车辆行驶控制装置的制造方法
【专利摘要】提供一种车辆行驶控制装置，在基于目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。该车辆行驶控制装置具备：取得部，取得车辆的朝向和行驶位置；轨迹生成部，基于车辆的朝向、行驶位置以及目标车道的车道中央位置，生成从行驶位置到车道中央位置的目标行驶轨迹；行驶控制部，使用目标行驶轨迹来使车辆行驶；以及判定部，判定车辆的朝向是否以目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外，轨迹生成部在由判定部判定为车辆的朝向以目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，将车辆的朝向假定为沿着目标车道的车道中央的方向或者以目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向内，来生成目标行驶轨迹。
【专利说明】
车辆行驶控制装置
技术领域
[0001 ]本发明的各种侧面涉及车辆行驶控制装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中，记载有对车辆的操舵进行控制的装置。该装置基于车辆的朝向(车辆横摆角)和车辆从位于行驶位置到位于车道中央的时间，来生成从行驶位置到车道中央位置的平滑的目标行驶轨迹，并使用目标行驶轨迹来调整车辆的操舵。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I美国专利申请公开第2012/0283911号说明书
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]然而，在相对于车道中央位置的延伸方向车辆的朝向为向外的情况下，在专利文献I记载的装置中，生成向行驶车道的外侧方向(远离车道中央的方向)凸起的目标行驶轨迹。在使用这样的目标行驶轨迹使车辆行驶的情况下，由于车辆向远离车道中央位置的方向以描绘弧形的方式移动，因此车辆可能会脱离行驶车道。
[0008]在本技术领域中，希望实现一种车辆行驶控制装置，该车辆行驶控制装置能够在基于从行驶位置到目标横向位置的目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]本发明的一侧面中的车辆行驶控制装置是一种基于目标行驶轨迹来使车辆行驶的车辆行驶控制装置，该车辆行驶控制装置具备:取得部，其取得所述车辆的朝向和行驶位置;轨迹生成部，其基于所述车辆的朝向、所述行驶位置以及目标车道的车道中央位置，来生成从所述行驶位置到所述目标车道的车道中央位置的目标行驶轨迹;行驶控制部，其使用所述目标行驶轨迹来使所述车辆行驶；以及判定部，其判定所述车辆的朝向是否以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外，所述轨迹生成部在由所述判定部判定为所述车辆的朝向以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，将所述车辆的朝向假定为沿着所述目标车道的车道中央的方向或者以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向内，来生成所述目标行驶轨迹。
[0011]该车辆行驶控制装置由于在车辆的朝向以目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，将车辆的朝向假定为沿着目标车道的车道中央的方向或者以目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向内，来生成目标行驶轨迹，因此，能够避免目标行驶轨迹以向行驶车道的外侧方向(远离车道中央的方向)凸起的方式描绘弧形。因而，该行驶控制装置能够在基于目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。
[0012]在一实施方式中，轨迹生成部也可以将车辆正在行驶的行驶车道作为目标车道，来生成目标行驶轨迹。在该情况下，该行驶控制装置能够在使车辆位于车辆的行驶车道的车道中央的情况下，避免车辆脱离行驶车道。
[0013]在一实施方式中，轨迹生成部也可以将与车辆正在行驶的行驶车道相邻的相邻车道作为目标车道，来生成目标行驶轨迹。在该情况下，该行驶控制装置例如能够在从行驶车道向相邻车道进行车道变更时，避免车辆从行驶车道向车道变更目的地的相邻车道的相反侧脱离。
[0014]发明的效果
[0015]根据本发明的各种侧面和实施方式，能够在基于从行驶位置到目标横向位置的目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。
【附图说明】
[0016]图1是对具备第I实施方式的车辆行驶控制装置的车辆的结构进行说明的框图。
[0017]图2是对目标横向位置的一例进行说明的图。
[0018]图3是对目标行驶轨迹的例子进行说明的图。
[0019]图4是对假定车辆的朝向而生成目标行驶轨迹的例子进行说明的图。
[0020]图5是对第I实施方式的车辆行驶控制装置的车辆控制处理的一例进行说明的流程图。
[0021]图6是对具备第2实施方式的车辆行驶控制装置的车辆的结构进行说明的框图。
[0022]图7是对车道变更时的目标行驶轨迹的一例进行说明的图。
[0023]图8是对假定车辆的朝向而生成目标行驶轨迹的例子进行说明的图。
