JP2005346304A - Road parameter calculation device and vehicle behavior control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自車両が走行するレーンの画像を取得し、取得した画像から自車の走行レーンを識別して道路曲率またはカーブ半径を算出する道路パラメータ算出装置、および、これを用いた車両挙動制御装置に関する。 The present invention acquires an image of a lane in which the host vehicle travels, identifies a traveling lane of the host vehicle from the acquired image, and calculates a road curvature or a curve radius, and a vehicle behavior using the same The present invention relates to a control device.
走行レーンに沿った車両の走行を支援する車両用操舵支援装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この支援装置では、まず、CCDカメラなどを利用して自車両が走行するレーンの画像を取得する。取得した画像から画像認識処理によって走行レーンを区画する道路区画線(白線)を検出することで、自車両が走行すべき走行レーン情報を取得する。取得した走行レーン情報を基に、操舵に必要な操舵トルクを求めて、適切な操舵アシストトルクを付与することで、運転者の操舵を支援する。 There has been proposed a vehicle steering assist device that supports traveling of a vehicle along a travel lane (see, for example, Patent Document 1). In this support apparatus, first, an image of a lane in which the host vehicle travels is acquired using a CCD camera or the like. By detecting a road marking line (white line) that divides the travel lane by image recognition processing from the acquired image, travel lane information that the host vehicle should travel is acquired. Based on the acquired travel lane information, a steering torque necessary for steering is obtained and an appropriate steering assist torque is applied to assist the driver in steering.
このような車両用操舵支援装置においては、操舵アシストトルクの算出において、制御パラメータとして走行レーンの形状パラメータが用いられる。この形状パラメータとして特許文献1の技術では、道路の曲率(カーブ半径の逆数)を形状パラメータとして用い、フィードフォワード制御によって曲率に応じた操舵アシストトルクを付与している。
ここで、道路のカーブ半径は、画像認識によって取得した区画線の位置情報を基にして幾何学的に算出され、その逆数をとることで、曲率を求めている。したがって、曲率、カーブ半径の検出精度は白線の位置認識精度に依存することになるが、以下の理由で区画線位置を高精度に検出することが難しい。 Here, the curve radius of the road is geometrically calculated based on the position information of the lane marking obtained by image recognition, and the curvature is obtained by taking the reciprocal thereof. Therefore, the detection accuracy of the curvature and the curve radius depends on the position recognition accuracy of the white line, but it is difficult to detect the partition line position with high accuracy for the following reason.
まず、道路の勾配、車両の傾き等で道路と車両の幾何学的関係が変化すると、区画線の位置認識精度が低下する。また、撮影した画像から認識処理を行う際には、所定の画素数を有するデジタルデータとして取り扱うことになるが、この際の解像度の制限から、位置認識精度を高めることが難しい。一方、画像の解像度を高めると、計算処理量が増大し、高速の処理装置を必要とするため、解像度をあまり高くすることもできない。さらに、日照や照明の条件、気象条件などにも影響を受ける。 First, if the geometric relationship between the road and the vehicle changes due to the gradient of the road, the inclination of the vehicle, etc., the position recognition accuracy of the lane markings decreases. Further, when the recognition process is performed from the captured image, it is handled as digital data having a predetermined number of pixels. However, it is difficult to increase the position recognition accuracy due to the limitation of the resolution at this time. On the other hand, increasing the resolution of the image increases the amount of calculation processing and requires a high-speed processing device, so the resolution cannot be increased too much. Furthermore, it is affected by sunshine, lighting conditions, weather conditions, and so on.
この結果、区画線位置情報の精度を高めることが難しく、得られる曲率、カーブ半径はノイズ成分を含んだものとなる。操舵アシストトルクをフィードフォワード制御する際に、このノイズ成分が振動的な横加速度を発生させてしまい、車両の車線追従性を低下させてしまうおそれがある。 As a result, it is difficult to improve the accuracy of the lane marking position information, and the obtained curvature and curve radius include noise components. When feed-forward control of the steering assist torque is performed, this noise component may generate a vibrational lateral acceleration, which may reduce the lane tracking performance of the vehicle.
