JP2019077375A - Travel support device and travel support method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、走行支援装置および走行支援方法に関する。 The present invention relates to a driving support device and a driving support method.
特許文献1には、目標軌道上の目標地点と、車両が現時点以降に走行すると予測される走行軌道上の2個以上の走行地点との横方向誤差を減少させるため、2個以上の補正量を演算し、演算した補正量に基づいて車両の操舵状態を補正する走行支援装置が開示されている。つまり、特許文献1の走行支援装置は、取得した車両状態に基づいて、将来の車両挙動を予測し、目標経路と車両の走行位置との偏差を低減するための補正量を演算する。演算された補正量に基づいて、車両の操舵が制御される。
According to
特許文献1の走行支援装置は、センサのオフセット、または車両への横風、車両の走行する路面の傾き等の外乱に起因した車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することができない。本発明は上述の問題点に鑑み、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することを目的とする。
The travel support device of
本発明に係る走行支援装置は、車両の目標経路を生成する目標経路生成部と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力部と、を備える。 The travel support device according to the present invention includes a target route generation unit that generates a target route of the vehicle, a travel position detection unit that detects a travel position of the vehicle, and a travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculation unit that calculates a first lateral deviation integral amount that is an integral amount of a first lateral deviation that is a lateral deviation, and a second calculation that calculates a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount And a steering amount output unit that outputs a steering amount of the vehicle to a control unit that controls movement of the vehicle.
本発明に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備える。 The travel support method according to the present invention includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a travel position of the vehicle, and a lateral deviation between the travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculating step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation, a second calculating step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and a vehicle And a steering amount output step of outputting a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle.
本発明に係る走行支援装置は、車両の目標経路を生成する目標経路生成部と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力部と、を備える。従って、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差が低減される。 The travel support device according to the present invention includes a target route generation unit that generates a target route of the vehicle, a travel position detection unit that detects a travel position of the vehicle, and a travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculation unit that calculates a first lateral deviation integral amount that is an integral amount of a first lateral deviation that is a lateral deviation, and a second calculation that calculates a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount And a steering amount output unit that outputs a steering amount of the vehicle to a control unit that controls movement of the vehicle. Thus, lateral deviations to the target path of the vehicle due to sensor offsets or disturbances are reduced.
本発明に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備える。従って、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差が低減される。 The travel support method according to the present invention includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a travel position of the vehicle, and a lateral deviation between the travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculating step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation, a second calculating step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and a vehicle And a steering amount output step of outputting a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle. Thus, lateral deviations to the target path of the vehicle due to sensor offsets or disturbances are reduced.
以下、図面を用いて走行支援装置及び走行支援方法の実施の形態を説明するが、各図において同一、または相当する部分については同一符号を付す。 Hereinafter, an embodiment of a driving support apparatus and a driving support method will be described using the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals.
<A.実施の形態1>
<A−1.構成>
図1は、自動車等の車両の転舵に関する構成と、走行支援装置12Aとを示している。車両のステアリング機構は、ハンドル1とステアリング軸2とを備える。運転者がハンドル1を操作することによりステアリング軸2が回転すると、ステアリング軸2の回転に応じて車両の左右の転舵輪3が転舵される。ステアリング軸2には、操舵トルクセンサ5が配置されている。操舵トルクセンサ5は、ハンドル1を介してステアリング軸2に作用する、運転者による操舵トルクを検知する。
<A.
<A-1. Configuration>
FIG. 1 shows a configuration related to steering of a vehicle such as a car and a
図1の例では、ステアリング軸2の一部がトーションバーである。操舵トルクセンサ5は、トーションバーのねじれ角に応じた信号を発生する。走行支援装置12Aは、操舵トルクセンサ5からの信号に基づき、ステアリング軸2が受ける運転者による操舵トルクを求めることが可能である。ステアリング軸2には減速機構7を介してモータ6が連結される。モータ6に電流が流れるとそれに応じた操舵補助トルクが発生し、操舵補助トルクがステアリング軸2に付与される。モータ6に流れる電流は操舵制御器9により制御される。モータ6は、例えばEPS(Electric Power Steering)モータである。
In the example of FIG. 1, a part of the
モータ6には、モータ6の回転角度を検知するモータ回転角度センサ10が設けられる。モータ回転角度センサ10が検知した回転角度を減速機構7の減速比で割ったものが転舵角度となる。すなわち、モータ回転角度センサ10は転舵角度センサとしても用いられる。走行支援装置12Aは、モータ回転角度センサ10の検出結果から転舵角度を取得する。
The
車両には、走行速度を検知する車速センサ8と、前方カメラ11が設けられている。車速センサ8およびモータ回転角度センサ10は、車両の走行状態を検知する車両状態検知部の一例であり、前方カメラ11は、車両の周辺を検知する周辺検知部の一例である。以下、車両の走行速度を車速と称する。
The vehicle is provided with a
図2は、走行支援装置12Aのハードウェア構成図である。図2において走行支援装置12Aは、周辺検知部13、車両状態検知部14、制御部15と接続されている。図2では、車両状態検知部14として車速センサ8を示し、周辺検知部13として前方カメラ11を示している。走行支援装置12Aは、I/F(Interface)部21、CPU(Central Processing Unit)22、ROM(Read Only Memory)23、RAM(Random Access Memory)24、I/F部25を備えている。走行支援装置12Aは、自動車等の車両の走行を支援する装置である。I/F部21は、周辺検知部13および車両状態検知部14からの情報を取得する。CPU22は、I/F部21が取得した情報を用いて、ROM23またはRAM24に格納されたプログラムを実行することにより、目標とする操舵制御器9の操舵量を計算する。I/F部25は、CPU22が計算した上述の操舵量を操舵制御器9に入力する。操舵制御器9は、走行支援装置12Aから取得した操舵量を基にモータ6を駆動する。操舵制御器9とモータ6が制御部15を構成している。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the
図3は、走行支援装置12Aの機能を示すブロック図である。図3において走行支援装置12Aは、検知結果取得部41、目標経路生成部42、走行位置検知部43、第1演算部44、第2演算部45および操舵量出力部46を備えている。検知結果取得部41はI/F部21により実現され、操舵量出力部46はI/F部25により実現される。また、目標経路生成部42、走行位置検知部43、第1演算部44および第2演算部45は、CPU22がROM23またはRAM24に格納されたプログラムを実行することによりCPU22の機能として実現される。
FIG. 3 is a block diagram showing the function of the
<A−2.動作>
図4は、走行支援装置12Aの動作を示すフローチャートである。以下、図4のフローチャートに沿って走行支援装置12Aの動作および演算処理について説明する。図4のフローチャートに示す動作は、予め設定された制御周期により繰り返し実行される。
<A-2. Operation>
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the driving
まず、検知結果取得部41が周辺検知部13と車両状態検知部14の検知結果を取得する(ステップS1)。具体的には、検知結果取得部41は前方カメラ11が検知した走行車線の白線情報と、車速センサ8が検知した車両の車速Vとを取得し、走行支援装置12AのRAM24に記憶する。
First, the detection
次に、目標経路生成部42が、白線情報に基づき、車両が走行すべき経路である目標経路を生成する(ステップS2)。
Next, the target
以下、目標経路生成部42の目標経路生成処理について説明する。本実施の形態において白線情報は、図5に示すように、現在の車両の走行位置に固定したxy座標系で表される。このxy座標系では、車両51の進行方向がx軸となり、進行方向に垂直な方向がy軸となる。前方カメラ11が検知した走行車線の白線情報は、左白線の位置yLと右白線の位置yRを以下の多項式で表す。
The target route generation processing of the target
目標経路生成部42は、目標経路ytを車線の中央として以下の式で算出する。
The target
走行車線の幅Wは、左白線と右白線の間隔であるため、以下の式で表される。 Since the width W of the traveling lane is the interval between the left white line and the right white line, it is expressed by the following equation.
