СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD OF VEHICLE MOVEMENT CONTROL AND VEHICLE MOVEMENT CONTROL DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к способам управления движением и к устройствам управления движением для управления движением транспортного средства.
Уровень техники
[0002] Известна технология распознавания разделительных линий, нарисованных на поверхности дороги, побуждающая транспортное средство двигаться вдоль полосы движения, определяемой разделительными линиями, и, когда разделительные линии не распознаются, побуждающая транспортное средство двигаться, следуя за движущимся впереди транспортным средством (см. Патентный документ 1).
Список библиографических ссылок
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Публикация заявки на патент Японии № 2004-206275
Раскрытие изобретения
Техническая задача
[0004] Однако, если транспортное средство просто следует за движущимся впереди транспортным средством; когда движущееся впереди транспортное средство не движется по полосе движения, транспортное средство может не двигаться, сохраняя заданное положение в направлении ширины полосы движения. Это может ухудшать точность управления для побуждения транспортного средства двигаться вдоль полосы движения, что называется «управлением удержанием в полосе движения».
[0005] В свете вышеуказанной проблемы, задача настоящего изобретения состоит в создании способа управления движением и устройства управления движением, которые позволяют выполнять управление удержанием в полосе движения с высокой точностью.
Решение задачи
[0006] Способ управления движением согласно аспекту настоящего изобретения, когда разделительная линия полосы движения, которая ранее обнаруживалась, более не обнаруживается, оценивает воображаемую разделительную линию на основании положения разделительной линии, обнаруженной в прошлом, и управляет движением транспортного средства-носителя таким образом, что транспортное средство-носитель находится в заданном положении относительно воображаемой разделительной линии.
Преимущества изобретения
[0007] Настоящее изобретение обеспечивает способ управления движением и устройство управления движением, которые позволяют выполнять управление удержанием в полосе движения с высокой точностью.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 является блок-схемой для пояснения базовой конфигурации устройства управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей пример способа управления движением с использованием устройства управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует пример окружения, в котором применяется способ управления движением с использованием устройства управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 иллюстрирует пример окружения, в котором расстояние до движущегося впереди транспортного средства относительно движущегося впереди транспортного средства является небольшим в способе управления движением с использованием устройства управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
[0009] Ниже со ссылкой на чертежи описан вариант осуществления настоящего изобретения. В иллюстрации на чертежах одинаковые или аналогичные части обозначены одинаковыми или аналогичными условными обозначениями, и их повторное описание не приводится.
[0010] Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы 1 управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 1 управления движением включает в себя контроллер 3 приведения в движение транспортного средства, контроллер 5 двигателя, камеру 7, модуль 9 связи, приемное GPS-устройство 11, радар 15, датчик 17 скорости транспортного средства и переключатель 18. Система 1 управления движением также включает в себя контроллер 19 помощи при вождении, дисплей 21, динамик 23, тормозной исполнительный механизм 24 и исполнительный механизм 25 рулевого управления. Система 1 управления движением установлена на транспортном средстве-носителе, которое оснащено системой, позволяющей транспортному средству-носителю двигаться со следованием за движущимся впереди транспортным средством впереди транспортного средства-носителя, такой как адаптивная система оптимального регулирования скорости.
[0011] Контроллер 3 приведения в движение транспортного средства включает в себя систему, которая управляет приведением в движение транспортного средства, такие как антиблокировочная тормозная система, система регулирования тяги и система управления динамикой транспортного средства. Контроллер 5 двигателя представляет собой контроллер, который управляет двигателем. Камера 7 представляет собой датчик изображений, который захватывает изображения области впереди транспортного средства-носителя и получает изображения, включающие в себя движущееся впереди транспортное средство и разделительные линии полосы движения. Изображения, полученные посредством камеры 7, используются для получения такой информации, как расстояние до движущегося впереди транспортного средства и относительная скорость относительно движущегося впереди транспортного средства и положений разделительных линий. Модуль 9 связи представляет собой устройство связи, которое выполняет передачу и прием для услуг обмена информацией с использованием связи между транспортным средством и дорожной инфраструктурой или мобильных телефонных линий. Приемное GPS-устройство 11 принимает информацию относительно широты, долготы и высоты над уровнем моря транспортного средства-носителя от спутников. Радар 15 измеряет расстояние до движущегося впереди транспортного средства и относительную скорость между движущимся впереди транспортным средством и транспортным средством-носителем с использованием, например, датчика миллиметрового диапазона. Датчик 17 скорости транспортного средства измеряет скорость транспортного средства для транспортного средства-носителя. Переключатель 18 представляет собой переключатель для включения и выключения режима удержания на полосе движения, в котором управление движением транспортного средства-носителя выполняется таким образом, что транспортное средство-носитель движется в заданном положении относительно разделительных линий полосы движения, в которой движется транспортное средство-носитель. Управление переключателем 18 выполняется водителем транспортного средства-носителя. Следует отметить, что режим удержания на полосе движения также выключается посредством вмешательства водителя в операцию управления.
