CN111201557B - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆控制装置(12)，在交通参与者(20)在铁路道口(140)附近等待通过铁路道口的情况下，该车辆控制装置(12)适宜地对想要通过铁路道口(140)的本车辆(10)的驾驶进行控制。从铁路道口(140)由阻断通行状态转换为可通行状态时起至经过等待时间(T)为止，抑制本车辆(10)向铁路道口(140)内进入，当经过了等待时间(T)时使本车辆(10)向铁路道口(140)内进入，通过(横穿)铁路道口(140)，其中所述等待时间(T)按照在铁路道口(140)的附近存在的交通参与者(20)的种类或者数量来设定。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及一种对通过铁路道口的车辆的驾驶(自动驾驶或者驾驶辅助)进行控制的车辆控制装置。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开2005-165643号(以下称为JP2005-165643A。)中公开一种驾驶辅助装置，该驾驶辅助装置在本车辆的行驶道路与铁路轨道交叉的铁路道口近前对本车辆的驾驶进行辅助。
在该驾驶辅助装置中，在进入铁路道口之前判定在铁路道口的外侧(对面侧)是否有(或者是否产生)本车辆能进入的空间，在有空间的情况下，判定为本车辆能通过铁路道口(JP2005-165643A的[0101]、[0103]段、图7)。
发明内容
然而，即使在假设铁路道口的外侧(对面侧)有能进入的空间的情况下，例如，在本车辆等待通过铁路道口的同时，许多行人、自行车等交通参与者也在等待通过铁路道口的情况下，这些交通参与者在铁路道口开放时有时会进入车道。
在JP2005-165643A中没有公开这种情况下的车辆的控制方法，有改良的余地。
本发明是考虑这样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种车辆控制装置，当在铁路道口附近有交通参与者等待通过铁路道口时，该车辆控制装置能够适宜地对想要通过铁路道口的车辆的驾驶(自动驾驶或者驾驶辅助)进行控制。
本发明所涉及的车辆控制装置进行本车辆的驾驶控制，
具有外界识别部、位置识别部、车辆状况判定部、等待时间设定部和能否进入判定部，其中，
所述外界识别部识别在所述本车辆的周边存在的交通参与者和铁路道口；
所述位置识别部识别所述本车辆的行驶位置；
所述车辆状况判定部根据所述外界识别部的识别结果和/或所述位置识别部的识别结果来判定所述本车辆是否是想要通过铁路道口的车辆；
所述等待时间设定部按照在所述铁路道口的附近存在的所述交通参与者的种类或数量，来设定直到开始向铁路道口内进入为止的等待时间；
从所述铁路道口由阻断通行状态转换为可通行状态时起，至经过所述等待时间为止，所述能否进入判定部不允许所述本车辆向所述铁路道口内进入，当经过了所述等待时间时，所述能否进入判定部允许所述本车辆向所述铁路道口内进入。
根据本发明，当在铁路道口附近存在交通参与者时，从铁路道口由阻断通行状态转换为可通行状态时起至经过等待时间为止，抑制本车辆进入所述铁路道口内，当经过了所述等待时间时使所述本车辆进入所述铁路道口内，其中所述等待时间按照所述交通参与者的数量来设定。
因此，在本车辆是自动驾驶车辆的情况下，当经过了所述等待时间时，能够使所述本车辆进入铁路道口内，在本车辆是驾驶辅助车辆的情况下，例如，当本车辆在所述等待时间之前想要进入所述铁路道口内时发出警报，当经过了所述等待时间时催促进入所述铁路道口内。
根据本发明，在交通参与者在铁路道口附近等待通过铁路道口的情况下，能够适宜地对想要通过铁路道口的车辆的驾驶(自动驾驶或者驾驶辅助)进行控制。
在该情况下，优选为，
所述交通参与者的数量越多，则所述等待时间设定部将所述等待时间设定得越长。
通过这样进行设定，能够将等待时间设定为与交通参与者的数量相对应的适当的时间。
另外，优选为，
所述等待时间设定部按照所述交通参与者的种类来变更所述等待时间。
通过这样进行变更，能够更适当地设定等待时间。
另外，优选为，
所述铁路道口内的道路宽度越窄，所述等待时间设定部将所述等待时间设定得越长。
铁路道口内的道路宽度越窄，则交通参与者在铁路道口内的通过时间越长，因此，通过对应于该通过时间来延长等待时间，能够设定适当的等待时间。
