WO2020152977A1 - 車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム Download PDF

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健太郎 上野
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control system that control the movement of a vehicle based on a target trajectory.
  • the vehicle control system of Patent Document 1 includes a trajectory generation determination unit that has an emergency trajectory generation unit that calculates an emergency trajectory until the system switches to a driver when a failure occurs, and a trajectory holding unit that retains the emergency trajectory. And a motion control unit having a track switching unit that switches between traveling on the emergency track held by the track holding unit based on the failure state detected by the failure detection unit.
  • a vehicle control system having an upper controller that performs recognition and determination such as external environment recognition, trajectory planning, and route generation, and a lower controller that acquires a signal related to a target trajectory from the upper controller and controls the movement of the vehicle
  • High-level processing is required for recognition and judgment, and the signal related to the target trajectory acquired by the subordinate controller may be delayed.
  • the actuator that controls the movement of the vehicle a response delay may occur with respect to the command, and further, there may be a response delay in the movement of the vehicle with respect to the operation of the actuator. Then, due to the delay element as described above, there is a possibility that the running track may deviate from the target track or unstable behavior such as meandering may occur.
  • the present invention has been made in view of the conventional circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control system capable of improving the delay of a traveling track with respect to a target track. It is in.
  • the target running state after a predetermined time according to the delay element in the control of the motion of the vehicle is predicted, It is characterized in that a command for achieving the target traveling state is output to an actuator that controls the motion of the vehicle.
  • the delay of the traveling track with respect to the target track can be improved.
  • actuator power steering device
  • FIG. 1 is a block diagram showing an aspect of a vehicle control system.
  • the vehicle control system 100 of FIG. 1 is a system that controls the motion of the vehicle 10, and includes an automatic driving control unit (ADCU) 200 as a first controller and a vehicle motion control unit (VMCU) 300 as a second controller. ..
  • the ADCU 200 and the VMCU 300 are electronic control devices equipped with a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the ADCU 200 generates the target trajectory in the driving support function as shown in FIGS. 2 to 4, for example.
  • FIG. 2 shows a lane keeping assist function (LKS) for maintaining the vicinity of the center of the lane recognized by the camera.
  • LLS lane keeping assist function
  • the ADCU 200 sets, for example, a target track point that is the target position of the host vehicle near the center of the recognized left and right white lines, and sets the vehicle speed set by the driver as the vehicle speed at the target track point.
  • FIG. 3 shows a follow-up driving support function (ACC) in which a preceding vehicle is recognized by a radar or a camera and the vehicle travels while maintaining a constant distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle.
  • the ADCU 200 sets a target track point on the preceding vehicle when a preceding vehicle exists, and sets a vehicle speed at the target track point to a vehicle speed that can maintain a predetermined inter-vehicle distance with respect to the preceding vehicle. ..
  • FIG. 4 shows an automatic driving function (AD) that sets a target route to a destination based on map information and the result of recognition of the outside world and supports autonomous traveling to the destination.
  • AD automatic driving function
  • the ADCU 200 sets a target track point on the set target route, and sets the speed limit of the traveling road and the target speed in automatic driving as the vehicle speed of the target track point.
  • the target track point is a coordinate (x, y) in a vehicle coordinate system in which the front-back direction of the host vehicle is the x-axis and the vehicle width direction of the host vehicle is the y-axis. It is represented by a yaw angle ⁇ as an angle formed by the vehicle front-rear axis direction and the current front-rear axis direction, and a distance L when the vehicle travels along a curvature along a track. It should be noted that the left turning direction is represented by plus on the y-axis of the vehicle coordinate system. Moreover, since the target trajectory is determined by the absolute coordinate system, the trajectory does not always start from the origin of the vehicle coordinate system, for example, the center of gravity of the vehicle.
  • the ADCU 200 outputs a signal (x, y, ⁇ , L) regarding the target track point to the VMCU 300 which is the vehicle control device.
  • the VMCU 300 accumulates the signals (x, y, ⁇ , L) regarding the target trajectory point acquired from the ADCU 200 to generate the target trajectory. That is, the VMCU 300 connects a plurality of target trajectory points acquired in time series to generate a target trajectory.
  • the VMCU 300 as the vehicle control device obtains a command regarding the motion of the own vehicle so that the own vehicle travels at the set speed along the target trajectory, and the engine 400 that is an actuator that controls the motion of the vehicle 10 and the hydraulic brake.
  • An operation command is output to the device 500 and the power steering device 600.
  • the VMCU 300 is a steering device for the vehicle 10, which outputs a torque command to the engine 400 that is a drive device of the vehicle 10 and a hydraulic pressure command to a hydraulic brake device 500 that is a braking device of the vehicle 10.
  • a steering angle command is output to the power steering device 600 to control the motion of the vehicle 10.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing the vehicle control system 100 shown in FIG. 1 in more detail.
  • the vehicle control system 100 recognizes the external conditions and the vehicle position of the stereo camera 701, the high-precision map (MPU) 702, the satellite positioning system (GPS) 703, the radar 704, the omnidirectional camera 705, and the like together with the ADCU 200 and the VMCU 300. It has a device.
  • MPU high-precision map
  • GPS satellite positioning system
  • radar 704 the omnidirectional camera
  • the vehicle control system 100 also includes a traveling state detection sensor 710 that detects a traveling state of the vehicle 10.
  • the traveling state detection sensor 710 detects the yaw rate sensor 711 that detects the yaw rate of the vehicle 10, the lateral acceleration sensor 712 that detects the lateral acceleration of the vehicle 10, the longitudinal acceleration sensor 713 that detects the longitudinal acceleration of the vehicle 10, and the traveling speed of the vehicle 10.
  • a vehicle speed sensor 714 for detecting is included.
  • the ADCU 200 has a recognition processing unit 210 and a trajectory planning unit 220.
  • the recognition processing unit 210 performs recognition processing of the external environment of the vehicle, the vehicle position, and the like based on information from the stereo camera 701, the high-precision map 702, the satellite positioning system 703, the radar 704, the omnidirectional camera 705, and the like. ..
  • the recognition processing unit 210 outputs the recognized information such as the external situation of the own vehicle and the position of the own vehicle to the trajectory planning unit 220.
  • the trajectory planning unit 220 obtains a target trajectory point (x, y, ⁇ , L) based on information such as the external environment and the vehicle position, and the target trajectory point (x, y, ⁇ , L) signal as a signal related to the target trajectory. Is output to the VMCU 300.
  • the VMCU 300 includes a vehicle motion control unit 310, a vehicle model 320, and a look-ahead compensation unit 330.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a tracking control function for following a target trajectory by the vehicle motion control unit 310.
  • the vehicle motion control unit 310 has a track control unit 311 and a motion control unit 312.
  • the vehicle motion control unit 310 accumulates the signals of the target track points (x, y, ⁇ , L) to generate the target track.
  • the target trajectory is defined by the vehicle coordinate system, the own vehicle position is the origin, and if the target trajectory passes through the origin, it indicates that accurate tracking control is being performed. If there is not, it indicates that there is a deviation between the vehicle position and the target track.
  • the trajectory control unit 311 performs feedback control or the like to calculate the motion command so as to reduce the deviation between the vehicle position and the target trajectory.
  • the motion command calculated by the trajectory control unit 311 is expressed by force (Fx, Fy, M) or acceleration (ax, ay).
  • the motion control unit 312 converts the motion command calculated by the trajectory control unit 311 into a command for actuators such as the engine 400, the hydraulic brake device 500, and the power steering device 600, and outputs a torque command to the engine 400 to control the hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure command is output to the brake system 500, and the steering angle command is output to the power steering device 600.
  • Each actuator performs electronic control such as feedforward control based on a command value, in other words, a target value, or feedback control based on a deviation between the command value and the control amount, so as to realize the command from the motion control unit 312.
  • a command value in other words, a target value
  • feedback control based on a deviation between the command value and the control amount
  • the prefetch compensation unit 330 compensates for each control of the vehicle control system 100, a response delay for each plant, in other words, a delay element (time delay element) in the control of the motion of the vehicle 10 based on the target trajectory and the traveling state of the vehicle 10. It is a functional block for doing.
  • the above-mentioned delay element is the detection delay in each sensor, the processing delay of the recognition processing unit 210 or the trajectory planning unit 220 of the ADCU 200, the communication delay of the signal of the target orbit point from the ADCU 200 to the VMCU 300, the power steering device 600, etc.
