JP6016996B1 - 車両の操舵制御装置および操舵制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と比べて、操舵制御の信頼性を向上させることのできる車両の操舵制御装置および操舵制御方法を得る。【解決手段】衛星版操舵制御量信頼性情報（Ｔ＿ＧＰＳ）および撮像版操舵制御量信頼性情報（Ｔ＿ＣＡＭ）から、衛星版操舵制御量（ＳＣ＿ＧＰＳ）および撮像版操舵制御量（ＳＣ＿ＣＡＭ）のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量と同値となるように操舵指令値（ＳＣ）を演算するように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の操舵制御を行う車両の操舵制御装置および操舵制御方法に関するものである。

近年、交通事故予防による安全性、ドライバ負担軽減による快適性、およびエネルギー使用軽減による環境性の観点から、車両の自動運転への関心が高まっている。自動運転の車両は、目標とするコースを追従するととともに周辺状況を監視することで、他車および障害物等に起因する危険を未然に防いで、目的地へ到達することが求められる。特に、緊急自動ブレーキ、車線維持システムおよびクルーズコントロール等の複数のシステムを適合させることで非常時のみドライバへ運転権限を移譲するような自動運転レベルへの関心が高まりつつある。

ここで、自動操舵を行うための従来技術の具体例として、第１に、車両の前方を撮像する撮像部を用いて道路の白線を認識することで車線中央を車両が走行するように操舵制御を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。第２に、衛星情報によって自車位置を把握することで目標とするコースを車両が走行するように操舵制御を行う技術がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５−１３５４５号公報 特開２００５−６７４８４号公報

しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１に記載の従来技術（以下、第１の従来技術と称す）では、非常時のみドライバへ運転権限を移譲するような自動運転レベルの場合、撮像部が正常に白線を認識できなければ、操舵制御を停止してしまう。また、特許文献２に記載の従来技術（以下、第２の従来技術と称す）では、衛星情報の受信状況によって車両の位置精度のばらつきが発生し、そのばらつきが操舵制御に影響してしまう。

ここで、上記のように第１の従来技術および第２の従来技術のそれぞれに存在する欠点を考慮した場合、第１の従来技術および第２の従来技術を組み合わせることで、互いの欠点を補うことが考えられる。しかしながら、第１の従来技術および第２の従来技術を単に組み合わせただけでは、操舵制御の信頼性を十分に確保することができないという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、従来と比べて、操舵制御の信頼性を向上させることのできる車両の操舵制御装置および操舵制御方法を得ることを目的とする。

本発明における車両の操舵制御装置は、撮像部を備えた車両の操舵制御を操舵指令値に従って行う車両の操舵制御装置であっ車両と通信可能な衛星から受信した、車両の自車位置を特定するための衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量を演算して出力する衛星版操舵制御量演算部と、車両の前方を撮像する撮像部によって撮像された画像情報を用いて、撮像版操舵制御量を演算して出力する撮像版操舵制御量演算部と、操舵指令値を演算して出力する操舵制御量指令部と、を備え、衛星版操舵制御量演算部は、第１の評価基準を用いて衛星版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、撮像版操舵制御量演算部は、第２の評価基準を用いて撮像版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、操舵制御量指令部は、衛星版操舵制御量信頼性情報および撮像版操舵制御量信頼性情報から、衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量と同値となるように操舵指令値を演算するものである。

また、本発明における車両の操舵制御方法は、車両の操舵制御を操舵指令値に従って行う車両の操舵制御方法であって、車両と通信可能な衛星から受信した、車両の自車位置を特定するための衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量を演算して出力する衛星版操舵制御量演算ステップと、車両の前方を撮像する撮像部によって撮像された画像情報を用いて、撮像版操舵制御量を演算して出力する撮像版操舵制御量演算ステップと、操舵指令値を演算して出力する操舵制御量指令ステップと、を備え、衛星版操舵制御量演算ステップでは、第１の評価基準を用いて衛星版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、撮像版操舵制御量演算ステップでは、第２の評価基準を用いて撮像版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、操舵制御量指令ステップでは、衛星版操舵制御量信頼性情報および撮像版操舵制御量信頼性情報から、衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量と同値となるように操舵指令値を演算するものである。

本発明によれば、衛星から受信した衛星情報に基づいた操舵制御と、撮像部によって撮像された画像情報に基づいた操舵制御とのそれぞれの信頼性を評価し、その評価結果に従って、操舵制御を切り替えるように構成する。これにより、従来と比べて、操舵制御の信頼性を向上させることのできる車両の操舵制御装置および操舵制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における車両の操舵制御装置を含む操舵制御システムの示す全体構成図である。 図１の表示装置の画面に表示される画像の一例を示す構成図である。 図１の操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 図３の衛星版操舵制御量演算部によって衛星版操舵制御量が演算されるときの演算方法の一例を説明するための説明図である。 図３の撮像版操舵制御量演算部によって撮像版操舵制御量が演算されるときの演算方法の一例を説明するための説明図である。 図１の操舵制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。 図３の操舵制御量指令部の構成を示すブロック図である。 図３の操舵制御量指令部の一連の動作を示すフローチャートである。 図７の出力切り替え部の構成を示すブロック図である。 図９のＳＷ部によって切り替え後信号が演算されるときの演算方法の一例を示すテーブルである。 図９のα演算部によって演算される切り替え前係数と、図９の１−α演算部によって演算される切り替え後係数とのそれぞれの時系列変化を示す説明図である。 図７の出力切り替え部の一連の動作を示すフローチャートである。 図１の操舵制御装置によって演算される各パラメータの時間変化の第１の例を示す説明図である。 図１の操舵制御装置によって演算される各パラメータの時間変化の第２の例を示す説明図である。

以下、本発明による車両の操舵制御装置および操舵制御方法を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における車両の操舵制御装置９を含む操舵制御システムの示す全体構成図である。図１における操舵制御システムは、車輪２およびハンドル３を備えた車両１に適用され、操舵部４、撮像部５、衛星６、衛星信号受信部７、車速センサ８、操舵制御装置９、表示装置１０およびヨーレートセンサ１１を備える。図１における操舵制御システムでは、操舵制御装置９によって出力された操舵指令値ＳＣに従って操舵部４が動作することで、車両１の操舵制御が行われる。

