JP2023525543A - 経路制御モジュール、関連する経路制御デバイスおよび関連する方法 - Google Patents

Abstract

自動車両経路制御モジュール（６）は、－ パラメータの値（Ｓｉ）を、走行車線の中央からの車両の横方向のずれの値（ｙｌｉ、ｙｌｉ＋１）、および経路の変更における変分を表す時間依存変数の値（ｘｉ、ｘｉ＋１）に関連付けるベジェ曲線（Ｐ）によって、走行車線の変更中の車両（１）の経路をモデル化し、－ 経路制御デバイス（５）の閉フィードバックループ（Ｂｒ）のセットポイントの状態ベクトル（ξ＊）であって、本ループはベジェ曲線によってモデル化された経路を辿るように自動車両を操縦するように構成され、本ベクトルは横方向のずれ、時間依存変数、およびパラメータに基づいて決定される、セットポイントの状態ベクトルを決定し、－ ループの入力にセットポイントの状態ベクトルを送信するように構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車両の経路を制御するためのデバイスに関する。

本発明は、より詳細には、経路変更時、例えば、車線変更中に車両の経路を制御するために、車両の経路をリアルタイムに制御するためのデバイス、デバイスに組み込まれた経路制御モジュール、およびそのようなデバイスを実施するための方法に関する。

自動車両には、運転者が運転している車線に車両を保持する際に、運転者を支援するように、特に車線の中央に車両を保持するように設計された経路制御デバイスが付けられ得る。このようなデバイスは、運転が車両に完全に委ねられる自律車両にも見られ得る。自律車両は、車両のステアードホイールのステアリング角を修正することによる車両のステアリングに従って動く。

このようなデバイスは、また、車両の運転者が、例えば、方向指示器を作動させ、ステアリングホイールの位置を変えるときに半自律的に、または、車線変更のタイミングがデバイスによって決定されるときに自律的に、車両が第１の走行車線から第２の走行車線に移動するのを可能にし得る。

図１は、制御信号ｕにより統御されるアクチュエータによって制御される、２つのステアードホイール、好ましくは車両のフロントホイールを備える電動自動車両１に適用されるリアルタイム経路制御デバイスＤＩＳＰを示す。

以下では、演算子

は、ｘの導関数を示す。

車両１のステアードフロントホイールは、制御信号Ｕにより統御されるアクチュエータによって制御される。

車両１は、実際の前進速度Ｖ、フロントホイールが作るステアリングロック角δ、車両のヨー速度

またはステアリング角など、車両のパラメータを測定することを目的とするセンサを更に備える。

車両には、多項式ｙ（ｘ）の形での車両の走行車線の準線、または多項式ｙ（ｘ）を決定できる光学カメラを用いるモデルを与えることができるように、光学カメラおよびレーダの特性を組み合わせるＲａＣａｍタイプの装置が更に付けられ得る。

車両１には、車両１が所望の経路を辿るのを確実にするために、車両の物理的状態ベクトルξをセットポイントの状態ベクトルξ^＊に対応させるように、制御信号Ｕｓｔを生成するための制御器デバイス２を備える車載コンピュータが備えつけられている。

車載コンピュータは、制御Ｕｓｔに基づいて速度Ｖで走行する車両１についての経路追従推定状態ベクトル

と、車両１についての経路追従物理的状態ベクトルξと相関する状態変数についての電流測定ベクトルηとをリアルタイムで生成するための観測器３を更に備える。

観測器デバイス３の目的は、実効状態ベクトルξを可能な限り忠実に表し、自転車モデルの名称で知られる車両モデルを用いる推定状態ベクトル

をリアルタイムで生成することである。

車載コンピュータは、曲げを補正するデバイス２によってもたらされる第１のステアリングロックコマンドＵｓｔに、曲げの曲率γｆｆの関数として第２のステアリングロックコマンドＵｆｆを追加する予測器モジュール４を更に備える。

第２のステアリングロックコマンドＵｆｆによって、車両１が曲率γｆｆの曲げを上手く処理することができる。制御信号Ｕｓｔには第２のコマンドが加えられており、そのため、制御器デバイス２は車両１が直進するルートを辿るように車両１の経路を調整する。

