JP3167993B2 - 道路形状推定装置及びそれを用いたカーブ進入制御装置 - Google Patents
道路形状推定装置及びそれを用いたカーブ進入制御装置Info
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Description
計算する際に不適切なノードを除外する道路形状推定装
置及びそれを用いたカーブ進入速度制御装置に関する。
ップ上に示されている地点(ノード)に関するデータ
(ノードデータ)を用いて前方カーブに対する許容進入
速度を算出し、この許容進入速度以上の速度、すなわち
前方カーブに対するオーバスピード状態を検出し、警報
或いは減速制御を行う車両走行システムが、特開平4−
236699号公報等で提案されている。
公報において、ナビゲーション装置から送出される複数
のノードデータに基づきカーブの曲率半径を求める方法
を提案した。
て、中央のノードとその両側のノードとを直線で結び、
両直線の長さを比較する。そして短い方の直線の半分の
距離を、中央のノードから両側の直線上に取った点を中
点として、両直線の中点から垂線を引き、その交点と中
点との距離をカーブ曲率半径として設定する。
は、カーブ曲率半径と横加速度とに基づき前方の対象と
なるカーブを安全に通過することのできるカーブ許容進
入速度を算出し、このカーブ許容進入速度と車速とを所
定に比較して、カーブを安全に通過することができるか
否かを判断し、オーバスピードのときは警報により減速
を運転者に促し、又、必要に応じて減速制御を強制的に
行うようにしている。
径を3点の連続するノード間距離に基づいて算出する際
に、ノード間隔が極端に短い場合、このノード間隔の半
分に基づいて算出するカーブ曲率半径は、実際のカーブ
曲率半径よりも遙かに短い値が算出され易くなる。その
結果この誤って算出されたカーブ曲率半径に基づいて、
カーブ許容進入速度を算出した場合、極端に低い速度に
設定されてしまい、自車速が実際には安全に通過するこ
とのできる速度であるにもかかわらず、警報、減速制御
が行われて、運転者に違和感を与えてしまう不都合があ
る。
極端に短い場合であっても、実際のカーブに近似するカ
ーブ曲率半径を算出することができ、適正なカーブ許容
進入速度を設定することができ、運転者に与える違和感
を軽減することのできる道路形状推定装置及びそれを用
いたカーブ進入速度制御装置を提供することを目的とす
る。
本発明による第1の道路形状推定装置は、ナビゲーショ
ン装置から前方道路に関する複数のノードデータを入力
し、これらのノードデータに基づき各ノードについて隣
接するノードとのノード間隔及びノード角度を算出し、
上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づきカーブ曲率
半径計算除外点となるノードを検出し、該カーブ曲率半
径計算除外点となるノードを除いて上記ノード間隔と上
記ノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出する道路形状推定装置において、 上記ノード間隔が
予め設定したノード設定間隔以下で、且つ該ノード間隔
の両端に位置する2つのノードでそれぞれ算出したノー
ド角度の屈曲方向が逆の場合は、上記2つのノードの少
なくとも一方をカーブ曲率半径計算除外点とすることを
特徴とする。このような構成では、ナビゲーション装置
から前方道路に関する複数のノードデータを入力し、こ
れらのノードデータに基づき各ノードについて隣接する
ノードとのノード間隔及びノード角度を算出し、ノード
間隔とノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半
径を算出するに際し、ノード間隔が予め設定したノード
設定間隔以下で、且つこのノード間隔の両端に位置する
2つのノードでそれぞれ算出したノード角度の屈曲方向
が逆の場合は、2つのノードの少なくとも一方をカーブ
曲率半径計算除外点とする。
ン装置から前方道路に関する複数のノードデータを入力
し、これらのノードデータに基づき各ノードについて隣
接するノードとのノード間隔及びノード角度を算出し、
上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づきカーブ曲率
半径計算除外点となるノードを検出し、該カーブ曲率半
径計算除外点となるノードを除いて上記ノード間隔と上
記ノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出する道路形状推定装置において、上記ノード間隔が
予め設定したノード設定間隔以下で、且つ該ノード間隔
の両端に位置する2つのノードでそれぞれ算出したノー
ド角度を比較し、大きい方のノード角度が予め設定した
最大角度閾値以上のときは、上記2つのノードの少なく
とも一方をカーブ曲率半径計算除外点とすることを特徴
とする。このような構成では、ナビゲーション装置から
前方道路に関する複数のノードデータを入力し、これら
のノードデータに基づき各ノードについて隣接するノー
ドとのノード間隔及びノード角度を算出し、ノード間隔
とノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出するに際し、ノード間隔が予め設定したノード設定
間隔以下で、且つこのノード間隔の両端に位置する2つ
のノードでそれぞれ算出したノード角度を比較し、大き
い方のノード角度が予め設定した最大角度閾値以上のと
きは、2つのノードの少なくとも一方をカーブ曲率半径
計算除外点とする。
状推定装置において、上記最大角度閾値は、予め設定し
た基準角度に上記ノード間隔と上記ノード設定間隔との
比率を乗じて設定することを特徴とする。 このような構
成では、最大角度閾値は、予め設定した基準角度にノー
ド間隔とノード設定間隔との比率を乗じて設定する。
ン装置から前方道路に関する複数のノードデータを入力
し、これらのノードデータに基づき各ノードについて隣
接するノードとのノード間隔及びノード角度を算出し、
