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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-053478 , eingereicht am 17. März 2016, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung zur Durchführung einer Fahrtsteuerung durch Erkennung einer Fahrspur eines Hostfahrzeugs und eines vor dem Hostfahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs.
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2. Verwandte Technik
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In der verwandten Technik ist in einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil eine Nachfolgefahrtsteuerung bekannt, worin eine Kamera oder ein Radar eine Fahrspur eines Hostfahrzeugs oder ein vor dem Hostfahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug detektiert, um einen Zwischenfahrzeugabstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug auf einen geeigneten Abstand zu steuern, und worin eine Querposition des Hostfahrzeugs innerhalb der Fahrspur derart gesteuert wird, dass das Hostfahrzeug einer Fahrspurmittelposition oder einer Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs folgt.
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Zum Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldeschrift
(JP-A) Nr. 2000-20896 eine Technik, worin eine Fahrtsteuerung durchgeführt wird, um einer Fahrspurmittellinie zu folgen, wenn eine Fahrspurlinie auf einer Straße detektiert werden kann, und worin eine Fahrtsteuerung durchgeführt wird, um einer Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs zu folgen, wenn die Fahrspurlinie durch das vorausfahrende Fahrzeug verdeckt ist und nicht detektiert werden kann. Wenn gemäß dieser verwandten Technik das Hostfahrzeug so fährt, dass es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, wird eine Steuerungsverstärkung in einem Fall geschwächt, in dem basierend auf Karteninformation eine Möglichkeit bestimmt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug nach rechts oder links abbiegen könnte, und wird die Nachfolgefahrtsteuerung durch Schätzung einer Zickzackfahrt des vorausfahrenden Fahrzeugs basierend auf einer Änderung im Querversatz des vorausfahrenden Fahrzeugs geschwächt, um hierdurch zu versuchen, eine unangemessene Verhaltensänderung des Hostfahrzeugs zu verringern.
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Jedoch befasst sich die in der
JP-A Nr. 2000-20896 offenbarte Technik nicht mit der Steuerbarkeit, die erforderlich ist, wenn das Hostfahrzeug zwischen der Fahrt, um der Fahrspur nachzufolgen, und der Fahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen, umschaltet. Insofern das vorausfahrende Fahrzeug von einer Fahrspurmittellinie seitenversetzt fährt, besteht eine Möglichkeit, dass eine Verhaltensänderung des Hostfahrzeugs stark zunehmen könnte, wenn die Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, zu der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umgeschaltet wird.
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Zum Beispiel hat, wie in 5 dargestellt, in einer dreispurigen Straße, eine mittlere Fahrspur an beiden Seiten unterbrochen linierte Fahrspurlinien L1 und L2. Wenn das Hostfahrzeug C entlang der mittleren Fahrspur fährt, trifft daher das Hostfahrzeug C periodisch auf eine Szene, worin die Fahrspurlinien L1 und L2 an beiden Seiten gleichzeitig außerhalb eines Kamerablickfelds R liegen und nicht erkennbar sind. In einem Zustand, in dem die Fahrspurlinien L1 und L2 an beiden Seiten erkannt werden, fährt das Hostfahrzeug C so, dass es einer Mittelposition der Fahrspurlinien L1 und L2 folgt. Wenn jedoch die Fahrspurlinien L1 und L2 an beiden Seiten nicht erkennbar sind, wird die Fahrtsteuerung zu der Fahrtsteuerung umgeschaltet, dem vorausfahrenden Fahrzeug C1 zu folgen. Wenn in diesem Fall die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs C1 von der Fahrspurmittelposition versetzt ist, ändert sich ein Zielpunkt der Nachfolgefahrt von der Fahrspurmittelposition zur Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs C1, wodurch das Hostfahrzeug C unstetig fährt. Ferner besteht eine Möglichkeit, dass das Hostfahrzeug C aufgrund des periodischen Umschaltens der Nachfolgezielpunkte zickzack fahren könnte.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist wünschenswert, eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung anzugeben, welche Fahrsicherheit gewährleisten kann, indem sie eine Verhaltensänderung vom Hostfahrzeug unterbindet, wenn das Hostfahrzeug zwischen einer Fahrtsteuerung, um einer Fahrspur zu folgen, und einer Fahrtsteuerung, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umschaltet.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung vor, die zwischen einer Fahrtsteuerung zur Fahrt, um einer Fahrspur eines Hostfahrzeugs zu folgen, und einer Fahrtsteuerung zur Fahrt, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, durch Erkennung der Fahrspur und des vorausfahrenden Fahrzeugs umschaltet. Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung enthält: eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit, die in einem ersten Zustand, in dem das Hostfahrzeug die Fahrspur erkennt, einen seitlichen Versatzbetrag einer Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf eine Mittelposition der Fahrspur berechnet; und eine Steuerungszielpunktsetzeinheit, die die Mittelposition der Fahrspur als Steuerungszielpunkt der Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, setzt, wenn das Hostfahrzeug im ersten Zustand ist, und die eine Position, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als Steuerungszielpunkt der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, setzt, wenn das Hostfahrzeug von dem ersten Zustand zu einem zweiten Zustand wechselt, in dem das Hostfahrzeug die Fahrspur nicht erkennt.
