JP5747998B2 - 車両の走行軌跡制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両を目標軌跡(目標走行ライン)に沿って走行させる車両の走行軌跡制御装置に係る。
ステアリングホイールの如き操舵入力手段の操舵操作位置に対する操舵輪の舵角の関係を変更可能な舵角可変装置を備えた車両に於いて、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両の走行を制御する走行制御装置は既に知られている。走行制御装置の一つとして、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角を目標舵角に制御することにより車両を目標走行ラインに沿って走行させる走行軌跡制御装置が種々提案されている。
例えば下記の特許文献1には、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報と、ナビゲーション装置からの地図情報とに基づいて車両が走行車線より逸脱しているか否かを判定する走行軌跡制御装置が記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されている如き従来の走行軌跡制御装置に於いては、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報に基づいて車両前方の走行車線が判定される。しかし図23に示されている如く、車両100が大きく湾曲した走行路やワインディングワインデングロードの如く湾曲半径が小さい走行車線102を走行する場合には、カメラにより撮像できる走行車線の範囲104が制限される。従って走行車線に関する必要な情報を特定し走行軌跡制御を正常に実行するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない。そのため走行車線の半径が小さい場合には走行軌跡制御の精度が低下することが避けられず、カメラにより撮像できる走行車線の範囲が大きく制限される場合には走行軌跡制御を中止せざるを得ない。
上記公開公報に記載されている如き従来の走行軌跡制御装置に於いては、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報に基づいて車両前方の走行車線が判定される。しかし図23に示されている如く、車両100が大きく湾曲した走行路やワインディングワインデングロードの如く湾曲半径が小さい走行車線102を走行する場合には、カメラにより撮像できる走行車線の範囲104が制限される。従って走行車線に関する必要な情報を特定し走行軌跡制御を正常に実行するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない。そのため走行車線の半径が小さい場合には走行軌跡制御の精度が低下することが避けられず、カメラにより撮像できる走行車線の範囲が大きく制限される場合には走行軌跡制御を中止せざるを得ない。
尚上述の問題は、走行車線の半径が小さい場合に限らず、例えば雨やしぶき、トンネルの入り口の如く周囲の明るさの急激な変化、車両前方の大型車両の如く、カメラにより車両の前方を正常に撮像することが阻害される状況に於いても同様に生じる。
本発明の主要な目的は、車両の前方を撮像するカメラにより走行車線の情報を特定するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない状況に於いても、精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、車両の周囲を撮像する撮像装置であって、撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更可能な撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、前記撮像装置により車両の側方を撮像し、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記車両の横偏差及び前記車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置が提供される。
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、車両の側方の撮像情報に基づいて車両の横偏差及び車両の目標横偏差を演算し、車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して操舵輪の目標舵角を正常に演算する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
また上記構成に於いて、演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、三つの時刻について側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、三つの時刻に於ける車両の横偏差、車両のヨー角及び車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、走行車線の半径、車両のヨー角及び車両の目標ヨー角を演算することなく車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差を推定し、左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することができる。
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
また上記構成に於いて、撮像手段は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
また上記構成に於いて、演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには、車両の前方の撮像情報を要することなく側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
また本発明によれば、演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角を徐変させるようになっていてよい。
この構成によれば、走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変されるので、走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角が急変すること及びこれに起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。
上記構成に於いて、演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
