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CN110290997B - 车辆控制装置 - Google Patents

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CN110290997B
CN110290997B CN201880004143.6A CN201880004143A CN110290997B CN 110290997 B CN110290997 B CN 110290997B CN 201880004143 A CN201880004143 A CN 201880004143A CN 110290997 B CN110290997 B CN 110290997B
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三桥雅仁
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Hitachi Astemo Ltd
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Abstract

本发明提供一种车辆控制装置，能够通过多数决定来进行传感器的异常判定，而不用在车辆上增加传感器。具备用于对规定的检测对象进行检测的摄像机(17)以及雷达(24)、以及进行与外部的通信的通信装置(26)的车辆(1)的车辆控制装置(18)，所述车辆控制装置具备：第1获取单元，其从摄像机以及雷达的每一个获取与规定的检测对象相关的信息；以及第2获取单元，其获取通信装置接收到的、自身车辆外部的路车间通信装置(29)所检测到的与规定的检测对象相关的信息，基于第1获取单元获取到的来自摄像机以及雷达的信息与第2获取单元获取到的来自自身车辆外部的路车间通信装置的信息，对摄像机以及雷达是否存在异常进行判定。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及对具备搭载于汽车上的、检测与先行车辆的信息、周围的道路环境的传感器的车辆进行控制的车辆控制装置。
背景技术
在自动驾驶中，需要持续把握周围的状况，因此使用像雷达、摄像机那样的外界识别传感器。在这些传感器存在异常的情况下，车辆有陷入危险状况的风险，因此能检测传感器的异常是必要的。
要想知道搭载于自身车辆的传感器给出了异常的值，需要比较对象，如果考虑到比较对象也可能取异常的值，则需要包含自身在内的3个测量结果的多数决定。在以往，存在在自身车辆内搭载2个像雷达、摄像机那样的传感器的例子(例如，参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平8－285534号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在车辆上搭载3个检测对象相互重合的传感器，存在进行自动驾驶等会冗余、成本增加的问题。
因此本发明的目的在于提供一种车辆控制装置，能够通过多数决定来进行传感器的异常判定，而不用在车辆上增加传感器。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的一实施方式的车辆控制装置是具备用于对规定的检测对象进行检测的多个传感器、以及进行与外部的通信的通信单元的车辆的车辆控制装置，所述车辆控制装置具备：第1获取单元，其从所述多个传感器的每一个获取与所述规定的检测对象相关的信息，第2获取单元，其获取所述通信单元接收到的、自身车辆外部的装置所检测到的与所述规定的检测对象相关的信息，以及异常判定单元，其基于所述第1获取单元获取到的来自所述多个传感器的信息与所述第2获取单元获取到的来自所述自身车辆外部的装置的信息，判定所述多个传感器是否存在异常。
发明效果
根据本发明，能够提供一种车辆控制装置，能够通过多数决定来进行传感器的异常判定，而不用在车辆上增加传感器。
附图说明
图1示出具备本发明的第1实施方式的车辆控制装置18的车辆1的整体构成图。
图2示出在本发明的第1实施方式中，车辆控制装置从自身车辆外部的装置获取与规定的检测对象相关的信息的方法的说明图。
图3示出在本发明的第1实施方式中，车辆控制装置所实施的传感器异常判定处理的流程图。
图4示出在本发明的第2实施方式中，车辆控制装置从自身车辆外部的装置对获取与规定的检测对象相关的信息方法的说明图。
