地图信息。另外,在图2所示的例子中,虽然存储在服务器侧地图DB12中的服务器侧地图信息与高精度地图信息15是不同的地图信息,但高精度地图信息15也可以是服务器侧地图信息的一部分。
另一方面,服务器侧通信装置14是用于经由通信网络6与各车辆5的导航装置1进行通信的通信装置。另外,除了导航装置1以外,还可以接收由因特网、交通信息中心、例如,VICS(注册商标:Vehicle Information and Communication System)中心等发送的拥堵信息、限制信息、交通事故信息等各信息所构成的交通信息。
接下来,使用图3对搭载于车辆5的导航装置1的概略结构进行说明。图3是表示本实施方式的导航装置1的框图。
如图3所示,本实施方式的导航装置1具有:当前位置检测部31,检测搭载了导航装置1的车辆的当前位置;数据记录部32,其记录有各种数据;导航ECU33,其基于输入的信息来进行各种运算处理;操作部34,其接受来自用户的操作;液晶显示器35,其向用户显示车辆周边的地图、与由导航装置1设定的引导路径(车辆的行驶预定路径)有关的信息等;扬声器36,其输出与路径引导有关的声音向导;DVD驱动器37,其读取作为存储介质的DVD;以及通信模块38,其与探测中心、VICS中心等的信息中心之间进行通信。另外,导航装置1经由CAN等车载网络与设置于搭载有导航装置1的车辆的车外摄像头39、各种传感器连接。而且,对搭载有导航装置1的车辆进行各种控制的车辆控制ECU40以能够进行双向通信的方式被连接。
以下,依次对导航装置1所具有的各构成要素进行说明。
当前位置检测部31由GPS41、车速传感器42、转向传感器43、陀螺仪传感器44等构成,可以检测当前的车辆位置、方位、车辆的行驶速度、当前时刻等。其中,尤其车速传感器42是检测车辆的移动距离、车速用的传感器,根据车辆的驱动轮的旋转来产生脉冲,并将脉冲信号输出至导航ECU33。然后,导航ECU33通过对产生的脉冲进行计数来计算驱动轮的旋转速度、移动距离。另外,导航装置1不需要具有所有上述四种类的传感器,也可以形成为导航装置1仅具有其中的一种或者多种的传感器的结构。
另外,数据记录部32具有:硬盘(未图示),其作为外部存储装置以及记录介质;以及记录磁头(未图示),其作为读出记录在硬盘中的地图信息DB45、高速缓存46、规定的程序等并且用于向硬盘写入规定的数据的驱动器。另外,取代硬盘,数据记录部32也可以具有闪存、存储卡、CD、DVD等光盘。另外,在本实施方式中,如上所述,由于在服务器装置4中搜索到目的地的路径,所以也可以省略地图信息DB45。即使在省略了地图信息DB45的情况下,也能够根据需要从服务器装置4获取地图信息。
其中,地图信息DB45例如是存储有与道路(路段)有关的路段数据、与节点有关的节点数据、用于路径的搜索或变更的处理的搜索数据、与设施有关的设施数据、用于显示地图的地图显示数据、与各交叉路口有关的交叉路口数据、用于检索地点的检索数据等的存储单元。
另一方面,高速缓存46是保存过去从服务器装置4发布的高精度地图信息15的存储单元。保存的期间可以适当设定,例如可以是存储后的规定期间(例如1个月),也可以是直到关闭(OFF)车辆的ACC电源(accessory power supply,辅助电源)为止。另外,在高速缓存46中存储的数据量达到上限之后也可以依次删除旧的数据。而且,导航ECU33使用存储在高速缓存46中的高精度地图信息15,生成与自动驾驶支援有关的各种支援信息。详细情况将在后面进行描述。
另一方面,导航ECU(电子控制单元:Electronic Control Unit)33是进行导航装置1的整体的控制的电子控制单元。该导航ECU具有:作为运算装置以及控制装置的CPU51;以及当CPU51进行各种运算处理时作为工作存储器使用并存储搜索出路径时的路径数据等的RAM52;除控制用的程序之外还记录有后述的自动驾驶支援程序(参照图4)等的ROM53;存储从ROM53中读出的程序的闪存54等内部存储装置。另外,导航ECU33具有作为处理算法的各种单元。例如,行驶预定路径获取单元获取车辆行驶的行驶预定路径。车道网络获取单元基于包含车道形状的地图信息,针对行驶预定路径获取车道网络,该车道网络是表示车辆能够选择的车道移动的网络。候补获取单元通过车道网络确定并获取车辆在行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补。车道变更位置设定单元对于由候补获取单元获取的车道移动方式的候补内的、伴随车道变更的车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置。推荐移动方式选择单元考虑由车道变更位置设定单元设定的车道变更开始位置以及车道变更结束位置,从车道移动方式的候补内选择车辆移动时所推荐的车辆的车道移动方式。驾驶支援单元进行用于使车辆按照由推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式移动的驾驶支援。
操作部34在输入作为行驶开始地点的出发地以及作为行驶结束地点的目的地时等被操作,并且具有各种键、按钮等多个操作开关(未图示)。而且,导航ECU33基于通过按下各开关等而输出的开关信号来进行要执行对应的各种动作的控制。此外,操作部34也可以具有设置在液晶显示器35的前表面的触摸面板。另外,也可以具有话筒与声音识别装置。
另外,在液晶显示器35上显示包含道路的地图图像、交通信息、操作引导、操作菜单、键的引导、沿着引导路径(行驶预定路径)的引导信息、新闻、天气预报、时刻、邮件、电视节目等。另外,也可以使用HUD、HMD来代替液晶显示器35。
另外,扬声器36基于来自导航ECU33的指示来输出引导沿着引导路径(行驶预定路径)行驶的声音向导、交通信息的引导。
另外,DVD驱动器37是可以读取记录在DVD或CD等记录介质中的数据的驱动器。而且,基于读取到的数据来进行音乐或影像的播放、地图信息DB45的更新等。另外,也可以设置用于读写存储卡的卡槽来代替DVD驱动器37。
另外,通信模块38是用于接收从交通信息中心,例如VICS中心、探测中心等发送出的交通信息、探测信息、天气信息等的通信装置,例如为移动电话、DCM。另外,还包括在车车间进行通信的车车间通信装置、与路侧机之间进行通信的路车间通信装置。另外,还用于在与服务器装置4之间收发由服务器装置4搜索到的路径信息或高精度地图信息15。
另外,车外摄像头39由使用了例如CCD等固体拍摄元件的摄像头构成,安装在车辆的前保险杠的上方,以光轴方向相比水平方向朝向下方规定角度的方式设置。而且,当车辆在自动驾驶区间行驶时,车外摄像头39拍摄车辆的行进方向前方。另外,导航ECU33通过对拍摄到的拍摄图像进行图像处理,来检测在车辆行驶的道路上描绘的车道线、周边的其他车辆等障碍物,并基于检测结果生成与自动驾驶支援有关的各种支援信息。例如,当检测出障碍物时,生成避开或追随障碍物而行驶的新的行驶轨迹。另外,车外摄像头39也可以构成为配置在车辆前方以外的后方或侧方。另外,作为检测障碍物的单元,也可以使用毫米波雷达、激光传感器等传感器、车车间通信、路车间通信来代替摄像头。
另外,车辆控制ECU40是进行搭载有导航装置1的车辆的控制的电子控制单元。另外,车辆控制ECU40与方向盘、制动器、加速器等车辆的各个驱动部连接,在本实施方式中,尤其是在车辆开始自动驾驶支援之后,通过控制各个驱动部来实施车辆的自动驾驶支援。另外,如果用户在自动驾驶支援中进行了超控,则会检测到进行了超控的情况。
其中,导航ECU33在行驶开始后经由CAN向车辆控制ECU40发送与由导航装置1生成的自动驾驶支援有关的各种支援信息。然后,车辆控制ECU40使用接收到的各种支援信息来实施行驶开始后的自动驾驶支援。作为支援信息,例如有推荐车辆行驶的行驶轨迹、表示行驶时的车速的速度计划等。
接下来,基于图4对由具有上述结构的本实施方式的导航装置1中的CPU51所执行的自动驾驶支援程序进行说明。图4是本实施方式的自动驾驶支援程序的流程图。其中,自动驾驶支援程序是在车辆的ACC电源(accessory power supply)被接通(ON)之后且车辆开始基于自动驾驶支援行驶的情况下被执行,并根据由导航装置1生成的支援信息来实施基于自动驾驶支援的支援行驶的程序。另外,在以下的图4、图6、图16、图22以及图27中的流程图所示的程序被存储于导航装置1所具有的RAM52、ROM53中,由CPU51执行。
首先,在自动驾驶支援程序的步骤(以下,略记为S)1中,CPU51获取车辆今后行驶的预定路径(以下,称为行驶预定路径)。另外,在车辆的行驶预定路径中,当在导航装置1中设定了引导路径时,将在导航装置1中当前设定的引导路径内的从车辆的当前位置到目的地为止的路径作为行驶预定路径。另一方面,当在导航装置1中没有设定引导路径时,也可以将从车辆的当前位置沿道路行驶的路径作为行驶预定路径