操舵部４は、例えば、操舵用モータおよびＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いて構成される。操舵部４は、操舵制御装置９から入力された、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆおよび操舵指令値ＳＣに従って動作することで、ハンドル３の回転を制御する。

撮像部５は、車両１に搭載され、例えば、車両１の前方を撮像するカメラを用いて構成される。撮像部５は、車両の前方を撮像し、その撮像結果を画像情報ＣＡＭ＿Ｉとして操舵制御装置９に出力する。

衛星６は、例えば、複数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星を用いて構成され、地球の周囲を飛行している。なお、実施の形態１では、衛星６として、ＧＰＳ衛星を用いて構成する場合を例示するが、ＧＰＳ衛星と同機能のその他の衛星を用いて構成してもよい。また、図１では、衛星６を構成する複数のＧＰＳ衛星のうちの１つのみを記載し、その他のＧＰＳ衛星の記載を省略している。

衛星信号受信部７は、例えば、アンテナおよび受信機を用いて構成され、衛星６と通信可能である。衛星信号受信部７は、衛星６から、車両１の自車位置を特定するための衛星情報としてＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓを受信する。また、衛星信号受信部７は、受信したＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓを操舵制御装置９に出力する。

車速センサ８は、車両１の走行速度を検出し、検出結果を車速Ｖとして操舵制御装置９に出力する。なお、図１では、４つの車輪２のうちの１つの車輪の速度を車速Ｖとして検出するように構成する場合を例示しているがこれに限定されない。すなわち、例えば、４つの車輪２の各速度の平均、４つの車輪２のうちの右車輪の各速度の平均、または４つの車輪２のうちの左車輪の各速度の平均を、車速Ｖとして検出するように構成してもよい。

ヨーレートセンサ１１は、車両１に発生するヨーレートを検出し、検出結果をヨーレート信号Ｙとして操舵制御装置９に出力する。

操舵制御装置９は、例えば、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、システムＬＳＩ等の処理回路とによって実現される。操舵制御装置９は、撮像部５から入力された画像情報ＣＡＭ＿Ｉと、衛星信号受信部７から入力されたＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓと、車速センサ８から入力された車速Ｖと、ヨーレートセンサ１１から入力されたヨーレート信号Ｙとから、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆ、操舵指令値ＳＣおよび制御表示信号ＣＩを演算する。また、操舵制御装置９は、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆおよび操舵指令値ＳＣを操舵部４に出力し、制御表示信号ＣＩを表示装置１０に出力する。

表示装置１０は、現在の操舵制御システムでは、衛星６から受信した衛星情報に基づいた操舵制御と、撮像部５によって撮像された画像情報ＣＡＭ＿Ｉに基づいた操舵制御とのいずれが行われているかの操舵制御の状況を車両１のドライバに報知するために、操舵制御装置９から入力された制御表示信号ＣＩに従って、画面に画像を表示する。

図２は、図１の表示装置１０の画面に表示される画像の一例を示す構成図である。例えば、図２に示すように、画像情報ＣＡＭ＿Ｉに基づいた操舵制御が行われている場合には、撮像部５を示す絵が表示されるようにする。一方、衛星情報に基づいた操舵制御が行われている場合には、衛星６を示す絵が表示されるようにする。このように構成することで、操舵制御システムに対する安心感をドライバへ付与することが可能となる。

次に、操舵制御装置９の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、図１の操舵制御装置９の構成を示すブロック図である。図３における操舵制御装置９は、自車位置検出部３１と、目標地点３２および地図情報３３を記憶する記憶部（図示せず）と、目標走行経路導出部３４と、衛星版操舵制御量演算部３５と、走行路検出部３６と、撮像版操舵制御量演算部３７と、操舵制御量指令部３８とを有する。

自車位置検出部３１は、衛星信号受信部７から入力されたＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓと、車速センサ８から入力された車速Ｖと、ヨーレートセンサ１１から入力されたヨーレート信号Ｙとから、自車位置情報Ｐおよび位置誤差ＰＥを演算する。自車位置検出部３１は、目標走行経路導出部３４に自車位置情報Ｐを出力し、衛星版操舵制御量演算部３５に自車位置情報Ｐおよび位置誤差ＰＥを出力する。

具体的には、自車位置検出部３１は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓから位置を演算し、さらに、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓを受信する際の更新レート間でのヨーレート信号Ｙの積分値と、車速Ｖとの積を演算する。自車位置検出部３１は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓから演算した位置に、演算した積を加算することで、自車位置情報Ｐを演算する。

また、自車位置検出部３１は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓの受信タイミングにおいて、受信した最新のＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓから演算された最新更新位置と、自車位置情報Ｐとの距離誤差を演算し、その距離誤差を位置誤差ＰＥとする。

なお、上記で例示した自車位置情報Ｐおよび位置誤差ＰＥの演算方法は一例に過ぎず、その他の公知技術を用いて、自車位置情報Ｐおよび位置誤差ＰＥを演算するように自車位置検出部３１を構成してもよい。

目標地点３２は、ドライバによってあらかじめ設定される目標地点ＧＰであり、記憶部に記憶されている。

地図情報３３は、あらかじめ設定される地図情報ＭＩであり、記憶部に記憶されている。なお、実施の形態１では、地図情報ＭＩとして高精度地図情報を用いる場合を例示するが、本発明では、地図情報ＭＩとして高精度地図を用いなければならないというわけではない。

目標走行経路導出部３４は、自車位置検出部３１から入力された自車位置情報Ｐと、記憶部に記憶されている目標地点ＧＰおよび地図情報ＭＩとから、目標走行経路ＴＴを演算する。目標走行経路導出部３４は、衛星版操舵制御量演算部３５に目標走行経路ＴＴを出力する。

なお、目標走行経路ＴＴの具体的な演算について、例えば、ナビゲーション等で用いられている公知の技術を用いて、目標走行経路ＴＴを演算するように目標走行経路導出部３４を構成すればよい。

衛星版操舵制御量演算部３５は、自車位置検出部３１から入力された自車位置情報Ｐおよび位置誤差ＰＥと、目標走行経路導出部３４から入力された目標走行経路ＴＴと、車速センサ８から入力された車速Ｖとから、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳを演算する。衛星版操舵制御量演算部３５は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳを操舵制御量指令部３８に出力する。

