KR20180008645A

KR20180008645A - 정차 위치 설정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180008645A
Application number: KR1020177036042A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 후지키
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2018-01-24
Also published as: CN107615011B; US20180141547A1; EP3306271A1; BR112017025156A2; MX2017014870A; US10604150B2; JPWO2016189649A1; CN107615011A; CA2987079A1; BR112017025156B1; WO2016189649A1; EP3306271A4; KR101991611B1; RU2692097C1; JP6432679B2

Abstract

자차량의 목표 경로를 생성하는 목표 경로 생성 수단(102)과, 상기 목표 경로 생성 수단(102)에 의해 생성된 목표 경로 상에 존재하는 소정 상황의 정차 위치를 검출하는 정차 위치 검출 수단(101)과, 상기 정차 위치 검출 수단(101)에 의해 상기 소정 상황의 정차 위치가 검출된 경우에, 자차량의 목표 정차 위치를, 상기 소정 상황에 적합한 차량 자세가 되도록 설정하는 정차 위치 설정 수단(103)을 구비한다.

Description

정차 위치 설정 장치 및 방법

본 발명은 차량의 정지 위치를 설정하는 정차 위치 설정 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에 탑재된 운전 지원 장치로서, 목표 경로를 생성할 때에, 자차량과 그 주변의 장해물의 접촉의 리스크를 고려하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 운전 지원 장치에서는, 자차량을 교차점에서 정지시킬 때, 자차량과 그 주변의 장해물의 접촉의 리스크를 산출하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-96105호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 운전 지원 장치에서는, 목표 경로 상에서 정지시킬 자차량의 자세는 고려되어 있지 않아, 자차량이 목표 경로 상에서 상황에 적합하지 않은 부적절한 자세로 정지할 가능성이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자차량을 목표 경로 상에서 상황에 적합한 자세로 정지시킬 수 있는 정차 위치 설정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 자차량의 목표 경로를 생성하고, 목표 경로 상에 존재하는 소정 상황의 정차 위치를 검출하고, 상기 소정 상황의 정차 위치에서 자차량을 정지시킬 때, 자차량의 목표 정차 위치를, 상기 소정 상황에 적합한 차량 자세가 되도록 설정함으로써, 상기 과제를 해결한다.

본 발명에 따르면, 자차량의 목표 정차 위치를, 자차량의 자세를 고려하여 설정하므로, 자차량을 목표 경로 상에서 상황에 적합한 자세로 정지시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 정차 위치 설정 장치 및 방법을 적용한 차량의 하드웨어 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 도 2의 규범 행동 생성/정차 위치 검출부의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 차량이, 자차선에 인접하는 대향 차선을 횡단하여 목적지로 향하기 전에 정차하는 상황을 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1의 차량이, 교차점에서 우회전하기 전에 정차하는 상황을 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 1의 차량이, 일시 정지선이 존재하는 위치에서 정차하는 상황을 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 2의 정차 위치 설정부에서 실행되는 정차 위치 보정 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 2의 정차 위치 설정부에서 실행되는 정차 위치 보정 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 제어 장치의 기능 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 실시 형태에 따른 차량의 정차 위치 설정 장치는, 운전자의 입력에 의해 생성된 목표 경로에 따라서 차량을 자동 운전 또는 운전 지원하는 차량 주행 제어 장치에 있어서, 특히 차량의 정차 위치를 제어하는 것에 관한 것이다. 본 실시 형태의 차량의 자동 운전 또는 운전 지원은, 운전자의 입력에 따라서 제어가 개시되고, 운전자의 액셀러레이터 조작, 브레이크 조작 및 핸들 조작이 없어도 목표 경로에 따라서 차량을 주행시키는 것이다. 단, 운전자의 액셀러레이터 조작, 브레이크 조작 또는 핸들 조작이 이루어지면, 당해 자동 운전 제어 또는 운전 지원 제어가 정지 또는 일시적으로 중단되고, 운전자에 의한 각종 조작이 우선된다.

《제1 실시 형태》

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 정차 위치 설정 장치를 적용한 차량(1)의 하드웨어 구성을 도시하는 평면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 차량(1)은 GPS(Global Positioning System) 수신기(2)와, 내비게이션 유닛(3)과, 차속 센서(4)와, 제어 장치(100)와, 파워 트레인 컨트롤러(6)와, 엔진·구동계(7)와, 브레이크 컨트롤러(8)와, 브레이크 유닛(9)과, 요우 레이트 센서(10)와, 가속도 센서(11)와, 카메라(12A)와, 조타 모터 컨트롤러(13)를 구비하고 있다.

