JP6533269B2

JP6533269B2 - 車両走行制御装置および車両走行制御方法

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Publication number: JP6533269B2
Application number: JP2017208528A
Authority: JP
Inventors: 伶吉野; 哲治 ▲濱▼田; 雅也遠藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: JP2019081399A

Description

本発明は、車両の走行を制御する車両走行制御装置および車両走行制御方法に関する。

従来、ユーザであるドライバによるアクセル操作またはブレーキ操作を要することなく車両の走行を制御する車両走行制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、自車両に設けられたカメラなどのセンサが、自車両が走行する路面上の白線を検知し、検知した白線に基づいて自車両の走行経路を演算している。また、演算した走行経路と自車両の位置との進行方向に対する横方向のずれの量に基づいて、走行する自車両の横方向の制御を行っている。

特開２０００−２０８９６号公報

従来の車両走行制御装置は、検知した路面上の白線を用いて自車両が走行する目標経路を演算している。例えば、高速道路など、自車両が路面上の白線が整備された道路を走行する場合、従来の車両走行制御装置は、目標経路を正確に演算することができる。従って、この場合、従来の車両走行制御装置は、当該目標経路を用いてアクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能である。

一方、路面上に白線が整備されていない場合、または白線が不明瞭である場合、従来の車両走行制御装置は、目標経路を正確かつ迅速に演算することができない。従って、この場合、従来の車両走行制御装置は、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することができなかった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能な車両走行制御装置および車両走行制御方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による車両走行制御装置は、自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する物体検出部と、自車両の速度を含む自車両状態を検出する自車両状態検出部と、物体検出部が検出した相対位置および相対速度と、自車両状態検出部が検出した自車両状態とに基づいて、自車両が走行する目標経路を演算する目標経路演算部と、目標経路演算部が演算した目標経路に従って、自車両の走行を制御する走行制御部とを備え、目標経路演算部は、物体検出部が検出した相対位置と、目標経路演算部が過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、目標経路を再演算し、物体は、自車両の前方を走行している先行車両であり、目標経路演算部は、先行車両に追従する目標経路を演算する。

また、本発明による車両走行制御方法は、（ａ）自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する工程と、（ｂ）自車両の速度を含む自車両状態を検出する工程と、（ｃ）工程（ａ）で検出した相対位置および相対速度と、工程（ｂ）で検出した自車両状態とに基づいて、自車両が走行する目標経路を演算する工程と、（ｄ）工程（ｃ）で演算した目標経路に従って、自車両の走行を制御する工程とを備え、工程（ｃ）は、工程（ａ）で検出した相対位置と、工程（ｃ）で過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、目標経路を再演算し、物体は、自車両の前方を走行している先行車両であり、工程（ｃ）は、先行車両に追従する目標経路を演算する。

本発明によると、車両走行制御装置は、自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する物体検出部と、自車両の速度を含む自車両状態を検出する自車両状態検出部と、物体検出部が検出した相対位置および相対速度と、自車両状態検出部が検出した自車両状態とに基づいて、自車両が走行する目標経路を演算する目標経路演算部と、目標経路演算部が演算した目標経路に従って、自車両の走行を制御する走行制御部とを備え、目標経路演算部は、物体検出部が検出した相対位置と、目標経路演算部が過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、目標経路を再演算し、物体は、自車両の前方を走行している先行車両であり、目標経路演算部は、先行車両に追従する目標経路を演算するため、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能となる。

また、車両走行制御方法は、（ａ）自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する工程と、（ｂ）自車両の速度を含む自車両状態を検出する工程と、（ｃ）工程（ａ）で検出した相対位置および相対速度と、工程（ｂ）で検出した自車両状態とに基づいて、自車両が走行する目標経路を演算する工程と、（ｄ）工程（ｃ）で演算した目標経路に従って、自車両の走行を制御する工程とを備え、工程（ｃ）は、工程（ａ）で検出した相対位置と、工程（ｃ）で過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、目標経路を再演算し、物体は、自車両の前方を走行している先行車両であり、工程（ｃ）は、先行車両に追従する目標経路を演算するため、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能となる。

