DE112021006879T5

DE112021006879T5 - Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung, Fahrzeugsteuervorrichtung und Zieltrajektorien-Berechnungsverfahren

Info

Publication number: DE112021006879T5
Application number: DE112021006879.2T
Authority: DE
Inventors: Yusuke MATSUO; Munenori Yamamoto; Hiroyuki Kobayashi; Shunsuke Nakajima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2023-11-30
Also published as: JP7475500B2; WO2022157906A1; CN116745189A; JPWO2022157906A1; US20240043000A1

Abstract

Eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung (210) umfasst: eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit (211), die auf der Basis von Trennlinieninformationen und Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen bestimmt, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug, das auf demselben Weg wie ein Fahrzeug fährt, vorhanden ist oder nicht; und eine Zieltrajektorie-Einstelleinheit (220), die in einem Fall, in dem eine Trennlinien-Erfassungseinheit Trennlinieninformation auf nur einer von einer linken Trennlinie und einer rechten Trennlinie erfassen kann, eine Zieltrajektorie auf der Basis der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie berechnet, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg fährt, und es unterlässt, die Zieltrajektorie zu berechnen, wenn bestimmt wird, dass es kein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg fährt. Infolgedessen ist es selbst in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann, möglich, die Erzeugung einer fehlerhaften Zieltrajektorie, eine fehlerhafte Lenksteuerung basierend auf der fehlerhaften Zieltrajektorie und dergleichen zu unterdrücken und eine stabile Fahrzeugsteuerung entlang des Weges zu erreichen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung und ein Zieltrajektorien-Berechnungsverfahren zum Erzeugen einer Zieltrajektorie, auf der ein Fahrzeug fahren soll.
HINTERGRUND
Konventionell sind Techniken bekannt, um eine Zieltrajektorie aus Fahrbahntrennungsinformationen auf der Grundlage von Informationen zu erzeugen, die von einer an der Vorderseite eines Fahrzeugs angebrachten Kamera erhalten werden, und um eine Lenkunterstützung oder eine automatische Lenkung von abbiegenden Rädern in der Weise durchzuführen, dass das Fahrzeug der erzeugten Zieltrajektorie folgt (im Folgenden als „Spurhaltesystem“ bezeichnet) (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und 2).
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Technik, bei der in einem Fall, in dem die als Straßenform auf der Grundlage von Karteninformationen berechnete Krümmung gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist, eine Linie, die durch eine mittlere Position zwischen fahrzeugseitigen Trennlinien links und rechts eines Fahrzeugs durchläuft, als Zieltrajektorie erfasst wird, wenn sowohl die fahrzeugseitigen Trennlinien links als auch rechts des Fahrzeugs erkannt werden können, und eine Linie, die durch eine Position in einem bestimmten Abstand von der erkannten Trennlinie hindurchläuft, wird als die Zieltrajektorie erfasst, wenn die Trennlinie nur links oder rechts vom Fahrzeug erkannt werden kann.
In der Patentliteratur 2 wird ein Verfahren offenbart, bei dem in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass es einen Übergang von einem Zustand, in dem sowohl links als auch rechts von einem Fahrzeug keine Fahrspur vorhanden ist, zu einem Zustand, in dem nur entweder links oder rechts eine Fahrspur vorhanden ist, gibt, eine virtuelle Fahrspur auf einer Seite, auf der keine Fahrspur vorhanden ist, vorgesehen wird und die Fahrspurbreite auf einen voreingestellten Wert gesetzt wird.
ZITATENLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2020-82772 A
Patentliteratur 2: JP 2017-37473 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABENSTELLUNG
In der Technik der Patentliteratur 1 wird jedoch in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erkannt werden kann, die Zieltrajektorie nur dann auf der Grundlage der erkannten einen Trennlinie erfasst, wenn die als Straßenform auf der Grundlage von Karteninformationen berechnete Krümmung gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist. Das Verfahren basiert auf der Annahme, dass es unterschiedliche Informationen über die Straßenform gibt, die sich von den Trennlinieninformation, die von einer Kamera erfasst wird, unterscheiden. Daher besteht das Problem, dass die Zieltrajektorie in einer Kurve nicht erzeugt werden kann, wenn die unterschiedlichen Informationen über die Straßenform nicht erfasst werden. Darüber hinaus wird in einem Fall, in dem nur die Trennlinieninformationen über eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden können, ein Fall, in dem die erfassten Trennlinieninformationen selbst fehlerhaft sind, nicht berücksichtigt. Es besteht daher die Möglichkeit, dass eine von der Straßenform abweichende Zieltrajektorie erzeugt wird.
In der Patentliteratur 2 wird in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann, die andere Trennlinie, die nicht erfasst werden kann, virtuell auf der Grundlage einer vorgegebenen Fahrbahnbreite festgelegt. Die Technik der Patentliteratur 2 berücksichtigt nicht den Fall, dass die erfasste Information über die Trennlinie selbst falsch erkannt wird und daher eine von der Straßenform abweichende Zieltrajektorie erzeugt werden kann.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, die Korrektheit einer Zieltrajektorie zu verbessern, die aus der erfassten Trennlinie erzeugt wird, selbst in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann.
LÖSUNG DER AUFGABENSTELLUNG
Eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst:

eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, um auf der Grundlage von Trennlinieninformationen, die eine Position und eine Form von mindestens einer von einer linken Trennlinie oder einer rechten Trennlinie in Bezug auf ein Fahrzeug umfassen, die von einer Trennlinieninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, und Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen, die eine Form und eine Fahrposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen, das vor dem Fahrzeug fährt, das von einer Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit erfasst wird, des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu bestimmen, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, wobei die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug in einem Fall fährt, in dem das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Grundlage der Trennlinieninformation eingestellt ist; und
eine Zieltrajektorie-Einstelleinheit, um eine Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug fahren soll, auf der Basis der Trennlinieninformation und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit einzustellen, wobei die Zieltrajektorie-Einstelleinheit konfiguriert ist, um in einem Fall, in dem die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit die Trennlinieninformation auf nur einer von der linken Trennlinie und der rechten Trennlinie erfassen kann die Zieltrajektorie auf der Basis der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie zu berechnen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, vorhanden ist, und die Berechnung der Zieltrajektorie zu unterlassen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug nicht vorhanden ist.