ここで、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの演算方法の具体例について、図４を参照しながら説明する。図４は、図３の衛星版操舵制御量演算部３５によって衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳが演算されるときの演算方法の一例を説明するための説明図である。

衛星版操舵制御量演算部３５は、自車位置情報Ｐと自車位置情報Ｐから前方注視位置を考慮した自車位置Ｐ’とを結んだ線分と、目標走行経路ＴＴとがなす角である方位角度偏差θを演算する。また、衛星版操舵制御量演算部３５は、自車位置情報Ｐと自車位置Ｐ’とを結んだ線分と直交するように自車位置Ｐ’と目標走行経路ＴＴとを結んだ線分の長さである横偏差ｗを演算する。衛星版操舵制御量演算部３５は、演算した横偏差ｗおよび方位角度偏差θに対するゲイン演算結果から、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを演算する。

なお、実施の形態１では、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳは、ハンドル３のハンドル角を制御するためのハンドル角指令値である場合を例示するが、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳは、操舵トルクを制御するための操舵トルク指令値であってもよい。

衛星版操舵制御量演算部３５は、あらかじめ設定された第１の評価基準を用いて、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性を評価し、その評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳとする。具体的には、例えば、位置誤差ＰＥの大きさを第１の評価基準として設定した場合、位置誤差ＰＥの大きさによって、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性が複数の評価レベルのうちのどのレベルに該当するかを決定し、決定した評価レベルを、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳとする。

実施の形態１では、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性が、低レベルおよび高レベルの２つの評価レベルのうちのどのレベルに該当するかを決定するように、衛星版操舵制御量演算部３５を構成する場合を例示する。この場合、例えば、衛星版操舵制御量演算部３５は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性が低レベルに該当すると決定した場合には、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳとして「０」を出力し、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性が高レベルに該当すると決定した場合には、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳとして「１」を出力するように構成される。

なお、位置誤差ＰＥの大きさだけでなく、衛星６の数、衛星６の配置状態、または一般的なＧＰＳ測位における品質情報といった精度情報などを併せて考慮して、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性を評価するように構成してもよい。ここでいう品質情報とは、例えば、ＦｉｘまたはＦｌｏａｔなどが挙げられる。

なお、上記で例示した衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳの演算方法は一例に過ぎず、その他の公知技術を用いて、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳを演算するように衛星版操舵制御量演算部３５を構成してもよい。

すなわち、実施の形態１では、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを演算する構成の一例として、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓと、衛星情報以外の情報としての車速Ｖ、ヨーレート信号Ｙ、目標地点ＧＰおよび地図情報ＭＩとを用いて衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを演算するように構成する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、車両１と通信可能な衛星６から受信した、車両１の自車位置を特定するための衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳをどのように演算するかは適宜設計することができる。したがって、衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを演算する構成であれば、どのように構成してもよい。

また、実施の形態１では、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳを演算する構成の一例として、位置誤差ＰＥの大きさを第１の評価基準として設定し、位置誤差ＰＥの大きさによって、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性を評価する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性をどのような評価基準を用いてどのように評価するかは適宜設計することができる。したがって、評価基準を用いて、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳの信頼性を評価し、その評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳとして演算する構成であれば、どのように構成してもよい。

走行路検出部３６は、撮像部５から入力された画像情報ＣＡＭ＿Ｉに従って、車両１の走行路の状態を検出し、検出結果を走行路情報ＬＩとして撮像版操舵制御量演算部３７に出力する。

なお、走行路情報ＬＩの具体的な演算について、例えば、従来の画像認識技術を用いて、道路の左右に存在する白線に関する左右白線情報、および道路の曲率に関する道路曲率情報などを検出し、その検出結果を走行路情報ＬＩとして出力するように、走行路検出部３６を構成すればよい。また、その他の公知技術を用いて、走行路情報ＬＩを出力するように、走行路検出部３６を構成してもよい。実施の形態１では、左右白線情報および道路曲率情報が走行路情報ＬＩに含まれる場合を例示する。

撮像版操舵制御量演算部３７は、走行路検出部３６から入力された走行路情報ＬＩと、車速センサ８から入力された車速Ｖとから、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭを演算する。撮像版操舵制御量演算部３７は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭを操舵制御量指令部３８に出力する。

ここで、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの演算方法の具体例について、図５を参照しながら説明する。図５は、図３の撮像版操舵制御量演算部３７によって撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭが演算されるときの演算方法の一例を説明するための説明図である。

撮像版操舵制御量演算部３７は、走行路情報ＬＩから目標走行経路ＴＴ’を演算する。また、撮像版操舵制御量演算部３７は、自車位置情報Ｐと自車位置情報Ｐから前方注視位置を考慮した自車位置Ｐ’とを結んだ線分と、目標走行経路ＴＴ’とがなす角である方位角度偏差θ’を演算する。さらに、撮像版操舵制御量演算部３７は、自車位置情報Ｐと自車位置Ｐ’とを結んだ線分と直交するように自車位置Ｐ’と目標走行経路ＴＴ’とを結んだ線分の長さである横偏差ｗ’を演算する。撮像版操舵制御量演算部３７は、演算した横偏差ｗ’および方位角度偏差θ’に対するゲイン演算結果から、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを演算する。

なお、実施の形態１では、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭは、ハンドル３のハンドル角を制御するためのハンドル角指令値である場合を例示するが、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳは、操舵トルクを制御するための操舵トルク指令値であってもよい。

撮像版操舵制御量演算部３７は、あらかじめ設定された第２の評価基準を用いて、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性を評価し、その評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとする。具体的には、例えば、左右白線情報における左右白線のばらつき度、すなわち、左右それぞれの白線を認識するときにその認識が設定時間内で変化した回数を、第２の評価基準として設定した場合、その変化回数によって、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性が複数の評価レベルのうちのどのレベルに該当するかを決定し、決定した評価レベルを、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとする。

実施の形態１では、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性が、低レベルおよび高レベルの２つの評価レベルのうちのどのレベルに該当するかを決定するように、撮像版操舵制御量演算部３７を構成する場合を例示する。この場合、例えば、撮像版操舵制御量演算部３７は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性が低レベルに該当すると決定した場合には、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとして「０」を出力し、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性が高レベルに該当すると決定した場合には、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとして「１」を出力するように構成される。

