JPH08241493A - Calculation and display device for predictive running locus of vehicle - Google Patents
Calculation and display device for predictive running locus of vehicleInfo
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- JPH08241493A JPH08241493A JP7068715A JP6871595A JPH08241493A JP H08241493 A JPH08241493 A JP H08241493A JP 7068715 A JP7068715 A JP 7068715A JP 6871595 A JP6871595 A JP 6871595A JP H08241493 A JPH08241493 A JP H08241493A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種車両の運転支援用
として利用される車両の予測走行軌跡の算定・表示装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle prediction / trajectory calculation / display device used for driving assistance of various vehicles.
【０００２】[0002]
【従来技術】乗用車やトラックなどの各種の車両につい
ては、運転の安全性を高めるために、周辺の車両などの
障害物を検出して車線変更などへの警報を発するレーダ
ーシステムや、道路に不慣れな人に案内情報を提供する
ナビゲーションシステムなど各種の運転支援システムが
開発されつつある。このような各種の運転支援システム
のうち比較的最近のものとして、各種のセンサを利用し
て車両の走行状態を検出し、この検出した走行状態に基
づいて車両の予測走行軌跡を算定し、これをヘッドアッ
プ型表示装置に表示する車載用表示システムが知られて
いる。2. Description of the Related Art For various vehicles such as passenger cars and trucks, in order to improve driving safety, radar systems that detect obstacles such as surrounding vehicles and issue warnings to change lanes, etc. Various driving support systems such as a navigation system that provides guidance information to various people are being developed. As a relatively recent one of such various driving support systems, various sensors are used to detect the traveling state of the vehicle, and the predicted traveling locus of the vehicle is calculated based on the detected traveling state. There is known a vehicle-mounted display system for displaying the above on a head-up type display device.
【０００３】すなわち、本出願人が先に特許出願した
「車両用表示装置」と題する特許出願（特開昭64ー8342
4 号公報) によれば、図９に示すような構成のヘッドア
ップ型表示装置を含む車載用表示装置が開示されてい
る。車速、加減速度、舵角、ヨーレイトなど車両の走行
状態を示す各種の情報がセンサで検出されてコンピュー
タで処理され、車両の予測走行軌跡が算定される。算定
された予測走行軌跡はプロジェクター３２からスクリー
ン３１に投射される。このスクリーン３１とフロントガ
ラスとを通して前方を見ている運転者には、図１０に示
すように、車両の前方の景色とスクリーン３１から反射
されて視野に入って来る予測走行軌跡Ｃとが重畳されて
感得される。この例では、現在の運転状態を保持するこ
とにより道路に沿って走行可能であることが予測されて
いる。That is, a patent application entitled "Vehicle Display Device", which the applicant previously applied for a patent (Japanese Patent Laid-Open No. 64-8342).
Japanese Patent No. 4) discloses a vehicle-mounted display device including a head-up type display device having a configuration as shown in FIG. Various kinds of information indicating the traveling state of the vehicle such as vehicle speed, acceleration / deceleration, steering angle, and yaw rate are detected by the sensor and processed by the computer to calculate the predicted traveling locus of the vehicle. The calculated predicted travel locus is projected from the projector 32 onto the screen 31. For a driver looking ahead through the screen 31 and the windshield, as shown in FIG. 10, the scenery in front of the vehicle and the predicted traveling locus C which is reflected from the screen 31 and enters the visual field are superimposed. Will be impressed. In this example, it is predicted that the vehicle can travel along the road by maintaining the current driving state.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した先願の発明で
は、車体横すべり角を考慮した高精度の予測走行軌跡を
算定するうえで必要な路面とタイヤとの間の摩擦係数で
ある路面摩擦係数を光学式センサなどを用いて検出して
いる。しかしながら、現状では、路面摩擦係数をセンサ
で検出する方法は、高い検出精度を実現するのが困難で
あるという問題がある。従って、本発明の目的は、検出
精度の低い路面摩擦係数センサを使用することなしに車
体横すべり角を考慮した高精度の予測走行軌跡を算定し
て表示できる車両の予測走行軌跡の算定・表示装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In the invention of the above-mentioned prior application, the road surface friction coefficient, which is the friction coefficient between the road surface and the tire, which is necessary for calculating a highly accurate predicted running trajectory in consideration of the vehicle side slip angle. Is detected using an optical sensor or the like. However, at present, there is a problem that it is difficult to realize high detection accuracy in the method of detecting the road surface friction coefficient with a sensor. Therefore, an object of the present invention is to calculate and display a predicted traveling locus of a vehicle capable of calculating and displaying a highly precise predicted traveling locus in consideration of a vehicle side slip angle without using a road surface friction coefficient sensor with low detection accuracy. To provide.
【０００５】また、上述した先願の発明では、表示デー
タや表示方法に関する基本的な技術的思想を開示してい
るが、利便性の向上など詳細な点については検討の余地
がある。従って、本発明の目的は、見易さなどの利便性
の向上などを図った車両の予測走行軌跡の算定・表示装
置を提供することにある。Further, the above-mentioned invention of the prior application discloses the basic technical idea regarding the display data and the display method, but there is room for consideration in detail such as improvement in convenience. Therefore, an object of the present invention is to provide a device for calculating / displaying a predicted travel locus of a vehicle, which improves convenience such as visibility.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる車両の予
測走行軌跡の算定・表示装置は、車輪コーナリングパワ
ーの複数の異なる予測値を使用して複数の予測ヨーレイ
トを算定する手段と、この複数の予測ヨーレイトと実測
したヨーレイトとを比較することにより実測したヨーレ
イトに最も近いヨーレイトを検出し、その算定に使用さ
れた車輪コーナリングパワーを使用して車両の予測走行
軌跡を算定する手段と、この算定された予測走行軌跡を
ヘッドアップ型表示装置に表示する手段とを備えてい
る。According to the present invention, there is provided an apparatus for calculating / displaying a predicted travel locus of a vehicle, a means for calculating a plurality of predicted yaw rates by using a plurality of different predicted values of wheel cornering power, and a plurality of these means. The yaw rate closest to the actually measured yaw rate is detected by comparing the predicted yaw rate with the actually measured yaw rate, and the vehicle's predicted travel path is calculated using the wheel cornering power used for the calculation and this calculation. And a means for displaying the predicted traveling trajectory on a head-up type display device.