したがって、制御信号Ｕは、第１のコマンドＵｓｔと第２のコマンドＵｆｆとの和に等しくなる。

車両１の経路のリアルタイム制御用のデバイスは、アクチュエータ、速度センサ、ステアリングロック角δを測定するためのセンサ、ヨー速度

を測定するためのセンサ、ならびに、ＲａＣａｍタイプの装置、デバイス２、観測器３、およびモジュール４を備える。

デバイス２、観測器３、およびモジュール４は、セットポイントに対してセットポイントの状態ベクトルξ^＊を有する閉制御ループＢｒを形成する。

車両の物理的状態ベクトルξは、

に等しく、式中、Ψは車両の軸と基準経路に対するタンジェントとの間の相対方位角であり、

は車両が理想的な車両経路から逸脱する横方向の速度であり、ｙｌは車両の重心と車線の中央との間の横方向のずれ、および車両の前方経路に対するタンジェントであり、

はステアリングロック角における変分であり、∫－ｙｌは横方向の位置の積分を表す。

セットポイントの状態ベクトルξ^＊は、以下に等しい。

そして、推定状態ベクトル

は、以下に等しい。

ベクトルξは、車両１の内部状態が完全にはアクセスできないため、部分的には不明である。

観測器３は、車両が理想的な車両経路

から逸脱している横方向の速度、およびステアリングロック角における変分

を推定し、５つの状態変数が測定される。

電流測定ベクトルηは、以下の５つの成分を有する。

ヨー速度

は、ヨー速度センサによって測定される。

車線変更中、セットポイントの状態ベクトルξ^＊は、デバイスＤＩＳＰが車両１を操縦して、車両の乗客にとって快適な方法で、車両が移動している車線に隣接する走行車線の中央へ横方向に車両が移動するように修正される。

車線変更中の車両の経路は、特に、車両１の横加速度および車両１の横速度の制限によって定められる。

車線変更デバイスを開示する文献米国特許出願公開第２０１８０３４８７６７号を参照し得る。

車線変更中の経路は、車両の速度特性に依存し、経路の決定には、多くの処理能力を必要とする最適計算を用いる。

加えて、決定された経路が車両周囲と適合しない場合、最適計算が繰り返される。

Ｄ．ＫｏｒｚｅｎｉｏｗｓｋｉおよびＧ Ｓｌａｓｋｉによる「Ｍｅｔｈｏｄｅ ｄｅ ｐｌａｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄ’ｕｎｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｉｒｅ ｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｖｅｃ ｕｎｅ ｃｏｕｒｂｅ ｄｅ Ｂｅｚｉｅｒ ｌｏｒｓ ｄ’ｕｎｅ ｍａｎｏｅｕｖｒｅ ｄｅ ｃｈａｎｇｅｍｅｎｔ ｄｅ ｖｏｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｔｈ ｗｉｔｈ ａ Ｂｅｚｉｅｒ ｃｕｒｖｅ ｄｕｒｉｎｇ ａ ｌａｎｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｎｅｕｖｅｒ］」と題された文献も参照し得、この文献は、車両の両側に１つずつ位置する２つの隣接する走行車線に車線変更するための経路を定める２つの対称なベジェ曲線を用いる車線変更方法を提案する。

２つの曲線は対称であり、互いに繋がっているので、２つの曲線間の連続性を確保する必要がある。

加えて、最適な車線変更経路を決定するために、ベジェ曲線に基づいていくつかの経路を計算する必要がある。

提案された方法は、ベジェ曲線の連続性を確保し、最適な車線変更経路を決定するために、多くの処理能力を必要とする。

文献ＷＯ２０１９／０５９８２９は、車両の運転者によって指示される第１の経路と車線変更システムによって決定される第２の経路との２つの経路の組み合わせを用いる車線変更経路を決定するための方法を開示している。

