JP6569470B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
自車両が走行する道路、その道路上における自車両の走行状態及び前記自車両の周囲を走行する周囲車両の走行状態を観測する観測部(1)と、
観測部による観測結果に基づいて、自車両を自動走行させる際の望ましい制御量を算出する制御量算出部(10)と、
制御量算出部が算出した制御量に従って、自車両の走行状態を制御する制御部(20)と、を備え、
制御量算出部は、
制御入力として、進行方向加減速度及び舵角変化率を与えることにより、自車両の挙動を模擬する自車両モデルを用いて、道路上における自車両の将来の挙動を算出する自車両挙動予測部(11)と、
観測部による観測結果に基づき、道路上における周囲車両の将来の挙動を予測する周囲車両挙動予測部(12)と、
自車両挙動予測部に制御入力を与え、自車両挙動予測部により算出された自車両の挙動に関して、周囲車両の将来の挙動との位置関係を評価するための評価関数を含む所定の評価関数を用いて評価することにより、自車両挙動予測部に与えた制御入力が、自車両の走行を制御するための制御量として用いるのに適しているか否かを判定し、適しているとの判定結果が得られるまで、自車両挙動予測部に与える制御入力を探索することにより、自車両の走行状態を制御するための制御量として用いる制御入力を決定する最適制御量決定部(14)と、を有することを特徴とする。
制御量算出部は、次回の制御周期で用いる制御入力と、次回の制御周期よりも長い予測期間における自車両の挙動を算出するための制御入力とを1つの行列にして、それら行列にした制御入力に基づき算出される一連の自車両の挙動に関して評価を行うことで、行列にした制御入力を単位として、自車両の走行を制御するための制御量として用いるのに適しているか否かを判定し、適しているとの判定結果が得られた制御入力の行列に含まれる次回の制御周期用の制御入力を、次回の制御周期で用いる制御量として決定する。
Claims (10)
- 車両を自動で走行させるための車両用制御装置であって、
自車両が走行する道路、その道路上における前記自車両の走行状態及び前記自車両の周囲を走行する周囲車両の走行状態を観測する観測部(1)と、
前記観測部による観測結果に基づいて、前記自車両を自動走行させる際の望ましい制御量を算出する制御量算出部(10)と、
前記制御量算出部が算出した制御量に従って、前記自車両の走行状態を制御する制御部(20)と、を備え、
前記制御量算出部は、
制御入力として、進行方向加減速度及び舵角変化率を与えられることにより、前記自車両の挙動を模擬する自車両モデルを用いて、前記道路上における前記自車両の将来の挙動を算出する自車両挙動予測部(11)と、
前記観測部による観測結果に基づき、前記道路上における前記周囲車両の将来の挙動を予測する周囲車両挙動予測部(12)と、
前記自車両挙動予測部に前記制御入力を与え、前記自車両挙動予測部により算出された前記自車両の挙動に関して、前記周囲車両の将来の挙動との関係を評価するための評価関数を含む所定の評価関数を用いて評価することにより、前記自車両挙動予測部に与えた前記制御入力が、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いるのに適しているか否かを判定し、適しているとの判定結果が得られるまで、前記自車両挙動予測部に与える前記制御入力を探索することにより、前記自車両の走行状態を制御するための制御量として用いる制御入力を決定する最適制御量決定部(15)と、を有し、
所定の制御周期毎に、前記制御量算出部は、前記制御量として、前記自車両の進行方向加減速度及び舵角変化率を算出し、前記制御部は、算出された進行方向加減速度及び舵角変化率となるように前記自車両を制御するものであり、
前記制御量算出部は、次回の制御周期で用いる制御入力と、次回の制御周期よりも長い予測期間における前記自車両の挙動を算出するための制御入力とを1つの行列にして、それら行列にした制御入力に基づき算出される一連の前記自車両の挙動に関して評価を行うことで、行列にした制御入力を単位として、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いるのに適しているか否かを判定し、適しているとの判定結果が得られた制御入力の行列に含まれる次回の制御周期用の制御入力を、次回の制御周期で用いる制御量として決定することを特徴とする車両用制御装置。 - 前記周囲車両の将来の挙動との関係を評価するための評価関数は、前記周囲車両の将来の挙動による相対位置と相対速度との少なくとも一方を評価するものであることを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
- 前記評価関数は、前記自車両の道路上の走行位置を評価するための評価関数と、前記自車両の加減速度の変動の大きさを評価するための評価関数と、前記自車両の走行速度の目標速度からの乖離の大きさを評価するための評価関数とを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用制御装置。