[0012] Контроллер 19 помощи при вождении управляет системами помощи при вождении, такими как адаптивная система оптимального регулирования скорости, экстренные тормоза и автоматические удерживающие тормоза. Контроллер 19 помощи при вождении может включать в себя систему для адаптивной системы оптимального регулирования скорости с добавленной функцией управления рулением. Контроллер 19 помощи при вождении обнаруживает присутствие движущегося впереди транспортного средства и разделительных линий (обнаружение полосы движения) с использованием камеры 7 и радара 15, измеряет расстояние до движущегося впереди транспортного средства и поперечное положение движущегося впереди транспортного средства относительно транспортного средства-носителя или разделительных линий и отправляет инструкции в контроллер 5 двигателя, тормозной исполнительный механизм 24, исполнительный механизм 25 рулевого управления и другие модули, чтобы управлять ускорением или замедлением и рулением транспортного средства-носителя. Когда движущиеся впереди транспортные средства отсутствуют, контроллер 19 помощи при вождении выполняет управление скоростью транспортного средства, которое позволяет транспортному средству-носителю двигаться с сохранением заданной скорости транспортного средства, и когда имеется движущееся впереди транспортное средство, выполняет управление сохранением расстояния до движущегося впереди транспортного средства, которое позволяет транспортному средству-носителю двигаться с сохранением расстояния до движущегося впереди транспортного средства относительно движущегося впереди транспортного средства постоянным. Когда движущееся впереди транспортное средство останавливается, контроллер 19 помощи при вождении также останавливает транспортное средство-носитель и выполняет управление поддержанием остановки. Следует отметить, что в этом варианте осуществления описание приведено в качестве примера для системы помощи при вождении, которая включает в себя операции водителя, но настоящее изобретение также может быть применимым к системе автоматизированного управления с меньшим использованием операций водителя.
[0013] Дисплей 21 отображает состояния систем, таких как адаптивная система оптимального регулирования скорости, экстренные тормоза и автоматические удерживающие тормоза. Динамик 23, когда адаптивная система оптимального регулирования скорости, экстренные тормоза, автоматические удерживающие тормоза и т.п. представляют информацию или выдают оповещение посредством отображения и звука, выводит звук. Тормозной исполнительный механизм 24 выполняет операции нажатия педали тормоза для управления торможением транспортного средства-носителя согласно инструкциям от контроллера 19 помощи при вождении. Исполнительный механизм 25 рулевого управления выполняет операции руления для управления поперечным положением транспортного средства-носителя согласно инструкциям от контроллера 19 помощи при вождении.
[0014] Устройство 100 управления движением монтируется на транспортном средстве-носителе в качестве контроллера, интегрированного с контроллером 19 помощи при вождении. Устройство 100 управления движением распознает полосу движения, в которой движется транспортное средство-носитель, и управляет движением транспортного средства-носителя таким образом, что транспортное средство-носитель находится в заданном положении относительно разделительных линий полосы движения (например, в центре правой и левой разделительных линий). В частности, устройство 100 управления движением управляет по меньшей мере одним из рулевого управления и торможения транспортного средства таким образом, что поперечное положение транспортного средства-носителя находится в заданном положении относительно разделительных линий полосы движения. Здесь описание продолжается с рассмотрением в качестве примера случая, в котором устройство 100 управления движением управляет рулением транспортного средства посредством передачи управляющих сигналов в исполнительный механизм 25 рулевого управления.
[0015] Устройство 100 управления движением представляет собой, например, микрокомпьютер общего назначения, включающий в себя центральный процессор (CPU), запоминающее устройство и модуль ввода-вывода. Компьютерная программа (программа управления движением) для инструктирования микрокомпьютера функционировать в качестве устройства 100 управления движением установлена и выполняется в микрокомпьютере. Это инструктирует микрокомпьютер общего назначения функционировать в качестве устройства 100 управления движением. Следует отметить, что хотя здесь приведено описание для примера, в котором устройство 100 управления движением реализуется посредством программного обеспечения, очевидно, что устройство 100 управления движением может быть конфигурировано посредством подготовки специализированных аппаратных средств для выполнения каждого информационного процесса, описанного ниже. Помимо этого, модули (110, 120 и 130), включенные в устройство 100 управления движением, могут реализовываться посредством отдельных элементов аппаратных средств. Дополнительно, не только устройство 100 управления движением, но также и каждый из контроллера 3 приведения в движение транспортного средства, контроллера 5 двигателя и контроллера 19 помощи при вождении могут реализовываться посредством программного обеспечения или специализированных аппаратных средств аналогичным образом. Кроме того, устройство 100 управления движением также может служить в качестве электронного модуля управления (ECU), используемого для другого управления, связанного с транспортным средством.
