WO2017009898A1 - 追従制御装置及び追従制御方法 - Google Patents

追従制御装置及び追従制御方法 Download PDF

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明 森本
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Nissan Motor Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to a follow-up control device and a method for controlling a lateral position of a host vehicle so as to follow a lateral position that is a position in a vehicle width direction of a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle.
  • Patent Literature 1 is disclosed as a driving support device that performs steering support based on a traveling road or a preceding vehicle.
  • the host vehicle is controlled so as to follow a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle.
  • the conventional driving support apparatus described above has a problem in that when the preceding vehicle to be tracked changes lanes, the host vehicle also follows and crosses the lane, which causes the driver to feel uncomfortable.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described situation, and even if the preceding vehicle to be tracked changes lanes, the own vehicle is controlled so as not to cross the lane and gives the driver an uncomfortable feeling. It is an object of the present invention to provide a follow-up control apparatus and method that can be prevented.
  • a tracking control device and method detects a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle, detects a change in the lateral position of the preceding vehicle, The degree of tracking of the lateral position of the host vehicle is suppressed according to the amount of change in the lateral position of the vehicle.
  • the degree of tracking is suppressed and the own vehicle is controlled so as not to cross the lane, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the tracking control system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of the tracking control system according to the first embodiment of the present invention on the vehicle.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the tracking control process by the tracking control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining whether or not the preceding vehicle is moving outside the lane by the tracking control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of determining whether or not a preceding vehicle is traveling on a curve by the tracking control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the tracking control system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of the tracking control system according to the first embodiment of the present invention on the vehicle.
  • FIG. 3 is a flowchart showing
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method of determining whether or not a preceding vehicle is traveling on a curve by the tracking control device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of determining whether or not the preceding vehicle is moving outside the lane by the tracking control device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a tracking control system including a tracking control device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement on the vehicle of the tracking control system according to the present embodiment.
  • the tracking control system 1 includes a vehicle drive controller 3, an engine controller 5, a front camera 7, a communication unit 9, a GPS receiver 11, a navigation device 13, A front radar 15 and a vehicle speed sensor 17 are provided.
  • the tracking control system 1 includes a driving support controller 19, a display 21, a speaker 23, a steering actuator 25, and a tracking control device 100.
  • the follow-up control system 1 having such a configuration is mounted on a vehicle, and the mounted vehicle is equipped with a system that follows a preceding vehicle ahead of the host vehicle, such as adaptive cruise control.
  • the vehicle drive controller 3 includes a system for controlling the drive of the vehicle such as an anti-lock brake system, a traction control system, and a vehicle dynamics control.
  • the engine controller 5 is a controller that controls the engine.
  • the front camera 7 images the front of the host vehicle and acquires an image in which the preceding vehicle is captured. The image captured by the front camera 7 is used for acquiring information such as the inter-vehicle distance and relative speed with the preceding vehicle, the lateral position of the host vehicle or the white line, and the like.
  • the communication unit 9 performs transmission / reception of an information communication service using road-to-vehicle communication or a mobile phone line.
  • the GPS receiver 11 receives information on the latitude, longitude, and altitude of the host vehicle from a satellite.
  • the navigation device 13 stores the map information electronically and calculates a guidance route to the destination of the host vehicle.
  • the front radar 15 measures the inter-vehicle distance and relative speed between the preceding vehicle and the host vehicle using millimeter waves.
  • the vehicle speed sensor 17 measures the vehicle speed of the host vehicle.
  • the driving support controller 19 controls driving support systems such as adaptive cruise control, emergency brakes, and auto hold brakes, and automatic driving systems. Furthermore, you may provide the system which added the steering control function to adaptive cruise control.
  • the driving support controller 19 uses the front camera 7 and the front radar 15 to measure the presence / absence of a preceding vehicle, white line detection (lane detection), inter-vehicle distance, the own vehicle or the lateral position of the preceding vehicle with respect to the white line, and the engine controller 5 and the like. Sends commands to perform acceleration / deceleration and lateral position control of the vehicle.
  • the driving support controller 19 performs vehicle speed control for traveling while keeping the set vehicle speed constant.
  • the driving support controller 19 performs inter-vehicle maintenance control for traveling while keeping the distance between the preceding vehicle constant. Do.
  • the host vehicle also stops and performs stop holding control.
  • Display 21 displays system status such as adaptive cruise control, emergency brake, and auto hold brake.
  • the speaker 23 outputs a sound together with a display at the time of information presentation or warning from adaptive cruise control, emergency brake, auto hold brake or the like.
  • the steering actuator 25 receives a command from the driving support controller 19 and the tracking control device 100 and performs a steering operation for controlling the lateral position of the host vehicle.
  • the tracking control device 100 is mounted on the host vehicle as a controller integrated with the vehicle drive controller 3, and cooperates with the driving support controller 19 to track the lateral position of a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle. Controls the horizontal position of.
  • the lateral position is a position in the vehicle width direction of the vehicle, and the lateral position of the preceding vehicle is the lateral position of the preceding vehicle with respect to the host vehicle. However, the lateral position of the preceding vehicle may be the lateral position from the white line.
  • the tracking control device 100 controls the lateral position of the host vehicle according to the lateral position of the preceding vehicle, and when the preceding vehicle moves to the right side in the lane, the host vehicle also follows and moves to the right side.
