JP2017081432A - Vehicle control apparatus, vehicle control method, and vehicle control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。 The present invention relates to a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program.
近年、四輪車両などの車両を、自動的に運転する技術について研究が進められている。これに関連して、運転者の操作により自車両の自動運転の開始を指示する指示手段と、自動運転の目的地を設定する設定手段と、運転者により前記指示手段が操作された場合に、前記目的地が設定されているか否かに基づいて自動運転のモードを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記自動運転のモードに基づいて車両走行制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前記目的地が設定されていない場合は、前記自動運転のモードを、前記自車両の現在の走行路に沿って走行する自動運転又は自動停車に決定する、運転支援装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, research has been conducted on technologies for automatically driving vehicles such as four-wheel vehicles. In this connection, when the driver operates the instruction means for instructing the start of the automatic driving of the host vehicle, the setting means for setting the destination of automatic driving, and the instruction means by the driver, Determining means for determining an automatic driving mode based on whether or not the destination is set, and a control means for controlling vehicle travel based on the automatic driving mode determined by the determining means, When the destination is not set, the determination means determines whether the automatic driving mode is automatic driving or automatic stopping that travels along the current traveling path of the host vehicle. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術では、所望のタイミングで所望の位置に移動させることができない場合があった。 However, in the conventional technique, there is a case where it cannot be moved to a desired position at a desired timing.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program capable of moving a vehicle to a desired position at a desired timing. One of the purposes.
請求項1に記載の発明は、第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定する第1決定部(114、128)と、前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定する第2決定部(114、128)と、前記第2決定部により決定された第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御する駆動制御部(130)と、を備える車両制御装置(100)である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両制御装置において、所定周期ごとに、前記第1決定部が、前記所定周期の到来から第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定し、前記第2決定部が前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定する、ことを繰り返すものである。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first aspect, the first determination unit performs the first determination of the host vehicle after a first predetermined time from the arrival of the predetermined period for each predetermined period. The second target vehicle speed is determined, and the second determination unit repeatedly determines the second target vehicle speed of the host vehicle after a second predetermined time shorter than the first predetermined time.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の車両制御装置において、自車両の車速を検出する車速検出部を、更に備え、前記第2決定部は、現在時刻から前記第1の所定時間までを区分するサンプリング周期ごとに設定される複数の時刻に対応して設定される車速のうち、前記第2の所定時間後の車速を前記第2の目標車速として設定するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the second aspect of the present invention, the vehicle control device further includes a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the host vehicle, and the second determination unit is configured to perform the first predetermined determination from a current time Of the vehicle speeds set corresponding to a plurality of times set for each sampling period that divides up to time, the vehicle speed after the second predetermined time is set as the second target vehicle speed.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の車両制御装置において、自車両の車速を検出する車速検出部を、更に備え、複数の時刻に対応して設定される車速は、前記車速検出部により検出された自車両の車速が第1の目標車速に至るまでに前記サンプリング周期ごとに連続的に加速度が変化するという条件下で求められる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the third aspect, the vehicle control device further includes a vehicle speed detecting unit that detects a vehicle speed of the host vehicle, and the vehicle speed set corresponding to a plurality of times is the vehicle speed. It is obtained under the condition that the acceleration continuously changes at every sampling period until the vehicle speed of the host vehicle detected by the detection unit reaches the first target vehicle speed.
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の車両制御装置において、複数の時刻に対応して設定される車速は、前記車速検出部により検出された自車両の車速が第1の目標車速に至るまでに前記サンプリング周期ごとに連続的に速度が変化するという条件下で求められる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the third aspect, the vehicle speed set corresponding to a plurality of times is the vehicle speed of the host vehicle detected by the vehicle speed detection unit as a first target. It is obtained under the condition that the speed continuously changes at every sampling period until the vehicle speed is reached.
請求項6に記載の発明は、車載コンピュータが、第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定し、前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定し、前記第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御する、車両制御方法である。 In the invention according to claim 6, the in-vehicle computer determines the first target vehicle speed of the host vehicle after the first predetermined time, and based on the acceleration or jerk based on the first target vehicle speed, In the vehicle control method, a second target vehicle speed of the host vehicle after a second predetermined time shorter than the first predetermined time is determined, and driving of the host vehicle is controlled based on the second target vehicle speed.
請求項7に記載の発明は、車載コンピュータに、第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定させ、前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定させ、前記第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御させる車両制御プログラムである。 The invention according to claim 7 causes the in-vehicle computer to determine the first target vehicle speed of the host vehicle after the first predetermined time, and based on the acceleration or jerk based on the first target vehicle speed, A vehicle control program for determining a second target vehicle speed of a host vehicle after a second predetermined time shorter than a first predetermined time and controlling driving of the host vehicle based on the second target vehicle speed.
請求項1、6、7に記載の発明によれば、第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定することで車速を高い精度で制御できるため、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる。 According to the first, sixth, and seventh aspects of the present invention, the vehicle speed can be controlled with high accuracy by determining the second target vehicle speed of the host vehicle after the second predetermined time shorter than the first predetermined time. The vehicle can be moved to a desired position at a desired timing.
請求項2に記載の発明によれば、所定周期ごとに第1の目標車速および第2の目標車速を決定することを繰り返すので、所定周期ごとに第2の目標車速に基づいて車両を駆動することができるため、車両を所望のタイミングで所望の位置に、より精度良く移動させることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the determination of the first target vehicle speed and the second target vehicle speed is repeated every predetermined cycle, the vehicle is driven based on the second target vehicle speed every predetermined cycle. Therefore, the vehicle can be moved to a desired position at a desired timing with higher accuracy.
