車輛的駕駛輔助系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題為，在車輛的駕駛輔助系統(tǒng)中，通過駕駛輔助的實施來回避本車輛與其他的立體物發(fā)生的沖突的狀況。本發(fā)明為了解決該課題，提供了一種如下的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其在本車輛的前進道路上存在有能夠成為障礙物的立體物的情況下，通過對本車輛的動量進行變更而求出能夠行駛的多個一次路徑，且在該多個路徑中確定能夠回避立體物的回避路線，并且以使本車輛沿著所確定的回避路線進行行駛的方式對本車輛的動量進行變更，其中，在所述多個一次路徑中不存在回避路線的情況下，在該一次路徑的中途設定分支點，并且通過在該分支點處對本車輛的動量進行再次變更來求出本車輛能夠行駛的多個二次路徑，且從該多個二次路徑中選擇回避路線。
【專利說明】車輛的駕駛輔助系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實施用于回避存在于本車輛的前進道路上的立體物的駕駛輔助的技術。
【背景技術】
[0002]一直以來，提出了一種對存在于本車輛的前方的立體物進行檢測，且在預測到所檢測出的立體物與本車輛的接觸的情況下，向駕駛員提出警告或者自動實施用于回避本車輛與立體物之間的接觸的駕駛操作的駕駛輔助系統(tǒng)。
[0003]在如上所述的駕駛輔助系統(tǒng)中已知一種利用照相機或激光雷達等來對存在于本車輛的周圍的立體物進行檢測，且根據(jù)由立體物的種類或富余時間(TTC:Time ToCollision)而確定的危險程度來實施轉向或制動操作的輔助的技術(例如，參照專利文獻I)。[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007-204044號公報
【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]然而，上述的現(xiàn)有技術中，針對存在于本車輛的周圍的全部障礙物，需要對車輛前后方向上的危險程度和車輛左右方向上的危險程度進行運算。因此，在回避了存在于本車輛的前進道路上的立體物之后而欲實施回避其他的立體物的駕駛輔助的情況下，有可能使駕駛輔助系統(tǒng)的運算負載變高。
[0009]本發(fā)明為鑒于如上所述的事實而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種在實施用于回避存在于本車輛的前進道路上的立體物的駕駛輔助的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)中，能夠在抑制駕駛輔助系統(tǒng)的負載的同時實施有效的駕駛輔助的技術。
[0010]用于解決課題的方法
[0011]本發(fā)明為了解決上述的課題而提出了一種如下的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其在本車輛的前進道路上存在有能夠成為障礙物的立體物的情況下，通過對本車輛的動量進行變更而求出能夠行駛的多個一次路徑，且從該一次路徑中確定能夠回避立體物的回避路線，并且以使本車輛沿著所確定的回避路線進行行駛的方式對本車輛的動量進行變更的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，所述車輛的駕駛輔助系統(tǒng)在所述多個一次路徑中不存在回避路線的情況下，對在該一次路徑的中途設定用于再次變更本車輛的動量進行的分支點，且通過在該分支點處對本車輛的動量進行變更來求出本車輛能夠行駛的多個二次路徑，且從在該多個二次路徑中確定回避路線。
[0012]詳細而言，本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)具備:
[0013]識別單元，其對存在于本車輛的周圍的立體物進行識別，且生成與該立體物和本車輛的相對位置相關的信息；
[0014]設定單元，其根據(jù)由所述識別單元生成的信息，來對表示本車輛的當前位置與回避區(qū)域、安全區(qū)域、不明區(qū)域的相對位置的網(wǎng)格圖進行設定，其中，所述回避區(qū)域為存在立體物的區(qū)域，所述安全區(qū)域為不存在立體物的區(qū)域，所述不明區(qū)域為立體物的有無不明的區(qū)域；
[0015]輔助單元，其在由所述設定單元設定的網(wǎng)格圖中本車輛的前進道路經(jīng)過所述回避區(qū)域的情況下，通過對本車輛的動量進行變更，從而求出多個作為本車輛能夠行駛的路徑的一次路徑，并從該多個一次路徑中確定作為能夠避開回避區(qū)域的路徑的回避路線，且以使本車輛沿著所確定的回避路線而行駛的方式對本車輛的動量進行變更，
[0016]所述輔助單元在所述多個一次路徑中不存在回避路線的情況下，在所述一次路徑的中途設定用于再次變更本車輛的動量的分支點，并通過在所述分支點處對本車量的動量進行變更，從而求出多個作為本車輛能夠行駛的路徑的二次路徑，且從該多個二次路徑中確定回避路線。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，即使在如具有回避了存在于本車輛的前進道路上的立體物(以下，稱為“第一立體物”)之后與其他的立體物(以下，稱為“第二立體物”)相接觸的可能性的情況這樣的、為了避開回避區(qū)域而需要對本車輛的動量進行多次變更的情況下，也能夠對回避路線進行設定。例如，由于能夠在回避了第一立體物之后對可再次變更本車輛的動量的回避路線進行設定，因此能夠設定可回避第一立體物和第二立體物的雙方的回避路線。
