车载用控制装置、本车位置姿势确定装置、车载用显示装置的制作方法

文档序号:11531067阅读:189来源:国知局
车载用控制装置、本车位置姿势确定装置、车载用显示装置的制造方法

本发明涉及一种搭载于车辆来使用的车载用控制装置、本车位置姿势确定装置以及车载用显示装置。



背景技术:

已知一种使用道路地图数据来识别车辆的行驶道路的形状、交通规则并对车辆的行驶进行自动控制的系统。在这种系统中,如果道路地图数据中的车辆位置、姿势的估计精度变差,则有可能错误地参照行驶道路的形状、交通规则而引起危险的行驶控制。在这种状况下,不是能够使利用系统的自动驾驶控制继续的状态,因此要求切换为手动驾驶,但是存在如下问题:驾驶员即使从系统突然被交接控制权,也无法瞬间应对。

关于上述问题,已知专利文献1所公开的技术。在专利文献1中公开了如下技术:根据本车辆前方的白线的检测状态来判断自动驾驶控制的稳定度,基于该判断结果显示在车载用显示装置上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-199295号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

在上述专利文献1的技术中,基于各时间点的白线检测状态来判断自动驾驶控制的稳定度。因此,即使在例如白线检测状态暂时性地变差的情况等实质上在自动驾驶控制上没有问题的情况下,也被通知自动驾驶控制不稳定。其结果,驾驶员会收到不必要的通知,导致感到麻烦。另外,在自动驾驶控制的稳定度急剧下降的情况下,有时驾驶员即使收到通知也无法立即应对。这样,在以往的技术中,存在如下问题:在本车辆的位置估计精度变差的情况下,无法高精度且足够提前进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

用于解决问题的方案

基于本发明的车载用控制装置搭载于车辆,用于控制所述车辆的行驶,具备:车辆位置误差确定部,估计所述车辆的位置误差;行驶控制继续性信息决定部,基于由所述车辆位置误差确定部估计出的所述车辆的位置误差,决定与所述车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息;以及行驶控制继续性信息输出部,输出由所述行驶控制继续性信息决定部决定的与所述车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息。

基于本发明的本车位置姿势确定装置具备:车辆位置姿势确定部,确定车辆的位置和姿势;将来位置姿势误差确定部,估计所述车辆的将来的位置误差和姿势误差;以及车辆位置姿势数据输出部,输出包含由所述车辆位置姿势确定部确定出的与所述车辆的位置和姿势有关的信息以及由所述将来位置姿势误差确定部估计出的与所述车辆的将来的位置误差和姿势误差有关的信息的消息。

基于本发明的车载用显示装置搭载于车辆,具备:行驶控制继续性信息获取部,获取与所述车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息;以及画面输入输出部,基于由所述行驶控制继续性信息获取部获取的信息,对包含当前的所述车辆的行驶控制的可继续时间的信息进行画面显示。

发明效果

根据本发明,在本车辆的位置估计精度变差的情况下,能够高精度且足够提前进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

附图说明

图1是表示基于本发明的第一实施方式的行驶控制系统1的结构的一例的功能框图。

图2是表示周边道路地图数据组121的数据结构的一例的图。

图3是表示车辆位置姿势关联数据组122的数据结构的一例的图。

图4是表示容许位置精度参数数据组123的数据结构的一例的图。

图5是在本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中执行的行驶控制处理的流程图。

图6是在本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中执行的位置姿势误差推移估计处理的流程图。

图7是在本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中执行的适当行驶控制水平判定处理的流程图。

图8是表示用于说明本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中的适当行驶控制水平判定处理的动作的具体的行驶场景的一例的图。

图9是表示用于说明本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中的适当行驶控制水平判定处理的动作的具体的行驶场景的一例的图。

图10是表示用于说明本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中的适当行驶控制水平判定处理的动作的具体的行驶场景的一例的图。

图11是表示用于说明本发明的第一实施方式的车载用控制装置10中的适当行驶控制水平判定处理的动作的具体的行驶场景的一例的图。

图12是本发明的第一实施方式的车载用控制装置10和车载用显示装置20中的行驶控制继续性信息通知处理的流程图。

图13是表示本发明的第一实施方式的车载用控制装置10所输出的行驶控制继续性信息消息的格式的一例的图。

图14是表示利用本发明的第一实施方式的车载用显示装置20的行驶控制继续性信息的显示画面的一例的图。

图15是表示基于本发明的第二实施方式的行驶控制系统1a的结构的一例的功能框图。

图16是在本发明的第二实施方式的本车位置姿势确定装置90和车载用控制装置10a中执行的车辆位置姿势确定处理的流程图。

图17是表示本发明的第二实施方式的本车位置姿势确定装置90所输出的本车位置姿势关联信息消息的格式的一例的图。

图18是在本发明的第二实施方式的车载用控制装置10a中执行的行驶控制处理的流程图。

具体实施方式

下面,参照附图来说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1是表示基于本发明的第一实施方式的行驶控制系统1的结构的一例的功能框图。

如图1所示,本实施方式所涉及的行驶控制系统1是搭载于车辆、且自动地控制车辆的行驶的一部分或全部的系统。行驶控制系统1构成为包括车载用控制装置10、车载用显示装置20、无线通信部30、本车位置定位装置40、外界传感器组50、车辆传感器组60、致动器组70、行驶路径决定装置80等。此外,在以下的说明中,将搭载行驶控制系统1的车辆称为本车辆。

车载用控制装置10是进行用于实现本车辆的自动行驶控制的各种处理、控制的装置,具有处理部100、存储部120以及通信部130。作为车载用控制装置10,例如使用搭载于本车辆的ecu(electroniccontrolunit:电子控制单元)等。此外,对于车载用控制装置10的方式不特别限制,也可以将除了ecu以外的装置用作车载用控制装置10。例如,车载用控制装置10也可以是用于实现本车辆的先进驾驶辅助系统(adas:advanceddriverassistancesystems)的行驶控制装置。另外,也可以将车载用控制装置10与外界传感器组50等合并,还可以将由本车辆的用户连接到车辆网络的智能手机等外部装置用作车载用控制装置10。

处理部100例如构成为包括cpu(centralprocessingunit:中央运算处理装置)、ram(randomaccessmemory:随机存取存储器)等存储器。处理部100具有关联信息获取部101、车辆位置姿势确定部102、车辆位置姿势误差确定部103、将来位置姿势误差确定部104、容许位置姿势误差确定部105、行驶控制内容决定部106、行驶路径信息确定部107、将来行驶内容估计部108、行驶控制继续性信息决定部109、行驶控制继续性信息输出部110以及驾驶员状态确定部111,来作为用于实现车载用控制装置10的功能的部分。处理部100通过执行存储部120中保存的规定的动作程序来能够执行与这些各部对应的处理。

关联信息获取部101是获取在决定本车辆的位置姿势、行驶控制内容时所需的各种信息(周边道路地图、行驶路径信息、定位信息、外界识别信息、车辆传感器信息等)的部分。车辆位置姿势确定部102是基于定位信息确定本车辆的位置和姿势的部分。车辆位置姿势误差确定部103是对由车辆位置姿势确定部102确定出的本车辆的位置姿势的误差进行估计的部分。将来位置姿势误差确定部104是对将来的本车辆的位置姿势误差进行估计的部分。容许位置姿势误差确定部105是确定为了使对象的行驶控制正确地动作而能够容许的位置、姿势的精度的部分。行驶控制内容决定部106是决定本车辆的行驶控制内容的部分。行驶路径信息确定部107是确定与本车辆的设想行驶路径有关的信息的部分。将来行驶内容估计部108是对将来的本车辆的行驶内容进行估计的部分。行驶控制继续性信息决定部109是决定与是否使当前的行驶控制状态继续有关的信息的部分。行驶控制继续性信息输出部110是使用通信部130将行驶控制继续性信息决定部109所决定的信息输出到车载用显示装置20的部分。驾驶员状态确定部111是确定驾驶员的状态的部分。此外,在本说明书中设“确定”包括估计或决定的情况。

存储部120例如构成为包括hdd(harddiskdrive:硬盘驱动器)、快闪存储器、rom(readonlymemory:只读存储器)等存储装置。存储部120保存由处理部100执行的程序、本系统的实现所需的各种数据组等。在本实施方式中,特别是作为用于实现车载用控制装置10的功能的信息,将周边道路地图数据组121、车辆位置姿势关联数据组122以及容许位置精度参数数据组123的各信息保存在存储部120中。

周边道路地图数据组121是为了决定本车辆的位置姿势、行驶控制内容所需的与本车辆周边的道路有关的数字道路地图数据的集合体。例如,道路的网络构造、属性(道路的类别、限制速度、前进方向等)、形状(道路的车道形状、交叉点的形状等)以及地标(道路标识、路面上的涂料等)等信息包含在周边道路地图数据组121中。此外,作为该周边道路地图数据组121的管理方法,能够使用各种方法。例如,既可以预先在车载用控制装置10中保存整体的地图数据,也可以构成为从车载用显示装置20等外部装置接收。另外,也可以构成为经由无线通信部30从本车辆的外部接收。

车辆位置姿势关联数据组122是表示本车辆的位置姿势的确定结果及其关联信息的数据的集合体。例如,基于从本车位置定位装置40获取的定位信息确定出的本车辆的位置姿势信息、与由车辆位置姿势确定部102、车辆位置姿势误差确定部103分别确定出的本车辆的位置姿势、其误差有关的信息等包含在车辆位置姿势关联数据组122中。

容许位置精度参数数据组123是与用于确定容许位置姿势误差确定部105所能够容许的位置精度的参数有关的数据的集合体。

通信部130基于各种协议来与搭载于本车辆的其它装置进行数据的发送接收。通信部130例如构成为包括遵照ethernet(注册商标)或can(controllerareanetwork:控制器局域网络)等通信标准的网络卡等。此外,通信部130与其它装置之间的连接方式不限定于如ethernet那样的有线连接,也可以是bluetooth(注册商标)、无线lan(localareanetwork:局域网)等近距离无线连接。

车载用显示装置20是搭载于本车辆的显示装置。车载用显示装置20具有处理部200、存储部220、通信部230、画面输入输出部240以及声音输入输出部250。此外,对于车载用显示装置20的方式不特别限制。例如,作为车载用显示装置20,也能够利用导航装置、由本车辆的用户连接到车载网络的智能手机等外部装置。

处理部200与车载用控制装置10的处理部100同样地构成为包括例如cpu、ram等存储器。处理部200具有行驶控制继续性信息获取部201和hmi输出控制部202,来作为用于实现车载用显示装置20的功能的部分。处理部200通过执行存储部220中保存的规定的动作程序来能够进行与这些各部对应的处理。

行驶控制继续性信息获取部201是从车载用控制装置10获取与本车辆的行驶控制的继续性有关的信息的部分。hmi输出控制部202是基于由行驶控制继续性信息获取部201获取的信息向画面输入输出部240、声音输入输出部250分别输出各种画面、声音的部分。画面输入输出部240是例如使用液晶显示器来构成的,根据hmi输出控制部202的控制来显示各种画面。声音输入输出部250是例如使用放大器和扬声器来构成的,根据hmi输出控制部202的控制来输出各种声音。

存储部220与车载用控制装置10的存储部120同样地构成为包括例如hdd、快闪存储器、rom等存储装置。存储部220保存由处理部200执行的程序、本系统的实现所需的数据组等。

通信部230与车载用控制装置10的通信部130同样地,基于各种协议来与搭载于本车辆的其它装置进行数据的发送接收。通信部230例如构成为包括遵照ethernet或can等通信标准的网络卡等。此外,通信部230与其它装置之间的连接方式不限定于如ethernet那样的有线连接,也可以是bluetooth、无线lan等近距离无线连接。

