CN112703542A - 车道变更信息共享装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可在形成车群的车辆间共享用于进行车道变更的信息的车道变更信息共享装置及车辆。车道变更信息共享装置包括：判定部，在形成车群的第一车辆从第一车道向第一车道的相邻车道即第二车道变更车道的情况下，判定从第一车道朝向第二车道的第一车辆的虚拟前进路线上是否存在障碍物；信息生成部，生成第一车道可变更区域的信息，该第一车道可变更区域是在第一车辆从第一车道向第二车道变更车道的情况下，第一车辆可利用的区域；以及信息共享控制执行部，在判定部判定为不存在障碍物的情况下，执行如下控制，即用于向与第一车辆一起形成车群的第二车辆发送由信息生成部生成的第一车道可变更区域的信息的控制。

Description

车道变更信息共享装置及车辆
技术领域
本发明涉及车道变更信息共享装置及车辆。
背景技术
在由多个车辆形成车群，并进行队列行驶的情况下，形成车群的车辆有时例如会为了超越不属于车群的车辆而变更车道。
在专利文献1中公开了驾驶辅助控制装置，其判定是否可变更车道，在判定为可变更车道的情况下，向驾驶员提示车道变更建议，并在驾驶员同意了车道变更建议的情况下，执行用于变更车道的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-71513号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1所记载的驾驶辅助控制装置中存在如下问题：因为并未在形成车群的车辆间共享用于进行车道变更的信息，所以例如在安全性方面有改善的余地。
本发明的目的在于提供可在形成车群的车辆间共享用于进行车道变更的信息的车道变更信息共享装置及车辆。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的车道变更信息共享装置包括：
判定部，在形成车群的第一车辆从第一车道向所述第一车道的相邻车道即第二车道变更车道的情况下，判定从所述第一车道朝向所述第二车道的所述第一车辆的虚拟前进路线上是否存在障碍物；
信息生成部，生成第一车道可变更区域的信息，该第一车道可变更区域是在所述第一车辆从所述第一车道向所述第二车道变更车道的情况下，所述第一车辆可利用的区域；以及
信息共享控制执行部，在所述判定部判定为不存在所述障碍物的情况下，执行如下控制，即用于向与所述第一车辆一起形成所述车群的第二车辆发送由所述信息生成部生成的所述第一车道可变更区域的信息的控制。
另外，本发明的车辆包括上述车道变更信息共享装置。
发明效果
根据本发明，能够在形成车群的车辆间共享用于进行车道变更的信息。
附图说明
图1是概略性地表示本发明实施方式的车道变更信息共享装置的结构的控制块图。
图2是物体检测部的说明图。
图3是概略性地表示在第一车道和第二车道中行驶的车辆的图。
图4是表示本发明实施方式的车道变更信息的共享处理工作的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是概略性地表示本发明实施方式的车道变更信息共享装置1的结构的控制块图。车道变更信息共享装置1包括车车间通信部2、卫星定位部3、物体检测部4及控制部5。车道变更信息共享装置1分别设置于各车辆。
车车间通信部2是使用规定频带的无线电波进行车辆间的信息收发的通信装置，在车辆间交换与车辆相关的各种信息。此处，车辆的各种信息包含车辆的位置信息。此外，车辆的位置信息是由卫星定位部3定位的信息。
卫星定位部3对车辆的位置进行三维测量。在卫星定位部3中，例如使用公知的全球无线定位***(Global Positioning System：GPS)。
