BR112019004582B1

BR112019004582B1 - Método e aparelho de controle de deslocamento para um veículo

Info

Publication number: BR112019004582B1
Application number: BR112019004582-1A
Authority: BR
Inventors: Masayasu Shimakage
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2023-12-26
Also published as: KR102057428B1; CN109690651B; JPWO2018047292A1; EP3511922A1; KR20190030757A; JP6610799B2; WO2018047292A1; CA3036337A1; US20190227563A1; RU2715667C1; EP3511922B1; CN109690651A; MX2019002591A; EP3511922A4; BR112019004582A2; US10474158B2

Abstract

método de controle de deslocamento para um veículo é fornecido, no qual uma trajetória alvo (op) ao longo da qual um veículo em questão (v) deveria se deslocar é detectada e o veículo em questão é controlado para se deslocar de modo autônomo ao longo da trajetória alvo detectada. esse método inclui definir provisoriamente uma distância de ponto de olhar à frente a partir do veículo em questão até um ponto de olhar à frente pelo menos de acordo com informações de pista de deslocamento, estimar uma trajetória de deslocamento do veículo em questão em que o veículo em questão coincide com a trajetória alvo no ponto de olhar à frente se o veículo em questão se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente, detectar um valor máximo (¿dmax) de um deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada do veículo em questão e a trajetória alvo durante o deslocamento a partir de uma posição atual do veículo em questão até o ponto de olhar à frente, e definir definitivamente a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo do deslocamento lateral for um valor predeterminado (d) ou menor como uma distância de ponto de olhar à frente real e, então, controlar o veículo em questão para se deslocar de modo automatizado ou autônomo com base na distância de ponto de olhar à frente definido definitivamente.

Description

[CAMPO DA TÉCNICA]

[001] A presente invenção refere-se a um método de controle de deslocamento e um aparelho de controle de deslocamento que controla o deslocamento de um veículo.

[ANTECEDENTES DA TÉCNICA]

[002] Dispositivo de controle de manutenção de pista é conhecido, o qual controla um veículo em questão para se deslocar ao longo de uma trajetória alvo de modo automatizado ou autônomo (Documento de Patente 1; JP2015-123929A, por exemplo). Quando a largura de estrada de deslocamento for ampla, esse dispositivo opera para definir um ganho de retroalimentação de posição lateral para um valor maior do que aquele quando a largura de estrada de deslocamento for estreita, para, assim, realizar assistência de direção natural e estável em uma via expressa que tem uma largura de estrada de deslocamento ampla. Por outro lado, em uma estrada comum uma largura de estrada de deslocamento estreita, o controle de manutenção de pista ideal é executado sem interferir com a manobra de evitação do condutor.

[DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR] [DOCUMENTO DE PATENTE] [Documento de Patente 1] JP2015-123929A [SUMÁRIO DA INVENÇÃO] [PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO]

[003] No controle de manutenção de pista convencional descrito acima, entretanto, a quantidade de desalinhamento posicional entre a trajetória de veículo e a trajetória alvo em um ponto de olhar à frente é calculado para calcular uma quantidade de controle de retroalimentação de posição lateral; portanto, em uma estrada em que a variação no raio de curvatura R não é monótono, como uma estrada urbana comum que inclui entrada em uma interseção e saída de uma interseção, a posição lateral atual pode tomar um atalho ou um desvio em relação à trajetória alvo, que pode ser problemática.

[004] Um problema a ser solucionado pela presente invenção é fornecer um método de controle de deslocamento para um veículo e um aparelho de controle de deslocamento para um veículo com o qual o veículo em questão pode ser controlado adequadamente para se deslocar de modo autônomo ao longo de uma trajetória alvo sem tomar um atalho ou um desvio em relação à trajetória alvo.

[MEIOS PARA SOLUCIONAR OS PROBLEMAS]

[005] A presente invenção soluciona o problema acima da seguinte forma. Em um método de controle de deslocamento para um veículo em que o veículo em questão é controlado para se deslocar de modo autônomo ao longo de uma trajetória alvo, antes de uma distância de ponto de olhar à frente a partir do veículo em questão até um ponto de olhar à frente ser definida, a distância de ponto de olhar à frente é definida provisoriamente, e uma trajetória de deslocamento do veículo em questão é estimada, em que o veículo em questão coincide com a trajetória alvo no ponto de olhar à frente se o veículo em questão se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente. Então, um valor máximo de um deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada do veículo em questão e a trajetória alvo durante o deslocamento a partir de uma posição atual do veículo em questão até o ponto de olhar à frente é detectado, a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo do deslocamento lateral for um valor predeterminado ou menor é definida definitivamente como uma distância de ponto de olhar à frente real, e o veículo em questão é, então, controlado para se deslocar de modo autônomo com base na distância de ponto de olhar à frente definida definitivamente.

[EFEITO DA INVENÇÃO]

[006] De acordo com a presente invenção, antes de a distância de ponto de olhar à frente ser definida, a trajetória de deslocamento do veículo em questão é estimada para a distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente e uma distância de ponto de olhar à frente adequada é buscada até que o valor máximo do deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada do veículo em questão e a trajetória alvo se torne o valor predeterminado ou menor; portanto, a distância de ponto de olhar à frente ser realmente definida já está otimizada. Como resultado, o veículo em questão pode ser controlado adequadamente para se deslocar de modo autônomo ao longo da trajetória alvo sem tomar um atalho ou um desvio em relação à trajetória alvo.

[BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS]

[007] A Figura 1 é um diagrama de blocos que ilustra um aparelho de controle de deslocamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[008] A Figura 2 é um fluxograma que ilustra um processo de controle de deslocamento executado em um dispositivo de controle da Figura 1.

[009] A Figura 3 é um gráfico que ilustra a relação entre uma distância de ponto de olhar à frente que é definida provisoriamente na etapa S2 da Figura 2 e a velocidade de veículo do veículo em questão.

[010] A Figura 4 é uma vista plana que ilustra um exemplo de uma cena que corresponde ao processo das etapas S2 a S5 ^ S6 ^S2 a S5 ^ S7 da Figura 2.

[011] A Figura 5 é uma vista plana que ilustra uma cena para descrever o valor máximo, que é determinado na etapa S5 da Figura 2, de um deslocamento lateral entre uma trajetória de deslocamento estimada do veículo em questão e uma trajetória alvo.

[012] A Figura 6 é uma vista plana que ilustra um deslocamento exemplificativo (exemplo comparativo) de tomar um atalho do veículo em questão que ocorrer quando o processo das etapas S2 a S7 da Figura 2 não é executado.

[013] A Figura 7 é uma vista plana que ilustra um deslocamento exemplificativo (exemplo comparativo) de tomar um desvio do veículo em questão que ocorrer quando o processo das etapas S2 a S7 da Figura 2 não é executado.

[MODO(S) PARA EXECUTAR A INVENÇÃO]

[014] Doravante, o aparelho e método para controlar o deslocamento de um veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito com referência aos desenhos. Na presente modalidade, a presente invenção será descrita exemplificando-se um aparelho de controle de deslocamento equipado em um veículo.

[015] A Figura 1 é um diagrama de blocos que ilustra uma configuração de um aparelho de controle de deslocamento 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 1, o aparelho de controle de deslocamento 10 de acordo com a presente modalidade inclui um dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11, um banco de dados de mapa 12, um sensor de velocidade de veículo 13, uma câmera 14, um dispositivo de entrada 15, um mecanismo de acionamento 16 e um dispositivo de controle 17. Esses componentes são conectados entre si por meio de uma rede de área de controlador (CAN) ou outra LAN em veículo para trocar informações mutuamente.

[016] O dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11, que inclui uma unidade de GPS, detecta ondas de rádio transmitidas a partir de uma pluralidade de satélites de comunicação para adquirir, periodicamente, informações posicionais do veículo em questão e detecta a posição atual do veículo em questão com base nas informações posicionais adquiridas do veículo em questão, informações de variação de ângulo adquiridas a partir de um sensor giroscópio, e uma velocidade de veículo adquirida a partir do sensor de velocidade de veículo. Adicional ou alternativamente, o dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11 pode detectar a posição do veículo em questão usando-se uma técnica de correspondência de mapa bem conhecida. As informações posicionais do veículo em questão detectadas pelo dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11 são emitidas para o dispositivo de controle 17.

[017] O banco de dados de mapa 12 armazena informações de mapa. Nas informações de mapa armazenadas no banco de dados de mapa 12, não apenas informações de nó, mas também informações sobre o formato de estrada em cada coordenada de mapa, por exemplo, atributos relacionados a curvas, inclinações, interseções, intercâmbios, estradas estreitas, estradas retas, estruturas de ombro de estrada, e pontos de convergência, são gravados de modo a ser associados às coordenadas de mapa. As informações de mapa armazenadas no banco de dados de mapa 12 são lidas para o dispositivo de controle 17.

[018] O sensor de velocidade de veículo 13 mede a velocidade de rotação de um sistema de acionamento, como um eixo de acionamento, e detecta a velocidade de deslocamento (também referida como “velocidade de veículo”, doravante) do veículo em questão com base na velocidade de rotação medida. As informações de velocidade de veículo do veículo em questão detectadas pelo sensor de velocidade de veículo 13 são emitidas para o dispositivo de controle 17. Para o controle de direção automatizado ou autônomo com base em um modelo de ponto de olhar à frente que será descrito posteriormente, um sensor de taxa de guinada, um sensor de aceleração, e outros sensores necessários são fornecidos.

[019] A câmera 14 captura imagens de uma estrada e/ou um objeto em torno do veículo em questão. Na presente modalidade, a câmera 14 captura imagens à frente do veículo em questão e detecta marcadores de pista de uma pista em que o veículo em questão se desloca, a partir das informações de imagem obtidas. As informações de imagem capturadas pela câmera 14 são emitidas para o dispositivo de controle 17.

