JP3946597B2 - 車両の追従走行装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両が追従すべき先行車両を設定して追従制御を行う車両の追従走行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平11−48826号公報に開示された車両の速度制御装置のように、自車の前方の先行車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、自車の前方の先行車両を自動的に追尾すべく自車の速度を制御して、先行車両との間に所定の車間距離を保つ車両の速度制御装置が知られている。
このような車両の速度制御装置は、例えば特開2001−21647号公報に開示された走査型レーダ装置等のように、自車の走行方向前方における所定の検知エリア内に複数の物体を検知した場合には、自車に最も近い位置の物体を選択して、この物体を自車が追従すべき先行車両とするように設定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術に係る車両の速度制御装置では、単に、検知した複数の物体と自車との間の各距離に基づいて、追従すべき先行車両を選択しているだけであって、各物体の運動状態は考慮されていない。このため、例えば、自車の近傍にて相対的に緩慢な移動を行う物体を追従すべき先行車両として設定している状態において、より遠方の位置にて急速な移動を行う物体が自車に急接近する場合には、この物体が先行車両よりも自車に接近した時点で先行車両の切り替えが実行されることで、新たに設定された先行車両に対する追従制御が遅れてしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従すべき物体の運動状態に応じて適切な追従制御を行うことが可能な車両の追従走行装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の車両の追従走行装置は、自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段(例えば、後述する実施の形態におけるヨーレートセンサ12、車輪速センサ13)と、前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段(例えば、後述する実施の形態における軌跡推定手段22)と、自車両の進行方向前方に存在する物体を検知する物体検知手段(例えば、後述する実施の形態におけるミリ波レーダ・ECU16、ステレオカメラ・ECU15)と、前記軌跡推定手段によって推定された前記進行軌跡内において前記物体検知手段によって検知された前記物体を、自車両が追従すべき先行車両であると判定する先行車両判定手段(例えば、後述する実施の形態においては、先行車両決定手段21が兼ねる)とを備えた車両の追従走行装置であって、前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の実車間距離(例えば、後述する実施の形態においては、実車間距離d)と、前記物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度(例えば、後述する実施の形態においては、制御に必要な加速度acmd)とを算出すると共に、前記物体検知手段に検知された複数の物体の実車間距離の偏差と前記複数の物体にそれぞれ追従する際に必要となる自車両の各加減速度の偏差との比較結果に基づいて、前記複数の物体の中から自車両が追従すべき先行車両を判定することを特徴としている。
【0005】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、物体検知手段によって検知された物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度(つまり、加速度または減速度)と、自車両と物体との間の距離とに基づいて、この物体を自車両が追従すべき先行車両とするか否かを判定する。
これにより、例えば、単に自車両と物体との間の距離のみに応じて、或いは、単に必要となる自車両の加減速度のみに応じて、追従すべき先行車両を設定する場合に比べて、物体検知手段によって検知された物体の運動状態に応じて適切なタイミングで先行車両を設定し、追従制御を行うことができる。
【0006】
さらに、請求項2に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離(例えば、後述する実施の形態においては、実車間距離d)、および、自車両と前記物体との相対速度(例えば、後述する実施の形態においては、相対速度v)に基づいて前記加減速度を設定することを特徴としている。
【0007】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段は、物体検知手段の検知結果から算出される自車両と物体との間の距離、および、自車両と物体との相対速度に基づいて、例えば物体検知手段によって検知された物体に追従するための目標加速度や、この物体に衝突しないための必要減速度等を算出する。そして、これらの加減速度と、自車両と物体との間の距離とに基づいて、この物体を自車両が追従すべき先行車両とするか否かを判定する。
これにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切に追従制御を行うことができる。
【0008】
さらに、請求項3に記載の本発明の車両の追従走行装置は、自車両が追従する前記物体までの目標距離(例えば、後述する実施の形態においては、目標車間距離td)を設定する目標距離設定手段(例えば、後述する実施の形態においては、先行車両決定手段21が兼ねる)を備え、前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離(例えば、後述する実施の形態においては、実車間距離d)と、前記目標距離設定手段により設定される前記目標距離との差(例えば、後述する実施の形態においては、車間偏差eD)、および、自車両と前記物体との相対速度(例えば、後述する実施の形態においては、相対速度v)に基づいて前記加減速度を設定することを特徴としている。
