JP2011255759A - Device and program for control of vehicle motion - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To derive a vehicle body resultant force and a collision-avoidance driving trajectory for avoiding a moving obstacle using a map of a simple configuration.SOLUTION: A device and a program make a vehicle avoid the moving obstacle along following steps. A velocity direction of the vehicle and the maximum value of a vehicle body resultant force immediately after the avoidance of the obstacle are set. The vehicle body resultant force that minimizes a movement distance in an anteroposterior direction of the vehicle body when moving in the set velocity direction while avoiding the obstacle, is derived using a shortest three-dimensional map in which three parameters different from each other are calculated by using an x-axis component vand a y-axis component vof the own vehicle, a y-axis component zof a velocity of the obstacle and a y-axis component zof a position of the obstacle and the maximum value F/m of the vehicle body resultant force, and relationship between the three parameters and: a value ν' which is a value of a first introduction parameter νfor obtaining the vehicle body resultant force minimizing a movement distance in an anteroposterior direction of the vehicle body when moving in the set velocity direction while avoiding the obstacle, under a specific assumption; a value ν' which is a value of a second introduction parameter νfor obtaining the vehicle body resultant force minimizing a movement distance in an anteroposterior direction of the vehicle body when moving in the set velocity direction while avoiding the obstacle under a specific assumption; and a time t' which is a value of a time trequired for avoiding the obstacle under a specific assumption.

Description

本発明は、車両運動制御装置及びプログラムに係り、特に、簡単な構成のマップを用いて移動する障害物を回避するための車体合成力及び回避軌道を導出する車両運動制御装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle motion control device and a program, and more particularly to a vehicle motion control device and a program for deriving a vehicle body synthesis force and avoidance trajectory for avoiding an obstacle moving using a map having a simple configuration.

従来、車体に加える目標合成力と、各車輪の限界摩擦円の大きさから推定される限界合成力との比をμ利用率として設定し、限界摩擦円の大きさとμ利用率とからタイヤ発生力の大きさ、及び各制御対象車輪で発生するタイヤ発生力の方向を設定し、設定されたタイヤ発生力の大きさ、及び設定されたタイヤ発生力の方向に基づいて、各制御対象車輪の操舵と制動又は操舵と駆動との協調制御を行なう車両制御装置が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, the ratio of the target composite force applied to the vehicle body and the limit composite force estimated from the size of the limit friction circle of each wheel is set as a μ utilization rate, and tires are generated from the size of the limit friction circle and the μ utilization rate. The direction of tire generated force generated at each wheel to be controlled and the direction of tire generated force are set. Based on the set size of tire generated force and the direction of tire generated force set, A vehicle control device that performs coordinated control of steering and braking or steering and driving has been proposed (see Patent Document 1).

また、車両よりも前方の道路上に存在する障害物を回避するための回避操作量を、車両に生じる加速力、減速力及び横力の合成力が車両のタイヤのグリップ力の最大値よりも小さくなる範囲内で算出する回避操作算出装置が提案されている(特許文献2参照)。   Also, the amount of avoidance operation to avoid obstacles existing on the road ahead of the vehicle, the combined force of acceleration force, deceleration force and lateral force generated in the vehicle is greater than the maximum grip force of the vehicle tire. There has been proposed an avoidance operation calculation device that calculates within a smaller range (see Patent Document 2).

また、車両が走行する道路上に存在する障害物を検出し、検出現時刻から評価終了時刻後の自車両の予測位置及び外部環境に基づいて、自車両の回避後の目標姿勢角を設定し、現時刻の外部環境及び障害物の状態量に基づいてリスクポテンシャル関数を設定し、そのリスクと運転操作量の時間積分値、目標姿勢角と自車両の姿勢角との差などに基づく評価値を算出し、評価値が最小となる軌道を導出する回避操作算出装置が提案されている(特許文献3参照)。   Also, obstacles present on the road on which the vehicle travels are detected, and the target attitude angle after avoiding the own vehicle is set based on the predicted position of the own vehicle after the evaluation end time from the current detection time and the external environment. The risk potential function is set based on the external environment and obstacle state quantity at the current time, and the evaluation value based on the time integral value of the risk and driving operation quantity, the difference between the target attitude angle and the attitude angle of the vehicle And an avoidance operation calculation device that derives a trajectory that minimizes the evaluation value has been proposed (see Patent Document 3).

また、自車両と障害物との間の距離及び自車両の障害物に対する相対速度、そして回避するための横移動距離に基づいて定まる物理量を導入し、その物理量と自車両の重量及び車体合成力の最大値により最短距離で回避するための車体合成力の向きを導出するマップを予め記憶しておき、直進制動での最短回避距離と単純横移動における最短回避距離と、現時刻の自車両と障害物の状態に基づいてマップより得られる最短回避距離を比較して、最も短くなる回避軌道を選択し、その軌道に基づいて現時刻の車体合成力を算出する車両制御装置が提案されている(特許文献4参照)。   In addition, a physical quantity determined based on the distance between the own vehicle and the obstacle, the relative speed of the own vehicle with respect to the obstacle, and the lateral movement distance to avoid is introduced, and the physical quantity, the weight of the own vehicle, and the vehicle body composite force A map for deriving the direction of the vehicle body composite force for avoiding at the shortest distance by the maximum value of the vehicle is stored in advance, the shortest avoidance distance in straight braking, the shortest avoidance distance in simple lateral movement, and the current vehicle at the current time There has been proposed a vehicle control device that compares the shortest avoidance distance obtained from a map based on the state of an obstacle, selects the shortest avoidance trajectory, and calculates the vehicle body composite force at the current time based on the trajectory (See Patent Document 4).

また、ロボットの位置、ロボットが到達目標とする目標到達位置、ロボットが目標到達位置へ到達する時に目標とする目標速度、及びロボットの制限最高速度又は制限最高加速度の各値を用いて、ロボットが制限最高速度又は制限最高加速度を越えない速度をとると共にロボットの初期位置から目標位置へ到達するのに要する時間が等しい軌道の中ではロボットの加速度の二乗総和が最小となるようにするロボットの制御装置が提案されている(特許文献5参照)。   Also, the robot position, the target arrival position that the robot will reach, the target speed when the robot reaches the target arrival position, and the maximum speed limit or maximum acceleration limit value of the robot, Control of the robot so that the sum of the squares of the acceleration of the robot is minimized in a trajectory that takes a speed that does not exceed the maximum speed limit or the maximum acceleration and that takes the same time to reach the target position from the initial position of the robot. An apparatus has been proposed (see Patent Document 5).

また、車両がスタート位置Pに停止したとき、物体検出手段で検出した周囲の物体の状況から最適目標位置と、最適目標位置を通る一定半径rの円弧よりなる第1の移動軌跡とを設定し、第1の移動軌跡上に所定位置Sを選択し、スタート位置Pから所定位置Sまでの第2の移動軌跡を設定し、所定位置Sは、第2の移動軌跡での車両の移動距離が最小になるように選択される車両の自動操舵装置が提案されている(特許文献6参照)。   Further, when the vehicle stops at the start position P, an optimum target position and a first movement trajectory composed of an arc having a constant radius r passing through the optimum target position are set based on the status of surrounding objects detected by the object detection means. A predetermined position S is selected on the first movement locus, a second movement locus from the start position P to the predetermined position S is set, and the predetermined position S indicates that the moving distance of the vehicle on the second movement locus is An automatic steering device for a vehicle that is selected to be minimized has been proposed (see Patent Document 6).

また、自車両と障害物との間の距離、自車両の障害物に対する相対速度、及び回避するための目標位置に基づいて定まる物理量を導入し、その物理量により回避動作時に最大値が最小となる車体合成力の向きと大きさを出力するマップを予め記憶しておき、そのマップより現時刻の車体合成力を求めて車両運動を制御する車両運動制御装置が提案されている(非特許文献1参照)。   In addition, a physical quantity determined based on the distance between the host vehicle and the obstacle, the relative speed of the host vehicle with respect to the obstacle, and the target position to avoid is introduced, and the maximum value is minimized during the avoidance operation by the physical quantity. There has been proposed a vehicle motion control device that stores in advance a map that outputs the direction and magnitude of the vehicle body composite force and controls the vehicle motion by obtaining the vehicle body composite force at the current time from the map (Non-Patent Document 1). reference).

特開2004−249971号公報JP 2004-249971 A 特開2007−253746号公報JP 2007-253746 A 特開2007−253745号公報JP 2007-253745 A 特開2006−347236号公報JP 2006-347236 A 特開平7−32277号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-32277 特開2001−063597号公報JP 2001-063597 A

日本機械学会、第18回交通・物流部門大会講演論文集、障害物回避のための車両の最適軌道制御、pp.145−148(2009)The Japan Society of Mechanical Engineers, Proceedings of the 18th Transport and Logistics Division Conference, Optimal Trajectory Control of Vehicles to Avoid Obstacles, pp. 145-148 (2009)

しかしながら、特許文献1の技術では、目標の車体合成力が与えられた場合に、最適な各輪のタイヤ発生力を導出しているが、所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   However, in the technique of Patent Document 1, the optimal tire generating force of each wheel is derived when a target vehicle body synthesis force is given, but the moving body is avoided in consideration of a desired speed direction. However, there is no description of a method for deriving a trajectory that minimizes the longitudinal movement distance or minimizes the maximum value of the vehicle body composite force.

また、特許文献2の技術では、所望の位置に到達する車体合成力を導出しているが、所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 2, a vehicle body composite force that reaches a desired position is derived. However, in consideration of a desired speed direction, the vertical movement distance is minimized while avoiding the moving body, or the vehicle body A method for deriving the trajectory that minimizes the maximum value of the resultant force is not described.

また、特許文献3の技術では、所望の位置及び姿勢角に近づく軌道を導出しているものの、移動体の速度を考慮しつつリスクポテンシャル関数を設定して所望の位置付近に到達する車体合成力を導出しているため、所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動用距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道を導出しているとはいえない。   Further, in the technique of Patent Document 3, a trajectory approaching a desired position and posture angle is derived, but the vehicle body composite force that reaches the vicinity of the desired position by setting the risk potential function in consideration of the speed of the moving body. Therefore, considering the desired speed direction, the trajectory that minimizes the distance for vertical movement while avoiding the moving body or minimizes the maximum value of the vehicle body composite force is derived. I can't say that.

また、特許文献4の技術では、自車両の障害物に対する相対速度、回避するための横移動距離、車重、及び車体合成力の最大値が設定された場合に、回避距離を最短にする回避軌道を導出しているが、道路に対する所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 4, when the maximum value of the relative speed of the host vehicle with respect to the obstacle, the lateral movement distance to avoid, the vehicle weight, and the vehicle body composite force is set, the avoidance that minimizes the avoidance distance is performed. The trajectory is derived, but a method for deriving the trajectory that minimizes the vertical travel distance while minimizing the vertical travel distance while avoiding moving objects in consideration of the desired speed direction with respect to the road is described. It has not been.

また、特許文献5の技術では、ロボットを所望の位置及び速度に到達させる上で加速度の2乗和が最小化される軌道を導出しているが、所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 5, a trajectory in which the sum of squares of acceleration is minimized in causing the robot to reach a desired position and speed is derived. A method for deriving a trajectory that minimizes the longitudinal movement distance while minimizing the maximum value of the vehicle body composite force while avoiding the above is not described.

また、特許文献6の技術では、自車両を所望の位置に到達させるための移動距離を最小にする軌道を導出しているが、所望の速度方向を考慮して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   Further, in the technique of Patent Document 6, a trajectory that minimizes the travel distance for causing the host vehicle to reach a desired position is derived. However, in consideration of a desired speed direction, the trajectory is avoided while avoiding a moving body. There is no description of a method for deriving a trajectory that minimizes the moving distance or minimizes the maximum value of the vehicle body composite force.

また、非特許文献1の技術では、相対的な意味における所望の位置及び速度方向に対して車体合成力の最大値を最小化する軌道を導出し、その軌道に基づいたマップを記憶しておくことで現時刻の車体合成力を導出しているが、道路に対する所望の速度方向に対して、移動体を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する軌道の導出方法は記載されていない。   In the technique of Non-Patent Document 1, a trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force with respect to a desired position and speed direction in a relative sense is derived, and a map based on the trajectory is stored. The vehicle body composite force at the current time is derived, but in the desired speed direction with respect to the road, the vertical movement distance is minimized while avoiding the moving body, or the maximum value of the vehicle body composite force is minimized. The method for deriving the trajectory is not described.

本発明は、簡単な構成のマップを用いて、道路に対する所望の速度方向を考慮して、移動する障害物を回避しながら縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる車両運動制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention uses a map with a simple configuration to minimize the vertical movement distance while minimizing the vertical movement distance while avoiding moving obstacles in consideration of the desired speed direction with respect to the road, or minimizing the maximum value of the vehicle body synthesis force An object of the present invention is to provide a vehicle motion control device and a program capable of deriving a vehicle body composite force and an avoidance track.

上記目的を達成するために、第1の発明の車両運動制御装置は、自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記障害物を回避直後の自車両の速度方向、及び車体合成力の最大値を設定する設定手段と、・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び車体合成加速度の最大値F/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータνの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記最大値F/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータνと異なる第2の導入パラメータνの、前記仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第2の3次元マップ、並びに・前記3つのパラメータと、前記障害物の回避に要する時間tの、前記仮定の下での時間t’と、の関係を定めた第3の3次元マップからなる最短3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された車体合成力の最大値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最短3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, a vehicle motion control device according to a first aspect of the present invention includes a detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of an own vehicle, the position and speed of an obstacle, and a position immediately after avoiding the obstacle. Setting means for setting the speed direction of the host vehicle and the maximum value of the vehicle body composite force; and assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, with the speed direction being the vehicle body longitudinal direction, The vehicle body longitudinal component v x0 of the vehicle speed, the vehicle lateral component v y0 of the vehicle speed, the vehicle vehicle lateral component Z v of the vehicle speed, and the obstacle relative to the current vehicle position. When moving in the speed direction while avoiding the obstacles, and three different parameters using the component Z 0 in the lateral direction of the vehicle body at the position and the maximum value F 0 / m of the vehicle body composite acceleration, Body to minimize the travel distance Of the first introduction parameter ν 1 introduced to determine the composite force, the three of the component v x0 , the component v y0 , the component Z v , the component Z 0 , and the maximum value F 0 / m. A first three-dimensional map that defines a relationship between a value ν 1 ′ under the assumption that two values according to the parameter are specific values, the three parameters, and the obstacle while avoiding the obstacle When moving in the speed direction, the second introduction parameter ν 2 different from the first introduction parameter ν 1 introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body is under the above assumption. value [nu 2 'and, second three-dimensional map that defines the relationship, as well as a-said three parameters, the time t e it takes to avoid the obstacle, the time t e under the assumption' and , Consisting of a third three-dimensional map that defines the relationship Based on the storage means storing the three-dimensional map, the state quantity detected by the detection means and the maximum value of the vehicle body composite force set by the setting means, the three parameters are calculated, and the calculated three parameters And a derivation means for deriving a vehicle body resultant force that minimizes the movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body when moving in the speed direction while avoiding the obstacle, using the shortest three-dimensional map. ing.

また、第2の発明の車両運動制御装置は、自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記障害物を回避直後の自車両の速度方向、及び車体合成力の最大値を設定する設定手段と、・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び車体合成加速度の最大値F/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記最大値F/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた最短3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された車体合成力の最大値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最短3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising: a detecting means for detecting a state quantity including a position and speed of the own vehicle; a position and speed of an obstacle; and a speed direction of the own vehicle immediately after avoiding the obstacle; And setting means for setting the maximum value of the vehicle body composite force, and assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, where the speed direction is the vehicle body longitudinal direction, A component v x0 , a vehicle lateral component v y0 of the speed of the own vehicle, a vehicle lateral component Z v of the speed of the obstacle, and a vehicle lateral direction of the position of the obstacle relative to the current time position of the host vehicle When the vehicle moves in the speed direction while avoiding the obstacles, the travel distance in the longitudinal direction of the vehicle body is minimized when the component Z 0 and the maximum value F 0 / m of the vehicle body composite acceleration are used. The direction of the body acceleration The components v x0, the components v y0, the component Z v, the component Z 0, and although two in accordance with the three parameters of the maximum value F 0 / m under the assumption that the specific value Based on the storage means storing the shortest three-dimensional map that defines the relationship with the direction θ ′, the state quantity detected by the detection means, and the maximum value of the vehicle body composite force set by the setting means The vehicle body at the current time that calculates the parameters and minimizes the distance traveled in the longitudinal direction of the vehicle body when moving in the speed direction while avoiding the obstacle using the calculated three parameters and the shortest three-dimensional map And derivation means for deriving the combined force.

