JP7459445B2 - Route planning system and vehicle driving assistance system - Google Patents

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本発明は、車両の走行経路を生成する走行経路生成システム、及び走行経路に基づき車両の運転支援を行う車両運転支援システムに関する。 The present invention relates to a driving route generation system that generates a driving route for a vehicle, and a vehicle driving assistance system that provides driving assistance for the vehicle based on the driving route.

従来から、自車両の周辺の状況や自車両の状態などに基づき、自車両に走行させるための目標走行経路を設定し、この目標走行経路に基づき車両の運転支援(具体的には運転アシスト制御や自動運転制御)を行う技術が開発されている。例えば、特許文献1及び2には、クロソイド曲線を利用して目標走行経路を設定する技術が開示されている。 Conventionally, a target driving route for the own vehicle is set based on the surrounding conditions of the own vehicle and the state of the own vehicle, and based on this target driving route, driving support (specifically, driving assist control) is applied to the vehicle. technology for autonomous driving and automatic driving control) is being developed. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for setting a target travel route using a clothoid curve.

特開2019-194844号公報JP 2019-194844 A 特開2018-79823号公報JP2018-79823A

一般的には、車両を安全に走行させるために、車線内において幅方向の中央に位置する中心線(車線中心線)に沿って目標走行経路が設定される。ここで、車両を交差点などで旋回させる場合、基本的には交差点内には車線が明確に規定されていないので、次のように、目標走行経路を設定するための車線中心線が規定されると考えられる。すなわち、旋回前の直線の走行路の車線中心線に対応する直線と、旋回後の直線の走行路の車線中心線に対応する直線と、これらの直線に両端が接続され、交差点内に規定される旋回すべき走行路に対応する円弧とによって、車両を交差点で旋回させるときに目標走行経路を設定するための車線中心線が規定されると考えられる。この車線中心線により設定された目標走行経路によれば、車両を安全に旋回させることができる。しかしながら、車線中心線における直線と円弧の接続部において経路が不連続となるため、旋回時にスムーズな車両挙動を実現し難い。 In general, in order to allow a vehicle to travel safely, a target driving path is set along a center line (lane center line) located in the center of the width direction of a lane. Here, when a vehicle is turned at an intersection, etc., since lanes are not clearly defined within the intersection, the lane center line for setting the target driving path is considered to be defined as follows. That is, the lane center line for setting the target driving path when the vehicle is turned at an intersection is considered to be defined by a straight line corresponding to the lane center line of the straight driving path before turning, a straight line corresponding to the lane center line of the straight driving path after turning, and an arc corresponding to the driving path to be turned that is defined within the intersection and has both ends connected to these straight lines. According to the target driving path set by this lane center line, the vehicle can be turned safely. However, since the path is discontinuous at the connection between the straight line and the arc on the lane center line, it is difficult to achieve smooth vehicle behavior when turning.

一方で、クロソイド曲線(例えば上記の特許文献1及び2参照)に沿って車両を旋回させると、スムーズな車両挙動を実現することができる。これは、クロソイド曲線は、一定の角速度でステアリングホイールを回すときに車両が描く軌跡となるからである。したがって、車両を交差点などで旋回させる場合には、クロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定すればよいと考えられる。しかしながら、スムーズな車両挙動を優先して、上記したような車線中心線から比較的大きく逸脱したクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定すると、旋回時の安全性が確保されなくなる可能性がある。したがって、車線中心線を考慮した上で決定された適切なクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定することが望ましいと考えられる。 On the other hand, if the vehicle turns along a clothoid curve (for example, see Patent Documents 1 and 2 above), smooth vehicle behavior can be realized. This is because the clothoid curve is a trajectory drawn by the vehicle when turning the steering wheel at a constant angular velocity. Therefore, when the vehicle is to turn at an intersection or the like, it is considered that the target travel route may be set based on the clothoid curve. However, if smooth vehicle behavior is prioritized and the target travel route is set based on a clothoid curve that deviates relatively largely from the lane center line as described above, safety during turns may not be ensured. Therefore, it is considered desirable to set the target travel route based on an appropriate clothoid curve determined in consideration of the lane center line.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両が旋回する場合に、車線中心線及びクロソイド曲線に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な目標走行経路を生成することができる走行経路生成システム、及び、この目標走行経路に基づき車両の運転支援を行うことができる車両運転支援システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a driving path generation system that can generate a target driving path that can achieve safe and smooth vehicle behavior based on lane center lines and clothoid curves when the vehicle turns, and a vehicle driving assistance system that can provide vehicle driving assistance based on this target driving path.

上記の目的を達成するために、本発明は、走行経路生成システムであって、車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路情報に基づいて、走行路において車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、演算装置は、車両が旋回する場合に、走行路情報に基づき、車両が旋回する走行路に関する車線中心線の情報を取得し、取得された車線中心線上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、生成された複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と車線中心線との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出し、複数のクロソイド曲線の中で、算出された誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、決定されたクロソイド曲線に基づき、車両が旋回するときに走行させる目標走行経路を生成し、演算装置は、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合には、2つ以上のクロソイド曲線のそれぞれについて、始点付近の所定範囲における誤差積分値を算出し、2つ以上のクロソイド曲線の中で、この算出された誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a driving route generation system, comprising: a driving route information acquisition device that acquires driving route information related to a vehicle's driving route; and a calculation device configured to generate a target driving route for the vehicle to travel on the driving route based on the driving route information, wherein the calculation device acquires, when the vehicle turns, information on a lane centerline related to the driving route on which the vehicle turns based on the driving route information, generates a plurality of clothoid curves whose start points and end points are located on the acquired lane centerline, and calculates an error indicating a difference between the clothoid curve and the lane centerline for each of the generated plurality of clothoid curves. The method calculates an error integral value, which is a value obtained by integrating the entire clothoid curve, determines the clothoid curve among the multiple clothoid curves which has the smallest calculated error integral value, and generates a target driving path for the vehicle to travel when turning based on the determined clothoid curve.If there are two or more clothoid curves which have the smallest error integral value, the calculation device calculates an error integral value in a predetermined range near the starting point for each of the two or more clothoid curves, and determines the clothoid curve among the two or more clothoid curves which has the smallest calculated error integral value .

このように構成された本発明では、演算装置は、車両が旋回する走行路の車線中心線上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、複数のクロソイド曲線のそれぞれについてクロソイド曲線と車線中心線との誤差積分値を算出し、誤差積分値が最小となるクロソイド曲線(車線中心線に最も近いクロソイド曲線に相当する)に基づき、車両が旋回するときに走行させる目標走行経路を生成する。このような目標走行経路に沿って車両を走行させると、当該目標走行経路にはクロソイド曲線が適用されているので、一定の角速度でのステアリング操作により車両を旋回させることができ、旋回時にスムーズな車両挙動を実現することが可能となる。また、車線中心線上に始点及び終点が位置し、車線中心線との誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を目標走行経路に適用しているので、車線中心線からの車両の大きな逸脱を抑制することができ、旋回時の安全性を確保することができる。したがって、本発明によれば、車両が旋回するときに安全でスムーズな車両挙動を実現可能な目標走行経路を生成することができる。
また、本発明によれば、目標走行経路に沿って車両を走行させるときに正確な情報が必要となる旋回初期において、車線中心線により近いクロソイド曲線に応じた目標走行経路を適切に生成することができる。
他の観点では、本発明は、走行経路生成システムであって、車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路情報に基づいて、走行路において車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、演算装置は、車両が旋回する場合に、走行路情報に基づき、車両が旋回する走行路に関する車線中心線の情報を取得し、取得された車線中心線上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、生成された複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と車線中心線との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出し、複数のクロソイド曲線の中で、算出された誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、決定されたクロソイド曲線に基づき、車両が旋回するときに走行させる目標走行経路を生成し、演算装置は、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合には、2つ以上のクロソイド曲線の中で、車両が旋回するときの操舵角が最小となるクロソイド曲線を決定する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、操舵角が最小となるクロソイド曲線を決定するので、車両を旋回させるための目標走行経路の曲率半径が大きくなる。その結果、旋回時に車両に発生する横加速度を小さくすることができる、つまり旋回時の車両挙動を改善することができる。
In the present invention configured as described above, the arithmetic device generates a plurality of clothoid curves whose starting and ending points are located on the lane center line of the roadway on which the vehicle turns, calculates an error integral value between the clothoid curve and the lane center line for each of the plurality of clothoid curves, and generates a target driving path along which the vehicle will turn based on the clothoid curve with the smallest error integral value (corresponding to the clothoid curve closest to the lane center line). When the vehicle is caused to run along such a target driving path, since the clothoid curve is applied to the target driving path, the vehicle can be turned by steering at a constant angular velocity, and smooth vehicle behavior can be realized when turning. In addition, since the clothoid curve with the starting and ending points located on the lane center line and with the smallest error integral value with the lane center line is applied to the target driving path, it is possible to suppress a large deviation of the vehicle from the lane center line, and safety during turning can be ensured. Therefore, according to the present invention, a target driving path that can realize a safe and smooth vehicle behavior when the vehicle turns can be generated.
In addition, according to the present invention, at the beginning of a turn when accurate information is required when driving a vehicle along a target driving path, it is possible to appropriately generate a target driving path that corresponds to a clothoid curve that is closest to the lane center line.
In another aspect, the present invention is a driving route generation system, comprising: a driving route information acquisition device that acquires driving route information related to a vehicle's driving route; and a calculation device configured to generate a target driving route for the vehicle to drive on the driving route based on the driving route information, wherein the calculation device acquires information on a lane center line related to the driving route on which the vehicle turns based on the driving route information, generates a plurality of clothoid curves whose start points and end points are located on the acquired lane center line, calculates an error integral value, which is a value obtained by integrating an error indicating a difference between the clothoid curve and the lane center line over the entire clothoid curve, determines a clothoid curve among the plurality of clothoid curves for which the calculated error integral value is the smallest, and generates a target driving route for the vehicle to drive when turning based on the determined clothoid curve, and when there are two or more clothoid curves with the smallest error integral value, determines a clothoid curve among the two or more clothoid curves for which the steering angle when the vehicle turns is the smallest.
According to the present invention configured as described above, since the clothoid curve that minimizes the steering angle is determined, the radius of curvature of the target driving path for turning the vehicle is increased. As a result, the lateral acceleration generated in the vehicle during turning can be reduced, that is, the vehicle behavior during turning can be improved.