そこで本発明は、画像認識結果を用いて走行路の曲率またはカーブ半径を求める際に、白線認識のノイズ成分を効果的に除去して精度良く曲率またはカーブ半径を求めることを可能とした道路パラメータ算出装置、および、これを用いた車両挙動制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a road parameter that can accurately determine the curvature or curve radius by effectively removing the noise component of white line recognition when determining the curvature or curve radius of the traveling road using the image recognition result. It is an object to provide a calculation device and a vehicle behavior control device using the calculation device.
上記課題を解決するため、本発明に係る道路パラメータ算出装置は、自車両が走行するレーン画像を取得して、画像処理によって走行レーンを認識し、認識結果から走行レーンの曲率またはカーブ半径を求める道路パラメータ算出装置において、判定した道路曲率またはカーブ半径の時間変化量を制限値以下に制限して演算結果として出力する手段を備えており、この制限値は、道路曲率が小さいとき、または、カーブ半径が大きいときほど小さくなるよう設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the road parameter calculation device according to the present invention acquires a lane image in which the host vehicle travels, recognizes the travel lane by image processing, and obtains the curvature or curve radius of the travel lane from the recognition result. The road parameter calculation device includes means for limiting the time change amount of the determined road curvature or curve radius to a limit value or less and outputting the result as a calculation result. This limit value is obtained when the road curvature is small or the curve It is characterized in that it is set to become smaller as the radius is larger.
すなわち、道路曲率またはカーブ半径の時間変化量が制限値以内となるようにガードをかけて出力する。このとき、道路曲率が小さい(カーブ半径が大きい場合に相当する。)ときほどガード値を小さくすることで、時間変化量が大きくならないようにする。ここで、白線認識によるカーブ半径の推定は、認識した白線の直線からのずれ量等を基にして幾何学的に求められる。このため、ずれ量が大きい場合、つまり、カーブ半径が小さく、曲率が大きい場合の推定精度に比較して、ずれ量が小さい場合、つまり、カーブ半径が大きく、曲率が小さい場合の推定精度が低下する。本発明では、この精度の傾向に応じてガード値を異ならせる。 That is, a guard is applied and output so that the time change amount of the road curvature or the curve radius is within the limit value. At this time, the guard value is decreased as the road curvature is smaller (corresponding to the case where the curve radius is larger), so that the amount of time change is not increased. Here, the estimation of the curve radius by white line recognition is obtained geometrically based on the amount of deviation of the recognized white line from the straight line. Therefore, when the amount of deviation is large, that is, when the curve radius is small and the curvature is large, the estimation accuracy is reduced when the amount of deviation is small, that is, when the curve radius is large and the curvature is small. To do. In the present invention, the guard value is made different according to the tendency of accuracy.
車両速度が速いほど同じ道路区間を短時間で通過する。このため、同一の道路区間に対しても曲率またはカーブ半径の時間変化量は走行速度に応じて異なってくる。そこで、車両の車速を検出する車速検出手段をさらに備え、この制限値は、道路曲率またはカーブ半径が同一の場合には、自車両の走行速度が速いほど大きく設定されていることが好ましい。特に、制限値を道路曲率またはカーブ半径が同一の場合には、自車両の走行速度に正比例させるとよい。 The faster the vehicle speed, the shorter it will pass through the same road section. For this reason, even with respect to the same road section, the time change amount of the curvature or the curve radius varies depending on the traveling speed. Accordingly, it is preferable that vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle is further provided, and this limit value is set to be larger as the traveling speed of the host vehicle is higher when the road curvature or the curve radius is the same. In particular, when the road curvature or the curve radius is the same, the limit value may be directly proportional to the traveling speed of the host vehicle.