[0024]图9是对第2实施方式的车辆行驶控制装置的车辆控制处理的一例进行说明的流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对同一或者相当要素标注同一标号，省略重复的说明。
[0026][第I实施方式]
[0027]图1是对具备第I实施方式的车辆行驶控制装置I的车辆V的结构进行说明的框图。如图1所示，在乘用车等车辆V上，搭载有车辆系统100。车辆系统100具备车辆行驶控制装置
I。车辆行驶控制装置I是基于目标行驶轨迹来使车辆V行驶的装置。目标行驶轨迹例如是指在预定区间的车道上，将成为车辆V的目标的行驶位置连接而成的线。使车辆V行驶是指通过自动驾驶实现的行驶或者通过驾驶支援实现的行驶。如后面所述，车辆行驶控制装置I例如是通过自动驾驶使车辆V沿着目标行驶轨迹行驶的装置，或者，对驾驶员的驾驶操作进行系统介入而使车辆V以沿着目标行驶轨迹的方式行驶的装置。
[0028]车辆系统100具备:外部传感器2、GPS(Global Posit1ning System: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(Human Machine Interface:人机接口)7、致动器8以及E⑶10。外部传感器2、GPS接收部3、内部传感器4、地图数据库5、导航系统6、HMI7、致动器8以及EQJlO例如连接于使用CAN(ControlIer Area Network:控制器局域网)通信电路进行通信的网络，并能双向通信。
[0029]外部传感器2是对车辆V的周边信息即外部状况进行检测的检测设备。外部传感器2包括相机、雷达(Radar)以及激光雷达(LIDER:Laser Imaging Detect1n and Ranging)中的至少一方。
[0030]相机是对车辆V的外部状况进行拍摄的拍摄设备。相机例如设置在车辆V的前挡风玻璃的里侧。相机既可以是单眼相机，也可以是立体相机。立体相机例如具有以再现两眼视差的方式配置的两个拍摄部。立体相机的拍摄信息中还包括进深方向的信息。相机将与车辆V的外部状况有关的拍摄信息输出到ECUl O。
[0031]雷达利用电波来检测车辆V的外部的物体。电波例如是毫米波。雷达通过将电波向车辆V的周围发送，并接收由物体反射出的电波来检测物体。雷达例如能够将距物体的距离或方向作为物体信息而输出。雷达将检测到的物体信息输出到ECU10。此外，在后段中进行传感器融合的情况下，也可以将反射出的电波的接收信息输出到ECU10。
[0032]激光雷达利用光来检测车辆V的外部的物体。激光雷达通过将光向车辆V的周围发送，并接收由物体反射出的光来计测距反射点的距离，从而检测物体。激光雷达例如能够将距物体的距离或方向作为物体信息而输出。激光雷达将检测到的物体信息输出到ECU1t^b夕卜，在后段中进行传感器融合的情况下，也可以将反射出的光的接收信息输出到ECU1t^b夕卜，相机、激光雷达以及雷达不一定必须重复具备。
[0033]GPS接收部3从3个以上的GPS卫星接收信号，从而取得表示车辆V的位置的位置信息。位置信息中，例如包括玮度和经度。GPS接收部3将测定出的车辆V的位置信息输出到ECU10。此外，也可以使用能够确定车辆V所在的玮度和经度的其他的手段来代替GPS接收部3。
[0034]内部传感器4是对与车辆V的行驶状态相应的信息进行检测的检测器。内部传感器4包括对车辆的朝向进行检测的传感器。作为这样的传感器，例如可例举横摆率传感器。或者，作为对车辆的朝向进行检测的传感器，也可以是对轮胎角进行检测的传感器。作为这样的传感器，例如可例举转向传感器。此外，内部传感器4也可以还包括车速传感器和加速度传感器。
[0035]横摆率传感器是对车辆V的重心绕铅垂轴的横摆率(旋转角速度)进行检测的检测器。作为横摆率传感器，例如可以使用陀螺仪传感器。横摆率传感器将包括车辆V的横摆率的横摆率信息输出到E⑶1。
[0036]转向传感器例如是对方向盘的旋转状态进行检测的检测器。旋转状态的检测值例如是操舵转矩或舵角。转向传感器例如相对于车辆V的转向轴而设置。转向传感器将包括方向盘的操舵转矩或舵角的信息输出到ECU1。
[0037]车速传感器是对车辆V的速度进行检测的检测器。作为车速传感器，例如使用相对于车辆V的车轮或与车轮一体旋转的驱动轴等设置的、对车轮的旋转速度进行检测的车轮速传感器。车速传感器将包括车辆V的速度的车速信息(车轮速信息)输出到ECUlO。
[0038]加速度传感器是对车辆V的加速度进行检测的检测器。加速度传感器例如包括对车辆V的前后方向的加速度进行检测的前后加速度传感器和对车辆V的横向加速度进行检测的横向加速度传感器。加速度传感器将包括车辆V的加速度的加速度信息输出到ECU10。
[0039]地图数据库5是具备地图信息的数据库。地图数据库5例如形成在搭载于车辆V的HDD (Hard disk drive:硬盘驱动器)内。地图信息例如包括道路的位置信息、道路形状的信息、交叉路口以及分支路口的位置信息。道路形状的信息中，例如包括弯道、直线部的类别、弯道的曲率等。进而，在车辆系统100使用建筑物或墙壁等遮蔽构造物的位置信息或者SLAM(Simultaneous Localizat1n and Mapping:即时定位与地图构建)技术的情况下，也可以使地图信息包括外部传感器2的输出信号。此外，地图数据库5也可以存储于能够与车辆V进行通信的信息处理中心等设施的计算机中。