  • This lateral position tracking function is turned on / off or variable in accordance with the vehicle speed.
  • the follow-up control device 100 gives priority to the normal lane keeping function rather than the lateral position control as the vehicle speed of the host vehicle increases, and actively follows the lateral position of the preceding vehicle at a low speed.
  • the tracking control device 100 having such a function includes a preceding vehicle detection unit 110, a lateral position change amount detection unit 120, and a tracking control unit 130.
  • the preceding vehicle detection unit 110 detects a preceding vehicle to be followed that is traveling in front of the host vehicle. Specifically, the preceding vehicle detection unit 110 detects the preceding vehicle to be followed from the image ahead of the host vehicle imaged by the front camera 7, the measurement result by the front radar 15, and the like.
  • the lateral position change amount detection unit 120 detects the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle detected by the preceding vehicle detection unit 110. In this embodiment, the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction within a predetermined time is detected as the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle.
  • the lateral position change amount detection unit 120 detects the movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction on the image by analyzing the image captured by the front camera 7. Then, the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction relative to the host vehicle is detected by determining how much the preceding vehicle has moved in the vehicle width direction within a predetermined time. Alternatively, a white line may be detected by the front camera 7, and the amount of movement of the preceding vehicle from the white line in the vehicle width direction may be detected.
  • the follow-up control unit 130 performs control to suppress the degree of follow-up of the lateral position of the host vehicle in accordance with the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle detected by the lateral position change amount detection unit 120.
  • the follow-up control unit 130 performs control to suppress the follow-up degree so that the host vehicle does not follow the preceding vehicle and change the lane.
  • the follow-up control unit 130 performs control so that the host vehicle continues to follow the preceding vehicle.
  • the follow-up control unit 130 determines the lateral position of the preceding vehicle relative to the own vehicle when it is determined that the preceding vehicle is moving outside the lane and the degree of following of the lateral position of the own vehicle is suppressed. If the amount of change is greater than a predetermined threshold, it is determined that the preceding vehicle is traveling on a curve. In this case, the follow-up control unit 130 raises the follow-up degree of the lateral position of the own vehicle without being suppressed so that the own vehicle can follow the preceding vehicle with high accuracy.
  • the tracking control unit 130 determines that the preceding vehicle is traveling on a curve and suppresses the degree of tracking of the lateral position of the host vehicle. You may raise it without.
  • the follow-up control device 100 includes a general-purpose electronic circuit including a microcomputer, a microprocessor, and a CPU, and peripheral devices such as a memory. Then, by executing a specific program, the vehicle operates as the preceding vehicle detection unit 110, the lateral position change amount detection unit 120, and the follow-up control unit 130 described above.
  • step S ⁇ b> 10 the preceding vehicle detection unit 110 acquires an image from the front camera 7 and a measurement result of the front radar 15, and analyzes the image of the front camera 7 to analyze the front of the host vehicle. Detects a preceding vehicle traveling on the road.
  • the lateral position change amount detection unit 120 detects the lateral position of the preceding vehicle with respect to the host vehicle by analyzing the image of the front camera 7.
  • the image of the front camera 7 may be analyzed to detect a white line, and the lateral position of the preceding vehicle with respect to the white line may be detected.
  • the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction within a predetermined time is detected as the amount of change in the lateral position.
  • the lateral position change amount detection unit 120 detects these values.
  • the lengths of the predetermined time T1 and the predetermined time T2 are the same.
  • step S30 the follow-up control unit 130 determines whether the preceding vehicle is moving outside the lane. Specifically, the follow-up control unit 130 determines that the preceding vehicle is moving out of the lane when the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction in a predetermined time is greater than a predetermined threshold A.
  • the movement amount L1 of the preceding vehicle in the vehicle width direction at a predetermined time T1 is a small value. This is because the amount of movement in the vehicle width direction is small because the preceding vehicle is traveling in the lane.
  • the movement amount L2 of the preceding vehicle in the vehicle width direction at the predetermined time T2 is a large value. This is because the preceding vehicle is moving outside the lane, such as a lane change. Accordingly, if a predetermined threshold A is set in advance and the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction in the predetermined time becomes larger than this threshold A, the preceding vehicle is moving to move out of the lane. Can be determined.
  • the predetermined threshold A may be set according to the general lane width and the vehicle width. For example, a value obtained by subtracting the vehicle width from the lane width may be set.
  • step S40 if the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction in the predetermined time is larger than the predetermined threshold A, it is determined that the preceding vehicle is moving outside the lane, and the process proceeds to step S40. On the other hand, if the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction during the predetermined time is equal to or less than the predetermined threshold A, it is determined that the preceding vehicle is moving in the lane, and the process proceeds to step S70.
  • step S40 the follow-up control unit 130 suppresses the degree of follow-up that causes the lateral position of the host vehicle to follow the lateral position of the preceding vehicle because the preceding vehicle is moving outside the lane.
  • the tracking control unit 130 stops the control for causing the lateral position of the host vehicle to follow the lateral position of the preceding vehicle.
  • the response to the target value when the host vehicle follows the preceding vehicle may be lowered, or the response speed may be reduced.