在图2中表示分别设置于第一车辆Va的前表面、后表面、侧面的物体检测部4。物体检测部4基于从摄像机、测距仪及雷达装置等中的至少某一个装置输出的信息，检测存在于第一车辆Va周边的物体的位置等。物体检测部4将检测结果输出至控制部5。
摄像机输出例如通过拍摄第一车辆Va的前方、后方及侧方而生成的拍摄图像的数据。例如，摄像机将拍摄图像数据输出至控制部5。在摄像机中使用公知的固态摄像元件，例如包括CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器等为摄像机。
测距仪向第一车辆Va的周边辐射出光(照射光)，并且接收因物体而散射的散射光，由此，检测到物体为止的距离，并输出检测结果。例如，利用激光雷达(Light Detectionand Ranging(光探测和测距)、Laser Imaging Detection and Ranging(激光成像探测和测距)：LiDAR)作为测距仪。
雷达装置向第一车辆Va的周边辐射出电磁波，并且接收被物体反射的电磁波(反射波)，由此，至少检测物体的位置(距离及方位)，并输出检测结果。
控制部5由具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、输入接口、输出接口的微型计算机构成。CPU从ROM读取与处理对应的程序并在RAM中展开，与展开的程序协作而对各区块等的工作进行集中控制。应予说明，在本实施方式中，控制部5具有作为获取部51、判定部52、信息生成部53、信息共享控制执行部54及车道变更控制执行部55的功能。此外，这些功能也可包含于使用电子电路对车辆的各***进行控制的装置即ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)。另外，这些功能的任一部分或全部也可与ECU分开地设置。
获取部51获取物体检测部4的检测结果。另外，获取部51获取卫星定位部3的测量结果(第一车辆Va的位置信息)。另外，获取部51经由车车间通信部2，获取位于第一车辆Va周边的其他车辆的位置信息。
判定部52在第一车辆Va从第一车道向第一车道的相邻车道即第二车道变更车道的情况下，判定从第一车道朝向第二车道的第一车辆Va的虚拟前进路线上是否存在障碍物。具体而言，判定部52在基于物体检测部4的检测结果计算出的物体相对于第一车辆Va的方向与第一车辆Va的虚拟前进路线的方向一致的情况下，判定为在第一车辆Va的虚拟前进路线上存在障碍物。此处，“虚拟前进路线”包含可在车辆进行车道变更的情况下选择的所有的前进路线。另外，“障碍物”是指无法识别为车辆的物体。
信息生成部53生成第一车道可变更区域的信息，该第一车道可变更区域是在第一车辆Va从第一车道向第二车道变更车道的情况下，第一车辆Va可利用的区域。此处，第一车道可变更区域的信息是指，存在于第一车辆Va的物体检测部4的检测范围(以下，仅称为“检测范围”)内且在第二车道中的比第一车辆Va更靠前方的位置行驶的车辆(前方车辆)、与存在于检测范围内且在第二车道中的比第一车辆Va更靠后方的位置行驶的车辆(后方车辆)之间的距离(车辆前进方向上的距离)。此外，在检测范围内不存在前方车辆的情况下，将前方车辆的位置改换成检测范围的外边缘与第二车道(例如，第二车道的宽度方向中央位置)之间的交点(两个交点中的前侧的交点)的位置。另外，在检测范围内不存在后方车辆的情况下，将后方车辆的位置改换成检测范围的外边缘与第二车道(例如，第二车道的宽度方向中央位置)之间的交点(两个交点中的后侧的交点)的位置。
