JP2022016027A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の速度を制御する車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls the speed of a vehicle.
車両を自動運転する技術が研究されている。このような技術では、自動運転される車両が他の車両と衝突しないように制御されることがもとめられる。そこで、自車両の周囲を走行する他の車両が車線変更したときに対処する技術が提案されている(例えば、特許文献1及び2を参照)。 Technology for autonomous driving of vehicles is being researched. In such a technique, it is required that the vehicle to be automatically driven is controlled so as not to collide with another vehicle. Therefore, a technique for dealing with a change of lane when another vehicle traveling around the own vehicle changes lanes has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
例えば、特許文献1に記載された技術では、走行制御装置は、隣接車両が存在すること、隣接車両による車線変更要求が検知されること、隣接車両が自車線に安全に車線変更することが困難であること、自車両の前方または後方に許容スペースが存在し、かつ、許容スペースを挟んで位置する前方車両または後方車両との相対速度が予め設定された前後速度閾値以上であること、現在の状況が予め設定された許容条件を充足することを判断する。そして何れも充足する場合、走行制御装置は、隣接車両に道を譲るための運動目標となる目標軌道を生成し、目標軌道に従って受入制御を実施することを、自車両、隣接車両、後方車両のドライバに通知する。 For example, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult for the travel control device to have an adjacent vehicle, detect a lane change request by the adjacent vehicle, and safely change the lane to the own lane of the adjacent vehicle. There is an allowable space in front of or behind the own vehicle, and the relative speed with the front or rear vehicle located across the allowable space is equal to or greater than the preset front-rear speed threshold. Determine that the situation meets the preset tolerances. When all of them are satisfied, the travel control device generates a target track that is a motion target for giving way to the adjacent vehicle, and performs acceptance control according to the target track of the own vehicle, the adjacent vehicle, and the rear vehicle. Notify the driver.
また、特許文献2に記載された技術では、車両制御システムは、地図情報から車線が減少する特定領域の位置を示す情報を取得し、取得した特定領域を自車両が通過する際に検出された周辺車両と自車両との相対関係が所定の条件を満たす場合に、自車両の目標速度をその相対関係が所定の条件を満たす周辺車両の速度未満の速度に設定する。
Further, in the technique described in
上記の技術では、自車両が走行する車線(以下、自車線と呼ぶことがある)と隣接する車線(以下、隣接車線と呼ぶことがある)を走行する他の車両が自車線へ車線変更することを想定して自車両の速度が制限される。しかし、隣接車線を走行する他の車両が実際には自車線へ車線変更しない場合、あるいは、他の車両が自車両の後方において自車線へ車線変更する場合、自車両の速度が過度に低下されてしまい、自車両周囲の交通の妨げになるおそれがある。 In the above technology, another vehicle traveling in the lane in which the own vehicle is traveling (hereinafter, may be referred to as the own lane) and the adjacent lane (hereinafter, may be referred to as the adjacent lane) changes lanes to the own lane. Assuming that, the speed of the own vehicle is limited. However, if another vehicle traveling in the adjacent lane does not actually change lanes to its own lane, or if another vehicle changes lanes to its own lane behind the own vehicle, the speed of the own vehicle will be excessively reduced. It may interfere with the traffic around the vehicle.
そこで、本発明は、速度を制御する車両がその車両の周囲の交通の妨げになることを防止しつつ、その車両が他の車両と衝突することを防止できる車両制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of preventing a vehicle whose speed is controlled from interfering with traffic around the vehicle and preventing the vehicle from colliding with another vehicle. And.
一つの実施形態によれば、車両の速度を制御する車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、車両に搭載された車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、車両が走行中の車線に隣接する車線を走行中の少なくとも一つの他の車両を検知する検知部と、検知された少なくとも一つの他の車両のそれぞれの速度を測定する他車速度測定部と、少なくとも一つの他の車両のそれぞれの速度に基づいて、その少なくとも一つの他の車両の何れかが車両が走行中の車線に進入しても、その進入に伴って車両の速度を制御することで進入した他の車両と車両とが衝突する前に進入した他の車両と車両間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように、車両の目標速度を設定する速度設定部とを有する。 According to one embodiment, a vehicle control device for controlling the speed of the vehicle is provided. This vehicle control device is at least one other vehicle traveling in a lane adjacent to the lane in which the vehicle is traveling, based on a sensor signal obtained by a sensor mounted on the vehicle to detect the surrounding conditions of the vehicle. A detector that detects Even if one of the vehicles enters the lane in which the vehicle is traveling, the other vehicle and the vehicle that entered before the vehicle collided with the other vehicle that entered by controlling the speed of the vehicle with the approach. It has a speed setting unit that sets a target speed of the vehicle so that the absolute value of the relative speeds between them is equal to or less than a predetermined speed difference.
本発明に係る車両制御装置は、速度を制御する車両がその車両の周囲の交通の妨げになることを防止しつつ、その車両が他の車両と衝突することを防止できるという効果を奏する。 The vehicle control device according to the present invention has an effect that the vehicle that controls the speed can be prevented from obstructing the traffic around the vehicle, and the vehicle can be prevented from colliding with another vehicle.