本発明において、好ましくは、演算装置により取得される車線中心線は、旋回前の直線の走行路の車線中心線である第1直線と、旋回後の直線の走行路の車線中心線である第2直線と、一端が第1直線に接続され且つ他端が第2直線に接続された、旋回すべき走行路の車線中心線に相当する円弧と、から形成され、演算装置は、始点が車線中心線の第1直線上に位置し、且つ終点が車線中心線の第2直線上に位置する複数のクロソイド曲線を生成する。
このように構成された本発明によれば、車両が旋回するときの走行路の車線中心線に応じた適切なクロソイド曲線を生成することができる。
In the present invention, preferably, the lane center lines obtained by the arithmetic device include a first straight line which is the lane center line of the straight traveling path before the turn, and a first straight line which is the lane center line of the straight traveling path after the turn. It is formed from two straight lines and an arc corresponding to the lane center line of the traveling path to be turned, which has one end connected to the first straight line and the other end connected to the second straight line, and the arithmetic device calculates the starting point from the lane. A plurality of clothoid curves are generated whose end points are located on a first straight line of the center line and whose end points are located on a second straight line of the lane center line.
According to the present invention configured in this way, it is possible to generate an appropriate clothoid curve according to the lane center line of the travel path when the vehicle turns.

本発明において、好ましくは、演算装置は、車線中心線上に始点及び終点が位置するという条件下において、クロソイド曲線の始点からの曲線長及び曲率半径を変えることにより複数のクロソイド曲線を生成する。
このように構成された本発明によれば、所望の条件を満たす複数のクロソイド曲線の候補を的確に生成することができる。
In the present invention, the calculation device preferably generates a plurality of clothoid curves by changing the curve length and the curvature radius from the starting point of the clothoid curve, under the condition that the starting point and the ending point are located on the center line of the lane.
According to the present invention configured in this manner, it is possible to accurately generate a plurality of clothoid curve candidates that satisfy desired conditions.

本発明において、好適な例では、演算装置は、車両が交差点において左折又は右折する場合に、複数のクロソイド曲線の中で誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、決定されたクロソイド曲線に基づき目標走行経路を生成するのがよい。 In a preferred example of the present invention, when a vehicle turns left or right at an intersection, the calculation device determines a clothoid curve that has the smallest error integral value among multiple clothoid curves, and generates a target driving route based on the determined clothoid curve.

他の観点では、本発明において、車両運転支援システムは、上述した走行経路生成システムによって生成された走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする。 In another aspect, in the present invention, the vehicle driving support system includes a control device configured to control the driving of the vehicle so that the vehicle travels along the travel route generated by the above-described travel route generation system. It is characterized by

本発明の走行経路生成システムによれば、車両が旋回する場合に、車線中心線及びクロソイド曲線に基づき、安全でスムーズな車両挙動を実現可能な目標走行経路を生成することができ、また、本発明の車両運転支援システムによれば、このような目標走行経路に基づき車両の運転支援を適切に行うことができる。 The driving path generation system of the present invention can generate a target driving path that can achieve safe and smooth vehicle behavior based on the lane center line and clothoid curve when the vehicle turns, and the vehicle driving assistance system of the present invention can appropriately provide vehicle driving assistance based on such a target driving path.

本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle driving assistance system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態による車線中心線の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a lane centerline according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による第1の例に係るクロソイド曲線の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a clothoid curve according to a first example of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による第2の例に係るクロソイド曲線の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a clothoid curve according to a second example of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による第3の例に係るクロソイド曲線の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a clothoid curve according to a third example of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態においてSL座標系で表されたクロソイド曲線の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a clothoid curve expressed in an SL coordinate system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による目標走行経路生成及び運転支援に係るフローチャートである。4 is a flowchart relating to target driving route generation and driving assistance according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例1によるクロソイド曲線の決定方法の説明図である。11 is an explanatory diagram of a method for determining a clothoid curve according to a first modified example of an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態の変形例2によるクロソイド曲線の決定方法の説明図である。13 is an explanatory diagram of a method for determining a clothoid curve according to a second modified example of an embodiment of the present invention. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システム及び車両運転支援システムについて説明する。 The following describes a driving route generation system and a vehicle driving assistance system according to an embodiment of the present invention, with reference to the attached drawings.

[システム構成]
まず、図1を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。
[System configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a vehicle driving support system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle driving support system to which a driving route generation system according to an embodiment of the present invention is applied.

車両運転支援システム100は、走行路において車両1に走行させるための目標走行経路を設定する走行経路生成システムとしての機能を有すると共に、車両1をこの目標走行経路に沿って走行させるように運転支援制御(運転アシスト制御や自動運転制御)を行うように構成されている。図1に示すように、車両運転支援システム100は、演算装置及び制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)10と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を有する。 The vehicle driving assistance system 100 functions as a driving route generation system that sets a target driving route for the vehicle 1 to drive on a road, and is configured to perform driving assistance control (driving assist control or automatic driving control) to drive the vehicle 1 along this target driving route. As shown in FIG. 1, the vehicle driving assistance system 100 has an ECU (Electronic Control Unit) 10 as a calculation device and control device, multiple sensors, and multiple control systems.

具体的には、複数のセンサ類には、カメラ21、レーダ22や、車両1の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ23、加速度センサ24、ヨーレートセンサ25、操舵角センサ26、アクセルセンサ27、ブレーキセンサ28が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両1の位置を検出するための測位システム29、ナビゲーションシステム30が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33が含まれている。 Specifically, the multiple sensors include a camera 21, a radar 22, a vehicle speed sensor 23 for detecting the behavior of the vehicle 1 and driving operations by the occupants, an acceleration sensor 24, a yaw rate sensor 25, a steering angle sensor 26, an accelerator sensor 27, and a brake sensor 28. Furthermore, the multiple sensors include a positioning system 29 for detecting the position of the vehicle 1, and a navigation system 30. The multiple control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.

また、他のセンサ類として、車両1に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両1の4箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両1の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。 Other sensors may include a surrounding sonar that measures the distance and position of surrounding structures relative to the vehicle 1, a corner radar that measures the proximity of surrounding structures at the four corners of the vehicle 1, and an inner camera that captures images of the interior of the vehicle 1.

ECU10は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。ECU10は、1つ以上のプロセッサ(典型的にはCPU)と、各種プログラムを記憶するメモリ(ROM、RAMなど)と、入出力装置などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ECU10は、本発明における「演算装置」及び「制御装置」の一例に相当する。 The ECU 10 executes various calculations based on signals received from a plurality of sensors, and controls the engine system, brake system, and steering system appropriately for the engine control system 31, brake control system 32, and steering control system 33, respectively. Sends a control signal to operate the device. The ECU 10 is composed of a computer including one or more processors (typically a CPU), a memory (ROM, RAM, etc.) that stores various programs, an input/output device, and the like. Note that the ECU 10 corresponds to an example of a "computation device" and a "control device" in the present invention.

カメラ21は、車両1の周囲を撮影し、画像データを出力する。ECU10は、カメラ21から受信した画像データに基づいて、対象物(例えば、先行車両(前方車両)、後続車両(後方車両)、駐車車両、歩行者、走行路、区画線(車線境界線、白線、黄線)、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等)を特定する。なお、ECU10は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。 The camera 21 photographs the surroundings of the vehicle 1 and outputs image data. Based on the image data received from the camera 21, the ECU 10 detects objects (for example, a preceding vehicle (vehicle in front), a following vehicle (vehicle in the rear), a parked vehicle, a pedestrian, a driving path, a marking line (lane boundary line, a white line), etc. , yellow lines), traffic signals, traffic signs, stop lines, intersections, obstacles, etc.). Note that the ECU 10 may acquire information about the object from outside through traffic infrastructure, inter-vehicle communication, or the like. As a result, the type, relative position, moving direction, etc. of the object are specified.

レーダ22は、対象物(特に、先行車両、後続車両、駐車車両、歩行者、走行路上の落下物等)の位置及び速度を測定する。レーダ22として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ22は、車両1の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ22は、送信波と受信波に基づいて、車両1と対象物との間の距離(例えば、車間距離)や、車両1に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ22に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。 The radar 22 measures the position and speed of objects (particularly, preceding vehicles, following vehicles, parked vehicles, pedestrians, fallen objects on the road, etc.). As the radar 22, for example, a millimeter wave radar can be used. The radar 22 transmits radio waves in the traveling direction of the vehicle 1, and receives reflected waves generated when the transmitted waves are reflected by objects. Then, the radar 22 measures the distance between the vehicle 1 and the object (for example, the inter-vehicle distance) and the relative speed of the object with respect to the vehicle 1 based on the transmitted wave and the received wave. In this embodiment, instead of the radar 22, a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like may be used to measure the distance and relative speed to the object. Further, the position and velocity measuring device may be configured using a plurality of sensors.