なお、上記で例示した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭの演算方法は一例に過ぎず、その他の公知技術を用いて、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭを演算するように撮像版操舵制御量演算部３７を構成してもよい。

すなわち、実施の形態１では、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを演算する構成の一例として、画像情報ＣＡＭ＿Ｉと、画像情報ＣＡＭ＿Ｉ以外の情報としての車速Ｖとを用いて撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを演算するように構成する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、画像情報ＣＡＭ＿Ｉを用いて、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭをどのように演算するかは適宜設計することができる。したがって、画像情報ＣＡＭ＿Ｉを用いて、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを演算する構成であれば、どのように構成してもよい。

また、実施の形態１では、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭを演算する構成の一例として、左右それぞれの白線を認識するときにその認識が設定時間内で変化した回数を、第２の評価基準として設定し、その変化回数によって、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性を評価する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性をどのような評価基準を用いてどのように評価するかは適宜設計することができる。したがって、評価基準を用いて、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの信頼性を評価し、その評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとして演算する構成であれば、どのように構成してもよい。

操舵制御量指令部３８は、衛星版操舵制御量演算部３５から入力された衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳと、撮像版操舵制御量演算部３７から入力された撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭとから、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆ、操舵指令値ＳＣおよび制御表示信号ＣＩを演算して出力する。

なお、実施の形態１では、操舵指令値ＳＣは、ハンドル３のハンドル角を制御するためのハンドル角指令値である場合を例示するが、操舵トルクを制御するための操舵トルク指令値であってもよい。

次に、操舵制御装置９の一連の動作について、図６を参照しながら説明する。図６は、図１の操舵制御装置９の一連の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、自車位置検出部３１は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ＿Ｓ、ヨーレート信号Ｙおよび車速Ｖから、自車位置情報Ｐを演算して出力し、ステップＳ１０２へと進む。

次にステップＳ１０２において、目標走行経路導出部３４は、記憶部に記憶されている目標地点ＧＰを読み込み、ステップＳ１０３へと進む。

ステップＳ１０３において、目標走行経路導出部３４は、記憶部に記憶されている地図情報ＭＩを読み込み、ステップＳ１０４へと進む。

ステップＳ１０４において、目標走行経路導出部３４は、自車位置情報Ｐ、目標地点ＧＰおよび地図情報ＭＩから、目標走行経路ＴＴを導出して出力し、ステップＳ１０５へと進む。

ステップＳ１０５において、衛星版操舵制御量演算部３５は、自車位置情報Ｐ、位置誤差ＰＥ、目標走行経路ＴＴおよび車速Ｖから、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳを演算して出力し、ステップＳ１０６へと進む。

ステップＳ１０６において、走行路検出部３６は、画像情報ＣＡＭ＿Ｉから走行路を検出して走行路情報ＬＩを出力し、ステップＳ１０７へと進む。

ステップＳ１０７において、撮像版操舵制御量演算部３７は、走行路情報ＬＩおよび車速Ｖから、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭを演算して出力し、ステップＳ１０８へと進む。

ステップＳ１０８において、操舵制御量指令部３８は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭから、操舵指令値ＳＣ、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆおよび制御表示信号ＣＩを演算して出力し、一連の処理を終了する。

このように、操舵制御装置９は、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの一連の処理を行うことで、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆ、操舵指令値ＳＣおよび制御表示信号ＣＩを得る。

次に、操舵制御量指令部３８の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、図３の操舵制御量指令部３８の構成を示すブロック図である。図７における操舵制御量指令部３８は、信頼性状態確認部７１、比較演算部７２および出力切り替え部７３を有する。

信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭから、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのそれぞれの信頼性状態を確認することで、信頼性確認結果ＴＣＲを演算する。また、信頼性状態確認部７１は、信頼性確認結果ＴＣＲを比較演算部７２および出力切り替え部７３に出力する。

すなわち、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭから、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、その判断結果を信頼性確認結果ＴＣＲとして出力する。

さらに、信頼性状態確認部７１は、信頼性確認結果ＴＣＲを、制御表示信号ＣＩとして出力する。

具体的には、信頼性状態確認部７１は、入力された衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭがそれぞれ１ビット分の信号であるので、信頼性確認結果ＴＣＲを演算するときに計２ビット分の信号を割り当てる。

例えば、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳが「０」であって、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭが「０」である場合には、信頼性確認結果ＴＣＲとして、「００」を出力する。この場合、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの両方が信頼性基準を満たさないと判断していることとなる。

信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳが「０」であって、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭが「１」である場合には、信頼性確認結果ＴＣＲとして、「０１」を出力する。この場合、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのうちの撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのみが信頼性基準を満たすと判断していることとなる。

信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳが「１」であって、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭが「０」である場合には、信頼性確認結果ＴＣＲとして、「１０」を出力する。この場合、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのうちの衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳのみが信頼性基準を満たすと判断していることとなる。

信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳが「１」であって、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭが「１」である場合には、信頼性確認結果ＴＣＲとして、「１１」を出力する。この場合、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭの両方が信頼性基準を満たすと判断していることとなる。

比較演算部７２は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび信頼性確認結果ＴＣＲから、比較演算を行うことで、比較演算結果ＣＲを出力切り替え部７３に出力する。

具体的には、比較演算部７２は、入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」である場合にだけ比較演算を行う。また、比較演算部７２は、比較演算として、以下のような処理を行う。

すなわち、比較演算部７２は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭとを比較することで、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭとの間で制御量乖離状態が発生しているか否かを判断し、その判断結果を比較演算結果ＣＲとして出力する。

具体的には、比較演算部７２は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭとの偏差である制御量偏差が偏差設定値以上であり、かつその制御量偏差が偏差設定値以上である状態が設定時間継続した場合、制御量乖離状態が発生していると判断し、比較演算結果ＣＲとして「０」を出力する。一方、比較演算部７２は、制御量偏差が偏差設定値未満である場合、制御量乖離状態が発生していない、すなわち、制御量近接状態が発生していると判断し、比較演算結果ＣＲとして「１」を出力する。なお、偏差設定値および設定時間は、あらかじめ設定しておけばよい。

