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JP7703004B2 - Lane change decision system and method, and non-transitory computer - Google Patents
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JP7703004B2 - Lane change decision system and method, and non-transitory computer - Google Patents

Lane change decision system and method, and non-transitory computer Download PDF

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本発明は最小リスク決定システムと方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関し、且つ車線変更用最小リスク決定システムと方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。 The present invention relates to a system and method for determining minimum risk, and a non-transitory computer-readable medium, and to a system and method for determining minimum risk for lane changing, and a non-transitory computer-readable medium.

近年、車両の自動運転は急速に発展しているが、米国自動車技術者協会(SAE International)と米国運輸省道路交通安全局(NHTSA)は運転支援と自動化の程度の設計によって、自走車を5つのレベルに分けている。ここで、レベル3(level 3)自走車は自動運転システムが環境認識能力を持つことができるが、運転者は適切に干渉できることを示す。 In recent years, autonomous vehicles have been developing rapidly, and the Society of Automotive Engineers (SAE International) and the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) have divided autonomous vehicles into five levels based on the degree of driver assistance and automation. Here, a level 3 autonomous vehicle indicates that the autonomous driving system has the ability to recognize the environment, but the driver can intervene appropriately.

自動運転の安全性を高めるために、国連の自動車基準調和世界フォーラムはUN R157をレベル3(level 3)自走車のコンプライアンス基準として発行し、これは、自走車に(例えばシステム故障)緊急事態が発生した場合や自動運転が起動標準を満たしていない場合に、運転権の移転と最小リスクの保護メカニズムを備える必要があることを目的とする。従来の技術では、車線変更の過程で最小リスク決定を実行することが不足しているため、如何に自走車の車線変更をUN R157の規定を満たすかは、関係業者の努力の目標となっている。 To improve the safety of autonomous driving, the United Nations World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations has issued UN R157 as a compliance standard for level 3 autonomous vehicles, which aims to require autonomous vehicles to have a mechanism for transferring driving rights and minimizing risk when an emergency occurs in the autonomous vehicle (e.g., system failure) or when the autonomous driving does not meet the activation standard. Conventional technologies lack the ability to perform minimum risk decisions in the process of lane changing, so how to make autonomous vehicles lane changing meet the provisions of UN R157 has become a goal of efforts by relevant parties.

上記問題を解決するために、本発明は、車線変更用最小リスク決定システムと方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供し、システムアーキテクチャと方法、ステップによって、自走車は車線変更の過程で最小リスク決定を実行することができる。 To solve the above problems, the present invention provides a system and method for determining minimum risk for lane changing, and a non-transitory computer-readable medium, and the system architecture, method, and steps enable a self-driving vehicle to perform minimum risk determination during the process of lane changing.

本発明の一実施形態によれば、車両に設けられ、少なくとも1つのプロセッサを備える車線変更用最小リスク決定システムを提供し、前述少なくとも1つのプロセッサは、車両が車線変更決定に入った後、複数の時点のいずれかの時点での現在位置における前方物体との衝突時間を計算し、衝突時間で車両が現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両が目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算する外因性リスク間隔計算モジュールと、車両のシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両のバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断するシステム故障判定モジュールと、車両の運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認する自動運転起動条件確認モジュールと、車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態で、ある時点での車両と前方物体との間の相対縦距離が外因性リスク間隔以下であると、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つある時点での相対縦距離が外因性リスク間隔より大きいが、自動運転起動条件が満たされないと、自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定する判断ユニットと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両が前述ある時点での目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両の緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両の横コンポーネントを計算する横コンポーネント計算ユニットと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離、横コンポーネント及び目標車線の後方物体の後方物体速度で、前述ある時点で目標車線における走行可能空間を計算する走行可能空間計算ユニットと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行い、外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして自動運転起動条件不満足リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、または車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点での目標車線、車線変更の横コンポーネント及び走行可能空間を再確認する決定実行ユニットと、を含む決定モジュールと、を備える。 According to one embodiment of the present invention, a minimum risk determination system for lane change is provided, the minimum risk determination system being provided in a vehicle and including at least one processor, the at least one processor including: an extrinsic risk interval calculation module for calculating a collision time with a forward object at a current position at any one of a plurality of time points after the vehicle enters a lane change decision, calculating a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the collision time, and calculating an extrinsic risk interval based on the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane; and a system failure determination module for determining whether a system of the vehicle has failed at any one time point and whether a lateral module of a backup system of the vehicle is effective. and an autonomous driving activation condition confirmation module for confirming whether the autonomous driving activation condition is met based on whether the state of the vehicle driver at any point in time is available; and determining whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle, determining that an exogenous risk has occurred when the system is in a normal state and the relative vertical distance between the vehicle and a forward object at a certain point in time is equal to or less than the exogenous risk interval, determining that a system failure risk has occurred when the system has failed at a certain point in time but the lateral module of the backup system is active, determining that an autonomous driving activation condition has occurred when the system is normal and the relative vertical distance at a certain point in time is greater than the exogenous risk interval but the autonomous driving activation condition is not met. a lateral component calculation unit that calculates an emergency lateral acceleration of the vehicle by calculating a lane change time for the vehicle to change lanes to the target lane at the certain time point when any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of the automatic driving activation condition not being satisfied, and calculates a lateral component of the vehicle with the emergency lateral acceleration or the normal lateral acceleration; a drivable space calculation unit that calculates a drivable space in the target lane at the certain time point when any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of the automatic driving activation condition not being satisfied, with a lateral distance, a lateral component, and a rear object speed of a rear object in the target lane; and a decision execution unit that performs a minimum risk decision when any of the risk of exogenous risk, the risk of system failure, and the risk of not satisfying the autonomous driving start conditions occurs, and performs a decision execution unit that performs a minimum risk decision when any of the risk of exogenous risk, the risk of system failure, and the risk of not satisfying the autonomous driving start conditions occurs, and performs a lane change with the lateral component to enter the drivable space or decelerates to a standstill, and performs a lane change with the lateral component to enter the drivable space or moves the vehicle along the original trajectory of the lane change decision to another time point for at least a certain period of time when the autonomous driving start conditions are not satisfied persistently.

これによって、外因性リスク間隔を計算し、システムが故障しているかどうか、自動運転起動条件が満たされているかどうかを検出することによって、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断することができ、走行可能空間を計算して最小リスク決定を実行することで、車線変更をUN R157の規定を満たし、安全性を向上させることができる。 This allows the system to determine whether an exogenous risk, a system failure risk, or a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred by calculating the exogenous risk interval and detecting whether the system has failed and whether the autonomous driving activation conditions are satisfied, and it allows lane changes to comply with the provisions of UN R157 and improves safety by calculating the drivable space and performing a minimum risk decision.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、外因性リスク間隔計算モジュールは、
、、
及び
を演算することができ、Tcは衝突時間であり、Drは車両と前方物体との間の相対縦距離であり、vhは車両の自車速度であり、vtは前方物体の前方物体速度であり、ayは衝突時間で計算した車両の横加速度であり、ayrgmaxは最大通常横加速度であり、aymaxは横加速度と最大通常横加速度のうちの大きい方であり、Dyは横距離であり、vxは自車速度の縦コンポーネントであり、DFは外因性リスク間隔である。
According to the above embodiment of the minimum risk determination system for lane change, the exogenous risk interval calculation module:
,,
and
where Tc is the time to impact, Dr is the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object, vh is the own vehicle speed of the vehicle, vt is the forward object speed of the forward object, ay is the lateral acceleration of the vehicle calculated at the time to impact, ayrgmax is the maximum normal lateral acceleration, aymax is the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration, Dy is the lateral distance, vx is the longitudinal component of the own vehicle speed, and DF is the extrinsic risk interval.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、判断ユニットはある時点で外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと判定する場合、横コンポーネント計算ユニットは、
及び
を演算することができ、TLcは車線変更時間であり、Lは車両の長さであり、tISO limitは法規による車線横断不可時間であり、ay Eは緊急横加速度である。
According to the above embodiment of the minimum risk determination system for lane changing, when the judgment unit judges that an exogenous risk or a system failure risk occurs at a certain time, the lateral component calculation unit:
and
where T Lc is the lane change time, L is the length of the vehicle, t ISO limit is the legal no lane crossing time, and a y E is the emergency lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、ある時点での走行可能空間に障害物がなく、且つ緊急横加速度が法規による緊急横加速度の上限以下であると、車線変更して走行可能空間に入ることができ、逆であると、停止するまで減速する。 According to the lane-changing minimum risk determination system of the above embodiment, if there are no obstacles in the drivable space at a certain point in time and the emergency lateral acceleration is equal to or less than the upper limit of emergency lateral acceleration set by regulations, the vehicle can change lanes and enter the drivable space, and if not, the vehicle will decelerate until it stops.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、判断ユニットはある時点で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、横コンポーネント計算ユニットは通常横加速度で横コンポーネントを計算することができる。 According to the above embodiment of the minimum risk determination system for lane change, when the judgment unit determines that a risk of non-satisfaction of the autonomous driving activation conditions has occurred at a certain point in time, the lateral component calculation unit can calculate the lateral component at the normal lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、走行可能空間に障害物があると、障害物が離れるのを待ってから通常の横加速度で走行可能空間に入ることができる。 According to the lane change minimization risk determination system of the above embodiment, if an obstacle is present in the drivable space, the vehicle can wait until the obstacle moves away before entering the drivable space with normal lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、車両は右に向かって次々と路肩にある走行可能空間に車線変更し、停止するまで減速する。 According to the above embodiment of the minimum risk determination system for lane changing, the vehicle will change lanes to the right one after another into drivable spaces on the shoulder of the road and slow down until it comes to a stop.

前述実施形態の車線変更用最小リスク決定システムによれば、判断ユニットはある時点で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、決定実行ユニットは前述少なくとも一定の時間内に警告を出すことができる。 According to the above embodiment of the minimum risk decision system for lane change, when the judgment unit determines at a certain point in time that a risk of non-satisfaction of the autonomous driving activation conditions has occurred, the decision execution unit can issue a warning within at least the above-mentioned certain period of time.