道路曲率が第1の曲率値を超える場合、あるいは、カーブ半径が第1のカーブ半径を下回る場合には、この制限値を道路構造基準に基づいた制限値に設定するとよい。上述したようにカーブ半径が小さく、曲率が大きい場合には、比較的カーブの推定精度が保たれる。一方で、道路構造基準を超える急なカーブは通常存在しないことから、ガード値を道路構造基準に基づく値に設定してノイズ成分を除去する。 When the road curvature exceeds the first curvature value, or when the curve radius is less than the first curve radius, the limit value may be set to a limit value based on the road structure standard. As described above, when the curve radius is small and the curvature is large, the accuracy of curve estimation is relatively maintained. On the other hand, since there is usually no steep curve exceeding the road structure standard, the guard value is set to a value based on the road structure standard to remove the noise component.
本発明に係る車両挙動制御装置は、上記いずれかの道路パラメータ算出装置と、判定した道路曲率を基にして車両挙動を制御する手段とを備えていることを特徴とする。この車両挙動制御手段としては、カーブ状態に応じて車両を制御する装置であり、自動操舵または操舵支援装置や、ブレーキ制御装置、駆動力制御装置等がある。 A vehicle behavior control device according to the present invention includes any one of the above road parameter calculation devices and means for controlling the vehicle behavior based on the determined road curvature. The vehicle behavior control means is a device that controls the vehicle according to the curve state, and includes an automatic steering or steering assist device, a brake control device, a driving force control device, and the like.
本発明によれば道路曲率またはカーブ半径の時間変化量を制限することで、曲率・カーブ半径等の不自然な変動を抑制することができる。例えば、白線認識の不確かさに起因する振動(ノイズ)成分が存在するような場合に、このノイズ成分の影響を抑制することが可能となり、道路曲率やカーブ半径を利用した車両挙動制御の安定性・制御性が向上する。 According to the present invention, by limiting the amount of time change in road curvature or curve radius, unnatural fluctuations such as curvature and curve radius can be suppressed. For example, when there is a vibration (noise) component due to uncertainties in white line recognition, it is possible to suppress the influence of this noise component, and the stability of vehicle behavior control using road curvature and curve radius・ Controllability is improved.
さらに、車速に応じてガード値を適切に設定することで、走行状態によらずに安定した道路パラメータの取得が可能となり、車両挙動制御の安定性・制御性を確保することができる。 Furthermore, by appropriately setting the guard value according to the vehicle speed, it becomes possible to acquire a stable road parameter regardless of the traveling state, and it is possible to ensure the stability and controllability of the vehicle behavior control.
道路曲率が第1の曲率値を超える場合、あるいは、カーブ半径が第1のカーブ半径を下回る場合には、この制限値を道路構造基準に基づいた値に設定することで、道路構造と矛盾するカーブ半径、曲率の過大な変化を排除することができるので、取得した道路パラメータに対する信頼性が向上する。 When the road curvature exceeds the first curvature value, or when the curve radius is less than the first curve radius, this limit value is set to a value based on the road structure standard, which contradicts the road structure. Since excessive changes in curve radius and curvature can be eliminated, the reliability of the acquired road parameters is improved.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