上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づきカーブ曲率
半径計算除外点となるノードを検出し、該カーブ曲率半
径計算除外点となるノードを除いて上記ノード間隔と上
記ノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出する道路形状推定装置において、上記ノード間隔が
予め設定したノード設定間隔以下で、且つ該ノード間隔
の両端に位置する2つのノードでそれぞれ算出したノー
ド角度を比較し、小さい方のノード角度が予め設定した
最小角度閾値以下のときは、上記2つのノードの少なく
とも一方をカーブ曲率半径計算除外点とすることを特徴
とする。このような構成では、ナビゲーション装置から
前方道路に関する複数のノードデータを入力し、これら
のノードデータに基づき各ノードについて隣接するノー
ドとのノード間隔及びノード角度を算出し、ノード間隔
とノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出するに際し、ノード間隔が予め設定したノード設定
間隔以下で、且つこのノード間隔の両端に位置する2つ
のノードでそれぞれ算出したノード角度を比較し、小さ
い方のノード角度が予め設定した最小角度閾値以下のと
きは、2つのノードの少なくとも一方をカーブ曲率半径
計算除外点とする。
ン装置から前方道路に関する複数のノードデータを入力
し、これらのノードデータに基づき各ノードについて隣
接するノードとのノード間隔及びノード角度を算出し、
上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づきカーブ曲率
半径計算除外点となるノードを検出し、該カーブ曲率半
径計算除外点となるノードを除いて上記ノード間隔と上
記ノード角度とに基づき当該ノードのカーブ曲率半径を
算出する道路形状推定装置において、連続する4つのノ
ードにて最初の2つのノードを結ぶ線と最後の2つのノ
ードを結ぶ線とのなす角が、予め設定されている最小角
度閾値以下で、且つ中間の2つのノードを結ぶ上記ノー
ド間隔が予め設定したノード設定間隔以下の場合は、上
記中間の2つのノードの少なくとも一方をカーブ曲率半
径計算除外点とすることを特徴とする。このような構成
では、ナビゲーション装置から前方道路に関する複数の
ノードデータを入力し、これらのノードデータに基づき
各ノードについて隣接するノードとのノード間隔及びノ
ード角度を算出し、ノード間隔とノード角度とに基づき
当該ノードのカーブ曲率半径を算出するに際し、連続す
る4つのノードにて最初の2つのノードを結ぶ線と最後
の2つのノードを結ぶ線とのなす角が、予め設定されて
いる最小角度閾値以下で、且つ中間の2つのノードを結
ぶノード間隔が予め設定したノード設定間隔以下の場合
は、中間の2つのノードの少なくとも一方をカーブ曲率
半径計算除外点とする。
状推定装置において、上記最小角度閾値は、予め設定し
た基準角度に上記ノード間隔と上記ノード設定間隔との
比率を乗じて設定することを特徴とする。このような構
成では、最小角度閾値は、予め設定した基準角度にノー
ド間隔とノード設定間隔との比率を乗じて設定する。
の何れかに記載の道路形状推定装置を用いて、上記カー
ブ曲率半径計算除外点とされたノードの両隣のノードの
ノード間隔が予め設定されているノード設定間隔以下の
ときは当該2つのノードの少なくとも一方のノードに対
する警報あるいは減速制御を禁止することを特徴とす
る。このような構成では、カーブ曲率半径計算除外点と
されたノードの両隣のノードのノード間隔が予め設定さ
れているノード設定間隔以下のときは、当該2つのノー
ドの少なくとも一方のノードに対する警報あるいは減速
制御を禁止する。
の何れかに記載の道路形状推定装置を用いて、上記カー
ブ曲率半径計算除外点とされたノードの両隣の少なくと
もどちらか一方のノードにおけるカーブ角度が、予め設
定されている最小角度閾値以下の場合、当該一方のノー
ドに対する警報あるいは減速制御を禁止することを特徴
とする。このような構成では、カーブ曲率半径計算除外
点とされたノードの両隣の少なくともどちらか一方のノ
ードにおけるカーブ角度が、予め設定されている最小角
度閾値以下の場合、当該一方のノードに対する警報ある
いは減速制御を禁止する。
実施の形態を説明する。図1にカーブ進入制御装置に設
けた制御部の機能ブロック図を示す。
側には、ヨーレートセンサ2で検出したヨーレートτ、
ハンドル角センサ3で検出した舵角δf、横加速度セン
サ4で検出した横加速度Gy、車速センサ5で検出した
車速V、前後加速度センサ6で検出した前後加速度、ブ
レーキ圧センサ9で検出したブレーキ圧の各データが入
力されると共に、ナビゲーション装置7、及び道路形状
検出装置10から出力される各種信号が入力される。
からは、自車走行ルートに関して送出されるノード数
n、自車位置東経、自車位置北緯、及び、自車直後のノ
ードに関するデータ、自車直前のノードに関するデー
タ、自車前方2点目のノードに関するデータ、・・・・
・自車前方(n−1)点目のノードに関するデータ等の
情報が定期的(例えば、500ms毎)に出力される。
ラ等を用いて前方道路のカーブの状況(カーブの方向、
曲率の程度等)を検出し、その情報を制御部1へ出力す
る。
ゲーション装置7、道路形状検出装置10で検出した情
報に基づき、走行路前方のカーブに対して現在の速度で
進入しても安定した状態で曲がれるか否かを演算し、必
要に応じてブザー、音声警報、警告灯等からなる警報装
置11を駆動させて、運転者に報知する。
減速装置12に対して減速指令を出力する。減速装置1
2では、制御部1からの減速指令に従いトランスミッシ
ョンのシフトダウン、エンジントルクダウン、ブレーキ
作動等により減速制御を行う。
係数推定部21で、ヨーレートτ、舵角δf、横加速度
Gy、車速V等、車両の挙動を把握するパラメータに基
づき、路面摩擦係数μを、例えば本出願人が先に提出し
た特開平8−2274号公報に既述した算出方法を用い
て推定する。又、道路勾配推定部22において、車速変
