JP7385774B2 - 車両制御システム、外界認識装置、および、車両制御方法 - Google Patents
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Description
制御対象40は、車両100に搭載したデバイスやシステムであり、外界認識装置10の出力に基づいて運転支援や自動運転を実行する際の制御対象物である。たとえば、運転支援の内容が、危険や異常を運転者に警報するアラート機能であれば、液晶表示器やスピーカーなどが制御対象40であり、衝突回避のための減速停止機能であれば、ブレーキシステムが制御対象40である。また、運転支援が、走行中の車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止機能であれば、ステアリングシステムが制御対象40である。
精度優先制御部20は、各外界センサの検知情報への反応が多少遅延しても処理結果に与える影響が小さい制御処理を実行する処理部である。たとえば、先行車との車間距離を略一定に保ちながら追従走行するアダプティブクルーズコントロール(ACC)や、走行中に車線を逸脱することを防ぐ車線逸脱防止支援などに代表される、継続的で比較的単調な、快適性・利便性向上のための制御を実行とする、快適性・利便性向上システムが該当する。なお、精度優先制御部20は、具体的には、ECU(Electronic Control Unit)により実現されるものである。
応答優先制御部30は、各外界センサの検知情報への反応が遅延すると処理結果に与える影響が大きい制御処理を実行する処理部である。たとえば、歩行者が路上に飛び出すなど、危機的な走行状況下において運転者をサポートし、事故回避や事故影響の軽減のための制御を実行する、安全システムが該当する。なお、応答優先制御部30は、具体的には、ECU(Electronic Control Unit)により実現されるものである。
上記したように、図2の外界認識装置10は、2種3個の外界センサA1、A2、Bに加え、センサフュージョン処理部1、コントローラ2を備えている。
図3は、センサフュージョン処理部1の第一構成例を表している。ここに例示するセンサフュージョン処理部1は、3個の外界センサA1、A2、Bに対応し、3個の時刻同期処理部11(11A1、11A2、11B)と、それらの出力を統合する統合処理部12を備えている。
図4はセンサフュージョン処理部1の第二構成例を表している。図3では、時刻同期処理部11の処理前の検知情報を速報情報Ifとして出力したが、図4のセンサフュージョン処理部1では、時刻同期処理部11の処理後の同期後情報Isを速報情報Ifとして出力する。この場合、速報情報Ifは、統合情報Iiよりも、統合処理部12の処理で統合処理対象のうち最も遅延量が大きいものに律速されて加わる遅延量の分だけ早いタイミングで結果を得られるので、図4においても、速報情報Ifは、統合情報Iiに比べ、遅延による影響が大きい応答優先制御部30での利用に適した情報となる。
図5はセンサフュージョン処理部1の第三構成例を表している。図2では、2種3個の外界センサA1、A2、Bを利用した外界認識装置10を例示したが、外界認識装置10で利用する外界センサの種数数や、各外界センサの個数はこの例に限定されない。
図6は、コントローラ2による応答優先制御部30の起動と停止の処理フローの一例である。ここでは、精度優先制御部20が常時起動しているのに対し、応答優先制御部30は、直近に危険が生じるおそれが大きいと判断される場合にのみ起動するものとする。また、応答優先制御部30の起動遅延を低減するために、応答優先制御部30の起動の要否の判断には速報情報Ifを参照するものとする。
図8は本実施例のセンサフュージョン処理部1Aの第一構成例を表す。実施例1のセンサフュージョン処理部1の第一構成例(図3)では、時刻同期処理部11の処理前の検知情報を速報情報Ifとして出力したが、図8のセンサフュージョン処理部1Aでは、さらに、時刻同期処理部11の処理後の検知情報を同期後情報Isとして出力する。このようにして得た同期後情報Isは、信頼性は速報情報Ifと同等であり、サンプリング時刻は統合情報Iiと同一の検知情報である。
図9は本実施例のセンサフュージョン処理部1Aの第二構成例を表す。実施例1のセンサフュージョン処理部1の第二構成例(図4)では、時刻同期処理部11の処理後の検知情報を速報情報Ifとして出力したが、図9のセンサフュージョン処理部1Aでは、さらに、時刻同期処理部11の処理後の検知情報を同期後情報Isとしても出力する。このようにして得た同期後情報Isは、速報情報Ifと同等であり、サンプリング時刻は統合情報Iiと同一の検知情報である。
図10は本実施例のセンサフュージョン処理部1Aの第三構成例を表す。実施例1のセンサフュージョン処理部1の第三構成例(図5)では、センサ方式内統合処理部14A、14B、14Cの処理後の検知情報を速報情報Ifとして出力したが、図10のセンサフュージョン処理部1Aでは、さらに、センサ方式間時刻同期部15A、15B、15Cの処理後の検知情報を同期後情報Isとして出力する。このようにして得た同期後情報Isは、信頼性は速報情報Ifと同等であり、サンプリング時刻は統合情報Iiと同一の検知情報である。
図11は、分布情報生成部3の構成例である。ここに示す分布情報生成部3は、自車を中心とする小領域ごとに、統合情報Iiと同期後情報Isの相関係数を求めるための分布情報Id(中間処理値)を求めるものである。この図では、簡単のため、距離と角度の2要素の組み合わせた小領域毎に相関関係を求める分布情報生成部3を例示しているが、距離と角度と速度の3要素の組み合わせ毎に、相関関係を求めても良く、その場合は、後述する分類部や算出ユニットを要素の組み合わせの数に応じて増やせば良い。
<コントローラ2A>
コントローラ2Aは、分布情報生成部3から入力される分布情報Idを用いて、距離情報と角度情報に関する同期後情報Isと統合情報Iiの相関係数を求める。相関関係を算出する数式は、式1および式2で記述され、式中の各要素にE[R1]算出部33aからE[θ1・θ2]算出部33hで求めた各値を代入することで、相関関係を算出することができる。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、IIカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (10)
