JP2012123472A - Travel track generation device - Google Patents

Travel track generation device Download PDF

Info

Publication number
JP2012123472A
JP2012123472A JP2010271747A JP2010271747A JP2012123472A JP 2012123472 A JP2012123472 A JP 2012123472A JP 2010271747 A JP2010271747 A JP 2010271747A JP 2010271747 A JP2010271747 A JP 2010271747A JP 2012123472 A JP2012123472 A JP 2012123472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
traveling
travel
road
locus
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010271747A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Nakai
浩二 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010271747A priority Critical patent/JP2012123472A/en
Publication of JP2012123472A publication Critical patent/JP2012123472A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for generating a travel track and a travel track generation device capable of preventing a situation where a travel track cannot be obtained because a repeated calculation is held up halfway when obtaining the travel track of a vehicle.SOLUTION: A travel track generation section 12 preliminary stores traveling patterns which respectively correspond to a straight road and a curved road in a traveling pattern storage section 14. A straight road travel track generation section 15 generates a straight road travel track which is the travel track on the straight road based on a straight road traveling pattern as well as various signals sent from respective sensors 21 to 25. A curved road travel track generation section 16 generates a curved road travel track which is the travel track on the curved road based on a curved road traveling pattern read from the traveling pattern storage section 14 as well as the various signals sent from the respective sensors 21 to 25.

Description

本発明は、車両などの移動体が走行する際の好適な軌跡を生成する走行軌跡生成装置に関する。   The present invention relates to a travel locus generating apparatus that generates a suitable locus when a moving body such as a vehicle travels.

移動体、たとえば車両がコーナーを走行する際、そのコーナーを最短時間で走行する通過する軌跡を生成する手法の最適化手法として、最短時間コーナリング法が提案されている(たとえば、非特許文献1)。この最短時間コーナリング法は、タイヤの摩擦係数やエンジン出力などのモデルおよび自動車が走行するコーナーをそれぞれ定式化する。モデルやコーナーの定式化に当たっては、不等式による拘束条件(以下「不等式状態量拘束条件」という)を設定する。そして、不等式状態量拘束条件から最適解を求めて走行軌跡を生成するというものである。   The shortest time cornering method has been proposed as an optimization method of a method for generating a trajectory that passes through the corner in the shortest time when the vehicle, for example, a vehicle travels in the corner (for example, Non-Patent Document 1). . This shortest-time cornering method formulates a model such as a tire friction coefficient and an engine output and a corner where an automobile travels. In formulating a model or corner, a constraint condition by an inequality (hereinafter referred to as an “inequality state quantity constraint condition”) is set. Then, an optimal solution is obtained from the inequality state quantity constraint condition, and a travel locus is generated.

藤岡健彦、江守大昌:自動車技術会論文集 Vol.24,No.3,July 1993,p106−111 ”最短時間コーナリング法に関する理論的研究”Takehiko Fujioka, Daisho Emori: Automobile Engineering Society Proceedings Vol. 24, no. 3, July 1993, p106-111 "Theoretical study on the shortest time cornering method"

ところで、不等式状態量拘束条件を用いた最適化手法から走行ラインを生成する場合、走行軌跡を求める際に軌跡を離散化したすべてのメッシュ点に対して道路にはみ出ないための不等式状態量拘束条件を設定している。不等式状態量拘束条件を用いた最適化手法では、車両が道路の端をかすめるラインが解である場合、反復計算の途中で等式が成立した場合には計算が途中で頓挫して解が求められない、いわゆる0割が発生することとなる。最適解の軌跡が何カ所でかすめるかをあらかじめ把握していないと、0割が発生したきに反復計算の中で行列の条件数が悪化し、逆行列が求められなくなることから、最適解に辿り着くことができないことがある。   By the way, when generating a travel line from an optimization method using an inequality state quantity constraint condition, an inequality state quantity constraint condition for preventing all mesh points obtained by discretizing the trajectory from appearing on the road when obtaining the travel trajectory. Is set. In the optimization method using inequality state quantity constraint conditions, if the line where the vehicle grabs the edge of the road is the solution, and if the equation is established in the middle of the iterative calculation, the calculation is aborted and the solution is obtained. In other words, the so-called 0% occurs. If you do not know in advance where the optimal solution trajectory will go, the number of matrix conditions will deteriorate during iterative calculation when 0% occurs, and the inverse matrix will not be determined. Sometimes you can't get there.

しかし、上記非特許文献1に開示された最短時間コーナリング法においても、不等式状態量拘束条件を用いて最適解を求めている。このため、車両が道路の端をかすめるラインが最適解であり、かつ端をかすめる箇所の数が予め十分に判っていないような場合においては、0割が発生して反復計算の途中で計算が頓挫して最適解に辿り着くことができないことがあるという問題があった。   However, even in the shortest time cornering method disclosed in Non-Patent Document 1, an optimal solution is obtained using inequality state quantity constraint conditions. For this reason, in the case where the line on which the vehicle grabs the edge of the road is the optimal solution and the number of areas to be grazed is not sufficiently known in advance, 0% occurs and the calculation is performed during the iterative calculation. There was a problem that sometimes the optimal solution could not be reached without fail.

そこで、本発明の課題は、車両の走行軌跡を求める際に反復計算の途中で計算が頓挫して走行軌跡が求められなくなるという事態を防止することができる走行軌跡生成方法および走行軌跡生成装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a travel locus generation method and a travel locus generation apparatus capable of preventing a situation in which calculation is inadvertent in the course of iterative calculation and a travel locus cannot be obtained when obtaining a travel locus of a vehicle. It is to provide.