本発明の実施の形態１による車両走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１による第１目標経路演算部の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１による自車両の移動量を説明するための図である。本発明の実施の形態１による３次曲線近似した目標経路を示す図である。本発明の実施の形態１による目標経路と検出した物体の相対位置との距離を示す図である。本発明の実施の形態１による車速と距離の閾値との関係の一例を示す図である。本発明の実施の形態１による車速と距離の閾値との関係の一例を示す図である。本発明の実施の形態１による相対情報記憶部に記憶している相対情報の更新を説明するための図である。本発明の実施の形態１による車両走行制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１による車両走行制御装置の全体的な動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による物体検出部および自車両状態検出部の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による第１目標経路演算部の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１による走行制御部の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２による車両走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２による車両走行制御装置の全体的な動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２による物体検出部および自車両状態検出部の動作の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１による車両走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、車両走行制御装置は、物体検出部１と、自車両状態検出部２と、第１目標経路演算部３と、記憶部４と、走行制御部５とを備えている。

物体検出部１は、例えば、自車両の前方を撮影可能なカメラまたはミリ波レーダのような車載センサを用いて、自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する。特に、自車両の周辺に存在する物体が、自車両の前方を走行している先行車両であり、自車両が先行車両に追従して走行する場合、物体検出部１は、自車両に対する先行車両の相対位置および相対速度を検出する。物体検出部１が検出した相対位置および相対速度は、相対情報として第１目標経路演算部３に出力される。

自車両状態検出部２は、自車両の状態である自車両状態を検出する。特に、自車両状態検出部２は、自車両の速度およびヨーレートを検出する。自車両状態検出部２が検出した自車両の速度およびヨーレートは、第１目標経路演算部３において自車両の移動量である自車移動量を演算する際に用いられる。なお、自車両状態検出部２は、自車両の速度およびヨーレートに限らず、タイヤの車輪速など自車移動量を演算するために必要な情報であればよい。自車両状態検出部２が検出した自車両状態は、自車両情報として第１目標経路演算部に出力される。

第１目標経路演算部３は、物体検出部１から取得した相対情報と、自車両状態検出部２から取得した自車両情報と、記憶部４に記憶されている目標経路とに基づいて、自車両が走行する目標経路を演算する。記憶部４には、第１目標経路演算部３が過去、より具体的には前回演算した目標経路が記憶されている。第１目標経路演算部３は、記憶部４に記憶されている前回演算した目標経路を用いて新たな目標経路を再演算する。

図２は、第１目標経路演算部３の構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、第１目標経路演算部３は、自車移動量演算部６と、相対情報座標変換部７と、距離演算部８と、距離判定部９と、相対情報記憶部１０と、相対情報記憶量判定部１１と、目標経路演算部１２とを備えている。

自車移動量演算部６は、自車両状態検出部２から取得した自車両情報に基づいて、自車両の移動量である自車移動量を演算する。例えば、図３に示すように、自車両の進行方向をＸ軸、および自車両の進行方向に対して垂直方向である左右方向をＹ軸とすると、自車移動量（ΔＸ（ｔ）、ΔＹ（ｔ））は、自車両の速度Ｖ（ｔ）、ヨーレートγ’（ｔ）、およびサンプリング時間Δｔを用いて、下記の式（１）〜（３）によって演算することができる。

相対情報座標変換部７は、自車移動量演算部６が演算した自車移動量（ΔＸ（ｔ）、ΔＹ（ｔ））に基づいて、相対情報記憶部１０が記憶している検出物体の相対位置（Ｘ_ｍ（ｔ）、Ｙ_ｍ（ｔ））の座標変換を行う。ここで、検出物体とは、物体検出部１が検出した自車両の周辺に存在する物体のことである。相対情報座標変換部７は、相対情報記憶部１０が記憶している相対位置（Ｘ_ｍ（ｔ）、Ｙ_ｍ（ｔ））に対してサンプリング時間ごとに式（２），（３）で求めた自車移動量（ΔＸ（ｔ）、ΔＹ（ｔ））分だけ座標をシフトし、式（１）で求めたΔγ（ｔ）分だけ回転させる必要がある。具体的には、相対情報座標変換部７は、下記の式（４），（５）によって座標変換後の相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））を演算することができる。