【0009】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段は、物体検知手段の検知結果から算出される自車両と物体との間の距離と目標距離設定手段により設定される目標距離との差、および、自車両と物体との相対速度に基づいて、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば目標加速度を算出する。
これにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切な追従制御を行うことができる。
【0010】
さらに、請求項4に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離(例えば、後述する実施の形態においては、実車間距離d)、および、自車両と前記物体との相対速度(例えば、後述する実施の形態においては、相対速度v)に基づいて、前記距離がゼロ以上にて前記相対速度がゼロとなる条件にて、前記加減速度を設定することを特徴としている。
【0011】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段は、物体検知手段の検知結果から算出される自車両と物体との間の距離、および、自車両と物体との相対速度に基づいて、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば物体に衝突しないための必要減速度を算出する。
これにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切な追従制御を行うことができる。
【0012】
さらに、請求項5に記載の本発明の車両の追従走行装置は、自車両が追従する前記物体までの目標距離(例えば、後述する実施の形態においては、目標車間距離td)を設定する目標距離設定手段(例えば、後述する実施の形態においては、先行車両決定手段21が兼ねる)と、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離(例えば、後述する実施の形態においては、実車間距離d)と、前記目標距離設定手段により設定される前記目標距離との差(例えば、後述する実施の形態においては、車間偏差eD)、および、自車両と前記物体との相対速度(例えば、後述する実施の形態においては、相対速度v)に基づいて前記加減速度を設定する第1の加減速度算出手段(例えば、後述する実施の形態においては、ステップS21)と、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離、および、相対速度に基づいて前記加減速度を設定する第2の加減速度算出手段(例えば、後述する実施の形態においては、ステップS24)とを備え、前記先行車両判定手段は、前記第1の加減速度算出手段または前記第2の加減速度算出手段による各算出結果(例えば、後述する実施の形態においては、目標加速度acntまたは衝突しないための必要減速度adec)の何れか小さい方を前記加減速度とすることを特徴としている。
【0013】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば第1の加減速度算出手段にて物体に追従するための目標加速度等が算出され、第2の加減速度算出手段にて物体に衝突しないための必要減速度等が算出される。そして、これらの加減速度の中、何れか小さい方、つまり、より大きな減速を自車両に要求する方を選択することで、追従すべき物体と自車両との衝突が発生することを回避しつつ、追従すべき物体の多様な運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【0014】
さらに、請求項6に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体から、該物体とは異なる他の前記物体へと前記先行車両を切り替える際に、この切り替えの実行を決定した時点から所定時間に亘って継続して、前記先行車両として設定されていた前記物体を前記先行車両であると判定することを特徴としている。
【0015】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両として設定されていた物体とは異なる他の物体を新たな先行車両とする場合には、この先行車両の切り替え処理の実行を決定した時点から所定時間経過後に、実施の切り替え処理を実行する。すなわち、他の物体を新たな先行車両とする指令が、所定時間以上に亘って継続して出力されることを確認してから、実際の切り替え処理を実行する。これにより、例えば過剰な頻度で先行車両の切り替え処理が実行されてしまうことを防止して、適切な追従制御を行うことができる。
【0016】
さらに、請求項7に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された時点からの経過時間が所定の時間以内においては、前記進行軌跡内から逸脱した前記物体が前記進行軌跡内に位置すると判定することを特徴としている。
【0017】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両として設定されていた物体に対しては、一時的に進行軌跡内から逸脱した場合であっても、所定の時間以内においては進行軌跡内に位置すると判定することによって、先行車両判定手段による先行車両としての設定が直ちに解除されてしまうことを防止することができる。
これにより、追従すべき先行車両の多様な運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置について添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置10を備えた車両1の斜視図であり、図2は本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置10の構成図である。
