JP2019199205A - Automatic driving system - Google Patents
Automatic driving system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019199205A JP2019199205A JP2018095543A JP2018095543A JP2019199205A JP 2019199205 A JP2019199205 A JP 2019199205A JP 2018095543 A JP2018095543 A JP 2018095543A JP 2018095543 A JP2018095543 A JP 2018095543A JP 2019199205 A JP2019199205 A JP 2019199205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target path
- coordinate system
- vehicle
- timing
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動運転システムに関する。特に、本発明は、目標パスに追従するように車両の走行を制御する自動運転システムに関する。 The present invention relates to an automatic driving system. In particular, the present invention relates to an automatic driving system that controls traveling of a vehicle so as to follow a target path.
目標パスに追従するように車両の走行を制御する「パス追従制御(path-following control)」が知られている。パス追従制御では、目標パスが定期的に算出され、最新の目標パスに追従するように車両の走行が制御される。 There is known “path-following control” for controlling the running of a vehicle so as to follow a target path. In the path following control, the target path is periodically calculated, and the traveling of the vehicle is controlled so as to follow the latest target path.
特許文献1は、走行計画生成装置を開示している。走行計画生成装置は、走行方針に従った走行を行うための第1走行計画と、緊急停止を行うための第2走行計画を生成する。また、走行計画生成装置は、第1走行計画と第2走行計画が所定の安全基準を満たすか否かを判定する。安全基準を満たさない場合、走行計画生成装置は、第2走行計画を補正する。
パス追従制御では、制御遅れが発生する可能性がある。制御遅れの1つの要因として、目標パスの算出に要する演算時間が挙げられる。すなわち、目標パスの算出に必要な情報は所定のタイミングで取得されるが、取得された情報に基づく目標パスの算出が完了するのは、所定のタイミングよりも後である。このような目標パスの算出に要する演算時間が、制御遅れの原因となる。制御遅れは、目標パスに対する追従性能の低下を招く。 In path following control, a control delay may occur. One factor of the control delay is the calculation time required for calculating the target path. That is, information necessary for calculating the target path is acquired at a predetermined timing, but the calculation of the target path based on the acquired information is completed after the predetermined timing. Such a calculation time required for calculating the target path causes a control delay. The control delay causes a decrease in the follow-up performance with respect to the target path.
制御遅れの影響を軽減するために、目標パスの算出後に、最新の車両位置情報に基づいて目標パスを補正することが考えられる。しかしながら、最新の車両位置情報に異常が存在する場合、その補正処理によって目標パスの精度が却って低下するおそれがある。このことは、パス追従制御の精度の低下を招く。 In order to reduce the influence of the control delay, it is conceivable to correct the target path based on the latest vehicle position information after calculating the target path. However, if there is an abnormality in the latest vehicle position information, the accuracy of the target path may be lowered by the correction process. This leads to a decrease in the accuracy of the path following control.
本発明の1つの観点において、車両に搭載される自動運転システムが提供される。
前記自動運転システムは、
前記車両の位置及び方位を示す位置方位情報を含む運転環境情報を取得する情報取得装置と、
前記運転環境情報に基づいて目標パスを決定し、前記目標パスに追従するように前記車両の走行を制御する制御装置と
を備える。
車両座標系は、前記車両に固定された相対座標系である。
第1座標系は、第1タイミングにおける前記車両座標系である。
第2座標系は、前記第1タイミングより後の第2タイミングにおける前記車両座標系である。
前記制御装置は、
前記第1タイミングにおける前記運転環境情報に基づいて、前記第1座標系で定義される第1目標パスを算出する目標パス算出処理と、
前記第2タイミングにおける最新の前記位置方位情報を取得する処理と、
前記最新の位置方位情報に異常が存在するか否かを判定する異常判定処理と、
前記異常が存在しない場合、前記最新の位置方位情報を用いて前記第1座標系から前記第2座標系への座標変換を行うことにより、前記第1目標パスを前記第2座標系で定義される第2目標パスに補正する目標パス補正処理と、
前記異常が存在する場合、前記目標パス補正処理を行うことなく前記第1目標パスを前記目標パスとして決定し、前記異常が存在しない場合、前記第2目標パスを前記目標パスとして決定する目標パス決定処理と
を行う。
In one aspect of the present invention, an automatic driving system mounted on a vehicle is provided.
The automatic driving system is
An information acquisition device for acquiring driving environment information including position and orientation information indicating the position and orientation of the vehicle;
A control device that determines a target path based on the driving environment information and controls traveling of the vehicle so as to follow the target path.
The vehicle coordinate system is a relative coordinate system fixed to the vehicle.
The first coordinate system is the vehicle coordinate system at the first timing.
The second coordinate system is the vehicle coordinate system at a second timing after the first timing.
