CN105216795A - 车辆的驾驶辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种根据开始超越前行车辆后的状况变化而适当判断是中止超车还是执行超车，而不会使驾驶员感到不安的驾驶辅助装置。本车辆为了超越前行车辆(B1)而从行驶车道(P1)移动到超车道(P2)，在超车道(P2)上出现了对向车辆(C1)时，即使对向车辆减速，在该减速变化量小于阈值的情况下，也判断为不能够安全地超越前行车辆而中止超车。另一方面，在对向车辆的减速变化量为阈值以上而能够确认与周围车辆的安全，判断为能够安全地返回到前行车辆的前方的情况下，执行对前行车辆的超车。由此，根据开始超越前行车辆后的状况变化来适当地判断是中止超车还是执行超车，而不会使驾驶员感到不安。

Description

车辆的驾驶辅助装置
技术领域
本发明涉及一种能够执行对行驶在本车辆前方的前行车辆进行超车的超车控制的车辆的驾驶辅助装置。
背景技术
近年来，对于汽车等车辆，开发并应用了搭载照相机和/或雷达装置等来识别车辆周围的行驶环境，减轻驾驶员的操作负担的各种辅助装置。作为这样的驾驶辅助装置的例子，例如，如专利文献1所公开，已知有如下系统，在前行车辆的车速比本车辆的设定车速低的情况下，基于本车辆的行驶位置和/或交通信息来判定能否超越该前行车辆，在判定为能够超车的情况下，通过自动操作来执行对该前行车辆的超车。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-248892号公报
发明内容
技术问题
专利文献1通过预先判定超越前行车辆适当与否，在判定为适合超车的情况下执行超车的准备工作，从而在不使本车辆和/或本车辆周围的车辆的驾驶员感到惊扰和/或不舒适的情况下自动执行超车，然而，对于开始超车后的周边状况的变化并没有特别考虑。
即，根据开始超越前行车辆后的状况变化，有中止超车的情况或能够维持状态而安全地结束超车的情况，无论何种情况，都需要设置为不会使驾驶员感到不安的驾驶辅助。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种根据开始超越前行车辆后的状况变化来适当地判断是中止超车还是执行超车，而不会使驾驶员感到不安车辆的驾驶辅助装置。
技术方案
本发明的车辆的驾驶辅助装置判断能否超越在本车辆前方行驶的前行车辆，在能够超车的情况下执行对上述前行车辆的超车控制，其具备：超车环境监视部，本车辆在判断为能够超越上述前行车辆而移动到超车道时，以上述超车道为中心监视行驶环境的变化；和超车执行/中止判断部，在利用上述超车环境监视部在上述超车道上检测到对向车辆时，基于上述对向车辆的减速变化量和本车辆与周围车辆之间的位置以及相对速度的关系来判断是执行还是中止对上述前行车辆的超车。
技术效果
根据本发明，能够根据开始超越前行车辆后的状况变化来适当地判断是中止超车还是执行超车，而不会使驾驶员感到不安。
附图说明
图1是车辆的驾驶辅助装置的构成图。
图2是表示超车时的车辆的位置的说明图。
图3是超车控制程序的流程图。
符号说明
1：本车辆
2：驾驶辅助装置
3：立体照相机单元
4：边侧雷达单元
5：后方雷达单元
6：交通信息通信单元
10：车速传感器
11：转向角传感器
12：G传感器
20：超车判断部
30：超车环境监视部
40：超车执行/中止判断部
50：自动转向部
60：加减速控制部
70：超车信息输出部
B1：前行车辆
C1：对向车辆
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
在图1中，符号1为汽车等车辆(本车辆)，在该本车辆1搭载有针对驾驶员的驾驶操作而执行包括自控的驾驶辅助控制的驾驶辅助装置2。驾驶辅助装置2具备由识别围绕本车辆1的周围的外部环境的各种器件构成的外部环境识别部，另外，并且接收来自检测本车辆1的驾驶状态的各种传感器的信号。