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In einem Fall, in dem der zweite Zustand für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortdauert, kann die Steuerungszielpunktsetzeinheit den Versatzbetrag löschen, und den Steuerungszielpunkt auf die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs setzen.
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Wenn das Hostfahrzeug, nachdem im zweiten Zustand die Steuerungszielpunktsetzeinheit den Steuerungszielpunkt zur Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs gesetzt hat, zum ersten Zustand zurückkehrt, kann die Steuerungszielpunktsetzeinheit den Steuerungszielpunkt graduell zu der Mittelposition der Fahrspur bewegen.
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In einem Fall, in dem die Fahrspurlinie bei jedem festen Abstand intermittierend ist, kann die Steuerungszielpunktsetzeinheit, auf Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Hostfahrzeugs, bestimmen, ob der feste Abstand einen Abstand des unterbrochen linierten Fahrspurabschnitts der Fahrspurlinie überschreitet, um hierdurch zu bestimmen, ob der zweite Zustand für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortdauert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrtsteuerungssystems.
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2 beschreibt eine Änderung eines Steuerungszielpunkts, der in Hinblick auf den Versatz eines vorausfahrenden Fahrzeugs gesetzt ist.
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3 ist ein Flussdiagramm einer Fahrtsteuerung.
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4 beschreibt eine Änderung des Steuerungszielpunkts.
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5 beschreibt eine Verhaltensänderung eines Hostfahrzeugs beim Umschalten von Nachfolgefahrt in der verwandten Technik.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird ein Beispiel gemäß einem Aspekt der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 repräsentiert die Bezugszahl 10 ein Fahrtsteuerungssystem eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils, das eine Fahrtsteuerung einschließlich autonomer selbsttätiger Fahrt des Fahrzeugs durchführt. Das Fahrtsteuerungssystem 10 verwendet eine Konfiguration, worin um die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 herum eine Außenumgebungserkennungsvorrichtung 20, eine Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30, eine Motorsteuerungsvorrichtung 40, eine Getriebesteuerungsvorrichtung 50, eine Bremssteuerungsvorrichtung 60 und eine Lenksteuerungsvorrichtung 70 über einen Kommunikationsbus 150, der ein fahrzeugeigenes Netzwerk bildet, verbunden sind.
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Die Außenumgebungserkennungsvorrichtung 20 verwendet verschiedene Vorrichtungen wie etwa eine bordeigene Kamera, ein Millimeterwellenradar und ein Laserradar, um die Außenumgebung um das Hostfahrzeug herum zu erkennen. In diesem Beispiel wird hauptsächlich ein Fall beschrieben, worin, als die Außenumgebungserkennungsvorrichtung 20, eine bordeigene Kamera 1 und eine Bilderkennungsvorrichtung 2 verwendet werden, um die Außenumgebung zu erkennen.
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In diesem Beispiel ist die Kamera 1 eine Stereokamera, die zwei Kameras 1a und 1b enthält, die das gleiche Objekt aus unterschiedlichen Blickpunkten abbilden, und ist eine verschlusssynchronisierte Kamera mit einer Bildgebungsvorrichtung, wie etwa CCD und CMOS. Zum Beispiel sind die Kameras 1a und 1b in der Nähe eines inneren Rückspiegels, der sich innerhalb der Windschutzscheibe in einem oberen Abschnitt des Fahrzeuginnenraums befindet so angeordnet, dass sie eine vorbestimmte Grundlinienlänge haben.
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Ein von der Kamera 1 aufgenommenes Paar von rechten und linken Bildern wird von der Bilderkennungsvorrichtung 2 verarbeitet. Die Bilderkennungsvorrichtung 2 erhält durch Ausführung eines Stereoabgleichsprozesses einen Pixelabweichungsbetrag (Parallaxe) an entsprechenden Positionen der rechten und linken Bilder, und erzeugt ein Abstandsbild durch Umwandlung des Pixelverschiebungsbetrags in Helligkeitsdaten. Basierend auf Triangulationsprinzipien wird ein Punkt auf dem Abstandsbild in einen Punkt im realen Raum koordinatentransformiert, worin eine Fahrzeugbreitenrichtung des Hostfahrzeugs, d. h. eine Querrichtung, auf eine X-Achse gesetzt wird, eine Fahrzeughöhenrichtung auf eine Y-Achse gesetzt wird und eine Fahrzeuglängsrichtung, d. h. Abstandsrichtung, auf eine Z-Achse gesetzt wird. Auf diese Weise erkennt die Bilderkennungsvorrichtung 2 dreidimensional eine Fahrspurlinie (Fahrspur), ein Hindernis, und ein vor dem Hostfahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug auf einer Straße, auf der das Hostfahrzeug fährt.
