JP2018173303A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】走行経路を認識するための情報が取得不能となった場合にも適切な走行制御を継続することができる車両の走行制御装置を提供する。【解決手段】走行制御装置10は、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法によって現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出するとともに、推定位置を含む位置情報の比較により推定位置信頼度を算出し、測位情報或いは車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能であるとき、推定位置を用いて走行制御のための制御情報を演算し、測位情報或いは車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能となった場合であっても、推定位置信頼度が閾値以下となるまでの間は走行制御を継続する。【選択図】図2

Description

本発明は、自車両が走行する目標経路を生成し、当該目標経路への追従走行を制御する車両の走行制御装置に関する。
従来、車両においては、ドライバの運転をより快適且つ安全に行うための自動運転の技術を利用した様々な提案がされ、実用化されている。例えば、特開2013−97714号公報(以下、特許文献1)には、車載カメラの画像から認識した車線の車線幅と、GPS情報に基づいて検出した自車位置における地図情報から取得した車線幅と、を比較し、画像による車線認識が誤認識か否かを判定し、画像による車線認識が誤認識の場合、自車両前方を撮像するカメラの画像から認識した先行車両の横位置を利用して、誤認識した側の車線区画線を判別し、その判別結果に応じて車線維持のための目標横位置を修正して車線維持(レーンキープ)制御を行う技術が開示されている。
特開2013−97714号公報
ところで、この種の車両の走行制御では、道路上の白線の消失等によって車載カメラによる車線認識が不能となった場合、或いは、トンネルやビル群等の影響によって衛星からの位置情報(測位情報)の取得が不能となった場合等のように、自車両の走行経路を認識するための情報が一時的に取得不能となる場合がある。
しかしながら、このように所定の情報が一時的に取得不能となった場合であっても、ドライバの利便性維持等の観点上、可能な限り走行制御を継続することが望ましい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、走行経路を認識するための情報が取得不能となった場合にも適切な走行制御を継続することができる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様による車両の走行制御装置は、地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、衛星からの信号を受信して自車位置の測位情報を取得する測位手段と、自車両の前方の車線区画線情報を含む走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、を備えた車両制御系に設けられ、前記地図情報と前記測位情報と前記車線区画線情報とに基づいて自車両の走行制御のための制御情報を演算する制御情報演算手段と、前記制御情報に基づいて自車両の走行制御を行う走行制御手段と、を備えた車両の走行制御装置において、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法により現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出する推定位置算出手段と、前記測位情報或いは前記車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能であるとき、前記推定位置を用いて前記制御情報を演算する異常時制御情報演算手段と、前記推定位置を含む位置情報の比較結果に基づいて推定位置信頼度を算出する推定位置信頼度算出手段と、を備え、前記走行制御手段は、前記測位情報或いは前記車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能となった場合であっても、前記推定位置信頼度が閾値以下となるまでの間は前記走行制御を継続するものである。
本発明の車両の走行制御装置によれば、走行経路を認識するための情報が取得不能となった場合にも適切な走行制御を継続することができる。
車両の制御系の構成図 走行制御ルーチンを示すフローチャート 通常時における走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図 車線区画線情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図 測位情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図 車線区画線情報及び測位情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図 ローカライゼーションによる自車位置と測位位置との偏差を示す説明図
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図1は車両の制御系の構成図、図2は走行制御ルーチンを示すフローチャート、図3は通常時における走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図、図4は車線区画線情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図、図5は測位情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図、図6は車線区画線情報及び測位情報が取得不能であるときの走行経路情報及び推定位置信頼度の算出手順を示す説明図、図7はローカライゼーションによる自車位置と測位位置との偏差を示す説明図である。
図1において、符号1は自動車等の車両(自車両)であり、この車両1に、走行制御を中心とする車両制御系2が搭載されている。
