JP7229295B2 - Vehicle driving support control device - Google Patents
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Description
本開示は、車両走行支援制御装置に関する。 The present disclosure relates to a vehicle driving support control device.
従来の運転支援システムでは、本線上に合流領域が存在すると判断されたとき、本線における合流領域よりも前方の領域を走行している車両が加速される。合流領域は、本線を走行している車両の列に対し、合流車線から合流する車両が入り込む本線上の領域である。合流車線を走行している車両は、予定された時刻に合流領域に到達できるように、加減速される(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional driving support system, when it is determined that a merging area exists on the main line, vehicles traveling in an area ahead of the merging area on the main line are accelerated. The merging area is an area on the main line where vehicles merging from the merging lane enter a line of vehicles running on the main line. A vehicle running in a merging lane is accelerated or decelerated so that it can reach the merging area at a scheduled time (see, for example, Patent Document 1).
上記のような従来の運転支援システムでは、合流車線を走行している車両が、単に予定された時刻に合流領域に到達できるように加減速される。このため、合流車線を走行している車両が、急加速又は急減速される虞がある。 In the conventional driving support system as described above, the vehicle traveling in the merging lane is accelerated or decelerated so that it can reach the merging area at the scheduled time. Therefore, there is a possibility that the vehicle traveling in the merging lane is suddenly accelerated or decelerated.
本開示は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、合流車線を走行している車両をよりスムーズに本線車線に移動させることができる車両走行支援制御装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and aims to obtain a vehicle driving support control device capable of smoothly moving a vehicle traveling in a merging lane to a main lane. aim.
本開示に係る車両走行支援制御装置は、本線車線を走行している車両である本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、合流車線を走行している車両である合流車両の位置情報、合流車両の速度情報、及び本線車線及び合流車線の情報を含む地図情報に基づいて、合流車両の本線車線への移動完了時における本線車両に対する合流車両の位置である合流位置を演算する合流判断部と、合流車両を合流位置に到達させるための合流計画を生成する合流計画生成部と、合流計画に基づいて、合流車両を制御する合流制御部とを備え、合流判断部は、それぞれ合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、複数の候補位置のそれぞれに合流車両が移動した場合に合流車両に生じる加速度である複数の合流加速度を演算し、複数の合流加速度のうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を合流位置として選択する。 The vehicle driving support control device according to the present disclosure includes position information of a main line vehicle that is a vehicle traveling on the main lane, speed information of the main line vehicle, position information of a merging vehicle that is a vehicle traveling on the merging lane, merging a merging determination unit that calculates a merging position, which is the position of the merging vehicle with respect to the main lane vehicle when the merging vehicle has completed moving to the main lane, based on vehicle speed information and map information including information on the main lane and the merging lane; , a merging plan generating unit for generating a merging plan for causing the merging vehicle to reach the merging position; and a merging control unit for controlling the merging vehicle based on the merging plan. is extracted, and multiple merging accelerations, which are the accelerations that occur in the merging vehicle when the merging vehicle moves to each of the plurality of candidate positions, are calculated. A candidate position corresponding to a small merging acceleration is selected as the merging position.
本開示に係る車両走行支援制御装置によれば、合流車線を走行している車両をよりスムーズに本線車線に移動させることができる。 According to the vehicle driving support control device according to the present disclosure, it is possible to more smoothly move a vehicle traveling in a merging lane to a main lane.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置が適用される道路の合流部、本線車両、及び合流車両を示す模式図である。図1は、道路RDの合流部を上方から見た図である。合流部では、本線車線L1と合流車線L2とが接続されている。なお、図1では、合流部において、本線車線L1と合流車線L2とは互いに平行であるが、これらは必ずしも平行である必要はない。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a merging section of a road, a main line vehicle, and a merging vehicle to which a vehicle driving support control system according to
第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2は、道路RDの本線車線L1を走行している車両である。第2本線車両VR2は、第1本線車両VR1の後続車両である。合流車両VLは、道路RDの合流車線L2を走行している車両である。 The first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2 are vehicles traveling on the main lane L1 of the road RD. The second main line vehicle VR2 is a following vehicle of the first main line vehicle VR1. The merging vehicle VL is a vehicle traveling in the merging lane L2 of the road RD.
合流車両VLは、合流区間において第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2に合流する。本例において、合流区間は、合流車線L2の始点L2sから合流車線L2の終点L2eまでの区間として定義される。また、合流区間の長さはXLと定義される。 The merging vehicle VL merges with the first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2 in the merging section. In this example, the merging section is defined as a section from the starting point L2s of the merging lane L2 to the ending point L2e of the merging lane L2. Also, the length of the confluence section is defined as XL.
図2は、図1の合流車両VLに搭載されている機器を示すブロック図である。合流車両VLは、地図格納部11、GPS(Global Positioning System)受信機12、周辺センサ13、駆制動制御装置14、及び車両走行支援制御装置100を有している。つまり、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100は、合流車両VLに搭載されている。
FIG. 2 is a block diagram showing devices mounted on the merging vehicle VL of FIG. The merging vehicle VL has a
地図格納部11には、地図情報が格納されている。地図情報は、道路RDの本線車線L1及び合流車線L2の情報を含んでいる。
Map information is stored in the
GPS受信機12は、図示しないGPS衛星からのGPS信号を受信する。
The
周辺センサ13は、合流車両VLの周辺に存在する物体を検出するとともに、当該物体の位置及び速度を検出する。
The
車両走行支援制御装置100は、機能ブロックとして、本線車両検出部101、合流判断部102、合流計画生成部103、及び合流制御部104を備えている。車両走行支援制御装置100は、地図格納部11から地図情報を取得し、GPS受信機12から合流車両VLの位置、即ち、自車の位置を取得する。また、車両走行支援制御装置100は、周辺センサ13から合流車両VLの周辺に存在する物体の位置情報及び合流車両VLの周辺に存在する物体の速度情報を取得する。
The vehicle driving
車両走行支援制御装置100は、合流車両VLが第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2に合流するのを支援するための制御量として、加速度指令arefを演算し、駆制動制御装置14に加速度指令arefを出力する。
The vehicle driving
駆制動制御装置14は、車両走行支援制御装置100からの加速度指令arefに基づいて、合流車両VLの図示しない駆動装置及び制動装置を制御する。これにより、合流車両VLの加減速が制御される。
The driving and
以下、車両走行支援制御装置100の各機能ブロックである本線車両検出部101、合流判断部102、合流計画生成部103、及び合流制御部104について詳細に説明する。
Hereinafter, the main line
本線車両検出部101は、周辺センサ13から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得する。また、本線車両検出部101は、地図格納部11から地図情報を取得する。本線車両検出部101は、GPS受信機12から合流車両VLの位置情報を取得する。本線車両検出部101は、取得した周辺物体の位置情報と、取得した周辺物体の速度情報と、地図情報と、合流車両VLの位置情報とに基づいて、第1本線車両VR1の位置及び第1本線車両VR1の速度を検出する。本線車両検出部101は、同様に、第2本線車両VR2の位置及び第2本線車両VR2の速度を検出する。
The main line
より具体的に述べると、本線車両検出部101は、周辺センサ13により検出された周辺物体の位置情報と地図情報とを照合し、検出した周辺物体の中から本線車線L1上に存在する物体を特定する。図1の例では、本線車線L1上に存在する物体として、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2が特定される。そして、本線車両検出部101は、第1本線車両VR1の位置情報と、第1本線車両VR1の速度情報と、第2本線車両VR2の位置情報と、第2本線車両VR2の速度情報とを合流判断部102に出力する。
More specifically, the main lane
合流判断部102は、第1本線車両VR1の位置情報、第2本線車両VR2の位置情報、第1本線車両VR1の速度情報、第2本線車両VR2の速度情報、合流車両VLの位置情報、合流車両VLの速度情報、及び地図情報に基づいて、合流位置及び合流時間Tmrgを演算する。また、合流判断部102は、演算した合流位置及び合流時間Tmrgを合流計画生成部103へ出力する。
The
ここで、合流位置は、合流車両VLの本線車線L1への移動完了時における第1本線車両VR1又は第2本線車両VR2に対する合流車両VLの位置である。また、合流時間Tmrgは、合流車両VLの合流開始から本線車線L1への移動完了までの時間である。合流開始とは、合流車両VLが合流車線L2の始点L2sを通過した時点であり、移動完了とは、合流車両VLが合流車線L2の終点L2eを通過した時点である。即ち、合流時間Tmrgは、合流車両VLが合流区間を走行している時間である。 Here, the merging position is the position of the merging vehicle VL with respect to the first main line vehicle VR1 or the second main line vehicle VR2 when the merging vehicle VL has completed moving to the main lane L1. Also, the merging time Tmrg is the time from when the merging vehicle VL starts to merge until it completes moving to the main lane L1. The merging start is when the merging vehicle VL passes the starting point L2s of the merging lane L2, and the movement completion is when the merging vehicle VL passes the end point L2e of the merging lane L2. That is, the merging time Tmrg is the time during which the merging vehicle VL is traveling in the merging section.
