KR101846072B1 - 자동 운전 차량 시스템 - Google Patents

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도시키 긴도
요시노리 와타나베
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

자동 운전 차량 시스템이며, 차량의 주변 정보를 인식하는 주변 정보 인식부(12)와, 상기 차량의 차량 상태를 인식하는 차량 상태 인식부(13)와, 상기 차량의 상기 주변 정보에 기초하여 주행 계획을 생성함과 함께, 상기 차량 상태 및 상기 주변 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 주행 계획에 있어서의 상기 차량의 목표 제어값의 제어 밴드를 생성하는 주행 계획 생성부(14)와, 상기 주행 계획, 상기 차량 상태 및 상기 제어 밴드에 기초하여, 상기 차량 상태가 상기 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산하는 제1 연산부(15)와, 상기 지령 제어값에 기초하여 상기 차량의 주행을 제어하는 액추에이터(6)를 포함한다.

Description

자동 운전 차량 시스템 {AUTOMATIC DRIVING VEHICLE SYSTEM}
본 발명의 일측면은, 자동 운전 차량 시스템에 관한 것이다.
예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2010/0228420에 기재되어 있는 바와 같이, 차량의 주행을 제어하는 자동 운전 차량 시스템이 있다. 이와 같은 자동 운전 차량 시스템은, 예를 들어, 주행해야 할 궤적을 산출하고, 산출한 궤적 상을 차량이 주행하도록 조타를 제어하고 있다.
그런데, 주행해야 할 궤적으로부터 차량이 작게 일탈하고 있는 경우와, 주행해야 할 궤적으로부터 차량이 크게 일탈하고 있는 경우에는, 차량의 상황이 다르다. 그러나, 종래의 자동 운전 차량 시스템은, 주행해야 할 궤적으로부터 차량이 작게 일탈하고 있는 경우라도, 주행해야 할 궤적으로부터 차량이 크게 일탈하고 있는 경우라도, 주행해야 할 궤적을 향하여 마찬가지로 차량의 주행을 제어하고 있었다. 이와 같이, 종래의 자동 운전 차량 시스템은, 주행해야 할 궤적으로부터의 일탈이 작기 때문에 조기에 주행해야 할 궤적을 향하여 차량을 주행시킬 필요가 없음에도 불구하고, 주행해야 할 궤적으로부터 크게 일탈하고 있는 경우와 마찬가지로 차량의 주행을 제어하고 있다. 이로 인해, 종래의 자동 운전 차량 시스템에서는, 주행해야 할 궤적으로부터 차량이 작게 일탈하고 있는 경우에 차량의 승차감이 악화되는 경우가 있다.
본 발명의 일측면은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때에는 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있고, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때에는 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있는 자동 운전 차량 시스템을 제공한다.
본 발명의 제1 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템이며, 차량의 주변 정보를 인식하는 주변 정보 인식부(12)와, 상기 차량의 차량 상태를 인식하는 차량 상태 인식부(13)와, 상기 차량의 상기 주변 정보에 기초하여 상기 차량의 차량 상태를 제어하는 때에 목표로 하는 목표 제어값을 포함하는 주행 계획을 생성함과 함께, 상기 차량 상태 및 상기 주변 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 주행 계획에 있어서의 상기 차량의 목표 제어값의 제어 밴드를 생성하는 주행 계획 생성부(14)와, 상기 주행 계획, 상기 차량 상태 및 상기 제어 밴드에 기초하여, 상기 차량 상태가 상기 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산하는 제1 연산부(15)와, 상기 지령 제어값에 기초하여 상기 차량의 주행을 제어하는 액추에이터(6)를 포함한다.
상기 형태에 있어서, 제1 연산부는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산해도 된다.
이 자동 운전 차량 시스템은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시킨다. 즉, 자동 운전 차량 시스템은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 차량 상태를 조기에 목표 차량 상태에 근접시킨다. 이와 같이, 자동 운전 차량 시스템은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때에는 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있고, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때에는 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 주행 계획 생성부가 생성하는 주행 계획에 있어서의 차량의 목표 제어값은, 목표 위치의 시계열 데이터(목표 궤적)와, 각 목표 위치에서의 목표 속도와의 2개의 요소로 이루어지는 세트를 포함하고 있어도 된다. 또한, 목표 제어값은, 목표 차량 위치 및 목표 차량 속도에 추가하여, 목표 궤적의 곡률, 각 목표 위치에 있어서의 차량의 목표 요우각 및 각 목표 위치에 있어서의 목표 가속도(목표 가감 속도) 등, 다양한 정보를 포함하고 있어도 된다.
주행 계획 생성부가 생성하는 제어 밴드는, 차량 상태가 목표 차량 상태로부터 일탈했다고 해도, 주행 계획상, 허용할 수 있는 목표 제어값의 밴드이다. 단, 주행 계획 생성부는 주행 계획에 있어서의 모든 종류의 목표 제어값에 대응하는 제어 밴드를 생성하지 않아도 된다. 예를 들어, 목표 제어값으로서 목표 위치와 목표 속도가 설정되어 있는 경우, 주행 계획 생성부는 목표 위치에 대해서만 제어 밴드를 생성해도 된다.
차량 상태 인식부가 인식하는 차량 상태는, 예를 들어, 차량의 속도, 차량의 요우 레이트이다. 또한, 차량 상태에는, 차량의 크기 등의, 차량에 대한 다양한 정보를 포함하고 있어도 된다.
주행 계획 생성부는 제1 ECU에 포함되고, 제1 연산부는, 제1 ECU와는 다른 제2 ECU에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 제1 ECU를 차종에 걸쳐서 채용하는 공통 요소로 하고, 제2 ECU를 차종마다 다른 차종별 요소로 할 수 있으므로, 주행 계획 생성부 및 제1 연산부가 하나의 ECU에 포함되어 있는 경우에 비해, 요소의 공통화를 진행시킬 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템이며, 차량의 주변 정보를 인식하는 주변 정보 인식부(12)와, 상기 차량의 차량 상태를 인식하는 차량 상태 인식부(13)와, 상기 차량의 상기 주변 정보에 기초하여 상기 차량의 차량 상태를 제어하는 때에 목표로 하는 목표 제어값을 포함하는 주행 계획을 생성함과 함께, 상기 차량 상태 및 상기 주변 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 주행 계획에 있어서의 상기 차량의 목표 제어값의 제어 밴드를 생성하는 주행 계획 생성부(14)와, 상기 주행 계획에 기초하여, 상기 차량 상태가 상기 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산하는 제2 연산부(15B)와, 상기 지령 제어값에 따른 출력에 의해 상기 차량의 주행을 제어하는 액추에이터(61)와, 상기 차량 상태 및 상기 제어 밴드에 기초하여 상기 액추에이터(61)의 파라미터를 제어하는 액추에이터 제어부(62)를 포함한다.
액추에이터 제어부는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 현재의 액추에이터 출력을 완만하게 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 파라미터를 변경한다.
이 자동 운전 차량 시스템은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 현재의 액추에이터 출력을 완만하게 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 파라미터를 변경한다. 즉, 자동 운전 차량 시스템은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 현재의 액추에이터 출력을 조기에 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 파라미터를 변경한다. 이에 의해, 자동 운전 차량 시스템은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때에는 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있고, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때에는 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.
주행 계획 생성부는 제1 ECU에 포함되고, 제2 연산부는, 제1 ECU와는 다른 제2 ECU에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 제1 ECU를 차종에 걸쳐서 채용하는 공통 요소로 하고, 제2 ECU를 차종마다 다른 차종별 요소로 할 수 있으므로, 주행 계획 생성부 및 제2 연산부가 하나의 ECU에 포함되어 있는 경우에 비해, 요소의 공통화를 진행시킬 수 있다.
상기 형태에 의하면, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때에는 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있고, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때에는 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점과 기술적 및 산업적인 의의는 동일한 부호가 동일한 요소를 나타내는 첨부 도면을 참조로 후술된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 주행 계획 및 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 목표 위치에 대해 목표 위치의 제어 밴드를 치우치게 한 경우의 평면도이다.
도 4a는 요우각 및 요우각의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 속도 및 속도의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 곡률 및 곡률의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4d는 가속도 및 가속도의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 주행 차선의 폭에 기초한 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 주변 차량의 크기에 기초한 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5c는 주변 차량의 속도 밴드에 기초한 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5d는 주변 차량과 차량의 목표 궤적과의 거리에 기초한 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 주행 계획 및 제어 밴드를 생성하는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 주행 계획 및 제어 밴드에 기초하여 차량의 주행을 제어하는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 제3 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 지령 제어값 및 제어 밴드에 기초하여 액추에이터를 제어하는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12는 복수의 제어 밴드가 생성된 경우에서의 차량 위치의 변화를 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일하거나 또는 상당 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 자동차 등의 차량 V에 탑재된다. 자동 운전 차량 시스템(100)은, 외부 센서(1), GPS[Global Positioning System] 수신부(2), 내부 센서(3), 지도 데이터베이스(4), 내비게이션 시스템(5), 액추에이터(6), ECU[Electronic Control Unit](10) 및 HMI[Human Machine Interface](7)를 구비하고 있다.
외부 센서(1)는, 차량 V의 주변 정보를 검출하는 검출 기기이다. 외부 센서(1)는, 카메라, 레이더[Radar] 및 라이더[LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging] 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라는, 차량 V의 주변을 촬상하는 촬상 기기이다. 카메라는, 예를 들어, 차량 V의 전방 유리보다도 차실측에 설치되어 있다. 카메라는, 촬상한 촬상 정보를 ECU(10)에 송신한다. 카메라는, 단안 카메라이어도 되고, 스테레오 카메라이어도 된다. 스테레오 카메라는, 양안 시차를 재현하도록 배치된 2개의 촬상부를 갖고 있다. 스테레오 카메라의 촬상 정보에는, 깊이 방향의 정보도 포함되어 있다.
레이더는, 전파(예를 들어, 밀리파)를 이용해서 차량 V의 외부의 장해물을 검출한다. 레이더는, 전파를 차량 V의 주위에 송신하고, 장해물에서 반사된 전파를 수신함으로써 장해물을 검출한다. 레이더는, 검출한 장해물 정보를 ECU(10)에 송신한다.
라이더는, 광을 이용해서 차량 V의 외부의 장해물을 검출한다. 라이더는, 광을 차량 V의 주위에 송신하고, 장해물에서 반사된 광을 수신함으로써 반사점까지의 거리를 계측하고, 장해물을 검출한다. 라이더는, 검출한 장해물 정보를 ECU(10)에 송신한다. 자동 운전 차량 시스템(100)은, 카메라, 라이더 및 레이더 중 적어도 하나를 구비하면 된다.