本実施の形態による車両の追従走行装置10は、例えば、制御ECU11と、ヨーレートセンサ12と、車輪速センサ13と、操作スイッチ14と、ステレオカメラ・ECU15と、ミリ波レーダ・ECU16と、ブレーキ油圧アクチュエータ17と、スロットルアクチュエータ18と、インジケータ19とを備えて構成されている。
【0019】
ヨーレートセンサ12は、例えば後車軸上近傍に設けられ、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度の角度変化量等を検出する圧電素子やジャイロセンサー等からなり、車両重心の上下方向軸回りの回転角速度であるヨーレートを検出し、この検出結果の大きさに応じた信号を制御ECU11へ出力する。
車輪速センサ13は、自車両の車輪速を検知し、この検知結果の大きさに応じた信号を制御ECU11へ出力する。
操作スイッチ14は、例えば運転席前方の所定部位に設けられており、運転者の入力操作に応じた信号を制御ECU11へ出力する。
【0020】
ステレオカメラ・ECU15は、ステレオカメラとECU(電子制御装置)が一体的に設けられてなり、ステレオカメラから出力される撮像信号を受信したECUは、所定の検知エリア内にて認識された物体(検知対象物)と車両1との相対距離及び相対速度を算出すると共に、後述するミリ波の反射波を受信した時のミリ波の発信方向に基づいて検知対象物の方位を算出して、これらの算出結果を制御ECU11へ送出する。
ステレオカメラは、車室内のフロントガラス近傍のルームミラーの位置に設けられており、一対の撮像装置でフロントガラス越しに自車両の前方を撮影し、撮影により得られた撮像信号をECUへ出力する。
ステレオカメラ用のECUは、ステレオカメラから出力される撮像信号に所定に処理を行い、自車両の進行方向の相対的に近距離の領域における検知対象物までの距離や相対速度等を算出する。そして、検知対象までの距離や相対速度等の算出結果を制御ECU11へ出力する。
なお、相対速度は、例えば算出した距離の時間微分等の処理によって算出される。
【0021】
ミリ波レーダ・ECU16は、ミリ波レーダとECU(電子制御装置)が一体的に設けられてなり、例えば自車両のボディのノーズ部に内蔵されており、自車両の前方に向けてミリ波を発信すると共に、この発信信号が前方の検知対象物によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を発生させ、このビート信号の周波数f(「ビート周波数」)に基づいて、相対的に遠距離の領域における検知対象物までの距離や相対速度等を算出する。
また、ミリ波レーダ用のECUは、反射信号を受信した際のミリ波の発信方向に基づいて検知対象の方位を算出する。そして、検知対象の幅や検知対象までの相対距離や相対速度や方位等の算出結果を制御ECU11へ出力する。
なお、相対速度は、例えばドップラー効果や算出した距離の時間微分等の処理によって算出される。
【0022】
制御ECU11は、例えば、先行車両決定手段21と、軌跡推定手段22とを備えて構成されており、ミリ波レーダやステレオカメラの所定の検知エリア内にて認識された複数の検知対象物の移動履歴を記憶すると共に、この移動履歴に基づいて、自車両が追従する先行車両を設定する。
先行車両決定手段21は、ミリ波レーダやステレオカメラの所定の検知エリア内にて認識された検知対象物を、自車両が追従する先行車両を決定する際の候補であるターゲット候補に設定し、ターゲット候補が移動物あるいは静止物の何れであるかを判別する。
【0023】
そして、後述する軌跡推定手段22にて推定された自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補に対して、自車両に対する追従対象として設定するためのロック条件の成立または不成立を決定する。
さらに、先行車両決定手段21は、後述するように、各ターゲット候補に対して制御に必要な加速度acmdおよび実車間距離dを算出し、これらの算出結果から優先度合いを設定する。そして、この優先度合いに応じて、自車両が追従する先行車両とされる制御ターゲットを設定する。
【0024】
軌跡推定手段22は、例えば車輪速センサ13にて検知された車輪速から求めた自車両の速度と、ヨーレートセンサ12にて検出された自車両のヨーレートとに基づいて、自車両の進行軌跡(推定走行軌跡)を予測する。
例えば、軌跡推定手段22は、下記数式(1)に示すように、自車両の速度vとヨーレートyとによってr:コーナRを算出し、このコーナRによって規定される軌跡に対して所定の車線幅を設定して得た領域を、自車両の推定走行軌跡として設定する。
【0025】
【数1】
【0026】
さらに、制御ECU11は、先行車両決定手段21にて設定された先行車両に対して、この先行車両の停止状態を含む適宜の運動状態に応じて自車両を追従させるように、ブレーキ油圧アクチュエータ17およびスロットルアクチュエータ18を駆動制御すると共に、インジケータ19に各種の情報及び警報等を表示させる。
【0027】
ブレーキ油圧アクチュエータ17は、制御ECU11から出力される制御信号に基づいて自車両の制動力を制御する。
スロットルアクチュエータ18は、制御ECU11から出力される制御信号に基づいて自車両の加減速を制御する。
インジケータ19は、例えば自車両のインストルメントパネル内に設けられた液晶表示装置等をなしており、各種の情報及び警報等を表示する。
【0028】
本実施の形態による車両の追従走行装置10は上記構成を備えており、次に、この車両の追従走行装置10の動作について添付図面を参照しながら説明する。
図3は車両の追従走行装置10の動作を示すフローチャートであり、図4は図3に示すロック条件成立判断処理を示すフローチャートであり、図5は図3に示す制御に必要な加速度の算出処理を示すフローチャートであり、図6は車間偏差eDに応じたP(比例)項係数KPおよびD(微分)項係数KDの変化の一例を示すグラフ図であり、図7は図3に示す制御ターゲット選択処理を示すフローチャートである。図8は図7に示す最有力ターゲットの選択処理を示すフローチャートである。
【0029】