The controller is
A target path calculation process for calculating a first target path defined in the first coordinate system based on the driving environment information at the first timing;
Processing for obtaining the latest position and orientation information at the second timing;
An abnormality determination process for determining whether an abnormality exists in the latest position and orientation information;
When the abnormality does not exist, the first target path is defined in the second coordinate system by performing coordinate conversion from the first coordinate system to the second coordinate system using the latest position and orientation information. Target path correction processing for correcting to the second target path,
A target path for determining the first target path as the target path without performing the target path correction process when the abnormality exists, and for determining the second target path as the target path when the abnormality does not exist Perform the decision process.
本発明によれば、自動運転システムは、パス追従制御において目標パス補正処理を行う。具体的には、自動運転システムは、第1座標系で定義される第1目標パスを第2座標系で定義される第2目標パスに補正する。第1座標系は、運転環境情報が取得される第1タイミングにおける車両座標系である。第2座標系は、第1タイミングよりも後の第2タイミングにおける車両座標系である。目標パス補正処理を行うことによって、制御遅れの影響が軽減される。従って、補正後の第2目標パスを用いて車両走行制御を行う場合、第1目標パスを用いる場合と比較して、制御誤差は小さくなり、制御精度は高くなる。言い換えれば、目標パスに対する追従性能が向上する。 According to the present invention, the automatic driving system performs the target path correction process in the path following control. Specifically, the automatic driving system corrects the first target path defined in the first coordinate system to the second target path defined in the second coordinate system. The first coordinate system is a vehicle coordinate system at a first timing at which driving environment information is acquired. The second coordinate system is a vehicle coordinate system at a second timing after the first timing. By performing the target path correction process, the influence of the control delay is reduced. Accordingly, when vehicle travel control is performed using the corrected second target path, the control error is smaller and the control accuracy is higher than when the first target path is used. In other words, the follow-up performance with respect to the target path is improved.
また、本発明によれば、自動運転システムは、第2タイミングにおける最新の位置方位情報に異常が存在するか否かを判定する異常判定処理を行う。異常が存在する場合、自動運転システムは、目標パス補正処理を行うことなく第1目標パスを目標パスとして決定する。これにより、位置方位情報の異常に起因するパス追従制御の精度低下を未然に防止することが可能となる。 Further, according to the present invention, the automatic driving system performs an abnormality determination process for determining whether there is an abnormality in the latest position and orientation information at the second timing. If there is an abnormality, the automatic driving system determines the first target path as the target path without performing the target path correction process. As a result, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the path following control due to the abnormality of the position and orientation information.
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1.パス追従制御と目標パス補正処理
図1は、本発明の実施の形態に係る自動運転システムによるパス追従制御を説明するための概念図である。自動運転システムは、車両1に搭載されており、車両1の自動運転を制御する。パス追従制御は、自動運転制御の一種である。具体的には、パス追従制御において、自動運転システムは、車両1の目標パスTPを定期的に算出し、最新の目標パスTPに追従するように車両1の走行を制御する。
1. Path Following Control and Target Path Correction Processing FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining path following control by an automatic driving system according to an embodiment of the present invention. The automatic driving system is mounted on the
ここで、車両座標系(X,Y)について定義する。車両座標系は、車両1に固定された相対座標系であり、車両1の運動と共に変動する。すなわち、車両座標系は、車両1の位置及び方位によって定義される。図1に示される例では、X方向は車両1の前方方向であり、Y方向はX方向と直交する平面方向である。但し、車両座標系は、図1で示された例に限られない。
Here, the vehicle coordinate system (X, Y) is defined. The vehicle coordinate system is a relative coordinate system fixed to the
パス追従制御は、車両座標系に基づいて行われる。すなわち、自動運転システムは、車両座標系における目標パスTPを定期的に算出する。そして、自動運転システムは、最新の目標パスTPに追従するように車両1の走行を制御する。目標パスTPに追従するように車両1の走行を制御することは、以下「車両走行制御」と呼ばれる。
The path following control is performed based on the vehicle coordinate system. That is, the automatic driving system periodically calculates the target path TP in the vehicle coordinate system. Then, the automatic driving system controls the traveling of the
図2は、車両走行制御を説明するための概念図である。図2には、車両座標系における車両1及び目標パスTPの位置関係の一例が示されている。車両走行制御では、車両1を目標パスTPに追従させるために、車両1と目標パスTPとの間の偏差を減少させる制御が行われる。そのために、例えば、横偏差Ed、方位角差θd、目標パスTPの曲率、等のパラメータが考慮される。横偏差Edは、車両1と目標パスTPとの間のY方向偏差である。方位角差θdは、車両1と目標パスTPとの間の方位角の差である。自動運転システムは、横偏差Ed、方位角差θd、目標パスTPの曲率、等に基づいて、車両走行制御を行うことができる。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining vehicle travel control. FIG. 2 shows an example of the positional relationship between the
本願発明者は、パス追従制御に関して、次のような課題を認識した。それは、パス追従制御では、様々な要因により制御遅れが発生する可能性があることである。パス追従制御の制御遅れは、目標パスTPに対する追従性能の低下を招き、好ましくない。制御遅れの様々な要因としては、情報通信時間、演算処理時間、アクチュエータ応答時間、などが考えられる。それらの中でも最も制御遅れに寄与すると考えられるのが、目標パスTPの算出に要する演算時間、すなわち、目標パス算出時間である。 The inventor of the present application has recognized the following problems regarding the path following control. That is, in path following control, a control delay may occur due to various factors. The control delay of the path following control is not preferable because it causes a decrease in the tracking performance with respect to the target path TP. As various factors of the control delay, information communication time, calculation processing time, actuator response time, and the like can be considered. Of these, the calculation time required for calculating the target path TP, that is, the target path calculation time, is considered to contribute most to the control delay.
