CN108116414B - 自动驾驶控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆用的自动驾驶控制装置，该自动驾驶控制装置即使在通过收费站关卡的区间也能够继续自动驾驶。自动驾驶控制装置在车辆的自动驾驶控制的执行中，基于测位结果和地图信息，来判定在车辆前方的预定的距离以内是否存在收费站关卡，并且在上述收费站关卡存在于上述预定的距离以内的情况下，并且在利用上述外部环境识别装置识别出上述车辆处在行驶中的道路的宽度拓宽的情况下，转移到关卡通过模式，在上述关卡通过模式中，在利用上述外部环境识别装置无法识别上述收费站关卡的位置的期间，基于上述地图信息和由上述外部环境识别装置识别出的物体的位置的信息来使上述车辆行驶。

Description

自动驾驶控制装置

技术领域

本发明涉及具备外部环境识别装置的车辆用的自动驾驶控制装置。

背景技术

在日本特开2016-137819号公报中公开有在道路上行驶的车辆用的自动驾驶控制装置。在日本特开2016-137819号公报中，公开了例如在高速道路上利用自动驾驶控制行驶之后在出高速公路出入口的地点解除自动驾驶状态，并且切换为手动驾驶状态的自动驾驶控制装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-137819号公报

发明内容

技术问题

在使用自动驾驶控制装置在收费道路上利用自动驾驶进行行驶的情况下，期望即使通过收费站关卡的区间也能够继续自动驾驶。但是，由于存在在设有收费站关卡的区间中，在道路上表示行车线的线形的标示消失的情况，所以导致难以由自动驾驶控制装置进行道路形状的识别，难以进行自动驾驶。

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供即使在通过收费站关卡的区间也能够继续自动驾驶的车辆用的自动驾驶控制装置。

技术方案

本发明的一个方面的自动驾驶控制装置具备：识别车辆的外部环境的外部环境识别装置；检测上述车辆的行驶信息的行驶信息检测装置；进行上述车辆的测位的测位装置；储存包括道路形状信息在内的地图信息的地图信息输出装置；以及基于上述外部环境的识别结果、上述行驶信息、上述测位结果和上述道路形状信息进行上述车辆的自动驾驶控制的控制部，上述控制部在上述自动驾驶控制的执行中，基于上述测位结果和上述地图信息，来判定在距离上述车辆处在行驶中的道路上的上述车辆预定的距离以内是否存在收费站关卡，在上述收费站关卡存在于上述预定的距离以内，并且在利用上述外部环境识别装置识别到上述车辆处在行驶中的道路的宽度拓宽的情况下、或者利用上述外部环境识别装置无法识别上述车辆处在行驶中的道路的宽度的情况下，转移到关卡通过模式，在上述关卡通过模式中，在利用上述外部环境识别装置无法识别上述收费站关卡的位置的期间，基于上述地图信息和利用上述外部环境识别装置识别出的物体的位置的信息中的至少一个，以使上述车辆接近上述收费站关卡的方式，控制上述车辆的行驶速度和转向角，在上述关卡通过模式中，在利用上述外部环境识别装置能够识别上述收费站关卡的位置的期间，基于由上述外部环境识别装置识别到的上述收费站关卡的位置的信息，以使上述车辆通过上述收费站关卡的方式，控制上述车辆的行驶速度和转向角。

发明效果

根据本发明，能够提供一种即使在通过收费站关卡的区间也能够继续自动驾驶的自动驾驶控制装置。

附图说明

图1是表示自动驾驶控制装置的构成的框图。

图2是说明自动驾驶控制装置的动作的流程图。

图3是关卡通过处理的流程图。

图4是关卡接近处理的流程图。

图5是示意性地表示设置在道路上的收费站关卡的图。

图6是表示自动驾驶控制装置的变形例的流程图。

符号说明

1：自动驾驶控制装置，

2：控制部，

3：外部环境识别装置，

4：行驶信息检测装置，

5：测位装置，

6：地图信息输出装置，

7：报告装置，

8：行驶控制装置，

8a：车速控制部，

8b：转向控制部，

10：车辆，

20：道路，

20a：行驶区间，

20b：拓宽区间，

21：收费站关卡，

21a：基于地图信息的收费站关卡的位置，

22：基于地图信息的道路形状，

23：指标物体。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选方式。应予说明，在以下用于说明的各图中，由于将各构成要素设定为能够在附图上识别的大小，因此按照构成要素将比例尺设为不同，本发明并不仅限于记载于这些图中的构成要素的数量、构成要素的形状、构成要素的大小的比例和各构成要素的相对位置关系。