GPS 수신기(2)는 자차량의 절대 위치 좌표(위도·경도)에 관한 GPS 신호를 수신하여 수신 신호를 내비게이션 유닛(3) 및 제어 장치(100)로 송신한다. 내비게이션 유닛(3)은 지도 데이터베이스(5)(도 2 참조), 정보 처리 장치 및 표시 장치를 구비한다. 지도 데이터베이스(5)에는 도로의 형상이나 구배의 정보도 포함되어 있다. 이 내비게이션 유닛(3)에서는, 탑승원에 의해 목적지가 설정되면, 정보 처리 장치가, 현재지로부터 목적지까지의 주행 루트를 설정하여 표시 장치에 표시시킨다. 또한, 정보 처리 장치는, 주행 루트 정보를 제어 장치(100)로 송신한다.

차속 센서(4)는 자차량의 차속을 계측하여 계측 신호를 제어 장치(100)로 송신한다. 차속 센서(4)로서는, 휠에 설치된 로터리 인코더 등이 이용 가능하다. 이 로터리 인코더는, 휠의 회전수에 비례하여 발생하는 펄스 신호에 기초하여 차속을 계측한다.

제어 장치(100)는 마이크로프로세서 등의 집적 회로이며, A/D 변환 회로, D/A 변환 회로, 중앙 연산 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Read Access Memory) 등을 구비한다. 이 제어 장치(100)는 액셀러레이터 페달 센서나 브레이크 페달 센서 등의 센서로부터 입력된 정보를, ROM에 저장된 프로그램에 따라서 처리하여 목표 차속을 산출하고, 목표 차속에 따른 요구 구동력을 파워 트레인 컨트롤러(6)로 송신함과 함께, 목표 차속에 따른 요구 제동력을 브레이크 컨트롤러(8)로 송신한다. 또한, 제어 장치(100)는 조타각 센서로부터 입력된 조타각 정보를, ROM에 저장된 프로그램에 따라서 처리하여 목표 조타각을 산출하고, 목표 조타각에 따른 조타량을 조타 모터 컨트롤러(13)로 송신한다.

파워 트레인 컨트롤러(6)는 제어 장치(100)로부터 송신된 요구 구동력을 실현하도록 엔진·구동계(7)를 제어한다. 또한, 엔진(내연 기관)만을 주행 구동원으로서 구비하는 차량을 예로 들었지만, 전동 모터만을 주행 구동원으로 하는 전기 자동차(연료 전지차를 포함한다)나, 엔진과 전동 모터의 조합을 주행 구동원으로 하는 하이브리드 차 등에 적용해도 된다.

브레이크 컨트롤러(8)는 제어 장치(100)로부터 송신된 요구 제동력을 실현하도록 차륜에 설치된 브레이크 유닛(9)을 제어한다. 조타 모터 컨트롤러(13)는 제어 장치(100)로부터 송신된 목표 조타각을 실현하도록 조타 기구의 조타 모터(도시 생략)를 제어한다. 이 조타 모터는, 스티어링의 컬럼 샤프트에 설치된 스티어링 액추에이터이다.

요우 레이트 센서(10)는 자차량의 요우 레이트를 계측하여 계측 신호를 제어 장치(100)로 출력한다. 가속도 센서(11)는 자차량의 가속도를 계측하여 계측 신호를 제어 장치(100)로 출력한다.

카메라(12A)는 예를 들어 CCD 등의 촬상 소자를 구비하는 촬상 장치이며, 자차량의 전방부에 설치되고, 자차량의 전방을 촬상하여 화상 데이터를 취득한다. 후술하는 외부 정보 인식부(12)(도 2 참조)는 카메라(12A)로 취득된 화상 데이터로부터, 자차량의 전방의 타차량이나 연석 등의 물체의 위치나, 타차량 등의 이동체의 속도 등을 화상 처리에 의해 산출하여 제어 장치(100)로 출력한다.

도 2는, 제어 장치(100)의 기능 블록도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 제어 장치(100)는 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)와, 목표 경로 생성부(102)와, 정차 위치 설정부(103)와, 목표 속도 생성부(104)와, 조타 목표 생성부(105)와, 목표 속도 보정부(106)를 구비한다. 정차 위치 설정부(103)는 전방 정차 위치 생성부(1031)와, 보정용 평가 함수 설정부(1032)와, 정차 위치 보정부(1033)를 구비한다. 여기서, 전방 정차 위치 생성부(1031), 목표 경로 생성부(102), 목표 속도 생성부(104), 및 조타 목표 생성부(105)를 포함하는 기능 블록을, 목표 경로 등 생성부(110)라 칭한다.

