行驶控制装置的制造方法
【专利摘要】使车辆沿着行驶路径的行车线行驶的行驶控制装置，识别设在行车线的左右的车线标记(S62)；在车线标记之间设定车辆的行驶区域(S64)；优先选择多个行驶路径候选中直行性高的行驶路径候选并决定作为目标行驶路径(S70)，根据其目标行驶路径进行行驶控制(S72)。
【专利说明】
行驶控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及车辆的行驶控制装置。
【背景技术】
[0002]本发明涉及车辆的行驶控制，例如已知如下的装置:如日本特开2000-33860所记载的那样，利用车载的照相机拍摄车辆的前方，检测行车线左右的白线，运算车辆相对于该左右白线的中央位置的横向偏离量，根据该横向偏离量行进车辆的制动控制。
[0003]在这种装置中，进行车辆行驶控制，使得以行车线的中央位置、即左右白线等车线标记之间的中央位置为基准，使车辆行驶。在该情况下，行车线中央的基准线由于白线的检测精度、道路形状而歪曲时，车辆行进的目标路径也会歪曲。而且，根据这样的目标路径进行行驶控制时，有可能给车辆的乘员带来不协调感。
【发明内容】
[0004]因此，本发明提供一种行驶控制装置，能够抑制车辆的乘员产生的不协调感来进行车辆行驶控制。
[0005]本发明的形态涉及一种使车辆沿着行驶道路的行车线行驶的行驶控制装置，包括:检测部，检测设在所述车辆行驶的所述行车线左右的车线标记;行驶区域设定部，在所述车辆前方的设在所述左右的车线标记之间设定所述车辆的行驶区域;路径生成部，在由所述行驶区域设定部设定的所述行驶区域内生成所述车辆的目标行驶路径；以及行驶控制部，使所述车辆沿着所述目标行驶路径行驶，其中所述路径生成部将多个行驶路径候选中直行性越高的行驶路径候选越优先选择，将选择的行驶路径候选决定作为所述目标行驶路径。
[0006]根据上述形态，在行车线的车线标记之间设定车辆的行驶区域，在该行驶区域内生成车辆的目标行驶路径。因此，即使车线标记的检测产生误差，也能抑制对目标行驶路径的影响。另外，在行驶区域内生成车辆的目标行驶路径时，优先选择直行性高的行驶路径候选，决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为直行路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。
[0007]另外，该行驶控制装置中，所述路径生成部在所述车辆转弯行驶的情况下，与转向维持路径和转向增加路径相比，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在所述行驶区域内的情况下，也可以将该行驶路径候选决定作为所述目标行驶路径。在该情况下，在车辆转弯行驶的情况下，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为接近直行的路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。
[0008]并且，该行驶控制装置中，所述行驶区域设定部将所述行驶区域的中央位置作为所述行车线的中央位置，将所述行驶区域的横向宽度设定为越远离所述车辆越窄。在该情况下，行驶区域的中央位置为行车线的中央位置，行驶区域的横向宽度设定为越远离车辆越窄，从而将目标行驶路径生成在行驶区域内，能够将目标行驶路径成为朝向行车线的中央的路径。
[0009]在上述行驶控制装置中，所述路径生成部优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为所述目标行驶路径。在该情况下，优先生成接近直行的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为直行路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。
[0010]在上述行驶控制装置中，所述行驶路径的曲率越小，所述路径生成部判断为直行性越尚。
[0011]根据本发明，能够抑制车辆的乘员产生的不协调感来进行车辆的行驶控制。
【附图说明】
[0012]下面，参照【附图说明】本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术上和工业上的重要性，在附图中，同样的附图标记指代同样的元件，其中:
[0013]图1是本发明的一个实施方式所涉及的行驶控制装置的构成概要图。
[0014]图2是图1的行驶控制装置的行驶区域的设定的说明图。
[0015]图3是图1的行驶控制装置的行驶路径候选的运算的说明图。
[0016]图4是示出图1的行驶控制装置的目标行驶路径的决定处理的流程图。
[0017]图5是图1的行驶控制装置的行驶路径候选的运算的说明图。
[0018]图6是示出图1的行驶控制装置的行驶控制处理的流程图。
[0019]图7是图1的行驶控制装置的行驶区域的设定的变形例的说明图。
【具体实施方式】