无线通信部30在行驶控制系统1与设置于本车辆之外的其它装置之间进行无线通信。无线通信部30具有例如遵照lte(longtermevolution:长期演进)等长距离无线通信标准、无线lan、dsrc(dedicatedshortrangecommunications:专用短程通信)等近距离无线通信标准的网络卡等。无线通信部30能够根据数据的目的、用途连接到各种连接目标并进行无线通信。例如构成为能够在与为了进行包括本车辆的多个车辆的行驶辅助而设置的服务器、设置于道路上的路侧机、搭载于其它车辆的无线通信装置、个人持有的通信终端等之间进行数据通信。

本车位置定位装置40是对本车辆的地理位置进行定位并将表示其结果的定位信息提供给车载用控制装置10的装置。例如能够使用全球导航卫星系统(gnss)接收装置来实现本车位置定位装置40。在该情况下,本车位置定位装置40也可以构成为提供单纯基于从gnss卫星接收的电波的定位结果。或者,也可以以如下方式构成本车位置定位装置40:有效利用本车辆的移动速度和前进方位角等能够从外界传感器组50、车辆传感器组60获取的信息来对利用gnss卫星的定位结果进行位置插补和误差校正,基于其结果输出定位信息。此外,从本车位置定位装置40输出的定位信息典型地使用如纬度和经度那样的规定的地理坐标系的值来表示本车辆的位置。但是,只要是能够用于确定本车辆正在行驶的道路的信息,则也可以是上述以外的信息。例如,也可以将表示本车辆正在行驶的道路及该道路上的位置的信息作为来自本车位置定位装置40的定位信息来输出。

外界传感器组50是能够识别本车辆周边的固定范围的障碍物(其它车辆、自行车、行人、坠物等)、特征物(道路标识、白线、地标等)的传感器组。例如能够使用摄像机装置、雷达、激光雷达、声纳等来实现外界传感器组50。外界传感器组50将存在于本车辆周边的障碍物、特征物的检测信息(例如,相对于本车辆的相对距离和相对角度等)输出到车载网络上。包括车载用控制装置10在内的其它装置构成为能够通过车载网络获取从外界传感器组50输出的检测信息。此外,在本实施方式中,成为在外界传感器组50中获取传感器信号、并且基于所获取的传感器信号来实施检测障碍物、特征物的处理的结构,但是也可以将由外界传感器组50获取的传感器信号的数据以未处理的状态输出。在该情况下,基于从外界传感器组50输出的传感器信号的数据,利用车载用控制装置10等其它装置进行检测处理,由此能够得到期望的检测结果。

车辆传感器组60是检测本车辆的各种部件的状态(例如行驶速度、转向角、加速器的操作量、制动器的操作量等)的装置组。车辆传感器组60将检测出的状态量定期地输出到例如can等车载网络上。连接于车载网络的包括车载用控制装置10在内的其它装置构成为能够通过车载网络从车辆传感器组60获取本车辆的各种部件的状态量。

致动器组70是对决定本车辆的运动的转向、制动器、加速器等控制要素进行控制的装置组。致动器组70构成为基于驾驶员对方向盘、制动器踏板、加速器踏板等的操作信息、从车载用控制装置10输出的目标控制值来控制本车辆的运动。

行驶路径决定装置80是基于本车位置来决定用于到达驾驶员或乘客所指定的目的地的推荐行驶路径的装置。行驶路径决定装置80例如相当于导航装置。在本实施方式中,行驶路径决定装置80构成为将与所决定的推荐行驶路径有关的信息输出到车载网络上。车载用控制装置10的行驶路径信息确定部107通过获取从行驶路径决定装置80输出的信息,能够确定本车辆的设想行驶路径。

接着,参照图2~4来说明车载用控制装置10的存储部120中保存的数据的详情。

图2是表示车载用控制装置10的存储部120中的周边道路地图数据组121的数据结构的一例的图。在图2中,提取周边道路地图数据组121中保存的信息的一部,模拟地图示了该信息所表示的内容的一例。

图2所示的道路由表现按规定距离划分的各道路区间的道路链和表示各道路链的端点的节点的集合构成。节点例如配置于多个道路交叉的交叉点、道路的形状或构造发生变化的地点、道路属性发生变化的地点等。各节点具有被称为节点id的标识符。在图2中,作为节点的例子,示出了节点id350~352。下面,将节点id的值还用作利用该节点id识别的节点的参照符号。例如,将利用节点id350识别的节点还简单记载为节点350。

各道路链由节点id对来表现。即,在图2中,将连接节点350与节点351之间的道路链表示为(350,351),将连接节点351与节点352之间的道路链表示为(351,352)。此外,在以下的说明中,区分前进方向来表现各道路链。即,图2所示的道路链(350,351)表示与从节点350朝向节点351的方向的道路区间对应的道路链。虽然在图2中未示出,但是与其相反地将与从节点351朝向节点350的方向的道路区间对应的道路链表示为(351,350)。此外,道路链的表现方法不限于此。例如,也可以将节点350与节点351之间的双向的道路链均表示为(350,351)。在该情况下,也可以通过与表示前进方向的数据相组合来区分各方向的道路链。另外,也可以不使用节点id,而针对每个道路链分配不重复的id(链id)来表现各道路链。

在图2中,本车位置姿势360表示本车辆的位置和姿势。在此,本车位置姿势360通常不是包含在周边道路地图数据组121中的信息,但是在图2中为了便于说明,在图中示出本车位置姿势360。该本车位置姿势360由位置信息与姿势信息的组合来表现。本车位置姿势360的位置信息例如表现为根据周边道路地图定义的坐标系上的点。具体地说,例如将作为交叉点的中心点的节点352的参照点作为原点,从此处沿东向取x轴,沿北向取y轴,沿高度方向取z轴,由此定义本车位置的坐标系。另一方面,对于如道路链(351,352)那样连接交叉点间的路线,例如将关注的道路链的开始点(起点节点)作为原点,从此处沿该道路链的前进方向取x轴,从该道路链的中心线朝向道路的外侧方向取y轴,沿高度方向取z轴,由此定义本车位置的坐标系。即,若按照后者的坐标系,则图2所示的本车位置姿势360的位置信息中的x的值相当于相对于节点351而言的偏移380的大小。另外,y的值相当于相对于道路链(351,352)的中心线394而言的偏移381的大小。此外,位置信息的表现方法不限于此,例如也可以使用纬度、经度来表现。

另一方面,本车位置姿势360的姿势信息表示本车辆所朝向的方向。具体地说,例如由相对于正北沿顺时针方向观察的情况下的角度来表现姿势信息。即,在如图2所示那样本车辆朝向正东的情况下,本车位置姿势360的姿势信息的值为90°。此外,在以下的说明中,仅将作为水平面上的旋转角的偏航角作为对象来定义了姿势信息,但是也可以将侧倾角、俯仰角也作为对象来定义姿势信息。

在图2中,符号390~394表示周边道路地图数据组121所包含的信息中的与道路上的标识等物体、路面上的涂料有关的信息。具体地说,如图2所示,与道路标识390、路面涂料391、停止线392、人行横道393以及中心线394有关的信息包含在周边道路地图数据组121中。在以下的说明中,设将这种道路地图上的位置明确的特征性物体、涂料的信息称为地标信息。此外,在图2的例子中,示出了与道路交通有关的地标信息,但是周边道路地图数据组121所包含的地标信息不限定于图2的例子。例如,也可以将与道路附近的特征性建筑物等有关的信息视为地标信息来处理。在本发明中,地标信息用于高精度地确定本车位置姿势的用途。具体地说,通过将由摄像机等识别出的实际环境中的地标相对于本车辆的相对位置关系与周边道路地图数据组121中保存的地标的位置信息进行对照,能够高精度地确定本车位置姿势。

在车载用控制装置10的存储部120中,在周边道路地图数据组121中保存有如以上说明的那样的信息。

图3是表示车载用控制装置10的存储部120中的车辆位置姿势关联数据组122的数据结构的一例的图。

车辆位置姿势关联数据组122是表示本车辆的位置估计结果及其关联信息的数据的集合体。如图3所示,车辆位置姿势关联数据组122由将时刻301、位置姿势信息302、累计距离303、前后方向位置误差304、横向位置误差305、前进方向角度误差306以及定位状态标志307的各信息分别组合而成的多个数据记录构成。

在车辆位置姿势关联数据组122的各数据记录中,时刻301表示信息的获取时刻,位置姿势信息302表示本车辆的位置和姿势。位置姿势信息302例如使用如前述那样的基于道路地图数据的表现方式的道路链与坐标信息的组合来表现与本车位置对应的道路链以及本车辆的位置和姿势。具体地说,在图3的数据记录#1的例子中,表示本车辆位于道路链(351,352)上的由(x,y)=(100.0,1.5)的坐标值表示的坐标点的位置,朝向从北沿顺时针方向旋转90.0°的方向。在此,x、y的各坐标值的单位例如是米。换言之,表示此时本车辆沿着从图2所示的道路链(351,352)的起点节点351向终点节点352的道路前进100米,且在从道路中心线向外侧偏移了1.5米的位置朝东行驶。

累计距离303表示本车辆所行驶的距离的累计值。例如,通过用两个数据记录来计算累计距离303的差,能够容易地计算2个地点间的行驶距离。累计距离303的计算开始点能够任意地设定。例如,既可以是本车辆的出售时间点,也可以是本车辆的发动机启动时。

前后方向位置误差304表示根据位置姿势信息302确定的本车位置在前后方向上伴有多少误差。此处的前后方向例如是指沿着在本车辆的行驶上推荐的行驶轨迹的方向。如前所述,在道路链上的本车位置的情况下,与行驶道路(行驶车线)的前进方向平行的方向、即沿着图2所示的周边道路地图中的坐标系的x轴的方向相当于前后方向。换言之,前后方向位置误差304表示位置姿势信息302所表示的x坐标值的误差。另一方面,在交叉点内的本车位置,虽然没有如道路链上的情况那样明示,但是应行驶的轨迹也是在道路设计时决定的。在本实施方式中,设交叉点处的前后方向的定义是指沿着该推荐行驶轨迹的方向。关于本车辆的推荐行驶轨迹,例如既可以基于从行驶路径决定装置80获取的信息来确定,也可以根据该行驶路径信息和能够从周边道路地图数据组121参照的交叉点的形状信息来确定。

横向位置误差305表示根据位置姿势信息302确定的本车位置在与上述前后方向正交的方向上伴有多少误差。根据上述的前后方向的定义,在本车位置处于道路链上的情况下,横向位置误差305是指在与本车辆的行驶道路(行驶车线)的前进方向正交的方向、即沿着图2所示的周边道路地图中的坐标系的y轴的方向的误差。换言之,横向位置误差305表示位置姿势信息302所表示的y坐标值的误差。另一方面,在本车位置处于交叉点内的情况下,横向位置误差305是指与上述推荐行驶轨迹正交的方向的误差。

此外,在本实施方式中,分为前后方向和横向来表现了误差信息,但是也可以汇总来表现,还可以分为纬度/经度方向等其它轴来表现。

定位状态标志307是表示是否能够分别定位本车辆的前后方向位置、横向位置、前进方向的标志信息。例如,数据记录#1的定位状态标志307是“(0,1,1)”。这表示,未能定位前后方向位置,但是已定位横向位置和前进方向。作为具体的例子,是指如下状况:能够根据道路上的白线的探测结果等来确定本车辆的横位置和前进方向,但是前后方向位置是根据过去的位置姿势信息和从车辆传感器组60得到的移动量的积分来估计的。

在车载用控制装置10的存储部120中,在车辆位置姿势关联数据组122中保存有如以上说明的那样的信息。

图4是表示车载用控制装置10的存储部120中的容许位置精度参数数据组123的数据结构的一例的图。

容许位置精度参数数据组123是表示在行驶控制系统1进行本车辆的行驶控制的情况下要求的位置姿势精度的数据的集合体。如图4所示,容许位置精度参数数据组123由将行驶控制水平371、环境条件372、前后方向容许误差373以及横向容许误差374的各信息分别组合而成的多个数据记录构成。