本発明の他の実施形態によれば、車線変更最小リスク決定方法を提供し、少なくとも1つのプロセッサの外因性リスク間隔計算モジュールに、車両が車線変更決定に入った後、複数の時点のいずれかの時点での現在位置における前方物体との衝突時間を計算し、衝突時間で車両が現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両が目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算させる外因性リスク間隔計算ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサのシステム故障判定モジュールに、車両のシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両のバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断させるシステム故障判定ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサの自動運転起動条件確認モジュールに、車両の運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認させる自動運転起動条件判定ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサの判断ユニットに、車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態で、ある時点での車両と前方物体との間の相対縦距離が外因性リスク間隔以下であると、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つある時点での相対縦距離が外因性リスク間隔より大きいが、自動運転起動条件が満たされないと、自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定させるリスク判断ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサの横コンポーネント計算ユニットに、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両が前述ある時点での目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両の緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両の横コンポーネントを計算させる横コンポーネント計算ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサの走行可能空間計算モジュールに、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離、横コンポーネント及び目標車線の後方物体の後方物体速度で、前述ある時点での走行可能空間を計算させる走行可能空間計算ステップと、前述少なくとも1つのプロセッサの決定実行ユニットに、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行い、外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして自動運転起動条件不満足リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、または車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点での目標車線、車線変更の横コンポーネント及び走行可能空間を再確認させる最小リスク決定実行ステップと、を含む。 According to another embodiment of the present invention, a method for determining minimum risk of lane change is provided, comprising: an extrinsic risk interval calculation step of causing an extrinsic risk interval calculation module of at least one processor to calculate a collision time with a forward object at a current position at any one of a plurality of time points after the vehicle enters into a lane change decision, calculate a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the collision time, and calculate an extrinsic risk interval based on the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane; a system failure determination step of causing a system failure determination module of the at least one processor to determine whether a system of the vehicle has failed at any point in time and whether a lateral module of the vehicle's backup system is effective; and an automatic driving start condition determination step for causing the automatic driving start condition confirmation module to confirm whether the automatic driving start condition is satisfied based on whether the state of the vehicle driver at any time is available; and a judgment unit of the at least one processor to judge whether an exogenous risk, a system failure risk, and an automatic driving start condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle, and to determine that an exogenous risk has occurred if the system is in a normal state and the relative vertical distance between the vehicle and a forward object at a certain time is less than or equal to the exogenous risk interval, to determine that a system failure risk has occurred if the system has failed at a certain time but the lateral module of the backup system is effective, and to determine that an automatic driving start condition is not satisfied if the system is normal and the relative vertical distance at a certain time is greater than the exogenous risk interval, a risk determination step of determining that a risk of unsatisfied autonomous driving activation conditions has occurred; a lateral component calculation step of causing a lateral component calculation unit of the at least one processor to calculate an emergency lateral acceleration of the vehicle by calculating a lane change time for the vehicle to change lanes to a target lane at the certain time point when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of unsatisfied autonomous driving activation conditions has occurred, and to calculate a lateral component of the vehicle with the emergency lateral acceleration or a normal lateral acceleration; and a drivable space calculation module of the at least one processor to calculate a drivable space at the certain time point with a lateral distance, a lateral component, and a rear object speed of a rear object in the target lane when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of unsatisfied autonomous driving activation conditions has occurred. and a minimum risk decision execution step of causing the decision execution unit of the at least one processor to make a minimum risk decision when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of not satisfying an automatic driving start condition occurs, causing the vehicle to change lanes with a lateral component to enter the drivable space or to decelerate to a standstill when an exogenous risk or a system failure risk occurs, and causing the vehicle to change lanes with a lateral component to enter the drivable space or to move to another time point along the original trajectory of the lane change decision for at least a certain period of time when a risk of not satisfying an automatic driving start condition occurs, and causing the target lane, the lateral component of the lane change, and the drivable space at the other time point to be reconfirmed if the automatic driving start condition is persistently not satisfied.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、外因性リスク間隔計算モジュールは、
、、
及び
を演算することができ、Tcは衝突時間であり、Drは車両と前方物体との間の相対縦距離であり、vhは車両の自車速度であり、vtは前方物体の前方物体速度であり、ayは衝突時間で計算した車両の横加速度であり、ayrgmaxは最大通常横加速度であり、aymaxは横加速度と最大通常横加速度のうちの大きい方であり、Dyは横距離であり、vxは自車速度の縦コンポーネントであり、DFは外因性リスク間隔である。
According to the above embodiment of the lane change minimum risk determination method, the extrinsic risk interval calculation module:
,,
and
where Tc is the time to impact, Dr is the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object, vh is the own vehicle speed of the vehicle, vt is the forward object speed of the forward object, ay is the lateral acceleration of the vehicle calculated at the time to impact, ayrgmax is the maximum normal lateral acceleration, aymax is the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration, Dy is the lateral distance, vx is the longitudinal component of the own vehicle speed, and DF is the extrinsic risk interval.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、判断ユニットは、ある時点で外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと判定すると、横コンポーネント計算ユニットは、
及び
を演算することができ、TLcは車線変更時間であり、Lは車両の長さであり、tISO limitは法規による車線横断不可時間であり、ay Eは緊急横加速度である。
According to the lane change minimum risk determination method of the above embodiment, when the judgment unit determines that an exogenous risk or a system failure risk occurs at a certain time, the lateral component calculation unit:
and
where T Lc is the lane change time, L is the length of the vehicle, t ISO limit is the legal no lane crossing time, and a y E is the emergency lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、ある時点での走行可能空間に障害物がなく、且つ緊急横加速度が法規による緊急横加速度の上限以下であると、車線変更して走行可能空間に入ることができ、逆であると、停止するまで減速する。 According to the above-described embodiment of the method for determining the minimum risk of lane changing, if there are no obstacles in the drivable space at a certain point in time and the emergency lateral acceleration is equal to or less than the upper limit of emergency lateral acceleration set by regulations, the vehicle can change lanes and enter the drivable space, and if the opposite is true, the vehicle will decelerate until it stops.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、判断ユニットはある時点で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、横コンポーネント計算ユニットは通常横加速度で横コンポーネントを計算することができる。 According to the method for determining the minimum risk of lane change in the above-mentioned embodiment, when the judgment unit determines that a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred at a certain point in time, the lateral component calculation unit can calculate the lateral component at the normal lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、走行可能空間に障害物があると、障害物が離れるのを待ってから通常の横加速度で走行可能空間に入ることができる。 According to the lane change minimization risk determination method of the above embodiment, if there is an obstacle in the drivable space, the vehicle can wait until the obstacle moves away before entering the drivable space with normal lateral acceleration.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、車両は右に向かって次々と路肩にある走行可能空間に車線変更し、停止するまで減速する。 According to the method for determining the minimum risk of lane changing in the above embodiment, the vehicle changes lanes to the right one after another into drivable spaces on the shoulder of the road and decelerates until it comes to a stop.

前述実施形態の車線変更最小リスク決定方法によれば、判断ユニットはある時点で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、決定実行ユニットは前述少なくとも一定の時間内に警告を出すことができる。 According to the method for determining the minimum risk of lane change in the above-mentioned embodiment, when the judgment unit determines at a certain point in time that a risk of non-satisfaction of the autonomous driving start conditions has occurred, the decision execution unit can issue a warning within at least the above-mentioned certain period of time.

本発明の他の実施形態によれば、非一時的なコンピュータ可読媒体を提供し、コンピュータプログラムを記憶することで少なくとも1つのプロセッサに、車両が車線変更決定に入った後、複数の時点のいずれかの時点での現在位置における前方物体との衝突時間を計算し、衝突時間で車両が現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両が目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算することと、車両のシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両のバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断することと、車両の運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認することと、車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態で、ある時点での車両と前方物体との間の相対縦距離が外因性リスク間隔以下であると、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つある時点での相対縦距離が外因性リスク間隔より大きいが、自動運転起動条件が満たされないと、自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両が前述ある時点での目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両の緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両の横コンポーネントを計算することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離、横コンポーネント及び目標車線の後方物体の後方物体速度で、前述ある時点での走行可能空間を計算することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行い、外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして自動運転起動条件不満足リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、または車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点での目標車線、車線変更の横コンポーネント及び走行可能空間を再確認することと、を実行させる。 According to another embodiment of the present invention, a non-transitory computer readable medium is provided, storing a computer program for causing at least one processor to: calculate a time to impact with a forward object at a current position at any one of a plurality of time points after the vehicle enters a lane change decision; calculate a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the time of impact; calculate an extrinsic risk interval based on the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane; determine whether a system of the vehicle has failed at any one time point and whether a lateral module of a backup system of the vehicle is enabled; and ... Based on whether the state of the vehicle at any time is available, confirm whether the autonomous driving activation condition is satisfied, and judge whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle. If the system is in a normal state and the relative vertical distance between the vehicle and the forward object at a certain time is less than or equal to the exogenous risk interval, it is judged that an exogenous risk has occurred. If the system has failed at a certain time but the lateral module of the backup system is effective, it is judged that a system failure risk has occurred. If the system is normal and the relative vertical distance at a certain time is greater than the exogenous risk interval but the autonomous driving activation condition is satisfied, it is judged that an exogenous risk has occurred. If the condition is not satisfied, it is determined that a risk of not satisfying the autonomous driving activation condition has occurred; if any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of not satisfying the autonomous driving activation condition has occurred, an emergency lateral acceleration of the vehicle is calculated by calculating a lane change time for the vehicle to change lanes to the target lane at the certain time point, and a lateral component of the vehicle is calculated with the emergency lateral acceleration or the normal lateral acceleration; if any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of not satisfying the autonomous driving activation condition has occurred, a drivable space at the certain time point is calculated with the lateral distance, the lateral component, and the rear object speed of the rear object in the target lane; If either the risk of system failure or the risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, a minimum risk decision is made; if an exogenous risk or a risk of system failure occurs, the vehicle is caused to change lanes using the lateral component to enter the drivable space or is decelerated to a standstill; if a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, the vehicle is caused to change lanes using the lateral component to enter the drivable space or is moved to another point in time according to the original trajectory of the lane change decision for at least a certain period of time; and if the autonomous driving activation conditions are not persistently satisfied, the target lane, the lateral component of the lane change, and the drivable space at the other point in time are reconfirmed.

本発明の一実施例による車線変更用最小リスク決定システムを示すシステムブロック図である。FIG. 1 is a system block diagram illustrating a minimum risk determination system for lane changing according to one embodiment of the present invention. 図1の実施例による車線変更用最小リスク決定システムを車両にインストールし、道路に適用した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the lane change minimum risk determination system according to the embodiment of FIG. 1 installed in a vehicle and applied to a road; 本発明の他の実施例による車線変更最小リスク決定方法を示すブロックフローチャートである。4 is a block flow diagram illustrating a method for determining a minimum risk of lane changing according to another embodiment of the present invention. 図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法を示す第1の細部フローチャートである。4 is a first detailed flowchart illustrating a method for determining a minimum risk of lane changing according to the embodiment of FIG. 3; 図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法を示す第2の細部フローチャートである。4 is a second detailed flowchart illustrating the method for determining a minimum risk of lane changing according to the embodiment of FIG. 3 . 図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法を示す第3の細部フローチャートである。4 is a third detailed flowchart illustrating the method for determining a minimum risk of lane changing according to the embodiment of FIG. 3 . 図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法を示す第4の細部フローチャートである。4 is a fourth detailed flowchart illustrating the method for determining a minimum risk of lane changing according to the embodiment of FIG. 3 .

以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明らかに説明するために、数多くの実務上の細部を下記の記述で合わせて説明する。しかしながら、当業者が理解すべきなのは、本発明の別の実施形態において、これらの実務上の細部は、必要としないため、本発明を制限するためのものではない。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示され、重複する素子は、同じまたは類似の番号で示すことができる。 In the following, in order to disclose and clearly explain several embodiments of the present invention in the drawings, numerous practical details are described in the following description. However, those skilled in the art should understand that in other embodiments of the present invention, these practical details are not required and are not intended to limit the present invention. In addition, in order to simplify the drawings, certain conventional structures and elements are simply and diagrammatically shown in the drawings, and overlapping elements may be indicated by the same or similar numbers.

なお、本文における第1、第2、第3という用語はただ異なる素子又は成分を叙述するためのものであり、素子/成分そのものに対して制限がなく、このため、第1素子/成分を第2素子/成分に読み替えることができ、且つ、本文における素子/成分/機構/モジュールの組み合わせはこの分野において一般的に知られた、通常又は従来の組み合わせではなく、素子/成分/機構/モジュールそのものは従来のものであるかどうかによって、その組み合わせ関係が当業者によって容易に完成されるかどうかを判断することができない。 The terms first, second, and third in the text are used merely to describe different elements or components, and do not place any restrictions on the elements/components themselves; therefore, the first element/component can be read as the second element/component, and the combinations of elements/components/mechanisms/modules in the text are not ordinary or conventional combinations generally known in this field, and whether the combination relationships can be easily completed by a person skilled in the art cannot be determined based on whether the elements/components/mechanisms/modules themselves are conventional.

図1及び図2を参照されたい。図1は本発明の一実施例による車線変更用最小リスク決定システム1000を示すシステムブロック図であり、図2は図1実施例による車線変更用最小リスク決定システム1000を車両CHにインストールし、道路に適用した模式図である。車線変更用最小リスク決定システム1000は車両CHに設けられ、車線変更用最小リスク決定システム1000は少なくとも1つのプロセッサ1100を備える。前述少なくとも1つのプロセッサ1100は外因性リスク間隔計算モジュール1110、システム故障判定モジュール1120、自動運転起動条件確認モジュール1130及び決定モジュール1140を備える。 Please refer to Figures 1 and 2. Figure 1 is a system block diagram showing a minimum risk determination system for lane change 1000 according to one embodiment of the present invention, and Figure 2 is a schematic diagram of the minimum risk determination system for lane change 1000 according to the embodiment of Figure 1 installed in a vehicle CH and applied to a road. The minimum risk determination system for lane change 1000 is provided in the vehicle CH, and the minimum risk determination system for lane change 1000 includes at least one processor 1100. The at least one processor 1100 includes an exogenous risk interval calculation module 1110, a system failure judgment module 1120, an automatic driving start condition confirmation module 1130, and a determination module 1140.

外因性リスク間隔計算モジュール1110は、車両CHが車線変更決定に入った後、複数の時点のいずれかの時点での現在位置における前方物体CTとの衝突時間を計算して、衝突時間で車両CHが現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両CHが目標車線に車線変更する横距離Dyで外因性リスク間隔DFを計算する。システム故障判定モジュール1120は車両CHのシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両CHのバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断する。自動運転起動条件確認モジュール1130は車両CHの運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認する。 The extrinsic risk interval calculation module 1110 calculates the collision time with the forward object CT at the current position at any one of a plurality of time points after the vehicle CH enters the lane change decision, calculates the lateral acceleration at which the vehicle CH changes lanes from the current position to the target lane at the collision time, and calculates the extrinsic risk interval D F by the larger of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance D y at which the vehicle CH changes lanes to the target lane. The system failure determination module 1120 determines whether the system of the vehicle CH has failed at any one time point and whether the lateral module of the backup system of the vehicle CH is valid. The automatic driving activation condition confirmation module 1130 checks whether the automatic driving activation condition is met based on whether the driver's state of the vehicle CH at any one time point is available.

決定モジュール1140は判断ユニット1141、横コンポーネント計算ユニット1142、走行可能空間計算ユニット1143及び決定実行ユニット1144を備える。判断ユニット1141は、車両CHに外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態である場合、前述ある時点での車両CHと前方物体CTとの間の相対縦距離Drは外因性リスク間隔DF以下である(即ち、DF≧Dr)と、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つ前述ある時点の相対縦距離Drは外因性リスク間隔DF(即ちDr>DF)より大きいが、自動運転起動条件が満たされていないと、自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定する。 The determination module 1140 includes a judgment unit 1141, a lateral component calculation unit 1142, a drivable space calculation unit 1143, and a decision execution unit 1144. The judgment unit 1141 judges whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk occur in the vehicle CH, and judges that an exogenous risk has occurred when the relative vertical distance D r between the vehicle CH and the forward object CT at the certain time is less than or equal to the exogenous risk interval D F (i.e. D F ≧D r ) if the system is in a normal state, judges that an exogenous risk has occurred when the system has failed at a certain time but the lateral module of the backup system is valid, and judges that an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred when the system is normal and the relative vertical distance D r at the certain time is greater than the exogenous risk interval D F (i.e. D r >D F ) but the autonomous driving activation condition is not satisfied.