図3は、合流開始時における図2の合流判断部の処理を説明するための模式図である。図3において、合流車両VLが、合流車線L2の始点L2sを通過している。また、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2が本線車線L1を走行している。合流車両VLの速度はVL0、第1本線車両VR1の速度及び第2本線車両VR2の速度はいずれもVRである。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the processing of the merging determination unit in FIG. 2 at the start of merging. In FIG. 3, the merging vehicle VL is passing through the starting point L2s of the merging lane L2. A first main line vehicle VR1 and a second main line vehicle VR2 are traveling on the main lane L1. The speed of the merging vehicle VL is V L0 , the speed of the first main line vehicle VR1 and the speed of the second main line vehicle VR2 are both V R .
また、合流車両VLと第1本線車両VR1との車間距離を第1車間距離d1、合流車両VLと第2本線車両VR2との車間距離を第2車間距離d2とする。合流開始時の第1車間距離d1及び第2車間距離d2をそれぞれ第1車間距離の初期値d10及び第2車間距離の初期値d20とする。以下、車間距離は、合流車両が本線車両に対して先行している場合は負の値として定義され、本線車両が合流車両に対して先行している場合は正の値として定義される。また、車間距離は、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2の走行方向に平行な方向における距離である。 The inter-vehicle distance between the merging vehicle VL and the first main line vehicle VR1 is defined as a first inter-vehicle distance d1, and the inter-vehicle distance between the merging vehicle VL and the second main line vehicle VR2 is defined as a second inter-vehicle distance d2. The first inter-vehicle distance d1 and the second inter-vehicle distance d2 at the start of merging are defined as the initial value d1-0 of the first inter-vehicle distance and the initial value d2-0 of the second inter-vehicle distance, respectively. Hereinafter, the inter-vehicle distance is defined as a negative value when the merging vehicle is ahead of the main line vehicle, and is defined as a positive value when the main line vehicle is ahead of the merging vehicle. Further, the inter-vehicle distance is the distance in the direction parallel to the running direction of the first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2.
この例のように、2台の本線車両VR1,VR2が連なって本線車線L1を走行している場合、合流車両VLの合流の候補位置としては、以下の4通りが考えられる。
(1)第1本線車両VR1の前方
(2)第1本線車両VR1の後方
(3)第2本線車両VR2の前方
(4)第2本線車両VR2の後方
As in this example, when two main-line vehicles VR1 and VR2 are running in a row on the main-line lane L1, the following four merging candidate positions for the merging vehicle VL are conceivable.
(1) Front of 1st main line vehicle VR1 (2) Rear of 1st main line vehicle VR1 (3) Front of 2nd main line vehicle VR2 (4) Rear of 2nd main line vehicle VR2
図4は、合流位置が第1本線車両VR1の前方である場合における合流判断部102の処理を説明するための模式図である。この場合、合流車両VLは、合流区間の終点、即ち、合流車線L2の終点L2eにおいて、第1本線車両VR1との間に第1車間距離d1として-dsの距離を確保した状態で、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2との合流を完了する。ここで、dsは、安全距離である。安全距離dsは、走行中の車両同士が互いに確保するべき車間距離である。なお、安全距離dsは0よりも大きい値である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the processing of the merging
図5は、合流位置が第1本線車両VR1の後方である場合における合流判断部102の処理を説明するための模式図である。この場合、合流車両VLは、合流車線L2の終点L2eにおいて、第1本線車両VR1との間に、第1車間距離d1として安全距離dsを確保した状態で、第1本線車両VR1との合流を完了する。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the processing of the merging
図6は、合流位置が第1本線車両VR1の前方である場合、即ち、図4の場合における第1車間距離d1、合流車両VLの速度、及び合流車両VLの加速度の時間変化を示す図である。図7は、合流位置が第1本線車両VR1の後方である場合、即ち、図5の場合における第1車間距離d1、合流車両VLの速度、及び合流車両VLの加速度の時間変化を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in the first inter-vehicle distance d1, the speed of the merging vehicle VL, and the acceleration of the merging vehicle VL when the merging position is in front of the first main line vehicle VR1, that is, in the case of FIG. be. FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the first inter-vehicle distance d1, the speed of the merging vehicle VL, and the acceleration of the merging vehicle VL when the merging position is behind the first main line vehicle VR1, that is, in the case of FIG. be.
図6及び図7において、合流車両VLが合流車線L2の始点L2sを通過する時刻をt0とする。時刻t0から合流時間Tmrgが経過した時刻t2において、第1車間距離d1は、目標車間距離d*に到達する。また、時刻t2において、合流車両VLの速度Vは、目標速度である第1本線車両VR1の速度VRに到達する。 6 and 7, the time at which the merging vehicle VL passes the starting point L2s of the merging lane L2 is t0. At time t2 when the merging time T mrg has passed since time t0, the first inter-vehicle distance d1 reaches the target inter-vehicle distance d*. At time t2, the speed V of the merging vehicle VL reaches the speed VR of the first main line vehicle VR1, which is the target speed.
第1車間距離d1の時刻t0における車間距離d10は、図6の例、図7の例ともにd0とする。目標車間距離d*は、図6の場合、d*=-dsであり、図7の場合、d*=dsである。このとき、合流車両VLは、一定時間τdの間に加速又は減速を1回ずつ行う。図6及び図7において、合流時間Tmrg、第1車間距離d1、目標車間距離d*、合流車両VLの速度、及び合流車両VLの加速度には、以下の式(1)~(4)の関係が成り立つ。 The inter-vehicle distance d10 at time t0 of the first inter-vehicle distance d1 is d0 in both the example of FIG. 6 and the example of FIG. The target inter-vehicle distance d* is d*=- ds in the case of FIG. 6 and d*= ds in the case of FIG. At this time, the merging vehicle VL accelerates or decelerates once during the constant time τd . 6 and 7, the merging time T mrg , the first inter-vehicle distance d1, the target inter-vehicle distance d*, the speed of the merging vehicle VL, and the acceleration of the merging vehicle VL are given by the following equations (1) to (4). relationship is established.
ここで、VL0は、時刻t0における合流車両VLの速度、VL1は、時刻t1における合流車両VLの速度、a1は、時刻t0から時刻t1の期間における合流車両VLの加速度、a2は、時刻t1から時刻t2の期間における合流車両VLの加速度である。 Here, VL0 is the speed of the merging vehicle VL at time t0, VL1 is the speed of the merging vehicle VL at time t1, a1 is the acceleration of the merging vehicle VL during the period from time t0 to time t1, and a2 is , the acceleration of the merging vehicle VL during the period from time t1 to time t2.
合流車両VLが合流開始から合流時間Tmrg経過後に合流を完了したとき、第1本線車両VR1は、合流車両VLから目標車間距離d*だけ離れた位置にある。そのため、第1本線車両VR1は、合流時間Tmrgの間に[XL-(d0-d*)]だけ走行している。第1本線車両VR1の速度VRを用いると、合流時間Tmrgは、以下の式(5)により演算される。 When the merging vehicle VL completes the merging after the merging time T mrg has elapsed from the start of merging, the first main line vehicle VR1 is at a position separated from the merging vehicle VL by the target inter-vehicle distance d*. Therefore, the first main line vehicle VR1 is running for [XL-(d 0 -d*)] during the merging time T mrg . Using the speed VR of the first main line vehicle VR1, the merging time Tmrg is calculated by the following equation (5).
また、式(1)~(4)を整理すると、1回目の加減速時における加速度a1及び2回目の加減速時における加速度a2は、それぞれ以下の式(6)及び式(7)により演算することができる。 Further, by arranging the formulas (1) to (4), the acceleration a 1 during the first acceleration/deceleration and the acceleration a 2 during the second acceleration/deceleration are obtained by the following formulas (6) and (7) respectively. can be calculated.
次に、合流加速度amrgを、加速度a1,a2の絶対値の最大値として、以下の式(8)のように定義する。合流加速度amrgは、複数の候補位置のそれぞれに合流車両VLが移動した場合に合流車両VLに生じる加速度である。言い換えると、合流加速度amrgは、合流区間における合流車両VLの加速度である。合流加速度amrgが小さいほど、合流時における合流車両VLの加減速が緩やかとなる。 Next, the confluence acceleration a mrg is defined as the maximum absolute value of the accelerations a 1 and a 2 as shown in the following equation (8). The merging acceleration a mrg is the acceleration that occurs in the merging vehicle VL when the merging vehicle VL moves to each of the plurality of candidate positions. In other words, the merging acceleration amrg is the acceleration of the merging vehicle VL in the merging section. The smaller the merging acceleration a mrg , the slower the merging vehicle VL accelerates and decelerates at the time of merging.
