JP2022110604A - 車両の走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーンマーカのない交差点を自律走行できる車両の走行制御方法及び走行制御装置を提供する。【解決手段】検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、交差点ISの出口情報を推定し、推定した交差点ISの出口情報に基づいて、自車両Vの現在地P0と交差点ISの出口P2とを接続する第1目標走行軌跡T1を生成し、第1目標走行軌跡T1に沿って交差点ISの出口P2まで自律走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて交差点ISの出口情報を更新し、更新した交差点の出口情報に基づいて第1目標走行軌跡T1を更新する。【選択図】 図3
Description
本発明は、車両の走行制御方法及び走行制御装置に関するものである。
従来の道路の交差点のモデリング方法として、道路車線情報を含む第1データの組を受信し、道路の交差点の構造のための車両軌跡情報を含む第2データの組を受信し、前記第1データの組及び前記第2データの組の少なくとも1つから車線ノード位置を決定し、前記車線ノード位置の間の一組の可能性があるリンクを集め、リンクのそれぞれについて、前記リンクが正当なリンクである確率を評価して、リンクのそれぞれに確率値を割り当てて、所定のしきい値確率値に基づいて、前記リンクをフィルタリングし、一組の正当なリンクを生成し、前記一組の正当なリンクに基づいて、前記交差点の構造のモデルを創出する、道路の交差点の構造のモデリング方法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の交差点のモデリング方法では、道路車線情報及び交差点の車両軌跡情報のいずれもがない場合、交差点を自律走行できないという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、レーンマーカのない交差点を自律走行できる車両の走行制御方法及び走行制御装置を提供することである。
本発明は、検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、交差点の出口情報を推定し、推定した交差点の出口情報に基づいて、自車両の現在地と前記交差点の出口とを接続する第1目標走行軌跡を生成し、前記第1目標走行軌跡に沿って前記交差点の出口まで自律走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて交差点の出口情報を更新し、更新した交差点の出口情報に基づいて第1目標走行軌跡を更新することで上記課題を解決する。
本発明によれば、交差点の出口に近づくに従い、検出した地物情報に依り交差点の出口の推定を繰り返すので、交差点の出口の推定精度が高くなり、その結果、レーンマーカのない交差点を自律走行することができる。
《走行制御装置の構成》
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る車両の走行制御装置1の構成を示すブロック図である。本実施形態の走行制御装置1は、本発明に係る車両の走行制御方法を実施する一実施の形態でもある。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る車両の走行制御装置1の構成を示すブロック図である。本実施形態の走行制御装置1は、本発明に係る車両の走行制御方法を実施する一実施の形態でもある。
図1に示すように、本実施形態の走行制御装置1は、センサ11、自車位置検出装置12、地図データベース13、車載機器14、ナビゲーション装置15、提示装置16、入力装置17、駆動制御装置18、及び制御装置19を備える。これらの装置は、たとえばCAN(Controller Area Network)その他の車載LANにより接続され、相互に情報の送受信を行うことができる。
センサ11は、自車両の走行状態を検出する。たとえば、センサ11として、自車両の前方を撮像する前方カメラ、自車両の左右の側方をそれぞれ撮像する側方カメラ、自車両の後方を撮像する後方カメラ、自車両の前方の障害物を検出する前方レーダー、自車両の後方の障害物を検出する後方レーダー、自車両の左右の側方に存在する障害物を検出する側方レーダー、自車両の車速を検出する車速センサ、ドライバーがハンドルを持っているか否かを検出するタッチセンサ(静電容量センサ)およびドライバーを撮像する車内カメラなどが挙げられる。なお、センサ11として、上述した複数のセンサのうち1つを用いる構成としてもよいし、2種類以上のセンサを組み合わせて用いる構成としてもよい。センサ11の検出結果は、所定時間間隔で制御装置19に出力される。
自車位置検出装置12は、GPSユニット、ジャイロセンサ、および車速センサ等を備える。自車位置検出装置12は、GPSユニットにより複数の衛星通信から送信される電波を検出し、対象車両(自車両)の位置情報を周期的に取得する。また、自車位置検出装置12は、取得した対象車両の位置情報と、ジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサから取得した車速とに基づいて、対象車両の現在位置を検出する。自車位置検出装置12により検出された対象車両の位置情報は、所定時間間隔で制御装置19に出力される。
地図データベース13は、各種施設や特定の地点の位置情報を含む三次元高精度地図情報を格納し、制御装置19からアクセス可能とされたメモリである。三次元高精度地図情報は、データ取得用車両を用いて実際の道路を走行した際に検出された道路形状に基づく三次元地図情報である。三次元高精度地図情報は、地図情報とともに、カーブ路及びそのカーブの大きさ(たとえば曲率又は曲率半径)、道路の合流地点、分岐地点、料金所、車線数の減少位置などの詳細かつ高精度の位置情報が、三次元情報として関連付けられた地図情報である。ただし、本発明の地図データベースに格納される地図情報は、三次元高精度地図情報にのみ限定されず、それ以外の地図情報であってもよい。
