以下、図を参照しつつ、車両制御装置について説明する。この車両制御装置は、車両の目的地に向かう走行予定経路と、車両の現在位置に基づいて、車線変更を行うことの要否を判定する。車両制御装置は、車線変更を行うことが必要と判定した場合、この判定が行われた位置から所定の距離以内またはこの判定が行われた時点から所定の時間内に、車線変更を試みるように車両の走行動作を制御すると共に、車線変更が実施可能でないことの程度を示す評価値を求め、評価値が所定の閾値以上の場合には、車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する要求(制御変更要求)を、通知部を介してドライバへ通知する。これにより、ドライバは、車両が自動制御で車線変更ができないことを把握できる。
The vehicle control device will be described below with reference to the drawings. This vehicle control device determines whether or not it is necessary to change lanes based on the vehicle's planned travel route toward the destination and the current position of the vehicle. When the vehicle control device determines that it is necessary to change lanes, the vehicle control device attempts to change lanes within a predetermined distance from the location where this determination was made or within a predetermined time from when this determination was made. A request to control the running operation of the vehicle, obtain an evaluation value indicating the degree to which lane change is not possible, and change the vehicle control from automatic control to manual control when the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold. (control change request) is notified to the driver via the notification unit. This allows the driver to understand that the vehicle cannot change lanes under automatic control.
本実施形態の車両制御装置を有する車両制御システムは、車両を自動制御で運転する自動制御運転モードと、ドライバが車両を操作して運転する手動制御運転モードとを有する。自動制御運転モードの車両制御システムは、ドライバによって制御変更要求が承諾された場合、車両の運転を適用中の自動制御運転モードから手動制御運転モードへ切り替える。これにより、車両が自動制御で車線変更ができない場合、ドライバは手動制御で車両を操作して車線変更を行うことが可能となる。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
A vehicle control system having the vehicle control device of this embodiment has an automatic control driving mode in which the vehicle is driven under automatic control and a manual control driving mode in which the vehicle is driven by the driver. When the driver accepts the control change request, the vehicle control system in the automatic control driving mode switches the driving of the vehicle from the currently applied automatic control driving mode to the manual control driving mode. As a result, when the vehicle cannot change lanes by automatic control, the driver can operate the vehicle by manual control to change lanes. However, the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1は、車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。また、図2は、車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle control system in which a vehicle control device is implemented. Also, FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an electronic control unit, which is one embodiment of the vehicle control unit.
本実施形態では、車両10に搭載され、且つ、車両10を制御する車両制御システム1は、車両の前方の画像を撮影するカメラ2と、車両10の前後左右に配置されるライダセンサ3a~3dとを有する。また、車両制御システム1は、測位情報受信機4と、測位情報受信機4が出力する測位情報に基づいて地図情報を生成する地図情報記憶装置5と、グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)6と、操作装置7と、ナビゲーション装置8と、車両制御装置の一例である電子制御装置(ECU)9とを有する。
In this embodiment, a vehicle control system 1 mounted on a vehicle 10 and controlling the vehicle 10 includes a camera 2 that captures an image in front of the vehicle, and lidar sensors 3a to 3d that are arranged on the front, rear, left, and right of the vehicle 10. have The vehicle control system 1 also includes a positioning information receiver 4, a map information storage device 5 for generating map information based on the positioning information output by the positioning information receiver 4, a graphical user interface (GUI) 6, an operation It has a device 7, a navigation device 8, and an electronic control unit (ECU) 9, which is an example of a vehicle control device.
カメラ2と、ライダセンサ3a~3dと、地図情報記憶装置5と、GUI6と、操作装置7と、ナビゲーション装置8と、ECU9とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク11を介して通信可能に接続される。
The camera 2, the lidar sensors 3a to 3d, the map information storage device 5, the GUI 6, the operation device 7, the navigation device 8, and the ECU 9 can communicate via an in-vehicle network 11 conforming to a standard such as a controller area network. connected to
カメラ2は、車両10の前方を向くように、例えば、車両10の車室内に取り付けられる。カメラ2は、所定の周期で設定される画像情報取得時刻において、車両10の前方の所定の領域が表された画像を生成する。生成された画像には、車両10の前方の所定の領域内に含まれる路面上の車線区画線などの地物が表わされる。カメラ2により生成される画像は、カラー画像であってもよく、又は、グレー画像であってもよい。カメラ2は、撮像部の一例であり、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された2次元検出器と、その2次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。
The camera 2 is mounted, for example, in the vehicle interior of the vehicle 10 so as to face the front of the vehicle 10 . The camera 2 generates an image representing a predetermined area in front of the vehicle 10 at image information acquisition times set in a predetermined cycle. Features such as lane markings on the road surface included in a predetermined area in front of the vehicle 10 are represented in the generated image. The image produced by camera 2 may be a color image or a gray image. The camera 2 is an example of an imaging unit, and includes a two-dimensional detector composed of an array of photoelectric conversion elements sensitive to visible light, such as a CCD or C-MOS, and an object to be photographed on the two-dimensional detector. It has an imaging optical system that forms an image of the area.
カメラ2は、画像を生成する度に、画像及び画像を生成した画像情報取得時刻を、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。画像は、ECU9において、車両の位置を推定する処理に使用されるのと共に、車両10の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。
Each time the camera 2 generates an image, the camera 2 outputs the image and the image information acquisition time at which the image was generated to the ECU 9 via the in-vehicle network 11 . The image is used in the ECU 9 for processing for estimating the position of the vehicle and for processing for detecting other objects around the vehicle 10 .
ライダセンサ3a~3dのそれぞれは、車両10の前方、左側方、後方、右側方を向くように、例えば、車両10の外面に取り付けられる。ライダセンサ3a~3dのそれぞれは、所定の周期で設定される距離情報取得時刻において、車両10の前方、左側方、後方、右側方に向けてパルス状のレーザを同期して発射して、反射物により反射された反射波を受信する。反射波が戻ってくるのに要する時間は、レーザが照射された方向に位置する地物と車両10との間の距離情報を有する。ライダセンサ3a~3dのそれぞれは、レーザの照射方向及び反射波が戻ってくるのに要する時間を含む反射波情報を、レーザを発射した距離情報取得時刻と共に、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。反射波情報は、ECU9において、車両10の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。
For example, the lidar sensors 3a to 3d are attached to the outer surface of the vehicle 10 so as to face forward, leftward, rearward, and rightward of the vehicle 10, respectively. Each of the lidar sensors 3a to 3d synchronously emits pulsed laser beams toward the front, left, rear, and right sides of the vehicle 10 at distance information acquisition times set in a predetermined cycle, thereby Receives reflected waves reflected by The time required for the reflected wave to return has information about the distance between the vehicle 10 and the feature located in the direction in which the laser was irradiated. Each of the lidar sensors 3a to 3d outputs reflected wave information including the laser irradiation direction and the time required for the reflected wave to return, together with the distance information acquisition time at which the laser was emitted, to the ECU 9 via the in-vehicle network 11. . The reflected wave information is used in processing for detecting other objects around the vehicle 10 in the ECU 9 .
測位情報受信機4は、車両10の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機4は、GPS受信機とすることができる。測位情報受信機4は、GPS電波を受信する測位情報受信部4aと、測位情報受信部4aが受信したGPS電波に基づいて、車両10の現在位置を表す測位情報を出力するプロセッサ4bとを有する。プロセッサ4bは、測位情報受信部4aが所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、地図情報記憶装置5へ出力する。
The positioning information receiver 4 outputs positioning information representing the current position of the vehicle 10 . For example, the positioning information receiver 4 can be a GPS receiver. The positioning information receiver 4 has a positioning information receiving section 4a that receives GPS radio waves, and a processor 4b that outputs positioning information representing the current position of the vehicle 10 based on the GPS radio waves received by the positioning information receiving section 4a. . The processor 4b outputs the positioning information and the positioning information acquisition time at which the positioning information is acquired to the map information storage device 5 every time the positioning information receiving unit 4a acquires the positioning information at a predetermined reception cycle.
地図情報記憶装置5は、プロセッサ(図示せず)と、磁気ディスクドライブ又は不揮発性の半導体メモリなどの記憶装置(図示せず)とを有しており、この記憶装置は、車両10の現在位置を含む相対的に広い範囲(例えば10~30km四方の範囲)の広域地図情報を記憶する。この広域地図情報は、道路上の車線区画線などの地物、構造物の種類および位置を表す情報、道路の法定速度などを含む高精度地図情報であることが好ましい。なお、道路上の地物、構造物の位置は、例えば、実空間における所定の基準位置を原点とする世界座標系で表される。地図情報記憶装置5のプロセッサは、車両10の現在位置に応じて、無線通信装置(図示せず)を介した無線通信により、基地局を介して外部のサーバから広域地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置5のプロセッサは、測位情報受信機4から測位情報を入力する度に、記憶装置に記憶している広域地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域(例えば、100m~10km四方の範囲)の地図情報及び測位情報取得時刻を、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。また、地図情報記憶装置5のプロセッサは、測位情報受信機4から測位情報及び測位情報取得時刻を入力する度に、測位情報及び測位情報取得時刻を、車内ネットワーク11を介してナビゲーション装置8へ出力する。
The map information storage device 5 has a processor (not shown) and a storage device (not shown) such as a magnetic disk drive or nonvolatile semiconductor memory. It stores wide-area map information of a relatively wide range (for example, a range of 10 to 30 km square) including . This wide-area map information is preferably high-precision map information including features such as lane markings on roads, information representing types and positions of structures, legal speeds of roads, and the like. Note that the positions of features and structures on roads are represented, for example, by a world coordinate system with a predetermined reference position in real space as the origin. The processor of the map information storage device 5 receives and stores wide area map information from an external server via a base station by wireless communication via a wireless communication device (not shown) according to the current position of the vehicle 10 . Store in the device. Each time the positioning information is input from the positioning information receiver 4, the processor of the map information storage device 5 refers to the wide-area map information stored in the storage device to obtain a relative position including the current position represented by the positioning information. map information of a narrow area (for example, a range of 100 m to 10 km square) and the acquisition time of the positioning information are output to the ECU 9 via the in-vehicle network 11 . Further, the processor of the map information storage device 5 outputs the positioning information and the positioning information acquisition time to the navigation device 8 via the in-vehicle network 11 every time the positioning information and the positioning information acquisition time are input from the positioning information receiver 4. do.
GUI6は、通知部の一例である。GUI6は、ECU9に制御されて車両10の走行情報および車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求などをドライバへ通知し、またドライバから車両10に対する操作を入力する。車両10の走行情報は、車両の位置、走行予定経路、車線変更を行う予定などの車両の現在および将来の経路に関する情報などを含む。GUI6は、走行情報および制御変更要求などをドライバへ通知する通知装置として、例えば、液晶ディスプレイまたはタッチパネルを有する。また、GUI6は、ドライバから車両10への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネルまたは操作ボタンを有する。操作情報として、例えば、目的地、経由地、車両速度、その他の車両の制御情報、車線変更を行うことに対する回答、および、制御変更要求に対するドライバの回答などが挙げられる。GUI6は、入力された操作情報を、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。
GUI 6 is an example of a notification unit. The GUI 6 is controlled by the ECU 9 to notify the driver of driving information of the vehicle 10 and a control change request for changing the control of the vehicle from automatic control to manual control, etc., and inputs operations to the vehicle 10 from the driver. The travel information of the vehicle 10 includes information about the current and future routes of the vehicle, such as the position of the vehicle, the planned travel route, and the plan to change lanes. The GUI 6 has, for example, a liquid crystal display or a touch panel as a notification device for notifying the driver of travel information, control change requests, and the like. Further, the GUI 6 has, for example, a touch panel or operation buttons as an input device for inputting operation information from the driver to the vehicle 10 . The operation information includes, for example, a destination, a waypoint, a vehicle speed, other vehicle control information, a response to a lane change, and a driver's response to a control change request. The GUI 6 outputs the input operation information to the ECU 9 via the in-vehicle network 11 .
操作装置7は、車両10の手動制御運転モードにおいて、ドライバが、車両10を手動で操作するための、ステアリング、アクセルペダル、ブレーキペダルなどを有する。操作装置7は、ドライバのステアリング操作による操舵量に応じた制御信号を生成して、車両10の操舵輪を制御するアクチュエータ(図示せず)へ出力する。操作装置7は、ドライバのアクセルペダル操作によるアクセル開度に応じた制御信号を生成して、車両10のエンジンの燃料噴射装置(図示せず)へ出力する。操作装置7は、ドライバのブレーキペダル操作によるブレーキ量に応じた制御信号を生成して、車両10のブレーキ(図示せず)へ出力する。
The operating device 7 has a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal, etc. for manually operating the vehicle 10 by the driver in the manual control driving mode of the vehicle 10 . The operation device 7 generates a control signal corresponding to the amount of steering by the driver's steering operation, and outputs the control signal to an actuator (not shown) that controls the steered wheels of the vehicle 10 . The operation device 7 generates a control signal according to the accelerator opening degree by the driver's operation of the accelerator pedal, and outputs the control signal to a fuel injection device (not shown) of the engine of the vehicle 10 . The operating device 7 generates a control signal corresponding to the amount of brake applied by the driver's brake pedal operation, and outputs the control signal to the brake (not shown) of the vehicle 10 .
