JP6415629B1 - Vehicle steering control device and vehicle steering control method - Google Patents
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Abstract
【課題】路面上の走行レーンの境界線が確認できない場合であってもレーン走行支援が可能な車両操舵制御装置を提供する。【解決手段】衛星測位により検出された自車位置と、地図情報に基づいて自車位置における走行レーンの曲率を特定する道路曲率特定部と、走行レーン内での衛星情報に基づく車両の横位置を演算する第１の横位置演算部と、走行レーンの境界線情報を含むカメラ情報を取得し、境界線情報を用いて走行レーン内でのカメラ情報に基づく車両の横位置を演算する第２の横位置演算部と、衛星情報に基づく車両の横位置およびカメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて自車の横位置を決定する横位置決定部と、自車位置における走行レーンの曲率と、自車の横位置とに基づいて目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備える。【選択図】図３A vehicle steering control device capable of supporting lane travel even when a boundary line of a travel lane on a road surface cannot be confirmed. A vehicle curvature position that identifies a vehicle position detected by satellite positioning, a curvature of a traveling lane at the vehicle position based on map information, and a lateral position of the vehicle based on satellite information within the traveling lane. A first lateral position computing unit that computes a camera lane, camera information including boundary information on the traveling lane is acquired, and a lateral position of the vehicle is calculated based on the camera information in the traveling lane using the boundary line information. A lateral position determination unit that determines at least one of the lateral position of the vehicle based on the satellite information and the lateral position of the vehicle based on the camera information; A target steering angle calculator that calculates a target steering angle based on the curvature of the travel lane and the lateral position of the host vehicle; [Selection] Figure 3
Description
本発明は、車両の操舵制御を行う車両操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering control device that performs steering control of a vehicle.
今年、自動車の交通事故低減および運転者の運転の負担軽減を目指して、自動運転および運転支援の技術開発が盛んに行われている。その中には、車両を目標とする走行レーンに沿って走行させるレーン走行支援装置がある。 This year, automatic driving and driving support technology development is actively carried out with the aim of reducing automobile traffic accidents and reducing the driving burden on drivers. Among them, there is a lane travel support device that causes a vehicle to travel along a target travel lane.
レーン走行支援装置では、道路の曲率と、道路に対する自車の横位置に基づいて目標操舵角を決定するものが知られており、例えば、特許文献１では、測位衛星を利用して道路の曲率を検出し、前方カメラで撮像した画像から、道路に対する自車の横位置を検出している。一般的に、道路の曲率を検出するためには、前方カメラでは見通せない遠い位置までの情報（道路中心点の緯度経度など）を得られる測位衛星を用いることが比較的有利である。また、道路に対する自車の横位置を検出するためには、近い位置の情報（走行レーンの境界線、いわゆる道路白線など）を得ることができる前方カメラを用いることが比較的有利である。 In the lane driving support device, it is known that the target steering angle is determined based on the curvature of the road and the lateral position of the vehicle with respect to the road. For example, in Patent Document 1, the curvature of the road is determined using a positioning satellite. The lateral position of the vehicle relative to the road is detected from the image captured by the front camera. Generally, in order to detect the curvature of a road, it is relatively advantageous to use a positioning satellite that can obtain information (such as the latitude and longitude of a road center point) up to a distant position that cannot be seen by a front camera. Further, in order to detect the lateral position of the vehicle with respect to the road, it is relatively advantageous to use a front camera that can obtain information on close positions (boundary lane boundaries, so-called road white lines, etc.).
上記のように、道路に対する自車の横位置の検出に前方カメラを用いた場合、積雪等によって路面上の走行レーンの境界線が見えなくなってしまう状況および経年により走行レーンの境界線がかすれてしまう状況においては、道路に対する自車の横位置の検出が困難になり、レーン走行支援が行えなくなる可能性があった。 As described above, when the front camera is used to detect the lateral position of the vehicle with respect to the road, the boundary line of the driving lane is faded due to the situation in which the boundary line of the driving lane on the road surface becomes invisible due to snow or the like. In such a situation, it becomes difficult to detect the lateral position of the vehicle with respect to the road, and there is a possibility that the lane traveling support cannot be performed.
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、路面上の走行レーンの境界線が確認できない場合であってもレーン走行支援が可能な車両操舵制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a vehicle steering control device capable of supporting lane travel even when the boundary line of the travel lane on the road surface cannot be confirmed. Objective.
