JP2006113627A - 車両用制御対象判定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 自車の走行を制御するための先行車のような制御対象物を的確に判定できるようにする。
【解決手段】 第1走行軌跡推定手段M1が車速およびヨーレートに基づいて推定した車両の将来の走行軌跡と、走行軌跡算出手段M2が算出した車両の過去の走行軌跡に基づいて第2走行軌跡推定手段M3が推定した車両の将来の走行軌跡との相関度を軌跡相関度算出手段M4により算出し、制御対象判定手段M5が第1走行軌跡推定手段M1により推定された走行軌跡および予め定められた制御対象判定条件に基づいて制御対象を判定する際に、前記相関度に応じて、つまり第1走行軌跡推定手段M1により推定された走行軌跡の信頼度の高さに応じて制御対象判定条件を変更するので、制御対象の判定精度の確保と遠方の制御対象の判定とを両立させることができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段と、車速を検出する車速センサと、ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、車速センサで検出した車速およびヨーレートセンサで検出したヨーレートに基づいて車両の将来の走行軌跡を推定する第1走行軌跡推定手段と、物体検知手段による検知結果、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および予め定められた制御対象判定条件に基づいて制御対象を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置に関する。
自車の将来の進行路を推定すべく、走行路情報に基づいて第1の自車進行路を推定し、立体物情報に基づいて第2の自車進行路を推定し、自車の運転状態に基づいて第3の自車進行路を推定し、それら第1〜第3の自車進行路から新たな自車進行路を算出するとともに、前回算出した自車進行路と今回算出した自車進行路とから最終的な自車進行路を算出するものが、下記特許文献1により公知である。
特開2004−110390号公報
ところで上記従来のものは、走行路情報や立体物情報に基づいて自車進行路を推定するにはカメラのような新たな検知手段を付加する必要があるだけでなく、夜間、雨天時、降雪時等には主要な走行路情報である車線を精度良く検知できない場合があり、このような場合には自車進行路の算出精度を確保できない可能性がある。また前回算出した自車進行路と今回算出した自車進行路とから最終的な自車進行路を算出するため、最終的な自車進行路の算出に時間遅れが発生し、先行車のような物体を認識するタイミングが遅れる可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自車の走行を制御するための先行車のような制御対象物を的確に判定できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段と、車速を検出する車速センサと、ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、車速センサで検出した車速およびヨーレートセンサで検出したヨーレートに基づいて車両の将来の走行軌跡を推定する第1走行軌跡推定手段と、物体検知手段による検知結果、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および予め定められた制御対象判定条件に基づいて制御対象を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置において、車両の過去の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、算出された過去の走行軌跡に基づいて車両の将来の走行軌跡を推定する第2走行軌跡推定手段と、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の相関度を求める軌跡相関度算出手段とを備え、制御対象判定手段は、軌跡相関度算出手段の出力に基づいて前記制御対象判定条件を変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、物体検知手段により検知された物体の位置と第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との相対距離が所定値以下の物体を制御対象として判定するとともに、軌跡相関度算出手段により算出された相関度に基づいて、第1走行軌跡推定手段により推定された推定軌跡の有効長さを変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、軌跡相関度算出手段により算出された相関度が所定値以上である場合には、前記推定された推定軌跡の有効長さを延長することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項4に記載された発明によれば、請求項2または請求項3の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、軌跡相関度算出手段により算出された相関度が所定値未満である場合には、前記推定された推定軌跡の有効長さを短縮することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項5に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、物体検知手段により検知された物体の位置と自車との相対距離が有効検知距離以下の物体を制御対象として判定するとともに、軌跡相関度算出手段により算出された相関度に基づいて前記有効検知距離を変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項6に記載された発明によれば、請求項5の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、軌跡相関度算出手段により算出された相関度が所定値以上である場合には、前記有効検知距離を延長することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項7に記載された発明によれば、請求項5または請求項6の構成に加えて、前記制御対象判定手段は、軌跡相関度算出手段により算出された相関度が所定値未満である場合には、前記有効検知距離を短縮することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項8に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、前記軌跡相関度算出手段は、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との差分に基づいて相関度を算出することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項9に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、前記軌跡相関度算出手段は、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との二次元形状の類似度に基づいて相関度を算出することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