附图说明
图1是具有本实施方式所涉及的车辆控制装置的本车辆的框图。
图2是所述车辆控制装置的功能框图。
图3是表示想要进入铁路道口的本车辆等的俯视示意图。
图4是表示用于设定从铁路道口开放起的本车辆的等待时间的映射的特性图。
图5是用于说明车辆控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式且参照附图对本发明所涉及的车辆控制装置详细进行说明。另外，下面，将作为说明的主体的车辆称为本车辆，将本车辆以外的其他的车辆称为其他车辆。另外，以车辆左侧通行为例进行说明，但同样也能够适用于右侧通行。
图1是具有本实施方式所涉及的车辆控制装置12的本车辆10的框图。图2是车辆控制装置12的功能框图。图3是表示想要在遮断杆132打开后进入铁路道口140的本车辆10及行人20p、自行车20b等交通参与者20的俯视示意图。
[1.本车辆10的结构]
如图1所示，本车辆10具有：车辆控制装置12；输入***装置组14，其获取或者存储被输入该车辆控制装置12的各种信息；和输出***装置组16，其按照车辆控制装置12输出的各种指示进行动作。本车辆10是由车辆控制装置12进行驾驶操作的自动驾驶车辆(包括全自动驾驶车辆。)或者对一部分驾驶操作进行辅助的驾驶辅助车辆。
[1.1.输入***装置组14]
输入***装置组14包括：外界传感器18，其检测本车辆10的周围(外界)的状态；通信装置19，其与位于本车辆10的外部的各种通信设备进行信息的收发；MPU(高精度地图)22，其位置精度在厘米单位以下；导航装置24，其生成至目的地的行驶路径，并且计测本车辆10的行驶位置；和车辆传感器26，其检测本车辆10的行驶状态。
外界传感器18包括：1个以上的摄像头28，其对外界进行拍摄；1个以上的雷达30和1个以上的LIDAR(Light Detection and Ranging：光探测和测距)32，二者检测本车辆10与周围物体(包括交通参与者20)之间的距离、和本车辆10与周围物体之间的相对速度。
通信装置19包括：第1通信装置34，其与设置于未图示的其他车辆的通信装置之间进行车车间通信；和第2通信装置36，其与设置于行驶道路120等基础设施的通信装置122之间进行路车间通信。
导航装置24包括卫星导航***和自主导航***。
车辆传感器26包括未图示的车速传感器、加速度传感器、偏航角速率传感器、倾斜传感器等。
[1.2.输出***装置组16]
输出***装置组16包括驱动力输出装置40、操舵装置42、制动装置44和告知装置46。
驱动力输出装置40包括驱动力输出ECU(Electronic Control Unit)、发动机、驱动马达等车轮的驱动源。
驱动力输出装置40按照乘员对加速踏板进行的操作或者从车辆控制装置12输出的驱动的控制指示使本车辆10产生驱动力。
操舵装置42包括电动助力转向***(EPS)ECU和EPS执行机构。操舵装置42按照乘员对方向盘进行的操作或者从车辆控制装置12输出的操舵的控制指示来使本车辆10产生操舵力。
制动装置44包括制动ECU和制动执行机构。制动装置44按照乘员对制动踏板进行的操作或者从车辆控制装置12输出的制动的控制指示来使本车辆10产生制动力。
告知装置46包括告知ECU、信息传递装置(显示装置、音响装置、触觉装置等)。告知装置46按照从车辆控制装置12或者其他ECU输出的告知指示来向乘员进行告知。
[1.3.车辆控制装置12]
车辆控制装置12由ECU构成，具有处理器等运算装置50和ROM、RAM等存储装置52。车辆控制装置12通过运算装置50执行存储在存储装置52中的程序来实现各种功能。
如图2所示，运算装置50作为外界识别部60、本车位置识别部70、行动计划部80和车辆控制部90等来发挥作用。
外界识别部60根据从外界传感器18输出的信息来识别本车辆10周围的状况和物体。外界识别部60包括区域识别部62、交通参与者识别部64和外界状态识别部66。
区域识别部62根据摄像头28的图像信息和/或高精度地图22来识别位于与本车辆10的行进方向相关联的各方向(前方、左侧和右侧)的特定区域{铁路道口140、交叉路口、开启桥等}的存在、种类、尺寸、边界的位置等。
