CN116234740A - 路径生成装置及行驶辅助控制装置 - Google Patents

Abstract

车辆的路径生成装置(110)包括生成车辆的目标路径的目标路径生成部(101)、设定相对于目标路径的横向的校正量即横向位置校正量的横向位置校正量设定部(102)、以及基于目标路径和横向位置校正量运算校正路径的目标路径校正部(103)。

Description

路径生成装置及行驶辅助控制装置

技术领域

本申请涉及生成车辆要行驶的路径的路径生成装置以及使用该路径生成装置的行驶辅助控制装置。

背景技术

以往，已知有与车辆的自动转向行驶相关的控制技术。例如，在专利文献1中，公开了一种当车辆在车道内行驶时能够执行辅助转向的车道维持辅助控制的车道维持辅助装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-217707号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在车道维持控制系统等行驶辅助控制系统中，通常通过对基于检测车辆前方的道路信息的传感器而计算出的目标路径和本车行驶路径的偏差进行反馈的控制来决定转向角。在自动转向系统启动时等与目标行驶位置的偏差不连续地变化的情况下或者行驶辅助控制开始时，车辆不能追随目标路径。另外，在以往的反馈横向位置偏差的控制中，在控制开始时转向角指令急剧变化，有可能在车辆的行驶轨迹上产生摇晃。

本申请是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，得到一种路径生成装置，通过根据车辆的行驶状态对目标路径进行校正，可以生成车辆能够追随的校正路径。

用于解决技术问题的技术手段

本申请公开的路径生成装置包括：生成车辆的目标路径的目标路径生成部、设定相对于目标路径的横向的校正量即横向位置校正量的横向位置校正量设定部、以及基于横向位置校正量运算校正路径的目标路径校正部。

发明效果

根据本申请公开的路径生成装置，通过根据车辆的行驶状态对目标路径进行校正，能够生成转向角指令不急剧变化、且车辆能够追随的校正路径。

附图说明

图1是表示搭载了包括实施方式1所涉及的路径生成装置的行驶辅助控制装置的车辆的结构的图。

图2是表示包括实施方式1所涉及的路径生成装置的行驶辅助控制装置的框图。

图3是表示包括实施方式1所涉及的路径生成装置的行驶辅助控制装置的硬件结构的框图。

图4是用于说明实施方式1所涉及的路径生成装置的目标路径校正部的动作的图。

图5是表示成为实施方式1所涉及的行驶辅助控制装置的控制对象的行驶场景的一个示例的图。

图6是表示图5的行驶场景中的以往的车辆行驶控制的动作的模拟结果的图。

图7是用于说明图5的行驶场景中的实施方式1所涉及的路径生成装置的目标路径校正部的动作的图。

图8是表示包括图5的行驶场景中的实施方式1所涉及的路径生成装置的行驶辅助控制装置的动作模拟结果的图。

图9是实施方式1所涉及的行驶辅助控制装置的变形例的框图。

图10是表示实施方式1的变形例中成为行驶辅助控制装置的控制对象的行驶场景的一个示例的图。

图11是表示实施方式1的变形例即行驶辅助控制装置的动作的模拟结果的图。

图12是表示包括实施方式2所涉及的路径生成装置的行驶辅助控制装置的框图。

图13是表示成为实施方式所涉及的行驶辅助控制装置的控制对象的行驶场景的一个示例的图。

图14是表示成为实施方式2所涉及的行驶辅助控制装置的控制对象的行驶场景的模拟结果的图。

图15是表示实施方式3所涉及的行驶辅助控制装置的框图。

图16是说明实施方式3所涉及的行驶辅助控制装置的动作的图。

图17是表示成为实施方式3所涉及的行驶辅助控制装置的控制对象的行驶场景的模拟结果的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式所涉及的车辆的路径生成装置及行驶辅助控制装置进行说明。各图中，对相同或相当部分标注了同一标号。

实施方式1.