另外,引导路径是由导航装置1设定的从出发地到目的地的推荐路径,在本实施方式中,特别地由服务器装置4搜索而得的。当进行推荐路径的搜索时,首先CPU51向服务器装置4发送路径搜索请求。另外,在路径搜索请求中包含确定路径搜索请求的发送源的导航装置1的终端ID、确定出发地(例如车辆的当前位置)和目的地的信息。另外,在重新搜索时,确定目的地的信息并不一定是必要的。然后,CPU51根据路径搜索请求,接收从服务器装置4发送的搜索路径信息。搜索路径信息是用于确定服务器装置4基于发送的路径搜索请求并使用最新版本的地图信息搜索到的从出发地到目的地的推荐路径(中心路径)的信息(例如包含在推荐路径中的路段列)。例如使用公知的迪杰斯特拉(Dijkstra)法进行搜索。然后,CPU51将接收到的推荐路径设定为导航装置1的引导路径。
接下来,在S2中,CPU51以从车辆的当前位置开始沿着在上述S1中获取的行驶预定路径的规定距离以内的区间作为对象,获取高精度地图信息15。例如以车辆当前所在的二级网格中所包含的行驶预定路径为对象,获取高精度地图信息15。但是,成为获取高精度地图信息15的对象的区域可以适当变更,例如也可以获取从车辆的当前位置开始沿着行驶预定路径的3km以内的区域的高精度地图信息15。另外,也可以以行驶预定路径的整体作为对象来获取高精度地图信息15。
其中,如图5所示,高精度地图信息15被划分为矩形形状(例如500m×1km)并存储于服务器装置4的高精度地图DB13中。因此,例如如图5所示,当获取到行驶预定路径61时,以区域62~64为对象获取高精度地图信息15,该区域62~64包含行驶预定路径61的位于包括车辆的当前位置在内的二级网格的部分。在高精度地图信息15中包含例如与道路的车道形状、车道宽度和在道路上描绘的车道线(车道中央线、车道边界线、车道外侧线、引导线等)有关的信息。另外,除此之外,还包含与交叉路口有关的信息以及与停车场有关的信息等。
另外,虽然高精度地图信息15基本上从服务器装置4获取,但如果存在已经存储在高速缓存46中的区域的高精度地图信息15,则从高速缓存46获取。另外,从服务器装置4获取的高精度地图信息15暂时存储在高速缓存46中。
然后,在S3中,CPU51执行后述的静态行驶轨迹生成处理(图6)。其中,静态行驶轨迹生成处理是基于车辆的行驶预定路径和在上述S2中获取的高精度地图信息15,针对行驶预定路径中所包含的道路,生成推荐车辆行驶的行驶轨迹即静态行驶轨迹的处理。尤其是,CPU51将以行驶预定路径中所包含的车道为单位确定推荐车辆行驶的行驶轨迹作为静态行驶轨迹。另外,如后所述,静态行驶轨迹是以从车辆的当前位置沿着行进方向向规定距离前方为止的区间(例如车辆当前所在的二级网格内或者到目的地为止的整个区间)作为对象而生成的。另外,虽然可以适当地改变规定距离,但以至少包含由车外摄像头39或其他传感器能够检测车辆周边的道路状况的范围(检测范围)外的区域作为对象来生成静态行驶轨迹。
接下来,在S4中,CPU51基于在上述S2中获取的高精度地图信息15,生成在上述S3中生成的静态行驶轨迹上行驶时的车辆的速度计划。例如,考虑限制速度信息、行驶预定路径上的速度变化地点(例如交叉路口、弯道、道口、人行横道等),来计算在静态行驶轨迹上行驶时所推荐的车辆的行驶速度。
然后,在上述S4中生成的速度计划作为用于自动驾驶支援的支援信息存储在闪存54等中。另外,也可以生成表示为了实现在上述S4中生成的速度计划所需的车辆的加速/减速的加速度计划来作为用于自动驾驶支援的支援信息。
接下来,在S5中,CPU51对由车外摄像头39拍摄到的拍摄图像进行图像处理,将尤其是判断在本车辆的周边是否存在对本车辆的行驶产生影响的因素作为周边的道路状况。其中,将在上述S5中成为判定对象的“对本车辆的行驶产生影响的因素”设为实时变化的动态的因素,排除基于道路结构那样的静态的因素。例如,包括在本车辆的行进方向前方行驶或停车的其他车辆、位于本车辆的行进方向前方的行人、位于本车辆的行进方向前方的施工区间等。另一方面,排除交叉路口、弯道、道口、合流区间、车道减少区间等。另外,即使在存在其他车辆、行人、施工区间的情况下,对于不可能与本车辆的今后的行驶轨迹重叠的情况下(例如位于远离本车辆的今后的行驶轨迹的位置的情况下),也从“对本车辆的行驶产生影响的因素”中排除。另外,作为检测可能对车辆的行驶产生影响的因素的单元,也可以使用毫米波雷达、激光传感器等传感器、车车间通信、路车间通信来代替摄像头。
而且,在判定为在本车辆的周边存在对本车辆的行驶产生影响的因素的情况下(在S5中为“是”),向S6转移。与此相对地,在判定为在本车辆的周边不存在对本车辆的行驶产生影响的因素的情况下(在S5中为“否”),向S9转移。
在S6中,CPU51执行后述的动态行驶轨迹生成处理(图22)。其中,动态行驶轨迹生成处理生成用于从车辆的当前位置避开或追随在上述S5中检测出的“对本车辆的行驶产生影响的因素”而返回到静态行驶轨迹的新的轨迹作为动态行驶轨迹。另外,如后所述,以包含“对本车辆的行驶产生影响的因素”的区间为对象来生成动态行驶轨迹。另外,区间的长度根据因素的内容而发生变化。例如,在“对本车辆的行驶产生影响的因素”是行驶在车辆前方的其他车辆(前方车辆)的情况下,作为一例,生成向右侧进行车道变更而超越前方车辆之后向左侧进行车道变更而返回到原来的车道的轨迹作为动态行驶轨迹。另外,由于动态行驶轨迹是基于由车外摄像头39或其他传感器获取的车辆周边的道路状况而生成的,因此作为生成动态行驶轨迹的对象的区域至少在由车外摄像头39或其他传感器能够检测出车辆周边的道路状况的范围(检测范围)内。
接下来,在S7中,CPU51执行后述的行驶轨迹反映处理(图27)。其中,行驶轨迹反映处理是将在上述S6中新生成的动态行驶轨迹反映于在上述S3中生成的静态行驶轨迹的处理。具体而言,针对从车辆的当前位置到包含“对本车辆的行驶产生影响的因素”的区间的末端,分别计算静态行驶轨迹以及至少一个以上的动态行驶轨迹的成本,选择该成本最小的行驶轨迹。其结果,根据需要,将静态行驶轨迹的一部分置换为动态行驶轨迹。另外,根据状况有时也不进行动态行驶轨迹的置换,即,即使进行了动态行驶轨迹的反映,在上述S3中生成的静态行驶轨迹也可能不会发生变化。而且,在动态行驶轨迹和静态行驶轨迹为相同的轨迹的情况下,即使进行了置换,在上述S3中生成的静态行驶轨迹也可能不会发生变化。
接下来,在S8中,CPU51针对在上述S7中反映了动态行驶轨迹之后的静态行驶轨迹,基于反映的动态行驶轨迹的内容来修正在上述S4中生成的车辆的速度计划。另外,如果反映了动态行驶轨迹的结果没有使在上述S3中生成的静态行驶轨迹发生变化,则也可以省略S8的处理。
接下来,在S9中,CPU51运算用于使车辆以按照在上述S4中生成的速度计划(在于上述S8中修正了速度计划的情况下为修正后的计划)的速度在上述S3中生成的静态行驶轨迹(在于上述S7中反映了动态行驶轨迹的情况下为反映后的轨迹)上行驶的控制量。具体而言,分别运算加速器、制动器、档位以及方向盘的控制量。另外,关于S9以及S10的处理,也可以由控制车辆的车辆控制ECU40进行,而不是由导航装置1进行。
然后,在S10中,CPU51反映在S9中运算的控制量。具体而言,将运算出的控制量经由CAN发送至车辆控制ECU40。车辆控制ECU40基于接收到的控制量来进行加速器、制动器、档位以及方向盘的各个车辆控制。其结果,能够进行以按照在上述S4中生成的速度计划(在于上述S8中修正了速度计划的情况下为修正后的计划)的速度在上述S3中生成的静态行驶轨迹(在于上述S7中反映了动态行驶轨迹的情况下为反映后的轨迹)上行驶的行驶支援控制。
接下来,在S11中,CPU51判定在上述S3中车辆在进行静态行驶轨迹的生成以后是否行驶了一定距离。例如一定距离是1km。
而且,在上述S3中判定为车辆在进行静态行驶轨迹的生成以后行驶了一定距离的情况下(在S11中为“是”),返回到S1。然后,以从车辆的当前位置开始沿着行驶预定路径的规定距离以内的区间作为对象,再次生成静态行驶轨迹(S1~S4)。另外,在本实施方式中,每当车辆行驶一定距离(例如1km)时,以从车辆的当前位置开始沿着行驶预定路径的规定距离以内的区间作为对象,反复生成静态行驶轨迹,但在到目的地为止的距离较短的情况下,也可以在行驶开始时刻一次性生成到目的地为止的静态行驶轨迹。
另一方面,在上述S3中判定为车辆在进行静态行驶轨迹的生成以后未行驶一定距离的情况下(在S11中为“否”),判定是否结束基于自动驾驶支援的支援行驶(S12)。作为结束基于自动驾驶支援的支援行驶的情况,除了到达目的地的情况以外,还存在用户对设置于车辆的操作面板进行操作,或者通过进行方向盘操作、制动器操作等有意地解除(超控)基于自动驾驶支援的行驶的情况。
然后,在判定为基于自动驾驶支援的支援行驶结束的情况下(在S12中为“是”),结束该自动驾驶支援程序。与此相对地,在判定为继续基于自动驾驶支援的支援行驶的情况下(在S12中为“否”),返回到S5。
接下来,基于图6对在上述S3中执行的静态行驶轨迹生成处理的子处理进行说明。图6是静态行驶轨迹生成处理的子处理程序的流程图。