[0040]导航系统6是对车辆V的驾驶员进行直到由车辆V的驾驶员在地图上设定的目的地为止的引导的装置。导航系统6基于由GPS接收部3测定出的车辆V的位置信息和地图数据库5的地图信息，算出车辆V所行驶的路径。路径例如也可以是在多个车道的区间中确定出车辆V所行驶的行驶车道的路径。导航系统6例如运算从车辆V的位置到目的地的目标路径，并通过显示器的显示和扬声器的语音输出对驾驶员进行目标路径的报知。导航系统6例如将车辆V的目标路径的信息输出到ECU10。另外，导航系统6也可以具备陀螺仪传感器，并构成为将用于算出车辆V的朝向的信息输出到ECU10。此外，导航系统6也可以使用存储于能够与车辆V进行通信的信息处理中心等设施的计算机中的信息。例如，导航系统6也可以经由通信从设施的计算机取得表示道路的拥挤的拥堵信息。另外，由导航系统6进行的处理的一部分也可以由设施的计算机进行。
[0041]HMI7是用于在车辆V的乘员(包括驾驶员)与车辆系统100之间进行信息的输出和输入的接口。HMI7例如具备用于向乘员显示图像信息的显示器面板、用于语音输出的扬声器以及供乘员进行输入操作的操作按钮或触摸面板等。HMI7包括供乘员输入自动驾驶开始或驾驶支援开始的要求操作的输入部即0N/0FF开关。0N/0FF开关也可以是能够输入关于自动驾驶结束或驾驶支援结束的要求操作的结构。0N/0FF开关在由乘员进行了关于自动驾驶或驾驶支援的开始或结束的要求操作时，将表示自动驾驶或驾驶支援的开始或结束的信息输出到ECU10。此外，输入部不限于开关，只要该输入部能够输入能够对自动驾驶或驾驶支援的开始或结束的乘员的意图进行判断的信息即可，可以是任何形式。例如，输入部可以是开始按钮、结束按钮等，也可以是在乘员能够操作的画面上显示的开关或者按钮的对象(Object)t3HMH可以利用无线连接的便携信息终端对乘员输出信息，也可以利用便携信息终端受理乘员的输入操作。
[0042]致动器8是执行车辆V的行驶控制的装置。致动器8至少包括节气门致动器、制动致动器以及转向致动器。节气门致动器根据来自ECUlO的控制信号对向发动机供给的空气的供给量(节气门开度)进行控制，从而控制车辆V的驱动力。此外，在车辆V是混合动力车或电动汽车的情况下，不包括节气门致动器，而是向作为动力源的马达输入来自ECUlO的控制信号从而控制该驱动力。
[0043]制动致动器根据来自ECUlO的控制信号对制动系统进行控制，从而控制对车辆V的车轮施加的制动力。作为制动系统，例如可以使用液压制动系统。转向致动器根据来自E C U1的控制信号，对电动助力转向系统中控制转向转矩的辅助马达的驱动进行控制。由此，转向致动器对车辆V的转向转矩进行控制。
[0044]ECUlO控制车辆VC3ECUlO是具有CPlKCentral Processing Unit:中央处理器)、R0M(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、CAN通信电路等的电子控制单元。ECUlO例如连接于使用CAN通信电路进行通信的网络，并以能够进行通信的方式与上述车辆V的构成要素连接。ECU10例如基于CPU所输出的信号，使CAN通信电路工作来输入和输出数据，将输入数据存储于RAM，将存储于ROM的程序加载到RAM，并执行加载到RAM上的程序，由此来实现后述的ECUlO的构成要素的功能。此外，ECUlO也可以由多个电子控制单元构成。
[0045]ECUlO具备外部状况识别部11、车辆位置识别部12、行驶状态识别部13 (取得部的一例)、行驶计划生成部14(判定部和轨迹生成部的一例)以及行驶控制部15(行驶控制部的一例)。车辆行驶控制装置I构成为具备行驶状态识别部13、行驶计划生成部14以及行驶控制部15。车辆行驶控制装置I具备行驶状态识别部13、行驶计划生成部14以及行驶控制部15即可，不一定必须具备外部状况识别部11和车辆位置识别部12。
[0046]外部状况识别部11基于车辆V的周边信息，来识别车辆V的外部状况。外部状况识别部11例如通过以下方式来实现:基于CPU所输出的信号使CAN通信电路工作，并且，将存储于ROM的程序加载到RAM并执行加载到RAM上的程序。
[0047]周边信息是指表示车辆V的预定范围内的环境或状况的信息。例如，外部状况识别部11取得外部传感器2的检测结果，作为车辆V的周边信息。外部传感器2的检测结果中，例如包括相机的拍摄信息、雷达的物体信息或者激光雷达的物体信息等。或者，外部状况识别部11也可以经由通信取得导航系统6的信息，作为车辆V的周边信息。
[0048]车辆V的外部状况是指车辆V的预定范围内的环境或状况。例如，车辆V的外部状况包括行驶道路的分支、汇合地点、交通规则、行驶车道的车道边界线相对于车辆V的位置或者车道中央相对于车辆V的位置以及道路宽度、道路的形状等。道路的形状例如是行驶车道的曲率、对外部传感器2的视距推定而言有效的路面的坡度变化、起伏等。另外，车辆V的外部状况也可以是车辆V的周边的障碍物、其他车辆等物体的状况。物体的状况例如也可以包括将固定障碍物与移动障碍物进行区别的信息、障碍物相对于车辆V的位置、障碍物相对于车辆V的移动方向、障碍物相对于车辆V的相对速度等。
[0049 ]车辆位置识别部12对车辆V的车辆位置(车辆V在地图上的位置)进行识别。车辆位置识别部12例如通过以下方式来实现:基于CPU输出的信号使CAN通信电路工作，并且，将存储于ROM的程序加载到RAM并执行加载到RAM上的程序。车辆位置识别部12例如基于由GPS接收部3接收到的车辆V的位置信息和地图数据库5的地图信息，来识别车辆V在地图上的位置。此外，车辆位置识别部12也可以从导航系统6取得在该导航系统6中所使用的车辆位置来进行识别。在可通过在道路等外部设置的传感器来测定车辆位置的情况下，车辆位置识别部12也可以通过通信从该传感器取得车辆位置。