- 車両の周囲の物標を検知する外界認識装置と、
該外界認識装置から供給された統合情報に基づいて車載制御対象を制御する精度優先制御部と、
前記外界認識装置から供給された速報情報に基づいて車載制御対象を制御する応答優先制御部と、
を具備する車両制御システムであって、
前記外界認識装置は、
前記物標を検知し第一検知情報を出力する第一方式センサと、
前記物標を検知し第二検知情報を出力する、前記第一方式センサより検知情報の出力に要する遅延時間の大きい第二方式センサと、
前記第一検知情報および前記第二検知情報に基づいて前記統合情報および前記速報情報を生成するセンサフュージョン処理部と、
前記速報情報に基づいて前記応答優先制御部の起動指令を生成するコントローラと、
を具備し、
前記外界認識装置は、更に分布情報生成部と検知情報選択部を有しており、
前記センサフュージョン処理部は、前記第一検知情報または前記第二検知情報を前記統合情報と同一のサンプリング時刻となるようにリサンプリングした同期後情報を生成し、
前記分布情報生成部は、前記統合情報と前記同期後情報の相関関係を求めるための分布情報を生成し、
前記コントローラは、前記分布情報に基づいて、前記統合情報と前記同期後情報の相関関係を求め、
前記検知情報選択部は、
前記相関関係が大きい場合は、前記速報情報を前記応答優先制御部に供給し、
前記相関関係が小さい場合は、前記統合情報を前記応答優先制御部に供給することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記センサフュージョン処理部は、
同一時刻の前記第一検知情報と前記第二検知情報を出力する時刻同期処理部を有しており、
該時刻同期処理部の処理前の前記第一検知情報または前記第二検知情報を出力することで前記速報情報を生成するとともに、
前記時刻同期処理部の処理後の前記第一検知情報と前記第二検知情報を統合することで前記統合情報を生成することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記センサフュージョン処理部は、
同一時刻の前記第一検知情報と前記第二検知情報を出力する時刻同期処理部を有しており、
該時刻同期処理部の処理後の前記第一検知情報または前記第二検知情報を出力することで前記速報情報を生成するとともに、
前記時刻同期処理部の処理後の前記第一検知情報と前記第二検知情報を統合することで前記統合情報を生成することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記外界認識装置は、
複数の前記第一方式センサと複数の前記第二方式センサを有しており、
前記センサフュージョン処理部は、
複数の前記第一方式センサが出力した複数の前記第一検知情報を統合する第一方式内統合処理部と、
複数の前記第二方式センサが出力した複数の前記第二検知情報を統合する第二方式内統合処理部と、
前記第一方式内統合処理部と前記第二方式内統合処理部の出力を統合する方式間統合処理部と、
を更に具備することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項4に記載の車両制御システムにおいて、
前記センサフュージョン処理部は、
前記第一方式内統合処理部または前記第二方式内統合処理部の出力を前記速報情報とするとともに、
前記第一方式内統合処理部と前記第二方式内統合処理部の出力を統合することで前記統合情報を生成することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記外界認識装置は、更に速報情報補正部を有しており、
前記分布情報生成部は、前記統合情報と前記同期後情報の回帰直線を求め、
前記速報情報補正部は、前記回帰直線の特性に基づき前記速報情報を補正した補正速報情報を生成して前記検知情報選択部に供給することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記コントローラは、前記統合情報に基づいて前記応答優先制御部の停止指令を生成することを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記第一方式センサはミリ波レーダであり、
前記第二方式センサは車載カメラであることを特徴とする車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムにおいて、
前記応答優先制御部は、前記速報情報に基づき、第一制御処理を実行し、
前記精度優先制御部は、前記統合情報に基づき、前記第一制御処理とは異なる第二制御処理を実行することを特徴とする外界認識装置。 - 車両の周囲の物標を検知する外界認識装置と、該外界認識装置から供給された統合情報に基づいて車載制御対象を制御する精度優先制御部と、前記外界認識装置から供給された速報情報に基づいて車載制御対象を制御する応答優先制御部と、を具備する車両における車両制御方法であって、
第一方式センサで前記物標を検知し第一検知情報を出力するステップと、
前記第一方式センサより検知情報の出力に要する遅延時間の大きい第二方式センサで前記物標を検知し第二検知情報を出力するステップと、
前記第一検知情報または前記第二検知情報を個々に出力して前記速報情報を生成するステップと、
前記第一検知情報と前記第二検知情報を統合して前記統合情報を生成するステップと、
前記速報情報に基づいて前記応答優先制御部の起動指令を生成するステップと、
前記速報情報に基づいて前記車載制御対象を制御するステップと、
を具備しており、
前記統合情報を生成するステップでは、前記第一検知情報または前記第二検知情報を前記統合情報と同一のサンプリング時刻となるようにリサンプリングした同期後情報を生成し、前記統合情報と前記同期後情報の相関関係を求めるための分布情報を生成し、
前記起動指令を生成するステップでは、前記分布情報に基づいて、前記統合情報と前記同期後情報の相関関係を求め、前記相関関係が大きい場合は、前記速報情報を前記応答優先制御部に供給し、前記相関関係が小さい場合は、前記統合情報を前記応答優先制御部に供給することを特徴とする車両制御方法。
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