JP6348285B2 - Steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の操舵制御を行う操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device that performs steering control of a vehicle.
従来から、車両に搭載されたカメラの撮像画像に基づいて車両の操舵制御行う操舵制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の操舵制御装置は、カメラの撮像画像から、車両が走行している車線である自車走行車線の左右の白線を検出し、検出した白線に基づいて将来の自車両の目標位置を設定し、設定した目標位置に車両が進むように操舵制御を行うものである。 Conventionally, a steering control device that performs steering control of a vehicle based on a captured image of a camera mounted on the vehicle is known (see, for example, Patent Document 1). This conventional steering control device detects the left and right white lines of the host vehicle lane, which is the lane in which the vehicle is traveling, from the captured image of the camera, and sets the target position of the future host vehicle based on the detected white line Then, steering control is performed so that the vehicle advances to the set target position.
ところで、追い越し車線を走行している場合に、運転者が居眠りをした場合や急病になった場合等の運転者が運転できなくなった場合は、自動操舵により車線変更を行い、路肩等の安全なエリアに車両を停止させることが考えられる。 By the way, if you are driving in an overtaking lane and the driver is unable to drive, such as when the driver is asleep or suddenly ill, you can change the lane by automatic steering, It is conceivable to stop the vehicle in the area.
しかしながら、操舵制御装置に用いるカメラとしては、車両の進行方向前方の解像度を高めるために視野角の狭いカメラが用いられている。このようなカメラでは、車線変更を行う隣接車線である車線変更対象車線の左右の白線までは検出することができないため、車線変更を行う際に目標位置を適切に設定することができないという問題がある。なお、カメラの代わりにレーダを用いても、同様の問題がある。 However, as a camera used for the steering control device, a camera with a narrow viewing angle is used in order to increase the resolution in the forward direction of the vehicle. In such a camera, since it is not possible to detect the left and right white lines of the lane change target lane that is an adjacent lane for which the lane is changed, there is a problem that the target position cannot be set appropriately when the lane change is performed. is there. Even if a radar is used instead of the camera, there is a similar problem.
そこで、本発明は、車線変更対象車線の左右の区画線を検出できない場合であっても、車線変更を行うための目標位置を適切に設定することができる操舵制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering control device that can appropriately set a target position for changing lanes even when the left and right lane markings of the lane change target lane cannot be detected. To do.
本発明に係る操舵制御装置は、車両の操舵制御を行って車両を車線変更させる操舵制御装置であって、車両の進行方向前方の車線の左右の区画線を検出する区画線検出部と、区画線検出部により検出された車線の左右の区画線から、車両の将来の目標位置を設定する目標位置設定部と、目標位置設定部で設定した目標位置に向かうように車両の操舵制御を行う操舵制御部と、を備え、車両が走行している車線である自車走行車線から自車走行車線に隣接する車線である車線変更対象車線に車線変更を行う場合に、目標位置設定部は、区画線検出部により検出された自車走行車線の左右の区画線から自車走行車線の車線幅を算出し、自車走行車線の車線変更対象車線側の区画線から自車走行車線の車線幅の略半分の距離だけ離れた線上に、目標位置を設定する。 A steering control device according to the present invention is a steering control device that changes the lane of a vehicle by performing steering control of the vehicle, and includes a lane line detection unit that detects left and right lane lines of a lane ahead of the traveling direction of the vehicle, Steering that performs steering control of the vehicle from the left and right lane markings of the lane detected by the line detection unit toward the target position setting unit that sets the future target position of the vehicle and the target position set by the target position setting unit A target position setting unit when a lane change is made from a vehicle lane that is a lane in which the vehicle is traveling to a lane change target lane that is a lane adjacent to the vehicle lane. The lane width of the host vehicle lane is calculated from the left and right lane lines of the host vehicle lane detected by the lane detector, and the lane width of the host vehicle lane is calculated from the lane line on the lane change target lane side of the host vehicle lane. On a line that is approximately half the distance away, the target To set the location.