[0050]行驶状态识别部13基于内部传感器4的检测结果，来识别车辆V的行驶状态。行驶状态识别部13例如通过以下方式来实现:基于CPU所输出的信号使CAN通信电路工作，并且，将存储于ROM的程序加载到RAM并执行加载到RAM上的程序。内部传感器4的检测结果中例如包括横摆率传感器的横摆率信息。或者，内部传感器4的检测结果中也可以包括转向传感器的舵角。另外，内部传感器4的检测结果中也可以包括车速传感器的车速信息、加速度传感器的加速度信息等。
[0051]表示车辆V的行驶状态的信息中包括车辆V的朝向和车辆V的行驶位置。行驶状态识别部13基于外部状况识别部11及车辆位置识别部12的识别结果和内部传感器4的检测结果，来识别车辆V的朝向和车辆V的行驶位置。车辆V的朝向例如是指车辆V相对于车辆V的行驶车道的朝向，作为更具体的一例，是指相对于车辆V的行驶车道的延伸方向(车辆V应该行进的方向)车辆V所朝的方向。例如，车辆V的朝向可以用将行驶车道的车道中央的延伸方向设为O的横摆角来表现。横摆角例如根据横摆率信息算出。或者，车辆V的朝向也可以根据转向传感器的舵角来推定。或者，车辆V的朝向也可以从导航系统6取得。或者，车辆V的朝向可以仅基于从外部传感器2(相机)等得到的车道边界线的检测结果来取得。另外，车辆V的行驶位置是指车辆V行驶时的车辆位置，是成为目标行驶轨迹的起点的位置。
[0052]行驶计划生成部14生成目标行驶轨迹。行驶计划生成部14例如通过以下方式来实现:基于CPU所输出的信号使CAN通信电路工作，并且，将存储于ROM的程序加载到RAM并执行加载到RAM上的程序。目标行驶轨迹例如被用于以车辆V不脱离行驶车道的方式进行控制的自动驾驶或驾驶支援。
[0053]自动驾驶例如是指使用目标行驶轨迹来控制车辆V的行驶。也就是说，自动驾驶例如是指在驾驶员不进行转向操作、驾驶员不介入的状态下，仅通过车辆系统100的控制来实现车辆V的行驶。驾驶支援例如是指基于目标行驶轨迹和转向操作的操作量而与转向操作协调地使车辆V行驶。也就是说，驾驶支援是指在驾驶员与车辆系统100双方都能够与车辆V的行驶建立关系的、能够进行系统介入的状态下，至少基于驾驶员的转向操作的操作量来实现车辆V的行驶。
[0054]行驶计划生成部14在车辆控制前预先生成目标行驶轨迹。车辆控制前是指执行控制之前，也可以是自动驾驶期间或驾驶支援期间。行驶计划生成部14例如也可以在从ON/OFF开关取得了表示自动驾驶或驾驶支援的开始的信息时，生成目标行驶轨迹。
[0055]行驶计划生成部14例如基于由行驶状态识别部13识别到的车辆V的朝向及行驶位置以及目标横向位置，来生成从行驶位置到目标横向位置的目标行驶轨迹。目标横向位置是指在目标车道设定的、例如成为车辆控制的目标的车道宽度横向方向上的位置。目标车道是指使车辆V行驶的目标的车道。在进行自动驾驶或驾驶支援以使得车辆V不脱离行驶车道的情况下，目标车道成为行驶车道(车辆V正在行驶的车道)。目标横向位置可以在自动驾驶期间或驾驶支援期间设定，也可以预先设定。作为目标横向位置的一例，可以是车道中央位置、从车道中央位置偏离了预定距离的位置等。
[0056]图2是对目标横向位置的一例进行说明的图。在图2所示的例子中，示出了车辆V行驶在由车道边界线L1、L2区划出的行驶车道50上的场景。如图2所示，车辆V以行驶位置P3、朝向Y在行驶车道50上行驶。此处，目标横向位置是成为车道中央位置的P4。目标横向位置P4例如基于车道边界线L1、L2的位置来运算(检测)。作为更具体的一例，目标横向位置P4是车道中央位置，作为车道边界线L1、L2的预定位置P1、P2的中间位置而运算出。也可以沿着行驶车道50在车辆V的前方以预定的间隔运算出多个目标横向位置P4。在图中，示出了连续的目标横向位置P4。穿过该连续的目标横向位置P4的方向Z是沿着车道中央的方向。换句话说，穿过连续的目标横向位置P4的方向Z成为行驶车道50的延伸方向(目标车道的车道中央位置的延伸方向)。
[0057]行驶计划生成部14例如基于车辆V的朝向Y、行驶位置P3以及目标横向位置P4，通过几何学的方法来生成目标行驶轨迹。图3是对目标行驶轨迹的例子进行说明的图。如图3
(A)所示，行驶计划生成部14将起点是行驶位置P3，终点是车辆V的前方的车道中央位置(目标横向位置P4)，行驶位置P3处的轨迹的延伸方向是朝向Yl作为约束条件，通过几何学的方法来生成将行驶位置P3与车道中央位置(目标横向位置P4)平滑地连接起来的目标行驶轨迹Rl。行驶计划生成部14例如使用复合回旋(clothoid)曲线来生成目标行驶轨迹。或者，行驶计划生成部14也可以不仅使用行驶位置P3和车道中央位置(目标横向位置P4)，还使用目标车速和目标时间来生成目标行驶轨迹。在该情况下，行驶计划生成部14生成能够以目标车速在目标时间内到达车道中央位置(目标横向位置P4)的目标行驶轨迹。或者，行驶计划生成部14也可以以车辆V进行满足安全、守法以及行驶效率等基准的行驶的方式生成目标行驶轨迹。进而，行驶计划生成部14也可以基于车辆V的周边的物体的状况，以避免与物体接触的方式生成车辆V的目标行驶轨迹。
[0058]此处，车辆V的朝向有时会成为以行驶车道50上的目标横向位置P4为基准而在车道宽度方向上向外或者在车道宽度方向上向内的朝向。更具体地，在目标横向位置P4是车道中央位置的情况下，车辆V的朝向有时会成为以行驶车道50的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外或者在车道宽度方向上向内的朝向。以下，将目标横向位置P4是车道中央位置的情况作为例子进行说明。