Ferner umfasst ein Verfahren zur Berechnung der Zieltrajektorie gemäß der vorliegenden Offenbarung die folgenden Schritte:

Erfassen, durch eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, von Trennlinieninformationen, die eine Position und eine Form von mindestens einer von einer linken Trennlinie oder einer rechten Trennlinie in Bezug auf ein Fahrzeug von einer Trennlinieninformations-Erfassungseinheit umfassen;
Erfassen, durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, von Informationen über vorausfahrende Fahrzeuge, die eine Form und eine Fahrposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das vor dem Fahrzeug fährt, umfassen, von einer Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information-Erfassungseinheit;
Bestimmen, durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das auf demselben Fahrweg wie das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage der Trennlinieninformation und der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information, wobei die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Fahrweg wie das Fahrzeug fährt, in einem Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Grundlage der Trennlinieninformation eingestellt ist; und
Einstellen einer Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug fahren soll, durch eine Zieltrajektorie-Berechnungseinheit auf der Basis der Trennlinieninformation und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, wobei die Zieltrajektorie-Berechnungseinheit konfiguriert ist, um, in einem Fall, in dem die Trennlinien-Erfassungseinheit die Trennlinieninformation auf nur einer der linken Trennlinie und der rechten Trennlinie erfassen kann, die Zieltrajektorie auf der Basis der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie zu berechnen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, vorhanden ist.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung und dem Zieltrajektorien-Berechnungsverfahren der vorliegenden Offenbarung kann selbst in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann, die Korrektheit der aus den erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie erzeugten Zieltrajektorie durch Verwendung der Informationen über das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, verbessert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Fahrzeugkonfiguration, in die eine Steuervorrichtung für das Fahrzeug eingebaut ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuervorrichtung des Fahrzeugs veranschaulicht, die eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform umfasst.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, die die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung der ersten Ausführungsform umfasst, veranschaulicht.
4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehungen von Trennlinieninformationen und einer vorausfahrenden Fahrzeug-Position in Bezug auf das Fahrzeug.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang in Schritt S2 in 3 illustriert.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang in Schritt S3 in 3 illustriert.
7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Positionsbeziehung einer Zielflugbahn.
8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug veranschaulicht, die eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform umfasst.
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug veranschaulicht, die eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung für eine dritte Ausführungsform umfasst.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird jede Ausführungsform einer Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Ausführungsform werden gleiche oder zugehörige Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs 1 veranschaulicht, in das eine Fahrzeugsteuervorrichtung 200 eingebaut ist, auf die eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform angewendet wird. Bei der Steuervorrichtung 200 des Fahrzeugs handelt es sich beispielsweise um ein Spurhaltesystem. In 1 umfasst das Fahrzeug 1 ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, eine Lenkeinheit 4, eine elektrische Servolenkeinheit 5, eine Antriebsstrangeinheit 6, eine Bremseinheit 7, einen Gierratensensor 8, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 9, eine Frontkamera 10, die Fahrzeugsteuervorrichtung 200, eine elektrische Servolenkungs-Steuereinheit 310, eine Antriebsstrang-Steuereinheit 320 und eine Bremssteuereinheit 330.
Das zur Bedienung des Fahrzeugs 1 durch einen Fahrer eingebaute Lenkrad 2 ist mit der Lenkwelle 3 gekoppelt. Die Lenkeinheit 4 ist mit der Lenkwelle 3 verbunden. Die Lenkeinheit 4 trägt drehbar die Vorderräder als Lenkräder und ist drehbar an einem Rahmen der Fahrzeugkarosserie gelagert.
Das vom Fahrer durch Betätigung des Lenkrads 2 erzeugte Drehmoment dreht die Lenkwelle 3, und die Vorderräder werden durch die Lenkeinheit 4 in eine Links-Rechts-Richtung gedreht. Dadurch kann der Fahrer die seitliche Bewegungsmenge des Fahrzeugs einstellen, wenn sich das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bewegt. Die Lenkwelle 3 kann auch durch die elektrische Servolenkungseinheit 5 gedreht werden, und die Vorderräder können unabhängig von der Betätigung des Lenkrads 2 durch den Fahrer frei gedreht werden, indem eine Anweisung an die elektrische Steuereinheit 310 für die Servolenkung gegeben wird.
Die fahrzeugseitige Steuereinheit 200 ist durch eine integrierte Schaltung, beispielsweise einen Mikroprozessor, konfiguriert und umfasst eine A/D-Wandlerschaltung, eine D/A-Wandlerschaltung, eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen. Der Gierratensensor 111, der eine Gierrate des Fahrzeugs 1 erkennt, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 112, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erkennt, die Frontkamera 121, die elektrische Servolenkungs-Steuereinheit 310, die Antriebsstrang-Steuereinheit 320 und die Bremssteuereinheit 330 sind mit der Steuervorrichtung 200 verbunden.
Dann verarbeitet die Verarbeitungsvorrichtung 200 die von den angeschlossenen Sensoren eingegebenen Informationen gemäß dem im ROM gespeicherten Programm, überträgt einen Soll-Steuerbetrag an die elektrische Servolenkungs-Steuereinheit 310, überträgt eine Soll-Antriebskraft an die Antriebsstrang-Steuereinheit 320 und überträgt eine Soll-Bremskraft an die Bremssteuereinheit 330. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die Beschleunigungs- und Bremssteuerung nicht von der Steuervorrichtung 200 des Fahrzeugs ausgeführt wird, die Antriebsstrang-Steuereinheit 320 und die Bremssteuereinheit 330 nicht mit der Steuervorrichtung 200 des Fahrzeugs verbunden sein müssen.
Darüber hinaus ist die Frontkamera 121 an einer Position installiert, an der die Frontkamera 121 eine Trennlinie vor dem Fahrzeug als Bild erkennen kann, und erkennt Fahrspurinformationen oder Informationen über umgebende Objekte vor dem Fahrzeug 1, beispielsweise eine Position eines Hindernisses, auf der Grundlage der Bildinformationen. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wurde, in dem das Fahrzeug 1 nur die Frontkamera umfasst, aber das Fahrzeug 1 kann eine Kamera umfassen, die umgebende Objekte hinter oder seitlich des Fahrzeugs erkennt. Sie kann installiert werden.
Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 310 der elektrischen Servolenkung die elektrische Servolenkung 5 auf der Grundlage des von der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 200 übermittelten Sollsteuerbetrags. Infolgedessen wird beispielsweise eine Spurhaltesystemfunktion zur Aufrechterhaltung eines Zustands, in dem das Fahrzeug 1 in einem Abschnitt, beispielsweise einem mittleren Abschnitt, in einer Spur fährt, ausgeführt.
Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 320 des Antriebsstrangs die Antriebsstrangeinheit 6, um die von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 übertragene Zielantriebskraft zu erreichen. Darüber hinaus wird in einem Fall, in dem der Fahrer die Geschwindigkeitssteuerung durchführt, die Antriebsstrangeinheit 6 auf der Grundlage eines Gaspedal-Schrittbetrages gesteuert.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform das Fahrzeug, das nur den Motor als Antriebskraftquelle verwendet, als Beispiel beschrieben wurde, aber es kann auf ein Fahrzeug angewendet werden, das nur den Elektromotor als Antriebskraftquelle verwendet, ein Fahrzeug, das sowohl den Motor als auch den Elektromotor als Antriebskraftquelle verwendet, oder dergleichen.
Darüber hinaus steuert die Bremssteuereinheit 330 die Bremseinheit 7 so, dass die von der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 übertragene Zielbremskraft erreicht wird. Darüber hinaus steuert die Bremssteuereinheit 330 in einem Fall, in dem der Fahrer die Geschwindigkeitssteuerung durchführt, die Bremseinheit 7 auf der Grundlage eines Bremspedal-Schrittbetrags.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der Steuervorrichtung 200 für das Fahrzeug zeigt, die die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung der ersten Ausführungsform umfasst. Eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung 210 gemäß der ersten Ausführungsform ist in der Steuervorrichtung 200 für das Fahrzeug vorgesehen. Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 eine Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110, eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information-Erfassungseinheit 120 und einen Stellmotor 300 als periphere Komponenten.
Bei der Trennlinieninformationserfassungseinheit 110 handelt es sich beispielsweise um eine Kamera. Die Trennlinieninformationserfassungseinheit 110 nimmt ein Bild eines Bereichs vor dem Fahrzeug auf, extrahiert Trennlinieninformationen unter Verwendung einer Bildverarbeitungstechnik, digitalisiert die extrahierten Trennlinieninformationen und überträgt die digitalisierten Trennlinieninformationen an die Fahrzeugsteuereinheit 200. Die Trennlinieninformation ist eine Information über die Position und Form einer Trennlinie vor dem Fahrzeug 1, die auf der Position des Fahrzeugs 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme basiert. Die Trennlinieninformation umfasst beispielsweise einen Fahrzeugtrennlinienabstand, der ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Seitenabschnitt der Trennlinie näher am Fahrzeug 1 ist, einen Fahrzeugwinkel, der eine Neigung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 in Bezug auf den Seitenabschnitt der Trennlinie ist, eine Krümmung der Trennlinie und eine Krümmungsänderungsrate der Trennlinie. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Kamera, die ein umgebendes Objekt vor dem Fahrzeug erkennt, als Beispiel für die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 genommen wird, aber eine Kamera, die ein umgebendes Objekt hinter oder seitlich des Fahrzeugs erkennt, kann verwendet werden.
Hier wird ein Verfahren zum Erkennen der Trennlinieninformationen beschrieben. Die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 extrahiert aus dem erfassten Bild eines Bereichs vor dem Fahrzeug Trennlinien wie beispielsweise weiße Linien, die sich links und rechts des Fahrzeugs 1 im Bild befinden, durch ein bekanntes Verfahren (bekanntes Technikbeispiel: JP 2001-10524 A ). Dann werden die Krümmung und die Krümmungsänderungsrate der erhaltenen Trennlinie berechnet. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die berechnete Krümmungsänderungsrate innerhalb eines Bildaufnahmebereichs konstant ist. In diesem Fall berechnet die Trennlinieninformationserfassungseinheit 110 aus der Krümmung an der Bildaufnahmeposition und der Krümmungsänderungsrate die Krümmung des Abschnitts vor dem Fahrzeug 1 in der erfassten Trennlinie basierend auf der Position des Fahrzeugs 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme. Darüber hinaus wird die durch ein bekanntes Verfahren auf die Position des Fahrzeugs 1 verlängerte Trennlinie durch ein Extrapolationsverfahren geschätzt, und der Abstand zwischen der Position des Fahrzeugs 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme und der geschätzten Trennlinie wird als der Abstand der Fahrzeugtrennlinie berechnet. Ferner wird die Neigung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 zum Zeitpunkt der Bildaufnahme in Bezug auf die geschätzte Trennlinie als Fahrzeugwinkel berechnet.
Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information-Erfassungseinheit 120 ist beispielsweise eine Kamera. Die Vorausfahrende-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit 120 erfasst ein Bild eines Bereichs vor dem Fahrzeug, extrahiert Informationen über die Form, die relative Fahrzeuggeschwindigkeit und die relative Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs basierend auf dem Fahrzeug 1 unter Verwendung einer Bildverarbeitungstechnik, digitalisiert die Informationen und überträgt die digitalisierten Informationen an die Steuervorrichtung 200. Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit 120 kann zusätzlich zu der Kamera ein Millimeterwellen-Radar, ein Laser-Radar und dergleichen umfassen und kann so konfiguriert sein, dass sie in der Lage ist, die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen aus Informationen zu erfassen, die von einem beliebigen dieser Geräte oder einer Kombination von zwei oder mehreren dieser Geräte erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass davon ausgegangen wird, dass die vorausfahrenden Fahrzeug-Informationen für eine Vielzahl von Fahrzeugen erfasst werden können. Darüber hinaus unterscheidet sich die Erfassungseinheit für vorausfahrende Fahrzeug-Informationen von der Erfassungseinheit für Trennlinieninformationen 110 hinsichtlich einer Rolle, kann aber so konfiguriert sein, dass sie in der Lage ist, Informationen von der gleichen Kamera zu erfassen.
Die Steuervorrichtung 200 für ein Fahrzeug ist eine Vorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, und umfasst einen ROM und einen RAM, die verschiedene Programme speichern, sowie eine CPU, die die Programme ausführt. Beispielsweise handelt es sich bei der Steuervorrichtung für das Fahrzeug um eine elektronische Steuereinheit für ein fortschrittliches Fahrerassistenzsystem (ADAS-ECU). Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 umfasst die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung 210 und eine Steuerbetrag-Berechnungseinheit 220.
Die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung 210 berechnet eine Zieltrajektorie auf der Grundlage der Informationen, die von der Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 und der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit 120 erfasst werden. Die Zieltrajektorie ist ein Zielwert einer Trajektorie, auf der das Fahrzeug 1 fahren soll, wenn die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 die drehenden Räder steuert. Die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung 210 umfasst eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 und eine Zieltrajektorien-Einstellungseinheit 212.
Die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 bestimmt auf der Grundlage der Trennlinieninformation, die von der Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, und der Vorausfahrenden-Fahrzeug-Information, die von der Vorausfahrenden-Fahrzeug-Informations-Erfassung 120 erfasst wird, ob das vorausfahrende Fahrzeug vor dem Fahrzeug 1 auf demselben Fahrweg wie das Fahrzeug 1 fährt, und gibt das Bestimmungsergebnis an die Zieltrajektorien-Einstellungseinheit 212 aus.
