JP6304504B2 - Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program - Google Patents

Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program Download PDF

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本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program.
近年、自車両と周辺車両との相対関係によって走行時に車線変更を自動で行う技術が望まれている。これに関連して、運転者の操作により自車両の自動運転の開始を指示する指示手段と、自動運転の目的地を設定する設定手段と、運転者により前記指示手段が操作された場合に、前記目的地が設定されているか否かに基づいて自動運転のモードを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記自動運転のモードに基づいて車両走行制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前記目的地が設定されていない場合は、前記自動運転のモードを、前記自車両の現在の走行路に沿って走行する自動運転または自動停車に決定する、運転支援装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, there has been a demand for a technique for automatically changing lanes during traveling based on the relative relationship between the host vehicle and surrounding vehicles. In this connection, when the driver operates the instruction means for instructing the start of the automatic driving of the host vehicle, the setting means for setting the destination of automatic driving, and the instruction means by the driver, Determining means for determining an automatic driving mode based on whether or not the destination is set, and a control means for controlling vehicle travel based on the automatic driving mode determined by the determining means, When the destination is not set, the determination means determines whether the automatic driving mode is automatic driving or automatic stopping that travels along the current traveling path of the host vehicle. (For example, refer to Patent Document 1).
国際公開第2011/158347号International Publication No. 2011/158347
しかしながら、従来の技術では、自車両と他の車両との衝突可能性を適切に判定できない場合があった。   However, with the conventional technology, there is a case where the possibility of collision between the own vehicle and another vehicle cannot be appropriately determined.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、自車両と他の車両との衝突可能性を適切に判定することができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program that can appropriately determine the possibility of collision between the host vehicle and another vehicle. One of the purposes is to provide.
請求項1、に記載の発明は、自車両の将来の所定時刻ごとの位置による自車軌道を生成する自車軌道生成部(第2軌道生成部126)と、他車両の将来の所定時刻ごとの位置による他車軌道を生成する他車軌道生成部(外界認識部104)と、前記自車軌道生成部により生成された自車軌道上の位置のそれぞれと、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する判定対象の他車軌道上の位置との距離に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突可能性について判定する衝突判定部(128)とを備え、前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置が対応する時刻に対して前後する所定の時刻範囲に含まれる位置であり、前記自車両の将来の特定時刻における位置に対して、前記他車両の将来の前記特定時刻における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻前における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻後における位置とに重複があるか否かに応じて衝突可能性を判定する車両制御装置(100)である。 The inventions described in claims 1, 4 , and 5 include a host vehicle track generation unit (second track generation unit 126) that generates a host vehicle track according to a position of the host vehicle at every predetermined time in the future, Another vehicle track generation unit (external recognition unit 104) that generates another vehicle track according to a position at each predetermined time, each position on the vehicle track generated by the host vehicle track generation unit, and the other vehicle track generation Based on the distance between the position on the own vehicle track and the position on the other vehicle track corresponding to the time among the positions on the other vehicle track generated by the unit, the own vehicle and the other vehicle A collision determination unit (128) for determining the possibility of collision, and the position on the other vehicle track corresponding to the position and time on the own vehicle track is on the other vehicle track generated by the other vehicle track generation unit. When the position on the own vehicle track corresponds to Relative to a position at a specific time in the future of the host vehicle and a position at a specific time in the future of the other vehicle, and the predetermined time than the specific time. time and position in front, the a specific time vehicle controller you determine a collision possibility, depending on whether there is an overlap in the position after the predetermined time than the (100).
請求項に記載の発明は、請求項に記載の車両制御装置において、前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、他車軌道上の隣り合う位置の間を補間して得られる位置をさらに含むものである。 Invention according to claim 2, in the vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the position of the other vehicle trajectory corresponding with respect to the position and time of the vehicle trajectory during the adjacent position on the other vehicle trajectory Further includes a position obtained by interpolation.
請求項に記載の発明は、請求項2または請求項1に記載の車両制御装置において、前記衝突判定部は、前記自車軌道上の位置ごとに対応して設定された自車対応仮想円と、前記他車軌道上の位置ごとに対応して設定された他車対応仮想円とが重複するか否かに基づいて、衝突可能性について判定するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the second or first aspect , the collision determination unit is a virtual circle corresponding to the own vehicle set corresponding to each position on the own vehicle track. And the possibility of a collision is determined based on whether or not the other vehicle corresponding virtual circle set corresponding to each position on the other vehicle track overlaps.
請求項1、に記載の発明によれば、自車軌道における自車両の将来の所定時刻ごとの位置と、他車軌道における他車両の将来の所定時刻ごとの位置との距離に基づいて、自車両と他車両とについての衝突可能性についての判定が行われるため、自車両と他の車両との衝突可能性を適切に判定することができる。
また、請求項1、4、5に記載の発明によれば、或る判定対象の時刻に対応して、判定対象の他車両の他車軌道上の位置は、判定対象の時刻に前後する時間範囲に応じて複数となるため、衝突可能性をさらに適切に判定することができる。
According to the inventions described in claims 1, 4 , and 5 , based on the distance between the position of the own vehicle on the own vehicle track at a predetermined future time and the position of the other vehicle on the other vehicle track at a predetermined future time. Since the determination about the possibility of collision between the own vehicle and the other vehicle is performed, the possibility of collision between the own vehicle and the other vehicle can be appropriately determined.
According to the first, fourth, and fifth aspects of the invention, the position on the other vehicle track of the other vehicle of the determination target corresponds to the time of the determination target. Since there are multiple according to the range, the possibility of collision can be determined more appropriately.
請求項に記載の発明によれば、判定対象の他車両の他車軌道上の位置は、判定対象の時刻に前後する時間範囲において補間が行われるため、衝突可能性をさらに適切に判定することができる。 According to the second aspect of the present invention, the position on the other vehicle track of the other vehicle to be determined is interpolated in a time range around the time to be determined, so that the possibility of collision is more appropriately determined. be able to.
請求項に記載の発明によれば、自車軌道上の位置ごとに対応して設定された自車対応仮想円と、前記他車軌道上の位置ごとに対応して設定された他車対応仮想円とが重複するか否かに基づいて衝突可能性について判定するため、衝突判定にあたって容易な演算によりながらも、適切に衝突に関するマージンを確保して衝突可能性についての判定を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the own vehicle corresponding virtual circle set corresponding to each position on the own vehicle track and the other vehicle corresponding set corresponding to each position on the other vehicle track. Since the possibility of collision is determined based on whether or not it overlaps with the virtual circle, it is possible to make a determination about the possibility of collision by appropriately securing a margin related to collision while performing easy calculation for collision determination. .
本実施形態に係る車両制御装置100が搭載された車両の有する構成要素を示す図である。It is a figure which shows the component which the vehicle by which the vehicle control apparatus 100 which concerns on this embodiment is mounted has. 本実施形態に係る車両制御装置100を中心とした自車両Mの機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of self-vehicles M centering on vehicle control device 100 concerning this embodiment. 本実施形態に係る自車位置認識部102により走行車線に対する自車両Mの相対位置が認識される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the relative position of the own vehicle M with respect to a driving lane is recognized by the own vehicle position recognition part 102 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る行動計画生成部106によって生成された行動計画の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the action plan produced | generated by the action plan production | generation part 106 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第1軌道生成部112により生成される第1軌道の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the 1st track generated by the 1st track generating part 112 concerning this embodiment. 本実施形態に係る第1軌道生成部112または第2軌道生成部126により生成される軌道上の各目標位置に対して設定される目標速度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the target speed set with respect to each target position on the track | orbit produced | generated by the 1st track generation part 112 or the 2nd track | orbit production | generation part 126 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るターゲット位置設定部122がターゲット領域TAを設定する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the target position setting part 122 which concerns on this embodiment sets the target area | region TA. 本実施形態に係る第2軌道生成部126が軌道を生成する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 2nd track generation part 126 which concerns on this embodiment produces | generates a track. 本実施形態の衝突判定における自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの設定例を示す図である。A setting example of the vehicle corresponding virtual circle C 0 in collision determination of the present embodiment with another car corresponding virtual circle C 1 is a diagram showing. 本実施形態における自車対応仮想円Cと対象車両Moとの関係を示す図である。It is a diagram illustrating the relationship between the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the target vehicle Mo in the embodiment. 本実施形態において、衝突可能性無しとの判定結果が得られる場合に応じた自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの位置関係の一例を示す図である。In the present embodiment, showing an example of the positional relationship between the vehicle corresponding imaginary circle C 0 corresponding to the case where the judgment result of the no collision possibility is obtained with another car corresponding imaginary circle C 1. 本実施形態において、衝突可能性有りとの判定結果が得られる場合に応じた自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの位置関係の一例を示す図である。In the present embodiment, showing an example of the positional relationship between the vehicle corresponding imaginary circle C 0 corresponding to the case where the judgment result of that there collision possibility is obtained with another car corresponding imaginary circle C 1. 本実施形態における車両制御装置100が車線変更に関連して実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence which the vehicle control apparatus 100 in this embodiment performs in relation to a lane change.
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
[車両構成]
図1は、本実施形態に係る車両制御装置100が搭載された車両(以下、自車両Mと称する)の有する構成要素を示す図である。車両制御装置100が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動する。
Hereinafter, embodiments of a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control program of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Vehicle configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating components included in a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle M) on which a vehicle control device 100 according to the present embodiment is mounted. The vehicle on which the vehicle control device 100 is mounted is, for example, an automobile such as a two-wheel, three-wheel, or four-wheel vehicle. And a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor. Moreover, the electric vehicle mentioned above drives using the electric power discharged by batteries, such as a secondary battery, a hydrogen fuel cell, a metal fuel cell, and an alcohol fuel cell, for example.
図1に示すように、自車両Mには、ファインダ20−1から20−7、レーダ30−1から30−6、およびカメラ40等のセンサと、ナビゲーション装置50と、上述した車両制御装置100とが搭載される。ファインダ20−1から20−7は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するLIDAR(Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging)である。例えば、ファインダ20−1は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ20−2および20−3は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ20−4は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ20−5および20−6は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ20−1から20−6は、例えば、水平方向に関して150度程度の検出領域を有している。また、ファインダ20−7は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ20−7は、例えば、水平方向に関して360度の検出領域を有している。   As shown in FIG. 1, the vehicle M includes a finder 20-1 to 20-7, a radar 30-1 to 30-6, a sensor such as a camera 40, a navigation device 50, and the vehicle control device 100 described above. And will be installed. The finders 20-1 to 20-7 are, for example, LIDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging) that measures the scattered light with respect to the irradiation light and measures the distance to the target. For example, the finder 20-1 is attached to a front grill or the like, and the finders 20-2 and 20-3 are attached to a side surface of a vehicle body, a door mirror, the inside of a headlamp, a side lamp, and the like. The finder 20-4 is attached to a trunk lid or the like, and the finders 20-5 and 20-6 are attached to the side surface of the vehicle body, the interior of the taillight, or the like. The above-described finders 20-1 to 20-6 have a detection area of about 150 degrees in the horizontal direction, for example. The finder 20-7 is attached to a roof or the like. The finder 20-7 has a detection area of 360 degrees in the horizontal direction, for example.
上述したレーダ30−1および30−4は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ30−2、30−3、30−5、30−6は、レーダ30−1および30−4よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ20−1から20−7を特段区別しない場合は、単に「ファインダ20」と記載し、レーダ30−1から30−6を特段区別しない場合は、単に「レーダ30」と記載する。レーダ30は、例えば、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体を検出する。   The above-described radars 30-1 and 30-4 are, for example, long-range millimeter wave radars having a detection area in the depth direction wider than other radars. Radars 30-2, 30-3, 30-5, and 30-6 are medium-range millimeter-wave radars that have a narrower detection area in the depth direction than radars 30-1 and 30-4. Hereinafter, when the finders 20-1 to 20-7 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “finder 20”, and when the radars 30-1 to 30-6 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “radar 30”. The radar 30 detects an object by, for example, an FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) method.
カメラ40は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ40は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ40は、例えば周期的に繰り返し自車両Mの前方を撮像する。   The camera 40 is a digital camera using an individual image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The camera 40 is attached to the upper part of the front windshield, the rear surface of the rearview mirror, or the like. For example, the camera 40 periodically images the front of the host vehicle M repeatedly.
なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、さらに別の構成が追加されてもよい。   The configuration illustrated in FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
図2は、第1の実施形態に係る車両制御装置100を中心とした自車両Mの機能構成例を示す図である。自車両Mには、ファインダ20、レーダ30、およびカメラ40の他、ナビゲーション装置50と、車両センサ60と、操作デバイス70と、操作検出センサ72と、切替スイッチ80と、走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、ブレーキ装置94と、車両制御装置100とが搭載される。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。   FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration example of the host vehicle M around the vehicle control device 100 according to the first embodiment. In addition to the finder 20, the radar 30, and the camera 40, the host vehicle M includes a navigation device 50, a vehicle sensor 60, an operation device 70, an operation detection sensor 72, a changeover switch 80, and a travel driving force output device 90. The steering device 92, the brake device 94, and the vehicle control device 100 are mounted. These devices and devices are connected to each other by a multiple communication line such as a CAN (Controller Area Network) communication line, a serial communication line, a wireless communication network, or the like.