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Die Fahrspurlinie kann, als die Fahrspur, erkannt werden, indem eine Punktgruppe, die Fahrspurlinienkandidaten aufweist, aus dem Bild extrahiert wird und indem eine gerade Linie oder eine Kurve, welche deren Kandidatpunkte miteinander verbindet, berechnet werden. Innerhalb eines auf das Bild gesetzten Fahrspurliniendetektionsbereichs detektiert zum Beispiel die Bilderkennungsvorrichtung 2 einen Rand, dessen Helligkeit auf einen vorbestimmten Wert oder höher an mehreren Suchlinien variiert, die in horizontale Richtung gesetzt sind (Fahrzeugbreitenrichtung), und detektiert einen Satz eines Fahrspurlinienstartpunkts und eines Fahrspurlinienendpunkts für jede Suchlinie, um hierdurch einen zwischenliegenden Bereich zwischen dem Fahrspurlinienstartpunkt und dem Fahrspurlinienendpunkt als Fahrspurlinienkandidatpunkt zu extrahieren.
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Dann bearbeitet die Bilderkennungsvorrichtung 2 Zeitseriendaten in Bezug auf eine räumliche Koordinatenposition des Fahrspurlinienkandidatpunkts basierend auf einem Fahrzeugbewegungsbetrag pro Zeiteinheit, und berechnet ein Modell, das rechte und linke Fahrspurlinien annähert, um hierdurch die Fahrspurlinien durch das Modell zu erkennen. Als das Modell, das die Fahrspurlinien annähert, kann ein Annäherungsmodell verwendet werden, worin gerade Linienkomponenten, die durch Ausführung der Hough-Transformation erhalten werden, miteinander verbunden werden, oder ein Annäherungsmodell, das durch eine Kurve mit quadratischer Gleichung erhalten wird.
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Die Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30 enthält eine Kartendatenbank. Basierend auf einem von einem GPS-Satelliten gesendeten Signal misst die Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30 eine Position des Hostfahrzeugs und vergleicht die gemessene Position mit den Kartendaten. Die Kartendatenbank enthält Kartendaten zum Führen eines Fahrzeugs auf einer Fahrtroute, oder zum Anzeigen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs, sowie hoch auflösende Kartendaten zur Durchführung einer Fahrtunterstützungssteuerung einschließlich selbsttätiger Fahrt.
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Über eine Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) präsentiert die Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30 einem Fahrer eine Fahrtroutenführung oder Verkehrsinformation basierend auf einem Vergleich zwischen einem Messergebnis der Position des Hostfahrzeugs und den Kartendaten. Die Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30 gibt Fahrtsteuerungskarteninformation, wie etwa eine Krümmung der Straße, auf der das Hostfahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug fahren, Straßenformdaten einschließlich einer Fahrspurbreite und einer Straßenschulterbreite, einen Straßenazimuthwinkel, Typen von Straßenfahrspurlinien und die Anzahl von Fahrspuren aus.
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Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 steuert einen Betriebszustand eines Motors (nicht dargestellt) basierend auf einem Signal, das von verschiedenen Sensoren zum Detektieren des Betriebszustands des Motors gesendet wird, und verschiedenen Steuerinformationsstücken, die über den Kommunikationsbus 150 übertragen werden. Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 führt zum Beispiel, basierend auf einer Einlassluftmenge, einer Drosselstellung, einer Motorkühlmitteltemperatur, einer Einlasslufttemperatur, einem Luftkraftstoffverhältnis, einem Kurbelwinkel, einer Gaspedalstellung oder anderer Fahrzeuginformation eine Motorsteuerung durch, die hauptsächlich eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, Zündzeitsteuerung und eine Öffnungssteuerung für ein elektronisch gesteuertes Drosselventil enthält.
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Basierend auf einem Signal, das von verschiedenen Sensoren zum Detektieren einer Getriebeschaltstellung oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit gesendet wird, und verschiedenen Steuerinformationsstücken, die über den Kommunikationsbus 150 übertragen werden, steuert die Getriebesteuervorrichtung 50 einen einem Automatikgetriebe (nicht dargestellt) zugeführten Hydraulikdruck, und steuert das Automatikgetriebe gemäß voreingestellten Getriebecharakteristiken.
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Zum Beispiel steuert die Bremssteuerungsvorrichtung 60, basierend auf anderer Fahrzeuginformation in Bezug auf einen Bremsschalter, eine Raddrehzahl eines vierrädrigen Fahrzeugs, einen Lenkradwinkel und eine Gierrate, eine Bremsvorrichtung (nicht dargestellt) des vierrädrigen Fahrzeugs unabhängig von einer Bremsbetätigung des Fahrers. Darüber hinaus berechnet die Bremssteuerungsvorrichtung 60, basierend auf einer Bremskraft jedes Rades, den Bremshydraulikdruck jedes Rades, und führt eine Antiblockierbremssystemsteuerung oder eine Seitenschlupfverhinderungssteuerung durch.