図3は、目標パス算出時間による制御遅れを説明するための概念図である。自動運転システムは、第1タイミングT1において、目標パスTPの算出に必要な情報を取得する。目標パスTPの算出に必要な情報は、以下「必要情報」と呼ばれる。そして、自動運転システムは、取得した必要情報に基づいて最新の目標パスTPを算出する。この目標パスTPの算出にはある程度の時間がかかり、目標パスTPの算出が完了するのは、第1タイミングT1よりも後の第2タイミングT2である。この第1タイミングT1から第2タイミングT2までの期間が、目標パス算出時間に相当する。 FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the control delay due to the target path calculation time. The automatic driving system acquires information necessary for calculating the target path TP at the first timing T1. Information necessary for calculating the target path TP is hereinafter referred to as “necessary information”. Then, the automatic driving system calculates the latest target path TP based on the acquired necessary information. The calculation of the target path TP takes a certain amount of time, and the calculation of the target path TP is completed at the second timing T2 after the first timing T1. The period from the first timing T1 to the second timing T2 corresponds to the target path calculation time.
図3において、第1位置P1は、第1タイミングT1における車両1の位置である。第2位置P2は、第2タイミングT2における車両1の位置である。第1座標系(X1,Y1)は、第1タイミングT1、すなわち、第1位置P1における車両座標系である。第2座標系(X2,Y2)は、第2タイミングT2、すなわち、第2位置P2における車両座標系である。第1座標系と第2座標系は、目標パス算出時間の分だけ異なっている。従って、第1座標系と第2座標系のそれぞれにおける目標パスTPの“見え方”も互いに異なることになる。
In FIG. 3, the first position P1 is the position of the
図4は、第1座標系と第2座標系との間の目標パスTPの見え方の違いを示している。図4において、第1目標パスTP1は、第1位置P1から見た目標パスTP、すなわち、第1座標系で定義される目標パスTPを表している。一方、第2目標パスTP2は、第2位置P2から見た目標パス、すなわち、第2座標系で定義される目標パスTPを表している。第1目標パスTP1と第2目標パスTP2は、目標パス算出時間の分だけ異なっている。 FIG. 4 shows the difference in the appearance of the target path TP between the first coordinate system and the second coordinate system. In FIG. 4, the first target path TP1 represents the target path TP viewed from the first position P1, that is, the target path TP defined in the first coordinate system. On the other hand, the second target path TP2 represents the target path viewed from the second position P2, that is, the target path TP defined in the second coordinate system. The first target path TP1 and the second target path TP2 differ by the target path calculation time.
ここで、自動運転システムによる車両走行制御(図2参照)を考える。最新の目標パスTPに基づく車両走行制御は、当然、最新の目標パスTPが決定した後、つまり、第2位置P2(第2タイミングT2)よりも後から開始可能である。第2位置P2よりも後から車両走行制御を行うのだから、第1目標パスTP1ではなく第2目標パスTP2を用いて車両走行制御を行う方が、制御精度は高くなる。しかしながら、第2目標パスTP2を必要情報から直接算出することはできない。何故なら、必要情報は、第1位置P1(第1タイミングT1)において取得されたものだからである。第1位置P1において取得された必要情報を用いて算出できるのは、第1座標系で定義される第1目標パスTP1だけである。 Here, vehicle travel control (see FIG. 2) by an automatic driving system is considered. Naturally, the vehicle travel control based on the latest target path TP can be started after the latest target path TP is determined, that is, after the second position P2 (second timing T2). Since the vehicle travel control is performed after the second position P2, the control accuracy is higher when the vehicle travel control is performed using the second target path TP2 instead of the first target path TP1. However, the second target path TP2 cannot be calculated directly from the necessary information. This is because the necessary information is acquired at the first position P1 (first timing T1). Only the first target path TP1 defined in the first coordinate system can be calculated using the necessary information acquired at the first position P1.
