JP6598304B2 - Vehicle travel control device - Google Patents
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Description
本発明は、自車両の走行車線及び自車両前方の先行車両を認識して走行制御を行う車両の走行制御装置に関する。 The present invention relates to a travel control device for a vehicle that performs travel control by recognizing a travel lane of the host vehicle and a preceding vehicle ahead of the host vehicle.
従来、自動車等の車両においては、自車両の走行車線及び自車両前方の先行車両をカメラやレーダ等により検知し、先行車両との車間距離を適正距離に制御すると共に、走行車線内での自車両の横方向の位置を制御して車線中央位置や先行車両の中心位置に追従させる追従走行制御が知られている。 Conventionally, in a vehicle such as an automobile, the traveling lane of the host vehicle and a preceding vehicle ahead of the host vehicle are detected by a camera, a radar, and the like, and the distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle is controlled to an appropriate distance. Follow-up running control is known in which the lateral position of the vehicle is controlled to follow the center position of the lane or the center position of the preceding vehicle.
例えば、特許文献1には、道路白線が検出できるときには、左右白線の中央位置に追従する走行制御を行い、白線が先行車両によって隠れて検出できないときには、先行車両の中心位置に追従する走行制御を行う技術が開示されている。この先行技術では、先行車両への追従走行時に、先行車両が右左折する可能性を地図情報から判断した場合には制御ゲインを弱め、また、先行車両の横変位変化から蛇行を推定して追従制御を弱めることで、自車両の不適正な挙動変化を低減するようにしている。
For example, in
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、車線への追従走行と先行車両への追従走行とを切り換える際の制御性については考慮されておらず、先行車両が車線中央位置から偏って走行しているような状況では、先行車両追従走行制御から車線追従走行制御に切り換えられたとき、自車両の挙動変化が大きくなる虞がある。
However, the technology disclosed in
例えば、図4に示すように、3車線の道路では中央車線は両側の白線L1.L2が破線状であるため、自車両Cが中央車線を走行しているときには、両側の白線L1.L2が同時にカメラの視野Rから外れて認識できなくなるシーンが周期的に出現する。両側の白線L1,L2を認識できない状態では、先行車両C1への追従走行となり、両側の白線L1,L2を認識できるようになると、白線L1.L2の中央位置Lcへの追従走行に切り換わる。 For example, as shown in FIG. 4, in a three-lane road, the central lane is white lines L1. Since L2 is a broken line, when the vehicle C is traveling in the central lane, the white lines L1. Scenes appearing periodically that L2 deviates from the field of view R of the camera and can no longer be recognized. When the white lines L1 and L2 on both sides cannot be recognized, the vehicle follows the preceding vehicle C1, and when the white lines L1 and L2 on both sides can be recognized, the white lines L1. Switching to follow-up to the center position Lc of L2.
この場合、先行車両の中心位置が車線中央位置からオフセットしていると、操舵制御の目標点が先行車両の中心位置から車線中央位置へと急激に移動されることになり、車線中央に向かって過大な戻し操舵が発生する場合がある。このため、自車両のふらつきが発生し挙動が安定性となり、ドライバに不安感を与える虞がある。 In this case, if the center position of the preceding vehicle is offset from the center position of the lane, the steering control target point is suddenly moved from the center position of the preceding vehicle to the center position of the lane, toward the center of the lane. Excessive return steering may occur. For this reason, the wobbling of the own vehicle occurs, the behavior becomes stable, and there is a possibility that the driver feels uneasy.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、先行車両に追従して走行する走行制御から走行車線に追従して走行する走行制御へ自車両の挙動変化を抑制しながら円滑に移行させることができ、安定性を確保することのできる車両の走行制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to smoothly shift from traveling control that travels following a preceding vehicle to traveling control that travels following a traveling lane while suppressing changes in the behavior of the host vehicle. An object of the present invention is to provide a vehicle travel control device that can ensure stability.
本発明の一態様による車両の走行制御装置は、自車両の走行車線及び自車両前方の先行車両を認識して、前記走行車線の中央位置に追従して走行する走行制御と前記先行車両の中心位置に追従して走行する走行制御とを切り換える車両の走行制御装置であって、前記走行車線を認識している状態で、前記走行車線の中央位置に対する前記先行車両の横位置と自車両の横位置とを算出する車両横位置算出部と、前記走行車線を認識していない状態で前記先行車両の中心位置に追従する走行制御を実行中、前記走行車線を認識する状態に移行した場合、前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して同じ側であるときには、前記走行車線の中央位置への追従走行制御の制御ゲインが徐々に大きくなるように調整し、前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して互いに反対側であるときには、前記走行車線の中央位置への追従走行制御の制御ゲインが直ちに大きくなるように調整する制御ゲイン調整部とを備える。 A vehicle travel control apparatus according to an aspect of the present invention recognizes a travel lane of a host vehicle and a preceding vehicle ahead of the host vehicle, travels following a center position of the travel lane, and a center of the preceding vehicle. A travel control device for a vehicle that switches between travel control that travels following a position, and in a state in which the travel lane is recognized, a lateral position of the preceding vehicle and a lateral position of the host vehicle with respect to a center position of the travel lane When the vehicle lateral position calculation unit that calculates the position and the travel control that follows the center position of the preceding vehicle in a state where the travel lane is not recognized, the state where the travel lane is recognized, When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are on the same side with respect to the central position of the traveling lane, the control gain of the tracking traveling control to the central position of the traveling lane is gradually increased. Adjustment When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are opposite to each other with respect to the center position of the travel lane, the control gain of the follow travel control to the center position of the travel lane immediately increases. And a control gain adjusting unit for adjusting as described above.