車両制御系2は、走行制御装置10、エンジン制御装置20、ブレーキ制御装置30、操舵制御装置40、走行環境認識装置50、地図情報処理装置60、測位装置70等が、車載ネットワークを形成する通信バス100に接続されて構成されている。
なお、通信バス100及び通信バス100に接続される各制御装置には、運転状態を検出する各種センサ類や各種設定及び操作用のスイッチ類が接続されている。図1においては、車速を検出する車速センサ6、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ7、ジャイロセンサ等の自車両の進行方向を検出する方位センサ8、操舵角を検出する操舵角センサ9が通信バス100に接続される例を示している。
走行制御装置10は、運転者の運転操作に対して、運転者の操作を要しない自動運転を含む運転支援を可能とするものであり、先行車両に対する追い越し、車線維持、高速道路自動合流等を含む適応走行制御、障害物の自動回避制御、標識及び信号検知による一時停止・交差点通過制御、異常発生時の路肩への緊急退避制御等の運転支援制御を実行する。これらの運転支援制御は、例えば、走行環境情報取得手段としての走行環境認識装置50で認識した自車両の走行環境情報、地図情報記憶手段としての地図情報処理装置60からの地図情報、測位手段としての測位装置70で測位した自車両の位置情報(測位情報)、各種センサで検出した車両走行状態の検出情報に基づいて実行される。
エンジン制御装置20は、車両のエンジン(図示せず)の運転状態を制御する制御装置であり、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等の主要な制御を行う。
ブレーキ制御装置30は、例えば、ブレーキスイッチ、4輪の車輪速、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、4輪のブレーキ装置(図示せず)をドライバのブレーキ操作とは独立して制御する。ブレーキ制御装置30は、走行制御装置10から、各輪のブレーキ力が入力された場合、該ブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出してブレーキ駆動部(図示せず)を作動させ、アンチロック・ブレーキ・システムや横すべり防止制御等の車両に付加するヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御、及びヨーブレーキ制御を行う。
操舵制御装置40は、例えば、車速、ドライバの操舵トルク、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ(図示せず)によるアシストトルクを制御する。この操舵制御装置40は、自車両を走行車線内に維持するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御に必要な操舵角、或いは、操舵トルクが、走行制御装置10により算出されて操舵制御装置40に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。
走行環境認識装置50は、車両の外部環境を撮影して画像情報を処理するカメラ装置(ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等)、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置(レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等)で構成されている。本実施の形態においては、走行環境認識装置50は、車両1の前方をステレオ撮像して画像情報から物体を3次元的に認識するステレオカメラユニット3を主として、車両1の前側方の物体を検出する側方レーダユニット4、車両1の後方の物体を検出するマイクロ波等による後方レーダユニット5を備えている。
ステレオカメラユニット3は、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に設置される左右2台のカメラ3a,3bで構成されるステレオカメラを主としている。左右2台のカメラ3a,3bは、CCDやCMOS等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラであり、所定の基線長で固定されている。
このステレオカメラユニット3には、左右のカメラ3a,3bで撮像した一対の画像をステレオ画像処理して、先行車両等の前方の物体の実空間における3次元位置情報を取得する画像処理部が一体的に備えられている。物体の3次元位置は、ステレオ画像処理によって得られる物体の視差データと画像座標値とから、例えば、ステレオカメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をX軸、車高方向をY軸、車長方向(距離方向)をZ軸とする3次元空間の座標値に変換される。
具体的には、ステレオカメラユニット3は、左右のカメラ3a,3bで撮像した一対の画像に対してステレオマッチング処理を行うことにより、左右画像の対応位置の画素ずれ量(視差)を求め、画素ずれ量か求まる距離情報の分布を示す距離画像を生成する。さらに、ステレオカメラユニット3は、距離情報の分布に対して周知のグルーピング処理を行い、自車両1が走行する車線区画線(白線等)、自車両1の前方を走行する先行車、対向車線を走行する対向車、及び、道路脇の標識や信号機、道路上の障害物等の各種立体物を、走行環境情報として3次元的に認識する。
側方レーダユニット4は、自車両周辺に存在する比較的近距離の物体を検出する近接レーダであり、例えば、フロントバンパの左右コーナー部に設置され、マイクロ波や高帯域のミリ波等のレーダ波を外部に送信して物体からの反射波を受信し、ステレオカメラユニット3の視野外となる自車両の前側方に存在する物体までの距離や方位を測定する。
また、後方レーダユニット5は、例えば、リヤバンパの左右コーナー部に設置され、同様にレーダ波を外部に送信して物体からの反射波を受信し、自車両後方から後側方にかけて存在する物体までの距離や方位を測定する。
地図情報処理装置60は、地図データベースDBを備え、測位装置70で測位した自車両の位置データ(測位情報)から地図データベースDBの地図データ(地図情報)上での位置を特定して出力する。地図データベースDBには、例えば、主として車両走行の経路案内や車両の現在位置を表示する際に参照されるナビゲーション用の地図データと、この地図データよりも詳細な、自動運転を含む運転支援制御を行う際に参照される走行制御用の地図データとが保持されている。