ナビゲーション装置50は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機や地図情報(ナビ地図)、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置50は、GNSS受信機によって自車両Mの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置50により導出された経路は、経路情報154として記憶部150に格納される。自車両Mの位置は、車両センサ60の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置50は、車両制御装置100が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Mの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置50とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置50は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置100との間で無線または通信によって情報の送受信が行われる。なお、自車両Mの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置50とは独立して設けられてもよい。   The navigation device 50 includes a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver, map information (navigation map), a touch panel display device that functions as a user interface, a speaker, a microphone, and the like. The navigation device 50 identifies the position of the host vehicle M using the GNSS receiver, and derives a route from the position to the destination specified by the user. The route derived by the navigation device 50 is stored in the storage unit 150 as route information 154. The position of the host vehicle M may be specified or supplemented by an INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 60. In addition, the navigation device 50 guides the route to the destination by voice or navigation display when the vehicle control device 100 is executing the manual operation mode. The configuration for specifying the position of the host vehicle M may be provided independently of the navigation device 50. Moreover, the navigation apparatus 50 may be implement | achieved by one function of terminal devices, such as a smart phone and a tablet terminal which a user holds, for example. In this case, information is transmitted and received between the terminal device and the vehicle control device 100 by radio or communication. The configuration for specifying the position of the host vehicle M may be provided independently of the navigation device 50.
車両センサ60は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。   The vehicle sensor 60 includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, an acceleration sensor that detects acceleration, a yaw rate sensor that detects an angular velocity around a vertical axis, a direction sensor that detects the direction of the host vehicle M, and the like.
走行駆動力出力装置90は、例えば、自車両Mが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンECU(Electronic Control Unit)を備え、自車両Mが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータECUを備え、自車両Mがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンECUと走行用モータおよびモータECUを備える。走行駆動力出力装置90がエンジンのみを含む場合、エンジンECUは、後述する走行制御部132から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を出力する。また、走行駆動力出力装置90が走行用モータのみを含む場合、モータECUは、走行制御部132から入力される情報に従って、走行用モータに与えるPWM信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置90がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンECUおよびモータECUの双方は、走行制御部132から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。   For example, when the host vehicle M is an automobile using an internal combustion engine as a power source, the traveling driving force output device 90 includes an engine and an engine ECU (Electronic Control Unit) that controls the engine, and the host vehicle M uses a motor as a power source. When the vehicle M is a hybrid vehicle, an engine and an engine ECU, a traveling motor, and a motor ECU are provided. When the driving force output device 90 includes only the engine, the engine ECU adjusts the throttle opening, the shift stage, etc. of the engine in accordance with information input from the driving control unit 132, which will be described later, and travels for the vehicle to travel. Outputs driving force (torque). When the travel driving force output device 90 includes only the travel motor, the motor ECU adjusts the duty ratio of the PWM signal applied to the travel motor in accordance with information input from the travel control unit 132, and the travel drive described above. Output force. Further, when the traveling driving force output device 90 includes an engine and a traveling motor, both the engine ECU and the motor ECU control the traveling driving force in cooperation with each other according to information input from the traveling control unit 132.
ステアリング装置92は、例えば、電動モータと、ステアリングトルクセンサと、操舵角センサ等を備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させてステアリングホイールの向きを変更する。ステアリングトルクセンサは、例えば、ステアリングホイールを操作したときのトーションバーのねじれをステアリングトルク(操舵力)として検出する。操舵角センサは、例えば、ステアリング操舵角(または実舵角)を検出する。ステアリング装置92は、走行制御部132から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、ステアリングホイールの向きを変更する。   The steering device 92 includes, for example, an electric motor, a steering torque sensor, a steering angle sensor, and the like. The electric motor changes the direction of the steering wheel by applying a force to a rack and pinion function or the like, for example. The steering torque sensor detects, for example, twisting of the torsion bar when the steering wheel is operated as steering torque (steering force). The steering angle sensor detects, for example, a steering steering angle (or actual steering angle). The steering device 92 drives the electric motor according to the information input from the travel control unit 132 and changes the direction of the steering wheel.
ブレーキ装置94は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。制動制御部44は、走行制御部132から入力される情報に従って、マスターシリンダーの圧力に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置94は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。   The brake device 94 includes a master cylinder to which a brake operation performed on the brake pedal is transmitted as hydraulic pressure, a reservoir tank that stores brake fluid, a brake actuator that adjusts a braking force output to each wheel, and the like. The brake control unit 44 controls the brake actuator and the like so that the brake torque according to the pressure of the master cylinder is output to each wheel according to the information input from the travel control unit 132. The brake device 94 is not limited to the electronically controlled brake device that operates by the hydraulic pressure described above, but may be an electronically controlled brake device that operates by an electric actuator.
操作デバイス70は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス70には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ72が取り付けられている。操作検出センサ72は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ72は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部132に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ72の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、またはブレーキ装置94に出力されてもよい。   The operation device 70 includes, for example, an accelerator pedal, a steering wheel, a brake pedal, a shift lever, and the like. The operation device 70 is provided with an operation detection sensor 72 that detects the presence / absence and amount of operation by the driver. The operation detection sensor 72 includes, for example, an accelerator opening sensor, a steering torque sensor, a brake sensor, a shift position sensor, and the like. The operation detection sensor 72 outputs the accelerator opening, steering torque, brake pedal stroke, shift position, and the like as detection results to the travel control unit 132. Instead of this, the detection result of the operation detection sensor 72 may be directly output to the travel driving force output device 90, the steering device 92, or the brake device 94.
切替スイッチ80は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ80は、例えば、ステアリングホイールやガーニッシュ(ダッシュボード)等に設置される機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置50のタッチパネルに設けられるGUI(Graphical User Interface)スイッチであってもよい。切替スイッチ80は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部132による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、制御切替部140に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない(あるいは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い)状態で、自動的に走行する運転モードであり、より具体的には、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、およびブレーキ装置94の一部または全部を制御する運転モードである。   The changeover switch 80 is a switch operated by a driver or the like. The changeover switch 80 may be, for example, a mechanical switch installed on a steering wheel, a garnish (dashboard), or a GUI (Graphical User Interface) switch provided on the touch panel of the navigation device 50. Good. The changeover switch 80 receives an operation of a driver or the like, generates a control mode designation signal that designates the control mode by the traveling control unit 132 as either the automatic driving mode or the manual driving mode, and outputs the control mode designation signal to the control switching unit 140. . As described above, the automatic operation mode is an operation mode in which the driver automatically operates in a state where the driver does not perform the operation (or the operation amount is smaller or the operation frequency is lower than the manual operation mode). More specifically, this is an operation mode in which a part or all of the travel drive force output device 90, the steering device 92, and the brake device 94 are controlled based on the action plan.
[車両制御装置]
以下、車両制御装置100について説明する。車両制御装置100は、例えば、自車位置認識部102と、外界認識部104と、行動計画生成部106と、走行態様決定部110と、第1軌道生成部112と、車線変更制御部120と、目標速度算出部130と、走行制御部132と、制御切替部140と、記憶部150とを備える。自車位置認識部102、外界認識部104、行動計画生成部106、走行態様決定部110、第1軌道生成部112、車線変更制御部120、目標速度算出部130、走行制御部132、および制御切替部140のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部150は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部150に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部150にインストールされてもよい。
[Vehicle control device]
Hereinafter, the vehicle control apparatus 100 will be described. The vehicle control device 100 includes, for example, a host vehicle position recognition unit 102, an external environment recognition unit 104, an action plan generation unit 106, a travel mode determination unit 110, a first track generation unit 112, and a lane change control unit 120. The target speed calculation unit 130, the travel control unit 132, the control switching unit 140, and the storage unit 150 are provided. Own vehicle position recognition unit 102, external environment recognition unit 104, action plan generation unit 106, travel mode determination unit 110, first track generation unit 112, lane change control unit 120, target speed calculation unit 130, travel control unit 132, and control Part or all of the switching unit 140 is a software function unit that functions when a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a program. Some or all of these may be hardware function units such as LSI (Large Scale Integration) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The storage unit 150 is realized by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or the like. The program executed by the processor may be stored in the storage unit 150 in advance, or may be downloaded from an external device via an in-vehicle internet facility or the like. Further, the portable storage medium storing the program may be installed in the storage unit 150 by being mounted on a drive device (not shown).
自車位置認識部102は、記憶部150に格納された地図情報152と、ファインダ20、レーダ30、カメラ40、ナビゲーション装置50、または車両センサ60から入力される情報とに基づいて、自車両Mが走行している車線(走行車線)、および、走行車線に対する自車両Mの相対位置(以下、単に「位置」とも記載する)を認識する。地図情報152は、例えば、ナビゲーション装置50が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報152には、道路情報と、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置(経度、緯度、高さを含む3次元座標)、車線のカーブ路の曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。   The own vehicle position recognition unit 102 is based on the map information 152 stored in the storage unit 150 and information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, the navigation device 50, or the vehicle sensor 60. And the relative position (hereinafter also simply referred to as “position”) of the host vehicle M with respect to the traveling lane. The map information 152 is, for example, map information with higher accuracy than the navigation map included in the navigation device 50, and includes information on the center of the lane or information on the boundary of the lane. More specifically, the map information 152 includes road information, traffic regulation information, address information (address / postal code), facility information, telephone number information, and the like. Road information includes information indicating the type of road such as expressway, toll road, national road, prefectural road, road lane number, width of each lane, road gradient, road position (longitude, latitude, height). Information including three-dimensional coordinates), curvature of the curved road of the lane, the position of the merging and branching points of the lane, and a sign provided on the road. The traffic regulation information includes information that the lane is blocked due to construction, traffic accidents, traffic jams, or the like.
図3は、自車位置認識部102により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部102は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両Mの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部102は、自車線L1のいずれかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating how the vehicle position recognition unit 102 recognizes the relative position of the vehicle M with respect to the travel lane L1. The own vehicle position recognizing unit 102 makes, for example, a line connecting the deviation OS of the reference point (for example, center of gravity) of the own vehicle M from the travel lane center CL and the travel lane center CL in the traveling direction of the own vehicle M. The angle θ is recognized as a relative position of the host vehicle M with respect to the traveling lane L1. Instead, the host vehicle position recognition unit 102 recognizes the position of the reference point of the host vehicle M with respect to any side end of the host lane L1 as the relative position of the host vehicle M with respect to the traveling lane. Also good.
外界認識部104は、ファインダ20、レーダ30、カメラ40等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、速度、および加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、自車両Mの周辺を走行する車両であって、自車両Mと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か(あるいは車線変更をしようとしているか否か)を含んでもよい。また、外界認識部104は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。   The external environment recognition unit 104 recognizes the status, speed, acceleration, and the like of surrounding vehicles based on information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, and the like. The peripheral vehicle in the present embodiment is a vehicle that travels around the host vehicle M and travels in the same direction as the host vehicle M. The position of the surrounding vehicle may be represented by a representative point such as the center of gravity or corner of the other vehicle, or may be represented by a region expressed by the contour of the other vehicle. The “state” of the surrounding vehicle may include the acceleration of the surrounding vehicle and whether or not the lane is changed (or whether or not the lane is changed) based on the information of the various devices. In addition to the surrounding vehicles, the external environment recognition unit 104 may recognize the positions of guardrails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, and other objects.
行動計画生成部106は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置50により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部106は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。   The action plan generation unit 106 generates an action plan in a predetermined section. The predetermined section is, for example, a section that passes through a toll road such as an expressway among the routes derived by the navigation device 50. Not only this but the action plan production | generation part 106 may produce | generate an action plan about arbitrary sections.
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Mを減速させる減速イベントや、自車両Mを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Mを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Mに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Mを走行させたりする分岐イベント、車線合流ポイントにおいて自車両Mを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路(例えば高速道路等)においてジャンクション(分岐点)が存在する場合、車両制御装置100は、自動運転モードにおいて、自車両Mを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部106は、地図情報152を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Mの位置(座標)から当該ジャンクションの位置(座標)までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部106によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報156として記憶部150に格納される。   The action plan is composed of, for example, a plurality of events that are sequentially executed. Examples of the event include a deceleration event for decelerating the host vehicle M, an acceleration event for accelerating the host vehicle M, a lane keeping event for driving the host vehicle M so as not to deviate from the traveling lane, and a lane change event for changing the traveling lane. In the overtaking event in which the own vehicle M overtakes the preceding vehicle, in the branch event in which the own vehicle M is changed so as not to deviate from the current driving lane, or in the lane junction point A merging event for accelerating / decelerating the vehicle M and changing the traveling lane is included. For example, when a junction (branch point) exists on a toll road (for example, an expressway), the vehicle control device 100 changes the lane so that the host vehicle M travels in the direction of the destination in the automatic driving mode. Need to maintain lanes. Therefore, when it is determined that the junction exists on the route with reference to the map information 152, the action plan generation unit 106 from the current position (coordinates) of the host vehicle M to the position (coordinates) of the junction. In the meantime, a lane change event is set for changing the lane to a desired lane that can proceed in the direction of the destination. Information indicating the action plan generated by the action plan generation unit 106 is stored in the storage unit 150 as action plan information 156.