請求項3、4、5に記載の発明によれば、第1の目標車速に至るまでの車速のうち、第2の所定時間後に対応した車速を第2の目標車速として決定するので、第1の所定時間のうちの任意の時刻に第2の所定時間を設定しても、第2の所定時間に対応した目標車速に基づいて車両を駆動することができる。 According to the third, fourth, and fifth aspects of the invention, the vehicle speed corresponding to the second predetermined time out of the vehicle speeds up to the first target vehicle speed is determined as the second target vehicle speed. Even if the second predetermined time is set at an arbitrary time of the predetermined times, the vehicle can be driven based on the target vehicle speed corresponding to the second predetermined time.
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program of the present invention will be described with reference to the drawings.
[車両構成]
図1は、第1の実施形態に係る車両制御装置100が搭載された車両(以下、自車両Mと称する)の有する構成要素を示す図である。車両制御装置100が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動する。
[Vehicle configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating components included in a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle M) on which the
図1に示すように、自車両Mには、ファインダ20−1から20−7、レーダ30−1から30−6、およびカメラ40等のセンサと、ナビゲーション装置50と、上述した車両制御装置100とが搭載される。ファインダ20−1から20−7は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するLIDAR(Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging)である。例えば、ファインダ20−1は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ20−2および20−3は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ20−4は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ20−5および20−6は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ20−1から20−6は、例えば、水平方向に関して150度程度の検出領域を有している。また、ファインダ20−7は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ20−7は、例えば、水平方向に関して360度の検出領域を有している。
As shown in FIG. 1, the vehicle M includes a finder 20-1 to 20-7, a radar 30-1 to 30-6, a sensor such as a
上述したレーダ30−1および30−4は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ30−2、30−3、30−5、30−6は、レーダ30−1および30−4よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ20−1から20−7を特段区別しない場合は、単に「ファインダ20」と記載し、レーダ30−1から30−6を特段区別しない場合は、単に「レーダ30」と記載する。レーダ30は、例えば、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体を検出する。
The above-described radars 30-1 and 30-4 are, for example, long-range millimeter wave radars having a detection area in the depth direction wider than other radars. Radars 30-2, 30-3, 30-5, and 30-6 are medium-range millimeter-wave radars that have a narrower detection area in the depth direction than radars 30-1 and 30-4. Hereinafter, when the finders 20-1 to 20-7 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “
カメラ40は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ40は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ40は、例えば周期的に繰り返し自車両Mの前方を撮像する。
The
なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。 The configuration illustrated in FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
図2は、第1の実施形態に係る車両制御装置100を中心とした自車両Mの機能構成図である。自車両Mには、ファインダ20、レーダ30、およびカメラ40の他、ナビゲーション装置50と、車両センサ60と、操作デバイス70と、操作検出センサ72と、切替スイッチ80と、走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、ブレーキ装置94と、車両制御装置100とが搭載される。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。
FIG. 2 is a functional configuration diagram of the host vehicle M around the
ナビゲーション装置50は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機や地図情報(ナビ地図)、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置50は、GNSS受信機によって自車両Mの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置50により導出された経路は、経路情報154として記憶部150に格納される。自車両Mの位置は、車両センサ60の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置50は、車両制御装置100が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Mの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置50とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置50は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置100との間で無線または通信によって情報の送受信が行われる。なお、自車両Mの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置50とは独立して設けられてもよい。
The
車両センサ60は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
The
走行駆動力出力装置90は、例えば、自車両Mが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンECU(Electronic Control Unit)を備える。走行駆動力出力装置90は、自車両Mが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータECUを備える。走行駆動力出力装置90は、自車両Mがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンECUと走行用モータおよびモータECUを備える。走行駆動力出力装置90がエンジンのみを含む場合、エンジンECUは、後述する走行制御部130から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を出力する。また、走行駆動力出力装置90が走行用モータのみを含む場合、モータECUは、走行制御部130から入力される情報に従って、走行用モータに与えるPWM信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置90がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンECUおよびモータECUの双方は、走行制御部130から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
The traveling driving
ステアリング装置92は、例えば、電動モータと、ステアリングトルクセンサと、操舵角センサ等を備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させてステアリングホイールの向きを変更する。ステアリングトルクセンサは、例えば、ステアリングホイールを操作したときのトーションバーのねじれをステアリングトルク(操舵力)として検出する。操舵角センサは、例えば、ステアリング操舵角(または実舵角)を検出する。ステアリング装置92は、走行制御部130から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、ステアリングホイールの向きを変更する。
The steering device 92 includes, for example, an electric motor, a steering torque sensor, a steering angle sensor, and the like. The electric motor changes the direction of the steering wheel by applying a force to a rack and pinion function or the like, for example. The steering torque sensor detects, for example, twisting of the torsion bar when the steering wheel is operated as steering torque (steering force). The steering angle sensor detects, for example, a steering steering angle (or actual steering angle). The steering device 92 drives the electric motor according to the information input from the
ブレーキ装置94は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。ブレーキ装置94は、走行制御部130から入力される情報に従って、マスターシリンダーの圧力に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置94は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。
The
操作デバイス70は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス70には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ72が取り付けられている。操作検出センサ72は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ72は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部130に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ72の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、またはブレーキ装置94に出力されてもよい。
