JP5402813B2 - Vehicle motion control device and program - Google Patents
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Description
本発明は、車両運動制御装置及びプログラムに係り、特に、簡単な構成のマップを用いて移動する障害物を回避する軌道及びその軌道に基づいた車体合成力の大きさ及び向きを導出する車両運動制御装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a vehicle motion control device and a program, and more particularly, a vehicle motion for deriving a trajectory that avoids an obstacle moving using a map having a simple configuration and a magnitude and direction of a vehicle body composite force based on the trajectory. The present invention relates to a control device and a program.
従来、車両が走行する道路上に存在する障害物を検出し、検出現在時刻から評価終了時刻後の自車両の予測位置及び外部環境に基づいて、自車両の回避後の目標姿勢角を設定し、現在時刻の外部環境及び障害物の状態量に基づいてリスクポテンシャル関数を設定し、そのリスクと運転操作量の時間積分値、目標姿勢角と自車両の姿勢角との差などに基づく評価値を算出し、評価値が最小となる軌道を導出する回避操作算出装置が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, obstacles present on the road on which the vehicle is traveling are detected, and the target attitude angle after avoiding the own vehicle is set based on the predicted position of the own vehicle after the evaluation end time from the current detection time and the external environment. The risk potential function is set based on the external environment at the current time and the state quantity of the obstacle, and the evaluation value based on the time integral value of the risk and the driving operation amount, the difference between the target attitude angle and the attitude angle of the host vehicle, etc. And an avoidance operation calculation device that derives a trajectory that minimizes the evaluation value has been proposed (see Patent Document 1).
また、緊急時の衝突回避動作を想定して、障害物の検出データや行動パターンに基づいて危険度マップを作成し、その危険度が最小化されるような最短回避軌道を算出する車両運動制御装置が提案されている(特許文献2参照)。特許文献2の車両運動制御装置では、障害物の存在確率が0を超える領域において危険度を段階的に示した危険度マップを用いている。 In addition, assuming a collision avoidance operation in an emergency, vehicle motion control that creates a risk map based on obstacle detection data and behavior patterns and calculates the shortest avoidance trajectory that minimizes the risk An apparatus has been proposed (see Patent Document 2). The vehicle motion control device of Patent Document 2 uses a risk map that indicates the risk in a stepwise manner in an area where the obstacle existence probability exceeds zero.
また、自車両と障害物との間の距離、自車両の障害物に対する相対速度、及び回避するための目標位置に基づいて定まる物理量を導入し、その物理量により回避動作時に最大値が最小となる車体合成力の向きと大きさを出力するマップを予め記憶しておき、そのマップより現時刻の車体合成力を求めて車両運動を制御する車両運動制御装置が提案されている(非特許文献1参照)。 In addition, a physical quantity determined based on the distance between the host vehicle and the obstacle, the relative speed of the host vehicle with respect to the obstacle, and the target position to avoid is introduced, and the maximum value is minimized during the avoidance operation by the physical quantity. There has been proposed a vehicle motion control device that stores in advance a map that outputs the direction and magnitude of the vehicle body composite force and controls the vehicle motion by obtaining the vehicle body composite force at the current time from the map (Non-Patent Document 1). reference).
しかしながら、特許文献1の技術では、現時刻の外部環境と障害物の状態量に基づいてリスクポテンシャル関数を導入して回避軌道を導出しているものの、障害物の移動距離を予測する具体的な方法までは記載されていない。 However, in the technique of Patent Literature 1, although the avoidance trajectory is derived by introducing the risk potential function based on the external environment at the current time and the state quantity of the obstacle, a specific method for predicting the moving distance of the obstacle is disclosed. The method is not described.
また、特許文献2の技術では、障害物の検出データや行動パターンに基づく危険度マップを導入して回避軌道を導出しているものの、障害物の移動距離を予測する具体的な方法までは記載されていない。 Further, although the technique of Patent Document 2 introduces a risk map based on obstacle detection data and behavior patterns and derives an avoidance trajectory, it describes a specific method for predicting the movement distance of an obstacle. It has not been.
また、非特許文献1の技術では、相対的な意味において所望の位置の速度方向に対して車体合成力の最大値を最小化する軌道を導出し、その軌道に基づいたマップを記憶しておくことで現時刻の車体合成力の算出を可能にしているが、道路に対する所望の速度方向に対して移動する障害物を回避する方法までは記載されていない。 In the technique of Non-Patent Document 1, a trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force in the relative direction in the speed direction at a desired position is derived, and a map based on the trajectory is stored. This makes it possible to calculate the vehicle body composite force at the current time, but does not describe a method for avoiding an obstacle moving in a desired speed direction with respect to the road.
本発明は、簡単な構成のマップを用いて、移動する障害物を回避するために横移動距離に対する縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道、または目標位置及び目標位置における速度方向になるために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避軌道を導出することができる車両運動制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention uses a simple configuration map to avoid a moving obstacle in the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimizes the vertical movement distance relative to the horizontal movement distance, or in the speed direction at the target position and the target position. Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle motion control device and program capable of deriving a vehicle body composite force and an avoidance trajectory that minimize the maximum value of the vehicle body composite force.
上記目的を達成するために、第1の車両運動制御装置は、障害物を回避直後の目標位置及び該目標位置における自車両の速度方向を設定する設定手段と、自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出するための最短2次元マップ、並びに・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Zv、前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z0、及び車体合成加速度の最大値F0/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分に対して車体前後方向の移動距離が最短となる回避を行う場合の予測回避時間teの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Zv、前記成分Z0、及び前記最大値F0/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値te’との関係を定めた3次元マップ、を記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて前記予測回避時間teを導出し、導出された予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分を前記成分Yeとして設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記成分Ye、及び前記最短2次元マップを用いて、設定された前記成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 To achieve the above object, the first vehicle motion control device includes a setting unit that sets a target position immediately after avoiding an obstacle and a speed direction of the host vehicle at the target position, a position and a speed of the host vehicle, Detecting means for detecting a state quantity including the position and speed of the obstacle; and when the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body, the vehicle body with respect to a component Y e in the vehicle body lateral direction of the distance based on the set target position Assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, with the shortest two-dimensional map for deriving the vehicle body composite force with the shortest movement distance in the front-rear direction, and the speed direction as the vehicle body longitudinal direction, A vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the host vehicle speed, a vehicle body lateral component v y0 of the host vehicle speed, a vehicle body lateral component Z v of the obstacle speed, and a position of the host vehicle current time The position of the obstacle Vehicle body lateral direction component Z 0 , vehicle body combined acceleration maximum value F 0 / m, and three different parameters, respectively, and the vehicle body lateral component of the distance based on the set target position predicted avoidance time t e when performing avoidance moving distance direction is the shortest, the components v x0, the components v y0, the component Z v, the component Z 0, and the one of the maximum value F 0 / m A storage unit storing a three-dimensional map defining a relationship with a value t e ′ under the assumption that two of the three parameters are specific values; and a state quantity detected by the detection unit calculating the three parameters based on three parameters which are calculated and the using the three-dimensional map to derive a predicted avoidance time t e, derived predicted avoidance time t e after the current own vehicle Previous to time position Set the vehicle lateral component of the position of the obstacle as the component Y e, a state quantity detected by the detecting means, using the components Y e has been set, and the shortest two-dimensional map, which is set the moving distance in the longitudinal direction of the vehicle body is configured to include a deriving means for deriving the vehicle body resultant force which is the shortest, the relative components Y e.
また、第1の発明において、前記導出手段は、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、前記予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を、算出した前記予測時間後の前記障害物の位置にマージンを加えた位置として求めると共に、前記マージンを、前記3次元マップを用いて導出される予測回避時間teと前記予測時間とに基づいて求めるようにすることができる。 In the first invention, the derivation means arrives near the obstacle when the own vehicle approaches the obstacle based on a relative distance and a relative speed between the own vehicle and the obstacle. calculating a prediction time, a position of the obstacle relative to the position of the current time of the said vehicle after prediction avoidance time t e, determined as a position obtained by adding a margin to the calculated positions of the obstacle after the prediction time together, the margin can be made to determine, based on the predicted avoidance time t e derived and the prediction time using the three-dimensional map.
また、第1の発明において、前記3つのパラメータを、前記3次元マップの特異点が該3次元マップの上下軸方向に対して重なるか、あるいは該3次元マップの縦軸又は横軸と平行になるように変更することができる。 In the first invention, the three parameters are set such that the singular point of the three-dimensional map overlaps with the vertical axis direction of the three-dimensional map, or parallel to the vertical axis or the horizontal axis of the three-dimensional map. Can be changed to
また、第2の発明の車両運動制御装置は、障害物を回避直後の目標位置及び該目標位置における自車両の速度方向を設定する設定手段と、自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力及び回避時間を導出するための最短2次元マップを記憶した記憶手段と、前記速度方向を車体前後方向として、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、算出された予測時間後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分を前記成分Yeとして設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記成分Ye、及び前記最短2次元マップを用いて、前記回避時間を求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となるまで、前記予測時間を変更して前記成分Yeを再設定しながら前記回避時間を繰り返し求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となったときの前記Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising: setting means for setting a target position immediately after avoiding an obstacle and a speed direction of the host vehicle at the target position; the position and speed of the host vehicle; And a detecting means for detecting a state quantity including speed, and a moving distance in the longitudinal direction of the vehicle with respect to a component Y e in the lateral direction of the vehicle based on the set target position when the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle Storage means for deriving the shortest two-dimensional map for deriving the vehicle body composite force and the avoidance time that are the shortest, and the relative direction and relative speed between the host vehicle and the obstacle as the vehicle body longitudinal direction Based on the estimated time to arrive near the obstacle when the own vehicle approaches the obstacle, and the position of the obstacle relative to the current time position of the own vehicle after the calculated estimated time Next to the car body Set the directional component as the component Y e, the state quantity detected by the detecting means, using the components Y e has been set, and the shortest two-dimensional map, determined the avoidance time, the and the predicted time until the difference between the avoidance time is within a predetermined value, calculated repeatedly by changing the estimated time the component Y e the avoidance time while resetting the difference between the avoidance time and the predicted time is within a predetermined value Derivation means for deriving a vehicle body composite force that minimizes the movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body with respect to Y e at this time.
また、第1及び第2の発明において、前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の前記車体前後方向の移動距離の最短距離とを比較し、前記最短距離が小さい側の回避軌道を選択するようにすることができる。 In the first and second aspects of the invention, the derivation means includes a shortest distance of a moving distance in the longitudinal direction of the vehicle body that avoids the left side of the obstacle, and an avoidance path that avoids the right side of the obstacle. It is possible to compare the shortest travel distance in the longitudinal direction of the vehicle body and select an avoidance track on the side having the shortest shortest distance.
また、第3の発明の車両運動制御装置は、障害物を回避直後の目標位置及び該目標位置における自車両の速度方向を設定する設定手段と、自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、・前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出するための最適2次元マップ、並びに・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xe、前記障害物の速度の車体横方向の成分Zv、及び前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z0を用いた各々異なる3つのパラメータと、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる回避を行う場合の予測回避時間teの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Xe、前記成分Zv、及び前記成分Z0のうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値te’との関係を定めた3次元マップ、を記憶した記憶手段と、前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて前記予測回避時間teを導出し、導出された予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を前記目標位置として設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記目標位置、及び前記最適2次元マップを用いて、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising: setting means for setting a target position immediately after avoiding an obstacle and a speed direction of the host vehicle at the target position; a position and speed of the host vehicle; and the position of the obstacle. And a detecting means for detecting a state quantity including speed, and a vehicle body that minimizes the maximum value of the set vehicle position and the vehicle body combined force to become the speed direction when the speed direction is the vehicle body longitudinal direction. An optimal two-dimensional map for deriving the resultant force, and a component of the speed of the host vehicle in the longitudinal direction of the vehicle, assuming that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle, with the speed direction being the longitudinal direction of the vehicle. v x0 , the vehicle lateral component v y0 of the speed of the host vehicle, the vehicle longitudinal component X e of the distance between the host vehicle and the obstacle, the vehicle lateral component Z v of the obstacle speed, And the current time of the vehicle Avoidance with each different three parameters using the component Z 0 of the vehicle lateral position of the obstacle with respect to the position of the maximum value of the vehicle body resultant force to become a set target position and the velocity direction is minimized Of the component v x0 , the component v y0 , the component X e , the component Z v , and the component Z 0 of the predicted avoidance time t e when performing A storage unit storing a three-dimensional map that defines a relationship with the value t e ′ under the assumption that there is, and calculating the three parameters based on the state quantity detected by the detection unit, It has been said to derive a predicted avoidance time t e using three parameters and the three-dimensional map, the target position of the obstacle the following derived predicted avoidance time t e for the position of the current time of the vehicle location and And using the state quantity detected by the detection means, the set target position, and the optimum two-dimensional map, the maximum value of the vehicle body resultant force to become the set target position and the speed direction is And a derivation means for deriving a minimum vehicle body synthesis force.
また、第3の発明において、前記導出手段は、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、前記予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を、算出した前記予測時間後の前記障害物の位置にマージンを加えた位置として求めると共に、前記マージンを、前記3次元マップを用いて導出される予測回避時間teと前記予測時間とに基づいて求めるようにすることができる。 In the third invention, the derivation means arrives near the obstacle when the own vehicle approaches the obstacle based on a relative distance and a relative speed between the own vehicle and the obstacle. calculating a prediction time, a position of the obstacle relative to the position of the current time of the said vehicle after prediction avoidance time t e, determined as a position obtained by adding a margin to the calculated positions of the obstacle after the prediction time together, the margin can be made to determine, based on the predicted avoidance time t e derived and the prediction time using the three-dimensional map.
また、第3の発明において、前記3つのパラメータを、前記3次元マップの特異点が前記3次元マップの特異点が該3次元マップの上下軸方向に対して重なるか、あるいは該3次元マップの縦軸又は横軸と平行になるように変更することができる。 In the third aspect of the invention, the three parameters may be such that the singular point of the three-dimensional map overlaps the singular point of the three-dimensional map with respect to the vertical axis direction of the three-dimensional map, or It can be changed to be parallel to the vertical axis or the horizontal axis.
また、第4の発明の車両運動制御装置は、障害物を回避直後の目標位置及び該目標位置における自車両の速度方向を設定する設定手段と、自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避時間を導出するための最適2次元マップを記憶した記憶手段と、前記速度方向を車体前後方向として、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、算出された予測時間後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を前記目標位置として設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記目標位置、及び前記最適2次元マップを用いて、前記回避時間を求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となるまで、前記予測時間を変更して前記目標位置を再設定しながら前記回避時間を繰り返し求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となったときの前記目標位置に対して車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する導出手段と、を含んで構成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising: setting means for setting a target position immediately after avoiding an obstacle and a speed direction of the host vehicle at the target position; the position and speed of the host vehicle; and the position of the obstacle. And a detection means for detecting a state quantity including speed, and a vehicle body composition that minimizes the maximum value of the vehicle composition force to become the set target position and the speed direction when the speed direction is the vehicle body longitudinal direction. Based on the relative distance and the relative speed between the host vehicle and the obstacle, the storage means storing the optimum two-dimensional map for deriving the force and the avoidance time, and the speed direction as the vehicle body longitudinal direction When the vehicle approaches the obstacle, a predicted time to arrive near the obstacle is calculated, and the position of the obstacle with respect to the current time position of the host vehicle after the calculated predicted time is set as the target position. Using the state quantity detected by the detection means, the set target position, and the optimum two-dimensional map, the avoidance time is obtained, and until the difference between the prediction time and the avoidance time is within a predetermined value, The avoidance time is repeatedly obtained while changing the prediction time and resetting the target position, and the vehicle body composite force with respect to the target position when the difference between the prediction time and the avoidance time is within a predetermined value. Deriving means for deriving the vehicle body composite force that minimizes the maximum value of.
また、第3及び第4の発明において、前記導出手段は、前記障害物の左側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値と、前記障害物の右側を回避する回避軌道の車体合成力の最大値とを比較し、前記車体合成力の最大値が小さい側の回避軌道を選択するようにすることができる。 In the third and fourth aspects of the invention, the derivation means may calculate the maximum value of the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the left side of the obstacle and the vehicle body composite force of the avoidance track that avoids the right side of the obstacle. The avoidance trajectory on the side where the maximum value of the vehicle body composite force is smaller can be selected by comparing with the maximum value.
また、前記導出手段は、前記検出手段により検出された前記障害物の状態量を、該状態量及び精度で表される真値の範囲、並びに予め記憶された前記障害物の行動パターンにより定まる前記状態量の取りうる範囲との関係に基づいて修正するようにすることができる。 Further, the deriving means determines the state quantity of the obstacle detected by the detection means based on a range of true values represented by the state quantity and accuracy, and an action pattern of the obstacle stored in advance. Corrections can be made based on the relationship with the range of state quantities.
また、前記検出手段は、前記自車両に対する前記障害物の相対距離及び相対速度を検出するようにすることができる。 The detecting means may detect a relative distance and a relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle.
また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも一つを制御する制御手段を更に含んで構成することができる。 In addition, the control unit may further include a control unit that controls at least one of a steering angle, a braking force, and a driving force based on the vehicle body combined force derived by the deriving unit.
また、前記導出手段で導出された前記車体合成力に基づいて、ドライバに車両運動状態を報知する報知手段を更に含んで構成することができる。 In addition, the information processing device may further include notification means for notifying the driver of the vehicle movement state based on the vehicle body resultant force derived by the derivation means.
また、第5の発明の車両運動制御プログラムは、コンピュータを、第1〜第4の発明の車両運動制御装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムである。 Moreover, the vehicle motion control program of 5th invention is a program for functioning a computer as each means which comprises the vehicle motion control apparatus of 1st-4th invention.