この構成によれば、前方注視距離と前方撮像装置の撮像可能距離と関係に応じて第二の目標舵角の寄与度合を可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。よって前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときには第二の目標舵角の寄与度合を低くし、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには第二の目標舵角の寄与度合を高くして操舵輪の目標舵角を演算することができる。
また上記構成に於いて、前記演算制御装置は、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像手段の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには、車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続するようになっていてよい。
この構成によれば、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合や撮像装置の撮像精度が低下した場合には車速を低下させて車両の走行軌跡の制御が継続される。従って車速が低下されない場合に比して車両の走行軌跡の制御による操舵輪の舵角の制御が相対的に遅れることに起因して車両を走行車線に沿って走行させることができなくなる虞れを低減することができる。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
[第一の実施形態]
[第一の実施形態]
図1は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図1に於いて、走行軌跡制御装置10は車両12に搭載され、前輪用操舵制御装置14を有している。前輪用操舵制御装置14は運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵可能な操舵制御手段を構成している。また車両12には制動力制御装置16が搭載され、制動力制御装置16は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能である。
また図1に於いて、18FL及び18FRはそれぞれ車両12の操舵輪である左右の前輪を示し、18RL及び18RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪18FL及び18FRは運転者によるステアリングホイール20の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置22によりラックバー24及びタイロッド26L及び26Rを介して転舵される。
ステアリングホイール20はアッパステアリングシャフト28、舵角可変装置30、ロアステアリングシャフト32、ユニバーサルジョイント34を介してパワーステアリング装置22のピニオンシャフト36に駆動接続されている。図示の第一の実施形態に於いては、舵角可変装置30はハウジング30Aの側にてアッパステアリングシャフト28の下端に連結され、回転子30Bの側にてロアステアリングシャフト32の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機38を含んでいる。
かくして舵角可変装置30はアッパステアリングシャフト28に対し相対的にロアステアリングシャフト32を回転駆動することにより、左右の前輪18FL及び18FRをステアリングホイール20に対し相対的に補助転舵駆動する。舵角可変装置30は電子制御装置40の操舵制御部により制御される。
パワーステアリング装置22はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機42と、電動機42の回転トルクをラックバー24の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構44とを有する。パワーステアリング装置22は電子制御装置40の操舵アシストトルク制御部によって制御され、ハウジング46に対し相対的にラックバー24を駆動する操舵アシストトルクを発生する。操舵アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減し、また必要に応じて舵角可変装置30による左右前輪の転舵駆動を補助する。
かくして舵角可変装置30はパワーステアリング装置22と共働してステアリングホイール20に対する左右前輪の舵角の関係を変更すると共に、運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵する前輪用操舵制御装置14の主要部を構成している。
尚パワーステアリング装置22及び舵角可変装置30の構造自体は本発明の要旨を構成するものではなく、これらの装置はそれぞれ上述の機能を果たすものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
制動力制御装置16は制動装置50を含み、各車輪の制動力は制動装置50の油圧回路52によりホイールシリンダ54FL、54FR、54RL、54RR内の圧力Pi(i=fl、fr、rl、rr)、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図1には示されていないが、油圧回路52はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル56の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ58により制御される。また各ホイールシリンダの制動圧は必要に応じて油圧回路52が電子制御装置40の制動力制御部によって制御されることにより個別に制御される。かくして制動装置50は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能であり、制動力制御装置16の主要な装置として機能する。
アッパステアリングシャフト28には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ62及び操舵トルクTsを検出する操舵トルクセンサ64が設けられており、操舵角θ及び操舵トルクTsを示す信号も電子制御装置40へ入力される。また電子制御装置40には回転角度センサ66により検出された舵角可変装置30の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト28に対するロアステアリングシャフト32の相対回転角度を示す信号が入力される。
図示の実施形態に於いては、車両12の車室の前部には車両12の前方を撮影する前方用CCDカメラ68が設けられており、車両12の前方の画像情報を示す信号がCCDカメラ60より電子制御装置40へ入力される。また車両12の左右の側部にはそれぞれ車両12の左方及び右方を撮影する左側方用CCDカメラ70及び右側方用CCDカメラ72が設けられており、車両12の左右の画像情報を示す信号がCCDカメラ70及び72より電子制御装置40へ入力される。