在容许位置精度参数数据组123的各数据记录中,行驶控制水平371用数值来表示与本车辆的行驶控制有关的动作模式。优选的是,与动作模式的难易度对应地,以该数值越大则所执行的控制越高级且越要求精度的方式设定行驶控制水平371的数值。例如,在图4中,将辅助由驾驶员进行的驾驶的控制定义为水平1(驾驶辅助控制),将在驾驶员的监视下由行驶控制系统1控制本车辆的驾驶的情况定义为水平2(半自动驾驶),在无驾驶员的监视而由行驶控制系统1控制本车辆的驾驶的情况定义为水平3(全自动驾驶)。在此,水平2和水平3均是利用行驶控制系统的自动驾驶。存在如下差异:在水平2中,对驾驶员赋予有始终监视的义务,因此在难以使自动驾驶继续的状况下,能够比较早地切换为由驾驶员进行的驾驶(手动驾驶)。与此相对,在水平3中,由于不清楚驾驶员处于何种状态,因此在向手动驾驶的切换中需要时间。此外,行驶控制水平371无需被该定义所限制,只要是规定本车辆的行驶控制模式的方式,则可以是任意的方式。

环境条件372表示根据行驶控制水平371表示的行驶控制模式的动作环境。即使在相同的行驶控制模式下,有时根据环境而所要求的位置姿势精度也不同。因此,通过根据环境条件372指定对象的动作环境,能够在各种环境条件下记载位置姿势精度的要件。例如,数据记录#1和#2虽然表示相同的“水平1(加减速)”的行驶控制水平下的位置姿势精度的要件,但是环境条件372的内容不同。这是因为,在高速域中的减速控制和包括停止的低速域中的减速控制中,对控制的准确性的要求不同,因此对位置姿势的要求精度也不同。因此,根据环境条件372的记载内容,区分环境条件来表示在各自的情况下所要求的位置姿势精度。

前后方向容许误差373、横向容许误差374分别表示对道路的前进方向和正交方向要求的位置精度。即,前后方向容许误差373表示对位置姿势信息302所表示的x坐标值的容许误差,横向容许误差374表示对位置姿势信息302所表示的y坐标值的容许误差。此外,在如数据记录#1和#2的横向容许误差374那样前后方向容许误差373或横向容许误差374的内容是“n/a”的情况下,表示对各自的方向不存在与位置精度有关的要件。

接着,说明本实施方式的行驶控制系统1的动作。行驶控制系统1中的车载用控制装置10执行基于本车辆的周边的状况决定行驶控制内容并对致动器组70输出目标控制值的行驶控制处理,来作为主要的处理。图5所示的处理流程400是在本实施方式的行驶控制系统1中由车载用控制装置10执行的行驶控制处理的流程图。

在步骤s401中,车载用控制装置10待机规定时间。此时,车载用控制装置10基于预先决定的对行驶控制内容决定部106的行驶控制内容的计算触发条件决定待机时间。例如,也可以以每隔固定时间实施行驶控制内容的计算的方式根据使用计时器的触发条件决定待机时间。另外,也可以探测重新计算行驶控制内容的必要性以能够按需实施行驶控制内容的计算,并以该探测结果为触发条件来决定待机时间。在待机规定时间后,车载用控制装置10进入下一个步骤s402。

在步骤s402中,车载用控制装置10确定行驶控制处理所需的各种信息。在此,确定为了在车辆位置姿势确定部102中确定本车辆的位置姿势或者在行驶控制内容决定部106中决定行驶控制内容所需的信息。例如,确定从本车位置定位装置40获取的本车辆的定位信息、从外界传感器组50或车辆传感器组60获取的各种传感器信息、从行驶路径决定装置80获取的行驶路径信息、从周边道路地图数据组121获取的与本车辆的周边道路地图有关的信息等来作为行驶控制处理所需的信息。此外,由车载用控制装置10的关联信息获取部101经由车辆网络等在适当的时机获取这些信息并保存在存储部120中。

在步骤s403中,车载用控制装置10确定本车位置姿势、即本车辆的位置和姿势。在此,使用在步骤s402中获取的定位信息等,由车载用控制装置10的车辆位置姿势确定部102确定本车位置姿势。

下面,说明步骤s403中的本车位置姿势的确定方法的具体例。首先,车辆位置姿势确定部102将从本车位置定位装置40获取的定位信息(例如,纬度、经度、前进方位等)与周边道路地图数据组121进行对照来确定本车辆正在哪个道路中行驶。这相当于在导航装置等中使用的所谓的地图匹配的处理。

接着,车辆位置姿势确定部102将从周边道路地图数据组121获取的行驶道路周边的地标信息与从外界传感器组50获取的地标的观测信息(与识别出的地标的类别、相对位置等有关的信息)进行对照。由此,求出本车辆与地标的相对位置关系,确定本车辆的位置姿势。

例如,在图2所示的状况下,能够根据由外界传感器组50得到的道路中心线394的观测结果求出本车辆相对于道路中心线394的相对位置和相对角度。通过将这些值与周边道路地图数据组121中的道路中心线394的信息进行对照,能够确定道路链(351,352)中的本车辆的横位置(y坐标值)和前进方向。具体地说,例如设本车辆的位置从道路中心线394偏移2.0m,本车辆的前进方向的相对角度为0°。在该情况下,能够使用图3中例示的车辆位置姿势关联数据组122中的位置姿势的表现方法,来将本车辆的位置姿势信息确定为{道路链(351,352)、x、2.0、90.0}。在此,x的值未定。并且,例如设能够观测出道路标识390处于由{道路链(351,352)、200.0、6.0、270.0}表示的位置,该道路标识390处于从本车辆观察时在前后方向上的相对距离=50.0m、在横向上的相对距离=4.0m的位置。在该情况下,通过与根据上述的道路中心线394的识别结果求出的坐标值进行组合,能够将本车辆的位置姿势信息确定为{道路链(351,352)、150.0、2.0、90.0}。

另一方面,还存在如下情况:在本车辆的周边,不存在如上所述那样能够在确定本车辆的位置姿势时有效利用的地标。另外,还存在如下情况:即使存在这样的地标,外界传感器组50也无法识别该地标。这样,未必始终能够使用地标信息来确定本车位置姿势。因此,在这种情况下,优选的是,例如使用测程法等其它方法来估计本车辆的位置姿势。具体地说,从车辆传感器组60获取本车辆的车速信息和角速度信息、或与它们相当的信息(例如,轮胎的旋转角信息、车速脉冲信息等以代替车速信息),对其进行积分运算并与前次确定出的位置和前进方向相加。通过这样,也能够估计当前的本车辆的位置姿势。

此外,确定本车位置姿势的方法不限于上述的地标观测、测程法。例如,既可以从设置于路侧的无线通信机接收位置信息来进行位置姿势的校正,也可以使用高精度的gnss来进行位置姿势校正。

在步骤s403中,利用如以上说明的那样的方法,车辆位置姿势确定部102能够确定本车位置姿势。

接着,在步骤s404中,车载用控制装置10估计在步骤s403中确定出的本车位置姿势的误差(位置姿势误差)。在此,基于在步骤s402中获取到的定位信息等中包含的误差,由车载用控制装置10的车辆位置姿势误差确定部103估计当前的位置姿势误差。

下面,说明步骤s404中的位置姿势误差的估计方法的具体例。在前述的步骤s403中,在能够使用地标的观测信息来确定出本车位置姿势的情况下,基于该观测信息(例如,识别出的地标的相对距离等)的误差、地图信息中的地标的位置误差等计算位置姿势误差。另一方面,在无法使用地标的观测信息确定本车位置姿势的情况下,通过累积在前述的测程法中使用的来自车辆传感器组60的信息的误差,计算位置姿势误差。即,在该情况下,通过使用从车辆传感器组60输出的车速信息、角速度信息进行积分运算来确定本车位置姿势,因此这些信息中包含的误差作为位置姿势误差被累积。具体地说,例如设将某时刻t的本车辆的x轴方向、y轴方向的位置分别表示为x(t)、y(t),将这些位置x(t)、y(t)的误差分别表示为位置误差δx(t)、δy(t)。另外,设将时刻t的本车辆的前进方向相对于x轴的角度表示为姿势角θ(t),将该姿势角θ(t)的误差设为姿势误差δθ(t)。并且,设将时刻t的车速和角速度分别表示为v(t)、ω(t),将车速v(t)的误差设为速度误差δv(t),将角速度ω(t)的误差设为角速度误差δω(t)。此时,已知:当将从时刻t经过了1个采样时间δt的时间点的时刻设为t+δt时,例如能够用如下的式(1)~(3)来近似该时刻t+δt的位置姿势误差。在此,用式(1)~(3)表示的各误差被求出为具有概率分布的概率变量。

δx(t+δt)=δx(t)+{-v(t)·sinθ(t)·δθ(t)+cosθ(t)·δv(t)}·δt···(1)

δy(t+δt)=δy(t)+{v(t)·cosθ(t)·δθ(t)+sinθ(t)·δv(t)}·δt···(2)

δθ(t+δt)=δθ(t)+δω(t)·δt···(3)

通过使用上述(1)~(3)的式,能够使用车速和角速度的测定误差的统计值来逐渐更新位置姿势信息的误差分散。此外,当如上所述那样将x轴设为沿着推荐行驶轨迹的方向时,在能够通过车线识别等来校正横向位置的情况下,能够将θ(t)、δθ(t)、δy(t)分别近似为0。因此,式(1)被近似为δx(t+δt)=δx(t)+δv(t)·δt。即,随着时间经过而位置姿势误差被累积。另一方面,在如交叉点那样难以进行横向位置的校正、且车速v(t)为某程度的大小的情况下,式(1)的第二项、即对式(1)进行变形而得到的v(t)·δt·δθ(t)成为支配项。这几乎相当于对在从时刻t到时刻t+δt为止的期间本车辆行驶的距离乘以位置误差δθ(t)而得到的值。因而,随着本车辆行驶的累计距离而位置姿势误差被累积。

在步骤s404中,利用如以上说明的那样的方法,车辆位置姿势误差确定部103能够估计当前的位置姿势误差。估计出的位置姿势误差与在步骤s403中确定出的本车位置姿势一起以如图3所示的数据形式被保存在车辆位置姿势关联数据组122中。

接着,在步骤s405中,车载用控制装置10执行用于估计将来的位置姿势误差如何推移的位置姿势误差推移估计处理。在此,通过车载用控制装置10的将来行驶内容估计部108和将来位置姿势误差确定部104,按照图6所示的处理流程450执行位置姿势误差推移估计处理。由此,将在步骤s404中确定出的当前的位置姿势误差作为初始值来估计将来的本车位置姿势的误差。此外,关于图6的处理流程450,稍后详细说明。

接着,在步骤s406中,车载用控制装置10执行用于在本车辆的将来的行驶控制中判定适当的行驶控制水平的适当行驶控制水平判定处理。在此,通过车载用控制装置10的容许位置姿势误差确定部105、行驶控制内容决定部106、将来行驶内容估计部108以及驾驶员状态确定部111,按照图7所示的处理流程500执行适当行驶控制水平判定处理。由此,基于在步骤s405中估计出的将来的本车位置姿势的误差,决定与本车辆的将来的行驶控制内容对应的适当行驶控制水平。此外,关于图7的处理流程500,稍后详细说明。

当步骤s406的处理结束时,在步骤s407中,车载用控制装置10基于在步骤s406中判定出的适当行驶控制水平,执行用于将与本车辆的行驶控制的继续性有关的信息通知给驾驶员的行驶控制继续性信息通知处理。在此,通过车载用控制装置10的行驶控制继续性信息决定部109和行驶控制继续性信息输出部110,按照图12所示的处理流程700执行行驶控制继续性信息通知处理。此外,关于图12的处理流程700,稍后详细说明。