実施の形態１では、偏差を用いて衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭとを比較する場合を例示しているが、偏差の代わりに比率を用いてもよい。また、上記で例示した比較演算の処理は一例に過ぎず、その他の公知技術を用いて、比較演算を行うように比較演算部７２を構成してもよい。

出力切り替え部７３は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、信頼性確認結果ＴＣＲおよび比較演算結果ＣＲから、操舵指令値ＳＣおよび操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆを演算して出力する。なお、出力切り替え部７３は、操舵制御不可と判断した場合、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「０」を出力し、操舵制御可能と判断した場合、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「１」を出力する。

次に、操舵制御量指令部３８の一連の動作について、図８を参照しながら説明する。図８は、図３の操舵制御量指令部３８の一連の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１において、信頼性状態確認部７１は、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭから、信頼性確認結果ＴＣＲを演算して出力し、ステップＳ２０２へと進む。

次にステップＳ２０２において、比較演算部７２は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび信頼性確認結果ＴＣＲから、比較演算結果ＣＲを出力し、ステップＳ２０３へと進む。

ステップＳ２０３において、出力切り替え部７３は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、信頼性確認結果ＴＣＲおよび比較演算結果ＣＲから、操舵指令値ＳＣおよび操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆを演算して出力し、ステップＳ２０４へと進む。

ステップＳ２０４において、信頼性状態確認部７１は、信頼性確認結果ＴＣＲを、制御表示信号ＣＩとして出力し、一連の処理を終了する。

このように、操舵制御量指令部３８は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までの一連の処理を行うことで、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆ、操舵指令値ＳＣおよび制御表示信号ＣＩを得る。

次に、出力切り替え部７３の構成について、図９を参照しながら説明する。図９は、図７の出力切り替え部７３の構成を示すブロック図である。図９における出力切り替え部７３は、制限付与部９１、固定値出力部９２、ＳＷ部９３、α演算部９４、１−α演算部９５、乗算器９６、乗算器９７、加算器９８および制御可否判定部９９を有する。

制限付与部９１は、比較演算結果ＣＲから撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭに制限を付与することで、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを演算する。制限付与部９１は、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲをＳＷ部９３に出力する。

具体的には、例えば、制限付与部９１は、入力された比較演算結果ＣＲが「０」の場合には、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭに対して設定ゲインを乗算するゲイン演算を行うことで、制限を付与する。なお、設定ゲインは、あらかじめ設定されるものであり、具体的な数値として、例えば、０．５倍に設定すればよい。一方、制限付与部９１は、入力された比較演算結果ＣＲが「１」の場合には、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭに対して制限を付与しなくても構わない。

固定値出力部９２は、固定値ＣをＳＷ部９３に出力する。なお、固定値Ｃは、あらかじめ設定されるものであり、具体的な数値として、例えば、「０」が設定される。

ＳＷ部９３は、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、固定値Ｃ、比較演算結果ＣＲおよび信頼性確認結果ＴＣＲから、切り替え後信号ＮＯおよび切り替え前信号ＯＯを演算する。ＳＷ部９３は、切り替え後信号ＮＯを乗算器９６に出力し、切り替え前信号ＯＯを乗算器９７に出力する。

ここで、切り替え後信号ＮＯの演算方法の具体例について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、図９のＳＷ部９３によって切り替え後信号ＮＯが演算されるときの演算方法の一例を示すテーブルである。なお、図１０に示すテーブルは、記憶部に記憶されている。

ＳＷ部９３は、図１０に示すテーブルから、信頼性確認結果ＴＣＲおよび比較演算結果ＣＲに従って、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび固定値Ｃのいずれかの値を選択する。ＳＷ部９３は、選択した値を、切り替え後信号ＮＯとして出力する。

例えば、ＳＷ部９３に入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」であり、ＳＷ部９３に入力された比較演算結果ＣＲが「０」の場合を考える。この場合、ＳＷ部９３は、制限を付与した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、すなわち、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを、操舵指令値演算用制御量として選択し、その制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを切り替え後信号ＮＯとして出力する。

また、ＳＷ部９３に入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」であり、ＳＷ部９３に入力された比較演算結果ＣＲが「１」の場合を考える。この場合、ＳＷ部９３は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを、操舵指令値演算用制御量として選択し、その撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを切り替え後信号ＮＯとして出力する。

このように、信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」である場合、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのいずれの信頼性も高い。しかしながら、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、または撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを用いて演算される制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを、操舵指令値ＳＣとして採用することを優先している。この理由としては、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳでは、衛星６の受信状態またはヨーレートセンサ１１のドリフト等に起因した意図しない誤差が発生する場合があることを考慮しているからである。

さらに、ＳＷ部９３に入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「０１」であり、比較演算部７２が比較演算を行わない場合を考える。なお、比較演算部７２が比較演算を行わない場合、比較演算結果ＣＲが演算されないので、図１０では、ドントケアを表す記号＊を表記している。この場合、ＳＷ部９３は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを、操舵指令値演算用制御量として選択し、その撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを切り替え後信号ＮＯとして出力する。

また、ＳＷ部９３に入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「１０」であり、比較演算部７２が比較演算を行わない場合を考える。なお、比較演算部７２が比較演算を行わない場合、比較演算結果ＣＲが演算されないので、図１０では、ドントケアを表す記号＊を表記している。この場合、ＳＷ部９３は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを、操舵指令値演算用制御量として選択し、その衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを切り替え後信号ＮＯとして出力する。

ＳＷ部９３は、信頼性状態確認部７１による判断結果、すなわち、信頼性確認結果ＴＣＲに従って、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量を切り替え後信号ＮＯとして出力する。

また、ＳＷ部９３は、比較演算部７２による判断結果、すなわち、比較演算結果ＣＲも併せて考慮して、制御量乖離状態が発生している場合には、制限を付与した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、すなわち、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量を切り替え後信号ＮＯとして出力する。

このように、ＳＷ部９３は、信頼性確認結果ＴＣＲ、または信頼性確認結果ＴＣＲおよび比較演算結果ＣＲに従って、切り替え後信号ＮＯとして出力する値を切り替える。

ＳＷ部９３は、切り替え後信号ＮＯを新しく出力する際、今回新しく切り替え後信号ＮＯを出力する前の前回に出力した切り替え後信号ＮＯを、切り替え前信号ＯＯとして出力する。

