CN110871799A - 自动驾驶辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶辅助装置，即使在本车辆的行驶车道前方设有车道限制区间并因该车道限制而在超车道发生拥堵，也能够在发生拥堵近前的最佳位置使本车辆变道。在为了使本车辆自动行驶而设定的目标行进道路设有车道限制区间的情况下，检查与车道限制区间相邻的超车道是否发生拥堵，在发生拥堵的情况下，将基于由交通信息获取单元获取的道路交通信息而求出的从本车辆到车道限制区间的开始位置的车道限制到达距离(L)与从本车辆到拥堵队列的最末尾的拥堵队列推定到达距离(L2+L’)进行比较，在(L)＞(L2+L’)的情况下，在行驶车道行驶，在拥堵队列推定到达距离(L2+L’)达到变道开始距离(L3+L4+L5)时，执行变道。

Description

自动驾驶辅助装置

技术领域

本发明涉及在从道路交通信息获取了针对为了使本车辆自动行驶而设定的目标行进道路的车道限制信息的情况下，使得在最佳时刻进行变道的自动驾驶辅助装置。

背景技术

在本车辆以自动驾驶来进行行驶的情况下，在本车辆的行驶车道的前方因道路施工和/或事故等而设定有车道限制区间，并仅将超车道设定为通行带时，需要进行避开该车道限制区间的行驶控制。

例如，在专利文献1(日本特开2014-67165号公报)中，公开了如下技术：通过利用车车间通信和/或路车间通信而将施工区间的信息发送给行驶车辆，从而使行驶车辆检查在自己的行驶路径上是否存在施工区间，在存在施工区间的情况下，检查施工区间是否与自己的行驶车道相同。然后，在施工区间存在于同一车道上时，修正行驶轨迹，并等待接近施工区间而以修正的行驶轨迹通过施工区间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-67165号公报

发明内容

技术问题

如果是道路比较空旷，即使设定有车道限制区间车辆也不会拥堵而能够通过的状况，则上述文献所公开的技术能够适用。

可是，在交通量比较大的道路，例如在仅将超车道设定为通行区间的情况下，因车辆集中于该超车道，所以会发生拥堵。在这样的状况下，通过上述文献所公开的技术来变道会成为使本车辆***到拥堵车辆队列中的情形，而要通过自动驾驶来***的话，需要进行难度相当高的控制。

因此，在这样的情况下，就成为在通过自动制动控制使本车辆在车道限制区间(施工区间、事故处理区域)的近前减速或停车之后，临时取消自动驾驶，并使驾驶员接管驾驶操作的情形。此时，即使通过声音和/或监视器的显示来向驾驶员通知减速或停止的意图，也无法进行顺畅的行进道路变更，因此有可能使驾驶员感觉到不适感。

此外，想要不取消自动驾驶而继续自动驾驶，只要及早获取基于禁止通行区间的车道限制信息和拥堵信息，并在正在发生拥堵的区间的最末尾的近前，留出余裕地进行变道，之后对拥堵最末尾的车辆进行跟随行驶即可。

可是，在正在发生拥堵的区间的近前的比较空旷的道路上，尽早变道并持续在超车道行驶不仅有可能成为道路交通法上所说的“通行带违反”，也会阻碍正在超车道行驶的后续车辆的行驶。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供即使在本车辆的行驶车道前方设有车道限制区间，并因该车道限制而在超车道发生了拥堵，也能够在发生拥堵近前的最佳位置使本车辆变道，能够进行不使驾驶员感觉到不适感的自动驾驶的自动驾驶辅助装置。

技术方案

本发明提供一种自动驾驶辅助装置，具备：行驶环境信息获取单元，获取本车辆的前方的行驶环境信息；交通信息获取单元，从中央管理装置获取为了使所述本车辆自动行驶而设定的目标行进道路的道路交通信息；拥堵判定单元，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息检查在所述目标行进道路是否设有车道限制区间，在设有该车道限制区间的情况下，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息判定与该车道限制区间相邻的超车道是否发生拥堵；到达距离比较单元，在由所述拥堵判定单元判定为与所述车道限制区间相邻的所述超车道发生拥堵的情况下，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息求出从所述本车辆到所述车道限制区间的开始位置为止的车道限制到达距离和从所述本车辆到拥堵队列的最末尾为止的拥堵队列推定到达距离，并将该车道限制到达距离与该拥堵队列推定到达距离进行比较；变道开始判定单元，在由所述到达距离比较单元判定为所述车道限制到达距离比所述拥堵队列推定到达距离长的情况下，判定所述拥堵队列推定到达距离是否达到变道开始距离，所述变道开始距离是到所述拥堵队列的最末尾的预先设定的距离；以及变道控制执行单元，在由所述变道开始判定单元判定为所述拥堵队列推定到达距离达到了所述变道开始距离的情况下，执行所述本车辆的变道。