第1座標系における第1目標パスTP1を用いて車両走行制御を行う場合、第2座標系における第2目標パスTP2を用いる場合と比較して、制御誤差は大きくなり、制御精度は低くなる。言い換えれば、目標パスTPに対する追従性能が低下する。自動運転システムの追従性能が低下すると、車両1の乗員は、不安感や違和感を感じる。このことは、自動運転システムに対する信頼の低下につながる。
When vehicle travel control is performed using the first target path TP1 in the first coordinate system, the control error becomes larger and the control accuracy is lower than in the case where the second target path TP2 in the second coordinate system is used. In other words, the follow-up performance with respect to the target path TP decreases. When the follow-up performance of the automatic driving system decreases, the occupant of the
そこで、本実施の形態に係る自動運転システムは、第1目標パスTP1を第2目標パスTP2に補正する「目標パス補正処理」を実施する。図5は、本実施の形態における目標パス補正処理を説明するための概念図である。上述の通り、第1位置P1(第1タイミングT1)において取得された必要情報からは、第1座標系における第1目標パスTP1が算出される。目標パス補正処理では、自動運転システムは、第1座標系から第2座標系への「座標変換」を行うことにより、第1目標パスTP1を第2目標パスTP2に補正(変換)する。このような座標変換には複雑な計算処理は不要であり、容易に第2目標パスTP2を取得することが可能である。 Therefore, the automatic driving system according to the present embodiment performs a “target path correction process” for correcting the first target path TP1 to the second target path TP2. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the target path correction processing in the present embodiment. As described above, the first target path TP1 in the first coordinate system is calculated from the necessary information acquired at the first position P1 (first timing T1). In the target path correction process, the automatic driving system corrects (converts) the first target path TP1 to the second target path TP2 by performing “coordinate conversion” from the first coordinate system to the second coordinate system. Such coordinate conversion does not require complicated calculation processing, and the second target path TP2 can be easily obtained.
図6は、本実施の形態に係る自動運転システムによるパス追従制御を要約的に示している。第1タイミングT1(第1位置P1)において、自動運転システムは、必要情報を取得する。その後、第2タイミングT2(第2位置P2)において、自動運転システムは、第1位置P1での必要情報に基づく目標パスTP、すなわち、第1目標パスTP1の算出を完了する。更に、自動運転システムは、目標パス補正処理を行い、算出した第1目標パスTP1を第2目標パスTP2に補正する。そして、自動運転システムは、第2目標パスTP2を目標パスTPとして用い、車両1が第2目標パスTP2に追従するように車両走行制御を行う。
FIG. 6 schematically shows path following control by the automatic driving system according to the present embodiment. At the first timing T1 (first position P1), the automatic driving system acquires necessary information. Thereafter, at the second timing T2 (second position P2), the automatic driving system completes the calculation of the target path TP based on the necessary information at the first position P1, that is, the first target path TP1. Further, the automatic driving system performs target path correction processing, and corrects the calculated first target path TP1 to the second target path TP2. Then, the automatic driving system uses the second target path TP2 as the target path TP, and performs vehicle travel control so that the
以上に説明されたように、本実施の形態に係る自動運転システムは、パス追従制御において目標パス補正処理を行う。具体的には、自動運転システムは、第1座標系で定義される第1目標パスTP1を第2座標系で定義される第2目標パスTP2に補正する。このような目標パス補正処理を行うことによって、制御遅れの影響が軽減される。従って、補正後の第2目標パスTP2を用いて車両走行制御を行う場合、第1目標パスTP1を用いる場合と比較して、制御誤差は小さくなり、制御精度は高くなる。言い換えれば、目標パスTPに対する追従性能が向上する。自動運転システムの追従性能が向上すると、車両1の乗員の不安感や違和感は軽減される。このことは、自動運転システムに対する信頼の向上につながる。
As described above, the automatic driving system according to the present embodiment performs the target path correction process in the path following control. Specifically, the automatic driving system corrects the first target path TP1 defined in the first coordinate system to the second target path TP2 defined in the second coordinate system. By performing such a target path correction process, the influence of the control delay is reduced. Therefore, when vehicle travel control is performed using the corrected second target path TP2, the control error is smaller and the control accuracy is higher than when the first target path TP1 is used. In other words, the follow-up performance with respect to the target path TP is improved. When the follow-up performance of the automatic driving system is improved, anxiety and discomfort of the occupant of the
尚、図3〜図6で示された例では、制御遅れの要因の代表として、目標パス算出時間が考慮された。しかしながら、本実施の形態は、それだけに限定されない。例えば、他の要因(情報通信時間、アクチュエータ応答時間、など)による制御遅れが考慮されてもよい。あるいは、目標パス算出時間の一部だけが考慮されてもよい。一般化すれば、第2タイミングT2は、制御遅れの少なくとも一部に相当する時間だけ、第1タイミングT1から遅延していればよい。第2タイミングT2が第1タイミングT1より少しでも後であれば、本実施の形態に係る目標パス補正処理によって、制御遅れの影響は多少なりとも軽減される。 In the examples shown in FIGS. 3 to 6, the target path calculation time is considered as a representative factor of the control delay. However, the present embodiment is not limited to that. For example, a control delay due to other factors (information communication time, actuator response time, etc.) may be considered. Alternatively, only a part of the target path calculation time may be considered. Generally speaking, the second timing T2 only needs to be delayed from the first timing T1 by a time corresponding to at least a part of the control delay. If the second timing T2 is slightly later than the first timing T1, the influence of the control delay is somewhat reduced by the target path correction processing according to the present embodiment.
