JP2006164197A - 走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の道路から第２の道路に合流する際に、特別なインフラを必要とすることなく、第２の道路の走行車両を運転者に告知して走行支援をすることを目的とする。
【解決手段】 ランプウェイ等の連結路に配置されたゼブラゾーンの正確な位置や形状を目標物情報として高精度道路地図ＤＢに記憶しておく。そして、車両が連結路内にいる場合、前方撮像装置で撮像した画像から認識したゼブラゾーンと、目標物情報とから、車両の正確な位置と方向を検出する。そして、車両の正確な位置と方向、及び合流地点の合流角度、カーブ曲率、車線数などの道路情報に基づいて、後側方撮像装置で撮像した後側方の画像から、認識すべき領域を特定し（例えば、合流車線を対象とし、追い越し車線を対象外とする）、特定した領域内の画像から、内合流する車線を走行する後側方の各車両の位置と大きさを認識し、運転者に告知する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、２つの道路が合流する地点において車両が一方の道路から他方の道路に進入する際の走行支援に関する。

車両が一方の道路から他方の道路に進入する場合、合流地点手前で、合流する車線上を走行する車両に接触しないように合流する側のドライバ自身が車両を加減速させ制御している。
このように合流する車両の運転者は、合流しようとする車線上を走行する車両の存在をサイドミラーあるいは目視で確認しているが、合流が難しい環境・状況の際、合流する車線上を走行する車両の存在を認識しづらく合流が困難となる。

そこで、合流支援をする技術が特許文献１で提案されている。
この特許文献１では、合流区間情報を受信し、レーンマーカを検出することで側道Ｒｓ（ランプウェイ）に進入したことを認識した後に、受信した合流区間情報に基づいて本線道路Ｒｍ上に車両が存在すると判定し、その旨を出力する。その後、自車両Ｖa が加速車線Ｌａに進入したことが判定されると、再度、合流区間情報を受信し、その受信した合流区間情報（車両情報）に基づいて本線道路の状況についての判断処理が実行され、「本線に接近車両あり」、「本線に走行車両あり」、「本線に車両なし」のメッセージが出力される。
このようなメッセージを受けることにより、運転者は、本線道路の状況を認識した状態で、合流するための運転操作を行なうことができるようになる。

特開平１１−５３６８５号

しかし、特許文献１記載の技術では、合流区間情報を路側に配置された路上通信装置から受信するようになっており、インフラの整備が必要であり、路上通信装置が配置されていない合流地点では合流支援を受けることができないという問題がある。

そこで、本発明は、走行中の道路から他の道路に合流する際に、特別なインフラを必要とすることなく、合流先の道路を走行する他車両を運転者に告知して走行支援をすることを目的とする。

（１）請求項１記載の発明では、道路の合流地点及び当該合流地点に存在する特定形状を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段と、車両の前方に向けて設置され、前記特定形状を撮像する撮像手段と、該撮像した画像の特定形状位置により、自車両の位置及び自車両の合流先道路に対する相対角度を算出する算出手段と、他車両を検出する他車両検出手段と、前記算出した位置及び相対角度に応じて、前記他車両検出手段の検出範囲を設定する範囲設定手段と、該設定された検出範囲内に存在する車両が検出された場合、当該検出した車両を運転者に告知する告知手段と、を走行支援装置に具備させて前記目的を達成する。
（２）請求項２に記載した発明では、請求項１に記載の走行支援装置において、前記地図データ記憶手段は、交通島の形状及び当該交通島の座標を特定形状として記憶することを特徴とする。
（３）請求項３に記載した発明では、請求項１又は請求項２に記載の走行支援装置において、前記他車両検出手段は、合流先道路を走行する他車両の大きさと、各車両間の距離とを検出し、前記告知手段は、前記検出した車両の大きさ及び各車両間の距離に基づき、音量の強弱及び音の出力間隔を変化させて告知することを特徴とする。
（４）請求項４に記載した発明では、請求項１から請求項３のうちのいずれか１の請求項に記載された走行支援装置において、前記撮像手段は、自車位置が前記地図データ記憶手段に記憶された合流地点から所定範囲内に位置している場合に、前記特定形状を撮像する、ことを特徴とする。