化演算部23で算出した車速Vの設定時間毎の変化率と
前後加速度とに基づき道路勾配SLを推定する。
擦係数μと道路勾配SLとから得られる道路状況に基づ
き、車両が許容できる減速度である許容減速度XgLimを
設定する。尚、道路勾配SLの推定方法、及び許容減速
度XgLimの算出方法については、本出願人が先に提出し
た特開平11−83501号公報に既述されているた
め、ここでの説明は省略する。
ナビゲーション装置7から出力されるノード毎の情報
(図3参照)を読込み、それらの情報に基づき、各々の
ノードについて一つ前のノードとの間隔Lp[j]、カーブ
曲率半径rp[j]等を演算し、それぞれのノード属性とし
て、RAM等の記憶手段に格納する。また、交差点属性
ip[j]、道路幅属性wp[j]等も各々のノード属性として
記憶手段に格納される。
属性演算記憶部25は、ノード座標格納部25a、道路
種別情報格納部25b、道路幅情報格納部25c、交差
点情報格納部25d、ノード間隔演算部25e、カーブ
角度演算部25f、カーブ曲率半径演算部25g、特異
点判定部25h、カーブ角度再演算部25i、カーブ曲
率半径再演算部25jで構成されている。
ゲーション装置7から送出される自車位置を基準とした
道路情報を格納する。すなわち、ノード座標格納部25
aは各ノード位置を示す座標Pjを格納し、道路種別情
報格納部25bは各ノードの道路種別属性cp[j]を、格
納する。道路種別属性cp[j]とは、高速道路、一般道路
等の道路の種別を示すもので例えば、下表に示す値に設
定されている。
ン装置7から送出される道路幅フラグに基づき、自車が
通過する道路の道路幅属性wp[j]を設定し、格納する。
各ノードの道路幅属性wp[j]は、ナビゲーション装置7
から送出されるフラグが示す実際の道路幅に対して、例
えば、下表に示すような値に設定されている。
ン装置7から送出される交差点フラグ情報をそのまま用
いて、交差点属性ip[j]を設定し、格納する。交差点フ
ラグ情報は、下表に示す値に設定されている。
装置7において目的地を設定した際の案内経路上の交差
点を示す。
納部25aに格納されているノード座標Pjと、一つ手
前のノードPj-1との間隔(ノード間隔)Lp[j]を演算
する。すなわち、図16に示すように、ノード間隔演算
部25eでは、ノード座標格納部25aに格納されてい
る、自車位置を基準としたノード座標P0 (xp[0] ,yp
[0] )、P1 (xp[1] ,yp[1] )、…Pj-1 (xp[j-1]
,yp[j-1] )、 Pj (xp[j] ,yp[j] )、…Pn-1
(xp[n-1] ,yp[n-1] )に基づき、ノードPj に隣接す
るノードPj-1 とのノード間隔Lp[j]を次式から算出す
る。 Lp[j]={(xp[j] −xp[j-1] )2 +(yp[j] −yp[j
-1] )2 }1/2 但し、1≦j≦n-1 である。
j におけるノード角度tp[j]を(図17参照)を次式か
ら算出する。 tp[j]=sin−1 [{(xp[j-1] −xp[j] )・(yp
[j] −yp[j+1] )−(xp[j]−xp[j+1] )・(yp[j-1]
−yp[j] )}/(Lp[j]・Lp[j+1] )] 尚、ここで得られたノード角度tp[j]は、右カーブの場
合、正値で表され、左カーブの場合、負値で表される。
隔Lp[j],Lp[j+1]と、ノード角度tp[j]とに基づき、
ノードPj でのカーブ曲率半径rp[j]を次式から算出す
る。 rp[j]=min(Lp[j],Lp[j+1])/2/tan(|
tp[j]|/2) ここで、min(Lp[j],Lp[j+1])は、何れか短い方
のノード間隔を選択する意味であり、図17では、Lp
[j]<Lp[j+1]であるため、上式は、 rp[j]=Lp[j]/2/tan(|rp[j]|/2) となる。
異点であるか否かを設定する。特異点は、0〜4の何れ
かのフラグ値で表されており、その定義は以下の通りで
ある。
は全て0である。 2)特異点1 当該ノードに対して警報、減速制御を禁止する。 3)特異点2 ノード間隔の短い2つの隣接ノードの手前のノードに対
してセットされる値で、カーブ曲率半径を計算する際に
除外する。 4)特異点3 ノード間隔の短い2つの隣接ノードの奥側のノードに対
してセットされる値で、カーブ曲率半径を計算する際に
除外する。 5)特異点4 上記特異点2と上記特異点3の両方の判定を受けたノー
ドに対してセットされる値で、カーブ曲率半径を計算す
る際に除外する。従って、特異点が0以外の場合は、カ
ーブ曲率半径を算出する際の除外点となる。
記憶されているノードは、道路形状を表すものである
が、必ずしも道路中心線を正確にトレースしているもの
ではなく、一般的には、図9〜図15のノードb或いは
cに示すように、道路幅の中でばらつきを持ってプロッ
トされている。
いると、このノード間隔に基づいてカーブ曲率半径を算
出した場合、実際の道路のカーブ曲率半径よりも小さく
なりすぎた値となり、結果として、実際には緩い曲率の
カーブであっても、警報や減速制御が過敏に行われてし
まう。そのため、カーブ曲率半径を演算する際には、こ
のようなノードを特異点として計算から除外し、或いは
計算結果を無効とすることで、過敏な警報或いは減速制
御を防止する。
概念は、隣接するノードのノード間隔が予め設定した間
隔以下のときは、その隣接するノードの一方あるいは両
方をカーブ曲率半径の計算から除外することである。
ドにおけるノード角度を絶対値比較し、大きい方のノー
ド角度の絶対値が所定閾値以上の場合、もしくは、小さ
い方のノード角度の絶対値が所定閾値以下の場合に、一
方あるいは両方のノードをカーブ曲率半径の計算から除
外することが好ましい。
の隣接するノードのそれぞれにおけるノード角度の屈曲
方向が逆の場合に、一方あるいは両方のノードをカーブ
曲率半径の計算から除外することが好ましい。さらに、
その隣接するノードにおけるノード角度の絶対値につい
て、大きい方のノード角度の絶対値が所定閾値より大き
い場合に、あるいは、小さい方のノード角度の絶対値が
