JP5315798B2 - Vehicle driving support apparatus and vehicle driving support method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、障害物との接触を回避するように自車両を誘導する運転支援を行うための車両用運転支援に関する。 The present invention relates to a vehicle driving support for performing driving support for guiding a host vehicle so as to avoid contact with an obstacle.
障害物との接触の回避を目的とした、従来の車両用運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載する技術がある。
この特許文献１に記載のような従来技術では、自車両前方の障害物を回避するために、運転者が操舵操作を行ったことを検知したときに、障害物回避のためのヨーモーメントを発生するように自車両を制御する。これによって、自車両が、障害物と衝突することを回避する。
In the prior art as described in Patent Document 1, a yaw moment for avoiding an obstacle is generated when it is detected that the driver performs a steering operation in order to avoid an obstacle ahead of the host vehicle. To control the host vehicle. Thus, the host vehicle is prevented from colliding with an obstacle.
上記のような、障害物との衝突回避のための車両用運転支援は、自車両が障害物に衝突するおそれがあるほど近づいて、衝突回避のために運転者が回避操舵を行ったときに実施する。つまり緊急度が高い状態となって、初めて運転支援を行うことになる。
このため、運転者が回避操舵を行う場合における、自車両の挙動が大きくなるおそれある。また、運転者による障害物を回避するための操作を契機にして運転支援を行うため、運転者による障害物を回避するための操舵操作の負担が軽減しないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、運転者による障害物回避のための運転操作の負担を軽減可能な車両用運転支援を提供することを課題としている。
The vehicle driving assistance for avoiding a collision with an obstacle as described above is so close that the host vehicle may collide with the obstacle, and when the driver performs avoidance steering to avoid the collision. carry out. In other words, driving assistance is provided for the first time when the level of urgency is high.
For this reason, when the driver performs avoidance steering, the behavior of the host vehicle may increase. In addition, since driving assistance is performed in response to an operation for avoiding an obstacle by the driver, there is a possibility that the burden of the steering operation for avoiding the obstacle by the driver may not be reduced.
The present invention focuses on the above points, and an object of the present invention is to provide vehicle driving assistance that can reduce the burden of driving operation for avoiding obstacles by the driver.
上記課題を解決するために、本発明は、運転者が実際に回避操作を行う前に、自車両の進行方向前方に存在する障害物が所定時間以内に自車両との接触の可能性があると判定すると、上記障害物との接触回避に有利な回避方向を決定し、自車走行路に設定する許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両を誘導する。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention has a possibility that an obstacle present in the forward direction of the own vehicle may come into contact with the own vehicle within a predetermined time before the driver actually performs the avoidance operation. If it is determined, an avoidance direction advantageous for avoiding contact with the obstacle is determined, and the host vehicle is guided in the advantageous avoidance direction within a range of an allowable lateral movement set in the host vehicle travel path.
本発明によれば、運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物回避に有利な方向へ自車両を事前に誘導することが可能となる。この結果、障害物と接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避の操舵操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい状態に、自車両が誘導されている。したがって、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。 According to the present invention, it is possible to guide the host vehicle in advance in a direction advantageous for obstacle avoidance before the driver actually performs the avoidance operation. As a result, the risk of contact with the obstacle increases and the vehicle is guided to a state where it is easy to avoid when the driver actually performs the steering operation for avoidance. Therefore, the burden of avoidance operation by the driver can be expected to be reduced.
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
（構成）
この車両の例では、図１に示すように、車輪として左右前輪と左右後輪の計４輪１ＦＲ〜１ＲＬを備える。そして、この車両は、内燃機関の出力を前輪に伝達する前輪駆動形式であり、且つ、前輪が操舵輪の場合の例である。そして、操舵システムが、前輪の操舵量を制御する。もっとも、他の車両システムであっても構わない。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a device configuration of a vehicle equipped with the vehicle driving support device of the present embodiment.
(Constitution)
In the example of this vehicle, as shown in FIG. 1, a total of four wheels 1FR to 1RL including left and right front wheels and left and right rear wheels are provided as wheels. This vehicle is an example of a front wheel drive type in which the output of the internal combustion engine is transmitted to the front wheels, and the front wheels are steered wheels. Then, the steering system controls the steering amount of the front wheels. However, other vehicle systems may be used.
操舵システムは、ステアアクチュエータ２を備える。ステアアクチュエータ２は、油圧または電動パワーステアリングを駆動部として備え、外部信号に基づいて操舵輪に付加するステアトルクを制御する。
また、自車両ＳＭには、次のような種々のセンサを装備する。そのセンサは、ステレオカメラ３、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、操舵角センサ６、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬである。これらのセンサ３〜７は、検出情報を回避誘導コントローラ９に出力する。
The steering system includes a
The host vehicle SM is equipped with various sensors as follows. The sensors are a
ステレオカメラ３は、車両室内前方に設ける。ステレオカメラ３は、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢや自車両ＳＭ前方の道路環境を撮像することで、自車両ＳＭ前方の情報を検出する。ここで、ステレオ構成とすることで、検出物との相対距離を検出することができる。また、白線等の道路境界に関する特徴を画像処理によって抽出することで、自車走行路の境界情報や、自車走行路以外も含めた自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得できる。
The
加速度センサ４は、車両に発生する特定方向の加速度を検出する。加速度センサ４は、例えば圧電素子等を使用したデバイスで構成する。例えば、車体の縦方向と横方向に発生する加速度を検出する。そして、検出した加速度信号を所定時間間隔で積分することで、車体縦方向と横方向の速度も検出可能である。
ヨーレートセンサ５は、車両重心に発生するヨー方向のレート信号を検出する。ヨーレートセンサ５は、例えば水晶振動子や半導体等を用いた公知デバイスで構成する。
車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬは、各輪の回転数を検出する。回転数の検出は、各輪のホイール回転に応じて発生するパルス信号によって行う。
The acceleration sensor 4 detects acceleration in a specific direction generated in the vehicle. The acceleration sensor 4 is constituted by a device using, for example, a piezoelectric element. For example, the acceleration generated in the vertical direction and the horizontal direction of the vehicle body is detected. Then, by integrating the detected acceleration signal at a predetermined time interval, the vehicle body longitudinal and lateral speeds can also be detected.
The
Wheel speed sensors 7FR to 7RL detect the rotation speed of each wheel. The number of rotations is detected by a pulse signal generated according to the wheel rotation of each wheel.
操舵角センサ６は、操舵の回転角度を検出する。例えば、ラック−ピニオン方式で構成した前輪操舵機構のピニオン側にエンコーダを設置し、そのエンコーダによって操舵の回転角度を検出する。
ブザー８を備える。ブザー８は、回避誘導コントローラ９からの信号に基づいて、警報のための音を発生する装置である。
回避誘導コントローラ９は、マイクロプロセッサからなる。そのマイクロプロセッサは、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、中央演算処理装置、メモリ等から構成される集積回路である。そして、メモリに格納されたプログラムに従い、各種センサで検出した信号の情報を基に、転舵量を演算してステアアクチュエータ２に出力する。
The
A
The
次に、回避誘導コントローラ９について、さらに説明する。
回避誘導コントローラ９は、図２に示すように、自車両運動状態取得手段９Ａ、車両前方情報取得手段９Ｂ、回避判定手段９Ｃ、回避操作推定手段９Ｄ、自車両誘導量算出手段９Ｅ、自車両誘導制御指令出力手段９Ｆ、障害物回避制御手段９Ｇ、及び緊急停止制御手段９Ｈを備える。
自車両運動状態取得手段９Ａは、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、操舵角センサ６からの検出信号を入力する。そして、自車両運動状態取得手段９Ａは、それらの検出信号を統合的に処理することで、自車両ＳＭの運動状態を表す情報を取得する。すなわち、自車両ＳＭの運動状態を検出する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
The own vehicle motion state acquisition means 9A receives detection signals from the acceleration sensor 4, the
車両前方情報取得手段９Ｂは、ステレオカメラ３が撮像したイメージ情報を画像処理する。すなわち、車両前方情報取得手段９Ｂは、画像処理によって抽出した情報によって、白線や縁石などの道路境界、及び障害物ＳＢを検出する。そして、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢの運動状態を表す情報や道路境界の情報を取得する。また、自車両ＳＭ前方の障害物ＳＢ等までの距離も検出する。
The vehicle front
回避判定手段９Ｃは、上記自車両運動状態取得手段９Ａ及び車両前方情報取得手段９Ｂの取得情報に基づき、検出した前方障害物ＳＢと所定時間以内（例えば５秒以内）に接触する可能性があるか否かを判定する。即ち、自車両運動状態取得手段９Ａで取得した自車両ＳＭの運動状態（進行方向など）からの自車両ＳＭの動き予測、及び車両前方情報取得手段９Ｂが取得した障害物ＳＢの動き予測を行って、所定時間以内に接触の可否を判定する。なお、上記自車両ＳＭの動き予測、又は上記障害物ＳＢの動き予測の一方に基づき接触の可否を判定しても良い。即ち、例えば、障害物ＳＢは停止とみなしたり、所定の一定速度で移動とみなしたりして判定しても良い。また、自車両ＳＭが一定速度で直進移動するなどとみなして判定しても良い。
The avoidance determination unit 9C may come into contact with the detected forward obstacle SB within a predetermined time (for example, within 5 seconds) based on the acquired information of the host vehicle motion state acquisition unit 9A and the vehicle forward
回避操作推定手段９Ｄは、障害物ＳＢの回避のための運転操作が行われたか否かを推定する。例えば、障害物ＳＢを検知後に所定以上の操舵操作があった場合に、障害物ＳＢ回避のための運転操作が行われたと推定する。
自車両誘導量算出手段９Ｅは、上記回避判定手段９Ｃが接触の危険がある障害物ＳＢと判定したときに作動する。その自車両誘導量算出手段９Ｅは、図３に示すように、回避方向判定手段９Ｅａと、自車両制御量算出手段９Ｅｂと、警報信号出力手段９Ｅｃとを備える。
The avoidance operation estimation means 9D estimates whether or not a driving operation for avoiding the obstacle SB has been performed. For example, it is estimated that the driving operation for avoiding the obstacle SB is performed when the steering operation more than a predetermined value is detected after the obstacle SB is detected.
The own vehicle guidance amount calculation means 9E operates when the avoidance determination means 9C determines that the obstacle SB has a risk of contact. As shown in FIG. 3, the own vehicle guidance amount calculation means 9E includes an avoidance direction determination means 9Ea, own vehicle control amount calculation means 9Eb, and an alarm signal output means 9Ec.
回避方向判定手段９Ｅａは、道路境界内で、上記障害物ＳＢとの接触回避に有利な回避方向を決定する。
自車両制御量算出手段９Ｅｂは、走行路内に設定した許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両ＳＭを誘導するための自車両誘導量を算出する。
ここで、許容する横移動量の範囲内は、自車走行路そのものであっても良い。又は、自車走行路から所定閾値だけ内側の範囲であっても良い。又は、自車両ＳＭを基準として、自車両ＳＭの横幅から所定範囲だけ左右にはみだした範囲としても良い。
The avoidance direction determination means 9Ea determines an avoidance direction that is advantageous for avoiding contact with the obstacle SB within the road boundary.
The own vehicle control amount calculation means 9Eb calculates the own vehicle guidance amount for guiding the own vehicle SM in the advantageous avoidance direction within the range of the allowable lateral movement set in the travel path.
Here, the range of the allowable lateral movement amount may be the own vehicle traveling path itself. Alternatively, it may be a range that is inside by a predetermined threshold from the vehicle traveling road. Alternatively, a range that protrudes to the left and right by a predetermined range from the lateral width of the host vehicle SM may be used with the host vehicle SM as a reference.
警報信号出力手段９Ｅｃは、自車走行路外に誘導する必要があるときに、ブザー８に信号を伝達し、音で運転者に危険を知らせる。
また、自車両誘導制御指令出力手段９Ｆは、自車両制動量算出手段９Ｅｂが自車両誘導量を実現するための指令を演算して、ステアアクチュエータ２に出力する。
また、上記回避誘導コントローラ９は、他の制駆動制御手段として、操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段、及び緊急停止制御手段を備える。
The alarm signal output means 9Ec transmits a signal to the
In addition, the host vehicle guidance control command output unit 9F calculates a command for the host vehicle braking amount calculation unit 9Eb to realize the host vehicle guidance amount, and outputs the command to the
The
次に、上記回避誘導コントローラ９の処理における、本件の車両用運転支援に関わる部分の処理を、図４を参照して説明する。
ここで、各処理の内容を分かり易くするために、一例として、図５に示すような場面を想定する。この図５に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線（自車走行路）の前方の路肩に、障害物ＳＢとしての停止車両が存在する場面である。すなわち、自車両ＳＭに対して停止車両が左側にいる場合を例示している。
Next, the process of the part related to the vehicle driving support of the present case in the process of the
Here, in order to make the contents of each process easy to understand, a scene as shown in FIG. 5 is assumed as an example. In the scene shown in FIG. 5, the host vehicle SM is traveling on a straight road on one lane on one side, and a stopped vehicle as an obstacle SB is placed on the shoulder in front of the host vehicle SM traveling lane (own vehicle traveling path). It is a scene that exists. That is, the case where the stop vehicle is on the left side with respect to the host vehicle SM is illustrated.
回避誘導コントローラ９の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
まずステップＳ１００で、ステレオカメラ３からのカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果を、マイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、運動状態の記述を行うために、カメラで撮像したイメージ画像から、座標系を確定する。更に、自車両ＳＭ、前方障害物ＳＢ、および道路境界の情報を、統一された座標値に対応付ける。
The processing of the
First, in step S100, a camera image is read from the
Then, in order to describe the motion state, a coordinate system is determined from the image image captured by the camera. Furthermore, the information on the host vehicle SM, the front obstacle SB, and the road boundary is associated with the unified coordinate values.
本実施形態では、座標系として、図５に示すように、道路の進行方向をＸ軸、そのＸ軸と垂直な方向をＹ軸に設定する。なお、Ｘ軸を中央線に合わせる必要は無い。このように設定した座標上に対し、自車両ＳＭ重心点の位置情報を（Ｘｖ、Ｙｖ）として、及び障害物ＳＢ後部中心の位置情報を（Ｘｂ、Ｙｂ）として対応付ける。また、道路境界のＹ座標を左右それぞれＹＬ、ＹＲと、そして中央線のＹ座標をＹＣと表記する。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the coordinate system is set such that the road traveling direction is the X axis and the direction perpendicular to the X axis is the Y axis. It is not necessary to align the X axis with the center line. With respect to the coordinates set in this way, the position information of the center of gravity of the host vehicle SM is associated with (Xv, Yv), and the position information of the rear center of the obstacle SB is associated with (Xb, Yb). Further, the Y coordinate of the road boundary is expressed as YL and YR respectively on the left and right, and the Y coordinate of the center line is expressed as YC.
また、このように確定した座標系における、自車両ＳＭ及び障害物ＳＢの移動速度を算出する。
図５の例では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行しているため、自車速度は、車輪速センサの検出信号に基づき、（Ｖｖｘ、Ｖｖｙ）＝（Ｖｖ、０）と記載できる。また、障害物ＳＢは停止しているため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分によって、（Ｖｂｘ、Ｖｂｙ）＝（０，０）と表記できる。
Further, the moving speeds of the host vehicle SM and the obstacle SB in the coordinate system thus determined are calculated.
In the example of FIG. 5, since the host vehicle SM is traveling in the X-axis direction, the host vehicle speed can be described as (Vvx, Vvy) = (Vv, 0) based on the detection signal of the wheel speed sensor. Further, since the obstacle SB is stopped, the obstacle SB speed can be expressed as (Vbx, Vby) = (0, 0) by the difference from the previously acquired obstacle position information.