[0018]另外，此處所說的“本車輛的動量”例如為橫擺率、或作用于車輛的左右方向上的橫向加速度等的與車輛的轉彎能量相關的動量。此外，輔助單元也可采用如下方式，即，在求出多個一次路徑的情況下或求出多個二次路徑的情況下，將如下的多個路徑設定為一次路徑或二次路徑，所述多個路徑為，預測為在使本車輛的轉向角向左右分別變化了預定角度的情況下本車輛所要行駛的路徑。此處所說的“預定角度”例如為，輔助單元能夠變更的轉向角的最少量。
[0019]接下來，本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可采用如下方式，S卩，將存在于一次路徑的左右的任意一方的回避區(qū)域與該一次路徑之間的距離、即橫向距離作為參數(shù)，來決定一次路徑中的分支點的位置。即，本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，以所述橫向距離作為參數(shù)，將被設定在一次路徑上的分支點的位置收縮成一處。
[0020]在一次路徑上于多處設定有分支點的情況下，需要實施針對多個分支點中的每一個來求出二次路徑的處理或確定回避路線的處理。在這樣的情況下，存在與駕駛輔助系統(tǒng)相關的負載增加、并且到回避路線確定為止所需要的時間變長的可能性。
[0021]相對于此，當以所述的橫向距離作為參數(shù)而使分支點的位置被收縮時，能夠將駕駛輔助系統(tǒng)所消耗的負載抑制得較低，并且能夠縮短到確定回避路線為止所需要的時間。
[0022]另外，本發(fā)明所涉及的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可以采用如下的方式，S卩，沿著本車輛的行進方向對橫向距離的變化量依次進行運算，且在所述變化量成為預定的基準橫向距離以上的位置處設定分支點。
[0023]根據(jù)這樣的方法，將使分支點被設定在一次路徑與立體物之間的間隔擴大至基準橫向距離以上的位置上。即，在本車輛沿著一次路徑行駛的情況下，使分支點被設定在本車輛的左右中的任意一方均存在有該本車輛能夠移動的空間的位置上。
[0024]其結果為，即使本車輛的動量在分支點處被變更，也能夠防止本車輛進入回避區(qū)域的狀況(本車輛與立體物相沖突的狀況)。此外，由于橫向距離的變化量從當前的本車輛的位置起朝向行進方向依次被運算，因此在一次路徑上存在多個滿足作為分支點的條件的位置的情況下，分支點將被設置在該多個位置中距本車輛最近的位置上。換言之，在所述的多個位置中于最遠離回避區(qū)域的位置上設定有分支點。當根據(jù)這樣的分支點而求出二次路徑時，能夠增加可作為回避路線而使用的二次路徑。
[0025]另外，此處所說的“基準橫向距離”為，在該位置上使本車輛的動量被變更從而使本車輛向左右中的任意一方移動了的情況下，以使該本車輛不會進入回避區(qū)域的方式而被確定的值。基準橫向距離還可以被設定為，例如，在先前所計算出的橫向距離中的最短的橫向距離上加上作為識別單元而使用的傳感器的檢測誤差和余量而得到的值。即使在因作為識別單元而使用的傳感器的檢測誤差而使橫向距離的計算值與實際的橫向距離不同的情況下，但是當利用這樣的基準橫向距離來確定分支點時，也能夠設定實際上可回避立體物的回避路線。
[0026]本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可采用如下方式，S卩，在多個二次路徑中不存在回避路線的情況下，將分支點的位置朝向在一次路徑上的本車輛側的位置進行補正。在分支點與回避區(qū)域之間的距離較短的情況下，即使在分支點處使本車輛的動量變更，也存在本車輛不能完全避開回避區(qū)域的可能性。即，在如下的多個二次路徑中具有不存在回避路線的可能性，所述多個二次路徑為，被預測為在分支點處使本車輛的動量變更的情況下本車輛所要行駛的路徑。相對于此，當分支點被補正成一次路徑上的本車輛側的位置時，在根據(jù)補正后的分支點而求出的多個二次路徑中包含回避路線的概率將變高。
[0027]另外，本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可采用如下方式，S卩，在對分支點的位置進行補正時，將通過對本車輛的動量進行變更從而使本車輛能夠向左右方向移動的最大的移動量、橫向距離作為參數(shù)，來決定分支點的位置的補正量。另外，所述的最大的移動量與駕駛輔助系統(tǒng)能夠控制的轉向角的最大值相關。由此，所述的補正量也可以通過在補正前的分支點的橫向距離即將被運算出之前所計算出的橫向距離d、與駕駛輔助系統(tǒng)能夠控制的轉向角的最大值Θ max的三角函數(shù)而求出的。
[0028]當通過這種方法來決定分支點的位置的補正量時，能夠求出包括回避路線的二次路徑。另外也可以采用如下方式，即，在根據(jù)補正后的分支點而求出的二次路徑中不存在回避路線的情況下，在二次路徑的中途設定分支點，且在該分支點處求出使本車輛的動量被變更的情況下本車輛能夠行駛的多個三次路徑，并且從該三次路徑中確定回避路線。
