JP6573223B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
また、本発明において、好ましくは、さらに、走行路面を撮像するカメラと、このカメラによって撮像された画像を解析して車両の走行車線を検出する画像解析部と、を有し、補正走行経路算出部は、走行車線が検出されている場合に制約条件を変更する。
このように構成された本発明によれば、画像解析部によって車線が検出されている場合には、検出された車線が制約条件として設定されるので、補正走行経路が走行中の車線から逸脱することがなく、運転支援によって運転者に与えられる違和感を少なくすることができる。
加速度センサ24は、車両1の加速度(前後方向の縦加速度、横方向の横加速度)を検出する。なお、加速度は、増速側(正)及び減速側(負)を含む。
ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレートを検出する
操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。
アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
ナビゲーションシステム30は、内部に地図情報を格納しており、ECU10へ地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向前方)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。
周辺物標検出部10bは、ミリ波レーダ22、カメラ21等からの入力情報に基づいて周辺物標を検出するように構成されている。
目標走行経路算出部10cは、ミリ波レーダ22、車載カメラ21である車室外カメラ、各センサ等からの入力情報に基づいて車両の目標走行経路を算出するように構成されている。
先行車追従モードは、基本的に、車両1と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両1を先行車に追従走行させる自動操舵モードであり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御,速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御),障害物回避制御(速度制御及びステアリング制御)を伴う。
また、自動速度制御モードは、車速設定スイッチ37bを使用して運転者によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)を維持するように速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御)を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両1は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。
また、速度制限モードは、車両1の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御)を伴う。制限速度は、車載カメラ21により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをECU10が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両1は制限速度までしか増速されない。
また、基本制御モードは、運転者操作部35により、何れの運転支援モードも選択されていないときのモード(オフモード)であり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、対向車に対する操舵回避(OCP:On Coming Prevention)、後側方からの物標の接近に対する操舵回避(BSP:Blind Spot Prevention)、車線・道路からの逸脱に対する操舵回避(LDP,RDP:Lane/Road Departure Prevention)は実行されるように構成されている。車両1が対向車等に衝突する可能性がある場合には、これらの制御が実行され衝突が回避される。また、これらの衝突回避は、先行車追従モード,自動速度制御,速度制限モードにおいても同様に実行される。なお、BSP及びLDP,RDPについては、基本制御モードにおいて実行されないように構成することもできる。
図3に示すように、第1走行経路R1は、道路5の形状に即して車両1に走行路である車線5L内の走行を維持させるように所定期間分だけ設定される。詳しくは、第1走行経路R1は、直線区間5a,5cでは車両1が車線5Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間5bでは車両1が車線5Lの幅方向中央よりも内側又はイン側(カーブ区間の曲率半径Lの中心O側)を走行するように設定される。
また、図4に示すように、第2走行経路R2は、先行車3の走行軌跡を追従するように所定期間分だけ設定される。目標走行経路算出部10cは、車載カメラ21による画像データ,ミリ波レーダ22による測定データ,車速センサ23による車両1の車速に基づいて、車両1の走行する車線5L上の先行車3の位置及び速度を継続的に計算して、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車3の走行軌跡を第2走行経路R2(目標位置P2_k、目標速度V2_k)として設定する。
また、図5に示すように、第3走行経路R3は、運転者による車両1の現在の運転状態に基づいて所定期間分だけ設定される。即ち、第3走行経路R3は、車両1の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
目標走行経路算出部10cは、車両1の操舵角,ヨーレート,横加速度に基づいて、所定期間分の第3走行経路R3の目標位置P3_kを計算する。ただし、目標走行経路算出部10cは、車線両端部が検出される場合、計算された第3走行経路R3が車線端部に近接又は交差しないように、目標位置P3_kを補正する。
一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、第2走行経路が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、第3走行経路が適用される。