次に、ステップＳ２００では、ステップＳ１００で設定した座標情報を基に、現時刻から所定時間将来までの間に、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性があると判定した場合にはステップＳ３００に移行する。一方、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性が無いと判定した場合には、復帰する。
ステップＳ３００では、運転者が回避目的の操舵操作を行っているかの判定を行う。ここで、ステップＳ３００に移行する状態は、自車両ＳＭが障害物ＳＢに接触する可能性がある状態である。したがって、運転者の所定以上の操舵操作は、回避目的の操舵操作と推定することが可能である。
Next, in step S200, based on the coordinate information set in step S100, it is determined whether or not there is a possibility that the host vehicle SM will contact the obstacle SB from the current time to a predetermined time in the future. If it is determined that the host vehicle SM may come into contact with the obstacle SB, the process proceeds to step S300. On the other hand, when it is determined that there is no possibility that the host vehicle SM is in contact with the obstacle SB, the vehicle returns.
In step S300, it is determined whether the driver is performing a steering operation for avoidance. Here, the state that proceeds to step S300 is a state in which the host vehicle SM may come into contact with the obstacle SB. Therefore, it is possible to estimate that the driver's steering operation exceeding a predetermined value is a steering operation for avoidance.
上記回避目的の操舵操作の判定は、例えば次のように行う。
即ち、操舵角センサ６から取得した現時点での操舵角信号と、前回取得した操舵角信号の差分Δδstrを算出する。そして、下記（１）式のように、差分Δδstrの絶対値と、閾値ΔδTHとを比較する。
｜Δδstr｜ ＜ ΔδTH ・・・・（１）
そして、差分Δδstrの絶対値が閾値ΔδTH未満であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判定して、ステップＳ４００へと進む。一方、差分Δδstrの絶対値が閾値ΔδTH以上であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があり、運転者が回避方向を決定していると判定して、他の回避制御（操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段９Ｇ）へ移行する。この他の回避制御手段９Ｇは、例えば前述の従来技術のような制御や、障害物ＳＢとの接触予想時間に応じて、回避のための操舵制御や、自動ブレーキをかける回避制御である。
The determination of the avoidance steering operation is performed as follows, for example.
That is, the difference Δδstr between the current steering angle signal acquired from the
| Δδstr | <ΔδTH (1)
If the absolute value of the difference Δδstr is less than the threshold ΔδTH, it is determined that the driver is not trying to avoid the front obstacle SB, and the process proceeds to step S400. On the other hand, if the absolute value of the difference Δδstr is equal to or greater than the threshold value ΔδTH, the driver is willing to avoid the forward obstacle SB, and determines that the driver has determined the avoidance direction, and other avoidance control (steering) The process proceeds to the obstacle SB avoidance control means 9G) at the time of detection. The other avoidance control means 9G is, for example, control as in the above-described prior art, steering control for avoidance, or avoidance control for applying automatic braking according to the estimated contact time with the obstacle SB.
ここで、上記障害物ＳＢ回避の操舵か否かの判定において、差分Δδstrを使用する代わりに、現時点での操舵角δstrの大きさに基づいて判定しても良い。また、操舵角δstrでの判定と、差分Δδstrでの判定とを組み合わせて判定しても良い。また、自車両ＳＭの速度に応じて上記閾値ΔδTHを変更しても良い。または操舵速度などによって判定しても良い。
次に、ステップＳ４００では、障害物ＳＢを回避するのに有利な回避方向を判定する。
すなわち、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが、回避時の余裕が大きいかを判定する。
Here, in determining whether or not the steering operation is to avoid the obstacle SB, the determination may be made based on the current steering angle δstr instead of using the difference Δδstr. Alternatively, the determination based on the steering angle δstr and the determination based on the difference Δδstr may be combined. Further, the threshold value ΔδTH may be changed according to the speed of the host vehicle SM. Alternatively, the determination may be made based on the steering speed or the like.
Next, in step S400, an avoidance direction advantageous for avoiding the obstacle SB is determined.
That is, considering whether to avoid the obstacle SB in the right direction or in the left direction, it is determined whether the avoidance in the direction is larger in avoidance.
次に、ステップＳ５００では、ステップＳ４００で決定した有利な回避方向に自車両ＳＭを誘導するための操舵誘導量を決定する。
次に、ステップＳ６００では、その操舵誘導量に応じた指令値をステアアクチュエータ２に出力する。その後、復帰する。
次に、上記ステップＳ２００の処理に対応する、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無判定処理（回避判定手段９Ｃ）の例を、図６を参照しつつ説明する。
本実施形態では、現時刻（ｔ＝０）からＴｃｊ秒先までの間に接触の危険があるか否かを判定する。図６と図７を用いて示す。
Next, in step S500, a steering guidance amount for guiding the host vehicle SM in the advantageous avoidance direction determined in step S400 is determined.
Next, in step S600, a command value corresponding to the steering guidance amount is output to the
Next, an example of the presence / absence determination process (avoidance determination unit 9C) of the possibility of the host vehicle SM coming into contact with the obstacle SB corresponding to the process of step S200 will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, it is determined whether there is a risk of contact between the current time (t = 0) and Tcj seconds ahead. It shows using FIG. 6 and FIG.
まず、ステップＳ２１０にて、現時刻（ｔ＝０）における自車両位置（Ｘｖ、Ｙｖ）と、予めメモリ内に格納してある自車両ＳＭの大きさとから、自車両ＳＭ四隅の位置情報（自車両ＳＭ領域の情報）を算出する。また、障害物位置（Ｘｂ、Ｙｂ）と、カメラ画像の情報から推測される障害物ＳＢの大きさとから、障害物ＳＢ四隅の位置情報（障害物ＳＢ領域の情報）を算出する。そして、これら情報から、ステップＳ１００で確定した座標系における、自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域と算出する。 First, in step S210, based on the position (Xv, Yv) of the own vehicle at the current time (t = 0) and the size of the own vehicle SM stored in the memory in advance, the position information (own vehicle SM) Vehicle SM area information) is calculated. Further, the position information of the four corners of the obstacle SB (information on the obstacle SB area) is calculated from the obstacle position (Xb, Yb) and the size of the obstacle SB estimated from the information of the camera image. Then, from these pieces of information, the host vehicle SM area and the obstacle SB area in the coordinate system determined in step S100 are calculated.
ここで、自車両ＳＭの車体の左前を（Ｘv1、Ｙv1）、右前を（Ｘv2，Ｙv2）、左後を（Ｘv3，Ｙv3）、右後を（Ｘv4，Ｙv4）と表記する。また、障害物ＳＢの左前を（Ｘb1，Ｙb1）、右前を（Ｘb2，Ｙb2）、左後を（Ｘb3，Ｙb3）、右後を（Ｘb4，Ｙb4）と表記する。
なお、以降の説明において、自車両ＳＭもしくは障害物ＳＢの座標を表す変数の添え字に関して、１の場合は左前、２の場合は右前、３の場合は左後、４の場合は右後とする。
これらの座標は、以下の（２）〜（５）式のように表記できる。但し、自車両ＳＭ重心からフロント側面までの長さをｄｖxf、自車両ＳＭ重心からリア側面までの長さをｄｖxr、自車両ＳＭ横幅をｄｖy、障害物ＳＢの縦幅をｄｂx、障害物ＳＢの横幅をｄｂyとする。
Here, the left front of the vehicle body of the host vehicle SM is (X v1 , Y v1 ), the front right is (X v2 , Y v2 ), the left rear is (X v3 , Y v3 ), and the right rear is (X v4 , Y v4 ). Is written. In addition, the left front of the obstacle SB is represented as ( Xb1 , Yb1 ), the right front is represented as ( Xb2 , Yb2 ), the left rear is represented as ( Xb3 , Yb3 ), and the right rear is represented as ( Xb4 , Yb4 ). .
In the following description, regarding the subscript of the variable representing the coordinates of the host vehicle SM or the obstacle SB, 1 is the left front, 2 is the right front, 3 is the left rear, and 4 is the right rear. To do.
These coordinates can be expressed as the following equations (2) to (5). However, the length from the center of gravity of the own vehicle SM to the front side is dv xf , the length from the center of gravity of the own vehicle SM to the rear side is dv xr , the width of the own vehicle SM is dv y , and the vertical width of the obstacle SB is db x , the width of the obstacle SB and db y.
そして、この（２）〜（５）式で表すことができる現時刻（ｔ＝０）における各位置情報に基づき、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（０）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（０）とを特定する。本実施形態においては、この場合の領域は、４隅の中のエリアを指す。
次に、ステップＳ２２０では、下記（６）式に示すように、現時刻から時刻ｔ秒時に、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）が重なる領域が存在するか否かを判定する。
Then, the own vehicle SM area Sv (0) and the obstacle SB area Sb (0) are specified based on the position information at the current time (t = 0) that can be expressed by the equations (2) to (5). To do. In the present embodiment, the region in this case indicates an area in the four corners.
Next, in step S220, as shown in the following equation (6), whether or not there is an area where the own vehicle SM area Sv (t) and the obstacle SB area Sb (t) overlap at the time t seconds from the current time. Determine whether.
（６）式が真であれば、つまり重なる領域があれば、ｔ秒後に自車両ＳＭと障害物ＳＢが接触する危険があると判断してステップＳ３００へと移行する。一方、（６）式が偽であれば、ｔ秒後までには接触の危険は低いと判断しステップＳ２３０へ移行する。
ステップＳ２３０では、まず下記（７）式のように、時刻ｔをｔｃｊ秒だけ進める。
ｔ ← ｔ ＋ｔｃｊ ・・・・（７）
続いて、下記（８）式のように、時刻ｔの値がＴｃｊを超えるか否かを判定する。
ｔ ＜ Ｔｃｊ ・・・・（８）
時刻ｔの値がＴｃｊ未満であれば、引き続き将来の危険予測を行うために、ステップＳ２４０に移行する。
If the expression (6) is true, that is, if there are overlapping areas, it is determined that there is a risk of contact between the host vehicle SM and the obstacle SB after t seconds, and the process proceeds to step S300. On the other hand, if the expression (6) is false, it is determined that the risk of contact is low by t seconds and the process proceeds to step S230.
In step S230, first, the time t is advanced by tcj seconds as in the following equation (7).
t ← t + tcj (7)
Subsequently, it is determined whether or not the value at time t exceeds Tcj, as in the following equation (8).
t <Tcj (8)
If the value of time t is less than Tcj, the process proceeds to step S240 in order to continue predicting future danger.
一方、時刻ｔの値がＴｃｊ以上であれば、現時刻（ｔ＝０）から所定時間Ｔｃｊまでの間に障害物ＳＢと接触の危険が低いと判断し、復帰する。
ステップＳ２４０では、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。そして、ステップＳ２２０に戻る。ここでは２つの方式を示す。
ステップＳ２４０の第１の処理は、現時刻における自車両ＳＭと障害物ＳＢの速度情報から、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。
例えば、図４に示す場面では、自車両ＳＭは直進、障害物ＳＢは停止しているので、各々の四隅座標は以下のように表すことができる。
On the other hand, if the value of time t is equal to or greater than Tcj, it is determined that the risk of contact with the obstacle SB is low between the current time (t = 0) and the predetermined time Tcj, and the process returns.
In step S240, the host vehicle SM area and the obstacle SB area at time t seconds are calculated. Then, the process returns to step S220. Here, two methods are shown.
The first process of step S240 calculates the own vehicle SM area and the obstacle SB area at time t seconds from the speed information of the own vehicle SM and the obstacle SB at the current time.
For example, in the scene shown in FIG. 4, since the host vehicle SM is traveling straight and the obstacle SB is stopped, each corner coordinate can be expressed as follows.
そして、（９）〜（１２）式で例示できる位置情報に基づいて、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）とを算出する。
次に、上記ステップＳ２４０の第２の処理方式を示す。
すなわち、上に示した、現時刻における速度情報に基づいた軌跡予測方法（第１の処理方式）よりも精密に自車両ＳＭの動き予測を行う際には、次のような、自車両ＳＭ運動を表現した車両モデルを用いて、自車両ＳＭの軌跡を予測する方法を使用できる。
まず、以下に車両モデルの一例を示す。
And based on the positional information which can be illustrated with (9)-(12) Formula, the own vehicle SM area | region Sv (t) and the obstruction SB area | region Sb (t) in time t second are calculated.
Next, the second processing method of step S240 will be described.
That is, when the movement prediction of the host vehicle SM is performed more precisely than the above-described trajectory prediction method (first processing method) based on the speed information at the current time, the following movement of the host vehicle SM is performed. A method for predicting the trajectory of the host vehicle SM using a vehicle model that expresses
First, an example of a vehicle model is shown below.
ここで、θ、ν、β、γ、δｗはそれぞれ、図７に示すように、それぞれ自車両ＳＭ対置ヨー角、速度、すべり角、ヨーレート、前輪転舵角を表す。そして、自車両位置（ｘv、ｙv）と合わせて、本実施形態における自車両ＳＭの状態変数として扱う。
また、δｓ、αlonは、それぞれ操舵角度と車両縦方向の加減速度を表す。そして、本実施形態における車両入力として扱う。
Ｍ、Ｉ、Ｌｆ、Ｌｒ、Ｎｇ、Ｔｓは、本実施形態における自車両ＳＭパラメータであり、それぞれ車両質量、ヨーイナーシャ、重心から前輪軸までの距離、重心から後輪軸までの距離、ステアリングギア比、ステア系時定数を表す。
Here, as shown in FIG. 7, θ, ν, β, γ, and δw respectively represent the own vehicle SM facing yaw angle, speed, slip angle, yaw rate, and front wheel turning angle. Then, together with the own vehicle position (x v , y v ), it is treated as a state variable of the own vehicle SM in the present embodiment.
Further, δs and αlon represent the steering angle and the vehicle longitudinal acceleration / deceleration, respectively. And it handles as a vehicle input in this embodiment.
M, I, Lf, Lr, Ng, and Ts are the own vehicle SM parameters in this embodiment, and are respectively the vehicle mass, the yaw inertia, the distance from the center of gravity to the front wheel axis, the distance from the center of gravity to the rear wheel axis, and the steering gear ratio. , Represents the steer time constant.
（１５）（１６）式のＦｙfとＦｙrは、前後輪タイヤ横力を表す。
ここで、一般的に、タイヤ横力はタイヤすべり角に対して非線形特性を有する。しかし、タイヤすべり角が小さい場合は線形と仮定することができる。
図５の場面のような通常走行の領域であれば、タイヤすべり角は小さいと見なすことができる。したがって、前輪および後輪のすべり角をそれぞれαf、αr、前輪後輪のコーナリングパワーをそれぞれＫf、Ｋrとすると、以下のように表すことができる。
(15) Fy f and Fy r in the equation (16) represent the front and rear wheel tire lateral forces.
Here, the tire lateral force generally has a non-linear characteristic with respect to the tire slip angle. However, when the tire slip angle is small, it can be assumed to be linear.
In the normal running region as in the scene of FIG. 5, the tire slip angle can be regarded as small. Therefore, if the slip angles of the front and rear wheels are α f and α r , and the cornering powers of the front and rear wheels are K f and K r , respectively, they can be expressed as follows.
以上の（１３）〜（２３）式で表した車両モデルを用いると、本実施形態で使用する車両の運動状態は７次元のベクトルとなる。そして、車両を操作する入力は、２次元のベクトルとなる。これらは、以下のように表すことができる。 When the vehicle model represented by the above equations (13) to (23) is used, the motion state of the vehicle used in this embodiment is a seven-dimensional vector. An input for operating the vehicle is a two-dimensional vector. These can be expressed as follows:
次に、（２４）式に示した車両モデルにおける、初期状態ベクトルを取得する方法について説明する。
ｘvとｙvは、ステップＳ１００の段階で算出した、ＸｖとＹｖとなる。
γは、ヨーレートセンサ５の出力によって取得することができる。
θは、ある時点での車両姿勢を基準としてヨーレートセンサ５信号の積分によって検出する。若しくは、画像情報から自車両ＳＭと自車走行路のなす角度から決定する。
δｗは、操舵角δｓをギア比Ｎｇを割ったもので得ることができる。
βは車両縦方向の速度をνX、横方向の速度をνYとすると、以下の式で表すことができる。
Next, a method for acquiring the initial state vector in the vehicle model shown in the equation (24) will be described.
x v and y v is calculated in the stage of step S100, the Xv and Yv.