しかしながら、この方法は、運転者の介入を必要とする。

文献米国特許第９，７９６，４２１号は、自動車両用の横方向制御デバイスを開示しているが、車線変更方法は開示していない。

したがって、本提案は、従来技術による車線変更デバイスの欠点のすべてまたは一部を軽減することであり、特に、車両が移動している環境を考慮しながら車線を変更するときに、辿るべき経路を自律的に決定し、多くの処理能力を必要とせず、容易に実施可能な経路制御デバイスを提供することによって軽減することである。

上記に鑑みて、本発明は自動車両のための経路制御方法を提案し、本方法は、
－ パラメータの値を、車線の中央に対する車両の横方向のずれの値、および経路の変更における変分を表す時間依存変数の値に関連付けるベジェ曲線を使用して、車線変更中の車両の経路をモデル化することと、
－ 横方向のずれ、時間依存変数、およびパラメータに基づいて、経路制御デバイスのセットポイントの状態ベクトルを決定することと、
－ 車両がモデル化された経路を辿るように、状態変数に基づいて経路制御デバイスを使用して車両を操縦することと、を備える。

１つの特徴によれば、セットポイントの状態ベクトルを決定することは、
ａ）経路制御デバイスの時間カウンタの各増分が２つの連続する時間依存変数の間に含まれるように、パラメータの値を決定することと、
ｂ）パラメータの値に基づいて２つの連続する横方向のずれを決定することと、
ｃ）２つの連続する横方向のずれの間を補間することによって、中間の横方向のずれを決定することと、
ｄ）セットポイントの横方向のずれ、セットポイントのヨー速度、セットポイントの方位角、およびセットポイントの横速度を含むセットポイント値であって、中間の横方向のずれ、２つの連続する時間依存変数、および２つの連続する横方向のずれに基づいて決定されるセットポイント値を決定することと、を備え、
セットポイントの状態ベクトルは、セットポイントの横方向のずれおよびセットポイント値を含む。

好ましくは、本方法は、２つの連続する時間依存変数、２つの連続する横方向のずれ、および車両の前進速度に基づいて、補正曲率半径を決定することと、補正曲率半径を経路制御デバイスに送信することとを更に備える。

有利には、経路の変更がトリガされるとき、時間カウンタが開始され、カウンタによって達する値が、最大値の時間依存変数を含むベジェ曲線の制御点に関連する時間依存変数の値以上であるときに、カウンタは経路の変更の終了を示すために停止される。

好ましくは、本方法は、ステップａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）を繰り返すことと、カウンタの増分毎に補正曲率半径の決定を必要に応じて繰り返すこととを含み、２つの連続する増分は一定の持続時間だけ分離される。

本発明の別の主題は、自動車両用の経路制御モジュールであって、本モジュールは、
－ パラメータの値を、車線の中央に対する車両の横方向のずれの値、および経路の変更における変分を表す時間依存変数の値に関連付けるベジェ曲線を使用して、車線変更中の車両の経路をモデル化し、
－ 経路制御デバイスの閉制御ループのセットポイントの状態ベクトルであって、本ループはベジェ曲線によってモデル化された経路を辿るように自動車両を操縦するように構成され、本ベクトルは横方向のずれ、時間依存変数、およびパラメータに基づいて決定される、セットポイントの状態ベクトルを決定し、
－ ループへの入力としてセットポイントの状態ベクトルを送信するように構成される。

１つの特徴によれば、本モジュールは、
ｅ）経路制御デバイスの時間カウンタの各増分の瞬間が２つの連続する時間依存変数の間に含まれるように、パラメータの値を決定し、
ｆ）パラメータの値に基づいて、２つの連続する横方向のずれを決定し、
ｇ）２つの連続する横方向のずれの間を補間することによって、中間の横方向のずれを決定し、
ｈ）セットポイントの横方向のずれ、セットポイントのヨー速度、セットポイントの方位角、およびセットポイントの横速度を含むセットポイント値であって、中間の横方向のずれ、２つの連続する時間依存変数、および２つの連続する横方向のずれに基づいて決定されるセットポイント値を決定するように構成され、
セットポイントの状態ベクトルは、セットポイントの横方向のずれおよびセットポイント値を含む。