車載機器14は、車両に搭載された各種機器であり、ドライバーの操作により動作する。このような車載機器としては、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、方向指示器、ワイパー、ライト、クラクション、その他の特定のスイッチなどが挙げられる。車載機器14は、ドライバーにより操作された場合に、その操作情報を制御装置19に出力する。
ナビゲーション装置15は、自車位置検出装置12から自車両の現在の位置情報を取得し、誘導用の地図情報に自車両の位置を重ね合わせてディスプレイなどに表示する。また、ナビゲーション装置15は、ドライバーが目的地を入力すると、その目的地までのルートを演算し、設定されたルートをドライバーに案内するナビゲーション機能を備える。このナビゲーション機能により、ナビゲーション装置15は、ディスプレイの地図上に目的地までのルートを表示するとともに、音声等によってルート上の走行推奨行動をドライバーに知らせる。
提示装置16は、ナビゲーション装置15が備えるディスプレイ、ルームミラーに組み込まれたディスプレイ、メーター部に組み込まれたディスプレイ、フロントガラスに映し出されるヘッドアップディスプレイ等の各種ディスプレイを含む。また、提示装置16は、オーディオ装置のスピーカー、振動体が埋設された座席シート装置など、ディスプレイ以外の装置を含む。提示装置16は、制御装置19の制御に従って、各種の提示情報をドライバーに報知する。
入力装置17は、たとえば、ドライバーの手動操作による入力が可能なボタンスイッチ、ディスプレイ画面上に配置されたタッチパネル、又はドライバーの音声による入力が可能なマイクなどの装置である。本実施形態では、ドライバーが入力装置17を操作することで、提示装置16により提示された提示情報に対する設定情報を入力することができる。図2は、本実施形態の入力装置17の一部を示す正面図であり、ステアリングホイールのスポーク部などに配置されたボタンスイッチ群からなる一例を示す。
図示する入力装置17は、制御装置19が備える自律走行制御機能(自律速度制御機能及び自律操舵制御機能)のON/OFF等を設定する際に使用するボタンスイッチである。自律速度制御機能及び自律操舵制御機能を含む自律走行制御機能の詳細は、後述する。本実施形態の入力装置17は、メインスイッチ171、リジューム・アクセラレートスイッチ172、セット・コーストスイッチ173、キャンセルスイッチ174、車間調整スイッチ175、及び車線変更支援スイッチ176を備える。
メインスイッチ171は、制御装置19の自律速度制御機能及び自律操舵制御機能を実現するシステムの電源をON/OFFするスイッチである。リジューム・アクセラレートスイッチ172は、自律速度制御機能を一旦OFFしたのちOFF前の設定速度で自律速度制御機能を再開したり、先行車両(自車両と同じ車線の前方を走行する他車両。以下、本明細書において同じ。)に追従して停車したのち制御装置19によって再発進したりするリジューム操作や、設定速度を上げるアクセラレート操作をするためのスイッチである。セット・コーストスイッチ173は、走行時の速度で自律速度制御機能を開始するセット操作や、設定速度を下げるコースト操作をするためのスイッチである。キャンセルスイッチ174は、自律速度制御機能をOFFするスイッチである。車間調整スイッチ175は、先行車両との車間距離を設定するためのスイッチであり、たとえば短距離・中距離・長距離といった複数段の設定から1つを選択するスイッチである。車線変更支援スイッチ176は、制御装置19が車線変更の開始をドライバーに確認した場合に車線変更の開始を承諾するためのスイッチである。なお、車線変更の開始を承諾した後に、車線変更支援スイッチ176を所定時間よりも長く押すことで、制御装置19による車線変更の提案の承諾を取り消すことができる。
図2に示すボタンスイッチ群以外にも、方向指示器の方向指示レバーやその他の車載機器14のスイッチを入力装置17として用いることができる。たとえば、制御装置19から自律制御により車線変更を行うか否かを提案された場合に、ドライバーが方向指示器のスイッチをオンにすることで、車線変更の承諾又は許可を入力する構成とすることもできる。また、制御装置19から自律制御により車線変更を行うか否かを提案された場合に、ドライバーが方向指示レバーを操作すると、提案された車線変更ではなく、方向指示レバーが操作された方向に向かって車線変更を行う構成とすることもできる。入力装置17により入力された設定情報は、制御装置19に出力される。
駆動制御装置18は、種々の態様で自車両の走行を制御する。たとえば、駆動制御装置18は、自律速度制御機能により自車両が設定速度で定速走行する場合には、自車両が設定速度となるように、加速および減速、並びに走行速度を維持するために、駆動機構の動作(エンジン自動車にあっては内燃機関の動作、電気自動車系にあっては走行用モータの動作を含み、ハイブリッド自動車にあっては内燃機関と走行用モータとのトルク配分も含む)およびブレーキ動作を制御する。また、駆動制御装置18は、自律速度制御機能により自車両が先行車両に追従走行する場合には、自車両と先行車両との車間距離が一定距離となるように、加減速度および走行速度を実現するための駆動機構の動作およびブレーキ動作を制御する。
また、駆動制御装置18は、自律操舵制御機能により、上述した駆動機構とブレーキの動作制御に加えて、ステアリングアクチュエータの動作を制御することで、自車両の操舵制御を実行する。たとえば、駆動制御装置18は、自律操舵制御機能によりレーンキープ制御を実行する場合に、自車線(自車両が走行する車線。以下、本明細書において同じ。)のレーンマーカを検出し、自車両が自車線内の所定位置を走行するように、自車両の幅員方向における走行位置を制御する。また、駆動制御装置18は、後述する車線変更支援機能により車線変更支援を実行する場合に、自車両が車線変更を行うように、自車両の幅員方向における走行位置を制御する。さらに、駆動制御装置18は、自律操舵制御機能により右左折支援を実行する場合には、交差点などにおいて右折又は左折する走行制御を行う。なお、駆動制御装置18は、後述する制御装置19の指示により自車両の走行を制御する。また、駆動制御装置18による走行制御方法として、その他の公知の方法を用いることもできる。
制御装置19は、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)等を備える。なお、動作回路としては、CPU(Central Processing Unit)に代えて又はこれとともに、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いることができる。