以上説明したように、本発明によれば、静止した障害物を回避するための横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道を導出するための最短2次元マップ、または目標位置及び目標位置における速度方向になるために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避軌道を導出するための最適2次元マップを用いることを前提として、移動する障害物の位置を簡単な構成のマップを用いて予測することができるため、障害物が移動する場合でも、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対する縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道、または目標位置及び目標位置における速度方向になるために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避軌道を導出することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the shortest two-dimensional map for deriving the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that makes the vertical movement distance the shortest with respect to the horizontal movement distance for avoiding the stationary obstacle, Alternatively, on the premise of using the optimal two-dimensional map for deriving the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force in order to become the target position and the speed direction at the target position, Since the position can be predicted using a map with a simple configuration, even when the obstacle moves, the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimizes the vertical movement distance relative to the lateral movement distance based on the predicted position of the obstacle Alternatively, there is an effect that it is possible to derive the vehicle body composite force and the avoidance trajectory in which the maximum value of the vehicle body composite force is minimized because the target position and the speed direction at the target position are reached.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、車両が走行する道路上において移動する障害物を回避する場合を想定し、回避直後の位置を障害物の横(障害物の移動方向の延長線上)を通過する位置とし、その回避直後の位置における速度方向を車体前後方向とする場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, assuming a case of avoiding an obstacle moving on the road on which the vehicle travels, the position immediately after the avoidance is set as a position passing the side of the obstacle (on the extension line in the moving direction of the obstacle), The case where the speed direction at the position immediately after the avoidance is the vehicle body front-rear direction will be described.
第1の実施の形態では、障害物が移動する場合に、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対して縦移動距離を最短にする車体合成力及び回避軌道を導出する場合について説明する。 In the first embodiment, a case will be described in which, when an obstacle moves, a vehicle body composite force and an avoidance trajectory that minimizes the longitudinal movement distance with respect to the lateral movement distance based on the predicted position of the obstacle are derived. .
まず、障害物が静止物である場合に、所望の横移動距離(車体横方向の距離)及びその位置における速度方向に到達するために縦移動距離(車体前後方向の移動距離)を最短にする車体合成力及び回避軌道の導出の概略について説明する。 First, when the obstacle is a stationary object, the vertical movement distance (movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body) is minimized in order to reach the desired lateral movement distance (distance in the vehicle body lateral direction) and the speed direction at that position. An outline of the derivation of the vehicle body synthesis force and the avoidance trajectory will be described.
図1に示すように、設定したxy座標での時刻t(現時刻をt=0として、現時刻からt秒後)における車体合成加速度のx成分をux(t)、車体合成加速度のy成分をuy(t)、車体合成力の大きさをF(t)、車体合成力の方向をθ(t)、及び自車両の重量をmとすると、車体合成加速度ux(t)及びuy(t)は、下記(1)式及び(2)式で示される。また、(1)式及び(2)式を積分して、下記(3)式及び(4)式に示すように、自車両の路面に対する速度のx成分vx(t)、及び速度のy成分vy(t)が得られる。また、(3)式及び(4)式を積分して、下記(5)式及び(6)式に示すように、自車両のt秒間の移動距離のx成分X(t)、及び移動距離のy成分Y(t)が得られる。このX(t)及びY(t)により回避軌道が得られる。 As shown in FIG. 1, the x component of the vehicle body composite acceleration at time t (the current time is set to t = 0 and t seconds after the current time) at the set xy coordinates is represented by u x (t), and the vehicle body composite acceleration y When the component is u y (t), the magnitude of the vehicle body composite force is F (t), the direction of the vehicle body composite force is θ (t), and the weight of the host vehicle is m, the vehicle body composite acceleration u x (t) and u y (t) is expressed by the following equations (1) and (2). Further, by integrating the expressions (1) and (2), as shown in the following expressions (3) and (4), the x component v x (t) of the speed with respect to the road surface of the host vehicle and the y of the speed The component v y (t) is obtained. Further, by integrating the expressions (3) and (4), as shown in the following expressions (5) and (6), the x component X (t) of the moving distance of the host vehicle for t seconds, and the moving distance Y component Y (t) is obtained. An avoidance trajectory is obtained by X (t) and Y (t).
なお、xy座標は、t=0における自車両の位置を原点とし、障害物の横を通過する位置における速度方向(車体前後方向)をx軸、x軸に直交する軸(車体横方向)をy軸として設定する(図2参照)。 In the xy coordinates, the position of the host vehicle at t = 0 is the origin, the speed direction (vehicle body longitudinal direction) at the position passing the obstacle is the x axis, and the axis orthogonal to the x axis (vehicle body lateral direction). Set as y-axis (see FIG. 2).
そして、現時刻(t=0)におけるxy座標上の目標位置を(Xe,Ye)とし、自車両の路面に対する速度をvx(0)=vx0、vy(0)=vy0とし、さらに、目標位置のy成分及び目標位置における速度方向に到達する時刻をteとした場合に、車体合成力の最大値F0=maxF(t)を設定して、自車両の移動距離のy成分に関してY(te)=Ye、及び自車両の速度のy成分に関してvy(te)=0を満たすような車体合成加速度ux(t)及びuy(t)((1)式、及び(2)式)を、F0、vx0、vy0、及びYeをパラメータとするマップを用いて導出する。なお、X(te)を縦移動距離または回避距離、Y(te)を横移動距離ともいう。 Then, the target position on the xy coordinates at the current time (t = 0) is set to (X e , Y e ), and the speed of the host vehicle with respect to the road surface is v x (0) = v x0 , v y (0) = v y0. And the maximum value F 0 = maxF (t) of the vehicle body composite force is set, where t e is the time at which the y component of the target position and the speed direction at the target position are reached. Vehicle body combined accelerations u x (t) and u y (t) (() satisfying Y (t e ) = Y e for the y component of the vehicle and v y (t e ) = 0 for the y component of the speed of the host vehicle. Equations (1) and (2)) are derived using a map having F 0 , v x0 , v y0 , and Y e as parameters. X (t e ) is also referred to as a vertical movement distance or avoidance distance, and Y (t e ) is also referred to as a horizontal movement distance.
次に、既知の横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道を導出するために用いられるマップ(以下、最短2次元マップともいう)について説明する。 Next, a map (hereinafter also referred to as the shortest two-dimensional map) used for deriving the vehicle body composite force and the avoidance trajectory having the shortest vertical movement distance with respect to the known lateral movement distance will be described.
まず、x1=X(t)、x2=vx(t)、x3=Y(t)、x4=vy(t)、u1=ux(t)、u2=uy(t)とおくと、(1)式及び(2)式の運動方程式は、下記(7)式及び(8)式のような状態方程式に変形できる。なお、Tはベクトル及び行列の転置記号である。 First, x 1 = X (t), x 2 = v x (t), x 3 = Y (t), x 4 = v y (t), u 1 = u x (t), u 2 = u y If it is set as (t), the equation of motion of (1) Formula and (2) Formula can be deform | transformed into a state equation like the following (7) Formula and (8) Formula. T is a transposed symbol of a vector and a matrix.
次に、車体合成力の最大値F0が-既知であると仮定して、回避距離を最小化する最適制御問題として考えると、評価関数Iを下記(9)式で表した場合、下記(10)式で表される終端条件、及び下記(11)式で表される車体合成力の大きさに関する入力制約条件の下で、評価関数Iを最小化する制御入力を求めよという制御問題に帰着される。 Next, assuming that the maximum value F 0 of the vehicle body composite force is -known and considered as an optimal control problem that minimizes the avoidance distance, when the evaluation function I is expressed by the following equation (9), The control problem is to find a control input that minimizes the evaluation function I under the termination condition expressed by the equation (10) and the input constraint condition regarding the magnitude of the vehicle body composite force expressed by the following equation (11). Is done.
ここで、特開2007−283910号公報等の公知の技術を用いると、下記(12)式のような制御入力が導出される。 Here, when a known technique such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-283910 is used, a control input represented by the following expression (12) is derived.
ただし、ν1及びν2は最適解を求めるために導入した第1の導入パラメータ及び第2の導入パラメータである。 However, ν 1 and ν 2 are the first introduction parameter and the second introduction parameter introduced to obtain the optimum solution.
(12)式において必要となるte、ν1、ν2は、下記(13)式〜(15)式の非線形方程式にm、vx0、vy0、F0、及びYeを代入して解くことにより得られる。また、横移動距離Yeに対して縦移動距離が最短となるときの最短距離Xsは、(16)式の関係を満たす。 T e , ν 1 , and ν 2 required in the equation (12) are obtained by substituting m, v x0 , v y0 , F 0 , and Y e into the nonlinear equations of the following equations (13) to (15). It is obtained by solving. Further, the shortest distance X s when the vertical movement distance is the shortest with respect to the horizontal movement distance Y e satisfies the relationship of the equation (16).
まず、任意の正数a0を導入して下記(17)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{ν1、ν2、te}及び{ν1’、ν2’、te’}は、下記(18)式の関係を満たす。 First, when an arbitrary positive number a 0 is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following expression (17) are considered, solutions {ν 1 , ν 2 , t corresponding to P and P ′ are considered. e } and {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} satisfy the relationship of the following equation (18).
(17)式の最後の式より、a0を下記(19)式のようにおくと、(17)式よりvx0’及びvy0’は下記(20)式のように変形できる。 From the last equation of equation (17), if a 0 is placed as in the following equation (19), v x0 ′ and v y0 ′ can be transformed into the following equation (20) from equation (17).
この関係より、F0’/m’及びYe’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’及びvy0’が求まる。よって、F0’/m’及びYe’をある値に設定した場合において、vx0’を第1のパラメータ、及びvy0’を第2のパラメータとしたマップを予め用意しておけばよい。なお、このF0’/m’及びYe’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting arbitrary positive numbers to F 0 ′ / m ′ and Y e ′, v x0 ′ and v y0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, when F 0 '/ m' and Y e 'are set to certain values, a map having v x0 ' as the first parameter and v y0 'as the second parameter may be prepared in advance. . The values of F 0 '/ m' and Y e 'can be freely set by the designer when creating the map.
ここでは、一例として、F0’/m’=Ye’=1とした場合のvx0’及びvy0’に関する最短2次元マップを作成する。図3に示すように、vx0’を第1のパラメータ、及びvy0’を第2のパラメータとして、上記(13)式〜(15)式に基づいて得られるν1’の値をマッピングした第1のマップ、ν2’の値をマッピングした第2のマップ、及びte’の値をマッピングした第3のマップを作成する。 Here, as an example, the shortest two-dimensional map for v x0 ′ and v y0 ′ when F 0 ′ / m ′ = Y e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 3, the value of ν 1 ′ obtained based on the above equations (13) to (15) is mapped using v x0 ′ as the first parameter and v y0 ′ as the second parameter. Create a first map, a second map mapping the value of ν 2 ′, and a third map mapping the value of t e ′.
なお、第1のパラメータ及び第2のパラメータは、(20)式で定める場合だけでなく、導入した任意の正数a0の取り方を変えたり、F0’/m’、vy0’、vx0’及びYe’のそれぞれに着目して式を変形したりして求めることもできる。それぞれ得られた第1のパラメータ及び第2のパラメータに応じて、F0’/m’、vy0’、vx0’及びYe’の内必要な値に任意の値を設定して最短2次元マップを作成することができる。また、マップの特異点のラインが縦軸又は横軸と平行になるように各マップの軸の取り方を変更したマップを作成することもできる。 Note that the first parameter and the second parameter are not only determined by the equation (20), but also change the way of taking an arbitrary positive number a 0 introduced, F 0 '/ m', v y0 ', It can also be obtained by transforming the expression focusing on each of v x0 ′ and Y e ′. In accordance with the first parameter and the second parameter obtained, an arbitrary value is set as a necessary value among F 0 '/ m', v y0 ', v x0 ', and Y e ', and the shortest 2 Dimension maps can be created. It is also possible to create a map in which the map is changed in such a way that the singular point line of the map is parallel to the vertical axis or the horizontal axis.
次に、この静止物回避用の最短2次元マップを用いて障害物を回避する制御を行うコントローラを、障害物が移動する場面に適用することを考える。 Next, consider applying a controller that performs control to avoid an obstacle using the shortest two-dimensional map for avoiding an obstacle to a scene where the obstacle moves.
設定したx−y座標系における現時刻の移動体のx方向の位置をXe、y方向の位置をZ0、x方向の速度を0、及びy方向の速度をZvとし、障害物がy軸方向に等速直線運動をすると仮定すると、t秒後の障害物の位置は下記(21)式となる。 In the set xy coordinate system, the position of the moving object at the current time in the x direction is X e , the y direction position is Z 0 , the x direction speed is 0, and the y direction speed is Z v. Assuming constant linear motion in the y-axis direction, the position of the obstacle after t seconds is expressed by the following equation (21).
ここで、自車両の回避に要する予測回避時間teのチルダを導入する。 We introduce the tilde predicted avoidance time t e it takes to avoid the vehicle.
まず、任意の正数aを導入して下記(22)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解は、下記(23)式の関係を満たす。 First, when two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (22) by introducing an arbitrary positive number a are considered, the solution corresponding to P and P ′ is the relationship of the following equation (23). Meet.
(22)式の最後の式より、aを下記(24)式のようにおくと、(22)式よりvx0’、vy0’及びZv’は下記(25)式のように変形できる。 From the last equation of equation (22), if a is set as in the following equation (24), v x0 ′, v y0 ′ and Z v ′ can be transformed as in the following equation (25) from equation (22). .
この関係より、F0’/m’及びZ0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’、vy0’及びZv’が求まる。よって、F0’/m’及びZ0’をある値に設定した場合において、vx0’、vy0’及びZv’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF0’/m’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and Z 0 ′, v x0 ′, vy 0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and Z 0, v y0 'and Z v' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of F 0 '/ m' and Z 0 'can be freely set by the designer when creating the map.
ここでは、一例として、F0’/m’=Z0’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZv’に関するマップを作成する。図4に示すように、vx0’、vy0’及びZv’をパラメータとして、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した上記(13)式〜(15)式に基づいて得られる(teのチルダ)’の値をマッピングした3次元マップを作成する。例えば、Zv’について、Zv’=va’、Zv’=vb’、Zv’=vc’の3値(va’<vb’<vc’)を用い、va’〜vb’間、及びvb’〜vc’間は、各々線形近似などで内挿する。 Here, as an example, a map relating to v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ when F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 4, v x0 ', v y0 ' a and Z v 'as a parameter, based on the Y e = Y tilde (t e tilde) the applied above (13) - of e (15) below the value of (tilde t e) 'of the resulting Te create a three-dimensional map of the mapping of. For example, for Z v ′, three values (V a ′ <v b ′ <v c ′) of Z v ′ = v a ′, Z v ′ = v b ′, Z v ′ = v c ′ are used, and v a 'to v b' between, and v b '~v c' between the interpolated etc. each linear approximation.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、F0’/m’=Z0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(25)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZv’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(24)式に従ってteのチルダに変換する。そして、(21)式を適用することで、予測回避時間teのチルダに応じた障害物の位置Yeのチルダ(teのチルダ)が得られる。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, F 0 '/ m' = Z 0 '= 1, known m, from v x0, v y0, Z 0 , Z v and F 0 (25) parameters v x0 accordance expression ', v y0' and Z v are obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (24) into a tilde t e according to the equation. Then, (21) By applying the equation tilde position element Y e obstacle in accordance with the tilde predicted avoidance time t e (tilde t e) is obtained.
ただし、Z0<0の場合は、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 However, in the case of Z 0 <0, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained the Z 0 → converted to -Z 0 from three-dimensional map (of t e tilde) '.
次に、得られた障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を、上記の最短2次元マップ(例えば、図3)、(18)式、及び(19)式に適用すると、障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を(13)式〜(15)式に代入したときの解{ν1,ν2,te}が得られる。より具体的には、図3の最短2次元マップを用いた場合、F0’/m’=Ye’=1、既知のm、vx0、vy0、F0、及びYe(=求めた障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ))から(20)式に従って第1のパラメータvx0’及び第2のパラメータvy0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν1’,ν2’,te’}を最短2次元マップから得て、(18)式及び(19)式に従って{ν1’,ν2’,te’}を{ν1,ν2,te}に変換する。 Next, when the obtained tilde ( e tilde of te) of the predicted position Y e of the obstacle is applied to the shortest two-dimensional map (for example, FIG. 3), (18), and (19), predicted position element Y e tilde (tilde t e) (13) to expression (15) solution {ν 1, ν 2, t e} when substituted into equation obstacle are obtained. More specifically, when the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used, F 0 '/ m' = Y e '= 1, known m, v x0 , v y0 , F 0 , and Y e (= determined). computed predicted position element Y e obstacle tilde (tilde t e)) (20) first parameter v x0 'and the second parameter v y0' according to formula output for the calculated parameters {[nu 1 ', [nu 2', 'to give} from the shortest two-dimensional map, (18) and (19) {[nu 1 according formula' t e, ν 2 ', t e' a} {[nu 1, [nu 2 , T e }.
そして、これらのパラメータを(12)式に適用することにより入力の時間関数が得られ、また、(16)式に代入することで最短の回避距離Xsが得られる。なお、図4の3次元マップから得られるteのチルダと、図3の最短2次元マップから得られるteは等しくなるため、図3のte’の2次元マップは省略してもよい。 Then, by applying these parameters to the equation (12), an input time function can be obtained, and by substituting into the equation (16), the shortest avoidance distance X s can be obtained. Note that the tilde t e obtained from three-dimensional map of FIG. 4, since t e becomes equal derived from the shortest two-dimensional map of FIG. 3, a two-dimensional map of t e 'in FIG. 3 may be omitted .
この結果、障害物の位置及び速度を考慮して、静止物回避における最短2次元マップを用いて、障害物の回避を可能にする制御入力関数と(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。 As a result, taking into account the position and speed of the obstacle, using the shortest two-dimensional map for avoiding the stationary object, the control input function enabling the obstacle avoidance and the integral calculation of the expressions (1) to (6). Thus, the avoidance trajectory is derived.
なお、上記の3次元マップではパラメータvx0’、vy0’及びZv’を(25)式のように定め、F0’/m’=Z0’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、任意の正数aを(22)式の第1式より下記(26)式のようにおくと、(22)式よりvy0’、Zv’及びZ0’は下記(27)式のように変形できる。 In the above three-dimensional map, the parameters v x0 ′, v y0 ′, and Z v ′ are defined as in equation (25), and F 0 ′ / m ′ = Z 0 ′ = 1 has been described. There are a plurality of other ways of taking these parameters. For example, when an arbitrary positive number a is set as shown in the following formula (26) from the first formula of the formula (22), v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ are expressed by the following formula (27) from the formula (22). Can be transformed.