Die Zieltrajektorien-Einstelleinheit 212 berechnet die Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug 1 fahren soll, auf der Grundlage der Trennlinieninformation über die Trennlinie vor dem Fahrzeug 1, die von der Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, und des Bestimmungsergebnisses von der Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211, und gibt das Berechnungsergebnis an die Steuerbetrags-Berechnungseinheit 220 aus.
Die Steuerbetragsberechnungseinheit 220 berechnet einen Steuerbetrag, der erforderlich ist, damit das Fahrzeug 1 der Zieltrajektorie auf der Grundlage der von der Zieltrajektorien-Erzeugungseinheit 210 eingestellten Zieltrajektorie folgt, und steuert den Stellmotor 300 auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses.
Der Stellmotor 300 ist beispielsweise eine elektrische Servolenkung. Das Lenkrad und die Reifen werden auf der Grundlage des von der Steuerbetragsberechnungseinheit 220 empfangenen Steuerbetrags tatsächlich bewegt.
Nachfolgend wird ein tatsächlicher Betrieb der Steuervorrichtung 200 für das Fahrzeug im Detail beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung 200 des Fahrzeugs einschließlich der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung 210 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Die Reihe von Operationen in 3 wird wiederholt mit einer konstanten Periode von beispielsweise 0,01 Sekunden durchgeführt. Darüber hinaus ist 4 ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen einer Trennlinie 11 und einem vorausfahrenden Fahrzeug 12 in Bezug auf das Fahrzeug 1 veranschaulicht.
Zuerst, im Schritt S1, erfasst die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 Trennlinieninformationen über mindestens eine der linken und rechten Trennlinien in Bezug auf das Fahrzeug und überträgt die Trennlinieninformationen an die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211. Die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 erfasst die Trennlinieninformation einschließlich eines Fahrzeug-Trennlinien-Abstandes k0, eines Fahrzeugwinkels k1, einer Krümmung k2 und einer Krümmungsänderungsrate k3 unter Verwendung des oben beschriebenen Erkennungsverfahrens oder dergleichen.
Darüber hinaus wird die Erfassungseinheit 120 für vorausfahrende Fahrzeuge ein vor dem Fahrzeug 1 fahrendes vorausfahrendes Fahrzeug erkennen, Erkennungseinheiten für vorausfahrende Fahrzeuge erfassen, die eine Fahrzeugform einschließlich einer Fahrzeugbreite, eine Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug 1 und eine relative Position in Bezug auf das Fahrzeug 1 umfassen, und die Informationen über vorausfahrende Fahrzeuge an die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 übertragen. Die relative Position des erkannten vorausfahrenden Fahrzeugs umfasst einen Abstand Xn in einer Längsrichtung und einen Abstand Yn in einer Querrichtung, vom Fahrzeug 1 aus gesehen, und wird als FP = [Xn, Yn] dargestellt. (Hier ist „n“ eine Zahl zur Identifizierung jedes aus einer Vielzahl vorausfahrender Fahrzeuge). Zusätzlich kann eine Funktion zur Bestimmung, ob es sich um ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein Hindernis handelt, aus der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug 1 oder dergleichen vorgesehen sein.
In Schritt S2 bestimmt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 auf der Grundlage der Trennlinieninformation und der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information, die in Schritt S1 erfasst wurde, ob das vorausfahrende Fahrzeug, das vor dem Fahrzeug 1 fährt, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fährt, der auf der Grundlage der Trennlinieninformation festgelegt wurde, d.h. sie bestimmt das Vorhandensein oder das Fehlen eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug 1 fährt. Wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug 1 fährt, kann festgestellt werden, dass es einen Fahrweg zumindest in einem Bereich gibt, in dem die Trennungslinie erfasst wird. 5 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang in Schritt S2 veranschaulicht.
In Schritt S21 berechnet die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 einen Abstand k0' des vorausfahrenden Fahrzeugs von der Trennlinie, der ein Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Seitenabschnitt der Trennlinie ist, der näher an dem vorausfahrenden Fahrzeug liegt, aus den Trennlinieninformationen und der Position des vorausfahrenden Fahrzeugs, die in Schritt S1 erfasst wurde. k0' wird durch Gleichung (1) aus den Trennlinieninformation, die den Trennlinien-Abstand k0 des Fahrzeugs 1, den Fahrzeugwinkel k1, die Krümmung k2 und die Krümmungsänderungsrate k3 umfassen, und der vorausfahrenden Fahrzeug-Position FP = [Xn, Yn] berechnet.
[Gleichung 1] $k 0' = \frac{1}{6} \times k 3 \times X n^{3} + \frac{1}{2} \times k 2 \times X n^{2} + k 1 \times X n + k 0 - Y n$
Streng genommen wird eine Abweichung erzeugt, die der Neigung des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Position FP des vorausfahrenden Fahrzeugs zugehört. In einem Zustand, in dem das Spurhaltesystem arbeitet, wird jedoch davon ausgegangen, dass das vorausfahrende Fahrzeug und das Fahrzeug 1 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit fahren, so dass in der Praxis die Abweichung aufgrund der Neigung des vorausfahrenden Fahrzeugs kaum erzeugt wird. Zur Berechnung des Trennlinienabstands k0' des vorausfahrenden Fahrzeugs muss daher nur eine Berechnung mit Xn durchgeführt werden, d. h. mit dem Abstand in Längsrichtung zwischen dem Fahrzeug 1 und der Position des vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei die Neigung des vorausfahrenden Fahrzeugs außer Acht gelassen wird. Andererseits ist es in einem Fall, in dem das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug in einem Stau folgt, nur erforderlich, eine Berechnung unter Berücksichtigung der Fahrzeugneigung an der Position FP des vorausfahrenden Fahrzeugs durchzuführen.
In Schritt S22 bestimmt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen Bereichs D auf der Grundlage des in Schritt S21 berechneten Trennlinienabstands k0' des vorausfahrenden Fahrzeugs. Wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs D von der Trennlinie gibt, d.h. wenn der Absolutwert von k0' gleich oder kleiner als D ist, fährt das Verfahren mit Schritt S23 fort. Wenn es kein vorausfahrendes Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs D gibt, d.h. wenn der Absolutwert von k0' größer als D ist, fährt das Verfahren mit Schritt S24 fort.
Hier wird der vorbestimmte Bereich D beispielsweise auf einen Bereich innerhalb eines Abstands Dw von einer Trennlinie in Richtung der anderen Trennlinie festgelegt. Der Abstand Dw wird durch Gleichung (2) auf der Grundlage einer Breite Cw des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Abstands Lw zwischen der linken und der rechten Trennlinie bestimmt.