《制御装置19により実現される機能》
制御装置19は、ROMに格納されたプログラムをCPUにより実行することにより、自車両の走行状態に関する情報を取得する走行情報取得機能と、自車両の走行シーンを判定する走行シーン判定機能と、自車両の走行速度及び/又は操舵を自律制御する自律走行制御機能とを実現する。以下、制御装置19が備える各機能について説明する。
制御装置19は、ROMに格納されたプログラムをCPUにより実行することにより、自車両の走行状態に関する情報を取得する走行情報取得機能と、自車両の走行シーンを判定する走行シーン判定機能と、自車両の走行速度及び/又は操舵を自律制御する自律走行制御機能とを実現する。以下、制御装置19が備える各機能について説明する。
制御装置19の走行情報取得機能は、制御装置19が自車両の走行状態に関する走行情報を取得するための機能である。たとえば、制御装置19は、センサ11の前方カメラ、後方カメラ及び側方カメラにより撮像された自車両外部の画像情報を走行情報として取得する。また、制御装置19は、前方レーダー、後方レーダー及び側方レーダーによる検出結果を、走行情報として取得する。さらに、制御装置19は、センサ11の車速センサにより検出された自車両の車速情報、ジャイロセンサにより検出された自車両の姿勢角・ヨーレート、車内カメラにより撮像されたドライバーの顔の画像情報なども走行情報として取得する。
さらに、制御装置19は、自車両の現在の位置情報を走行情報として自車位置検出装置12から取得する。また、制御装置19は、設定された目的地及び目的地までのルートを走行情報としてナビゲーション装置15から取得する。さらに、制御装置19は、カーブ路及びそのカーブの大きさ(たとえば曲率又は曲率半径)、合流地点、分岐地点、料金所、車線数の減少位置などの位置情報を走行情報として地図データベース13から取得する。加えて、制御装置19は、ドライバーによる車載機器14の操作情報を、走行情報として車載機器14から取得する。以上が、制御装置19により実現される走行情報取得機能である。
制御装置19の走行シーン判定機能は、制御装置19のROMに記憶されたテーブルを参照して、自車両が走行している走行シーンを判定する機能である。制御装置19のROMに記憶されたテーブルには、たとえば車線変更や追い越しに適した走行シーンとその判定条件が、走行シーンごとに記憶されている。制御装置19は、ROMに記憶されたテーブルを参照して、自車両の走行シーンが、たとえば車線変更や追い越しに適した走行シーンであるか否かを判定する。
たとえば、「先行車両への追いつきシーン」の判定条件として、「前方に先行車両が存在」、「先行車両の車速<自車両の設定車速」、「先行車両への到達が所定時間以内」、および「車線変更の方向が車線変更禁止条件になっていない」の4つの条件が設定されているとする。この場合、制御装置19は、たとえば、センサ11に含まれる前方カメラや前方レーダーによる検出結果、車速センサにより検出された自車両の車速、および自車位置検出装置12による自車両の位置情報などに基づいて、自車両が上記条件を満たすか否かを判断する。上記条件を満たす場合には、制御装置19は、自車両が「先行車両への追いつきシーン」であると判定する。以上が、制御装置19により実現される走行シーン判定機能である。
制御装置19の自律走行制御機能は、制御装置19が自車両の走行をドライバーの操作に依ることなく自律制御するための機能である。制御装置19の自律走行制御機能は、自車両の走行速度を自律制御する自律速度制御機能と、自車両の操舵を自律制御する自律操舵制御機能とを含む。なお、ドライバーの操作に依ることなく自律制御することには、一部の操作をドライバーにより行うことも含まれる。また、自律速度制御機能と自律操舵制御機能は、互いに独立した機能であってもよく、互いに関連した機能であってもよい。以下、本実施形態の自律速度制御機能と自律操舵制御機能について説明する。
自律速度制御機能は、先行車両を検出しているときは、ドライバーが設定した車速を上限にして、車速に応じた車間距離を保つように車間制御を行いつつ先行車両に追従走行する一方、先行車両を検出していない場合には、ドライバーが設定した車速で定速走行する機能である。前者を車間制御、後者を定速制御ともいう。なお、自律速度制御機能は、センサ11により道路標識から走行中の道路の制限速度を検出し、あるいは地図データベース13の地図情報から制限速度を取得して、その制限速度を自動的に設定車速にする機能を含んでもよい。
自律速度制御機能を作動するには、まずドライバーが、図2に示す入力装置17のリジューム・アクセラレートスイッチ172又はセット・コーストスイッチ173を操作して、所望の走行速度を入力する。たとえば、自車両が70km/hで走行中にセット・コーストスイッチ173を押すと、現在の走行速度がそのまま設定されるが、ドライバーが所望する速度が80km/hであるとすると、リジューム・アクセラレートスイッチ172を複数回押して、設定速度を上げればよい。リジューム・アクセラレートスイッチ172に付された「+」の印は、設定値を増加させるスイッチであることを示している。逆にドライバーが所望する速度が60km/hであるとすると、セット・コーストスイッチ173を複数回押して、設定速度を下げればよい。セット・コーストスイッチ173に付された「-」の印は、設定値を減少させるスイッチであることを示している。また、ドライバーが所望する車間距離は、図2に示す入力装置17の車間調整スイッチ175を操作し、たとえば短距離・中距離・長距離といった複数段の設定から1つを選択すればよい。
ドライバーが設定した車速で定速走行する定速制御は、センサ11の前方レーダー等により、自車線の前方に先行車両が存在しないことが検出された場合に実行される。定速制御では、設定された走行速度を維持するように、車速センサによる車速データをフィードバックしながら、駆動制御装置18によりエンジンやブレーキなどの駆動機構の動作を制御する。