  • the follow-up control unit 130 instructs the driving support controller 19 to increase the control degree of the lane keeping control (lane keeping), and controls the host vehicle to travel in the lane. For example, the responsiveness to the target value of the lane keeping control is increased, or the response speed is increased. Further, the maximum steering angle when maintaining the lane may be increased, or the rotational speed of the steering may be increased.
  • step S50 the follow-up control unit 130 determines whether or not the preceding vehicle is traveling on a curve. Specifically, the follow-up control unit 130 determines that the preceding vehicle is traveling on a curve when the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle with respect to the host vehicle is greater than a predetermined threshold B.
  • the lateral position change amount 51 rises initially, but becomes constant when the lane change is completed.
  • the lateral position change amount 53 when the preceding vehicle is traveling on a curve does not become constant over time and continues to increase. Therefore, even if it is determined in step S30 that the preceding vehicle such as a lane change is moving outside the lane, the preceding vehicle may be traveling along a curve. Therefore, a predetermined threshold value B is set in advance, and when the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle with respect to the host vehicle exceeds the threshold value B, the preceding vehicle is running on a curve, not a lane change. judge. As shown in FIG.
  • the threshold value B may be set to be larger than a value at which the lateral position change amount 51 is constant. Further, the lateral position change amount 51 corresponds to the movement amount L in the vehicle width direction of the preceding vehicle in FIG. 4, and the threshold value B is larger than the threshold value A.
  • the tracking control unit 130 obtains the azimuth angle of the preceding vehicle by analyzing the image of the front camera 7, and when the amount of change in the azimuth angle of the preceding vehicle is larger than a predetermined threshold C, the preceding vehicle has a curve. It may be determined that the vehicle is running. For example, as shown in FIG. 6, the azimuth angle change 61 in the case where the preceding vehicle is changing lanes initially rises but falls at some point, and returns to 0 when the lane change is completed. However, the azimuth angle change amount 63 when the preceding vehicle is traveling on a curve continues to increase even when time elapses.
  • a predetermined threshold value C is set in advance, and when the amount of change in the azimuth angle of the preceding vehicle exceeds the threshold value C, it is determined that the preceding vehicle is traveling on a curve, not a lane change. it can.
  • the curve determination method shown in FIG. 6 may be used in combination with the curve determination method shown in FIG. If the curve determination method of FIG. 6 is used in combination, it can be determined that the preceding vehicle is traveling on the curve before the curve determination method of FIG.
  • step S60 it is determined whether or not the preceding vehicle is traveling on a curve, and if the preceding vehicle is traveling on a curve, the process proceeds to step S60.
  • the present embodiment is performed in the state set in step S40, that is, in the state where the following degree of the lateral position of the host vehicle is suppressed.
  • the follow-up control process according to the form is terminated.
  • step S60 the follow-up control unit 130 determines that the preceding vehicle is traveling along a curve, and thus increases the degree of follow-up of the lateral position so that the host vehicle follows the locus of the preceding vehicle. For example, the responsiveness to the target value when the host vehicle follows the preceding vehicle is increased, or the response speed is increased. Further, the maximum value of the steering angle of the steering wheel may be increased, or the rotational speed of the steering wheel may be increased.
  • step S40 if it is determined that the preceding vehicle is traveling on a curve, the follow-up degree is increased in step S60.
  • the preceding vehicle may be traveling along a curve.
  • the following degree is kept suppressed, the own vehicle cannot follow the preceding vehicle and the performance is deteriorated. Therefore, even if it is determined that the preceding vehicle has changed lanes, if it is determined that the vehicle is traveling on a curve, the degree of tracking of the lateral position of the host vehicle is increased, and the host vehicle is accurately To follow.
  • the tracking degree of the lateral position of the host vehicle is set in this way, the tracking control process according to the present embodiment ends.
  • step 70 the follow-up control unit 130 determines that the preceding vehicle is not moving outside the lane, and therefore maintains the degree of follow-up of the lateral position of the host vehicle in a normal state.
  • the tracking control process according to the present embodiment ends.
  • the degree of tracking of the lateral position of the host vehicle is suppressed according to the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle. Therefore, even if the preceding vehicle changes lanes, the host vehicle can be controlled so as not to cross the lane, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • the amount of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction within a predetermined time is used as the amount of change in the lateral position. It can. Thereby, even if the preceding vehicle changes lanes, the host vehicle can be controlled so as not to cross the lane, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • the follow-up control device 100 when the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle relative to the own vehicle is larger than a predetermined threshold, the follow-up degree of the lateral position of the own vehicle is raised without being suppressed. Thereby, when the preceding vehicle is traveling on a curve, the host vehicle can be made to follow the preceding vehicle with high accuracy.
  • the follow-up control device 100 when the amount of change in the azimuth angle of the preceding vehicle is larger than a predetermined threshold, the follow-up degree of the lateral position of the host vehicle is raised without being suppressed. Thereby, when the preceding vehicle is traveling on a curve, the host vehicle can be made to follow the preceding vehicle with high accuracy.
  • the follow-up control process according to the present embodiment is the same as the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 3, and will be described with reference to FIG.
  • the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle detected in step S20 and the determination method for determining whether the preceding vehicle is moving out of the lane executed in step S30 are the first implementation. It is different from the form.