首先,在S21中,CPU51获取由当前位置检测部31检测到的车辆的当前位置。另外,车辆的当前位置例如优选使用高精度的GPS信息或高精度定位技术来详细地确定。其中,高精度定位技术是指通过利用图像识别检测由设置于车辆的摄像头捕捉的白线、路面喷涂信息,进而将检测出的白线、路面喷涂信息与例如高精度地图信息15相匹配,从而能够检测行驶车道、高精度的车辆位置的技术。而且,在车辆在由多条车道构成的道路上行驶的情况下,还确定车辆行驶的车道。
接下来,在S22中,CPU51基于在上述S2中获取的高精度地图信息15,以生成车辆的行进方向前方的静态行驶轨迹的区间(例如在包括车辆的当前位置的二级网格内)为对象,获取车道形状、车道线信息、与交叉路口有关的信息等。另外,在上述S22中获取的车道形状和车道线信息中包括车道数、车道宽度、在存在车道数的增减的情况下在哪个位置如何增减、确定在每个车道的行进方向的通道段或道路的连接(具体而言,通过交叉路口前的道路中所包含的车道与通过交叉路口后的道路中所包含的车道的对应关系)的信息等。另外,作为与交叉路口有关的信息,除了交叉路口的形状之外,还包括与配置在交叉路口上的地上物的位置、形状有关的信息。而且,在“配置在交叉路口上的地上物”中,除了引导线(引导白线)、配置在交叉路口中央的菱形的导流带(菱形标志)等描绘在路面上的路面显示之外,还有杆等的构造物。
接下来,在S23中,CPU51基于在上述S22中获取的车道形状和车道线信息,以生成车辆的行进方向前方的静态行驶轨迹的区间为对象来构建车道网络。其中,车道网络是表示车辆能够选择的车道移动的网络。
其中,作为在上述S23中构建车道网络的例子,例如以车辆在图7所示的行驶预定路径上行驶的情况为例进行说明。图7所示的行驶预定路径是从车辆的当前位置直行后在下一个交叉路口71右转,再在下一个交叉路口72也右转,在下一个交叉路口73左转的路径。在图7所示的行驶预定路径中,例如当在交叉路口71右转时可以进入右侧的车道,也可以进入左侧的车道。但是,由于需要在下一个交叉路口72右转,因此需要在进入交叉路口72的时刻向最右侧的车道进行车道移动。另外,当在交叉路口72右转时可以进入右侧的车道,也可以进入左侧的车道。但是,由于需要在下一个交叉路口73左转,因此需要在进入交叉路口73的时刻向最左侧的车道进行车道移动。图8中示出了以这样的能够进行车道移动的区间作为对象而构建的车道网络。
如图8所示,车道网络将生成车辆的行进方向前方的静态行驶轨迹的区间划分为多个区段(组)。具体而言,以交叉路口的进入位置、交叉路口的离开位置、车道增减的位置为边界进行划分。然后,对位于划分后的各区段的边界处的各个车道设定节点(以下,称为车道节点)75。而且,设定连接车道节点75之间的路段(以下,称为车道路段)76。
另外,上述车道网络包括如下信息:根据尤其是交叉路口的车道节点与车道路段的连接,来确定通过交叉路口前的道路中所包含的车道与通过交叉路口后的道路中所包含的车道的对应关系,即与通过交叉路口前的车道相比在通过交叉路口后能够移动的车道的信息。具体而言,示出了车辆能够在通过交叉路口前的道路上所设定的车道节点和在通过交叉路口后的道路上所设定的车道节点中的由车道路段连接的车道节点所对应的车道之间移动。
为了生成这样的车道网络,在高精度地图信息15中,关于与交叉路口连接的各道路,针对每个进入交叉路口的道路和离开的道路的组合,设定并存储表示车道的对应关系的车道标记。例如在图9中,示出了从右侧的道路进入交叉路口并向上侧的道路离开时的车道标记、从右侧的道路进入交叉路口并向左侧的道路离开时的车道标记、以及从右侧的道路进入交叉路口并向下侧的道路离开时的车道标记。而且,示出了通过交叉路口前的道路中所包含的车道中的车道标记被设定为“1”的车道与通过交叉路口后的道路中所包含的车道中的车道标记被设定为“1”的车道相对应的,即在通过交叉路口前后能够移动的车道。CPU51在上述S23中构建车道网络时,参照车道标记形成交叉路口中的车道节点与车道路段之间的连接。
接下来,在S24中,CPU51针对在上述S23中构建的车道网络,设定车辆在位于车道网络的起点的车道节点开始移动的开始车道,并设定位于车道网络的终点的车道节点的、作为车辆移动的目标的目标车道。另外,在车道网络的起点是单向多车道的道路的情况下,与车辆当前所在的车道对应的车道节点成为开始车道。另一方面,在车道网络的终点为单向多车道的道路的情况下,与最左侧的车道(左侧通行的情况)对应的车道节点成为目标车道。
然后,在S25中,CPU51参照在上述S23中构建的车道网络,搜索从开始车道到目标车道连续地连接的路径,并导出一条路径(以下称为基准路径)。例如,使用迪杰斯特拉(Dijkstra)法,从目标车道侧进行路径的搜索。但是,只要能够搜索到从开始车道到目标车道连续地连接的路径,也可以使用迪杰斯特拉法以外的搜索方法。另外,在上述S25中导出的基准路径不一定必须是最佳路径,只要是从开始车道到目标车道连续地连接的路径即可。
接下来,在S26中,CPU51基于在上述S25中确定的基准路径,导出从开始车道到目标车道连续地连接的其他路径(以下,称为候补路径)。例如,在从开始车道侧沿着基准路径到达能够变更车道的区段或成为左右转弯对象的交叉路口的情况下,通过分支而生成与基准路径不同的新的路径。其结果,如图10所示,生成一条基准路径和一个或多个候补路径。
然后,在S27中,CPU51执行后述的车道变更位置设定处理(图16)。其中,车道变更位置设定处理是对在上述S25以及S26中生成的基准路径以及候补路径中的、伴随车道变更的路径,设定进行具体的车道变更的位置(以下,称为车道变更位置)的处理。另外,在上述S25以及S26中生成的基准路径以及候补路径是一次也不进行车道变更的路径的情况下,也可以省略S27的处理。
接下来,在S28中,CPU51针对在上述S25以及S26中生成的基准路径以及候补路径,对在上述S27中设定的车道变更位置添加车道节点75。其中,车道变更位置分别包括开始车道变更的车道变更开始地点和结束车道变更的车道变更结束地点。在S28中,分别对车道变更开始地点和车道变更结束地点添加车道节点75。另外,随着车道节点的添加,还添加连接车道节点75之间的车道路段76。另外,基本上将车道变更位置以外的车道路段设为直线(沿着车道的形状)。其结果,如图11所示,基准路径以及候补路径示出了在上述S27中确定了设定的车道变更位置后的更详细的车道移动方式。另外,在上述S25以及S26中生成的基准路径以及候补路径是一次也不进行车道变更的路径的情况下,也可以省略S28的处理。
接下来,在S29中,CPU51针对在上述S25以及S26中生成并且在上述S27设定了车道变更位置的、在上述S28中添加了车道节点和车道路段的基准路径以及候补路径,考虑所设定的车道变更位置,并为每个路径计算出车道成本的合计。然后,比较每个路径的车道成本的合计值,将车道成本的合计值最小的路径确定为车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。
其中,为每个车道路段76赋予车道成本,在S29中计算出各个路径中所包含的所有的车道路段76的车道成本的合计值并进行比较。另外,赋予给各个车道路段76的车道成本以各个车道路段76的长度为基准值。然后,在以下的(1)的条件下对基准值进行修正。而且,对于包含车道变更的路径,根据所包含的车道变更的位置或数量,将在(2)的条件下计算出的成本(以下,称为车道变更成本)与车道成本的合计值相加。另外,基本上将同一区段(组)内的车道路段76视为相同的长度(即忽略因车道变更而引起的距离的增加)。另外,将交叉路口内的车道路段76的长度视为0或固定值。
(1)对于由多个车道构成的道路的车道路段的车道成本,根据行驶的车道的位置对基准值乘以系数。具体而言,在超车车道上行驶的车道路段被修正为其车道成本比在行驶车道上行驶的车道路段更高。其结果,在超车车道上行驶的距离越长的路径,会被计算出越大的车道成本的合计值,因此难以被选择为推荐的车道移动方式,优先选择在超车车道上行驶的距离较短的路径作为推荐的车道移动方式。另外,对于没有区分行驶车道或超车车道的道路,在左侧通行的国家中,以越是在位于右侧的车道上行驶的车道路段,车道成本会越高的方式进行修正。例如,如图12所示,在单向三车道的道路中,对于在最左侧的车道81上行驶的车道路段,车道成本乘以1.0。对于在中央的车道82上行驶的车道路段,车道成本乘以1.1。对于在最右侧的车道83上行驶的车道路段,车道成本乘以1.2。另一方面,在右侧通行的国家中,相反地,以越是在位于左侧的车道上行驶的车道路段,车道成本会越高的方式进行修正。
(2)在计算车道变更成本时,首先获取进行车道变更所推荐的位置作为车道变更推荐位置。其中,在本实施方式中,以路径中所包含的车道变更是为了通过分岔点而进行的车道变更为前提,车道变更推荐位置是以成为车道变更的因素的分岔点为基准而设定的。具体而言,车道变更推荐位置由进入分岔点的道路的道路种类(即进行车道变更的道路的道路种类)确定,例如在城市间高速公路中设在分岔点之前2000m的位置。在城市高速公路上设在分岔点之前1000m的位置。在其他一般道路或狭窄的街道上设在分岔点之前700m的位置。而且,在将从分岔点到车道变更推荐位置的距离设为L,将从分岔点到在上述S27中设定的车道变更位置(更具体而言车道变更开始地点)的距离设为X的情况下,通过以下的式(a)计算车道变更成本C。