有利には、本モジュールは、２つの連続する時間依存変数、２つの連続する横方向のずれ、および車両の前進速度に基づいて、補正曲率半径を決定し、補正曲率半径を経路制御デバイスに送信するように更に構成される。

好ましくは、本モジュールは、経路の変更がトリガされるときに時間カウンタを開始し、カウンタによって達する値が、最大値の時間依存変数を含むベジェ曲線の制御点に関連する時間依存変数の値以上であるときに、カウンタを経路の変更の終了を示すために停止するように構成される。

更に別の態様では、本発明はまた、先に定められたように経路制御モジュール、および経路制御モジュールによって決定されたセットポイントの状態ベクトルをセットポイントとして受信するように構成された閉制御ループを備える経路制御デバイスに関し、本制御ループは、ベジェ曲線によってモデル化された経路を辿って自動車両を操縦するように更に構成される。

本発明の更なる目的、特徴および利点は、非限定的な例としてのみ与えられ、添付の図面を参照して行われる以下の説明を読むことから明らかになるであろう。

従来技術による車両の経路のリアルタイム制御のためのデバイスを概略的に示す既に言及された図である。 本発明による車両経路制御デバイスの一実施形態を概略的に示す図である。 本発明による車両１の経路のモデル化の一例を示す図である。 本発明による車両１の経路のモデル化の一例を示す図である。 本発明による車両経路制御デバイスの一実施態様を示す図である。 本発明による制御デバイスの動作に続く、セットポイントの横方向のずれ、横方向のずれ、およびホイールの角度の時間に対する変分を示す図である。

本発明の一態様による車両１のための経路制御デバイス５の一実施形態が、図２に概略的に示されている。図１のデバイスＤＩＳＰを形成する要素と同一であるデバイス５のこれらの要素は、同じ参照符号を有する。

再び、制御信号Ｕｓｔを生成するための制御器デバイス２、電流測定ベクトルηに基づいて車両による直進車線を辿るための推定状態ベクトル

のリアルタイム生成用の観測器３、および第２のステアリングロックコマンドＵｆｆを生成するための予測器モジュール４を備える閉制御ループＢｒが存在する。

コマンドＵｓｔは、直進する直線経路を辿るための角度δ_ｒｅｃｔの値に等しい。

デバイス５は、車線変更中にセットポイントの状態ベクトルξ^＊を生成する経路制御モジュール６を更に備える。

制御モジュール６は、パラメータＳの値を、車両の現在の車線の中央に対する車両の横方向のずれｙｌの値、および経路の変更における変分を表す時間依存変数ｘの値に関連付けるベジェ曲線Ｐを使用して、車線変更中の車両１の経路をモデル化する。制御モジュール６は、時間依存変数ｘおよびパラメータＳの横方向のずれｙｌに基づいてセットポイントの状態ベクトルξ^＊を決定し、セットポイントの状態ベクトルξ^＊を入力として制御ループＢｒに送信する。

図３および図４は、第１の走行車線ＶＣ１の中央Ｃ１を走行し、第１の車線ＶＣ１に隣接する第２の走行車線ＶＣ２の中央Ｃ２まで横方向に移動する車両１の経路のモジュール６によるモデル化の一例を示す。

この例では、車両１が前方の移動方向の左に横移動するが、代わりとして、車両１がその右に横移動し得る。

曲線ＴＲＡＪは、第１の走行車線ＶＣ１から第２の車線ＶＣ２に移動する車両１の経路を表す。

Ｒ（Ｏ、Ｘ、Ｙ）は、車両１が横方向に移動し始める前に、車線ＶＣ１の中央Ｃ１上に原点Ｏを有する車線ＶＣ１に関連付けられた座標系を意味し、Ｘは車両１の走行方向に向けられ、Ｙは座標系Ｒが直交するように位置決めされる。

車両１の経路は直線で決定され、予測器モジュール４は道路の曲率γｆｆ、車両の速度Ｖ、ならびに車両１の特性、特に車両の質量およびタイヤの剛性に基づいて、第２のステアリングロックコマンドＵｆｆを決定する。