  • the prefetch compensation unit 330 predicts the command value of the vehicle motion at a future time point, that is, the target traveling state by the predetermined time PPT corresponding to the delay element, and outputs the predicted command value to the actuator.
  • the actuator is operated at a timing earlier than the predetermined time PPT to compensate for the delay element.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show a situation in which, when a double lane change is automatically performed in which two lanes are continuously changed, the actual running track is delayed as the speed becomes higher than the target track, mainly due to a steering delay.
  • FIG. 9 is a diagram showing the correlation between the actual traveling trajectory and the target trajectory, and shows the actual traveling trajectory when the vehicle speed is 20 km/h and the actual traveling trajectory when the vehicle speed is 60 km/h. Show.
  • the delay of the actual traveling track with respect to the target track is larger when the vehicle speed is 60 km/h than when the vehicle speed is 20 km/h.
  • FIG. 10 shows the correlation between the actual steering angle and the steering angle command when the vehicle speed is 60 km/h, and how the actual steering angle is delayed with respect to the steering command, in other words, with respect to the command in the power steering device 600.
  • the vehicle control system 100 As a method for compensating the response delay, there is a feedforward method in which an inverse model of the response model of the control system is inserted, as shown in FIG.
  • the inverse model is a model in which the motion trajectory, which is the output of the dynamical system, is input and the output is a motion command.
  • the vehicle control system 100 is a system for deriving a command for realizing the target trajectory, and it is possible to compensate for a response delay or the like to the command of the power steering device 600.
  • the feedforward control system using the inverse model has the following problems. (1) Since each model element is generally proper and differentiation is necessary for the calculation of the inverse model, it is difficult or impossible to realize on a computer. (2) When there are feedback elements between the models, the entire inverse model is not a product of the inverse models of the elements, but becomes a complex expression. Also, the feedforward term itself changes the overall response model depending on where the feedforward term is inserted, and is not stable. (3) In the case of an uncontrollable model, the inverse model cannot be calculated. (4) If the time-varying model and the non-linear model are included, the inverse model cannot be calculated.
  • FIG. 12 shows a state in which the actual running track is behind the target track
  • FIG. 13 shows that the behavior of the vehicle is accelerated by a predetermined time PPT to suppress the delay of the actual running track from the target track.
  • the delay of the actual running track with respect to the target track is suppressed and the response of the track following control is improved.
  • the look-ahead compensator 330 calculates the future vehicle behavior starting from the current vehicle position in order to obtain the command value predicted to be calculated at the timing after the predetermined time PPT, by using the control system model (forward model) shown in FIG.
  • the simulation based on (1) is obtained by repeating for a predetermined time PPT (in other words, n task cycles), and the motion command in the n-th simulation is output to the actuator to control the actuator.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining the repetition of the simulation
  • FIG. 15 exemplifies the calculation result of the vehicle behavior by the simulation.
  • the motion command is obtained, for example, by a method of determining the steering angle according to the deviation between the position where the vehicle reaches and the target position after the forward gazing time.
  • the prefetch compensation unit 330 gives the predicted model the vehicle position (x es_t1 , y es_t1 , ⁇ es_t1 ) and the target trajectory at the predicted time t 1 , and the vehicle position (x es_t1 , y es_t1 , ⁇ es_t1 ).
  • Predict the vehicle behavior when a motion command is given to reduce the deviation between the target trajectory and the target trajectory and predict the vehicle position (x es_t2 , y es_t2 , ⁇ es_t2 ) at time t 2 that is further from time t 1. To do.
  • the look-ahead compensation unit 330 gives the predicted vehicle model the vehicle position (x es_t2 , y es_t2 , ⁇ es_t2 ) and the target trajectory at the predicted time t 2 , and the vehicle position (x es_t2 , y es_t2 , ⁇ es_t2 ) and predicts the vehicle behavior when given motor command to reduce the deviation between the target track, the vehicle position in the further previous time t 3 from time t 2 (x es_t3, y es_t3 , ⁇ es_t3) predict To do.
  • the prefetch compensation unit 330 repeats the above-described simulation (in other words, model predictive control) only n times corresponding to the predetermined time PPT corresponding to the delay element in the motion control of the vehicle 10, so that the predetermined time is determined.
  • a motion command that will be calculated after the time PPT is predicted, and the predicted motion command is output to an actuator such as the power steering device 600.
  • the prefetch compensation unit 330 predicts the motion command that will be calculated after a predetermined time PPT from the current time point by repeatedly inputting the command history of the actuator into the prediction model.
  • it is a condition that the target trajectory point after the predetermined time PPT is acquired. This is because the motion command cannot be predicted if only the target trajectory point before the PPT is acquired for the predetermined time.
  • the actuator is moved at a timing that is earlier than the predetermined time PPT, and when there is a delay element in the motion control of the vehicle 10, it is possible to suppress the delay of the actual running trajectory with respect to the target trajectory. , The response of the trajectory tracking control is improved.
  • the response delay compensation (in other words, prefetch compensation) due to the repetition of the above simulation has the following features. (1) Since the inverse model is not required, it can be applied to any model that can be simulated without distinguishing between non-controllable model, time-varying model, and non-linear model. (2) The control performance of the trajectory tracking control can be improved by increasing the accuracy of the simulation.
  • the predetermined time PPT that defines the number of times the simulation is repeated is a time that is adapted in advance according to a delay element in the motion control of the vehicle 10.
  • the delay elements in the motion control of the vehicle 10 include the response delay of the actuator, the delay of the signal of the target track point (in other words, the signal related to the target track), the delay of the vehicle itself, and the like, and the target track based on these delay elements.
  • the predetermined time PPT is determined so as to suppress the delay of the actual traveling track with respect to.
  • the predetermined time PPT is the time corresponding to the response delay time of the actuator, that is, the power steering device 600. can do.
  • the signal of the target trajectory point in other words, the signal relating to the target trajectory
  • the predetermined time PPT is the response delay time of the actuator and the delay time of the signal of the target trajectory point. It is adapted based on.
  • the delay of the signal of the target orbit point is caused by the delay of recognition of the external environment, the processing delay of the signal of the target orbit point in ADCU 200, and the communication delay of the signal of the target orbit point from ADCU 200 to VMCU 300. Further, in the adaptation of the predetermined time PPT based on the delay time of the signal of the target trajectory point, the predetermined time PPT is based on the delay time of the signal having the longest delay among the plurality of signals (x, y, ⁇ ) of the target trajectory point. Is preferred.
  • the predetermined time PPT When setting the predetermined time PPT based on the response delay time of the actuator and the signal delay time of the target trajectory point, the predetermined time PPT is based on the time obtained by subtracting the signal delay time of the target trajectory point from the actuator response delay time. Fits. Further, in the case of a system in which the delay time of the signal at the target trajectory point is longer than the response delay time of the actuator, the predetermined time PPT is set to zero, and the VMCU 300 is configured to control the actuator based on the motion command value at the current timing.
  • the VMCU 300 When there is no delay in the signal of the target track point, the VMCU 300 has only to predict the motion command at a time point ahead of the current time by the response delay time of the actuator, but when the signal of the target track point is delayed. , It is necessary to predict the motion command value at a time point ahead of the response delay time of the actuator based on the original acquisition timing of the target trajectory point. However, at this point in time, it is delayed from the original acquisition timing of the target orbit point, so if the current time is taken as the reference, the actuator delay time from the original acquisition timing of the target orbit point will be The time point ahead is the time obtained by subtracting the signal delay time of the target track point from the response delay time.
  • the predetermined time PPT is set to a time corresponding to the time obtained by subtracting the signal delay time at the target track point from the response delay time of the actuator. This makes it possible to improve the delay of the running track with respect to the target track in consideration of the response delay of the actuator and the delay of the signal at the target track point. Further, in a system in which the delay time of the signal at the target trajectory point is equal to or longer than the response delay time of the actuator, prefetching is not necessary, so the VMCU 300 controls the actuator based on the motion command value at the current timing.
  • the ADCU 200 transmits a signal related to the delay time of the signal of the target track point to the VMCU 300 in a pair with the signal of the target track point, and the VMCU 300 delays the signal of the target track point transmitted together with the signal of the target track point. Can be obtained, and the delay time of the acquired signal of the target trajectory point can be subtracted from the response delay time of the actuator stored in the memory in advance to set the predetermined time PPT (the number of times the simulation is repeated).
  • FIG. 16 shows a second embodiment of the vehicle control system 100.