車間制御を行いつつ先行車両に追従走行する車間制御は、センサ11の前方レーダー等により、自車線の前方に先行車両が存在することが検出された場合に実行される。車間制御では、設定された走行速度を上限にして、設定された車間距離を維持するように、前方レーダーにより検出した車間距離データをフィードバックしながら、駆動制御装置18によりエンジンやブレーキなどの駆動機構の動作を制御する。なお、車間制御で走行中に先行車両が停止した場合は、先行車両に続いて自車両も停止する。また、自車両が停止した後、たとえば30秒以内に先行車両が発進すると、自車両も発進し、再び車間制御による追従走行を開始する。自車両が30秒を超えて停止している場合は、先行車両が発進しても自動で発進せず、先行車両が発進した後、リジューム・アクセラレートスイッチ172を押すか又はアクセルペダルを踏むと、再び車間制御による追従走行を開始する。
一方、自律操舵制御機能は、ステアリングアクチュエータの動作を制御することで、自車両の操舵制御を実行するための機能である。本実施形態の自律操舵制御機能には、(1)車線のたとえば中央付近を走行するようにステアリングを制御して、ドライバーのハンドル操作を支援するレーンキープ機能(車線幅員方向維持機能)、(2)ドライバーがウィンカーレバーを操作するとステアリングを制御し、車線変更に必要なハンドル操作を支援する車線変更支援機能、(3)設定車速よりも遅い車両を前方に検出すると、表示によりドライバーに追い越し操作を行うか確認し、ドライバーが承諾スイッチを操作した場合、ステアリングを制御し追い越し操作を支援する追い越し支援機能、(4)ドライバーがナビゲーション装置などに目的地を設定している場合には、ルートに従って走行するために必要な車線変更地点に到達すると、表示によりドライバーに車線変更を行うか確認し、ドライバーが承諾スイッチを操作した場合、ステアリングを制御し車線変更を支援するルート走行支援機能などが含まれる。なお、自律操舵制御を実行する場合、自律速度制御も同時に実行するが、速度制御はドライバーのアクセル・ブレーキ操作によって実行してもよい。
さて、自律操舵制御機能のうちのレーンキープ機能を用いて自律走行する場合、前方カメラなどを用いて、走行中の道路の前方のレーンマーカを検出することで、自車両の車線幅員方向の位置を制御する。しかしながら、一般的な交差点にはレーンマーカが付されておらず、走行の目印となるものが存在しない。従来技術にて挙げた先行文献には、過去に走行した交差点の走行軌跡の履歴を蓄積し、これを用いてその交差点を自律走行することも記載されている。しかしながら、走行したことがない交差点である場合や、走行後に交差点の形状が変更された場合には、このような手段は利用できない。
そこで、本実施形態に係る車両の走行制御装置1では、レーンマーカのない交差点を自律走行する場合には、交差点の入口において、それまで走行していた道路のレーンマーカ情報を検出するとともに、交差点の周囲の地物情報を検出し、検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、交差点の出口情報を推定し、推定した交差点の出口情報に基づいて、自車両の現在地と交差点の出口とを接続する第1目標走行軌跡を生成する。ただし、ここで生成された第1目標走行軌跡の交差点の出口の精度はそれほど高くないので、交差点の入口から第1目標走行軌跡に沿って交差点の出口まで自律走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて交差点の出口情報を更新し、更新した交差点の出口情報に基づいて前記第1目標走行軌跡を再生成し、これを交差点の出口に至るまで繰り返す。以下、レーンマーカのない交差点を自律走行する実施形態を説明する。図3は、制御装置19に含まれるレーンキープ走行制御ユニット190の一例を示すブロック図である。
図3に示すように、本実施形態のレーンキープ走行制御ユニット190は、交差点出口推定部192と、交差点出口情報更新部193と、第1目標走行軌跡生成部194と、第2目標走行軌跡生成部195と、目標軌跡切り替え部196と、追従指令値生成部197を備え、これに、走行データ蓄積部191と、地物検出部としての前方カメラなどのセンサ11と、レーンマーカ検出部としての前方カメラなどのセンサ11からの信号又は情報が読み込まれ、さらに最終的な指令値は駆動制御装置18に出力される。このレーンキープ走行制御ユニット190を構成する各部は、便宜的に表現したものであり、実際にはROMに格納したプログラムにより実現される。
走行データ蓄積部191は、過去に走行したことがある道路における車両の走行情報(走行軌跡など)と、その位置情報(緯度経度など)とが関連付けられて蓄積されたデータベースである。走行データ蓄積部191、たとえば車両の外部のサーバなどに設けられ、特定のユーザがインターネット回線などを介してアクセス可能とされている。頻繁に走行する通勤経路などにレーンマーカのない交差点があっても、この走行データ蓄積部191に走行軌跡の履歴があれば、そのデータを読み出して自律走行することができる。ただし、走行履歴がない初めての交差点であったり、交差点の形状が変更されていたりすると走行データ蓄積部191の情報は利用できない。
地物検出部は、交差点の入口から出口に向かって走行する際に、交差点の出口を特定するのに寄与するセンサ11である。地物とは、地球上に存在する物体を意味し、ここでは交差点の出口を特定するのに寄与する物体、たとえば中央分離帯、縁石、信号機、先行車両などが含まれる。したがって、地物検出部は、こうした地物を検出できるセンサ11、たとえば自車両の前方を撮像する前方カメラ、自車両の左右の側方をそれぞれ撮像する側方カメラ、自車両の後方を撮像する後方カメラ、自車両の前方の障害物を検出する前方レーダー、自車両の後方の障害物を検出する後方レーダー、自車両の左右の側方に存在する障害物を検出する側方レーダーなどが含まれる。
レーンマーカ検出部は、道路に付されたレーンマーカを検出するセンサ11であり、主として自車両の前方を撮像する前方カメラ、自車両の左右の側方をそれぞれ撮像する側方カメラ、自車両の後方を撮像する後方カメラなどが含まれる。
図4A及び図4Bは、本実施形態の車両の走行制御装置1を用いて、自車両Vが、レーンマーカのない交差点ISを自律走行するシーンの一例を示す平面図であり、図4Aは、自車両Vの現在位置P0が交差点ISの入口P1である場合を示し、図4Bは、自車両Vの現在位置P0が交差点ISの中央である場合を示す。ちなみに、図4A及び図4Bに示す交差点ISは、白抜き矢印で示すとおり、図の上下方向に延在する道路は片側2車線(左側通行)の道路であり、図の左右方向に延在する道路は左から右に向かう2車線の一方通行の道路である。自車両Vは、左側の道路の車線R1から交差点ISに入り、右側の道路の車線R2へ直進するものとする。