相対情報座標変換部７は、相対情報記憶部１０が記憶している全ての相対位置（Ｘ_ｍ（ｔ）、Ｙ_ｍ（ｔ））に対して式（４），（５）の演算を繰り返すことによって、現在の自車両の座標を基準とした検出物体の相対位置の点群を演算することができる。

距離演算部８は、物体検出部１が検出した検出物体と自車両との相対位置、および記憶部４に記憶されている目標経路Ｓに基づいて、目標経路Ｓ（ｔ）と相対位置（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））との距離Ｄ（ｔ）を演算する。ここで、記憶部４に記憶されている目標経路は、目標経路演算部１２が前回演算した目標経路である。目標経路演算部１２の詳細については後述する。

例えば、目標経路Ｓ（ｔ）を３次曲線で表現する場合、図４に示すように、自車両の進行方向をＸ軸、自車両の進行方向に対して垂直方向である左右方向をＹ軸、および目標経路上のＸ座標Ｘ_ｔｔ（ｔ）とすると、目標経路上のＹ座標Ｙ_ｔｔ（ｔ）は下記の式（６）によって演算することができる。

式（６）において、Ｋ_０（ｔ）は自車両の重心から横方向の位置、Ｋ_１（ｔ）は目標経路の傾き、Ｋ_２（ｔ）は目標経路の曲率、およびＫ_３（ｔ）は目標経路の曲率変化率をそれぞれ表している。ただし、実際の目標経路の曲率Ｋ_２ｒ（ｔ）、および曲率変化率Ｋ_３ｒ（ｔ）は、下記の式（７），（８）によって演算することができる。

このようにして求めた目標経路Ｓ（ｔ）上のＸ座標Ｘ_ｔｔ（ｔ）およびＹ座標Ｙ_ｔｔ（ｔ）と、検出物体の相対位置（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））とを用いて、図５に示す距離Ｄ（ｔ）を演算する。

目標経路Ｓ（ｔ）上のある座標（Ｘ_ｔｔ（ｔ）、Ｙ_ｔｔ（ｔ））における接線ｆ_ｌ（Ｘ）は、下記の式（９）によって演算することができる。

目標経路Ｓ（ｔ）上のある座標（Ｘ_ｔｔ（ｔ）、Ｙ_ｔｔ（ｔ））における法線ｆ_ｍ（Ｘ）は、下記の式（１０）によって演算することができる。

接線ｆ_ｌ（Ｘ）の傾きα_ｌ（ｔ）と、法線ｆ_ｍ（Ｘ）の傾きα_ｍ（ｔ）との関係では、下記の式（１１）〜（１３）が成り立つ。

式（１１）をＸ_ｔｔ（ｔ）について解き、これを下記の式（１４）に代入することによって距離Ｄ（ｔ）を演算する。

式（１４）によって求めた距離Ｄ（ｔ）は、相対情報記憶部１０に記憶している目標経路に対して、物体検出部１が新たに検出した物体の相対位置がどれだけ離れているのかを表す指標となる。

なお、上記では、式（１１）に示すように接線ｆ_ｌ（Ｘ）の傾きα_ｌ（ｔ）と法線ｆ_ｍ（Ｘ）の傾きα_ｍ（ｔ）との関係から距離Ｄ（ｔ）を演算する方法について説明したが、距離Ｄ（ｔ）の演算方法はこれに限るものではない。例えば、目標経路Ｓ（ｔ）上のある座標（Ｘ_ｔｔ（ｔ）、Ｙ_ｔｔ（ｔ））を複数とり、これらの座標と検出物体の相対位置Ｐ（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））とについて式（１４）の演算を繰り返し、最も距離が小さいものを距離Ｄ（ｔ）と定める方法など、他の方法を用いて距離Ｄ（ｔ）を演算してもよい。