GPS 수신부(2)는, 3개 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 수신함으로써, 차량 V의 위치(예를 들어, 차량 V의 위도 및 경도)를 측정한다. GPS 수신부(2)는, 측정한 차량 V의 위치 정보를 ECU(10)에 송신한다. 또한, GPS 수신부(2) 대신에, 차량 V의 위도 및 경도를 특정할 수 있는 다른 수단을 사용해도 된다. 또한, 차량 V의 방위를 측정하는 기능을 갖게 하는 것은, 센서의 측정 결과와 후술하는 지도 정보와의 대조를 위해 바람직하다.
내부 센서(3)는, 차량 V의 주행 상태를 검출하는 검출 기기이다. 내부 센서(3)는, 차속 센서, 가속도 센서 및 요우 레이트 센서를 포함한다. 또한, 내부 센서(3)는, 반드시 가속도 센서 및 요우 레이트 센서가 아니어도 된다. 차속 센서는, 차량 V의 속도를 검출하는 검출기이다. 차속 센서로서는, 예를 들어, 차량 V의 차륜 또는 차륜과 일체로 회전하는 드라이브 샤프트 등에 대해 설치되고, 차륜의 회전 속도를 검출하는 차륜속 센서가 사용된다. 차속 센서는, 검출한 차속 정보(차륜속 정보)를 ECU(10)에 송신한다.
가속도 센서는, 차량 V의 가속도(가감 속도)를 검출하는 검출기이다. 가속도 센서는, 예를 들어, 차량 V의 전후 방향의 가속도를 검출하는 전후 가속도 센서와, 차량 V의 횡가속도를 검출하는 횡가속도 센서를 포함하고 있다. 가속도 센서는, 차량 V의 가속도 정보를 ECU(10)에 송신한다. 요우 레이트 센서는, 차량 V의 무게 중심의 연직축 주위의 요우 레이트(회전각 속도)를 검출하는 검출기이다. 요우 레이트 센서로서는, 예를 들어, 자이로 센서를 사용할 수 있다. 요우 레이트 센서는, 검출한 차량 V의 요우 레이트 정보를 ECU(10)에 송신한다.
지도 데이터베이스(4)는, 지도 정보를 구비한 데이터베이스이다. 지도 데이터베이스는, 예를 들어, 차량에 탑재된 HDD[Hard disk drive] 내에 형성되어 있다. 지도 정보에는, 예를 들어, 도로의 위치 정보, 도로 형상의 정보(예를 들어, 커브, 직선부의 종별, 커브의 곡률 등), 교차점 및 분기점의 위치 정보가 포함된다. 또한, 건물 또는 벽 등의 차폐 구조물의 위치 정보, SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 기술을 사용하기 위해, 지도 정보에 외부 센서(1)의 출력 신호를 포함시키는 것이 바람직하다. 또한, 지도 정보는, 차량 V와 통신 가능한 정보 처리 센터 등의 시설의 컴퓨터에 기억되어 있어도 된다.
내비게이션 시스템(5)은, 차량 V의 운전자에 의해 설정된 목적지까지, 차량 V의 운전자에 대해 안내를 행하는 장치이다. 내비게이션 시스템(5)은, GPS 수신부(2)가 측정한 차량 V의 위치 정보와 지도 데이터베이스(4)의 지도 정보에 기초하여, 차량 V의 주행하는 루트를 산출한다. 루트는, 복수 차선의 구간에서 바람직한 차선을 특정한 것이어도 된다. 내비게이션 시스템(5)은, 예를 들어, 차량 V의 위치부터 목적지에 이르기까지의 목표 루트를 연산하고, 디스플레이의 표시 및 스피커의 음성 출력에 의해 운전자에 대해 목표 루트의 통지를 행한다. 내비게이션 시스템(5)은, 예를 들어, 차량 V의 목표 루트의 정보를 ECU(10)에 송신한다. 또한, 내비게이션 시스템(5)은, 차량 V와 통신 가능한 정보 처리 센터 등의 시설의 컴퓨터에 설치되어 있어도 된다.
액추에이터(6)는, 차량 V의 주행의 제어를 실행하는 장치이다. 액추에이터(6)는, 스로틀 액추에이터, 브레이크 액추에이터 및 조타 액추에이터를 적어도 포함한다. 스로틀 액추에이터는, ECU(10)로부터의 지령 제어값(지령 신호)에 따라서 엔진에 대한 공기의 공급량[스로틀 개방도(액추에이터의 출력)]을 제어하고, 차량 V의 구동력을 제어한다. 또한, 차량 V가 하이브리드 차 또는 전기 자동차인 경우에는, 스로틀 액추에이터를 포함하지 않고, 동력원으로서의 모터에 ECU(10)로부터의 지령 제어값이 입력되어 당해 구동력(액추에이터의 출력)이 제어된다.
브레이크 액추에이터는, ECU(10)로부터의 지령 제어값에 따라서 브레이크 시스템을 제어하고, 차량 V의 차륜에 부여하는 제동력(액추에이터의 출력)을 제어한다. 브레이크 시스템으로서는, 예를 들어, 액압 브레이크 시스템을 사용할 수 있다. 조타 액추에이터는, 전동 파워 스티어링 시스템 중 조타 토크(액추에이터의 출력)를 제어하는 어시스트 모터의 구동을, ECU(10)로부터의 지령 제어값에 따라서 제어한다. 이에 의해, 조타 액추에이터는, 차량 V의 조타 토크를 제어한다.
HMI(7)는, 차량 V의 탑승원(운전자를 포함함)과 자동 운전 차량 시스템(100) 사이에서 정보의 출력 및 입력을 하기 위한 인터페이스이다. HMI(7)는, 예를 들어, 탑승원에 화상 정보를 표시하기 위한 디스플레이 패널, 음성 출력을 위한 스피커 및 탑승원이 입력 조작을 행하기 위한 조작 버튼 또는 터치 패널 등을 구비하고 있다. HMI(7)는, 탑승원에 의해 자동 주행의 작동 또는 정지에 관한 입력 조작이 이루어지면, ECU(10)에 신호를 출력해서 자동 주행을 개시 또는 정지시킨다. HMI(7)는, 자동 운전을 종료하는 목적지에 도달하는 경우, 탑승원에게 목적지 도달을 통지한다. HMI(7)는, 무선으로 접속된 휴대 정보 단말기를 이용하여, 탑승원에 대한 정보의 출력을 행해도 되고, 휴대 정보 단말기를 이용해서 탑승원에 의한 입력 조작을 접수해도 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, ECU(10)는, 차량 V의 자동 주행을 제어한다. ECU(10)는, CPU[Central Processing Unit], ROM[Read Only Memory], RAM[Random Access Memory] 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. ECU(10)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다. ECU(10)는, 복수의 전자 제어 유닛으로 구성되어 있어도 된다.
ECU(10)는, 기능적으로는, 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13), 주행 계획 생성부(14) 및 주행 제어부(제1 연산부)(15)를 포함하고 있다.
주변 정보 인식부(12)는, 외부 센서(1)의 검출 결과(예를 들어, 카메라의 촬상 정보, 레이더의 장해물 정보, 라이더의 장해물 정보 등) 등에 기초하여, 차량 V의 주변 정보를 인식한다. 주변 정보는, 예를 들어, 차량 V에 대한 주행 차선의 백선 위치 혹은 차선 중심의 위치 및 주행 차선의 폭, 도로의 형상[예를 들어, 주행 차선의 곡률, 외부 센서(1)의 전망 추정에 유효한 노면의 구배 변화, 굴곡 등], 차량 V의 주변의 장해물(예를 들어, 주변 차량 등)의 상황(예를 들어, 고정 장해물과 이동 장해물을 구별하는 정보, 차량 V에 대한 장해물의 위치, 장해물의 속도, 차량 V에 대한 장해물의 이동 방향, 차량 V에 대한 장해물의 상대 속도, 장해물의 크기 등)을 포함한다. 또한, 외부 센서(1)의 검출 결과와 지도 정보를 대조함으로써, GPS 수신부(2) 등에 의해 취득되는 차량 V의 위치 및 방향의 정밀도를 보충하는 것은 바람직하다.
주변 정보에는, 또한, 도로 종별 정보를 포함한다. 도로 종별 정보에는, 예를 들어, 차량 V가 주행하는 도로가 고속 도로인지 혹은 일반 도로인지의 정보가 포함되어 있다. 예를 들어, 도로가 고속 도로인지 혹은 일반 도로인지의 정보는, 지도 데이터베이스(4)가 구비하는 지도 정보에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 주변 정보 인식부(12)는, 지도 데이터베이스(4)가 구비하는 지도 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 V의 차량 위치에 기초하여, 주행 차선이 고속 도로인지 혹은 일반 도로인지를 인식해도 된다.
주변 정보는, 또한, 차량 V의 주변을 주행하는 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리를 포함한다. 주변 정보 인식부(12)는, 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리를, 예를 들어, 외부 센서(1)에 의해 검출된 주변 정보와, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 차량 V의 목표 궤적에 기초하여 인식해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 외부 센서(1)가 레이더를 구비하고 있는 경우, 주변 정보 인식부(12)는, 레이더의 검출 결과에 기초하여 주변 차량의 위치를 인식한다. 주변 정보 인식부(12)는, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 차량 V의 목표 궤적과, 인식한 주변 차량의 위치에 기초하여, 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리를 인식해도 된다.
주변 정보는, 또한, 차량 V의 우측에 존재하는 주행 차선의 경계선의 색 및 선 종류를 포함한다. 예를 들어, 주행 차선의 우측 경계선의 색 및 선 종류는, 지도 데이터베이스(4)가 구비하는 지도 정보에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 주변 정보 인식부(12)는, 지도 데이터베이스(4)가 구비하는 지도 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 V의 차량 위치에 기초하여, 주행 차선의 우측 경계선의 색 및 선 종류를 인식해도 된다. 혹은, 예를 들어, 외부 센서(1)가 카메라를 구비하고 있는 경우, 주변 정보 인식부(12)는, 카메라의 촬상 정보에 기초하여 주행 차선의 우측 경계선의 색 및 선 종류를 인식해도 된다.
주변 정보는, 또한, 차량 V의 주행 차선의 측방의 평탄 에어리어의 넓이를 포함한다. 주행로의 측방의 평탄 에어리어란, 주행 차선의 경계선을 사이에 두고 주행 차선과 연속되는 평탄한 에어리어이다. 예를 들어, 외부 센서(1)가 스테레오 카메라를 구비하고 있는 경우, 주변 정보 인식부(12)는 스테레오 카메라의 촬상 정보에 기초하여, 화상 처리를 행함으로써 평탄 에어리어의 넓이를 인식해도 된다.