上記課題を解決した本発明に係る走行軌跡生成方法は、所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成方法であって、走路に対する所定の走行条件および所定の走行条件を満たす際の走行パターンをあらかじめ設定しておき、所定の走路が所定の走行条件を満たす際に、走行パターンに基づいて、所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成することを特徴とする。   A travel locus generation method according to the present invention that solves the above-described problems is a travel locus generation method that generates a travel locus when traveling on a predetermined traveling path, and that satisfies a predetermined traveling condition and a predetermined traveling condition for the traveling path. Is set in advance, and when a predetermined traveling path satisfies a predetermined traveling condition, a traveling locus for traveling on the predetermined traveling path is generated based on the traveling pattern.

本発明に係る走行軌跡生成方法においては、走路に対する所定の走行条件および所定の走行条件を満たす際の走行パターンをあらかじめ設定しておき、所定の走路が所定の走行条件を満たす際に、走行パターンに基づいて、所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成している。このため、あらかじめ設定された走行パターンを利用して走行軌跡を生成することができるので、車両が道路の端をかすめるラインが走行ラインとなることを少なくすることができる。したがって、車両の走行軌跡を求める際に反復計算の途中で計算が頓挫して走行軌跡が求められなくなるという事態を防止することができる。   In the travel locus generation method according to the present invention, a predetermined travel condition for the travel path and a travel pattern for satisfying the predetermined travel condition are set in advance, and when the predetermined travel path satisfies the predetermined travel condition, the travel pattern Based on the above, a travel locus when traveling on a predetermined travel path is generated. For this reason, since a travel locus can be generated using a preset travel pattern, it is possible to reduce the line in which the vehicle grabs the end of the road from being a travel line. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the calculation of the traveling locus is not obtained during the iterative calculation when the traveling locus of the vehicle is obtained and the traveling locus cannot be obtained.

ここで、所定の走行条件がカーブ路であり、走行パターンがカーブ路に進入する際の進入ライン、カーブ路から抜け出す際の脱出ラインを走行し、カーブ路における通過点を所定の進行方向に走行するパターンである態様とすることができる。   Here, the predetermined traveling condition is a curved road, and the traveling pattern travels on an entry line when entering the curved road, an escape line when exiting from the curved road, and travels on a passing point on the curved road in a predetermined traveling direction. It can be set as the aspect which is a pattern.

このように、走行条件がカーブ路である場合には、走行パターンを進入ライン、脱出ラインを走行し、カーブ路における通過点を所定の進行方向に走行するパターンとすることにより、カーブ路を走行する際の走行軌跡を精度よく生成することができる。   In this way, when the driving condition is a curved road, the driving pattern is driven on the entry line and the exit line, and the passing point on the curved road is set to a pattern that travels in a predetermined traveling direction. It is possible to accurately generate a travel locus when performing the operation.

また、所定の走行条件が直進路であり、走行パターンが直進路に進入する際の進入点と、直進路から抜け出す際の脱出点とを、通過して走行するパターンである態様とすることができる。   In addition, the predetermined traveling condition may be a straight path, and the traveling pattern may be a pattern that travels through an entry point when the traveling pattern enters the straight path and an escape point when the traveling pattern exits the straight path. it can.

このように、走行条件が進路である場合には、走行パターンを進入点と脱出点とを通過する走行パターンとすることにより、直進路を走行する際の走行軌跡を精度よく生成することができる。   As described above, when the travel condition is a course, a travel locus when traveling on a straight path can be generated with high accuracy by using a travel pattern that passes through an entry point and an exit point. .

他方、上記課題を解決した本発明に係る走行軌跡生成装置は、所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成装置であって、走路に対する所定の走行条件および所定の走行条件を満たす際の走行パターンを記憶する走行パターン記憶部と、所定の走路が所定の走行条件を満たす際に、走行パターンに基づいて、所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部と、を備えることを特徴とする。   On the other hand, a travel locus generating apparatus according to the present invention that has solved the above-described problems is a travel locus generating device that generates a travel locus when traveling on a predetermined travel path, and has predetermined travel conditions and predetermined travel conditions for the travel path. A traveling pattern storage unit that stores a traveling pattern when the traveling condition is satisfied, and a traveling locus generation unit that generates a traveling locus when traveling on the predetermined traveling path based on the traveling pattern when the predetermined traveling path satisfies a predetermined traveling condition. And.

本発明に係る走行軌跡生成方法および走行軌跡生成装置によれば車両の走行軌跡を求める際に反復計算の途中で計算が頓挫して走行軌跡が求められなくなるという事態を防止することができる。   According to the traveling locus generating method and the traveling locus generating apparatus according to the present invention, it is possible to prevent a situation in which, when the traveling locus of the vehicle is obtained, the calculation is interrupted during the iterative calculation and the traveling locus cannot be obtained.

本発明の実施形態に係る走行軌跡生成装置のブロック構成図である。It is a block lineblock diagram of the run locus generating device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る走行軌跡生成装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the traveling locus generation apparatus which concerns on embodiment of this invention. (a)は、直進路の例を示す図、(b)は、直進路における走行軌跡の生成に利用する条件および走行軌跡の例を示す図である。(A) is a figure which shows the example of a straight path, (b) is a figure which shows the conditions utilized for the production | generation of the travel locus | trajectory in a straight path, and the example of a travel locus | trajectory. (a)は、カーブ路の例を示す図、(b)は、カーブ路における走行軌跡の生成に利用する条件を示す図である。(A) is a figure which shows the example of a curve road, (b) is a figure which shows the conditions utilized for the production | generation of the travel locus | trajectory in a curve road. カーブ路における走行軌跡の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the driving | running | working locus | trajectory in a curve road.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. For the convenience of illustration, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.