[0020]下面，参照【附图说明】本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，在相同或者相当的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0021]图1是本发明的一个实施方式所涉及的行驶控制装置I的构成概要图。在图1中，本实施方式所涉及的行驶控制装置I是搭载在车辆，进行该车辆的行驶控制的装置，例如适用于沿着行车线进行自动转向的车线追踪控制。另外，行驶控制装置I也可以是进行包含车线追踪控制的自动驾驶控制的装置，在本实施方式中以能自动驾驶控制的装置为例进行说明。
[0022]此外，行驶控制装置I也可以适用于能够驾驶辅助控制的车辆，例如可以在手动驾驶时在预定条件下控制介入并执行行驶控制，也可以将生成的目标行驶路径呈献给驾驶者并驾驶辅助。另外，也可以适用于利用高度驾驶辅助控制来自律地执行行驶控制的装置。
[0023]行驶控制装置I包括ECU(电子控制单元)1。E⑶1是进行车辆的行驶控制的电子控制单元，以包含CPU(中央处理单元)、R0M(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)的运算机作为主体构成。后述ECUlO的细节。
[0024]在ECUlO分别连接有外部传感器2、GPS(全球定位系统)接收部3、内部传感器4、地图数据库5、导航系统6、HMI(人机接口)7和执行器8。
[0025]外部传感器2是检测车辆的周边信息、即外部状况的检测设备。外部传感器2包含照相机、雷达、和激光雷达(LIDAR:Laser Imaging Detect1n and Ranging，激光成像探测与测距)中的至少I个。照相机是拍摄车辆的外部状况的拍摄设备。
[0026]外部传感器2的照相机作为检测设在车辆行驶的行车线左右的车线标记的检测部发挥功能，将拍摄了车线标记的拍摄信息向ECUlO发送。车线标记例如是分别设在行车线的路面左右的行车线的划分线，可以是白线、黄线或者其他颜色的线。另外，车线标记可以是实线或虚线，也可以是单线或复合线。
[0027]照相机例如设在车辆的前玻璃的背面侧。照相机可以是单眼相机，也可以是立体相机。立体相机具有以再现双眼视差的方式配置的2个拍摄部。立体相机的拍摄信息还包含纵深方向的信息。在使用立体相机的情况下，照相机作为物体检测部发挥功能，检测包含先行车辆、障碍物的物体。
[0028]雷达利用电波(例如毫米波)来检测车辆外部的障碍物。雷达将电波发送至车辆的周围，接收被障碍物反射的电波，从而检测障碍物。雷达将检测的障碍物信息向ECUlO发送。此外，在后级进行传感器融合的情况下，优选的是将电波的接收信息向ECUlO发送。
[0029]激光雷达利用光来检测车辆外部的障碍物。激光雷达将光发送至车辆的周围，接收被障碍物反射的光，从而计测到反射点的距离，检测障碍物。激光雷达将检测的障碍物信息向ECUlO发送。此外，在后级进行传感器融合的情况下，优选的是将反射光的接收信息向E⑶10发送。不一定需要重复地具备照相机、激光雷达和雷达。
[0030]GPS接收部3从3个以上的GPS卫星接收信号，从而测定车辆的位置(例如车辆的玮度和经度)APS接收部3将测定的车辆的位置信息向ECUlO发送。此外，也可以代替GPS接收部3，使用能够确定车辆的玮度和经度的其他单元。另外，为了对照传感器的测定结果与后述的地图信息，优选具有测定车辆的方位的功能。
[0031]内部传感器4是检测车辆的行驶状态的检测设备。内部传感器4包含车速传感器、加速度传感器、和偏航角速度传感器中的至少I个。车速传感器是检测车辆的速度的检测器。作为车速传感器，例如使用设在车辆的车轮、或者与车轮一体旋转或同步旋转的驱动轴等部件，来检测车轮的旋转速度的车轮速度传感器。车速传感器将检测的车速信息(车轮速度信息)发送至E⑶I O。
[0032]加速度传感器是检测车辆的加速度的检测器。加速度传感器例如包含:检测车辆的前后方向的加速度的前后加速度传感器;检测车辆的横向加速度的横向加速度传感器。加速度传感器例如将车辆的加速度信息发送至ECU10。偏航角速度传感器是检测车辆的重心的绕铅垂轴的偏航角速度(旋转角速度)的检测器。作为偏航角速度传感器，例如能够使用陀螺传感器。偏航角速度传感器将检测的车辆的偏航角速度信息向ECUl O发送。
[0033]地图数据库5是包括地图信息的数据库。地图数据库例如形成在车辆搭载的HDD(硬盘驱动器)内。地图信息例如包含道路的位置信息、道路形状的信息(例如曲线、直线部的类别、曲线的曲率等)、交叉路口和分岔路口的位置信息。并且，为了使用建筑物、墙壁等屏蔽构造物的位置信息、SLAM(同时定位和地图)技术，优选的是地图信息包含外部传感器2的输出信号。此外，地图数据库也可以储存在能够与车辆进行通信的信息处理中心等设施的运算机。
