车辆的行驶轨迹控制装置制造方法
【专利摘要】包括对车辆的前方进行拍摄的前方拍摄装置(68)和对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄的侧方拍摄装置(70、72)，在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地执行行驶轨迹控制时(S200、350)，基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来执行行驶轨迹控制(S400)，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地执行行驶轨迹控制时，至少基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来执行行驶轨迹控制(S300、600)。
【专利说明】车辆的行驶轨迹控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆的控制装置，更详细而言，涉及一种通过以使转向轮的转向角成为目标转向角的方式进行控制而使车辆沿着目标轨迹(目标行驶线)行驶的车辆的行驶轨迹控制装置。
【背景技术】
[0002]在具备能够变更转向轮的转向角相对于如转向盘那样的转向输入单元的转向操作位置的关系的转向角可变装置的车辆中，已知有通过以使转向轮的转向角成为目标转向角的方式进行控制而控制车辆的行驶的行驶控制装置。作为行驶控制装置之一，提出了运算用于使车辆沿着目标行驶线行驶的转向轮的目标转向角，并将转向轮的转向角控制成目标转向角，由此使车辆沿着目标行驶线行驶的各种行驶轨迹控制装置。
[0003]例如在下述的专利文献I中记载了如下的行驶轨迹控制装置:基于由对车辆的前方进行拍摄的相机取得的车辆前方的拍摄信息和来自导航装置的地图信息，判定车辆是否从行驶车道脱离。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2002-109694号公报
【发明内容】
[0007]〔发明要解决的课题〕
[0008]在如上述公开公报记载那样的以往的行驶轨迹控制装置中，基于由对车辆的前方进行拍摄的相机取得的车辆前方的拍摄信息来判定车辆前方的行驶车道。然而如图23所示，当车辆100在较大弯曲的行驶路或曲折的道路那样的弯曲半径小的行驶车道102上行驶时，通过相机能够拍摄的行驶车道的范围104受限制。因此，无法确定与行驶车道相关的必要的信息并取得足以正常地执行行驶轨迹控制的充分的车辆前方的信息。因此，在行驶车道的半径小的情况下，无法避免行驶轨迹控制的精度的下降，在通过相机能够拍摄的行驶车道的范围较大地受限制时，不得不中止行驶轨迹控制。
[0009]需要说明的是，上述的问题并不局限于行驶车道的半径小的情况，例如雨、水花、隧道的入口那样周围的明亮度的急剧的变化、车辆前方的大型车辆那样通过相机正常拍摄车辆的前方的情况受到阻碍的状况下也同样地产生。
[0010]本发明的主要目的在于即使在通过对车辆的前方进行拍摄的相机无法取得足以确定行驶车道的信息的充分的车辆前方的信息的状况下，也能尽可能地防止精度的下降而继续行驶轨迹控制。
[0011]〔用于解决课题的手段及发明的效果〕
[0012]根据本发明，提供一种车辆的行驶轨迹控制装置，其具有:对车辆的周围进行拍摄的拍摄单元；以及基于由拍摄单元取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，并基于目标转向角来控制转向轮的转向角，由此以使车辆沿着行驶车道行驶的方式进行控制的运算控制装置，所述车辆的行驶轨迹控制装置的特征在于，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，基于对拍摄单元的拍摄方向及拍摄范围中的至少一方进行变更而取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0013]根据该结构，即使在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，也能够基于对拍摄方向及拍摄范围中的至少一方进行变更而取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。因此，与未变更拍摄方向及拍摄范围中的至少一方的情况相比，能够扩大正常地运算转向轮的目标转向角的可能性，由此能够尽可能地防止精度的下降而继续行驶轨迹控制。
[0014]另外，根据本发明，提供一种车辆的行驶轨迹控制装置，其具有:对车辆的周围进行拍摄的拍摄单元；以及基于由拍摄单元取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，并基于目标转向角来控制转向轮的转向角，由此以使车辆沿着行驶车道行驶的方式进行控制的运算控制装置，所述车辆的行驶轨迹控制装置的特征在于，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，通过拍摄单元对车辆的侧方进行拍摄，运算控制装置至少基于车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0015]根据该结构，即使在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，也能够至少基于车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。因此，与未拍摄车辆的侧方的情况相比，能够扩大正常地运算转向轮的目标转向角的可能性，由此能够尽可能地防止精度的下降而继续行驶轨迹控制。
