JP6972792B2 - 運転支援車両の走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施例1の自動運転車両の走行制御方法及び走行制御装置が適用された自動運転車両の自動運転システム構成を示す。以下、図1に基づき、自動運転システムの全体構成を説明する。
図2は、実施例1の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の走行制御処理のブロック図を示す。以下、図2に基づき、自動運転用認識判断プロセッサの詳細構成を説明する。
図3は、実施例1の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の走行制御処理の流れを示す。即ち、図3は、図2における自動運転車両の走行制御処理の流れを示す。以下、自動運転車両の走行制御処理構成をあらわす図3に示すフローチャートの各ステップについて、図3〜図9に基づき説明する。なお、図3に示す自動運転車両の走行制御処理は、所定の制御周期にて繰り返し実行される。また、図4〜図9において、自車を「A1」で示す。
・・・(1)
また、図6Aに示すように、交差点や丁字路の真ん中でランドマーク情報が切れるような道路シーンにおいて、切れる前後の第1ランドマーク情報M1とルートに対して反対側の第2ランドマーク情報M2を用いて補間を行う。即ち、このような場合には、図6Bに示すように、スプライン曲線や多項式関数等の曲線表現で滑らかに繋ぎ合わせを行う。
実施例1の作用を、「自動運転車両の走行制御処理作用」、「課題発生作用」、「自動運転車両の走行制御の特徴作用」、「自動運転車両の走行制御の他の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図3のフローチャートに基づいて、自動運転車両の走行制御の処理作用を説明する。
図10は、従来例におけるS字曲線路での前方注視点の設定を示す。以下、図10に基づき、課題発生作用を説明する。
上記のように、実際に必要となる旋回目標値が算出されないおそれがある。これに対し、実施例1では、曲率情報ρiの符号が反転する反転地点の探索結果に基づいて、反転地点の有無が判定される。そして、反転地点が有ると判定されたとき、反転地点において旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)の算出を切り替える。即ち、短期計画経路プロファイルにおける各ノードの曲率情報ρiに基づいて、旋回目標値の算出が切り替えられる。例えば、反転地点において、第2旋回目標値から第1旋回目標値へと切り替えられる。このため、自車の速度により前方注視点が設定される従来装置のように、実際に必要となる旋回目標値が算出されないおそれがない。この結果、短い区間で旋回方向が切り替わるような道路に対して、実際の走行に必要な旋回目標値が生成される。
上記のように、目標経路よりもショートカットするような挙動となる可能性がある。これに対し、実施例1では、反転地点が有ると判定されたとき、反転地点の手前を走行中、現在の自車位置から反転前地点までの短期計画経路プロファイルに基づいて、第2旋回目標値が算出される。即ち、曲率情報ρiを経路手前から確認してゆき、旋回目標値の算出の切り替え前の時点では、反転前地点までの短期計画経路プロファイルを用いて第2旋回目標値が生成される。従って、曲率情報ρiの符号が反転する前の短期計画経路プロファイルを参照することで、短期計画経路プロファイルよりもショートカットするような挙動が抑制される。言い換えると、曲率情報ρiの符号が反転する後の短期計画経路プロファイルを参照することにより、短期計画経路プロファイルよりもショートカットするような挙動となる可能性が抑制される。これにより、自車が道路境界に近づき、乗員に与える違和感を抑制できる。
実施例1の自動運転車両の走行制御方法及び走行制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
この運転支援車両(自動運転車両)の走行制御方法において、自車周囲の環境情報に基づいて、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)を生成する。
自車運動に基づいて、前方注視点(第1前方注視点、第2前方注視点)を設定する。
目標走行経路(短期計画経路プロファイル)と前方注視点(第1前方注視点、第2前方注視点)に基づいて、旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を算出する。
目標走行経路(短期計画経路プロファイル)を構成する各地点(各ノード)において曲率情報ρiの符号が反転する反転地点を探索する。
反転地点の探索結果に基づいて、反転地点の有無を判定する。
反転地点が有ると判定されたとき、反転地点において旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)の算出を切り替える。
このため、短い区間で旋回方向が切り替わるような道路に対して、実際の走行に必要な旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を生成する運転支援車両(自動運転車両)の走行制御方法を提供することができる。
このため、(1)の効果に加え、曲率情報ρiの符号が反転する前の目標走行経路(短期計画経路プロファイル)を参照することで、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)よりもショートカットするような挙動を抑制することができる。