本発明によれば、先行車両に追従して走行する走行制御から走行車線に追従して走行する走行制御へ自車両の挙動変化を抑制して円滑に移行させることができ、安定性を確保することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the behavior change of the own vehicle can be suppressed smoothly from the traveling control that travels following the preceding vehicle to the traveling control that travels following the traveling lane, and stability is ensured. be able to.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1において、符号10は、自動車等の車両の走行制御システムであり、車両の自律的な自動運転を含む走行制御を実行する。この走行制御システム10は、走行制御装置100を中心として、外部環境認識装置20、地図情報処理装置30、エンジン制御装置40、変速機制御装置50、ブレーキ制御装置60、操舵制御装置70等が車内ネットワークを形成する通信バス150を介して互いに接続されて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1,
外部環境認識装置20は、車載のカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の各種デバイスにより、自車両周囲の外部環境を認識する。本実施の形態においては、外部環境認識装置20として、車載のカメラ1及び画像認識装置2による外部環境の認識を主として説明する。
The external
カメラ1は、本実施の形態においては、同一対象物を異なる視点から撮像する2台のカメラ1a,1bで構成されるステレオカメラであり、CCDやCMOS等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラである。これらのカメラ1a,1bは、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に所定の基線長で配置されている。
In this embodiment, the
カメラ1で撮像した左右一対の画像は、画像認識装置2で処理される。画像認識装置2は、ステレオマッチング処理により、左右画像の対応位置の画素ずれ量(視差)を求め、画素ずれ量を輝度データ等に変換して距離画像を生成する。距離画像上の点は、三角測量の原理から、自車両の車幅方向すなわち左右方向をX軸、車高方向をY軸、車長方向すなわち距離方向をZ軸とする実空間上の点に座標変換され、自車両が走行する道路の白線(車線)、障害物、自車両の前方を走行する先行車両等が3次元的に認識される。
A pair of left and right images captured by the
車線としての白線は、画像から白線の候補となる点群を抽出し、その候補点を結ぶ直線や曲線を算出することにより、認識することができる。例えば、画像上に設定された白線検出領域内において、水平方向(車幅方向)に設定した複数の探索ライン上で輝度が所定以上変化するエッジの検出を行って探索ライン毎に1組の白線開始点及び白線終了点を検出し、白線開始点と白線終了点との間の中間の領域を白線候補点として抽出する。 A white line as a lane can be recognized by extracting a point group that is a candidate for a white line from an image and calculating a straight line or a curve connecting the candidate points. For example, in a white line detection region set on an image, an edge whose luminance changes more than a predetermined value is detected on a plurality of search lines set in the horizontal direction (vehicle width direction), and one set of white lines is set for each search line. A start point and a white line end point are detected, and an intermediate region between the white line start point and the white line end point is extracted as a white line candidate point.
そして、単位時間当たりの車両移動量に基づく白線候補点の空間座標位置の時系列データを処理して左右の白線を近似するモデルを算出し、このモデルにより、白線を認識する。白線の近似モデルとしては、ハフ変換によって求めた直線成分を連結した近似モデルや、2次式等の曲線で近似したモデルを用いることができる。 Then, the time series data of the spatial coordinate position of the white line candidate point based on the vehicle movement amount per unit time is processed to calculate a model that approximates the left and right white lines, and the white line is recognized by this model. As an approximate model of the white line, an approximate model obtained by connecting linear components obtained by the Hough transform, or a model approximated by a curve such as a quadratic equation can be used.