交通参与者识别部64根据摄像头28的图像信息和/或雷达30、LIDAR32的检测信息，来识别在本车辆10的周边存在的作为交通参与者20的自行车(由人骑着的自行车)20b的台数Nb和作为交通参与者20的行人20p的人数Np。
外界状态识别部66根据摄像头28的图像信息来识别全面的道路环境、例如道路形状、道路宽度、车道标识线的位置、车道数、车道宽度、交通信号灯的亮灯状态、遮断机130的遮断杆132的开闭状态等。
另外，道路形状、道路宽度、车道标识线的位置、车道数和车道宽度也可以使用高精度地图22来识别。
本车位置识别部(还简称为位置识别部。)70根据MPU22和从导航装置24输出的信息来识别本车辆10的行驶位置和行驶位置周边的地图信息。
行动计划部80根据外界识别部60和本车位置识别部70的识别结果来判断本车辆10的行驶状况，计划本车辆10的行动(轨迹的生成等)。行动计划部80包括车辆状况判定部82、等待时间设定部84、能否进入判定部86和行动设定部88。
车辆状况判定部82根据外界识别部60的识别结果和本车位置识别部70的识别结果，判定本车辆10是否是在铁路道口140等待遮断机130的遮断杆132打开的排头车辆(最前面的车辆)。
等待时间设定部84根据外界识别部60的识别结果和车辆状况判定部82的判定结果，按照在铁路道口140的附近存在的交通参与者20的数量(自行车20b的台数Nb和行人20p的人数Np)，设定从铁路道口140的遮断杆132打开到开始向铁路道口140内进入为止的等待时间T。
图4的上部的特性图是作为表示自行车20b的台数Nb与等待时间Tb的关系的自行车等待时间Tb的例子的映射(由于是与自行车20b的台数Nb相关联的本车辆10的等待时间映射，因此还称为自行车等待时间映射。)152。该自行车等待时间映射152的特性按照铁路道口长度L和铁路道口宽度(道路宽度)H而改变。
图4的下部的特性图是作为表示行人20p的人数Np与等待时间Tp的关系的行人等待时间Tp的映射(由于是与行人20p的人数Np相关联的本车辆10的等待时间映射，因此还称为行人等待时间映射。)154。该行人等待时间映射154的特性也按照铁路道口长度L和铁路道口宽度H而改变。
将自行车等待时间映射152和行人等待时间映射154统称为等待时间映射150。
等待时间映射150为，由车道标识线等划分的本车辆10的行驶道路(还称为车道。)120中的铁路道口宽度H(车道120的车道宽度Hv+人行道124的人行道宽度Hp)越宽，则使等待时间越短，铁路道口宽度H越窄则使等待时间越长。等待时间映射150中，与实线所绘制的标准的等待时间Tbm(Tpm)相比较，虚线所绘制的铁路道口宽度H较窄的情况下的等待时间Tbs(Tps)为较长的时间，单点划线所绘制的铁路道口宽度H较宽的情况下的等待时间Tbl(Tpl)为较短的时间。
在该实施方式中，例如，在与自行车20b相关联的标准的等待时间Tbm中，如圆点(dot)所示，在2台的情况下设定为等待时间Tb1，在1台以下的情况下等待时间Tbm为零秒，在台数为3台的情况下设定为等待时间Tb2(Tb1＜Tb2)。另外，例如，在与行人20p相关联的标准的等待时间Tpm中，如圆点所示，在3人的情况下设定为等待时间Tm1，在2人以下的情况下等待时间Tpm为零秒，在4人的情况下设定为等待时间Tm2(Tm1＜Tm2)。
另外，也可以为，铁路道口长度L越长，则进一步将等待时间T变更为越长的时间。
在该实施方式中，等待时间设定部84将从铁路道口140的遮断杆132打开起至开始向铁路道口140内进入为止的等待时间T设定为等待时间Tb与等待时间Tp的和(T＝Tb+Tp)，其中，所述等待时间Tb根据自行车20b的台数Nb求得；所述等待时间Tp根据行人20p的人数Np求得。
能否进入判定部86根据等待时间T的经过、铁路道口140的开闭和交通参与者20的存在等，判定本车辆10能否进入铁路道口140。
行动设定部88根据能否进入判定部86的能进入的判定结果来选择本车辆10应该采取的行动。在此，设定通过铁路道口140时本车辆10作为目标的行驶轨迹(目标行驶轨迹)和作为目标的车速(目标车速)。
车辆控制部90根据行动计划部80的确定结果来对输出***装置组16进行动作的指示。
车辆控制部90包括驾驶控制部92和告知控制部94。
驾驶控制部92按照由行动计划部80计划出的目标行驶轨迹和目标车速生成控制指示，且将该控制指示输出给驱动力输出装置40、操舵装置42、制动装置44。