C=|1-X/L|×K(常数)····(a)
另外,可以适当设定K的值,例如设为200。对于包含多个车道变更的路径,为对所包含的每个车道变更计算上述车道变更成本,并与车道成本的合计值相加。
例如如图13所示,以在成为右转对象的分岔点之前进行两次车道变更的路径为例,对车道变更成本的计算方法进行说明。在图13所示的例子中,对于远离分岔点的第一次车道变更,由于从分岔点到车道变更位置的距离为700m,从分岔点到车道变更推荐位置的距离也为700m,因此车道变更成本为“0”。另一方面,对于靠近分岔点的第二次车道变更,由于从分岔点到车道变更位置的距离为400m,从分岔点到车道变更推荐位置的距离为700m,因此车道变更成本约为“86”。因此,对于图13所示的路径,将“0”和“86”作为车道变更成本加到车道成本的合计值上。根据上述式(a),在路径上,在上述S27中设定的车道变更位置越接近车道变更推荐位置,车道变更成本越小,因此被优先选择为推荐的车道移动方式。另外,由于越是车道变更的数量较少的路径,相加的车道成本的数量也越少,因此同样地被优先选择为推荐的车道移动方式。
然后,以图13所示的路径为例,对车道成本的合计值的计算方法进行说明,关于从分岔点到分岔点之前1000m的范围,从分岔点之前1000m到700m的成本为300m×1.0=300,从分岔点之前700m到400m的成本为300m×1.1=330,从分岔点之前400m到分岔点的成本为400m×1.2=480。然后,如果在这些车道成本上加上上述车道变更成本的“0”和“86”,则最终的车道成本的合计值为“1196”。另外,实际上不仅以从分岔点到分岔点之前1000m的范围,而且以在上述S25以及S26中生成的基准路径以及候补路径的整体为对象,来计算车道成本的合计值。
另一方面,以与图13相同区间中的其他路径即图14所示的路径为例,对车道成本的合计值的计算方法进行说明,关于从分岔点到分岔点之前1000m的范围,从分岔点之前1000m到400m的成本为600m×1.0=600,从分岔点之前400m到200m的成本为200m×1.1=220,从分岔点之前200m到分岔点的成本为200m×1.2=240。另外,在图14所示的例子中,对于远离分岔点的第一次车道变更,由于从分岔点到车道变更位置的距离为400m,从分岔点到车道变更推荐位置的距离为700m,因此车道变更成本为“86”。另一方面,对于靠近分岔点的第二次车道变更,由于从分岔点到车道变更位置的距离为200m,从分岔点到车道变更推荐位置的距离为700m,因此车道变更成本约为“143”。而且,若在车道成本上加上上述车道变更成本的“86”和“143”,则最终的车道成本的合计值为“1269”。
因此,将图13所示的路径和图14所示的路径进行比较,对于从分岔点到分岔点之前1000m的范围,图13所示的路径的车道成本的合计值较少,因此意味着图13所示的路径更容易被选择为推荐的车道移动方式。
接下来,在S30中,CPU51按照在上述S29中选择的路径,当车辆进行车道移动时,尤其以在上述S27中设定了车道变更位置的区段(组)为对象,计算推荐的行驶轨迹。另外,在上述S29中选择的路径是一次也不进行车道变更的路径的情况下,也可以省略S30的处理。
具体而言,CPU51使用在上述S27中设定的车道变更位置的地图信息等来计算行驶轨迹。例如,根据车辆的速度(设为该道路的限制速度)和车道宽度,计算车辆进行车道变更时产生的横向的加速度(横向G),以横向G不超过上限值(例如0.2G),即不会对自动驾驶支援产生障碍,也不会给车辆的乘员带来不适感的值作为条件,使用回旋曲线(clothoidcurve)尽可能顺畅地计算出连结从车道变更开始地点到车道变更结束地点的轨迹。另外,回旋曲线是在车辆以一定的行驶速度且以一定的角速度转动方向盘的情况下车辆的轨迹所描绘的曲线。
接下来,在S31中,CPU51按照在上述S29中选择的路径,当车辆进行车道移动时,尤其以交叉路口内的区段(组)为对象,计算推荐的行驶轨迹。另外,在上述S29中选择的路径是一次也不通过交叉路口的路径的情况下,也可以省略S31的处理。
例如,在图15中,举例说明以从最右侧的车道进入交叉路口内,然后向最左侧的车道离开的车道移动的路径被设定了的交叉路口内的区段(组)为对象,计算行驶轨迹的情况。首先,CPU51对在交叉路口内车辆应该通过的位置进行标记。具体而言,分别对交叉路口的进入车道内的交叉路口的进入位置、交叉路口内的引导线内(仅在有引导线的情况下)、从交叉路口的离开位置、从交叉路口的离开车道进行标记。在交叉路口中央有菱形的导流带(菱形标记)的情况下,也要考虑菱形标记来进行标记。而且,计算全部通过被标记的各标记的曲线作为行驶轨迹。更详细而言,在用样条曲线连接各标记之后,计算近似于所连接的曲线的回旋曲线作为行驶轨迹。需要说明的是,回旋曲线是在车辆以一定的行驶速度且以一定的角速度转动方向盘的情况下车辆的轨迹所描绘的曲线。
然后,在S32中,CPU51通过连接在上述S30以及S31中计算出的各行驶轨迹,生成针对行驶预定路径中所包含的道路推荐车辆行驶的行驶轨迹的静态行驶轨迹。另外,对于既不是进行车道变更的区段也不是交叉路口内的区段的区段,将通过车道的中央的轨迹作为推荐车辆的行驶的行驶轨迹。
然后,将在上述S32中生成的静态行驶轨迹作为用于自动驾驶支援的支援信息存储在闪存54等中。
接下来,基于图16对在上述S27中执行的车道变更位置设定处理的子处理进行说明。图16是车道变更位置设定处理的子处理程序的流程图。
需要说明的是,以下的车道变更位置设定处理是针对在上述S25以及S26中生成的每个基准路径以及候补路径,并且针对各路径中所包含的“为了通过而实施车道变更的每个分岔点(伴随车道变更的分岔点)”而实施的。另外,如上所述,在本实施方式中,以路径中所包含的车道变更是为了通过分岔点而进行的车道变更为前提。因此,对于具有多个“为了通过而实施车道变更的分岔点”的路径,对多个分岔点中的每一个分别进行实施。另外,对于为了通过而实施多个车道变更的分岔点,进一步地在每次进行多个车道变更时实施。
首先,在S41中,CPU51设定能够以成为处理对象的分岔点为基准进行对分岔点实施的车道变更的范围即车道可变更范围。具体而言,参照在上述S23中构建的车道网络,将包含相应的车道变更的区段(组)的终点的车道节点75设为车道可变更范围的终点。另一方面,车道可变更范围的起点是能够执行车道变更的最靠近出发地侧的车道节点。
例如如图17的左图所示,对于在离成为右转对象的分岔点最近的区段(组)中从最左侧的车道向右侧进行两个车道的车道变更的路径,包含车道变更的区段(组)的终点的车道节点X1成为车道可变更范围的终点。另一方面,能够从最左侧的车道向右侧进行两个车道的车道变更的最靠近出发地侧的车道节点X2成为车道可变更范围的起点。
另一方面,如图17的中间的图所示,对于在离成为右转对象的分岔点第二近的区段(组)中从最左侧的车道向右侧进行一个车道的车道变更,在离分岔点最近的区段(组)中从中央的车道向右侧进行一个车道的车道变更的路径,首先,包含第一次车道变更的区段(组)的终点的车道节点X3成为第一次车道可变更范围的终点。另一方面,能够从最左侧的车道向右侧进行一个车道的车道变更的最靠近出发地侧的车道节点X4成为第一次车道可变更范围的起点。但是,关于第一次车道可变更范围的起点,也可以设为包含车道变更的区段(组)的起点的车道节点。另外,包含第二次车道变更的区段(组)的终点的车道节点X5成为第二次车道可变更范围的终点。另一方面,能够从中央的车道向右侧进行一个车道的车道变更的最靠近出发地侧的车道节点X3成为第二次车道可变更范围的起点。
另外,如图17的右图所示,对于在离成为右转对象的分岔点第三近的区段(组)中从最左侧的车道向右侧进行一个车道的车道变更,在离分岔点最近的区段(组)中从中央的车道向右侧进行一个车道的车道变更的路径,首先,包含第一次车道变更的区段(组)的终点的车道节点X6成为第一次车道可变更范围的终点。另一方面,能够从最左侧的车道向右侧进行一个车道的车道变更的最靠近出发地侧的车道节点X7成为第一次车道可变更范围的起点。另外,包含第二次车道变更的区段(组)的终点的车道节点X8成为第二次车道可变更范围的终点。另一方面,能够从中央的车道向右侧进行一个车道的车道变更的最靠近出发地侧的车道节点X9成为第二次车道可变更范围的起点。另外,车道节点X1~X9的确定参照在上述S23中构建的车道网络来进行。
接下来,在S42中,CPU51使用处理对象的分岔点周边的地图信息、车辆信息等,计算进行车道变更所需的距离(以下,称为车道变更所需距离)。另外,车道变更所需距离为沿着行进方向的距离(道路的长度方向的距离)。例如,根据车辆的速度(设为该道路的限制速度)和车道宽度,计算车辆进行车道变更时产生的横向的加速度(横向G),以横向G不超过不会对自动驾驶支援产生障碍、也不会给车辆的乘员带来不适感的上限值(例如0.2G)作为条件,使用回旋曲线计算出尽可能顺畅且尽可能使进行车道变更所需的距离变短的轨迹。另外,回旋曲线是在车辆以一定的行驶速度且以一定的角速度转动方向盘的情况下车辆的轨迹所描绘的曲线。而且,基于计算出的轨迹计算车道变更所需距离。