주변 정보는, 또한, 차량 V의 주행로의 노면의 상태를 포함한다. 노면의 상태는, 노면이 말라 있거나, 혹은 노면이 젖어 있는지의 정보를 포함한다. 예를 들어, 외부 센서(1)가 카메라를 구비하고 있는 경우, 주변 정보 인식부(12)는 카메라의 촬상 정보에 기초하여, 화상 처리를 행함으로써 노면이 말라 있거나 혹은 젖어 있는지를 인식해도 된다.
차량 상태 인식부(13)는 차량 V의 차량 상태를 인식한다. 차량 상태에는, 차량 V의 위치(이하 「차량 위치」라고 말함), 차량 V의 주행 상태 및 차량 V의 특성 정보가 포함되어 있어도 된다.
차량 상태 인식부(13)는, GPS 수신부(2)에서 수신한 차량 V의 위치 정보 및 지도 데이터베이스(4)의 지도 정보에 기초하여, 지도 상에서의 차량 위치를 인식한다. 또한, 차량 상태 인식부(13)는 내비게이션 시스템(5)에서 사용되는 차량 위치를 해당 내비게이션 시스템(5)으로부터 취득해서 인식해도 된다. 차량 상태 인식부(13)는 도로 등의 외부에 설치된 센서에 의해 차량 V의 차량 위치가 측정될 수 있는 경우, 이 센서로부터 통신에 의해 차량 위치를 취득해도 된다.
차량 상태 인식부(13)는 내부 센서(3)의 검출 결과(예를 들어, 차속 센서의 차속 정보, 가속도 센서의 가속도 정보, 요우 레이트 센서의 요우 레이트 정보 등)에 기초하여, 차량 V의 주행 상태를 인식한다. 차량 V의 주행 상태에는, 예를 들어, 차량 V의 속도, 가속도 및 요우 레이트가 포함된다.
차량 상태 인식부(13)는 특성 정보로서, 예를 들어, 차량 V의 크기 및 센서의 신뢰도를 인식해도 된다. 차량 V의 크기란, 차량 V의 전후 방향의 크기, 또는, 차량 V의 차폭 방향의 크기이어도 된다. 혹은, 차량 V의 크기로서, 차량 V의 전후 방향의 크기 및 차폭 방향의 크기의 양쪽이 포함되어 있어도 된다. 차량 V의 크기는, 미리 ECU(10)에 접속된 기억부 등에 기억되어 있어도 된다. 차량 상태 인식부(13)는 기억부 등에 기억된 차량 V의 크기를 판독함으로써, 차량 V의 크기를 인식해도 된다.
센서의 신뢰도란, 예를 들어, 외부 센서(1) 및 내부 센서(3)에 포함되는 각종 센서의 검출 결과의 신뢰도이어도 된다. 이 신뢰도는 ECU(10)에 접속된 기억부 등에, 센서마다 미리 기억되어 있어도 된다. 차량 상태 인식부(13)는, ECU(10)에 접속된 기억부 등에 기억된 신뢰도를 판독함으로써, 센서의 검출 결과의 신뢰도를 인식해도 된다. 혹은, 차량 상태 인식부(13)는, 외부 센서(1) 및 내부 센서(3)에 동일한 대상을 검출 가능한 2개의 센서를 포함하고 있는 경우, 2개의 센서의 검출 결과를 비교하고, 비교한 결과에 기초해서 센서의 검출 결과의 신뢰도를 인식해도 된다. 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)는 2개의 센서의 검출 결과가 동일한 경우에 이들 센서의 검출 결과의 신뢰도는 높다고 인식하고, 2개의 센서의 검출 결과가 다른 경우에 이들 센서의 검출 결과의 신뢰도는 낮다고 인식해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)는, 카메라의 촬상 정보에 기초하는 장해물의 인식 결과와, 레이더의 장해물 정보에 기초하는 장해물의 인식 결과가 일치하는 경우에, 카메라의 검출 결과의 신뢰도 및 레이더의 검출 결과의 신뢰도는 높다고 인식해도 된다. 한편, 차량 상태 인식부(13)는, 카메라의 촬상 정보에 기초하는 장해물의 인식 결과와, 레이더의 장해물 정보에 기초하는 장해물의 인식 결과가 일치하지 않는 경우에, 카메라의 검출 결과의 신뢰도 및 레이더의 검출 결과의 신뢰도는 낮다고 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 내비게이션 시스템(5)에서 연산된 목표 루트 및 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식된 차량 V의 주변 정보(주변 차량의 위치, 방위를 포함함)에 기초하여, 차량 V의 목표 궤적을 생성한다. 목표 궤적은, 목표 루트에 있어서 차량 V가 진행되는 궤적이다. 주행 계획 생성부(14)는, 목표 루트 상에 있어서 차량 V가 안전, 법령 준수, 주행 효율 등의 기준에 비추어서 적절하게 주행하도록 목표 궤적을 생성한다. 이때, 주행 계획 생성부(14)는 차량 V의 주변의 장해물 상황에 기초하여, 장해물과의 접촉을 회피하도록 차량 V의 목표 궤적을 생성하는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 여기서 말하는 목표 루트에는, 특허 제5382218호 공보(WO2011/158347호 공보)에 기재된 「운전 지원 장치」, 또는, 일본 특허 공개 제2011-162132호 공보에 기재된 「자동 운전 장치」에 있어서의 길 모양 주행 루트와 같이, 목적지의 설정이 운전자로부터 명시적으로 행해져 있지 않을 때에, 주변 정보나 지도 정보에 기초하여 자동으로 생성되는 주행 루트도 포함된다.
주행 계획 생성부(14)는 생성한 목표 궤적에 따른 주행 계획을 생성한다. 즉, 주행 계획 생성부(14)는 차량 V의 주변 정보와 지도 데이터베이스(4)의 지도 정보에 기초하여, 미리 설정된 목표 루트를 따른 주행 계획을 생성한다. 또한, 주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 차량 V의 주변 정보에 기초하여 목표 궤적을 결정하고, 결정한 목표 궤적에 따른 주행 계획을 생성하는 등, 지도 데이터베이스(4)의 지도 정보를 사용하지 않고 주행 계획을 생성해도 된다. 주행 계획에는, 차량 V의 차량 상태를 제어할 때에 목표로 하는 목표 제어값이 포함되어 있다. 주행 계획 생성부(14)는, 바람직하게는, 주행 계획의 목표 제어값으로서, 차량 V에 고정된 좌표계에서의 목표 위치 p와 각 목표 위치에서의 목표 속도 v와의 2개의 요소로 이루어지는 세트, 즉 배위 좌표(p, v)를 복수 생성한다. 여기서, 각각의 목표 위치 p는, 적어도 차량 V에 고정된 좌표계에서의 x좌표, y좌표의 위치 혹은 그와 등가인 정보를 갖는다. 또한, 주행 계획의 목표 제어값은, 상술한 배위 좌표로 표시되는 것에 한정되지 않는다. 주행 계획은 목표 제어값으로서, 예를 들어, 상술한 배위 좌표(p, v)에 있어서의 목표 속도 v 대신에 목표 시각 t를 사용해도 된다. 또한, 상술한 배위 좌표(p, v)에 있어서의 목표 속도 v 대신에 목표 시각 t를 사용한 경우, 목표 제어값은 목표 시각 t의 시점에서의 차량 V의 방위를 더 포함하고 있어도 된다.
주행 계획은 목표 제어값으로서, 목표 궤적을 따른 통과해야 할 복수의 목표 위치와 각 목표 위치에서의 목표 속도에 추가하여, 각 목표 위치에 있어서의 차량 V의 목표 궤적의 곡률, 각 목표 위치에 있어서의 차량 V의 목표 요우각 및 각 목표 위치에 있어서의 차량 V의 목표 가속도 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고 있어도 된다.
또한, 통상, 주행 계획은, 대략 현재 시각으로부터 수초 전의 장래의 데이터로 충분하지만, 교차점의 우회전, 차량 V의 추월 등의 상황에 따라서는 수십초의 데이터가 필요하게 되므로, 주행 계획의 배위 좌표의 수는 가변, 또한 배위 좌표간의 거리도 가변으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배위 좌표를 연결하는 곡선을 스프라인 함수 등으로 근사하고, 당해 곡선의 파라미터를 주행 계획으로 해도 된다. 주행 계획의 생성으로서는, 차량 V의 거동을 기재할 수 있는 것이면, 임의의 공지 방법을 사용할 수 있다.
주행 계획은, 목표 루트를 따른 목표 궤적을 차량 V가 주행할 때에 있어서의, 차량 V의 목표 속도, 목표 가감 속도 및 목표 조타 토크 등의 추이를 나타내는 데이터이어도 된다. 주행 계획은 차량 V의 목표 속도 패턴, 목표 가감 속도 패턴 및 목표 조타 패턴을 포함하고 있어도 된다. 여기서의 주행 계획 생성부(14)는, 여행 시간(차량 V가 목적지에 도착할 때까지 필요로 되는 소요 시간)이 가장 작아지도록, 주행 계획을 생성해도 된다.
덧붙여서 말하면, 목표 속도 패턴이란, 예를 들어, 목표 궤적 상에 소정 간격(예를 들어, 1m)으로 설정된 목표 제어 위치에 대해, 목표 제어 위치마다 시간에 관련지어져 설정된 목표 차속으로 이루어지는 데이터이다. 목표 가감 속도 패턴이란, 예를 들어, 목표 궤적 상에 소정 간격(예를 들어 1m)으로 설정된 목표 제어 위치에 대해, 목표 제어 위치마다 시간에 관련지어져 설정된 목표 가감 속도로 이루어지는 데이터이다. 목표 조타 패턴이란, 예를 들어, 목표 궤적 상에 소정 간격(예를 들어 1m)으로 설정된 목표 제어 위치에 대해, 목표 제어 위치마다 시간에 관련지어져 설정된 목표 조타 토크로 이루어지는 데이터이다.
주행 계획 생성부(14)는 주행 계획에 추가하여, 예를 들어, 주행 계획에 있어서의 차량 V의 목표 제어값의 제어 밴드를 또한 생성한다. 주행 계획 생성부(14)는 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식된 차량 V의 주변 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태 중 적어도 어느 하나에 기초하여 제어 밴드를 생성한다. 제어 밴드는 주행 계획의 목표 제어값마다 각각 설정되어 있다. 단, 주행 계획 생성부(14)는, 주행 계획에 있어서의 모든 종류의 목표 제어값에 대응하는 제어 밴드를 생성하지 않아도 된다. 예를 들어, 목표 제어값으로서 목표 위치와 목표 속도가 설정되어 있는 경우, 주행 계획 생성부(14)는 목표 위치에 대해서만 제어 밴드를 생성해도 된다.