なお、合流加速度amrgは、合流時における合流車両VLの加速度aの二乗の積分値として、以下の式(9)のように定義してもよい。 Note that the merging acceleration a mrg may be defined as the following equation (9) as an integrated value of the square of the acceleration a of the merging vehicle VL at the time of merging.
ただし、合流位置において、第2本線車両VR2を含む他の本線車両と合流車両VLとの間の距離が安全距離dsよりも短くなる場合には、合流判断部102は、合流位置が上記4つの合流の候補位置に該当しても、この合流位置を合流の候補位置から除外する。例えば、図5に示したように、合流の候補位置として第1本線車両VR1の後方を考える。合流車両VLが第1本線車両VR1の後方において合流するときに、第1車間距離d1として安全距離dsを確保できない場合、合流判断部102は、この位置を合流の候補位置には含めない。
However, if the distance between the other main line vehicles including the second main line vehicle VR2 and the merging vehicle VL at the merging position becomes shorter than the safety distance ds , the merging
合流判断部102は、4つの合流の候補位置、即ち、第1本線車両VR1の前方、第1本線車両VR1の後方、第2本線車両VR2の前方、第2本線車両VR2の後方に対して、それぞれ合流加速度amrgを演算する。そして、合流判断部102は、絶対値が最も小さい合流加速度amrgに対応する候補位置を合流位置として選択し、選択した合流位置についての合流時間Tmrgを出力する。
The merging
合流計画生成部103は、合流車両VLを、合流位置に到達させるための合流計画を生成し、生成された合流計画を合流制御部104へ出力する。より具体的に述べると、合流計画生成部103は、合流判断部102により演算された合流位置及び合流時間Tmrgに基づいて、合流車両VLが、合流判断部102によって演算及び選択された合流位置に合流区間内で到達するための合流計画を生成する。合流計画は、合流車両VLの車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanの少なくとも1つを含んでいる。
The merging
車間計画dplanは、合流車両VLが合流位置に移動するまでの合流車両VLと、第1本線車両VR1又は第2本線車両VR2との間の距離である。速度計画vplanは、合流車両VLが合流位置に移動するまでの合流車両VLの速度の目標値である。加速度計画aplanは、合流車両VLが合流位置に移動するまでの合流車両VLの加速度の目標値である。 The inter-vehicle distance plan d plan is the distance between the merging vehicle VL and the first main line vehicle VR1 or the second main line vehicle VR2 until the merging vehicle VL moves to the merging position. The speed plan v plan is a target value for the speed of the merging vehicle VL until the merging vehicle VL moves to the merging position. The acceleration plan a plan is a target value for the acceleration of the merging vehicle VL until the merging vehicle VL moves to the merging position.
図6及び図7に示した車間距離、速度、及び加速度の各時間変化の波形が、それぞれ車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanを表している。なお、図6及び図7に示された車間距離は、合流車両VLと第1本線車両VR1との間の車間距離d1である。 The waveforms of the inter-vehicle distance, speed, and acceleration shown in FIGS. 6 and 7 represent the inter-vehicle distance plan d plan , speed plan v plan , and acceleration plan a plan , respectively. The inter-vehicle distance shown in FIGS. 6 and 7 is the inter-vehicle distance d1 between the merging vehicle VL and the first main line vehicle VR1.
図6及び図7における車間距離d1の時間変化は、車間距離d1が、時刻t0において車間距離d10から目標車間距離d*へと変化するステップ入力に対して、移動平均フィルタ処理を2回実施することによって得られる。移動平均フィルタ処理を2回実施した場合の伝達関数Fave(s)は、以下の式(10)により表される。ここで、sは、複素変数である。 6 and 7, the inter-vehicle distance d1 changes over time from the inter-vehicle distance d1 of 0 to the target inter-vehicle distance d* at time t0. obtained by A transfer function F ave (s) when the moving average filtering process is performed twice is represented by the following equation (10). where s is a complex variable.
式(10)の移動平均フィルタを用いて、車間計画dplanは、以下の式(11)のように演算される。ここで、dinは、時刻t0において第1車間距離d10から目標車間距離d*へと変化するステップ入力である。 Using the moving average filter of Equation (10), the inter-vehicle distance plan d plan is calculated as shown in Equation (11) below. Here, d in is a step input that changes from the first inter-vehicle distance d10 to the target inter-vehicle distance d* at time t0.
また、式(10)をパデ近似することにより、以下の式(12)が得られる。 Moreover, the following equation (12) is obtained by Padé approximation of equation (10).
式(11)の車間計画dplanを用いて、速度計画vplan及び加速度計画aplanは、それぞれ以下の式(13)及び式(14)のように演算される。 Using the inter-vehicle distance plan d plan of formula (11), the speed plan v plan and the acceleration plan a plan are calculated as in formulas (13) and (14) below, respectively.
また、加速度計画aplanは、次のように、フィードフォワード制御により演算してもよい。加速度指令arefに対する駆制動制御装置14の応答Cdrv(s)は、以下の式(15)のように定義される。ここで、Taは、駆制動制御装置14が有する時定数である。
Also, the acceleration plan a plan may be calculated by feedforward control as follows. A response C drv (s) of the driving and
このとき、加速度指令arefから車間距離dまでの伝達関数Pd(s)は、以下の式(16)のようになる。なお、加速度指令arefから車間距離dまでの伝達関数Pd(s)は、加速度指令arefと合流車両VLの加速度との関係及び合流車両VLの加速度から車間距離dまでの伝達関数に基づいて演算される。 At this time, the transfer function P d (s) from the acceleration command a ref to the inter-vehicle distance d is given by the following equation (16). The transfer function P d (s) from the acceleration command a ref to the inter-vehicle distance d is based on the relationship between the acceleration command a ref and the acceleration of the merging vehicle VL and the transfer function from the acceleration of the merging vehicle VL to the inter-vehicle distance d. calculated as
式(12)及び式(16)から、以下の式(17)の伝達関数Cff(s)が演算される。加速度計画aplanは、式(17)の伝達関数Cff(s)を用いて、式(18)のように演算される。このように、加速度計画aplanは、伝達関数を用いることにより、即ち、フィードフォワード制御により演算することができる。 From the equations (12) and (16), the transfer function C ff (s) of the following equation (17) is calculated. The acceleration plan a plan is calculated as in Equation (18) using the transfer function C ff (s) of Equation (17). Thus, the acceleration plan a plan can be calculated by using a transfer function, ie by feedforward control.