先ず、図3に示すステップS01において、ロック条件成立判断処理を実行する。ここでは、後述するように、認識されたすべてのターゲット候補に対して、ロック条件が成立しているか否かを判断する。
次に、ステップS02において、後述するように、認識されたすべてのターゲット候補に対して、制御に必要な加速度acmdを算出する。
そして、ステップS03において、制御ターゲット選択処理を行い、一連の処理を終了する。
この制御ターゲット選択処理においては、後述するように、ロック条件が成立しているターゲット候補の中から制御ターゲットつまり追従対象となる先行車両を選択する。
なお、上述したステップS01〜ステップS03の処理は、所定時間周期(例えば、100ms等)によって繰り返し実行されるように設定されている。
【0030】
以下に、上述したステップS01における、ロック条件成立判断処理について説明する。
先ず、図4に示すステップS11においては、所定の検知エリア内で認識したターゲット候補が、自車両の推定走行軌跡内に存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS16に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS12に進む。
【0031】
ステップS12においては、自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補が、自車両の進行方向に移動する走行物体であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS13に進み、ターゲット候補に対してロック条件が成立していると判断して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合、例えばターゲット候補が停止車両あるいは対向車両等である場合には、ステップS14に進む。
【0032】
ステップS14においては、ターゲット候補が前回の処理における制御ターゲットであったか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS13に進む。これにより、例えば追従対象とされている先行車両が停止した場合には、自車両も追従して停止することができる。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS15に進む。
【0033】
ステップS15においては、ターゲット候補が過去に制御ターゲットとして設定されており、かつ、この制御ターゲットとしての設定が解除されてからの経過時間が所定時間以内か否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS13に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS16に進む。
ステップS16においては、ターゲット候補に対してロック条件が成立していないと判断して、一連の処理を終了する。
【0034】
すなわち、自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補が、例えば停止車両や対向車両等のように、現時点で制御ターゲットとして設定されていない場合であっても、少なくとも所定時間以内の過去において、制御ターゲットとして設定されていた場合には、ロック条件を成立させる。
これにより、単に、自車両の進行方向に移動していないという条件のみで、ターゲット候補をロック条件の成立対象から除外してしまうことを防止して、追従対象である先行車両の多様な走行状態に応じて、適切な追従制御を行うことが可能となる。
【0035】
以下に、上述したステップS02における、制御に必要な加速度acmdを算出する処理について説明する。
先ず、図5に示すステップS21においては、追従制御に必要な目標加速度acntを算出する。
ここでは、例えば下記数式(2)に示すように、自車両からターゲット候補までの距離に関して、実際の距離である実車間距離dと追従制御に必要な目標車間距離tdとの差(つまり、実車間距離d−目標車間距離td)である車間偏差eDと、例えば図6に示すように車間偏差eDに応じて変化するP(比例)項係数KPおよびD(微分)項係数KDと、自車両に対するターゲット候補の相対速度vとに基づいて、例えばPD(比例・微分)制御により目標加速度acntを算出する。
【0036】
【数2】
【0037】
次に、ステップS22においては、相対速度vがゼロ未満であるか否か、つまり、ターゲット候補が自車両に向かい接近しているか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS24に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、例えばターゲット候補が自車両に衝突する可能性がないと判断して、ステップS23に進み、制御に必要な加速度acmdに、目標加速度acntを設定して、一連の処理を終了する。
【0038】
ステップS24においては、衝突しないための必要減速度adecを算出する。ここでは、例えば下記数式(3)に示すように、自車両からターゲット候補までの実際の距離である実車間距離dと、自車両に対するターゲット候補の相対速度vとに基づいて、衝突しないための必要減速度adecを算出する。
なお、衝突しないための必要減速度adecは、正の値の時に加速度を、負の値の時に減速度を与えるものである。
【0039】
【数3】
【0040】
次に、ステップS25においては、目標加速度acntが衝突しないための必要減速度adecよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS23に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS26に進み、制御に必要な加速度acmdに、衝突しないための必要減速度adecを設定して、一連の処理を終了する。
【0041】
すなわち、例えばターゲット候補が自車両に衝突する可能性がある場合には、衝突しないための必要減速度adecまたは目標加速度acntの中、何れか小さい方、つまり、より大きな減速を自車両に要求する方を選択することで、ターゲット候補と自車両との衝突が発生することを回避する。