【０００７】[0007]
【作用】旋回運動に伴う車体の予想走行軌跡は、車体の
速度（車速）とヨーレイトとを用いて解析できる。ここ
で、車体のヨーレイトとは、水平面（ｘーｙ平面）内の
車体の重心位置に立てた鉛直軸（ｚ軸）の回りの車体の
回転角速度を意味する。図５に示すように、車体が一定
の車速Ｖｏで前進しながら一定のヨーレイトγｏで回転
しているものとする。図５において、ｘーｙ平面の原点
に重心が存在した車体がｔ秒後に到達する位置をＰ
T （ｘT ，ｙT ）とする。まず、車体の横すべりを無視
するものとすれば、ｔ秒後の到達点ＰT において車体の
中心線がｘ軸となす角（ヨー角φ）は、次式で与えられ
る。 φ＝γｏ・ｔ ・・・（１）The expected travel locus of the vehicle body due to the turning motion can be analyzed using the vehicle body speed (vehicle speed) and the yaw rate. Here, the yaw rate of the vehicle body means a rotational angular velocity of the vehicle body about a vertical axis (z axis) set up at the center of gravity of the vehicle body in a horizontal plane (xy plane). As shown in FIG. 5, it is assumed that the vehicle body is rotating at a constant yaw rate γo while moving forward at a constant vehicle speed Vo. In FIG. 5, the position where the vehicle body having the center of gravity at the origin of the xy plane reaches after t seconds is P
Let T (x T , y T ). First, if the side slip of the vehicle body is ignored, the angle (yaw angle φ) formed by the center line of the vehicle body with the x axis at the arrival point P T after t seconds is given by the following equation. φ = γo · t (1)
【０００８】従って、 ｘT ＝∫0 T Ｖｏ cosφｄｔ ＝（Ｖｏ/ γｏ） sinγｏＴ ・・・（２） ｙT ＝∫0 T Ｖｏ sinφ ｄｔ ＝( Ｖｏ/ γｏ) （１−cos γｏＴ） ・・・（３） このように、車速とヨーレイトとが一定であれば、この
車体のＴ秒後の位置ＰT （ｘT ，ｙT ）を（２）式と
（３）式とから容易に算定できる。なお、この車体の予
測走行軌跡は、原点を通る半径Ｒ＝Ｖｏ／γｏの円弧と
なる。 Accordingly, x T = ∫ 0 T Vo cosφdt = (Vo / γo) sinγoT ··· (2) y T = ∫ 0 T Vo sinφ dt = (Vo / γo) (1-cos γoT) ··· (3) Thus, if the vehicle speed and the yaw rate are constant, the position P T (x T , y T ) of this vehicle body after T seconds can be easily calculated from the equations (2) and (3). . The predicted travel locus of the vehicle body is an arc having a radius R = Vo / γo passing through the origin.
【０００９】実際には、車速Ｖｏもヨーレイトγも共に
変化するので、車両の予測走行軌跡を算定するための数
式は複雑なものとなる。特に、ヨーレイトγの変化は、
運転者のハンドル操作の他に車体の横すべりによっても
生ずる。この車体の横すべりは、図６に示すように、車
体の重心の軌跡に対する接線と、車体中心線とがなす角
度（車体横すべり角）βによって表される。車速Ｖｏは
一定とおき、車両が原点に位置していた時刻からｔ秒経
過後の車両のヨー角をφ、車体横すべり角をβとする。In reality, both the vehicle speed Vo and the yaw rate γ change, so that the mathematical formula for calculating the predicted traveling locus of the vehicle becomes complicated. In particular, the change in yaw rate γ is
Other than the driver's operation of the steering wheel, it also occurs due to the sideslip of the vehicle body. As shown in FIG. 6, the side slip of the vehicle body is represented by an angle (vehicle side slip angle) β formed by the tangent to the locus of the center of gravity of the vehicle body and the center line of the vehicle body. The vehicle speed Vo is set to be constant, and the yaw angle of the vehicle after t seconds from the time when the vehicle is located at the origin is φ and the vehicle side slip angle is β.
【００１０】この場合、図７を参照すれば、明らかなよ
うに、車両の進行方向がｘ軸となす角度は、（φ＋β）
となる。従って、ｔ秒後の車両の位置 ＰT （ｘT ，ｙ
T ）は、 dφ/dt ＝γ ・・・（５） となる。In this case, as apparent from FIG. 7, the angle formed by the traveling direction of the vehicle and the x-axis is (φ + β)
Becomes Therefore, the position of the vehicle after t seconds P T (x T , y
T ) is dφ / dt = γ (5)
【００１１】上述した車両の旋回運動を、重心の廻りの
回転と車体の横すべりの線形な２自由度で系で表現する
式として、次式が知られている。 ただし、δｆは前輪舵角、Ａij ,Ｂk は車速Ｖｏと車両
の設計諸元で定まる定数であり、以下のように与えられ
る。The following equation is known as an equation that expresses the above-described turning motion of the vehicle in a system with two linear degrees of freedom of rotation around the center of gravity and lateral slip of the vehicle body. However, δf is the front wheel steering angle, and A ij and B k are constants determined by the vehicle speed Vo and the design specifications of the vehicle, and are given as follows.