本願によれば、合流地点に存在する特定形状を撮像した画像の特定形状位置により、自車両の位置及び自車両の合流先道路に対する相対角度を算出し、算出した位置及び相対角度に応じて検出範囲を設定し、設定された検出範囲内に存在する車両が検出された場合、当該検出した車両を運転者に告知するようにしたので、走行中の道路から他の道路に合流する際に、特別なインフラを必要とすることなく、合流先の道路を走行する他車両を運転者に告知して走行支援をすることができる。

以下、本発明の走行支援装置における好適な実施の形態について、図１から図５を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態は、道路整備特別措置法に基づく有料道路（高速自動車国道、都市高速道路等）のインターチェンジ、ジャンクション、バイパス等の合流地点を有する一般道等の合流地点手前で、合流する車線を走行する各車両の位置と大きさを精度良く検出してドライバに提供するものである。

そのため、走行支援装置は、ランプウェイ等の連結路に配設されたゼブラゾーン（交通島）や目印用のポール等を目標対象として、高精度道路地図ＤＢ（地図データ記憶手段）に記憶しておく。すなわち、走行支援装置は、連結路（合流地点）に存在する目標対象の正確な位置や形状を特定形状（目標対象）として高精度道路地図ＤＢに記憶しておく。
車両が連結路内にいる場合、前方撮像装置で撮像した画像から認識したゼブラゾーンと、記憶済みの目標物情報とから、車両の正確な位置と方向を検出する。
そして、車両の正確な位置と方向、及び合流地点の合流角度、カーブ曲率、車線数などの道路情報に基づいて、後側方撮像装置で撮像した後側方の画像から、認識すべき領域を特定し（例えば、合流車線を対象とし、追い越し車線を対象外とする）、特定した領域内の画像から、合流する車線を走行する後側方の各車両の位置と大きさを認識し、運転者に告知する。

（２）実施形態の詳細
図１は、走行支援装置の構成を表したものである。
この図１に示されるように、走行支援装置はＥＣＵ１０を備えており、このＥＣＵ１０には、高精度道路地図ＤＢ１１（地図データ記憶手段）、前方撮像装置１２（撮像手段）、後側方撮像装置１３（他車両検出手段）、自車両位置検出装置１４、モニタ１５、スピーカ１６、その他の機器が接続されている。

ＥＣＵ１０は、走行支援機能を実現するために各部の制御を行う制御部である。
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置等で構成されたコンピュータシステムで構成され、ＲＯＭに格納された走行支援プログラムに従って、合流点に対する走行支援機能を実現するようになっている。

ＥＣＵ１０は、走行支援プログラムに従い、ランプウェイ走行認識機能、ゼブラゾーン（白線）認識機能、本線の合流車線を走行する車両を認識する本線走行車両認識機能、本線走行車両までの距離検出機能、音声変換処理機能、本線走行認識機能、等の各機能を実現する。

ＥＣＵ１０のＲＯＭ、ＲＡＭ、又は記憶装置には、前方撮像装置１２と後側方撮像装置１３の車両における取付位置情報と、車両に対する撮像角度（車両に対する撮像中心線の方向と画角）が格納されている。
ＥＣＵ１０のＲＡＭは作業領域として使用され、前方撮像装置１２、後側方撮像装置１３で撮像した前方画像（第１画像）、後側方画像（第２画像）や、前方画像を使用して検出した車両の位置と方向等の一時記憶領域が確保されるようになっている。

地図データ記憶手段として機能する高精度道路地図ＤＢ１１には、経路案内等を行う場合のナビゲーション機能に使用される地図情報や、道路情報が格納される。
また高精度道路地図ＤＢ１１には、高精度道路地図情報として、各合流点のゼブラゾーン（交通島）の形状を正確に表現した交通島形状画像データ、ゼブラゾーンの合流地点側頂点の位置座標、本線に対するランプウェイ（連結路）の入射角度、ランプウェイの勾配、ランプウェイのカーブ曲率、本線の車線数と車線幅、等の正確な情報が目標物情報として格納されている。