ナビゲーション装置8は、ナビゲーション用地図情報と、車両10の目的地と、車両10の現在位置とに基づいて、車両10の現在位置から目的地までの走行予定経路を生成する。ナビゲーション装置8は、ナビゲーション用地図情報を記憶するメモリ8aと、プロセッサ8bとを有する。ナビゲーション用地図情報は、道路を表すリンクの位置情報と、リンクによって接続されるノードの位置情報とを有する。走行予定経路の道路配置は、道路を表すリンクと、リンクによって接続されるノードとによって表される。リンクおよびノードの位置は、例えば、世界座標系の座標で表される。プロセッサ8bは、メモリ8aに記憶するナビゲーション用地図情報と、GUI6から受信した車両10の目的地と、地図情報記憶装置5から受信した車両の現在位置とに基づいて、車両10の現在位置から目的地までの走行予定経路を生成する。プロセッサ8bは、例えば、ダイクストラ法を用いて、車両10の走行予定経路を生成する。走行予定経路は、右折、左折、合流、分岐などの位置に関する情報を含む。プロセッサ8bは、目的地が新しく設定された場合、または、車両10の現在位置が走行予定経路から外れた場合などに、車両10の走行予定経路を新たに生成する。プロセッサ8bは、走行予定経路を生成するたびに、その走行予定経路を、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。
The navigation device 8 generates a planned travel route from the current position of the vehicle 10 to the destination based on the navigation map information, the destination of the vehicle 10 and the current position of the vehicle 10 . The navigation device 8 has a memory 8a for storing map information for navigation and a processor 8b. The map information for navigation includes location information of links representing roads and location information of nodes connected by the links. The road layout of the planned travel route is represented by links representing roads and nodes connected by the links. The positions of links and nodes are represented, for example, by coordinates in the world coordinate system. Based on the map information for navigation stored in the memory 8a, the destination of the vehicle 10 received from the GUI 6, and the current position of the vehicle received from the map information storage device 5, the processor 8b determines the destination from the current position of the vehicle 10. Generate a planned driving route to the ground. The processor 8b generates the planned travel route of the vehicle 10 using, for example, the Dijkstra method. The planned travel route includes information regarding positions such as right turns, left turns, merging, and branching. The processor 8b newly generates a planned travel route for the vehicle 10 when a new destination is set or when the current position of the vehicle 10 deviates from the planned travel route. The processor 8b outputs the planned travel route to the ECU 9 via the in-vehicle network 11 every time it generates the planned travel route.
ECU9は、車両10を制御する。本実施形態では、ECU9は、車線変更を行うことが必要と判定した場合、車線変更を行う予定であることを、GUI6を介してドライバへ通知する。ECU9は、車線変更を含む運転計画を生成して、車両10を自動制御運転するように車両10の走行動作を制御する。ECU9は、車線変更を試みるように車両10の制御を行っている間、車線変更が実施可能でないことの程度を示す評価値を求め、評価値が所定の閾値以上の場合には、車両10の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、GUI6を介してドライバへ通知する。そのために、ECU9は、通信インターフェース21と、メモリ22と、プロセッサ23とを有する。
The ECU 9 controls the vehicle 10 . In this embodiment, when the ECU 9 determines that it is necessary to change the lane, it notifies the driver via the GUI 6 that the lane will be changed. The ECU 9 generates a driving plan including lane changes, and controls the running operation of the vehicle 10 so that the vehicle 10 is automatically controlled and driven. While the ECU 9 is controlling the vehicle 10 to attempt lane change, the ECU 9 obtains an evaluation value indicating the extent to which the lane change is not possible, and if the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the vehicle 10 is stopped. A control change request for changing control from automatic control to manual control is notified to the driver via GUI 6 . Therefore, the ECU 9 has a communication interface 21 , a memory 22 and a processor 23 .
通信インターフェース(I/F)21は、通信部の一例であり、ECU9を車内ネットワーク11に接続するためのインターフェース回路を有する。すなわち、通信インターフェース21は、車内ネットワーク11を介して、GUI6などと接続される。通信インターフェース21は、ECU9から車線変更を行う予定であることを示す情報または制御変更要求を示す情報を受信すると、受信した情報を、GUI6へ送信する。また、通信インターフェース21は、GUI6からドライバが車線変更を行うことに対する回答を示す情報または制御変更要求に対する回答を示す情報を受信すると、受信した情報をプロセッサ23へわたす。また、通信インターフェース21は、車内ネットワーク11を介して、カメラ2及び地図情報記憶装置5などと接続される。通信インターフェース21は、例えば、カメラ2から画像及び画像情報取得時刻を受信する度に、受信した画像及び画像情報取得時刻をプロセッサ23へわたす。また通信インターフェース21は、地図情報記憶装置5から測位情報、測位情報取得時刻及び地図情報を受信する度に、受信した測位情報、測位情報取得時刻及び地図情報をプロセッサ23へわたす。また通信インターフェース21は、図示しない車両速度センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサから受信した車両速度、加速度及びヨーレートを、プロセッサ23へわたす。
A communication interface (I/F) 21 is an example of a communication unit, and has an interface circuit for connecting the ECU 9 to the in-vehicle network 11 . That is, the communication interface 21 is connected to the GUI 6 and the like via the in-vehicle network 11 . The communication interface 21 will transmit the received information to GUI6, if the information which shows a lane change schedule or the information which shows a control change request from ECU9 is received. When the communication interface 21 receives from the GUI 6 the information indicating the response to the driver's lane change or the information indicating the response to the control change request, the communication interface 21 passes the received information to the processor 23 . Also, the communication interface 21 is connected to the camera 2, the map information storage device 5, and the like via the in-vehicle network 11. FIG. For example, every time an image and image information acquisition time are received from the camera 2 , the communication interface 21 passes the received image and image information acquisition time to the processor 23 . Further, the communication interface 21 passes the received positioning information, the positioning information acquisition time and the map information to the processor 23 every time it receives the positioning information, the positioning information acquisition time and the map information from the map information storage device 5 . The communication interface 21 also passes vehicle speed, acceleration and yaw rate received from a vehicle speed sensor, acceleration sensor and yaw rate sensor (not shown) to the processor 23 .
メモリ22は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ22は、ECU9のプロセッサ23により実行される車両制御処理において使用される各種のデータ、カメラ2及び各ライダセンサ3a~3dの光軸方向及び取り付け位置などの設置位置情報、撮像光学系の焦点距離及び画角といった内部パラメータなどを記憶する。また、メモリ22は、ナビゲーション装置8から受信した走行予定経路、カメラ2などから受信した画像及び画像情報取得時刻、地図情報記憶装置5から受信した測位情報、測位情報取得時刻及び地図情報などを記憶する。
The memory 22 is an example of a storage unit, and has, for example, a volatile semiconductor memory and a nonvolatile semiconductor memory. The memory 22 stores various data used in vehicle control processing executed by the processor 23 of the ECU 9, installation position information such as the optical axis directions and installation positions of the camera 2 and the respective lidar sensors 3a to 3d, focal points of the imaging optical system, and so on. Internal parameters such as distance and angle of view are stored. The memory 22 also stores the planned travel route received from the navigation device 8, the image and the image information acquisition time received from the camera 2, etc., the positioning information received from the map information storage device 5, the positioning information acquisition time, map information, and the like. do.
プロセッサ23は、制御部の一例であり、1個または複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ23は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。プロセッサ23が複数個のCPUを有する場合、CPUごとにメモリを有していてもよい。プロセッサ23は、カメラ2が生成した画像に基づいて、この画像が生成された画像情報取得時刻における車両10の位置を推定する位置推定処理を実行する。また、プロセッサ23は、所定の周期で設定される位置決定時刻において、画像情報取得時刻における車両10の推定位置を用いて、車両10の位置を推定する位置推定処理を実行する。プロセッサ23は、車両10の推定位置と、車両10の目的地と、車両10の周囲の他の物体との相対的な位置関係とに基づいて、車両10の走行動作を制御する。さらに、プロセッサ23は、車両10が車線変更を行うことの要否を判定し、車線変更を行うことが必要と判定された場合、この判定が行われた位置から所定の距離以内または判定が行われた時点から所定の時間内に、車線変更を行うように車両10の走行動作を制御すると共に、この制御を行っている間、車線変更が実施可能でないことの程度を示す評価値を求め、この評価値が所定の閾値以上の場合には、車両10の制御を自動制御から手動制御へ変更する要求を、GUI6を介してドライバへ通知する車両制御処理を行う。
The processor 23 is an example of a control unit, and has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits. Processor 23 may further comprise other arithmetic circuitry such as a logic arithmetic unit, a math unit or a graphics processing unit. If the processor 23 has multiple CPUs, each CPU may have a memory. Based on the image generated by the camera 2, the processor 23 executes position estimation processing for estimating the position of the vehicle 10 at the image information acquisition time when this image was generated. Further, the processor 23 executes position estimation processing for estimating the position of the vehicle 10 using the estimated position of the vehicle 10 at the image information acquisition time at the position determination time set at a predetermined cycle. Processor 23 controls the traveling motion of vehicle 10 based on the estimated position of vehicle 10 , the destination of vehicle 10 , and the relative positional relationship with other objects around vehicle 10 . Further, the processor 23 determines whether or not the vehicle 10 needs to change lanes, and if it is determined that it is necessary to change lanes, the processor 23 determines whether the vehicle 10 is within a predetermined distance from the position where the determination was made. control the running operation of the vehicle 10 so as to change lanes within a predetermined period of time from the point of time when it is detected, and obtain an evaluation value indicating the extent to which lane changes are not possible while this control is being performed; When this evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold, vehicle control processing is performed to notify the driver via the GUI 6 of a request to change the control of the vehicle 10 from automatic control to manual control.
図3は、車線変更を含む車両制御処理に関する、ECU9のプロセッサ23の機能ブロック図である。プロセッサ23は、位置推定部31と、物体検出部32と、走行車線計画部33と、運転計画部34と、期待度算出部35と、車両制御部36とを有する。プロセッサ23が有するこれらの各部の全てまたは一部は、例えば、プロセッサ23上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ23が有するこれらの各部の全てまたは一部は、プロセッサ23に設けられる、専用の演算回路であってもよい。また、プロセッサ23が有するこれらの各部のうち、走行車線計画部33と、運転計画部34と、期待度算出部35と、車両制御部36が、車線変更に関する車両制御処理を実行する。
FIG. 3 is a functional block diagram of the processor 23 of the ECU 9 regarding vehicle control processing including lane change. The processor 23 has a position estimator 31 , an object detector 32 , a lane planner 33 , a driving planner 34 , an expectation calculator 35 , and a vehicle controller 36 . All or part of these units of the processor 23 are, for example, functional modules implemented by computer programs running on the processor 23 . Alternatively, all or part of these units included in processor 23 may be dedicated arithmetic circuits provided in processor 23 . Among these units of the processor 23, the lane planning unit 33, the driving planning unit 34, the degree-of-expectation calculating unit 35, and the vehicle control unit 36 execute vehicle control processing related to lane changes.