[0034]导航系统6是将车辆的驾驶者引导至由车辆的驾驶者设定的目的地的装置。导航系统6基于GPS接收部3测定的车辆的位置信息和地图数据库5的地图信息，算出车辆行驶的路线。路线也可以在多行车线的区间中确定适当的行车线。导航系统6例如运算从车辆的位置到达目的地的目标路线，利用显示器的显示和扬声器的声音输出向驾驶者告知目标路线。导航系统6例如将车辆的目标路线的信息向ECUlO发送。此外，导航系统6也可以储存在能够与车辆进行通信的信息处理中心等设施的运算机。
[0035]HMI7是用于在车辆的乘员(包含驾驶者)与行驶控制装置I之间进行信息的输出和输入的接口。HMI7例如包括:用于向乘员显示图像信息的显示面板、声音输出用的扬声器、和乘员用于进行输入操作的操作按钮或者触摸面板等。例如，HMI7在由乘员进行涉及到自动驾驶控制或者行驶控制的工作或者停止的输入操作时，向ECUlO输出信号并开始或者停止自动驾驶控制或者行驶控制。HMI7在到达完成了自动驾驶控制或者行驶控制的目的地的情况下，向乘员通知到达目的地。HMI7可以利用无线连接的移动信息终端来向乘员输出信息;也可以利用移动信息终端来受理乘员所进行的输入操作。
[0036]执行器8是执行包含车辆的行驶控制的自动驾驶控制的装置。执行器8至少包含节流执行器、制动执行器、和转向执行器。节流执行器根据来自ECUlO的控制信号来控制对发动机的空气供给量(节流开度)，控制车辆的驱动力。此外，在车辆是混合动力车或者电动汽车的情况下，不包含节流执行器，向作为动力源的马达输入来自ECUlO的控制信号并控制该驱动力。
[0037]制动执行器根据来自ECUlO的控制信号来控制制动器系统，控制对车辆的车轮赋予的制动力。作为制动器系统，例如能够使用液压制动器系统。转向执行器根据来自ECUlO的控制信号，控制电动助力转向系统中辅助马达的驱动，该辅助马达控制转向力矩。由此，转向执行器控制车辆的转向力矩。
[0038]E⑶1包括外部状况识别部11、车辆位置识别部12、行驶状态识别部13、行驶计划生成部14、行驶控制部15。
[0039]外部状况识别部11基于外部传感器2的检测结果(例如照相机的拍摄信息、雷达的障碍物信息、激光雷达的障碍物信息等)，识别车辆的外部状况。外部状况包含例如白线等车线标记相对于车辆的行驶行车线的位置、或者行车线中心的位置和道路宽度、道路的形状(例如行驶行车线的曲率、对外部传感器2的预期推测有效的路面的斜坡变化、起伏等)、车辆周边的障碍物的状况(例如区别固定障碍物与移动障碍物的信息、障碍物相对于车辆V的位置、障碍物相对于车辆的移动方向、障碍物相对于车辆的相对速度等)。另外，也可以对照外部传感器2的检测结果与地图信息，从而补偿GPS接收部3等获取的车辆的位置和方向的精度。
[0040]车辆位置识别部12基于GPS接收部3接收的车辆的位置信息、和地图数据库5的地图信息，识别地图上的车辆的位置(以下记作“车辆位置”)。此外，车辆位置识别部12也可以从该导航系统6获取并识别导航系统6所使用的车辆位置。车辆位置识别部12在能由设置在道路等外部的传感器来测定车辆的车辆位置的情况下，也可以从该传感器通过通信来获取车辆位置。
[0041]行驶状态识别部13基于内部传感器4的检测结果(例如车速传感器的车速信息、加速度传感器的加速度信息、偏航角速度传感器的偏航角速度信息等)，识别车辆的行驶状态。车辆的行驶状态例如包含车速、加速度、偏航角速度。另外，行驶状态识别部13基于车辆位置随时间的变化，识别车辆的行驶方向。
[0042]行驶计划生成部14例如基于由导航系统6运算的目标路线、由车辆位置识别部12识别的车辆位置、和由外部状况识别部11识别的车辆的外部状况(包含车辆位置、方位)，生成车辆的目标行驶路径。
[0043]在行驶计划生成部14作为行驶区域设定部发挥功能，在车辆前方设在行车线左右的车线标记之间设定车辆的行驶区域。另外，行驶计划生成部14作为路径生成部发挥功能，在设定的行驶区域内生成车辆的目标行驶路径。
[0044]在该情况下，行驶计划生成部14优先选择多个行驶路径候选中直行性越高的行驶路径候选，将选择的行驶路径候选决定为目标行驶路径。例如，优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。此时，在车辆转弯行驶的情况下，与转向维持路径和转向增加路径相比，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，也可以将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。
[0045]此处，直行性高是指车辆行驶时接近直行。例如，曲率小的路径、曲率小的路径部分相连的路径是直行性高的路径。具体而言，行驶计划生成部14作为行驶路径候选，在存在有直行的路径候选、有曲率的路径候选的情况下选择直行路径，在该直行路径生成在行驶区域内的情况下决定作为目标行驶路径。另外，行驶计划生成部14作为行驶路径候选，在存在有曲率不同的多个路径候选的情况下，从曲率小的路径候选起依次选择，在该路径候选生成在行驶区域内的情况下，决定作为目标行驶路径。另外，作为行驶路径候选，在存在有转向的转向返回的路径候选、转向维持的路径候选、转向的转向增加的路径候选的情况下，选择接近直行的转向返回的路径，作为目标行驶路径。此外，选择的方法是将直行性越高的行驶路径候选优先决定作为目标行驶路径即可，也可以利用上述的选择的方法以外的方法来决定目标行驶路径。
