(57)【要約】【課題】  無駄な計算処理を少なくするとともに、計算に要する時間を短くすることができる走行進路生成装置および走行制御装置を提供する。【解決手段】  走行進路生成ＥＣＵ１０における一時的到達位置算出部１１は、走行進路算出時間と制限車速に基づいて、一時的到達位置距離を算出し、一時的到達位置距離に含まれる各位置の中から一時的到達位置を算出する。この一時的到達位置と、自車両の位置とを繋いで、走行進路を生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置を取得する自車両位置取得手段と、
所定の計算時間と、走行路を走行する車両における制限車速と、に基づいて、前記車両から前記車両の一時的到達位置までの距離である一時的到達位置距離を算出する一時的到達位置距離算出手段と、
前記一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち前記車両の一時的到達位置を算出する一時的到達位置算出手段と、
前記車両の位置と、前記一時的到達位置と、を繋ぐ走行進路を生成する走行進路生成手段と、
を備えることを特徴とする走行進路生成装置。
【請求項２】
前記走行路における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、
前記一時的到達位置算出手段は、前記一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち、前記障害物が検出された位置を避けて前記一時的到達位置を算出する請求項１に記載の走行進路生成装置。
【請求項３】
前記車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
請求項１に記載された走行進路生成装置で生成した走行進路および前記車両走行状態検出手段で検出し車両走行状態に基づいて、前記車両の走行を制御する走行制御手段と、
を備えることを特徴とする走行制御装置。
【請求項４】
前記走行路における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、
前記一時的到達位置算出手段は、前記一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち、前記障害物が検出された位置を避けて前記一時的到達位置を算出するとともに、
前記一時的到達位置距離に含まれる各位置の全てに前記障害物が存在する場合に、前記車両を停止させる停止手段をさらに備える請求項３に記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行進路生成装置および走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動運転などを行う際には、車両の走行進路を生成することが多い。このような車両の走行進路を生成する走行進路生成装置を備えるものとして、従来、自車両が目的地に向かうための自車進路を取得し、取得した自車進路にしたがって各種運転支援を行う車両用走行支援装置がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この車両用走行支援装置では、自動運転の場合、予め決められた進路を自車進路として取得する。また自車進路が決められていない場合には、車速や操舵角などに基づいて自車進路を予測するようにしている。また、取得した自車進路に基づいて自車両の車速や操舵角といった走行条件を算出し、算出した走行条件を満たすように車両を制御するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６０２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示された車両用走行支援装置において、自車進路を生成する場合、長距離の自車進路を生成している。一方、自車進路は、所定時間ごとに更新されているため、自車進路を生成しても、使用することなく変更されることも少なくなく、計算処理が無駄になるという問題があった。さらに、長距離の自車進路を生成することから、計算に要する処理時間も長くなるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、無駄な計算処理を少なくするとともに、計算に要する時間を短くすることができる走行進路生成装置および走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明に係る走行進路生成装置は、車両の位置を取得する自車両位置取得手段と、所定の計算時間と、走行路を走行する車両における制限車速と、に基づいて、車両から車両の一時的到達位置までの距離である一時的到達位置距離を算出する一時的到達位置距離算出手段と、一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち車両の一時的到達位置を算出する一時的到達位置算出手段と、車両の位置と、一時的到達位置と、を繋ぐ走行進路を生成する走行進路生成手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る走行進路生成装置においては、計算時間と制限車速とに基づいて、一時的到達位置距離を算出し、一時的到達位置距離にある一時的到達位置と車両の位置とを繋ぐ走行進路を生成する。