より具体的には、座標系Ｒ（Ｏ、Ｘ、Ｙ）におけるベジェ曲線Ｐを使用して経路ＴＲＡＪのモデル化の一例を示す図４を参照する。

ベジェ曲線Ｐは、それぞれの座標（Ｐ_０ｘ；Ｐ_０ｙ）、（Ｐ_１ｘ；Ｐ_１ｙ）、（Ｐ_２ｘ；Ｐ_２ｙ）および（Ｐ_３ｘ；Ｐ_３ｙ）を有する４つの制御点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３を含み、以下の式
Ｐ（ｓ）＝Ｐ_０（１－ｓ）^３＋３Ｐ_１ｓ（１－ｓ）^２＋３Ｐ_２ｓ^２（１－ｓ）＋Ｐ_３ｓ^３ （５）
を有し、ここで、Ｓは０と１の間で変化する。

横軸Ｘは時間に対する経路の変更における変分を表す時間依存変数ｘを表し、縦軸Ｙは車線ＶＣ１の座標系Ｒ（Ｏ、Ｘ、Ｙ）に対する車両１の横方向の位置ｙｌを表すものとする。

車両１は、中央Ｃ１に位置する制御点Ｐ_０の座標によって定められる初期の横方向の位置ｙｌ_ｉｎｉに対応する第１の車線ＶＣ１の中央Ｃ１と、中央Ｃ２に位置決めされた制御点Ｐ_３の座標によって定められる最終位置ｙｌ_ｆｉｎとの間を移動する。

これにより、以下の式が得られる。

変形例として、ベジェ曲線は、経路ＴＲＡＪがモデル化される精度を改善するために、４つを超える制御点を含み得るが、これは計算負荷を増加させる。

以下では、左に横移動する車両の経路ＴＲＡＪと、右に横移動する車両の経路（図示せず）とは対称であるものとする。

したがって、制御点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、およびＰ_３の座標は、次のように選択される。
Ｐ_０ｘ＝０ （７）
Ｐ_３ｘ－Ｐ_２ｘ＝Ｐ_１ｘ （８）
Ｐ_０ｙ＝ｙｌ_ｉｎｉ （９）
Ｐ_３ｙ＝ｙｌ_ｆｉｎ （１０）

加えて、以下の定義が課される。
Ｐ_１ｙ＝Ｐ_０ｙ （１１）
Ｐ_２ｙ＝Ｐ_３ｙ （１２）

ベジェ曲線Ｐを微分することによって、最大横速度Ｖ_{ｌａｔ，ｍａｘ}および最大横加速度ａ_{ｌａｔ，ｍａｘ}は、次のように定められる。

横速度の最大値Ｖ_{ｌａｔ，ｍａｘ}および横加速度の最大値ａ_{ｌａｔ，ｍａｘ}を定めることにより、座標Ｐ_１ｘ、Ｐ_２ｘおよびＰ_３ｘを決定することができる。

横速度の最大値および横加速度の最大値は、例えば、経路制御デバイスの最適化中に経験的に決定される。

横速度の最大値は、例えば、０．８ｍ／ｓに等しく、横加速度の最大値は、例えば、０．５ｍ／ｓ^２に等しい。

一般に、最大横加速度の最大値ａ_{ｌａｔ，ｍａｘ}および横速度の最大値Ｖ_{ｌａｔ，ｍａｘ}は、車線変更経路が車両１の乗客にとって快適であるように選択される。

車両１を第２の走行車線ＶＣ２に引き入れるときの最大横加速度の最大値ａ_{ｌａｔ，ｍａｘ}を小さくするためには、座標Ｐ_３ｘの値を大きくする必要があるだけである。

０からＮまで変化する変数ｉを導入することにより、式（６）を離散化することによって、各瞬間ｘ_ｉに対して、式（６）は、以下に等しい。

モジュール６は、式（１６）を用いる処理ユニットＵＴを備える。

パラメータＳは、値Ｓ_ｉのすべてを含み、ここでｉは１からＮまで変化し、Ｎは整数である。

数Ｎは、制御ループＢｒを遅くして乗客の快適性を損なわないように過度に離散化されない曲線Ｐから車両１の経路を得るのに十分な大きさであり、かつ、数が過度に大きくないように選択されて、処理ユニットＵＴの計算負荷を最小限に抑える。