また、本実施の形態に係る目標パス補正処理に、複雑な計算処理は不要である。第1座標系から第2座標系への単純な座標変換を行うことによって、第2目標パスTP2を容易に取得することが可能である。複雑な予測処理が不要であるため、計算負荷、計算時間、計算資源の増大が抑制される。 Further, complicated calculation processing is not necessary for the target path correction processing according to the present embodiment. By performing simple coordinate conversion from the first coordinate system to the second coordinate system, the second target path TP2 can be easily obtained. Since complicated prediction processing is unnecessary, increase in calculation load, calculation time, and calculation resources is suppressed.
2.異常判定処理
上述の目標パス補正処理においては、第2座標系を知る必要がある。第2座標系は、第2タイミングT2における最新の位置方位情報から得られる。しかしながら、最新の車両位置情報に異常が存在する場合、目標パス補正処理において用いられる第2座標系が、実際の第2座標系からずれる。その場合、目標パス補正処理によって得られる第2目標パスTP2の精度が却って低下するおそれがある。このことは、パス追従制御の精度の低下を招く。
2. Abnormality determination processing In the above-described target path correction processing, it is necessary to know the second coordinate system. The second coordinate system is obtained from the latest position / orientation information at the second timing T2. However, when there is an abnormality in the latest vehicle position information, the second coordinate system used in the target path correction process deviates from the actual second coordinate system. In that case, the accuracy of the second target path TP2 obtained by the target path correction process may be lowered. This leads to a decrease in the accuracy of the path following control.
そこで、本実施の形態に係る自動運転システムは、第2タイミングT2における最新の位置方位情報に異常が存在するか否かを判定する「異常判定処理」を行う。異常が存在しない場合、自動運転システムは、目標パス補正処理を行い、その結果得られる第2目標パスTP2を目標パスTPとして決定する。一方、異常が存在する場合、自動運転システムは、目標パス補正処理を行うことなく、第1目標パスTP1を目標パスTPとして決定する。これにより、位置方位情報の異常に起因するパス追従制御の精度低下が未然に防止される。 Therefore, the automatic driving system according to the present embodiment performs “abnormality determination processing” for determining whether or not there is an abnormality in the latest position and orientation information at the second timing T2. When there is no abnormality, the automatic driving system performs target path correction processing, and determines the second target path TP2 obtained as a result as the target path TP. On the other hand, when an abnormality exists, the automatic driving system determines the first target path TP1 as the target path TP without performing the target path correction process. As a result, a decrease in the accuracy of the path following control due to the abnormality of the position / orientation information is prevented.
2−1.第1の例
図7は、異常判定処理の第1の例を説明するための概念図である。第1の例では、最新の位置方位情報が異常値を示す場合について考える。
2-1. First Example FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a first example of abnormality determination processing. In the first example, consider a case where the latest position and orientation information indicates an abnormal value.
図7中の「想定範囲RNG」は、第1タイミングT1から第2タイミングT2までの期間において車両1が存在すると想定される範囲を表している。この想定範囲RNGは、第1タイミングT1における車速とヨーレート、第1タイミングT1から第2タイミングT2までの遅延時間、等に基づいて算出される。第1タイミングT1から第2タイミングT2までの遅延時間は、予め決められている。
An “assumed range RNG” in FIG. 7 represents a range in which the
自動運転システムは、第2タイミングT2における位置方位情報で示される車両1の位置が想定範囲RNG内であるか否かを判定する。第2タイミングT2における位置方位情報で示される車両1の位置が想定範囲RNGから逸脱している場合、位置方位情報の値に何らかの異常が発生していると考えられる。従って、その場合、自動運転システムは、目標パス補正処理を行うことなく、第1目標パスTP1を目標パスTPとして決定する。これにより、パス追従制御の精度低下が未然に防止される。
The automatic driving system determines whether or not the position of the
2−2.第2の例
図8は、異常判定処理の第2の例を説明するための概念図である。第2の例では、位置方位情報の通信に異常が発生する場合について考える。位置方位情報は、例えば、GPS(Global Positioning System)装置によって得られる。得られた位置方位情報は、通信を介して、目標パス補正処理を行う制御装置に送られる。しかしながら、その通信に異常(例:途絶)が発生している場合、制御装置が有する最新の位置方位情報は、更新されないまま古くなっていく。最新の位置方位情報が第1目標パスTP1よりも古くなると、目標パス補正処理によって得られる第2目標パスTP2の精度が却って低下する。
2-2. Second Example FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a second example of the abnormality determination process. In the second example, consider a case where an abnormality occurs in communication of position and orientation information. The position / orientation information is obtained by, for example, a GPS (Global Positioning System) device. The obtained position / orientation information is sent via communication to a control device that performs target path correction processing. However, when an abnormality (for example, disruption) occurs in the communication, the latest position / orientation information included in the control device becomes old without being updated. When the latest position / orientation information is older than the first target path TP1, the accuracy of the second target path TP2 obtained by the target path correction process is lowered.
