JP2008120141A - Travel control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、略停止状態の先行車に対して追従停止制御を行う車両の走行制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle travel control device that performs follow-up stop control on a preceding vehicle that is substantially stopped.
近年、車両においては、搭載したカメラやレーザレーダ装置等により前方の走行環境を検出し、この走行環境データから障害物や先行車を認識して、自車両の目標減速度を設定し、障害物や先行車に対して車間距離を一定に保ちながら走行したり(追従走行制御)、車間距離を一定に保って停止する(追従停止制御)走行制御装置が開発され、実用化されている。 In recent years, in vehicles, the traveling environment ahead is detected by an installed camera, laser radar device, etc., obstacles and preceding vehicles are recognized from the traveling environment data, the target deceleration of the own vehicle is set, the obstacle In addition, a travel control device has been developed and put into practical use for traveling with a constant inter-vehicle distance with respect to a preceding vehicle (following travel control) or stopping with a constant inter-vehicle distance (following stop control).
例えば、特開2004−322729号公報では、先行車に対する追従停止制御の際に、自車両が停止する直前に、要求減速度を低減させることにより、ドライバが行うブレーキ操作の「抜き」と同じ状態を作る技術が開示されている。
しかしながら、上述の特許文献1で開示される停止直前の要求減速度を低減させる技術では、要求減速度を低減させるタイミング、及び、低減させる要求減速度の値を演算により求めるため、制御が複雑になるという問題がある。また、追従停止制御に入ってから発生させる減速度が複雑に変化するため、加減速が入り交じって変動し、却ってドライバに不自然な感覚を与え、不快感を生じさせてしまう虞もある。
However, in the technique for reducing the required deceleration immediately before stop disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な制御で実現でき、また、停止間際での不要な減速度変化を抑制し、ドライバに対して不自然な感覚を与えることなく安定した停止が行える車両の走行制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be realized by simple control. Further, the present invention suppresses unnecessary deceleration change just before stopping, and stable stopping without giving an unnatural feeling to the driver. An object of the present invention is to provide a vehicle travel control device that can perform the above-described operation.
本発明は、自車両前方の先行車を認識し、先行車情報を取得する先行車認識手段と、上記先行車の略停止状態を推定する停止状態推定手段と、上記略停止状態となった先行車の後方に複数の領域を設定し、該設定した領域毎に自車両に発生させる一定の減速度を設定する減速度設定手段とを備えたことを特徴としている。 The present invention recognizes a preceding vehicle ahead of the host vehicle and acquires preceding vehicle information, a stop state estimating unit that estimates a substantially stopped state of the preceding vehicle, and a preceding vehicle that is in the substantially stopped state. It is characterized by comprising a deceleration setting means for setting a plurality of areas behind the vehicle and setting a constant deceleration generated in the host vehicle for each of the set areas.
本発明による車両の走行制御装置は、簡単な制御で実現でき、また、停止間際での不要な減速度変化を抑制し、ドライバに対して不自然な感覚を与えることなく安定した停止を行うことが可能となる。 The vehicle travel control device according to the present invention can be realized by simple control, suppresses unnecessary deceleration change just before stopping, and performs stable stop without giving an unnatural feeling to the driver. Is possible.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1乃至図5は本発明の実施の一形態を示し、図1は車両に搭載した走行制御装置の概略構成図、図2は自動追従制御プログラムのフローチャート、図3は追従停止制御ルーチンのフローチャート、図4は追従走行制御における数式に用いるパラメータの説明図、図5は略停止状態の先行車後方に設定される領域の説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a travel control device mounted on a vehicle, FIG. 2 is a flowchart of an automatic tracking control program, and FIG. 3 is a flowchart of a tracking stop control routine. 4 is an explanatory diagram of parameters used in mathematical expressions in the follow-up traveling control, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a region set behind the preceding vehicle in a substantially stopped state.