γ can be obtained from the output of the
θ is detected by integration of the
δw can be obtained by dividing the steering angle δs by the gear ratio Ng.
β can be expressed by the following equation, where ν X is the vehicle vertical velocity and ν Y is the horizontal velocity.
そして、（２７）式によって、βの検出は、車両に取り付けられた加速度センサ４で検出した車両縦方向の加速度を積分した値をνX、車両横方向の加速度を積分した値をνYとして使用することで求めればよい。また、βが微小であると仮定するとν＝νXと近似できる。
以上の処理により、車両モデルの初期状態を取得できる。
そして、この初期状態にある車両モデルに対し、（２５）式に示した入力操舵角δｓと縦方向加速度αlonを一定で与え続けると、車両重心の軌跡を求めることができる。
この将来時刻ｔにおける重心座標（ｘv（ｔ）、ｘv（ｔ））と車両姿勢θ（ｔ）を用いて、以下のように表す。
Then, according to the equation (27), β is detected by ν X being a value obtained by integrating the acceleration in the vehicle vertical direction detected by the acceleration sensor 4 attached to the vehicle, and ν Y being a value obtained by integrating the acceleration in the vehicle lateral direction. What is necessary is just to obtain | require by using. Assuming that β is very small, it can be approximated as ν = ν X.
Through the above processing, the initial state of the vehicle model can be acquired.
If the input steering angle δs and the longitudinal acceleration αlon shown in the equation (25) are continuously given to the vehicle model in the initial state, the locus of the center of gravity of the vehicle can be obtained.
Using the barycentric coordinates (x v (t), x v (t)) and the vehicle posture θ (t) at the future time t, the following is expressed.
この（２８）〜（３１）式を用いて、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）を算出して接触判定を行う。この場合には、（９）式、（１０）式で算出した自車両ＳＭ領域よりも、信頼性向上が期待できる。
次に、上記ステップＳ４００の処理である、どちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断処理（回避方向判定手段９Ｅａ）の例を、次に説明する。
ステップＳ２００の処理における接触判定の際の（６）式が偽となる時間、つまり自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する時間ｔをＴｔｃとする。すると、Ｔｔｃ秒後の障害物ＳＢの移動位置は、（ｘｂ′（Ｔｔｃ）、ｙｂ′（Ｔｔｃ））となる。
またこのとき、障害物ＳＢと左右の道路境界までの距離は、下記（３２）式で表すことができる。
ＤL ＝｜ｙｂ′（ｔ） −ＹL｜
ＤR ＝｜ｙｂ′（ｔ） −ＹR｜
・・・（３２）
Using the equations (28) to (31), the own vehicle SM area Sv (t) is calculated and contact determination is performed. In this case, the reliability can be expected to be higher than that of the own vehicle SM area calculated by the equations (9) and (10).
Next, an example of a determination process (avoidance direction determination means 9Ea) that determines whether the avoidance in which direction is larger in the avoidance direction, which is the process in step S400, will be described next.
The time when the expression (6) in the contact determination in the process of step S200 is false, that is, the time t when the host vehicle SM contacts the obstacle SB is defined as Ttc. Then, the moving position of the obstacle SB after Ttc seconds is (xb ′ (Ttc), yb ′ (Ttc)).
At this time, the distance from the obstacle SB to the left and right road boundaries can be expressed by the following equation (32).
DL = | yb '(t) -YL |
DR = | yb '(t) -YR |
... (32)
図５に示す状況の場合、障害物位置は変化しないので、（ｘｂ′（Ｔｔｃ）、ｙｂ′（Ｔｔｃ））＝（Ｘｂ、Ｙｂ）のままである。
ここで、上記（３２）式では、障害物ＳＢの中心点と道路境界との距離を使用しているが、障害物ＳＢの右端の座標と左端の座標と、各近接する道路境界との距離を個別に使用しても良い。
そして、距離ＤLと距離ＤRについて、それぞれ下記（９）式に示す判定を行う。
ＤR ＜ ＤTH
且つ
ＤL ＜ ＤTH
・・・（３３）
ここで、ＤTHは、回避余裕があるかないかを判定するための閾値である。
In the situation shown in FIG. 5, since the obstacle position does not change, (xb ′ (Ttc), yb ′ (Ttc)) = (Xb, Yb) remains.
Here, in the above equation (32), the distance between the center point of the obstacle SB and the road boundary is used, but the distance between the right and left coordinates of the obstacle SB and each adjacent road boundary. May be used individually.
And about the distance DL and distance DR, the determination shown to following (9) Formula is performed, respectively.
DR <DTH
And DL <DTH
... (33)
Here, DTH is a threshold value for determining whether there is an avoidance margin.
そして、距離ＤLと距離ＤRが共に閾値ＤTH未満であれば、左右方向に回避余裕度がないと判定する。左右方向に回避余裕度がないと判定した場合には、他の制御手段である緊急停止制御手段９Ｈ若しくは警報システムへと機能が移行する。
一方、距離ＤLと距離ＤRが共に閾値ＤTH未満で無ければ、左右方向の少なくとも一方には、回避余裕がある。この場合には、左右の回避余裕度を比較する。なお、距離ＤLと距離ＤRが左右の回避余裕度に相当する。
If both the distance DL and the distance DR are less than the threshold value DTH, it is determined that there is no avoidance margin in the left-right direction. When it is determined that there is no avoidance margin in the left-right direction, the function shifts to the emergency stop control means 9H, which is another control means, or an alarm system.
On the other hand, if both the distance DL and the distance DR are not less than the threshold value DTH, there is an avoidance margin in at least one of the left and right directions. In this case, the left and right avoidance margins are compared. The distance DL and the distance DR correspond to the left and right avoidance margins.
これによって、どちらの方向のほうが回避余裕度が高く、回避に有利な方向かの判定を行う。下記（３４）式に、その判定式を示す。
ＤR ＜ ＤL ・・・（３４）
そして、距離ＤLの方が大きい場合には、左方向への回避のほうが余裕が大きい。一方、距離ＤRの方が大きい場合には、右回避への回避の方が余裕が大きいということになる。
これによって、障害物ＳＢ回避に有利な回避方向が決定する。
図５に示す状況では、ＤLよりもＤRのほうが大きいという結果が予想できる。
ここでステップＳ４００の処理目的である回避方向が決定され、選ばれた方向の余裕度（ＤRもしくはＤL）をＤVBRと置き換える。
以上が、回避方向判定方法である。
Thus, it is determined which direction has a higher avoidance margin and is advantageous for avoidance. The judgment formula is shown in the following formula (34).
DR <DL (34)
When the distance DL is larger, the avoidance in the left direction has a larger margin. On the other hand, when the distance DR is larger, the avoidance to the right avoidance has a larger margin.
Thus, an avoidance direction advantageous for avoiding the obstacle SB is determined.
In the situation shown in FIG. 5, a result that DR is larger than DL can be expected.
Here, the avoidance direction that is the processing purpose of step S400 is determined, and the margin (DR or DL) of the selected direction is replaced with DVBR.
The above is the avoidance direction determination method.
次に、ステップＳ５００の処理である、ステップＳ４００で決定した有利な回避方向への、操舵誘導量を決定する処理（自車両制御量算出手段９Ｅｂ）について、図９を参照して説明する。
まず、Ｓ５１０では、この時刻Ｔｔｃまでに、ステップＳ４００で決定した回避方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。ここで、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻をＴｔｃとする。
例えば、（３４）式が真であるときは左回避のほうが有利と判断する。そして、現時刻における障害物ＳＢの右後方部と自車両ＳＭの左前方部のＹ座標から横移動量を算出できる。
これを場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
Next, the process of determining the steering guidance amount in the advantageous avoidance direction determined in step S400 (the own vehicle control amount calculation means 9Eb), which is the process in step S500, will be described with reference to FIG.
First, in S510, how much it is necessary to move laterally in the avoidance direction determined in step S400 by this time Ttc is calculated. Here, the time when the contact between the host vehicle SM and the obstacle SB is expected is Ttc.
For example, when the formula (34) is true, it is determined that left avoidance is more advantageous. Then, the lateral movement amount can be calculated from the Y coordinates of the right rear part of the obstacle SB and the left front part of the host vehicle SM at the current time.
This can be expressed as follows when expressed in different cases.
次に、ステップＳ５２０では、車両モデルの初期状態Ｘｖ（０）を取得する。この処理は、ステップＳ２２０で説明した内容と同様の処理を行えば良い。したがって、説明を省略する。
また、ステップＳ２４０において、車両モデルを用いた軌跡予測を採用した場合は、車両モデルの初期状態Ｘｖ（０）を取得している。したがって、ステップＳ５２０の処理自体を省略することができる。
次に、ステップＳ５３０では、所定の最小指令舵角δrefを設定し、車両モデルに一定入力したときの軌跡予測を行う。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
Next, in step S520, the initial state Xv (0) of the vehicle model is acquired. This processing may be performed in the same manner as described in step S220. Therefore, the description is omitted.
In step S240, when the trajectory prediction using the vehicle model is adopted, the initial state Xv (0) of the vehicle model is acquired. Therefore, the process itself of step S520 can be omitted.
Next, in step S530, a predetermined minimum command steering angle δref is set, and trajectory prediction is performed when the vehicle model is constantly input.
It can be expressed as follows when expressed in different cases.
このδrefと、現時刻におけるαlon（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出し、（２８）〜（３１）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
次に、ステップＳ５４０では、ステップＳ５１０で算出した回避横移動量と、ステップＳ５３０で算出した自車両ＳＭ走行軌跡とを用いて、一定入力δrefが適当か否かを判定する。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
A trajectory is calculated when δref and αlon (0) at the current time are constantly input to the model from t = 0 to t = Ttc, and after Ttc seconds, using equations (28) to (31) The coordinates of the four corners of the host vehicle SM are calculated.
Next, in step S540, it is determined whether the constant input δref is appropriate using the avoidance lateral movement amount calculated in step S510 and the host vehicle SM travel locus calculated in step S530.
It can be expressed as follows when expressed in different cases.
一方、（３７）式が偽であれば、一定入力δrefでは、接触危険があると判断し、Ｓ５５０へと移行する。
ステップＳ５５０では、指令舵角δrefの再設定を行う。
ＤRとＤLの大きさによって、以下のように場合分けされる。
δref ＝δref ＋Δδｗ （ＤR ＜ ＤLの場合 ）
δref ＝δref −Δδｗ （ＤR ≧ ＤLの場合 ）
・・・（３８）
On the other hand, if the expression (37) is false, it is determined that there is a contact risk with the constant input δref, and the process proceeds to S550.
In step S550, the command steering angle δref is reset.
Depending on the size of DR and DL, cases are classified as follows.
δref = δref + Δδw (when DR <DL)
δref = δref−Δδw (when DR ≧ DL)
... (38)
そして、ステップＳＳ５３０と同様に、このδrefと現時刻におけるαLON（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出して、（２８）〜（３１）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
ステップＳ５６０では、指令舵角δrefの大きさを評価する。
すなわち、以下のように、指令舵角δrefの絶対値が、ある評価基準値δTHrefよりも小さいか否かを判定する。
｜δref｜ ＜ δTHref ・・・（３９）
ここで、δTHrefは、操舵量が大きいと判断するための閾値で、現在の自車速に基づいて決定する。
Similarly to step SS530, a locus is calculated when δref and αLON (0) at the current time are constantly input to the model from t = 0 to t = Ttc, and (28) to (31) are calculated. ) To calculate the coordinates of the four corners of the host vehicle SM after Ttc seconds.
In step S560, the magnitude of the command steering angle δref is evaluated.
That is, as described below, it is determined whether or not the absolute value of the command steering angle δref is smaller than a certain evaluation reference value δTHref.
| Δref | <δTHref (39)
Here, ΔTHref is a threshold value for determining that the steering amount is large, and is determined based on the current vehicle speed.
そして、（３９）式が真であれば、すなわち、指令舵角δrefの絶対値が評価基準値δTHrefよりも小さい場合には、ステップＳ５４０の判定に戻る。この場合には、操舵にまだ余裕があると判断できる。
一方、（３９）式が偽であれば、指令舵角δrefの絶対値が評価基準値δTHref以上の場合には、回避のための操舵操作が大きい必要があると判断する。この場合には、緊急ブレーキシステムへと移行する。
このように、ステップＳ５４０，Ｓ５５０，Ｓ５６０を繰り返し処理することで、回避に有利な方向に誘導するための操舵量を決定できる。
一方、ステップＳ５７０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいた評価を行う。
If the equation (39) is true, that is, if the absolute value of the command steering angle δref is smaller than the evaluation reference value δTHref, the process returns to the determination in step S540. In this case, it can be determined that there is still a margin in steering.
On the other hand, if the equation (39) is false, when the absolute value of the command steering angle δref is equal to or larger than the evaluation reference value δTHref, it is determined that the steering operation for avoidance needs to be large. In this case, the process shifts to an emergency brake system.
In this way, by repeatedly performing steps S540, S550, and S560, the steering amount for guiding in a direction that is advantageous for avoidance can be determined.
On the other hand, in step S570, evaluation based on the Y coordinate of the host vehicle SM at the present time is performed.
図５の場面では、以下のように場合分けの判定が行われる。
Ｙｖ ＞ ＹL −ΔＹ （ＤR ＜ ＤLの場合 ）
Ｙｖ ≦ Ｙｃ ＋ΔＹ （ＤR ≧ ＤLの場合 ）
・・・ （４０）
ここで、（４０）式におけるΔＹは、横位置における余裕量を表す。このΔＹが小さければ、自車走行路の境界近くまで誘導を許可することになる。
そして、（４０）式が真であれば、ステップＳ５８０へ移行する。
一方、（４０）式が偽であれば、ステップＳ５４０で決定した操舵指令δrefを、ステアアクチュエータ２に出力する。これによって、操舵制御のみ行われる。
In the scene of FIG. 5, the case determination is performed as follows.
Yv> YL-.DELTA.Y (when DR <DL)
Yv ≦ Yc + ΔY (when DR ≧ DL)
(40)
Here, ΔY in equation (40) represents a margin in the horizontal position. If this ΔY is small, guidance is permitted to the vicinity of the boundary of the own vehicle travel path.
If the expression (40) is true, the process proceeds to step S580.
On the other hand, if the expression (40) is false, the steering command δref determined in step S540 is output to the
このステップＳ５７０の処理の際に、自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、次のようにする。すなわち、本装置が誘導制御を始めた時点の横位置情報をメモリに格納しておく。そして、誘導制御開始時点から移動できる横移動量をあらかじめ決めておくことで、横移動に対する制約を設ける。
次に、ステップＳ５８０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、操舵指令に補正係数を乗算することで補正を行う。
δref ＝ Ｋ × δref
When the host vehicle SM travel lane cannot be detected during the process of step S570, the following is performed. That is, the lateral position information at the time when this apparatus starts the guidance control is stored in the memory. And the restriction | limiting with respect to a horizontal movement is provided by determining beforehand the amount of horizontal movement which can move from the guidance control start time.
Next, in step S580, correction is performed by multiplying the steering command by a correction coefficient based on the current Y coordinate of the host vehicle SM.
δref = K × δref
本実施形態では、自車両位置が自車走行路の境界に近づくにつれて補正係数Ｋを減少させて、自車走行路の境界に近いほど操舵指令を小さくする。
例えば、図１０のように補正係数を設定する。即ち、自車走行路の境界位置からΔＹの幅以上離れている場合は、Ｋを「１」としておく。そして、自車走行路の境界位置までΔＹ未満まで近づくと、自車走行路の境界に近づくほどＫを小さくする。
そして、この操舵指令をステアアクチュエータ２に伝達し、かつ警報装置に警報信号を伝達し、操舵制御と警報の両方を行い、運転者に前方の危険を知らせる。
In this embodiment, the correction coefficient K is decreased as the host vehicle position approaches the boundary of the host vehicle travel path, and the steering command is decreased as the vehicle position approaches the boundary of the host vehicle travel path.
