JP6871392B2 - 自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施例1の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置が適用された自動運転車両の自動運転システム構成を示す。以下、図1に基づき、自動運転システムの全体構成を説明する。
図2は、実施例1の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理のブロック図を示す。以下、図2に基づき、自動運転用認識判断プロセッサの詳細構成を説明する。
図3は、実施例1の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理の流れを示す。即ち、図3は、図2における自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理の流れを示す。図4Aは、中央線が無い一方通行ではない道路シーンの一例を示す。図4Bは、図4Aにおけるランドマーク情報の補間の一例を示す。図5Aは、交差点や丁字路の真ん中でランドマーク情報が切れる道路シーンの一例を示す。図5Bは、図5Bにおけるランドマーク情報の補間の一例を示す。図6は、第1目標経路又は第2目標経路を生成するための変数と関数を示す。図7は、生成した第1目標経路又は第2目標経路及び目標速度の格納方法の一例を示す。
「乗員有り」とは、ドライバ(運転手)でもパッセンジャー(乗客)でも、自車内に誰か1人でも居る場合のことである。「乗員無し」とは、ドライバ(運転手)でもパッセンジャー(乗客)でも、自車内に誰も居ない場合のことである。例えば、「乗員無し」の場合とは、ロボットタクシー(登録商標)で客を送迎に行く場合や、客を降ろした後、駐車場に戻る場合等である。このステップS12における乗員の有無は、実際上の乗員の有無を判別する。
・・・(1)
この時、式(1)において、wyLは左側の走路境界に対するマージン関数の重み、wyRは右側の走路境界に対するマージン関数の重み、wρは経路曲率関数、wsは経路終端地点に関する関数の重みをそれぞれ表す。これに車両モデルを組み合わせて、上記の評価関数Hの最少化問題を解く。なお、yL(s)、yR(s)、ρ(s)、fs(x,y,θ)は1階微分可能な関数で表現されるものとする。なお、上記の式(1)は、左カーブ路に限らず、右カーブ路やS字路や直進路等の道路にも適用することができる。
・・・(2)
この速度目標値を該当する速度情報νiに格納し、それをあらかじめ設定した最大縦G(最大前後G)であるGxmaxの範囲の中で連続して繋ぎ合わせる形で、各ノードの速度情報νiに格納し、各ノードに対する目標速度を算出する。ここで、「自車の横加速度制限及びヨーレイト制限」は、車種ごとに実験等により予め設定される。なお、最大縦Gも同様である。
実施例1の作用を、「自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理作用」と、「自動運転車両の目標経路生成の特徴作用」に分けて説明する。
以下、図3のフローチャートに基づいて、自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理作用を説明する。また、自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理動作を、図8に示す動作例に基づき説明する。
実施例1では、乗員の有無を判別する。乗員有りと判別したとき、第1目標経路を生成し、乗員無しと判別したとき、第2目標経路を生成する。これらの第1目標経路と第2目標経路で目標経路に違いを持たせる。ここで、通常、無人タクシーのような単独走行による有人運転と無人運転のモードが存在する自動運転システムの場合、左右境界に対して真ん中を走行する。また、通常、有人運転と無人運転で常に同じ経路を生成する。しかし、有人運転の場合は、乗員が経路に違和感を覚えることがある。これに対し、実施例1では、乗員有りの第1目標経路と乗員無しの第2目標経路で目標経路に違いを持たせる。このため、乗員有りのときは、乗員が違和感を覚えない目標経路を生成することが可能である。この結果、乗員の有無に対応して適切な目標経路が生成される。加えて、乗員の有無に対応して適切な目標経路が生成されることにより、乗員有りのときは乗員に合った走行が可能になり、乗員無しのときは乗員無しに合った走行が可能となる。