[0016] Устройство 100 управления движением включает в себя секцию 110 обработки распознавания, секцию 120 хранения относительных положений, секцию 130 оценки разделительных линий и секцию 140 управления транспортного средства. Секция 110 обработки распознавания распознает разделительные линии, которые задают полосу движения (рассматриваемую полосу движения), в которой движется транспортное средство-носитель, из изображений, полученных посредством камеры 7. Секция 110 обработки распознавания вычисляет относительные положения разделительных линий относительно движущегося впереди транспортного средства, например, на основании относительного положения движущегося впереди транспортного средства относительно транспортного средства-носителя, полученной посредством радара 15, и относительных положений движущегося впереди транспортного средства и разделительных линий относительно транспортного средства-носителя, полученных посредством камеры 7. Секция 120 хранения относительных положений сохраняет относительные положения разделительных линий относительно движущегося впереди транспортного средства, вычисленные посредством секции 110 обработки распознавания. Секция 130 оценки разделительных линий, когда разделительные линии не обнаруживаются вследствие движущегося впереди транспортного средства впереди транспортного средства-носителя, оценивает воображаемые разделительные линии на основании относительных положений разделительных линий относительно транспортного средства-носителя, обнаруженных в прошлом. В этом варианте осуществления, термин «прошлое» означает при движении некоторый период непосредственно перед временем, когда разделительные линии более не обнаруживаются (например, несколько секунд), а при остановке - период после того, как транспортное средство-носитель останавливается, до того, как транспортное средство-носитель начинает движение. Другими словами, «прошлое» может быть применимым к периоду, в течение которого считается, что положения разделительных линий относительно транспортного средства-носителя значительно не изменились, будь то в прошлом или в настоящем. Секция 140 управления транспортного средства управляет движением транспортного средства-носителя, например, рулением транспортного средства-носителя таким образом, что поперечное положение транспортного средства-носителя относительно разделительных линий, распознанных посредством секции 110 обработки распознавания, или воображаемых разделительных линий, оцененных посредством секции 130 оценки разделительных линий, находится в заданном положении. В частности, секция 140 управления транспортного средства передает управляющие сигналы в исполнительный механизм 25 рулевого управления, чтобы управлять крутящим моментом поворота при рулении, выводимым посредством исполнительного механизма (мотора) 25 рулевого управления. Это позволяет устройству 100 управления движением управлять рулением транспортного средства-носителя.
[0017] Со ссылкой на фиг. 2, ниже приведено описание для примера способа управления движением с использованием устройства 100 управления движением. Последовательность процесса, проиллюстрированная на блок-схеме способа по фиг. 2, начинается переключением в режим удержания на полосе движения и многократно выполняется в заданном цикле в ходе режима удержания на полосе движения. Далее приведено описание для окружения, в котором движущееся впереди транспортное средство B движется в заданном диапазоне расстояний впереди транспортного средства-носителя в полосе движения, в которой движется транспортное средство-носитель A, как проиллюстрировано на фиг. 3.
[0018] На этапе S1, секция 110 обработки распознавания обнаруживает движущееся впереди транспортное средство B впереди транспортного средства-носителя A, с использованием по меньшей мере изображений, полученных посредством камеры 7, или данных измерения расстояния, полученных посредством радара 15. В частности, секция 110 обработки распознавания обнаруживает относительное положение движущегося впереди транспортного средства B относительно транспортного средства-носителя A.
[0019] На этапе S2, секция 110 обработки распознавания определяет то, обнаружены или нет разделительные линии P полосы движения, в которой движется транспортное средство-носитель A, из изображений, полученных посредством камеры 7, которая захватывает изображения области впереди транспортного средства-носителя A. Если разделительные линии P обнаружены, процесс переходит к этапу S3.