信息共享控制执行部54执行如下控制，即用于向与第一车辆Va一起形成车群的第二车辆Vb(参照图3)发送由信息生成部53生成的第一车道可变更区域的信息的控制。例如，信息共享控制执行部54执行车车间通信部2的控制，以向第二车辆Vb发送第一车道可变更区域的信息。由此，将第一车道可变更区域的信息与第二车辆Vb共享。
以上的用于共享车道可变更区域的信息的处理也在第二车辆Vb中进行。即，在第二车辆Vb的判定部52判定为第二车辆Vb的虚拟前进路线上不存在障碍物的情况下，第二车辆Vb的信息生成部53生成第二车道可变更区域的信息，该第二车道可变更区域是在第二车辆Vb从第一车道向第二车道变更车道的情况下，第二车辆Vb可利用的区域。另外，第二车辆Vb的信息共享控制执行部54执行用于向第一车辆Va发送第二车道可变更区域的信息的控制。例如，第二车辆Vb的信息共享控制执行部54执行第二车辆Vb的车车间通信部2的控制，以向第一车辆Va发送第二车道可变更区域的信息。
第一车辆Va的获取部51获取第二车道可变更区域的信息。第一车辆Va的信息生成部53基于第二车道可变更区域中的从第二车辆算起的开始距离和结束距离、第二车辆的车道信息、预计碰撞时间(Time To Collision：TTC)、第二车辆的位置信息、第二车辆相对于第一车辆的行驶速度的信息等，重新生成由获取部51获取的第二车道可变更区域的信息作为对于第一车辆Va而言的第二车道可变更区域。
第一车辆Va的信息生成部53根据组合了第一车道可变更区域和第二车道可变更区域的第三车道可变更区域的信息，对第一车道可变更区域的信息进行更新。在以下的说明中，在涉及第一车道可变更区域的情况下，当未特别说明时，第一车道可变更区域包含第三车道可变更区域。
另外，在执行车道变更的情况下，有时车道变更的安全性会根据交通状况等而降低。在此情况下，即使生成车道可变更区域，也无济于事。因此，在本实施方式中，信息生成部53在交通量处于预先规定的范围内的情况下，生成第一车道可变更区域的信息。换句话说，信息生成部53在交通量超过预先规定的范围的情况下，不生成第一车道可变更区域。交通量例如由设置在道路上的规定地点的交通量计数器或交通摄像机测量。由交通量计数器等测量出的交通量作为地图上的每个单元格的信息而存储于例如交通管理中心的服务器。第一车辆Va的获取部51例如通过手机通信从服务器获取交通量，或者，例如通过车车间通信部2从其他车辆获取交通量。
另外，信息生成部53在第一车辆Va与第二车辆Vb之间的车间距离(以下，仅称为“车间距离”)处于预先规定的范围内的情况下，生成第一车道可变更区域的信息。换句话说，信息生成部53在车间距离超过预先规定的范围的情况下，不生成第一车道可变更区域。
在本实施方式中，第一车辆Va具备自动执行车道变更的车道变更功能。车道变更控制执行部55基于第一车道可变更区域的信息，执行用于第一车辆Va变更车道的控制。
优选地，尽可能扩大第一车道可变更区域，以使第一车辆Va更安全地进行车道变更。在本实施方式中，车道变更控制执行部55执行用于增减第一车辆Va和第二车辆Vb中的至少一者的行驶速度的控制，以扩大第一车道可变更区域。此外，设为第二车辆Vb具备自动执行车道变更的车道变更功能。以下，分为执行用于扩大第一车道可变更区域的控制的情况、和执行用于扩大第三车道可变更区域的控制的情况进行说明。
在执行用于扩大第一车道可变更区域的控制的情况下，车道变更控制执行部55执行用于增减第一车辆Va的行驶速度的控制，以使障碍物位于第一车辆Va的物体检测部4对车辆前进方向上的前方车辆进行检测的范围的边界线上。