本实施方式的自动驾驶控制装置1为控制在道路上行驶的车辆10的自动驾驶的装置。

车辆10具有能够基于从自动驾驶控制装置1输出的控制信号改变发动机或者电机等动力产生装置所产生的输出、改变控制装置所产生的制动力和改变转向角的结构。另外，车辆10具备手动操作输入装置，该手动操作输入装置包括在手动驾驶时驾驶者所操作的方向盘、油门踏板、制动踏板和换挡杆等。

本实施方式的自动驾驶控制装置1具备控制部2、外部环境识别装置3、行驶信息检测装置4、测位装置5、地图信息输出装置6、报告装置7和行驶控制装置8。

控制部2由将CPU、ROM、RAM、输入输出装置等与总线连接的计算机构成，基于预定的程序来控制自动驾驶控制装置1的动作。

外部环境识别装置3检测出车辆10所正在行驶的道路形状和/或存在于车辆10的周围的物体和车辆10之间的位置关系等。外部环境识别装置3具备相机、毫米波雷达和激光雷达中的至少一个。在本实施方式中作为一例，外部环境识别装置3具备拍摄车辆10的行进方向的立体相机，基于通过该立体相机拍摄的图像，识别车辆10前方的道路形状和/或物体。

外部环境识别装置3例如通过图像识别来检测出为了表示行车线而在道路上沿行车线设置的线形或者虚线形的标示，识别车辆10前方的道路形状。应予说明，外部环境识别装置3利用图像识别或者雷达来检测出车辆10处在行驶中的道路的两边沿道路设置的路边石、护栏、侧壁等，并且可以基于该检测结果来识别车辆10前方的道路形状。

另外，外部环境识别装置3识别存在于车辆10前方的前行车辆和/或收费站关卡。这里，收费站关卡是指收费道路上用于进行通行费用的收受的关卡状的设施。应予说明，收费站关卡包括与不停车而由前缴费或者后缴费所进行的费用的支付对应的电子收费收受***(Electronic TollCollection System：ETC)的关卡费道路中。

行驶信息检测装置4基于由设置在车辆10上的行驶速度传感器、转向角传感器、加速度传感器和角加速度传感器等检测到的检测结果来识别车辆10的行驶状态。

测位装置5使用卫星测位***、惯性航法装置和路车间通信中的至少一个来检测车辆的当前位置(纬度、经度)。

地图信息输出装置6具备储存地图信息的储存部，并输出地图信息。在地图信息中包括道路的曲率、纵剖面梯度、与其他道路交叉的样子等表示道路的形状的信息。另外，地图信息中还包括收费站关卡的位置信息。

报告装置7包括例如显示图像和/或文字的显示装置、发出光的发光装置、发出声音的喇叭、发出振动的振动器或者以上这些的组合，从自动驾驶控制装置1朝向驾驶者输出信息。

行驶控制装置8具备：车速控制部8a，其进行改变车辆10的动力产生装置的输出的控制和改变控制装置的制动力的控制，控制车辆10的行驶速度；转向控制部8b，其进行改变车辆10的转向角的控制。

具有以上说明的结构的自动驾驶控制装置1的控制部2在车辆10的自动驾驶时，基于由外部环境识别装置3和行驶信息检测装置4识别到的识别结果，经由行驶控制装置8控制车辆10的行驶速度和转向角。应予说明，用于进行车辆的自动驾驶的基本的结构是公知的，因此省略详细说明。

接着，参照图2所示的流程图说明车辆10接近收费站关卡的情况的由控制部2进行的自动驾驶控制装置1的控制。在以下的说明中，自动驾驶控制装置1使车辆10沿通过自动或者手动预先设定的路径行驶的动作模式的情况称作通常行驶模式。