また電子制御装置40には車速センサ74により検出された車速Vを示す信号、横加速度センサ76により検出された車両の横加速度Gyを示す信号、及びヨーレートセンサ78により検出された車両のヨーレートγを示す信号が入力される。更に電子制御装置40には図1には示されていない圧力センサにより検出されたマスタシリンダ圧力Pm等を示す信号が入力される。
尚電子制御装置40の上述の各制御部はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ62、操舵トルクセンサ64、回転角度センサ66はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクTs、相対回転角度θreを検出する。
電子制御装置40の操舵制御部は通常時には前方用CCDカメラ68により取得された車両12の前方の画像情報に基づいてレーンキープアシスト制御(LKA制御)とも呼ばれる走行軌跡制御を行う。即ち操舵制御部は前方用CCDカメラ68により取得された車両12の前方の画像情報に基づいて走行車線を特定し、車両12を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtを演算し、前輪の舵角δが目標舵角δtになるよう舵角可変装置30を制御する。
また電子制御装置40の操舵制御部は前方用CCDカメラ68により取得された車両12の前方の画像情報に基づいて正常に走行軌跡制御を行うことができないときには、代替の走行軌跡制御を行う。代替の走行軌跡制御に於いては、操舵制御部は左側方用CCDカメラ70若しくは右側方用CCDカメラ72により取得された車両12の側方の画像情報に基づいて走行車線を特定する。そして操舵制御部は車両12を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtに対応する目標ピニオン角度φtを演算し、ピニオン36の角度が目標ピニオン角度φtになるよう舵角可変装置30を制御する。
尚電子制御装置40の操舵制御部は、通常及び代替の何れの走行軌跡制御の場合にも、走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径を推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算する。
図2は右側方用CCDカメラ72による撮像及び白線情報の取得要領を車両の後方より見た状態にて示す説明図である。
図2に示されている如く、右側方用CCDカメラ72の走行車線102からの高さをHとし、車両12の右側縁と白線106との水平距離をDとする。また右側方用CCDカメラ72のレンズと撮像面108との距離をDcとし、撮像面108に於ける右側方用CCDカメラ72の光軸110と白線106の像112との距離をHcとする。これらの距離の間には図形の相似の関係から下記の式1が成立する。
Hc:H=Dc:D …(1)
Hc:H=Dc:D …(1)
上記式1より下記の式2が成立するので、車両12の右側縁と白線106との水平距離Dを下記の式2に従って求めることができる。尚車両12の左側縁と白線との水平距離も同様に求めることができる。
D=DcH/Hc …(2)
D=DcH/Hc …(2)
また図3に示されている如く、車両12の右側縁と白線106との水平距離Dに対し右側方用CCDカメラ72の画角が十分であれば、車両の前後長さを越える範囲について白線106を撮影し特定することができる。特に車両12の前端及び後端に於ける右側縁と白線106との水平距離Dr1及びDr2を求めることができる。また車両12の前端及び後端に於ける左側縁と白線との水平距離Dl1及びDl2も同様に求めることができる。
また図4に示されている如く、前方用CCDカメラ68により撮影されその撮像情報に基づいて特定される白線を106fとする。白線106fの長さが走行車線の半径等を求めるに必要な長さよりも短い場合にも、右側方用CCDカメラ72により撮影された撮像情報に基づいて特定される補填用の白線106sの情報にて白線の情報を補填し、白線の必要な長さを確保することができる。
次に図5に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンについて説明する。尚図5に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
まずステップ100に於いては車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ200へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ150へ進む。尚車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合又はCCDカメラの撮像精度が低下している場合に車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があると判定されてよい。
ステップ150に於いては図1には示されていないエンジンの出力を低下させ、更に必要ならば制動装置を作動させることにより、車速VがΔV低下される。この場合車速低下量ΔVは車速Vが高いほど大きくなるよう、車速に応じて可変設定される。また車速低下量ΔVは車両が走行車線より逸脱する虞れが高いほど又はCCDカメラの撮像精度の低下度合が高いほど大きくなるよう可変設定されてもよい。
ステップ200に於いては前回演算された走行車線の半径Rの大きさを走行軌跡の半径Rvとして、走行軌跡の半径Rvが予め設定された基準値以下であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ300に於いて図6に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytが演算され、否定判別が行われたときには制御はステップ350へ進む。尚車両にナビゲーション装置が搭載されている場合には、旋回半径Rvはナビゲーション装置により与えられる走行車線の情報に基づいて求められてもよい。
ステップ350に於いては側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytを演算する代替の軌跡制御が必要であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ400に於いて図7に示されたフローチャートに従って前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytが演算され、肯定判別が行われたときには制御はステップ500へ進む。
