JP2019059451A - 運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
自車両(100)が走行しているレーンである走行レーンにおいて前記自車両の前方領域を走行する先行車(110)と、前記走行レーンに隣接するレーンである隣接レーンにおいて前記自車両の前方領域を走行する隣接車(111、112)と、を検出する検出手段(10、16)と、
前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡(L0、L0*)、及び、前記隣接車の走行軌跡である隣接車軌跡(L1、L2)、を作成する走行軌跡作成手段(10、10b)と、
前記走行レーンと前記隣接レーンとの区画線に対する前記隣接車のレーン幅方向の速度に基いて、前記隣接車が、前記隣接レーンに沿って走行しているか否かを判定する判定手段(10、10h)と、
前記先行車軌跡と、前記隣接車のうち前記隣接レーンに沿って走行していると判定された隣接車について前記走行軌跡作成手段が作成した前記隣接車軌跡と、に基いて決定される目標走行ラインに従って前記自車両が走行するように、前記自車両の操舵角を変更する車線維持制御を実行する車線維持制御手段(10、10d、40)と、
を備えている。
本実施装置は、車両(自動車)に適用される。本実施装置は、図1に示したように、運転支援ECU10、エンジンECU20、ブレーキECU30、ステアリングECU40、及び、ナビゲーションECU50を備えている。
相対速度Vfx(n)は、物標(n)(例えば、先行車)の速度Vsと自車両の速度Vjとの差(=Vs−Vj)である。物標(n)の速度Vsは自車両の進行方向(即ち、後述するx軸の方向)における物標(n)の速度である。
横距離Dfy(n)は、「物標(n)の中心位置(例えば、先行車の車幅中心位置)」の、自車両の中心軸と直交する方向(即ち、後述するy軸方向)における同中心軸からの距離である。横距離Dfy(n)は「横位置」とも称呼される。
相対横速度Vfy(n)は、物標(n)の中心位置(例えば、先行車の車幅中心位置)の、自車両の中心軸と直交する方向(即ち、後述するy軸方向)における速度である。
次に、本実施装置が実施する制御の概要について説明する。運転支援ECU10は、「追従車間距離制御」及び「車線維持制御」を実行できるようになっている。
追従車間距離制御は、物標情報に基いて、自車両の前方領域であって自車両の直前を走行している先行車(後述するACC追従対象車)と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車に追従させる制御である。追従車間距離制御自体は周知である(例えば、特開2014−148293号公報、特開2006−315491号公報及び特許第4172434号明細書等を参照。)。従って、以下、簡単に説明する。
運転支援ECU10は、値(k1・ΔD1+k2・Vfx(a))が負の場合に下記(2)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。kd1は、減速用の正のゲイン(係数)であり、本例においては「1」に設定されている。
Gtgt(加速用)=ka1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(1)
Gtgt(減速用)=kd1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(2)
運転支援ECU10は、追従車間距離制御の実行中に、操作スイッチ17の操作によって車線維持制御が要求されている場合、車線維持制御を実行する。
dv:現在位置(x=0、y=0)の自車両100の車幅方向の中央位置と先行車軌跡L0との間のy軸方向(実質的には道路幅方向)の距離dv
θv:自車両100の現在位置(x=0、y=0)に対応する先行車軌跡L0の方向(接線方向)と自車両100の進行方向(x軸の+の方向)とのずれ角(ヨー角)。
Cv:自車両100の現在位置(x=0、y=0)に対応する位置(x=0、y=dv)の先行車軌跡L0の曲率
Cv’:曲率変化率(先行車軌跡L0の任意の位置(x=x’、x’は任意の値)での単位距離(Δx)当たりの曲率変化量)