所定閾値より小さい場合に、一方あるいは両方のノード
をカーブ曲率半径の計算から除外することがより好まし
い。なお、図10,図12がこれらのケースに対応す
る。
の隣接するノードのそれぞれにおけるノード角度の屈曲
方向が同じ場合に、一方あるいは両方のノードをカーブ
曲率半径の計算から除外するようにしてもよい。その場
合、その隣接するノードにおけるノード角度の絶対値に
ついて、大きい方のノード角度の絶対値が所定閾値より
大きい場合に、一方あるいは両方のノードをカーブ曲率
半径の計算から除外することがより好ましい。なお、図
11,図13がこれらのケースに対応する。
て、連続する4つのノードにおいて最初の2つのノード
を結ぶ線分と最後の2つを結ぶ線分とのなす角が所定の
閾値以下で略平行である場合に、中間の2つのノードの
一方あるいは両方をカーブ曲率半径の計算から除外する
ようにしてもよい。なお、図9がこのケースに対応す
る。
に対する特異点フラグの設定の一例を、図4〜図8に示
すフローチャートに従って説明する。図4〜図7に特異
点判定ルーチンを示す。各ノードは、図9〜図15に示
す符号に従って説明し、又、特異点の判定は、全てのノ
ードに対して行うが、本ルーチンでは、ノードcを、便
宜的に特異点の判定対象ノードとする。なお、各ノード
の特異点フラグの初期値は0に設定されている。
ず、ステップS1で、特異点判定対象のノードcとその
手前のノードbとの間のノード間隔Lp[c]と、ノード設
定間隔wkとを比較する。
ノード設定間隔wkは、道路幅属性wp[c]にノード設定
間隔算出係数wk1を乗じたものである。このノード設定
間隔算出係数wk1は、道路種別属性cp[j]毎に相違した
値に設定されている。これは、幹線道路ほど急カーブの
出現度が低いため特異点を設定し易くしてきついカーブ
曲率半径が算出されることを防止するためである。
隔Lp[c]がノード設定間隔wkよりも長いため、そのま
まルーチンを抜ける。一方、Lp[c]<wkの近距離のと
きは、ステップS2へ進み、ノードa,b間を結ぶ直線
(ベクトルab)とノードc,d間を結ぶ直線(ベクト
ルcd)とのなす角(|tp[b]+tp[c]|)と最小角度
閾値tk1とを比較する。
角の閾値としての最小角度閾値tk1は、基準角度tk0
(例えば6°)に対し、特異点判定対象ノードcのノー
ド間隔Lp[c]にノード設定間隔wkの比率を乗算して求
める(tk1=tk0・wk/Lp[c])。これは、ノード間
隔Lp[c]が小さいものほどカーブ曲率半径rp[c]の算出
値が異常に小さい値に設定され易くなるため、このノー
ド間隔Lp[c]が小さいものを より特異点として特定さ
せるためである。
き、ステップS3へ進み、ノード角度tp[b],tp[c]を
乗算し、その値が正値か負値かを判定し、正値(tp[b]
・tp[c]>0)のときはノードtp[b],tp[c]が同方向
へ屈曲しているため、そのままルーチンを抜ける。一
方、負値(tp[b]・tp[c]<0)のときは、ベクトルa
bとベクトルcdとが、ベクトルbcを介してクランク
状に屈曲しているため、ステップS4へ進み、ノード
b,cの一方或いは双方の特異点フラグを、2或いは3
にセットし、ルーチンを抜ける。
b,c,dがクランク形状に並びベクトルabとベクト
ルcdの向きが略等しい場合、このノードb或いはcに
ついてカーブ曲率半径を演算してしまうと、このノード
b,cにおいて、実際のカーブ形状より極端に小さなカ
ーブ曲率半径を算出してしまう可能性がある。従って、
このノードb,cの少なくとも一方の特異点フラグを2
又は3にセットして、カーブ曲率半径を演算する際の除
外点とする。
≧tK1と判定されて、ステップS5へ分岐すると、ステ
ップS3と同様、ノード角度tp[b],tp[c]の乗算値が
正値か負値かを判定する。そして、その結果が正値(t
p[b]・tp[c]>0)のときは、ノードbとノードcにお
ける道路の屈曲方向が同じでありステップS15へ分岐
し、負値(tp[b]・tp[c]<0)のときは、その屈曲方
向が逆でありステップS6へ進む。
ド角度tp[b]の絶対値と特異点判定対象ノードcのノー
ド角度tp[c]の絶対値とを比較し、ノード角度tp[b]の
絶対値が、ノード角度tp[c]の絶対値よりも大きいとき
(|tp[b]|>|tp[c]|)、ステップS7へ進み、
又、手前のノード角度tp[b]の絶対値がノード角度tp
[c]の絶対値よりも小さいとき(|tp[b]|≦|tp[c]
|)は、ステップS18へ分岐する。
のノード角度tp[b]の絶対値と最大角度閾値tk2とを比
較する。この最大角度閾値tk2は、基準角度tk0(例え
ば6°)に対し、特異点判定対象ノードcのノード間隔
Lp[c]にノード設定間隔wkの比率を乗算して求める
(tk2=tk0・Lp[c]/wk)。
どカーブ曲率半径rp[c]の算出値が異常に小さい値に設
定され易くなるため、このノード間隔Lp[c]が小さいも
のをより特異点として特定させるためであるステップS
7で、|tp[b]|≧tk2と判定されたときは、ステップ
S8へ進み、又、|tp[b]|<tk2のときは、ルーチン
を抜ける。ステップS8へ進むと、小さい方のノード角
度tp[c]の絶対値と最小角度閾値tk1とを比較する。そ
して、|tp[c]|≦tk1のときは、ステップS9へ進
み、特異点判定対象ノードcの特異点フラグを3にセッ
トし、ステップS10へ進む。また、|tp[c]|>tk1
のときは、ルーチンを抜ける。
列に対応している。すなわち、カーブ上で、警報、減速
制御対象となりそうなノードbの直後に近接して、位置
ばらつきの比較的大きなノードcがある場合、ノードc
は、実際を表す道路の幅から逸脱しているわけでない
が、そのノードc付近でカーブ形状とは逆に、局部的に
凹形状に屈曲しており、この部分は実際にはあり得ない
カーブ形状となっている。又、ノード間隔Lp[c]が極め
て短いため、ノードbにおいてカーブ曲率半径の演算を
行うと、実際のカーブ形状よりも極端に小さなカーブ曲
率半径を算出してしまう可能性がある。このため、ノー