在通常行驶模式中，自动驾驶控制装置1沿通过外部环境识别装置3识别的道路形状来设定目标路径，以使车辆10沿该目标路径行驶的方式控制行驶速度和转向角。

图2所示的流程图在自动驾驶控制装置1在通常行驶模式下进行车辆10的自动驾驶时被执行。另外，以下，收费站关卡与不使车辆10停止而通过的电子费用收受***对应。

在由本实施方式的自动驾驶控制装置1进行的车辆10的自动驾驶时，首先，在步骤S110中，控制部2基于由测位装置5检测到的测位结果和储存在地图信息输出装置6的地图信息，来判定在车辆10处在行驶中的道路上的车辆10前方的预定的距离以内是否存在收费站关卡。

在步骤S110中，在判定为在车辆10前方的预定的距离以内不存在收费站关卡的情况下，控制部2继续使车辆沿车辆10处在行驶中的道路进行行驶的通常行驶模式。

另一方面，在步骤S110中，在判定为在车辆10前方的预定的距离以内存在收费站关卡的情况下，控制部2转移到步骤S120。

在步骤S120中，控制部2判定通过外部环境识别装置3识别的、车辆10处在行驶中的道路的宽度是否变宽。外部环境识别装置3根据通过立体相机拍摄的图像利用图像识别检测出沿行车线设置的线形或者虚线形的标示来识别道路的宽度。应予说明，外部环境识别装置3也可以利用相机的图像识别或者雷达检测出在车辆10处在行驶中的道路的两边沿道路设置的路边石、护栏、侧壁等，并且基于该检测结果识别道路的宽度。

图5表示设有收费站关卡21的道路20的一例。图5表示从上方向下看道路的样子，车辆10的行进方向为图中的从下向上的方向。如图5所例示的那样，收费站关卡21以能够使多个车辆并列通过的方式排列多个。因此，收费站关卡21设置在道路20的宽度比通常的行驶区间20a宽的拓宽区间20b。步骤S120为识别车辆10从行驶区间20a进入拓宽区间20b的处理。

在步骤S120中，在判定为车辆10处在行驶中的道路的宽度扩宽的情况下，控制部2转移到步骤S200，并转移到后述的关卡通过模式。

另外，在步骤S120中，控制部2判定通过外部环境识别装置3识别的、车辆10处在行驶中的道路的宽度是否为无法识别。在步骤S120中，在车辆10处在行驶中的道路的宽度为无法识别的情况下，控制部2转移到步骤S200，将使车辆10行驶的动作模式从通常行驶模式变更为关卡通过模式。

大致情况下，在关卡通过模式中，控制部2基于通过外部环境识别装置3识别的收费站关卡与车辆10的相对位置，来设定车辆10通过收费站关卡的目标路径，以使车辆10沿该目标路径行驶的方式控制行驶速度和转向角。

具体地，在关卡通过模式中，首先在步骤S210中，控制部2判定是否能够利用外部环境识别装置3进行收费站关卡位置的识别。

在步骤S210中，在利用外部环境识别装置3能够进行收费站关卡位置的识别的情况下，控制部2转移到步骤S300，执行关卡通过处理。图3为关卡通过处理的流程图。

在关卡通过处理中，首先在步骤S310中，控制部2判定利用外部环境识别装置3是否识别出在车辆10的前方向收费站关卡行驶的前行车辆。

在步骤S310中，在判定为利用外部环境识别装置3识别出前行车辆的情况下，转移到步骤S320，控制部2将车辆10追随前行车辆的路径设定为目标路径，以使车辆10追随前行车辆的同时通过收费站关卡的方式，控制行驶速度和转向角。然后，在车辆10通过收费站关卡之后，控制部2使车辆10的动作模式从关卡通过模式变更为通常行驶模式。

另一方面，在步骤S310中，在判定为利用外部环境识别装置3未识别出前行车辆的情况下，转移到步骤S330。在步骤S330中，控制部2判定是否能够设定用于使车辆10通过利用外部环境识别装置3识别的收费站关卡内的目标路径。