[020] O dispositivo de entrada 15 é um membro de operação que pode ser operado por um condutor. Na presente modalidade, o condutor pode operar o dispositivo de entrada 15 para, assim, ATIVAR/DESATIVAR o controle de deslocamento automatizado ou autônomo. No controle de deslocamento automatizado ou autônomo do veículo de acordo com a presente modalidade, o assim chamado controle de deslocamento de manutenção de pista é executado, em que o veículo em questão é controlado para se deslocar, por exemplo, ao longo do centro da pista (região definida por marcadores de pista) detectado pela câmera 14. Outro controle de deslocamento automatizado ou autônomo pode ser adicionalmente usado. Por exemplo, quando um veículo precedente estiver à frente do veículo em questão, controle de distância interveículos pode ser usado, em que o veículo em questão é controlado para se deslocar de modo que a distância interveículos entre o veículo em questão e o veículo precedente é mantido em uma distância interveículos que é definida pelo condutor, ao mesmo tempo em que quando nenhum veículo precedente está presente à frente do veículo em questão, o controle de velocidade pode ser usado, em que o veículo em questão é controlado para se deslocar em uma velocidade de veículo que é definida pelo condutor.

[021] O mecanismo de acionamento 16 inclui um motor e/ou uma máquina motriz (sistema de potência), um freio (sistema de frenagem), e um atuador de direção (sistema de direção) para controlar o veículo em questão para se deslocar de modo automatizado ou autônomo. Na presente modalidade, quando se realiza o controle de deslocamento automatizado ou autônomo a ser descrito posteriormente, o dispositivo de controle 17 controla a operação do mecanismo de acionamento 16.

[022] O dispositivo de controle 17 é composto de uma memória de somente leitura (ROM) que armazena programas para controlar o deslocamento do veículo em questão, uma unidade de processamento central (CPU) que executa os programas armazenados na ROM, e uma memória de acesso aleatório (RAM) que serve como um dispositivo de armazenamento acessível. Como substituto para ou além da CPU, uma unidade de microprocessamento (MPU), um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado específico para aplicativo (ASIC), uma matriz de porta programável em campo (FPGA), ou similares podem ser usados como um circuito operacional.

[023] O dispositivo de controle 17 executa os programas armazenados na ROM usando-se a CPU para, assim, alcançar as seguintes funções: uma função de aquisição de informações de veículo em questão para adquirir informações de veículo em questão relacionadas ao estado de deslocamento do veículo em questão; uma função de aquisição de informações de pista de deslocamento para adquirir informações de pista de deslocamento (que inclui uma trajetória alvo) obtidas à frente do veículo em questão; uma função de definição de distância de ponto de olhar à frente para definir provisoriamente uma distância de ponto de olhar à frente de acordo com as informações de pista de deslocamento e o estado de deslocamento do veículo em questão; uma função de cálculo de deslocamento lateral de ponto de olhar à frente para calcular um deslocamento lateral entre a posição atual do veículo em questão e o ponto de olhar à frente definido provisoriamente; uma função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão para estimar uma trajetória de deslocamento do veículo em questão se o veículo em questão se deslocar a partir da posição atual até o ponto de olhar à frente definido provisoriamente; e uma função de controle de deslocamento (incluindo uma função de manutenção de pista) para controlar o deslocamento do veículo em questão. Essas funções do dispositivo de controle 17 será descrita abaixo.

[024] O dispositivo de controle 17 usa a função de aquisição de informações de veículo em questão para adquirir as informações de veículo em questão relacionadas ao estado de deslocamento do veículo em questão. Por exemplo, o dispositivo de controle 17 pode usar a função de aquisição de informações de veículo em questão para adquirir, como as informações de veículo em questão, as informações posicionais do veículo em questão do dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11 e as informações de velocidade de veículo do veículo em questão do sensor de velocidade de veículo 13.

[025] O dispositivo de controle 17 usa a função de aquisição de informações de pista de deslocamento para adquirir as informações de pista de deslocamento que inclui informações sobre os marcadores de pista da pista de deslocamento localizada à frente do veículo em questão e/ou o formato (como a largura de estrada, raio de curvatura e comprimento) da pista de deslocamento e outras informações. Por exemplo, o dispositivo de controle 17 realiza um processo de binarização ou similares nos dados de imagem da câmera 14 para, assim, detectar os marcadores de pista da pista de deslocamento localizada à frente do veículo em questão e especifica a trajetória alvo ao longo da qual o veículo em questão deveria se deslocar. A trajetória alvo pode ser, por exemplo, a linha central da pista de deslocamento.

[026] O dispositivo de controle 17 usa a função de definição de distância de ponto de olhar à frente para definir provisoriamente a distância de ponto de olhar à frente de acordo com as informações de pista de deslocamento adquiridas usando- se a função de aquisição de informações de pista de deslocamento e o estado de deslocamento do veículo em questão adquirido usando-se a função de aquisição de informações de veículo em questão. A Figura 3 é um gráfico que ilustra um exemplo da relação entre a distância de ponto de olhar à frente, que é definida provisoriamente usando-se a função de definição de distância de ponto de olhar à frente e a velocidade de veículo do veículo em questão. Na presente modalidade, a distância de ponto de olhar à frente é definida provisoriamente maior à medida que a velocidade de veículo atual do veículo em questão aumenta, e a distância de ponto de olhar à frente é definida provisoriamente menor à medida que a velocidade de veículo atual do veículo em questão diminui. Por exemplo, desde que a distância até um segundo à frente quando o veículo em questão se desloca na velocidade de veículo atual seja definida provisoriamente como a distância de ponto de olhar à frente, a distância de ponto de olhar à frente é definida provisoriamente como 20 m quando a velocidade de veículo for 20 m/s, e a distância de ponto de olhar à frente é definida provisoriamente como 30 m quando a velocidade de veículo for 30 m/s. A definição provisória da distância de ponto de olhar à frente ilustrada na Figura 3 é meramente um exemplo, e o método de controle de deslocamento e aparelho de controle de deslocamento da presente invenção não se limitam ao exemplo de definição provisória ilustrada na figura. Por exemplo, um valor fixo predeterminado pode ser definido provisoriamente como a distância de ponto de olhar à frente.