【0042】
以下に、上述したステップS03における制御ターゲット選択処理について説明する。
先ず、図7に示すステップS31においては、後述するように、ロック条件が成立しているターゲット候補の中から最有力ターゲット候補を選択する。
そして、ステップS32においては、最有力ターゲット候補が、前回の処理における制御ターゲットと同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS33に進み、最有力ターゲットを今回の処理における制御ターゲットに設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS34に進む。
【0043】
ステップS34においては、例えば下記数式(4)に基づいて、最有力ターゲット候補は前回の処理における制御ターゲットよりも優先度合いが高いか否かを判定する。
この優先度合いは、最有力ターゲット候補および前回の処理における制御ターゲットの、各加速度amt,atおよび各実車間距離dmt,dtに基づいて判定され、距離に対する重み付けの係数Kを調整することによって優先度合いの設定を変更することができる。例えば、係数K=−0.1とすれば、先行車両よりも10mだけ前方の先々行車両の減速度が先行車両よりも1m/s2以上であれば、より遠方に位置する先々行車両であっても、先行車両よりも優先度合いが高いと判定する。
なお、各加速度amt,atは、最有力ターゲット候補および前回の処理における制御ターゲットのそれぞれに対して算出された、制御に必要な加速度acmdである。
【0044】
【数4】
【0045】
ステップS34での判定結果が「YES」の場合、つまり最有力ターゲット候補の方が前回の処理における制御ターゲットよりも優先度合いが高い場合には、上述したステップS33に進む。
一方、ステップS34での判定結果が「NO」の場合、つまり前回の処理における制御ターゲットの方が最有力ターゲット候補よりも優先度合いが高い場合には、ステップS35に進む。
【0046】
ステップS35においては、最有力ターゲット候補と、前回の処理における制御ターゲットとが同一ではないと判定されてから、所定の時間(例えば、1.5秒等)以上経過したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS33に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合、例えば前回の処理における制御ターゲットが、一時的に自車両の推定走行軌跡内から逸脱した後に、再度、自車両の推定走行軌跡内に戻った場合等には、ステップS36に進み、前回の処理における制御ターゲットを今回の処理における制御ターゲットに設定して、一連の処理を終了する。
【0047】
すなわち、ロック条件が成立しているターゲット候補中から、最有力ターゲット候補を選択したときに、この最有力ターゲット候補が、前回の処理における制御ターゲットと異なる場合であっても、最有力ターゲット候補の方が前回の処理における制御ターゲットよりも優先度合いが高ければ、直ちに、最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定する。
一方、前回の処理における制御ターゲットの方が最有力ターゲット候補よりも優先度合いが高ければ、直ちに最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定するのではなく、前回の処理における制御ターゲットを今回の処理における制御ターゲットとして維持する。そして、所定時間以上に亘って継続して最有力ターゲット候補が変化しないことを確認してから、最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定する。
これにより、適切なタイミングで制御ターゲットを設定して追従制御を行うことができる。
【0048】
以下に、上述したステップS31における最有力ターゲット候補の選択処理について説明する。
先ず、図8に示すステップS41においては、最有力ターゲット候補の番号nに、最有力ターゲット候補が存在しないことを意味する「−1」を設定する。
次に、ステップS42においては、ターゲット候補の番号iに、初期値である「1」を設定する。
そして、ステップS43においては、番号iのターゲット候補に対してロック条件が成立しているか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS47に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS44に進む。
【0049】
ステップS44においては、最有力ターゲット候補の番号nに「−1」が設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS46に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS45に進む。
【0050】
ステップS45においては、例えば下記数式(5)に基づいて、番号iのターゲット候補の方が、番号nの最有力ターゲット候補よりも優先度合いが高いか否かを判定する。
この優先度合いは、番号iのターゲット候補および番号nの最有力ターゲット候補の、各加速度a(i),a(n)および各実車間距離d(i),d(n)に基づいて判定され、距離に対する重み付けの係数Kを調整することによって優先度合いの設定を変更することができる。
【0051】
【数5】
【0052】
ステップS45での判定結果が「NO」の場合、つまり番号nの最有力ターゲット候補の方が番号iのターゲット候補よりも優先度合いが高い場合には、後述するステップS47に進む。
一方、ステップS45での判定結果が「YES」の場合、つまり番号iのターゲット候補の方が番号nの最有力ターゲット候補よりも優先度合いが高い場合には、ステップS46に進む。
【0053】
ステップS46においては、最有力ターゲット候補の番号nにターゲット候補の番号iを設定する。