[0046]目标行驶路径是目标路线中车辆前进的轨迹。行驶计划生成部14生成路径，使得车辆在目标路线上遵照安全、合法合规、行驶效率等基准而适当地行驶。此时，行驶计划生成部14当然可以基于车辆周边的障碍物的状况，生成车辆的路径，以避免与障碍物的接触。
[0047]此外，此处说明的目标路线包含日本专利5382218(W02011/158347)记载的“驾驶辅助装置”、或者日本特开2011-162132记载的“自动驾驶装置”的道路的行驶路线那样的，在驾驶者没有明示地设定目的地时，基于外部状况、地图信息而自动生成的行驶路线。
[0048]行驶计划生成部14的目标行驶路径的生成例如通过行驶区域的设定、行驶路径候选的运算和目标行驶路径的决定来进行。
[0049]行驶区域的设定通过在车辆前方的车线标记之间设定行驶区域来进行。车线标记的位置使用由外部状况识别部11识别的信息来设定。
[0050]如图2所示，例如，关于行驶区域的设定，基于右车线标记的位置P1、左车线标记的位置P2来运算行车线的中央位置P3。而且，其中央位置P3沿着行驶路径以预定的间隔运算多个。然后，在从这些中央位置P3向左右车线标记侧分别拓宽预定距离的位置设定区域的边界51、51，该边界51、51之间的区域被设定作为行驶区域50。在行驶区域的设定中，也可以在从左右车线标记的位置P1、P2向行车线中央侧变窄预定距离的位置设定边界51、51。该行驶区域50在从车辆V向行进方向预先设定的距离范围里进行设定即可。[0051 ]在该行驶区域50内生成车辆V的目标行驶路径。车辆V的目标行驶路径在行驶区域50以内即可，由于不限于在行车线的中央位置设定行驶路径，因此即使车线标记的位置检测产生误差，或者行驶路径或行车线的形状歪曲，也能相应地抑制目标行驶路径产生歪曲，抑制成为急剧转向的行驶控制。
[0052]关于行驶路径候选的运算，进行运算处理以生成多个曲率不同的行驶路径候选。在该情况下，优先运算多个行驶路径候选中直行性越高的行驶路径候选。
[0053]如图3所示，作为曲率不同的行驶路径候选，运算直行行驶的行驶路径候选R1、转弯行驶的行驶路径候选R1。在该情况下，直行的行驶路径候选Rl相对于转弯行驶的行驶路径候选Rl被优先运算。关于转弯行驶的行驶路径候选Rl，运算将转向角度各改变了预定角度的多个行驶路径候选R1。在图3中，为便于说明，图示了4个行驶路径候选Rl，但也可以运算多于或者少于的行驶路径候选R1。另外，行驶路径候选Rl可以是转向角度一定的路径，也可以是将转向角度转向返回的路径、将转向角度转向增加的路径。另外，行驶路径候选Rl运算从车辆V向行进方向延伸到预先设定的距离范围即可。
[0054]该行驶路径候选Rl例如使用下式(I)算出。
[0055]curv(x) = (l~k).C0.exp (-λ.x)+k.C0.exp(A.χ) (I)
[0056]式(I)中，χ是车辆行进方向的位置或者从车辆起的距离。CO是当前的车辆的转弯半径的倒数、即曲率。curv(χ)表示位置χ的曲率，进而表示行驶路径候选Rl的路径形状。该式(I)是将路径曲率的平方的积分值及其微分的平方的积分值加权相加的结果代入欧拉方程，作为通过求解由此得到的微分方程而导出的结果的最小化的曲率，由变分法导出。此处，λ表示曲率平方的积分值及其微分平方的积分值的权重的比率。λ为O时，曲率平方的积分值的权重为O。另外，k是积分常数。
[0057]在该式(I)中，通过改变k、λ进行运算，从而能够算出多个行驶路径候选Rl。例如，在式(I)中，k为O的情况下，curv (χ)表示曲率从CO衰减至O的曲线，算出欲笔直行驶的路径。此时，λ越大，成为越快接近直行的路径。即，在k为O的情况下，为转向的转向返回的路径。
[0058]另外，在式(I)中，在λ为O的情况下，Curv(X)为CO，算出欲维持当前的转弯半径的路径。即，成为维持转向的转向维持路径。另外，在式(I)中，在k>O的情况下，curv(x)算出从CO进一步向相同转弯方向转向的路径。即，成为转向的转向增加的路径。并且，在式(I)中，在k<0的情况下，curv(x)算出从CO向反向转向的路径。即，成为S形曲线的路径。
[0059]作为目标行驶路径的决定，优先选择多个行驶路径候选Rl中直行性高的行驶路径候选Rl，将选择的行驶路径候选决定作为目标行驶路径。例如，优先生成直行性高的行驶路径候选Rl，将行驶区域50内生成的行驶路径候选Rl决定作为目标行驶路径。
[0060]图4是示出行驶路径候选的运算和目标行驶路径的决定的一个例子的流程图。该图4的流程图的处理是如下处理:依次对转向返回路径、转向角维持路径、转向增加路径或者S形路径运算行驶路径候选，将位于行驶区域内的行驶路径候选、即不与行驶路径的边界线交叉的行驶路径候选决定作为车辆的目标行驶路径。转向返回路径是将方向盘或转向返回的路径，转向角维持路径是维持方向盘转向角或转向状态的路径，转向增加路径是将方向盘或转向增加的路径，S形路径是向着与当前的转弯方向反方向将方向盘或转向增加的路径。