[027] O dispositivo de controle 17 usa a função de cálculo de deslocamento lateral de ponto de olhar à frente para calcular um deslocamento lateral entre a posição atual do veículo em questão e a posição do veículo em questão se o veículo em questão se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente, com base na posição atual do veículo em questão, a trajetória alvo e a posição do veículo em questão se o veículo em questão se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente acima ao longo da trajetória alvo. O dispositivo de controle 17 também usa a função de cálculo de deslocamento lateral de ponto de olhar à frente para calcular um ângulo de direção alvo com o qual o deslocamento lateral calculado se torna zero, isto é, com o qual o veículo em questão coincide com a trajetória alvo no ponto de olhar à frente definida provisoriamente.

[028] O dispositivo de controle 17 utiliza a função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão e o ângulo de direção alvo para estimar uma trajetória de deslocamento do veículo em questão em que o veículo em questão coincide com a trajetória alvo adquirida usando-se a função de aquisição de informações de pista de deslocamento no ponto de olhar à frente definido provisoriamente se o veículo em questão se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente que é definida provisoriamente usando-se a função de definição de distância de ponto de olhar à frente acima. Essa estimativa da trajetória de deslocamento do veículo em questão pode ser realizada, por exemplo, usando-se um modelo de ponto de olhar à frente (um modelo de controle em que a roda de direção é virada de modo que a separação entre o ponto de olhar à frente e a trajetória alvo se torne pequena).

[029] O dispositivo de controle 17 também utiliza a função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão para detectar um valor máximo do deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada do veículo em questão e a trajetória alvo durante o deslocamento da posição atual do veículo em questão até o ponto de olhar à frente. A Figura 5 é uma vista plana que ilustra uma cena para descrever um valor máximo Δdmax de um deslocamento lateral Δd entre uma trajetória de deslocamento estimada PP do veículo em questão e uma trajetória alvo OP. Na figura, o veículo em questão V se desloca ao longo da trajetória alvo OP em direção ao lado superior do desenho. A função de definição de distância de ponto de olhar à frente descrita acima serve para definir provisoriamente um ponto de olhar à frente P1 na trajetória alvo, calcular o ângulo de direção alvo com base no deslocamento lateral entre uma posição atual P0 do veículo em questão e o ponto de olhar à frente definido provisoriamente P1, e obter uma trajetória futura estimada PP do veículo em questão usando-se o ângulo de direção alvo. Nesse estado, conforme ilustrado na Figura 5, o deslocamento lateral Δd entre a trajetória de deslocamento estimada PP do veículo em questão V e a trajetória alvo OP durante o deslocamento a partir da posição atual P0 do veículo em questão até o ponto de olhar à frente definido provisoriamente P1 se refere a uma distância entre a trajetória alvo OP e a trajetória estimada PP na direção lateral de veículo quando o veículo em questão V se desloca pela trajetória alvo OP. Vários valores desse deslocamento lateral Δd são calculados em um intervalo predeterminado, por exemplo, conforme ilustrado na figura, e o valor máximo Δdmax é obtido dentre esses valores. O intervalo quando se calcula o deslocamento lateral Δd não é particularmente limitado e pode, de preferência, ser definido com consideração ao equilíbrio entre a precisão no valor máximo Δdmax e a carga de cálculo devido ao fato de que, à medida que o intervalo é reduzido, a precisão no valor máximo Δdmax é aprimorada, mas a carga de cálculo se torna alta.

[030] O dispositivo de controle 17 utiliza a função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão para definir definitivamente a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral para um valor predeterminado D ou menor, como uma distância de ponto de olhar à frente real. Nessa definição definitiva, quando o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória alvo e a trajetória de deslocamento do veículo em questão estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente excedem o valor predeterminado D, até que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torne o valor predeterminado D ou menor, a distância de ponto de olhar à frente L1 (distância entre P0 e P1) a ser definida provisoriamente é sucessivamente alterada (P1 —P2—>P3) e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão é estimada novamente para cada uma das distâncias de ponto de olhar à frente L2 (distância entre P0 e P2) e L3 (distância entre P0 e P3) que são, portanto, alteradas e definidas novamente. Embora não seja particularmente limitada, quando se altera sucessivamente a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente, é preferencial reduzir sucessivamente a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente.