  • the other steps are the same as those of the first embodiment described with reference to FIG.
  • step S20 the lateral position change amount detection unit 120 detects the amount of change in the lateral position of the preceding vehicle by analyzing the image of the front camera 7.
  • the amount of movement after the preceding vehicle starts moving in the vehicle width direction is detected as the amount of change in the lateral position.
  • the number of changes in which the preceding vehicle changes the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time may be detected.
  • step S30 the follow-up control unit 130 determines whether the preceding vehicle is moving outside the lane. In this embodiment, when the amount of movement after the preceding vehicle starts moving in the vehicle width direction is larger than the predetermined threshold D, it is determined that the preceding vehicle is moving outside the lane.
  • the direction of movement of the preceding vehicle in the vehicle width direction changes at time t1, and for example, movement of the preceding vehicle in the right direction starts.
  • the movement in the vehicle width direction continues until the direction changes at time t2.
  • the amount of movement L3 in the vehicle width direction at this time is a small value. This is because the amount of movement in the vehicle width direction is small because the preceding vehicle is traveling in the lane.
  • the predetermined threshold value D may be set according to a general lane width and a vehicle width. For example, a value obtained by subtracting the vehicle width from the lane width may be set.
  • step S40 when the amount of movement after the preceding vehicle starts moving in the vehicle width direction is larger than the predetermined threshold value D, it is determined that the preceding vehicle is moving outside the lane. Proceed to step S40. On the other hand, if the amount of movement after the preceding vehicle starts moving in the vehicle width direction is less than or equal to the predetermined threshold value D, it is determined that the preceding vehicle is moving in the lane and step S70 is performed. Proceed to
  • the follow-up control unit 130 moves the preceding vehicle to move out of the lane when the number of changes in which the preceding vehicle changes the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time is equal to or less than a predetermined threshold E. It may be determined that
  • the number of times the preceding vehicle has changed the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time T3 is three. This is because the preceding vehicle travels in the lane and therefore moves slightly to the left and right.
  • the number of changes in which the preceding vehicle changes the direction of movement in the vehicle width direction within the predetermined time T4 is zero. This is because the preceding vehicle is moving in one direction toward the outside of the lane, such as a lane change. Therefore, if a predetermined threshold E is set in advance and the number of changes is equal to or less than the threshold E, it can be determined that the preceding vehicle is moving outside the lane.
  • the predetermined threshold E needs to be set once or zero because it is necessary to detect movement in one direction.