또한, 제어 밴드는, 주행 계획에 있어서의 차량의 목표 제어값과 동일한 차원(단위)으로 되어 있다. 즉, 예를 들어, 목표 제어값에 목표 위치가 포함되어 있는 경우의 목표 위치의 제어 밴드는, 위치의 밴드가 된다. 예를 들어, 목표 제어값에 목표 속도가 포함되어 있는 경우의 목표 속도의 제어 밴드는, 속도의 밴드가 된다. 예를 들어, 목표 제어값에 목표 궤적의 곡률이 포함되어 있는 경우의 목표 궤적의 곡률의 제어 밴드는, 곡률의 밴드가 된다. 예를 들어, 목표 제어값에 차량 V의 목표 요우각이 포함되어 있는 경우의 목표 요우각의 제어 밴드는, 각도의 밴드가 된다. 예를 들어, 목표 제어값에 목표 가속도가 포함되어 있는 경우의 목표 가속도의 제어 밴드는, 가속도의 밴드가 된다. 예를 들어, 목표 제어값에 목표 시각이 포함되어 있는 경우의 목표 시각의 제어 밴드는, 시간의 밴드가 된다.
주행 계획 생성부(14)가 생성하는 제어 밴드는, 차량 상태가 목표 차량 상태로부터 일탈했다고 해도, 주행 계획상, 허용할 수 있는 목표 제어값의 밴드이다. 예를 들어, 주행 계획 생성부(14)는 차량의 승차감이나 안전도 등을 고려해서 제어 밴드를 생성해도 된다. 차량의 승차감을 고려해서 제어 밴드를 생성하는 것이란, 예를 들어, 차량 V에 발생하는 횡가속도가 미리 정해진 기준값 이하가 되도록 차량 V를 주행시킬 수 있는 목표 제어값의 밴드를 생성하는 것이어도 된다. 차량의 안전도를 고려해서 제어 밴드를 생성하는 것이란, 차량 V의 주위의 차량과의 차간 거리가 미리 정해진 기준값 이상이 되도록 차량 V를 주행시킬 수 있는 목표 제어값의 밴드를 생성하는 것이어도 된다.
여기서, 주행 계획 및 제어 밴드의 구체예에 대해서 설명한다. 도 2는 주행 계획의 목표 제어값에 목표 위치가 포함되어 있는 경우에서의, 목표 위치 및 목표 위치의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 평면도이다. 도 2에 도시하는 R은, 차량 V가 주행하는 주행 차선이다. 실선으로 나타내는 L1 및 L2는, 주행 차선 R과 인접 차선 등과의 경계가 되는 백선이다. 파선으로 나타내는 T는, 주행 계획의 복수의 목표 위치를 연결한 목표 궤적이다. W는, 목표 위치의 제어 밴드이다. 제어 밴드 W는, 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T의 법선 방향이며 제어 밴드 경계선 Wa와 제어 밴드 경계선 Wb 사이의 길이로서 나타낼 수 있다. 제어 밴드 경계선 Wa는, 목표 위치마다 생성된 제어 밴드에 있어서 차량 V의 좌측의 최대값끼리를 연결한 곡선이다. 제어 밴드 경계선 Wb는, 목표 위치마다 생성된 제어 밴드에 있어서 차량 V의 우측의 최대값끼리를 연결한 곡선이다. 도 2에서는, 제어 밴드가 후술하는 주행 차선의 폭에 의해 설정되는 경우를 예로서 나타내고 있고, 그 결과, 제어 밴드 W가 일정하게 되어 있는 경우를 나타내고 있다.
도 2에서는, 목표 위치의 제어 밴드 W의 중앙이, 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T가 되는 경우를 나타냈다. 이에 대해, 주행 계획 생성부(14)는, 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 대해 차량 V의 우측 혹은 좌측으로 치우치도록 제어 밴드 W를 생성해도 된다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주행 차선 R의 좌측에 인접해서 측벽 S가 존재하는 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 측벽 S로부터 이격되는 측으로 치우치도록 제어 밴드 W를 생성해도 된다. 이와 같이, 주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식되는 측벽 S 등의 장해물의 위치 등에 따라서, 제어 밴드를 목표 위치에 대해 치우치게 하여 생성해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 목표 위치의 제어 밴드를 치우치게 하여 생성하는 것에 한정되지 않고, 다른 목표 제어값의 제어 밴드에 대해서도 목표 제어값에 대해 치우치게 하여 생성해도 된다. 제어 밴드의 치우치게 하는 방법으로서, 예를 들어, 주행 계획 생성부(14)는 장해물로부터 이격되도록 목표 제어값에 대해 제어 밴드를 치우치게 해도 된다.
도 4a는 주행 계획의 목표 제어값에 목표 요우각이 포함되어 있는 경우에서의, 목표 요우각 및 목표 요우각의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a에서는, 목표 제어값의 목표 요우각의 시간 변화 및 목표 요우각의 제어 밴드의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 파선으로 나타내는 T1은, 좌회전 또는 우회전의 목표 제어값의 목표 요우각의 시간 변화를 나타낸다. 점선으로 나타내는 Wa1은, 좌회전 또는 우회전에 있어서의 목표 요우각의 제어 밴드의 상한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. 점선으로 나타내는 Wb1은, 좌회전 또는 우회전에 있어서의 목표 요우각의 제어 밴드의 하한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. W1은, 목표 요우각의 제어 밴드이다. 제어 밴드 W1은, 제어 밴드의 상한인 제어 밴드 경계선 Wa1로부터 제어 밴드의 하한인 제어 밴드 경계선 Wb1까지의 각도로 하여 나타낼 수 있다. 주행 계획 생성부(14)는, 목표 요우각의 제어 밴드 W1에 대해서도, 목표 요우각 T1에 대해 제어 밴드 W1을 치우치게 하여 생성해도 된다.
도 4b는, 주행 계획의 목표 제어값에 목표 속도가 포함되어 있는 경우에서의, 목표 속도 및 목표 속도의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4b에서는, 목표 제어값의 목표 속도의 시간 변화 및 목표 속도의 제어 밴드의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 파선으로 나타내는 T2는, 목표 제어값의 목표 속도의 시간 변화를 나타낸다. 점선으로 나타내는 Wa2는, 목표 속도의 제어 밴드의 상한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. 점선으로 나타내는 Wb2는, 목표 속도의 제어 밴드의 하한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. W2는, 목표 속도의 제어 밴드이다. 제어 밴드 W2는, 제어 밴드의 상한인 제어 밴드 경계선 Wa2로부터 제어 밴드의 하한인 제어 밴드 경계선 Wb2까지의 사이의 속도로서 나타낼 수 있다. 주행 계획 생성부(14)는, 목표 속도의 제어 밴드 W2에 대해서도, 목표 속도 T2에 대해 제어 밴드 W2를 치우치게 하여 생성해도 된다.
도 4c는, 주행 계획의 목표 제어값에 목표 궤적의 곡률이 포함되어 있는 경우에서의, 목표 궤적의 곡률 및 곡률의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4c에서는, 목표 궤적의 곡률 시간 변화 및 곡률의 제어 밴드의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 파선으로 나타내는 T3은, 목표 궤적의 곡률 시간 변화를 나타낸다. 점선으로 나타내는 Wa3은, 곡률의 제어 밴드의 상한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. 점선으로 나타내는 Wb3은, 곡률의 제어 밴드의 하한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. W3은, 곡률의 제어 밴드이다. 제어 밴드 W3은, 제어 밴드의 상한인 제어 밴드 경계선 Wa3으로부터 제어 밴드의 하한인 제어 밴드 경계선 Wb3까지의 사이의 곡률로서 나타낼 수 있다. 주행 계획 생성부(14)는, 곡률의 제어 밴드 W3에 대해서도, 목표 궤적의 곡률 T3에 대해 제어 밴드 W3을 치우치게 하여 생성해도 된다.
도 4d는, 주행 계획의 목표 제어값에 목표 가속도가 포함되어 있는 경우에서의, 목표 가속도 및 목표 가속도의 제어 밴드의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4d에서는, 목표 제어값의 목표 가속도의 시간 변화 및 목표 가속도의 제어 밴드의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 파선으로 나타내는 T4는, 목표 제어값의 목표 가속도의 시간 변화를 나타낸다. 점선으로 나타내는 Wa4는, 목표 가속도의 제어 밴드의 상한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. 점선으로 나타내는 Wb4는, 목표 가속도의 제어 밴드의 하한을 나타내는 제어 밴드 경계선이다. W4는, 목표 가속도의 제어 밴드이다. 제어 밴드 W4는, 제어 밴드의 상한인 제어 밴드 경계선 Wa4로부터 제어 밴드의 하한인 제어 밴드 경계선 Wb4까지의 사이의 가속도로서 나타낼 수 있다. 주행 계획 생성부(14)는 목표 가속도의 제어 밴드 W4에 대해서도, 목표 가속도 T4에 대해 제어 밴드 W4를 치우치게 하여 생성해도 된다.