在执行用于扩大第三车道可变更区域的控制的情况下，车道变更控制执行部55执行用于增减第一车辆Va和第二车辆Vb各自的行驶速度的控制，以使车辆前进方向上的第一车辆Va的物体检测部4对障碍物进行检测的范围与车辆前进方向上的第二车辆Vb的物体检测部4对障碍物进行检测的范围部分地重合，且使第一车辆Va与第二车辆Vb之间尽可能隔开。使上述两个范围部分地重合的理由在于：若不重合，则第三车道可变更区域中会存在不对障碍物进行检测的范围，从而会影响基于第三车道可变更区域进行车道变更的情况下的安全性。另外，使车辆间尽可能隔开的理由在于：隔开得越远，则对障碍物进行检测的范围会越向车辆前进方向扩大，相应地能够扩大第三车道可变更区域。
车道变更控制执行部55在满足预先规定的条件的情况下，执行用于使第一车辆Va中止车道变更的控制。预先规定的条件例如相当于在进行车道变更时，第一车辆Va与第二车道上的前方车辆(车辆前进方向上的比第一车辆Va更靠前方向的车辆)和后方车辆(车辆前进方向上的比第一车辆Va更靠后方向的车辆)中的至少一者之间的距离(车辆前进方向上的距离)不足预先规定的范围的情况等。此处，“中止”是指，停留在车道变更过程中的前进路线的中途的情况、返回车道变更开始前的原位置的情况这两者。
其次，参照图3说明车道变更信息共享装置1的具体例。图3是概略性地表示在第一车道和第二车道中行驶的车辆的图。在图3中表示了形成车群并在第一车道中进行队列行驶的第一车辆Va和第二车辆Vb，另外，表示了在第二车道中行驶的不属于车群的车辆中在车辆前进方向上位于比第一车辆Va更靠前方向的位置的前方车辆Vc、以及在车辆前进方向上位于比第一车辆Va更靠后方向的位置的后方车辆Vd。另外，图3所示的以各车辆的位置为中心的半径R1、R2的圆表示可由各车辆的物体检测部4检测出障碍物的范围。
如图3所示，第一车辆Va的物体检测部4检测第一车辆Va的虚拟前进路线上是否存在障碍物。
第一车辆Va的获取部51获取物体检测部4的检测结果。第一车辆Va的判定部52基于物体检测部4的检测结果，判定第一车辆Va的虚拟前进路线上是否存在障碍物。
第一车辆Va的信息生成部53在判定部52判定为第一车辆Va的虚拟前进路线上存在障碍物的情况下，不生成第一车道可变更区域。
第一车辆Va的信息生成部53在判定部52判定为第一车辆Va的虚拟前进路线上不存在障碍物的情况下，生成第一车道可变更区域D1的信息(图3所示的车辆前进方向上的从前方车辆Vc的位置到半径R1的圆的圆周与第二车道的宽度方向中央位置之间的交点(两个交点中的后侧的交点)位置为止的距离)。此外，前方车辆Vc的位置信息通过公知的方法求出。例如，对由物体检测部4检测出的物体的位置信息(距离及方位)、与由获取部51经由车车间通信部2获取的其他车辆的位置信息进行比较，在两个位置信息一致的情况下，将这些位置信息作为车辆的位置信息。
第一车辆Va的信息共享控制执行部54执行第一车辆Va的车车间通信部2的控制，以向第二车辆Vb发送由信息生成部53生成的第一车道可变更区域D1的信息。
同样地，在第二车辆Vb的判定部52判定为第二车辆Vb的虚拟前进路线上不存在障碍物的情况下，第二车辆Vb的信息生成部53生成第二车道可变更区域D2的信息(图3所示的车辆前进方向上的从半径R2的圆的圆周与第二车道的宽度方向中央位置之间的交点(两个交点中的前侧的交点)位置到后方车辆Vd的位置为止的距离)。此外，后方车辆Vd的位置信息也与前方车辆Vc的位置信息同样地通过公知的方法求出。
第二车辆Vb的信息共享控制执行部54执行第二车辆Vb的车车间通信部2的控制，以向第一车辆Va发送由信息生成部53生成的第二车道可变更区域D2的信息。
第一车辆Va的信息共享控制执行部54执行第一车辆Va的车车间通信部2的控制，以接收第二车道可变更区域D2的信息。第一车辆Va的获取部51获取第二车道可变更区域D2的信息。第一车辆Va的信息生成部53根据组合了第一车道可变更区域D1和第二车道可变更区域D2的第三车道可变更区域D的信息，对第一车道可变更区域D1的信息进行更新。