For example, the correction coefficient is set as shown in FIG. That is, K is set to “1” when the distance from the boundary position of the host vehicle traveling path is greater than ΔY. When approaching the boundary position of the host vehicle traveling path to less than ΔY, K is decreased as the boundary of the host vehicle traveling path is approached.
Then, this steering command is transmitted to the
ここで、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、操舵角センサ６が、自車両の状態を検出する手段であり、自車両運動状態取得手段９Ａが自車両状態取得手段を構成する。ステレオカメラが前方障害物検出手段を構成する。またステレオカメラは、道路情報検出手段も構成する。回避判定手段９Ｃは、障害物判定手段を構成する。回避操作推定手段９Ｄ及びステップＳ３００は、回避操作推定手段を構成する。自車両誘導量算出手段９Ｅは、自車両誘導量算出手段を構成する。操舵システム（ステアアクチュエータ２）は自車両誘導制御手段を構成する。ブザー８は警報手段を構成する。
Here, the acceleration sensor 4, the
（動作）
本実施形態の車両用運転支援における障害物ＳＢ回避の誘導動作を、上述の図５に示す場合を例にして説明する。
図５に示すように、例えば障害物ＳＢである前方車両が路肩に停止しているとする。
そして、現在の自車両ＳＭの運転状態を維持すると、所定時間後（例えば５秒後）に前方車両に接触する可能性があると判定すると、隣の車線も含めて、障害物ＳＢ回避に有利な回避方向を決定する。
図４に示す場面では、有利な回避方向は右側と判定する。
(Operation)
The guidance operation for avoiding the obstacle SB in the vehicle driving support of the present embodiment will be described by taking the case shown in FIG. 5 as an example.
As shown in FIG. 5, for example, it is assumed that a front vehicle that is an obstacle SB is stopped on the shoulder.
If the current driving state of the host vehicle SM is maintained, if it is determined that there is a possibility of contacting the preceding vehicle after a predetermined time (for example, after 5 seconds), it is advantageous for avoiding the obstacle SB including the adjacent lane. The correct avoidance direction.
In the scene shown in FIG. 4, the advantageous avoidance direction is determined to be the right side.
有利な回避方向を決定すると、自車走行路に設定した許容できる横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両ＳＭを誘導するための車輪転舵の自車両誘導量を算出して、算出した誘導量だけ自車両ＳＭの進行方向を変更する。
許容できる横移動量とは、自車走行路の幅そのものでも良い。自車走行路の左右の境界の間でも良い。又は、自車両ＳＭから所定幅だけ左右に余裕幅を取った左右幅であっても良い。
Once the advantageous avoidance direction is determined, the vehicle steering amount of the wheel steering for guiding the host vehicle SM in the advantageous avoidance direction within the range of the allowable lateral movement set in the own vehicle travel path is calculated. The traveling direction of the host vehicle SM is changed by the calculated guidance amount.
The allowable lateral movement amount may be the width of the vehicle traveling path itself. It may be between the left and right boundaries of the own vehicle traveling path. Or the left-right width which left the margin width from the own vehicle SM by the predetermined width may be sufficient.
但し、上記誘導中に緊急回避のための運転者による操舵を検出すると、緊急回避のための処理に移行する。この場合、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導しているので、運転者による障害物ＳＢを回避するためのステアリングホイール操作は少なくて済む。また、有利な回避方向に誘導していることから、運転者による回避方向の判断も容易となる。
一方、緊急回避のための運転者による操舵を検出しない状態で、接触する可能性のある障害物ＳＢが無いと判断すると、上記有利な回避方向への誘導処理を止める。
また、回避に有利な方向に誘導する場合であっても、自車走行路から逸脱しないと回避出来ない場合には、運転者に警報を通知して、回避動作などを取るように注意を促す。
However, when steering by the driver for emergency avoidance is detected during the guidance, the process proceeds to emergency avoidance processing. In this case, since the vehicle state is easily guided in advance, the steering wheel operation for avoiding the obstacle SB by the driver can be reduced. In addition, since the vehicle is guided in an advantageous avoidance direction, the driver can easily determine the avoidance direction.
On the other hand, if it is determined that there is no obstacle SB that may come into contact without detecting the steering by the driver for emergency avoidance, the guidance process in the advantageous avoidance direction is stopped.
In addition, even when guiding in a direction that is advantageous for avoidance, if it cannot be avoided without departing from the vehicle traveling path, a warning is given to the driver to urge attention to take an avoidance action. .
（第１実施形態の効果）
（１）運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物ＳＢ回避に有利な方向へ自車両ＳＭを自動誘導することが可能となる。この結果、障害物ＳＢと接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導されているので、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。
(Effect of 1st Embodiment)
(1) Before the driver actually performs the avoidance operation, the host vehicle SM can be automatically guided in a direction advantageous for avoiding the obstacle SB. As a result, the risk of contact with the obstacle SB increases, and when the driver actually performs the avoidance operation, the vehicle state is guided in advance so that the burden of the avoidance operation by the driver is reduced. Reduction can be expected.
（２）また、原則として、自車走行路に設定した許容する範囲で自車両ＳＭを誘導する。この結果、横移動時に考えられる２次的な接触被害を極力抑えながら自車両ＳＭを誘導することができる。
このとき、道路境界情報を取得することで、許容する範囲を自車走行路とすることが出来る。
ここで、道路境界情報を取得しない場合には、自車両ＳＭの横幅に左右の移動幅を付加した量を、「自車走行路に設定した許容する範囲」として使用すればよい。この場合には、自車両ＳＭが一方の白線に寄って走行している場合などにあっては、実際の自車走行路から、自車走行路に設定した許容する範囲が、若干はみ出す可能性はある。
(2) In principle, the host vehicle SM is guided within an allowable range set in the host vehicle travel path. As a result, the host vehicle SM can be guided while minimizing secondary contact damage that may occur during lateral movement.
At this time, by acquiring the road boundary information, an allowable range can be set as the own vehicle travel path.
Here, when the road boundary information is not acquired, an amount obtained by adding the left and right movement widths to the lateral width of the host vehicle SM may be used as the “permissible range set on the host vehicle travel path”. In this case, when the host vehicle SM is traveling near one of the white lines, there is a possibility that the allowable range set for the host vehicle travel path may slightly protrude from the actual host vehicle travel path. There is.
（３）また、自車両ＳＭの動き予測や障害物ＳＢの動き予測に基づいて、有利な回避方向や自車両誘導量を算出する。自車両ＳＭや前方障害物ＳＢが将来どのような動きをするかの予測を行うので、現時刻以降のことまで考慮した上で自車両誘導量を決定し、将来おきうる接触被害をより的確に予防することができる。
（４）ステアアクチュエータ２、つまり操舵機構で、自車両誘導量を実現する。この結果、現在一般的となった操舵機構を制御することが可能な車両であれば、基本的には新たにアクチュエータを用いる必要なく適用可能となる。
（５）自車走行路からの逸脱した回避が必要な場合には、誘導制御に加えて運転者に警告を行う。これによって、将来予測の結果、自車両ＳＭの走行車線を逸脱して回避を行うほどの将来の危険を、運転者に予め報知することが可能となる。
(3) Further, based on the motion prediction of the host vehicle SM and the motion prediction of the obstacle SB, an advantageous avoidance direction and host vehicle guidance amount are calculated. Since the prediction of the future movement of the host vehicle SM and the front obstacle SB is made, the guidance amount of the host vehicle is determined in consideration of the time after the current time, and the future contact damage is more accurately determined. Can be prevented.
(4) The vehicle guidance amount is realized by the
(5) In the case where it is necessary to deviate from the vehicle traveling path, a warning is given to the driver in addition to the guidance control. As a result of the future prediction, it is possible to notify the driver in advance of the future danger that will be avoided by departing from the traveling lane of the host vehicle SM.
（変形例）
（１）警報手段として、一般的なブザー８を用いた例を示した。これに代えて、画像表示やステアリング振動など、視覚や体感などの運転者の五感を通して警報信号を伝える警報手段を採用しても良い。効果は同様である。
ものでもよい。
（２）また、上記実施形態では、自車両誘導量を実現する自車両ＳＭ誘導制御手段として操舵機構を例示している。第２実施形態ように、自車両ＳＭ誘導制御手段として制駆動機構を採用しても良い。
(Modification)
(1) The example using the
It may be a thing.
(2) Moreover, in the said embodiment, the steering mechanism is illustrated as the own vehicle SM guidance control means which implement | achieves the own vehicle guidance amount. As in the second embodiment, a braking / driving mechanism may be employed as the vehicle SM guidance control means.
（３）また、ステレオカメラから取得した画像に基づき自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得している。レーザ光などの電磁波でスキャンするなどによって、自車両ＳＭ前方の道路境界情報を取得しても良い。
（４）取得した道路境界情報に基づき自車走行路そのものを許容する横移動量の範囲としている。これに代えて、自車両ＳＭの横幅に対し予め設定した横移動許容量を付加したものを、許容する横移動量の範囲としても良い。この場合には、道路境界の情報を必ずしも取得する必要はない。
(3) Moreover, the road boundary information ahead of the own vehicle SM is acquired based on the image acquired from the stereo camera. Road boundary information ahead of the host vehicle SM may be acquired by scanning with an electromagnetic wave such as a laser beam.
(4) Based on the acquired road boundary information, the range of lateral movement allowing the own vehicle traveling path itself is set. Instead of this, an allowable lateral movement range may be obtained by adding a preset lateral movement allowance to the lateral width of the host vehicle SM. In this case, it is not always necessary to acquire road boundary information.
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
第１実施形態では、車輪の転舵を制御することによって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する場合の例を説明した。第２実施形態では、制駆動力によって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する場合の例で説明する。
図１１は、第２実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same devices as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
In the first embodiment, the example in which the host vehicle SM is guided in an advantageous avoidance direction by controlling the steering of the wheels has been described. In the second embodiment, an example in which the host vehicle SM is guided in an advantageous avoidance direction by the braking / driving force will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram of an apparatus configuration of a vehicle equipped with the vehicle driving support apparatus of the second embodiment.
（構成）
図１１に示すように、本実施形態の車両は、内燃機関を有する前輪駆動且つ前輪操舵の車両である。また、各輪の制動量を独立に制御可能なブレーキシステムを搭載する。すなわち、各輪にそれぞれブレーキ装置２１を装備する。ブレーキ装置２１は、回避誘導コントローラ９からの指令に応じて対応する車輪に制動力を付与する。このブレーキ装置２１は、走行中の車両を減速させるためのものである。また、各輪の制動量を独立に調整することができる。
(Constitution)
As shown in FIG. 11, the vehicle of this embodiment is a front-wheel drive and front-wheel steering vehicle having an internal combustion engine. It also has a brake system that can control the braking amount of each wheel independently. That is, each wheel is equipped with a
もっとも、本実施形態の車両構成は、この構成に限定するわけでない。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。即ち、ステレオカメラ３、加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ７ＦＲ〜７ＲＬ、ステアアクチュエータ２、ブザー８は、第１実施形態と同様に装備する。
また、本実施形態の回避誘導コントローラ９における自車両誘導量算出手段９Ｅ、及び自車両誘導制御指令出力手段９Ｆは、操舵制御に代えて、制動制御による誘導のための自車両誘導量の算出及び指令の出力を行う。
However, the vehicle configuration of the present embodiment is not limited to this configuration.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment. That is, the
Further, the own vehicle guidance amount calculation means 9E and the own vehicle guidance control command output means 9F in the
次に、本実施形態の回避誘導コントローラ９の処理における、車両用運転支援に関わる部分の処理を、図１２を参照して説明する。
ここで、処理の内容を分かりやすくするために、一例として、図１３に示す場面を想定する。図１３に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線前方を走行する車両が左側に停車両する場面である。
回避誘導コントローラ９の処理の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
Next, processing of a portion related to vehicle driving assistance in processing of the
Here, in order to make the contents of the processing easy to understand, a scene shown in FIG. 13 is assumed as an example. The scene shown in FIG. 13 is a scene in which the host vehicle SM is traveling on a straight road on one lane on one side, and a vehicle traveling in front of the host vehicle SM traveling lane stops on the left side.
The processing of the
まず、ステップＳ１１００で、ステレオカメラ３からカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果をマイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、第１実施形態と同様に、統一した座標上に、自車両ＳＭ重心点の位置情報（Ｘｖ、Ｙｖ）、障害物ＳＢ後部中心の位置情報（Ｘｂ、Ｙｂ）、左右道路境界のＹ座標ＹL、ＹR、そして中央線Ｙ座標ＹＣを対応付ける。そして、確定した座標系における、自車両ＳＭと障害物ＳＢの移動速度と加減速度を算出する。
First, in step S1100, the camera image is taken in from the
Then, as in the first embodiment, the position information (Xv, Yv) of the own vehicle SM center point, the position information (Xb, Yb) of the rear center of the obstacle SB, and the Y coordinate of the left and right road boundaries on the unified coordinates. Associate YL, YR, and the center line Y coordinate YC. Then, the moving speed and acceleration / deceleration of the host vehicle SM and the obstacle SB in the determined coordinate system are calculated.
図１３では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行しているため、自車速度は、車輪速センサからの信号に基づき、（Ｖｖx、Ｖｖy）＝（Ｖｖ、０）となる。また、自車両ＳＭ加減速度は、加速度センサ４からの信号に基づき、（Ｇｖx、Ｇｖy）＝（αlon、αlat）である。
また、障害物ＳＢは減速しながら左方向に移動している。このため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分から求めることが出来て、（Ｖｂx、Ｖｂy）と標記できる。さらに、障害物ＳＢの加速度は、その差分から求めることが出来て、（Ｇｂx、Ｇｂy）と表記する。
In FIG. 13, since the host vehicle SM is traveling in the X-axis direction, the host vehicle speed is (Vv x , Vv y ) = (Vv, 0) based on a signal from the wheel speed sensor. The host vehicle SM acceleration / deceleration is (Gv x , Gv y ) = (αlon, αlat) based on a signal from the acceleration sensor 4.
Also, the obstacle SB is moving leftward while decelerating. Therefore, the obstacle SB rate is can be determined from the difference between the previous acquired obstacle position information, the title and (Vb x, Vb y). Further, the acceleration of the obstacle SB is can be determined from the difference, referred to as (Gb x, Gb y).
次にステップＳ１２００では、ステップＳ１１００で設定した座標情報を基に、現時刻から所定時間将来までの間に、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性があると判定した場合にはステップＳ１３００に移行する。一方、自車両ＳＭが障害物ＳＢを接触する可能性が無いと判定した場合には、復帰する。 Next, in step S1200, based on the coordinate information set in step S1100, it is determined whether or not the host vehicle SM may contact the obstacle SB from the current time to a predetermined time in the future. If it is determined that the host vehicle SM may come into contact with the obstacle SB, the process proceeds to step S1300. On the other hand, when it is determined that there is no possibility that the host vehicle SM will contact the obstacle SB, the vehicle returns.
ステップＳ１３００では、運転者が回避目的の操舵操作を行っているかの判定を行う。ここで、ステップＳ１３００に移行する状態は、自車両ＳＭが障害物ＳＢに接触する可能性がある状態である。したがって、運転者の所定以上の操舵操作は、回避目的の操舵操作と推定することが可能できる。判定は、例えば、上記第１実施形態で説明した処理を使用すればよい。 In step S1300, it is determined whether the driver is performing a steering operation for avoidance. Here, the state transitioning to step S1300 is a state in which the host vehicle SM may come into contact with the obstacle SB. Therefore, it is possible to estimate that the driver's steering operation exceeding a predetermined value is a steering operation for avoidance. For the determination, for example, the processing described in the first embodiment may be used.
そして、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判定した場合には、ステップＳ１４００へと進む。一方、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があり、運転者が回避方向を決定していると判定した場合には、他の回避制御（操舵検出時の障害物ＳＢ回避制御手段９Ｇ）へ移行する。この他の回避制御手段９Ｇは、例えば前述の従来技術のような制御や、障害物ＳＢとの接触予想時間に応じて自動ブレーキをかける回避制御である。 And when it determines with the driver not trying to avoid the front obstacle SB, it progresses to step S1400. On the other hand, when it is determined that the driver intends to avoid the front obstacle SB and the driver determines the avoidance direction, other avoidance control (obstacle SB avoidance control means 9G at the time of steering detection) Migrate to The other avoidance control means 9G is, for example, control as in the above-described prior art or avoidance control in which automatic braking is applied according to the estimated contact time with the obstacle SB.