本発明に係る操舵制御装置によれば、区画線検出部が車線の左右の区画線を検出すれば、この左右の区画線の距離を計算することで車線幅を算出することができる。そして、自車走行車線と車線変更対象車線とは車線幅がほぼ同じであると推定される。そこで、自車走行車線から車線変更対象車線に車線変更を行う場合は、まず、区画線検出部により検出された左右の区画線から自車走行車線の車線幅を算出する。そして、自車走行車線の車線変更対象車線側の区画線から自車走行車線の車線幅の略半分の距離だけ離れた線上に、車線変更のための目標位置を設定する。これにより、区画線検出部により車線変更対象車線の左右の区画線を検出できない場合であっても、車線変更を行うための目標位置を適切に設定することができるため、操舵制御部により車両を車線変更させる操舵制御を行うことができる。 According to the steering control device according to the present invention, if the lane marking detection unit detects the left and right lane markings of the lane, the lane width can be calculated by calculating the distance between the left and right lane markings. And it is estimated that the own vehicle travel lane and the lane change target lane have substantially the same lane width. Therefore, when changing the lane from the own vehicle lane to the lane change target lane, first, the lane width of the own vehicle lane is calculated from the left and right lane lines detected by the lane line detector. Then, a target position for lane change is set on a line that is separated from the lane line on the lane change target lane side of the own vehicle travel lane by a distance approximately half the lane width of the own vehicle travel lane. Thus, even if the left and right lane lines of the lane change target lane cannot be detected by the lane line detection unit, the target position for changing the lane can be appropriately set. Steering control for changing lanes can be performed.
この場合、車両が自車走行車線の車線変更対象車線側の区画線を越えると、目標位置設定部は、区画線検出部により検出された左右の区画線の中央を通る線上に、目標位置を設定することができる。車線変更により区画線を超えると、区画線検出部により車線変更対象車線の左右の区画線が検出される。そこで、車線変更を行う側の区画線を超えると、区画線検出部により検出された左右の区画線の中央を通る線上に、目標位置を設定する。これにより、目標位置の設定精度を高めることができる。 In this case, when the vehicle crosses the lane line on the lane change target lane side of the host vehicle lane, the target position setting unit sets the target position on a line passing through the center of the left and right lane lines detected by the lane line detection unit. Can be set. When the lane change is exceeded due to the lane change, the lane line detection unit detects the lane lines on the left and right of the lane change target lane. Therefore, when the lane line on the side where the lane change is performed is exceeded, the target position is set on a line passing through the center of the left and right lane lines detected by the lane line detection unit. Thereby, the setting accuracy of the target position can be increased.
本発明によれば、車線変更対象車線の左右の区画線を検出できない場合であっても、車線変更を行うための目標位置を適切に設定することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately set a target position for changing lanes even when left and right lane markings in a lane change target lane cannot be detected.
以下、本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る操舵制御装置は、車両に搭載されて、運転者が急病等により運転できなくなった場合等に、運転者に代わって又は運転者の運転支援として車両の操舵制御を行い、車両を路肩側の車線に車線変更(レーンチェンジ)させるものである。なお、車線変更を行う前に車両が走行している車線を「自車走行車線」といい、自車走行車線に隣接した車線であって自車走行車線から車線変更を行った後に車両が走行する車線(車線変更する車線)を「車線変更対象車線」という。 The steering control device according to the present embodiment is mounted on a vehicle and performs steering control of the vehicle on behalf of the driver or as driving assistance for the driver when the driver becomes unable to drive due to a sudden illness or the like. Is changed to the lane on the shoulder side (lane change). The lane in which the vehicle is traveling before the lane change is called the “own vehicle lane”. The lane is adjacent to the own vehicle lane, and the vehicle travels after the lane change from the own vehicle lane. The lane to be changed (lane to be changed) is called “lane change target lane”.
図1は、実施形態に係る操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施形態に係る操舵制御装置1は、ステアリングシステム2の回転駆動制御を行うことで車両の操舵制御を行う装置であり、区画線検出部3と、運動情報取得部4と、制御部5と、を備えている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the steering control device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the steering control device 1 according to the embodiment is a device that performs steering control of a vehicle by performing rotational drive control of the steering system 2, and includes a lane marking detection unit 3 and a motion information acquisition unit 4. And a control unit 5.