[0029]本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可以采用如下方式，S卩，在多個一次路徑中選擇到達回避區(qū)域的距離(以下，稱為“到達距離”)為閾值以上的一次路徑作為候補回避路線，且僅在所選擇的回避路線上設定分支點。此處所說的“閾值”例如為，在駕駛輔助系統(tǒng)能夠控制的最大的變更量、和乘員能夠容許的最大的變更量中的任意較小一方的變更量上加上余量而得到的值。
[0030]在欲將本車輛從到達距離較短的一次路徑的中途向能夠回避立體物的路徑進行引導時，需要大幅度地變更本車輛的動量。其結果為，存在用于回避立體物所需要的動量的變更量超過駕駛輔助系統(tǒng)的控制范圍的可能性、以及對車輛的乘員作用有很大的G的可能性。
[0031]相對于此，在使本車輛從到達距離較長的一次路徑的中途向能夠回避立體物的路徑進行引導的情況下，能夠在駕駛輔助系統(tǒng)可控制的范圍內對本車輛的動量進行變更，并且還能夠將變更動量時作用于乘員的G抑制得較小。由此，如果在到達距離為閾值以上的候補回避路線上設定分支點，則能夠將作用于乘員的G抑制得較小，且能夠設定可回避立體物的回避路線。而且，與分支點被設定在全部多個一次路徑上的情況相比，能夠減輕駕駛輔助系統(tǒng)所消耗的負載。
[0032]本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可采用如下方式，S卩，在存在多個到達距離為閾值以上的一次路徑的情況下，選擇到達距離為最長的一次路徑為候補回避路線。當通過這種方法選擇候補回避路線時，能夠將作用于乘員上的G抑制至最小限，且可實施能夠回避立體物的駕駛輔助。
[0033]本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)也可以采用如下方式，S卩，將到達距離與相鄰的一次路徑相比長出預定量以上的一次路徑選擇為候補回避路線。此處所說的“預定量”為，利用了預先實驗等的適當作業(yè)而求出的值。在通過這樣的方法而設定分支點的情況下，與在多個一次路徑上設定分支點的情況相比，能夠將駕駛輔助系統(tǒng)所消耗的負載抑制得較低。
[0034]然而，當欲確定在本車輛的動量于分支點處被變更的情況下該本車輛所能夠行駛的全部的二次路徑時，存在駕駛輔助系統(tǒng)所消耗的負載變大、并且到回避路線被確定為止所需要的時間變長的可能性。
[0035]因此，本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)可以設定為，在如下的情況下不實施所述回避路線的左側或右側的二次路徑的搜索，所述情況為，通過在候補回避路線的中途使本車輛的轉向角向左側或右側變化預定角度從而使得本車輛能夠行駛的二次路徑的到達距離與候補回避路線的到達距離之差小于基準值的情況。
[0036]發(fā)明的效果
[0037]根據(jù)本發(fā)明，在實施用于回避存在于本車輛的前進道路上的立體物的駕駛輔助的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)中，能夠在抑制駕駛輔助系統(tǒng)的負載的同時實施有效的駕駛輔助。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為表示本發(fā)明所涉及的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)的結構的圖。
[0039]圖2為表示網(wǎng)格圖的生成方法的圖。
[0040]圖3為表示對回避區(qū)域和安全區(qū)域進行設定的方法的圖。
[0041]圖4為表示在本車輛的前進道路上存在立體物(回避區(qū)域)的示例的圖。
[0042]圖5為表示在本車輛的前進道路上不存在立體物(回避區(qū)域)的示例的圖。
[0043]圖6為表不對回避路線進行確定的方法的圖。
[0044]圖7為表示從回避路線的選擇項中去除的路徑的一個示例的圖。
[0045]圖8為表示在一次路徑中不存在回避路線的示例的圖。
[0046]圖9為表示從一次路徑的中途求出二次路徑的方法的圖。
[0047]圖10為表示對設定二次路徑的范圍進行限定的方法的圖。
[0048]圖11為表示分支點的設定方法的圖。
[0049]圖12為表示根據(jù)分支點所求出的二次路徑中不存在回避路線的示例的圖。[0050]圖13為表示在將分支點向本車輛側變更的情況下而求出的二次路徑的示例的圖。
[0051]圖14為表示駕駛輔助的執(zhí)行順序的程序圖。
【具體實施方式】
[0052]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體的實施方式進行說明。在此，對將本發(fā)明應用于如下的系統(tǒng)中的示例進行說明，所述系統(tǒng)對本車輛的行駛道路或作為障礙物的立體物進行識別，并且實施用于避免從所識別出的行駛道路上的脫離或與立體物之間的碰撞的駕駛輔助。另外，在以下的實施例中所說明的結構表示本發(fā)明的一個實施方式，而并不對本發(fā)明的結構進行限定。
[0053]圖1為應用本發(fā)明的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)的結構按功能單獨表示的框圖。如圖1所示，在車輛中搭載有駕駛輔助用的控制單元(ECU) I。
[0054]ECUl為，具備CPU、ROM、RAM、后備RAM，I/O接口等的電子控制單元。在ECUl上電連接有外界識別裝置2、橫擺率傳感器3、車輪速度傳感器4、加速度傳感器5、制動器傳感器
6、加速器傳感器7、轉向傳感器8、轉向轉矩傳感器9等各種傳感器,且向E⑶I輸入這些傳感器的輸出信號。