[0016]另外在上述结构中，可以的是，拍摄单元包括对车辆的前方进行拍摄的前方拍摄装置和对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄的侧方拍摄装置，运算控制装置在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，至少基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0017]根据该结构，在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地运算转向轮的目标转向角时，不需要车辆的侧方的拍摄信息而能够基于车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。而且在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，能够至少基于车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0018]另外在上述结构中，可以的是，运算控制装置在车辆的行驶轨迹的半径比基准值大时，基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在车辆的行驶轨迹的半径为基准值以下时，基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0019]根据该结构，在车辆的行驶轨迹的半径比基准值大时，不需要车辆的侧方的拍摄信息而能够基于车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。而且在车辆的行驶轨迹的半径为基准值以下时，不需要车辆的前方的拍摄信息而能够基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0020]另外在上述结构中，可以的是，运算控制装置基于拍摄信息来推定车辆相对于行驶车道的横向偏差、车辆相对于行驶车道的横摆角、行驶车道的半径中的至少一个参数，并基于推定的参数来运算转向轮的目标转向角。
[0021]根据该结构，能够基于车辆相对于行驶车道的横向偏差、车辆相对于行驶车道的横摆角、行驶车道的半径中的至少一个参数来运算转向轮的目标转向角。
[0022]另外在上述结构中，可以的是，侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄，运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定沿着车辆的前后方向隔开设置的前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差来推定车辆相对于行驶车道的横摆角，基于车辆的横向偏差及车辆的横摆角来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差，至少基于车辆的横向偏差及车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0023]根据该结构，能够基于侧方的拍摄信息来运算车辆的横向偏差及车辆的目标横向偏差，并至少基于车辆的横向偏差及车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0024]另外在上述结构中，可以的是，运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定行驶车道的半径，基于行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，基于车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差、行驶车道的半径来运算转向轮的目标转向角。
[0025]根据该结构，能够基于车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差、行驶车道的半径而高精度地运算行驶轨迹控制用的转向轮的目标转向角。
[0026]另外在上述结构中，可以的是，侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的一方的侧方进行拍摄，运算控制装置基于车辆的行驶运动来针对三个时刻推定车辆的横摆角，基于车辆的横摆角及车辆的行驶运动来针对三个时刻推定车辆在假想的正交坐标中的位置，针对三个时刻基于侧方的拍摄信息来推定车辆的基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于在三个时刻的车辆的横向偏差、车辆的横摆角及车辆的位置来推定行驶车道的转弯半径，基于行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，基于在第三个时刻的车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、在第三个时刻的车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差、行驶车道的半径来运算转向轮的目标转向角。
[0027]根据该结构，能够基于在第三个时刻的车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、在第三个时刻的车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差、行驶车道的半径而高精度地运算行驶轨迹控制用的转向轮的目标转向角。