【００１２】 ここで、 ｍ：車両の質量、 Ｉｚ：ヨー慣性モーメント、 Cf：前輪コーナリングパワー（タイヤと路面との摩擦係
数) Cr：後輪コーナリングパワー である。[0012] Here, m: vehicle mass, Iz: yaw moment of inertia, Cf: front wheel cornering power (coefficient of friction between tire and road surface) Cr: rear wheel cornering power.
【００１３】なお、車両が４輪操舵の場合は、（６）式
の右辺の第２項は、 B11＝ B1 、 B21＝ B2 、 B12＝−Crｂ/Iz 、 B22＝ Cr
/( mVo ) となる。ただし、δｒは後輪舵角である。When the vehicle has four-wheel steering, the second term on the right side of the equation (6) is B 11 = B 1 , B 21 = B 2 , B 12 = -Crb / Iz, B 22 = Cr
It becomes / (mVo). However, δr is the rear wheel steering angle.
【００１４】（７）式から明らかなように、車速Voが一
定であれば、（６）式のＡij ,Ｂkは全て定数になる。
従って、ある時点のヨーレイトγo と、車体横すべり角
βｏと、ドライバーが操舵する前輪操舵角δｆとが判明
していれば、以後のヨーレイトγと車体横すべり角βと
を（６）式から数値積分によって算定できる。例えば、
図８に示すように、ドライバーが一定の車速のもとで時
刻ｔｏから時刻ｔ1 にかけてランプステップ状に操舵角
δｆ分の前輪操舵を行った結果、時刻ｔ1 においてヨー
レイトγｏと車体横すべり角βｏが発生したものとす
る。この場合、時刻ｔ1 以後のヨーレイトγと車体横す
べり角βは、（６）式から数値積分によって図８に例示
するような値として算定される。As is clear from the equation (7), if the vehicle speed Vo is constant, then A ij and B k in the equation (6) are all constants.
Therefore, if the yaw rate γo at a certain point, the vehicle side slip angle βo, and the front wheel steering angle δf at which the driver steers are known, the subsequent yaw rate γ and the vehicle side slip angle β are numerically integrated from the equation (6). Can be calculated. For example,
As shown in FIG. 8, the driver steered the front wheels for the steering angle δf in a ramp step form from time to to time t 1 under a constant vehicle speed. As a result, the yaw rate γo and the vehicle body side slip angle βo were obtained at time t 1 . Shall occur. In this case, the yaw rate γ and the vehicle side slip angle β after the time t 1 are calculated as the values illustrated in FIG. 8 by numerical integration from the equation (6).
【００１５】図８に例示されるように、ヨーレイトγ
は、振動しながら最終値γssに収斂してゆく。近似的に
は、応答遅延時間Ｔγをもって最終値γssに達する。同
様に、車体横すべり角βも応答遅延時間Ｔβをもって最
終値βssに達する。このように、操舵に対する車両の応
答遅延時間を考慮したヨーレイトγと車体横すべり角β
の予測値を算定し、この算定値を用いて（４）式、
（５）式の積分を行うことにより、車両の応答を考慮し
た高精度の予測走行軌跡が得られる。なお、このような
車両の応答を考慮することなく、ヨーレイトγの検出値
だけを用いて算定した車両の予測走行軌跡としては、時
刻ｔ1 におけるヨーレイトの検出値γｏと一定の車速Ｖ
ｏとに基づく半径Ｒ＝Ｖｏ／γｏの円弧が算定される。As illustrated in FIG. 8, the yaw rate γ
Fluctuates and converges to the final value γss. Approximately, the final value γss is reached with the response delay time Tγ. Similarly, the vehicle body side slip angle β reaches the final value βss with the response delay time Tβ. In this way, the yaw rate γ and the vehicle side slip angle β considering the response delay time of the vehicle to steering are
The predicted value of is calculated, and using this calculated value, equation (4),
By performing the integration of the equation (5), a highly accurate predicted travel locus in consideration of the vehicle response can be obtained. It should be noted that as the predicted travel locus of the vehicle calculated using only the detected value of the yaw rate γ without considering such a vehicle response, the detected value γo of the yaw rate at the time t 1 and the constant vehicle speed V
An arc of radius R = Vo / γo based on o and is calculated.
【００１６】上述のように、ドライバーのハンドル操作
に対する車体の応答を考慮に入れて予測したヨーレイト
γと車体横すべり角βとを用いて車両の予測走行軌跡を
算定すれば、ヨーレイトの検出値のみに基づいて算定し
た場合よりもはるかに高精度の予想走行軌跡を得ること
ができる。また、ドライバーは、自己のハンドル操作に
対して定まる車両の将来の走行軌跡を高精度で知ること
ができ、車両を目標とするコースに沿わせるための適正
な操縦が容易になる。ここで問題となるのは、上記車体
横すべり角を考慮した予測走行軌跡の算定に際して必要
になる前輪コーナリングパワーＣｆと後輪コーナリング
パワーＣｒが高精度の検出が困難な路面摩擦係数に依存
して変化することである。As described above, if the predicted traveling locus of the vehicle is calculated using the yaw rate γ and the vehicle body side slip angle β which are predicted in consideration of the response of the vehicle body to the steering wheel operation of the driver, only the detected value of the yaw rate is obtained. It is possible to obtain an expected traveling trajectory with a much higher accuracy than in the case of calculation based on the above. In addition, the driver can know the future running trajectory of the vehicle, which is determined by his / her steering wheel operation, with high accuracy, and it becomes easy to appropriately drive the vehicle to follow the target course. The problem here is that the front wheel cornering power Cf and the rear wheel cornering power Cr, which are necessary for calculating the predicted traveling locus in consideration of the vehicle side slip angle, change depending on the road surface friction coefficient, which is difficult to detect with high accuracy. It is to be.
