(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段、この残距離に応じて、定点停止のための第１の減速制御を行う第１の減速制御手段、および自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の減速制御を行う第２の減速制御手段を備え、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値以上の間は、前記第１の減速制御手段を用いて減速制御を行い、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値範囲内まで近づいたら、前記第２の減速制御手段を用いて減速制御を行うことを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項２】
外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段、外部から入手した自車の現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第１の目標速度を決定する第１の目標速度決定手段、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の目標速度を決定する第２の目標速度決定手段、および自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値以上の間は、前記第１の目標速度を用いて減速制御を行い、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値範囲内まで近づいたら、前記第２の目標速度を用いて減速制御を行う切り替え手段を備えたことを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記切り替え手段による切り替えに基づいて、前記第１の目標速度から前記第２の目標速度につながる目標速度に応じて、車両のアクチュエータを制御する速度制御手段を備えたことを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項４】
請求項２または３において、実車速度が前記目標速度に追従するように制御する速度制御手段を備えたことを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、車両が停止すべき前記定点は、一時停止線、踏み切り、料金所、駐停車禁止帯直前の停止、看板や標識、またはドライバの指定位置であることを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかにおいて、前記外部から入手した自車の現在位置情報を利用して得られた前記残距離に基いて、減速を開始すべき位置への到達を判定する減速開始位置判定手段を備え、この減速開始位置を判定した後に、前記第１，第２の目標速度決定手段と前記切り替え手段を有効とするように構成したことを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記外部から入手した自車の現在位置情報は、ＧＰＳから入手した自車の現在位置情報であることを特徴とする車両の定点停止制御装置。
【請求項８】
外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出ステップ、外部から入手した自車の現在位置情報に基く前記残距離に応じて、定点停止のための第１の減速制御を行う第１の減速制御ステップ、および自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の減速制御を行う第２の減速制御ステップを備え、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値以上の間は、前記第１の減速制御ステップを行い、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値範囲内まで近づいたら、前記第２の減速制御ステップを行うたことを特徴とする車両の定点停止制御方法。
【請求項９】
請求項８において、前記第１の減速制御ステップは、外部から入手した自車の現在位置情報に基く前記残距離に応じて、定点停止のための第１の目標速度を決定する第１の目標速度決定ステップを備え、前記第２の減速制御ステップは、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く前記残距離に応じて、定点停止のための第２の目標速度を決定する第２の目標速度決定ステップを備え、前記第１または第２の目標速度のうち、いずれを用いるかを切り替える切り替えステップ、および前記切り替えステップによる切り替えに基づいて、前記第１の目標速度から前記第２の目標速度につながる目標速度に応じて、車両のアクチュエータを制御する速度制御ステップを備えたことを特徴とする車両の定点停止制御方法。