図4は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部106は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部106は、自車両Mの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an action plan generated for a certain section. As shown in the figure, the action plan generation unit 106 classifies scenes that occur when traveling according to a route to a destination, and generates an action plan so that an event corresponding to each scene is executed. In addition, the action plan production | generation part 106 may change an action plan dynamically according to the condition change of the own vehicle M. FIG.
行動計画生成部106は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部104によって認識された外界の状態に基づいて変更(更新)してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を自車両Mが走行する場合、他車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する車両が自車両M前方に割り込んで来たりする場合、自車両Mは、前方の車両の挙動や、隣接する車線の車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部106は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間ごとに設定したイベントを変更してもよい。   For example, the action plan generation unit 106 may change (update) the generated action plan based on the state of the outside world recognized by the outside world recognition unit 104. In general, while the vehicle is traveling, the state of the outside world constantly changes. In particular, when the host vehicle M travels on a road including a plurality of lanes, the distance between the other vehicles changes relatively. For example, when the vehicle ahead is decelerated by applying a sudden brake, or when a vehicle traveling in an adjacent lane enters the front of the host vehicle M, the host vehicle M determines the behavior of the preceding vehicle or the adjacent lane. It is necessary to travel while appropriately changing the speed and lane according to the behavior of the vehicle. Therefore, the action plan generation unit 106 may change the event set for each control section in accordance with the external state change as described above.
具体的には、行動計画生成部106は、車両走行中に外界認識部104によって認識された他車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する他車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Mが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更ベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部104の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部106は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。これによって、車両制御装置100は、自車両Mが車線変更先の車両に衝突することを回避することができる。この結果、車両制御装置100は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Mを自動走行させることができる。   Specifically, the action plan generation unit 106 determines that the speed of the other vehicle recognized by the external recognition unit 104 during traveling of the vehicle exceeds a threshold value or the direction of movement of the other vehicle traveling in the lane adjacent to the own lane is autonomous. When the vehicle heads in the lane direction, the event set in the driving section where the host vehicle M is scheduled to travel is changed. For example, when the event is set so that the lane change vent is executed after the lane keep event, the vehicle is more than the threshold from the rear of the lane to which the lane is changed during the lane keep event according to the recognition result of the external recognition unit 104. When it is determined that the vehicle has traveled at the speed of, the action plan generation unit 106 changes the event next to the lane keep event from a lane change to a deceleration event, a lane keep event, or the like. As a result, the vehicle control device 100 can avoid the host vehicle M from colliding with the lane change destination vehicle. As a result, the vehicle control device 100 can safely drive the host vehicle M safely even when a change occurs in the external environment.
[レーンキープイベント]
走行態様決定部110は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部132により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部110は、自車両の前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部110は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により自車両Mがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部110は、外界認識部104により自車両Mの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
[Lane Keep Event]
When the lane keep event included in the action plan is executed by the travel control unit 132, the travel mode determination unit 110 is one of constant speed travel, follow-up travel, deceleration travel, curve travel, obstacle avoidance travel, etc. The travel mode is determined. For example, the traveling mode determination unit 110 determines the traveling mode to be constant speed traveling when there is no other vehicle ahead of the host vehicle. In addition, the travel mode determination unit 110 determines the travel mode to follow running when traveling following the preceding vehicle. In addition, the travel mode determination unit 110 determines the travel mode to be decelerated when the external environment recognition unit 104 recognizes deceleration of the preceding vehicle or when an event such as stopping or parking is performed. In addition, the travel mode determination unit 110 determines the travel mode to be a curve travel when the outside recognition unit 104 recognizes that the host vehicle M has reached a curved road. In addition, when the outside recognition unit 104 recognizes an obstacle in front of the host vehicle M, the driving mode determination unit 110 determines the driving mode as obstacle avoidance driving.
第1軌道生成部112は、走行態様決定部110により決定された走行態様に基づいて、軌道を生成する。軌道とは、自車両Mが現在の車速を維持した状態で走行する場合に、到達することが想定される将来の目標位置を所定時間ごとにサンプリングした点の集合である。以下、第1軌道生成部112により生成される軌道を、第1軌道と称して説明する。   The first trajectory generation unit 112 generates a trajectory based on the travel mode determined by the travel mode determination unit 110. The track is a set of points obtained by sampling a future target position that is expected to be reached every predetermined time when the host vehicle M travels with the current vehicle speed maintained. Hereinafter, the trajectory generated by the first trajectory generating unit 112 will be described as a first trajectory.
図5は、第1軌道生成部112により生成される第1軌道の一例を示す図である。図中(A)に示すように、例えば、第1軌道生成部112は、自車両Mの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δt経過するごとに、K(1)、K(2)、K(3)、…といった将来の目標位置を自車両Mの第1軌道として設定する。これら目標位置K(1)、K(2)、K(3)、…の集合が第1軌道に相当する。以下、これら目標位置を区別しない場合、単に「目標位置K」と表記する。例えば、目標位置Kの個数は、目標時間Tに応じて決定される。例えば、第1軌道生成部112は、目標時間Tを5秒とした場合、この5秒間において、所定時間Δt(例えば0.1秒)刻みで目標位置Kを走行車線の中央線上に設定し、これら複数の目標位置Kの配置間隔を走行態様に基づいて決定する。第1軌道生成部112は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報152に含まれる車線の幅員等の情報から導出してもよいし、予め地図情報152に含まれている場合に、この地図情報152から取得してもよい。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the first trajectory generated by the first trajectory generating unit 112. As shown to (A) in the figure, for example, the first trajectory generation unit 112 uses the current position of the host vehicle M as a reference every time a predetermined time Δt has elapsed from the current time, K (1), K (2) , K (3),... Are set as the first track of the host vehicle M. A set of these target positions K (1), K (2), K (3),... Corresponds to the first trajectory. Hereinafter, when these target positions are not distinguished, they are simply referred to as “target positions K”. For example, the number of target positions K is determined according to the target time T. For example, when the target time T is set to 5 seconds, the first trajectory generation unit 112 sets the target position K on the center line of the traveling lane in a predetermined time Δt (for example, 0.1 second) in this 5 seconds, The arrangement intervals of the plurality of target positions K are determined based on the running mode. For example, the first track generation unit 112 may derive the center line of the traveling lane from information such as the width of the lane included in the map information 152. You may acquire from the map information 152.
例えば、上述した走行態様決定部110により走行態様が定速走行に決定された場合、第1軌道生成部112は、図中(A)に示すように、等間隔で複数の目標位置Kを設定して第1軌道を生成する。また、走行態様決定部110により走行態様が減速走行に決定された場合、第1軌道生成部112は、図中(B)に示すように、到達する時刻がより早い目標位置Kほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い目標位置Kほど間隔を狭くして第1軌道を生成する。これにより、自車両Mから遠ざかるのに応じて目標位置Kの間隔が詰まるため、車両制御装置100は、自車両Mの減速をスムーズに実現することができる。   For example, when the travel mode is determined to be constant speed travel by the travel mode determination unit 110 described above, the first trajectory generation unit 112 sets a plurality of target positions K at equal intervals, as shown in FIG. Thus, the first trajectory is generated. Further, when the travel mode determination unit 110 determines the travel mode to be decelerated travel, the first trajectory generation unit 112 increases the interval as the target position K that arrives earlier, as shown in FIG. The first trajectory is generated by narrowing the interval for the target position K that arrives later. As a result, as the distance from the host vehicle M is increased, the interval between the target positions K is reduced, so that the vehicle control device 100 can smoothly realize the deceleration of the host vehicle M.
また、図中(C)に示すように、道路がカーブ路である場合に、走行態様決定部110は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、第1軌道生成部112は、例えば、道路の曲率に応じて、複数の目標位置Kを自車両Mの進行方向に対する横位置(車線幅方向の位置)を変更しながら配置して、第1軌道を生成する。また、図中(D)に示すように、自車両Mの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物OBが存在する場合、走行態様決定部110は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、第1軌道生成部112は、この障害物OBを回避して走行するように、複数の目標位置Kを配置して第1軌道を生成する。   Further, as shown in (C) in the figure, when the road is a curved road, the traveling mode determining unit 110 determines the traveling mode to be curved traveling. In this case, for example, the first track generation unit 112 arranges a plurality of target positions K while changing the lateral position (position in the lane width direction) with respect to the traveling direction of the host vehicle M according to the curvature of the road, A first trajectory is generated. Further, as shown in (D) in the figure, when an obstacle OB such as a human or a stopped vehicle exists on the road ahead of the host vehicle M, the traveling mode determination unit 110 sets the traveling mode to the obstacle avoidance traveling. decide. In this case, the first trajectory generating unit 112 generates a first trajectory by arranging a plurality of target positions K so as to travel while avoiding the obstacle OB.
図6は、第1軌道生成部112により生成される第1軌道の各目標位置Kに対して設定される速度νの一例を示す図である。図示するように、第1軌道の各目標位置Kには、次の目標位置までの間において、自車両Mが出力すべき速度νが設定される。例えば、目標位置K(0)には速度ν0、目標位置K(1)には速度ν1、目標位置K(2)には速度ν2、といったように目標位置Kごとに速度νが割り当てられる。この速度νは、後述する目標速度算出部130の処理に用いられる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the speed ν set for each target position K of the first trajectory generated by the first trajectory generating unit 112. As shown in the figure, each target position K on the first track is set with a speed ν that the host vehicle M should output until the next target position. For example, a speed ν0 is assigned to each target position K, such as a speed ν0 for the target position K (0), a speed ν1 for the target position K (1), and a speed ν2 for the target position K (2). This speed ν is used for processing of a target speed calculation unit 130 described later.
[車線変更イベント]
車線変更制御部120は、行動計画に含まれる車線変更イベントが走行制御部132により実施される際の制御を行う。車線変更制御部120は、例えば、ターゲット位置設定部122と、車線変更可否判定部124と、第2軌道生成部126と、衝突判定部128とを備える。なお、車線変更制御部120は、分岐イベントや合流イベントが走行制御部132により実施される際に、後述する処理を行ってもよい。
[Lane change event]
The lane change control unit 120 performs control when a lane change event included in the action plan is executed by the travel control unit 132. The lane change control unit 120 includes, for example, a target position setting unit 122, a lane change availability determination unit 124, a second track generation unit 126, and a collision determination unit 128. The lane change control unit 120 may perform processing to be described later when a branch event or a merge event is performed by the travel control unit 132.
ターゲット位置設定部122は、自車両Mが走行する車線(自車線)に対して隣接する隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも前方を走行する車両と、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも後方を走行する車両とを特定し、これら車両の間にターゲット領域TAを設定する。以下、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも前方を走行する車両を、前方基準車両と称し、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも後方を走行する車両を、後方基準車両と称して説明する。   The target position setting unit 122 travels in an adjacent lane adjacent to a lane (own lane) in which the host vehicle M travels, travels in front of the host vehicle M, travels in an adjacent lane, and A vehicle traveling behind the vehicle M is specified, and a target area TA is set between these vehicles. Hereinafter, a vehicle traveling in the adjacent lane and traveling ahead of the host vehicle M is referred to as a front reference vehicle, and a vehicle traveling in the adjacent lane and traveling rearward of the host vehicle M is referred to as a rear reference vehicle. Will be described.
車線変更可否判定部124は、ターゲット位置設定部122により設定されたターゲット領域TA上に周辺車両が存在せず、且つ前方基準車両との仮想的な衝突余裕時間TTC(Time-To Collision)と後方基準車両との仮想的な衝突余裕時間TTCが、閾値以上であるといった所定の設定条件を満たす場合に、隣接車線上に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定する。衝突余裕時間TTCは、例えば、ターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更したと仮定し、このターゲット領域TA上の仮想的な自車両Mと、前方基準車両(あるいは後方基準車両)との車間距離を、自車両Mの速度および前方基準車両(あるいは後方基準車両)の相対速度で除算することで導出される。   The lane change possibility determination unit 124 has no surrounding vehicle on the target area TA set by the target position setting unit 122, and a virtual collision allowance time TTC (Time-To Collision) with the front reference vehicle and the rear It is determined that the own vehicle M can change lanes on the target area TA set on the adjacent lane when the predetermined collision condition TTC with the reference vehicle is equal to or greater than the threshold value. To do. The collision allowance time TTC is, for example, assumed that the host vehicle M has changed lanes on the target area TA, and the distance between the virtual host vehicle M on the target area TA and the front reference vehicle (or the rear reference vehicle). It is derived by dividing the distance by the speed of the host vehicle M and the relative speed of the front reference vehicle (or the rear reference vehicle).