告知控制部94生成针对乘员的告知指示，且将该告知指示输出给告知装置46。
[2.车辆控制装置12的动作]
参照图5的流程图来说明想要横穿铁路道口140的本车辆10的车辆控制装置12的动作(处理)。在本车辆10的电源接通期间反复执行该处理。
在步骤S1中，外界识别部60中的区域识别部62根据从输入***装置组14输出的最新的信息来判定在本车辆10的行驶道路120上是否存在铁路道口140，在存在铁路道口140的情况下(步骤S1：是)，使处理转移到步骤S2。
另一方面，在不存在铁路道口140的情况下(步骤S1：否)，处理暂时结束，等待直到下一循环的处理开始为止。
在步骤S2中，行动计划部80通过车辆控制部90来使本车辆10在铁路道口140的入口的停止线位置140i停止。
接着，在步骤S3中，车辆状况判定部82基于区域识别部62和外界状态识别部66的识别结果，根据遮断机130的状况和遮断杆132的位置(转动位置)来判定铁路道口140是否处于开放状态。
在铁路道口140处于封闭状态(遮断杆132降下。)的情况下(步骤S3：是)，处理转移到步骤S4。
在步骤S4中，车辆状况判定部82通过区域识别部62和外界状态识别部66来获取该铁路道口140的铁路道口宽度H(人行道宽度Hp、车道宽度Hv)和铁路道口长度L，并且通过外界状态识别部66和交通参与者识别部64来获取(检测)等待铁路道口140的遮断机130打开的行人20p的人数Np和自行车20b的台数Nb。
接着，在步骤S5中，能否进入判定部86通过区域识别部62和外界状态识别部66来判定铁路道口140是否从封闭的状态转换到开放的状态。在保持封闭的状态的情况下(步骤S5：否)，再次由步骤S4获取(检测)最新的信息(行人20p的人数Np、自行车20b的台数Nb)。另外，在第2次以后的处理中，不需要获取铁路道口宽度H等。
当铁路道口140的遮断杆132已打开时，视为步骤S5的判定为肯定(步骤S5：是)，在步骤S6中，行动计划部80判定是否存在等待铁路道口140开放的交通参与者20，在存在交通参与者20的情况下(步骤S6：是)，本车辆10不立即进入铁路道口140内的车道120而转移到步骤S7的处理。
在步骤S7中，等待时间设定部84参照图4所示的等待时间映射150，计算等待时间T，且在未图示的计时器(计时部)中设定等待时间T，能否进入判定部86开始所述计时器的倒计时。
另外，在该实施方式中，设铁路道口宽度H是标准宽度，由于自行车20b为2台(Nb＝2)，行人20p为3人(Np＝3)，因此参照标准的自行车等待时间映射Tbm和行人等待时间映射Tpm，将等待时间T设定为T＝Tb1+Tm1。
接着，在步骤S8中，能否进入判定部86判定所述计时器的计时是否结束，当经过了等待时间T时，在步骤S9中判定铁路道口140是否保持着开放状态。
在保持着开放状态的情况下(步骤S9：是)，使处理转移到步骤S10，在铁路道口140的遮断杆132开始下降等、没有保持开放状态的情况下(步骤S9：否)，向步骤S4转移而重复进行处理。
另一方面，在铁路道口140保持着开放状态的情况下，在步骤S10中，能否进入判定部86进一步确认在车道120内不存在交通参与者20的情况，当在车道120内没有交通参与者20时(步骤S10：是)，在步骤S11中判定为能进入铁路道口140内。
据此，行动设定部88通过车辆控制部90驱动输出***装置组16，执行本车辆10在铁路道口140的进入通过动作(横穿动作)，使本车辆10在车道120上行驶而通过铁路道口出口140o。
另外，当在步骤S3中判定为铁路道口140处于开放状态时(步骤S3：否)，在步骤S10中，判定在铁路道口140内的车道120内是否不存在交通参与者20，且执行与判定结果对应的上述的处理。
另外，当在步骤S6中判定为没有交通参与者20时(步骤S6：否)，不设定等待时间T，行动计划部80立即执行步骤S11的进入动作(横穿动作)。
[3.本实施方式的总结]