[Gleichung 2] $D_{w} = L_{w} - C_{w}$
Angenommen, der Abstand von der rechten Trennlinie, der der Grenzwert ist, wenn das vorausfahrende Fahrzeug über die linke Trennlinie fährt, gehört zur rechten Seite von Gleichung (2). Daher kann ein Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug die linke Trennlinie überfährt, erkannt werden, indem der vorbestimmte Bereich D auf einen Bereich innerhalb des Abstands Dw von der rechten Trennlinie eingestellt wird und geprüft wird, ob sich das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs D befindet oder nicht. Auch in einem Fall, in dem links und rechts vertauscht sind, ist es möglich, den Zustand des Überfahrens der Linie auf dieselbe Weise zu erkennen. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen der linken und der rechten Trennlinie nicht erfasst werden kann, beispielsweise in einem Fall, in dem Trennlinieninformationen über eine der linken und rechten Trennlinien nicht erfasst werden können, kann Lw auf der Grundlage der Fahrbahnbreite festgelegt werden, wenn sowohl die linke als auch die rechte Trennlinie in der Vergangenheit erfasst wurde, oder auf der Grundlage des Mindestwerts einer allgemein denkbaren Straßenbreite.
Darüber hinaus kann der vorgegebene Bereich D durch Bestimmung des Typs des vorausfahrenden Fahrzeugs festgelegt werden, beispielsweise eines Zweiradfahrzeugs, eines Zugfahrzeugs oder dergleichen. Im Falle des Zweiradfahrzeugs neigt das Zweiradfahrzeug dazu, auf der Seite des Fahrwegs zu fahren, und daher kann der vorgegebene Bereich D groß oder versetzt eingestellt werden. Im Falle des Zugfahrzeugs kann das Zugfahrzeug am Kupplungsabschnitt gekrümmt sein, so dass ein Fall angenommen wird, in dem die Fahrzeugbreite oder ähnliches nicht korrekt erfasst werden kann. Daher kann die Bestimmung streng sein, indem der vorbestimmte Bereich D auf einen kleinen Bereich eingestellt wird.
In dem obigen Verfahren wurde das Beispiel beschrieben, in dem der vorbestimmte Bereich D auf der Grundlage der Form des vorausfahrenden Fahrzeugs und des Abstands zwischen der linken und der rechten Trennlinie festgelegt wird, aber es ist nicht darauf beschränkt. Der vorbestimmte Bereich D kann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem fahrzeugseitigen Abstand, der Form der Trennungslinie und ähnlichem variabel sein. In einem Fall, in dem vorhergesagt wird, dass der Fehler des vorausfahrenden Fahrzeugs Trennlinienabstand k0' in einem nicht vernachlässigbaren Ausmaß resultiert, beispielsweise in einem Fall, in dem der Abstand zwischen den Fahrzeugen groß ist, oder in einem Fall einer Straße mit einer starken Kurve, ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung zu unterdrücken, indem der vorbestimmte Bereich D unter Berücksichtigung des Fehlers auf einen kleinen Bereich eingestellt wird. Andererseits ist es möglich, die Anzahl der Szenen zu erhöhen, in denen die Steuerung in der nachfolgenden Verarbeitung fortgesetzt werden kann, indem der vorbestimmte Bereich D bei einer Straße wie beispielsweise einer Schnellstraße, deren Fahrbahnbreite groß eingestellt ist, auf einen großen Bereich eingestellt wird.
Im Schritt S23 setzt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs D, der auf der Grundlage der Trennlinie eingestellt ist, d.h. auf demselben Weg, auf „vorhanden“.
Im Schritt S24 setzt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211 das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg auf „abwesend“.
Es ist zu beachten, dass das Verfahren in Schritt S2 im Detail als das Verfahren für ein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug 1 beschrieben wurde. Dieses ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der ähnliche Prozess kann für eine Vielzahl vorausfahrender Fahrzeuge durchgeführt werden. Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg fährt, kann das Verfahren mit Schritt S23 fortgesetzt werden, und wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg fährt, kann das Verfahren mit Schritt S24 fortgesetzt werden. Dadurch kann ein häufiges Wechseln des vorausfahrenden Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Spurwechsels oder des Einbiegens unterdrückt werden, und die Bestimmung des „Vorhandenseins“ des vorausfahrenden Fahrzeugs auf demselben Weg kann stabil fortgesetzt werden, solange sich das vorausfahrende Fahrzeug, das einmal als vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg bestimmt wurde, auf demselben Weg befindet. Infolgedessen kann erwartet werden, dass die Möglichkeit, die nachfolgende Verarbeitung fortzusetzen, steigt.
Zurück zu 3, in Schritt S3 legt die Zieltrajektorien-Einstelleinheit 212 eine Zieltrajektorie fest, auf der das Fahrzeug 1 fahren soll, auf der Grundlage der in Schritt S1 erkannten Trennlinieninformation und der in Schritt S2 festgelegten Information über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf demselben Pfad. 6 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang in Schritt S3 illustriert. Darüber hinaus illustriert 7 ein Beispiel für die Positionsbeziehung der Zieltrajektorie.
In Schritt S31 bestimmt die Zieltrajektorien-Einstelleinheit 212, ob die Trennlinieninformation für die Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst wird oder die Trennlinieninformation für nur eine der Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst wird. Wenn festgestellt wird, dass die Trennlinieninformationen für die Trennlinien links und rechts erfasst werden, wird mit Schritt S33 fortgefahren. Wenn festgestellt wird, dass nur die Trennlinieninformation auf einer der Trennlinien links und rechts erfasst wird, geht das Verfahren zu Schritt S32 über.
Es ist zu beachten, dass die Erfassung der Trennlinieninformation hier nicht auf das einfache Erkennen der Trennlinie beschränkt ist, sondern auch den Fall meinen kann, dass die Trennlinieninformation unter Berücksichtigung ihrer Zuverlässigkeit genau erkannt wird. Die Information über die Zuverlässigkeit kann von der Kamera erfasst werden oder separat im System unter Verwendung einer bekannten Technik oder dergleichen ermittelt werden (bekannte Technik beispielsweise: WO 2018/131062 ).
In Schritt S32 prüft die Zieltrajektorien-Einstelleinheit 212 anhand des Ergebnisses von Schritt S2 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf demselben Weg, und wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg fährt, fährt das Verfahren mit Schritt S33 fort. Wenn es kein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg gibt, fährt das Verfahren mit Schritt S34 fort.