図7は、第1の実施形態におけるターゲット位置設定部122がターゲット領域TAを設定する様子を示す図である。図中、mAは前走車両を表し、mBは前方基準車両を表し、mCは後方基準車両を表している。また、矢印dは自車両Mの進行(走行)方向を表し、L1は自車線を表し、L2は隣接車線を表している。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the target position setting unit 122 according to the first embodiment sets the target area TA. In the figure, mA represents a preceding vehicle, mB represents a front reference vehicle, and mC represents a rear reference vehicle. An arrow d represents the traveling (traveling) direction of the host vehicle M, L1 represents the host lane, and L2 represents an adjacent lane.
図7の例の場合、ターゲット位置設定部122は、隣接車線L2上において、前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間にターゲット領域TAを設定する。このような場合、車線変更可否判定部124は、ターゲット位置設定部122により設定されたターゲット領域TA上に自車両Mを仮想的に配置し、この仮想的な自車両Mを基準に前方基準車両mBに対する衝突余裕時間TTC(B)と、後方基準車両mCに対する衝突余裕時間TTC(C)とを導出する。車線変更可否判定部124は、導出したこれら2つの衝突余裕時間TTCが共に所定の設定条件を満たすか否かを判定し、両方の衝突余裕時間TTCが共に所定の設定条件を満たす場合(例えば前方、後方それぞれに設定された閾値以上である場)、隣接車線L2上に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定する。なお、ターゲット位置設定部122は、隣接車線L2上において、後方基準車両mCの後方(後方基準車両mCと、その後方に存在する車両との間)にターゲット領域TAを設定してもよい。   In the example of FIG. 7, the target position setting unit 122 sets the target area TA between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC on the adjacent lane L2. In such a case, the lane change possibility determination unit 124 virtually arranges the host vehicle M on the target area TA set by the target position setting unit 122, and the front reference vehicle is based on the virtual host vehicle M. A collision margin time TTC (B) for mB and a collision margin time TTC (C) for the rear reference vehicle mC are derived. The lane change possibility determination unit 124 determines whether or not both of these derived collision margin times TTC satisfy a predetermined setting condition, and when both the collision margin times TTC both satisfy a predetermined setting condition (for example, forward When the vehicle is equal to or more than the threshold value set for each of the rear), it is determined that the host vehicle M can change the lane on the target area TA set on the adjacent lane L2. Note that the target position setting unit 122 may set the target area TA behind the rear reference vehicle mC (between the rear reference vehicle mC and the vehicle existing behind it) on the adjacent lane L2.
また、車線変更可否判定部124は、前走車両mAの速度、加速度、または躍度(ジャーク)等を加味して、ターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であるか否かを判定してもよい。例えば、前走車両mAの速度よりも前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの速度が大きい場合、すなわち、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCが前走車両mAを追い抜くような場合、車線変更可否判定部124は、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの間に設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能でないと判定する。   Further, the lane change possibility determination unit 124 determines whether or not the host vehicle M can change lanes on the target area TA in consideration of the speed, acceleration, jerk, etc. of the preceding vehicle mA. May be. For example, if the speeds of the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC are higher than the speed of the preceding vehicle mA, that is, if the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC pass the preceding vehicle mA, the lane change is allowed. The determination unit 124 determines that the host vehicle M cannot change the lane on the target area TA set between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC.
第2軌道生成部126は、上述した車線変更可否判定部124によりターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であると判定された場合、このターゲット領域TA上に車線変更するための軌道を生成する。以下、第2軌道生成部126により生成される軌道を、第2軌道と称して説明する。   When it is determined by the above-described lane change possibility determination unit 124 that the host vehicle M can change lanes on the target area TA, the second trajectory generation part 126 determines a track for changing lanes on the target area TA. Generate. Hereinafter, the trajectory generated by the second trajectory generation unit 126 will be described as a second trajectory.
図8は、第1の実施形態における第2軌道生成部126が第2軌道を生成する様子を示す図である。例えば、第2軌道生成部126は、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCを所定の速度モデルで走行するものとして仮定し、これら3台の車両の速度モデルと自車両Mの速度とに基づいて、将来のある時刻において自車両Mが前方基準車両mBおよび後方基準車両mCの間、または後方基準車両mCの後方に存在するように第2軌道を生成する。例えば、第2軌道生成部126は、現在の自車両Mの位置から、将来のある時刻における前方基準車両mBの位置までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で目標位置Kを所定個数配置する。この際、第2軌道生成部126は、目標位置Kの少なくとも1つがターゲット領域TA上に配置されるように第2軌道を生成する。この第2軌道の各目標位置Kには、上述の図6に示した第1軌道に設定される速度と同様に、速度νが割り当てられる。以下の説明にあたり、第1軌道または第2軌道に設定される速度νを、初期設定速度νと称する。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the second trajectory generation unit 126 in the first embodiment generates the second trajectory. For example, the second track generation unit 126 assumes that the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC travel with a predetermined speed model, and based on the speed model of these three vehicles and the speed of the host vehicle M. The second track is generated so that the host vehicle M exists between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC or behind the rear reference vehicle mC at a certain time in the future. For example, the second trajectory generating unit 126 smoothly connects the current position of the host vehicle M to the position of the forward reference vehicle mB at a certain time in the future using a polynomial curve such as a spline curve, and so on. A predetermined number of target positions K are arranged at intervals or unequal intervals. At this time, the second trajectory generation unit 126 generates the second trajectory so that at least one of the target positions K is arranged on the target area TA. A speed ν is assigned to each target position K of the second trajectory, similar to the speed set for the first trajectory shown in FIG. In the following description, the speed ν set in the first or second trajectory is referred to as an initial set speed ν.
車線変更可否判定部124により車線変更可能であると判定された場合であっても、周囲の前走車両mA、前方基準車両mB、後方基準車両mCなどの他車両の速度などの状態によっては、自車両Mが車線変更のための走行を行った際に他車両と衝突する場合がある。   Even if the lane change possibility determination unit 124 determines that the lane change is possible, depending on the state of the speed of other vehicles such as the surrounding front vehicle mA, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC, When the host vehicle M travels for lane change, it may collide with another vehicle.
そこで、衝突判定部128は、車線変更可否判定部124により車線変更が可能であると判定されたことに応じて、自車両Mが第2軌道生成部126により生成された第2軌道に沿って車線変更のための走行を行った場合の他車両との衝突可能性について判定する。ここで、「衝突可能性について判定する」とは、自車両Mと他車両とが衝突する可能性があるか否かについて判定することをいう。また、以降の説明にあたり、衝突可能性について判定することについては、単に衝突可能性ともいう。   Therefore, the collision determination unit 128 follows the second track generated by the second track generation unit 126 in response to the determination that the lane change is possible by the lane change permission determination unit 124. The possibility of collision with another vehicle when traveling for changing lanes is determined. Here, “determining the possibility of collision” means determining whether or not there is a possibility of collision between the host vehicle M and another vehicle. In the following description, determining the possibility of collision is also simply referred to as collision possibility.
衝突判定部128により衝突可能性があると判定された場合には、車線変更制御部120において、ターゲット位置設定部122によるターゲット領域TAの設定、車線変更可否判定部124による車線変更の可否判定が再度行われる。そして、車線変更可否判定部124により車線変更が可能であると判定されれば、第2軌道生成部126によって新たに第2軌道が生成され、生成された第2軌道に応じた衝突判定が衝突判定部128により再度行われる。   When the collision determination unit 128 determines that there is a possibility of a collision, the lane change control unit 120 determines whether the target position TA is set by the target position setting unit 122 and whether the lane change is possible by the lane change possibility determination unit 124. Done again. If the lane change possibility determination unit 124 determines that the lane change is possible, the second track generation unit 126 newly generates a second track, and the collision determination corresponding to the generated second track is a collision. The determination is performed again by the determination unit 128.
目標速度算出部130は、第1軌道生成部112により生成された第1軌道、または第2軌道生成部126により生成された第2軌道の各目標位置Kに設定された初期設定速度νに基づいて、自車両Mの目標速度ν#を算出する。
例えば、目標速度算出部130は、ある目標位置K(i)に設定された初期設定速度νiと、この目標位置K(i)の次に位置する目標位置K(i+1)に設定された初期設定速度νi+1との平均値を算出し、この算出した平均値を、目標位置K(i)から目標位置K(i+1)までの自車両Mの目標速度ν#iに設定する。
The target speed calculator 130 is based on the initial set speed ν set for each target position K of the first trajectory generated by the first trajectory generator 112 or the second trajectory generated by the second trajectory generator 126. Thus, the target speed ν # of the host vehicle M is calculated.
For example, the target speed calculation unit 130 sets an initial setting speed νi set at a certain target position K (i) and an initial setting set at a target position K (i + 1) positioned next to the target position K (i). An average value with the speed νi + 1 is calculated, and the calculated average value is set as the target speed ν # i of the host vehicle M from the target position K (i) to the target position K (i + 1).
[走行制御]
走行制御部132は、制御切替部140による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、およびブレーキ装置94の一部または全部を含む制御対象を制御する。走行制御部132は、自動運転モード時において、行動計画生成部106によって生成された行動計画情報156を読み込み、読み込んだ行動計画情報156に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。
[Running control]
The traveling control unit 132 sets the control mode to the automatic operation mode or the manual operation mode under the control of the control switching unit 140, and the traveling driving force output device 90, the steering device 92, and the brake device 94 are set according to the set control mode. Control a controlled object including part or all of it. The traveling control unit 132 reads the behavior plan information 156 generated by the behavior plan generation unit 106 in the automatic driving mode, and controls the control target based on the event included in the read behavior plan information 156.
例えば、このイベントがレーンキープイベントである場合、走行制御部132は、第1軌道生成部112により生成された第1軌道に従い、ステアリング装置92における電動モータの制御量(例えば回転数)と、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量(例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等)と、を決定する。具体的には、走行制御部132は、第1軌道の目標位置Kから算出された所定時間Δtごとの目標速度ν#に従って、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量を決定する。また、走行制御部132は、目標位置Kごとの自車両Mの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置92における電動モータの制御量を決定する。   For example, when this event is a lane keeping event, the travel control unit 132 follows the first trajectory generated by the first trajectory generation unit 112 and the control amount (for example, the number of rotations) of the electric motor in the steering device 92 and the travel A control amount (for example, engine throttle opening, shift stage, etc.) of the ECU in the driving force output device 90 is determined. Specifically, the traveling control unit 132 determines the control amount of the ECU in the traveling driving force output device 90 according to the target speed ν # for each predetermined time Δt calculated from the target position K of the first track. Further, the travel control unit 132 controls the electric motor in the steering device 92 according to the angle formed by the traveling direction of the host vehicle M for each target position K and the direction of the next target position with reference to the target position. Determine the amount.
また、上記イベントが車線変更イベントである場合、走行制御部132は、第2軌道生成部126により生成された第2軌道に従い、ステアリング装置92における電動モータの制御量と、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量と、を決定する。具体的には、上述した例と同様に、走行制御部132は、第2軌道の目標位置Kから算出された所定時間Δtごとの目標速度ν#に従って、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量を決定する。また、走行制御部132は、目標位置Kごとの自車両Mの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置92における電動モータの制御量を決定する。   Further, when the event is a lane change event, the travel control unit 132 follows the second track generated by the second track generation unit 126 and the control amount of the electric motor in the steering device 92 and the travel driving force output device 90. And the control amount of the ECU. Specifically, similarly to the above-described example, the traveling control unit 132 controls the ECU in the traveling driving force output device 90 according to the target speed ν # for each predetermined time Δt calculated from the target position K of the second track. Determine the amount. Further, the travel control unit 132 controls the electric motor in the steering device 92 according to the angle formed by the traveling direction of the host vehicle M for each target position K and the direction of the next target position with reference to the target position. Determine the amount.
走行制御部132は、イベントごとに決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置(90、92、94)は、走行制御部132から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部132は、車両センサ60の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。   The travel control unit 132 outputs information indicating the control amount determined for each event to the corresponding control target. Accordingly, each device (90, 92, 94) to be controlled can control its own device according to the information indicating the control amount input from the travel control unit 132. In addition, the traveling control unit 132 appropriately adjusts the determined control amount based on the detection result of the vehicle sensor 60.
また、走行制御部132は、手動運転モード時において、操作検出センサ72により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部132は、操作検出センサ72により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。   Moreover, the traveling control unit 132 controls the control target based on the operation detection signal output from the operation detection sensor 72 in the manual operation mode. For example, the traveling control unit 132 outputs the operation detection signal output by the operation detection sensor 72 to each device to be controlled as it is.
制御切替部140は、行動計画生成部106によって生成され、記憶部150に格納された行動計画情報156に基づいて、走行制御部132による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部140は、切替スイッチ80から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部132による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部132の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。   The control switching unit 140 changes the control mode of the host vehicle M by the travel control unit 132 from the automatic driving mode to the manual driving mode based on the behavior plan information 156 generated by the behavior plan generation unit 106 and stored in the storage unit 150. Or, switch from manual operation mode to automatic operation mode. Further, the control switching unit 140 automatically changes the control mode of the host vehicle M by the travel control unit 132 from the automatic operation mode to the manual operation mode or automatically from the manual operation mode based on the control mode designation signal input from the changeover switch 80. Switch to operation mode. That is, the control mode of the traveling control unit 132 can be arbitrarily changed during traveling or stopping by an operation of a driver or the like.