图1表示与实现车辆的行驶辅助控制装置100的车辆的转向有关的结构的一个示例。

在车辆(也称为本车辆)10上搭载有车速检测器1、偏航率检测器2、摄像头3、驾驶辅助ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)4、转向ECU 5、转向机构6以及转向轮7。车速检测器1检测本车辆10的行驶速度，并发送给驾驶辅助ECU 4。偏航率检测器2检测本车辆10的偏航率，并发送给驾驶辅助ECU 4。摄像头3拍摄在表示车道区域的道路上绘制的白线，将本车辆10前方的白线信息发送给驾驶辅助ECU 4。

驾驶辅助ECU 4实现后述的行驶辅助控制装置100的功能。驾驶辅助ECU 4根据从车速检测器1获取的本车辆10的行驶速度、从偏航率检测器2获取的本车辆10的偏航率、以及从摄像头3获取的本车辆10的前方的白线信息，向转向ECU 5发送控制指令。转向ECU 5根据来自驾驶辅助ECU 4的控制指令控制转向机构6的动作。转向轮7根据转向机构6的动作决定相对于本车辆10的角度，控制本车辆10的横向运动。

图2是用于说明实施方式1所涉及的车辆的行驶辅助控制装置100的功能框图。

行驶辅助控制装置100由路径生成装置110和转向量运算部104构成。

路径生成装置110根据由车速检测器1检测出的车速、由偏航率检测器2检测出的偏航率、以及摄像头3检测出的车辆前方的道路信息，运算车辆要行驶的车辆前方的目标路径。

转向量运算部104生成用于追随目标路径而行驶的转向角指令δ^*并输出到转向ECU 5。转向ECU 5根据转向角指令δ^*，将驱动车辆的转向的致动器控制为车辆的转向角δ与转向角指令δ^*相一致。

车辆的路径生成装置110包括目标路径生成部101、横向位置校正量设定部102、以及目标路径校正部103。

目标路径生成部101根据由车速检测器1、偏航率检测器2以及摄像头3检测出的信息，运算目标路径，并输入到目标路径校正部103。

横向位置校正量设定部102决定目标路径的横向位置校正量，并输入到目标路径校正部103和转向量运算部104。

目标路径校正部103根据横向位置校正量校正由目标路径生成部101计算出的目标路径，将校正后的路径信息输入到转向量运算部104。

以上说明的路径生成装置110以及行驶辅助控制装置100的结构能够使用计算机来构成，并且上述的各结构可通过计算机执行程序来实现。即，图2所示的车辆的路径生成装置110的目标路径生成部101、横向位置校正量设定部102、目标路径校正部103以及转向量运算部104例如由图3所示的处理器1000实现。对于处理电路1000，适用CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等，并通过执行收纳于存储装置1001的程序来实现上述各结构的功能。在其他的实施方式中也一样。

接着，在图2中对车辆的路径生成装置110以及行驶辅助控制装置100的各部分的动作进行详细说明。

在目标路径生成部101中，作为从摄像头3获取的本车辆10的前方的白线信息，对于左右各白线，得到白线相对于本车的横向位置C0_R、C0_L、姿势角C1_R、C1_L、路径曲率C2_R、C2_L。

目标路径例如为左右白线的中心时，相对于本车辆10的目标路径的横向位置C0、姿势角C1、路径曲率C2通过以下的式(1)、式(2)、式(3)计算。

[数学式1]

[数学式2]

[数学式3]

目标路径也可以根据行驶条件，将横向位置C0如下式(4)那样靠近左右任一方的线作为目标路径。此处，C0₀是常数。

[数学式4]

在横向位置校正量设定部102中，相对于由目标路径生成部101生成的目标路径独立地根据行驶条件等以任意的定时设定第一横向位置校正量、第二横向位置校正量，将从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量的阶跃输入作为横向位置校正量y_ofst来输出。

在目标路径校正部103中，基于由横向位置校正量设定部102设定的横向位置校正量y_ofst生成校正路径。校正路径的目标横向位置y_flt、目标横向速度vy_flt、目标横向加速度ay_flt可以使用横向位置校正量y_ofst和滤波器F_dref(s)，并通过以下的公式(5)、式(6)、式(7)求出。s是拉普拉斯算子。

[数学式5]

y_flt＝F_dref(s)y_ofst···(5)

[数学式6]

v_yflt＝sy_flt＝s(F_dref(s)y_ofst)···(6)

[数学式7]

a_yflt＝s²y_flt＝s²(F_dref(s)y_ofst)···(7)

在上述式(5)中，通过将滤波器F_dref(s)的输入设定为从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量的阶跃输入即横向位置校正量y_ofst，能够生成从第一横向位置校正量收敛到第二横向位置校正量为止的时间履历来作为目标路径的校正路径。