横コンポーネント計算ユニット1142は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両CHがある時点での目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両CHの緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両CHの横コンポーネントvyを計算する。 The lateral component calculation unit 1142 calculates the emergency lateral acceleration of the vehicle CH by calculating the lane change time for the vehicle CH to change lanes to a target lane at a certain point in time when any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of non-satisfaction of the automatic driving activation conditions occurs, and calculates the lateral component v y of the vehicle CH with the emergency lateral acceleration or the normal lateral acceleration.

走行可能空間計算ユニット1143は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離Dy、横コンポーネントvy及び目標車線の後方物体CRの後方物体速度vrで、ある時点の走行可能空間S1を計算する。 When any of exogenous risk, system failure risk, and risk of non-satisfaction of automatic driving activation conditions occurs, the drivable space calculation unit 1143 calculates the drivable space S1 at a certain point in time using the lateral distance D y , the lateral component v y , and the rear object speed v r of the rear object CR in the target lane.

決定実行ユニット1144は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行い、外因性リスクが発生したか、またはシステム故障リスクが発生したときに、車両CHを横コンポーネントvyで車線変更して走行可能空間S1に進入させ、または静止に減速し、及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したときに、車両CHを横コンポーネントvyで車線変更して走行可能空間S1に進入させ、または車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点の目標車線、車線変更の横コンポーネントvy及び走行可能空間S1を再確認する。 The decision execution unit 1144 makes a minimum risk decision when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, and when an exogenous risk or a system failure risk occurs, causes the vehicle CH to change lanes with a lateral component v y to enter the drivable space S1, or to decelerate to a standstill, and when a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, causes the vehicle CH to change lanes with a lateral component v y to enter the drivable space S1, or to move to another point in time according to the original trajectory of the lane change decision for at least a certain period of time, and if the autonomous driving activation conditions are persistently not satisfied, re-checks the target lane, the lateral component v y of the lane change, and the drivable space S1 at the said other point in time.

これによって、外因性リスク間隔DFの計算、及びシステムが故障したかどうか、自動運転起動条件が満たされたかどうかの検出によって、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断することができ、走行可能空間S1を計算して最小リスク決定を行うことで、車線変更をUN R157の規定を満たし、安全性を向上させる。以下、車線変更用最小リスク決定システム1000の細部を詳細に説明する。 Thus, by calculating the exogenous risk interval D F and detecting whether the system has failed and whether the autonomous driving activation conditions have been satisfied, it is possible to determine whether an exogenous risk, a system failure risk, or a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred, and by calculating the drivable space S1 and performing a minimum risk determination, the lane change satisfies the provisions of UN R157, thereby improving safety. Details of the lane change minimum risk determination system 1000 will be described in detail below.

車線変更用最小リスク決定システム1000の少なくとも1つのプロセッサ1100は車両CHに取り付けられる。具体的に、プロセッサ1100の数は2であり、一方のプロセッサ1100はシステム(メインシステム)の制御プログラムを備え、他方のプロセッサ1100はバックアップシステムの制御プログラムを備える。プロセッサ1100は例えば中央プロセッサ(CPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、マイクロプロセッサ(MPU)、マイクロコントローラ(MCU)などであってよく、プロセッサ1100はプログラム化されて特定の機能を達成することができる。本実施例において、各プロセッサ1100はいずれもプログラム化された後に外因性リスク間隔計算モジュール1110、システム故障判定モジュール1120、自動運転起動条件確認モジュール1130及び決定モジュール1140に分けられ、また、決定モジュール1140における異なるプログラム部分は判断ユニット1141、横コンポーネント計算ユニット1142、走行可能空間計算ユニット1143及び決定実行ユニット1144に分けられてもよい。上記の機能に加えて、プロセッサ1100はプログラム化されて車両CHの一般的な制御及び画像処理機能を達成することもでき、これに制限されない。一実施例において、メインシステムは複数の車両上の機構を含んでもよく、例えばブレーキ機構及びステアリング機構など、メインシステムの制御プログラムを介して操作することで車両の動作を達成することができ、バックアップシステムの制御プログラムはこれらの機構を制御することもでき、または同じ機構に2組があり、メインシステムにより1組を制御し、バックアップシステムにより1組を制御する。 At least one processor 1100 of the lane change minimum risk determination system 1000 is installed in the vehicle CH. Specifically, the number of processors 1100 is two, one processor 1100 has a control program for the system (main system), and the other processor 1100 has a control program for the backup system. The processor 1100 may be, for example, a central processor (CPU), a digital signal processor (DSP), a microprocessor (MPU), a microcontroller (MCU), etc., and the processor 1100 can be programmed to achieve a specific function. In this embodiment, each processor 1100 is divided into an exogenous risk interval calculation module 1110, a system fault judgment module 1120, an automatic driving start condition confirmation module 1130, and a decision module 1140 after being programmed, and different program parts in the decision module 1140 may also be divided into a judgment unit 1141, a lateral component calculation unit 1142, a drivable space calculation unit 1143, and a decision execution unit 1144. In addition to the above functions, the processor 1100 can also be programmed to achieve general control and image processing functions of the vehicle CH, but is not limited thereto. In one embodiment, the main system may include multiple on-vehicle mechanisms, such as braking mechanisms and steering mechanisms, which can be operated via the main system's control program to achieve vehicle operation, and the backup system's control program can control these mechanisms, or there are two sets of the same mechanism, one set controlled by the main system and one set controlled by the backup system.

車線変更用最小リスク決定システム1000は、運転者状態検出装置1200及びセンシングモジュール1300を備えてもよく、センシングモジュール1300は、車両CHの外部環境を検出するための複数のカメラを備えてよく、カメラによって現在の環境を撮影することができ、このようにして、車両CHと前方物体CTとの相対縦距離Dr、前方物体CTの前方物体速度vt、車両CHの車線L1における現在位置及び車線線などの情報を算出することができ、センシングモジュール1300は、車両CH付近の障害物を検出するためのレーダーを備えてよく、上記に制限されない。運転者状態検出装置1200は運転者の目、姿勢、シートベルトなどの状態を検出して、自動運転起動条件確認モジュール1130は自動運転起動条件が満たされているかどうかを判断するために使用される。本実施例において、自動運転起動条件は、例えばISO21202のPALSステートマシン、UNR79または台湾VACCの47-2の規範であってよい。 The minimum risk determination system 1000 for lane change may include a driver state detection device 1200 and a sensing module 1300. The sensing module 1300 may include a plurality of cameras for detecting the external environment of the vehicle CH, and may capture the current environment through the cameras, thereby calculating information such as the relative longitudinal distance D r between the vehicle CH and the forward object CT, the forward object speed v t of the forward object CT, the current position of the vehicle CH in the lane L1, and the lane line, and the sensing module 1300 may include a radar for detecting obstacles near the vehicle CH, and is not limited to the above. The driver state detection device 1200 detects the state of the driver's eyes, posture, seat belt, etc., and the automatic driving start condition confirmation module 1130 is used to determine whether the automatic driving start condition is met. In this embodiment, the automatic driving start condition may be, for example, the PALS state machine of ISO21202, UNR79, or Taiwan VACC 47-2 standard.

外因性リスク間隔計算モジュール1110は、
、、
及び
を演算することができ、Tcは衝突時間であり、Drは車両CHと前方物体CTとの間の相対縦距離であり、vhは車両CHの自車速度であり、vtは前方物体CTの前方物体速度であり、ayは衝突時間で計算された車両CHの横加速度であり、ayrgmaxは最大通常横加速度であり、aymaxは横加速度と最大通常横加速度のうちの大きい方であり、Dyは横距離であり、vxは自車速度の縦コンポーネントであり、DFは外因性リスク間隔である。特に注意する必要がある点として、一般的な状態で、車両が到達しようとする位置は目標車線の中心線に位置するため、横距離は車両中心と目標車線の中心線との間の距離である。
The extrinsic risk interval calculation module 1110 calculates:
,,
and
can be calculated, where Tc is the collision time, Dr is the relative longitudinal distance between the vehicle CH and the forward object CT, vh is the own vehicle speed of the vehicle CH, vt is the forward object speed of the forward object CT, ay is the lateral acceleration of the vehicle CH calculated at the collision time, ayrgmax is the maximum normal lateral acceleration, aymax is the larger of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration, Dy is the lateral distance, vx is the longitudinal component of the own vehicle speed, and Df is the extrinsic risk interval. It is particularly important to note that in a general state, the position the vehicle is trying to reach is located on the center line of the target lane, so the lateral distance is the distance between the vehicle center and the center line of the target lane.

図1及び図2に示すように、車両CHが自動運転を行う状態で、システムは車両CHが位置する現在車線(例えば車線L1)及び隣接する車線(例えば車線L2)の道路状況に基づいて車線変更するかどうかを決定する。システムが車線変更決定をした後に、車両CHは自動車線変更を開始する。車線変更する過程で、外因性リスク間隔計算モジュール1110は車両CHの自車速度vh、車両CHと前方物体CTとの間の相対縦距離Dr及び前方物体CTの前方物体速度vtを絶えずに検出し、このようにして、
を演算することで、衝突時間(即ちTc)を得る。その後、衝突時間で車両CHの横加速度を計算して、法規に規定された最大通常横加速度と比較することができ、
を演算することで、横加速度と最大通常横加速度のうちの大きい方を取得し、時間及び空間の概念で、
を演算することで、外因性リスク間隔DFを取得し、前方物体CTを含むいずれかの物体が外因性リスク間隔DF内にある場合、車両CHはシステムが持続的に当初計画していた方式(例えば当初計画していた速度)で走行し続けると、衝突のリスクが発生する可能性があるため、走行安全性を向上させるように経路を変更する必要がある。これによって、横コンポーネントvy及び走行可能空間S1を演算することができ、新しい軌跡を計画することができる。
As shown in Figures 1 and 2, when the vehicle CH is in an automatic driving state, the system determines whether to change lanes based on the road conditions of the current lane (e.g., lane L1) in which the vehicle CH is located and the adjacent lane (e.g., lane L2). After the system makes a lane change decision, the vehicle CH starts automatic lane change. During the lane change process, the exogenous risk interval calculation module 1110 constantly detects the vehicle speed vh of the vehicle CH, the relative longitudinal distance Dr between the vehicle CH and the forward object CT, and the forward object speed vt of the forward object CT, and thus:
The impact time (i.e., Tc ) is obtained by calculating the lateral acceleration of the vehicle CH at the impact time, which can then be compared with the maximum normal lateral acceleration prescribed by the regulations.
By calculating the above, the larger of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration is obtained, and in terms of time and space,
By calculating the above, the extrinsic risk interval D F is obtained, and if any object including the forward object CT is within the extrinsic risk interval D F , if the vehicle CH continues to travel in the manner (e.g., the speed) originally planned by the system, there is a possibility of a collision risk occurring, so the route needs to be changed to improve the travel safety. In this way, the lateral component v y and the drivable space S1 can be calculated, and a new trajectory can be planned.

判断ユニット1141はある時点で外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと判定すると、横コンポーネント計算ユニット1142は、
及び
を演算することができ、TLcは車線変更時間であり、Lは車両CHの長さであり、tISO limitは法規による車線横断不可時間であり、ay Eは緊急横加速度である。走行可能空間S1を決定した後、車両CHは走行可能空間S1に横方向に移動し始める準備が整うことができる。車両CHも横方向に移動する際に前へ縦方向に移動するため、車線変更時間について、車両CHと前方物体CTとの相対縦距離Drと、車両CHの長さLとの間の差、及び自車速度vhと前方物体速度vtとの関係を考慮する必要があり、半分の衝突時間内で走行可能空間S1に入ることを考慮する必要があり、且つ各国の法規で限定された法規による車線横断不可時間を考える必要があるため、
に従ってそのうちの最大のものを車線変更時間とし、これによって緊急横加速度の計算の基礎とする。その後、緊急横加速度で横コンポーネントvyを計算する。このとき、車両CHは高い確率で発生するリスクがあるため、速い速度で横方向に移動する必要があり、衝突の発生を避けることができる。なお、横コンポーネント計算ユニット1142はこの横コンポーネントvyに対応するハンドル角度をさらに計算することができる。
When the judgment unit 1141 determines that an exogenous risk or a system failure risk occurs at a certain time, the horizontal component calculation unit 1142:
and
where T Lc is the lane change time, L is the length of the vehicle CH, t ISO limit is the lane crossing prohibition time according to regulations, and a y E is the emergency lateral acceleration. After the drivable space S1 is determined, the vehicle CH can be prepared to start moving laterally into the drivable space S1. Since the vehicle CH also moves forward longitudinally when moving laterally, the lane change time must take into account the difference between the relative longitudinal distance D r between the vehicle CH and the forward object CT and the length L of the vehicle CH, and the relationship between the vehicle speed v h and the forward object speed v t , and it is necessary to consider entering the drivable space S1 within half the collision time, and it is necessary to consider the lane crossing prohibition time according to regulations limited by the regulations of each country.
The maximum one among them is taken as the lane change time according to the above, and is used as the basis for calculating the emergency lateral acceleration. Then, the lateral component v y is calculated based on the emergency lateral acceleration. At this time, the vehicle CH needs to move laterally at a high speed due to the high probability of occurrence of the risk, so as to avoid the occurrence of a collision. In addition, the lateral component calculation unit 1142 can further calculate the steering angle corresponding to this lateral component v y .

