JPH08263792A - 車両制御装置 - Google Patents
車両制御装置Info
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- JPH08263792A JPH08263792A JP7064586A JP6458695A JPH08263792A JP H08263792 A JPH08263792 A JP H08263792A JP 7064586 A JP7064586 A JP 7064586A JP 6458695 A JP6458695 A JP 6458695A JP H08263792 A JPH08263792 A JP H08263792A
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Abstract
る際に、カーブの通過状態判定のための演算を繰り返し
行うことを回避する。 【構成】 初めての道路を走行する場合には、経路探索
手段10で探索した前方道路におけるカーブの曲率半径
と車速とに基づいて通過状態判定手段11がカーブの通
過状態を判定し、その判定結果に基づいて車速制御手段
14がカーブを的確に通過できるように車速制御を行
う。その際に、曲率半径最小部検出手段12がカーブの
曲率半径最小部を検出し、その曲率半径最小部及び対応
する最小曲率半径を記憶手段13に記憶する。同じ道路
を再び走行する場合には、記憶手段13に記憶したカー
ブのデータと車速とに基づいて通過状態判定手段11が
カーブの通過状態を判定する。
Description
りなる地図情報に基づいて道路形状を判定し、判定した
道路形状に基づいて車両を制御する車両制御装置に関す
る。
地図データに基づいて自車の走行方向前方のカーブの曲
率半径を推定することにより、自車が現在の車速で前記
カーブを通過可能であるか否かを判定し、通過不能と判
定された場合にドライバーに警報を発する技術が、特開
昭60−89298号公報により公知である。
は日常的に走行する道路が限られており、その車両の使
用を開始してから所定期間が経過した後は、通常走行す
る道路の大部分が過去に走行したことのある道路とな
り、初めて走行する道路は全体から見て極一部になる。
しかしながら上記従来のものは、同じ道路を走行する度
にカーブの通過可否を判定しているので無駄な演算が繰
り返し行われることになり、演算装置の負荷増大や演算
速度の低下の原因となる問題があった。
で、カーブの通過可否を判定する際の演算負荷を軽減し
て速やか且つ確実な判定を可能にすることを目的とす
る。
に、請求項1記載に記載された車両制御装置は、道路を
構成する複数の座標点の集合としての地図情報を出力す
る地図情報出力手段と、地図上における自車位置を検出
する自車位置検出手段と、車速を検出する車速検出手段
と、検出した車速と前記座標点とに基づいて走行道路の
自車位置前方に存在するカーブの通過状態を判定する通
過状態判定手段と、通過状態の判定時に前記カーブ内に
おける最小曲率半径を有する座標点を検出する曲率半径
最小部検出手段と、検出した座標点に対応して前記最小
曲率半径を記憶する記憶手段とを備えてなり、前記最小
曲率半径が既に記憶されているカーブを通過する際に、
前記通過状態判定手段は検出した車速と記憶されている
最小曲率半径とに基づいてカーブの通過状態を判定する
ことを特徴とする。
は、道路を構成する複数の座標点の集合としての地図情
報を出力する地図情報出力手段と、地図上における自車
位置を検出する自車位置検出手段と、車速を検出する車
速検出手段と、検出した車速と前記座標点とに基づいて
走行道路の自車位置前方に存在するカーブの通過状態を
判定する通過状態判定手段と、通過状態の判定時に前記
カーブ内における最小曲率半径を有する座標点を検出す
る曲率半径最小部検出手段と、カーブの入口部の座標点
に対応して前記最小曲率半径を記憶する記憶手段とを備
えてなり、前記最小曲率半径が既に記憶されているカー
ブを通過する際に、前記通過状態判定手段は検出した車
速と記憶されている最小曲率半径とに基づいてカーブの
通過状態を判定することを特徴とする。
は、請求項1又は2の構成に加えて、前記最小曲率半径