交差点出口推定部192は、走行データ蓄積部191、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの情報に基づいて、走行中の交差点ISの出口情報を推定する。交差点ISの出口情報には、交差点ISの出口P2の位置情報(緯度経度などの座標)と姿勢角情報(車両のヨー角)とが含まれる。走行データ蓄積部191に走行履歴があれば、そのデータから交差点ISの出口P2の位置情報及び車両の姿勢角(ヨー角,走行方向)を推定する。走行データ蓄積部191に走行履歴がない場合は、まず交差点ISの入口P1まで走行してきた車線R1のレーンマーカをレーンマーカ検出部(センサ11)で検出することで、交差点ISの入口P1の位置情報と車両の姿勢角を取得する。そして、地物検出部であるセンサ11、たとえば前方カメラを用いて、この交差点ISの入口P1から撮像される前方領域の画像を取得し、この画像から交差点ISの出口情報を推定する。たとえば、交差点ISの入口P1から撮像される前方領域の画像から、一対の縁石、又は中央分離帯と縁石とが検出されたら、その間に交差点ISの出口P2があると推定することができる。
交差点出口情報更新部193は、交差点出口推定部192で推定された交差点ISの出口情報を、交差点ISを走行中に取得される、地物検出部による新たな検出画像やレーンマーカ検出部により検出される新たなレーンマーカ情報に依り、順次更新する。たとえば、交差点ISの入口P1において取得された前方領域の画像では、前方に存在する道路R2の中央分離帯と縁石しか検出できなかったものが、交差点ISの出口P2に近づくにつれ、交差点ISの出口P2に接続する道路R2のレーンマーカがレーンマーカ検出部により検出された場合には、レーンマーカとの関係を用いて交差点ISの出口P2をより精度よく推定することができる。
特に限定はされないが、交差点出口情報更新部193における交差点ISの出口情報の更新周期は、交差点出口推定部192における交差点ISの出口情報の推定周期に等しいか、または小さい値に設定することが好ましい。すなわち、交差点出口推定部192にて新たに推定されたら、必ず、交差点出口情報更新部193において更新される関係とすることが好ましい。
第1目標走行軌跡生成部194は、交差点ISの入口P1に到着したことをトリガにして、入口P1から出口P2に至る交差点ISを走行する第1目標走行軌跡T1を生成する。すなわち図4Aに示すように、それまで走行してきた車線R1のレーンマーカが検出できなくなった交差点ISの入口P1に到着したことをトリガにする。そして、自車両Vの現在位置P0である交差点ISの入口P1の位置座標と、交差点出口推定部192にて推定された交差点ISの出口P2の位置座標とを、図4Aに示すように、滑らかに繋ぐ緩和曲線、たとえば三角関数、多項式関数、クロソイド曲線、スプライン曲線、ベジェ曲線などを用いて、第1目標走行軌跡T1を生成する。
また、自車両Vの現在位置P0である交差点ISの入口P1と、交差点出口推定部192にて推定された交差点ISの出口P2とを繋いで第1目標走行軌跡T1を生成する場合に、交差点ISの入口P1の位置座標と出口P2の位置座標とを繋ぐことに加え、交差点ISの入口P1に到着した際の実際の姿勢角を、第1目標走行軌跡T1の始点の姿勢角に一致させることが好ましい。これにより車線R1の終点から第1目標走行軌跡T1の始点に切り換る際の自車両Vの姿勢角が変化することなく円滑に交差点ISに入ることができる。またこれに加え又はこれに代えて、交差点出口推定部192にて推定した出口情報には、出口P2に接続する道路の車線R2に沿う車両の姿勢角情報も含まれるので、この姿勢角を第1目標走行軌跡T1の終点の姿勢角に一致させることが好ましい。これにより第1目標走行軌跡T1の終点から車線R2の始点に切り換る際の自車両Vの姿勢角が変化することなく円滑に交差点ISを出ることができる。
図5は、本発明の車両の走行制御装置1を用いてレーンマーカのない交差点ISを走行するシーンの他の例を示す平面図であり、自車両Vは、左側の道路の車線R1から交差点ISに入り、右側の道路の車線R2へ直進するものとする。このシーンにおいて、車線R1,R2はレーンマーカが存在する道路であるため、車線R1,R2を走行する際の目標走行軌跡は、後述する第2目標走行軌跡T2となるが、交差点ISの入口P1において、車線R1の第2目標走行軌跡T2の終点の姿勢角と第1目標走行軌跡T1の始点の姿勢角とを一致させる。同様に、交差点ISの出口P2において、第1目標走行軌跡T1の終点の姿勢角と車線R2の第2目標走行軌跡T2の始点の姿勢角とを一致させる。このとき、特に限定されないが、交差点ISの出口P2以降の第2目標走行軌跡T2は、交差点ISの出口P2における姿勢角を保持する直線形状又は交差点ISの出口P2における曲率を保持する曲線形状に外挿して生成することが好ましい。
図6は、本発明の車両の走行制御装置1を用いてレーンマーカのない交差点ISを走行するシーンのさらに他の例を示す平面図であり、自車両Vは、右側の道路の車線R1から交差点ISに入り、上側の道路の車線R2へ右折するシーンであって、交差点IS内に右折車停止線Lが付されているものとする。このようなシーンでは、交差点ISを走行する場合には右折車停止線Lを経由しなければならないことから、レーンマーカ検出部にて交差点ISの中において経由すべき地点P3である右折車停止線Lを検出し、第1目標走行軌跡生成部194は、交差点ISの入口P1と、右折車停止線Lの地点P3と、交差点ISの出口P2とを結ぶ第1目標走行軌跡T1を生成する。このとき、特に限定はされないが、第1目標走行軌跡T1は、交差点ISの入口P1から右折車停止線Lの地点P3までの第1目標走行軌跡Aと、右折車停止線Lの地点P3から交差点ISの出口P2までの第1目標走行軌跡Bとに分割して生成し、右折車停止線Lの地点P3において、これら分割して生成した第1目標走行軌跡A,Bを緩和曲線で接続するようにしてもよい。
第2目標走行軌跡生成部195は、レーンマーカ検出部であるセンサ11(前方カメラなど)により検出されたレーンマーカ情報を用い、一対のレーンマーカで特定される車線の所定位置、たとえば中央を走行する第1目標走行軌跡T2を生成する。すなわち、第2目標走行軌跡生成部195は、レーンマーカが存在する車線を走行している場合に目標走行軌跡を生成するものである。