合流制御部104は、合流計画生成部103により生成された合流計画に基づいて、合流車両VLを制御する。より具体的に述べると、合流制御部104は、合流計画生成部103から出力された車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanの少なくとも1つに基づいて、加速度指令arefを演算し、演算した加速度指令arefを駆制動制御装置14へ出力する。これにより、合流車両VLの加減速が駆制動制御装置14により制御される。
The merging
例えば、合流制御部104に速度計画vplanのみが入力される場合、加速度指令arefは、以下の式(19)により演算される。ここで、Ksp,Ksiはそれぞれ、合流車両VLの速度制御のための比例ゲイン,積分ゲインである。
For example, when only the speed plan v plan is input to the merging
また、合流制御部104に車間計画dplan及び速度計画vplanが入力される場合、加速度指令arefは、以下の式(20)により演算される。ここで、Kdp,Kddはそれぞれ、車間距離制御のための比例ゲイン,微分ゲインである。
Further, when the inter-vehicle distance plan d plan and the speed plan v plan are input to the merging
また、合流制御部104に車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanが入力される場合、加速度指令arefは、以下の式(21)により演算される。
Further, when the inter-vehicle distance plan d plan , speed plan v plan and acceleration plan a plan are input to the merging
また、合流制御部104に加速度計画aplanのみが入力される場合、加速度指令arefは、加速度計画aplanに等しい。
Further, when only the acceleration plan a_plan is input to the merging
図8は、図2の車両走行支援制御装置100が実行する合流制御ルーチンを示すフローチャートである。図8のルーチンは、例えば、合流車両VLが合流開始位置を通過したときに実行されるようになっている。図8のルーチンが開始されると、本線車両検出部101は、ステップS101において、本線車両が検出されたか否かを判定する。
FIG. 8 is a flow chart showing a merging control routine executed by the vehicle driving
本線車両が検出されない場合、車両走行支援制御装置100は、このルーチンを一旦終了する。この場合、合流車両VLは、別途実行される制御ルーチンによって、合流車線L2から本線車線L1へ移動する。
If the main line vehicle is not detected, the vehicle driving
本線車両が検出された場合、合流判断部102は、ステップS102において、合流車両VLの位置情報、合流車両VLの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、及び地図情報を取得する。
When a main line vehicle is detected, the merging
次いで、合流判断部102は、ステップS103において、取得した合流車両VLの位置情報、合流車両VLの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、及び地図情報に基づいて、複数の候補位置を抽出する。
Next, in step S103, the merging
次いで、合流判断部102は、ステップS104において、複数の候補位置のそれぞれに対応する合流加速度amrgを演算する。
Next, in step S104, merging
次いで、合流判断部102は、ステップS105において、複数の合流加速度amrgのうち、絶対値が最も小さい合流加速度amrgに対応する候補位置を合流位置として選択する。
Next, in step S105, the
次いで、合流計画生成部103は、ステップS106において、選択された合流位置に対する合流計画を生成する。
Next, in step S106, the merging
次いで、合流制御部104は、ステップS107において、生成された合流計画に基づいて、加速度指令arefを演算し、演算した加速度指令arefを駆制動制御装置14へ出力して、本ルーチンを一旦終了する。
Next, in step S107, the merging
ここで、実施の形態1の車両走行支援制御装置100の各機能は、処理回路によって実現される。図9は、図2の車両走行支援制御装置100の各機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。車両走行支援制御装置100は、演算処理装置80と、複数の記憶装置81と、通信装置82と、車載ネットワーク83とを有している。
Here, each function of the vehicle driving
演算処理装置80には、例えば、CPU(Central Processing Unit)が用いられる。複数の記憶装置81は、演算処理装置80との間においてデータを送受信し、データを記憶する。通信装置82は、車載ネットワーク83とデータ通信を行う。通信装置82は、車載ネットワーク83を経由して、外部装置としての地図格納部11、GPS受信機12、及び周辺センサ13と通信を行う。
A CPU (Central Processing Unit) is used for the
また、演算処理装置80には、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、IC(Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路が備えられていてもよい。また、演算処理装置80として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられることにより、各処理が複数の演算処理装置によって分担して実行されてもよい。
Further, the
複数の記憶装置81としては、例えば、演算処理装置80からのデータの読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(Random Access Memory)及び演算処理装置80からデータを読み出し可能に構成されたROM(Read Only Memory)が備えられている。
As the plurality of
車両走行支援制御装置100の各機能は、演算処理装置80が、複数の記憶装置81に記憶されたソフトウェア又はプログラムを実行し、車両走行支援制御装置100の他のハードウェア、例えば、複数の記憶装置81及び通信装置82と協働することにより実現される。なお、車両走行支援制御装置100の各機能により用いられる設定データは、ソフトウェア又はプログラムの一部として、複数の記憶装置81に記憶されている。
Each function of the vehicle driving
以上のように、車両走行支援制御装置100は、機能ブロックとして、合流判断部102と、合流計画生成部103と、合流制御部104とを備えている。合流判断部102は、本線車両VR1,VR2の位置情報、本線車両VR1,VR2の速度情報、合流車両VLの位置情報、合流車両VLの速度情報、及び地図情報に基づいて、合流位置を演算する。合流計画生成部103は、合流車両VLを合流位置に到達させるための合流計画を生成する。合流制御部104は、合流計画に基づいて合流車両VLを制御する。
As described above, the vehicle driving
また、合流判断部は、それぞれ複数の候補位置を抽出し、複数の合流加速度amrgを演算し、複数の合流加速度amrgのうち、絶対値が最も小さい合流加速度amrgに対応する候補位置を合流位置として選択する。このため、合流車両VLをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。 Further, the confluence determination unit extracts a plurality of candidate positions, calculates a plurality of confluence accelerations a mrg , and selects a candidate position corresponding to the confluence acceleration a mrg having the smallest absolute value among the plurality of confluence accelerations a mrg . Select as merge position. Therefore, the merging vehicle VL can be moved to the main lane more smoothly.
また、合流加速度amrgは、合流車両VLが、対応する候補位置に移動するまでに合流車両VLに生じる加速度の最大値である。このため、合流加速度amrgをより容易に演算することができる。 Also, the merging acceleration amrg is the maximum value of acceleration that occurs in the merging vehicle VL until the merging vehicle VL moves to the corresponding candidate position. Therefore, the confluence acceleration amrg can be calculated more easily.
また、合流計画生成部は、前記合流計画として、車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanの少なくとも1つを含んでいる。このため、合流車両VLをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。 Also, the merging plan generation unit includes at least one of a vehicle distance plan d plan , a speed plan v plan , and an acceleration plan a plan as the merging plan. Therefore, the merging vehicle VL can be moved to the main lane more smoothly.
また、合流計画生成部103は、加速度計画aplanを、フィードフォワード制御により生成する。このため、加速度計画aplanを、より容易に演算することができる。
Also, the merging
また、実施の形態1では、本線車両が第1本線車両VR1と第2本線車両VR2の2台の場合の合流判断部102の動作を説明した。本線車両がN台の場合でも、合流判断部102は、2×Nの候補位置に対して、同様の演算により合流位置を選択し、選択した合流位置についての合流時間Tmrgを出力することができる。
Further, in
実施の形態2.
次に、実施の形態2に係る車両走行支援制御装置について説明する。実施の形態2に係る車両走行支援制御装置では、合流計画に加えて、経路計画を生成する。経路計画は、合流車両VLが合流位置に移動するまでの走行予定経路である。
Next, a vehicle driving support control device according to
図10は、実施の形態2に係る車両走行支援制御装置の構成図である。車両走行支援制御装置100Aは、本線車両検出部101、合流判断部102、合流計画生成部103A、及び合流制御部104Aを有している。本線車両検出部101及び合流判断部102は、図2の本線車両検出部101及び合流判断部102と同じであるため、これらの説明は省略される。
FIG. 10 is a configuration diagram of a vehicle driving support control device according to
図11は、図10の合流計画生成部103Aの構成図である。合流計画生成部103Aは、速度計画生成部1031及び経路計画生成部1032を有している。速度計画生成部1031は、実施の形態1の合流計画生成部103と同様に、合流車両VLの車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanを生成する。経路計画生成部1032は、合流時間Tmrgと地図情報とに基づいて、経路計画を演算する。
FIG. 11 is a configuration diagram of the merging
図12は、図10の合流制御部104Aの構成図である。合流制御部104Aは、速度制御部1041及び経路制御部1042を有している。速度制御部1041は、実施の形態1の合流制御部104と同様に、加速度指令arefを演算する。経路制御部1042は、経路計画に基づいて、舵角指令θrefを演算する。
FIG. 12 is a configuration diagram of the merging
実施の形態2に係る車両走行支援制御装置100Aにおいて、合流計画生成部103Aの構成及び合流制御部104Aの構成を除く他の構成は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100と同様である。
In the vehicle driving
図13は、本線車線L1及び合流車線L2の地図情報を表す模式図である。本線車線L1及び合流車線L2上の複数の白丸は、地図格納部11に格納されている経路情報を表している。経路計画生成部1032は、地図格納部11から、本線車線L1の経路情報(xL1(n),yL1(n))及び合流車線L2の経路情報(xL2(n),yL2(n))を取得する。
FIG. 13 is a schematic diagram showing map information of the main lane L1 and the merging lane L2. A plurality of white circles on the main lane L1 and the merging lane L2 represent route information stored in the
図14は、経路計画の例を示す模式図である。経路計画生成部1032は、本線車線L1の経路情報(xL1(n),yL1(n))及び合流車線L2の経路情報(xL2(n),yL2(n))に基づいて、経路計画(xplan(n),yplan(n))を演算する。
FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of route planning. Based on the route information (x L1 (n), y L1 (n)) of the main lane L1 and the route information (x L2 (n), y L2 (n)) of the merging lane L2 , the route
より具体的に述べると、経路計画生成部1032は、合流車両VLの経路計画を以下の式(22)のステップ入力kin及び式(23)のフィルタFlc(s)を用いて演算する。式(22)において、時刻tが0となる時刻は、合流開始の時刻を意味する。時刻tが合流時間Tmrgとなる時刻は、合流完了の時刻を意味する。また、Tlcは、合流車両VLが合流車線L2から本線車線L1への車線変更に要する時間である。また、式(23)のフィルタFlc(s)は、時定数がTlc/2の移動平均フィルタを2回実行するフィルタである。
More specifically, the route
また、式(23)のフィルタFlc(s)は、パデ近似により、以下の式(24)で表される。 Also, the filter F lc (s) of Equation (23) is represented by the following Equation (24) by Padé approximation.
式(22)~式(24)を用いて、経路計画は以下の式(25)~(27)のように演算される。ここで、係数kは、0以上、1以下の範囲にある値である。つまり、係数kは、合流車両VLが経路計画上であり、且つ本線車線L1と合流車線L2との間に存在していることを意味している。係数kが1であることは、合流車両VLの合流車線L2から本線車線L1への車線変更が開始していないことを表している。係数kが0であることは、合流車両VLの本線車線L1への車線変更が完了したことを表している。 Using equations (22) to (24), the route plan is calculated as in equations (25) to (27) below. Here, the coefficient k is a value in the range of 0 or more and 1 or less. That is, the coefficient k means that the merging vehicle VL is on the route plan and exists between the main lane L1 and the merging lane L2. The fact that the coefficient k is 1 indicates that the merging vehicle VL has not started to change lanes from the merging lane L2 to the main lane L1. The fact that the coefficient k is 0 indicates that the merging vehicle VL has completed the lane change to the main lane L1.