このため、生成した進路を自車両が走行する可能性が高くなる。したがって、進路を生成するための計算の負担が軽減されるので、無駄な計算処理を少なくするとともに、計算に要する時間を短くすることができる。
【０００９】
ここで、走行路における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、一時的到達位置算出手段は、一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち、障害物が検出された位置を避けて一時的到達位置を算出するようにすることができる。
【００１０】
このように、一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち、障害物が検出された位置を避けて一時的到達位置を算出することにより、自車両が障害物の衝突するような走行進路の生成を防止することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決した本発明に係る走行制御装置は、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、上記の走行進路生成装置で生成した走行進路および車両走行状態検出手段で検出し車両走行状態に基づいて、車両の走行を制御する走行制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る走行制御装置においては、上記の走行進路生成装置で生成した走行進路を利用して走行制御を行っている。このため、無駄な計算処理が少なく、短い時間で走行進路が生成されるので、その分円滑な走行制御を行うことができる。
【００１３】
このとき走行路における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、一時的到達位置算出手段は、一時的到達位置距離に含まれる各位置のうち、障害物が検出された位置を避けて一時的到達位置を算出するとともに、一時的到達位置距離に含まれる各位置の全てに障害物が存在する場合に、車両を停止させる停止手段をさらに備えるようにすることができる。
【００１４】
このように、一時的到達位置距離に含まれる各位置の全てに障害物が存在する場合に、車両を停止させることにより、障害物との衝突を好適に避けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る走行進路生成装置および走行制御装置によれば、無駄な計算処理を少なくするとともに、計算に要する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る走行制御装置のブロック構成図である。
【図２】第１実施形態に係る走行制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】走行進路を生成する際の説明図である。
【図４】第２実施形態に係る走行制御装置のブロック構成図である。
【図５】第２実施形態に係る走行制御装置の処理手順を示すフローチャートであるである。
【図６】一時的到達位置に障害物があり、一時的到達位置を移動させる場合の説明図である。
【図７】一時的到達位置を移動させる場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る走行制御装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る走行制御装置１は、走行進路生成ＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０および走行制御ＥＣＵ１３を備えている。走行進路生成ＥＣＵ１０および走行制御ＥＣＵ１３は、いずれもＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[RandomAccess Memory]などからなる電子制御ユニットである。また、走行制御装置１には、白線検出センサ２、ＧＰＳ[Global PositioningSystem]装置３、および走行状態検出センサ４が接続されている。さらに、走行制御装置１には、走行制御アクチュエータ５が接続されている。