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Zum Beispiel steuert die Lenksteuerungsvorrichtung 70, basierend auf anderer Fahrzeuginformation in Bezug auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Lenkdrehmoment des Fahrers, einen Lenkradwinkel und eine Gierrate, ein Unterstützungsdrehmoment, das von einem in einem Fahrzeuglenksystem angebrachten elektrischen Servolenkmotor (nicht dargestellt) erzeugt wird. Darüber hinaus steuert die Lenksteuerungsvorrichtung 70, gemäß einer von der Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 ausgegebenen Anweisung, den elektrischen Servolenkmotor so an, dass er unter Verwendung eines Lenkbetrags angetrieben wird, der erforderlich ist, um einer Fahrspur oder dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen.
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Nun wird die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 beschrieben, die als das Zentrum des Fahrsteuerungssystems 10 fungiert. Basierend auf der von der Außenumgebungserkennungsvorrichtung 20 erkannten Außenumgebung führt die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100, über die Motorsteuerungsvorrichtung 40, die Getriebesteuerungsvorrichtung 50, die Bremssteuerungsvorrichtung 60, und die Lenksteuerungsvorrichtung 70, eine Fahrtsteuerung an dem Hostfahrzeug so durch, dass es der Fahrspur des Hostfahrzeugs folgt, sowie eine Fahrtsteuerung an dem Hostfahrzeug so, dass es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt. Die Fahrtsteuerung wird durch eine Steuerungseinheit 101 veranlasst, die eine Primäreinheit der Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 ist.
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Im Detail detektiert die Steuerungseinheit 101 eine Fahrspurlinie auf der Straße als die Fahrspur des Hostfahrzeugs, und setzt einen Zielkurs entlang der Fahrspur. Die Fahrtsteuerung, um dem Zielkurs zu folgen, bedeutet eine Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen (Fahrspurnachfolgefahrtsteuerung). In einem Fall, in dem das Hostfahrzeug ein vor ihm vorausfahrendes Fahrzeug nicht detektiert, steuert die Steuerungseinheit 101 das Hostfahrzeug so, dass es auf dem Zielkurs mit einer gesetzten Geschwindigkeit fährt. In einem Fall, in dem das Hostfahrzeug das vor ihm vorausfahrende Fahrzeug detektiert, steuert die Steuerungseinheit 101 das Hostfahrzeug so, dass es auf dem Zielkurs mit einer gesetzten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, während das Hostfahrzeug einen vorbestimmten Zwischenfahrzeugabstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug einhält.
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Der Zielkurs, um der Fahrspur zu folgen, wird als Bahn P der Mittelposition in der Querrichtung (Breitenrichtung) der rechten und linken Fahrspurlinien gesetzt (Fahrspur des Hostfahrzeugs). Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem die rechten und linken Fahrspurlinien unter Verwendung einer quadratischen Kurve angenähert werden, der Zielkurs mit der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt werden. In Gleichung (1) repräsentiert ein Koeffizient K1 eine Krümmungskomponente, repräsentiert ein Koeffizient K2 eine Gierwinkelkomponente des Zielkurses (Neigungskomponente des Zielkurses in Bezug auf das Hostfahrzeug), und repräsentiert ein Koeffizient K3 eine Querpositionskomponente des Zielkurses in Bezug auf das Hostfahrzeug. P = K1·Z2 + K2·Z + K3 (1)
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Bei der Fahrtsteuerung, um dem Zielkurs zu folgen, steuert die Steuerungseinheit 101 einen Lenkwinkel des Hostfahrzeugs über die Lenksteuerungsvorrichtung 70 derart, dass die Mittelposition in der Fahrzeugbreitenrichtung des Hostfahrzeugs mit dem Steuerungszielpunkt auf dem Zielkurs übereinstimmt. Bei der Lenksteuerung, um dem Steuerungszielpunkt zu folgen, führt die Steuerungseinheit 101 hauptsächlich eine Rückkopplungsregelung basierend auf der Abweichung zwischen der Querposition innerhalb der Fahrspur des Hostfahrzeugs und dem Steuerungszielpunkt durch.