本実施の形態に係る走行軌跡生成装置は、最適化処理によって最適な走行軌跡を生成する。また、走行軌跡生成装置は、生成した走行軌跡に沿って走行するように加減速制御および操舵制御を行う。生成される走行軌跡は、位置(x座標,y座標)、車速パターン(vx,vy)、加速度パターン(ax,ay)、ヨー角、ヨーレートなどの車両の走行に必要な多数のパラメータから構成される。   The travel locus generation apparatus according to the present embodiment generates an optimum travel locus by optimization processing. The travel locus generation device performs acceleration / deceleration control and steering control so that the vehicle travels along the generated travel locus. The generated travel locus is composed of a large number of parameters necessary for traveling of the vehicle such as position (x coordinate, y coordinate), vehicle speed pattern (vx, vy), acceleration pattern (ax, ay), yaw angle, yaw rate, and the like. The

図1は、本発明の実施形態に係る走行軌跡生成装置のブロック構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る走行軌跡生成となる走行軌跡生成ECU1は、道路形状取得部11、走行軌跡生成部12、および走行制御部13を備えている。また、走行軌跡生成部12には、走行パターン記憶部14、直進路走行軌跡生成部15およびカーブ路走行軌跡生成部16が設けられている。   FIG. 1 is a block diagram of a travel locus generating apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a travel locus generation ECU 1 that is a travel locus generation according to the present embodiment includes a road shape acquisition unit 11, a travel locus generation unit 12, and a travel control unit 13. The travel locus generation unit 12 is provided with a travel pattern storage unit 14, a straight road travel locus generation unit 15, and a curved road travel locus generation unit 16.

また、走行軌跡生成ECU1には、ヨーレートセンサ21、Gセンサ22、車輪速センサ23、GPS[Global Positioning System]センサ24、白線検知センサ25、およびナビゲーションシステム26が接続されている。また、走行軌跡生成ECU1には、操舵アクチュエータ31、スロットルアクチュエータ32、およびブレーキアクチュエータ33が接続されている。   Further, a yaw rate sensor 21, a G sensor 22, a wheel speed sensor 23, a GPS [Global Positioning System] sensor 24, a white line detection sensor 25, and a navigation system 26 are connected to the travel locus generation ECU 1. Further, a steering actuator 31, a throttle actuator 32, and a brake actuator 33 are connected to the travel locus generation ECU 1.

走行軌跡生成ECU1は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]などからなり、走行軌跡生成装置を統括制御する電子制御ユニットである。走行軌跡生成ECU1では、一定時間毎に、各センサ21〜25およびナビゲーションシステム26からの各信号を受信する。走行軌跡生成ECU1は、走行軌跡最適化処理などを行って最適な走行軌跡を生成する。さらに、走行軌跡生成ECU1は、生成した最適な走行軌跡に基づいて車両制御処理を行い、操舵アクチュエータ31、スロットルアクチュエータ32、およびブレーキアクチュエータ33を制御する。   The travel locus generation ECU 1 is an electronic control unit that includes a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like, and performs overall control of the travel locus generation apparatus. The travel locus generation ECU 1 receives signals from the sensors 21 to 25 and the navigation system 26 at regular time intervals. The travel locus generation ECU 1 performs a travel locus optimization process and the like to generate an optimum travel locus. Further, the travel locus generation ECU 1 performs vehicle control processing based on the generated optimal travel locus, and controls the steering actuator 31, the throttle actuator 32, and the brake actuator 33.

ヨーレートセンサ21は、自車両で発生しているヨーレートを検出するセンサである。ヨーレートセンサ21は、検出したヨーレートをヨーレート信号として走行軌跡生成ECU1に送信する。Gセンサ22は、自車両に作用している横加速度や前後加速度を検出するセンサである。Gセンサ22は、検出した加速度をG信号として走行軌跡生成ECU1に送信する。   The yaw rate sensor 21 is a sensor that detects the yaw rate generated in the host vehicle. The yaw rate sensor 21 transmits the detected yaw rate as a yaw rate signal to the travel locus generation ECU 1. The G sensor 22 is a sensor that detects lateral acceleration and longitudinal acceleration acting on the host vehicle. The G sensor 22 transmits the detected acceleration to the travel locus generation ECU 1 as a G signal.

車輪速センサ23は、車両の4輪にそれぞれ設けられ、車輪の回転速度(車輪の回転に応じたパルス数)を検出するセンサである。車輪速センサ23では、所定時間毎の車輪の回転パルス数を検出し、その検出した車輪回転パルス数を車輪速信号として走行軌跡生成ECU1に送信する。走行軌跡生成ECU1は、各車輪の回転速度から車輪速をそれぞれ演算し、各輪の車輪速から車体速(車速)を演算して取得する。   The wheel speed sensor 23 is a sensor that is provided on each of the four wheels of the vehicle and detects the rotation speed of the wheel (the number of pulses corresponding to the rotation of the wheel). The wheel speed sensor 23 detects the number of rotation pulses of the wheel every predetermined time, and transmits the detected number of wheel rotation pulses to the travel locus generation ECU 1 as a wheel speed signal. The travel locus generation ECU 1 calculates the wheel speed from the rotation speed of each wheel, and calculates and acquires the vehicle body speed (vehicle speed) from the wheel speed of each wheel.