この関係より、F0’/m’及びvx0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Zv’及びZ0’が求まる。よって、F0’/m’及びvx0’をある値に設定した場合において、vy0’、Zv’及びZ0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF0’/m’及びvx0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F0’/m’=vx0’=1とした場合のvy0’、Zv’及びZ0’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and v x0 ′, vy 0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v y0' F 0 '/ m' and v x0, Z v 'and Z 0' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of F 0 '/ m' and v x0 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, 'v y0 in the case of a = 1' F 0 '/ m ' = v x0, as variables Z v 'and Z 0', was applied tilde (tilde t e) of Y e = Y e (13) solving the nonlinear equations of formula - (15), to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、F0’/m’=vx0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(27)式に従ってパラメータvy0’、Zv’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(26)式に従ってteのチルダに変換する。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, from F 0 '/ m' = v x0 '= 1, known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and F 0 (27) parameters v y0 accordance expression ', Z v' and Z 0 obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (26) into a tilde t e according to the equation.
なお、この3次元マップの領域は、vy0’、Zv’及びZ0’のいずれかにおいて0以上に限定してもよい。例えば、Z0≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がZ0<0であったとしても、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Note that the area of the three-dimensional map may be limited to 0 or more in any of v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′. For example, when a three-dimensional map with Z 0 ≧ 0 is created, even if the detected value is Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 it may be obtained from the conversion to three-dimensional map (tilde t e) '.
また、別のパラメータを用いる場合として、(27)式の第3式を下記(28)式のように変形すると、(26)式のaは、下記(29)式のように変形される。 Further, when another parameter is used, if the third expression of the expression (27) is modified as the following expression (28), a in the expression (26) is deformed as the following expression (29).
この関係より、vx0’及びZ0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF0’/m’、vy0’及びZv’が求まる。よって、vx0’及びZ0’をある値に設定した場合において、F0’/m’、vy0’及びZv’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vx0’=Z0’=1とした場合のF0’/m’、vy0’及びZv’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in v x0 ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, vy 0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value x0 'and Z 0', F 0 '/ m', v y0 ' and Z v' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of v x0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, v x0 '= Z 0' = 1 and F 0 in the case of '/ m', v and y0 'and Z v' as variables, was applied tilde (tilde t e) of Y e = Y e (13) solving the nonlinear equations of formula - (15), to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vx0’=Z0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(27)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvy0’及びZv’を演算し、(28)式に従ってパラメータF0’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(29)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、Z0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, v x0 '= Z 0' = 1, the known m, from v x0, v y0, Z 0 , Z v and F 0 (27) calculating a parameter v y0 'and Z v' according to the first equation and the second equation of formula (28) calculates the parameters F 0 '/ m' in accordance with formula, output for the calculated parameters (tilde t e) 'obtained from the three-dimensional map, and converts the tilde t e according (23) and (29). However, in the case of Z 0 <0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained a '(tilde of t e) is converted to Z 0 → -Z 0 from three-dimensional map .
また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数aを(22)式の第2式より下記(30)式のようにおくと、(22)式よりvx0’、Zv’及びZ0’は下記(31)式のように変形できる。 Further, when another parameter is used, if an arbitrary positive number a is set as in the following equation (30) from the second equation of the equation (22), v x0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ can be transformed as shown in the following equation (31).
この関係より、F0’/m’及びvy0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vx0’、Zv’及びZ0’が求まる。よって、F0’/m’及びvy0’をある値に設定した場合において、vx0’、Zv’及びZ0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF0’/m’及びvy0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F0’/m’=vy0’=1とした場合のvx0’、Zv’及びZ0’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and v y0 ′, v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and v y0, Z v 'and Z 0' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of F 0 '/ m' and v y0 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, F 0 '/ m' = v y0 '= 1 and v x0 in the case of', as variables Z v 'and Z 0', was applied tilde (tilde t e) of Y e = Y e (13) solving the nonlinear equations of formula - (15), to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、F0’/m’=vy0’=1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(31)式に従ってパラメータvx0’、Zv’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(30)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、vy0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, from F 0 '/ m' = v y0 '= 1, known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and F 0 (31) parameters v x0 accordance expression ', Z v' and Z 0 obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (30) into a tilde t e according to the equation. However, in the case of v y0 <0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained the Z 0 → converted to -Z 0 from three-dimensional map (of t e tilde) ' .
また、別のパラメータを用いる場合として、(31)式の第3式を下記(32)式のように変形すると、(30)式のaは、下記(33)式のように変形される。 Further, when another parameter is used, if the third equation of the equation (31) is transformed as the following equation (32), a in the equation (30) is transformed as the following equation (33).
この関係より、vy0’及びZ0’にある値を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF0’/m’、vx0’及びZv’が求まる。よって、vy0’及びZ0’をある値に設定した場合において、F0’/m’、vx0’及びZv’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、vy0’=1、Z0’=±1とした場合のF0’/m’、vx0’及びZv’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting values in v y0 ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and Z v ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value y0 'and Z 0', F 0 '/ m', v x0 ' and Z v' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of v y0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, v y0 '= 1, Z 0' = F 0 in the case where the ± 1 '/ m', v and x0 'and Z v' as variables (tilde t e) Y e = Y e tilde the solving the applied (13) to (15) non-linear equations, to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vy0’=1、Z0’=±1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(31)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvx0’及びZv’を演算し、(32)式に従ってパラメータF0’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(33)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、vy0≧0、Z0≧0の場合には、Z0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、vy0≧0、Z0<0の場合には、Z0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。また、vy0<0、Z0≧0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、vy0<0、Z0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, the v y0 '= 1, Z 0 ' = ± 1, the known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and F 0 The parameters v x0 ′ and Z v ′ are calculated according to the first and second formulas of the expression (31), the parameter F 0 ′ / m ′ is calculated according to the expression (32), and the output ( te to give a tilde) 'from the three-dimensional map, and converts the tilde t e according (23) and (33) below. However, in the case of v y0 ≧ 0, Z 0 ≧ 0 , when the Z 0 '= from 1 3D map (tilde t e)' seek, v y0 ≧ 0, Z 0 <0 is Request Z 0 '= -1 from three-dimensional map of (a t e tilde)'. When v y0 <0 and Z 0 ≧ 0, the three-dimensional map of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 asked for more (tilde of t e) ', v y0 < 0, in the case of Z 0 <0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, is converted into a Z 0 → -Z 0 Z 0 Request '= from 1 3D map (tilde t e)' a.
また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数aを(22)式の第3式より下記(34)式のようにおくと、(22)式よりvx0’、vy0’及びZ0’は下記(35)式のように変形できる。 As another parameter, when an arbitrary positive number a is set as shown in the following equation (34) from the third equation of the equation (22), v x0 ′, v y0 ′ and Z are obtained from the equation (22). 0 ′ can be transformed as shown in the following equation (35).
この関係より、F0’/m’及びZv’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vx0’、vy0’及びZ0’が求まる。よって、F0’/m’及びZv’をある値に設定した場合において、vx0’、vy0’及びZ0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このF0’/m’及びZv’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、F0’/m’=Zv’=1とした場合のvx0’、vy0’及びZ0’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting positive numbers in F 0 ′ / m ′ and Z v ′, v x0 ′, vy 0 ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, 'in the case of setting to a certain value, v x0' F 0 '/ m' and Z v, v y0 'and Z 0' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of F 0 '/ m' and Z v 'can be freely set by the designer when creating the map. As an example, F 0 '/ m' = Z v '= 1 and v x0 in the case of', v and y0 'and Z 0' as variables, was applied tilde (tilde t e) of Y e = Y e (13) solving the nonlinear equations of formula - (15), to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、F0’/m’=Zv’=1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(35)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(34)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、Zv<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, from F 0 '/ m' = Z v '= 1, known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and F 0 (35) parameters v x0 accordance expression ', v y0' and Z 0 obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (34) into a tilde t e according to the equation. However, in the case of Z v <0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained a '(tilde of t e) is converted to Z 0 → -Z 0 from three-dimensional map .
また、別のパラメータを用いる場合として、(35)式の第3式を下記(36)式のように変形すると、(34)式のaは、下記(37)式のように変形される。 Further, when another parameter is used, if the third expression of the expression (35) is modified as the following expression (36), a in the expression (34) is deformed as the following expression (37).
この関係より、Zv’及びZ0’にある値を設定することにより、現時刻のパラメータPによってF0’/m’、vx0’及びvy0’が求まる。よって、Zv’及びZ0’をある値に設定した場合において、F0’/m’、vx0’及びvy0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このZv’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、Zv’=1、Z0’=±1とした場合のF0’/m’、vx0’及びvy0’を変数として、Ye=Yeのチルダ(teのチルダ)を適用した(13)式〜(15)式の非線形方程式を解き、その解であるteのチルダの3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting values in Z v ′ and Z 0 ′, F 0 ′ / m ′, v x0 ′, and v y0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, in the case of setting a certain value of Z v 'and Z 0', F 0 '/ m', v x0 ' and v y0' previously prepared 3-dimensional map of the as a parameter (tilde t e) ' You just have to. The values of Z v ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, Z v '= 1, Z 0' = F 0 in the case where the ± 1 '/ m', v and x0 'and v y0' as variables (tilde t e) Y e = Y e tilde the solving the applied (13) to (15) non-linear equations, to create a three-dimensional map of the tilde that solution is t e.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、Zv’=1、Z0’=±1、既知のm、vx0、vy0、Z0、Zv及びF0から(35)式の第1式及び第2式に従ってパラメータvx0’及びvy0’を演算し、(36)式に従ってパラメータF0’/m’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(37)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、Zv≧0、Z0≧0の場合には、Z0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、Zv≧0、Z0<0の場合には、Z0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。また、Zv<0、Z0≧0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、Zv<0、Z0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, the Z v '= 1, Z 0 ' = ± 1, the known m, v x0, v y0, Z 0, Z v and F 0 The parameters v x0 ′ and v y0 ′ are calculated in accordance with the first and second expressions of the equation (35), the parameter F 0 ′ / m ′ is calculated in accordance with the equation (36), and the output for the calculated parameter ( te to give a tilde) 'from the three-dimensional map, and converts the tilde t e according (23) and (37) below. However, in the case of Z v in the case of ≧ 0, Z 0 ≧ 0 obtains a Z 0 '= from 1 3D map (tilde t e)', Z v ≧ 0, Z 0 <0 is Request Z 0 '= -1 from three-dimensional map of (a t e tilde)'. If Z v <0 and Z 0 ≧ 0, the three-dimensional map of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0. asked for more (t tilde e) ', in the case of Z v <0, Z 0 < 0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, is converted into a Z 0 → -Z 0 Z 0 Request '= from 1 3D map (tilde t e)' a.
また、3次元マップの軸の取り方を変更して、特異点のラインが上下軸方向に対して重なるか、あるいは縦軸又は横軸と平行になるように移動させた3次元マップを用いてもよい。例えば、(27)式のパラメータを下記(38)式のように変更した(teのチルダ)’の3次元マップを作成することができる。また、(27)式の第1式、第2式、及び(28)式のパラメータを下記(39)式のように、(35)式のパラメータを下記(40)式のように、(35)式の第1式、第2式、及び(36)式のパラメータを下記(41)式のように変更することもできる。 Also, by changing the way of taking the axis of the 3D map, using the 3D map moved so that the singular point line overlaps with the vertical axis direction or is parallel to the vertical axis or horizontal axis Also good. For example, it is possible to create a three-dimensional map of the equation (27) the parameters of the change as described below (38) below (tilde t e) '. Further, the parameters of the first expression, the second expression, and the expression (28) of the expression (27) are expressed as the following expression (39), and the parameter of the expression (35) is expressed as the following expression (40) (35 The parameters of the first formula, the second formula, and the formula (36) in the formula (1) can be changed as the following formula (41).
このように、特異点のラインが上下軸方向に対して重なるか、あるいは縦軸又は横軸と平行になるように3次元マップの軸を変更することにより、3次元マップの精度を保ちつつマップを記憶する容量を、例えば図4に示した3次元マップに比べて小さく抑えることが容易になる。 In this way, the map of the three-dimensional map is maintained while maintaining the accuracy of the three-dimensional map by changing the axis of the three-dimensional map so that the singular point line overlaps with the vertical axis direction or is parallel to the vertical axis or the horizontal axis. It is easy to keep the capacity for storing the image smaller than, for example, the three-dimensional map shown in FIG.
以下、上記のマップを用いた第1の実施の形態について詳細に説明する。図5に示すように、第1の実施の形態の車両運動制御装置には、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段として車両に搭載されたセンサ群、外部環境状態を検出する外部環境検出手段として車両に搭載されたセンサ群、及びこれらのセンサ群からの検出データに基づいて、自車両が運動するように自車両に搭載された車載機器を制御することによって目標位置へ到達するように車両運動を制御する制御装置20、ドライバに車両運動制御状態を報知する表示装置30が設けられている。 Hereinafter, the first embodiment using the above map will be described in detail. As shown in FIG. 5, the vehicle motion control apparatus according to the first embodiment includes a sensor group mounted on the vehicle as a traveling state detection unit that detects the traveling state of the host vehicle, and an external environment that detects an external environmental state. Based on the sensor groups mounted on the vehicle as detection means and the detection data from these sensor groups, the in-vehicle device mounted on the host vehicle is controlled so that the host vehicle moves so as to reach the target position. Are provided with a control device 20 for controlling the vehicle motion and a display device 30 for notifying the driver of the vehicle motion control state.
車両運動制御装置の自車両の走行状態を検出するセンサ群としては、車速を検出する車速センサ10、操舵角を検出する操舵角センサ12、及びスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ14が設けられている。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。 The sensor group for detecting the running state of the host vehicle of the vehicle motion control device includes a vehicle speed sensor 10 for detecting the vehicle speed, a steering angle sensor 12 for detecting the steering angle, and a throttle opening sensor 14 for detecting the opening of the throttle valve. Is provided. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.
また、外部環境状態を検出するセンサ群としては、自車両の前方を撮影する前方カメラ16、及び自車両の前方の障害物を検出するレーザレーダ18が設けられている。なお、レーザレーダ18に代えて、又はレーザレーダ18と共にミリ波レーダを設けるようにしてもよい。また、図示しないGPS装置からの情報を加えるようにしてもよい。 Further, as a sensor group for detecting the external environment state, a front camera 16 for photographing the front of the host vehicle and a laser radar 18 for detecting an obstacle in front of the host vehicle are provided. A millimeter wave radar may be provided instead of the laser radar 18 or together with the laser radar 18. Moreover, you may make it add the information from the GPS apparatus which is not shown in figure.
前方カメラ16は、車両の前方を撮影するように車両のフロントウインドウ上部等に取り付けられている。前方カメラ16は、小型のCCDカメラ又はCMOSカメラで構成され、自車両の前方の道路状況を含む領域を撮影し、撮影により得られた画像データを出力する。出力された画像データは、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置20に入力される。なお、カメラとして、前方カメラ16に加えて、前方赤外線カメラを設けるのが好ましい。赤外線カメラを用いることにより、歩行者を障害物として確実に検出することができる。なお、上記の赤外線カメラに代えて近赤外線カメラを用いることができ、この場合においても同様に歩行者を確実に検出することができる。 The front camera 16 is attached to the upper part of the front window of the vehicle so as to photograph the front of the vehicle. The front camera 16 is composed of a small CCD camera or CMOS camera, and captures an area including a road condition ahead of the host vehicle and outputs image data obtained by the photographing. The output image data is input to the control device 20 constituted by a microcomputer or the like. As a camera, it is preferable to provide a front infrared camera in addition to the front camera 16. By using an infrared camera, a pedestrian can be reliably detected as an obstacle. Note that a near-infrared camera can be used instead of the above-described infrared camera, and even in this case, a pedestrian can be reliably detected in the same manner.
レーザレーダ18は、赤外光パルスを照射する半導体レーザからなる発光素子、赤外光パルスを水平方向に走査する走査装置、及び前方の障害物(歩行者、前方車両等)から反射された赤外光パルスを受光する受光素子を含んで構成され、車両の前方グリル又はバンパに取り付けられている。このレーザレーダ18では、発光素子から発光された時点を基準として受光素子で受光されるまでの反射赤外光パルスの到達時間に基づいて、自車両から前方の障害物までの距離を検出することができる。レーザレーダ18で検出された障害物までの距離を示すデータは制御装置20に入力される。制御装置20は、RAM、ROM、及びCPUを含むマイクロコンピュータ等で構成され、ROMには以下で説明する車両運動制御ルーチンのプログラムが記憶されている。 The laser radar 18 is a light emitting element composed of a semiconductor laser that irradiates infrared light pulses, a scanning device that scans the infrared light pulses in the horizontal direction, and red reflected from obstacles in front (pedestrians, vehicles ahead, etc.). It includes a light receiving element that receives an external light pulse, and is attached to the front grille or bumper of the vehicle. The laser radar 18 detects the distance from the host vehicle to the obstacle ahead based on the arrival time of the reflected infrared light pulse until the light receiving element receives the light from the light emitting element as a reference. Can do. Data indicating the distance to the obstacle detected by the laser radar 18 is input to the control device 20. The control device 20 includes a microcomputer including a RAM, a ROM, and a CPU, and a program for a vehicle motion control routine described below is stored in the ROM.
また、制御装置20は、自車両の操舵角、制動力、及び駆動力の少なくとも1つを制御することによって、目標位置へ到達するように車両運動を制御するための車両搭載機器に接続されている。この車両搭載機器としては、車輪の操舵角を制御するための電動パワーステアリング等の操舵角制御装置22、ブレーキ油圧を制御することによって制動力を制御する制動力制御装置24、及び駆動力を制御する駆動力制御装置26が設けられている。制動力制御装置24には、制動力を検出する検出センサ24Aが取り付けられている。また、制御装置20には、演算された制御入力の方向θ等を表示することによって車両運動制御情報をドライバに報知する表示装置30が接続されている。なお、車両運動制御を行なっていることを、ドライバだけでなく車両外部の目標位置方向に向かって報知するようにしてもよい。また、最短回避距離が自車両と障害物との距離よりも短い場合には、ドライバに回避の必要性を予め報知するようにしてもよい。 The control device 20 is connected to a vehicle-mounted device for controlling the vehicle motion so as to reach the target position by controlling at least one of the steering angle, the braking force, and the driving force of the host vehicle. Yes. The vehicle-mounted device includes a steering angle control device 22 such as an electric power steering for controlling the steering angle of the wheels, a braking force control device 24 that controls the braking force by controlling the brake hydraulic pressure, and a driving force. A driving force control device 26 is provided. A detection sensor 24 </ b> A for detecting the braking force is attached to the braking force control device 24. The control device 20 is connected to a display device 30 that notifies the driver of vehicle motion control information by displaying the calculated control input direction θ and the like. In addition, you may make it alert | report toward the target position direction outside a vehicle not only a driver but performing vehicle motion control. Further, when the shortest avoidance distance is shorter than the distance between the host vehicle and the obstacle, the driver may be notified in advance of the necessity of avoidance.