[0028]另外在上述结构中，可以的是，侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄，运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定车辆的基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于车辆的横向偏差及行驶车道的宽度的信息中的至少一方来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差，基于车辆的横向偏差及车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0029]根据该结构，不用运算行驶车道的半径、车辆的横摆角及车辆的目标横摆角，而能够基于车辆的横向偏差及车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0030]另外在上述结构中，可以的是，侧方拍摄装置包括对车辆的左方进行拍摄的左侧方拍摄装置和对车辆的右方进行拍摄的右侧方拍摄装置，运算控制装置基于左侧方的拍摄信息及右侧方的拍摄信息来推定左侧及右侧的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于左侧及右侧的车辆相对于行驶车道的横向偏差来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差。
[0031]根据该结构，能够基于左侧及右侧的车辆相对于行驶车道的横向偏差来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差。
[0032]另外在上述结构中，可以的是，侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的一方的侧方进行拍摄，运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定沿着车辆的前后方向隔开设置的前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差来推定车辆相对于行驶车道的横摆角，基于侧方的拍摄信息来推定行驶车道的半径，基于行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，将基于行驶车道的宽度而可变设定的值及预先设定的值中的一方作为车辆的目标横向偏差，基于车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、及车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0033]根据该结构，能够将基于行驶车道的宽度而可变设定的值及预先设定的值中的一方作为车辆的目标横向偏差，基于车辆的横向偏差与车辆的目标横向偏差之间的偏差、及车辆的横摆角与车辆的目标横摆角之间的偏差来运算转向轮的目标转向角。
[0034]另外根据本发明，可以的是，当行驶轨迹控制在基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角的行驶轨迹控制与至少基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角的行驶轨迹控制之间切换时，运算控制装置使转向轮的目标转向角渐变。
[0035]根据该结构，在行驶轨迹控制变化时，使转向轮的目标转向角渐变，因此能够防止在行驶轨迹控制切换时转向轮的目标转向角急变的情况及由其引起而车辆的行驶状态急变的情况。
[0036]在上述结构中，可以的是，运算控制装置在车辆的行驶轨迹的半径为基准值以下时，基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的第一目标转向角，并且基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的第二目标转向角，基于车速及车辆的行驶轨迹的半径来推定驾驶员的前方注视距离，在前方拍摄装置的可拍摄距离相对于前方注视距离较短时，与前方拍摄装置的可拍摄距离相对于前方注视距离较长时相比，将第二目标转向角的贡献程度可变设定得较高，并基于第一目标转向角、第二目标转向角、贡献程度来运算转向轮的目标转向角。
[0037]根据该结构，能够根据前方注视距离与前方拍摄装置的可拍摄距离的关系来可变设定第二目标转向角的贡献程度，并基于第一目标转向角、第二目标转向角、贡献程度来运算转向轮的目标转向角。由此，能够在前方拍摄装置的可拍摄距离相对于前方注视距离较长时，降低第二目标转向角的贡献程度，在前方拍摄装置的可拍摄距离相对于前方注视距离较短时，提高第二目标转向角的贡献程度，从而运算转向轮的目标转向角。
[0038]另外在上述结构中，可以的是，拍摄单元包括对车辆的前方进行拍摄的前方拍摄装置和对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄的侧方拍摄装置，运算控制装置在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息对拍摄信息进行补偿，基于补偿后的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。[0039]根据该结构，能够在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息对拍摄信息进行补偿，基于补偿后的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
[0040]另外在上述结构中，可以的是，运算控制装置在基于由前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来确定行驶车道的白线，并基于行驶车道的白线的信息来运算转向轮的目标转向角的状况下，基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息不足时，利用基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息，对行驶车道的白线的信息进行补偿，基于补偿后的行驶车道的白线的信息来运算转向轮的目标转向角。
