JPWO2016110731A1 - 前方注視点距離設定装置および走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、走行路の曲率半径が小さいほど、前方注視点距離を短く設定する技術が開示されている。
一方、特許文献2に記載された技術では、車線逸脱の可能性が低い場合でも曲率半径の小さなカーブでは常に前方注視点距離が短く設定されるため、操舵制御の制御ゲインが強くなりすぎて車両挙動が大きく変化することでドライバに違和感を与えてしまう。
本発明の目的は、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立を図ることができる車両用走行制御装置を提供することにある。
この結果、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立を図ることができる。
図1を参照して、本実施形態に係る走行制御装置10の構成を説明する。図1に示すように、本実施形態に係る走行制御装置10は、レーダ20と、カメラ30と、車速センサ40と、ナビゲーションシステム50と、コントロールユニット60と、走行制御アクチュエータ70とを備える。また、図示はされていないが、自車両の走行状態(例えば、加速度、ヨー角など)を検出する走行状態センサや、自車両の操作状態(アクセル操作、ブレーキ操作、ハンドル操作(操舵)など)を検出する操作状態検出センサを備えている。
レーダ20は、自車両周辺の車両、バイク、自転車、歩行者などの存在、位置(自車両からの距離や角度)、速度及びこれらの自車両に対する相対速度を検出する。レーダ20としては、レーザレーダやミリ波レーダなどを用いることが出来る。また、レーダ20は、検出したデータをコントロールユニット60に出力する。レーダ20としては、適宜周知のレーダを用いてもよいため、より詳細な構成についての説明は省略する。
カメラ30は、例えば、自車両の前方や側方に取り付けられており、自車両の周囲における画像を撮像している。例えば、カメラ30は、進路上の道路区間線や障害物を撮像している。カメラ18は、カメラ18は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)などの撮像素子を有する。カメラ30は、撮像した画像をコントロールユニット60に出力する。カメラ30としては、適宜周知のカメラを用いてもよいため、より詳細な構成についての説明は省略する。
車速センサ40は、自車両の車速を検出するセンサである。車速センサ40としては、例えば、自車両の各車輪の回転速度を検出することにより車両の走行速度を検出する車輪速センサがある。また、車速センサ40は、検出した速度をコントロールユニット60に出力する。車速センサ40としては、周知の車速センサ、加速度センサ、ヨー角センサを用いてもよいため、より詳細な構成についての説明は省略する。
ナビゲーションシステム50は、GPS(Global Positioning System)衛星からのGPS信号を受信する。また、ナビゲーションシステム50は、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ、3軸方向の加速度などから車両の走行距離を検出する加速度センサ、地磁気から車両の進行方向を検出する地磁気センサなどを備えていてもよい。ナビゲーションシステム50は、ハードディスクなどの記録媒体に地図情報を記憶している。この地図情報は、道路や交差点の場所や形状、交通標識や信号を含む交通規則などに関する情報を含んでいる。また、地図情報は、道路上の車線内における車両の走行可能領域を定義するものであってもよい。ナビゲーションシステム50は、GPS衛星からのGPS信号と地図情報とに基づいて、自車両の位置や道路に対する向きなどを検出する。ナビゲーションシステム50は、出発地(あるいは現在地)と目的地との入力に応じて、出発地から目的地までの進路を検索し、検索された進路と自車両の位置情報とを用いて目的地までの進路誘導を行う。また、ナビゲーションシステム50は、検索された進路を地図情報とともにコントロールユニット60に出力する。ナビゲーションシステム50としては、周知のナビゲーションシステムを用いてもよいため、より詳細な構成についての説明は省略する。
走行制御アクチュエータ70は、自車両を加減速させるための加減速アクチュエータおよび操舵角を調整する操舵アクチュエータを備えている。走行制御アクチュエータ70は、コントロールユニット60から送信された走行制御量に基づいて加減速アクチュエータおよび操舵アクチュエータを作動させて、自車両の走行を制御する。走行制御アクチュエータ70としては、周知の走行制御アクチュエータを用いてもよいため、より詳細な構成についての説明は省略する。