図1において、符号1は車間距離制御機能付自動車等の車両(自車両)で、この自車両1には、走行制御装置の一例としての車間距離制御機能付クルーズコントロールシステム(ACC(Adaptive Cruise Control)システム)2が搭載されている。
In FIG. 1,
このACCシステム2は、ステレオカメラ3、ステレオ画像認識装置4、走行制御ユニット5等を主として構成され、このACCシステム2では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、後述の図2の自動追従制御プログラムにより制御される。
The
ステレオカメラ3は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素子を用いた1組の(左右の)CCDカメラで構成され、これら1組のCCDカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、撮像された画像情報はステレオ画像認識装置4に出力される。 The stereo camera 3 is composed of a set of (left and right) CCD cameras using a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) as a stereo optical system, and each set of the CCD cameras is a ceiling in a vehicle interior. Attached to the front with a certain interval, an object outside the vehicle is imaged in stereo from different viewpoints, and the captured image information is output to the stereo image recognition device 4.
また、自車両1には、自車速V0を検出する車速センサ6が設けられており、この自車速V0は、ステレオ画像認識装置4と走行制御ユニット5とに出力される。更に、自車両1のブレーキスイッチ7からのブレーキペダルのON−OFF信号は、走行制御ユニット5に入力される。
In addition, the
ステレオ画像認識装置4は、ステレオカメラ3からの画像、車速センサ6からの自車速V0が入力され、ステレオカメラ3からの画像に基づき自車両1前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両1の進行路(自車進行路)を推定する。そして、自車両1前方の先行車を抽出して、先行車距離(車間距離)L、先行車速((車間距離Lの変化の割合)+(自車速V0))Vf、先行車減速度(先行車速Vfの微分値)af、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを走行制御ユニット5に出力する。
The stereo image recognition device 4 receives the image from the stereo camera 3 and the vehicle speed V0 from the vehicle speed sensor 6 and detects the front information of the three-dimensional object data and the white line data ahead of the
ここで、ステレオ画像認識装置4における、ステレオカメラ3からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ3で撮像した自車両1の進行方向の環境の1組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報を基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた三次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化(自車両1に対する相対速度)が求められ、特に自車進行路上にあるもっとも近い車両で、自車両1と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で、特に、速度Vfが略所定値(例 4km/h)以下で、且つ、加速していない車両は、略停止状態の先行車として認識される。また、自車両の前方に存在する障害物も上述の先行車と同様に扱われる。このように、ステレオカメラ3、及び、ステレオ画像認識装置4は、先行車認識手段、停止状態推定手段として設けられている。
Here, the processing of the image from the stereo camera 3 in the stereo image recognition device 4 is performed as follows, for example. First, distance information is generated on the basis of the principle of triangulation from a corresponding positional shift amount for a pair of stereo images in the traveling direction environment of the
走行制御ユニット5は、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行う定速走行制御の機能、及び、後述の図2に示す自動追従制御の機能を実現するもので、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ8、ステレオ画像認識装置4、車速センサ6、ブレーキスイッチ7等が接続されている。
The traveling control unit 5 realizes a constant speed traveling control function for performing constant speed traveling control so as to maintain a traveling speed set by a driver's operation input, and an automatic tracking control function shown in FIG. Thus, there are a constant speed travel switch 8, a stereo image recognition device 4, a vehicle speed sensor 6, a
定速走行スイッチ8は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のON/OFFを行うメインスイッチ(図示せず)が配設されている。 The constant speed travel switch 8 is a vehicle speed set switch for setting the target vehicle speed during constant speed travel, a coast switch for mainly changing the target vehicle speed to the lower side, a resume switch for changing the target vehicle speed to the upper side, etc. It is configured. Further, a main switch (not shown) for turning ON / OFF constant speed traveling control and automatic tracking control is disposed in the vicinity of the constant speed traveling operation lever.
ドライバが図示しないメインスイッチをONし、定速走行操作レバーにより、希望する車速をセットすると、定速走行スイッチ8からの信号が走行制御ユニット5に入力される。そして、車速センサ6で検出した車速が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置9に信号出力してスロットル弁10の開度をフィードバック制御し、自車両1を定速状態で自動的に走行させ、或いは、自動ブレーキ制御装置11に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。
When the driver turns on a main switch (not shown) and sets a desired vehicle speed by means of a constant speed traveling operation lever, a signal from the constant speed traveling switch 8 is input to the traveling control unit 5. Then, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6 is output as a signal to the throttle
また、走行制御ユニット5は、定速走行制御を行っている際に、ステレオ画像認識装置4にて先行車を認識した場合には、所定の条件で、後述する自動追従制御へ自動的に切り換えられる。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、ドライバがブレーキを踏んだ場合や、自車速V0が予め設定しておいた上限値を超える場合、或いは、メインスイッチがOFFされた場合には、解除される。 Also, the traveling control unit 5 automatically switches to automatic follow-up control (described later) under a predetermined condition when the preceding vehicle is recognized by the stereo image recognition device 4 during constant speed traveling control. It is done. The constant speed traveling control function and the automatic tracking control function are used when the driver steps on the brake, when the vehicle speed V0 exceeds a preset upper limit value, or the main switch is turned off. If it is canceled, it is canceled.