次に、ステップS47においては、ターゲット候補の番号iに「1」を加算して得た値を、新たなターゲット候補の番号iに設定する。
そして、ステップS48においては、ターゲット候補の番号iが、所定のターゲット候補数j(例えば、j=10等)よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS43に戻る。
【0054】
例えば、図9に示すように、制御ターゲットとして設定されていた先行車両VAが、車線変更を行ったことによって、自車両VBの検知エリアα内ではあるが、自車両VBの推定走行軌跡β内から外れる位置に移動すると、この先行車両VAに対するロック条件が不成立となって、先行車両VAは制御ターゲットではなくなる。
このとき、例えば図10に示すように、先行車両VAの前方を走行中の先々行車両VCが最有力ターゲットとして設定された場合には、単に、上述したステップS35のように、所定の時間以上経過した後に最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定するのではなく、上述したステップS34のように、直前まで制御ターゲットであった先行車両VAおよび最有力ターゲットである先々行車両VCの優先度合いに応じて制御ターゲットを設定する。すなわち、例えば先々行車両VCの方が先行車両VAよりも運動状態が緩慢である等によって優先度合いが高ければ、先々行車両VCの方が先行車両VAよりも遠方に位置している場合であっても、直ちに、先々行車両VCを制御ターゲットに設定する。
これにより、適切なタイミングで制御ターゲットを設定して追従制御を行うことができる。
【0055】
上述したように、本実施の形態による車両の追従走行装置によれば、各ターゲット候補に対して算出された、制御に必要な加速度acmdおよび実車間距離dに基づいて設定された優先度合いに応じて、追従対象を設定することにより、各ターゲット候補の運動状態に応じて適切なタイミングで追従制御を行うことができる。
【0056】
すなわち、例えば図11に示すように、各ターゲット候補に対して算出された実車間距離dのみに基づいて追従対象を設定する場合には、先々行車両VCは、前回の処理における制御ターゲットであった先行車両VAよりも自車両VBに接近した時点で追従対象として設定されるため、先々行車両VCが先行車両VAよりも緩慢な運動状態であると、自車両VBが先々行車両VCに急接近して追従制御が遅れてしまう虞がある。
このような問題に対して、本実施の形態による車両の追従走行装置によれば、先々行車両VCが先行車両VAよりも遠方に位置する状態であっても、追従対象として設定することができ、適切なタイミングで追従制御を行うことができる。
【0057】
また、例えば図12に示すように、各ターゲット候補に対して算出された、制御に必要な加速度acmdのみに基づいて追従対象を設定する場合には、制御に必要な加速度acmdが所定の加速度よりも小さくなった時点で追従対象を設定するため、自車両VBの直前を走行中の先行車両VAを追従対象として設定することが望まれる状態において、例えば自車両VBの推定走行軌跡βの形状によっては、隣接する車線を走行している、より緩慢な運動状態の先々行車両VC等のように、不適切な追従対象が設定される虞がある。
このような問題に対して、本実施の形態による車両の追従走行装置によれば、例えば自車両VBの推定走行軌跡βの推定精度が低下している場合であっても、適切な追従対象を設定することができる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、物体検知手段によって検知された物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度と、自車両と物体との間の距離とに基づいて、この物体を自車両が追従すべき先行車両とするか否かを判定することにより、物体の運動状態に応じて適切なタイミングで先行車両を設定し、追従制御を行うことができる。
さらに、請求項2に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、物体検知手段の検知結果から算出される自車両と物体との間の距離、および、自車両と物体との相対速度に基づいて、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度を算出することにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切に追従制御を行うことができる。
【0059】
さらに、請求項3に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば目標加速度を算出することにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切な追従制御を行うことができる。
さらに、請求項4に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば物体に衝突しないための必要減速度を算出することにより、追従すべき物体の運動状態に応じて、適切な追従制御を行うことができる。
【0060】
さらに、請求項5に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度として、例えば物体検知手段によって検知された物体に追従するための目標加速度や、この物体に衝突しないための必要減速度等の中、何れか小さい方、つまり、より大きな減速を自車両に要求する方を選択することで、追従すべき物体と自車両との衝突が発生することを回避しつつ、追従すべき物体の多様な運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【0061】
さらに、請求項6に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、例えば過剰な頻度で先行車両の切り替え処理が実行されてしまうことを防止して、適切な追従制御を行うことができる。