目標経路生成部42は、算出した目標経路ytと走行車線の幅Wを第1演算部44に出力する。但し、走行車線の幅Wは必要に応じて出力される。
The target
図4のステップS2の後、走行位置検知部43が白線情報に基づき車両の走行位置を検知する(ステップS3)。なお、本実施の形態では、周辺検知部として前方カメラ11が用いられ、図5に示すように現在の車両の走行位置に固定した座標系が用いられている。そのため、左右の白線で規定された走行車線における車両の位置は座標系の原点((x,y)=(0,0))となる。つまり、周辺検知部として前方カメラ11が用いられる場合、目標経路生成部42と走行位置検知部43は機能が明確に区別されない。
After step S2 of FIG. 4, the traveling
次に、第1演算部44が目標経路ytと走行位置との横方向偏差を積分演算することにより、横方向偏差積分量を求める(ステップS4)。
Next, the
以下、第1演算部44による横方向偏差積分量の算出について説明する。図6は、第1演算部44の内部構成を示している。第1演算部44は、横方向偏差演算器61、補正ゲイン演算器62、掛け算器63および積分器64を備えている。
Hereinafter, calculation of the lateral deviation integral amount by the
横方向偏差演算器61は、目標経路と走行位置(y=0)との差を演算し、目標経路に対する走行位置の横方向偏差を求める。なお、現在の走行位置に対する目標経路ytは、x=0を式(3)に代入することでyt(x=0)=(C0L+C0R)/2となる。従って、横方向偏差Δyは(C0L+C0R)/2となる。
The
補正ゲイン演算器62は、横方向偏差の補正ゲインを演算する。補正ゲインは、横方向偏差が大きくなるにつれて1から0に線形的に減少する。補正ゲイン演算器62は、センサのオフセットまたは外乱に起因して発生する横方向偏差をどの程度カバーするかに応じて、補正ゲインを0とする横方向偏差の大きさを設定する。ここで外乱には、車両への横風または車両の走行する路面の傾き等が含まれる。例えば、補正ゲイン演算器62は、発生する横方向偏差の最大を1mと想定し、横方向偏差1.2mで補正ゲインを0とするように、補正ゲインを設計する。
The
掛け算器63は、横方向偏差に補正ゲインを掛け合わせることにより横方向偏差を補正する。
The
積分器64は、補正後の横方向偏差を積分して、横方向偏差積分量を演算する。横方向偏差積分量は第2演算部45に出力される。
The
図4のステップS4の後、走行目標経路に従って車両を走行させるため、第2演算部45が車速と横方向偏差積分量とに基づき車両の操舵量を演算する(ステップS5)。本実施の形態において、車両の操舵量は転舵角度の目標値(目標転舵角度)である。例えば第2演算部45はPID制御を用いた場合、目標転舵角度θtを以下の式で演算する。
After step S4 in FIG. 4, in order to cause the vehicle to travel along the traveling target route, the
ここで、Kpは比例制御ゲイン、Kiは積分制御ゲイン、Kdは微分制御ゲインである。Kp、Ki、Kdの値は車速に応じて変更されてもよく、これにより車速に応じた適切な制御ゲインが設定される。 Here, Kp is a proportional control gain, Ki is an integral control gain, and Kd is a differential control gain. The values of Kp, Ki, and Kd may be changed according to the vehicle speed, whereby an appropriate control gain is set according to the vehicle speed.
操舵量出力部46は、車両の動きを制御する制御部15に車両の操舵量を出力する。本実施の形態では、制御部15は操舵制御器9とモータ6により構成されており、操舵量出力部46は操舵制御器9に車両の操舵量を出力する(ステップS6)。出力された操舵量に基づいて、制御部15は転舵角度が目標転舵角度に一致するように制御し、車両を目標経路に追従するように制御する。
The steering
操舵制御器9は、車両の操舵量を実現するようにモータ6に流れる電流を制御する。モータ6は、電流に対応する操舵補助トルクをステアリング軸2に付与する。本実施の形態では、操舵制御器9は、操舵量として目標転舵角度を受信し、転舵角度が目標転舵角度に一致するように電流を制御する。
The
<A−3.補正ゲインの変形例>
図6において、補正ゲイン演算器62は横方向偏差が大きくなるにつれて補正ゲインを1から0に線形的に減少させるものとした。しかし、補正ゲイン演算器62は補正ゲインを以下のように設計しても良い。
<A-3. Modification of correction gain>
In FIG. 6, the
補正ゲインが0になるときの横方向偏差は走行車線の幅Wに基づいて定められても良い。例えば、図7に示す補正ゲインは、横方向偏差が大きくなるにつれて1から0に線形的に減少し、横方向偏差が走行車線の幅Wの半分(W/2)になった時点で0となる。補正ゲインがこのように定められることにより、車両が走行車線内にとどまっている間は積分制御を継続すると共に、横方向偏差が大きい状況において積分量が大きくなるのを防ぐことができ、緩やかに目標経路に復帰することが可能となる。 The lateral deviation when the correction gain becomes 0 may be determined based on the width W of the traveling lane. For example, the correction gain shown in FIG. 7 linearly decreases from 1 to 0 as the lateral deviation increases, and becomes 0 when the lateral deviation becomes half (W / 2) of the width W of the traveling lane. Become. By setting the correction gain in this manner, integral control can be continued while the vehicle remains in the traveling lane, and the amount of integration can be prevented from becoming large in situations where the lateral deviation is large, so that It is possible to return to the target route.