규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101), 보정용 평가 함수 설정부(1032), 및 목표 경로 등 생성부(110)는 내비게이션 유닛(3)으로부터 주행 루트 정보를 입력하고, 지도 데이터베이스(5)로부터 지도 정보를 입력한다. 또한, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101), 및 목표 경로 등 생성부(110)는 GPS(2)로부터 자차량의 절대 위치 정보를 입력하고, 차속 센서(4)로부터 자차량의 차속 정보를 입력하고, 요우 레이트 센서(10)로부터 자차량의 요우 레이트 정보를 입력하고, 가속도 센서(11)로부터 자차량의 가속도 정보를 입력하고, 외부 정보 인식부(12)로부터 자차량의 전방 타차량 등의 물체의 위치나 속도 등의 정보를 입력한다.

규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 내비게이션 유닛(3)에 의해 설정된 주행 루트에 따라서 주행하고 있는 자차량을, 소정의 위치에서 정지시킬지 여부를 판정하고, 판정 결과인 정지 또는 통과를 규범 행동으로 하여, 목표 경로 등 생성부(110)와 보정용 평가 함수 설정부(1032)로 출력한다. 여기서, 소정의 위치로서는 하기 (1) 내지 (3) 등을 일례로서 들 수 있다.

(1) 일시 정지선과 같이 도로 교통 법규 상, 정차가 필요하게 되는 지점

(2) 자차량의 목표 경로와 타차선이 교차함으로써 자차량과 타차량이 간섭할 가능성이 있는 지점(예를 들어, 대향 차선을 횡단하는 경우나 교차점에서 우회전하는 경우의 정차 위치)

(3) 횡단보도 등의 자차량과 보행자 등이 간섭할 가능성이 있는 지점

도 3은, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 지도 데이터베이스(5)를 조회하고, 자차량으로부터 소정 거리까지의 주행 루트의 정보를 취득한다(스텝 S101). 여기서, 소정 거리로서는, 수백미터 정도의 거리를 설정하면 되고, 자차량의 속도가 높아질수록 길어지도록 가변으로 해도 된다.

이어서, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 지도 데이터베이스(5)로부터 취득한 정보에 기초하여, 자차량으로부터 상기 소정 거리까지에 상기 소정의 위치가 존재하는지 여부를 판정한다(스텝 S102). 긍정 판정의 경우, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 자차량으로부터 가장 가까운 상기 소정의 위치를, 상기 소정의 위치로 설정한다(스텝 S103). 부정 판정의 경우, 처리를 종료하고, 설정된 자동 운전 제어 또는 운전 지원 제어에 따라서 주행 제어를 실행한다.

이어서, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 스텝 S103에 있어서 설정한 소정의 위치에서, 자차량을 정지시킬지 여부를 판정한다(스텝 S104). 본 스텝에서는, 상기 (1)의 경우와 같이, 소정의 위치에 일시 정지선이 존재하면 반드시 긍정 판정을 하고, 상기 (2), (3)의 경우와 같이 일시 정지선이 존재하지 않고, 타차량이나 보행자 등의 간섭 대상이 존재하는 경우에는 이하와 같이 판정한다.

즉, 상기 (2)의 경우에는, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 간섭할 가능성이 있는 지점까지의 자차량의 도달 시간과, 당해 지점까지의 타차량의 도달 시간을 비교한다. 이때, 타차량의 위치나 속도에 대해서는, 외부 정보 인식부(12)로부터 입력된 정보를 사용한다. 비교한 결과, 도달 시간의 차가 역치 이하로 되는 경우에는, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 긍정 판정을 한다. 여기서, 역치는, 자차량이 타차선을 횡단할 때에 자차량 및 타차량의 탑승원이 불안을 느끼지 않을 정도의 길이로 설정하면 된다.

상기 (3)의 경우에는, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 외부 정보 인식부(12)에 의해 자차량의 주행 루트를 횡단하는 보행자 등이 인식되면, 긍정 판정을 한다.

이어서, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 스텝 S104에 있어서 긍정 판정을 한 경우, 「정차」라고 하는 규범 행동과, 스텝 S103에 있어서 설정한 소정의 위치의 지도 데이터 상의 좌표를, 목표 경로 등 생성부(110) 및 보정용 평가 함수 설정부(1032)로 출력한다(스텝 S105). 한편, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 스텝 S104에 있어서 부정 판정을 한 경우, 「통과」라고 하는 규범 행동을, 목표 경로 등 생성부(110) 및 보정용 평가 함수 설정부(1032)로 출력한다(스텝 S106).

즉, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 목표 경로 생성부(102)에 의해 생성되는 목표 경로 상의 소정 상황의 정차 위치를 검출하고, 목표 경로 생성부(102) 및 보정용 평가 함수 설정부(1032)로 출력하는 기능을 갖는다.

도 2에 도시하는 목표 경로 생성부(102)는 내비게이션 유닛(3)으로 설정된 주행 루트를 통과하는 목표 경로를 생성한다. 목표 경로의 생성은, 주지의 방법에 의해 실시하면 되는데, 예를 들어 최적화 문제로서 해석하면 되고, 예를 들어 하기 (1)식과 같이 평가 함수를 설정하면 된다.