なお、カメラ21及びレーダ22は、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。また、「走行路情報」は、例えば、走行路の形状(直線、カーブ、カーブ曲率)、走行路幅、車線数、車線幅、標識などに規定された走行路の規制情報(制限速度など)、交差点、横断歩道等に関する情報を含んでいる。ECU10は、このような走行路情報に加えて、障害物情報に基づき、車両1に走行させるための目標走行経路を設定する。この障害物情報は、車両1の走行路上の障害物(例えば先行車両や後続車両や駐車車両や歩行者などの車両1の走行において障害となり得る対象物)の有無や、障害物の移動方向、障害物の移動速度等に関する情報を含んでいる。 Note that the camera 21 and the radar 22 correspond to an example of a "driving route information acquisition device" in the present invention. In addition, "driving road information" includes, for example, the shape of the driving road (straight line, curve, curve curvature), driving road width, number of lanes, lane width, road regulation information (speed limit, etc.) specified by signs, etc. , intersections, crosswalks, etc. In addition to such travel route information, the ECU 10 sets a target travel route for the vehicle 1 based on obstacle information. This obstacle information includes information such as the presence or absence of an obstacle on the travel path of the vehicle 1 (for example, objects that may become an obstacle to the vehicle 1, such as a preceding vehicle, a following vehicle, a parked vehicle, or a pedestrian), the moving direction of the obstacle, and the like. Contains information regarding the moving speed of obstacles, etc.

車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出する。加速度センサ24は、車両1の加速度を検出する。この加速度は、前後方向の加速度と、横方向の加速度(つまり横加速度)とを含む。なお、加速度には、速度が増加する方向の速度の変化率だけでなく、速度が減少する方向の速度の変化率(つまり減速度)も含むものとする。 Vehicle speed sensor 23 detects the absolute speed of vehicle 1. Acceleration sensor 24 detects the acceleration of vehicle 1. This acceleration includes acceleration in the longitudinal direction and acceleration in the lateral direction (that is, lateral acceleration). Note that the acceleration includes not only the rate of change in speed in the direction in which the speed increases, but also the rate of change in speed in the direction in which the speed decreases (that is, deceleration).

ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレートを検出する。操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。ECU10は、車速センサ23が検出した絶対速度、及び、操舵角センサ26が検出した操舵角に基づいて所定の演算を実行することにより、車両1のヨー角を取得することができる。アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。 Yaw rate sensor 25 detects the yaw rate of vehicle 1. The steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1. The ECU 10 can obtain the yaw angle of the vehicle 1 by executing a predetermined calculation based on the absolute speed detected by the vehicle speed sensor 23 and the steering angle detected by the steering angle sensor 26. The accelerator sensor 27 detects the amount of depression of the accelerator pedal. Brake sensor 28 detects the amount of depression of the brake pedal.

測位システム29は、GPSシステム及び/又はジャイロシステムであり、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。ナビゲーションシステム30は、内部に地図情報を格納しており、ECU10に地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。なお、ナビゲーションシステム30も、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。 The positioning system 29 is a GPS system and/or a gyro system, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information). The navigation system 30 stores map information internally and can provide the map information to the ECU 10. The ECU 10 identifies roads, intersections, traffic signals, buildings, etc. that exist around the vehicle 1 (particularly in the direction of travel) based on the map information and the current vehicle position information. The map information may be stored in the ECU 10. The navigation system 30 also corresponds to an example of a "roadway information acquisition device" in the present invention.

エンジン制御システム31は、車両1のエンジンを制御する。エンジン制御システム31は、エンジン出力(駆動力)を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。ECU10は、車両1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム31に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。 The engine control system 31 controls the engine of the vehicle 1. The engine control system 31 is a component that can adjust the engine output (driving force), and includes, for example, a spark plug, a fuel injection valve, a throttle valve, and a variable valve mechanism that changes the opening and closing timing of the intake and exhaust valves. When it is necessary to accelerate or decelerate the vehicle 1, the ECU 10 sends a control signal to the engine control system 31 to change the engine output.

ブレーキ制御システム32は、車両1のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御システム32は、ブレーキ装置の制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどを含む。ECU10は、車両1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム32に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。 The brake control system 32 controls the brake device of the vehicle 1. The brake control system 32 is a component that can adjust the braking force of the brake device, and includes, for example, a hydraulic pump and a valve unit. When it is necessary to decelerate the vehicle 1, the ECU 10 sends a control signal to the brake control system 32 to generate a braking force.

ステアリング制御システム33は、車両1のステアリング装置を制御する。ステアリング制御システム33は、車両1の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。ECU10は、車両1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム33に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。 Steering control system 33 controls the steering device of vehicle 1 . The steering control system 33 is a component that can adjust the steering angle of the vehicle 1, and includes, for example, an electric motor of an electric power steering system. When the traveling direction of the vehicle 1 needs to be changed, the ECU 10 transmits a control signal to the steering control system 33 to change the steering direction.

[目標走行経路の生成]
次に、本発明の実施形態において上述したECU10によって実行される目標走行経路の生成について説明する。ここでは、車両1が交差点で左折する場合に生成される目標走行経路について説明する。
[Generation of target driving route]
Next, a description will be given of generation of a target driving route executed by the above-described ECU 10 in the embodiment of the present invention. Here, a description will be given of a target driving route generated when the vehicle 1 turns left at an intersection.

まず、図2を参照して、車両1が交差点で左折する場合に、目標走行経路を設定するために基準として用いられる車線中心線について説明する。基本的には、車線中心線は、走行路の車線内において幅方向の中央に位置する中心線である。他方で、交差点内には車線が明確に規定されていないので、車両1が交差点で左折する走行路については、図2に示すように交差点内に車線中心線が仮想的に規定される。 First, referring to FIG. 2, we will explain the lane centerline used as a reference for setting a target driving path when vehicle 1 turns left at an intersection. Basically, the lane centerline is a centerline located in the center of the width direction within the lane of the driving path. On the other hand, since lanes are not clearly defined within an intersection, a lane centerline is virtually defined within the intersection for the driving path where vehicle 1 turns left at the intersection, as shown in FIG. 2.

図2において、直線L01(本発明における「第1直線」に相当する)は、左折前(つまり交差点への進入前)の直線の走行路の車線中心線を示し、直線L03(本発明における「第2直線」に相当する)は、左折後(つまり交差点からの脱出後)の直線の走行路の車線中心線を示している。車両1が交差点で左折する場合には、車線中心線L01の端点(終端)に一端が接続され、車線中心線L03の端点(始端)に他端が接続された円弧L02によって、交差点内に左折用の車線中心線が規定される。この車線中心線L02は、接続点P01において車線中心線L01と接続され、接続点P02において車線中心線L03と接続される。 In FIG. 2, straight line L01 (corresponding to the "first straight line" in this invention) indicates the lane centerline of the straight road before turning left (i.e., before entering the intersection), and straight line L03 (corresponding to the "second straight line" in this invention) indicates the lane centerline of the straight road after turning left (i.e., after leaving the intersection). When vehicle 1 turns left at an intersection, a lane centerline for turning left is defined within the intersection by arc L02, one end of which is connected to the end point (terminal end) of lane centerline L01 and the other end of which is connected to the end point (starting end) of lane centerline L03. This lane centerline L02 is connected to lane centerline L01 at connection point P01 and to lane centerline L03 at connection point P02.

ECU10は、このような車線中心線L01、L02、L03の情報を、上記した走行路情報取得装置からの走行路情報に基づき取得する。1つの例では、車線中心線L01、L02、L03の情報は、ナビゲーションシステム30に記憶された地図情報に含まれており、ECU10は、ナビゲーションシステム30から車線中心線L01、L02、L03の情報を取得する。他の例では、ECU10は、カメラ21などによって取得された走行路情報、具体的には走行路の形状や走行路幅や車線幅などに基づき、車線中心線L01、L02、L03を算出する。この例では、ECU10は、車線中心線L01、L02、L03を算出するに当たって、ナビゲーションシステム30に記憶された地図情報を適宜用いてもよい。また、ECU10は、直線の車線中心線L01、L03をナビゲーションシステム30から取得し、円弧の車線中心線L02を算出してもよい。 The ECU 10 acquires information on the lane center lines L01, L02, and L03 based on the traveling route information from the aforementioned traveling route information acquisition device. In one example, information about lane center lines L01, L02, and L03 is included in map information stored in navigation system 30, and ECU 10 receives information about lane center lines L01, L02, and L03 from navigation system 30. get. In another example, the ECU 10 calculates the lane center lines L01, L02, and L03 based on the driving path information acquired by the camera 21 or the like, specifically, the shape of the driving path, the driving path width, the lane width, and the like. In this example, the ECU 10 may use map information stored in the navigation system 30 as appropriate when calculating the lane center lines L01, L02, and L03. Further, the ECU 10 may obtain the straight lane center lines L01 and L03 from the navigation system 30 and calculate the arc lane center line L02.

ここで、車両1を交差点で左折させる場合に、上記の車線中心線L01、L02、L03を繋げた車線中心線L0を目標走行経路として設定して、この目標走行経路に沿って車両1を走行させるように運転支援(自動運転や運転アシスト)を行うことが考えられる。こうして車線中心線L0により設定された目標走行経路によれば、車両1を安全に左折させることができる。しかしながら、車線中心線L0における直線L01、L03と円弧L02との接続点P01、P02において経路が不連続となるため、左折時にスムーズな車両挙動を実現し難い。 When vehicle 1 turns left at an intersection, it is conceivable to set lane center line L0, which connects lane center lines L01, L02, and L03, as a target driving route, and perform driving assistance (automatic driving or driving assistance) to drive vehicle 1 along this target driving route. According to the target driving route set by lane center line L0 in this way, vehicle 1 can turn left safely. However, since the route becomes discontinuous at connection points P01 and P02 between straight lines L01 and L03 and arc L02 on lane center line L0, it is difficult to achieve smooth vehicle behavior when turning left.