操舵角制御装置22としては、ドライバのステアリングホイール操作に重畳して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段、ドライバ操作とは機械的に分離され、ステアリングホイールの操作とは独立して前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪の操舵角を制御する制御手段(いわゆるステア・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。 The steering angle control device 22 is a control means for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels superimposed on the steering wheel operation of the driver, mechanically separated from the driver operation, Independently, control means (so-called steer-by-wire) for controlling the steering angle of at least one of the front wheels and the rear wheels can be used.
制動力制御装置24としては、ドライバ操作とは独立して各車輪の制動力を個別に制御する、いわゆるESC(Electronic Stability Control)に用いられる制御装置、ドライバ操作とは機械的に分離され、各車輪の制動力を信号線を介して任意に制御する制御装置(いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ)等を用いることができる。 As the braking force control device 24, a control device used for so-called ESC (Electronic Stability Control), which controls the braking force of each wheel independently of the driver operation, is mechanically separated from the driver operation. A control device (so-called brake-by-wire) that arbitrarily controls the braking force of the wheel via a signal line can be used.
駆動力制御装置26としては、スロットル開度、点火進角の遅角、又は燃料噴射量を制御することによって駆動力を制御する制御装置、変速機の変速位置を制御することによって駆動力を制御する制御装置、トルクトランスファを制御することによって前後方向及び左右方向の少なくとも一方の駆動力を制御する制御装置等を用いることができる。 As the driving force control device 26, a control device that controls the driving force by controlling the throttle opening, the retard of the ignition advance angle, or the fuel injection amount, and the driving force is controlled by controlling the shift position of the transmission. For example, a control device that controls at least one of the driving force in the front-rear direction and the left-right direction by controlling the torque transfer can be used.
また、制御装置20には、制御入力を求めるためのマップを記憶したマップ記憶装置28が接続されている。マップ記憶装置28には、予測回避時間teのチルダを求めるための3次元マップ、及び予測回避時間に基づいて、移動する障害物を回避するための回避軌道及び車体合成力を導出するための2次元マップが記憶される。 The control device 20 is connected to a map storage device 28 that stores a map for obtaining a control input. The map storage unit 28, a three-dimensional map for determining the tilde predicted avoidance time t e, and based on the predicted avoidance time, for deriving the avoidance path and the vehicle body resultant force to avoid the moving obstacle A two-dimensional map is stored.
また、制御装置20には、ドライバに警報を発する図示しない警報装置が接続されている。警報装置としては、音や音声によって警報を発する装置、光や視覚的な表示によって警報を発する装置、振動によって警報を発する装置、又は操舵反力のような物理量をドライバに与えてドライバの操作を誘導する物理量付与装置を用いることができる。また、表示装置30を警報装置として用いるようにしてもよい。 The control device 20 is connected to an alarm device (not shown) that issues an alarm to the driver. As an alarm device, a device that issues a warning by sound or sound, a device that issues a warning by light or visual display, a device that issues a warning by vibration, or a physical quantity such as a steering reaction force is given to the driver to operate the driver. An induced physical quantity imparting device can be used. Further, the display device 30 may be used as an alarm device.
以下、図6を参照して第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、予測回避時間teのチルダを求めるためのマップとして図4の3次元マップを用い、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力を求めるためのマップとして図3の最短2次元マップを用いる場合について説明する。 Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, using the three-dimensional map of FIG. 4 as a map for obtaining a tilde predicted avoidance time t e, the vehicle body resultant force which vertical movement distance is the shortest with respect to the horizontal moving distance based on the predicted position of the obstacle The case where the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used as a map for obtaining will be described.
ステップ100で、車速センサ10等で検出された自車両の走行状態、及びレーザレーダ18等で検出された外部環境状態に関する検出データを取り込む。次に、ステップ102で、取り込んだ検出データに基づいて、車両が走行している道路上の障害物の位置を含む環境マップを作成する。 In step 100, detection data relating to the traveling state of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 10 and the external environmental state detected by the laser radar 18 and the like are captured. Next, in step 102, an environment map including the position of an obstacle on the road on which the vehicle is traveling is created based on the captured detection data.
次に、ステップ104で、障害物の横を通過する位置における速度方向を環境マップに基づいて設定し、さらに自車両の現在時刻の位置を原点に、また設定した速度方向を車体前後方向(x軸)に取り、x軸に直交する方向をy軸とするxy座標を設定する。 Next, in step 104, the speed direction at the position passing by the obstacle is set based on the environment map, the current time position of the host vehicle is set as the origin, and the set speed direction is set in the vehicle longitudinal direction (x Xy coordinates, with the direction perpendicular to the x axis as the y axis.
次に、ステップ106で、上記ステップ100で走行状態として取り込まれた自車両及び障害物の状態量を設定された座標に対応させて変換し、現在の自車両と障害物との距離のx成分Xe、自車両の速度のx成分vx0、自車両の速度のy成分vy0、障害物のy方向の位置Z0、及び障害物の速度のy成分Zvを演算する。なお、ここでは、障害物の速度のx成分は0とする。 Next, in step 106, the state quantities of the host vehicle and the obstacle taken in as the running state in step 100 are converted corresponding to the set coordinates, and the x component of the current distance between the host vehicle and the obstacle is converted. X e , an x component v x0 of the speed of the own vehicle, a y component v y0 of the speed of the own vehicle, a position Z 0 in the y direction of the obstacle, and a y component Z v of the speed of the obstacle are calculated. Here, the x component of the speed of the obstacle is 0.
次に、ステップ108で、外部環境及び自車両の構造と状態に基づいて、車体合成力の最大値F0を設定する。 Next, in step 108, based on the structure and condition of the external environment and the own vehicle, it sets the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force.
次に、ステップ110で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Zv、Z0、及び上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値F0を用いて、(25)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZv’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(24)式に従って予測回避時間teのチルダに変換する。 Next, in step 110, the state quantity m of the vehicle and the obstacle computed in step 106, v x0, v y0, Z v, Z 0, and the maximum value F 0 of the vehicle body resultant force which is set at step 108 with, (25) the parameter v x0 accordance expression ', v y0' and Z v are obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (24) into a tilde predicted avoidance time t e according formula.
次に、ステップ112で、上記ステップ110で算出された予測回避時間teのチルダを(21)式に適用して、teのチルダ後の障害物の位置を予測し、その予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を回避すべき横移動距離Yeとして設定する。 Next, at step 112, by applying the tilde predicted avoidance time t e calculated in step 110 to the equation (21) predicts the position of the obstacle after tilde t e, its predicted position Y e It is set as the tilde (t e tilde) transverse moving distance Y e to be avoided.
次に、ステップ114で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値F0、及び上記ステップ112で設定した横移動距離Yeを用いて、(20)式に従って、第1のパラメータvx0’、及び第2のパラメータvy0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν1’,ν2’,te’}を最短2次元マップから得て、(18)式及び(19)式に従って{ν1’,ν2’,te’}を{ν1,ν2,te}に変換する。そして、これらのパラメータを(12)式に適用することにより車体合成力を得る。また、(16)式に代入することで最短の回避距離Xsを得る。また、(1)式〜(6)式に従って、横移動距離Yeに対する縦移動距離が最短となる回避軌道を導出する。 Next, in step 114, the vehicle and obstacle state quantities m, v x0 and v y0 calculated in step 106, the maximum body force F 0 set in step 108, and the step 112 are set. The first parameter v x0 ′ and the second parameter v y0 ′ are calculated according to the equation (20) using the lateral movement distance Y e and the output {ν 1 ′, ν 2 ′ for the calculated parameters is calculated. , transformation t e 'a} obtained from the shortest two-dimensional map, (18) and (19) {[nu 1 according formula', ν 2 ', t e ' a} {[nu 1, the [nu 2, t e} To do. Then, the vehicle body composite force is obtained by applying these parameters to the equation (12). Further, to obtain the shortest avoidance distance X s by substituting the expression (16). Further, (1) according to Expression (6), the vertical moving distance with respect to the lateral moving distance Y e derives the avoidance path having the shortest.
次に、ステップ116で、上記ステップ114で導出された車体合成力に従って、回避軌道に沿った走行を実現するために必要な各車輪のタイヤ発生力を演算し、各車輪のタイヤ発生力が得られるように操舵角制御装置22、制動力制御装置24、及び駆動力制御装置26の少なくとも1つを制御すると共に、車両運動制御情報を表示装置30に表示する。また、障害物を回避するように制御する際には無条件で警報装置から警報を発したり、障害物を回避するための車両運動制御を行っていることを表示装置に表示したりすることにより警報を行ってもよい。各車輪のタイヤ発生力が得られるように制御することにより、目的とする車体合成力が得られるように制御することができる。 Next, in step 116, the tire generating force of each wheel necessary for realizing traveling along the avoidance track is calculated according to the vehicle body resultant force derived in step 114, and the tire generating force of each wheel is obtained. As well as controlling at least one of the steering angle control device 22, the braking force control device 24, and the driving force control device 26, the vehicle motion control information is displayed on the display device 30. Also, when controlling to avoid obstacles, by issuing an alarm from the alarm device unconditionally, or by displaying on the display device that vehicle motion control for avoiding obstacles is being performed. An alarm may be given. By controlling so as to obtain the tire generating force of each wheel, it is possible to control so as to obtain the target vehicle body composite force.
以上説明したように、第1の実施の形態の車両運動制御装置によれば、静止した障害物を回避するための横移動距離に対する縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道を導出するために最短2次元マップを用いることを前提とした簡単な構成の3次元マップを用いて移動する障害物の位置を予測するため、障害物が移動する場合でも、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力及び回避軌道を導出することができる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the first embodiment, the vehicle body resultant force and the avoidance trajectory that minimizes the vertical movement distance with respect to the horizontal movement distance to avoid a stationary obstacle are derived. In order to predict the position of an obstacle to move using a three-dimensional map with a simple configuration on the premise that the shortest two-dimensional map is used, even if the obstacle moves, it is based on the predicted position of the obstacle. It is possible to derive the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that have the shortest vertical movement distance relative to the horizontal movement distance.
なお、第1の実施の形態では、(25)式をパラメータとする(teのチルダ)’の3次元マップと(20)式をパラメータとする最短2次元マップとを組み合わせる場合について説明したが、(teのチルダ)’の3次元マップの軸の取り方は最短2次元マップの軸の取り方に依存しないため、その組合せは自由である。 In the first embodiment, the description has been given of the case of combining the three-dimensional map and (20) the shortest two-dimensional map of a parameter equation of (25) to a parameter (tilde t e) ' , how to take the shaft of the three-dimensional map of the (tilde t e) 'does not depend on how to take the shaft of the shortest two-dimensional map, the combination is free.
また、第1の実施の形態では、道路に対する自車両及び障害物の速度を用いる場合について説明したが、道路に対する自車両の速度及び自車両に対する障害物の相対速度を検出するようにしてもよい。 In the first embodiment, the case of using the speed of the own vehicle and the obstacle with respect to the road has been described. However, the speed of the own vehicle with respect to the road and the relative speed of the obstacle with respect to the own vehicle may be detected. .
また、回避制御は、公知の技術(特開2007−283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 In addition, the avoidance control may be selected by using a known technique (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-283910) or the like and avoiding only the straight acceleration / deceleration or the lateral movement.
また、第1の実施の形態では、車体合成力の向きを求めるために{ν1’,ν2’,te’}を導出する最短2次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の車体合成力の向きを求めたい場合には、1つのパラメータを出力する最短2次元マップで導出するようにしてもよい。具体的には、図3の最短2次元マップの{ν1’,ν2’,te’}を(12)式に適用して、t=0の場合における{θ’}を出力する最短2次元マップ(図7)を作成する。 In the first embodiment, the case where the shortest two-dimensional map for deriving {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is used to determine the direction of the vehicle body composite force has been described. When it is desired to obtain the direction of the vehicle body composite force, it may be derived by the shortest two-dimensional map that outputs one parameter. Specifically, the shortest two-dimensional map {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} of FIG. 3 is applied to the equation (12), and {θ ′} is output when t = 0. A two-dimensional map (FIG. 7) is created.
そして、上記実施の形態と同様の流れで(teのチルダ)’の3次元マップを作成しておき、その3次元マップから得られる(teのチルダ)’、(23)式、(24)式よりteのチルダを求める。次に(21)式より予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を算出し、Yeのチルダ(teのチルダ)を回避すべき横移動距離Yeとして設定して、図7の最短2次元マップを用いてθ’を得る。ただし、Z0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して最短2次元マップより−θ’を求め、さらに−θ’→θ’の処理を行えばよい。 The 'advance to create a three-dimensional map of, (tilde t e) obtained from the three-dimensional map' (tilde t e) in the same flow as in the above embodiment, (23), (24 ) Find the tilde of t e from the equation. Then (21) calculates a tilde (tilde t e) of the predicted position Y e from equation set as element Y e tilde (t e tilde) transverse moving distance to be avoided Y e, in Fig. 7 Θ ′ is obtained using the shortest two-dimensional map. However, in the case of Z 0 <0, it is converted into v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 and −θ ′ is obtained from the shortest two-dimensional map, and −θ ′ → The processing of θ ′ may be performed.
その結果、障害物の速度を考慮して、静止物回避時に縦移動距離を最短にする最短2次元マップ及び下記(42)を用いて、現時刻の車体合成力の大きさと向きが得られる。 As a result, in consideration of the speed of the obstacle, the magnitude and direction of the vehicle body composite force at the current time can be obtained using the shortest two-dimensional map that minimizes the vertical movement distance when avoiding a stationary object and the following (42).
なお、この方法でも(teのチルダ)’の3次元マップの軸の取り方は、最短2次元マップの軸の取り方に依存しないため、その組合せは自由である。 Incidentally, how to take the shaft of the three-dimensional map of '(tilde t e) This method also does not depend on how to take the shaft of the shortest two-dimensional map, the combination is free.
また、図7のように{Xs’}を出力する最短2次元マップを導入して、下記(43)式及び公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 In addition, as shown in FIG. 7, a shortest two-dimensional map that outputs {X s '} is introduced, and the following equation (43) and a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910) are used to add straight ahead. You may choose to avoid only slowing or lateral movement.
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、障害物が移動する場合に、障害物の予測位置に基づいた目標位置及び目標位置における速度方向に対して車体合成力の最大値を最小にする車体合成力及び回避軌道を導出する場合について説明する。なお、第2の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, when the obstacle moves, the vehicle body composite force and the avoidance that minimize the maximum value of the vehicle body composite force with respect to the target position based on the predicted position of the obstacle and the speed direction at the target position. A case where a trajectory is derived will be described. The configuration of the vehicle motion control device according to the second embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
まず、障害物が静止物である場合に、目標位置及び目標位置における速度方向に到達するために車体合成力の最大値が最小となる車体合成力及び回避軌道の導出するために用いられるマップ(以下、最適2次元マップともいう)について説明する。 First, when the obstacle is a stationary object, a map used for deriving the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force to reach the target position and the speed direction at the target position ( Hereinafter, the optimal two-dimensional map) will be described.
静止物回避に対して車体合成力の最大値を最小にする最適制御は、第1の実施の形態で述べたのと同様に(7)式〜(11)式で定式化できる。なぜなら、最短の回避距離Xsが自車両と障害物との相対距離のx成分Xeと等しくなる車体合成力の最大値F0を求められれば、そのときの(12)式で示される制御入力は、車体合成力の最大値最小化問題の最適解になるためである。よって、自車両と障害物との相対距離のx成分Xeに対して、x1(te)=Xeの関係を導入することにより、Xs→Xeに変換された非線形方程式(13)式〜(16)式により、F0、te、ν1、ν2が求まる。 Optimal control for minimizing the maximum value of the vehicle body composite force with respect to stationary object avoidance can be formulated by Equations (7) to (11) in the same manner as described in the first embodiment. This is because if the maximum value F 0 of the vehicle body composite force at which the shortest avoidance distance X s becomes equal to the x component X e of the relative distance between the host vehicle and the obstacle is obtained, the control expressed by the equation (12) at that time This is because the input is an optimal solution for the maximum body force minimization problem. Thus, for the x component X e in the relative distance between the host vehicle and the obstacle, x 1 (t e) = by introducing the relationship between X e, X s → X e in the transformed non-linear equation (13 ) To (16), F 0 , t e , ν 1 and ν 2 are obtained.
まず、(13)式を(44)式のように変形し、Xs→Xeに変換された(14)式〜(16)式に代入する((45)式〜(47)式)。 First, equation (13) is transformed into equation (44) and substituted into equations (14) to (16) converted from X s to X e (equations (45) to (47)).
ここで、任意の正数a0を導入して下記(49)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解{ν1、ν2、te}及び{ν1’、ν2’、te’}は、(50)式の関係を満たす。 Here, when an arbitrary positive number a 0 is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (49) are considered, solutions {ν 1 , ν 2 , t e } and {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} satisfy the relationship of equation (50).
(49)式の最後の式より、a0を下記(51)式のようにおくと、(49)式よりYe’ 及びvy0’は(52)式のように変形できる。 From the last equation of equation (49), if a 0 is placed as in equation (51) below, Y e ′ and v y0 ′ can be transformed into equation (52) from equation (49).
この関係より、Xe’及びvx0’に任意の正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってYe’及びvy0’が求まる。よって、Xe’及びvx0’をある値に設定した場合において、Ye’を第1のパラメータ、及びvy0’を第2のパラメータとした最適2次元マップマップを予め用意しておけばよい。なお、このXe’及びvx0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, Y e ′ and v y0 ′ can be obtained from the parameter P at the current time by setting arbitrary positive numbers to X e ′ and v x0 ′. Therefore, when X e ′ and v x0 ′ are set to certain values, an optimal two-dimensional map map in which Y e ′ is the first parameter and v y0 ′ is the second parameter is prepared in advance. Good. The values of X e ′ and v x0 ′ can be freely set by the designer when creating the map.