f(x)=(1/6)Cv’・x3+(1/2)Cv・x2+θv・x+dv …(3)
θ*=Klta1・Cv+Klta2・θv+Klta3・dv …(4)
(a)左右の白線が遠方まで認識できている場合、運転支援ECU10は、走行レーンの中央ラインLM0に基いて目標走行ラインを設定して車線維持制御を実行する。
(b)自車両の前方に操舵追従先行車が存在し且つ左右の白線が認識できていない場合、運転支援ECU10は、操舵追従先行車の先行車軌跡L0に基いて目標走行ラインを設定して車線維持制御を実行する。
(c)自車両の前方に操舵追従先行車が存在し且つ自車両の近傍の左右の白線が認識できている場合、運転支援ECU10は、操舵追従先行車の先行車軌跡L0を白線により補正した補正先行車軌跡L0*を目標走行ラインとして設定して車線維持制御を実行する。
(d)自車両の前方に操舵追従先行車が存在せず且つ道路の白線が遠方まで認識できていない場合、運転支援ECU10は、車線維持制御をキャンセルする。
上記の(b)及び(c)の何れかの状況において、自車両が走行している走行レーンに隣接する隣接レーンであって自車両の前方領域を走行する他車両(隣接車)が存在する場合、その隣接車の走行軌跡をも利用して目標走行レーン(換言すると、目標走路情報)を設定する方が、自車両を走行レーンの中央付近により安定して走行させることができる場合がある。これは、例えば、操舵追従先行車が車線変更を企てているなどの理由により、走行レーンに沿って安定して走行していない場合があるからである。
以下、隣接車軌跡を目標走路情報に反映させるための制御内容について図6乃至図8を参照しながら説明する。図6乃至図8の例においては、運転支援ECU10は、追従車間距離制御(ACC)を実行している。更に、以下の条件1及び条件2の両方が成立している状況下で、運転支援ECU10が車線維持制御(LTC)を実行することを前提としている。
(条件1)自車両の前方領域に操舵追従先行車が存在しており、運転支援ECU10が当該操舵追従先行車の先行車軌跡L0に基いて目標走行ラインを設定して車線維持制御を実行している(即ち、上記の状況(b)が生じている。)。
(条件2)自車両が走行している走行レーンに隣接する隣接レーンが存在しており、且つ、隣接レーンに自車両の前方領域を走行する隣接車が存在している。
このような状況が生じると、運転支援ECU10は、先ず、第1隣接レーン620及び第2隣接レーン630の各々から1つ以上の隣接車を選択する。運転支援ECU10は、上記の追従対象車両エリアの右側に隣接するエリアであって、追従対象車両エリアと同じ幅(道路幅方向の長さ)を有する第1隣接車両エリア内に物標が所定時間にわたって存在する場合、その物標を第1隣接車として選択する。なお、第1隣接車両エリアは追従対象車両エリアを走行レーンの幅(幅員)だけ第1隣接レーン620側に平行移動したエリアである。同様に、運転支援ECU10は、上記の追従対象車両エリアの左側に隣接するエリアであって、追従対象車両エリアと同じ幅(道路幅方向の長さ)を有する第2隣接車両エリア内に物標が所定時間にわたって存在する場合、その物標を第2隣接車として選択する。なお、第2隣接車両エリアは追従対象車両エリアを走行レーンの幅(幅員)だけ第2隣接レーン630側に平行移動したエリアである。
運転支援ECU10は、所定時間が経過するごとに、隣接車111及び112の各々の位置を表す位置座標データをRAMに保存している。運転支援ECU10は、上述した先行車軌跡L0を作成する手順と同様に、第1隣接車111の変換後位置座標に対して曲線フィッティング処理を実行することにより、第1隣接車111の走行軌跡である第1隣接車軌跡L1を作成する。同様に、運転支援ECU10は、第2隣接車112の位置座標データの変換後位置座標に対して曲線フィッティング処理を実行することにより、第2隣接車112の走行軌跡である第2隣接車軌跡L2を作成する。なお、隣接車軌跡L1及びL2を作成する機能は、上記の走行軌跡作成部10bに含まれる。
上述したように、運転支援ECU10は、隣接車が隣接レーンに沿って安定して走行しているか否かを判定する。この判定は、走行レーン及び隣接レーンの白線位置及び/又はそれらのレーンの中央ラインを基準として行われる。そこで、運転支援ECU10は、先ず、白線位置及び中央ラインを次のようにして推定する。