本発明に係る車両操舵制御装置の態様は、車両に搭載された車両操舵制御装置であって、衛星測位により検出された自車位置と、地図情報に基づいて前記自車位置における走行レーンの曲率を特定する道路曲率特定部と、前記自車位置と前記地図情報とに基づいて前記走行レーン内での衛星情報に基づく車両の横位置を演算する第１の横位置演算部と、前記車両の前方のカメラ画像から得られる前記走行レーンの境界線情報を含むカメラ情報を取得し、前記境界線情報を用いて前記走行レーン内でのカメラ情報に基づく車両の横位置を演算する第２の横位置演算部と、前記衛星情報に基づく車両の横位置および前記カメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて自車の横位置を決定する横位置決定部と、前記道路曲率特定部で特定された前記自車位置における前記走行レーンの曲率と、前記横位置決定部で決定された前記自車の横位置とに基づいて目標操舵角を演算する、目標操舵角演算部と、を備え、前記横位置決定部は、前記自車の横位置として、前記カメラ情報に基づく車両の横位置を選択したのか、前記衛星情報に基づく車両の横位置を選択したのか、あるいは前記カメラ情報に基づく車両の横位置および前記衛星情報に基づく車両の横位置を用いて前記自車の横位置を決定したのかを示す制御表示信号を出力する。
An aspect of a vehicle steering control device according to the present invention is a vehicle steering control device mounted on a vehicle, and the curvature of a traveling lane at the vehicle position based on map information and the vehicle position detected by satellite positioning. A road curvature specifying unit for specifying the vehicle, a first lateral position calculating unit for calculating a lateral position of the vehicle based on satellite information in the travel lane based on the vehicle position and the map information, A second horizontal direction that obtains camera information including boundary line information of the travel lane obtained from a front camera image, and calculates a lateral position of the vehicle based on the camera information in the travel lane using the boundary line information. A position calculation unit, a lateral position determination unit that determines the lateral position of the host vehicle using at least one of the lateral position of the vehicle based on the satellite information and the lateral position of the vehicle based on the camera information, and the road curvature specification A target steering angle calculation unit that calculates a target steering angle based on the curvature of the travel lane at the vehicle position specified in step (b) and the lateral position of the vehicle determined by the lateral position determination unit; Bei example, the lateral position determination unit as the lateral position of the vehicle, or was selected lateral position of the vehicle based on the camera information, whether to select the lateral position of the vehicle based on the satellite information, or the camera information you output a control display signal indicating whether based on the lateral position and the satellite information of the vehicle using the lateral position of the vehicle was to determine the lateral position of the vehicle based on.
本発明に係る車両操舵制御装置によれば、路面上の走行レーンの境界線が確認できない場合であってもレーン走行支援が可能となる。 According to the vehicle steering control device of the present invention, it is possible to support lane travel even when the boundary line of the travel lane on the road surface cannot be confirmed.
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
以下、本発明に係る車両操舵制御装置の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明に係る車両操舵制御装置を搭載した車両１の全体構成を示すブロック図である。なお、図１においては、主として操舵系を示しており駆動系などは省略している。
<Embodiment>
<Device configuration>
Hereinafter, an embodiment of a vehicle steering control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a vehicle 1 equipped with a vehicle steering control device according to the present invention. In FIG. 1, a steering system is mainly shown, and a drive system and the like are omitted.
図１に示すように車両１は、前輪の２つのタイヤ２を操作するハンドル３に操舵モータ／ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４が取り付けられており、車両操舵制御装置９からの制御信号に基づいて、操舵モータ／ＥＣＵ４がハンドル３を自動操舵とする構成となっている。
As shown in FIG. 1, a vehicle 1 has a steering motor / ECU (Electronic Control Unit) 4 attached to a
車両操舵制御装置９は、ＡＤＡＳ（Advanced Driving Assistance Systems）−ＥＣＵとも呼称され、地図情報記憶装置１１に記憶された地図情報と、車両の前方を撮像する前方カメラ５から得られる走行レーンの境界線情報およびアンテナ／受信機７を介して複数の測位衛星６から受信した測位衛星信号に基づいて得られた現在位置情報とに基づいて、走行レーンから逸脱しない目標操舵角を演算して操舵モータ／ＥＣＵ４に入力する。
The vehicle
各タイヤ２には車速センサ８が設けられており、タイヤ２の回転数を計測して車速を計算し、車両操舵制御装置９に与える。
Each
車両操舵制御装置９に接続された表示装置１０は、現在の自動操舵システムがどのような情報に基づいて制御されているかを表示しドライバに報知する。
The
前方カメラ５は、車両の前方を撮像して得られる走行レーンの境界線情報を、その信頼度とともにカメラ情報（CAM_Info）として出力する。すなわち、走行レーンの境界線、例えば道路の白線が雪、雨、砂および泥等で覆われて隠れている場合および経年変化によって道路の白線の塗料の一部が摩耗してかすれている場合等には、境界線情報の信頼度を低い値として出力し、走行レーンがはっきりと確認できる場合は境界線情報の信頼度を高い値として出力する。
The
道路の白線の検出方法としては、デジタルカメラ等で前方を撮像して得られる映像信号から自車の前方のカメラ画像を取得し、２値化画像処理およびエッジ検出処理を行い、ハフ変換等により自車の左右の白線を検出し、自車に対する左右の白線の相対位置を求めて、これを境界線情報とすることが一般的である。なお、道路の白線を検出する方法には、特徴的な形状を抽出するパターンマッチングを用いる方法も挙げられるが、どのような方法を用いて白線を検出しても良い。 As a method for detecting a white line on a road, a camera image in front of the host vehicle is acquired from a video signal obtained by imaging the front with a digital camera or the like, and binarized image processing and edge detection processing are performed. In general, the left and right white lines of the own vehicle are detected, the relative positions of the left and right white lines with respect to the own vehicle are obtained, and this is used as boundary line information. As a method for detecting a white line on a road, a method using pattern matching for extracting a characteristic shape may be used, but any method may be used to detect a white line.