在本实施方式中，驾驶辅助装置2作为用于感知外界环境的器件而具备检测车辆1前方物体的三维位置的立体照相机单元3、检测车辆1的前方边侧的物体的边侧雷达单元4、利用微波等检测车辆1的后方的物体的后方雷达单元5，还具备通过路车通信和/或车间通信等基础通信获取交通信息的交通信息通信单元6。由这些单元3～6形成识别车辆1的外部环境的外部环境识别部。
立体照相机单元3主要包括由例如在驾驶室内上部的前窗内侧的后视镜附近设置的左右两台照相机3a、3b构成的立体照相机。左右两台照相机3a、3b是具有CCD和/或CMOS等拍摄元件的快门同步的照相机，以预定的基线长度固定。另外，在该立体照相机单元3一体地具备对利用左右照相机3a、3b拍摄到的一对图像进行立体图像处理，而获取前行车辆等前方物体在真实空间中的三维位置信息的图像处理部。物体的三维位置是从通过立体图像处理得到的物体的视差数据和图像坐标值变换为例如以立体照相机的中央正下方的路面为原点，以车宽方向为X轴、车高方向为Y轴、车长方向(距离方向)为Z轴的三维空间的坐标值。
边侧雷达单元4是检测存在于本车辆周围的距离较近的物体的近程雷达，例如设置在前保险杠的左右角部，将微波和/或高带宽的毫米波等雷达波发送到外部并接收来自物体的反射波，来测量到达存在于立体照相机单元3的视野外的本车辆的前方边侧的物体的距离和/或方位。另外，后方雷达单元5例如设置在后保险杠的左右角部，同样地，将雷达波发送到外部并接收来自物体的反射波，来测量到达从本车辆后方到后方边侧的范围内存在的物体的距离和/或方位。
应予说明，后方物体也可以通过利用后视照相机的图像识别或图像识别与其他感测器件的传感器融合(SensorFusion)来检测。
交通信息通信单元6通过借由道路附属设施的路车通信和/或与其他车辆之间的车间通信来获取利用立体照相机单元3、边侧雷达单元4、后方雷达单元5无法看到(无法感测)的区域和/或十字路等交通信息。应予说明，交通信息通信单元6可以为专用的装置，也可以利用在导航装置等的定位装置设置的通信装置，所述导航装置等的定位装置带有十字路口和/或信号灯等的位置、道路的车道数、道路的曲率半径、限速、禁止超车路段等行驶环境的地图信息。
另一方面，作为检测本车辆1的驾驶状态的传感器类，有检测车速的车速传感器10、检测转向角的转向角传感器11、检测加速度的G传感器12等。驾驶辅助装置2基于利用各单元4～6获取的本车辆1周围的交通环境信息和利用车速传感器10、转向角传感器11和/或G传感器12等各种传感器检测到的本车辆1的驾驶状态信息来执行车辆1的驾驶辅助控制。
驾驶辅助装置2的驾驶辅助控制中，作为主要功能之一，具有针对前行车辆而进行的自适应巡航控制(ACC：AdaptiveCruiseControl)，作为与该ACC控制有关的功能，有对前行车辆进行的超车控制。在利用驾驶辅助装置2进行的超车控制中，在本车辆前方识别前行车辆，在该前行车辆的车速比本车辆的设定车速低的情况下，基于本车辆的行驶位置、与前行车辆的相对速度和/或本车辆周围的交通信息等来判断能否超越前行车辆。并且，在判断为可超车的情况下以自动操作的方式执行对前行车辆的超越。
以下，对驾驶辅助装置2的超车控制进行说明。这里的超车控制是本车辆为了超越前行车辆而从当前的行驶车道向相邻的车道(超车道)移动，在超越了前行车辆后返回到原来的行驶车道(移动到前行车辆的前方)的控制，作为超车道，设想为中心线一侧的多条车道中的当前行驶车道的相邻车道和越过中心线的相反侧的对向车道这两者。对于驾驶辅助装置2而言，作为与这种超车控制相关的功能部，具备超车判断部20、超车环境监视部30、超车执行/中止判断部40、自动转向部50、加减速控制部60、超车信息输出部70。
超车判断部20根据由立体照相机单元3识别出的道路白线(标记线)的状态和/或借由交通信息通信单元6获取的交通信息，以当前的行驶路段不是禁止超车路段，或者不存在成为超车障碍的施工、事故发生、收费站、信号灯和/或十字路口等为前提，在追上了以比本车辆的速度慢的速度行驶的前行车辆的情况下和/或前行车辆已逐渐减速的情况下，判断是否执行对前行车辆的超车。