[0059]首先，对在车道宽度方向上向外进行说明。“以车道中央为基准而在车道宽度方向上向外”是指车辆V不是朝向车道中央而是朝向车道边界线。也就是说，在行驶位置比车道中央位置(目标横向位置)靠左侧的情况下，该车道边界线是行驶车道的左侧的车道边界线，在行驶位置比车道中央位置(目标横向位置)靠右侧的情况下，该车道边界线是行驶车道的右侧的车道边界线。例如，在图3(B)所示的例子中，车辆V的朝向成为以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外(朝向Y2)，朝向车道边界线LI。同样地，在图3(C)所示的例子中，车辆V的朝向成为以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外(朝向Y3)，朝向车道边界线L2。此外，即使在车辆V位于车道中央的情况下，在车辆V不是朝向车道中央而是朝向车道边界线时，车辆V的朝向也成为以车道中央为基准而在车道宽度方向上向外。在车辆V以车道中央为基准而在车道宽度方向上向外时，在通过上述方法生成了将行驶位置P3与车辆V的前方的车道中央位置(目标横向位置P4)平滑地连接起来的目标行驶轨迹R2(目标行驶轨迹R3)的情况下，目标行驶轨迹R2(目标行驶轨迹R3)成为向行驶车道50的外侧方向凸起的轨迹，目标行驶轨迹R2(目标行驶轨迹R3)与车道边界线LI(车道边界线L2)可能会交叉。
[0060]接着，对在车道宽度方向上向内进行说明。“以车道中央为基准而在车道宽度方向上向内”是指车辆V朝向车道中央。例如，在图3(D)、(E)所示的例子中，车辆V的朝向成为以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向内(朝向Y4、Y5)，朝向车道中央。在车辆V以车道中央为基准而在车道宽度方向上向内时，通过上述方法生成了将行驶位置Ρ3与车辆V的前方的车道中央位置(目标横向位置Ρ4)平滑地连接起来的目标行驶轨迹R4(目标行驶轨迹R5)的情况下，目标行驶轨迹R4(目标行驶轨迹R5)不会与车道边界线L1、L2交叉。此外，在车辆V的朝向是沿着车道中央的朝向(与目标横向位置P4的延伸方向相同的朝向)的情况下，目标行驶轨迹也不会与车道边界线L1、L2交叉。
[0061]如上所述，在车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外时，在采用了目标行驶轨迹R2、R3的情况下，车辆V可能会脱离行驶车道50。因此，作为生成目标行驶轨迹的处理，行驶计划生成部14基于行驶状态识别部13的识别结果，判定车辆V的朝向是否以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外。并且，行驶计划生成部14在判定为车辆V的朝向以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，假定为车辆V的朝向是沿着行驶车道50的车道中央的朝向。或者，行驶计划生成部14假定为车辆V的朝向以目标车道的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向内。此外，假定是指对运算中所使用的车辆V的朝向进行变更。然后，行驶计划生成部14使用假定的车辆V的朝向来生成目标行驶轨迹。
[0062]图4是对假定车辆的朝向来生成目标行驶轨迹的例子进行说明的图。图4(A)与图3(B)所示的场景相同，车辆V的朝向成为以行驶车道50的车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外(朝向Y2)，朝向车道边界线LI。因此，行驶计划生成部14在判定为车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，如图4(B)所示，假定为车辆V的朝向是沿着车道中央(连续的目标横向位置P4)的方向。也就是说，行驶计划生成部14将车辆V的朝向Y2置换成朝向Y20ο或者，行驶计划生成部14如图4(C)所示，假定为车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向内。也就是说，行驶计划生成部14将车辆V的朝向Y2置换成朝向Y21。然后，行驶计划生成部14使用假定的车辆V的朝向来生成目标行驶轨迹。由此，不生成存在脱离车道的可能性的目标行驶轨迹R2，而是生成不存在脱离车道的可能性的目标行驶轨迹R20、R21中的某一方。
[0063]行驶控制部15使用目标行驶轨迹来使车辆V行驶。行驶控制部15例如通过以下方式来实现:基于CPU所输出的信号使CAN通信电路工作，并且，将存储于ROM的程序加载到RAM并执行加载到RAM上的程序。在自动驾驶的情况下，行驶控制部15基于由行驶计划生成部14生成的目标行驶轨迹，向致动器8输出控制信号，来控制车辆V的行驶。另一方面，在驾驶支援的情况下，行驶控制部15—边将驾驶员的转向输入反映于车辆V的行驶，一边基于由行驶计划生成部14生成的目标行驶轨迹进行系统介入。
[0064]接着，对车辆行驶控制装置I进行的处理进行说明。图5是对本实施方式的车辆行驶控制装置I的车辆控制处理的一例进行说明的流程图。图5所示的控制处理，例如在通过0N/0FF开关输入了表示自动驾驶或驾驶支援的开始的信息时被执行。
[0065]如图5所示，作为信息取得处理(SlO)，车辆行驶控制装置I取得车辆V的周边信息。首先，车辆位置识别部12基于由GPS接收部3接收到的车辆V的位置信息和地图数据库5的地图信息，来识别车辆位置。外部状况识别部11基于外部传感器2的检测结果或者导航系统6的提供信息，来识别车辆V的外部状况。行驶状态识别部13基于外部状况识别部11的识别结果和内部传感器4的检测结果，来识别车辆V的行驶状态。也就是说，在信息取得处理中，至少取得车辆V的朝向、行驶位置、行驶车道的车道边界线以及目标横向位置。