Wenn das Verfahren mit Schritt S33 fortfährt, kann festgestellt werden, dass die Trennlinieninformation, die in Schritt S1 erfasst wird, zumindest in einem Bereich mit einem Fahrweg eingestellt ist. Somit stellt die Zieltrajektorie-Einstelleinheit 212 die Zieltrajektorie unter Verwendung der Trennlinieninformation ein. Eine Linie, die um einen vorbestimmten Wert Wo in Bezug auf die Trennlinieninformation verschoben ist, wird als Zieltrajektorie festgelegt. In diesem Fall, in dem die Trennlinieninformationen über die Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst werden, wird Wo so eingestellt, dass eine Linie, die durch eine mittlere Position zwischen der linken und der rechten Trennlinie verläuft, die Zieltrajektorie ist. Wird nur die Information über die Trennlinie auf einer der Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst, wird Wo auf die Hälfte des Abstands zwischen linker und rechter Trennlinie auf der Grundlage des Abstands zwischen linker und rechter Trennlinie in dem Zeitraum eingestellt, in dem die Information über die Trennlinie auf den Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 in der Vergangenheit erkannt wurde. Wenn es keine Zeitspanne gibt, in der die Trennlinien links und rechts in der Vergangenheit erkannt wurden, wird Wo auf einen festen Wert gesetzt. Es ist zu beachten, dass auch in einem Fall, in dem es eine Zeitspanne gibt, in der die Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 in der Vergangenheit erfasst wurden, Wo auf den voreingestellten festen Wert gesetzt werden kann. Darüber hinaus weist die Zieltrajektorie auch Zieltrajektorie-Gültigkeitsinformationen auf, die angeben, ob Informationen über die Zieltrajektorie gültig oder ungültig sind, und die Zieltrajektorie-Gültigkeitsinformationen werden im Schritt S33 auf „gültig“ gesetzt.
Wenn das Verfahren mit Schritt S34 fortfährt, setzt die Zieltrajektorie-Einstelleinheit 212 die Zieltrajektorie auf einen ungültigen Wert, da die Trennlinieninformation, die in Schritt S1 erfasst wurde, auf eine Position außerhalb des Fahrwegs gesetzt ist und die Möglichkeit einer fehlerhaften Erkennung besteht. Darüber hinaus wird die Information über die Gültigkeit der Zieltrajektorie auf „ungültig“ gesetzt.
Zurück zu 3, in Schritt S4 berechnet die Steuerbetragsberechnungseinheit 213 den Steuerbetrag des Stellmotors, um den Reifenwinkel zu erreichen, der für das Fahrzeug 1 notwendig ist, um entlang der Zieltrajektorie zu fahren, auf der Grundlage der in Schritt S3 eingestellten Zieltrajektorie. Die Steuergröße ist beispielsweise ein Strom. Wenn die Zieltrajektorie in Schritt S3 „gültig“ ist, wird der Steuerbetrag berechnet und ausgegeben. Wenn die Zieltrajektorie in Schritt S3 hingegen „ungültig“ ist, wird die Steuereinheit auf 0 gesetzt, und die Steuerung zum Verfolgen der Zieltrajektorie wird außer Kraft gesetzt.
In Schritt S5 steuert die Steuereinheit des Stellmotors 300 den Stellmotor 300 auf der Grundlage der Steuergröße, die das Ergebnis von S4 ist, und steuert dadurch die elektrische Servolenkung, um den Reifenwinkel so zu bewegen, dass das Fahrzeug 1 der in S3 eingestellten Zieltrajektorie folgt.
Wie oben beschrieben, umfasst die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung der ersten Ausführungsform:

eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, um auf der Grundlage von Trennlinieninformationen, die eine Position und eine Form mindestens einer linken Trennlinie oder einer rechten Trennlinie in Bezug auf ein Fahrzeug umfassen, die von einer Trennlinieninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, und Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen, die eine Form und eine Fahrposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen, das vor dem Fahrzeug fährt, das von einer Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit erfasst wird, Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, wobei die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug in einem Fall fährt, in dem das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Basis der Trennlinieninformation eingestellt ist; und
eine Zieltrajektorie-Einstelleinheit, um eine Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug fahren soll, auf der Basis der Trennlinieninformation und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit einzustellen, wobei die Zieltrajektorie-Einstelleinheit konfiguriert ist, um in einem Fall, in dem die Trennlinien-Erfassungseinheit die Trennlinieninformation auf nur einer von der linken Trennlinie und der rechten Trennlinie erfassen kann die Zieltrajektorie auf der Basis der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie zu berechnen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, vorhanden ist, und die Berechnung der Zieltrajektorie zu unterlassen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug nicht vorhanden ist.

Weiterhin umfasst das Verfahren zur Berechnung der Zieltrajektorie der ersten Ausführungsform die folgenden Schritte:

Gemäß der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung und dem Zieltrajektorien-Berechnungsverfahren gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Zieltrajektorie in einem Fall, in dem nur die Trennlinieninformation über eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann, unter Verwendung der Information über das vorausfahrende Fahrzeug, das auf dem gleichen Weg fährt, nur in einem Fall berechnet, in dem es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf dem gleichen Weg fährt. Daher ist es selbst in einem Fall, in dem nur die Trennlinieninformationen über eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden können, möglich, die Korrektheit der Zieltrajektorie sicherzustellen, die aus den Trennlinieninformationen über eine erfasste Trennlinie erzeugt wird. Infolgedessen ist es selbst in einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann, möglich, die Erzeugung einer fehlerhaften Zieltrajektorie, eine fehlerhafte Lenksteuerung auf der Grundlage der fehlerhaften Zieltrajektorie und dergleichen zu unterdrücken und eine stabile Fahrzeugsteuerung entlang des Weges zu erreichen. Darüber hinaus ist es möglich, die Steuerung zu ermöglichen, der Zieltrajektorie zu folgen, die aus den Trennlinieninformation auf einer erfassten Trennlinie erzeugt wird, und somit ist es möglich, die Betriebszeit der Lenksteuerung zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, selbst in einem Fall, in dem die Trennlinieninformation einen abnormalen Wert aufweist, den abnormalen Wert zu erkennen und eine unnötige Steuerung zu unterdrücken, die auf den abnormalen Wert zurückzuführen ist und nicht entlang des Fahrwegs liegt.
Zweite Ausführungsform
Die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform prüft das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf demselben Weg auf der Grundlage der Trennlinieninformation, die von der Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, und der Position des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der Erfassungseinheit 120 für die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst wird, und in einem Fall, in dem es ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg gibt, selbst wenn die Trennlinieninformation, die durch die Trennlinieninformations-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, nur die Trennlinieninformation über eine der linken und rechten Trennlinien ist, wird die Steuerung unter Verwendung der Ziel-Trajektorie ausgeführt, die auf der Basis der Trennlinieninformation über eine Trennlinie erzeugt wird. Andererseits ist eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform so konfiguriert, dass sie anhand der Zeit, während der sich das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg befindet, bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg fährt.