地図情報処理装置30は、地図データベースを備え、GPS衛星等からの信号に基づいて自車両位置を測位し、地図データとの照合を行う。地図データベースには、車両走行の経路案内や車両の現在位置を表示するための地図データと、自動運転を含む運転支援制御を行うための高精細の地図データとが含まれている。
The map
地図情報処理装置30は、自車両位置の測位結果と地図データとの照合に基づく走行経路案内や交通情報を、図示しない表示装置を介してドライバに提示し、また、自車両及び先行車両が走行する道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、道路白線種別、レーン数等の走行制御用の地図情報を出力する。
The map
エンジン制御装置40は、エンジン運転状態を検出する各種センサ類からの信号及び通信バス150を介して送信される各種制御情報に基づいて、エンジン(図示せず)の運転状態を制御する。エンジン制御装置40は、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等を主要とするエンジン制御を実行する。
The
変速機制御装置50は、変速位置や車速等を検出するセンサ類からの信号や通信バス150を介して送信される各種制御情報に基いて、自動変速機(図示せず)に供給する油圧を制御し、予め設定された変速特性に従って自動変速機を制御する。
The
ブレーキ制御装置60は、例えば、ブレーキスイッチ、4輪の車輪速、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、4輪のブレーキ装置(図示せず)をドライバのブレーキ操作とは独立して制御する。また、ブレーキ制御装置60は、各輪のブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出して、アンチロック・ブレーキ・システムや横すべり防止制御等を行う。
The
操舵制御装置70は、例えば、車速、ドライバの操舵トルク、ハンドル角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ(図示せず)によるアシストトルクを制御する。また、操舵制御装置70は、走行制御装置100からの指示により、走行車線や先行車両に追従するための操舵量で電動パワーステアリングモータを駆動制御する。
The
次に、走行制御システム10の中心となる走行制御装置100について説明する。走行制御装置100は、外部環境認識装置20による外部環境の認識結果に基づいて、自車両の走行車線に追従して走行する走行制御と、先行車両に追従して走行する走行制御とを、エンジン制御装置40、変速機制御装置50、ブレーキ制御装置60、及び操舵制御装置70を介して実行する。これらの走行制御は、走行制御装置100の主要部となる制御部101を中心として実行される。
Next, the
詳細には、制御部101は、道路の白線を自車両の走行車線として検出し、この走行車線に沿った目標コースを設定する。この目標コースへの走行制御は、車線に追従する走行制御(車線追従走行制御)であり、自車両前方に先行車両が検出されていない場合、目標コース上を設定車速で走行するよう制御し、自車両前方に先行車両が検出されている場合には、先行車両と所定の車間距離を維持しながら目標コース上を設定車速で走行するよう制御する。
Specifically, the
車線追従の目標コースは、左右の白線(自車両の走行車線)の横方向(幅方向)の中心位置の軌跡Pとして設定され、例えば、左右の白線を2次曲線で近似した場合、以下の(1)式で示すことができる。(1)式において、係数K1は目標コースの曲率成分、係数K2は目標コースのヨー角成分(自車両に対する目標コースの傾き成分)、係数K3は自車両に対する目標コースの横位置成分を示している。
P=K1・Z2+K2・Z+K3 …(1)
The target course of lane tracking is set as a trajectory P of the center position in the horizontal direction (width direction) of the left and right white lines (the driving lane of the host vehicle). For example, when the left and right white lines are approximated by a quadratic curve, It can be shown by equation (1). In the equation (1), the coefficient K1 indicates the curvature component of the target course, the coefficient K2 indicates the yaw angle component of the target course (the inclination component of the target course with respect to the host vehicle), and the coefficient K3 indicates the lateral position component of the target course with respect to the host vehicle. Yes.
P = K1 · Z 2 + K2 · Z + K3 (1)
この目標コースへの走行制御では、自車両の車幅方向の中心位置が目標コース上の制御目標点に一致するように、操舵制御装置70を介して自車両の操舵角を制御する。この制御目標点への操舵制御は、自車両の車線内での横位置と制御目標点との偏差に基づくフィードバック制御を主として実行される。
In the travel control to the target course, the steering angle of the host vehicle is controlled via the
例えば、以下の(2)式に示すように、自車両の横位置と制御目標点との偏差に基づくフィードバック分の操舵角αfに、自車両のヨー角を目標コースのヨー角成分に一致させるための偏差のフィードバック分の操舵角αyと、目標コースの曲率に基づくフィードフォーワード分の操舵角αffとを加えて目標操舵角αrefを算出する。そして、この目標操舵角αrefを実現する目標操舵トルクで電動パワーステアリングモータが駆動制御される。
αref=αf+αy+αff …(2)
For example, as shown in the following equation (2), the yaw angle of the host vehicle is matched with the yaw angle component of the target course to the steering angle αf for feedback based on the deviation between the lateral position of the host vehicle and the control target point. Therefore, the target steering angle αref is calculated by adding the steering angle αy for feedback of the deviation and the steering angle αff for feedforward based on the curvature of the target course. The electric power steering motor is driven and controlled with a target steering torque that realizes the target steering angle αref.
