[发明专利]车辆状态量预测装置和使用该装置的车辆转向控制器以及预测车辆状态量的方法和使用该方法的车辆转向控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆状态量预测器和用于预测代表车辆运动的状态量的方法。更具体地，本发明涉及模拟车辆运动以计算车辆运动状态量从而预测车辆实际状态量的车辆状态量预测器和用于预测车辆状态量的方法。本发明还涉及利用车辆状态量预测器和预测车辆状态量的方法的车辆转向控制器和车辆转向控制方法。

背景技术

已经描述在预先建立的适于使用自动转向控制系统的路面上驾驶车辆的现有车辆驾驶系统。在所描述的车辆驾驶系统中，在路面上沿车辆行驶路线以指定间隔安装标记(磁性标记)。每当车辆经过标记时，就从安装在车辆上的标记传感器输出检测信号。检测信号表明标记和车辆之间的相对位置关系并用作检测车辆在车辆行驶路线中的横向位移的基础。车辆基于当车辆经过每个标记时检测到的横向位移而自动转向以避免偏离车辆行驶路线。

在所描述的现有车辆驾驶系统中，为了获得更大的转向控制精确度，提出利用卡尔曼滤波器来预测转向控制所需的代表车辆的横摆和横向平移的状态量(例如，如在日本专利公报No.JP-A-2001-34341中所述的)。JP-A-2001-34341描述了采用卡尔曼滤波器利用每当车辆经过标记时得到的横向位移的观测值来计算定义为代表车辆的横摆和横向平移的状态量的四个状态量(横摆率、横摆角、横向位移速度和横向位移)的预测值。

在JP-A-2001-34341中，距域卡尔曼滤波器获取每当车辆经过磁性标记时观测到的横向位移和横摆率并利用观测到的值来预测车辆的状态量的值；时域卡尔曼滤波器获取以指定时间间隔观测到的横摆率并利用观测到的值采用前一时刻计算出的预测值来计算车辆状态量的预测值。每当距域卡尔曼滤波器获取预测量时，时域卡尔曼滤波器就利用由距域卡尔曼滤波器预测出的值替代来自前一时刻的预测值而计算出车辆状态量的预测值。也就是说，通过使由距域卡尔曼滤波器获取的针对每个磁性标记的车辆预测值反映在由时域卡尔曼滤波器做出的预测中，从而即使不能观测到横向位移的标记之间也能够提高预测车辆状态量的精确性。

然而，JP-A-2001-34341指出，因为直到经过下一磁性标记，由距域卡尔曼滤波器在经过紧邻的前一标记时得到的预测值才能在由时域卡尔曼滤波器做出的预测中有所反映，如果在磁性标记之间发生较大的横向平移，则在磁性标记之间的状态量的预测误差趋向于变大。也就是说，因为不能观测到在磁性标记之间发生的横向位移，所以由实际路面构建、横摆率漂移以及车辆模拟引起的误差趋向于累积。结果，在使得由距域卡尔曼滤波器获得的预测值反映在时域卡尔曼滤波器中的周期变长(例如，当以非常慢的速度沿具有较大曲率的曲线行驶时)的情况下，由时域卡尔曼滤波器在磁性标记间做出的预测中的误差趋向于增大。

发明内容

鉴于上述原因，本发明提供了提高对代表车辆运动的状态量的预测精确度的车辆状态量预测装置及方法。本发明还提供了利用上述车辆状态量预测装置及方法的转向控制装置及方法。

本发明的第一方面是一种车辆状态量预测装置，所述车辆状态量预测装置包括：多个观测装置，其观测代表车辆运动的指定状态量；预测装置，其将由观测装置观测到的指定状态量输入到车辆模型中以预测代表车辆运动的状态量；以及评估装置，其为每个观测装置设定由观测装置观测到的指定状态量的可靠度。在第一方面中，基于由评估装置设定的可靠度来设定由观测装置观测到的指定状态量在模型中的反映程度。如此一来，即使由于观测条件或观测环境恶化导致一部分观测装置的观测精确度降低，仍然能够进行有说服力的状态量预测。

评估装置可以基于以观测装置自身的观测结果为基础确定的观测 状态来设定可靠度，并且观测状态的观测误差越大则将可靠度设定得越低。如此一来，因为在致使观测误差大的观测条件下能够限制观测结果在模型中的反映程度，所以即使由于观测条件恶化导致观测装置的观测精确度下降仍然能够进行有说服力的状态量预测。

评估装置可以基于观测指定状态量时的观测环境来设定可靠度，并且在观测环境中的观测误差越大则将可靠度设定得越低。如此一来，因为在客观地对观测环境作出观测误差大的判定的情况下能够限制观测结果在模型中的反映程度，所以即使因为观测环境恶化导致观测精确度下降仍然能够进行有说服力的状态量预测。