JP7091913B2 - 車両走行支援装置 - Google Patents
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Description
前記車両走行支援装置は、
目標停止位置に向かって前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する走行状態取得装置と、
前記車両の走行経路上の段差の位置を示す段差位置情報を取得する段差位置推定装置と
を備える。
前記走行状態情報は、前記車両と各車輪の位置を示す車両位置情報を含む。
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記車両位置情報に基づいて、前記車両の対象車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過するか否かを判定し、
前記対象車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過すると判定した場合、前記対象車輪が前記段差を通過しないように前記目標停止位置を変更する、あるいは、前記対象車輪が前記段差を通過する前に制動力を発生させて前記車両を停止させる。
前記車両は、第1車輪と、前記第1車輪よりも後に前記段差に到達する第2車輪とを備える。
前記対象車輪は、前記第2車輪である。
前記第1車輪は、2つの車輪を含む。
前記段差位置推定装置は、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記2つの車輪のそれぞれの位置を第1通過位置及び第2通過位置として取得し、
前記第1通過位置と前記第2通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する。
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記車両位置情報に基づいて、前記対象車輪が前記段差を通過するときの前記車両の前記位置を予測車両位置として予測し、
前記予測車両位置が前記目標停止位置を超過している場合、あるいは、前記予測車両位置が前記目標停止位置の手前の所定範囲内にある場合、前記対象車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過すると判定する。
図1は、本実施の形態に係る車両1に搭載される車両走行支援装置10の概要を説明するための概念図である。車両1は、複数の車輪5を備えている。具体的には、車両1は、左前輪5FL、右前輪5FR、左後輪5RL、及び右後輪5RRを備えている。以下の説明において、左前輪5FLと右前輪5FRをまとめて「前輪」と呼び、左後輪5RLと右後輪5RRをまとめて「後輪」と呼ぶ場合がある。
図7は、本実施の形態に係る車両走行支援装置10の構成例を示すブロック図である。車両走行支援装置10は、センサ群30、走行装置50、及び制御装置70を備えている。
制御装置70は、車両1の走行状態を示す走行状態情報300を取得する。図8に示されるように、走行状態情報300は、車両状態情報310、周辺状況情報320、走行制御情報330、目標情報340、及び車両位置情報350を含んでいる。
車両状態情報310は、車両1の状態を示す。制御装置70は、車両状態センサ31による検出結果に基づいて車両状態情報310を取得する。車両1の状態としては、車輪速、車速、加速度(前後加速度、横加速度、上下加速度)、舵角、サスペンションストローク量、等が例示される。上下加速度及びサスペンションストローク量については、各車輪5の位置における値が算出される。
周辺状況情報320は、車両1の周辺の状況を示す。制御装置70は、周辺状況センサ32による検出結果に基づいて周辺状況情報320を取得する。例えば、周辺状況情報320は、カメラにより得られた撮像情報を含む。また、周辺状況情報320は、ソナーやライダーによって計測される周辺物体(例:壁)に関する物体情報を含む。物体情報は、周辺物体の相対位置(距離)を示す。物体情報は、相対速度を示していてもよい。
走行制御情報330は、制御装置70(車両走行制御装置200)によって制御される走行装置50の制御量を示す。例えば、走行制御情報330は、制御装置70によって制御される駆動力及び制動力を示す。
図9は、目標情報340を説明するための概念図である。制御装置70(車両走行制御装置200)は、車両1を動かして目標停止位置PTに停止させる車両誘導制御を行うことができる。車両誘導制御は、例えば、車両1を所望の駐車位置に駐車する際に利用される。このような車両誘導制御が行われる場合、目標停止位置PTを示す情報として目標情報340が作成される。
図10は、車両位置情報350を説明するための概念図である。車両位置情報350は、車両1及び各車輪5の位置を示す。車両1及び各車輪5の位置は、所定の座標系において定義される。例えば、所定の座標系として、上記の目標停止位置PTを原点Oとする座標系が用いられる。但し、所定の座標系はそれに限定されない。