[0061]如图4的步骤SlO(以下仅记作S10。其他步骤S也同样)所示，判定车辆是否在直行行驶。该判定处理例如基于由行驶状态识别部13识别的信息来判定车辆是否在直行行驶即可。在SlO中，判定为车辆在直行的情况下，进行直行路径的算出处理(S12)。直行路径的算出处理是算出直行的路径作为行驶路径候选的处理。例如，在上述式(I)中，在CO代入0，进行路径的算出。在该情况下，算出curvU)为O的路径。路径的朝向与车辆的行驶方向一致地设定。车辆的行驶方向例如从车辆位置识别部12的车辆位置的时间变化运算即可。
[0062]然后，处理移动至S14，判定直行路径的行驶路径候选是否在行驶路径内被生成。即，判定直行路径的行驶路径候选是否与行驶区域的边界交叉。例如，在图3中，在右起第二个示出的直行路径的行驶路径候选Rl的情况下，与行驶区域50的边界51交叉。因此，判定为该直行路径的行驶路径候选Rl没有被生成在行驶区域50内。
[0063]S14中判定为直行路径的行驶路径候选在行驶路径内被生成的情况下，该直行路径的行驶路径候选被决定作为目标行驶路径(S32)。另一方面，S14中判定为直行路径的行驶路径候选在行驶路径内没有被生成的情况下，进行转向增加路径的算出处理(S26)。后述转向增加路径的算出处理的细节。
[0064]顺便提及，在SlO中判定为车辆没有直行的情况下，进行转向返回路径的算出处理(S16)。转向返回路径的算出处理是算出将方向盘或转向返回的路径作为行驶路径候选的处理。例如，在上述式(I)中，k为0，λ从小的值依次变更来算出路径。λ使用预先设定的多个值，从小的值依次代入式(I)，算出转向返回路径的行驶路径候选。
[0065]然后，处理移动至S18，判定转向返回路径是否在行驶路径内被生成。即，判定转向返回路径的行驶路径候选是否与行驶区域的边界交叉。该判定例如在式(I)中将λ从最小值缓缓变更为大的值而算出的转向返回路径的行驶路径候选中、从λ小的值的转向返回路径的行驶路径候选起依次进行。即，从相对于当前的转弯状态转弯变化小的路径(横加速度率小的路径)依次判定是否在行驶路径内被生成。
[0066]具体而言，如图5所示，转向返回路径的行驶路径候选Rl以右、中、左的顺序算出，以该顺序判定行驶路径候选Rl是否与行驶区域50的边界51交叉。图5中，中间的行驶路径候选Rl是与右侧的行驶路径候选Rl相比提早转向返回的路径，左侧的行驶路径候选Rl是与中间的行驶路径候选Rl相比提早转向返回的路径。右侧和中间的行驶路径候选Rl与边界51交叉并被判定为没有生成在行驶区域50内，左侧的行驶路径候选Rl不与边界51交叉并被判定为生成在行驶区域50内。
[0067]S18中，在判定为任一转向返回路径在行驶区域内被生成的情况下，在该行驶区域内生成的转向返回路径被决定作为车辆的目标行驶路径(S32)。另一方面，S18中，在判定为无论哪个转向返回的路径都没有生成在行驶区域内的情况下，进行转向维持路径的算出处理(S20)。转向维持路径的算出处理是算出维持转向角来行驶的路径作为行驶路径候选的处理。例如，在上述式(I)中，λ为O来算出行驶路径候选。
[0068]然后，处理移动至S22，判定转向维持路径是否在行驶区域内被生成。在该S22中，在判定为转向维持路径在行驶区域内被生成的情况下，在该行驶区域内生成的转向维持路径被决定作为车辆的目标行驶路径(S32)。另一方面，S22中，在判定为转向维持路径在行驶区域内没有被生成的情况下，判定是否在该行驶区域的曲线外侧的边界交叉(S24)。即，判定转向维持路径是否是在行驶区域的外周侧的边界交叉的路径。该S24中，在判定为转向维持路径在行驶区域的曲线外侧的边界交叉的情况下，进行转向增加路径的算出(S26)。转向增加路径的算出处理是算出将方向盘或转向增加的路径作为行驶路径候选的处理。例如，在式(I)中，设定为k>OA从小的值依次变更来算出路径。λ使用预先设定的多个值，从小的值依次代入式(I)，算出转向增加路径的行驶路径候选。
[0069]然后，处理移动至S30，判定转向增加路径是否生成在行驶区域内。即，判定转向增加路径是否与行驶区域的边界交叉。该判定例如在式(I)中将λ从最小值缓缓变更为大的值而算出的转向返回路径的行驶路径候选中、从λ小的值的转向返回路径的行驶路径候选起依次进行。
[0070]S30中，在判定为任一转向增加路径在行驶区域内被生成的情况下，在该行驶区域内生成的转向增加路径被决定作为车辆的目标行驶路径(S32)。另一方面，S30中，在判定为无论哪个转向增加路径都在行驶区域内没有被生成的情况下，结束控制处理。
[0071]顺便提及，S24中，在判定为转向维持路径在行驶区域的曲线外侧的边界不交叉的情况下，进行S形路径的算出(S28KS形路径的算出处理是算出成为S形状的路径作为行驶路径候选的处理。例如，在式(I)中，设定为k<0A从小的值依次变更来算出路径。λ使用预先设定的多个值，从小的值依次代入式(I)，算出S形路径的行驶路径候选。