The
切替スイッチ80は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ80は、例えば、ステアリングホイールやガーニッシュ(ダッシュボード)等に設置される機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置50のタッチパネルに設けられるGUI(Graphical User Interface)スイッチであってもよい。切替スイッチ80は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部130による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、制御切替部140に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない(或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い)状態で走行する運転モードであり、より具体的には、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、およびブレーキ装置94の一部または全部を制御する運転モードである。
The
[車両制御装置]
以下、車両制御装置100について説明する。車両制御装置100は、例えば、自車位置認識部102と、外界認識部104と、行動計画生成部106と、走行態様決定部110と、第1軌道生成部112と、車線変更制御部120と、走行制御部130と、制御切替部140と、記憶部150とを備える。自車位置認識部102、外界認識部104、行動計画生成部106、走行態様決定部110、第1軌道生成部112、車線変更制御部120、走行制御部130、および制御切替部140のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部150は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部150に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部150にインストールされてもよい。
[Vehicle control device]
Hereinafter, the
自車位置認識部102は、記憶部150に格納された地図情報152と、ファインダ20、レーダ30、カメラ40、ナビゲーション装置50、または車両センサ60から入力される情報とに基づいて、自車両Mが走行している車線(走行車線)、および、走行車線に対する自車両Mの相対位置を認識する。地図情報152は、例えば、ナビゲーション装置50が有するナビゲーション用地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報152には、道路情報と、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員から算出される車線中央線、道路の勾配、道路の位置(経度、緯度、高さを含む3次元座標)、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
The own vehicle
図3は、自車位置認識部102により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部102は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両Mの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部102は、自車線L1のいずれかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating how the vehicle
外界認識部104は、ファインダ20、レーダ30、カメラ40等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、自車両Mの周辺を走行する車両であって、自車両Mと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づく周辺車両の状態を表す情報であり、例えば、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か(あるいは車線変更をしようとしているか否か)を含む。また、外界認識部104は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
The external
行動計画生成部106は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置50により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部106は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
The action
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Mを減速させる減速イベントや、自車両Mを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Mを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Mに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Mを走行させたりする分岐イベント、車線合流ポイントにおいて自車両Mを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路(例えば高速道路等)においてジャンクション(分岐点)が存在する場合、車両制御装置100は、自動運転モードにおいて、自車両Mを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部106は、地図情報152を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Mの位置(座標)から当該ジャンクションの位置(座標)までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部106によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報156として記憶部150に格納される。
The action plan is composed of, for example, a plurality of events that are sequentially executed. Examples of the event include a deceleration event for decelerating the host vehicle M, an acceleration event for accelerating the host vehicle M, a lane keeping event for driving the host vehicle M so as not to deviate from the traveling lane, and a lane change event for changing the traveling lane. In the overtaking event in which the own vehicle M overtakes the preceding vehicle, in the branch event in which the own vehicle M is changed so as not to deviate from the current driving lane, or in the lane junction point A merging event for accelerating / decelerating the vehicle M and changing the traveling lane is included. For example, when a junction (branch point) exists on a toll road (for example, an expressway), the
図4は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部106は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部106は、自車両Mの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an action plan generated for a certain section. As shown in the figure, the action
行動計画生成部106は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部104によって認識された外界の状態に基づいて変更(更新)してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を自車両Mが走行する場合、他車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する車両が自車両M前方に割り込んで来たりする場合、自車両Mは、前方の車両の挙動や、隣接する車線の車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部106は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間ごとに設定したイベントを変更してもよい。
For example, the action
具体的には、行動計画生成部106は、車両走行中に外界認識部104によって認識された他車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する他車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Mが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更ベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部104の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部106は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。これによって、車両制御装置100は、自車両Mが車線変更先の車両に衝突することを回避することができる。この結果、車両制御装置100は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Mを自動走行させることができる。
Specifically, the action
[レーンキープイベント]
走行態様決定部110は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部130により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部110は、自車両の前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部110は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により自車両Mがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により自車両Mの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
[Lane Keep Event]
When the lane keeping event included in the action plan is executed by the
第1軌道生成部112は、走行態様決定部110により決定された走行態様に基づいて、自車両Mの軌道を生成する。第1軌道生成部112は、自車両Mが走行態様決定部110により決定された走行態様に基づいて走行する場合に、自車両Mが到達することが想定される将来の目標到達位置Kt、および目標到達位置Ktまで到達するまでの所定時間ごとにサンプリングしたn個の点(目標サンプリング位置K)の集合(軌跡)を演算することで、軌道を生成する。第1軌道生成部112は、速度設定部114を備える。速度設定部114は、自車両Mが目標到達位置Ktに到達した際の目標到達速度Vt、および目標サンプリング位置K(i)に到達した際の目標速度v(i)目標速度を設定する。なお、iは、1より大きく、且つ目標到達位置Ktに対応する位置K(n)のnよりも小さい任意の自然数である。
The first