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Zum Beispiel wird, wie mit der folgenden Gleichung (2) ausgedrückt, ein Ziellenkwinkel αref derart berechnet, dass ein Lenkwinkel αy entsprechend der Abweichungsrückkopplung zum Bewirken, dass ein Gierwinkel des Hostfahrzeugs mit der Gierwinkelkomponente des Zielkurses übereinstimmt, und ein Lenkwinkel αff entsprechend der Vorwärtskopplung basierend auf einer Krümmung des Zielkurses zu einem Lenkwinkel αf entsprechend der Rückkopplung basierend auf der Abweichung zwischen der Querposition des Hostfahrzeugs und dem Steuerungszielpunkt addiert werden. Dann wird der elektrische Servolenkmotor so angesteuert, dass er mit einem Ziellenkdrehmoment angetrieben wird, das den Ziellenkwinkel αref realisiert. αref = αf + αy + αff (2)
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Andererseits führt in einem Fall, in dem das Hostfahrzeug im Verkehrsstau langsam in der Nähe des vorausfahrenden Fahrzeugs fährt und die Fahrspurlinie nicht ins Blickfeld der Kamera 1 kommt, oder in einem Fall, in dem keine Fahrspurlinie auf der Fahrspur vorhanden ist oder die Fahrspurlinie unterbrochen ist und nicht erkennbar ist, die Steuerungseinheit 101 die Fahrtsteuerung an dem Hostfahrzeug durch, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Bei der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, führt die Steuerungseinheit 101 die Lenksteuerung über die Lenksteuerungsvorrichtung 70 durch, so dass sie mit dem Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs übereinstimmt, und führt eine Fahrtantriebssteuerung über die Motorsteuerungsvorrichtung 40, die Getriebesteuerungsvorrichtung 50 und die Bremssteuerungsvorrichtung 60 durch.
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Der Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs kann ähnlich dem Zielkurs basierend auf der Fahrspur erhalten werden. Zum Beispiel wird, basierend auf einem Bewegungsbetrag des Hostfahrzeugs pro Einzelbild eines von der Kamera 1 aufgenommenen Bilds, ein Kandidatpunkt für jedes Einzelbild an einer Position des vorausfahrenden Fahrzeugs erhalten, um eine Kurve, die einer Punktgruppe der Kandidatpunkte angenähert ist, als den Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs zu berechnen. Als die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs wird die Mittelposition in der Querrichtung (in der Fahrzeugbreitenrichtung) im Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs aus dem von der Kamera 1 aufgenommenen Bild erhalten, und wird die Mittelposition als der Kandidatpunkt gesetzt, der die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs anzeigt.
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Dann wird zum Beispiel die Methode der kleinsten Quadrate auf die Punktgruppe der Kandidatpunkte angewendet, um eine Kurve ähnlich jener zu erhalten, die mit der obigen Gleichung (1) ausgedrückt ist. Diese Kurve wird auf den Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs gesetzt. In diesem Fall repräsentiert der Koeffizient K1 in Gleichung (1) die Krümmungskomponente der Fahrbahn, repräsentiert der Koeffizient K2 die Gierwinkelkomponente der Fahrbahn (Neigungskomponente des Fahrorts in Bezug auf das Hostfahrzeug), und repräsentiert der Koeffizient K3 die Querpositionskomponente der Fahrbahn in Bezug auf das Hostfahrzeug.
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Bei der Steuerung, um dem Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs nachzufolgen, wird eine Setzposition in der Fahrzeugbreitenrichtung im Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs auf den Steuerungszielpunkt gesetzt, und wird der Lenkwinkel derart korrigiert, dass die Querposition innerhalb der Fahrspur des Hostfahrzeugs mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt. Auf diese Weise führt die Steuerungseinheit 101 eine Steuerung durch, um eine Fahrtrichtung des Hostfahrzeugs zu bestimmen. Wie später beschrieben, wird die Position, die als der Steuerungszielpunkt gesetzt ist, auf die Mittelposition in der Fahrzeugbreitenrichtung im Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs als Referenzposition gesetzt. Die Referenzposition wird geeignet verschoben, wenn die Nachfolgefahrtsteuerung umgeschaltet wird.
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Die Lenksteuerung bei der Fahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, ist grundlegend die gleiche wie die Lenksteuerung bei der Fahrt, um der Fahrspur zu folgen, und erfolgt hauptsächlich durch Ausführung einer Rückkopplungsregelung basierend auf der Abweichung zwischen der Querposition innerhalb der Fahrspur des Hostfahrzeugs und dem Steuerungszielpunkt. Jedoch fährt bei der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, das Hostfahrzeug häufig mit relativ langsamer Geschwindigkeit. Dementsprechend ist es möglich, den Lenkwinkel αff entsprechend der Vorwärtskopplung basierend auf der Krümmung in dem oben genannten Ausdruck (2) wegzulassen.
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Wie oben beschrieben wird in einem Fall, in dem die Fahrspurlinie während der Fahrtsteuerung basierend auf Fahrspurlinienerkennung nicht erkennbar ist, die Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, zur Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umgeschaltet. Jedoch wird in einem Fall, in dem die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs von der Fahrspurmittelposition versetzt ist, der Lenksteuerungszielpunkt rasch von der Fahrspurmittelposition zur Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs bewegt, wodurch eine Möglichkeit entsteht, dass das Verhalten des Hostfahrzeugs unstabil werden könnte.