[0072]然后，处理移动至S30，判定S形路径是否在行驶区域内被生成。即，判定S形路径是否与行驶区域的边界交叉。该判定例如在式(I)中将λ从最小值缓缓变更为大的值而算出的S形路径的行驶路径候选中、从λ小的值的S形路径的行驶路径候选起依次进行。
[0073]该S30中，在判定为任一S形路径都在行驶区域内被生成的情况下，该行驶区域内生成的S形路径被决定作为车辆的目标行驶路径(S32)。另一方面，S30中，在判定为无论哪个S形路径都在行驶区域内没有被生成的情况下，结束控制处理。
[0074]如上所述，根据图4的行驶路径决定处理，优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为直行路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。另外，降低车辆的横向加速度，提高车辆的乘坐的舒适感。
[0075]另外，在车辆转弯行驶的情况下，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为接近直行的路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。另夕卜，降低车辆的横向加速度，提高车辆的乘坐的舒适感。
[0076]另外，在行驶计划生成部14的行驶路径候选的运算和行驶路径的决定中，以转向返回路径、转向角维持路径、转向增加路径的顺序，或者以转向返回路径、转向角维持路径，S形路径的顺序，算出行驶区域内的行驶路径候选。即，优先算出返回直行的路径，选择作为目标行驶路径。因此，优先选择降低车辆的横向加速度的行驶路径，提高车辆的乘坐的舒适感。
[0077]并且，根据图4的行驶路径决定处理，优先算出车辆的转向变化小的行驶路径候选，选择作为目标行驶路径。因此，优先选择横加速度率的变化少的路径。因此，提高车辆的乘坐的舒适感。
[0078]此外，关于行驶路径候选的运算，也可以利用式(I)的运算以外的运算或者方法来进行。例如，也可以利用以式(I)为主体的数式来运算行驶路径候选。即，也可以使用在式(I)加上系数、常数或者变量而变形的式子，运算行驶路径候选。另外，只要能够运算转向返回路径、转向角维持路径、转向增加路径等行驶路径候选即可，可以使用式(I)以外的运算式，也可以利用其他运算方法来运算行驶路径候选。另外，行驶路径候选可以在车辆以恒定速度行驶的前提下生成，也可以考虑车辆的速度变化来生成。
[0079]在图4的行驶路径决定处理中，在不能生成或者不能决定目标行驶路径的情况下，也可以使用上次运算的目标行驶路径。在该情况下，能够抑制行驶控制被频繁中止。另外，在连续预定次数不能生成或者不能决定目标行驶路径的情况下，也可以向车辆的驾驶者发出警告，敦促向手动驾驶切换。在该情况下，能够确保车辆的行驶的安全性。
[0080]在图1中，行驶计划生成部14生成与已生成的路径相应的行驶计划。即，行驶计划生成部14至少基于车辆的周边信息即外部状况与地图数据库5的地图信息，生成沿着预先设定的目标路线的行驶计划。行驶计划生成部14优选的是将生成的行驶计划作为具有配置坐标(P、v)的多个结果进行输出，其中，配置坐标(P、v)是在将车辆的行进路线固定在车辆的坐标系下的目标位置P、和各目标点的速度V这2个要素构成的组。此处，各目标位置P至少具有固定在车辆V的坐标系下的χ坐标、y坐标的位置或者与其等效的信息。此外，行驶计划只要能记录车辆的行为就没有特别限定。行驶计划例如可以取代速度V而使用目标时刻t，也可以附加目标时刻t和在该时间点的车辆的方位。
[0081]另外，通常，行驶计划大致是从当前时刻起数秒后的将来的数据即可，但由于根据交叉路口的右转、超车等状况会需要几十秒的数据，因此优选的是行驶计划的配置坐标的数量可变，且配置坐标间的距离也可变。并且，也可以用样条函数等对将配置坐标连接的曲线进行近似，将该曲线的参数作为行驶计划。作为行驶计划的生成，只要能记录车辆的行为，就能够使用任意的已知方法。
[0082]行驶计划也可以是示出车辆在沿着目标路线的行进路线行驶时的车辆的车速、加减速度和转向力矩等的推移的数据。行驶计划也可以包含车辆的速度模式、加减速度模式和转向模式。此处的行驶计划生成部14也可以生成行驶计划，使得旅行时间(车辆V到达目的地所要的所需时间)最小。
[0083]S卩，速度模式例如是对于在行进路线上以预定间隔(例如I米)设定的目标控制位置，由在每个目标控制位置与时间建立关联设定的目标车速来构成的数据。加减速度模式例如是对于在行进路线上以预定间隔(例如I米)设定的目标控制位置，由在每个目标控制位置与时间建立关联设定的目标加减速度来构成的数据。转向模式例如是对于在行进路线上以预定间隔(例如I米)设定的目标控制位置，由在每个目标控制位置与时间建立关联设定的目标转向力矩来构成的数据。