図5は、第1軌道生成部112により生成される軌道の一例を示す図である。図5(A)に示すように、例えば、第1軌道生成部112は、自車両Mの現在位置K(0)を基準に、現時刻から所定時間Δt経過するごとに、K(1)、K(2)、K(3)、…K(n)といった将来の目標サンプリング位置を自車両Mの軌道として設定する。以下、これら目標サンプリング位置を区別しない場合、単に「目標サンプリング位置K」と表記する。例えば、目標サンプリング位置Kの個数は、現在時刻から自車両Mが軌道の終点位置である目標到達位置Kt(不図示)に到達するまでの時間である目標到達時間T1に応じて決定される。例えば、第1軌道生成部112は、目標到達時間T1を5秒とした場合、この5秒間において、所定のサンプリング周期Δt(例えば0.1秒)刻みで目標サンプリング位置Kを走行車線の中央線上に設定し、これら複数の目標サンプリング位置Kの配置間隔を走行態様に基づいて決定する。第1軌道生成部112は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報152に含まれる車線の幅員等の情報から導出してもよいし、予め地図情報152に含まれている場合に、この地図情報152から取得してもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a trajectory generated by the
例えば、上述した走行態様決定部110により走行態様が定速走行に決定された場合、第1軌道生成部112は、図5(A)に示すように、等間隔で複数の目標サンプリング位置Kを設定することで軌道を生成する。走行態様決定部110により走行態様が減速走行に決定された場合(追従走行において前走車両が減速した場合も含む)、第1軌道生成部112は、図5(B)に示すように、到達する時刻がより早い目標サンプリング位置Kほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い目標サンプリング位置Kほど間隔を狭くすることで軌道を生成する。これにより、自車両Mからの到達する時刻が遅い目標位置Kが自車両Mの現在位置と近づくため、後述する走行制御部130が自車両Mを減速させることになる。
For example, when the travel mode is determined to be constant speed travel by the travel
図5(C)に示すように、道路がカーブ路である場合に、走行態様決定部110は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、第1軌道生成部112は、例えば、道路の曲率に応じて、自車両Mの進行方向に対する横位置(車線幅方向の位置)を変更しながら複数の目標サンプリング位置Kを配置することで、軌道を生成する。また、図5(D)に示すように、自車両Mの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物OBが存在する場合、走行態様決定部110は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、第1軌道生成部112は、障害物OBを回避して走行するように複数の目標サンプリング位置Kを配置することで、軌道を生成する。
As shown in FIG. 5C, when the road is a curved road, the traveling
[車線変更イベント]
車線変更制御部120は、行動計画に含まれる車線変更イベントが走行制御部130により実施される際の制御を行う。車線変更制御部120は、例えば、ターゲット位置設定部122と、車線変更可否判定部124と、第2軌道生成部126とを備える。なお、車線変更制御部120は、分岐イベントや合流イベントが走行制御部130により実施される際に、後述する処理を行ってもよい。
[Lane change event]
The lane
ターゲット位置設定部122は、自車両Mが走行する車線(自車線)に対して隣接する隣接車線を走行し且つ自車両Mよりも前方を走行する車両と、隣接車線を走行し且つ自車両Mよりも後方を走行する車両とを特定する。ターゲット位置設定部122は、特定した前方を走行する車両と後方を走行する車両との間にターゲット領域TAを設定する。以下、隣接車線を走行し且つ自車両Mよりも前方を走行する車両を前方基準車両と称し、隣接車線を走行し且つ自車両Mよりも後方を走行する車両を後方基準車両と称して説明する。 The target position setting unit 122 travels in an adjacent lane adjacent to the lane (own lane) in which the host vehicle M travels, travels in front of the host vehicle M, travels in the adjacent lane, and travels in the host vehicle M. The vehicle that travels behind is identified. The target position setting unit 122 sets the target area TA between the vehicle traveling ahead and the vehicle traveling backward. Hereinafter, a vehicle that travels in the adjacent lane and travels ahead of the host vehicle M will be referred to as a front reference vehicle, and a vehicle that travels in the adjacent lane and travels behind the host vehicle M will be referred to as a rear reference vehicle. .
車線変更可否判定部124は、ターゲット位置設定部122により設定されたターゲット領域TA上に周辺車両が存在せず、且つ自車両Mと前方基準車両との仮想的な衝突余裕時間TTC(Time-To Collision)と、自車両Mと後方基準車両との仮想的な衝突余裕時間TTCが共に、閾値以上であるといった所定の設定条件を満たす場合に、隣接車線上に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定する。衝突余裕時間TTCは、例えば、ターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更したと仮定し、このターゲット領域TA上の仮の自車両Mと、前方基準車両(あるいは後方基準車両)との車間距離を、自車両Mの速度および前方基準車両(あるいは後方基準車両)の相対速度で除算することで導出される。 The lane change possibility determination unit 124 does not have a surrounding vehicle on the target area TA set by the target position setting unit 122, and the virtual collision allowance time TTC (Time-To) between the host vehicle M and the front reference vehicle. Collision) and the virtual collision allowance time TTC between the host vehicle M and the rear reference vehicle both satisfy a predetermined setting condition such as being equal to or greater than a threshold value. It is determined that the vehicle M can change lanes. The collision margin time TTC is, for example, assumed that the host vehicle M has changed lanes on the target area TA, and the inter-vehicle distance between the temporary host vehicle M on the target area TA and the front reference vehicle (or the rear reference vehicle). Is divided by the speed of the host vehicle M and the relative speed of the front reference vehicle (or the rear reference vehicle).
図6は、第1の実施形態におけるターゲット位置設定部122がターゲット領域TAを設定する様子を示す図である。図中、mAは前方車両を表し、mBは前方基準車両を表し、mCは後方基準車両を表している。また、矢印dは自車両Mの進行(走行)方向を表し、L1は自車線を表し、L2は隣接車線を表している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the target position setting unit 122 according to the first embodiment sets the target area TA. In the figure, mA represents a front vehicle, mB represents a front reference vehicle, and mC represents a rear reference vehicle. An arrow d represents the traveling (traveling) direction of the host vehicle M, L1 represents the host lane, and L2 represents an adjacent lane.
図6の例の場合、ターゲット位置設定部122は、隣接車線L2上において、前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間にターゲット領域TAを設定する。このような場合、車線変更可否判定部124は、ターゲット位置設定部122により設定されたターゲット領域TA上に自車両Mを仮想的に配置し、この仮想的な自車両Mを基準に前方基準車両mBに対する衝突余裕時間TTC(B)と、後方基準車両mCに対する衝突余裕時間TTC(C)とを導出する。車線変更可否判定部124は、導出したこれら2つの衝突余裕時間TTCが共に所定の設定条件を満たすか否かを判定し、両方の衝突余裕時間TTCが共に所定の設定条件を満たす場合(例えば前方、後方それぞれに設定された閾値以上である場)、隣接車線L2上に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定する。なお、ターゲット位置設定部122は、隣接車線L2上において、後方基準車両mCの後方(後方基準車両mCと、その後方に存在する車両との間)にターゲット領域TAを設定してもよい。 In the example of FIG. 6, the target position setting unit 122 sets a target area TA between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC on the adjacent lane L2. In such a case, the lane change possibility determination unit 124 virtually arranges the host vehicle M on the target area TA set by the target position setting unit 122, and the front reference vehicle is based on the virtual host vehicle M. A collision margin time TTC (B) for mB and a collision margin time TTC (C) for the rear reference vehicle mC are derived. The lane change possibility determination unit 124 determines whether or not both of these derived collision margin times TTC satisfy a predetermined setting condition, and when both the collision margin times TTC both satisfy a predetermined setting condition (for example, forward When the vehicle is equal to or more than the threshold value set for each of the rear), it is determined that the host vehicle M can change the lane on the target area TA set on the adjacent lane L2. Note that the target position setting unit 122 may set the target area TA behind the rear reference vehicle mC (between the rear reference vehicle mC and the vehicle existing behind it) on the adjacent lane L2.