图5示出在本发明的第2实施方式中，车辆控制装置所实施的传感器异常判定处理的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的第1实施方式的车辆控制装置18详细地进行说明。
图1示出具备第1实施方式的车辆控制装置18的车辆1的整体构成图。
图1所示的车辆1是普通构成的后轮驱动车，其具备作为行驶用动力源的例如缸内直喷式汽油发动机11、能够与发动机11接触分离的自动变速器12、传动轴13、差动齿轮14、驱动轴15、4个车轮16、具备车轮速度传感器的液压式制动器21、以及电动助力转向装置23。另外，车辆1具备加速踏板19、制动踏板20以及转向盘22。
车辆1还具备车辆控制装置18，其掌管搭载配备的装置、致动器、设备类的控制。车辆控制装置18以及后述包含传感器类的装置、致动器、设备类能够通过车载LAN、CAN通信进行信号/数据的收发。车辆控制装置18从后述传感器类得到自车辆外部的信息，将用于实现先行车辆跟随、白线中央维持、脱离防止等的控制的指令值发送给发动机11、制动器21以及电动助力转向装置23。
车辆1还具备摄像机17、一对前置雷达24、自身车辆位置计量装置25以及通信装置26。摄像机17是配置于车辆1的前部的、具备拍摄车辆1前方的外部环境来获取图像信息的固体摄像元件等的立体相机等。一对前置雷达24是配置于车辆1的前部的、接收来自存在于车辆的周边的立体物的反射波的激光雷达、毫米波雷达等。由摄像机17以及前置雷达24检测前方障碍物的行驶状态、前方的道路环境，检测到的信息被提供给车辆控制装置18。摄像机17以及前置雷达24所检测的对象是车间距离、与地面设置物的距离、物体的存在、速度、以及加速度等，这些相当于规定的检测对象。
自身车辆位置计量装置25以从GPS得到的信息为基础，对自身车辆位置信息(纬度、经度)进行计量，并将计量结果提供给车辆控制装置18。
通信装置26通过车车间通信/路车间通信(C2X通信)接收从自身车辆外部的装置获取到的检测结果，并提供给车辆控制装置18。检测结果是车间距离、与地面设置物的距离、物体的存在、道路的曲率、速度、加速度等。也能通过通信装置26将车辆控制装置18所判定出的异常判定结果发送给自身车辆外部的装置。
此外，图1的车辆1是能够适用本实施方式的车辆的一例，并不限定能够适用本实施方式的车辆的构成。例如，也可以是采用了无级变速器(CVT)来代替自动变速器12的车辆。另外作为外界识别传感器，使用摄像机17和雷达24这二者，但只要是检测范围有重叠的2个传感器即可。
接下来，在本实施方式中，参照图2对车辆控制装置18从自身车辆外部的装置获取与规定的检测对象相关的信息的方法进行说明。
图2示出本实施方式中，车辆控制装置18从自身车辆外部的装置获取与规定的检测对象相关的信息的方法的说明图。
在图2中，对从作为自身车辆外部的装置的路车间通信装置29获取车间距离的方法进行说明。在图2中，设定车辆(自身车辆)1进行跟随先行车辆30的先行车辆跟随。沿道路设置的路上摄像机27将车辆1与先行车辆30作为图像进行摄取，并在图像处理装置28中对车辆1与先行车辆30的车间距离进行计量。由路车间通信装置29发送与所计量的车间距离相关的信息，车辆1的通信装置26接收该信息。像这样，通信装置26通过与作为自身车辆外部的装置的路车间通信装置29的路车间通信，来接收与车间距离相关的信息。
接下来，参照图3对在本实施方式的车辆控制装置18中实施的传感器异常判定处理进行说明。在图3中，对在车辆1进行先行车辆跟随时，基于车间距离判定摄像机17以及雷达24的异常的处理进行说明。此外，车辆控制装置18相当于第1获取单元、第2获取单元、以及异常判定单元。
图3示出在本实施方式中，车辆控制装置18所实施的传感器异常判定处理的流程图。
车辆控制装置18接收相当于多个传感器的摄像机17以及雷达24所检测到的与先行车辆30的车间距离dCAM、dRAD(步骤S101)。车辆控制装置18对二个车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值是否比规定的阈值K大进行判定(步骤S102)。如果该绝对值在阈值K以下(步骤S102：否)，车辆控制装置18使用车间距离dCAM来继续先行车辆跟随控制(步骤S110)。也就是说，摄像机17以及雷达24被认定为不存在异常。此外，阈值K是可以视为车间距离的差足够小的距离，基于各传感器的性能等进行设定。