コントロールユニット60は、レーダ20、カメラ30、車速センサ40、およびナビゲーションシステム50によって検出される各種の情報に基づいて、種々の演算を行い、この演算結果に応じた制御信号を走行制御アクチュエータ70に出力することにより、車両の操舵制御(走行制御の一例)を行う。なお、本実施形態においては、コントロールユニット60は、CPU、RAM、ROM、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピューターとして形成されている。
コントロールユニット60は、走行制御として、自車両の目標走行ライン上を走行するように、走行路上の自車前方に前方注視点距離だけ離れた目標走行位置(前方注視点)を設定し、その目標走行位置を車両が走行するように走行制御アクチュエータ70を駆動して左右前輪を転舵させる操舵制御を実行する。
図2は、実施形態1に係るコントロールユニット60の制御ブロック図である。コントロールユニット60は、目標走行ライン設定部61と、車速検出部62と、目標走行位置設定部63と、前方注視点距離設定部64と、操舵制御部65を備え、以下に示す走行制御を実施する。
目標走行ライン設定部61は、ナビゲーションシステム50から得られた地図情報と自車位置情報に基づいて、目標経路を設定する。ここで言う「目標経路」とは、ナビゲーションシステム50によって設定される出発地から目的地までの走行進路(道順)という概念とは異なる。目標経路は、設定された走行進路上の走行路を自車両がどのように走行するか、つまり車両の挙動を定義するものである。目標経路に含まれる情報は、走行路上の目標走行ラインに加え、目標車速、目標加速度、目標操舵角等である。
車速検出部62は、車速センサ40からの信号に基づいて、自車両の車体速(車速)Vを検出する。車速Vの検出方法は任意であり、例えば、4輪の各車輪速の平均値、従動輪である左右後輪の車輪速の平均値を車速Vとしてもよい。
目標走行位置設定部63は、目標走行ライン上の自車から前方注視点距離X離れた位置を目標走行位置TPとして算出する。
前方注視点距離設定部64は、本実施形態に係る前方注視点距離設定装置を構成するものであり、ナビゲーションシステム50から得た地図情報、車速Vに基づいて、前方注視点距離Xを設定する。つまり、前方注視点距離設定部64は、目標前方注視点距離算出部と前方注視点距離決定部を備える。
操舵制御部65は、自車位置と目標走行位置TPとを結ぶ目標曲線を算出し、目標曲線に基づいて左右前輪の操舵制御量を算出するとともに、算出した操舵制御量に基づいて走行制御アクチュエータ70を駆動する。
図3は、第1実施形態に係る走行制御装置のコントロールユニット60で実行される走行制御処理の流れを示すフローチャートである。
図3に示される制御フローとは別に、目標走行ライン設定部61において、地図情報などに基づき目標走行ライン(目標経路)が設定される。また、目標走行ラインは、経路の出発点から終点までを複数の区間に区切り、自車両が経路に沿って各区間を走行するのに伴い区間ごとに更新されるように構成しても良い。
図3に示される制御フローは、自車両の走行制御の開始から終了まで所定の間隔(例えば、10〜50ミリ秒)で繰り返し実行されるものである。
ステップS11では、前方注視点距離設定部64において、ナビゲーションシステム50から取得される地図情報から、自車両が走行している走行路の左側道路境界線座標及び右側道路境界線座標を読み込む。ここで、左側・右側道路境界線座標は、自車両が走行している走行路である車線の左側・右側境界線の座標に対応している。本実施形態においては、自車両の基準点(たとえば中心点)を原点(0,0)とし、自車両の前方進行方向をx軸、それに直交する自車両の左側方方向をy軸とした座標系における左側・右側道路境界線座標を検出している。
ステップS12では、車速検出部62において、自車両の車速Vを読み込む。
ステップS13では、前方注視点距離設定部64において、ステップS12で検出された車速Vに基づいて、前方注視点距離候補x1(目標前方注視点距離)を算出する。前方注視点距離設定部64におけるステップS13の処理が、目標前方注視点距離算出部に対応する。ここで、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1は、車速Vにあらかじめ設定された所定の時定数を乗算して求める。したがって、車速に応じた前方注視点距離候補x1は、車速が速いほど大きい値、即ち車両から遠く離れた距離に設定される。
ステップS14では、前方注視点距離設定部64において、左側道路境界線上の接点に対応する前方注視点距離候補x2を算出する。ここで、左側道路境界線上の接点とは、自車両の前方の所定距離内および所定角度範囲内において、自車両の基準点(例えば中心点)から左側道路境界線へ引いた接線と左側道路境界線の接点である。走行路の形状によっては、自車両の前方の所定距離内および所定角度範囲内において接線が存在しない場合もあり得る。したがって、ステップS14においては、まず、自車両の前方の所定距離内および所定角度範囲内において、自車両の基準点から左側道路境界線への接線が存在するかを判定する。