また、判断ユニット1141は、ある時点で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、横コンポーネント計算ユニット1142は同様に、
を演算するが、一般的な通常横加速度で横コンポーネントvyを計算することができる。このような場合で、自動運転起動条件が満たされていない際に、運転のみが使用不可能であり、システムが正常で且つ外因性リスクがないのを示すため、車両CHは通常横加速度で車線変更すればよい。
In addition, when the judgment unit 1141 determines that a risk of not satisfying the automatic driving start condition has occurred at a certain point in time, the horizontal component calculation unit 1142 similarly
However, the lateral component v y can be calculated using a general normal lateral acceleration. In this case, when the autonomous driving activation condition is not satisfied, only driving is disabled, indicating that the system is normal and there is no exogenous risk, so the vehicle CH may change lanes using the normal lateral acceleration.

走行可能空間計算ユニット1143は走行可能空間S1を計画する際に、後方物体CRの後方物体速度vrを参照して、走行可能空間S1における車両CH(特に車両CHの車頭)の前方縦延伸距離DNLF及び車両CH(特に車両CHの車尾)の後方縦延伸距離DNLRを計算する。これによって、車両CHの長さ、車両CHの横コンポーネントvy及び縦コンポーネントvx、後方物体速度vr、及び車両CHと目標車線の横距離Dyに基づいて、
で前方縦延伸距離DNLFを求め、及び、
で後方縦延伸距離DNLRを求めることができる。一実施例において、走行可能空間は車線または路肩にある場合、走行可能空間の幅は車線の幅または路肩の幅であってもよい。路肩を含まない場合、走行可能空間の外側境界(車両から遠い境界)は縁石であり、且つ走行可能空間の幅は車幅であるか、3.5メートルに固定されているが、このとき、目標車線の中心線は縁石の内側の半分の車幅であるか、縁石の内側の1.75メートルであるが、これに制限されない。本発明において、目標車線とは、隣接する車線、または隣接する車両が走行できる空間を指し、車線線標識のある車線に制限されない。
When planning the drivable space S1, the drivable space calculation unit 1143 refers to the rear object speed vr of the rear object CR to calculate the front longitudinal extension distance D NLF of the vehicle CH (particularly the head of the vehicle CH) and the rear longitudinal extension distance D NLR of the vehicle CH (particularly the tail of the vehicle CH) in the drivable space S1. As a result, based on the length of the vehicle CH, the lateral component v y and longitudinal component v x of the vehicle CH, the rear object speed vr , and the lateral distance D y between the vehicle CH and the target lane,
Calculate the front longitudinal extension distance D NLF , and
The rear longitudinal extension distance D NLR can be calculated by: In one embodiment, if the travelable space is in a lane or a shoulder, the width of the travelable space may be the width of the lane or the width of the shoulder. If the shoulder is not included, the outer boundary (the boundary far from the vehicle) of the travelable space is a curb, and the width of the travelable space is the vehicle width or is fixed at 3.5 meters, in which case the center line of the target lane is half the vehicle width on the inside of the curb or 1.75 meters on the inside of the curb, but is not limited thereto. In the present invention, the target lane refers to an adjacent lane or a space in which adjacent vehicles can travel, and is not limited to a lane with lane markings.

図2に示すように、仮に、車両CHが車線L1から車線L2に車線変更を開始すると、前方物体CTがある時点で急に減速またはブレーキをかけ、車両CHの現在位置がまた車線L1上にあるため、この時点での相対縦距離Drが外因性リスク間隔DF以下となると、判断ユニット1141は外因性リスクが発生したと判定し、この時点での緊急横加速度を計算することによって、横コンポーネントvyを計算し、車線L1に隣接する車線L2上の走行可能空間S1を計算する。決定実行ユニット1144は、この時点で車線L2上の走行可能空間S1に障害物がなく、且つ緊急横加速度が法規による緊急横加速度上限以下であると判定すると、車両CHが車線変更して車線L2上の走行可能空間S1に入ることをステアリング機構に通知することができ、逆に、車両CHが停止するまで減速することをブレーキ機構に通知する。具体的に、緊急横加速度が法規による緊急横加速度上限(例えば4メートル/秒の2乗)以下である場合、この緊急横加速度が安全で且つ法規によって許可されるのを示すため、この緊急横加速度で計算された横コンポーネントvy及びハンドル角度で車線L2上の走行可能空間S1に入る。緊急横加速度は法規による緊急横加速度上限より大きい場合、この緊急横加速度が安全ではないのを示すため、車線変更を実行せず、停止するまで直接減速する。また、車線L2上の走行可能空間S1に障害物がある場合、この走行可能空間S1に入ると、衝突される可能性があるのを示すため、車線変更を実行できず、停止するまで直接減速する。特に注意すべき点として、システムの横方向制御が有効であるため、停止するまで減速する前に、車両CHの車体が一旦正に戻ってから減速して停止し、このとき、衝突の可能性があるため、減速度は4メートル/秒の2乗に設定できる。 As shown in Fig. 2, if the vehicle CH starts to change lanes from lane L1 to lane L2, and the forward object CT suddenly decelerates or brakes at a certain time, and the current position of the vehicle CH is again on lane L1, the relative longitudinal distance D r at this time is less than or equal to the exogenous risk interval D F , the judgment unit 1141 judges that an exogenous risk has occurred, and calculates the lateral component v y by calculating the emergency lateral acceleration at this time, and calculates the drivable space S1 on the lane L2 adjacent to the lane L1. If the decision execution unit 1144 judges that there is no obstacle in the drivable space S1 on the lane L2 at this time, and the emergency lateral acceleration is less than or equal to the upper limit of the emergency lateral acceleration set by the law, it can notify the steering mechanism that the vehicle CH will change lanes and enter the drivable space S1 on the lane L2, and conversely, notify the brake mechanism that the vehicle CH will decelerate until it stops. Specifically, if the emergency lateral acceleration is equal to or less than the upper emergency lateral acceleration limit (e.g., 4 meters/second squared) set by the regulations, the vehicle enters the drivable space S1 on the lane L2 with the lateral component v y and steering angle calculated by the emergency lateral acceleration, which indicates that the emergency lateral acceleration is safe and permitted by regulations. If the emergency lateral acceleration is greater than the upper emergency lateral acceleration limit set by the regulations, the vehicle enters the drivable space S1 on the lane L2, which indicates that the emergency lateral acceleration is unsafe, and the vehicle does not change lanes, and directly decelerates until it stops. Also, if there is an obstacle in the drivable space S1 on the lane L2, which indicates that there is a possibility of collision when entering the drivable space S1, the vehicle cannot change lanes, and directly decelerates until it stops. It should be noted that, since the lateral control of the system is active, the vehicle CH's body returns to the positive direction once before decelerating to a stop, and then decelerates to a stop, and at this time, there is a possibility of collision, so the deceleration can be set to 4 meters/second squared.

さらに、車両CHは右に向かって次々と路肩L3上にある走行可能空間S1に車線変更でき、停止するまで減速する。詳しくは、車両CHが車線L1から車線L2、即ち、車線L2上にある走行可能空間S1内に移動したと、右へ路肩L3に移動でき、つまり、この時点での目標車線は路肩L3であり、このとき、路肩L3上の走行可能空間S1及び緊急横加速度を再計算して、車両CHを路肩L3に車線変更させる。図2に示すように、車両CH車線が路肩L3の走行可能空間S1に変更した後、停止するまで減速することができる。路肩L3は比較的安全であるため、このときの減速度は4メートル/秒の2乗より小さくてもよく、例えば1メートル/秒の2乗から3メートル/秒の2乗であってもよい。 Furthermore, the vehicle CH can change lanes to the right one after another into the drivable space S1 on the shoulder L3, and decelerate until it stops. In detail, when the vehicle CH moves from lane L1 to lane L2, i.e., into the drivable space S1 on lane L2, it can move to the right onto the shoulder L3, that is, the target lane at this point is the shoulder L3, and at this time, the drivable space S1 on the shoulder L3 and the emergency lateral acceleration are recalculated to cause the vehicle CH to change lanes to the shoulder L3. As shown in FIG. 2, after the lane of the vehicle CH is changed into the drivable space S1 on the shoulder L3, it can decelerate until it stops. Since the shoulder L3 is relatively safe, the deceleration at this time may be less than the square of 4 meters/second, for example, from the square of 1 meter/second to the square of 3 meters/second.

別の仮定の場合、車両CHが車線L1から車線L2に車線変更を開始し、システムが故障したがバックアップシステムの横モジュールが有効であり、このとき、判断ユニット1141はシステム故障リスクが発生したと判定し、この時点での緊急横加速度を計算することによって、横コンポーネントvyを計算し、及び車線L1に隣接する車線L2上の走行可能空間S1を計算する。この時点での走行可能空間S1に障害物がなく、且つ緊急横加速度が法規による緊急横加速度上限以下であると、車線変更して車線L2上の走行可能空間S1に入ることができ、逆に、停止するまで減速する。システム故障リスクが発生した際の最小リスク決定は外因性リスクが発生した最小リスク決定と類似し、システム故障リスクが発生したと、バックアップシステム制御プログラムを含むプロセッサ1100により関連する演算を行う可能性があるのを注意されたい。 In another hypothetical case, the vehicle CH starts to change lanes from the lane L1 to the lane L2, the system fails but the lateral module of the backup system is effective, at this time, the judgment unit 1141 judges that the system failure risk occurs, calculates the lateral component v y by calculating the emergency lateral acceleration at this time, and calculates the drivable space S1 on the lane L2 adjacent to the lane L1. If there is no obstacle in the drivable space S1 at this time and the emergency lateral acceleration is below the emergency lateral acceleration upper limit set by the law, the vehicle can change lanes to enter the drivable space S1 on the lane L2, or conversely, decelerate until it stops. It should be noted that the minimum risk determination when the system failure risk occurs is similar to the minimum risk determination when the exogenous risk occurs, and when the system failure risk occurs, the processor 1100 including the backup system control program may perform related calculations.

さらなる仮定の場合、車両CHが車線L1から車線L2に車線変更を開始し、ある時点で運転者が原因で意識不明になり、運転者状態検出装置1200が運転者の目を検出した後に運転者異常を自動運転起動条件確認モジュール1130に通知し、その後、自動運転起動条件確認モジュール1130により自動運転起動条件が満たされていないことを確認する。このときシステムが正常で、外因性リスクが発生しないと、判断ユニット1141は自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定する。最小リスク決定では、この時点で車線L2上にある走行可能空間S1を計算することができる。この時点で車線L2上の走行可能空間S1に障害物がなく、通常横加速度で計算された横コンポーネントvyで車線変更して走行可能空間S1に入ることができ、この時点で車線L1上の走行可能空間S2に障害物があると、障害物が離れた後、通常横加速度で計算された横コンポーネントvyで車線変更して車線L2上の走行可能空間S1に入る。このとき、システムが正常であるため、車両CHが正に戻って障害物が離れるのを待ってから、車線L2上の走行可能空間S1に入ることができるのを注意されたい。また、車線L2の走行可能空間S1に入った後、路肩L3上の走行可能空間S1を計算するとともに、通常横加速度で計算された横コンポーネントvyで車線変更し、つまり車両CHは右に向かって次々と路肩L3上にある走行可能空間S1に車線変更することがで、最終に、停止するまで減速する。 In a further hypothetical case, the vehicle CH starts to change lanes from the lane L1 to the lane L2, and at some point the driver becomes unconscious due to the driver, and the driver state detection device 1200 detects the driver's eyes and then notifies the automatic driving start condition confirmation module 1130 of the driver abnormality, and then the automatic driving start condition confirmation module 1130 confirms that the automatic driving start condition is not satisfied. If the system is normal at this time and no exogenous risk occurs, the judgment unit 1141 determines that the risk of automatic driving start condition not being satisfied has occurred. In the minimum risk determination, the drivable space S1 on the lane L2 at this time can be calculated. At this time, there is no obstacle in the drivable space S1 on the lane L2, and the lane can be changed to enter the drivable space S1 with the lateral component v y calculated with the normal lateral acceleration, and if there is an obstacle in the drivable space S2 on the lane L1 at this time, after the obstacle leaves, the lane can be changed to enter the drivable space S1 on the lane L2 with the lateral component v y calculated with the normal lateral acceleration. At this time, since the system is normal, the vehicle CH can turn back and wait for the obstacle to leave before it can enter the drivable space S1 on the lane L2. After entering the drivable space S1 on the lane L2, the drivable space S1 on the shoulder L3 is calculated, and the lane is changed with the lateral component v y calculated by the normal lateral acceleration, that is, the vehicle CH can change lanes one after another to the right and into the drivable space S1 on the shoulder L3, and finally decelerate until it stops.