ここでは、一例として、Xe’=vx0’=1とした場合のYe’及びvy0’に関する最適2次元マップを作成する。図8に示すように、Ye’を第1のパラメータ、及びvy0’を第2のパラメータとして、Xs→Xeに変換した(13)式〜(16)式に基づいて得られるν1’の値をマッピングした第1のマップ、ν2’の値をマッピングした第2のマップ、及びte’の値をマッピングした第3のマップを作成する。 Here, as an example, an optimal two-dimensional map relating to Y e ′ and v y0 ′ when X e ′ = v x0 ′ = 1 is created. As shown in FIG. 8, ν obtained based on Expressions (13) to (16) converted from X s to X e with Y e ′ as the first parameter and v y0 ′ as the second parameter. A first map in which the value of 1 ′ is mapped, a second map in which the value of ν 2 ′ is mapped, and a third map in which the value of t e ′ is mapped are created.
なお、第1のパラメータ及び第2のパラメータは、(52)式で定める場合だけでなく、導入した任意の正数aの取り方を変えたり、vx0’、vy0’、Xe’及びYe’のそれぞれに着目して式を変形したりして、求めることもできる。それぞれ得られた第1のパラメータ及び第2のパラメータに応じて、vx0’、vy0’、Xe’及びYe’の内必要な値に任意の値を設定してマップを作成することができる。また、最適2次元マップの特異点のラインが縦軸又は横軸と平行になるように各マップの軸の取り方を変更したマップを作成することもできる。 Note that the first parameter and the second parameter are not only determined by the equation (52), but also change the way of taking the introduced positive number a, v x0 ′, v y0 ′, X e ′ and It can also be obtained by transforming the expression focusing on each of Y e ′. According to the first parameter and the second parameter obtained, a map is created by setting arbitrary values to necessary values of v x0 ', v y0 ', X e 'and Y e '. Can do. It is also possible to create a map in which the method of taking each map axis is changed so that the singular point line of the optimal two-dimensional map is parallel to the vertical axis or the horizontal axis.
次に、この静止物回避用の最適2次元マップを用いて障害物を回避する制御を行うコントローラを、障害物が移動する場面に適用することを考える。 Next, it is considered that a controller that performs control for avoiding an obstacle using the optimal two-dimensional map for avoiding a stationary object is applied to a scene where the obstacle moves.
第1の実施の形態と同様に、設定したx−y座標系における現時刻の移動体のx方向の位置をXe、y方向の位置をZ0、x方向の速度を0、及びy方向の速度をZvとし、障害物がy軸方向に等速直線運動をすると仮定すると、t秒後の障害物の位置は(21)式となる。 As in the first embodiment, the position in the x direction of the moving body at the current time in the set xy coordinate system is X e , the position in the y direction is Z 0 , the velocity in the x direction is 0, and the y direction the speed and Z v, the obstacle is assumed to be a uniform linear motion in the y-axis direction, the position of the obstacle after t seconds is (21).
ここで、自車両の回避に要する予測回避時間teのチルダを導入する。 We introduce the tilde predicted avoidance time t e it takes to avoid the vehicle.
まず、{F0のチルダ、ν1のチルダ、ν2のチルダ、teのチルダ}に対応した(13)式を(53)式のように変形し、Xs→Xeに変換した(14)式〜(16)式に代入する((54)式〜(56)式)。 First, {tilde F 0, [nu 1 tilde, [nu 2 tilde, tilde t e} modified as corresponding to the (13) equation (53) below, was converted to X s → X e ( Substituting into the equations (14) to (16) (expressions (54) to (56)).
ここで、任意の正数aを導入して下記(57)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解は、下記(58)式の関係を満たす。 Here, when an arbitrary positive number a is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (57) are considered, the solution corresponding to P and P ′ is expressed by the following equation (58): Satisfy the relationship.
(57)式の第2式より、aを下記(59)式のようにおくと、(57)式より、vy0’、Zv’及びZ0’は下記(60)式のように変形できる。 According to the second equation of the equation (57), if a is set as the following equation (59), the v y0 ′, Z v ′ and Z 0 ′ are transformed as the following equation (60) from the equation (57). it can.
この関係より、vx0’及びXe’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vy0’、Zv’及びZ0’が求まる。よって、vx0’及びXe’をある値に設定した場合において、vy0’、Zv’及びZ0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びXe’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting positive numbers in v x0 ′ and X e ′, v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value x0 'and X e', v y0 ', Z v' in advance prepared three-dimensional map of and Z 0 'was used as a parameter (tilde t e)' That's fine. Note that the values of v x0 ′ and X e ′ can be freely set by the designer when creating the map.
ここでは、一例として、vx0’=Xe’=1とした場合のvy0’、Zv’及びZ0’に関する3次元マップを作成する。図9に示すように、vy0’、Zv’及びZ0’をパラメータとして、上記(54)式〜(56)式の関係に基づいて得られる(teのチルダ)’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 Here, as an example, a three-dimensional map for v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v x0 ′ = X e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 9, v y0 ', Z v' mapping and Z 0 the value of the 'as parameters, the (54) to (56) below the obtained based on the relationship (tilde t e)' Create a 3D map.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vx0’=Xe’=1、既知のm、vx0、vy0、Xe、Z0及びZvから(60)式に従ってパラメータvy0’、Zv’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(58)式及び(59)式に従ってteのチルダに変換する。そして、(21)式を適用することで、予測回避時間teのチルダに応じた障害物の位置Yeのチルダ(teのチルダ)が得られる。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, v x0 '= X e' = 1, from the known m, v x0, v y0, X e, Z 0 and Z v (60) parameter v y0 according to equation ', Z v' and Z 0 obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (58) and equation (59) t according to equation Convert to e tilde. Then, (21) By applying the equation tilde position element Y e obstacle in accordance with the tilde predicted avoidance time t e (tilde t e) is obtained.
なお、この3次元マップの領域は、vy0’、Zv’及びZ0’のいずれかにおいて0以上に限定してもよい。例えば、Z0≧0の3次元マップを作成した場合は、検出値がZ0<0であったとしても、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Note that the area of the three-dimensional map may be limited to 0 or more in any of v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′. For example, when a three-dimensional map with Z 0 ≧ 0 is created, even if the detected value is Z 0 <0, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 it may be obtained from the conversion to three-dimensional map (tilde t e) '.
次に、得られた障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を、上記の最適2次元マップ(例えば、図8)、(44)式に適用すると、障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)をXs→Xeに変換された(13)式〜(16)式に代入したときの解{F0,ν1,ν2,te}が得られる。より具体的には、図8の最適2次元マップを用いた場合、Xe’=vx0’=1、既知のvx0、vy0、Xe及びYe(=求めた障害物の予測位置Yeのチルダ(teのチルダ))から(52)式に従って第1のパラメータYe’及び第2のパラメータvy0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν1’,ν2’,te’}を最適2次元マップから得て、(50)式及び(51)式に従って{ν1’,ν2’,te’}を{ν1,ν2,te}に変換し、(44)式によりF0を得る。 Next, the (tilde t e) tilde predicted position element Y e resulting obstacle above the optimum two-dimensional map (e.g., Figure 8), is applied to equation (44), the predicted position of the obstacle Y solution of e tilde (the tilde t e) is converted into X s → X e (13) to expression (16) when substituted into equation {F 0, ν 1, ν 2, t e} is obtained . More specifically, when the optimal two-dimensional map of FIG. 8 is used, X e ′ = v x0 ′ = 1, known v x0 , v y0 , X e and Y e (= predicted predicted position of the obstacle element Y e tilde (t e tilde)) from (52) first calculates the parameter Y e ', and the second parameter v y0' according to formula output for the calculated parameters {ν 1 ', ν 2' conversion, 'to give} from the optimum two-dimensional map, equation (50) and (51) {[nu 1 according formula' t e, [nu 2 ', t e' a} {[nu 1, the [nu 2, t e} Then, F 0 is obtained by the equation (44).
そして、これらのパラメータを(12)式に適用することにより入力の時間関数が得られる。なお、図9の3次元マップから得られるteのチルダと、図8の最適2次元マップから得られるteは等しくなるため、図8のte’の2次元マップは省略してもよい。 Then, an input time function is obtained by applying these parameters to the equation (12). Note that the tilde t e obtained from three-dimensional map of FIG. 9, to become equal t e obtained from the optimal 2-dimensional map of FIG. 8, a two-dimensional map of t e 'in FIG. 8 may be omitted .
この結果、障害物の位置及び速度を考慮して、静止物回避において車体合成力の最大値を最小にする最適2次元マップを用いて、障害物の回避を可能にする制御入力関数と(1)式〜(6)式の積分計算により回避軌道が導出される。 As a result, in consideration of the position and speed of the obstacle, the control input function that enables the obstacle to be avoided using the optimal two-dimensional map that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force in the stationary object avoidance and (1 The avoidance trajectory is derived by the integral calculation of Equations (6) to (6).
なお、上記の3次元マップではパラメータvy0’、Zv’及びZ0’を(60)式のように定め、vx0’=Xe’=1とした場合について説明したが、このパラメータの取り方は、上記以外にも複数存在する。例えば、任意の正数aを(57)式の第4式より下記(61)式のようにおくと、(57)式よりvy0’、Zv’及びXe’は下記(62)式のように変形できる。 In the above three-dimensional map, parameters v y0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are defined as in equation (60), and v x0 ′ = X e ′ = 1 has been described. There are a plurality of ways of taking other than the above. For example, when an arbitrary positive number a is set as shown in the following formula (61) from the fourth formula of the formula (57), v y0 ′, Z v ′ and X e ′ are expressed by the following formula (62) from the formula (57). Can be transformed.
この関係より、vx0’及びZ0’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvy0’、Zv’及びXe’が求まる。よって、vx0’及びZ0’をある値に設定した場合において、vy0’、Zv’及びXe’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvx0’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、図10に示すように、vx0’=Z0’=1とした場合のvy0’、Zv’及びXe’を変数として(54)式〜(56)式の関係に基づいて得られる(teのチルダ)’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 From this relationship, v by setting the positive number in the x0 'and Z 0', v y0 ', Z v' and X e 'is determined by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value x0 'and Z 0', v y0 ', Z v' in advance prepared three-dimensional map of and X e 'was used as a parameter (tilde t e)' That's fine. The values of v x0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, as shown in FIG. 10, based on the relationship between the equations (54) to (56), with v y0 ′, Z v ′, and X e ′ when v x0 ′ = Z 0 ′ = 1, as variables. the value of (tilde t e) 'of the resulting Te create a three-dimensional map of the mapping of.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vx0’=Z0’=1、既知のvx0、vy0、Xe、Z0及びZvから(62)式に従ってパラメータvy0’、Zv’及びXe’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(58)式及び(61)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、Z0<0の場合は、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, v x0 '= Z 0' = 1, the known v x0, v y0, X e , according to the Z 0 and Z v (62) formula parameter v y0 ', Z v' and X e to give 'calculates the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, the t e according (58) and (61) below Convert to tilde. However, in the case of Z 0 <0, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained the Z 0 → converted to -Z 0 from three-dimensional map (of t e tilde) '.
なお、図10の3次元マップから得られるteのチルダと、図8の最適2次元マップから得られるteは等しくなるため、図8のte’の2次元マップは省略してもよい。 Note that the tilde t e obtained from three-dimensional map of FIG. 10, it becomes equal to t e obtained from the optimal 2-dimensional map of FIG. 8, a two-dimensional map of t e 'in FIG. 8 may be omitted .
また、別のパラメータを用いる場合として、(53)式〜(56)式の展開方法を変更する。まず、Xs→Xeに変換された非線型方程式(13)式〜(16)式において、(14)式を下記(63)式のように変形し、(13)式、(15)式及び(16)式に代入する((64)式〜(66)式)。 In addition, as another parameter is used, the developing method of Expressions (53) to (56) is changed. First, in the nonlinear equations (13) to (16) converted from X s to X e , the equation (14) is transformed into the following equation (63), and the equations (13) and (15) And it substitutes for (16) Formula ((64) Formula-(66) Formula).
ここで、任意の正数a1を導入して下記(67)式の関係を満足する2組のパラメータP及びP’を考えると、P及びP’に対応する解は、下記(68)式の関係を満たす。 Here, when an arbitrary positive number a 1 is introduced and two sets of parameters P and P ′ satisfying the relationship of the following equation (67) are considered, the solution corresponding to P and P ′ is the following equation (68): Satisfy the relationship.
(67)式の第2式より、a1を下記(69)式のようにおくと、(67)式より、vx0’、Zv’及びZ0’は下記(70)式のように変形できる。 From equation (67), if a 1 is set as in the following equation (69), v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are expressed as in the following equation (70) from equation (67). Can be transformed.
この関係より、vy0’及びXe’にある正数を設定することにより、現時刻のパラメータPによって、vx0’、Zv’及びZ0’が求まる。よって、vy0’及びXe’をある値に設定した場合において、vx0’、Zv’及びZ0’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びXe’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。 From this relationship, by setting positive numbers in v y0 ′ and X e ′, v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value y0 'and X e', v x0 ', Z v' in advance prepared three-dimensional map of and Z 0 'was used as a parameter (tilde t e)' That's fine. The values of v y0 ′ and X e ′ can be freely set by the designer when creating the map.
ここでは、一例として、vy0’=Xe’=1とした場合のvx0’、Zv’及びZ0’に関するマップを作成する。図11に示すように、vx0’、Zv’及びZ0’をパラメータとして、上記(64)式〜(66)式の関係に基づいて得られる(teのチルダ)’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 Here, as an example, a map relating to v x0 ′, Z v ′, and Z 0 ′ when v y0 ′ = X e ′ = 1 is created. As shown in FIG. 11, v x0 ', Z v' mapping and Z 0 the value of the 'as parameters, the (64) to (66) below the obtained based on the relationship (tilde t e)' Create a 3D map.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vy0’=Xe’=1、既知のvx0、vy0、Xe、Z0及びZvから(70)式に従ってパラメータvx0’、Zv’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(68)式及び(69)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、vy0<0の場合は、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換して3次元マップより(teのチルダ)’を求めればよい。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, v y0 '= X e' = 1, known v x0, v y0, X e , according to the Z 0 and Z v (70) formula parameter v x0 ', Z v' and Z 0 obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, the t e according (68) and (69) below Convert to tilde. However, v is the case of y0 <0, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, may be obtained a '(tilde of t e) is converted to Z 0 → -Z 0 from three-dimensional map.
なお、図11の3次元マップから得られるteのチルダと、図8の最適2次元マップから得られるteは等しくなるため、図8のte’の2次元マップは省略してもよい。 Note that the tilde t e obtained from three-dimensional map of FIG. 11, it becomes equal to t e obtained from the optimal 2-dimensional map of FIG. 8, a two-dimensional map of t e 'in FIG. 8 may be omitted .
また、別のパラメータを用いる場合として、任意の正数a1を(67)式の第4式より下記(71)式のようにおくと、(67)式よりvx0’、Zv’及びXe’は下記(72)式のように変形できる。 Further, as another parameter, when an arbitrary positive number a 1 is set as the following expression (71) from the fourth expression of the expression (67), v x0 ′, Z v ′ and X e ′ can be transformed as shown in the following equation (72).
この関係より、vy0’及びZ0’にある値を設定することにより、現時刻のパラメータPによってvx0’、Zv’及びXe’が求まる。よって、vy0’及びZ0’をある値に設定した場合において、vx0’、Zv’及びXe’をパラメータとした(teのチルダ)’の3次元マップを予め用意しておけばよい。なお、このvy0’及びZ0’の値はマップ作成時に設計者が自由に設定できる。一例として、図12、13に示すように、vy0’=1、Z0’=±1とした場合のvx0’、Zv’及びXe’を変数として(64)式〜(66)式の関係に基づいて得られる(teのチルダ)’の値をマッピングした3次元マップを作成する。 From this relationship, by setting values in v y0 ′ and Z 0 ′, v x0 ′, Z v ′, and X e ′ are obtained by the parameter P at the current time. Therefore, v when set to a certain value y0 'and Z 0', v x0 ', Z v' in advance prepared three-dimensional map of and X e 'it was used as a parameter (tilde t e)' That's fine. The values of v y0 ′ and Z 0 ′ can be freely set by the designer when creating the map. As an example, as shown in FIGS. 12 and 13, with v y0 ′ = 1 and Z 0 ′ = ± 1, v x0 ′, Z v ′, and X e ′ are used as variables, Expressions (64) to (66) to create a three-dimensional map obtained by mapping the value of (tilde t e) 'that obtained based on the equation of relationship.
そして、この3次元マップを用いてteのチルダを求めるには、vy0’=1、Z0’=±1、既知のvx0、vy0、Xe、Z0及びZvから(72)式に従ってパラメータvx0’、Zv’及びXe’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(68)式及び(71)式に従ってteのチルダに変換する。ただし、vy0≧0、Z0≧0の場合には、Z0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、vy0≧0、Z0<0の場合には、Z0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。また、vy0<0、Z0≧0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=−1の3次元マップより(teのチルダ)’を求め、vy0<0、Z0<0の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Z0→−Z0に変換してZ0’=1の3次元マップより(teのチルダ)’を求める。 Then, determine the tilde t e by using the three-dimensional map, v y0 '= 1, Z 0' = ± 1, the known v x0, v y0, X e , from Z 0 and Z v (72 ) parameter v x0 accordance expression ', Z v' and X e to give 'calculates the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, in accordance with (68) and (71) below to convert to tilde of t e. However, in the case of v y0 ≧ 0, Z 0 ≧ 0 , when the Z 0 '= from 1 3D map (tilde t e)' seek, v y0 ≧ 0, Z 0 <0 is Request Z 0 '= -1 from three-dimensional map of (a t e tilde)'. When v y0 <0 and Z 0 ≧ 0, the three-dimensional map of Z 0 ′ = −1 by converting v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z 0 → −Z 0 asked for more (tilde of t e) ', v y0 < 0, in the case of Z 0 <0 is, v y0 → -v y0, Z v → -Z v, is converted into a Z 0 → -Z 0 Z 0 Request '= from 1 3D map (tilde t e)' a.