αref = αf + αy + αff (2)
一方、渋滞時等の低速走行時に先行車両に接近してカメラ1の視野内に白線が入らない場合や、走路の白線が無い或いは白線が途切れて認識できない場合には、制御部101は、先行車両に追従して走行する走行制御を行う。この先行車両への追従走行制御では、制御部101は、先行車両の走行軌跡に一致するように操舵制御装置70を介した操舵制御を行うと共に、エンジン制御装置40、変速機制御装置50、ブレーキ制御装置60を介した走行駆動制御を実行する。
On the other hand, if the white line does not enter the field of view of the
先行車両の走行軌跡は、車線に基づく目標コースと同様に求めることができる。例えば、カメラ1の撮像画像の1フレーム当たりの自車両の移動量に基づいて先行車両の位置のフレーム毎の候補点を求め、この候補点の点群を近似する曲線を先行車両の走行軌跡として算出する。先行車両の位置は、カメラ1の撮像画像から先行車両の背面領域の横方向(車幅方向)の中心位置を求め、この中心位置を先行車両の位置を示す候補点とする。
The travel locus of the preceding vehicle can be obtained in the same manner as the target course based on the lane. For example, a candidate point for each frame of the position of the preceding vehicle is obtained based on the amount of movement of the host vehicle per frame of the captured image of the
そして、これらの候補点の点群に対して、例えば最小二乗法を適用することにより、前述の(1)式と同様の曲線を求め、この曲線を先行車両の走行軌跡とする。この場合、(1)式における係数K1は走行軌跡の曲率成分、係数K2は走行軌跡のヨー角成分(自車両に対する走行軌跡の傾き成分)、係数K3は自車両に対する走行軌跡の横位置成分を示すことになる。 Then, for example, by applying the least square method to the point group of these candidate points, a curve similar to the above-described equation (1) is obtained, and this curve is set as the traveling locus of the preceding vehicle. In this case, the coefficient K1 in the equation (1) is the curvature component of the traveling locus, the coefficient K2 is the yaw angle component of the traveling locus (the inclination component of the traveling locus with respect to the own vehicle), and the coefficient K3 is the lateral position component of the traveling locus with respect to the own vehicle. Will show.
先行車両の走行軌跡に追従する制御は、先行車両の背面領域の車幅方向の中心位置を制御目標点として設定し、自車両の車線内での横位置が制御目標点に一致するよう操舵角を修正することにより、自車両の進行方向を決定する制御となる。この場合、先行車両への追従走行における操舵制御は、基本的には車線への追従走行における操舵制御と同様であり、自車両の車線内での横位置と先行車両の中心位置との偏差に基づくフィードバック制御を主として実行される。但し、先行車両への追従走行制御では、比較的低速での走行が多いことから、前述の(2)式の曲率に基づくフィードフォワード分αffを省略した以下の(2’)式を用いることができる。
αref=αf+αy …(2’)
For the control to follow the traveling locus of the preceding vehicle, the center position in the vehicle width direction of the rear region of the preceding vehicle is set as the control target point, and the steering angle is set so that the lateral position of the host vehicle in the lane coincides with the control target point. Is corrected to determine the traveling direction of the host vehicle. In this case, the steering control in the follow-up running to the preceding vehicle is basically the same as the steering control in the follow-up running to the lane, and the deviation between the lateral position of the own vehicle in the lane and the center position of the preceding vehicle is determined. The feedback control based on this is mainly executed. However, in the follow-up traveling control for the preceding vehicle, since traveling at a relatively low speed is often performed, the following equation (2 ′) in which the feedforward amount αff based on the curvature of the equation (2) is omitted is used. it can.
αref = αf + αy (2 ′)
前述したように、白線認識に基づく走行制御中に白線を認識できなくなった場合、先行車両に対する追従走行制御に切り換えられる。逆に、先行車両に対する追従走行制御中に白線を認識できるようになった場合には、先行車両への追従走行制御から車線への追従走行制御に切り換えられる。 As described above, when the white line cannot be recognized during the traveling control based on the white line recognition, the control is switched to the following traveling control for the preceding vehicle. On the contrary, when the white line can be recognized during the follow-up running control for the preceding vehicle, the follow-up running control for the preceding vehicle is switched to the follow-up running control for the lane.
しかしながら、先行車両の中心位置が車線中央位置からオフセットしている場合、操舵制御の目標点が先行車両の中心位置から車線中央位置へと急激に移動されることになり、自車両の挙動が不安定になる虞がある。例えば、渋滞等で先行車両との車間距離が狭まったり広まったりするとき、両側の白線が見えたり見えなくなったりして先行車両への追従走行と車線への追従走行が頻繁に切り換わり、先行車両が車線中央位置からオフセットしていた場合には、車線中央に向かって過大な戻し操舵が発生する場合がある。 However, when the center position of the preceding vehicle is offset from the center position of the lane, the target point of the steering control is suddenly moved from the center position of the preceding vehicle to the center position of the lane, and the behavior of the host vehicle is not good. There is a risk of becoming stable. For example, when the distance between the vehicle and the preceding vehicle is narrowed or widened due to traffic congestion etc., the white line on both sides can be seen or disappeared, and the following vehicle and the following vehicle are frequently switched between the following vehicle and the following vehicle. Is offset from the lane center position, excessive return steering may occur toward the lane center.