また、図8に示すように、補正ゲインは、横方向偏差がある閾値以下の間は1であり、横方向偏差が閾値を超えると0であっても良い。なお、図8では横方向偏差が閾値を超えたときに補正ゲインをすぐに0にしているが、徐々に0に向けて減少させても良い。こうした構成により、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差が積分制御により低減される。また、横方向偏差が大きい場合には横方向偏差積分量が大きくなるため、横方向偏差が積分制御ではなく比例制御で低減される。 Further, as shown in FIG. 8, the correction gain may be 1 while the lateral deviation is less than or equal to a threshold, and may be 0 when the lateral deviation exceeds the threshold. Although in FIG. 8 the correction gain is immediately set to 0 when the lateral deviation exceeds the threshold value, it may be gradually decreased to 0. With this configuration, integral control reduces lateral deviation of the vehicle from the target path due to sensor offset or disturbance. Further, when the lateral deviation is large, the lateral deviation integral amount becomes large, so the lateral deviation is reduced not by integral control but by proportional control.
また、図9に示すように、補正ゲインは横方向偏差が大きくなるにつれて横方向偏差に反比例して減少しても良い。この構成により、車両が目標経路付近を追従している場合には、センサのオフセットまたは外乱に起因した車両の目標経路に対する横位置偏差が低減される。さらに、横方向偏差が大きい場合には、徐々に横方向偏差積分量が増えるため、積分制御を継続でき、横方向偏差が低減される。また、横方向偏差積分量が過剰に増加することが防止され、オーバーシュートが低減する。 Further, as shown in FIG. 9, the correction gain may decrease in inverse proportion to the lateral deviation as the lateral deviation increases. According to this configuration, when the vehicle follows the vicinity of the target route, the lateral position deviation of the vehicle from the target route due to the sensor offset or disturbance is reduced. Furthermore, when the lateral deviation is large, the integral amount of the lateral deviation gradually increases, so that the integral control can be continued and the lateral deviation is reduced. In addition, the lateral deviation integral amount is prevented from excessively increasing, and the overshoot is reduced.
また、補正ゲインは、横方向偏差と車速とに基づいて設定されても良い。図10は、補正ゲインが横方向偏差と車速とに基づいて設定される変形例における、第1演算部44の内部構成を示すブロック図である。この構成では、補正ゲイン演算器62と掛け算器63との間に掛け算器81が設けられる。掛け算器81は、補正ゲイン演算器62が設計した補正ゲインαに車速を掛けて新たな補正ゲインとする。この場合、積分器64における積分は、以下の式に示すように横方向偏差の時間積分から移動積分に変換される。
Also, the correction gain may be set based on the lateral deviation and the vehicle speed. FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of the
車速が低い場合、特に車速が0の場合には目標経路に戻るために時間がかかるため、横方向偏差の時間積分では横方向偏差積分量が増加するおそれがある。しかし、上記の補正ゲインによれば、車速が低い場合に補正ゲインも小さくなるため、横方向偏差積分量が増加することを抑制できる。 When the vehicle speed is low, especially when the vehicle speed is 0, it takes time to return to the target route, so the time integration of the lateral deviation may increase the lateral deviation integral amount. However, according to the above correction gain, since the correction gain also decreases when the vehicle speed is low, it is possible to suppress an increase in the lateral deviation integral amount.
<A−4.効果>
実施の形態1に係る走行支援装置12Aは、車両の目標経路を生成する目標経路生成部42と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部43と、現在の車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部44と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部45と、車両の動きを制御する制御部15に車両の操舵量を出力する操舵量出力部46と、を備える。このように走行支援装置12Aは、現在の車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき車両の操舵量を演算するため、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することができる。なお、センサのオフセットに起因する横方向偏差として、転舵角度のオフセット誤差に起因した横方向偏差がある。
<A-4. Effect>
The
また、実施の形態1に係る走行支援装置12Aにおいて、第1演算部44は、第1横方向偏差を第1横方向偏差に応じた補正ゲインと乗算した上で積分することにより、第1横方向偏差積分量を演算する。横方向偏差が補正ゲインによって補正されない場合、横方向偏差が大きければ積分量が大きくなる。従って、目標経路に戻すための操作量が大きくなり過ぎ、運転者に違和感を与えるおそれがある。また、積分量が溜まりすぎるため、車両が目標経路を越えるオーバーシュート量が増加して、運転者に違和感を与えるおそれがある。しかし、実施の形態1に係る走行支援装置12Aでは、横方向偏差を補正ゲインで補正するため、横方向偏差が大きい場合に積分量が過大になることを防止できる。従って、運転者に違和感を与えない滑らかな経路追従制御が可能となる。また、横方向偏差が大きい場合でも積分制御が継続されるため、ゆっくりと横方向偏差を低減できる。よって、横方向偏差が大きい場合に車両のオーバーシュートが低減される。
Further, in the driving
実施の形態1に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、現在の車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備える。このように実施の形態1に係る走行支援方法は、現在の車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき車両の操舵量を演算するため、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することができる。 The driving support method according to the first embodiment includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a traveling position of the vehicle, and a lateral deviation between the current traveling position of the vehicle and the target route. (1) a first calculation step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of lateral deviation, a second calculation step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and movement of the vehicle And a steering amount output step of outputting a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the steering angle. As described above, the travel support method according to the first embodiment calculates the amount of steering of the vehicle based on the integral amount of the lateral deviation between the current travel position of the vehicle and the target route, and thus is caused by sensor offset or disturbance. The lateral deviation of the vehicle relative to the target path can be reduced.