如果在步骤s407中通知了与本车辆的行驶控制的继续性有关的信息,则在步骤s408中车载用控制装置10决定本车辆的行驶控制内容。在此,通过车载用控制装置10的行驶路径信息确定部107,基于从行驶路径决定装置80输出的信息参照周边道路地图数据组121,确定与本车辆的设想行驶路径有关的信息。该信息包含与本车辆的设想行驶路径上的道路形状有关的信息等。然后,基于与确定出的设想行驶路径有关的信息和当前的行驶控制水平,通过车载用控制装置10的行驶控制内容决定部106决定本车辆的行驶控制内容。具体地说,基于设想行驶路径上的道路形状,例如在存在左拐右拐、转弯的情况下,决定为了在这些地方进行自动行驶所需的转向控制、加减速控制等行驶控制内容。

在步骤s409中,车载用控制装置10基于在步骤s408中决定的本车辆的行驶控制内容运算本车辆的行驶控制所需的目标控制值,并输出到致动器组70。如果执行了步骤s409的处理,则车载用控制装置10返回到步骤s401,按照图5的处理流程400重复行驶控制处理。

接着,说明在图5的步骤s405中执行的位置姿势误差推移估计处理的详情。图6表示位置姿势误差推移估计处理的处理流程450。

在步骤s451中,将来行驶内容估计部108获取表示本车辆的行驶控制内容的行驶控制计划信息。行驶控制计划信息是例如基于行驶控制内容决定部106按照图5的行驶控制处理流程400在前次的处理周期的步骤s408中决定的行驶控制内容决定的。在行驶控制计划信息中包含表示当前时间点之后的本车辆的行驶控制内容的信息、例如表示将本车辆如何控制下去的目标轨迹、目标速度分布图等信息。

在步骤s452中,将来行驶内容估计部108判定在步骤s451中是否获取到行驶控制计划信息。在存在本车辆的行驶控制计划信息并在步骤s451中获取到了该信息的情况下,进入步骤s453。另一方面,例如在未实施本车辆的行驶控制的情况等不存在本车辆的行驶控制计划信息而未能获取的情况下,进入步骤s454。

在步骤s453中,将来行驶内容估计部108基于在步骤s451中获取到的行驶控制计划信息,确定到to秒后(to为任意的值)为止的本车辆的行驶内容。在此,按照所获取到的行驶控制计划信息,求出本车辆在设想行驶路径上如何行驶。如果结束了步骤s453的处理,则进入步骤s455。

另一方面,在步骤s451中未能获取到行驶控制计划信息的情况下,在步骤s454中,将来行驶内容估计部108估计到to秒后为止的本车辆的行驶内容。在此,通过行驶路径信息确定部107,利用与图5的步骤s408同样的方法来确定与本车辆的设想行驶路径有关的信息,基于该信息来估计在从当前时间点起的to秒内驾驶员如何驾驶本车辆。作为本车辆的行驶的估计方法,例如也可以简单地估计为本车辆以等速或等加速度持续行驶。另外,也可以使用从周边道路地图数据组121、外界传感器组50得到的外界信息,基于由行驶路径信息确定部107确定出的与设想行驶路径有关的信息所表示的道路形状等来临时计算行驶控制内容,由此估计本车辆的行驶内容。此外,优选的是,该to的值大于后述的验证对象时间t的最大值。如果结束了步骤s454的处理,则进入步骤s455。

在步骤s455中,将来位置姿势误差确定部104基于在步骤s453中确定出的本车辆的行驶内容、或者在步骤s454中估计出的本车辆的行驶内容,估计到to秒后为止的位置姿势误差。在此,将在图5的步骤s404中确定出的当前的位置姿势误差用作初始值,对该初始值加上由于本车辆在设想行驶路径中行驶而在从当前到to秒后为止的期间累积的位置姿势误差,由此估计将来即从当前起to秒后的位置姿势误差。

在步骤s455中,将来位置姿势误差确定部104基本上考虑从当前时间点起的to秒内的本车辆的行驶内容,来计算所设想的位置姿势误差的最差值。在最简单的方法中,设想不能进行使用地标信息的位置估计等高精度的位置姿势的确定的状况,计算到to秒后为止的基于测程法的累积误差。例如,基于在步骤s451中获取到的行驶控制计划信息所表示的行驶控制内容、在步骤s454中临时计算出的行驶控制内容,决定在本车辆在设想行驶路径中行驶时的前进方向、速度、角速度等,使用上述的位置姿势误差的计算式来估计到to秒后为止的位置姿势误差。

此外,关于已知能够通过地标识别等高精度地确定本车位置姿势的地点,优选的是,考虑该地点的本车位置姿势的确定精度来设定位置姿势误差。例如,在能够通过识别行驶道路的车线来高精度地估计横向的位置的状态下,在能够识别车线的道路区间行驶的期间,也可以以不使位置姿势误差累积的方式进行计算。或者,也可以基于存在于本车辆从现在起行驶的道路上的地标信息及其识别概率来估计位置姿势误差的推移。另外,例如在经过能够从道路基础设施等接收准确的位置信息的位置时,也可以对到此为止累积的误差进行复位。

在前述的速度误差δv(t)、角速度误差δω(t)的分散值的决定因素中,除了例如量化误差等车辆传感器组60所固有的特征以外,还包含本车辆的周围环境。例如,在根据轮胎的转速计算速度信息的情况下,轮胎的滑移率对速度误差产生大的影响。关于轮胎的滑移率,路面的摩擦阻力值所引起的影响大。因此,在周边道路地图数据组121中事先保存各道路的摩擦阻力值,参照它来以道路的摩擦阻力值越大则分散值越大的方式校正速度误差的分散值。另外,也可以基于从外界传感器组50、无线通信部30得到的信息识别冻结、雨、积雪等路面状态,根据该识别结果估计摩擦阻力值的变化来校正速度误差的分散值。

或者,在无法获取如上述的摩擦阻力值、路面状态那样使误差的分散值变化的因素的信息的情况下,还能够使用误差信息的时间序列数据来进行校正。例如,在假定为如上所述那样能够通过车线识别等来校正横向位置的情况下,如前述那样将θ(t)、δθ(t)、δy(t)分别设为0来使式(1)变形,由此如δx(t+δt)=δx(t)+δv(t)·δt那样求出x轴方向的位置误差。也就是说,位置误差δx(t+δt)按以速度误差δv(t)为斜率来与经过时间δt成比例的形式累积。另一方面,在能够进行地标识别的情况下,能够与经过时间无关地以固定的高的精度确定本车位置姿势。因此,通过将在进行了地标识别的情况下的本车位置姿势的误差与在利用测程法来估计出本车位置姿势的情况下的本车位置姿势精度进行比较,能够测定通过测程法产生多少位置姿势误差。通过统计性地求出该测定结果,能够估计速度误差δv(t)的大小。

在步骤s455中,将来位置姿势误差确定部104如以上说明的那样基于在步骤s453或s454中确定或估计出的本车辆的行驶内容,估计包含从当前时刻t经过规定时间to后的将来的本车辆的前后方向、即x轴方向的位置误差δx(t+to)和本车辆的横向、即y轴方向的位置误差δy(t+to)的位置姿势误差。此外,以上说明的位置姿势误差的估计方法是一例。只要至少能够估计出到to秒后为止的位置姿势误差的推移,则可以使用任意的方法来估计将来的位置姿势误差。

如果执行了步骤s455的处理,则将来位置姿势误差确定部104结束图6的处理流程450所示的位置姿势误差推移估计处理。由此,图5的步骤s405的处理完成。

此外,在以上说明的位置姿势误差推移估计处理中,如前述那样,将来行驶内容估计部108基于由行驶路径信息确定部107确定出的与本车辆的设想行驶路径有关的信息执行步骤s453或s454的处理,由此确定或估计与设想行驶路径上的道路形状相应的本车辆的行驶内容。基于该处理结果,将来位置姿势误差确定部104通过步骤s455的处理来估计位置姿势误差。即,将来位置姿势误差确定部104通过进行步骤s455的处理,能够基于由行驶路径信息确定部107确定出的信息估计与设想行驶路径上的道路形状相应的位置姿势误差。

接着,说明在图5的步骤s406中执行的适当行驶控制水平判定处理的详情。图7表示适当行驶控制水平判定处理的处理流程500。

在步骤s501中,行驶控制内容决定部106获取当前的与本车辆的行驶控制内容相应的行驶控制水平lc。

在步骤s502中,行驶控制内容决定部106基于在步骤s501中获取到的当前的行驶控制水平lc,设定变量l、lo的初始值。在此,作为表示选择中的行驶控制水平的变量l的初始值,设定在步骤s501中获取到的当前的行驶控制水平lc。另外,作为表示适当行驶控制水平的设定经过的变量lo的初始值,设定表示是无效值的φ。

在步骤s503中,驾驶员状态确定部111确定本车辆的驾驶员当前处于何种状态,获取其结果。在此,例如基于由摄像机拍摄驾驶员的表情等得到的图像、由各种传感器检测出的驾驶员的生物体信息(视线、出汗、脉搏、体温等)等检测驾驶员的状态。其结果,例如识别驾驶员处于清醒状态、瞌睡状态、注意散漫状态等中的哪一个状态。此外,在无法准确地检测出驾驶员的状态的情况、或未搭载用于检测驾驶员的状态的传感器的情况下,获取表示是无法检测的状态的值。

在步骤s504中,行驶控制内容决定部106基于当前的变量l的值和在步骤s503中确定出的驾驶员状态,设定作为适当行驶控制水平的验证对象的将来的时间t。在此,优选的是,在步骤s503中确定出的驾驶员状态越是驾驶困难的状态,则将验证对象时间t设定得越长。例如,在驾驶员为瞌睡状态的情况下,需要确保用于使驾驶员清醒的时间。另外,在驾驶员为注意散漫状态的情况下,需要确保用于唤起驾驶员的注意的时间。因此,在这些状态下,相比于其它状态将验证对象时间t的值设定得大。即,在上述的驾驶员状态的例子中,例如设定为“清醒状态下的验证对象时间t”<“注意散漫状态下的验证对象时间t”<“瞌睡状态下的验证对象时间t”。通过这样,基于本车辆的驾驶员的状态,决定用于决定适当行驶控制水平的验证对象时间t。

此外,在如前述那样无法检测驾驶员状态的情况下,例如也可以设定与瞌睡状态的情况同样的验证对象时间t。并且,关于验证对象时间t的值,也可以基于表示选择中的行驶控制水平的变量l的值来变化。例如,在即使驾驶员状态为清醒状态、但行驶控制水平为3的情况下,由于没有对本车辆的自动驾驶控制的监视义务,因此驾驶员有可能东张西望。因此,优选的是,行驶控制水平越高则将验证对象时间t的值设定得越大。此外,优选的是,在步骤s504中设定的验证对象时间t的值小于在图6的步骤s455中进行位置姿势误差的估计的将来的时间to。

在步骤s505中,将来行驶内容估计部108基于在步骤s504中决定的验证对象时间t确定本车辆的将来的行驶内容。在此,确定在从当前到验证对象时间t之后为止的期间内的本车辆的行驶内容。将来行驶内容估计部108例如能够通过与图6的步骤s451~s454同样的方法来确定到t秒后为止的本车辆的行驶内容。即,将来行驶内容估计部108基于由行驶路径信息确定部107确定出的与本车辆的设想行驶路径有关的信息,确定与设想行驶路径上的道路形状相应的本车辆的行驶内容。此时,也可以将比验证对象时间t更之后的本车辆的行驶内容包括在内地确定。

在步骤s506中,容许位置姿势误差确定部105基于当前的变量l的值、在步骤s504中设定的验证对象时间t的值以及在步骤s505中确定出的本车辆的将来的行驶内容,确定将来的行驶控制中的本车辆的位置姿势误差的容许范围(容许位置姿势误差范围)、即本车位置姿势的要求精度。在此,容许位置姿势误差确定部105通过参照图4所示的容许位置精度参数数据组123,针对从当前到与验证对象时间t相应的将来的某时间点为止的本车辆的行驶内容,确定与变量l所表示的行驶控制水平的值相应的容许位置姿势误差范围。具体地说,例如设变量l所表示的控制水平是3,从当前到验证对象时间t之后为止的本车辆的行驶内容为在行驶直行路线后在交叉点右拐这样的内容。在该情况下,通过参照容许位置精度参数数据组的数据记录#21,直行路线行驶时的前后方向(x轴方向)和横向(y轴方向)的容许位置误差分别被求出为10m、0.5m。同样地,通过参照容许位置精度参数数据组的数据记录#24,在交叉点右拐前的减速控制时,前后方向(x轴方向)和横向(y轴方向)的容许位置误差分别被求出为2m、0.5m。另外,通过参照容许位置精度参数数据组的数据记录#25,在交叉点右拐时,前后方向(x轴方向)和横向(y轴方向)的容许位置误差分别被确定为1m、0.5m。

