JP2000025538A - 車両用走行制御装置 - Google Patents
車両用走行制御装置Info
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Abstract
づく不適切な車両制御が行われるのを防止し、ドライバ
ーに違和感を与えないようにする。 【解決手段】 車両を目的地に経路誘導する指定道路の
道路形状を道路地図データから予測し、自車が前方の指
定道路のカーブを通過するのが困難である場合に警報や
自動減速を行うものにおいて、自車が指定道路を正しく
走行しているか否かを、自車の実際の進行方向の方位角
θV と指定道路の方位角θM との偏差Δθ(=θV −θ
M )に基づいて判定する。自車が指定道路を外れて走行
している可能性があると判定された場合には、前記警報
や自動減速を中止あるいは抑制することにより、不適切
な車両制御が実行されてドライバーに違和感を与えるの
を防止する。
Description
合よりなる道路地図情報に基づいて自車の前方の道路形
状を予測し、その予測結果に基づいて車両の走行状態を
制御する車両用走行制御装置に関する。
が特願平9−89661号により既に提案している。こ
のものは、図4に示すように、道路地図データとして道
路上に所定間隔で設定された多数のノードNN (NN =
N0 ,N1 ,N2 ,N3 …)の座標を用いるもので、隣
接するノードNN ,NN+1 間の距離として定義されるリ
ンク長LN と、或るリンクNN-1 NN とその前方に位置
するリンクNN NN+1 との成す角度として定義される交
差角θN とに基づいて、各ノードNN における通過状態
判定量(車両旋回量)θN /LN を算出する。そして通
過状態判定量θN/LN に基づいて算出したノードNN
の通過可能速度と、自車が前記ノードNNを通過する通
過予測速度とを比較し、通過が困難であると判定された
場合にドライバーに対する警報や自動減速を行うように
なっている。前記通過状態判定量θ N /LN は車両の移
動距離に対する車両の方位角変化量に対応するもので、
その値が大きいということは、道路がカーブしているこ
とを示しており、その値が小さいということは、道路が
直線路であることを示している。
走行制御装置が適用されるナビゲーションシステムで
は、車両を目的地に経路誘導する道路(以下、指定道路
という)を自車が実際に走行しているか否かの判断を、
つまり自車がオンルート状態にあるかオフルート状態に
あるかの判断を、自車の移動軌跡を道路形状に重ね合わ
せるマップマッチングと呼ばれる手法により行ってい
る。従って、自車がオフルート状態からオンルート状態
に移行するとき、あるいはオンルート状態からオフルー
ト状態に移行するときに、一時的に自車が指定道路を走
行しているか否かの判断ができない区間が発生する。こ
のような場合に、実際には自車がオフルート状態にある
にも拘わらず、オンルート状態にあると誤判断して指定
道路の道路形状に基づいて警報や自動減速を実行してし
まうと、ドライバーに違和感を与える可能性がある。
で、自車が実際に走行していない道路の形状に基づく不
適切な車両制御が行われるのを防止し、ドライバーに違
和感を与えないようにすることを目的とする。
に、請求項1に記載された発明は、道路地図情報を記憶
する道路地図情報記憶手段と、道路上における自車位置
を検出する自車位置検出手段と、自車の走行状態を検出
する走行状態検出手段と、道路地図情報記憶手段から読
み出した自車前方の指定道路の形状および走行状態検出
手段で検出した自車の走行状態に基づいて、自車が前記
指定道路を通過可能であるか否かを判定する通過可否判
定手段と、通過可否判定手段の判定結果に基づいて、自
車が前記指定道路を通過できるように自車の走行状態を
制御する車両制御手段とを備えた車両用走行制御装置に
おいて、自車が前記指定道路を実際に走行しているか否
かを判定するオンルート判定手段を備えてなり、オンル
ート判定手段の判定結果に基づいて車両制御手段は自車