여기서, 상기 (1)식의 우변의 피적분식의 제1항 W_uu(s)²는, 입력인 경로의 곡률 변화율 u에 대한 패널티 함수이며, 동일하게 제2항 W_kk(s)²는, 입력인 경로의 곡률 k에 대한 패널티 함수이다. L은 경로 길이이며, 예를 들어, 자차량의 현재의 속도로 수초간 주행할 수 있는 거리 등, 충분히 길게 설정하면 된다.

또한, 경로는, 하기 (3)의 상태 방정식 및 하기 (4)의 함수를 충족하는 하기 (2)식을 풀고, 적분함으로써 구할 수 있다.

여기서, X는 상태 벡터이며, 경로 중의 좌표(x,y) 및 진행 방향의 각도 θ, 곡률 k를 요소로 하여, X=(x y θ k)^T로 구성된다. 또한, 상기 (4)식의 P(X(s))는 백색선이나 연석 등으로 규정되는 경계와 경로의 거리를 나타내는 함수이며, 경로가 경계를 넘어가는 경우가 없도록 하기 위한 제약 조건으로서 설정된다.

조타 목표 생성부(105)는 목표 경로 생성부(102)에 의해 생성된 목표 경로에 자차량을 추종시키기 위한 조타 목표를 연산하고, 조타 모터 컨트롤러(13)로 출력한다. 여기서, 조타 목표의 연산은, 예를 들어, 전방 주시 모델 등을 사용한 방법 등의 주지의 방법에 의해 실시하면 된다. 또한, 전방 주시 모델이란, 운전자의 조작량이, 전방 주시점에 있어서의 목표 코스로부터의 어긋남인 전방 편차에 비례하는 것을 가정한 모델이며, 이러한 모델을 사용하는 경우, 전방 편차를 0[m]에 수렴시키는 제어를 가능하게 하는 목표값을 산출하면 된다.

목표 속도 생성부(104)는 목표 경로 생성부(102)에 의해 생성된 목표 경로에서 주행하는 자차량의 목표 속도 V_r을 설정한다. 예를 들어, 목표 속도 V_r은 하기 (5)식에 기초하여, 목표 경로 상의 각 점에 있어서의 자차량의 횡가속도와 요우 레이트가 역치 이하로 되도록 설정하면 된다.

여기서, R은, 목표 경로 상의 각 점에서의 곡률 반경이며, a_ymax는 가속도이며, ω_max는 각속도이다. 또한, 상기 (5)식으로 얻어진 목표 속도 V_r에 구배 리미터나 FIR(Finite Impulse Response) 필터 등을 거치는 것에 의해, 목표 속도 V_r의 파형을 매끄럽게 하도록 해도 된다.

전방 정차 위치 생성부(1031)는 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서의 「정지」와 함께 출력된 상기 소정의 위치(즉, 소정 상황의 정차 위치)의 지도 데이터 상의 좌표를, 전방 정차 위치로서 설정한다. 한편, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서 「통과」가 출력된 경우, 전방 정차 위치에 무효값을 설정한다.

여기서, 전방 정차 위치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 자차선에 인접하는 대향 차선을 횡단하여 목적지를 향하는 경우에는, 목표 경로(16)와, 자차선과 대향 차선의 경계선(18)의 교점으로 설정된다. 또한, 전방 정차 위치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 교차점에서 우회전하는 경우에는, 목표 경로(16) 상의 횡단보도(20)보다도 진행 방향 후방측(자차량으로부터 보아서 전방측)으로 설정된다. 또한, 전방 정차 위치는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일시 정지선(22)이 존재하는 경우에는, 일시 정지선(22)의 위치로 설정된다.

보정용 평가 함수 설정부(1032)는 상기 전방 정차 위치를 목표 정차 위치로 보정하기 위한 평가 함수를 설정한다. 이 평가 함수는, 자차량을 정지시키는 상기 소정 위치의 상황에 따라서 설정한다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 자차선에 인접하는 대향 차선을 횡단하여 목적지를 향하는 경우에는, 이하와 같이 설정한다.

이러한 경우에는, 자차량과 대향 차선을 주행하는 타차량이 간섭하는 리스크를 저감하는 것을 목적으로 하여, 자차량을 자차선에 대하여 평행한 자세로 정지시키는 평가 함수를 설정한다. 예를 들어, 하기 (6)식으로 나타내는 바와 같이 평가 함수를 설정하면 된다.