次に、経路制御部1042の処理について説明する。経路制御部1042は、経路計画(xplan(n),yplan(n))を合流車両VLから見た自車座標系の位置点群(xVL(n),yVL(n))に変換する。そして、上記位置点群を以下の式(28)に示す2次関数によって近似する。2次関数の各係数c0plan、c1plan、及びc2planは、それぞれ、横位置計画、方位計画、及び曲率計画である。
Next, processing of the
舵角指令θrefは、以下の式(29)に示すように、式(28)において近似された各係数を用いて表される。ここでk1、k2、及びk3は制御ゲイン、γは合流車両VLのヨーレートである。 The steering angle command θ ref is expressed using each coefficient approximated in Equation (28), as shown in Equation (29) below. Here, k1, k2, and k3 are control gains, and γ is the yaw rate of the merging vehicle VL.
図15は、図10の車両走行支援制御装置100Aが実行する合流制御ルーチンを示すフローチャートである。図15のルーチンは、例えば、合流車両VLが合流開始位置を通過したときに実行されるようになっている。ここで、ステップS101からステップS105までの処理は、図8のステップS101からステップS105までの処理と同一であり、説明は省略される。
FIG. 15 is a flow chart showing a merging control routine executed by the vehicle driving
図15のルーチンが開始されると、車両走行支援制御装置100Aは、ステップS101から処理を開始する。ステップS101において、本線車両が検出されない場合、車両走行支援制御装置100Aは、本ルーチンを一旦終了する。この場合、合流車両VLは、別途実行される制御ルーチンによって、合流車線L2から本線車線L1へ移動する。
When the routine of FIG. 15 is started, the vehicle driving
ステップS101において、本線車両が検出された場合、車両走行支援制御装置100Aは、ステップS102からステップS105までの処理を順に実行する。次いで、車両走行支援制御装置100Aの合流計画生成部103Aは、ステップS201において、選択された合流位置に対する合流計画及び経路計画を生成する。
In step S101, when a main line vehicle is detected, the vehicle driving
次いで、車両走行支援制御装置100Aの合流制御部104Aは、ステップS202において、生成された合流計画に基づいて、加速度指令arefを演算するとともに、生成された経路計画に基づいて、舵角指令θrefを演算し、本ルーチンを一旦終了する。
Next, in step S202, the merging
以上のように、実施の形態2に係る車両走行支援制御装置100Aは、経路計画を生成し、経路計画に従って合流車両VLを走行させるための舵角指令θrefを演算する。これによれば、合流区間内において、車線変更を完了させることができる。
As described above, the vehicle driving
このように、車両走行支援制御装置100Aにおいて、合流計画生成部103Aは、さらに、経路計画を生成し、合流制御部104Aは、経路計画に従って合流車両VLを走行させるための合流車両VLの操舵制御装置15に対する舵角指令θrefを演算する。これによれば、合流区間内において、合流車両VLの合流車線L2から本線車線L1への車線変更を自動的に行うことができる。
As described above, in the vehicle driving
実施の形態3.
次に、実施の形態3に係る車両走行支援制御装置について説明する。図16は、実施の形態3に係る車両走行支援制御装置が適用される道路、本線車両、合流車両、及び路側機を示す模式図である。図16に示したように、道路RDの路側には、路側機RSUが設置されている。
Embodiment 3.
Next, a vehicle driving support control device according to Embodiment 3 will be described. FIG. 16 is a schematic diagram showing a road, a main line vehicle, a merging vehicle, and a roadside unit to which the vehicle driving support control device according to Embodiment 3 is applied. As shown in FIG. 16, a roadside unit RSU is installed on the roadside of the road RD.
図17は、実施の形態3に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態3に係る車両走行支援制御装置100Bは、車両側制御部200及び路側制御部300を有している。合流車両VLは、地図格納部11、GPS受信機12、駆制動制御装置14、通信部17、及び車両側制御部200を有している。地図格納部11、GPS受信機12、及び駆制動制御装置14は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100の地図格納部11、GPS受信機12、及び駆制動制御装置14と同様であるため、説明は省略される。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a vehicle driving support control device according to Embodiment 3. As shown in FIG. A vehicle driving
通信部17は、路側機RSUからの信号を受信し、受信した信号を車両側制御部200へ出力する。
The
車両側制御部200は、機能ブロックとして、合流判断部102、合流計画生成部103、及び合流制御部104を有している。合流判断部102は、地図格納部11から地図情報を取得し、GPS受信機12から自車位置、即ち、合流車両VLの位置情報を取得する。また、合流判断部102は、通信部17から本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を取得する。合流判断部102のその他の機能、合流計画生成部103の機能、及び合流制御部104の機能は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100の各機能と同様であるため、詳細な説明は省略される。
The vehicle-
路側機RSUは、路側センサ21、地図格納部22、通信部23、及び路側制御部300を有している。路側センサ21は、道路RD上の物体を検出する。地図格納部22は、地図情報を格納している。通信部23は、路側制御部300からの信号を合流車両VLの通信部17へ送信する。
The roadside unit RSU has a
路側制御部300は、機能ブロックとして、本線車両検出部301を有している。本線車両検出部301は、路側センサ21からの情報と地図格納部22からの情報とに基づいて、本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を検出する。この例の場合、本線車両検出部301は、第1本線車両VR1の位置情報と、第1本線車両VR1の速度情報と、第2本線車両VR2の位置情報と、第2本線車両VR2の速度情報とを検出する。
The
本線車両検出部301は、地図格納部22によって取得された地図情報と、路側センサ21によって取得された周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報とに基づいて、本線車両VR1,VR2の位置及び本線車両VR1,VR2の速度を検出する。
Based on the map information acquired by the
より具体的に述べると、本線車両検出部301は、周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報と、地図情報とを照合し、周辺物体の中から本線車線L1上に存在する物体を選択する。そして、本線車両検出部301は、選択された物体の位置情報及び選択された物体の速度情報を本線車両VR1,VR2の位置情報及び本線車両VR1,VR2の速度情報として通信部23へ出力する。そして、通信部23は、本線車両VR1,VR2の位置情報及び本線車両VR1,VR2の速度情報を合流車両VLへ送信する。
More specifically, the main lane
実施の形態3に係る車両走行支援制御装置100Bの上記以外の構成は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100及び実施の形態2に係る車両走行支援制御装置100Aと同様である。
Other configurations of the vehicle driving
図18は、図17の路側制御部300の機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。路側制御部300は、演算処理装置90と、複数の記憶装置91と、通信装置92と、内部ネットワーク93とを有している。
FIG. 18 is a configuration diagram showing an example of a processing circuit that implements the functions of the
演算処理装置90には、例えば、CPUが用いられる。複数の記憶装置91は、演算処理装置90との間においてデータを送受信し、データを記憶する。通信装置92は、内部ネットワーク93とデータ通信を行う。通信装置92は、内部ネットワーク93を経由して、外部装置としての路側センサ21及び地図格納部22と通信を行う。
For example, a CPU is used for the
また、演算処理装置90には、例えば、ASIC、IC、DSP、FPGA、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路が備えられていてもよい。また、演算処理装置90として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられることにより、各処理が複数の演算処理装置によって分担して実行されてもよい。複数の記憶装置91としては、例えば、演算処理装置90からのデータの読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM及び演算処理装置90からデータを読み出し可能に構成されたROMが備えられている。
Further, the
路側制御部300の機能は、演算処理装置90が、複数の記憶装置91に記憶されたソフトウェア又はプログラムを実行し、複数の記憶装置91、通信装置92等の路側機RSUの他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、路側制御部300の各機能により用いられる設定データは、ソフトウェア又はプログラムの一部として、複数の記憶装置91に記憶されている。
The function of the
以上のように、実施の形態3に係る車両走行支援制御装置100Bでは、本線車両検出部301が路側機RSU内の路側制御部300に設けられている。また、合流判断部102、合流計画生成部103、及び合流制御部104は合流車両VL内の車両側制御部200に設けられている。そして、合流車両VLの位置情報及び合流車両VLの速度情報と、路側機RSUにより検出された本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報とに基づいて、車両側制御部200から駆制動制御装置14へ合流車両VLの加速度指令arefが出力される。
As described above, in the vehicle driving
これによれば、本線車両が合流車両VLの周辺センサの死角に存在している場合であっても、本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を検出することができ、その結果、合流車両VLを、よりスムーズに本線車線に移動させることができる。 According to this, even when the main line vehicle exists in the blind spot of the peripheral sensor of the merging vehicle VL, the position information of the main line vehicle and the speed information of the main line vehicle can be detected. VL can be moved to the main lane more smoothly.