図6では、車両1は走行路(車線)7上を走行しており、走行中又は停車中の車両3とすれ違って、車両3を追い抜こうとしている。
また、目標走行経路Rc3のように、目標走行経路Rの目標速度を変更せず、目標位置のみを変更する補正は、ステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
また、目標走行経路Rc2のように、目標走行経路Rの目標位置及び目標速度を共に変更する補正は、速度制御及びステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
このように、補正走行経路算出部10fは、目標走行経路、制約条件、車両モデル等に基づいて、多数の走行経路の中から、評価関数Jが最小になる最適な補正走行経路を算出する。
ECU10は、図10の処理フローを所定時間(例えば、0.1秒)ごとに繰り返して実行している。まず、ECU10(入力処理部10c)は、情報取得処理を実行する(S11)。情報取得処理において、ECU10は、測位システム29及びナビゲーションシステム30から、現在車両位置情報及び地図情報を取得し(S11a)、車載カメラ21,ミリ波レーダ22,車速センサ23,加速度センサ24,ヨーレートセンサ25,運転者操作部35等からセンサ情報を取得し(S11b)、操舵角センサ26,アクセルセンサ27,ブレーキセンサ28等からスイッチ情報を取得する(S11c)。
走行経路計算処理(S13a)では、上述のように、第1走行経路,第2走行経路,又は第3走行経路が計算される。
上述したように、ECU10の目標走行経路算出部10cは目標走行経路Rを算出し、この目標走行経路Rは、補正走行経路算出部10fによって、上記各制約条件(図12乃至図16)を満足するように補正される。これに加えて補正走行経路算出部10fは、図17に示す走行パラメータをも満足するように目標走行経路Rを補正する。即ち、補正された走行経路が図12乃至図16に示す制約条件を満足しているとしても、自車両1の運動性能に対して実現困難な走行経路であったり、車両の乗員に不快感を与える走行経路であったりしては、採用することができない。このため、本実施形態においては、車両の加速度等に関する走行パラメータに対しても制約条件を設けている。
図18に示す例では、自車両1において、先行車追従モード(TJA)が設定され、また、対向車に対する操舵回避(OCP)等は作動されていない。さらに、車載カメラ21によって走行車線が検出されている。このため、図11のフローチャートにおいては、ステップS21→S23→S24→S25の順に処理が進み、ステップS25においては、検出されている車線の中央に目標走行経路Rが設定される。
10 車両制御演算部(ECU)
10a 入力処理部(画像解析部)
10b 周辺物標検出部
10c 目標走行経路算出部
10d 運転意志判断部
10e 自動操舵制御部
10f 補正走行経路算出部
21 車載カメラ
22 ミリ波レーダ
23 車速センサ
24 加速度センサ
25 ヨーレートセンサ
26 操舵角センサ
27 アクセルセンサ
28 ブレーキセンサ
29 測位システム
30 ナビゲーションシステム
31 エンジン制御システム
32 ブレーキ制御システム
33 ステアリング制御システム
35 運転者操作部(モード設定操作部)
36a ISAスイッチ
36b TJAスイッチ
36c ACCスイッチ
37a 距離設定スイッチ
37b 車速設定スイッチ
40 速度分布領域
100 車両制御装置
Claims (5)
- 車両の運転を支援する車両制御装置であって、
周辺物標及び先行車両を検出する周辺物標検出部と、
車両の目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、
この目標走行経路算出部によって算出された上記目標走行経路を補正した補正走行経路を算出する補正走行経路算出部と、を有し、
上記補正走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって回避すべき周辺物標が検出された場合において、少なくとも上記周辺物標から上記車両に向けて、上記周辺物標に対する上記車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、この速度分布領域における許容上限値は上記周辺物標から距離が離れるほど大きくなるように設定され、
上記補正走行経路算出部は、所定の評価関数及び所定の制約条件に基づいて、上記速度分布領域内において上記周辺物標に対する上記車両の相対速度が上記許容上限値を超えないように、上記目標走行経路を補正して上記速度分布領域内を上記車両が走行するための複数の補正走行経路を算出するように構成され、
上記補正走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって検出された先行車両の走行軌跡に沿って自車両が走行した場合における推定走行経路を中心とする所定幅よりも外側の領域に侵入しないことを、上記制約条件として備えていることを特徴とする車両制御装置。 - さらに、走行路面を撮像するカメラと、このカメラによって撮像された画像を解析して車両の走行車線を検出する画像解析部と、を有し、上記補正走行経路算出部は、走行車線が検出されていない場合に上記制約条件を設定する請求項1記載の車両制御装置。
- さらに、走行路面を撮像するカメラと、このカメラによって撮像された画像を解析して車両の走行車線を検出する画像解析部と、を有し、上記補正走行経路算出部は、走行車線が検出されている場合に上記制約条件を変更する請求項1又は2に記載の車両制御装置。
- 上記補正走行経路算出部は、上記画像解析部によって車線が検出されている場合には、検出された車線を越えないことを上記制約条件として設定する請求項3記載の車両制御装置。
- 上記補正走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって先行車両が検出されていない場合には、上記目標走行経路算出部によって算出された目標走行経路を中心として、自車幅よりも外側の領域に侵入しないことを上記制約条件として設定する請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両制御装置。
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