在步骤S330中，在判定为目标路径为能够设定的情况下，转移到步骤S340，控制部2以使车辆10沿通过收费站关卡的目标路径行驶的方式控制行驶速度和转向角。然后，在车辆10通过收费站关卡后，控制部2将使车辆10行驶的动作模式从关卡通过模式变更为通常行驶模式。

另一方面，在步骤S330中，在判定为目标路径为不能设定的情况下，转移到步骤S350。在步骤S350中，控制部2基于测位装置5的测位结果和储存在地图信息输出装置6中的地图信息，来计算出车辆10与收费站关卡的相对位置，基于该算出结果将车辆10通过收费站关卡的路径设定为假想的目标路径。

然后，在步骤S360中，控制部2以使车辆10沿在步骤S350中设定的假想的目标路径行驶的方式，控制行驶速度和转向角。然后，返回步骤S330。

即，在关卡通过处理中，在基于外部环境识别装置3的识别结果无法进行使车辆10通过收费站关卡的目标路径的设定的情况下，控制部2基于地图信息和车辆10的测位位置来设定假想的目标路径，使车辆10向收费站关卡行驶。然后，在基于外部环境识别装置3的识别结果能够进行使车辆10通过收费站关卡的目标路径的设定的时刻，控制部2基于外部环境识别装置3的识别结果使车辆10朝向收费站关卡行驶。

使说明回到图2的步骤S210。在步骤S210中，在判定为利用外部环境识别装置3不能进行收费站关卡位置的识别的情况下，控制部2转移到步骤S400，执行关卡接近处理。图4为关卡接近处理的流程图。

在关卡接近处理中，首先在步骤S410中，控制部2判定利用外部环境识别装置3是否识别到在车辆10的前方朝向收费站关卡行驶的前行车辆。

在步骤S410中，在判定为利用外部环境识别装置3识别到前行车辆的情况下，转移到步骤S420，控制部2将车辆10追随前行车辆的路径设定为目标路径，以使车辆10跟随前行车辆的同时通过收费站关卡的方式控制行驶速度和转向角。然后，在车辆10通过收费站关卡之后，控制部2将使车辆10行驶的动作模式从关卡通过模式变更为通常行驶模式。

另一方面，在步骤S410中，在判定为利用外部环境识别装置3未识别到在先车辆的情况下，转移到步骤S430。

在步骤S430中，控制部2开始随着从车辆10起到基于地图信息确定的收费站关卡的位置为止的距离的缩短而降低行驶速度的控制。通过步骤S430的执行，能够执行之后的步骤而创造出通过外部环境识别装置3识别收费站关卡的位置为止的时间的富余。

接着，在步骤S440中，控制部2比较利用地图信息和外部环境识别装置3识别的物体的位置信息，判定是否存在沿从车辆10的当前位置起到基于地图信息确定的收费站关卡的位置为止的假定路径配置的物体。

这里，沿假定路径配置的物体是指，设置在例如道路上的线形或者虚线形的标示、路边石、护栏、侧壁等。以下，将沿该假定路径配置的物体的情况称作指标物体。

在步骤S440中，在指标物体通过外部环境识别装置3被识别的情况下，控制部2转移到步骤S450。

在步骤S450中，控制部2沿指标物体设定目标路径，以使车辆10沿该目标路径行驶的方式，开始行驶速度和转向角的控制。然后，返回到图2的步骤S210。即，在步骤S450中，控制部2基于指标物体的位置信息设定目标路径。

另一方面，在步骤S440中，在指标物体利用外部环境识别装置3未被识别的情况下，控制部2转移到步骤S460。在步骤S460中，将假定路径设定为目标路径，以使车辆10沿该目标路径行驶的方式，开始行驶速度和转向角的控制。然后，返回到图2的步骤S210。即，在步骤S460中，控制部2基于地图信息设定目标路径。