다음에, 주행 계획 생성부(14)가 생성하는 제어 밴드의 설정의 일례에 대해서 설명한다. 주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주행 차선의 폭에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 주행 차선의 폭이 넓은 경우에는, 주행 차선의 폭이 좁은 경우에 비해 제어 밴드를 크게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 주행 차선의 폭을, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주변을 주행하는 주변 차량의 크기에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 주변 차량이란, 예를 들어, 차량 V의 전방을 주행하는 차량이며, 차량 V의 주행 차선을 주행하는 차량 혹은 차량 V의 주행 차선에 인접하는 인접 차선을 주행하는 차량이어도 된다. 주변 차량의 크기란, 차폭 방향의 크기, 혹은 전후 방향의 크기이어도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 주변 차량의 크기가 큰 경우에는, 주변 차량의 크기가 작은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 주변 차량의 크기를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주변을 주행하는 주변 차량의 속도에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 도 5c에 도시하는 바와 같이, 주변 차량의 속도가 빠른 경우에는, 주변 차량의 속도가 느린 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 주변 차량의 속도를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주변을 주행하는 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 도 5d에 도시하는 바와 같이, 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리가 이격되어 있는 경우에는, 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리가 가까운 경우에 비해 제어 밴드를 크게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 주변 차량과 차량 V의 목표 궤적과의 거리를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 차량 정보에 포함되는 차량 V의 특성 정보인 차량 V의 크기에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 차량 V의 크기란, 차폭 방향의 크기, 혹은 전후 방향의 크기이어도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 차량 V의 크기가 큰 경우에는, 차량 V의 크기가 작은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 차량 V의 크기를, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주행 차선 도로 종별 정보에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 주행 차선이 고속 도로인 경우에는, 일반 도로인 경우에 비해 제어 밴드를 크게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 도로 종별 정보를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주행 차선의 제한 속도에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 제한 속도가 빠른 경우에는, 제한 속도가 느린 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 여기서, 예를 들어, 제한 속도는, 지도 데이터베이스(4)가 구비하는 지도 정보에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 주변 정보 인식부(12)는 제한 속도를 지도 데이터베이스(4)로부터 주변 정보로서 취득한다. 그리고, 주행 계획 생성부(14)는, 주변 정보로서의 제한 속도를 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 차량 V의 차량 상태에 포함되는 주행 상태에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 주행 상태인 차량 V의 속도가 빠른 경우에는, 차량 V의 속도가 느린 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 차량 V의 속도를, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)로부터 취득함으로써 인식해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 주행 상태인 차량 V의 요우 레이트가 큰 경우에는, 차량 V의 요우 레이트가 작은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는 요우 레이트를, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)로부터 취득함으로써 인식해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 주행 상태인 차량 V의 전후 방향의 가속도 또는 횡가속도가 큰 경우에는, 차량 V의 전후 방향의 가속도 또는 횡가속도가 작은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 전후 방향의 가속도 또는 횡가속도를, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 주변 차량이 차량 V에 대해 근접해 가는 속도(차량 V에 대한 장해물의 상대 속도)에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 주변 차량이 차량 V에 대해 근접해 가는 속도가 빠른 경우에는, 주변 차량이 차량 V에 대해 근접해 가는 속도가 느린 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 주변 차량이 차량 V에 대해 근접해 가는 속도를, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 우측에 존재하는 주행 차선의 경계선의 색 및 선 종류에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 예를 들어, 차량 V가 일본 국내를 주행하고 있는 경우, 주행 계획 생성부(14)는 주행 차선의 우측 경계선의 색이 황색일 때에는, 주행 차선의 우측 경계선이 백색의 파선일 때에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 예를 들어, 주행 차선의 우측 경계선의 색이 황색인 경우에는, 돌출 통행 금지의 경계선이므로, 이 경계선을 밟지 않도록 차량 V를 주행시킬 필요가 있다. 이로 인해, 주행 계획 생성부(14)는, 주행 차선의 우측 경계선의 색이 황색인 경우에, 주행 차선의 우측 경계선이 백색의 파선인 경우에 비해 제어 밴드를 작게 한다. 주행 계획 생성부(14)는, 차량 V의 우측에 존재하는 주행 차선의 경계선의 색 및 선 종류를, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 차량 정보에 포함되는 특성 정보인 센서의 신뢰도에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 여기서의 신뢰도란, 주행 계획의 생성에 사용한 외부 센서(1) 및 내부 센서(3)가 구비하는 센서의 신뢰도이어도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 센서의 신뢰도가 낮은 경우에는, 센서의 신뢰도가 높은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는, 센서의 신뢰도를, 예를 들어, 차량 상태 인식부(13)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주행로의 측방의 평탄 에어리어의 넓이에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 계획 생성부(14)는, 평탄 에어리어가 좁은 경우에는, 평탄 에어리어가 넓은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 평탄 에어리어의 넓이를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 예를 들어, 주변 정보인 차량 V의 주행로의 노면의 상태에 기초하여, 제어 밴드를 생성해도 된다. 예를 들어, 주행 계획 생성부(14)는, 노면이 비 등에 의해 젖어 있는 경우에는, 노면이 젖어 있지 않은 경우에 비해 제어 밴드를 작게 해도 된다. 주행 계획 생성부(14)는 노면의 상태를, 예를 들어, 주변 정보 인식부(12)로부터 취득함으로써 인식해도 된다.
상기에 있어서, 주행 계획 생성부(14)는, 다양한 주변 정보 및 다양한 차량 상태 중 어느 하나에 기초하여 제어 밴드를 생성했지만, 다양한 주변 정보 및 다양한 차량 상태 중 어느 2개 이상에 기초해서 제어 밴드를 생성해도 된다.
주행 제어부(15)는, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 주행 계획 및 제어 밴드에 기초하여, 차량 V의 주행을 자동으로 제어한다. 구체적으로는, 주행 제어부(15)는, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 주행 계획 및 제어 밴드와, 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태에 기초하여, 차량 V의 차량 상태가 주행 계획의 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산한다. 주행 제어부(15)는 연산한 지령 제어값을 액추에이터(6)에 출력한다. 이에 의해, 주행 제어부(15)는 주행 계획에 추종해서 차량 V가 자동 주행하도록, 차량 V의 주행을 제어한다. 또한, 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태란, 주행 계획의 목표 제어값에 따른 액추에이터(6)의 출력에 의해 실현되는 목표가 되는 차량 V의 차량 상태이다.
보다 상세하게는, 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 주행 계획의 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태가 아닐 때, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시킨다. 이때, 주행 제어부(15)는, 우선, 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태인지 여부를 판정한다. 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다.
구체적으로는, 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 내의 위치인 경우, 현재의 차량 위치가 제어 밴드 외의 위치인 경우와 비교하여, 단위 시간(예를 들어 1분) 내에서의 목표 위치에 근접하는 이동량을 작게 하도록 지령 제어값을 연산한다. 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 내의 위치인 경우, 목표 차량 상태에 차량 V의 차량 상태를 조기에 근접시키는 것보다도 승차감을 우선해서 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 마찬가지로, 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 V의 속도가 목표 속도의 제어 밴드 내의 속도인 경우, 목표 차량 상태에 차량 V의 차량 상태를 조기에 근접시키는 것보다도 승차감을 우선해서 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 또한, 승차감을 우선해서 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키는 것이란, 예를 들어, 차량 V에 발생하는 횡가속도가 미리 정해진 기준값 이하가 되도록, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시키는 것이어도 된다.
한편, 주행 제어부(15)는 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태가 아닐 때, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 조기에 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 구체적으로는, 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 외의 위치인 경우, 현재의 차량 위치가 제어 밴드 내의 위치인 경우와 비교하여, 단위 시간(예를 들어 1분) 내에서의 목표 위치에 근접하는 이동량을 크게 하도록 지령 제어값을 연산한다. 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 외의 위치인 경우, 승차감보다도 목표 차량 상태에 차량 V의 차량 상태를 조기에 근접시키는 것을 우선해서 지령 제어값을 연산한다. 마찬가지로, 주행 제어부(15)는, 예를 들어, 현재의 차량 V의 속도가 목표 속도의 제어 밴드 외의 속도인 경우, 승차감보다도 목표 차량 상태에 차량 V의 차량 상태를 조기에 근접시키는 것을 우선해서 지령 제어값을 연산한다.
즉, 제어 밴드가 작은 경우에 있어서는, 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때에 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시킬 때에, 제어 밴드가 큰 경우에 비해, 조기에 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 상태를 제어하는 시간이 길고, 완만하게 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 상태를 제어하는 시간이 짧다. 이로 인해, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 목표 차량 상태에 대한 차량 V의 차량 상태의 추종성을 높일 수 있다. 한편, 제어 밴드가 큰 경우에 있어서는, 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때에 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시킬 때에, 제어 밴드가 작은 경우에 비해, 조기에 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 상태를 제어하는 시간이 짧고, 완만하게 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 상태를 제어하는 시간이 길다. 이로 인해, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 차량 V의 급격한 거동의 변화 등을 억제하여, 승차감을 향상시킬 수 있다.
일례로서, 주행 제어부(15)가 주행 계획에 추종하도록 차량 V의 주행을 제어한 경우에서의 차량 위치의 변화에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 주행 차선 R을 차량 V가 주행하고 있는 것으로 한다. 차량 V의 차량 위치는, 목표 위치의 제어 밴드 W 외로 한다. 차량 V의 차량 위치가 제어 밴드 W 외부이므로, 주행 제어부(15)는 차량 위치가 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 조기에 추종하도록 차량 V를 주행시킨다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K1로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 내로 된 경우, 주행 제어부(15)는, 차량 위치가 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 완만하게 추종하도록 차량 V를 주행시킨다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K2로 한다. 이와 같이, 주행 제어부(15)는, 차량 V의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 내일 때는, 차량 V의 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 외일 때보다도, 차량 위치를 완만하게 목표 위치에 근접시킨다.
다음에, 자동 운전 차량 시스템(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름에 대해서 설명한다. 우선, ECU(10)가 주행 계획 및 제어 밴드를 생성하는 처리의 흐름에 대해서, 도 6의 흐름도를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 예를 들어 운전자가 내비게이션 시스템(5)에서 목적지를 설정하고, 자동 주행을 작동시키는 입력 조작을 HMI(7)에 행하면, ECU(10)는, 이하의 주행 계획 및 제어 밴드를 생성하는 처리를 소정의 처리 주기로 반복 실행한다.
우선, 차량 상태 인식부(13)는 차량 V의 차량 상태를 인식한다. 주변 정보 인식부(12)는 차량 V의 주변 정보를 인식한다(S11). 주행 계획 생성부(14)는 차량 V의 주변 정보와 지도 데이터베이스(4)의 지도 정보에 기초하여, 미리 설정된 목표 루트를 따른 주행 계획을 생성한다(S12). 주행 계획 생성부(14)는 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식된 차량 V의 주변 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태 중 적어도 어느 하나에 기초하여 제어 밴드를 생성한다(S13). 주행 계획 생성부(14)는 생성한 주행 계획 및 제어 밴드를 주행 제어부(15)에 출력한다.
다음에, ECU(10)가 주행 계획 및 제어 밴드에 기초하여 차량 V의 주행을 제어하는 처리의 흐름에 대해서, 도 7의 흐름도를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 주행 제어부(15)는 주행 계획 생성부(14)에 의해 주행 계획 및 제어 밴드가 생성되면, 차량 V의 주행의 제어를 개시한다. 또한, 주행 계획 생성부(14)에 의해 주행 계획 및 제어 밴드가 새롭게 생성되면, 주행 제어부(15)는, 새롭게 생성된 주행 계획 및 제어 밴드에 기초하여 차량 V의 주행을 제어한다.
우선, 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태인지 여부를 판정한다(S21). 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때(S21:"예"), 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 그리고, 주행 제어부(15)는 연산한 지령 제어값을 액추에이터(6)에 출력한다. 이와 같이, 주행 제어부(15)는 완만하게 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 V의 주행을 제어한다(S22).
현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태가 아닐 때(S21:"아니오"), 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 조기에 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 그리고, 주행 제어부(15)는, 연산한 지령 제어값을 액추에이터(6)에 출력한다. 이와 같이, 주행 제어부(15)는, 조기에 목표 차량 상태에 근접하도록 차량 V의 주행을 제어한다(S23).