また、制御切替部140は、操作検出センサ72から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部132による自車両Mの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部140は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス70が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部132の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部132によって自車両Mが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部140は、走行制御部132の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置100は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ80の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置100は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。   In addition, the control switching unit 140 switches the control mode of the host vehicle M by the travel control unit 132 from the automatic driving mode to the manual driving mode based on the operation detection signal input from the operation detection sensor 72. For example, when the operation amount included in the operation detection signal exceeds a threshold value, that is, when the operation device 70 receives an operation with an operation amount exceeding the threshold value, the control switching unit 140 automatically sets the control mode of the travel control unit 132. Switch from operation mode to manual operation mode. For example, when the host vehicle M is automatically traveling by the traveling control unit 132 set in the automatic driving mode, when the driver operates the steering wheel, the accelerator pedal, or the brake pedal with an operation amount exceeding a threshold value, The control switching unit 140 switches the control mode of the travel control unit 132 from the automatic operation mode to the manual operation mode. As a result, the vehicle control device 100 does not go through the operation of the changeover switch 80 by the operation performed by the driver when an object such as a person jumps out on the roadway or the preceding vehicle suddenly stops. You can immediately switch to manual operation mode. As a result, the vehicle control device 100 can cope with an emergency operation by the driver, and can improve safety during traveling.
[衝突判定]
以下、図9〜図12を参照して、本実施形態の衝突判定部128による衝突判定の手法の一例について説明する。
図9は、本実施形態の衝突判定における自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの設定例を示している。同図においては、第2軌道生成部126(自車軌道生成部の一例)により生成された自車両Mの第2軌道における3つの目標位置K(i)、K(i+1)、K(i+2)が示されている。目標位置K(i)は、第2軌道における或る時刻(i)に対応して設定された目標位置である。目標位置K(i+1)は、目標位置K(i)から或る時間を経過した時刻(i+1)において設定された目標位置である。目標位置K(i+2)は、目標位置K(i+1)からさらに或る時間を経過した時刻(i+2)において設定された目標位置である。これらの時刻のうち、今回の衝突判定の対象としているのは時刻(i+1)である。
[Collision judgment]
Hereinafter, an example of a collision determination method performed by the collision determination unit 128 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows a setting example of the own vehicle corresponding virtual circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 in the collision determination of the present embodiment. In the figure, three target positions K (i), K (i + 1), K (i + 2) on the second track of the host vehicle M generated by the second track generation unit 126 (an example of the host vehicle track generation unit). It is shown. The target position K (i) is a target position set corresponding to a certain time (i) in the second trajectory. The target position K (i + 1) is a target position set at time (i + 1) when a certain time has elapsed from the target position K (i). The target position K (i + 2) is a target position set at a time (i + 2) when a certain time has passed from the target position K (i + 1). Among these times, time (i + 1) is the target of the current collision determination.
また、同図においては、衝突判定の対象となる他車両である対象車両Moに対応して、予測位置P(i)、P(i+1)、P(i+2)が示されている。予測位置P(i)、P(i+1)、P(i+2)は、それぞれ、時刻(i)、(i+1)、(i+2)において予測される対象車両Moの位置である。そして、これらの予測位置P(i)、P(i+1)、P(i+2)は、他車軌道において、判定対象となる自車両Mの時刻(i+1)における目標位置K(i+1)に関して対応する対象車両Moの位置である。つまり、衝突判定にあたっては、判定対象となる自車両Mの位置が対応する時刻に対して前後する所定の時刻範囲に含まれる位置が対象車両Moの予測位置として取得される。衝突判定部128は、外界認識部104(他車軌道生成部の一例)により予測(生成)された他車両についての将来の軌道(他車軌道)のうちから、対象車両Moの他車軌道において、判定対象の時刻(i)に対応する時刻範囲に含まれる他車軌道として、予測位置P(i)、P(i+1)、P(i+2)を取得する。なお、以降の説明にあたり、予測位置P(i)、予測位置P(i+1)、予測位置P(i+2)について特に区別しない場合には、予測位置Pと記載する。   Further, in the same figure, predicted positions P (i), P (i + 1), and P (i + 2) are shown corresponding to the target vehicle Mo that is another vehicle that is a target of collision determination. The predicted positions P (i), P (i + 1), and P (i + 2) are the positions of the target vehicle Mo predicted at times (i), (i + 1), and (i + 2), respectively. These predicted positions P (i), P (i + 1), and P (i + 2) are objects corresponding to the target position K (i + 1) at the time (i + 1) of the subject vehicle M to be determined in the other vehicle track. This is the position of the vehicle Mo. That is, in the collision determination, a position included in a predetermined time range before and after the time corresponding to the position of the vehicle M to be determined is acquired as the predicted position of the target vehicle Mo. The collision determination unit 128 determines whether or not the other vehicle track of the target vehicle Mo from the future track (other vehicle track) of the other vehicle predicted (generated) by the external environment recognition unit 104 (an example of the other vehicle track generation unit). The predicted positions P (i), P (i + 1), and P (i + 2) are acquired as other vehicle tracks included in the time range corresponding to the determination target time (i). In the following description, the predicted position P (i), the predicted position P (i + 1), and the predicted position P (i + 2) will be described as the predicted position P unless otherwise distinguished.
予測位置Pについては、外界認識部104が対象車両Moについてファインダ20、レーダ30、カメラ40等から入力される情報に基づいて予測すればよい。また、外界認識部104は、予測位置Pについて、必ずしも目標位置K(i)、K(i+1)、K(i+2)が対応するのと同じ時刻(i)、時刻(i+1)、時刻(i+2)で予測しなくともよい。   The predicted position P may be predicted based on information input from the viewfinder 20, the radar 30, the camera 40, and the like with respect to the target vehicle Mo by the outside recognition unit 104. Further, the external environment recognition unit 104 does not necessarily correspond to the target positions K (i), K (i + 1), and K (i + 2) for the predicted position P, but the same time (i), time (i + 1), and time (i + 2). It is not necessary to predict with.
ここで、同図に示される目標位置K(i)、K(i+1)、K(i+2)による自車両Mの軌道(自車軌道)と、予測位置P(i)、予測位置P(i+1)、予測位置P(i+2)による他車両の軌道(他車軌道)とは、ほぼ直交するような状態となっている。このような状態は、車線変更に際しては生じにくいが、ここでは、衝突判定の手法についての説明を分かりやすくするための便宜として、自車軌道と他車軌道とがほぼ直交する状態を示している。   Here, the track of the host vehicle M (the host vehicle track) based on the target positions K (i), K (i + 1), and K (i + 2) shown in the figure, the predicted position P (i), and the predicted position P (i + 1). The track of the other vehicle (the other vehicle track) at the predicted position P (i + 2) is almost orthogonal. Such a state is unlikely to occur when the lane is changed, but here, as a convenience for easy understanding of the collision determination method, the own vehicle track and the other vehicle track are substantially orthogonal to each other. .
そのうえで、本実施形態の衝突判定部128は、予測位置P(i)、予測位置P(i+1)、予測位置P(i+2)により形成される他車軌道に沿って、同図のように、同じ所定の半径による他車対応仮想円を配置していく。同図においては、予測位置P(i)から予測位置P(i+1)にかけて、他車対応仮想円C(−6)、C(−5)、C(−4)、C(−3)、C(−1)、C(0)が配置された状態が示されている。また、予測位置P(i+1)から予測位置P(i+2)にかけては、他車対応仮想円C(0)、C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)が配置された状態が示されている。なお、以降において、他車対応仮想円C(−6)、C(−5)、C(−4)、C(−3)、C(−1)、C(0)、C(1)、C(2)、C(3)、C(4)、C(5)、C(6)について特に区別しない場合には、他車対応仮想円Cと記載する。 In addition, the collision determination unit 128 of the present embodiment is the same as shown in the figure along the other vehicle track formed by the predicted position P (i), the predicted position P (i + 1), and the predicted position P (i + 2). Arrange virtual circles for other vehicles with a predetermined radius. In the figure, from the predicted position P (i) to the predicted position P (i + 1), other-vehicles corresponding virtual circles C 1 (−6), C 1 (−5), C 1 (−4), C 1 (− 3) A state in which C 1 (−1) and C 1 (0) are arranged is shown. In addition, from the predicted position P (i + 1) to the predicted position P (i + 2), the other-vehicle corresponding virtual circles C 1 (0), C 1 (1), C 1 (2), C 1 (3), C 1 ( 4), a state where C 1 (5) and C 1 (6) are arranged is shown. In the following, virtual circles for other vehicles C 1 (−6), C 1 (−5), C 1 (−4), C 1 (−3), C 1 (−1), and C 1 (0) , C 1 (1), C 1 (2), C 1 (3), C 1 (4), C 1 (5), C 1 (6) unless otherwise distinguished, virtual circle C for other vehicles It is described as 1 .
図10は、自車対応仮想円Cと対象車両Moとの関係を示す図である。同図においては、図9における他車対応仮想円C(−6)、C(−5)、C(−4)の部分を拡大して示している。他車対応仮想円C(−6)は、その中心が予測位置P(i)に一致するように設定される。ここで、予測位置Pと対象車両Moとの位置関係は以下のようになっている。つまり、同図の予測位置P(i)として例示されているように、予測位置Pは、対象車両Moの後輪軸中心AXr上において、対象車両Moの幅方向における中央の位置が対応する。 FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the host vehicle-related virtual circle C 0 and the target vehicle Mo. In the figure, the other-vehicle corresponding virtual circles C 1 (−6), C 1 (−5), and C 1 (−4) in FIG. 9 are shown in an enlarged manner. The other vehicle corresponding virtual circle C 1 (−6) is set so that its center coincides with the predicted position P (i). Here, the positional relationship between the predicted position P and the target vehicle Mo is as follows. That is, as illustrated as the predicted position P (i) in the figure, the predicted position P corresponds to the center position in the width direction of the target vehicle Mo on the rear wheel axle center AXr of the target vehicle Mo.
また、衝突判定部128は、他車対応仮想円Cの半径rについて以下のように設定する。つまり、衝突判定部128は、同図の他車対応仮想円C(−6)により表されているように、直径(2r)が対象車両Moの車幅Wよりも大きくなるような半径rを設定する。直径(2r)を対象車両Moの車幅Wよりも大きく設定するにあたっては、例えば車幅Wに予め定めた所定値(例えば1m程度)を加算した値を直径(2r)とすればよい。あるいは、車幅Wに対して予め定めた1より大きな所定の係数を乗算することによっても対象車両Moの車幅Wよりも直径(2r)を大きく設定することができる。 The collision determination unit 128 sets the radius r 1 of the virtual circle C 1 for other vehicles as follows. That is, the collision determination unit 128 has a radius such that the diameter (2r 1 ) is larger than the vehicle width W of the target vehicle Mo, as represented by the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (−6) in FIG. to set the r 1. In setting the diameter (2r 1 ) to be larger than the vehicle width W of the target vehicle Mo, for example, a value obtained by adding a predetermined value (for example, about 1 m) to the vehicle width W may be used as the diameter (2r 1 ). . Alternatively, the diameter (2r 1 ) can be set larger than the vehicle width W of the target vehicle Mo by multiplying the vehicle width W by a predetermined coefficient larger than 1 .
上記のように他車対応仮想円Cの半径rを設定するにあたって、衝突判定部128は対象車両Moの幅を利用している。衝突判定部128は、例えば外界認識部104が判定した対象車両Moの幅を取得すればよい。この場合において、外界認識部104は、例えばファインダ20やカメラ40などにより取得された対象車両Moに関する情報に基づいて、対象車両Moの車幅Wを求めることができる。 In setting the radius r 1 of the virtual circle C 1 for other vehicles as described above, the collision determination unit 128 uses the width of the target vehicle Mo. For example, the collision determination unit 128 may acquire the width of the target vehicle Mo determined by the outside recognition unit 104. In this case, the external environment recognition unit 104 can obtain the vehicle width W of the target vehicle Mo based on information about the target vehicle Mo acquired by the finder 20 or the camera 40, for example.
そして、衝突判定部128は、上記のように半径rを設定した他車対応仮想円Cを、隣り合う予測位置Pの間において等間隔に配置する。ここでの等間隔とは、同図に示されるように、隣り合う他車対応仮想円Cの中心同士の距離rdが等しくなるように他車対応仮想円Cを配置することである。
このように他車対応仮想円Cを設定するにあたり、衝突判定部128は、隣り合う2つの予測位置Pの間に等間隔で他車対応仮想円Cの中心に対応する点を設定する。このように他車対応仮想円Cの中心としての点を設定することは、隣り合う2つの予測位置Pの間において対象車両Moの軌道上の位置を補間していることに相当する。
Then, the collision determination unit 128, the other wheel corresponding imaginary circle C 1 that sets the radius r 1 as described above, equally spaced between the predicted position P adjacent. The equidistant Here, as shown in the figure, is to place the other vehicle corresponding imaginary circle C 1 so that the distance rd between the centers of the other vehicle corresponding imaginary circle C 1 that adjacent equal.