走行制御ユニット5における自動追従制御では、先行車が略停止状態と推定されず、走行状態と判定された場合には、予め設定しておいた式により目標減速度aを設定し、この目標減速度aを実現できるようにスロットル弁制御装置9、及び、自動ブレーキ制御装置11に制御信号を出力して追従走行制御を実行する。一方、先行車が略停止状態と推定される場合には、先行車の直後に第1の領域(先行車後方の、例えば3mの領域)と、この第1の領域の後方に第2の領域(第1の領域後方の、例えば2mの領域)を設定する。そして、自車両1が第2の領域の更に後方の領域を走行している場合には、先行車後方のDstop(例えば、3m)の位置で停止する減速度G3を演算して自動ブレーキ制御装置11に出力し、自車両1が第2の領域を走行している場合には、車両がクリープ現象で走行するクリープ車速V2(例えば、7km/h)よりも低車速の場合に限り、一定の減速度KG2を自動ブレーキ制御装置11に出力し、自車両1が第1の領域を走行している場合には、車両がクリープ現象で走行するクリープ車速V1(例えば、7km/h)よりも低車速の場合に限り、上述の一定の減速度KG2よりも大きな一定の減速度KG1を自動ブレーキ制御装置11に出力するようになっている。すなわち、走行制御ユニット5は、減速度設定手段としての機能を有して構成されている。
In the automatic follow-up control in the traveling control unit 5, when the preceding vehicle is not estimated to be in a substantially stopped state and is determined to be in the traveling state, the target deceleration a is set by a preset equation, and this target reduction is performed. The control signal is output to the throttle
走行制御ユニット5における自動追従制御プログラムは、図2に示すように、まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で必要パラメータ、具体的には、先行車速Vf、先行車減速度af、車間距離L等の先行車情報、及び、自車速V0等の読み込みを行い、S102に進む。 As shown in FIG. 2, the automatic follow-up control program in the travel control unit 5 first includes necessary parameters at step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, specifically, the preceding vehicle speed Vf, the preceding vehicle deceleration af, The preceding vehicle information such as the inter-vehicle distance L and the vehicle speed V0 are read, and the process proceeds to S102.
S102では、先行車停止条件が成立しているか否か、すなわち、先行車速Vfが略所定値以下で、且つ、加速していない状態である略停止状態に先行車がなっているか否かを判定し、先行車が略停止状態ではないと判定した場合は、S103に進み、追従走行制御を実行させてプログラムを抜ける。 In S102, it is determined whether or not the preceding vehicle stop condition is satisfied, that is, whether or not the preceding vehicle is in a substantially stopped state in which the preceding vehicle speed Vf is less than or equal to a predetermined value and is not accelerated. If it is determined that the preceding vehicle is not in a substantially stopped state, the process proceeds to S103, the follow-up running control is executed, and the program is exited.
このS103で実行される追従走行制御では、例えば、以下の(1)式により、目標減速度aを演算し、スロットル弁制御装置9、及び、自動ブレーキ制御装置11に制御信号を出力する。
In the follow-up running control executed in S103, for example, the target deceleration a is calculated by the following equation (1), and a control signal is output to the throttle
自車両1と先行車とが、図4に示すような関係、すなわち、現在、自車速V0、自車減速度a0、先行車速Vf、先行車減速度af、車間距離Lである状態で、t秒後に、先行車が先行車予測位置まで距離Lf前進する場合、ブレーキ終了目標車間距離Dtgt(マップ或いは演算により設定される距離)までに減速終了させるために必要な減速度として、
a=af・Gaf+(Vf−V0)2/(2・(Lf−Dtgt)) …(1)
と設定する。但し、Gafは車間距離Lや相対速度(Vf−V0)、先行車速Vfに応じたテーブルなどから算出したゲインとする。
In the state where the
a = af · Gaf + (Vf−V0) 2 / (2 · (Lf−Dtgt)) (1)
And set. However, Gaf is a gain calculated from a table corresponding to the inter-vehicle distance L, the relative speed (Vf−V0), the preceding vehicle speed Vf, and the like.