実施の形態4.
次に、実施の形態4に係る車両走行支援制御装置について説明する。図19は、実施の形態4に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態4に係る車両走行支援制御装置100Cは、車両側制御部200A及び路側制御部300Aを有している。
Embodiment 4.
Next, a vehicle driving support control device according to Embodiment 4 will be described. FIG. 19 is a configuration diagram showing a vehicle driving support control device according to Embodiment 4. As shown in FIG. A vehicle driving
車両側制御部200Aは、機能ブロックとして、合流制御部104を有している。合流制御部104は、合流車両VLの通信部17から、路側機RSU側において生成された合流計画についての情報が入力される。合流制御部104は、実施の形態1に係る車両走行支援制御装置100の合流制御部104と同じであるため、詳細な説明は省略される。
200 A of vehicle side control parts have the confluence|merging
路側制御部300Aは、機能ブロックとして、本線車両検出部301、合流車両検出部302、合流判断部303、及び合流計画生成部304を有している。このように、合流車両検出部302、合流判断部303、及び合流計画生成部304が路側制御部300Aに含まれ、合流計画が路側機RSUから合流車両VLに送信される点が、実施の形態3の車両走行支援制御装置100Bと異なっている。
The
路側制御部300Aは、路側センサ21から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得し、地図格納部22から合流区間についての地図情報を取得する。合流計画生成部304は、車間計画dplan、速度計画vplan、及び加速度計画aplanの少なくとも1つを演算する。そして、合流計画生成部304は、路側機RSUの通信部23を経由して、合流計画を合流車両VLへ送信する。
The
本線車両検出部301が実行する処理は、実施の形態3の本線車両検出部301が実行する処理と同様である。また、合流判断部303及び合流計画生成部304が実行する処理は、実施の形態1~3の合流判断部及び合流計画生成部が実行する処理と同様であるため、これらの詳細な説明は省略される。
The processing executed by the main line
合流車両検出部302は、地図格納部22により取得された地図情報と、路側センサ21により取得された周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報とに基づいて、合流車両VLの位置情報及び合流車両VLの速度情報を検出する。より具体的に述べると、合流車両検出部302は、路側センサ21により取得された周辺物体の位置情報と、地図情報とを照合し、周辺物体の中から合流車線L2上に存在する物体を選択する。そして、合流車両検出部302は、選択された合流車両VLの位置情報及び合流車両VLの速度情報を合流判断部303へ出力する。
The merging
車両側制御部200Aは、合流車両VLの通信部17により、路側機RSUからの合流計画を受信する。車両側制御部200Aは、合流計画に基づいて、加速度指令arefを演算し、演算した加速度指令arefを駆制動制御装置14へ出力する。
The vehicle-
以上のように、実施の形態4に係る車両走行支援制御装置100Cによれば、本線車両検出部301、合流判断部303、及び合流計画生成部304が路側機RSU内の路側制御部300Aに設けられている。また、合流制御部104は、合流車両VL内の車両側制御部200Aに設けられている。
As described above, according to the vehicle driving
これにより、合流車両VLが周辺センサ及びGPS受信機のいずれかを備えていない場合であっても、合流車両VLをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。 As a result, even if the merging vehicle VL does not have either a peripheral sensor or a GPS receiver, the merging vehicle VL can be moved to the main lane more smoothly.
実施の形態5.
次に、実施の形態5に係る車両走行支援制御装置について説明する。図20は、実施の形態5に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態5に係る車両走行支援制御装置100Dは、合流車両側制御部200B、路側制御部300B、第1本線車両側制御部400、及び第2本線車両側制御部500を有している。
Embodiment 5.
Next, a vehicle driving support control device according to Embodiment 5 will be described. FIG. 20 is a configuration diagram showing a vehicle driving support control device according to Embodiment 5. As shown in FIG. A vehicle driving
実施の形態5では、通信部を経由して制御される車両が、合流車両VL、第1本線車両VR1、及び第2本線車両VR2の複数台である点において、実施の形態4の車両走行支援制御装置100Cと異なっている。上記以外の点においては、実施の形態4の車両走行支援制御装置100Cと同様である。
In the fifth embodiment, the vehicles controlled via the communication unit are the merging vehicle VL, the first main line vehicle VR1, and the second main line vehicle VR2. It differs from the
路側制御部300Bは、路側センサ21から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得し、地図格納部22から地図情報を取得する。路側制御部300Bは、路側機RSUの通信部23を経由して合流計画を合流車両VL、第1本線車両VR1、及び第2本線車両VR2へそれぞれ送信する。なお、本線車両検出部301及び合流車両検出部302が実行する処理は実施の形態4と同様であるため、説明は省略される。
The
合流判断部303Aには、本線車両検出部301から第1本線車両VR1の位置情報及び第1本線車両VR1の速度情報と、第2本線車両VR2の位置情報及び第2本線車両VR2の速度情報とが入力される。合流判断部303Aには、合流車両検出部302から合流車両VLの位置情報及び合流車両VLの速度情報が入力される。合流判断部303Aは、第1本線車両VR1の位置情報及び第1本線車両VR1の速度情報と、第2本線車両VR2の位置情報及び第2本線車両VR2の速度情報と、合流車両VLの位置情報及び合流車両VLの速度情報とに基づいて、合流車両VLの合流位置及び合流時間Tmrgを演算する。
The merging
図21は、第1本線車両VR1が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1の前方に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。図21において、合流車両VLが、合流車線L2の始点L2sを走行し、第1本線車両VR1が、本線車線L1を走行している。合流車両VLと第1本線車両VR1との間の距離を第1車間距離d1、第1車間距離d1の初期値をd10とする。 FIG. 21 is a schematic diagram showing a state at the start of merging when the first main line vehicle VR1 decelerates and the merging vehicle VL moves ahead of the first main line vehicle VR1. In FIG. 21, the merging vehicle VL is traveling at the starting point L2s of the merging lane L2, and the first main line vehicle VR1 is traveling on the main lane L1. It is assumed that the distance between the merging vehicle VL and the first main line vehicle VR1 is a first inter-vehicle distance d1, and the initial value of the first inter-vehicle distance d1 is d10 .
1台の本線車両に対して合流車両VLが合流するために本線車線L1に移動する場合、合流の候補位置としては、本線車両の前方位置又は本線車両の後方位置の2通りが考えられる。さらに、本線車両VR1が加減速する場合、本線車両VR1が減速し、合流車両VLが本線車両VR1の前方に移動する場合と、本線車両VR1が加速し、合流車両VLが本線車両VR1の後方に移動する場合とが考えられる。 When a merging vehicle VL moves to the main lane L1 in order to merge with one main line vehicle, there are two candidate positions for merging: a position in front of the main line vehicle and a position behind the main line vehicle. Further, when the main line vehicle VR1 accelerates or decelerates, the main line vehicle VR1 decelerates and the merging vehicle VL moves ahead of the main line vehicle VR1, and when the main line vehicle VR1 accelerates and the merging vehicle VL moves behind the main line vehicle VR1. It is conceivable to move.
図22は、第1本線車両VR1が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1の前方に移動して合流を完了する場合の模式図である。本実施の形態では、合流開始時において第1本線車両VR1と同じ位置に存在し、以後、一定の速度VRを維持して走行する仮想車両VI1が設定される。合流判断部303Aは、第1本線車両VR1が仮想車両VI1に対して距離dxだけ後方を走行するように、第1本線車両VR1を制御する。また、合流判断部303Aは、合流車両VLが仮想車両VI1に対して(-ds-dx)だけ前方を走行するように、合流車両VLを制御する。
FIG. 22 is a schematic diagram of a case where the first main line vehicle VR1 decelerates and the merging vehicle VL moves ahead of the first main line vehicle VR1 to complete the merging. In the present embodiment, a virtual vehicle VI1 is set that exists at the same position as the first main line vehicle VR1 at the start of merging and thereafter travels while maintaining a constant speed VR. The merging
図23は、第1本線車両VR1が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1の前方に移動して合流を完了する場合における合流車両VLと仮想車両VI1との間の距離、合流車両VLの速度、及び合流車両VLの加速度の時間変化を示す図である。 FIG. 23 shows the distance between the merging vehicle VL and the virtual vehicle VI1 when the 1st main line vehicle VR1 decelerates and the merging vehicle VL moves ahead of the 1st main line vehicle VR1 to complete the merging. FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in the velocity of VL and the acceleration of a merging vehicle VL;
例えば、図23に示された例の場合、第1車間距離d1がd10から(d*-dx)へと変化するステップ入力dinとフィルタとを用いて合流車両VLの合流計画が演算される。図6に示された例では、第1車間距離d1の目標値はd*であったが、本例における第1車間距離d1の目標値は、d*-dxである。従って、本例の場合、合流時間Tmrgと仮想車両VI1の走行距離との間には、以下の式(30)の関係が成り立つ。 For example, in the case of the example shown in FIG. 23, the merging plan for the merging vehicle VL is calculated using the step input d in in which the first inter-vehicle distance d1 changes from d10 to (d*-dx) and the filter. be. In the example shown in FIG. 6, the target value of the first inter-vehicle distance d1 was d*, but the target value of the first inter-vehicle distance d1 in this example is d*-dx. Therefore, in the case of this example, the following equation (30) holds true between the merging time T mrg and the traveling distance of the virtual vehicle VI1.