【請求項１０】
外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段、外部から入手した自車の現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第１の目標速度を決定する第１の目標速度決定手段、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の目標速度を決定する第２の目標速度決定手段、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値以上の間は、前記第１の目標速度を用いて減速制御を行い、自車の現在位置情報と停止すべき位置までの残距離が所定値範囲内まで近づいたら、前記第２の目標速度を用いて減速制御を行うように切り替える切り替え手段、および前記切り替え手段による切り替えに基づいて、前記第１の目標速度から前記第２の目標速度につながる目標速度を指令する速度指令手段を備えたことを特徴とする車載ナビゲーション装置。
【請求項１１】
ＧＰＳから入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出ステップ、前記残距離に基いて減速を開始すべき位置への到達を判定する減速開始位置判定ステップ、前記減速を開始すべき位置への到達を判定したとき、前記残距離に応じて、定点停止のための第１の減速制御を開始する第１の減速制御ステップ、および、その後前記残距離が所定値以内になったとき、車載ナビゲーション装置の自律航法中心の走行軌跡を出力する専用のロケータによって得られた自車の現在位置情報に基く残距離に応じて定点停止のための第２の減速制御を実行する第２の減速制御ステップを備えたことを特徴とする車両の定点停止制御方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記専用のロケータによって得られた自車の現在位置情報に基く残距離が、停止すべき位置から第２の所定値以内になったとき、自車の走行距離の積算を利用して求めた自車の現在位置情報に基く第３の残距離に応じて、定点停止のための第３の減速制御を実行する第３の減速制御ステップを備えたことを特徴とする車両の定点停止制御方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、前記第２の減速制御ステップは、リアカメラ認識、フロントカメラ認識、または路車間通信による位置の補正をトリガとして専用ロケータを起動するステップを備えたことを特徴とする車両の定点停止制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置を利用して、前方の地形情報を入手し、その情報を用いて車両を目標地点に向けて減速制御する定点停止制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナビゲーション装置（以下、ナビと略す）が高度化するにつれて、ナビと連携して車両を制御するナビ協調制御が行われてきている。
【０００３】
ナビ協調制御を行う場合には、ナビゲーション装置の地図上の現在位置から、車両前方の地形情報（カーブ、制限速度等）を求める。続いて、その情報を車両制御に利用する。そのため、ナビが車両側に送出する地形情報の精度が重要となる。
【０００４】
ナビの位置は、ＧＰＳ信号と自律航法（地図上の車速ベクトルの和）及びそれらの特徴を融合した手法で工夫されて来ている。たとえば、ＧＰＳ信号が受信できない期間は自律航法を利用する等である。
【０００５】
ナビ精度は、ナビ自体としても精度向上が必要であり、地図の精度向上、ロケータに用いる各種センサ（車速センサ、方位検出センサ）の向上、ロケータアルゴリズムの工夫、マップマッチング処理の高度化、などが行われてきている。
【０００６】
特許文献１には、前方の一時停止線の存在または不存在の検出・判断精度を向上させるために、ＧＰＳ情報に加え、車載ＣＣＤのカメラからの情報に基いて、その存在を確認し、真に必要なときのみ運転手を補助できる運転補助装置が提案されている。ここでの、運転補助の具体例として、減速させるべき操作がされない場合の警報が述べられ、ほかに制動制御などがあるとの開示がある。
【０００７】
次に、停止すべき場所、たとえば停止線に自動で停止する制御を行った場合の実際の問題点について、具体的に記述する。
【０００８】
図１０は、本発明の課題を説明する定点停止制御における不安定現象の説明図である。まず、一時停止線までの残距離は、ナビからの情報に基いている。横軸は時間で、縦軸は一時停止線までの残距離である。一定減速度のとき、時間経過とともに、残距離は、二次関数的に減少してゆく。
【０００９】