例えば、自車に対する障害物・道路境界に注目すると、特開2001-001787号公報に記載の加減速制御の抑制は、速度目標値に対する応答性を落とすことになる。このため、無人運転時、縦運動(前後G)に関しては結果的には安全方向に働くが、横運動(横G)に関しては考慮されていない。これに対し、実施例1では、カーブ路を走行する時の速度目標値は、予め設定した自車の横加速度制限及びヨーレイト制限の両方の制限を超えない速度に設定する。即ち、乗員の有無によって目標経路の曲率が異なっても、速度目標値は、自車の横加速度制限及びヨーレイト制限の両方の制限を超えない速度に設定される。従って、乗員の有無にかかわらず、カーブ旋回時に発生する車両運動の過大が抑えられる。
実施例1の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
この自動運転車両の目標経路生成方法において、乗員の有無を判別する。
乗員有りと判別したとき、第1目標経路を生成する。
乗員無しと判別したとき、第2目標経路を生成する。
第1目標経路と第2目標経路で目標経路に違いを持たせる。
このため、乗員の有無に対応して適切な目標経路を生成する自動運転車両の目標経路生成方法を提供することができる。
このため、(1)の効果に加え、乗員無しのときは、制御誤差等の理由により発生し得る走行車線逸脱に対する余裕代を最大限に確保する第2目標経路を生成することができる。
このため、(1)〜(2)の効果に加え、乗員有りのときは、ドライバが普段の運転で走行するような第1目標経路を生成することができる。
速度目標値は、予め設定した自車の横加速度制限及びヨーレイト制限の少なくとも一方の制限を超えない速度に設定する。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、乗員の有無にかかわらず、カーブ旋回時に発生する車両運動の過大を抑えることができる。
この自動運転車両の目標経路生成装置において、コントローラ(自動運転用認識判断プロセッサ3)は、乗員判別手段(乗員判別部51)と、を有する。また、コントローラ(自動運転用認識判断プロセッサ3)は、第1目標経路生成手段(第1重み設定部52、目標経路生成部54)と、第2目標経路生成手段(第2重み設定部53、目標経路生成部54)と、を有する。
乗員判別手段(乗員判別部51)は、乗員の有無を判別する。
第1目標経路生成手段(第1重み設定部52、目標経路生成部54)は、乗員判別手段(乗員判別部51)により乗員有りと判別したとき、第1目標経路を生成する。
第2目標経路生成手段(第2重み設定部53、目標経路生成部54)は、乗員判別手段(乗員判別部51)により乗員無しと判別したとき、第2目標経路を生成する。
第1目標経路生成手段(第1重み設定部52、目標経路生成部54)により生成した第1目標経路と第2目標経路生成手段(第2重み設定部53、目標経路生成部54)により生成した第2目標経路で目標経路に違いを持たせる。
このため、乗員の有無に対応して適切な目標経路を生成する自動運転車両の目標経路生成装置を提供することができる。
図9は、実施例2の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置が適用された自動運転車両の自動運転システム構成を示す。以下、図9に基づき、自動運転システムの全体構成を説明する。
乗員判別部51(乗員判別手段、乗員着座位置判別手段)は、着座センサ9の着座信号及び乗員の着座位置信号を入力する。この乗員判別部51は、着座信号及び乗員の着座位置信号に基づいて乗員の有無を判別する。なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
図10は、実施例2の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理の流れを示す。なお、図10のフローチャートにおいて、ルートの設定方法や、GPS2と地図データ4が高精度のものであることは、図3と同様であるので、説明は省略する。以下、図10に基づき、自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理構成をあらわす図10に示すフローチャートの各ステップについて説明する。
実施例2の作用は、実施例1と同様に、「自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理作用」と「自動運転車両の目標経路生成の特徴作用」を示す。ただし、実施例1のステップS11〜ステップS16のそれぞれは、ステップS21〜ステップS26のそれぞれに読み替えるものとする。また、実施例2の作用にあっては、下記の実施例2の特徴作用を示す。
実施例2の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置にあっては、実施例1の(1)〜(5)に記載した効果が得られる。また、実施例2の自動運転車両の目標経路生成方法にあっては、下記(6)の効果を得ることができる。
このため、実際上は自車内に乗員が居ても乗員の着座位置によって即座に車載操作デバイスによるバックアップ体制が取れない場合は、走行車線逸脱に対する余裕代を最大限に確保することができる。