ドcの特異点フラグを3にセットし、カーブ曲率半径計
算の際の除外点とする。
S10以下で、特異点が3にセットされているノードc
を除外し、その隣のノードdの特異点判定を行う。
外し、ノードb,d間で、ノード間隔Lp[d]、ノード角
度tp[b],tp[d]等を再計算する。
dが特異点か否かを調べる。すなわち、ステップS11
で、ノード間隔Lp[d]とノード設定間隔wkとを比較
し、続くステップS12でノード角度tp[b],tp[d]を
乗算して、その値が正値か負値かを調べ、ステップS1
3でノード角tp[b]の絶対値と最小角度閾値tk1とを比
較する。
>0、|tp[b]|≦tk1のとき、ステップS14へ進
み、ノードdの特異点フラグを1にセットしてルーチン
を抜ける。
いは|tp[b]|>tk1のときは、そのままルーチンを抜
ける。
の特異点フラグが3にセットされているために、カーブ
曲率半径の計算除外点と判断された場合、ノードcを除
外し、ノードdにおけるカーブ曲率半径rp[d]、ノード
角度tp[d]を、ノードb,d,eに格納されている情報
に基づいて算出するが、ノードdのノード間隔Lp[d]も
短く、且つ、ノードbの前後で道路がほぼ直線形状と実
際のカーブ形状とは異なる場合は、算出したノードdで
のカーブ曲率半径も未だ実際のカーブ形状を表している
とは言い難く、かなり小さな値となる可能性が高い。特
に、高速道路や道路幅の広い一般道路にはより可能性が
高い。
報、減速制御は過敏すぎて運転者に違和感を与えること
になる。又、ノードdを除外して再度計算した場合に
は、ノード間隔が離れすぎて、実際のカーブ形状とは異
なる直線に近いカーブ曲率半径が算出されてしまうおそ
れがあるため、ノードdの特異点フラグを1にセット
し、ここで算出したカーブ曲率半径、ノード角度等は無
効として、警報、減速制御は行わず車両をそのまま通過
させる。
ステップS15へ分岐すると、ステップS6と同様、手
前のノードbのノード角度tp[b]の絶対値と特異点判定
対象ノードcのノード角度tp[c]の絶対値とを比較し、
手前のノード角度tp[b]の絶対値が、ノード角度tp[c]
の絶対値よりも大きいとき(|tp[b]|>|tp[c]
|)、ステップS16へ進み、又、手前のノード角度t
p[b]の絶対値がノード角度tp[c]の絶対値よりも小さい
とき(|tp[b]|≦|tp[c]|)は、ステップS17へ
分岐する。
ド角度tp[b]の絶対値と最大角度閾値tk2とを比較し、
|tp[b]|>tk2のときは、図4に示す前記ステップS
9へ進み、又、|tp[b]|≦tk2のときは、ルーチンを
抜ける。
前のノードbに近接し、且つノードbでの道路屈曲方向
とノードcでの屈曲方向とが同一で、且つノードcのノ
ード角度tp[c]が極めて小さい場合、このノードcは実
際の道路幅から逸脱しているわけではないが、そのノー
ドcの前後で道路が直線に近い形状になってしまい、実
際のカーブ形状とは異なる形状になっている。又、ノー
ド間隔Lp[c]が極めて短いため、ノードbにおいて算出
するカーブ曲率半径は、実際のカーブ形状よりかなり小
さなカーブ曲率半径を算出してしまう可能性がある。こ
こで、ノードcにおけるノード角度tp[c]は小さく、カ
ーブ形状を表すのに必要のないノードであるため、ノー
ドcの特異点フラグを3にセットし、カーブ曲率半径計
算除外点とする。
分岐すると、大きい方のノード角度tp[c]の絶対値と最
大角度閾値tk2とを比較し、|tp[c]|≧tk2のとき
は、ステップS20へ進み、又、|tp[c]|<tk2のと
きは、ルーチンを抜ける。
0へ進むと、ノードbの特異点フラグが3にセットされ
ているか否かを調べる。そして、特異点フラグが3以外
の値にセットされているときは、ステップS21へ進ん
で、ノードbの特異点フラグを2にセットした後、ルー
チンを抜ける。又、ノードbの特異点フラグが3にセッ
トされているときは、ステップS22へ進み、ノードb
の特異点フラグを4にセットする。
で、特異点判定対象ノードcの手前のノードbの位置ば
らつきが大きい場合、このノードbは、実際の道路幅か
ら逸脱している訳ではないが、そのノードb付近でカー
ブ形状とは逆に局部的に凹形状の実際にはあり得ないカ
ーブ形状となる。又、ノード間隔Lp[c]が極めて近いた
め、ノードcのカーブ曲率半径を算出すると、実際の道
路カーブ形状よりも極端に小さなカーブ曲率半径を算出
する可能性がある。そのため、手前のノードbをカーブ
曲率半径の計算の際には除外する。
ップS18へ分岐すると、大きい方のノード角度tp[c]
の絶対値と最大角度閾値tk2とを比較し、|tp[c]|≧
tk2のときは、ステップS19へ進み、又、|tp[c]|
<tk2のときは、ルーチンを抜ける。
ド角度tp[b]の絶対値と最小角度閾値tk1とを比較し、
|tp[b]|≦tk1のときは、ステップS20へ進み、
又、|tp[b]|>tk1のときは、ルーチンを抜ける。
ようにノードbの特異点フラグが3にセットされている
かがチェックされ、その結果に応じて、ステップS21
あるいはステップS22においてノードbの特異点フラ
グが3あるいは4にセットされる。
で、特異点判定対象ノードcに対して、手前のノードb
が極めて近接し、且つこのノードbのノード角度tp[b]
が極めて小さい場合、このノードbは実際の道路幅から
逸脱しているわけではないが、そのノードbの前後の道
路が直線状になっており、実際のカーブ形状とは異なる
形状となっている。又、ノードb,cの距離が極めて近
いため、ノードcにおいてカーブ曲率半径を算出する
と、実際の道路カーブ形状よりもかなり小さなカーブ曲
率半径が算出されてしまう可能性がある。ここで、ノー
ドbにおけるノード角度は小さく、カーブ形状を表すの
に必要のないノードであるため、ノードbをカーブ曲率
半径の計算の際に除外する。
ステップS23へ進むと、ステップS23以下で、特異
点フラグ4にセットされているノードbを除外し、ノー
ドcの特異点判定を行う。
Lp[c]とノード設定間隔wkとを比較し、続くステップ
S25でノード角度tp[a],tp[c]を乗算して、その値