在步骤s506中,容许位置姿势误差确定部105如以上说明的那样确定包括本车辆的前后方向、即x轴方向的位置误差的容许范围和本车辆的横向、即y轴方向的位置误差的容许范围的容许位置姿势误差范围。此时,容许位置姿势误差确定部105考虑根据设想行驶路径上的道路形状在步骤s505中确定出的本车辆的将来的行驶内容,来决定在容许位置精度参数数据组123中参照的数据记录,确定容许位置姿势误差范围。即,容许位置姿势误差确定部105通过进行步骤s506的处理,能够基于设想行驶路径上的道路形状确定容许位置姿势误差范围。此外,也可以关于包括到比验证对象时间t更之后的将来时间点为止的时间范围确定容许位置姿势误差范围。

在步骤s507中,行驶控制内容决定部106将由将来位置姿势误差确定部104估计出的位置姿势误差中的从当前到验证对象时间t为止的值与在步骤s506中确定出的与变量l的值相应的行驶控制水平下的容许位置姿势误差范围进行比较。然后,基于该比较结果,判定到验证对象时间t之后为止的位置姿势误差是否小于容许位置姿势误差范围。其结果,在从当前到验证对象时间t为止的期间位置姿势误差始终小于容许位置姿势误差范围的情况下,进入步骤s508。另一方面,在从当前到验证对象时间t为止的期间存在位置姿势误差为容许位置姿势误差范围以上的时间点的情况下,进入步骤s511。此外,在步骤s507中将位置姿势误差与容许位置姿势误差范围进行比较的期间也未必与验证对象时间t一致。例如,也可以关于从当前到比验证对象时间t更之后的时间点为止的期间,进行位置姿势误差与容许位置姿势误差范围的比较,基于该比较结果判定位置姿势误差是否小于容许位置姿势误差范围。另外,在步骤s507中,关于位置姿势误差与容许位置姿势误差范围的比较,也可以使用各自的离散值来进行。例如,将由将来位置姿势误差确定部104在从当前到验证对象时间t为止的期间每隔规定的离散时间估计出的位置姿势误差与各自的时间点的容许位置姿势误差范围进行比较。也可以基于该比较结果来判定位置姿势误差是否小于容许位置姿势误差范围。

在从步骤s507进入s508的情况下,在步骤s508中,行驶控制内容决定部106将当前的变量l的值代入变量lo。即,将在之前的步骤s506中确定容许位置姿势误差范围时使用的行驶控制水平的值设定为适当行驶控制水平。

接着,在步骤s509中,行驶控制内容决定部106将在步骤s508中设定的变量lo的值与在步骤s501中获取到的当前的行驶控制水平lc进行比较。其结果,在变量lo的值小于当前的行驶控制水平lc、或者当前的行驶控制水平lc为行驶控制水平的最大值lmax的情况下,结束图7的处理流程500所示的适当行驶控制水平判定处理。即,在lo<lc或lc=lmax的关系成立的情况下,不存在其它应确认是否满足位置姿势精度的要件的行驶控制水平,因此将此时的变量lo的值确定为本车辆的适当行驶控制水平,完成适当行驶控制水平判定处理。另一方面,在变量lo的值为当前的行驶控制水平lc以下、且当前的行驶控制水平lc小于行驶控制水平的最大值lmax的情况下,进入步骤s510。即,在lc≤lo<lmax的关系成立的情况下,有可能在更上级的行驶控制水平下也满足位置姿势精度的要件,因此进入步骤s510来继续进行适当行驶控制水平判定处理。

在从步骤s509进入s510的情况下,在步骤s510中,行驶控制内容决定部106对变量l的值加上1。即,使在之前的步骤s506中确定容许位置姿势误差范围时使用的行驶控制水平的值提高1,由此将更上级的行驶控制水平设为以后的处理对象。如果执行了步骤s510则返回到步骤s503,使用增加后的变量l的值来重复如前述那样的处理。

另外,在从步骤s507进入s511的情况下,在步骤s511中,行驶控制内容决定部106判定当前的变量lo的值是否为前述的表示无效值的φ。其结果,在lo=φ的情况、即变量l0的值仍为在步骤s502中设定的初始值的情况下,需要继续进行处理来搜索满足位置姿势精度的要件的行驶控制水平,因此进入步骤s512。另一方面,在lo≠φ的情况、即对变量lo已经设定了初始值以外的某些值的情况下,将该变量lo的值确定为本车辆的适当行驶控制水平,结束图7的处理流程500所示的适当行驶控制水平判定处理。

在从步骤s511进入s512的情况下,在步骤s512中,行驶控制内容决定部106判定当前的变量l的值是否为1以下。其结果,在变量l为1以下的情况下进入步骤s513。另一方面,在变量l大于1的情况下,进入步骤s514。即,在l>1的关系成立的情况下,在下级的行驶控制水平下满足位置姿势精度的要件,存在能够执行缩减了功能的行驶控制的可能性,因此进入步骤s514来继续进行适当行驶控制水平判定处理。

在从步骤s512进入s513的情况下,在步骤s513中,行驶控制内容决定部106将变量lo的值设定为0。即,将适当行驶控制水平设定为0,使得不进行自动驾驶控制而由驾驶员通过手动来驾驶。如果执行了步骤s512,则结束图7的处理流程500所示的适当行驶控制水平判定处理。

另一方面,在从步骤s512进入s514的情况下,在步骤s514中,行驶控制内容决定部106从变量l的值减去1。即,使在之前的步骤s506中确定容许位置姿势误差范围时使用的行驶控制水平的值降低1,由此将更下级的行驶控制水平设为以后的处理对象。如果执行了步骤s514则返回到步骤s503,使用减少后的变量l的值来重复如前述那样的处理。

如以上说明的那样进行图7的处理流程500所示的适当行驶控制水平判定处理。其结果,通过行驶控制内容决定部106,设定与本车辆的将来的行驶控制内容对应的适当行驶控制水平。

下面,使用图8~图11所示的本车辆的行驶场景的具体例来具体说明上述的适当行驶控制水平判定处理流程500的内容。在图8~图11的行驶场景中,与图2中例示的周边道路地图数据组121所表示的内容同样地,设在本车辆正在行驶的道路的周边存在道路标识390、路面涂料391、停止线392、人行横道393。此外,下面,为了简单,仅关注于本车辆的前后方向的位置误差、即x轴方向的位置误差来进行说明。

图8~图10均示出在行驶控制水平lc=3的状态下本车辆从直行行驶路线到达交叉点右拐的行驶场景的例子。因此,在步骤s502的时间点,设定l=3、lo=φ。

首先,在图8的行驶场景中,在步骤s503中确定驾驶员状态,在接下来的步骤s504中基于驾驶员状态设定验证对象时间t。将在此设定的验证对象时间t的值表示为t1。然后,在步骤s505中,作为从当前到t1秒后为止的本车辆的行驶内容,确定图8的行驶轨迹550和该行驶轨迹550上的本车辆的行驶速度分布图。由此,确定t1秒后的本车辆的估计位置572。

接着,在步骤s506中,根据变量l的值,确定与行驶控制水平l=3对应的容许位置姿势误差范围。此时,基于行驶轨迹550,本车辆的环境条件的推移被求出为通常行驶→交叉点前减速控制→交叉点右拐。在图4的容许位置精度参数数据组123中,与该环境条件的推移对应的数据记录是数据记录#21、#24、#25。因而,通过参照这些数据记录,前后方向容许误差的推移被求出为10m→2m→1m。其结果,如图8中用粗虚线所示,确定容许位置误差范围561。

然后,在步骤s507中,通过图6的位置姿势误差推移估计处理流程450,将基于到当前为止的位置姿势误差历史记录563如细虚线所示那样估计出的将来的位置姿势误差的估计值560与容许位置误差范围561进行比较。在此,设在图8的行驶场景中,通过识别道路标识390,位置姿势误差历史记录563的值如图所示那样降低。因此,此时的将来的位置姿势误差的估计值560在图8所示的t1秒内的设想行驶范围562中低于容许位置误差范围561。此外,设想行驶范围562相当于从x=x0的当前位置571到x=x1的t1秒后的估计位置572为止的范围。因此,满足步骤s507的判定条件而进入步骤s508,作为表示适当行驶控制水平的变量lo的值,设定l=3。之后,在步骤s509中,当设为lmax=3时,判定为满足lc=lmax的条件。因而,适当行驶控制水平判定处理流程500结束。

在图8的行驶场景中,通过如以上说明的那样的处理,设定为lo=lc=3。这表示能够使当前的行驶控制水平继续。

图9、图10分别表示从图8经过规定时间后的行驶场景。在这些行驶场景中,也如在图8的行驶场景中说明的情况同样地,在步骤s503中确定驾驶员状态,在接下来的步骤s504中基于驾驶员状态设定验证对象时间t。将在此设定的验证对象时间t的值表示为t2。之后,在步骤s505中确定行驶轨迹550,在确定t2秒后的本车辆的估计位置622之后,在步骤ss506中确定与图8同样的容许位置误差范围561。

设在图9的行驶场景中,通过识别路面涂料391,位置姿势误差历史记录563的值进一步如图所示那样降低。因此,与图8的行驶场景同样地,此时的将来的位置姿势误差的估计值610在图9所示的t2秒内的设想行驶范围612中低于容许位置误差范围561。此外,设想行驶范围612相当于从x=x0的当前位置621到x=x2的t2秒后的估计位置622为止的范围。因此,在该情况下也满足步骤s507的判定条件而进入步骤s508,作为表示适当行驶控制水平的变量lo的值,设定l=3。之后,适当行驶控制水平判定处理流程500结束,判断为能够使当前的行驶控制水平继续。

另一方面,设在图10的行驶场景中,由于路面涂料391的磨损、交通拥堵等外部环境的原因而无法识别出路面涂料391。在该情况下,如图10所示,在无法识别道路标识390之后,由于误差被累积而位置姿势误差历史记录563的值增加。由于该影响,此时的将来的位置姿势误差的估计值660在设想行驶范围612中在x=xc以后大于容许位置误差范围561。因此,在该情况下,不满足步骤s507的判定条件,进入步骤s511。

在此,由于设定为lo=φ、l=3,因此从步骤s511经由s512而进入s514。在步骤s514中,从l=3减去1,由此设定为l=2。然后,再次执行步骤s503以后的处理。图11的行驶场景表示此时的情形。

在图11的行驶场景中,通过设定为l=2,在步骤s504中,新设定比在l=3的情况下的验证对象时间t2短的验证对象时间t3。之后,在步骤s505中确定行驶轨迹550,确定t3秒后的本车辆的估计位置691,之后在步骤ss506中,新确定与行驶控制水平l=2对应的容许位置姿势误差范围661。在此,根据图4的容许位置精度参数数据组123,数据记录#11、#14、#15所示的在l=2的情况下的前后方向容许误差的值与l=3的情况同样。因而,如图11所示,对容许位置姿势误差范围661设定与图8~图10的容许位置误差范围561相同的值。

之后,在步骤s507中,将将来的位置姿势误差的估计值660与在步骤s506中确定出的容许位置误差范围661进行比较。将来的位置姿势误差的估计值660在图11所示的t3秒内的设想行驶范围690中低于容许位置误差范围661。此外,设想行驶范围690相当于从x=x0的当前位置621到x=x3的t3秒后的估计位置691为止的范围。因此,在该情况下满足步骤s507的判定条件而进入步骤s508,作为表示适当行驶控制水平的变量lo的值,设定l=2。之后,适当行驶控制水平判定处理流程500结束。判断为能够使当前的行驶控制水平继续。