GPSセンサ24は、GPSアンテナや処理装置などを備えており、自車両の位置などを推定するセンサである。GPSセンサ24では、GPSアンテナでGPS衛星からのGPS信号を受信する。GPSセンサ24では、処理装置でそのGPS信号を復調し、その復調された各GPS衛星の位置データに基づいて自車両の位置などを演算する。そして、GPSセンサ24では、自車両の位置などを示すGPS情報信号を走行軌跡生成ECU1に送信する。ちなみに、現在位置を演算するためには3つ以上のGPS衛星の位置データが必要となるで、GPSセンサ24では、異なる3つ以上のGPS衛星からのGPS信号をそれぞれ受信している。   The GPS sensor 24 includes a GPS antenna, a processing device, and the like, and is a sensor that estimates the position of the host vehicle. The GPS sensor 24 receives GPS signals from GPS satellites with a GPS antenna. In the GPS sensor 24, the GPS signal is demodulated by the processing device, and the position of the host vehicle is calculated based on the demodulated position data of each GPS satellite. The GPS sensor 24 transmits a GPS information signal indicating the position of the host vehicle to the travel locus generation ECU 1. Incidentally, the position data of three or more GPS satellites are required to calculate the current position, and the GPS sensor 24 receives GPS signals from three or more different GPS satellites.

白線検知センサ25は、カメラや画像処理装置を備えており、一対の白線(車線)を検知するセンサである。白線検知センサ25では、カメラで自車両の前方の道路を撮像する。白線検知センサ25では、画像処理装置で撮像画像から車両が走行している車線を示す白線を認識し、認識した白線から自車両が走行する道路の道路形状を取得する。ここでの道路形状としては、車線幅、車線の中心線、カーブの中心、カーブ半径Rなどが含まれる。さらに、白線検知センサ25は、自車両のヨー角、および道路に対するオフセット位置などを車両状態として演算によって取得する。白線検知センサ25は、取得した道路形状、および車両状態を白線検知信号として走行軌跡生成ECU1に送信する。   The white line detection sensor 25 includes a camera and an image processing device, and is a sensor that detects a pair of white lines (lanes). The white line detection sensor 25 images a road ahead of the host vehicle with a camera. The white line detection sensor 25 recognizes a white line indicating the lane in which the vehicle is traveling from the captured image by the image processing device, and acquires the road shape of the road on which the host vehicle is traveling from the recognized white line. Here, the road shape includes a lane width, a lane center line, a curve center, a curve radius R, and the like. Further, the white line detection sensor 25 acquires the yaw angle of the host vehicle, the offset position with respect to the road, and the like by calculation as the vehicle state. The white line detection sensor 25 transmits the acquired road shape and vehicle state to the travel locus generation ECU 1 as a white line detection signal.

ナビゲーションシステム26は、自車両の現在位置の検出および目的地までの経路案内などを行うシステムである。特に、ナビゲーションシステム26では、地図データベースから現在走行中の道路の道路形状情報を読み出し、その道路形状情報をナビ信号として走行軌跡生成ECU1に送信する。なお、ナビゲーションシステムを備えない車両の場合、少なくとも道路形状情報を少なくとも格納した地図データベースを備える構成としてもよいし、あるいは、路車間通信などを利用して道路形状情報を取得する構成としてもよい。   The navigation system 26 is a system that detects the current position of the host vehicle and provides route guidance to the destination. In particular, the navigation system 26 reads the road shape information of the currently running road from the map database, and transmits the road shape information to the travel locus generation ECU 1 as a navigation signal. In the case of a vehicle that does not include a navigation system, it may be configured to include at least a map database storing at least road shape information, or may be configured to acquire road shape information using road-to-vehicle communication or the like.

走行軌跡生成ECU1における道路形状取得部11は、白線検知センサ25から送信される白線検知信号およびナビゲーションシステム26から送信されるナビ信号に基づいて、自車両が走行する道路の道路形状を取得する。道路形状取得部11は、取得した道路形状を走行軌跡生成部12に出力する。   The road shape acquisition unit 11 in the travel locus generation ECU 1 acquires the road shape of the road on which the host vehicle travels based on the white line detection signal transmitted from the white line detection sensor 25 and the navigation signal transmitted from the navigation system 26. The road shape acquisition unit 11 outputs the acquired road shape to the travel locus generation unit 12.

走行軌跡生成部12における走行パターン記憶部14は、道路形状に応じた走行パターンをあらかじめ記憶している。ここでの走行パターンとしては、走行条件として、直進路を走行する場合の走行パターンとカーブ路を走行する場合との走行パターンをテンプレートとしてそれぞれ記憶している。走行パターン記憶部14は、直進路走行軌跡生成部15およびカーブ路走行軌跡生成部16の読み出しに応じて、記憶している走行パターンを直進路走行軌跡生成部15およびカーブ路走行軌跡生成部16に出力する。   The travel pattern storage unit 14 in the travel locus generation unit 12 stores a travel pattern according to the road shape in advance. As travel patterns here, travel patterns for traveling on a straight road and travel patterns for traveling on a curved road are stored as templates as travel conditions. The traveling pattern storage unit 14 stores the traveling pattern stored in the straight road traveling locus generation unit 15 and the curved road traveling locus generation unit 16 in accordance with the readout of the straight road traveling locus generation unit 15 and the curved road traveling locus generation unit 16. Output to.