[0041]根据该结构，在基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息不足时，利用基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息，对行驶车道的白线的信息进行补偿。由此，即使在基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息不足时，也能够基于补偿后的行驶车道的白线的信息而高精度地运算转向轮的目标转向角。
[0042]另外在上述结构中，可以的是，在基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度及基于由侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度中的至少一方为各自对应的基准长度以下时，运算控制装置中止车辆的行驶轨迹的控制。
[0043]根据该结构，在基于车辆的前方及侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度中的至少一方为各自对应的基准长度以下时，中止车辆的行驶轨迹的控制。由此，能够在基于车辆的前方及侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度不充分的状况下，防止基于它们不适当地继续车辆的行驶轨迹的控制。
[0044]另外在上述结构中，可以的是，车辆具有能够变更照射方向或照射范围的照明装置，运算控制装置在基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息暂时不足时，以使确定的行驶车道的白线的信息增大的方式变更所述照明装置的照射方向或照射范围。
[0045]根据该结构，在基于前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息暂时不足时，以使确定的行驶车道的白线的信息增大的方式变更照明装置的照射方向或照射范围，由此增大确定的行驶车道的白线的信息。由此，与未变更照明装置的照射方向或照射范围的情况相比，能够降低因确定的行驶车道的白线的长度不充分而中止车辆的行驶轨迹的控制的可能性。
[0046]另外在上述结构中，可以的是，在存在车辆从行驶车道脱离的可能性的情况及所述拍摄单元的拍摄精度下降的情况中的任一情况发生时，所述运算控制装置使车速下降而继续所述车辆的行驶轨迹的控制。
[0047]根据该结构，在存在车辆从行驶车道脱离的可能性的情况下或拍摄装置的拍摄精度下降的情况下，使车速下降而继续车辆的行驶轨迹的控制。因此，与车速未下降的情况相t匕，能够降低因基于车辆的行驶轨迹的控制的转向轮的转向角的控制相对延迟而无法使车辆沿着行驶车道行驶的可能性。
【专利附图】
【附图说明】[0048]图1是表示本发明的车辆的行驶轨迹控制装置的第一实施方式的简要结构图。
[0049]图2是以从车辆的后方观察到的状态来表示基于右侧方用CCD相机的拍摄及白线信息的取得要领的说明图。
[0050]图3是以从车辆的上方观察到的状态来表示基于右侧方用CCD相机的拍摄及白线信息的取得要领的说明图。
[0051]图4是以从车辆的上方观察到的状态来表示利用通过右侧方用CCD相机的拍摄而取得的白线信息对通过前方用CCD相机的拍摄而取得的白线信息进行补偿的要领的说明图。
[0052]图5是表示第一实施方式中的行驶轨迹控制的主程序的流程图。
[0053]图6是表示在图5所示的流程图的步骤300中执行的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0054]图7是表示在图5所示的流程图的步骤400中执行的基于前方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0055]图8是表示在图5所示的流程图的步骤600中执行的基于前方及侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0056]图9是表示在图5所示的流程图的步骤900中执行的目标转向角δ t运算及转向角控制程序的流程图。
[0057]图10是表示第二实施方式中的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0058]图11是表示第三实施方式中的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0059]图12是表示第四实施方式中的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt的运算程序的流程图。
[0060]图13是表示第五实施方式中的行驶轨迹控制的主程序的主要部分的流程图。
[0061]图14是表示在图13所示的流程图的步骤300中执行的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyts的运算程序的流程图。
[0062]图15是表示基于经过时间tfs来运算校正系数Kf及Ks用的映射的图。
[0063]图16是表示基于经过时间tsf来运算校正系数Kf及Ks用的映射的图。
[0064]图17是表示基于车辆的目标横向加速度Gyt及车速V来运算行驶轨迹控制的目标转向角Qlkt用的映射的图。
[0065]图18是表示基于车速V来运算基于车速的校正系数Kv用的映射的图。