[0055]外界識別裝置2 包含例如 LIDAR (Laser Imaging Detection And Ranging)>LRF(Laser Range Finder)、立體照相機等測定裝置中的至少一個,且對與存在于車輛的周圍的立體物和本車輛之間的相對位置相關的信息(例如，相對距離或相對角度)進行檢測。外界識別裝置2相當于本發(fā)明所涉及的識別單元。
[0056]橫擺率傳感器3例如被安裝在本車輛的車身上,并輸出與作用于本車輛上的橫擺率Y相關的電信號。車輪速度傳感器4被安裝在本車輛的車輪上，并且為輸出與車輛的行駛速度(車速V)相關的電信號的傳感器。加速度傳感器5輸出與作用于本車輛的前后方向上的加速度(前后加速度)、以及作用于本車輛的左右方向上的加速度(橫向加速度)相關的電信號。
[0057]制動器傳感器6例如被安裝在車廂內的制動器踏板上，并輸出與制動器踏板的操作轉矩(踩踏力)相關的電信號。加速器傳感器7例如被安裝在車廂內的加速踏板上，并輸出與加速踏板的操作轉矩(踩踏力)相關的電信號。轉向傳感器8例如被安裝在與車廂內的方向盤相連接的轉向桿上，并輸出與從方向盤的中立位置起的轉彎角度(轉向角)相關的電信號。轉向轉矩傳感器9被安裝在轉向桿上，并輸出與向方向盤輸入的轉矩(轉向轉矩)相關的電信號。
[0058]此外，在E⑶I上連接有蜂鳴器10、顯示裝置11、電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12、電子控制式制動器(ECB) 13等各種設備，且這些各種設備通過E⑶I而被電控制。
[0059]蜂鳴器10為，例如被安裝在車廂內并且輸出警告音等的裝置。顯示裝置11為，例如被安裝在車廂內并且顯示各種消息或警告燈的裝置。電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12為，利用電動機所產(chǎn)生的轉矩來對方向盤的操舵轉矩進行助力的裝置。電子控制式制動器(ECB) 13為，對被設置在各個車輪上的摩擦制動器的工作液壓(制動器液壓)進行電子調節(jié)的裝置。
[0060]ECUl為了利用上述的各種傳感器的輸出信號來對各種設備進行控制而具有如下這樣的功能。即、E⑶I具備:行駛道路識別部100、前進道路預測部101、輔助判斷部102、警報判斷部103、控制判斷部104、以及控制量運算部105。
[0061]行駛道路識別部100根據(jù)從所述外界識別裝置2所輸出的信息來生成與本車輛此后所要行駛的道路(行駛道路)相關的信息。例如，行駛道路識別部100在以本車輛作為原點的二維網(wǎng)格圖中，生成表示能夠成為本車輛的障礙物的立體物(例如，在車道旁延伸的路緣石、護欄、溝、壁、桿、其他車輛等)的位置的網(wǎng)格坐標，或與本車輛相對于該立體物或車道邊界的姿態(tài)(距離或橫擺角等)相關的信息。
[0062]在此，根據(jù)圖2來對網(wǎng)格圖的生成方法進行說明。圖2為表示道路形狀向右轉彎時的網(wǎng)格圖。另外，圖2中的兩條實線表示道路的兩端，且為用于對網(wǎng)格圖的制作方法進行說明而追加的線。
[0063]行駛道路識別部100在網(wǎng)格圖中，將存在有由外界識別裝置2識別出的立體物的位置的單元設定為回避區(qū)域(在圖2中涂以深色的區(qū)域)。接下來，行駛道路識別部100將位于對由外界識別裝置2檢測出的立體物與本車輛進行連結的假想直線上的單元設定為安全區(qū)域(圖2中未涂色的區(qū)域)。此外，行駛道路識別部100在對外界識別裝置2所能夠識別的界限位置(例如，網(wǎng)格圖的框部分)與本車輛進行連結的假想直線上未識別到立體物的情況下，將位于該假想直線上的單元設定為不明區(qū)域。而且，行駛道路識別部100將因立體物而成為死角的位置的單元(從本車輛觀察位于立體物的后方的單元)設定為不明區(qū)域(圖2中涂以淺色的區(qū)域)。
[0064]另外，在網(wǎng)格圖的初始狀態(tài)下全部的單元均被設定為不明區(qū)域。如圖3所示，行駛道路識別部100在外界識別裝置2識別出立體物時(例如，從外界識別裝置2所發(fā)出的雷達波的反射波返回到該外界識別裝置2時)，將與立體物B的位置相對應的單元從不明區(qū)域變更為回避區(qū)域，且將位于對回避區(qū)域與本車輛A進行連結的假想直線上的單元從不明區(qū)域變更為安全區(qū)域。
[0065]當通過這樣的方法制作網(wǎng)格圖時將不會再出現(xiàn)如下情況，所述情況為，在外界識別裝置2發(fā)生立體物的檢測遺漏的情況下或外界識別裝置2存在不能檢測的區(qū)域的情況下，將有可能存在立體物的區(qū)域設定為安全區(qū)域的情況。另外，行駛道路識別部100相當于本發(fā)明所涉及的設定單元。
[0066]前進道路預測部101對如下路徑(前進道路)進行預測，所述路徑為，被預測為本車輛在維持當前的動量而行駛的狀態(tài)下進行行駛的情況下所通過的路徑。具體而言，前進道路預測部101對本車輛在維持當前的車速V和橫擺率Y的狀態(tài)下行駛時的轉彎半徑R進行運算，且根據(jù)所計算出的轉彎半徑R和本車輛的寬度來對前進道路進行確定。另外，轉彎半徑R能夠通過車速V除以橫擺率Y而求出(R=V/ Y )。