また、車線変更可否判定部124は、前走車両mA、前方基準車両mB、および後方基準車両mCの速度、加速度、または躍度(ジャーク)等を加味して、ターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であるか否かを判定してもよい。例えば、前走車両mAの速度よりも前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの速度が大きく、自車両Mの車線変更に必要な時間の範囲内で前方基準車両mBおよび後方基準車両mCが前走車両mAを追い抜くことが予想されるような場合、車線変更可否判定部124は、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの間に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能でないと判定する。 Further, the lane change possibility determination unit 124 considers the own vehicle M on the target area TA in consideration of the speed, acceleration, jerk, etc. of the preceding vehicle mA, the forward reference vehicle mB, and the backward reference vehicle mC. It may be determined whether or not the lane can be changed. For example, the speed of the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC is higher than the speed of the front running vehicle mA, and the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC run forward within the time range required for the lane change of the host vehicle M When it is predicted that the vehicle mA will be overtaken, the lane change possibility determination unit 124 determines that the host vehicle M cannot change the lane on the target area TA set between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC. judge.
第2軌道生成部126は、上述した車線変更可否判定部124によりターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定された場合、このターゲット領域TA(目標到達位置)上に車線変更するための軌道を生成する。第2軌道生成部126は、ターゲット領域TA(目標到達位置)上に車線変更する場合に、自車両Mが到達することが想定される将来の目標到達位置Ktを、所定のサンプリング周期ごとにサンプリングした点(目標サンプリング位置K)の集合(軌跡)を演算することで、軌道を生成する。第2軌道生成部126は、速度設定部128を備える。速度設定部128は、自車両Mが目標到達位置Ktに到達した際の目標到達速度Vt、および自車両Mが目標サンプリング位置K(i)に到達した際の目標速度v(i)を設定する。
When the above-described lane change possibility determination unit 124 determines that the host vehicle M can change the lane on the target area TA, the second track generation unit 126 changes the lane on the target area TA (target arrival position). Generate a trajectory to do. The second trajectory generation unit 126 samples a future target arrival position Kt that the host vehicle M is expected to reach every predetermined sampling period when changing the lane on the target area TA (target arrival position). A trajectory is generated by calculating a set (trajectory) of the obtained points (target sampling position K). The second trajectory generation unit 126 includes a
図7は、第1の実施形態における第2軌道生成部126が軌道を生成する様子を示す図である。例えば、第2軌道生成部126は、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCを所定の速度モデルで走行するものとして仮定し、これら3台の車両の速度モデルと自車両Mの速度とに基づいて、将来のある時刻において自車両Mが前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの間、または後方基準車両mCの後方に存在するように軌道を生成する。例えば、第2軌道生成部126は、現在の自車両Mの位置から、将来のある時刻における前方基準車両mBの位置までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて繋ぎ、曲線上に等間隔あるいは不等間隔で、所定個数の目標サンプリング位置Kを配置する。この際、第2軌道生成部126は、目標到達位置Ktがターゲット領域TA上に配置されるように軌道を生成する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the second trajectory generation unit 126 according to the first embodiment generates a trajectory. For example, the second track generation unit 126 assumes that the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC travel with a predetermined speed model, and based on the speed model of these three vehicles and the speed of the host vehicle M. The track is generated so that the host vehicle M exists between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC or at the rear of the rear reference vehicle mC at a certain time in the future. For example, the second trajectory generation unit 126 connects the current position of the host vehicle M to the position of the forward reference vehicle mB at a certain time in the future using a polynomial curve such as a spline curve, and is equally spaced or irregular on the curve. A predetermined number of target sampling positions K are arranged at equal intervals. At this time, the second trajectory generation unit 126 generates a trajectory so that the target arrival position Kt is arranged on the target area TA.
以下、上述した実施形態において、速度設定部114および速度設定部128が、第1軌道生成部112および第2軌道生成部126により生成された軌道における目標到達位置Ktおよび目標サンプリング位置Kに、速度を設定する処理を説明する。なお、以下の説明において、速度設定部114および速度設定部128は、同様の処理を実行することで、第1軌道生成部112および第2軌道生成部126によりそれぞれ設定された目標到達位置Ktおよび目標サンプリング位置Kに速度を設定する。以下、速度設定部114および速度設定部128を総称して「速度設定部(114および128)」と記載し、速度設定部(114および128)により目標到達位置Kt、および目標サンプリング位置Kに速度を設定する処理を説明する。
Hereinafter, in the above-described embodiment, the
速度設定部(114および128)は、目標到達位置Ktに目標到達速度Vtを設定すると共に、各目標サンプリング位置K(1)〜(n−1)に目標速度vを設定する。図8は、実施形態において、目標到達位置Ktおよび目標サンプリング位置K(i)と、目標到達速度Vtおよび目標速度v(i)と、時間との関係を示す図である。 The speed setting unit (114 and 128) sets the target arrival speed Vt at the target arrival position Kt and sets the target speed v at each of the target sampling positions K (1) to (n-1). FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship among the target arrival position Kt and the target sampling position K (i), the target arrival speed Vt and the target speed v (i), and time in the embodiment.
