JP5336800B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents
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図1乃至図5は本発明の実施の一形態を示し、図1は車両に搭載した運転支援装置の概略構成図、図2は運転支援制御プログラムのフローチャート、図3は図2から続くフローチャート、図4は自車両を基準とする座標を動く立体物kを基準とする座標系に変換する際のリスク関数の一例を示す説明図、図5は立体物kに対し生成される回避ルートとしての走行ルートの一例を示す説明図である。
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で必要パラメータ、具体的には、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、及び、立体物データ(種別、自車両1からの距離、中心位置(xobstacle[i],yobstacle[i])、速度(vxobstacle[i],vyobstacle[i])、ヨーレート(dψ[i]/dt)等)の各データを読み込む。
Rline=Kline・(y−ylinec)2 …(1)
ここで、Klineは、予め設定したゲイン、ylinecは白線中央座標である。すなわち、白線を対象とする現在のリスク関数Rlineは、図4に示すように、左右の白線(ガードレール、側壁も白線と同等に扱う)で認識される走行路の中心を、中心軸とする2次関数で与えられる。尚、本実施の形態では、リスク関数Rlineを2次の関数としているが、リスク関数Rlineは、走行路の中心から白線に近いほど、より大きなリスク値を導く関数であれば良く、例えば、4次或いは6次の関数とすることもできる。また、本実施の形態では、ガードレール、側壁も白線と同等に扱って2次関数のリスク関数Rlineを与えるようにしているが、ガードレール、側壁の場合は、白線に対するリスク関数Rlineとは異なる関数に変更し、白線の場合よりも大きなリスク値を導くようにしても良い。例えば、左右の白線に対するリスク関数Rlineを2次関数で与えた場合、カードレール、側壁に対しては4次或いは6次の関数に変更する。また、同じ2次関数であっても、ゲインKlineの値を大きな値に変更するようにしても良い。更に、白線に対するリスク関数Rlineは、走行路の中心を中心軸とする例に限らず、中心軸をオフセットさせて、左側と右側の白線とでリスク値を互いに異ならせるようにしても良い。
(xobstacle[0]k、yobstacle[0]k)=(−xobstacle[k]、−yobstacle[k])…(2)
となる。
(xobstacle[i]k、yobstacle[i]k)
=(xobstacle[i]−xobstacle[k]、yobstacle[i]−yobstacle[k]) …(3)
となる。
Rlinek=Kline・(y−(ylinec−yobstacle[k]))2 …(4)
となる。
Robstacle[i]k=Kobstacle・exp(−((xobstacle[i]k−x)2
/(2・σxobstacle[i]2))−((yobstacle[i]k−y)2
/(2・σyobstacle[i]2))) …(5)
ここで、Kobstacleは、予め設定したゲインである。また、σxobstacle[i]は予め設定しておいた対象のX軸方向の分散を示し、σyobstacle[i]は、予め設定しておいた対象のY軸方向の分散を示し、これら分散σxobstacle[i]、σyobstacle[i]は、例えば、ステレオカメラ3による認識精度が低いほど大きく設定するようにしても良い。また、分散σxobstacle[i]、σyobstacle[i]は、対象の種別が、普通車両及び大型車両の場合を基準として、歩行者、2輪車である場合は大きく設定し、それ以外の立体物の場合は小さく設定するようにしても良い。更に、自車両1と対象となる立体物の幅方向のラップ率に応じて設定するようにしても良い。図4中、立体物iは、上述の(5)式により演算した立体物iを対象とする立体物kを基準とする現在のリスク関数Robstacle[i]kの一例である。
Rk=Rlinek+ΣRobstacle[i]k …(6)
(xobstacle[i]k(t),yobstacle[i]k(t))=(xobstacle[i]k+vxobstacle[i]・t,
yobstacle[i]k+vyobstacle[i]・t)…(7)
∂Rk/∂y=0(但し、(xobstacle[i]k、yobstacle[i]k)=(xobstacle[i]k(t),yobstacle[i]k(t))) …(8)
