JP6720783B2 - 車両のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置 - Google Patents
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Description
車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量を算出する。
算出された前記最大横移動量が大きいほど、レーン逸脱と判定されやすいレーン逸脱閾値を設定する。
走行中において逸脱方向の白線から自車両の中心までの距離である自車両の横位置情報が、レーン逸脱閾値以下になるとレーン逸脱と判定する。
最大横移動量を算出するとき、自車両が最大ヨーレートにより走行状態から制動状態へと移行して停車すると想定し、想定最大ヨーレートベースでの自車両の横移動量により算出する。
実施例1におけるレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置は、自動運転モードにより自車両を走行させる走行制御、自動運転走行中にレーン逸脱との判定により自車両を停止させる制動制御を実行する自動運転車両に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「全体システム構成」、「レーン逸脱判定による自動運転制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置が適用された自動運転車両の自動運転システムを示すブロック構成図である。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
図2は、実施例1のコントロールユニット5にて実行される車速・ヨーレートを考慮したレーン逸脱判定を有する自動運転制御処理の流れを示す。以下、自動運転制御処理構成をあらわす図2の各ステップについて説明する。なお、この自動運転制御処理は「自動運転モード」の選択により開始される。
ここで、「車両パラメータ」とは、車両横幅W、車両回転中心〜車両前端隅部の長さLd、車速と停止距離のプロファイルのことをいう。
ここで、「各種物理量」とは、車速V、横位置、想定最大ヨーレートγ、ヨー角φ(ヨーレートγから導出)のことをいう。
ここで、車両横移動量y1の算出は、
y1=(VΔt)・sinφ …(1)
の式を用いる。
ここで、車体横変位量y2の算出は、
y2=Ld・sin(φ+θ) …(2)
の式を用いる。なお、「θ」は、車両前後方向中心線上から車両前隅部の車両前後方向に対する見開き角である。
ここで、横移動量ysの算出は、
ys=ΔDs・sinφ …(3)
の式を用いる。なお、「ΔDs」は、Δt後に自車両に制動をかけた際に、発生せざるを得ない最小制動距離である。
ここで、レーン逸脱閾値y*の算出は、
y*=y1+y2+ys …(4)
の式を用いる。
ここで、自車両の中心に対する白線までの距離としては、自動運転モードでの走行により車線幅Tのセンタ位置を維持しながら自車両が走行していることを想定して距離T/2で与えている。
ここで、ステップS8で用いられる
{(VΔt)・sinφ+Ld・sin(φ+θ)+ΔDs・sinφ}<T/2 …(5)
の関係式のうち、上記(1)〜(4)式により得られる左辺は、自車両に発生し得る最大横移動量を用いて設定されたレーン逸脱閾値y*である。
実施例1の作用を、「レーン逸脱判定による自動運転制御処理作用」、「レーン逸脱閾値の設定作用」、「レーン逸脱判定の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図2のフローチャートに基づき、レーン逸脱判定による自動運転制御処理作用を説明する。
実施例1において、自動運転モードでの走行中、モード継続/モード停止を決めるレーン逸脱判定で用いられるレーン逸脱閾値y*の設定作用を、図3〜図6に基づいて説明する。
1.Δy1:Δtの間にΔDを走行する際、発生したヨー角φで生じる車両並進成分の横移動量(Δy1:車両横移動量)
2.Δy2:Δtの間にΔDを走行する際、発生したヨー角φで生じる車両回転成分の横移動量(Δy2:車体横変位量)
3.Δys:t=Δtを経過した後の制動で生じる最小制動移動距離ΔDsの自車両における横移動量(Δys:横移動量)
これらの車両横移動量Δy1、車体横変位量Δy2、横移動量Δysを用いると、最大横移動量Δy*は、
Δy*=Δy1+Δy2+Δys …(4’)
と書ける。
Δy1=ΔD・sinφ …(1’)
と導かれる。尚、この車両横移動量Δy1は、車両を剛体として扱った際の並進移動量なので、図5から明らかなように、t=0〜t=Δtの間における車両回転中心O〜O’の横移動量とも合致する。
Δy2=Ld・sin(φ+θ)−W/2 …(2’)
という関係式が成立する。
Δys=ΔDs・sinφ …(3’)
と導かれる。
Δy*+W/2<T/2 …(5’)
の関係式が成立していれば、走行レーン逸脱しないと考えられる。上記(5’)の関係式に上記(4’)の式を代入すると、
Δy1+Δy2+Δys+W/2<T/2 …(5’-1)
になる。さらに、(5’-1)の関係式に、上記(1’),(2’),(3’)の各式を代入すると、
{(ΔD)・sinφ+Ld・sin(φ+θ)−W/2+ΔDs・sinφ}+W/2<T/2…(5’-2)
になる。さらに、関係式(5’-2)の左辺を整理し、ΔD=VΔtとすると、
{(VΔt)・sinφ+Ld・sin(φ+θ)+ΔDs・sinφ}<T/2 …(5’-3)
の式になる。