次に、ステップＳ１４００では、障害物ＳＢを回避するのに有利な回避方向を判定する。
すなわち、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが、回避時の余裕が大きいかを判定する。第１実施形態で説明した判定処理を採用すればよい。
次に、ステップＳ１５００では、Ｓ１４００で決定した有利な回避方向に自車両ＳＭを誘導するための各輪の制動誘導量を決定する。
次に、ステップＳ１６００では、その各輪の制動誘導量に応じた指令値をブレーキ装置２１に出力する。
Next, in step S1400, an avoidance direction advantageous for avoiding the obstacle SB is determined.
That is, considering whether to avoid the obstacle SB in the right direction or in the left direction, it is determined whether the avoidance in the direction is larger in avoidance. The determination process described in the first embodiment may be employed.
Next, in step S1500, the braking induction amount of each wheel for guiding the host vehicle SM in the advantageous avoidance direction determined in S1400 is determined.
Next, in step S1600, a command value corresponding to the braking induction amount of each wheel is output to the
次に、上記ステップＳ１２００の処理に対応する、自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無判定処理（回避判定手段９Ｃ）の例を、図１４を参照しつつ説明する。
本実施形態では、現時刻（ｔ＝０）からＴｃｊ秒先までの間に接触の危険があるか否かを判定する。
まず、ステップＳ１２１０にて、現時刻における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を、ステップＳ１１００で設定した統一座標上で表現する。このステップＳ１２１０の処理は、第１実施形態と同様である。
Next, an example of the presence / absence determination process (avoidance determination unit 9C) of the possibility of the host vehicle SM coming into contact with the obstacle SB corresponding to the process of step S1200 will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, it is determined whether there is a risk of contact between the current time (t = 0) and Tcj seconds ahead.
First, in step S1210, the host vehicle SM area and the obstacle SB area at the current time are expressed on the unified coordinates set in step S1100. The processing in step S1210 is the same as that in the first embodiment.
次に、ステップＳ１２２０では、時刻ｔ秒時に自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）と障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）とが重なる領域が存在するか否かを判定する。重なる領域が存在すると判定した場合にはステップＳ１３００に移行する。一方、重なる領域が無い場合には、ｔ秒後までには接触の危険は低いと判断してステップＳ１２３０に移行する。このステップＳ１２２０の処理は、第１実施形態と同様である。 Next, in step S1220, it is determined whether or not there is an area where the host vehicle SM area Sv (t) and the obstacle SB area Sb (t) overlap at time t seconds. If it is determined that there is an overlapping area, the process proceeds to step S1300. On the other hand, if there is no overlapping area, it is determined that the risk of contact is low by t seconds and the process proceeds to step S1230. The processing in step S1220 is the same as that in the first embodiment.
ステップＳ１２３０では、時刻ｔをＴｃｊ秒だけ進める。続いて時刻ｔの値が予め決定してある時間Ｔｃｊよりも小さいか否かを判定する。時刻ｔの値がＴｃｊ未満であれば、引き続き将来の危険予測を行うために、ステップＳ１２４０に移行する。一方、時刻ｔの値がＴｃｊ以上であれば、現時刻から所定時間Ｔｃｊまでの間に、障害物ＳＢと接触の危険が低いと判断して、復帰する。このステップＳ１２３０の処理は、第１実施形態と同様である。
以上のステップＳ１２１０〜ステップＳ１２３０までの基本的な処理は、第１実施形態と同様である。したがって詳細な説明を省略する。
In step S1230, time t is advanced by Tcj seconds. Subsequently, it is determined whether or not the value of time t is smaller than a predetermined time Tcj. If the value of time t is less than Tcj, the process proceeds to step S1240 in order to continue predicting future danger. On the other hand, if the value of time t is equal to or greater than Tcj, it is determined that the risk of contact with the obstacle SB is low between the current time and the predetermined time Tcj, and the process returns. The processing in step S1230 is the same as that in the first embodiment.
The basic processing from step S1210 to step S1230 is the same as in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
次に、ステップＳ１２４０では、現時刻における自車両ＳＭと障害物ＳＢの速度情報から、時刻ｔ秒時における自車両ＳＭ領域と障害物ＳＢ領域を算出する。そして、ステップＳ１２２０に移行する。
このステップＳ１２４０の処理として、上記第１実施形態での処理と同様の手法を採用しても良い。
ここでは、別の方式で表現したモデルを用いる場合で説明する。
（４１）式〜（４６）式に車両モデルの一例を示す。このモデルの例では、車両に大きな横滑りが発生していないと仮定している。
Next, in step S1240, the own vehicle SM area and the obstacle SB area at time t seconds are calculated from the speed information of the own vehicle SM and the obstacle SB at the current time. Then, control goes to a step S1220.
As the processing in step S1240, the same method as the processing in the first embodiment may be employed.
Here, a case where a model expressed by another method is used will be described.
Examples of vehicle models are shown in equations (41) to (46). In this model example, it is assumed that no significant skidding has occurred in the vehicle.
ここで、上述した（１２）〜（２２）式で表すことができるモデル（第１実施形態で例示したモデル）は、車両の物理的な運動を単純化したものである。
これに対し、この第２実施形態で例示する車両モデルの例は、図１５に示すように、車両を質点と見なし、縦（Ｘ軸方向）、横（Ｙ軸方向）、ヨー方向に自由度を持つものである。
Here, the model (the model exemplified in the first embodiment) that can be expressed by the above-described equations (12) to (22) is a simplified physical motion of the vehicle.
On the other hand, in the example of the vehicle model exemplified in the second embodiment, as shown in FIG. 15, the vehicle is regarded as a mass point, and the degrees of freedom in the vertical (X-axis direction), horizontal (Y-axis direction), and yaw directions. It has something.
また、上記式におけるｘv、ｙv、θ、γは、第１実施形態と同様である。すなわち、ｘv、ｙv、θ、γは、それぞれ統一座標系における自車両座標、Ｙ座標、ヨー角、そしてヨーレートである。
また、νxは、自車両ＳＭ縦方向の速度である。νYは、自車両ＳＭ横方向の速度を表す。
αlon、αlatはそれぞれ、車両縦加速度と横加速度である。
そしてＭｂｒは、各輪の制動によって発生するヨー方向のモーメントである。
以上の（４１）〜（４６）式で表した車両モデルを用いると、本実施形態で使用する車両の運動状態は６次元のベクトルとなる。そして、車両を操作する入力は３次元のベクトルとなる。そして、これらは、以下のように表すことができる。
Further, x v , y v , θ, and γ in the above formula are the same as those in the first embodiment. That is, x v , y v , θ, and γ are the vehicle coordinate, the Y coordinate, the yaw angle, and the yaw rate in the unified coordinate system, respectively.
Further, νx is the speed in the vertical direction of the host vehicle SM. νY represents the speed in the lateral direction of the host vehicle SM.
αlon and αlat are vehicle longitudinal acceleration and lateral acceleration, respectively.
Mbr is a moment in the yaw direction generated by braking of each wheel.
When the vehicle model represented by the above equations (41) to (46) is used, the motion state of the vehicle used in this embodiment is a six-dimensional vector. An input for operating the vehicle is a three-dimensional vector. And these can be expressed as follows.
次に、（４７）式に示した、車両モデルの初期状態ベクトルを取得する方法について説明する。
ｘvとｙvは、Ｓ１１００の段階で算出したＸｖとＹｖとなる。γは、ヨーレートセンサ５の出力によって取得できる。θは、ある時点での車両姿勢を基準としてヨーレートセンサ５の信号の積分によって検出できる。若しくは、θは、画像情報から自車両ＳＭと自車走行路のなす角度から決定する。νｘは、縦加速度信号の積分、若しくは車輪速から取得する。νYは、横加速度信号の積分から算出する。
Next, a method for acquiring the initial state vector of the vehicle model shown in the equation (47) will be described.
x v and y v becomes Xv and Yv calculated in stage S1100. γ can be obtained from the output of the
この初期状態にある車両モデルに、（４８）式で示した現時刻におけるｕ′vを一定で与え続けると、自車両ＳＭ重心の軌跡車両重心の軌跡を求めることができる。
この将来時刻ｔにおける重心座標（ｘv（ｔ）、ｙv（ｔ））と、車両姿勢θ（ｔ）を用いると、第１実施形態で示した、（２７）〜（３０）式のように表すことができる。
ここで図１３に示す場面では、障害物ＳＢは減速しているが、Ｓ１１００では障害物ＳＢの加減速情報を取得している。このため、障害物ＳＢの四隅の軌跡は以下のように表すことができる。
When u ′ v at the current time shown in the equation (48) is continuously given to the vehicle model in the initial state, the locus of the vehicle center of gravity of the host vehicle SM can be obtained.
Using the barycentric coordinates (x v (t), y v (t)) at this future time t and the vehicle attitude θ (t), the equations (27) to (30) shown in the first embodiment are used. Can be expressed as
Here, in the scene shown in FIG. 13, the obstacle SB decelerates, but in S1100, acceleration / deceleration information of the obstacle SB is acquired. For this reason, the trajectories of the four corners of the obstacle SB can be expressed as follows.
そして、（４１）〜（４６）式を用いて算出した自車両ＳＭ四隅の軌跡予測から、自車両ＳＭ領域Ｓｖ（ｔ）を算出する。そして、（５０）、（５１）式を用いて算出した障害物ＳＢ四隅の軌跡予測から、障害物ＳＢ領域Ｓｂ（ｔ）を算出する。
その後、Ｓ１２２０へと移り、上述の（５）式のように、領域の重なりに基づいた、接触判定を行う。
And the own vehicle SM area | region Sv (t) is computed from the locus | trajectory prediction of the own vehicle SM calculated using (41)-(46) Formula. And obstacle SB area | region Sb (t) is calculated from the locus | trajectory prediction of the obstacle SB four corners calculated using (50), (51) Formula.
Thereafter, the process proceeds to S1220, and contact determination is performed based on the overlap of the regions as in the above-described equation (5).
次に、ステップＳ１５００の処理である、Ｓ１４００で決定した有利な回避方向へ誘導するための、各輪の制動誘導量を決定する処理の例（自車両制御量算出手段９Ｅｂ）を説明する。図１６が、その詳細な処理の流れを示す。
まずステップＳ１５１０では、このＴｔｃまでに、Ｓ１４００で決定した回避方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。Ｔｔｃは、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻である。
Next, an example of processing for determining the braking guidance amount of each wheel for guiding to the advantageous avoidance direction determined in S1400, which is the processing in step S1500 (own vehicle control amount calculation means 9Eb), will be described. FIG. 16 shows the detailed processing flow.
First, in step S1510, how much it is necessary to move laterally in the avoidance direction determined in S1400 is calculated by Ttc. Ttc is a time at which contact between the host vehicle SM and the obstacle SB is expected.
この処理は、第１実施形態におけるＳ５１０の（３５）式のように、ステップＳ１３００で決定した回避方向で、場合分けを行えばよい。
ステップＳ１５２０では、所定の最小制動モーメントＭｂｒを設定し、車両モデルに一定入力したときの軌跡予測を行う。
場合分けで表現すると、以下のように表すことができる。
Ｍref ＝Ｍｂｒ（０） ＋ΔＭｂｒ （ＤR ＜ ＤLの場合）
Ｍref ＝Ｍｂｒ（０） −ΔＭｂｒ （ＤR ≧ ＤLの場合）
・・・ （５２）
また、Ｍrefは制動力なので、車両縦方向の力は、以下のように表すことができる。
This process may be divided into cases in the avoidance direction determined in step S1300, as in equation (35) of S510 in the first embodiment.
In step S1520, a predetermined minimum braking moment Mbr is set, and a trajectory prediction when a constant input is made to the vehicle model is performed.
It can be expressed as follows when expressed in different cases.
Mref = Mbr (0) +. DELTA.Mbr (when DR <DL)
Mref = Mbr (0)-. DELTA.Mbr (when DR.gtoreq.DL)
(52)
Further, since Mref is a braking force, the vehicle longitudinal force can be expressed as follows.
このＭrefとα′lon、そして、現在の時刻におけるαlat（０）について、ｔ＝０から接触予想時刻ｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出する。そして、（２７）〜（３０）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
ステップＳ１５３０では、ステップＳ１５１０で算出した回避横移動量と、ステップＳ１５２０で算出した自車両ＳＭ走行軌跡とを用いて、一定入力Ｍrefが適当か否かを判定する。
With respect to Mref, α′lon, and αlat (0) at the current time, a trajectory when a constant input is made to the model from t = 0 to the predicted contact time t = Ttc is calculated. Then, the coordinates of the four corners of the host vehicle SM after Ttc seconds are calculated using equations (27) to (30).
In step S1530, it is determined whether or not the constant input Mref is appropriate using the avoidance lateral movement amount calculated in step S1510 and the host vehicle SM travel locus calculated in step S1520.
ここでの処理は、第１実施形態におけるＳ５４０の（３７）式のように、回避方向で場合分けして判定を行う。
この判定により、Ｍrefでは回避が困難と判断した場合は、ステップＳ１５４０へ移行する。一方、回避可能であると判断した場合は、ステップＳ１５６０へと移行する。
ステップＳ１５４０では、指令制動モーメントの再設定を行う。
ＤRとＤLの大きさによって、以下のように場合分けする。
Ｍref ＝Ｍref ＋ΔＭｂｒ （ＤR ＜ ＤLの場合）
Ｍref ＝Ｍref −ΔＭｂｒ （ＤR ≧ ＤLの場合）
In this process, the determination is made for each case in the avoidance direction, as in equation (37) of S540 in the first embodiment.
If it is determined that it is difficult to avoid using Mref, the process proceeds to step S1540. On the other hand, if it is determined that it can be avoided, the process proceeds to step S1560.
In step S1540, the command braking moment is reset.
Cases are divided as follows according to the sizes of DR and DL.
Mref = Mref + ΔMbr (when DR <DL)
Mref = Mref-.DELTA.Mbr (when DR.gtoreq.DL)
そして、Ｓ１５２０と同様に、このＭｂｒと、そのＭｂｒを入力したときの縦加速度α′lon、現時刻におけるαlat（０）を、ｔ＝０からｔ＝Ｔｔｃまでの間、モデルに一定入力した場合の軌跡を算出する。そして、（２７）〜（３０）式を用いてＴｔｃ秒後における自車両ＳＭ四隅の座標を算出する。
またステップＳ１５５０では、指令モーメントＭrefの大きさを評価する。
以下のように、ある評価基準値ＭTHrefとＭrefとの大小関係を判定する。
｜Ｍref｜ ＜ ＭTHref ・・・（５４）
ここで、ＭTHrefは、誘導モーメントが大きいと判断するための閾値である。この閾値は、現在の自車速に基づいて決定する。
車両速の関数であるＭTHref（Ｖｖ）は、スピン防止のため一般的に車両速が大きくなるほど小さく設定される。ただし、以下の制約を有するものとする。
Similarly to S1520, when this Mbr, the vertical acceleration α′lon when the Mbr is input, and αlat (0) at the current time are input to the model from t = 0 to t = Ttc. Is calculated. Then, the coordinates of the four corners of the host vehicle SM after Ttc seconds are calculated using equations (27) to (30).
In step S1550, the magnitude of the command moment Mref is evaluated.
The magnitude relationship between a certain evaluation reference value MTHref and Mref is determined as follows.
| Mref | <MTHref (54)
Here, MTHref is a threshold value for determining that the induced moment is large. This threshold is determined based on the current host vehicle speed.
MTHref (Vv), which is a function of the vehicle speed, is generally set smaller as the vehicle speed increases to prevent spin. However, it shall have the following restrictions.