プロセッサ23の位置推定部31は、車両10の周囲の地物に基づいて、車両10の位置を推定する。位置推定部31は、カメラ2の画像内に設けられた、車両10の周囲の地物の一例である車線区画線を検出するための照合領域を、画像内の車線区画線を識別する識別器に入力することで車線区画線を検出する。識別器として、例えば、入力された画像から、その画像に表された車線区画線を検出するように予め学習されたディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。そして、位置推定部31は、車両10の位置及び姿勢を仮定して、地図情報生成装置5から受信した地図情報に表された車線区画線を、今回の画像情報取得時刻に生成されたカメラ2の画像上に投影する。例えば、位置推定部31は、今回の画像情報取得時刻に測位情報受信機5から受信した測位情報で表される車両10の位置、及び、直前に得られた車両10の進行方向に相当する車両10の姿勢を、車両10の仮定位置及び仮定姿勢とする。位置推定部31は、その仮定位置及び仮定姿勢に従って、世界座標系から、カメラ2の位置を原点とし、カメラ2の光軸方向を一つの軸方向とするカメラ座標系への変換式を求める。そのような変換式は、座標系間の回転を表す回転行列と座標系間の平行移動を表す並進ベクトルの組み合わせで表される。そして位置推定部31は、その変換式に従って、地図情報に含まれる、世界座標系で表された車両10の周囲の道路上の車線区画線の座標を、カメラ座標系の座標に変換する。そして位置推定部31は、カメラ2の焦点距離といったカメラ2の内部パラメータに基づいて、カメラ座標系で表された車両10の周囲の車線区画線を、今回の画像情報取得時刻に生成されたカメラ2の画像上に投影する。そして、位置推定部31は、カメラ2の画像から検出した車線区画線と、地図に表された車両10の周囲の車線区画線との一致度合を算出する。位置推定部31は、仮定位置及び仮定姿勢を所定量ずつ変化させながら、上記と同様の座標系変換、投影及び一致度合算出の各処理を実行することで、複数の仮定位置及び仮定姿勢のそれぞれについて、地図情報に表された車両10の周囲の車線区画線と画像から検出された車線区画線との一致度合を算出する。そして位置推定部31は、一致度合が最大となるときの仮定位置及び仮定姿勢を特定して、その仮定位置を車両10の推定位置とし、その仮定姿勢に基づいて車両10の進行方向を表す推定方位角を求める。
A position estimation unit 31 of the processor 23 estimates the position of the vehicle 10 based on the features around the vehicle 10 . The position estimating unit 31 is provided in the image of the camera 2 with a matching area for detecting lane markings, which is an example of a feature around the vehicle 10, and a classifier for identifying the lane markings in the image. to detect lane markings. As the discriminator, for example, a deep neural network (DNN) pre-trained to detect lane markings represented in an input image can be used. Then, assuming the position and orientation of the vehicle 10, the position estimation unit 31 calculates the lane markings represented in the map information received from the map information generation device 5 by the camera 2 generated at the current image information acquisition time. projected onto the image of For example, the position estimating unit 31 determines the position of the vehicle 10 represented by the positioning information received from the positioning information receiver 5 at the current image information acquisition time, and the traveling direction of the vehicle 10 obtained immediately before. The attitude of 10 is assumed to be the assumed position and assumed attitude of the vehicle 10 . The position estimator 31 obtains a conversion formula from the world coordinate system to the camera coordinate system having the position of the camera 2 as the origin and the optical axis direction of the camera 2 as one axis direction, according to the assumed position and assumed orientation. Such a conversion formula is represented by a combination of a rotation matrix representing rotation between coordinate systems and a translation vector representing translation between coordinate systems. Then, the position estimator 31 converts the coordinates of the lane markings on the road around the vehicle 10 represented in the world coordinate system, which are included in the map information, into the coordinates of the camera coordinate system according to the conversion formula. Then, the position estimating unit 31 calculates the lane markings around the vehicle 10 expressed in the camera coordinate system based on the internal parameters of the camera 2 such as the focal length of the camera 2 by the camera generated at the current image information acquisition time. 2 image. Then, the position estimation unit 31 calculates the degree of matching between the lane markings detected from the image of the camera 2 and the lane markings around the vehicle 10 shown on the map. The position estimating unit 31 changes the assumed positions and assumed orientations by a predetermined amount, and executes the same coordinate system conversion, projection, and degree-of-match calculation processes as described above, thereby obtaining a plurality of assumed positions and assumed orientations. , the degree of matching between the lane markings around the vehicle 10 represented in the map information and the lane markings detected from the image is calculated. Then, the position estimator 31 identifies the assumed position and the assumed posture when the degree of matching is maximized, sets the assumed position as the estimated position of the vehicle 10, and estimates the traveling direction of the vehicle 10 based on the assumed posture. Find the azimuth angle.
また、位置推定部31は、カメラ2が画像を生成する画像情報取得時刻の周期よりも短い周期で設定される位置決定時刻において、この位置決定時刻の直前の画像情報取得時刻に推定された車両10の推定位置及び推定方位角と、この画像情報取得時刻と位置決定時刻との間の車両10の移動量及び移動方向とに基づいて、位置決定時刻における車両10の推定位置および車両10の推定方位角を推定する。位置推定部31は、車両10の車両速度を積分して、画像情報取得時刻と位置決定時刻との間の車両10の移動量を求め、車両10のヨーレートを積分して、画像情報取得時刻と位置決定時刻との間の車両10の移動方向を求める。位置推定部31は、地図情報と、車両10の推定位置および推定方位角とに基づいて、車両10が位置する道路上の走行車線を推定する。例えば、位置推定部31は、車両10の水平方向の中心位置を挟むように位置する互いに隣接する二つの車線区画線で特定される車線を車両10が走行していると判定する。位置推定部31は、位置決定時刻における車両10の推定位置、推定方位角、および走行車線を求めるたびに、これらの情報を、物体検出部32、走行車線計画部33、運転計画部34および車両制御部35へ通知する。
Further, the position estimating unit 31 detects the position of the vehicle estimated at the image information acquisition time immediately before the position determination time, which is set in a cycle shorter than the cycle of the image information acquisition time at which the camera 2 generates an image. Based on the estimated position and the estimated azimuth angle of the vehicle 10 and the movement amount and movement direction of the vehicle 10 between the image information acquisition time and the position determination time, the estimated position of the vehicle 10 at the position determination time and the estimation of the vehicle 10 Estimate the azimuth. The position estimation unit 31 integrates the vehicle speed of the vehicle 10 to obtain the amount of movement of the vehicle 10 between the image information acquisition time and the position determination time, and integrates the yaw rate of the vehicle 10 to obtain the image information acquisition time and the position estimation unit 31 . The moving direction of the vehicle 10 between the position determination time is obtained. The position estimation unit 31 estimates the driving lane on the road on which the vehicle 10 is located based on the map information and the estimated position and azimuth angle of the vehicle 10 . For example, the position estimating unit 31 determines that the vehicle 10 is traveling in a lane specified by two adjacent lane markings that sandwich the center position of the vehicle 10 in the horizontal direction. Every time the position estimation unit 31 obtains the estimated position, the estimated azimuth angle, and the driving lane of the vehicle 10 at the position determination time, the position estimation unit 31 transmits these information to the object detection unit 32, the driving lane planning unit 33, the driving planning unit 34, and the vehicle. The controller 35 is notified.
プロセッサ23の物体検出部32は、カメラ2が生成した画像に基づいて、車両10の周囲の他の物体およびその種類を検出する。他の物体には、車両10の周囲を走行する他の車両が含まれる。物体検出部32は、例えば、カメラ2が生成した画像を識別器に入力することで画像に表された物体を検出する。識別器として、例えば、入力された画像から、その画像に表された物体を検出するように予め学習されたディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。物体検出部32は、DNN以外の識別器を用いてもよい。例えば、物体検出部32は、識別器として、画像上に設定されるウィンドウから算出される特徴量(例えば、Histograms of Oriented Gradients, HOG)を入力として、そのウィンドウに検出対象となる物体が表される確信度を出力するように予め学習されたサポートベクトルマシン(SVM)を用いてもよい。あるいはまた、物体検出部32は、検出対象となる物体が表されたテンプレートと画像との間でテンプレートマッチングを行うことで、物体領域を検出してもよい。また、物体検出部32は、ライダセンサ3a~3dが出力する反射波情報に基づいて、車両10の周囲の他の物体との距離を表す距離画像を生成し、この距離画像に基づいて、車両10の周囲の他の物体を検出してもよい。また、物体検出部32は、カメラ2が生成した画像内の他の物体の位置に基づいて、車両10に対する他の物体の方位を求め、この方位と距離画像とに基づいて、この他の物体と車両10との間の距離を求めてもよい。物体検出部32は、車両10の現在位置と、車両10に対する他の物体までの距離及び方位に基づいて、例えば世界座標系で表された、他の物体の位置を推定する。また、物体検出部32は、オプティカルフローに基づく追跡処理に従って、カメラ2が生成した最新の画像から検出された他の物体を過去の画像から検出された物体と対応付けることで、最新の画像から検出された他の物体を追跡してもよい。そして、物体検出部32は、過去の画像から最新の画像における物体の世界座標系で表された位置に基づいて、他の物体の軌跡を求めてもよい。物体検出部32は、時間経過に伴う他の物体の位置の変化に基づいて、車両10に対するその物体の速度を推定する。また、物体検出部32は、時間経過に伴う他の物体の速度の変化に基づいて、他の物体の加速度を推定する。物体検出部32は、地図情報に表された車線区画線と、他の物体位置とに基づいて、他の物体が走行している走行車線を特定する。例えば、物体検出部32は、他の物体の水平方向の中心位置を挟むように位置する互いに隣接する二つの車線区画線で特定される車線を他の物体が走行していると判定する。物体検出部32は、検出された他の物体の種類(例えば、車両)を示す情報と、その位置を示す情報、速度、加速度および走行車線を、運転計画部34へ通知する。
The object detection unit 32 of the processor 23 detects other objects and their types around the vehicle 10 based on the image generated by the camera 2 . Other objects include other vehicles driving around vehicle 10 . The object detection unit 32 detects an object represented in the image by, for example, inputting the image generated by the camera 2 into the classifier. As a discriminator, for example, a deep neural network (DNN) pre-trained to detect an object represented in an input image can be used. The object detection unit 32 may use a discriminator other than the DNN. For example, the object detection unit 32 receives, as an identifier, a feature amount (for example, Histograms of Oriented Gradients, HOG) calculated from a window set on an image, and the window represents an object to be detected. A pre-trained support vector machine (SVM) may be used to output the confidence that Alternatively, the object detection unit 32 may detect an object region by performing template matching between a template representing an object to be detected and an image. Further, the object detection unit 32 generates a distance image representing the distance to other objects around the vehicle 10 based on the reflected wave information output by the lidar sensors 3a to 3d, and based on this distance image, the vehicle 10 may detect other objects around the . Further, the object detection unit 32 obtains the orientation of the other object with respect to the vehicle 10 based on the position of the other object in the image generated by the camera 2, and based on the orientation and the distance image, detects the position of the other object. and the vehicle 10 may be determined. Based on the current position of the vehicle 10 and the distance and bearing of the other object with respect to the vehicle 10, the object detection unit 32 estimates the position of the other object expressed, for example, in the world coordinate system. In addition, the object detection unit 32 detects objects from the latest image by associating other objects detected from the latest image generated by the camera 2 with objects detected from past images according to tracking processing based on optical flow. It may track other objects that have been hit. Then, the object detection unit 32 may obtain the trajectory of another object based on the position represented by the world coordinate system of the object in the latest image from the past images. The object detection unit 32 estimates the speed of another object relative to the vehicle 10 based on the change in the position of the other object over time. Also, the object detection unit 32 estimates the acceleration of the other object based on the change in the speed of the other object over time. The object detection unit 32 identifies the lane in which the other object is traveling based on the lane markings represented by the map information and the position of the other object. For example, the object detection unit 32 determines that the other object is traveling in the lane specified by two adjacent lane markings that sandwich the horizontal center position of the other object. The object detection unit 32 notifies the operation planning unit 34 of information indicating the type (for example, vehicle) of the detected other object, information indicating its position, speed, acceleration, and driving lane.
プロセッサ23の走行車線計画部33は、車線変更要否判定部の一例であり、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、走行予定経路から選択された直近の運転区間(例えば、10km)において、地図情報と、車両10の目的地に向かう走行予定経路と、車両10の現在位置とに基づいて、車両10が走行する道路内の車線を選択して、車両10が走行する走行予定車線を表す走行車線計画を生成する。また、走行車線計画部33は、走行予定経路から選択された直近の運転区間において、地図情報と、走行予定経路と、車両10の現在位置とに基づいて、車線変更を行うことの要否を判定する。また、走行車線計画部33は、車線変更の要否の判定に、周辺環境情報または車両状態情報をさらに利用してもよい。周辺環境情報は、車両の10の周囲を走行する他の車両の位置および速度などを含む。車両状態情報は、車両10の現在位置、車両速度、加速度および進行方向などを含む。走行車線計画部33は、走行予定経路の所定の区間内において車線変更の要否を判定して、車線変更の有無と、車線変更を含む場合には移動前の車線および移動後の車線を含む走行車線計画を生成する。走行車線計画部33は、走行車線計画を生成するたびに、この走行車線計画を運転計画部34へ通知する。具体的には、走行車線計画部33は、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、ナビゲーション装置8から通知された走行予定経路から直近の運転区間を選択して、この運転区間内における車両10が走行する道路内の車線を選択して、走行車線計画を生成する。また、走行車線計画部33は、走行予定経路と車両10の現在位置とに基づいて、車両10が右折すること、車両10が左折すること、車両10が現在走行している道路から合流先の他の道路へ進入すること(合流)、および、車両10が現在走行している道路から分岐先の他の道路へ退出すること(分岐)の中の少なくとも1つのイベントが生じるイベント位置の有無を判定する。走行車線計画部33は、運転区間がイベント位置を含む場合、車線変更を行うことの要否を判定する。具体的には、走行車線計画部33は、イベント位置におけるイベントを実行するための車線と、車両10が現在走行中の車線とが同じか否かを判定して、異なる場合、車線変更を行う必要があると判定して、移動前の車線および移動後の車線を含む走行車線計画を生成する。また、走行車線計画部33は、車両10が走行している車線と同じ車線上を走行する他の車両が存在しており、かつ、車両10がそのまま同じ車線を走行すると、車両10と他の車両とが衝突することが予測される場合、車線変更を行う必要があると判定して、移動前の車線および移動後の車線を含む走行車線計画を生成する。
The travel lane planning unit 33 of the processor 23 is an example of a lane change necessity determination unit, and at the travel lane plan generation time set at a predetermined cycle, the most recent driving section (for example, 10 km) selected from the planned travel route ), based on the map information, the planned travel route toward the destination of the vehicle 10, and the current position of the vehicle 10, a lane in the road on which the vehicle 10 travels is selected, and the travel schedule along which the vehicle 10 travels is calculated. Generate a driving lane plan that represents the lanes. In addition, the driving lane planning unit 33 determines whether it is necessary to change lanes in the most recent driving section selected from the planned driving route based on the map information, the planned driving route, and the current position of the vehicle 10. judge. In addition, the driving lane planning unit 33 may further use surrounding environment information or vehicle state information to determine whether a lane change is necessary. The surrounding environment information includes the positions and speeds of other vehicles traveling around the vehicle 10, and the like. The vehicle state information includes the current position of the vehicle 10, vehicle speed, acceleration, traveling direction, and the like. The travel lane planning unit 33 determines whether or not a lane change is necessary within a predetermined section of the planned travel route, and includes the presence or absence of a lane change and, if the lane change is included, the lane before movement and the lane after movement. Generate driving lane plans. The driving lane planning unit 33 notifies the operation planning unit 34 of the driving lane plan each time it generates the driving lane plan. Specifically, the driving lane planning unit 33 selects the nearest driving section from the planned driving route notified from the navigation device 8 at the driving lane plan generation time set at a predetermined cycle, and select lanes in the road on which the vehicle 10 is traveling to generate a travel lane plan. Based on the planned travel route and the current position of the vehicle 10, the travel lane planning unit 33 determines whether the vehicle 10 is to turn right, the vehicle 10 is to turn left, and the road on which the vehicle 10 is currently traveling. The presence or absence of an event position where at least one of entering another road (merging) and exiting from the road on which the vehicle 10 is currently traveling to another road at a branch destination (branching) occurs. judge. The driving lane planning unit 33 determines whether or not it is necessary to change the lane when the driving section includes the event position. Specifically, the driving lane planning unit 33 determines whether or not the lane for executing the event at the event position is the same as the lane in which the vehicle 10 is currently traveling, and changes the lane if they are different. Determining that it is necessary, a driving lane plan is generated that includes the lanes before and after the movement. In addition, if there is another vehicle traveling in the same lane as the lane in which the vehicle 10 is traveling, and the vehicle 10 continues to travel in the same lane, the traveling lane planning unit 33 determines that the vehicle 10 and the other vehicle are traveling in the same lane. When a collision with a vehicle is predicted, it is determined that it is necessary to change lanes, and a driving lane plan including the lane before movement and the lane after movement is generated.