[031] À medida que a distância de ponto de olhar à frente a partir da posição atual do veículo em questão até o ponto de olhar à frente é definida como menor, a operação do veículo em questão pode seguir rapidamente a trajetória alvo enquanto observa as adjacências do veículo em questão; portanto, a seguibilidade até a trajetória alvo será satisfatória, mas o ângulo de direção alvo e/ou o comportamento de veículo pode ser sensível demais e instável de modo que apenas o deslocamento lateral atual seja enfatizado. Em contraste, a definição da distância de ponto de olhar à frente como maior leva a uma operação em que é suficiente recuperar a trajetória alvo após a distância de ponto de olhar à frente; portanto, o ângulo de direção alvo e/ou comportamento de veículo estável pode ser obtido pelo controle de estimativa que leva em consideração não apenas o deslocamento lateral da trajetória alvo, mas também a direção e/ou taxa de guinada do veículo em questão em relação à trajetória alvo, mas a seguibilidade até a trajetória alvo pode ser lenta. Em vista do supracitado, na presente modalidade, quando se executa a controle de manutenção de pista no modelo de ponto de olhar à frente, a distância de ponto de olhar à frente é definida adequadamente com a finalidade de equilibrar a rápida seguibilidade até a trajetória alvo e a estabilidade do comportamento de veículo.

[032] Isto é, na definição provisória, a distância de ponto de olhar à frente é selecionada de acordo com as informações de pista de deslocamento e a velocidade de veículo do veículo em questão, o ponto de olhar à frente P1 a ser definida provisoriamente é sucessivamente alterada para um valor menor (P1^P2^P3) até que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral Δd entre a trajetória alvo OP e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão V estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente se torne o valor predeterminado D ou menor, e a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torna o valor predeterminado D ou menor é definida definitivamente como uma distância de ponto de olhar à frente real. Portanto, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é a distância máxima dentre vários valores da distância de ponto de olhar à frente em que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente se torna o valor predeterminado ou menor. Como resultado, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é um valor que permite a rápida seguibilidade até a trajetória alvo e a estabilidade do comportamento de veículo a ser equilibrada de modo ideal.

[033] O dispositivo de controle 17 usa a função de controle de deslocamento para controlar o mecanismo de acionamento 16 para, assim, executar o controle de deslocamento automatizado ou autônomo em que todo ou parte do deslocamento do veículo em questão é realizado de modo automatizado ou autônomo. Por exemplo, a função de controle de deslocamento na presente modalidade serve para controlar a operação do mecanismo de acionamento 16, como o motor, freio e atuador de direção, para, assim, executar o controle de manutenção de pista em que o veículo em questão é controlado para se deslocar ao longo da trajetória alvo. Quando um veículo precedente estiver presente à frente do veículo em questão, a função de controle de deslocamento pode servir para controlar a operação do mecanismo de acionamento 16, como o motor e freio, para, assim, executar o controle de distância interveículos, no qual o veículo em questão é controlado para se deslocar com a finalidade de separar do veículo precedente por uma distância interveículos que é definida usando-se a função de definição de distância interveículos. Adicional ou alternativamente, quando um veículo precedente estiver presente à frente do veículo em questão ou quando nenhum veículo precedente está presente à frente do veículo em questão, a função de controle de deslocamento pode servir para controlar a operação do mecanismo de acionamento 16, como o motor e freio, para, assim, executar o controle de velocidade em que o veículo em questão é controlado para se deslocar em uma determinada velocidade de veículo que é definida pelo condutor.

[034] O processo de controle de deslocamento da presente modalidade será, então, descrito. A Figura 2 é um fluxograma que ilustra o processo de controle de deslocamento de acordo com a presente modalidade. O processo de controle de deslocamento descrito abaixo é executado pelo dispositivo de controle 17. O processo de controle de deslocamento descrito abaixo é iniciado quando o comutador de ignição ou comutador de potência for ativado, e executado repetidamente com um período predeterminado (por exemplo, a cada 10 ms) até que o comutador de ignição ou comutador de potência seja desativado. A seguinte descrição se baseia em uma cena exemplificativa em que o controle de deslocamento de manutenção de pista é inserido (ativado) pelo condutor.

[035] Na etapa S1, a função de aquisição de informações de veículo em questão do dispositivo de controle 17 serve primeiro para realizar a aquisição das informações de veículo em questão em relação ao estado de deslocamento do veículo em questão. Por exemplo, a função de aquisição de informações de veículo em questão pode servir para adquirir, como as informações de veículo em questão, as informações posicionais do veículo em questão do dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 11 e as informações de velocidade de veículo do veículo em questão do sensor de velocidade de veículo 13. Então, a função de definição de distância de ponto de olhar à frente do dispositivo de controle 17 serve para definir provisoriamente o ponto de olhar à frente P1 (consultar a partes esquerda da Figura 4) com base na posição atual do veículo em questão, nas informações de pista de deslocamento e na velocidade de veículo do veículo em questão, por exemplo, conforme ilustrado na Figura 3. A definição provisória conforme referida no presente documento é realizada no cálculo para obter de modo preliminar uma distância de ponto de olhar à frente ideal ao invés de para obter a distância de ponto de olhar à frente que é usada no controle de deslocamento de manutenção de pista real.