また、実施の形態1に係る走行支援方法における第1演算工程は、第1横方向偏差を第1横方向偏差に応じた補正ゲインと乗算した上で積分することにより、第1横方向偏差積分量を演算する工程である。従って、実施の形態1に係る走行支援方法によれば、横方向偏差が大きい場合に積分量が過大になることを防止するため、運転者に違和感を与えない滑らかな経路追従制御が可能となる。また、横方向偏差が大きい場合でも積分制御が継続されるため、ゆっくりと横方向偏差を低減できる。よって、横方向偏差が大きい場合に車両のオーバーシュートが低減される。 In the first operation step of the driving support method according to the first embodiment, the first lateral deviation is integrated by multiplying the first lateral deviation by the correction gain according to the first lateral deviation, and then integration is performed. It is the process of calculating the quantity. Therefore, according to the driving support method in accordance with the first embodiment, since the integral amount is prevented from becoming excessive when the lateral deviation is large, it is possible to perform smooth path following control that does not give the driver a sense of discomfort. . Moreover, since integral control is continued even when the lateral deviation is large, the lateral deviation can be reduced slowly. Thus, when the lateral deviation is large, the overshoot of the vehicle is reduced.
<B.実施の形態2>
<B−1.構成>
以下、実施の形態2の走行支援装置12Bについて説明する。走行支援装置12Bのうち、実施の形態1の走行支援装置12Aと同一または対応する構成には同一の名称、符号および記号を付し、主に実施の形態1との相違点について説明する。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration>
Hereinafter, the driving
実施の形態2に係る走行支援装置12Bの構成は図3に示した通りであり、実施の形態1に係る走行支援装置12Aの構成と同様である。しかし、実施の形態2の車両状態検知部14は、車速センサ8の他にヨーレートセンサを備える(図示せず)。
The configuration of the driving
走行支援装置12Aは、現在の目標経路と車両の走行位置との横方向偏差を積分したが、走行支援装置12Bは、前方注視点における目標経路と車両の走行位置との横方向偏差を積分する。
The driving
実施の形態1の走行支援装置12Aは車速センサ8から走行速度を取得していたが、実施の形態2の走行支援装置12Bはそれに加えてヨーレートセンサから車両のヨーレートを取得する。また、走行支援装置12Bは前方カメラ11から白線情報を取得する。
Although the driving
<B−2.動作>
図4のフローチャートに沿って、走行支援装置12Bの動作を説明する。まず、検知結果取得部41が周辺検知部13と車両状態検知部14の検知結果を取得する(ステップS1)。具体的には、検知結果取得部41は車速センサ8が検知した車両の車速と、ヨーレートセンサが検知した車両のヨーレートと、前方カメラ11が検知した走行車線の白線情報とを取得し、走行支援装置12BのRAM24に記憶する。
<B-2. Operation>
The operation of the driving
次に、目標経路生成部42が、白線情報に基づき、車両が走行すべき経路である目標経路を生成する(ステップS2)。目標経路生成部42の目標経路生成処理は実施の形態1と同様である。
Next, the target
その後、走行位置検知部43が白線情報と車両状態検知結果とに基づき、車両の走行位置を検知する(ステップS3)。ここで、走行位置検知部43は前方注視点における車両の走行位置を検知する。前方注視点とは、車両の現在位置からx方向に予め定められた距離Ld前方の地点のことである。実施の形態1と同様に、白線情報は車両の現在位置を基準として表され、その原点は(x,y)=(0,0)である。車両の現在位置は(x,y)=(0,0)である。車速をvとすると、車両が前方注視点に到達するまでの時間である前方注視時間TdはLd/vである。走行位置検知部43は、前方注視点における車両の横位置y(x=Ld)を、現在の車速vとヨーレートγがTd秒継続した場合の横位置移動量として以下の式で予測する。
Thereafter, the traveling
次に、第1演算部44が前方注視点における走行位置と目標経路ytとの横方向偏差を積分演算することにより、横方向偏差積分量を求める(ステップS4)。具体的には、図6のブロック図に示した横方向偏差演算器61が、以下の式により前方注視点での横方向偏差ΔyLdを求める。
Next, the
その後は実施の形態1と同様に、補正ゲイン演算器62が補正ゲインを演算し、掛け算器63が横方向偏差を補正ゲインで補正し、積分器64が横方向偏差を積分して横方向偏差積分量が算出される。
Thereafter, as in the first embodiment, the
積分器64で演算した横方向偏差積分量は第2演算部45に出力される。
The lateral deviation integral amount calculated by the
図4のステップS4の後、走行目標経路に従って車両を走行させるため、第2演算部45が車速と横方向偏差積分量とに基づき車両の操舵量を演算する(ステップS5)。本実施の形態において、車両の操舵量は転舵角度の目標値(目標転舵角度)である。例えば第2演算部45はPID制御を用いる場合、目標転舵角度θtを以下の式で演算する。
After step S4 in FIG. 4, in order to cause the vehicle to travel along the traveling target route, the
ここで、Kpは比例制御ゲイン、Kiは積分制御ゲイン、Kdは微分制御ゲインである。Kp、Ki、Kdの値は車速に応じて変更されてもよく、これにより車速に応じた適切な制御ゲインが設定される。 Here, Kp is a proportional control gain, Ki is an integral control gain, and Kd is a differential control gain. The values of Kp, Ki, and Kd may be changed according to the vehicle speed, whereby an appropriate control gain is set according to the vehicle speed.
ステップS6では、実施の形態1と同様に、操舵量出力部46が車両の操舵量を制御部である操舵制御器9に出力する(ステップS6)。
In step S6, as in the first embodiment, the steering
なお、センサのオフセットとして、転舵角度のオフセット誤差、ヨーレートのオフセット誤差がある。 As the sensor offset, there are an offset error of the turning angle and an offset error of the yaw rate.
実施の形態2ではヨーレートセンサがヨーレートを検出する構成を説明したが、ヨーレートは転舵角度と車速から推定されても良い。 Although the configuration in which the yaw rate sensor detects the yaw rate has been described in the second embodiment, the yaw rate may be estimated from the turning angle and the vehicle speed.