走行車線計画部33が走行車線計画を生成する処理の動作例を、図4~図6を参照しながら、以下に説明する。
An operation example of the process of generating a driving lane plan by the driving lane planning unit 33 will be described below with reference to FIGS. 4 to 6. FIG.
図4および図5に示す例では、走行車線計画部33は、運転区間がイベント位置を含む場合、地図情報と、走行予定経路と、車両10の現在位置とに基づいて、イベント位置におけるイベントを実行するための車線と、車両10が現在走行中の車線とが同じか否かを判定する。走行車線計画部33は、イベント位置におけるイベントを実行するための車線と、車両10が現在走行中の車線とが異なる場合、車線変更を行う必要があると判定して、車両10が現在走行中の車線からイベント位置におけるイベントを実行するための車線へ移動することを含む走行車線計画を生成する。
In the example shown in FIGS. 4 and 5, when the driving section includes the event position, the driving lane planning unit 33 plans the event at the event position based on the map information, the planned driving route, and the current position of the vehicle 10. It is determined whether or not the lane for execution and the lane in which the vehicle 10 is currently traveling are the same. When the lane for executing the event at the event position is different from the lane in which the vehicle 10 is currently traveling, the traveling lane planning unit 33 determines that it is necessary to change the lane, and determines that the vehicle 10 is currently traveling. generate a driving lane plan that includes moving from the lane for executing the event at the event location to the lane for executing the event.
図4に示す例では、車両10の走行予定経路404は、道路401上の経路404aと、道路401から分岐する道路403上の経路404bとを含む。車両10の現在位置400は、経路404a上にある。経路404bは、車両10が将来走行する経路である。現在の運転区間405は、車両10が現在走行している道路401から他の道路403へ分岐する位置406を含む。走行車線計画部33は、車両10が現在走行している道路401から分岐先の他の道路403へ退出する位置406を、運転区間405内のイベント位置として判定する。車両10が走行中である道路401は、左側車線401a及び右側車線401bを有する。走行車線計画部33には、車両10の現在位置400が右側車線401上にあることが、位置推定部31から通知されている。走行車線計画部33は、運転区間405がイベント位置406を含むので、車線変更を行うことの要否を判定する。車両10が現在走行している道路401の右側車線401bから分岐先の道路403へイベント位置406において退出する際には、車両10は道路401の左側車線401aへ移動しておくことが必要になる。そこで、走行車線計画部33は、現在の右側車線401bから左側車線401aへ車線変更を行うことが必要であると判定する。そして、走行車線計画部33は、運転区間405において、車両10が、イベント位置406へ到達するまでに右側車線401bから左側車線401aへ車線変更することを含む走行車線計画を生成する。
In the example shown in FIG. 4 , the planned travel route 404 of the vehicle 10 includes a route 404 a on the road 401 and a route 404 b on the road 403 branching from the road 401 . A current position 400 of the vehicle 10 is on a route 404a. A route 404b is a route along which the vehicle 10 will travel in the future. Current driving leg 405 includes location 406 where vehicle 10 is currently traveling from road 401 to another road 403 . The travel lane planning unit 33 determines a position 406 where the vehicle 10 exits from the road 401 on which the vehicle 10 is currently traveling to another road 403 that is a branch destination as an event position within the driving section 405 . A road 401 on which the vehicle 10 is traveling has a left lane 401a and a right lane 401b. The travel lane planning unit 33 is notified from the position estimation unit 31 that the current position 400 of the vehicle 10 is on the right lane 401 . Since the driving section 405 includes the event position 406, the driving lane planning unit 33 determines whether it is necessary to change the lane. When exiting from the right lane 401b of the road 401 on which the vehicle 10 is currently traveling to the branch destination road 403 at the event position 406, the vehicle 10 needs to move to the left lane 401a of the road 401. . Therefore, the driving lane planning unit 33 determines that it is necessary to change the lane from the current right lane 401b to the left lane 401a. Then, the driving lane planning unit 33 generates a driving lane plan including a lane change from the right lane 401 b to the left lane 401 a until the vehicle 10 reaches the event position 406 in the driving section 405 .
図5に示す例では、車両10の走行予定経路504は、道路501上の経路504aと、道路501と交差する道路503上の経路504bとを含む。車両10の現在位置500は、経路504a上にある。経路504bは、車両10が将来走行する経路である。現在の運転区間505は、車両10が現在走行している道路501から他の道路503へ右折する位置506を含む。走行車線計画部33は、車両10が現在走行している道路501から他の道路503へ右折する位置506を、運転区間505内のイベント位置として判定する。車両10は、道路501を図中の下側から上側に向かって走行中である。道路501は、車両が図中の下側から上側に向かう方向に走行可能な、左側車線501a、中央車線501bおよび右側車線501cを有する。左側車線501aは、交差点において、車両が直進または左折することが可能な車線である。中央車線501bは、交差点において、車両が直進することが可能な車線である。右側車線501cは、交差点において、車両が右折することが可能な車線である。走行車線計画部33には、車両10の現在位置500が左側車線501a上にあることが、位置推定部31から通知されている。また、道路501は、車両が図中の上側から下側に向かう方向に走行可能な左側車線501e及び右側車線501dを有する。走行車線計画部33は、運転区間505がイベント位置506を含むので、車線変更を行うことの要否を判定する。車両10が現在走行している道路501の左側車線501aから他の道路503へイベント位置506において右折する際には、車両10は道路501の右側車線501cへ移動しておくことが必要になる。そこで、走行車線計画部33は、現在の左側車線501aから右側車線501cまで車線変更を行うことが必要であると判定する。そして、走行車線計画部33は、運転区間505において、車両10が、イベント位置506に到達するまでに、左側車線501aから中央車線501bを経て右側車線501cへ車線変更することを含む走行車線計画を生成する。
In the example shown in FIG. 5 , the planned travel route 504 of the vehicle 10 includes a route 504 a on the road 501 and a route 504 b on the road 503 intersecting the road 501 . A current position 500 of the vehicle 10 is on a route 504a. A route 504b is a route along which the vehicle 10 will travel in the future. Current driving leg 505 includes a right turn position 506 from road 501 on which vehicle 10 is currently traveling to another road 503 . The travel lane planning unit 33 determines a position 506 where the vehicle 10 makes a right turn from the road 501 on which the vehicle 10 is currently traveling to another road 503 as an event position within the driving section 505 . The vehicle 10 is traveling on a road 501 from the lower side to the upper side in the figure. A road 501 has a left lane 501a, a center lane 501b, and a right lane 501c on which vehicles can travel from the bottom to the top in the figure. The left lane 501a is a lane in which a vehicle can go straight or turn left at an intersection. The center lane 501b is a lane in which a vehicle can go straight at an intersection. The right lane 501c is a lane in which a vehicle can turn right at an intersection. The travel lane planning unit 33 is notified from the position estimation unit 31 that the current position 500 of the vehicle 10 is on the left lane 501a. In addition, the road 501 has a left lane 501e and a right lane 501d on which vehicles can travel from the upper side to the lower side in the figure. Since the driving section 505 includes the event position 506, the driving lane planning unit 33 determines whether it is necessary to change the lane. When making a right turn at event location 506 from left lane 501a of road 501 on which vehicle 10 is currently traveling, vehicle 10 is required to move to right lane 501c of road 501 . Therefore, the driving lane planning unit 33 determines that it is necessary to change the lane from the current left lane 501a to the right lane 501c. Then, the driving lane planning unit 33 prepares a driving lane plan including changing from the left lane 501a to the right lane 501c via the center lane 501b until the vehicle 10 reaches the event position 506 in the driving section 505. Generate.