여기서, θ_T(x,y)는 목표 경로 상의 지점(x,y)에 있어서의 법선 벡터의 방향이며, θ_l(x,y)는 경계선(18) 상에서 상기 지점(x,y)으로부터 최단 거리가 되는 지점에 있어서의 법선 벡터의 방향이다. 즉, 상기 (6)식의 값이 작아질수록, 자차량과 경계선(18)의 평행도가 높아져서, 평가 함수의 평가값이 높아진다. 본 실시 형태의 평가 함수 평가값은, 차량 자세가 정차 상황에 적합할수록 높은 값이 되도록 정의된 것이며, 이 경우에는 자차량과 경계선(18)의 평행도가 높을수록 정차 상황에 적합한 차량 자세라고 할 수 있기 때문에, 평행도가 높을수록 평가값이 높아진다. 또한, θ_T(x,y), θ_l(x,y)는 법선 벡터의 방향 대신에, 이것과 90° 위상하는 접선 벡터의 방향으로 해도 된다.

정차 위치 보정부(1033)는 보정용 평가 함수 설정부(1032)에서 설정된 평가 함수에 기초하여, 전방 정차 위치를 그것보다도 후방측의 목표 정차 위치로 보정한다.

도 7은, 정차 위치 보정 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 입력된 전방 정차 위치가 무효값이 아닌지 여부를 판정한다(스텝 S201). 본 스텝에서는, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서 「통과」가 출력된 경우에 부정 판정이 된다. 한편, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서 「정지」가 출력됨과 함께, 전방 정차 위치 생성부(1031)에 의해 전방 정차 위치에 상기 소정의 위치 지도 데이터 상의 좌표가 설정된 경우에 긍정 판정이 된다.

스텝 S201에 있어서 긍정 판정이 된 경우, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 자차량을 정지시키는 지점(x,y)에, 초기값으로서 전방 정차 위치를 설정한다(스텝 S202). 이어서, 정차 위치 보정부(1033)는 상기 (6)식의 평가 함수 평가값을 연산한다(스텝 S203).

이어서, 정차 위치 보정부(1033)는 스텝 S203에서 연산된 평가값이 역치 θ_th 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S204). 그리고, 스텝 S204에서 긍정 판정이 된 경우, 정차 위치 보정부(1033)는 지점(x,y)을 현재 위치로부터 목표 경로를 따라서 후방으로 소정 거리 D(예를 들어 1m)만큼 이동시켜서 재설정한다(스텝 S205). 여기서, 소정 거리 D는, GPS(2)나 지도 데이터의 정밀도나 연산 처치의 부하를 고려하여 가능한 한 작게 설정하면 된다.

이상의 스텝 S203 내지 S205가, 스텝 S204에 있어서 부정 판정이 될 때까지, 즉, 상기 (6)식의 평가값이 역치 θ_th 이하로 될 때까지 반복 실행된다. 여기서, 역치 θ_th는, θ_T(x,y)의 법선 벡터와 θ_l(x,y)의 법선 벡터의 평행도가 충분히 높아지도록 설정되어 있다.

스텝 S204에 있어서 부정 판정이 된 경우, 정차 위치 보정부(1033)는 보정 후의 지점(x,y)을 목표 정차 위치로 설정한다(스텝 S207). 이에 의해, 정차 위치 보정 처리가 종료된다.

스텝 S201에 있어서 부정 판정이 된 경우, 즉 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 입력된 전방 정차 위치가 무효값일 경우(도 3의 스텝 S106에서 설정되는 「통과」의 규범 행동)에는, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 정차 위치(x,y)을 무효값으로 설정한다(스텝 S206). 이에 의해, 정차 위치 보정 처리가 종료된다.

목표 속도 보정부(106)는 정차 위치 보정부(1033)에서의 보정을 거쳐서 얻어진 목표 정차 위치에서 자차량이 정지할 수 있도록 목표 속도 V_r을 보정한다. 먼저, 목표 속도 보정부(106)는 자차량을 소정의 감속도 a_g[m/s²]로 감속시킨 경우에, 목표 정차 위치에서 목표 속도가 0[m/s]이 되는 프로파일을 작성한다. 이어서, 목표 속도 보정부(106)는 목표 속도 생성부(104)에서 생성한 목표 속도와 상기 프로파일의 목표 속도를 비교하여, 낮은 쪽을 목표 속도 V_r로 설정한다. 이에 의해, 보정 후의 목표 정차 위치에 있어서의 자차량의 목표 속도를 0[m/s]로 설정할 수 있다.

목표 속도 보정부(106)는 보정 후의 목표 속도를 파워 트레인 컨트롤러(6)와 브레이크 컨트롤러(8)로 송신한다.

이어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 교차점에서 우회전하기 전에 정지하는 경우의 정차 위치 보정 처리에 대하여 설명한다.

이러한 경우에는, 교차점 내에서 자차량을 대향 차선의 타차량이 통과할 때까지 정차시킬 때, 대향 차선의 정보를, 외부 정보 인식부(12)로 충분히 인식할 필요가 있다. 그로 인해, 평가 함수를, 하기 (7)식으로 나타내는 바와 같이, 카메라(12A)의 인식 범위에 포함되는 대향 차선의 범위가 넓어질수록 평가값이 높아지도록 설정한다.