【００１７】すなわち、前輪コーナリングパワーＣｆは
前輪横すべり角αと前輪コーナリング力Ｆｃとの関係を
示す曲線の傾斜（dFc/ dα）で与えられる。この曲線
は、α＜５の範囲では直線で、α≧５の範囲では一定値
（最大コーナリング力）Fcmaxになるような折れ線で近
似できる。すなわち、重力の加速度をＧとすれば、 Ｆｃmax ≒５Ｃｆ・Ｇ ・・・（９） を得る。ここで、タイヤと路面との摩擦係数をμとすれ
ば、 Ｆｃmax ≒μｍＧ ・・・（10） を得る。That is, the front wheel cornering power Cf is given by the slope (dFc / dα) of the curve showing the relationship between the front wheel side slip angle α and the front wheel cornering force Fc. This curve can be approximated by a polygonal line that is a straight line in the range of α <5 and a constant value (maximum cornering force) Fcmax in the range of α ≧ 5. That is, if the acceleration of gravity is G, then Fcmax ≈ 5Cf · G (9) is obtained. Here, if the coefficient of friction between the tire and the road surface is μ, then Fcmax ≈μmG (10)
【００１８】（９）式と（１０）から、 Ｃｆ＝μｍ／５ ・・・（11) さらに、前輪と後輪は同じタイヤで同じ路面上を走行し
ていることから Ｃｆ≒Ｃｒ≒μｍ／10 ・・・（12) と近似できる。From the expressions (9) and (10), Cf = μm / 5 (11) Furthermore, since the front wheels and the rear wheels are running on the same road surface with the same tire, Cf≈Cr≈μm / It can be approximated as 10 (12).
【００１９】車輪コーナリングパワーを決定する路面摩
擦係数μは、タイヤの磨耗の程度などに依存してゆっく
りと変化する部分と、雨などによる路面の濡れ具合や、
路面を構成する素材の変化などに応じて比較的短時間で
変化する部分とがある。この発明では、路面摩擦係数の
短時間内の変化に対処するため、車輪コーナリングパワ
ーとして複数の予測値が設定され、それぞれを用いて複
数の予測ヨーレイトが算定され、これらの予測ヨーレイ
トと実測されたヨーレイトとが比較され、実測結果に最
も近い予測ヨーレイトの算定に使用された車輪コーナリ
ングパワーを用いて予測走行軌跡が算定される。以下、
実施例と共に本発明を更に詳細に説明する。The road surface friction coefficient μ that determines the cornering power of a wheel is a portion that slowly changes depending on the degree of tire wear, the wetness of the road surface due to rain, etc.
There are parts that change in a relatively short time according to changes in the materials that make up the road surface. In this invention, in order to cope with the change in the road surface friction coefficient within a short time, a plurality of predicted values are set as the wheel cornering power, a plurality of predicted yaw rates are calculated using each of them, and these predicted yaw rates are measured. The yaw rate is compared, and the predicted traveling locus is calculated using the wheel cornering power used for calculating the predicted yaw rate closest to the actual measurement result. Less than,
The present invention will be described in more detail with reference to Examples.
【００２０】[0020]
【実施例】図２は、本発明の一実施例の車載用表示装置
構成を示すブロック図であり、21はＣＰＵ、２２は入力
インタフェース回路、２３はデータメモリ、２４は画面
メモリ、２５は表示制御部、２６はプロジェクタ、２７
はスクリーン、２８はキーボードである。スクリーン２
７は、図９に示した従来装置の場合と同様に、運転席と
フロントグラスとの間に配置されており、運転者がスク
リーン２７上に投影された画像と車両の前方の景色とを
重畳した状態で感得できるように構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an on-vehicle display device according to an embodiment of the present invention. 21 is a CPU, 22 is an input interface circuit, 23 is a data memory, 24 is a screen memory, and 25 is a display. The control unit 26 is a projector 27
Is a screen and 28 is a keyboard. Screen 2
Similar to the case of the conventional device shown in FIG. 9, 7 is disposed between the driver's seat and the windshield, and the driver superimposes the image projected on the screen 27 and the scenery in front of the vehicle. It is configured so that you can feel it when you do.
【００２１】ＣＰＵ２１は、各種のセンサによって検出
される車速、操舵舵角、ヨーレイト、加減速などの車両
の走行状態を示す各種の情報を入力インタフェース回路
２２を介して受け取り、これらをデータメモリ２３に走
行履歴情報として保存しながら次々に処理してゆくこと
により、予測走行軌跡を算定する。図１は、ＣＰＵ21に
よる予測走行軌跡の算定方法を説明するための概念図で
ある。The CPU 21 receives various kinds of information indicating the running state of the vehicle such as vehicle speed, steering angle, yaw rate and acceleration / deceleration detected by various sensors through the input interface circuit 22 and stores them in the data memory 23. The predicted travel locus is calculated by sequentially processing while saving as travel history information. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a method of calculating a predicted travel locus by the CPU 21.