技术效果

根据本发明，在判定为与车道限制区间相邻的超车道发生拥堵的情况下，基于由交通信息获取单元获取的道路交通信息求出从本车辆到车道限制区间的开始位置为止的车道限制到达距离和从本车辆到拥堵队列的最末尾为止的拥堵队列推定到达距离，并在判定为车道限制到达距离比拥堵队列推定到达距离长的情况下，判定拥堵队列推定到达距离是否达到直到拥堵队列的最末尾的预先设定的变道开始距离，在判定为该拥堵队列推定到达距离达到了变道开始距离的情况下，执行本车辆的变道，因此，即使因车道限制而在超车道发生了拥堵，也能够在发生拥堵近前的最佳位置使本车辆变道。其结果是不会使驾驶员感觉到不适感。

附图说明

图1的(a)是地图信息提供***的概略构成图，图1的(b)是示出动态地图的概念的说明图。

图2是自动驾驶辅助装置的概略构成图。

图3是示出变道开始判定处理例程的流程图(之一)。

图4是示出变道开始判定处理例程的流程图(之二)。

图5的(a)是示出与车道限制区间相邻的超车道正在拥堵的状态的鸟瞰图，图5的(b)是示出从图5的(a)的状态起经过预定时间后的拥堵的状态的鸟瞰图。

图6示出在超车道未发生拥堵的状态下的变道，图6的(a)是示出在本车行进道路上设定的变道位置进行变道的状态的鸟瞰图，图6的(b)是示出在图6的(a)的变道位置上在超车道并行有相邻车辆的状态的鸟瞰图，图6的(c)是示出在图6的(b)的状态下本车辆到达***开始位置的状态的鸟瞰图，图6的(d)是示出在图6的(c)的状态下本车辆到达停止位置的状态的鸟瞰图。

图7示出在超车道发生拥堵的状态下的变道，图7的(a)是示出在超车道的拥堵最末尾位于比车道限制区间开始位置更靠远方的位置的状态下的变道的鸟瞰图，图7的(b)是示出在超车道的拥堵最末尾位于比车道限制区间开始位置更靠近前的位置的状态下的变道的鸟瞰图，图7的(c)是示出在与图7的(b)的状态相比拥堵向近前延伸的状态下的变道的鸟瞰图。

符号说明

1：云服务器

1a：地图数据库

2：交通信息中心

4：基站

5：因特网

6：全球动态地图

6a：静态信息层

6b：准静态信息层

6c：准动态信息层

6d：动态信息层

10：自动驾驶辅助装置

11：定位单元

12：地图定位运算部

12a：本地动态地图设定、更新部

12b：本车位置推定运算部

12c：目标行进道路设定运算部

12d：道路地图信息获取部

13：GNSS接收机

14：动态地图收发机

15：自主行驶传感器

16：目的地信息输入装置

17：地图数据库

17a：本地动态地图

21：相机单元

21a：主相机

21b：副相机

21c：图像处理单元

21d：前方行驶环境识别部

23：车辆控制单元

23a：道路交通信息获取部

23b：车辆控制运算部

31：转向控制部

32：制动控制部

33：加速减速控制部

34：报警装置

L：车道限制到达距离

L’：拥堵修正距离

L1：变道允许距离

L2、La、Ld：拥堵到达距离

L3：制动控制距离

L4：***距离

L5：变道距离

L6：制动开始距离

L7：变道可能距离

Lb：移动距离

Lc：车辆增加距离

M：本车辆

P1：最末尾车辆

P2～P6：后续车辆

P7：前行车辆

α：未检测出推定台数

ρt：交通密度

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1的(a)所示的地图信息提供***具有作为中央管理装置的云服务器1、各交通信息中心2和基站4，并通过将它们经由因特网5进行连接而构成。云服务器1具有地图数据库1a，在该地图数据库1a存储有全球动态地图(全球DM)6。云服务器1将存储在地图数据库1a的全球动态地图6的信息(地图信息)从基站4分发到各车辆(在图中，以本车辆M为代表来示出)。

各交通信息中心2设置于民间和公共机构的管辖内，收集时刻变化的交通信息和环境信息，并作为交通信息发送到云服务器1。例如，在民间的交通信息中心，收集从签约的各车辆接收的探测交通信息(根据车速生成的堵塞和拥挤信息、根据雨刮器使用频率得到的天气信息等)，并发送到云服务器1。此外，例如，公共机构的交通信息中心收集从预先设置于道路的各种传感器和都道府县(各省市自治区)警察、道路交通管理者等得到的交通信息而发送到云服务器1。