在图11的行驶场景中,通过如以上说明的那样的处理,设定为lo=2。在此,由于lc=3,因此lo<lc。这表示不能使当前的行驶控制水平继续,需要降低行驶控制水平。

如以上所说明的那样,在适当行驶控制水平判定处理流程500中,在根据驾驶员状态、当前的行驶控制水平确定验证对象时间t之后,将该验证对象时间t内的位置姿势误差与对象行驶控制水平的容许位置姿势误差(要求位置姿势精度)进行比较。由此,能够判定是否能够使当前的行驶控制水平继续。图7所示的处理流程500是将这样的适当行驶控制水平判定处理的流程一般化来示出的,能够计算表示经得起今后的位置姿势误差的推移的最大的行驶控制水平的适当行驶控制水平。即,通过按照图7的处理流程500进行处理,不仅能够判断是否能够使当前的行驶控制水平继续,还能够判断应缩减至哪个行驶控制水平、或者能够使功能恢复至哪个行驶控制水平。

接着,说明在图5的步骤s407中执行的行驶控制继续性信息通知处理的详情。图12表示行驶控制继续性信息通知处理的处理流程700。

在步骤s701中,行驶控制继续性信息决定部109生成用于向车载用显示装置20通知本车辆的行驶控制的继续性的行驶控制继续性信息。在此,行驶控制继续性信息决定部109基于在图5的步骤s406中由行驶控制内容决定部106执行前述的适当行驶控制水平判定处理而决定的适当行驶控制水平的值,生成行驶控制继续性信息。此外,如在图7的处理流程500中说明的那样,行驶控制内容决定部106基于由将来位置姿势误差确定部104估计出的将来的位置姿势误差决定适当行驶控制水平。该将来的位置姿势误差是基于由车辆位置姿势误差确定部103估计出的当前的位置姿势误差估计出的。即,在步骤s701中,行驶控制继续性信息决定部109基于由车辆位置姿势误差确定部103估计出的位置姿势误差决定要生成的行驶控制继续性信息。

在步骤s702中,行驶控制继续性信息输出部110将在步骤s701中生成的行驶控制继续性信息输出到车载用显示装置20。在此,行驶控制继续性信息输出部110生成基于行驶控制继续性信息的消息并输出到车载用显示装置20。由此,从车载用控制装置10向车载用显示装置20发送行驶控制继续性信息。

图13是表示在图12的步骤s702中发送的行驶控制继续性信息消息的格式的一例的图。图13所示的行驶控制继续性信息消息的格式750包括当前的行驶控制水平751、适当行驶控制水平752以及行驶控制可继续时间753。此外,在图13中,省略了与通信协议有关的头信息等的图示。

当前的行驶控制水平751是保存表示车载用控制装置10当前正在执行的行驶控制模式的水平的信息的部分。适当行驶控制水平752是保存表示通过在图5的步骤s406中执行的适当行驶控制水平判定处理确定出的适当行驶控制水平的信息的部分。行驶控制可继续时间753是保存表示能够将当前的行驶控制水平保持何种程度的时间的值的部分。例如,在步骤s406的适当行驶控制水平判定处理中,通过计算本车辆从当前位置到达容许位置姿势误差范围与将来的位置姿势误差的估计值相交叉的位置(例如,图10的与x=xc对应的位置)为止的时间,来能够计算该行驶控制可继续时间753的值。

返回到图12的说明。在步骤s721中,车载用显示装置20通过行驶控制继续性信息获取部201,接收在步骤s702中从车载用控制装置10发送的行驶控制继续性信息消息。然后,按照图13中例示的格式750对消息内容进行分析,获取各种信息。

在步骤s722中,车载用显示装置20通过hmi输出控制部202,进行用于将在步骤s721中获取到的信息显示在画面输入输出部240上的行驶控制继续性信息显示处理。

在步骤s723中,车载用显示装置20通过hmi输出控制部202,将在步骤s721中获取到的行驶控制继续性信息所表示的当前的行驶控制水平与适当行驶控制水平进行比较,由此判断是否能够使当前正在执行的行驶控制模式继续。其结果,在适当行驶控制水平与当前的行驶控制水平相同的情况下,判断为能够使当前正在执行的行驶控制模式继续,结束图12的处理流程700所示的行驶控制继续性信息通知处理。另一方面,在适当行驶控制水平与当前的行驶控制水平不同的情况下。判断为不能使当前正在执行的行驶控制模式继续,进入步骤s724。在该情况下,需要对驾驶员执行用于变更行驶控制水平的手续处理(会话)。

此外,在本实施方式的车载用显示装置20中,在步骤s723中,通过将当前的行驶控制水平与适当行驶控制水平进行比较来判断了行驶控制的继续性,但是也可以利用除此以外的方法来判断行驶控制的继续性。例如,也可以构成为:将包含表示车载用控制装置10的行驶控制的继续性的判断结果的信息的消息从车载用控制装置10发送到车载用显示装置20,基于该信息进行判断。

在步骤s724中,车载用显示装置20判定是否已生成会话。如果已生成则结束图12的处理流程700所示的行驶控制继续性信息通知处理,如果未生成则进入步骤s725。

在步骤s725中,车载用显示装置20通过hmi输出控制部202,基于在步骤s721中获取到的行驶控制继续性信息来生成用于变更行驶控制水平的会话。

在步骤s726中,车载用显示装置20通过hmi输出控制部202,使用在步骤s725中生成的会话来进行用于向驾驶员通知行驶控制水平的变更的会话处理。在此,通过将规定的会话画面显示在画面输入输出部240,来向驾驶员通知行驶控制水平的变更。

图14是表示在图12的步骤s726中执行的会话处理中显示在车载用显示装置20的画面输入输出部240的行驶控制继续性信息的显示画面的一例的图。该画面是与图10中例示的行驶场景对应地显示的。图14所示的画面包括行驶控制模式显示801、行驶控制稳定度显示802、通知内容显示803、导航信息显示804、位置姿势误差显示805。

行驶控制模式显示801表示当前时间点的行驶控制模式。在图10的行驶场景中,行驶控制水平是3(转向+加减速+无驾驶员监视)。因此,在行驶控制模式显示801中记载为“完全自动驾驶模式”。此外,只要是驾驶员能够识别当前的行驶控制模式的表现,则行驶控制模式显示801的显示内容不限制为图14的例子。例如,也可以用示意性地表示行驶控制模式的图标等来表现。

行驶控制稳定度显示802表示当前的行驶控制模式的稳定度。在此,例如能够将稳定度用6个等级(0~5)的水平来表现。在图14的例子中,表示稳定度为水平2。该稳定度的水平是基于从车载用控制装置10获取到的信息来计算的。例如,基于图13所示的行驶控制继续性信息消息的格式750中的行驶控制可继续时间753的值和行驶控制模式的转移要求时间来计算稳定度的水平。具体地说,例如设在从完全自动驾驶模式(行驶控制水平3)转移到半自动驾驶模式(行驶控制水平2)时,前述的验证对象时间t2的值为30秒。在该情况下,如果行驶控制可继续时间是0~10秒则判断为稳定度是水平0,如果是10~20秒则判断为稳定度是水平1,如果行驶控制可继续时间是20~30秒则判断为稳定度是水平2。这样,优选的是,行驶控制可继续时间越长,则将稳定度的水平设定得越高。通过这样,与简单地表示位置估计精度为何种程度的情况相比,能够依据行驶控制模式的变更通知所要求的要件来将与实际状态相符的稳定度的信息提示给驾驶员。

通知内容显示803表示对驾驶员的通知内容。图14表示行驶控制水平从3转移为2时的会话开始时的画面例。因此,在通知内容显示803中记载有“请转移到半自动驾驶模式”。此外,通知内容显示803是用于促使驾驶员注意的显示。因此,期望的是,在车载用显示装置20中,显示通知内容显示部803,并且通过声音输入输出部250以声音来输出同样的内容,或者输出促使唤起注意的通知音。

导航信息显示804表示本车辆周边的道路地图,并且表示本车辆在地图上的位置、行驶路径。该导航信息显示804的显示内容相当于一般的导航系统的显示画面。在图14的例子中,在道路地图上用本车位置标记810表示本车辆的位置。另外,示出本车辆的行驶路径,并在该行驶路径上显示各自不同的形态的线811、812、813,由此示出行驶控制的继续性的推移。实线811表示具有能够使当前的行驶控制模式继续的确证的范围。阴影线812表示不能使当前的行驶控制模式继续的可能性高的范围。虚线813表示未判定行驶控制模式的继续性的范围。另外,导航信息显示804包括表示能够使当前的行驶控制模式继续的时间和继续范围的结束点的图标814。通过该图标814,将当前的行驶控制模式的可继续时间可视化。由此,能够使用户(驾驶员)识别出到切换当前的行驶控制模式为止的时间上和距离上的延缓。此外,也可以即使在不需要切换行驶控制模式的情况下也显示图标814。在该情况下,通过显示图标814,能够启示当前的行驶控制的稳定性。

位置姿势误差显示805表示本车辆周边的外界识别信息,并且表示本车辆的最近的行驶轨迹、位置姿势误差。在位置姿势误差显示805中,车辆标记820表示本车辆,虚线区821表示位置姿势误差(例如,2σ值)的范围,箭头822表示本车辆的行驶轨迹。

此外,图14表示在会话开始时显示的与行驶控制模式的转移有关的通知画面的例子,未示出在会话处理中显示的其它画面例。在实际的会话处理中,车载用显示装置20显示如图14那样的通知画面,并且在与驾驶员之间开始用于转移到半自动驾驶模式的手续。例如,为了识别驾驶员是否确认了通知内容,而在驾驶员在通知画面上进行规定的操作、或者驾驶员用声音应答的情况下,建立该会话。另外,在向半自动驾驶模式转移的情况下,需要确认驾驶员是否正在监视利用行驶控制系统1的本车辆的自动行驶控制。因此,例如使用摄像机、传感器等来检测驾驶员的状态,在基于该检测结果在固定时间以上确认出驾驶员在清醒状态下正在看前方的情况下,结束该会话。

如以上所说明的那样,根据本实施方式,本车辆的车载用控制装置10不仅考虑当前时间点的位置姿势误差,还考虑传感器固有的参数、行驶的道路的环境等来估计将来的位置姿势误差,从而判定是否能够使当前的行驶控制水平继续。因此,能够高精度地判定是否需要切换行驶控制水平。因而,能够抑制不必要的行驶控制水平的切换、错误的通知,能够减轻驾驶员所感到的麻烦。

另外,根据本实施方式,本车辆的车载用控制装置10还使用行驶控制系统所决定的行驶控制计划信息(目标行驶轨迹、目标速度分布图),来进行与本车辆的设想行为相应的将来的位置姿势误差的估计。因此,能够提高将来的位置姿势误差的估计精度。由此,能够进一步抑制不必要的行驶控制水平的切换、错误的通知,能够进一步减轻驾驶员所感到的麻烦。

另外,根据本实施方式,本车辆的车载用控制装置10考虑行驶控制的种类、行驶的道路的环境等来决定在判定是否需要切换行驶控制水平时使用的要求位置姿势精度。因此,与上述同样地,能够进一步提高判定精度,能够进一步减轻驾驶员所感到的麻烦。

另外,根据本实施方式,本车辆的车载用控制装置10根据作为对象的行驶控制水平的变更手续的内容、驾驶员的状态,动态地决定需要将当前的行驶控制水平维持最低限的时间、即作为验证对象的时间。由此,能够以高精度且对于控制水平的转移确保足够的时间来进行通知,因此能够进一步减轻驾驶员所感到的麻烦。