また、第3の発明の車両運動制御装置は、自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記障害物を回避直後の自車両の速度方向を設定する設定手段と、・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータνの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記成分Xのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータνと異なる第2の導入パラメータνの、前記仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第2の3次元マップ、並びに・前記3つのパラメータと、前記障害物の回避に要する時間tの、前記仮定の下での時間t’と、の関係を定めた第3の3次元マップからなる最適3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最適3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising: a detecting means for detecting a state quantity including a position and speed of an own vehicle; a position and speed of an obstacle; and a speed direction of the own vehicle immediately after avoiding the obstacle. Setting means for setting, and assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, where the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body, a vehicle component longitudinal vx0 of the vehicle speed, The vehicle lateral component v y0 of the speed, the vehicle lateral component Z v of the obstacle speed, the vehicle lateral component Z 0 of the obstacle position relative to the current time position of the host vehicle, and the vehicle minimize the respective three different parameters with the longitudinal direction of the vehicle body component X e of the distance between the vehicle and the obstacle, when moving to the velocity direction while avoiding the obstacle, the maximum value of the vehicle body resultant force Introduced in order to obtain the body synthesis power First introduction parameters [nu 1, wherein component v x0, the components v y0, the component Z v, the component Z 0, and although two in accordance with the three parameters of the components X e is a specific value A first three-dimensional map that defines the relationship between the value ν 1 ′ and the three parameters, and the vehicle body composite force when moving in the speed direction while avoiding the obstacle The relationship between the second introduction parameter ν 2 different from the first introduction parameter ν 1 introduced in order to obtain the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of ν 2 ′ and the value ν 2 ′ under the above assumption. A defined second three-dimensional map, and a third 3 that defines the relationship between the three parameters and the time t e ′ required for avoiding the obstacle, and the time t e ′ under the assumption. Storage means for storing an optimal three-dimensional map comprising a three-dimensional map; When calculating the three parameters based on the state quantity detected by the detecting means, and using the calculated three parameters and the optimal three-dimensional map, the vehicle moves in the speed direction while avoiding the obstacle. Derivation means for deriving the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force.

また、第4の発明の車両運動制御装置は、自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記障害物を回避直後の自車両の速度方向を設定する設定手段と、・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記成分Xのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、並びに・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成加速度の最大値F/mの、前記仮定の下での最大値F’/m’と、の関係を定めた第2の3次元マップからなる最適3次元マップを記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最適3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control device comprising: a detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle, the position and speed of an obstacle; and the speed direction of the host vehicle immediately after avoiding the obstacle. Setting means for setting, and assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, where the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body, a vehicle component longitudinal vx0 of the vehicle speed, The vehicle lateral component v y0 of the speed, the vehicle lateral component Z v of the obstacle speed, the vehicle lateral component Z 0 of the obstacle position relative to the current time position of the host vehicle, and the vehicle minimize the respective three different parameters with the longitudinal direction of the vehicle body component X e of the distance between the vehicle and the obstacle, when moving to the velocity direction while avoiding the obstacle, the maximum value of the vehicle body resultant force The direction of the direction of the combined vehicle acceleration θ Component v x0, the components v y0, the component Z v, the component Z 0, and the direction theta 'under the assumption that the two are specific value corresponding to the three parameters of the components X e A first three-dimensional map that defines the relationship between the three parameters, and a vehicle body composite acceleration that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in the speed direction while avoiding the obstacle. the maximum value F 0 / m, the maximum value F 0 '/ m' under the assumption, the storage unit related storing the optimum three-dimensional map of a second three-dimensional map that defines the said detection When the three parameters are calculated based on the state quantity detected by the means and the three parameters calculated and the optimum three-dimensional map are used to move in the speed direction while avoiding the obstacle, The current time when the maximum value of the composite force is minimized And a deriving means for deriving the vehicle body composite force.

また、第1及び第2の発明において、前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離とを比較し、前記最短距離が小さい側の回避軌道を選択するようにすることができる。   In the first and second aspects of the invention, the derivation means includes a shortest distance of a moving distance in the longitudinal direction of the vehicle body that avoids the left side of the obstacle, and an avoidance path that avoids the right side of the obstacle. It is possible to compare the shortest travel distance in the longitudinal direction of the vehicle body and select an avoidance track on the side having the shortest shortest distance.

また、第3及び第4の発明において、前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値とを比較し、前記車体合成力の最大値が小さい側の回避軌道を選択するようにすることができる。   In the third and fourth aspects of the invention, the derivation means may calculate the maximum value of the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the left side of the obstacle and the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the right side of the obstacle. The avoidance trajectory on the side where the maximum value of the vehicle body composite force is smaller can be selected by comparing with the maximum value.

また、前記検出手段は、前記自車両の速度、前記自車両に対する前記障害物の相対距離及び相対速度を検出するようにすることができる。   Further, the detection means can detect the speed of the host vehicle, the relative distance and the relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle.

また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも一つを制御する制御手段を更に含んで構成することができる。   In addition, the control unit may further include a control unit that controls at least one of a steering angle, a braking force, and a driving force based on the vehicle body combined force derived by the deriving unit.

また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、ドライバに車両運動状態を報知する報知手段を更に含んで構成することができる。   In addition, the information processing device may further include notification means for notifying the driver of the vehicle movement state based on the vehicle body resultant force derived by the derivation means.

また、第5の発明の車両運動制御プログラムは、コンピュータを、第1〜第4の発明の車両運動制御装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムである。   Moreover, the vehicle motion control program of 5th invention is a program for functioning a computer as each means which comprises the vehicle motion control apparatus of 1st-4th invention.

以上説明したように、本発明によれば、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出するための障害物の速度を考慮した簡単な構成の3次元マップを用いて車体合成力及び回避軌道を導出するため、障害物が移動する場合でも、障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する、または車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle, the vertical movement distance is minimized or the maximum value of the vehicle body synthesis force is minimized. The vehicle body composite force and the avoidance trajectory are derived using a simple three-dimensional map that takes into account the vehicle body composite force and the speed of the obstacle to derive the avoidance trajectory. The effect of deriving the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance or minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding Is obtained.

車両運動制御の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of vehicle motion control. xy座標の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of xy coordinate. 第1の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最短3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the shortest three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最短3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the shortest three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最適3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the optimal three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最適3次元マップの他の例を表す線図である。It is a diagram showing the other example of the optimal three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最適3次元マップを表す線図である。It is a diagram showing the optimal three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の車両運動制御装置で用いられる最適3次元マップの他の例を表す線図である。It is a diagram showing the other example of the optimal three-dimensional map used with the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 4th Embodiment. 左側回避と右側回避との対称性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the symmetry of left side avoidance and right side avoidance. 第5の実施の形態の車両運動制御ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the vehicle motion control routine of 5th Embodiment. 第5の実施の形態の車両運動制御ルーチンの他の例の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the other example of the vehicle motion control routine of 5th Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両が走行する道路上において移動する障害物を回避する場合を想定し、回避直後の位置を障害物の横(障害物の移動方向の延長線上)を通過する位置とし、その回避直後の位置における速度方向を車体前後方向とする場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, assuming a case of avoiding an obstacle moving on the road on which the vehicle travels, the position immediately after the avoidance is set as a position passing the side of the obstacle (on the extension line in the moving direction of the obstacle), The case where the speed direction at the position immediately after the avoidance is the vehicle body front-rear direction will be described.

第1の実施の形態では、障害物の速度を検出して、設定された車体合成力の最大値内で車体合成力を発生させて障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出する場合について説明する。   In the first embodiment, the speed of an obstacle is detected, and the vehicle body composite force is generated within the set maximum value of the vehicle body composite force to move in a desired speed direction with respect to the road while avoiding the obstacle. At this time, the case of deriving the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that minimize the longitudinal movement distance will be described.

図1に示すように、設定したxy座標での時刻t(現時刻をt=0として、現時刻からt秒後)における車体合成加速度のx成分をu(t)、車体合成加速度のy成分をu(t)、車体合成力の大きさをF(t)、車体合成力の方向をθ(t)、及び自車両の重量をmとすると、車体合成加速度u(t)及びu(t)は、下記(1)式及び(2)式で示される。また、(1)式及び(2)式を積分して、下記(3)式及び(4)式に示すように、自車両の路面に対する速度のx成分v(t)、及び速度のy成分v(t)が得られる。また、(3)式及び(4)式を積分して、下記(5)式及び(6)式に示すように、自車両のt秒後のx軸方向の位置X(t)、及びy軸方向の位置Y(t)が得られる。このX(t)及びY(t)により回避軌道が得られる。 As shown in FIG. 1, the x component of the vehicle body composite acceleration at time t (the current time is set to t = 0 and t seconds after the current time) at the set xy coordinates is represented by u x (t), and the vehicle body composite acceleration y If the component is u y (t), the magnitude of the vehicle body composite force is F (t), the direction of the vehicle body composite force is θ 0 (t), and the weight of the host vehicle is m, the vehicle body composite acceleration u x (t) And u y (t) are represented by the following formulas (1) and (2). Further, by integrating the expressions (1) and (2), as shown in the following expressions (3) and (4), the x component v x (t) of the speed with respect to the road surface of the host vehicle and the y of the speed The component v y (t) is obtained. Further, by integrating the equations (3) and (4), as shown in the following equations (5) and (6), the position X (t) in the x-axis direction of the host vehicle t seconds later, and y An axial position Y (t) is obtained. An avoidance trajectory is obtained by X (t) and Y (t).

なお、xy座標は、t=0における自車両の位置を原点とし、障害物の横を通過する位置における速度方向(車体前後方向)をx軸、x軸に直交する軸(車体横方向)をy軸として設定する(図2参照)。   In the xy coordinates, the position of the host vehicle at t = 0 is the origin, the speed direction (vehicle body longitudinal direction) at the position passing the obstacle is the x axis, and the axis orthogonal to the x axis (vehicle body lateral direction). Set as y-axis (see FIG. 2).

そして、現時刻(t=0)における自車両の路面に対する速度をv(0)=vx0、v(0)=vy0、自車両に対する障害物の相対的な位置を(X,Z)、及び障害物の道路に対する速度をZとした場合に、車体合成力の最大値F=maxF(t)を設定した場面において、vx0、vy0及びZをパラメータとする縦移動距離を最小化するための3次元マップ(以下、最短3次元マップという)を用いて、所望の速度方向に対して縦移動距離を最小化する車体合成加速度u(t)及びu(t)((1)式、及び(2)式)を導出する。 Then, v x (0) = v x0 , v y (0) = v y0 , and the relative position of the obstacle with respect to the own vehicle (X e , Z 0 ), and when the speed of the obstacle with respect to the road is Z v , v x0 , v y0 and Z v are used as parameters in the scene where the maximum value F 0 = maxF (t) of the vehicle body composite force is set. Using a three-dimensional map for minimizing the longitudinal movement distance (hereinafter referred to as the shortest three-dimensional map), the vehicle body synthesized accelerations u x (t) and u y that minimize the longitudinal movement distance in the desired speed direction. (T) (Expression (1) and Expression (2)) are derived.

ここで、図1に示すように、自車両及び障害物の速度及びx方向の相対距離が既知の場合において、最適軌道を求める3次元マップの導出例について説明する。   Here, as shown in FIG. 1, a description will be given of a derivation example of a three-dimensional map for obtaining an optimal trajectory when the speeds of the host vehicle and the obstacle and the relative distance in the x direction are known.

まず、x=X(t)、x=v(t)、x=Y(t)、x=v(t)、u=u(t)、u=u(t)とおくと、(1)式及び(2)式の運動方程式は、下記(7)式及び(8)式のような状態方程式に変形できる。なお、Tはベクトル及び行列の転置記号である。 First, x 1 = X (t), x 2 = v x (t), x 3 = Y (t), x 4 = v y (t), u 1 = u x (t), u 2 = u y If it is set as (t), the equation of motion of (1) Formula and (2) Formula can be deform | transformed into a state equation like the following (7) Formula and (8) Formula. T is a transposed symbol of a vector and a matrix.

また、設定された座標軸上において、検出された障害物の速度がZ、位置がZの場合で、障害物がy軸方向に等速直線運動すると仮定すると、時刻tにおける障害物のy軸方向の位置は、下記(9)式で表される。 Further, assuming that the detected obstacle speed is Z v and the position is Z 0 on the set coordinate axis, and the obstacle moves linearly at a constant speed in the y-axis direction, the y of the obstacle at time t The position in the axial direction is expressed by the following equation (9).

次に、設定された車体合成力の最大値Fの範囲内で、障害物を回避しながら縦移動距離を最小化する最適制御問題として考えると、現時刻をt=0とし、回避に要する時間をtとおいて、評価関数Iを下記(10)式で表した場合、下記(11)式で表される終端条件、及び下記(12)式で表される車体合成力の大きさに関する入力制約条件の下で、評価関数Iを最小化する制御入力を求めよという制御問題に帰着される。 Next, when considering as an optimal control problem that minimizes the longitudinal movement distance while avoiding an obstacle within the range of the set maximum value F 0 of the vehicle body composite force, the current time is set to t = 0 and required for avoidance. time at a t e, when expressed an evaluation function I below (10), termination condition specified by the following formula (11), and on the size of the vehicle body resultant force represented by the following equation (12) This results in a control problem of finding a control input that minimizes the evaluation function I under input constraint conditions.

この最適制御問題を公知の技術(特開2007-283910号公報等)を参考に解いていく。まず、ラグランジュ乗数関数ベクトルψ(t)、λ(t)、ハミルトン関数Hを下記(14)式のようにおくと、オイラー方程式を用いて最適解x(t),u(t)は、下記(15)〜(17)式を満足する。 This optimal control problem is solved with reference to a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910). First, when the Lagrange multiplier function vectors ψ (t), λ (t), and the Hamilton function H are set as shown in the following equation (14), the optimal solution x o (t), u o (t) is obtained using the Euler equation. The following expressions (15) to (17) are satisfied.

また、終端条件に関しては、S(x,t)=x(t)とおき、定数ベクトルν=(ν,νを導出することで、下記(18)式及び(19)式のような関係が成り立つ。 As for the termination condition, S (x, t) = x 1 (t) is set, and by deriving a constant vector ν = (ν 1 , ν 2 ) T , the following equations (18) and (19) The following relationship holds.

ただし、(14)式〜(19)式内の右下添え字x,u,tは偏微分を意味する。   However, the lower right subscripts x, u, and t in the equations (14) to (19) mean partial differentiation.

ここで、(15)〜(17)式を変形すると、下記(20)〜(22)式のような関係が得られる。   Here, when the equations (15) to (17) are modified, the following relationships (20) to (22) are obtained.

また、終端条件より、下記(23)式及び(24)式を用いて、下記(25)式及び(26)式の関係が得られる。   Moreover, the relationship of the following (25) Formula and (26) Formula is obtained from the termination | terminus conditions using the following (23) Formula and (24) Formula.

(21)式及び(22)式より、下記(27)式が得られ、u(t)は下記(28)式となる。 From the equations (21) and (22), the following equation (27) is obtained, and u o (t) becomes the following equation (28).

また(20)式及び(25)式によりψ(t)を求めると下記(29)式となり、x(t)の終端は(26)式より下記(30)式の関係を満たすので、下記(31)式の終端条件が新たに出てくる。 The (20) becomes a formula and (25) below (29) when obtaining the [psi (t) by equation termination of x 2 (t) so satisfies the following equation (30) in relation than equation (26), the following A new termination condition of equation (31) appears.