云服务器1实时地处理按时序从各交通信息中心2接收到的交通信息，并依次更新存储在全球动态地图6中的道路交通信息而统一进行管理。如图1的(b)所示，该全球动态地图6具体地呈四层结构，以最下层的静态信息层6a为基础，在其上叠加有为了支持自动行驶所需要的附加地图信息。

静态信息层6a是高精度三维地图信息，是存储有路面信息、车道信息、交叉路口信息、三维构造物和永久的限制信息等变化最少的静态信息的最下层的基础信息层。此外，叠加在该静态信息层6a的附加地图信息被划分为三层，从低层起依次具有准静态信息层6b、准动态信息层6c、动态信息层6d。

该各个层6a～6d根据在时间轴上的变化(变动)程度来区分，各个层6a～6d的信息按每预定的期间(时间)依次进行更新。即，由于静态信息层6a变化少，所以以一个月以内的周期进行更新。此外，在准静态信息层6b中，是事先计划或预测到将发生变化的事件的状态的信息，存储有与静态信息层6a相比信息的变化多但在动态信息层中变化最少的信息。例如，是由施工引起的车道限制的计划、季节/活动限制计划、拥堵预测、大范围气象预报等。由于该准静态信息的动态变化少，所以以一小时以内的周期进行更新。

在准动态信息层6c中存储有动态变化比准静态信息层6b多的由未计划或未预测到的突发事件引起的信息。例如，是事故信息、拥堵信息、游击式暴雨那样的小范围气象信息。由于该准动态信息的动态变化多，所以以一分钟以内的周期进行更新。

在动态信息层6d中存储有变化最多且需要实时地更新的信息，且信息通过车车间通信、路车间通信、人车间通信来实时地获取。例如，是信号指示(亮灯颜色)信息、铁路道口断路闸信息、交叉路口直行车信息、交叉路口内行人/自行车信息等。由于该动态信息需要实时地获取，所以以一秒以内的周期进行更新。应予说明，存储在全球动态地图6的各信息层6a～6d的信息的属性是例示，并不限定于此。

存储在上述的云服务器1的地图数据库1a的全球动态地图6的信息从各基站4分发到各车辆。在本车辆M搭载有用于进行自动驾驶的自动驾驶辅助装置10。该自动驾驶辅助装置10具备定位单元11、作为行驶环境信息获取单元的相机单元21、和车辆控制单元23。

如图2所示，定位单元11具有地图定位运算部12和由HDD等大容量存储介质构成的地图数据库17。该地图定位运算部12、后述的前方行驶环境识别部21d和车辆控制单元23由具备CPU、RAM、ROM等的周知的微型计算机及其周边设备构成，并在ROM中预先存储有由CPU执行的程序等固定数据等。此外，在地图数据库17中存储有本地动态地图(本地DM)17a。该本地动态地图17a是在使本车辆M自动行驶时所需的一部分地域的动态地图，具有与上述的图1的(b)所示的全球动态地图6同样的层次结构。

此外，在地图定位运算部12的输入侧连接有GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球定位卫星***)接收机13、DM(动态地图)收发机14、自主行驶传感器15、目的地信息输入装置16和后述的相机单元21的前方行驶环境识别部21d。

GNSS接收机13接收从多个定位卫星发出的定位信号。DM收发机14请求存储在云服务器1的全球动态地图6中的地图信息的发送，并接收从云服务器1发送的地图信息。

此外，自主行驶传感器15是在隧道内行驶等从GNSS卫星接收信号的灵敏度低且无法有效接收定位信号的环境下，使得能够进行自主行驶的传感器，其由车速传感器、陀螺仪传感器和纵向加速度传感器等构成。并且，地图定位运算部12基于由车速传感器检测出的车速和由陀螺仪传感器检测出的角速度以及由纵向加速度传感器检测出的纵向加速度等，根据移动距离和方位来进行定位。此外，目的地信息输入装置16是使作为操作者的驾驶员通过监视器操作和/或声音等输入目的地信息(地址、电话号码、设施名称等)的外部输入单元。应予说明，地图定位运算部12如果被输入目的地信息，则设定从当前的本车位置到目的地的行驶路径。

地图定位运算部12具备本地动态地图设定更新部12a、本车位置推定运算部12b、行驶路径/目标行进道路设定运算部12c和道路地图信息获取部12d。

本地动态地图设定更新部12a以预定周期(例如，一个月以内的周期)下载存储在云服务器1的地图数据库1a的全球动态地图6的静态信息层6a，并以该静态信息层6a来更新地图数据库17的本地动态地图17a的静态信息层。进行自动驾驶时的从本车位置到目的地的行驶路径基于构成基础的最下层的静态信息层来设定。因此，该静态信息层以静态信息层6a来全部更新。另一方面，准静态信息层6b、准动态信息层6c、动态信息层6d的各动态信息由于仅是沿着后述的目标行进道路的信息即可，因此，仅下载限于本车位置周边和目标行进道路周边的一部分地域的动态信息。