以下、図を参照しつつ、車両制御装置及び車両制御装置において実施される車両制御方法について説明する。この車両制御装置は、車両の速度の制御を含めて、車両を自動運転するよう制御する。以下では、自動運転制御の対象となる車両を自車両と呼ぶことがある。この車両制御装置は、自車両に搭載されたセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、隣接車線を走行する少なくとも一つの他の車両を検知し、検知した他の車両のそれぞれの速度を測定する。そしてこの車両制御装置は、検知した他の車両の何れかが自車線に進入しても、その進入に伴って自車両の速度を制御することでその進入した他の車両と自車両とが衝突する前にその進入した他の車両と自車両間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように、自車両の速度を設定する。このように、この車両制御装置は、隣接車線を走行する他の車両が実際に自車線へ進入してきたときの自車両の減速の程度を勘案して自車両の速度を設定するので、自車両の速度が過度に制限されて自車両が交通の妨げにならないようにしつつ、自車両と他の車両とが衝突することを防止することを可能とする。 Hereinafter, the vehicle control method implemented in the vehicle control device and the vehicle control device will be described with reference to the drawings. This vehicle control device controls the vehicle to be driven automatically, including the control of the speed of the vehicle. In the following, a vehicle subject to automatic driving control may be referred to as a own vehicle. This vehicle control device detects at least one other vehicle traveling in an adjacent lane based on a sensor signal obtained by a sensor mounted on the own vehicle, and measures the speed of each of the detected other vehicles. .. Then, even if any of the detected other vehicles enters the own lane, this vehicle control device controls the speed of the own vehicle in accordance with the approach, so that the other vehicle that has entered collides with the own vehicle. The speed of the own vehicle is set so that the absolute value of the relative speed between the other vehicle that has entered and the own vehicle is equal to or less than the predetermined speed difference. In this way, this vehicle control device sets the speed of the own vehicle in consideration of the degree of deceleration of the own vehicle when another vehicle traveling in the adjacent lane actually enters the own lane. It is possible to prevent the own vehicle from colliding with other vehicles while preventing the own vehicle from being excessively restricted in speed and obstructing traffic.
図1は、車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。また図2は、車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。本実施形態では、車両10に搭載され、かつ、車両10を制御する車両制御システム1は、GPS受信機2と、カメラ3と、無線通信器4と、ストレージ装置5と、車両制御装置の一例である電子制御装置(ECU)6とを有する。GPS受信機2、カメラ3、無線通信器4及びストレージ装置5とECU6とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。なお、車両制御システム1は、LiDARあるいはレーダといった、車両10から車両10の周囲に存在する物体までの距離を測定する距離センサ(図示せず)をさらに有していてもよい。このような距離センサは、車両10の周囲の状況を検知するセンサの一例である。さらに、車両制御システム1は、目的地までの走行予定ルートを探索するためのナビゲーション装置(図示せず)を有していてもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle control system in which a vehicle control device is mounted. Further, FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an electronic control device, which is one embodiment of the vehicle control device. In the present embodiment, the vehicle control system 1 mounted on the
GPS受信機2は、所定の周期ごとにGPS衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいて車両10の自己位置を測位する。そしてGPS受信機2は、所定の周期ごとに、GPS信号に基づく車両10の自己位置の測位結果を表す測位情報を、車内ネットワークを介してECU6へ出力する。なお、車両10はGPS受信機2以外の衛星測位システムに準拠した受信機を有していてもよい。この場合、その受信機が車両10の自己位置を測位すればよい。
The
カメラ3は、車両10の周囲の状況を検知するセンサの一例であり、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された2次元検出器と、その2次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。そしてカメラ3は、例えば、車両10の前方を向くように、例えば、車両10の車室内に取り付けられる。そしてカメラ3は、所定の撮影周期(例えば1/30秒~1/10秒)ごとに車両10の前方領域を撮影し、その前方領域が写った画像を生成する。カメラ3により得られた画像は、センサ信号の一例であり、カラー画像であってもよく、あるいは、グレー画像であってもよい。なお、車両10には、撮影方向または焦点距離が異なる複数のカメラが設けられてもよい。
The
カメラ3は、画像を生成する度に、その生成した画像を、車内ネットワークを介してECU6へ出力する。
Each time the
無線通信器4は、所定の移動通信規格に準拠して、無線基地局との間で無線通信する。そして無線通信器4は、無線基地局を介して、他の装置から、車両10が走行中の道路またはその周囲における交通状況を表す交通情報(例えば、Vehicle Information and Communication System, VICS(登録商標)による情報)を受信し、その交通情報を、車内ネットワークを介してECU6へ出力する。なお、交通情報には、例えば、道路工事、事故、または交通規制の有無、及び、道路工事、事故または交通規制が実施されている場所及び時間帯に関する情報が含まれる。また、無線通信器4は、車両10の現在位置の周囲の所定の領域についての、自動運転制御に利用される高精度地図を、無線基地局を介して地図サーバから受信し、受信した高精度地図をストレージ装置5へ出力してもよい。
The
ストレージ装置5は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、不揮発性の半導体メモリ、または光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置5は、地図情報の一例である高精度地図を記憶する。高精度地図には、例えば、その高精度地図に表される所定の領域に含まれる各道路についての車線区画線または停止線といった道路標示を表す情報、道路標識を表す情報、及び、道路周囲の建築物(例えば、防音壁等)を表す情報が含まれる。 The storage device 5 is an example of a storage unit, and includes, for example, a hard disk device, a non-volatile semiconductor memory, an optical recording medium, and an access device thereof. Then, the storage device 5 stores a high-precision map which is an example of map information. The high-precision map includes information representing road markings such as lane markings or stop lines for each road included in a predetermined area represented by the high-precision map, information representing road signs, and information around the road. Contains information representing buildings (eg, noise barriers, etc.).