直進路走行軌跡生成部15は、道路形状生成部12から出力された道路形状が直進路である場合に、走行パターン記憶部14から直進路に応じた走行パターンである直進路走行パターンを読み出す。直進路走行軌跡生成部15では、走行パターン記憶部14から読み出した直進路走行パターンおよび各センサ21〜25から送信される各種信号に基づいて、直進路における走行軌跡である直進路走行軌跡を生成する。直進路走行軌跡生成部15は、生成した直進路走行軌跡を走行制御部13に出力する。   When the road shape output from the road shape generation unit 12 is a straight path, the straight path travel locus generation unit 15 reads a straight path travel pattern that is a travel pattern corresponding to the straight path from the travel pattern storage unit 14. The straight path traveling locus generation unit 15 generates a straight path traveling locus that is a traveling locus on the straight path based on the straight path traveling pattern read from the traveling pattern storage unit 14 and various signals transmitted from the sensors 21 to 25. To do. The straight path traveling locus generation unit 15 outputs the generated straight path traveling locus to the traveling control unit 13.

カーブ路走行軌跡生成部16は、道路形状生成部12から出力された道路形状がカーブ路である場合に、走行パターン記憶部14からカーブ路に応じた走行パターンであるカーブ路走行パターンを読み出す。カーブ路走行軌跡生成部16では、走行パターン記憶部14から読み出したカーブ路走行パターンおよび各センサ21〜25から送信される各種信号に基づいて、カーブ路における走行軌跡であるカーブ路走行軌跡を生成する。カーブ路走行軌跡生成部16は、生成したカーブ路走行軌跡を走行制御部13に出力する。   When the road shape output from the road shape generation unit 12 is a curved road, the curved road traveling locus generation unit 16 reads a curved road traveling pattern that is a traveling pattern corresponding to the curved road from the traveling pattern storage unit 14. The curved road traveling locus generation unit 16 generates a curved road traveling locus which is a traveling locus on the curved road based on the curved road traveling pattern read from the traveling pattern storage unit 14 and various signals transmitted from the sensors 21 to 25. To do. The curved road traveling locus generation unit 16 outputs the generated curved road traveling locus to the traveling control unit 13.

走行制御部13は、直進路走行軌跡生成部15およびカーブ路走行軌跡生成部16から出力される直進路走行軌跡およびカーブ路走行軌跡に基づいて、各アクチュエータ31〜33の制御量を算出する。走行制御部13は、算出した制御量を操舵制御信号、エンジン制御信号、およびブレーキ制御信号として各アクチュエータ31〜33に対してそれぞれ送信する。   The traveling control unit 13 calculates control amounts of the actuators 31 to 33 based on the straight traveling track and the curved traveling track output from the straight traveling track generating unit 15 and the curved traveling track generating unit 16. The traveling control unit 13 transmits the calculated control amounts to the actuators 31 to 33 as a steering control signal, an engine control signal, and a brake control signal, respectively.

操舵アクチュエータ31は、減速機構を介してモータによる回転駆動力をステアリング機構(ラック、ピニオン、コラムなど)に伝達し、ステアリング機構に操舵トルクを付与するためのアクチュエータである。操舵アクチュエータ31では、走行軌跡生成ECU1から操舵制御信号を受信すると、操舵制御信号に応じてモータが回転駆動して操舵トルクを発生させる。   The steering actuator 31 is an actuator for transmitting a rotational driving force by a motor to a steering mechanism (rack, pinion, column, etc.) via a speed reduction mechanism and applying steering torque to the steering mechanism. In the steering actuator 31, when a steering control signal is received from the travel locus generation ECU 1, the motor is rotationally driven according to the steering control signal to generate a steering torque.

スロットルアクチュエータ32は、駆動源の一つであるエンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータである。スロットルアクチュエータ32では、走行軌跡生成ECU1からのエンジン制御信号を受信すると、エンジン制御信号に応じて作動し、スロットルバルブの開度を調整する。   The throttle actuator 32 is an actuator that adjusts the opening of an engine throttle valve that is one of the drive sources. When the throttle actuator 32 receives an engine control signal from the travel locus generation ECU 1, the throttle actuator 32 operates according to the engine control signal to adjust the opening of the throttle valve.

ブレーキアクチュエータ33は、各車輪のホイールシリンダのブレーキ油圧を調整するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ33では、走行軌跡生成ECU1からのブレーキ制御信号を受信すると、ブレーキ制御信号に応じて作動し、ホイールシリンダのブレーキ油圧を調整する。   The brake actuator 33 is an actuator that adjusts the brake hydraulic pressure of the wheel cylinder of each wheel. When the brake actuator 33 receives the brake control signal from the travel locus generation ECU 1, the brake actuator 33 operates in accordance with the brake control signal to adjust the brake hydraulic pressure of the wheel cylinder.

次に、本実施形態に係る走行軌跡生成装置における処理手順について説明する。図2は、本実施形態に係る走行軌跡生成装置の処理手順を示すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態に係る走行軌跡生成装置においては、まず、各センサ21〜25から送信される各種信号を受信する(S1)。   Next, a processing procedure in the travel locus generating apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the travel locus generating apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the travel locus generating apparatus according to the present embodiment, first, various signals transmitted from the sensors 21 to 25 are received (S1).