接下来,在S43中,CPU51在处理对象的路径上临时设定为了通过处理对象的分岔点而实施的车道变更的位置(车道变更位置)。具体而言,在上述S41中设定的车道可变更范围内将车道变更位置临时设定在最靠近目的地侧。例如图18是表示在图17所示的各路径上临时设定了车道变更位置的状态的图。车道变更位置由具有在上述S42中计算出的车道变更所需距离的长度的线段77设定,线段77的出发地侧的端点相当于开始车道变更的车道变更开始地点,目的地侧的端点相当于结束车道变更的车道变更结束地点。在S43中,以使车道可变更范围的终点位于车道变更结束地点的方式临时设定车道变更位置。
另外,如后所述,在上述S44中临时设定的车道变更位置在满足规定的条件时被修正,但如果不进行修正,则基本上根据临时设定的车道变更位置来确定。即,在本实施方式中,车道变更位置被优先设定在靠近目的地的位置。
然后,在S44中,CPU51判定为了通过作为处理对象的分岔点而实施的车道变更是否是向车道成本比当前的车道大的车道进行的车道变更。如上所述,车道成本在超车车道中被设定为比行驶车道更大的值。另外,在左侧通行的国家中,越靠右侧的车道,设定的值越大。即,在上述S44中,对于左侧通行的国家,判定是否向右侧进行车道变更。
而且,当判定为为了通过作为处理对象的分岔点而实施的车道变更是向车道成本比当前的车道大的车道进行的车道变更时(在S44中为“是”),向S46转移。与此相对地,当判定为为了通过作为处理对象的分岔点而实施的车道变更是向车道成本比当前的车道小的车道进行的车道变更时(在S44中为“否”),向S45转移。
在S45中,CPU51对在上述S43中临时设定的车道变更位置进行修正。具体而言,在上述S41中设定的车道可变更范围内使车道变更位置移动到最靠近出发地侧。作为使车道变更位置向出发地侧移动的理由,在尽可能早的时刻进行向成本较小的车道移动的车道变更是妥当的。然后,对作为处理对象的路径中所包含的其他的分岔点进行上述S41以后的处理后,向S52转移。
另一方面,在S46中,CPU51获取对作为处理对象的分岔点进行车道变更时所推荐的位置来作为车道变更推荐位置。其中,在本实施方式中,以路径中包含的车道变更是为了通过分岔点而进行的车道变更为前提,车道变更推荐位置是以成为车道变更的因素的分岔点为基准而设定的。例如如图17或图18所示,对于为了在行进方向前方的分岔点进行右转而向右侧的车道移动的车道变更,以成为右转对象的分岔点为基准进行设定。具体而言,车道变更推荐位置由进入分岔点的道路的道路种类(即进行车道变更的道路的道路种类)确定,例如在城市间高速公路中设在分岔点之前2000m的位置。在城市高速公路中设在分岔点之前1000m的位置。在其他的一般道路或狭窄的街道上设在分岔点之前700m的位置。
接下来,在S47中,CPU51判定在上述S43中临时设定的车道变更位置是否比在上述S46中获取的车道变更推荐位置更靠近目的地侧。
而且,当判定为在上述S43中临时设定的车道变更位置比在上述S46中获取的车道变更推荐位置更靠近目的地侧时(在S47中为“是”),向S49转移。与此相对地,当判定为在上述S43中临时设定的车道变更位置比在上述S46中获取的车道变更推荐位置更靠近出发地侧时(在S47中为“否”),向S48转移。
在S48中,CPU51不修正在上述S43中临时设定的车道变更位置而结束。即,维持在车道可变更范围内将车道变更位置设定在最靠近目的地侧的状态。作为不进行修正的理由,当前临时设定的车道变更位置已经成为在尽可能接近车道变更推荐位置的时刻进行车道变更的位置。然后,对作为处理对象的路径中所包含的其他的分岔点进行上述S41以后的处理后,向S52转移。
另一方面,在S49中,CPU51判定在上述S41中设定的车道可变更范围是否跨过在上述S46中获取的车道变更推荐位置(即,在车道可变更范围内存在车道变更推荐位置)。
而且,当判定为在上述S41中设定的车道可变更范围跨越在上述S46中获取的车道变更推荐位置时(在S49中为“是”),向S50转移。与此相对地,当在上述S41中设定的车道可变更范围不跨越在上述S46中获取的车道变更推荐位置,即车道可变更范围的起点位于比车道变更推荐位置更靠近目的地侧时(在S49中为“否”),向S51转移。
在S50中,CPU51对在上述S43中临时设定的车道变更位置进行修正。具体而言,使车道变更位置移动到靠近在上述S46中设定的车道变更推荐位置。更具体而言,使车道变更开始地点移动到与车道变更推荐位置一致的位置。作为使车道变更位置移动的理由,如果能够在车道变更推荐位置进行车道变更,则希望在车道变更推荐位置进行车道变更。然后,对作为处理对象的路径中所包含的其他的分岔点进行上述S41以后的处理后,向S52转移。
另一方面,在S51中,CPU51对在上述S43中临时设定的车道变更位置进行修正。具体而言,在上述S41中设定的车道可变更范围内使车道变更位置移动到最靠近出发地侧。作为使车道变更位置移动到出发地侧的理由,希望防止在分岔点附近进行车道变更,并且在尽可能接近车道变更推荐位置的时刻进行车道变更。然后,对作为处理对象的路径中所包含的其他的分岔点进行上述S41以后的处理后,向S52转移。
然后,在S52中,CPU51参照在作为处理对象的路径设定的车道变更位置,在多个车道变更位置相邻的情况下,使一方或双方的车道变更位置错开,在相邻的车道变更位置之间插入规定距离(例如为100m)以上的直线区间。然后,确定在作为处理对象的路径上设定的车道变更位置。
作为在上述S45、S48、S50、S51、S52中进行了车道变更位置的修正的结果,例如在与图18的左图对应的路径中,按照图19所示的流程修正车道变更位置,并最终进行确定。即,由于在上述S43中临时设定的车道变更位置位于比车道变更推荐位置更靠近目的地侧,且车道可变更范围不跨越车道变更推荐位置,因此,首先将两个车道的车道变更位置在车道可变更范围内移动到最靠近出发地侧(S51)。然后,在各车道变更位置之间插入规定距离以上的直线区间并确定(S52)。
另外,例如在与图18的中间的图对应的路径中,按照图20所示的流程修正车道变更位置,并最终进行确定。即,由于与在上述S43中临时设定的第一次车道变更对应的车道变更位置位于比车道变更推荐位置更靠近目的地侧,且车道可变更范围跨越车道变更推荐位置,因此,首先将与第一次车道变更对应的车道变更位置移动到车道变更推荐位置(S50)。另外,由于与在上述S43中临时设定的第二次车道变更对应的车道变更位置位于比车道变更推荐位置更靠近目的地侧,且车道可变更范围不跨越车道变更推荐位置,因此将车道变更位置在车道可变更范围内移动到最靠近出发地侧(S51)。在该状态下被确定。
另外,例如在与图18的右图对应的路径中,按照图21所示的流程修正车道变更位置,并最终进行确定。即,由于与在上述S43中临时设定的第一次车道变更对应的车道变更位置位于比车道变更推荐位置更靠近出发地侧,因此不进行修正(S48)。另外,由于与在上述S43中临时设定的第二次车道变更对应的车道变更位置位于比车道变更推荐位置更靠近目的地侧,且车道可变更范围不跨越车道变更推荐位置,因此将车道变更位置在车道可变更范围内移动到最靠近出发地侧(S51)。在该状态下被确定。
然后,对在上述S25和S26中生成的基准路径和候补路径执行上述S41~S52的处理后,向S28转移。在S28以后,基于对基准路线以及候补路线设定的车道变更位置,选择所推荐的车道移动方式。
接下来,基于图22对在上述S6中执行的动态行驶轨迹生成处理的子处理进行说明。图22是动态行驶轨迹生成处理的子处理程序的流程图。
首先,在S61中,CPU51获取由当前位置检测部31检测出的本车辆的当前位置。另外,优选使用例如高精度的GPS信息、高精度定位技术来详细地确定车辆的当前位置。其中,高精度定位技术是指通过利用图像识别检测由设置于车辆的摄像头捕捉的白线、路面喷涂信息,进而将检测出的白线、路面喷涂信息与例如高精度地图信息15相匹配,从而能够检测行驶车道、高精度的车辆位置的技术。而且,在车辆在由多条车道构成的道路上行驶的情况下,还确定车辆行驶的车道。
接下来,在S62中,CPU51获取在上述S3中生成的静态行驶轨迹(即,本车辆今后行驶的预定的轨迹)以及在上述S4中生成的速度计划(即,本车辆今后的预定速度)。
接下来,在S63中,CPU51基于在上述S2中获取的高精度地图信息15,以车辆的行进方向前方的尤其是在上述S5中检测出的“对本车辆的行驶产生影响的因素(以下,称为影响因素)”的周边作为对象,获取车道形状、车道线信息等。另外,在上述S63中获取的车道形状和车道线信息中包含车道数、在存在车道数增减的情况下确定在哪个位置如何进行增减的信息等。