さらに、ストレージ装置5は、高精度地図の更新処理、及び、ECU6からの高精度地図の読出し要求に関する処理などを実行するためのプロセッサを有していてもよい。そしてストレージ装置5は、例えば、車両10が所定距離だけ移動する度に、無線通信器4を介して地図サーバへ、高精度地図の取得要求を車両10の現在位置とともに送信し、地図サーバから無線通信器4を介して車両10の現在位置の周囲の所定の領域についての高精度地図を受信してもよい。また、ストレージ装置5は、ECU6からの高精度地図の読出し要求を受信すると、記憶している高精度地図から、車両10の現在位置を含み、上記の所定の領域よりも相対的に狭い範囲を表す高精度地図を切り出して、車内ネットワークを介してECU6へ出力する。
Further, the storage device 5 may have a processor for executing a high-precision map update process, a process related to a high-precision map read request from the
ECU6は、車両10を自動運転するよう、車両10の走行を制御する。
The
図2に示されるように、ECU6は、通信インターフェース21と、メモリ22と、プロセッサ23とを有する。通信インターフェース21、メモリ22及びプロセッサ23は、それぞれ、別個の回路として構成されてもよく、あるいは、一つの集積回路として一体的に構成されてもよい。
As shown in FIG. 2, the
通信インターフェース21は、ECU6を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース21は、GPS受信機2から測位情報を受信する度に、その測位情報をプロセッサ23へわたす。また、通信インターフェース21は、カメラ3から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ23へわたす。さらにまた、通信インターフェース21は、ストレージ装置5から読み込んだ高精度地図をプロセッサ23へわたす。
The
メモリ22は、記憶部の他の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ22は、ECU6のプロセッサ23により実行される車両制御処理において使用される各種のデータを記憶する。例えば、メモリ22は、車両10の周囲の画像、自己位置の測位結果、高精度地図、カメラ3の焦点距離、画角、撮影方向及び取り付け位置などを表す内部パラメータ、及び、車両10の周囲を走行する他車両などの検出に利用される、物体検出用の識別器を特定するためのパラメータセットなどを記憶する。さらに、メモリ22は、車両制御処理の途中で生成される各種のデータを一時的に記憶する。
The
プロセッサ23は、1個または複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ23は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ23は、車両10に対する車両制御処理を実行する。
The
図3は、車両制御処理に関する、プロセッサ23の機能ブロック図である。プロセッサ23は、検知部31と、他車速度測定部32と、速度設定部33と、車両制御部34とを有する。プロセッサ23が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ23上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ23が有するこれらの各部は、プロセッサ23に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
検知部31は、ECU6がカメラ3から画像を取得する度に、その取得した画像に基づいて、車両10の周囲の1以上の他の車両を検知する。そして検知部31は、検知した1以上の他の車両のうち、車両10が走行する自車線に対する隣接車線を走行する1以上の他の車両を特定する。
Each time the
例えば、検知部31は、ECU6がカメラ3から画像を取得する度に、識別器にその画像を入力することで、車両10の周囲を走行する他の車両を検出する。そのような識別器として、検知部31は、例えば、Single Shot MultiBox Detector(SSD)、または、Faster R-CNNといった、コンボリューショナルニューラルネットワーク型(CNN)のアーキテクチャを持つディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。このような識別器は、画像から、車両10の周囲に存在する、検知対象となる他の物体(例えば、車両、車線区画線といった道路標示、道路標識など)を検出するように予め学習される。識別器は、入力された画像上で検知した物体を含む物体領域を特定する情報及び検知した物体の種類(車両、道路標示、道路標識など)を表す情報を出力する。したがって、検知部31は、画像上で検知された物体の種類が車両であると判定された物体領域に、車両10の周囲を走行する他の車両が含まれていると判定すればよい。
For example, each time the
検知部31は、検知された1以上の他の車両のなかから、隣接車線を走行する他の車両を特定する。検知部31は、例えば、検知された1以上の他の車両のうち、識別器により検出された車線区画線が車両10との間に位置する他の車両を、隣接車線を走行する他の車両として特定すればよい。すなわち、隣接車線を走行する他の車両よりも車両10側に車線区画線が存在するので、カメラ3により得られた画像上では、自車線の右側の隣接車線を走行する他の車両が表された物体領域は、自車線の右側の車線区画線が表された物体領域よりも右側に存在する。逆に、自車線の左側の隣接車線を走行する他の車両が表された物体領域は、自車線の左側の車線区画線が表された物体領域よりも左側に存在する。したがって、検知部31は、検知された1以上の他の車両のそれぞれについて、画像上での水平方向における自車線の右側または左側の車線区画線が表された物体領域の位置と他の車両が表された物体領域の位置とを比較することで、他の車両が隣接車線を走行しているか否かを判定できる。すなわち、検知部31は、画像上で、自車線の右側の車線区画線が表された物体領域よりも右側に位置する物体領域に表された他の車両を、右側の隣接車線を走行する他の車両として特定する。同様に、検知部31は、画像上で、自車線の左側の車線区画線が表された物体領域よりも左側に位置する物体領域に表された他の車両を、左側の隣接車線を走行する他の車両として特定する。なお、検知部31は、画像上で、自車線よりも右側の複数の車線区画線のそれぞれの物体領域よりも右側に位置する物体領域に表された他の車両については、自車線の右側の隣接車線よりもさらに右側の車線を走行する車両であると判定して、車両10の速度設定の際に参照されないようにしてもよい。同様に、検知部31は、画像上で、自車線よりも左側の複数の車線区画線のそれぞれの物体領域よりも左側に位置する物体領域に表された他の車両については、自車線の左側の隣接車線よりもさらに左側の車線を走行する車両であると判定して、車両10の速度設定の際に参照されないようにしてもよい。