[0066]图19是表示第一实施方式中运算车辆的横向上的车辆的前端及后端的侧缘与右侧的白线的距离Drl及Dr2的要领的说明图。
[0067]图20是表示第一实施方式中利用必要的长度Lsl及Lsr的白线分别对左右的白线进行补偿的要领的说明图。
[0068]图21是表示第二实施方式中的正交坐标的设定及运算行驶车道的半径的要领的说明图。
[0069]图22是表示第三实施方式中运算车辆的前端的侧缘与行驶车道的左右的侧缘的距离的要领的说明图。[0070]图23是表示车辆在半径小的行驶车道上行驶且通过相机能够拍摄的行驶车道的范围受限制的状况的说明图。
【具体实施方式】
[0071]以下，参照附图，针对几个优选的实施方式而详细地说明本发明。
[0072][第一实施方式]
[0073]图1是表示本发明的车辆的行驶轨迹控制装置的第一实施方式的简要结构图。
[0074]在图1中，行驶轨迹控制装置10搭载于车辆12，具有前轮用转向控制装置14。前轮用转向控制装置14构成能够与驾驶员的转向操作无关地使前轮转向的转向控制单元。而且，在车辆12上搭载有制动力控制装置16，制动力控制装置16能够与驾驶员的制动操作无关地分别控制各车轮的制动力。
[0075]另外，在图1中，18FL及18FR分别表示车辆12的转向轮即左右的前轮，18RL及18RR分别表示左右的后轮。作为转向轮的左右的前轮18FL及18FR通过响应于驾驶员对转向盘20的操作而被驱动的齿条齿轮型的动力转向装置22经由齿杆24及拉杆26L及26R而被转舵。
[0076]转向盘20经由上转向轴28、转向角可变装置30、下转向轴32、通用接头34而与动力转向装置22的小齿轮轴36驱动连接。在图示的第一实施方式中，转向角可变装置30包括在外壳30A的一侧与上转向轴28的下端连结且在转子30B的一侧与下转向轴32的上端连结的辅助转舵驱动用的电动机38。
[0077]如此，转向角可变装置30相对于上转向轴28相对地驱动下转向轴32旋转，由此相对于转向盘20相对地对左右的前轮18FL及18FR进行辅助转舵驱动。转向角可变装置30由电子控制装置40的转向控制部控制。
[0078]动力转向装置22是齿条同轴型的电动式的动力转向装置，具有电动机42和将电动机42的旋转转矩转换成齿杆24的往复移动方向的力的例如滚珠丝杠式的转换机构44。动力转向装置22由电子控制装置40的转向辅助转矩控制部控制，产生相对于外壳46相对地驱动齿杆24的转向辅助转矩。转向辅助转矩减轻驾驶员的转向负担，而且根据需要而对基于转向角可变装置30的左右前轮的转舵驱动进行辅助。
[0079]这样转向角可变装置30与动力转向装置22共同作用来变更左右前轮的转向角相对于转向盘20的关系，并且构成与驾驶员的转向操作无关地使前轮转向的前轮用转向控制装置14的主要部分。
[0080]需要说明的是，动力转向装置22及转向角可变装置30的结构自身不构成本发明的宗旨，这些装置只要分别实现上述的功能即可，可以是本【技术领域】中公知的任意的结构。
[0081]制动力控制装置16包含制动装置50，通过利用制动装置50的液压回路52控制车轮制动缸54FL、54FR、54RL、54RR内的压力Pi (i = fl、fr、rl、rr)即制动压而控制各车轮的制动力。虽然在图1中未示出，但是液压回路52包括油贮存器、油泵、各种阀装置等，各车轮制动缸的制动压在通常时由根据驾驶员对制动踏板56的踏入操作而驱动的主液压缸58来控制。而且，根据需要通过电子控制装置40的制动力控制部控制液压回路52而分别控制各车轮制动缸的制动压。这样制动装置50能够与驾驶员的制动操作无关地分别控制各车轮的制动力，从而作为制动力控制装置16的主要的装置而发挥功能。[0082]在上转向轴28设有检测该上转向轴的旋转角度作为转向角Θ的转向角传感器62及检测转向转矩Ts的转向转矩传感器64，表示转向角Θ及转向转矩Ts的信号也向电子控制装置40输入。而且向电子控制装置40输入表示通过旋转角度传感器66检测到的转向角可变装置30的相对旋转角度Θ re、即下转向轴32相对于上转向轴28的相对旋转角度的信号。
[0083]在图示的实施方式中，在车辆12的车室的前部设有对车辆12的前方进行拍摄的前方用CXD相机68，表示车辆12的前方的图像信息的信号通过CXD相机60向电子控制装置40输入。而且在车辆12的左右的侧部分别设有对车辆12的左方及右方进行拍摄的左侧方用CXD相机70及右侧方用CXD相机72，表示车辆12的左右的图像信息的信号通过CXD相机70及72向电子控制装置40输入。
[0084]另外，向电子控制装置40输入表示由车速传感器74检测到的车速V的信号、表示由横向加速度传感器76检测到的车辆的横向加速度Gy的信号、及表不由横摆率传感器78检测到的车辆的横摆率Y的信号。而且，向电子控制装置40输入表示由图1未示出的压力传感器检测到的主液压缸压力Pm等的信号。
[0085]需要说明的是，电子控制装置40的上述的各控制部可以分别包含微型计算机，该微型计算机具有CPU、ROM、RAM、输入输出端口装置并通过双方向性的共用总线而将它们相互连接。而且，转向角传感器62、转向转矩传感器64、旋转角度传感器66分别以车辆的向左转弯方向的转向或转舵的情况为正来检测转向角Θ、转向转矩Ts、相对旋转角度0re。
[0086]电子控制装置40的转向控制部在通常时基于由前方用C⑶相机68取得的车辆12的前方的图像信息来进行也被称为车道保持辅助控制(LKA控制)的行驶轨迹控制。即，转向控制部基于由前方用CCD相机68取得的车辆12的前方的图像信息来确定行驶车道，运算用于使车辆12沿着行驶车道行驶的左右前轮的目标转向角St，并以使前轮的转向角δ成为目标转向角St的方式控制转向角可变装置30。