(Xk(t),Yk(t))=(Vxobstacle[k]・t,Vxobstacle[k]・∫sinψ[k](τ)dτ;積分範囲は0≦τ≦t)
…(9)
ここで、ψ[k](t)は、立体物kのヨー角であり、以下の(10)式により、演算される。
ψ[k](t)=(dψ[k]/dt)・t
+(1/2)・((d2ψ[k]/dt2)+(uk(t)/Iz))・t2 …(10)
ここで、Izは、ヨー慣性モーメントである。また、uk(t)は旋回制御量であり、付加ヨーモーメントである。
Jk0~1dt=Wy・(ymink(Xk(1dt),1dt)−Yk(1dt))2
+Wu・uk(0)2…(11)
ここで、Wy、Wuは予め設定する重み値である。
Jk1dt~2dt=Wy・(ymink(Xk(2dt),2dt)−Yk(2dt))2
+Wu・uk(1dt)2…(12)
Jk2dt~3dt=Wy・(ymink(Xk(3dt),3dt)−Yk(3dt))2
+Wu・uk(2dt)2…(13)
尚、時刻3dtには極小点が2つ存在するため、旋回制御量uk(2dt)も2つの値が得られる。
Jk(n-1)dt~ndt=Wy・(ymink(Xk(ndt),ndt)−Yk(ndt))2
+Wu・uk((n-1)dt)2 …(14)
ここで、Rlinek、及び、Robstacle[i]kは、前述の(4)式、及び、(5)式に、立体物kが各時間毎の旋回制御量uk(t)で移動したときの値で与えられるものであり、
Rlinek=Kline・(Yk[t]−(ylinec−yobstacle[k]))2 …(16)
Robstacle[i]k=Kobstacle・exp(−((xobstacle[i]k(t)−Xk(t))2
/(2・σxobstacle[i]2))−((yobstacle[i]k(t)−Yk(t))2
/(2・σyobstacle[i]2))) …(17)
次いで、S112に進み、S111で設定した各ルート毎のリスク関数Rk(t)から最終的な回避ルートをRk(t)fとして選択する。
Rmaxk=max(Rk(t))(0≦t≦Δt) …(18)
そして、最大値Rmaxkの最も小さなルートを最終的な回避ルートRk(t)fとして選択する。
Xbrakek=X(Tm)−Bx …(19)
ここで、Bxは予め設定しておいた減速度Gによる制動距離であり、以下の(20)式により演算される。
Bx=(V2/(2・G))+Bx0 …(20)
ここで、Bx0は、予め設定しておいた停止時における障害物までの距離であり、例えば、2m程度の値である。
2 運転支援装置
3 ステレオカメラ(周辺環境認識手段、移動立体物抽出手段)
4 ステレオ画像認識装置(周辺環境認識手段、移動立体物抽出手段)
5 制御ユニット(走行ルート推定手段、制御実行手段)
11 車速センサ
21 ディスプレイ
22 自動ブレーキ制御装置
Claims (4)
- 自車両の周辺環境を認識する周辺環境認識手段と、
上記周辺環境から移動する立体物を抽出する移動立体物抽出手段と、
上記移動する各立体物毎に、当該移動する立体物の今後のリスクを演算するとともに、該リスクに応じて当該立体物のリスクが最小となる今後の走行ルートを推定する走行ルート推定手段と、
上記各移動する立体物毎に推定した今後の走行ルートに予め設定する閾値以上のリスクとなる領域がある場合に、自車両が上記領域に到達する最も早い時間を基に運転支援制御実行の開始時間を設定し、全ての移動する立体物について設定された上記運転支援制御実行の開始時間のうち最も早い時間に基づいて自車両の運転支援制御を行う制御実行手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。 - 上記走行ルート推定手段は、上記移動する各立体物毎に、当該移動する立体物を基準とする座標系を設定するとともに当該移動する立体物が上記座標系で移動する際のリスクを演算し、このリスクが最小となるルートを上記立体物のリスクが最小となる走行ルートとして推定することを特徴とする請求項1記載の車両の運転支援装置。
- 上記リスクは、道路上に標示された白線を対象にリスクを設定する場合、走行路の略中心から白線に近いほど該白線によるリスクを高く設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両の運転支援装置。
- 上記リスクは、立体物を対象にリスクを設定する場合、該立体物のリスクを確率分布で設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両の運転支援装置。
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