여기서, S_all은, 카메라(12A)로 인식할 필요가 있는 대향 차선의 영역 면적이며, 그 대향 차선의 폭과 그 대향 차선의 인식이 필요해지는 거리의 승산에 의해 얻어진다. 또한, 대향 차선의 검출이 필요한 거리는, 예를 들어, 제한 속도에서 수초간 주행할 수 있는 거리로 설정하면 된다.

S₀(x,y)는 자차량을 정차시킨다고 가정한 지점(x,y)에 있어서의 카메라(12A)의 인식 범위와 S_all이 겹치는 면적이다. S₀(x,y)는 목표 경로의 상기 지점(x,y)으로부터 최단 거리의 점에서의 접선 벡터를 사용하여 카메라(12A)의 인식 영역을 좌표 변환하고, 좌표 변환 후의 인식 영역과, 지도 데이터 상의 인식 필요 영역(면적은 S_all)이 겹치는 영역을 기하학적으로 구하면 된다.

정차 위치 보정부(1033)는 보정용 평가 함수 설정부(1032)로 설정한 평가 함수에 기초하여, 전방 정차 위치를 목표 정차 위치로 보정한다.

도 8은, 정차 위치 보정 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 입력된 전방 정차 위치가 무효값이 아닌지 여부를 판정한다(스텝 S301). 본 스텝에서는, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서 「통과」가 출력된 경우에 부정 판정이 된다. 한편, 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)로부터 규범 행동으로서 「정지」가 출력됨과 함께, 전방 정차 위치 생성부(1031)에 의해 전방 정차 위치에 상기 소정의 위치 지도 데이터 상의 좌표가 설정된 경우에 긍정 판정이 된다.

스텝 S301에 있어서 긍정 판정이 된 경우, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 자차량을 정지시키는 지점(x,y)에, 초기값으로서 전방 정차 위치를 설정한다(스텝 S302). 이어서, 정차 위치 보정부(1033)는 상기 (7)식의 평가 함수 평가값을 연산한다(스텝 S303).

이어서, 정차 위치 보정부(1033)는 스텝(303)에서 연산된 평가값이 역치 S_th 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S304). 스텝 S304로 긍정 판정이 된 경우, 정차 위치 보정부(1033)는 지점(x,y)을 현재 위치로부터 목표 경로를 따라서 후방으로 소정 거리 D(예를 들어 1m)만큼 이동시켜서 재설정한다(스텝 S305). 여기서, 소정 거리 D는, GPS(2)나 지도 데이터의 정밀도나 연산 처치의 부하를 고려하여 가능한 한 작게 설정하면 된다.

이상의 스텝 S303 내지 S305가, 스텝 S304에 있어서 부정 판정이 될 때까지, 즉, 상기 (7)식의 평가값이 역치 S_th 이하로 될 때까지 반복 실행된다. 여기서, 역치 S_th는, S₀(x,y)와 S_all이 겹치는 면적이 충분히 넓어지도록 설정되어 있다.

스텝 S304에 있어서 부정 판정이 된 경우, 정차 위치 보정부(1033)는 보정 후의 지점(x,y)을 목표 정차 위치로 설정한다(스텝 S307). 이에 의해, 정차 위치 보정 처리를 종료된다.

스텝 S301에 있어서 부정 판정이 된 경우, 전방 정차 위치 생성부(1031)는 정차 위치(x,y)을 무효값으로 설정한다(스텝 S306). 이에 의해, 정차 위치 보정 처리를 종료된다.

본 실시 형태의 정지 위치 설정 장치는, 이상과 같이 구성되어 동작하므로, 이하의 효과를 발휘한다.

[1] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 자차량의 목표 경로를 생성하고, 목표 경로 상에 존재하는 소정 상황의 정차 위치를 검출하고, 그 소정 상황의 정차 위치가 검출된 경우에, 자차량의 목표 정차 위치를, 그 소정 상황에 적합한 차량 자세가 되도록 설정하므로, 자차량을 목표 경로 상에서 상황에 적합한 자세로 정지시킬 수 있다.

[2] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 소정 상황에 따른 목표 정차 위치를 평가하는 평가 함수에 기초하여, 목표 정차 위치보다도 전방에 설정한 전방 정차 위치를 후방측으로 보정함으로써 목표 정차 위치를 설정하므로, 자차량이 원하는 정차 위치로부터 전방으로 넘어가서 정차하는 것을 방지할 수 있다.