ステアリングシステム2は、操舵輪に連結されたギアボックス21に連結されたステアリングシャフト22に、運転者が操舵操作を行うステアリングホイール23が接続されている。そして、回転駆動装置24によりステアリングシャフト22を回転駆動可能になっている。回転駆動装置24は、モータ等の電動機により構成されている。回転駆動装置24とステアリングシャフト22とは、遊星歯車等の歯車機構により接続されており、回転駆動装置24によりステアリングシャフト22を回転駆動することが可能となっている。なお、図1では、ステアリングホイール23直下に回転駆動装置24を配置しているが、スペース等の関係でギアボックス21近傍に回転駆動装置24を配置してもよい。
In the steering system 2, a
区画線検出部3は、車両の進行方向前方の車線の左右の区画線を検出するものである。区画線は、車線を区画する白線等の線である。区画線検出部3は、区画線を検出すると、検出した区画線の情報を取得する。区画線の情報は、自車両を中心とした座標軸における座標情報で表わすことができる。区画線検出部3の搭載位置は、特に限定されるものではないが、車両の前端部に搭載することで、車両の進行方向前方の区画線を適切に取得することができる。区画線検出部3としては、カメラ等の撮像装置やミリ波レーダ等の各種レーダを用いることができる。区画線検出部3として撮像装置を用いる場合、区画線検出部3は、例えば、当該撮像装置により撮像した画像データを画像解析して区画線を抽出し、この注出した区画線から座標情報(区画線の情報)を取得することができる。区画線検出部3としてレーダを用いる場合、区画線検出部3は、例えば、当該レーダにより区画線を検出し、この注出した区画線から座標情報(区画線の情報)を取得することができる。なお、以下の説明では、区画線検出部3として撮像装置を用いる場合について説明する。そして、区画線検出部3は、車両の進行方向前方の車線の左右の区画線を検出すると、検出した区画線の情報を制御部5に送信する。 The lane marking detection unit 3 detects left and right lane markings in the lane ahead of the vehicle in the traveling direction. The lane marking is a line such as a white line that divides the lane. When the lane marking detection unit 3 detects the lane marking, the lane marking detection unit 3 acquires information on the detected lane marking. The lane marking information can be represented by coordinate information on the coordinate axis centered on the host vehicle. Although the mounting position of the lane marking detection unit 3 is not particularly limited, the lane marking ahead in the traveling direction of the vehicle can be appropriately acquired by mounting it on the front end of the vehicle. As the lane marking detection unit 3, an imaging device such as a camera or various radars such as a millimeter wave radar can be used. When an imaging device is used as the lane marking detection unit 3, the lane marking detection unit 3, for example, analyzes image data captured by the imaging device, extracts a lane line, and extracts coordinate information ( Lane line information) can be acquired. When a radar is used as the lane marking detection unit 3, the lane marking detection unit 3, for example, can detect a lane marking by the radar and acquire coordinate information (division line information) from the extracted lane marking. . In the following description, a case where an imaging device is used as the lane marking detection unit 3 will be described. And if the lane marking detection part 3 detects the lane marking on either side of the lane ahead of the advancing direction of a vehicle, it will transmit the information of the detected lane marking to the control part 5.
運動情報取得部4は、車両の運動情報を取得するものである。運動情報取得部4は、運動情報として、速度及び車両に発生しているヨーレートを取得する。なお、運動情報取得部4は、運動情報として、速度及びヨーレート以外の情報を取得してもよい。車速は、例えば、各車輪の回転速度を検出し、各車輪の回転速度から車両の車速を算出することにより求めることができる。ヨーレートは、ヨーレートセンサにより車両に発生しているヨーレートを求めることができる。そして、運動情報取得部4は、取得した運動情報を制御部5に送信する。 The exercise information acquisition unit 4 acquires vehicle exercise information. The motion information acquisition unit 4 acquires speed and yaw rate generated in the vehicle as motion information. The exercise information acquisition unit 4 may acquire information other than speed and yaw rate as exercise information. The vehicle speed can be obtained, for example, by detecting the rotational speed of each wheel and calculating the vehicle speed from the rotational speed of each wheel. As the yaw rate, the yaw rate generated in the vehicle can be obtained by the yaw rate sensor. Then, the exercise information acquisition unit 4 transmits the acquired exercise information to the control unit 5.
制御部5は、区画線検出部3及び運動情報取得部4から送信された情報に基づいて、ステアリングシステム2の回転駆動装置24の回転駆動制御を行うものである。このため、制御部5は、車線変更判断部51と、目標位置設定部52と、推定位置算出部53と、操舵制御部54と、の機能を備えている。なお、制御部5は、主にCPU等の演算装置とメモリ等の記憶装置とにより構成されており、予め記憶された様々なプログラムに従って各種制御を行うものである。
The control unit 5 performs rotation drive control of the
