車輛行駛控制裝置的制造方法
【專利摘要】一種車輛行駛控制裝置，包括：獲取單元，其獲取車輛的周圍信息；外部情況判定單元，其基于車輛的周圍信息判定在相鄰車道中是否存在車輛將進入的空間；以及車輛控制單元，其使得車輛沿著行駛軌跡改變車道，該行駛軌跡預定為將車道從行駛車道改變到相鄰車道。車輛控制單元被配置為：如果外部情況判定單元判定不存在所述空間，則使車輛沿著行駛軌跡移動，并且將等待狀態下的車輛置于等待位置處，并且被配置為：如果在車輛置于等待狀態下的同時，外部情況判定單元判定存在所述空間，則使車輛從等待位置移動到所述空間。
【專利說明】
車輛行駛控制裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種車輛行駛控制裝置。
【背景技術】
[0002]美國專利文獻N0.8457827描述了一種車輛的行駛控制裝置。美國專利N0.8457827中描述的裝置基于當前車輛狀態和當前環境信息而預測車輛周圍的其他車輛的行為。該裝置基于其他車輛的預測的行為而進行車輛的自動駕駛。
[0003]當車輛要將車道改變到相鄰車輛，而相鄰車道擁擠時，有時在相鄰車道中行駛的車輛之間的車間距離短并且在相鄰車道中行駛的車輛之間不存在車輛改變車道所要求的空間。在這種情況下，存在車輛不能夠自動改變車道的可能性。例如，作為在擁擠的相鄰車道中行駛的其他車輛的行為的預測的結果，如果車輛的行駛控制裝置預測車間距離比車輛擠在車輛之間所需的空間短，則在改變車輛直到車間距離變得足夠長之前，車輛必須等待。在該技術領域中，已經變得更加期待一種易于將車道改變到擁擠車道中的車輛行駛控制裝置。

【發明內容】

[0004]本發明的一方面涉及一種車輛行駛控制裝置，其使得在行駛車道中行駛的車輛將車道改變到相鄰車道，該相鄰車道與該行駛車道相鄰并且是擁堵的。車輛行駛控制裝置包括:獲取單元、外部情況判定單元和車輛控制單元。獲取單元被配置為獲取車輛的周圍信息。外部情況判定單元被配置為基于所述車輛的所述周圍信息，來判定在所述相鄰車道中是否存在所述車輛將進入的空間。車輛控制單元被配置為使得所述車輛沿著行駛軌跡而改變所述車道，所述行駛軌跡被預定為將所述車道從所述行駛車道改變為所述相鄰車道。所述車輛控制單元被配置為:如果所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，則使所述車輛沿著所述行駛軌跡移動，并且在所述行駛車道與所述相鄰車道之間的車道邊界上的等待位置處，或者在所述行駛車道中距離所述車道邊界預定距離之內的等待位置處，將所述車輛置于等待狀態下，并且所述車輛控制單元被配置為:如果外部情況判定單元判定在所述車輛置于所述等待狀態下時，存在所述空間，則使所述車輛從所述等待位置移動到所述空間。
[0005]根據上述方面，如果在擁擠的相鄰車道中不存在車輛將進入的空間，則所述車輛行駛控制裝置使車輛沿著行駛軌跡移動，并且在所述行駛車道與所述相鄰車道之間的車道邊界上的等待位置處，或者在所述行駛車道中距離所述車道邊界預定距離之內的等待位置處，將所述車輛置于等待狀態下。因此，車輛行駛控制裝置能夠請求在相鄰車道中行駛的其他車輛或者其他車輛的駕駛員留出用于車道改變的空間。當在車輛置于等待狀態下時，使得空間變得可用時，車輛行駛控制裝置使車輛從等待位置移動到空間。以這種方式，車輛行駛控制裝置能夠請求在相鄰車道中行駛的其他車輛留出空間，使得易于將車道改變到擁擠的相鄰車道。
[0006]在以上方面中，車輛行駛控制裝置可以還包括停止判定單元，其被配置為在所述車輛被置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件。所述車輛控制單元可以被配置為:如果在所述車輛置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則使所述車輛從所述等待位置移動到所述行駛車道中的預定位置。
[0007]根據上述方面，如果發出留出用于車道改變的空間的請求，而相鄰車道中行駛的其他車輛不留出空間的情況繼續，則行駛控制控制裝置停止車道改變，并且使車輛從等待位置移動到行駛車道中的預定位置。這避免了車輛將浪費地繼續發出留出用于車道改變的請求的情況。
[0008]在以上方面中，車輛行駛控制裝置可以還包括停止判定單元，其被配置為在所述車輛被置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件。所述車輛控制單元被配置為:如果在所述車輛被置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則終止所述車輛的行駛控制。在這種情況下，如果發出留出用于車道改變的空間的請求，而在相鄰車道中行駛的其他車輛不留出空間的情況繼續，則車輛行駛控制裝置可以將駕駛切換到手動駕駛，以使得車輛的駕駛員能夠判定車輛的后續行為。
[0009]在以上方面中，車輛行駛控制裝置，還可以包括:停止判定單元，其被配置為:在所述車輛置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件；以及警告單元，其被配置為:如果在所述車輛被置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則對所述車輛的駕駛員發出警告。