そして、白線の検出の有無を指標として境界線情報の信頼度を設定する。例えば、白線を検出できなかった場合には、その結果を蓄積し、境界線情報の信頼度の設定に用いる。すなわち、前方カメラ５による撮像は所定の間隔で繰り返して行われ、撮像ごとに白線検出の有無を判定する。従って、白線を検出できなかった回数に撮像間隔を乗ずることで、白線を検出できない時間を算出することができる。例えば、数秒以上に渡って白線を検出できない場合は、雪、雨、砂および泥等で覆われているものと判定して、境界線情報の信頼度を低レベルとして出力する。また、例えば、不定期に白線を検出できる場合は、白線がかすれているものと判定して、境界線情報の信頼度を中レベルとして出力する。一方、白線を検出でき、その状態が連続する場合には、境界線情報の信頼度を高レベルとして出力する。なお、境界線情報の信頼度は数値として規定し、例えば、低レベルの信頼度としては、０〜２０％の数値範囲で規定し、高レベルの信頼度としては８０〜１００％の数値範囲で規定し、両レベルの間の数値範囲で中レベルの信頼度を規定する。なお、これら数値範囲は一例であり、数値範囲は任意に設定することができる。
Then, the reliability of the boundary line information is set using the presence / absence of white line detection as an index. For example, when a white line cannot be detected, the result is accumulated and used to set the reliability of the boundary line information. That is, imaging by the
上記のように前方カメラ５は、自車の前方を撮像するだけでなく、境界線情報を算出し、また、境界線情報の信頼度も判断するので、撮像装置としてのカメラと、カメラで得られた映像信号を処理する信号処理装置とを備えたカメラシステムと言うことができるが、撮像装置とは別に設けたＣＰＵ（Central Processing Unit）などで上述した信号処理を行い、その結果を車両操舵制御装置９に与える構成としても良い。また、上記信号処理装置を車両操舵制御装置９内に備え、車両操舵制御装置９には撮像装置としてのカメラから映像信号が入力される構成としても良い。その場合、信号処理装置により映像信号に所定の信号処理を施すことで、境界線情報および境界線情報の信頼度を含むカメラ情報を生成して、車両操舵制御装置９で使用する。
As described above, the
また、前方カメラ５は単眼カメラを用いても良く、ステレオカメラを用いても良い。また、可視光カメラに限定されず、赤外線カメラを用いても良く、環境に合わせてカメラの種類を変更し、また、組み合わせて用いても良い。
Further, the
また、上記では走行レーンの境界線が道路白線で規定されるものとして説明したが、走行レーンの境界線は道路白線のような平面的な道路標識に加え、中央分離体、キャッツアイなどの道路鋲のような立体的な道路標識も存在する。そのような道路標識であっても、検出の有無を指標として境界線情報の信頼度を設定することができる。 In the above description, the boundary line of the driving lane is defined as a road white line, but the boundary line of the driving lane is a road such as a central separator, a cat's eye, in addition to a planar road sign such as a road white line. There is also a three-dimensional road sign like a kite. Even with such a road sign, the reliability of the boundary line information can be set using the presence or absence of detection as an index.
測位衛星６は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、準天頂衛星などの地球の周囲を飛行している複数の衛星であるが、便宜的に図１では１機のみを示している。 The positioning satellite 6 is a plurality of satellites flying around the earth, such as a GNSS (Global Navigation Satellite System) and a quasi-zenith satellite, but for convenience, only one aircraft is shown in FIG.
アンテナ／受信機７は、複数の測位衛星６からの衛星信号を受信し、自車の現在位置（自車位置）を演算し、車両操舵制御装置９に出力する。
The antenna / receiver 7 receives satellite signals from a plurality of positioning satellites 6, calculates the current position of the own vehicle (own vehicle position), and outputs it to the vehicle
車速センサ８は、図１では１輪のタイヤの回転数を計測して車速を計算するように示されているが、これに限定されるものではなく、４輪のタイヤの回転数の平均値、右側車輪の回転数の平均値、左側車輪の回転数の平均値により車速を計算しても良い。
Although the
表示装置１０は、車両操舵制御装置９から出力される制御表示信号（ContInfo）に基づいて、現在の自動操舵システムがカメラ情報により制御されているのか、測位衛星情報により制御されているのか、あるいはカメラ情報と測位衛星情報の両方により制御されているのかを表示する。
The
図２には、表示装置１０における表示の一例を示している。図２において、表示装置１０の表示画面１０１には、自動操舵であることを示す画像１０４が表示されると共に、現在の自動操舵システムがカメラ情報により制御されていることを示す画像１０２と、測位衛星情報により制御されていることを示す画像１０３とが表示されており、カメラ情報と測位衛星情報の両方により制御されていることをドライバに報知している。なお、表示装置１０は、車両１に搭載されるカーナビゲーション装置の表示装置を使用しても良いし、スマートフォン、モバイル端末などの携帯電子機器を車両操舵制御装置９にリンクさせて、当該携帯電子機器の表示装置を使用しても良い。このような表示装置１０に現在の自動操舵システムがどのような情報に基づいて制御されているかを表示することで、自動操舵システムに対する安心感をドライバへ付与することが可能となる。
FIG. 2 shows an example of display on the
次に、図３に示す機能ブロック図を用いて車両操舵制御装置９の構成について説明する。図３に示すように車両操舵制御装置９は、前方道路曲率特定部３１、衛星情報使用横位置演算部３２（第１の横位置演算部）、カメラ情報使用横位置演算部３３（第２の横位置演算部）、横位置決定部３４および目標操舵角演算部３５を備えている。