同図（Ａ）のパターン１は、停止線の停止制御において、ナビからの残距離が、急に０となり、制御側に渡される現象である。この時、車両は、停止制御を継続中で、停止しそうになるが、途中で停止制御を中止する。つまり、残距離が０の為、一時停止線を通過したと判断して、次の目標、たとえば、制限速度の値に向かって加速することになる。
【００１０】
同図（Ｂ）のパターン２は、停止間際に、残距離が急に増加する現象である。このとき、車両は、停止方向に減速中であるが、急に不自然な加速を始める。この加速は、運転者にとって違和感のある現象である。
【００１１】
同図（Ｃ）のパターン３は、残距離が一度０となり、車両が停止あるいは、殆ど停止前の状態で、残距離が復活し、停止中であれば、その値を維持することである。このとき、制御側としては、既に一旦停止しているため、復活した残距離を利用することは不適切である。
【００１２】
これらの問題は、ナビの抱える精度の問題に依存するため、誤差を完全に０にすることは困難であり、制御側での対策が必要である。
【００１３】
従来、特許文献２に開示されているように、一旦制御を開始すると、ナビ情報を使わない方式が開示されている。本公知例は、一時停止線で、運転者が停止を行うパターンを停止線毎に学習しておき、その学習パターンを利用して、以降の該当停止線に自動で停止する例である。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−８６３６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、各車速や環境により変動する個々のパターンから汎用的なパターンを生成することは容易ではない。又、そのパターンを実際に適用、再現しようとする際、現実の条件と合致することは稀である。
【００１６】
さらに、減速開始後は、適用したパターンで制御を開始し、停止まで行うため、停止線までの距離が長く、その間、車両情報のみで制御を継続することになる。従って、途中位置修正の機会が無く、一度想定パターンと現実の条件がずれると、ずれた条件のままで停止まで進んでしまう。という弱点があった。
【００１７】
前述のように、ナビ協調制御の一例として、定点停止制御を実施する場合に、停止間際において、ナビから送信されてくる残距離が、急に０になったり、逆に増加したりする現象が発生する場合がある。これらの原因は、ナビのマップマッチ処理の結果補正されるものであるが、地図精度を考慮すると完全に正確とは言えない。ドライバとしては、止まる様子でとまらない制御より、若干位置はずれても停止制御を継続したほうがよい。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、外部から得られた自車位置情報に基く、たとえば一時停止線までの残距離が停止間際に若干変動するような低い精度の位置情報であったとしても、違和感のない定点停止制御を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明はその一面において、目標停止位置からの距離が所定値以上の間は、外部から与えられた自車位置情報（例えば、ＧＰＳからの情報）を用いた第１の減速制御を行い、所定範囲内まで近づいたら、車上で演算して得られた自車位置情報に基づき第２の減速制御を行うように構成する。
【００２０】
すなわち、目標停止位置から比較的遠いときは、位置修正が効く、外部から与えられた（ＧＰＳ情報に基く）自車位置情報を用い、目標停止位置に近づいたときは、ブレの少ない自車内での演算結果や専用ロケータの情報を用いる。
【００２１】
本発明の望ましい実施態様においては、外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段、外部から入手した自車の現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第１の目標速度を決定する第１の目標速度決定手段、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の目標速度を決定する第２の目標速度決定手段、前記第１または第２の目標速度のうち、いずれを用いるかを切り替える切り替え手段、および、前記切り替え手段による切り替えに基づいて、前記第１の目標速度から前記第２の目標速度につながる目標速度に応じて、車両のアクチュエータを制御する速度制御手段を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の望ましい実施態様によれば、定点停止制御、たとえば一時停止線への停止制御において、停止直前に、ＧＰＳなど外部からの残距離に変動があっても、目標停止位置にスムースに停止させることが出来、違和感のない定点停止制御が可能となる。
【００２３】
本発明におけるその他の目的と特徴は、以下に述べる実施態様の中で明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の一実施例による車両の定点停止制御装置の概略を示す機能ブロック図である。