图4表示目标路径校正部103的动作例。图4的第1层(上段)所显示的动作特性的虚线表示从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量的阶跃输入即横向位置校正量y_ofst的时刻履历，实线表示校正路径的横向位置的时刻履历。在该图的第2层(中段)中显示的动作特性的实线表示校正路径的横向速度的时刻履历。在该图的第3层(下段)中显示的动作特性的实线表示校正路径的横向加速度。

此外，使用式(5)、(6)、(7)，由于校正路径与目标路径的式(1)、(2)、(3)的形式一致，因此通过以下的式(8)、式(9)、式(10)计算相对于本车辆10的校正路径的横向位置C0’、姿势角C1’、曲率C2’。

[数学式8]

C0′＝C0+y_flt···(8)

[数学式9]

[数学式10]

在式(9)、(10)中，V表示本车辆10的车速。

滤波器F_dref(s)使用例如下式(11)所示的二阶低通滤波器。ζ是衰减系数，ωn是频率。

[数学式11]

移动平均滤波器可以用于滤波器F_dref(s)。下式(12)为时间常数τ的移动平均滤波器。

[数学式12]

滤波器F_dref(s)可以使用式(12)的移动平均滤波器进行帕德近似。下式(13)表示二阶帕德近似。

[数学式13]

在下式(14)中示出了应用二阶帕德近似的移动平均滤波器。

[数学式14]

滤波器F_dref(s)可以使用两个移动平均滤波器组合而得的两级移动平均滤波器。下式(15)表示合成了时间常数τ_1d、τ_2d的两个移动平均滤波器而得的传递函数。

[数学式15]

转向量运算部104基于校正路径的横向位置C0’、姿势角C1’、曲率C2’、车速V和偏航率γ_ego来运算转向角指令δ^*。

横向位置偏差y_e、偏航角偏差r_e、偏航率偏差γ_e表示使用校正路径的式(8)、(9)、(10)及本车辆10的车速V、偏航率γ_ego，通过以下的式(16)、式(17)、式(18)来计算。

[数学式16]

y_e＝C0′···(16)

[数学式17]

r_e＝C1′···(17)

[数学式18]

γ_e＝C2′×V-γ_ego···(18)

具体而言，转向角指令δ^*用下式(19)进行运算。在式(19)中，Ki(i＝1、2、3)表示控制增益。

[数学式19]

接着，以实际的具体的行驶场景的示例说明行驶辅助控制。图5是实施方式1的行驶场景的一个示例，表示行驶辅助控制开始的瞬间的车辆位置。

首先，在图5中，在没有校正路径的以往的行驶辅助控制的情况下，在存在与目标路径的横向位置偏差y_e的状态下开始控制。在图5的条件下，图6表示在没有校正路径的以往的情况下的示例中进行了模拟的结果。在图6的情况下，当如式(19)那样进行转向角指令的控制时，由于在存在横向位置偏差y_e的状态下开始控制，因此以与式(19)的第1项相当的横向偏差补偿项相当大小的转向角指令开始控制。另外，在没有校正路径情况下，由于目标路径总是与道路平行，因此式(19)的第2项、第3项为利用偏航角偏差r_e、偏航率偏差γ_e给出抑制转向的转向角指令。由此，车辆的实际转向角在行驶辅助控制开始时不能追随转向角指令，并且实际转向角变得平缓，其结果是，车辆的横向位置偏差的收敛也变得平缓。

接着，在搭载了包括实施方式1的路径生成装置110及转向量运算部104的行驶辅助控制装置100的车辆从图5所示的车辆位置开始行驶辅助控制的情况下，当由目标路径生成部101生成车道中心作为目标路径Rt时，相对于目标路径Rt产生横向位置偏差。此时，横向位置校正量设定部102作为横向位置校正量y_ofst输出从行驶辅助控制开始时的横向偏差初始值向零(0)的阶跃输入。

这里，作为目标路径校正部103的动作的示例，在从控制开始2.0[s]后生成校正路径从横向位置偏差1.0[m]收敛到横向位置偏差0[m]这样的校正路径Rr的情况下，使用两级移动平均滤波器，以该时间常数τ_1d,τ_2d之和为2.0[s]的方式设定例如τ_1d＝τ_2d＝1.0[s]。

当此时的横向位置校正量y_ofst被输入时的滤波器响应如图7所示那样。在图7的第1层(上段)所显示的动作特性表示横向位置校正量y_ofst和目标横向位置y_flt的时间履历。该图的第2层(中段)所显示的动作特性表示目标横向速度vy_flt的时间履历。第3层(下段)所显示的动作特性表示目标横向加速度ay_flt的时间履历。通过该动作，可以生成校正路径Rr，该校正路径Rr从控制开始时的车辆的横向位置在2.0[s]后使与目标路径Rt的偏差收敛到零(0)。