また請求項10に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、前記軌跡相関度算出手段は、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡が示す旋回半径と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡が示す旋回半径との差に基づいて相関度を算出することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。
請求項1の構成によれば、第1走行軌跡推定手段が車速およびヨーレートに基づいて推定した車両の将来の走行軌跡と、走行軌跡算出手段が算出した車両の過去の走行軌跡に基づいて第2走行軌跡推定手段が推定した車両の将来の走行軌跡との相関度を軌跡相関度算出手段により算出し、制御対象判定手段が第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および予め定められた制御対象判定条件に基づいて制御対象を判定する際に、前記相関度に応じて、つまり第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度の高さに応じて制御対象判定条件を変更するので、制御対象の判定精度の確保と遠方の制御対象の判定とを両立させることができる。
請求項2の構成によれば、物体検知手段により検知された物体の位置と第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との相対距離が有効検知距離以下の物体を制御対象として判定する際に、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度の高さに応じて該推定軌跡の有効長さを変更するので、制御対象の判定精度を確保しながら最大限遠方までの制御対象を判定することができる。
請求項3の構成によれば、前記相関度が所定値以上である場合に推定軌跡の有効長さを延長するので、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度が高い場合に最大限遠方までの制御対象を判定することができる。
請求項4の構成によれば、前記相関度が所定値未満である場合に推定軌跡の有効長さを短縮するので、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度が低い場合に制御対象を誤判定するのを防止することができる。
請求項5の構成によれば、物体検知手段により検知された物体の位置と自車との相対距離が有効検知距離以下の物体を制御対象として判定する際に、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度の高さに応じて前記有効検知距離を変更するので、制御対象の判定精度を確保しながら最大限遠方までの制御対象を判定することができる。
請求項6の構成によれば、前記相関度が所定値以上である場合に有効検知距離を延長するので、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度が高い場合に最大限遠方までの制御対象を判定することができる。
請求項7の構成によれば、前記相関度が所定値未満である場合に有効検知距離を短縮するので、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡の信頼度が低い場合に制御対象を誤判定するのを防止することができる。
請求項8の構成によれば、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との差分に基づいて相関度を算出するので、前記相関度を精度良く算出することができる。
請求項9の構成によれば、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡との二次元形状の類似度に基づいて相関度を算出するので、前記相関度を精度良く算出することができる。
請求項10の構成によれば、第1走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡が示す旋回半径と第2走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡が示す旋回半径との差に基づいて相関度を算出するので、前記相関度を精度良く算出することができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図1〜図4は本発明の第1実施例を示すもので、図1はACCシステムの制御系のブロック図、図2は作用を説明するフローチャート、図3は第1走行軌跡推定手段の作用の説明図、図4は第2走行軌跡推定手段の作用の説明図である。
図1に示すように、先行車が存在するときには予め設定した車間距離を保持して前記先行車に追従走行し、先行車が存在しないときには予め設定した車速で定速走行するACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)システムは、第1走行軌跡推定手段M1と、走行軌跡算出手段M2と、第2走行軌跡推定手段M3と、軌跡相関度算出手段M4と、制御対象判定手段M5と、制御目標値決定手段M6と、車両制御手段M7とを備える。
第1走行軌跡推定手段M1には車速センサ11およびヨーレートセンサ12が接続され、走行軌跡算出手段M2には車速センサ11、ヨーレートセンサ12および舵角センサ13が接続され、制御対象判定手段M5にはレーダー装置14が接続され、車両制御手段M7にはディスプレイ15、減速アクチュエータ16および加速アクチュエータ17が接続される。
第1走行軌跡推定手段M1は、図3に示すように、車速センサ11で検出した車速とヨーレートセンサ12で検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の走行軌跡Tnを推定する。即ち、現在の車速およびヨーレートから車両の旋回半径Rnが算出できるため、現在の自車の進行方向に前記旋回半径Rnの円弧を連ねることで自車の将来の走行軌跡Tnを推定することができる。
走行軌跡算出手段M2は、図4に示すように、ヨーレートセンサ12で検出したヨーレートの積分値、あるいは舵角センサ13で検出した舵角の累積値から、絶対座標系における自車の絶対方位を算出するとともに、自車の絶対方位および車速センサ11で検出した車速から絶対座標系における自車の絶対位置を所定時間毎に算出する。そして絶対座標系にプロットされた所定時間毎の自車の絶対位置(図4における□位置参照)を最小二乗演算処理することで、自車の過去の走行軌跡を算出する。その際に最小二乗演算処理を行うことで、絶対座標系にプロットされた複数の自車位置に誤差が存在しても、走行軌跡の算出精度を高めることができる。