の走行状態の制御を変更することを特徴とする。
から読み出した自車前方の指定道路を自車が正しく走行
しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて自車
の走行状態の制御を変更するので、自車が指定道路を外
れて走行しているときに不適切な制御が行われてドライ
バーが違和感を受けるのを未然に回避することができ
る。
1の構成に加えて、前記オンルート判定手段は、前記指
定道路の方向と走行状態検出手段で検出した自車の進行
方向との偏差に基づいて判定を行うことを特徴とする。
に走行しているか否かを指定道路の方向と自車の進行方
向との偏差に基づいて判定するので、前記判定を的確に
行うことが可能となる。
1または2の構成に加えて、前記オンルート判定手段
は、自車が前記指定道路を実際に走行している確実度を
判定するものであることを特徴とする。
2または3の構成に加えて、前記オンルート判定手段
は、前記偏差が第1の閾値未満のときに自車が前記指定
道路を実際に走行していると判定することを特徴とす
る。
4の構成に加えて、前記オンルート判定手段は、前記偏
差が前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値以上のとき
に自車が前記指定道路を実際に走行していないと判定す
ることを特徴とする。
4または5の構成に加えて、前記第1の閾値および前記
第2の閾値は、自車の移動距離の増加に応じて増加する
ことを特徴とする。
するに伴って第1の閾値および第2の閾値が増加するの
で、前記移動距離の増加により誤差が集積して前記偏差
が増加しても、実際にはオンルート状態にある自車がオ
フルート状態にあると誤判断されるのを防止することが
できる。
1〜6の何れかの構成に加えて、前記車両制御手段によ
る自車の走行状態の制御が、ドライバーに対する警報あ
るいは自車の車速調整であることを特徴とする。
不能であると判定されたときにドライバーに対する警報
あるいは自車の車速調整が行われるので、車両の走行状
態を変更して前記指定道路を確実に通過することが可能
となる。
3の構成に加えて、前記オンルート判定手段で判定した
前記確実度の低下に応じて、車両制御手段は自車の走行
状態の制御を抑制することを特徴とする。
行している確実度が低い場合に自車の走行状態の制御を
抑制するので、自車が走行している道路の形状にそぐわ
ない車両制御が行われてドライバーが違和感を受けるの
を未然に回避することができる。
1〜8の何れかの構成に加えて、前記指定道路に交差点
あるいは分岐点が存在するとき、車両制御手段は前記交
差点あるいは分岐点よりも先の道路形状における自車の
走行状態の制御を中止することを特徴とする。
において自車が指定道路から外れても、道路の形状にそ
ぐわない車両制御が行われてドライバーが違和感を受け
るのを未然に回避することができる。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
で、図1は車両用走行制御装置の全体構成を示すブロッ
ク図、図2は先読み区間および探査区間の説明図、図3
は基本制御ルーチンのフローチャート、図4は基準ノー
ドN、リンク長Lおよび交差角θの説明図、図5はオン
ルート判定ルーチンのフローチャート、図6は道路の方
向θM および自車の進行方向θV の説明図、図7は3つ
の制御領域の説明図、図8は道路の方向θM の他の定義
の説明図である。
用走行制御装置は、道路地図情報記憶手段M1と、自車
位置検出手段M2と、走行状態検出手段M3と、通過状
態判定量算出手段M4と、通過可能速度算出手段M5
と、通過予測速度算出手段M6と、通過可否判定手段M
7と、車両制御手段M8と、オンルート判定手段M9と
を備える。
検出手段M2は周知の自動車用ナビゲーションシステム
に搭載されているもので、道路地図情報記憶手段M1は
ICカード、CD−ROM、記憶の書き換えが可能なM
O(光磁気ディスク)等に予め記憶された所定範囲の道
路地図データを読み出して出力し、自車位置検出手段M