The
なお、車両10の進行方向に対するカメラ3の相対的な撮影方向及びカメラ3の取り付け位置は既知であるので、画像上での車両10の進行方向も既知となる。そこで、検知部31は、画像上での車両10の進行方向を表す線(例えば、水平方向に関して画像の中心に位置し、かつ、垂直方向に延伸される線)の右側に位置し、かつ、その進行方向を表す線に最も近い車線区画線を、自車線の右側の車線区画線として特定し、その進行方向を表す線の左側に位置し、かつ、その線に最も近い車線区画線を、自車線の左側の車線区画線として特定すればよい。
Since the shooting direction of the
検知部31は、ECU6がカメラ3から画像を受け取る度に、その画像において検出した、隣接車線を走行する他の車両が表された物体領域の位置及びサイズを表す情報を他車速度測定部32へ通知する。さらに、検知部31は、ECU6がカメラ3から画像を受け取る度に、その画像において検出した物体が表された物体領域の位置及びサイズを表す情報を車両制御部34へ通知する。
Each time the
他車速度測定部32は、所定の周期ごと、例えば、ECU6がカメラ3から画像を受け取る度に、隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれの速度を測定する。例えば、他車速度測定部32は、カメラ3から取得した時系列の一連の画像のそれぞれから検知された、隣接車線を走行する他の車両のそれぞれに対して、オプティカルフローを用いた追跡処理といった所定の追跡処理を実行することで、他の車両を追跡する。そして他車速度測定部32は、各画像に対して、カメラ3の内部パラメータを用いて視点変換処理を実行して各画像を鳥瞰画像に変更することで、各画像取得時における、車両10に対する追跡中の他の車両の相対的な位置を算出する。その際、他の車両が表された物体領域の下端は、路面と他の車両とが接している位置を表していると推定される。そこで、他車速度測定部32は、各画像において、他の車両が表された物体領域の下端に相当するカメラ3からの方位と、カメラ3の内部パラメータの一つであるカメラ3の路面からの高さとに基づいて、各画像取得時の車両10から他の車両までの距離を推定してもよい。あるいは、車両10がLiDARあるいはレーダといった距離センサを有している場合、他車速度測定部32は、各画像取得時において、画像上での追跡中の他の車両が表された物体領域の位置に対応する方位についての距離センサによる距離の測定値を、車両10から他の車両までの距離の推定値としてもよい。また、画像上での追跡中の他の車両が表された物体領域の位置は、カメラ3から見た他の車両の方位と1対1に対応するので、他車速度測定部32は、追跡中の他の車両についての物体領域の位置及び距離の推定値から、車両10に対する追跡中の他の車両の相対的な位置を算出することができる。そして他車速度測定部32は、速度測定時の前後における、車両10から追跡中の他の車両までの相対的な位置の変化に基づいて、速度測定時の車両10に対する、その追跡中の他の車両の相対速度を算出することができる。さらに、他車速度測定部32は、車両10に搭載された車速センサ(図示せず)により測定される、その速度測定時の車両10の速度を、その速度測定時の追跡中の他の車両の相対速度に加算することで、追跡中の他の車両の速度(すなわち、地面を基準とする絶対速度)の測定値を求めることができる。
The other vehicle
他車速度測定部32は、隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれについて速度を測定する度に、その速度の測定値及びその他の車両と車両10間の距離の推定値を速度設定部33へ出力する。
The other vehicle
速度設定部33は、所定の周期ごとに、検知された隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれの速度に基づいて車両10の目標速度を設定する。その際、速度設定部33は、それら他の車両の何れかが自車線に進入しても、その進入に伴って車両10の速度を制御することで進入した他の車両と車両10とが衝突する前に進入した他の車両と車両10間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように、車両10の目標速度を設定する。
The
本実施形態では、隣接車線を走行する1以上の他の車両の何れかが車両10の前方において自車線へ進入すると、車両制御部34は、車両10を減速する。その減速の結果、進入した他の車両と車両10間の最接近距離が、その進入した他の車両と車両10とが衝突しないことを車両制御システムが担保可能な最小距離(以下、安全車間距離と呼ぶ)以上となるように、速度設定部33は、車両10の目標速度を設定する。具体的に、速度設定部33は、検知された隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれに対して、次式に示される条件を満たすように車両10の目標速度を設定すればよい。
速度設定部33は、隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれについて、例えば、車両10から他の車両までの距離の最新の推定値を(1)式における距離Dとし、かつ、速度設定時を他の車両についての自車線進入時と仮定して、(1)式を満たす車両10の速度Vsの最大値を、他の車両に対する許容最大速度として算出する。なお、(1)式における遅延時間Tdelay及び最大減速度Aは、予め測定され、メモリ22に記憶されていればよい。また、着目する他の車両に対する速度Vsの最大値が、車両10が走行中の道路の法定速度または上限速度よりも高い場合には、速度設定部33は、その法定速度または上限速度を、着目する他の車両に対する許容最大速度とすればよい。なお、速度設定部33は、GPS受信機2により測位された車両10の位置と高精度地図とを参照して、車両10が走行中の道路を特定し、特定した道路の法定速度または上限速度を特定すればよい。そして速度設定部33は、検知された隣接車線を走行する1以上の他の車両のそれぞれについて算出した許容最大速度のうちの最小速度を、車両10の目標速度に設定する。
The
速度設定部33は、車両10の目標速度を設定する度に、その目標速度を車両制御部34へ通知する。
Each time the