이상, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100)에서는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시킨다. 즉, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 차량 상태를 조기에 목표 차량 상태에 근접시킨다. 이와 같이, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때(현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때)에는, 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있다. 또한, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때(현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때)에는, 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 주행 제어부(15)는 지령 제어값을 연산할 때에, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시키기 위한 기본이 되는 지령 제어값을 연산한 후, 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내인 경우에는 차량 상태가 완만하게 목표 차량 상태에 근접하도록 기본이 되는 지령 제어값을 보정하고, 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 외인 경우에는 차량 상태가 조기에 목표 차량 상태에 근접하도록 기본이 되는 지령 제어값을 보정해도 된다. 또한, 기본이 되는 지령 제어값이란, 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내인지 제어 밴드 외인지에 상관없이, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시키기 위해 필요한 지령 제어값이다. 이 기본이 되는 지령 제어값은, 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내인지 제어 밴드 외인지에 따라서, 상술한 바와 같이 보정된다. 혹은, 주행 제어부(15)는 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시키기 위한 기본이 되는 지령 제어값을 미리 연산하지 않고, 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내인지 여부에 따라서, 차량 상태를 완만하게 또는 조기에 목표 차량 상태에 근접시키기 위한 지령 제어값을 연산해도 된다.
[제2 실시 형태]
다음에, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대해서 상세하게 설명하고, 제1 실시 형태와 동일하거나 또는 상당 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 8은, 제2 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템(100A)의 구성을 도시하는 블록도이다. 자동 운전 차량 시스템(100A)은, 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 내부 센서(3), 지도 데이터베이스(4), 내비게이션 시스템(5), 액추에이터(6), 제1 ECU(10A), 제2 ECU(10B) 및 HMI(7)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태는, 제1 실시 형태에 대해, 주행 계획 생성부(14)와 주행 제어부(15)가 다른 ECU에 포함되어 있는 점이 다르다.
제1 ECU(10A) 및 제2 ECU(10B)는 차량 V의 자동 주행을 제어한다. 제1 ECU(10A)는 CPU, ROM, RAM 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. 제1 ECU(10A)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다.
제1 ECU(10A)는, 기능적으로는, 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)를 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용은, 제1 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12) 및 차량 상태 인식부(13)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S11의 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S12 및 S13의 처리를 행한다.
제2 ECU(10B)는, CPU, ROM, RAM 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. 제2 ECU(10B)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다.
제2 ECU(10B)는, 기능적으로는, 주행 제어부(제1 연산부)(15)를 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15)가 행하는 처리 내용은, 제1 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15)가 행하는 처리 내용과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 주행 제어부(15)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 7을 사용해서 설명한 S21 내지 S23의 처리를 행한다.
제1 ECU(10A)와 제2 ECU(10B)는, 물리적으로 서로 다른 ECU이다. 제1 ECU(10A)와 제2 ECU(10B)는, 통신 회선을 통하여 서로 통신을 행한다.
이상, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100A)에서는, 주행 계획 생성부(14)와 주행 제어부(15)가 다른 ECU에 포함되어 있으므로, 예를 들어, 제1 ECU(10A)를 차종에 걸쳐서 채용하는 공통 요소로 하고, 제2 ECU(10B)를 차종마다 다른 차종별 요소로 할 수 있다. 이에 의해, 주행 계획 생성부(14) 및 주행 제어부(15)가 하나의 ECU에 포함되어 있는 경우에 비해, 요소의 공통화를 진행시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100A)에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[제3 실시 형태]
다음에, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대해서 상세하게 설명하고, 제1 실시 형태와 동일하거나 또는 상당 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 9는, 제3 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템(100B)의 구성을 도시하는 블록도이다. 자동 운전 차량 시스템(100B)은 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 내부 센서(3), 지도 데이터베이스(4), 내비게이션 시스템(5), 액추에이터 유닛(60), ECU(20) 및 HMI(7)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태는, 제1 실시 형태에 대해, 액추에이터 유닛(60)의 액추에이터 제어부(62)가 제어 밴드에 기초하여 액추에이터(61)를 제어하는 점이 주로 다르다.
ECU(20)는 차량 V의 자동 주행을 제어한다. ECU(20)는 CPU, ROM, RAM 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. ECU(20)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다. ECU(20)는, 복수의 전자 제어 유닛으로 구성되어 있어도 된다.
ECU(20)는, 기능적으로는, 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13), 주행 계획 생성부(14) 및 주행 제어부(제2 연산부)(15B)를 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용은, 제1 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12) 및 차량 상태 인식부(13)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S11의 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S12 및 S13의 처리를 행한다.
주행 제어부(15B)는 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 주행 계획에 기초하여, 차량 V의 주행을 자동으로 제어한다. 구체적으로는, 주행 제어부(15B)는 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 주행 계획 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태에 기초하여, 차량 V의 차량 상태가 주행 계획의 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산한다. 주행 제어부(15B)는, 연산한 지령 제어값을 액추에이터 유닛(60)에 출력한다. 이에 의해, 주행 제어부(15B)는 주행 계획에 추종해서 차량 V가 자동 주행하도록, 차량 V의 주행을 제어한다. 또한, 주행 제어부(15B)는 연산한 지령 제어값과 함께, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 제어 밴드를 액추에이터 유닛(60)에 출력한다. 주행 제어부(15B)는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15)와는 달리, 지령 제어값을 연산할 때에 제어 밴드를 사용하지 않는다.
액추에이터 유닛(60)은 액추에이터(61) 및 액추에이터 제어부(62)를 포함하고 있다. 액추에이터(61)는, 제1 실시 형태에 있어서의 액추에이터(6)와 동일하다. 액추에이터(61)에는 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 지령 제어값이 입력된다. 액추에이터(61)는 지령 제어값에 따른 출력에 의해 차량 V의 주행을 제어한다.
액추에이터 제어부(62)는 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태 및 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 제어 밴드에 기초하여, 액추에이터(61)의 파라미터를 제어한다. 액추에이터(61)의 파라미터란, 예를 들어, 지령 제어값에 대한 액추에이터(61)의 피드백 게인이다. 액추에이터 제어부(62)는 액추에이터(61)의 파라미터를 제어함으로써, 액추에이터(61)의 동작 응답성을 변화시킨다. 여기서, 동작의 응답성을 변화시키는 것이란, 주행 제어부(15B)로부터 입력된 지령 제어값에 액추에이터(61)의 출력값을 도달시키기 위해 필요한 시간을 변화시키는 것이다. 구체적으로는, 액추에이터 제어부(62)는, 예를 들어, 액추에이터(61)의 파라미터를 제어하는 것으로서, 지령 제어값에 대한 액추에이터(61)의 피드백 게인을 변경해도 된다. 이에 의해, 액추에이터 제어부(62)는 차량 V의 차량 상태를, 주행 계획의 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태에 조기에 근접시키거나, 혹은 완만하게 근접시킬 수 있다.
또한, 액추에이터 제어부(62)는, 상기 게인의 변경에 추가하여, 액추에이터(61)의 파라미터를 제어하는 것으로서, 액추에이터(61)에 있어서 제어적으로 허용되는 출력의 최대값을 변경해도 된다.
보다 상세하게는, 액추에이터 제어부(62)는, 우선, 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태인지 여부를 판정한다. 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력을 완만하게 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 파라미터를 변경한다. 한편, 액추에이터 제어부(62)는, 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태가 아닐 때, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력을 조기에 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 파라미터를 변경한다(예를 들어, 파라미터를 복귀시킨다).
일례로서, 액추에이터(61)의 출력이 지령 제어값에 따른 출력으로 되도록 액추에이터(61)가 제어된 경우에서의 차량 위치의 변화에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 주행 차선 R을 차량 V가 주행하고 있는 것으로 한다. 차량 V의 차량 위치는, 목표 위치의 제어 밴드 W 외로 한다. 차량 V의 차량 위치가 제어 밴드 W 외부이므로, 액추에이터 제어부(62)는 액추에이터(61)의 출력이 지령 제어값에 대응하는 출력에 조기에 근접하도록 액추에이터(61)의 파라미터를 제어한다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K1로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 내로 된 경우, 액추에이터 제어부(62)는 액추에이터(61)의 출력이 지령 제어값에 대응하는 출력에 완만하게 근접하도록 액추에이터(61)의 파라미터를 제어한다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K2로 한다. 이에 의해, 차량 V의 차량 위치는 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 내일 때는, 차량 위치가 목표 위치의 제어 밴드 W 외일 때보다도, 완만하게 목표 위치에 근접한다.
다음에, 자동 운전 차량 시스템(100B)에 의해 실행되는 처리의 흐름에 대해서 설명한다. ECU(20)가 주행 계획 및 제어 밴드를 생성하는 처리의 흐름은, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 처리의 흐름과 마찬가지이며 설명을 생략한다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12) 및 차량 상태 인식부(13)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S11의 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S12 및 S13의 처리를 행한다.
다음에, 주행 제어부(15B)가 지령 제어값을 연산하고, 액추에이터 제어부(62)가 제어 밴드에 기초하여 액추에이터(61)의 파라미터를 제어하는 처리의 흐름에 대해서, 도 10의 흐름도를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 주행 제어부(15B)는 주행 계획 생성부(14)에 의해 주행 계획 및 제어 밴드가 생성되면, 주행 계획 생성부(14)에 의해 생성된 주행 계획 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태에 기초하여, 차량 V의 차량 상태가 주행 계획의 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산한다(S31). 주행 제어부(15B)는 연산한 지령 제어값과, 주행 계획 생성부(14)가 생성한 제어 밴드를 액추에이터 유닛(60)에 출력한다.
액추에이터 제어부(62)는, 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태인지 여부를 판정한다(S32). 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때(S32:"예"), 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력이 지령 제어값에 대응하는 출력에 완만하게 근접하도록 액추에이터(61)의 파라미터를 제어한다(S33). 이에 의해, 차량 V의 차량 상태는, 완만하게 목표 차량 상태에 근접한다.
차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태가 아닐 때(S32:"아니오"), 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력이 지령 제어값에 대응하는 출력에 조기에 근접하도록 액추에이터(61)의 파라미터를 제어한다(S34). 이에 의해, 차량 V의 차량 상태는, 조기에 목표 차량 상태에 근접한다.
주행 제어부(15) 및 액추에이터 제어부(62)는, 주행 계획 생성부(14)에 의해 새로운 주행 계획 및 제어 밴드가 생성될 때까지, 현재의 주행 계획 및 제어 밴드에 기초하여, S31 내지 S34의 처리를 행한다.