本発明に係る車両挙動制御装置(本発明に係る道路パラメータ算出装置を含む。)の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の車両挙動制御装置を備えた車両1の構成図を図1に示す。車両1は、電子制御ユニット(ECU:Electrical Contorol Unit)2を備えており、ECU2によって車両挙動制御(車線維持制御)が実行される。図1に示されるように、車両1は、ステアリングホイール3を備えている。ステアリングホイール3は、車両1の車室内に配設されており、運転者によって操作されることで転舵輪(ここでは左右前輪FR,FL)を転舵させる。ステアリングホイール3は、ステアリングシャフト4の一端に固定されている。ステアリングシャフト4は、ステアリングホイール3の回転に伴って回転する。
An embodiment of a vehicle behavior control device according to the present invention (including a road parameter calculation device according to the present invention) will be described below. A configuration diagram of a
ステアリングシャフト4の他端には、ステアリングギヤボックス5を介してラックバー6が連結されている。ステアリングギヤボックス5は、ステアリングシャフト4の回転運動をラックバー6の軸方向への直進運動に変換する機能を有している。ラックバー6の両端は、ナックルアーム7を介して車輪FL,FRの各ハブキャリアに連結されている。このように構成されているため、車輪FL,FRは、ステアリングホイール3が回転されると、ステアリングシャフト4やステアリングギヤボックス5(ラックバー6)を介して転舵される。
A
また、前方を撮像するCCDカメラ8が、ルームミラーに内蔵されている(図2参照)。CCDカメラ8は、車両1のフロントウィンドウ30越しに前方の所定領域内の周辺状況を撮影する。具体的には、道路50の車両1が走行している走行レーン51の周囲の状況の動画像を撮影する。このCCDカメラ8には、画像処理部9が接続されている。CCDカメラ8が撮影した周辺状況の画像データは、画像処理部9に供給される。画像処理部9は、CCDカメラ8による画像データを画像処理し、車両1が走行する道路上に描かれた道路区画線(以下、白線と称する。)などを基に走行レーン(走行経路=車線)を検出する。撮像した画像や映像内では、路面とその上に描かれた白線との輝度差が大きいことから、走行レーンを区画する白線はエッジ検出等によって比較的検出しやすく、車両前方の車線を検出するのに都合がいい。
Further, a
画像処理部9は、上述したECU2に接続されている。画像処理部9は、検出した車線に基づいて、図3に示されるように、前方走行経路のカーブ曲率(χ=1/R)や、車線に対する車両1のオフセットD(車両の前後方向の中心軸1aと走行レーン51の中心線の車両重心位置における接線51aとの横ずれ量に相当する。)及びヨー角θ(車両の前後方向の中心軸1aと走行レーン51の中心線の車両重心位置における接線51aとのなす角度に相当する。)を演算によって検出し、結果をECU2に送出する。なお、カーブ曲率、オフセットD、ヨー角θはいずれも正負いずれの値も取ることがあり、符号は方向、向きを示す。画像に基づいて、前方走行経路の各種情報量(カーブ曲率χや自車のオフセットD・ヨー角θ)を検出する方法は、公知の方法を用いることができる。
The
ECU2には、舵角センサ10及び車速センサ11も接続されている。舵角センサ10は、ステアリングホイール3の操舵角に応じた信号を出力する。また、車速センサ11は、各車輪に取り付けられた車輪速センサであり車両1の速度に応じた周期でパルス信号を発生する。車速センサ11は、車速検出手段として機能している。なお、車速検出手段として車体前後加速度を検出するセンサを取り付け、この出力を時間積分することで車速を得るようにすることも可能である。舵角センサ10の出力信号および車速センサ11の出力信号は、それぞれECU2に供給されている。ECU2は、舵角センサ10の出力信号に基づいてステア角を検出すると共に、車速センサ11の出力信号に基づいて車速を検出する。
A
また、ECU2には、ヨーレートセンサ12やナビゲーションシステム13も接続されている。ヨーレートセンサ12は、車両1の重心近傍に配置され、重心鉛直軸回りのヨーレートを検出し、検出結果をECU2に送出する。また、ナビゲーションシステム13は、GPS等を利用して車両1の位置を検出するための装置である。ナビゲーションシステム13は、車両1前方のカーブ曲率(χ)や勾配等の状況を検知する機能をも有している。ECU2は、ナビゲーションシステム13を用いて車両1の位置及び走行すると予想される道路の状況を把握する。
In addition, a
さらに、ECU2には、モータドライバ14も接続されている。モータドライバ14は、上述したステアリングギヤボックス5に配設されたモータ(アクチュエータ)15が接続されている。図示されていないが、ラックバー6の一部外周面にはボールスクリュー溝が形成されており、モータ15のロータにはこのボールスクリュー溝に対応するボールスクリュー溝を内周面上に有するボールナットが固定されている。一対のボールスクリュー溝の間には複数のベアリングボールが収納されており、モータ15を駆動させるとロータが回転してラックバー6の軸方向の移動、即ち、転舵をアシストすることができる。
Further, a
モータドライバ14は、ECU2の指令信号に従ってモータ15に駆動電流を供給する。モータ15は、モータドライバ14から供給された駆動電流に応じた操舵トルクをラックバー6に付与する。ECU2は、後述する論理に従ってモータドライバ14に指令信号を供給し、モータ15を駆動することにより,ラックバー6を変位させ、車輪FL,FRを転舵させる。
The
また、ECU2には、警告ランプ16及び警報ブザー17が接続されている。警告ランプ16は、車室内に搭乗した乗員が視認可能な位置に配置されており、ECU2からの指令信号に従って点灯する。また、警報ブザー17は、ECU2からの指令信号に従って車室内へ音声を発する。ECU2は、後述する論理に従って警告ランプ16及び警報ブザー17を駆動し、乗員に対して注意を喚起する。
Further, a warning
次に、車線維持制御(車両挙動制御)について道路パラメータ算出とともに、説明する。図4は、車線維持制御の動作を示すブロック図であり、図5は、道路パラメータ算出における変化率制限のフローチャートである。 Next, lane keeping control (vehicle behavior control) will be described together with road parameter calculation. FIG. 4 is a block diagram showing the operation of the lane keeping control, and FIG. 5 is a flowchart of the change rate limitation in the road parameter calculation.