次に、道路形状取得部11において、白線検知信号およびナビ信号に基づいて、自車両が走行する道路の道路形状を取得する(S2)。ここでは、道路形状が直進路であるかカーブ路であるかを判断し、直進路である場合には、直線の幅、距離、座標などの情報を道路形状として取得する。また、カーブ路である場合には、カーブ前後の直線、カーブの中心点、カーブ半径Rを道路形状として取得する。   Next, the road shape acquisition unit 11 acquires the road shape of the road on which the host vehicle travels based on the white line detection signal and the navigation signal (S2). Here, it is determined whether the road shape is a straight road or a curved road. If the road shape is a straight road, information such as the width, distance, and coordinates of the straight line is acquired as the road shape. In the case of a curved road, the straight line before and after the curve, the center point of the curve, and the curve radius R are acquired as the road shape.

続いて、取得した道路形状が直進路であるかカーブ路であるかを判断する(S3)。その結果、取得した道路形状が直進路である場合には、直進路走行軌跡生成部15において、直進路走行軌跡を生成する(S4)。直進路走行軌跡を生成する際には、直進路走行軌跡生成部15は、走行パターン記憶部14から直進路走行パターンを読み出す。   Subsequently, it is determined whether the acquired road shape is a straight road or a curved road (S3). As a result, when the acquired road shape is a straight road, the straight road traveling locus generation unit 15 generates a straight road traveling locus (S4). When generating a straight route traveling locus, the straight route traveling locus generation unit 15 reads a straight route traveling pattern from the traveling pattern storage unit 14.

直進路走行パターンは、直進路の入口側境界線上における任意の点および直進路の出口側境界線上における任意の点を通過するパターンである。図3(a)に示すように、X−Y座標上において、道路形状が道路幅W、道路長さWLの直進路SRである場合には、図3(b)に示すように、直進路SRにおける入口側境界線IB上の任意の点である入口側設定点P1および出口側境界線OB上の任意の点である出口側設定点P2を設定する。図3(a)では、車両の進行方向DはX軸に沿った方向とされている。   The straight path traveling pattern is a pattern that passes through an arbitrary point on the entrance-side boundary line of the straight path and an arbitrary point on the exit-side boundary line of the straight path. As shown in FIG. 3A, when the road shape is a straight path SR having a road width W and a road length WL on the XY coordinates, as shown in FIG. An inlet side set point P1 which is an arbitrary point on the inlet side boundary line IB in SR and an outlet side set point P2 which is an arbitrary point on the outlet side boundary line OB are set. In FIG. 3A, the traveling direction D of the vehicle is a direction along the X axis.

それから、設定した入口側設定点P1および出口側設定点P2の座標、入口側設定点P1と出口側設定点P2とを結んだ方位角などを軌跡生成の入力条件に設定する。そして、直進路走行軌跡生成部15は、これらの入力条件を用いることによって、直進路走行軌跡SLを生成する。   Then, the coordinates of the set entrance-side set point P1 and the exit-side set point P2, the azimuth angle connecting the entrance-side set point P1 and the exit-side set point P2, and the like are set as input conditions for locus generation. Then, the straight path traveling locus generation unit 15 generates a straight path traveling locus SL by using these input conditions.

直進路走行軌跡を生成する際には、走行軌跡最適化処理を用いることができる。この最適化処理のための手法としては、どのような手法を用いてよく、たとえば、非特許文献1で開示されているSCGRA[Sequential ConjugateGradient Restoration Algorithm]を用いることができる。SCGRAでは、拘束条件を満たすまで最急降下法に基づいて収束演算し、評価関数の評価値が最小となるまで共役勾配法に基づいて収束演算する。拘束条件は、車両の走行において絶対に守らなければならない条件である。評価関数は、車両の走行において重視する条件を評価するための関数である。   When generating a straight path travel locus, a travel locus optimization process can be used. As a technique for the optimization process, any technique may be used, for example, SCGRA [Sequential Conjugate Gradient Restoration Algorithm] disclosed in Non-Patent Document 1. In SCGRA, the convergence calculation is performed based on the steepest descent method until the constraint condition is satisfied, and the convergence calculation is performed based on the conjugate gradient method until the evaluation value of the evaluation function is minimized. The restraint condition is a condition that must be strictly observed when the vehicle is traveling. The evaluation function is a function for evaluating conditions that are important in traveling of the vehicle.

また、取得した道路形状がカーブ路であると判断した場合には、カーブ路走行軌跡生成部16において、カーブ路走行軌跡を生成する(S5)。カーブ路走行軌跡を生成する際には、カーブ路走行軌跡生成部16は、走行パターン記憶部14からカーブ路走行パターンを読み出す。   When it is determined that the acquired road shape is a curved road, the curved road traveling locus generation unit 16 generates a curved road traveling locus (S5). When generating the curved road traveling locus, the curved road traveling locus generating unit 16 reads the curved road traveling pattern from the traveling pattern storage unit 14.

カーブ路走行パターンは、カーブ路への進入ラインおよびカーブ路からの脱出ライン、カーブ路の入口と出口との中間点近傍における通過点を通過するパターンである。たとえば、図4(a)に示すように、X−Y座標上において、道路形状が、カーブ中心点Oに対して外径OR、内径IR、道路幅Wのカーブ路CRである場合には、図4(b)に示すように、カーブ路CRにおける進入ラインL1および脱出ラインL2を設定する。さらには、カーブ路における入口および出口の中間点とのなす角度θが±10deg程度の範囲内に通過点P3を設定する。   The curved road traveling pattern is a pattern that passes through an approach line to the curved road, an escape line from the curved road, and a passing point in the vicinity of an intermediate point between the entrance and the exit of the curved road. For example, as shown in FIG. 4A, on the XY coordinates, when the road shape is a curved road CR having an outer diameter OR, an inner diameter IR, and a road width W with respect to the curve center point O, As shown in FIG.4 (b), the approach line L1 and the escape line L2 in the curve road CR are set. Furthermore, the passing point P3 is set within a range where the angle θ formed with the intermediate point between the entrance and the exit on the curved road is about ± 10 deg.