应予说明，道路白线的检测可以使用模型来进行，所述模型为评价利用立体照相机单元3拍摄到的图像的图像平面中的道路在宽度方向的亮度变化，并提取成为道路白线的备选的点群，对这些道路白线备选点的时间序列数据进行处理，并对在以本车辆(立体照相机单元3)为原点的XYZ坐标空间中的白线形状进行拟合的模型。作为白线的拟合模型，可以使用将通过霍夫(Hough)变换得到的直线部分连结而成的拟合模型或利用二次方程等曲线进行拟合的模型。
是否执行超车例如以从立体照相机单元3和车速传感器10的输出获取的本车辆的行驶速度、本车辆与前行车辆的相对速度、本车辆与前行车辆之间的车间距离、从后方雷达单元5的输出获取的本车辆后方的超车道上有无后续车辆为条件进行判断。然后，例如在本车辆后方的超车道上不存在临近的后续车辆、本车辆的设定车速与实际行驶速度之间的差为预定值以上且车间距离小于预定距离的情况下，判断为能够进行对前行车辆的适当的超车，对自动转向部50和加减速控制部60指示超车控制的开始。
应予说明，在本车辆的行驶速度与前行车辆的行驶速度之间的差变得非常大时(例如，在前行车辆急刹车时等)，在不进行超车判断的情况下优先执行防碰撞控制，以避免本车辆与前行车辆的碰撞。
就超车环境监视部30而言，在接收超车判断部20的超车判断而开始超车控制，而使本车辆移动到超车道时，以超车道为中心监视行驶环境的变化。具体地，在本车辆为了超越前行车辆而移动到超车道时，监视有没有突然出现的对向车辆、本车辆与对向车辆之间的车间距离和/或对向车辆的车速变化等。另外，超车环境监视部30还监视本车辆周围的周围车辆(原来车道上的超越对象的前行车辆、该前行车辆之前的前前行车辆等)的位置和/或车速(相对速度)、超车道的路面状态等行驶环境。作为超车道的路面状态，根据借由立体照相机单元3的图像识别和/或借由交通信息通信单元6获取的交通和气象信息来识别因雨或雪等天气条件而导致路面摩擦系数μ比干燥路低的低μ路、行进方向的道路坡度等。
应予说明，低μ路不仅可以根据气象条件来判断，还可利用根据车辆的行驶控制参数估计的路面摩擦系数μ来判断。
超车执行/中止判断部40在本车辆移动到超车道时调查超车环境监视部30是否检测到对向车辆，并判断是中止超车，还是维持状态执行超车。未在超车道检测到对向车辆的情况下，维持状态执行超车并返回到前行车辆前方的行驶车道，结束超车。另一方面，在超车道突然出现对向车辆并检测到对向车辆的情况下，根据本车辆与对向车辆及周围车辆的位置关系和/或相对速度来判断是维持状态执行超车并返回到前行车辆前方的行驶车道，还是中止超车并返回到前行车辆后方的行驶车道。
具体地，如图2所示，在本车辆从行驶车道P1向超车道P2进行驶车道变更而向A1位置移动时，如果在超车道P2上出现朝向本车辆行进的对向车辆C1，则根据以下的(1)～(3)所述的状况，判断是中止超车并返回到原来的行驶车道的前行车辆B1的后方的A2位置，还是维持状态安全地超越前行车辆B1并返回到原来的行驶车道的前行车辆B1的前方的A3位置，并输出到自动转向部50和加减速控制部60。
(1)对向车辆的减速变化量小于阈值
虽然对向车辆减速，但在其减速变化量小于阈值的情况下，判断为不能安全超越前行车辆而中止超车。这里，减速变化量是对向车辆相对于本车辆的车速或加速度的变化量，在减速变化量小于阈值，即，对向车辆未减速或虽然减速，但是减速幅度小的情况下，对自动转向部50和加减速控制部60作出指示，以中止超车并返回到原来的行驶车道。如图2所示，本车辆在A1位置且对向车辆C1的减速变化量小于阈值的情况下，中止超越前行车辆B1并从超车道P2返回到原来的行驶车道P1，移动到前行车辆B1后方的A2位置。
阈值被设定为使预定时间后(t秒后)的本车辆与对向车辆的距离为安全极限距离的减速变化量。该安全极限距离是在超越前行车辆后可确保与对向车辆的安全距离而安全地返回到原来的行驶车道的前行车辆的前方的距离，在从当前的车间距离中减去基于减速变化量的t秒后的距离变化量而得到的t秒后的估计车间距离小于安全极限距离时，判断为无法进行超越前行车辆且返回到原来的车道。