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Zum Beispiel haben in einem Fall, in dem das Hostfahrzeug entlang der mittleren Fahrspur auf der Straße fährt, die einen dreispurigen Abschnitt aufweist, die Fahrspurlinien an beiden Seiten der Fahrspur eine unterbrochene Linienform. Demzufolge trifft das Hostfahrzeug periodisch auf eine Szene, worin die Fahrspurlinien an beiden Seiten zur gleichen Zeit unsichtbar sind. Daher verändert sich in einem Fall, in dem die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs von der Fahrspurmittelposition versetzt ist, der Steuerungszielpunkt jedes Mal, wenn die Fahrspurlinien unsichtbar sind, wodurch das Hostfahrzeug unstetig fährt.
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Wenn hingegen die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 die Fahrspur und das vorausfahrende Fahrzeug aus dem Bild vor dem Hostfahrzeug, das von der Kamera 1 aufgenommen wird, erkennt, berechnet die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 einen Versatzbetrag von der Fahrspurmittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs und speichert dessen Wert. In einem Fall, in dem das Hostfahrzeug voraussichtlich auf einen Abschnitt trifft, dessen Fahrspur aus der erkannten Information des zeitseriell aufgenommenen Bilds oder der von der Karteninformationsverarbeitungsvorrichtung 30 ausgegebenen Karteninformation zeitweilig nicht erkennbar ist, setzt dann in dem Abschnitt, dessen Fahrspur nicht erkennbar ist, die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 eine Position, die soweit wie der vorgespeicherte Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als den Steuerungszielpunkt, und schaltet die Fahrtsteuerung zur Nachfolgefahrt um, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass das Hostfahrzeug unstetig fährt, indem Veränderungen im Steuerungszielpunkt unterbunden werden. In einem Fall, in dem der Abschnitt, dessen Fahrspurlinie nicht sichtbar ist, länger als erwartet ist, bestimmt die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100, dass die Fahrspurlinie nicht länger existiert, und löscht die Verschiebung des Steuerungszielpunkts.
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Daher enthält, wie in 1 dargestellt, in Bezug auf die als primäre Funktionseinheit dienende Steuerungseinheit 101, die Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit 102 und eine Steuerungszielpunktsetzeinheit 103. Die Steuerungseinheit 101 führt die Fahrtsteuerung aus, um der Fahrspurlinie zu folgen, sowie die Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, als die Fahrtsteuerung, um dem Zielpunkt zu folgen, der von der Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 gesetzt ist.
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Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit 102 erhält die Querposition des vorausfahrenden Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur aus der Fahrspur (Fahrspurlinie), die aus dem von der Kamera 1 aufgenommenen Bild erkannt wird, und berechnet den Versatzbetrag aus der Fahrspurmittelposition zusammen mit einer Versatzrichtung. Der berechnete Versatzbetrag wird in einem Speicher gespeichert, und wird auf den jüngsten Versatzbetrag aktualisiert, der häufig gemäß der Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet wird.
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Zum Beispiel trifft, wie in 2 dargestellt, in einem Fall, in dem das Hostfahrzeug C innerhalb der Fahrspur fährt, die aus den unterbrochen linierten Fahrspurlinien L1 und L2 gebildet ist, das Hostfahrzeug C periodisch auf eine Szene, worin die Fahrspurlinien L1 und L2 an beiden Seiten zur gleichen Zeit außerhalb des Kamerablickfelds R liegen und nicht erkennbar sind. Wenn daher die Fahrspurlinien L1 und L2 durch das Kamerablickfeld R erkennbar sind, berechnet die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit 102 einen Versatzbetrag δ aus einer Fahrspurmittelposition Xo an einer Mittelposition Xc des vorausfahrenden Fahrzeugs C1 und speichert dessen Wert.
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Die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 bezieht sich häufig auf den Versatzbetrag (gespeicherten Wert). Gemäß einem Zustand der Fahrspurlinie (Fahrspur), die von der Außenumgebungserkennungsvorrichtung 20 (der Kamera und der Bilderkennungsvorrichtung 2) erkannt wird, setzt die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 den Steuerungszielpunkt zur Nachfolgefahrt, um der Fahrspur oder dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, basierend auf dem Versatzbetrag des vorausfahrenden Fahrzeugs, der von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit 102 berechnet wird.
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Das heißt in einem Zustand, in dem die Fahrspur erkannt wird, setzt die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 die Fahrspurmittelposition als den Steuerungszielpunkt, und führt die Fahrtsteuerung durch, um der Fahrspur zu folgen, indem der Steuerungszielpunkt zu der Steuereinheit 101 gesendet wird. Wenn ein Zustand, in dem die Fahrspur erkannt wird, zu einem Zustand geschaltet wird, in dem die Fahrspur nicht erkannt wird, verwendet die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 den von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit 102 berechneten Versatzbetrag, und setzt die Position, die soweit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als den Steuerungszielpunkt.