  • step S40 when the number of changes in which the preceding vehicle changes the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time is equal to or less than the predetermined threshold E, it is determined that the preceding vehicle is moving outside the lane. Then, the process proceeds to step S40. On the other hand, if the number of changes in which the preceding vehicle has changed the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time is greater than a predetermined threshold, it is determined that the preceding vehicle is moving in the lane and step S70 is performed. Proceed to
  • the amount of movement after the preceding vehicle starts moving in the vehicle width direction is used as the amount of change in the lateral position.
  • the movement to change can be detected reliably. Thereby, even if the preceding vehicle changes lanes, the host vehicle can be controlled so as not to cross the lane, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • the number of changes in which the preceding vehicle has changed the direction of movement in the vehicle width direction within a predetermined time is used as the amount of change in the lateral position. It can be detected reliably. Thereby, even if the preceding vehicle changes lanes, the host vehicle can be controlled so as not to cross the lane, so that it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

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Abstract

本発明の追従制御装置は、自車両の前方を走行する先行車の車幅方向の位置である横位置に追従するように自車両の横位置を制御する装置であり、自車両の前方を走行する先行車を検出して先行車の横位置の変化量を検出し、先行車の横位置の変化量に応じて自車両の横位置の追従度合を抑制する。

Description

追従制御装置及び追従制御方法
　本発明は、自車両の前方を走行する先行車の車幅方向の位置である横位置に追従するように自車両の横位置を制御する追従制御装置及びその方法に関する。
　従来では、走行路や先行車に基づいて操舵支援を行う運転支援装置として、特許文献１が開示されている。この特許文献１に開示された運転支援装置では、自車両の前方を走行する先行車に追従するように自車両を制御していた。
特開２００９－９６４０２号公報
　しかしながら、上述した従来の運転支援装置では、追従対象の先行車が車線変更をすると、自車両も追従して車線を越えてしまうので、運転者に違和感を与えてしまうという問題点があった。
　そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、追従対象の先行車が車線変更をしても、自車両は車線を越えないように制御して運転者に与える違和感を防止することのできる追従制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る追従制御装置及びその方法は、自車両の前方を走行する先行車を検出して先行車の横位置の変化量を検出し、先行車の横位置の変化量に応じて自車両の横位置の追従度合を抑制する。
　本発明によれば、追従対象の先行車が車線変更をしても、追従度合を抑制して自車両は車線を越えないように制御するので、運転者に与える違和感を防止することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る追従制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る追従制御システムの車両上の配置を説明するための図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る追従制御装置による追従制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第１実施形態に係る追従制御装置による先行車が車線の外へ移動する運動をしているか否かを判定する方法を説明するための図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る追従制御装置による先行車がカーブを走行しているか否かを判定する方法を説明するための図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係る追従制御装置による先行車がカーブを走行しているか否かを判定する方法を説明するための図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る追従制御装置による先行車が車線の外へ移動する運動をしているか否かを判定する方法を説明するための図である。
　以下、本発明を適用した第１及び第２実施形態について図面を参照して説明する。
　［第１実施形態］
　　［追従制御システムの構成］
　図１は、本実施形態に係る追従制御装置を備えた追従制御システムの構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る追従制御システムの車両上の配置を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る追従制御システム１は、車両駆動コントローラ３と、エンジンコントローラ５と、前方カメラ７と、通信ユニット９と、ＧＰＳ受信機１１と、ナビゲーション装置１３と、前方レーダー１５と、車速センサ１７とを備えている。また、追従制御システム１は、運転支援コントローラ１９と、ディスプレイ２１と、スピーカ２３と、ステアリングアクチュエータ２５と、追従制御装置１００とを備えている。このような構成の追従制御システム１は車両に搭載されており、搭載された車両にはアダプティブクルーズコントロール等の自車両前方の先行車に対して追従走行するシステムが装備されている。
　車両駆動コントローラ３は、アンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールシステム、ビークルダイナミクスコントロール等の車両の駆動を制御するシステムを備えている。エンジンコントローラ５は、エンジンの制御を行うコントローラである。前方カメラ７は、自車両前方を撮像して、先行車が撮像された画像を取得する。前方カメラ７で撮像された画像は、先行車との車間距離や相対速度、自車両または白線に対する横位置等の情報を取得するために使用される。通信ユニット９は、路車間通信や携帯電話回線を使った情報通信サービスの送受信を行う。ＧＰＳ受信機１１は、自車両の緯度、経度、高度の情報を衛星から受信する。ナビゲーション装置１３は、地図情報を電子的に格納し、自車両の目的地までの誘導経路を演算する。前方レーダー１５は、ミリ波を用いて先行車と自車両との間の車間距離や相対速度を測定する。車速センサ１７は、自車両の車速を計測する。