に代えて、該最小曲率半径に対応する通過可能車速を用
いたことを特徴とする。
の座標点とに基づいて、通過状態判定手段が走行道路の
自車位置前方に存在するカーブの通過状態を判定する。
一度道路を走行すると、その道路のカーブ内における最
小曲率半径を有する座標点に対応して該最小曲率半径が
記憶手段に記憶され、次に同じ道路を走行する場合に
は、車速と記憶された最小曲率半径とに基づいて通過状
態を判定する。
道路の座標点とに基づいて、通過状態判定手段が走行道
路の自車位置前方に存在するカーブの通過状態を判定す
る。一度道路を走行すると、その道路のカーブの入口部
の座標点に対応して該カーブの内における最小曲率半径
が記憶手段に記憶され、次に同じ道路を走行する場合に
は、車速と記憶された最小曲率半径とに基づいて通過状
態を判定する。
代わりに、通過可能車速を用いて通過状態を判定する。
する。
ので、図1は本発明装置の全体構成を示すブロック図、
図2はメインルーチンのフローチャートの第1分図、図
3はメインルーチンのフローチャートの第2分図、図4
はステップS5のサブルーチンのフローチャート、図5
は低車速時における作用説明図、図6は高車速時におけ
る作用説明図、図7は道路が通過可能エリア内にある場
合の作用説明図、図8は道路が通過可能エリア外にある
場合の作用説明図、図9は通過可能車速を求めるための
説明図、図10は道路の曲率半径を求める手法の説明図
である。
ョンシステムであって、ヨーレートセンサ1及び車速セ
ンサ2からの信号が入力される慣性航法装置3と、IC
カードやCD−ROMを用いた地図情報出力手段4と、
慣性航法装置3が出力する自車の走行軌跡及び地図情報
出力手段4が出力する地図情報を重ね合わせるマップマ
ッチング処理手段5と、GPSアンテナ6からの信号が
入力されるGPSユニット7と、マップマッチング処理
手段5が出力する位置座標及びGPSユニット7が出力
する位置座標に基づいて自車位置を検出する自車位置検
出手段8と、目的地入力手段9からの目的地座標信号及
び自車位置検出手段8からの自車位置座標に基づいて目
的地までの経路を探索する経路探索手段10とを備え
る。
手段10で探索した道路の形状及び車速センサ2からの
信号に基づいて、或いは後述する記憶手段13に記憶し
たデータ及び車速センサ2からの信号に基づいて車両が
道路のカーブを通過可能であるか否かを判定する通過状
態判定手段11と、経路探索手段10で探索した道路の
形状に基づいて車両が通過したカーブ内の曲率半径最小
部を検出する曲率半径最小部検出手段12と、検出した
曲率半径最小部のノードに対応させてカーブの最小曲率
半径のデータを記憶する記憶手段13とを備える。そし
て、車速制御手段14は、通過状態判定手段11の判定
結果に応じて車両がカーブを的確に通過できるように車
速制御を行う。
〜図4のフローチャートを参照しながら説明する。
から自車位置P0 (X0 ,Y0 )を読み込むとともに、
ステップS2で車速センサ2から車速Vを読み込む。次
に、ステップS3で経路探索手段10で探索した自車位
置前方の道路の道路データを読み込む。道路データは多
数のノードNの集合から構成される。ステップS4にお
いて、現在走行している道路が既に走行したことのある
道路であって記憶手段13にカーブのデータが記憶され
ていれば、ステップS5に移行して記憶したデータに基
づく制御が行われる。ステップS5の内容は、後から図
4のフローチャートに基づいて説明する。
道路が初めて走行する道路であって記憶手段13にカー
ブのデータが記憶されていなければ、ステップS6で先
読距離Sを算出し、ステップS7で自車位置P
0 (X0 ,Y0 )と先読距離Sとから仮自車位置P
1 (X1 ,Y1 )を算出する。図5及び図6に示すよう
に、仮自車位置P1 (X1 ,Y1 )は、カーブ通過の可
否の判断及びカーブを通過し得る通過可能車速VMAX の
設定を行う基準位置となるもので、現在の車速Vが過大
で仮自車位置P1 (X1 ,Y1 )よりも前方のカーブを
通過できない場合に充分な減速距離が確保できるよう
に、前記先読距離Sは車速Vが大きいほど長く設定され
る。
以下のようにしてカーブ通過の可否を判断する。先ず、
ステップS8で車速Vに基づいて車両の最小旋回可能半