Next, the configuration of the vehicle
前方道路曲率特定部３１は、地図情報記憶装置１１から地図情報（Map_Info）を取得し、アンテナ／受信機７（図１）を介して測位衛星信号（GNSS_Signal）を取得する。そして、地図情報（Map_Info）に含まれる車線中心の緯度および経度の座標データ群と、測位衛星信号（GNSS_Signal）に基づいて得られる衛星測位の自車位置座標（緯度、経度）とを用いて、自車位置近傍の走行レーンの曲率（Curve）を特定する。なお、地図情報記憶装置１１は車両操舵制御装置９内に設けられても良い。
The forward road
すなわち、地図情報（Map_Info）には道路情報として、緯度および経度の座標データで定義される所定距離ごとの道路の曲がり具合を規定する道路曲率の情報が含まれている。従って、測位衛星信号（GNSS_Signal）によって現在の自車位置が判れば、地図情報（Map_Info）から現在の自車位置近傍における走行レーンの曲率（Curve）を特定することができる。 That is, the map information (Map_Info) includes road curvature information that defines the degree of road curvature for each predetermined distance defined by latitude and longitude coordinate data as road information. Therefore, if the current vehicle position is known from the positioning satellite signal (GNSS_Signal), the curvature (Curve) of the traveling lane in the vicinity of the current vehicle position can be specified from the map information (Map_Info).
衛星情報使用横位置演算部３２は、地図情報記憶装置１１から地図情報（Map_Info）を取得し、アンテナ／受信機７を介して測位衛星信号（GNSS_Signal）を取得する。そして、地図情報（Map_Info）に含まれる車線中心の緯度および経度の座標データ群と、測位衛星信号（GNSS_Signal）に基づいて得られる自車位置座標（緯度、経度）とを用いて、自車と車線中心との横方向の距離を演算して衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）とする。
The satellite information use lateral
例えば、衛星情報使用横位置演算部３２は、車両の横位置の演算において前方注視点モデルを用いる。前方注視点モデルは、自車を目標走行経路に沿って走行させるための目標操舵角を演算する手法として用いられ、ドライバが注視していると想定される車両前方に注視点（前方注視点）を設定し、所定の時間後の自車位置に対する前方注視点と地図情報（Map_Info）に基づいて予め設定された目標走行経路との横方向の距離である横位置を演算する。測位衛星信号（GNSS_Signal）に基づいて所定の時間後の自車位置座標（緯度、経度）が推定され、地図情報に基づく目標走行経路における車線中心からの所定の時間後の座標（緯度、経度）を比較することで、自車が目標走行経路の車線中心からどの程度離れているかを演算して車両の横位置とする。これを、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）と呼称する。なお、前方注視点モデルにおける横位置の算出方法は公知であり、例えば、特許第６０８０９９８号公報に開示されている。
For example, the satellite information use lateral
カメラ情報使用横位置演算部３３は、前方カメラ５から出力されるカメラ情報（CAM_Info）を取得し、カメラ情報（CAM_Info）に含まれる走行レーンの境界線情報を用いて車線中心に対する車両の横方向のずれを演算して車両の横位置とする。
The camera information use lateral
すなわち、前方カメラ５は、自車の前方のカメラ画像から自車の左右の白線を検出し、自車に対する左右の白線の相対位置を求めて境界線情報として出力するので、カメラ情報使用横位置演算部３３は境界線間の中央（道路幅の１／２にあたる部分）を目標走行ラインとして設定する。そして、道路の境界線から走行レーン内での自車の走行位置を求め、目標走行ラインとの横方向の差分を演算して車両の横位置とする。これを、カメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）と呼称する。なお、カメラで撮像した画像に基づいて車両の横位置を算出する方法は公知であり、例えば、特許第６０７６３９４号公報に開示されている。
That is, the
横位置決定部３４は、衛星情報使用横位置演算部３２から出力される衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）、カメラ情報使用横位置演算部３３から出力されるカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）を取得し、前方カメラ５から出力されるカメラ情報（CAM_Info）に含まれる走行レーンの境界線情報の信頼度に基づいて、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）およびカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）の一方、または両方を用いて自車の横位置（Lat_Pos）を決定する。
The lateral
すなわち、カメラ情報（CAM_Info）に含まれる走行レーンの境界線情報の信頼度が高い場合は、カメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）を選択して自車の横位置（Lat_Pos）として出力し、境界線情報の信頼度が低い場合は、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）を選択して自車の横位置（Lat_Pos）として出力する。 That is, when the reliability of the lane boundary information included in the camera information (CAM_Info) is high, the lateral position (Lat_CAM) of the vehicle based on the camera information is selected and output as the lateral position (Lat_Pos) of the host vehicle. When the reliability of the boundary line information is low, the lateral position (Lat_GNSS) of the vehicle based on the satellite information is selected and output as the lateral position (Lat_Pos) of the own vehicle.
