JP2003531423A - 車両の速度制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
両の速度制御方法に関する。
赤外線センサが車両に取り付けられることが既知である。かかるレーダセンサは
,例えば車両快適性システムACC(Adaptiv Cruise Cont
rol)のモジュールであって,同システムにおいては常に他の車両及び他の道
路状態に対する車両間隔と相対速度に関する情報が処理される。
るいは先行車両が所望速度よりも低速走行しかつレーダセンサの検出領域内にあ
る場合には先行車両の速度に,制御することに関する。このセンサは,例えば,
上記のように,マイクロ波レーダ又は赤外線レーダの構成部分とすることができ
,かつそのために対象,特に検出領域内部で先行車両の,間隔,相対速度及び角
度を測定する。
路を決定するために,ACC−システムを有する車両の前途のコース推移を制御
に取り入れる方法が既知である。そのために少なくとも1台の先行車両の前途の
コース領域が定められ,その後全ての検出された車両に対して側方の横変位が求
められる。走行路の曲率状況が固定的である場合,即ち直線片内又はカーブの一
定の曲率の領域内にある場合に,既知の方法においては良好に等化されたヨーレ
ート又は回転率信号を使用して,前途の走行通路も好適に定められる。
して,走行路の曲率及び先行車両のコース変位も決定することができる。かかる
コース変位の絶対値が,走行通路の予め設定された幅よりも小さい場合には,先
行車両が,ACC−車両の走行通路内にあると推定することができる。しかし,
他の状況において,特にカーブ入口領域においては,通常走行通路に属すること
は,もはや正しく決定することはできないので,右側隣接車線上で先行車両は,
左カーブが開始された場合に誤って走行通路に算入されてしまう可能性がある。
これは,支障のある制御機能をもたらし,その場合にその原因は曲率の予想がで
きないことである。というのは求められた曲率は常に実時点に関するものであっ
て,曲率変化に反応するのが遅すぎるからである。
特に自己の走行軌線の曲率を求めるために,ヨーレート又は回転率が検出され,
かつその場合に間隔センサ又は位置センサによってセンサ検出領域内部の少なく
とも1台の先行車両又は少なくとも1つの他の対象が,特に制御車両のコースに
対する変位に関して検出される,同方法は,本発明によれば,主請求項に記載の
特徴によって好ましい方法で展開される。
ら,簡易な方法で,それ自体既知の処理ステップにより,ヨーレートを速度で除
算することにより,走行路の曲率kを計算することができ,従って先行車両のコ
ース変位ycも決定することができる。詳細には,コース変位ycは,次の公式
に従って定めることができる: yc=yv−k*d2/2 その場合に,変量yvは,曲率kを考慮しない測定された横変位であり,dは
,制御車両と測定された先行車両との間の間隔である。
には,対象又は車両がACC−車両の走行通路内に存在すると推定することがで
き,その場合ylaneは走行車線幅の略半分に相当する。
ができる。先行車両がその車線を維持すると仮定できる間は,その運動は既に早
期に,曲率変化が行われることを示している。従って本発明によれば,複数の対
象の検出から,予測すべき曲率の予報に関して自己の走行軌線の曲率の補正が実
行され,その場合にここでは複数の対象において求められた位置変化の平均が基
礎とされる。
数の検出された対象について予め設定された時間間隔で横変位|yv|に相当す
る角度αiが測定される。各対象について,各々先行する測定に対するある測定
の角度変化dαiが求められ,各測定サイクルにおいて角度変化dαiが検出さ
れた対象の集合にわたって平均されて,集合角速度αDtkollを形成するた
めに,測定サイクル間の時間長さにより除算される。集合角速度αDtkoll
を制御車両内で測定されたヨーレートに加算することから,その後,制御車両の
走行軌線の前途の曲率kのための補正が求められる。
車両の走行速度で除算することにより計算されると効果的である。さらに,簡易
な方法で,各対象により測定された角度変化αiを各々対象移動に対する制御車
両の相対速度とヨーレートにより補正することができる。測定結果を改良するた