【００１９】
走行進路生成ＥＣＵ１０は、一時的到達位置算出部１１および走行進路生成部１２を備えて構成されている。また、走行進路生成ＥＣＵ１０は、走行制御ＥＣＵ１３に接続されている。走行進路生成ＥＣＵ１０は、本発明の走行進路生成装置を構成する。
【００２０】
白線検出センサ２は、たとえばＣＣＤ[Charge Coupled Device]カメラおよび画像処理装置などを備えている。ＣＣＤカメラは、たと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。また、画像処理装置では、ＣＣＤカメラで撮像した画像に画像処理を施し、画像中における白線を自車両の走行環境として検出する。白線検出センサ２は、画像処理装置で検出した白線に関する白線情報を走行進路生成ＥＣＵ１０における一時的到達位置算出部１１に送信する。
【００２１】
ＧＰＳ装置３は、ＧＰＳ衛星との間で無線通信によるＧＰＳ通信を行っている。また、ＧＰＳ装置３は、地図情報を記憶しており、ＧＰＳ衛星との間におけるＧＰＳ通信と記憶している地図情報に基づいて、自車両の位置や走行路である道路に対する向きといった自車両の走行環境として検出している。ＧＰＳ装置３は、検出した自車両の走行環境に関する自車両位置情報および記憶している地図情報をＧＰＳ情報として走行進路生成ＥＣＵ１０における一時的到達位置算出部１１および走行制御ＥＣＵ１３に送信する。ＧＰＳ装置３は、本発明の自車両位置取得手段を構成する。
【００２２】
走行状態検出センサ４は、たとえば自車両の車輪に設けられた車輪速センサを有する車速センサ備えており、車輪速を計測し、計測した車輪速から車速を検出する。また、走行状態検出センサ４は、車両の操舵角を検出する操舵角センサを備えており、操舵角を検出する。走行状態検出センサ４は、検出した車速に関する車速情報および操舵角に関する操舵角情報を含む走行状態情報を走行制御ＥＣＵ１３に送信する。走行状態検出センサ４およびＧＰＳ装置３は、本発明の車両走行状態検出手段を構成する。
【００２３】
走行進路生成ＥＣＵ１０における一時的到達位置算出部１１は、白線検出センサ２から送信された白線情報およびＧＰＳ装置３から送信されたＧＰＳ情報に基づいて、自車両が走行可能となる走行領域を演算によって算出する。また、一時的到達位置算出部１１は、算出した走行領域を利用して、自車両が一時的に到達する位置である一時的到達位置を算出する。一時的到達位置算出部１１は、算出した一時的到達位置に関する一時的到達位置情報を走行進路生成部１２に出力する。一時的到達位置算出部１１を含む走行進路生成ＥＣＵ１０は、本発明の一時的到達位置算出手段および一時的到達位置距離算出手段を構成する。
【００２４】
走行進路生成部１２は、一時的到達位置算出部１１から出力された一時的到達位置に基づいて、自車両の走行進路を生成する。ここで、走行進路生成部１２は、一時的到達位置算出部１１から出力された一時的到達位置を記憶しており、出力された一時的到達位置と記憶している一時的到達位置とを繋ぎ合わせて、走行進路を生成する。走行進路生成部１２は、生成した走行進路に関する走行進路情報を走行制御ＥＣＵ１３に出力する。走行進路生成部１２を含む走行進路生成ＥＣＵ１０は、本発明の走行進路生成手段を構成する。
【００２５】
走行制御ＥＣＵ１３は、走行進路生成部１２から出力された走行進路情報および走行状態検出センサ４から送信された走行状態情報に基づいて、自車両の加減速度、操舵角などの走行制御量を演算によって算出する。走行制御ＥＣＵ１３は、算出した走行制御量に関する走行制御量情報を走行制御アクチュエータ５に送信する。走行制御ＥＣＵ１３は、本発明の走行制御手段を構成する。
【００２６】
走行制御アクチュエータ５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５は、走行制御ＥＣＵ１３から送信された走行制御量情報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。
【００２７】
次に、本実施形態に係る走行制御装置の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る走行制御装置の処理手順を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態に係る走行制御装置においては、まず、白線検出センサ２、ＧＰＳ装置３、および走行状態検出センサ４などの各種センサから送信されたセンサ信号に応じた各種情報を読み込む（Ｓ１）。
【００２８】