另外，在转向量运算部104中，根据由过滤器计算出的校正路径，通过式(19)，以追随校正路径Rr的方式控制转向角指令。

图8是使用本实施方式中的校正路径进行辅助控制时的示例。在图6的情况下，车辆的实际转向角不能追随转向角指令，其结果是横向位置偏差的收敛也缓慢，与此相对地，在使用了校正路径的情况下，如图8所示，转向角指令从控制开始时连续变化，由于实际转向角也能够进行控制以追随它，因此可以进行控制以使与校正后的目标路径Rt的横向偏差收敛。

如上所述，在实施方式1中，横向位置校正量设定部输出从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量的阶跃输入来作为所述横向位置校正量，目标路径校正部在从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量收敛时，则运算横向位置校正量的微分值即横向速度校正值和横向速度校正值的微分值即横向加速度校正值，根据横向位置校正量、横向速度校正值、横向加速度校正值，校正作为目标路径的横向位置、姿势角、曲率。

另外，在横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为行驶辅助控制开始时的横向偏差初始值，第二横向位置校正量为零(0)。

如上所说明的那样，在实施方式1中，通过基于相对于根据本车辆及道路信息计算出的目标路径独立地设定的横向位置校正量来校正目标路径，从而在进行控制以使该校正路径与车辆的行驶路径一致的情况下能够运算在没有以往的校正路径的情况下不可能的连续的转向角指令。因此，能够使车辆以追随校正路径的方式行驶。

实施方式1的变形例.

图9是表示实施方式1的变形例即路径生成装置110A和行驶辅助控制装置100A的结构的功能框图。在本变形例中，对将路径生成装置110A应用于车道变更的情况的示例进行说明。图9是将图1的横向位置校正量设定部102变更为横向位置校正量设定部102A，将目标路径校正部103变更为目标路径校正部103A的结构。

在横向位置校正量设定部102A中，将车道变更开始时的时刻设为t＝0，如下式(20)那样运算横向位置校正量y_ofst。

[数学式20]

Y_lane是向相邻车道的横向移动量，即车道宽度。在移动到左侧相邻的车道的情况下，使用左侧相邻车道的白线的左横向位置、右横向位置即C0_LR、C0_LL，如以下的式(21)那样进行运算。同样地，在移动到右侧相邻的车道的情况下，使用右侧相邻车道的白线的左横向位置、右横向位置即C0_RR、C0_RL，如以下的式(22)那样进行运算。

[数学式21]

[数学式22]

在目标路径校正部103A中，基于由横向位置校正量设定部102设定的横向位置校正量y_ofst来生成校正路径。车道变更前半部分(开始～偏离本车道)相对于本车辆10的校正路径的横向位置C0’、目标横向速度vy_flt、目标横向加速度ay_flt与实施方式1的式(5)、(6)、(7)相同。车道变更后半部分(偏离本车道～到达相邻车道中央)的校正路径的目标横向位置y_flt如下式(23)那样进行运算。

[数学式23]

C0′＝C0+y_flt-Y_lane···(23)

接着，以实际的具体的行驶场景的示例为基础，说明由路径生成装置110A及转向量运算部104进行的车道变更的动作内容。

图10是实施方式1的变形例中的行驶场景的一个示例，表示从左车道向右车道的车道变更开始的瞬间的车辆位置。图11表示此时的模拟动作。横向位置校正量设定部102A作为横向位置校正量yofst，输出从作为当前的车道中心的零(0)即车道变更前的目标路径Rta向作为右侧相邻车道的车道中心的车道变更后的目标路径Rtb的阶跃输入。然后，横向位置校正量设定部102A输出用于从当前的车道中心向右侧相邻车道的车道中心移动的校正路径Rr。由此，转向量运算部104能够运算用于车道变更的转向角指令。