ステップ500に於いては前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ550に於いて車両の目標横加速度Gytが0に設定され、肯定判別が行われたときには制御はステップ600へ進む。尚側方の撮像情報に基づいて側方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別も行われ、否定判別が行われたときには制御がステップ550へ進むよう修正されてもよい。
ステップ600に於いては図8に示されたフローチャートに従って前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytが演算される。
ステップ300、400、550又は600が完了すると制御はステップ900へ進み、ステップ900に於いては図9に示されたフローチャートに従って前輪の目標舵角δtが演算されると共に、目標舵角δtに基づいて前輪の舵角δが制御される。
次に図6に示されたフローチャートを参照して上記ステップ300にて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gyt演算ルーチンについて説明する。
ステップ310に於いては、左右の側方の撮像情報に基づいて走行車線の白線が特定され、特定された白線に基づいて左右の白線の半径Rsl、Rsrが演算される。そして半径Rsl及びRsrの平均値として走行車線の半径Rsが演算される。尚走行車線の半径Rsは半径Rsl及びRsrの一方に基づいて演算されてもよい。
ステップ315に於いては車両の前方基準位置及び後方基準位置をそれぞれ車両の前端及び後端として、図19に示されている如く車両の横方向に於ける車両12の前端及び後端の側縁と右側の白線80Rとの距離Dr1及びDr2が演算される。
ステップ325に於いては車両の幅をWとして、右側の距離Dr1、Dr2及び車両のヨー角ψsに基づいて下記の式5に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Dstが演算され、ステップ325が完了すると制御はステップ360へ進む。目標横偏差Dstは車両の中央が走行車線の中央に沿って走行するために必要な車両の右側縁と走行車線の右側縁(右側白線)との目標距離又は車両の左側縁と走行車線の左側縁(左側白線)との目標距離である。
ステップ360に於いてはステップ310に於いて演算された走行車線の半径Rsと符号が同一で半径Rsの大きさが大きいほど大きい微小な値として車両の目標ヨー角ψstが演算される。
ステップ365に於いては車両の右側の横偏差Dr1及びDr2の平均値が車両の右側の実際の横偏差Dsとして演算されると共に、Ksr、Ksy、Kshをそれぞれ予め設定された正の係数として下記の式6に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsが演算される。
Gyts=KsrRs+Ksy(Dst−Ds)+Ksh(ψst−ψs) …(6)
Gyts=KsrRs+Ksy(Dst−Ds)+Ksh(ψst−ψs) …(6)
ステップ370に於いては補正係数Ksが1であるか否かの判別、即ち前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytfの演算モードから側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ375に於いて車両の目標横加速度Gytが側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ380へ進む。
ステップ380に於いては前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytfが演算される。この場合ステップ310乃至365と同様に前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径、車両の横偏差、車両のヨー角、車両の目標横偏差、車両の目標ヨー角が演算され、これらに基づいて目標横加速度Gytfが演算される。尚目標横加速度Gytfは他の要領にて演算されてもよい。
ステップ385に於いてはステップ200に於ける判別が否定判別から肯定判別へ変化した時点からの経過時間tfsに基づいて図15に示されたマップより補正係数Kf及びKsが演算される。図15に示されている如く、補正係数Kfは経過時間tfsの増大につれて1から0へ徐々に変化し、補正係数Ksは経過時間tfsの増大につれて0から1へ徐々に変化し、経過時間tfsに関係なく補正係数Kf及びKsの和は1である。
ステップ390に於いては下記の式7に従って車両の目標横加速度Gytが演算される。
Gyt=KfGytf+KsGyts …(7)
Gyt=KfGytf+KsGyts …(7)
次に図7に示されたフローチャートを参照して上記ステップ400にて実行される前方の撮像情報に基づく目標横加速度Gyt演算ルーチンについて説明する。
ステップ410に於いては、上述のステップ380の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytfが演算される。
ステップ415に於いては補正係数Kfが1であるか否かの判別、即ち側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsの演算モードから前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytfの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ420に於いて車両の目標横加速度Gytが前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytfに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ425へ進む。
ステップ425に於いては、上述の310乃至365と同様に側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsが演算される。
ステップ430に於いてはステップ200に於ける判別が肯定判別から否定判別へ変化した時点からの経過時間tsfに基づいて図16に示されたマップより補正係数Kf及びKsが演算される。図16に示されている如く、補正係数Kfは経過時間tsfの増大につれて0から1へ徐々に変化し、補正係数Ksは経過時間tsfの増大につれて1から0へ徐々に変化し、補正係数Ksは経過時間tsfの増大につれて0から1へ徐々に変化し、経過時間tsfに関係なく補正係数Kf及びKsの和は1である。
ステップ435に於いては上記ステップ390の場合と同様に式7に従って車両の目標横加速度Gytが演算される。
次に図8に示されたフローチャートを参照して上記ステップ600にて実行される前方及び側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gyt演算ルーチンについて説明する。