根据以上说明的本发明的第一实施方式,起到以下的作用效果。

(1)车载用控制装置10搭载于本车辆,控制本车辆的行驶。车载用控制装置10具备:车辆位置姿势误差确定部103,估计本车辆的位置误差;行驶控制继续性信息决定部109,基于由车辆位置姿势误差确定部103估计出的本车辆的位置误差决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息;以及行驶控制继续性信息输出部110,输出由行驶控制继续性信息决定部109决定的与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息。通过这样,在本车辆的位置估计精度变差的情况下,能够高精度且足够提前进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

(2)车载用控制装置10还具备将来位置姿势误差确定部104,该将来位置姿势误差确定部104基于由车辆位置姿势误差确定部103估计出的本车辆的位置误差估计本车辆的将来的位置误差。行驶控制继续性信息决定部109基于由将来位置姿势误差确定部104估计出的将来的位置误差决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息。通过这样,能够考虑本车辆的将来的位置误差来适当地进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

(3)车载用控制装置10还具备容许位置姿势误差确定部105,该容许位置姿势误差确定部105决定本车辆的将来的行驶控制中的位置误差的容许范围。行驶控制继续性信息决定部109基于由将来位置姿势误差确定部104估计出的将来的位置误差与由容许位置姿势误差确定部105决定的位置误差的容许范围的比较结果,决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息。具体地说,将来位置姿势误差确定部104估计表示作为与本车辆的行驶道路的前进方向平行的方向的x轴方向的将来的位置误差的前后方向位置误差、以及表示作为与行驶道路的前进方向正交的方向的y轴方向的将来的位置误差的横向位置误差(步骤s455)。容许位置姿势误差确定部105决定表示作为与本车辆的行驶道路的前进方向平行的方向的x轴方向的位置误差的容许范围的前后方向容许误差、以及表示作为与车辆的行驶道路的前进方向正交的方向的y轴方向的位置误差的容许范围的横向容许误差(步骤s506)。行驶控制内容决定部106将由将来位置姿势误差确定部104估计出的前后方向位置误差和/或横向位置误差与由容许位置姿势误差确定部105决定的前后方向容许误差和/或横向容许误差进行比较(步骤s507),基于该比较结果决定适当行驶控制水平(步骤s508~s514)。行驶控制继续性信息决定部109基于根据该行驶控制内容决定部106中的比较结果决定的适当行驶控制水平,决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息(步骤s701)。通过这样,能够高精度且可靠地决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息,能够基于该信息准确地进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

(4)车载用控制装置10还具备行驶路径信息确定部107,该行驶路径信息确定部107确定与本车辆的设想行驶路径有关的信息。将来位置姿势误差确定部104基于由行驶路径信息确定部107确定出的与设想行驶路径有关的信息,估计本车辆的将来的位置误差(步骤s451~s455)。另外,上述的与设想行驶路径有关的信息包含与设想行驶路径上的道路形状有关的信息。容许位置姿势误差确定部105能够基于该信息所表示的设想行驶路径上的道路形状决定位置误差的容许范围。通过这样,能够考虑本车辆从现在起预定行驶的道路中的周围环境等来准确地估计本车辆的将来的位置误差,并且能够准确地决定本车辆的位置误差的容许范围。

(5)车载用控制装置10还具备行驶控制内容决定部106,该行驶控制内容决定部106决定车辆的行驶控制内容。将来位置姿势误差确定部104基于由行驶控制内容决定部106决定的本车辆的行驶控制内容估计本车辆的将来的位置误差(步骤s455)。另外,容许位置姿势误差确定部105基于由行驶控制内容决定部106决定的本车辆的行驶控制内容决定位置误差的容许范围(步骤s506)。通过这样,能够根据今后预定的本车辆的行驶控制内容准确地估计本车辆的将来的位置误差,并且能够准确地决定本车辆的位置误差的容许范围。

(6)容许位置姿势误差确定部105通过设定变量l的值,从根据本车辆的行驶控制内容预先设定的多个行驶控制水平中选择某一个行驶控制水平(步骤s502、s510、s514),基于该选择的行驶控制水平决定位置误差的容许范围(步骤s506)。行驶控制内容决定部106将由将来位置姿势误差确定部104估计出的将来的位置误差与由容许位置姿势误差确定部105决定的位置误差的容许范围进行比较(步骤s507),基于该比较结果设定变量lo的值,由此从多个行驶控制水平中将某一个行驶控制水平设定为与本车辆的将来的行驶控制内容对应的适当行驶控制水平(步骤s508、s513)。行驶控制继续性信息决定部109基于由行驶控制内容决定部106设定的适当行驶控制水平决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息(步骤s701)。通过这样,能够根据本车辆的行驶控制的状态准确且容易地决定与该行驶控制的继续性有关的信息。

(7)车载用控制装置10还具备驾驶员状态确定部111,该驾驶员状态确定部111估计本车辆的驾驶员的状态。容许位置姿势误差确定部105基于根据由驾驶员状态确定部111估计出的本车辆的驾驶员的状态决定的验证对象时间t,决定位置误差的容许范围(步骤s504)。通过这样,能够基于根据驾驶员的状态决定的验证对象时间t的值适当地设定位置误差的容许范围。

(8)搭载于本车辆的车载用显示装置20具备:行驶控制继续性信息获取部201,从车载用控制装置10获取与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息;以及画面输入输出部240,基于由行驶控制继续性信息获取部201获取的信息,通过例如图14所示的画面来对包含当前的本车辆的行驶控制的可继续时间的信息进行画面显示。通过这样,能够以对驾驶员来说容易理解的方式进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

(第二实施方式)

接着,说明基于本发明的第二实施方式的行驶控制系统。在第一实施方式中,说明了如下行驶控制系统的结构:车载用控制装置10从本车位置定位装置40获取使用gnss等定位的位置姿势,根据地标识别、测程法更高精度地确定本车辆的位置姿势。与此相对,在以下的第二实施方式中,说明如下行驶控制系统的结构:代替第一实施方式的本车位置定位装置40,而使用利用地标识别、测程法确定本车辆的位置姿势的装置。

图15是表示基于本发明的第二实施方式的行驶控制系统1a的结构的一例的功能框图。在本实施方式的行驶控制系统1a中,与图1所示的第一实施方式的行驶控制系统1不同之处在于,代替本车位置定位装置40而具备本车位置姿势确定装置90,车载用控制装置10其功能的一部分被转移至本车位置姿势确定装置90而成为车载用控制装置10a。其它功能结构与第一实施方式的行驶控制系统1同等。因此,下面仅说明本车位置姿势确定装置90以及车载用控制装置10a中与车载用控制装置10不同的点所关联的结构。

本实施方式中的本车位置姿势确定装置90与第一实施方式的车辆位置姿势确定部102同样地是确定本车辆的地理位置和姿势并将其信息提供给车载用控制装置10a的装置。本车位置姿势确定装置90具有处理部900、存储部920以及通信部930。

处理部900例如构成为包括cpu、ram等存储器。处理部900具有关联信息获取部901、车辆位置姿势确定部902、车辆位置姿势误差确定部903、将来位置姿势误差确定部904以及车辆位置姿势数据输出部905,来作为用于实现本车位置姿势确定装置90的功能的部分。处理部900通过执行存储部920中保存的规定的动作程序来能够进行与这些各部对应的处理。

关联信息获取部901是获取在确定本车辆的位置姿势时所需的各种信息(定位信息、周边地标信息、外界识别信息、车辆传感器信息等)的部分,相当于图1的本车位置定位装置40的功能和关联信息获取部101中的一部分功能。车辆位置姿势确定部902是基于由关联信息获取部901得到的信息确定本车辆的位置和姿势的部分,相当于图1的车辆位置姿势确定部102。车辆位置姿势误差确定部903是对由车辆位置姿势确定部902确定出的本车辆的位置姿势的误差进行估计的部分,相当于图1的车辆位置姿势误差确定部103。将来位置姿势误差确定部904是对将来的本车辆的位置姿势误差进行估计的部分,相当于图1的将来位置姿势误差确定部104。车辆位置姿势数据输出部905是使用通信部930将与由车辆位置姿势确定部902、车辆位置姿势误差确定部903、将来位置姿势误差确定部904分别确定出的本车辆的位置姿势及其误差关联的信息输出到车载用控制装置10a的部分。

存储部920与车载用控制装置10a的存储部120、车载用显示装置20的存储部220同样地构成为包括各种存储装置。存储部920保存由处理部900执行的程序、本系统的实现所需的各种数据组等。在本实施方式中,特别是作为用于实现本车位置姿势确定装置90的功能的信息,周边道路地图数据组921和车辆位置姿势关联数据组922的各信息保存在存储部920中。

周边道路地图数据组921是为了决定本车辆的位置姿势、行驶控制内容所需的与本车辆周边的道路有关的数字道路地图数据的集合体,相当于图1的周边道路地图数据组121。车辆位置姿势关联数据组922是表示本车辆的位置姿势的确定结果及其关联信息的数据的集合体,相当于图1的车辆位置姿势关联数据组122。这些数据组的具体内容与在第一实施方式中说明的周边道路地图数据组121、车辆位置姿势关联数据组122分别同样,因此在本实施方式省略说明。

车载用控制装置10a具有处理部100a、存储部120以及通信部130。存储部120及通信部130分别与图1的存储部120及通信部130相同,因此省略说明。

处理部100a与图1的处理部100同样地例如构成为包括cpu、ram等存储器。处理部100a具有关联信息获取部101、车辆位置姿势数据获取部112、容许位置姿势误差确定部105、行驶控制内容决定部106、行驶路径信息确定部107、将来行驶内容估计部108、行驶控制继续性信息决定部109、行驶控制继续性信息输出部110以及驾驶员状态确定部111,来作为用于实现车载用控制装置10a的功能的部分。其中,关联信息获取部101、容许位置姿势误差确定部105、行驶控制内容决定部106、行驶路径信息确定部107、将来行驶内容估计部108、行驶控制继续性信息决定部109、行驶控制继续性信息输出部110以及驾驶员状态确定部111分别与在第一实施方式中说明的部件相同。处理部100a通过执行存储部120中保存的规定的动作程序来能够进行与这些各部对应的处理。

在本实施方式的车载用控制装置10a中,在第一实施方式中说明的车载用控制装置10的一部分功能被转移至本车位置姿势确定装置90。具体地说,图1的车辆位置姿势确定部102、车辆位置姿势误差确定部103、将来位置姿势误差确定部104分别作为车辆位置姿势确定部902、车辆位置姿势误差确定部903、将来位置姿势误差确定部904被转移至本车位置姿势确定装置90。另外,关联信息获取部101的功能的一部分作为关联信息获取部901被转移至本车位置姿势确定装置90。

本实施方式的车载用控制装置10a需要经由车载网络等获取由本车位置姿势确定装置90确定出的本车辆的位置姿势关联数据。因此,车载用控制装置10a的处理部100a具有车辆位置姿势数据获取部112。车辆位置姿势数据获取部112是使用通信部130来获取从本车位置姿势确定装置90的车辆位置姿势数据输出部905输出的与本车辆的位置姿势及其误差关联的信息的部分。基于由该车辆位置姿势数据获取部112获取到的信息,容许位置姿势误差确定部105和行驶控制内容决定部106执行各自的处理。

在本实施方式的行驶控制系统1a中,通过本车位置姿势确定装置90执行用于确定本车辆的位置姿势及其误差并通知给车载用控制装置10a的车辆位置姿势确定处理。图16所示的处理流程1000是在本实施方式的行驶控制系统1a中执行的车辆位置姿势确定处理的流程图。

在步骤s1001~s1005中,本车位置姿势确定装置90进行与图5的步骤s401~s405分别同样的处理。即,在步骤s1001中待机规定时间之后,在步骤s1002中,通过关联信息获取部901获取确定本车辆的位置姿势所需的定位信息等。在步骤s1003中,基于在步骤s1002中获取到的信息,通过车辆位置姿势确定部902确定当前的本车位置姿势。在步骤s1004中,通过车辆位置姿势误差确定部903估计在步骤s1003中确定出的当前的本车位置姿势的误差。在步骤s1005中,基于在步骤s1004中估计出的当前的本车位置姿势的误差,通过将来位置姿势误差确定部904估计将来的本车位置姿势的误差。