めに,集合角速度αDtkollを求める際に複数の測定サイクルにわたって各
々求められた値が平均されることもできる。
に,前方に位置する対象のコース変位を定めるための幾つかの他の検出装置を設
置することもできる。かかる検出装置の全ての結果は,その後評価して重み付け
することができる。評価及び重み付けは,好ましくはビデオカメラ,好ましくは
サテライト支援されるナビゲーションシステム又は先行車両の履歴的横変位を求
めるための装置によって,あるいは静止対象の位置の補間により求められたコー
ス変位のコース決定によって,実施することができる。
な説明と図面からも明らかであって,その場合に個々の特徴はそれ自体単独でも
,あるいは複数を互いに組み合わせた形式でも,本発明の実施形態において,か
つ他の分野において実施することができ,かつ好ましくそれ自体保護可能な形態
を表すことができ,それについてここで保護が請求される。
−車両1が図示されている。車両1は,例えばレーダ検出領域4を具備するレー
ダセンサ3を有する;車両1は,さらに例えばビデオ装置又はナビゲーション装
置などの他の検出装置も取り付け可能であって,それらを使用して走行路2又は
走行路環境を検出することができる。走行路2上には,先行対象としての車両5
が存在しており,その場合に現実にはおいてはかかる複数の対象が各種間隔及び
各種速度で存在している。
ない制御装置と例えばヨーレートセンサ又は回転率センサ,操舵角度センサ,車
輪回転数センサ又は横加速度センサなどの複数のセンサを有する。一点鎖線6は
,前途の所望のコース推移あるいは車両1の走行軌線を示しており,2本の線7
は,前途のコース領域あるいは走行通路を示している。区間8は,車両1の走行
推移に対する先行車両5の側方の横変位あるいはコース変位を示している。固定
対象として,ここでは樹木9が記入されており,その場合に,当然ながらカーブ
進入の前には,かかる静止対象についての集合的なヨーレートは存在していない
。
に図1には図示されていない数iの,先行するあるいは前方に存在する他の対象
が,走行路2の推移内であるいは検出領域4内で検出されて評価されるものとす
る。従って本発明の実施例によれば,複数の対象iの検出に基づいて,走行路2
の予測される曲率の予報に関して,ACC−車両1の自己の走行軌線の曲率の補
正が実施され,その場合にここでは図2に示す機能ブロックに従って複数の対象
iにおいて求められた位置変化の平均が実施される。
いて走行軌線6の曲率kの補正が実施されることが,象徴的に示されている。各
対象iについて,各々先行する測定に対する測定のコース変位の角度変化dαi
が求められ,各測定サイクルにおいて角度変化dαiが検出された対象の集合に
わたって平均されて,集合的角速度αDtkollを形成するために測定サイク
ル間の時間長さにより除算される。集合的角速度αDtkollを制御車両1内
で測定されたヨーレートに加算することから,その後,制御車両1の走行軌線6
の前途の曲率kについての補正が求められる。
計を制御車両1の走行速度で除算することにより計算することもできる。さらに
,各対象iにより測定された角度変化dαiを各々一方では対象移動に対する制
御車両1の相対速度により,そして他方では,ヨーレートにより補正することも
できる。測定結果を改良するために,集合的角速度αDtkollを求める際に
図1に示すローパス21によって複数の測定サイクルにわたって各々求められた
値が平均される。
ためのコース変位の上述した計算を実施することのできる,計算方法を説明する
。選択されている略語は,データ処理システムへの入力で良く使用される物理量
の短縮形を示している。
上記のように,レーダ対象iの集合的な角度変化から生じる成分が加算される。
かかる角速度は,ここでは環境ヨーレートPsiDtEnvと称される。垂直軸
を中心とする車両1の回転としてのヨーレートPsiDtは,図1に示す車両軌
線6の実際の曲率kを示す。以下の関係式が得られる(VVeh=制御車両の長
手方向における速度): K=PsiDt/VVeh
のヨーレートにおいてはステアリングホィール角度センサ,横加速度センサ,車
輪回転数センサ及びヨーレートセンサの信号を考慮して,不慮のヨーレートオフ
セットが除去される。その場合に個別信号の偏差の蓋然性が調査され,偏差が過