车辆控制装置12具有外界识别部60、本车位置识别部(位置识别部)70、车辆状况判定部82、等待时间设定部84和能否进入判定部86，其中，所述外界识别部60识别在本车辆10的周边存在的交通参与者20和铁路道口140；所述本车位置识别部70识别本车辆10的行驶位置；所述车辆状况判定部82根据外界识别部60的识别结果和/或者本车位置识别部70的识别结果来判定本车辆10是否是想要通过铁路道口140的车辆；所述等待时间设定部84按照在铁路道口140的附近存在的交通参与者20的种类或数量，来设定直到开始向铁路道口140内进入为止的等待时间T；从铁路道口140由阻断通行状态转换为可通行状态时(步骤S5：是)起至经过等待时间T为止，所述能否进入判定部86抑制本车辆10向铁路道口140内进入(不允许进入)，当经过了等待时间T时，所述能否进入判定部86允许本车辆10向铁路道口140内进入。
根据该结构，从铁路道口140由阻断通行状态转换为可通行状态时起至经过了等待时间T为止，抑制本车辆10向铁路道口140内进入，当经过了等待时间T时使本车辆10向铁路道口140内进入，其中，所述等待时间T按照在铁路道口140的附近存在的交通参与者20的数量来设定。
因此，在本车辆10为自动驾驶车辆的情况下，当经过了等待时间T时，能够使本车辆10进入铁路道口140内，在本车辆10是驾驶辅助车辆的情况下，例如，当本车辆10在等待时间T之前想要进入铁路道口140内时，通过告知控制部94和告知装置46发出警报，当经过了等待时间T时，通过告知装置46催促向铁路道口140内进入。
在该情况下，交通参与者20的数量(人数Np+台数Nb)越多，则等待时间设定部84将等待时间T设定得越长，据此，能够将等待时间T设定为适当的时间。
另外，等待时间设定部84设定为，按照交通参与者20的种类、即是行人20p还是自行车20b来变更等待时间T，因此能够更适当地设定等待时间T。
另外，铁路道口140内的铁路道口宽度H越窄，则等待时间设定部84将等待时间T设定得越长。铁路道口宽度H的宽度越窄，则交通参与者20在铁路道口140内的通过时间(横穿时间)越长，因此，通过对应于该通过时间来延长等待时间T，能够设定本车辆10的适当的等待时间T。
另外，本发明所涉及的车辆控制装置并不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内采用各种结构，例如，在本车辆10不是等待铁路道口140开放的车辆组的排头车辆的情况下，等待时间T设定为，在考虑交通参与者20而设定的等待时间的基础上进一步考虑从所述排头车辆到前方行驶车辆通过铁路道口140为止的等待时间等。

Claims (3)

1.一种车辆控制装置(12),其进行本车辆(10)的驾驶控制，其特征在于，
具有外界识别部(60)、位置识别部、车辆状况判定部(82)、等待时间设定部(84)和能否进入判定部(86)，其中，
所述外界识别部(60)识别在所述本车辆(10)的周边存在的交通参与者(20)和有遮断机(130)的铁路道口(140)；
所述位置识别部识别所述本车辆(10)的行驶位置；
所述车辆状况判定部(82)根据所述外界识别部(60)的识别结果和/或所述位置识别部的识别结果来判定所述本车辆(10)是否是想要通过铁路道口(140)的车辆；
所述等待时间设定部(84)按照所述交通参与者(20)来设定直到所述车辆开始向所述铁路道口(140)内进入为止的等待时间(T)，其中所述交通参与者(20)由等待所述铁路道口(140)的所述遮断机(130)打开而想要横穿所述铁路道口(140)的行人和人骑乘的自行车构成；
从所述铁路道口(140)的所述遮断机(130)打开而使所述铁路道口(140)由阻断通行状态转换为可通行状态时起，至经过所述等待时间(T)为止，所述能否进入判定部(86)不允许所述本车辆(10)向所述铁路道口(140)内进入，当经过了所述等待时间(T)时，所述能否进入判定部(86)允许所述本车辆(10)向所述铁路道口(140)内进入以及允许所述本车辆(10)横穿所述铁路道口(140)，
所述等待时间设定部(84)将所述等待时间(T)设定为考虑到所述行人的人数和所述自行车的台数的时间(T)。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，
所述交通参与者(20)的数量越多，则所述等待时间设定部(84)将所述等待时间(T)设定得越长。
3.根据权利要求1所述的车辆控制装置(12)，其特征在于，
所述铁路道口(140)内的道路宽度(H)越窄，所述等待时间设定部(84)将所述等待时间(T)设定得越长。
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