JP6421391B2 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents
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Description
本願は、2015年7月15日に出願された日本国特願2015−141574号および2016年3月15日に出願された日本国特願2016−051135号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(22)本発明の一態様に係る車両制御方法は、自車両の周辺を走行する周辺車両を検出することと、前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定することと、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出することと、既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、最も車線変更可能期間の長い車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込むことと、を含む。
(23)本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、車載コンピュータに、自車両の周辺を走行する周辺車両を検出させることと、前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定させることと、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出させることと、既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、最も車線変更可能期間の長い車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込ませることと、を含む。
[車両構成]
図1は、第1の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。
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、外界認識部102と、自車位置認識部104と、行動計画生成部106と、車線変更制御部110と、走行制御部120と、制御切替部122と、記憶部130とを備える。外界認識部102、自車位置認識部104、行動計画生成部106、車線変更制御部110、走行制御部120、および制御切替部122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130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。プログラムは、予め記憶部130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130にインストールされてもよい。
車線変更制御部110は、行動計画生成部106により行動計画に含まれる車線変更イベントが実施される際の制御を行う。車線変更制御部110は、例えば、ターゲット位置候補設定部111と、他車位置変化推定部112と、車線変更可能期間導出部113と、制御計画生成部114と、ターゲット位置決定部115とを備える。
ターゲット位置候補設定部111は、検出部DTにより検出された周辺車両の位置を参照し、まず車線変更の対象となる大枠の対象領域を設定し、対象領域内において、自車両Mが走行している走行車線(自車線)に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として、車線変更ターゲット位置候補を設定する。
図10は、前方基準車両および後方基準車両が対象領域Arに含まれないと定義した場合に、ターゲット位置候補設定部111が実行する処理を説明するための図である。なお、図5に示す場合とは、車線変更ターゲット位置候補Tを設定するに至る処理の過程が異なるが、結果としては同じであり、これらの処理は等価の関係にある。
パターン(a):mA−mB−M−mC
パターン(b):mB−mA−M−mC
パターン(c):mA−M−mB−mC
パターン(d):mA−mB−mC−M
パターン(e):mB−mA−mC−M
パターン(f):mB−mC−mA−M
なお、パターン(f)については、第1の実施形態におけるターゲット位置候補設定部111によっては設定されない車線変更ターゲット位置候補Tに基づいているため、ここでは参考例とする。
開始時点:いつでも。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:mBが自車両Mを追い抜く時点。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:自車両MがmCを追い抜く時点。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:mAがmCを追い抜く時点。
終了時点:mCがmBに追いつく時点(mCがmAに追いつくことは、開始時点の制約から考慮しない)。
なお、パターン(f)において、速度がmC>mB>mAの場合、mB>mC>mAの場合、およびmC>mA>mBの場合、車線変更は不可である。
走行制御部120は、制御切替部122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制御対象を制御する。走行制御部120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136を読み込み、読み込んだ行動計画情報136に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。このイベントが車線変更イベントである場合、走行制御部120は、制御計画生成部114により生成された制御計画に従い、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。走行制御部120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120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120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。
以下、第1の実施形態の変形例について説明する。第1の実施形態の変形例の車両制御装置100は、導出した車線変更可能期間に基づいて、車線変更ターゲット位置候補を車線変更ターゲット位置の対象とするか否かを決定し、車線変更ターゲット位置の対象として決定された車線変更ターゲット位置候補のうちから車線変更ターゲット位置を決定する点で、第1の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
このような軌道を選択すると、自車両Mは交差点の手前で急減速して右折しにくくなるためである。計画性指数は、行動計画生成部106により生成された計画の実現の可能性が低くなる程低く評価される。
f=w1e1(w2e2+1)・・・(1)
以下、第2の実施形態について説明する。図25は、第2の実施形態に係る車両制御装置100Aを中心とした自車両Mの機能構成図である。第2の実施形態に係る車両制御装置100Aは、車線変更制御部110が車線変更可否判定部116を備える点で、第1の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
以下、第3の実施形態について説明する。図27は、第3の実施形態に係る車両制御装置100Bを中心とした自車両Mの機能構成図である。第3の実施形態に係る車両制御装置100Bは、ナビゲーション装置50との連携で行動計画を生成する構成を備えておらず、任意の車線変更トリガが入力されたときに車線変更制御を行い、それ以外の場合に手動運転モードで制御を行う。なお、自車位置認識部104は、GNSS受信機や地図情報等(ナビゲーション装置に属するものとは限らない)を参照して自車位置を認識する。
Claims (23)
- 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出する期間導出部と、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記期間導出部により導出された車線変更可能期間のうち、車線変更可能期間が長いものから順に所定数の車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込む絞り込み部と、
を備える車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出する期間導出部と、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記期間導出部により導出された車線変更可能期間のうち、最も車線変更可能期間の長い車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込む絞り込み部と