【００２２】ドライバーの操舵に基づき操舵手段１１で
操舵角δｆが発生すると、これが車体１２に伝達され、
応答遅延時間を伴ってヨーレイトγが発生する。このヨ
ーレイトγの予測値がＣＰＵ２１内の予測ヨーレイト算
定部１３内で（６）式に従って算定される。この予測ヨ
ーレイトの算定と並行して、ＣＰＵ２１内の予測車体す
べり角算定部１４内で予測車体すべり角βが（６）式に
従って算定される。ヨーレイトγの予測値は、車輪コー
ナリングパワー（Ｃf ＝Ｃr ）の中心値と、この中心値
の前後に10％ずつの距離を保って設定されている２種類
の車輪コーナリングパワーの計３個の値のそれぞれを用
いて行われる。When a steering angle δf is generated by the steering means 11 based on the driver's steering, this is transmitted to the vehicle body 12,
Yaw rate γ is generated with a response delay time. The predicted value of the yaw rate γ is calculated in the predicted yaw rate calculation unit 13 in the CPU 21 according to the equation (6). In parallel with the calculation of the predicted yaw rate, the predicted vehicle body slip angle β is calculated in the predicted vehicle body slip angle calculation unit 14 in the CPU 21 according to the equation (6). The predicted value of the yaw rate γ is a total of three values of the center value of the wheel cornering power (Cf = Cr) and two types of wheel cornering power that are set with a distance of 10% before and after the center value. Each of the above is performed.
【００２３】これに対して、予測車体すべり角βの算定
は、車輪コーナリングパワーの中心値を用いて行われ
る。図８の場合の時刻ｔ1 における予測車体すべり角β
ｏは、予測走行軌跡算定部１５で算定された予測走行軌
跡に引いた接線と、ヨーレイトγの積分値から求めた車
両の重心のまわりの回転角度とから算定される。車輪コ
ーナリングパワーの中心値を用いて算定された予測ヨー
レイトγＡと，予測すべり角βＡとはＣＰＵ２１内の予
測走行軌跡算定部１５に供給され、作用に関して既に説
明した（４），（５），（６）式に従って予測走行軌跡
が算定される。ＣＰＵ２１内の描画部１８は、上記予測
走行軌跡を用いて表示画面の描画を行う。On the other hand, the predicted vehicle body slip angle β is calculated using the center value of the wheel cornering power. Predicted vehicle slip angle β at time t 1 in the case of FIG.
o is calculated from the tangent line drawn to the predicted traveling locus calculated by the predicted traveling locus calculator 15 and the rotation angle around the center of gravity of the vehicle obtained from the integrated value of the yaw rate γ. The predicted yaw rate γA calculated using the center value of the wheel cornering power and the predicted slip angle βA are supplied to the predicted traveling locus calculation unit 15 in the CPU 21, and the functions thereof have already been described (4), (5), ( The predicted travel locus is calculated according to the equation (6). The drawing unit 18 in the CPU 21 draws a display screen using the predicted travel locus.
【００２４】車輪コーナリングパワーの中心値を用いて
算定されたヨーレイトの予測値γＡと、この中心値の前
後に10％ずつの距離を保って設定された２種類の異なる
車輪コーナリングパワーを用いて算定されたヨーレイト
の予測値γＢ，γＣは、波形発生回路１６供給される。
各予測値γＡ、γＢ、γＣから時間的に変化するヨーレ
イトの波形が発生されて比較部１７に供給され、ヨーレ
イトの実測値γと比較される。比較部１７は、車輪コー
ナリングパワーの中心値を用いて算定されたヨーレイト
の予測値γＡが、実測されたヨーレイトと最も良く一致
していれば、予測ヨーレイト算定部１３にも予測すべり
角算定部１４にも中心値変更指令を発しない。Predicted yaw rate γA calculated using the center value of the wheel cornering power, and two different wheel cornering powers set at a distance of 10% before and after the center value. The calculated yaw rate predicted values γB and γC are supplied to the waveform generation circuit 16.
A time-varying yaw rate waveform is generated from each of the predicted values γA, γB, and γC, and is supplied to the comparison unit 17, where it is compared with the actually measured yaw rate value γ. If the predicted yaw rate γA calculated using the center value of the wheel cornering power is the best match with the actually measured yaw rate, the comparison section 17 causes the predicted yaw rate calculation section 13 to predict the slip angle calculation section 14 as well. Also, the center value change command is not issued.
【００２５】比較部１７は、車輪コーナリングパワーの
中心値を用いて算定されたヨーレイトの予測値γＡより
も、この中心値の前後に10％ずつずれた車輪コーナリン
グパワーを用いて算定されたヨーレイトの予測値の一方
γＢ又はγＣのいずれの方が近い場合には、この近い方
のヨーレイトの予測値の算定に使用された車輪コーナリ
ングパワーの値を新たな中心に変更させる中心値変更指
令を予測ヨーレイト算定部１３と予測すべり角算定部１
４に発する。このようにして、実測されたヨーレイトと
最も良く一致する予測ヨーレイトの算定に使用された車
輪コーナリングパワーが中心値として新たに設定され、
その前後に10％ずつ離して２種類の車輪コーナリングパ
ワーが新たに設定される。The comparison unit 17 calculates the yaw rate calculated by using the wheel cornering power which is deviated by 10% before and after the predicted value γA of the yaw rate calculated by using the center value of the wheel cornering power. When one of the predicted values, γB or γC, is closer, a center value change command for changing the value of the wheel cornering power used to calculate the predicted value of the closer yaw rate to a new center is used to predict the yaw rate. Calculation unit 13 and predicted slip angle calculation unit 1
Depart on 4. In this way, the wheel cornering power used to calculate the predicted yaw rate that best matches the actually measured yaw rate is newly set as the central value,
Two kinds of wheel cornering power are newly set by 10% before and after that.