さらに、請求項7に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段による先行車両としての設定が直ちに解除されてしまうことを防止して、追従すべき先行車両の多様な運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置を備えた車両の斜視図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置の構成図である。
【図3】 車両の追従走行装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】 図3に示すロック条件成立判断処理を示すフローチャートである。
【図5】 図3に示す制御に必要な加速度の算出処理を示すフローチャートである。
【図6】 車間偏差eDに応じたP(比例)項係数KPおよびD(微分)項係数KDの変化の一例を示すグラフ図である。
【図7】 図3に示す制御ターゲット選択処理を示すフローチャートである。
【図8】 図7に示す最有力ターゲットの選択処理を示すフローチャートである。
【図9】 自車両VBと先行車両VAおよび先々行車両VCとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図10】 自車両VBと先行車両VAおよび先々行車両VCとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図11】 自車両VBと先行車両VAおよび先々行車両VCとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図12】 自車両VBと先行車両VAおよび先々行車両VCとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 車両の追従走行装置
12 ヨーレートセンサ(車両状態検出手段)
13 車輪速センサ(車両状態検出手段)
15 ステレオカメラ・ECU(物体検知手段)
16 ミリ波レーダ・ECU(物体検知手段)
21 先行車両決定手段(物体種別判定手段、先行車両判定手段)
22 軌跡推定手段
Claims (7)
- 自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段と、
自車両の進行方向前方に存在する物体を検知する物体検知手段と、
前記軌跡推定手段によって推定された前記進行軌跡内において前記物体検知手段によって検知された前記物体を、自車両が追従すべき先行車両であると判定する先行車両判定手段とを備えた車両の追従走行装置であって、
前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の実車間距離と、前記物体に追従する際に必要となる自車両の加減速度とを算出すると共に、
前記物体検知手段に検知された複数の物体の実車間距離の偏差と前記複数の物体にそれぞれ追従する際に必要となる自車両の各加減速度の偏差との比較結果に基づいて、前記複数の物体の中から自車両が追従すべき先行車両を判定することを特徴とする車両の追従走行装置。 - 前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離、および、自車両と前記物体との相対速度に基づいて前記加減速度を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。
- 自車両が追従する前記物体までの目標距離を設定する目標距離設定手段を備え、
前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離と、前記目標距離設定手段により設定される前記目標距離との差、および、自車両と前記物体との相対速度に基づいて前記加減速度を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。 - 前記先行車両判定手段は、前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離、および、自車両と前記物体との相対速度に基づいて、前記距離がゼロ以上にて前記相対速度がゼロとなる条件にて、前記加減速度を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。
- 自車両が追従する前記物体までの目標距離を設定する目標距離設定手段と、
前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離と、前記目標距離設定手段により設定される前記目標距離との差、および、自車両と前記物体との相対速度に基づいて前記加減速度を設定する第1の加減速度算出手段と、
前記物体検知手段の検知結果から算出される自車両と前記物体との間の距離、および、前記相対速度に基づいて前記加減速度を設定する第2の加減速度算出手段とを備え、
前記先行車両判定手段は、前記第1の加減速度算出手段または前記第2の加減速度算出手段による各算出結果の何れか小さい方を前記加減速度とすることを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。 - 前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体から、該物体とは異なる他の前記物体へと前記先行車両を切り替える際に、この切り替えの実行を決定した時点から所定時間に亘って継続して、前記先行車両として設定されていた前記物体を前記先行車両であると判定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。
- 前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された時点からの経過時間が所定の時間以内においては、前記進行軌跡内から逸脱した前記物体が前記進行軌跡内に位置すると判定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。
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