距離判定部９は、距離演算部８が演算した距離Ｄ（ｔ）が、設定した閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以下であるか否かを判定する。閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）は、固定値として定める。なお、閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）は、種々の条件に応じて変化させてもよい。例えば、自車両の速度Ｖが速い場合、検出誤差または誤検出によって不正確な検出物体の相対位置に基づいて目標経路を演算する可能性が高いため、図６に示すように自車両の速度Ｖの増加に応じて閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）を小さくしてもよい。また、自車両の速度Ｖが遅いほど、自車両が旋回半径の短いカーブを走行する可能性が高くハンドルの操作量が大きくなる場合、目標経路から離れた不正確な検出物体の相対位置に基づいて目標経路を演算する可能性が高いため、図７に示すように自車両の速度Ｖの減少に応じて閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）を小さくしてもよい。

例えば、距離判定に基づく検出物体位置の記憶に関して、特許第５０７１８１７号公報では、目標経路と先行車の現在位置とを比較して、目標経路から離れた場合に先行車の位置を記憶し、直進時の記憶を減らすことによってメモリの記憶領域の無駄を削除する手法が記載されている。特許第５０７１８１７号公報では、センサ誤差または先行車の誤検出などによる誤った検出物体の位置の取得を防ぐことができない。一方、本実施の形態では、目標経路から離れた検出物体は誤った検出物体とみなして、当該検出物体の位置を記憶対象から除外することができ、正確に検出物体位置の取得を行うことができる。

相対情報記憶部１０は、距離判定部９の判断結果に基づいて、相対情報座標変換部７が座標変換した相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））に、物体検出部１から取得した相対情報に含まれる検出物体の相対位置Ｐ（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））を追加して記憶する。相対情報には、検出物体の相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））以外に、物体検出部１が自車両の周辺に存在する物体を検出中であるか否かを示す物体検出信号が含まれている。相対情報記憶部１０が相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））に相対位置Ｐ（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））を追加する条件は、物体検出部１が自車両の周辺に存在する物体を検出中であり、かつ距離Ｄ（ｔ）が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）よりも小さいことである。この条件を満足するとき、相対情報記憶部１０は、図８に示すように、記憶している相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））の配列をシフトし、物体検出部１が新たに検出した相対位置Ｐ（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））を追加する。このとき、相対情報記憶部１０は、当該相対情報記憶部１０に記憶している相対位置のうち最も古い相対位置は破棄する。なお、自車両の速度が遅い場合、物体検出部１が検出した相対位置Ｐ（Ｘ_ｒｅ（ｔ）、Ｙ_ｒｅ（ｔ））が近い値となり、目標軌跡を演算する上で望ましくないため、この場合は相対位置の更新を行わないようにしてもよい。

相対情報記憶量判定部１１は、相対情報記憶部１０に記憶されている相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））の個数を判定する。

目標経路演算部１２は、相対情報記憶量判定部１１による判定結果に基づいて、目標経路を演算する。例えば、相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））が０個の場合、目標経路演算部１２は、目標経路を演算することができないため目標経路の演算を行わない。目標経路を演算する。相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））が１個の場合、目標経路演算部１２は、自車両の位置（０，０）と相対情報記憶部１０に記憶されている相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））とを結ぶ直線を目標経路として演算する。相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））が２個以上かつ閾値である４個以下の場合、目標経路演算部１２は、相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））が１個の場合に演算した目標経路を維持する。相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））が閾値である４個以上の場合、目標経路演算部１２は、相対位置（Ｘ_ｍｃｔ（ｔ）、Ｙ_ｍｃｔ（ｔ））に対して３次曲線近似を行い、式（６）に示す係数Ｋ_０（ｔ）〜Ｋ_３（ｔ）を有する目標経路を演算する。

目標経路演算部１２が演算した目標経路は、目標経路情報として走行制御部５に出力される。走行制御部５は、目標経路演算部１２が３次曲線近似を行って演算した目標経路に沿うように、自車両の操舵制御および加減速制御を行う。操舵制御は、目標経路と自車両との横位置の差が小さくなるように制御する方法などが挙げられるが、他の方法であってもよい。加減速制御は、相対情報記憶部１０に記憶している相対速度から目標速度を演算し、当該目標速度に従って加減速を制御する方法などが挙げられるが、他の方法であってもよい。