[0067]輔助判斷部102根據(jù)行駛道路識別部100所生成的網(wǎng)格圖和前進道路預測部101所預測出的前進道路，來判斷是否實施駕駛輔助。具體而言，輔助判斷部102對在網(wǎng)格圖中本車輛的前進道路是否經(jīng)過回避區(qū)域進行判斷。此時，如圖4所示，在本車輛A的前進道路(圖4中的實線箭頭)經(jīng)過回避區(qū)域的情況下，輔助判斷部102判斷為需要實施駕駛輔助。此夕卜，如圖5所示，在本車輛A的前進道路(圖5中的實線箭頭)不經(jīng)過回避區(qū)域的情況下，輔助判斷部102判斷為不需要實施駕駛輔助。
[0068]警報判斷部103在通過所述輔助判斷部102而判斷為需要實施駕駛輔助的情況下，通過實施蜂鳴器10的鳴動、或顯示裝置11所發(fā)出的警告消息或警告燈的顯示等，從而促使駕駛員警覺。例如可以采用如下方式，即，警報判斷部103在通過所述輔助判斷部102而被判斷為需要實施駕駛輔助時立即使蜂鳴器10鳴動，或者使警告消息或警告燈顯示于顯示裝置11上。此外也可以采用如下方式，即，警報判斷部103在本車輛與立體物之間的距離成為了預定距離以下的時間點使蜂鳴器10鳴動、或者使警告消息或警告燈顯示于顯示裝置11上。而且也可以采用如下方式，即，警報判斷部103針對本車輛與立體物之間的距離最長的路徑而對本車輛A到達立體物B的時間進行運算，并且在該運算結果成為了預定時間以下的時間點，使蜂鳴器10鳴動、或者使警告消息或警告燈顯示于顯示裝置11上。
[0069]在此，所述的預定距離或預定時間也可以根據(jù)橫擺率傳感器3的輸出信號或車輪速度傳感器4的輸出信號而被變更。例如可以采用如下方式，即，在車速較高時與較低時相t匕，使預定距離或預定時間被設定得較長。此外也可以采用如下方式，即，在橫擺率較大時與較小時相比，使預定距離或預定時間被設定得較長。
[0070]另外，對駕駛者的警告的方法并不被限定于使蜂鳴器10鳴動的方法、或使警告消息或警告燈顯示于顯示裝置11上的方法，例如也可采用使座椅安全帶的緊固扭矩間斷性地發(fā)生變化的方法。
[0071]控制判斷部104在通過所述輔助判斷部102而判斷為需要實施駕駛輔助的情況下，對自動實施為了避免本車輛與立體物之間的碰撞而所需的駕駛操作(以下，稱為“回避操作”)的時刻進行確定。
[0072]具體而言，控制判斷部104可以將本車輛與立體物之間的距離成為預定距離以下的時刻設定為回避操作的實施時刻。此外，控制判斷部104也可以采用如下方式，即，對本車輛到達立體物的時間進行運算，且將該運算結果成為預定時間以下的時刻設為回避操作的實施時刻。此處所說的“回避操作”包括利用電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12來對車輪的轉向角進行變更的操作，也可以同時應用利用電子控制式制動器(ECB) 13來對作用于車輪上的制動力進行變更的操作等。
[0073]在此，雖然控制判斷部104所使用的預定距離或預定時間可以與所述警報判斷部103所使用的預定距離或預定時間同樣地根據(jù)車速或橫擺率來進行變更，但是設定為，與所述警報判斷部103所使用的預定距離或預定時間等同或在此以下。
[0074]控制量運算部105在由所述控制判斷部104而決定了回避操作的實施時刻時，對電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12或電子控制式制動器(ECB) 13的控制量進行運算，并且根據(jù)所計算出的控制量和由所述控制判斷部104所決定的回避操作實施時刻，來對電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12或電子控制式制動器(ECB) 13進行控制。
[0075]具體而言，控制量運算部105對能夠回避本車輛與立體物之間的沖突的回避路線進行確定。在此，根據(jù)圖6至圖13來對回避路線的特定方法進行說明?？刂屏窟\算部105求出多個一次路徑(圖6中的單點劃線箭頭)，其中，所述多個一次路徑為，被預測為在使本車輛的轉向角按照預定角度變化的情況下本車輛所要行駛的路徑。此處所說的“預定角度”相當于ECUl能夠控制的轉向角的最小量。
[0076]控制量運算部105將所述的多個一次路徑中的未經(jīng)過回避區(qū)域以及不明區(qū)域的一次路徑(圖6中的Lel、Le2、Le3)選擇為回避路線。在存在多個未經(jīng)過回避區(qū)域以及不明區(qū)域的一次路徑的情況下，控制量運算部105可以選擇當前的轉向角的變化量最少的一次路徑(圖6中的Lei)。[0077]此外，在每個網(wǎng)格圖的單元上設定有移動成本的情況下，控制量運算部105也可以分別針對所述的多個一次路徑來對經(jīng)過各個一次路徑的全部單元的移動成本的總和(總移動成本)進行運算，并選擇所計算出的總移動成本為最小的一次路徑。此時，控制量運算部105從回避路線的選項中除去經(jīng)過不明區(qū)域的距離(或者經(jīng)過不明區(qū)域的單元的次數(shù))超過上限值的一次路徑。例如，如圖7所示，在發(fā)生了存在于道路的分支部分上的立體物B的識別遺漏的情況下，與立體物B之間發(fā)生碰撞的一次路徑(圖7中的單點劃線箭頭)會從回避路線的選項中被除去。另外，在存在有多個總移動成本為最小的一次路徑的情況下，控制量運算部105可以選擇當前的轉向角的變化量為最少的一次路徑。
[0078]此處所說的“移動成本”為，根據(jù)經(jīng)過各個單元時的危險度來決定的值。例如，回避區(qū)域的單元的移動成本被設定為大于不明區(qū)域的單元的移動成本，而且不明區(qū)域的單元的移動成本被設定為大于安全區(qū)域的單元的移動成本的值。此時，不明區(qū)域的移動成本也可以根據(jù)單元的大小來變更。例如可以為，單元的大小為較大時與較小時相比，不明區(qū)域的移動成本被設定得較大。這是由于，單元的大小為較大時與較小時相比，在相當于I個單元的范圍內存在立體物的可能性變高。這樣的移動成本是在行駛道路識別部100制作網(wǎng)格圖時被設定的。