例えば、信頼性確認結果ＴＣＲが「０１」から「１０」に切り替わる場合、すなわち、前回に出力した切り替え後信号ＮＯが撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭであり、今回新しく出力する切り替え後信号ＮＯが衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳである場合を考える。この場合、ＳＷ部９３は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを、切り替え前信号ＯＯとして出力する。

α演算部９４は、比較演算結果ＣＲおよび信頼性確認結果ＴＣＲから、切り替え後信号ＮＯの切り替わり、すなわち、切り替え後信号ＮＯの変化を判断し、切り替わりからの経過時間と、あらかじめ設定した時定数とから、以下の式（１）によって、切り替え前係数αを演算する。α演算部９４は、切り替え前係数αを、１−α演算部９５および乗算器９７に出力する。具体的には、α演算部９４は、図１０に示すテーブルを用いて、切り替え後信号ＮＯの切り替わりを判断する。
α＝ｅｘｐ（−ｔ／τ） ・・・（１）
ただし、τ：時定数、ｔ：経過時間

１−α演算部９５は、１から、切り替え前係数αを減算し、その減算結果を切り替え後係数１−αとして乗算器９６に出力する。

乗算器９６は、切り替え後係数１−αと切り替え後信号ＮＯとを乗算し、その乗算結果を切り替え後乗算結果ＧＯ＿Ｎとして加算器９８に出力する。

乗算器９７は、切り替え前係数αと切り替え前信号ＯＯとを乗算し、その乗算結果を切り替え前乗算結果ＧＯ＿Ｏとして加算器９８に出力する。

ここで、切り替え前係数αおよび切り替え後係数１−αの時系列変化について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、図９のα演算部９４によって演算される切り替え前係数αと、図９の１−α演算部９５によって演算される切り替え後係数１−αとのそれぞれの時系列変化を示す説明図である。

図１１に示すように、切り替え開始時点では、切り替え後係数１−αが０であり、切り替え前係数αが１である。切り替え開始時点からの経過時間ととともに、切り替え前係数αが徐々に減少し、切り替え後係数１−αが徐々に増加する。切り替え完了時点では、切り替え後係数１−αが１となり、切り替え前係数αが０となる。

なお、図１１には記載していないが、切り替え完了後に切り替え後係数１−αと、切り替え前係数αとを入れ替えることで、次の切り替えに対応可能な状態をとるように構成する。すなわち、切り替え後係数１−αおよび切り替え前係数αを切り替え開始時点の状態に戻すように構成する。切り替え後係数１−αと切り替え前係数αとを入れ替えるタイミングは、切り替え完了直後でも構わないし、切り替え完了時点から数秒経過後でも構わないし、次の切り替え開始時点でも構わない。

加算器９８は、切り替え後乗算結果ＧＯ＿Ｎと切り替え前乗算結果ＧＯ＿Ｏとを加算し、その加算結果を、操舵指令値ＳＣとして出力する。

このように構成することで、出力切り替え部７３は、ＳＷ部９３によって選択される操舵指令値演算用制御量が切り替わるとき、切り替え開始時点からの経過時間に従って切り替え後の操舵指令値演算用制御量に近づいていき、切り替え完了時点で切り替え後の操舵指令値演算用制御量と同値となるように操舵指令値を演算することとなる。

具体的には、切り替え開始時点からの経過時間をｔ、時定数をτ、切り替え前係数をα、切り替え前の操舵指令値演算用制御量をＳＣ１、切り替え後の操舵指令値演算用制御量をＳＣ２とするとき、出力切り替え部７３は、以下の式（２）に従って操舵指令値ＳＣを演算することとなる。
ＳＣ＝αＳＣ１＋（１−α）ＳＣ２ ・・・（２）
ただし、α＝ｅｘｐ（−ｔ／τ）

制御可否判定部９９は、信頼性確認結果ＴＣＲから操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆを演算し、その演算結果を出力する。

具体的には、制御可否判定部９９は、入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「００」以外の場合、すなわち、「０１」、「１０」および「１１」の場合には、操舵制御可能と判断し、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「１」を出力する。一方、制御可否判定部９９は、入力された信頼性確認結果ＴＣＲが「００」の場合、操舵制御不可と判断し、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「０」を出力する。

次に、出力切り替え部７３の一連の動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、図７の出力切り替え部７３の一連の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３０１において、制限付与部９１は、比較演算結果ＣＲおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲを演算して出力し、ステップＳ３０２へと進む。

次にステップＳ３０２において、ＳＷ部９３は、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭ、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、固定値Ｃ、比較演算結果ＣＲおよび信頼性確認結果ＴＣＲから、切り替え後信号ＮＯおよび切り替え前信号ＯＯを出力し、ステップＳ３０３へと進む。

ステップＳ３０３において、α演算部９４は、信頼性確認結果ＴＣＲおよび比較演算結果ＣＲから、切り替え前係数αを演算して出力し、ステップＳ３０４へと進む。

ステップＳ３０４において、１−α演算部９５は、切り替え前係数αから切り替え後係数１−αを演算して出力し、ステップＳ３０５へと進む。

ステップＳ３０５において、乗算器９６は、切り替え後信号ＮＯと切り替え後係数１−αとを乗算して切り替え後乗算結果ＧＯ＿Ｎを出力し、ステップＳ３０６へと進む。

ステップＳ３０６において、乗算器９７は、切り替え前信号ＯＯと切り替え前係数αとを乗算して切り替え前乗算結果ＧＯ＿Ｏを出力し、ステップＳ３０７へと進む。

ステップＳ３０７において、加算器９８は、切り替え後乗算結果ＧＯ＿Ｎと切り替え前乗算結果ＧＯ＿Ｏとを加算して操舵指令値ＳＣを出力し、ステップＳ３０８へと進む。

ステップＳ３０８において、制御可否判定部９９は、信頼性確認結果ＴＣＲから操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆを演算して出力し、一連の処理を終了する。

このように、出力切り替え部７３は、ステップＳ３０１からステップＳ３０８までの一連の処理を行うことで、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆおよび操舵指令値ＳＣを得る。