まず、CCDカメラ8によって、車両1の前方状況を撮像し(図2右下)、撮像した画像に基づいて画像処理部9によって、走行レーン51の状況(カーブ曲率χ)と、自車両1のオフセットD及びヨー角θとが算出される。なお、カーブ曲率χは、撮像された画像から前方カーブの曲率Rを幾何学的に求め、この逆数を取ることで求められる。幾何学的な求め方としては、自車両1の所定距離前方における白線の横方向への偏位量や自車両1の所定距離前方における白線の接線の傾きを参照して行えばよい。
First, the front situation of the
また、走行経路に対して目標となるオフセットやヨー角は、目標オフセットD0及び目標ヨー角θ0として予め決定されている。 Further, the target offset and yaw angle with respect to the travel route are determined in advance as the target offset D 0 and the target yaw angle θ 0 .
モータドライバ14への制御量の算出にあたっては、制御量となるヨーレートωを算出する必要がある。このヨーレートωは、カーブ曲率χに基づくヨーレートωrにオフセットDを補償するヨーレートωdとヨー角θを補償するヨーレートωθを合算したものとして求められる。
In calculating the control amount to the
まず、車両1前方のカーブ曲率χに基づいて、車両1をこのカーブに沿って走行させるために必要なヨーレートωrを求める。最初に変化率制限手段20により、カーブ曲率χの修正値χcを算出する。この変化率制限手段20と、画像処理部9とが本発明に係る道路パラメータ算出装置を構成する。なお、変化率制限手段20は、画像処理部9内に組み込んでもよいし、白線情報を検出する部分までを画像処理部9内に構成して、道路パラメータの算出と変化率制限手段20を別に構成してもよいし、これらをECU2内に組み込んでもよい。さらには、画像処理部9とECU2とを一体化することも可能である。
First, based on the
ここで、図5を参照して、変化率制限の動作を具体的に説明する。この処理動作は所定のタイムステップごとに繰り返し実行される。まず、曲率χと車速Vnが読み込まれる(ステップS1)。次に、今回のタイムステップで読み込まれた曲率χと前回のタイムステップの曲率修正値であるχoldの値の差Δχを求める(ステップS2)。これは、曲率の時間変化量に相当する。そして、曲率修正値χoldの絶対値の逆数がしきい値A以上か否かを判定する。これは、前回のタイムステップにおけるカーブ半径の修正値がしきい値A(第1のカーブ半径)以上か否かを判定することに相当する。これに変えて、χoldの絶対値がしきい値1/A(第1の道路曲率)以下か否かを判定しても同様の結果になる。
Here, the change rate limiting operation will be described in detail with reference to FIG. This processing operation is repeatedly executed at every predetermined time step. First, the curvature χ and the vehicle speed Vn are read (step S1). Next, a difference Δχ between the curvature χ read at the current time step and the value of χ old which is the curvature correction value at the previous time step is obtained (step S2). This corresponds to the amount of time change in curvature. Then, it is determined whether or not the reciprocal of the absolute value of the curvature correction value χold is greater than or equal to the threshold value A. This corresponds to determining whether or not the correction value of the curve radius at the previous time step is equal to or greater than the threshold value A (first curve radius). Instead, the same result is obtained even if it is determined whether or not the absolute value of χold is equal to or less than the