例えば、本実施形態における左側道路境界線上の接点に対応する前方注視点距離候補x2を算出方法を、図4を参照して説明する。まず、自車両の基準点を原点(0,0)とし前方進行方向をx軸正方向、車両左側方向をy軸正方向とする座標系において、自車両の前方の所定距離内および所定角度範囲内の左側道路境界線上のn個の任意の点を選び、それぞれの座標P1(x1,y1),P2(x2,y2)…Pn(xn,yn)を判定する。ここで、任意の点を抽出するための自車両前方の所定距離範囲と所定角度範囲は特に限定されない。自車両前方の所定距離範囲は、少なくともステップS13において設定された車速Vに応じた前方注視点距離候補x1に対応する距離とすることが好ましい。つまり、前方注視点距離設定部64は、走行路上の自車位置から前方の前方注視点距離候補x1に対応する距離内の範囲において自車位置から走行路境界線への接線の接点が存在しない場合は、自車位置から走行路境界線への接線の接点までの距離(第1の距離)は車速に応じた前方注視点距離候補x1以上であると判断する。このように、接点が存在するかどうかを判断する範囲を前方注視点距離候補x1に対応する距離内の範囲に限定することで、不要な演算処理を行わずに、自車位置から走行路境界線への接線の接点までの距離(第1の距離)が車速に応じた前方注視点距離候補x1よりも短いかどうかを判断することが出来る。自車両前方の所定角度範囲は、例えば、自車両の基準点を中心として、車両の左真横方向から右真横方向までの車両前方側の180°の角度範囲とすることが出来る。図4の例では、自車両の左真横方向(y軸正方向)から、自車両から車速Vに応じた前方注視点距離候補x1の距離内における、左側道路境界線上の点P1〜P7を選択し、点P1〜P7の座標を順に求める。そして、自車両の基準点(原点(0,0))と各点P1〜Pnを通る各直線について、車両進行方向(x軸)に対する傾きmn(tanθn=yn/xn)を算出する。自車両の基準点から左側道路境界線への接線を引くことが出来る場合は、この傾きmnが自車両から離れるにつれて減少し、接点または接点近傍の点Pにおいて最小値となり、その後さらに点の位置が自車両から離れるにつれて傾きが増加していく。したがって、複数の点P1〜Pnのうち、この変化点(最小値)に対応する点Pminを通る直線を、自車両の基準点(原点)から左側道路境界線への接線とみなし、点Pminを左側道路境界線上の接点Pとみなす。つまり、本明細書において使用される「接点」とは、真の接点のみではなく、接点の近似値や接点に準じる値も含む。図4の例では、点P1から点P5に向かって直線の傾きが小さくなり、点P5で傾きが最小となる。そして、点P5から点P7に向かって直線の傾きが増加する。したがって、図4の例では、点P5が変化点(最小値)であり、この点P5を左側道路境界線上の接点Pとみなすことができる。そして、点P5のx座標の値を前方注視点距離候補x2として設定する。
ここで、接線が存在するかを判定するために抽出する点Pの数(n)は、傾きの変化点を特定することができる個数であればよく、特に限定されない。例えば8〜12個程度が好ましく、多くても数十個程度である。
また、接線が存在するかの判定方法と接線・接点の算出方法は上記の方法に限定されず、微分法による演算など、いかなる公知の接線や接点の検出方法を使用することが出来る。
なお、ステップS14において接線が存在しない場合は、前方注視点距離候補x2は空値となる。例えば、自車両の前方の所定距離内および所定角度範囲内の走行路が直線道路である場合は、左側・右側道路境界線との接線は存在しない。また、車両前方の所定距離範囲内と所定角度範囲内に左側道路境界線への接線と接点が複数存在する場合は、複数の接点のうち自車両に一番近い位置に存在する接点の座標に対応する距離を前方注視点距離候補x2とする。
ステップS15では、ステップS14と同様に、前方注視点距離設定部64において、右側道路境界線上の接点に対応する前方注視点距離候補x3を算出する。図4に示す接点の算出方法を適用する場合は、右側道路境界線上の点はy座標の符号が負となるため、傾きが最大となる変化点を特定することになる。その他の処理はステップS14と同一であるので説明を省略する。
ステップS16では、前方注視点距離設定部64において、ステップS13〜S15で得た前方注視点距離候補x1、x2、x3のうちの最小値を、前方注視点距離Xに設定する。前方注視点距離設定部64におけるステップS16の処理が、前方注視点距離決定部に対応する。つまり、前方注視点距離設定部64は、自車位置から左側走行路境界線への接線の接点までの距離x2と前記自車位置から右側走行路境界線への接線の接点までの距離x3のうち短い方を自車位置から走行路境界線への接線の接点までの距離(第1の距離)とし、第1の距離が車速に応じた前方注視点距離候補x1(目標前方注視点距離)よりも短い場合は、前方注視点距離を車速に応じた前方注視点距離候補x1よりも短い距離に設定する。本実施形態においては、前方注視点距離設定部64は、第1の距離が目標前方注視点距離よりも短い場合に、前方注視点距離を、第1の距離に対応した距離に設定する。