  • the same elements as those of the vehicle control system 100 shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the VMCU 300 in the vehicle control system 100 of FIG. 16 includes a vehicle movement control unit 310, a vehicle model 320, a look-ahead compensation unit 330, a position change prediction unit 350, and a trajectory correction unit 360.
  • the position change prediction unit 350 and the trajectory correction unit 360 are functional blocks for compensating for the delay of the signal of the target trajectory point acquired from the ADCU 200, as described later in detail. That is, the vehicle control system 100 of FIG. 16 has the previously described pre-reading function of obtaining the command value predicted to be calculated at the timing after the predetermined time PPT and outputting it to the actuator, and the delay of the signal of the target track point. It has a compensation function.
  • FIG. 17 shows the correlation between the position of the vehicle 10 in the absolute coordinate system and the target driving point
  • FIG. 18 shows the correlation between the position of the vehicle 10 in the vehicle coordinate system and the target driving point.
  • the delay time is T1 (ms).
  • the own vehicle position before the time T1 from the present time, the current own vehicle position, and the target trajectory point from the present time T1 before are the positions shown in FIG. 17 in the absolute coordinate system.
  • FIG. 17 exemplifies a state in which the vehicle position before time T1 is displaced to the right of the target track and the current vehicle position is displaced to the left of the target track.
  • FIG. 18 shows that the target track point before the time T1 from the present is located to the left of the vehicle longitudinal axis.
  • the target trajectory point before the time T1 from the present shown in FIG. It is located to the left of the vehicle longitudinal axis.
  • FIGS. 17 and 18 show that the trajectory may be corrected in the direction opposite to the original direction due to the delay of the target trajectory point. Therefore, when the VMCU 300 determines the motion command based on the target trajectory point acquired from the ADCU 200 with a delay, that is, the target trajectory point before the time T1, as shown in FIG. 19, the error of the traveling trajectory relative to the target trajectory (in other words, For example, a deviation in the left-right direction) will occur.
  • FIG. 20 is a functional block diagram specifically showing the processing contents of the position change prediction unit 350 and the trajectory correction unit 360.
  • the position change prediction unit 350 estimates the current vehicle position by dead reckoning.
  • the trajectory correction unit 360 converts the target trajectory point in the vehicle coordinate system acquired from the ADCU 200, that is, the target trajectory point before time T1 into the absolute coordinate system, and the current own vehicle position estimated by the position change prediction unit 350
  • the relative position in the absolute coordinate system with respect to the target track point is converted into the vehicle coordinate system to obtain the corrected target track point which is the information of the target track point based on the current own vehicle position (see FIG. 18). ..
  • the vehicle motion control unit 310 accumulates the corrected target track points acquired from the track correction unit 360 and generates a target track.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the definitions of the absolute coordinate system and the vehicle coordinate system
  • FIG. 22 shows the definition of the yaw angle.
  • x is a position in the direction in which the vehicle is facing (in other words, front-back direction)
  • y is a position in the left-right direction
  • ⁇ is an angle in the yaw direction.
  • the absolute coordinate system is represented by the subscript “wo” and the vehicle coordinate system is represented by the subscript “ve”.
  • the subscript “,t n ” means the coordinate system at the time t n
  • the time t 0 is the time when the calculation of ⁇ is started.
  • the time t 0 is when the vehicle starts or This corresponds to the start of control.
  • ⁇ bd is the yaw angle direction of the x ve axis acquired by the recognition means included in the vehicle 10, and can be based on any direction.
  • the yaw angle direction is set to the direction in which the north is 0.
  • the yaw angle at the time t n can be recognized as ⁇ bd ,t n
  • the absolute coordinates are the coordinate system in which the x wo axis is oriented in the ⁇ bd ,t 0 direction
  • the vehicle coordinate system is the x ve axis. Is the coordinate system pointing in the ⁇ bd ,t n direction.
  • the direction of the vehicle coordinate system on the absolute coordinate system at the time t n can be obtained by Expression 1.
  • the equation for converting the coordinates on the absolute coordinate system into the coordinates on the vehicle coordinate system is Equation 2.
  • the formula for converting the coordinates on the vehicle coordinate system into the coordinates on the absolute coordinate system is Formula 3.
  • FIG. 23 to 25 are schematic diagrams showing that the same vehicle behavior looks different depending on the coordinate system.
  • FIG. 23 is a vehicle behavior seen from the outside
  • FIG. 24 is a movement of a track point on an absolute coordinate system
  • FIG. Reference numeral 25 indicates the movement of the track point on the vehicle coordinate system.
  • the vehicles traveling along the track at times t 1 , t 2 , and t 3 move at (dx bv ,t n, dy bv ,t n ) as shown by the arrows in the figure.
  • the position (x bv ,t n, y bv ,t n ) of the vehicle when viewed from the outside can be obtained by Expression 4.
  • the movement amount on the absolute coordinate system (dx wo, dy wo ) is the movement amount when seen from the outside (dx bv, dy bv ), and the movement amount on the vehicle coordinate system (dx ve, dy ve ). Is expressed by Equation 5.
  • the yaw angle may be acquired by other means such as GPS or a geomagnetic sensor.
  • the VMCU 300 may be past the delay time due to a calculation delay in the ADCU 200 or a communication delay between the ADCU 200 and the VMCU 300. Information on the target orbital point at that time is acquired. Therefore, the VMCU 300 performs dead reckoning for estimating the movement of the vehicle from the time point t nd in the past to the present time t n by the delay time, and compensates for the delay time based on the estimation result of the movement of the vehicle (see FIG. 26). ..
  • Equation 10 can be obtained from Equation 9.
  • the equation 13 can be obtained from the equation 12.
  • the target trajectory point acquired from the equations 10 and 13 is converted into the target trajectory point in the vehicle coordinate system by performing the conversion of the equation 14.
  • the position change prediction unit 350 and the trajectory correction unit 360 of the VMCU 300 convert the target trajectory point acquired from the ADCU 200 into a target trajectory point based on the current own vehicle position based on dead reckoning. carry out.
  • the delay of the information of the target trajectory point is compensated, and further, the look-ahead compensator 330 of the VMCU 300 compensates the response delay to the command of the actuator.
  • the look-ahead compensation unit 330 uses the vehicle coordinate system at the time t 0 of calculation as the reference coordinate system, and simulates the subsequent vehicle behavior for the predetermined time PPT (that is, n task cycles) according to the vehicle model 320. Repeatedly, the motion command when the simulation is repeated n times is output to the actuator control unit 340 to perform actuator control.
  • the prefetch compensating unit 330 predicts the motion command value at a time point ahead of the current time by the response delay time of the actuator.
  • the prefetch compensation unit 330 repeats the simulation for the number of times n corresponding to the response delay time of the actuator, outputs the motion command acquired at the nth time to the actuator control unit 340, and causes the actuator control to be performed. Therefore, according to the vehicle control system shown in FIG. 16, both the delay of the information on the target track point and the response delay of the actuator can be compensated, and the delay of the running track with respect to the target track can be improved.
  • the predetermined time PPT in the look-ahead compensation unit 330 can be changed based on the error of the actual traveling trajectory with respect to the target trajectory, that is, the deviation in the left-right direction. Further, when the vehicle speed is less than or equal to the threshold value, the prediction by the look-ahead compensation unit 330 is stopped, the current command is output to the actuator, and when the vehicle speed exceeds the threshold value, the prediction by the look-ahead compensation unit 330 is carried out for a predetermined time. A command predicted to be calculated after PPT can be output to the actuator.
  • the vehicle control system of the above-described embodiment includes the ADCU 200 and the VMCU 300 separately, and a microcomputer that obtains a target trajectory point and a microcomputer that obtains a motion command based on the target trajectory and outputs it to the actuator.
  • a microcomputer may be a system that performs both the calculation of the target trajectory point and the calculation of the motion command based on the target trajectory.
  • the vehicle control device obtains a signal relating to a target trajectory which is a trajectory for the vehicle to travel, obtains a signal relating to a traveling state of the vehicle, and outputs a signal relating to the target trajectory and a signal relating to the traveling state.
  • Input to the prediction model predict the traveling state when a motion command based on the signal related to the target trajectory and the signal related to the traveling state is given to the actuator that controls the motion of the vehicle, and predict the traveling state.
  • Inputting to the prediction model and predicting the traveling state are repeated a predetermined number of times, and the motion command predicted at the predetermined number of times is output to the actuator.