したがって、本実施形態では、交差点での左折時にスムーズな車両挙動が実現されるように、クロソイド曲線(一定の角速度でステアリングホイールを回すときに車両1が描く軌跡に相当する)を利用して、車両1を交差点で左折させるときに適用する目標走行経路を設定する。ここで、スムーズな車両挙動を優先して、車線中心線L0から比較的大きく逸脱したクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定すると、左折時の安全性が確保されなくなる可能性がある。したがって、本実施形態では、上記の車線中心線L0を考慮した上で決定された適切なクロソイド曲線に基づき、目標走行経路を設定することとした。 Therefore, in this embodiment, a clothoid curve (corresponding to the path that vehicle 1 traces when the steering wheel is turned at a constant angular velocity) is used to set a target driving route to be applied when vehicle 1 turns left at an intersection, so that smooth vehicle behavior is achieved when turning left at an intersection. Here, if the target driving route is set based on a clothoid curve that deviates relatively significantly from the lane center line L0, prioritizing smooth vehicle behavior, there is a possibility that safety during left turns will not be ensured. Therefore, in this embodiment, the target driving route is set based on an appropriate clothoid curve determined after taking into account the above-mentioned lane center line L0.

具体的には、本実施形態では、ECU10は、車線中心線L0上に始点及び終点が位置するクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定する。詳しくは、ECU10は、車線中心線L0の直線部分である車線中心線L01、L03上に始点及び終点がそれぞれ位置するクロソイド曲線を用いる。換言すると、ECU10は、車線中心線L0における車線中心線L01、L02の接続点P01よりも手前に始点が位置し、且つ車線中心線L0における車線中心線L02、L03の接続点P02よりも後ろに終点が位置するクロソイド曲線を用いる。 Specifically, in this embodiment, the ECU 10 sets the target travel route based on a clothoid curve whose starting point and end point are located on the lane center line L0. Specifically, the ECU 10 uses a clothoid curve whose starting point and end point are respectively located on lane center lines L01 and L03, which are straight portions of lane center line L0. In other words, the ECU 10 has a starting point located before the connecting point P01 of the lane center lines L01 and L02 on the lane center line L0, and behind the connecting point P02 of the lane center lines L02 and L03 on the lane center line L0. A clothoid curve is used where the end point is located.

また、本実施形態では、ECU10は、上記のような車線中心線L0上に始点及び終点が位置するという条件下において、クロソイド曲線の始点からの曲線長L及び曲率半径Rを様々に変えることで複数のクロソイド曲線を生成し、これら複数のクロソイド曲線の中で車線中心線L0に最も近いクロソイド曲線を決定し、このクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定する。詳しくは、ECU10は、複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と車線中心線L0との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出し、複数のクロソイド曲線の中で誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、このクロソイド曲線に基づき目標走行経路を設定する。このような目標走行経路に基づき、車両1を交差点で左折させるように運転支援を行うと、安全でスムーズな車両挙動を実現可能となる。 In this embodiment, under the condition that the start and end points are located on the lane center line L0 as described above, the ECU 10 generates multiple clothoid curves by varying the curve length L from the start point of the clothoid curve and the curvature radius R in various ways, determines the clothoid curve closest to the lane center line L0 among the multiple clothoid curves, and sets the target driving route based on this clothoid curve. In detail, the ECU 10 calculates an error integral value, which is a value obtained by integrating the error indicating the difference between the clothoid curve and the lane center line L0 over the entire clothoid curve, for each of the multiple clothoid curves, determines the clothoid curve with the smallest error integral value among the multiple clothoid curves, and sets the target driving route based on this clothoid curve. If driving assistance is provided to turn left at an intersection based on such a target driving route, safe and smooth vehicle behavior can be achieved.

なお、クロソイド曲線は、一般的に、始点からの曲線長L、曲率半径R、及びクロソイドパラメータAに基づき、「RL=A2」という式で表される。この式より、始点からの曲線長L及び曲率半径Rを設定すると、クロソイドパラメータAが決まってクロソイド曲線が特定されることとなる。 Note that the clothoid curve is generally expressed by the formula "RL=A 2 " based on the curve length L from the starting point, the radius of curvature R, and the clothoid parameter A. From this equation, when the curve length L and the radius of curvature R from the starting point are set, the clothoid parameter A is determined and the clothoid curve is specified.

次に、図3乃至図5を参照して、車両1を交差点で左折させる目標走行経路を設定するためのクロソイド曲線の候補の具体例(第1の例~第3の例)について説明する。 Next, specific examples (first to third examples) of clothoid curve candidates for setting a target travel route for causing the vehicle 1 to turn left at an intersection will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

まず、図3に示すように、第1の例に係るクロソイド曲線L1は、その始点及び終点のそれぞれが車線中心線L0における接続点P01、P02に位置する。このクロソイド曲線L1の曲率半径R1は(クロソイドパラメータを「A1」とすると、曲率半径R1は「R1=A12/L」となる)、車線中心線L0の円弧部分(図2の車線中心線L02)の曲率半径R0よりもかなり小さくなる。そのため、このクロソイド曲線L1に応じた目標走行経路に基づき車両1を左折させると、車両挙動が大きくなる傾向にある。 First, as shown in Fig. 3, the start point and end point of the clothoid curve L1 in the first example are located at connection points P01 and P02 on the lane center line L0, respectively. The radius of curvature R1 of this clothoid curve L1 (if the clothoid parameter is "A1", the radius of curvature R1 is "R1 = A1 2 /L") is considerably smaller than the radius of curvature R0 of the arc portion of the lane center line L0 (lane center line L02 in Fig. 2). Therefore, when the vehicle 1 is turned left based on the target driving route corresponding to this clothoid curve L1, the vehicle behavior tends to become large.

次いで、図4に示すように、第2の例に係るクロソイド曲線L2は、その始点P21及び終点P22のそれぞれが、車線中心線L0における接続点P01、P02からかなり離れた車線中心線L0上(詳しくは図2の車線中心線L01、L03上)の場所に位置する。このクロソイド曲線L2の曲率半径R2は(クロソイドパラメータを「A2」とすると、曲率半径R2は「R2=A22/L」となる)、車線中心線L0の円弧部分(図2の車線中心線L02)の曲率半径R0と同じになっている。また、クロソイド曲線L2は、車線中心線L0との誤差E2が比較的大きくなっている。このようなクロソイド曲線L2では、その始点P21が車線中心線L0の接続点P01よりもかなり手前に位置するので、当該クロソイド曲線L2に応じた目標走行経路に基づき車両1を左折させると、車両1の旋回の開始が早まり、車両1がコースアウトする可能性がある。 Next, as shown in FIG. 4, the clothoid curve L2 according to the second example has its start point P21 and end point P22 located on the lane center line L0 ( Specifically, it is located on the lane center lines L01 and L03 in FIG. 2). The radius of curvature R2 of this clothoid curve L2 (if the clothoid parameter is "A2", the radius of curvature R2 is "R2 = A2 2 /L") is the arc portion of the lane center line L0 (the lane center line L02 in Fig. 2). ) is the same as the radius of curvature R0. Further, the clothoid curve L2 has a relatively large error E2 with respect to the lane center line L0. In such a clothoid curve L2, the starting point P21 is located considerably before the connection point P01 of the lane center line L0, so when the vehicle 1 is turned left based on the target travel route according to the clothoid curve L2, the vehicle 1 This may cause the vehicle 1 to start turning earlier, causing the vehicle 1 to go off course.

次いで、図5に示すように、第3の例に係るクロソイド曲線L3は、その始点P31及び終点P32のそれぞれが、車線中心線L0における接続点P01、P02からある程度離れた車線中心線L0上(詳しくは図2の車線中心線L01、L03上)の場所に位置する。このクロソイド曲線L3の曲率半径R3は(クロソイドパラメータを「A3」とすると、曲率半径R3は「R3=A32/L」となる)、車線中心線L0の円弧部分(図2の車線中心線L02)の曲率半径R0とほぼ同じになっている。また、クロソイド曲線L3のクロソイドパラメータA3は、図4のクロソイド曲線L2のクロソイドパラメータA2とほぼ同じになっている。他方で、クロソイド曲線L3は、車線中心線L0との誤差E3が比較的小さくなっている。詳しくは、クロソイド曲線L3と車線中心線L0との誤差E3を当該クロソイド曲線L3の全体にわたって積分した誤差積分値S3(=ΣE3)は、図4のクロソイド曲線L2と車線中心線L0との誤差E2を当該クロソイド曲線L2の全体にわたって積分した誤差積分値S2(=ΣE2)よりも小さくなっている。特に、クロソイド曲線L3は、想定される複数のクロソイド曲線の中で誤差積分値S3が最小になるものとする。したがって、このようなクロソイド曲線L3に応じた目標走行経路に基づき車両1を左折させると、安全でスムーズな車両挙動を実現することができる。 Next, as shown in Fig. 5, the clothoid curve L3 according to the third example has a start point P31 and an end point P32 each located on the lane center line L0 (specifically, on the lane center lines L01 and L03 in Fig. 2) at a certain distance from the connection points P01 and P02 on the lane center line L0. The radius of curvature R3 of this clothoid curve L3 (when the clothoid parameter is "A3", the radius of curvature R3 is "R3 = A3 2 /L") is almost the same as the radius of curvature R0 of the arc part of the lane center line L0 (the lane center line L02 in Fig. 2). The clothoid parameter A3 of the clothoid curve L3 is almost the same as the clothoid parameter A2 of the clothoid curve L2 in Fig. 4. On the other hand, the error E3 of the clothoid curve L3 with respect to the lane center line L0 is relatively small. In detail, the error integral value S3 (=ΣE3) obtained by integrating the error E3 between the clothoid curve L3 and the lane center line L0 over the entire clothoid curve L3 is smaller than the error integral value S2 (=ΣE2) obtained by integrating the error E2 between the clothoid curve L2 and the lane center line L0 in FIG. 4 over the entire clothoid curve L2. In particular, the clothoid curve L3 is assumed to have the smallest error integral value S3 among multiple assumed clothoid curves. Therefore, when the vehicle 1 is turned left based on the target driving route corresponding to such a clothoid curve L3, a safe and smooth vehicle behavior can be realized.