径Rをマップ検索する。この最小旋回可能半径Rは、車
速Vが大きいときには大きく、車速Vが小さいときには
小さくなる。
を算出する。即ち、最小旋回可能半径Rを半径とする同
一半径の2つの円弧C1 ,C2 を仮自車位置P
1 (X1 ,Y 1 )において接するように描き、この2つ
の円弧C1 ,C2 の外側に通過可能エリアAを設定す
る。図5に示すように、車速Vが小さいときには車両の
最小旋回可能半径Rが小さいため、通過可能エリアAは
広くなり、逆に図6に示すように、車速Vが大きいとき
には車両の最小旋回可能半径Rが大きいため、通過可能
エリアAは狭くなる。
れた複数のノードN=N1 ,N2 ,N3 …が前記通過可
能エリアA内にあるか否かを判別する。図5に示すよう
にノードNが通過可能エリアA内にあるときには、車両
は現在の車速Vのままでカーブを通過可能であると判断
され、逆に図6に示すようにノードが通過可能エリアA
外にあるときには、車両は現在の車速Vのままでカーブ
を通過不能であると判断される。
側の何れにあるかは、次のようにして判断される。図7
に示すように、半径Rの2つの円弧C1 ,C2 の中心と
ノードNとの距離L1 ,L2 が共に前記半径Rよりも大
きければノードNは通過可能エリアAの内側にあり、そ
のノードNを現在の車速Vで通過可能であると判断され
る。一方、図13に示すように、半径Rの2つの円弧C
1 ,C2 の中心とノードNとの距離L1 ,L2 の一方
(例えばL2 )が前記半径Rよりも小さければノードN
は通過可能エリアAの外側にあり、そのノードNを現在
の車速Vでは通過不能であると判断される。
N1 ,N3 が通過可能エリアAの内側にあっても、ノー
ドN2 が通過可能エリアAの外側にあれば、そのままの
車速Vでは通過不能である。従って、現在の車速Vでカ
ーブを通過するには全てのノードNが通過可能エリアA
の内側にあることが必要である。
ると判断されると、ステップS11でカーブを通過する
ために必要な最大旋回半径R′を算出する。最大旋回半
径R′は、全てのノードNがその円弧C1 ′,C2 ′の
内側に存在しなくなるような円弧C1 ′,C2 ′の半径
R′として設定される(図9参照)。従って、車両が前
記最大旋回半径R′で旋回できる速度まで減速すれば、
カーブを通過できることになる。
R′で旋回できる車速VMAX を算出し、ステップS13
で車速制御手段14により仮自車位置P1 に達するまで
に車速Vを通過可能車速VMAX 以下となるように減速す
る。
るか否かを判断し、現在の車速でカーブを通過できない
場合には、車速制御手段14によって減速を行い、カー
ブを適正な車速で通過することが可能となる。尚、車速
Vを通過可能車速VMAX 以下に減速する際にブザーやチ
ャイム等の警報手段を使用し、ドライバーに減速を促す
ことも可能である。
と、ステップS15で通過したカーブのデータが記憶手
段13に記憶される。即ち、車両がカーブの入口から出
口まで走行する間に、各ノードNにおけるカーブの曲率
半径を算出し、そのうち最小の曲率半径を有するノード
Nを曲率半径最小部検出手段12により検出するととも
に、検出したノードに対応させて前記最小曲率半径を記
憶手段13に記憶する。このとき、各ノードNにおける
カーブの曲率半径は以下のようにして算出される。
10で探索した前方の道路のノードNの集合から第1〜
第4基準ノードN1 ,N2 ,N3 ,N4 を抽出する。こ
のとき、第2基準ノードN2 は自車位置検出手段8で検
出した自車位置に設定され、第1基準ノードN1 は第2
基準ノードN2 の距離aだけ手前位置に、第3基準ノー
ドN3 は第2基準ノードN2 の距離aだけ前方位置に、
第4基準ノードN3 は第3基準ノードN3 の距離aだけ
前方位置にそれぞれ設定される。ここで、aは車速Vと
所定時間δtとの積(a=V・δt)として設定され
る。
離aの倍数により設定される位置にノードNが存在しな
い場合には、その位置に最も近接したノードNが基準ノ
ードN1 〜N4 として抽出される。また、ノードNのデ
ータが疎であって距離aの範囲にノードNが存在しない
場合には、連続する4個のノードNが基準ノードN1〜
N4 として抽出される。