このように、ヨーレートおよび車速から自車の過去の走行軌跡を算出する場合に、第1走行軌跡推定手段M1において使用するヨーレートおよび車速を検出するためのヨーレートセンサ12および車速センサ11をそのまま利用してセンサの数の増加を抑えることができる。また舵角から自車の過去の走行軌跡を算出する場合には、車両に一般的に備えられている舵角センサ13をそのまま利用してセンサの数の増加を抑えることができる。
第2走行軌跡推定手段M3は、例えば、自車の過去の走行軌跡の終端(つまり現在の自車位置)における曲率半径Roを算出し、この曲率半径Roを有する円弧を自車の過去の走行軌跡の終端に連ねることで、自車の将来の走行軌跡Toを推定する。
軌跡相関度算出手段M4は、第1走行軌跡推定手段M1で推定した自車の将来の走行軌跡Tnと、第2走行軌跡推定手段M3で推定した自車の将来の走行軌跡Toとを比較し、その相関度を算出する。
相関度には種々の態様があり、例えば第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとの差分を算出し、その差分が小さいほど相関度が高いと判断することができる。また第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとの二次元形状の類似度を算出し、その類似度が高いほど相関度が高いと判断することができる。また第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnが示す旋回半径と第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toが示す旋回半径とを算出し、その差が小さいほど相関度が高いと判断することができる。
制御対象判定手段M5は、レーダー装置14で検知した先行車のうち、第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tn上にある先行車を制御対象物して設定するが、その際に、推定した走行軌跡Tnの有効長さ、つまり制御対象物して設定する最も遠方の先行車までの距離を変化させる。即ち、軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度が所定値以上の場合、つまり第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとが良く一致している場合には、推定した前者の走行軌跡Tnの有効長さを通常設定値(例えば100m)から拡大値(例えば120m)に拡大する。
また軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度が所定値未満の場合、つまり第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとがあまり一致していない場合には、推定した走行軌跡Tnの有効長さを通常設定値(例えば100m)に保持する。尚、この場合に走行軌跡Tnの有効長さを通常設定値(例えば100m)から縮小値(例えば80m)に縮小しても良い。
このようにして、制御対象判定手段M5が設定した走行軌跡Tnの有効長さの範囲内にレーダー装置14が検知した先行車が存在すると、その先行車が制御対象として判定される。
制御目標値決定手段M6は、前記制御対象となった先行車に自車を追従走行させるためのパラメータである目標車速、目標加減速度、目標車間距離等を決定する。そして車両制御手段M7は、制御目標値決定手段M6で決定した制御目標値に基づいて減速アクチュエータ16や加速アクチュエータ17を駆動し、スロットルバルブを開閉したりブレーキ装置を作動させたりして追従走行制御や定速走行制御を実行するとともに、ディスプレイ15に現在の車両の制御状態を表示してドライバーに報知する。
次に、上記作用を図2のフローチャートに基づいて更に説明する。
先ずステップS1で第1走行軌跡推定手段M1がヨーレートおよび車速に基づいて自車の将来の走行軌跡Tnを推定する。続くステップS2で走行軌跡算出手段M2がヨーレートの積分値、あるいは舵角の累積値から絶対座標系における自車の絶対方位を算出し、ステップS3で前記絶対方位および車速から絶対座標系における自車の絶対位置を所定時間毎に算出し、更にステップS4で自車の所定時間毎の複数の絶対位置の座標を最小二乗演算処理して自車の過去の走行軌跡を算出し、第2走行軌跡推定手段M3が前記自車の過去の走行軌跡から自車の将来の走行軌跡Toを推定する。
続くステップS5で第1走行軌跡推定手段M1が推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3が推定した走行軌跡Toとを比較して両者の相関度を算出し、ステップS6で相関度が所定値以上であれば、ステップS7で推定した走行軌跡Tnの有効長さを通常設定値から延長し、前記ステップS6で相関度が所定値未満であれば、ステップS8で推定した走行軌跡Tnの有効長さを通常設定値に保持する。
図5および図6は本発明の第2実施例を示すもので、図5は作用を説明するフローチャート、図6は制御対象判定手段の作用説明図である。
第1実施例では制御対象判定手段M5が、軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度に応じて制御対象を判定する軌跡有効長さを変更していたが、図6に示すように、第2実施例では制御対象判定手段M5が、軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度に応じて制御対象を判定するレーダー装置14の有効検知距離を変更する。
即ち、軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度が所定値以上の場合、つまり第1走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとが良く一致している場合には、レーダー装置14の有効検知距離を通常設定値(例えば100m)から拡大値(例えば120m)に拡大する(図5のステップS7′参照)。
また軌跡相関度算出手段M4で算出した相関度が所定値未満の場合、つまり走行軌跡推定手段M1で推定した走行軌跡Tnと第2走行軌跡推定手段M3で推定した走行軌跡Toとがあまり一致していない場合には、レーダー装置14の有効検知距離を通常設定値(例えば100m)に保持する(図5のステップS8′参照)。尚、この場合にレーダー装置14の有効検知距離を通常設定値(例えば100m)から縮小値(例えば80m)に縮小しても良い。