このとき、制御問題は下記(32)式のように書き換えられる。   At this time, the control problem is rewritten as the following equation (32).

(32)式を(7)式及び(8)式のu(t)に代入して時間積分し、初期条件((7)式の第2式)と終端条件((11)式及び(31)式を適用すると、t、ν、νを導出する非線形方程式(下記(33)式〜(36)式))が求まる。なお、ν及びνは本発明の第1の導入パラメータ及び第2の導入パラメータに相当する。 Substituting equation (32) into u (t) in equations (7) and (8) and integrating over time, the initial condition (second equation in equation (7)) and the termination condition ((11) and (31) ) Equation is applied, nonlinear equations (the following equations (33) to (36)) for deriving t e , ν 1 and ν 2 are obtained. Note that ν 1 and ν 2 correspond to the first introduction parameter and the second introduction parameter of the present invention.

(32)式において必要となるt、ν、νは、(33)式〜(35)式の非線形方程式にm、vx0、vy0、F、Z及びZを代入して解くことにより得られる。また、最小の縦移動距離Xは、(36)式の関係を満たす。 T e , ν 1 and ν 2 required in the equation (32) are obtained by substituting m, v x0 , v y0 , F 0 , Z 0 and Z v into the nonlinear equations of the equations (33) to (35). It is obtained by solving. The minimum of the longitudinal movement distance X s satisfies the equation (36) relationship.

上記非線形方程式は、移動する障害物の速度を考慮しているため、公知の技術(特開2007−283910号公報等)の非線形方程式とは(33)式の右辺、及び(35)式の左辺の最終項が異なっている。ただし、この場合も公知の演算ソフトウエアで十分計算可能である。この方程式の解を求めるために、低次元化したマップを導出する。   Since the nonlinear equation takes into account the speed of the moving obstacle, the nonlinear equation of the known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910) is different from the right side of Equation (33) and the left side of Equation (35). The last term of is different. However, even in this case, the calculation can be sufficiently performed by a known calculation software. In order to find the solution of this equation, a reduced-dimensional map is derived.

まず、(33)〜(35)式に着眼して、任意の正数aを導入して下記(37)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{ν、ν、t}及び{ν’、ν’、t’}は、下記(38)式の関係を満たす。 First, paying attention to the equations (33) to (35) and considering two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (37) by introducing an arbitrary positive number a, P and P ′ The solutions {ν 1 , ν 2 , t e } and {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} corresponding to the above satisfy the relationship of the following equation (38).

(37)式の最後の式より、aを下記(39)式のようにおくと、(37)式よりvx0’、vy0’及びZ’は下記(40)式のように変形できる。 If a is set as in the following formula (39) from the last formula of formula (37), v x0 ′, v y0 ′ and Z v ′ can be transformed from formula (40) as shown in formula (40) below. .

この関係より、F’/m’及びZ’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’、vy0’及びZ’が求まる。よって、F’/m’及びZ’をある値に設定した場合において、vx0’、vy0’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF’/m’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to F 0 ′ / m ′ and Z 0 ′, v x0 ′, vy 0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and Z 0, v y0 'and Z v' was a parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of F 0 '/ m' and Z 0 'can be freely set by the designer when creating the map.

ここでは、一例として、F’/m’=Z’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZ’に関する最短3次元マップを作成する。図3に示すように、vx0’、vy0’及びZ’をパラメータとして(33)式〜(35)式に基づいて得られるν’の値をマッピングした第1の3次元マップ、ν’の値をマッピングした第2の3次元マップ、及びt’の値をマッピングした第3の3次元マップを作成する。また、例えば、Z’について、Z’=v’、Z’=v’、Z’=v’の3値(v’<v’<v’)を用い、v’〜v’間、及びv’〜v’間は、各々線形近似などで内挿する。ただし、この図3では、vy0’軸方向において相対速度vy0’−Z’を用いてマッピングしている。 Here, as an example, the shortest three-dimensional map regarding v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ when F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 3, a first three-dimensional map in which values of ν 1 ′ obtained based on the equations (33) to (35) are mapped using v x0 ′, v y0 ′ and Z v ′ as parameters, A second three-dimensional map in which the value of ν 2 ′ is mapped and a third three-dimensional map in which the value of t e ′ is mapped are created. Further, using, for example, 'the, Z v' Z v = v a ', Z v' = v b ', Z v''3 value (v a' = v c a <v b '<v c' ) , v a '~v b' between, and v b '~v c' between the interpolated etc. each linear approximation. However, in FIG. 3, mapping is performed using the relative velocity v y0 ′ −Z v ′ in the v y0 ′ axial direction.

そして、これらのマップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、F’/m’=Z’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(40)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を各3次元マップから得て、(38)式及び(39)式に従って{ν’,ν’,t’}を{ν,ν,t}に変換し、(32)式に適用して入力の時間関数を得る。また、(36)式に代入して最小の縦移動距離Xを演算する。 Then, using these maps {ν 1, ν 2, t e} To determine the, F 0 '/ m' = Z 0 '= 1, the known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and parameters according to the F 0 (40) equation v x0 ', v y0' and Z v 'to calculate the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} each three-dimensional map of the obtained from (38) and (39) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} converts {ν 1, ν 2, t e} , the applied to equation (32) Get the input time function. Further, the minimum vertical movement distance X s is calculated by substituting into the equation (36).

ただし、Z<0の場合は、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 However, in the case of Z 0 <0, it is converted into v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0, and {−ν 1 ′, −ν 2 ′ from the shortest three-dimensional map. , 'seek}, -ν 1' t e → ν 1 ', -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, it you get ν 2, t e}.

この結果、現時刻の障害物の位置及び速度から、設定された車体合成力の最大値内で車体合成力を発生させて、移動する障害物を回避しながら所望の速度方向に対して縦移動距離を最小化する制御入力関数が得られ、また(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。   As a result, the vehicle body composite force is generated within the maximum value of the set vehicle body composite force from the position and speed of the obstacle at the current time, and the vehicle moves vertically in the desired speed direction while avoiding moving obstacles. A control input function that minimizes the distance is obtained, and the avoidance trajectory is derived by the integral calculation of the equations (1) to (6).

なお、上記の最短3次元マップではパラメータvx0’、vy0’及びZ’を(40)式のように定め、F’/m’=Z’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、任意の正数aを(37)式の第1式より下記(41)式のようにおくと、(37)式よりvy0’、Z’及びZ’は下記(42)式のように変形できる。 In the above shortest three-dimensional map, the parameters v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ are defined as in equation (40), and F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1 is described. In addition to the above, there are a plurality of ways of taking this parameter. For example, when an arbitrary positive number a is set as in the following formula (41) from the first formula of the formula (37), v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ are expressed by the following formula (42) from the formula (37). Can be transformed.

この関係より、F’/m’及びvx0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Z’及びZ’が求まる。よって、F’/m’及びvx0’をある値に設定した場合において、vy0’、Z’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF’/m’及びvx0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F’/m’=vx0’=1とした場合のvy0’、Z’及びZ’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and v x0 ′, vy 0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v y0' F 0 '/ m' and v x0, as a parameter the Z v 'and Z 0' {ν 1 ', ν 2', t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of F 0 '/ m' and v x0 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, using V y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when F 0 ′ / m ′ = v x0 ′ = 1 as variables, the nonlinear equations (33) to (35) are solved. A shortest three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} which is a solution is created.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、F’/m’=vx0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(42)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(41)式に従って{ν,ν,t}に変換する。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using the shortest three-dimensional map to determine the, F 0 '/ m' = v x0 '= 1, the known m, v x0, v y0, Z 0 , Z v and parameters according to the F 0 (42) equation v y0 ', Z v' and Z 0 'calculates the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} the shortest 3 Obtained from the dimension map and converted to {ν 1 , ν 2 , t e } according to equations (38) and (41).

なお、この最短3次元マップの領域は、vy0’、Z’及びZ’のいずれかにおいて0以上に限定してもよい。例えば、Z≧0の最短3次元マップを作成した場合は、検出値がZ<0であったとしても、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、さらに−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行えば{ν,ν,t}が得られる。 Note that the area of the shortest three-dimensional map may be limited to 0 or more in any of v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′. For example, when the shortest three-dimensional map of Z 0 ≧ 0 is created, even if the detected value is Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 than the shortest 3-dimensional map are converted into {-ν 1 ', -ν 2' , t e '} seek further -ν 1' → ν 1 ', -ν 2' by performing the processing of → [nu 2 ' {ν 1, ν 2, t e} are obtained.

また、別のパラメータを用いる場合として、(42)式の第3式を下記(43)式のように変形すると、(41)式のaは、下記(44)式のように変形される。   Further, when another parameter is used, if the third equation of the equation (42) is transformed as the following equation (43), a in the equation (41) is transformed as the following equation (44).

この関係より、vx0’及びZ’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF’/m’、vy0’及びZ’が求まる。よって、vx0’及びZ’をある値に設定した場合において、F’/m’、vy0’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vx0’=Z’=1とした場合のF’/m’、vy0’及びZ’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in v x0 ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, vy 0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, in the case of setting to a certain value v x0 'and Z 0', F 0 '/ m', v y0 ' and Z v' was a parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of v x0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, using F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Z v ′ when v x0 ′ = Z 0 ′ = 1 as variables, solve the nonlinear equations (33) to (35), A shortest three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} which is a solution is created.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vx0’=Z’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(42)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvy0’及びZを演算し、(43)式に従ってパラメータF’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(44)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using the shortest 3-dimensional map to determine the is, v x0 '= Z 0' = 1, the known m, v x0, v y0, Z 0, Z v And F 0, the parameters v y0 ′ and Z v are calculated according to the first and second expressions of the equation (42), the parameter F 0 ′ / m ′ is calculated according to the equation (43), and an output for the calculated parameter is performed. {Ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is obtained from the shortest three-dimensional map and converted into {ν 1 , ν 2 , t e } according to the equations (38) and (44). However, when Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 , and {−ν 1 ′, −ν 2 ′ from the shortest three-dimensional map , 'seek}, -ν 1' t e → ν 1 ', -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, it you get ν 2, t e}.

また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数aを(37)式の第2式より下記(45)式のようにおくと、(37)式よりvx0’、Z’及びZ’は下記(46)式のように変形できる。 Further, when using another parameter, if an arbitrary positive number a is set as shown in the following formula (45) from the second formula of the formula (37), v x0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ can be transformed as shown in the following equation (46).

この関係より、F’/m’及びvy0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vx0’、Z’及びZ’が求まる。よって、F’/m’及びvy0’をある値に設定した場合において、vx0’、Z’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF’/m’及びvy0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F’/m’=vy0’=1とした場合のvx0’、Z’及びZ’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and v y0 ′, v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and v y0, as a parameter the Z v 'and Z 0' {ν 1 ', ν 2', t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of F 0 '/ m' and v y0 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, by using v x0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ as variables when F 0 ′ / m ′ = v y0 ′ = 1, the nonlinear equations (33) to (35) are solved, A shortest three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} which is a solution is created.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、F’/m’=vy0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(46)式に従ってパラメータvx0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップから得て、(38)式及び(45)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、vy0<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using the shortest three-dimensional map to determine the, F 0 '/ m' = v y0 '= 1, the known m, v x0, v y0, Z 0 , Z v and parameters according to the F 0 (46) equation v x0 ', Z v' and Z 0 'calculates the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} shortest 3 obtained from the dimension map, and converts the {ν 1, ν 2, t e} according (38) and (45) below. However, in the case of v y0 <0, it is converted into v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0, and {−ν 1 ′, −ν 2 from the shortest three-dimensional map. ', t e' seek}, -ν 1 '→ ν 1 ', by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2' { ν 1, it you get ν 2, t e}.

また、別のパラメータを用いる場合として、(46)式の第3式を下記(47)式のように変形すると、(45)式のaは、下記(48)式のように変形される。   Further, when another parameter is used, if the third equation of the equation (46) is transformed as the following equation (47), a in the equation (45) is transformed as the following equation (48).

この関係より、vy0’及びZ’にある値を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF’/m’、vx0’及びZ’が求まる。よって、vy0’及びZ’をある値に設定した場合において、F’/m’、vx0’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vy0’=1、Z’=±1とした場合のF’/m’、vx0’及びZ’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting values in v y0 ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, in the case of setting to a certain value v y0 'and Z 0', F 0 '/ m', v x0 ' and Z v' was a parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of v y0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, nonlinear equations (33) to (35) are expressed by using F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and Z v ′ as variables when v y0 ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1. solved, its solution {ν 1 ', ν 2' , t e '} to create a minimum three-dimensional map of.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vy0’=1、Z’=±1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(46)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvx0’及びZ’を演算し、(47)式に従ってパラメータF’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(48)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、vy0≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最短3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求め、vy0≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最短3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求める。また、vy0<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。また、vy0<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using the shortest 3-dimensional map to determine the is, v y0 '= 1, Z 0' = ± 1, the known m, v x0, v y0, Z 0 , Z v and F 0, the parameters v x0 ′ and Z v ′ are calculated according to the first and second expressions of the equation (46), and the parameter F 0 ′ / m ′ is calculated according to the equation (47). output for the parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} to obtain from the shortest 3-dimensional map, is converted to {ν 1, ν 2, t e} according (38) and (48) below. However, v in the case of y00, Z 0 ≧ 0 is, Z 0 '= than the shortest 3-dimensional map of 1 {ν 1', ν 2 ', t e'} seek, v y0 0, Z 0 When <0, {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = −1. When v y0 <0, Z 0 ≧ 0, the shortest three dimensions of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−ν 1 ′, −ν 2 ′, t e ′} is obtained from the map, and −ν 1 ′ → ν 1 ′, −ν 2 ′ → ν 2 ′ are processed, and {ν 1 , ν 2 , t e }. When v y0 <0 and Z 0 <0, the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 more {-ν 1 ', -ν 2' , t e '} seeking, -ν 1' → ν 1 ' , -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, ν 2, t e } is obtained.

また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数aを(37)式の第3式より下記(49)式のようにおくと、(37)式よりvx0’、vy0’及びZ’は下記(50)式のように変形できる。 When another parameter is used, if an arbitrary positive number a is set as in the following formula (49) from the third formula of the formula (37), v x0 ′, v y0 ′ and Z are calculated from the formula (37). 0 'can be transformed as shown in the following equation (50).

この関係より、F’/m’及びZ’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vx0’、vy0’及びZ’が求まる。よって、F’/m’及びZ’をある値に設定した場合において、vx0’、vy0’及びZ’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF’/m’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F’/m’=Z’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZ’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and Z v ′, v x0 ′, vy 0 ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and Z v, v y0 'and Z 0' it was used as a parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of F 0 '/ m' and Z v 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, using v x0 ′, v y0 ′, and Z 0 ′ when F 0 ′ / m ′ = Z v ′ = 1 as variables, the nonlinear equations (33) to (35) are solved, A shortest three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} which is a solution is created.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、F’/m’=Z’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(50)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(49)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using the shortest three-dimensional map to determine the, F 0 '/ m' = Z v '= 1, the known m, v x0, v y0, Z 0 , Z v and parameters according to the F 0 (50) equation v x0 ', v y0' and Z 0 'calculates the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} shortest 3 Obtained from the dimension map and converted into {ν 1 , ν 2 , t e } according to the equations (38) and (49). However, when Z v <0, it is converted into v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0, and {−ν 1 ′, −ν 2 from the shortest three-dimensional map. ', t e' seek}, -ν 1 '→ ν 1 ', by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2' { ν 1, it you get ν 2, t e}.

また、別のパラメータを用いる場合として、(50)式の第3式を下記(51)式のように変形すると、(49)式のaは、下記(52)式のように変形される。   Further, when another parameter is used, if the third equation of the equation (50) is transformed as the following equation (51), a in the equation (49) is transformed as the following equation (52).