ステップS17では、目標走行位置設定部63において、ステップS16で設定された前方注視点距離Xに基づき、目標走行ライン上の自車から前方注視点距離X離れた位置を目標走行位置TPとしてを算出する。本実施形態においては、自車両の基準点を原点(0,0)とし前方進行方向をx軸正方向、車両左側方をy軸正方向とする座標系において、前方注視点距離Xに対応するx座標の値を目標走行ラインを示す関数に代入して目標走行位置TPを算出している。例えば、目標走行ラインが左側境界線と右側境界線の中心を通る関数として定義されている場合は、この関数にx座標の値を代入して目標走行位置TPを求めることが出来る。しかし、前方注視点距離Xに対応する目標走行位置TPを算出する方法は、この方法に限定されない。例えば、接点Pから目標走行ラインに垂線を引き、目標走行ラインと垂線との交点を目標走行位置TPと決定しても良いし、自車前方進行方向(x軸上)で、基準点から前方注視点距離Xだけ離れた点(座標(X,0)の点)から目標走行ラインに垂線を引き、目標走行ラインと垂線との交点を目標走行位置TPと決定しても良い。
ステップS18では、操舵制御部65において、自車位置と目標走行位置TPとを一定曲率で結ぶ目標曲線を算出し、目標曲線に応じた左右前輪の操舵制御量を算出する。そして、算出された操舵制御量に基づいて走行制御アクチュエータ70を駆動する。このとき、目標曲線上を通過するような操舵制御量を算出してもよいが、ステアリングシャフト上にトルクセンサを設けてドライバの操舵介入を検出し、操舵介入時には操舵制御量をゼロとしたり、目標曲線上を通過する左右前輪の転舵角までドライバの操舵操作を誘導するような操舵トルクを与えたりしてもよい。
図5に、第1実施形態の走行制御における自車位置、目標走行ライン、左側・右側道路境界線、左側道路境界線上の接点P、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1、接点Pに対応する前方注視点距離候補x2、前方注視点距離X、目標走行位置TPおよび目標曲線を示す。図5に示される例では、車両前方の所定範囲内において右側道路境界線への接線は存在しないため、右側道路境界線上の接点に対応する前方注視点距離候補x3は存在しない。
図5では、道路の形状が複合カーブ(S字形状など)の場合に、自車両に近い側のカーブに自車両が進入していく場合を示している。道路の形状が複合カーブである場合に、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1を前方注視点距離として目標走行位置TP’を設定すると、図5に見られるように自車両から遠く離れた位置に目標走行位置TP’が設定されてしまうことがある。このような場合、目標走行位置目標走行位置TP’への目標曲線が、カーブをショートカットするような曲線となってしまい、自車両が左側道路境界線へ接近しすぎてしまう恐れがある。
本実施形態においては、左側道路境界線上の接点Pを検出し、この接点Pに対応する前方注視点距離候補x2が車速Vに対応する前方注視点距離候補x1よりも短い場合は、接点Pに対応する前方注視点距離候補x2を前方注視点距離Xとして設定する。これにより、図5に示されるように、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1に基づく目標走行位置TP’と比べると、自車両により近い位置に目標走行位置TPが設定される。したがって、目標曲線は自車両に近い位置に設定された目標走行位置TPへ向かう曲線となり、自車両が左側道路境界線に接近しすぎることを回避することが出来る。つまり、車両前方のカーブの最寄りの凸部まの距離が近くなると、自車両からこの凸部への接線の接点までの距離(図5の例では前方注視点距離候補x2)の方が、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも短くなる。したがって、前方注視点距離Xが車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも小さい値に設定され、この最寄りの凸部に接近しないように車両の走行位置を制御することが出来る。一方、接点が存在しない場合(最寄りにカーブの凸部が無い場合)は、車速Vに応じた前方注視点距離を設定することで、制御ゲインが不要に大きくなることを防ぎ、車両挙動変化を抑制できる。この結果、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立を図ることができる。