  • ADCU Automatic driving control unit
  • VMCU Vehicle motion control unit
  • Engine 500... Hydraulic brake device, 600... Power steering device

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Abstract

本発明に係る車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムは、目標軌道に関する信号と走行状態に関する信号とに基づく車両の運動の制御において、前記車両の運動の制御における遅れ要素に応じた所定時間後の前記車両の目標走行状態を予測し、予測した目標走行状態となるような指令を車両の運動を制御するアクチュエータへ出力することで、目標軌道に基づく車両運動制御系における遅れ要素によって目標軌道に対する走行軌道にずれが生じたり、蛇行のような不安定な挙動が生じることを抑える。

Description

車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム
　本発明は、目標軌道に基づき車両の運動を制御する、車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムに関する。
　特許文献１の車両制御システムは、故障時にシステムから運転手に運転を切り替えるまでの間の緊急軌道を計算する緊急軌道生成部を有する軌道生成判断部と、前記緊急軌道を保持する軌道保持部と故障検知部で検知した故障状態に基づいて前記軌道保持部で保持された緊急軌道で走行するかを切り替える軌道切替部とを有する運動制御部と、で構成される。
特開２０１６－３７１４９号公報
　外界認識、軌道計画、経路生成などの認識、判断を行う上位コントローラと、当該上位コントローラから目標軌道に関する信号を取得して車両の運動を制御する下位コントローラとを有する車両制御システムでは、上位コントローラにおける認識や判断には高度な処理が必要であり、下位コントローラが取得する目標軌道に関する信号に遅れが生じる場合があった。
　また、車両の運動を制御するアクチュエータにおいては、指令に対して応答遅れが発生する場合があり、更に、アクチュエータの作動に対する車両の動きにも応答遅れが生じることがあった。
　そして、上記のような遅れ要素によって、目標軌道に対する走行軌道にずれが生じたり、蛇行のような不安定な挙動が生じるおそれがあった。
　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、目標軌道に対する走行軌道の遅れを改善することができる、車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムを提供することにある。
　本発明の一態様によると、目標軌道に関する信号と走行状態に関する信号とに基づく車両の運動の制御において、前記車両の運動の制御における遅れ要素に応じた所定時間後の目標走行状態を予測し、前記目標走行状態となるような指令を車両の運動を制御するアクチュエータへ出力することを特徴としている。
　本発明によれば、目標軌道に対する走行軌道の遅れを改善することができる。
車両制御システムのブロック図である。 車線維持支援機能を示す図である。 追従走行支援機能を示す図である。 自動運転機能を示す図である。 目標軌道点の位置情報の表し方を示す図である。 目標軌道点の蓄積による目標軌道の生成を示す図である。 車両制御システムの詳細構成を示すブロック図である。 目標軌道に基づく運動制御系を示すブロック図である。 目標軌道に対する走行軌道の遅れを示す図である。 パワーステアリング装置（アクチュエータ）の応答遅れを示す図である。 逆モデルによるフィードフォワード法を示すブロック図である。 目標軌道に対する走行軌道の遅れを示す図である。 車両の挙動を早くしたときの目標軌道と走行軌道との相関を示す図である。 指令値を予測するためのシミュレーションによる車両挙動の演算処理を示すブロック図である。 シミュレーションによる車両挙動の演算結果を示す図である。 車両制御システムの詳細構成を示すブロック図である。 自車位置と目標点との相関を絶対座標系で示す図である。 自車位置と目標点との相関を車両座標系で示す図である。 目標軌道点の遅れによる軌道誤差を示す図である。 目標軌道点の補正処理を示すブロック図である。 座標系の定義を説明するための図である。 ヨー角度の定義を説明するための図である。 外部から見た車両挙動を示す図である。 絶対座標系上での軌道点の動きを示す図である。 車両座標系上での軌道点の動きを示す図である。 目標軌道点の遅れの補償処理を示す図である。
　以下、本発明に係る車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、車両制御システムの一態様を示すブロック図である。
　図１の車両制御システム１００は、車両１０の運動を制御するシステムで、第１コントローラとしての自動運転コントロールユニット（ＡＤＣＵ）２００、及び、第２コントローラとしての車両運動コントロールユニット（ＶＭＣＵ）３００を有する。
　なお、ＡＤＣＵ２００及びＶＭＣＵ３００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。
　ＡＤＣＵ２００は、例えば図２－図４に示すような運転支援機能において目標軌道の生成を行う。
　図２は、カメラによって認識した車線の中央付近を維持する車線維持支援機能（ＬＫＳ）を示す。
　ＡＤＣＵ２００は、車線維持支援機能において、例えば、認識した左右の白線の中央付近に自車両の目標位置である目標軌道点を設定し、運転者による設定車速を目標軌道点での車速とする。
　図３は、レーダやカメラによって先行車を認識し、先行車との車間距離を一定に保ちながら走る追従走行支援機能（ＡＣＣ）を示す。
　ＡＤＣＵ２００は、追従走行支援機能において、先行車が存在する場合は、先行車上に目標軌道点を設定し、先行車に対して所定の車間距離を維持できる車速を目標軌道点での車速とする。
　図４は、地図情報や外界認識結果などに基づき目的地までの目標経路を設定し、目的地までの自律的な走行を支援する自動運転機能（ＡＤ）を示す。
　ＡＤＣＵ２００は、自動運転機能において、設定した目標経路上に目標軌道点を設定し、走行している道路の制限速度や自動運転での目標速度を目標軌道点の車速とする。
　前記目標軌道点は、図５に示すように、自車両の前後方向をｘ軸、自車両の車幅方向をｙ軸とする車両座標系での座標（ｘ、ｙ）、目標軌道点での車両前後軸方向と現時点での前後軸方向とがなす角度としてのヨー角θ、軌道上を曲率に沿って走行した場合の距離Ｌで表される。
　なお、車両座標系のｙ軸において、左旋回方向をプラスで表すものとする。
　また、目標軌道は、絶対座標系で決まるので、軌道は必ずしも車両座標系の原点、例えば車両重心を起点としない。
　ＡＤＣＵ２００は、目標軌道点に関する信号（ｘ、ｙ、θ、Ｌ）を、車両制御装置であるＶＭＣＵ３００に出力する。
　ＶＭＣＵ３００は、図６に示すように、ＡＤＣＵ２００から取得した目標軌道点に関する信号（ｘ、ｙ、θ、Ｌ）を蓄積して目標軌道を生成する。つまり、ＶＭＣＵ３００は、時系列に取得した複数の目標軌道点を結んで目標軌道を生成する。
　そして、車両制御装置としてのＶＭＣＵ３００は、目標軌道に沿って設定速度で自車両が走行するように自車両の運動に関する指令を求め、車両１０の運動を制御するアクチュエータであるエンジン４００、油圧式ブレーキ装置５００、パワーステアリング装置６００に作動指令を出力する。
　詳細には、ＶＭＣＵ３００は、車両１０の駆動装置であるエンジン４００にトルク指令を出力し、車両１０の制動装置である油圧式ブレーキ装置５００に液圧指令を出力し、車両１０の操舵装置であるパワーステアリング装置６００に舵角指令を出力して、車両１０の運動を制御する。
　図７は、図１に示した車両制御システム１００をより詳細に示す機能ブロック図である。
　車両制御システム１００は、ＡＤＣＵ２００、ＶＭＣＵ３００とともに、ステレオカメラ７０１、高精度地図（ＭＰＵ）７０２、衛星測位システム（ＧＰＳ）７０３、レーダ７０４、全方位カメラ７０５などの外界状況や自車位置を認識するための装置を有する。
　また、車両制御システム１００は、車両１０の走行状態を検出する走行状態検出センサ７１０を有する。
　走行状態検出センサ７１０は、車両１０のヨーレートを検出するヨーレートセンサ７１１、車両１０の横加速度を検出する横加速度センサ７１２、車両１０の前後加速度を検出する前後加速度センサ７１３、車両１０の走行速度を検出する車速センサ７１４などを含む。
　ＡＤＣＵ２００は、認識処理部２１０及び軌道計画部２２０を有する。
　認識処理部２１０は、ステレオカメラ７０１、高精度地図７０２、衛星測位システム７０３、レーダ７０４、全方位カメラ７０５などからの情報に基づいて、自車の外界状況や自車位置などの認識処理を行う。
　認識処理部２１０は、認識した自車の外界状況や自車位置などの情報を軌道計画部２２０に出力する。
　軌道計画部２２０は、外界状況や自車位置など情報に基づき目標軌道点（ｘ、ｙ、θ、Ｌ）を求め、目標軌道に関する信号として目標軌道点（ｘ、ｙ、θ、Ｌ）の信号を、ＶＭＣＵ３００に出力する。
　ＶＭＣＵ３００は、車両運動制御部３１０、車両モデル３２０、先読み補償部３３０を有する。
　図８は、車両運動制御部３１０による目標軌道への追従制御機能を示す機能ブロック図であり、車両運動制御部３１０は、軌道制御部３１１及び運動制御部３１２を有する。
　車両運動制御部３１０は、目標軌道点（ｘ、ｙ、θ、Ｌ）の信号を蓄積して目標軌道を生成する。
　ここで、目標軌道は車両座標系で定義されるため自車位置が原点となり、目標軌道が原点を通っていれば正確な追従制御が行われていることを示し、目標軌道が原点を通っていない場合は自車位置と目標軌道に偏差があることを示す。