大である場合にはセンサの故障と認識される。軌線曲率kTrajは,例えば単
純なローパスフィルタリングを介して形成することができる(Tcycle=制
御器のサイクル時間,τKap=制御器の時定数): kTraj(tj)=(Tcycle/τKap)*(k(tj)−kTra
j(tj−1))
される。かかる変量は,一方の側において曲率変化を予測を可能にし,他方の側
においてはACC−車両1の自己の車線変更の際の補償を可能にする。環境ヨー
レートは,相対速度及びヨーレートに依存しない補償項と後段の時定数τKap
によるローパスフィルタリングを考慮して,角度変化PsiDeltaSumの
アンサンブル平均から形成され,定数は軌線曲率kTrajのローパスフィルタ
リングにも使用される。従って同一速度を有する対象に限定して,あるいは他の
場合にはVr(目標対象の速度)による補正及びPsiDtに比例する補正によ
って,次の関係式が得られる: PsiDeltaSum(tj)=Σ[(yvi(tj)−yvi(tj−1
)−(vrPsiDtdtd/vveh))/MAX(dPsiDtEnvMi
n,di(tj))] i=1…nについて,n≧1の場合に有効な目標対象,その他は値=0
n)−Tcycle*PsiDtEnv(tj−1)/τKap.
れる: PsiDtEnvred(tj)=SIGN(PsiDtEnv(tj))*
MAX(0,|PsiDtEnv(tj)|−PsiDtEnvMin).
間の関係を示すグラフが認識される。その場合に前途のコースの計算は,一定と
見なされる放物線曲率に応じた第2の係数を決定する制限される。かかる曲率は
,軌線曲率kTrajと補正曲率kCorrとの合計から形成され,それは,上
記で説明したように,環境ヨーレートからも形成される。その場合にkCorr
についての全体は,車線変更もカーブ始端における車両1の急進も考慮している
。
AX,MAX(−kTraj/2−|kTraj|/2−kCorrMAX,P
siDtEnv/vveh))及び kCourse(tj)=kTraj(tj)+kCorr.
,それはいわゆる車線変更確率を計算するために必要とされる。その場合にke
rrorは,相対的エラー(RelKapErr),速度が小さい場合の最小の
絶対エラー(KapErrMin)及びヨーレートのエラー(PsiDtErr
or)の組合せから以下のように形成される: kerror=MAX(RelKapErr*|kCourse|,MIN(
KapErrMin,PsiDtError/MAX(vVeh,vVeh/v
Min))
可能性を示すブロック回路図40が示されており,かかる可能性は各種組合せに
おいて,単独であるいは一緒に使用することができる。左の分岐41においては
,自己のヨーレートからなる自己の軌線をブロック42で集合的ヨーレートを加
算することによる,上記詳細に説明した前途のコース推移の計算が示されている
。ブロック43においては,実際の対象データを付加して,検出車両が自己の計
算された走行通路内に存在し,それに自己の速度を適合させるべき対象として問
題になるか,についての決定を行うことができる。それが肯定された場合には,
その後制御装置44内で本来の制御が実施される。
かるビデオシステムを使用して同様に自己の走行通路の決定と制御対象としての
先行対象の検出を実行することができる。他の分岐47においては,さらに,ナ
ビゲーションシステム48が設けられており,そのナビゲーションシステムは自
己の現在地を認識し,かつ存在している地図資料を考慮して,上記と同じ制御機
構を提供することができる。
うことができ,そのコース予測は計算する際に上記ACC−車両1と検出された
対象iとの間の履歴的な横変位を考慮する。
行路端縁の静止目標位置の補間により求められたコース変位を使用して,コース
決定を実行することができる。
算に基づく結果を評価して,必要に応じて個別結果の重み付けにより,先行車両
の選択に関する最終的な決定を選択することができ,ACC−車両は自己速度を
それに適合させる。
用いて説明する。 その場合に:
的に示しており,
を計算する計算方法あるいは走行軌線の曲率の補正を示す原理回路図を示し,
ク回路図を示している。
Claims (10)
- 【請求項1】 制御車両内で,特に自己の走行軌線の曲率(k)を求めるた