8 ist ein Flussdiagramm, das Details der Verarbeitung veranschaulicht, die von der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Im Falle der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird in dem Prozess (5) der Schritt S2 in der Verarbeitung (3), der von der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, werden die Schritte S26, S27 und S28 zwischen dem Schritt S22 und dem Schritt S23 oder dem Schritt 24 hinzugefügt, wobei der Prozess mit S26 fortgesetzt wird, wenn im Schritt S22 festgestellt wird, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg gibt, und der Prozess mit dem Schritt S27 fortgesetzt wird, wenn im Schritt S22 festgestellt wird, dass es kein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg gibt. Mit Ausnahme der obigen Ausführungen wird der Vorgang ähnlich wie der Vorgang der Steuervorrichtung für das Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt. Daher werden im Folgenden hauptsächlich die Vorgänge in den Schritten S26, S27 und S28 beschrieben.
Die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform umfasst einen Zeitzähler zum Messen der Zeit, während der sich das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs D von der Zieltrajektorie befindet, und in Schritt S26 wird ein Zeitzählerwert Ct durch Gleichung (3) um eins inkrementiert.
[Gleichung 3] $C_{t} = C_{t - 1} + 1$
In Schritt S27 setzt die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung den Zeitzähler nach Gleichung (4) zurück.
[Gleichung 4] $C_{t} = 0$
In Schritt S28 bestimmt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211, ob der in Schritt S26 oder Schritt S27 berechnete Zeitzählerwert Ct gleich oder größer als ein voreingestellter Schwellenwert Ct_Max ist oder nicht. Das heißt, es werden nur Fahrzeuge extrahiert, die für Ct_Max × Berechnungszeitraum (0,01 Sekunden) oder mehr auf demselben Weg fahren, und Fahrzeuge, die nur vorübergehend vor dem Fahrzeug 1 durchgelaufen sind, werden nicht als Ziele für die Bestimmung der Gewissheit der Trennlinieninformationen festgelegt. Wenn der Zeitzähler gleich oder größer als der Schwellenwert ist, fährt das Verfahren mit Schritt S23 fort, und wenn der Zeitzähler kleiner als der Schwellenwert ist, fährt das Verfahren mit Schritt S24 fort.
In einem Fall, in dem nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst werden kann und die Trennlinieninformation darauf fehlerhaft ist, wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das zufällig innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der auf der Basis der fehlerhaften Trennlinie eingestellt ist, kann bestimmt werden, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf dem gleichen Weg fährt, und die Zieltrajektorie kann auf der Basis der fehlerhaften Trennlinieninformation berechnet werden. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die Trennlinieninformation fälschlicherweise in einer weitgehend nach rechts gekrümmten Form erfasst wird, wenn sich ein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug 1 auf der angrenzenden rechten Fahrspur befindet, festgestellt werden, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg unterwegs ist. Andererseits kann durch das Einfügen einer Zeitbedingung in die Bestimmung, ob es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Fahrweg fährt, wie in der zweiten Ausführungsform, erwartet werden, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug, das nur vorübergehend auf demselben Fahrweg anwesend war, ein Hindernis, das vorübergehend fälschlicherweise von einem Sensor erkannt wurde, oder ähnliches nicht als ein vorausfahrendes Fahrzeug, das auf demselben Fahrweg fährt, bestimmt wird.
Gemäß der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Fahrweg wie das Fahrzeug fährt, wenn ein Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Basis der Trennlinieninformation eingestellt ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert. Daher ist es möglich, genauer zu bestimmen, ob das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg wie das Fahrzeug unterwegs ist. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es in einem Fall, in dem eine der Trennlinien nicht erfasst werden kann und die Information darüber vorübergehend fehlerhaft ist, möglich, die Bestimmung, dass das vorausfahrende Fahrzeug sich auf demselben Weg befindet, auf der Grundlage der fehlerhaften Trennlinieninformation zu unterdrücken und die Berechnung der fehlerhaften Zieltrajektorie zu unterdrücken. Daher ist es möglich, eine stabile Steuerung durchzuführen.
Dritte Ausführungsform
Eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform wird erhalten, indem der Bestimmungsfluss der Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit in der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform teilweise geändert wird. Insbesondere ist die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg in einem Fall gibt, in dem ein Zustand, in dem Trennlinien sowohl zur Linken als auch zur Rechten eines Fahrzeugs erfasst werden können und ein vorausfahrendes Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Basis von Trennlinieninformationen eingestellt ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert.
8 ist ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der von der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführten Verarbeitung zeigt. Im Falle der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform wird in dem Prozess (8) des Schritts S2, der von der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, der Schritt S25 zwischen dem Schritt S22 und dem Schritt S26 hinzugefügt, und der Prozess geht zu S25 über, wenn in Schritt S22 festgestellt wird, dass sich ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg befindet. Abgesehen davon wird der Vorgang ähnlich dem Vorgang der Steuervorrichtung für das Fahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt. Daher wird im Folgenden hauptsächlich das Verfahren in Schritt S25 beschrieben.
In Schritt S25 bestimmt die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit 211, ob die Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst werden oder nur eine der Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs 1 erfasst wird. Wenn festgestellt wird, dass sowohl die linke als auch die rechte Trennlinie erfasst wird, fährt das Verfahren mit Schritt S26 fort, und der Zeitzählerwert Ct wird um eins inkrementiert. Wenn festgestellt wird, dass nur eine der linken und rechten Trennlinien erfasst wird, wird Schritt S26 übersprungen, und das Verfahren fährt mit Schritt S28 fort.
Durch Einfügen des Schritts S25 wird nur der Fall gezählt, in dem die Trennlinien links und rechts des Fahrzeugs erfasst werden und das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Grundlage der Trennlinieninformationen festgelegt wurde, so dass die Zuverlässigkeit der Bestimmung, dass das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Pfad vorhanden ist, weiter erhöht werden kann. Da die Zuverlässigkeit der Bestimmung, dass sich das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg befindet, auch in dem Fall erhöht wird, in dem eine der Trennlinien danach nicht erfasst werden kann, ist es möglich, die nachfolgende Verarbeitung auf der Grundlage der Informationen über das vorausfahrende Fahrzeug fortzusetzen, das bisher als das vorausfahrende Fahrzeug auf demselben Weg bestimmt wurde. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Folgeverarbeitung hoch gehalten werden.