　そこで、軌道制御部３１１は、自車位置と目標軌道との偏差を減らすように、フィードバック制御などを行って運動指令を演算する。軌道制御部３１１が演算する運動指令は、力（Fx, Fy, M）或いは加速度（ax, ay）で表現される。
　運動制御部３１２は、軌道制御部３１１が演算した運動指令を、エンジン４００、油圧式ブレーキ装置５００、パワーステアリング装置６００などのアクチュエータへの指令に変換し、エンジン４００にトルク指令を出力し、油圧式ブレーキ装置５００に液圧指令を出力し、パワーステアリング装置６００に舵角指令を出力する。
　各アクチュエータは、運動制御部３１２からの指令を実現するように、指令値、換言すれば、目標値に基づくフィードフォワード制御や指令値と制御量との偏差に基づくフィードバック制御などの電子制御を実施する。その結果、車両１０及び外部環境によって自車位置が変化し、目標軌道が変化する。
　先読み補償部３３０は、車両制御システム１００の各制御、プラント毎の応答遅れ、換言すれば、目標軌道及び車両１０の走行状態に基づく車両１０の運動の制御における遅れ要素（時間遅れ要素）を補償するための機能ブロックである。
　ここで、上記の遅れ要素は、各センサにおける検出遅れ、ＡＤＣＵ２００の認識処理部２１０や軌道計画部２２０の処理遅れ、ＡＤＣＵ２００からＶＭＣＵ３００に向けた目標軌道点の信号の通信遅れ、パワーステアリング装置６００などのアクチュエータにおける指令に対する応答遅れ、更に、アクチュエータの作動に対する車両１０の応答遅れなどを含む。
　そして、係る遅れ要素は、制御偏差を生じさせ、目標軌道への追従精度を下げる要因となる。また蛇行のような不安定な挙動が生じる要因となる。
　そこで、先読み補償部３３０は、遅れ要素に応じた所定時間ＰＰＴだけ未来の時点での車両運動の指令値、換言すれば、目標走行状態を予測し、予測した指令値をアクチュエータに出力することで、所定時間ＰＰＴだけ早いタイミングでアクチュエータを作動させ、遅れ要素の補償を行う。
　図９及び図１０は、車線移行を２回連続して行うダブルレーンチェンジを自動で行ったときに、主に操舵の遅れによって、実際の走行軌道が目標軌道に対して高速になるほど遅れる様子を示す。
　図９は、実際の走行軌道と目標軌道との相関を示す図であり、車速が２０km/hであるときの実際の走行軌道と、車速が６０km/hであるときの実際の走行軌道とを示す。
　ここで、実際の走行軌道の目標軌道に対する遅れは、車速が２０km/hであるときよりも車速が６０km/hであるときに大きくなっている。
　図１０は、車速が６０km/hであるときの実際の舵角と舵角指令との相関を示し、操舵指令に対する実操舵角の遅れが生じる様子、換言すれば、パワーステアリング装置６００における指令に対する応答遅れを示す。
　つまり、図１０に示したパワーステアリング装置６００の指令に対する応答遅れによって、図９に示すように、車両１０の走行軌道が目標軌道に対して遅れることになり、軌道追従制御における追従精度を向上させるためには、応答遅れによる追従精度の低下を補償する必要がある。
　応答遅れを補償するための手法としては、図１１に示すように、制御系の応答モデルの逆モデルを挿入するフィードフォワード法がある。
　逆モデルとは、ダイナミカルシステムの出力である運動軌道を入力とし、出力を運動指令とするモデルである。
　そして、車両制御システム１００では、目標軌道を実現するための指令を導出するシステムになり、パワーステアリング装置６００の指令に対する応答遅れなどを補償することができる。
　しかし、逆モデルを用いたフィードフォワード制御システムは、以下のような問題がある。
（１）各モデル要素は一般にプロパーであって、逆モデルの演算には微分が必要となるため、計算機上で実現しにくいか或いは実現できない。
（２）各モデル間でフィードバック要素がある場合、全体の逆モデルが各要素の逆モデルの積ではなくなり、複雑式になる。また、フィードフォワード項の挿入場所によってはフィードフォワード項自体が全体の応答モデルを変えてしまい安定しない。
（３）非可制御なモデルの場合、逆モデルが計算できない。
（４）時変モデル、非線形モデルが含まれると、逆モデルが計算できない。
　これらの問題を解決するために、局所的なモデル化や、バンドパスフィルタの応用、オブザーバや最適制御、モデル予測制御などの手法が様々に存在する。
　しかし、これらの手法でも図８に示したような車両全体の制御を対象にした場合、非線形が強く複数のサブシステムが複雑に関係し合うため、包括的な対応は非常に難しい。
　複雑な系の応答補償器が実現しにくい一因は系の表現が周波数応答に基づいた伝達関数表現であり、応答遅れを周波数によって変化する位相遅れとして扱っていることによる。しかし、実用上の遅れは時間遅れである。
　そこで、車両制御システム１００では、周波数応答を補償するのではなく、結果的としての挙動を早くすることのみを目的として応答改善を図るようにした。
　図１２は、目標軌道に対して実際の走行軌道が遅れている状態を示し、図１３は、車両の挙動を所定時間ＰＰＴだけ早くすることで、目標軌道に対する実際の走行軌道の遅れを抑えた状態を示す。
　つまり、図１３の走行軌道を実現するためには、遅れ要素に応じた所定時間ＰＰＴだけ早いタイミングでアクチュエータを動かせばよい。
　そこで、ＶＭＣＵ３００の先読み補償部３３０は、所定時間ＰＰＴ後のタイミングで計算する指令値、換言すれば、所定時間ＰＰＴ後の目標走行状態を予測し、予測した指令値をアクチュエータに出力することで、目標軌道に対する実際の走行軌道の遅れを抑え、軌道追従制御の応答を改善する。
　先読み補償部３３０は、所定時間ＰＰＴ後のタイミングで計算すると予測される指令値を求めるために、現在の自車位置から始まる今後の車両挙動を、図８に示した制御系のモデル（順モデル）に基づくシミュレーションを、所定時間ＰＰＴ分（換言すれば、タスク周期ｎ回分）繰り返すことで求め、ｎ回目のシミュレーションでの運動指令をアクチュエータに出力して、アクチュエータを制御する。
　図１４は、シミュレーションの繰り返しを説明するための概念図で、図１５は、シミュレーションによる車両挙動の演算結果を例示する。
　モデル予測制御器としての先読み補償部３３０は、まず、計算開始時ｔ0における車両座標系の原点（xes_t0、yes_t0、θes_t0）＝（0、0、0）を自車位置として、当該自車位置（xes_t0、yes_t0、θes_t0）＝（0、0、0）及び目標軌道の情報（換言すれば、予測初期値）を伝達関数モデルなどの予測モデルに与え、自車位置（xes_t0、yes_t0、θes_t0）と目標軌道との偏差を減らすための運動指令を与えたときの車両挙動を予測して、サンプリング周期後である先の時刻t1における自車位置（xes_t1、yes_t1、θes_t1）を模擬的に求める。
　運動指令は、例えば、前方注視点時間後に自車両が到達する位置と目標位置とのずれに応じて舵角を決定する方法などで求められる。
　次いで、先読み補償部３３０は、予測した時刻t1における自車位置（xes_t1、yes_t1、θes_t1）と目標軌道とを予測モデルに与え、自車位置（xes_t1、yes_t1、θes_t1）と目標軌道との偏差を減らすための運動指令を与えたときの車両挙動を予測して、時刻t1から更に先の時刻t2における自車位置（xes_t2、yes_t2、θes_t2）を予測する。
　更に、先読み補償部３３０は、予測した時刻t2における自車位置（xes_t2、yes_t2、θes_t2）と目標軌道とを予測モデルに与え、自車位置（xes_t2、yes_t2、θes_t2）と目標軌道との偏差を減らすための運動指令を与えたときの車両挙動を予測して、時刻t2から更に先の時刻t3における自車位置（xes_t3、yes_t3、θes_t3）を予測する。
　以後、先読み補償部３３０は、前述したシミュレーション（換言すれば、モデル予測制御）を、車両１０の運動制御における遅れ要素に応じた所定時間ＰＰＴ分に相当するｎ回だけ繰り返すことで、現時点から所定時間ＰＰＴ後に演算するであろう運動指令を予測し、予測した運動指令をパワーステアリング装置６００などのアクチュエータに出力する。
　換言すれば、先読み補償部３３０は、アクチュエータの指令履歴を予測モデルに入力させることを繰り返すことで、現時点から所定時間ＰＰＴ後に演算するであろう運動指令を予測する。
　なお、上記のシミュレーションを実施する場合は、所定時間ＰＰＴ以後の目標軌道点が取得されていることが条件となる。これは、所定時間ＰＰＴよりも手前の目標軌道点しか取得していないと、運動指令の予測ができなくなるためである。
　係る先読み補償を実施することで、所定時間ＰＰＴだけ早いタイミングでアクチュエータを動かすことになり、車両１０の運動制御に遅れ要素があるときに、目標軌道に対する実際の走行軌道の遅れを抑えることができ、軌道追従制御の応答が改善する。
　上記のシミュレーションの繰り返しによる応答遅れの補償（換言すれば、先読み補償）は、以下の特徴を有する。
（１）逆モデルを必要としないため、非可制御、時変モデル、非線形モデルを区別せずに、シミュレーションできるモデルには全て適用できる。
（２）シミュレーションの精度を上げることで、軌道追従制御の制御性能を上げることができる。
　シミュレーションの繰り返し回数を規定する所定時間ＰＰＴは、車両１０の運動制御における遅れ要素に応じて予め適合される時間である。
　車両１０の運動制御における遅れ要素は、アクチュエータの応答遅れ、目標軌道点の信号（換言すれば、目標軌道に関する信号）の遅れ、車両自体の遅れなどを含み、これらの遅れ要素に基づき、目標軌道に対する実際の走行軌道の遅れを抑制するように所定時間ＰＰＴを決定する。
　例えば、目標軌道に対する実際の走行軌道の遅れが主にパワーステアリング装置６００などのアクチュエータの応答遅れで生じる場合、所定時間ＰＰＴは、アクチュエータ、つまり、パワーステアリング装置６００の応答遅れ時間に応じた時間とすることができる。