この制約は、各輪とも輪荷重以上の制動はできないことを表す。
ここで、自車両ＳＭの走行路面の路面摩擦係数を検出若しくは推定する手段を有することで、路面状況に応じた制約にすることが可能である。
そして、（５４）式が真であれば、制動モーメントにまだ余裕があると判断し、再びステップＳ１５３０に移行する。一方、（５４）式が偽であれば、モーメント指令が過大であると判断し、公知の緊急ブレーキシステムへと移行する。
This restriction represents that each wheel cannot be braked more than the wheel load.
Here, by having means for detecting or estimating the road surface friction coefficient of the traveling road surface of the host vehicle SM, it is possible to make a restriction according to the road surface condition.
If the formula (54) is true, it is determined that there is still a margin in the braking moment, and the process proceeds to step S1530 again. On the other hand, if the formula (54) is false, it is determined that the moment command is excessive, and the process proceeds to a known emergency brake system.
このステップＳ１５３０〜ステップＳ１５５０を繰り返すことで、回避に有利な方向に誘導するための制動モーメント量が決定する。
一方、ステップＳ１５６０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいた評価を行う。
図１３の場面でも、第１実施形態で示した（４０）式のような場合分け判定が可能である。
このステップＳ１５６０における判定により、自車走行路から逸脱する恐れが小さいと判断した場合には、ステップＳ１５７０に移行する。一方、逸脱する恐れがあると判断した場合には、ステップＳ１５８０に移行する。
By repeating steps S1530 to S1550, the braking moment amount for guiding in a direction that is advantageous for avoidance is determined.
On the other hand, in step S1560, evaluation based on the Y coordinate of the host vehicle SM at the present time is performed.
Even in the scene of FIG. 13, it is possible to make a case-by-case determination like the equation (40) shown in the first embodiment.
If it is determined in step S1560 that there is little risk of departure from the vehicle traveling path, the process proceeds to step S1570. On the other hand, if it is determined that there is a risk of departure, the process proceeds to step S1580.
ここで、第１実施形態と同様に、自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、マイクロプロセッサの処理履歴に基づいて、制御開始時点からの横移動量に制約を加えることで、（４０）式の判定を代替した処理を行う。
ステップＳ１５７０では、ステップＳ１５３０で算出した制動モーメントＭrefとなるように、各輪指令制動力を決定する。
すなわち、各輪の制動力をＦｘ1 (左前)、Ｆｘ2 (右前)、Ｆｘ3 (左後)、Ｆｘ4 (右後)とすると、以下のように場合分けできる。
Here, as in the first embodiment, when the host vehicle SM travel lane cannot be detected, the amount of lateral movement from the control start time is constrained based on the processing history of the microprocessor. Performs processing that replaces the determination of.
In step S1570, each wheel command braking force is determined so as to be the braking moment Mref calculated in step S1530.
That is, if the braking force of each wheel is Fx 1 (front left), Fx 2 (front right), Fx 3 (back left), and Fx 4 (back right), it can be divided into the following cases.
このように配分された制動力指令値を制動システム（ブレーキ装置２１）へ出力し、各輪独立に制動制御を行う。
またステップＳ１５８０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、モーメント指令の補正を行う。
その補正方法は、例えば下記式のように、補正係数を乗算することで実施する。
Ｍｒｅｆ ＝Ｍｒｅｆ ×Ｋ
補正係数Ｋは、第１実施形態の図１０に示したように、走行路境界に近づくにつれて減少するように決定した補正係数Ｋである。
この補正後のＭrefを用いて（５６）式のような配分を行い、各輪の制動力指令値を算出する。この指令値に基づいて各輪独立制動制御を行う。また、警報装置に警報信号を伝達することで、運転者に前方の危険を感覚的に知らせる。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（動作・作用）
基本的動作は、上記第１実施形態と同様である。
但し、本実施形態では、各輪の制動量を調整することで、制動モーメントを発生する。この制動モーメントによって、自車両ＳＭを有利な回避方向へ誘導する。
The braking force command value distributed in this way is output to the braking system (braking device 21), and braking control is performed independently for each wheel.
In step S1580, the moment command is corrected based on the current Y coordinate of the host vehicle SM.
The correction method is performed by multiplying the correction coefficient as in the following equation, for example.
Mref = Mref × K
As shown in FIG. 10 of the first embodiment, the correction coefficient K is a correction coefficient K determined to decrease as it approaches the travel path boundary.
Using this corrected Mref, the distribution as shown in equation (56) is performed, and the braking force command value for each wheel is calculated. Each wheel independent braking control is performed based on this command value. In addition, by transmitting an alarm signal to the alarm device, the driver is informed of the danger ahead.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
(Operation / Action)
The basic operation is the same as that of the first embodiment.
However, in this embodiment, the braking moment is generated by adjusting the braking amount of each wheel. This braking moment guides the host vehicle SM in an advantageous avoidance direction.
（第２実施形態の効果）
（１）基本的効果は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、運転者が実際に回避操作を行う前に、障害物ＳＢ回避に有利な方向へ自車両ＳＭを自動誘導することが可能となる。この結果、障害物ＳＢと接近して接触の危険度が高まり、運転者が実際に回避操作をおこなう際には、あらかじめ回避しやすい車両状態に誘導されているので、運転者による回避操作の負担軽減が期待できる。
（２）また、制動によって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する。即ち、操舵について制御していない。このため、運転者による障害物ＳＢ回避のための操舵への影響が小さくなる。
(Effect of 2nd Embodiment)
(1) Basic effects are the same as those in the first embodiment. That is, it is possible to automatically guide the host vehicle SM in a direction advantageous for avoiding the obstacle SB before the driver actually performs the avoidance operation. As a result, the risk of contact with the obstacle SB increases, and when the driver actually performs the avoidance operation, the vehicle state is guided in advance so that the burden of the avoidance operation by the driver is reduced. Reduction can be expected.
(2) The host vehicle SM is guided in an advantageous avoidance direction by braking. That is, the steering is not controlled. For this reason, the influence on the steering for avoiding the obstacle SB by the driver is reduced.
（変形例）
（１）本実施形態では、制動モーメントによって自車両ＳＭを有利な回避方向に誘導する。これに合わせて操舵による誘導を併用しても良い。この場合には、誘導量の制御自由度が向上する。
（２）また、本実施形態では、各輪の制動によって、自車両を誘導するヨーモーメントを発生させている。各輪を個別に駆動可能として、各輪の駆動を制御することで、自車両を誘導するヨーモーメントを発生させるような構成としても良い。
(Modification)
(1) In the present embodiment, the host vehicle SM is guided in an advantageous avoidance direction by the braking moment. In accordance with this, guidance by steering may be used together. In this case, the degree of freedom in controlling the guidance amount is improved.
(2) In the present embodiment, a yaw moment for guiding the host vehicle is generated by braking each wheel. A configuration may be adopted in which each wheel can be individually driven and a yaw moment for guiding the host vehicle is generated by controlling the driving of each wheel.
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１７は、本実施形態の車両用運転支援装置を装備した車両の装置構成の概要図である。
本実施形態の車両は、内燃機関を有する前輪駆動かつ前輪操舵の車両である。そして、前輪の操舵量を制御可能な操舵システムを搭載している。ただし、本実施形態の車両構成は、これに限定するものではない。
車両の基本構成は、上記第１実施形態での構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 17 is a schematic diagram of a device configuration of a vehicle equipped with the vehicle driving support device of the present embodiment.
The vehicle of this embodiment is a front-wheel drive and front-wheel steering vehicle having an internal combustion engine. A steering system capable of controlling the steering amount of the front wheels is mounted. However, the vehicle configuration of the present embodiment is not limited to this.
Since the basic configuration of the vehicle is the same as the configuration in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
次に、本実施形態での上記回避誘導コントローラ９の処理における、車両用運転支援に関わる部分の処理を、図１９を参照して説明する。
ここで、処理の内容を分かりやすくするために、図１９に示す場面を想定する。図１９に示す場面は、片側１車線の直線道路上を自車両ＳＭが走行しており、自車両ＳＭ走行車線前方で、右側から左側に向けて歩行者が横断する場面である。なお、歩行者が対向車線にいる場合であっても、障害物ＳＢとはなりうる。
Next, processing of a portion related to vehicle driving assistance in the processing of the
Here, in order to make the contents of the processing easy to understand, a scene shown in FIG. 19 is assumed. The scene shown in FIG. 19 is a scene in which the host vehicle SM is traveling on a straight road on one lane on one side, and a pedestrian crosses from the right side to the left side in front of the host vehicle SM traveling lane. Even if the pedestrian is in the oncoming lane, it can be an obstacle SB.
回避誘導コントローラ９の処理は、所定サンプリング周期で作動する。
まずステップＳ２１００で、ステレオカメラ３からのカメラ画像の取り込みや、各センサによる検出信号の読み込みを行う。そして、これらの処理結果を、マイクロプロセッサ内のメモリ上に格納する。
そして、上述の各実施形態と同様に、統一した座標上に、自車両ＳＭ重心点の位置情報（Ｘｖ、Ｙｖ）、障害物ＳＢ後部中心の位置情報（Ｘｂ、Ｙｂ）、左右道路境界のＹ座標ＹL、ＹR、そして中央線Ｙ座標ＹＣを対応付ける。そして、確定した座標系における自車両ＳＭと障害物ＳＢの移動速度を算出する。
The processing of the
First, in step S2100, a camera image is captured from the
Then, as in each of the above-described embodiments, the position information (Xv, Yv) of the own vehicle SM center point, the position information (Xb, Yb) of the rear center of the obstacle SB, and the Y of the left and right road boundaries on the unified coordinates. Coordinates YL and YR are associated with the center line Y coordinate YC. Then, the moving speed of the host vehicle SM and the obstacle SB in the determined coordinate system is calculated.
図１９のような場面では、自車両ＳＭはＸ軸方向に進行している。このため、自車速度は車輪速センサから（Ｖｖx、Ｖｖy）＝（Ｖｖ、０）となる。
また、障害物ＳＢは左方向に等速移動している。このため、障害物ＳＢ速度は、前回取得した障害物位置情報との差分から、（Ｖｂx、Ｖｂy）＝（Ｖｂ、０）と表記できる。
次に、ステップＳ２２００では、ステップＳ２１００で設定した座標情報を基に、現在から所定時間将来までの間に自車両ＳＭが障害物ＳＢと接触する可能性の有無を判別する。
In the scene as shown in FIG. 19, the host vehicle SM is traveling in the X-axis direction. Therefore, the vehicle speed is (Vv x , Vv y ) = (Vv, 0) from the wheel speed sensor.
Also, the obstacle SB moves at a constant speed in the left direction. Therefore, the obstacle SB rate, the difference between the previously acquired obstacle position information, can be expressed as (Vb x, Vb y) = (Vb, 0).
Next, in step S2200, based on the coordinate information set in step S2100, it is determined whether or not there is a possibility that the host vehicle SM is in contact with the obstacle SB from the present to a predetermined time in the future.
ステップＳ２２００の処理は、第１実施形態のステップＳ２００と同様の処理を行えば良い。すなわち、車両モデルに基づいた軌跡予測と障害物ＳＢの動き予測とから各四隅の座標を求める。そして、この四隅座標内の領域に基づいて判断する。
ステップＳ２３００では、障害物ＳＢを右方向に回避する場合と左方向に回避する場合とを考え、どちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断する。ここでは第１，第２実施形態と異なる手法での処理を、後述する。
ステップＳ２４００では、ステップＳ２３００で決定した有利な回避方向にするための操舵摺動量を決定し、ステップＳ２５００にて、その指令を出力する。
The process of step S2200 may be the same process as step S200 of the first embodiment. That is, the coordinates of the four corners are obtained from the trajectory prediction based on the vehicle model and the motion prediction of the obstacle SB. And it judges based on the area | region in these four corner coordinates.
In step S2300, considering the case where the obstacle SB is avoided in the right direction and the case where the obstacle SB is avoided in the left direction, it is determined in which direction the avoidance is greater when avoiding. Here, processing by a method different from the first and second embodiments will be described later.
In step S2400, the steering sliding amount for making the advantageous avoidance direction determined in step S2300 is determined, and in step S2500, the command is output.
次に、上記ステップＳ２３００でのどちら方向に回避するほうが回避時の余裕が大きいかを判断する方法について説明する。
この第３実施形態では、図２０を参照しつつ、最適化計算に基づいて判断を行う場合を例示する。
まず、ステップＳ２３１０では、最適化計算に必要な設定として、車両モデル、障害物ＳＢモデル、及び評価関数の設定を行う。
車両モデルとしては、ステップＳ２２００で使用した車両モデルを使用する。
すなわち、以下のように表すことができる。
Next, a description will be given of a method for determining in which direction in step S2300 the avoidance is larger when avoiding.
In the third embodiment, a case where a determination is made based on optimization calculation will be exemplified with reference to FIG.
First, in step S2310, a vehicle model, an obstacle SB model, and an evaluation function are set as settings necessary for the optimization calculation.
As the vehicle model, the vehicle model used in step S2200 is used.
That is, it can be expressed as follows.
本実施形態では、（５８）式に示したｕvのαlonは、現在の縦加速度で一定であるとする。
詳細なモデルの内容は（１２）〜（２２）式で表すことができる。
次に、障害物ＳＢモデルは、以下に示すような微分方程式で記述できる。ここで、現時点での移動速度情報に基づいて等速直線運動をしていると考える。
In the present embodiment, Arufalon of u v shown in (58) equation is assumed to be constant for the current longitudinal acceleration.
The details of the model can be expressed by equations (12) to (22).
Next, the obstacle SB model can be described by a differential equation as shown below. Here, it is considered that constant velocity linear motion is performed based on the current moving speed information.
ここで、障害物ＳＢの動きをより詳細に検出することができれば、（６０）（６１）式で示した障害物ＳＢモデルを複雑化することは可能である。ただし、マイクロプロセッサにかかる計算負荷を抑えるためにも、本実施形態では最も単純なモデルとした。 Here, if the movement of the obstacle SB can be detected in more detail, the obstacle SB model expressed by the equations (60) and (61) can be complicated. However, in order to suppress the calculation load on the microprocessor, the simplest model is used in this embodiment.
次に、回避経路を評価する評価関数の設定を行う。評価関数は、現在時刻ｔ０から所定推定時刻ｔ０＋Ｔｆまでに車両に対して加えた入力ｕに対する、車両状態ベクトルｘの予測値に基づいて、次式のように表すことができる。 Next, an evaluation function for evaluating the avoidance path is set. The evaluation function can be expressed as the following expression based on the predicted value of the vehicle state vector x for the input u applied to the vehicle from the current time t0 to the predetermined estimated time t0 + Tf.
（６４）式の右辺の第１項は、時刻ｔ０＋Ｔｆにおける車両運動状態を評価する式（終端評価式）である。また、第２項は、時刻ｔ０からｔ０＋Ｔｆまでの区間内における車両運動状態を評価する式（区間評価式）である。
ここで、Ｔｆが大きいほど、より長い将来を予測することになるが、一般的に演算負荷が大きくなる。
そして、終端評価項目、および区間評価項目を、次のように設定する。
終端評価項目１：Ｔｆ秒後、車両姿勢が道路方向に向くようにする
区間評価項目２：Ｔｆ秒間、前方障害物ＳＢに近づかないようにする。
区間評価項目３：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭが道路境界を逸脱しないようにする
区間評価項目４：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭが自車走行路から逸脱しないようにする
区間評価項目５：Ｔｆ秒間、自車両ＳＭの操舵制御入力はできるだけ小さくする
これらの評価項目に対応する評価式は、次のようになる。
・終端評価項目１
The first term on the right side of the equation (64) is an equation (terminating evaluation equation) for evaluating the vehicle motion state at time t0 + Tf. The second term is an expression (section evaluation expression) for evaluating the vehicle motion state in the section from time t0 to t0 + Tf.
Here, the longer Tf is, the longer the future is predicted, but generally the calculation load increases.
Then, the end evaluation item and the section evaluation item are set as follows.