この関係より、Z’及びZ’にある値を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF’/m’、vx0’及びvy0’が求まる。よって、Z’及びZ’をある値に設定した場合において、F’/m’、vx0’及びvy0’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このZ’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、Z’=1、Z’=±1とした場合のF’/m’、vx0’及びvy0’を変数として、(33)式〜(35)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最短3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting values in Z v ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and v y0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, in the case of setting a certain value of Z v 'and Z 0', F 0 '/ m', v x0 ' and v y0' was used as a parameter {ν 1 ', ν 2' , t e '} of A shortest three-dimensional map may be prepared in advance. The values of Z v ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, the non-linear equations (33) to (35) are expressed by using F 0 '/ m', v x0 ', and v y0 ' when Z v '= 1 and Z 0 ' = ± 1 as variables. solved, its solution {ν 1 ', ν 2' , t e '} to create a minimum three-dimensional map of.

そして、この最短3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、Z’=1、Z’=±1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(50)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvx0’及びvy0’を演算し、(51)式に従ってパラメータF’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(52)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、Z≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最短3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求め、Z≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最短3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求める。また、Z<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。また、Z<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最短3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。 In order to obtain {ν 1 , ν 2 , t e } using this shortest three-dimensional map, Z v ′ = 1, Z 0 ′ = ± 1, known m, v x0 , v y0 , Z 0. , Z v and F 0, the parameters v x0 ′ and v y0 ′ are calculated according to the first and second expressions of the equation (50), and the parameter F 0 ′ / m ′ is calculated according to the equation (51). The output {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} for each parameter is obtained from the shortest three-dimensional map and converted into {ν 1 , ν 2 , t e } according to the equations (38) and (52). However, in the case of Z v ≧ 0, Z 0 ≧ 0 is, Z 0 '= than the shortest 3-dimensional map of 1 {ν 1', ν 2 ', t e'} sought, Z v0, Z 0 When <0, {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = −1. When Z v <0, Z 0 ≧ 0, the shortest three dimensions of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−ν 1 ′, −ν 2 ′, t e ′} is obtained from the map, and −ν 1 ′ → ν 1 ′, −ν 2 ′ → ν 2 ′ are processed, and {ν 1 , ν 2 , t e }. When Z v <0 and Z 0 <0, the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. more {-ν 1 ', -ν 2' , t e '} seeking, -ν 1' → ν 1 ' , -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, ν 2, t e } is obtained.

また、最短3次元マップの軸の取り方をオーバーシュートする軌道とそうでない軌道との境界線を考慮して変更したマップを作成してもよい。例えば、(42)式のパラメータを下記(85)式のように変更して最短3次元マップを作成することができる。   In addition, a map may be created in which the boundary line between the trajectory overshooting the axis of the shortest three-dimensional map and the trajectory that is not so is taken into consideration. For example, the shortest three-dimensional map can be created by changing the parameters of the equation (42) as the following equation (85).

以下、上記の最短3次元マップを用いた第1の実施の形態について詳細に説明する。図4に示すように、第1の実施の形態の車両運動制御装置には、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段として車両に搭載されたセンサ群、外部環境状態を検出する外部環境検出手段として車両に搭載されたセンサ群、及びこれらのセンサ群からの検出データに基づいて、自車両が運動するように自車両に搭載された車載機器を制御することによって目標位置へ到達するように車両運動を制御する制御装置20、ドライバに車両運動制御状態を報知する表示装置30が設けられている。   Hereinafter, the first embodiment using the shortest three-dimensional map will be described in detail. As shown in FIG. 4, the vehicle motion control apparatus according to the first embodiment includes a sensor group mounted on the vehicle as a traveling state detection unit that detects the traveling state of the host vehicle, and an external environment that detects an external environmental state. Based on the sensor groups mounted on the vehicle as detection means and the detection data from these sensor groups, the in-vehicle device mounted on the host vehicle is controlled so that the host vehicle moves so as to reach the target position. Are provided with a control device 20 for controlling the vehicle motion and a display device 30 for notifying the driver of the vehicle motion control state.

車両運動制御装置の自車両の走行状態を検出するセンサ群としては、車速を検出する車速センサ10、操舵角を検出する操舵角センサ12、及びスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ14が設けられている。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。   The sensor group for detecting the running state of the host vehicle of the vehicle motion control device includes a vehicle speed sensor 10 for detecting the vehicle speed, a steering angle sensor 12 for detecting the steering angle, and a throttle opening sensor 14 for detecting the opening of the throttle valve. Is provided. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.

また、外部環境状態を検出するセンサ群としては、自車両の前方を撮影する前方カメラ16、及び自車両の前方の障害物を検出するレーザレーダ18が設けられている。なお、レーザレーダ18に代えて、又はレーザレーダ18と共にミリ波レーダを設けるようにしてもよい。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。   Further, as a sensor group for detecting the external environment state, a front camera 16 for photographing the front of the host vehicle and a laser radar 18 for detecting an obstacle in front of the host vehicle are provided. A millimeter wave radar may be provided instead of the laser radar 18 or together with the laser radar 18. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.

前方カメラ16は、車両の前方を撮影するように車両のフロントウインドウ上部等に取り付けられている。前方カメラ16は、小型のCCDカメラ又はCMOSカメラで構成され、自車両の前方の道路状況を含む領域を撮影し、撮影により得られた画像データを出力する。出力された画像データは、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置20に入力される。なお、カメラとして、前方カメラ16に加えて、前方赤外線カメラを設けるのが好ましい。赤外線カメラを用いることにより、歩行者を障害物として確実に検出することができる。なお、上記の赤外線カメラに代えて近赤外線カメラを用いることができ、この場合においても同様に歩行者を確実に検出することができる。   The front camera 16 is attached to the upper part of the front window of the vehicle so as to photograph the front of the vehicle. The front camera 16 is composed of a small CCD camera or CMOS camera, and captures an area including a road condition ahead of the host vehicle and outputs image data obtained by the photographing. The output image data is input to the control device 20 constituted by a microcomputer or the like. As a camera, it is preferable to provide a front infrared camera in addition to the front camera 16. By using an infrared camera, a pedestrian can be reliably detected as an obstacle. Note that a near-infrared camera can be used instead of the above-described infrared camera, and even in this case, a pedestrian can be reliably detected in the same manner.

レーザレーダ18は、赤外光パルスを照射する半導体レーザからなる発光素子、赤外光パルスを水平方向に走査する走査装置、及び前方の障害物(歩行者、前方車両等)から反射された赤外光パルスを受光する受光素子を含んで構成され、車両の前方グリル又はバンパに取り付けられている。このレーザレーダ18では、発光素子から発光された時点を基準として受光素子で受光されるまでの反射赤外光パルスの到達時間に基づいて、自車両から前方の障害物までの距離を検出することができる。レーザレーダ18で検出された障害物までの距離を示すデータは制御装置20に入力される。制御装置20は、RAM、ROM、及びCPUを含むマイクロコンピュータ等で構成され、ROMには以下で説明する車両運動制御ルーチンのプログラムが記憶されている。   The laser radar 18 is a light emitting element composed of a semiconductor laser that irradiates infrared light pulses, a scanning device that scans the infrared light pulses in the horizontal direction, and red reflected from obstacles in front (pedestrians, vehicles ahead, etc.). It includes a light receiving element that receives an external light pulse, and is attached to the front grille or bumper of the vehicle. The laser radar 18 detects the distance from the host vehicle to the obstacle ahead based on the arrival time of the reflected infrared light pulse until the light receiving element receives the light from the light emitting element as a reference. Can do. Data indicating the distance to the obstacle detected by the laser radar 18 is input to the control device 20. The control device 20 includes a microcomputer including a RAM, a ROM, and a CPU, and a program for a vehicle motion control routine described below is stored in the ROM.

また、制御装置20は、自車両の操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも1つを制御することによって、目標位置へ到達するように車両運動を制御するための車両搭載機器に接続されている。この車両搭載機器としては、車輪の操舵角を制御するための電動パワーステアリング等の操舵角制御装置22、ブレーキ油圧を制御することによって制動力を制御する制動力制御装置24、及び駆動力を制御する駆動力制御装置26が設けられている。制動力制御装置24には、制動力を検出する検出センサ24Aが取り付けられている。また、制御装置20には、演算された制御入力の方向θ等を表示することによって車両運動制御情報をドライバに報知する表示装置30が接続されている。なお、車両運動制御を行なっていることを、ドライバだけでなく車両外部の目標位置方向に向かって報知するようにしてもよい。また、最短回避距離が自車両と障害物との距離よりも短い場合には、ドライバに回避の必要性を予め報知するようにしてもよい。   The control device 20 is connected to a vehicle-mounted device for controlling the vehicle motion so as to reach the target position by controlling at least one of the steering angle, the braking force, and the driving force of the host vehicle. Yes. The vehicle-mounted device includes a steering angle control device 22 such as an electric power steering for controlling the steering angle of the wheels, a braking force control device 24 that controls the braking force by controlling the brake hydraulic pressure, and a driving force. A driving force control device 26 is provided. A detection sensor 24 </ b> A for detecting the braking force is attached to the braking force control device 24. The control device 20 is connected to a display device 30 that notifies the driver of vehicle motion control information by displaying the calculated control input direction θ and the like. In addition, you may make it alert | report toward the target position direction outside a vehicle not only a driver but performing vehicle motion control. Further, when the shortest avoidance distance is shorter than the distance between the host vehicle and the obstacle, the driver may be notified in advance of the necessity of avoidance.

操舵角制御装置22としては、ドライバのステアリングホイール操作に重畳して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段、ドライバ操作とは機械的に分離され、ステアリングホイールの操作とは独立して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段(いわゆるステア・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。   The steering angle control device 22 is a control means for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels superimposed on the steering wheel operation of the driver, mechanically separated from the driver operation, Independently, control means (so-called steer-by-wire) for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels can be used.

制動力制御装置24としては、ドライバ操作とは独立して各車輪の制動力を個別に制御する、いわゆるESC(Electronic Stability Control)に用いられる制御装置、ドライバ操作とは機械的に分離され、各車輪の制動力を信号線を介して任意に制御する制御装置(いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。   As the braking force control device 24, a control device used for so-called ESC (Electronic Stability Control), which controls the braking force of each wheel independently of the driver operation, is mechanically separated from the driver operation. A control device (so-called brake-by-wire) that arbitrarily controls the braking force of the wheel via a signal line can be used.

駆動力制御装置26としては、スロットル開度、点火進角の遅角、又は燃料噴射量を制御することによって駆動力を制御する制御装置、変速機の変速位置を制御することによって駆動力を制御する制御装置、トルクトランスファを制御することによって前後方向及び左右方向の少なくとも一方の駆動力を制御する制御装置等を用いることができる。   As the driving force control device 26, a control device that controls the driving force by controlling the throttle opening, the retard of the ignition advance angle, or the fuel injection amount, and the driving force is controlled by controlling the shift position of the transmission. For example, a control device that controls at least one of the driving force in the front-rear direction and the left-right direction by controlling the torque transfer can be used.

また、制御装置20には、制御入力を求めるための最短3次元マップを記憶したマップ記憶装置28が接続されている。   The control device 20 is connected to a map storage device 28 that stores a shortest three-dimensional map for obtaining a control input.

また、制御装置20には、ドライバに警報を発する図示しない警報装置が接続されている。警報装置としては、音や音声によって警報を発する装置、光や視覚的な表示によって警報を発する装置、振動によって警報を発する装置、又は操舵反力のような物理量をドライバに与えてドライバの操作を誘導する物理量付与装置を用いることができる。また、表示装置30を警報装置として用いるようにしてもよい。   The control device 20 is connected to an alarm device (not shown) that issues an alarm to the driver. As an alarm device, a device that issues a warning by sound or sound, a device that issues a warning by light or visual display, a device that issues a warning by vibration, or a physical quantity such as a steering reaction force is given to the driver to operate the driver. An induced physical quantity imparting device can be used. Further, the display device 30 may be used as an alarm device.

以下、図5を参照して第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する車体合成力を導出するためのマップとして図3の最短3次元マップを用いる場合について説明する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, when using the shortest three-dimensional map of FIG. 3 as a map for deriving the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding moving obstacles Will be described.

ステップ100で、車速センサ10等で検出された自車両の走行状態、及びレーザレーダ18等で検出された外部環境状態に関する検出データを取り込む。次に、ステップ102で、取り込んだ検出データに基づいて、車両が走行している道路上の障害物の位置及び大きさを含む環境マップを作成する。   In step 100, detection data relating to the traveling state of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 10 and the external environmental state detected by the laser radar 18 and the like are captured. Next, in step 102, an environment map including the position and size of the obstacle on the road on which the vehicle is traveling is created based on the captured detection data.

次に、ステップ104で、障害物の横を通過する位置における速度方向を環境マップに基づいて設定し、さらに自車両の現時刻の位置を原点に、また設定した速度方向を車体前後方向(x軸)に取り、x軸に直交する方向をy軸とするxy座標を設定する。   Next, in step 104, the speed direction at the position passing the obstacle is set based on the environment map, the current time position of the host vehicle is set as the origin, and the set speed direction is set in the vehicle longitudinal direction (x Xy coordinates, with the direction perpendicular to the x axis as the y axis.

次に、ステップ106で、上記ステップ100で走行状態として取り込まれた自車両及び障害物の状態量を設定された座標に対応させて変換し、現在の自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、障害物のy軸方向の位置Z、及び障害物の速度のy成分Zを演算する。なお、ここでは、障害物の速度のx成分は0とする。 Next, in step 106, the state quantities of the host vehicle and the obstacle taken in as the running state in step 100 are converted in correspondence with the set coordinates, and the x component v x0 of the current host vehicle speed is calculated. The y component v y0 of the vehicle speed, the position Z 0 of the obstacle in the y-axis direction, and the y component Z v of the obstacle speed are calculated. Here, the x component of the speed of the obstacle is 0.

次に、ステップ108で、外部環境及び自車両の構造と状態に基づいて、車体合成力の最大値Fを設定する。 Next, in step 108, based on the structure and condition of the external environment and the own vehicle, it sets the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force.

次に、ステップ110で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Z、Z、及び上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値Fを用いて、(40)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最短3次元マップから得て、(38)式及び(39)式に従って{ν’,ν’,t’}を{ν,ν,t}に変換する。そして、これらのパラメータを(32)式に適用することにより車体合成力を得る。また、(36)式に代入することで最小の縦移動距離Xを得る。また、(1)式〜(6)式に従って、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離が最小となる回避軌道を導出する。 Next, in step 110, the state quantity m of the vehicle and the obstacle computed in step 106, v x0, v y0, Z v, Z 0, and the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force which is set at step 108 using the parameter v x0 ', v y0' and Z v 'to calculate the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} from the shortest 3-dimensional map according to (40) below obtained is converted into (38) and (39) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} a {ν 1, ν 2, t e}. Then, by applying these parameters to the equation (32), the vehicle body composite force is obtained. Further, to obtain a minimum vertical travel distance X s by substituting the expression (36). Further, according to the equations (1) to (6), an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when deriving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle is derived.

次に、ステップ112で、上記ステップ110で導出された車体合成力に従って、回避軌道に沿った走行を実現するために必要な各車輪のタイヤ発生力を演算し、各車輪のタイヤ発生力が得られるように操舵角制御装置22、制動力制御装置24、及び駆動力制御装置26の少なくとも1つを制御すると共に、車両運動制御情報を表示装置30に表示する。また、障害物を回避するように制御する際には無条件で警報装置から警報を発したり、障害物を回避するための車両運動制御を行っていることを表示装置30に表示したりすることにより警報を行ってもよい。各車輪のタイヤ発生力が得られるように制御することにより、目的とする車体合成力が得られるように制御することができる。   Next, in step 112, the tire generating force of each wheel necessary for realizing traveling along the avoidance track is calculated according to the vehicle body resultant force derived in step 110, and the tire generating force of each wheel is obtained. As well as controlling at least one of the steering angle control device 22, the braking force control device 24, and the driving force control device 26, the vehicle motion control information is displayed on the display device 30. Also, when controlling to avoid an obstacle, an alarm is issued unconditionally from the alarm device, or the vehicle motion control for avoiding the obstacle is displayed on the display device 30. An alarm may be issued by. By controlling so as to obtain the tire generating force of each wheel, it is possible to control so as to obtain the target vehicle body composite force.