　また、アクチュエータの応答遅れとともに、目標軌道点の信号（換言すれば、目標軌道に関する信号）にも遅れがある場合、所定時間ＰＰＴは、アクチュエータの応答遅れ時間及び目標軌道点の信号の遅れ時間に基づき適合される。
　なお、目標軌道点の信号の遅れは、外界状況などの認識遅れ、ＡＤＣＵ２００での目標軌道点の信号の処理遅れ、更に、ＡＤＣＵ２００からＶＭＣＵ３００への目標軌道点の信号の通信遅れなどによって生じる。
　また、目標軌道点の信号の遅れ時間に基づく所定時間ＰＰＴの適合においては、目標軌道点の複数の信号（ｘ、ｙ、θ）のうちで最も遅れが大きい信号の遅れ時間に基づき所定時間ＰＰＴを適合することが好ましい。
　所定時間ＰＰＴをアクチュエータの応答遅れ時間と目標軌道点の信号の遅れ時間とに基づき設定する場合、所定時間ＰＰＴは、アクチュエータの応答遅れ時間から目標軌道点の信号の遅れ時間を減算した時間に基づき適合する。
　更に、目標軌道点の信号の遅れ時間がアクチュエータの応答遅れ時間以上になるシステムの場合、所定時間ＰＰＴを零として、ＶＭＣＵ３００が現在のタイミングでの運動指令値に基づきアクチュエータを制御するよう構成する。
　目標軌道点の信号の遅れがない場合、ＶＭＣＵ３００は、現時点からアクチュエータの応答遅れ時間だけ先の時点での運動指令を予測すればよいことになるが、目標軌道点の信号に遅れが生じた場合、目標軌道点の本来の取得タイミングを基準に、アクチュエータの応答遅れ時間だけ先の時点での運動指令値を予測する必要が生じる。
　しかし、現時点は、目標軌道点の本来の取得タイミングから遅れているので、現時点を基準にすると、目標軌道点の本来の取得タイミングからアクチュエータの応答遅れ時間だけ先の時点は、現時点から、アクチュエータの応答遅れ時間から目標軌道点の信号の遅れ時間を減算した時間だけ先の時点になる。
　そこで、目標軌道点の信号の遅れがある場合、所定時間ＰＰＴは、アクチュエータの応答遅れ時間から目標軌道点の信号の遅れ時間を減算した時間に応じた時間とする。これにより、アクチュエータの応答遅れ及び目標軌道点の信号の遅れを考慮して目標軌道に対する走行軌道の遅れを改善することができる。
　また、目標軌道点の信号の遅れ時間がアクチュエータの応答遅れ時間以上になるシステムでは、先読みが不要であるので、ＶＭＣＵ３００が現在のタイミングでの運動指令値に基づきアクチュエータを制御する。
　なお、ＡＤＣＵ２００は、目標軌道点の信号の遅れ時間に関する信号を目標軌道点の信号と対にしてＶＭＣＵ３００に送信し、ＶＭＣＵ３００は、目標軌道点の信号とともに送信された目標軌道点の信号の遅れ時間の情報を取得し、取得した目標軌道点の信号の遅れ時間を予めメモリに保存してあるアクチュエータの応答遅れ時間から減算して所定時間ＰＰＴ（シミュレーションの繰り返し回数）を設定することができる。
　図１６は、車両制御システム１００の第２実施形態を示す。
　なお、図７に示した車両制御システム１００と同一の要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
　図１６の車両制御システム１００におけるＶＭＣＵ３００は、車両運動制御部３１０、車両モデル３２０、先読み補償部３３０とともに、位置変化予測部３５０、軌道補正部３６０を有する。
　位置変化予測部３５０、軌道補正部３６０は、後で詳細に説明するように、ＡＤＣＵ２００から取得した目標軌道点の信号の遅れを補償するための機能ブロックである。
　つまり、図１６の車両制御システム１００は、先に説明した、所定時間ＰＰＴ後のタイミングで計算すると予測される指令値を求めてアクチュエータに出力する先読み機能、及び、目標軌道点の信号の遅れを補償する機能を有する。
　位置変化予測部３５０及び軌道補正部３６０の機能を、図１７及び図１８に基づき概説する。
　図１７は、絶対座標系での車両１０の位置と目標駆動点との相関を示し、図１８は、車両座標系での車両１０の位置と目標駆動点との相関を示す。
　ここで、外界状況の認識遅れ、ＡＤＣＵ２００の認識処理部２１０や軌道計画部２２０の処理遅れ、ＡＤＣＵ２００からＶＭＣＵ３００に向けた目標軌道点の信号の通信遅れなどによるＶＭＣＵ３００が取得する目標軌道点の信号の遅れ時間をＴ1（ms）とする。
　そして、現在から時間Ｔ１前での自車位置、現在の自車位置、及び、現在から時間Ｔ１前での目標軌道点が、絶対座標系で図１７に示すような位置であると仮定する。
　図１７は、時間Ｔ１前での自車位置は目標軌道よりも右にずれていて、現在の自車位置は目標軌道よりも左にずれている状態を例示する。
　一方、図１８は、現在から時間Ｔ１前での目標軌道点は車両前後軸よりも左に位置することを示す。
　ここで、図１７に示す現在の自車位置の場合、本来は目標軌道に向けて右方向に軌道修正することが要求されるが、図１８に示す現在から時間Ｔ１前での目標軌道点は車両前後軸よりも左に位置する。
　つまり、図１７及び図１８は、目標軌道点の遅れによって、本来の方向とは逆方向に軌道修正を行ってしまうことがあることを示す。
　このため、ＶＭＣＵ３００は、ＡＤＣＵ２００から遅れをもって取得した目標軌道点、つまり、時間Ｔ１前の目標軌道点に基づき運動指令を決定すると、図１９に示すように、目標軌道に対する走行軌道の誤差（換言すれば、左右方向の偏差）を生じることになる。
　そこで、位置変化予測部３５０及び軌道補正部３６０は、ＡＤＣＵ２００から取得した目標軌道点、つまり、遅れ時間だけ前の時点での目標軌道点を、現在の自車位置を基準とした目標軌道点に変換する処理を実施する。
　図２０は、位置変化予測部３５０及び軌道補正部３６０の処理内容を具体的に示す機能ブロック図である。
　位置変化予測部３５０は、現在の自車位置をデッドレコニングによって推定する。
　軌道補正部３６０は、ＡＤＣＵ２００から取得した車両座標系での目標軌道点、つまり、時間Ｔ１前の目標軌道点を絶対座標系に変換し、位置変化予測部３５０が推定した現在の自車位置と目標軌道点との絶対座標系での相対位置を車両座標系に変換して、現在の自車位置を基準とした目標軌道点の情報である補正後の目標軌道点を得る（図１８参照）。
　そして、車両運動制御部３１０は、軌道補正部３６０から取得した補正後の目標軌道点を蓄積して目標軌道を生成する。
　以下では、位置変化予測部３５０及び軌道補正部３６０の処理内容をより詳細に説明する。
　図２１は、絶対座標系及び車両座標系の定義を示す模式図であり、図２２は、ヨー角の定義を示す。
　なお、ｘは車両が向いている方向（換言すれば、前後方向）の位置、ｙは左右方向の位置、θはヨー方向の角度を示す。
　また、本願では、絶対座標系は添え字「wo」で表し、車両座標系を添え字「ve」で表すものとする。
　また、添え字「,ｔn」は、時刻ｔnにおける座標系であることを意味し、時刻ｔ0はθの計算を開始した時点とし、一般的には時刻ｔ0は車両の起動時や制御の開始時に相当する。
　θbdは車両１０が有する認識手段によって取得されたxve軸のヨー角度方向であり、任意の方向を基準とすることができる。ヨー角度方向は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）や地磁気を用いる場合は、北を０とした方向とする。また、ヨーレートセンサの積分を用いている場合は、θbd,t0=０とする積分値となる。
　これらの手段により、時刻ｔnにおけるヨー角度はθbd,ｔnとして認識でき、絶対座標は、xwo軸がθbd,t0方向を向いている座標系であり、車両座標系はxve軸がθbd,tn方向を向いている座標系である。
　したがって、時刻ｔnにおける絶対座標系上の車両座標系の方向は数式１で求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　また、絶対座標系上の座標を車両座標系上の座標に変換する式は、数式２になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　そして、車両座標系上の座標を絶対座標系上の座標に変換する式は、数式３になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次に、位置変化予測部３５０におけるデッドレコニングを詳述する。
　図２３－図２５は、同じ車両挙動が座標系によって見え方が異なることを示す模式図であり、図２３は外部から見た車両挙動、図２４は絶対座標系上の軌道点の動き、図２５は、車両座標系上の軌道点の動きを示す。
　図２３のように、時刻t1, t2, t3で軌道に添って走行している車両がそれぞれ図中の矢印のように（dxbv,tn，dybv,tn）で移動しているとすると、外部から見たときの車両の位置（xbv,tn，ybv,tn）は、数式４で求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　ここで、絶対座標系上での移動量（dxwo，dywo）は、外部から見たときの移動量（dxbv，dybv）、車両座標系での移動量（dxve，dyve）を用いて、数式５で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ヨー角度のデッドレコニングをヨーレートセンサで行う場合、ヨーレートセンサのゼロ点の精度が重要である。
　ヨーレートの真値をωre、センシングされた値をωsnとすると、ヨーレートセンサゼロ点の誤差Δωzrによって、デッドレコニング結果のヨー角度θbdは数式６で求められ、真のヨー角度θreとずれが生じる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　数式６から、誤差Δωzr＝0でない限り、時間経過に応じてθbdは真値から乖離するが、ヨーレートセンサは温度ドリフト等の特性を持ち、Δωzr＝0とするのは非常に難しい。なお、ヨー角度は、ＧＰＳや地磁気センサなどほかの手段で取得してもよい。