<B−3.効果>
実施の形態2に係る走行支援装置12Bは、車両の目標経路を生成する目標経路生成部42と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部43と、前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部44と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部45と、車両の動きを制御する制御部15に車両の操舵量を出力する操舵量出力部46と、を備える。このように走行支援装置12Bは、前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき車両の操舵量を演算するため、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することができる。また、走行支援装置12Bは前方注視点における目標経路と車両の走行位置との横方向偏差を用いるため、道路形状および車両挙動を先読みした操舵制御が可能となり、車両を滑らかに目標経路に追従させることができる。
<B-3. Effect>
The
実施の形態2に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備える。このように実施の形態2に係る走行支援方法は、前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき車両の操舵量を演算するため、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差を低減することができる。また、実施の形態2に係る走行支援方法は、前方注視点における目標経路と車両の走行位置との横方向偏差を用いるため、道路形状および車両挙動を先読みした操舵制御が可能となり、車両を滑らかに目標経路に追従させることができる。 The travel support method according to the second embodiment includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a travel position of the vehicle, and a lateral deviation between the travel position of the vehicle at the forward gaze point and the target route. A first calculating step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation, a second calculating step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and a vehicle And a steering amount output step of outputting a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle. As described above, the travel support method according to the second embodiment calculates the steering amount of the vehicle based on the integral amount of the lateral deviation between the traveling position of the vehicle at the front gaze point and the target route, so the sensor offset or disturbance is It is possible to reduce the lateral deviation of the resulting target path of the vehicle. In addition, since the travel support method according to the second embodiment uses the lateral deviation between the target route at the forward gaze point and the travel position of the vehicle, steering control with the road shape and vehicle behavior can be performed, and the vehicle can be smoothed. Can follow the target path.
<C.実施の形態3>
<C−1.構成>
以下、実施の形態3について説明する。実施の形態3の説明において、実施の形態1または実施の形態2と共通する構成については、同一の名称、符号、および記号を用いることとし、相違点について説明する。
<C. Third Embodiment>
<C-1. Configuration>
The third embodiment will be described below. In the description of the third embodiment, the same names, symbols, and symbols are used for configurations common to the first embodiment or the second embodiment, and only differences will be described.
実施の形態1の走行支援装置12Aは、現在の車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき、車両の操舵量を計算した。実施の形態2の走行支援装置12Aは、前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき、車両の操舵量を計算した。実施の形態3の走行支援装置は、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量に基づき、車両の操舵量を計算する。
The driving
実施の形態3の走行支援装置12Cの構成は、図3に示す通りであり、実施の形態1の走行支援装置12Aと同様である。走行支援装置12Cにおいて、第2演算部45の動作が実施の形態1とは異なる。走行支援装置12Cは、周辺検知部13と車両状態検知部14の検知結果に基づいて、将来の予め定められた期間の車両挙動を予測し、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差を積分した横方向偏差積分量に基づいて、横方向偏差を低減するための操舵量を演算する。
The configuration of the driving support apparatus 12C of the third embodiment is as shown in FIG. 3 and is the same as the driving
第2演算部45の動作について説明する。第2演算部45は、現在の車両状態から、周期Tsの間隔でTf間の車両挙動を、車両モデルを用いて予測する。車両モデルとしては例えば、車両ダイナミクスを表現する一般的なモデルである2輪モデルが用いられる。車両モデルには転舵角度の変化量Δθt(転舵角速度)が入力される。ここで、車両状態の予測点はN点(N=Tf/Ts)となる。N≧2である。
The operation of the second
また、車両状態の予測点に合せて、式(3)からN個の目標経路が設定される。 Further, N target routes are set according to equation (3) in accordance with the predicted points of the vehicle state.
第2演算部45は、車両モデルで予測した車両挙動y[k]と、各予測点に対応する目標経路yt[k]から、各予測点k(1≦k≦N)での横方向偏差Δy[k]=yt[k]−y[k]と、横方向偏差Δy[k]の積分量Δyi[k]を予測する。
The
なお、第2演算部45は、横方向偏差Δy[k]の積分量Δyi[k]を以下の式で求める。
The
ここで、Δyi[1]の算出に必要となる積分初期値Δyi[0]には、第1演算部44で演算した、現在の車両の走行位置または前方注視地点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差の積分量が用いられる。なお、第1演算部44で演算される横方向偏差を第1横方向偏差とも称し、その積分量を第1横方向偏差積分量とも称する。そして、第2演算部45で演算される横方向偏差を第2横方向偏差とも称し、その積分量を第2横方向偏差積分量とも称する。なお、車両モデルに必要な状態量(転舵角度、ヨーレートなど)の初期値には、検知結果取得部41を介してヨーレートセンサまたはモータ回転角度センサ10から取得した値が用いられる。
Here, the integral initial value Δyi [0] necessary for the calculation of Δyi [1] is the traveling position of the vehicle at the current traveling position of the vehicle or the forward gaze point calculated by the first
第2演算部45は、以下の式に示す評価関数Jを最小化するための転舵角度の変化量Δθtの周期Tsの値Δθt[k](1≦k≦Nu≦N)を、最適化問題を解いて求める。最適化問題の解法は最適化演算であり、公知の種々の手法が用いられる。なお、第2演算部45はΔθt[k]の算出を、所定周期で繰り返し実行する。
The
ここで、式(11)におけるQ1、Q2、Rはそれぞれの項の重み係数であり、パラメータとして適宜変更可能である。評価関数JのQ1を含む項である第1項は、横方向偏差を小さくするための項である。重み係数Q1が大きいほど、目標経路への追従誤差を小さくすることが優先される。 Here, Q1, Q2, and R in the equation (11) are weighting coefficients of the respective terms, and can be appropriately changed as parameters. The first term, which is a term including Q1 of the evaluation function J, is a term for reducing the lateral deviation. As the weight coefficient Q1 is larger, priority is given to reducing the tracking error to the target path.
評価関数JのQ2を含む項である第2項は、横方向偏差積分量を小さくするための項である。この項を含めることで、取得した車両状態と実際の車両状態のずれ(センサのオフセット)、外乱(横風または路面の傾きなど)に起因する横方向偏差を低減することができる。さらに、予測に用いる車両モデルに含まれるモデル化誤差に起因する横方向偏差を低減することができる。Q2は第2項の重みであり、積分制御量を決定するためのパラメータとして機能する。重み係数Q1が大きい場合、目標経路との横方向偏差を低減するが、横方向偏差積分量が大きく溜まるためオーバーシュートが生じやすくなる。 The second term, which is a term including Q2 of the evaluation function J, is a term for reducing the lateral deviation integral amount. By including this term, it is possible to reduce the lateral deviation due to the difference between the acquired vehicle state and the actual vehicle state (sensor offset), disturbance (such as cross wind or road surface inclination). Furthermore, lateral deviations due to modeling errors included in the vehicle model used for prediction can be reduced. Q2 is a weight of the second term and functions as a parameter for determining the integral control amount. When the weighting factor Q1 is large, the lateral deviation from the target path is reduced, but the lateral deviation integral amount is large and overshoot tends to occur.