を備える車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として前記隣接車線において設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記自車両と前記周辺車両との位置関係を類型化した位置関係パターンと、前記位置関係パターンにおける前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化を類型化した位置変化パターンに基づいて導出する期間導出部と、
を備える車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両であって、前記自車両が走行する自車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と、前記自車線に隣接する隣接車線を走行する第1車両と、前記隣接車線において前記第1車両の後方を走行する第2車両とを含む周辺車両を検出する検出部と、
前記自車両および前記検出部により検出された周辺車両の位置関係に基づく前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
前記第1車両と前記第2車両との間に設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出する期間導出部と、
を備える車両制御装置。 - 前記絞り込み部により絞り込まれた車線変更ターゲット位置に対応する車線変更可能期間内に車線変更するための軌道を含む制御計画を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記制御計画に基づいて、前記自車両の走行制御を行う走行制御部と、を更に備える、
請求項1または2に記載の車両制御装置。 - 前記制御計画に関する、前記自車両と周辺物体との間隔を評価する安全性および前記軌道への追従性を含む要素を評価する計画性に基づいて、車線変更ターゲット位置を決定するターゲット位置決定部を、更に備える、
請求項5記載の車両制御装置。 - 前記制御計画のうち、前記自車両が車線変更するための前記軌道と周辺の物体との間隔が広い制御計画に対応する位置を、車線変更ターゲット位置として決定するターゲット位置決定部を、更に備える、
請求項5または6記載の車両制御装置。 - 前記制御計画のうち、前記車線変更の際に必要な前記自車両の加減速が小さい制御計画に対応する位置を、車線変更ターゲット位置として決定するターゲット位置決定部を、更に備える、
請求項5から7のうちいずれか1項記載の車両制御装置。 - 前記期間導出部により導出された車線変更可能期間内に車線変更するための軌道を含む制御計画を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記制御計画に基づいて、前記自車両の走行制御を行う走行制御部と、を更に備える、
請求項1から4のうちいずれか1項記載の車両制御装置。 - 前記生成部は、前記期間導出部により導出された車線変更可能期間内に前記車線変更ターゲット位置に車線変更するための速度の制約を導出し、前記導出した速度の制約下で前記制御計画を生成する、
請求項9記載の車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出する期間導出部と、を備え、
前記期間導出部は、前記自車両と、前記検出部により検出された周辺車両のうち監視対象となる周辺車両との位置分布に応じて、異なる手法で前記車線変更可能期間を導出する、
車両制御装置。 - 前記監視対象となる周辺車両は、前記検出部により検出された周辺車両のうち前記自車両の直前を走行する周辺車両と、前記車線変更ターゲット位置の直前と直後を走行する周辺車両とを含む、
請求項11記載の車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出する期間導出部と、を備え、
前記期間導出部は、前記推定部により推定された前記周辺車両の位置変化に基づいて導出されるタイミングであって、前記検出部により検出された周辺車両のうち監視対象となる周辺車両が他の周辺車両に追いつくタイミングを基準として、前記車線変更可能期間を導出する、
車両制御装置。 - 前記期間導出部は、前記車線変更ターゲット位置の直後を走行する周辺車両が、前記車線変更ターゲット位置の直前を走行する周辺車両に追いつくまでの期間を、前記車線変更可能期間として導出する、
請求項13記載の車両制御装置。 - 前記期間導出部は、前記車線変更ターゲット位置の直後を走行する周辺車両が、前記自車両の直前を走行する周辺車両に追いつくまでの期間を、前記車線変更可能期間として導出する、
請求項13または14記載の車両制御装置。 - 前記期間導出部は、前記自車両が前記車線変更ターゲット位置の直後を走行する周辺車両を追い抜く必要がある場合、前記追い抜いた後の期間を、前記車線変更可能期間として導出する、
請求項13から15のうちいずれか1項記載の車両制御装置。 - 前記期間導出部は、前記自車両が前記車線変更ターゲット位置の直前を走行する周辺車両に追い抜かれる必要がある場合、前記追い抜かれた後の期間を、前記車線変更可能期間として導出する、
請求項13から16のうちいずれか1項記載の車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の位置変化を推定する推定部と、
前記検出部により検出された周辺車両のうち、自車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の直後を走行する周辺車両が、他の周辺車両に追いつくか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、車線変更の可否を判定する判定部と、
を備える車両制御装置。 - 前記判定部は、自車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の直後を走行する周辺車両が、他の周辺車両に追いつくと判定した場合、追いつく点を終点とした前記自車両の変位の軌跡を生成し、前記生成した軌跡が少なくとも速度に関する制約を満たす場合に、車線変更が可能であると判定する、
請求項18記載の車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出することと、
前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定することと、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出することと、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、車線変更可能期間が長いものから順に所定数の車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込むことと、
を含む車両制御方法。 - 車載コンピュータに、
自車両の周辺を走行する周辺車両を検出させることと、
前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定させることと、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出させることと、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、車線変更可能期間が長いものから順に所定数の車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込ませることと、
を含む車両制御プログラム。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両を検出することと、
前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定することと、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出することと、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、最も車線変更可能期間の長い車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込むことと、
を含む車両制御方法。 - 車載コンピュータに、
自車両の周辺を走行する周辺車両を検出させることと、
前記検出された前記周辺車両の位置変化を推定させることと、
自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置に車線変更可能な車線変更可能期間を、前記推定された周辺車両の位置変化に基づいて導出させることと、
既に設定された車線変更ターゲット位置を、前記導出された車線変更可能期間のうち、最も車線変更可能期間の長い車線変更可能期間に対応する車線変更ターゲット位置に絞り込ませることと、
を含む車両制御プログラム。
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