これに対して、走行制御装置100は、カメラ1による自車両前方の撮像画像から車線を認識できない状態で先行車両への追従走行中、車線を認識できる状態になったとき、車線中央位置に対する先行車両の横位置と自車両の横位置とを算出する。そして、いきなり車線中央位置への追従走行制御に切り換えるのではなく、先行車両までの距離と先行車両及び自車両の横位置との関係から、車線中央位置への追従走行制御に移行する際の制御ゲインを調整し、急な操舵が発生しないようにしている。
On the other hand, when the
このため、走行制御装置100は、図1に示すように、主機能部である制御部101に対して、車両横位置算出部102、制御ゲイン調整部103を備えている。制御部101は、先行車両の中心位置を制御目標点とする先行車両追従走行制御から車線中央位置を制御目標点とする車線追従走行制御に移行する際、制御ゲイン調整部103によって追従走行制御の制御ゲインを調整し、先行車両への追従走行制御から車線への追従走行制御へ円滑且つ迅速に移行させる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
詳細には、車両横位置算出部102は、カメラ1の撮像画像から認識される車線(白線)に対して、この車線内の先行車両の横位置と自車両の横位置とを、車線中央位置からのオフセット方向を含めて算出する。例えば、図2に示すように、自車両Cが破線状の白線L1,L2によって形成される車線内を走行する場合、車両横位置算出部102は、白線L1,L2の実線部がカメラ1の撮像視野内に入って認識されているとき、自車両(カメラ1)を原点とするXYZ座標空間において、車線中央位置と自車両の中心位置とのX軸方向(車幅方向)の距離Xo、車線中央位置と先行車両の中心位置とのX軸方向(車幅方向)の距離Xfを、それぞれの横位置として算出する。
Specifically, the vehicle lateral
この自車両及び先行車両の横位置は、車線中央位置に対して左右何れの方向にオフセットしているかを示すため、例えば正負の符号を付けて算出される。そして、自車両の横位置と先行車両の横位置とが同じ符号のときには、自車両と先行車両とが車線中央に対して同じ側にオフセットしていると判断し、自車両の横位置と先行車両の横位置とが異なる符号のときには、自車両と先行車両とは、車線中央に対してそれぞれ反対側にオフセットしていると判断する。 The lateral positions of the host vehicle and the preceding vehicle are calculated with, for example, a positive or negative sign to indicate whether the lateral position is offset in the left or right direction with respect to the lane center position. Then, when the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle have the same sign, it is determined that the host vehicle and the preceding vehicle are offset to the same side with respect to the center of the lane, If the lateral position of the vehicle is a different sign, it is determined that the host vehicle and the preceding vehicle are offset to opposite sides with respect to the center of the lane.
制御ゲイン調整部103は、車線が認識されない状態で先行車両の中心位置への追従走行中、車線が認識される状態になったとき、自車両の横位置と先行車両の横位置とが、車線中央に対して同じ側にあるか、互いに反対側にあるかに応じて、移行時の制御ゲインを調整する。
When the lane is recognized while the vehicle is following the center position of the preceding vehicle in a state where the lane is not recognized, the control
具体的には、先行車両への追従走行中で自車両と先行車両とが車線中央に対して同じ側にオフセットしている場合、車線中央位置への制御ゲインが徐々に大きくなるように調整する。逆に、先行車両への追従走行中で自車両と先行車両とが車線中央に対して互いに反対側にオフセットしている場合には、車線中央位置への制御ゲインが直ちに大きくなるように調整する。 Specifically, when the host vehicle and the preceding vehicle are offset to the same side with respect to the center of the lane while following the preceding vehicle, the control gain to the lane center position is adjusted to gradually increase. . Conversely, if the host vehicle and the preceding vehicle are offset to the opposite sides of the lane center during traveling following the preceding vehicle, the control gain to the lane center position is adjusted to immediately increase. .
この先行車両への追従走行から車線への追従走行に移行する際の制御ゲインの調整は、本実施の形態においては、前述の(2’)式による操舵角αrefを修正した修正操舵角δrefによる操舵制御のゲイン調整となる。そして、先行車両追従走行制御から車線追従走行制御への移行が完了した後は、前述の(2’)式に基づく操舵角αrefにより、通常の車線中央位置を制御目標点とする追従走行制御を実行する。 In this embodiment, the adjustment of the control gain at the time of shifting from the following traveling to the preceding vehicle to the following lane traveling is performed by the corrected steering angle δref obtained by correcting the steering angle αref by the above-described equation (2 ′). Gain adjustment for steering control. After the transition from the preceding vehicle follow-up running control to the lane follow-up running control is completed, the follow-up running control with the normal lane center position as the control target point is performed by the steering angle αref based on the above-described equation (2 ′). Execute.