(状況1):運転支援ECU10は、自車両100の近傍において、第1白線810乃至第4白線の総てを認識できている。
(状況2):運転支援ECU10は、自車両100の近傍において、第1白線810及び第2白線820のみを認識できている。
(状況3):運転支援ECU10は、自車両100の近傍において、第1白線810乃至第4白線840の何れも認識できていない。
図8(A)に示した「状況1」の場合、運転支援ECU10は白線位置の推定処理を実行する必要がなく、それ故、白線位置の推定処理を実行しない。運転支援ECU10は、認識できている白線810乃至840の位置に基いて、走行レーン610の中央ラインLM0、第1隣接レーン620の中央ラインLM1及び第2隣接レーン630の中央ラインLM2を推定する。
図8(B)に示した「状況2」の場合、運転支援ECU10は、以下に述べるように、認識できている「第1白線810及び第2白線820」の位置に基いて、第3白線830及び第4白線840の位置を推定する処理(白線位置の推定処理)を実行する。更に、運転支援ECU10は、以下に述べるように、認識できている「第1白線810及び第2白線820」の位置に基いて、走行レーン610の中央ラインLM0、第1隣接レーン620の中央ラインLM1及び第2隣接レーン630の中央ラインLM2を推定する処理(中央ラインの推定処理)を実行する。
ha(x)=g(x)−W1 …(5)
ka(x)=g(x)−(1.5×W1) …(6)
hb(x)=g(x)+W1 …(7)
kb(x)=g(x)+(1.5×W1) …(8)
図8(C)に示した「状況3」の場合、運転支援ECU10は、以下に述べるように、操舵追従先行車110の先行車軌跡L0に基いて、第1白線810乃至第4白線840の位置を推定する処理(白線位置の推定処理)と、走行レーン610の中央ラインLM0、第1隣接レーン620の中央ラインLM1及び第2隣接レーン630の中央ラインLM2を推定する処理(中央ラインの推定処理)と、を実行する。
m(x)=f0(x)−(0.5×We) …(9)
ha(x)=f0(x)−We …(10)
ka(x)=f0(x)−(1.5×We) …(11)
n(x)=f0(x)+(0.5×We) …(12)
hb(x)=f0(x)+We …(13)
kb(x)=f0(x)+(1.5×We) …(14)
運転支援ECU10は、白線に対する第1隣接車111の走行位置を特定するためのパラメータとして、図8に示した「第1距離da1及び第2距離da2」を演算する。第1距離da1及び第2距離da2は、第1隣接車111が第1隣接レーン620に沿って安定して走行しているか否かの判定に使用される。
第1距離da1は、第1隣接車111の車幅方向の中心位置(X1,Y1)と第1白線810との間の道路幅方向における距離である。
第2距離da2は、第1隣接車111の車幅方向の中心位置(X1,Y1)と第3白線830との間の道路幅方向における距離である。
更に、運転支援ECU10は、白線に対する第2隣接車112の走行位置を特定するためのパラメータとして、図8に示した「第3距離db1及び第4距離db2」を演算する。第3距離db1及び第4距離db2は、第2隣接車112が第2隣接レーン630に沿って安定して走行しているか否かの判定に使用される。
第3距離db1は、第2隣接車112の車幅方向の中心位置(X2,Y2)と第2白線820との間の道路幅方向における距離である。
第4距離db2は、第2隣接車112の車幅方向の中心位置(X2,Y2)と第4白線840との間の道路幅方向における距離である。
da2=|f1(X1)−ka(X1)| …(15)
db2=|f2(X2)−kb(X2)| …(16)
da1=|f1(X1)−m(X1)| …(17)
da2=|f1(X1)−ka(X1)| …(18)
db1=|f2(X2)−n(X2)| …(19)
db2=|f2(X2)−kb(X2)| …(20)
運転支援ECU10は、第1隣接車111及び第2隣接車112の各々の横速度を演算する。この横速度も、隣接車が隣接レーンに沿って安定して走行しているか否かの判定に使用される。