接下来,在S64中,CPU51针对在上述S5中检测到的影响因素,获取当前时刻的影响因素的位置、以及影响因素在移动的情况下的移动状况(移动方向、移动速度)。另外,关于影响因素的位置和移动状况,例如通过对由车外摄像头39拍摄车辆周边的规定的检测范围而得到的拍摄图像进行图像处理等来获取。
然后,在S65中,CPU51首先基于在上述S64中获取的影响因素的当前位置以及移动状况来预测影响因素的今后的移动轨迹。另外,在影响因素是其他车辆的情况下,也可以考虑其他车辆的转向灯或刹车灯的点亮状态来进行预测。而且,如果能够通过车车间通信等获取其他车辆的今后的行驶轨迹或速度计划,则也可以考虑这些来进行预测。然后,基于预测到的影响因素的今后的移动轨迹和在上述S62中获取的本车辆的静态行驶轨迹以及速度计划,更准确地判定影响因素是否对本车辆的行驶造成影响。具体而言,在预测为本车辆和影响因素在当前时刻或在将来位于同一车道上且它们两者之间的距离接近适当的车间距离D以内的情况下,判定为影响因素对本车辆的行驶有影响。另外,适当的车间距离D例如通过以下的式(1)而计算出。
D=本车辆的车速×2sec+本车辆的制动距离-影响因素的制动距离(但是,限于影响因素为移动体的情况)····(1)
然后,在判定为影响因素对本车辆的行驶有影响的情况下(在S65中为“是”),向S66转移。另一方面,在判定为影响因素不影响本车辆行驶的情况下(在S65中为“否”),向S9(省略S7、S8)转移而不生成动态行驶轨迹。
在S66中,CPU51判定是否能够生成用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹的(即超车)的新的轨迹。具体而言,当影响因素和本车辆在当前时刻位于同一车道时,在能够在本车辆向右侧进行车道变更而不超过限制速度的范围内超越影响因素之后向左侧进行车道变更而返回到原来的车道为止的轨迹中,描绘出与影响因素维持适当的车间距离D以上的轨迹的情况下,判定为能够生成用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹的新的轨迹。另外,当影响因素和本车辆在当前时刻位于不同的车道上,之后向同一车道上移动时,在能够在本车辆不超过限制速度的范围内超越影响因素之后向与影响因素相同的车道上进行车道变更为止的轨迹中,描绘出与影响因素维持适当的车间距离D以上的轨迹的情况下,判定为能够生成用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹的新的轨迹。上述S66的判定处理是基于在上述S63中获取的车辆的行进方向前方的车道形状以及车道线信息、车辆的当前位置、影响因素的今后的移动轨迹、以及道路的限制速度而判定的。
然后,在判定为能够生成用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹(即超车)的新的轨迹的情况下(在S66中为“是”),向S67转移。与此相对地,在判定为不能生成用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹(即超车)的新的轨迹的情况下(在S66中为“否”),向S68转移。
在S67中,CPU51计算用于使本车辆避开影响因素而返回到静态行驶轨迹(即超车)的轨迹(以下,称为回避轨迹)。具体而言,在本车辆和影响因素在当前时刻位于同一车道上的情况下,如图23所示,本车辆向右侧进行车道变更而超越影响因素,之后向左侧进行车道变更而返回到原来的车道为止的轨迹,相当于回避轨迹。另一方面,在本车辆和影响因素在当前时刻位于不同车道上之后需要向同一车道上移动的情况下,如图24所示,本车辆超越影响因素之后进行车道变更而移动到与影响因素相同的车道为止的轨迹,相当于回避轨迹。
其中,图23示出了在单向两车道的道路上本车辆90在左侧车道上行驶,并且影响因素是在相同车道上行驶的前方车辆91的情况下在上述S67中生成的回避轨迹的一个例子。
首先,在图23所示的例子中,计算开始旋转方向盘而向右侧的车道移动且方向盘的位置返回到直行方向所需的第一轨迹L1。另外,就第一轨迹L1而言,基于车辆的当前车速计算在进行车道变更时产生的横向的加速度(横向G),以横向G不超过不会对自动驾驶支援产生障碍、也不会给车辆的乘员带来不适感的上限值(例如0.2G)作为条件,使用回旋曲线计算尽可能顺畅且尽可能使进行车道变更所需的距离变短的轨迹。另外,与前方车辆91之间维持适当的车间距离D以上也成为条件。
接下来,计算在右侧的车道以限制速度为上限行驶而超过前方车辆91且直到与前方车辆91之间维持适当的车间距离D以上为止的第二轨迹L2。另外,第二轨迹L2基本上是直线的轨迹,并且轨迹的长度是基于前方车辆91的车速和道路的限制速度而计算的。
接下来,计算开始旋转方向盘而返回到左侧的车道且方向盘的位置返回到直行方向所需的第三轨迹L3。另外,第三轨迹L3基于车辆的当前车速计算进行车道变更时产生的横向的加速度(横向G),以横向G不超过不会对自动驾驶支援产生障碍、也不会给车辆的乘员带来不适感的上限值(例如0.2G)作为条件,使用回旋曲线计算尽可能顺畅且尽可能使进行车道变更所需的距离变短的轨迹。另外,与前方车辆91之间维持适当的车间距离D以上也成为条件。
另外,图24示出了在单向两车道的道路上本车辆90在右侧车道上行驶,并且需要向左侧车道移动的状况下,在影响因素是在左侧车道行驶的前方车辆91的情况下在上述S67中生成的回避轨迹的一个例子。
首先,在图24所示的例子中,计算在右侧的车道以限制速度为上限行驶而超过前方车辆91且直到与前方车辆91之间变为适当的车间距离D以上为止的第一轨迹L4。另外,第一轨迹L4基本上是直线轨迹,并且轨迹的长度是基于前方车辆91的车速和道路的限制速度而计算的。
接下来,计算开始旋转方向盘向左侧的车道移动且方向盘的位置返回到直行方向所需的第二轨迹L5。另外,第二轨迹L5基于车辆的当前车速计算进行车道变更时产生的横向的加速度(横向G),以横向G不超过不会对自动驾驶支援产生障碍、也不会给车辆的乘员带来不适感的上限值(例如0.2G)作为条件,使用回旋曲线计算尽可能顺畅且尽可能使进行车道变更所需的距离变短的轨迹。另外,与前方车辆91之间维持适当的车间距离D以上也成为条件。
另外,在上述S67中,还计算在上述回避轨迹上行驶时的本车辆的推荐速度。关于本车辆的推荐速度,以限制速度作为上限,将在进行车道变更时车辆所产生的横向的加速度(横向G)不超过不妨碍自动驾驶支援、也不会给车辆的乘员带来不适感的上限值(例如0.2G)的速度作为推荐速度。例如基于回避轨迹的曲率、限制速度等来进行计算。
然后,在S68中,CPU51计算用于本车辆追随影响因素(或与影响因素并行)而行驶的轨迹(以下,称为追随轨迹)。具体而言,在本车辆和影响因素在当前时刻位于同一车道上的情况下,如图25所示,本车辆90继续行驶于当前的车道而不进行车道变更,追随影响因素(例如前方车辆91)的轨迹相当于追随轨迹。另外,追随轨迹基本上为与静态行驶轨迹相同的轨迹。但是,由于需要适当地维持与影响因素之间的车间距离,因此如后述那样对速度计划进行修正(S8)。另一方面,在本车辆和影响因素在当前时刻处于不同车道上,而之后需要向同一车道上移动的情况下,如图26所示,本车辆90继续在当前的车道上行驶而不进行车道变更,与影响因素(例如前方车辆91)并行的轨迹相当于追随轨迹。另外,在该情况下,追随轨迹成为与静态行驶轨迹不同的轨迹。
另外,在上述S68中,还计算在上述追随轨迹上行驶时的本车辆的推荐速度。关于本车辆的追随速度,以限制速度作为上限,将与前方的影响因素之间的车间距离维持适当的车间距离D以上的速度设为推荐速度。另外,适当的车间距离D是基于上述的式(1)而计算的。但是,如图26所示,在本车辆和影响因素位于不同车道的情况下没有必要维持车间距离D以上,但考虑到此后本车辆需要向与影响因素相同的车道进行车道变更的情况,优选维持车间距离D以上。
然后,在S69中,CPU51生成在上述S67中计算出的回避轨迹(仅在计算出回避轨迹的情况下)以及在上述S68中计算出的追随轨迹,作为在考虑了周边的道路状况的基础上推荐车辆在行驶预定路径中所包含的道路上行驶的行驶轨迹即动态行驶轨迹。
然后,将在上述S69中生成的动态行驶轨迹作为用于自动驾驶支援的支援信息存储在闪存54等中。
接下来,基于图27对在上述S7中执行的行驶轨迹反映处理的子处理进行说明。图27是行驶轨迹反映处理的子处理程序的流程图。
首先,在S71中,CPU51从闪存54等的存储介质中读取在上述S3中生成的静态行驶轨迹和在上述S6中生成的动态行驶轨迹。
接下来,在S72中,CPU51对于在上述S71中读取的各个行驶轨迹,针对每个行驶轨迹计算表示作为车辆的行驶轨迹的适合度的路径成本。其中,路径成本是考虑(a)行驶时间(平均车速)、(b)车道变更次数、(c)进行车道变更的位置、以及(d)行驶车道中的至少一个以上而计算的。具体而言,基于以下的条件进行计算。
(a)关于“行驶时间(平均车速)”,行驶时间越长(即平均车速越慢)的行驶轨迹,路径成本计算得越高。另外,静态行驶轨迹的平均车速是基于在上述S4中生成的速度计划而确定的。另一方面,动态行驶轨迹是基于在上述S67以及S68中计算出的推荐速度而确定的。