本実施形態の走行制御装置では、曲率半径の小さいカーブや、直線から曲率半径の小さいカーブに移行するような形状の走行路を走行している際に、車速Vに応じた前方注視点距離に基づき目標走行位置を設定するとカーブをショートカットしてしまうような場合にも、車速Vに応じた前方注視点距離よりも前方注視点距離を短縮することができ、車両の走行位置を制御してショートカット傾向を改善することができる。この結果、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立をより確実に図ることができる。
また、本実施形態の走行制御装置では、自車が走行している走行路の形状や、自車両の走行路に対する姿勢角やその向き、横変位などを判定する必要が無く、左側・右側道路境界線の情報に基づき各道路境界線の接点を検出するのみで、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立する走行制御を行うことが出来るという効果がある。
(2)第2実施形態
第2実施形態に係る走行制御装置10の装置構成は図1および2に示される第1実施形態に係る走行制御装置10の構成と同一であるので説明を省略する。第2実施形態では、コントロールユニット60において実行される走行制御処理の一部が第1実施形態の走行制御処理と相違する。
図6は、第2実施形態に係る車両用走行制御装置のコントロールユニット60で実行される走行制御処理の流れを示すフローチャートである。
第1実施形態と同様に、第2実施形態においても、図6に示される制御フローとは別に目標走行ライン設定部61において、地図情報などに基づき目標走行ライン(目標経路)が設定される。
図6に示される制御フローは、自車両の走行制御の開始から終了まで所定の間隔(例えば、10〜50ミリ秒)で繰り返し実行されるものである。
ステップS21〜S23までの処理は、第1実施形態の図3のステップS11〜S13までの処理と同一であるので説明を省略する。
ステップS24では、前方注視点距離設定部64において、自車前方の所定距離内における自車進行方向と左側道路境界線との交差点に対応する前方注視点距離候補x4を算出する。ここで、自車進行方向と左側道路境界線との交差点が存在しない場合もあり得る。交差点が存在しない場合は、x4は空値となる。また、所定距離範囲内に交差点が複数存在する場合は、自車両に一番近い位置にある交差点に対応する距離を前方注視点距離候補x4とする。ここで、交差点を検出する自車両前方の所定距離範囲は特に限定されない。自車両前方の所定距離範囲は、少なくともステップS23において設定された車速Vに応じた前方注視点距離候補x1に対応する距離範囲とすることが好ましい。つまり、前方注視点距離設定部64は、走行路上の自車位置から前方の前方注視点距離候補x1に対応する距離内の範囲において自車位置から自車進行方向と走行路境界線の交差点が存在しない場合は、自車位置から自車進行方向と前記走行路境界線の交差点までの距離(第2の距離)は車速に応じた前方注視点距離候補x1以上であると判断する。このように、交差点が存在するかどうかを判断する範囲を前方注視点距離候補x1に対応する距離内の範囲に限定することで、不要な演算処理を行わずに、自車位置から自車進行方向と前記走行路境界線の交差点までの距離(第2の距離)が車速に応じた前方注視点距離候補x1よりも短いかどうかを判断することが出来る。
本実施形態においては、自車両の基準点を原点(0,0)とし前方進行方向をx軸正方向、車両左側方向をy軸正方向とする座標系において、自車両から車速Vに応じた前方注視点距離候補x1までの範囲内で左側道路境界線とx軸との交差点C(x,y)の座標を検出する。自車両からこの交差点Cまでの距離を、前方注視点距離候補x4と設定する。
ステップS25では、ステップS24と同様に、前方注視点距離設定部64において、自車前方の所定距離内における自車進行方向と左側道路境界線との交差点に対応する前方注視点距離候補x5を算出する。
ステップS26では、前方注視点距離設定部64において、ステップS23〜S25で得た前方注視点距離候補x1、x4、x5のうちの最小値を、前方注視点距離Xに設定する。前方注視点距離設定部64におけるステップS26の処理が、前方注視点距離決定部に対応する。つまり、前方注視点距離設定部64は、自車位置から自車進行方向と走行路境界線の交差点までの距離(第2の距離)が車速に応じた前方注視点距離候補x1(目標前方注視点距離)よりも短い場合は、前方注視点距離を車速に応じた前方注視点距離候補x1よりも短い距離に設定する。本実施形態においては、前方注視点距離設定部64は、第2の距離が目標前方注視点距離よりも短い場合に、前方注視点距離を、第2の距離に対応した距離に設定する。
ステップS27とS28の処理は第1実施形態の図3のステップS17とS18の処理と同一であるので説明を省略する。