図6に示す例では、走行車線計画部33は、車両10が走行している車線と同じ車線上を走行する他の車両が存在する場合、車両10の現在位置と、他の車両の情報を含む周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、車両10と他の車両とが衝突することが予測されるか否かを判定する。走行車線計画部33は、車両10と他の物体とが衝突することが予測される場合、車線変更を行う必要があると判定して、移動前の車線および移動後の車線を含む走行車線計画を生成する。
In the example shown in FIG. 6, when there is another vehicle traveling in the same lane as the lane in which the vehicle 10 is traveling, the travel lane planning unit 33 calculates the current position of the vehicle 10 and information about the other vehicle. Based on the included surrounding environment information and vehicle state information, it is determined whether or not a collision between the vehicle 10 and another vehicle is predicted. When it is predicted that the vehicle 10 will collide with another object, the travel lane planning unit 33 determines that it is necessary to change lanes, and prepares a travel lane plan including the lane before movement and the lane after movement. to generate
図6に示す例では、車両10の走行予定経路604は、道路601上において、車両10の現在位置600から道路601を直進する経路を含む。車両10の現在位置600は、道路601上にある。走行車線計画部33は、現在の運転区間605において走行予定経路604は道路601を直進しているので、運転区間605がイベント位置を含まないと判定する。車両10が走行中の道路601は、左側車線601aと、右側車線601bとを有する。走行車線計画部33には、車両10の現在位置600が左側車線601a上にあることが、位置推定部31から通知されている。走行車線計画部33は、物体検出部32から車両10の周辺に他の車両が検出されていることを通知されると、車両10の走行車線と、他の車両の走行車線とが、同一であるか否かを判定する。走行車線が同一である場合、走行車線計画部33は、他の車両の位置が、車両10の現在位置600に対して、進行方向の前方に位置するのか、または、後方に位置するのかを判定する。走行車線計画部33は、車両10の位置600および車両速度と、他の車両の位置および速度とに基づいて、現在の時点から所定の時間内に、車両10が前方に位置する他の車両と衝突する可能性があるか否か、または、後方に位置する他の車両が車両10と衝突する可能性があるか否かを判定する。例えば、走行車線計画部33は、現在の時点から所定の時間内に、車両10と他の車両との間の距離が所定の距離(例えば、2m)以内になると推定した場合、車両10と他の車両とが衝突する可能性があると判定する。車両10が前方に位置する他の車両と衝突する可能性がある場合、走行車線計画部33は、車両10が前方に位置する他の車両と衝突する前に、他の車両を追い越すための車線変更を行う必要があると判定する。また、後方に位置する他の車両が車両10と衝突する可能性がある場合、走行車線計画部33は、後方に位置する他の車両が車両10と衝突する前に、車線変更を行う必要があると判定する。ここでは、図6に示すように、他の車両610の位置が前方に位置するので、走行車線計画部33は、車両10が他の車両610を追い越すための車線変更を行う必要があると判定したとする。車線変更を行う必要があると判定した場合、走行車線計画部33は、車両10は車線変更を行うことが可能か否かを判定する。走行車線計画部33は、道路601は車両10が走行する左側車線601aと隣接する右側車線601bを有するので、車両10は車線変更を行うことが可能であると判定する。そして、走行車線計画部33は、運転区間605において、車両10が、前方に位置する他の車両610と衝突する前に、左側車線601aから右側車線601bへ車線変更すること、右側車線601bを走行して他の車両610の横を通過すること、他の車両610の横を通過した後に右側車線601bから左側車線601aへ車線変更することを含む走行車線計画を生成する。一方、走行車線計画部33は、車両10が他の車両610と衝突する可能性がないと判定した場合、他の車両を追い越すための車線変更を行う必要はないと判定する。また、走行車線計画部33は、道路601は車両10が走行可能な車線を一つのみを有する場合、車線変更を行うことが可能ではないと判定する。これらの場合、走行車線計画部33は、車線変更を含まない走行車線計画を生成する。
In the example shown in FIG. 6 , the planned travel route 604 of the vehicle 10 includes a route that goes straight on the road 601 from the current position 600 of the vehicle 10 on the road 601 . A current position 600 of the vehicle 10 is on a road 601 . The driving lane planning unit 33 determines that the driving section 605 does not include the event position because the planned driving route 604 runs straight on the road 601 in the current driving section 605 . A road 601 on which the vehicle 10 is traveling has a left lane 601a and a right lane 601b. The travel lane planning unit 33 is notified from the position estimation unit 31 that the current position 600 of the vehicle 10 is on the left lane 601a. When notified by the object detection unit 32 that another vehicle is detected around the vehicle 10, the travel lane planning unit 33 determines that the travel lane of the vehicle 10 and the travel lane of the other vehicle are the same. Determine whether or not there is When the driving lanes are the same, the driving lane planning unit 33 determines whether the position of the other vehicle is ahead of or behind the current position 600 of the vehicle 10 in the traveling direction. do. Based on the position 600 and vehicle speed of the vehicle 10 and the positions and speeds of the other vehicles, the driving lane planning unit 33 determines whether the vehicle 10 is ahead of another vehicle within a predetermined time from the current time. It is determined whether or not there is a possibility of collision, or whether or not there is a possibility that another vehicle positioned behind will collide with the vehicle 10 . For example, if the driving lane planning unit 33 estimates that the distance between the vehicle 10 and another vehicle will be within a predetermined distance (for example, 2 m) within a predetermined time from the current time, the vehicle 10 and the other vehicle It is determined that there is a possibility of collision with another vehicle. When there is a possibility that the vehicle 10 will collide with another vehicle located in front, the driving lane planning unit 33 selects a lane for overtaking the other vehicle before the vehicle 10 collides with the other vehicle located in front. Determine that changes need to be made. Further, when there is a possibility that another vehicle located behind collides with the vehicle 10 , the lane planning unit 33 needs to change lanes before the other vehicle located behind collides with the vehicle 10 . Determine that there is. Here, as shown in FIG. 6, the position of the other vehicle 610 is located ahead, so the lane planning unit 33 determines that the vehicle 10 needs to change lanes to overtake the other vehicle 610. Suppose When determining that it is necessary to change lanes, the driving lane planning unit 33 determines whether or not the vehicle 10 can change lanes. The traveling lane planning unit 33 determines that the vehicle 10 can change lanes because the road 601 has a left lane 601a on which the vehicle 10 travels and a right lane 601b adjacent thereto. Then, in the driving section 605, the vehicle 10 changes lanes from the left lane 601a to the right lane 601b and travels in the right lane 601b before the vehicle 10 collides with another vehicle 610 located ahead. and passing by the other vehicle 610, and changing lanes from the right lane 601b to the left lane 601a after passing the other vehicle 610. On the other hand, when the lane planning unit 33 determines that there is no possibility of the vehicle 10 colliding with another vehicle 610, it determines that it is not necessary to change lanes to overtake the other vehicle. Further, if the road 601 has only one lane in which the vehicle 10 can travel, the driving lane planning unit 33 determines that it is not possible to change lanes. In these cases, the driving lane planning unit 33 generates a driving lane plan that does not include lane changes.
走行車線計画部33は、車線変更を含む走行車線計画を生成した場合、車両10が自動制御で車線変更を行うことを中止する車線変更中止位置を車両10が現在走行中の走行車線上に決定する。具体的には、走行車線計画部33は、制御変更要求を通知されたドライバが車両10を手動制御で操作してイベント位置に到達するまでの間に走行車線計画にそった車線変更を実行可能となるように、車線変更中止位置を車両10が現在走行中の車線上に決定する。例えば、走行車線計画部33は、車線変更中止位置とイベント位置との間の距離を、車両10が車線変更中止位置とイベント位置との間を現在の車両10の車両速度で走行した場合、走行時間が4秒以上となる距離に決定してもよい。また、走行車線計画部33は、車線変更中止位置を、車両10の現在位置から所定の距離(例えば、500m)だけ前方の位置に決定してもよい。
When the driving lane plan including the lane change is generated, the driving lane planning unit 33 determines a lane change stop position where the vehicle 10 stops changing the lane by automatic control on the driving lane in which the vehicle 10 is currently driving. do. Specifically, the driving lane planning unit 33 can execute a lane change according to the driving lane plan until the driver who has been notified of the control change request operates the vehicle 10 by manual control and reaches the event position. , the lane change stop position is determined on the lane in which the vehicle 10 is currently traveling. For example, the driving lane planning unit 33 calculates the distance between the lane change stop position and the event position by calculating the travel The distance may be determined so that the time is 4 seconds or longer. Also, the lane change planning unit 33 may determine the lane change stop position at a position ahead of the current position of the vehicle 10 by a predetermined distance (for example, 500 m).
また、走行車線計画部33は、車線変更を行うことの判定が行われた位置から所定の距離(車線変更完了予定距離)以内またはこの判定が行われた時点から所定の時間(車線変更完了予定時間)内に、車両10の走行動作を制御する車両制御部36を用いて車線変更を行うように車両10の走行動作を制御する。運転計画部34は、走行車線計画部33が生成した走行車線計画に基づいて運転計画を生成し、車両制御部36は、この運転計画に基づいて、車線変更を行うように車両10の走行動作を制御する。
In addition, the driving lane planning unit 33 is within a predetermined distance (lane change completion expected distance) from the position where the lane change is determined, or within a predetermined time (lane change completion expected distance) from the point of time when this determination is made time), the vehicle 10 is controlled to change lanes using the vehicle control unit 36 that controls the vehicle 10 running operation. The driving plan unit 34 generates a driving plan based on the driving lane plan generated by the driving lane planning unit 33, and the vehicle control unit 36 controls the driving operation of the vehicle 10 so as to change lanes based on the driving plan. to control.
走行車線計画部33は、上述した車線変更完了予定距離を、車線変更中止位置と、車両10の現在位置とに基づいて決定してもよい。例えば、走行車線計画部33は、車線変更完了予定距離を、車両10の現在位置と車線変更中止位置との間の距離として決定する。走行車線計画部33は、車線変更中止位置および車線変更完了予定距離を、走行車線計画と共に、運転計画部34へ通知する。
The travel lane planning unit 33 may determine the above-described expected lane change completion distance based on the lane change stop position and the current position of the vehicle 10 . For example, the driving lane planning unit 33 determines the expected lane change completion distance as the distance between the current position of the vehicle 10 and the lane change stop position. The driving lane planning unit 33 notifies the driving planning unit 34 of the lane change stop position and the expected lane change completion distance together with the driving lane plan.
運転計画部34は、車線変更計画部の一例であり、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、地図情報と、走行車線計画と、車両10の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間(例えば、5秒)先までの車両10の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両10の目標位置およびこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画生成時刻の周期は、走行車線計画生成時刻の周期よりも短いことが好ましい。運転計画部34は、目標車両速度を、ドライバから入力された走行速度または走行している車線の法定速度に基づいて決定してもよい。運転計画部34は、カルマンフィルタなどの予測フィルタを用いて、検出された他の車両の直近の軌跡に基づいての将来の軌跡を推定し、検出された他の車両が走行中の車線及び推定された軌跡より算出された相対距離に基づいて、他の車両と車両10とが異なる車線を走行するか、あるいは、車両10から他の物体までの相対距離が所定距離以上となるように、車両10の運転計画を生成する。運転計画部34は、走行車線計画に基づいて、複数の運転計画を生成してもよい。この場合、運転計画部34は、複数の運転計画のうち、車両10の加速度の絶対値の総和が最小となる運転計画を選択してもよい。運転計画部34は、運転計画を車両制御部36へ通知する。
The driving plan unit 34 is an example of a lane change planning unit, and at a driving plan generation time set at a predetermined cycle, the map information, the driving lane plan, the current position of the vehicle 10, the surrounding environment information, the vehicle Based on the state information, a driving plan is generated that represents the planned travel locus of the vehicle 10 up to a predetermined time (for example, 5 seconds) ahead. The driving plan is expressed as a set of target positions of the vehicle 10 and target vehicle speeds at the target positions at each time from the current time to a predetermined time ahead. The cycle of the driving plan generation time is preferably shorter than the cycle of the driving lane plan generation time. The operation planning unit 34 may determine the target vehicle speed based on the travel speed input by the driver or the legal speed of the lane in which the vehicle is traveling. The operation planning unit 34 uses a prediction filter such as a Kalman filter to estimate a future trajectory based on the detected recent trajectory of the other vehicle, and the lane in which the detected other vehicle is traveling and the estimated Based on the relative distance calculated from the trajectory obtained, the vehicle 10 travels in a different lane from the other vehicle, or the vehicle 10 is moved so that the relative distance from the vehicle 10 to the other object is equal to or greater than a predetermined distance. Generate an operation plan for The driving plan unit 34 may generate a plurality of driving plans based on the driving lane plan. In this case, the driving plan unit 34 may select the driving plan that minimizes the sum of the absolute values of the acceleration of the vehicle 10 from among the plurality of driving plans. The driving plan unit 34 notifies the vehicle control unit 36 of the driving plan.
運転計画部34は、走行車線計画が車線変更を含む場合、車線変更後の移動先の目標位置を移動先の車線上に決定して、車両10が車線間を移動する車線変更を含む運転計画を生成するのと共に、車線変更を含まない運転計画を生成する。運転計画部34は、車線変更後の移動先の目標位置と、車線変更完了予定距離と、車線変更中止位置と、車両10の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とを含む、車線変更が成功する期待度を算出するための期待度算出情報を期待度算出部35へ通知する。運転計画部34は、期待度算出部35から通知された期待度が所定の閾値(例えば、0.7~0.9)未満の場合、車線変更を含まない運転計画を車両制御部36へ通知する。この場合、車両10は、現在走行中の車線を走行し続ける。一方、運転計画部34は、期待度算出部35から通知された期待度が所定の閾値(例えば、0.7~0.9)以上となった場合、車線変更を含む運転計画を車両制御部36へ通知する。この場合、車両10は、現在走行中の車線から移動先の車線上への車線変更を開始する。期待度算出部35が期待度を算出する処理については後述する。
When the driving lane plan includes a lane change, the operation planning unit 34 determines the target position of the destination after the lane change on the destination lane, and creates a driving plan including the lane change in which the vehicle 10 moves between lanes. and generate a driving plan that does not include lane changes. The operation planning unit 34 determines the lane line including the target position of the destination after the lane change, the expected lane change completion distance, the lane change stop position, the current position of the vehicle 10, the surrounding environment information, and the vehicle state information. The expectation degree calculation unit 35 is notified of the expectation degree calculation information for calculating the degree of expectation that the change will be successful. The driving plan unit 34 notifies the vehicle control unit 36 of a driving plan that does not include a lane change when the degree of expectation notified from the degree of expectation calculation unit 35 is less than a predetermined threshold value (for example, 0.7 to 0.9). do. In this case, the vehicle 10 continues to travel in the current lane. On the other hand, when the degree of expectation notified from the degree-of-expectation calculating unit 35 is equal to or greater than a predetermined threshold value (for example, 0.7 to 0.9), the driving planning unit 34 executes a driving plan including a lane change by the vehicle control unit. 36. In this case, the vehicle 10 starts to change lanes from the current lane to the destination lane. Processing for calculating the degree of expectation by the degree-of-expectation calculation unit 35 will be described later.
例えば、運転計画部34は、走行車線計画が車線変更を含む場合、車両10が、移動先の車線を走行している他の車両と並走しないように、車線変更を含まない運転計画を生成し、また、車両10が移動元の車線の中心線から移動先の車線の中心線へ移動し、かつ、相対距離が所定距離以上となるように、車線変更を含む運転計画を生成する。
For example, when the driving lane plan includes a lane change, the driving plan unit 34 generates a driving plan that does not include the lane change so that the vehicle 10 does not run side by side with other vehicles traveling in the destination lane. Also, a driving plan including a lane change is generated so that the vehicle 10 moves from the center line of the lane of the movement source to the center line of the lane of the movement destination, and the relative distance is equal to or greater than a predetermined distance.