[0010]在這種情況下，車輛行駛控制裝置能夠通知車輛的駕駛員應當停止車道改變。
[0011]在以上方面中，所述停止判定單元可以被配置為:如果在所述相鄰車道中平行行駛的預定數量以上的車輛已經經過所述車輛，則判定滿足所述車道改變停止條件。在這種情況下，如果向預定數量以上的其他車輛(平行行駛)發出了留出用于車道改變的空間的請求，而不能夠獲得空間，則車輛行駛控制裝置能夠停止車道改變。
[0012]在以上方面中，所述停止判定單元可以被配置為:如果所述車輛與在前車輛之間的車間距離等于或者大于第一距離，并且如果所述車輛與后續車輛之間的車間距離等于或者小于第二距離，則判定滿足所述車道改變停止條件，所述在前車輛是在所述行駛車道中在所述車輛前方行駛的車輛，所述后續車輛是在所述行駛車道中在所述車輛后方行駛的車輛。在這種情況下，車輛行駛控制裝置能夠避免否則可能由請求留出車道改變的空間而導致的交通擁堵。
[0013]根據本發明的方法和實施例，車輛行駛控制裝置使得車輛易于將車道改變為擁擠的車道。
【附圖說明】
[0014]下面，將參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優勢和技術以及工業重要性，其中，相同的標號表示相同的元件，并且其中:
[0015]圖1是示出實施例中的車輛行駛控制裝置安裝在其上的車輛的構造的方框圖；
[0016]圖2是示出擁擠的相鄰車道的實例的圖；
[0017]圖3是示出到擁擠的相鄰車道的行駛軌道的實例的圖；
[0018]圖4A是示出將車道改變到擁擠的相鄰車道的實例的圖；
[0019]圖4B是示出將車道改變到擁擠的相鄰車道的實例的圖；
[0020]圖4C是示出將車道改變到擁擠的相鄰車道的實例的圖；
[0021]圖5A是示出等待位置的實例的圖；
[0022]圖5B是示出等待位置的實例的圖；
[0023]圖6是示出車道改變停止處理的實例的圖；并且
[0024]圖7是示出在本實施例中的車輛行駛控制裝置的操作的實例的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面參考附圖描述本發明的實施例。在以下說明中，相同的參考標號用于相同的或者等同的元件，并且將省略重復說明。
[0026]圖1是示出實施例中的車輛行駛控制裝置10安裝在其上的車輛V的構造的塊圖。如圖1所示，車輛系統100安裝在諸如乘用汽車這樣的車輛V上。其中包括車輛行駛控制裝置10的車輛系統100是使得車輛V能夠自動改變車道的系統。例如，當車輛將車道改變為擁擠的車道時，車輛行駛控制裝置10通知在車輛將改變的車道中行駛的車輛擠入該排車輛的意向，以要求他們留出車道改變所要求的空間。下面描述車輛系統100的構造。
[0027]車輛系統100包括外傳感器1、全球定位系統(GPS)接收單元2、內傳感器3、地圖數據庫4、導航系統5、致動器6、人機交互界面(HMI) 7和E⑶10A。
[0028]外傳感器I是用于檢測作為車輛V的周圍信息的外部情況的檢測設備。外傳感器I包括攝像機、雷達和激光成像探測與測距(LIDAR)中的至少一者。
[0029]攝像機是捕捉車輛V的外部情況的捕捉設備。攝像機設置在例如車輛V的擋風玻璃的內側上。攝像機可以是單目攝像機或者立體攝像機。立體攝像機包括兩個捕捉單元，該兩個捕捉單元布置成使得右眼與左眼之間的視差能夠再現。由立體攝像機捕捉的信息還包括深度方向信息。攝像機將關于車輛V的外部情況的捕捉到的信息輸出到ECU10A。
[0030]雷達利用無線電波檢測車輛V外側的物體。例如，無線電波是毫米波。雷達通過將無線電波發送到車輛V的周圍并且通過接收由物體反射的無線電波而檢測物體。雷達能夠輸出到物體的距離或者物體的方向，作為物體信息。雷達將檢測到的物體信息輸出到ECU10A。當在隨后的階段中進行傳感器融合時，可以將關于反射的無線電波的接收信息輸出到ECUl OA。
[0031]LIDAR利用光檢測車輛V外側的物體。LIDAR通過將光發送到車輛V的周圍并且通過接收由物體反射的光，而測量到反射點的距離，并且檢測物體。LIDAR能夠輸出到物體的距離或者物體的方向，作為物體信息。LIDAR將檢測到的物體信息發送到ECU10A。當在隨后階段進行傳感器融合時，可以將反射的光的接收信息輸出到ECU10A。不必須安裝攝像機、LIDAR和雷達中的兩者以上。
[0032]GPS接收單元2從三個以上的GPS衛星接收信號，以獲取表明車輛V的位置的位置信息。位置信息包括經度和瑋度。GPS接受單元2將關于車輛V所測量的位置信息輸出到ECU10A。應當注意的是，可以使用能夠識別車輛V的位置的經度和瑋度的其他單元來代替GPS接收單元2。
[0033]內傳感器3是根據車輛V的行駛狀態檢測信息的檢測設備。內傳感器3包括用于根據車輛V的行駛狀態檢測信息的車速傳感器、加速度傳感器、橫擺角速度傳感器中的至少一者。
[0034]車速傳感器是檢測車輛V的速度的檢測設備。例如，使用車輪速度傳感器作為車速傳感器。車輪速度傳感器設置在車輛V的車輪上，或者在諸如驅動軸這樣的與車輪協同轉動的構件上，以檢測車輪的轉速。車速傳感器將包括車輛V的速度的車速信息(車輪速度信息)輸出到ECUl OA。