例えば、境界線情報の信頼度の判定に高低２つのしきい値を予め設定し、境界線情報の信頼度が、高い方のしきい値を超える場合は境界線情報の信頼度が高いと判定し、低い方のしきい値に満たない場合は境界線情報の信頼度が低いと判定する。 For example, two threshold values are set in advance to determine the reliability of the boundary information, and if the reliability of the boundary information exceeds the higher threshold, it is determined that the reliability of the boundary information is high. If the lower threshold value is not reached, it is determined that the reliability of the boundary line information is low.
このように、しきい値に比較して高いか低いかによって、境界線情報の信頼度の高低を判定し、境界線情報の信頼度が比較的高い場合には、カメラ情報に基づく車両の横位置を自車の横位置として決定し、境界線情報の信頼度が比較的低い場合には、衛星情報に基づく車両の横位置を自車の横位置として決定するので、走行レーンの境界線の状態に関係なく、レーン走行支援を継続することができる。 As described above, the reliability of the boundary line information is determined based on whether it is higher or lower than the threshold value, and when the reliability of the boundary line information is relatively high, the side of the vehicle based on the camera information is determined. If the position is determined as the lateral position of the host vehicle and the reliability of the boundary information is relatively low, the lateral position of the vehicle based on the satellite information is determined as the lateral position of the host vehicle. Regardless of the state, lane driving support can be continued.
また、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）およびカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）の両方を用いて自車の横位置（Lat_Pos）を決定する場合とは、境界線情報の信頼度が、上述した高低２つのしきい値の間にあるような場合であり、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）とカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）に、それぞれ信頼度に応じた割合を乗算してから足し合わせる演算により算出した値を自車の横位置（Lat_Pos）とする。 In addition, when the vehicle's lateral position (Lat_Pos) is determined using both the lateral position of the vehicle based on satellite information (Lat_GNSS) and the lateral position of the vehicle based on camera information (Lat_CAM), This is a case where the degree is between the two thresholds described above. The vehicle lateral position based on satellite information (Lat_GNSS) and the vehicle lateral position based on camera information (Lat_CAM) The value calculated by adding the corresponding ratios and then adding them is taken as the lateral position (Lat_Pos) of the host vehicle.
例えば、信頼度が６０％で上述した高低２つのしきい値の間にある場合、カメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）の値に０．６を乗算し、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）の値に０．４を乗算し、それぞれの乗算結果を加算した値を自車の横位置（Lat_Pos）として出力する。 For example, when the reliability is between 60% and the above two threshold values, the vehicle lateral position (Lat_CAM) value based on the camera information is multiplied by 0.6, and the vehicle lateral position based on the satellite information is multiplied. The position (Lat_GNSS) value is multiplied by 0.4, and the value obtained by adding the multiplication results is output as the lateral position (Lat_Pos) of the host vehicle.
このように、信頼度の数値に相当する係数Ｘ（第１の係数）をカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）の値に乗算した第１の値と、係数Ｘの補数である係数（１−Ｘ）を第２の係数として衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）の値に乗算した第２の値とを加算することで、信頼度をより細かく考慮した自車の横位置（Lat_Pos）を得ることができる。 In this way, the first value obtained by multiplying the value of the lateral position (Lat_CAM) of the vehicle based on the camera information by the coefficient X (first coefficient) corresponding to the numerical value of the reliability, and a coefficient that is a complement of the coefficient X ( 1-X) is added as a second coefficient to the vehicle lateral position (Lat_GNSS) value based on the satellite information and added to the second value, so that the lateral position ( Lat_Pos).
また、横位置決定部３４は、自車の横位置（Lat_Pos）を決定した際に、カメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）を選択したのか、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）を選択したのか、あるいは両方を用いて自車の横位置（Lat_Pos）を決定したのかを制御表示信号（ContInfo）として出力し、表示装置１０に入力する。
In addition, when the lateral
これにより、現在の自動操舵システムがカメラ情報により制御されているのか、測位衛星情報により制御されているのか、あるいはカメラ情報と測位衛星情報の両方により制御されているのかをドライバに報知することができる。 Thus, it is possible to notify the driver whether the current automatic steering system is controlled by camera information, controlled by positioning satellite information, or controlled by both camera information and positioning satellite information. it can.