実施例1では、車両のレーン逸脱判定方法において、車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量Δy*を算出し、算出された最大横移動量Δy*を用いてレーン逸脱閾値y*を設定する。走行中の自車両の横位置情報が、レーン逸脱閾値y*以下になるとレーン逸脱と判定する。
実施例1における車両のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量Δy*を算出する(図2のS3〜S5)。
算出された最大横移動量Δy*を用いてレーン逸脱閾値y*を設定する(図2のS6)。
走行中の自車両の横位置情報が、レーン逸脱閾値y*以下になるとレーン逸脱と判定する(図2のS8)。
このため、自車両の走行中、レーン逸脱対応の余裕時間が適切になるレーン逸脱判定を実現する車両のレーン逸脱判定方法を提供することができる。
このため、(1)の効果に加え、レーン逸脱の判定に際し、乗員に対し不安やストレスを与えない車両を実現することができる。
このため、(2)の効果に加え、自動運転モードによる走行中にレーン逸脱し得ると判定されたとき、走行レーン内に留まる位置に自車両を自動停止させることができる。
このため、(3)の効果に加え、個別に算出した横移動量Δy1と横変位量Δy2と横移動量Δysを加算して最大横移動量Δy*を算出することで、最大横移動量Δy*を精度よく算出することができる。
最大横移動量算出部54は、車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量Δy*を算出する。
レーン逸脱閾値設定部55は、算出された最大横移動量Δy*を用いてレーン逸脱閾値y*を設定する。
レーン逸脱判定部57は、走行中の自車両の横位置情報が、レーン逸脱閾値y*以下になるとレーン逸脱と判定する(図1)。
このため、自車両の走行中、レーン逸脱対応の余裕時間が適切になるレーン逸脱判定を実現する車両のレーン逸脱判定装置を提供することができる。
実施例2におけるレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置は、実施例1と同様に、自動運転モードにより自車両を走行させる走行制御、自動運転走行中にレーン逸脱との判定により自車両を停止させる制動制御を実行する自動運転車両に適用したものである。以下、実施例2の構成を、「全体システム構成」、「レーン逸脱判定による自動運転制御処理構成」に分けて説明する。
図7は、実施例2のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置が適用された自動運転車両のシステム構成を示す全体システム構成図である。以下、図7に基づき、全体システム構成を説明する。
なお、自車速検出手段1、ヨーレート検出手段2、車線映像撮影手段3、物体検出手段4、車両制御手段6については、実施例1と同様の構成であるため説明を省略する。
図8は、実施例2のコントロールユニット5にて実行される車速・ヨーレートを考慮したレーン逸脱判定を有する自動運転制御処理の流れを示す。以下、自動運転制御処理構成をあらわす図8の各ステップについて説明する。なお、この自動運転制御処理は「自動運転モード」の選択により開始される。
ここで、「車両パラメータ」とは、車両横幅W、車両回転中心〜車両前端隅部の長さLd、車速と停止距離のプロファイルのことをいう。
ここで、「各種物理量」とは、車速V、横位置、想定最大ヨーレートγ、ヨー角φ(ヨーレートγから導出)、地図情報(車線幅、曲率等)のことをいう。
ここで、車両横移動量y1(t)の算出は、
y1(t)=∫V(t)・sinφdt …(21)
の式を用いる。
ここで、車体横変位量y2の算出は、
y2(t)=Ld・sin(φ+θ) …(22)
の式を用いる。なお、「θ」は、車両前後方向中心線上から車両前隅部の車両前後方向に対する見開き角である。
ここで、横移動量ys(t)の算出は、
ys(t)=Ds(V)・sinφ …(23)
の式を用いる。なお、「Ds(V)」は、t秒後に自車両に制動をかけた際に、発生せざるを得ない最小制動距離である。
ここで、レーン逸脱閾値y*(t)の算出は、
y*(t)=y1(t)+y2(t)+ys(t) …(24)
の式を用いる。
ここで、ステップS29で用いられる関係式のうち、左辺である
{∫V(t)・sinφdt+Ld・sin(φ+θ)+Ds(V)・sinφ}+Ta(t)+Tb(t)
は、自車両に発生し得る最大横移動量を用いたレーン逸脱閾値y*(t)に、自己位置推定誤差Ta(t)と白線検知誤差Tb(t)を加えることで最終的に設定されたレーン逸脱閾値y*である。
実施例2の作用を、「レーン逸脱判定による自動運転制御処理作用」、「レーン逸脱閾値の設定作用」、「レーン逸脱判定の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図8のフローチャートに基づき、レーン逸脱判定による自動運転制御処理作用を説明する。
(a) 自車両に発生し得る最大横移動量を用いたレーン逸脱閾値y*(t)に、自己位置推定誤差Ta(t)と白線検知誤差Tb(t)を加えてレーン逸脱閾値y*を設定する。
(b) レーン逸脱を判定するときの走行中の自車両の横位置情報を、現時点からt秒経過した後に自車両が存在すると推定される位置としている。
という点で実施例1と相違する。
実施例2において、自動運転モードでの走行中、モード継続/モード停止を決めるレーン逸脱判定で用いられるレーン逸脱閾値y*の設定作用を、図9及び図10に基づいて説明する。なお、実施例1との共通部分の説明は割愛する。
y*(t)+W/2<T(t)/2
⇔y1(t)+y2(t)+ys(t)+W/2<T(t)/2