以上説明したように、第1の実施の形態の車両運動制御装置によれば、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出するための障害物の速度を考慮した簡単な構成の3次元マップを用いて車体合成力及び回避軌道を導出するため、障害物が移動する場合でも、障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる。   As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the first embodiment, the vehicle body composition that minimizes the longitudinal movement distance when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle. The vehicle composition force and avoidance trajectory are derived using a simple three-dimensional map that takes into account the obstacles and the speed of the obstacles for deriving the avoidance trajectory. Therefore, even if the obstacle moves, the obstacle can be avoided. However, when moving in the desired speed direction with respect to the road, it is possible to derive the vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory that minimize the longitudinal movement distance.

次に、第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、車体合成力及び回避軌道を求めるために{ν’,ν’,t’}を導出する最短3次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の入力(車体合成力の向き)のみを求めたい場合には、1つのパラメータを出力する最短3次元マップで導出が可能となる。第2の実施の形態ではこの場合について説明する。なお、第2の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the shortest three-dimensional map for deriving {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is used to obtain the vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory has been described. When it is desired to obtain only (the direction of the vehicle body synthesis force), it can be derived with the shortest three-dimensional map that outputs one parameter. In the second embodiment, this case will be described. The configuration of the vehicle motion control device according to the second embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

ここで、第2の実施の形態で用いられる最短3次元マップについて説明する。   Here, the shortest three-dimensional map used in the second embodiment will be described.

まず、第1の実施の形態と同様に、(40)式まで展開する。そして、一例として、F’/m’=Z’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZ’に関する最短3次元マップを作成する。図6に示すように、vx0’、vy0’及びZ’をパラメータとして、(32)式〜(35)式に基づいて得られる車体合成加速度の方向θ’の値をマッピングした最短3次元マップを作成する。ただし、この図6では、vy0’軸方向において相対速度vy0’−Z’を用いてマッピングしている。 First, as in the first embodiment, the expression (40) is expanded. As an example, the shortest three-dimensional map for v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ when F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 6, the shortest 3 in which the value of the direction θ ′ of the vehicle body composite acceleration obtained based on the equations (32) to (35) is mapped using v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ as parameters. Create a dimension map. However, in FIG. 6, mapping is performed using the relative velocity v y0 ′ −Z v ′ in the v y0 ′ axial direction.

そして、この最短3次元マップを用いて{θ’}を求めるには、F’/m’=Z’=1、既知のm、vx0、vy0、Z、Z及びFから(40)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を最短3次元マップから得て、下記(53)式により、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の大きさ及び向きが得られる。 In order to obtain {θ ′} using this shortest three-dimensional map, F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1, known m, v x0 , v y0 , Z 0 , Z v and F 0 To calculate the parameters v x0 ′, v y0 ′ and Z v ′ according to the equation (40), obtain the output {θ ′} for the calculated parameters from the shortest three-dimensional map, and move according to the following equation (53) When moving in a desired speed direction relative to the road while avoiding an obstacle, the magnitude and direction of the vehicle body resultant force at the current time that minimizes the longitudinal movement distance can be obtained.

ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最短3次元マップより{−θ’}を求め、さらに−θ’→θ’の処理を行って{θ’}を得ればよい。 However, if Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 are converted into {−θ ′} from the shortest three-dimensional map, and − The process of θ ′ → θ ′ may be performed to obtain {θ ′}.

また、図6のように{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、下記(54)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, as shown in FIG. 6, a shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and the following equation (54) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910) are used to add straight ahead. You may choose to avoid only slowing or lateral movement.

なお、上記の最短3次元マップでは、パラメータを(40)式のように定めた場合について説明したが、第1の実施の形態と同様に、(42)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、F’/m’=vx0’=1とした場合のvy0’、Z’及びZ’に関する最短3次元マップを作成することができる。そして、(53)式により、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の大きさ及び向きを導出する。 In the above shortest three-dimensional map, the case where the parameters are defined as in the equation (40) has been described. However, as in the first embodiment, the shortest three-dimensional map using the parameters shown in the equation (42) is used. The shortest three-dimensional map that outputs {θ ′} at the current time can also be created using the map and the equation of θ (t) in equation (32). As an example, the shortest three-dimensional map regarding v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when F 0 ′ / m ′ = v x0 ′ = 1 is created. Then, the magnitude and direction of the vehicle body resultant force at the current time that minimizes the longitudinal movement distance when the vehicle moves in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle is derived from the equation (53).

なお、この最短3次元マップの領域は、vy0’、Z’及びZ’のいずれかにおいて0以上に限定してもよい。例えば、Z≧0の最短3次元マップを作成した場合は、検出値がZ<0であったとしても、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最短3次元マップより{−θ’}を求め、さらに−θ’→θ’処理を行えば{θ’}が得られる。 Note that the area of the shortest three-dimensional map may be limited to 0 or more in any of v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′. For example, when the shortest three-dimensional map of Z 0 ≧ 0 is created, even if the detected value is Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 {−θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map and is further processed by −θ ′ → θ ′ to obtain {θ ′}.

また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、下記(55)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Also here, a shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the following equation (55) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral You may choose to avoid movement only.

また、(42)式の第1式、第2式及び(43)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、vx0’=Z’=1とした場合のF’/m’、vy0’及びZ’に関する最短3次元マップを作成することができる。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最短3次元マップより{−θ’}を求め、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得ればよい。また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、(54)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, using the shortest three-dimensional map using the parameters shown in the first formula, the second formula, and the formula (43) in the formula (42) and the formula θ (t) in the formula (32), the current time {θ It is also possible to create a shortest three-dimensional map that outputs'}. As an example, the shortest three-dimensional map for F 0 ′ / m ′, v y0 ′, and Z v ′ when v x0 ′ = Z 0 ′ = 1 is created. However, if Z 0 <0, v- y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 and {−θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map, and −θ The process of “→ θ” may be performed to obtain {θ ′}. Also here, the shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the equation (54) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral movement You may choose to avoid only.

また、(46)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、F’/m’=vy0’=1とした場合のvx0’、Z’及びZ’に関する最短3次元マップを作成することができる。ただし、vy0<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最短3次元マップより{−θ’}を求め、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得ればよい。 また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、下記(56)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, the shortest three-dimensional map that outputs {θ ′} at the current time is created using the shortest three-dimensional map using the parameters shown in the equation (46) and the equation θ (t) in the equation (32). You can also. As an example, a shortest three-dimensional map for v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when F 0 ′ / m ′ = v y0 ′ = 1 is created. However, if v y0 <0, convert v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 to obtain {−θ ′} from the shortest three-dimensional map, − The process of θ ′ → θ ′ may be performed to obtain {θ ′}. Also here, a shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the following equation (56) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral You may choose to avoid movement only.

また、(46)式の第1式、第2式及び(47)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、一例として、vy0’=1、Z’=±1とした場合のF’/m’、vx0’及びZ’に関する最短3次元マップを作成することができる。ただし、vy0≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最短3次元マップより{θ’}を求め、vy0≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最短3次元マップより{θ’}を求める。また、vy0<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最短3次元マップより{−θ’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得る。また、vy0<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最短3次元マップより{−θ’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得る。また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、(54)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, using the shortest three-dimensional map using the parameters shown in the first formula, the second formula, and the formula (47) in the formula (46) and the formula θ (t) in the formula (32), the current time {θ It is also possible to create a shortest three-dimensional map that outputs'}. As an example, the shortest three-dimensional map regarding F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and Z v ′ when v y0 ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1 can be created. However, when v y0 ≧ 0 and Z 0 ≧ 0, {θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1, and when v y0 ≧ 0 and Z 0 <0, Z 0 {Θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of “= −1”. When v y0 <0, Z 0 ≧ 0, the shortest three dimensions of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−θ ′} is obtained from the map, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′}. When v y0 <0 and Z 0 <0, the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 {−θ ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′}. Also here, the shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the equation (54) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral movement You may choose to avoid only.

また、(50)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、F’/m’=Z’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZ’に関する最短3次元マップを作成することができる。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最短3次元マップより{−θ’}を求め、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得ればよい。また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、下記(57)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Also, the shortest three-dimensional map that outputs {θ ′} at the current time is created using the shortest three-dimensional map using the parameters shown in equation (50) and the equation of θ (t) in equation (32). You can also. As an example, the shortest three-dimensional map for v x0 ′, v y0 ′, and Z 0 ′ when F 0 ′ / m ′ = Z v ′ = 1 is created. However, if Z v <0, convert v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 to obtain {−θ ′} from the shortest three-dimensional map, − The process of θ ′ → θ ′ may be performed to obtain {θ ′}. Also here, a shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the following equation (57) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral You may choose to avoid movement only.

また、(50)式の第1式、第2式及び(51)式に示すパラメータを用いた最短3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’}を出力する最短3次元マップを作成することもできる。一例として、Z’=1、Z’=±1とした場合のF’/m’、vx0’及びvy0’に関する最短3次元マップを作成することができる。ただし、Z≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最短3次元マップより{θ’}を求め、Z≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最短3次元マップより{θ’}を求める。また、Z<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最短3次元マップより{−θ’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得る。また、Z<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最短3次元マップより{−θ’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’}を得る。また、ここでも{X’}も出力する最短3次元マップを導入して、(54)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, using the shortest three-dimensional map using the parameters shown in the first formula, the second formula, and the formula (51) in the formula (50) and the formula θ (t) in the formula (32), the current time {θ It is also possible to create a shortest three-dimensional map that outputs'}. As an example, the shortest three-dimensional map for F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and v y0 ′ when Z v ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1 can be created. However, when Z v ≧ 0 and Z 0 ≧ 0, {θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1, and when Z v ≧ 0 and Z 0 <0, Z 0 {Θ ′} is obtained from the shortest three-dimensional map of “= −1”. When Z v <0, Z 0 ≧ 0, the shortest three dimensions of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−θ ′} is obtained from the map, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′}. When Z v <0 and Z 0 <0, the shortest three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−θ ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′}. Also here, the shortest three-dimensional map that also outputs {X s '} is introduced, and using the equation (54) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910), etc., straight acceleration / deceleration or lateral movement You may choose to avoid only.

以下、図7を参照して第2の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出するためのマップとして図6の最短3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle, the shortest 3 in FIG. 6 is used as a map for deriving the direction of the vehicle body composite force at the current time to minimize the longitudinal movement distance. A case where a dimension map is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜108を経て、次に、ステップ200で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Z、Z、及び上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値Fを用いて、(40)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’}を最短3次元マップから得て、(53)式に適用することにより車体合成力の向き及び大きさを導出する。次に、ステップ112で、上記ステップ200で導出した車体合成力に従って車両運動を制御する。 Through steps 100 to 108, then, at step 200, the state quantity m of the vehicle and the obstacle computed in step 106, v x0, v y0, Z v, the vehicle body is set at Z 0, and step 108 Using the maximum value F 0 of the resultant force, calculate the parameters v x0 ′, v y0 ′ and Z v ′ according to the equation (40), and obtain the output {θ ′} for the calculated parameters from the shortest three-dimensional map. , (53) is applied to derive the direction and magnitude of the vehicle body composite force. Next, in step 112, vehicle motion is controlled according to the vehicle body resultant force derived in step 200.

以上説明したように、第2の実施の形態の車両運動制御装置によれば、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出するための障害物の速度を考慮した簡単な構成の最短3次元マップを用いて車体合成力の向きを導出するため、障害物が移動する場合でも、障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する現時刻の車体合成力の向き及び大きさを導出することができる。また、第1の実施の形態の場合の最短3次元マップに比べ、用いるマップが少ないため、マップを記憶するための容量を削減できる。   As described above, according to the vehicle motion control device of the second embodiment, the current time at which the vertical movement distance is minimized when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding moving obstacles. Since the direction of the vehicle body composite force is derived using the shortest three-dimensional map with a simple configuration considering the speed of the obstacle for deriving the direction of the vehicle body composite force, even if the obstacle moves, When moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding, it is possible to derive the direction and magnitude of the vehicle body resultant force at the current time that minimizes the longitudinal movement distance. In addition, since the number of maps used is small compared to the shortest three-dimensional map in the case of the first embodiment, the capacity for storing the map can be reduced.

次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出する場合について説明する。なお、第3の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a case in which a vehicle body composite force and an avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when deriving in a desired speed direction with respect to the road while avoiding a moving obstacle will be described. To do. The configuration of the vehicle motion control device according to the third embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ここで、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出するためのマップ(以下、最適3次元マップという)について説明する。   Here, when moving in a desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle, a map for deriving the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force (hereinafter, optimal 3 Will be described.

車体合成力の最大値を最小にする最適制御は、第1の実施の形態で述べた場合と同様に(7)式〜(12)式で定式化できる。なぜなら、最小の縦移動距離Xが自車両と障害物との相対距離のx成分Xと等しくなる車体合成力の最大値Fを求められれば、そのときの(32)式で示される制御入力は、車体合成力の最大値最小化問題の最適解になるためである。よって、自車両と障害物との相対距離のx成分Xに対して、x(t)=Xの関係を導入することにより、X→Xに変換された非線形方程式(33)式〜(36)式にm、vx0、vy0、X、Z、Zを代入して、F、t、ν、νが求まる。 Optimal control for minimizing the maximum value of the vehicle body composite force can be formulated by equations (7) to (12), as in the case of the first embodiment. This is because if the maximum value F 0 of the vehicle body composite force at which the minimum vertical movement distance X s becomes equal to the x component X e of the relative distance between the host vehicle and the obstacle is obtained, it is expressed by the equation (32) at that time. This is because the control input is an optimal solution to the maximum value minimization problem of the vehicle body composite force. Therefore, by introducing the relationship of x 1 (t e ) = X e to the x component X e of the relative distance between the host vehicle and the obstacle, the nonlinear equation (33 converted to X s → X e (33) ) To (36), m, v x0 , v y0 , X e , Z 0 , and Z v are substituted to obtain F 0 , t e , ν 1 , and ν 2 .

まず、(33)式を下記(58)式のように変形し、X→Xに変換された(34)式〜(36)式に代入する((59)式〜(61)式)。 First, the equation (33) is transformed into the following equation (58) and substituted into the equations (34) to (36) converted from X s to X e (equations (59) to (61)). .

ここで、任意の正数aを導入して下記(62)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{ν、ν、t}及び{ν’、ν’、t’}は、下記(63)式の関係を満たす。 Here, when an arbitrary positive number a is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following expression (62) are considered, solutions {ν 1 , ν 2 , t corresponding to P and P ′ are considered. e } and {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} satisfy the relationship of the following equation (63).

(62)式の第2式より、aを下記(64)式のようにおくと、(62)式よりvy0’、Z’及びZ’は下記(65)式のように変形できる。 If a is set as in the following formula (64) from the second formula of the formula (62), v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ can be transformed into the following formula (65) from the formula (62). .

この関係より、vx0’及びX’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Z’及びZ’が求まる。よって、vx0’及びX’をある値に設定した場合において、vy0’、Z’及びZ’をパラメータとした最適3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びX’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to v x0 ′ and X e ′, vy 0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ can be obtained from the parameter P at the current time. Therefore, when v x0 ′ and X e ′ are set to certain values, an optimal three-dimensional map having v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ as parameters may be prepared in advance. Note that the values of v x0 ′ and X e ′ can be freely set by the designer when creating the map.

ここでは、一例として、vx0’=X’=1とした場合のvy0’、Z’及びZ’に関する最適3次元マップを作成する。図8に示すように、vy0’、Z’及びZ’をパラメータとして、(59)式〜(61)式に基づいて得られるν’の値をマッピングした第1の3次元マップ、ν’の値をマッピングした第2の3次元マップ、及びt’の値をマッピングした第3の3次元マップを作成する。ただし、この図8では、vy0’軸方向において相対速度vy0’−Z’を用いてマッピングしている。 Here, as an example, an optimal three-dimensional map for v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v x0 ′ = X e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 8, the first three-dimensional map in which the values of ν 1 ′ obtained based on the equations (59) to (61) are mapped using v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ as parameters. , Ν 2 ′ mapped to the second three-dimensional map, and t e ′ mapped the third three-dimensional map. However, in FIG. 8, mapping is performed using the relative velocity v y0 ′ −Z v ′ in the v y0 ′ axial direction.