[0035]加速度傳感器是檢測車輛V的加速度的檢測設備。例如，加速度傳感器包括:縱向加速度傳感器，其檢測車輛V的縱向上的加速度;和橫向加速度傳感器，其檢測車輛V的橫向加速度。加速度傳感器將包括車輛V的加速度的加速度信息輸出到ECUl OA。
[0036]橫擺角速度傳感器是檢測繞著在車輛V的重心處的鉛垂軸的橫擺角速度(轉向角速度)的檢測設備。例如，陀螺儀傳感器可以用作橫擺角速度傳感器。橫擺角速度傳感器將包括車輛V的橫擺角速度的橫擺角速度信息輸出到ECU10A。
[0037]地圖數據庫4是存儲地圖信息的數據庫。例如，地圖數據庫4形成在安裝于車輛V上的硬盤驅動(HDD)中。地圖信息包括道路的位置信息、道路形狀的信息以及十字路口和交叉點的位置信息。道路形狀的信息包括道路是曲線道路還是直線道路、曲線道路的曲率等的信息。另外，當車輛系統100使用諸如建筑物或者墻壁這樣的遮蔽物結構的位置信息或者同步定位與建圖(SLAM)技術時，地圖信息可以包括外傳感器I的輸出信號。地圖數據庫4還可以存儲在諸如信息處理中心這樣的能夠與車輛V通信的設施中的計算機中。
[0038]導航系統5是將車輛V的駕駛員引導到由車輛V的駕駛員設定在地圖上的目的地的裝置。基于由GPS接收單元2所測量的車輛V的位置信息和存儲在地圖數據庫4中的地圖信息，導航系統5計算車輛V將沿著其行駛的路徑。路徑可以是在多車道區域中識別車輛V將在其中行駛的行駛車道的路徑。導航系統5計算過從車輛V的位置到目的地的目標路徑，并且通過在顯示裝置上顯示或者通過從揚聲器輸出的聲音來通知駕駛員關于所計算的目標路徑。導航系統5將車輛V的目標路徑的信息輸出到ECUlOA。導航系統5可以使用存儲在諸如信息處理中心這樣的能夠與車輛V通信的設施中的計算機中。例如，導航系統5可以經由通信從設施中的計算機獲取交通擁堵信息，該信息表明了道路的交通擁堵狀態。由導航系統5進行的處理的一部分也可以由設施中的計算機進行。
[0039]致動器6是進行車輛V的行駛控制的裝置。致動器6至少包括油門致動器、剎車致動器和轉向致動器。油門致動器根據來自ECUlOA的控制信號來控制到發動機的空氣供給量(節氣門角度)，以控制車輛V的驅動力。當車輛V是混合動力車輛或者電動車輛時，致動器6不包括油門致動器，并且在這種情況下，控制信號從ECUlOA輸入到作為電源的電機，以控制驅動力。
[0040]制動致動器根據從ECUlOA接收的控制信號來控制制動系統，以控制要施加到車輛V的車輪的控制力。可以使用液壓制動系統作為制動系統。轉向致動器根據從ECUlOA接收的控制信號來控制輔助電機的驅動，該輔助電機是用于控制轉向扭矩的電動動力轉向系統的一個部件。由此，轉向致動器控制車輛V的轉向扭矩。
[0041]HMI7是用于在車輛V的乘員(包括駕駛員)與車輛系統100之間輸出和輸入信息的界面。HMI7具有:顯示面板，用于向乘客顯示圖像信息；揚聲器，用于輸出聲音；以及操作按鈕或者觸摸面板，用于使得乘客能夠進行輸入操作。HMI7包括自動車道改變ON/OFF開關。該開關是輸入單元，乘客經由該輸入單元鍵入用于啟動車道改變的請求操作。自動車道改變ON/OFF開關還可以被配置為使得乘客能夠鍵入用于終止自動車道改變的請求操作。響應于由乘客執行的啟動或者終止自動車道改變的請求操作，自動車道改變ON/OFF開關將表明自動車道改變的啟動或者自動車道改變的終止的信息輸出到ECU10A。輸入單元不限于開關，而可以是任意單元，該任意單元能夠使得乘客鍵入表明駕駛員的啟動或者終止自動車道改變的意圖的信息。例如，輸入單元可以是自動車道改變啟動按鈕或自動車道改變終止按鈕、或者可以是在屏幕上顯示的用于駕駛員的操作的按鈕或者開關的物體。HMI7可以利用無線連接的移動信息終端而將信息輸出到乘客，或者可以利用移動信息終端接收來自乘客的輸入操作。
[0042]ECUlOA控制車輛Vt3ECUlOA是電子控制單元，其包括:中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)、和控制器局域網(CAN)通信電路。E⑶1A連接到利用CAN通信電路進行通信的網絡，ECUlOA連接到車輛V的上述元件，使得ECUlOA能夠與這些元件通信。例如，基于從CPU輸出的用于輸入或者輸出數據的信號，ECUlOA使得CAN通信電路運行，將輸入數據存儲在RAM中，將存儲在ROM中的程序加載到RAM中，并且執行加載到RAM中的程序。以這種方式，E⑶1A完成稍后將描述的E⑶1A的元件的功能。E⑶1A可以由多個電子控制單元構成。
[0043]ECUlOA包括:車輛位置識別單元11、外部情況識別單元12 (獲取單元和外部情況判定單元的實例)、行駛狀態識別單元13、行駛軌跡生成單元14、響應判定單元15、停止判定單元16(停止判定單元的實例)、警告單元17(警告單元的實例)、以及行駛控制單元18(車輛控制單元的實例)。在本實施例中，車輛行駛控制裝置10通過包括以下而構成:車輛位置識別單元11、外部情況識別單元12、行駛狀態識別單元13、行駛軌跡生成單元14、響應判定單元15、停止判定單元16、警告單元17和行駛控制單元18。
[0044]車輛行駛控制裝置10使得在行駛車道中行駛的車輛V將車道改變為與行駛車道相鄰的擁擠的相鄰車道。僅要求車輛行駛控制裝置10包括:外部情況識別單元12、響應判定單元15和行駛控制單元18，而不必須包括車輛位置識別單元11、行駛狀態識別單元13、行駛軌跡生成單元14、停止判定單元16和警告單元17。