[0079]但是也可以設想為如下的情況，S卩，作為用于回避存在于本車輛的前進道路上的立體物(第一立體物)的回避路線，而必須選擇具有與其他的立體物(第二立體物)發(fā)生碰撞的可能性的路徑。例如設想為如下的情況，即，如圖8所示，能夠回避存在于本車輛A的前進道路(圖8中的實線箭頭)上的第一立體物BI的全部的一次路徑(圖8中的單點劃線箭頭L14、L15、L16)均不能完全回避第二立體物B2的情況。
[0080]在上述的這種情況下，控制量運算部105通過在一次路徑的中途使本車輛的轉向角再次進行變更來對能夠回避第一以及第二立體物B1、B2的路徑(回避路線)進行確定。此時，如果針對全部的多個一次路徑實施回避路線的搜索，則駕駛輔助系統(tǒng)的運算負載會過大，并且存在到回避路線被確定為止所需要的時間變長的可能性。
[0081]在此，在控制量運算部105中，選擇到達距離為閾值以上、而且相對于相鄰的一次路徑的到達距離而長于預定量以上的一次路徑，且僅針對所選擇的一次路徑(候補回避路線)來實施回避路線的搜索。
[0082]當設定有如上所述的條件時，例如，圖8中的一次路徑L10、L11、L12由于與相鄰的一次路徑的到達距離之差小于預定量，并且到達距離小于閾值，因此從候補回避路線的選項中被去除。圖8中的一次路徑L13由于到達距離小于閾值，因此從候補回避路線的選項中被去除。圖8中的一次路徑L15雖然到達距離為閾值以上，但是由于與相鄰的一次路徑14相比到達距離較短，因此從候補回避路線的選項中被去除。圖8中的一次路徑L16雖然到達距離為閾值以上，但是由于與相鄰的一次路徑L15相比到達距離變短，因此從候補回避路線的選項中被去除。由此，在圖8所示的示例中，一次路徑L14被設定為候補回避路線。
[0083]接下來，如圖9所示，控制量運算部105將被設定為候補回避路線的中途的分支點(圖9中的點S)作為起點，從而求出如下的二次路徑(圖9中的實線箭頭)，所述二次路徑為，被預測為使轉向角向左右分別變化了預定角度的情況下本車輛所要行駛的路徑。接下來，控制量運算部105在多個二次路徑中對回避路線進行確定。此時的確定方法與在多個一次路徑中對回避路線進行確定的方法相同。即，控制量運算部105將多個二次路徑中不經(jīng)過回避區(qū)域以及不明區(qū)域的二次路徑選擇為回避路線。另外，在每個網(wǎng)格圖的單元上設定有移動成本的情況下，控制量運算部105也可以選擇所述多個二次路徑中總移動成本為最小的二次路徑。此時，控制量運算部105可從回避路線的選項中去除經(jīng)過不明區(qū)域的距離(或者經(jīng)過不明區(qū)域的單元的次數(shù))超過上限值的二次路徑。而且，控制量運算部105在不經(jīng)過回避區(qū)域以及不明區(qū)域的二次路徑、或者總移動成本為最小的二次路徑存在有多個的情況下，也可以選擇候補回避路線的轉向角的變化量為最少的二次路徑。
[0084]但是，當針對多個二次路徑中的每一個而實施是否能夠回避回避區(qū)域的判斷處理或總移動成本的運算處理時，存在駕駛輔助系統(tǒng)的運算負載過大的可能性，并且存在到回避路線被確定為止所需要的時間變長的可能性。
[0085]對此，控制量運算部105也可以限定候補回避路線的右側或左側中的某一方來求出二次路徑。詳細而言，如圖10所示，控制量運算部105求出如下的二次路徑L20和二次路徑L21，其中，所述二次路徑L20為，被預測為在分支點處使轉向角向右側變化預定角度的情況下本車輛所要行駛的路徑，所述二次路徑L21為，被預測為在分支點處使轉向角向左側變化預定角度的情況下本車輛所要行駛的路徑。接下來，控制量運算部105通過從二次路徑L20、L21的各自的到達距離(本車輛與分支點之間的候補回避路線的長度加上分支點與立體物之間的二次路徑的長度而得到的值)中減去候補回避路線的到達距離(從本車輛對立體物的候補回避路線的長度)，來對到達距離的延長量進行運算。即，控制量運算部105對相對于候補回避路線的到達距離的、二次路徑的到達距離的增加量(延長量)進行運算?？刂屏窟\算部105可以設定為，在二次路徑L20、L21中的任意一個的延長量小于基準值的情況下，不實施對與該二次路徑相同方向上的二次路徑的搜索。
[0086]例如，在二次路徑L20的延長量小于基準值的情況下，控制量運算部105在與候補回避路線相比靠左側的范圍內實施二次路徑的搜索。另一方面，在二次路徑L21的延長量小于基準值的情況下，控制量運算部105在與候補回避路線相比靠右側的范圍內實施二次路徑的搜索。由此，由于當二次路徑的搜索范圍被縮小時，駕駛輔助系統(tǒng)的運算負載將被減輕，因此能夠縮短到回避路線被確定為止所需要的時間。另外，在二次路徑L20、L21的雙方的延長量小于基準值的情況下，控制量運算部105也可采取如下方式，即，在候補回避路線的右側以及左側的雙方中搜索二次路徑、或者僅對與到達距離較長一方的二次路徑相同的方向上實施二次路徑的搜索。