具体的には、修正操舵角δrefは、車線中央位置をX座標の原点とするとき、以下の(3)式に示すように、自車両の横位置Xoと先行車両の横位置Xfとの偏差(Xo−Xf)に基づくフィードバック分と、自車両の横位置Xoと車線中央位置0との偏差(Xo−0=Xo)に基づくフィードバック分とによる操舵角として算出される。
δref=Ga・(Xo−Xf)+Gb・Xo …(3)
Specifically, the corrected steering angle δref is a deviation between the lateral position Xo of the host vehicle and the lateral position Xf of the preceding vehicle, as shown in the following equation (3), where the lane center position is the origin of the X coordinate. It is calculated as the steering angle based on the feedback amount based on (Xo−Xf) and the feedback amount based on the deviation (Xo−0 = Xo) between the lateral position Xo of the host vehicle and the
δref = Ga · (Xo−Xf) + Gb · Xo (3)
(3)式におけるGaは、先行車両の中心位置を制御目標点とするフィードバック制御の操舵ゲインであり、Ga・(Xo−Xf)の項は、(2’)式における操舵角αfに相当する。また、(3)式におけるGbは、車線中央位置を制御目標点とするフィードバック制御の操舵ゲインであり、Gb・Xoの項は、(2’)式における車線中央位置との相対ヨー角偏差に対する操舵角αyに相当する。この修正操舵角δrefによる追従走行切換移行時の操舵制御は、各操舵ゲインGa,Gbによって調整される。 Ga in equation (3) is a steering gain for feedback control with the center position of the preceding vehicle as the control target point, and the term Ga · (Xo−Xf) corresponds to the steering angle αf in equation (2 ′). . Gb in equation (3) is a steering gain for feedback control with the lane center position as the control target point, and the term Gb · Xo is relative to the relative yaw angle deviation from the lane center position in equation (2 ′). This corresponds to the steering angle αy. Steering control at the time of transition to follow-up driving switching by the corrected steering angle δref is adjusted by the respective steering gains Ga and Gb.
制御ゲイン調整部103は、自車両と先行車両とが車線中央に対して同じ側にオフセットしている場合、先行車両への操舵ゲインGaを0まで緩やかに漸減し、同時に車線中央位置への操舵ゲインGbを0から緩やかに漸増する。この場合、自車両と先行車両とが車線中央に対して同じ側であり、自車両のオフセット量が先行車両のオフセット量よりも大きい場合には、車線中央に向かって操舵を増す方向となり、自車両のオフセット量が先行車両のオフセット量よりも小さい場合には、先行車両から車線中央に向かって逆方向に操舵することになる。
When the own vehicle and the preceding vehicle are offset to the same side with respect to the center of the lane, the control
従って、自車両と先行車両とが車線中央に対して同じ側にオフセットしている場合には、先行車両への操舵ゲインGaを漸次的に徐々に小さくし、車線中央位置への操舵ゲインGbを漸次的に徐々に大きくすることにより、先行車両への追従走行制御から車線への追従走行制御に移行する際に急激な操舵が発生することを防止することができる。 Therefore, when the host vehicle and the preceding vehicle are offset to the same side with respect to the center of the lane, the steering gain Ga to the preceding vehicle is gradually decreased gradually, and the steering gain Gb to the center position of the lane is decreased. By gradually increasing the speed gradually, it is possible to prevent abrupt steering from occurring when shifting from the following traveling control to the preceding vehicle to the following traveling control to the lane.
一方、自車両と先行車両とが車線中央に対して互いに反対側にオフセットしている場合には、操舵ゲインGaを0まで迅速に減少させ、同時に操舵ゲインGbを0から迅速に増加させる。すなわち、この場合には、先行車両の中心位置への操舵量よりも車線中央位置への操舵量の方が小さくなるため、車線中央位置への操舵ゲインGbを直ちに大きくすることにより、先行車両への追従走行制御から車線への追従走行制御に迅速に移行させることができる。 On the other hand, when the host vehicle and the preceding vehicle are offset to the opposite sides with respect to the center of the lane, the steering gain Ga is rapidly reduced to 0, and at the same time, the steering gain Gb is rapidly increased from 0. That is, in this case, since the steering amount to the center position of the lane is smaller than the steering amount to the center position of the preceding vehicle, the steering gain Gb to the center position of the lane is immediately increased, so that It is possible to quickly shift from the following traveling control to the following traveling control to the lane.