図4は、目標速度設定の概要の説明図である。一番左側に示される状況のように、車両10が走行中の車線(自車線)400の隣接車線401を他の車両410が走行しているとする。この場合において、左から2番目に示される状況のように、他の車両410が自車線400へ車線変更したとする。その際、他の車両410の車速よりも車両10の車速の方が早ければ、他の車両410と車両10間の車間距離は徐々に短くなる。しかし、右から2番目に示される状況のように、他の車両410が自車線400へ車線変更したことを検知してから車両10が減速しても、他の車両410に対する車両10の相対速度がある程度以下であれば、一番右側に示される状況のように、他の車両410と車両10とが衝突する前に、車両10の速度と他の車両410の速度が等速となる。その結果、それ以上他の車両410と車両10とが接近しなくなる。そこで、本実施形態では、他の車両410が自車線400へ車線変更したことを検知してから車両10が減速することにより、他の車両410と車両10間の距離が安全車間距離となった時点で車両10の速度と他の車両410の速度が等速となるように、車両10の目標速度が設定される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an outline of the target speed setting. As shown in the situation shown on the far left, it is assumed that another
車両制御部34は、車両10を自動運転するよう、車両10を制御する。そのために、車両制御部34は、目的地までの走行予定ルートに沿って車両10が進むよう、直近の所定の区間(例えば、500m~1km)における車両10の走行予定経路(トラジェクトリ)を1以上生成する。走行予定経路は、例えば、所定の区間を車両10が走行する際の各時刻における、車両10の目標位置の集合として表される。そして車両制御部34は、その走行予定経路に沿って車両10が走行するように車両10の各部を制御する。
The
車両制御部34は、カメラ3により得られた時系列の一連の画像から検出された、車両10の周囲に存在する物体(例えば、他の車両)と車両10とが衝突しないように走行予定経路を生成する。例えば、車両制御部34は、他車速度測定部32に関して説明したように、検知部31により検出された他の車両を追跡する。なお、車両制御部34は、他車速度測定部32による追跡結果を利用してもよい。そして車両制御部34は、その追跡結果から、他の車両の軌跡を求め、求めた軌跡から、他の車両のそれぞれの所定時間先までの予測軌跡を推定する。その際、車両制御部34は、各画像の取得時における、車両10の位置及び姿勢と、追跡結果に示される、検出された他の車両までの推定距離及び車両10から他の車両へ向かう方向とにより、各画像の取得時における、検出された他の車両の位置を推定することで、他の車両の軌跡を求めることができる。なお、各画像取得時における車両10の位置及び姿勢は、カメラ3により得られた画像と高精度地図とを照合することで推定されればよい。例えば、車両制御部34は、車両10の位置及び姿勢を仮定して、カメラ3から得た画像から検出された道路上の地物(例えば、車線区画線あるいは停止線といった道路標示)をカメラ3の内部パラメータを参照して高精度地図上に投影するか、あるいは、高精度地図上の車両10の周囲の道路上の地物を画像上に投影する。そして車両制御部34は、画像から検出された道路上の地物と高精度地図上に表された道路上の地物とが最も一致するときの車両10の位置及び姿勢を、車両10の現在位置及び姿勢として推定すればよい。この場合、車両制御部34は、例えば、検知部31から受信した、画像から検知された地物に関する情報を車両10の位置及び姿勢の推定に利用すればよい。
The
さらに、車両制御部34は、求めた軌跡で表される、各画像の取得時における他の車両の推定位置に対してKalman FilterまたはParticle Filterなどを用いたトラッキング処理を実行することで、他の車両の予測軌跡を推定することができる。なお、車両制御部34は、他の車両以外の車両10の周囲の物体(例えば、歩行者)についても同様の処理を実行して、その物体の予測軌跡を推定すればよい。
Further, the
車両制御部34は、追跡中の他の車両または物体のそれぞれの予測軌跡に基づいて、何れの他の車両または物体についても所定時間先までの追跡中の他の車両または物体のそれぞれと車両10間の距離の予測値が所定距離以上となるように、車両10の走行予定経路を生成する。その際、車両制御部34は、車両10の速度が速度設定部33により設定された目標速度に近付くように走行予定経路を設定する。
なお、車両制御部34は、複数の走行予定経路を生成してもよい。この場合、車両制御部34は、複数の走行予定経路のうち、車両10の加速度の絶対値の総和が最小となる経路を選択してもよい。
The
The
車両制御部34は、走行予定経路を設定すると、車両10がその走行予定経路に沿って走行するように車両10の各部を制御する。例えば、車両制御部34は、走行予定経路、及び、車速センサ(図示せず)により測定された車両10の現在の車速に従って、車両10の目標加速度を求め、その目標加速度となるようにアクセル開度またはブレーキ量を設定する。そして車両制御部34は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両10のエンジンの燃料噴射装置へ出力する。あるいは、車両制御部34は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両10のブレーキへ出力する。
When the planned travel route is set, the
さらに、車両制御部34は、車両10が走行予定経路に沿って走行するために車両10の進路を変更する場合には、その走行予定経路に従って車両10の操舵角を求め、その操舵角に応じた制御信号を、車両10の操舵輪を制御するアクチュエータ(図示せず)へ出力する。
Further, when the
図5は、プロセッサ23により実行される、車両制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ23は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って車両制御処理を実行すればよい。
FIG. 5 is an operation flowchart of the vehicle control process executed by the
プロセッサ23の検知部31は、隣接車線を走行する、車両10の周囲の1以上の他の車両を検知する(ステップS101)。プロセッサ23の他車速度測定部32は、検出された1以上の他の車両のそれぞれの速度及び車両10に対する相対距離を測定する(ステップS102)。
The
プロセッサ23の速度設定部33は、検出された1以上の他の車両のそれぞれの速度及び相対距離に基づいて車両10の目標速度を設定する(ステップS103)。その際、速度設定部33は、上記のように、それら他の車両の何れかが自車線に進入しても、その進入に伴って車両10の速度を制御することで進入した他の車両と車両10とが衝突する前に進入した他の車両と車両10間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように目標速度を設定する。