ナビゲーション用の地図データは、現在のノードに対して前のノードと次のノードとがそれぞれリンクを介して結びつけられており、各リンクには、信号機、道路標識、建築物等に関する情報が保存されている。一方、走行制御用の高精細の地図データは、ノードと次のノードとの間に、複数のデータ点を有している。このデータ点には、自車両1が走行する道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、道路白線種別、レーン数等の走行制御用データが、データの信頼度やデータ更新の日付等の属性データと共に保持されている。
また、地図情報処理装置60は、地図データベースDBの保守管理を行い、地図データベースDBのノード、リンク、データ点を検定して常に最新の状態に維持すると共に、データベース上にデータが存在しない領域についても新規データを作成・追加し、より詳細なデータベースを構築する。地図データベースDBのデータ更新及び新規データの追加は、測位装置70によって測位された位置データと、地図データベースDBに記憶されているデータとの照合によって行われる(マップマッチング)。
測位装置70は、複数の衛星からの信号に基づいて自車位置を測位する衛星航法を主として測位を行う。すなわち、測位装置70は、例えば、GNSS衛星等の複数の航法衛星200から送信される軌道及び時刻等に関する情報を含む信号を受信し、受信した信号に基づいて自車両の自己位置を3次元の絶対位置として測位する。
次に、走行制御装置10において実行される走行制御について、図2に示す走行制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。なお、本実施形態において、走行制御装置10は、以下の処理を行うことにより、制御情報演算手段、異常時制御情報演算手段、推定位置算出手段、推定位置信頼度算出手段、及び、走行制御手段としての各機能を実現する。
このルーチンは、設定時間毎に繰り返し実行されるものであり、ルーチンがスタートすると、走行制御装置10は、先ず、ステップS101において、自車走行レーンを区画する車線区画線が走行環境認識装置50によって適切に認識されているか否かを調べる。
そして、ステップS101において、走行制御装置10は、車線区画線が認識されていると判定した場合にはステップS102に進み、車線区画線が認識されていないと判定した場合にはステップS103に進む。
ステップS101からステップS102に進むと、走行制御装置10は、衛星200からの信号受信により自車両1の測位情報(自車位置)が測位装置70によって取得されているか否かを調べる。
そして、ステップS102において、走行制御装置10は、自車両1の測位情報が取得されていると判定した場合にはステップS104に進み、自車両1の測位情報が取得されていないと判定した場合にはステップS105に進む。
また、ステップS101からステップS103に進むと、走行制御装置10は、衛星200からの信号受信により自車両1の測位情報(自車位置)が測位装置70によって取得されているか否かを調べる。
そして、ステップS103において、走行制御装置10は、自車両1の測位情報が取得されていると判定した場合にはステップS106に進み、自車両1の測位情報が取得されていないと判定した場合にはステップS107に進む。
ステップS102からステップS104に進むと、走行制御装置10は、自車走行レーンの車線区画線及び自車両1の測位情報がともに取得されている通常時における自車両1の制御情報の演算を行う。さらに、ステップS104において、走行制御装置10は、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法により現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出し、推定位置を少なくとも1つ含む位置情報の比較結果に基づいて推定位置信頼度を算出する。
このようなステップS104における各処理は、例えば、図3に示す手順に従って行われる。
すなわち、走行制御装置10は、ステップS201において、車線区画線と地図データからローカライゼーションを行う。
具体的に説明すると、走行制御装置10は、走行環境認識装置50によって認識された左右の車線区画線と自車両1との相対位置と、地図データ上の車線区画線の座標との比較により、地図データ上の自車走行レーンにおける自車両1の横位置(自車横位置)を算出する。また、走行制御装置10は、例えば、車線区画線に基づいて自車走行レーンの前方に分岐路の開始点(分岐点)を認識しているとき、自車両1から分岐点までの距離と、地図データ上の分岐点の座標との比較により、地図データ上の自車走行レーンにおける自車両1の前後位置(自車前後位置)を算出する。ここで、走行制御装置10は、自車走行レーンの前方に分岐路等が存在しない場合にも、走行環境認識装置50によって認識された自車走行レーンの曲率等から求まる自車両1の方位角と、地図データ上の道路曲率等から求まる方位角との比較により、地図データ上の自車走行レーンにおける自車位置(自車前後位置)を算出することも可能である。
また、ステップS202において、走行制御装置10は、ステップS201でローカライゼーションされた地図データ上での自車位置(座標)に基づいて、測位装置70によって得られた測位情報(GNSS測位によって算出された地図データ上の自車位置の座標:GNSS自車位置)を補正する。
また、ステップS203において、走行制御装置10は、例えば、走行環境認識装置50によって認識された車線区画線から求まる道路形状と、測位情報の座標における地図データ上での道路形状との比較により、走行制御を行う上での制御信頼度を算出する。この制御信頼度の算出では、例えば、車線区画線から求まる道路形状(道路幅、曲率等)と、地図データ上での道路形状(道路幅、曲率等)との一致度が予め設定された方法により算出され、一致度が高いほど高い制御信頼度が算出される。
そして、ステップS203で算出された制御信頼度が設定閾値以上であるとき、ステップS204において、走行制御装置10は、走行制御(自動運転制御)を行うための目標経路を設定し、当該目標経路に基づく制御情報(例えば、曲率、ヨー角、横位置等の制御パラメータ)を算出する。
このように、自車走行レーンの車線区画線情報及び自車両1の測位情報がともに取得されている通常時において、走行制御装置10は、これら車線区画線情報と測位情報とを用いて制御信頼度を算出し、算出した制御信頼度が所定閾値以上である場合には、自車位置の特定を行った上で、走行制御を行うための制御情報を算出する。
また、ステップS205において、走行制御装置10は、例えば、ステップS201においてローカライゼーションされた自車位置の座標から求まる地図データ上の横位置及び前後位置と、GNSS自車位置の座標から求まる地図データ上の横位置及び前後位置との各偏差(図7参照)を測位情報に対する補正値であるGNSS補正値として算出する。
そして、ステップS206において、走行制御装置10は、今回算出したGNSS補正値と前回算出したGNSS補正値との比較に基づいてGNSS補正値信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、GNSS補正値の前回値と今回値との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値をGNSS補正値信頼度の前回値に加算することにより新たなGNSS補正値信頼度を算出する。この信頼度補正値は、GNSS補正値の前回値と今回値との偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、GNSS補正値信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど高い値が算出される。
そして、ステップS207において、走行制御装置10は、算出したGNSS補正値信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
また、ステップS208において、走行制御装置10は、測位装置70によって現在取得されている測位情報を、過去の自車位置に関する情報である前回(過去直近)のGNSS補正値によって補正することにより、現在の自車位置に関する推定位置を算出する。
そして、ステップS209において、走行制御装置10は、例えば、ステップS201においてローカライゼーションされた自車位置と、ステップS208において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としてのGNSS信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS201においてローカライゼーションされた自車位置とステップS208において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値をGNSS信頼度の前回値に加算することにより新たなGNSS信頼度を算出する。この信頼度補正値は、例えば、上述の自車位置と推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、GNSS信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
そして、ステップS210において、走行制御装置10は、算出したGNSS信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
また、ステップS211において、走行制御装置10は、例えば、ヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、前回(過去直近に)ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS212において、走行制御装置10は、例えば、ステップS208において算出した推定位置と、ステップS211において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としてのGNSS・デッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS208で算出された推定位置とステップS211において算出された推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値をGNSS・デッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たなGNSS・デッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、GNSS・デッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
そして、ステップS213において、走行制御装置10は、算出したGNSS・デッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
また、ステップS214において、走行制御装置10は、例えば、ステップS201においてローカライゼーションされた自車位置と、ステップS211において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第1のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS201においてローカライゼーションされた自車位置とステップS211において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第1のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第1のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の自車位置と推定位置との偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第1のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