【００２６】ＣＰＵ２１内の描画部１８は、図３に例示
するように、まず、車両の現在の重心の位置を原点とす
るＸーＹ平面内に、予測走行軌跡算定部１５で算定され
た車両の重心の予測走行軌跡Ｇを描く。次に、描画部１
８は、予測走行軌跡Ｇ上に車体の長さよりも短い一定の
間隔を保ちながら点群Ｇ0 ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３・・・を
配置する。更に、描画部１８は、重心の予測走行軌跡Ｇ
上に配列した点群Ｇ0，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３・・・のそれ
ぞれに車体の重心を一致させながら矩形で近似した車体
の輪郭を示す枠体Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・を配
列してゆく。As shown in FIG. 3, the drawing unit 18 in the CPU 21 firstly calculates the vehicle calculated in the predicted traveling locus calculation unit 15 in the XY plane having the origin of the current center of gravity of the vehicle. Draw the predicted travel trajectory G of the center of gravity of the. Next, the drawing unit 1
8 arranges the point groups G0, G1, G2, G3 ... On the predicted traveling locus G while keeping a constant interval shorter than the length of the vehicle body. Further, the drawing unit 18 uses the predicted traveling trajectory G of the center of gravity.
Frames B0, B1, B2, B3, ... showing the contours of the vehicle body approximated by a rectangle while aligning the center of gravity of the vehicle body with each of the point groups G0, G1, G2, G3 ,. Do it.
【００２７】この枠体で近似した車体の長さと横幅のそ
れぞれは、実際の車体の長さと横幅の最大値のそれぞれ
に等しい値に設定される。最後に描画部１８は、上記予
測走行軌跡Ｇ上に配列された枠体の群のそれぞれを原点
上に設定した一定の高さの位置から鳥瞰した場合の鳥瞰
図に変換し、これを図２の画面メモリ２４内に書込んで
ゆく。ＣＰＵ２１によって画面メモリ２４内に書込まれ
た車体列の鳥瞰図は、表示制御部２５によって周期的に
読出されてプロジェクタ２６に供給され、ここからスク
リーン２７に投射される。The length and width of the vehicle body approximated by this frame are set to the same values as the maximum values of the actual length and width of the vehicle body. Finally, the drawing unit 18 converts each of the groups of the frame bodies arranged on the predicted travel locus G into a bird's-eye view when a bird's-eye view is made from a position of a certain height set on the origin, and this is converted into a bird's-eye view of FIG. Writing in the screen memory 24. The bird's-eye view of the vehicle body row written in the screen memory 24 by the CPU 21 is periodically read by the display control unit 25 and supplied to the projector 26, from which it is projected on the screen 27.
【００２８】スクリーン２７に投射された車体列の鳥瞰
図Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・は、スクリーン２７で反射
されて運転者の視野に飛び込む。この結果、運転者は、
プロジェクタ２６から投射された車体列の鳥瞰図Ｂ１，
Ｂ２，Ｂ３・・・・と車両前方の道路の景色とが重畳さ
れた図４に例示するような情景を見ることになる。この
ように、車体の幅が表示されるため、急カーブの狭い道
路などをうまく曲がりきれるかどうかなどを、運転者は
的確に予測できる。The bird's-eye view B1, B2, B3, ... Of the vehicle body array projected on the screen 27 is reflected by the screen 27 and jumps into the driver's visual field. As a result, the driver
Bird's-eye view B1, of the vehicle body row projected from the projector 26
.. and the scenery of the road ahead of the vehicle are superposed on each other, and the scene as shown in FIG. 4 is seen. Since the width of the vehicle body is displayed in this way, the driver can accurately predict whether or not the vehicle can successfully turn through a road with a narrow sharp curve.
【００２９】運転者がキーボード２８から車種などを入
力すると、これがＣＰＵ２１によって車体の幅や長さに
変換され、データメモリ２３に登録される。以後の、予
測走行軌跡の算定とその描画データの作成に際してはこ
のデータメモリ２３に登録された車体の寸法が使用され
る。ＣＰＵ２１は、車体列の平面図を鳥瞰図に変換する
際に、原点上に配置する視点の高さをキーボード２８か
らの指令に応じて変更することにより、運転者に応じた
鳥瞰図に変更する。When the driver inputs a vehicle type or the like from the keyboard 28, this is converted by the CPU 21 into the width or length of the vehicle body and registered in the data memory 23. The dimensions of the vehicle body registered in the data memory 23 are used for the subsequent calculation of the predicted travel locus and creation of the drawing data thereof. When converting the plan view of the vehicle body row into a bird's-eye view, the CPU 21 changes the height of the viewpoint placed on the origin according to a command from the keyboard 28, thereby changing the bird's-eye view according to the driver.
【００３０】上述した図４の場合には、重心の予測走行
軌跡Ｇ上に常時一定の間隔で点群Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ
３・・・を配列した。しかしながら、この配列の間隔を
車速に応じて自動的に変更したり、キーボード２８から
の指令に応じて随時変更する構成としてもよい。また、
点群を一定の幾何学的間隔で配列する代わりに、一定の
時間間隔、例えば、0.1 秒間隔の通過位置に点群Ｇ０，
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３・・・を配列する構成とすることもで
きる。In the case of FIG. 4 described above, the point groups G0, G1, G2 and G are always arranged at regular intervals on the predicted traveling locus G of the center of gravity.
3 ... arranged. However, the interval of this arrangement may be automatically changed according to the vehicle speed, or may be changed at any time according to a command from the keyboard 28. Also,
Instead of arranging the point cloud at a constant geometric interval, the point cloud G0,
It is also possible to adopt a configuration in which G1, G2, G3 ... Are arranged.