速度設定部(114および128)は、第1の所定時間T1後の自車両Mの第1の目標到達速度Vtを決定する(第1決定部)。速度設定部(114および128)は、前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2後の自車両Mの第2の目標車速v(i)を決定する(第2決定部)。速度設定部(114および128)は、第2の目標車速v(i)を走行制御部130に出力することで、決定された第2の目標車速v(i)に基づいて自車両Mの駆動を制御させる。
The speed setting unit (114 and 128) determines the first target arrival speed Vt of the host vehicle M after the first predetermined time T1 (first determination unit). Based on the acceleration or jerk based on the first target vehicle speed, the speed setting unit (114 and 128) sets the second vehicle M after the second predetermined time T2 shorter than the first predetermined time T1. A target vehicle speed v (i) is determined (second determination unit). The speed setting unit (114 and 128) outputs the second target vehicle speed v (i) to the
第2の所定時間T2は、第1の所定時間T1よりも短い期間である。第2の所定時間T2は、例えば、複数の目標サンプリング位置Kのうちいずれかの目標サンプリング位置Kに対応する時間に設定される。速度設定部(114および128)がi番目の目標サンプリング位置K(i)に対応した目標速度v(i)を第2の目標速度として設定する場合、第2の所定時間T2は、軌跡に設定される目標サンプリング位置Kの数n(nは1より大きい任意の自然数)で割った時間にiを乗算した時間である。例えば、第1軌道生成部112および第2軌道生成部126が5秒間の軌跡を演算して、目標サンプリング位置Kを50個設定する場合において、速度設定部(114および128)は、現在時刻t(0)から100ミリ秒後の目標サンプリング位置K(1)の速度を目標速度v(1)として演算してもよい。
The second predetermined time T2 is a period shorter than the first predetermined time T1. For example, the second predetermined time T2 is set to a time corresponding to one of the target sampling positions K among the plurality of target sampling positions K. When the speed setting unit (114 and 128) sets the target speed v (i) corresponding to the i-th target sampling position K (i) as the second target speed, the second predetermined time T2 is set to the locus. This is a time obtained by multiplying i by the time divided by the number n of target sampling positions K (n is an arbitrary natural number greater than 1). For example, when the
図9は、実施形態の速度設定部(114および128)により軌跡の速度を設定する処理の流れを示す図である。車両制御装置100は、第1軌道生成部112および第2軌道生成部126により軌道を生成するタイミングが到来したか否かを判定する(S100)。車両制御装置100は、所定時間が到来したか否かを判定することで、軌道を生成するタイミングが到来したか否かを判定する。所定時間は、例えば、数百マイクロ秒である。車両制御装置100は、軌道を生成するタイミングが到来していない場合には待機する。車両制御装置100は、軌道を生成するタイミングが到来した場合に、現在時刻から第1の所定時間後までの軌道を生成する(S102、第1決定部)。
FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of processing for setting a trajectory speed by the speed setting unit (114 and 128) of the embodiment. The
速度設定部(114および128)は、目標到達位置Ktにおける目標到達速度Vtを算出する。速度設定部(114および128)は、自車両Mの周囲の環境に基づいて、目標到達速度Vtを算出する。速度設定部(114および128)は、自車両Mの走行車線に前方車両がない場合には、自車両Mの走行車線における法定速度を目標到達速度Vtとして設定する。速度設定部(114および128)は、自車両Mの走行車線に前方車両がある場合には、前方車両の車速を目標到達速度Vtとして設定する。速度設定部(114および128)は、車線変更イベントが実施される場合には、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも前方を走行する車両の速度を目標到達速度Vtとして設定する。 The speed setting unit (114 and 128) calculates a target arrival speed Vt at the target arrival position Kt. The speed setting unit (114 and 128) calculates the target arrival speed Vt based on the environment around the host vehicle M. The speed setting unit (114 and 128) sets the legal speed in the travel lane of the host vehicle M as the target arrival speed Vt when there is no forward vehicle in the travel lane of the host vehicle M. The speed setting unit (114 and 128) sets the vehicle speed of the preceding vehicle as the target arrival speed Vt when there is a preceding vehicle on the traveling lane of the host vehicle M. When the lane change event is performed, the speed setting unit (114 and 128) sets the speed of the vehicle traveling in the adjacent lane and traveling ahead of the host vehicle M as the target arrival speed Vt.
次に速度設定部(114および128)は、第2の所定時間T2後に対応する目標サンプリング位置K(i)に設定された位置情報を抽出する(S106)。次に速度設定部(114および128)は、現在の自車両Mの車速に基づいて目標サンプリング位置K(i)の目標速度v(i)を算出する(S108、第2決定部)。速度設定部(114および128)は、現在時刻から時刻t(n)までを区分するサンプリング周期ごとに設定される複数の時刻に対応して設定される車速のうち、時刻t(i)後の車速v(i)を目標車速として設定する。速度設定部(114および128)は、例えば、下記の式(1)に従って目標速度v(i)を算出する。
v(i)=v(0)+a(0)t+(1/2Jt2) 式(1)
式(1)において、v(0)は現在時刻t(0)の自車両Mの車速であり、a(0)は現在時刻t(0)の自車両Mの加速度であり、Jは躍度(ジャーク)である。Jはa(0)を微分した値である。tは目標サンプリング位置Kに対応する時刻(i)である。複数の時刻に対応して設定される車速は、車両センサ60により検出された自車両Mの車速が目標到達速度Vtに至るまでにサンプリング周期ごとに連続的に加速度が変化するという条件下で求められる。
Next, the speed setting unit (114 and 128) extracts the position information set to the corresponding target sampling position K (i) after the second predetermined time T2 (S106). Next, the speed setting unit (114 and 128) calculates a target speed v (i) at the target sampling position K (i) based on the current vehicle speed of the host vehicle M (S108, second determination unit). The speed setting unit (114 and 128) is a vehicle speed set after a time t (i) among the vehicle speeds set corresponding to a plurality of times set for each sampling period for dividing the current time to the time t (n). The vehicle speed v (i) is set as the target vehicle speed. The speed setting unit (114 and 128) calculates the target speed v (i) according to the following equation (1), for example.