図24は、第1本線車両VR1が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1の前方に移動して合流を完了する場合における第1本線車両VR1と仮想車両VI1との間の距離、第1本線車両VR1の速度、及び第1本線車両VR1の加速度の時間変化を示す図である。 FIG. 24 shows the distance between the first main line vehicle VR1 and the virtual vehicle VI1 when the first main line vehicle VR1 decelerates and the merging vehicle VL moves ahead of the first main line vehicle VR1 to complete the merging. It is a figure which shows the time change of the speed of 1st main line vehicle VR1, and the acceleration of 1st main line vehicle VR1.
第1本線車両VR1は、減速と加速とを1回ずつ行うことにより、仮想車両VI1との間の距離をdxだけ離す。このときの第1本線車両VR1の加速度及び第1本線車両VR1の減速度の大きさを、予め設定された本線車両加速度asetとすると、距離dxと合流時間Tmrgとの間には、以下の式(31)の関係が成り立つ。 The first main line vehicle VR1 decelerates and accelerates once each, thereby increasing the distance from the virtual vehicle VI1 by dx. Assuming that the acceleration of the first main line vehicle VR1 and the magnitude of deceleration of the first main line vehicle VR1 at this time are the preset main line vehicle acceleration a set , the distance between the distance dx and the merging time T mrg is as follows: (31) holds.
式(30)及び式(31)より、合流時間Tmrgは、以下の式(32)を用いて演算される。 From the equations (30) and (31), the confluence time T mrg is calculated using the following equation (32).
評価指標である合流加速度amrgは、合流車両VLの加速度aVLと、n番目の本線車両の加速度aVRnのそれぞれの2乗の積分値として、以下の式(33)のように定義される。このように、合流加速度amrgは、合流車両VLの加速度及び複数の本線車両の加速度の累積値である。 The merging acceleration a_mrg , which is an evaluation index, is defined as the integral of the squares of the acceleration a_VL of the merging vehicle VL and the acceleration a_VRn of the n-th main vehicle, as shown in the following equation (33). . Thus, the merging acceleration amrg is the accumulated value of the acceleration of the merging vehicle VL and the acceleration of a plurality of main line vehicles.
図25は、第1本線車両VR1が加速するとともに、第2本線車両VR2が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1と第2本線車両VR2との間に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。図26は、第1本線車両VR1が加速するとともに、第2本線車両VR2が減速して、合流車両VLが第1本線車両VR1と第2本線車両VR2との間に移動して合流を完了する場合の模式図である。 FIG. 25 shows the start of merging when the first main line vehicle VR1 accelerates, the second main line vehicle VR2 decelerates, and the merging vehicle VL moves between the first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2. It is a schematic diagram showing the state of. In FIG. 26, the first main line vehicle VR1 accelerates, the second main line vehicle VR2 decelerates, and the merging vehicle VL moves between the first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2 to complete the merging. It is a schematic diagram of the case.
この場合、合流判断部303Aは、まず、仮想車両VI1を合流開始時の第1本線車両VR1と第2本線車両VR2の中央に設定し、仮想車両VI1を一定の速度で走行させる。次に、合流判断部303Aは、合流完了時に第1本線車両VR1と仮想車両VI1との間の距離が安全距離dsとなり、且つ第2本線車両VR2と仮想車両VI1との間の距離が安全距離-dsとなるように、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2を制御する。そして、合流判断部303Aは、合流車両VLの位置が仮想車両VI1の位置と一致するように、合流車両VLを制御する。
In this case, the merging
なお、このときの合流時間Tmrg及び合流加速度amrgの演算方法は、図21~図24を用いて説明した場合と同様である。 The method of calculating the merging time T mrg and the merging acceleration a mrg at this time is the same as the case described with reference to FIGS.
以上のように、合流判断部303Aは、合流の候補位置を決定するときに、複数の本線車両の加減速を行ったうえで、合流の候補位置を決定する。この場合、合流判断部303Aは、合流車両VL及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を演算する。合流判断部303Aは、候補位置毎に合流車両VL及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を積算する。そして、合流判断部303Aは、積算された複数の合流加速度amrgのうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を合流位置として選択し、そのときの合流時間Tmrgを出力する。
As described above, when determining candidate positions for merging, merging
合流計画生成部304Aは、合流判断部303Aから入力された合流車両VLの合流位置及び合流時間Tmrgに基づいて、合流車両VLの合流計画、本線車両VR1の合流計画、及び本線車両VR2の合流計画をそれぞれ演算する。本演算には、式(10)又は式(12)により示されたフィルタを用いる。
The merging
このとき、フィルタへのステップ入力dinの大きさを、仮想車両VI1に対する車間距離に設定する。例えば、図23に示した合流車両VLの場合、合流車両VLと仮想車両VI1との間の距離に対しては、d10からd*-dxのステップ入力とフィルタとを用いて、合流車両VLの合流計画を演算する。同様に、図24に示した第1本線車両VR1の場合、第1本線車両VR1と仮想車両VI1との間の距離に対しては、0からdxのステップ入力とフィルタとを用いて、第1本線車両VR1の合流計画を演算する。 At this time, the magnitude of the step input d in to the filter is set to the inter-vehicle distance with respect to the virtual vehicle VI1. For example, in the case of the merging vehicle VL shown in FIG. 23, the distance between the merging vehicle VL and the virtual vehicle VI1 is calculated using a step input from d10 to d*-dx and a filter. compute the confluence plan for Similarly, in the case of the first main line vehicle VR1 shown in FIG. A merging plan for the main line vehicle VR1 is calculated.
合流車両VLの合流計画は、速度計画vplan_VL及び加速度計画aplan_VLを含んでいる。第1本線車両VR1の合流計画は、速度計画vplan_VR1及び加速度計画aplan_VR1を含んでいる。第2本線車両VR2の合流計画は、速度計画vplan_VR2及び加速度計画aplan_VR2を含んでいる。また、合流計画生成部304Aから出力される合流計画は、速度計画vplan及び加速度計画aplanの少なくとも1つを含んでいればよい。
The merging plan for the merging vehicle VL includes a velocity plan v plan_VL and an acceleration plan a plan_VL . The merge plan for the first mainline vehicle VR1 includes a speed plan v plan_VR1 and an acceleration plan a plan_VR1 . The merging plan for the second mainline vehicle VR2 includes a speed plan v plan_VR2 and an acceleration plan a plan_VR2 . Also, the merging plan output from the merging
合流車両側制御部200Bの合流制御部204は、合流計画生成部304Aにより生成された合流計画、即ち、速度計画vplan_VL及び加速度計画aplan_VLに基づいて、合流車両VLの加速度指令aref_VLを演算する。第1本線車両側制御部400の合流制御部404は、合流計画生成部304Aにより生成された合流計画、即ち、速度計画vplan_VR1及び加速度計画aplan_VR1に基づいて、第1本線車両VR1の加速度指令aref_VR1を演算する。
The merging
第2本線車両側制御部500の合流制御部504は、合流計画生成部304Aにより生成された合流計画、即ち、速度計画vplan_VR2及び加速度計画aplan_VR2に基づいて、第2本線車両VR2の加速度指令aref_VR2を演算する。加速度指令aref_VL,aref_VR1,aref_VR2の演算については、実施の形態1~4の合流制御部による加速度指令arefの演算と同様であるため、詳細な説明は省略される。
The merging
速度計画vplan及び加速度計画aplanの演算には、式(10)又は式(12)のフィルタが用いられる。ここで、上記フィルタへのステップ入力dinは、距離d0から合流車両VLと本線車線L1上の仮想車両VI1との間の距離へと変化するステップ入力であると考える。 The filter of equation (10) or equation (12) is used to calculate the velocity plan v plan and the acceleration plan a plan . Here, the step input d in to the filter is considered to be a step input that changes from the distance d0 to the distance between the merging vehicle VL and the virtual vehicle VI1 on the main lane L1.