　ＶＭＣＵ３００がＡＤＣＵ２００から取得する目標軌道点は、本来現在の目標軌道点であることが望ましいが、ＡＤＣＵ２００における計算遅れやＡＤＣＵ２００とＶＭＣＵ３００との間での通信遅れなどによって、ＶＭＣＵ３００は、遅れ時間だけ過去の時点での目標軌道点の情報を取得することになる。
　そこで、ＶＭＣＵ３００は、遅れ時間だけ過去の時点ｔn-dから現在ｔnまでの車両の動きを推定するデッドレコニングを行い、車両の動きの推定結果に基づき遅れ時間に対する補償を実施する（図２６参照）。
　ＶＭＣＵ３００は、デッドレコニングを絶対座標系で行うので、まず、ＡＤＣＵ２００から取得した車両座標系での目標軌道点の情報（ｘve tg,tn-d，ｙve tg,tn-d，θve tg,tn-d）を、数式７にしたがって絶対座標系の情報（ｘwo tg,tn-d，ｙwo tg,tn-d，θwo tg,tn-d）に変換する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　ここで、数式８を用いれば、数式９から数式１０が求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　また、数式１１を用いれば、数式１２から数式１３が求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　したがって、数式１０及び数式１３から、取得した目標軌道点は、数式１４の変換を行って車両座標系の目標軌道点となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 　数式１４の変換に必要な情報は、Δｘwo tg,tn-d→tn、Δｙwo tg,tn-d→tn、Δθw→v,tn-dであり、ＶＭＣＵ３００は、時刻ｔn-dから時刻ｔnまでの自車位置の移動量、及び、時刻ｔn-dでの自車のヨー角度を記憶しておく必要があり、時刻ｔn-dから時刻ｔnまでの自車位置の移動量の履歴を保存するバッファを有する。
　ＶＭＣＵ３００の位置変化予測部３５０及び軌道補正部３６０は、前述のようにして、ＡＤＣＵ２００から取得した目標軌道点を、デッドレコニングに基づき現在の自車位置を基準とした目標軌道点に変換する処理を実施する。
　上記の変換処理によって、目標軌道点の情報の遅れが補償され、更に、ＶＭＣＵ３００の先読み補償部３３０は、アクチュエータの指令に対する応答遅れを補償する。
　先読み補償部３３０は、前述したように、計算開始時ｔ0における車両座標系を基準座標系とし、その後の車両挙動を車両モデル３２０にしたがって所定時間ＰＰＴ分（つまり、タスク周期ｎ回分）シミュレーションを繰り返し、ｎ回だけシミュレーションを繰り返したときの運動指令をアクチュエータ制御部３４０に出力してアクチュエータ制御を行わせる。
　ここで、目標軌道点の情報についての遅れは補償済みであるから、先読み補償部３３０は、現時点からアクチュエータの応答遅れ時間だけ先の時点での運動指令値を予測する。
　つまり、先読み補償部３３０は、アクチュエータの応答遅れ時間に相当する回数ｎだけシミュレーションを繰り返し、ｎ回目で取得した運動指令をアクチュエータ制御部３４０に出力してアクチュエータ制御を行わせる。
　したがって、図１６に示した車両制御システムによると、目標軌道点の情報の遅れと、アクチュエータの応答遅れとの双方を補償でき、目標軌道に対する走行軌道の遅れを改善できる。
　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
　例えば、目標軌道に対する実際の走行軌道の誤差、つまり、左右方向の偏差に基づき、先読み補償部３３０における所定時間ＰＰＴを変更することができる。
　また、車速が閾値以下であるときに先読み補償部３３０による予測を停止させて、現在の指令をアクチュエータに出力し、車速が閾値を超えるときに先読み補償部３３０による予測を実施させて、所定時間ＰＰＴ後に計算すると予測した指令をアクチュエータに出力することができる。
　また、上記実施形態の車両制御システムは、ＡＤＣＵ２００とＶＭＣＵ３００とを個別に有し、目標軌道点を求めるマイクロコンピュータと、目標軌道に基づき運動指令を求めてアクチュエータに出力するマイクロコンピュータとを別としたが、１つのマイクロコンピュータが、目標軌道点の計算と、目標軌道に基づく運動指令の計算とを双方を実施するシステムであってもよい。
　ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
　車両制御装置は、その一態様として、車両が走行すべき軌道である目標軌道に関する信号を取得し、前記車両の走行状態に関する信号を取得し、前記目標軌道に関する信号と前記走行状態に関する信号とを予測モデルに入力して、前記目標軌道に関する信号と前記走行状態に関する信号とに基づく運動指令を前記車両の運動を制御するアクチュエータに与えたときの前記走行状態を予測し、予測した前記走行状態を前記予測モデルに入力して前記走行状態を予測することを所定回数繰り返し、前記所定回数目で予測した前記運動指令を前記アクチュエータに出力する。
　１００…車両制御システム、２００…自動運転コントロールユニット（ＡＤＣＵ）、２１０…認識処理部、２２０…軌道計画部、３００…車両運動コントロールユニット（ＶＭＣＵ）、３１０…車両運動制御部、３２０…車両モデル、３３０…先読み補償部、４００…エンジン、５００…油圧式ブレーキ装置、６００…パワーステアリング装置

Claims (15)

  1. 　車両が走行すべき軌道である目標軌道に関する信号を取得し、
    　前記車両の走行状態に関する信号を取得し、
    　前記目標軌道に関する信号と前記走行状態に関する信号とに基づく前記車両の運動の制御において、前記車両の運動制御における遅れ要素に応じた所定時間後の前記車両の目標走行状態を予測し、
    　予測した前記目標走行状態となるような指令を前記車両の運動を制御するアクチュエータへ出力する、
    　車両制御装置。
  2. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記遅れ要素は、前記アクチュエータの応答遅れを含む、
    　車両制御装置。
  3. 　請求項２に記載の車両制御装置であって、
    　前記遅れ要素は、前記目標軌道に関する信号の遅れを更に含む、
    　車両制御装置。
  4. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記所定時間は、前記アクチュエータの応答遅れ時間から前記目標軌道に関する信号の遅れ時間を減算した時間である、
    　車両制御装置。
  5. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記目標軌道に関する信号の遅れ時間は、前記目標軌道に関する複数の信号のうちで最も遅れが大きい信号の遅れ時間である、
    　車両制御装置。
  6. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記目標軌道に関する信号の遅れ時間が前記アクチュエータの応答遅れ時間以上であるとき、前記所定時間後を現在とする、
    　車両制御装置。
  7. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記車両の目標走行状態を、前記アクチュエータの指令履歴に基づき予測する、
    　車両制御装置。
  8. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記目標軌道に関する信号は、前記アクチュエータの応答遅れ時間よりも先の時間の目標軌道に関する信号を含む、
    　車両制御装置。
  9. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記目標軌道に関する信号は、前記目標軌道に関する信号の遅れの情報を含む、
    　車両制御装置。
  10. 　請求項２に記載の車両制御装置であって、
    　前記車両の現在の走行軌道を推定し、
    　推定した前記走行軌道に基づき前記目標走行状態を予測する、
    　車両制御装置。
  11. 　請求項２に記載の車両制御装置であって、
    　前記アクチュエータは、前記車両の操舵装置である、
    　車両制御装置。
  12. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記遅れ要素は、前記目標軌道に関する信号の遅れを含む、
    　車両制御装置。
  13. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記遅れ要素は、前記アクチュエータの作動に対する前記車両の動きの応答遅れを含む、
    　車両制御装置。
  14. 　車両が走行すべき軌道である目標軌道に関する信号を取得し、
    　前記車両の走行状態に関する信号を取得し、
    　前記目標軌道に関する信号と前記走行状態に関する信号とに基づく前記車両の運動の制御において、前記車両の運動の制御における遅れ要素に応じた所定時間後の前記車両の目標走行状態を予測し、
    　予測した前記目標走行状態となるような指令を前記車両の運動を制御するアクチュエータへ出力する、
    　車両制御方法。
  15. 　車両が走行すべき軌道である目標軌道を求める第１コントローラと、
    　前記第１コントローラから出力された前記目標軌道に関する信号を取得し、
    　前記車両の走行状態に関する信号を取得し、
    　前記目標軌道に関する信号と前記走行状態に関する信号とに基づく前記車両の運動の制御において、前記車両の運動の制御における遅れ要素に応じた所定時間後の前記車両の目標走行状態を予測し、