目標操舵角演算部３５は、前方道路曲率特定部３１から走行レーンの曲率（Curve）を取得し、横位置決定部３４から車線中心に対する自車の横位置（Lat_Pos）を取得し、目標操舵角（StrCont）を演算して出力する。目標操舵角（StrCont）は、車両操舵制御装置９の出力として操舵モータ／ＥＣＵ４に入力される。
The target steering
操舵モータ／ＥＣＵ４は、入力された目標操舵角（StrCont）に基づいて、ハンドル３の回転を制御することで、自車が走行レーンから逸脱せず、走行レーンに沿った操舵制御を実現する。
The steering motor / ECU 4 controls the rotation of the
以上説明した車両操舵制御装置９の各部はコンピュータを用いて構成することができ、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。すなわち、図３に示した車両操舵制御装置９は、例えば図４に示す処理回路１００により実現される。処理回路１００には、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサが適用され、記憶装置に格納されるプログラムを実行することで各部の機能が実現される。
Each unit of the vehicle
なお、処理回路１００には、専用のハードウェアが適用されても良い。処理回路１００が専用のハードウェアである場合、処理回路１０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。
Note that dedicated hardware may be applied to the
また、図５には、図３に示した車両操舵制御装置９がプロセッサを用いて構成されている場合におけるハードウェア構成を示している。この場合、車両操舵制御装置９の各部の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ１１２に格納される。処理回路１００として機能するプロセッサ１１１は、メモリ１１２（記憶装置）に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
FIG. 5 shows a hardware configuration when the vehicle
＜動作＞
次に、図６に示すフローチャートを用いて車両操舵制御装置９における車両操舵制御方法について説明する。
<Operation>
Next, a vehicle steering control method in the vehicle
車両または車載システムを起動し、車両操舵制御装置９を作動させると動作フローの適用が開始され、まず、前方道路曲率特定部３１が地図情報記憶装置１１から地図情報（Map_Info）を取得し、アンテナ／受信機７（図１）を介して測位衛星信号（GNSS_Signal）を取得する。そして、地図情報（Map_Info）に含まれる車線中心の緯度および経度の座標データ群と、測位衛星信号（GNSS_Signal）に基づいて得られる自車位置座標（緯度、経度）とを用いて、自車位置近傍の走行レーンの曲率（Curve）を特定する（ステップＳ１０１）。
When the vehicle or the in-vehicle system is activated and the vehicle
次に、衛星情報使用横位置演算部３２が地図情報記憶装置１１から地図情報（Map_Info）を取得し、アンテナ／受信機７を介して測位衛星信号（GNSS_Signal）を取得する。そして、地図情報（Map_Info）に含まれる車線中心の緯度および経度の座標データ群と、測位衛星信号（GNSS_Signal）に基づいて得られる自車位置座標（緯度、経度）とを用いて、自車と車線中心との横方向の距離を演算して衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）を得る（ステップＳ１０２）。
Next, the satellite information use lateral
次に、カメラ情報使用横位置演算部３３が、前方カメラ５から出力されるカメラ情報（CAM_Info）を取得し、カメラ情報（CAM_Info）に含まれる走行レーンの境界線情報を用いて、車線中心に対する車両の横方向のずれを演算して車両の横位置（Lat_CAM）とする（ステップＳ１０３）。
Next, the camera information use lateral
なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理は、順序を入れ替えて実行しても良く、同時に実行しても良い。 Note that the processes of steps S101 to S103 may be executed in a different order or may be executed simultaneously.
次に、横位置決定部３４は、衛星情報使用横位置演算部３２から出力される衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）、カメラ情報使用横位置演算部３３から出力されるカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）を取得し、前方カメラ５から出力されるカメラ情報（CAM_Info）に含まれる走行レーンの境界線情報の信頼度に基づいて、衛星情報に基づく車両の横位置（Lat_GNSS）およびカメラ情報に基づく車両の横位置（Lat_CAM）の一方、または両方を用いて自車の横位置（Lat_Pos）を決定する（ステップＳ１０４）。
Next, the lateral
次に、目標操舵角演算部３５が、前方道路曲率特定部３１から走行レーンの曲率（Curve）を取得し、横位置決定部３４から車線中心に対する自車の横位置（Lat_Pos）を取得し、目標操舵角（StrCont）を演算する（ステップＳ１０５）。
Next, the target steering
なお、目標操舵角（StrCont）は、以下の数式（１）を用いた演算により求めることができる。 The target steering angle (StrCont) can be obtained by calculation using the following formula (1).
StrCont[deg]＝Ｋ１[deg/m]・Lat_Pos[m]＋Ｋ２[deg・m]・Curve[1/m]・・・（１）
上記数式（１）において、Ｋ１およびＫ２は重み付けのパラメータである制御ゲインであるが、固定値に限定されるものではなく、走行状況に応じて可変としても良い。
StrCont [deg] = K1 [deg / m] · Lat_Pos [m] + K2 [deg · m] · Curve [1 / m] (1)
In the above formula (1), K1 and K2 are control gains that are weighting parameters, but are not limited to fixed values, and may be variable according to the driving situation.
すなわち、目標操舵角とは車両のハンドルを右または左にどの程度の量、速さで回すかを表す値であり、制御ゲインＫ１、Ｋ２を可変とすることで、ある走行状況ではハンドルを大きくゆっくりと回すようにし、異なる状況ではハンドルを小さく素早く回すように調整することができる。 In other words, the target steering angle is a value indicating how much the vehicle steering wheel is turned to the right or left and at a speed, and by making the control gains K1 and K2 variable, the steering wheel is increased in certain driving situations. It can be adjusted to turn slowly and to turn the handle small and quickly in different situations.