Upon thus setting the other vehicle corresponding virtual circle C 1, the collision determination unit 128 sets a point corresponding to the other vehicle corresponding virtual center of the circle C 1 at regular intervals between the two predicted position P adjacent . Thus by setting a point as the center of the other vehicle corresponding imaginary circle C 1 is equivalent to that interpolates the orbital position of the target vehicle Mo between the two predicted position P adjacent.
ここで、衝突判定部128は、以下のように隣り合う2つの予測位置Pの間において等間隔の距離rdを設定して、他車対応仮想円Cの中心を隣り合う2つの予測位置Pの間に配置することができる。つまり、例えば、距離rdについての標準値を予め設定しておく。そして、衝突判定部128は、隣り合う2つの予測位置Pにおける等間隔の距離rdが最も標準値に近くなる隣り合う2つの予測位置Pの距離に対する等分数を特定する。衝突判定部128は、特定された当分数に対応する等間隔の距離rdにより隣り合う2つの予測位置Pの間に他車対応仮想円Cの中心を配置すればよい。なお、或る隣り合う2つの予測位置Pによる区間と、これとは異なる隣り合う2つの予測位置Pによる区間とでは、互いに距離が異なっている可能性がある。このため、上記のように距離rdを設定する場合、複数の異なる区間の間では等間隔の距離rdが異なる場合がある。 Here, the collision determination unit 128 sets the equidistant distances rd between the two predicted position P adjacent to the following, another vehicle corresponding imaginary circle C 1 of the center adjacent two predicted position P Can be placed between. That is, for example, a standard value for the distance rd is set in advance. Then, the collision determination unit 128 specifies an equal fraction with respect to the distance between the two adjacent predicted positions P at which the equally spaced distance rd between the two adjacent predicted positions P is closest to the standard value. Collision determination unit 128 may be arranged around the other wheel corresponding imaginary circle C 1 between the two predicted position P adjacent regularly spaced distances rd corresponding to the number of time being specified. Note that there is a possibility that the distance between a section based on two adjacent predicted positions P and a section based on two adjacent predicted positions P that are different from each other are different. For this reason, when the distance rd is set as described above, the equidistant distance rd may be different between a plurality of different sections.
このように対象車両Moに対応して他車対応仮想円Cが形成されることで、他車対応仮想円Cの配列により形成される輪郭は、ほぼ対象車両Moを覆うようにされる。これにより、例えば対象車両Moが直進せずに方向を変えながら走行するような場合であっても、対象車両Moの本体が他車対応仮想円Cの配列により形成される輪郭の外からはみ出ないようにすることができる。 By thus other vehicle corresponding virtual circle C 1 corresponding to the target vehicle Mo is formed, the contour formed by the arrangement of the other vehicle corresponding imaginary circle C 1 is adapted to cover substantially the target vehicle Mo . Thus, for example, even when the target vehicle Mo is such that travels while changing direction without straight, protruding from the outer contour the body of the subject vehicle Mo is formed by the array of the other vehicle corresponding virtual circle C 1 Can not be.
また、衝突判定部128は、自車両Mについても、図9に示すように、判定対象の時刻に対応する目標位置Kにおいて、自車両Mに対応させて複数の仮想円(自車対応仮想円)を設定する。同図においては、判定対象の時刻が時刻(i+1)であることに対応して、目標位置K(i+1)に対応する自車対応仮想円が設定された状態が示されている。また、ここでは、目標位置K(i+1)に対応して3つの自車対応仮想円C(1)、C(2)、C(3)が設定された例を示している。自車対応仮想円C(2)は目標位置K(i+1)に中心が位置するように配置されている。自車対応仮想円C(1)は、自車両Mに対応して自車対応仮想円C(2)よりも前方に位置するように配置されている。自車対応仮想円C(3)は、自車両Mに対応して自車対応仮想円C(2)よりも後方に位置するように配置されている。これら自車対応仮想円C(1)、C(2)、C(3)も互いに隣接する自車対応仮想円Cの中心が等間隔となるように配置される。また、自車対応仮想円Cについても、直径が自車両Mの車幅より大きくなるように設定される。これにより、同図に示されるように、自車両Mについても、自車対応仮想円C(1)、C(2)、C(3)の連結により形成される輪郭から本体がはみ出ることがないようにされる。なお、以降の説明にあたり、自車対応仮想円C(1)、C(2)、C(3)について特に区別しない場合には、自車対応仮想円Cと記載する。 Further, as shown in FIG. 9, the collision determination unit 128 also includes a plurality of virtual circles (a virtual circle corresponding to the vehicle) corresponding to the vehicle M at the target position K corresponding to the determination target time. ) Is set. In the figure, a state in which an own vehicle corresponding virtual circle corresponding to the target position K (i + 1) is set corresponding to the determination target time being time (i + 1) is shown. Here, an example is shown in which three virtual circles C 0 (1), C 0 (2), and C 0 (3) corresponding to the host vehicle are set corresponding to the target position K (i + 1). The own-vehicle virtual circle C 0 (2) is arranged so that the center is located at the target position K (i + 1). The own vehicle-corresponding virtual circle C 0 (1) is disposed so as to be positioned ahead of the own-vehicle corresponding virtual circle C 0 (2) corresponding to the own vehicle M. The own vehicle corresponding virtual circle C 0 (3) is arranged so as to be located behind the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (2) corresponding to the own vehicle M. These own-vehicle corresponding virtual circles C 0 (1), C 0 (2), and C 0 (3) are also arranged so that the centers of the adjacent own-vehicle corresponding virtual circles C 0 are equally spaced. Further, the own vehicle corresponding virtual circle C 0 is also set so that the diameter is larger than the vehicle width of the own vehicle M. As a result, as shown in the figure, the main body of the host vehicle M also protrudes from the contour formed by the connection of the host vehicle corresponding virtual circles C 0 (1), C 0 (2), C 0 (3). There will be no such thing. In the following description, the virtual circle C 0 (1), C 0 (2), and C 0 (3) corresponding to the own vehicle will be described as the virtual circle C 0 corresponding to the own vehicle unless particularly distinguished.
図11は、衝突判定部128が衝突可能性無しと判定する場合に応じた自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの位置関係を示している。同図を参照して、衝突判定部128が衝突可能性無しと判定する場合の衝突判定処理の過程の一例について説明する。同図においては、図9から自車両Mと対象車両Moとを省略し、目標位置K、自車対応仮想円C、予測位置P及び他車対応仮想円Cを抜き出して示している。 FIG. 11 shows the positional relationship between the own vehicle corresponding virtual circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 when the collision determination unit 128 determines that there is no possibility of collision. An example of the process of collision determination processing when the collision determination unit 128 determines that there is no possibility of collision will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the own vehicle M and the target vehicle Mo are omitted from FIG. 9, and the target position K, the own vehicle corresponding virtual circle C 0 , the predicted position P, and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 are extracted and shown.
衝突判定部128は、衝突可能性の有無について判定するにあたり、自車対応仮想円C(1)〜C(3)と他車対応仮想円C(−6)〜C(6)とによる組み合わせごとに、重複判定を行う。ここでの重複判定とは、1つの自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによる組み合わせについて、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとが重複する位置関係にあるか否かについて判定することである。ここでの「重複」には、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとが接する状態も含まれる。 When the collision determination unit 128 determines whether or not there is a possibility of collision, the own vehicle corresponding virtual circles C 0 (1) to C 0 (3) and the other vehicle corresponding virtual circles C 1 (−6) to C 1 (6) Duplicate determination is performed for each combination. The duplication determination here, for the combination according to one of the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1, the position and the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding imaginary circle C 1 overlaps It is to determine whether or not there is a relationship. Here, “overlapping” includes a state in which the own vehicle corresponding virtual circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 are in contact with each other.
同図においては、自車対応仮想円C(1)〜C(3)と他車対応仮想円C(−6)〜(6)とによる組み合わせのうち、自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)との組み合わせを対象として重複判定を行う場合が示されている。この場合、衝突判定部128は、例えば以下のようにして自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)とが重複しているか否かについて判定することができる。 In the figure, of the combinations of the virtual circles C 0 (1) to C 0 (3) corresponding to the own vehicle and the virtual circles C 1 (−6) to (6) corresponding to the other vehicle, the virtual circle C 0 corresponding to the own vehicle. The case where duplication determination is performed for the combination of (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) is shown. In this case, for example, the collision determination unit 128 can determine whether or not the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) overlap. .
まず、衝突判定部128は、自車対応仮想円C(1)の中心から他車対応仮想円C(2)の中心までの距離Dを求める。距離Dについては、自車対応仮想円C(1)の中心の座標と、他車対応仮想円C(2)の中心の座標とにより求めることができる。そのうえで、衝突判定部128は、自車対応仮想円Cの半径をr、他車対応仮想円Cの半径をrとして、以下の式1が成立するか否かについて判定する。
+r<D・・・(式1)
First, the collision determination unit 128 obtains a distance D from the center of the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) to the center of the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2). The distance D can be obtained from the coordinates of the center of the virtual circle C 0 (1) corresponding to the host vehicle and the coordinates of the center of the virtual circle C 1 (2) corresponding to the other vehicle. Sonouede, the collision determination unit 128 determines the radius of the vehicle corresponding imaginary circle C 0 r 0, the radius of the other vehicles corresponding imaginary circle C 1 as r 1, whether the following equation 1 is satisfied.
r 0 + r 1 <D (Formula 1)
式1が成立する場合には、同図に示されるように自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)とは離間している状態である。従って、同図の場合の衝突判定部128は、式1が成立することにより、自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)とが重複していないと判定する。 When Formula 1 is satisfied, as shown in the figure, the own vehicle-corresponding virtual circle C 0 (1) and the other-vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) are in a separated state. Accordingly, the collision determination unit 128 in the same figure determines that the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) do not overlap when Expression 1 is satisfied. To do.
衝突判定部128は、上記のように自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)との組み合わせを例に挙げて説明した重複の有無についての判定を、自車対応仮想円C(1)と、残りの他車対応仮想円Cとの組み合わせごとに行う。さらに、衝突判定部128は、自車対応仮想円C(2)と各他車対応仮想円Cとの組み合わせごとに重複の有無についての判定を行う。さらに、衝突判定部128は、自車対応仮想円C(3)と各他車対応仮想円Cとの組み合わせごとに重複の有無についての判定を行う。つまり、衝突判定部128は、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによる組みあわせごとに、重複の有無についての判定を行う。 The collision determination unit 128 determines whether or not there is overlap as described above by taking the combination of the virtual circle C 0 (1) for own vehicle and the virtual circle C 1 (2) for other vehicle as described above. It is performed for each combination of the virtual circle C 0 (1) for cars and the remaining virtual circle C 1 for other cars. Furthermore, the collision determination unit 128 determines whether or not there is an overlap for each combination of the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (2) and each other vehicle corresponding virtual circle C 1 . Further, the collision determination unit 128 determines whether or not there is an overlap for each combination of the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (3) and each other vehicle corresponding virtual circle C 1 . That is, the collision determination unit 128, for each combination by the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1, it is determined for the presence of duplicates.
そして、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによる全ての組みあわせごとに、重複の有無についての判定を行った結果に基づいて、衝突判定部128は、以下のように自車両Mと対象車両Moとの衝突可能性についての判定を行う。つまり、衝突判定部128は、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによる全ての組みあわせのうちで、重複すると判定された組みあわせが少なくとも1つあった場合には、衝突可能性が有ると判定する。これに対して、衝突判定部128は、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによる全ての組みあわせについて重複しないと判定された場合には、衝突可能性が無いと判定する。 Then, based on the result of the determination as to whether or not there is an overlap for every combination of the own vehicle corresponding virtual circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 , the collision determination unit 128 is as follows. A determination is made as to the possibility of collision between the host vehicle M and the target vehicle Mo. That is, the collision determination unit 128, among all the combination according to the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1, when it is determined that overlapping combination had at least one, It is determined that there is a possibility of collision. On the other hand, the collision determination unit 128 determines that there is no possibility of collision when it is determined that there is no overlap for all combinations of the virtual circle C 0 corresponding to the host vehicle and the virtual circle C 1 corresponding to the other vehicle. To do.
図11に示される自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの位置関係では、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとによるいずれの組み合わせにおいても重複することがない。そこで、この場合の衝突判定部128は、衝突可能性は無いと判定することができる。 The positional relationship between the other vehicle corresponding virtual circle C 1 and the vehicle corresponding imaginary circle C 0 shown in FIG. 11, also duplicated in any combination according to the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 There is nothing. Therefore, the collision determination unit 128 in this case can determine that there is no possibility of collision.