(b)关于“车道变更次数”,车道变更次数越多的行驶轨迹,路径成本计算得越高。
(c)关于“进行车道变更的位置”,在进行多次车道变更的情况下,车道变更的间隔越短的行驶轨迹,路径成本计算得越高。另外,关于在交叉路口之前的规定距离(例如一般道路为700m,高速公路为2km)内进行车道变更的行驶轨迹,将增加路径成本。
(d)关于“行驶车道”,超车车道的行驶距离越长的行驶轨迹,路径成本计算得越高。
但是,不管上述(a)至(d)的条件如何,对于判定为本车辆与在上述S5中检测出的影响因素接触的行驶轨迹,将成本设为无限大。
然后,在S73中,CPU51对在上述S72中计算出的每个行驶轨迹的路径成本进行比较,选择路径成本的值最小的行驶轨迹作为推荐车辆行驶的行驶轨迹。
接下来,在S74中,CPU51判定在上述S73中是否选择了作为动态行驶轨迹的回避轨迹或追随轨迹。
然后,在判定为在上述S73中选择了作为动态行驶轨迹的回避轨迹或者追随轨迹的情况下(在S74中为“是”),向S75转移。
在S75中,CPU51以生成所选择的动态行驶轨迹的区间作为对象,将静态行驶轨迹置换为动态行驶轨迹作为结果。另外,在静态行驶轨迹基本上被置换为动态行驶轨迹的情况下,动态轨迹的起点及终点与静态行驶轨迹相连,但在例外地选择了图26所示的追随轨迹的情况下,动态行驶轨迹的终点可能不与静态行驶轨迹相连。在这样的情况下,既可以以动态行驶轨迹的终点为起点重新进行静态行驶轨迹的生成,也可以以一定间隔反复进行动态行驶轨迹的生成直到与静态行驶轨迹相连为止。
然后,基于一部分被置换为动态行驶轨迹的静态行驶轨迹,进行基于自动驾驶支援的支援行驶(S9、10)。
另一方面,在判定为在上述S73中选择了静态行驶轨迹的情况下(在S74中为“否”),转移至S8而不进行向动态行驶轨迹的置换。
如以上详细说明那样,在本实施方式的导航装置1以及由导航装置1执行的计算机程序中,获取车辆行驶的行驶预定路径(S1),而且使用包含车道形状的地图信息,通过车道网络确定并获取车辆在行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补(S25、S26)。然后,对于所获取的车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置(S43),由于考虑所设定的车道变更开始位置以及车道变更结束位置,从车道移动方式的候补中选择车辆移动时所推荐的车辆的车道移动方式(S29),因此能够适当地选择进行所推荐的车道变更的车道移动方式。其结果,能够防止在车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,能够适当地实施驾驶支援。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良、变形。
例如,在本实施方式中,对于伴随车道变更的上述车道移动方式的候补,将进行车道变更的车道变更位置(77)优先设定在靠近目的地的位置,在之后的处理中,为了减小车道变更成本而向出发地点侧偏移,相反,也可以优先将靠近出发地的位置设定为车道变更的车道变更位置(77),在之后的处理中以车道变更成本不变大为条件向目的地点侧偏移。
另外,在本实施方式中,在检测出对车辆的行驶产生影响的影响因素的情况下,分别生成回避轨迹和追随轨迹作为动态行驶轨迹,但也可以仅生成其中任意一方。
另外,在本实施方式中,在服务器装置4所具有的高精度地图信息中,同时包含与道路的车道形状(以车道为单位的道路形状、曲率、车道宽度等)和在道路上描绘的车道线(车道中央线、车道边界线、车道外侧线、引导线等)有关的信息,但可以仅包含与车道线有关的信息,也可以仅包含与道路的车道形状有关的信息。例如即使在仅包含与车道线有关的信息的情况下,也能够基于与车道线有关的信息来推定相当于与道路的车道形状有关的信息的信息。另外,即使在仅包含与道路的车道形状有关的信息的情况下,也能够基于与道路的车道形状有关的信息来推定相当于与车道线有关的信息的信息。另外,“与车道线有关的信息”既可以是确定划分车道的车道线本身的种类、配置的信息,也可以是确定是否能够在相邻的车道之间进行车道变更的信息,还可以是直接或者间接地确定车道的形状的信息。
另外,在本实施方式中,在检测出对车辆的行驶产生影响的影响因素的情况下生成动态行驶轨迹,并且将现有的静态行驶轨迹与新生成的动态行驶轨迹的路径成本进行比较(S72、S73),仅在判定为推荐使用动态行驶轨迹的情况下才将静态行驶轨迹置换为动态行驶轨迹(S75),但在生成了动态行驶轨迹的情况下也可以将静态行驶轨迹置换为动态行驶轨迹。
另外,在本实施方式中,作为在静态行驶轨迹上反映动态行驶轨迹的单元,将静态行驶轨迹的一部分置换为动态行驶轨迹(S75),但也可以进行轨迹的修正,以使静态行驶轨迹接近动态行驶轨迹,而不是置换。
另外,在本实施方式中,作为用于自动地进行行驶而与用户的驾驶操作无关的自动驾驶支援,对以车辆控制ECU40控制车辆的操作中的与车辆的行为有关的所有操作即加速器操作、制动器操作以及方向盘操的情况进行了说明。但是,也可以将车辆控制ECU40控制车辆的操作中的与车辆的行为有关的操作即加速器操作、制动器操作以及方向盘操作中的至少一个操作的情况作为自动驾驶支援。另一方面,对基于用户的驾驶操作的手动驾驶是由用户进行车辆的操作中的与车辆的行为有关的所有操作即加速器操作、制动器操作以及方向盘操作的情况进行说明。
另外,本发明的驾驶支援并不限定于车辆的自动驾驶的自动驾驶支援。例如,除了将静态行驶轨迹、动态行驶轨迹显示在导航画面上之外,还可以通过使用声音、画面等的引导(例如车道变更的引导、推荐车速的引导等)进行驾驶支援。另外,还可以通过将静态行驶轨迹、动态行驶轨迹显示在导航画面上来支援用户的驾驶操作。
另外,在本实施方式中,虽然自动驾驶支援程序(图4)由导航装置1执行,但也可以由导航装置1以外的车载器或车辆控制ECU40执行。在该情况下,车载器、车辆控制ECU40从导航装置1或服务器装置4获取车辆的当前位置、地图信息等。而且,服务器装置4也可以执行自动驾驶支援程序(图4)的步骤的一部分或全部。在该情况下,服务器装置4相当于本申请的驾驶支援装置。
另外,除了导航装置之外,本发明还可以应用于移动电话、智能手机、平板终端、个人计算机等(以下,称为便携终端等)。另外,也可以应用于由服务器和便携终端等构成的系统。在该情况下,上述的自动驾驶支援程序(参照图4)的各步骤也可以是服务器和便携终端等中的任意一个实施的结构。但是,在将本发明应用于便携终端等的情况下,需要使能够执行自动驾驶支援的车辆与便携终端等以可进行通信的方式连接(无论是有线还是无线的方式)。
另外,上述说明了将本发明的驾驶支援装置具体化的实施例,但驾驶支援装置也能够具有以下的结构,在该情况下,能够获得以下的效果。
例如,第一结构如下所述。
驾驶支援装置具有:行驶预定路径获取单元(51),获取车辆(5)行驶的行驶预定路径;车道网络获取单元(51),基于包含车道形状的地图信息,针对所述行驶预定路径,获取表示车辆能够选择的车道移动的网络即车道网络;候补获取单元(51),通过所述车道网络确定并获取车辆在所述行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补;车道变更位置设定单元(51),对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置;推荐移动方式选择单元(51),考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式;以及驾驶支援单元(51),进行用于使车辆按照由所述推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式进行移动的驾驶支援。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,通过车道网络确定并获取车辆能够选择的车道移动方式的候补,并且对于各候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置,在该状态下从车道移动方式的候补中选择推荐的车道移动方式,因此能够适当地选择进行所推荐的车道变更的车道移动方式。其结果,能够防止车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,从而能够适当地实施驾驶支援。
另外,第二结构如下所述。
所述车道网络是将所述行驶预定路径划分为多个并对位于被划分的各区段的边界的各车道设定节点(75)、且具有连接所设定的节点之间的路段(76)的网络,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补,通过所述车道网络中所包含的路段确定车辆行驶的车道和进行车道变更的位置。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,能够进行用于使车辆按照进行所推荐的车道变更的车道移动方式进行行驶的支援。