別の最小リスク決定では、判断ユニット1141は自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、車線変更決定の元の軌跡に従って前述別の時点まで少なくとも一定の時間移動してから、自動運転起動条件が持続的に満たされないかどうかを確認する。詳しくは、元の軌跡とは、車線変更決定では、車線L1から車線L2に車線変更するハンドル角度、速度、加速度などを指し、システムが正常で且つ外因性リスクがないため、決定実行ユニット1144は前述少なくとも一定の時間内に警告、例えば10秒間警告することができる。10秒以内に、元の軌跡の移動が完了した可能性があり、つまり、車両CHは車線L1から車線L2に車線変更した。このとき自動運転起動条件が持続的に満たされないかどうかは、運転者が反応能力を備えないのを示し、危険の発生を避けるために道路の脇で停止すべきである。このため、前述別の時点での車両CHの現在位置は車線L2であり、目標車線は路肩L3であり、路肩L3上にある走行可能空間S1を計算することができ、停止するまで減速し、減速は3メートル/秒の2乗未満にすることができる。特に注意すべき点として、図2の実施例は二車線L1、L2に路肩L3を加える例であるが、複数の車線を有する他の実施例では、次々と右に向かって路肩または縁石内に移動することができる走行可能空間である。 In another minimum risk decision, when the judgment unit 1141 determines that the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation conditions has occurred, it moves to the aforementioned another time point according to the original trajectory of the lane change decision for at least a certain time, and then checks whether the autonomous driving activation conditions are not met persistently. In detail, the original trajectory refers to the steering angle, speed, acceleration, etc. of changing lanes from lane L1 to lane L2 in the lane change decision, and since the system is normal and there is no exogenous risk, the decision execution unit 1144 can issue a warning within the aforementioned at least a certain time, for example, for 10 seconds. Within 10 seconds, the movement of the original trajectory may be completed, that is, the vehicle CH has changed lanes from lane L1 to lane L2. At this time, whether the autonomous driving activation conditions are not met persistently indicates that the driver does not have the ability to react, and should stop on the side of the road to avoid the occurrence of a danger. Therefore, the current position of the vehicle CH at the aforementioned different time point is the lane L2, the target lane is the shoulder L3, and the drivable space S1 on the shoulder L3 can be calculated, and the vehicle decelerates until it stops, and the deceleration can be less than 3 meters/second squared. It is particularly important to note that while the embodiment of FIG. 2 is an example in which the shoulder L3 is added to the two lanes L1 and L2, in other embodiments having multiple lanes, the drivable space is one in which the vehicle can move to the shoulder or into the curb one after the other to the right.

図3を参照されたい。図3は本発明の他の実施例による車線変更最小リスク決定方法2000を示すブロックフローチャートである。車線変更最小リスク決定方法2000は外因性リスク間隔計算ステップ2100、システム故障判断ステップ2200、自動運転起動条件判断ステップ2300、リスク判断ステップ2400、横コンポーネント計算ステップ2500、走行可能空間計算ステップ2600及び最小リスク決定進行ステップ2700を含む。以下、図1及び図2の車線変更最小リスク決定方法2000を参照して車線変更用最小リスク決定システム1000の細部を説明する。 Please refer to FIG. 3. FIG. 3 is a block flowchart showing a method 2000 for determining minimum risk of lane change according to another embodiment of the present invention. The method 2000 for determining minimum risk of lane change includes a step 2100 for calculating an exogenous risk interval, a step 2200 for judging a system fault, a step 2300 for judging an automatic driving start condition, a step 2400 for judging a risk, a step 2500 for calculating a lateral component, a step 2600 for calculating a drivable space, and a step 2700 for proceeding with a minimum risk determination. The details of the minimum risk determination system 1000 for lane change will be described below with reference to the method 2000 for determining minimum risk of lane change in FIG. 1 and FIG. 2.

外因性リスク間隔計算ステップ2100では、少なくとも1つのプロセッサ1100の外因性リスク間隔計算モジュール1110は車両CHが車線変更決定に入った後、複数の時点のうちのいずれかの時点での現在位置における前方物体CTとの衝突時間を計算して、衝突時間で車両CHが現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両CHが目標車線に車線変更する横距離Dyで外因性リスク間隔DFを計算する。 In the extrinsic risk interval calculation step 2100, the extrinsic risk interval calculation module 1110 of at least one processor 1100 calculates the collision time with the forward object CT at the current position at any one of multiple time points after the vehicle CH enters the lane change decision, calculates the lateral acceleration at which the vehicle CH changes lanes from the current position to the target lane at the collision time, and calculates the extrinsic risk interval D F based on the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance D y at which the vehicle CH changes lanes to the target lane.

システム故障判断ステップ2200では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100のシステム故障判定モジュール1120は、車両CHのシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両CHのバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断する。 In the system failure determination step 2200, the system failure determination module 1120 of the at least one processor 1100 determines whether a system of the vehicle CH has failed at any time and whether the lateral module of the backup system of the vehicle CH is enabled.

自動運転起動条件判断ステップ2300では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100の自動運転起動条件確認モジュール1130は、車両CHの運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかを判断し、自動運転起動条件が満たされているかどうかを確認する。 In the autonomous driving start condition determination step 2300, the autonomous driving start condition confirmation module 1130 of the at least one processor 1100 determines whether the state of the driver of the vehicle CH at any point in time is available and checks whether the autonomous driving start condition is met.

リスク判断ステップ2400では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100の判断ユニット1141は車両CHの外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態である場合、ある時点での車両CHと前方物体CTとの間の相対縦距離Drは外因性リスク間隔DF以下である(即ち、DF≧Dr)と、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つある時点での相対縦距離Drは外因性リスク間隔DF(即ちDr>DF)より大きいが、自動運転起動条件が満たされていないと、自動運転起動条件がリスクが発生したと判定する。 In the risk judgment step 2400, the judgment unit 1141 of the at least one processor 1100 judges whether the exogenous risk of the vehicle CH, the system failure risk, and the risk of not satisfying the automatic driving activation conditions have occurred. When the system is in a normal state, if the relative vertical distance D r between the vehicle CH and the forward object CT at a certain point in time is less than the exogenous risk interval D F (i.e., D F ≧ D r ), it determines that an exogenous risk has occurred; when the system has failed at a certain point in time but the lateral module of the backup system is effective, it determines that a system failure risk has occurred; when the system is normal and the relative vertical distance D r at a certain point in time is greater than the exogenous risk interval D F (i.e., D r > D F ), but the automatic driving activation conditions are not satisfied, it determines that a risk of the automatic driving activation conditions has occurred.

横コンポーネント計算ステップ2500では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100の横コンポーネント計算ユニット1142は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両CHが前述ある時点での目標空間に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両CHの緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両CHの横コンポーネントvyを計算する。 In the lateral component calculation step 2500, the lateral component calculation unit 1142 of the at least one processor 1100 calculates the emergency lateral acceleration of the vehicle CH by calculating the lane change time for the vehicle CH to change lanes to the target space at the certain point in time when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of non-satisfaction of the autonomous driving activation conditions occurs, and calculates the lateral component v y of the vehicle CH at the emergency lateral acceleration or the normal lateral acceleration.

走行可能空間計算ステップ2600では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100の走行可能空間計算ユニット1143は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離Dy、横コンポーネントvy及び目標車線の後方物体CRの後方物体速度vrで、前述ある時点での走行可能空間S1を計算する。 In the drivable space calculation step 2600, the drivable space calculation unit 1143 of the at least one processor 1100 calculates the drivable space S1 at the certain point in time when any of exogenous risk, system failure risk, and risk of non-satisfaction of automatic driving activation conditions occurs, using the lateral distance D y , lateral component v y , and rear object speed v r of the rear object CR in the target lane.

最小リスク決定進行ステップ2700では、前述少なくとも1つのプロセッサ1100の決定実行ユニット1144は、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行う。外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと、車両CHを横コンポーネントvyで車線変更して走行可能空間S1に進入させるか、静止に減速し、及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したと、車両CHを横コンポーネントvyで車線変更して走行可能空間S1に進入させるか、車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点での目標車線、車線変更の横コンポーネントvy及び走行可能空間S1を確認する。 In the minimum risk determination proceeding step 2700, the decision execution unit 1144 of the at least one processor 1100 performs a minimum risk determination when any of an exogenous risk, a system failure risk, and a risk of not satisfying an autonomous driving activation condition occurs. When an exogenous risk or a system failure risk occurs, the vehicle CH is caused to change lanes with a lateral component v y to enter the drivable space S1 or to decelerate to a standstill, and when a risk of not satisfying an autonomous driving activation condition occurs, the vehicle CH is caused to change lanes with a lateral component v y to enter the drivable space S1 or to move to another time point according to the original trajectory of the lane change decision for at least a certain period of time, and if the autonomous driving activation condition is not persistently satisfied, the target lane at the other time point, the lateral component v y of the lane change, and the drivable space S1 are confirmed.

図4を参照されたい。図4は図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法2000を示す第1の細部フローチャートである。始めに、ステップS01では、システム(即ち自動運転のメインシステム)が正常に動作し、且つステップS02では、運転者が介入するかどうかを確認し、即ち運転者が介入して自分で車両CHを操作するかどうかを確認する。そうであると、ステップS03に進み、運転権を運転者に返却し、そうでないと、ステップS04に進み、車線変更決定に入るかどうかを確認し、即ち、システムが現在の道路の状況に応じて、車線変更するかどうかを決定する。そうでないと、ステップS01に戻り、システムが作動し続き、そうであると、ステップS05に進み、システムが故障したかどうかを判断する。 Please refer to FIG. 4. FIG. 4 is a first detailed flowchart showing the lane change minimization risk determination method 2000 according to the embodiment of FIG. 3. First, in step S01, the system (i.e., the main system of the automatic driving) operates normally, and in step S02, it is confirmed whether the driver intervenes, that is, whether the driver intervenes and operates the vehicle CH by himself. If so, it proceeds to step S03, and the driving right is returned to the driver; if not, it proceeds to step S04, and it is confirmed whether to enter into lane change determination, that is, the system determines whether to change lanes according to the current road conditions. If not, it returns to step S01, and the system continues to operate; if so, it proceeds to step S05, and it is determined whether the system has failed.

システム故障判定モジュール1120はステップS05でシステムが故障したと確認すると、ステップS06に進み、バックアップシステムが故障したかどうかをさらに確認する。そうであると、ステップS09に進み、車両CHが停止するまで減速し、そうでないと、ステップS07に進み、システム故障判定モジュール1120によりバックアップシステムの横モジュールが故障したかどうかを確認する。横モジュールが故障したと、ステップS09に進み、車両CHを停止するまで減速させ、横モジュールが有効であると、ステップS08に進み、判断ユニット1141により車両CHにシステム故障リスクが発生したと判断する。 If the system failure judgment module 1120 determines in step S05 that the system has failed, it proceeds to step S06, where it further checks whether the backup system has failed. If so, it proceeds to step S09, where it decelerates until the vehicle CH stops, and if not, it proceeds to step S07, where it is checked by the system failure judgment module 1120 whether the lateral module of the backup system has failed. If the lateral module has failed, it proceeds to step S09, where it decelerates until the vehicle CH stops, and if the lateral module is valid, it proceeds to step S08, where it is determined by the judgment unit 1141 that a system failure risk has occurred in the vehicle CH.

システム故障判定モジュール1120はステップS05で確認システムが正常で故障しないと判断すると、ステップS10に進み、外因性リスク間隔計算モジュール1110により外因性リスク間隔DFを計算し、外因性リスク間隔DFの計算方式は以上と同様であるので繰り返して説明しない。その後、ステップS11に進み、判断ユニット1141は車両CHと前方物体CTとの間の相対縦距離Drが外因性リスク間隔DF以下であるかどうか(即ち、DF≧Drを満たすかどうか)を比較する。そうであると、ステップS12に進み、判断ユニット1141は車両CHに外因性リスクが発生したと判断し、そうでないと、ステップS13に進み、自動運転起動条件確認モジュール1130は運転者が利用可能であるかどうかを判断し。運転者が利用可能であると、ステップS01に戻り、システムが作動し続き、運転者が利用可能ではないと、ステップS14に進み、判断ユニット1141により車両CHに自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判断する。 If the system failure judgment module 1120 judges in step S05 that the confirmation system is normal and not faulty, it proceeds to step S10, and calculates the exogenous risk interval D F by the exogenous risk interval calculation module 1110. The calculation method of the exogenous risk interval D F is the same as above, so it will not be described again. Then, it proceeds to step S11, and the judgment unit 1141 compares whether the relative vertical distance D r between the vehicle CH and the forward object CT is less than the exogenous risk interval D F (i.e., whether D F ≧D r is satisfied). If so, it proceeds to step S12, and the judgment unit 1141 judges that an exogenous risk has occurred in the vehicle CH; if not, it proceeds to step S13, and the automatic driving start condition confirmation module 1130 judges whether the driver is available. If the driver is available, it returns to step S01, and the system continues to operate; if the driver is not available, it proceeds to step S14, and the judgment unit 1141 judges that an automatic driving start condition unsatisfied risk has occurred in the vehicle CH.