運転計画部34は、車両10が車線変更を行う走行動作を開始した後、車両10と他の車両との間に所定の距離を確保できないことにより車線変更を完了できなくなった場合か、または、期待度算出部35から所定の閾値未満の期待度を通知された場合、車線変更を中止する。運転計画部34は、上述したように、車線変更を含まない運転計画と、車線変更を含む運転計画とを生成することを繰り返す。そして、運転計画部34は、車両10の走行距離が車線変更完了予定距離以内であるか、または、時刻が車線変更完了予定時間以内である場合、期待度算出部35から通知された期待度が所定の閾値(例えば、0.7~0.9)以上となると、車線変更を含む運転計画を車両制御部36へ通知して、車両10は、再度、車線変更を開始する。
The operation planning unit 34 may not be able to complete the lane change because a predetermined distance cannot be secured between the vehicle 10 and another vehicle after the vehicle 10 has started traveling to change lanes, or When notified of the degree of expectation less than the predetermined threshold value from the degree of expectation calculation unit 35, the lane change is stopped. As described above, the driving plan unit 34 repeats generating a driving plan that does not include a lane change and a driving plan that includes a lane change. Then, if the travel distance of the vehicle 10 is within the lane change expected completion distance or the time is within the lane change expected completion time, the operation planning unit 34 determines that the expected degree notified from the expected degree calculation unit 35 is When it reaches or exceeds a predetermined threshold (for example, 0.7 to 0.9), the vehicle controller 36 is notified of the driving plan including the lane change, and the vehicle 10 starts lane change again.
以下、走行車線計画部33が生成した走行車線計画に基づいて、運転計画部34が、車線変更を行うことの判定が行われた位置から車線変更完了予定距離以内に、車両制御部36を用いて車線変更を行うように、車線変更を含む運転計画を生成する例について、以下に説明する。
Below, based on the driving lane plan generated by the driving lane planning unit 33, the driving planning unit 34 uses the vehicle control unit 36 to move within the expected lane change completion distance from the position where the lane change is determined. An example of generating a driving plan including a lane change so as to perform a lane change is described below.
まず、運転計画部34は、車線変更後の移動先の目標位置を、移動先の車線上に決定する。運転計画部34は、カルマンフィルタなどの予測フィルタを用いて、移動先の車線上を走行する他の車両の直近の軌跡に基づいて、移動先の車線上を走行する他の車両の将来の軌跡を推定し、前方および後方の車両との間に安全な距離が確保されるように移動先となるスペースを選択して、このスペース内に移動するように、かつ、車両10の動作が所定の制約を満たすように、1つ以上の車線変更を含む運転計画を生成する。所定の制約としては、単位時間あたりの加速度変化量、単位時間あたりの速度変化量、または、単位時間あたりのヨーレート変化量が、上限値以下となることが挙げられる。運転計画部34は、複数の車線変更を含む運転計画を生成した場合、前方および後方の車両との間の距離が最も確保される運転計画を選択してもよい。
First, the operation planning unit 34 determines the destination target position after the lane change on the destination lane. The operation planning unit 34 uses a prediction filter such as a Kalman filter to predict the future trajectories of other vehicles traveling on the destination lane based on the most recent trajectories of other vehicles traveling on the destination lane. A space is estimated and a destination space is selected so that a safe distance is secured between the vehicle 10 in front and behind, and the movement of the vehicle 10 is set to a predetermined constraint so that the vehicle 10 moves into this space. Generate a driving plan that includes one or more lane changes to satisfy Predetermined restrictions include that the amount of change in acceleration per unit time, the amount of change in speed per unit time, or the amount of change in yaw rate per unit time is equal to or less than an upper limit value. When driving plans including a plurality of lane changes are generated, the driving plan unit 34 may select a driving plan that secures the most distances to vehicles ahead and behind.
運転計画部34は、走行車線計画が車線変更を含む場合、上述した運転計画を生成すると共に、車線変更が実施可能でないことの程度を示す評価値を求める。運転計画部34は、この評価値が所定の閾値以上の場合には、車両10の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、GUI6を介してドライバへ通知する。運転計画部34は、車両10が車線変更を開始した後、車両10と他の車両との間に所定の距離を確保できないことにより車線変更を完了できなくなった場合か、または、期待度算出部35から所定の閾値未満の期待度を通知された場合、車線変更を中止する。運転計画部34は、車線変更を中止した場合、車線変更が不成功であると判定して、不成功回数を評価値としてカウントする。例えば、車線変更を2度中止した場合、評価値は2となる。運転計画部34は、車線変更が不成功であると判定した後も、車両10が車線変更中止位置に到達するまでの間は、新たに車線変更を含む運転計画を生成することを続ける。しかし、運転計画部34は、評価値が所定の閾値(例えば、2~4)以上となった場合、車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、GUI6を介してドライバへ通知する。評価値の閾値は、車両10が車線変更完了予定距離を走行して車線変更中止位置に到達するよりも前に、評価値が閾値に到達するように決定されることが、制御変更要求を余裕をもってドライバへ通知する観点から好ましい。また、運転計画部34は、評価値の値には関わらず、車両10が車線変更中止位置に到達した場合、車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、GUI6を介してドライバへ通知する。GUI6は、自動制御で車線変更ができないこと、および、制御変更要求を表示する。また、GUI6は、制御変更要求に対するドライバの回答を入力して、車内ネットワーク11を介してECU9へ出力する。運転計画部34は、ドライバが制御変更要求を承認した場合、車両10の運転を、適用中の自動制御運転モードから手動制御運転モードへ切り替える。手動制御運転モードでは、少なくとも操舵が手動で制御されることが好ましい。また、手動制御運転モードでは、操舵、加速および制動が手動で制御されるようにしてもよい。制御変更要求を承認したドライバは、手動制御運転モードで、通知された車線変更を行うように、車両10を操作する。一方、運転計画部34は、ドライバが制御変更要求を承認しなかった場合、自動制御運転モードで車両10の運転を続ける。
When the driving lane plan includes a lane change, the driving plan unit 34 generates the above-described driving plan and obtains an evaluation value indicating the extent to which the lane change is impracticable. The operation planning unit 34 notifies the driver via the GUI 6 of a control change request for changing the control of the vehicle 10 from automatic control to manual control when the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold. The operation planning unit 34 determines whether the lane change cannot be completed because a predetermined distance cannot be secured between the vehicle 10 and another vehicle after the vehicle 10 starts changing lanes, or when the expected degree calculation unit 35, the lane change is cancelled. When the lane change is canceled, the operation planning unit 34 determines that the lane change is unsuccessful, and counts the number of unsuccessful times as an evaluation value. For example, if the lane change is canceled twice, the evaluation value is 2. Even after determining that the lane change is unsuccessful, the driving plan unit 34 continues to generate a new driving plan including the lane change until the vehicle 10 reaches the lane change stop position. However, when the evaluation value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value (for example, 2 to 4), the operation planning unit 34 sends a control change request to the driver via the GUI 6 to change the control of the vehicle from automatic control to manual control. Notice. The threshold value of the evaluation value is determined so that the evaluation value reaches the threshold value before the vehicle 10 travels the expected lane change completion distance and reaches the lane change stop position. It is preferable from the viewpoint of notifying the driver with In addition, regardless of the value of the evaluation value, when the vehicle 10 reaches the lane change stop position, the operation planning unit 34 sends a control change request to change the control of the vehicle from automatic control to manual control via the GUI 6. Notify the driver. The GUI 6 displays that automatic control cannot change lanes and a control change request. The GUI 6 also receives the driver's response to the control change request and outputs it to the ECU 9 via the in-vehicle network 11 . When the driver approves the control change request, the operation planning unit 34 switches the operation of the vehicle 10 from the applied automatic control operation mode to the manual control operation mode. Preferably, in the manual control driving mode, at least the steering is manually controlled. Alternatively, in the manual control driving mode, steering, acceleration and braking may be manually controlled. The driver who approves the control change request operates the vehicle 10 in the manual control driving mode to perform the notified lane change. On the other hand, if the driver does not approve the control change request, the driving planning unit 34 continues driving the vehicle 10 in the automatic control driving mode.
以下、図7を参照して、運転計画部34が車線変更を含む運転計画を生成する処理を説明する。図7に示すように、車両10は、道路701を走行している。道路701は、左側車線701aおよび右側車線701bを有する。車両10は、左側車線701a上を走行している。走行車線計画は、車両10が、車線変更中止位置703に到達するまでに、左側車線701aから右側車線701bへ車線変更することを含んでいる。車線変更中止位置703は、車両10が走行する車線701a上において、車両10の現在位置700に対して進行方向の前方の位置に決定されている。また、車線変更完了予定距離Dは、車両10の現在位置700と車線変更中止位置703との間の距離として決定されている。運転計画部34は、走行車線計画と、車両10の現在位置700と、他の車両の情報を含む周辺環境情報とに基づいて、車線変更後の移動先の目標位置を決定する。運転計画部34は、物体検出部32から通知されている他の車両の情報を含む周辺環境情報に基づいて、移動先の右側車線701b上には、他の車両710と、他の車両711と、他の車両712とが順番に走行していることが通知される。他の車両710の進行方向側にスペースS1があり、他の車両710と他の車両711との間にスペースS2があり、他の車両711と他の車両712との間にスペースS3がある。運転計画部34は、カルマンフィルタなどの予測フィルタを用いて、移動先の右側車線701b上を走行する他の車両710、711,712の直近の軌跡に基づいて、移動先の右側車線701b上を走行する他の車両710、711、712の将来の軌跡を推定して、車両10が移動可能な大きさを有し、かつ、前方および後方の車両との間に安全な距離が確保されるように、移動先となるスペースを選択して、このスペース内に移動するように、かつ、車両10の動作が所定の制約を満たすように、1つ以上の車線変更を含む運転計画を生成する。運転計画部34は、前方および後方の車両との間の距離が最も確保される運転計画として、他の車両710と他の車両711との間のスペースS2内の目標位置へ移動する車線変更を含む運転計画を生成する。
Hereinafter, with reference to FIG. 7, a process of generating a driving plan including a lane change by the driving planning unit 34 will be described. As shown in FIG. 7, vehicle 10 is traveling on road 701 . Road 701 has a left lane 701a and a right lane 701b. The vehicle 10 is traveling on the left lane 701a. The driving lane plan involves vehicle 10 changing lanes from left lane 701 a to right lane 701 b by the time vehicle 10 reaches lane change stop position 703 . The lane change stop position 703 is determined to be ahead of the current position 700 of the vehicle 10 in the direction of travel on the lane 701a on which the vehicle 10 travels. In addition, the expected lane change completion distance D is determined as the distance between the current position 700 of the vehicle 10 and the lane change stop position 703 . The operation planning unit 34 determines the destination target position after the lane change based on the driving lane plan, the current position 700 of the vehicle 10, and the surrounding environment information including information on other vehicles. Based on the surrounding environment information including the information of the other vehicles notified from the object detection unit 32, the driving planning unit 34 detects other vehicles 710 and 711 on the destination right lane 701b. , and another vehicle 712 are notified that they are running in turn. There is a space S1 on the traveling direction side of another vehicle 710 , a space S2 between another vehicle 710 and another vehicle 711 , and a space S3 between another vehicle 711 and another vehicle 712 . The operation planning unit 34 uses a prediction filter such as a Kalman filter to drive on the right lane 701b of the destination based on the most recent trajectories of other vehicles 710, 711, and 712 traveling on the right lane 701b of the destination. By estimating the future trajectories of other vehicles 710, 711, 712, the vehicle 10 is large enough to move, and a safe distance is secured between the vehicles ahead and behind. , selects a destination space and generates a driving plan including one or more lane changes to move into this space and to satisfy predetermined constraints on the behavior of the vehicle 10 . The driving plan unit 34 selects a lane change to move to a target position in the space S2 between the other vehicle 710 and the other vehicle 711 as a driving plan that ensures the most distance between the vehicles ahead and behind. Generate a driving plan including
次に、期待度算出部35が、車線変更が成功する期待度を算出する処理について、以下に説明する。期待度算出部35は、運転計画部34から期待度算出情報が通知されると、所定の周期で設定される期待度算出時刻において、運転計画と、車両10の現在位置と、他の車両の情報を含む周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、車線変更が成功する期待度E(t)を算出する。期待度算出時刻の周期は、運転計画生成時刻の周期よりも短いことが好ましい。期待度算出部35は、車線変更が成功する期待度E(t)を、下記式(1)に示すように、車両10の位置に基づいて算出される第1車線変更成功度Q1(D(t))と、移動先の位置の後方車両(図7の他の車両711に対応)に基づいて算出される第2車線変更成功度Q2(bth)と、移動先の位置の前方車両(図7の他の車両710に対応)に基づいて算出される第3車線変更成功度Q3との積として求める。期待度算出部35は、期待度E(t)を求めるたびに、この期待度E(t)を運転計画部34へ通知する。
Next, the process of calculating the degree of expectation that the lane change will be successful, performed by the degree-of-expectation calculation unit 35, will be described below. When the expectation calculation information is notified from the operation planning unit 34, the expectation calculation unit 35 calculates the operation plan, the current position of the vehicle 10, and the positions of the other vehicles at the expectation calculation time set at a predetermined cycle. An expectation E(t) for a successful lane change is calculated based on surrounding environment information including information and vehicle state information. It is preferable that the cycle of the expected degree calculation time is shorter than the cycle of the operation plan generation time. The expectation degree calculation unit 35 calculates the degree of expectation E(t) for a successful lane change from the first lane change success degree Q1 (D( t)), the second lane change success rate Q2 (bth) calculated based on the vehicle behind the destination position (corresponding to the other vehicle 711 in FIG. 7), and the vehicle ahead of the destination position ( 7 corresponding to the other vehicle 710). The expectation calculation unit 35 notifies the operation planning unit 34 of the expectation E(t) each time it obtains the expectation E(t).