[0066]接着，作为车辆朝向的判定处理(S12)，行驶计划生成部14判定通过信息取得处理取得的车辆V的朝向是否以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外。行驶计划生成部14例如如图3 (B)、( C)所示，在车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而朝向车道边界线的情况下，判定为车辆V的朝向在车道宽度方向上向夕卜。在车辆V的朝向向外的情况下，处理移向车辆朝向的假定处理。
[0067]作为车辆朝向的假定处理(S14)，行驶计划生成部14假定为车辆V的朝向是沿着车道中央的朝向(连续的目标横向位置P4的延伸方向Z)(图4(B))。或者，行驶计划生成部14假定为车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向内(图4(C))。在假定处理结束了的情况下，处理移向目标行驶轨迹生成处理。
[0068]作为目标行驶轨迹的生成处理(S16)，行驶计划生成部14将起点是行驶位置，终点是车辆V的前方的目标横向位置，行驶位置处的轨迹的延伸方向是行驶位置的车辆朝向作为约束条件，通过几何学的方法来生成将行驶位置与目标横向位置平滑地连接起来的目标行驶轨迹。此处，行驶计划生成部14使用通过S14的假定处理假定的车辆的朝向来生成目标行驶轨迹。由此，生成图4(B)、(C)所示的目标行驶轨迹R20、R21中的某一方。在目标行驶轨迹的生成处理结束了的情况下，处理移向车辆控制处理。
[0069]作为车辆控制处理(S18)，行驶控制部15使用目标行驶轨迹来使车辆V行驶。车辆控制处理结束时，结束图5所示的控制处理。
[0070]另一方面，在S12的判定处理中车辆V的朝向不是以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而向外的情况下，处理移向目标行驶轨迹生成处理，行驶计划生成部14使用通过信息取得处理取得的车辆V的朝向来生成目标行驶轨迹(S16)，行驶控制部15使用目标行驶轨迹来使车辆V行驶(S18)。车辆控制处理结束时，结束图5所示的控制处理。
[0071]通过以上所述结束图5所示的车辆行驶控制装置I的工作。通过执行图5所示的流程图，车辆行驶控制装置I在车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，通过假定为车辆V的朝向是沿着车道中央的朝向(连续的目标横向位置P4的延伸方向Z)，或者，假定为车辆V的朝向以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向内，能够在基于从行驶位置P3到车道中央位置(目标横向位置P4)的目标行驶轨迹来使车辆V行驶时，避免车辆V脱离行驶车道50。
[0072]以上，根据第I实施方式的车辆行驶控制装置I，能够在使车辆V位于车辆V的行驶车道50的目标横向位置P4的情况下，避免车辆V脱离行驶车道50。
[0073]另外，根据第I实施方式的车辆行驶控制装置I，由于在车辆V的朝向Y以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，假定为车辆V的朝向是沿着车道中央的朝向(连续的目标横向位置P4的延伸方向Z)，或者，假定为车辆V的朝向Y以车道中央(连续的目标横向位置P4)为基准而在车道宽度方向向内，来生成目标行驶轨迹，因此能够避免目标行驶轨迹以向行驶车道50的外侧方向(远离车道中央的方向)凸起的方式描绘弧形。因而，该行驶控制装置能够在基于目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。
[0074][第2实施方式]
[0075]接着，对第2实施方式的车辆行驶控制装置IA进行说明。在本实施方式的说明中，对与第I实施方式相同的结构和处理省略说明，而对与第I实施方式不同的方面进行说明。
[0076]本实施方式的车辆行驶控制装置IA是基于目标行驶轨迹使车辆V从行驶车道向相邻车道进行车道变更的装置。图6是对具备第2实施方式的车辆行驶控制装置IA的车辆V的结构进行说明的框图。如图6所示，车辆系统100A与第I实施方式的车辆系统100相比，在具备方向指示器9、外部状况识别部IlA以及行驶计划生成部14A的方面不同，其他方面相同。
[0077]方向指示器9是供车辆V的驾驶员输入操作的设备，例如包括转向信号灯拨杆(winker lever)和操作检测部。操作检测部例如对于转向信号灯拨杆而设置，对车辆V的驾驶员的转向信号灯拨杆的操作进行检测。操作检测部将驾驶员的转向信号灯拨杆的操作是右转向信号灯的操作还是左转向信号灯的操作作为操作信息而进行检测。方向指示器9将检测到的操作信息输出到ECUl O。
[0078]外部状况识别部IIA与外部状况识别部11相比，增加了对作为车辆V的外部状况而进行识别的信息的种类。具体而言，车辆V的外部状况还包括相邻车道的道路宽度、中心位置、道路的形状等。另外，车辆V的外部状况也可以包括行驶在相邻车道的其他车辆的信息。
[0079]行驶计划生成部14A与行驶计划生成部14相比，目标车道不同。行驶计划生成部14A基于方向指示器9的操作信息，将与车辆V正在行驶的行驶车道相邻的相邻车道作为目标车道。然后，行驶计划生成部14A在相邻车道设定目标横向位置。