Terminal evaluation item 1: After Tf seconds, the vehicle posture is directed toward the road. Section evaluation item 2: Keep away from the front obstacle SB for Tf seconds.
Section evaluation item 3: Prevents the own vehicle SM from deviating from the road boundary for Tf seconds. Section evaluation item 4: Prevents the own vehicle SM from deviating from the traveling road of the section. Section evaluation item 5: Tf seconds. The steering control input of the host vehicle SM is made as small as possible. The evaluation formulas corresponding to these evaluation items are as follows.
・ Terminal evaluation item 1
・区間評価項目２（σｘ、σYは関数の形状を表すパラメータ） ・ Section evaluation item 2 (σx and σY are parameters indicating the shape of the function)
・区間評価項目３（Δは、道路境界に接近する余裕幅パラメータ） ・ Section evaluation item 3 (Δ is the margin parameter for approaching the road boundary)
・区間評価項目４ ・ Section evaluation item 4
・区間評価項目５
・
以上の各評価項目ごとに、パラメータｗ1、ｗ2、ｗ3、ｗ4，ｗ5を用いて重み付けすると、（５４）式の第１項、第２項は、以下のように表すことができる。 When each of the above evaluation items is weighted using the parameters w 1 , w 2 , w 3 , w 4 , and w 5 , the first and second terms in the equation (54) can be expressed as follows. it can.
ここで、重み付けパラメータは、各評価項目のバランスが良くなるように設定する。ただし、評価項目２は最も重要な項目なので、通常は大きめに設定する。
また、評価項目３と４では、評価項目３のほうが明らかに強い評価を行う方が良い。したがって、 ｗ３ ＞ ｗ４ とする。
以上で、評価関数設定が終わり、ステップＳ２３１０の処理が完了する。
Here, the weighting parameters are set so that the balance between the evaluation items is improved. However, since the
Moreover, in the
Thus, the evaluation function setting is completed, and the process of step S2310 is completed.
このステップＳ２３１０で決定した自車両ＳＭモデルの初期状態、障害物ＳＢモデルの初期状態、評価関数を用いて、以降の処理で最適化計算を行う。すなわち、今回設定した評価関数の観点から、数値的に最適な回避経路の算出を行う。
ステップＳ２３２０では、予めマイクロプロセッサ内のメモリに格納しておいた、様々な場面に基づいて作成した時系列回避操作量マップから、現在の回避場面にもっとも近く、かつ、右方向に回避を行うものを選択する。選択したものを、最適化計算を行う際の初期解として使用する。
Using the initial state of the host vehicle SM model, the initial state of the obstacle SB model, and the evaluation function determined in step S2310, optimization calculation is performed in the subsequent processing. In other words, a numerically optimal avoidance route is calculated from the viewpoint of the evaluation function set this time.
In step S2320, a time series avoidance operation amount map that is stored in advance in a memory in the microprocessor and is created based on various scenes is closest to the current avoidance scene and avoids in the right direction. Select. The selected one is used as the initial solution when performing the optimization calculation.
本実施形態で想定している時系列回避操作量マップの作成方法について、説明する。
ステップＳ２３１０で説明した車両モデルを用いて、図２１のような場面を考え、図２２に示すように、自車速度と、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの相対距離と、を評価軸にとり、各条件において車両が右方向に障害物ＳＢを回避する際のシミュレーションをオフラインで行い、その時の時系列操舵量を取得する。
A method for creating a time-series avoidance manipulated variable map assumed in the present embodiment will be described.
Considering the scene as shown in FIG. 21 using the vehicle model described in step S2310, as shown in FIG. 22, taking the own vehicle speed and the relative distance between the own vehicle SM and the obstacle SB as the evaluation axes, A simulation when the vehicle avoids the obstacle SB in the right direction under each condition is performed offline, and the time-series steering amount at that time is acquired.
これを、設定した全ての条件についてシミュレーションを行って初期解マップインデクスを作り、各時系列操作量とともに、マイクロプロセッサのメモリに格納しておく。
左に回避する場合も同様に、オフラインシミュレーションの結果をメモリに格納しておく。
次に、ステップＳ２３２０では、メモリから本マップを参照して、現時刻の自車速度と障害物ＳＢまでの距離に基づき、最も近い条件を選択し、選択したインデクスが示すメモリアドレスに格納した時系列操作量を読み込む（図２２参照）。
This is simulated for all the set conditions to create an initial solution map index, which is stored in the microprocessor memory together with each time-series manipulated variable.
Similarly, when avoiding to the left, the result of the offline simulation is stored in the memory.
Next, in step S2320, when this map is referenced from the memory, the closest condition is selected based on the current vehicle speed and the distance to the obstacle SB, and stored in the memory address indicated by the selected index. The series operation amount is read (see FIG. 22).
これが、最適化計算の際の初期解となる。本実施形態における時系列回避操作量マップは、自車速度と相対縦距離を評価軸に使用していた。その他にも、相対縦距離や障害物ＳＢの移動速度等を評価軸に加えることで、実際の場面により対応した時系列操作量を初期解に設定することが可能である。ただし、マイクロプロセッサ内のメモリ容量に限りがあるので、メモリ容量と汎用性のトレードオフを考えてマップを作成する必要がある。
以上がステップＳ２３２０での処理内容である。
This is the initial solution for the optimization calculation. The time-series avoidance manipulated variable map in this embodiment uses the vehicle speed and the relative longitudinal distance as the evaluation axes. In addition, by adding the relative vertical distance, the moving speed of the obstacle SB, and the like to the evaluation axis, it is possible to set the time series operation amount corresponding to the actual scene as the initial solution. However, since the memory capacity in the microprocessor is limited, it is necessary to create a map in consideration of the trade-off between memory capacity and versatility.
The above is the processing content in step S2320.
次に、ステップＳ２３３０では、ステップＳ２３１０及びＳ２３２０で設定した車両モデル、障害物ＳＢモデル、評価関数、初期解に基づいて、最適化計算を行う。
（６４）式で表すことができる評価関数を最小にするような操作量を求める問題は、一般に最適制御問題と呼ぶ。その数値解を求めるために様々なアルゴリズムが公知の技術として考えられている。
ここで、公知技術の一例として、文献：T.Ohtsuka,"A continuation /GMRES method for fastcomputation of nonlinear receeding horizon control",Automatica, vol,40, 563/574, 2004. を挙げる。
Next, in step S2330, optimization calculation is performed based on the vehicle model, obstacle SB model, evaluation function, and initial solution set in steps S2310 and S2320.
The problem of obtaining an operation amount that minimizes the evaluation function that can be expressed by equation (64) is generally called an optimal control problem. Various algorithms are considered as known techniques for obtaining the numerical solution.
Here, as an example of a known technique, reference is made to T. Ohtsuka, “A continuation / GMRES method for fast computing of nonlinear receeding horizon control”, Automatica, vol, 40, 563/574, 2004.
このようなアルゴリズムを使用して、最適操作量の算出を行う。本実施形態の場合には、（５８）式より、入力ｕvは、αlonが一定とおいている。したがって、δｓが最適化の対象となり、時刻ｔ０からｔ０＋Ｔｆまでの各操作量が、時系列に算出できる。
実際の操作量算出では、評価区間を適当なステップ数Ｎで分割して離散化を行う。そして、各ステップ時点における操作量の値を算出することになる。つまり、以下に示すような、Ｎ個の時系列入力を得ることができる。
The optimal operation amount is calculated using such an algorithm. In the case of this embodiment, (58) from equation, the input u v is Arufalon is put constant. Therefore, δs becomes an object of optimization, and each operation amount from time t0 to t0 + Tf can be calculated in time series.
In actual operation amount calculation, the evaluation interval is divided by an appropriate number of steps N and discretized. Then, the value of the operation amount at each step time is calculated. That is, N time-series inputs as shown below can be obtained.
ここで、Ｎは大きいほどサンプル時間間隔が短くなって、精度の良い予測操作量が算出できる。しかし、その分、求めるデータ数が大幅に増加するため、マイクロプロセッサの計算負荷が高くなってしまう。よって、サンプル時間間隔が１０〜１００ｍｓｅｃになるように、Ｎを決定することが望ましい。
以上が、ステップＳ２３３０での処理内容である。
次に、ステップＳ２３４０では、右回避時の回避余裕度を算出する。ここでは、最適時系列操作を行ったときの車両モデルの軌跡に基づいた方法を用いる。
まず、ステップＳ２３３０で算出した最適時系列操作量を、ステップＳ２３１０で設定した車両モデルに入力した際の車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と、障害物ＳＢの移動軌跡（ｘｂ（τ）、ｙｂ（τ））に基づき算出する。すなわち、以下のように、自車両ＳＭ重心から障害物ＳＢまでの時系列距離ＤVB_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVB_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVEmin_Rとする。
Here, the larger the N, the shorter the sample time interval, and the more accurate predicted operation amount can be calculated. However, since the number of data to be calculated increases correspondingly, the calculation load of the microprocessor increases. Therefore, it is desirable to determine N so that the sample time interval is 10 to 100 msec.
The above is the processing content in step S2330.
Next, in step S2340, an avoidance margin for right avoidance is calculated. Here, a method based on the trajectory of the vehicle model when the optimum time series operation is performed is used.
First, the vehicle trajectory (x v (τ), y v (τ)) when the optimal time-series operation amount calculated in step S2330 is input to the vehicle model set in step S2310 and the movement trajectory of the obstacle SB ( xb (τ), yb (τ)). That is, the time series distance DVB_R (t) from the center of gravity of the host vehicle SM to the obstacle SB is calculated as follows. The DVB_R (t) having the smallest distance is defined as DVEmin_R.
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と右側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Rとする。
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と右側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_R（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_R（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Rとする。
Also, the time series distance DVR_R (t) is calculated for the vehicle trajectory (x v (τ), y v (τ)) and the right road boundary as follows. The DVR_R (t) having the smallest distance is defined as DVRmin_R.
Also, the time series distance DVR_R (t) is calculated for the vehicle trajectory (x v (τ), y v (τ)) and the right road boundary as follows. The DVR_R (t) having the smallest distance is defined as DVRmin_R.
このＤVBmin_RとＤVRmin_Rを用いて、以下に示す右側回避の際の余裕度ＤRを算出する。
ＤR ＝ ｗVB ×ＤVBmin_R ＋ｗVR ×ＤVRmin_R ・・・（７７）
（７７）式におけるｗVbは、障害物ＳＢとの接近度に対する重み係数を表す。ｗVRは、道路境界との接近度に対する重み係数を表す。障害物ＳＢ回避を優先するために、通常は、ｗVb＞ｗVRとなるように重み設定する。
以上が、ステップＳ２３４０における処理内容である。
ここで、ステップＳ２３２０〜Ｓ２３４０までの処理が、右側へ回避する際の余裕度を計算する処理である。以降のステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０までが、左側へ回避する際の余裕度を計算する処理である。
Using this DVBmin_R and DVRmin_R, a margin DR for avoiding the right side described below is calculated.
DR = w VB × DVBmin_R + w VR × DVRmin_R ··· (77)
In equation (77), w Vb represents a weighting factor for the degree of proximity to the obstacle SB. wVR represents a weighting factor for the degree of approach to the road boundary. In order to give priority to avoiding the obstacle SB, the weight is normally set so that w Vb > w VR .
The above is the processing content in step S2340.
Here, the processing from steps S2320 to S2340 is processing for calculating a margin when avoiding to the right side. The subsequent steps S2350 to S2370 are processes for calculating the margin when avoiding to the left.
このステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０における基本的な処理内容は、ステップＳ２３２０〜Ｓ２３４０での処理内容と同様なので、詳細は省略する。
ステップＳ２３５０では、予めマイクロプロセッサ内のメモリに格納しておいた、様々な場面に基づいて作成した時系列回避操作量マップから、現在の回避場面にもっとも近く、かつ、左方向に回避を行うものを選び、これを、最適化計算を行う際の初期解として使用する。
ステップＳ２３６０では、ステップＳ２３１０とＳ２３５０とで設定した車両モデル、障害物ＳＢモデル、評価関数、初期解に基づいて、最適化計算を行う。ここでも、以下に示すような、Ｎ個の時系列入力を得ることができる。
Since the basic processing contents in steps S2350 to S2370 are the same as the processing contents in steps S2320 to S2340, the details are omitted.
In step S2350, from the time-series avoidance operation amount map created based on various scenes stored in advance in the memory in the microprocessor, the closest to the current avoidance scene and the avoidance to the left is performed. And use this as the initial solution when performing optimization calculations.
In step S2360, optimization calculation is performed based on the vehicle model, obstacle SB model, evaluation function, and initial solution set in steps S2310 and S2350. Again, N time-series inputs can be obtained as shown below.
ステップＳ２３７０では、ステップＳ２３６０の最適化計算結果と、車両モデルを用いて、自車両ＳＭ重心から障害物ＳＢまでの時系列距離ＤVB_L（ｔ）を算出する。そして、ＤVB_L（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVEmin_Lとする。 In step S2370, the time series distance DVB_L (t) from the center of gravity of the host vehicle SM to the obstacle SB is calculated using the optimization calculation result of step S2360 and the vehicle model. The DVB_L (t) having the smallest distance is defined as DVEmin_L.
また、車両軌跡（ｘv（τ）、ｙv（τ））と左側道路境界についても、以下のように時系列距離ＤVR_L（ｔ）を算出する。そして、ＤVR_L（ｔ）の中で、最も距離が小さいものをＤVRmin_Lとする。 Also, the time series distance DVR_L (t) is calculated for the vehicle trajectory (x v (τ), y v (τ)) and the left road boundary as follows. The DVR_L (t) having the smallest distance is defined as DVRmin_L.
このＤVBmin_LとＤVRmin_Lとを用いて、以下に示す右側回避の際の余裕度ＤLを算出する。
ＤL ＝ ｗVB ×ＤVBmin_R ＋ｗVR ×ＤVRmin_R ・・・（８３）
以上が、ステップＳ２３５０〜Ｓ２３７０における処理内容である。
ステップＳ２３８０では、左右のどちらかに回避余裕度があるか否かの判定を行う。
すなわち、ステップＳ２３４０とＳ２３７０で算出したＤRとＤLについて、第１実施形態における（３３）式と同様の判定を行う。
（３３）式がどちらも真であれば、左右方向に回避余裕度がないと判断する。この場合には、本実施形態のシステムから、公知技術に見られるような緊急ブレーキシステムへと機能が移行する。
Using this DVBmin_L and DVRmin_L, a margin DL for avoiding the right side as described below is calculated.
DL = w VB × DVBmin_R + w VR × DVRmin_R ··· (83)
The above is the processing content in steps S2350 to S2370.
In step S2380, it is determined whether there is an avoidance margin on either the left or right side.
That is, the same determination as that of the expression (33) in the first embodiment is performed for DR and DL calculated in steps S2340 and S2370.
If both equations (33) are true, it is determined that there is no avoidance margin in the left-right direction. In this case, the function shifts from the system of the present embodiment to an emergency brake system as found in the known art.
一方、（３３）式のいずれかが偽であれば、左右方向に回避余裕があると判断する。この場合には、ステップＳ２３９０に移行する。
ステップＳ２３９０では、左右の回避余裕度を比較して、どちらの方向のほうが回避余裕度が高く、回避に有利な方向かの判定を行う。判定式は（３４）式と同様である。
（３４）式が真であれば、左方向への回避のほうが余裕が大きく、偽であれば、回避のほうが余裕が大きいということになる。これによって、回避方向が決定する。
On the other hand, if any of the equations (33) is false, it is determined that there is an avoidance margin in the left-right direction. In this case, the process proceeds to step S2390.
In step S2390, the left and right avoidance allowances are compared to determine which direction has a higher avoidance allowance and is advantageous for avoidance. The determination formula is the same as the formula (34).
If the equation (34) is true, the leftward avoidance has a larger margin, and if it is false, the avoidance has a larger margin. Thereby, the avoidance direction is determined.