また、ステップS215において、走行制御装置10は、例えば、操舵角を用いた車両モデルによりヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と前回(過去直近に)ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS216において、走行制御装置10は、ステップS211において算出した推定位置と、ステップS215において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第2のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS211において算出した推定位置とステップS215において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第2のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第2のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
そして、ステップS217において、走行制御装置10は、ステップS210において算出した第1のデッドレコニング信頼度、及び、ステップS216において算出した第2のデッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
図2のフローチャートにおいて、ステップS102からステップS105に進むと、走行制御装置10は、自車走行レーンの車線区画線情報が白線の擦れ等によって取得不能である異常時における自車両1の制御情報の演算を行う。さらに、ステップS105において、走行制御装置10は、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法により現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出し、推定位置を少なくとも1つ含む位置情報の比較結果に基づいて推定位置信頼度を算出する。
このようなステップS105における各処理は、例えば、図4に示す手順に従って行われる。
すなわち、走行制御装置10は、ステップS301において、走行環境認識装置50において認識された車線区画線以外の各種立体物(先行車、対向車、及び、地物等)を用いて自車走行レーンを推定し、地図上における自車位置を推定する。すなわち、走行制御装置10は、例えば、車線区画線情報を取得不能であるとき、走行環境認識装置50において認識された先行車や対向車の走行軌跡、ガードレールの形状、道路標識や信号機等の車線区画線以外の情報に基づいて自車走行レーンの曲率等を推定し、推定した曲率等を地図情報の曲率等とマッチングすることによって地図上における自車位置を推定する。さらに、例えば、自車走行レーンの前方に道路標識や信号機等の特徴点が認識されているとき、自車両1から特徴点までの距離と、地図データ上で対応する特徴点の座標との比較により、地図データ上の自車走行レーンにおける自車位置(自車前後位置)を推定することも可能である。
また、ステップS302において、走行制御装置10は、車線区画線情報が取得不能となる直前のGNSS補正値を前回(過去直近)のGNSS補正値(前回補正値)として用い、測位装置70によって現在取得されている測位情報を上述のステップS207と同様の演算によって補正することにより、現在の自車位置に関する推定位置を算出する。
そして、ステップS303において、走行制御装置10は、例えば、ステップS301において推定された自車走行レーンと、ステップS302において推定された自車位置(推定位置)とに基づいて、走行制御を行う上での制御信頼度を算出する。この制御信頼度の算出では、例えば、ステップS301において推定された自車走行レーンの形状(曲率等)と、ステップS302において推定された自車位置(推定位置)に対応する地図データ上での道路形状(曲率等)との一致度が予め設定された方法により算出され、一致度が高いほど高い制御信頼度が算出される。
そして、ステップS303で算出された制御信頼度が設定閾値以上であるとき、ステップS304において、走行制御装置10は、走行制御(自動運転制御)を行うための目標経路を設定し、当該目標経路に基づく制御情報(例えば、曲率、ヨー角、横位置等の制御パラメータ)を算出する。
このように、自車走行レーンの車線区画線情報を取得不能である異常時において、走行制御装置10は、車線区画線情報以外の走行環境情報と測位情報とを用いて制御信頼度を算出し、算出した制御信頼度が所定閾値以上である場合には、自車位置の特定を行った上で、走行制御を行うための制御情報を算出する。
また、ステップS305において、走行制御装置10は、例えば、ヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、車線区画線情報が取得不能となる直前(過去直近)にローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS306において、走行制御装置10は、例えば、ステップS302において算出した推定位置と、ステップS305において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としてのGNSS・デッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS302で算出された推定位置とステップS305において算出された推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値をGNSS・デッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たなGNSS・デッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、GNSS・デッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。但し、上述のようにステップS305において車線区画線情報が取得不能となる直前にローカライゼーションされた自車位置に基づいて推定位置を累積的に算出する本ケースでは、ヨーレート等の検出誤差が自車位置の推定位置に累積される。従って、GNSS・デッドレコニング信頼度は、基本的には、車線区画線情報が取得不能となってからの時間が経過するほど累積的に低くなる。
そして、ステップS307において、走行制御装置10は、算出したGNSS・デッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