2は前記道路地図データにGPSアンテナから受信した
自車位置データを重ね合わせて地図上の自車位置Pを検
出する。前記道路地図データは道路上に所定間隔で設定
された多数のノードNN の座標から構成される。また走
行状態検出手段M3は、自車の車速Vを検出する車速セ
ンサと、自車のヨーレートYRを検出するヨーレートセ
ンサとから構成される。
情報記憶手段M1から読み出した自車位置Pの前方の道
路、即ち自車がこれから走行しようとする道路(指定道
路)の道路形状に基づいて、その指定道路上の各ノード
NN における通過状態判定量θN /LN を算出する。通
過状態判定量θN /LN は指定道路のカーブの程度を表
す指標であって、その値が大きい程カーブの旋回半径が
小さくなり、その値が小さい程カーブの旋回半径が大き
くなる。
定量θN /LN と、予め設定した設定限界横加速度G
(あるいは、設定限界ヨーレートYR)に基づいて、自
車が各ノードNN を安全に通過できる最大車速である通
過可能速度VmaxNを算出する。
出手段M3で検出した車速Vと、自車位置検出手段M2
で検出した自車位置Pと、予め設定した基準減速度βと
基づいて自車が各ノードNN を通過する通過予測速度V
N を算出する。
出手段M5で算出した通過可能速度VmaxNと、通過予測
速度算出手段M6で算出した通過予測速度VN とを比較
することにより、自車が指定道路の各ノードNN を通過
可能であるか否かを判定する。具体的には、通過予測速
度VN を通過可能速度VmaxNと比較した結果、VN ≦V
maxNであれば自車がノードNN を通過可能であると判定
し、またVN >VmaxNであれば自車がノードNN を通過
困難であると判定する。
なる警報手段と、車両を自動減速するための自動ブレー
キ手段、自動変速機のシフトダウン手段、あるいはエン
ジン出力低減手段よりなる車速調整手段とから構成され
ており、通過可否判定手段M7により自車がノードNN
を通過困難であると判定されたときに、警報手段を作動
させてドライバーに自発的な減速を促すとともに、車速
調整手段を作動させて車両を自動減速する。
記憶手段M1から読み出した指定道路の道路形状と、自
車位置検出手段M2で検出した自車位置Pと、走行状態
検出手段M3で検出した車速VおよびヨーレートYRと
に基づいて、自車が指定道路上に存在するか自車が指定
道路から外れているか、即ち自車がオンルートであるか
オフルートであるかを判定する。そして前記判定結果に
基づいて、車両制御手段M8は警報手段や車速調整手段
の制御内容を変更する。
いる場合の車両用走行制御装置の機能、つまり図1にお
けるオンルート判定手段M9を除く部分の機能を、図2
〜図4を参照して詳細に説明する。
定道路上に先読み区間および探査区間が設定される。先
読み区間は、自車位置Pと通過可否の判断を行うノード
NNとの間に設定されるもので、車両がその先読み区間
を通過してノードNN に達するまでに所定時間tを確保
し、その所定時間t内に通過可否の判断を行うとともに
警報や自動減速を行うためのものである。探査区間は、
その探査区間内に存在するノードNN について通過可否
の判断を行うためのもので、これにより遙に遠方のノー
ドNN について不必要な通過可否の判断を行うことが回
避される。
を通過すべく自車位置Pにおいて自発的に制動を開始し
たと仮定した場合に、その制動により発生すると推定さ
れる基準減速度βを予め設定しておき、前記所定時間t
内に車両が進行する距離Vt−(βt2 /2)により決
定される。探査区間の始端は先読み区間の終端に設定さ
れ、探査区間の終端は前記基準減速度βで減速する車両
が停止する位置、即ち自車位置Pから距離V2 /2βの
位置に設定される。
S1で探査区間内にある複数のノードN…(N=N1 ,
N2 ,N3 …)の座標を読み込み、ステップS2で探査
区間内にある複数のノードN…の何れかを基準ノードN
N として選定する。基準ノードNN は、探査区間内にあ
る全てのノードN…について、その最初のノードN1か
ら次のノードN2 へと順次選定されるもので、その選定