　運転支援コントローラ１９は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等の運転支援システムや自動運転システムの制御を行う。さらに、アダプティブクルーズコントロールにステアリング制御機能を追加したシステムを備えていてもよい。運転支援コントローラ１９は、前方カメラ７や前方レーダー１５を用いて先行車の有無や白線検知（レーン検知）、車間距離、自車両または白線に対する先行車の横位置を計測し、エンジンコントローラ５等に指令を送って自車両の加減速や横位置制御を行う。運転支援コントローラ１９は、先行車がいない場合は、設定車速を一定に保って走行する車速制御を行い、先行車がいる場合は先行車との車間距離を一定に保って走行する車間維持制御を行う。先行車が止まった場合には、自車両も停止して停止保持制御を行う。
　ディスプレイ２１は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等のシステム状態を表示する。スピーカ２３は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等からの情報提示や警告の際に、表示とともに音声を出力する。ステアリングアクチュエータ２５は、運転支援コントローラ１９及び追従制御装置１００からの指示を受けて自車両の横位置制御のためのステアリング操作を行う。
　追従制御装置１００は、車両駆動コントローラ３と一体型のコントローラとして自車両に搭載され、運転支援コントローラ１９と連携して、自車両の前方を走行する先行車の横位置に追従するように自車両の横位置を制御する。横位置は車両の車幅方向の位置であり、先行車の横位置とは自車両に対する先行車の横位置である。ただし、先行車の横位置を白線からの横位置としてもよい。追従制御装置１００は、先行車の横位置に応じて自車両の横位置を制御し、先行車が車線内で右側に移動すると、自車両も追従して右側に移動する。この横位置追従機能は車速に応じてＯＮ／ＯＦＦもしくは変化量を可変とする。例えば、追従制御装置１００は、自車両の車速が高速になるほど横位置制御ではなく通常のレーンキープ機能を優先し、低速では積極的に先行車の横位置に追従させる。このような機能を有する追従制御装置１００は、先行車検出部１１０と、横位置変化量検出部１２０と、追従制御部１３０とを備えている。
　先行車検出部１１０は、自車両の前方を走行している追従対象の先行車を検出する。具体的に、先行車検出部１１０は、前方カメラ７で撮像された自車両前方の画像や前方レーダー１５による測定結果等から追従対象となる先行車を検出する。
　横位置変化量検出部１２０は、先行車検出部１１０によって検出された先行車の横位置の変化量を検出する。本実施形態では、先行車の横位置の変化量として、所定時間内における先行車の車幅方向の移動量を検出する。横位置変化量検出部１２０は、前方カメラ７で撮像された画像を解析することによって、画像上における先行車の車幅方向の動きを検出する。そして、所定時間内に先行車が車幅方向にどれだけ移動したかを求めることによって、自車両に対する先行車の車幅方向の移動量を検出する。また、前方カメラ７で白線を検出し、その白線からの先行車の車幅方向の移動量を検出してもよい。
　追従制御部１３０は、横位置変化量検出部１２０で検出された先行車の横位置の変化量に応じて、自車両の横位置の追従度合を抑制する制御を行う。本実施形態では、所定時間内における先行車の車幅方向の移動量が所定の閾値より大きい場合に、先行車が車線変更等の車線の外へ移動する運動をしていると判定して、自車両の横位置の追従度合を抑制する。すなわち、追従制御部１３０は、自車両が先行車に追従して車線変更をしないように追従度合を抑制する制御を行う。一方、所定時間内における先行車の車幅方向の移動量が所定の閾値以下である場合には、先行車が車線内を走行していると判定して、自車両の横位置の追従度合を維持する。すなわち、追従制御部１３０は、自車両が継続して先行車に追従していくように制御する。
　また、追従制御部１３０は、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定されて自車両の横位置の追従度合が抑制されたときに、自車両に対する先行車の横位置の変化量が所定の閾値より大きい場合には、先行車がカーブを走行していると判定する。この場合、追従制御部１３０は、自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させて自車両が精度良く先行車に追従できるようにする。さらに、追従制御部１３０は、先行車の方位角の変化量が所定の閾値より大きい場合に、先行車がカーブを走行していると判定して、自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させてもよい。
　尚、追従制御装置１００は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路とメモリ等の周辺機器から構成されている。そして、特定のプログラムを実行することにより、上述した先行車検出部１１０、横位置変化量検出部１２０及び追従制御部１３０として動作する。
　　［追従制御処理の手順］
　次に、本実施形態に係る追従制御装置１００による追従制御処理の手順を図３のフローチャートを参照して説明する。
　図３に示すように、まずステップＳ１０において、先行車検出部１１０は、前方カメラ７からの画像や前方レーダー１５の測定結果を取得し、前方カメラ７の画像を解析することによって自車両の前方を走行する先行車を検出する。
　ステップＳ２０において、横位置変化量検出部１２０は、前方カメラ７の画像を解析することによって、自車両に対する先行車の横位置を検出する。あるいは、前方カメラ７の画像を解析して白線を検出し、白線に対する先行車の横位置を検出してもよい。本実施形態では、横位置の変化量として、所定時間内における先行車の車幅方向の移動量を検出する。
　例えば、前方カメラ７の画像上において、先行車の車幅方向の移動量をモニターして、時刻ｔにおける移動量Ｌをプロットしていくと、図４に示すように時間的に変化する。図４において、所定時間Ｔ１における先行車の車幅方向の移動量はＬ１となり、所定時間Ｔ２における先行車の車幅方向の移動量はＬ２となる。これらの値を、横位置変化量検出部１２０は検出する。ただし、所定時間Ｔ１と所定時間Ｔ２の長さは同一である。
　ステップＳ３０において、追従制御部１３０は、先行車が車線の外へ移動する運動をしているか否かを判定する。具体的に、追従制御部１３０は、所定時間における先行車の車幅方向の移動量が所定の閾値Ａより大きい場合に、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定する。
　例えば、図４に示すように、所定時間Ｔ１における先行車の車幅方向の移動量Ｌ１は小さな値となっている。これは、先行車が車線内を走行しているので、車幅方向の移動量が小さいためである。これに対して、所定時間Ｔ２における先行車の車幅方向の移動量Ｌ２は大きな値となる。これは、先行車が車線変更のような車線の外へ移動する運動をしているためである。したがって、所定の閾値Ａを予め設定しておき、この閾値Ａよりも所定時間における先行車の車幅方向の移動量が大きくなれば、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定することができる。尚、所定の閾値Ａについては、一般的な車線幅と車幅に応じて設定すればよい。例えば、車線幅から車幅を引いた値に設定すればよい。