【００２６】
本実施例の機能は、ロケータ部１１、マップマッチング処理部１２、地図データベース１３、前方地形情報算出部１４、協調制御部１５、並びに車両アクチュエータ１６から構成されている。
【００２７】
ロケータ部１１は、ＧＰＳからの受信データに基づく、緯度／経度情報と、自律航法による位置情報を勘案して、位置を算出する。自律航法は、自車速度とその方向を微小時間で積算し、移動量を求めるものである。自律航法中心の方法では、自律航法で求めた位置がＧＰＳで求めた位置と大幅に変わっている場合に、ＧＰＳベースの位置に修正を施すような処理が行われている。
【００２８】
マップマッチング処理部１２は、ロケータで求めた位置を地図上にマッピングする処理であり、一定の走行距離毎に、または、交差点やカーブを通過した事象を車両情報から、検出し、その際に、マップマッチング処理を施し、地図上の位置を補正する。
【００２９】
地図データベース１３は、経路を表すリンク情報及び付帯する道路種別や制限速度、勾配等の情報を含む。現在位置を示せば、現在位置から先の進路の地形情報を読み取ることが出来る。
【００３０】
前方地形情報算出部１４は、現在地点からの前方地形の情報を算出する。
【００３１】
協調制御部１５は、入手した、前方の地形情報により、カーブでの減速や、制限速度走行、徐行、一時停止線での停止制御などを行う。そして、車両アクチュエータに対して、制御指令を出力する。
【００３２】
車両アクチュエータ１６は、協調制御部１５からの指令により、車両のアクチュエータを駆動する。車両のアクチュエータとは、具体的には、エンジン、ＡＴ、ブレーキ等である。
【００３３】
簡便な構成としては、協調制御部から目標速度指令を出し、車両アクチュエータで目標速度に追従するように制御する。
【００３４】
なお、図１の機能ブロック構成図において、協調制御部を独立して設けているが、ナビゲーション装置内部に組み込んだ構成としても良い。
【００３５】
ここで、図２を用い、本発明による車両の定点停止制御の概念を、改善前と対比して示す状態遷移について説明する。
【００３６】
図２の比較例において、制限速度やドライバの設定した指定速度で定速運転中に、一時停止線が近づくと、ナビ情報による停止制御を開始する。そして、ナビの情報が正確である場合には、正常に停止線に停止する。しかしながら、前述の通リ、ＧＰＳ情報に基くナビ情報（現在位置→残距離）の変動により、（１）一時停止線を通過したり、（２）一時的な加速が発生したり、（３）停止後に残距離が発生して動き出したりとの問題があった。
【００３７】
これに対して、同図に示す本発明の実施例１によれば、定速運転中から、一時停止線に近づくと、（１）ナビ情報による一時停止線への第１の減速制御を開始する。さらに、一時停止線の４〜５ｍ程度の直近になると、ナビ情報を利用した制御を中止し、（２）車上情報に基づく、第２の一時停止線への減速制御モードに切り替えて、制御を継続し、停止状態に至るまで制御を継続する。停止状態に至ると、アクセルオンのトリガで、次の目標速度に追従を開始する。
【００３８】
また、本発明の実施例２によれば、定速運転中から、一時停止線に近づくと、（１）ナビ情報による一時停止線への第１の減速制御を開始する。その後、地上から絶対位置情報を貰ったときなどに、（２）専用ナビを利用した第２の一時停止線への減速制御モードに切り替える。そして、一時停止線の１ｍ程度の直近になると、ナビ情報を利用した制御を中止し、（３）車上情報に基づく、第３の一時停止線への減速制御モードに切り替えて、制御を継続し、停止状態に至るまで制御を継続する。
【００３９】
ここで、詳細な実施例の前に、停止させるまでの減速制御方法について説明する。
【００４０】
目標停止位置である一時停止線までの距離をＬ、自車速度をＶ、目標減速度をａとすると、距離Ｌの式を変形して、停止線停止の目標速度Ｖｔｓは、（１）式で求められる。
【００４１】
【数１】
0005073528.tif 000002
【００４２】
以下、図２の本発明による実施例１に示す各ステップ１〜４の順に説明する。
［ステップ１］：制御開始
Ｖ＜Ｖｔｓのときは、停止制御を開始する必要が無い為に、最終目標速度Ｖｔを（２）式で求める。
【００４３】
Ｖｔ＝Ｖ……………………………………………………………………………（２）
Ｖ≧Ｖｔｓのときは、停止制御を開始する必要が生じたために、最終目標速度Ｖｔを（３）式から求める。
【００４４】
Ｖｔ＝Ｖｔｓ………………………………………………………………………（３）
上記は、減速度ａで減速を開始したときに、停止線に停止するための、開始の制御ポイントを示すものである。その時の距離を閾値１とし、次のステップに進む。
［ステップ２］：ナビ情報による減速制御中
（３）式を利用して、Ｖｔｓを最終目標速度に設定する。
【００４５】
車両が進行し、停止線までの距離が短くなるに従い、目標速度が小さくなり、停止線までの距離が閾値２（４〜５ｍ程度）以下になった時に、ステップ３に進む。