이상, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100B)에서는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 액추에이터(61)의 출력을 완만하게 지령 제어값에 따른 출력에 근접시킨다. 즉, 자동 운전 차량 시스템(100B)은, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때는, 현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여 액추에이터(61)의 출력을 조기에 지령 제어값에 따른 출력에 근접시킨다. 이에 의해, 자동 운전 차량 시스템(100B)은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 크게 일탈하고 있을 때(현재의 차량 상태가 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때)에는, 조기에 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킬 수 있다. 또한, 자동 운전 차량 시스템(100B)은, 차량 상태가 주행 계획으로부터 작게 일탈하고 있을 때(현재의 차량 상태가 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때)에는, 완만하게 차량 상태를 주행 계획의 목표 차량 상태에 근접시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서 액추에이터 제어부(62)는, 반드시, 액추에이터(61)와 유닛화되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 액추에이터 제어부(62)는, ECU(20) 내에 포함되어 있어도 되고, ECU(20)와는 다른 ECU에 포함되어 있어도 된다.
또한, 주행 제어부(15B)는, 제어 밴드에 기초하여 연산한 액추에이터(61)의 제어 파라미터의 밴드를 제어 밴드 대신에 액추에이터 유닛(60)에 출력해도 된다. 이 경우, 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 액추에이터(61)의 제어 파라미터가, 주행 제어부(15B)로부터 입력된 액추에이터(61)의 제어 파라미터의 밴드 내일 때에, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태라고 판정해도 된다. 또한, 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 액추에이터(61)의 제어 파라미터가, 주행 제어부(15B)로부터 입력된 액추에이터(61)의 제어 파라미터의 밴드 외일 때에, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태라고 판정해도 된다.
[제4 실시 형태]
다음에, 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 설명에서는, 제3 실시 형태와 다른 점에 대해서 상세하게 설명하고, 제3 실시 형태와 동일하거나 또는 상당 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 11은, 제4 실시 형태에 관한 자동 운전 차량 시스템(100C)의 구성을 도시하는 블록도이다. 자동 운전 차량 시스템(100C)은, 외부 센서(1), GPS 수신부(2), 내부 센서(3), 지도 데이터베이스(4), 내비게이션 시스템(5), 액추에이터 유닛(60), 제1 ECU(20A), 제2 ECU(20B) 및 HMI(7)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태는, 제3 실시 형태에 대해, 주행 계획 생성부(14)와 주행 제어부(15B)가 다른 ECU에 포함되어 있는 점이 다르다.
제1 ECU(20A) 및 제2 ECU(20B)는 차량 V의 자동 주행을 제어한다. 제1 ECU(20A)는 CPU, ROM, RAM 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. 제1 ECU(20A)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다.
제1 ECU(20A)는, 기능적으로는, 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)를 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용은, 제1 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12), 차량 상태 인식부(13) 및 주행 계획 생성부(14)가 행하는 처리 내용과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 주변 정보 인식부(12) 및 차량 상태 인식부(13)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S11의 처리를 행한다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 제1 실시 형태에 있어서 도 6을 사용해서 설명한 S12 및 S13의 처리를 행한다.
제2 ECU(20B)는 CPU, ROM, RAM 등을 갖는 전자 제어 유닛이다. 제2 ECU(20B)에서는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, CPU에 의해 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다.
제2 ECU(20B)는, 기능적으로는, 주행 제어부(제2 연산부)(15B)를 포함하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15B)가 행하는 처리 내용은, 제3 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15B)가 행하는 처리 내용과 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 주행 제어부(15B)는, 제3 실시 형태에 있어서 도 10을 사용해서 설명한 S31의 처리를 행한다.
제1 ECU(20A)와 제2 ECU(20B)는, 물리적으로 서로 다른 ECU이다. 제1 ECU(20A)와 제2 ECU(20B)는, 통신 회선을 통하여 서로 통신을 행해도 된다.
이상, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100C)에서는, 주행 계획 생성부(14)와 주행 제어부(15B)가 다른 ECU에 포함되어 있으므로, 예를 들어, 제1 ECU(20A)를 차종에 걸쳐서 채용하는 공통 요소로 하고, 제2 ECU(20B)를 차종마다 다른 차종별 요소로 할 수 있다. 이에 의해, 주행 계획 생성부(14) 및 주행 제어부(15B)가 하나의 ECU에 포함되어 있는 경우에 비해, 요소의 공통화를 진행시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 자동 운전 차량 시스템(100C)에서는, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에 있어서 액추에이터 제어부(62)는, 반드시, 액추에이터(61)와 유닛화되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 액추에이터 제어부(62)는, 제2 ECU(20B) 내에 포함되어 있어도 되고, 제2 ECU(20B)와는 다른 ECU에 포함되어 있어도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 이하, 다양한 변형예에 대해서 설명한다.
[제1 변형예]
제1 변형예에 있어서, 예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 주행 계획에 있어서의 차량 V의 목표 제어값의 제어 밴드(이하 「제1 제어 밴드」이라고 함)를 생성하고, 제1 제어 밴드를 포함하도록 제1 제어 밴드보다도 넓은 폭을 갖는 제2 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제2 제어 밴드 내 또한 제1 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제2 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 또한, 주행 제어부(15)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제1 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제2 제어 밴드 내 또한 제1 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 차량 상태를 완만하게 목표 차량 상태에 근접시키도록 지령 제어값을 연산한다. 이와 같이, 차량 V의 차량 상태가 목표 차량 상태에 근접함에 따라서, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시킬 때의 완만함을, 단계적으로 완만하게 해도 된다.
또한, 주행 계획 생성부(14)는, 제1 제어 밴드 및 제2 제어 밴드를 생성한 경우와 마찬가지로, 3개 이상의 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 주행 제어부(15)는, 차량 V의 차량 상태가 목표 차량 상태에 근접함에 따라서, 차량 상태를 목표 차량 상태에 근접시킬 때의 완만함을, 단계적으로 완만하게 해도 된다.
일례로서, 주행 계획 생성부(14)가 제1 제어 밴드 및 제2 제어 밴드를 생성한 경우에서의 차량 위치의 변화에 대해서 설명한다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 주행 차선 R을 차량 V가 주행하고 있는 것으로 한다. 주행 계획 생성부(14)는 목표 위치의 제어 밴드로서, 제1 제어 밴드 W11 및 제2 제어 밴드 W12를 생성한 것으로 한다. 차량 V의 차량 위치는, 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 외로 한다. 차량 V의 차량 위치가 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 외부이므로, 주행 제어부(15)는, 차량 위치가 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 조기에 추종하도록 차량 V를 주행시킨다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K11로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 내부 또한 제1 제어 밴드 W11 외부가 된 경우, 주행 제어부(15)는 차량 위치가 제2 제어 밴드 W12 외의 경우와 비교하여, 차량 위치가 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 완만하게 추종하도록 차량 V를 주행시킨다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K12로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제1 제어 밴드 W11 내로 된 경우, 주행 제어부(15)는, 차량 위치가 제2 제어 밴드 W12 내 또한 제1 제어 밴드 W11 외의 경우와 비교하여, 차량 위치가 목표 위치를 연결한 목표 궤적 T에 완만하게 추종하도록 차량 V를 주행시킨다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K13으로 한다. 이와 같이, 차량 위치가 목표 위치에 근접함에 따라서 차량 위치를 보다 완만하게 목표 위치에 근접시켜도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서도 제1 변형예와 마찬가지로, 주행 계획 생성부(14)가 복수의 제어 밴드를 생성하고, 복수 생성된 제어 밴드에 기초하여 주행 제어부(15)가 차량 V의 주행을 제어해도 된다.
[제2 변형예]
제1 변형예와 마찬가지로, 제2 변형예에 있어서, 예를 들어, 제3 실시 형태에 있어서의 주행 계획 생성부(14)는, 주행 계획에 있어서의 차량 V의 목표 제어값의 제1 제어 밴드를 생성하고, 제1 제어 밴드를 포함하도록 제1 제어 밴드보다도 넓은 폭을 갖는 제2 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제2 제어 밴드 내 또한 제1 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제2 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력값을 완만하게 지령 제어값에 근접시키도록 파라미터를 변경한다. 또한, 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 차량 상태가 목표 제어값의 제1 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때, 현재의 차량 상태가 제2 제어 밴드 내 또한 제1 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력값을 완만하게 지령 제어값에 근접시키도록 파라미터를 변경한다. 이와 같이, 차량 V의 차량 상태가 목표 차량 상태에 근접함에 따라서, 액추에이터(61)의 출력값을 지령 제어값에 근접시킬 때의 완만함을, 단계적으로 완만하게 해도 된다.
또한, 주행 계획 생성부(14)는, 제1 제어 밴드 및 제2 제어 밴드를 생성한 경우와 마찬가지로, 3개 이상의 제어 밴드를 생성해도 된다. 이 경우, 액추에이터 제어부(62)는, 차량 V의 차량 상태가 목표 차량 상태에 근접함에 따라서, 액추에이터(61)의 출력값을 지령 제어값에 근접시킬 때의 완만함을, 단계적으로 완만하게 해도 된다.
일례로서, 주행 계획 생성부(14)가 제1 제어 밴드 및 제2 제어 밴드를 생성한 경우에서의 차량 위치의 변화에 대해서 설명한다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 주행 차선 R을 차량 V가 주행하고 있는 것으로 한다. 주행 계획 생성부(14)는 목표 위치의 제어 밴드로서, 제1 제어 밴드 W11 및 제2 제어 밴드 W12를 생성한 것으로 한다. 차량 V의 차량 위치는, 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 외로 한다. 차량 V의 차량 위치가 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 외부이므로, 액추에이터 제어부(62)는, 액추에이터(61)의 출력값이 조기에 지령 제어값에 근접하도록 파라미터를 변경한다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K11로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제2 제어 밴드 W12 내 또한 제1 제어 밴드 W11 외로 된 경우, 액추에이터 제어부(62)는, 차량 위치가 제2 제어 밴드 W12 외의 경우에 비해, 액추에이터(61)의 출력값이 완만하게 지령 제어값에 근접하도록 파라미터를 변경한다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K12로 한다. 차량 위치가 목표 위치의 제1 제어 밴드 W11 내가 된 경우, 액추에이터 제어부(62)는, 차량 위치가 제2 제어 밴드 W12 내 또한 제1 제어 밴드 W11 외의 경우와 비교하여, 액추에이터(61)의 출력값이 완만하게 지령 제어값에 근접하도록 파라미터를 변경한다. 이때 차량 V의 궤적을 궤적 K13으로 한다. 이와 같이, 차량 위치가 목표 위치에 근접함에 따라서 액추에이터(61)의 출력값이 완만하게 지령 제어값에 근접하도록 파라미터를 변경해도 된다.
