JP2017178218A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行について制御を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling the running of a vehicle.
従来、車両の走行に関する情報を取得し、該情報に基づいて、車両の運転を支援する技術が知られている。
特許文献1では、車線変更の必要性を判断し、車線変更が必要であると判定された場合に、運転者に車線変更を促す報知を行う技術が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for obtaining information related to vehicle travel and assisting driving of the vehicle based on the information.
近年では、特許文献1に記載のような運転者に情報を提供するといった運転支援に加え、車両の走行に関する情報を取得し、該情報に基づいて、車両を自動で走行させるという要求が高まっている。例えば、車両に、自動で、車線の中央を走行させるといった制御のみならず、車両に車線変更を行わせるといった制御や、合流や分岐のある道路を走行させるといった制御等、より複雑な制御の実現に対する要求が高まっている。
In recent years, in addition to driving assistance such as providing information to the driver as described in
このような複雑な制御を実現しようとする場合、例えば、地図データを用いて車両を走行させるための計画経路を設定し、絶対位置で表される地図データ上における計画経路上の位置と車両の位置とを一致させるように、車両を走行させる制御を行うことが考えられる。 In order to realize such complicated control, for example, a planned route for driving the vehicle is set using map data, and the position on the planned route on the map data represented by the absolute position and the vehicle It can be considered that the vehicle is controlled so as to match the position.
しかしながら、車両をより複雑な計画経路に沿って走行させるためには、車両の絶対位置をより高い精度で検出する必要があり、構成が複雑になるという問題があった。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、車両の絶対位置を高い精度で表す情報を必要とせず、簡易な構成で、計画経路に沿って車両を走行させる技術を提供することを目的としている。
However, in order to drive the vehicle along a more complicated planned route, it is necessary to detect the absolute position of the vehicle with higher accuracy, and there is a problem that the configuration becomes complicated.
The present invention has been made in view of these problems, and does not require information representing the absolute position of the vehicle with high accuracy, and provides a technique for driving the vehicle along a planned route with a simple configuration. It is aimed.
本発明の制御装置(50)は、車両を走行させるための制御を行う制御装置であって、基準取得部(61)と、基準推定部(64)と、計画取得部(66、S300)と、車両推定部(66、S310)と、出力部(66、S350)と、を備える。 The control device (50) of the present invention is a control device that performs control for running the vehicle, and includes a reference acquisition unit (61), a reference estimation unit (64), and a plan acquisition unit (66, S300). The vehicle estimation part (66, S310) and the output part (66, S350) are provided.
基準取得部(61)は、 車両が走行する道路の幅方向における車両の位置を推定する際に基準となる物体であって、道路に沿って配置された物体を表す基準物について、道路の延びる方向に沿った複数箇所の相対的な位置を取得するように構成されている。 The reference acquisition unit (61) extends a road with respect to a reference object representing an object arranged along the road, which is a reference when estimating the position of the vehicle in the width direction of the road on which the vehicle travels. It is comprised so that the relative position of the several places along a direction may be acquired.
基準推定部は、複数箇所の相対的な位置に基づいて、道路の幅方向において基準となる位置を道路に沿って延びる線として表した基準線を推定する、ように構成されている。
計画取得部は、基準線上における複数の位置を表す複数の基準位置と、それぞれの基準位置に対応する、車両の道路における幅方向の位置を表す複数の対応位置と、を含む計画情報を取得するように構成されている。
The reference estimation unit is configured to estimate a reference line representing a reference position in the width direction of the road as a line extending along the road based on the relative positions of a plurality of locations.
The plan acquisition unit acquires plan information including a plurality of reference positions representing a plurality of positions on the reference line and a plurality of corresponding positions representing positions in the width direction on the road of the vehicle corresponding to the respective reference positions. It is configured as follows.
車両推定部は、複数箇所の相対的な位置に基づいて、基準線を基準としたときの車両の道路における幅方向の位置を表す基準横位置を推定するように構成されている。
出力部は、複数の対応位置のうち、車両に最も近い基準位置から基準線上を予め設定された設定距離離れて位置する基準位置に対応する対応位置に車両が近づくように、車両を走行させるための指示を出力するように構成されている。
The vehicle estimation unit is configured to estimate a reference lateral position representing a position in the width direction of the vehicle on the road when the reference line is used as a reference, based on the relative positions of a plurality of locations.
The output unit causes the vehicle to travel so that the vehicle approaches a corresponding position corresponding to a reference position that is located on a reference line at a preset distance from a reference position closest to the vehicle among a plurality of corresponding positions. Is configured to output the instruction.
このような本発明の制御装置では、車両を走行させるために計画された経路(以下、計画経路)が、道路に沿って配置された基準物の相対的な位置に基づいて推定された道路に沿って延びる基準線を基準として、表される。その際、計画経路は、基準線を基準として、道路の幅方向における相対的な位置を表す複数の対応位置を繋げたものとして表わされる。そして、基準線を基準とする自車両の相対的な位置が、計画経路上の対応位置と一致するように、車両の走行制御が行われる。 In such a control device of the present invention, a route planned for driving the vehicle (hereinafter, a planned route) is a road estimated based on the relative position of a reference object arranged along the road. It is expressed with reference to a reference line extending along. At that time, the planned route is represented as a plurality of corresponding positions representing relative positions in the width direction of the road with reference to the reference line. Then, vehicle travel control is performed such that the relative position of the host vehicle with respect to the reference line matches the corresponding position on the planned route.
つまり、本発明の制御装置では、計画情報を表す対応位置、および車両の位置は、基準線を基準とする相対的な位置により表されているため、対応位置及び車両の位置を絶対位置で表す必要が無い。 That is, in the control device of the present invention, the corresponding position representing the plan information and the position of the vehicle are represented by relative positions with reference to the reference line, so the corresponding position and the position of the vehicle are represented by absolute positions. There is no need.
このような構成によれば、従来技術のように精度の高い自車両の絶対位置を必要とせず、車両を計画経路に沿って走行させることができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
According to such a configuration, it is possible to drive the vehicle along the planned route without requiring an accurate absolute position of the host vehicle as in the prior art.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in this column and a claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is shown. It is not limited.
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
[1.構成]
図1に示す運転支援システム10は、車両に搭載されるシステムである。以下でいう自車両とは、運転支援システム10が搭載された車両をいう。運転支援システム10は、カメラ21と、GNSS22と、車速センサ23と、ジャイロセンサ24と、地図データベース(以下、地図DB)25と、ステアリングシステム31と、パワートレインシステム32と、ブレーキシステム33と、制御装置50と、を備える。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
A driving support system 10 shown in FIG. 1 is a system mounted on a vehicle. The own vehicle referred to below refers to a vehicle on which the driving support system 10 is mounted. The driving support system 10 includes a
カメラ21は、少なくとも自車両の前方を含む、自車両の周囲を撮像し、撮像した画像を表す画像データを、制御装置50へ出力する。
GNSS22は、準天頂衛星やGPS衛星からの電波を受信して、自車両の位置を表す位置情報等を、運転支援実行部60へ出力する。
The
The GNSS 22 receives radio waves from the quasi-zenith satellite and the GPS satellite, and outputs position information indicating the position of the host vehicle to the driving support execution unit 60.
車速センサ23は、自車両の走行速度(以下、車速)を検出し、検出した車速を制御装置50へ出力する。
ジャイロセンサ24は、自車両についてのヨー角、ピッチ角、ロール角を検出する周知のセンサであり、検出結果を表す信号を制御装置50へ出力する。
The
The
地図データDB25は、緯度及び経度が対応付けられた地図情報を記録している。地図データDB25は、例えば道路の分岐や合流といった、自車両のレーンチェンジが必要となる位置を表す情報を、地図情報として記録している。
The
ステアリングシステム31は、制御装置50から指示される操舵角に従って、ステアリング機構に設けられたピニオンギアの回転方向及び回転量を制御する。
パワートレインシステム32は、制御装置50から指示される駆動力に従って、駆動源として内燃機関を搭載している場合には、スロットル装置の開度及び燃料噴射量を制御する。また、パワートレインシステム32は、制御装置50から指示される駆動力に従って、駆動源としてモータを搭載している場合には、モータへの供給電力を制御する。
The
In the case where an internal combustion engine is mounted as a drive source, the
ブレーキシステム33は、制御装置50から指示される制動力に従って、油圧式ブレーキの液圧回路に設けられたアクチュエータの制御を行う。ブレーキシステム33は、自車両が駆動源としてモータを搭載している場合には、制御装置50から指令される制動指示に従って、モータへの供給電力の制御を行って、回生ブレーキによる制動力を生成するように構成されてもよい。
The
制御装置50は、本実施形態では、運転支援システム10を制御する電子制御装置である。制御装置50は、CPU51と、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ(以下、メモリ52)と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。
In the present embodiment, the
制御装置50の各種機能は、CPU51が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ24が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御装置50を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。
Various functions of the
制御装置50は、車両を走行させるための制御を行う。制御装置50は、CPU51がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図2に示すように、基準取得部61と、障害物認識部62と、道路取得部63と、基準推定部64と、計画生成部65と、指令値生成部66と、運動制御部67と、を備える。
The
制御装置50を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
The method for realizing these elements constituting the
基準取得部61は、カメラ21が撮像する自車両の前方における画像データに基づいて、基準物について、道路の延びる方向に沿った複数箇所の、相対的な位置を取得する。
ここでいう道路の延びる方向とは、道路上を走行する車両が道路に沿って走行する方向をいう。基準物とは、道路に沿って配置された物体であって、車両が走行する道路の幅方向における該車両の位置を推定する際に基準となる物体を表す。本実施形態では、自車両が走行する車線における左側の白線を基準物として用いる。なお、物体とは、有体物をいう。車線とは、道路における白線に挟まれた領域であって、車両が通行可能な領域をいう。
The
The direction in which the road extends here refers to the direction in which a vehicle traveling on the road travels along the road. The reference object is an object arranged along the road, and represents an object serving as a reference when estimating the position of the vehicle in the width direction of the road on which the vehicle travels. In this embodiment, the white line on the left side in the lane in which the host vehicle travels is used as the reference object. In addition, an object means a tangible thing. A lane is an area between white lines on a road and is an area in which a vehicle can pass.
なお、以下において、左側とは、車両の進行方向を基準として左側をいう。右側とは、左側の反対をいう。本実施形態でいう相対的な位置とは、カメラ21で撮像された画像データに基づいて推定した、自車両の位置を基準とするx、y座標で表された位置をいう。なお、本実施形態では、自車両の位置を通り道路の幅方向に延びる軸をx軸とし、自車両の位置を通りx軸に垂直な軸をy軸とする。本実施形態では、自車両の位置とは、自車両の重心位置を表す。
In the following, the left side means the left side with reference to the traveling direction of the vehicle. The right side is the opposite of the left side. The relative position referred to in the present embodiment refers to a position represented by x and y coordinates based on the position of the host vehicle estimated based on image data captured by the
基準取得部61は、図3に示すように、自車両が走行する車線71を表す白線であって、左側に位置する白線91を基準物とし、白線91上における複数箇所K0、K1、…Knの、自車両の位置Gに対する相対的な位置(以下、基準物位置)を取得し、メモリ52に記録する。本実施形態では、複数の基準物位置K0、K1、…Knは、白線91上における記録距離d毎に記録されるものとする。
As shown in FIG. 3, the
基準推定部64は、基準取得部61によって取得された、複数の基準物位置K0、K1、…Knに基づいて、基準線を推定する。
基準線とは、複数の基準物位置K0、K1、…Knに基づいて、道路の幅方向において基準となる位置を道路に沿って延びる線として表したものである。本実施形態では、図3に示すように、道路の幅方向において基準となる位置を、自車両1が走行する車線71の中央とする。つまり、自車両1が走行する車線71の中央を表す線を基準線101として推定する。
The
The reference lines, a plurality of the reference object position K 0, K 1, ... based on K n, in which the reference position in the width direction of the road was expressed as a line extending along the road. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the reference position in the width direction of the road is the center of the
基準推定部64は、基準線101上の相対的な位置を表す複数の基準位置P0、P1、…Pnを、基準線情報としてメモリ52に記録する。基準線101の推定については、後述する基準推定処理にて説明する。
The
道路取得部63は、道路情報を取得する。道路情報とは、自車両1が走行する道路の前方に、例えば分岐及び合流等といった、レーンチェンジを行う必要がある場所が存在するか否かを表す情報や、分岐及び合流等といった道路の形状を表す情報を含む。本実施形態では、道路取得部63は、カメラ21が撮像する自車両1の前方における画像データを用いて、分岐及び合流といった、自車両1の前方における道路の形状を推定し、道路情報を生成し、メモリ52に記録する。道路取得部63は、メモリ52から、道路情報を取得する。
The
なお、道路情報は、制御装置50によって、前述のようにカメラ21が撮像する自車両1の前方における画像データに基づいて生成されてもよいし、あるいは、GNSS22または車速センサ23及びジャイロセンサ24等を用いた自律航法により特定される自車両1の絶対位置と、地図DB25に記録されている地図情報とに基づいて生成されてもよい。
The road information may be generated by the
障害物認識部62は、障害物情報を生成する。障害物情報とは、自車両1の周囲に位置する障害物の位置を含む情報を表す。ここでいう障害物とは、車両の周囲に位置する、自車両1の走行を妨げる要因となる有体物を表す。
The
本実施形態では、障害物認識部62は、カメラ21が撮像する自車両1の前方における画像データに基づいて、自車両1の前方に障害物が存在するか否かを判断し、障害物が存在する場合に、障害物の自車両1に対する相対的な位置と、大きさと、を表す障害物情報を出力する。
In the present embodiment, the
なお、障害物認識部62は、障害物が存在しない場合は、障害物が存在しないことを表
す障害物情報を出力する。
計画生成部65は、基準推定部64から出力される基準線情報と、道路取得部63から出力される道路情報と、障害物認識部62から出力される障害物情報とに基づいて、計画情報を生成する。計画情報は、車両を走行させるために計画された経路を示す計画経路を表す情報である。
The
The
計画情報とは、例えば図4に示すように、複数の基準位置P0、P1、…Pnと、それぞれの基準位置に対応する複数の対応位置Q0、Q1、…Qnと、を含む。
対応位置Q0、Q1、…Qnを繋げた線が計画経路107に相当する。対応位置Q0、Q1、…Qnとは、それぞれの基準位置P0、P1、…Pnに対応して、一対一に設定された位置であって、道路の幅方向における位置を表す。ここでいう道路の幅方向とは、基準線101に直交する方向を表す。対応位置Qは、基準線101に対する道路の幅方向における距離で表される。
The planning information, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of reference positions P 0, P 1, ... and P n, a plurality of corresponding positions corresponding to the reference position Q 0, Q 1, and ... Q n, including.
A line connecting the corresponding positions Q 0 , Q 1 ,... Q n corresponds to the planned
具体的には、対応位置Qは、基準線101によって区切られる領域のどちら側に位置するかを正又は負の符号で示す属性と、基準線101からの距離を表す横距離Wと、によって表わされる。対応位置Qは、基準線101に対して右側に位置する場合に正の符号が付された横距離Wで表わされ、基準線101に対して左側に位置する場合に負の符号が付された横距離Wで表わされる。
Specifically, the corresponding position Q is represented by an attribute indicating on which side of the region delimited by the
つまり、計画生成部65は、複数の基準位置P0、P1、…Pnと、それぞれの基準位置に対応する複数の対応位置Q0、Q1、…Qnとを、計画情報としてメモリ52に記録する。対応位置Q0、Q1、…Qnは、それぞれの基準位置P0、P1、…Pnに対応する、符号付きの横距離W0、W1、…Wnで表わされている。計画生成部65にて実行する計画生成処理については後述する。
That is, the memory
指令値生成部66は、計画生成部65から出力された計画情報に基づいて、複数の対応位置Q0、Q1、…Qnのうち、自車両1に最も近い基準位置から基準線101上を予め設定された設定距離離れて位置する基準位置に対応して設定された対応位置に、自車両1が近づくように、自車両1を走行させるための指示を示す指令値を出力する。指令値生成部66にて実行する指令値生成処理については後述する。
Command
運動制御部67は、指令値生成部66から出力された指令値に基づいて、ステアリングシステム31に対する操舵角、パワートレインシステム32に対する駆動力、ブレーキシステム33に対する制動力を指示するための出力を行う。
Based on the command value output from the command
[2.処理]
次に、基準推定部64、計画生成部65、指令値生成部66が実行する処理について説明する。
[2. processing]
Next, processing executed by the
[2−1.基準推定処理]
制御装置50が基準推定部64にて実行する障害物認識処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。
[2-1. Standard estimation process]
Obstacle recognition processing executed by the
制御装置50は、S100では、複数の基準物位置K0、K1、…Knを、メモリ52から取得する。
制御装置50は、S110では、基準線101を推定する。制御装置50は、本実施形態では、道路における幅方向の位置が自車両1の走行する車線71(以下、自車線という)内における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を、基準線101として推定する。
In S110, the
制御装置50は、具体的には、複数の基準物位置K0、K1、…Knに基づいて、例えばハフ変換等により、白線91の曲率Rを、すなわち道路の曲率Rを算出する。本実施形態では、曲率Rは、(1)式で表される。(1)式は、進んだ距離sに応じて曲率Rが線形に変化することを表わす。C0、C1は係数である。
制御装置50は、続いて、複数の基準物位置K0、K1、…Knに基づいて、基準位置P0、P1、…Pnを推定し、メモリ52に記録する。そして、制御装置50は、本基準推定処理を終了する。
The
具体的には、本実施形態では、制御部50は、自車両から近い基準位置Pについては、カメラ21の画像データに基づく基準物位置Kを用いて推定し、自車両から遠い基準位置Pについては、位置を推定済みの基準位置Pと曲率Rとを用いて推定する。
Specifically, in the present embodiment, the
すなわち、制御部50は、自車両に近い順に基準位置P0〜Pkについては、複数の基準物位置K0〜Kkを車線の幅方向に予め設定された車線幅の1/2(以下、半車線幅)だけ自車両側に近づけた位置を、それぞれの基準位置P0〜Pkとして推定する。
That is, for the reference positions P 0 to P k in order from the closest to the host vehicle, the
なお、半車線幅は、予めメモリ52に記録されている。ここでいう近いとは、基準位置P0からの距離が所定値未満であることを表す。kは、基準位置P0から基準位置Pkまでの距離が所定値未満となるように定められた、n以下の任意の自然数であってよい。これにより、自車両から近い基準位置Pについては、カメラ21の画像データに基づいて、精度よく、相対的な位置が推定される。
The half lane width is recorded in the
また、制御部50は、基準位置Pkよりも自車両から遠方に位置する基準位置Pk+1〜Pnについては、基準位置Pk起点として曲率Rで表される曲線上における、記録距離d毎の位置を、それぞれの基準位置Pk+1〜Pnとして推定する。ここでいう遠方とは、基準位置P0からの距離が所定値以上であることを表す。これにより、自車両から遠い基準位置Pk+1〜Pnについては、カメラ21の画像データに基づいて推定された曲率Rに基づいて、精度よく、相対的な位置が推定される。
The
基準位置P0、P1、…Pnを繋げた線が基準線101に相当する。なお、前述のように本実施形態では、複数の基準物位置K0、K1、…Knは、白線91上における記録距離d毎に記録されている。本実施形態では、白線91の曲率と基準線101の曲率とは等しいと見なされる。すなわち、本実施形態では、複数の基準位置P0、P1、…Pnは、基準線101上における記録距離d毎に記録されているものとする。
A line connecting the reference positions P 0 , P 1 ,... P n corresponds to the
[2−2.計画生成処理]
制御装置50が計画生成部65にて実行する計画生成処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。
[2-2. Plan generation process]
The plan generation process executed by the
制御装置50は、S200では、道路取得部63から、道路情報を取得する。
制御装置50は、S210では、障害物認識部62から、障害物情報を取得する。
制御装置50は、S220では、障害物情報が自車両1の前方に障害物が存在すること
を表しているか否かを判断する。制御装置50は、障害物情報が自車両1の前方に障害物が存在することを表している場合に処理をS260へ移行させ、障害物が存在しないことを表している場合に、S230へ処理を移行させる。
In S200, the
In S210, the
In S220, the
制御装置50は、S230では、S200にて取得した道路情報に基づいて、レーンチェンジが必要であるか否かを判断する。制御装置50は、具体的には、道路情報が自車両1の前方にレーンチェンジを必要とする場所が存在することを表している場合に、レーンチェンジが必要であると判断する。制御装置50は、レーンチェンジが必要である場合に処理をS240へ移行させ、必要でない場合に処理をS250へ移行させる。
In S230, the
制御装置50は、レーンチェンジが必要である場合に移行するS240では、道路情報が表す、カメラ21による画像データを用いて推定された、分岐及び合流といった自車両1の前方における道路の形状に基づいて、自車両1にレーンチェンジを実行させるように計画情報を生成する。制御装置50は、生成した計画情報をメモリ52に記録し、本計画生成処理を終了する。
In S240, which is shifted when a lane change is necessary, the
制御装置50は、具体的には、図4に示すように、自車両1に最も近い基準位置P0からの基準線101上における距離が増加するに伴って、それぞれの基準位置P0、P1、…Pnに対応する対応位置Q0、Q1、…Qnが、自車両1が走行している車線71内から該車線71に隣接する車線72内へ移動するように表された計画経路107を示す計画情報を生成する。
計画情報は、前述のように、対応位置Q0、Q1、…Qnがそれぞれの基準位置P0、P1、…Pnに対応する符号付きの横距離W0、W1、…Wnで表わされた情報である。
制御装置50は、車両に右側の隣接車線72へのレーンチェンジを実行させる際は、図7に示すように、基準線101上における距離lの増加に伴って、対応位置Qが隣接車線72の中央を表す線201上に位置するように、計画情報を生成する。隣接車線とは、自車両の走行する車線に隣接する車線を表す。図7におけるWDは、自車線71の中央から隣接車線72の中央までの距離、すなわち、車線幅に相当する値を表している。
Planning information, as described above, the corresponding position Q 0, Q 1, ... Q n each of the reference position P 0, P 1, ... transverse distance W 0, W 1 signed corresponding to P n, ... W Information represented by n .
When the
図6に戻り説明を続ける。制御装置50は、レーンチェンジが必要でない場合に移行するS250では、カメラ21による画像データを用いて推定された、自車両1の前方における道路の形状に基づいて、現在走行している車線71内を自車両1に継続して走行させる、レーンキープを実行させるように、計画情報を生成する。
Returning to FIG. In S250 that is shifted when a lane change is not necessary, the
つまり、制御装置50は、自車両1が走行している車線71内に対応位置Q0、Q1、…Qnが位置するように表された計画情報を生成する。制御装置50は生成した計画情報をメモリ52に記録し、本計画生成処理を終了する。
That is, the
制御装置50は、障害物が存在する場合に移行するS260では、障害物情報に基づいて、障害物を避けて車両を走行させるための計画情報を生成する。制御装置50は、生成した計画情報をメモリ52に記録し、本計画生成処理を終了する。
In S260, which is shifted when there is an obstacle, the
ここでいう、障害物を避けるとは、自車両1から障害物までの、道路の幅方向における距離が、予め定められた安全距離A以上であることを表す。安全距離Aは、予めメモリ52に記録されている。
Here, avoiding an obstacle means that the distance in the width direction of the road from the
例えば、図8に示すように、自車両1の前方における隣接車線72内であって、該隣接車線72と自車線71との境界を表す白線92に近づくようにして、トラックのような大型の車両が走行しているような状況では、大型の車両を障害物9として、該障害物9を避
けるように、計画経路107を表す計画情報が生成されてもよい。
For example, as shown in FIG. 8, in the
なお、障害物9は、大型の車両に限定されるものではなく、いかなる車両であってもよい。また、障害物は、隣接車線72内に存在する有体物に限定されるものではなく、例えば何らかの落下物等といった、自車線71内の前方に存在している有体物であってもよい。
The
[2−3.指令値生成処理]
制御装置50が指令値生成部66にて実行する指令値生成処理について、図9のフローチャート、及び図10、図11を用いて説明する。
[2-3. Command value generation processing]
The command value generation process executed by the command
制御装置50は、S300では、計画生成部65にて生成された計画情報を取得する。
制御装置50は、S305では、基準推定部64にて推定された基準線情報を取得する。
In S300, the
In S <b> 305, the
制御装置50は、S310では、基準線情報に基づいて、自車両1に最も近い基準位置P0を特定する。
制御装置50は、S315では、図10に示すように、複数の基準物位置Kに基づいて推定された基準線101を基準としたときの、自車両1の道路における幅方向の位置を表す基準横位置Esを推定する。
In S315, as shown in FIG. 10, the
具体的には、基準横位置Esは、基準線101によって区切られる領域のどちら側に位置するかを正又は負の符号で示す属性と、基準線101からの距離と、によって表わされる。基準横位置Esは、基準線101に対して右側に位置する場合に正の符号が付された距離で表わされ、基準線101に対して左側に位置する場合に負の符号が付された距離で表わされる。
Specifically, the reference lateral position E s is represented with an attribute indicating whether located on either side of the area delimited by the
制御装置50は、S320では、自車角度差Fsを推定する。自車角度差Fsとは、図10に示すように、自車両1に最も近い基準位置P0における基準線101の接線方向に対する自車両1の進行方向のなす角度を表す。
制御装置50は、S325では、設定距離Mを取得する。設定距離Mはメモリ52に記録されている。設定距離Mとは、自車両1からどれくらい前方の位置を自車両1を走行させる際の目標として設定するか、を表す距離をいう。本実施形態では、設定距離Mは0mに設定されている。ここで「0」とは、厳密な意味での0に限るものではなく、目的とする効果を奏するのであれば厳密に0でなくてもよい。
In S325, the
制御装置50は、S330では、基準線情報に基づいて、基準線101上を自車両1に最も近い基準位置(以下、直近基準位置)P0から設定距離M離れて位置する基準位置(以下、目標基準位置)PMを推定する。なお、本実施形態では、設定距離Mは0mに設定されているため、目標基準位置PMは直近基準位置P0に相当する。
制御装置50は、S335では、計画情報に基づいて、目標基準位置PMに対する対応位置(以下、目標対応位置)QMを特定する。なお、本実施形態では、設定距離Mは0mに設定されているため、目標対応位置QMは直近基準位置P0に対応する対応位置Q0に相当する。
In S335, the
制御装置50は、S340では、計画情報に基づいて、目標横位置EMを特定する。目標横位置EMとは、直近基準位置P0における基準線101の接線(直近基準接線)を基準とする、目標対応位置QMの位置をいう。目標横位置EMは、直近基準接線から目標対応位
置QMまでの距離が、対応位置Q等と同様に符号を付して表される。
In S340, the
つまり、直近基準接線と目標基準位置PMにおける基準線101の接線との距離(以下、基準位置間距離)と、目標対応位置QMが表す横距離WMとの合計値として、目標横位置EMが算出される。ここでいう距離は、対応位置Q等と同様に符号を付して表されている。
That is, the target lateral position is calculated as the total value of the distance between the nearest reference tangent and the tangent of the
なお、本実施形態では、設定距離Mは0mに設定されているため、図11に示すように、基準位置間距離は0であり、直近基準位置P0に対応する対応位置Q0が表す横距離W0を目標横位置EMとして用いる。 In this embodiment, since the set distance M is set to 0 m, as shown in FIG. 11, the distance between the reference positions is 0, and the horizontal position represented by the corresponding position Q 0 corresponding to the nearest reference position P 0 is shown. The distance W 0 is used as the target lateral position E M.
制御装置50は、S345では、計画情報に基づいて、目標角度差FMを特定する。目標角度差FMとは、図11に示すように、直近基準位置P0における基準線101の接線方向と、目標対応位置QMにおける計画経路107の接線方向とがなす角度をいう。
なお、本実施形態では、設定距離Mは0mに設定されているため、図11に示すように、直近基準位置P0における基準線101の接線方向と、直近基準位置P0に対応する対応位置Q0における計画経路107の接線方向とがなす角度を、目標角度差FMとして用いる。
In the present embodiment, since the set distance M is set to 0 m, as shown in FIG. 11, the tangential direction of the
制御装置50は、S350では、目標基準位置QMに自車両1が近づくように、自車両1を走行させるための指示を出力する。
具体的には、本実施形態では、制御装置50は、目標横位置EMと基準横位置Esとの差を表す制御横位置Ex、及び、目標角度差FMと自車角度差Fsとの差を表す制御角度Fθを算出する。そして、制御装置50は、制御横位置Exと、制御角度Fθとを、それぞれ0とするように指令値を生成する。
Specifically, in this embodiment, the
制御装置50は、S355では、生成した指令値を運動制御部67へ出力し、本指令値生成処理を終了する。
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
In S355, the
[3. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(1a)制御装置50において、基準取得部61は、車両が走行する道路の幅方向における車両の位置を推定する際に基準となる物体であって、道路に沿って配置された物体を表す基準物について、道路の延びる方向に沿った複数箇所の相対的な位置を取得する。基準推定部64は、道路の延びる方向に沿った複数箇所の相対的な位置に基づいて、道路の幅方向において基準となる位置を道路に沿って延びる線として表した基準線101を推定する。
(1a) In the
指令値生成部66は、S300において、基準線101上における複数の位置を表す複数の基準位置Pと、それぞれの基準位置Pに対する、道路における幅方向の位置を表す複数の対応位置Qと、を含む計画情報を取得する。指令値生成部66は、S315において、道路の延びる方向に沿った複数箇所の相対的な位置に基づいて、基準線101を基準としたときの車両の道路における幅方向の位置を表す基準横位置を推定する。
In S300, the command
指令値生成部66は、S350において、複数の対応位置Qのうち、車両に最も近い基準位置P0から基準線101上を予め設定された設定距離M離れて位置する基準位置PMに対応する対応位置QMに車両が近づくように、車両を走行させるための指示を出力する。
In S350, the command
つまり、制御装置50では、計画情報を表す対応位置Q、および自車両1の位置は、基
準線101を基準とする相対的な位置により表されているため、対応位置Q及び自車両1の位置を絶対位置で表す必要が無い。
That is, in the
特に本実施形態では、計画経路107を示す計画情報を表す対応位置Qと、自車両1の道路における幅方向の位置は、カメラ21により取得された画像データに基づいて、数十cm程度の誤差といった高い精度で検出される。
In particular, in the present embodiment, the corresponding position Q representing the plan information indicating the planned
このような構成によれば、従来技術のように精度の高い自車両1の絶対位置を必要とせず、自車両1を計画経路107に沿って走行させることができる。
つまり、制御装置50によれば、車両を走行させるための指示は車両が走行する道路に関する情報を表す道路情報に基づいて生成されるので、従来技術のように、地図データ上の自車両1の絶対位置と、GNSSや自律航法等により検出される誤差を含んだ自車両1の位置Gとについて精度の高いマッチングを必要とすること無く、簡易に、車両を計画経路107に沿って走行させることができる。
According to such a configuration, the
That is, according to the
また、制御装置50によれば、基準線101に対する道路における幅方向の位置を制御するという簡易な制御で、精度よく、自車両1を計画経路107に沿って走行させることができる。
Further, according to the
(1b)制御装置50における指令値生成部66は、車両が走行している車線71内に複数の対応位置Qが位置するように表された計画情報を取得してもよい。これによれば、自車両1に現在走行している車線71内を継続して走行させる、レーン内走行を実現することができる。
(1b) The command
(1c)制御装置50における指令値生成部66は、自車両1に最も近い基準位置P0からの基準線101上における距離lが増加するに伴って、それぞれの基準位置Pに対応する対応位置Qが、自車両1が走行している車線71内から該車線に隣接する車線72内へ移動するように表された計画情報を取得してもよい。これによれば、自車両1のレーンチェンジを実現することができる。
(1c) The command
(1d)制御装置50における基準推定部64は、道路における幅方向の位置が車両の走行する車線内における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を、基準線101として推定するように構成されてもよい。これによれば、仮に、自車両1に車線71の中央を走行させるような制御が行われている場合に、計画情報に従って道路における幅方向の位置の制御を行うだけで、自車両1に計画経路107を走行させることができる。
(1d) The
(1e)制御装置50において、設定距離Mは0に設定されてもよい。これによれば、制御装置50は、自車両1の真下あたりが計画経路107上に近づくように車両を走行させる制御を行うので、自車両1に計画経路107上を精度よく走行させることができる。
(1e) In the
(1f)制御装置50は、車両が走行する道路に関する情報を表す道路情報を取得する、道路取得部63をさらに備えていても良い。また、制御装置50は、道路情報に基づいて計画情報を生成する計画生成部65をさらに備えていても良い。そして、制御装置50において、指令値生成部66は、計画生成部65にて生成された計画情報を取得してもよい。これによれば、道路情報に応じた計画経路107を生成することができる。
(1f) The
(1g)制御装置50において、計画生成部65は、S210では、車両の周囲に位置する障害物の位置を含む障害物情報を取得するように構成されていてもよい。また、制御装置50において、計画生成部65は、S260では、道路情報および障害物情報に基づ
いて、障害物を避けて車両を走行させるための計画情報を生成してもよい。これによれば、障害物を避けて車両を走行させることができる。
(1g) In the
[4.変形例]
上記実施形態では、設定距離Mは0に設定されていたが、これに限定されるものではない。図12に示すように、指令値生成部66では、設定距離Mは、例えば数十mといった、0よりも大きい値に設定されてもよい。
[4. Modified example]
In the above embodiment, the set distance M is set to 0, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 12, in the command
ここで、直近基準位置P0から基準線101上を設定距離M離れて位置する目標基準位置PMの、自車両1に対する相対的な位置が、(xM、yM)で表されるものとする。また、目標対応位置QMは横距離WMで表されるものとする。また、目標角度差FMはθであるものとする。
Here, the relative position of the target reference position P M located on the
このとき、制御装置50は、目標対応位置QMの座標(xt、yt)を(2)式に基づき算出してもよい。
At this time, the
このように、変形例としての制御装置50では、指令値生成部66は、設定距離Mが0よりも大きい値に設定されていてもよい。つまり、制御装置50は、自車両の前方を見るようにして、基準線101に対する自車両の位置Gが、基準線101に対する対応位置Qに近づくように、車両を走行させる制御を行ってもよい。
Thus, in the
これによれば、自車両1の位置(x0、y0)を原点として表される目標対応位置QMの座標(xt、yt)に基づいて制御横位置Exを簡易に算出することができるので、制御装置50の処理負荷を低減することができる。
According to this, the control lateral position Ex is simply calculated based on the coordinates (x t , y t ) of the target corresponding position Q M expressed using the position (x 0 , y 0 ) of the
なお、上記実施形態において、計画生成部65が障害物取得部に相当し、指令値生成部66が、計画取得部、車両推定部、出力部に相当する。また、S210が障害物取得部としての処理に相当する。また、S300が計画取得部としての処理に相当し、S315が車両推定部としての処理に相当し、S350が出力部としての処理に相当する。
In the above embodiment, the
[5.他の実施形態]
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[5. Other Embodiments]
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in various deformation | transformation.
(5a)上記実施形態では、自車線71における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を基準線101として用いたが、これに限定されるものではない。
また、基準推定部64は、道路における幅方向の位置が、道路におけるある車線内に位置し、且つ、車線内における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を、基準線101として推定するように構成されてもよい。
(5a) In the above embodiment, a line connecting points satisfying the condition of being located at the center in the width direction of the
Further, the
すなわち、ある車線は、隣接車線に限定されるものではなく、例えば自車線71の左側に隣接する車線のように、自車線71及び隣接車線72以外の他の車線であってもよい。
また、上記実施形態では、基準線を示す点について、車線内における道路の幅方向の中央に位置するという条件が定められていたが、条件はこれに限定されるものではない。例えば、白線91から道路の幅方向において自車両1側に車線幅の1/3ずれた位置の点、といったように、車線幅に対してどの位置の点であるかを表す条件は任意に定められてよい。
That is, a certain lane is not limited to the adjacent lane, and may be a lane other than the
Moreover, in the said embodiment, although the conditions that it is located in the center of the width direction of the road in a lane about the point which shows a reference line were defined, conditions are not limited to this. For example, a condition indicating the position of the position with respect to the lane width is arbitrarily determined, such as a point at a position shifted by 1/3 of the lane width toward the
また、例えば、白線91、白線92、隣接車線72における白線92とは異なるもう一方の白線93等を含む、自車線71やその他の車線を表す白線を基準線として用いてもよい。
Further, for example, a white line representing the
(5b)上記実施形態では、自車線71における左側の白線91を基準物として基準線101を推定していたが、これに限定されるものではない。例えば、自車線における右側の白線を基準物として基準線101を推定してもよい。
(5b) In the above embodiment, the
また、例えば、自車線における左側の白線91及び右側の白線92の両方を基準物として、基準線101を推定してもよい。つまり、左側の白線91上における複数の相対的な位置と、右側の白線92上における複数の相対的な位置とに基づいて、基準線101を推定してもよい。
Further, for example, the
また、基準物は、白線に限定されるものではなく、例えば、縁石やガードレールといった、道路の延びる方向に沿って配置された有体物であってもよい。
(5c)上記実施形態では、自車両の位置Gとは、自車両の重心位置を表していたが、これに限定されるものではない。例えば、自車両の前端部の中央や、自車両の後端部の中央といった、自車両における任意の位置を、自車両の位置Gとして設定してもよい。
Further, the reference object is not limited to the white line, and may be a tangible object arranged along the road extending direction, such as a curb or a guardrail.
(5c) In the above embodiment, the position G of the host vehicle represents the position of the center of gravity of the host vehicle, but is not limited to this. For example, an arbitrary position in the host vehicle such as the center of the front end of the host vehicle or the center of the rear end of the host vehicle may be set as the position G of the host vehicle.
(5d)上記実施形態では、カメラ21を用いて、例えば、基準物、基準線101、基準位置P、対応位置Q、基準横位置Es等の検出や、車両の前方における道路の形状といった、車両を走行させるために必要な車両の周囲における道路情報を検出していたが、これに限定されるものではない。カメラ21に代えて、ミリ波レーダ、超音波センサ等が用いられても良い。
In (5d) above embodiments, a
(5e)上記実施形態では、制御部50は、自車両から近い基準位置Pについては、カメラ21の画像データに基づく基準物位置Kを用いて推定し、自車両から遠い基準位置Pについては、位置を推定済みの基準位置Pと曲率Rとを用いて推定していたが、これに限定されるものではない。制御部50は、他の種々の方法によって、基準位置Pを推定してもよい。
(5e) In the above embodiment, the
例えば、制御部50は、それぞれの基準物位置K0〜Knを通る、道路の幅方向に延びる線と、自車線71の左側の白線91との交わる位置を推定し、これらの位置と、それぞれに対応する基準物位置K0〜Knとの中央の位置を、基準位置P0〜Pnとして推定してもよい。
For example, the
(5f)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 (5f) A plurality of functions of one constituent element in the above embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or a single function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. . Further, a plurality of functions possessed by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or one function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified only by the wording described in the claim are embodiment of this invention.
(5g)上述した制御装置50、CPU51、運転支援システム10の他、当該制御装置50を機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
(5g) In addition to the
50 制御装置、51 CPU、61 基準取得部、62 障害物認識部、63 道路情報取得部、64 基準推定部、65 計画生成部、66 指令値生成部。 50 control device, 51 CPU, 61 reference acquisition unit, 62 obstacle recognition unit, 63 road information acquisition unit, 64 reference estimation unit, 65 plan generation unit, 66 command value generation unit
Claims (9)
前記車両が走行する道路の幅方向における前記車両の位置を推定する際に基準となる物体であって、道路に沿って配置された物体を表す基準物について、道路の延びる方向に沿った複数箇所の相対的な位置を取得するように構成された基準取得部(61)と、
前記複数箇所の相対的な位置に基づいて、前記道路の幅方向において基準となる位置を道路に沿って延びる線として表した基準線を推定するように構成された基準推定部(64)と、
基準線上における複数の位置を表す複数の基準位置と、それぞれの基準位置に対応する前記車両の前記道路における幅方向の位置を表す複数の対応位置と、を含む計画情報を取得するように構成された計画取得部(66、S300)と、
前記複数箇所の相対的な位置に基づいて、前記基準線を基準としたときの前記車両の前記道路における幅方向の位置を表す基準横位置を推定するように構成された車両推定部(66、S315)と、
前記複数の対応位置のうち、前記車両に最も近い基準位置から前記基準線上を予め設定された設定距離離れて位置する基準位置に対応する対応位置に前記車両が近づくように、前記車両を走行させるための指示を出力するように構成された出力部(66、S350)と、
を備える制御装置。 A control device (50) for performing control for running a vehicle,
The reference object representing the position of the vehicle in the width direction of the road on which the vehicle travels, and representing the object arranged along the road, a plurality of locations along the road extending direction A reference acquisition unit (61) configured to acquire the relative position of
A reference estimation unit (64) configured to estimate a reference line representing a reference position in the width direction of the road as a line extending along the road based on the relative positions of the plurality of places;
It is configured to acquire plan information including a plurality of reference positions representing a plurality of positions on a reference line and a plurality of corresponding positions representing positions in the width direction on the road of the vehicle corresponding to the respective reference positions. Plan acquisition unit (66, S300),
Based on the relative positions of the plurality of locations, a vehicle estimation unit (66, configured to estimate a reference lateral position representing a position in the width direction of the vehicle on the road when the reference line is used as a reference) S315),
Among the plurality of corresponding positions, the vehicle is caused to travel so that the vehicle approaches a corresponding position corresponding to a reference position that is located on the reference line at a preset distance from the reference position closest to the vehicle. An output unit (66, S350) configured to output instructions for
A control device comprising:
前記計画取得部は、前記車両が走行している車線内に前記複数の対応位置が位置するように表された計画情報を取得する、
ように構成された制御装置。 The control device according to claim 1,
The plan acquisition unit acquires plan information expressed so that the plurality of corresponding positions are located in a lane in which the vehicle is traveling.
A control device configured as described above.
前記計画取得部は、前記車両に最も近い基準位置からの基準線上における距離が増加するに伴って、それぞれの基準位置に対応する対応位置が、前記車両が走行している車線内から該車線に隣接する車線内へ移動するように表された計画情報を取得する、
ように構成された制御装置。 The control device according to claim 1 or 2,
As the distance on the reference line from the reference position closest to the vehicle increases, the plan acquisition unit moves the corresponding position corresponding to each reference position from the lane in which the vehicle is traveling to the lane. Get the plan information represented to move into the adjacent lane,
A control device configured as described above.
前記基準推定部は、前記道路における幅方向の位置が、前記道路におけるある車線内に位置し、且つ、前記車線内における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を、前記基準線として推定する、
ように構成された制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3,
The reference estimation unit is a line connecting points satisfying the condition that the position in the width direction on the road is located in a certain lane on the road and located in the center of the width direction in the lane, Estimating as the reference line,
A control device configured as described above.
前記基準推定部は、前記前記道路における幅方向の位置が前記車両の走行する車線内における幅方向の中央に位置する、という条件を満たす点を繋げた線を、前記基準線として推定する、
ように構成された制御装置。 The control device according to claim 4,
The reference estimation unit estimates, as the reference line, a line connecting points satisfying the condition that the position in the width direction on the road is located in the center of the width direction in the lane in which the vehicle travels.
A control device configured as described above.
前記設定距離は0に設定される、
ように構成された制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 5,
The set distance is set to 0.
A control device configured as described above.
前記設定距離が0よりも大きい値に設定される、
ように構成された制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 5,
The set distance is set to a value greater than 0;
A control device configured as described above.
前記車両が走行する道路に関する情報を表す道路情報を取得するように構成された道路取得部(63)と、
前記道路情報に基づいて前記計画情報を生成するように構成された計画生成部(65)と、
をさらに備え、
前記計画取得部は、前記計画生成部にて生成された計画情報を取得する、
ように構成された制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 7,
A road acquisition unit (63) configured to acquire road information representing information on a road on which the vehicle travels;
A plan generation unit (65) configured to generate the plan information based on the road information;
Further comprising
The plan acquisition unit acquires the plan information generated by the plan generation unit,
A control device configured as described above.
前記車両の周囲に位置する障害物の位置を含む障害物情報を取得するように構成された障害物取得部(65、S210)、
をさらに備え、
前記計画生成部は、前記道路情報および前記障害物情報に基づいて、前記障害物を避けて前記車両を走行させるための計画情報を生成する、
ように構成された制御装置。 The control device according to claim 8,
An obstacle acquisition unit (65, S210) configured to acquire obstacle information including positions of obstacles located around the vehicle,
Further comprising
The plan generation unit generates plan information for driving the vehicle while avoiding the obstacle based on the road information and the obstacle information.
A control device configured as described above.
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