[0020] На этапе S3, секция 110 обработки распознавания вычисляет относительные положения разделительных линий P относительно движущегося впереди транспортного средства B на основании относительного положения движущегося впереди транспортного средства B относительно транспортного средства-носителя A, обнаруженного на этапе S1, и разделительных линий P, обнаруженных на этапе S2, и сохраняет вычисленные относительные положения в секции 120 хранения относительных позиций. Следует отметить, что относительные положения, сохраненные в секции 120 хранения относительных положений, обновляются в заданном цикле каждый раз, когда секция 110 обработки распознавания вычисляет относительные положения. Это позволяет секции 120 хранения относительных положений всегда сохранять относительные положения разделительных линий P относительно движущегося впереди транспортного средства B в последнем положении.
[0021] На этапе S4, секция 140 управления транспортного средства управляет движением транспортного средства-носителя A на основании разделительных линий P, обнаруженных на этапе S2. В частности, секция 140 управления транспортного средства управляет рулением транспортного средства-носителя A посредством управления исполнительным механизмом 25 рулевого управления таким образом, что транспортное средство-носитель A находится в заданном положении относительно разделительных линий P, обнаруженных посредством секции 110 обработки распознавания.
[0022] Между тем, когда расстояние до движущегося впереди транспортного средства между транспортным средством-носителем A и движущимся впереди транспортным средством B меньше заданного значения, например, как проиллюстрировано на фиг. 4 по меньшей мере часть разделительных линий P скрывается движущимся впереди транспортным средством B и в некоторых случаях не может обнаруживаться камерой 7. В этом случае, если разделительные линии P не обнаруживаются на этапе S2, процесс переходит к этапу S5.
[0023] На этапе S5, секция 130 оценки разделительных линий оценивает воображаемые разделительные линии R на основании относительных положений, сохраненных в секции 120 хранения относительных положений. Например, допустим, что секция 120 хранения относительных положений сохраняет расстояния Q от боков движущегося впереди транспортного средства B в качестве относительных положений разделительных линий P относительно движущегося впереди транспортного средства B. В этом случае секция 130 оценки разделительных линий оценивает, что воображаемые разделительные линии R, идущие вдоль направления движения транспортного средства-носителя A или движущегося впереди транспортного средства B, находятся в положениях на расстояниях Q от боков движущегося впереди транспортного средства B, обнаруженных секцией 110 обработки распознавания на этапе S1 в текущем цикле обработки.
[0024] На этапе S6, секция 140 управления транспортного средства управляет движением транспортного средства-носителя A на основании воображаемых разделительных линий R, определенных посредством оценки на этапе S5. В частности, секция 140 управления транспортного средства управляет рулением транспортного средства-носителя A посредством управления исполнительным механизмом 25 рулевого управления таким образом, что транспортное средство-носитель A находится в заданного положения относительно воображаемых разделительных линий R, определенных посредством секции 130 оценки разделительных линий. Управление движением может иметь такую конфигурацию, в которой управление движением прекращается, когда разделительные линии не обнаруживаются в пределах заданного диапазона (времени или расстояний) после начала управления движением транспортного средства-носителя таким образом, что транспортное средство-носитель находится в заданном положении относительно воображаемых разделительных линий. Поскольку воображаемые разделительные линии и фактические разделительные линии могут отличаться после того, как время проходит, прекращение управления движением может уменьшать влияние на управление удержанием в полосе движения.
[0025] Например, в случае если камера 7 устанавливается в салоне транспортного средства-носителя A, когда расстояние до движущегося впереди транспортного средства между транспортным средством-носителем A и движущимся впереди транспортным средством B меньше или равно заданному значению, разделительные линии полосы движения, в которой движется транспортное средство-носитель A, не включены в угол обзора камеры 7 и не могут обнаруживаться. Аналогично, в случае если транспортное средство-носитель A движется по шоссе, разделительные линии не могут обнаруживаться, когда транспортное средство-носитель стоит на месте или движется на низкой скорости, поскольку интервал пунктирной линии разделительных линий на шоссе превышает интервал местных дорог.
[0026] Устройство 100 управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения оценивает воображаемые разделительные линии на основании положений разделительной линии, обнаруженных в прошлом, когда разделительные линии полосы движения, которые ранее обнаруживались, более не обнаруживаются. Это позволяет транспортному средству-носителю двигаться, оставаясь в заданном положении относительно воображаемых разделительных линий, что повышает точность управления удержанием в полосе движения.