本车位置推定运算部12b基于由GNSS接收机13接收到的定位信号来获取作为本车辆M的位置信息的位置坐标(纬度、经度)。此外，在因GNSS接收机13的灵敏度下降而无法从定位卫星接收有效的定位信号的环境下，基于来自自主行驶传感器15的信号来推定本车辆M的位置坐标。

行驶路径/目标行进道路设定运算部12c基于由本车位置推定运算部12b推定的本车辆M的位置坐标(纬度、经度)和由目的地信息输入装置16输入的目的地信息，与本地动态地图17a的静态信息层进行地图匹配，并确定本车位置和目的地。接下来，基于静态信息层生成将本车位置与目的地连结的行驶路径。然后，在该行驶路径上以本车位置为起点设定用于使本车辆M沿着行驶车道自动行驶的目标行进道路，直到数公里～数十公里远的预先设定的距离。

然后，对本地动态地图设定更新部12a请求本车位置周边和目标行进道路周边的地图信息。于是，本地动态地图设定更新部12a访问云服务器1而从全球动态地图6的动态信息(准静态信息层6b、准动态信息层6c、动态信息层6d)下载对应的特定地域的地图信息，将本地动态地图17a的各信息层依次更新。

道路地图信息获取部12d将准静态信息层6b、准动态信息层6c、动态信息层6d与存储在本地动态地图17a中的本车位置周边和目标行进道路周边的静态信息层进行组合而构建本车位置周边和目标行进道路周边的动态地图。

另一方面，相机单元21固定于本车辆M的车室内前部的上部中央，并具有由以夹着车宽方向中央的方式配设在左右对称的位置上的主相机21a和副相机21b构成的车载相机(立体相机)、图像处理单元(IPU)21c和前方行驶环境识别部21d。并且，通过IPU21c以预定方式对利用两相机21a、21b获取的本车辆M的前方的行驶环境信息进行图像处理。

前方行驶环境识别部21d读取由IPU21c进行了图像处理的行驶环境图像信息，并基于该行驶环境图像信息来识别前方行驶环境。该前方行驶环境包括：本车辆M行驶的行进道路(本车行进道路)的道路形状(对左右进行划分的划分线的中央的道路曲率和左右划分线间的宽度(车道宽度))、交叉路口、信号指示(亮灯颜色)、道路标识、和路边障碍物(电线杆、护栏、围墙、停车车辆等)。

由该前方行驶环境识别部21d识别的前方行驶环境被本地动态地图设定更新部12a读取，并实时地对存储在地图数据库17的本地动态地图17a中的动态信息(准静态信息层、准动态信息层、动态信息层)的地图信息进行更新。因此，被道路地图信息获取部12d读取的本车位置周边和目标行进道路周边的动态地图也通过由相机单元21的前方行驶环境识别部21d获取的信息(已解除车道限制、消除了伴随车道限制的拥堵、或拥堵最末尾正在向本车辆M侧延伸等)来依次更新，因此，总是获取最新的道路地图信息。

此外，车辆控制单元23具备作为交通信息获取单元的道路交通信息获取部23a和车辆控制运算部23b，并在输入侧连接有相机单元21的前方行驶环境识别部21d。另一方面，在该车辆控制单元23的输出侧，连接有使本车辆M沿着顺着行驶车道设定的目标行进道路行驶的转向控制部31、通过强制制动使本车辆M减速的制动控制部32、控制本车辆M的车速的加速减速控制部33和报警装置34。进而，该车辆控制单元23与地图定位运算部12通过车内通信线路(例如CAN：Controller Area Network，控域网)而双向自由通信地连接。

道路交通信息获取部23a从由道路地图信息获取部12d构建的目标行进道路上的动态地图(本地动态地图)获取道路交通信息(本车辆M周边的通行车辆、前方交叉路口、信号指示(亮灯颜色)、道路标识、路边障碍物等、以及由施工、事故等引起的车道限制区间的位置信息、伴随此的拥堵信息等)。

车辆控制运算部23b以预定方式控制转向控制部31、制动控制部32、加速减速控制部33而使本车辆沿着目标行进道路自动行驶。此时，基于由道路地图信息获取部12d在目标行进道路上构建的本地动态地图和由前方行驶环境识别部21d识别出的前方行驶环境，进行周知的跟随车间距离控制(ACC：Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制)和车道保持控制(ALK：Active Lane Keep，主动车道保持)，并在检测到前行车辆的情况下跟随前行车辆，在未检测到前行车辆的情况下以设定车速(但上限为限制速度)进行行驶。