なお、図12、13の3次元マップから得られるteのチルダと、図8の最適2次元マップから得られるteは等しくなるため、図8のte’の2次元マップは省略してもよい。 Note that the tilde t e obtained from three-dimensional map of FIG. 12 and 13, since t e becomes equal obtained from the optimal 2-dimensional map of FIG. 8, a two-dimensional map of t e 'in FIG. 8 is omitted Also good.
また、3次元マップの軸の取り方を変更して、特異点のラインが上下軸方向に対して重なるか、あるいは縦軸又は横軸と平行になるように移動させた3次元マップを用いてもよい。例えば、(60)式のパラメータを下記(73)式のように変更した(teのチルダ)’の3次元マップ(図14)を作成したり、下記(74)式のように変更した(teのチルダ)’の3次元マップ(図15)を作成したりすることができる。また、(62)式のパラメータを下記(75)式や(76)式のように、(70)式のパラメータを下記(77)式や(78)式のように、(72)式のパラメータを下記(79)式や(80)式のように変更することもできる。 Also, by changing the way of taking the axis of the 3D map, using the 3D map moved so that the singular point line overlaps with the vertical axis direction or is parallel to the vertical axis or horizontal axis Also good. For example, were changed as three-dimensional map to create a (FIG. 14), the following (74) equation (60) below the parameters were changed as follows (73) Equation (tilde t e) '( t e tilde) 'of a three-dimensional map (may or create Figure 15). Further, the parameters of the formula (62) are the same as the formulas (75) and (76) below, and the parameters of the formula (70) are the parameters of the formula (72) like the formulas (77) and (78) below. Can be changed to the following formula (79) or formula (80).
このように、特異点のラインが上下軸方向に対して重なるか、あるいは縦軸又は横軸と平行になるように3次元マップの軸を変更することにより、3次元マップの精度を保ちつつマップを記憶する容量を、例えば図9に示した3次元マップに比べて小さく抑えることが容易になる。 In this way, the map of the three-dimensional map is maintained while maintaining the accuracy of the three-dimensional map by changing the axis of the three-dimensional map so that the singular point line overlaps with the vertical axis direction or is parallel to the vertical axis or the horizontal axis. It is easy to keep the capacity for storing the image smaller than, for example, the three-dimensional map shown in FIG.
以下、図16を参照して第2の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、予測回避時間teのチルダを求めるためのマップとして図9の3次元マップを用い、目標位置及び目標位置における速度方向に対して最大値が最小になる車体合成力を求めるためのマップとして図8の最適2次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, the map for determining the vehicle body resultant force which the maximum value is minimized using a three-dimensional map, with respect to the speed direction at the target position and the target position of FIG. 9 as a map for obtaining a tilde predicted avoidance time t e The case where the optimal two-dimensional map of FIG. 8 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜106を経て、ステップ200で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量vx0、vy0、Zv及びZ0を用いて、(60)式に従ってパラメータvy0’、Zv’及びZ0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(58)式及び(59)式に従って予測回避時間teのチルダに変換する。 Through steps 100 to 106, in step 200, parameters v y0 ′, according to the equation (60), using the vehicle and obstacle state quantities v x0 , v y0 , Z v and Z 0 calculated in step 106. calculates the Z v 'and Z 0', the output for the calculated parameter (tilde t e) 'obtained from the three-dimensional map, the tilde predicted avoidance time t e according (58) and (59) below Convert.
次に、ステップ202で、上記ステップ200で算出された予測回避時間teのチルダを(21)式に適用して、teのチルダ後の障害物の位置を予測し、その予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を回避すべき横移動距離Yeとし、上記ステップ106で演算されたXeと合わせて目標位置として設定する。 Next, at step 202, by applying the tilde predicted avoidance time t e calculated in step 200 to the equation (21) predicts the position of the obstacle after tilde t e, its predicted position Y e tilde and (t e tilde) transverse moving distance to be avoided Y e, is set as the target position together with X e calculated in step 106.
次に、ステップ204で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Xe、及び上記ステップ204で設定した横移動距離Yeを用いて、(52)式に従って、第1のパラメータYe’、及び第2のパラメータvy0’を演算し、演算されたパラメータに対する出力{ν1’,ν2’,te’}を最適2次元マップから得て、(50)式及び(51)式に従って{ν1’,ν2’,te’}を{ν1,ν2,te}に変換し、(44)式に従ってF0を演算する。そして、これらのパラメータを(12)式に適用することにより車体合成力を得る。また、(1)式〜(6)式に従って、目標位置及び目標位置における速度方向に対して車体合成力の最大値を最小にする回避軌道を導出する。 Next, in step 204, using the vehicle and obstacle state quantities m, v x0 , v y0 , X e calculated in step 106 and the lateral movement distance Y e set in step 204, (52 according) wherein the first parameter Y e ', and the second parameter v y0' calculates the output for the calculated parameters {ν 1 ', ν 2' , t e '} obtained from the optimum two-dimensional map Te, (50) and (51) according to equation {ν 1 ', ν 2' , t e '} converts {ν 1, ν 2, t e} to calculates the F 0 according to equation (44) . Then, the vehicle body composite force is obtained by applying these parameters to the equation (12). Further, an avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body resultant force with respect to the target position and the speed direction at the target position is derived according to the expressions (1) to (6).
次に、ステップ206で、上記ステップ204で演算したF0が、タイヤ発生力の限界値以下か否かを判定する。車体合成力の最大値がタイヤ発生力の限界値以下の場合には、ステップ116へ移行し、タイヤ発生力の限界値を超えている場合には、ステップ118へ移行する。なお、タイヤ発生力の限界値は、路面とタイヤとの間の摩擦係数に基づいて定まる真の限界値だけでなく、真の限界値に対してマージンを設けて設定した限界値も含む意味である。 Next, at step 206, F 0 calculated in step 204 it is determined whether or not below the limit value of the tire force. When the maximum value of the vehicle body composite force is less than or equal to the limit value of the tire generation force, the routine proceeds to step 116, and when it exceeds the limit value of the tire generation force, the routine proceeds to step 118. In addition, the limit value of the tire generation force means not only the true limit value determined based on the coefficient of friction between the road surface and the tire but also the limit value set with a margin for the true limit value. is there.
ステップ116では、第1の実施の形態と同様に、上記ステップ204で導出された車体合成力に従って、車体合成力の最大値が最小になる回避軌道に沿った走行を実現するための回避車両運動制御を実行する。一方、ステップ208では、急制動制御により障害物の手前で車両が停止するように制動力制御装置24を制御するか、推定される衝突被害が最小化されるように操舵角制御装置22及び制動力制御装置24を制御する。例えば、WO2006−070865記載の技術のような公知の技術を用いればよい。 In step 116, as in the first embodiment, the avoiding vehicle motion for realizing traveling along the avoidance track in which the maximum value of the vehicle body resultant force is minimized in accordance with the vehicle body resultant force derived in step 204. Execute control. On the other hand, in step 208, the braking force control device 24 is controlled so that the vehicle stops before the obstacle by the sudden braking control, or the steering angle control device 22 and the control are controlled so that the estimated collision damage is minimized. The power control device 24 is controlled. For example, a known technique such as the technique described in WO2006-070865 may be used.
以上説明したように、第2の実施の形態の車両運動制御装置によれば、静止した障害物を回避するために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避軌道を導出するための最適2次元マップを用いることを前提とした簡単な構成の3次元マップを用いて移動する障害物の位置を予測するため、障害物が移動する場合でも、障害物の予測位置に基づいた目標位置及び目標位置における速度方向に対して車体合成力の最大値を最小にする車体合成力及び回避軌道を導出することができる。 As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the second embodiment, in order to derive the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that minimize the maximum value of the vehicle body composite force in order to avoid a stationary obstacle. In order to predict the position of an obstacle to move using a three-dimensional map having a simple configuration based on the assumption that an optimal two-dimensional map is used, the target based on the predicted position of the obstacle even when the obstacle moves It is possible to derive the vehicle body composite force and the avoidance trajectory that minimize the maximum value of the vehicle body composite force with respect to the speed direction at the position and the target position.
なお、第2の実施の形態では、(60)式をパラメータとする(teのチルダ)’の3次元マップと(52)式をパラメータとする最適2次元マップを組み合わせる場合について説明したが、(teのチルダ)’の3次元マップの軸の取り方は最適2次元マップの軸の取り方に依存しないため、その組合せは自由である。 In the second embodiment, the description has been given of the case of combining the optimal 2-dimensional map as parameters three-dimensional map and (52) formula (60) below is referred to as parameter (tilde t e) ', how to take the shaft of the three-dimensional map of '(t tilde e) does not depend on the way of taking the axis of the optimal 2-dimensional map, the combination is free.
また、第2の実施の形態では、道路に対する自車両及び障害物の速度を用いる場合について説明したが、道路に対する自車両の速度及び自車両に対する障害物の相対速度を検出するようにしてもよい。 In the second embodiment, the case of using the speed of the host vehicle and the obstacle with respect to the road has been described. However, the speed of the host vehicle with respect to the road and the relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle may be detected. .
また、回避制御は、公知の技術(特開2007−283910)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Further, the avoidance control may be selected by using a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-283910) or the like and avoiding only the acceleration / deceleration of the straight traveling or the lateral movement.
また、第2の実施の形態では、車体合成力の向きを求めるために{ν1’,ν2’,te’}を導出する最適2次元マップを用いる場合について説明したが、現時刻の車体合成力の向きを求めたい場合には、2つのパラメータを出力する最適2次元マップで導出するようにしてもよい。具体的には、図8の最適2次元マップの{ν1’,ν2’,te’}を(12)式に適用して、t=0の場合における{θ’,F0’/m’}を出力する最適2次元マップ(図17)を作成する。 In the second embodiment, the case where the optimal two-dimensional map for deriving {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is used to determine the direction of the vehicle body composite force has been described. When it is desired to obtain the direction of the vehicle body composite force, it may be derived by an optimal two-dimensional map that outputs two parameters. Specifically, {ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} of the optimal two-dimensional map in FIG. 8 is applied to the equation (12), and {θ ′, F 0 ′ / when t = 0. An optimal two-dimensional map (FIG. 17) that outputs m ′} is created.
そして、上記実施の形態と同様の流れで(teのチルダ)’の3次元マップを作成しておき、その3次元マップから得られる(teのチルダ)’、(58)式、(59)式よりteのチルダを求める。次に(21)式より予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を算出し、Yeのチルダ(teのチルダ)を目標位置までの横移動距離Yeとして設定して、図17の最適2次元マップを用いて{θ’,F0’/m’}を得る。 The 'advance to create a three-dimensional map of, (tilde t e) obtained from the three-dimensional map' (tilde t e) in the same flow as in the above embodiment, (58) where (59 ) Find the tilde of t e from the equation. Then (21) calculates a tilde (tilde t e) of the predicted position Y e from equation set a tilde (tilde t e) of Y e as the lateral movement distance element Y e to the target position, FIG. 17 {Θ ′, F 0 ′ / m ′} is obtained using the optimal two-dimensional map.
その結果、障害物の速度を考慮して、静止物回避時に車体合成力の最大値を最小にする最適2次元マップ、下記(81)、及び(42)式を用いて、現時刻の車体合成力の大きさと向きが得られる。 As a result, the vehicle body composition at the current time is calculated using the optimal two-dimensional map that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force when avoiding a stationary object, and the following equations (81) and (42) in consideration of the speed of the obstacle. The magnitude and direction of the force can be obtained.
なお、この方法でも(teのチルダ)’の3次元マップの軸の取り方は、最適2次元マップの軸の取り方に依存しないため、その組合せは自由である。 Incidentally, how to take the shaft of the three-dimensional map of '(tilde t e) This method also does not depend on the way of taking the axis of the optimal 2-dimensional map, the combination is free.
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、障害物まで到達する予測時間と移動距離のマージンを設けて障害物の位置を予測する場合について説明する。なお、第3実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a description will be given of a case where the position of an obstacle is predicted by providing a margin for a predicted time and a moving distance to reach the obstacle. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 3rd Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
まず、障害物の位置を予測するために、障害物に対する自車両の相対速度vx0を用いて、下記(82)式のように予測時間teのバーを算出する。 First, in order to predict the position of the obstacle, using the relative velocity v x0 of the vehicle with respect to the obstacle, it calculates a bar prediction time t e as follows (82) below.
この予測時間は、減速しないで自車両が障害物に近づいたときの到達時間を表しており、このとき、障害物の予測位置はYeのチルダ(teのバー)となる。この予測位置Yeのチルダ(teのバー)を回避すべき横移動距離Yeとして、(13)式〜(16)式の解を、例えば図3や図7に示す最短2次元マップにより求めて、(12)式により得られる制御入力により車両を制御すると、横移動距離が不足して車体合成力の限界制限により障害物を回避できない場面が生じる。 The prediction time, the vehicle is not decelerating represents the arrival time when approaching the obstacle, this time, the predicted position of the obstacle becomes tilde (bar t e) of Y e. As this predicted position element Y e tilde horizontal moving distance to be avoided (t bars e) Y e, a solution of (13) to (16), for example, by the shortest two-dimensional map shown in FIG. 3 and FIG. 7 Thus, when the vehicle is controlled by the control input obtained by the equation (12), there occurs a scene in which the lateral movement distance is insufficient and the obstacle cannot be avoided due to the limit of the vehicle body composite force.
そこで、この横移動距離にマージンαYを加えた新たな横移動距離(下記(83)式)を考える。 Therefore, a new lateral movement distance (equation (83) below) obtained by adding the margin α Y to the lateral movement distance is considered.
ここで、適切にαYを選び、(83)式により求まる横移動距離Yeのバー(teのバー)を、回避すべき横移動距離Yeとして、Ye及び所望の速度方向に対して、図3または図7の最短2次元マップを用いると、設定した横移動距離Yeに対して縦移動距離を最短にする車体合成力及び回避軌道が得られる。 Here, α Y is appropriately selected, and the bar of the lateral movement distance Y e obtained by the equation (83) (the bar of t e ) is defined as the lateral movement distance Y e to be avoided with respect to Y e and the desired speed direction. Te, using the shortest two-dimensional map of FIG. 3 or FIG 7, the vehicle body resultant force and avoidance trajectory to the longitudinal movement distance shortest is obtained for the horizontal movement distance Y e set.
しかし、所望のYeを求めるためにはマージンαYを求める必要がある。そこで、第1の実施の形態の(teのチルダ)’の3次元マップ(図4)を用いること考える。この3次元マップから得られる(teのチルダ)’は、(23)式及び(24)式により、現在の状態における予測回避時間teのチルダに変換することができる。よって、下記(84)式により、現在の状態に対する適切なマージンが求められる。 However, in order to obtain the desired Y e , it is necessary to obtain the margin α Y. Therefore, thinking using the first embodiment of (a t e tilde) 'of a three-dimensional map (FIG. 4). Obtained from this three-dimensional map (tilde t e) 'can be converted by (23) and (24), the tilde predicted avoidance time t e at the current state. Therefore, an appropriate margin for the current state is obtained by the following equation (84).
このマージンαYを(83)式に代入し、図3または図7のような最短2次元マップ、及び(12)式に示す制御入力を用いれば、現時刻のm、vx0、vy0、Zv、Zo、及び設定したF0に対して、予測時間の算出方法に依らず第1の実施の形態と同じ車体合成力及び回避軌道が得られる。 By substituting this margin α Y into the equation (83) and using the shortest two-dimensional map as shown in FIG. 3 or FIG. 7 and the control input shown in the equation (12), m, v x0 , v y0 , For Z v , Z o , and the set F 0 , the same vehicle body resultant force and avoidance trajectory as in the first embodiment can be obtained regardless of the predicted time calculation method.
以下、図18を参照して第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、マージンαYを求めるために用いるマップとして図4の3次元マップを用い、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力を求めるためのマップとして図3の最短2次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, a vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, the three-dimensional map of FIG. 4 is used as a map used for obtaining the margin α Y, and the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance with respect to the lateral movement distance based on the predicted position of the obstacle is obtained. A case where the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used as the map will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜108を経て、ステップ300で、(82)式に従って、x方向についての障害物に対する自車両の相対速度vx0及び相対距離Xeに基づいて、自車両が障害物近傍に到達する予測時間teのバーを算出する。 Through steps 100 to 108, in step 300, according to (82) below, based on the relative velocity v x0 and relative distance X e of the vehicle with respect to the obstacle for the x-direction, prediction where the vehicle reaches the vicinity obstacle to calculate the bar of the time t e.
次に、ステップ302で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、Zv、Z0、及び上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値F0を用いて、(25)式に従ってパラメータvx0’、vy0’及びZv’を演算し、演算されたパラメータに対する出力(teのチルダ)’を3次元マップから得て、(23)式及び(24)式に従って予測回避時間teのチルダに変換する。そして、(84)式によりマージンαYを算出する。 Next, at step 302, the vehicle and obstacle state quantities m, v x0 , v y0 , Z v , Z 0 calculated at step 106 and the maximum value F 0 of the vehicle body composite force set at step 108 above. with, (25) the parameter v x0 accordance expression ', v y0' and Z v are obtained 'by calculating the output for the calculated parameters (tilde t e)' from three-dimensional map, (23) and (24) into a tilde predicted avoidance time t e according formula. Then, the margin α Y is calculated by the equation (84).
次に、ステップ304で、上記ステップ302で算出されたマージンαYを(83)式に適用して、マージンを加味したteのバー後の障害物の位置を予測し、teのバー後の障害物の位置Yeのバー(teのバー)を回避すべき横移動距離Yeとして設定する。 Next, at step 304, by applying a margin alpha Y calculated in step 302 (83) equation, predicts the position of the obstacle after the bar of t e in consideration of the margin, after bar t e The bar at the obstacle position Y e (the bar at t e ) is set as the lateral movement distance Y e to be avoided.
以下、第1の実施の形態と同様に、ステップ114で、最短2次元マップを用いて、上記ステップ304で設定した横移動距離Yeに対して縦移動距離が最短となる車体合成力を導出し、ステップ116で回避車両運動制御を実行する。 Hereinafter, similarly to the first embodiment, in step 114, using the shortest two-dimensional map, deriving a vehicle body resultant force which vertical travel distance is the shortest with respect to the horizontal moving distance Y e set at Step 304 In step 116, avoidance vehicle motion control is executed.