このため、(1)〜(2)の効果に加え、自車の現在状況から、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)に対して必要な旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を算出することができる。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)に伴い自車の走行シーンに合致した旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を算出することができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、適合する車両に合わせて、旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を実現することができる。
目標速度は、目標走行経路の曲率情報ρiに応じて、予め設定した自車の横加速度制限及びヨーレイト制限(最大横Gと最大ヨーレイト)を超えない速度に設定する。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、走行中に過大な車両挙動を抑えることができる。
この運転支援車両(自動運転車両)の走行制御装置において、コントローラ(自動運転用認識判断プロセッサ3)は、目標走行経路生成部31と、前方注視点設定部(第1前方注視点設定部36、第2前方注視点設定部39)、を有する。また、コントローラ(自動運転用認識判断プロセッサ3)は、旋回目標値算出部(第1旋回目標値算出部37、第2旋回目標値算出部40)と、経路曲率探索部34と、反転地点判定部35と、を有する。
目標走行経路生成部31は、自車周囲の環境情報に基づいて、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)を生成する。
前方注視点設定部(第1前方注視点設定部36、第2前方注視点設定部39)は、自車運動に基づいて、前方注視点(第1前方注視点、第2前方注視点)を設定する。
旋回目標値算出部(第1旋回目標値算出部37、第2旋回目標値算出部40)は、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)と前方注視点(第1前方注視点、第2前方注視点)に基づいて、旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を算出する。
経路曲率探索部34は、目標走行経路(短期計画経路プロファイル)を構成する各地点(各ノード)において曲率情報ρiの符号が反転する反転地点を探索する。
反転地点判定部35は、反転地点の探索結果に基づいて、反転地点の有無を判定する。
旋回目標値算出部(第1旋回目標値算出部37、第2旋回目標値算出部40)は、反転地点が有ると判定されたとき、反転地点において旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)の算出を切り替える。
このため、短い区間で旋回方向が切り替わるような道路に対して、実際の走行に必要な旋回目標値(第1旋回目標値、第2旋回目標値)を生成する運転支援車両(自動運転車両)の走行制御装置を提供することができる。
図11は、実施例2の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の走行制御処理のブロック図を示す。以下、図11に基づき、自動運転用認識判断プロセッサの詳細構成を説明する。
図12は、実施例2の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の走行制御処理の流れを示す。以下、自動運転車両の走行制御処理構成をあらわす図12に示すフローチャートの各ステップについて、図12と図13に基づき説明する。なお、図12に示す自動運転車両の走行制御処理は、所定の制御周期にて繰り返し実行される。また、図13において、自車を「A1」で示す。
実施例2の作用は、実施例1と同様に、「自動運転車両の走行制御の特徴作用」を示す。また、実施例2の作用を、「自動運転車両の走行制御処理作用」、「実施例2の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図12のフローチャートに基づいて、自動運転車両の走行制御の処理作用を説明する。ただし、ステップS21→ステップS22→ステップS23へと進む流れは、実施例1のステップS11→ステップS12→ステップS13へと進む流れと同様であるので、説明を省略する。また、反転地点無しのときに、ステップS23→ステップS25→ステップS26→エンドへと進む流れは、実施例1のステップS13→ステップS14→ステップS15→エンドへと進む流れと同様であるので、説明を省略する。
実施例2では、反転地点が有ると判定されたとき、反転地点の手前を走行中、仮想経路に基づいて第2旋回目標値が算出される。即ち、曲率情報ρiを経路手前から確認してゆき、旋回目標値の切り替え前の時点では、反転前地点までの短期計画経路プロファイル及び仮想経路を用いて第2旋回目標値が生成される。このため、曲率情報ρiの符号が反転する前の短期計画経路プロファイル及び仮想経路を参照することで、短期計画経路プロファイルよりもショートカットするような挙動が抑制される。言い換えると、曲率情報ρiの符号が反転する後の短期計画経路プロファイルを参照することにより、短期計画経路プロファイルよりもショートカットするような挙動となる可能性が抑制される。これにより、自車が道路境界に近づき、乗員に与える違和感を抑制できる。