次に、一時的到達位置算出部１１において、一時的到達位置距離の算出を行う（Ｓ２）。一時的到達位置距離は、車両が走行する道路の曲率半径および予め設定されている車両横方向に発生する最大加速度の制限値を取得し、道路の曲率半径および車両横方向に発生する最大加速度Ｇy-maxの制限値に基づいて制限車速を用いて算出する。制限車速ＶＭＡＸは、たとえば下記（１）式を用いて、算出することができる。また、ＧＰＳ情報に制限車速が含まれている場合には、その制限車速を用いることもできる。
制限車速ＶＭＡＸ＝｛（曲率半径）×（横方向加速度）｝１／２  ・・・（１）
【００２９】
さらに、一時的到達位置算出部１１は、走行進路を算出するための計算時間である走行進路算出時間Ｔを記憶している。一時的到達位置算出部１１では、制限車速ＶＭＡＸおよび走行進路算出時間Ｔを用いて、下記（２）式により、一時的到達位置距離Ｌｔｍｐを算出する。なお、計算時間としては、走行進路算出時間Ｔ以外の時間を適宜設定することができる。
Ｌｔｍｐ＝ＶＭＡＸ＊Ｔ  ・・・（２）
【００３０】
こうして一時的到達位置距離を算出したら、一時的到達位置距離に含まれる各位置の中から、一時的到達位置を算出する。そのため、道路の中心位置を算出する（Ｓ３）。道路の中心位置は、白線検出センサ２から送信される白線情報に基づいて算出する。続いて、一時的到達位置を算出する（Ｓ４）。一時的到達位置は、自車両から一時的到達位置距離にある道路の中心位置として算出される。
【００３１】
たとえば、図３に示すように、自車両Ｍが白線Ｗに挟まれた道路を走行している場合を想定する。この場合、２本の白線Ｗ，Ｗ同士を繋いで道路を横断する線分であって、自車両Ｍの位置から一時的到達位置距離Ｌｔｍｐにある線分Ｌにおける中心位置を一時的到達位置ＯＰとして算出する。
【００３２】
一時的到達位置を算出したら、自車両から一時的到達位置までの走行進路を生成する（Ｓ５）。自車両から一時的到達位置までの走行進路は、自車両の位置と一時的到達位置とを滑らかに繋ぐ曲線または直線として生成する。たとえば、図３に示すように、自車両Ｍと一時的到達位置との間に複数の目標到達点Ｔ（１）、Ｔ（２）・・・、Ｔ（Ｎ）を設定し、これらの目標到達点を繋ぎ合わせて走行進路を生成する。
【００３３】
それから、生成した走行進路を走行制御ＥＣＵ１３に出力する（Ｓ６）。走行制御ＥＣＵ１３は、出力された走行進路情報および車速や自車両の向きなどの走行状態情報に基づいて、走行制御アクチュエータ５の操作量を算出する。走行制御ＥＣＵ１３は、算出した操作量に応じた走行制御アクチュエータ５の制御を行う（Ｓ７）。こうして、走行制御装置における処理を終了する。
【００３４】
このように、本実施形態に係る走行制御装置１においては、走行進路算出時間と制限車速とに基づいて、一時的到達位置距離を算出し、一時的到達位置距離にある一時的到達位置と自車両の位置に基づいて走行進路を生成している。このため、生成した進路を自車両が走行する可能性が高くなる。したがって、進路を生成するための計算の負担が軽減されるので、無駄な計算処理を少なくするとともに、計算に要する時間を短くすることができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る走行制御装置のブロック構成図である。本実施形態では、本発明の障害物検出手段である障害物検出装置６が走行制御装置１に接続されている点で、上記第１実施形態と主に異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心として、本実施形態について説明する。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態に係る走行制御装置１には、障害物検出装置６が接続されている。障害物検出装置６は、たとえば自車両の外側に取り付けられたＣＣＤカメラおよびこのＣＣＤカメラで撮像した画像に対して画像処理を行う画像処理装置を備えている。障害物検出装置６は、ＣＣＤカメラで撮像した画像に画像処理を施すことにより、自車両の周囲における障害物を検出している。障害物検出装置６は、検出した障害物の大きさや位置に関する障害物情報を走行制御装置１における一時的到達位置算出部１１に送信する。
【００３７】
一時的到達位置算出部１１では、上記第１実施形態で説明した処理と同等の処理のほか、一時的到達位置を算出するにあたり、障害物検出装置６から送信された障害物情報をも用いる。走行制御装置１は、その他の点について、上記第１実施形態と同等の機能を備えている。
【００３８】
次に、本実施形態に係る走行制御装置の動作について説明する。図５は、本実施形態に係る走行制御装置の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態に係る走行制御装置１では、まず、障害物位置算出前工程が行われる（Ｓ１１）。障害物位置算出前工程では、図２に示すステップＳ１〜ステップＳ４と同様の処理が行われ、一時的到達位置が算出される。