以上のように、自車の運転状態(車速およびヨーレート)から推定した走行軌跡Tnと、自車の過去の走行軌跡から推定した走行軌跡Toとを比較し、その相関度が高い場合には自車の運転状態から推定した走行軌跡Tnの信頼性が高いと判断されるため、その走行軌跡Tn上の遠方に存在する先行車までを制御対象とすることで、より遠方の先行車を確実に判定して正確な車間距離制御を可能にすることができる。一方、両走行軌跡Tn,Toの相関度が低い場合には自車の運転状態から推定した走行軌跡Tnの信頼性が低いと判断されるため、その走行軌跡Tn上の遠方に存在する先行車を制御対象としないことで、先行車を判定する精度を高めることができる。
また走行軌跡算出手段M2は、絶対座標系にプロットされた複数の自車位置に基づいて自車の過去の走行軌跡を算出するので、ヨーレートセンサ12等のノイズによる誤差の影響を受け難くなり、自車の過去の走行軌跡の算出精度が向上する。その結果、ヨーレートセンサ12のノイズの影響を除去するためのフィルタリング処理が不要になり、フィルタリング処理に伴う時間遅れにより走行軌跡の算出が遅れるのを防止して第2走行軌跡推定手段M3による走行軌跡Toの推定を速やかに行い、先行車を迅速に判定することが可能になる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施例ではACCシステムについて説明したが、本発明はACCシステム以外の任意の用途の車両用制御対象判定装置に対して適用することができる。
第1実施例に係るACCシステムの制御系のブロック図 作用を説明するフローチャート 第1走行軌跡推定手段の作用の説明図 第2走行軌跡推定手段の作用の説明図 第2実施例に係る、前記図2に対応するフローチャート 制御対象判定手段の作用説明図
符号の説明
11 車速センサ
12 ヨーレートセンサ
13 舵角センサ
14 レーダー装置(物体検知手段)
18 ナビゲーションシステム
M1 第1走行軌跡推定手段
M2 走行軌跡算出手段
M3 第2走行軌跡推定手段
M4 軌跡相関度算出手段
M5 制御対象判定手段

Claims (10)

  1. 車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段(14)と、
    車速を検出する車速センサ(11)と、
    ヨーレートを検出するヨーレートセンサ(12)と、
    車速センサ(11)で検出した車速およびヨーレートセンサ(12)で検出したヨーレートに基づいて車両の将来の走行軌跡を推定する第1走行軌跡推定手段(M1)と、
    物体検知手段(14)による検知結果、第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡および予め定められた制御対象判定条件に基づいて制御対象を判定する制御対象判定手段(M5)と、
    を備えた車両用制御対象判定装置において、
    車両の過去の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段(M2)と、
    算出された過去の走行軌跡に基づいて車両の将来の走行軌跡を推定する第2走行軌跡推定手段(M3)と、
    第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡および第2走行軌跡推定手段(M3)により推定された走行軌跡の相関度を求める軌跡相関度算出手段(M4)と、
    を備え、
    制御対象判定手段(M5)は、軌跡相関度算出手段(M4)の出力に基づいて前記制御対象判定条件を変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置。
  2. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    物体検知手段(14)により検知された物体の位置と第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡との相対距離が所定値以下の物体を制御対象として判定するとともに、軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度に基づいて、第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された推定軌跡の有効長さを変更することを特徴とする、請求項1に記載の車両用制御対象判定装置。
  3. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度が所定値以上である場合には、前記推定された推定軌跡の有効長さを延長することを特徴とする、請求項2に記載の車両用制御対象判定装置。
  4. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度が所定値未満である場合には、前記推定された推定軌跡の有効長さを短縮することを特徴とする、請求項2または請求項3に記載の車両用制御対象判定装置。
  5. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    物体検知手段(14)により検知された物体の位置と自車との相対距離が有効検知距離以下の物体を制御対象として判定するとともに、軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度に基づいて前記有効検知距離を変更することを特徴とする、請求項1に記載の車両用制御対象判定装置。
  6. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度が所定値以上である場合には、前記有効検知距離を延長することを特徴とする、請求項5に記載の車両用制御対象判定装置。
  7. 前記制御対象判定手段(M5)は、
    軌跡相関度算出手段(M4)により算出された相関度が所定値未満である場合には、前記有効検知距離を短縮することを特徴とする、請求項5または請求項6に記載の車両用制御対象判定装置。
  8. 前記軌跡相関度算出手段(M4)は、
    第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段(M3)により推定された走行軌跡との差分に基づいて相関度を算出することを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用制御対象判定装置。
  9. 前記軌跡相関度算出手段(M4)は、
    第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡と第2走行軌跡推定手段(M3)により推定された走行軌跡との二次元形状の類似度に基づいて相関度を算出することを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用制御対象判定装置。
  10. 前記軌跡相関度算出手段(M4)は、
    第1走行軌跡推定手段(M1)により推定された走行軌跡が示す旋回半径と第2走行軌跡推定手段(M3)により推定された走行軌跡が示す旋回半径との差に基づいて相関度を算出することを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用制御対象判定装置。
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