第一车辆Va的车道变更控制执行部55基于作为第一车道可变更区域D1的第三车道可变更区域D，执行用于第一车辆Va变更车道的控制。
其次，参照图4说明本发明实施方式的车道变更信息的共享处理工作。图4是表示本发明实施方式的车道变更信息的共享处理工作的一例的流程图。本流程在由多个车辆形成车群，并进行队列行驶的情况下适当地开始。此外，以下设为形成车群的第一车辆Va和第二车辆Vb在第一车道中行驶而进行说明。
首先，在图4所示的步骤S100中，第一车辆Va的获取部51获取物体检测部4的检测结果。
其次，在步骤S110中，第一车辆Va的判定部52基于物体检测部4的检测结果，判定第一车辆Va的虚拟前进路线上是否存在障碍物。在判定为存在障碍物的情况下(步骤S110：是)，处理返回到步骤S100的开始。在判定为不存在障碍物的情况下(步骤S110：否)，处理转移至步骤S120。
在步骤S120中，第一车辆Va的信息生成部53生成第一车道可变更区域的信息。
其次，在步骤S130中，第一车辆Va的信息共享控制执行部54执行车车间通信部2的控制，以向第二车辆Vb发送第一车道可变更区域的信息。
其次，在步骤S140中，第一车辆Va的信息共享控制执行部54执行车车间通信部2的控制，以从第二车辆Vb接收第二车道可变更区域的信息。由此，第一车辆Va的获取部51获取第二车道可变更区域的信息。此外，在第二车辆Vb的信息生成部53未生成第二车道可变更区域的情况下，第一车辆Va的获取部51获取表示无第二车道可变更区域的信息(图3所示的第二车道可变更区域D2＝0)。
其次，在步骤S150中，第一车辆Va的信息生成部53根据组合了第一车道可变更区域和第二车道可变更区域的第三车道可变更区域的信息，对第一车道可变更区域的信息进行更新。
其次，在步骤S160中，车道变更控制执行部55基于已更新的第一车道可变更区域的信息，执行用于第一车辆Va从第一车道向第二车道变更车道的控制。
根据上述实施方式中的车道变更信息共享装置1，包括：判定部52，在形成车群的第一车辆Va从第一车道向第一车道的相邻车道即第二车道变更车道的情况下，判定从第一车道朝向第二车道的第一车辆Va的虚拟前进路线上是否存在障碍物；信息生成部53，生成第一车道可变更区域的信息，该第一车道可变更区域是在第一车辆Va从第一车道向第二车道变更车道的情况下，第一车辆Va可利用的区域；以及信息共享控制执行部54，在判定部52判定为不存在障碍物的情况下，执行如下控制，即用于向与第一车辆Va一起形成车群的第二车辆Vb发送由信息生成部53生成的第一车道可变更区域的信息的控制。由此，在形成车群的车辆间共享第一车道可变更区域的信息，因此，可提高队列行驶的安全性。
另外，根据上述实施方式，第一车辆Va的信息共享控制执行部54执行用于从第二车辆Vb接收第二车道可变更区域的控制，该第二车道可变更区域是在第二车辆Vb从第一车道向第二车道变更车道的情况下，第二车辆Vb可利用的区域。另外，第一车辆Va的信息生成部53根据组合了第一车道可变更区域和第二车道可变更区域的第三车道可变更区域的信息，对第一车道可变更区域的信息进行更新。由此，可在第一车辆Va变更车道的情况下利用的区域扩大，因此，可进一步提高队列行驶的安全性。
另外，在上述实施方式中，信息生成部53生成第一车道可变更区域D1作为如图3所示的从前方车辆Vc的位置到半径R1的圆的圆周与第二车道的宽度方向中央位置之间的交点位置为止的距离，但本发明不限于此，例如，也可生成将该距离除以第一车辆Va相对于前方车辆Vc的相对速度所得的值即预计碰撞时间。
另外，在上述实施方式中，在判定部判定为不存在障碍物的情况下，信息生成部生成第一车道可变更区域的信息，但也可无论是否存在障碍物，信息生成部均生成第一车道可变更区域的信息。在此情况下，在判定部判定为不存在障碍物的情况下，向第二车辆发送第一车道可变更区域的信息，在判定部判定为存在障碍物的情况下，不向第二车辆发送第一车道可变更区域的信息。