車線変更判断部51は、車両の操舵制御により車両を車線変更するか否かを判断する機能を有する。車両の操舵制御により車両を車線変更する場合としては、例えば、追い越し車線の走行中に運転者が急病等により運転できない状態になった場合が挙げられる。運転者が急病等により運転できなくなっているか否かは、例えば、運転席や助手席等に設置した非常ボタンの操作に基づいて、また、車室内に設置したカメラにより撮像した運転者の顔画像の分析結果に基づいて判断することができる。車両が追い越し車線を走行しているか否かは、例えば、路肩までの距離が所定距離以上であるか否か、車両に搭載されたGPSにより検出される現在位置が地図情報上における追い越し車線であるか否か、により判断することができる。路肩までの距離は、例えば、カメラ等の撮像装置やミリ波レーダ等の各種レーダ等によりガードレールや縁石までの距離を検出し、この検出したガードレールや縁石までの距離を、路肩までの距離とすることにより求めることができる。
The lane
目標位置設定部52は、区画線検出部3が取得した区画線に基づいて、車両の操舵制御により車両を車線変更させるための将来の車両の目標位置を設定する機能を有する。将来の車両の目標位置とは、例えば、所定時間後(τ時間後)の車両の目標位置や、車線変更が完了した後の車両の目標位置とすることができる。
The target
ここで、目標位置設定部52が設定する目標位置について詳しく説明する。車両が自車走行車線の車線変更対象車線側の区画線を越えるまで(自車走行車線を走行している間)、区画線検出部3は、自車走行車線の左右の区画線を検出する。一方、車両が車線変更を行って区画線を越えると(車線変更対象車線に入ると)、区画線検出部3は、車線変更対象車線の左右の区画線を検出する。このため、車両が自車走行車線の車線変更対象車線側の区画線を超えるまで、車線変更対象車線の左右の区画線のうち、自車走行車線側の区画線を検出できるものの、自車走行車線の反対側の区画線を検出できない。
Here, the target position set by the target
そこで、車両が区画線を越えるまで、目標位置設定部52は、区画線検出部3が検出した自車走行車線の左右の区画線の情報に基づいて、車線変更対象車線における目標位置を設定する。具体的に説明すると、目標位置設定部52は、まず、区画線検出部3から自車走行車線の左右の区画線の情報を取得し、この取得した左右の区画線の情報から自車走行車線の車線幅である自車走行車線幅を算出する。また、目標位置設定部52は、区画線検出部3が取得した自車走行車線の左右の区画線のうち、車線変更対象車線側の区画線を車線変更側区画線として選択する。また、目標位置設定部52は、車線変更側区画線から自車走行車線幅の略半分の距離だけ離れた線を中央予想線として算出する。略半分とは、実質的に半分であることを意味し、その中には半分が含まれる。そして、目標位置設定部52は、算出した中央予想線上に目標位置を設定する。
Therefore, until the vehicle crosses the lane line, the target
一方、車両が区画線を越えると、目標位置設定部52は、区画線検出部3が検出した車線変更対象車線の左右の区画線の情報に基づいて、車線変更対象車線における目標位置を設定する。具体的に説明すると、目標位置設定部52は、まず、区画線検出部3から車線変更対象車線の左右の区画線の情報を取得し、取得した左右の区画線の情報から、当該左右の区画線の中央を通る中央線を算出する。そして、目標位置設定部52は、算出した中央線上に目標位置を設定する。
On the other hand, when the vehicle crosses the lane line, the target
推定位置算出部53は、運動情報取得部4が取得した現在の車両の運動情報に基づいて将来の車両の推定位置を算出する機能を有する。将来の車両の推定位置とは、将来の車両の目標位置と同様に、所定時間後(τ時間後)の車両の推定位置であって、例えば、5秒後の車両の推定位置とすることができる。
The estimated
ここで、図2に示すように、車両前後方向をx軸とし、x軸に直交する方向(車両横方向)をy軸とした座標軸を考える。また、車速をV、ヨーレートをγ、y軸方向におけるτ秒後の車両の推定位置をyt、x軸方向におけるτ秒後の車両の推定位置ltとする。そして、推定位置算出部53は、運動情報取得部4から車両の運動情報として車速及びヨーレートを取得すると、次の式(1)及び式(2)を演算することにより、τ秒後の車両の推定位置yt及び推定位置ltを算出する。なお、この算出した推定位置yt及び推定位置ltが、τ秒後の車両の推定位置となる。
Here, as shown in FIG. 2, a coordinate axis is considered in which the vehicle longitudinal direction is the x-axis and the direction orthogonal to the x-axis (the vehicle lateral direction) is the y-axis. Further, the vehicle speed V, the yaw rate gamma, the estimated position of the vehicle after τ seconds in the y-axis direction and y t, the estimated position of the vehicle after τ seconds in the x-axis direction l t. Then, when the estimated
yt=τ2・V・γ(τ)/2 …(1)
lt=τ・V …(2)
操舵制御部54は、目標位置と推定位置とのズレ量(差分)に基づいて車両の操舵制御を行う機能を有する。つまり、操舵制御部54は、目標位置設定部52が設定した目標位置と推定位置算出部53が算出した推定位置とのズレ量ε(図2参照)に基づいて、車両の操舵制御を行う。
y t = τ 2 · V · γ (τ) / 2 (1)
l t = τ · V (2)
The
図3は、車両の操舵制御を行うための制御ロジックを示す図である。図3に示すように、操舵制御部54は、PID(Proportional Integral Derivative)制御を行うPID制御部56と、ステアリングシステム2の回転駆動装置24の回転駆動制御を行う駆動指令部57と、を備えている。
FIG. 3 is a diagram showing a control logic for performing steering control of the vehicle. As shown in FIG. 3, the
PID制御部56は、比例制御(P制御)を行うP項56aと、積分制御(I制御)を行うI項56bと、微分制御(D制御)を行うD項56cと、を備えている。PID制御部56は、目標位置と推定位置とのズレ量に基づくPID制御により目標とするべき操舵角である目標操舵角を算出し、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量を算出する。そして、操舵制御部54は、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量が所定の閾値以上である場合に、駆動指令部57から回転駆動装置24を回転駆動する指令を出力する。なお、PID制御部56としては、PID制御を行う公知の制御装置を用いることができる。
The
ここで、回転駆動装置24の回転駆動制御としては、回転角度を指令する場合と、トルクを指令する場合とがある。何れの場合も、ズレ量が所定の閾値以上である場合に指令を出力するが、回転角度を指令する場合は、トルクを指令する場合よりも閾値を小さくすることができる。例えば、回転角度を指令する場合は、ズレ量の閾値を±100mmとし、トルクを指令する場合は、ズレ量の閾値を±200mmとする。
Here, the rotation drive control of the
そして、駆動指令部57から回転駆動装置24に指令が出力されると、回転駆動装置24が回転駆動することによりステアリングシャフト22が回転して自動操舵が行われ、推定位置算出部53によりτ秒後の推定位置が算出される。
When a command is output from the
次に、図4を参照して、操舵制御装置1の処理動作について説明する。図4は、操舵制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 Next, the processing operation of the steering control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the steering control device.