[0045]基于由GPS接收單元2所接收的車輛V的位置信息和存儲在地圖數據庫4中的地圖信息，車輛位置識別單元11在地圖上識別車輛V的位置(后文中，稱為“車輛位置”)。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現車輛位置識別單元11。車輛位置識別單元11還可以通過從導航系統5獲取導航系統5所使用的車輛位置而識別車輛位置。當能夠利用安裝在車輛外側例如，道路上的傳感器來測量車輛位置時，車輛位置識別單元11可以經由通信從該傳感器獲取車輛位置。
[0046]外部情況識別單元12獲取車輛V的周圍信息。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現外部情況識別單元12。周圍信息是指表明在距離車輛V預定范圍之內的環境或者情況的信息。例如，外部情況識別單元12獲取外傳感器I的檢測結果作為車輛V的周圍信息。外傳感器I的檢測結果包括由攝像機捕捉的信息、由雷達檢測到的物體信息、或者由LIDAR檢測到的物體信息。外部情況識別單元12還可以經由通信而獲取由導航系統5輸出的交通擁堵信息，作為車輛V的周圍信息。
[0047]外部情況識別單元12基于所獲取的信息來識別車輛V的外部情況。車輛V的外部情況可以包括如下信息:關于行駛道路的分支、交叉點、交通管制、車輛V在其中行駛的行駛車道的白線的位置或者車道中心的位置、道路寬度以及道路形狀的信息。道路形狀可以是有效地用于外部傳感器I的前方估計的行駛車道的曲率和道路表面的斜率的改變和波動。車輛V的外部情況可以是諸如車輛V周圍的障礙物或者其他車輛這樣的物體的情況。物體的情況可以包括如下信息:用于區分非移動障礙物與移動障礙物的信息、車輛V周圍的障礙物的位置、車輛V周圍的障礙物的移動方向、以及車輛V周圍的障礙物的相對速度。另外，車輛V的外部情況可以包括車輛V正在其中行駛的車道的擁堵狀態，以及與車輛V正在其中行駛的車道相鄰的相鄰車道的擁堵狀態。例如，外部情況識別單元12識別出:當在相鄰車道中行駛的車輛之間的距離等于或者短于預定的距離(例如，1m或者更短)時，相鄰車道是擁堵的。或者，外部情況識別單元12可以識別出:當在相鄰車道中行駛的車輛的平均速度或者最大速度等于或者低于預定的速度時(例如，高速公路上的最大速度等于或者低于20km/h)，相鄰車道是擁堵的。
[0048]圖2是示出擁擠的相鄰車道的實例的圖。在圖2中，車輛V正在行駛車道Rl(白線RLl與車道邊界RL3之間的車道)中行駛，并且多個車輛Xl至X5正在相鄰車道R2(白線RL2與車道邊界RL3之間的車道)中行駛。如上所述，基于車輛Xl至X5的車間距離和速度，外部情況識別單元12識別相鄰車道R2是否為擁堵的。
[0049]外部情況識別單元12判定在相鄰車道R2中是否存在車輛V能夠進入的空間。更具體地，基于在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5中的任意兩輛車輛之間的車間距離，外部情況識別單元12判定在相鄰車道R2中是否存在車輛V能夠進入的空間。例如，如果在Xl至X5的每兩輛車之間至少存在一個車間距離與預定距離相等或者比預定距離長，則外部情況識別單元12判定在相鄰車道R2中存在車輛V能夠進入的空間。預先設定預定距離，使得當車輛V進入時，在車輛V將進入的位置的之前或者之后處的車輛的駕駛員不感到不適。更具體地，通過余裕α加上車輛V的縱向長度而計算的值被用作預定距離的實例。
[0050]行駛狀態識別單元13基于內傳感器3的檢測結果來識別車輛V的行駛狀態。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現行駛狀態識別單元13。內傳感器3的檢測結果包括如下信息:諸如由車速傳感器檢測到的車速信息、由加速度傳感器檢測到的加速度信息、以及由橫擺角速度傳感器檢測到的橫擺角速度信息。表明車輛V的行駛狀態的信息包括例如車速、加速度或者橫擺角速度的信息。
[0051]基于由車輛位置識別單元11所識別的車輛位置和地圖信息，行駛軌跡生成單元14生成表明車輛V的路線的行駛軌跡。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現行駛軌跡生成14。路線是在預定的目標路徑內車輛V將沿其行駛的軌跡。行駛軌跡生成單元14在車輛控制開始之前生成行駛軌跡。在本實施例中行駛軌跡包括用于將車道從行駛車道改變到相鄰車道的行駛軌跡。例如，基于車輛位置和相鄰車道中的移動目標位置，行駛軌跡生成單元14根據幾何方法而生成行駛軌跡。例如，行駛軌跡生成單元14利用復合緩和曲線來生成行駛軌跡。或者，行駛軌跡生成單元14可以不僅利用車輛位置和相鄰車道中的移動目標位置，而且利用目標車速和目標時間來生成行駛軌跡。在這種情況下，行駛軌跡生成單元14生成行駛軌跡，車輛能夠經由該行駛軌跡以目標車速在目標時間之內到達移動目標位置。另外，行駛軌跡生成單元14還可以生成這樣的行駛軌跡:其使得車輛V能夠在滿足車輛V的安全標準、規章遵從性和行駛效率的同時行駛。另外，行駛軌跡生成單元14可以不僅利用車輛位置和地圖信息，還利用由外部情況識別單元12所述識別的車輛V的外部情況(包括車輛位置和方向)來生成軌跡。在這種情況下，行駛軌跡生成單元14基于車輛V周圍的物體的情況生成車輛V的行駛軌跡，以使得車輛避免與物體的接觸。