目標経路演算部１２が演算した目標経路は、記憶部４に記憶され、距離演算部８による距離の演算に用いられる。

図９は、車両走行制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

車両走行制御装置における物体検出部１、自車両状態検出部２、走行制御部５、自車移動量演算部６、相対情報座標変換部７、距離演算部８、距離判定部９、相対情報記憶部１０、相対情報記憶量判定部１１、および目標経路演算部１２の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、車両走行制御装置は、自車両状態を検出し、自車両の走行制御を行い、自車移動量を演算し、相対位置の座標変換を行い、距離を演算し、距離を判定し、相対情報を記憶し、相対情報記憶量を判定し、目標経路を演算するための処理回路を備える。処理回路は、メモリ１４に格納されたプログラムを実行するプロセッサ１３（中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）である。

車両走行制御装置における物体検出部１、自車両状態検出部２、走行制御部５、自車移動量演算部６、相対情報座標変換部７、距離演算部８、距離判定部９、相対情報記憶部１０、相対情報記憶量判定部１１、および目標経路演算部１２の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ１４に格納される。処理回路は、メモリ１４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、車両走行制御装置は、自車両状態を検出するステップ、自車両の走行制御を行うステップ、自車移動量を演算するステップ、相対位置の座標変換を行うステップ、距離を演算するステップ、距離を判定するステップ、相対情報を記憶するステップ、相対情報記憶量を判定するステップ、目標経路を演算するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１４を備える。また、これらのプログラムは、物体検出部１、自車両状態検出部２、走行制御部５、自車移動量演算部６、相対情報座標変換部７、距離演算部８、距離判定部９、相対情報記憶部１０、相対情報記憶量判定部１１、および目標経路演算部１２の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

＜動作＞
図１０は、車両走行制御装置の全体的な動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、自車両状態検出部２は、自車両状態を検出する。また、物体検出部１は、自車両の周辺に存在する物体を検出する。ステップＳ１０２において、第１目標経路演算部３は、ステップＳ１０１での検出結果に基づいて目標経路を演算する。ステップＳ１０３において、走行制御部５は、ステップＳ１０２で演算された目標経路に従って自車両の走行制御を行う。

図１０に示す動作を予め設定したサンプリング時間ごとに繰り返すことによって、自車両の走行が目標経路に沿うように正確かつスムーズに制御することが可能となる。

図１１は、物体検出部１および自車両状態検出部２の動作の一例を示すフローチャートであり、図１０のステップＳ１０１の詳細を示している。

ステップＳ２０１において、自車両状態検出部２は、自車両の速度およびヨーレートを含む自車両状態を検出する。ステップＳ２０２において、物体検出部１は、検出物体の相対位置および相対速度を検出する。

図１２は、第１目標経路演算部３の動作の一例を示すフローチャートであり、図１０のステップＳ１０２の詳細を示している。

ステップＳ３０１において、自車移動量演算部６は、式（１）〜（３）に示すようにサンプリング時間ごとに自車移動量を演算する。

ステップＳ３０２において、相対情報座標変換部７は、相対情報記憶部１０に記憶している相対位置に対して式（４），（５）に示すような座標変換を行う。なお、相対情報記憶部１０に相対位置が記憶されていない場合、相対情報座標変換部７は座標変換を行わない。

ステップＳ３０３において、第１目標経路演算部３は、物体検出部１から検出物体の相対位置および相対速度を含む相対情報を取得したか否かを判断する。相対情報を取得した場合は、ステップＳ３０４に移行する。一方、相対情報を取得していない場合は、距離演算部８による距離の演算ができないため、ステップＳ３０８に移行する。

ステップＳ３０４において、第１目標経路演算部３は、記憶部４に目標経路を記憶しているか否かを判断する。目標経路を記憶している場合は、ステップＳ３０５に移行する。一方、目標経路を記憶していない場合は、距離演算部８による距離の演算ができないため、ステップＳ３０７に移行する。

ステップＳ３０５において、距離演算部８は、検出物体の相対位置と、記憶部４に記憶している目標経路との距離Ｄ（ｔ）を演算する。具体的には、距離演算部８は、式（１１）〜（１４）に示す方法で距離Ｄ（ｔ）を演算する。

ステップＳ３０６において、距離判定部９は、ステップＳ３０５で演算した距離Ｄ（ｔ）が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以下であるか否かを判定する。距離Ｄ（ｔ）が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以下である場合は、ステップＳ３０７に移行する。一方、距離Ｄ（ｔ）が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以下でない場合は、ステップＳ３０８に移行する。