또한, 제4 실시 형태에 있어서도 제2 변형예와 마찬가지로, 주행 계획 생성부(14)가 복수의 제어 밴드를 생성하고, 복수 생성된 제어 밴드에 기초하여 액추에이터 제어부(62)가 액추에이터(61)의 파라미터를 제어해도 된다.
[제3 변형예]
제3 변형예에 있어서, 예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서의 주행 제어부(15)는, 주변 정보 및 차량 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 제어 밴드 하한값(제어 밴드의 최소값)을 연산하고, 연산한 제어 밴드 하한값을 주행 계획 생성부(14)에 출력해도 된다. 그리고, 주행 계획 생성부(14)는 제어 밴드를 생성할 때에, 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 제어 밴드를 생성해도 된다. 제어 밴드 하한값이란, 목표 차량 상태가 되도록 차량 V의 차량 상태를 제어한 경우에서의 제어 오차의 최대값이어도 된다. 제어 오차의 최대값은, 예를 들어, 차량 V의 차량 상태, 차량 V의 주행에 관계되는 특성, 차량 V의 주행의 제어에 사용하는 센서의 신뢰도 및 노면의 상태 중 적어도 어느 하나에 기초하여 연산되어도 된다.
예를 들어, 차량 V의 차량 상태란, 차량 V의 속도 및 공기압 센서에 의해 검출된 차량 V의 타이어의 공기압 등이어도 된다. 차량 V의 속도가 빠른 경우, 주행 제어부(15)는, 차량 V의 속도가 느린 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다. 또한, 타이어의 공기압이 낮은 경우, 주행 제어부(15)는 타이어의 공기압이 높은 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다. 예를 들어, 차량 V의 주행에 관계되는 특성이란, 브레이크 성능 및 가속 성능 등이어도 된다. 브레이크 성능이 낮은 경우, 주행 제어부(15)는 브레이크 성능이 높은 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다. 또한, 가속 성능이 낮은 경우, 주행 제어부(15)는 가속 성능이 높은 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다. 예를 들어, 차량 V의 주행의 제어에 사용하는 센서의 신뢰도란, 차속 센서의 신뢰도 등이어도 된다. 차속 센서의 신뢰도가 낮은 경우, 주행 제어부(15)는 차속 센서의 신뢰도가 높은 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다. 예를 들어, 노면의 상태란, 노면이 말라 있는 상태, 노면이 젖어 있는 상태이다. 노면이 젖어 있는 경우, 주행 제어부(15)는 노면이 말라 있는 경우에 비해 제어 오차의 최대값이 커지도록, 제어 오차의 최대값을 연산해도 된다.
또한, 예를 들어, 자동 운전 차량 시스템(100)은 시스템 기동 개시 시(예를 들어, 이그니션 ON시)에서, 차량 V의 주행에 관계되는 특성, 차량 V의 주행의 제어에 사용하는 센서의 신뢰도로서, 미리 설정된 표준값을 사용해도 된다. 표준값이란, 예를 들어, 일반적인 차량 상태를 상정한 값이어도 되고, 차량의 제어성이 가장 나쁠 때의 차량 상태를 상정한 값이어도 된다. 예를 들어 자동 운전 차량 시스템(100)은, 시스템 기동 개시 시에서, 노면의 상태로서, 마른 노면 상태 혹은 젖은 노면 상태를 사용해도 된다. 차량 V가 주행을 개시한 후, 자동 운전 차량 시스템(100)은, 주행 중에서의 각종 센서 등에 있어서의 검출 결과에 기초하여 표준값을 갱신해도 된다.
주행 계획 생성부(14)는, 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식된 차량 V의 주변 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태 중 적어도 어느 하나에 기초하여 제어 밴드를 생성할 때에, 주행 제어부(15)로부터 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 제어 밴드를 생성한다. 이와 같이, 주행 제어부(15)로부터 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 주행 계획 생성부(14)가 제어 밴드를 생성함으로써, 주행 제어부(15)는 제어 밴드 내에서, 차량 V의 차량 상태가 목표 차량 상태가 되도록 차량 V의 주행을 제어할 수 있다.
여기서, 주행 계획 생성부(14)가 주변 정보 인식부(12)에 의해 인식된 차량 V의 주변 정보 및 차량 상태 인식부(13)에 의해 인식된 차량 상태 중 적어도 어느 하나에 기초하여 제어 밴드를 생성할 때에, 주행 제어부(15)로부터 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 제어 밴드를 생성할 수 없는 경우가 생각된다. 구체적으로는, 예를 들어, 차량 V가 고속 주행을 행하고 있는 상태에서 주행 차선의 폭이 좁은 경우, 주행 계획 생성부(14)는 작은 제어 밴드를 생성하려고 한다. 이때, 주행 계획 생성부(14)는 제어 밴드 하한값 이상의 제어 밴드를 생성할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우, ECU(10)는, 예를 들어, 차량 V를 감속시켜 제어 밴드를 생성 가능한 상태로 해도 된다. 혹은, ECU(10)는 차량 V의 주행 계획을 다시 생성해도 된다. ECU(10)는 자동 운전 제어를 정지시켜도 된다. ECU(10)는 제어 밴드 하한값 이상의 제어 밴드를 생성할 수 없는 취지를 운전자에게 경고를 하는 등의 대응을 행해도 된다.
주행 제어부(15)가 주행 계획 생성부(14)에 출력하는 제어 밴드 하한값은, 하나이어도 되고, 복수이어도 된다. 예를 들어, 제어 밴드 하한값이 속도에 의존하는 경우, 주행 제어부(15)는 속도마다의 제어 밴드 하한값을 생성해서 주행 계획 생성부(14)에 출력해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 주행 계획 생성부(14)는 제어 밴드를 생성할 때에, 주행 계획에 포함되는 속도에 따른 제어 밴드 하한값에 기초하여 제어 밴드를 생성해도 된다. 제어 밴드 하한값을 복수 설치하는 경우에는, 가장 작은 제어 밴드 하한값보다도 작은 제어 밴드밖에 생성할 수 없는 경우에, ECU(10)는, 상술한 바와 같이 차량 V를 감속시켜 제어 밴드를 생성 가능한 상태로 해도 된다. 마찬가지로, ECU(10)는 차량 V의 주행 계획을 다시 생성해도 된다. 혹은, ECU(10)는 자동 운전 제어를 정지시켜도 된다. ECU(10)는, 제어 밴드 하한값 이상의 제어 밴드를 생성할 수 없는 취지를 운전자에게 경고를 하는 등의 대응을 행해도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서도 제3 변형예와 마찬가지로, 주행 제어부(15)가 제어 밴드 하한값을 생성해서 주행 계획 생성부(14)에 출력해도 된다. 그리고, 주행 계획 생성부(14)는 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 제어 밴드를 생성해도 된다. 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태에 있어서도 제3 변형예와 마찬가지로, 주행 제어부(15B)가 제어 밴드 하한값을 생성해서 주행 계획 생성부(14)에 출력해도 된다. 그리고, 주행 계획 생성부(14)는 입력된 제어 밴드 하한값 이상이 되도록 제어 밴드를 생성해도 된다.

Claims (6)

  1. 자동 운전 차량 시스템이며,
    차량의 주변 정보를 인식하는 주변 정보 인식부(12)와,
    상기 차량의 차량 상태를 인식하는 차량 상태 인식부(13)와,
    상기 차량의 상기 주변 정보에 기초하여 상기 차량의 차량 상태를 제어하는 때에 목표로 하는 목표 제어값을 포함하는 주행 계획을 생성함과 함께, 상기 차량 상태 및 상기 주변 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 주행 계획에 있어서의 상기 차량의 목표 제어값의 제어 밴드를 생성하는 주행 계획 생성부(14)와,
    상기 주행 계획, 상기 차량 상태 및 상기 제어 밴드에 기초하여, 상기 차량 상태가 상기 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산하는 제1 연산부(15)와,
    상기 지령 제어값에 기초하여 상기 차량의 주행을 제어하는 액추에이터(6)를 포함하고,
    상기 제어 밴드는, 주행 계획상 허용할 수 있는 목표 제어값의 밴드인, 자동 운전 차량 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연산부(15)는, 현재의 상기 차량 상태가 상기 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는 현재의 상기 차량 상태가 상기 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 상기 차량 상태를 완만하게 상기 목표 차량 상태에 근접시키도록 상기 지령 제어값을 연산하는 자동 운전 차량 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주행 계획 생성부(14)는 제1 ECU(10A)에 포함되고, 상기 제1 연산부(15)는, 상기 제1 ECU와는 다른 제2 ECU(10B)에 포함되는 자동 운전 차량 시스템.
  4. 자동 운전 차량 시스템이며,
    차량의 주변 정보를 인식하는 주변 정보 인식부(12)와,
    상기 차량의 차량 상태를 인식하는 차량 상태 인식부(13)와,
    상기 차량의 상기 주변 정보에 기초하여 상기 차량의 차량 상태를 제어하는 때에 목표로 하는 목표 제어값을 포함하는 주행 계획을 생성함과 함께, 상기 차량 상태 및 상기 주변 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 주행 계획에 있어서의 상기 차량의 목표 제어값의 제어 밴드를 생성하는 주행 계획 생성부(14)와,
    상기 주행 계획에 기초하여, 상기 차량 상태가 상기 목표 제어값에 대응하는 목표 차량 상태로 되도록 지령 제어값을 연산하는 제2 연산부(15B)와,
    상기 지령 제어값에 따른 출력에 의해 상기 차량의 주행을 제어하는 액추에이터(61)와,
    상기 차량 상태 및 상기 제어 밴드에 기초하여 상기 액추에이터(61)의 파라미터를 제어하는 액추에이터 제어부(62)를 포함하고,
    상기 제어 밴드는, 주행 계획상 허용할 수 있는 목표 제어값의 밴드인, 자동 운전 차량 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터 제어부(62)는, 현재의 상기 차량 상태가 상기 제어 밴드 내에 대응하는 차량 상태일 때는 현재의 상기 차량 상태가 상기 제어 밴드 외에 대응하는 차량 상태일 때와 비교하여, 현재의 상기 액추에이터(61)의 출력을 완만하게 상기 지령 제어값에 따른 출력에 근접시키도록 상기 파라미터를 변경하는 자동 운전 차량 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 주행 계획 생성부(14)는 제1 ECU(20A)에 포함되고, 상기 제2 연산부(15B)는, 상기 제1 ECU(20A)와는 다른 제2 ECU(20B)에 포함되는 자동 운전 차량 시스템.
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