また、ステップS308において、走行制御装置10は、例えば、操舵角を用いた車両モデルによりヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、車線区画線が取得不能となる直前(過去直近)にローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS309において、走行制御装置10は、ステップS305において算出した推定位置と、ステップS308において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第2のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS305において算出した推定位置とステップS308において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第2のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第2のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。但し、上述のようにステップS305及びステップS308において車線区画線情報が取得不能となる直前にローカライゼーションされた自車位置に基づいて推定位置を累積的に算出する本ケースでは、例えば、ヨーレートやハンドル角等の検出誤差が自車位置の推定位置に累積される。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、基本的には、車線区画線情報が取得不能となってからの時間が経過するほど累積的に低くなる。
そして、ステップS310において、走行制御装置10は、ステップS309において算出した第2のデッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
図2のフローチャートにおいて、ステップS103からステップS106に進むと、走行制御装置10は、トンネル内走行等によって測位情報が取得不能である異常時における自車両1の制御情報の演算を行う。さらに、ステップS106において、走行制御装置10は、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法により、現在に自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出し、各推定位置を含む位置情報の比較結果に基づいて推定位置信頼度を算出する。
このようなステップS106における各処理は、例えば、図5に示す手順に従って行われる。
すなわち、走行制御装置10は、ステップS401において、上述のステップS201と同様の処理により、車線区画線と地図データからローカライゼーションを行う。
また、ステップS402において、走行制御装置10は、例えば、ヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、前回(過去直近に)ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS403において、走行制御装置10は、ステップS401においてローカライゼーションされた地図データ上での自車位置(座標)に基づいて、ステップS402で算出した推定位置を補正する。
また、ステップS404において、走行制御装置10は、走行環境認識装置50によって認識された車線区画線から求まる道路形状と、推定位置に対応する地図データ上での道路形状との比較により、走行制御を行う上での制御信頼度を算出する。この制御信頼度の算出では、例えば、車線区画線から求まる道路形状(道路幅、曲率等)と、対応する地図データ上での道路形状(道路幅、曲率等)との一致度が予め設定された方法により算出され、一致度が高いほど高い制御信頼度が算出される。
そして、ステップS404で算出された制御信頼度が設定閾値以上であるとき、ステップS405において、走行制御装置10は、走行制御(自動運転制御)を行うための目標経路を設定し、当該目標経路に基づく制御情報(例えば、曲率、ヨー角、横位置等の制御パラメータ)を算出する。
このように、測位情報を取得不能である異常時において、走行制御装置10は、車線区画線情報と自車位置の推定位置情報とを用いて制御信頼度を算出し、算出した制御信頼度が所定閾値以上である場合には、自車位置の特定を行った上で、走行制御を行うための制御情報を算出する。
また、ステップS406において、走行制御装置10は、例えば、ステップS401においてローカライゼーションされた自車位置と、ステップS402において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第1のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS401においてローカライゼーションされた自車位置とステップS402において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第1のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第1のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の自車位置と推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第1のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
また、ステップS407において、走行制御装置10は、例えば、操舵角を用いた車両モデルによりヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と前回(過去直近に)ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS408において、走行制御装置10は、ステップS402において算出した推定位置と、ステップS407において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第2のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS402において算出した推定位置とステップS407において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第2のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第2のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。