一方、上述のS102の判定で、先行車が略停止状態と判定した場合は、S104に進み、追従停止制御を実行させてプログラムを抜ける。 On the other hand, if it is determined in S102 described above that the preceding vehicle is in a substantially stopped state, the process proceeds to S104, the follow-up stop control is executed, and the program is exited.
このS104で実行される追従停止制御は、図3のフローチャートに示すように、まず、S201で、車間距離LがL1(例えば、5m)より大きいか否か判定する。このL1は、図5に示すように、前述した第2の領域ar2の更に後方の領域ar3を自車両1が走行しているか否かを判定するための閾値となっており、車間距離LがL1より大きい場合(L>L1の場合)は、S202に進み、例えば、以下の(2)式により、自車両1が先行車後方のDstop(例えば、3m)の位置で停止する減速度G3を演算し、S203に進んで、出力する減速度GtをG3に設定する。
G3=V02/(2・(L−Dstop)) …(2)
In the follow-up stop control executed in S104, as shown in the flowchart of FIG. 3, first, in S201, it is determined whether the inter-vehicle distance L is greater than L1 (for example, 5 m). As shown in FIG. 5, this L1 is a threshold for determining whether or not the
G3 = V0 2 / (2 · (L-Dstop)) (2)
また、S201の判定の結果、車間距離LがL1以下と判定した場合(L≦L1の場合)は、S204に進み、車間距離LがL2(例えば、3m)より大きいか否か判定する。このL2は、図5に示すように、前述した第1の領域ar1と第2の領域ar2のどちらに自車両1が存在するのかを判定するための閾値となっており、車間距離LがL2より大きい場合(L1≧L>L2の場合:すなわち、自車両1が第2の領域ar2に存在する場合)は、S205に進む。
As a result of the determination in S201, when it is determined that the inter-vehicle distance L is equal to or less than L1 (when L ≦ L1), the process proceeds to S204, where it is determined whether the inter-vehicle distance L is greater than L2 (for example, 3 m). As shown in FIG. 5, this L2 is a threshold value for determining whether the
そして、S205では、車速V0をクリープ車速V2と比較し、車速V0がクリープ車速V2よりも低い場合(V0<V2の場合)は、S206に進み、出力する減速度Gtを一定の減速度KG2に設定する。 In S205, the vehicle speed V0 is compared with the creep vehicle speed V2. If the vehicle speed V0 is lower than the creep vehicle speed V2 (when V0 <V2), the process proceeds to S206, and the output deceleration Gt is set to a constant deceleration KG2. Set.
逆に、車速V0がクリープ車速V2以上の場合(V0≧V2の場合)は、S207に進み、例えば、上述の(2)式により、自車両1が先行車後方のDstopの位置で停止する減速度G3を演算し、S208に進んで、出力する減速度GtをG3に設定する。
一方、S204の判定の結果、車間距離LがL2以下と判定した場合(L≦L2の場合:すなわち、自車両1が第1の領域ar1に存在する場合)は、S209に進み、車速V0をクリープ車速V1と比較し、車速V0がクリープ車速V1よりも低い場合(V0<V1の場合)は、S210に進み、出力する減速度Gtを一定の減速度KG1に設定する。
Conversely, when the vehicle speed V0 is equal to or higher than the creep vehicle speed V2 (when V0 ≧ V2), the process proceeds to S207, and the
On the other hand, as a result of the determination in S204, when it is determined that the inter-vehicle distance L is equal to or less than L2 (L ≦ L2: That is, when the
逆に、車速V0がクリープ車速V1以上の場合(V0≧V1の場合)は、S211に進み、出力する減速度Gtを、例えばACCシステム2が設定し得る最大の値GMAXに設定する。
Conversely, when the vehicle speed V0 is equal to or higher than the creep vehicle speed V1 (when V0 ≧ V1), the process proceeds to S211 and the output deceleration Gt is set to the maximum value GMAX that can be set by the
そして、上述のS203、S206、S208、S210、S211の何れかにより、出力する減速度Gtを設定した後は、S212に進み、減速度Gtを自動ブレーキ制御装置11に出力してプログラムを抜ける。 Then, after setting the deceleration Gt to be output by any of the above-described S203, S206, S208, S210, and S211, the process proceeds to S212, where the deceleration Gt is output to the automatic brake control device 11 and the program is exited.