ステップＳ３０７において、相対情報記憶部１０は、物体検出部１から取得した相対情報に含まれる相対位置および相対速度を記憶する。

ステップＳ３０８において、相対情報記憶量判定部１１は、相対情報記憶部１０に記憶している相対位置および相対速度の数が複数であるか否かを判定する。相対位置および相対速度の数が複数である場合は、ステップＳ３０９に移行する。一方、相対位置および相対速度の数が複数でない場合は、ステップＳ３１０に移行する。

ステップＳ３０９において、相対情報記憶量判定部１１は、相対情報記憶部１０に記憶している相対位置および相対速度の数が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以上であるか否かを判定する。相対位置および相対速度の数が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以上である場合は、ステップＳ３１０に移行する。一方、相対位置および相対速度の数が閾値Ｄ_ｔｈ（ｔ）以上でない場合は、記憶部４に記憶している目標経路を維持する。

ステップＳ３１０において、目標経路演算部１２は、相対情報記憶部１０に記憶している相対位置および相対速度に基づいて目標経路を演算する。具体的には、目標経路演算部１２は、相対情報記憶部１０に記憶している相対位置に対して３次曲線近似を行い、式（６）に示す係数Ｋ_０（ｔ）〜Ｋ_３（ｔ）を有する目標経路を演算する。ただし、ステップＳ３０８において相対位置および相対速度の数が１個であると判定された場合、目標経路演算部１２は、自車両の位置と相対情報記憶部１０に記憶している相対位置とを結ぶ直線を目標経路とする。

図１３は、走行制御部５の動作の一例を示すフローチャートであり、図１０のステップＳ１０３の詳細を示している。

ステップＳ４０１において、走行制御部５は、第１目標経路演算部３が演算した目標経路があるか否かを判定する。目標経路がある場合は、ステップＳ４０２に移行する。一方、目標経路がない場合は、自車両の走行制御を行わない。

ステップＳ４０２において、走行制御部５は、第１目標経路演算部３が演算した目標経路に沿うように、自車両の操舵角および加減速を制御する。

以上のことから、本実施の形態１によれば、目標経路と検出物体の相対位置との距離に基づいて相対情報記憶部１０に記憶している相対位置を選別することによって、物体検出部１による物体の誤検出またはセンサ誤差などに起因して目標経路から逸脱した検出物体の相対位置を除外して、信頼性の高い目標経路を演算することによって、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能となる。

＜実施の形態２＞
＜構成＞
図１４は、本発明の実施の形態２による車両走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１４に示すように、本実施の形態２による車両走行制御装置は、図１に示す実施の形態１による車両走行制御装置の物体検出部１に代えて地図情報記憶部１５とすることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。第２目標経路演算部１７の構成は、図２に示す第１目標経路演算部３の構成と同様である。

実施の形態１において、物体検出部１は、車載センサによって先行車などの検出物体の相対位置および相対速度を検出しているが、相対位置の検出法方法はこれに限るものではない。例えば、路面上に白線がない、または路面上の白線が薄く車載センサが明確に白線と認識できない状況において、地図情報に含まれる路面上の対象となる物体の位置を地図情報記憶部１５から取得する。ここで、地図情報に含まれる路面の対象となる物体としては、例えば白線またはガードレールなどであってもよい。そして、物体検出部１６は、地図情報記憶部１５から取得した物体の位置と、自車両状態検出部２が検出した自車両状態に含まれる自車両の位置とに基づいて、物体の相対位置を求める。なお、地図情報記憶部１５は、通信により外部から地図情報を取得して記憶してもよく、地図情報を記憶した種々の記憶媒体から地図情報を取得して記憶してもよい。このように、地図情報記憶部１５は、地図情報を取得する地図情報取得部としての機能を有している。

なお、地図情報にも部分的に誤差が含まれる場合があるため、第２目標経路演算部１７の距離判定部９が、物体検出部１６が求めた物体の相対位置と、記憶部４に記憶している目標経路との距離が予め設定した距離以上であると判定した場合、相対情報記憶部１０は当該物体の相対位置を記憶しないようにしてもよい。このようにすることによって、目標経路演算部１２は、誤差を含む相対位置を用いて演算した目標経路よりも正確な目標経路を演算することができる。