【００３９】
次に、障害物位置の算出を行う（Ｓ１２）。障害物位置の算出は、障害物検出装置６から送信される障害物情報に基づいて行う。続いて、ステップＳ１１で算出した一時的到達位置とステップＳ１２で算出した障害物位置との距離が所定のしきい値Ｄｔｈよりも小さいか否かを判断する（Ｓ１３）。
【００４０】
その結果、一時的到達位置と障害物位置との距離が所定のしきい値Ｄｔｈよりも小さくないと判断した場合には、走行進路生成する（Ｓ１４）。走行進路は、上記第１実施形態におけるステップＳ５と同様に生成される。その後、上記第１実施形態と同様に走行情報を出力し（Ｓ１５）、自車両の走行制御アクチュエータ５を制御して（Ｓ１６）、走行制御処理を終了する。
【００４１】
一方、一時的到達位置と障害物位置との距離が所定のしきい値Ｄｔｈよりも小さいと判断した場合には、自車両から一時的到達位置距離にある位置に障害物位置と異なる位置があるか否かを判断する（Ｓ１７）。ここで、自車両から一時的到達位置距離にある位置に障害物位置と異なる位置があると判断した場合には、自車両から一時的到達位置距離にある位置に、障害物位置と異なる位置に一時的到達位置を移動させ（Ｓ１８）、ステップＳ１３に戻る。
【００４２】
たとえば、図６に示すように、自車両Ｍの一時的到達位置ＯＰを算出した後に、一時的到達位置ＯＰに障害物である他車両ＯＭが検出されることある。このまま一時的到達位置ＯＰに向けて自車両Ｍを走行させると、自車両Ｍが他車両ＯＭに衝突してしまうこととなる。
【００４３】
そこで、一時的到達位置ＯＰに障害物が検出された場合に、一時的到達位置ＯＰを自車両Ｍから一時的到達位置距離にある線分Ｌ上の他の位置に移動させ、新たな一時的到達位置ＮＰを算出する。このとき、一時的到達位置ＯＰと新たな一時的到達位置ＮＰとの間は、所定のしきい値Ｄｔｈ以上離間させる。所定のしきい値は、たとえば、車両の横幅程度とすることができる。そして、新たな一時的到達位置ＮＰに障害物がない場合には、自車両と新たな一時的到達位置ＮＰとを繋ぐ走行進路を生成することとなる。
【００４４】
また、新たな一時的到達位置ＮＰを設定するにあたり、障害物の位置を考慮することが好適となる。たとえば、図７に示すように、自車両Ｍが走行する道路における左側である第１位置Ｐ１に障害物が存在する場合には、一時的到達位置を右側へ移動させることが好適となる。また、右側である第３位置Ｐ３に障害物が存在する場合には、一時的到達位置を左側へ移動させることが好適となる。さらに、中央である第２位置Ｐ２に障害物が存在する場合には、自車両Ｍとの距離が近くなるように一時的到達位置を移動させることが好適となる。
【００４５】
他方、自車両から一時的到達位置距離にある位置に障害物位置と異なる位置がないと判断した場合には、一時的到達位置距離に含まれる各位置の全ての障害物が存在することとなる。この場合、走行進路生成部１２は、停止情報を走行制御ＥＣＵ１３に出力する（Ｓ１９）。ここで、走行制御ＥＣＵ１３は、本発明の停止手段として機能している。その後、走行制御ＥＣＵ１３は、自車両を停止させるように自車両の走行制御アクチュエータ５を制御し（Ｓ１６）、走行制御装置１による処理を終了する。
【００４６】
このように、本実施形態に係る走行制御装置１においては、一時的到達位置に障害物が存在する場合に、一時的到達位置を移動させるようにしている。このため、自車両の走行進路に障害物があるという事態を防止することができる。したがって、自車両が障害物の衝突するような走行進路の生成を防止することができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、走行制御ＥＣＵ１３による走行制御を行っているが、走行進路生成ＥＣＵ１０によって生成した走行進路をドライバに報知する走行進路報知手段を設けることもできるし、生成した走行進路を達成するための走行条件をドライバに報知する走行条件報知手段を設けたりすることもできる。これらの場合、走行制御に代えて、ドライバの運転を支援する運転支援を行うこととなる。また、完全な走行制御を行わなくとも、走行制御装置によって加減速したり操舵トルクアシストしたりするなどして運転支援を行うこともできる。
【符号の説明】
【００４８】
１…走行制御装置、２…白線検出センサ、３…ＧＰＳ装置、４…走行状態検出センサ、５…走行制御アクチュエータ、６…障害物検出装置、１０…走行進路生成ＥＣＵ、１１…一時的到達位置算出部、１２…走行進路生成部、１３…走行制御ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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