操舵部４は、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「０」が入力された場合には、操舵制御を行わない。一方、操舵部４は、操舵制御可否フラグＳＣ＿Ｆとして「１」が入力された場合には、入力された操舵指令値ＳＣに従って操舵制御を行う。

次に、本発明によって実現される効果の一例について、図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３は、図１の操舵制御装置９によって演算される各パラメータの時間変化の第１の例を示す説明図である。図１４は、図１の操舵制御装置９によって演算される各パラメータの時間変化の第２の例を示す説明図である。

まず、図１３について説明する。図１３には、操舵制御装置９によって演算される各パラメータの時間波形として、操舵制御量、信頼性確認結果ＴＣＲ、比較演算結果ＣＲおよび操舵指令値のそれぞれの時間波形が示されている。また、操舵制御量の時間波形を示すグラフには、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのそれぞれの時間波形が図示されている。さらに、操舵指令値の時間波形を示すグラフには、操舵指令値ＳＣの時間波形とともに、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのそれぞれの時間波形も比較のために併せて図示されている。

図１３において、時刻Ｔ１以前では、信頼性確認結果ＴＣＲの時間波形から分かるとおり、信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」であるので、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭは、ともに信頼性が高い状態である。

時刻Ｔ１では、信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」から「１０」に切り替わっている。すなわち、時刻Ｔ１は、図中のＴＣＲ切り替わりタイミングに相当する。時刻Ｔ１において、信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」から「１０」に切り替わっているので、撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭは、時刻Ｔ１以前と比べて、信頼性が低下している。

また、時刻Ｔ１では、比較演算結果ＣＲが「１」から「０」に切り替わっているので、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭについて、制御量近接状態から制御量乖離状態に変化している。

時刻Ｔ１以前から時刻Ｔ１までの期間では、操舵指令値ＳＣは、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭと同値である。すなわち、この期間では、操舵制御量指令部３８は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭと同値となるように操舵指令値ＳＣを演算する。したがって、この期間では、車両１において、撮像部５の画像情報に基づいた操舵制御が行われていることとなる。

時刻Ｔ１以降では、操舵指令値ＳＣは、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳに切り替わり、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと同値となる。すなわち、この期間では、操舵制御量指令部３８は、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと同値となるように操舵指令値ＳＣを演算する。したがって、この期間では、車両１において、衛星６の衛星情報に基づいた操舵制御が行われていることとなる。

ただし、時刻Ｔ１の時点で操舵指令値ＳＣが撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳに急に切り替わるのではなく、図中の斜線部の切り替え領域の期間で操舵指令値ＳＣが撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳに徐々に切り替わり、切り替え領域の期間以降で衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳと同値となる。

このように、撮像部５の画像情報に基づいた操舵制御および衛星６の衛星情報に基づいた操舵制御のそれぞれの信頼性をチェックし、信頼性の高い操舵制御への制御切り替えをスムーズに行うように構成している。その結果、自動操舵制御システムとしての制御継続性が向上するとともに、走行環境条件への柔軟な対応が可能となる。

続いて、図１４について説明する。図１４には、操舵制御装置９によって演算される各パラメータの時間波形として、操舵制御量、信頼性確認結果ＴＣＲ、比較演算結果ＣＲおよび操舵指令値のそれぞれの時間波形が示されている。また、操舵制御量の時間波形を示すグラフには、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭのそれぞれの時間波形が図示されている。さらに、操舵指令値の時間波形を示すグラフには、操舵指令値ＳＣの時間波形とともに、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳ、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭおよび制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲのそれぞれの時間波形も比較のために併せて図示されている。

図１４において、信頼性確認結果ＴＣＲの時間波形から分かるとおり、信頼性確認結果ＴＣＲが「１１」であるので、衛星版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量信頼性情報Ｔ＿ＣＡＭは、ともに信頼性が高い状態である。

時刻Ｔ２では、比較演算結果ＣＲが「１」から「０」に切り替わっている。すなわち、時刻Ｔ２は、図中のＣＲ切り替わりタイミングに相当する。時刻Ｔ２において、比較演算結果ＣＲが「１」から「０」に切り替わっているので、衛星版操舵制御量ＳＣ＿ＧＰＳおよび撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭについて、制御量近接状態から制御量乖離状態に変化している。

時刻Ｔ２以前から時刻Ｔ２までの期間では、操舵指令値ＳＣは、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭと同値である。すなわち、この期間では、操舵制御量指令部３８は、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭと同値となるように操舵指令値ＳＣを演算する。したがって、この期間では、車両１において、撮像部５の画像情報に基づいた操舵制御が行われていることとなる。

時刻Ｔ２以降では、操舵指令値ＳＣは、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲに切り替わり、制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲと同値となる。すなわち、この期間では、操舵制御量指令部３８は、制限を付与した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭと同値となるように操舵指令値ＳＣを演算する。したがって、この期間では、車両１において、撮像部５の画像情報に基づいた操舵制御が行われていることとなる。

ただし、時刻Ｔ２の時点で操舵指令値ＳＣが撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲに急に切り替わるのではなく、図中の斜線部の切り替え領域の期間で操舵指令値ＳＣが撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭから制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲに徐々に切り替わり、切り替え領域の期間以降で制限付き撮像版制御量ＳＣ＿ＣＡＭＲと同値となる。

このように、撮像部５の画像情報に基づいた操舵制御および衛星６の衛星情報に基づいた操舵制御のそれぞれの信頼性をチェックし、それぞれの信頼性がともに高い状態であっても、制御量乖離状態である場合には、撮像版操舵制御量ＳＣ＿ＣＡＭに対して制限を付与した制御量を用いた操舵制御へ制御切り替えをスムーズに行うように構成している。その結果、自動操舵制御システムとしての制御継続性が向上するとともに、走行環境条件への柔軟な対応が可能となる。

以上、本実施の形態１によれば、衛星版操舵制御量信頼性情報および撮像版操舵制御量信頼性情報から、衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って衛星版操舵制御量および撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した操舵指令値演算用制御量と同値となるように操舵指令値を演算するように構成する。

これにより、衛星から受信した衛星情報に基づいた操舵制御と、撮像部によって撮像された画像情報に基づいた操舵制御とのそれぞれの信頼性をチェックすることが可能となり、さらに、信頼性の高い操舵制御への制御切り替えをスムーズに行うことが可能となる。その結果、従来と比べて、操舵制御の信頼性を向上させることができる。