这里，在车道变更前半部分(开始～偏离本车道)Fh中，本车辆10将左车道左白线L1识别为左白线L，将左车道右白线Lr识别为右白线R，通过式(8)求出相对于本车辆10的校正路径的横向位置C0’。另一方面，在车道变更后半(偏离本车道～到达相邻车道中央)Lh中，本车辆10将右车道左白线R1识别为左白线L，将右车道右白线识别为右白线R，相对于本车辆10的校正路径的横向位置C0’成为式(23)。图11的第1层(上层)表示本车辆10相对于各车道的横向位置的时间履历。该图的第2层(中段)表示针对各车道本车辆10相对于识别的白线的横向位置的时间履历。第3层(下段)表示计算出的转向角指令和实际转向角的时间履历。在图11的第1层(上段)和第2层(中段)显示的Y_lane相当于向相邻车道的横向移动量，即车道宽度。

如上所述，实施方式1的变形例中，在横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为零(0)，第二横向位置校正量是用于向相邻的车道进行车道变更的横向移动量。

如以上说明的那样，在实施方式1的变形例中，对于根据本车辆及道路信息计算出的目标路径，通过以从当前的车道中心向相邻车道的车道中心移动的方式校正目标路径，能够运算用于车道变更的转向角指令。

在实施方式1的变形例中，对车道变更时的路径生成的示例进行了说明，但通过使用本结构，也能够同样适用于脱离本线路的路径生成。例如，通过在横向位置校正量设定部102A中的第二横向位置校正量中设定向路侧的横向移动量，在退避到路侧的情况下，或者为了乘客的上下车而向路侧移动的情况下，也能够应用本实施方式的技术。

实施方式2.

图12是用于说明实施方式2所涉及的车辆的行驶生成装置210和行驶辅助控制装置200的功能框图。

路径生成装置110包括目标路径生成部101、横向位置校正量设定部102、目标路径校正部103以及转向回避判定部105。

实施方式2所涉及的路径生成装置210是在实施方式1所涉及的路径生成装置110中增加转向回避判定部105而得的装置。

转向回避判定部105将来自摄像头3的前方的障碍物信息作为输入，判定是否通过转向回避障碍物，在判定成立时输出横向回避量。

横向位置校正量设定部102基于横向回避量的输入，决定目标路径的横向位置校正量，并输入到目标路径校正部103和转向量运算部104。

目标路径校正部103根据横向位置校正量校正由目标路径生成部101计算出的目标路径，将校正后的路径信息输入到转向量运算部104。

转向量运算部104根据校正路径，生成转向角指令δ^*并输入到转向ECU 5。

对实施方式2所涉及的路径生成装置210的具体动作进行说明。

转向回避判定部105是基于由摄像头、雷达等传感器识别出前方的障碍物相对于本车的相对纵向位置χ_rel、相对横向位置y_obj、横向宽度w_obj及相对速度v_rel的输入、以及预先存储在存储装置1001中的本车的车宽w_ego、回避余量y_marge，针对纵向及横向双方的条件来判定转向回避必要性，双方成立时转向回避判定成立。另外，在转向回避判定成立时，输出该横向回避所需的横向移动量y_avoid。

首先，说明对障碍物的纵向的转向回避必要性判定条件。基于本车相对于障碍物的碰撞余量时间t_ttc，在碰撞余量时间t_ttc低于预先设定的碰撞余量时间的阈值t_ttc0的情况下，将此时的本车横向位置作为初始值，输出阶跃量(横向移动量)y_avoid的阶跃输入来作为横向位置校正量y_ofst。

使用障碍物和本车的相对位置x_rel以及相对速度v_rel，用下式(24)表示碰撞余量时间t_ttc。

[数学式24]

接着，对横向的转向回避必要性判定条件进行说明。在横向的判定中，基于障碍物的相对横向位置y_obj、横向宽度w_obj的输入、以及预先存储在存储装置1001中的本车的车宽w_ego、回避余量y_marge，判定到达障碍物位置时的碰撞可能性。横向的判定条件由下式(25)表示。

[数学式25]

计算并输出在判定成立时横向回避障碍物行驶所需的横向移动量y_avoid。考虑横向移动量y_avoid向左右双向的回避，通过下式(26)计算。

[数学式26]

横向位置校正量设定部102基于横向移动量y_avoid的输入，在横向移动量y_avoid被输入为非零值的情况下，将此时的本车横向位置作为初始值，输出横向移动量y_avoid的阶跃输入来作为横向位置校正量y_ofst。

接着，以实际的具体的行驶场景的示例为基础，说明实施方式2中的行驶辅助控制装置200的动作内容。

图13表示由行驶辅助控制装置200进行的行驶场景的一个示例。图13表示在车辆行驶路径前方存在障碍物Ob，如果在原来的行驶路径上继续行驶则有可能发生碰撞的行驶场景。图13是沿着目标路径Rt行驶中的车辆(本车辆)10在校正路径Rr上行驶来避开障碍物Ob的一个示例。