なお、第3の実施の形態では、最短2次元マップを用いて最短回避制御を行う際に、必要な横方向のマージンを求める場合について説明したが、例えば図8や図17の最適2次元マップを用いて最適回避制御を行う場合にも適用できる。図19を参照して、第3の実施の形態の最適回避制御の場合について説明する。なお、第1〜第2の実施の形態、及び第3の実施の形態の最短回避制御の場合と同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 In the third embodiment, a case has been described in which a necessary margin in the horizontal direction is obtained when performing the shortest avoidance control using the shortest two-dimensional map. For example, the optimal two-dimensional map shown in FIGS. It can also be applied to the case where optimal avoidance control is performed using With reference to FIG. 19, the case of the optimal avoidance control according to the third embodiment will be described. In addition, about the process same as the case of the shortest avoidance control of 1st-2nd Embodiment and 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜106、及びステップ300を経て、ステップ350で、例えば、図9に示す(teのチルダ)’の3次元マップから得られた(teのチルダ)’を、(58)式(59)式に従って予測回避時間teのチルダに変換し、(84)式によりマージンαYを算出する。 Step 100-106, and through step 300, at step 350, for example, 'obtained from the three-dimensional map of the (tilde t e)' shown in FIG. 9 (tilde t e), and (58) below ( 59) into a tilde predicted avoidance time t e according to formula to calculate the margin alpha Y by (84) below.
次に、ステップ352で、算出されたマージンαYを(83)式に適用して、マージンを加味したteのバー後の障害物の位置を予測して、目標位置として設定し、次に、ステップ204で、最適2次元マップを用いて、設定された目標位置及び速度方向に到達するために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避軌道を導出する。 Next, at step 352, by applying the calculated margins alpha Y in (83) equation, to predict the position of the obstacle after the bar of t e in consideration of the margin, it is set as the target position, then In step 204, the optimal two-dimensional map is used to derive the vehicle body composite force and avoidance trajectory that minimize the maximum value of the vehicle body composite force in order to reach the set target position and speed direction.
そして、ステップ206で、上記ステップ204で得られた車体合成力の最大値がタイヤ発生限界値以下か否かを判定して、ステップ116で回避車両運動制御、あるいはステップ208で急制動または衝突被害予測値最小化車両制御を実行する。 Then, in step 206, it is determined whether or not the maximum value of the vehicle body resultant force obtained in step 204 is equal to or less than the tire generation limit value. In step 116, avoiding vehicle motion control, or in step 208, sudden braking or collision damage is determined. Predictive value minimization vehicle control is executed.
この場合においても、現時刻のvx0、vy0、Xe、Zv,及びZoに対して、予測時間の算出方法に依らず第2の実施の形態と同じ回避軌道及び車体合成力の大きさと向きが得られる。 Even in this case, the same avoidance trajectory and vehicle composite force as in the second embodiment are applied to v x0 , v y0 , X e , Z v , and Z o at the current time, regardless of the calculation method of the predicted time. Size and orientation can be obtained.
次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、予測回避時間を収束演算により求める場合について説明する。なお、第4の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a case where the prediction avoidance time is obtained by a convergence calculation will be described. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 4th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
図20を参照して第4の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、移動する障害物を回避するために、障害物の予測位置に基づく横移動距離に対して縦移動距離が最短になる車体合成力を求めるためのマップとして図3の最短2次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1〜第3の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 A vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Here, in order to avoid a moving obstacle, the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used as a map for obtaining the vehicle body composite force that makes the vertical movement distance the shortest with respect to the horizontal movement distance based on the predicted position of the obstacle. The case of using will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of the 1st-3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜108、及びステップ300を経て、ステップ400で、(82)式により予測時間teのバーを求め、この予測時間teのバー及び(21)式に基づく障害物の予測位置Yeのチルダ(teのバー)を回避すべき横移動距離Yeとして設定する。 Step 100 to 108, and through step 300, in step 400, (82) obtains the bar prediction time t e the equation predicted position element Y e bars and (21) an obstacle based on expression of the prediction time t e It is set as the tilde horizontal moving distance to be avoided (t bars e) Y e.
次に、ステップ114で、最短2次元マップを用いて、上記ステップ400で設定した横移動距離Yeに対して縦移動距離が最短となる車体合成力を導出する。 Next, in step 114, using the shortest two-dimensional map, the vertical moving distance derives the vehicle body resultant force which is the shortest with respect to the horizontal moving distance Y e set in step 400.
次に、ステップ402で、上記ステップ300で算出した予測時間teのバーと、上記ステップ114で最短2次元マップから得られた回避時間teとが等しくなったか否かを判定する。teのバー=teの場合には、ステップ116へ移行し、teのバー≠teの場合には、ステップ404へ移行する。なお、ここでは、teのバー=teか否かを判定する場合について説明するが、teのバーとteとが等しい場合だけでなく、teのバーとteとの差が所定値(例えば、teの5%等)以下の場合も肯定判定されるようにしてもよい。 Next, it is determined at step 402, and a bar of the estimated time t e calculated in step 300, whether or not the avoidance time t e obtained from the shortest two-dimensional map in step 114 are equal. In the case of the bar = t e of t e, the process proceeds to step 116, if the bar ≠ t e of t e, the process proceeds to step 404. Here, there will be described a case of determining whether or not the bar = t e of t e, not only is the bar and t e the t e equal, the difference between the bar and t e the t e predetermined value (e.g., 5%, etc. t e) may be also an affirmative decision in the following cases.
ステップ404では、teのバーを修正して、修正したteのバーに基づく回避すべき横移動距離Yeを再設定して、ステップ114に戻り、ステップ402でteのバー=teと判定されるまで、ステップ114、ステップ402及び404の処理を繰り返す。 In step 404, modify the bar t e, reconfigure the lateral movement distance Y e to be avoided based on the bar modified t e, the process returns to step 114, bar = t e of t e in step 402 Step 114, Steps 402 and 404 are repeated until it is determined.
ステップ116では、teのバー=teと判定されたときに上記ステップ114で導出された車体合成力に基づいて、回避車両運動制御を実行する。 In step 116, based on the vehicle body resultant force derived in step 114 when it is determined that the bar = t e of t e, executes the avoidance vehicle motion control.
なお、第4の実施の形態では、最短2次元マップを用いて最短回避制御を行う際に、収束演算により予測時間を修正する場合について説明したが、例えば図8や図17の最適2次元マップを用いて最適回避制御を行う場合にも適用できる。図21を参照して、第4の実施の形態の最適回避制御の場合について説明する。なお、第1〜第3の実施の形態、及び第4の実施の形態の最短回避制御の場合と同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 In the fourth embodiment, the case where the prediction time is corrected by the convergence calculation when performing the shortest avoidance control using the shortest two-dimensional map has been described. For example, the optimal two-dimensional map of FIGS. It can also be applied to the case where optimal avoidance control is performed using With reference to FIG. 21, the case of the optimal avoidance control of the fourth embodiment will be described. In addition, about the process same as the case of the shortest avoidance control of 1st-3rd Embodiment and 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜106、及びステップ300を経て、ステップ450で、予測時間teのバーに基づいて予測した障害物の位置を、目標位置(Xe,Yeのチルダ(teのバー))として設定する。次に、ステップ204で、例えば図8や図17のような最適2次元マップを用いて、設定された目標位置及び速度方向に到達するための車体合成力の最大値が最小になる回避軌道及び車体合成力を導出する。 Step 100-106, and through step 300, in step 450, the position of the obstacle predicted on the basis of the bar of the prediction time t e, the target position as (X e, tilde (bar t e) of Y e) Set. Next, in step 204, for example, using an optimal two-dimensional map as shown in FIG. 8 or FIG. 17, the avoidance trajectory that minimizes the maximum value of the vehicle body combined force for reaching the set target position and speed direction, and Derived the vehicle composite force.
次に、ステップ402で、上記ステップ300で算出した予測時間teのバーと、上記ステップ204で最適2次元マップから得られた回避時間teとが等しくなったか否かを判定する。teのバー≠teの場合には、ステップ452へ移行し、teのバーを修正して、修正したteのバーに基づく目標位置を再設定して204に戻り、ステップ402でteのバー=teと判定されるまで、ステップ204、ステップ402及び452の処理を繰り返す。そして、ステップ206で、上記ステップ204で得られた車体合成力の最大値がタイヤ発生限界値以下か否かを判定して、ステップ116で回避車両運動制御、あるいはステップ208で急制動または衝突被害予測値最小化車両制御を実行する。 Next, it is determined at step 402, and a bar of the estimated time t e calculated in step 300, whether or not the avoidance time t e obtained from the optimum two-dimensional map is equal in step 204. If the bar ≠ t e of t e, the process proceeds to step 452, t e modify the bar to return to 204 to reset the target position based on bar modified t e, t in step 402 until it is determined that the bar = t e of e, step 204 repeats steps 402 and 452. Then, in step 206, it is determined whether or not the maximum value of the vehicle body resultant force obtained in step 204 is equal to or less than the tire generation limit value. In step 116, avoiding vehicle motion control, or in step 208, sudden braking or collision damage is determined. Predictive value minimization vehicle control is executed.
次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、左右の回避軌道を求めて比較する場合について説明する。なお、第5の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a case where left and right avoidance trajectories are obtained and compared will be described. In addition, since the structure of the vehicle motion control apparatus of 5th Embodiment is the same as the structure of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
第1〜第4の実施の形態では、自車両の前後方向に対して障害物の左側に回避する回避軌道を導出する場合について説明したが、障害物の右側に回避する回避軌道を導出する場合にも適用することができる。なぜなら、図22に示すように、障害物の右側を回避する軌道は、x軸に関して線対称な場面に対して、障害物の左側に回避する軌道と対称になるためである。 In the first to fourth embodiments, the case where the avoidance trajectory to avoid on the left side of the obstacle with respect to the front-rear direction of the host vehicle has been described, but the avoidance trajectory to avoid on the right side of the obstacle is derived. It can also be applied to. This is because, as shown in FIG. 22, the trajectory that avoids the right side of the obstacle is symmetrical to the trajectory that avoids the left side of the obstacle with respect to a scene that is line-symmetric with respect to the x axis.
図23を参照して第5の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、予測回避時間を求めるために用いるマップとして図4の3次元マップを用い、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対する縦移動距離が最短になる車体合成力を求めるためのマップとして図3の最短2次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 A vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Here, as the map used for obtaining the prediction avoidance time, the map for obtaining the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance with respect to the lateral movement distance based on the predicted position of the obstacle is used as the map used in FIG. A case where the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜108を経て、ステップ500で、障害物の現時刻のy方向の位置Z0に対応して、Zv=0の時に自車両が障害物の横を通過するときの位置を左側回避ではZl、右側回避ではZrとおく。そして、自車両及び障害物の大きさに基づいた横位置のマージンαZと設定して、下記(85)式のようにZl及びZrを設定する。 Through steps 100 to 108, at step 500, corresponding to the position Z 0 of the y direction of the current time of the obstacle, at a position left avoided when the host vehicle when Zv = 0 passes next to the obstacle Z l , Z r for right hand side avoidance. Then, the margin of lateral position α Z based on the size of the host vehicle and the obstacle is set, and Z l and Z r are set as in the following equation (85).
次に、ステップ110で、左側回避ではZ0をZlに、右側回避ではZ0をZrに代えて、例えば図4の3次元マップを用いて予測回避時間teのチルダを導出する。次に、ステップ502で、上記ステップ110で導出された予測回避時間teのチルダと(85)式のZlまたはZrとを(21)式に適用して、teのチルダ後の自車両の通過位置を左側回避及び右側回避の各々について予測する。その予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を左側回避及び右側回避の各々における回避すべき横移動距離Yeとして設定する。ただし、(21)式のZ0にはZlまたはZrを代入する。 Next, in step 110, the Z 0 to Z l is the left avoidance, on the right side avoidance, instead of Z 0 to Z r, derives a tilde predicted avoidance time t e using 3-dimensional map of FIG. 4, for example. Next, at step 502, by applying the tilde and (85) below Z l or Z and r (21) below the predicted avoidance time t e derived at step 110, the own after tilde t e A vehicle passing position is predicted for each of left side avoidance and right side avoidance. Setting the tilde (tilde t e) of the predicted position Y e as the lateral movement distance Y e to be avoided in each of the left avoidance and right avoidance. However, Z 1 or Z r is substituted for Z 0 in equation (21).
次に、ステップ504で、上記ステップ106で演算した自車両及び障害物の状態量m、vx0、vy0、上記ステップ108で設定した車体合成力の最大値F0、及び上記ステップ502で設定した左側回避の横移動距離Yeを用いて、最短2次元マップから{ν1’,ν2’,te’}を得て、(18)式及び(19)式に従って{ν1,ν2,te}に変換する。そして、これらのパラメータを(12)式に適用することにより左側回避の車体合成力を得る。また、(16)式に代入することで左側回避の最短の回避距離Xsを得る。 Next, in step 504, the state quantities m, v x0 and v y0 of the host vehicle and the obstacle calculated in step 106, the maximum value F 0 of the vehicle body composite force set in step 108, and the step 502 are set. {Ν 1 ′, ν 2 ′, t e ′} is obtained from the shortest two-dimensional map using the left-side avoidance lateral movement distance Y e and {ν 1 , ν according to the equations (18) and (19) 2 , t e }. Then, by applying these parameters to the equation (12), the left-side avoidance vehicle composite force is obtained. Further, to obtain the shortest avoidance distance X s left avoided by substituting the expression (16).
同様に、右側回避についても車体合成力及び最短の回避距離Xsを得る。なお、左側回避の場合には、Zv及びZlをそのまま第1の実施形態と同様に適用することができるが、右側回避の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Zr→−Zrに変換(x軸に線対称な場面)して、第1の実施形態と同様に適用して、最短2次元マップより{−ν1’,−ν2’,te’}を得る。そして、−ν1’→ν1’、−ν2’→ν2’の処理を行えば、障害物の右側を回避する{ν1’,ν2’,te’}が得られる。 Similarly, to obtain the vehicle body resultant force and the shortest avoidance distance X s also the right avoidance. In the case of avoiding the left side, Z v and Z l can be applied as they are in the first embodiment, but in the case of avoiding the right side, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z r → −Z r (symmetry with respect to the x-axis) and applied in the same manner as in the first embodiment, and {−ν 1 ′, −ν 2 ′, get t e '}. Then, -ν 1 '→ ν 1' , by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2', to avoid the right obstacle {ν 1 ', ν 2' , t e '} is obtained.
次に、ステップ506で、左側回避の最短の回避距離Xsと右側回避との最短の回避距離Xsとを比較し、左側回避の最短の回避距離Xsの方が小さい場合には、ステップ508へ移行し、左側回避の軌道を選択し、右側回避の最短の回避距離Xsの方が小さい場合には、ステップ510へ移行し、右側回避の軌道を選択する。 Next, in step 506, it compares the shortest avoidance distance X s between the shortest avoidance distance X s and right avoidance on the left avoidance, when towards the shortest avoidance distance X s of the left avoidance is small, step the process proceeds to 508, select the trajectory of the left avoidance, when towards the shortest avoidance distance X s right avoidance is small, the process proceeds to step 510, selects the orbit of the right avoidance.
次に、ステップ512で、選択した回避動作が必要か否かを判定し、その回避動作が必要な場合には、ステップ116へ移行し、回避車両運動制御を実行し、回避動作が必要でない場合、すなわち回避動作を行わなくても障害物と衝突しない場合には、そのまま処理を終了する。なお、公知の技術(特開2007-283910号公報)などを用いて、直進の加減速または横移動のみの回避を選択してもよい。 Next, in step 512, it is determined whether or not the selected avoidance operation is necessary. If the avoidance operation is necessary, the process proceeds to step 116, where avoidance vehicle motion control is executed, and the avoidance operation is not necessary. That is, if the collision does not occur even if the avoidance operation is not performed, the process is terminated as it is. In addition, you may select avoiding only the acceleration / deceleration of a straight drive, or a lateral movement using a well-known technique (Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-283910).
なお、第5の実施の形態では、最短2次元マップを用いた最短回避制御について、左側回避軌道と右側回避軌道とを比較する場合について説明したが、例えば図8や図17の最適2次元マップを用いて最適回避制御を行う場合にも適用できる。図24を参照して、第5の実施の形態の最適回避制御の場合について説明する。なお、第1〜第4の実施の形態、及び第5の実施の形態の最短回避制御の場合と同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 In the fifth embodiment, the shortest avoidance control using the shortest two-dimensional map has been described for the case where the left avoidance trajectory is compared with the right avoidance trajectory. For example, the optimal two-dimensional map shown in FIGS. It can also be applied to the case where optimal avoidance control is performed using With reference to FIG. 24, the case of the optimal avoidance control of 5th Embodiment is demonstrated. In addition, about the process same as the case of the shortest avoidance control of the 1st-4th embodiment and 5th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜106、及びステップ500を経て、ステップ200で、左側回避ではZ0をZlに、右側回避ではZ0をZrに代えて、例えば図9の3次元マップを用いて予測回避時間teのチルダを導出する。次に、ステップ550で、上記ステップ500で導出された予測回避時間teのチルダと(85)式のZlまたはZrとを(21)式に適用して、teのチルダ後の自車両の通過位置を左側回避及び右側回避の各々について予測する。その予測位置Yeのチルダ(teのチルダ)を左側回避及び右側回避の各々における回避すべき横移動距離Yeとして設定する。ただし、(21)式のZ0にはZlまたはZrを代入する。 Through steps 100 to 106 and step 500, in step 200, Z 0 is replaced with Z 1 for left side avoidance and Z 0 is replaced with Z r for right side avoidance, for example, using the three-dimensional map of FIG. to derive the tilde of t e. Next, at step 550, by applying the tilde and (85) below the Z l or Z r of equation (21) the predicted avoidance time t e derived at the step 500, the own after tilde t e A vehicle passing position is predicted for each of left side avoidance and right side avoidance. Setting the tilde (tilde t e) of the predicted position Y e as the lateral movement distance Y e to be avoided in each of the left avoidance and right avoidance. However, Z 1 or Z r is substituted for Z 0 in equation (21).