図4に示すように、制御部5は、まず、車両の操舵制御により車両を車線変更させるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1の処理は、車線変更判断部51により行われる。そして、車両の操舵制御により車両を車線変更させないと判定した場合(ステップS1:NO)、操舵制御装置1は、処理を終了する。
As shown in FIG. 4, the control unit 5 first determines whether or not to change the lane of the vehicle by the steering control of the vehicle (step S1). The processing in step S1 is performed by the lane
一方、車両の操舵制御により車両を車線変更させると判定すると(ステップS1:YES)、制御部5は、区画線検出部3が取得した車両の進行方向前方における車線の左右の区画線の情報を取得するとともに(ステップS2)、運動情報取得部4が取得した車両の運動情報を取得する(ステップS3)。ステップS2の処理は、目標位置設定部52により行われ、ステップS3の処理は、推定位置算出部53により行われる。ステップS2において左右の区画線を検出する車線は、車両が区画線を越えるまで自車走行車線となり、車両が区画線を越えると車線変更対象車線となる。なお、ステップS2とステップS3とは、何れを先に処理してもよく、平行して処理してもよい。
On the other hand, if it is determined that the lane of the vehicle is to be changed by the steering control of the vehicle (step S1: YES), the control unit 5 obtains information on the left and right lane lines of the lane in the forward direction of the vehicle acquired by the lane line detection unit 3. While acquiring (step S2), the exercise | movement information of the vehicle which the exercise | movement information acquisition part 4 acquired is acquired (step S3). The process of step S2 is performed by the target
次に、制御部5は、車線変更側区画線を越えたか否かを判定する(ステップS4)。ステップS4の処理は、目標位置設定部52により行われる。車両が区画線を越えたか否かは、例えば、車両に搭載されたGPSにより検出される現在位置が地図情報上における区画線を越えたか否か、又は、区画線検出部3が検出した左右の区画線が変わったか否か、により判断することができる。
Next, the control part 5 determines whether it exceeded the lane change side lane marking (step S4). The process of step S4 is performed by the target
車線変更側区画線を越えていないと判定した場合(ステップS4:NO)、制御部5は、自車走行車線の左右の区画線の情報に基づいて、車線変更対象車線における目標位置を設定する(ステップS5)。ステップS5の処理は、目標位置設定部52により行われる。ステップS5では、まず、ステップS2において取得した自車走行車線の左右の区画線の情報から、自車走行車線幅が算出される。次に、車線変更側区画線から自車走行車線幅の略半分の距離だけ離れた中央予想線が算出される。そして、算出された中央予想線上に目標位置が設定される。
If it is determined that the lane change side lane line is not exceeded (step S4: NO), the control unit 5 sets a target position in the lane change target lane based on information on the left and right lane lines of the host vehicle lane. (Step S5). The process of step S5 is performed by the target
車両が車線変更側区画線を越えたと判定した場合(ステップS4:YES)、制御部5は、車線変更対象車線の左右の区画線の情報に基づいて、車線変更対象車線における目標位置を設定する(ステップS6)。ステップS6の処理は、目標位置設定部52により行われる。ステップS6では、まず、ステップS2において取得した車線変更対象車線の左右の区画線の情報から、当該左右の区画線の中央を通る中央線が算出される。そして、この算出された中央線上に目標位置が設定される。
When it is determined that the vehicle has crossed the lane change side lane line (step S4: YES), the control unit 5 sets a target position in the lane change target lane based on information on the left and right lane lines of the lane change target lane. (Step S6). The process of step S6 is performed by the target
次に、制御部5は、ステップS2において取得した車両の運動情報に基づいて将来の車両の推定位置を算出する(ステップS7)。ステップS7の処理は、推定位置算出部53により行われる。
Next, the control unit 5 calculates the estimated position of the future vehicle based on the vehicle motion information acquired in step S2 (step S7). The process of step S7 is performed by the estimated
次に、制御部5は、ステップS5又はステップS6で設定した目標位置とステップS7で算出した推定位置とに基づいて目標操舵角を算出し、現在の操舵角と目標操舵角とのズレ量を算出する(ステップS8)。ステップS8の処理は、操舵制御部54により行われる。