图14表示图13的行驶场景的模拟结果。图14的第1层(上层)的实线表示障碍物的碰撞余量时间t_ttc，虚线表示碰撞余量时间的阈值t_ttc0。第2层(中段)的实线表示车辆的实际行驶位置，虚线表示目标路径。第3层(下段)的实线表示实际转向角，虚线表示转向角指令。

转向回避判定部105针对纵向及横向双方的条件判定转向回避必要性，但在图13的行驶场景中，关于横向的条件，回避前始终成立，因此在此考虑纵向的条件。图14的第1层(上段)的实线表示障碍物的碰撞余量时间t_ttc随着时间而减少的状态，在虚线所示的碰撞余量时间的阈值t_ttc0以下的情况下，对障碍物的纵向的条件成立，转向回避判定部105输出相当于横向回避量的横向移动量y_avoid。此时，横向位置校正量设定部102将当前的本车的横向位置作为初始值，输出横向移动量y_avoid的阶跃输入来作为横向位置校正量y_ofst。目标路径校正部103设定为两级移动平均滤波器的时间常数τ_1d、τ_2d之和被成为碰撞余量时间的阈值t_ttc0以下。由此定义的两级移动平均滤波器的传输特性F(s)生成仅横向移动从横向位置校正量y_ofst的阶跃时间到碰撞余量时间的阈值t_ttc0以内回避障碍物所需的横向移动量y_avoid的校正路径。之后，转向量运算部104提供转向角指令，以使其追随所生成的校正路径。

如上所述，实施方式2中，在横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为零(0)，第二横向位置校正量是用于回避前方的障碍物的横向移动量。

如上所述，在实施方式2中，在判定为有可能与障碍物碰撞的情况下，路径生成装置210生成用于避免碰撞的校正路径，能够通过转向量运算部104进行回避转向。

实施方式3.

图15表示实施方式3中的行驶辅助控制装置200A的功能框图。关于转向量运算部104A以外的功能与实施方式2相同，因此省略说明。

实施方式3中的转向量运算部104A由FB(反馈)转向角指令控制部106、FF(前馈)转向角指令控制部107以及转向角指令加法部108构成。

在FB转向角指令控制部106中，将校正路径作为输入，例如如实施方式1的式(19)所示，运算FB转向角指令δ_FB ^*并输出。

在FF转向角指令控制部107中，将横向位置校正量y_ofst作为输入，基于目标路径校正部103的传递特性及车辆运动模型的逆传递函数，运算FF转向角指令δ_FF ^*并输出。

在转向角指令加法部108中使FB转向角指令δ_FB ^*和FF转向角指令δ_FF ^*相加，并作为转向角指令δ^*输入到转向ECU 5。

接着，说明FF转向角指令控制部107的具体动作内容。

作为车辆运动模型，例如使用作为稳定圆转弯时的转向角响应的稳定转弯模型或将车辆的横向运动、偏航旋转运动近似为二轮车的二轮模型等。

考虑到稳定转弯模型，已知从前轮轮胎角δf到横向位置y的传递函数G(s)由以下的式(27)、式(28)、式(29)来表示。

[数学式27]

y＝G(s)δ_f···(27)

[数学式28]

[数学式29]

在式(28)、(29)中，s表示拉普拉斯算子。A表示车辆的稳定性系数。m表示车辆的质量。1表示车辆的轴距。1f表示车辆重心-前轮轴间距离。1r表示车辆重心-后轮轴间距离。kf表示车辆的前轮转弯功率。kr表示车辆的后轮转弯功率。这些参数预先存储在存储装置1001中。

另外，考虑二轮模型，已知从前轮轮胎角δ_f到横向位置y的传递函数G(s)由以下的式(30)、式(31)来表示。

[数学式30]

[数学式31]

在式(30)、(31)中，I表示偏航惯性力矩。

为了以车辆追随校正路径的方式提供转向角，使用目标路径校正部103的传递特性F(s)和所述车辆运动模型的逆传递函数G^(-1)(s)，从横向位置校正量y_ofst到FF转向角指令δ_FF ^*的传输特性可以由下式(32)给出。

[数学式32]