走行制御部５は、第２目標経路演算部１７が演算した目標経路に沿うように、自車両の操舵角を制御する。また、地図情報に法定速度の情報が含まれている場合、走行制御部５は、法定速度に合うように自車両の加減速を制御することができる。

＜動作＞
図１５は、車両走行制御装置の全体的な動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ５０１において、自車両状態検出部２は、自車両状態を検出する。また、物体検出部１６は、地図情報記憶部１５から地図情報を取得する。ステップＳ５０２において、第２目標経路演算部１７は、ステップＳ５０１で検出した自車両状態、およびステップＳ５０１で取得した地図情報に基づいて目標経路を演算する。ステップＳ５０３において、走行制御部５は、ステップＳ５０２で演算された目標経路に従って自車両の走行制御を行う。

図１６は、自車両状態検出部２および物体検出部１６の動作の一例を示すフローチャートであり、図１５のステップＳ５０１の詳細を示している。なお、図１５のステップＳ５０２およびステップＳ５０３の動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

ステップＳ６０１において、自車両状態検出部２は、自車両の速度、ヨーレート、および位置を含む自車両状態を検出する。ステップＳ６０２において、物体検出部１６は、地図情報記憶部１５から取得した物体の位置と、自車両状態検出部２が検出した自車両状態に含まれる自車両の位置とに基づいて、物体の相対位置を求める。また、物体検出部１６は、地図情報記憶部１５から法定速度を取得する。

以上のことから、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、信頼性の高い目標経路を演算することができるため、アクセル操作またはブレーキ操作を要することなく走行する自車両を正確かつスムーズに制御することが可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明は、自車両の走行制御を適確に行うことが可能な車両走行制御装置に適している。

１物体検出部、２自車両状態検出部、３第１目標経路演算部、４記憶部、５走行制御部、６自車移動量演算部、７相対情報座標変換部、８距離演算部、９距離判定部、１０相対情報記憶部、１１相対情報記憶量判定部、１２目標経路演算部、１３プロセッサ、１４メモリ、１５地図情報記憶部、１６物体検出部、１７第２目標経路演算部。

Claims

自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する物体検出部と、
前記自車両の速度を含む自車両状態を検出する自車両状態検出部と、
前記物体検出部が検出した前記相対位置および前記相対速度と、前記自車両状態検出部が検出した自車両状態とに基づいて、前記自車両が走行する目標経路を演算する目標経路演算部と、
前記目標経路演算部が演算した前記目標経路に従って、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、
を備え、
前記目標経路演算部は、前記物体検出部が検出した前記相対位置と、前記目標経路演算部が過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、前記目標経路を再演算し、
前記物体は、前記自車両の前方を走行している先行車両であり、
前記目標経路演算部は、前記先行車両に追従する前記目標経路を演算することを特徴とする、車両走行制御装置。
前記目標経路演算部は、前記自車両の速度に基づいて前記閾値を変更することを特徴とする、請求項１に記載の車両走行制御装置。
（ａ）自車両に対する当該自車両の周辺に存在する物体の相対位置および相対速度を検出する工程と、
（ｂ）前記自車両の速度を含む自車両状態を検出する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で検出した前記相対位置および前記相対速度と、前記工程（ｂ）で検出した自車両状態とに基づいて、前記自車両が走行する目標経路を演算する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）で演算した前記目標経路に従って、前記自車両の走行を制御する工程と、
を備え、
前記工程（ｃ）は、前記工程（ａ）で検出した前記相対位置と、前記工程（ｃ）で過去に演算した目標経路との距離が予め定められた閾値以下である場合、前記目標経路を再演算し、
前記物体は、前記自車両の前方を走行している先行車両であり、
前記工程（ｃ）は、前記先行車両に追従する前記目標経路を演算することを特徴とする、車両走行制御方法。
前記工程（ｃ）は、前記自車両の速度に基づいて前記閾値を変更することを特徴とする、請求項３に記載の車両走行制御方法。