図7に示されるように、センサ群30及び制御装置70は、「走行状態取得装置100」を構成していると言える。
段差位置情報400は、車両1の走行経路上の段差DLの位置を示す。このような段差位置情報400は、車両走行制御にとって有用である。以下、段差位置情報400の取得方法の例を説明する。
制御装置70は、走行状態情報300に基づいて、いずれかの車輪5が段差DLを通過したことを検出し、また、段差DLを通過した車輪5を特定する。
周辺状況センサ32(例えばライダー)によって、段差DLが検出される場合も考えられる。その場合、周辺状況情報320は、検出された段差DLの相対位置情報を含む。第2の例によれば、制御装置70は、周辺状況情報320に含まれる段差DLの相対位置情報に基づいて、所定の座標系における段差DLの位置を算出する。第2の例の場合、2つの車輪5a、5bが段差DLを通過しなくても、段差DLの位置を取得することが可能となる。
制御装置70は、「段差位置推定装置」を構成していると言える。段差位置推定装置は、走行状態情報300に基づいて、車両1の走行経路上の段差DLの位置を推定し、段差位置情報400を取得する。
次に、段差通過に関連する駆動力制御について説明する。駆動力制御においては、図8で示された駆動制御情報500が取得され、利用される。駆動制御情報500は、基準情報510及び第2駆動力情報520を含んでいる。
図13は、段差通過に関連する駆動力制御の第1の例を示すフローチャートである。第1の例では、既出の図3及び図4で示された場合、すなわち、第1車輪5-1が段差DLに到達して停止する場合を考える。
車両走行制御装置200は、走行状態情報300に基づいて、いずれかの車輪5が段差DLによって停止したことを検出する。例えば、駆動力が発生しているにもかかわらず車両1が動いていない場合、車両走行制御装置200は、いずれかの車輪5が段差DLによって停止したと判定する。
第1車輪5-1が段差DLを乗り越えると、車両走行制御装置200は、走行状態情報300に基づいて、基準情報510を取得する。取得された基準情報510は、記憶装置72に格納される。
車両走行制御装置200は、少なくとも2つの第1車輪5-1が段差DLを通過するまで、上記のステップS10、S20を繰り返す。2つの第1車輪5-1は、異なるタイミングで段差DLを通過してもよいし、同時に段差DLを通過してもよい。
続いて、車両走行制御装置200は、基準情報510に基づいて、第2車輪5-2が段差DLを乗り越えるために必要な第2駆動力F2を推定する。好適には、車両走行制御装置200は、第2車輪5-2が段差DLに到達する前に、第2駆動力F2を推定する。
第1車輪5-1の後に第2車輪5-2が段差DLを通過する際、車両走行制御装置200は、第2駆動力情報520で示される第2駆動力F2を発生させる(図3、図4参照)。
第2の例では、図5及び図6で示された場合、すなわち、第1車輪5-1が停止することなく段差DLを通過する場合を考える。フローチャートは、上記の第1の例の場合と同じである(図13参照)。第1の例の場合と重複する説明は、適宜省略される。
第1車輪5-1は、停止することなく段差DLを通過する。車両走行制御装置200は、走行状態情報300に基づいて、車輪5が段差DLを通過したことを検出し、また、段差DLを通過した車輪5を特定する(図11、セクション4の第1の例4-1を参照)。ここで特定された車輪5が、第1車輪5-1である。
第1車輪5-1が段差DLを通過すると、車両走行制御装置200は、走行状態情報300に基づいて、基準情報510を取得する。第2の例では、基準情報510は、第1駆動力F1を含まない。基準情報510は、第1駆動力F1の代わりに、第1車輪5-1が段差DLを通過する際の走行状態の変化を示す。
車両走行制御装置200は、第1の例の場合と同様に、段差DLの位置を推定し、段差位置情報400を取得する。
第1の例の場合と同様に、車両走行制御装置200は、走行状態情報300と段差位置情報400に基づいて、第2車輪5-2と第2荷重W2を推定する。また、車両走行制御装置200は、基準情報510に基づいて、第2駆動力F2を推定する。
第1の例の場合と同様に、車両走行制御装置200は、第2車輪5-2が段差DLを通過する際、第2駆動力情報520で示される第2駆動力F2を発生させる。
図15は、段差通過に関連する駆動力制御の第3の例を示すフローチャートである。ステップS1において、車両走行制御装置200は、周辺状況情報320に基づいて、段差位置情報400を取得する(セクション4の第2の例4-2を参照)。第3の例の場合、上述のステップS30は不要であり、基準情報510から通過位置が省略されてもよい。その他のステップS10、S20、S40、及びS50は、上述の第1あるいは第2の例と同じである。