が正値か負値かを調べ、ステップS26でノード角度t
p[c]の絶対値と最大角度閾値tk2とを比較し、ステップ
S27でノード角度tp[c]の絶対値と最大角度閾値tk2
とを比較する。
<0、|tp[a]|≧tk2、|tp[c]|≧tk2のとき、ス
テップS28へ進み、ノードcの特異点フラグを1にセ
ットしてルーチンを抜ける。
tp[a]|<tk2、或いは|tp[c]|<tk2のときは、そ
のままルーチンを抜ける。
に、ほぼ直線に近い道路上でノードa,b,cが近接し
て並んでいる場合であってノードcの手前のノードbを
除外して再計算した場合であっても、ノードa,c間の
距離であるノード間隔Lp[c]が未だ小さい場合には、ほ
ぼ直線道路でありながらノード列z,a,c,dが不適
切な局部的クランク形状となってしまう場合がある。従
って、ノードcの特異点を1にセットし、ここで算出し
たカーブ曲率半径、ノード角度等は無効として、警報、
減速制御は行わず車両をそのまま通過させる。
点対象ノードとして順次実行される。そして、すべての
ノードについての処理が終わると、判定された特異点情
報は特異点判定部25hからカーブ角度再演算部25i及
びカーブ曲率半径再演算部25jに出力される。両再演
算部25i,25jでは、この特異点情報に基づいて、特
異点であるノードを除外した状態で特異点以外の各ノー
ドにおけるカーブ角度およびカーブ曲率半径を再演算す
る。
される再計算ルーチンは、具体的には、図8に示すフロ
ーチャートに従って行われる。尚、本ルーチンでは、ノ
ードが走行方向の順に、…a,b,c,d,e,fと連
続する列をなしており、この中でノードeを、今回の処
理対象ノードとして説明する。
るノードeの手前のノードdの特異点フラグの値を調
べ、0のときはノードに異常がないため、そのままルー
チンを抜け、0以外のときは、ステップS32へ進み、
その手前のノードcの特異点フラグの値を調べる。
きは、ステップS33へ分岐し、ノードdを除外し、ノ
ードc,e,fの三点で、ノードeのノード角度tp
[e]、カーブ曲率半径rp[e]を再計算し、ルーチンを抜
ける。
ラグが0以外のときは、次のステップS34で、処理対
象であるノードeの特異点フラグの値を調べ、0の異常
なしのときは、ステップS35へ分岐し、又、0以外の
値がセットされているときは、ステップS36へ進む。
除外し、ノードb,e,fで、ノードeのノード角度t
p[e]、カーブ曲率半径rp[e]を再計算して、ルーチンを
抜ける。
道路種別属性cp[e]を読込み、現在走行中の道路が高速
道路か、一般道路かを調べる。そして、高速道路(cp
[e]=5)のときはステップS38へ進み、又、一般道
路(cp[e]=3)のときは、ステップS37へ進む。
性wp[e]を読込み、幅広道路(例えば、wp[e]=15)
か否かを調べる。そして、幅広道路のときは、ステップ
S38へ進み、又、幅広道路以外のときはステップS3
5へ進み、ノード角度tp[e],カーブ曲率半径rp[e]を
再計算する。
7からステップS38へ進むと、ノードcの特異点フラ
グを1にセットして、ルーチンを抜ける。
特異点判定部25hで特異点(カーブ曲率半径算出除外
点)と判定されたノードの先隣のノードにおけるノード
角度、及びカーブ曲率半径の算出は、当該特異点と判定
されたノードの、手前側のノードを用いて行う。
ブ曲率半径算出除外点)と判定されている場合は、ノー
ドc,e,fを用いて、カーブ角度およびカーブ曲率半
径の算出を行う(ステップS33)。ここで更に、ノー
ドcも特異点(カーブ曲率半径算出除外点)と判定され
ている場合は、ノードeにおけるカーブ角度およびカー
ブ曲率半径の再計算は、ノードb,e,fを用いて行う
(ステップS35)。
率半径算出除外点)と判定されているときは、現在走行
中の道路が、高速道路、或いは幅広道路(例えば、15
m以上)のときは、ノードeはカーブ曲率半径の算出不
能(特異点フラグを1)として、ノードeそのものを、
警報、減速制御対象除外点とし、再計算を行わない(ス
テップS38)。一方、道路幅がそれほど広くない一般
道路を走行中の場合は、ノードb,e,fを用いてカー
ブ角度およびカーブ曲率半径を算出する(ステップS3
5)。
路では、通常、急カーブや複雑なカーブはないので、実
際の道路形状以上に小さくなるようなカーブ曲率半径の
算出は不要であるが、道路幅の狭い一般道路では、複雑
な急カーブは場所によってはあり得るものであるから、
実際の道路形状以上に多少小さくなってもカーブ曲率半
径は算出しておき、警報、減速制御の対象となり得る状
態にしておくことがより安全であると考えられるからで
ある。
ブ曲率半径再演算部25jで算出したノード角度、カー
ブ曲率半径の算出結果は、許容横加速度設定部26、許
容進入速度設定部27へ出力される。
数μに応じて許容横加速度aylの基準値ayl1 を算出し、
この基準値ayl1 を道路勾配SLで補正して、許容横加
速度ayl2を設定し、この許容横加速度ayl2をカーブ進入
限界速度(( ayl1/rp[j] )1/2 )に応じて補正し
て最終的な許容横加速度ayl を設定する。
出した特開平11−83501号公報に開示した通りで
あり、次式により求めることができる。 ayl1=μ・Kμ・g ここで、Kμは安全係数、gは重力加速度である。
求めることができる。 ayl2=(ayl12 −(g・SL/100 )2 )1/2
ば次式に従って算出することができる。 ayl =ayl2・Kv ここで、Kvは車速補正係数であり、カーブ進入限界速
度に基づき、このカーブ進入限界速度が大きくなるに従
い小さな値になるように設定される。すなわち、高速コ
ーナリング走行時の安全性を高めるために、カーブ進入
限界速度の増加に伴いカーブでの許容横加速度aylが低
下するように補正される。
定部27において読込まれる。許容進入速度設定部27
では、先ず、上記許容横加速度ayl と、前方道路属性演
算記憶部25に記憶されているカーブ曲率半径rp[j]と
に基づき、ノードPjへの許容進入速度の基準値vap0