[0084]行驶控制部15基于由行驶计划生成部14生成的行驶计划，自动控制车辆的行驶。行驶控制部15将与行驶计划相应的控制信号输出至执行器8。由此，行驶控制部15控制车辆的行驶，使得车辆沿着行驶计划自动行驶。
[0085]此外，上述的外部状况识别部11、车辆位置识别部12、行驶状态识别部13、行驶计划生成部14和行驶控制部15是通过将实现各功能的软件或者程序导入到ECUlO来构成即可。另外，也可以分别通过个别的电子控制单元来构成这些的一部分或者全部。
[0086]接下来，说明本实施方式所涉及的行驶控制装置I的动作。
[0087]图6是示出本实施方式所涉及的行驶控制装置I的行驶控制处理的流程图。行驶控制处理例如在执行自动行驶控制时进行，与自动行驶控制的开始同时开始。另外，该行驶控制处理例如由ECUlO进行，以预定的周期反复执行。
[0088]如图6的S60所示，首先，进行传感器信息的读入处理。该处理例如是读入外部传感器2、GPS接收部3、内部传感器4、导航系统6的信息的处理。然后，处理移动至S62，进行车线标记的识别处理。车线标记的识别处理是识别设在车辆行驶的行车线左右的白线等车线标记的相对位置的处理。利用该车线标记的识别，能够识别车辆在行车线的哪个位置行驶。另夕卜，也可以识别车辆相对于行车线的行驶方向。
[0089]然后，处理移动至S64，进行行驶区域的设定处理。该行驶区域的设定处理是在车辆的前方的车线标记之间设定行驶区域的处理。例如，如图2所示，基于右侧的车线标记的位置P1、左侧的车线标记的位置P2，运算行车线的中央位置P3。然后，沿着行驶路径以预定的间隔运算多个该中央位置P3。然后，在从这些中央位置P3向左右的车线标记侧分别拓宽预定距离的位置设定边界51、51，将该边界51、51之间的区域设定作为行驶区域50。在行驶区域的设定处理中，也可以在从左右车线标记的位置P1、P2向行车线中央侧变窄预定距离的位置设定边界51、51。该行驶区域50在从车辆V向行进方向预先设定的距离范围内设定即可。
[0090]在该行驶区域50的设定中，也可以将行驶区域50的横向宽度越远离车辆设定得越窄。例如，如图7所示，越远离车辆V，行驶区域50的横向宽度越窄。关于行驶区域50的变窄方式，可以与从车辆V起的距离反比例地变窄，也可以在预定的每个距离阶段地变窄。在该情况下，也可以将行驶区域50的中央位置作为行车线的中央位置。此处，行车线的中央位置也包含大致中央的位置。作为行驶区域50的变窄方式，越在远方假设车辆V的横向宽度越大，设定行驶区域50使得车辆V不与边界51交叉即可。
[0091]这样，将行驶区域的横向宽度越远离车辆设定得越窄，从而能够使行驶区域内生成的目标行驶路径为朝向行车线中央的路径。
[0092]顺便提及，图6的S64的行驶区域的设定处理结束后，处理移动至S66，进行车辆状态识别处理。车辆状态识别处理是至少识别车辆位置、车辆相对于行车线的朝向、车辆的转弯状态的处理。该处理例如基于外部传感器2、GPS接收部3、内部传感器4的信息，识别车辆位置、车辆相对于行车线的朝向、车辆的转弯状态等。
[0093]然后，S66的车辆状态识别处理结束之后，进行行驶路径候选的运算处理、目标行驶路径的决定处理(S68、S70)。行驶路径候选的运算处理是运算成为目标行驶路径的候选的行驶路径候选的处理。目标行驶路径的决定处理是从行驶路径候选选择目标行驶路径来决定的处理。
[0094]该行驶路径候选的运算处理例如使用上述的式(I)，算出曲率不同的多个行驶路径候选。此时，多个行驶路径候选中优先生成直行性高的行驶路径候选。例如，与转弯路径相比优先生成直行路径。另外，在转弯路径中，依次生成转向返回路径、转向维持路径、转向增加路径的行驶路径候选。目标行驶路径的决定处理进行:将行驶路径候选的运算处理中运算的行驶路径候选中、生成在行驶区域的候选决定作为目标行驶路径。该行驶路径候选的运算处理和目标行驶路径的决定处理能够使用上述图4的一系列控制处理。
[0095]然后，处理移动至图6的S72，进行行驶控制处理。行驶控制处理是根据目标行驶路径对车辆进行行驶控制的处理。控制信号从ECUlO输出到执行器8，通过执行器8的工作，进行车辆的控制，使得车辆沿着目标行驶路径行驶。S72的行驶控制处理结束后，结束一系列的控制处理。
[0096]此外，在图6的行驶控制处理中，只要不给控制结果带来影响，可以省略控制处理的一部分的执行，可以替换控制处理的顺序，也可以追加其他控制处理。
[0097]如以上说明，根据本实施方式所涉及的行驶控制装置I，在行车线的车线标记之间设定车辆的行驶区域，在该行驶区域内生成车辆的目标行驶路径。因此，即使车线标记的检测产生误差，也能抑制对目标行驶路径的影响。另外，在行驶区域内生成车辆的目标行驶路径时，优先选择直行性高的行驶路径候选，决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为直行路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。另外，由于目标行驶路径容易成为直行路径，因此降低车辆的横向加速度，提高车辆的乘坐的舒适感。