Next, the control unit 5 calculates a target steering angle based on the target position set in step S5 or step S6 and the estimated position calculated in step S7, and calculates a deviation amount between the current steering angle and the target steering angle. Calculate (step S8). The process of step S8 is performed by the
次に、制御部5は、ステップS8で算出したズレ量が所定の閾値以上であるか否かを判断する(ステップS9)。ステップS9の処理は、操舵制御部54により行われる。
Next, the control unit 5 determines whether or not the amount of deviation calculated in step S8 is greater than or equal to a predetermined threshold (step S9). The process of step S9 is performed by the
ズレ量が所定の閾値以上であると判断した場合(ステップS9:YES)、制御部5は、回転駆動装置24を回転駆動する(ステップS10)。ステップS10の処理は、操舵制御部54により行われる。そして、操舵制御装置1の処理動作を一旦終了し、再度ステップS1から繰り返す。
When it is determined that the amount of deviation is greater than or equal to the predetermined threshold (step S9: YES), the control unit 5 rotationally drives the rotation drive device 24 (step S10). The process of step S10 is performed by the
一方、ズレ量が所定の閾値未満であると判断した場合(ステップS9:NO)、制御部5は、回転駆動装置24を回転駆動することなく、操舵制御装置1の処理動作を一旦終了し、再度ステップS1から繰り返す。
On the other hand, when it is determined that the amount of deviation is less than the predetermined threshold (step S9: NO), the control unit 5 temporarily ends the processing operation of the steering control device 1 without rotationally driving the
ここで、図5〜図8を参照して、操舵制御装置1による車両の車線変更動作について説明する。図5〜図8は、車線変更の状態を示す図である。図5〜図8では、車両Vが、左側の区画線L1及び右側の区画線L2で区画された自車走行車線Aから、左側の区画線L3及び右側の区画線L1で区画された車線変更対象車線Bに車線変更する状態を示している。このため、区画線L1が車線変更側区画線となる。 Here, the lane change operation of the vehicle by the steering control device 1 will be described with reference to FIGS. 5-8 is a figure which shows the state of a lane change. 5 to 8, the vehicle V is changed from the own vehicle traveling lane A divided by the left lane line L1 and the right lane line L2 to the lane change divided by the left lane line L3 and the right lane line L1. The state where the lane is changed to the target lane B is shown. For this reason, the lane marking L1 becomes the lane change side lane marking.
図5に示すように、本実施形態の処理を行なう前は、自車走行車線Aの中央線Cを目標位置Oとして、車両Vのレーンキープを行う操舵制御が行われている。なお、車両Vのレーンキープを行う操舵制御は、公知の制御を用いることができる。 As shown in FIG. 5, before the processing of the present embodiment is performed, steering control for performing lane keeping of the vehicle V is performed with the center line C of the host vehicle travel lane A as the target position O. In addition, well-known control can be used for the steering control which performs the lane keeping of the vehicle V. FIG.
車両Vが自車走行車線Aから車線変更対象車線Bに車線変更する場合、まず、図6に示すように、区画線検出部3が検出した自車走行車線Aの区画線L1及び区画線L2から自車走行車線Aの車線幅が算出され、区画線L1から自車走行車線Aの車線幅の略半分の距離だけ離れた中央予想線C’上に目標位置Oが設定される。そして、この設定した目標位置Oに向けて、車両Vの車線変更を行う操舵制御が行われる。 When the vehicle V changes its lane from the own vehicle lane A to the lane change target lane B, first, as shown in FIG. 6, the lane line L1 and the lane line L2 of the own vehicle lane A detected by the lane line detection unit 3 are detected. The lane width of the own vehicle travel lane A is calculated from the above, and the target position O is set on the central predicted line C ′ that is separated from the lane marking L1 by a distance approximately half the lane width of the own vehicle travel lane A. Then, steering control is performed to change the lane of the vehicle V toward the set target position O.