v (i) = v (0) + a (0) t + (1 / 2Jt 2 ) Formula (1)
In equation (1), v (0) is the vehicle speed of the host vehicle M at the current time t (0), a (0) is the acceleration of the host vehicle M at the current time t (0), and J is the jerk. (Jerk). J is a value obtained by differentiating a (0). t is a time (i) corresponding to the target sampling position K. The vehicle speed set corresponding to a plurality of times is obtained under the condition that the acceleration continuously changes at every sampling period until the vehicle speed of the host vehicle M detected by the
速度設定部(114および128)は、目標サンプリング位置K(i)の目標速度v(i)を下記の式(2)に従って算出してもよい。
v(i)=v(0)+a(i)t 式(2)
速度設定部(114および128)は、a(i)を(Vt−v(0))/2によって算出する。複数の時刻に対応して設定される車速は、車両センサ60により検出された自車両Mの車速が目標到達速度Vtに至るまでにサンプリング周期ごとに連続的に車速が変化するという条件下で求められる。
The speed setting unit (114 and 128) may calculate the target speed v (i) at the target sampling position K (i) according to the following equation (2).
v (i) = v (0) + a (i) t Equation (2)
The speed setting unit (114 and 128) calculates a (i) by (Vt−v (0)) / 2. The vehicle speed set corresponding to a plurality of times is obtained under the condition that the vehicle speed continuously changes at every sampling period until the vehicle speed of the host vehicle M detected by the
速度設定部(114および128)は、算出した目標速度v(i)を走行制御部130に出力することで、時刻t(i)における自車両Mの車速を目標速度v(i)に制御させる。速度設定部(114および128)は、第1軌道生成部112および第2軌道生成部126により軌道が生成されるごとに、繰り返してステップS102からステップS108の動作を実行する。これにより、速度設定部(114および128)は、所定周期(軌道を生成するタイミング)の到来から第1の所定時間後の自車両の目標到達速度Vt(第1の目標車速)を決定し、第2の所定時間後の自車両の目標速度v(i)(第2の目標車速))を決定する。
The speed setting unit (114 and 128) outputs the calculated target speed v (i) to the
図10は、実施形態において軌道を生成する第1の所定時間と、目標速度v(i)を算出する第2の所定時間との関係を示す図である。第1軌道生成部112および第2軌道生成部126は、図10(a)に示すように、前方車両mMとの車間距離Dで自車両Mが車速Vmで走行し、自車両Mの前方車両mMが車速VmM(<Vm)で走行している状態で、軌道を生成するタイミングにおいて、第1の所定時間T1における軌道を生成する。速度設定部(114および128)は、図10(c)に示すように、第1の所定時間T1よりも短い第2の所定時間T2後の目標速度(Vm−v1)を式(1)または式(2)により算出して、走行制御部130により自車両Mの車速を制御させる。軌道を生成するタイミングにおいて、自車両Mおよび前方車両mMが等速で走行した場合、図10(b)に示すように、第1の所定時間T1後において、自車両Mと前方車両mMとの車間距離がD−d10に変化する。一方、第2の所定時間T2後の目標速度(Vm−v1)となるように自車両Mの走行を制御した場合、図10(c)に示すように、自車両Mと前方車両mMとの車間距離がD−d1に変化し、その結果、所定時間T2後の目標速度(Vm−v1)で自車両Mが等速で走行した場合、図10(d)に示すように、第1の所定時間T1後において自車両Mと前方車両mMとの車間距離がD−d1−d20に変化する。この結果、車両制御装置100は、図10(b)に示した車間距離のD−d10よりも、図10(d)に示した車間距離をD−d1−d20のように長くするように、第2の目標速度v(i)を設定することができる。以上の処理により、T1秒後の目標速度に基づいた加速度、躍度(ジャーク)からT2秒後の目標速度を算出することによって加速を適切に行うことができる。ここで、T2秒経過毎に同じ処理を行っているため加速をより適切に行うことができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a first predetermined time for generating a trajectory and a second predetermined time for calculating the target speed v (i) in the embodiment. As shown in FIG. 10A, the first
[走行制御]
走行制御部130は、制御切替部140による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、およびブレーキ装置94の一部または全部を含む制御対象を制御する。走行制御部132は、自動運転モード時において、行動計画生成部106によって生成された行動計画情報156を読み込み、読み込んだ行動計画情報156に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。
[Running control]
The
例えば、走行制御部130は、第1軌道生成部112または第2軌道生成部126により生成された軌道、および速度設定部(114および128)により設定された速度に従い、ステアリング装置92における電動モータの制御量(例えば回転数)と、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量(例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等)と、を決定する。具体的には、走行制御部130は、速度設定部(114および128)により設定された目標速度v(i)に従って、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量を決定する。また、走行制御部130は、目標サンプリング位置Kごとの自車両Mの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置92における電動モータの制御量を決定する。
For example, the traveling
走行制御部130は、制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置(90、92、94)は、走行制御部130から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部130は、車両センサ60の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。
The traveling
また、走行制御部130は、手動運転モード時において、操作検出センサ72により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部130は、操作検出センサ72により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。
In addition, the traveling
制御切替部140は、行動計画生成部106によって生成され、記憶部150に格納された行動計画情報156に基づいて、走行制御部130による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部140は、切替スイッチ80から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部130による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部130の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。
Based on the
また、制御切替部140は、操作検出センサ72から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部130による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部140は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス70が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部130の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部130によって自車両Mが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部140は、走行制御部130の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置100は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ80の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置100は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高くすることができる。
The
なお、上述した実施形態は、自動運転モードにおいて第1軌道生成部112および第2軌道生成部126により生成した軌道に従って自車両Mが走行する際の速度を設定することを説明したが、自動運転モードに限らずに、車両の他の制御モードにおいて速度を制御してもよい。実施形態は、例えば、所定周期ごとに目標到達速度を設定するものであれば、目標到達速度に至る時刻の前の時刻における目標速度を設定して、車両を駆動させてもよい。さらに具体的には、車載コンピュータが車速を一定速度に制御するACC(Adaptive Cruise Control)を実行している場合に、目標到達速度を算出すると共に、目標到達速度に至る時刻の前の時刻における目標速度を設定して、目標速度に基づいて車両を駆動させてもよい。