図6に、第2実施形態の走行制御における自車位置、目標走行ライン、左側・右側道路境界線、自車両進行方向と右側道路境界線との交差点C、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1、交差点Cに対応する前方注視点距離候補x5、前方注視点距離X、目標走行位置TPおよび目標曲線を示す。図6に示される例では、車両前方の所定範囲内において自車進行方向と左側道路境界線との交差点は存在しないため、自車進行方向と左側道路境界線との交差点に対応する前方注視点距離候補x4は存在しない。
図6に示されるように、車両が曲線路の外側を向いて走行しているような場合に、車速Vに応じて前方注視点距離を設定すると、目標走行位置TP’が自車両から遠く離れた位置に設定されてしまい、目標曲線が大回り傾向になり外側境界線に接近しすぎてしまう場合がある。
本実施形態においては、図6に示されるように、自車両前方の所定距離内において自車進行方向と道路境界線(図6の例では右側道路境界線)との交差点Cが存在し、自車両から交差点Cまでの距離(前方注視点距離候補x5)が車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも小さい場合は、前方注視点距離が車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも短く設定される。具体的には、右側道路境界線との交差点Cに対応する前方注視点距離候補x5を前方注視点距離Xとする。これにより、車両の道路の外側を向くほど、前方注視点距離が小さい値に修正され、目標走行ラインへの追従速度が高くなる。本実施形態による走行制御によれば、例えば曲率半径が小さいカーブから直線へ移行したり、直線から曲率半径が小さいカーブに移行するなど道路形状が大きく変化するような場合に、車速Vに応じた前方注視点距離よりも前方注視点距離が短くなるため、一時的に応答速度を高くすることができる。一方、所定距離範囲内に交差点が存在しない場合(自車両が走行路の外側を向いていない場合)は、車速Vに応じた前方注視点距離を設定することで、制御ゲインが不要に大きくなることを防ぎ、車両挙動変化を抑制できる。この結果、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立を図ることができる。
また、本実施形態の走行制御装置では、図6に示されるように、曲率半径の小さいカーブから直線に移行するような形状の走行路を走行している際に、車速Vに応じた前方注視点距離に基づき目標走行位置を設定すると大回りになってしまい外側境界線に接近しすぎてしまうような場合に、車速Vに応じた前方注視点距離よりも前方注視点距離を短縮することができ、車両の走行位置を制御して大回り傾向を改善することができる。この結果、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立をより確実に図ることができる。
また、本実施形態の走行制御装置では、自車が走行している走行路の形状や、自車両の走行路に対する姿勢角やその向き、横変位などを判定する必要が無く、左側・右側道路境界線の情報に基づき自車進行方向と各道路境界線の交差点を検出するのみで、走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立する走行制御を行うことが出来るという効果がある。
(3)第3実施形態
第3実施形態に係る走行制御装置10の装置構成は図1および2に示される第1実施形態に係る走行制御装置10の構成と同一であるので説明を省略する。第3実施形態では、コントロールユニット60において実行される走行制御処理が第1実施形態や第2実施形態の走行制御処理と相違する。つまり、第3実施形態においては、自車位置から走行路境界線への接線の接点までの距離(第1の距離)、自車位置から自車進行方向と走行路境界線の交差点までの距離(第2の距離)、および車速に応じた前方注視点距離(目標前方注視点距離)のうちの最小値に対応した距離に前方注視点距離を設定する。具体的には、第3実施形態においては、第1実施形態の道路境界線上の接点に応じた前方注視点距離候補(x2,x3)と、第2実施形態の自車進行方向と道路境界線との交差点に応じた前方注視点距離候補(x4,x5)の両方を算出し、これらの前方注視点距離候補(x2,x3,x4,x5)と車速Vに応じた前方注視点距離候補(x1)のうち最小値を前方注視点距離Xとして設定するものである。
図8は、第3実施形態に係る車両用走行制御装置のコントロールユニット60で実行される走行制御処理の流れを示すフローチャートである。
第1・第2実施形態と同様に、第3実施形態においても、図8に示される制御フローとは別に目標走行ライン設定部61において、地図情報などに基づき目標走行ライン(経路情報)が設定される。
図8に示される制御フローは、自車両の走行制御の開始から終了まで所定の間隔(例えば、10〜50ミリ秒)で繰り返し実行されるものである。
ステップS31〜S35までの処理は、第1実施形態の図3のステップS11〜S15までの処理と同一であるので説明を省略する。