図11は、実施例3の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置が適用された自動運転車両の自動運転システム構成を示す。以下、図11に基づき、自動運転システムの全体構成を説明する。
乗員判別部51(乗員判別手段、乗員着座位置判別手段、乗員運転適性判別手段)は、着座センサ9の着座信号及び乗員の着座位置信号を入力する。また、乗員判別部51は、カードリーダー11の乗員の運転適性情報を入力する。この乗員判別部51は、着座信号、乗員の着座位置信号及び乗員の運転適性情報に基づいて乗員の有無を判別する。なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
図12は、実施例3の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理の流れを示す。なお、図12のフローチャートにおいて、ルートの設定方法や、GPS2と地図データ4が高精度のものであることは、図3と同様であるので、説明は省略する。以下、図12に基づき、自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理構成をあらわす図12に示すフローチャートの各ステップについて説明する。
実施例3の作用は、実施例1と同様に、「自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理作用」と「自動運転車両の目標経路生成の特徴作用」を示す。ただし、実施例1のステップS11〜ステップS16のそれぞれは、ステップS31〜ステップS36のそれぞれに読み替えるものとする。また、実施例3の作用は、実施例2の特徴作用を示す。さらに、実施例3の作用にあっては、下記の実施例3の特徴作用を示す。
実施例3の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置にあっては、実施例1の(1)〜(5)と実施例2の(6)に記載した効果が得られる。また、実施例3の自動運転車両の目標経路生成方法にあっては、下記(7)の効果を得ることができる。
このため、実際上は自車内に乗員が居ても乗員に運転適性が無いと、走行車線逸脱に対する余裕代を最大限に確保することができる。
図13は、実施例2の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置が適用された自動運転車両の自動運転システム構成を示す。以下、図13に基づき、自動運転システムの全体構成を説明する。
乗員判別部51(乗員判別手段、乗員着座位置判別手段、乗員運転適性判別手段、乗員状態判別手段)は、着座センサ9の着座信号及び乗員の着座位置信号を入力する。また、乗員判別部51は、カードリーダー11の乗員の運転適性情報を入力する。さらに、乗員判別部51は、乗員モニタ12の乗員状態を入力する。この乗員判別部51は、着座信号、乗員の着座位置信号、乗員の運転適性情報及び乗員状態情報に基づいて乗員の有無を判別する。なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
図14は、実施例4の自動運転用認識判断プロセッサにて実行される自動運転車両の目標経路生成処理と速度目標値設定処理の流れを示す。なお、図14のフローチャートにおいて、ルートの設定方法や、GPS2と地図データ4が高精度のものであることは、図3と同様であるので、説明は省略する。以下、図14に基づき、自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理構成をあらわす図14に示すフローチャートの各ステップについて説明する。
実施例4の作用は、実施例1と同様に、「自動運転車両の目標経路生成と速度目標値設定の処理作用」と「自動運転車両の目標経路生成の特徴作用」を示す。ただし、実施例1のステップS11〜ステップS16のそれぞれは、ステップS41〜ステップS46のそれぞれに読み替えるものとする。また、実施例4の作用は、実施例2の特徴作用と実施例3の特徴作用を示す。さらに、実施例4の作用にあっては、下記の実施例4の特徴作用を示す。
実施例4の自動運転車両の目標経路生成方法及び生成装置にあっては、実施例1の(1)〜(5)と実施例2の(6)と実施例3の(7)に記載した効果が得られる。また、実施例4の自動運転車両の目標経路生成方法にあっては、下記(8)の効果を得ることができる。
このため、実際上は自車内に乗員が居ても乗員状態によって即座に車載操作デバイスによるバックアップ体制が取れない場合は、走行車線逸脱に対する余裕代を最大限に確保することができる。
自動運転システムの認識センサ1は、自車と後続車との相対距離情報や相対速度情報を検出する。