在车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值比阈值K大的情况下(步骤S102：是)，车辆控制装置18通过路车间通信经由路车间通信装置29以及通信装置26对由路上摄像机27以及图像处理装置28计算出的车辆1与先行车辆30的车间距离dV2I进行获取(步骤S103)。也就是说，认定摄像机17以及雷达24的某一个存在异常，并获取自身车辆外部的装置所检测到的车间距离以判定传感器的异常。
车辆控制装置18对车间距离dCAM、dV2I的差的绝对值是否比车间距离dRAD、dV2I的差的绝对值小进行判定(步骤S104)。如果车间距离dCAM、dV2I的差的绝对值更小(步骤S104：是)，则车辆控制装置18进一步对车间距离dCAM、dV2I的差的绝对值是否比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小进行判定(步骤S105)。
在车间距离dCAM、dV2I的差的绝对值比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小的情况下(步骤S105：是)，车辆控制装置18采用车间距离dCAM作为先行车辆跟随的车间距离并继续先行车辆跟随(步骤S107)。
也就是说，由于步骤S104、S105的判定结果中，车间距离dRAD为离其他车间距离dCAM、dV2I最远的值，因此车间距离dRAD表示异常值，并且雷达24被认定为存在异常。
另一方面，如果车间距离dCAM、dV2I的差的绝对值在车间距离dRAD、dV2I的差的绝对值以上(步骤S104：否)，车辆控制装置18对车间距离dRAD、dV2I的差的绝对值是否比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小进行判定(步骤S106)。
在车间距离dRAD、dV2I的差的绝对值比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小的情况下(步骤S106：是)，车辆控制装置18采用车间距离dRAD作为先行车辆跟随的车间距离并继续先行车辆跟随(步骤S109)。
也就是说，由于步骤S104、S106的判定结果中，车间距离dCAM为离其他车间距离dRAD、dV2I最远的值，因此车间距离dCAM表示异常值，并且摄像机17被认定为存在异常。
在步骤S105或步骤S106中，在判定车间距离dV2I、dCAM的差的绝对值、或车间距离dV2I、dRAD的差的绝对值在车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值以上的情况下，认定车间距离dV2I为异常值，在该情况下无法确定摄像机17以及雷达24的哪一个存在异常，也无法确定正确的车间距离，因此停止先行车辆跟随控制(步骤S108)。
根据像以上那样的车辆控制装置18，基于摄像机17以及雷达24所检测到的与先行车辆30的车间距离、与由作为自身车辆外部的装置的路上摄像机27以及图像处理装置28计算出的车辆1与先行车辆30的车间距离，对摄像机17以及雷达24是否存在异常进行判定。
根据这种构成，由于除了获取由摄像机17以及雷达24检测到的车间距离，还获取由自身车辆外部的装置检测到的车间距离，来对摄像机17以及雷达24的异常进行判定，因此能够通过3个车间距离的多数决定来对摄像机17以及雷达24的异常进行判定，而不用在作为自身车辆的车辆1上增加传感器。因此，能够在不增加成本的情况下，进行摄像机17以及雷达24的异常判定。
另外，由于车辆控制装置18使用通过路车间通信获取到的车间距离来进行异常判定处理，因此能够容易地从自身车辆外部的装置得到车间距离，并进行多数决定的异常判定处理，而不会增加成本。
另外，由于摄像机17以及雷达24的检测对象为车间距离，因此能够容易地从摄像机17以及雷达24所检测到的数据中获取，从而能够进行摄像机17以及雷达24的异常判定。
另外，在摄像机17以及雷达24所检测到的与先行车辆30的车间距离的差在规定的阈值以下的情况下，车辆控制装置18判定摄像机17以及雷达24不存在异常，在比规定的阈值大的情况下，车辆控制装置18基于摄像机17以及雷达24所检测到的车间距离与自身车辆外部的装置所检测到的车间距离，对摄像机17以及雷达24的异常进行判定。像这样，在摄像机17以及雷达24所检测到的车间距离的差在规定的阈值以下的情况下，判定摄像机17以及雷达24不存在异常，因此能够在提前完成异常判定处理，从而能够进行正常的传感器的先行车辆跟随。