[0027] Помимо этого, устройство 100 управления движением согласно варианту осуществления настоящего изобретения, когда разделительные линии полосы движения, в которой движется транспортное средство-носитель, не обнаруживаются, оценивает воображаемые разделительные линии на основании обнаруживаемого в данный момент относительного положения движущегося впереди транспортного средства относительно транспортного средства-носителя, и относительных положений, обнаруженных в прошлом, разделительных линий относительно движущегося впереди транспортного средства. Это позволяет транспортному средству-носителю двигаться, оставаясь в заданном положении относительно воображаемых разделительных линий, даже когда движущееся впереди транспортное средство движется в положении, смещённом в направлении ширины полосы движения, что повышает точность управления удержанием в полосе движения. Когда полосы движения скрываются посредством движущегося впереди транспортного средства и не могут обнаруживаться, вероятно, что расстояние до движущегося впереди транспортного средства относительно движущегося впереди транспортного средства является небольшим. В этом состоянии, вероятно, что движущееся впереди транспортное средство находится в положении в направлении прохождения полосы движения, которого транспортное средство-носитель должно достичь после заданного времени, и такая оценка в большей степени повышает точность управления удержанием в полосе движения.
[0028] Помимо этого, устройство 100 управления движением сохраняет положения разделительных линий, обнаруженные в прошлом, когда транспортное средство-носитель останавливается. Далее, если разделительные линии не обнаруживаются, когда транспортное средство-носитель начинает движение, устройство 100 управления движением оценивает воображаемые разделительные линии на основании сохраненных положений разделительных линий. Это позволяет транспортному средству-носителю начинать движение при сохранении высокой точности управления удержанием в полосе движения, даже когда разделительные линии не обнаруживаются.
[0029] Помимо этого, даже когда транспортное средство-носитель останавливается на красный сигнал светофора или в заторе в движении и затем начинает движение с автоматическим следованием за движущимся впереди транспортным средством, без обнаруженных разделительных линий, устройство 100 управления движением оценивает воображаемые разделительные линии на основании относительных положений разделительных линий относительно движущегося впереди транспортного средства, обнаруженных в прошлом. Это позволяет транспортному средству-носителю начинать движение при сохранении высокой точности управления удержанием в полосе движения, даже когда разделительные линии не обнаруживаются.
[0030] Хотя выше описан вариант осуществления настоящего изобретения, не следует понимать, что описание и чертежи, составляющие часть этого раскрытия сущности, ограничивают настоящее изобретение. Из этого раскрытия сущности, различные альтернативы, примеры и технологии работы должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники.
[0031] Например, секция 140 управления транспортного средства может использовать тормозной исполнительный механизм 24 вместо исполнительного механизма 25 рулевого управления, чтобы выполнять управление, эквивалентное рулению транспортного средства-носителя. Другими словами, тормозной исполнительный механизм 24 может поворачивать транспортное средство-носитель вправо или влево посредством применения правого и левого тормозов асимметрично в то время, когда транспортное средство-носитель движется.
[0032] Помимо этого, разделительные линии, которые обнаруживает секция 110 обработки распознавания, не ограничены разделительными линиями, нарисованными на поверхности дороги, а должны представлять собой лишь границы полосы движения. В частности, примеры разделительных линий, которые обнаруживает секция 110 обработки распознавания, включают в себя дорожные сооружения, например обочины дороги, бордюрные камни и дорожные ограждения. В случае обнаружения трехмерных разделительных линий, к примеру бордюрных камней, секция 110 обработки распознавания обнаруживает разделительные линии из трехмерных данных измерения расстояния, полученных посредством радара 15.
[0033] Функции, описанные в вышеприведенном варианте осуществления, могут быть реализованы посредством одной или более схем обработки. Примеры схем обработки включают в себя программируемые обрабатывающие устройства, такие как обрабатывающие устройства, включающие в себя электрические схемы. Примеры схем обработки включают в себя такие устройства, как специализированная интегральная схема (ASIC), выполненная с возможностью выполнения описанных функций, и элементы схемы.
[0034] В дополнение к вышеуказанному, очевидно, что настоящее изобретение включает в себя различные варианты осуществления, которые не описаны в этом подробном описании, к примеру конфигурации, в которых надлежащим образом применяются некоторые компоненты, описанные в вышеописанном варианте осуществления. Таким образом, технический объем настоящего изобретения определяется только сведениями, характеризующими изобретение согласно формуле изобретения, релевантной к вышеприведенному описанию.
[0035] Содержимое заявки на патент Японии № 2016-138027 (поданной 12 июля 2016 г.) полностью включено в данный документ путём ссылки.
Перечень условных обозначений
[0036] 7 - камера (датчик)
15 - радар (датчик)
110 - секция обработки распознавания (схема обработки распознавания)
120 - секция хранения относительных положений
130 - секция оценки разделительных линий (схема оценки разделительных линий)
140 - секция управления транспортного средства (схема управления транспортного средства)
24 - тормозной исполнительный механизм
25 - исполнительный механизм рулевого управления