また、上記のように構成することで、自動操舵制御システムとしての制御継続性を向上するとともに、走行環境条件への柔軟な対応が可能となる。上記の構成に対して、操舵制御の状況をドライバに表示するようにさらに構成することで、ドライバへ安心感を付与することが可能となる。

１ 車両、２ 車輪、３ ハンドル、４ 操舵部、５ 撮像部、６ 衛星、７ 衛星信号受信部、８ 車速センサ、９ 操舵制御装置、１０ 表示装置、１１ ヨーレートセンサ、３１ 自車位置検出部、３２ 目標地点、３３ 地図情報、３４ 目標走行経路導出部、３５ 衛星版操舵制御量演算部、３６ 走行路検出部、３７ 撮像版操舵制御量演算部、３８ 操舵制御量指令部、７１ 信頼性状態確認部、７２ 比較演算部、７３ 出力切り替え部、９１ 制限付与部、９２ 固定値出力部、９３ ＳＷ部、９４ α演算部、９５ １−α演算部、９６ 乗算器、９７ 乗算器、９８ 加算器、９９ 制御可否判定部。

Claims (11)

1. 撮像部を備えた車両の操舵制御を操舵指令値に従って行う車両の操舵制御装置であって、
   前記車両と通信可能な衛星から受信した、前記車両の自車位置を特定するための衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量を演算して出力する衛星版操舵制御量演算部と、
   前記車両の前方を撮像する前記撮像部によって撮像された画像情報を用いて、撮像版操舵制御量を演算して出力する撮像版操舵制御量演算部と、
   前記操舵指令値を演算して出力する操舵制御量指令部と、
   を備え、
   前記衛星版操舵制御量演算部は、
   第１の評価基準を用いて前記衛星版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、
   前記撮像版操舵制御量演算部は、
   第２の評価基準を用いて前記撮像版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、
   前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量信頼性情報および前記撮像版操舵制御量信頼性情報から、前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した前記操舵指令値演算用制御量と同値となるように前記操舵指令値を演算する
   車両の操舵制御装置。
2. 前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のうちの前記衛星版操舵制御量のみが前記信頼性基準を満たすと判断した場合、前記衛星版操舵制御量を前記操舵指令値演算用制御量として選択する
   請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のうちの前記撮像版操舵制御量のみが前記信頼性基準を満たすと判断した場合、前記撮像版操舵制御量を前記操舵指令値演算用制御量として選択する
   請求項１または２に記載の車両の操舵制御装置。
4. 前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量の両方が前記信頼性基準を満たすと判断した場合、前記撮像版操舵制御量を前記操舵指令値演算用制御量として選択する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
5. 前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量と前記撮像版操舵制御量とを比較することで、前記衛星版操舵制御量と前記撮像版操舵制御量との間で制御量乖離状態が発生しているか否かをさらに判断し、
   前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量の両方が前記信頼性基準を満たし、かつ前記制御量乖離状態が発生していると判断した場合、制限を付与した前記撮像版操舵制御量を前記操舵指令値演算用制御量として選択する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
6. 前記操舵制御量指令部は、
   前記衛星版操舵制御量と前記撮像版操舵制御量との偏差である制御量偏差が偏差設定値以上であり、かつ前記制御量偏差が前記偏差設定値以上である状態が設定時間継続した場合、前記制御量乖離状態が発生していると判断する
   請求項５に記載の車両の操舵制御装置。
7. 前記操舵制御量指令部は、
   前記操舵指令値演算用制御量が切り替わるとき、切り替え開始時点からの経過時間に従って切り替え後の操舵指令値演算用制御量に近づいていき、切り替え完了時点で前記切り替え後の操舵指令値演算用制御量と同値となるように前記操舵指令値を演算する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
8. 前記操舵制御量指令部は、
   前記切り替え開始時点からの経過時間をｔ、時定数をτ、切り替え前係数をα、切り替え前の操舵指令値演算用制御量をＳＣ１、切り替え後の操舵指令値演算用制御量をＳＣ２、操舵制御量をＳＣとするとき、
   以下の数式
   ＳＣ＝αＳＣ１＋（１−α）ＳＣ２
   ただし、α＝ｅｘｐ（−ｔ／τ）
   に従って、前記操舵指令値を演算する
   請求項７に記載の車両の操舵制御装置。
9. 前記車両は、ハンドルをさらに備え、
   前記操舵指令値は、前記ハンドルのハンドル角を制御するためのハンドル角指令値である
   請求項１から８のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
10. 前記車両は、制御表示信号に従って前記操舵制御の状況を表示する表示装置をさらに備え、
    前記操舵制御量指令部は、
    前記衛星から受信した前記衛星情報に基づいた操舵制御と、前記撮像部によって撮像された前記画像情報に基づいた操舵制御とのいずれが行われているかを示す前記制御表示信号をさらに出力する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
11. 車両の操舵制御を操舵指令値に従って行う車両の操舵制御方法であって、
    前記車両と通信可能な衛星から受信した、前記車両の自車位置を特定するための衛星情報を用いて、衛星版操舵制御量を演算して出力する衛星版操舵制御量演算ステップと、
    前記車両の前方を撮像する撮像部によって撮像された画像情報を用いて、撮像版操舵制御量を演算して出力する撮像版操舵制御量演算ステップと、
    前記操舵指令値を演算して出力する操舵制御量指令ステップと、
    を備え、
    前記衛星版操舵制御量演算ステップでは、
    第１の評価基準を用いて前記衛星版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を衛星版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、
    前記撮像版操舵制御量演算ステップでは、
    第２の評価基準を用いて前記撮像版操舵制御量の信頼性を評価し、評価結果を撮像版操舵制御量信頼性情報としてさらに出力し、
    前記操舵制御量指令ステップでは、
    前記衛星版操舵制御量信頼性情報および前記撮像版操舵制御量信頼性情報から、前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のそれぞれの信頼性が信頼性基準を満たしているか否かを判断し、判断結果に従って前記衛星版操舵制御量および前記撮像版操舵制御量のいずれかを操舵指令値演算用制御量として選択し、選択した前記操舵指令値演算用制御量と同値となるように前記操舵指令値を演算する
    車両の操舵制御方法。

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