一方、式1が成立しない場合、自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)とは重複する状態(接している状態を含む)である。図12は、図11との対比として、衝突判定部128が衝突可能性有りと判定する場合に応じた自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの位置関係を示している。同図においては、時刻(i)に対応する自車両Mの位置が図11とは異なっており、これに伴って、他車対応仮想円C(2)に対する自車対応仮想円C(1)、C(2)、C(3)の位置が異なっている。
同図に示される自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)との位置関係の場合には、式1が成立しない。そこで、この場合の衝突判定部128は、自車対応仮想円C(1)と他車対応仮想円C(2)とが、同図においても示されているように重複するものと判定する。
前述のように、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの組み合わせにおいて少なくとも1つの組み合わせにおいて重複の有ることが判定された場合には、衝突可能性有りとの判定が行われることになる。従って、この場合の衝突判定部128は、衝突可能性が有ると判定する。このようにして衝突判定部128は、判定対象タイミングである時刻(i)における自車両Mと対象車両Moとの衝突可能性の有無を判定することができる。
On the other hand, when Formula 1 is not satisfied, the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) are in an overlapping state (including a state in contact). FIG. 12 shows the positional relationship between the own-vehicle corresponding virtual circle C 0 and the other-vehicle corresponding virtual circle C 1 when the collision determination unit 128 determines that there is a possibility of collision, as a comparison with FIG. . In this figure, the position of the host vehicle M corresponding to time (i) is different from that in FIG. 11, and accordingly, the host vehicle corresponding virtual circle C 0 (2) with respect to the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2). 1) The positions of C 0 (2) and C 0 (3) are different.
In the case of the positional relationship between the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) shown in FIG. Therefore, the collision determination unit 128 in this case determines that the own vehicle corresponding virtual circle C 0 (1) and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 (2) overlap as shown in FIG. To do.
As described above, when it is determined that there is an overlap in at least one combination of the virtual circle C 0 corresponding to the own vehicle and the virtual circle C 1 corresponding to the other vehicle, it is determined that there is a possibility of collision. It will be. Therefore, the collision determination unit 128 in this case determines that there is a possibility of collision. In this way, the collision determination unit 128 can determine whether or not there is a possibility of collision between the host vehicle M and the target vehicle Mo at time (i) that is the determination target timing.
続いて図13のフローチャートを参照して、車線変更に関連して本実施形態における車両制御装置100が実行する処理手順の一例について説明する。車線変更制御部120は、自車両Mが現時点以降において走行する予定の区間について車線変更イベントが設定されているか否かについて判定する(ステップS100)。車線変更イベントが設定されていないことが判定された場合(ステップS100−NO)、車線変更制御部120は、同じステップS100により、次の区間について車線変更イベントが設定されているか否かについて判定する。   Next, an example of a processing procedure executed by the vehicle control device 100 according to the present embodiment in relation to the lane change will be described with reference to the flowchart of FIG. The lane change control unit 120 determines whether or not a lane change event is set for a section where the host vehicle M is scheduled to travel after the current time (step S100). When it is determined that the lane change event is not set (step S100-NO), the lane change control unit 120 determines whether the lane change event is set for the next section by the same step S100. .
車線変更イベントが設定されていることが判定されると(ステップS100−YES)、前述のように、車線変更制御部120におけるターゲット位置設定部122は、ターゲット領域TAを設定する(ステップS102)。
次に、車線変更可否判定部124は、ステップS102により設定されたターゲット領域TA上に自車両Mが車線変更可能であるか否かについて判定する(ステップS104)。車線変更可能でないと判定された場合(ステップS104−NO)、例えば、ステップS102に処理が戻されることでターゲット領域TAについての再設定が行われる。再設定されたターゲット領域TAに基づいて、ステップS104による判定が再度行われる。一方、車線変更可能であることが判定されると(ステップS104−YES)、第2軌道生成部126が改めて第2軌道を生成(修正)する(ステップS106)。
When it is determined that the lane change event is set (step S100-YES), as described above, the target position setting unit 122 in the lane change control unit 120 sets the target area TA (step S102).
Next, the lane change possibility determination unit 124 determines whether or not the host vehicle M can change lanes on the target area TA set in step S102 (step S104). If it is determined that the lane change is not possible (step S104—NO), for example, the process returns to step S102, and the target area TA is reset. Based on the reset target area TA, the determination in step S104 is performed again. On the other hand, if it is determined that the lane can be changed (YES in step S104), the second track generation unit 126 generates (corrects) the second track again (step S106).
上記のように第2軌道が生成されると、衝突判定部128は、以下のように衝突判定を行う。まず、衝突判定部128は、衝突判定の対象となる対象車両Moが存在しているか否かについて判定する(ステップS108)。ここで、対象車両Moとしては、現在において外界認識部104により認識される他車両である。対象車両Moとしては、現在において外界認識部104により認識される他車両としてもよいし、その一部としてもよい。外界認識部104により認識される他車両の一部を対象車両Moとする場合の例として、前述の前走車両mA、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCを対象車両Moとすることができる。   When the second trajectory is generated as described above, the collision determination unit 128 performs the collision determination as follows. First, the collision determination unit 128 determines whether or not the target vehicle Mo that is the target of the collision determination exists (step S108). Here, the target vehicle Mo is another vehicle that is currently recognized by the external recognition unit 104. The target vehicle Mo may be another vehicle currently recognized by the external world recognition unit 104 or may be a part thereof. As an example in which a part of other vehicles recognized by the external recognition unit 104 is the target vehicle Mo, the preceding vehicle mA, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC described above can be the target vehicle Mo.
対象車両Moが存在していないことが判定された場合(ステップS108−NO)、衝突可能性の有る他車両は周囲に存在していない。従って、この場合には衝突判定を行う必要がない。そこで、この場合には、走行制御部132が第2軌道に従った車線変更が行われるように走行制御を行う(ステップS122)。   When it is determined that the target vehicle Mo does not exist (step S108—NO), there is no other vehicle having a possibility of collision in the vicinity. Therefore, in this case, it is not necessary to perform a collision determination. Therefore, in this case, the traveling control unit 132 performs traveling control so that the lane change according to the second track is performed (step S122).
対象車両Moが存在していることが判定された場合(ステップS108−YES)、例えば衝突判定部128は、外界認識部104により予測された対象車両Moごとの他車軌道の位置から、判定対象タイミングとしての時刻に前後する所定の時刻範囲に対応する他車軌道を取得する(ステップS110)。ステップS110の処理により、例えば、図9にて説明したように、判定対象タイミングが時刻(i)である場合に応じて、時刻(i)、(i+1)、(i+2)ごとに対応する予測位置P(i)、P(i+1)、P(i+2)の各位置が他車軌道として取得される。   When it is determined that the target vehicle Mo exists (step S108—YES), for example, the collision determination unit 128 determines the determination target from the position of the other vehicle track for each target vehicle Mo predicted by the external recognition unit 104. Another vehicle track corresponding to a predetermined time range around the time as the timing is acquired (step S110). With the processing in step S110, for example, as described with reference to FIG. 9, the predicted position corresponding to each time (i), (i + 1), (i + 2) depending on when the determination target timing is time (i). Each position of P (i), P (i + 1), and P (i + 2) is acquired as the other vehicle track.
次に、衝突判定部128は、ステップS110により取得した対象車両Moごとの軌道上に、図9に示した他車対応仮想円Cを設定する(ステップS112)。また、衝突判定部128は、判定対象タイミングとしての時刻(i)における自車両Mの目標位置K(i)に対応する自車対応仮想円Cを設定する(ステップS114)。 Next, the collision determination unit 128, in orbit for each target vehicle Mo obtained in step S110, sets the other vehicle corresponding virtual circle C 1 of FIG. 9 (step S112). Further, the collision determination unit 128 sets a host vehicle-related virtual circle C 0 corresponding to the target position K (i) of the host vehicle M at time (i) as the determination target timing (step S114).
そして、衝突判定部128は、ステップS112により設定した他車対応仮想円CとステップS114により設定した自車対応仮想円Cとの組みあわせごとに重複判定を行う(ステップS116)。ステップS116の判定は、対象車両Moが複数である場合には、対象車両Moごとに対応して行われる。ここで、ステップS116により、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとの組みあわせごとに重複判定を順に行っていく過程において、或る組みあわせについて重複有りと判定される場合がある。これまでの説明から理解されるように、少なくとも1つの組み合わせについて重複有りと判定された段階で、衝突可能性が有るとの判定結果が導かれる。そこで、ステップS116としては、重複判定を順に行っていく途中において、或る組み合わせについて重複有りと判定されたのであれば、この段階で以降の残りの組み合わせについての重複判定を行わなくともよい。 The collision determination unit 128 performs overlap determination for each combination of the vehicle corresponding imaginary circle C 0 set by another vehicle corresponding virtual circle C 1 and the step S114 is set in step S112 (step S116). The determination in step S116 is performed for each target vehicle Mo when there are a plurality of target vehicles Mo. Here, the step S116, in the course of performing duplication judgment in order for each combination of the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding virtual circle C 1, if it is determined that there is overlap for combining certain There is. As can be understood from the above description, a determination result that there is a possibility of collision is derived when it is determined that there is an overlap for at least one combination. Therefore, as step S116, if it is determined that there is duplication for a certain combination in the course of performing duplication determination in order, it is not necessary to perform duplication determination for the remaining combinations at this stage.
次に、衝突判定部128は、ステップS116の重複判定の結果に基づき、対象車両Moのうちの少なくともいずれか1つと自車両Mとの衝突可能性が有るか否かについて判定する(ステップS118)。   Next, the collision determination unit 128 determines whether or not there is a possibility of collision between at least one of the target vehicles Mo and the host vehicle M based on the result of the overlap determination in step S116 (step S118). .
対象車両Moのうちのいずれとも衝突可能性が無いと判定された場合(ステップS118−NO)、走行制御部132は、現在において設定されている第2軌道に従った車線変更が行われるように走行制御を行う(ステップS122)。これに対して、対象車両Moのうちの少なくともいずれか1つと衝突可能性があると判定された場合(ステップS118−YES)、走行制御部132は、自車両Mの走行状態として、例えば速度を減少あるいは上昇させるなどして変更する制御を行う(ステップS120)。ステップS120の制御により、例えばステップS118にて予測された衝突が回避される。そのうえで、ステップS102に処理が戻されることで、車線変更のための第2軌道の更新(修正)が行われる。   When it is determined that there is no possibility of a collision with any of the target vehicles Mo (step S118—NO), the traveling control unit 132 performs a lane change according to the currently set second track. Travel control is performed (step S122). On the other hand, when it is determined that there is a possibility of collision with at least one of the target vehicles Mo (step S118—YES), the traveling control unit 132 sets the speed of the host vehicle M as, for example, a speed. Control to change by decreasing or increasing is performed (step S120). By the control in step S120, for example, the collision predicted in step S118 is avoided. After that, the process is returned to step S102, whereby the second track is updated (corrected) for changing the lane.
以上説明した本実施形態における車両制御装置100によれば、自車軌道における自車両Mの将来の所定時刻ごとの位置と、他車軌道における他車両(対象車両Mo)の将来の所定時刻ごとの位置との距離に基づいて、自車両と他車両とについての衝突可能性についての判定が行われる。これにより、本実施形態によっては、自車両と他の車両との衝突可能性を適切に判定することができる。   According to the vehicle control apparatus 100 in the present embodiment described above, the position of the own vehicle M on the own vehicle track at each future predetermined time and the future predetermined time of the other vehicle (target vehicle Mo) on the other vehicle track. Based on the distance to the position, a determination is made as to the possibility of collision between the host vehicle and another vehicle. Thereby, depending on this embodiment, it is possible to appropriately determine the possibility of collision between the host vehicle and another vehicle.
そのうえで、本実施形態においては、自車両Mの将来の所定時刻ごとの目標位置Kによる自車軌道としての自車対応仮想円Cと、対象車両Mo(他車両)の将来の所定時刻ごとの予測位置Pによる他車軌道としての他車対応仮想円Cとが重複するか否かに基づいて、自車両Mと対象車両Moとの衝突可能性について判定するようにされている。このように自車軌道と他車軌道とに対応して仮想円としての空間を設定することで、衝突可能性の有無を的確に判定可能となる。また、仮想円としては円形状であるため、例えば長方形などの他の形状による仮想の空間を設定する場合と比較して、容易な演算でありながらも的確な衝突可能性についての判定を行うことができる。 In addition, in the present embodiment, the host vehicle corresponding virtual circle C 0 as the host vehicle track by the target position K at each future predetermined time of the host vehicle M and the future predetermined time of the target vehicle Mo (another vehicle). based on whether it overlaps with another vehicle corresponding imaginary circle C 1 of the other vehicle trajectory by the predicted position P has been possible to determine the possibility of collision between the own vehicle M and the target vehicle Mo. Thus, by setting the space as the virtual circle corresponding to the own vehicle track and the other vehicle track, it is possible to accurately determine the possibility of collision. In addition, since the virtual circle has a circular shape, for example, compared with the case of setting a virtual space with another shape such as a rectangle, it is easy calculation, but the determination of the possibility of collision is performed. Can do.