自車は、ロボットタクシー(登録商標)のようなシステムである。このため、自車は、次の行先や到着時間が遠隔で管制システム側で管理されているものとする(走行スケジュール管理手段)。即ち、管制システム側で自車の走行スケジュールが管理されているものとする。自車の走行スケジュールには、自車の現在位置情報と現在時刻情報、及び、次の走行スケジュールの予定時刻情報と予定場所情報等が含まれる。これらの情報から、管制システム側で、次の走行スケジュールの予定時刻が迫っているか否かを判断する。
自動運転システムは、燃料タンクに蓄えられた燃料の残容量を検知する燃料タンクセンサと、バッテリの充電状態を検出するSOCセンサと、燃料の残容量とバッテリの充電状態のエネルギー状態をモニタするエネルギーモニタと、を有している。
Claims (5)
- 自車が追従可能で路外逸脱や障害物接触のない目標経路を生成するコントローラを備える自動運転車両の目標経路生成方法において、
自車周囲の道路の走路境界を取得し、
実際上、自車内に乗員が居るか否かにより乗員の有無を判別し、
乗員有りと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第1目標経路を生成し、
乗員無しと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第2目標経路を生成し、
カーブ路を走行する時の前記第1目標経路と前記第2目標経路で目標経路に違いを持たせ、
前記第1目標経路は、前記目標経路を構成する各点から算出された経路曲率が、前記第2目標経路よりも小さくなる目標経路を生成する
ことを特徴とする自動運転車両の目標経路生成方法。 - 請求項1に記載された自動運転車両の目標経路生成方法において、
前記第2目標経路は、走行車線を規定する左右境界と自車との距離が、前記第1目標経路における前記距離のうち短くなる一方の距離よりも長くなる目標経路を生成する
ことを特徴とする自動運転車両の目標経路生成方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された自動運転車両の目標経路生成方法において、
前記第1目標経路と前記第2目標経路を生成するとき、カーブ路を走行する時の速度目標値を設定し、
前記速度目標値は、予め設定した自車の横加速度制限及びヨーレイト制限の少なくとも一方の制限を超えない速度に設定する
ことを特徴とする自動運転車両の目標経路生成方法。 - 自車が追従可能で路外逸脱や障害物接触のない目標経路を生成するコントローラを備える自動運転車両の目標経路生成方法において、
自車周囲の道路の走路境界を取得し、
乗員の着座位置がブレーキ及び/又はステアリングの操作デバイスである車載操作デバイスを操作できる位置であるか否かにより乗員の有無を判別し、
乗員の着座位置が前記車載操作デバイスを操作できる位置であることにより乗員有りと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第1目標経路を生成し、
乗員の着座位置が前記車載操作デバイスを操作できない位置であることにより乗員無しと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第2目標経路を生成し、
カーブ路を走行する時の前記第1目標経路と前記第2目標経路で目標経路に違いを持たせ、
前記第1目標経路は、前記目標経路を構成する各点から算出された経路曲率が、前記第2目標経路よりも小さくなる目標経路を生成する
ことを特徴とする自動運転車両の目標経路生成方法。 - 自車が追従可能で路外逸脱や障害物接触のない目標経路を生成するコントローラを備える自動運転車両の目標経路生成装置において、
自車周囲の道路の走路境界を認識する認識センサを有し、
前記コントローラは、
実際上、自車内に乗員が居るか否かにより乗員の有無を判別する乗員判別手段と、
前記認識センサから前記走路境界を取得して、前記乗員判別手段により乗員有りと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第1目標経路を生成する第1目標経路生成手段と、
前記認識センサから前記走路境界を取得して、前記乗員判別手段により乗員無しと判別したとき、カーブ路を走行する時の前記走路境界に対する第2目標経路を生成する第2目標経路生成手段と、を有し、
カーブ路を走行する時の前記第1目標経路と前記第2目標経路で目標経路に違いを持たせ、
前記第1目標経路は、前記目標経路を構成する各点から算出された経路曲率が、前記第2目標経路よりも小さくなる目標経路を生成する
ことを特徴とする自動運転車両の目標経路生成装置。
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