次に、走行制御装置100における先行車両追従走行制御から車線追従走行制御への移行処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, the transition process from the preceding vehicle following traveling control to the lane following traveling control in the traveling
この追従走行制御の移行処理は、先行車両追従走行制御に切り換えられたときに実行される処理であり、最初のステップS1において、左右両側の白線が認識されたか否かを調べる。そして、左右白線が認識されていない場合には、ステップS2で先行車両への追従走行制御を継続し、両側の白線が認識されている場合、ステップS3へ進む。 This transition process of the follow-up running control is a process that is executed when switching to the preceding vehicle follow-up running control. In the first step S1, it is checked whether white lines on both the left and right sides are recognized. If the left and right white lines are not recognized, the follow-up control of the preceding vehicle is continued in step S2, and if the white lines on both sides are recognized, the process proceeds to step S3.
ステップS3では、左右白線の中央位置に対して、自車両の横位置Xoと先行車両の横位置Xfとを符号付きで算出する。そして、次のステップS4で、Xf>0且つXo>0の条件が成立して先行車両と自車両とが車線中央の同じ側に有るか否かを調べる。 In step S3, the lateral position Xo of the host vehicle and the lateral position Xf of the preceding vehicle are calculated with signs with respect to the center position of the left and right white lines. Then, in the next step S4, it is checked whether or not the conditions of Xf> 0 and Xo> 0 are satisfied and the preceding vehicle and the own vehicle are on the same side of the lane center.
Xf>0且つXo>0の条件が成立する場合、ステップS4からステップS5へ進んで前述の(3)式による操舵制御の操舵ゲインGaを0まで緩やかに漸減し、操舵ゲインGbを0から緩やかに漸増する。そして、所定時間経過に、自車両の横位置と先行車両の横位置との偏差に対するフィードバック成分がなくなって自車両の横位置と車線中央位置との偏差に対するフィードバック成分のみとなったとき(Ga=0、Gb=所定値)、ステップS9で車線追従走行制御へと切り換える。 When the condition of Xf> 0 and Xo> 0 is satisfied, the process proceeds from step S4 to step S5, and the steering gain Ga of the steering control according to the above equation (3) is gradually decreased to 0, and the steering gain Gb is gradually decreased from 0. Gradually increase. Then, when a predetermined time elapses, the feedback component for the deviation between the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle disappears, and only the feedback component for the deviation between the lateral position of the host vehicle and the lane center position becomes Ga (Ga = 0, Gb = predetermined value), switching to lane following running control in step S9.
一方、ステップS4において、Xf>0且つXo>0の条件が成立しない場合には、ステップS4からステップS6へ進み、Xf<0且つXo<0の条件が成立するか否かを調べる。このステップS6の条件は、ステップS4に対して、車線中央から反対側の位置で、先行車両と自車両とが同じ側にあるか否かを調べるものである。 On the other hand, if the condition of Xf> 0 and Xo> 0 is not satisfied in step S4, the process proceeds from step S4 to step S6 to check whether or not the condition of Xf <0 and Xo <0 is satisfied. The condition of step S6 is to check whether the preceding vehicle and the host vehicle are on the same side at a position opposite to the center of the lane with respect to step S4.
Xf<0且つXo<0の条件が成立する場合、ステップS6からステップS7へ進み、ステップS5と同様、操舵ゲインGaを0まで緩やかに漸減する共に操舵ゲインGbを0から緩やかに漸増し、ステップS9で車線追従走行制御に切り換える。Xf<0且つXo<0の条件が成立しない場合、すなわち先行車両と自車両とが互いに反対側である場合には、ステップS6からステップS8へ進み、操舵ゲインGaを0まで迅速に減少させると共に操舵ゲインGbを0から迅速に増加させ、ステップS9で直ちに車線追従走行制御に切り換える。 When the condition of Xf <0 and Xo <0 is satisfied, the process proceeds from step S6 to step S7. As in step S5, the steering gain Ga is gradually decreased to 0 and the steering gain Gb is gradually increased from 0. Switch to lane following travel control in S9. When the condition of Xf <0 and Xo <0 is not satisfied, that is, when the preceding vehicle and the host vehicle are opposite to each other, the process proceeds from step S6 to step S8, and the steering gain Ga is rapidly reduced to 0. The steering gain Gb is quickly increased from 0, and immediately switched to lane following traveling control in step S9.