次に、ステップ552で、例えば図8や図17のような最適2次元マップを用いて、設定された左側回避の目標位置及び速度方向に到達するために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する。同様に、右側回避の目標位置及び速度方向に到達するために車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する。なお、左側回避の場合には、Zv及びZlをそのまま第2の実施形態と同様に適用することができるが、右側回避の場合には、vy0→−vy0、Zv→−Zv、Zr→−Zrに変換(x軸に線対称な場面)して、第2の実施形態と同様に適用して、最適2次元マップより{−ν1’,−ν2’,te’}を得る。そして、−ν1’→ν1’、−ν2’→ν2’の処理を行えば、障害物の右側を回避する{ν1’,ν2’,te’}が得られる。 Next, in step 552, for example, using the optimum two-dimensional map as shown in FIG. 8 or FIG. 17, the maximum value of the vehicle body composite force is minimized in order to reach the set left-side avoidance target position and speed direction. Derived the vehicle composite force. Similarly, a vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force in order to reach the right-side avoidance target position and speed direction is derived. In the case of avoiding the left side, Z v and Z l can be applied as they are in the second embodiment, but in the case of avoiding the right side, v y0 → −v y0 , Z v → −Z v , Z r → −Z r (symmetry with respect to the x-axis) and applied in the same manner as in the second embodiment, and {−ν 1 ′, −ν 2 ′, get t e '}. Then, -ν 1 '→ ν 1' , by performing the processing of -ν 2 '→ ν 2', to avoid the right obstacle {ν 1 ', ν 2' , t e '} is obtained.
次に、ステップ554で、上記ステップ552で得られた左側回避の場合の車体合成力の最大値と右側回避の場合の車体合成力の最大値とを比較し、左側回避の車体合成力の最大値の方が小さい場合には、ステップ508へ移行し、左側回避の軌道を選択し、右側回避の車体合成力の最大値の方が小さい場合には、ステップ510へ移行し、右側回避の軌道を選択する。 Next, in step 554, the maximum value of the vehicle body composite force in the case of the left side avoidance obtained in step 552 is compared with the maximum value of the vehicle body composite force in the case of the right side avoidance, and If the value is smaller, the process proceeds to step 508 to select the left avoidance trajectory, and if the maximum value of the right side avoidance vehicle composite force is smaller, the process proceeds to step 510 and the right avoidance trajectory. Select.
以下、ステップ206、及びステップ116またはステップ208で、回避車両運動制御等を実行する。 Thereafter, avoidance vehicle motion control or the like is executed in step 206 and in step 116 or 208.
次に、第6の実施の形態について説明する。第6の実施の形態では、障害物の位置や速度の検出値の誤差を考慮する場合について説明する。なお、第6の実施の形態の車両運動制御装置の構成は、第1の実施の形態の車両運動制御装置の構成と同一であるので説明を省略する。 Next, a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, a case will be described in which an error in the detected value of the position or speed of an obstacle is taken into consideration. Note that the configuration of the vehicle motion control device according to the sixth embodiment is the same as the configuration of the vehicle motion control device according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
まず、障害物の位置の検出値を(Xeのバー,Z0のバー)、精度をex、ey、速度の検出値をZvのバー、精度をevとすると、真値Xe、Zv、Z0と検出値及び精度との間には、下記(86)式のような関係がある。 First, the detected value of the position of the obstacle (the X e bars, bar Z 0), precision e x, e y, bar detected values Z v the speed, accuracy When e v, the true value X Between e 1 , Z v , Z 0 and the detected value and accuracy, there is a relationship as shown in the following equation (86).
ここで、予め障害物の行動パターンのデータベースを定めておき、このデータベースを参照して、直前に制御指令を行った時刻の障害物の状態量に基づいて、現時刻の障害物の状態量の範囲を推定する。その範囲が、位置のx成分において[Xea,Xeb]、y成分において[Z0a,Z0b]、速度において[Zva,Zvb]になったとすると、検出値、真値、及び推定範囲には、例えば図25に示すような関係が想定される。同図(a)は、検出値、及び(86)式に従って検出値から定まる真値の範囲のいずれもが推定範囲内の場合である。同図(b)は、検出値は推定範囲内であるが、真値の範囲の一部が推定範囲外となる場合である。同図(c)は、検出値及び真値の範囲のいずれもが推定範囲外の場合である。なお、同図では、Zvb側に関して推定範囲を示したが、Zva側に関しても同様に推定範囲が想定され、また区間[Zva,Zvb]を含むような広い範囲となる場合も想定される。さらに、同図では、障害物の速度Zvについての検出値、真値、及び推定範囲の関係について示しているが、障害物の位置(Xe,Zo)についても同様である。 Here, a database of obstacle behavior patterns is defined in advance, and the state quantity of the obstacle at the current time is determined based on the obstacle quantity at the time when the control command was issued immediately before by referring to this database. Estimate the range. If the range is [X ea , X eb ] in the x component of the position, [Z 0a , Z 0b ] in the y component, and [Z va , Z vb ] in the velocity, the detected value, the true value, and the estimation For example, a relationship as shown in FIG. 25 is assumed in the range. FIG. 5A shows a case where both the detected value and the true value range determined from the detected value according to the equation (86) are within the estimated range. FIG. 5B shows a case where the detected value is within the estimated range but part of the true value range is outside the estimated range. FIG. 5C shows the case where both the detection value and true value ranges are outside the estimation range. In the figure, the estimation range is shown on the Z vb side. However, the estimation range is also assumed on the Z va side, and a wide range including the section [Z va , Z vb ] is assumed. Is done. Furthermore, although the relationship between the detected value, the true value, and the estimated range for the obstacle speed Z v is shown in the figure, the same applies to the position (X e , Z o ) of the obstacle.
これらの関係に基づき、上記各実施の形態に適用する場合において、例えば、図1のような自車両の前後方向に対して障害物の左側を回避する場面において、Xe、Zo及びZvの各々の検出値、真値、及び推定範囲の関係が、例えば図25の(a)〜(c)のいずれかに該当する場合には、下記(87)式のような方法により、Xe、Zo及びZvの各々の値を修正することができる。 Based on these relationships, when applied to each of the above-described embodiments, for example, in a scene where the left side of the obstacle is avoided with respect to the front-rear direction of the host vehicle as shown in FIG. 1, X e , Z o and Z v each detected value of the true value, and the relationship of the estimated range, if either of FIG. 25 (a) ~ (c) are, for example, by the following method (87) below, X e , Z o and Z v can be modified.
なお、障害物の右側を回避する場合は、vy0→−vy0、Z0のバー→−Z0のバー、Zvのバー→−Zvのバー、Z0a→−Z0a、Z0b→−Z0bに変換して、(87)式のような方法により修正した後、上記実施の形態と同様に、{−ν1’,−ν2’,te’}を求めて、−ν1’→ν1’、−ν2’→ν2’の処理を行えばよい。 In order to avoid the right side of the obstacle, v y0 → −v y0 , Z 0 bar → −Z 0 bar, Z v bar → −Z v bar, Z 0a → −Z 0a , Z 0b → converted to -Z 0b, it was modified by methods such as (87) below, similarly to the above embodiment, {- ν 1 ', -ν 2', t e '} seeking, - The processing of ν 1 ′ → ν 1 ′ and −ν 2 ′ → ν 2 ′ may be performed.
図26を参照して第6の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンについて説明する。ここでは、予測回避時間を求めるために用いるマップとして図4の3次元マップを用い、障害物の予測位置に基づいた横移動距離に対する縦移動距離が最短になる車体合成力を求めるためのマップとして図3の最短2次元マップを用いる場合について説明する。なお、第1の実施の形態の車両運動制御装置の制御装置20で実行される車両運動制御ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。 A vehicle motion control routine executed by the control device 20 of the vehicle motion control device of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. Here, as the map used for obtaining the prediction avoidance time, the map for obtaining the vehicle body composite force that minimizes the longitudinal movement distance with respect to the lateral movement distance based on the predicted position of the obstacle is used as the map used in FIG. A case where the shortest two-dimensional map of FIG. 3 is used will be described. In addition, about the process same as the vehicle motion control routine performed with the control apparatus 20 of the vehicle motion control apparatus of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップ100〜106を経て、ステップ600で、上記ステップ106で変換された障害物の状態量(Xeのバー,Z0のバー,Zvのバー)から、(87)式のような方法により各々の値を修正する。 Through steps 100-106, at step 600, the state quantity of the converted obstacle in step 106 (the X e bars, bar Z 0, Z v bars) from, by methods such as (87) below Correct each value.
以下、第1の実施の形態と同様に処理する。なお、ステップ110では、修正した値を用いて3次元マップより(teのチルダ)’を得、ステップ114では、修正した値を用いて最短2次元マップより車体合成力を導出する。 Thereafter, processing is performed in the same manner as in the first embodiment. In step 110, the corrected value is used to obtain (te tilde) 'from the three-dimensional map, and in step 114, the vehicle body resultant force is derived from the shortest two-dimensional map using the corrected value.
なお、上記では、最短回避制御の場合について説明したが、最適回避制御についても同様に適用することができる。 In the above description, the case of the shortest avoidance control has been described. However, the optimum avoidance control can be similarly applied.
10 車速センサ
12 操舵角センサ
14 スロットル開度センサ
16 前方カメラ
18 レーザレーダ
20 制御装置
22 操舵角制御装置
24 制動力制御装置
26 駆動力制御装置
28 マップ記憶装置
30 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle speed sensor 12 Steering angle sensor 14 Throttle opening sensor 16 Front camera 18 Laser radar 20 Control device 22 Steering angle control device 24 Braking force control device 26 Driving force control device 28 Map storage device 30 Display device
Claims (15)
自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出するための最短2次元マップ、並びに
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記障害物の速度の車体横方向の成分Zv、前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z0、及び車体合成加速度の最大値F0/mを用いた各々異なる3つのパラメータと、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分に対して車体前後方向の移動距離が最短となる回避を行う場合の予測回避時間teの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Zv、前記成分Z0、及び前記最大値F0/mのうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値te’との関係を定めた3次元マップ、を記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて前記予測回避時間teを導出し、導出された予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分を前記成分Yeとして設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記成分Ye、及び前記最短2次元マップを用いて、設定された前記成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。 Setting means for setting the target position immediately after avoiding the obstacle and the speed direction of the host vehicle at the target position;
Detection means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of the obstacle;
- the velocity direction when a longitudinal direction of the vehicle body, for deriving a vehicle body resultant force which the moving distance in the longitudinal direction of the vehicle body is shortest with respect to the vehicle body lateral component element Y e distance based on the set target position A shortest two-dimensional map, and assuming that the speed direction is a vehicle longitudinal direction, and that the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle longitudinal component v x0 of the vehicle speed, The vehicle lateral component v y0 of the speed, the vehicle lateral component Z v of the obstacle speed, the vehicle lateral component Z 0 of the obstacle position relative to the current time position of the host vehicle, and the vehicle composition When avoiding the movement distance in the longitudinal direction of the vehicle body to be the shortest with respect to the three different parameters using the maximum acceleration value F 0 / m and the lateral component of the vehicle distance in the distance based on the set target position When avoiding prediction of t e, wherein component v x0, the components v y0, the component Z v, the assumption that the component Z 0, and a two While specific values corresponding to the three parameters of the maximum value F 0 / m Storage means for storing a three-dimensional map defining a relationship with a value t e 'under
On the basis of the state quantity detected by the detection means calculates the three parameters, the derived prediction avoidance time t e using the computed three parameters and the three-dimensional map, derived predicted avoidance time t wherein after e set the vehicle lateral component of the position of the obstacle relative to the position of the current time of the vehicle as the component Y e, a state quantity detected by the detecting means, the component Y e set, And derivation means for deriving a vehicle body composite force that makes the movement distance in the vehicle longitudinal direction the shortest with respect to the set component Y e using the shortest two-dimensional map;
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置に基づく距離の車体横方向の成分Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力及び回避時間を導出するための最短2次元マップを記憶した記憶手段と、
前記速度方向を車体前後方向として、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、算出された予測時間後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分を前記成分Yeとして設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記成分Ye、及び前記最短2次元マップを用いて、前記回避時間を求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となるまで、前記予測時間を変更して前記成分Yeを再設定しながら前記回避時間を繰り返し求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となったときの前記Yeに対して車体前後方向の移動距離が最短となる車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。 Setting means for setting the target position immediately after avoiding the obstacle and the speed direction of the host vehicle at the target position;
Detection means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of the obstacle;
When the velocity direction is the longitudinal direction of the vehicle body to derive the vehicle body resultant force and avoid the time the movement distance of the vehicle front-rear direction is shortest with respect to the vehicle body lateral component element Y e distance based on the set target position Storage means for storing the shortest two-dimensional map for
Based on the relative distance and relative speed between the host vehicle and the obstacle, the predicted time to arrive near the obstacle is calculated when the host vehicle approaches the obstacle, with the speed direction as the vehicle body longitudinal direction. and, wherein after calculated prediction time setting the vehicle lateral component of the position of the obstacle relative to the position of the current time of the vehicle as the component Y e, a state quantity detected by the detecting means, and set wherein components Y e, and using the minimum two-dimensional map, determined the avoidance time, until the difference between the predicted time and the avoidance time is within a predetermined value, the component change the predicted time Y e repeatedly asked the avoidance time while resetting the body resultant force which the moving distance in the longitudinal direction of the vehicle body is shortest with respect to the element Y e when the difference between the avoidance time and the predicted time becomes within a predetermined value Derived from And means,
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
・前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出するための最適2次元マップ、並びに
・前記速度方向を車体前後方向として、前記障害物が車体横方向に等速運動すると仮定して、前記自車両の速度の車体前後方向の成分vx0、前記自車両の速度の車体横方向の成分vy0、前記自車両と前記障害物との距離の車体前後方向の成分Xe、前記障害物の速度の車体横方向の成分Zv、及び前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置の車体横方向の成分Z0を用いた各々異なる3つのパラメータと、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる回避を行う場合の予測回避時間teの、前記成分vx0、前記成分vy0、前記成分Xe、前記成分Zv、及び前記成分Z0のうち前記3つのパラメータに応じた2つが特定値であるとの仮定の下での値te’との関係を定めた3次元マップ、を記憶した記憶手段と、
前記検出手段で検出された状態量に基づいて前記3つのパラメータを演算し、演算された3つのパラメータ及び前記3次元マップを用いて前記予測回避時間teを導出し、導出された予測回避時間te後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を前記目標位置として設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記目標位置、及び前記最適2次元マップを用いて、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。 Setting means for setting the target position immediately after avoiding the obstacle and the speed direction of the host vehicle at the target position;
Detection means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of the obstacle;
An optimal two-dimensional map for deriving a vehicle body composite force that minimizes the maximum value of the vehicle body composite force to become the set target position and the speed direction when the speed direction is the vehicle body longitudinal direction; and Assuming that the speed direction is the longitudinal direction of the vehicle body and the obstacle moves at a constant speed in the lateral direction of the vehicle body, the vehicle vehicular longitudinal component v x0 of the speed of the own vehicle, A component v y0 , a longitudinal component X e of the distance between the host vehicle and the obstacle, a lateral component Z v of the obstacle speed, and the obstacle relative to the current time position of the host vehicle prediction avoided for performing the respective different three parameters using the component Z 0 of the vehicle lateral position of, the avoidance of maximum value of the vehicle body resultant force to become a set target position and the velocity direction is minimized of time t e The components v x0, the components v y0, the component X e, wherein component Z v, and the value t e under the assumption that the two are specific value corresponding to the three parameters of the component Z 0 Storage means for storing a three-dimensional map defining a relationship with
On the basis of the state quantity detected by the detection means calculates the three parameters, the derived prediction avoidance time t e using the computed three parameters and the three-dimensional map, derived predicted avoidance time wherein after t e sets the position of the obstacle relative to the position of the current time of the vehicle as the target position, the state quantity detected by the detecting means, the target position set, and the optimal two-dimensional map using A derivation means for deriving a vehicle body composite force at which the maximum value of the vehicle body composite force for reaching the set target position and the speed direction is minimized;
A vehicle motion control device.
自車両の位置及び速度、前記障害物の位置及び速度を含む状態量を検出する検出手段と、
前記速度方向を車体前後方向とした場合に、設定された目標位置及び前記速度方向になるための車体合成力の最大値が最小になる車体合成力及び回避時間を導出するための最適2次元マップを記憶した記憶手段と、
前記速度方向を車体前後方向として、前記自車両と前記障害物との相対距離及び相対速度に基づいて、前記自車両が前記障害物に接近した場合に前記障害物近傍へ到着する予測時間を算出し、算出された予測時間後の前記自車両の現在時刻の位置に対する前記障害物の位置を前記目標位置として設定し、前記検出手段で検出された状態量、設定した前記目標位置、及び前記最適2次元マップを用いて、前記回避時間を求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となるまで、前記予測時間を変更して前記目標位置を再設定しながら前記回避時間を繰り返し求め、前記予測時間と前記回避時間との差が所定値以内となったときの前記目標位置に対して車体合成力の最大値が最小になる車体合成力を導出する導出手段と、
を含む車両運動制御装置。 Setting means for setting the target position immediately after avoiding the obstacle and the speed direction of the host vehicle at the target position;
Detection means for detecting a state quantity including the position and speed of the host vehicle and the position and speed of the obstacle;
Optimal two-dimensional map for deriving the vehicle composition force and the avoidance time that minimize the maximum value of the vehicle composition force to become the set target position and the speed direction when the speed direction is the vehicle longitudinal direction Storage means for storing
Based on the relative distance and relative speed between the host vehicle and the obstacle, the predicted time to arrive near the obstacle is calculated when the host vehicle approaches the obstacle, with the speed direction as the vehicle body longitudinal direction. The position of the obstacle with respect to the current time position of the host vehicle after the calculated predicted time is set as the target position, the state quantity detected by the detection means, the set target position, and the optimum The avoidance time is obtained using a two-dimensional map, and the avoidance time is set while changing the prediction time and resetting the target position until the difference between the prediction time and the avoidance time is within a predetermined value. Deriving means for repeatedly obtaining and deriving a vehicle body composite force at which a maximum value of the vehicle body composite force is minimized with respect to the target position when a difference between the predicted time and the avoidance time is within a predetermined value;
A vehicle motion control device.
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