目標走行軌跡切り替え部196は、第1目標走行軌跡生成部194で生成された第1目標走行軌跡と、第2目標走行軌跡生成部195で生成された第2目標走行軌跡とを選択的に切り替え、いずれか一方を追従指令値生成部197へ出力する。目標走行軌跡切り替え部196は、追従指令値生成部197へ出力する目標走行軌跡として、レーンマーカのない交差点においては第1目標走行軌跡T1を選択し、レーンマーカのある道路においては第2目標走行軌跡T2を選択する。
特に限定はされないが、目標走行軌跡切り替え部196は、第1目標走行軌跡生成部194による第1目標走行軌跡T1と、第2目標走行軌跡生成部195に依る第2目標走行軌跡T2とを切り替える際は、これら2つの走行軌跡を緩和曲線で接続することが好ましい。
追従指令値生成部197は、目標走行軌跡切り替え部196にて選択された第1目標走行軌跡T1又は第2目標走行軌跡T2の目標横位置Yref及び目標姿勢角θrefと、センサ11にて検出された自車両Vの実際の横位置Ysens及び姿勢角θsensから、実際に駆動制御装置18へ出力する制御指令値を演算する。具体的には、目標走行軌跡T1,T2の目標横位置Yrefと実際の横位置Ysensとの差ΔYを演算し、この差ΔYをゼロに近づける横位置の制御指令値をフィードバック制御することで、自車両Vの横位置を目標走行軌跡T1,T2に追従させる。また目標走行軌跡T1,T2の目標姿勢角θrefと実際の姿勢角θsensとの差Δθを演算し、この差Δθをゼロに近づける姿勢角の制御指令値をフィードバック制御することで、自車両Vの姿勢角を目標走行軌跡T1,T2に追従させる。
《車線変更制御処理》
次に、図7を参照して、本実施形態に係る車線変更制御処理について説明する。図7は、本実施形態の制御装置19が実行する車線変更制御処理の一例を示すフローチャートである。以下に説明する走行制御処理は、制御装置19により所定時間間隔で実行される。また、以下においては、制御装置19の自律走行制御機能により、自律速度制御と自律操舵制御が実行され、自車両がドライバーの設定した速度で車線内を走行するように、自車両の幅員方向における走行位置を制御するレーンキープ制御が行われているものとする。
次に、図7を参照して、本実施形態に係る車線変更制御処理について説明する。図7は、本実施形態の制御装置19が実行する車線変更制御処理の一例を示すフローチャートである。以下に説明する走行制御処理は、制御装置19により所定時間間隔で実行される。また、以下においては、制御装置19の自律走行制御機能により、自律速度制御と自律操舵制御が実行され、自車両がドライバーの設定した速度で車線内を走行するように、自車両の幅員方向における走行位置を制御するレーンキープ制御が行われているものとする。
図7のステップS1において、制御装置19は、レーンキープ制御の開始信号が入力されたか否かを判断する。レーンキープ制御の開始信号が入力されるまで、制御装置19はステップS1を繰り返す。これに対して、レーンキープ制御の開始信号が入力されたらステップS2へ進む。
ステップS2において、制御装置19は、前方カメラなどのセンサ11(レーンマーカ検出部)を用いて現在走行中の道路のレーンマーカを検出し、レーンマーカが検出されているか否かを判断する。レーンマーカが検出されている場合はステップS3へ進み、第2目標走行軌跡生成部195により、たとえば検出された一対のレーンマーカの中央を走行する第2目標走行軌跡T2を生成する。そして、ステップS4において、追従指令値生成部197は、生成された第2目標走行軌跡T2に沿って自車両Vが走行する制御指令値を生成して駆動制御装置18へ出力する。これにより、自車両Vは、レーンマーカが付された道路をレーンキープ制御により走行することになる。
これに対し、ステップS2において、現在走行中の道路にレーンマーカが検出されない場合はステップS6へ進み、その地点がレーンマーカのない交差点か否かを判断する。レーンマーカが検出されないからといって交差点であるとは限らず、部分的にレーンマーカが消えていたりするからである。ステップS6において、その地点がレーンマーカのない交差点ではない場合は、このルーチンを終了するが、その地点がレーンマーカのない交差点である場合はステップS7へ進む。
ステップS7において、交差点出口推定部192は、走行データ蓄積部191、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの情報に基づいて、走行中の交差点ISの出口情報を推定する。たとえば、図4Aに示すように、自車両Vが車線R1から交差点ISの入口P1に到着すると、それまで存在したレーンマーカがなくなるので、地物検出部である前方カメラなどを用いて、この交差点ISの入口P1から撮像される前方領域の画像を取得する。このとき交差点ISの前方に一対の縁石が検出されたとすると、交差点出口推定部192は、その間に交差点ISの出口P2があると推定し、図4Aに示すように一対の縁石の略中央に推定した出口P2を設定する。
続くステップS8において、第1目標走行軌跡生成部194は、自車両Vの現在位置P0である交差点ISの入口P1の位置座標と、交差点出口推定部192にて推定された交差点ISの出口P2の位置座標とを、図4Aに示すように、滑らかに繋ぐ第1目標走行軌跡T1を生成する。そして、ステップS9において、追従指令値生成部197は、生成された第1目標走行軌跡T1に沿って自車両Vが走行する制御指令値を生成して駆動制御装置18へ出力する。これにより、自車両Vは、交差点ISの入口P1から交差点内に進入することになる。
続くステップS10において、自車両Vが交差点ISの出口P2に到着したか否かを判断し、到着していない場合はステップS7へ戻る。そして、ステップS7において、交差点出口推定部192は、走行データ蓄積部191、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの新たな情報に基づいて、走行中の交差点ISの出口情報を再び推定する。図4Bは、図4Aに示す交差点ISの入口P1から交差点ISの中央まで走行した状態を示す平面図である。当初生成した第1目標走行軌跡T1に沿って交差点IS内を走行している間、交差点出口推定部192は、走行データ蓄積部191、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの新たな情報を取得し続けが、交差点ISの出口P2が近くなればなるほど、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの新たな情報による交差点ISの出口情報の精度は高くなる。