该阈值可根据车速的变化幅度、本车辆的车速与限制速度之间的关系、本车辆与对向车辆之间的距离的关系而变化。例如，通过对向车辆的车速变化越大而使阈值越大、本车辆的车速越接近限制速度而使阈值越大、本车辆与对向车辆之间的距离越近而使阈值越大，从而进行设定以使判定更安全。另外，在因为雨或雪等气象条件而导致超车道的路面摩擦系数μ下降这样的情况下和/或在超车道为对向车道的情况下，都增大阈值，以使判定更安全。
应予说明，在判断能否安全超车时使用的车速还可以在仅能够加速到限制速度的条件下计算能够确保安全的富余时间，在此基础上进行判断。
(2)对向车辆的减速变化量为阈值以上且确认与周围车辆的安全
在对向车辆的减速变化量为阈值以上，且确认了能够安全返回到原来行驶车道的前行车辆的前方的情况下，继续进行由自动转向部50和加减速控制部60执行的超车控制。在此情况下，使本车辆加速而从图2的A1位置超越前行车辆B1，移动到原来的行驶车道P1的前行车辆B1前方的A3位置而完成超车。
根据前行车辆和/或前行车辆的前方的前前行车辆等周围车辆与本车辆的位置关系及相对速度等来判断能否安全返回到前行车辆的前方。例如，在前行车辆与本车辆的相对速度为设定速度以上，且前行车辆的前方不存在前前行车辆，或前行车辆与前前行车辆之间相隔本车辆能够安全插入的设定距离以上的情况下，判断为能够安全返回到前行车辆的前方。
(3)即使对向车辆的减速变化量为阈值以上，也无法确认与周围车辆的安全
虽然对向车辆的减速变化量为阈值以上，但是根据本车辆与周围车辆之间的位置及相对速度等关系判断为无法安全返回到原来的行驶车道的前行车辆的前方的情况下，对自动转向部50和加减速控制部60作出指示，来中止超车并返回到原来的行驶车道。在此情况下，在图2的超车道P2的A1位置中止超越前行车辆B1，返回到原来的行驶车道P1并移动到前行车辆B1后方的A2位置。
基于自动转向部50和加减速控制部60执行的超车控制根据来自超车判断部20的超车控制开始的指示而控制动力转向装置(未图示)，使得在利用自动转向部50使方向指示灯闪烁的同时，使本车辆从行驶车道向对向车道移动。另外，加减速控制部60一边控制电子油门(throttle)装置(未图示)使本车辆加速一边向超车道移动。
此时，未在超车道检测到对向车辆，且没有来自超车执行/中止判断部40的中止超车的指示的情况下，增大本车辆的加速度而超越前行车辆。然后，在与前行车辆的距离达到适当距离时，通过返回到原来的行驶车道并出现在前行车辆的前方从而完成超车控制。
另一方面，在超车道上检测到对向车辆，且由超车执行/中止判断部40指示中止超车的情况下，进行转向和加减速控制，使得本车辆减速并返回到原来的行驶车道的前行车辆的后方。另外，即使检测到对向车辆，在根据对向车辆的减速变化量以及本车辆与周围车辆的关系确认能够安全超越前行车辆的情况下，增大本车辆的加速度而超越前行车辆，在与前行车辆的距离达到适当距离时，返回到原来的行驶车道并出现在前行车辆的前方，从而完成超车控制。
超车信息输出部70进行用于将超车控制中的各种信息提示给驾驶员的语音输出和/或图像输出。例如，输出关于超车动作的开始、后续车辆的存在或超车开始等的语音提示，另外，将与因对向车辆的出现而中止超车、在即使出现对向车辆也确认可以安全超车的情况下执行超车这样的状况的变化相应的控制内容通知给驾驶员。
以下，利用图3的流程图对实现以上超车控制的驾驶辅助装置2的程序处理进行说明。
在该超车控制中，在最初的步骤S1，调查通过立体照相机单元3是否检测到前行车辆。然后，在未检测到前行车辆的情况下，退出本处理，在检测到前行车辆的情况下，在步骤S2中，基于通过立体照相机单元3、边侧雷达单元4、后方雷达单元5和车速传感器10等的输出而识别的行驶环境来判断能否超越前行车辆。
在判断为能够超车的情况下，从步骤S2进入步骤S3并指示自动转向部50和加减速控制部60开始超车控制，通过借由自动转向部50的动力转向控制和借由加减速控制部60的电子油门控制，从而使本车辆一边加速一边移动到对向车道(图2的A1位置)。此时，在借由超车信息输出部70而通过语音输出等向本车辆的驾驶员通知开始超车的同时，借由自动转向部50使方向指示灯闪烁，向本车辆周围的车辆的驾驶员通知本车辆将要开始超车。