基本的には、ECU10は、クロソイド曲線上の複数の点と、これらクロソイド曲線上の複数の点に対応する車線中心線L0上の複数の点とのそれぞれの間の距離を誤差として算出し、算出された複数の誤差を積算することで誤差積分値を算出する。クロソイド曲線上の或る点を「Xn、Yn」と表記し、このクロソイド曲線上の点に対応する車線中心線L0上の点を「Xc、Yc」と表記すると、誤差は、「{(Xn-Xc)2+(Yn-Yc)21/2」で表される。なお、このように誤差積分値を算出する上でクロソイド曲線上及び車線中心線L0上に設定される複数の点は、例えば、横方向で見ると1cm刻みに規定され、縦方向で見ると0.5~1m刻みに規定される。 Basically, the ECU 10 calculates the distance between each of the points on the clothoid curve and the points on the lane center line L0 corresponding to the points on the clothoid curve as an error, and calculates the error integral value by integrating the calculated errors. If a point on the clothoid curve is expressed as "Xn, Yn" and a point on the lane center line L0 corresponding to the point on the clothoid curve is expressed as "Xc, Yc", the error is expressed as "{(Xn-Xc) 2+ (Yn-Yc) 2 } 1/2 ". Note that the points set on the clothoid curve and the lane center line L0 for calculating the error integral value are, for example, specified at 1 cm intervals in the horizontal direction and at 0.5 to 1 m intervals in the vertical direction.

ここで、複数のクロソイド曲線について車線中心線L0との誤差積分値を算出するに当たって、複数のクロソイド曲線を、車線中心線L0に沿った方向と車線中心線L0に直行する方向とで規定された座標系(以下では「SL座標系」と呼ぶ。)にて表してもよい。すなわち、ECU10は、一般的な横方向(x軸)及び縦方向(y軸)で規定される直交座標系(xy座標系)により表されたクロソイド曲線をSL座標系に変換して、車線中心線L0との誤差積分値を算出してもよい。なお、SL座標系において、「S」は、車線中心線L0に沿った距離を規定する「station」の座標軸を示し、「L」は、車線中心線L0からの垂直方向(横方向)の距離を規定する「lateral」の座標軸を示している。 Here, in calculating the error integral value between the plurality of clothoid curves and the lane center line L0, the plurality of clothoid curves are defined by a direction along the lane center line L0 and a direction perpendicular to the lane center line L0. It may also be expressed in a coordinate system (hereinafter referred to as "SL coordinate system"). That is, the ECU 10 converts a clothoid curve expressed by a general orthogonal coordinate system (xy coordinate system) defined in the horizontal direction (x axis) and the vertical direction (y axis) into the SL coordinate system, and determines the lane center. An error integral value with respect to line L0 may be calculated. In the SL coordinate system, "S" indicates the coordinate axis of "station" that defines the distance along the lane center line L0, and "L" indicates the distance in the vertical direction (lateral direction) from the lane center line L0. It shows the ``lateral'' coordinate axes that define .

図6を参照して、SL座標系に変換されたクロソイド曲線から車線中心線L0との誤差積分値を算出する方法について説明する。図6は、横軸(S軸)に、車線中心線L0に沿った距離(経路長)を示し、縦軸(L軸)に、車線中心線L0からの垂直方向の距離(車線中心線L0からのオフセット量)を示している。なお、車線中心線L0は、横軸(S軸)そのものに対応する。 With reference to Figure 6, a method for calculating the error integral value between the lane center line L0 and the clothoid curve converted into the SL coordinate system will be described. In Figure 6, the horizontal axis (S axis) shows the distance along the lane center line L0 (path length), and the vertical axis (L axis) shows the vertical distance from the lane center line L0 (offset amount from the lane center line L0). Note that the lane center line L0 corresponds to the horizontal axis (S axis) itself.

図6(A)は、図4のクロソイド曲線L2をSL座標系に変換したクロソイド曲線L2’を示し、図6(B)は、図5のクロソイド曲線L3をSL座標系に変換したクロソイド曲線L3’を示している。このようにSL座標系で表されたクロソイド曲線L2’、L3’と車線中心線L0との誤差積分値S2、S3は、図においてハッチングされた領域、つまりクロソイド曲線L2’、L3’と横軸(S軸)とで囲まれた領域の面積となる。ECU10は、複数のクロソイド曲線をSL座標系に変換して、SL座標系に変換された複数のクロソイド曲線と車線中心線L0に対応する横軸(S軸)とで囲まれた領域の面積を、誤差積分値として算出することができる。これにより、複数のクロソイド曲線の中で誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を容易に決定することができる。 6(A) shows a clothoid curve L2' obtained by converting the clothoid curve L2 of FIG. 4 into the SL coordinate system, and FIG. 6(B) shows a clothoid curve L3 obtained by converting the clothoid curve L3 of FIG. 5 into the SL coordinate system. ' is shown. The error integral values S2 and S3 between the clothoid curves L2' and L3' expressed in the SL coordinate system and the lane center line L0 are expressed in the hatched area in the figure, that is, between the clothoid curves L2' and L3' and the horizontal axis. This is the area of the region surrounded by (S axis). The ECU 10 converts the plurality of clothoid curves into the SL coordinate system, and calculates the area of the region surrounded by the plurality of clothoid curves converted into the SL coordinate system and the horizontal axis (S axis) corresponding to the lane center line L0. , can be calculated as an error integral value. Thereby, it is possible to easily determine the clothoid curve with the minimum error integral value among the plurality of clothoid curves.

次に、図7を参照して、本発明の実施形態による目標走行経路生成及び運転支援に係るフローチャートについて説明する。このフローチャートに係る処理は、ECU10によって所定の周期(例えば、0.05~0.2秒毎)で繰り返し実行される。 Next, a flowchart relating to target driving route generation and driving assistance according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The process according to this flowchart is repeatedly executed by the ECU 10 at a predetermined interval (e.g., every 0.05 to 0.2 seconds).

まず、ステップS1において、ECU10は、図1に示した複数のセンサ類(特にカメラ21、レーダ22、及びナビゲーションシステム30など)から各種種の情報を取得する。この場合、ECU10は、上述した走行路情報を少なくとも取得する。 First, in step S1, the ECU 10 acquires various types of information from a plurality of sensors (particularly the camera 21, the radar 22, the navigation system 30, etc.) shown in FIG. In this case, the ECU 10 acquires at least the above-mentioned traveling route information.

次いで、ステップS2において、ECU10は、ステップS1で取得された走行路情報に基づき、車両1の前方に交差点が存在するか否かを判定する。1つの例では、ECU10は、カメラ21によって撮影された車両1の前方の画像を解析することで、車両1の前方に交差点が存在するか否かを判定する。他の例では、ECU10は、ナビゲーションシステム30に記憶された車両1の周辺の地図情報を参照することで、車両1の前方に交差点が存在するか否かを判定する。この場合、ECU10は、測位システム29により検出された車両1の現在位置を用いて、車両1の現在位置周辺の地図情報をナビゲーションシステム30から取得する。若しくは、ECU10は、カメラ21によって撮影された車両1の前方の画像を解析した結果と、ナビゲーションシステム30から取得された地図情報とを照合して、車両1の現在位置を特定することで、つまり所謂マップマッチングを行うことで、車両1の現在位置周辺の地図情報をナビゲーションシステム30から取得する。 Next, in step S2, the ECU 10 determines whether an intersection exists in front of the vehicle 1 based on the travel route information acquired in step S1. In one example, the ECU 10 determines whether an intersection exists in front of the vehicle 1 by analyzing an image in front of the vehicle 1 taken by the camera 21. In another example, the ECU 10 determines whether an intersection exists in front of the vehicle 1 by referring to map information around the vehicle 1 stored in the navigation system 30. In this case, the ECU 10 uses the current position of the vehicle 1 detected by the positioning system 29 to obtain map information around the current position of the vehicle 1 from the navigation system 30 . Alternatively, the ECU 10 can identify the current position of the vehicle 1 by comparing the result of analyzing the image in front of the vehicle 1 taken by the camera 21 with the map information acquired from the navigation system 30. Map information around the current location of the vehicle 1 is acquired from the navigation system 30 by performing so-called map matching.