［ステップ３］：車両情報による減速制御中
ナビから求めていた停止線までの距離を使用せず、自車速度と時間から求めた走行距離を、残距離から引き算して、新たな残距離を更新する。
【００４６】
最初の残距離は、ステップ３に移行時の残距離を使用する。そして、停止線に近づくに従い、自車速度が０に近づく。
［ステップ４］：停止
目標速度が０になると、車両も停止状態に移り、停止制御を終了する。
【００４７】
以上のステップで停止線の停止制御を実行できる。
【００４８】
上記は、一時停止線への停止制御を前提に記載したが、もちろんそれに限定する必要は無く、踏切での一時停止、料金所での停止、駐停車禁止帯直前での停止、ドライバの指定した停止地点、標識や看板下等の位置の分かる地点であれば良い。
【００４９】
地図あるいは、通信手段により、該当する地点の情報が得られれば、その地点に向けての制御が可能になる。
【００５０】
目標地点に向けては、停止させることもできるし、徐行速度に減速することもできる。
【００５１】
徐行速度をＶｅとすると、その時の目標速度は、（４）式で求めることが出来る。
【００５２】
【数２】
0005073528.tif 000003
【００５３】
また、（１）式あるいは（４）式を用いて目標速度を求めているが、別の方式として、停止線に停止するための目標減速度を求めて、その減速度をベースに目標速度を求めても良い。次に、この方式を示す。
【００５４】
（５）式により、目標減速度を求める。
【００５５】
【数３】
0005073528.tif 000004
【００５６】
そして、（６）式により、目標速度を求める。
【００５７】
Ｖｔｓ＝Ｖ−ａ＊Δｔ……………………………………………………………（６）
ここで、Δｔは、目標速度を与える制御周期である。この方式では、減速度一定の方式ではなく、残距離に応じて減速度を変更することが可能である。
【００５８】
次に、図２，図３を用いて、本発明の中心となる定点停止のための協調処理部による処理フローを、改善前後に分けて説明する。
【００５９】
図３は、改善前の定点停止制御処理フロー図である。ステップＳ２１０で、ナビから一時停止線までの残距離を入手する。ステップＳ２２０で、停止に必要な距離（閾値１）を（７）式から求める。
【００６０】
【数４】
0005073528.tif 000005
【００６１】
ステップＳ２３０で、残距離が閾値１より、大きい場合は、Ｙｅｓ判定で、処理を終了する。ステップＳ２３０で、残距離が閾値１より、小さい場合は、Ｎｏ判定で、Ｓ２４０に進む。ステップＳ２４０で、残距離から目標速度を（１）式から求める。ステップＳ２５０で、目標速度を、車速系に指令する。ステップＳ２６０で、アクチュエータが起動し車両を動作させる。ステップＳ２３０では、距離を基に判定しているが、目標速度を求めて、比較することも出来る。つまり、目標速度が、自車速度より、大きい場合は、Ｙｅｓ判定処理とすることが出来る。
【００６２】
図４は、本発明の実施例１によるナビ協調による定点停止制御の処理フロー図である。
【００６３】
ステップＳ３１１で、ＧＰＳ情報から自車の現在位置情報を入手する。次いで、ステップＳ３１２で、停止目標位置までの残距離情報を入手する。ステップＳ３２０で、停止に必要な距離（閾値１）を計算する。ステップＳ３３０で、残距離と閾値１を比較し、Ｙｅｓ判定であれば、処理を終了する。ステップＳ３３０で、Ｎｏ判定であれば、ステップＳ３４０へ進む。
【００６４】
ステップＳ３４０で、残距離が、閾値２以上でＹｅｓ判定であれば、ステップＳ３５０に進む。ステップＳ３５０で、ナビの残距離から目標速度を算出する。次に、ステップＳ３７０に進み、目標速度を車速系に指令する。ステップＳ３８０で、車速系が、アクチュエータを駆動する。
【００６５】
一方、ステップＳ３４０で、Ｎｏ判定のときは、ステップＳ３６０に進み、ナビからの残距離情報を無視し、制御内で推定した推定残距離から目標速度を算出する。次に同様に、ステップＳ３７０以降の処理を行う。
【００６６】
ステップＳ３６０における推定算距離の求め方の一例として、（８）式を示す。
0005073528.tif 000006
なお、マイナスはあり得ないので、ゼロとなったら、ゼロのまま保持する。
【００６７】
閾値２の決め方として、地図誤差の考慮が挙げられる。約±１．５ｍの誤差を想定すると、距離では約３ｍ、目標速度に換算すると、３．８ｍ／ｓ（減速度０．２５ｇ）が必要である。
【００６８】
また、別な決め方として、ドライバが危険を感じて回避するまでに必要な時間は、技術指針等から約１．４秒前は必要であり、その時間の範囲に走行する距離が必要である。
【００６９】
制動を掛けたときに停止する距離は、（９）式より、約４．８ｍである。（減速度０．２５ｇ想定）
【００７０】
【数５】
0005073528.tif 000007
【００７１】