[0080]行驶计划生成部14A例如基于车辆V的朝向Y、行驶位置P3以及目标横向位置P5，通过几何学的方法来生成目标行驶轨迹。图7是对车道变更时的目标行驶轨迹的一例进行说明的图。在图7所示的例子中，示出了车辆V在由车道边界线L1、L2区划出的行驶车道50上行驶、向由车道边界线L2、L3区划出的相邻车道51进行车道变更的场景。行驶计划生成部14A，如图7(A)所示，将起点是行驶位置P3，终点是相邻车道51的车道中央位置(目标横向位置P5)，行驶位置P3的轨迹的延伸方向是朝向Y6作为约束条件，通过几何学的方法来生成将行驶位置P3与车道中央位置(目标横向位置P5)平滑地连接起来的目标行驶轨迹R6。行驶计划生成部14A例如使用复合回旋曲线来生成目标行驶轨迹。或者，行驶计划生成部14A也可以不仅使用行驶位置P3和车道中央位置(目标横向位置P5)，还使用目标车速和目标时间来生成目标行驶轨迹。在该情况下，行驶计划生成部14A生成能够以目标车速在目标时间内到达车道中央位置(目标横向位置)的目标行驶轨迹。或者，行驶计划生成部14A也可以以车辆V进行满足安全、守法以及行驶效率等基准的行驶的方式生成目标行驶轨迹。进而，行驶计划生成部14A也可以基于车辆V的周边的物体的状况，以避免与物体接触的方式生成车辆V的目标行驶轨迹。
[0081]此处，车辆V的朝向有时会成为以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外或者在车道宽度方向上向内。首先，对在车道宽度方向上向外进行说明。“以车道中央为基准而在车道宽度方向上向外”与第I实施方式同样，是指车辆V不是朝向车道中央(连续的目标横向位置P5)而是朝向车道边界线。也就是说，该车道边界线是位于车道变更目的地的相反侧的车道边界线。例如，在图7(B)所示的例子中，车辆V的朝向成为以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外(朝向Y7)，朝向车道边界线LI。在车辆V以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外时，在用上述的方法生成了将行驶位置P3与相邻车道51的车道中央位置(目标横向位置P5)平滑地连接起来的目标行驶轨迹R7的情况下，目标行驶轨迹R7成为向行驶车道50的外侧方向凸起的轨迹，目标行驶轨迹R7与车道边界线LI可能会交叉。
[0082]接着，对在车道宽度方向向内进行说明。“以车道中央为基准而在车道宽度方向上向内”，与第I实施方式同样，是指车辆V朝向车道中央(连续的目标横向位置P5)。例如，在图7(C)所示的例子中，车辆V的朝向Y8以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向内(朝向Y8)，朝向车道中央。在车辆V以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向内时，用上述的方法生成了将行驶位置P3与相邻车道51的车道中央位置(目标横向位置P5)平滑地连接起来的目标行驶轨迹R8的情况下，目标行驶轨迹R8不会与车道边界线LI交叉。此外，在车辆V的朝向是沿着相邻车道51的车道中央的朝向(与目标横向位置P5的延伸方向相同的朝向)的情况下，目标行驶轨迹也不会与车道边界线LI交叉。
[0083]如上所述，在车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外时，在采用了目标行驶轨迹R7的情况下，车辆V可能会脱离行驶车道50。因此，作为生成目标行驶轨迹的处理，行驶计划生成部14A基于行驶状态识别部13的识别结果，判定车辆V的朝向是否以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外。并且，行驶计划生成部14A在判定为车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，假定为车辆V的朝向是沿着相邻车道51的车道中央的朝向(连续的目标横向位置P5的延伸方向Z)。或者，行驶计划生成部14A假定为车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向内。此外，假定是指对运算中所使用的车辆V的朝向进行变更。然后，行驶计划生成部14A使用假定的车辆V的朝向来生成目标行驶轨迹。
[0084]图8是对假定车辆的朝向来生成目标行驶轨迹的例子进行说明的图。图8(A)与图7
(B)所示的场景相同，车辆V的朝向成为以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外(朝向Y7)，朝向车道边界线LI。因此，行驶计划生成部14A在判定为车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，如图8 (B)所示，假定为车辆V的朝向是沿着相邻车道51的车道中央的朝向(连续的目标横向位置P5的延伸方向Z)。也就是说，行驶计划生成部14A将车辆V的朝向Y7置换成朝向Y70。或者，行驶计划生成部14A如图7(C)所示，假定为车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向内。也就是说，行驶计划生成部14A将车辆V的朝向Y2置换成朝向Y71。然后，行驶计划生成部14A使用假定的车辆V的朝向来生成目标行驶轨迹。由此，不生成存在车道脱离的可能性的目标行驶轨迹R7，而是生成不存在车道脱离的可能性的目标行驶轨迹R70、R71中的某一方。
[0085]接着，对车辆行驶控制装置IA进行的处理进行说明。图9是对本实施方式的车辆行驶控制装置IA的车辆控制处理的一例进行说明的流程图。图9所示的控制处理，例如在通过0N/0FF开关输入了表示自动驾驶或驾驶支援的开始的信息时被执行。