このような通信異常に起因する位置方位情報の異常を検出するために、自動運転システムは、各情報のタイムスタンプをチェックする。図8において、第1タイムスタンプTS1は、第1目標パスTP1のタイムスタンプであり、第1タイミングT1の時刻を示している。一方、第2タイムスタンプTS2は、制御装置が取得した最新の位置方位情報のタイムスタンプである。 In order to detect an abnormality in position and orientation information due to such communication abnormality, the automatic driving system checks the time stamp of each information. In FIG. 8, the first time stamp TS1 is a time stamp of the first target path TP1, and indicates the time of the first timing T1. On the other hand, the second time stamp TS2 is a time stamp of the latest position and orientation information acquired by the control device.
時刻t1において、通信に異常が発生する。その結果、位置方位情報の更新が停止し、第2タイムスタンプTS2が固定される。時刻t2において、第2タイムスタンプTS2が第1タイムスタンプTS1よりも古くなる。その後、時刻t3において通信が回復し、第2タイムスタンプTS2が正常値に戻る。 At time t1, an abnormality occurs in communication. As a result, the update of the position / orientation information is stopped and the second time stamp TS2 is fixed. At time t2, the second time stamp TS2 is older than the first time stamp TS1. Thereafter, communication is recovered at time t3, and the second time stamp TS2 returns to the normal value.
時刻t2〜t3の期間、自動運転システムは、第2タイムスタンプTS2は第1タイムスタンプTS1よりも古くなっている。この場合、自動運転システムは、位置方位情報が異常であると判断し、補正許可フラグを「不可」に設定する。補正許可フラグが「不可」の場合、自動運転システムは、目標パス補正処理を行うことなく、第1目標パスTP1を目標パスTPとして決定する。これにより、パス追従制御の精度低下が未然に防止される。 In the period from time t2 to t3, in the automatic driving system, the second time stamp TS2 is older than the first time stamp TS1. In this case, the automatic driving system determines that the position / orientation information is abnormal, and sets the correction permission flag to “impossible”. When the correction permission flag is “impossible”, the automatic driving system determines the first target path TP1 as the target path TP without performing the target path correction process. This prevents a decrease in the accuracy of the path following control.
3.自動運転システムの構成例
図9は、本実施の形態に係る自動運転システム10の構成例を示すブロック図である。自動運転システム10は、情報取得装置20、走行装置50、及び制御装置100を備えている。
3. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the
情報取得装置20は、車両1の運転環境を示す運転環境情報30を取得する。運転環境情報30は、地図情報31、位置方位情報32、周辺状況情報33、及び車両状態情報34を含んでいる。
The
地図情報31は、地図上のレーン位置及びレーン形状の情報を含んでいる。
The
位置方位情報32は、車両1の位置及び方位を示す情報である。例えば、位置方位情報32は、GPS(Global Positioning System)装置によって得られる。
The position /
周辺状況情報33は、車両1の周囲の状況を示す情報である。この周辺状況情報33は、カメラ、ライダー、レーダー等の外界センサによる計測結果から得られる。例えば、周辺状況情報33は、車両1の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。物標としては、周辺車両、白線、路側物などが例示される。
The surrounding
車両状態情報34は、車両1の状態を示す情報である。この車両状態情報34は、車両1に搭載されたセンサ群によって得られる。例えば、車両状態情報34は、車速、横加速度、ヨーレート、操舵角等を含む。
The
情報取得装置20は、取得した運転環境情報30を制御装置100に送る。このとき、情報取得装置20は、各情報のタイムスタンプも合わせて制御装置100に送る。
The
走行装置50は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。
The traveling
制御装置100は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置100は、ECU(Electronic Control Unit)とも呼ばれる。プロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置100による各種処理が実現される。
The
例えば、制御装置100は、情報取得装置20から運転環境情報30を受け取る。そして、制御装置100は、運転環境情報30に基づいて、車両1の自動運転を制御する自動運転制御を行う。特に、制御装置100は、自動運転制御の1つとしてパス追従制御を行う。パス追従制御において、制御装置100は、車両1の目標パスTPを算出し、目標パスTPに追従するように車両1の走行を制御する。車両1の走行は、走行装置50を適宜作動させることにより制御可能である。
For example, the
より詳細には、図9に示されるように、制御装置100は、機能ブロックとして、目標パス算出部110、目標パス決定部120、及び車両走行制御部130を備えている。これら機能ブロックは、制御装置100のプロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。以下、これら機能ブロックによるパス追従制御について更に詳しく説明する。
More specifically, as illustrated in FIG. 9, the
図10は、本実施の形態に係るパス追従制御を示すフローチャートである。図10に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。 FIG. 10 is a flowchart showing path following control according to the present embodiment. The processing flow shown in FIG. 10 is repeatedly executed every fixed cycle.