車両Vが区画線L1を超えると、図7に示すように、区画線検出部3により検出された車線変更対象車線Bの区画線L3及び区画線L1から算出される車線変更対象車線Bの中央線C上に目標位置Oが設定される。そして、車両Vが中央線C上に至るまで、この設定した目標位置Oに向けて、車両Vの車線変更を行う操舵制御が行われる。 When the vehicle V exceeds the lane marking L1, as shown in FIG. 7, the center of the lane change target lane B calculated from the lane marking L3 and the lane marking L1 of the lane change target lane B detected by the lane marking detection unit 3 A target position O is set on the line C. Then, until the vehicle V reaches the center line C, the steering control for changing the lane of the vehicle V toward the set target position O is performed.
車両Vの車線変更が完了すると、図8に示すように、区画線検出部3により検出された車線変更対象車線Bの区画線L3及び区画線L1から算出される車線変更対象車線Bの中央線C上に目標位置Oが設定される。そして、この設定した目標位置Oに向けて、車両のレーンキープを行う操舵制御が行われる。 When the lane change of the vehicle V is completed, as shown in FIG. 8, the center line of the lane change target lane B calculated from the lane line L3 and the lane line L1 of the lane change target lane B detected by the lane line detection unit 3 A target position O is set on C. Then, steering control is performed to keep the lane of the vehicle toward the set target position O.
このように、本実施形態によれば、区画線検出部3が車線の左右の区画線を検出すれば、この左右の区画線の距離を計算することで車線幅を算出することができる。そして、自車走行車線と車線変更対象車線とは車線幅がほぼ同じであると推定される。そこで、自車走行車線から車線変更対象車線に車線変更を行う場合は、まず、区画線検出部3により検出された左右の区画線から自車走行車線の車線幅を算出する。そして、車線変更側区画線から自車走行車線の車線幅の略半分の距離だけ離れた中央予想線上に、車線変更のための目標位置を設定する。これにより、区画線検出部3により車線変更対象車線の左右の区画線を検出できない場合であっても、車線変更を行うための目標位置を適切に設定することができるため、操舵制御部54により車両を車線変更させる操舵制御を行うことができる。 Thus, according to the present embodiment, if the lane marking detector 3 detects the lane markings on the left and right of the lane, the lane width can be calculated by calculating the distance between the lane markings on the left and right. And it is estimated that the own vehicle travel lane and the lane change target lane have substantially the same lane width. Therefore, when changing the lane from the own vehicle lane to the lane change target lane, first, the lane width of the own vehicle lane is calculated from the left and right lane lines detected by the lane line detection unit 3. Then, a target position for lane change is set on the central predicted line that is separated from the lane change side lane by a distance approximately half the lane width of the host vehicle lane. Thus, even if the left and right lane lines of the lane change target lane cannot be detected by the lane line detection unit 3, the target position for changing the lane can be appropriately set. Steering control for changing the lane of the vehicle can be performed.
また、車線変更により車線変更側区画線を超えると、区画線検出部3により車線変更対象車線の左右の区画線が検出される。そこで、車線変更側区画線を超えると、区画線検出部3により検出された左右の区画線の中央を通る中央線上に、目標位置を設定する。これにより、目標位置の設定精度を高めることができる。 Moreover, when the lane change side lane line is exceeded by the lane change, the lane line detection unit 3 detects the left and right lane lines of the lane change target lane. Therefore, when the lane change side lane line is exceeded, the target position is set on the center line passing through the center of the left and right lane lines detected by the lane line detection unit 3. Thereby, the setting accuracy of the target position can be increased.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、区画線検出部及び運動情報取得部の具体的な構成を説明したが、区画線検出部及び運動情報取得部は、それぞれ区画線及び運動情報を取得できれば如何なる構成であってもよい。 For example, in the above embodiment, the specific configurations of the lane line detection unit and the motion information acquisition unit have been described. However, the lane line detection unit and the motion information acquisition unit may have any configuration as long as they can acquire the lane line and the motion information, respectively. May be.
また、上記実施形態では、操舵制御部の具体的な制御態様を説明したが、操舵制御部は目標位置と推定位置との差分に基づいて車両の操舵制御を行うことができれば如何なる制御態様であってもよい。 In the above embodiment, the specific control mode of the steering control unit has been described. However, the steering control unit may be any control mode as long as the vehicle can perform steering control based on the difference between the target position and the estimated position. May be.
また、上記実施形態では、一つの制御装置で全ての機能を実現するものとして説明したが、これらの機能を複数の制御装置で実現してもよく、一つの機能を複数の制御装置で実現してもよい。 In the above embodiment, the description has been made assuming that all functions are realized by one control device. However, these functions may be realized by a plurality of control devices, and one function is realized by a plurality of control devices. May be.