ステップ610に於いては車両の走行軌跡制御を行う上で最低限必要な長さをLminとして、前方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線の長さLflが必要な長さLmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ615に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線による補填が必要な長さLslが0に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ620に於いて必要な長さLslがLmin−Lflに設定される。
ステップ625に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている左側の白線の長さをLslaとして、補填が必要な長さLslがLsla未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ640へ進み、否定判別が行われたときにはステップ630に於いて必要な長さLslがLslaに設定される。
同様にステップ640に於いては前方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線の長さLfrが必要な長さLmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ645に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線による補填が必要な長さLsrが0に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ650に於いて必要な長さLsrがLmin−Lfrに設定される。
ステップ655に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている右側の白線の長さをLsraとして、補填が必要な長さLsrがLsra未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ665へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ660に於いて必要な長さLsrがLsraに設定される。
ステップ665に於いては左右の白線がそれぞれ必要な長さLsl及びLsrの白線にて補填され、ステップ670に於いては補填後の左右の白線に基づいて上記ステップ410に於ける目標横加速度Gytfの演算と同様の要領にて前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytが演算される。
次に図9に示されたフローチャートを参照して上記ステップ900にて実行される目標ピニオン角度φtの演算及び目標ピニオン角度φtに基づく前輪の舵角δの制御ルーチンについて説明する。
ステップ910に於いては車両の目標横加速度Gyt及び車速Vに基づいて図17に示されたマップより走行軌跡制御の目標操舵角θlktが演算される。
ステップ920に於いては車速Vに基づいて図18に於いて実線にて示されたマップより車速に基づく補正係数Kvが演算される。尚図18に於いて破線は走行軌跡制御が行われない場合の車速に基づく補正係数Kvを示している。
ステップ930に於いては目標操舵角θlktにて補正された操舵角(θ−θlkt)に基づいて下記の式8に従って前輪の目標舵角δtに対応するピニオン36の目標角度である目標ピニオン角度φtが演算される。
φt=Kv(θ−θlkt) …(8)
φt=Kv(θ−θlkt) …(8)
ステップ940に於いては操舵入力が与えられた場合に舵角可変装置30が前輪を過剰に転舵し過ぎないようにするためのパラメータをΔφtとして、ピニオン角度φが最終の目標ピニオン角度φt+Δφtになるよう舵角可変装置30が制御され、これにより左右前輪の舵角δが目標ピニオン角度φt+Δφtに対応する目標舵角δtに制御される。
かくして第一の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用CCDカメラ70若しくは72により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して走行軌跡制御を正常に実行する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
尚側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続している状況に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになると、ステップ200及び350に於いて否定判別が行われ、制御はステップ400へ進むようになる。従って車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになったにも拘わらず、側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が不必要に継続されることはない。
また側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の長さは前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の長さよりも短い。しかし前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が中止される場合に比して確実に車両を走行車線に沿って走行させる可能性を高くすることができる。
また第一の実施形態によれば、補正係数Kf及びKsにより、車両の目標横加速度Gytが前方の撮像情報に基づいて演算される制御モードと側方の撮像情報に基づいて演算される制御モードとの間で変化する際の目標横加速度Gytの急変を防止することができる。従って制御モードの変化に伴う目標横加速度Gytの急変に起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。尚この作用効果は後述の他の実施形態に於いても同様に得られる。
特に第一の実施形態によれば、ステップ350に於いて肯定判別が行われたときにはステップ500の判別が行われる。そしてステップ500に於いて前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できると判別されたときにはステップ600が実行される。
図20は車両の前方に霧の如く前方用CCDカメラ68による撮影を阻害する障害物110が存在し、撮像されるべき左右の白線106l及び106rの一部しか前方用CCDカメラ68により撮像することができない状況を示している。図20に於いて106fl及び106frは前方用CCDカメラ68により撮像することができている白線を示し、106sl及び106srは側方用CCDカメラ70及び72により撮像されている白線を示している。