を次式から算出する。 vap0 =(ayl ・|rp[j]|)1/2
の各ノード角度を順に加算して、各ノードにおけるカー
ブ深さ(開き角度)tpaを算出する。尚、図17に示す
ように、カーブが1つのノードPj で構成されている場
合のカーブ深さtpaは、tpa=tp[j]となる。
vap0を補正して、許容進入速度vap1を、例えば次式か
ら求める。 vap1 =vap0 ・Kt ここで、ktは、カーブ深さtpaによって決定されるカ
ーブ深さ補正係数であり、カーブ深さtpaが大きくなる
に従い小さな値になるように定められている。これは、
カーブ深さtpaが大きい場合はコーナリングが困難にな
るため、カーブ深さtpaの増加に伴ってカーブでの許容
進入速度が低下するように補正するためである。
[j]が道路幅wp[j]の所定割合rwk以下となるタイトコ
ーナであるとき、許容進入速度が極端に小さくなること
を回避するため、許容進入速度vap1 をさらに補正して
許容進入速度vap2 を求める。
た所定値(ayl・wk ・rwk)1/2 と許容進入速度
vap1 とを比較し、大きい方を選択することにより設定
される。すなわち、許容進入速度vap2 は、 vap2 =max (vap1 ,(ayl・wk ・rwk)1/2
) によって求められる。
許容進入速度vap2 について、これらのばらつきを調整
するために平滑化処理を施して、各ノードにおける最終
的な許容進入速度vapを設定する。
群の対象となるノードPj の許容進入速度vap2[j]と、
許容進入速度vap2[j]と次のノードPj+1 における許容
進入速度vap2[j+1]との平均値と、許容進入速度vap2
[j]と手前のノードPj-1 における許容進入速度vap2[j
-1]との平均値とを、それぞれ比較し、3値のうちの中
央値をノードPj の最終的な許容進入速度vapとして設
定する。
ードに隣接するノードにおける平滑化処理は、当該特異
長ノードの許容進入速度を採用せず、その隣のノードの
許容進入速度を用いて平滑化処理を行う。又、特に、特
異点フラグが1にセットされているノードについては許
容進入速度を設定せず、結果として、当該ノードに対す
る警報・減速制御が実行できないようにする。
速度設定部27で設定した各ノードでの許容進入速度v
ap[j] 、前方道路属性演算記憶部25に記憶されている
各ノードでのノード間隔Lp[j]、及び許容減速度設定部
24で設定した許容減速度XgLimに基づき、現自車位置
での警報速度vw[j]を求める。
LL[j] は、j=1のとき、 LL[j] =(xp[1] 2 +yp[1] 2 )1/2 2≦j≦n−1 のとき、 LL[j] =LL[1] +Lp[2]+Lp[3]+・・・+Lp[j] となる。これより、各ノードに対する警報速度vw[j]
は、 vw[j]=(vap[j] 2 +2・(Kx ・XgLiM)・LL
[j] )1/2 で設定することができる。ここで、Kxは安全係数で、
本実施の形態では、0.5、すなわち、許容減速度XgLim
の50%を安全減速度としている。
部28で求めた各ノードに対する警報速度vw[j]の中で
最小の警報速度vw[j] と車速センサ5の出力信号に基
づいて算出した自車速度vとを比較し、更に、自車速度
vとその最小警報速度vw[j]となる対象ノードでの許容
進入速度vap[j] とを比較する。
[j] より大きく、且つ自車速度vと許容進入速度vap
[j] との差が、許容値vk1(例えば、5km/h )以上の
とき、オーバスピード状態であると判定する。
車が一定速度vで走行している場合、この自車速度vが
警報速度vw[j]に対して、オーバスピード気味のとき
は、早期に警報が発せられ、或いは減速制御が行われ
る。一方、許容進入速度vap[j]に対して自車速度vの
超過量が、許容値vk1以下のときは、自車位置と対象ノ
ードの位置とが極めて近接したときに、自車速度vが警
報速度vap[j] を越えるが、警報及び減速制御は行われ
ない。これは許容進入速度vapには、予め安全余裕値が
加味されているため、実際上は問題とならないからであ
る。
9で警報対象と判定された場合、所定時間(例えば、2
sec )経過しても、運転者が適切な減速操作を行わない
場合は、対象ノードに対して減速対象であると判定す
る。尚、本実施の形態では、ブレーキ圧センサ9からの
出力信号によりブレーキ圧を検出し、このブレーキ圧に
基づき、運転者のブレーキ操作が許容減速度設定部24
で設定した減速度を達成しているか否かを調べ、減速度
が達成されていないときは減速対象と判定する。
出力部29で警報対象と判定され、或いは減速判定出力
部30で減速対象と判定されたノードに対し、実際に制
御を許可するか否かを判断する。
ードに対し、この対象ノードが実際の道路上に存在する
か否かを、例えば前方道路属性演算記憶部25に記憶さ
れている道路属性の中から対象ノードのカーブ曲率半径
rpを読込み、更に警報速度演算記憶部28に記憶され
ている対象ノードまでの道のりLLを読込み、このカー
ブ曲率半径rp と道のりLLとを、道路形状検出装置1
0にて認識した前方道路のカーブ具合とカーブ開始点ま
での距離とに対してそれぞれ照合し、これらが一致した
場合は、対象ノードが実際の道路上に存在すると判断
し、警報、或いは減速制御の実行許可を付与する。又、
一致しない場合は、ナビゲーション装置7のCD−RO
M等の記憶手段に記憶されている地図中の道路情報が、
その後の道路の新設や改修工事などで実際の道路と異な
っていることが考えられるため、対象ノードに対する警
報、および減速制御の実行は禁止する。
ドの警報制御、或いは減速制御の実行が許可されると、
警報判定出力29から、警報装置11に対して警報指令
信号を出力し、運転者に対してカーブに差し掛かってい
ることを報知し、運転者に注意を促す。又、減速判定出
力部30から、減速装置12に対して減速指令信号を出
力する。減速装置12では、減速判定出力部30からの
減速指令に従いトランスミッションのシフトダウン、エ
ンジントルクダウン、ブレーキ作動等により減速操作を
強制的に行う。