[3] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 일시 정지선이 있는 위치에서 정차시키는 경우에, 전방 정차 위치를 일시 정지선의 위치로 설정하므로, 목표 정차 위치가 일시 정지선보다 후방으로 설정됨으로써, 자차량이 일시 정지선으로부터 전방으로 넘어가서 정차하는 것을 방지할 수 있다.

[4] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 일시 정지선이 존재하지 않고, 목표 경로가 자차량의 차선에 인접한 차선과 교차하는 상황에서 정차시키는 경우에, 전방 정차 위치를, 자차량의 차선과 상기 인접한 차선의 경계선의 위치로 설정하므로, 목표 정차 위치가 자차선 내로 설정됨으로써, 자차량이 경계선을 넘어서 타차선으로 넘어가서 정차하는 것을 방지할 수 있다.

[5] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 전방 정차 위치를 횡단보도보다도 후방측으로 설정하므로, 목표 정차 위치가 횡단보도보다도 후방으로 설정됨으로써, 자차량을 횡단보도의 앞에서 정차시킬 수 있다.

[6] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 목표 경로가 자차량의 차선에 인접한 차선과 교차하는 경우에, 평가 함수를, 자차량과 차선의 평행도가 높아질수록 평가값이 높아지도록 설정하므로, 자차량을 차선에 대하여 높은 평행도를 갖고 정차시킬 수 있고, 정차 시에 자차가 차선에 대하여 각도를 갖는 것에 의해 정차하고 있는 차선을 크게 막아, 자차 후방의 차량 진로를 방해해버리는 것을 방지할 수 있다.

[7] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 목표 경로 상에 대향 차선이 존재하는 경우에, 평가 함수를, 대향 차선이 카메라(12A)의 인식 범위에 포함되는 범위가 커질수록 평가값이 높아지도록 설정하므로, 대향 차선의 정보가 카메라(12A)의 인식 범위에 포함되도록 할 수 있고, 대향차를 인식할 수 있는 것에 의해, 운전 지원의 중단을 억제할 수 있다.

[8] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 목표 경로의 접선 벡터 또는 법선 벡터에 기초하여, 전방 정차 위치를 목표 경로 상에서 보정하므로, 목표 경로의 접선 벡터 또는 법선 벡터를 기준으로 하여 정차 자세를 구할 수 있어, 목표로 하는 정차 자세를 실현할 수 있다.

[9] 본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 정차 위치를 후방으로 서서히 보정하여 목표 정차 위치를 설정하는 바, 목표 정차 위치를 탐색하는 범위는 한정적이므로, 정차 위치 보정의 연산량을 저감할 수 있다.

《제2 실시 형태》

도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태의 정차 위치 설정 장치의 기능 블록도이다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 본 명세서에 원용하여 생략한다.

본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치는, 제1 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 추종 특성 검출부(107)가 부가된 구성이다. 추종 특성 검출부(107)는 자차량이 정차할 때에 현재의 목표 경로와 자차량의 주행 경로의 오차를 검출한다.

추종 특성 검출부(107)는 목표 경로의 곡률 k와 자차량의 주행 경로의 오차의 관계를 나타내는 제어 맵이나 제어 테이블을 기억한 메모리를 구비하고 있고, 목표 정차 위치의 보정이 실행되는 때에, 현재의 목표 경로의 곡률 k에 대한 자차량의 주행 경로의 오차를 정차 위치 보정부(1033)로 출력한다.

정차 위치 보정부(1033)는 상기 (6)식 또는 상기 (7)식 등의 정차 위치 보정용의 평가 함수의 연산을 실행할 때, 지점(x,y)에 입력된 오차를 가산한다. 또한, 정차 위치 보정부(1033)는 평가 함수에 목표 경로의 법선 벡터 또는 접선 벡터가 사용되고 있는 경우에는, 입력된 오차의 분에 따라서 법선 벡터 또는 접선 벡터를 회전시킨다.

본 실시 형태의 정차 위치 설정 장치에 의하면, 목표 경로에 대한 추종 특성에 따라서 정차 위치를 보정하므로, 자동 운전 차량과 같이 목표 경로에 대하여 추종하는 제어가 실행되고 있는 경우에, 그 제어의 오차에 따라서 정차 위치를 보정할 수 있다.

상기 제어 장치(100)는 본 발명의 정지 위치 설정 장치에 상당하고, 상기 목표 경로 생성부(102)는 본 발명의 목표 경로 생성 수단에 상당하고, 상기 규범 행동 생성/정차 위치 검출부(101)는 본 발명의 정차 위치 검출 수단에 상당하고, 상기 정차 위치 설정부(103)는 본 발명의 정차 위치 설정 수단에 상당한다. 또한, 상기 전방 정차 위치 생성부(1031)는 본 발명의 전방 정차 위치 설정 수단에 상당하고, 상기 보정용 평가 함수 설정부(1032)는 본 발명의 평가 함수 설정 수단에 상당하고, 상기 정차 위치 보정부(1033)는 본 발명의 보정 수단에 상당한다.