[0052]例如，當從自動車道改變0N/0FF開關獲取表明自動車道改變開始的信息，而后駕駛員激活閃光信號燈時，行駛軌跡生成單元14生成用于車道改變的行駛軌跡。在另一種情況下，當車輛V進行利用其中安裝的自動駕駛系統進行自動駕駛時，當外部情況識別單元12判定需要改變車道時，行駛軌跡生成單元14生成用于車道改變的行駛軌跡。例如，外部情況識別單元12判定:在識別出因為行駛道路前方將分割或者分支或者將進行交通管制而車道數量減少時，需要改變車道。
[0053]圖3是示出到擁擠的相鄰車道的行駛軌跡的實例的圖。在圖3中，行駛軌跡生成單元14在圖2所示的道路情況下生成從行駛車道Rl到相鄰車道R2的行駛軌跡R。以這種方式，即使相鄰車道R2擁擠，行駛軌跡生成單元14也基于車輛位置和移動目標位置生成行駛軌跡R0
[0054]行駛控制單元18使得車輛V沿著預定的行駛軌跡改變車道，使得車道從行駛車道Rl改變到相鄰車道R2。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現行駛控制單元18。基于由行駛軌跡生成單元14所生成的行駛軌跡，行駛控制單元18將控制信號輸出到致動器6，以控制車輛V的行駛。
[0055]如果由外部情況識別單元12判定了在相鄰車道R2中不存在空間，則行駛控制單元18通知其他車輛或者其他車輛的駕駛員擠入該排車輛的意向，并且請求其他車輛留出空間用于車道改變。圖4A至4C是示出到擁擠的相鄰車道的車道改變的實例的圖。如圖4A所示，如果由外部情況識別單元12識別出在相鄰車道R2中不存在空間，則行駛控制單元18使車輛V沿著由行駛軌跡生成單元14所生成的行駛軌跡R移動，并且在預定的等待位置處將車輛V置于等待狀態。預定的等待位置是指暫停或者延遲車道改變的位置。圖5A和5B是示出等待位置的實例的圖。等待位置例如處于行駛車道Rl與相鄰車道R2之間的車道邊界RL3上。如圖5A所示，車道邊界上的等待位置是當從頂部觀看時車輛V與車道邊界RL3重疊的位置P1。行駛控制單元18通過控制車輛V而使車輛V移動到位置Pl，并且使車輛V置于等待狀態下，使得車輛V的前緣Va距離車道邊緣RL3是預定的距離。或者，等待位置可以在行駛車道Rl中距離車道邊界RL3預定距離之內。如圖5B所示，在行駛車道Rl中距離車道邊界RL3預定距離之內的等待位置是位置P2，在該處，當從頂部觀看時車輛V的前緣Va處于距離車道邊緣RL3的預定距離L2之內。行駛控制單元18通過控制車輛V而使車輛V移動到位置P2，并且使車輛V置于等待狀態下，使得車輛V的前緣Va距離車道邊緣RL3在預定距離L2之內。通過將車輛V移動到等待位置并且將車輛V置于等待狀態下，行駛控制單元18能夠請求正在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5留出空間。行駛控制單元18可以基于車輛V的尺寸、其他車輛的尺寸、相對于其他車輛的位置和車道寬度來調整等待位置。行駛控制單元18還可以鑒于車輛V的最小回轉半徑而調整等待位置。
[0056]行駛控制單元18使得車輛V停止在等待位置處，并且在該處將車輛V置于等待狀態。這里使用的術語“停止”不僅是指完全停止，還指非常慢的速度(例如，0.lkm/h以下)。在任意情況下，如果由外部情況識別單元12判定了在相鄰車道R2中不存在空間，則行駛控制單元18開始車道改變操作。為此，行駛控制單元18使車輛V移動到等待位置，并且在該處將車輛V置于等待狀態，以請求在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5留出空間。即，行駛控制單元18在等待位置處以預定方式改變車輛V的速度，以暫停或者延遲車道改變，并且請求車輛Xl至X5留出空間。
[0057]當在相鄰車道R2中在車輛V前方行駛的車輛(例如，圖4A中的車輛X2)向前移動大約車道改變所需的空間LI的一半時，行駛控制單元18可以開始車道改變。以這種方式開始車道改變防止了在相鄰車道R2中行駛的車輛(例如，圖4A中的車輛X2和車輛X3)的駕駛員感到不適。
[0058]如果由外部情況識別單元12判定了在車輛V置于等待狀態下的同時空間變得適用，則行駛控制單元18使車輛V從等待位置移動到該空間。例如，假定響應于從車輛V發出的請求，車輛X2向前移動，而車輛X3持續靜止，如圖4B所示。其后，如果由外部情況識別單元12判定存在車道改變所需的空間LI，則行駛控制單元18判定從車輛X3接收到請求的響應。如果從車輛X3接收到請求的響應，則行駛控制單元18使車輛V從等待位置移動到空間，如圖4C所示。這完成了到擁擠的相鄰車道R2的車道改變。圖4C示出了行駛控制單元18使車輛V沿著行駛軌跡R移動的實例。或者，在行駛控制單元18使得車輛V從等待位置移動到空間時，行駛軌跡生成單元14可以生成新的行駛軌跡，以使得行駛控制單元18能夠使車輛V沿著新生成的行駛軌跡移動。
[0059]不僅當使得空間LI適用時從其他車輛接收到響應。即，行駛控制單元18可以利用響應判定單元15的判定結果，識別出從車輛X3接收到請求的響應，如上所述。