[0087]另外，电子控制装置40的转向控制部在基于由前方用CCD相机68取得的车辆12的前方的图像信息无法正常地进行行驶轨迹控制时，进行替代的行驶轨迹控制。在替代的行驶轨迹控制中，转向控制部基于由左侧方用CCD相机70或右侧方用CCD相机72取得的车辆12的侧方的图像信息来确定行驶车道。并且，转向控制部运算与用于使车辆12沿着行驶车道行驶的左右前轮的目标转向角St对应的目标小齿轮角度Φ?，并以使小齿轮36的角度成为目标小齿轮角度Φ?的方式控制转向角可变装置30。
[0088]需要说明的是，电子控制装置40的转向控制部在通常及替代的任意的行驶轨迹控制的情况下都推定车辆相对于行驶车道的横向偏差、车辆相对于行驶车道的横摆角、行驶车道的半径，并基于推定的参数来运算转向轮的目标转向角。
[0089]图2是以从车辆的后方观察到的状态来表示基于右侧方用CCD相机72的拍摄及白线信息的取得要领的说明图。
[0090]如图2所示的那样，设右侧方用CXD相机72的距行驶车道102的高度为H，车辆12的右侧缘与白线106的水平距离为D。而且，设右侧方用CXD相机72的透镜与拍摄面108的距离为Dc，拍摄面108中的右侧方用C⑶相机72的光轴110与白线106的像112的距离为He。在上述的距离之间根据图形的相似的关系而下述的式I成立。
[0091]He:H = Dc:D…(1)[0092]根据上述式I而下述的式2成立，因此能够按照下述的式2求出车辆12的右侧缘与白线106的水平距离D。需要说明的是，车辆12的左侧缘与白线的水平距离也可以同样地求出。
[0093]D = DcH/Hc …(2)
[0094]另外，如图3所示，相对于车辆12的右侧缘与白线106的水平距离D，若右侧方用CCD相机72的视场角充分，则对于超过车辆的前后长度的范围，能够拍摄并确定白线106。尤其能够求出车辆12的前端及后端处的右侧缘与白线106的水平距离Drl及Dr2。而且，车辆12的前端及后端处的左侧缘与白线的水平距离Dll及D12也能够同样地求出。
[0095]另外，如图4所不,设通过如方用(XD相机68拍摄并基于其拍摄/[目息而确定的白线为106f。在白线106f的长度相对于求取行驶车道的半径等所需的长度较短时，利用基于由右侧方用CCD相机72拍摄到的拍摄信息而确定的补偿用的白线106s的信息，对白线的信息进行补偿，从而能够确保白线的必要的长度。
[0096]接下来，参照图5所示的流程图，说明第一实施方式的行驶轨迹控制的主程序。需要说明的是，图5所示的流程图的控制通过图中未示出的点火开关的闭合而开始，每规定的时间反复执行。
[0097]首先，在步骤100中，进行是否需要使车速下降而继续行驶轨迹控制的判断，在得到了否定判断时，控制进入步骤200，在得到了肯定判断时，控制进入步骤150。需要说明的是，在存在车辆从行驶车道脱离的可能性时或CCD相机的拍摄精度下降时，可以判定为需要使车速下降而继续行驶轨迹控制。
[0098]在步骤150中，使图1中未示出的发动机的输出下降，而且根据需要而使制动装置动作，由此使车速V下降AV。这种情况下，车速下降量AV以车速V越高而越增大的方式根据车速进行可变设定。而且，车速下降量AV也可以以车辆从行驶车道脱离的可能性越高或CCD相机的拍摄精度的下降程度越高而越增大的方式进行可变设定。
[0099]在步骤200中，将上次运算的行驶车道的半径R的大小作为行驶轨迹的半径Rv，进行行驶轨迹的半径Rv是否为预先设定的基准值以下的判断。并且，在得到了肯定判断时，在步骤300中按照图6所示的流程图基于侧方的拍摄信息来运算车辆的目标横向加速度Gyt，在得到了否定判断时，控制进入步骤350。需要说明的是，在车辆上搭载有导航装置时，也可以基于由导航装置提供的行驶车道的信息来求出转弯半径Rv。
[0100]在步骤350中，进行是否需要基于侧方的拍摄信息来运算车辆的目标横向加速度Gyt的替代的轨迹控制的判断。并且在得到了否定判断时，在步骤400中按照图7所示的流程图基于前方的拍摄信息来运算车辆的目标横向加速度Gytf，在得到了肯定判断时，控制进入步骤500。
[0101]在步骤500中，进行基于前方的拍摄信息是否能够确定前方的行驶车道的白线为预先设定的最低限度的基准长度以上的判断。并且在得到了否定判断时，在步骤550中将车辆的目标横向加速度Gyt设定为0，在得到了肯定判断时，控制进入步骤600。此外，也进行基于侧方的拍摄信息是否能够确定侧方的行驶车道的白线为预先设定的最低限度的基准长度以上的判断，在得到了否定判断时，可以以使控制进入步骤550的方式进行校正。
[0102] 在步骤600中，按照图8所示的流程图基于前方及侧方的拍摄信息来运算车辆的目标横向加速度Gyt。[0103]当步骤300、400、550或600完成时，控制进入步骤900，在步骤900中，按照图9所
示的流程图来运算前轮的目标转向角S t，并且基于目标转向角St来控制前轮的转向角δ。
[0104]接下来，参照图6所示的流程图，说明在上述步骤300中执行的基于侧方的拍摄信息的目标横向加速度Gyt运算程序。
[0105]在步骤310中，基于左右的侧方的拍摄信息来确定行驶车道的白线，基于确定的白线来运算左右的白线的半径Rsl、Rsr0并且，将行驶车道的半径Rs作为半径Rsl及Rsr的平均值来运算。需要说明的是，行驶车道的半径Rs也可以基于半径Rsl及Rsr中的一方来运算。
[0106]在步骤315中，将车辆的前方基准位置及后方基准位置分别设为车辆的前端及后端，如图19所示那样运算车辆的横向上的车辆12的前端及后端的侧缘与右侧的白线80R的距离Drl及Dr2。
[0107]在步骤320中，将车辆的前端与后端的距离设为L，基于右侧的横向偏差Drl及Dr2按照下述的式3来运算车辆相对于行驶车道的横摆角VS
[0108][数学式I]
[0109]
【权利要求】