此外，在基于由道路交通信息获取部23a获取的本车位置周边和目标行进道路周边的道路交通信息，在使本车辆M沿着行驶车道自动行驶的目标行进道路上设有通行限制，并伴随此在通行带发生拥堵的情况下，该车辆控制运算部23b对进行本车辆M的变道的时刻进行运算。即，根据道路交通法，在左侧通行时，最右侧的通行带被确定为超车道，通常规定为在超车道以外的通行带进行行驶。因此，检测到车道限制，并尽早变道而持续在超车道行驶有可能成为“通行带违反”。因此，在自动驾驶下，在发生了由车道限制引起的拥堵的情况下，需要控制为在遵守道路交通法且最佳的时刻进行向超车道侧的变道。

由车辆控制运算部23b进行的变道开始时刻的设定具体地按照图3所示的变道开始判定处理例程来进行。应予说明，以下，以被规定为左侧通行的道路为例进行说明。因此，在被规定为右侧通行的道路中，将右侧替换为左侧，将左侧替换为右侧来应用。

在该例程中，首先，在步骤S1中读取由道路交通信息获取部23a获取的本车位置周边和目标行进道路周边的道路交通信息。接下来，进入到步骤S2，基于该道路交通信息检查是否在本车辆M前方的目标行进道路设有车道限制区间。然后，在设有车道限制区间的情况下进入步骤S3。此外，在未设有车道限制区间的情况下退出例程，继续进行沿着目标行进道路的自动驾驶。

如果进入到步骤S3，则基于上述的道路交通信息检查与本车辆M所行驶的目标行进道路相邻的通行带是否为超车道。例如，在通行带为三条车道以上的情况下，超车道也仅是最右侧的一条车道，在本车辆在最左侧的车道行驶且该车道被限制通行的情况下，即使在距车道限制区间相当远的本车辆近前位置向相邻的通行带变道也不违反道路交通法。因此，在相邻的通行带不是超车道的情况下，跳至步骤S11而进行及早开始变道的驾驶控制。

另一方面，在相邻的通行带为超车道的情况下，进入步骤S4。在步骤S4中，基于上述的道路交通信息，根据本车辆M前方的目标行进道路周边的信息检查与目标行进道路相邻的超车道是否拥堵。应予说明，步骤S3、S4中的处理与本发明的拥堵判定单元对应。

然后，在判定为发生了拥堵的情况下进入步骤S5。此外，在判定为没有拥堵的情况下，跳至步骤S9。这里，拥堵是指以预定时速(例如，高速道路的行驶为40[Km/h])以下的速度进行的低速行驶或反复进行停止/起步的车辆队列为预定距离(例如，1[Km])以上，且持续了预定时间(例如，15[min])以上的状态。但是，这是例示。

检测出拥堵而尽早变道并长时间在超车道行驶不仅有可能成为道路交通法上所说的“通行带违反”，也会阻碍正在超车道行驶的后续车辆的行驶。因此，在步骤S5～S9中，设定在检测出了拥堵时向超车道变道的时刻。

在此情况下，例如，如图5的(a)所示，能够基于道路交通信息和本车位置计算出到达拥堵车辆队列的最末尾车辆P1的到达距离(拥堵到达距离)La。但是，存储在云服务器1的拥堵信息的检测时间与本车辆M接收(获取)到交通信息的时刻之间必定有偏差时间。

因此，即使基于该拥堵到达距离La设定变道的时刻，在有数台后续车辆(图中为P2～P6)正在接近拥堵车辆队列的最末尾车辆P1的情况下，也无法进行变道，而变为从低速或停车的状态***队列，但基于自动驾驶进行的***控制的难度高。进一步地，在前行车辆P7在本车辆M前方行驶的情况下，就会优先该前行车辆P7的***，本车辆M的***控制的难度变得更高。

因此，如图5的(b)所示，变为掌握在本车辆M前方行驶的车辆而求出变道时刻。此时，在拥堵车辆队列正在低速行驶的状况下，上述的最末尾车辆P1随着时间的经过移动预定距离Lb。因此，拥堵到达距离La根据本车辆M的车速(本车车速)与拥堵队列的移动速度之间的差而变化。进一步地，在上述的最末尾车辆P1与本车辆M之间有多台(在图中为P2～P7，但P2省略)车辆的情况下，由于该多台车辆加入到拥堵队列，从图5的(a)的状态延长距离(车辆增加距离)Lc，因此，实际的拥堵到达距离Ld根据上述的本车车速与拥堵队列的移动速度之间的差和新加入的车辆的车辆队列的关系来求出。