図４の処理は、制御周期（たとえば１０ｍｓ）で呼び出されるため、ステップＳ３１１−Ｓ３１２で、ナビからの送信周期がたとえば、数百ｍｓである場合には、制御周期１０ｍ毎に、ナビの残距離をあらかじめ補完しておくことが出来る。補完後の残距離は、制御周期×自車速度を差し引けばよい。
【００７２】
以上により、停止間際での不自然な現象を排除することができる。
【００７３】
ここで、高精度に停止位置を決めるために必要な、前提となる事項について補足を行う。
【００７４】
まず、ナビ情報の時間遅れについて、対応が必要である。時間遅れのある情報を用いると、制御が間に合わなくなる可能性がある。ナビ情報に基づき車両を制御する場合には、ナビの用いている自車速度の計測遅れを考慮する必要があり、車輪速パルスを用いた計測速度の遅れ、ＶＤＣなどのアクチュエータの用いている自車速を用いた場合の遅れ（ごく少ない）を考慮する必要がある。自車速度の計測遅れの他に、ナビ内部の演算処理遅れも考慮する必要がある。
【００７５】
これらの遅れデータは、実際に計測することにより、範囲を想定することが出来る。制御側でその遅れ分を考慮して、ナビから受信した距離等の情報を補正する必要がある。もちろん、ナビ内部で遅れの対処ができていれば問題は無い。
【００７６】
車速系を制御に用いた場合には、その応答遅れについて対応する必要がある。
【００７７】
ナビ内部の時間遅れの調整が出来た後に、目標速度を算出し、アクチュエータ（たとえば、車速制御系）に目標速度を与えると、車速系は、その目標速度に従うように制御を行う。車速系の応答が高速であれば、そのままでもよいが、通常、車速系には、遅れが発生する。遅れが発生すると、目標速度を指令しても、その速度になるには、時間遅れが発生する。時間遅れが発生すると、目標速度と実車速度との差が問題となり、その速度差分を積分した距離の分だけずれてしまう。
【００７８】
そこで、目標速度と実車速度が一致するように制御する必要がある。
【００７９】
車両は、前方にしか進まない為、時々刻々調整が必要であり、それは、静的な時間の遅れではなく、車速系の動特性の応答を考慮した調整が必要となる。
【００８０】
車速系は、たとえば、ドライバの設定速度で運転するときや、車間制御にて、目標速度を決め、車両を制御するときに用いられる。そのため、車速系は単独ではなく、車速系を使う別の制御アプリケーションが使うことを前提に設計される。車両の持つ非線形性は、車速系に内在させる。そうして、車速系自体の動特性は、簡単なモデル、たとえば、無駄時間系と一次応答遅れで近似できるように設計する。車速系の特性が分かっていれば、当然その動特性を考慮して、目標速度の遅れを解消することが出来る。すなわち、車速系の動特性を解消するような特性、すなわち、無駄時間と一次遅れ系の逆の伝達関数を使用する。目標速度に、逆の伝達関数を掛け、車速系の動特性を通すと、時間遅れが解消される。ここで、無駄時間については、進み要素を準備すればよい。一次遅れについては、微分要素の計算を含むために、そのままでは計算できずに、擬似微分要素として計算する。
【００８１】
これらの技術要素を意図的に組合せることで、高精度の位置決めを行うことが出来る。
【００８２】
以下、具体的に数式で示す。
【００８３】
車速系の伝達関数モデルの一例を（１０）式に示す。
【００８４】
【数６】
0005073528.tif 000008
【００８５】
ここで、Ｔｍは無駄時間、Ｔ１は時定数である。
【００８６】
上記伝達関数の逆モデルを擬似微分を用いて表現すると（１１）式となる。
【００８７】
【数７】
0005073528.tif 000009
【００８８】
ここで、Ｔｄは微分時間（１と設定）、ηは微分係数（０．１〜０．１２５）である。
【００８９】
次に、逆モデルの離散化を行う。
【００９０】
時間進み要素については、（１２）式で離散化できる。
【００９１】
Ｗｎ＋１＝Ｗｎ＋１−Ｔｍ＊α………………………………………………………（１２）
ここで、Ｗｎ＋１は目標速度で、以下の式との整合性をとるため、ｎ＋１の時点を現時点とする。αは減速度（正）である。減速度は、目標速度算出時の値を利用する。
【００９２】
引き続き、次のブロックである一次遅れの逆モデルを離散化すると（１３）式となる。Ｘｎは、Ｗｎの値を引き継ぐとする。
【００９３】
【数８】
0005073528.tif 000010
【００９４】
ここで、Ｘｎは逆系入り口の目標速度（前回値）＝Ｗｎ、Ｘｎ＋１は逆系入り口の目標速度（今回値）＝Ｗｎ＋１、Ｙｎは逆系を通した後の目標速度（前回値）、Ｙｎ＋１は逆系を通した後の目標速度（今回計算値）、Δｔは離散化のサンプリング時間である。
【００９５】
従来、逆系入り口の目標速度（今回値）Ｗｎ＋１を車速系に与えていたが、逆系を通した後の目標速度（今回計算値）Ｙｎ＋１を車速系に指令すればよい。
【００９６】
ここで、Ｙｎ＋１の値は、擬似微分系を通しているので、大きな値が算出される可能性があり、上限、下限値を設けておくことが望ましい。たとえば、（Ｙｎ＋１−Ｙｎ）／Δｔより減速度を求め、ある一定値（たとえば−０．２５Ｇ〜０．１Ｇ）を超えないようにＹｎ＋１を設定する。