The
プロセッサ23の車両制御部34は、設定された目標速度で車両10が走行するように車両10の走行を制御する(ステップS104)。そしてプロセッサ23は、車両制御処理を終了する。
The
以上に説明してきたように、この車両制御装置は、自車両に搭載されたセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、隣接車線を走行する少なくとも一つの他の車両を検知し、検知した他の車両のそれぞれの速度を測定する。そしてこの車両制御装置は、検知した他の車両の何れかが自車線に進入しても、その進入に伴って自車両の速度を制御することでその進入した他の車両と自車両とが衝突する前にその進入した他の車両と自車両間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように、自車両の目標速度を設定する。このように、この車両制御装置は、隣接車線を走行する他の車両が実際に自車線へ進入してきたときの自車両の減速の程度を勘案して自車両の目標速度を設定するので、自車両の速度が過度に制限されて自車両が交通の妨げにならないようにしつつ、自車両と他の車両とが衝突することを防止することができる。 As described above, this vehicle control device detects and detects at least one other vehicle traveling in the adjacent lane based on the sensor signal obtained by the sensor mounted on the own vehicle. Measure the speed of each vehicle. Then, even if any of the detected other vehicles enters the own lane, this vehicle control device controls the speed of the own vehicle in accordance with the approach, so that the other vehicle that has entered collides with the own vehicle. The target speed of the own vehicle is set so that the absolute value of the relative speed between the other vehicle that has entered and the own vehicle is equal to or less than the predetermined speed difference. In this way, this vehicle control device sets the target speed of the own vehicle in consideration of the degree of deceleration of the own vehicle when another vehicle traveling in the adjacent lane actually enters the own lane. It is possible to prevent the own vehicle from colliding with another vehicle while preventing the own vehicle from excessively limiting the speed of the vehicle and obstructing the traffic.
変形例によれば、速度設定部33は、車両10の周囲の状況に応じて、車両10の目標速度を変更してもよい。例えば、車両10の周囲に渋滞が生じている場合、車両10の周囲に存在する他の車両のうちの何れかが、車線変更を頻繁に繰り返すことがある。そしてそのような車両は、車線変更時に急ブレーキを掛け、あるいは、変更先の車線に十分なスペースが無くても車線変更を実行することがある。そこで速度設定部33は、車両10の周囲が渋滞している場合、そのような車線変更を頻繁に繰り返す車両に対して上記の(1)式を満たす最大許容速度から所定のオフセット値(例えば、10km/h~20km/h)を減じて得られる速度を、改めてそのような車両に対する最大許容速度に設定すればよい。これにより、そのような車両が仮に自車線へ進入してきても、車両10は、そのような車両に対する距離を広めに確保できるので、そのような車両と衝突する危険性をより低下させることができる。
According to the modification, the
なお、速度設定部33は、例えば、以下の何れかの条件が満たされる場合に、車両10の周囲に渋滞が生じていると判定すればよい。
・車両10に搭載された車速センサ(図示せず)により測定された車両10の速度の測定値が第1の速度閾値(例えば、20km/h)以下となる状態が第1の期間(例えば、5秒)以上継続
・車両10の速度の測定値が第1の速度閾値よりも低い第2の速度閾値(例えば、10km/h)以下となる状態が第1の期間よりも短い第2の期間(例えば、3秒間)以上継続
・直近の第1の所定期間(例えば、3秒間)における車両10の速度の測定値の変化が所定の速度変化幅(例えば、1m/s)以内
・追跡中の他の車両の全てについて、直近の所定期間にわたって車両10に対する相対速度が所定の相対速度閾値(例えば、3m/s)以下。なお、速度設定部33は、追跡中の他の車両のそれぞれの車両10に対する相対速度を、他車速度測定部32から取得すればよい。
・無線通信器4を介して受信した交通情報において示される渋滞発生個所と車両10の現在位置とが一致
The
The state in which the measured value of the speed of the
-The location where the traffic jam occurs in the traffic information received via the
また、速度設定部33は、車線変更を頻繁に繰り返す車両を、他車速度測定部32による他の車両の追跡結果を利用して検出すればよい。例えば、速度設定部33は、追跡中の他の車両のうち、追跡中に所定回数(例えば、2~3回)以上、車線変更を実行した車両を、車線変更を頻繁に繰り返す車両として検出する。その際、速度設定部33は、追跡中の他の車両の軌跡が車線区画線を横切った回数を、車線変更を実行した回数とすることができる。
Further, the