[036] Na etapa S2, os dados de imagem capturados pela câmera 14 à frente do veículo em questão são processados, e a relação posicional entre o veículo em questão e a pista de deslocamento é detectada para obter a trajetória alvo. Isto é, a função de aquisição de informações de pista de deslocamento do dispositivo de controle 17 serve para detectar os marcadores de pista da pista de deslocamento localizados à frente do veículo em questão e para especificar a trajetória alvo ao longo da qual o veículo em questão deveria se deslocar. A trajetória alvo é, por exemplo, a linha central da pista de deslocamento. Então, o deslocamento lateral é calculado entre a posição atual P0 do veículo em questão e a posição P1 do veículo em questão se o veículo em questão se desloca pela distância de ponto de olhar à frente que é definida provisoriamente na etapa S1. A referência para a posição do veículo em questão pode ser, por exemplo, o eixo geométrico central do corpo de veículo.

[037] Na etapa S3, o ângulo de direção alvo com o qual a posição do veículo em questão coincide com a trajetória alvo no ponto de olhar à frente P1 é calculado a partir do deslocamento lateral entre a trajetória alvo no ponto de olhar à frente P1 obtido na etapa S2 e a posição atual do veículo em questão. Então, na etapa S4, a função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão do dispositivo de controle 17 serve para usar um modelo de ponto de olhar à frente ou similares para estimar a trajetória de deslocamento do veículo em questão se o veículo em questão for controlado com o ângulo de direção alvo calculado na etapa S3 (consulte “Trajetória futura estimada PP do veículo em questão” na parte esquerda da Figura 4).

[038] Na etapa S5, a função de estimativa de trajetória futura de veículo em questão do dispositivo de controle 17 serve para detectar o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada PP do veículo em questão e a trajetória alvo OP durante o deslocamento a partir da posição atual P0 do veículo em questão até o ponto de olhar à frente definido provisoriamente P1. Esse método de detecção pode incluir calcular vários valores do deslocamento lateral Δd em um intervalo predeterminado, conforme ilustrado na Figura 5, por exemplo, e obter o valor máximo Δdmax dentre esses valores. Então, uma determinação é feita quanto a se o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral é, ou não, o valor predeterminado D ou menor. Esse valor predeterminado D pode ser obtido preliminarmente por experimentos e/ou simulações como um valor que permite que o controle de manutenção de pista seja alcançado em que a rápida seguibilidade até a trajetória alvo e a estabilidade do comportamento de veículo são equilibradas.

[039] Quando, na etapa S5, o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral for o valor predeterminado D ou menor, o processo prossegue para a etapa S7, em que a distância de ponto de olhar à frente (distância entre P0 e P1 no presente documento) que foi definida provisoriamente naquele momento é definida de modo definitivo como uma distância de ponto de olhar à frente real. Por outro lado, quando, na etapa S5, o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral não é o valor predeterminado D ou menor, o processo prossegue para a etapa S6, em que a distância de ponto de olhar à frente é alterada para uma distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P2 que é menor do que a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P1 que foi definida provisoriamente naquele presente momento.

[040] A parte intermediária da Figura 4 é uma vista plana que ilustra uma cena em que a distância de ponto de olhar à frente é alterada para uma distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P2 que é menor do que a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P1 que foi definida provisoriamente a última vez. Após a distância de ponto de olhar à frente ser alterada para a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P2 conforme ilustrado na parte intermediária da Figura 4, o processo retorna para a etapa S2, em que o deslocamento lateral para a distância de ponto de olhar à frente P2 e o ângulo de direção alvo correspondente ao mesmo são calculados novamente, e a trajetória de deslocamento futura PP do veículo em questão é estimada novamente. Então, conforme ilustrado na Figura 5, vários valores do deslocamento lateral Δd são calculados em um intervalo predeterminado, e o valor máximo Δdmax é obtido dentre esses valores. No presente contexto, quando o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral for o valor predeterminado D ou menor, o processo prossegue para a etapa S7, em que a distância de ponto de olhar à frente (distância entre P0 e P2 no presente documento) que foi definida provisoriamente naquele momento é definida de modo definitivo como uma distância de ponto de olhar à frente real.

[041] Por outro lado, quando, na etapa S5, o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral não é o valor predeterminado D ou menor, o processo prossegue para a etapa S6, em que a distância de ponto de olhar à frente é alterada para uma distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P2 que é menor do que a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P3 que foi definida provisoriamente naquele presente momento e o processo retorna para a etapa S2. O processo das etapas S2 a S5 é repetido até que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torne o valor predeterminado D ou menor. A parte direita da Figura 4 é uma vista plana que ilustra uma cena em que a distância de ponto de olhar à frente é alterada para uma distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P3 que é menor do que a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P2 que foi definida provisoriamente a última vez.