めに,ヨーレート又は回転率が検出され,かつその場合に間隔センサ又は位置セ
ンサ(6)によってセンサ検出領域(7)内にある少なくとも1台の先行車両(
5)又は少なくとも1つの他の対象が,特に制御車両のコースからの変位に関し
て,検出される,車両(1)の速度制御方法であって, 1つ又は複数の対象(i)の検出に基づいて,複数の対象において求められた位
置変化の平均(ki)から予測される曲率の予報に関して,自己の走行軌線の曲
率(k)の補正が実施される, ことを特徴とする車両の速度を制御する方法。 - 【請求項2】 補正された曲率(k)は,検出された複数の対象(i)につ
いて予め定められた時間間隔で,横変位に相当する角度(αi)が測定され,各
対象(i)について各々先行する測定に対するある測定の角度変化(dαi)が
求められ,各測定サイクルにおいて角度変化(dαi)が検出された対象(i)
の集合にわたって平均されて,集合角速度(αDtkoll)を形成するために
測定サイクル間の時間長さによって除算され, 前記集合角速度(αDtkoll)を前記制御車両(1)内で測定されたヨー
レートに加算することによって,前記制御車両(1)の走行軌線の前途の曲率(
k)についての補正が求められる, ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記前途の曲率(k)は,ヨーレートと集合角速度(αDt
koll)の合計を,制御車両(1)の走行速度で除算することにより計算され
る,ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記各対象(i)によって測定された角度変化(dαi)は
,各々対象移動に対する制御車両(1)の相対速度とヨーレートにより補正され
る,ことを特徴とする請求項2又は3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記集合角速度(αDtkoll)を求める場合に,複数の
測定サイクルにわたって各々求められた値が平均される,ことを特徴とする請求
項2又は3に記載の方法。 - 【請求項6】 前記制御車両(1)内で,走行軌線の実際のフィルタリング
された曲率(kTraj)と走行軌線のフィルタリングされない曲率との差から
,ノイズ抑圧パラメータを考慮して,迅速な曲率が形成される, ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 前記制御車両(1)内で,補正曲率(kcorr)が走行軌
線の計算された曲率(kTraj)に加算される, ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 前記制御車両(1)内で,走行軌線の曲率(kTraj)以
外に,コース品質(kError)が計算され,前記コース品質は相対エラー,
速度が遅い場合の最小の絶対エラー及びヨーレートのエラーの組合せを表し,か
つ前記制御車両(1)の車線確率を計算するために利用される,ことを特徴とす
る請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 前記制御車両(1)内に,前記先行対象(5)の位置を検出
するための1以上の検出装置(41,45,47,49,51)が設けられてお
り,かつ 前記先行対象(5)を,制御車両の速度を適合させるべき車両として選択する
ために,前記各検出装置(41,45,47,49,51)の全ての結果が評価
されて重み付けされる,ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載
の方法。 - 【請求項10】 前記評価と重み付けは,ビデオカメラ,好ましくはサテラ
イト支援されるナビゲーションシステム,静止目標を評価する装置又は先行対象
(5)の履歴的横変位を求めるための装置によって実施される,ことを特徴とす
る請求項9に記載の方法。
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DE (2) | DE10018558A1 (ja) |
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