評価関数JのRを含む項である第3項は、車両モデルへの入力である転舵角度の変化量Δθtを評価する項である。重み係数Rを大きく設定することで、転舵角度の変化量Δθtが大きくなることを抑制することができ、ひいては、滑らかな目標操舵量を演算することができる。 The third term which is a term including R of the evaluation function J is a term for evaluating the change amount Δθt of the turning angle which is an input to the vehicle model. By setting the weighting factor R large, it is possible to suppress an increase in the change amount Δθt of the turning angle, and it is possible to calculate a smooth target steering amount.
第2演算部45は、目標転舵角度θt[k]は、式(12)により求める。
The
ここで、θt[0]は、検知結果取得部41で取得した転舵角度である。
Here, θt [0] is the turning angle acquired by the detection
操舵量出力部46は、第2演算部45で求めたθt[k](1≦k≦Nu≦N)の一部(例えば、k=1)、または、全てを操舵制御器9に出力する。
The steering
実施の形態3によれば、車両モデルを用いて将来の車両挙動を予測することにより、目標経路への追従に必要な操舵量を求めるため、滑らかな経路追従を実現できる。また、評価関数が横方向偏差積分量を含むため、センサのオフセットまたは外乱に起因する横方向偏差を低減することが可能となる。例えば、転舵角度にオフセット誤差がある場合においても、目標経路への追従誤差を低減することができる。 According to the third embodiment, by predicting the vehicle behavior in the future using the vehicle model, the amount of steering required to follow the target route can be obtained, so that smooth route following can be realized. Also, since the evaluation function includes the lateral deviation integral amount, it is possible to reduce the lateral deviation due to the sensor offset or disturbance. For example, even when there is an offset error in the turning angle, it is possible to reduce the tracking error to the target route.
<C−2.変形例>
なお、第2演算部45は、横方向偏差Δy[k]の積分量Δyi[k]を以下の式で求めてもよい。
<C-2. Modified example>
The
α[k]は、実施の形態1で説明した補正ゲインであり、α[k]を設定するときに用いられる横方向偏差はΔy[k]である。この構成により、横方向偏差が大きくなると予測されるときの横方向偏差積分量が低減される。従って、滑らかな経路追従制御と、センサのオフセットまたは外乱に起因した横方向偏差低減を行う最適な操作量が決定される。 α [k] is the correction gain described in the first embodiment, and the lateral deviation used when setting α [k] is Δy [k]. This configuration reduces the lateral deviation integral amount when it is predicted that the lateral deviation will be large. Therefore, an optimal manipulated variable is determined which performs smooth path following control and reduces lateral deviation due to sensor offset or disturbance.
なお、実施の形態1,2,3では、操舵制御器9に出力する操舵量を目標転舵角度としたが、この限りではない。例えば、第2演算部45は横方向偏差積分量に基づいてモータ6に流す電流の値を演算し、当該電流の値を操舵制御器9に出力してもよい。
In the first, second, and third embodiments, the steering amount to be output to the
また、実施の形態1,2,3において、第2演算部45は車両の横方向偏差を用いて操舵量を計算するものとしたが、この限りではない。第2演算部45は、少なくとも横方向偏差積分量を用いていれば、その他、ヨーレートや車両の姿勢角等を考慮して操舵量を演算しても良い。
In the first, second, and third embodiments, the
また、実施の形態3の変形例として、第2演算部45は、横方向偏差が大きい場合に評価関数Jにおける重み係数Q2を小さくしても良い。これにより、横方向偏差が大きいときに、評価関数Jの横方向偏差積分量に関する項を小さく出来るため、目標経路に対する車両のオーバーシュートを抑制することができる。また、積分制御がオフするわけではないため、定常的な横方向誤差に対して積分制御を継続することができる。その結果、運転者が違和感を覚えない滑らかな操舵を実現しつつ、外乱等により発生する目標経路に対する横方向偏差を低減することができる。なお、この変形例は、補正ゲインによる横方向偏差積分量の補正の有無に関わらず実施可能である。
Further, as a modification of the third embodiment, the
また、第1演算部44は、現在の横方向偏差と過去の横方向偏差(例えば前回値)とを比較して横方向偏差の変動量を評価し、横方向偏差の変動量が閾値より大きい場合に、横方向偏差の変動量が閾値より小さい場合と比べて、補正ゲインを小さく設定しても良い。横方向偏差の変動量が閾値より大きい場合は、過渡的な横方向偏差がまだ収束していない状態であるため、補正ゲインを小さく設定することにより、横方向偏差積分量が過大になることを防止できる。
Further, the
また、第2演算部45は、横方向偏差の変動量が閾値より大きい場合に、評価関数Jにおける重み係数Q2を小さくしても良い。横方向偏差の変動量が閾値より大きい場合は、過渡的な横方向偏差がまだ収束していない状態であるため、積分制御による操舵量が過大となる可能性がある。そこで、重みQ2を小さく設定することにより、積分制御が過大になることが防止される。なお、第2演算部45は重み係数Q2の他に、重み係数Q1または重み係数Rを横方向偏差の変動量に応じて変更してもよい。
In addition, the
また、実施の形態1,2,3では、周辺検知部として前方カメラ11を用いたが、この限りではない。例えば、周辺検知部は衛星測位システムと地図を備えていても良い。すなわち、走行位置検知部43は、衛星測位システムから取得した情報に基づき車両の走行位置を演算する。また、目標経路生成部42は、衛星測位システムから取得した情報と地図に基づき目標経路を設定する。
Moreover, although
また、実施の形態1,2,3では横方向偏差の積分量を求めることについて説明したが、積分の代わりに累積を用いても良い。 In the first, second, and third embodiments, the determination of the integral amount of the lateral deviation has been described, but accumulation may be used instead of the integral.