第1隣接レーン620の中央ラインLM1と第1白線810とは、上述した関数m(x)及び関数ha(x)の式から明らかなように、互いに平行であるから、横速度V1は、走行レーン610と第1隣接レーン620との区画線(即ち、第1白線810)に対する第1隣接車111のレーン幅方向の速度である。
V1=Vs1×sinθ1 …(21)
第2隣接レーン630の中央ラインLM2と第2白線820とは、上述した関数n(x)及び関数hb(x)の式から明らかなように、互いに平行であるから、横速度V2は、走行レーン610と第2隣接レーン630との区画線(即ち、第2白線820)に対する第2隣接車112のレーン幅方向の速度である。
V2=Vs2×sinθ2 …(22)
θ1=arctan(f1’(X1)−ha’(X1)) …(23)
θ2=arctan(f2’(X2)−hb’(X2)) …(24)
運転支援ECU10は、第1隣接車111及び第2隣接車112の各々の走行状態情報に基いて、それら隣接車の各々が所定の走行条件を満たしているかを判定する。走行条件は、隣接車が隣接レーンに沿って走行しているか否かを判定するための条件である。走行条件は、隣接車が隣接レーンの中央ライン付近を走行しており、且つ、隣接車の道路幅方向の挙動(即ち、横速度)が所定の閾値以下であるときに成立する。
(条件A):|da1−da2|≦Th1(以下、「第1閾値」と称呼する。)
(条件B):|V1|≦Th2(以下、「第2閾値」と称呼する。)
(条件C):|db1−db2|≦Th1
(条件D):|V2|≦Th2
選択された隣接車(111、112)の中の少なくとも1つが走行条件を満たしている場合、運転支援ECU10は、走行条件を満たしている隣接車の隣接車軌跡及び先行車軌跡に基いて、以下に述べるように目標走路情報を演算する。
次に、運転支援ECU10のCPU(単に「CPU」と称呼する場合がある。)の具体的作動について説明する。CPUは、車線維持制御(LTC)の中の1つのルーチンとして、所定時間が経過する毎に、図9により示したルーチンを実行するようになっている。なお、CPUは、追従車間距離制御(ACC)が実行されていて、且つ、操作スイッチ17の操作によって車線維持制御(LTC)が要求されている場合に図9に示したルーチンを実行する。なお、説明の便宜上、CPUは上記の状況(c)に記載したような補正先行車軌跡L0*を目標走行ラインとして設定した車線維持制御は実行しないが、補正先行車軌跡L0*を目標走行ラインとして設定した車線維持制御を実行してもよい。
・自車両の前方に操舵追従先行車が存在している。
・隣接レーンが存在しており、且つ、隣接レーンに他車両が存在している。
ステップ915:CPUは、上述したように、ステップ910にて選択された操舵追従先行車の先行車軌跡L0を作成する。
ステップ920:CPUは、上述したように、隣接レーンの各々から1つ以上(本例では1つ)の隣接車を選択する。
ステップ925:CPUは、上述したように、ステップ920にて選択された隣接車の隣接車軌跡を作成する。
Claims (1)
- 自車両が走行しているレーンである走行レーンにおいて前記自車両の前方領域を走行する先行車と、前記走行レーンに隣接するレーンである隣接レーンにおいて前記自車両の前方領域を走行する隣接車と、を検出する検出手段と、
前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡、及び、前記隣接車の走行軌跡である隣接車軌跡、を作成する走行軌跡作成手段と、
前記走行レーンと前記隣接レーンとの区画線に対する前記隣接車のレーン幅方向の速度に基いて、前記隣接車が、前記隣接レーンに沿って走行しているか否かを判定する判定手段と、
前記先行車軌跡と、前記隣接車のうち前記隣接レーンに沿って走行していると判定された隣接車について前記走行軌跡作成手段が作成した前記隣接車軌跡と、に基いて決定される目標走行ラインに従って前記自車両が走行するように、前記自車両の操舵角を変更する車線維持制御を実行する車線維持制御手段と、
を備えた、運転支援装置。
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