　このように、所定時間における先行車の車幅方向の移動量が所定の閾値Ａより大きい場合には、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定してステップＳ４０に進む。一方、所定時間における先行車の車幅方向の移動量が所定の閾値Ａ以下となる場合には、先行車が車線内を走行する運動をしていると判定してステップＳ７０に進む。
　ステップＳ４０において、追従制御部１３０は、先行車が車線の外へ移動する運動をしているので、先行車の横位置に自車両の横位置を追従させる追従度合を抑制する。例えば、追従制御部１３０は、先行車の横位置に自車両の横位置を追従させる制御を停止する。あるいは自車両を先行車に追従させる際の目標値への応答性を低くしたり、応答速度を低下させたりしてもよい。また、自車両を先行車に追従させる際のステアリングの舵角を制限してもよい。
　さらに、このとき追従制御部１３０は、運転支援コントローラ１９に指示して車線維持制御（レーンキープ）の制御度合を上昇させて、自車両が車線内を走行するように制御する。例えば、車線維持制御の目標値への応答性を高めたり、応答速度を上昇させたりする。また、車線を維持する際のステアリングの舵角の最大値を大きくしたり、ステアリングの回転速度を早くしたりしてもよい。
　ステップＳ５０において、追従制御部１３０は、先行車がカーブを走行しているか否かを判定する。具体的に、追従制御部１３０は、自車両に対する先行車の横位置の変化量が所定の閾値Ｂより大きい場合に、先行車がカーブを走行していると判定する。
　例えば、図５に示すように、先行車が車線変更をしている場合の横位置の変化量５１は、最初は上昇するものの車線変更が完了すると一定となる。しかし、先行車がカーブを走行している場合の横位置の変化量５３は時間が経過しても一定とならずに上昇を続けて大きくなる。したがって、ステップＳ３０で車線変更等の先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定された場合でも、先行車がカーブを走行している場合も考えられる。そこで、予め所定の閾値Ｂを設定しておき、自車両に対する先行車の横位置の変化量が、この閾値Ｂを超えたときに、先行車が車線変更ではなく、カーブを走行していると判定する。尚、閾値Ｂについては、図５に示すように横位置の変化量５１が一定となる値よりも大きくなるように設定しておけばよい。また、横位置の変化量５１は、図４の先行車の車幅方向の移動量Ｌに対応しており、閾値Ｂは閾値Ａよりも大きな値となる。
　また、追従制御部１３０は、前方カメラ７の画像を解析することによって先行車の方位角を求め、この先行車の方位角の変化量が所定の閾値Ｃより大きい場合に、先行車がカーブを走行していると判定してもよい。例えば、図６に示すように、先行車が車線変更をしている場合の方位角の変化量６１は、最初は上昇するもののある時点で下降して、車線変更が完了すると０に戻る。しかし、先行車がカーブを走行している場合の方位角の変化量６３は時間が経過しても上昇を継続して大きくなる。したがって、予め所定の閾値Ｃを設定しておき、先行車の方位角の変化量がこの閾値Ｃを超えたときに、先行車が車線変更ではなく、カーブを走行していると判定することができる。尚、図５に示したカーブの判定方法に図６に示したカーブの判定方法を併用してもよい。図６のカーブの判定方法を併用すれば、図５のカーブの判定方法よりも前に先行車がカーブを走行していると判定することができる。
　このようにして先行車がカーブを走行しているか否かを判定し、先行車がカーブを走行している場合にはステップＳ６０に進む。一方、先行車がカーブを走行していない場合には、先行車が車線変更をしているので、ステップＳ４０で設定された状態、すなわち自車両の横位置の追従度合を抑制した状態で本実施形態に係る追従制御処理を終了する。
　ステップＳ６０において、追従制御部１３０は、先行車がカーブを走行していると判定されているので、自車両が先行車の軌跡を辿るように横位置の追従度合を上昇させる。例えば、自車両を先行車に追従させる際の目標値への応答性を高めたり、応答速度を上昇させたりする。また、ステアリングの舵角の最大値を大きくしたり、ステアリングの回転速度を早くしたりしてもよい。
　このようにステップＳ４０で追従度合を抑制しても、先行車がカーブを走行していると判定された場合には、ステップＳ６０で追従度合を上昇させる。これは、先行車が車線変更をしていると判定されても先行車がカーブを走行している場合があるためである。このような場合には追従度合を抑制したままにしていると自車両が先行車に追従走行できなくなり、性能を低下させてしまう。そこで、先行車が車線変更をしていると判定されてもカーブを走行していると判定された場合には、自車両の横位置の追従度合を上昇させて、自車両を精度よく先行車に追従させるようにする。こうして自車両の横位置の追従度合が設定されると、本実施形態に係る追従制御処理は終了する。
　一方、ステップ７０において、追従制御部１３０は、先行車が車線の外へ移動する運動をしていないと判定されているので、自車両の横位置の追従度合を通常の状態に維持する。こうして自車両の横位置の追従度合が設定されると、本実施形態に係る追従制御処理は終了する。
　　［第１実施形態の効果］
　以上詳細に説明したように、本実施形態に係る追従制御装置１００では、先行車の横位置の変化量に応じて自車両の横位置の追従度合を抑制する。これにより、先行車が車線変更をしても自車両は車線を越えないように制御することができるので、運転者に与える違和感を防止することができる。
　さらに、本実施形態に係る追従制御装置１００では、横位置の変化量として所定時間内における先行車の車幅方向の移動量を用いるので、先行車が車線変更する動きを確実に検出することができる。これにより、先行車が車線変更をしても自車両は車線を越えないように制御することができるので、運転者に与える違和感を防止することができる。
　また、本実施形態に係る追従制御装置１００では、自車両に対する先行車の横位置の変化量が所定の閾値より大きい場合には、自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させる。これにより、先行車がカーブを走行している場合には、自車両を先行車に精度よく追従させることができる。
　さらに、本実施形態に係る追従制御装置１００では、先行車の方位角の変化量が所定の閾値より大きい場合には、自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させる。これにより、先行車がカーブを走行している場合には、自車両を先行車に精度よく追従させることができる。
　［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態に係る追従制御装置について図面を参照して説明する。尚、本実施形態に係る追従制御システムの構成は第１実施形態と同一なので、詳細な説明は省略する。
　　［追従制御処理の手順］
　本実施形態に係る追従制御処理は、図３に示す第１実施形態のフローチャートと同一なので、図３を参照して説明する。本実施形態では、ステップＳ２０で検出される先行車の横位置の変化量と、ステップＳ３０で実行される先行車が車線の外へ移動する運動をしているか否かの判定方法が第１実施形態と相違している。尚、その他のステップについては、図３で説明した第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
　ステップＳ２０において、横位置変化量検出部１２０は、前方カメラ７の画像を解析することによって先行車の横位置の変化量を検出する。本実施形態では、横位置の変化量として、先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量を検出する。また、所定時間内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数を検出してもよい。