【００３１】走行速度や加速度の値に応じて予測走行軌
跡を異なる色彩又はパターンで表示することもできる。
例えば、走行速度が所定値未満の状態では予測走行軌跡
が安全を意味する緑色で表示され、走行速度の上昇につ
れて表示色が注意を喚起する黄色に変更され、さらに速
度が上昇すると表示色が一層強く注意を喚起する赤色に
変更される。表示色だけでなく、走行速度や加速度の値
に応じて強く注意を喚起する縞模様のゼブラパターンな
どで表示される。It is also possible to display the predicted traveling locus in different colors or patterns according to the values of the traveling speed and the acceleration.
For example, when the traveling speed is less than the predetermined value, the predicted traveling locus is displayed in green, which means safety, the display color is changed to yellow to call attention as the traveling speed increases, and the display color becomes even greater when the speed further increases. The color is changed to red, which strongly calls attention. Not only the display color, but also a striped zebra pattern that draws a strong attention according to the value of running speed and acceleration.
【００３２】本発明の車両用表示装置では、ヘッドアッ
プ型表示装置で表示される予測走行軌跡によって前方の
景色の一部が隠されてしまうため、道端の自転車や歩行
者などが見落されるおそれが伴う。このような不都合を
回避するには、予測走行軌跡の表示を必要最小限度にと
どめることが有効である。この目的から、図４の例で
は、車体を閉じた矩形状の枠体で表現する代わりに、前
後の線分を省いて車両の横幅のみを示す平行２線分で表
現してもよい。In the vehicular display device of the present invention, a part of the scenery in front of the vehicle is hidden by the predicted traveling locus displayed by the head-up type display device, so that a roadside bicycle or a pedestrian is overlooked. There are fears. In order to avoid such an inconvenience, it is effective to keep the display of the predicted traveling locus to the minimum necessary. For this purpose, in the example of FIG. 4, instead of being represented by a rectangular frame body in which the vehicle body is closed, front and rear line segments may be omitted and represented by parallel two line segments showing only the lateral width of the vehicle.
【００３３】以上、車速が一定の場合について本発明を
説明した。しかしながら、ブレーキやアクセルの操作量
の検出値から車速の変化を予測し、この予測した車速を
用いて予測走行軌跡を算定する構成とすることもでき
る。The present invention has been described above for the case where the vehicle speed is constant. However, it is also possible to adopt a configuration in which the change in vehicle speed is predicted from the detected values of the operation amounts of the brake and the accelerator, and the predicted traveling locus is calculated using the predicted vehicle speed.
【００３４】以上詳細に説明したように、本発明の予測
走行軌跡の算定・表示装置は、車輪コーナリングパワー
の複数の異なる予測値に基づき算定した複数の予測ヨー
レイトと実測ヨーレイトとを比較することにより最も確
度の高い車輪コーナリングパワーを検出し、この車輪コ
ーナリングパワーに基づき車両の予測走行軌跡を算定し
表示する構成であるから、現状では検出精度の低いセン
サを使用することなく予測走行軌跡を高精度に算定し表
示できるという効果がある。As described in detail above, the predicted traveling locus calculation / display device of the present invention compares the plurality of predicted yaw rates calculated based on the plurality of different predicted values of the wheel cornering power with the actually measured yaw rate. With the configuration that detects the most accurate wheel cornering power and calculates and displays the predicted travel path of the vehicle based on this wheel cornering power, the predicted travel path is highly accurate at present without using a sensor with low detection accuracy. The effect is that it can be calculated and displayed on the.
【００３５】また、本発明の一実施例によれば、車両の
予測走行軌跡を示す曲線上に所定の間隔で点群を配列
し、この点群のそれぞれに車両の幅とほぼ同一の幅を有
する枠体などを配置したものを鳥瞰図として表示する構
成であるから、見易さなどが向上するという効果が奏さ
れる。Further, according to one embodiment of the present invention, a group of points is arranged at a predetermined interval on a curve showing a predicted traveling locus of the vehicle, and each of the group of points has a width substantially equal to the width of the vehicle. Since the configuration in which the frame body and the like that it has is arranged is displayed as a bird's-eye view, it is possible to improve the ease of viewing.
【図１】本発明の一実施例に係わる車両の予測走行軌跡
の算定・表示装置が実行する予測走行軌跡の算定処理の
内容を説明するための概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the content of a process for calculating a predicted traveling locus executed by a device for calculating and displaying a predicted traveling locus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記実施例に係わる車両の予測走行軌跡の算定
・表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a device for calculating / displaying a predicted travel locus of the vehicle according to the above embodiment.
【図３】上記実施例の算定・表示装置が作成中の表示画
像の一例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a display image being created by the calculation / display device of the above embodiment.
【図４】上記実施例の算定・表示装置による表示画像と
車両前方の景色とが重畳された様子の一例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an example of a state in which a display image by the calculation / display device of the above embodiment and a landscape in front of the vehicle are superimposed.
【図５】本発明の作用を説明するための概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention.
【図６】本発明の作用を説明するための概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention.
【図７】本発明の作用を説明するための概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention.
【図８】本発明の作用を説明するための概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention.
【図９】先行技術に係わる車両の予測走行軌跡の算定・
表示装置の外観を示す斜視図である。FIG. 9: Calculation of predicted travel locus of vehicle according to prior art
It is a perspective view showing the appearance of a display device.