⇔{∫V(t)・sinφdt+Ld・sin(φ+θ)−W/2+Ds(V)・sinφ}+W/2<T(t)/2
⇔{∫V(t)・sinφdt+Ld・sin(φ+θ)+Ds(V)・sinφ}<T(t)/2 …(31)
但し、実施例2においてマップマッチング機能により地図上の車線中央に車両中心線を合わせて自車両を制御しても、実世界の路面上では同様に自車両が車線中央に位置するとは限らない。これは、ロケータ7に基く自己位置情報と、車両センシング系から得られる画像をはじめとした検出情報にそれぞれ誤差を含みうるためであり、これらに対しては各々修正係数を設定することでレーン逸脱閾値判定の実路に則した精度向上を図ることが可能である。
{∫V(t)・sinφdt+Ld・sin(φ+θ)+Ds(V)・sinφ}+Ta(t)+Tb(t)<T(t)/2
…(32)
と書き換えることができる。
実施例2では、レーン逸脱判定指標としてのレーン逸脱閾値y*を、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量を用いたレーン逸脱閾値y*(t)に、車両センシング系における白線検知誤差Tb(t)をマージンとして加算して設定する。
実施例2における車両のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置にあっては、下記の効果が得られる。
このため、上記(1)〜(5)の効果に加え、レーン逸脱閾値y*を設定する際、車両センシング系における白線検知誤差Tb(t)をマージンとして加算することで、レーン逸脱対応の余裕時間をより確実に持たせたタイミングにてレーン逸脱を判定することができる。
このため、上記(1)〜(6)の効果に加え、レーン逸脱閾値y*を設定する際、ロケータ情報及び地図情報に基づいた自己位置推定誤差Ta(t)をマージンとして加算することで、自車両がレーン逸脱をするかしないかの判定を的確に実現することができる。
2 ヨーレート検出手段
3 車線映像撮影手段
4 物体検出手段
5 コントロールユニット
51 車線白線検出部
52 他車両検出部
53,53’ 状況判断部
54,54’ 最大横移動量算出部
55,55’ レーン逸脱閾値設定部
56 走行車線検出部
57 レーン逸脱判定部
6 車両制御手段
7 ロケータ
8 地図データベース
Claims (5)
- 走行中の自車両が走行レーンを逸脱するかどうかを判定する車両のレーン逸脱判定方法において、
車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量を算出し、
算出された前記最大横移動量が大きいほど、レーン逸脱と判定されやすいレーン逸脱閾値を設定し、
走行中において逸脱方向の白線から自車両の中心までの距離である自車両の横位置情報が、前記レーン逸脱閾値以下になるとレーン逸脱と判定し、
前記最大横移動量を算出するとき、自車両が最大ヨーレートにより走行状態から制動状態へと移行して停車すると想定し、想定最大ヨーレートベースでの自車両の横移動量により算出する
ことを特徴とする車両のレーン逸脱判定方法。 - 請求項1に記載された車両のレーン逸脱判定方法において、
前記最大横移動量を算出するとき、走行状態での車両並進成分による横移動量と、走行状態での車両回転成分による横変位量と、制動状態での最小制動距離による横移動量と、を個別に算出し、個別に算出した値を加算することで算出する
ことを特徴とする車両のレーン逸脱判定方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された車両のレーン逸脱判定方法において、
前記レーン逸脱閾値を設定するとき、走行中の自車両に発生し得る前記最大横移動量を用いた前記レーン逸脱閾値に、車両センシング系における白線検知誤差をマージンとして加算して設定する
ことを特徴とする車両のレーン逸脱判定方法。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載された車両のレーン逸脱判定方法において、
前記レーン逸脱閾値を設定するとき、走行中の自車両に発生し得る前記最大横移動量を用いた前記レーン逸脱閾値に、ロケータ情報及び地図情報に基づいた自己位置推定誤差をマージンとして加算して設定する
ことを特徴とする車両のレーン逸脱判定方法。 - 走行中の自車両が走行レーンを逸脱するかどうかを判定するコントローラを備える車両のレーン逸脱判定装置において、
前記コントローラは、
車速情報とヨーレート情報に基づいて、走行中の自車両に発生し得る最大横移動量を算出する最大横移動量算出部と、
算出された前記最大横移動量が大きいほど、レーン逸脱と判定されやすいレーン逸脱閾値を設定するレーン逸脱閾値設定部と、
走行中において逸脱方向の白線から自車両の中心までの距離である自車両の横位置情報が、前記レーン逸脱閾値以下になるとレーン逸脱と判定するレーン逸脱判定部と、
を有し、
前記最大横移動量を算出するとき、自車両が最大ヨーレートにより走行状態から制動状態へと移行して停車すると想定し、想定最大ヨーレートベースでの自車両の横移動量により算出する
ことを特徴とするレーン逸脱判定装置。
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JP2016170865A JP6720783B2 (ja) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | 車両のレーン逸脱判定方法とレーン逸脱判定装置 |
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