Gemäß der Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ist die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug auf demselben Weg in einem Fall gibt, in dem ein Zustand, in dem sowohl die linke Trennlinie als auch die rechte Trennlinie in Bezug auf das Fahrzeug erfasst werden kann und das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, der auf der Grundlage der Trennlinieninformation eingestellt ist, für die vorbestimmte Zeitdauer oder länger andauert. Daher ist es möglich, genauer zu bestimmen, ob das vorausfahrende Fahrzeug auf dem gleichen Weg wie das Fahrzeug unterwegs ist.
<Modifikation>
In der obigen Beschreibung wurde die Vorrichtung, die die Zieltrajektorie für das Spurhaltesystem verwendet, beschrieben, aber sie ist nicht darauf beschränkt, und die Zieltrajektorie kann für eine Spurverlassenswarnvorrichtung, eine Autonom-Fahrsystem-Vorrichtung oder dergleichen verwendet werden. Die in den Ausführungsformen beschriebene Technik kann auf die Verwendung der Trennlinieninformationen und des Fahrwegs angewendet werden.
<Andere Modifikationen>
Die oben beschriebene Steuervorrichtung für ein Fahrzeug kann auch auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug angewendet werden, das eine Zieltrajektorie erzeugt, indem ein künstlicher Satellit und Karteninformationen kombiniert werden, und ein Steuersystem für ein Fahrzeug, das eine Zieltrajektorie erzeugt, indem eine Navigationsvorrichtung, ein Kommunikationsendgerät einschließlich eines mobilen Endgeräts, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder ein Tablet, eine in diesen Kommunikationsendgeräten installierte Anwendungsfunktion und ein Server in geeigneter Weise kombiniert werden. In diesem Fall können die oben beschriebenen Funktionen und Komponenten der Steuervorrichtung des Fahrzeugs in den Vorrichtungen, die das System bilden, verteilt oder in einer der Vorrichtungen konzentriert angeordnet sein.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Offenbarung die Ausführungsformen und Modifikationen frei kombiniert werden können, oder die Ausführungsformen und Modifikationen können im Rahmen der Erfindung in geeigneter Weise modifiziert oder weggelassen werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung im Detail beschrieben wurde, ist die obige Beschreibung in allen Aspekten illustrativ, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Es versteht sich, dass zahllose Modifikationen, die nicht dargestellt sind, angenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigt wird.
BEZUGSZEICHEN-LISTE

1: Fahrzeug,
2: Lenkrad,
3: Lenkwelle,
4: Lenkeinheit,
5: elektrische Servolenkung,
6: Antriebsstrangeinheit,
7: Bremseinheit,
8: Gierratensensor,
9: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor,
10: Frontkamera,
11: Trennlinie,
12: vorausfahrendes Fahrzeug,
110: Trennlinieninformationserfassungseinheit,
120: Vorausfahrende-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit,
212: Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung,
220: Steuerbetrags-Berechnungseinheit,
300: Stellmotor,
310: Elektrische Servolenkungs-Steuereinheit,
311: Antriebsstrang-Steuereinheit,
312: Bremsen-Steuereinheit,
200: Fahrzeug-Steuereinheit,
210: Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung,
211: Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit,
312: Bremssteuereinheit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 202082772 A [0004]
JP 201737473 A [0004]
JP 200110524 A [0024]
WO 2018131062 [0048]

Claims

Eine Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung, umfassend: eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, um auf der Grundlage von Trennlinieninformationen, die eine Position und eine Form von mindestens einer linken Trennlinie oder einer rechten Trennlinie in Bezug auf ein Fahrzeug umfassen, die von einer Trennlinieninformations-Erfassungseinheit erfasst werden, und Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen, die eine Form und eine Fahrposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen, das vor dem Fahrzeug fährt, das von einer Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informations-Erfassungseinheit erfasst wird, des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu bestimmen, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, wobei die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, falls das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist; und eine Zieltrajektorie-Einstelleinheit, um eine Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug fahren soll, auf der Grundlage der Trennlinieninformation und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit einzustellen, wobei die Zieltrajektorie-Einstelleinheit so konfiguriert ist, dass diese, falls die Trennlinien-Erfassungseinheit die Trennlinieninformation auf nur einer von der linken Trennlinie oder der rechten Trennlinie erfassen kann, die Zieltrajektorie auf der Grundlage der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie berechnet, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, vorhanden ist, und die Berechnung der Zieltrajektorie unterlässt, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit feststellt, dass das vorausfahrende Fahrzeug nicht vorhanden ist.
Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem ein Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert, die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit bestimmt, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt.
Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem ein Zustand, in dem sowohl die linke Trennlinie als auch die rechte Trennlinie in Bezug auf das Fahrzeug erfasst werden kann und das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb des vorbestimmten Bereichs vorhanden ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert, die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt.
Die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich der vorbestimmte Bereich in der Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit in Abhängigkeit von mindestens einer aus der Gruppe von der Trennlinieninformation, der Form, einer Geschwindigkeit oder der Fahrposition des vorausfahrenden Fahrzeugs ändert.
Eine Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend: die Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und eine Steuerbetrag-Berechnungseinheit, um einen Steuerbetrag eines Stellmotors zum Steuern eines Fahrzeugs in einer solchen Weise zu berechnen, dass es einer von der Zieltrajektorien-Vorrichtung berechneten Zieltrajektorie folgt.
Ein Zieltrajektorien-Berechnungsverfahren einer Zieltrajektorien-Berechnungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen, durch eine Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, von Trennlinieninformationen, die eine Position und eine Form von mindestens einer von einer linken Trennlinie oder einer rechten Trennlinie in Bezug auf ein Fahrzeug umfassen, von einer Trennlinieninformations-Erfassungseinheit; Erfassen, durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, von Vorausfahrendes-Fahrzeug-Informationen, die eine Form und eine Fahrposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das vor dem Fahrzeug fährt, umfassen, von einer Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information-Erfassungseinheit; Bestimmen, durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage der Trennlinieninformation und der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Information, wobei die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das auf demselben Weg wie das Fahrzeug fährt, falls das vorausfahrende Fahrzeug innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorhanden ist; und Einstellen, durch eine Zieltrajektorie-Berechnungseinheit, einer Zieltrajektorie, auf der das Fahrzeug fahren soll, auf der Basis der Trennlinieninformation und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit, wobei die Zieltrajektorie-Berechnungseinheit konfiguriert ist, um, falls die Trennlinien-Erfassungseinheit die Trennlinieninformation auf nur einer der linken Trennlinie oder der rechten Trennlinie erfassen kann, die Zieltrajektorie auf der Basis der erfassten Trennlinieninformation über die eine Trennlinie zu berechnen, wenn die Auf-demselben-Weg-Bestimmungseinheit bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, das auf demselben Weg fährt, vorhanden ist.