ステップS2の結果、ECU10は、車両1の前方に交差点が存在する場合(ステップS2:Yes)、ステップS3に進み、車両1の前方に交差点が存在しない場合(ステップS2:No)、図7に示すフローチャートに係る処理を終了する。ステップS3において、ECU10は、車両1が交差点で左折又は右折するか否かを判定する。例えば、ECU10は、現時点において設定されている目標走行経路において交差点で左折又は右折する経路が含まれている場合や、車両1のドライバが交差点で左折又は右折するためのウィンカ操作を行った場合に、車両1が交差点で左折又は右折すると判定する。 If, as a result of step S2, an intersection exists ahead of the vehicle 1 (step S2: Yes), the ECU 10 proceeds to step S3, and if an intersection does not exist ahead of the vehicle 1 (step S2: No), the ECU 10 ends the processing related to the flowchart shown in FIG. 7. In step S3, the ECU 10 determines whether the vehicle 1 will turn left or right at the intersection. For example, the ECU 10 determines that the vehicle 1 will turn left or right at the intersection if the currently set target driving route includes a route that turns left or right at the intersection, or if the driver of the vehicle 1 has operated the blinker to turn left or right at the intersection.

ステップS3の結果、ECU10は、車両1が交差点で左折又は右折する場合(ステップS3:Yes)、ステップS4に進み、車両1が交差点で左折及び右折を行わない場合(ステップS3:No)、つまり車両1が交差点で直進する場合、図7に示すフローチャートに係る処理を終了する。 As a result of step S3, if the vehicle 1 turns left or right at the intersection (step S3: Yes), the ECU 10 proceeds to step S4, and if the vehicle 1 does not turn left or right at the intersection (step S3: No), that is, When the vehicle 1 goes straight at the intersection, the process according to the flowchart shown in FIG. 7 ends.

ステップS4において、ECU10は、車両1を交差点で左折又は右折させる目標走行経路を設定するための基準となる車線中心線L0を取得する。具体的には、ECU10は、左折前又は右折前(つまり交差点への進入前)の直線の走行路の車線中心線L01と、左折後又は右折後(つまり交差点からの脱出後)の直線の走行路の車線中心線L03と、これら直線の車線中心線L01、L03の端点に両端が接続された円弧により形成され、交差点内において旋回すべき走行路の車線中心線L02と、から構成される車線中心線L0を取得する(図2参照)。1つの例では、ECU10は、ナビゲーションシステム30から車線中心線L0の情報を取得する。他の例では、ECU10は、カメラ21などによって取得された走行路情報、具体的には走行路の形状や走行路幅や車線幅などに基づき、車線中心線L0を算出する。この場合、ECU10は、車線中心線L0を算出するに当たって、ナビゲーションシステム30に記憶された地図情報を適宜用いてもよい。 In step S4, the ECU 10 acquires a lane center line L0 that is a reference for setting a target driving route for turning the vehicle 1 left or right at the intersection. Specifically, the ECU 10 acquires a lane center line L0 that is composed of a lane center line L01 of a straight driving path before turning left or right (i.e., before entering the intersection), a lane center line L03 of a straight driving path after turning left or right (i.e., after leaving the intersection), and a lane center line L02 of a driving path to be turned in the intersection that is formed by an arc whose both ends are connected to the endpoints of these straight lane center lines L01 and L03 (see FIG. 2). In one example, the ECU 10 acquires information on the lane center line L0 from the navigation system 30. In another example, the ECU 10 calculates the lane center line L0 based on driving path information acquired by the camera 21 or the like, specifically, the shape of the driving path, the driving path width, the lane width, etc. In this case, the ECU 10 may use map information stored in the navigation system 30 as appropriate when calculating the lane center line L0.

次いで、ステップS5において、ECU10は、ステップS4で取得された車線中心線L0に基づき、車両1を交差点で左折又は右折させるための目標走行経路を設定する上で候補となる複数のクロソイド曲線を生成する。具体的には、ECU10は、車線中心線L0上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成する。詳しくは、ECU10は、車線中心線L0において円弧L02の手前の直線L01上に始点が位置し、且つ車線中心線L0において円弧L02の後ろの直線L03上に終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成する。また、ECU10は、上記のような車線中心線L0上に始点及び終点が位置するという条件下において、クロソイド曲線の始点からの曲線長L及び曲率半径Rを様々に変えることにより複数のクロソイド曲線を生成する。なお、これら曲線長L及び曲率半径Rを様々に変えると、クロソイド曲線における車線中心線L0上の始点及び終点の位置が様々に変化する。 Next, in step S5, the ECU 10 generates a plurality of clothoid curves that are candidates for setting a target travel route for causing the vehicle 1 to turn left or right at the intersection, based on the lane center line L0 acquired in step S4. do. Specifically, the ECU 10 generates a plurality of clothoid curves whose start and end points are located on the lane center line L0. Specifically, the ECU 10 generates a plurality of clothoid curves whose starting point is located on the straight line L01 in front of the circular arc L02 at the lane center line L0, and whose end point is located on the straight line L03 behind the circular arc L02 at the lane center line L0. do. Further, under the condition that the starting point and the ending point are located on the lane center line L0 as described above, the ECU 10 creates a plurality of clothoid curves by variously changing the curve length L and the radius of curvature R from the starting point of the clothoid curve. generate. Note that by varying the curve length L and radius of curvature R, the positions of the starting point and ending point on the lane center line L0 of the clothoid curve will vary.

次いで、ステップS6において、ECU10は、ステップS5で生成された複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と車線中心線L0との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出する。具体的には、ECU10は、クロソイド曲線上の複数の点と、これらクロソイド曲線上の複数の点に対応する車線中心線L0上の複数の点とのそれぞれの間の距離を誤差として算出し、算出された複数の誤差を積算することで誤差積分値を算出する。なお、ECU10は、複数のクロソイド曲線をSL座標系に変換して、SL座標系に変換されたクロソイド曲線と車線中心線L0に対応する横軸(S軸)とで囲まれた領域の面積を、誤差積分値として算出してもよい(図6参照)。 Next, in step S6, the ECU 10 calculates an error integral value, which is a value obtained by integrating the error indicating the difference between the clothoid curve and the lane center line L0 over the entire clothoid curve, for each of the multiple clothoid curves generated in step S5. Specifically, the ECU 10 calculates the distance between each of the multiple points on the clothoid curve and the multiple points on the lane center line L0 corresponding to the multiple points on the clothoid curve as an error, and calculates the error integral value by integrating the multiple calculated errors. The ECU 10 may also convert the multiple clothoid curves into the SL coordinate system and calculate the area of the region surrounded by the clothoid curve converted into the SL coordinate system and the horizontal axis (S axis) corresponding to the lane center line L0 as the error integral value (see FIG. 6).

次いで、ステップS7において、ECU10は、ステップS5で生成された複数のクロソイド曲線の中で、ステップS6で算出された誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定する。そして、ECU10は、ステップS8に進み、ステップS7で決定されたクロソイド曲線に対応する走行経路を、車両1を交差点で左折又は右折させるための目標走行経路として生成する。 Next, in step S7, the ECU 10 determines, from among the multiple clothoid curves generated in step S5, the clothoid curve that minimizes the error integral value calculated in step S6. The ECU 10 then proceeds to step S8, where it generates a driving route corresponding to the clothoid curve determined in step S7 as a target driving route for turning the vehicle 1 left or right at the intersection.

次いで、ステップS9において、ECU10は、ステップS8で生成された目標走行経路に沿って車両1が走行するように、車両1の速度制御及び操舵制御を含む運転制御を実行する。具体的には、ECU10は、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32及びステアリング制御システム33のうちの少なくとも1以上に制御信号を送信して、エンジン制御、制動制御及び操舵制御の少なくとも1以上を実行する。 Next, in step S9, the ECU 10 performs driving control including speed control and steering control of the vehicle 1 so that the vehicle 1 travels along the target travel route generated in step S8. Specifically, the ECU 10 transmits a control signal to at least one of the engine control system 31, brake control system 32, and steering control system 33, and executes at least one of engine control, braking control, and steering control. do.

[作用及び効果]
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。
[Action and Effect]
Next, the operation and effects of the embodiment of the present invention will be described.

本実施形態では、ECU10は、車両1が左折又は右折する走行路の車線中心線L0上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、複数のクロソイド曲線のそれぞれについてクロソイド曲線と車線中心線L0との誤差積分値を算出し、誤差積分値が最小となるクロソイド曲線に基づき、車両1が左折又は右折するときに走行させる目標走行経路を生成する。このような目標走行経路に沿って車両1を走行させるように運転制御すると、当該目標走行経路にはクロソイド曲線が適用されているので、一定の角速度でのステアリング操作により車両1を左折又は右折させることができ、左折時又は右折時にスムーズな車両挙動を実現することが可能となる。また、車線中心線L0上に始点及び終点が位置し、車線中心線L0との誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を目標走行経路に適用しているので、車線中心線L0からの車両1の大きな逸脱を抑制することができ、左折時又は右折時の安全性を確保することができる。したがって、本実施形態によれば、車両1が左折又は右折するときに安全でスムーズな車両挙動を実現可能な目標走行経路を生成することができる。 In the present embodiment, the ECU 10 generates a plurality of clothoid curves whose starting points and end points are located on the lane center line L0 of the travel path on which the vehicle 1 turns left or right, and for each of the plurality of clothoid curves, the ECU 10 generates a plurality of clothoid curves and a lane center line. The error integral value with respect to the line L0 is calculated, and a target travel route for the vehicle 1 to travel when turning left or right is generated based on the clothoid curve with the minimum error integral value. When the vehicle 1 is controlled to travel along such a target travel route, since a clothoid curve is applied to the target travel route, the vehicle 1 is made to turn left or right by steering operation at a constant angular velocity. This makes it possible to achieve smooth vehicle behavior when turning left or right. In addition, since the starting point and the ending point are located on the lane center line L0 and a clothoid curve with the minimum error integral value with the lane center line L0 is applied to the target travel route, the vehicle 1's starting point and end point are located on the lane center line L0. Large deviations can be suppressed, and safety can be ensured when turning left or right. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to generate a target travel route that can realize safe and smooth vehicle behavior when the vehicle 1 turns left or right.