In the above-described embodiment, the speed at which the host vehicle M travels according to the tracks generated by the first
以上説明した実施形態における車両制御装置100によれば、軌道における目標到達位置Ktの目標到達速度Vtを決定し、目標到達速度Vtに基づいた加速度または躍度に基づいて、第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2後の自車両の目標速度v(i)を決定し、目標速度v(i)に基づいて自車両Mの駆動を制御するので、目標到達速度Vtに基づいて自車両Mの車速を制御するよりも、高い精度で自車両Mの速度を制御することができ、自車両Mを所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる。また、車両制御装置100によれば、目標到達速度Vtに基づいて自車両Mを制御するよりも、早いタイミングで自車両Mの制御を開始することができる。
According to the
また、実施形態の車両制御装置100によれば、軌道を生成するタイミング(所定周期)ごとに、目標到達速度Vtおよび目標速度v(i)を決定して自車両Mを制御することができ、軌道を生成するタイミングよりも目標速度v(i)を決定する周期を短くすることができ、高い精度で自車両Mの速度を制御することができる。
In addition, according to the
さらに、実施形態の車両制御装置100によれば、自車両Mの車速が目標到達速度Vtに至るまでにサンプリング周期ごとに連続的に加速度が変化するという条件下で求めた目標速度v(i)に基づいて自車両Mの速度を制御することができ、さらに高い精度で自車両Mの速度を制御することができる。
Furthermore, according to the
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited to such embodiment at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various deformation | transformation and substitution Can be added.
20…ファインダ、30…レーダ、40…カメラ、50…ナビゲーション装置、60…車両センサ、70…操作デバイス、72…操作検出センサ、80…切替スイッチ、90…走行駆動力出力装置、92…ステアリング装置、94…ブレーキ装置、100…車両制御装置、102…自車位置認識部、104…外界認識部、106…行動計画生成部、110…走行態様決定部、112…第1軌道生成部、114、128…速度設定部、120…車線変更制御部、122…ターゲット位置設定部、124…車線変更可否判定部、126…第2軌道生成部、130…走行制御部、140…制御切替部、150…記憶部、M…車両
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定する第2決定部と、
前記第2決定部により決定された第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御する駆動制御部と
を備える車両制御装置。 A first determination unit for determining a first target vehicle speed of the host vehicle after a first predetermined time;
A second determining unit that determines a second target vehicle speed of the host vehicle after a second predetermined time shorter than the first predetermined time based on an acceleration or jerk based on the first target vehicle speed;
A vehicle control device comprising: a drive control unit that controls driving of the host vehicle based on a second target vehicle speed determined by the second determination unit.
請求項1に記載の車両制御装置。 For each predetermined period, the first determination unit determines a first target vehicle speed of the host vehicle after a first predetermined time from the arrival of the predetermined period, and the second determination unit determines from the first predetermined time. Determining a second target vehicle speed of the host vehicle after a short second predetermined time,
The vehicle control device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の車両制御装置。 The second determination unit includes a vehicle speed after the second predetermined time among vehicle speeds set corresponding to a plurality of times set for each sampling period that divides from the current time to the first predetermined time. Is set as the second target vehicle speed,
The vehicle control device according to claim 1 or 2.
複数の時刻に対応して設定される車速は、前記車速検出部により検出された自車両の車速が第1の目標車速に至るまでに前記サンプリング周期ごとに連続的に加速度が変化するという条件下で求められる、
請求項3に記載の車両制御装置。 A vehicle speed detector for detecting the vehicle speed of the host vehicle,
The vehicle speed set corresponding to a plurality of times is such that the acceleration continuously changes at every sampling period until the vehicle speed of the host vehicle detected by the vehicle speed detection unit reaches the first target vehicle speed. Required by
The vehicle control device according to claim 3.
複数の時刻に対応して設定される車速は、前記車速検出部により検出された自車両の車速が第1の目標車速に至るまでに前記サンプリング周期ごとに連続的に車速が変化するという条件下で求められる、
請求項3に記載の車両制御装置。 A vehicle speed detector for detecting the vehicle speed of the host vehicle,
The vehicle speed set corresponding to a plurality of times is such that the vehicle speed continuously changes at each sampling period until the vehicle speed of the host vehicle detected by the vehicle speed detection unit reaches the first target vehicle speed. Required by
The vehicle control device according to claim 3.
第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定し、
前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定し、
前記第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御する、
車両制御方法。 In-vehicle computer
Determining a first target vehicle speed of the host vehicle after a first predetermined time;
Determining a second target vehicle speed of the host vehicle after a second predetermined time shorter than the first predetermined time based on an acceleration or jerk based on the first target vehicle speed;
Controlling the driving of the host vehicle based on the second target vehicle speed;
Vehicle control method.
第1の所定時間後の自車両の第1の目標車速を決定させ、
前記第1の目標車速に基づいた加速度または躍度に基づいて、前記第1の所定時間より短い第2の所定時間後の自車両の第2の目標車速を決定させ、
前記第2の目標車速に基づいて自車両の駆動を制御させる、
車両制御プログラム。 On-board computer
Determining a first target vehicle speed of the host vehicle after a first predetermined time;
A second target vehicle speed of the host vehicle after a second predetermined time shorter than the first predetermined time is determined based on an acceleration or jerk based on the first target vehicle speed;
Controlling the driving of the host vehicle based on the second target vehicle speed;
Vehicle control program.
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