さらには、通過点P3における進行方向を設定する。通過点P3における進行方向は、通過点P3とカーブ中心点Oとを結んだ線に直交する方向に設定する。この通過点P3を通過し、進行方向を示す基準ラインBLに接する円弧状の軌跡の半径をカーブ内径と外形の範囲内で設定する。   Furthermore, the traveling direction at the passing point P3 is set. The traveling direction at the passing point P3 is set to a direction orthogonal to the line connecting the passing point P3 and the curve center point O. A radius of an arc-shaped locus passing through the passing point P3 and in contact with the reference line BL indicating the traveling direction is set within the range of the curve inner diameter and the outer shape.

それから、入口側境界線IBと進入ラインL1との交点、出口側境界線OBと脱出ラインL2との交点、および通過点の各座標、さらには方位角などの軌跡生成のための入力条件を設定する。この際、さらに入口側境界線IBから通過点CP3までのハンドルの操作性を、切り増しと保舵のみにより構成されるように設定したり、通過点CP3から出口側境界線OBまでのハンドル操作性を、切り戻しと保舵のみにより構成されるように設定したりすると、より好ましい。そして、カーブ路走行軌跡生成部16は、これらの入力条件を用いることによって、カーブ路走行軌跡を生成する。こうしてカーブ路走行軌跡を生成することにより、カーブ路の枠内に収まるカーブ路走行軌跡を得ることができる。カーブ路走行軌跡を生成する際には、直進路走行軌跡を生成する場合と同様、たとえば走行軌跡最適化処理を用いることができる。カーブ路走行軌跡としては、たとえば、図5に示す軌跡Tを得ることができる。   Then, input conditions for trajectory generation such as the intersection of the entrance-side boundary line IB and the entry line L1, the intersection of the exit-side border line OB and the escape line L2, and the coordinates of the passing points, and the azimuth angle are set. To do. At this time, the operability of the handle from the entrance-side boundary line IB to the passing point CP3 is further set so as to be constituted only by the increase and the steering, or the handle operation from the passing point CP3 to the exit-side border line OB. It is more preferable that the performance is set so as to be constituted only by switching back and steering. Then, the curved road traveling locus generation unit 16 generates a curved road traveling locus by using these input conditions. By generating a curved road traveling locus in this way, a curved road traveling locus that fits within the frame of the curved road can be obtained. When generating a curved road traveling locus, for example, a traveling locus optimization process can be used as in the case of generating a straight road traveling locus. As the curved road traveling locus, for example, a locus T shown in FIG. 5 can be obtained.

直進路走行軌跡およびカーブ路走行軌跡を生成したら、走行制御部13において、各アクチュエータ31〜33の制御量を算出する(S6)。その後、算出した制御量に応じた操舵制御信号、エンジン制御信号、およびブレーキ制御信号を各アクチュエータ31〜33に対してそれぞれ送信する。こうして、走行軌跡生成装置による処理を終了する。   When the straight road traveling locus and the curved road traveling locus are generated, the travel control unit 13 calculates the control amounts of the actuators 31 to 33 (S6). Thereafter, a steering control signal, an engine control signal, and a brake control signal corresponding to the calculated control amount are transmitted to the actuators 31 to 33, respectively. In this way, the process by the traveling locus generating device is finished.

このように、本実施形態に係る走行軌跡生成装置においては、直進路およびカーブ路を走行する際の走行パターンをあらかじめ設定しておき、走行パターンに基づいて走行軌跡を生成するようにしている。このため、最適化処理を行って最適な走行軌跡を生成する際に、走行軌跡が道路幅内に収まるようにすることができ、最適化処理における反復計算を行う際に車両が直進路やカーブ路の端をかすめるラインが走行軌跡となることを少なくすることができる。したがって、車両の走行軌跡を求める際に反復計算の途中で計算が頓挫して走行軌跡が求められなくなるという事態を防止することができる。   As described above, in the travel locus generating apparatus according to the present embodiment, a travel pattern for traveling on a straight road and a curved road is set in advance, and a travel locus is generated based on the travel pattern. For this reason, when the optimization process is performed to generate the optimal travel path, the travel path can be made to be within the road width, and the vehicle can move straight or curve when performing the iterative calculation in the optimization process. It is possible to reduce the line that grabs the end of the road from becoming a travel locus. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the calculation of the traveling locus is not obtained during the iterative calculation when the traveling locus of the vehicle is obtained and the traveling locus cannot be obtained.

また、本実施形態に係る走行軌跡生成装置においては、直進路とカーブ路とのそれぞれに対して走行パターンを設定している。このため、直進路およびカーブ路のそれぞれに応じた走行軌跡を精度よく生成することができる。   In the travel locus generating device according to the present embodiment, a travel pattern is set for each of the straight road and the curved road. For this reason, the driving | running | working locus | trajectory according to each of the straight road and the curve road can be produced | generated accurately.