された基準ノードNNの各々について車両の通過可否の
判定が実行される。
準ノードNN が選択されると、ステップS3で基準ノー
ドNN の前後に隣接する2個のノードNN-1 ,NN+1 を
選定し、ステップS4で前記3個のノードNN-1 ,
NN ,NN+1 の座標に基づいて、基準ノードNN におけ
るリンク長LN および交差角θN を算出する。
基準ノードN1 として選定された場合、その後方に隣接
するノードとして探査区間の後方の最初のノードN0 が
選定される。このとき、自車位置Pと基準ノードN1 と
の間に前記ノードN0 が存在しない場合には、自車位置
Pが前記ノードN0 の代わりに選定される。
NN におけるリンク長LN および交差角θN が算出され
ると、ステップS5で各々のノードNN について交差角
θNをリンク長LN で除算して通過状態判定量(車両旋
回量)θN /LN を算出する。尚、通過状態判定量をθ
N /LN として算出する代わりに、ノードNN の前後の
リンク長LN-1 ,LN を用いて、通過状態判定量をθN
/(LN-1 /2+LN/2)として算出しても良い。
おける通過可能速度VmaxNを算出する。通過可能速度V
maxNの算出は、以下のようにして行われる。即ち、ノー
ドN N における車両のヨーレートYRは、車両の進行方
向の変化量である交差角θNを、それが発生するのに要
した時間tで除算したθN /tで与えられる。そして前
記時間tはリンク長LN をそこを通過する車速Vで除算
したLN /Vで与えられるため、最終的にヨーレートY
Rは通過状態判定量θN /LN と車速Vの積により算出
される。
と車速Vとの積で与えられる。
(1)式および(2)式から、
ブを通過する際に許容される設定限界横加速度Gを定め
れば、その設定限界横加速度Gと通過状態判定量θN /
LN とに基づいて、車両がカーブを通過する際の通過可
能速度VmaxNが得られることを示している。前記通過可
能速度VmaxNは、車両の横加速度が前記設定限界横加速
度Gを越えずにカーブを通過することができる最大車速
である。
ら基準減速度βで減速したと仮定したときにノードNN
を通過する通過予測速度VN が、自車位置Pからノード
NNまでの距離をSN として、
過可能速度VmaxNと比較し、VN ≦VmaxNであれば車両
がノードNN を通過可能であると判定し、VN >VmaxN
であれば車両がノードNN を通過困難であると判定す
る。車両がノードNN を通過困難である場合には、ステ
ップS9でドライバーに車両の減速を促すべく警報手段
を作動させるとともに、車両を自動減速すべく車速調整
手段を作動させる。これにより、ドライバーの自発的な
制動や自動減速が行われて車速が低下し、車両はカーブ
を確実に通過できるようになる。
定道路上に存在する場合に実行されるが、自車が指定道
路上に存在しない場合、あるいは自車が指定道路上に存
在するか否かが不明な場合には、前記基本制御が中止あ
るいは抑制される。これを図5のオンルート判定ルーチ
ンのフローチャートに基づいて説明する。
ノードN0 において、自車は次のノードN1 に向かう矢
印a方向を向いており、その状態から自車が指定道路を
離れて分岐路に進入して距離Lだけ走行したとする。こ
のとき、自車の進行方向は矢印bで示されており、最初
の進行方向である矢印a方向を基準とした自車の進行方
向の方位角はθV で表される。また自車が分岐路に進入
せずに指定道路を距離Lだけ走行して鎖線位置に達した
とき、その指定道路の方向は矢印c方向であり、最初の
進行方向である矢印a方向を基準とした指定道路の方位
角はθM で表される。従って、自車が指定道路上を正し
く走行している場合と、自車が指定道路を外れた場合と
で、θV −θM に相当する偏差Δθが発生することにな
る。
ンサで検出したヨーレートYRを積分して得ることがで
き、走行距離Lは車速センサで検出した車速Vを積分し
て得ることができる。
のステップS11〜S13で偏差Δθ=θV −θM が算
出されると、ステップS14およびステップS16で前