ステップ600の制御により左右の白線がそれぞれ必要な長さLsl及びLsrの白線にて補填される。即ち白線106sl及び106srのうちそれぞれ必要な長さLsl及びLsrの白線106sls及び106srsにて左右の白線が補填される。従って前方用CCDカメラ68による撮影を阻害する障害物110が存在する場合にも走行軌跡制御を中止することなく継続することができる。尚この作用効果は後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
また前方用CCDカメラ68による撮影を阻害する障害物110が存在し、代替の走行軌跡制御は必要であるが、ステップ500に於いて否定判別が行われたときには、ステップ600が実行されることなく走行軌跡制御が中止される。よって前方の撮像情報に基づいて特定される白線の長さが必要な長さLmin未満であるときには、走行軌跡制御が中止される。従って側方用CCDカメラ70及び72により撮像されている白線の情報による補填が行われても正常な走行軌跡制御を継続することができない状況に於いて走行軌跡制御が継続されることを防止することができる。尚この作用効果も後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
また第一の実施形態によれば、ステップ300に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径Rs、車両の横偏差Ds、車両のヨー角ψs、車両の目標横偏差Dst、車両の目標ヨー角ψstが演算され、これらに基づいて目標横加速度Gytが演算される。従って例えば走行車線の半径Rsが考慮されない場合や車両の横偏差Ds及び目標横偏差Dstに基づいて目標横加速度Gytが演算される場合に比して、車両の姿勢を良好な姿勢に維持しつつ車両を好ましく走行車線に沿って走行させることができる。尚この作用効果は後述の第二の実施形態に於いても同様に得られる。
[第二の実施形態]
[第二の実施形態]
図10は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図10に於いて図6に示されたステップと同一のステップには図6に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。このことは後述の他の実施形態についても同様である。
この第二の実施形態に於いては、ステップ330乃至345は上述の第一の実施形態とは異なる要領にて実行されるが、ステップ360乃至390は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
特にステップ330に於いては図21に示されている如く現在の時刻t=tについて車両の横方向に於ける車両の前端の右側縁と走行車線の右側の側縁との距離Dr(t)及び車両の前端の左側縁と走行車線の左側の側縁との距離Dl(t)が演算される。
ステップ335に於いては時間的に相前後する三つの時刻t=0、t-n、t(nは正の定数)について、図21に示されている如く直交座標に於ける点Pの座標が演算される。尚直交座標は車両の走行開始時又は車両が直進走行状態より旋回走行状態へ移行する際に車両の前方基準位置を原点とし、車両の横方向をX軸とし、車両の前方をY軸として設定される。
例えばβを車両のスリップ角とし、演算開始時の車両の前方基準位置の座標(X0,Y0)として、下記の式9及び10に従って各時間に於ける車両の前方基準位置(車両の中央)の座標(Xt,Yt)が演算される。また演算開始時に於ける直交座標に於ける車両12前後方向の線112の傾斜角をψin0として、下記の式11に従って現在の時刻t=tに於ける直交座標に於ける車両12の前後方向の線112の傾斜角ψintが演算される。
尚車両のスリップ角βは例えば以下の如く演算されてよい。まず車両の横加速度Gyと車速V及び車両のヨーレートγの積V・γtとの偏差Gy−V・γとして横加速度の偏差、即ち車両の横すべり加速度Vydが演算される。また横すべり加速度Vydが積分されることにより車体の横すべり速度Vyが演算され、車体の前後速度Vx(=車速V)に対する車体の横すべり速度Vyの比Vyt/Vxとして車両のスリップ角βが演算される。
更に図20に示されている如く時間的に相前後する三つの時刻について、車両の前方基準位置(車両の中央)の座標(Xt,Yt)、傾斜角ψint及び車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の右側の側縁の点Pとの距離Dr(0)、Dr(t-n)、Dr(t)に基づいて点Pの座標が演算される。
更に時間的に相前後する三つの時刻に於ける点Pの上記三つの座標(Xp(0),Yp(0))、(Xp(t-n),Yp(t-n))、(Xp(t),Yp(t))の値が下記の式12に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Rsが演算される。
(Xt−A)2+(Yt−B)2=Rs2 …(12)
(Xt−A)2+(Yt−B)2=Rs2 …(12)
ステップ340に於いては現在の時刻t=tに於ける点Pを通る右側の白線80Rに対する接線114が求められ、前後方向の線112と接線114とがなす角度(直交座標に於ける傾きの差)として車両のヨー角ψtが演算される。
尚時間的に相前後する三つの時刻t=0、t-n、tに於ける車両のヨー角ψtをそれぞれψ(0)、ψ(t-n)、ψ(t)とすると、三つの時刻t=0、t-n、tに於ける点Pの上記三つの座標(Xp(0),Yp(0))、(Xp(t-n),Yp(t-n))、(Xp(t),Yp(t))の値は下記の式13乃至18により表される。
ステップ345に於いては現在の時刻t=tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Dl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Dl(t)、Dr(t)に基づいて、下記の式19に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Dstが演算される。
かくして第二の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用CCDカメラ70若しくは72により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
特に第二の実施形態によれば、横方向の距離Dl(t)、Dr(t)は車両の前方の基準位置のみに於ける横方向の距離であってよく、前方及び後方の両方の基準位置に於ける横方向の距離を求める必要がない。
尚上述の実施形態に於いては、点Pの上記三つの座標(X(0),Y(0))、(X(t-n),Y(t-n))、(X(t),Y(t))の値が下記の式12に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Rsが演算される。しかし左側の白線80L上の点Qの三つの座標に基づいて走行車線の半径Rsが演算されてもよい。また点Pの上記三つの座標に基づく走行車線の半径Rsrと点Qの三つの座標に基づく走行車線の半径Rslとの単純平均値又は重み平均値として走行車線の半径Rsが演算されてもよい。