ステップS36とS37の処理は、第2実施形態の図6のステップS24とS25の処理と同一であるので説明を省略する。
ステップS38においては、前方注視点距離設定部64において、ステップS32〜S37で得た前方注視点距離候補x1〜x5のうちの最小値を、前方注視点距離Xに設定する。
ステップS39とS40の処理は第1実施形態の図3のステップS17とS18の処理と同一であるので説明を省略する。
図9に、第3実施形態の走行制御における自車位置、目標走行ライン、左側・右側道路境界線、左側道路境界線上の接点P、自車両進行方向と右側道路境界線との交差点C、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1、接点Pに対応する前方注視点距離候補x2、交差点Cに対応する前方注視点距離候補x5、前方注視点距離X、および目標走行位置TPを示す。図9に示される例では、車両前方の所定範囲内において右側道路境界線への接線と、自車進行方向と左側道路境界線との交差点は存在しないため、右側道路境界線上の接点に対応する前方注視点距離候補x3と自車進行方向と左側道路境界線との交差点に対応する前方注視点距離候補x4は存在しない。
図9に示される例では、車両前方の所定距離範囲内(この例では、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1までの範囲)において、自車両の基準点から左側道路境界線への接線の接点Pと、自車進行方向と右側道路境界線との交差点Cが存在する場合である。このような場合は、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1と、左側道路境界線上の接点Pに対応する前方注視点距離候補x2と、自車進行方向と右側道路境界線との交差点Cに対応する前方注視点距離候補x5のうち最小値である接点Pに対応する前方注視点距離候補x2を前方注視点距離Xとして設定する。これにより、図9に示されるように、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1に基づく目標走行位置TP’や自車進行方向と右側道路境界線との交差点Cに対応する前方注視点距離候補x5に基づく目標走行位置TP”と比べると、自車両により近い位置に目標走行位置TPが設定される。したがって、目標曲線は自車両に近い位置に設定された目標走行位置TPへ向かう曲線となり、自車両が左側道路境界線に接近しすぎることを回避することが出来る。
また、本実施形態では、自車両が道路の外側を向いている場合などには、自車進行方向と外側道路境界線との交差点Cに基づき前方注視点距離が小さい値に修正され、目標走行ラインへの追従速度が高くなり、外側道路境界線への接近を回避することが出来る。本実施形態のように、道路境界線上の接点と進行方向と道路境界線の交差点を両方検出して走行制御を行うことで、様々な形状の走行路において走行路境界への接近の回避とドライバに与える違和感の軽減との両立をより確実に図ることができる。
以上、本発明の走行制御装置、及び、走行制御について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
例えば、第1〜第3実施形態においては、左側・右側道路境界線の情報をナビゲーションシステム50の地図情報から得る構成となっているが、この構成には限定されない。例えば、レーダ20の検出結果やカメラ30から得られる撮影画像などから、道路・車線の境界、縁石、道路区画線などを実際に検出することにより左側・右側道路境界線を検出するようにしても良い。または、地図情報やレーダ・カメラの検出結果から左側・右側道路境界線の情報が得られない場合や、駐車場のように境界線がないような場所においても、仮想境界線を設定して第1〜第3実施形態の走行制御を行うことも可能である。
第1〜第3実施形態においては、前方注視点距離Xを前方注視点距離候補x1〜x5のうちの最小値に設定する構成としているが、この構成には限定されない。つまり、道路境界線上の接点Pに対応する前方注視点距離候補x2、x3や自車進行方向と道路境界線の交差点Cに対応する前方注視点距離候補x4、x5の少なくともいずれかが車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも小さい場合に、前方注視点距離Xが車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも短い距離に設定される構成であればよい。したがって、必ずしも接点Pや交差点Cの位置や自車両からの距離に基づいて前方注視点距離Xを設定する必要はない。例えば、接点Pに対応する前方注視点距離候補x2、x3や交差点Cに対応する前方注視点距離候補x4、x5の少なくともいずれかが車速Vに応じた前方注視点距離候補x1よりも小さい場合は、前方注視点距離Xを車速Vに応じた前方注視点距離候補x1を所定の距離短くした値に設定する構成にしてもよい。