そして、ステップS409において、走行制御装置10は、ステップS406において算出した第1のデッドレコニング信頼度、及び、ステップS408において算出した第2のデッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
図2のフローチャートにおいて、ステップS103からステップS107に進むと、走行制御装置10は、自車走行レーンの車線区画線情報が白線の擦れ等によって取得不能であり、且つ、トンネル内走行等によって測位情報が取得不能である異常時における自車両1の制御情報の演算を行う。
このようなステップS107における各処理は、例えば、図7に示す手順に従って行われる。
すなわち、走行制御装置10は、ステップS501において、上述のステップS301と同様の処理により、走行環境認識装置50において認識された各種立体物(先行車、対向車、及び、地物等)を用いて自車走行レーンを推定する。
また、ステップS502において、走行制御装置10は、例えば、ヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、車線区画線情報が取得不能となる直前(過去直近)にローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS503において、走行制御装置10は、例えば、ステップS501において推定された自車走行レーンと、ステップS502において推定された自車位置(推定位置)とに基づいて、走行制御を行う上での制御信頼度を算出する。この制御信頼度の算出では、例えば、ステップS501において推定された自車走行レーンの形状(曲率等)と、ステップS502において推定された自車位置(推定位置)に対応する地図データ上での道路形状との一致度が予め設定された方法により算出され、一致度が高いほど高い制御信頼度が算出される。
そして、ステップS503で算出された制御信頼度が設定閾値以上であるとき、ステップS504において、走行制御装置10は、走行制御(自動運転制御)を行うための目標経路を設定し、当該目標経路に基づく制御情報(例えば、曲率、ヨー角、横位置等の制御パラメータ)を算出する。
このように、自車走行レーンの車線区画線情報及び測位情報が取得不能である異常時において、走行制御装置10は、車線区画線情報以外の走行環境情報と自車位置の推定位置情報とを用いて制御信頼度を算出し、算出した制御信頼度が所定値以上である場合には、自車位置の特定を行った上で、走行制御を行うための制御情報を算出する。
また、ステップS505において、走行制御装置10は、例えば、操舵角を用いた車両モデルによりヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、車線区画線が取得不能となる直前(過去直近)にローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出する(デッドレコニングする)。
そして、ステップS506において、走行制御装置10は、ステップS502において算出した推定位置と、ステップS505において算出した推定位置との比較に基づいて、推定位置信頼度としての第2のデッドレコニング信頼度を算出する。本実施形態において、走行制御装置10は、例えば、ステップS502において算出した推定位置とステップS505において算出した推定位置との偏差に応じた信頼度補正値を算出し、この信頼度補正値を第2のデッドレコニング信頼度の前回値に加算することにより新たな第2のデッドレコニング信頼度を算出する。この信頼度補正値は、上述の推定位置の偏差が所定値以下の場合には正値となり、偏差が所定値よりも大きい場合には負値となる。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、偏差が所定値以下の状態が継続するほど累積的に高い値となる。但し、上述のようにステップS502及びステップS505において車線区画線情報が取得不能となる直前にローカライゼーションされた自車位置に基づいて推定位置を累積的に算出する本ケースでは、例えば、ヨーレートやハンドル角等の検出誤差が自車位置の推定位置に累積される。従って、第2のデッドレコニング信頼度は、基本的には、車線区画線情報が取得不能となってからの時間が経過するほど累積的に低くなる。
そして、ステップS507において、走行制御装置10は、ステップS506において算出した第2のデッドレコニング信頼度を走行制御装置10に備えられたメモリに格納する。
図2のフローチャートにおいて、ステップS104からステップS108に進むと、走行制御装置10は、通常時における制御情報が算出されているか否かを調べる。すなわち、走行制御装置10は、現在の制御信頼度が所定閾値以上であり、走行制御を行うための制御情報が算出されているか否かを調べる。
そして、ステップS108において、走行制御装置10は、制御情報が算出されていると判定した場合にはステップS111に進み、制御情報が算出されていないと判定した場合にはステップS112に進む。
また、ステップS105、ステップS106、或いは、ステップS107からステップS109に進むと、走行制御装置10は、異常時における制御情報が算出されているか否かを調べる。すなわち、走行制御装置10は、現在の制御信頼度が所定閾値以上であり、走行制御を行うための制御情報が算出されているか否かを調べる。
そして、ステップS109において、走行制御装置10は、制御情報が算出されていると判定した場合にはステップS110に進み、制御情報が算出されていないと判定した場合にはステップS112に進む。
ステップS109からステップS110に進むと、走行制御装置10は、現在算出されている推定位置信頼度が設定閾値(例えば、信頼度50%)以下であるか否かを調べる。
そして、ステップS110において、走行制御装置10は、推定位置信頼度の全てが設定閾値よりも大きいと判定した場合にはステップS111に進み、推定位置信頼度のうちの少なくとも何れか1つが設定閾値以下であると判定した場合にはステップS112に進む。
そして、ステップS108或いはステップS110からステップS111に進むと、走行制御装置10は、現在算出されている制御情報に基づいて走行制御を実行した後、ルーチンを抜ける。