- 車両を自動で走行させるための車両用制御装置であって、
自車両が走行する道路、その道路上における前記自車両の走行状態及び前記自車両の周囲を走行する周囲車両の走行状態を観測する観測部(1)と、
前記観測部による観測結果に基づいて、前記自車両を自動走行させる際の望ましい制御量を算出する制御量算出部(10)と、
前記制御量算出部が算出した制御量に従って、前記自車両の走行状態を制御する制御部(20)と、を備え、
前記制御量算出部は、
制御入力として、進行方向加減速度及び舵角変化率を与えられることにより、前記自車両の挙動を模擬する自車両モデルを用いて、前記道路上における前記自車両の将来の挙動を算出する自車両挙動予測部(11)と、
前記観測部による観測結果に基づき、前記道路上における前記周囲車両の将来の挙動を予測する周囲車両挙動予測部(12)と、
前記自車両挙動予測部に前記制御入力を与え、前記自車両挙動予測部により算出された前記自車両の挙動に関して、前記周囲車両の将来の挙動との関係を評価するための評価関数を含む所定の評価関数を用いて評価することにより、前記自車両挙動予測部に与えた前記制御入力が、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いるのに適しているか否かを判定し、適しているとの判定結果が得られるまで、前記自車両挙動予測部に与える前記制御入力を探索することにより、前記自車両の走行状態を制御するための制御量として用いる制御入力を決定する最適制御量決定部(15)と、を有し、
さらに、前記自車両の将来の挙動に制約条件を設定する制約設定部(12)を備え、
前記最適制御量決定部は、前記制約条件を満たす前記自車両の挙動を実現可能な制御入力の中から、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いる制御入力を決定するものであり、
前記最適制御量決定部は、前記制約条件を満たす前記自車両の挙動の評価が低いため、前記制約条件を満たす前記自車両の挙動を実現可能な制御入力の中から、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いる制御入力を決定できない場合、前記制約条件を緩和することを特徴とする車両用制御装置。 - 前記制約設定部は、前記自車両が走行する道路に関する情報に基づいて、前記制約条件を設定することを特徴とする請求項4に記載の車両用制御装置。
- 前記制約設定部は、道路の幅方向における前記自車両の位置、道路が伸びる方向に対する前記自車両の進行方向、前記自車両の前後方向の加減速度、前記自車両の走行速度、前記自車両に発生する横加速度の少なくとも1つについて制約条件を設定することを特徴とする請求項4又は5に記載の車両用制御装置。
- 前記制約設定部は、前記自車両の将来の挙動の複数の要素に対して前記制約条件を設定するものであり、
前記最適制御量決定部は、前記制約条件を緩和する場合、前記自車両の走行を制御するための制御量として用いる制御入力を決定できるまで、前記複数の要素の制約条件を予め定めた順序で順次緩和していくことを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の車両用制御装置。 - 前記制御量算出部が算出した制御量に従って前記自車両の走行が制御されたとき、前記観測部により観測される前記自車両の挙動が、前記自車両挙動予測部が算出した挙動と異なる場合、その挙動のずれを小さくするように前記自車両モデルを変更する自車両モデル変更手段を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の車両用制御装置。
- 前記周囲車両挙動予測部は、制御入力として、進行方向加減速度及び舵角変化率を与えることにより、前記周囲車両の挙動を模擬する周囲車両モデルを有し、前記周囲車両モデルに前記制御入力を与えることにより、前記周囲車両の将来の挙動を求め、その求めた挙動に関して所定の評価基準に照らして評価して、前記周囲車両モデルに与えた制御入力が適切であるか否かを判定し、適切であるとの判定結果が得られるまで、前記制御入力を探索することにより、前記周囲車両の将来の挙動を予測することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の車両用制御装置。
- 前記観測部により観測される前記周囲車両の挙動が、前記周囲車両挙動予測部が予測した挙動と異なる場合、その挙動のずれを小さくするように前記周囲車両モデルの変更と、前記所定の評価関数の変更との少なくとも一方を実行する変更手段を備えることを特徴とする請求項9に記載の車両用制御装置。
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