記偏差Δθ=θV −θM の絶対値|Δθ|を第1の閾値
Δθ1 および第2の閾値Δθ 2 と比較する。尚、θV と
θM とが同方向の場合、|Δθ|=|θV |−|θM|
で与えられ、θV とθM とが逆方向の場合、|Δθ|=
|θV −θM |で与えられる。
値|Δθ|をとり、横軸に前記移動距離Lをとったもの
で、2本の直線で示される第1の閾値Δθ1 および第2
の閾値Δθ2 によって領域(1)〜領域(3)に区画さ
れる。領域(1)は偏差の絶対値|Δθ|が小さい状態
であり、このとき自車は指定道路上に存在する確実度が
高い(オンルート)と判定され、図3のフローチャート
で説明した基本制御(警報および車速制御)がそのまま
継続される(ステップS17)。領域(3)は偏差の絶
対値|Δθ|が大きい状態であり、このとき自車は指定
道路上に存在する確実度が低い(オフルート)と判定さ
れ、前記基本制御が中止される(ステップS19)。領
域(2)は偏差の絶対値|Δθ|が中程度の状態であ
り、このとき自車は指定道路上に存在する否かが不明で
あると判定され、前記基本制御が抑制される(ステップ
S18)。基本制御の抑制には、自動制動を行わずに警
報だけを行うこと、自動制動の制動力の立ち上がりや最
大値を減少させること等が含まれる。尚、領域(2)で
基本制御を抑制する代わりに、基本制御を中止すること
も可能である。
2の閾値Δθ2 のラインが右上がりになっている理由は
以下の通りである。自車の移動距離Lが増加するに伴っ
て偏差の絶対値|Δθ|は累積されて増加する傾向にあ
るため、仮に第1の閾値Δθ 1 および第2の閾値Δθ2
のラインが水平であると、実際には自車がオンルート状
態であるにも拘わらず、誤差の累積によってオフルート
状態であると誤判断され易くなるからである。
いとき、ステップS15で指定道路の前方に交差点ある
いは分岐点が存在する場合には、ステップS19に移行
して交差点あるいは分岐点よりも前方での車両制御が中
止される。なぜならば、指定道路に基づく経路誘導中で
あっても、交差点あるいは分岐点の前方では自車が指定
道路に進入するか否かが不確定であるため、前記交差点
あるいは分岐点の前方の道路形状に基づいて車両制御を
行うとドライバーに違和感を与える可能性があるためで
ある。
存在するか否かを判定し、自車が指定道路から外れてい
る場合、あるいは指定道路から外れている可能性がある
場合に、警報や車速制御を中止あるいは抑制するので、
自車が実際に走行している道路の形状にそぐわない車両
制御が実行されてドライバーに違和感を与えることが防
止される。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
基づいて通過可能速度VmaxNを算出しているが、設定限
界横加速度Gに代えて設定限界ヨーレートYRに基づい
て通過可能速度VmaxNを算出することも可能である。即
ち、前記(1)式から、通過可能速度VmaxNを、
うに、指定道路の方位角θM をノードN1 からノードN
2 に延びる矢印c方向として定義したが、図8(B)に
示すように、指定道路の方位角θM を自車位置Pからノ
ードN2 に延びる矢印c′方向として定義しても良い。
この場合の自車位置Pは、ノードN1 の座標を基準とし
て、ヨーレートセンサで検出したヨーレートYRおよび
車速センサで検出した車速Vに基づいて算出することが
できる。
方向の方位角θV および指定道路の方位角θM を直接比
較する代わりに、それら方位角θV ,θM の微分値どう
し、あるいは積分値どうしを比較することも可能であ
る。
によれば、道路地図情報記憶手段から読み出した自車前
方の指定道路を自車が正しく走行しているか否かを判定
し、その判定結果に基づいて自車の走行状態の制御を変
更するので、自車が指定道路を外れて走行しているとき
に不適切な制御が行われてドライバーが違和感を受ける
のを未然に回避することができる。
自車が指定道路を実際に走行しているか否かを指定道路
の方向と自車の進行方向との偏差に基づいて判定するの