判定結果がYESで、カーブ半径が大きい(道路曲率が小さい)と判定した場合には、道路曲率の変化制限値Δχlimitとして車速Vnに所定の係数Bを乗じた値を設定する(ステップS4)。一方、判定結果がNOで、カーブ半径が小さい(道路曲率が大きい)と判定した場合には、道路曲率の変化制限値Δχlimitとして車速Vnに所定の係数Cを乗じた値を設定する(ステップS5)。図6に示されるように、C>Bに設定されている。 If the determination result is YES and it is determined that the curve radius is large (the road curvature is small), a value obtained by multiplying the vehicle speed Vn by a predetermined coefficient B is set as the road curvature change limit value Δχlimit (step S4). On the other hand, if the determination result is NO and it is determined that the curve radius is small (the road curvature is large), a value obtained by multiplying the vehicle speed Vn by a predetermined coefficient C is set as the road curvature change limit value Δχlimit (step S5). ). As shown in FIG. 6, C> B is set.
ステップS4、S5でΔχlimitを設定したら、ステップS2で求めた曲率の時間変化量であるΔχの絶対値とΔχlimitとを比較する(ステップS6)。Δχの絶対値がΔχlimit以上の場合には、さらに、Δχの正負を調べる(ステップS7)。ステップS7でΔχが正、つまり、今回のタイムステップで画像処理部9において求めたχが前回の修正値χoldよりΔχlimit以上増えていた場合には、χoldにΔχlimitを加算した値を今回の修正値χcに設定する(ステップS8)。ステップS7で反対にΔχが負、つまり、今回のタイムステップで画像処理部9において求めたχが前回の修正値χoldよりΔχlimit以上減っていた場合には、χoldからΔχlimitを減算した値を今回の修正値χcに設定する(ステップS9)。ステップS6で、Δχの絶対値がΔχlimit未満と判定された場合には、画像処理部9において求めたχの前回の修正値χoldからの時間変化量が±Δχlimit未満と小さいことを意味するから、ステップS10に移行してχcに画像処理部9において求めたχを格納する。
When Δχlimit is set in steps S4 and S5, the absolute value of Δχ, which is the amount of change in curvature obtained in step S2, is compared with Δχlimit (step S6). If the absolute value of Δχ is greater than or equal to Δχlimit, the sign of Δχ is further examined (step S7). If Δχ is positive in step S7, that is, χ obtained by the
ステップS8〜S10でχcを求めたら、χoldをχcで書き換え(ステップS11)、求めたχcを出力して(ステップS12)処理を終了する。 After obtaining χc in steps S8 to S10, χold is rewritten with χc (step S11), the obtained χc is output (step S12), and the process is terminated.
画像処理部9で求めたカーブ半径Rの認識精度は、特にカーブ半径が大きいほど低下する。これは、画像処理が基としている画像の解像度のほか、車両と道路との幾何学的関係の変化、画像の取得状況の変化等に起因している。このため、画像処理部9で求めたカーブ半径Rから求めた曲率χの生データは、図7に細線で示すように振動的に変化する。このように振動的に変化する曲率χを用いて後述するように操舵アシストトルクを制御すると、アシストトルクも振動的に変化してしまい、これが拡大して車両挙動が不安定になったり、操作フィーリングが低下してしまう。
The recognition accuracy of the curve radius R obtained by the
そこで、本発明では、曲率の時間変化量に制限値Δχlimitをかけることで、図7に太線で示されるように、振動成分を除去して、不用意な振動の発生を抑制し、車両挙動を安定化させるとともに、操作フィーリングの向上を図っている。 Therefore, in the present invention, by applying a limit value Δχlimit to the amount of time change of the curvature, as shown by a thick line in FIG. 7, the vibration component is removed, the occurrence of inadvertent vibration is suppressed, and the vehicle behavior is suppressed. In addition to stabilization, the operation feeling is improved.