　ステップＳ３０において、追従制御部１３０は、先行車が車線の外へ移動する運動をしているか否かを判定する。本実施形態では、先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量が所定の閾値Ｄより大きい場合に、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定する。
　例えば、図７に示すように、時刻ｔ１に先行車の車幅方向の移動の向きが変わり、例えば右方向への先行車の移動が開始する。そして、この車幅方向の移動は時刻ｔ２で向きが変わるまで継続する。このときの車幅方向の移動量Ｌ３は小さな値となる。これは、先行車が車線内を走行しているので、車幅方向の移動量が小さいためである。
　これに対して、時刻ｔ３で先行車の車幅方向の移動の向きが変わって、先行車の車幅方向の移動が開始すると、時刻ｔ４まで継続し、車幅方向の移動量Ｌ４は大きな値となる。これは、先行車が車線変更のような車線の外へ移動する運動をしているためである。したがって、所定の閾値Ｄを予め設定しておき、先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量が、所定の閾値Ｄよりも大きくなれば、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定することができる。尚、所定の閾値Ｄについては、一般的な車線幅と車幅に応じて設定すればよい。例えば、車線幅から車幅を引いた値に設定すればよい。
　このように、先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量が所定の閾値Ｄより大きい場合には、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定してステップＳ４０に進む。一方、先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量が所定の閾値Ｄ以下となる場合には、先行車が車線内を走行する運動をしていると判定してステップＳ７０に進む。
　また、追従制御部１３０は、所定時間内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数が所定の閾値Ｅ以下の場合に、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定してもよい。
　例えば、図７に示すように、所定時間Ｔ３内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数は３回となっている。これは、先行車が車線内を走行しているので、左右に小さく移動しているためである。これに対して、所定時間Ｔ４内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数は０回である。これは、先行車が車線変更のような車線の外へ向かって一方向に移動する運動をしているためである。したがって、所定の閾値Ｅを予め設定しておき、変更回数がこの閾値Ｅ以下であれば、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定することができる。尚、所定の閾値Ｅについては、一方向の動きを検出する必要があるため、１回か０回に設定しておけばよい。
　このように、所定時間内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数が所定の閾値Ｅ以下の場合には、先行車が車線の外へ移動する運動をしていると判定してステップＳ４０に進む。一方、所定時間内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数が所定の閾値より大きい場合には、先行車が車線内を走行する運動をしていると判定してステップＳ７０に進む。
　　［第２実施形態の効果］
　以上詳細に説明したように、本実施形態に係る追従制御装置１００では、横位置の変化量として先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量を用いるので、先行車が車線変更する動きを確実に検出することができる。これにより、先行車が車線変更をしても自車両は車線を越えないように制御することができるので、運転者に与える違和感を防止することができる。
　また、本実施形態に係る追従制御装置１００では、横位置の変化量として所定時間内に先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数を用いるので、先行車が車線変更する動きを確実に検出することができる。これにより、先行車が車線変更をしても自車両は車線を越えないように制御することができるので、運転者に与える違和感を防止することができる。
　なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　１　追従制御システム
　３　車両駆動コントローラ
　５　エンジンコントローラ
　７　前方カメラ
　９　通信ユニット
　１１　ＧＰＳ受信機
　１３　ナビゲーション装置
　１５　前方レーダー
　１７　車速センサ
　１９　運転支援コントローラ
　２１　ディスプレイ
　２３　スピーカ
　２５　ステアリングアクチュエータ
　１００　追従制御装置
　１１０　先行車検出部
　１２０　横位置変化量検出部
　１３０　追従制御部

Claims (7)

  1. 　自車両の前方を走行する先行車の車幅方向の位置である横位置に追従するように前記自車両の横位置を制御する追従制御装置であって、
    　前記自車両の前方を走行する先行車を検出する先行車検出部と、
    　前記先行車検出部によって検出された前記先行車の横位置の変化量を検出する横位置変化量検出部と、
    　前記横位置変化量検出部で検出された前記先行車の横位置の変化量に応じて、前記自車両の横位置の追従度合を抑制する追従制御部と
    を備えたことを特徴とする追従制御装置。
  2. 　前記先行車の横位置の変化量は、所定時間内における前記先行車の車幅方向の移動量であることを特徴とする請求項１に記載の追従制御装置。
  3. 　前記先行車の横位置の変化量は、前記先行車が車幅方向への移動を開始してからの移動量であることを特徴とする請求項１に記載の追従制御装置。
  4. 　前記先行車の横位置の変化量は、所定時間内に前記先行車が車幅方向の移動の向きを変えた変更回数であることを特徴とする請求項１に記載の追従制御装置。
  5. 　前記追従制御部は、前記自車両に対する前記先行車の横位置の変化量が、所定の閾値より大きい場合には、前記自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の追従制御装置。
  6. 　前記追従制御部は、前記先行車の方位角の変化量が所定の閾値より大きい場合には、前記自車両の横位置の追従度合を抑制せずに上昇させることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の追従制御装置。
  7. 　自車両の前方を走行する先行車の車幅方向の位置である横位置に追従するように前記自車両の横位置を制御する追従制御装置の追従制御方法であって、
    　前記追従制御装置は、
    　前記自車両の前方を走行する先行車を検出し、
    　検出された前記先行車の横位置の変化量を検出し、
    　検出された前記先行車の横位置の変化量に応じて前記自車両の横位置の追従度合を抑制する
    ことを特徴とする追従制御方法。
     
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