根据以上的运算内容，作为示例，在如图16的上段那样使用从横向位置校正量的传递特性F(s)的滤波器计算校正路径的情况下，用于追随该校正路径的FF转向角指令δ_FF ^*通过式(7)进行运算，成为如图16的下段那样。

这里，与实施方式2同样，图17表示在图13的行驶场景中使用实施方式3的行驶辅助控制装置200A时的模拟结果。

与图14相同，图17的第1层(上层)的实线表示障碍物的碰撞余量时间t_ttc，虚线表示碰撞余量时间的阈值t_ttc0。该图的第2层(中段)的实线表示车辆的实际行驶位置，虚线表示目标路径。该图的第3层(下段)的实线表示实际转向角，虚线表示转向角指令。由于实施方式3中的路径生成装置210的结构与实施方式2相同，因此，图17的第1层(上段)的障碍物的纵向条件以及该图的第2层(中段)的校正后的目标路径与图14相同。

这里，转向量运算部104A将横向位置校正量y_ofst作为输入，根据式(32)，运算FF转向角指令δ_FF ^*，将校正后的目标路径作为输入，在加上根据式(19)运算出的FB转向角指令δ_FB ^*之后作为转向角指令δ^*输出。通过加上FF转向角指令δ_FF ^*，与图14相比，在图17中转向角指令的绝对值变大，能够确认与障碍物回避的急转向对应地提高了对目标路径的追随性。

如上所述，在实施方式3中，包括对车辆沿着由路径生成装置求出的校正路径行驶的目标转向量进行运算的转向量运算部。

另外，在转向量运算部中，包括从车辆的转向角到车辆的横向位置的车辆横向运动的传递函数模型，使用车辆横向运动的逆传递函数和运算目标路径校正部中的横向位置校正量的传递函数，根据作为横向位置校正量设定部的输出的横向位置校正量，运算前馈转向角指令，并与目标转向量相加。

如上所述，在实施方式3的示例中，将从当前的本车行驶位置来回避障碍物所需的横向距离作为输入，运算用于追随目标的行驶路径的FF转向角指令，与根据校正后的目标路径运算出的FB转向角指令相加，由此能够提高对目标行驶路径的追随性。

虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。

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，设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

100行驶辅助控制装置、110路径生成装置、101目标路径生成部、102横向位置校正量设定部、103目标路径校正部、104转向量运算部、105转向回避判定部、106FB转向角指令控制部、107FF转向角指令控制部、108转向角指令加法部。

Claims (7)

1.一种路径生成装置，其特征在于，包括：

生成车辆的目标路径的目标路径生成部、设定相对于所述目标路径的横向的校正量即横向位置校正量的横向位置校正量设定部、以及基于所述横向位置校正量运算校正路径的目标路径校正部。

2.如权利要求1所述的路径生成装置，其特征在于，

所述横向位置校正量设定部将从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量的阶跃输入作为所述横向位置校正量来输出，所述目标路径校正部在从第一横向位置校正量向第二横向位置校正量收敛时，运算所述横向位置校正量的微分值即横向速度校正值和所述横向速度校正值的微分值即横向加速度校正值，根据所述横向位置校正量、所述横向速度校正值、所述横向加速度校正值，校正作为所述目标路径的横向位置、姿势角、曲率。

3.如权利要求2所述的路径生成装置，其特征在于，

在所述横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为行驶辅助控制开始时的横向偏差初始值，第二横向位置校正量为零。

4.如权利要求2所述的路径生成装置，其特征在于，

在所述横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为零，第二横向位置校正量是用于回避前方障碍物的横向移动量。

5.如权利要求2所述的路径生成装置，其特征在于，

在所述横向位置校正量设定部中，第一横向位置校正量为零，第二横向位置校正量是用于向相邻车道进行车道变更的横向移动量。

6.一种行驶辅助控制装置，其特征在于，

包括权利要求1至5中任一项所述的路径生成装置和转向量运算部，该转向量运算部运算所述车辆沿着由所述路径生成装置求出的所述校正路径行驶的目标转向量。

7.如权利要求6所述的行驶辅助控制装置，其特征在于，

在所述转向量运算部中，包括从所述车辆的转向角到所述车辆的横向位置的车辆横向运动的传递函数模型，使用所述车辆横向运动的逆传递函数和运算所述目标路径校正部中的所述横向位置校正量的传递函数，根据所述横向位置校正量设定部的输出即所述横向位置校正量运算前馈转向角指令，并与所述目标转向量相加。

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