この振動成分は、カーブ半径/曲率の認識精度が低下するカーブ半径が大きい(曲率が小さい)ときほど発生しやすいため、カーブ半径が大きい/曲率が小さい場合には、制限値を小さくして振動成分の発生を強く抑制し、一方、カーブ半径が小さい/曲率が大きい場合には、制限値を大きくして振動成分の発生の抑制量を弱くすることで、制御性の向上とのバランスを図っている。 This vibration component is more likely to occur when the curve radius / curvature recognition accuracy decreases and the curve radius is large (curvature is small). Therefore, when the curve radius is large / curvature is small, the vibration is reduced with a small limit value. When the curve radius is small / curvature is large, on the other hand, when the curve radius is small / curvature is large, the control value is improved by increasing the limit value and weakening the suppression amount of vibration component generation. ing.
ここで、カーブ半径が小さい/曲率が大きい場合の時間変化量の制限値を規定する係数Cは、法令等による道路構造基準に基づいた値に設定しておくとよい。このような基準を超える判定結果は実際の状況から乖離していると考えられるからである。 Here, the coefficient C that defines the limit value of the time change amount when the curve radius is small / curvature is large may be set to a value based on a road structure standard according to laws and regulations. This is because such a determination result exceeding the standard is considered to deviate from the actual situation.
求めたχcは、フィードフォワードコントローラ(F/Fコントローラ)21に入力され、所定の特性に従ってカーブ曲率χに関するヨーレートωrが算出される。 The obtained χ c is input to a feed forward controller (F / F controller) 21 and a yaw rate ω r related to the curve curvature χ is calculated according to a predetermined characteristic.
オフセットDを補償する(目標値に収束させる)ために必要となるヨーレートωdは、オフセットDと目標オフセットD0との偏差(D0−D)に係数Kdを乗じることで算出される。 The yaw rate ω d required to compensate the offset D (converge to the target value) is calculated by multiplying the deviation (D 0 −D) between the offset D and the target offset D 0 by the coefficient Kd.
ヨー角θを補償する(目標に収束させる)ために必要となるヨーレートωθは、ヨー角θと目標ヨー角θ0との偏差(θ0−θ)に係数Kθをかけて算出される。 The yaw rate ω θ necessary for compensating the yaw angle θ (converging to the target) is calculated by multiplying the deviation (θ 0 −θ) between the yaw angle θ and the target yaw angle θ 0 by a coefficient K θ. .
このようにして算出された3つのヨーレートを合算することで、目標ヨーレートωが算出される。この目標ヨーレートωは、車速センサ11によって検出された車速Vnを用いて目標横加速度Gに変換され、トルク演算器22によって、この目標横加速度Gを発生させるために必要な、転舵量=モータ15の駆動トルクTが算出される。
The target yaw rate ω is calculated by adding the three yaw rates calculated in this way. This target yaw rate ω is converted into the target lateral acceleration G using the vehicle speed Vn detected by the
ECU2は、求めた駆動トルクTに応じて、モータドライバ14に指示して、モータ15を駆動せしめる。その結果、左右前輪FR,FLが転舵され、車両1は車線を維持すべく旋回される。車両1が旋回すると、再度CCDカメラ8によって前方の状況が撮像され、上述したことが繰り返される。
The
以上の説明では、Δχlimitの制限値は所定の係数に車速を乗じて求めるものとした。これは、同じ道路を走行する場合でも車速が速いほど曲率(カーブ半径)の時間変化量は大きく変化することから、これを補償することを目的としたものである。しかしながら、制御を行う車速領域が限定されているような場合には、車速によらずに一定の制限値を用いて制御を行うこともできる。 In the above description, the limit value of Δχlimit is obtained by multiplying a predetermined coefficient by the vehicle speed. The purpose of this is to compensate for the fact that the amount of time change in curvature (curve radius) changes greatly as the vehicle speed increases even when traveling on the same road. However, when the vehicle speed region to be controlled is limited, the control can be performed using a certain limit value regardless of the vehicle speed.