ステップS100において、目標パス算出部110は、情報取得装置20から運転環境情報30を取得する。このステップS100のタイミングが第1タイミングT1である。また、取得した運転環境情報30のタイムスタンプが、第1タイムスタンプTS1である。
In step S <b> 100, the target
ステップS110において、目標パス算出部110は、「目標パス算出処理」を行う。具体的には、目標パス算出部110は、運転環境情報30のうち必要な情報に基づいて、目標パスTPを算出する。目標パスTPの算出方法としては、様々なものが提案されている。本実施の形態における目標パスTPの算出方法は、特に限定されない。このステップS110において算出される目標パスTPは、第1座標系で定義される第1目標パスTP1である。
In step S110, the target
更に、目標パス算出部110は、車速、ヨーレート、第1タイミングT1から第2タイミングT2までの遅延時間、等に基づいて、想定範囲RNG(図7参照)を算出する。車速及びヨーレートは、車両状態情報34から得られる。第1タイミングT1から第2タイミングT2までの遅延時間は、予め決められている。例えば、遅延時間は、第1目標パスTP1を算出するのに要する時間に相当するように設定される。遅延時間を示す設定情報は、制御装置100の記憶装置に予め格納される。目標パス算出部110は、その設定情報を参照することによって、遅延時間を認識することができる。
Furthermore, the target
目標パス算出部110は、第1タイムスタンプTS1、第1目標パスTP1、及び想定範囲RNGの情報を目標パス決定部120に出力する。その後、処理はステップS120に進む。
The target
ステップS120において、目標パス決定部120は、情報取得装置20から最新の位置方位情報32を取得する。このステップS120のタイミングが第2タイミングT2である。上述の通り、第1タイミングT1から第2タイミングT2までの遅延時間の設定情報は、制御装置100の記憶装置に格納されている。目標パス決定部120は、その設定情報を参照することによって第2タイミングT2を認識することができる。また、最新の位置方位情報32のタイムスタンプが、第2タイムスタンプTS2である。
In step S <b> 120, the target
続くステップS130において、目標パス決定部120は、「異常判定処理」を行う。つまり、目標パス決定部120は、最新の位置方位情報32に異常が存在するか否かを判定する。
In subsequent step S <b> 130, the target
例えば、ステップS131において、目標パス決定部120は、最新の位置方位情報32で示される車両1の位置が想定範囲RNG内であるか否かを判定する(図7参照)。最新の位置方位情報32で示される車両1の位置が想定範囲RNG内である場合(ステップS131;Yes)、処理はステップS132に進む。一方、最新の位置方位情報32で示される車両1の位置が想定範囲RNGから逸脱している場合(ステップS131;No)、処理はステップS160に進む。
For example, in step S131, the target
ステップS132において、目標パス決定部120は、第1タイムスタンプTS1と第2タイムスタンプTS2との関係が正常である否かを判定する(図8参照)。第2タイムスタンプTS2が第1タイムスタンプTS1よりも新しい場合(ステップS132;Yes)、処理はステップS140に進む。一方、第2タイムスタンプTS2が第1タイムスタンプTS1よりも古い場合(ステップS132;No)、処理はステップS160に進む。
In step S132, the target
尚、これらステップS131とステップS132のうちいずれか一方だけが実施されてもよい。 Note that only one of step S131 and step S132 may be performed.
ステップS140において、目標パス決定部120は、「目標パス補正処理(図5参照)」を行う。具体的には、目標パス決定部120は、第1座標系から第2座標系への座標変換を行うことにより、第1目標パスTP1を、第2座標系で定義される第2目標パスTP2に補正(変換)する。第1座標系と第2座標系の差は、第1タイミングT1と第2タイミングT2のそれぞれにおける位置方位情報32から算出可能である。その後、処理はステップS150に進む。
In step S140, the target
ステップS150において、目標パス決定部120は、目標パス補正処理によって得られた第2目標パスTP2を目標パスTPとして決定する。その後、処理はステップS170に進む。
In step S150, the target
ステップS160において、目標パス決定部120は、目標パス補正処理を行うことなく、第1目標パスTP1を目標パスTPとして決定する。その後、処理はステップS170に進む。
In step S160, the target
ステップS170において、車両走行制御部130は、目標パスTPに追従するように車両1の走行を制御する車両走行制御を行う(図2、図6参照)。具体的には、車両走行制御部130は、横偏差Ed、方位角差θd、目標パスTPの曲率等のパラメータに基づき、車両1と目標パスTPとの間の偏差を減少させるための車両制御量を算出する。そして、車両走行制御部130は、算出した車両制御量に従って走行装置50を作動させる。
In step S170, the vehicle
このようにして、本実施の形態に係るパス追従制御が実現される。異常判定処理の結果に応じて目標パス補正処理の実行可否を判断するため、パス追従制御の精度低下を未然に防ぐことが可能となる。 In this way, path following control according to the present embodiment is realized. Since it is determined whether or not the target path correction process can be executed according to the result of the abnormality determination process, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the path following control.