[0060]例如，在行駛控制單元18控制車輛并且請求其他車輛或者其他車輛的駕駛員留出空間之后，響應判定單元15基于外傳感器I的檢測結果來判定來自其他車輛或者其他車輛的駕駛員的響應的有效性。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現響應判定單元15。例如，響應判定單元15判定如果任意以下情況發生則接受到響應的判定是有效的:空間LI的長度不隨著時間而以等于或者大于預定值的比率減小；車輛X3靜止或者減速;從車輛X3接收到諸如使喇叭發聲或者使燈閃爍這樣的預定信號;從車輛X3的駕駛員接收到手勢信號；以及車輛X3的駕駛員的臉朝向車輛V。在這種情況下，如果使得空間LI適用，并且如果響應判定單元15判定接收到響應的判定是有效的，則行駛控制單元18識別出從車輛X3接收到請求的響應。
[0061]如果外部情況識別單元12未判定在車輛V置于等待狀態下的同時可獲得車道改變所需的空間LI，并且如果判定了滿足預定車道改變停止條件，則行駛控制單元18進行車道改變停止處理。
[0062]由停止判定單元16來判定預定車道改變停止條件。在車輛V置于等待狀態下的同時，基于由外部情況識別單元12所識別的識別結果(周圍信息)，停止判定單元16判定是否滿足預限定的車道改變停止條件。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現停止判定單元16。預先判定預限定的車道改變停止條件，其是用于判定是否停止車道改變的條件。例如，如果在車輛V置于等待狀態下的同時，在相鄰車道中平行地行駛的預定數量以上的車輛經過車輛V，則判定滿足一個車道改變停止條件。如果在車輛V置于等待狀態下的同時，車輛的等待時間(從車輛V到達等待位置開始計算的時間)變得等于或者大于預定時間，則判定滿足另一個車道改變停止條件。如果在車輛V置于等待狀態下的同時，車輛V的行駛距離(距車道改變位置的行駛距離)變得等于或者大于預定距離，則判定滿足又一個車道改變停止條件。
[0063]代替上述判定，如果車輛V與在行駛車道Rl中在車輛V前方行駛的前車輛之間的車間距離等于或大于第一距離，并且如果車輛V與在行駛車道Rl中在車輛V后方行駛的后續車輛之間的車間距離等于或者小于第二距離，則停止判定單元16可以判定滿足車道改變停止條件。第一距離是預先判定的值，其為用于判定車輛V與在前車輛之間的車間距離的閾值。第二距離是預先判定的值，其為用于判定車輛V與后續車輛之間的車間距離的閾值。第一距離和第二距離的使用使得停止判定單元16能夠判定在車輛V前方是否存在空間，而不是在車輛V后方是否存在空間，從而避免交通堵塞。停止判定單元16可以不僅通過第一距離和第二距離，還可以通過來自車輛V后方的預定信號的方向(喇叭或者光)判定滿足車道改變停止條件。同樣在這種情況下，能夠避免交通堵塞。
[0064]用于車道改變停止條件的上述閾值可以根據車道改變的要求的程度而改變。例如，當交通管制并且結果在車輛V前方，車輛V的行駛車道將并入的相鄰車道時，閾值可以動態改變，使得到并入點的距離越短，越難以滿足車道改變停止條件。根據車道改變的要求程度而判定的閾值可以預先存儲在ECUlOA的ROM中。
[0065]作為車道改變停止處理，行駛控制單元18使車輛V從等待位置移動到行駛車道Rl中的預定位置。預定位置的一個實例是行駛車道Rl的中心，而預定位置不限于該位置。圖6是示出車道改變停止處理的實例的圖。如圖6所示，如果滿足車道改變停止條件，則行駛軌跡生成單元14生成從等待位置到行駛車道Rl中預定位置的行駛軌跡RX，并且行駛控制單元18使車輛V沿著行駛軌跡RX移動。或者，作為車道改變停止處理，行駛控制單元18可以終止車輛V的自動控制，并且將駕駛切換到手動駕駛。可以不利用行駛控制單元18而利用警告單元17而進行車道改變停止處理。
[0066]如果由外部情況識別單元12判定了在車輛V置于等待狀態下的同時不存在車道改變所需的空間LI，并且如果由停止判定單元16判定滿足車道改變停止條件，則警告單元17向車輛V的駕駛員發出警告。通過基于由CPU輸出的信號而使得CAN通信電路運行并且通過將存儲在ROM中的程序加載到RAM中而后執行加載到RAM中的程序，而實現警告單元17。警告單元17使得HMI7輸出顯示或者語音指導，表明停止了自動車道改變。該顯示或者語音指導使得車輛V的駕駛員知道應當停止車道改變。
[0067]接著，描述由車輛行駛控制裝置10進行的處理。圖7是示出在本實施例中的車輛行駛控制裝置10的操作的實例的流程圖。例如，當經由自動車道改變0N/0FF開關而鍵入啟動自動車道改變的請求操作時，進行圖7所示的控制處理。在以下說明中，假定相鄰車道是擁擠的作為前提。
[0068]如圖7所示，車道行駛控制裝置10進行周圍信息獲取處理(SlO)，以獲取車輛V的周圍信息。首先，基于由GPS接收單元2所接收的車輛V的位置信息和存儲在地圖數據庫4中的地圖信息，車輛位置識別單元11識別車輛位置。基于由外傳感器I所檢測到的結果和由導航系統5所提供的信息，外部情況識別單元12識別車輛V的外部情況。在這種情況下，行駛狀態識別單元13可以基于由內傳感器3所檢測到的結果來識別車輛V的行駛狀態。