首先，在步骤S5中，根据存储在云服务器1的拥堵信息的检测时间与本车辆M接收(获取)到的时间之间的偏差时间，计算出修正拥堵队列的最末尾与本车辆M之间的距离的拥堵修正距离L’。

该拥堵修正距离L’是在作为最末尾的车辆P1的移动距离(＝拥堵队列的移动距离)Lb上加上基于偏差时间的车辆增加部分的距离(车辆增加距离)Lc而求出的。

L’＝Lb+Lc

这里，移动距离Lb根据式(1)求出。

Lb＝拥堵队列的移动速度×拥堵信息获取后的经过时间…(1)

应予说明，经过时间是将最新信息存储在云服务器1的时间与到开始运算为止之间的偏差时间。

此外，如果准确地检测出变道后的本车辆M与拥堵最末尾之间的车辆台数，则车辆增加距离Lc可以根据式(2)简单地求出。

车辆台数×(车辆全长+车间距离)…(2)

可是，例如，还考虑在车辆队列中存在图5的(a)的单点划线框所示的车辆P2、P3那样的未检测出的车辆组的情况。在这样的情况下，根据式(2)车辆增加距离Lc成为比实际短的值，如该图所示，本车辆M有可能会错过变道的时刻。

因此，在本实施方式中，使得能够以在变道后的本车辆M与拥堵最末尾之间的车辆队列中存在未检测出的车辆组的情况为前提来求出车辆增加距离Lc，并适当地设定变道的时刻。即，车辆增加距离Lc根据式(3)来计算。

Lc＝{α+拥堵信息获取后加入到拥堵队列的车辆台数}×(车辆全长+车间距离)…(3)

应予说明，在式(3)中将车辆全长设为恒定值，但在能够从道路交通信息和相机单元21获取的情况下，也可以一个一个地应用。

这里，α为未检测出推定台数，根据式(4)来计算。

α＝[ρt/{(车道数量-施工车道数量)/车道数量}]×本车辆与拥堵最末尾之间的距离…(4)

这里，ρt为在拥堵近前行驶的整个道路的交通密度，根据式(5)来计算。

ρt＝拥堵信息获取后本车辆与拥堵最末尾之间的车辆台数/拥堵信息获取后的行驶距离…(5)

这里，行驶距离根据本车车速和拥堵信息获取后的经过时间来计算。

应予说明，在本车辆M接近拥堵队列时，或者本车辆M超越前行车辆，或者后续车辆超越本车辆M，因此，车辆台数按每运算周期进行变化。在此情况下，车辆台数的增减可以从道路交通信息获取，但也可以根据由相机单元21识别的车辆来计数。

例如，

假设：拥堵队列的移动速度＝5.5m/s，

拥堵信息获取后的经过时间＝60s，

从本车辆到拥堵最末尾的距离＝3000m，

车辆台数＝10台，

拥堵信息获取后的本车辆的行驶距离＝2000m，

车道数量＝2，

施工车道数量＝1，

每一台车辆全长＝6m，

车间距离＝3m(根据车速而变化)的情况下，

拥堵队列的移动距离Lb成为Lb＝-5.5×60＝-330m。

另外，未检测出推定台数α成为α＝[(10/2000)/{(2-1)/2}]×3000＝30，车辆增加距离Lc成为Lc＝(30+10)×(6+3)＝360m。

因此，拥堵修正距离L’成为L’＝-330+360＝30m。

接下来，进入步骤S6，基于道路交通信息求出从车道限制区间的开始位置到本车位置为止的距离(以下，称为车道限制到达距离)L和从本车位置到拥堵最末尾为止的距离(以下，称为拥堵到达距离)L2，并将该车道限制到达距离L与在拥堵到达距离L2上加上拥堵修正距离L’而得到的拥堵队列推定到达距离(L2+L’)进行比较。

然后，在L≤L2+L’的情况下，如图7的(a)所示，判定为拥堵最末尾位于比车道限制区间的开始位置更靠远方的位置，并跳至步骤S9。另一方面，在L＞L2+L’的情况下，如图7的(c)所示，判定为拥堵最末尾位于比车道限制区间的开始位置更靠近前的位置，并进入步骤S7。

在步骤S7中，将从车道限制区间的开始位置到设定在近前的变道允许位置为止的距离(变道允许距离)L1与变道可能距离L7进行比较。该变道允许距离L1是遵守道路交通法并允许从车道限制区间的近前向超车道侧变道的距离，且是2Km等预先设定的固定值。