また、上述の例では、係数を2段階に設定する例を説明したが、これを多段階に設定しても良く、あるいは、図8に実線および破線で示したように、曲率に応じて無段階に変化させてもよい。この場合には、曲率またはカーブ半径に応じた制限値の係数を変化率制限手段内にマップ形式または関数の形式で格納しておき、これを読み出して設定を行えばよい。 In the above example, the example in which the coefficient is set in two stages has been described. However, the coefficient may be set in multiple stages, or as shown by the solid line and the broken line in FIG. It may be changed in stages. In this case, the coefficient of the limit value corresponding to the curvature or the curve radius may be stored in the change rate limiting means in the map format or the function format, and read out and set.
ここでは、曲率の時間変化量を制限する場合を例に説明したが、カーブ半径の時間変化量を制限してもよい。両者は、一方が他方の逆数であるという関係にあるから、いずれを制限しても同様の結果が得られる。 Here, the case where the time change amount of the curvature is limited has been described as an example, but the time change amount of the curve radius may be limited. Since both are in a relationship that one is the reciprocal of the other, the same result can be obtained regardless of which one is limited.
以上の説明では、走行レーンに沿った走行を支援する操舵支援装置に応用する例を説明したが、自動操舵装置やカーブの状態に基づいてブレーキの制動力配分や駆動輪への駆動力配分を制御する装置等にも本発明は好適に適用可能である。 In the above description, an example of application to a steering assist device that supports traveling along a travel lane has been described. However, based on the state of an automatic steering device and a curve, braking force distribution of a brake and distribution of driving force to driving wheels are performed. The present invention can also be suitably applied to a device for controlling.
1…車両、2…ECU、3…ステアリングホイール、4…ステアリングシャフト、5…ステアリングギヤボックス、6…ラックバー、7…ナックルアーム、8…カメラ、9…画像処理部、10…舵角センサ、11…車速センサ、12…ヨーレートセンサ、13…ナビゲーションシステム、14…モータドライバ、15…モータ、16…警告ランプ、17…警報ブザー、20…変化率制限手段、21…フィードフォワードコントローラ、22…トルク演算器、30…フロントウィンドウ、50…道路、51…走行レーン、D…オフセット、G…目標横加速度、R…カーブ半径、T…駆動トルク、Vn…車速、θ…ヨー角、χ…カーブ曲率、ω…ヨーレート。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
判定した道路曲率またはカーブ半径の時間変化量を所定の制限値以下に制限して演算結果として出力する手段を備えており、
前記制限値は、道路曲率が小さいとき、または、カーブ半径が大きいときほど小さくなるよう設定されていることを特徴とする道路パラメータ算出装置。 In a road parameter calculation device that acquires a lane image in which the host vehicle travels, recognizes the travel lane by image processing, and obtains the curvature or curve radius of the travel lane from the recognition result,
A means for limiting the time change amount of the determined road curvature or curve radius to a predetermined limit value or less and outputting as a calculation result;
The road parameter calculation device according to claim 1, wherein the limit value is set so as to be smaller when the road curvature is smaller or when the curve radius is larger.
前記制限値は、道路曲率またはカーブ半径が同一の場合には、自車両の走行速度が速いほど大きく設定されていることを特徴とする請求項1記載の道路パラメータ算出装置。 Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is further provided,
2. The road parameter calculation apparatus according to claim 1, wherein when the road curvature or the curve radius is the same, the limit value is set larger as the traveling speed of the host vehicle is higher.
判定した道路曲率を基にして車両挙動を制御する手段とを備えていることを特徴とする車両挙動制御装置。 The road parameter calculation device according to any one of claims 1 to 4,
A vehicle behavior control apparatus comprising: means for controlling vehicle behavior based on the determined road curvature.
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