ドN1 〜N4 が実質的に円弧上に存在していると仮定す
ると、自車位置である第2基準ノードN1 から次の第3
基準ノードN3 への方位角変化量θが以下のようにして
求められる。
と第2基準ノードN2 (X2 ,Y2)とを結ぶベクトル
V12(X12,Y12)と、第2基準ノードN2 (X2 ,Y
2 )と第3基準ノードN3 (X3 ,Y3 )とを結ぶベク
トルV23(X23,Y23)と、第3基準ノードN
3 (X3 ,Y3 )と第4基準ノードN4 (X4 ,Y4 )
とを結ぶベクトルV34(X34,Y34)とを演算する。
の成す角度をθ1 とすると、ベクトルV12及びベクトル
V23の内積から、 X12・X23+Y12・Y23 =(X12 2 +Y12 2 )1/2 ・(X23 2 +Y23 2 )1/2 ・ cosθ1 …(1) が成立し、これから角度θ1 が求められる。
す角度をθ2 とすると、ベクトルV 23及びベクトルV34
の内積から、 X23・X34+Y23・Y34 =(X23 2 +Y23 2 )1/2 ・(X34 2 +Y34 2 )1/2 ・ cosθ2 …(2) が成立し、これから角度θ2 が求められる。
基準ノードN3 への方位角変化量θが、 θ=(θ1 +θ2 )/2 …(3) により与えられる。
ノードN3 との距離はaであるため、第2基準ノードN
2 における道路の曲率半径Rは、 R=a/θ …(4) により与えられる。
から出口までの全てのノードC1 ,C2 ,C3 ,…,C
n における道路の曲率半径R1 ,R2 ,R3 ,…,Rn
を算出して記憶手段13に記憶する。このとき、例えば
ノードC3 がそのカーブにおける最小曲率半径R3 =R
MIN を有していれば、そのノードC3 にフラグをセット
してラベル付けしておく。
S4において、現在走行している道路が過去に走行した
ことのある道路であれば、ステップS5のサブルーチン
である図4のフローチャートに移行する。
ーブが存在すれば、ステップS22で記憶手段13に記
憶されているカーブのデータ(表1参照)を読み込み、
フラグがセットされているノードC3 の最小曲率半径R
3 =RMIN から、その最小曲率半径RMIN を通過するた
めの通過可能車速VMAX を算出し、その通過可能車速V
MAX と現在の車速Vとを比較する。ステップS23で現
在の車速Vが通過可能車速VMAX を上回っていれば車速
制御手段14による自動減速を行い、或いは警報手段に
よりドライバーに減速が促される。一方、ステップS2
3で現在の車速Vが通過可能車速VMAX 以下であれば、
そのままの車速でカーブを最後まで通過可能であるた
め、車速制御は行われない。
ブのデータを記憶しておき、次に同じ道路を走行する際
に記憶してあるデータを読み出して通過状態を判定して
いるので、同じ道路を走行する度に同じ演算を繰り返し
行う必要がなくなり、演算装置の負荷を軽減するととも
に、通過状態の素早い判定が可能になる。
前記(1) 式〜(4) 式に基づいて算出する代わりに、図9
における必要な最大旋回半径R′の最小値をカーブの最
小曲率半径RMIN として採用することができる。即ち、
仮自車位置P1 がカーブの入口のノードC1 から出口の
ノードCn に順次移動する毎に前記必要な最大旋回半径
R′を演算し、それら複数の最大旋回半径R′のうちか
ら最小のものを最小曲率半径RMIN として採用しても良
い。
ノードC1 ,C2 ,C3 ,…,Cnに対応して道路の曲
率半径R1 ,R2 ,R3 ,…,Rn を記憶しているが、
表1に示すように、それぞれのノードC1 ,C2 ,
C3 ,…,Cn に対応して通過可能車速V1 ,V2 ,V
3 ,…,Vn を記憶しても良い。この場合、フラグがセ
ットされたノードの通過可能車速V3 が通過可能車速V
MAX として選択されて車速制御に用いられる。このよう
にすれば、その都度最小曲率半径RMIN から通過可能車
速VMAX を演算する必要がない。
…,Cn に対応して道路の曲率半径R 1 ,R2 ,R3 ,
…,Rn 又は通過可能車速V1 ,V2 ,V3 ,…,Vn
を記憶する代わりに、曲率半径が最小であるノードのデ
ータだけを記憶しても良い。このようにすれば、表1に
おけるフラグが不要になる。