[0098]另外，根据本实施方式所涉及的行驶控制装置I，优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为直行路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。
[0099]另外，根据本实施方式所涉及的行驶控制装置I，在车辆转弯行驶的情况下，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选，在生成的行驶路径候选生成在行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定作为目标行驶路径。因此，目标行驶路径容易成为接近直行的路径，抑制车辆的乘员感到车辆行驶摇摆。
[0100]并且，根据本实施方式所涉及的行驶控制装置I，行驶区域的中央位置为行车线的中央位置，行驶区域的横向宽度越远离车辆设定得越窄。因此，通过将目标行驶路径生成在行驶区域内，从而能够使目标行驶路径成为朝向行车线的中央的路径。
[0101]此外，上述的实施方式说明了本发明所涉及的行驶控制装置的一个实施方式，本发明所涉及的行驶控制装置不限于上述实施方式的记载。本发明所涉及的行驶控制装置在不变更各权利要求所记载的要点内可以将上述实施方式所涉及的行驶控制装置变形，或者适用于其他结构。
【主权项】
1.一种行驶控制装置，其使车辆沿着行驶道路的行车线行驶，包括: 检测部，其检测设在所述车辆所行驶的所述行车线左右的车线标记； 行驶区域设定部，其在所述车辆前方的设在所述左右的车线标记之间设定所述车辆的行驶区域； 路径生成部，其在由所述行驶区域设定部设定的所述行驶区域内生成所述车辆的目标行驶路径；以及 行驶控制部，其使所述车辆沿着所述目标行驶路径行驶，其中， 所述路径生成部将多个行驶路径候选中直行性越高的行驶路径候选越优先选择，并将选择的行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。2.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其中， 在所述车辆正在转弯行驶的情况下，与转向维持路径和转向增加路径相比，所述路径生成部优先生成转向返回路径作为行驶路径候选， 在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。3.根据权利要求1或2所述的行驶控制装置，其中， 所述行驶区域设定部将所述行驶区域的中央位置作为所述行车线的中央位置，并将所述行驶区域的横向宽度设定为越远离所述车辆越窄。4.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其中， 所述路径生成部优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。5.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其中， 所述行驶路径的曲率越小，所述路径生成部判断为直行性越高。6.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其中， 在所述车辆正在进行转弯行驶的情况下，按照转向返回路径、转向角维持路径、S形路径的顺序，优先生成行驶路径候选，在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。7.一种行驶控制方法，使车辆沿着行驶道路的行车线行驶，其中， 检测设在所述车辆所行驶的所述行车线左右的车线标记， 在所述车辆前方的设在所述左右的车线标记之间设定所述车辆的行驶区域， 在设定的所述行驶区域内生成所述车辆的目标行驶路径，其中，将多个行驶路径候选中直行性越高的行驶路径候选越优先选择，并将选择的行驶路径候选决定为目标行驶路径， 进行行驶控制，使得所述车辆沿着所述目标行驶路径行驶。8.根据权利要求7所述的行驶控制方法，其中， 在所述车辆正在转弯行驶的情况下，与转向维持路径和转向增加路径相比，优先生成转向返回路径作为行驶路径候选， 在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。9.根据权利要求7或8所述的行驶控制方法，其中， 所将所述行驶区域的中央位置作为所述行车线的中央位置，并将所述行驶区域的横向宽度设定为越远离所述车辆越窄。10.根据权利要求7所述的行驶控制方法，其中， 优先生成直行性高的行驶路径候选，在生成的行驶路径候选被生成在所述行驶区域内的情况下，将该行驶路径候选决定为所述目标行驶路径。
【文档编号】H04N7/18GK105936276SQ201610112459
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】中村弘
【申请人】丰田自动车株式会社