また上述の実施形態に於いては、点Pを通る右側の白線80Rに対する接線114が求められ、前後方向の線112と接線114とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算される。しかし点Qを通る左側の白線80Lに対する接線116が求められ、前後方向の線112と接線116とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。また接線114に基づく車両のヨー角ψtrと接線116に基づく車両のヨー角ψtlとの単純平均値又は重み平均値として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。
[第三の実施形態]
[第三の実施形態]
図11は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第三の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図11に於いて、図10に示されたステップと同一のステップには図10に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
この第三の実施形態に於いては、ステップ330乃至340は上述の第二の実施形態と同様に実行されるが、ステップ345及び365に代えてそれぞれステップ350及び365aが実行される。またステップ360、370乃至390は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
ステップ350に於いては図22に示されている如く現在の時刻t=tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Dl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Dl(t)、Dr(t)に基づいて、上記式19と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Drst及びDlstが演算される。更に下記の式20に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Dstが演算される。
Dst=(Drst+Dlst)/2 …(20)
Dst=(Drst+Dlst)/2 …(20)
ステップ365aに於いては下記の式21に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsが演算される。
Gyts=Ksy(Dst−Ds) …(21)
Gyts=Ksy(Dst−Ds) …(21)
かくして第三の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Rsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
尚上述の実施形態に於いては、車両のヨー角が考慮されることなく車両の目標横加速度Gytsが演算される。しかし後述の第四の実施形態の場合と同様に車両の目標横加速度Gytsは下記の式24に従って演算されてもよい。
[第四の実施形態]
[第四の実施形態]
図12は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第四の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
この第四の実施形態に於いては、ステップ310は実行されず、ステップ325及び365に代えてそれぞれステップ355及び365bが実行される。またステップ360、370乃至390は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
ステップ355に於いては左側方用CCDカメラ70及び右側方用CCDカメラ72が使用される場合には、第二の実施形態の式19と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Dstが演算される。また右側方用CCDカメラ72のみが使用される場合には、ΔXrを下記の式22により表される値として、下記の式23に従って車両の目標横偏差Dstが演算される。尚右側方用CCDカメラ72のみが使用される場合も同様である。尚Xrは走行車線の幅であり、予め一意に設定される。
またステップ365bに於いては下記の式24に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Gytsが演算される。
Gyts=Ksy(Dst−Ds)+Ksh(ψst−ψs) …(24)
Gyts=Ksy(Dst−Ds)+Ksh(ψst−ψs) …(24)
かくして第四の実施形態によれば、第三の実施形態の場合と同様に、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Rsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
特に第四の実施形態によれば、側方の撮像情報は左側又は右側の何れか一方でもよいので、左側方用CCDカメラ70及び右側方用CCDカメラ72の一方が撮像不能になっても走行軌跡制御を継続することができる。
[第五の実施形態]
[第五の実施形態]
図13は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第五の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンの要部を示すフローチャート、図14は第五の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Gytsの演算ルーチンを示すフローチャートである。
この第五の実施形態に於いては、ステップ100乃至550は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行されるが、ステップ500に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ700へ進む。
ステップ700に於いては図6に示されたフローチャートのステップ380及び図7に示されたフローチャートのステップ410の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytfが演算される。
ステップ750に於いては図14に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Gytsが演算される。尚図14に示されたフローチャートのステップ310乃至365は上述の第一の実施形態について図6に示されたフローチャートのステップ310乃至365と同一である。