また、特定の目的地(例えば、自動車専用道路のサービスエリアまたは出口)へ向かう車線を走行する車両は、その特定の目的地へ向かうと考えられるので、仮にその車線が渋滞していても、車線変更を実行する可能性は低いと想定される。そこで、速度設定部33は、隣接車線がそのような特定の目的地へ向かう車線である場合、その隣接車線を走行する他の車両については、車両10の目標速度設定の際に参照しないようにしてもよい。あるいは、速度設定部33は、そのような特定の目的地へ向かう隣接車線を走行する他の車両について算出された、(1)式を満たす許容最大速度に所定のオフセット値を加算した速度を、改めてその車両に対する許容最大速度としてもよい。これにより、速度設定部33は、自車線へ進入する可能性が低い他の車両の速度により、車両10の目標速度が過度に制限されることを防止することができる。
In addition, a vehicle traveling in a lane heading for a specific destination (for example, a service area or exit of a motorway) is considered to be heading for the specific destination, so even if the lane is congested, the lane is congested. It is unlikely that you will make any changes. Therefore, when the adjacent lane is a lane toward such a specific destination, the
なお、速度設定部33は、例えば、GPS受信機2により測位された車両10の自車位置及び高精度地図を参照することで、自車線に対する隣接車線がそのような特定の目的地へ向かう車線か否かを判定することができる。あるいは、速度設定部33は、GPS受信機2による測位結果の代わりに、カメラ3により得られた画像に表された地物と高精度地図とを照合することで推定した車両10の自車位置を、隣接車線が特定の目的地へ向かう車線か否かを判定するために利用してもよい。例えば、速度設定部33は、車両10の位置及び姿勢を仮定して、カメラ3から得た画像から検出された道路上の地物(例えば、車線区画線あるいは停止線といった道路標示)をカメラ3の内部パラメータを参照して高精度地図上に投影するか、あるいは、高精度地図上の車両10の周囲の道路上の地物を画像上に投影する。そして速度設定部33は、画像から検出された道路上の地物と高精度地図上に表された道路上の地物とが最も一致するときの車両10の位置及び姿勢を、車両10の自車位置及び姿勢として推定すればよい。
The
また、速度設定部33は、車両10の周囲の他の車両のうち、自車線とは反対側の車線へ車線変更することを示している車両については、目標速度を設定する際に参照しないようにしてもよい。例えば、自車線の右側の隣接車線を走行する他の車両が、右側のターンシグナルを点灯させている場合、その車両は、自車線とは反対側の車線へ車線変更しようとしていると推定されるので、速度設定部33は、そのような車両を参照しなくてもよい。この場合、速度設定部33は、例えば、追跡中の他の車両のそれぞれについて、時系列の一連の画像のそれぞれにおける、他の車両が表された物体領域を、ターンシグナルの点灯の可否を検出するように予め学習された識別器に入力することで、左右何れかのターンシグナルが点灯しているか否かを判定できる。そして速度設定部33は、点灯しているターンシグナルが自車線とは反対側の方向を示している他の車両を特定し、特定した他の車両を、目標速度の設定の際に参照しないようにすればよい。なお、速度設定部33は、そのような識別器として、例えば、リカレントニューラルネットワークを使用することができる。
Further, the
あるいは、速度設定部33は、車両10が現時点から制動をかけて停止可能な距離よりも離れた位置にいる他の車両を、目標速度の設定の際に参照しないようにしてもよい。そのような他の車両と車両10とが衝突する危険性は低いためである。車両10が現時点から制動をかけて停止可能な距離Dsは、次式で算出される。
このように、速度設定部33は、車両10と衝突する危険性が低い他の車両を参照しないようにすることで、目標速度をより適切に設定することができる。
In this way, the
さらに、速度設定部33は、車両10の後方において、自車線へ車線変更する他の車両の速度に基づいて、車両10の目標速度を設定してもよい。この場合には、速度設定部33は、他の車両が自車線へ進入したときに、車両10が加速することで安全車間距離が保たれるように目標速度を設定すればよい。
Further, the
この場合には、検知部31は、車両10の後方領域を撮影するように設けられたカメラ3により得られた画像に基づいて、車両10の後方において隣接車線を走行する他の車両を検出すればよい。また、他車速度測定部32は、上記の実施形態と同様の処理を検知された他の車両に対して実行することで、他の車両の速度及び車両10との相対距離を測定すればよい。そして速度設定部33は、検知された他の車両のそれぞれについて、(1)式を満たす最小許容速度を算出し、他の車両のそれぞれについて算出された最小許容速度のうちの最大となる速度を、車両10の目標速度に設定すればよい。この場合、速度設定部33は、(1)式における最大減速度Aの代わりに、車両10の最大加速度Bを使用すればよい。このように、速度設定部33は、車両10の後方において隣接車線を走行する他の車両の速度に基づいて、車両10の目標速度を設定することで他の車両が車両10の後方において自車線へ車線変更しても、その他の車両と車両10との間の車間距離を十分に保つことができる。
In this case, the
また、速度設定部33は、上記の実施形態のように、車両10の前方において隣接車線を走行する他の車両の速度に基づいて第1の目標速度をもとめ、上記の変形例のように、車両10の後方において隣接車線を走行する他の車両の速度に基づいて第2の目標速度をもとめ、第1の目標速度と第2の目標速度の平均値を、車両10の目標速度としてもよい。あるいは、速度設定部33は、第2の目標速度よりも第1の目標速度を優先するように、車両10の目標速度を設定してもよい。例えば、第1の目標速度が第2の目標速度と異なる場合、速度設定部33は、第1の目標速度を車両10の目標速度としてもよい。
Further, the
さらに、車両10に複数の車両制御システムが実装されていることがある。例えば、上記の実施形態または変形例による車両制御システム1とともに、車両10が他の物体に衝突する危険が有ると判定した場合に車両10に対して緊急回避用の制御を実行する制御システムが実装されてもよい。この場合、車両制御システムによって、(1)式の遅延時間Tdelay及び最大減速度Aが異なることがある。そこでこの場合、速度設定部33は、車両10の実装されている個々の車両制御システムの遅延時間Tdelay及び最大減速度Aを用いて、その個々の車両制御システムごとに、目標速度を求めてもよい。そして速度設定部33は、個々の車両制御システムについての目標速度のうち、最小となる速度を、改めて車両10の目標速度に設定してもよい。これにより、速度設定部33は、何れの車両制御システムに従って車両10が制御される場合でも、車両10と隣接車線を走行する他の車両とが衝突する危険性を低下させることができる。