図5を参照されたく、図1及び図2を併せて参照されたい。図5は図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法2000を示す第2の細部フローチャートである。ステップS08でシステム故障リスクが発生したと確認するか、ステップS12で外因性リスクに発生したと確認すると、ステップS15に進むことができ、横コンポーネント計算ユニット1142により緊急横加速度及び横コンポーネントvyを計算し、ステップS16に進み、走行可能空間計算ユニット1143により走行可能空間S1を計算し、例えば、車両CHが車線L1上にある際に、車線L2上の走行可能空間S1を計算する。 Please refer to Fig. 5, and also refer to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 5 is a second detailed flow chart showing the method 2000 for determining the minimum risk of lane change according to the embodiment of Fig. 3. If it is determined in step S08 that a system failure risk has occurred, or if it is determined in step S12 that an exogenous risk has occurred, it can proceed to step S15, in which the lateral component calculation unit 1142 calculates the emergency lateral acceleration and the lateral component v y , and proceeds to step S16, in which the drivable space calculation unit 1143 calculates the drivable space S1, for example, when the vehicle CH is on the lane L1, the drivable space S1 on the lane L2 is calculated.

システム故障リスクまたは外因性リスクが発生したと、走行可能空間S1に障害物がなく、且つ緊急横加速度が法規による緊急横加速度上限以下であると、車線変更して走行可能空間S1に入ることができ、逆に、停止するまで減速する。このため、ステップS17では車線L2上の走行可能空間S1に障害物があるかどうかを確認することができ、あると、ステップS21に進み、車線L1が停止するまで減速し、逆に、ステップS18に進み、計算された緊急横加速度が規範に一致するかどうかをさらに確認し、即ち、緊急横加速度は法規による緊急横加速度上限以下であるかどうかを確認する。そうであると、ステップS19に進み、計算されたハンドル角度及び横コンポーネントvyに基づいて車線L2上の走行可能空間S1に入る。逆に、ステップS21に進み、車線L1が停止するまで減速する。車線L2上の走行可能空間S1に入った後、このときの走行可能空間S1が路肩(例えば路肩L3)または隣接縁石にあるかを判断する。ステップS20では、判断された結果、車線L2が路肩L3または隣接縁石ではないと確認すると、ステップS15、S16に戻り、横コンポーネントvy及び次の走行可能空間S1、例えば路肩L3上の走行可能空間S1を再度計算し、また、順次ステップS17、S18、S19、S20を行い、このとき、走行可能空間S1が位置する位置は路肩L3であると確認するため、ステップS21に進み、停止するまで減速する。 When a system failure risk or an exogenous risk occurs, if there is no obstacle in the drivable space S1 and the emergency lateral acceleration is equal to or less than the upper emergency lateral acceleration limit set by the regulations, the vehicle can change lanes to enter the drivable space S1, or conversely, decelerate until it stops. For this reason, in step S17, it is possible to check whether there is an obstacle in the drivable space S1 on the lane L2, and if there is, proceed to step S21 to decelerate until the lane L1 stops, or conversely, proceed to step S18 to further check whether the calculated emergency lateral acceleration is consistent with the norm, that is, whether the emergency lateral acceleration is equal to or less than the upper emergency lateral acceleration limit set by the regulations. If yes, proceed to step S19 to enter the drivable space S1 on the lane L2 based on the calculated steering angle and lateral component v y . Conversely, proceed to step S21 to decelerate until the lane L1 stops. After entering the drivable space S1 on the lane L2, it is determined whether the drivable space S1 at this time is on the shoulder (e.g., shoulder L3) or an adjacent curb. In step S20, if it is determined that the lane L2 is not the shoulder L3 or an adjacent curb, the process returns to steps S15 and S16, where the lateral component v y and the next drivable space S1, for example the drivable space S1 on the shoulder L3, are calculated again, and steps S17, S18, S19, and S20 are sequentially performed. At this time, in order to determine that the position where the drivable space S1 is located is the shoulder L3, the process proceeds to step S21, where the vehicle decelerates until it stops.

図6を参照されたく、図1及び図2を併せて参照されたい。図6は図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法2000を示す第3の細部フローチャートである。ステップS14で自動運転起動条件不満足リスクが発生したと確認した後、ステップS22に進むことができ、横コンポーネント計算ユニット1142により通常横加速度で横コンポーネントvyを計算してから、ステップS23に進み、走行可能空間計算ユニット1143により走行可能空間S1、例えば車線L2上の走行可能空間S1を計算する。その後、ステップS24に進み、車線L2上の走行可能空間S1に障害物があるかどうかを確認し、あると、ステップS26に進んで車線L1で待ち、このとき、正に戻って進み続け待ち、再びステップS22、S23に戻って車両CHの現在位置及び関連データで車線L2上の走行可能空間S1を再度更新し、及びステップS24に進んで車線L2上の走行可能空間S1に障害物があるかどうかを確認する。障害物がないと、ステップS25に進むことができ、車線変更して車線L2上の走行可能空間S1に入る。ステップS27及びステップS28はステップS20及びステップS21と類似し、繰り返して説明しない。 Please refer to Fig. 6, and also refer to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 6 is a third detailed flowchart showing the method 2000 for determining the minimum risk of lane change according to the embodiment of Fig. 3. After determining that the risk of not satisfying the automatic driving start condition occurs in step S14, the method can proceed to step S22, where the lateral component calculation unit 1142 calculates the lateral component v y with the normal lateral acceleration, and then proceeds to step S23, where the drivable space calculation unit 1143 calculates the drivable space S1, for example, the drivable space S1 on the lane L2. Then, proceed to step S24, where it is confirmed whether there is an obstacle in the drivable space S1 on the lane L2, and if there is, proceed to step S26 to wait in the lane L1, at this time, it returns to the forward direction and continues to wait, and then it returns to steps S22 and S23 to update the drivable space S1 on the lane L2 again with the current position and related data of the vehicle CH, and then proceeds to step S24 to confirm whether there is an obstacle in the drivable space S1 on the lane L2. If there is no obstacle, the process proceeds to step S25, where the vehicle changes lanes and enters the drivable space S1 on lane L2. Steps S27 and S28 are similar to steps S20 and S21, and will not be described again.

図7を参照されたく、図1及び図2を併せて参照されたい。図7は図3の実施例による車線変更最小リスク決定方法2000を示す第4の細部フローチャートである。他の手段では、ステップS14では自動運転起動条件不満足リスクに発生したと確認した後、ステップS29に進むことができ、まず、警告して元の軌跡、即ち車線L1から車線変更して車線L2に入る元の軌跡を維持する。その後、ステップS30に進み、運転者が利用可能であるかどうかを確認する。そうであると、運転者が寝ている可能性があり、警告を受けて覚醒したことを示し、ステップS32に進むことができ、運転者がシステムを再起動させる。そうでないと、ステップS31に進み、横コンポーネント計算ユニット1142により通常横加速度で横コンポーネントvyを計算し、ステップS33に進み、路肩L3上の走行可能空間S1を計算する。ステップS33、S34、S35、S36、S37、S38はステップS23~ステップS28と類似し、繰り返して説明しない。 Please refer to FIG. 7 and also to FIG. 1 and FIG. 2. FIG. 7 is a fourth detailed flowchart showing the method 2000 for determining the minimum risk of lane change according to the embodiment of FIG. 3. In another way, after determining that the risk of unsatisfying the automatic driving start condition occurs in step S14, the process can proceed to step S29, where the process first issues a warning and maintains the original trajectory, i.e., the original trajectory of changing lanes from lane L1 to lane L2. Then, the process proceeds to step S30 to check whether the driver is available. If so, it indicates that the driver may be asleep and has been awakened by receiving the warning, and the process can proceed to step S32, where the driver restarts the system. If not, the process proceeds to step S31, where the lateral component calculation unit 1142 calculates the lateral component v y with the normal lateral acceleration, and the process proceeds to step S33 to calculate the drivable space S1 on the road shoulder L3. Steps S33, S34, S35, S36, S37, and S38 are similar to steps S23 to S28, and will not be described again.

本発明のさらなる実施例は非一時的なコンピュータ可読媒体であり、コンピュータプログラムを記憶することで少なくとも1つのプロセッサに、車両が車線変更決定に入った後、複数の時点のいずれかの時点での現在位置における前方物体との衝突時間を計算し、衝突時間で車両が現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び車両が目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算することと、車両のシステムがいずれかの時点で故障したかどうか、及び車両のバックアップシステムの横モジュールが有効であるかどうかを判断することと、車両の運転者のいずれかの時点での状態が利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認することと、車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、システムが正常な状態で、ある時点での車両と前方物体との間の相対縦距離が外因性リスク間隔以下であると、外因性リスクが発生したと判定し、ある時点でシステムが故障したが、バックアップシステムの横モジュールが有効であると、システム故障リスクが発生したと判定し、システムが正常で且つある時点での相対縦距離が外因性リスク間隔より大きいが、自動運転起動条件が満たされないと、自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、車両が前述ある時点での目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、車両の緊急横加速度を計算し、緊急横加速度または通常横加速度で車両の横コンポーネントを計算することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、横距離、横コンポーネント及び目標車線の後方物体の後方物体速度で、前述ある時点での走行可能空間を計算することと、外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと、最小リスク決定を行い、外因性リスクまたはシステム故障リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして自動運転起動条件不満足リスクが発生したと、車両を横コンポーネントで車線変更して走行可能空間に進入させるか、または車線変更決定の元の軌跡に従って別の時点まで少なくとも一定の時間移動させ、自動運転起動条件が持続的に満たされない場合、前述別の時点での目標車線、車線変更の横コンポーネント及び走行可能空間を再確認することと、を実行させる。 A further embodiment of the present invention is a non-transitory computer readable medium having a computer program stored thereon to cause at least one processor to: calculate a time to impact with a forward object at a current position at any one of a plurality of time points after the vehicle enters a lane change decision; calculate a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the time of impact; calculate an extrinsic risk interval based on the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration and the lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane; determine whether a system of the vehicle has failed at any one time point and whether a lateral module of a backup system of the vehicle is enabled; and determine whether a driver of the vehicle has a fault at any one time point. Based on whether the state at any time is available, confirm whether the autonomous driving activation condition is satisfied, and judge whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle. If the system is in a normal state and the relative vertical distance between the vehicle and the forward object at a certain time is less than or equal to the exogenous risk interval, it is judged that an exogenous risk has occurred. If the system has failed at a certain time but the lateral module of the backup system is effective, it is judged that a system failure risk has occurred. If the system is normal and the relative vertical distance at a certain time is greater than the exogenous risk interval, but the autonomous driving activation condition is not satisfied. If the vehicle does not reach the target lane, the vehicle control device determines that a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred; if any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred, the vehicle control device calculates an emergency lateral acceleration of the vehicle by calculating a lane change time for the vehicle to change lanes to the target lane at the certain time point, and calculates a lateral component of the vehicle with the emergency lateral acceleration or the normal lateral acceleration; if any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions has occurred, the vehicle control device calculates a drivable space at the certain time point with the lateral distance, the lateral component, and the rear object speed of the rear object in the target lane; If either the risk of system failure or the risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, a minimum risk decision is made; if an exogenous risk or a risk of system failure occurs, the vehicle is caused to change lanes using the lateral component to enter the drivable space or is decelerated to a standstill; if a risk of not satisfying the autonomous driving activation conditions occurs, the vehicle is caused to change lanes using the lateral component to enter the drivable space or is moved to another point in time according to the original trajectory of the lane change decision for at least a certain period of time; and if the autonomous driving activation conditions are not persistently satisfied, the target lane, the lateral component of the lane change, and the drivable space at the other point in time are reconfirmed.

非一時的なコンピュータ可読媒体はデータを記憶し、後続にコンピュータ装置で読み取ることができる任意のデータ記憶ハードウェアユニット、例えばメモリ装置であってもよい。非一時的なコンピュータ可読媒体はハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ装置(Network Attached Storage;NAS)、読み取り専用メモリ(Read-only memory;ROM)、ランダムアクセスメモリ(Random-access memory;RAM)、読み取り専用記憶ディスク(CD-ROM)、書き込み可能CD(CD-R)、再書き込み可能光ディスク(CD-RW)、磁気テープ及びその他の光学式または非光学式ストレージハードウェアユニットであってよい。これによって、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラムの読取及び実行が実現される。 The non-transitory computer-readable medium may be any data storage hardware unit, such as a memory device, that can store data and subsequently be read by a computer device. The non-transitory computer-readable medium may be a hard drive, a network attached storage device (NAS), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a read-only memory disk (CD-ROM), a recordable CD (CD-R), a rewritable optical disk (CD-RW), a magnetic tape, and other optical or non-optical storage hardware units. This allows the reading and execution of a computer program stored on the non-transitory computer-readable medium.