目標操舵角演算部３５で演算された目標操舵角（StrCont）は、車両操舵制御装置９の出力として操舵モータ／ＥＣＵ４に入力され、操舵モータ／ＥＣＵ４においてパワーステアリング制御量に加えられることで、操舵制御が実施される（ステップＳ１０６）。
The target steering angle (StrCont) calculated by the target steering
以上説明したように、本発明に係る車両操舵制御装置の実施の形態では、積雪等によって路面上の走行レーンの境界線が見えない場合および経年変化によって走行レーンの境界線がかすれている場合には、測位衛星情報を使用して得られた自車の横位置に基づいて目標操舵角を算出するので、走行レーンの境界線の状態に関係なく、レーン走行支援を継続することができる。 As described above, in the embodiment of the vehicle steering control device according to the present invention, when the boundary line of the traveling lane on the road surface is not visible due to snow or the like, and when the boundary line of the traveling lane is blurred due to secular change Since the target steering angle is calculated based on the lateral position of the host vehicle obtained using the positioning satellite information, the lane travel support can be continued regardless of the state of the boundary line of the travel lane.
また、境界線情報の信頼度に従って、衛星情報に基づく車両の横位置およびカメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて自車の横位置を決定するので、自車の横位置の信頼性を高めることができる。 Further, according to the reliability of the boundary line information, the lateral position of the own vehicle is determined using at least one of the lateral position of the vehicle based on the satellite information and the lateral position of the vehicle based on the camera information. Can improve the reliability.
また、境界線情報の信頼度は、走行レーンの境界線の検出の有無を指標として設定するので、自車の横位置の決定に際して実効的な判断要素となる。 Further, the reliability of the boundary line information is set as an index based on whether or not the boundary line of the driving lane is detected, and thus becomes an effective determination factor when determining the lateral position of the vehicle.
なお、本実施の形態においては、地図情報（Map_Info）には道路情報として、緯度および経度の座標データで定義される所定距離ごとの道路の曲がり具合を規定する道路曲率の情報が含まれているものと説明したが、地図情報に含まれる自車位置周辺の道路の緯度および経度の座標データを曲線状に近似し、その曲線の曲率を用いることとすれば所定距離ごとの道路の曲がり具合を規定する道路曲率の情報が地図情報に含まれていなくても良い。 In the present embodiment, the map information (Map_Info) includes road curvature information that defines the degree of road curvature for each predetermined distance defined by latitude and longitude coordinate data as road information. As explained above, if the coordinate data of the latitude and longitude of the road around the vehicle position included in the map information is approximated in a curved line and the curvature of the curved line is used, the degree of bending of the road for each predetermined distance can be expressed. Information on the road curvature to be defined may not be included in the map information.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
９ 車両操舵制御装置、３１ 前方道路曲率特定部、３２ 衛星情報使用横位置演算部、３３ カメラ情報使用横位置演算部、３４ 横位置決定部、３５ 目標操舵角演算部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
衛星測位により検出された自車位置と、地図情報に基づいて前記自車位置における走行レーンの曲率を特定する道路曲率特定部と、
前記自車位置と前記地図情報とに基づいて前記走行レーン内での衛星情報に基づく車両の横位置を演算する第１の横位置演算部と、
前記車両の前方のカメラ画像から得られる前記走行レーンの境界線情報を含むカメラ情報を取得し、前記境界線情報を用いて前記走行レーン内でのカメラ情報に基づく車両の横位置を演算する第２の横位置演算部と、
前記衛星情報に基づく車両の横位置および前記カメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて自車の横位置を決定する横位置決定部と、
前記道路曲率特定部で特定された前記自車位置における前記走行レーンの曲率と、前記横位置決定部で決定された前記自車の横位置とに基づいて目標操舵角を演算する、目標操舵角演算部と、を備え、
前記横位置決定部は、
前記自車の横位置として、前記カメラ情報に基づく車両の横位置を選択したのか、前記衛星情報に基づく車両の横位置を選択したのか、あるいは前記カメラ情報に基づく車両の横位置および前記衛星情報に基づく車両の横位置を用いて前記自車の横位置を決定したのかを示す制御表示信号を出力する、車両操舵制御装置。 A vehicle steering control device mounted on a vehicle,
A vehicle curvature position detected by satellite positioning, and a road curvature identifying unit that identifies a curvature of a traveling lane at the vehicle position based on map information;
A first lateral position calculation unit that calculates a lateral position of the vehicle based on satellite information in the travel lane based on the vehicle position and the map information;
Camera information including boundary information of the travel lane obtained from a camera image in front of the vehicle is acquired, and a lateral position of the vehicle based on the camera information in the travel lane is calculated using the boundary information. 2 lateral position calculation units;
A lateral position determination unit that determines the lateral position of the vehicle using at least one of the lateral position of the vehicle based on the satellite information and the lateral position of the vehicle based on the camera information;
A target steering angle that calculates a target steering angle based on the curvature of the travel lane at the vehicle position specified by the road curvature specifying unit and the lateral position of the vehicle determined by the lateral position determination unit. a calculation unit, the Bei example,
The lateral position determination unit
Whether the lateral position of the vehicle based on the camera information is selected as the lateral position of the host vehicle, the lateral position of the vehicle based on the satellite information is selected, or the lateral position of the vehicle based on the camera information and the satellite information wherein you output a control display signal indicating whether to determine the lateral position of the vehicle, the vehicle steering control apparatus using a lateral position of the vehicle based on.