另外，由于在车辆1进行对先行车辆30的先行车辆跟随时，车辆控制装置18对多个传感器是否存在异常进行判定，因此能够在进行先行车辆跟随时检测传感器的异常，从而能够防止在传感器异常状态下的先行车辆跟随。
接下来，参照图4、5对本发明的第2实施方式的车辆控制装置18进行说明。
首先在本实施方式中，参照图4对车辆控制装置18从自身车辆外部的装置获取与规定的检测对象相关的信息的方法进行说明。
图4示出在本实施方式中，车辆控制装置18从自身车辆外部的装置对与规定的检测对象相关的信息进行获取的方法的说明图。
在图4中，对从作为自身车辆外部的装置的先行车辆30获取车间距离的方法进行说明。在图4中，设定车辆(自身车辆)1进行跟随先行车辆30的先行车辆跟随。先行车辆30具备与车辆1的自身车辆位置计量装置25同样的自身车辆位置计量装置31和与车辆1的通信装置26同样的通信装置32。先行车辆30通过通信装置32将自身车辆位置计量装置31所计量的自身车辆位置信息(纬度、经度)发送给车辆1。车辆1的通信装置26从先行车辆30的通信装置32接收自身车辆位置信息，并发送给车辆控制装置18。像这样，通信装置26通过与作为自身车辆外部的装置的先行车辆30的通信装置32的车车间通信来获取与车间距离相关的信息。然后，车辆控制装置18基于先行车辆30的自身车辆位置信息与车辆1的自身车辆位置信息计算出车间距离dV2V。
接下来，参照图5对在本实施方式的车辆控制装置18中实施的传感器异常判定处理进行说明。在图5中，对在车辆1进行先行车辆跟随时，基于车间距离来判定摄像机17以及雷达24的异常的处理进行说明。
图5示出在本实施方式中车辆控制装置18所实施的传感器异常判定处理的流程图。
车辆控制装置18接收相当于多个传感器的摄像机17以及雷达24所检测到的与先行车辆30的车间距离dCAM、dRAD(步骤S201)。车辆控制装置18对二个车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值是否比规定的阈值K1大进行判定(步骤S202)。如果该绝对值在阈值K1以下(步骤S202：否)，车辆控制装置18使用车间距离dCAM继续先行车辆跟随控制(步骤S210)。也就是说，摄像机17以及雷达24被认定为不存在异常。此外，阈值K是可以视为车间距离的差足够小的距离，基于各传感器的性能等进行设定。
在车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值比阈值K1大的情况下(步骤S202：是)，车辆控制装置18通过车车间通信由通信装置26接收先行车辆30的自身车辆位置信息，并对车辆1与先行车辆30的车间距离dV2V进行计量，从而获取车间距离dV2V(步骤S203)。也就是说，认定摄像机17以及雷达24的某一个存在异常，并且基于自身车辆外部的装置所检测到的信息来获取车间距离以判定传感器的异常。
车辆控制装置18对车间距离dCAM、dV2V的差的绝对值是否比车间距离dRAD、dV2V的差的绝对值小进行判定(步骤S204)。如果车间距离dCAM、dV2V的差的绝对值更小(步骤S204：是)，则车辆控制装置18进一步对车间距离dCAM、dV2V的差的绝对值是否比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小进行判定(步骤S205)。
在车间距离dCAM、dV2V的差的绝对值比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小的情况下(步骤S205：是)，车辆控制装置18采用车间距离dCAM作为先行车辆跟随的车间距离并继续先行车辆跟随(步骤S207)。
也就是说，由于步骤S204、S205的判定结果中，车间距离dRAD为离其他车间距离dCAM、dV2V最远的值，因此车间距离dRAD表示异常值，并且雷达24被认定为存在异常。
另一方面，如果车间距离dCAM、dV2V的差的绝对值在车间距离dRAD、dV2V的差的绝对值以上(步骤S204：否)，车辆控制装置18对车间距离dRAD、dV2V的差的绝对值是否比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小进行判定(步骤S206)。
在车间距离dRAD、dV2V的差的绝对值比车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值小的情况下(步骤S106：是)，车辆控制装置18采用车间距离dRAD作为先行车辆跟随的车间距离并继续先行车辆跟随(步骤S209)。