【００９７】
さらに、車両毎に重量他のパラメータが変更となるので、車種毎の車速系のチューニングが必要になる。
【００９８】
車速系自体の特性は、それを使用するアプリケーションの変更を少なくするため、他の車両と同じになるように、可能な限り設計、チューニングすべきである。もちろん、変更が必要な際には、その特性を変更すべきであり、車速系に見合うように、車速系の逆系を設計する必要がある。
【００９９】
車速系の０指令値については、０指令値に対応する車速系を設計しても良いし、０指令の際には、車速度指令を用いずに、アクチュエータであるブレーキ制御装置に対して、直接ブレーキ液圧を指令して、停止制御を行うこともできる。これらの技術は、追従中の先行車が停止した時の自車の停止制御等で使用されている。
【０１００】
以上の実施例１を要約すると、まず、外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段（３１１，３１２）と、この残距離に応じて、定点停止のための第１の減速制御を行う第１の減速制御手段（３５０，３７０，３８０）を備えている。ここで、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の減速制御を行う第２の減速制御手段（３６０，３７０，３８０）をも備えたことを特徴としている。
【０１０１】
また、これらの第１、第２の減速制御手段を速度制御によって実現する場合には、まず、外部から入手した自車の現在位置情報と記憶した地図情報とに基いて、停止すべき位置までの残距離を算出する残距離算出手段（３１１，３１２）、外部から入手した自車の現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第１の目標速度を決定する第１の目標速度決定手段（３５０）を備えている。次に、自車の走行距離の積算を利用して求めた現在位置情報に基く残距離に応じて、定点停止のための第２の目標速度を決定する第２の目標速度決定手段（３６０）を備えている。さらに、前記第１または第２の目標速度のうち、いずれを用いるかを切り替える切り替え手段（３４０）を備え、この切り替え手段による切り替えに基づいて、前記第１の目標速度から前記第２の目標速度につながる目標速度に応じて、車両のアクチュエータを制御する速度制御手段（３７０，３８０）を備えたことを特徴とする車両の定点停止制御装置である。
【実施例２】
【０１０２】
実施例１では、ナビ情報による停止制御から車両情報による停止制御に切り替える２段階制御の例を示した。実施例２では、ナビ情報による停止制御と、車両情報による停止制御の間に、専用ロケータを用いたナビ情報による停止制御を組み込んだ３段階制御について説明する。
【０１０３】
図５は、本発明の実施例２による車両の定点停止制御装置の概略を示す機能ブロック図である。
【０１０４】
１０１は、リアカメラであり、路面のマーカ類を認識可能な機能を持つ。１０２はフロントカメラであり、前方向の看板や信号、路面のマーカ類を認識可能な機能を持つ。１０３は路車間通信の機能であり、路側からの、情報を受信できる。
【０１０５】
１０４は、環境認識部で有り、リアカメラやフロントカメラ、路車間通信で得られた情報を元に、ロケータ部１１に対して、車両の現在位置を特定するための環境認識情報を送出する。たとえば、横断歩道・一時停止線・横断歩道予告等のマーカ情報とそこまでの距離、または標識内容と標識までの距離、または、路側から受け取る路側装置の特定情報とそこまでの距離などである。
【０１０６】
環境認識された対象の種類とそこまでの距離を算出し、ロケータ部に送出する。
【０１０７】
ロケータ部は、現在走行中のエリアで、環境認識部が認識した対象の種類とそこまでの距離情報を元に、現在走行中の位置をピンポイントで求める。
【０１０８】
認識対象の絶対位置は、地図データベースに予め登録してあるので、認識対象を指定して得られる絶対位置と、認識対象までの距離から、自車位置を求めることが出来る。そうするために、地図データベース１３の中に、格納されているリンク情報に認識対象とその絶対位置の情報を紐付けして追加格納しておく。
【０１０９】
図６は、本発明の実施例２に用いる絶対位置データ構造の例を示す。現在走行中のリンクＮｏ．ＡやＢに対応して、認識対象の種類と、認識対象の存在する絶対位置、リンク開始点からの相対距離が格納されている。よって、走行中のリンク情報と、入力された認識対象（及び認識対象までの距離）と、リンクに紐付けされた認識情報・絶対位置のペア情報から、現在位置を算出することが出来る。
【０１１０】
図７は、本発明の実施例２における現在位置の算出方法の一例として、リアカメラで、絶対位置が分っている横断歩道を認識した場合の現在位置算出方法のイメージ図である。
【０１１１】