E(t)=Q1(D(t))×Q2(bth)×Q3 (1)
E(t)=Q1(D(t))*Q2(bth)*Q3 (1)
図8は、車両10の位置に基づいて算出される第1車線変更成功度Q1(D(t))を説明する図である。期待度算出部35は、第1車線変更成功度Q1(D(t))を、車両10の位置と車線変更中止位置との間の距離D(t)に基づいて決定する。第1車線変更成功度Q1(D(t))は、車両10が車線変更中止位置に近づく程低減して、車両10が車線変更中止位置に到達するとゼロになる。一方、第1車線変更成功度Q1(D(t))は、車両10が車線変更中止位置から遠ざかる程増加する。例えば、第1車線変更成功度Q1(D(t))として、シグモイド関数を用いることができる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the first lane change success rate Q1(D(t)) calculated based on the position of the vehicle 10. As shown in FIG. The expectation calculation unit 35 determines the first lane change success rate Q1 (D(t)) based on the distance D(t) between the position of the vehicle 10 and the lane change stop position. The first lane change success rate Q1(D(t)) decreases as the vehicle 10 approaches the lane change stop position, and becomes zero when the vehicle 10 reaches the lane change stop position. On the other hand, the first lane change success rate Q1(D(t)) increases as the vehicle 10 moves away from the lane change stop position. For example, a sigmoid function can be used as the first lane change success rate Q1(D(t)).
期待度算出部35は、時刻tにおける車両10の位置K(t)を、下記式(2)を用いて求める。
The degree-of-expectation calculator 35 obtains the position K(t) of the vehicle 10 at time t using the following formula (2).
ここで、K(t0)は、運転計画部34が、一回あたりの車線変更の試みに許容される車線変更試行時間のカウントを開始した時刻t0における車両10の位置である。v(t)は、時刻tにおける車両10の車両速度である。a(t)は、時刻tにおける車両10の加速度である。車両の速度を増加する場合加速度の値を正として、車両の速度を減少する場合、加速度の値を負とする。K(t)は、例えば、世界座標系で表される位置ベクトルである。v(t)およびa(t)は、ベクトル量で表される。車両の速度を減少することは、実際には制動を用いて行うことになるが、制動による速度変化を、加速度を用いて表す。
Here, K(t0) is the position of the vehicle 10 at time t0 when the operation planning unit 34 starts counting the lane change trial time allowed for each lane change trial. v(t) is the vehicle speed of the vehicle 10 at time t. a(t) is the acceleration of the vehicle 10 at time t. When the vehicle speed is increased, the acceleration value is positive, and when the vehicle speed is decreased, the acceleration value is negative. K(t) is, for example, a position vector expressed in the world coordinate system. v(t) and a(t) are expressed in vector quantities. Decreasing the speed of the vehicle is actually done using braking, but the change in speed due to braking is expressed using acceleration.
期待度算出部35は、車両10の位置と車線変更中止位置との間の距離D(t)を、下記式(3)を用いて求める。
The degree-of-expectation calculation unit 35 obtains the distance D(t) between the position of the vehicle 10 and the lane change stop position using the following formula (3).
D(t)=|S-K(t)| (3)
D(t)=|SK(t)| (3)
ここで、Sは、車両10が走行する車線上の車線変更中止位置を表しており、例えば、世界座標系で表される位置ベクトルである。
Here, S represents the lane change stop position on the lane in which the vehicle 10 is traveling, and is a position vector represented by the world coordinate system, for example.
移動先のスペースS2の後方車両に基づいて算出される第2車線変更成功度Q2は、車両10がスペースS2の後方車両を追い越してスペースS2へ移動する確率である。期待度算出部35は、第2車線変更成功度Q2を、下記式(4)を用いて求める。
The second lane change success rate Q2 calculated based on the vehicle behind in the destination space S2 is the probability that the vehicle 10 will overtake the vehicle behind in the space S2 and move to the space S2. The degree-of-expectation calculation unit 35 obtains the second lane change success degree Q2 using the following formula (4).
ここで、PB(b)は、後方車両が加速度bの状態にある確率分布関数を表す。bthは、車両10が後方車両を追い越し可能となる加速度を表す。第2車線変更成功度Q2は、加速度bの-∞から∞の区間の積分で1となるように規格化されている。
Here, PB(b) represents the probability distribution function that the vehicle behind is in the state of acceleration b. bth represents the acceleration at which the vehicle 10 can overtake the rear vehicle. The second lane change success rate Q2 is normalized so that the integral of the acceleration b from -∞ to ∞ becomes 1.
期待度算出部35は、PB(b)として、例えば、運転計画部34が直近の一定期間中に求めた後方車両の加速度の経時変化に基づいて、加速度の平均値および加速度の分散を求めて、ガウス分布関数を生成する。また、期待度算出部35は、PB(b)として、運転計画部34が求めた後方車両の加速度に基づいて、多変量解析を用いて多項式近似式を求めてもてもよい。また、期待度算出部35は、PBとして、運転計画部34が直近の一定期間中に求めた後方車両の加速度bの経時変化および後方車両と後方車両の前方に位置する前方車両との間の距離cの経時変化に基づいて、ガウス分布関数または多変量解析を用いて、PB(b、c)を表す関数を求めてもよい。さらに、期待度算出部35は、PBとして、運転計画部34が直近の一定期間中に求めた、後方車両の加速度bの経時変化と、後方車両と後方車両の前方に位置する前方車両との間の距離cの経時変化と、前方車両の車両速度dの経時変化とに基づいて、ガウス分布関数または多変量解析を用いて、PB(b、c,d)を表す関数を求めてもよい。
As PB(b), the expectation calculation unit 35 obtains the average value of acceleration and the dispersion of acceleration based on, for example, the temporal change in the acceleration of the rear vehicle obtained by the operation planning unit 34 during the most recent fixed period. , to generate a Gaussian distribution function. Further, the expectation calculation unit 35 may obtain a polynomial approximation using multivariate analysis based on the acceleration of the rear vehicle obtained by the operation planning unit 34 as PB(b). In addition, the expectation calculation unit 35 calculates, as PB, changes over time in the acceleration b of the rear vehicle obtained by the operation planning unit 34 during the most recent fixed period, and A function representing PB(b,c) may be determined using a Gaussian distribution function or multivariate analysis based on the change in distance c over time. Furthermore, the expectation calculation unit 35 calculates, as PB, changes over time in the acceleration b of the rear vehicle obtained by the operation planning unit 34 during the most recent fixed period, and the relationship between the rear vehicle and the front vehicle positioned ahead of the rear vehicle. A function representing PB(b, c, d) may be obtained using a Gaussian distribution function or multivariate analysis based on changes over time in the distance c between the .
また、期待度算出部35は、bthを、以下のように求めることができる。まず、期待度算出部35は、車両10が移動するスペースS2内の移動目標位置を、移動先の車線701b上に決定して、この移動目標位置と車両10の間の距離Sを求める。移動目標位置は、車線変更中止位置よりも手前の位置であり、この移動目標位置の初期値として、例えば、車両10の現在位置に対して、所定の距離だけ(例えば、30m)前方の位置とすることができる。車両10は、時間T後に後方車両に追いつくとする。期待度算出部35は、距離Sと、時間Tと、後方車両の加速度b(定数とする)と、車両10の加速度a(aは、bよりも大きな定数とする)とを用いて、下記の式(5)を満たす車両10の加速度aを求める。期待度算出部35は、後方車両の加速度bとして、後方車両の加速度の確率分布関数PB(b)の平均値を用いることができる。時間Tの初期値として、例えば、10秒とすることができる。
Further, the expectation calculation unit 35 can obtain bth as follows. First, the degree-of-expectation calculator 35 determines a movement target position in the space S2 where the vehicle 10 moves, on the destination lane 701b, and obtains the distance S between this movement target position and the vehicle 10 . The movement target position is a position ahead of the lane change stop position. can do. Assume that the vehicle 10 catches up with the vehicle behind after time T. The expectation calculation unit 35 uses the distance S, the time T, the acceleration b of the rear vehicle (constant), and the acceleration a of the vehicle 10 (a is a constant greater than b) to calculate the following: Acceleration a of the vehicle 10 that satisfies Equation (5) is obtained. The expectation calculation unit 35 can use the average value of the probability distribution function PB(b) of the acceleration of the rear vehicle as the acceleration b of the rear vehicle. An initial value of the time T can be set to 10 seconds, for example.
期待度算出部35は、移動目標位置を固定した状態で、時間Tを所定量ずつ増加するように変化させながら、上記式(5)を満たす車両10の加速度aを求める。期待度算出部35は、求められた車両10の加速度aが、所定のしきい値以下であれば、この加速度aをbthとする。所定のしきい値として、ドライバに不快感を与えない程度の加速度であることが好ましく、例えば、0.1~0.3m/s2とすることができる。期待度算出部35は、移動目標位置を固定した状態で、所定のしきい値以下の加速度aが求まらない場合には、移動目標位置を所定量だけ増加した後、時間Tを所定量ずつ変化させながら、上記式(5)を満たす車両10の加速度aを求める処理を繰り返す。期待度算出部35は、移動目標位置が車線変更中止位置よりも手前の位置で、所定のしきい値以下の加速度aが求められない場合、第2車線変更成功度Q2をゼロとする。
The degree-of-expectation calculating unit 35 finds the acceleration a of the vehicle 10 that satisfies the above equation (5) while changing the time T to increase by a predetermined amount while the movement target position is fixed. If the obtained acceleration a of the vehicle 10 is equal to or less than a predetermined threshold value, the expectation calculation unit 35 sets the acceleration a as bth. The predetermined threshold value is preferably an acceleration that does not make the driver feel uncomfortable, and can be, for example, 0.1 to 0.3 m/s 2 . In the state where the movement target position is fixed, the expectation calculation unit 35 increases the movement target position by a predetermined amount and then increases the time T by a predetermined amount when the acceleration a that is equal to or less than the predetermined threshold value cannot be obtained. The process of finding the acceleration a of the vehicle 10 that satisfies the above equation (5) is repeated while changing the acceleration a by one. The expectation calculation unit 35 sets the second lane change success rate Q2 to zero when the movement target position is before the lane change stop position and the acceleration a equal to or less than the predetermined threshold is not obtained.
移動先の位置の前方車両に基づいて算出された第3車線変更成功度Q3は、前方車両が加速して、スペースS2が拡大する確率を表す。期待度算出部35は、第3車線変更成功度Q3を、下記式(6)を用いて求める。
The third lane change success rate Q3 calculated based on the forward vehicle at the destination position represents the probability that the forward vehicle accelerates and the space S2 expands. The degree-of-expectation calculator 35 obtains the success degree Q3 of changing the third lane using the following formula (6).
ここで、確率分布関数PC(c)は、前方車両が加速度cの状態にある確率分布関数を表す。第3車線変更成功度Q3は、加速度cが-∞から∞の区間の積分で1となるように規格化されている。
Here, the probability distribution function PC(c) represents the probability distribution function when the forward vehicle is in the state of acceleration c. The third lane change success rate Q3 is normalized so that the acceleration c is integrated to 1 in the interval from -∞ to ∞.
期待度算出部35は、例えば、確率分布関数PC(c)を、上述した確率分布関数PC(b)と同様に求めることができる。
The expectation calculation unit 35 can obtain, for example, the probability distribution function PC(c) in the same manner as the probability distribution function PC(b) described above.
ここで、車両10の周辺の右側車線701b上に他の車両が存在しない場合、第2車線変更成功度Q2および第3車線変更成功度Q3は、共に1に近い値となるので、期待度Eは、第1車線変更成功度Q1によりほぼ決定される。
Here, when there is no other vehicle on the right lane 701b around the vehicle 10, both the second lane change success rate Q2 and the third lane change success rate Q3 are close to 1. is substantially determined by the first lane change success rate Q1.
車両制御部36は、位置決定時刻における車両10の位置と、車両速度及びヨーレートと、通知された運転計画(車線変更計画を含む)とに基づいて、車両10が走行予定経路に沿って走行するように車両10の各部を制御する。例えば、車両制御部36は、通知された運転計画、および、車両10の現在の車両速度及びヨーレートに従って、車両10の操舵角、加速度および角加速度を求め、その操舵角、加速度および角加速度となるように、操舵量、アクセル開度またはブレーキ量を設定する。そして車両制御部36は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両10の操舵輪を制御するアクチュエータ(図示せず)へ出力する。また、車両制御部36は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両10のエンジンの燃料噴射装置(図示せず)へ出力する。あるいは、車両制御部36は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両10のブレーキ(図示せず)へ出力する。
The vehicle control unit 36 causes the vehicle 10 to travel along the planned travel route based on the position of the vehicle 10 at the position determination time, the vehicle speed and yaw rate, and the notified driving plan (including the lane change plan). Each part of the vehicle 10 is controlled as follows. For example, the vehicle control unit 36 obtains the steering angle, acceleration, and angular acceleration of the vehicle 10 according to the notified driving plan and the current vehicle speed and yaw rate of the vehicle 10, and obtains the steering angle, acceleration, and angular acceleration. The steering amount, accelerator opening, or brake amount is set as follows. The vehicle control unit 36 then outputs a control signal corresponding to the set steering amount to an actuator (not shown) that controls the steered wheels of the vehicle 10 . Further, the vehicle control unit 36 obtains the fuel injection amount according to the set accelerator opening, and outputs a control signal corresponding to the fuel injection amount to the fuel injection device (not shown) of the engine of the vehicle 10 . Alternatively, the vehicle control unit 36 outputs a control signal corresponding to the set brake amount to the brake (not shown) of the vehicle 10 .