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Wenn in dem in 2 dargestellten Beispiel die Fahrspurlinien L1 und L2 an beiden Seiten zeitweilig außerhalb des Kamerablickfelds R liegen und nicht erkennbar sind, bewegt die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 den Steuerungszielpunkt, der sich an der Fahrspurmittelposition Xo befindet, soweit bis zur Position, die soweit wie der Versatzbetrag δ von der Mittelposition Xc des vorausfahrenden Fahrzeugs C1 verschoben ist, um hierdurch Veränderungen in dem Steuerungszielpunkt zu unterbinden.
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In einem Fall, in dem der Zustand, in dem die Fahrspur nicht erkannt wird, für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortdauert, löscht die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 den Versatzbetrag des vorausfahrenden Fahrzeugs und schaltet die Fahrtsteuerung zur normalen Fahrtsteuerung um, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, worin der Steuerungszielpunkt auf die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs gesetzt ist. Wenn dann während der Fahrtsteuerung, um der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs als dem Steuerungszielpunkt zu folgen, der Zustand, in dem die Fahrspur erkannt wird, wieder hergestellt wird, bewegt die Steuerungszielpunktsetzeinheit 103 graduell den Steuerungszielpunkt von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs zur Fahrspurmittelposition, und schaltet graduell von der Fahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, zu der Fahrt, um der Fahrspur zu folgen.
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Nun wird ein Programmprozess der Fahrtsteuerung in der Fahrtsteuerungsvorrichtung 100 unter Bezug auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.
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Bei der Fahrtsteuerung wird im anfänglichen Schritt S1 geprüft, ob das vorausfahrende Fahrzeug vorhanden ist oder nicht, das innerhalb einer vorbestimmten Reichweite erkannt wird, die vor dem Hostfahrzeug gesetzt ist. Dann wird in einem Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug nicht erkannt wird, der Prozess in Schritt S1 übersprungen. In einem Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S2 weiter, um zu prüfen, ob die Fahrspurlinien an beiden rechten und linken Seiten außerhalb des Kamerablickfelds liegen und nicht erkennbar sind, oder nicht.
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In einem Fall, in dem in Schritt S2 die Fahrspurlinien an beiden Seiten erkannt werden, geht der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S3 weiter. Im Hinblick auf einen Abstand von dem Hostfahrzeug zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird eine Abweichung (Versatzbetrag) zwischen der Mittelposition in der Querrichtung der rechten und linken Fahrspurlinien und der Querposition des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet, und wird die Abweichung in dem Speicher gespeichert. Dann wird in Schritt S4 die Fahrtsteuerung durchgeführt, um der Fahrspurlinie zu folgen. Bei der Fahrtsteuerung, um der Fahrspurlinie zu folgen, wird die Mittelposition der rechten und linken Fahrspuren als der Steuerungszielpunkt gesetzt. Während ein vorbestimmter Zwischenfahrzeugabstand vom vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, werden eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Lenkwinkel derart gesteuert, dass die Querposition innerhalb der Fahrspur des Hostfahrzeugs in den Steuerungszielpunkt fällt.
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Andererseits geht in einem Fall, in dem in Schritt S2 die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkannt werden, der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S5 weiter, um den Versatzbetrag von der Fahrspurmittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs, der im Speicher gespeichert ist, zu lesen. Dann wird in Schritt S6 die Position, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als der Steuerungszielpunkt gesetzt. Auf diese Weise wird die Fahrtsteuerung durchgeführt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen.
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In diesem Fall wird bei der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, die Position, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als der Steuerungszielpunkt gesetzt. Dementsprechend wird es möglich, rasche Veränderungen im Steuerungszielpunkt zu unterbinden. Wenn das Hostfahrzeug auf einer geraden Straße fährt oder sehr langsam im Verkehrsstau fährt, ist die Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, im Wesentlichen gleich der Fahrtsteuerung, um der Fahrspurmittelposition zu folgen. Demzufolge empfindet der Fahrer keinen Unterschied, obwohl zwischen den Fahrtsteuerungen umgeschaltet wird. Jedoch wird ein Fall ausgeschlossen, in dem der Versatzbetrag in den Schritten S9 und S10 (später beschrieben) gelöscht wird, und die Fahrtsteuerung zuvor zu der Fahrtsteuerung, dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umgeschaltet wird.
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Danach geht der Prozess zu Schritt S7 weiter. Der Zustand, in dem die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkannt werden, wird zu einem Zustand umgeschaltet, in dem die Fahrspurlinien erkennbar sind, um zu prüfen, ob die Erkennung der Fahrspurlinien an beiden Seiten beginnt oder nicht. Infolgedessen geht in einem Fall, in dem die Fahrspurlinien noch nicht erkannt werden, der Prozess von Schritt S7 zu Schritt S8 weiter. Basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Zwischenfahrzeugabstand wird bestimmt, ob eine feste Zeit ab dann, wenn die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkennbar sind, abgelaufen ist oder nicht.