車両７１には、リアカメラ１０１とフロントカメラ１０２を備えている。リアカメラ１０１が、絶対位置が分っている横断歩道７３を認識した場合、対象７３までの距離から、車両７１の先端部の現在位置を求めることができる。このようにして求めた現在位置は絶対的に正確なものとみなすことができる。模式的にスカラ情報で記述したが、リンク７２の方向に沿った２次元のベクトル情報であることは自明である。
【０１１２】
ロケータ部１１は、現在位置が特定されると、専用のロケータ１０６を起動する。
【０１１３】
専用のロケータ１０６は、走行距離の精度を高める為に、自律航法中心の走行軌跡を出力する。マップマッチング処理部１２は、専用ロケータ１０６に対応した、マッチング処理を行い地図上の現在位置を特定する。
【０１１４】
次に、前方地形情報算出部１４により、走行路前方の地形情報（停止線までの残距離情報等）を求め、協調制御部１５に送出する。
【０１１５】
上記のように専用のロケータ１０６を使用して、ナビの位置情報を正確にすることができ、精度の高い減速制御を実現することができる。
【０１１６】
専用のロケータ１０６の誤差は、走行距離に従い大きくなるので、走行距離が短い場合に有効である。そこで、既存のロケータ１０５による減速制御を開始した後、目標停止点から所定の範囲内に近づいた後に、認識対象が見つかれば、専用ロケータ１０６による減速制御に遷移する。認識対象が見つからない場合には、従来のロケータ１０５による減速制御を継続させる。
【０１１７】
図８および図９は、本発明の実施例による定点停止制御の速度特性図である。
【０１１８】
図８は、実施例１の２段階制御の例を示す。
【０１１９】
最初は、一定速度での走行状態から、停止線に停止するために減速を開始するべき距離に到達したら、既存ナビのロケータで算出した残距離を基に、第１の減速制御を開始する。
【０１２０】
既存ナビのロケータで算出した残距離が４〜５ｍ程度の予定の残距離に達したら、車上の演算情報による現在位置情報に基づいた第２の減速制御に切り替える。したがって、その後は、現在位置がふらつくことは無く、スムースで精度の高い定点停止までの減速制御を実現できる。
【０１２１】
図９は、実施例２の３段階制御の例を示す。
【０１２２】
最初は、一定速度での走行状態から、停止線に停止するために減速を開始するべき距離に到達したら、既存ナビのロケータで算出した残距離を基に、第１の減速制御を開始する。
【０１２３】
次に、環境認識部１０４の情報を基に、絶対位置が分っている横断歩道７３等の対象物を認識したとき、それをトリガとして、ナビ内部の別の専用ロケータ１０６を起動する。
【０１２４】
そして、その専用ロケータの残距離により、第２の減速制御を継続し、１ｍ程度の停止直前まで進める。
【０１２５】
専用ロケータ１０６で算出した残距離が１ｍ程度の予定の残距離に達したら、車上の演算情報による現在位置情報に基づいた第３の減速制御に切り替える。したがって、第２、第３の減速制御においては、現在位置がふらつくことは無く、スムースで精度の高い定点停止までの減速制御を実現できる。
【０１２６】
なお、上記の制御の各段階において、減速度を変更し減速感を調整する方法も対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施例１による車両の定点停止制御装置の概略を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による車両の定点停止制御の概念を、改善前と対比して示す状態遷移図である。
【図３】改善前の定点停止制御処理フロー図である。
【図４】本発明の実施例１による改善後の定点停止制御処理フロー図である。
【図５】本発明の実施例２による車両の定点停止制御装置の概略を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施例２に用いる絶対位置データ構造の例である。
【図７】本発明の実施例２における現在位置の算出方法の一例として、リアカメラで、絶対位置が分っている横断歩道を認識した場合の現在位置算出方法のイメージ図である。
【図８】本発明の実施例１による２段階減速制御の定点停止速度特性図である。
【図９】本発明の実施例２による３段階減速制御の定点停止速度特性図である。
【図１０】定点停止制御における本発明の課題を説明する速度特性図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１１…ロケータ部、１２…マップマッチング処理部、１３…地図データベース、１４…前方地形情報算出部、１５…協調制御部、１６…車両アクチュエータ、１０１…リアカメラ、１０２…フロントカメラ、１０３…路車間通信、１０４…環境認識部、１０５…既存ロケータ、１０６…専用ロケータ、７１…車両、７２…リンク、７３…認識対象。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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