初のノードC1 に、そのカーブにおける最小曲率半径R
MIN 又は通過可能車速VMAX を記憶しても良い。このよ
うにすれば、カーブのデータを素早く読み込んで一層迅
速な通過状態の判定が可能になる。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
ヨーレートγを検出すれば、ヨーレートγと車速Vとか
ら、道路の曲率半径RをR=V/γにより求めることが
可能である。また、通過状態判定部PDは、地図情報に
基づいて検出した道路形状に応じて車両の通過状態を判
定するものであれば、適宜のものを採用することができ
る。
明によれば、初めての道路を走行するとカーブ内におけ
る最小曲率半径を有する座標点に対応して該最小曲率半
径が記憶手段に記憶されるので、次に同じ道路を走行す
る場合に地図情報に基づく通過状態の判定を繰り返し行
うことなく、記憶されたデータに基づいて通過状態の判
定を行うことができる。これにより、演算装置の負荷を
軽減するとともに、速やかな通過状態の判定が可能とな
る。
初めての道路を走行するとカーブの入口部の座標点に対
応して該カーブの内における最小曲率半径が記憶手段に
記憶されるので、次に同じ道路を走行する場合に地図情
報に基づく通過状態の判定を繰り返し行うことなく、記
憶されたデータに基づいて通過状態の判定を行うことが
できる。これにより、演算装置の負荷を軽減するととも
に、速やかな通過状態の判定が可能となる。
最小曲率半径に代わりに通過可能車速を用いたので、判
定の度に最小曲率半径から通過可能車速を算出する必要
がなくなって一層速やかな判定が可能となる。
図
図
Claims (3)
- 【請求項1】 道路を構成する複数の座標点の集合とし
ての地図情報を出力する地図情報出力手段(4)と、 地図上における自車位置を検出する自車位置検出手段
(8)と、 車速を検出する車速検出手段(2)と、 検出した車速と前記座標点とに基づいて走行道路の自車
位置前方に存在するカーブの通過状態を判定する通過状
態判定手段(11)と、 通過状態の判定時に前記カーブ内における最小曲率半径
(RMIN )を有する座標点を検出する曲率半径最小部検
出手段(12)と、 検出した座標点に対応して前記最小曲率半径(RMIN )
を記憶する記憶手段(13)と、 を備えてなり、前記最小曲率半径(RMIN )が既に記憶
されているカーブを通過する際に、前記通過状態判定手
段(11)は検出した車速と記憶されている最小曲率半
径(RMIN )とに基づいてカーブの通過状態を判定する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 【請求項2】 道路を構成する複数の座標点の集合とし
ての地図情報を出力する地図情報出力手段(4)と、 地図上における自車位置を検出する自車位置検出手段
(8)と、 車速を検出する車速検出手段(2)と、 検出した車速と前記座標点とに基づいて走行道路の自車
位置前方に存在するカーブの通過状態を判定する通過状
態判定手段(11)と、 通過状態の判定時に前記カーブ内における最小曲率半径
(RMIN )を有する座標点を検出する曲率半径最小部検
出手段(12)と、 カーブの入口部の座標点に対応して前記最小曲率半径
(RMIN )を記憶する記憶手段(13)と、を備えてな
り、前記最小曲率半径(RMIN )が既に記憶されている
カーブを通過する際に、前記通過状態判定手段(11)
は検出した車速と記憶されている最小曲率半径
(RMIN )とに基づいてカーブの通過状態を判定するこ
とを特徴とする車両制御装置。 - 【請求項3】 前記最小曲率半径(RMIN )に代えて、
該最小曲率半径(R MIN )に対応する通過可能車速(V
MAX )を用いたことを特徴とする、請求項1又は2記載
の車両制御装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6458695A JP3599125B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 車両制御装置 |
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