車輪5が段差DLを通過した場合、車両走行制御装置200は、段差DLの高さhを考慮して、車両位置情報350で与えられる車両位置PVを補正してもよい。段差DLの高さhは、上記の式(8)によって算出される。また、車輪5が段差DLを通過した場合、車両走行制御装置200は、目標経路TPを再生成してもよい。これらの処理は、上述の第1~第3の例のいずれにも適用可能である。
次に、車両走行制御装置200が段差DLの通過を中止する場合を考える。車両走行制御装置200は、目標停止位置PTに向かって車両1が走行するように車両走行制御を行う。このとき、走行経路上の段差DLの位置と目標停止位置PTとの関係に依っては、ある車輪5が段差DLを通過すると、車両1が目標停止位置PTを超過してしまう場合がある。その場合、車両走行制御装置200は、当該車輪5が段差DLを通過しないように、あらかじめ「段差通過中止処理」を行う。段差DLの通過を防止するか否かの判定の対象となる車輪5は、以下「対象車輪」と呼ばれる。
図16は、段差通過中止処理の第1の例を説明するための概念図である。第1車輪5-1は既に段差DLを通過しており、第2車輪5-2は未だ段差DLに到達していない。本例では、第2車輪5-2が対象車輪である。
図18は、段差通過中止処理の第2の例を示すフローチャートである。図17で示された第1の例と重複する説明は適宜省略される。ステップS100において車両1が目標停止位置PTを超過すると判定された場合(ステップS100;Yes)、処理はステップS120に進む。
第1車輪5-1が段差DLを通過しなくても、段差DLの位置が推定される場合がある(図15、セクション5の第3の例5-3を参照)。その場合、第1車輪5-1が段差DLを通過すると車両1が目標停止位置PTを超過するか否かを判定することもできる。つまり、第1車輪5-1も対象車輪となり得る。
図20は、車輪5が段差DLを乗り下げる場合を示している。乗り上げか乗り下げかは、車速の変化、あるいは、カメラ画像の視界の変化に基づいて識別可能である。車両走行制御装置200は、走行状態情報300に基づいて、いずれかの車輪5が段差DLを乗り下げたことを検出し、また、段差DLを通過した車輪5を特定する。特定された車輪5が、第1車輪5-1である。また、車両走行制御装置200は、乗り上げの場合と同様の手法で、段差DLの位置を推定し、第2車輪5-2を推定する。
5 車輪
5-1 第1車輪(先行輪)
5-2 第2車輪(後続輪)
10 車両走行支援装置
30 センサ群
31 車両状態センサ
32 周辺状況センサ
50 走行装置
51 駆動装置
52 制動装置
53 転舵装置
54 変速装置
70 制御装置
71 プロセッサ
72 記憶装置
100 走行状態取得装置
200 車両走行制御装置
300 走行状態情報
310 車両状態情報
320 周辺状況情報
330 走行制御情報
340 目標情報
350 車両位置情報
400 段差位置情報
500 駆動制御情報
510 基準情報
520 第2駆動力情報
DL 段差
Claims (3)
- 車両に搭載される車両走行支援装置であって、
目標停止位置に向かって前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する走行状態取得装置と、
前記車両の走行経路上の段差の位置を示す段差位置情報を取得する段差位置推定装置と
を備え、
前記走行状態情報は、前記車両と各車輪の位置を示す車両位置情報を含み、
前記車両は、第1車輪と、前記第1車輪よりも後に前記段差に到達する第2車輪とを備え、
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記車両位置情報に基づいて、前記第2車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過するか否かを判定し、
前記第2車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過すると判定した場合、前記第2車輪が前記段差を通過しないように前記目標停止位置を変更する、あるいは、前記第2車輪が前記段差を通過する前に制動力を発生させて前記車両を停止させる
車両走行支援装置。 - 請求項1に記載の車両走行支援装置であって、
前記第1車輪は、2つの車輪を含み、
前記段差位置推定装置は、
前記車両位置情報に基づいて、前記段差を通過する際の前記2つの車輪のそれぞれの位置を第1通過位置及び第2通過位置として取得し、
前記第1通過位置と前記第2通過位置とを結ぶ線の位置を、前記段差の前記位置として推定する
車両走行支援装置。 - 請求項1又は2に記載の車両走行支援装置であって、
前記車両走行制御装置は、
前記段差位置情報と前記車両位置情報に基づいて、前記第2車輪が前記段差を通過するときの前記車両の前記位置を予測車両位置として予測し、
前記予測車両位置が前記目標停止位置を超過している場合、あるいは、前記予測車両位置が前記目標停止位置の手前の所定範囲内にある場合、前記第2車輪が前記段差を通過すると前記車両が前記目標停止位置を超過すると判定する
車両走行支援装置。
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