1 車両
10 自動運転システム
20 情報取得装置
30 運転環境情報
31 地図情報
32 位置方位情報
33 周辺状況情報
34 車両状態情報
50 走行装置
100 制御装置
110 目標パス算出部
120 目標パス決定部
130 車両走行制御部
TP 目標パス
TP1 第1目標パス
TP2 第2目標パス
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記車両の位置及び方位を示す位置方位情報を含む運転環境情報を取得する情報取得装置と、
前記運転環境情報に基づいて目標パスを決定し、前記目標パスに追従するように前記車両の走行を制御する制御装置と
を備え、
車両座標系は、前記車両に固定された相対座標系であり、
第1座標系は、第1タイミングにおける前記車両座標系であり、
第2座標系は、前記第1タイミングより後の第2タイミングにおける前記車両座標系であり、
前記制御装置は、
前記第1タイミングにおける前記運転環境情報に基づいて、前記第1座標系で定義される第1目標パスを算出する目標パス算出処理と、
前記第2タイミングにおける最新の前記位置方位情報を取得する処理と、
前記最新の位置方位情報に異常が存在するか否かを判定する異常判定処理と、
前記異常が存在しない場合、前記最新の位置方位情報を用いて前記第1座標系から前記第2座標系への座標変換を行うことにより、前記第1目標パスを前記第2座標系で定義される第2目標パスに補正する目標パス補正処理と、
前記異常が存在する場合、前記目標パス補正処理を行うことなく前記第1目標パスを前記目標パスとして決定し、前記異常が存在しない場合、前記第2目標パスを前記目標パスとして決定する目標パス決定処理と
を行う
自動運転システム。 An automatic driving system mounted on a vehicle,
An information acquisition device for acquiring driving environment information including position and orientation information indicating the position and orientation of the vehicle;
A control device that determines a target path based on the driving environment information and controls the traveling of the vehicle so as to follow the target path;
The vehicle coordinate system is a relative coordinate system fixed to the vehicle,
The first coordinate system is the vehicle coordinate system at the first timing,
The second coordinate system is the vehicle coordinate system at a second timing after the first timing,
The controller is
A target path calculation process for calculating a first target path defined in the first coordinate system based on the driving environment information at the first timing;
Processing for obtaining the latest position and orientation information at the second timing;
An abnormality determination process for determining whether an abnormality exists in the latest position and orientation information;
When the abnormality does not exist, the first target path is defined in the second coordinate system by performing coordinate conversion from the first coordinate system to the second coordinate system using the latest position and orientation information. Target path correction processing for correcting to the second target path,
A target path for determining the first target path as the target path without performing the target path correction process when the abnormality exists, and for determining the second target path as the target path when the abnormality does not exist Automatic operation system that performs decision processing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018095543A JP7000245B2 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Autonomous driving system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018095543A JP7000245B2 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Autonomous driving system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019199205A true JP2019199205A (en) | 2019-11-21 |
JP2019199205A5 JP2019199205A5 (en) | 2021-03-04 |
JP7000245B2 JP7000245B2 (en) | 2022-01-19 |
Family
ID=68611831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018095543A Active JP7000245B2 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Autonomous driving system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7000245B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112486018A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-12 | 中国矿业大学(北京) | Model-free unmanned vehicle path tracking method based on speed adaptive preview |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0781604A (en) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Honda Motor Co Ltd | Automatic travel vehicle |
JPH1120499A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-26 | Mitsubishi Motors Corp | Automatic follow up type traveling system |
JP2010061346A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Ihi Aerospace Co Ltd | Remote control system |
JP2012084021A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Equos Research Co Ltd | Travel controller |
JP2017124660A (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 三菱重工業株式会社 | Parking assisting system, parking assisting method and program |
-
2018
- 2018-05-17 JP JP2018095543A patent/JP7000245B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0781604A (en) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Honda Motor Co Ltd | Automatic travel vehicle |
JPH1120499A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-26 | Mitsubishi Motors Corp | Automatic follow up type traveling system |
JP2010061346A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Ihi Aerospace Co Ltd | Remote control system |
JP2012084021A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Equos Research Co Ltd | Travel controller |
JP2017124660A (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 三菱重工業株式会社 | Parking assisting system, parking assisting method and program |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112486018A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-12 | 中国矿业大学(北京) | Model-free unmanned vehicle path tracking method based on speed adaptive preview |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7000245B2 (en) | 2022-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11479244B2 (en) | Autonomous driving system | |
JP6907896B2 (en) | Autonomous driving system | |
US20120277955A1 (en) | Driving assistance device | |
CN108693862B (en) | Automatic steering control device | |
JP7481531B2 (en) | Vehicle driving control device | |
US20190106149A1 (en) | Driving support control system | |
CN108974002B (en) | Vehicle control device, vehicle control method, and storage medium | |
US11964667B2 (en) | Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control system | |
JP7189691B2 (en) | Vehicle cruise control system | |
JP6642331B2 (en) | Driving support control device | |
JP2017136897A (en) | Vehicle travel control device | |
JP7000245B2 (en) | Autonomous driving system | |
US20200307625A1 (en) | Automated driving system | |
JP2019001425A (en) | Vehicular steering control device | |
JP7000283B2 (en) | Vehicle driving control device | |
JP2019038475A (en) | Brake power control device and automatic steering system | |
JP6409711B2 (en) | Driving environment recognition device | |
US10919569B2 (en) | Vehicle control system | |
JP2023135150A (en) | Failure determination device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210125 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211223 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7000245 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |