CN105216794A - 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(1)为了超越前行车辆(B1)而移动到跨越行驶车道(P1)与对向车道(P2)之间的边界部分的(A1)位置，在对向车道(P2)检测到对向车辆(C1)的情况下，暂时中断超车控制。并且，在确认了对向车辆(C1)偏离的情况下，解除超车控制的中断而执行超车，在对向车辆(C1)未偏离的情况下或虽然判定为对向车辆偏离，但是检测到后续车辆的情况下，维持超车控制的中断并返回到原来的行驶车道(P1)的前行车辆(B1)的后方。

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行驶在本车辆前方的前行车辆，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：对向车道状况检测部，在使本车辆向对向车道侧移动并开始进行对上述前行车辆的超车控制时，检测行驶在上述对向车道的车辆的状况；超车控制中断判断部，在通过上述对向车道状况检测部检测到对向车辆时，中断对上述前行车辆进行的超车控制，并根据行驶在上述对向车道的车辆的状况判断是继续进行对上述前行车辆的超车控制，还是维持中断。
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是表示开始超车后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：对向车道状况检测部
40：超车控制中断判断部
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
C2：后续车辆
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自动驾驶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，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作为用于感测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4～6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实际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，来测量到达在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了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车。
以下，对驾驶辅助装置2的超车控制进行说明。这里的超车控制以本车辆为了超越前行车辆而从行驶车道向对向车道移动，在超越前行车辆后返回原来的行驶车道(移动到前行车辆的前方)的状况为对象。对于驾驶辅助装置2而言，作为在这种状况下的与超车控制相关的功能部，具备超车判断部20、对向车道状况检测部30、超车控制中断判断部40、自动转向部50、加减速控制部60和超车信息输出部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(分区线)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。
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对向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对向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碰撞防止控制，以避免本车辆与前行车辆的碰撞。
在根据超车判断部20的超车判断，本车辆开始从行驶车道向对向车道移动的动作，横过行驶车道向对向车道内移动的过程中，对向车道状况检测部30检测与本车辆相向的对向车辆和/或对向车辆的后方的后续车辆等在对向车道行驶的车辆的状况。具体地，当检测到对向车辆时，监视对向车辆的速度、横向位置和/或方向指示灯的工作状态等状况。对向车辆的横向位置在以本车辆(立体照相机单元3)为原点的XYZ坐标空间中，例如作为相对于从拍摄图像识别出的道路白线(车道分区线)的X轴方向(车宽方向)的距离来计算。
应予说明，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宽度方向的亮度变化，并提取成为白线的备选的点群，对白线备选点的空间坐标位置的时间序列数据进行处理并对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。
超车控制中断判断部40根据在超车控制开始时由对向车道状况检测部30输入的信息来调查是否在对向车道检测到对向车辆，而判断是否中断超车控制。在对向车道未检测到对向车辆的情况下，维持继续超车控制，在对向车道检测到对向车辆的情况下，暂时中断超车控制。在中断超车控制后，根据对向车道的车辆的状况判断是解除中断而执行超车，还是维持超车控制的中断。在本实施方式中，在中断没有被解除的情况下，中止超车控制并返回到原来的行驶车道。
具体地，如图2所示，本车辆为了超越前行车辆B1而移动到跨越行驶车道P1与对向车道P2之间的边界部分的A1位置时，如果在对向车道P2检测到对向车辆C1，则暂时中断超车控制。然后，根据以下的(1)～(3)所示的状况，判断是解除超车控制的中断而执行超车，还是维持超车控制的中断，并将该判断结果输出到自动转向部50和加减速控制部60。
(1)确定为对向车辆未偏离
判定对向车辆是否因为向分岔路调转方向或进入沿路设施等而从当前的车道偏离，在确定未偏离的情况下，维持超车控制的中断，并指示自动转向部50和加减速控制部60以使本车辆返回到原来的行驶车道。即，在图2的A1位置确定为对向车辆C1未偏离的情况下，中止对前行车辆B1的超车而回到行驶车道P1，并返回到前行车辆B1后方的A2位置。
对于对向车辆是否偏离，利用基于对向车辆的横向位置的偏离判定值来判断。在偏离判定值为阈值以下的情况下，判定为对向车辆未偏离，并中断超车控制。另一方面，在偏离判定值超过了阈值时，判定为对向车辆偏离，并根据对向车辆的后方有无后续车辆来判断。
偏离判定值可以使用根据对向车辆的每预定时间内的横向位置的变化量算出的参数，例如，横向速度Vx、横向加速度Gx、横摆角θ、横摆率γ等。超车控制中断判断部40在因对向车辆的出现而中断超车控制的情况下，将这些参数中的任一个或多个参数与各自的阈值进行比较来调查对向车辆的动作变化，在横向速度Vx、横向加速度Gx、横摆角θ、横摆率γ中的任一个或多个超过各自的阈值的情况下，判定为对向车辆偏离。
各阈值例如参照基于本车辆与前行车辆的车间距离和相对速度的映射图表来设定，此外，根据车速的变化程度、本车辆的车速与限制速度之间的关系而变化。例如，通过对向车辆的车速变化越大而使偏离判定的阈值越大，本车辆的车速越接近于限制速度而使偏离判定的阈值越大，从而进行设定以使判定更安全。这些阈值在识别出对向车辆的方向指示灯闪烁时，使其值减少设定值。
应予说明，判断能否安全超车所使用的车速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)在确认了对向车辆的偏离后，在对向车辆后方检测到后续车辆
虽然通过上述偏离判定值确认了对向车辆的偏离，但是在检测到行驶在对向车辆后方的后续车辆的情况下，也维持超车控制的中断，并指示自动转向部50和加减速控制部60以使本车辆返回到原来的行驶车道。即，在图2的A1位置确认了对向车辆C1的偏离后，在对向车辆C1的后方检测到后续车辆C2的情况下，中止对前行车辆B1的超车而回到行驶车道P1，并移动到前行车辆B1后方的A2位置。
(3)在确认了对向车辆的偏离后，在对向车辆后方未检测到后续车辆
在通过上述偏离判定值确认为对向车辆偏离后，在未检测到行驶在对向车辆后方的后续车辆的情况下，解除因对向车辆的出现而进行的超车控制的中断，通过自动转向部50和加减速控制部60继续进行超车控制。此时，从图2的A1位置向对向车道P2内的A3位置移动并超越前行车辆B1后，在前行车辆B1的前方返回到行驶车道P1以完成超车。
基于自动转向部50和加减速控制部60而进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控制电子油门(throttle)装置(未图示)而使本车辆一边加速一边向对向车道侧移动。
此时，在对向车道未检测到对向车辆，而未从超车控制中断判断部40输出超车控制中断的指示的情况下，在移动到对向车道内后，增大本车辆的加速度而超车前行车辆。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，在跨越在行驶车道上时在对向车道上检测到对向车辆，由超车控制中断判断部40指示进行超车控制的中断的情况下，中断向对向车道内的移动。然后，在通过超车控制中断判断部40确认了对向车辆偏离且未检测到后续车辆而解除超车控制的中断的情况下，使本车辆移动到对向车道内，并增大本车辆的加速度而超车前行车辆。然后，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以完成超车控制。
相反，在对向车辆未偏离或在确认了对向车辆偏离后检测到后续车辆而维持超车控制的中断的情况下，使本车辆减速并进行转向以及加减速控制以返回到原来的行驶车道的前行车辆的后方。这种情况下，在对向车辆或后续车辆通过后重新进行超车判断。
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，输出有关开始超车动作或者存在后续车辆等的语音提示，或者将与根据出现对向车辆、检测到将要超越本车辆而接近对向车道的后续车辆而进行的超车中断，根据对向车辆的偏离而进行的超车控制的继续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，进入步骤S2，根据由立体照相机单元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，指示自动转向部50和加减速控制部60开始进行超车控制。此时，在借由超车信息输出部70通过语音输出等向本车辆的驾驶员通知超车开始的同时，借由自动转向部50使方向指示灯闪烁以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，通过借由自动转向部50进行的动力转向控制和借由加减速控制部60进行的电子油门控制使本车辆一边加速一边向对向车道侧移动，在跨越在行驶车道与对向车道之间的车道标记的位置(图2的A1位置)获取来自对向车道状况检测部30的对向车道的信息。然后，在步骤S5中调查是否检测到对向车辆，在未检测到对向车辆的情况下，进入步骤S9，在通过自动转向使本车辆移动到对向车道内(图2的A3位置)的同时通过电子油门控制使本车辆一边加速一边执行对前行车辆的超车。并且，在本车辆超车前行车辆且达到适当距离时，返回原来的行驶车道而移动到前行车辆的前方，而完成超车控制。
另一方面，在步骤S5中，在检测到对向车辆的情况下，从步骤S5进入步骤S6，暂时中断超车控制，在步骤S7以后调查对向车辆的状况。在步骤S7中，调查对向车辆是否已偏离，在确认了偏离的情况下，进一步在步骤S8中调查是否在对向车辆的后方检测到后续车辆。
其结果，在确认了对向车辆的偏离，且在对向车辆的后方未检测到后续车辆的情况下，解除超车控制的中断并进入上述的步骤S9，执行对前行车辆的超车。另外，在未确认对向车辆的偏离，或虽然确认了对向车辆的偏离但是在对向车辆的后方检测到后续车辆的情况下，进入步骤S10，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向对向车道移动时，适当地识别在对向车道行驶的对向车辆或对向车辆的后续车辆的状况以判断是中断超车还是继续超车。由此，能够根据超车开始后的状况变化适当地完成超车中止或超车，而不会使驾驶员感到不安。