另外，在上述实施方式中，在组合了第一车道可变更区域和第二车道可变更区域的情况下，也可设定组合而成的车道可变更区域的可靠度级别，并在形成车群的车辆间进行共享。另外，也可在可靠度级别处于预先规定的级别的范围内的情况下，执行用于变更车道的控制。
此外，上述实施方式均仅表示在实施本发明时的具体化的一例，不应根据这些实施方式来限定性地理解本发明的技术范围。即，本发明能够不脱离其宗旨或其主要特征而以各种形式实施。
工业实用性
本发明可适当地用于具备车道变更信息共享装置的车辆，该车道变更信息共享装置被要求实现在形成车群的车辆间的用于进行车道变更的信息的共享。
本申请基于2018年9月13日提出的日本专利申请(特愿2018-171260)，其内容作为参照并入本申请。
附图标记说明
Va 第一车辆
Vb 第二车辆
Vc 前方车辆
Vd 后方车辆
1 车道变更信息共享装置
2 车车间通信部
3 卫星定位部
4 物体检测部
5 控制部
51 获取部
52 判定部
53 信息生成部
54 信息共享控制执行部
55 车道变更控制执行部

Claims (8)

1.一种车道变更信息共享装置，其特征在于，包括：
判定部，在形成车群的第一车辆从第一车道向所述第一车道的相邻车道即第二车道变更车道的情况下，判定从所述第一车道朝向所述第二车道的所述第一车辆的虚拟前进路线上是否存在障碍物；
信息生成部，生成第一车道可变更区域的信息，所述第一车道可变更区域是在所述第一车辆从所述第一车道向所述第二车道变更车道的情况下，所述第一车辆可利用的区域；以及
信息共享控制执行部，在所述判定部判定为不存在所述障碍物的情况下，执行如下控制，即用于向与所述第一车辆一起形成所述车群的第二车辆发送由所述信息生成部生成的所述第一车道可变更区域的信息的控制。
2.如权利要求1所述的车道变更信息共享装置，其中，
所述信息共享控制执行部执行用于从所述第二车辆接收第二车道可变更区域的控制，所述第二车道可变更区域是在所述第二车辆从所述第一车道向所述第二车道变更车道的情况下，所述第二车辆可利用的区域，
所述信息生成部根据组合了所述第一车道可变更区域和所述第二车道可变更区域的信息，对所述第一车道可变更区域的信息进行更新。
3.如权利要求1或2所述的车道变更信息共享装置，其中，
所述信息生成部在交通量处于预先规定的范围内的情况下，生成所述第一车道可变更区域的信息。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车道变更信息共享装置，其中，
所述信息生成部在所述第一车辆与所述第二车辆之间的车间距离处于预先规定的范围内的情况下，生成所述第一车道可变更区域的信息。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车道变更信息共享装置，其中，
还包括车道变更控制执行部，基于所述第一车道可变更区域的信息，执行用于所述第一车辆变更车道的控制。
6.如权利要求5所述的车道变更信息共享装置，其中，
所述车道变更控制执行部执行用于增减所述第一车辆和所述第二车辆中的至少一者的行驶速度的控制，以扩大所述第一车道可变更区域。
7.如权利要求5或6所述的车道变更信息共享装置，其中，
所述车道变更控制执行部在满足预先规定的条件的情况下，执行用于使所述第一车辆中止车道变更的控制。
8.一种车辆，其特征在于：
包括权利要求1至7中任一项所述的车道变更信息共享装置。
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