상기 외부 정보 인식부(12)는 본 발명의 외부 정보 인식 수단에 상당하고, 상기 추종 특성 검출부(107)는 본 발명의 추종 특성 검출 수단에 상당한다.

또한, 이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위하여 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

100: 제어 장치
101: 규범 행동 생성/정차 위치 검출부
102: 목표 경로 생성부
103: 정차 위치 설정부
1031: 전방 정차 위치 생성부
1032: 보정용 평가 함수 설정부
1033: 정차 위치 보정부
107: 추종 특성 검출부
12: 외부 정보 인식부

Claims

자차량의 목표 경로를 생성하는 목표 경로 생성 수단과,
상기 목표 경로 생성 수단에 의해 생성된 목표 경로 상에 존재하는 소정 상황의 정차 위치를 검출하는 정차 위치 검출 수단과,
상기 정차 위치 검출 수단에 의해 상기 소정 상황의 정차 위치가 검출된 경우에, 상기 자차량의 목표 정차 위치를, 상기 소정 상황에 적합한 차량 자세가 되도록 설정하는 정차 위치 설정 수단
을 구비하는 정차 위치 설정 장치.
제1항에 있어서, 상기 목표 경로 상에 있어서의 상기 목표 정차 위치보다도 진행 방향 전방측의 전방 정차 위치를 상기 목표 경로 상에 설정하는 전방 정차 위치 설정 수단을 구비하고,
상기 정차 위치 설정 수단은,
상기 소정 상황의 목표 정차 위치를 평가하는 평가 함수를 설정하는 평가 함수 설정 수단과,
상기 평가 함수 설정 수단에 의해 설정된 평가 함수에 기초하여, 상기 전방 정차 위치 설정 수단에 의해 설정된 상기 전방 정차 위치를, 상기 목표 경로 상에서 보정하는 보정 수단
을 구비하는 정차 위치 설정 장치.
제2항에 있어서, 상기 전방 정차 위치 설정 수단은, 상기 소정 상황의 정차 위치에 일시 정지선이 존재하는 경우에, 상기 전방 정차 위치를 상기 일시 정지선의 위치로 설정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전방 정차 위치 설정 수단은, 상기 소정 상황의 정차 위치에 일시 정지선이 존재하지 않고, 상기 목표 경로가 상기 자차량이 주행중인 차선에 인접한 차선과 교차하는 경우에, 상기 전방 정차 위치를, 상기 자차량의 차선과 상기 인접한 차선의 경계선의 위치로 설정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 정차 위치 설정 수단은, 상기 소정 상황의 정차 위치에 횡단보도가 존재하는 경우에, 상기 전방 정차 위치를 상기 횡단보도보다도 진행 방향 후방측으로 설정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 함수 설정 수단은, 상기 소정 상황의 정차 위치에 있어서 상기 목표 경로가 상기 자차량이 주행중인 차선에 인접한 차선과 교차하는 경우에, 상기 평가 함수를, 상기 자차량과 차선의 평행도가 높아질수록 평가값이 높아지도록 설정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정차 위치 검출 수단은, 상기 자차량의 주위 상황을 인식하는 외부 정보 인식 수단으로부터 외부 정보를 취득하고,
상기 평가 함수 설정 수단은, 상기 목표 경로 상에 대향 차선이 존재하는 경우에, 상기 평가 함수를, 상기 대향 차선이 상기 외부 정보 인식 수단의 인식 범위에 포함되는 범위가 커질수록 평가값이 높아지도록 설정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정 수단은, 상기 목표 경로의 접선 벡터 또는 법선 벡터에 기초하여, 상기 전방 정차 위치를, 상기 목표 경로 상에서 보정하는 정차 위치 설정 장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자차량의 상기 목표 경로에 대한 실제의 주행 경로와의 차를 나타내는 추종 특성을 검출하는 추종 특성 검출 수단을 구비하고,
상기 보정 수단은, 상기 추종 특성 검출 수단에 의해 검출된 추종 특성에 기초하여, 상기 전방 정차 위치를 보정하는 정차 위치 설정 장치.
차량에 탑재된 정차 위치 설정 장치의 컴퓨터가 실행하는 정차 위치 설정 방법이며,
자차량의 목표 경로를 생성하는 제1 스텝과,
상기 제1 스텝에 있어서 생성된 목표 경로 상에 존재하는 소정 상황의 정차 위치를 검출하는 제2 스텝과,
상기 제2 스텝에 있어서 상기 소정 상황의 정차 위치가 검출된 경우에, 상기 자차량의 목표 정차 위치를, 상기 소정 상황에 적합한 차량 자세가 되도록 설정하는 제3 스텝
을 포함하는 정차 위치 설정 방법.