隔が極端に短い等、カーブ曲率半径の計算に不適切なノ
ードをカーブ曲率半径の計算から除外するようにしたの
で、実際の道路カーブに沿う適切なカーブ曲率半径を算
出することができ、このカーブ曲率半径に基づき、運転
者に違和感を与えることのないカーブ許容進入速度を設
定することができる。
ナビゲーション装置から送出されるノードデータに基づ
き、各ノードについて隣接するノードとのノード間隔及
びノード角度を算出し、このノード間隔とノード角度と
に基づきカーブ曲率半径計算除外点となるノードを検出
し、このカーブ曲率半径計算除外点となるノードを除い
てカーブ曲率半径を算出するようにしたので、ノード間
隔が極端に短い場合であっても、実際のカーブに近似す
るカーブ曲率半径を算出することができ、このカーブ曲
率半径に基づき適正なカーブ許容進入速度を設定するこ
とができる。その結果、過敏な警報、減速制御が回避さ
れ、運転者に与える違和感を軽減することができる。
ック図
図
き)
き)
き)
図
例を示す説明図
の例を示す説明図
の例を示す説明図
の例を示す説明図
の例を示す説明図
の例を示す説明図
Claims (8)
- 【請求項1】ナビゲーション装置から前方道路に関する
複数のノードデータを入力し、これらのノードデータに
基づき各ノードについて隣接するノードとのノード間隔
及びノード角度を算出し、上記ノード間隔と上記ノード
角度とに基づきカーブ曲率半径計算除外点となるノード
を検出し、該カーブ曲率半径計算除外点となるノードを
除いて上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づき当該
ノードのカーブ曲率半径を算出する道路形状推定装置に
おいて、 上記ノード間隔が予め設定したノード設定間隔以下で、
且つ該ノード間隔の両端に位置する2つのノードでそれ
ぞれ算出したノード角度の屈曲方向が逆の場合は、上記
2つのノードの少なくとも一方をカーブ曲率半径計算除
外点とすることを特徴とする道路形状推定装置。 - 【請求項2】ナビゲーション装置から前方道路に関する
複数のノードデータを入力し、これらのノードデータに
基づき各ノードについて隣接するノードとのノード間隔
及びノード角度を算出し、上記ノード間隔と上記ノード
角度とに基づきカーブ曲率半径計算除外点となるノード
を検出し、該カーブ曲率半径計算除外点となるノードを
除いて上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づき当該
ノードのカーブ曲率半径を算出する道路形状推定装置に
おいて、 上記ノード間隔が予め設定したノード設定間隔以下で、
且つ該ノード間隔の両端に位置する2つのノードでそれ
ぞれ算出したノード角度を比較し、大きい方のノード角
度が予め設定した最大角度閾値以上のときは、上記2つ
のノードの少なくとも一方をカーブ曲率半径計算除外点
とすることを特徴とする道路形状推定装置。 - 【請求項3】上記最大角度閾値は、予め設定した基準角
度に上記ノード間隔と上記ノード設定間隔との比率を乗
じて設定することを特徴とする請求項2記載の道路形状
推定装置。 - 【請求項4】ナビゲーション装置から前方道路に関する
複数のノードデータを入力し、これらのノードデータに
基づき各ノードについて隣接するノードとのノード間隔
及びノード角度を算出し、上記ノード間隔と上記ノード
角度とに基づきカーブ曲率半径計算除外点となるノード
を検出し、該カーブ曲率半径計算除外点 となるノードを
除いて上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づき当該
ノードのカーブ曲率半径を算出する道路形状推定装置に
おいて、 上記ノード間隔が予め設定したノード設定間隔以下で、
且つ該ノード間隔の両端に位置する2つのノードでそれ
ぞれ算出したノード角度を比較し、小さい方のノード角
度が予め設定した最小角度閾値以下のときは、上記2つ
のノードの少なくとも一方をカーブ曲率半径計算除外点
とすることを特徴とする道路形状推定装置。 - 【請求項5】ナビゲーション装置から前方道路に関する
複数のノードデータを入力し、これらのノードデータに
基づき各ノードについて隣接するノードとのノード間隔
及びノード角度を算出し、上記ノード間隔と上記ノード
角度とに基づきカーブ曲率半径計算除外点となるノード
を検出し、該カーブ曲率半径計算除外点となるノードを
除いて上記ノード間隔と上記ノード角度とに基づき当該
ノードのカーブ曲率半径を算出する道路形状推定装置に
おいて、 連続する4つのノードにて最初の2つのノードを結ぶ線
と最後の2つのノードを結ぶ線とのなす角が、予め設定
されている最小角度閾値以下で、且つ中間の2つのノー
ドを結ぶ上記ノード間隔が予め設定したノード設定間隔
以下の場合は、上記中間の2つのノードの少なくとも一
方をカーブ曲率半径計算除外点とすることを特徴とする
道路形状推定装置。 - 【請求項6】上記最小角度閾値は、予め設定した基準角
度に上記ノード間隔と上記ノード設定間隔との比率を乗
じて設定することを特徴とする請求項5記載の道路形状
推定装置。 - 【請求項7】上記カーブ曲率半径計算除外点とされたノ
ードの両隣のノードのノード間隔が予め設定されている
ノード設定間隔以下のときは当該2つのノードの少なく
とも一方のノードに対する警報あるいは減速制御を禁止
することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の道
路形状推定装置を用いたカーブ進入制御装置。 - 【請求項8】上記カーブ曲率半径計算除外点とされたノ
ードの両隣の少なくともどちらか一方のノードにおける
カーブ角度が、予め設定されている最小角度閾値以下の
場合、当該一方のノードに対する警報あるいは減速制御
を禁止することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記
載の道路形状推定装置を用いたカーブ進入制御装置。
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