[0069]接著，外部情況識別單元12進行空間有效性判定處理(S12)，以判定在相鄰車道R2中是否存在空間LI。如果判定了在相鄰車道R2中存在空間LI，則進行常規的車道改變處理。即，行駛軌跡生成單元14生成從車輛位置到空間LI的行駛軌跡(S14)，并且行駛控制單元18基于S14中的處理所生成的行駛軌跡改變車輛V的車道(S16)。其后，終止圖7所示的流程的處理。
[0070]另一方面，如果由S12中的處理判定了在相鄰車道R2中不存在空間LI，則處理前進到行駛軌跡生成處理(S18)。作為行駛軌跡生成處理(S18)，行駛軌跡生成單元14生成從行駛車道Rl到相鄰車道R2的行駛軌跡R。結果，生成圖3所示的行駛軌跡R。
[0071]其后，行駛控制單元18基于由S18中的處理所生成的行駛軌跡R判定等待位置，并且使車輛V從車輛位置移動到等待位置(S20)。該處理使得車輛V移動到等待位置，并且在圖4A所示的等待位置處進入等待狀態。即，行駛控制單元18請求相鄰車道R2中的車輛留出空間。
[0072]接著，外部情況識別單元12判定是否接收到對車輛V發出的請求的響應(S22)。如果判定在相鄰車道R2中存在車道改變所需的空間LI，則外部情況識別單元12識別出接收到對請求的響應。或者，行駛控制單元18還可以利用響應判定單元15的判定結果來識別出接收到對請求的響應。如果接收到對請求的響應，則行駛控制單元18恢復車道改變，并且使車輛V從等待位置移動到空間L1(S24)。這完成了車輛V的車道改變，如圖4C所示。其后，終止圖7所示的流程中的處理。
[0073]另一方面，如果在S22中的處理中判定了沒有接收到對車輛V發出的請求的響應，則停止判定單元16判定是否滿足車道改變停止條件(S26)。如果在S26的處理中判定滿足車道改變停止條件，則處理前進到S22中的處理。以這種方式，重復用于判定是否接收到對車輛V發出的請求的響應的處理，直到滿足車道改變停止條件為止。
[0074]另一方面，如果在S26的處理中判定滿足車道改變停止條件，則行駛控制單元18進行車道改變停止處理(S26)。例如，行駛控制單元18使車輛V向后移動到行駛車道Rl，如圖6所示。或者，警告單元17可以進行車道改變停止處理(S26)。例如，警告單元17在HMI7的顯示器上顯示信息，以通知停止車道改變。在終止車道改變停止處理之后，終止圖7所示的流程的處理。
[0075]在進行以上處理之后，終止圖7所示的車輛行駛控制裝置10的操作。當將車道改變為擁擠的相鄰車道時，車輛行駛控制裝置10能夠進行圖7所示的流程的處理，以通知相鄰車道的車輛擠入該排車輛的意向，并且請求車輛留出車道改變所需的空間。
[0076]如上所述，本實施例中的車輛行駛控制裝置10將車輛V置于等待狀態下，并且請求在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5或者車輛Xl至X5的駕駛員留出用于車道改變的空間。其后，當在車輛V置于等待狀態下的同時使得在擁擠的相鄰車道R2中能夠獲得空間LI時，車輛行駛控制裝置10使車輛V從等待位置移動到空間LI。以這種方式，車輛行駛控制裝置10請求在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5留出空間，使得易于將車道改變到擁擠的相鄰車道R2。
[0077]另外，如果發出留出用于車道改變的空間的請求，而在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5不留出空間的情況繼續，則在本實施例中的行駛控制控制裝置10停止車道改變，并且使車輛V從等待位置移動到行駛車道Rl中的預定位置。這避免了車輛V將浪費地繼續發出留出用于車道改變的請求的情況。
[0078]替換方法為:如果發出留出用于車道改變的空間的請求，而在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5不留出空間的情況繼續，則本實施例中的車輛行駛控制裝置10可以將駕駛切換到手動駕駛，以使得車輛的駕駛員能夠決定車輛的后續行為。
[0079]另一個替換方法為:如果發出留出用于車道改變的空間的請求，而在相鄰車道R2中行駛的車輛Xl至X5不留出空間的情況繼續，則本實施例中的車輛行駛控制裝置10發出警告，以通知車輛V的駕駛員應當停止車道改變。
[0080]另外，如果向預定數量以上的其他車輛(平行行駛)發出了留出用于車道改變的空間的請求，而不能夠獲得空間，則本實施例中的車輛行駛控制裝置10能夠停止車道改變。本實施例中的車輛行駛控制裝置10同樣基于行駛車道Rl的交通條件而停止車道改變，避免了否則可能由于留出車道改變的空間的請求而導致的交通擁堵。
[0081]雖然已經描述了本發明，但是理解為本發明不限于以上實施例。本發明可以以各種模式實現，其中，基于本領域技術人員的知識將各種改變和修改添加到上述實施例中。
[0082]例如，雖然以上實施例描述了這樣的實例:其中，基于由外傳感器I或導航系統5所獲取的信息，識別相鄰車道的擁堵狀態，還可以通過利用車輛與車輛間通信或者道路與車輛間通信而獲取在相鄰車道中行駛的車輛之間的車間距離的信息，來識別相鄰車道的擁堵狀態。