1.一种车辆的行驶轨迹控制装置，其具有:对车辆的周围进行拍摄的拍摄装置；以及基于由所述拍摄装置取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，并基于所述目标转向角来控制转向轮的转向角，由此以使车辆沿着行驶车道行驶的方式进行控制的运算控制装置，所述车辆的行驶轨迹控制装置的特征在于， 在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，基于对所述拍摄装置的拍摄方向及拍摄范围中的至少一方进行变更而取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
2.—种车辆的行驶轨迹控制装置，其具有:对车辆的周围进行拍摄的拍摄装置；以及基于由所述拍摄装置取得的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，并基于所述目标转向角来控制转向轮的转向角，由此以使车辆沿着行驶车道行驶的方式进行控制的运算控制装置，所述车辆的行驶轨迹控制装置的特征在于， 在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，通过所述拍摄装置对车辆的侧方进行拍摄，所述运算控制装置至少基于车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
3.根据权利要求2所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述拍摄装置包括对车辆的前方进行拍摄的前方拍摄装置和对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄的侧方拍摄装置，所述运算控制装置在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时， 至少基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
4.根据权利要求3所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述运算控制装置在车辆的行驶轨迹的半径比基准值大时，基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在车辆的行驶轨迹的半径为所述基准值以下时，基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述运算控制装置基于拍摄信息来推定车辆相对于行驶车道的横向偏差、车辆相对于行驶车道的横摆角、行驶车道的半径中的至少一个参数，并基于推定的参数来运算转向轮的目标转向角。
6.根据权利要求5所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄，所述运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定沿着车辆的前后方向隔开设置的前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于所述前方基准位置及所述后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差来推定车辆相对于行驶车道的横摆角，基于所述车辆的横向偏差及所述车辆的横摆角来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差，至少基于所述车辆的横向偏差及所述车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
7.根据权利要求6所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述运算控制装置基于所述侧方的拍摄信息来推定行驶车道的半径，基于所述行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，基于所述车辆的横向偏差与所述车辆的目标横向偏差之间的偏差、所述车辆的横摆角与所述车辆的目标横摆角之间的偏差、所述行驶车道的半径来运算转向轮的目标转向角。
8.根据权利要求5所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的一方的侧方进行拍摄，所述运算控制装置基于车辆的行驶运动来针对三个时刻推定车辆的横摆角，基于所述车辆的横摆角及车辆的行驶运动来针对所述三个时刻推定车辆在假想的正交坐标中的位置，针对所述三个时刻基于所述侧方的拍摄信息来推定车辆的基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于在所述三个时刻的所述车辆的横向偏差、所述车辆的横摆角及所述车辆的位置来推定行驶车道的转弯半径，基于所述行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，基于在第三个时刻的所述车辆的横向偏差与所述车辆的目标横向偏差之间的偏差、在第三个时刻的所述车辆的横摆角与所述车辆的目标横摆角之间的偏差、所述行驶车道的半径来运算转向轮的目标转向角。
9.根据权利要求5所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄，所述运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定车辆的基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于所述车辆的横向偏差及行驶车道的宽度的信息中的至少一方来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差，基于所述车辆的横向偏差及所述车辆的目标横向偏差来运算转向轮的目标转向角。