また、本実施形態では、ECU10は、左折前又は右折前の直線の走行路に対応する車線中心線L01と、左折後又は右折後の直線の走行路に対応する車線中心線L03と、両端が車線中心線L01、L03のそれぞれに接続された円弧により形成され、旋回すべき走行路に対応する車線中心線L02と、から成る車線中心線L0を用いて、始点が直線の車線中心線L01上に位置し且つ終点が直線の車線中心線L03上に位置する複数のクロソイド曲線を生成する。これにより、車両が旋回するときの走行路の車線中心線L0に応じた適切なクロソイド曲線を生成することができる。 In addition, in this embodiment, the ECU 10 generates multiple clothoid curves whose starting points are located on the straight lane centerline L01 and whose ending points are located on the straight lane centerline L03, using a lane centerline L0 consisting of a lane centerline L01 corresponding to the straight road before a left or right turn, a lane centerline L03 corresponding to the straight road after a left or right turn, and a lane centerline L02 formed by an arc with both ends connected to the lane centerlines L01 and L03, respectively, corresponding to the road on which the vehicle is to turn. This makes it possible to generate an appropriate clothoid curve according to the lane centerline L0 of the road when the vehicle is turning.

また、本実施形態では、ECU10は、車線中心線L0上に始点及び終点が位置するという条件下において、クロソイド曲線の始点からの曲線長L及び曲率半径Rを様々に変えることにより複数のクロソイド曲線を生成する。これにより、所望の条件を満たす複数のクロソイド曲線の候補を的確に生成することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the ECU 10 creates a plurality of clothoid curves by variously changing the curve length L and the radius of curvature R from the start point of the clothoid curve under the condition that the start point and the end point are located on the lane center line L0. generate. Thereby, it is possible to accurately generate a plurality of clothoid curve candidates that satisfy the desired conditions.

[変形例]
以下では、上述した実施形態の変形例について説明する。
[Modification]
Below, a modification of the above-described embodiment will be described.

(変形例1)
変形例1は、複数のクロソイド曲線のそれぞれについて車線中心線L0との誤差積分値を算出したときに、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合に、目標走行経路に適用するクロソイド曲線を決定する方法に関する。変形例1では、ECU10は、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線の始点付近の所定範囲における誤差積分値を算出し、2つ以上のクロソイド曲線の中で、この算出された誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定する。
(Variation 1)
The first modification relates to a method for determining a clothoid curve to be applied to a target driving route when there are two or more clothoid curves for which the error integral value between the lane center line L0 and each of a plurality of clothoid curves is smallest when the error integral value between each of the clothoid curves and the lane center line L0 is calculated. In the first modification, the ECU 10 calculates an error integral value in a predetermined range near the start point of the clothoid curve for each of the two or more clothoid curves for which the error integral value is smallest, and determines the clothoid curve for which the calculated error integral value is smallest among the two or more clothoid curves.

図8は、本発明の実施形態の変形例1に係る、目標走行経路に適用するクロソイド曲線の決定方法の説明図である。図8(A)及び(B)は、横軸に、車線中心線L0に沿った距離を示し、縦軸に、車線中心線L0からの垂直方向の距離を示している。また、図8(A)及び(B)は、それぞれ、SL座標系に変換されたクロソイド曲線L4、L5を示している。これらクロソイド曲線L4、L5は、それぞれの誤差積分値S4、S5が同じ値であり、この2つの誤差積分値S4、S5は、複数のクロソイド曲線から得られた誤差積分値の中で最小であるものとする。 Figure 8 is an explanatory diagram of a method for determining a clothoid curve to be applied to a target driving route according to a first modified example of an embodiment of the present invention. In Figures 8(A) and (B), the horizontal axis indicates the distance along the lane center line L0, and the vertical axis indicates the vertical distance from the lane center line L0. Also, Figures 8(A) and (B) respectively show clothoid curves L4 and L5 converted into the SL coordinate system. These clothoid curves L4 and L5 have the same error integral values S4 and S5, respectively, and these two error integral values S4 and S5 are assumed to be the smallest among the error integral values obtained from multiple clothoid curves.

この場合、変形例1においては、ECU10は、クロソイド曲線L4、L5のそれぞれについて、始点付近の所定範囲(クロソイド曲線の始点から車線中心線L0に沿った距離が「D1」以下の領域)における誤差積分値S4a、S5aを算出する。図8に示す例では、誤差積分値S5aが誤差積分値S4aよりも小さいため、ECU10は、誤差積分値S5aに対応するクロソイド曲線L5を、目標走行経路に適用するものとして決定する。このような変形例1によれば、目標走行経路に沿って車両1を走行させるときに正確な情報が必要となる旋回初期において、車線中心線L0により近いクロソイド曲線に応じた目標走行経路を適切に生成することができる。 In this case, in the first modification, the ECU 10 calculates the error integral values S4a and S5a in a predetermined range near the start point of each of the clothoid curves L4 and L5 (the region where the distance from the start point of the clothoid curve along the lane center line L0 is equal to or less than "D1"). In the example shown in FIG. 8, since the error integral value S5a is smaller than the error integral value S4a, the ECU 10 determines the clothoid curve L5 corresponding to the error integral value S5a to be applied to the target driving path. According to the first modification, at the beginning of a turn when accurate information is required to drive the vehicle 1 along the target driving path, it is possible to appropriately generate a target driving path corresponding to a clothoid curve that is closer to the lane center line L0.

(変形例2)
変形例2も、変形例1と同様に、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合に、目標走行経路に適用するクロソイド曲線を決定する方法に関する。変形例2では、ECU10は、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線の中で、車両1が旋回するときの操舵角が最小となるクロソイド曲線を決定する。
(Variation 2)
Similar to the first modification, the second modification also relates to a method for determining a clothoid curve to be applied to a target driving path when there are two or more clothoid curves that have the smallest error integral value. In the second modification, the ECU 10 determines the clothoid curve that has the smallest steering angle when the vehicle 1 turns, from among the two or more clothoid curves that have the smallest error integral value.

図9は、本発明の実施形態の変形例2に係る、目標走行経路に適用するクロソイド曲線の決定方法の説明図である。図9(A)及び(B)は、横軸に、車線中心線L0に沿った距離を示し、縦軸に、車線中心線L0からの垂直方向の距離を示している。また、図9(A)及び(B)は、それぞれ、SL座標系に変換されたクロソイド曲線L6、L7を示している。これらクロソイド曲線L6、L7は、それぞれの誤差積分値S6、S7が同じ値であり、この2つの誤差積分値S6、S7は、複数のクロソイド曲線から得られた誤差積分値の中で最小であるものとする。 FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for determining a clothoid curve applied to a target travel route according to a second modification of the embodiment of the present invention. In FIGS. 9A and 9B, the horizontal axis shows the distance along the lane center line L0, and the vertical axis shows the distance in the vertical direction from the lane center line L0. Moreover, FIGS. 9(A) and 9(B) respectively show clothoid curves L6 and L7 converted to the SL coordinate system. These clothoid curves L6 and L7 have the same error integral values S6 and S7, and these two error integral values S6 and S7 are the smallest among the error integral values obtained from a plurality of clothoid curves. shall be taken as a thing.

この場合、変形例2においては、ECU10は、2つのクロソイド曲線L6、L7のうちで、車両1が旋回するときの操舵角が小さいほうのクロソイド曲線を決定する。例えば、車両1が左旋回する場合には、車線中心線L0(横軸(S軸)そのもの)に対して左方向にシフトするクロソイド曲線L6よりも、車線中心線L0に対して右方向にシフトするクロソイド曲線L7のほうが、車両1が左旋回するときの操舵角が小さくなる。この場合には、ECU10は、クロソイド曲線L7を目標走行経路に適用するものとして決定する。これに対して、車両1が右旋回する場合には、車線中心線L0に対して右方向にシフトするクロソイド曲線L7よりも、車線中心線L0に対して左方向にシフトするクロソイド曲線L6のほうが、車両1が右旋回するときの操舵角が小さくなる。この場合には、ECU10は、クロソイド曲線L6を目標走行経路に適用するものとして決定する。このような変形例2によれば、車両1を旋回させるための目標走行経路の曲率半径が大きくなり、旋回時に車両1に発生する横加速度を小さくすることができる、つまり旋回時の車両挙動を改善することができる。 In this case, in Modification 2, the ECU 10 determines the clothoid curve with a smaller steering angle when the vehicle 1 turns, of the two clothoid curves L6 and L7. For example, when the vehicle 1 turns left, the clothoid curve L6 shifts to the right with respect to the lane center line L0, rather than the clothoid curve L6, which shifts to the left with respect to the lane center line L0 (the horizontal axis (S axis) itself). The clothoid curve L7 has a smaller steering angle when the vehicle 1 turns to the left. In this case, the ECU 10 determines that the clothoid curve L7 is to be applied to the target travel route. On the other hand, when the vehicle 1 turns to the right, the clothoid curve L6 shifts to the left with respect to the lane center line L0 rather than the clothoid curve L7 which shifts to the right with respect to the lane center line L0. In this case, the steering angle when the vehicle 1 turns to the right becomes smaller. In this case, the ECU 10 determines that the clothoid curve L6 is to be applied to the target travel route. According to such modification example 2, the radius of curvature of the target travel path for turning the vehicle 1 is increased, and the lateral acceleration generated in the vehicle 1 during the turn can be reduced, that is, the vehicle behavior during the turn can be reduced. It can be improved.