以下、その他の実施形態(変形例)について説明する。これまでの説明では、衝突判定にあたって、自車軌道に自車対応仮想円Cを設定し、他車軌道に他車対応仮想円Cを設定していた。しかしながら、自車対応仮想円Cと他車対応仮想円Cとを設定せずに衝突判定を行うことも可能である。この場合には、例えば、衝突判定部128は、判定対象の時刻に対応する自車軌道上の位置に対応して設定した1以上の点(自車対応仮想円Cの中心に対応する)と、判定対象の時刻に対応する時刻範囲における他車軌道上の予測位置および予測位置間の補間位置(他車対応仮想円Cの中心に対応する)の組みあわせごとの距離を求める。そのうえで、衝突判定部128は、求めた距離ごとに予め定めた閾値と比較する。衝突判定部128は、例えば求めた距離のうちで閾値以下の距離があれば衝突可能性有りと判定し、閾値以下の距離が無ければ衝突可能性無しと判定することができる。 Hereinafter, other embodiments (modifications) will be described. In the description so far, in the collision determination, the own vehicle corresponding virtual circle C 0 is set on the own vehicle track, and the other vehicle corresponding virtual circle C 1 is set on the other vehicle track. However, it is also possible to perform the collision determination without setting the vehicle corresponding imaginary circle C 0 and the other vehicle corresponding imaginary circle C 1. In this case, for example, the collision determination unit 128, (corresponding to the center of the vehicle corresponding imaginary circle C 0) 1 or more points which is set corresponding to the position on the vehicle trajectory corresponding to the time of the determination target If, obtaining the distance for each combination of the interpolation position between the predicted position and the predicted position on the other vehicle trajectory in time range corresponding to the time of the determination target (corresponding to the center of the other vehicle corresponding virtual circle C 1). In addition, the collision determination unit 128 compares it with a predetermined threshold for each obtained distance. For example, the collision determination unit 128 can determine that there is a possibility of collision if there is a distance that is equal to or less than the threshold among the obtained distances, and can determine that there is no possibility of collision if there is no distance that is equal to or less than the threshold.
また、例えば自車軌道上の判定時刻の位置に対応させては自車対応仮想円Cを設定することなく点を設定し、一方、他車軌道上には他車仮想円Cを設定してもよい。そのうえで、自車軌道上に設定された点と他車軌道上の他車仮想円Cとの組みあわせごとに、他車仮想円C内に自車軌道上の点が含まれるか否かについて判定した結果に基づいて、衝突可能性の有無を判定するようにしてもよい。 Further, for example, a point is set without setting the own vehicle corresponding virtual circle C 0 in correspondence with the position of the determination time on the own vehicle track, while another vehicle virtual circle C 1 is set on the other vehicle track. May be. Sonouede for each combination with another car imaginary circle C 1 of the set point and the other vehicle track on vehicle trajectory, whether it contains a point own vehicle on the track to the other vehicle virtual circle C 1 Based on the determination result, whether or not there is a possibility of collision may be determined.
また、本実施形態においては、判定対象の時刻に対応する目標位置Kとしての1点と、判定対象の時刻に対応する時刻範囲に含まれる予測位置Pとしての複数の点のみ(即ち、補間位置を含まない)に基づいて衝突可能性の有無を判定するようにしてもよい。   In the present embodiment, only one point as the target position K corresponding to the time to be determined and a plurality of points as predicted positions P included in the time range corresponding to the time to be determined (that is, the interpolation position) The possibility of collision may be determined based on
また、上記実施形態においては、車線変更が可能であると判定されて第2軌道が生成されたことに応じて、第2軌道上の目標位置Kを利用して衝突判定を行っている。しかしながら、例えば、以下のような手順のもとで衝突判定が行われるようにしてもよい。つまり、車線変更制御部120が、前走車両mAの速度、前走車両mAとの距離などに基づいて車線変更が必要であると判定すると、衝突判定部128は、仮の第2軌道を生成する。仮の第2軌道は、例えば予め定められた第2軌道としての標準的な目標位置Kのパターンであればよい。そして、衝突判定部128は、仮の第2軌道を利用して他車両との衝突判定を行う。ここで、衝突可能性有りと判定された場合には、例えば自車両Mの速度変更などを行ったうえで、再度、仮の第2軌道を生成し、衝突判定を行えばよい。そして、最終的に衝突可能性無しの判定結果が得られたことに応じて、車線変更が可能であるとの判定が行われる。   In the above embodiment, the collision determination is performed using the target position K on the second track in response to the determination that the lane change is possible and the generation of the second track. However, for example, the collision determination may be performed under the following procedure. That is, when the lane change control unit 120 determines that a lane change is necessary based on the speed of the preceding vehicle mA, the distance from the preceding vehicle mA, etc., the collision determination unit 128 generates a temporary second trajectory. To do. The provisional second trajectory may be a standard target position K pattern as a predetermined second trajectory, for example. Then, the collision determination unit 128 performs a collision determination with another vehicle using the temporary second track. Here, when it is determined that there is a possibility of a collision, for example, after changing the speed of the host vehicle M, a provisional second trajectory is generated again and a collision determination may be performed. Then, when it is finally determined that there is no possibility of collision, it is determined that the lane change is possible.
また、上記実施形態においては、高速道路などの有料道路(自動車専用道路)を走行する際において車線変更を行うべきタイミングで衝突判定を行う例を挙げている。しかしながら、本実施形態における衝突判定は、一般道路においても行うようにされてよい。このように一般道路において本実施形態における衝突判定を行うようにした場合、例えば交差点付近であるとか、路肩の障害物や人をよけるために一時的に車道の中央寄りに自車両Mを移動させるような状況において他車両との衝突回避を有効に図ることができる。   Moreover, in the said embodiment, when driving on toll roads (automobile exclusive roads), such as a highway, the example which performs a collision determination at the timing which should change a lane is given. However, the collision determination in the present embodiment may be performed on a general road. Thus, when the collision determination in the present embodiment is performed on a general road, the host vehicle M is temporarily moved closer to the center of the roadway, for example, near an intersection or to avoid an obstacle or a person on the shoulder. In such a situation, it is possible to effectively avoid collision with other vehicles.
20…ファインダ、30…レーダ、40…カメラ、50…ナビゲーション装置、60…車両センサ、70…操作デバイス、72…操作検出センサ、80…切替スイッチ、90…走行駆動力出力装置、92…ステアリング装置、94…ブレーキ装置、100…車両制御装置、102…自車位置認識部、104…外界認識部、106…行動計画生成部、110…走行態様決定部、112…第1軌道生成部、120…車線変更制御部、122…ターゲット位置設定部、124…車線変更可否判定部、126…第2軌道生成部、128…衝突判定部、132…走行制御部、140…制御切替部、150…記憶部、M…車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Finder, 30 ... Radar, 40 ... Camera, 50 ... Navigation apparatus, 60 ... Vehicle sensor, 70 ... Operation device, 72 ... Operation detection sensor, 80 ... Changeover switch, 90 ... Driving force output device, 92 ... Steering device , 94 ... Brake device, 100 ... Vehicle control device, 102 ... Own vehicle position recognition unit, 104 ... External world recognition unit, 106 ... Action plan generation unit, 110 ... Traveling mode determination unit, 112 ... First track generation unit, 120 ... Lane change control unit, 122 ... target position setting unit, 124 ... lane change possibility determination unit, 126 ... second track generation unit, 128 ... collision determination unit, 132 ... travel control unit, 140 ... control switching unit, 150 ... storage unit , M ... Vehicle

Claims (5)

  1. 自車両の将来の所定時刻ごとの位置による自車軌道を生成する自車軌道生成部と、
    他車両の将来の所定時刻ごとの位置による他車軌道を生成する他車軌道生成部と、
    前記自車軌道生成部により生成された自車軌道上の位置のそれぞれと、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する判定対象の他車軌道上の位置との距離に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突可能性について判定する衝突判定部と、
    を備え
    前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置が対応する時刻に対して前後する所定の時刻範囲に含まれる位置であり、
    前記自車両の将来の特定時刻における位置に対して、前記他車両の将来の前記特定時刻における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻前における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻後における位置とに重複があるか否かに応じて衝突可能性を判定する車両制御装置。
    A host vehicle track generation unit that generates a host vehicle track according to the position of the host vehicle at each predetermined time in the future;
    Another vehicle track generation unit that generates another vehicle track according to the position of each other vehicle at a predetermined time in the future,
    Each of the positions on the own vehicle track generated by the own vehicle track generation unit corresponds to the position on the own vehicle track and the time among the positions on the other vehicle track generated by the other vehicle track generation unit. A collision determination unit that determines the possibility of collision between the host vehicle and the other vehicle based on a distance from a position on the other vehicle track to be determined;
    Equipped with a,
    The position on the other vehicle track corresponding to the position and time on the own vehicle track is the time corresponding to the position on the own vehicle track among the positions on the other vehicle track generated by the other vehicle track generation unit. It is a position included in a predetermined time range before and after,
    The position of the host vehicle at a specific time in the future, the position of the other vehicle at the specific time in the future, a position before the specific time before the specific time, and after the predetermined time from the specific time vehicle controller it determines a collision possibility, depending on whether there is an overlap in the position.
  2. 前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、他車軌道上の隣り合う位置の間を補間して得られる位置をさらに含む、
    請求項に記載の車両制御装置。
    The position on the other vehicle track corresponding to the position and time on the own vehicle track further includes a position obtained by interpolating between adjacent positions on the other vehicle track,
    The vehicle control device according to claim 1 .
  3. 前記衝突判定部は、
    前記自車軌道上の位置ごとに対応して設定された自車対応仮想円と、前記他車軌道上の位置ごとに対応して設定された他車対応仮想円との距離に基づいて、衝突可能性について判定する、
    請求項1または請求項2に記載の車両制御装置。
    The collision determination unit
    Collision based on the distance between the own vehicle corresponding virtual circle set for each position on the own vehicle track and the other vehicle corresponding virtual circle set for each position on the other vehicle track Determine the possibility,
    The vehicle control device according to claim 1 or 2 .
  4. 車載コンピュータが、
    自車両の将来の所定時刻ごとの位置による自車軌道を生成し、
    他車両の将来の所定時刻ごとの位置による他車軌道を生成し、
    生成された自車軌道上の位置のそれぞれと、生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する判定対象の他車軌道上の位置との距離に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突可能性について判定させ
    前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置が対応する時刻に対して前後する所定の時刻範囲に含まれる位置であり、前記自車両の将来の特定時刻における位置に対して、前記他車両の将来の前記特定時刻における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻前における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻後における位置とに重複があるか否かに応じて衝突可能性を判定させる、
    車両制御方法。
    In-vehicle computer
    Generates the own vehicle trajectory according to the position of the vehicle at a predetermined time in the future,
    Generate other vehicle trajectory according to the position of each other vehicle at a predetermined time in the future,
    Based on the distance between each of the generated positions on the own vehicle track and the position on the other vehicle track of the generated other vehicle track and the position on the other vehicle track corresponding to the determination time corresponding to the time And determining the possibility of collision between the host vehicle and the other vehicle ,
    The position on the other vehicle track corresponding to the position and time on the own vehicle track is the time corresponding to the position on the own vehicle track among the positions on the other vehicle track generated by the other vehicle track generation unit. A position included in a predetermined time range that goes back and forth with respect to a position at a future specific time of the host vehicle, and a position at the future specific time of the other vehicle, and the predetermined time than the specific time. a position in front, Ru is determined a collision possibility, depending on whether there is an overlap in the position after the predetermined time than the specified time,
    Vehicle control method.
  5. 車載コンピュータに、
    自車両の将来の所定時刻ごとの位置による自車軌道を生成させ、
    他車両の将来の所定時刻ごとの位置による他車軌道を生成させ、
    生成された自車軌道上の位置のそれぞれと、生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する判定対象の他車軌道上の位置との距離に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突可能性について判定させ
    前記自車軌道上の位置と時刻に関して対応する他車軌道上の位置は、前記他車軌道生成部により生成された他車軌道上の位置のうち前記自車軌道上の位置が対応する時刻に対して前後する所定の時刻範囲に含まれる位置であり、前記自車両の将来の特定時刻における位置に対して、前記他車両の将来の前記特定時刻における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻前における位置と、前記特定時刻よりも前記所定時刻後における位置とに重複があるか否かに応じて衝突可能性を判定させる、
    車両制御プログラム。
    On-board computer
    Generate your own vehicle trajectory according to your vehicle's future position at each predetermined time,
    Generate other vehicle trajectory according to the position of each other vehicle at a predetermined time in the future,
    Based on the distance between each of the generated positions on the own vehicle track and the position on the other vehicle track of the generated other vehicle track and the position on the other vehicle track corresponding to the determination time corresponding to the time And determining the possibility of collision between the host vehicle and the other vehicle ,
    The position on the other vehicle track corresponding to the position and time on the own vehicle track is the time corresponding to the position on the own vehicle track among the positions on the other vehicle track generated by the other vehicle track generation unit. A position included in a predetermined time range that goes back and forth with respect to a position at a future specific time of the host vehicle, and a position at the future specific time of the other vehicle, and the predetermined time than the specific time. a position in front, Ru is determined a collision possibility, depending on whether there is an overlap in the position after the predetermined time than the specified time,
    Vehicle control program.
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