車両制御部36は、運転計画が車線変更するための目標軌跡および目標車両速度の集合を含む場合、車線変更を行うように車両10の走行動作を制御する。
When the driving plan includes a set of target trajectories and target vehicle speeds for changing lanes, the vehicle control unit 36 controls the traveling operation of the vehicle 10 to change lanes.
図9は、プロセッサ23により実行される、車線変更を含む車両制御処理の動作フローチャートである。なお、以下に示される動作フローチャートにおいて、ステップS904~S907の処理が車線変更を行うことが必要と判定された場合の車両制御処理に対応する。
FIG. 9 is an operation flowchart of vehicle control processing including lane change executed by the processor 23 . In the operation flowchart shown below, the processing of steps S904 to S907 corresponds to the vehicle control processing when it is determined that it is necessary to change lanes.
まず、ナビゲーション装置8は、ナビゲーション用地図情報と、車両10の目的地と、車両10の現在位置とに基づいて、車両10の現在位置から目的地までの走行予定経路を生成する(ステップS901)。
First, the navigation device 8 generates a planned travel route from the current position of the vehicle 10 to the destination based on the navigation map information, the destination of the vehicle 10, and the current position of the vehicle 10 (step S901). .
次に、プロセッサ23の位置推定部31は、位置決定時刻ごとに車両10の推定位置および推定方位角を求める(ステップS902)。
Next, the position estimation unit 31 of the processor 23 obtains the estimated position and the estimated azimuth angle of the vehicle 10 at each position determination time (step S902).
次に、プロセッサ23の物体検出部32は、カメラ2により生成された画像および距離画像に基づいて、車両10の周囲の他の物体を検出する(ステップS903)。
Next, the object detection unit 32 of the processor 23 detects other objects around the vehicle 10 based on the image generated by the camera 2 and the range image (step S903).
次に、プロセッサ23の走行車線計画部33は、走行予定経路の運転区間において、車両10が走行する道路内の車線を選択して、走行車線計画を生成する。また、走行車線計画部33は、走行予定経路の運転区間において、地図情報と、走行予定経路と、車両10の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、車線変更を行うことの要否を判定する。走行車線計画部33は、車線変更を必要と判定した場合、この車線変更を行うことを含むように走行車線計画を生成する(ステップS904)。
Next, the travel lane planning unit 33 of the processor 23 selects a lane in the road on which the vehicle 10 travels in the driving section of the planned travel route and generates a travel lane plan. In addition, the driving lane planning unit 33 changes lanes in the driving section of the planned driving route based on the map information, the planned driving route, the current position of the vehicle 10, the surrounding environment information, and the vehicle state information. determine whether or not it is necessary. When the driving lane planning unit 33 determines that the lane change is necessary, the driving lane planning unit 33 generates the driving lane plan so as to include the lane change (step S904).
次に、プロセッサ23の運転計画部34は、走行車線計画と、車両10の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の区間内において車両10が走行する車線を定める運転計画を生成する(ステップS905)。運転計画部34は、車線変更を行うことが必要と判定された場合、車線変更を含む運転計画を生成する。
Next, the operation planning unit 34 of the processor 23 determines the lane in which the vehicle 10 travels within a predetermined section based on the driving lane plan, the current position of the vehicle 10, the surrounding environment information, and the vehicle state information. A driving plan is generated (step S905). The driving plan unit 34 generates a driving plan including the lane change when it is determined that it is necessary to change the lane.
次に、プロセッサ23の運転計画部34は、車線変更を行うことが必要と判定された場合、判定が行われた位置から所定の距離以内に、車両10の走行動作を制御する車両制御部を用いて車線変更を行うように車両10の走行動作を制御すると共に、車線変更が実施可能でないことの程度を示す評価値を求め、この評価値が所定の閾値以上の場合には、車両10の制御を自動制御から手動制御へ変更する要求を、GUI6を介してドライバへ通知する(ステップS906)。
Next, when it is determined that it is necessary to change lanes, the operation planning unit 34 of the processor 23 moves the vehicle control unit that controls the running operation of the vehicle 10 within a predetermined distance from the position where the determination is made. In addition to obtaining an evaluation value indicating the extent to which lane change is not possible, if the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold, the vehicle 10 A request to change control from automatic control to manual control is sent to the driver via GUI 6 (step S906).
以上に説明してきたように、この車両制御装置は、車線変更を行うことが必要と判定した場合、所定の距離以内または所定の時間内に、車線変更を試みるように車両の動作を制御する。車両制御装置は、車線変更ができないと判定した場合、車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、通知部を介してドライバへ通知する。これにより、ドライバは、車両が自動制御で車線変更ができないことを把握できる。ドライバは、必要に応じて、手動制御で車両を操作して予定されていた車線変更を行うことができる。また、車両制御装置は、所定の距離以内または所定の時間内に車線変更ができないと判定するので、ドライバは、余裕を持って手動制御で車両を操作して車線変更が行えるように、車両制御装置からの通知を受け取ることができる。
As described above, when the vehicle control device determines that it is necessary to change lanes, it controls the operation of the vehicle so as to attempt to change lanes within a predetermined distance or within a predetermined time. When the vehicle control device determines that the lane cannot be changed, the vehicle control device notifies the driver of a control change request for changing the control of the vehicle from automatic control to manual control via the notification unit. This allows the driver to understand that the vehicle cannot change lanes under automatic control. If desired, the driver can steer the vehicle under manual control to make scheduled lane changes. In addition, since the vehicle control device determines that the lane cannot be changed within a predetermined distance or within a predetermined time, the driver should manually operate the vehicle with enough time to change the lane. You can receive notifications from your device.
次に、上述した実施形態の変型例を、以下に説明する。本変型例では、プロセッサ23の走行車線計画部33が生成した走行車線計画に基づいて、運転計画部34が、車線変更を行うことが必要と判定が行われた位置から車線変更完了予定時間(所定の時間)内に、車両制御部36を用いて車線変更を行うように、車線変更を含む運転計画を生成する。
Next, modified examples of the above-described embodiment will be described below. In this modification, based on the driving lane plan generated by the driving lane planning unit 33 of the processor 23, the operation planning unit 34 determines that the lane change is necessary from the position at which the lane change completion scheduled time ( A driving plan including a lane change is generated so that the vehicle control unit 36 is used to change the lane within a predetermined time.
まず、走行車線計画部33は、車両10が自動制御で車線変更を行うことを中止する車線変更中止位置を車両10が走行する車線上に決定する。
First, the driving lane planning unit 33 determines a lane change stop position where the vehicle 10 stops changing lanes by automatic control on the lane in which the vehicle 10 travels.
走行車線計画部33は、車線変更完了予定時間を、車線変更中止位置と、車両10の現在位置と車両10の車両速度とに基づいて決定してもよい。例えば、走行車線計画部33は、車線変更完了予定時間を、車両10の現在位置と車線変更中止位置との間の距離を車両10の車両速度で割った値としてもよい。走行車線計画部33は、車両10の車両速度を、直近の所定の時間(例えば、1秒~3秒)の平均速度として求めてもよい。
The travel lane planning unit 33 may determine the lane change completion scheduled time based on the lane change stop position, the current position of the vehicle 10 and the vehicle speed of the vehicle 10 . For example, the lane change planning unit 33 may set the estimated lane change completion time to a value obtained by dividing the distance between the current position of the vehicle 10 and the lane change stop position by the vehicle speed of the vehicle 10 . The driving lane planning unit 33 may obtain the vehicle speed of the vehicle 10 as an average speed over a recent predetermined time period (for example, 1 to 3 seconds).
運転計画部34は、車線変更を行うことが必要と判定された時点からの経過した時間を評価値として求めて、この経過した時間が車線変更完了予定時間を超えた場合、車両の制御を自動制御から手動制御へ変更する制御変更要求を、GUI6を介してユーザへ通知する。
The operation planning unit 34 obtains the elapsed time from the point at which it is determined that it is necessary to change the lane as an evaluation value, and when the elapsed time exceeds the lane change completion scheduled time, automatically controls the vehicle. The user is notified via the GUI 6 of a control change request to change from control to manual control.
また、プロセッサ23の走行車線計画部33は、車線変更を行う必要があると判定した場合、車線変更を行う予定であることを、GUI6を介してドライバへ通知してもよい。例えば、走行車線計画部33は、上述した図4~図6に示す車線変更を含む走行車線計画を、GUI6に表示することにより、車線変更を行う予定であることをドライバへ通知する。これにより、ドライバは、車両10の将来の経路に関する情報として、車両10が現在走行している道路から分岐先の他の道路へ退出するために車線変更を行う予定であること(図4の例)、車両10が右折するために車線変更を行う予定であること(図5の例)、または、車両10が他の車両を追い越すために車線変更を行う予定であること(図6の例)などを把握できる。なお、走行車線計画部33は、スピーカ(図示しない)などの音響出力装置(通知部の一例である)を用いて、車線変更を行う予定であることを音声によりドライバへ通知してもよい。
Further, when the driving lane planning unit 33 of the processor 23 determines that it is necessary to change the lane, it may notify the driver via the GUI 6 that the lane change is scheduled. For example, the driving lane planning unit 33 notifies the driver that the lane change is scheduled by displaying the driving lane plan including the lane changes shown in FIGS. 4 to 6 on the GUI 6 . As a result, the driver, as information about the future route of the vehicle 10, is planning to change lanes in order to exit the road on which the vehicle 10 is currently traveling to another road at the branch destination (example in FIG. 4). ), that the vehicle 10 is scheduled to change lanes to make a right turn (example in FIG. 5), or that the vehicle 10 is scheduled to change lanes to overtake another vehicle (example in FIG. 6). etc. can be understood. Note that the lane planning unit 33 may notify the driver of the planned lane change by voice using an audio output device (an example of the notification unit) such as a speaker (not shown).
また、プロセッサ23の走行車線計画部33は、車線変更を行う予定であることをドライバへ通知するのと共に、車線変更を行うことを承認するか否かについて、GUI6に表示してドライバへ尋ねてもよい。走行車線計画部33は、ドライバがGUI6を操作することにより、ドライバの回答を入力する。走行車線計画部33は、ドライバが車線変更を行うこと承認した場合、車線変更を含む走行車線計画を生成し、ドライバが車線変更を行うこと承認しない場合、車線変更を含まない走行車線計画を生成する。
In addition, the driving lane planning unit 33 of the processor 23 notifies the driver that the lane change is scheduled, and displays on the GUI 6 to ask the driver whether or not to approve the lane change. good too. The driving lane planning unit 33 inputs the driver's answer by operating the GUI 6 by the driver. The driving lane plan unit 33 generates a driving lane plan including the lane change when the driver approves the lane change, and generates a driving lane plan not including the lane change when the driver does not approve the lane change. do.
本発明では、上述した実施形態の車両制御装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
In the present invention, the vehicle control device of the embodiment described above can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、車線変更完了予定距離が、車両の位置と車線変更中止位置とに基づいて求められていたが、この車線変更完了予定距離の求め方は、特に制限されない。また、車線変更完了予定時間が、車線変更中止位置と、車両の位置と車両の車両速度とに基づいて求められていたが、この車線変更完了予定時間の求め方は、特に制限されない。
For example, in the above-described embodiment, the expected lane change completion distance is obtained based on the vehicle position and the lane change stop position, but the method of obtaining the expected lane change completion distance is not particularly limited. In addition, although the lane change completion time is obtained based on the lane change stop position, the position of the vehicle, and the vehicle speed, the method of obtaining the lane change completion time is not particularly limited.
また、車線変更が成功する期待度を算出する方法は、上述した実施形態に限定されない。例えば、期待度算出部は、期待度を算出するために、移動先の車線の直近(例えば、数分間)の平均車間距離をさらに用いてもよい。また、期待度算出部は、期待度を算出するために、移動先の車線を走行する他の車両の直近(例えば、数分間)の速度分布と、車両速度との関係をさらに用いてもよい。
Also, the method of calculating the degree of expectation that the lane change will be successful is not limited to the above-described embodiment. For example, the degree-of-expectation calculation unit may further use an average inter-vehicle distance in the immediate vicinity (for example, several minutes) of the destination lane in order to calculate the degree of expectation. In addition, in order to calculate the degree of expectation, the degree-of-expectation calculation unit may further use the relationship between the speed distribution of other vehicles traveling in the destination lane in the immediate vicinity (for example, several minutes) and the speed of the vehicle. .