一方、ステップS108、ステップS109、或いは、ステップS110からステップS112に進むと、走行制御装置10は、現在走行制御が行われている場合には、当該走行制御を中止した後、ルーチンを抜ける。
このような実施形態によれば、過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法によって現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出するとともに、推定位置を含む位置情報の比較により推定位置信頼度を算出し、測位情報或いは車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能であるとき、推定位置を用いて走行制御のための制御情報を演算し、測位情報或いは車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能となった場合であっても、推定位置信頼度が閾値以下となるまでの間は走行制御を継続することにより、走行経路を直接的に認識するための情報が取得不能となった場合にも適切な走行制御を継続することができる。
すなわち、例えば、走行環境認識装置50において車線区画線情報を取得不能となった場合には、走行環境情報から自車両1の走行経路を直接的に認識することが困難となり、さらに、走行環境情報を用いて測位情報を直接的に補正することも困難となる。しかしながら、このような場合においても、例えば、現在取得されている測位情報を、過去の自車位置に関する情報の1つである前回のGNSS補正値によって補正することにより、現在の自車位置に関する推定位置を算出することができる。また、例えば、ヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と、前回ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出することができる。さらに、例えば、操舵角を用いた車両モデルによりヨーレートを推定し、推定したヨーレートを用いて算出される自車両1の運動状態と前回ローカライゼーションされた自車位置とに基づいて、現在の自車位置に関する推定位置を算出することができる。そして、これら複数の推定位置の少なくとも何れかを用いて制御情報を演算することにより、走行制御を継続することができる。この場合において、異なる方法により得られた推定位置を含む位置情報の比較結果に基づいて累積的に変化する推定位置信頼度を算出し、車線区画線情報を取得不能となった場合の走行制御の継続を推定位置信頼度の何れかが設定閾値以下となるまでに制限することにより、信頼性の低い情報に基づいて必要以上に走行制御を継続させることなく、適切な走行制御を実現することができる。加えて、各推定位置を含む位置情報の各種組み合わせによって推定位置信頼度を多重に算出し、これらのうちの何れかの推定位置信頼度が設定閾値以下となった場合には走行制御を中止することにより、高い信頼性にて走行制御の継続を実現することができる。
なお、具体的な説明を省略するが、測位情報を取得不能となった場合、車線区画線情報及び測位情報を取得不能となった場合においても、上述の作用効果と略同様の作用効果を奏することができる。
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
1 … 車両(自車両)
2 … 車両制御系
3 … ステレオカメラユニット
3a,3b … カメラ
4 … 側方レーダユニット
5 … 後方レーダユニット
6 … 車速センサ
7 … ヨーレートセンサ
8 … 方位センサ
9 … 操舵角センサ
10 … 走行制御装置(制御情報演算手段、異常時制御情報演算手段、推定位置算出手段、推定位置信頼度算出手段、走行制御手段)
20 … エンジン制御装置
30 … ブレーキ制御装置
40 … 操舵制御装置
50 … 走行環境認識装置(走行環境情報取得手段)
60 … 地図情報処理装置(地図情報記憶手段)
70 … 測位装置(測位手段)
DB … 地図データベース
100 … 通信バス
200 … 航法衛星

Claims (4)

  1. 地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、衛星からの信号を受信して自車位置の測位情報を取得する測位手段と、自車両の前方の車線区画線情報を含む走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、を備えた車両制御系に設けられた車両の走行制御装置であって、
    前記地図情報と前記測位情報と前記車線区画線情報とに基づいて自車両の走行制御のための制御情報を演算する制御情報演算手段と、
    前記制御情報に基づいて自車両の走行制御を行う走行制御手段と、
    過去の自車位置に関する情報を用いた複数の演算方法により現在の自車位置に関する複数の推定位置をそれぞれ算出する推定位置算出手段と、
    前記推定位置を含む位置情報の比較結果に基づいて累積的に変化する推定位置信頼度を算出する推定位置信頼度算出手段と、
    前記測位情報或いは前記車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能であるとき、前記推定位置を用いて前記制御情報を演算する異常時制御情報演算手段と、を備え、
    前記走行制御手段は、前記測位情報或いは前記車線区画線情報のうちの少なくとも何れか一方が検出不能となった場合であっても、前記推定位置信頼度が閾値以下となるまでの間は前記走行制御を継続することを特徴とする車両の走行制御装置。
  2. 前記推定位置算出手段は、前記車線区画線情報に基づく過去直近の自車位置に関する情報と自車両の運動状態とに基づいて前記推定位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。
  3. 前記自車両の運動状態は、前記自車両に作用するヨーレートに基づく運動状態であることを特徴とする請求項2に記載の車両の走行制御装置。
  4. 前記自車両の運動状態は、前記自車両の操舵角を用いた車両モデルに基づく運動状態であることを特徴とする請求項2に記載の車両の走行制御装置。
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