そして、これらのマップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vx0’=X’=1、既知のvx0、vy0、Z、Z及びXから(65)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を各3次元マップから得て、(63)式及び(64)式に従って{ν’,ν’,t’}を{ν,ν,t}に変換する。また、(58)式に代入してFを演算する。そしてこれらのパラメータを(32)式に適用して入力の時間関数を得る。 Then, using these maps {ν 1, ν 2, t e} To determine the, v x0 '= X e' = 1, from the known v x0, v y0, Z 0 , Z v and X e The parameters v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ are calculated according to the equation (65), and outputs {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} for the calculated parameters are obtained from each three-dimensional map, ( 63) and (64) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} {ν 1, ν 2, t e} is converted to. Further, F 0 is calculated by substituting into the equation (58). These parameters are applied to the equation (32) to obtain an input time function.

なお、この最適3次元マップの領域は、vy0’、Z’及びZ’のいずれかにおいて0以上に限定してもよい。例えば、Z≧0の最適3次元マップを作成した場合は、検出値がZ<0であったとしても、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最適3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、さらに−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行えば{ν,ν,t}が得られる。 Note that the region of the optimum three-dimensional map may be limited to 0 or more in any of v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′. For example, when an optimal three-dimensional map with Z 0 ≧ 0 is created, even if the detected value is Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 than the optimum three-dimensional map are converted into {-ν 1 ', -ν 2' , t e '} seek further -ν 1' → ν 1 ', -ν 2' by performing the processing of → [nu 2 ' {ν 1, ν 2, t e} are obtained.

この結果、現在の位置から障害物を回避しながら所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する制御入力関数が得られ、また(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。   As a result, it is possible to obtain a control input function that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in a desired speed direction while avoiding an obstacle from the current position. Also, equations (1) to (6) are obtained. The avoidance trajectory is derived by the integral calculation of.

なお、上記の最適3次元マップではパラメータvy0’、Z’及びZ’を(65)式のように定め、vx0’=X’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、任意の正数aを(62)式の第4式より下記(66)式のようにおくと、(62)式よりvy0’、Z’及びX’は下記(67)式のように変形できる。 In the above-described optimum three-dimensional map, the parameters v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are defined as in the equation (65), and v x0 ′ = X e ′ = 1 has been described. There are a plurality of ways of taking other than the above. For example, when an arbitrary positive number a is set as shown in the following formula (66) from the fourth formula of the formula (62), v y0 ′, Z v ′ and X e ′ are expressed by the following formula (67) from the formula (62). Can be transformed.

この関係より、vx0’及びZ’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Z’及びX’が求まる。よって、vx0’及びZ’をある値に設定した場合において、vy0’、Z’及びX’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最適3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vx0’=Z’=1とした場合のvy0’、Z’及びX’を変数として、(59)式〜(61)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最適3次元マップを作成する。 From this relationship, v by setting the positive number in the x0 'and Z 0', v y0 ', Z v' and X e 'is determined by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value x0 'and Z 0', v y0 ', Z v' and X e 'was used as a parameter {ν 1', ν 2 ' , t e'} optimal 3-dimensional Prepare a map in advance. The values of v x0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, the nonlinear equations (59) to (61) are solved using v y0 ′, Z v ′, and X e ′ as variables when v x0 ′ = Z 0 ′ = 1. An optimal three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is created.

そして、この最適3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vx0’=Z’=1、既知のvx0、vy0、Z、Z及びXから(67)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びX’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最適3次元マップから得て、(63)式及び(66)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最適3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using this optimal three-dimensional map to determine the, v x0 '= Z 0' = 1, the known v x0, v y0, Z 0 , Z v and X parameter v y0 accordance from e (67) equation ', Z v' and X e 'is calculated, and output to operational parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} to obtain from the optimum three-dimensional map is converted to {ν 1, ν 2, t e} according (63) and (66) below. However, in the case of Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 are converted into {−ν 1 ′, −ν 2 ′ from the optimal three-dimensional map. , 'seek}, -ν 1' t e → ν 1 ', -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, it you get ν 2, t e}.

また、別のパラメータを用いる場合として、(58)式〜(65)式の展開方法を変更することもできる。まず、(34)式を下記(68)式のように変形し、X→Xに変換された(33)式、(35)式及び(36)式に代入する((69)式〜(71)式)。 In addition, as another parameter, the development method of Expressions (58) to (65) can be changed. First, the equation (34) is transformed into the following equation (68), and substituted into the equations (33), (35), and (36) converted from X s to X e (Equation (69) to (71)).

ここで、任意の正数aを導入して下記(72)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{ν、ν、t}及び{ν’、ν’、t’}は、下記(73)式の関係を満たす。 Here, when an arbitrary positive number a 1 is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (72) are considered, solutions {ν 1 , ν 2 , t e } and {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} satisfy the relationship of the following equation (73).

(72)式の第2式より、aを下記(74)式のようにおくと、(72)式よりvx0’、Z’及びZ’は下記(75)式のように変形できる。 If a 1 is set as in the following formula (74) from the second formula of the formula (72), v x0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ are transformed as in the following formula (75) from the formula (72). it can.

この関係より、vy0’及びX’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’、Z’及びZ’が求まる。よって、vy0’及びX’をある値に設定した場合において、vx0’、Z’及びZ’をパラメータとした最適3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びX’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to v y0 ′ and X e ′, v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, when v y0 ′ and X e ′ are set to certain values, an optimal three-dimensional map using v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ as parameters may be prepared in advance. The values of v y0 ′ and X e ′ can be freely set by the designer when creating the map.

ここでは、一例として、vy0’=X’=1とした場合のvx0’、Z’及びZ’に関する最適3次元マップを作成する。図9に示すように、vx0’、Z’及びZ’をパラメータとして、(69)式〜(71)式に基づいて得られるν’の値をマッピングした第1の3次元マップ、ν’の値をマッピングした第2の3次元マップ、及びt’の値をマッピングした第3の3次元マップを作成する。なお、図9では、Z’=vy0’/2が特異点となるため、この場合を含むように最適3次元マップを構成している。 Here, as an example, an optimal three-dimensional map for v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v y0 ′ = X e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 9, the first three-dimensional map in which the values of ν 1 ′ obtained based on the equations (69) to (71) are mapped using v x0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ as parameters. , Ν 2 ′ mapped to the second three-dimensional map, and t e ′ mapped the third three-dimensional map. In FIG. 9, since Z v ′ = v y0 ′ / 2 is a singular point, an optimal three-dimensional map is configured to include this case.

そして、これらのマップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vy0’=X’=1、既知のvx0、vy0、Z、Z及びXから(75)式に従ってパラメータvx0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を各3次元マップから得て、(73)式及び(74)式に従って{ν’,ν’,t’}を{ν,ν,t}に変換する。また、(68)式に代入してFを演算し、これらのパラメータを(32)式に適用して入力の時間関数を得る。ただし、vy0<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して最適3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求め、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得ればよい。 Then, using these maps {ν 1, ν 2, t e} To determine the, v y0 '= X e' = 1, from the known v x0, v y0, Z 0 , Z v and X e (75) parameters v x0 accordance expression ', Z v' and Z 0 'calculates the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} to obtain from the 3-dimensional map, ( 73) and (74) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} {ν 1, ν 2, t e} is converted to. Further, F 0 is calculated by substituting into the equation (68), and these parameters are applied to the equation (32) to obtain an input time function. However, in the case of v y0 <0, conversion from v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 and {−ν 1 ′, −ν 2 ′ from the optimum three-dimensional map , 'seek}, -ν 1' t e → ν 1 ', -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, it you get ν 2, t e}.

また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数aを(72)式の第4式より下記(76)式のようにおくと、(72)式よりvx0’、Z’及びX’は下記(77)式のように変形できる。 Further, as another parameter, when an arbitrary positive number a 1 is set as in the following expression (76) from the fourth expression of the expression (72), v x0 ′, Z v ′ and X e ′ can be transformed as shown in the following equation (77).

この関係より、vy0’及びZ’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’、Z’及びX’が求まる。よって、vy0’及びZ’をある値に設定した場合において、vx0’、Z’及びX’をパラメータとした{ν’,ν’,t’}の最適3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びZ’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vy0’=1、Z’=±1とした場合のvx0’、Z’及びX’を変数として、(69)式〜(71)式の非線形方程式を解き、その解である{ν’,ν’,t’}の最適3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in v y0 ′ and Z 0 ′, v x0 ′, Z v ′, and X e ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value y0 'and Z 0', v x0 ', Z v' and X e 'was used as a parameter {ν 1', ν 2 ' , t e'} optimal 3-dimensional Prepare a map in advance. The values of v y0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, using v x0 ′, Z v ′, and X e ′ when v y0 ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1 as variables, the nonlinear equations (69) to (71) are solved, An optimal three-dimensional map of {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} that is the solution is created.

そして、この最適3次元マップを用いて{ν,ν,t}を求めるには、vy0’=1、Z’=±1、既知のvx0、vy0、Z、Z及びXから(77)式に従ってパラメータvx0’、Z’及びX’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最適3次元マップから得て、(73)式及び(76)式に従って{ν,ν,t}に変換する。ただし、vy0≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最適3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求め、vy0≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最適3次元マップより{ν’,ν’,t’}を求める。また、vy0<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最適3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。また、vy0<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最適3次元マップより{−ν’,−ν’,t’}を求めて、−ν’→ν’、−ν’→ν’の処理を行って{ν,ν,t}を得る。 Then, {ν 1, ν 2, t e} using this optimal three-dimensional map to determine the is, v y0 '= 1, Z 0' = ± 1, the known v x0, v y0, Z 0 , Z The parameters v x0 ′, Z v ′ and X e ′ are calculated from v and X e according to the equation (77), and the output {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} for the calculated parameters is an optimal three-dimensional map. obtained from, converted to {ν 1, ν 2, t e} according (73) and (76) below. However, v in the case of y00, Z 0 ≧ 0 is, Z 0 '= from 1 the optimum three-dimensional map {ν 1', ν 2 ' , t e'} seek, v y0 0, Z 0 In the case of <0, {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is obtained from the optimum three-dimensional map with Z 0 ′ = −1. When v y0 <0 and Z 0 ≧ 0, the optimal three-dimensionality of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 {−ν 1 ′, −ν 2 ′, t e ′} is obtained from the map, and −ν 1 ′ → ν 1 ′, −ν 2 ′ → ν 2 ′ are processed, and {ν 1 , ν 2 , t e }. When v y0 <0 and Z 0 <0, the optimal three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 is obtained by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. more {-ν 1 ', -ν 2' , t e '} seeking, -ν 1' → ν 1 ' , -ν 2' performs processing → ν 2 '{ν 1, ν 2, t e } is obtained.

また、最適3次元マップの軸の取り方をオーバーシュートする軌道とそうでない軌道との境界線を考慮して変更したマップを作成してもよい。例えば、(65)式のパラメータを下記(86)式〜(88)式のように変更して最適3次元マップを作成することができる。   In addition, a map may be created in which the boundary line between the trajectory that overshoots the trajectory of overshooting the axis of the optimum three-dimensional map and the trajectory that is not so is taken into consideration. For example, the optimum three-dimensional map can be created by changing the parameters of the equation (65) as the following equations (86) to (88).

以下、図10を参照して第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を導出するためのマップとして図8の最適3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, the optimal three-dimensional map of FIG. 8 is used as a map for deriving the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle. The case of using will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜106を経て、次に、ステップ300で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量vx0、vy0、Z、Z及びXを用いて、(65)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν’,ν’,t’}を最適3次元マップから得て、(63)式及び(64)式に従って{ν’,ν’,t’}を{ν,ν,t}に変換し、(58)式に従ってFを演算する。そして、これらのパラメータを(32)式に適用することにより車体合成力を得る。また、(1)式〜(6)式に従って、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する回避軌道を導出する。 Through steps 100 to 106, next, in step 300, using the vehicle and obstacle state quantities v x0 , v y0 , Z v , Z 0 and X e calculated in step 106, equation (65) parameter v y0 accordance ', Z v' and Z 0 'calculates the output for the calculated parameters {ν 1', ν 2 ' , t e'} to obtain from the optimum three-dimensional map, (63) and equation (64) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} converts {ν 1, ν 2, t e} to calculates the F 0 according to (58) below. Then, by applying these parameters to the equation (32), the vehicle body composite force is obtained. Further, according to the formulas (1) to (6), an avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when deriving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle is derived.

次に、ステップ302で、上記ステップ300で演算したFが、タイヤ発生力の限界値以下か否かを判定する。車体合成力の最大値がタイヤ発生力の限界値以下の場合には、ステップ112へ移行し、タイヤ発生力の限界値を超えている場合には、ステップ304へ移行する。なお、タイヤ発生力の限界値は、路面とタイヤとの間の摩擦係数に基づいて定まる真の限界値だけでなく、真の限界値に対してマージンを設けて設定した限界値も含む意味である。 Next, at step 302, F 0 calculated in step 300 it is determined whether or not below the limit value of the tire force. When the maximum value of the vehicle body composite force is less than or equal to the limit value of the tire generated force, the routine proceeds to step 112, and when it exceeds the limit value of the tire generated force, the routine proceeds to step 304. In addition, the limit value of the tire generation force means not only the true limit value determined based on the coefficient of friction between the road surface and the tire but also the limit value set with a margin for the true limit value. is there.

ステップ112では、第1の実施の形態と同様に、上記ステップ300で導出された車体合成力に従って、回避軌道に沿った走行を実現するための回避車両運動制御を実行する。一方、ステップ304では、急制動制御により障害物の手前で車両が停止するように制動力制御装置24を制御するか、推定される衝突被害が最小化されるように操舵角制御装置22及び制動力制御装置24を制御する。例えば、WO2006−070865記載の技術のような公知の技術を用いればよい。   In step 112, similarly to the first embodiment, avoidance vehicle motion control for realizing traveling along the avoidance track is executed according to the vehicle body resultant force derived in step 300. On the other hand, in step 304, the braking force control device 24 is controlled so that the vehicle stops before the obstacle by the sudden braking control, or the steering angle control device 22 and the control are controlled so that the estimated collision damage is minimized. The power control device 24 is controlled. For example, a known technique such as the technique described in WO2006-070865 may be used.

以上説明したように、第3の実施の形態の車両運動制御装置によれば、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出するための障害物の速度を考慮した簡単な構成の3次元マップを用いて車体合成力及び回避軌道を導出するため、障害物が移動する場合でも、障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力及び回避軌道を導出することができる。   As described above, according to the vehicle motion control device of the third embodiment, the maximum value of the vehicle body composite force is minimized when moving in the desired speed direction relative to the road while avoiding moving obstacles. The vehicle body composite force and the avoidance trajectory are derived using a simple three-dimensional map that takes into account the vehicle body composite force and the speed of the obstacle to derive the avoidance trajectory. When the vehicle moves in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the vehicle, it is possible to derive the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimize the maximum value of the vehicle body composite force.

次に、第4の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、車体合成力及び回避軌道を求めるために{ν’,ν’,t’}を導出する最適3次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の最適入力(車体合成力の大きさ及び向き)のみを求めたい場合には、2つのパラメータを出力する最適3次元マップで導出が可能となる。第4の実施の形態ではこの場合について説明する。なお、第4の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a fourth embodiment will be described. In the third embodiment, the case where the optimum three-dimensional map for deriving {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} for obtaining the vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory has been described. When it is desired to obtain only the input (the magnitude and direction of the vehicle body synthesis force), it can be derived by an optimal three-dimensional map that outputs two parameters. This case will be described in the fourth embodiment. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

ここで、第4の実施の形態で用いられる最適3次元マップについて説明する。   Here, the optimum three-dimensional map used in the fourth embodiment will be described.