このように本実施の形態においては、先行車両への追従走行中に車線を認識する状態になって車線への追従走行に切り換える際、車線中央位置に対する先行車両の横位置と自車両の横位置とから先行車両と自車両とが車線中央に対して同じ側にオフセットしているか否かを判断する。そして、先行車両と自車両とが同じ側にオフセットしている場合、車線追従走行の制御ゲインを徐々に大きくし、先行車両と自車両とが互いに反対側にオフセットしている場合には、車線追従走行の制御ゲインを直ちに大きくする。これにより、先行車両への追従走行制御から車線への追従走行制御に移行する際に、自車両の挙動変化を抑制しながら円滑な移行を実現することができ、安定性を確保してドライバに不安感を与えることがない。 As described above, in the present embodiment, when switching to the lane tracking state when the lane is recognized during the follow-up traveling to the preceding vehicle, the lateral position of the preceding vehicle with respect to the lane center position and the lateral position of the host vehicle are determined. From the above, it is determined whether the preceding vehicle and the host vehicle are offset to the same side with respect to the center of the lane. When the preceding vehicle and the host vehicle are offset to the same side, the control gain of the lane following travel is gradually increased, and when the preceding vehicle and the host vehicle are offset to the opposite side, the lane Immediately increase the control gain of follow-up driving. This makes it possible to achieve a smooth transition while suppressing changes in the behavior of the host vehicle when shifting from the following traveling control to the preceding vehicle to the following traveling control to the lane. Does not give anxiety.
1 カメラ
2 画像認識装置
10 走行制御システム
20 外部環境認識装置
70 操舵制御装置
100 走行制御装置
101 制御部
102 車両横位置算出部
103 制御ゲイン調整部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記走行車線を認識している状態で、前記走行車線の中央位置に対する前記先行車両の横位置と自車両の横位置とを算出する車両横位置算出部と、
前記走行車線を認識していない状態で前記先行車両の中心位置に追従する走行制御を実行中、前記走行車線を認識する状態に移行した場合、前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して同じ側であるときには、前記走行車線の中央位置への追従走行制御の制御ゲインが徐々に大きくなるように調整し、前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して互いに反対側であるときには、前記走行車線の中央位置への追従走行制御の制御ゲインが直ちに大きくなるように調整する制御ゲイン調整部と
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。 A vehicle that recognizes a travel lane of the host vehicle and a preceding vehicle ahead of the host vehicle and switches between a travel control that travels following the center position of the travel lane and a travel control that travels following the center position of the preceding vehicle. A travel control device,
A vehicle lateral position calculation unit that calculates a lateral position of the preceding vehicle and a lateral position of the host vehicle with respect to a center position of the traveling lane in a state in which the traveling lane is recognized;
When running control is performed to follow the center position of the preceding vehicle in a state where the traveling lane is not recognized, the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are shifted to a state where the traveling lane is recognized. Is adjusted so that the control gain of the follow-up travel control to the center position of the travel lane gradually increases, the lateral position of the host vehicle and the preceding position A control gain adjusting unit that adjusts so that a control gain of follow-up traveling control to the center position of the traveling lane immediately increases when the lateral position of the vehicle is opposite to the center position of the traveling lane; A travel control device for a vehicle, comprising:
前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して同じ側であるときには、前記先行車両の中心位置への操舵ゲインが漸次的に小さくなり、前記走行車線の中央位置への操舵ゲインが漸次的に大きくなるように調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。 The control gain adjustment unit executes the adjustment of the control gain as adjustment of the steering gain to the center position of the preceding vehicle and the steering gain to the center position of the travel lane,
When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are on the same side with respect to the center position of the traveling lane, the steering gain to the center position of the preceding vehicle gradually decreases, and the traveling lane The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the steering gain to the center position of the vehicle is adjusted so as to gradually increase.
前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して互いに反対側であるときには、前記先行車両の中心位置への操舵ゲインが迅速に小さくなり、前記走行車線の中央位置への操舵ゲインが迅速に大きくなるように調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。 The control gain adjustment unit executes the adjustment of the control gain as adjustment of the steering gain to the center position of the preceding vehicle and the steering gain to the center position of the travel lane,
When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are opposite to each other with respect to the center position of the traveling lane, the steering gain to the center position of the preceding vehicle is quickly reduced, and the traveling lane The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the steering gain to the center position of the vehicle is adjusted so as to increase rapidly.
前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して同じ側であるときには、前記先行車両の中心位置への操舵ゲインが漸次的に小さくなり、前記走行車線の中央位置への操舵ゲインが漸次的に大きくなるように調整し、
前記自車両の横位置と前記先行車両の横位置とが前記走行車線の中央位置に対して互いに反対側であるときには、前記先行車両の中心位置への操舵ゲインが迅速に小さくなり、前記走行車線の中央位置への操舵ゲインが迅速に大きくなるように調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。 The control gain adjustment unit performs the adjustment of the control gain as adjustment of the steering gain to the center position of the preceding vehicle or the steering gain to the center position of the travel lane,
When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are on the same side with respect to the center position of the traveling lane, the steering gain to the center position of the preceding vehicle gradually decreases, and the traveling lane Adjust so that the steering gain to the center position gradually increases,
When the lateral position of the host vehicle and the lateral position of the preceding vehicle are opposite to each other with respect to the center position of the traveling lane, the steering gain to the center position of the preceding vehicle is quickly reduced, and the traveling lane The vehicle travel control apparatus according to claim 1, wherein the steering gain to the center position of the vehicle is adjusted so as to increase rapidly.
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