実施例2の自動運転車両の走行制御方法及び走行制御装置にあっては、実施例1の(1),(3)〜(7)に記載した効果が得られる。また、実施例2の自動運転車両の走行制御方法にあっては、下記(8)の効果を得ることができる。
反転地点が有ると判定されたとき、反転地点の手前を走行中、仮想経路に基づいて旋回目標値(第2旋回目標値)を算出する。
このため、短期計画経路プロファイルよりもショートカットするような挙動を抑制することができ、ノイズの影響を受けにくく安定して走行できる。
自動運転用認識判断プロセッサ3は、実施例2の自動運転用認識判断プロセッサ3の詳細構成に加えて、旋回目標値切り替え調整部と、最終旋回目標値算出部と、を有する。
第2旋回目標値の算出は、実施例2の旋回目標値算出部43と同様である。この旋回目標値算出部43は、算出した第1旋回目標値、又は、算出した第1旋回目標値と第2旋回目標値の両方を、目標プロファイル生成部33と旋回目標値切り替え調整部と最終旋回目標値算出部へ出力する。
図14は、実施例3の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の走行制御処理の流れを示す。以下、自動運転車両の走行制御処理構成をあらわす図14に示すフローチャートの各ステップについて、図5Bと図14と図15に基づき説明する。なお、図14に示す自動運転車両の走行制御処理は、所定の制御周期にて繰り返し実行される。また、図15において、自車を「A1」で示す。
実施例3の作用は、実施例1と同様に、「自動運転車両の走行制御の特徴作用」を示す。また、実施例3の作用は、実施例2と同様に、「実施例2の特徴作用」を示す。また、実施例3の作用を、「自動運転車両の走行制御処理作用」、「実施例3の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図14のフローチャートに基づいて、自動運転車両の走行制御の処理作用を説明する。ただし、ステップS31→ステップS32→ステップS33へと進む流れは、実施例2のステップS21→ステップS22→ステップS23へと進む流れと同様であるので、説明を省略する。また、反転地点無しのときに、ステップS33→ステップS35→ステップS36へと進む流れは、実施例2のステップS23→ステップS25→ステップS26→エンドへと進む流れと同様であるので、説明を省略する。また、ステップS36→ステップS37へと進む。このとき、ステップS37にて、第2旋回目標値から第1旋回目標値への算出の切り替えタイミングに到達したか否かが判定される。反転地点無しのときは、ステップS37にて「自車位置が反転地点に未到達」と判定され、ステップS37→エンドへと進む。即ち、自車位置が、図15の区間dを過ぎた位置を走行中は、ステップS37にて「自車位置が反転地点に未到達」と判定される。このため、この場合、第1旋回目標値が旋回目標値算出部43から目標プロファイル生成部33へ出力される。その後、電動パワーステアリング6により、第1旋回目標値を実現するため、自車の転舵と各輪に発生する制駆動力差の少なくとも一方に基づいて、自車の旋回制御が行われる。
実施例3では、反転地点の前後において、第1旋回目標値と第2旋回目標値との算出の切り替えタイミング及び切り替え勾配が調整される。また、反転地点の前後の走行時、旋回目標値の算出が連続的に切り替えられる。従って、旋回目標値の算出が切り替わる瞬間における自車の動きが状況に合わせて滑らかになる。
実施例2の自動運転車両の走行制御方法及び走行制御装置にあっては、実施例1の(1),(3)〜(7)と実施例2の(8)に記載した効果が得られる。また、実施例3の自動運転車両の走行制御方法にあっては、下記(9)〜(11)の効果を得ることができる。
反転地点の前後の走行時、旋回目標値の算出を連続的に切り替える。
このため、旋回目標値の算出が切り替わる瞬間における自車の動きを状況に合わせて滑らかにすることができる。
このため、(4)の効果に加え、旋回走行シーンにて発生する横Gやヨーレイトを抑えることができる。
このため、(4)の効果に加え、旋回走行シーンにて車両挙動の乱れを抑制することができる。
31 目標走行経路生成部
33 目標プロファイル生成部
34 経路曲率探索部
35 反転地点判定部
36 第1前方注視点設定部(前方注視点設定部)
37 第1旋回目標値算出部(旋回目標値算出部)
39 第2前方注視点設定部(前方注視点設定部)
40 第2旋回目標値算出部(旋回目標値算出部)
5 自動運転用制御コントローラ(車両制御部)
6 電動パワーステアリング(旋回部)
ρi 曲率情報
Claims (11)
- 自車周囲の環境情報に基づいて、自車が走行する目標走行経路を生成し、
自車運動に基づいて、前方注視点を設定し、
前記目標走行経路と前記前方注視点に基づいて、ヨーレイト目標値を算出し、
前記ヨーレイト目標値に基づいて、自車旋回のための制御を行うコントローラを備える運転支援車両の走行制御方法において、
前記目標走行経路は各地点により構成され、前記各地点の前後の地点の情報から算出された曲率情報または曲率変化率情報に基づいて、前記目標走行経路にて前記自車が旋回の後に逆方向へ旋回する反転地点を探索し、
前記反転地点の探索結果に基づいて、前記反転地点の有無を判定し、