在步骤s1006中,本车位置姿势确定装置90基于在步骤s1003中确定出的当前的本车位置姿势、在步骤s1004中估计出的当前的本车位置姿势的误差以及在步骤s1005中估计出的将来的本车位置姿势的误差,向车载用控制装置10a输出用于通知本车辆的位置姿势及其误差的本车位置姿势关联信息。在此,通过本车位置姿势确定装置90的车辆位置姿势数据输出部905,生成基于步骤s1003~s1005的处理结果的本车位置姿势关联信息的消息并输出到车载用控制装置10a。由此,从本车位置姿势确定装置90向车载用控制装置10a发送本车位置姿势关联信息。

图17是表示在图16的步骤s1006中发送的本车位置姿势关联信息消息的格式的一例的图。图17所示的本车位置姿势关联信息消息的格式1050包含位置姿势信息1051、位置姿势误差信息1052以及将来位置姿势误差信息1053。此外,在图17中,省略了与通信协议有关的头信息等的图示。

位置姿势信息1051是保存由本车位置姿势确定装置90确定出的与本车辆的位置姿势有关的信息的部分。该位置姿势信息1051的值例如包含纬度、经度、方位等地理坐标系上的位置信息、如在第一实施方式中说明的那样的本车辆的道路上的位置信息等。

位置姿势误差信息1052是保存与位置姿势信息1051所表示的本车辆的位置姿势的误差有关的信息的部分。该位置姿势误差信息1052例如包含纬度、经度方向的误差的标准偏差、前后方向和横向相对于推荐行驶轨迹的误差的标准偏差等。

将来位置姿势误差信息1053是保存与位置姿势误差信息1052所表示的本车辆的位置姿势误差的今后的推移、即将来的本车辆的位置姿势误差的推移有关的信息的部分。该将来位置姿势误差信息1053例如用每单位时间步骤的将来的位置姿势误差(例如,1秒后、2秒后、…)的列表来表现。此外,只要能够表现与将来的位置姿势误差有关的信息,则将来位置姿势误差信息1053的表现方式不限定于上述。例如,也可以通过每单位距离步(例如,10m后、20m后)、或者误差的行为变化的每个奇异点(转弯开始点、交叉点进入点等)的将来的位置姿势误差的列表来表现将来位置姿势误差信息1053。另外,也可以将车载用控制装置10a为了估计误差推移而使用的参数(例如,每单位时间的误差增加量、每单位距离的误差增加量等)作为将来位置姿势误差信息1053。

此外,也可以设为在本车位置姿势关联信息消息中不包含将来位置姿势误差信息1053的结构。在该情况下,本车位置姿势确定装置90将仅包含位置姿势信息1051和位置姿势误差信息1052的本车位置姿势关联信息按时间序列输出到车载用控制装置10a。在车载用控制装置10a中,能够基于这些信息的时间序列数据,通过行驶控制内容决定部106和行驶控制继续性信息决定部109预测本车位置姿势误差的推移,判断行驶控制的继续性,决定向车载用显示装置20输出的行驶控制继续性信息。如前述那样,x轴方向(前后方向)的位置误差大体上按以速度的测定误差为斜率来与经过时间成比例的形式增加。因此,通过根据位置姿势误差的时间序列数据来逆运算斜率,能够计算将来的位置姿势误差。

返回到图16的说明。在步骤s1021中,车载用控制装置10a通过车辆位置姿势数据获取部112,接收在步骤s1006中从本车位置姿势确定装置90发送的本车位置姿势关联信息消息。然后,按照图17中例示的格式1050对消息内容进行分析,获取各种信息。

在步骤s1022中,车载用控制装置10a将在步骤s1021中获取到的信息保存到车辆位置姿势关联数据组122中。在此保存的车辆位置关联数据在车载用控制装置10a中用于行驶控制处理。如果执行了步骤s1022的处理,则车载用控制装置10a结束图16的处理流程1000所示的车辆位置姿势确定处理。

接着,说明在本实施方式的行驶控制系统1a中执行的行驶控制处理。图18所示的处理流程1100是在本实施方式的行驶控制系统1a中由车载用控制装置10a执行的行驶控制处理的流程图。

在步骤s401~s402中,车载用控制装置10a进行与图5的步骤s401~s402分别同样的处理。即,在步骤s401中待机规定时间之后,在步骤s402中,通过关联信息获取部101确定决定本车辆的行驶控制内容所需的信息。

在步骤s411中,车载用控制装置10a确定通过前述的车辆位置姿势确定处理从本车位置姿势确定装置90发送的本车位置姿势关联信息。在此,通过获取在图16的步骤s1022中保存在车辆位置姿势关联数据组122中的信息,来确定本车位置姿势关联信息。

在步骤s406~s409中,车载用控制装置10a基于在步骤s411中确定出的本车位置姿势关联信息,进行与图5的步骤s406~s409分别同样的处理。即,在步骤s406中,通过容许位置姿势误差确定部105、行驶控制内容决定部106、将来行驶内容估计部108以及驾驶员状态确定部111,按照图7的处理流程500执行适当行驶控制水平判定处理,由此决定与本车辆的将来的行驶控制内容对应的适当行驶控制水平。此时,在图7的步骤s507中,基于在步骤s411中确定出的本车位置姿势关联信息,获取从当前到验证对象时间t为止的位置姿势误差的估计值,并与容许位置姿势误差范围进行比较。在步骤s407中,通过行驶控制继续性信息决定部109和行驶控制继续性信息输出部110,按照图12的处理流程700执行行驶控制继续性信息通知处理,由此向驾驶员通知与本车辆的行驶控制的继续性有关的信息。在步骤s408中,通过行驶控制内容决定部106决定本车辆的行驶控制内容。在步骤s409中,基于在步骤s408中决定的本车辆的行驶控制内容,运算本车辆的行驶控制所需的目标控制值并输出到致动器组70。

此外,如前述那样,还有可能存在如下情况:在从本车位置姿势确定装置90发送的本车位置姿势关联信息消息中不包含将来位置姿势误差信息1053。在该情况下,优选的是,在步骤s406中,基于在步骤s411中确定出的本车位置姿势关联信息,获取本车位置姿势及其误差的时间序列数据,根据该时间序列数据预测将来的位置姿势误差的推移。例如在获取到如图3的车辆位置姿势关联数据组122所示的时间序列数据的情况下,当关注于前后方向位置误差304时,可知前后方向的位置误差按每1秒中0.02m的比例来增加。由此,例如能够估计为t秒后的前后方向位置误差相比于当前时间点增加0.02×t米。

在步骤s412中,车载用控制装置10a将在步骤s408中决定的行驶控制内容输出到本车位置姿势确定装置90。在此,使用通信部130,将与行驶控制内容有关的行驶控制计划信息发送到本车位置姿势确定装置90。在本实施方式中,如前述那样,本车位置姿势确定装置90通过按照图16的处理流程1000执行车辆位置姿势确定处理,来估计将来的本车位置姿势的误差。此时,通过获取本车辆的行驶控制内容,能够高精度地估计将来的本车位置姿势的误差。因此,通过执行步骤s412的处理,将由车载用控制装置10a决定的与行驶控制内容有关的行驶控制计划信息从车载用控制装置10a发送到本车位置姿势确定装置90。在该行驶控制计划信息中例如包含目标轨迹、目标速度分布图等的信息。从车载用控制装置10a发送的行驶控制计划信息根据规定的消息格式经由车辆网络传到本车位置姿势确定装置90。由本车位置姿势确定装置90接收的行驶控制计划信息被保存在存储部920中。由此,本车位置姿势确定装置90在图6的步骤s451中获取行驶控制计划信息,能够使用它来提高将来的本车位置姿势的误差估计精度。

如以上所说明的那样,根据本实施方式,能够使用图15所示的结构的行驶控制系统1a来实现与在第一实施方式中说明的效果同样的效果。即,能够抑制不必要的行驶控制水平的切换、错误的通知,能够减轻驾驶员所感到的麻烦。

根据以上说明的本发明的第二实施方式,除了在第一实施方式中说明的(1)~(8)的作用效果以外,还起到以下的作用效果。

(9)本车位置姿势确定装置90具备:车辆位置姿势确定部902,估计本车辆的位置和姿势;将来位置姿势误差确定部904,估计本车辆的将来的位置误差和姿势误差;以及车辆位置姿势数据输出部905,输出包含由车辆位置姿势确定部902估计出的与本车辆的位置和姿势有关的信息以及由将来位置姿势误差确定部904估计出的与本车辆的将来的位置误差和姿势误差有关的信息的消息。通过这样,与第一实施方式的车载用控制装置10相比能够简化车载用控制装置10a的结构。

(10)车载用控制装置10a的行驶控制继续性信息决定部109还能够基于从本车位置姿势确定装置90输出的本车辆的位置误差的时间序列数据,决定与本车辆的行驶控制状态的继续性有关的信息。通过这样,即使在不从本车位置姿势确定装置90发送与本车辆的将来的位置误差和姿势误差有关的信息的情况下,也能够在车载用控制装置10a中高精度地估计本车辆的将来的位置误差,能够适当地进行与自动驾驶的继续性有关的通知。

此外,以上说明的各实施方式是一例,本发明不限于此。即,能够进行各种应用,所有的实施方式包括在本发明的范围内。

例如,在上述实施方式中,通过使用处理器和ram执行规定的动作程序来实现了车载用控制装置、车载用显示装置的各处理,但是还能够根据需要来利用独自的硬件来实现车载用控制装置、车载用显示装置的各处理。另外,在上述的实施方式中,将车载用控制装置、车载用显示装置、无线通信部、本车位置定位装置、本车位置姿势确定装置、外界传感器组、车辆传感器组、致动器组、行驶路径决定装置等记载为各自独立的装置,但是也可以根据需要将任意的某两个以上相组合。

在通过由处理器执行规定的动作程序来实现上述的各处理的情况下,实现各处理的动作程序、表、文件等的信息能够保存在非易失性半导体存储器、硬盘驱动器、ssd(solidstatedrive:固态硬盘)等存储器件、或ic卡、sd卡、dvd等能够由计算机读取的非暂时性的数据存储介质中。

另外,在各图中示出了认为说明实施方式所必要的控制线和信息线,未必示出了应用本发明的实际的产品所包含的全部控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构相互连接。

以上说明的各实施方式、各种变化例只不过是一例,在不损害发明的特征的情况下本发明不限定于这些内容。本发明不限定于上述的实施方式、变形例,在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更。

下面的优先权基础申请的公开内容作为引用文被编入此处。

日本专利申请2015年第5314号(2015年1月14日申请)

附图标记说明

1、1a:行驶控制系统

10、10a:车载用控制装置

20:车载用显示装置

30:无线通信部

40:本车位置定位装置

50:外界传感器组

60:车辆传感器组

70:致动器组

80:行驶路径决定装置

90:本车位置姿势确定装置

100、100a:处理部

101:关联信息获取部

102:车辆位置姿势确定部

103:车辆位置姿势误差确定部

104:将来位置姿势误差确定部

105:容许位置姿势误差确定部

106:行驶控制内容决定部

107:行驶路径信息确定部

108:将来行驶内容估计部

109:行驶控制继续性信息决定部

110:行驶控制继续性信息输出部

111:驾驶员状态确定部

120:存储部

121:周边道路地图数据组

122:车辆位置姿势关联数据组

123:容许位置精度参数数据组

130:通信部

200:处理部

201:行驶控制继续性信息获取部

202:hmi输出控制部

220:存储部

230:通信部

240:画面输入输出部

250:声音输入输出部

900:处理部

901:关联信息获取部

902:车辆位置姿势确定部

903:车辆位置姿势误差确定部

904:将来位置姿势误差确定部

905:车辆位置姿势数据输出部

920:存储部

921:周边道路地图数据组

922:车辆位置姿势关联数据组

930:通信部

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1