本発明では、実施例を前述の通りに開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。 Although the present invention has been disclosed by way of the above-mentioned embodiment, this does not limit the present invention, and anyone skilled in the art may make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention is determined by the content specified in the claims.

1000 車線変更用最小リスク決定システム
1100 プロセッサ
1110 外因性リスク間隔計算モジュール
1120 システム故障判定モジュール
1130 自動運転起動条件確認モジュール
1140 決定モジュール
1141 判断ユニット
1142 横コンポーネント計算ユニット
1143 走行可能空間計算ユニット
1144 決定実行ユニット
1200 運転者状態検出装置
1300 センシングモジュール
2000 車線変更最小リスク決定方法
2100 外因性リスク間隔計算ステップ
2200 システム故障判断ステップ
2300 自動運転起動条件判断ステップ
2400 リスク判断ステップ
2500 横コンポーネント計算ステップ
2600 走行可能空間計算ステップ
2700 最小リスク決定進行ステップ
CH 車両
CT 前方物体
CR 後方物体
F 外因性リスク間隔
NLF 前方縦延伸距離
NLR 後方縦延伸距離
r 相対縦距離
y 横距離
L1,L2 車線
L3 路肩
S1 走行可能空間
S01,S02,S03,S04,S05,S06,S07,S08,S09,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S17,S18,S19,S20,S21,S22,S23,S24,S25,S26,S27,S28,S29,S30,S31,S32,S33,S34,S35,S36,S37,S38 ステップ
h 自車速度
r 後方物体速度
t 前方物体速度
x 縦コンポーネント
y 横コンポーネント
1000 Lane change minimum risk determination system 1100 Processor 1110 Exogenous risk interval calculation module 1120 System failure judgment module 1130 Automatic driving start condition confirmation module 1140 Determination module 1141 Judgment unit 1142 Lateral component calculation unit 1143 Driveable space calculation unit 1144 Decision execution unit 1200 Driver state detection device 1300 Sensing module 2000 Lane change minimum risk determination method 2100 Exogenous risk interval calculation step 2200 System failure judgment step 2300 Automatic driving start condition judgment step 2400 Risk judgment step 2500 Lateral component calculation step 2600 Driveable space calculation step 2700 Minimum risk determination progress step CH Vehicle CT Forward object CR Rear object D F Exogenous risk interval D NLF forward longitudinal extension distance D NLR rear longitudinal extension distance D r Relative longitudinal distance D y Lateral distance L1, L2 Lane L3 Shoulder S1 Drivable space S01, S02, S03, S04, S05, S06, S07, S08, S09, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18, S19, S20, S21, S22, S23, S24, S25, S26, S27, S28, S29, S30, S31, S32, S33, S34, S35, S36, S37, S38 Step v h Vehicle speed v r Rear object speed v t Front object speed v x Longitudinal component v y Lateral component

Claims (17)

車両に設けられ、少なくとも1つのプロセッサを備える車線変更決定システムであって、
前記少なくとも1つのプロセッサは、
前記少なくとも1つのプロセッサが車線変更決定を決定した後、前記車両が車線変更しようとしていると、複数の時点のうちの1つにおいて、現在位置にある前記車両と前方物体との衝突時間を計算し、前記衝突時間で前記車両が前記現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、前記横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び前記車両が前記目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算する外因性リスク間隔計算モジュールと、
前記車両のシステムが前記複数の時点のいずれか1つで故障したかどうか、及び前記車両のバックアップシステムの横制御モジュールが有効であるかどうかを判断するシステム故障判定モジュールと、
前記車両の運転者が前記複数の時点のいずれか1つにおいて利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認する自動運転起動条件確認モジュールと、
前記車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、前記システムが正常な状態で、前記複数の時点のうちの1つの時点において前記車両と前記前方物体との間の相対縦距離が前記外因性リスク間隔以下であると、前記外因性リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが故障したが、前記バックアップシステムの前記横制御モジュールが有効であると、前記システム故障リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが正常で且つ前記相対縦距離が前記外因性リスク間隔より大きい場合、前記自動運転起動条件確認モジュールは、前記車両の前記運転者が利用可能であるかどうかに基づいて、前記自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認し、前記自動運転起動条件が満たされないと、前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定する判断ユニットと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定されると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記車両が前記目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、前記車両の緊急横加速度を計算し、前記緊急横加速度または通常横加速度で前記車両の横速度ベクトルを計算する横速度ベクトル計算ユニットと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定されると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記目標車線における走行可能空間を、前記横距離、前記横速度ベクトル及び前記目標車線の後方物体の後方物体速度に基づいて計算する走行可能空間計算ユニットと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定される、決定を行う決定実行ユニットであって
前記外因性リスクまたは前記システム故障リスクが発生したと判定されると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして
前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定されると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、または、少なくとも前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の一時点までの期間、前記車両を前記車線変更決定に従って元の軌道に沿って移動させ、前記自動運転起動条件が満たされない状態が継続している場合、前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の前記一時点における前記目標車線、車線変更のための前記横速度ベクトル及び前記走行可能空間を再確認する
決定実行ユニットと、
を含む決定モジュールと、
を備える車線変更決定システム。
A lane change decision system provided in a vehicle, the lane change decision system comprising at least one processor,
The at least one processor
an extrinsic risk interval calculation module that calculates a collision time between the vehicle at a current position and a forward object at one of a plurality of time points when the vehicle is about to change lanes after the at least one processor determines a lane change decision, calculates a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the collision time, and calculates an extrinsic risk interval with a larger of the lateral acceleration and a maximum normal lateral acceleration and a lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane;
a system failure determination module that determines whether a system of the vehicle has failed at any one of the plurality of time points and whether a lateral control module of a backup system of the vehicle is enabled;
an autonomous driving activation condition confirmation module that confirms whether an autonomous driving activation condition is satisfied based on whether a driver of the vehicle is available at any one of the plurality of time points;
a judgment unit for judging whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle, and for determining that the exogenous risk has occurred if the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object at one of the plurality of time points is equal to or less than the exogenous risk interval when the system is in a normal state, and for determining that the system failure risk has occurred if the system has failed but the lateral control module of the backup system is effective at one of the plurality of time points ; and for determining that the system failure risk has occurred if the system is normal and the relative longitudinal distance is greater than the exogenous risk interval at one of the plurality of time points, the autonomous driving activation condition confirmation module for confirming whether the autonomous driving activation condition is satisfied based on whether the driver of the vehicle is available, and for determining that the autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred if the autonomous driving activation condition is not satisfied;
a lateral velocity vector calculation unit that calculates an emergency lateral acceleration of the vehicle by calculating a lane change time at one of the plurality of time points for the vehicle to change lanes to the target lane when it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, and calculates a lateral velocity vector of the vehicle using the emergency lateral acceleration or normal lateral acceleration;
a drivable space calculation unit that, when it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred, calculates a drivable space in the target lane at the one time point among the plurality of time points based on the lateral distance, the lateral velocity vector , and a rear object speed of a rear object in the target lane;
A decision making unit that makes a decision when it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the automatic driving start condition non-satisfaction risk has occurred,
When it is determined that the exogenous risk or the system failure risk has occurred, the vehicle is caused to change lanes at the lateral speed vector and enter the drivable space, or is decelerated until it comes to a standstill; and when it is determined that the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, the vehicle is caused to change lanes at the lateral speed vector and enter the drivable space, or is caused to move the vehicle along an original trajectory in accordance with the lane change decision, for at least a period until a time point other than the one time point among the multiple time points, and if the autonomous driving activation condition continues to be unsatisfied , the target lane, the lateral speed vector for lane change, and the drivable space at the time point other than the one time point among the multiple time points are reconfirmed .
A decision making unit;
A decision module including:
A lane change decision system comprising:
前記外因性リスク間隔計算モジュールは、

及び
を演算し、Tは前記衝突時間であり、Dは前記車両と前記前方物体との間の前記相対縦距離であり、vは前記車両の自車速度であり、vは前記前方物体の前方物体速度であり、aは前記衝突時間で計算した前記車両の前記横加速度であり、ayrgmaxは前記最大通常横加速度であり、aymaxは前記横加速度と前記最大通常横加速度のうちの前記大きい方であり、Dは前記横距離であり、vは前記自車速度の縦ベクトルであり、Dは前記外因性リスク間隔である請求項1に記載の車線変更決定システム。
The extrinsic risk interval calculation module includes:

and
2. The lane change decision system of claim 1, further comprising: a y = α γ α γ = α γ α γ , where Tc is the collision time, Dr is the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object, vh is the host vehicle speed of the vehicle, vt is the forward object speed of the forward object, ay is the lateral acceleration of the vehicle calculated at the collision time, ayrgmax is the maximum normal lateral acceleration, aymax is the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration, Dy is the lateral distance, vx is the longitudinal vector of the host vehicle speed, and DF is the extrinsic risk interval .
前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記外因性リスクまたは前記システム故障リスクが発生したと判定する場合、前記横速度ベクトル計算ユニットは、
及び
を演算し、TLcは前記車線変更時間であり、Lは前記車両の長さであり、tISO limit は車線横断不可時間であり、a は前記緊急横加速度である請求項2に記載の車線変更決定システム。
When the judgment unit determines that the exogenous risk or the system failure risk occurs at the one time point among the plurality of time points , the lateral velocity vector calculation unit:
and
3. The lane change decision system according to claim 2, further comprising: a t ISO limit = t Lc (t Lc )/a y E (t y E )=t Lc (t Lc )/a y E ( t y E ...
前記複数の時点のうちの前記1つの時点での前記走行可能空間に障害物がなく、且つ前記緊急横加速度が緊急横加速度の上限以下であると、前記車両は、車線変更して前記走行可能空間に入り、逆であると、停止するまで減速する請求項3に記載の車線変更決定システム。 4. The lane change determination system according to claim 3, wherein if there is no obstacle in the drivable space at one of the multiple points in time and the emergency lateral acceleration is equal to or less than an upper limit of the emergency lateral acceleration, the vehicle changes lanes to enter the drivable space, and if not, the vehicle decelerates until it stops. 前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、前記横速度ベクトル計算ユニットは前記通常横加速度で前記横速度ベクトルを計算する請求項2に記載の車線変更決定システム。 The lane change decision system of claim 2, wherein when the judgment unit determines that the risk of non-satisfaction of the automatic driving activation condition has occurred at one of the multiple time points , the lateral velocity vector calculation unit calculates the lateral velocity vector using the normal lateral acceleration. 前記走行可能空間に障害物があると、前記車両は、前記障害物が離れるのを待ってから前記通常横加速度で前記走行可能空間に入る請求項5に記載の車線変更決定システム。 The lane change determination system according to claim 5 , wherein when an obstacle is present in the drivable space, the vehicle waits until the obstacle moves away before entering the drivable space at the normal lateral acceleration. 前記車両は車線路肩にある前記走行可能空間に入るまで徐々に右側に移動し、停止するまで減速する請求項4または6に記載の車線変更決定システム。 The lane change determination system according to claim 4 or 6, wherein the vehicle gradually moves to the right until it enters the drivable space on the shoulder of the lane , and then decelerates until it stops. 前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、前記決定実行ユニットは前記期間内に警告を出す請求項1に記載の車線変更決定システム。 The lane change decision system according to claim 1 , wherein when the judgment unit determines that a risk of non-satisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred at the one of the plurality of time points , the decision execution unit issues a warning within the period . 車線変更決定方法であって、
少なくとも1つのプロセッサの外因性リスク間隔計算モジュールに、前記少なくとも1つのプロセッサが車線変更決定を決定した後、車両が車線変更しようとしていると、複数の時点のうちの1つにおいて、現在位置にある前記車両と前方物体との衝突時間を計算し、前記衝突時間で前記車両が前記現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、前記横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び前記車両が前記目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算させる外因性リスク間隔計算ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサのシステム故障判定モジュールに、前記車両のシステムが前記複数の時点のいずれか1つで故障したかどうか、及び前記車両のバックアップシステムの横制御モジュールが有効であるかどうかを判断させるシステム故障判定ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサの自動運転起動条件確認モジュールに、前記車両の運転者が前記複数の時点のいずれか1つにおいて利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認させる自動運転起動条件判定ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサの判断ユニットに、前記車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、前記システムが正常な状態で、前記複数の時点のうちの1つの時点において前記車両と前記前方物体との間の相対縦距離が前記外因性リスク間隔以下であると、前記外因性リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが故障したが、前記バックアップシステムの前記横制御モジュールが有効であると、前記システム故障リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが正常で且つ前記相対縦距離が前記外因性リスク間隔より大きい場合、前記自動運転起動条件確認モジュールは、前記車両の前記運転者が利用可能であるかどうかに基づいて、前記自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認し、前記自動運転起動条件が満たされないと、前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定させるリスク判断ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサの横速度ベクトル計算ユニットに、前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定されると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記車両が前記目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、前記車両の緊急横加速度を計算し、前記緊急横加速度または通常横加速度で前記車両の横速度ベクトルを計算させる横速度ベクトル計算ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサの走行可能空間計算モジュールに、前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定されると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記目標車線における走行可能空間を、前記横距離、前記横速度ベクトル及び前記目標車線の後方物体の後方物体速度に基づいて計算させる走行可能空間計算ステップと、
前記少なくとも1つのプロセッサの決定実行ユニットに、前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定される決定を行わせる決定実行ステップであって
前記外因性リスクまたは前記システム故障リスクが発生したと判定されると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして
前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定されると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、または、少なくとも前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の一時点までの期間、前記車両を前記車線変更決定に従って元の軌道に沿って移動させ、前記自動運転起動条件が満たされない状態が継続している場合、前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の前記一時点における前記目標車線、車線変更のための前記横速度ベクトル及び前記走行可能空間を再確認させる決定実行ステップと、
を含む車線変更決定方法。
A lane change decision method, comprising:
an extrinsic risk interval calculation step of causing an extrinsic risk interval calculation module of at least one processor to calculate, after the at least one processor determines a lane change decision, a collision time between the vehicle at a current position and a forward object at one of a plurality of time points when the vehicle is about to change lanes , calculate a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the collision time, and calculate an extrinsic risk interval with the greater of the lateral acceleration and a maximum normal lateral acceleration and a lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane;
a system fault determination step of causing a system fault determination module of the at least one processor to determine whether a system of the vehicle has failed at any one of the plurality of time points and whether a lateral control module of a backup system of the vehicle is enabled;
an autonomous driving start condition determination step of causing an autonomous driving start condition confirmation module of the at least one processor to confirm whether an autonomous driving start condition is satisfied based on whether a driver of the vehicle is available at any one of the plurality of time points;
a risk determination step of causing a judgment unit of the at least one processor to determine whether an exogenous risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle, and if the system is in a normal state and the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object is equal to or less than the exogenous risk interval at one of the multiple time points , determine that the exogenous risk has occurred, and if the system has failed but the lateral control module of the backup system is effective at one of the multiple time points, determine that the system failure risk has occurred, and if the system is normal and the relative longitudinal distance is greater than the exogenous risk interval at one of the multiple time points, the autonomous driving activation condition confirmation module checks whether the autonomous driving activation condition is satisfied based on whether the driver of the vehicle is available, and if the autonomous driving activation condition is not satisfied, determine that the autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred;
a lateral velocity vector calculation step of calculating an emergency lateral acceleration of the vehicle by calculating a lane change time at one of the plurality of time points for the vehicle to change lanes to the target lane, when the lateral velocity vector calculation unit of the at least one processor determines that any of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, and calculating a lateral velocity vector of the vehicle using the emergency lateral acceleration or normal lateral acceleration;
a drivable space calculation step of calculating a drivable space in the target lane at the one time point among the plurality of time points based on the lateral distance, the lateral velocity vector, and a rear object velocity of a rear object in the target lane when the drivable space calculation module of the at least one processor determines that any one of the exogenous risk, the system failure risk , and the autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred;
A decision execution step of causing a decision execution unit of the at least one processor to make a decision when it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk , and the risk of unsatisfaction of the automatic driving start condition has occurred,
a decision execution step of, when it is determined that the exogenous risk or the system failure risk has occurred, changing lanes of the vehicle at the lateral speed vector to enter the drivable space or decelerating until stationary; and, when it is determined that the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, changing lanes of the vehicle at the lateral speed vector to enter the drivable space or moving the vehicle along an original trajectory in accordance with the lane change decision for at least a period until a time point other than the one time point among the multiple time points, and if the state in which the autonomous driving activation condition is not satisfied continues , reconfirming the target lane, the lateral speed vector for lane change, and the drivable space at the time point other than the one time point among the multiple time points ;
A lane change decision method comprising:
前記外因性リスク間隔計算モジュールは、
及び
を演算し、Tは前記衝突時間であり、Dは前記車両と前記前方物体との間の前記相対縦距離であり、vは前記車両の自車速度であり、vは前記前方物体の前方物体速度であり、aは前記衝突時間で計算した前記車両の前記横加速度であり、ayrgmaxは前記最大通常横加速度であり、aymaxは前記横加速度と前記最大通常横加速度のうちの前記大きい方であり、Dは前記横距離であり、vは前記自車速度の縦ベクトルであり、Dは前記外因性リスク間隔である請求項9に記載の車線変更決定方法。
The extrinsic risk interval calculation module includes:
and
10. The lane change decision method of claim 9, further comprising the steps of: calculating a time to collision, Tc being the time to collision, Dr being the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object, vh being the vehicle speed of the vehicle, vt being the forward object speed of the forward object, ay being the lateral acceleration of the vehicle calculated at the time to collision, ayrgmax being the maximum normal lateral acceleration, aymax being the greater of the lateral acceleration and the maximum normal lateral acceleration, Dy being the lateral distance, vx being the longitudinal vector of the vehicle speed, and DF being the extrinsic risk interval .
前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記外因性リスクまたは前記システム故障リスクが発生したと判定すると、前記横速度ベクトル計算ユニットは、
及び
を演算し、TLcは前記車線変更時間であり、Lは前記車両の長さであり、tISO limit は車線横断不可時間であり、a は前記緊急横加速度である請求項10に記載の車線変更決定方法。
When the judgment unit determines that the exogenous risk or the system failure risk occurs at the one time point among the plurality of time points , the lateral velocity vector calculation unit:
and
11. The lane change decision method according to claim 10, further comprising the steps of: calculating a lane change time T Lc , L being the length of the vehicle, t ISO limit being the lane crossing prohibition time, and a y E being the emergency lateral acceleration .
前記複数の時点のうちの前記1つの時点での前記走行可能空間に障害物がなく、且つ前記緊急横加速度が緊急横加速度の上限以下であると、前記車両は、車線変更して前記走行可能空間に入り、逆であると、停止するまで減速する請求項11に記載の車線変更決定方法。 12. The lane change determination method according to claim 11, wherein if there is no obstacle in the drivable space at one of the multiple points in time and the emergency lateral acceleration is equal to or less than an upper limit of the emergency lateral acceleration, the vehicle changes lanes to enter the drivable space, and if not, the vehicle decelerates until it stops. 前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、前記横速度ベクトル計算ユニットは前記通常横加速度で前記横速度ベクトルを計算する請求項10に記載の車線変更決定方法。 The lane change decision method according to claim 10, wherein when the judgment unit determines that the risk of non-satisfaction of the automatic driving activation condition has occurred at one of the multiple time points , the lateral velocity vector calculation unit calculates the lateral velocity vector using the normal lateral acceleration. 前記走行可能空間に障害物があると、前記車両は、前記障害物が離れるのを待ってから前記通常横加速度で前記走行可能空間に入る請求項13に記載の車線変更決定方法。 The lane change determination method according to claim 13, wherein, when an obstacle is present in the drivable space, the vehicle waits until the obstacle moves away before entering the drivable space at the normal lateral acceleration. 前記車両は車線路肩にある前記走行可能空間に入るまで徐々に右側に移動し、停止するまで減速する請求項12または14に記載の車線変更決定方法。 The method for determining whether to change lanes according to claim 12 or 14, wherein the vehicle gradually moves to the right until it enters the drivable space on the shoulder of the lane , and then decelerates until it comes to a stop. 前記判断ユニットが前記複数の時点のうちの前記1つの時点で前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、前記決定実行ユニットは前記期間内に警告を出す請求項9に記載の車線変更決定方法。 The lane change decision method according to claim 9 , wherein when the judgment unit determines that a risk of non-satisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred at the one of the plurality of time points , the decision execution unit issues a warning within the period . 非一時的なコンピュータ可読媒体であって、コンピュータプログラムを記憶することで少なくとも1つのプロセッサに、
前記少なくとも1つのプロセッサが車線変更決定を決定した後、車両が車線変更しようとしていると、複数の時点のうちの1つにおいて、現在位置にある前記車両と前方物体との衝突時間を計算し、前記衝突時間で前記車両が前記現在位置から目標車線に車線変更する横加速度を計算し、前記横加速度と最大通常横加速度の大きい方及び前記車両が前記目標車線に車線変更する横距離で外因性リスク間隔を計算することと、
前記車両のシステムが前記複数の時点のいずれか1つで故障したかどうか、及び前記車両のバックアップシステムの横制御モジュールが有効であるかどうかを判断することと、
前記車両の運転者が前記複数の時点のいずれか1つにおいて利用可能であるかどうかに基づいて、自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認することと、
前記車両に外因性リスク、システム故障リスク及び自動運転起動条件不満足リスクが発生したかどうかを判断し、前記システムが正常な状態で、前記複数の時点のうちの1つの時点において前記車両と前記前方物体との間の相対縦距離が前記外因性リスク間隔以下であると、前記外因性リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが故障したが、前記バックアップシステムの前記横制御モジュールが有効であると、前記システム故障リスクが発生したと判定し、前記複数の時点のうちの1つの時点において、前記システムが正常で且つ前記相対縦距離が前記外因性リスク間隔より大きい場合、前記車両の前記運転者が利用可能であるかどうかに基づいて、前記自動運転起動条件が満たされるかどうかを確認し、前記自動運転起動条件が満たされないと、前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定することと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定すると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記車両が前記目標車線に車線変更する車線変更時間を計算することによって、前記車両の緊急横加速度を計算し、前記緊急横加速度または通常横加速度で前記車両の横速度ベクトルを計算することと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定すると、前記複数の時点のうちの前記1つの時点における、前記目標車線における走行可能空間を、前記横距離、前記横速度ベクトル及び前記目標車線の後方物体の後方物体速度に基づいて計算することと、
前記外因性リスク、前記システム故障リスク及び前記自動運転起動条件不満足リスクの中のいずれかが発生したと判定する、決定を行い、
前記外因性リスクまたは前記システム故障リスクが発生したと判定すると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、静止まで減速させ、そして
前記自動運転起動条件不満足リスクが発生したと判定すると、前記車両を前記横速度ベクトルで車線変更して前記走行可能空間に進入させるか、または、少なくとも前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の一時点までの期間、前記車両を前記車線変更決定に従って元の軌道に沿って移動させ、前記自動運転起動条件が満たされない状態が継続している場合、前記複数の時点のうちの前記1つの時点とは別の前記一時点における前記目標車線、車線変更のための前記横速度ベクトル及び前記走行可能空間を再確認することと、
を実行させる非一時的なコンピュータ可読媒体。
A non-transitory computer-readable medium storing a computer program for at least one processor, the medium comprising:
After the at least one processor determines a lane change decision, if the vehicle is about to change lanes, calculating a collision time between the vehicle at a current position and a forward object at one of a plurality of time points, calculating a lateral acceleration at which the vehicle changes lanes from the current position to a target lane at the collision time, and calculating an extrinsic risk interval with the greater of the lateral acceleration and a maximum normal lateral acceleration and a lateral distance at which the vehicle changes lanes to the target lane;
determining whether a system of the vehicle has failed at any one of the plurality of times and whether a lateral control module of a backup system of the vehicle is enabled;
determining whether an automatic driving activation condition is satisfied based on whether a driver of the vehicle is available at any one of the plurality of time points ;
determining whether an extrinsic risk, a system failure risk, and an autonomous driving activation condition non-satisfaction risk have occurred in the vehicle, determining that the extrinsic risk has occurred if the relative longitudinal distance between the vehicle and the forward object is equal to or less than the extrinsic risk interval at one of the plurality of time points when the system is in a normal state, and determining that the system failure risk has occurred if the system has failed but the lateral control module of the backup system is effective at one of the plurality of time points; and if the system is normal and the relative longitudinal distance is greater than the extrinsic risk interval at one of the plurality of time points, checking whether the autonomous driving activation condition is satisfied based on whether the driver of the vehicle is available, and determining that the autonomous driving activation condition non-satisfaction risk has occurred if the autonomous driving activation condition is not satisfied;
When it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, an emergency lateral acceleration of the vehicle is calculated by calculating a lane change time at one of the multiple time points for the vehicle to change lanes to the target lane, and a lateral velocity vector of the vehicle is calculated using the emergency lateral acceleration or normal lateral acceleration;
When it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, a drivable space in the target lane at the one time point among the plurality of time points is calculated based on the lateral distance, the lateral velocity vector , and a rear object velocity of a rear object in the target lane;
When it is determined that any one of the exogenous risk, the system failure risk, and the automatic driving start condition non-satisfaction risk has occurred , a decision is made;
When it is determined that the exogenous risk or the system failure risk has occurred, the vehicle is caused to change lanes at the lateral speed vector and enter the drivable space, or is decelerated until it comes to a standstill; and when it is determined that the risk of unsatisfaction of the autonomous driving activation condition has occurred, the vehicle is caused to change lanes at the lateral speed vector and enter the drivable space, or is caused to move the vehicle along an original trajectory in accordance with the lane change decision, for at least a period until a time point other than the one time point among the multiple time points, and if the state in which the autonomous driving activation condition is not satisfied continues , reconfirming the target lane, the lateral speed vector for lane change, and the drivable space at the time point other than the one time point among the multiple time points;
A non-transitory computer-readable medium for causing the computer to execute
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