【図10】上記先行技術に係わる車両の予測走行軌跡の算
定・表示装置による表示画像と車両前方の景色とが重畳
された様子の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a state in which a display image by a device for calculating and displaying a predicted traveling path of a vehicle according to the prior art and a landscape in front of the vehicle are superimposed.
11 操舵手段 12 車体 13 予測ヨーレイト算定部 14 予測すべり角算定部 15 予測走行軌跡算定部 16 波形発生部 17 比較部 21 ＣＰＵ 26 プロジェクタ 27 スクリーン 11 Steering means 12 Vehicle body 13 Predicted yaw rate calculation unit 14 Predicted slip angle calculation unit 15 Predicted travel trajectory calculation unit 16 Waveform generation unit 17 Comparison unit 21 CPU 26 Projector 27 Screen
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一瀬 勝樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 羽野 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 古川 修 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuki Ichinose 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Hano 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Incorporated Honda Technical Research Institute (72) Inventor Osamu Furukawa 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama Incorporated Honda Technical Research Institute
Claims (5)
え車両の予測走行軌跡を算定し表示する車両予測走行軌
跡の算定・表示装置であって、 車輪コーナリングパワーの複数の異なる予測値を使用し
て複数の予測ヨーレイトを算定する手段と、 この複数の予測ヨーレイトと実測したヨーレイトとを比
較することにより実測したヨーレイトに最も近い予測ヨ
ーレイトの算定に使用した車輪コーナリングパワーの予
測値を検出し、この検出した車輪コーナリングパワーの
予測値を使用して車両の予測走行軌跡を算定する手段
と、 この算定された予測走行軌跡をヘッドアップ型表示装置
に表示する手段と、 を備えたことを特徴とする車両の予測走行軌跡の算定・
表示装置。1. A device for calculating and displaying a predicted travel path of a vehicle, which is provided with means for detecting a steering angle and a yaw rate, and which calculates and displays a predicted travel path of a vehicle, wherein a plurality of different predicted values of wheel cornering power are used. The predicted value of the wheel cornering power used to calculate the predicted yaw rate closest to the measured yaw rate is detected by comparing the predicted yaw rate with the measured yaw rate. A means for calculating a predicted traveling locus of the vehicle using the predicted value of the detected wheel cornering power; and means for displaying the calculated predicted traveling locus on a head-up type display device. Calculation of the predicted travel path of the vehicle
Display device.
ることを特徴とする車両の予測走行軌跡の算定・表示装
置。2. The device for calculating / displaying a predicted travel locus of a vehicle according to claim 1, wherein the predicted yaw rate is calculated based on an approximation of a constant vehicle speed.
走行軌跡を示す曲線上に所定の間隔で点群を配列し、こ
の点群のそれぞれに前記着目点を一致させながら車両の
幅とほぼ同一の幅を有する枠体若しくは平行な２本の線
分を配置したもの又は前記平行な２本の線分を配置した
ものへの外接線の鳥瞰図として表示されることを特徴と
する車両の予測走行軌跡の算定・表示装置。3. The predictive traveling locus according to claim 1, wherein the predicted traveling locus includes a group of points arranged at predetermined intervals on a curve showing a predicted traveling locus of a center of gravity of a vehicle and other points of interest. A frame having approximately the same width as the width of the vehicle while arranging the points of interest in each of them, or two parallel line segments arranged, or an circumscribed line to the two parallel line segments arranged A device for calculating and displaying a predicted travel path of a vehicle, which is displayed as a bird's-eye view of the vehicle.
え車両の予測走行軌跡を算定し表示する車両予測走行軌
跡の算定・表示装置であって、 車輪コーナリングパワーの予測値の中心値とその前後に
離散した複数の値を使用して複数の予測ヨーレイトを算
定する手段と、 前記車輪コーナリングパワーの予測値の中心値を使用し
て予測すべり角を算定する手段と、 前記複数の予測ヨーレイトと実測したヨーレイトとを比
較することにより実測したヨーレイトに最も近い予測ヨ
ーレイトの算定に使用した車輪コーナリングパワーの予
測値を検出し、この検出した車輪コーナリングパワーの
予測値を前記車輪コーナリングパワーの予測値の中心に
設定する手段と、 前記車輪コーナリングパワーの予測値の中心値を用いて
算定された前記予測ヨーレイトと前記予測滑り角とを用
いて車両の予測走行軌跡を算定する手段と、 この算定された予測走行軌跡をヘッドアップ型表示装置
に表示する手段と、 を備えたことを特徴とする車両の予測走行軌跡の算定・
表示装置。4. A vehicle prediction travel path calculation / display device for calculating and displaying a predicted travel path of a vehicle, which is provided with means for detecting a steering angle and a yaw rate, the center value of a predicted value of wheel cornering power and its front and rear sides. Means for calculating a plurality of predicted yaw rates using a plurality of discrete values, means for calculating a predicted slip angle using the center value of the predicted values of the wheel cornering power, the plurality of predicted yaw rates and actual measurements The predicted value of the wheel cornering power used to calculate the predicted yaw rate closest to the actually measured yaw rate is detected by comparing the calculated yaw rate, and the predicted value of the detected wheel cornering power is the center of the predicted value of the wheel cornering power. And a predicted yaw value calculated by using the center value of the predicted values of the wheel cornering power. And a means for calculating a predicted travel path of the vehicle using the predicted slip angle, and a means for displaying the calculated predicted travel path on a head-up type display device. Calculation of predicted travel path
Display device.
ることを特徴とする車両の予測走行軌跡の算定・表示装
置。5. The device for calculating / displaying a predicted travel locus of a vehicle according to claim 4, wherein the predicted yaw rate is calculated based on an approximation of a constant vehicle speed.
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