[042] Na descrição acima, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente é reduzida sucessivamente para seleção conforme ilustrado na Figura 4 na ordem da parte esquerda — parte intermediária —— parte direita. Em uma modalidades alternativa, a posição P4 na trajetória alvo OP (consulte a Figura 5 em detalhes) em que o deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão estimada na parte esquerda da Figura 4 é o valor máximo Δdmax pode ser empregue como a distância de ponto de olhar à frente P3 a ser definida provisoriamente na próxima vez. Isso se deve ao fato de que quando a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P1 que foi definida provisoriamente na parte esquerda da Figura 4 é alterada diretamente para a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P4, pelo menos a probabilidade de se tornar o valor predeterminado D ou menor aumenta em comparação a quando a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente é reduzida sucessivamente para seleção conforme ilustrado na Figura 4 na ordem da parte esquerda ^ parte intermediária ^ parte direita, e o número de vezes de cálculo pode, portanto, ser reduzido.

[043] A Figura 6 ilustra um estado em que o veículo em questão está quase a entrar em uma curva que tem um raio de curvatura pequeno a partir de uma pista de deslocamento reta. Quando em deslocamento na straight pista de deslocamento, o eixo geométrico de corpo de veículo do veículo V coincide com a direção de deslocamento do veículo V, mas conforme o movimento de virada começa, um ângulo de deslizamento ocorre entre o eixo geométrico de corpo de veículo do veículo V e a direção de deslocamento do veículo e os mesmos podem não necessariamente coincidir um com o outro. Quando se entra em uma velocidade relativamente baixa a partir de uma linha reta para uma curva que tem um raio de curvatura pequeno R como no caso de entrar na entrada de uma interseção, se o veículo for controlado para se deslocar com um ângulo de direção alvo que faz a trajetória do veículo coincidir com a trajetória alvo no ponto de olhar à frente P1, a trajetória de veículo tende a se desviar significativamente da trajetória alvo em direção ao interior da virada (tende a tomar um atalho).

[044] Se o ângulo de direção alvo for calculado com base em um valor definido inicial da distância de ponto de olhar à frente que é definido meramente de acordo com a velocidade de veículo ou similares, a distância de ponto de olhar à frente entre P0 e P1 será dada sem consideração para o erro máximo entre a trajetória de veículo e a trajetória alvo, que é levado em consideração na presente modalidade. Quando o formato da trajetória alvo for complicado e/ou quando a mudança de curvatura for grande, portanto, a quantidade de desvio em direção ao interior da virada pode, possivelmente, ser um valor grande que não pode ser ignorado, e as preocupações são que o veículo em questão possa sair da pista de deslocamento e/ou as rodas possam se aproximar indevidamente dos lancis.

[045] Conforme ilustrado na Figura 7, o problema oposto pode surgir quando se sai de uma curva que tem um raio de curvatura R pequeno em direção a uma pista de deslocamento reta como no caso de deslocamento através da saída de uma interseção. Isto é, o raio de curvatura R da estrada aumenta em direção à pista de deslocamento reta durante o deslocamento com um ângulo de deslizamento grande ao longo da trajetória alvo na curva que tem um raio de curvatura R pequeno. Isso reduz o ângulo de direção alvo e o ângulo de deslizamento também varia para um valor pequeno, de modo que a direção de deslocamento do veículo se projete para fora em relação à trajetória alvo à medida que o veículo se desloca da saída da curva em direção à porção reta, e o veículo pode tomar um desvio.

[046] Em contraste ao acima, na presente modalidade, antes de a distância de ponto de olhar à frente real usada para o controle de deslocamento de manutenção de pista ser definida, a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão é estimada para a distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente e uma distância de ponto de olhar à frente adequada é buscada até que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória de deslocamento estimada PP do veículo em questão e a trajetória alvo OP se torne o valor predeterminado D ou menor. Através dessa operação, a distância de ponto de olhar à frente a ser realmente definida já está otimizada. Como resultado, o veículo em questão pode ser controlado adequadamente para se deslocar de modo automatizado ou autônomo ao longo da trajetória alvo sem tomar um atalho ou um desvio em relação à trajetória alvo.

[047] Ademais, na presente modalidade, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é uma distância entre P0 e P4 até a posição P4 na trajetória alvo em que o deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente é o valor máximo Δdmax. Portanto, a probabilidade de que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torne o valor predeterminado D ou menor é alta até mesmo quando o cálculo do deslocamento lateral entre a trajetória alvo e a trajetória estimada do veículo em questão é realizada apenas uma vez. Como resultado, o cálculo iterativo não é necessário e a carga de cálculo pode ser reduzida.

[048] Além do mais, na presente modalidade, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é a distância máxima dentre vários valores da distância de ponto de olhar à frente em que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória de deslocamento PP do veículo em questão estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente é o valor predeterminado D ou menor. A distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é, portanto, um valor que permite a rápida seguibilidade até a trajetória alvo e a estabilidade do comportamento de veículo a ser equilibrada de modo ideal.

[049] Ademais, na presente modalidade, quando o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral excede o valor predeterminado D, até que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torne o valor predeterminado D ou menor, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente é sucessivamente alterada (por exemplo, sucessivamente alterada para um valor menor) e a trajetória de deslocamento do veículo em questão é estimada novamente para cada uma das distâncias de ponto de olhar à frente que são, portanto, alteradas e definidas novamente. Portanto, o cálculo do deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória estimada PP do veículo em questão pode ser realizado por um número finito de cálculos iterativos. Além do mais, o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral entre a trajetória alvo OP e a trajetória estimada PP do veículo em questão é usado como um índice de avaliação para o controle de deslocamento de manutenção de pista e pode, portanto, ser assegura que o valor máximo Δdmax do deslocamento lateral se torne o valor predeterminado D ou menor.