で、前記判定を的確に行うことが可能となる。
自車の移動距離が増加するに伴って第1の閾値および第
2の閾値が増加するので、前記移動距離の増加により誤
差が集積して前記偏差が増加しても、実際にはオンルー
ト状態にある自車がオフルート状態にあると誤判断され
るのを防止することができる。
自車が指定道路を通過不能であると判定されたときにド
ライバーに対する警報あるいは自車の車速調整が行われ
るので、車両の走行状態を変更して前記指定道路を確実
に通過することが可能となる。
自車が指定道路上を走行している確実度が低い場合に自
車の走行状態の制御を抑制するので、自車が走行してい
る道路の形状にそぐわない車両制御が行われてドライバ
ーが違和感を受けるのを未然に回避することができる。
交差点あるいは分岐路において自車が指定道路から外れ
ても、道路の形状にそぐわない車両制御が行われてドラ
イバーが違和感を受けるのを未然に回避することができ
る。
ック図
明図
明図
Claims (9)
- 【請求項1】 道路地図情報を記憶する道路地図情報記
憶手段(M1)と、 道路上における自車位置(P)を検出する自車位置検出
手段(M2)と、 自車の走行状態を検出する走行状態検出手段(M3)
と、 道路地図情報記憶手段(M1)から読み出した自車前方
の指定道路の形状および走行状態検出手段(M3)で検
出した自車の走行状態に基づいて、自車が前記指定道路
を通過可能であるか否かを判定する通過可否判定手段
(M7)と、 通過可否判定手段(M7)の判定結果に基づいて、自車
が前記指定道路を通過できるように自車の走行状態を制
御する車両制御手段(M8)と、を備えた車両用走行制
御装置において、 自車が前記指定道路を実際に走行しているか否かを判定
するオンルート判定手段(M9)を備えてなり、オンル
ート判定手段(M9)の判定結果に基づいて車両制御手
段(M8)は自車の走行状態の制御を変更することを特
徴とする車両用走行制御装置。 - 【請求項2】 前記オンルート判定手段(M9)は、前
記指定道路の方向(θM )と走行状態検出手段(M3)
で検出した自車の進行方向(θV )との偏差(Δθ)に
基づいて判定を行うことを特徴とする、請求項1に記載
の車両用走行制御装置。 - 【請求項3】 前記オンルート判定手段(M9)は、自
車が前記指定道路を実際に走行している確実度を判定す
るものであることを特徴とする、請求項1または2に記
載の車両用走行制御装置。 - 【請求項4】 前記オンルート判定手段(M9)は、前
記偏差(Δθ)が第1の閾値(Δθ1 )未満のときに自
車が前記指定道路を実際に走行していると判定すること
を特徴とする、請求項2または3に記載の車両用走行制
御装置。 - 【請求項5】 前記オンルート判定手段(M9)は、前
記偏差(Δθ)が前記第1の閾値(Δθ1 )よりも大き
い第2の閾値(Δθ2 )以上のときに自車が前記指定道
路を実際に走行していないと判定することを特徴とす
る、請求項4に記載の車両用走行制御装置。 - 【請求項6】 前記第1の閾値(Δθ1 )および前記第
2の閾値(Δθ2 )は、自車の移動距離(L)の増加に
応じて増加することを特徴とする、請求項4または5に
記載の車両用走行制御装置。 - 【請求項7】 前記車両制御手段(M8)による自車の
走行状態の制御が、ドライバーに対する警報あるいは自
車の車速調整であることを特徴とする、請求項1〜6の
何れかに記載の車両用走行制御装置。 - 【請求項8】 前記オンルート判定手段(M9)で判定
した前記確実度の低下に応じて、車両制御手段(M8)
は自車の走行状態の制御を抑制することを特徴とする、
請求項3に記載の車両用走行制御装置。 - 【請求項9】 前記指定道路に交差点あるいは分岐点が
存在するとき、車両制御手段(M8)は前記交差点ある
いは分岐点よりも先の道路形状における自車の走行状態
の制御を中止することを特徴とする、請求項1〜8の何
れかに記載の車両用走行制御装置。
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