[0087]另外，上述的分支點可以在候補回避路線上每隔固定間隔而設定。但是，當分支點的個數(shù)變多時，需要在每個分支點處對二次路徑進行搜索，從而使駕駛輔助系統(tǒng)的運算負載將升高。對此，如圖11所示，控制量運算部105從本車輛側每隔固定間隔(例如，在固定距離、或固定時間內本車輛行駛的距離)依次對與在候補回避路線的橫向上的立體物之間的距離、即橫向距離(圖11中的dl、d2、d3、d4、d5、d6)進行運算。接下來，控制量運算部105對橫向距離相對于上一個橫向距離而長出固定距離以上的位置設定為分支點。此處所說的“固定距離”為，在已經(jīng)計算出的多個橫向距離中最短的橫向距離上加上外界識別裝置2的檢測誤差和余量而得到的距離。例如，如圖11所示，在實施橫向距離d6的運算的時間點上，“固定距離”為在dl、d2、d3、d4、d5中最短的橫向距離(例如，圖11中的d5)上加上外界識別裝置2的檢測誤差和余量而得到的距離。此外，在候補回避路線的左右存在立體物的情況下，控制量運算部105在候補回避路線的右側的橫向距離和左側的橫向距離中，使用某較短一方的距離來作為所述的橫向距離。
[0088]但是，在根據(jù)上述的分支點而求出了多個二次路徑的情況下，如圖12所示，在這些二次路徑之中也有可能不存在能夠回避第二立體物B2的二次路徑。在這樣的情況下,如圖13所示，控制量運算部105也可以將分支點的位置向本車輛側進行變更。此時的變更量Δ I能夠通過以下的數(shù)學式而求出。
[0089]Δ I =d/tan Θ max
[0090]上述的式中的d為，在即將運算出分支點的橫向距離之前所計算出的橫向距離(例如，圖11中的d5),且Θ max為,通過駕駛輔助系統(tǒng)而能夠控制的轉向角的最大值。
[0091]當通過這樣的方法而使分支點的位置向本車輛側變更時，如圖13所示，能夠求出可回避第二立體物B2的二次路徑。其結果為，能夠對可回避第一立體物BI以及第二立體物B2的回避路線進行設定。另外在多個二次路徑中不存在回避路線的情況下，也可以采用如下方式，即，控制量運算部105從多個二次路徑中選擇候補回避路線，且從所選擇的候補回避路線的中途求出多個三次路徑。即，控制量運算部105也可以反復執(zhí)行候補回避路線的選擇處理、分支點的設定處理、以及在分支點處使本車輛的動量變更時的路徑的確定處理，直到找到回避路線為止。
[0092]在此，所述的控制量運算部105相當于本發(fā)明所涉及的輔助單元。
[0093]根據(jù)以如上所述的方式而構成的ECU1，能夠在抑制ECUl的運算負載的增加的同時，盡可能地回避如下的駕駛輔助的實施，所述駕駛輔助為，向立體物的有無為不明的區(qū)域內對本車輛進行引導的駕駛輔助、或將本車輛向與存在于本車輛的前進道路上的立體物之外的立體物發(fā)生碰撞的區(qū)域進行引導的駕駛輔助。
[0094]以下，按照圖14來對本實施例的駕駛輔助的執(zhí)行順序進行說明。圖14為通過E⑶I而被反復執(zhí)行的處理程序，且被預先存儲于ECUl的ROM等中。
[0095]在圖14的處理程序中，E⑶I首先在SlOl中讀取外界識別裝置2的輸出信號、橫擺率傳感器3的輸出信號(橫擺率Y )、車輪速度傳感器4的輸出信號(車速V)、轉向角傳感器10的輸出信號(轉向角Θ )等。
[0096]在S102中，E⑶I根據(jù)外界識別裝置2的輸出信號來生成網(wǎng)格圖。即，E⑶I在全部單元被設定為不明區(qū)域的網(wǎng)格圖中，將存在立體物的位置的單元變更為回避區(qū)域，并且將立體物與本車輛之間的單元變更為安全區(qū)域。而且，ECUl也可以對各個單元設定移動成本。
[0097]在S103中，E⑶I根據(jù)橫擺率Y和車速V來對本車輛的前進道路進行預測(進行運算)。
[0098]在S104中，E⑶I根據(jù)在所述S102中生成的網(wǎng)格圖和在所述S103中預測出的前進道路，來對在本車輛的前進道路上是否存在立體物進行判斷。在S104中做出否定判斷的情況下，ECUl暫時結束本程序的執(zhí)行。另一方面，在S104中做出肯定判斷的情況下，ECUl進入S105。
[0099]在S105中，E⑶I求出一次路徑。詳細而言，E⑶I首先對如下的多個一次路徑進行運算，所述多個一次路徑為，被預測為在所述SlOl中所讀取的轉向角θ向左右分別變化了預定角度的情況下本車輛所要通過的路徑。而且，E⑶I也可以針對多個一次路徑中的每一個對總移動成本進行運算。
[0100]在S106中，E⑶I對所述S105中所求得的多個一次路徑中是否存在能夠回避回避區(qū)域以及不明區(qū)域的回避路線進行判斷。另外，在網(wǎng)格圖的各個單元上設定有移動成本的情況下，ECUl在S106中，對多個一次路徑中是否存在總移動成本為容許界限值以下的一次路徑進行判斷。此處所說的“容許界限值”例如為，不經(jīng)過回避區(qū)域、且經(jīng)過不明區(qū)域的距離(或者經(jīng)過不明區(qū)域的單元的次數(shù))為上限值以下的一次路徑所能夠取得的最大的總移動成本。
[0101]在所述S106中做出肯定判斷的情況下，E⑶I進入S107，并對是否為駕駛輔助的實施時刻進行辨別。詳細而言，ECUl對本車輛與立體物之間的距離是否為預定距離以下、或者本車輛到達立體物為止的時間是否為預定時間以下進行判斷。在S107中做出否定判斷的情況下，ECUl暫時結束本程序的執(zhí)行。另一方面，在S107中做出肯定判斷的情況下，ECUl進入S108。
[0102]在S108中，E⑶I對電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12進行控制以使本車輛沿著回避路線而行駛。詳細而言，ECUl對電動轉向系統(tǒng)(EPS) 12進行控制以使轉向角Θ與對應于回避路線的轉向角相一致。另外，在未經(jīng)過回避區(qū)域以及不明區(qū)域的一次路徑、或者總移動成本為容許界限值以下的一次路徑存在多個的情況下，ECUl選擇當前的轉向角Θ的變化量為最小的一次路徑作為回避路線，且根據(jù)所選擇的回避路線的轉向角來對電動轉向系統(tǒng)(EPS)12進行控制。