Claims (7)

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：
对向车道状况检测部，在使本车辆向对向车道侧移动并开始进行对所述前行车辆的超车控制时，检测在所述对向车道行驶的车辆的状况；
超车控制中断判断部，在通过所述对向车道状况检测部检测到对向车辆时，中断对所述前行车辆的超车控制，并根据行驶在所述对向车道的车辆的状况来判断是继续进行对所述前行车辆超车控制，还是维持中断。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
所述对向车道状况检测部在检测到在所述对向车道行驶的对向车辆时，计算所述对向车辆的横向位置，
所述超车控制中断判断部将基于所述对向车辆的横向位置的偏离判定值与阈值进行比较来判定所述对向车辆的偏离，在判定为所述对向车辆偏离且在所述对向车辆的后方未检测到后续车辆时，解除所述超车控制的中断，另一方面，虽然判定为所述对向车辆偏离但是在所述对向车辆的后方检测到后续车辆时，维持所述超车控制的中断。
3.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述偏离判定值是根据所述对向车辆的横向位置算出的横向速度或横向加速度。
4.根据权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述偏离判定值是根据所述对向车辆的横向位置算出的横摆角或横摆率。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值根据车速的变化程度或本车辆的车速与限制速度之间的关系而变化。
6.根据权利要求2～4中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值在确认了所述对向车辆的方向指示灯工作的情况下被设定为较小。
7.根据权利要求5所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述阈值在确认了所述对向车辆的方向指示灯工作的情况下被设定为较小。
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