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Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem die Fahrspurlinien an beiden Seiten eine unterbrochen linierte Form haben und Markierungsabschnitte auf der Straße mit jeweils festem Abstand intermittierend sind, ein Abstand des unterbrochenen Fahrspurabschnitts zwischen den Markierungsabschnitten aus der Zeitserien-Bilderkennungsinformation der Straße oder der Karteninformation erfasst. Dann wird basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit des Hostfahrzeugs bestimmt, ob der feste Abstand einem Abstand des unterbrochenen Fahrspurabschnitts überschreitet oder nicht. Auf diese Weise wird bestimmt, ob der Zustand, in dem die Fahrspurlinien nicht erkannt werden, für eine feste Zeit oder länger fortdauert oder nicht.
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In Schritt S8 kehrt in einem Fall, in dem die feste Zeit nicht ab dann abgelaufen ist, wenn die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkannt werden, der Prozess zu Schritt S7 zurück. In einem Fall, in dem die feste Zeit ab dann abgelaufen ist, wenn die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkannt werden, geht der Prozess zu Schritt S9 weiter, um den Versatzbetrag des vorausfahrenden Fahrzeugs auf Null zu löschen. Dann wird in Schritt S10 die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs auf den Steuerungszielpunkt gesetzt, um die Fahrtsteuerung durchzuführen, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen.
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Andererseits geht in Schritt S7 in einem Fall, in dem die Erkennung der Fahrspurlinien an beiden Seiten in dem Zustand beginnt, in dem die Fahrspurlinien an beiden Seiten nicht erkannt werden, der Prozess von Schritt S7 zu Schritt S11 weiter. Der Versatzbetrag des vorausfahrenden Fahrzeugs wird auf Null gelöscht, und der Steuerungszielpunkt wird graduell von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs zu der Fahrspurmittelposition bewegt. Dann wird in Schritt S12 die Fahrtsteuerung durchgeführt, um der Fahrspur zu folgen.
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Wenn die Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, durchgeführt wird, ist in einem Fall, in dem die Fahrtsteuerung vorab so durchgeführt wird, um der Position zu folgen, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs als dem Steuerungszielpunkt verschoben ist, der Bewegungsbetrag des Steuerungszielpunkts klein, und ist in einigen Fällen angenähert Null. Im Gegensatz hierzu ist in einem Fall, in dem die Fahrtsteuerung durchgeführt wird, um der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs als dem Steuerungszielpunkt zu folgen, in Abhängigkeit von der Querposition des vorausfahrenden Fahrzeugs, zu erwarten, dass der Bewegungsbetrag des Steuerungszielpunkts relativ groß ist.
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Daher wird, wie in 4 dargestellt, zur Zeit t0 die Fahrtsteuerung zu jener Fahrtsteuerung umgeschaltet, um der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs als dem Steuerungszielpunkt zu folgen. Wenn danach der Steuerungszielpunkt von der Mittelposition Xc des vorausfahrenden Fahrzeugs zur Fahrspurmittelposition Xo umgeschaltet wird, wird der Steuerungszielpunkt so bewegt, dass im Verlauf der Zeit t der Versatzbetrag graduell von der Position Xc zur Position Xo abnimmt. Auf diese Weise werden rasche Veränderungen im Steuerungszielpunkt unterbunden.
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In dem oben beschriebenen Beispiel wird in dem Zustand, in dem die Fahrspur erkannt wird, der Versatzbetrag in der Querrichtung der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf die Fahrspurmittelposition vorab berechnet. Wenn der Zustand, in dem die Fahrspur erkannt wird, zu dem Zustand umschaltet, in dem die Fahrspur nicht erkannt wird, wird die Position, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, auf den Steuerungszielpunkt gesetzt. Dann wird die Fahrtsteuerung, um der Fahrspurmittelposition zu folgen, zu der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umgeschaltet. Auf diese Weise ist es möglich, Sicherheit zu gewährleisten, indem eine Verhaltensänderung vom Hostfahrzeug unterbunden wird, wenn das Hostfahrzeug zwischen der Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, und der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, umschaltet. Daher bekommt der Fahrer kein ängstliches Gefühl.
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Eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung enthält eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit und eine Steuerungszielpunktsetzeinheit. Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Versatz-Berechnungseinheit berechnet in einem ersten Zustand, in dem das Hostfahrzeug die Fahrspur erkennt, einen seitlichen Versatzbetrag einer Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf eine Mittelposition der Fahrspur. Die Steuerungszielpunktsetzeinheit setzt die Mittelposition der Fahrspur als Steuerungszielpunkt der Fahrtsteuerung, um der Fahrspur zu folgen, wenn das Hostfahrzeug im ersten Zustand ist, und setzt eine Position, die so weit wie der Versatzbetrag von der Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs verschoben ist, als Steuerungszielpunkt der Fahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, wenn das Hostfahrzeug von dem ersten Zustand zu einem zweiten Zustand wechselt, in dem das Hostfahrzeug die Fahrspur nicht erkennt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016-053478 [0001]
- JP 2000-20896 A [0004, 0005]