10.根据权利要求9所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述侧方拍摄装置包括对车辆的左方进行拍摄的左侧方拍摄装置和对车辆的右方进行拍摄的右侧方拍摄装置，所述运算控制装置基于左侧方的拍摄信息及右侧方的拍摄信息来推定左侧及右侧的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于所述左侧及右侧的车辆相对于行驶车道的横向偏差来运算车辆相对于行驶车道的目标横向偏差。
11.根据权利要求5所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述侧方拍摄装置对车辆的左方及右方中的一方的侧方进行拍摄，所述运算控制装置基于侧方的拍摄信息来推定沿着车辆的前后方向隔开设置的前方基准位置及后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差，基于所述前方基准位置及所述后方基准位置处的车辆相对于行驶车道的横向偏差来推定车辆相对于行驶车道的横摆角，基于所述侧方的拍摄信息来推定行驶车道的半径，基于所述行驶车道的半径来运算车辆的目标横摆角，将基于行驶车道的宽度而可变设定的值及预先设定的值中的一方作为车辆的目标横向偏差，基于所述车辆的横向偏差与所述车辆的目标横向偏差之间的偏差、及所述车辆的横摆角与所述车辆的目标横摆角之间的偏差来运算转向轮的目标转向角。
12.根据权利要求3~11中任一项所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 当行驶轨迹控制在基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角的行驶轨迹控制与至少基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角的行驶轨迹控制之间变化时，所述运算控制装置使转向轮的目标转向角渐变。
13.根据权利要求4所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于，所述运算控制装置在车辆的行驶轨迹的半径为所述基准值以下时，基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的第一目标转向角，并且基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息来运算转向轮的第二目标转向角，基于车速及车辆的行驶轨迹的半径来推定驾驶员的前方注视距离，在所述前方拍摄装置的可拍摄距离相对于所述前方注视距离较短时，与所述前方拍摄装置的可拍摄距离相对于所述前方注视距离较长时相比，将所述第二目标转向角的贡献程度可变设定得较高，并基于所述第一目标转向角、所述第二目标转向角、所述贡献程度来运算转向轮的目标转向角。
14.根据权利要求2所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述拍摄装置包括对车辆的前方进行拍摄的前方拍摄装置和对车辆的左方及右方中的至少一方的侧方进行拍摄的侧方拍摄装置，所述运算控制装置在基于车辆的前方的拍摄信息能够正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角，在基于车辆的前方的拍摄信息无法正常地运算转向轮的目标转向角时，基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息对拍摄信息进行补偿，基于补偿后的拍摄信息来运算转向轮的目标转向角。
15.根据权利要求14所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 所述运算控制装置在基于由所述前方拍摄装置取得的车辆的前方的拍摄信息来确定行驶车道的白线，并基于行驶车道的白线的信息来运算转向轮的目标转向角的状况下，基于所述前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息不足时，利用基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息，对行驶车道的白线的信息进行补偿，基于补偿后的行驶车道的白线的信息来运算转向轮的目标转向角。
16.根据权利要求15所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 在基于所述前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度及基于由所述侧方拍摄装置取得的车辆的侧方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的长度中的至少一方为各自对应的基准长度以下时，所述运算控制装置中止所述车辆的行驶轨迹的控制。
17.根据权利要求15或16所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 车辆具有能够变更照射方向或照射范围的照明装置，所述运算控制装置在基于所述前方的拍摄信息而确定的行驶车道的白线的信息暂时不足时，以使确定的行驶车道的白线的信息增大的方式变更所述照明装置的照射方向或照射范围。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的车辆的行驶轨迹控制装置，其特征在于， 在存在车辆从行驶车道脱离的可能性的情况及所述拍摄装置的拍摄精度下降的情况中的任一情况发生时，所述运算控制装置使车速下降而继续所述车辆的行驶轨迹的控制。
【文档编号】B62D113/00GK103917432SQ201180074737
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2011年11月8日 优先权日:2011年11月8日
【发明者】光本尚训, 小城隆博, 国弘洋司, 高岛亨 申请人:丰田自动车株式会社