前記横位置決定部は、
前記カメラ情報に含まれる前記境界線情報の信頼度に従って、前記衛星情報に基づく車両の横位置および前記カメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて前記自車の横位置を決定する、請求項１記載の車両操舵制御装置。 The camera information includes the reliability of the boundary information,
The lateral position determination unit
According to the reliability of the boundary information included in the camera information, the lateral position of the host vehicle is determined using at least one of the lateral position of the vehicle based on the satellite information and the lateral position of the vehicle based on the camera information. The vehicle steering control device according to claim 1.
前記カメラ情報に含まれる前記境界線情報の信頼度が比較的高い場合には、前記カメラ情報に基づく車両の横位置を前記自車の横位置として決定し、
前記カメラ情報に含まれる前記境界線情報の信頼度が比較的低い場合には、前記衛星情報に基づく車両の横位置を前記自車の横位置として決定する、請求項２記載の車両操舵制御装置。 The lateral position determination unit
When the reliability of the boundary information included in the camera information is relatively high, the lateral position of the vehicle based on the camera information is determined as the lateral position of the host vehicle,
The vehicle steering control device according to claim 2, wherein when the reliability of the boundary line information included in the camera information is relatively low, a lateral position of the vehicle based on the satellite information is determined as a lateral position of the host vehicle. .
前記横位置決定部は、
前記カメラ情報に含まれる前記境界線情報の信頼度が予め定めた数値範囲内にある場合には、
前記カメラ情報に基づく車両の横位置の値に前記信頼度の数値に相当し、１を最大とする第１の係数を乗算した第１の値と、前記衛星情報に基づく車両の横位置の値に第１の係数の補数である第２の係数を乗算した第２の値とを加算した値を前記自車の横位置として決定する、請求項２記載の車両操舵制御装置。 The reliability of the boundary information is defined by a numerical value,
The lateral position determination unit
When the reliability of the boundary line information included in the camera information is within a predetermined numerical range,
A first value obtained by multiplying a value of the lateral position of the vehicle based on the camera information by a first coefficient corresponding to the reliability value and maximizing 1, and a lateral position value of the vehicle based on the satellite information The vehicle steering control device according to claim 2, wherein a value obtained by adding a second value obtained by multiplying a second coefficient that is a complement of the first coefficient to the vehicle is determined as a lateral position of the host vehicle.
（ａ）衛星測位により検出された自車位置と、地図情報に基づいて前記自車位置における走行レーンの曲率を特定するステップと、
（ｂ）前記自車位置と前記地図情報とに基づいて前記走行レーン内での衛星情報に基づく車両の横位置を演算するステップと、
（ｃ）前記車両の前方のカメラ画像から得られる前記走行レーンの境界線情報と、前記境界線情報の信頼度とを含むカメラ情報を取得し、前記境界線情報を用いて前記走行レーン内でのカメラ情報に基づく車両の横位置を演算するステップと、
（ｄ）前記衛星情報に基づく車両の横位置および前記カメラ情報に基づく車両の横位置のうち、少なくとも一方を用いて自車の横位置を決定するステップと、
（ｅ）前記自車位置おける前記走行レーンの曲率と、前記自車の横位置とに基づいて目標操舵角を演算するステップと、
（ｆ）前記目標操舵角に基づいて操舵制御を実施するステップと、を備え、
前記ステップ（ｄ）は、
前記自車の横位置として、前記カメラ情報に基づく車両の横位置を選択したのか、前記衛星情報に基づく車両の横位置を選択したのか、あるいは前記カメラ情報に基づく車両の横位置および前記衛星情報に基づく車両の横位置を用いて前記自車の横位置を決定したのかを示す制御表示信号を出力するステップを含む、車両の操舵制御方法。 A vehicle steering control method comprising:
(A) identifying the vehicle position detected by satellite positioning and the curvature of the travel lane at the vehicle position based on map information;
(B) calculating a lateral position of the vehicle based on satellite information in the travel lane based on the own vehicle position and the map information;
(C) acquiring camera information including boundary information of the travel lane obtained from a camera image in front of the vehicle and reliability of the boundary information, and using the boundary information in the travel lane Calculating the lateral position of the vehicle based on the camera information of
(D) determining a lateral position of the host vehicle using at least one of a lateral position of the vehicle based on the satellite information and a lateral position of the vehicle based on the camera information;
(E) calculating a target steering angle based on the curvature of the travel lane at the vehicle position and the lateral position of the vehicle;
(F) performing a steering control based on the target steering angle ,
The step (d)
Whether the lateral position of the vehicle based on the camera information is selected as the lateral position of the host vehicle, the lateral position of the vehicle based on the satellite information is selected, or the lateral position of the vehicle based on the camera information and the satellite information A vehicle steering control method including a step of outputting a control display signal indicating whether the lateral position of the host vehicle has been determined using the lateral position of the vehicle based on the above.
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