Ｎは、例えば、５０に等しく、曲線Ｐは５０点に離散化される。

当然、Ｎの値は、５０以外でもあり得る。

Ｎの値は、経路を過度に離散化しないように選択し得、Ｎの値は、例えば、３０よりも大きい。

更に、Ｎの値は、処理ユニットＵＴに過負荷をかけないように選択することができ、Ｎの値は、例えば、１００未満である。

モジュール６は、時間カウンタＣＰを更に備え、モジュール６が車線変更時にカウンタＣＰをトリガし、カウンタによって達する値が時間依存変数の最大値Ｐ_３ｘを含むベジェ曲線Ｐ_３上の制御点に関連する時間依存変数ｘの値以上であるとき、カウンタを停止させる。

カウンタＣＰは、期間Ｔｃで動作する。

期間Ｔｃは、モジュール６およびループＢｒの動作頻度に従って選択される。

期間Ｔｃは、例えば、１０ｍｓに等しい。

カウンタＣＰの停止は、車線変更の終了を示す。

経路の変更は、例えば、車両１のステアリングコラムに印加されるトルクが検出閾値を超えて、特にステアリング変更デバイスによって発せられる電気インパルスが検出されるときに検出される。

経路変更の終了時に車両１が第２の車線ＶＣ２の中央Ｃ１に完全に位置合わせされていない場合、制御ループＢｒは、後に車両１を中央Ｃ１に位置合わせする。

図５は、車線変更中の経路制御デバイス５の例示的な実施形態を示す。

式（１５）ならびに制御点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、およびＰ_３は、モジュール６のメモリＭＥＭに記憶されているものとする。

車線変更は、ステップ１０で開始される。

次に、ステップ１１において、モジュール６は、カウンタＣＰをトリガする。

カウンタの増分Ｔｃ毎に、モジュール６は、横方向のずれｙｌ_ｉ、時間依存変数ｘ_ｉおよびパラメータＳ_ｉに基づいて、セットポイントの状態ベクトルξ^＊を決定する。

セットポイントの状態ベクトルξ^＊は、例えば、セットポイントのヨー速度

、セットポイントの方位角Ψ_ｒｅｆおよびセットポイントの横速度

ならびにセットポイントの横方向のずれｙｌ_ｒｅｆを含むセットポイント値を含む。

セットポイントのステアリングロック角δ_ｒｅｆ、ステアリングロック角の変分

およびセットポイントの横方向の位置の積分∫－ｙｌ_ｒｅｆは、ゼロに等しい。

変形例では、セットポイントのステアリングロック角δ_ｒｅｆ、ステアリングロック角の変分

および横方向の位置の積分∫－ｙｌ_ｒｅｆは、横方向のずれｙｌ_ｉに基づいて算出され得る。

２つの連続する増分は、持続時間Ｔｃによって分離される。

モジュール６は、時間カウンタＣｐの各増分Ｔｃが２つの連続する時間依存変数ｘ_ｉとｘ_ｉ＋１との間に含まれるように、パラメータＳ_ｉの値を決定する。

次いで、モジュール６は、パラメータＳ_ｉの値から２つの連続する横方向のずれｙｌ_ｉおよびｙｌ_ｉ＋１を決定する。

モジュール６は、２つの連続する横方向のずれｙｌ_ｉとｙｌ_ｉ＋１との間を補間することによって、中間の横方向のずれｙｌ_１を決定する。

次いで、モジュール６は、以下の式

に従ってセットポイント値を決定し、式中、Ｖは、車両１の前進速度であり、ａ_ｌａｔは、

および

に等しい経路上の瞬間的な横加速度である。

セットポイントの横方向のずれｙｌ_ｒｅｆは、以下に等しい。

任意のステップ１２において、モジュール６は、以下の式を使用して、瞬間的な横加速度ａ_ｌａｔ、横速度

および車両の前進速度Ｖに基づいて、補正曲率半径ρ_ＳＡＬＣを決定することができる。

補正曲率半径ρ_ＳＡＬＣの値は、予測器モジュール４に送信され、第２のコマンドＵｆｆに追加されて、経路を追従するダイナミクスを改善する。

ステップ１１および１２は、カウンタＣＰによって達する値がカウンタＣＰの増分毎に制御点Ｐ_３の値Ｐ_３ｘ以上になる回数まで（ステップ１３）繰り返される。

カウンタＣＰの値が値Ｐ_３ｘ以上になるとすぐに、次のステップは、次の車線変更を待機するステップ１４になる。

特にカメラによって受信されたデータに応じて、モジュール６は、第２の車線ＶＣ２の幅の変化を動的に考慮するために、座標Ｐ_２ｙおよびＰ_３ｙを修正し得、その結果、車線変更時に車両１の経路がその環境に適合するように曲線Ｐを再計算することができる。

図６は、９０ｋｍ／ｈの速度Ｖで走行する車両１による右へ、次いで左へ車線変更するときの、セットポイントの横方向の位置ｙｌ_ｒｅｆ（曲線ＣＢ１）、車両１の横方向の位置ｙｌ（曲線ＣＢ２）、およびフロントホイールの角度δ（曲線ＣＢ３）における時間に対する変分を示す。

ベジェ曲線Ｐを使用して車線変更経路をモデル化することにより、曲線Ｐの幾何学的特性を、車両１が移動している環境、特に車両が移動している車線の幅を考慮するように容易に適合させることができる。

加えて、経路の変更のためのセットポイントの状態ベクトルξ^＊を計算し、曲線Ｐの幾何学的特性を適合するように変えることは、大きな計算能力を必要としない。

曲線Ｐの幾何学的特性の最初の決定は、車両の最大横速度および最大横加速度、ならびに車線変更動作の持続時間が事前に設定されることのみを必要とする。

更に、車両の右または左への車線変更が、それらの経路において対称である（経路の開始および終了時に同じ横加速度である）場合、横速度および横加速度のみを決定する必要がある。

例えば、横加速度、横速度、車線変更動作の持続時間を含む調整のためのパラメータは、規制上の制約に基づいて、経路の変更中に車両の乗客の快適性を確保するようなやり方で決定され得る。

最後に、車線変更経路は、大部分の車両に既に存在する制御ループＢｒに容易に適合させることができ、既存の制御法則を再利用することができる。

Claims (10)

1. 自動車両（１）のための経路制御方法であって、前記方法は、
   パラメータの値（Ｓ_ｉ）を、車線の中央に対する前記車両の横方向のずれの値（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）、および経路の変更における変分を表す時間依存変数の値（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）に関連付けるベジェ曲線（Ｐ）を使用して、車線変更中の前記車両の経路をモデル化することと、
   前記横方向のずれ、前記時間依存変数、および前記パラメータに基づいて、経路制御デバイス（５）のセットポイントの状態ベクトル（ξ^＊）を決定することと、
   前記車両が前記モデル化された経路を辿るように、状態変数に基づいて前記経路制御デバイスを使用して前記車両を操縦することと
   を備えることを特徴とする経路制御方法。
2. 前記セットポイントの状態ベクトルを前記決定することが、
   ａ）前記経路制御デバイスの時間カウンタ（ＣＰ）の各増分（Ｔｃ）が２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）の間に含まれるように、前記パラメータの値（Ｓ_ｉ）を決定することと、
   ｂ）前記パラメータの前記値に基づいて２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）を決定することと、
   ｃ）前記２つの連続する横方向のずれの間を補間することによって、中間の横方向のずれ（ｙｌ_１）を決定することと、
   ｄ）セットポイントの横方向のずれ（ｙｌ_ｒｅｆ）、セットポイントのヨー速度
   

   

   セットポイントの方位角（ψ_ｒｅｆ）、およびセットポイントの横速度
   

   

   を含むセットポイント値であって、前記中間の横方向のずれ（ｙｌ_１）、前記２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）、および前記２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）に基づいて決定されるセットポイント値を決定することと、を備え、
   前記セットポイントの状態ベクトルは、前記セットポイントの横方向のずれおよび前記セットポイント値を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）、前記２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）、および前記車両の前進速度（Ｖ）に基づいて、補正曲率半径（ρ_ＳＡＬＣ）を決定することと、前記補正曲率半径を前記経路制御デバイス（５）に送信することと、を更に備える、請求項２に記載の方法。
4. 前記経路の変更がトリガされるときに、前記時間カウンタ（ＣＰ）が開始され、前記カウンタによって達する値が、最大値の前記時間依存変数を含む前記ベジェ曲線（Ｐ）の制御点に関連する前記時間依存変数の前記値以上であるときに、前記カウンタは前記経路の変更の終了を示すために停止される、請求項２または３に記載の方法。
5. ステップａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）を繰り返すことと、前記カウンタの増分毎に前記補正曲率半径の前記決定を必要に応じて繰り返すこととを含み、２つの連続する増分が一定の持続時間だけ分離される、請求項４に記載の方法。
6. 自動車両用の経路制御モジュール（６）であって、前記モジュールが、
   パラメータの値（Ｓ_ｉ）を、車線の中央に対する前記車両の横方向のずれの値（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）、および経路の変更における変分を表す時間依存変数の値（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）に関連付けるベジェ曲線（Ｐ）を使用して、車線変更中の前記車両（１）の経路をモデル化し、
   経路制御デバイス（５）の閉制御ループ（Ｂｒ）のセットポイントの状態ベクトル（ξ^＊）であって、前記ループは前記ベジェ曲線によってモデル化された前記経路を辿るように前記自動車両を操縦するように構成され、前記ベクトルは前記横方向のずれ、前記時間依存変数、および前記パラメータに基づいて決定される、セットポイントの状態ベクトルを決定し、
   前記ループへの入力として前記セットポイントの状態ベクトルを送信する
   ように構成されることを特徴とする経路制御モジュール。
7. ｅ）前記経路制御デバイスの時間カウンタ（ＣＰ）の各増分（Ｔｃ）の瞬間が２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）の間に含まれるように、前記パラメータの値（Ｓ_ｉ）を決定し、
   ｆ）前記パラメータの前記値に基づいて２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）を決定し、
   ｇ）前記２つの連続する横方向のずれの間を補間することによって、中間の横方向のずれ（ｙｌ_１）を決定し、
   ｈ）セットポイントの横方向のずれ（ｙ１_ｒｅｆ）、セットポイントのヨー速度
   

   

   セットポイントの方位角（ψ_ｒｅｆ）、およびセットポイントの横速度
   

   

   を含むセットポイント値であって、前記中間の横方向のずれ（ｙｌ_１）、前記２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）、および前記２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）に基づいて決定される、セットポイント値を決定するように構成され、
   前記セットポイントの状態ベクトルは、前記セットポイントの横方向のずれおよび前記セットポイント値を含む、請求項６に記載のモジュール。
8. 前記２つの連続する時間依存変数（ｘ_ｉ、ｘ_ｉ＋１）、前記２つの連続する横方向のずれ（ｙｌ_ｉ、ｙｌ_ｉ＋１）、および前記車両の前進速度（Ｖ）に基づいて、補正曲率半径（ρ_ＳＡＬＣ）を決定し、前記補正曲率半径を前記経路制御デバイス（５）に送信するように更に構成される、請求項７に記載のモジュール。
9. 経路の変更がトリガされるときに時間カウンタ（ＣＰ）を開始し、前記カウンタによって達する値が、最大値の前記時間依存変数を含む前記ベジェ曲線（Ｐ）の制御点に関連する前記時間依存変数の値以上であるときに、前記カウンタを前記経路の変更の終了を示すために停止するように構成される、請求項６から８のいずれか一項に記載のモジュール。
10. 請求項６から９のいずれか一項に記載の経路制御モジュール（６）、および、前記経路制御モジュールによって決定された前記セットポイントの状態ベクトルをセットポイントとして受信するように構成された閉制御ループ（Ｂｒ）を備え、前記制御ループが、前記ベジェ曲線によってモデル化された前記経路を辿って前記自動車両（１）を操縦するように更に構成される、経路制御デバイス（５）。
    

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