[0103]在所述S106中做出否定判斷的情況下，E⑶I進入S109。在S109中，E⑶I從多個一次路徑中選擇候補回避路線。詳細而言，ECUl在多個一次路徑中將如下的一次路徑選擇為候補回避路線，所述一次路徑為，到達距離為閾值以上、而且相對于相鄰的一次路徑的到達距離而長出預定量以上的一次路徑。
[0104]在SllO中，E⑶I將分支點設定在所述S109中所選擇的候補回避路線上。詳細而言，ECUl在候補回避路線上，從本車輛側起每隔固定間隔而對橫向距離進行運算。接下來，ECUl將橫向距離相對于上一個橫向距離而長出了固定距離以上的位置設定為分支點。
[0105]在Slll中，E⑶I根據(jù)所述SllO中所設定的分支點來求出多個二次路徑。詳細而言，ECUl求出如下的多個二次路徑，所述二次路徑為，被預測為在所述分支點處使轉向角向左右分別變化了預定角度的情況下本車輛所要行駛的路徑。此時，ECUl也可以限定候補回避路線的右側或左側中的任意一方而求出二次路徑。E⑶I在執(zhí)行Slll的處理之后再次執(zhí)Rsioe以后的處理。
[0106]當通過如上所述的方法來實施駕駛輔助時，在發(fā)生了外界識別裝置2的識別遺漏的情況下，能夠通過駕駛輔助的實施來避免本車輛與其他的立體物碰撞的狀況。而且，在如具有回避了存在于本車輛的前進道路上的立體物之后與其他的立體物發(fā)生碰撞的可能性的情況這樣的、在本車輛的周圍存在多個立體物的情況下，能夠在抑制ECUl的運算負載的增加的同時對能夠回避這些立體物的復雜的回避路線進行設定。其結果為，能夠實現(xiàn)通過駕駛輔助的實施而獲得的安全性提高。
[0107]符號說明
[0108]I ECU
[0109]2 外界識別裝置[0110]3橫擺率傳感器
[0111]4車輪速度傳感器
[0112]5加速度傳感器
[0113]6制動器傳感器
[0114]7加速器傳感器
[0115]8轉向角傳感器
[0116]9轉向轉矩傳感器
[0117]10蜂鳴器
[0118]11顯示裝置
[0119]12電動轉向系統(tǒng)(EPS)
[0120]13電子控制式制動器(ECB)
[0121]100行駛道路識別部
[0122]101前進道路預測部
[0123]102輔助判斷部
[0124]103警報判斷部
[0125]104控制判斷部
[0126]105控制量運算部
【權利要求】
1.一種車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，具備: 識別單元，其對存在于本車輛的周圍的立體物進行識別，且生成與該立體物和本車輛的相對位置相關的信息； 設定單元，其根據(jù)由所述識別單元生成的信息，來對表示本車輛的當前位置與回避區(qū)域、安全區(qū)域、不明區(qū)域的相對位置的網(wǎng)格圖進行設定，其中，所述回避區(qū)域為存在立體物的區(qū)域，所述安全區(qū)域為不存在立體物的區(qū)域，所述不明區(qū)域為立體物的有無不明的區(qū)域； 輔助單元，其在由所述設定單元設定的網(wǎng)格圖中本車輛的前進道路從所述回避區(qū)域經(jīng)過的情況下，通過對本車輛的動量進行變更，從而求出多個作為本車輛能夠行駛的路徑的一次路徑，并從該多個一次路徑中確定作為能夠回避所述回避區(qū)域的路徑的回避路線，且以使本車輛沿著所確定的回避路線而行駛的方式對本車輛的動量進行變更， 所述輔助單元在所述多個一次路徑中不存在回避路線的情況下，在所述一次路徑的中途設定用于再次變更本車輛的動量的分支點，并通過在所述分支點處對本車量的動量進行變更，從而求出多個作為本車輛能夠行駛的路徑的二次路徑，且從該多個二次路徑中確定回避路線。
2.如權利要求1所述的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其中， 所述輔助單元將存在于所述一次路徑的左右的任意一方的回避區(qū)域與所述一次路徑之間的距離、即橫向距離作為參數(shù)，來決定所述一次路徑上的分支點的位置。
3.如權利要求2所述的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其中， 所述輔助單元沿著本車輛的行進方向對橫向距離的變化量依次進行運算，且在所述變化量成為預定的基準橫向距離以上的位置處設定分支點。
4.如權利要求3所述的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其中， 所述輔助單元在所述多個二次路徑中不存在回避路線的情況下，將所述分支點的位置朝向所述一次路徑上的本車輛側的位置進行補正。
5.如權利要求4所述的車輛的駕駛輔助系統(tǒng)，其中， 所述輔助單元將通過對本車輛的動量進行變更從而使本車輛能夠向左右方向移動的最大的移動量和所述橫向距離作為參數(shù)，來決定所述分支點的位置的補正量。
【文檔編號】B60W30/08GK103842228SQ201180073980
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月3日 優(yōu)先權日:2011年10月3日
【發(fā)明者】松原利之 申請人:豐田自動車株式會社