前記反転地点が有ると判定されたとき、前記ヨーレイト目標値を算出するときの前記前方注視点の位置を、現在の自車位置から前記反転地点までに限って設定する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
前記反転地点が有ると判定されたとき、前記反転地点の手前を走行中、前記反転地点までの前記目標走行経路に基づいて、前記ヨーレイト目標値を算出する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
自車位置から、前記反転地点よりも前の反転前地点までの前記曲率情報に基づいて、前記反転前地点から先の前記目標走行経路となる仮想的な仮想経路を生成し、
前記反転地点が有ると判定されたとき、前記反転地点の手前を走行中、前記仮想経路に基づいて前記ヨーレイト目標値を算出する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
前記反転地点が有ると判定されたとき、前記ヨーレイト目標値として、第1ヨーレイト目標値と第2ヨーレイト目標値がそれぞれ算出され、
前記反転地点の前後において、前記第1ヨーレイト目標値と前記第2ヨーレイト目標値の切り替えタイミング及び前記第1ヨーレイト目標値と前記第2ヨーレイト目標値の切り替え勾配を調整し、
前記切り替え勾配を、前記反転地点を含む区間にて、前記第1ヨーレイト目標値に乗じる第1係数と前記第2ヨーレイト目標値に乗じる第2係数との重みづけにより調整し、前記第1ヨーレイト目標値と前記第2ヨーレイト目標値を連続的もしくは段階的に切り替える
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項4に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
自車周囲の道路境界、又は、道路上に存在する障害物との相対距離もしくは相対速度に基づいて、前記反転地点の前後の走行時における算出される前記ヨーレイト目標値に自由度がある場合に、前記切り替え勾配を緩やかに調整する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項4に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
自車が走行する道路の路面摩擦係数が低いと判定されたとき、前記路面摩擦係数が高いと判定されたときよりも前記切り替え勾配を緩やかに調整する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1から請求項6までの何れか一項に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
前記前方注視点を、前記自車運動として自車の姿勢と速度に基づいて、設定する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1から請求項7までの何れか一項に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
前記目標走行経路は、自車周囲の道路境界、又は、道路上に存在する障害物との相対距離もしくは相対速度、あるいは自車が走行している位置周囲の地図情報に基づいて、生成される
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1から請求項8までの何れか一項に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
旋回部は、前記ヨーレイト目標値が算出されると、自車の転舵と各輪に発生する制駆動力差の少なくとも一方に基づいて、旋回制御を行う
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - 請求項1から請求項9までの何れか一項に記載された運転支援車両の走行制御方法において、
前記目標走行経路を走行する際の目標速度を生成し、
前記目標速度は、前記目標走行経路の曲率情報に応じて、予め設定した自車の横加速度制限及びヨーレイト制限の少なくとも一方の制限を超えない速度に設定する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御方法。 - ヨーレイト目標値に基づいて、自車旋回のための制御を行うコントローラを備える運転支援車両の走行制御装置において、
前記コントローラは、
自車周囲の環境情報に基づいて、自車が走行する目標走行経路を生成する目標走行経路生成部と、
自車運動に基づいて、前方注視点を設定する前方注視点設定部と、
前記目標走行経路と前記前方注視点に基づいて、前記ヨーレイト目標値を算出する旋回目標値算出部と、
前記目標走行経路は各地点により構成され、前記各地点の前後の地点の情報から算出された曲率情報または曲率変化率情報に基づいて、前記目標走行経路にて前記自車が旋回の後に逆方向へ旋回する反転地点を探索する経路曲率探索部と、
前記反転地点の探索結果に基づいて、前記反転地点の有無を判定する反転地点判定部と、を有し、
前記前方注視点設定部は、前記反転地点が有ると判定されたとき、前記ヨーレイト目標値を算出するときの前記前方注視点の位置を、現在の自車位置から前記反転地点までに限って設定する
ことを特徴とする運転支援車両の走行制御装置。
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