たとえば、交差点ISの入口P1においては、前方に存在する道路R2の一対の縁石しか検出できなかったことから、図4Aに示すように出口P2を一対の縁石の中央と推定したものが、交差点ISの出口P2に近づくにつれ、交差点ISの出口P2に接続する道路R2のレーンマーカがレーンマーカ検出部により検出された場合には、図4Bに示すように中央のレーンマーカと縁石との中央を交差点ISの出口P2として推定することができる。
そのため、続くステップS8において、第1目標走行軌跡生成部194は、自車両Vの現在位置P0である交差点ISの入口P1の位置座標と、交差点出口推定部192にて推定し直された交差点ISの出口P2の位置座標とを、図4Bに示すように、滑らかに繋ぐ第1目標走行軌跡T1を生成し直す。そして、ステップS9において、追従指令値生成部197は、更新された第1目標走行軌跡T1に沿って自車両Vが走行する制御指令値を生成して駆動制御装置18へ出力する。これにより、自車両Vは、更新された交差点ISの出口P2に向かって走行を続けることになる。このように、交差点ISの出口P2の再推定→第1目標走行軌跡T1の再生成→再生成した第1目標走行軌跡T1に沿う自律走行という処理を、自車両Vが交差点ISの出口P2に到着するまで繰り返す。
自車両Vが交差点ISの出口P2に到着したらステップS5へ進み、レーンキープ制御が終了していなければステップS2へ進み、以上の処理を繰り返す。
以上のとおり、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、交差点ISの出口情報を推定し、推定した交差点ISの出口情報に基づいて、自車両Vの現在地P0と交差点ISの出口P2とを接続する第1目標走行軌跡T1を生成する。そして、第1目標走行軌跡T1に沿って交差点ISの出口P2まで自律走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて交差点ISの出口情報を更新し、更新した交差点ISの出口情報に基づいて第1目標走行軌跡T1を更新しながら、当該第1目標走行軌跡T1に沿って自車両Vが自律走行するための制御指令値を生成する。その結果、交差点ISの出口P2が近くなればなるほど、地物検出部であるセンサ11及びレーンマーカ検出部であるセンサ11からの新たな情報による交差点ISの出口情報の精度は高くなることから、レーンマーカのない交差点ISであっても自律走行することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、制御指令値の生成に用いられる交差点ISの出口情報の更新周期は、交差点ISの出口情報の推定周期以下の値に設定されているので、交差点出口推定部192にて新たに推定されたら、必ず、交差点出口情報更新部193において更新される。したがって、最も新しい第1目標走行軌跡T1を生成することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、第1目標走行軌跡T1は、検出した自車両Vの現在の位置座標と推定した交差点ISの出口P2の位置座標とを緩和曲線で接続して生成するので、レーンマーカがなくても違和感のない滑らかな走行を実現することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、第1目標走行軌跡T1の現在地P0における目標姿勢角と交差点ISの出口P2における目標姿勢角のそれぞれは、検出した現在地P0における自車両Vの姿勢角と推定した交差点ISの出口P2における自車両Vの姿勢角の両方又は一方に一致するように生成するので、第1目標走行軌跡T1の端点において、姿勢角の変化の少ない滑らかな走行を実現することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、交差点ISの出口P2以降の第2目標走行軌跡T2は、交差点ISの出口P2における姿勢角を保持する直線形状又は交差点ISの出口P2における曲率を保持する曲線形状に外挿して生成するので、第1目標走行軌跡T1と第2目標走行軌跡T2との接続点において、姿勢角の変化の少ない滑らかな走行を実現することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、交差点ISの中において経由すべき地点P3、たとえば右折車停止線Lを検出し、第1目標走行軌跡T1は、経由すべき地点P3を通過するように生成するので、右折車停止線Lにて正確に停止できる走行軌跡を得ることができる。また、交差点ISに存在する障害物を回避するための経由すべき地点である場合には、その障害物に干渉することなく交差点ISを走行することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、第1目標走行軌跡T1は、自車両Vの現在地P0から経由すべき地点P3までの第1目標走行軌跡Aと、経由すべき地点P3から交差点ISの出口P2までの第1目標走行軌跡Bに分割して生成し、経由すべき地点P3において、分割して生成した第1目標走行軌跡A,Bを緩和曲線で接続するので、少ない演算負荷で走行軌跡を生成することができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、交差点ISに接続する道路では、検出したレーンマーカ情報に基づいて第2目標走行軌跡T2を生成し、検出したレーンマーカ情報が更新される度に第2目標走行軌跡T2を更新するので、レーンマーカの検出状況が悪くても、逐次更新することで車線内の走行位置精度を高めることができる。
また、本実施形態の車両の走行制御方法及び走行制御装置1によれば、レーンマーカのない交差点ISにおいては第1目標走行軌跡T1を選択し、レーンマーカのある道路においては第2目標走行軌跡T2を選択し、第1目標走行軌跡T1と第2目標走行軌跡T2との切り替え地点において、これらの走行軌跡を緩和曲線で接続するので、切り替え時の車両挙動を抑制することができ、走行軌跡の追従性及び乗車快適性が向上する。
1…走行制御装置
11…センサ
12…自車位置検出装置
13…地図データベース
14…車載機器
15…ナビゲーション装置
16…提示装置
17…入力装置
18…駆動制御装置
19…制御装置
V1…自車両
11…センサ
12…自車位置検出装置
13…地図データベース
14…車載機器
15…ナビゲーション装置
16…提示装置
17…入力装置
18…駆動制御装置
19…制御装置
V1…自車両
Claims (10)
- 自車両を自律走行制御し、レーンマーカのない交差点を含む道路を走行する走行制御方法において、
前記交差点に接続する道路のレーンマーカ情報及び前記交差点の周囲の地物情報を検出し、
検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、前記交差点の出口情報を推定し、
推定した交差点の出口情報に基づいて、自車両の現在地と前記交差点の出口とを接続する第1目標走行軌跡を生成し、
前記第1目標走行軌跡に沿って前記交差点の出口まで自律走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、前記交差点の出口情報を更新し、
更新した交差点の出口情報に基づいて前記第1目標走行軌跡を更新しながら、当該第1目標走行軌跡に沿って自車両が自律走行するための制御指令値を生成する車両の走行制御方法。 - 前記制御指令値の生成に用いられる交差点の出口情報の更新周期は、前記交差点の出口情報の推定周期以下の値に設定されている請求項1に記載の車両の走行制御方法。
- 前記推定した交差点の出口情報は、推定した交差点の出口における位置座標を含み、
前記第1目標走行軌跡は、検出した自車両の現在の位置座標と前記推定した交差点の出口の位置座標とを緩和曲線で接続して生成する請求項1又は2に記載の車両の走行制御方法。 - 前記推定した交差点の出口情報は、推定した交差点の出口の車線に沿う車両の姿勢角を含み、
前記第1目標走行軌跡の現在地における目標姿勢角と前記交差点の出口における目標姿勢角のそれぞれは、検出した現在地における自車両の姿勢角と前記推定した交差点の出口における自車両の姿勢角の両方又は一方に一致するように生成する請求項3に記載の車両の走行制御方法。 - 前記交差点の出口以降の第2目標走行軌跡は、前記交差点の出口における姿勢角を保持する直線形状又は前記交差点の出口における曲率を保持する曲線形状に外挿して生成する請求項1~4のいずれか一項に記載の車両の走行制御方法。
- 前記交差点の中において経由すべき地点を検出し、
前記第1目標走行軌跡は、前記経由すべき地点を通過するように生成する請求項1~5のいずれか一項に記載の車両の走行制御方法。 - 前記第1目標走行軌跡は、自車両の現在地から前記経由すべき地点までの第1目標走行軌跡と、前記経由すべき地点から交差点の出口までの第1目標走行軌跡に分割して生成し、
前記経由すべき地点において、前記分割して生成した第1目標走行軌跡を緩和曲線で接続する請求項6に記載の車両の走行制御方法。 - 前記交差点に接続する道路のレーンマーカ情報を検出し、
前記交差点に接続する道路では、検出したレーンマーカ情報に基づいて第2目標走行軌跡を生成し、
前記検出したレーンマーカ情報が更新される度に、前記第2目標走行軌跡を更新する請求項1~7のいずれか一項に記載の車両の走行制御方法。 - レーンマーカのない交差点においては前記第1目標走行軌跡を選択し、
レーンマーカのある道路においては前記第2目標走行軌跡を選択し、
前記第1目標走行軌跡と前記第2目標走行軌跡との切り替え地点において、前記第1目標走行軌跡と前記第2目標走行軌跡とを緩和曲線で接続する請求項8に記載の車両の走行制御方法。 - 自車両がレーンマーカのない交差点を含む道路を自律走行するためのプロセッサを備える車両の走行制御装置において、
前記プロセッサは、
前記交差点に接続する道路のレーンマーカ情報及び交差点の周囲の地物情報を検出し、
検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、前記交差点の出口情報を推定し、
推定した交差点の出口情報に基づいて、自車両の現在地と前記交差点の出口とを接続する第1目標走行軌跡を生成し、
前記第1目標走行軌跡に沿って交差点の出口まで走行する間に、新たに検出したレーンマーカ情報及び地物情報に基づいて、前記推定した交差点の出口情報を更新し、
更新した交差点の出口情報に基づいて前記第1目標走行軌跡を再生成し、
再生成した第1目標走行軌跡に沿って自車両が自律走行するための制御指令値を生成する車両の走行制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021006108A JP2022110604A (ja) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 車両の走行制御方法及び走行制御装置 |
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JP2021006108A JP2022110604A (ja) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 車両の走行制御方法及び走行制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022110604A true JP2022110604A (ja) | 2022-07-29 |
Family
ID=82574070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021006108A Pending JP2022110604A (ja) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 車両の走行制御方法及び走行制御装置 |
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Country | Link |
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-
2021
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