[050] O dispositivo de controle 17 descrito acima corresponde ao controlador da presente invenção. [DESCRIÇÃO DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA] 10 Aparelho de controle de deslocamento 11 Dispositivo de detecção de posição de veículo em questão 12 Banco de dados de mapa 13 Sensor de velocidade de veículo 14 Câmera 15 Dispositivo de entrada 16 Mecanismo de acionamento 17 Dispositivo de controle V Veículo em questão OP Trajetória alvo PP Trajetória futura estimada do veículo em questão P1, P2, P3 Ponto de olhar à frente Δd Deslocamento lateral entre trajetória alvo e trajetória estimada do veículo em questão Δdmax Valor máximo do deslocamento lateral entre a trajetória alvo e trajetória estimada do veículo em questão

Claims

1. Método de controle de deslocamento para um veículo, em que uma trajetória alvo (OP) ao longo da qual um veículo em questão (V) deveria se deslocar é detectada e o veículo em questão (V) é controlado para se deslocar de modo autônomo ao longo da trajetória alvo (OP) detectada, o método de controle de deslocamento para um veículo compreendendo: definir provisoriamente uma distância de ponto de olhar à frente a partir do veículo em questão (V) até um ponto de olhar à frente (P1, P2, P3) pelo menos de acordo com informações de pista de deslocamento; estimar uma trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) em que a posição do veículo em questão (V) coincide com a posição da trajetória alvo (OP) no ponto de olhar à frente (P1, P2, P3) se o veículo em questão (V) se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente; o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de detectar um valor máximo (Δdmax) de um deslocamento lateral Δd entre a trajetória de deslocamento estimada (PP) do veículo em questão (V) e a trajetória alvo (OP) durante o deslocamento a partir de uma posição atual (P0) do veículo em questão (V) até o ponto de olhar à frente (P1, P2, P3); e definir definitivamente a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) for um valor predeterminado ou menor como uma distância de ponto de olhar à frente real e, então, controlar o veículo em questão (V) para se deslocar de modo autônomo com base na distância de ponto de olhar à frente definida definitivamente.

2. Método de controle de deslocamento para um veículo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é uma distância até uma posição na trajetória alvo (OP) em que o deslocamento lateral (Δd) entre a trajetória alvo (OP) e a trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente é o valor máximo (Δdmax).

3. Método de controle de deslocamento para um veículo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a distância de ponto de olhar à frente a ser definida definitivamente é uma distância máxima dentre vários valores da distância de ponto de olhar à frente em que o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) entre a trajetória alvo (OP) e a trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente é o valor predeterminado ou menor.

4. Método de controle de deslocamento para um veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) entre a trajetória alvo (OP) e a trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente exceder o valor predeterminado, até que o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) se torne o valor predeterminado ou menor, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente é sucessivamente alterada e a trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) é estimada novamente para a distância de ponto de olhar à frente que é, portanto, alterada e definida novamente.

5. Método de controle de deslocamento para um veículo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) entre a trajetória alvo (OP) e a trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) estimada com base na distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente exceder o valor predeterminado, a distância de ponto de olhar à frente a ser definida provisoriamente é reduzida sucessivamente até que o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) se torne o valor predeterminado ou menor.

6. Aparelho de controle de deslocamento para um veículo, compreendendo um controlador configurado para detectar uma trajetória alvo (OP) ao longo da qual um veículo em questão (V) deveria se deslocar e para controlar o deslocamento do veículo em questão (V) de modo que o veículo em questão (V) seja controlado para se deslocar de modo autônomo ao longo da trajetória alvo detectada (OP), o controlador é configurado adicionalmente para: definir provisoriamente uma distância de ponto de olhar à frente a partir do veículo em questão (V) até um ponto de olhar à frente (P1, P2, P3) pelo menos de acordo com informações de pista de deslocamento; estimar uma trajetória de deslocamento do veículo em questão (V) em que a posição do veículo em questão (V) coincide com a posição da trajetória alvo (OP) no ponto de olhar à frente (P1, P2, P3) se o veículo em questão (V) se deslocar pela distância de ponto de olhar à frente definida provisoriamente; o aparelho sendo CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é configurado adicionalmente para: detectar um valor máximo (Δdmax) de um deslocamento lateral (Δd) entre a trajetória de deslocamento estimada (PP) do veículo em questão (V) e a trajetória alvo (OP) durante o deslocamento a partir de uma posição atual do veículo em questão (V) até o ponto de olhar à frente (P1, P2, P3); e definir definitivamente a distância de ponto de olhar à frente quando o valor máximo (Δdmax) do deslocamento lateral (Δd) for um valor predeterminado ou menor como uma distância de ponto de olhar à frente real e, então, controlar o veículo em questão (V) para se deslocar de modo autônomo com base na distância de ponto de olhar à frente definida definitivamente.