也就是说，由于步骤S204、S206的判定结果中，车间距离dCAM为离其他车间距离dRAD、dV2V最远的值，因此车间距离dCAM表示异常值，并且摄像机17被认定为存在异常。
在步骤S205或步骤S206中，在判定车间距离dV2V、dCAM的差的绝对值、或车间距离dV2V、dRAD的差的绝对值在车间距离dCAM、dRAD的差的绝对值以上的情况下，认定车间距离dV2V为异常值，在该情况下无法确定摄像机17以及雷达24的哪一个存在异常，也无法确定正确地车间距离，因此停止先行车辆跟随控制(步骤S208)。
在本实施方式的车辆控制装置18中也能实现与第1实施方式的车辆控制装置18同样的效果。
此外，本发明不限定于上述实施例。本领域技术人员能够在本发明的范围内进行各种追加、变更等。
例如，在上述实施方式中，检测对象是与先行车辆的车间距离，但也可以是车辆1与地面设置物(例如道路标识)的距离、物体的存在、道路的曲率、车辆1的速度、车辆1的加速度、或先行车辆30的车宽。在检测对象为车辆1与地面设置物的距离的情况下，车辆1从自身车辆外部的装置接收的与规定的检测对象相关的信息为先行车辆30与地面设置物的距离以及先行车辆30的自身车辆位置信息。在检测对象为物体的存在的情况下，通过摄像机17以及雷达24对物体是否存在进行检测。检测对象为道路的曲率的情况是在车辆1的前方搭载有2台摄像机的情况。
另外，在上述实施方式中，设为在摄像机17以及雷达24中计算出车间距离，并将计算出的车间距离发送给车辆控制装置18，但也可以设为将在摄像机17以及雷达24中获取到的数据发送给车辆控制装置18，基于该数据在车辆控制装置18中计算出车间距离。
符号说明
17摄像机、18车辆控制装置、24雷达、25自身车辆位置计量装置、26通信装置、27路上摄像机、28图像处理装置、29路车间通信装置、30先行车辆、31自身车辆位置计量装置、32通信装置。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置，其是具备用于对规定的检测对象进行检测的多个传感器、以及进行与外部的通信的通信单元的车辆的车辆控制装置，所述多个传感器至少具有第1类型传感器和第2类型传感器，
所述车辆控制装置的特征在于，具备：
第1获取单元，其从所述多个传感器的每一个获取与所述规定的检测对象相关的第1信息；
第2获取单元，其获取所述通信单元接收到的、自身车辆外部的装置所检测到的与所述规定的检测对象相关的第2信息；以及
异常判定单元，其基于所述第1信息与所述第2信息，判定所述多个传感器是否存在异常，
所述异常判定单元中，在所述规定的检测对象的检测结果在规定的阈值以下的情况下，判定所述多个传感器不存在异常，其中，所述检测结果是基于来自所述第1类型传感器的所述第1信息的第1距离与基于来自所述第2类型传感器的所述第1信息的第2距离之间的第1差，
在所述检测结果比所述规定的阈值大的情况下，
计算所述第1距离与基于所述第2信息的距离之间的第2差，
计算所述第2距离与基于所述第2信息的距离之间的第3差，
在所述第2差小于所述第3差的情况下，判定所述第2类型传感器和所述第2信息中的至少一个存在异常，
在所述第2差在所述第3差以上的情况下，判定所述第1类型传感器和所述第2信息中的至少一个存在异常。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述通信单元通过车车间通信或路车间通信从所述自身车辆外部的装置得到信息。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述检测对象是所述车辆与先行车辆的车间距离、所述车辆与地面设置物的距离、物体的存在、道路的曲率、所述车辆的速度、所述车辆的加速度、或所述先行车辆的车宽。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述车辆在进行对先行车辆的先行车辆跟随时，所述异常判定单元对所述多个传感器是否存在异常进行判定。
5.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述车辆在进行对先行车辆的先行车辆跟随时，所述异常判定单元对所述多个传感器是否存在异常进行判定。
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