在图5中，由标注符号21a的双点划线表示基于地图信息确定的收费站关卡的位置。另外，在图5中标注符号22的点划线为在地图信息中表示的道路20的形状的信息。

在图5所示的状况中，从车辆10的当前位置起到基于地图信息而确定的收费站关卡的位置21a为止的假定路径与由点划线表示的基于地图信息的道路形状信息22大致一致。在图5所示的状况中执行步骤S440的情况下，控制部2判定沿道路形状信息22配置的物体是否利用外部环境识别装置3被识别。

例如，在图5中标注为符号23来表示的线形的标示的形状与假想路径(此情况为道路形状信息22)近似的情况下，线形的标示23被控制部2识别为指标物体。

如上所述，在关卡接近处理中，控制部2基于地图信息和通过外部环境识别装置3识别的物体的位置的信息中的至少一个，来设定暂时的目标路径，使车辆10朝向收费站关卡21行驶。然后，在车辆10接近收费站关卡21并利用外部环境识别装置3能够识别到收费站关卡21的时刻，控制部2基于外部环境识别装置3的识别结果使车辆10朝向收费站关卡21行驶。

参照图5，说明以上说明了的动作。首先，在车辆10在道路20的行驶区间20a上处于行驶中的情况下，自动驾驶控制装置1在通常行驶模式下工作，控制部2以使车辆10沿利用外部环境识别装置3识别的道路形状行驶的方式，控制车辆10的行驶速度和转向角。如前所述，外部环境识别装置3检测出在道路上沿行车线设置的线形或者虚线形的标示、路边石、护栏、侧壁等，并基于该检测结果识别道路形状。

然后，在车辆10靠近收费站关卡21，并从行驶区间20a进入拓宽区间20b的情况下，在通常行驶模式下由控制部2进行的使车辆10行驶的目标路径的设定变得困难。其原因在于，在拓宽区间20b中，由于通过外部环境识别装置3识别的道路的宽度相对于车辆10的宽度过大，所以应当使车辆10行驶在该过大的宽度的道路的哪个部分的判定变得困难。或者其原因在于，由于在拓宽区间20b中设置在道路上的线形的标示等消失或者位于外部环境识别装置3的识别范围之外，所以由外部环境识别装置3进行的道路形状的识别成为不可能。

在这样的收费站关卡21存在于车辆10的前方的预定的距离以内的情况下，并且在利用外部环境识别装置3识别到车辆10处于行驶中的道路的宽度拓宽的情况下或者在由外部环境识别装置3进行的道路的宽度的形状的识别成为不可能的情况下，本实施方式的自动驾驶控制装置1的控制部2判定为车辆10在拓宽区间20b中行驶(步骤S120的是)。然后，控制部2在判定为车辆10在拓宽区间20b中行驶的情况下，转移到关卡通过模式(步骤S200)。

在转移到关卡通过模式的时刻，在通过外部环境识别装置3能够识别到收费站关卡21的位置的情况下，控制部2执行图4所示的关卡通过处理。在关卡通过处理中，控制部2基于由外部环境识别装置3识别的收费站关卡21的位置的信息或者根据地图信息确定的收费站关卡21的位置的信息，来设定车辆10的目标路径。因此，在本实施方式的自动驾驶控制装置1中，车辆10即使在通过收费站关卡21的区间也能够继续进行自动驾驶控制。

另外，在转移到关卡通过模式的时刻，在通过外部环境识别装置3不能够识别收费站关卡21的位置的情况下，控制部2执行图5所示的关卡接近处理。在关卡接近处理中，控制部2基于地图信息和由外部环境识别装置3识别的物体的位置的信息中的至少一个，来使车辆10接近收费站关卡21。因此，在本实施方式的自动驾驶控制装置1中，在车辆10进入拓宽区间20b的时刻，即使在由外部环境识别装置3进行的收费站关卡21的识别为不可能的情况下，也能够继续自动驾驶控制。

图6表示自动驾驶控制装置1的变形例。图6是表示自动驾驶控制装置

图6所示的流程图与图2所示的流程图的不同之处在于，在步骤S110前***步骤S100。

在步骤S100中，控制部2判定车辆10是否在从收费道路的主干道分支的分支道路中行驶。分支道路是指，进入收费道路的主干道的进入路径和与进入路径连接的道路以及从收费道路的主干道退出的退出路径和与退出路径连接的道路。与进入路径连接的道路是指，到进入路径的入口为止预定的距离以内的道路，与退出路径连接的道路是指，从退出路径的出口起预定的距离以内的道路。