まず、第3の実施の形態と同様に、(65)式まで展開する。そして、一例として、vx0’=X’=1とした場合のvy0’、Z’及びZ’に関する最適3次元マップを作成する。図11に示すように、vy0’、Z’及びZ’をパラメータとして、(32)式及び(58)式〜(61)式に基づいて得られる車体合成加速度の方向θ’の値をマッピングした第1の3次元マップ、及びF’/m’の値をマッピングした第2の3次元マップを作成する。ただし、この図11では、vy0’軸方向において相対速度vy0’−Z’を用いてマッピングしている。 First, as in the third embodiment, the expression (65) is expanded. As an example, an optimal three-dimensional map for v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v x0 ′ = X e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 11, the value of the direction θ ′ of the vehicle body resultant acceleration obtained based on the equations (32) and (58) to (61) using v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ as parameters. And a second three-dimensional map in which the value of F 0 '/ m' is mapped. However, in FIG. 11, mapping is performed using the relative velocity v y0 ′ −Z v ′ in the v y0 ′ axial direction.

そして、この最適3次元マップを用いて{θ’,F’/m’}を求めるには、vx0’=X’=1、既知のvx0、vy0、Z、Z及びXから(65)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’,F’/m’}を最適3次元マップから得て、下記(78)式によりFを求めて、(53)式により、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力の大きさ及び向きが得られる。 In order to obtain {θ ′, F 0 ′ / m ′} using this optimal three-dimensional map, v x0 ′ = X e ′ = 1, known v x0 , vy 0 , Z 0 , Z v and Calculate the parameters v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ from X e according to the equation (65), and obtain the output {θ ′, F 0 ′ / m ′} for the calculated parameters from the optimal three-dimensional map, The current time at which F 0 is obtained by the following equation (78) and the maximum value of the vehicle body synthesis force is minimized when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle by the equation (53). The magnitude and direction of the vehicle body composite force can be obtained.

なお、上記の最適3次元マップでは、パラメータを(65)式のように定めた場合について説明したが、第3の実施の形態と同様に、(67)式に示すパラメータを用いた最適3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’,F’/m’}を出力する最適3次元マップを作成することもできる。一例として、vx0’=Z’=1とした場合のvy0’、Z’及びX’に関する最適3次元マップを作成することができる。この場合、下記(79)式によりFを求める。ただし、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最適3次元マップより{−θ’,F’/m’}を求め、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’,F’/m’}を得ればよい。 In the above optimal three-dimensional map, the case where the parameters are defined as shown in equation (65) has been described. However, as in the third embodiment, the optimal three-dimensional map using the parameters shown in equation (67) is used. An optimal three-dimensional map that outputs {θ ′, F 0 ′ / m ′} at the current time can also be created using the map and the equation of θ (t) in equation (32). As an example, an optimal three-dimensional map regarding v y0 ′, Z v ′, and X e ′ when v x0 ′ = Z 0 ′ = 1 is created. In this case, F 0 is obtained by the following equation (79). However, in the case of Z v <0, it is converted to v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0, and {−θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′, F 0 ′ / m ′}.

また、(75)式に示すパラメータを用いた最適3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’,F’/m’}を出力する最適3次元マップを作成することもできる。一例として、vy0’=X’=1とした場合のvx0’、Z’及びZ’に関する最適3次元マップを作成することができる(図12)。この場合、下記(80)式によりFを求める。ただし、vy0<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換して、最適3次元マップより{−θ’,F’/m’}を求め、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’,F’/m’}を得ればよい。 Also, using the optimum three-dimensional map using the parameters shown in equation (75) and the equation of θ (t) in equation (32), the optimum output of {θ ′, F 0 ′ / m ′} at the current time is performed. A three-dimensional map can also be created. As an example, an optimal three-dimensional map for v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v y0 ′ = X e ′ = 1 is created (FIG. 12). In this case, F 0 is obtained by the following equation (80). However, in the case of v y0 <0, conversion from v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 and {−θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained, and −θ ′ → θ ′ is processed to obtain {θ ′, F 0 ′ / m ′}.

また、(77)式に示すパラメータを用いた最適3次元マップ及び(32)式のθ(t)の式を用いて、現時刻の{θ’,F’/m’}を出力する最適3次元マップを作成することもできる。一例として、vy0’=1、Z’=±1とした場合のvx0’、Z’及びX’に関する最適3次元マップを作成することができる。この場合、下記(81)式によりFを求める。ただし、vy0≧0、Z≧0の場合には、Z’=1の最適3次元マップより{θ’,F’/m’}を求め、vy0≧0、Z<0の場合には、Z’=−1の最適3次元マップより{θ’,F’/m’}を求める。また、vy0<0、Z≧0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=−1の最適3次元マップより{−θ’,F’/m’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’,F’/m’}を得る。また、vy0<0、Z<0の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換してZ’=1の最適3次元マップより{−θ’,F’/m’}を求めて、−θ’→ θ’の処理を行って{θ’,F’/m’}を得る。 Also, using the optimum three-dimensional map using the parameters shown in equation (77) and the equation of θ (t) in equation (32), the optimum output of {θ ′, F 0 ′ / m ′} at the current time is performed. A three-dimensional map can also be created. As an example, an optimal three-dimensional map for v x0 ′, Z v ′, and X e ′ when v y0 ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1 can be created. In this case, F 0 is obtained by the following equation (81). However, when v y0 ≧ 0 and Z 0 ≧ 0, {θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained from the optimal three-dimensional map of Z 0 ′ = 1, and v y0 ≧ 0, Z 0 <0. In this case, {θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained from an optimal three-dimensional map with Z 0 ′ = −1. When v y0 <0 and Z 0 ≧ 0, the optimal three-dimensionality of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 {−θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained from the map, and the process of −θ ′ → θ ′ is performed to obtain {θ ′, F 0 ′ / m ′}. When v y0 <0 and Z 0 <0, the optimal three-dimensional map of Z 0 ′ = 1 is obtained by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. {−θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained, and the process of −θ ′ → θ ′ is performed to obtain {θ ′, F 0 ′ / m ′}.

以下、図13を参照して第4の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出するためのマップとして図11の最適3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1及び第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 11 shows a map for deriving the direction of the vehicle body composite force at the current time that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in the desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle. A case where the optimal three-dimensional map is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st and 3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜106を経て、次に、ステップ400で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量vx0、vy0、Z、Z、及びXを用いて、(65)式に従ってパラメータvy0’、Z’及びZ’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{θ’,F’/m’}を最適3次元マップから得て、(78)式によりFを演算し、(53)式に適用することにより車体合成力の向き及び大きさを導出する。次に、ステップ302、及びステップ112または304で、第3の実施の形態と同様に車両運動を制御する。 Through steps 100 to 106, next, in step 400, using the vehicle and obstacle state quantities v x0 , v y0 , Z v , Z 0 , and X e calculated in step 106, (65) The parameters v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are calculated according to the equation, and the output {θ ′, F 0 ′ / m ′} for the calculated parameter is obtained from the optimal three-dimensional map. The direction and magnitude of the vehicle body composite force are derived by calculating 0 and applying it to the equation (53). Next, at step 302 and step 112 or 304, the vehicle motion is controlled as in the third embodiment.

以上説明したように、第4の実施の形態の車両運動制御装置によれば、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力の向きを導出するための障害物の速度を考慮した簡単な構成の最適3次元マップを用いて車体合成力の向きを導出するため、障害物が移動する場合でも、障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力の向き及び大きさを導出することができる。また、第3の実施の形態の場合の最適3次元マップに比べ、用いるマップが少ないため、マップを記憶するための容量を削減できる。   As described above, according to the vehicle motion control device of the fourth embodiment, the maximum value of the vehicle body composite force is minimized when moving in a desired speed direction with respect to the road while avoiding moving obstacles. Since the direction of the vehicle body composite force is derived using an optimal three-dimensional map with a simple configuration considering the speed of the obstacle to derive the direction of the vehicle body composite force at the current time, even when the obstacle moves, When moving in a desired speed direction with respect to the road while avoiding an obstacle, the direction and magnitude of the vehicle body composite force at the current time that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force can be derived. In addition, since less maps are used than in the optimum three-dimensional map in the case of the third embodiment, the capacity for storing the maps can be reduced.

次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、左右の回避軌道を求めて比較する場合について説明する。なお、第5の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。   Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a case where left and right avoidance trajectories are obtained and compared will be described. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 5th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

第1〜第4の実施の形態では、自車両の前後方向に対して障害物の左側に回避する回避軌道を導出する場合について説明したが、障害物の右側に回避する回避軌道を導出する場合にも適用することができる。なぜなら、図14に示すように、障害物の右側を回避する軌道は、x軸に関して線対称な場面に対して、障害物の左側に回避する軌道と対称になるためである。   In the first to fourth embodiments, the case where the avoidance trajectory to avoid on the left side of the obstacle with respect to the front-rear direction of the host vehicle has been described, but the avoidance trajectory to avoid on the right side of the obstacle is derived. It can also be applied to. This is because, as shown in FIG. 14, the trajectory that avoids the right side of the obstacle is symmetrical to the trajectory that avoids the left side of the obstacle with respect to a scene that is line-symmetric with respect to the x-axis.

図15を参照して第5の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避しながら道路に対する所望の速度方向に移動する際に、縦移動距離を最小化する回避軌道を導出するためのマップとして図3の最短3次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   A vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Here, the case where the shortest three-dimensional map of FIG. 3 is used as a map for deriving an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance when moving in a desired speed direction with respect to the road while avoiding the moving obstacle. explain. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜108を経て、ステップ500で、障害物の現時刻のy軸方向の位置Zに対応して、Z=0の時に自車両が障害物の横を通過するときの位置を左側回避ではZ、右側回避ではZとおく。そして、自車両及び障害物の大きさに基づいた横位置のマージンαを設定して、下記(82)式のようにZ及びZを設定する。 After steps 100 to 108, in step 500, the position when the host vehicle passes by the obstacle when Z v = 0 corresponds to the position Z 0 in the y-axis direction of the current time of the obstacle on the left side. Z 1 is used for avoidance and Z r is used for right avoidance. Then, the margin α Z of the horizontal position based on the size of the host vehicle and the obstacle is set, and Z l and Z r are set as in the following equation (82).

次に、ステップ502で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Z、Z、及び上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値Fを用いて、最短3次元マップから{ν’,ν’,t’}を得る。このステップ内では、Zについて、左側回避ではZをZに、右側回避ではZをZに代えて用いる。そして、(38)式及び(39)式に従って{ν,ν,t}に変換する。そして、これらのパラメータを(32)式に適用することにより左側回避及び右側回避の各々の車体合成力を得る。また、(36)式に代入することで左側回避及び右側回避の各々の最小の縦移動距離Xを得る。なお、左側回避の場合には、Z及びZをそのまま第1の実施形態と同様に適用することができるが、右側回避の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換(x軸に線対称な場面)して、第1の実施形態と同様に適用して、最短3次元マップより{−ν1’,−ν2’,t’}を得る。そして、−ν1’→ν1’、−ν2’→ν2’の処理を行えば、障害物の右側を回避する{ν1’,ν2’,t’}が得られる。 Next, in step 502, the vehicle and obstacle state quantities m, v x0 , v y0 , Z 0 , Z v calculated in step 106 and the maximum value F 0 of the vehicle body composite force set in step 108 are calculated. using, from the shortest 3-dimensional map {ν 1 ', ν 2' , t e '} obtained. Within this step, the Z 0, the Z 0 on the left avoided Z l, is used instead of a Z 0 to Z r on the right avoidance. Then, it is converted into {ν 1 , ν 2 , t e } according to the equations (38) and (39). Then, by applying these parameters to the equation (32), the vehicle body combined forces for left side avoidance and right side avoidance are obtained. Further, to obtain a minimum vertical travel distance X s of each of the left avoidance and right avoided by substituting the expression (36). In the case of avoiding the left side, Z v and Z l can be applied as they are in the first embodiment, but in the case of avoiding the right side, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z r → −Z r (symmetry with respect to the x-axis) and applied in the same manner as in the first embodiment, and {−ν 1 ′, −ν 2 ′, get t e '}. Then, -ν 1 '→ ν 1' , by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2', to avoid the right obstacle {ν 1 ', ν 2' , t e '} is obtained.

次に、ステップ504で、左側回避の最小の縦移動距離Xと右側回避の最小の縦移動距離Xとを比較し、左側回避の最小の縦移動距離Xの方が小さい場合には、ステップ506へ移行し、左側回避の軌道を選択し、右側回避の最小の縦移動距離Xの方が小さい場合には、ステップ508へ移行し、右側回避の軌道を選択する。 Next, in step 504, it compares the minimum vertical movement distance X s minimum longitudinal movement distance X s and right avoidance on the left avoidance, when towards the minimum vertical movement distance X s of the left avoidance is small , the process proceeds to step 506 to select the trajectory of the left avoidance, when towards the minimum vertical movement distance X s right avoidance is small, the process proceeds to step 508, selects the orbit of the right avoidance.

次に、ステップ510で、選択した回避動作が必要か否かを判定し、その回避動作が必要な場合には、ステップ112へ移行し、回避車両運動制御を実行し、回避動作が必要でない場合、すなわち回避動作を行わなくても障害物と衝突しない場合には、そのまま処理を終了する。なお、公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。   Next, in step 510, it is determined whether or not the selected avoidance operation is necessary. If the avoidance operation is necessary, the process proceeds to step 112, where avoidance vehicle motion control is executed, and the avoidance operation is not necessary. That is, if the collision does not occur even if the avoidance operation is not performed, the process is terminated as it is. In addition, you may select avoiding only the acceleration / deceleration of a straight drive, or a lateral movement using a well-known technique (Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-283910).

なお、第5の実施の形態では、最短3次元マップを用いた最短回避制御について、左側回避軌道と右側回避軌道とを比較する場合について説明したが、例えば図8に示す最適3次元マップを用いて最適回避制御を行う場合にも適用できる。図16を参照して、第5の実施の形態の最適回避制御の場合について説明する。なお、第1〜第4の実施の形態、及び第5の実施の形態の最短回避制御の場合と同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。   In the fifth embodiment, the case of comparing the left avoidance trajectory with the right avoidance trajectory has been described for the shortest avoidance control using the shortest three-dimensional map. For example, the optimum three-dimensional map shown in FIG. 8 is used. This is also applicable when optimal avoidance control is performed. With reference to FIG. 16, the case of the optimal avoidance control of the fifth embodiment will be described. In addition, about the process same as the case of the shortest avoidance control of the 1st-4th embodiment and 5th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップ100〜106、及びステップ500を経て、次に、ステップ550で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量vx0、vy0、Z、Z、及びXを用いて、最適3次元マップから{ν’,ν’,t’}を得る。このステップ内では、Zについて、左側回避ではZをZに、右側回避ではZをZに代えて用いる。そして、(63)式及び(64)式に従って{ν,ν,t}に変換する。そして、これらのパラメータを(32)式に適用することにより左側回避及び右側回避の各々の車体合成力を得る。また、(58)式に代入することで左側回避及び右側回避の各々の車体合成力の最大値Fを得る。なお、左側回避の場合には、Z及びZをそのまま第1の実施形態と同様に適用することができるが、右側回避の場合には、vy0→−vy0、Z→−Z、Z→−Zに変換(x軸に線対称な場面)して、第1の実施形態と同様に適用して、最短3次元マップより{−ν1’,−ν2’,t’}を得る。そして、−ν1’→ν1’、−ν2’→ν2’の処理を行えば、障害物の右側を回避する{ν1’,ν2’,t’}が得られる。 After steps 100 to 106 and step 500, next, in step 550, the state quantities v x0 , v y0 , Z 0 , Z v , and X e of the host vehicle and the obstacle calculated in step 106 are used. , the optimum three-dimensional map {ν 1 ', ν 2' , t e '} obtained. Within this step, the Z 0, the Z 0 on the left avoided Z l, is used instead of a Z 0 to Z r on the right avoidance. Then, into a {ν 1, ν 2, t e} according (63) and (64) below. Then, by applying these parameters to the equation (32), the vehicle body combined forces for left side avoidance and right side avoidance are obtained. Further, by substituting into the equation (58), the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force for each of the left side avoidance and the right side avoidance is obtained. In the case of avoiding the left side, Z v and Z l can be applied as they are in the first embodiment, but in the case of avoiding the right side, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z r → −Z r (symmetry with respect to the x-axis) and applied in the same manner as in the first embodiment, and {−ν 1 ′, −ν 2 ′, get t e '}. Then, -ν 1 '→ ν 1' , by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2', to avoid the right obstacle {ν 1 ', ν 2' , t e '} is obtained.