另外,第三结构如下所述。
所述驾驶支援装置具有:范围设定单元(51),对于由所述候补获取单元(51)获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,针对所包含的每个车道变更来设定能够进行车道变更的范围即车道可变更范围,所述车道变更位置设定单元在所述车道可变更范围内设定所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,由于针对车道移动方式的候补而将车道变更开始位置以及车道变更结束位置预先设定在能够实施的位置,因此,即使在任一个候补被选择为所推荐的车辆的车道移动方式的情况下,也能够基于所选择的车道移动方式适当地实施驾驶支援。
另外,第四结构如下所述。
所述推荐移动方式选择单元(51)针对每个所述车道移动方式的候补,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置计算成本,并比较计算出的成本,以从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时所推荐的车辆的车道移动方式。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,通过使用考虑了车道变更开始位置以及车道变更结束位置的成本,能够适当地选择在最推荐的位置进行车道变更的车道移动方式。而且,通过基于所选择的车道移动方式进行驾驶支援,从而能够适当地实施驾驶支援。
另外,第五结构如下所述。
所述驾驶支援装置具有:推荐位置设定单元(51),对于由所述候补获取单元(51)获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随为了通过分岔点而进行的车道变更的所述车道移动方式的候补,在距所述分岔点规定距离的近前侧的地点设定推荐位置;以及推荐位置修正单元(51),对于由所述车道变更位置设定单元(51)设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置中的、设定在比所述推荐位置更靠所述分岔点侧的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,以接近所述推荐位置的方式修正所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,能够将为车道移动方式的候补设定的车道变更开始位置以及车道变更结束位置修正为尽可能地接近推荐车道变更的位置。其结果,能够基于在推荐的位置进行车道变更的车道移动方式,适当地实施驾驶支援。
另外,第六结构如下所述。
所述推荐移动方式选择单元(51)优先将在接近所述推荐位置的位置进行车道变更的所述车道移动方式的候补选择为车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,能够选择在尽可能接近推荐车道变更的位置的时刻进行车道变更的车道移动方式作为车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。其结果,能够防止车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,从而能够适当地实施驾驶支援。
另外,第七结构如下所述。
所述推荐移动方式选择单元(51)优先将在超车车道上行驶的距离较短的所述车道移动方式的候补选择为车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,能够选择在超车车道上移动的距离尽可能小的车道移动方式作为车辆移动时所推荐的车辆的车道移动方式。
另外,第八结构如下所述。
所述驾驶支援装置具有:间隔修正单元,对于由所述候补获取单元(51)获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随多个车道变更的所述车道移动方式的候补,将由所述车道变更位置设定单元(51)设定的多个所述车道变更位置修正为间距规定间隔以上。
根据具有上述结构的驾驶支援装置,能够对车道变更位置进行修正,使得不会连续进行多次的车道变更。其结果,能够防止车辆行驶时进行未被推荐的车道变更,从而能够适当地实施驾驶支援。
附图标记的说明:
1:导航装置、2:驾驶支援系统、3:信息发布中心、4:服务器装置、5:车辆、15:高精度地图信息、33:导航ECU、39:车外摄像头、40:车辆控制ECU、51:CPU、52:RAM、53:ROM、54:闪存、61:行驶预定路径、75:车道节点、76:车道路段、77:车道变更位置
Claims (6)
1.一种驾驶支援装置,其中,
具有:
行驶预定路径获取单元,获取车辆行驶的行驶预定路径;
车道网络获取单元,基于包含车道形状的地图信息,针对所述行驶预定路径,获取表示车辆能够选择的车道移动的网络即车道网络;
候补获取单元,通过所述车道网络确定并获取车辆在所述行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补;
车道变更位置设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置;
推荐移动方式选择单元,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式;以及
驾驶支援单元,进行用于使车辆按照由所述推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式进行移动的驾驶支援。
2.根据权利要求1所述的驾驶支援装置,其中,
所述车道网络是将所述行驶预定路径划分为多个并对位于被划分的各区段的边界的各车道设定节点、且具有将所设定的节点之间相连的路段的网络,
对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补,通过所述车道网络中所包含的路段来确定车辆行驶的车道和进行车道变更的位置。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶支援装置,其中,
所述驾驶支援装置具有:范围设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,针对所包含的每个车道变更设定能够进行车道变更的范围即车道可变更范围,
所述车道变更位置设定单元在所述车道可变更范围内设定所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驾驶支援装置,其中,
所述推荐移动方式选择单元针对每个所述车道移动方式的候补,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置来计算成本,
所述推荐移动方式选择单元比较计算出的成本,以从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驾驶支援装置,其中,
具有:
推荐位置设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随为了通过分岔点而进行车道变更的所述车道移动方式的候补,在距所述分岔点规定距离的近前侧的地点设定推荐位置;以及
推荐位置修正单元,对于由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置中的、设定在比所述推荐位置更靠所述分岔点侧的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,以接近所述推荐位置的方式修正所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置。
6.一种计算机程序,使计算机作为以下单元发挥功能:
行驶预定路径获取单元,获取车辆行驶的行驶预定路径;
车道网络获取单元,基于包含车道形状的地图信息,针对所述行驶预定路径,获取表示车辆能够选择的车道移动的网络即车道网络;
候补获取单元,通过所述车道网络确定并获取车辆在所述行驶预定路径上移动时能够选择的车道移动方式的候补;
车道变更位置设定单元,对于由所述候补获取单元获取的所述车道移动方式的候补中的、伴随车道变更的所述车道移动方式的候补,将开始车道变更的车道变更开始位置以及结束车道变更的车道变更结束位置优先设定在靠近目的地的位置;
推荐移动方式选择单元,考虑由所述车道变更位置设定单元设定的所述车道变更开始位置以及所述车道变更结束位置,从所述车道移动方式的候补中选择车辆移动时推荐的车辆的车道移动方式;以及
驾驶支援单元,进行用于使车辆按照由所述推荐移动方式选择单元选择的车道移动方式进行移动的驾驶支援。
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