控制部2仅在步骤S100中判定为车辆10在从收费道路的主干道分支的分支道路中行驶的情况下，转移到步骤S110。即，本变形例的自动驾驶控制装置1在车辆10在收费道路的主干道中行驶的情况和/或在车辆10在距离收费道路的出入口预定的距离的道路中行驶的情况下，不转移到关卡通过模式。

在除分支道路以外的道路上设置收费站关卡的可能性较低。因此，在本变形例的自动驾驶控制装置1中，在设置有收费站关卡的可能性低的区间行驶的情况下，能够通过停止步骤S110以后的处理来降低控制部2的负载，抑制消耗电力。

本发明不限于上述实施方式，在不违反权利要求书和整个说明书明获得的发明的主旨或者思想的范围内可以进行适当地变更，伴随这样的变更的自动驾驶控制装置也包括在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种自动驾驶控制装置，其特征在于，具备：识别车辆的外部环境的外部环境识别装置；检测所述车辆的行驶信息的行驶信息检测装置；进行所述车辆的测位的测位装置；储存包括道路形状信息在内的地图信息的地图信息输出装置；以及基于所述外部环境的识别结果、所述行驶信息、所述测位结果和所述道路形状信息进行所述车辆的自动驾驶控制的控制部，

对于所述控制部而言，

在所述自动驾驶控制的执行中，基于所述测位结果和所述地图信息，判定在距离所述车辆处在行驶中的道路上的所述车辆预定的距离以内是否存在收费站关卡，

在所述收费站关卡存在于所述预定的距离以内的情况下，并且在利用所述外部环境识别装置识别到所述车辆处在行驶中的道路的宽度拓宽或者利用所述外部环境识别装置无法识别出所述车辆处在行驶中的道路的宽度的情况下，转移到关卡通过模式，

在所述关卡通过模式中，在通过所述外部环境识别装置无法识别出所述收费站关卡的位置的期间，在通过所述外部环境识别装置识别出指标物体的情况下，基于由所述外部环境识别装置识别到的物体的位置的信息，以使所述车辆接近所述收费站关卡的方式，控制所述车辆的行驶速度和转向角，在未通过所述外部环境识别装置识别出指标物体的情况下，基于所述地图信息，以使所述车辆接近所述收费站关卡的方式，控制所述车辆的行驶速度和转向角，

在所述关卡通过模式中，在利用所述外部环境识别装置能够识别出所述收费站关卡的位置的期间，基于由所述外部环境识别装置识别到的所述收费站关卡的位置的信息，以使所述车辆通过所述收费站关卡的方式，控制所述车辆的行驶速度和转向角。

2.根据权利要求1记载的自动驾驶控制装置，其特征在于，所述控制部在所述关卡通过模式中的通过所述外部环境识别装置无法识别出所述收费站关卡的位置的期间，从利用所述外部环境识别装置识别出的物体中，识别出沿从所述车辆的当前位置起到基于所述地图信息确定的所述收费站关卡的位置为止的假想路径配置的物体作为指标物体，并且以使所述车辆沿该指标物体接近所述收费站关卡的方式，控制所述车辆的行驶速度和转向角。

3.根据权利要求1记载的自动驾驶控制装置，其特征在于，所述控制部在向所述关卡通过模式转移的时刻，开始随着从所述车辆起到基于所述地图信息确定的所述收费站关卡的位置为止的距离的缩短而降低行驶速度的控制。

4.根据权利要求2记载的自动驾驶控制装置，其特征在于，所述控制部在向所述关卡通过模式转移的时刻，开始随着从所述车辆起到基于所述地图信息确定的所述收费站关卡的位置为止的距离的缩短而降低行驶速度的控制。

5.根据权利要求1～4中任意一项记载的自动驾驶控制装置，其特征在于，所述控制部在所述车辆在从收费道路的主干道分支的分支道路中行驶的情况下，向所述关卡通过模式转移。

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