此外，变道可能距离L7是本车辆M变道后能够安全地对拥堵最末尾的车辆进行跟随行驶的距离，以车道限制开始位置为基准设定。该变道可能距离L7根据L7＝L-(L2+L’)+L3+L4来求出。这里，L3是能够相对于拥堵最末尾的车辆安全地停止的制动控制距离，L4是在从相邻车道向超车道变道时，为了在制动控制距离L3的近前完成变道所需的距离(以下，称为***距离)。因此，L3+L4为变道后所需的车间距离。应予说明，这两个距离L3、L4可以是固定值，但也可以是基于本车车速而设定的可变值。

然后，在L7≤L1的情况下，如图7的(b)所示，判定为变道时刻存在余裕，并分支到步骤S9。另一方面，在L7＞L1的情况下，如图7的(c)所示，判定为需要在比变道允许距离L1更靠近前的位置进行变道，并进入步骤S8。应予说明，该步骤S6、S7中的处理与本发明的到达距离比较单元对应。

在步骤S8中，对拥堵队列推定到达距离(L2+L’)与将制动控制距离L3、***距离L4、变道距离L5相加而得到的变道开始距离(L3+L4+L5)进行比较。该变道距离L5是从行驶车道向超车道变道时所需的距离，且基于车速而设定。

然后，在(L2+L’)≥(L3+L4+L5)的情况下，由于拥堵队列推定到达距离(L2+L’)未达到变道开始距离(L3+L4+L5)，所以判定为不需要进行变道，并退出例程。并且，在(L2+L’)＜(L3+L4+L5)，(L2+L’)达到了变道开始距离时，判定为变道开始时刻，并进入步骤S10。

另一方面，如果从步骤S4、步骤S6或步骤S7进入到步骤S9，则将车道限制到达距离L与在变道允许距离L1上加上变道距离L5而得到的变道开始距离进行比较。在变道允许距离L1上加上变道距离L5而得到的值是在未发生拥堵的状态下的开始变道的距离。

然后，在L≥L1+L5的情况下，判定为还不需要进行变道，并退出例程。之后，在车道限制到达距离L达到了变道开始距离(L1+L5)时(L＜L1+L5)，判定为变道开始时刻，进入步骤S10。因此，如图6的(a)所示，在超车道前方不存在前行车辆的情况下，只要在达到了变道开始距离(L1+L5)时开始变道即可。应予说明，步骤S7～S9中的处理与本发明的变道开始判定单元对应。

如果从步骤S8或步骤S9进入到步骤S10，则将车道限制到达距离L与制动开始距离L6进行比较。该制动开始距离L6是为了使本车辆M在车道限制区间的开始位置近前安全地停止而开始制动控制的位置，且是预先设定的固定值。然后，在L≥L6的情况下，由于本车辆M未达到制动开始距离L6，所以进入步骤S11。此外，在L＜L6的情况下，为了开始制动控制而跳至步骤S13。

如果进入到步骤S11，则检查在超车道是否存在并行的车辆(并行车辆)。是否存在并行车辆是基于在步骤S1中读取的道路交通信息和/或来自相机单元21的信息来判定的。然后，在检测出并行车辆的情况下，返回到步骤S10。另一方面，在不存在并行车辆的情况下，进入步骤S12。

例如，如图6的(b)和(c)所示，在到达本车辆M开始变道的时刻时，在即使想要变道，但在超车道行驶有并行车辆的情况下，也无法进行变道，成为在行驶车道并行的状况。然后，如图6的(d)所示，在无法变道的状态下达到了制动开始距离L6的情况下，分支到步骤S13。在此情况下，例如，如图6的(c)所示，在即使本车辆M从变道开始位置起行驶预定距离，并行车辆仍继续并行的情况下，可以使本车辆M减速而以在并行车辆的后方确保制动控制距离L3和***距离L4的方式进入步骤S12。

如果进入到步骤S12，则执行变道控制而退出例程。于是，车辆控制运算部23b向各控制部31～33发送用于使本车辆M向超车道侧变道的控制信号，执行变道。应予说明，该步骤S12中的处理与本发明的变道控制执行单元对应。

此外，如果进入到步骤S13，则执行停车控制而退出例程。于是，车辆控制运算部23b使制动控制部32动作，使本车辆M在车道限制区间的开始位置近前停车。然后，在使本车辆M停车后，解除自动驾驶，并使驾驶员接管驾驶操作。

这样，根据本实施方式，在因本车辆的行驶车道前方设有车道限制区间而使本车辆M向超车道侧变道时，除了拥堵队列的移动速度和在拥堵队列后续的车辆台数之外，还预测无法检测出的车辆而求出本车辆M与拥堵队列的最末尾之间的距离，因此，能够在发生拥堵近前的最佳位置使本车辆变道。其结果是能够不使驾驶员感觉到不适感而通过自动驾驶来变道。