[0083]另外，以上實施例描述了這樣的實例:其中，基于車輛位置和移動目標位置，生成從行駛車道到相鄰車道的行駛軌跡R，行駛軌跡R的生成方法不限于上述方法。例如，基于車輛位置和由外部情況識別單元12所獲取的在相鄰車道中行駛的車輛的位置，行駛軌跡生成單元14可以生成行駛軌跡R，車輛將沿著該行駛軌跡R將車道改變到擁擠的相鄰車道。在這種情況下，行駛軌跡生成單元14生成行駛軌跡R，其使得車輛V能夠擠入在車道改變之后將作為車輛V的后續車輛的車輛的前方。例如，行駛軌跡生成單元14設定在相鄰車道中行駛的車輛的一輛作為目標車輛，并且生成行駛軌跡R，車輛V將沿著該行駛軌跡R而擠入目標車輛的前方。即使生成了這樣的行駛軌跡R，車輛行駛控制裝置10也能夠請求在相鄰車道R2中的行駛的車輛留出空間，使得易于將車道改變為擁擠的相鄰車道。
【主權項】
1.一種車輛行駛控制裝置，使得在行駛車道中行駛的車輛將所述車道改變為相鄰車道，所述相鄰車道與所述行駛車道相鄰并且擁堵，其特征在于，包括: 獲取單元，該獲取單元被配置為獲取所述車輛的周圍信息； 外部情況判定單元，該外部情況判定單元被配置為基于所述車輛的所述周圍信息，來判定在所述相鄰車道中是否存在所述車輛將進入的空間；以及 車輛控制單元，該車輛控制單元被配置為使得所述車輛沿著行駛軌跡而改變所述車道，所述行駛軌跡被預定為將所述車道從所述行駛車道改變為所述相鄰車道， 其中，所述車輛控制單元被配置為:如果所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，則使所述車輛沿著所述行駛軌跡移動，并且在所述行駛車道與所述相鄰車道之間的車道邊界上的等待位置處，或者在所述行駛車道中距離所述車道邊界預定距離之內的等待位置處，將所述車輛置于等待狀態下，并且 所述車輛控制單元被配置為:如果在所述車輛置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定存在所述空間，則使所述車輛從所述等待位置移動到所述空間。2.根據權利要求1所述的車輛行駛控制裝置，還包括:停止判定單元，該停止判定單元被配置為在所述車輛被置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件， 其中，所述車輛控制單元被配置為:如果在所述車輛置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則使所述車輛從所述等待位置移動到所述行駛車道中的預定位置。3.根據權利要求1所述的車輛行駛控制裝置，還包括:停止判定單元，該停止判定單元被配置為在所述車輛被置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件， 其中，所述車輛控制單元被配置為:如果在所述車輛被置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則終止所述車輛的行駛控制。4.根據權利要求1所述的車輛行駛控制裝置，還包括: 停止判定單元，該停止判定單元被配置為:在所述車輛置于所述等待狀態下時，基于所述車輛的所述周圍信息判定是否滿足預定的車道改變停止條件；以及 警告單元，該警告單元被配置為:如果在所述車輛被置于所述等待狀態下時，所述外部情況判定單元判定不存在所述空間，并且如果所述停止判定單元判定滿足所述車道改變停止條件，則對所述車輛的駕駛員發出警告。5.根據權利要求2至4的任意一項所述的車輛行駛控制裝置，其中，所述停止判定單元被配置為:如果在所述相鄰車道中平行行駛的預定數量以上的車輛已經經過所述車輛，則判定滿足所述車道改變停止條件。6.根據權利要求2至4中的任意一項所述的車輛行駛控制裝置，其中，所述停止判定單元被配置為:如果所述車輛與在前車輛之間的車間距離等于或者大于第一距離，并且如果所述車輛與后續車輛之間的車間距離等于或者小于第二距離，則判定滿足所述車道改變停止條件，所述在前車輛是在所述行駛車道中在所述車輛前方行駛的車輛，所述后續車輛是在所述行駛車道中在所述車輛后方行駛的車輛。7.根據權利要求1至6的任意一項所述的車輛行駛控制裝置，還包括響應判定單元，該響應判定單元被配置為判定來自在所述相鄰車道中行駛的另一車輛或者來自其他車輛的駕駛員的響應的接收的有效性，其中，如果存在所述空間并且所述響應判定單元判定接收到所述響應，則使所述車輛從所述等待位置移動到所述空間。8.根據權利要求7所述的車輛行駛控制裝置，其中，所述響應判定單元被配置為:如果至少一個條件有效，則判定接收到響應的所述判定有效，所述條件包括:所述空間的長度不隨著時間以等于或者大于預定值的比率減小;所述其他車輛靜止或者正在減速;從所述其他車輛接收到使喇叭發聲或者使光閃爍這樣的預定信號;從所述其他車輛的駕駛員接收到手勢信號；以及所述其他車輛的駕駛員的臉朝向所述車輛。
【文檔編號】B60W40/02GK106064626SQ201610243227
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月18日 公開號201610243227.8, CN 106064626 A, CN 106064626A, CN 201610243227, CN-A-106064626, CN106064626 A, CN106064626A, CN201610243227, CN201610243227.8
【發明人】平哲也, 渡邊義徳
【申請人】豐田自動車株式會社