ステップ800に於いては車速V、走行車線の半径Rs、走行車線の勾配に基づいて運転者の前方注視距離Lvが推定されると共に、前方用CCDカメラにより車両の前方の白線を認識可能な距離Lfdが求められる。そして前方注視距離Lvに比して距離Lfdが短い場合には補正係数Kdが大きくなり、逆に前方注視距離Lvに比して距離Lfdが長い場合には補正係数Kdが小さくなるよう、0より大きく且つ1より小さい値として補正係数Kdが演算される。
ステップ850に於いては下記の式25に従って補正係数Kdに基づく目標横加速度Gytf及びGytsの線形和として車両の目標横加速度Gytが演算される。
Gyt=(1−Kd)Gytf+KdGyts …(25)
Gyt=(1−Kd)Gytf+KdGyts …(25)
かくして第五の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、前方及び側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができるときには、走行軌跡制御を継続することができる。
特に第五の実施形態によれば、ステップ800に於いて補正係数Kdが演算され、車両の目標横加速度Gytは式25に従って補正係数Kdに基づく目標横加速度Gytf及びGytsの線形和として演算される。そして補正係数Kdは前方注視距離Lvに比して距離Lfdが短い場合には補正係数Kdが大きくなり、逆に前方注視距離Lvに比して距離Lfdが長い場合には補正係数Kdが小さくなるよう可変設定される。
従って前方注視距離Lvに比して距離Lfdが長い場合には前方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続し、前方注視距離Lvに比して距離Lfdが短い場合には側方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続することができる。よって補正係数Kdが可変設定されない場合に比して前方注視距離Lv及び距離Lfdの大小関係に応じて適切に走行軌跡制御を継続することができる。
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の各実施形態に於いては、撮像手段は前方用CCDカメラ68と左側方用CCDカメラ70及び右側方用CCDカメラ72とを含んでいる。しかし撮像手段は撮像方向及び撮像角度の少なくとも一方を変更する一つ又は二つの撮像装置であってもよい。
また上述の各実施形態に於いては、車両の前方及び後方の基準位置は車両の前端及び後端である。しかし前方及び後方の基準位置の少なくとも一方が車両の前端と後端との間の位置に設定されてもよく、また前方の基準位置が車両の前端よりも前方に設定されてもよく、後方の基準位置が車両の後端よりも後方に設定されてもよい。
また上述の各実施形態に於いては、ステップ500に於いて否定判別が行われたときには制御はステップ550へ進み、走行軌跡制御が中止されるようになっている。しかし夜間走行時や濃霧状況での走行時に於いてステップ500に於いて否定判別が行われたときには、前照灯やフォグランプの照射方向を変更して、ステップ500の判定が再度実行されてもよい。
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の目標横偏差の基準は走行車線の中央であるが、走行車線の右側又は左側の側縁であってもよく、また例えば旋回内側の側縁になるよう走行車線の湾曲方向によって可変設定されてもよい。
また上述の第一乃至第四の実施形態に於いて、ステップ500及び600が省略されてもよい。
Claims (11)
- 車両の周囲を撮像する撮像装置であって、撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更可能な撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、
前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、前記撮像装置により車両の側方を撮像し、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記車両の横偏差及び前記車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置。 - 前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、前記車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて前記三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、前記三つの時刻について前記側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記三つの時刻に於ける前記車両の横偏差、前記車両のヨー角及び前記車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記側方撮像装置は、車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差を推定し、前記左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することを特徴とする請求項4に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、及び前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記撮像装置は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには、前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変させることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して前記第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、前記第一の目標舵角、前記第二の目標舵角、前記寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項8に記載の車両の走行軌跡制御装置。
- 前記演算制御装置は、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像装置の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには、車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続することを特徴とする請求項1乃至10の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
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