次に、ステップＳ２４００での処理である、ステップＳ２３００で決定された方向への回避を有利にするため操舵誘導量を決定する処理について説明する。
まず、ステップＳ２４１０では、自車両ＳＭと障害物ＳＢとの接触が予想される時刻をＴｔｃとする。そして、このＴｔｃまでに、ステップＳ２３００で決定した方向にどれだけ横移動する必要があるかを算出する。
ここでの処理は、第１実施形態におけるステップＳ５１０の（３５）式のように、ステップＳ２３００で決定した方向で場合分けを行う。
Next, processing for determining the steering guidance amount in order to make the avoidance in the direction determined in step S2300 advantageous, which is processing in step S2400, will be described.
First, in step S2410, the time when the contact between the host vehicle SM and the obstacle SB is expected is Ttc. Then, by this Ttc, the amount of lateral movement in the direction determined in step S2300 is calculated.
In this process, cases are classified according to the direction determined in step S2300, as in equation (35) of step S510 in the first embodiment.
次に、ステップＳ２４２０では、（７２）もしくは（７８）式で表した最適化操舵パターンを、（５９）式で表す車両モデルに入力する。
このときのαlonは、現時点の縦加減速度を基に、一定入力とする。
ステップＳ２４３０では、ステップＳ２３００で最適化計算した操舵パターンで操作した時、Ｔｔｃ秒後に、移動する前方障害物ＳＢと接触する危険性があるか否かの判定を行う。
Next, in step S2420, the optimized steering pattern expressed by equation (72) or (78) is input to the vehicle model expressed by equation (59).
Αlon at this time is a constant input based on the current vertical acceleration / deceleration.
In step S2430, it is determined whether or not there is a risk of contact with the moving forward obstacle SB after Ttc seconds when the operation is performed with the steering pattern optimized in step S2300.
ここでの処理は、第１実施形態におけるＳ５４０の（３７）式のように、回避方向で場合分けした判定を行う。
この判定により、ステップＳ２３００で最適化計算された操舵パターンでは回避が困難と判断された場合は、公知技術の緊急ブレーキシステムへと移行する。一方、回避可能であると判断した場合はステップＳ２４４０へと移行する。
ステップＳ２４４０では、運転者の操舵情報を基に、回避目的の操舵が行われているか否かの判定を行う。
In this process, as in the expression (37) of S540 in the first embodiment, the determination is made according to the avoidance direction.
If it is determined by this determination that it is difficult to avoid the steering pattern optimized in step S2300, the process proceeds to a known emergency brake system. On the other hand, if it is determined that avoidance is possible, the process proceeds to step S2440.
In step S2440, it is determined whether or not steering for avoidance is performed based on the driver's steering information.
一例としては次のような処理を行う。すあわち、操舵角センサ６から取得される現時点での操舵角信号と、前回取得した操舵角信号との差分Δδｓを算出する。そして、以下のように、この値と閾値ΔδTHとを比較する。
｜Δδｓ｜ ＞ ΔδTH ・・・（８４）
（８４）式が真であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避する意思があるため、ステップＳ２４５０へと移行する。一方、（８４）式が偽であれば、運転者は前方障害物ＳＢを回避しようとしていないと判断して、ステップＳ２４６０へと移行する。
ステップＳ２４５０では、ステップＳ２３００での最適化操舵量に基づいて、運転者の回避操作をアシストするような操舵指令トルクを算出する。
すなわち、ステップＳ２３００で決定した回避に有利な回避方向に基づいて、以下のようにΔδｓを算出する。
As an example, the following processing is performed. That is, the difference Δδs between the current steering angle signal acquired from the
| Δδs |> ΔδTH (84)
If the formula (84) is true, the driver intends to avoid the forward obstacle SB, and the process proceeds to step S2450. On the other hand, if the formula (84) is false, the driver determines that he is not trying to avoid the forward obstacle SB, and proceeds to step S2460.
In step S2450, a steering command torque that assists the driver's avoidance operation is calculated based on the optimized steering amount in step S2300.
That is, Δδs is calculated as follows based on the avoidance direction advantageous for avoidance determined in step S2300.
ここで、δｓ（０）は、運転者による操舵量を示す。そして、（８５）式によって、実際に必要な操舵量との差分をΔδｓとして求める。
このΔδｓから、図２４に示すような、Δδｓとトルク指令値δｔｑとのマップを用いて、トルク指令を算出する。
ここで、図２４において、不感帯δｄｚを用いた理由は、運転者操作量を優先するためである。
また、ステップＳ２４６０では、自車両ＳＭ走行車線から逸脱するか否かを判別する。
ここでは、第１及び第２実施形態のような現時点における情報のみでの判定とは異なる方法を説明する。すなわち、ステップＳ２３００で算出した時系列操舵パターンを用いて、将来のことまで予測した上で判定を行う。
まず、時系列操舵パターンを車両モデルに入力した時の時系列Ｙ座標を、以下のように表す。
Here, δs (0) indicates the steering amount by the driver. Then, the difference from the actually required steering amount is obtained as Δδs by the equation (85).
From this Δδs, a torque command is calculated using a map of Δδs and the torque command value δtq as shown in FIG.
Here, the reason why the dead zone δdz is used in FIG. 24 is to give priority to the driver operation amount.
In step S2460, it is determined whether or not the vehicle deviates from the SM traveling lane.
Here, a method different from the determination based only on the current information as in the first and second embodiments will be described. That is, using the time-series steering pattern calculated in step S2300, a determination is made after predicting the future.
First, the time series Y coordinate when the time series steering pattern is input to the vehicle model is expressed as follows.
これを用いて、ｙ* v全ての要素に対して、以下の判定を行う。 Using this, the following determination is performed for all elements of y * v .
この（８７）式で表したＮ個の判定が、一つでも偽であれば、Ｔｆ秒間の間に自車両ＳＭ走行車線を逸脱し得ると判断して、ステップＳ２４７０へ移行する。
ここで、第１、及び第２実施形態と同様に自車両ＳＭ走行車線が検出できない場合は、マイクロプロセッサの処理履歴に基づいて、制御開始時点からの横移動量に制約を加えることで、代替処理を行うことができる。
If even one of the N determinations expressed by the equation (87) is false, it is determined that the vehicle can travel on the SM traveling lane for Tf seconds, and the process proceeds to step S2470.
Here, as in the first and second embodiments, if the host vehicle SM travel lane cannot be detected, it can be replaced by limiting the amount of lateral movement from the control start point based on the processing history of the microprocessor. Processing can be performed.
一方、この（８７）式で表したＮ個の判定が全て真であれば、自車両ＳＭ走行車線内のとどまったまま回避が可能である判断する。そして、最適化によって求めた指令舵角δ* SR（ｔ０）に基づいて、操舵トルク指令値を計算する。計算した操舵トルク指令値を、ステアリングシステムへ信号として伝達する。
またステップＳ２４７０では、現時点における自車両ＳＭのＹ座標に基づいて、操舵指令の補正を行う。
補正方法は、第１実施形態におけるＳ５８０の方法と同様である。
そして、この補正した後の操舵指令を、ステアアクチュエータ２に伝達する。また、警報装置に警報信号を伝達する。これによって、操舵制御と警報の両方を行い、運転者に前方の危険を知らせる。
On the other hand, if all the N determinations expressed by the equation (87) are true, it is determined that the vehicle can be avoided while remaining in the own vehicle SM travel lane. Then, a steering torque command value is calculated based on the command steering angle δ * SR (t0) obtained by the optimization. The calculated steering torque command value is transmitted as a signal to the steering system.
In step S2470, the steering command is corrected based on the current Y coordinate of the host vehicle SM.
The correction method is the same as the method of S580 in the first embodiment.
Then, the corrected steering command is transmitted to the
（動作）
基本的動作は上記第１実施形態と同様である。
但し、回避目的の操舵操作を検出すると、他の回避制御に移行することなく、ステップＳ２４５０にて、運転者の回避操作をアシストするような操舵指令トルクを算出して、出力する。即ち、許容する横移動量の範囲を、自車走行路に制限することなく、実質的に、許容する横移動量の範囲を自車両走行路の外まで広げて、運転者の回避操作をアシストする。
(Operation)
The basic operation is the same as that in the first embodiment.
However, when a steering operation for avoidance is detected, a steering command torque that assists the driver's avoidance operation is calculated and output in step S2450 without shifting to another avoidance control. In other words, the range of allowable lateral movement is not limited to the own vehicle traveling path, but the range of allowable lateral movement is substantially expanded to the outside of the own vehicle traveling path to assist the driver's avoidance operation. To do.
（本実施形態の効果）
（１）本実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（２）また、運転者の操舵量に応じて、許容する誘導範囲を拡大する。これによって、運転者が回避するために自車走行路を逸脱しようとしたときに、本誘導システムが運転者操作の妨げになることなく自動誘導制御からアシスト制御へと切り替わり、回避目的を達成させる。
（変形例）
（１）ここで、本実施形態では、操舵制御が可能な車両を対象に説明した。これに代えて、第２実施形態のように各輪独立制動制御が可能な車両でも、車両モデルを設定することで最適化計算に基づいた誘導システムを実現することは可能である。
(Effect of this embodiment)
(1) The effect of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
(2) The permissible guidance range is expanded according to the driver's steering amount. This allows the guidance system to switch from automatic guidance control to assist control without the hindrance to the driver's operation when the driver tries to deviate from the vehicle traveling path in order to achieve the avoidance purpose. .
(Modification)
(1) Here, in the present embodiment, a vehicle capable of steering control has been described. Instead of this, even in a vehicle capable of independent wheel braking control as in the second embodiment, it is possible to realize a guidance system based on optimization calculation by setting a vehicle model.
２ ステアアクチュエータ（自車両誘導制御手段）
３ ステレオカメラ
４ 加速度センサ
５ ヨーレートセンサ
６ 操舵角センサ
７ＦＲ〜７ＲＬ 車輪速センサ
８ ブザー（警報手段）
９ 回避誘導コントローラ
９Ａ 自車両運動状態取得手段
９Ｂ 車両前方情報取得手段
９Ｃ 回避判定手段
９Ｄ 回避操作推定手段
９Ｅ 自車両誘導量算出手段
９Ｅａ 回避方向判定手段
９Ｅｂ 自車両制御量算出手段
９Ｅｃ 警報信号出力手段
９Ｆ 自車両誘導制御指令出力手段
９Ｇ 障害物回避制御手段
９Ｈ 緊急停止制御手段
２１ ブレーキ装置（自車両誘導制御手段）
ＳＢ 障害物
ＳＭ 自車両
2 Steer actuator (own vehicle guidance control means)
3 Stereo camera 4
9 avoidance guidance controller 9A own vehicle motion state acquisition means 9B vehicle forward information acquisition means 9C avoidance determination means 9D avoidance operation estimation means 9E own vehicle guidance amount calculation means 9Ea avoidance direction determination means 9Eb own vehicle control amount calculation means 9Ec alarm signal output means 9F Own vehicle guidance control command output means 9G Obstacle avoidance control means 9H Emergency stop control means 21 Brake device (own vehicle guidance control means)
SB obstacle SM own vehicle
Claims (7)
自車両の進行方向前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
障害物検出手段が検出した障害物が所定時間以内に自車両との接触の可能性がある障害物か否かを判定する障害物判定手段と、
障害物回避のために運転者が操舵操作を行ったか否かを推定する回避操作推定手段と、
上記障害物判定手段が接触の危険がある障害物と判定したときに、上記回避操作推定手段が障害物回避のための運転の操舵操作が行われていないと推定すると、上記障害物との接触回避に有利な回避方向を決定し、更に、自車走行路に設定した許容する横移動量の範囲で、その有利な回避方向へ自車両を誘導するための自車両誘導量を算出する自車両誘導量算出手段と、
上記自車両誘導量算出手段が算出した自車両誘導量を実現するための自車両誘導制御手段と、
を有し、
上記自車両誘導制御手段は、運転者の回避目的の操舵操作を検出した場合に、自車走行路から逸脱した回避を行う必要があると判断したときは、自車走行路外に許容する横移動量の範囲を広げ、運転者の操舵操作をアシストするような誘導量を算出することを特徴とする車両用運転支援装置。 Own vehicle state acquisition means for acquiring the movement state of the own vehicle;
Obstacle detection means for detecting an obstacle present in the forward direction of the host vehicle;
An obstacle determination means for determining whether the obstacle detected by the obstacle detection means is an obstacle that may contact the host vehicle within a predetermined time;
Avoidance operation estimation means for estimating whether or not the driver has performed a steering operation for obstacle avoidance;
When the obstacle determining means determines that the obstacle has a risk of contact, if the avoidance operation estimating means estimates that the steering operation for avoiding the obstacle has not been performed, contact with the obstacle An own vehicle that determines an avoidance direction advantageous for avoidance and further calculates an own vehicle guidance amount for guiding the own vehicle in an advantageous avoidance direction within a range of allowable lateral movement set on the own vehicle traveling path A guidance amount calculating means;
Own vehicle guidance control means for realizing the own vehicle guidance amount calculated by the own vehicle guidance amount calculation means;
I have a,
When the driver's guidance control means detects a steering operation for avoidance by the driver and determines that it is necessary to avoid the vehicle's travel path, the vehicle's guidance control means A vehicular driving support device that calculates a guidance amount that widens a range of movement and assists a driver's steering operation .
上記自車両誘導量算出手段は、
上記道路情報検出手段が取得した自車両前方の道路境界情報に基づき、上記許容する横移動量の範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載した車両用運転支援装置。 Provided with road information detection means for acquiring road boundary information ahead of the vehicle,
The own vehicle guidance amount calculating means is
2. The vehicle driving support device according to claim 1, wherein a range of the allowable lateral movement amount is set based on road boundary information ahead of the host vehicle acquired by the road information detecting means.
上記自車両状態取得手段から得た自車両の動き予測、及び上記前方障害物検出手段から得た障害物の動き予測の少なくとも一方に基づき、上記有利な回避方向、及び上記自車両誘導量を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両用運転支援装置。 The own vehicle guidance amount calculating means is
The advantageous avoidance direction and the own vehicle guidance amount are calculated based on at least one of the own vehicle motion prediction obtained from the own vehicle state acquisition means and the obstacle motion prediction obtained from the forward obstacle detection means. The vehicle driving support apparatus according to claim 1 or 2, wherein
操舵制御が可能な操舵機構及び制駆動制御が可能な制駆動機構の少なくとも一方を使用して、上記自車両誘導量を実現することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した車両用運転支援装置。 The vehicle guidance control means is
4. The self-vehicle guidance amount is realized by using at least one of a steering mechanism capable of steering control and a braking / driving mechanism capable of braking / driving control. The vehicle driving support device described in 1.
上記自車両誘導量算出手段は、
障害物回避には、自車走行路から逸脱した回避誘導を行う必要があると判断したときには、上記警報手段を介して警報を行うことで運転者に将来の危険を報知することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車両用運転支援装置。 Equipped with warning means to inform the driver of the danger,
The own vehicle guidance amount calculating means is
In order to avoid obstacles, when it is determined that it is necessary to perform avoidance guidance that deviates from the vehicle traveling path, a warning is given to the driver by issuing an alarm through the alarm means. The vehicle driving support device according to any one of claims 1 to 4.
運転者の回避目的の操舵操作を検出した場合に、自車走行路から逸脱した回避を行う必要があると判断したときは、自車走行路外に許容する横移動量の範囲を広げ、運転者の操舵操作をアシストするような誘導量を算出することを特徴とする車両用運転支援方法。 If an obstacle present in the forward direction of the host vehicle is detected and the obstacle is determined to be an obstacle that may come into contact with the host vehicle within a predetermined time, it is determined whether or not there is a driving operation for avoiding the obstacle. Regardless of the wheel direction, an avoidance direction that is advantageous for avoiding contact with the obstacle is determined, and the vehicle is guided in the advantageous avoidance direction within a range of allowable lateral movement set in the own vehicle travel path. To control the steering or braking / driving force ,
If it is determined that it is necessary to avoid the vehicle driving path when the driver's steering operation is detected, the range of lateral movement allowed outside the vehicle driving path is widened and driving A driving support method for a vehicle, comprising calculating a guidance amount that assists a person's steering operation .
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