目標経路に対する車両の走行位置の横方向偏差が大きい場合に積分制御量を大きくすると、車両挙動が急変しドライバーが違和感を覚えることがあった。また、車両に対する外乱量が小さい場合に、積分制御量を小さくすると横方向誤差に対して積分制御が十分に機能しなくなり、横方向誤差の低減に時間を要するだけでなく、車両が目標経路に収束しない可能性がある。さらに、積分量を零とすることで車両挙動が急変しドライバーが違和感を覚えることがあった。しかし、実施の形態1,2,3に示す走行支援装置によれば、目標経路に対する追従性を保ち、外乱による定常的な横方向誤差を低減することが可能となる。 If the integral control amount is increased when the lateral deviation of the traveling position of the vehicle with respect to the target route is large, the vehicle behavior may suddenly change and the driver may feel discomfort. When the amount of integral control is small when the amount of disturbance to the vehicle is small, integral control does not function sufficiently with respect to the lateral error, and it takes time to reduce the lateral error, and the vehicle becomes the target route. It may not converge. Furthermore, by setting the integral amount to zero, the behavior of the vehicle suddenly changes and the driver may feel discomfort. However, according to the travel support device described in the first, second, and third embodiments, it is possible to maintain the followability to the target route and to reduce the steady lateral error due to the disturbance.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。例えば、横方向偏差の変動量が閾値より大きい場合に補正ゲインを小さく設定することは、実施の形態1と実施の形態2にも適用可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted. For example, setting the correction gain small when the variation amount of the lateral deviation is larger than the threshold is also applicable to the first embodiment and the second embodiment.
<C−3.効果>
次に、本実施の形態による効果を説明する。
<C-3. Effect>
Next, the effects of the present embodiment will be described.
実施の形態3の走行支援装置12Cにおいて、第2演算部45は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、第2横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する。これにより、滑らかな経路追従を実現できる。
In travel support device 12C of the third embodiment,
また、第1演算部44で演算した第1横方向偏差積分量が第2横方向偏差積分量の初期値Δyi[0]となるが、初期値Δyi[0]は、現在の車両の横方向偏差(第1横方向偏差)が大きい場合には補正ゲインにより小さくなる。従って、最適化問題を解いて得られる転舵角度の変化量Δθt[k]が過大になることを防止でき、滑らかな操舵を実現でき、滑らかな経路追従を実現できる。それにより、車両の目標経路に対する車両走行位置のオーバーシュートも低減される。さらに、予測に用いる車両モデルに含まれるモデル化誤差に起因する横方向偏差が低減される。
Further, although the first lateral deviation integral amount computed by the
また、実施の形態3の走行支援方法において、第2演算工程は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、第2横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する工程である。これにより、滑らかな経路追従を実現できる。 Further, in the travel support method of the third embodiment, the second calculation step is a lateral deviation between the travel position of the vehicle and the target route in a future predetermined period based on the first lateral deviation integral amount. The second lateral deviation integral amount which is the integral amount of the second lateral deviation is calculated, and the steering amount of the vehicle is calculated based on the second lateral deviation integral amount. Thereby, smooth path following can be realized.
2 ステアリング軸、3 転舵輪、5 操舵トルクセンサ、6 モータ、7 減速機構、8 車速センサ、9 操舵制御器、10 モータ回転角度センサ、11 前方カメラ、12A,12B,12C 走行支援装置、13 周辺検知部、14 車両状態検知部、15 制御部、21,25 I/F部、22 CPU、23 ROM、24 RAM、41 検知結果取得部、42 目標経路生成部、43 走行位置検知部、44 第1演算部、45 第2演算部、46 操舵量出力部、51 車両、61 横方向偏差演算器、62 補正ゲイン演算器、63,81 掛け算器、64 積分器。
本発明に係る走行支援装置は、車両の目標経路を生成する目標経路生成部と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力部と、を備え、第2演算部は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、少なくとも第2横方向偏差の評価項と第2横方向偏差積分量の評価項からなる評価関数を最小化する車両の操舵量を演算する。 The travel support device according to the present invention includes a target route generation unit that generates a target route of the vehicle, a travel position detection unit that detects a travel position of the vehicle, and a travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculation unit that calculates a first lateral deviation integral amount that is an integral amount of a first lateral deviation that is a lateral deviation, and a second calculation that calculates a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount And a steering amount output unit that outputs a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle , and the second calculation unit determines a future predetermined value based on the first lateral deviation integral amount. A second lateral deviation integral amount, which is an integral of the second lateral deviation that is the lateral deviation between the traveling position of the vehicle in the period and the target route, is calculated, and at least the evaluation term of the second lateral deviation and the second lateral Vehicle minimizing the evaluation function consisting of evaluation terms of direction deviation integral quantity It calculates the amount of steering.
本発明に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備え、第2演算工程は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、少なくとも第2横方向偏差の評価項と第2横方向偏差積分量の評価項からなる評価関数を最小化する車両の操舵量を演算する工程である。 The travel support method according to the present invention includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a travel position of the vehicle, and a lateral deviation between the travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculating step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation, a second calculating step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and a vehicle A steering amount output step of outputting the steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle , and the second calculation step is performed based on the first lateral deviation integral amount in the future predetermined period of the vehicle. A second lateral deviation integral amount which is an integral amount of the second lateral deviation which is a lateral deviation between the traveling position and the target route is calculated, and at least an evaluation term of the second lateral deviation and a second lateral deviation integral amount Operation of the vehicle to minimize the evaluation function consisting of Ru step der of calculating the amount.
本発明に係る走行支援装置は、車両の目標経路を生成する目標経路生成部と、車両の走行位置を検知する走行位置検知部と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力部と、を備え、第2演算部は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、少なくとも第2横方向偏差の評価項と第2横方向偏差積分量の評価項からなる評価関数を最小化する車両の操舵量を演算する。従って、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差が低減される。 The travel support device according to the present invention includes a target route generation unit that generates a target route of the vehicle, a travel position detection unit that detects a travel position of the vehicle, and a travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculation unit that calculates a first lateral deviation integral amount that is an integral amount of a first lateral deviation that is a lateral deviation, and a second calculation that calculates a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount And a steering amount output unit that outputs a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle , and the second calculation unit determines a future predetermined value based on the first lateral deviation integral amount. A second lateral deviation integral amount, which is an integral of the second lateral deviation that is the lateral deviation between the traveling position of the vehicle in the period and the target route, is calculated, and at least the evaluation term of the second lateral deviation and the second lateral Vehicle minimizing the evaluation function consisting of evaluation terms of direction deviation integral quantity It calculates the amount of steering. Thus, lateral deviations to the target path of the vehicle due to sensor offsets or disturbances are reduced.
本発明に係る走行支援方法は、車両の目標経路を生成する生成工程と、車両の走行位置を検知する検知工程と、現在または前方注視点における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、車両の動きを制御する制御部に車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、を備え、第2演算工程は、第1横方向偏差積分量に基づき、将来の予め定められた期間における車両の走行位置と目標経路との横方向偏差である第2横方向偏差の積分量である第2横方向偏差積分量を演算し、少なくとも第2横方向偏差の評価項と第2横方向偏差積分量の評価項からなる評価関数を最小化する車両の操舵量を演算する工程である。従って、センサのオフセットまたは外乱に起因する車両の目標経路に対する横方向偏差が低減される。
The travel support method according to the present invention includes a generation step of generating a target route of the vehicle, a detection step of detecting a travel position of the vehicle, and a lateral deviation between the travel position of the vehicle at the current or forward gaze point and the target route. A first calculating step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation, a second calculating step of computing a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount, and a vehicle A steering amount output step of outputting the steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle , and the second calculation step is performed based on the first lateral deviation integral amount in the future predetermined period of the vehicle. A second lateral deviation integral amount which is an integral amount of the second lateral deviation which is a lateral deviation between the traveling position and the target route is calculated, and at least an evaluation term of the second lateral deviation and a second lateral deviation integral amount Operation of the vehicle to minimize the evaluation function consisting of Ru step der of calculating the amount. Thus, lateral deviations to the target path of the vehicle due to sensor offsets or disturbances are reduced.
Claims (15)
前記車両の走行位置を検知する走行位置検知部と、
現在または前方注視点における前記車両の走行位置と前記目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算部と、
前記第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算部と、
前記車両の動きを制御する制御部に前記車両の操舵量を出力する操舵量出力部と、
を備える、走行支援装置。 A target route generation unit that generates a target route of the vehicle;
A traveling position detection unit that detects a traveling position of the vehicle;
A first operation unit that calculates a first lateral deviation integral amount that is an integral amount of a first lateral deviation that is a lateral deviation between a traveling position of the vehicle at a current or forward gaze point and the target route;
A second calculation unit that calculates a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount;
A steering amount output unit that outputs a steering amount of the vehicle to a control unit that controls movement of the vehicle;
A travel support device comprising:
請求項1に記載の走行支援装置。 The second computing unit is an integral amount of a second lateral deviation which is a lateral deviation between a traveling position of the vehicle and a target route in a future predetermined period based on the first lateral deviation integral amount. Calculating a second lateral deviation integral amount, and calculating a steering amount of the vehicle based on the second lateral deviation integral amount.
The driving support apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の走行支援装置。 The first calculation unit calculates the first lateral deviation integral amount by integrating the first lateral deviation with a correction gain according to the first lateral deviation and then integrating the first lateral deviation.
The driving support apparatus according to claim 1.
請求項3に記載の走行支援装置。 The correction gain is smaller as the first lateral deviation is larger,
The driving support apparatus according to claim 3.
請求項4に記載の走行支援装置。 The correction gain is determined based on the width of the travel lane of the vehicle.
The driving support device according to claim 4.
請求項3に記載の走行支援装置。 The correction gain is determined based on the first lateral deviation and the speed of the vehicle.
The driving support apparatus according to claim 3.
請求項3から6のいずれか1項に記載の走行支援装置。 The first computing unit changes the correction gain based on the variation of the first lateral deviation.
The driving support device according to any one of claims 3 to 6.
請求項2に記載の走行支援装置。 The second calculation unit calculates a steering amount that minimizes an evaluation function including at least an evaluation term of the second lateral deviation integral amount, and the second in the evaluation function is calculated when the second lateral deviation is large. Reduce the weighting factor of the evaluation term of the lateral deviation integral quantity,
The driving support apparatus according to claim 2.
請求項2に記載の走行支援装置。 The second calculation unit calculates a steering amount minimizing an evaluation function including at least an evaluation term of the second lateral deviation integral amount, and the evaluation function is calculated when the variation amount of the second lateral deviation is large. Reducing the weighting factor of the evaluation term of the second lateral deviation integral amount in
The driving support apparatus according to claim 2.
前記車両の走行位置を検知する検知工程と、
現在または前方注視点における前記車両の走行位置と前記目標経路との横方向偏差である第1横方向偏差の積分量である第1横方向偏差積分量を演算する第1演算工程と、
前記第1横方向偏差積分量に基づき車両の操舵量を演算する第2演算工程と、
前記車両の動きを制御する制御部に前記車両の操舵量を出力する操舵量出力工程と、
を備える、走行支援方法。 A generation step of generating a target route of the vehicle;
A detection step of detecting a traveling position of the vehicle;
A first calculation step of calculating a first lateral deviation integral amount which is an integral amount of a first lateral deviation which is a lateral deviation between a traveling position of the vehicle at a current or forward gaze point and the target route;
A second calculation step of calculating a steering amount of the vehicle based on the first lateral deviation integral amount;
A steering amount output step of outputting a steering amount of the vehicle to a control unit that controls the movement of the vehicle;
A driving assistance method comprising.
請求項10に記載の走行支援方法。 In the second calculating step, based on the first lateral deviation integral amount, an integral amount of a second lateral deviation which is a lateral deviation between the traveling position of the vehicle and a target route in a future predetermined period based on the first lateral deviation integral amount. Calculating a second lateral deviation integral amount, and calculating a steering amount of the vehicle based on the second lateral deviation integral amount.
A driving support method according to claim 10.
請求項10又は11に記載の走行支援方法。 The first calculation step is a step of calculating the first lateral deviation integral amount by multiplying the first lateral deviation by a correction gain according to the first lateral deviation and then integrating the result.
A driving support method according to claim 10 or 11.
請求項12に記載の走行支援方法。 The correction gain is smaller as the first lateral deviation is larger,
A driving support method according to claim 12.
請求項13に記載の走行支援方法。 The correction gain is determined based on the width of the travel lane of the vehicle.
The driving support method according to claim 13.
請求項12に記載の走行支援方法。 The correction gain is determined based on the first lateral deviation and the speed of the vehicle.
A driving support method according to claim 12.
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