Further, the
さらに、上記の実施形態または変形例において、速度設定部33は、自車線に進入した他の車両と車両10間の車間距離が安全車間距離となった時点で、他の車両と車両10との相対速度の絶対値が所定速度差(例えば、5km/h~10km/h)以下となるように、車両10の目標速度を設定してもよい。この場合でも、他の車両と車両10との車間距離は一時的に安全車間距離以下となり得るが、速度設定部33は、他の車両と車両10とが衝突しないように車両10の目標速度を設定することができる。
Further, in the above embodiment or a modification, the
さらにまた、上記の実施形態または変形例による車両制御システムは、車両の速度について自動制御し、操舵量については制御しない、いわゆるアダプティブクルーズコントロール用の制御システムであってもよい。この場合、車両制御部34は、速度設定部33により設定された目標速度に従って車両10が走行するように、車両10を制御すればよい。
Furthermore, the vehicle control system according to the above embodiment or modification may be a control system for so-called adaptive cruise control that automatically controls the speed of the vehicle and does not control the steering amount. In this case, the
また、上記の実施形態または変形例による、ECU6のプロセッサ23の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
Further, the computer program that realizes the function of the
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。 As described above, those skilled in the art can make various changes within the scope of the present invention according to the embodiment.
1 車両制御システム
10 車両
2 GPS受信機
3 カメラ
4 無線通信器
5 ストレージ装置
6 電子制御装置(ECU)
21 通信インターフェース
22 メモリ
23 プロセッサ
31 検知部
32 他車速度測定部
33 速度設定部
34 車両制御部
1
21
Claims (1)
前記車両に搭載された前記車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、前記車両が走行中の車線に隣接する車線を走行中の少なくとも一つの他の車両を検知する検知部と、
検知された前記少なくとも一つの他の車両のそれぞれの速度を測定する他車速度測定部と、
前記少なくとも一つの他の車両のそれぞれの速度に基づいて、前記少なくとも一つの他の車両の何れかが前記車両が走行中の車線に進入しても、当該進入に伴って前記車両の速度を制御することで当該他の車両と前記車両とが衝突する前に当該他の車両と前記車両間の相対速度の絶対値が所定速度差以下となるように、前記車両の目標速度を設定する速度設定部と、
を有する車両制御装置。 A vehicle control device that controls the speed of a vehicle.
Detects at least one other vehicle traveling in a lane adjacent to the lane in which the vehicle is traveling, based on a sensor signal obtained by a sensor mounted on the vehicle and detecting a situation around the vehicle. With the detector
Another vehicle speed measuring unit that measures the speed of each of the detected at least one other vehicle, and
Even if any one of the at least one other vehicle enters the lane in which the vehicle is traveling based on the respective speeds of the at least one other vehicle, the speed of the vehicle is controlled in accordance with the approach. By doing so, the speed setting for setting the target speed of the vehicle so that the absolute value of the relative speed between the other vehicle and the vehicle becomes equal to or less than the predetermined speed difference before the other vehicle collides with the vehicle. Department and
Vehicle control device with.
Priority Applications (1)
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JP2020119282A JP2022016027A (en) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | Vehicle control device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023104362A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-09-28 | Isuzu Motors Limited | REAR VEHICLE MONITORING SYSTEM AND REAR VEHICLE MONITORING METHOD |
-
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