然后，进入步骤S4，通过来自超车环境监视部30的信息来调查是否检测到对向车辆。在未检测到对向车辆的情况下，从步骤S4进入步骤S7，使本车辆一边加速一边执行对前行车辆的超车。然后，在本车辆超越前行车辆且达到适当距离时，返回到原来的行驶车道并移动到前行车辆的前方(图2的A3位置)来完成超车控制。
另一方面，在步骤S4中检测到对向车辆的情况下，从步骤S4进入步骤S5，调查对向车辆是否减速，其减速变化量是否为阈值以上。在步骤S5中，在减速变化量为阈值以上的情况下，进一步在步骤S6中调查能否安全地移动到前行车辆的前方。
其结果，在对向车辆的减速变化量为阈值以上，且能够安全地移动到前行车辆的前方的情况下，进入上述的步骤S7，执行对前行车辆的超车。另一方面，在对向车辆的减速变化量小于阈值的情况，或无法确认能够安全地向前行车辆的前方移动的情况下，进入步骤S8而中止超车，使本车辆减速并返回到原来的行驶车道的前行车辆的后方。
这样，在本实施方式中，在为了超越前行车辆而移动至超车道时，即使突然出现对向车辆，也要适当地识别对向车辆的减速状态和/或与周围车辆的关系，以判断是中止超车还是执行超车。由此，能够根据开始超车后的状况变化适当地中止超车或完成超车，而不会使驾驶员感到不安。

Claims (9)

1.一种驾驶辅助装置，其特征在于，判断能否超越在本车辆前方行驶的前行车辆，在能够超车的情况下执行对所述前行车辆的超车控制，所述驾驶辅助装置具备：
超车环境监视部，在判断为能够超越所述前行车辆而使本车辆移动到超车道时，以所述超车道为中心监视行驶环境的变化；和
超车执行/中止判断部，在利用所述超车环境监视部在所述超车道上检测到对向车辆时，基于所述对向车辆的减速变化量、本车辆与周围车辆之间的位置以及相对速度的关系来判断是执行还是中止对所述前行车辆的超车。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
所述超车环境监视部至少监视有无所述对向车辆、本车辆周围的周围车辆的位置及相对速度、所述超车道的路面状态，
所述超车执行/中止判断部在所述对向车辆的减速变化量小于阈值时判断为中止对所述前行车辆的超车，在所述对向车辆的减速变化量为阈值以上且从本车辆与所述周围车辆之间的位置以及相对速度的关系判断能够安全返回到原来的行驶车道时判断为执行对所述前行车辆的超车。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述减速变化量是加速度的变化量。
4.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述减速变化量是车速的变化量。
5.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值是使预定时间后本车辆与所述对向车辆达到安全极限距离的减速变化量。
6.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值能够根据车速的变化幅度或本车辆的车速与限制速度的关系而变化。
7.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值能够根据本车辆与所述对向车辆的距离的关系而变化。
8.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值在所述超车道的路面摩擦系数低的情况下设定得较小。
9.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值在所述超车道为所述对向车辆的行驶车道的情况下设定得较小。
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