また、上記実施形態では、操舵制御装置の処理動作を具体的に説明したが、各ステップの処理順序は適宜変更することができ、例えば、各ステップの処理順序を適宜入れ替えてもよく、2以上のステップを並行して行ってもよい。 In the above embodiment, the processing operation of the steering control device has been specifically described. However, the processing order of each step can be changed as appropriate, and for example, the processing order of each step may be changed as appropriate. These steps may be performed in parallel.
1…操舵制御装置、2…ステアリングシステム、3…区画線検出部、4…運動情報取得部、5…制御部、21…ギアボックス、22…ステアリングシャフト、23…ステアリングホイール、24…回転駆動装置、51…車線変更判断部、52…目標位置設定部、53…推定位置算出部、54…操舵制御部、56…PID制御部、56a…P項、56b…I項、56c…D項、57…駆動指令部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering control apparatus, 2 ... Steering system, 3 ... Marking line detection part, 4 ... Motion information acquisition part, 5 ... Control part, 21 ... Gear box, 22 ... Steering shaft, 23 ... Steering wheel, 24 ... Rotation drive device , 51 ... Lane change determination section, 52 ... Target position setting section, 53 ... Estimated position calculation section, 54 ... Steering control section, 56 ... PID control section, 56a ... P term, 56b ... I term, 56c ... D term, 57 ... Drive command section.
Claims (6)
前記車両の進行方向前方の車線の左右の区画線を検出する区画線検出部と、
前記区画線検出部により検出された前記車線の左右の区画線から、前記車両の将来の目標位置を設定する目標位置設定部と、
前記目標位置設定部で設定した前記目標位置に向かうように前記車両の操舵制御を行う操舵制御部と、
を備え、
前記車両が走行している車線である自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する車線である車線変更対象車線に車線変更を行う場合に、前記目標位置設定部は、前記区画線検出部により検出された前記自車走行車線の左右の区画線から前記自車走行車線の車線幅を算出し、前記自車走行車線の前記車線変更対象車線側の前記区画線から前記自車走行車線の前記車線幅の略半分の距離だけ離れた線上に、前記目標位置を設定し、
前記車両が前記自車走行車線の前記車線変更対象車線側の前記区画線を越えると、前記目標位置設定部は、前記区画線検出部により検出された前記左右の区画線の中央を通る線上に、前記目標位置を設定する、
操舵制御装置。 A steering control device that performs steering control of a vehicle to change the lane of the vehicle,
A lane marking detector that detects left and right lane markings in the lane ahead of the vehicle in the traveling direction;
A target position setting unit that sets a future target position of the vehicle from left and right lane markings of the lane detected by the lane marking detection unit;
A steering control unit that performs steering control of the vehicle so as to go to the target position set by the target position setting unit;
With
When changing the lane from the own vehicle travel lane that is the lane in which the vehicle is traveling to the lane change target lane that is the lane adjacent to the own vehicle travel lane, the target position setting unit is the lane marking detection unit The lane width of the host vehicle lane is calculated from the left and right lane lines of the host vehicle lane detected by the vehicle lane, and the host vehicle lane is calculated from the lane line on the lane change target lane side of the host vehicle lane. Set the target position on a line separated by a distance approximately half of the lane width ,
When the vehicle crosses the lane marking on the lane change target lane side of the host vehicle lane, the target position setting unit is on a line passing through the center of the left and right lane markings detected by the lane marking detection unit. Setting the target position ;
Steering control device.
前記運動情報取得部が取得した前記車両の運動情報に基づいて、将来の前記車両の推定位置を算出する推定位置算出部と、を更に備え、 An estimated position calculation unit that calculates an estimated position of the vehicle in the future based on the movement information of the vehicle acquired by the movement information acquisition unit;
前記自車走行車線から前記車線変更対象車線に車線変更を行う場合に、前記操舵制御部は、前記目標位置設定部が設定した前記目標位置と前記推定位置算出部が算出した前記推定位置とのズレ量に基づいて、前記車両の操舵制御を行う、 When changing the lane from the own vehicle travel lane to the lane change target lane, the steering control unit is configured to determine whether the target position set by the target position setting unit and the estimated position calculated by the estimated position calculation unit. Based on the amount of deviation, steering control of the vehicle is performed.
請求項1に記載の操舵制御装置。The steering control device according to claim 1.
前記車線変更判断部は、走行中に運転者が運転できない状態になった場合に、前記車両の操舵制御により前記車両を車線変更すると判断する、 The lane change determination unit determines to change the lane of the vehicle by steering control of the vehicle when the driver becomes unable to drive during traveling.
請求項1又は2に記載の操舵制御装置。The steering control device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の操舵制御装置。The steering control device according to claim 3.
請求項3又は4に記載の操舵制御装置。The steering control device according to claim 3 or 4.
請求項5に記載の操舵制御装置。The steering control device according to claim 5.
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