以上のように、実施の形態5に係る車両走行支援制御装置100Dでは、本線車両検出部301、合流判断部303A、及び合流計画生成部304Aが路側制御部300Bに設けられる。また、合流制御部204、404、及び504は、それぞれ、合流車両側制御部200B、第1本線車両側制御部400、及び第2本線車両側制御部500に設けられる。
As described above, in the vehicle driving
合流判断部303Aは、複数の合流の候補位置に対して、合流車両VL、第1本線車両VR1、及び第2本線車両VR2の加減速を制御し、全車両の加速度の積算値である合流加速度amrgを演算する。そして、合流判断部303Aは、複数の合流加速度amrgのうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を合流位置として選択する。合流計画生成部304Aは、合流車両VL、第1本線車両VR1及び第2本線車両VR2に対する合流計画をそれぞれ生成する。これにより、よりスムーズに合流車両VLを本線車線に移動させることができる。
The merging
また、第1本線車両VR1と第2本線車両VR2との車間距離が狭い場合においても、それぞれの本線車両を加減速させることで合流車両VLが合流する車間距離を確保し、よりスムーズに合流車両VLを本線車線に移動させることができる。 Further, even when the inter-vehicle distance between the first main line vehicle VR1 and the second main line vehicle VR2 is narrow, the inter-vehicle distance at which the merging vehicle VL joins is secured by accelerating and decelerating the respective main line vehicles, and the merging vehicles can be smoothly merged. VL can be moved to the main lane.
なお、図21~図24を用いて説明したように、本線車両を減速させる制御は、他の本線車両の減速を誘発し、本線車線の交通流率が低下する虞がある。そこで、合流判断部303Aは、本線車両を減速させる制御を予め除外して、合流の候補位置を選択してもよい。これにより、本線車線L1の交通流率の低下を抑制しながら、よりスムーズに合流車両VLを本線車線に移動させることができる。
As described with reference to FIGS. 21 to 24, the control for decelerating the main line vehicle induces the deceleration of other main line vehicles, which may reduce the traffic flow rate of the main lane. Therefore, the merging
また、実施の形態5において、合流加速度amrgは、合流車両VL及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を積算することにより演算されたが、合流加速度amrgの演算は、単純な積算に限定されない。例えば、各車両の合流加速度の2乗平均であってもよいし、積算時に車両毎に重み付けが行われてもよい。 In Embodiment 5, the merging acceleration a mrg is calculated by integrating the merging accelerations of the merging vehicle VL and a plurality of main line vehicles, but the calculation of the merging acceleration a mrg is limited to simple integration. not. For example, the mean square of the merging acceleration of each vehicle may be used, or weighting may be performed for each vehicle at the time of integration.
また、実施の形態5において、加速度計画aplanは、式(10)又は式(12)により示されたフィルタを用いて演算されたが、式(15)を用いて、フィードフォワード制御により演算されてもよい。 Further, in the fifth embodiment, the acceleration plan a plan is calculated using the filter represented by the formula (10) or (12), but is calculated by feedforward control using the formula (15). may
また、実施の形態1~5において、合流車両VLの本線車線L1への移動完了時は、合流車両VLが合流車線L2の終点L2eを通過した時点と定義されていた。しかし、合流車両VLは、合流車線L2の終点L2eを通過する前に本線車線L1への移動を完了してもよい。要は、合流車両VLは、合流区間の間において、移動を完了すればよい。
In
また、実施の形態1~5は適宜組み合わせることができる。例えば、実施の形態3~5の合流計画生成部において、実施の形態2のように、合流計画に加えて、経路計画が生成され、操舵制御装置に操舵指令を出力してもよい。
Moreover,
11 地図格納部、14 駆制動制御装置、15 操舵制御装置、100、100A、100B、100C、100D 車両走行支援制御装置、101、301 本線車両検出部、102、303、303A 合流判断部、103、103A、304、304A 合流計画生成部、104、104A、204、404、504 合流制御部、300、300A 路側制御部、L1 本線車線、L2 合流車線、RSU 路側機、VL 合流車両、VR1 第1本線車両(本線車両)、VR2 第2本線車両(本線車両)。 11 map storage unit, 14 driving and braking control device, 15 steering control device, 100, 100A, 100B, 100C, 100D vehicle driving support control device, 101, 301 main line vehicle detection unit, 102, 303, 303A merging determination unit, 103, 103A, 304, 304A Merging plan generation unit, 104, 104A, 204, 404, 504 Merging control unit, 300, 300A Roadside control unit, L1 Main lane, L2 Merging lane, RSU Roadside unit, VL Merging vehicle, VR1 First main line Car (main line car), VR2 2nd main line car (main line car).
Claims (8)
前記合流車両を前記合流位置に到達させるための合流計画を生成する合流計画生成部と、
前記合流計画に基づいて、前記合流車両を制御する合流制御部と
を備え、
前記合流判断部は、それぞれ前記合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、前記複数の候補位置のそれぞれに前記合流車両が移動した場合に前記合流車両に生じる加速度である複数の合流加速度を演算し、前記複数の合流加速度のうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を前記合流位置として選択する
車両走行支援制御装置。 Position information of a main vehicle that is a vehicle traveling on the main lane, speed information of the main vehicle, position information of a merging vehicle that is a vehicle traveling on the merging lane, speed information of the merging vehicle, and the main lane and a merging determination unit that calculates a merging position, which is the position of the merging vehicle with respect to the main lane vehicle when the merging vehicle has completed moving to the main lane, based on map information including information about the merging lane;
a merging plan generation unit that generates a merging plan for causing the merging vehicle to reach the merging position;
a merging control unit that controls the merging vehicle based on the merging plan;
The merging determination unit extracts a plurality of candidate positions that are candidates for the merging position, and generates a plurality of merging accelerations that are accelerations that occur in the merging vehicle when the merging vehicle moves to each of the plurality of candidate positions. and selects, as the merging position, a candidate position corresponding to the merging acceleration having the smallest absolute value among the plurality of merging accelerations.
請求項1に記載の車両走行支援制御装置。 The vehicle driving support control device according to claim 1, wherein each of the merging accelerations is a maximum value of acceleration that occurs in the merging vehicle until the merging vehicle moves to the corresponding candidate position.
請求項1又は請求項2に記載の車両走行支援制御装置。 The merging plan generation unit generates, as the merging plan, an inter-vehicle distance plan that is a target value of the inter-vehicle distance between the merging vehicle and the main line vehicle until the merging vehicle moves to the merging position. At least one of a speed plan, which is a target value of the speed of the merging vehicle until it moves to the merging position, and an acceleration plan, which is a target value of the acceleration of the merging vehicle until the merging vehicle moves to the merging position. The vehicle driving support control device according to claim 1 or 2, comprising:
請求項3に記載の車両走行支援制御装置。 4. The merging plan generation unit generates the acceleration plan by feedforward control using a control response from a driving and braking control device that controls a driving device of the merging vehicle and a braking device of the merging vehicle. 2. The vehicle driving support control device according to 1.
前記合流制御部は、前記経路計画に従って前記合流車両を走行させるための前記合流車両の操舵制御装置に対する舵角指令を演算する
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両走行支援制御装置。 The merging plan generation unit further generates a route plan, which is a planned travel route until the merging vehicle moves to the merging position,
The vehicle traveling according to any one of claims 1 to 4, wherein the merging control unit calculates a steering angle command for a steering control device of the merging vehicle for causing the merging vehicle to travel according to the route plan. Support controller.
前記本線車両検出部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流判断部、前記合流計画生成部、及び前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部に設けられている
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両走行支援制御装置。 Further comprising a main line vehicle detection unit that detects the position of the main line vehicle and the speed of the main line vehicle,
The main vehicle detection unit is provided in a roadside control unit in a roadside unit installed on the roadside of the main lane, and the merging determination unit, the merging plan generation unit, and the merging control unit are provided in the merging vehicle. The vehicle driving support control device according to any one of claims 1 to 5, provided in a vehicle-side control section.
前記本線車両検出部、前記合流判断部、及び前記合流計画生成部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部に設けられている
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両走行支援制御装置。 Further comprising a main line vehicle detection unit that detects the position of the main line vehicle and the speed of the main line vehicle,
The main lane vehicle detection unit, the merging determination unit, and the merging plan generation unit are provided in a roadside control unit in a roadside unit installed on the roadside of the main lane, and the merging control unit is installed in the merging vehicle. The vehicle driving support control device according to any one of claims 1 to 5, provided in a vehicle-side control section.
前記本線車両検出部、前記合流判断部、及び前記合流計画生成部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部及び複数の前記本線車両内の車両側制御部にそれぞれ設けられ、
前記合流計画生成部は、前記合流車両及び複数の前記本線車両に対する前記合流計画をそれぞれ生成する
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両走行支援制御装置。 Further comprising a main line vehicle detection unit that detects the position of the main line vehicle and the speed of the main line vehicle,
The main lane vehicle detection unit, the merging determination unit, and the merging plan generation unit are provided in a roadside control unit in a roadside unit installed on the roadside of the main lane, and the merging control unit is installed in the merging vehicle. Provided in each of the vehicle-side control unit and the vehicle-side control unit in the plurality of main line vehicles,
The vehicle driving support control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the merging plan generation unit generates the merging plans for the merging vehicle and the plurality of main line vehicles, respectively.
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