此外，即使在检测到在超车道发生了拥堵的情况下，也不会及早变道而在最佳的时刻进行变道，因此，不仅不会不小心在超车道上长时间行驶，而能够进行遵守道路交通法的行驶，而且也不会阻碍在超车道行驶的后续车辆的行驶。

应予说明，本发明不限于上述的实施方式，例如，在上述的图3的步骤S3中，在判定为相邻的通行带不是超车道的情况下，也可以直接退出例程，另行求出向相邻车道变道的时刻。

此外，由前方行驶环境识别部21d获取的信息也可以作为探测交通信息发送到云服务器1。

Claims (9)

1.一种自动驾驶辅助装置，其特征在于，具备：

行驶环境信息获取单元，获取本车辆的前方的行驶环境信息；

交通信息获取单元，从中央管理装置获取为了使所述本车辆自动行驶而设定的目标行进道路的道路交通信息；

拥堵判定单元，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息检查在所述目标行进道路是否设有车道限制区间，在设有该车道限制区间的情况下，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息判定与该车道限制区间相邻的超车道是否发生拥堵；

到达距离比较单元，在由所述拥堵判定单元判定为与所述车道限制区间相邻的所述超车道发生拥堵的情况下，基于由所述交通信息获取单元获取的所述道路交通信息求出从所述本车辆到所述车道限制区间的开始位置为止的车道限制到达距离和从所述本车辆到拥堵队列的最末尾为止的拥堵队列推定到达距离，并将该车道限制到达距离与该拥堵队列推定到达距离进行比较；

变道开始判定单元，在由所述到达距离比较单元判定为所述车道限制到达距离比所述拥堵队列推定到达距离长的情况下，判定所述拥堵队列推定到达距离是否达到变道开始距离，所述变道开始距离是到所述拥堵队列的最末尾的预先设定的距离；以及

变道控制执行单元，在由所述变道开始判定单元判定为所述拥堵队列推定到达距离达到了所述变道开始距离的情况下，执行所述本车辆的变道。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

利用拥堵修正距离来修正所述拥堵队列推定到达距离，所述拥堵修正距离是基于所述拥堵队列的移动速度、加入到该拥堵队列的最末尾的车辆台数和存在于所述本车辆与所述拥堵队列的最末尾之间的整个道路的车辆的密度求出由所述交通信息获取单元获取所述道路交通信息的获取时间与检测到该道路交通信息的时间之间的偏差时间引起的所述本车辆与所述拥堵队列的最末尾之间的距离的变化而得到。

3.根据权利要求1或2所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在由所述到达距离比较单元判定为所述车道限制到达距离比所述拥堵队列推定到达距离长的情况下，所述变道开始判定单元将从所述拥堵队列的最末尾起算的预先设定的变道可能距离与以所述车道限制区间的开始位置为基准的变道允许距离进行比较，并在判定为所述变道可能距离比所述变道允许距离长的情况下，判定是否达到变道开始距离。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

所述变道可能距离是从所述车道限制到达距离减去所述拥堵队列推定到达距离，并加上所需的车间距离而求出的。

5.根据权利要求3所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在由所述到达距离比较单元判定为所述车道限制到达距离比所述拥堵队列推定到达距离短的情况下，所述变道开始判定单元将所述车道限制到达距离与在所述变道允许距离上加上变道所需的变道距离而得到的值进行比较，

在由所述变道开始判定单元判定为所述车道限制到达距离比所述变道允许距离与所述变道距离相加得到的值短的情况下，所述变道控制执行单元执行所述本车辆的变道。

6.根据权利要求4所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在由所述到达距离比较单元判定为所述车道限制到达距离比所述拥堵队列推定到达距离短的情况下，所述变道开始判定单元将所述车道限制到达距离与在所述变道允许距离上加上变道所需的变道距离而得到的值进行比较，

在由所述变道开始判定单元判定为所述车道限制到达距离比所述变道允许距离与所述变道距离相加得到的值短的情况下，所述变道控制执行单元执行所述本车辆的变道。

7.根据权利要求1或2所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在进行变道时，在想要变道的所述超车道侧检测到并行的车辆的情况下，所述变道控制执行单元维持当前的行驶车道的行驶。

8.根据权利要求3所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在进行变道时，在想要变道的所述超车道侧检测到并行的车辆的情况下，所述变道控制执行单元维持当前的行驶车道的行驶。

9.根据权利要求4～6中任一项所述的自动驾驶辅助装置，其特征在于，

在进行变道时，在想要变道的所述超车道侧检测到并行的车辆的情况下，所述变道控制执行单元维持当前的行驶车道的行驶。

Images