[0086]如图9所示，作为操作信息判定处理(S20)，车辆行驶控制装置IA的行驶计划生成部14A判定是否从方向指示器9取得了操作信息。在操作信息判定处理中判定为没有取得操作信息的情况下，结束图9所示的车辆控制处理。另一方面，在操作信息判定处理中判定为取得了操作信息的情况下，处理移向目标车道设定处理(S22)。
[0087]作为目标车道设定处理(S22)，行驶计划生成部14A基于操作信息来设定目标车道。行驶计划生成部14A例如在操作信息为右转向信号灯的情况下，将位于行驶车道的右侧的相邻车道设定成目标车道。或者，行驶计划生成部14A例如在操作信息为左转向信号灯的情况下，将位于行驶车道的左侧的相邻车道设定成目标车道。目标车道设定处理结束后，处理移向信息取得处理(S30)。
[0088]之后的处理S30?S38除了将目标横向位置设定于相邻车道这一点以外，与图5所示的SlO?S18的处理相同。
[0089]通过以上所述结束图9所示的车辆行驶控制装置I的工作。通过执行图9所示的流程图，车辆行驶控制装置I在车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车宽度方向上向外的情况下，通过假定为车辆V的朝向是沿着相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)的朝向(连续的目标横向位置P5的延伸方向Z )，或者，假定为车辆V的朝向以相邻车道51的车道中央(连续的目标横向位置P5)为基准而在车道宽度方向上向内，能够在基于从行驶位置P3到目标横向位置P5的目标行驶轨迹来使车辆V行驶时，避免车辆V脱离行驶车道50。
[0090]以上，根据第2实施方式的车辆行驶控制装置1A，能够在车辆从行驶车道50向相邻车道51进行车道变更时，避免车辆从行驶车道50向车道变更目的地的相邻车道51的相反侧脱离。
[0091]以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式。本发明也包括基于本领域的技术人员的知识而对上述实施方式进行变更、改良后得到的技术方案。
[0092]例如，在上述实施方式中，虽然对将车道中央位置设定成目标横向位置的例子进行了说明，但是目标横向位置不限于车道中央位置，也可以是偏离了车道中央位置的位置。也就是说，目标车道的车道中央也可以具有偏离量大小的宽度。即使在这样的情况下，也能够在基于从行驶位置到目标横向位置的目标行驶轨迹来使车辆行驶时，避免车辆脱离行驶车道。
[0093]另外，在上述第2实施方式中，虽然示出了基于驾驶员的方向指示器的操作信息而将相邻车道设为目标车道的例子，但是不限于此。例如，能够在由外部状况识别部11对车辆V的外部状况进行识别，且行驶计划生成部14基于外部状况生成了针对前车的超车或超越(日文:追V、抜含，指不进行车道变更而超过在不同于自身车辆正在行驶的行驶车道的车道上行驶的前车)的行驶计划的情况下，或者，行驶计划生成部14基于地图数据库生成了车道变更的行驶计划的情况下，基于行驶计划将相邻车道设为目标车道。
[0094]附图标记说明
[0095]I…车辆行驶控制装置，2…外部传感器，3-_GPS接收部，4…内部传感器，5…地图数据库，6…导航系统，7…ΗΜΙ，8.._致动器，9…方向指示器，10...Ε(:υ，η...外部状况识别部，12…车辆位置识别部，13...行驶状态识别部，14...行驶计划生成部(判定部、轨迹生成部)，15…行驶控制部。
【主权项】
1.一种车辆行驶控制装置，基于目标行驶轨迹来使车辆行驶，具备: 取得部，其取得所述车辆的朝向和行驶位置； 轨迹生成部，其基于所述车辆的朝向、所述行驶位置以及目标车道的车道中央位置，来生成从所述行驶位置到所述目标车道的车道中央位置的目标行驶轨迹； 行驶控制部，其使用所述目标行驶轨迹来使所述车辆行驶；以及 判定部，其判定所述车辆的朝向是否以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外， 所述轨迹生成部，在由所述判定部判定为所述车辆的朝向以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向外的情况下，将所述车辆的朝向假定为沿着所述目标车道的车道中央的方向或者以所述目标车道的车道中央为基准而在车道宽度方向上向内，来生成所述目标行驶轨迹。2.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其中， 所述轨迹生成部将所述车辆正在行驶的行驶车道设为所述目标车道，生成所述目标行驶轨迹。3.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其中， 所述轨迹生成部将与所述车辆正在行驶的行驶车道相邻的相邻车道设为所述目标车道，生成所述目标行驶轨迹。
【文档编号】B60W30/12GK106080595SQ201610266539
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月26日 公开号201610266539.0, CN 106080595 A, CN 106080595A, CN 201610266539, CN-A-106080595, CN106080595 A, CN106080595A, CN201610266539, CN201610266539.0
【发明人】山冈正明
【申请人】丰田自动车株式会社