1…走行軌跡生成ECU、11…道路形状取得部、12…走行軌跡生成部、13…走行制御部、14…走行パターン記憶部、15…直進路走行軌跡生成部、16…カーブ路走行軌跡生成部、21…ヨーレートセンサ、22…Gセンサ、23…車輪速センサ、24…GPSセンサ、25…白線検知センサ、26…障害物検知センサ、26…ナビゲーションシステム、31…操舵アクチュエータ、32…スロットルアクチュエータ、33…ブレーキアクチュエータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Travel locus generation ECU, 11 ... Road shape acquisition part, 12 ... Travel locus generation part, 13 ... Travel control part, 14 ... Traveling pattern memory | storage part, 15 ... Straight road traveling locus generation part, 16 ... Curve road traveling locus generation , 21 ... Yaw rate sensor, 22 ... G sensor, 23 ... Wheel speed sensor, 24 ... GPS sensor, 25 ... White line detection sensor, 26 ... Obstacle detection sensor, 26 ... Navigation system, 31 ... Steering actuator, 32 ... Throttle actuator 33 ... Brake actuator.

Claims (4)

所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成方法であって、
走路に対する所定の走行条件を満たす際の走行パターンをあらかじめ設定しておき、
前記所定の走路が前記所定の走行条件を満たす際に、前記走行パターンに基づいて、前記所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成することを特徴とする走行軌跡生成方法。
A traveling locus generating method for generating a traveling locus when traveling on a predetermined traveling path,
Pre-set the driving pattern when satisfying the predetermined driving condition for the track,
A travel locus generation method for generating a travel locus when traveling on the predetermined travel route based on the travel pattern when the predetermined travel route satisfies the predetermined travel condition.
前記所定の走行条件がカーブ路の走行であり、
前記走行パターンが前記カーブ路に進入する際の進入ライン、前記カーブ路から抜け出す際の脱出ラインを走行し、前記カーブ路における通過点を所定の進行方向に走行するパターンである請求項1に記載の走行軌跡生成方法。
The predetermined traveling condition is traveling on a curved road;
2. The pattern according to claim 1, wherein the travel pattern travels along an entry line when entering the curved road and an escape line when exiting the curved road, and travels along a passing point on the curved road in a predetermined traveling direction. Running track generation method.
前記所定の走行条件が直進路の走行であり、
前記走行パターンが前記直進路に進入する際の進入点と、前記直進路から抜け出す際の脱出点とを、通過して走行するパターンである請求項1に記載の走行軌跡生成方法。
The predetermined traveling condition is traveling on a straight road,
The travel locus generation method according to claim 1, wherein the travel pattern is a pattern that travels through an entry point when entering the straight path and an escape point when exiting from the straight path.
所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成装置であって、
走路に対する所定の走行条件および前記所定の走行条件を満たす際の走行パターンを記憶する走行パターン記憶部と、
前記所定の走路が前記所定の走行条件を満たす際に、前記走行パターンに基づいて、前記所定の走路を走行する際の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部と、
を備えることを特徴とする走行軌跡生成装置。
A travel locus generating device that generates a travel locus when traveling on a predetermined traveling path,
A traveling pattern storage unit that stores a predetermined traveling condition for the traveling road and a traveling pattern when the predetermined traveling condition is satisfied;
A travel locus generating unit that generates a travel locus when traveling on the predetermined travel path based on the travel pattern when the predetermined travel condition satisfies the predetermined travel condition;
A travel locus generating apparatus comprising:
JP2010271747A 2010-12-06 2010-12-06 Travel track generation device Pending JP2012123472A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010271747A JP2012123472A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Travel track generation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010271747A JP2012123472A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Travel track generation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012123472A true JP2012123472A (en) 2012-06-28

Family

ID=46504879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010271747A Pending JP2012123472A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Travel track generation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012123472A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013180079A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 株式会社クラレ Slurry for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method
CN104006816A (en) * 2014-06-06 2014-08-27 四川宝英光电有限公司 Trajectory tracking and replaying method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013180079A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 株式会社クラレ Slurry for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method
CN104006816A (en) * 2014-06-06 2014-08-27 四川宝英光电有限公司 Trajectory tracking and replaying method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829255B2 (en) Control system for steering means of motorized vehicles in situations where a collision with an obstacle is imminent
CN107128366B (en) System and method for following path by the lane that bend provides correction to towing vehicle
US9796416B2 (en) Automated driving apparatus and automated driving system
US9227632B1 (en) Method of path planning for evasive steering maneuver
US9849911B2 (en) Enhanced vehicle lateral control (lane following/lane keeping/lane changing control) for trailering vehicles
JP6269534B2 (en) Travel control device
US9229453B1 (en) Unified motion planner for autonomous driving vehicle in avoiding the moving obstacle
JP6055525B1 (en) Vehicle travel control device
US9090285B2 (en) Method for providing a lanekeeping assistance based on modifying mechanical sources of steering torques
US9174674B2 (en) Parking assisting apparatus
JP6432679B2 (en) Stop position setting apparatus and method
JP6315107B2 (en) Target route generation device and travel control device
US7308345B2 (en) Steering assistance method and device for a motor vehicle
US20220355820A1 (en) Method for Determining an Avoidance Path of a Motor Vehicle
CN108349489A (en) Controlling device for vehicle running
RU2715667C1 (en) Method of vehicle movement control and movement control device
US11505191B2 (en) Vehicle traveling control device
JP6579699B2 (en) Vehicle travel control device
JP4899626B2 (en) Travel control device
Jeon et al. GPS waypoint fitting and tracking using model predictive control
JP2018105636A (en) Route generation device
JP5282590B2 (en) Vehicle driving support device and vehicle driving support method
JP2012123472A (en) Travel track generation device
JP7241800B2 (en) Vehicle control device and vehicle control method
JP7430214B2 (en) control calculation device