次に、ステップ552で、上記ステップ550で得られた左側回避の場合の車体合成力の最大値Fと右側回避の場合の車体合成力の最大値Fとを比較し、左側回避の車体合成力の最大値Fの方が小さい場合には、ステップ506へ移行し、左側回避の軌道を選択し、右側回避の車体合成力の最大値Fの方が小さい場合には、ステップ508へ移行し、右側回避の軌道を選択する。 Next, in step 552, the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force in the case of the left side avoidance obtained in step 550 is compared with the maximum value F 0 of the vehicle body composite force in the case of the right side avoidance. If the maximum value F 0 of the resultant force is smaller, the process proceeds to step 506, and a trajectory for avoiding the left side is selected. If the maximum value F 0 of the body force for avoiding the right side is smaller, step 508 is performed. And select the right avoidance trajectory.

以下、ステップ302、及びステップ112またはステップ304で、回避車両運動制御等を実行する。   Hereinafter, in step 302, step 112 or step 304, avoidance vehicle motion control or the like is executed.

以上説明したように、第5の実施の形態では、同一の最短3次元マップまたは最適3次元マップを用いて、左側回避の軌道と右側回避の軌道とを導出することができ、最短3次元マップを用いた場合は回避距離、最適3次元マップを用いた場合は車体合成力の最大値が小さい方の回避軌道を選択するため、より最適な回避制御を実行することができる。   As described above, in the fifth embodiment, the left-side avoidance trajectory and the right-side avoidance trajectory can be derived using the same shortest three-dimensional map or optimal three-dimensional map. When using the avoidance distance, and when using the optimal three-dimensional map, the avoidance trajectory with the smaller maximum value of the vehicle body composite force is selected, so that more optimal avoidance control can be executed.

なお、第5の実施の形態では、第1または第3の実施の形態に左側回避または右側回避を選択する処理を組み合わせた場合について説明したが、第2または第4の実施の形態に組み合わせるようにしてもよい。   In the fifth embodiment, the case where the process of selecting the left avoidance or the right avoidance is combined with the first or third embodiment has been described. However, the fifth embodiment is combined with the second or fourth embodiment. It may be.

また、第1〜第5の実施の形態では、道路に対する自車両及び障害物の速度を用いる場合について説明したが、道路に対する自車両の速度vx0、vy0及び自車両に対する障害物の相対速度Zvx’、Zvy’を検出し、それらのパラメータを用いて制御問題を定式化して解いてもよい。なぜなら、導出される制御入力とその非線形方程式が、最終的に(32)式〜(36)式に帰着されるためである。 Moreover, although the case where the speed of the own vehicle and the obstacle with respect to the road is used has been described in the first to fifth embodiments, the speeds v x0 and v y0 of the own vehicle with respect to the road and the relative speed of the obstacle with respect to the own vehicle. Z vx ′ and Z vy ′ may be detected, and the control problem may be formulated and solved using these parameters. This is because the derived control input and its nonlinear equation are finally reduced to equations (32) to (36).

10 車速センサ
12 操舵角センサ
14 スロットル開度センサ
16 前方カメラ
18 レーザレーダ
20 制御装置
22 操舵角制御装置
24 制動力制御装置
26 駆動力制御装置
28 マップ記憶装置
30 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle speed sensor 12 Steering angle sensor 14 Throttle opening sensor 16 Front camera 18 Laser radar 20 Control device 22 Steering angle control device 24 Braking force control device 26 Driving force control device 28 Map storage device 30 Display device

Claims (10)

自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記障害物を回避直後の自車両の速度方向、及び車体合成力の最大値を設定する設定手段と、
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び車体合成加速度の最大値F/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータνの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記最大値F/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、
・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータνと異なる第2の導入パラメータνの、前記仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第2の3次元マップ、並びに
・前記3つのパラメータと、前記障害物の回避に要する時間tの、前記仮定の下での時間t’と、の関係を定めた第3の3次元マップからなる最短3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された車体合成力の最大値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最短3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
Detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of an obstacle;
Setting means for setting the speed direction of the own vehicle immediately after avoiding the obstacle and the maximum value of the vehicle body composite force;
Assuming that the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body and the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the speed of the own vehicle, A component v y0 , a vehicle body lateral component Z v of the speed of the obstacle, a vehicle body lateral component Z 0 of the obstacle position with respect to a current time position of the host vehicle, and a maximum value F 0 of the vehicle body composite acceleration 3 different parameters using / m, and the first introduction introduced to obtain the vehicle body composite force that minimizes the distance traveled in the longitudinal direction of the vehicle body when moving in the speed direction while avoiding the obstacle Of the parameter ν 1, two of the component v x0 , the component v y0 , the component Z v , the component Z 0 , and the maximum value F 0 / m according to the three parameters are specific values. value under the assumption ν First three-dimensional map that defines the 'a relationship,
The first parameter ν 1 introduced to obtain the three parameters and the vehicle body composite force that minimizes the movement distance in the vehicle front-rear direction when moving in the speed direction while avoiding the obstacle; A second three-dimensional map defining the relationship between the different second introduction parameter ν 2 and the value ν 2 ′ under the assumption; and the time required for avoiding the three parameters and the obstacle of t e, time t e 'under the assumption, comprising: storage means for storing the minimum three-dimensional map and a third three-dimensional map that defines the relationship,
Based on the state quantity detected by the detection means and the maximum value of the vehicle body composite force set by the setting means, the three parameters are calculated, and using the calculated three parameters and the shortest three-dimensional map, A derivation means for deriving a vehicle body composite force that minimizes a movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body when moving in the speed direction while avoiding the obstacle;
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記障害物を回避直後の自車両の速度方向、及び車体合成力の最大値を設定する設定手段と、
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び車体合成加速度の最大値F/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記最大値F/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた最短3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量及び前記設定手段で設定された車体合成力の最大値に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最短3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体前後方向の移動距離を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
Detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of an obstacle;
Setting means for setting the speed direction of the own vehicle immediately after avoiding the obstacle and the maximum value of the vehicle body composite force;
Assuming that the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body and the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the speed of the own vehicle, A component v y0 , a vehicle body lateral component Z v of the speed of the obstacle, a vehicle body lateral component Z 0 of the obstacle position with respect to a current time position of the host vehicle, and a maximum value F 0 of the vehicle body composite acceleration Each of the three different parameters using / m, and the component v x0 of the direction θ of the vehicle body synthetic acceleration that minimizes the movement distance in the vehicle longitudinal direction when moving in the speed direction while avoiding the obstacle, Direction θ ′ under the assumption that two of the component v y0 , the component Z v , the component Z 0 , and the maximum value F 0 / m according to the three parameters are specific values; The shortest 3D map that defines the relationship Storage means for storing
Based on the state quantity detected by the detection means and the maximum value of the vehicle body composite force set by the setting means, the three parameters are calculated, and using the calculated three parameters and the shortest three-dimensional map, Deriving means for deriving the vehicle body resultant force at the current time that minimizes the movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body when moving in the speed direction while avoiding the obstacle;
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記障害物を回避直後の自車両の速度方向を設定する設定手段と、
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を求めるために導入した第1の導入パラメータνの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記成分Xのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、
・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を求めるために導入した前記第1の導入パラメータνと異なる第2の導入パラメータνの、前記仮定の下での値ν’と、の関係を定めた第2の3次元マップ、並びに
・前記3つのパラメータと、前記障害物の回避に要する時間tの、前記仮定の下での時間t’と、の関係を定めた第3の3次元マップからなる最適3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最適3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
Detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of an obstacle;
Setting means for setting the speed direction of the host vehicle immediately after avoiding the obstacle;
Assuming that the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body and the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the speed of the own vehicle, A component v y0 , a vehicle body lateral component Z v of the speed of the obstacle, a vehicle body lateral component Z 0 of the obstacle position relative to the current time position of the host vehicle, and the host vehicle and the obstacle and each different three parameters using the vehicle longitudinal direction component X e distance of, when moving to the velocity direction while avoiding the obstacle, determine the vehicle body resultant force which minimizes the maximum value of the vehicle body resultant force Two of the first introduction parameters ν 1 introduced for the purpose are specified according to the three parameters among the component v x0 , the component v y0 , the component Z v , the component Z 0 , and the component X e Assuming value First three-dimensional map that defines the value [nu 1 'under the relation,
The first parameter ν 1 introduced to obtain the three parameters and the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when moving in the speed direction while avoiding the obstacle; A second three-dimensional map defining the relationship between the different second introduction parameter ν 2 and the value ν 2 ′ under the assumption; and the time required for avoiding the three parameters and the obstacle of t e, time t e 'under the assumption, comprising: storage means for storing the optimum three-dimensional map and a third three-dimensional map that defines the relationship,
When calculating the three parameters based on the state quantity detected by the detecting means, and using the calculated three parameters and the optimal three-dimensional map, the vehicle moves in the speed direction while avoiding the obstacle. Derivation means for deriving the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force;
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記障害物を回避直後の自車両の速度方向を設定する設定手段と、
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Z、前記自車両の現時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z、及び前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xを用いた各々異なる3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成加速度の方向θの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Z、前記成分Z、及び前記成分Xのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での方向θ’と、の関係を定めた第1の3次元マップ、並びに
・前記3つのパラメータと、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する車体合成加速度の最大値F/mの、前記仮定の下での最大値F’/m’と、の関係を定めた第2の3次元マップからなる最適3次元マップを記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記最適3次元マップを用いて、前記障害物を回避しながら前記速度方向に移動する際、車体合成力の最大値を最小化する現時刻の車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。
Detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of an obstacle;
Setting means for setting the speed direction of the host vehicle immediately after avoiding the obstacle;
Assuming that the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body and the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the speed of the own vehicle, A component v y0 , a vehicle body lateral component Z v of the speed of the obstacle, a vehicle body lateral component Z 0 of the obstacle position relative to the current time position of the host vehicle, and the host vehicle and the obstacle and each different three parameters using the vehicle longitudinal direction component X e distance of, when moving to the velocity direction while avoiding the obstacle, the direction of the vehicle body resultant acceleration of minimizing the maximum value of the vehicle body resultant force Under the assumption that θ of the component v x0 , the component v y0 , the component Z v , the component Z 0 , and the component X e are two specific values according to the three parameters. The direction that defines the relationship with the direction θ ′ Three-dimensional map, and - the three parameters and the time of moving to the velocity direction, the maximum value F 0 / m of the vehicle body resultant acceleration of minimizing the maximum value of the vehicle body resultant force while avoiding the obstacle, Storage means for storing an optimum three-dimensional map composed of a second three-dimensional map that defines the relationship between the maximum value F 0 '/ m' under the assumption;
When calculating the three parameters based on the state quantity detected by the detecting means, and using the calculated three parameters and the optimal three-dimensional map, the vehicle moves in the speed direction while avoiding the obstacle. Derivation means for deriving the vehicle body composite force at the current time to minimize the maximum value of the vehicle body composite force;
A vehicle motion control device.
前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離とを比較し、前記最短距離が小さい側の回避軌道を選択する請求項1または請求項2記載の車両運動制御装置。   The derivation means includes a shortest distance in the vehicle longitudinal direction of the avoidance track that avoids the left side of the obstacle, and a minimum distance of the vehicle longitudinal direction of the avoidance track that avoids the right side of the obstacle, The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the avoidance trajectory on the side with the shortest shortest distance is selected. 前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値とを比較し、前記車体合成力の最大値が小さい側の回避軌道を選択する請求項3または請求項4記載の車両運動制御装置。   The deriving means compares the maximum value of the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the left side of the obstacle with the maximum value of the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the right side of the obstacle, The vehicle motion control device according to claim 3 or 4, wherein an avoidance track having a smaller maximum value is selected. 前記検出手段は、前記自車両の速度、前記自車両に対する前記障害物の相対距離及び相対速度を検出する請求項1〜請求項6のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the detection unit detects a speed of the host vehicle, a relative distance and a relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle. 前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも一つを制御する制御手段を更に含む請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   8. The control unit according to claim 1, further comprising a control unit that controls at least one of a steering angle, a braking force, and a driving force based on the vehicle body resultant force derived by the deriving unit. 9. Vehicle motion control device. 前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、ドライバに車両運動状態を報知する報知手段を更に含む請求項1〜請求項8のいずれか1項記載の車両運動制御装置。   The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 8, further comprising notification means for notifying a driver of a vehicle motion state based on the vehicle body resultant force derived by the derivation means. コンピュータを、請求項1〜請求項9のいずれか1項記載の車両運動制御装置を構成する各手段として機能させるための車両運動制御プログラム。   The vehicle motion control program for functioning a computer as each means which comprises the vehicle motion control apparatus of any one of Claims 1-9.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107856733A (en) * 2017-11-07 2018-03-30 长春工业大学 It is a kind of to hide dynamic barrier control method towards man-machine harmonious automobile
CN108762256A (en) * 2018-05-04 2018-11-06 中山大学 The method of relatively high speed barrier is evaded by a kind of robot
WO2020248660A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 广东镭奔激光科技有限公司 Off-line programming method for motion trajectory of impeller disk laser shock peening robot

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0732277A (en) * 1993-07-16 1995-02-03 Toshiba Corp Control device of robot
JP2001063597A (en) * 1999-08-26 2001-03-13 Honda Motor Co Ltd Automatic steering device for vehicle
JP2004249971A (en) * 2003-01-31 2004-09-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Vehicle control method and vehicle control device
JP2005132172A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Travel control device
WO2006070865A1 (en) * 2004-12-28 2006-07-06 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Vehicle motion control device
JP2006347236A (en) * 2005-06-13 2006-12-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Obstacle avoidance controller and obstacle avoidance control program
JP2007253745A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Avoidance operation calculating device, avoidance controller, vehicle provided with each device, avoidance operation calculating method, and avoidance control method
JP2007253746A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Avoidance operation calculating device, avoidance controller, vehicle provided with each device, avoidance operation calculating method, and avoidance control method
JP2007283910A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Obstacle avoidance control device and obstacle avoidance control program
JP2009292332A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Nissan Motor Co Ltd Vehicle driving support device and vehicle driving support method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0732277A (en) * 1993-07-16 1995-02-03 Toshiba Corp Control device of robot
JP2001063597A (en) * 1999-08-26 2001-03-13 Honda Motor Co Ltd Automatic steering device for vehicle
JP2004249971A (en) * 2003-01-31 2004-09-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Vehicle control method and vehicle control device
JP2005132172A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Travel control device
WO2006070865A1 (en) * 2004-12-28 2006-07-06 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Vehicle motion control device
JP2006347236A (en) * 2005-06-13 2006-12-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Obstacle avoidance controller and obstacle avoidance control program
JP2007253745A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Avoidance operation calculating device, avoidance controller, vehicle provided with each device, avoidance operation calculating method, and avoidance control method
JP2007253746A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Avoidance operation calculating device, avoidance controller, vehicle provided with each device, avoidance operation calculating method, and avoidance control method
JP2007283910A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Obstacle avoidance control device and obstacle avoidance control program
JP2009292332A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Nissan Motor Co Ltd Vehicle driving support device and vehicle driving support method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107856733A (en) * 2017-11-07 2018-03-30 长春工业大学 It is a kind of to hide dynamic barrier control method towards man-machine harmonious automobile
CN108762256A (en) * 2018-05-04 2018-11-06 中山大学 The method of relatively high speed barrier is evaded by a kind of robot
CN108762256B (en) * 2018-05-04 2021-09-03 中山大学 Method for robot to avoid relatively high-speed obstacle
WO2020248660A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 广东镭奔激光科技有限公司 Off-line programming method for motion trajectory of impeller disk laser shock peening robot

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