このように、本実施の形態によれば、先行車が略停止状態と推定される場合には、先行車の直後の第1の領域と、この第1の領域の後方に第2の領域とを設定する。そして、自車両1が第2の領域の更に後方の領域を走行している場合には、先行車後方のDstopの位置で停止する減速度G3を演算出力し、自車両1が第2の領域を走行している場合には、車両がクリープ現象で走行するクリープ車速V2よりも低車速の場合に限り、一定の減速度KG2を出力し、自車両1が第1の領域を走行している場合には、車両がクリープ現象で走行するクリープ車速V1よりも低車速の場合に限り、上述の一定の減速度KG2よりも大きな一定の減速度KG1を出力する。このため、先行車との距離が小さい領域を走行しているときには、先行車との距離が大きい領域を走行しているときよりも大きな減速度を発生させ、確実に停止させることが可能となると共に、追従停止制御を、減速度やタイミングの複雑な演算を必要としない簡単な制御で実現でき、また、停止間際での不要な減速度変化を抑制し、停止までに過大な減速度を必要としないクリープ車速を基準として制御を行うので、ドライバに対して不自然な感覚を与えることなく安定した停止を行うことが可能となる。
Thus, according to the present embodiment, when it is estimated that the preceding vehicle is substantially stopped, the first region immediately after the preceding vehicle and the second region behind the first region are Set. When the
更には、領域毎に発生させる減速度を設定するので、先行車までの車間距離が大きい場合において不必要に大きな減速度を発生させることなく、ドライバの感覚に添った停止制御を実現することができる。 Furthermore, since the deceleration to be generated for each region is set, it is possible to realize stop control according to the driver's feeling without generating an unnecessarily large deceleration when the inter-vehicle distance to the preceding vehicle is large. it can.
尚、本実施の形態では、先行車の後方に2つの領域を設定し、それぞれの領域で一定の減速度を出力するようにしているが、3つ以上の領域を設定し、これら領域毎に一定の減速度を出力するようにしても良い。 In this embodiment, two areas are set behind the preceding vehicle, and a constant deceleration is output in each area. However, three or more areas are set, and for each of these areas, A constant deceleration may be output.
また、本実施の形態では、先行車の認識をステレオカメラからの画像を基に行うようになっているが、他の技術、例えば、ミリ波レーダと単眼カメラからの情報を基に認識するものや、レーザレーダからの情報で認識するものであっても良い。 In the present embodiment, the preceding vehicle is recognized based on the image from the stereo camera. However, other technologies, for example, those that recognize based on information from the millimeter wave radar and the monocular camera are used. Alternatively, it may be recognized by information from a laser radar.
1 自車両
2 ACCシステム(走行制御装置)
3 ステレオカメラ(先行車認識手段、停止状態推定手段)
4 ステレオ画像認識装置(先行車認識手段、停止状態推定手段)
5 走行制御ユニット(減速度設定手段)
9 スロットル弁制御装置
10 スロットル弁
11 自動ブレーキ制御装置
1
3 Stereo camera (preceding vehicle recognition means, stop state estimation means)
4 Stereo image recognition device (preceding vehicle recognition means, stop state estimation means)
5 Travel control unit (deceleration setting means)
9 Throttle
Claims (4)
上記先行車の略停止状態を推定する停止状態推定手段と、
上記略停止状態となった先行車の後方に複数の領域を設定し、該設定した領域毎に自車両に発生させる一定の減速度を設定する減速度設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。 A preceding vehicle recognition means for recognizing a preceding vehicle ahead of the host vehicle and acquiring preceding vehicle information;
Stop state estimating means for estimating a substantially stopped state of the preceding vehicle;
Deceleration setting means for setting a plurality of areas behind the preceding vehicle that has been substantially stopped, and for setting a certain deceleration to be generated in the host vehicle for each of the set areas;
A travel control device for a vehicle, comprising:
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