なお、誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線に関して、SL座標系に変換したクロソイド曲線が同じ方向にシフトしている場合には、車線中心線L0からのオフセット量(シフト量)が最小となるクロソイド曲線を、車両1が旋回するときの操舵角が最小となるクロソイド曲線として決定することができる。 Regarding two or more clothoid curves with the minimum error integral value, if the clothoid curves converted to the SL coordinate system are shifted in the same direction, the amount of offset (shift amount) from the lane center line L0 is The minimum clothoid curve can be determined as the clothoid curve with the minimum steering angle when the vehicle 1 turns.

(変形例3)
上記した実施形態では、車両1が交差点で左折又は右折するときに本発明を適用する例を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。本発明は、走行路上において交差点以外の場所で旋回する場合にも適用可能である。例えば、本発明は、走行路上の店舗などを利用するために車両1が右折又は左折して進入する場合にも適用可能である。
(Variation 3)
In the above embodiment, an example is shown in which the present invention is applied when the vehicle 1 turns left or right at an intersection, but the application of the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to turning at a place other than an intersection on a road. For example, the present invention can also be applied to turning right or left when the vehicle 1 enters a store or the like on the road.

(変形例4)
上記した実施形態では、「RL=A2」という式で表されたクロソイド曲線に基づき目標走行経路を生成する例を示したが、他の例では、3次関数などの式で近似されたクロソイド曲線に基づき目標走行経路を生成してもよい。また、更に他の例では、クロソイド以外の所定の緩和曲線に基づき目標走行経路を生成してもよい。例えば、この緩和曲線としては、3次曲線や、5次曲線や、種々のスプライン曲線などを用いることができる。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, an example was shown in which a target travel route is generated based on a clothoid curve expressed by the formula "RL=A 2 ", but in other examples, a clothoid curve approximated by a formula such as a cubic function is used. A target travel route may be generated based on the curve. In still another example, the target travel route may be generated based on a predetermined transition curve other than a clothoid. For example, the transition curve may be a cubic curve, a quintic curve, or various spline curves.

(変形例5)
上記した実施形態では、エンジンを駆動源とする車両1に本発明を適用する例を示したが(図1参照)、本発明は、電気モータを駆動源とする車両(電気自動車やハイブリッド車)にも適用可能である。加えて、上述した実施形態では、ブレーキ装置(ブレーキ制御システム32)により制動力を車両1に付与していたが、他の例では、電気モータの回生により制動力を車両に付与してもよい。
(Modification 5)
In the embodiment described above, an example was shown in which the present invention is applied to a vehicle 1 that uses an engine as a drive source (see FIG. 1), but the present invention also applies to a vehicle that uses an electric motor as a drive source (an electric vehicle or a hybrid vehicle). It is also applicable to In addition, in the embodiment described above, the braking force is applied to the vehicle 1 by the brake device (brake control system 32), but in other examples, the braking force may be applied to the vehicle by regeneration of the electric motor. .

1 車両
10 ECU
21 カメラ
22 レーダ
30 ナビゲーションシステム
31 エンジン制御システム
32 ブレーキ制御システム
33 ステアリング制御システム
100 車両運転支援システム(走行経路生成システム)
1 vehicle 10 ECU
21 Camera 22 Radar 30 Navigation System 31 Engine Control System 32 Brake Control System 33 Steering Control System 100 Vehicle Driving Support System (Driving Route Generation System)

Claims (6)

走行経路生成システムであって、
車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
前記走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、
前記演算装置は、
前記車両が旋回する場合に、前記走行路情報に基づき、前記車両が旋回する走行路に関する車線中心線の情報を取得し、
取得された前記車線中心線上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、
生成された前記複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と前記車線中心線との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出し、
前記複数のクロソイド曲線の中で、算出された前記誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、
決定された前記クロソイド曲線に基づき、前記車両が旋回するときに走行させる前記目標走行経路を生成し、
前記演算装置は、前記誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合には、前記2つ以上のクロソイド曲線のそれぞれについて、前記始点付近の所定範囲における前記誤差積分値を算出し、前記2つ以上のクロソイド曲線の中で、この算出された前記誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定する、ことを特徴とする走行経路生成システム。
A driving route generation system,
A road information acquisition device that acquires road information related to a road on which a vehicle is traveling;
a calculation device configured to generate a target driving route for the vehicle to travel on the driving route based on the driving route information,
The computing device includes:
When the vehicle is turning, information on a lane center line regarding the road on which the vehicle is turning is acquired based on the road information;
Generate a plurality of clothoid curves whose start points and end points are located on the acquired lane center line;
For each of the generated clothoid curves, an error integral value is calculated by integrating an error indicating a difference between the clothoid curve and the lane center line over the entire clothoid curve;
determining a clothoid curve among the plurality of clothoid curves, which minimizes the calculated error integral value;
generating the target driving path along which the vehicle is to travel when turning based on the determined clothoid curve;
The calculation device, when there are two or more clothoid curves for which the error integral value is the smallest, calculates the error integral value in a predetermined range near the starting point for each of the two or more clothoid curves, and determines the clothoid curve among the two or more clothoid curves for which the calculated error integral value is the smallest.
走行経路生成システムであって、A driving route generation system,
車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、a driving path information acquisition device that acquires driving path information regarding a driving path of a vehicle;
前記走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、a calculation device configured to generate a target driving route for the vehicle to travel on the driving route based on the driving route information,
前記演算装置は、The arithmetic device is
前記車両が旋回する場合に、前記走行路情報に基づき、前記車両が旋回する走行路に関する車線中心線の情報を取得し、When the vehicle is turning, information on a lane center line regarding the road on which the vehicle is turning is acquired based on the road information;
取得された前記車線中心線上に始点及び終点が位置する複数のクロソイド曲線を生成し、generating a plurality of clothoid curves whose start and end points are located on the acquired lane center line;
生成された前記複数のクロソイド曲線のそれぞれについて、クロソイド曲線と前記車線中心線との差分を示す誤差を当該クロソイド曲線の全体にわたって積分した値である誤差積分値を算出し、For each of the generated clothoid curves, an error integral value is calculated by integrating an error indicating a difference between the clothoid curve and the lane center line over the entire clothoid curve;
前記複数のクロソイド曲線の中で、算出された前記誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、determining a clothoid curve among the plurality of clothoid curves, which minimizes the calculated error integral value;
決定された前記クロソイド曲線に基づき、前記車両が旋回するときに走行させる前記目標走行経路を生成し、generating the target driving path along which the vehicle is to travel when turning based on the determined clothoid curve;
前記演算装置は、前記誤差積分値が最小となる2つ以上のクロソイド曲線が存在する場合には、前記2つ以上のクロソイド曲線の中で、前記車両が旋回するときの操舵角が最小となるクロソイド曲線を決定する、ことを特徴とする走行経路生成システム。The calculation device is configured to calculate, when there are two or more clothoid curves with which the error integral value is the minimum, a steering angle when the vehicle turns is the minimum among the two or more clothoid curves. A travel route generation system characterized by determining a clothoid curve.
前記演算装置により取得される前記車線中心線は、旋回前の直線の走行路の車線中心線である第1直線と、旋回後の直線の走行路の車線中心線である第2直線と、一端が前記第1直線に接続され且つ他端が前記第2直線に接続された、旋回すべき走行路の車線中心線に相当する円弧と、から形成され、
前記演算装置は、前記始点が前記車線中心線の前記第1直線上に位置し、且つ前記終点が前記車線中心線の前記第2直線上に位置する前記複数のクロソイド曲線を生成する、
請求項1又は2に記載の走行経路生成システム。
the lane center line acquired by the calculation device is formed of a first straight line which is a lane center line of a straight road before turning, a second straight line which is a lane center line of a straight road after turning, and a circular arc which corresponds to the lane center line of the road to be turned, one end of which is connected to the first straight line and the other end of which is connected to the second straight line;
The calculation device generates the plurality of clothoid curves, the start point of which is located on the first straight line of the lane center line, and the end point of which is located on the second straight line of the lane center line.
The driving route generation system according to claim 1 or 2 .
前記演算装置は、前記車線中心線上に前記始点及び前記終点が位置するという条件下において、クロソイド曲線の始点からの曲線長及び曲率半径を変えることにより前記複数のクロソイド曲線を生成する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。 The driving route generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation device generates the plurality of clothoid curves by changing a curve length and a curvature radius from a start point of the clothoid curve under the condition that the start point and the end point are located on the lane center line. 前記演算装置は、前記車両が交差点において左折又は右折する場合に、前記複数のクロソイド曲線の中で前記誤差積分値が最小となるクロソイド曲線を決定し、決定された前記クロソイド曲線に基づき前記目標走行経路を生成する、請求項1乃至のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。 The calculation device determines a clothoid curve with the minimum error integral value among the plurality of clothoid curves when the vehicle turns left or right at an intersection, and calculates the target travel based on the determined clothoid curve. The travel route generation system according to any one of claims 1 to 4 , which generates a route. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の走行経路生成システムによって生成された目標走行経路に沿って車両が走行するように、前記車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする車両運転支援システム。 A vehicle driving assistance system comprising a control device configured to drive and control a vehicle so that the vehicle travels along a target driving route generated by the driving route generation system according to any one of claims 1 to 5 .
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