つまり、前方注視点距離設定部64は、自車位置から走行路境界線への接線の接点までの距離(第1の距離)と自車位置から自車進行方向と前記走行路境界線の交差点までの距離(第2の距離)との少なくともいずれかが車速に応じた前方注視点距離(目標前方注視点距離)よりも短い場合は、車速に応じた前方注視点距離から所定の距離を減算して得られる距離を前方注視点距離に設定することも出来る。これにより、演算処理をより簡略化することができる。この場合、車速Vの大きさに基づいて所定の距離を可変としたり、車速Vに応じた前方注視点距離候補x1と、接点Pに対応する前方注視点距離候補x2、x3または交差点Cに対応する前方注視点距離候補x4、x5との偏差に基づいて所定の距離を可変とする構成としても良い。
第1〜第3実施形態においては、自車両の基準点を原点(0,0)とし前方進行方向をx軸正方向、車両左側方をy軸正方向とする座標系を使用した例を説明しているが、この構成には限定されず、例えば目標走行ラインを基準にした座標系などを使用することも可能である。
20 レーダー
30 カメラ
40 車速センサ
50 ナビゲーションシステム
60 コントロールユニット
70 走行制御アクチュエータ
61 目標走行ライン設定部
62 車速検出部
63 目標走行位置設定部
64 前方注視点距離設定部
65 操舵制御部
Claims (10)
- 自車前方の走行路上に目標走行位置を設定するための前方注視点距離を設定する前方注視点距離設定装置であって、
車速に応じた目標前方注視点距離を設定する目標前方注視点距離算出部と、
自車位置から走行路境界線への接線の接点までの第1の距離と、前記自車位置から自車進行方向と前記走行路境界線の交差点までの第2の距離との少なくともいずれかが、前記目標前方注視点距離よりも短い場合は、前記前方注視点距離を前記目標前方注視点距離よりも短い距離に設定する前方注視点距離決定部と
を備えることを特徴とする前方注視点距離設定装置。 - 前記前方注視点距離決定部は、前記第1の距離と前記第2の距離との少なくともいずれかが前記目標前方注視点距離よりも短い場合に、前記前方注視点距離を、前記第1の距離と前記第2の距離との少なくともいずれかに対応した距離に設定することを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記第1の距離が前記目標前方注視点距離よりも短い場合に、前記前方注視点距離を、前記第1の距離に対応した距離に設定することを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記第2の距離が前記目標前方注視点距離よりも短い場合に、前記前方注視点距離を、前記第2の距離に対応した距離に設定することを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記第1の距離、前記第2の距離、前記目標前方注視点距離のうちの最小値に対応した距離に前記前方注視点距離を設定することを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記自車位置から左側走行路境界線への接線の接点までの距離と前記自車位置から右側走行路境界線への接線の接点までの距離のうち短い方を前記第1の距離とすることを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記走行路上の前記自車位置から前方の前記目標注視点距離内の範囲において前記自車位置から前記走行路境界線への前記接線の前記接点が存在しない場合は、前記第1の距離は前記目標注視点距離以上であると判断することを特徴とする請求項1から請求項3及び請求項5及び請求項6のいずれかに記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記走行路上の前記自車位置から前方の前記目標注視点距離内の範囲において前記自車位置から前記自車進行方向と前記走行路境界線の前記交差点が存在しない場合は、前記第2の距離は前記目標注視点距離以上であると判断することを特徴とする請求項1及び請求項2及び請求項4から請求項7のいずれかに記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記第1の距離と前記第2の距離との少なくともいずれかが前記目標前方注視点距離よりも短い場合は、前記目標前方注視点距離から所定の距離を減算して得られる距離を前記前方注視点距離に設定することを特徴とする請求項1に記載の前方注視点距離設定装置。
- 前記前方注視点距離決定部は、前記所定の距離を可変に設定することを特徴とする請求項9に記載の前方注視点距離設定装置。
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