    　予測した前記目標走行状態となるような指令を前記車両の運動を制御するアクチュエータへ出力する、
    　第２コントローラと、
    　を備える車両制御システム。
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US17/424,393 US11964667B2 (en) 2019-01-21 2019-11-26 Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control system
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113978550A (zh) * 2021-12-30 2022-01-28 北京慧拓无限科技有限公司 一种无人矿车倒车控制方法
WO2023100482A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 株式会社デンソー 車両制御システム、車両制御装置、車両制御方法、車両制御プログラム
JP7453173B2 (ja) 2021-03-18 2024-03-19 トヨタ自動車株式会社 マネージャ、車両制御方法及び車両制御プログラム、並びに、マネージャを備えた車両

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113665589B (zh) * 2021-09-18 2023-04-07 广州小鹏自动驾驶科技有限公司 车辆纵向控制方法、装置、车载终端及存储介质
CN114367981B (zh) * 2021-12-28 2023-04-07 达闼机器人股份有限公司 对象控制方法、装置、设备和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010205228A (ja) * 2009-03-06 2010-09-16 Toyota Motor Corp 移動軌跡生成装置
JP2012058984A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Fuji Heavy Ind Ltd 車線推定装置
JP2016037149A (ja) 2014-08-07 2016-03-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御システム、およびこれを備えた行動計画システム
JP2016199080A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社日本自動車部品総合研究所 駐車支援装置
US20180086351A1 (en) * 2016-09-28 2018-03-29 Baidu Usa Llc System delay estimation method for autonomous vehicle control
JP2018177121A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 自動運転システム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4496760B2 (ja) * 2003-10-29 2010-07-07 日産自動車株式会社 車線逸脱防止装置
JP4069912B2 (ja) * 2004-08-19 2008-04-02 日産自動車株式会社 車両運動制御装置
JP5429062B2 (ja) * 2010-06-11 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 車両の走行制御装置
WO2013046293A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援システム
JP6058603B2 (ja) * 2014-09-12 2017-01-11 アイシン精機株式会社 車両の制御装置
JP6759538B2 (ja) * 2015-07-31 2020-09-23 アイシン精機株式会社 駐車支援装置及び駐車支援方法
JP6303217B2 (ja) * 2015-10-28 2018-04-04 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
US11267484B2 (en) * 2016-03-16 2022-03-08 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle control system, vehicle control method, and vehicle control program
JP6847094B2 (ja) * 2016-03-31 2021-03-24 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
WO2017175377A1 (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP2017198633A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP6544878B2 (ja) * 2016-05-16 2019-07-17 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
US11231719B2 (en) * 2016-05-16 2022-01-25 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle control system, vehicle control method and vehicle control program
JP6598127B2 (ja) * 2016-05-31 2019-10-30 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP6642332B2 (ja) * 2016-08-23 2020-02-05 株式会社デンソー 運転支援制御装置
JP6764312B2 (ja) * 2016-10-19 2020-09-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両運動制御装置、車両運動制御方法、車両運動制御プログラム
JP6686873B2 (ja) * 2016-12-27 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP6969124B2 (ja) * 2017-03-22 2021-11-24 株式会社アイシン 運転制御装置
JP6611275B2 (ja) * 2017-11-17 2019-11-27 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の車線逸脱防止制御装置
GB2572448B (en) * 2018-03-30 2021-02-03 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle control method and apparatus
JP7295012B2 (ja) * 2019-12-24 2023-06-20 日立Astemo株式会社 車両制御システム、および、車両制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010205228A (ja) * 2009-03-06 2010-09-16 Toyota Motor Corp 移動軌跡生成装置
JP2012058984A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Fuji Heavy Ind Ltd 車線推定装置
JP2016037149A (ja) 2014-08-07 2016-03-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御システム、およびこれを備えた行動計画システム
JP2016199080A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社日本自動車部品総合研究所 駐車支援装置
US20180086351A1 (en) * 2016-09-28 2018-03-29 Baidu Usa Llc System delay estimation method for autonomous vehicle control
JP2018177121A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 自動運転システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3915850A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7453173B2 (ja) 2021-03-18 2024-03-19 トヨタ自動車株式会社 マネージャ、車両制御方法及び車両制御プログラム、並びに、マネージャを備えた車両
WO2023100482A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 株式会社デンソー 車両制御システム、車両制御装置、車両制御方法、車両制御プログラム
CN113978550A (zh) * 2021-12-30 2022-01-28 北京慧拓无限科技有限公司 一种无人矿车倒车控制方法

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