前方撮像装置１２は、撮像手段として機能し、車両前方に配置される。前方撮像装置１２は、ＥＣＵ１０からの撮像指示信号に基づいて、車両外前方を撮像し、撮像した前方画像（第１画像）はＥＣＵ１０に供給され、ＲＡＭに格納されるようになっている。
後側方撮像装置１３は、他車両検出手段として機能し、車両後方右側に配置される。
後側方撮像装置１３は、ＥＣＵ１０からの撮像指示信号に基づいて、車両外後側方を撮像し、撮像した後側方画像（第２画像）はＥＣＵ１０に供給され、ＲＡＭに格納されるようになっている。

本実施形態において、後側方撮像装置１３は、ＥＣＵ１０の制御のもとで、自車両の位置、及び自車両の方向と合流する本線との角度（相対角度）に基づいて撮像する範囲（指向角）を変更できるようになっている（範囲設定手段）。
なお、後側方撮像装置１３を可動式とするのではなく、固定式として広角のレンズを使用するようにしてもよい。この場合、後述するステップ１８は不要になる。
また、本実施形態では、前方撮像装置１２と後側方撮像装置１３の２つのカメラを搭載するようにしたが、魚眼レンズや広角レンズを搭載したカメラ１つを配置し、この１つのカメラで撮像した画像の所定領域を第１画像、第２画像として使用するようにしてもよい。

自車両位置検出装置１４は、走行支援装置が搭載される車両の現在位置（緯度、経度からなる絶対座標値）を検出するためのものであり、人工衛星を利用して車両の位置を測定するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信装置、地磁気を検出して車両の方位を求める地磁気センサ、ジャイロセンサ、車速センサ等の１又は複数が使用される。

モニタ１５は、表示手段として機能し、地図や走行経路が表示されるほか、合流車線の後側方を走行する車両との位置関係が俯瞰図として表示されることで、告知手段として機能する。
モニタ１５は、液晶表示装置、ＣＲＴ等の各種表示装置が使用される。なお、このモニタ１５は、例えばタッチパネル等の、入力装置としての機能を兼ね備えたものとすることができる。

スピーカ１６は、音声による経路案内を行う場合の音声案内手段として機能し、また、本実施形態における走行支援を行う際の告知手段として機能する。
すなわち、スピーカ１６は、本線の合流車線を走行する各車両間の距離に対応した間隔で、各車両の大きさに応じた音量の音を出力するようになっている。
スピーカ１６は、車両内に１または複数配置され、オーディオ用のスピーカと兼用するようにしてもよい。

以上のように構成された走行支援装置による合流支援処理について次に説明する。
図２は、合流支援処理を説明するフローチャートである。
ＥＣＵ１０は、自車両位置検出装置１４から供給される車両の現在位置情報から自車位置を把握し（ステップ１１）、把握した自車位置と高精度道路地図ＤＢ１１に格納された道路情報とから、車両がランプウェイ等の連結路を走行しているか、つまり合流地点から所定範囲内に位置しているか否かを判断する（ステップ１２）。

車両がランプウェイを走行していると判断されると（ステップ１２；Ｙ）、ＥＣＵ１０は、車両前方に配置された前方撮像装置１２に撮像指示信号を出し、これに基づいて撮像された前方画像（第１画像）を取得してＲＡＭの所定領域に格納する（ステップ１３）。

なお、ＥＣＵ１０は、車両がランプウェイを走行していると判断された場合、更に、高精度道路地図ＤＢ１１に当該合流地点に対応する目標物情報（ゼブラゾーンやポール等の目標物の位置座標や形状等を表す情報）が格納されてるか判断し、格納されている場合に前方画像を接続するようにしてもよい。

次にＥＣＵ１０は、取得した前方画像に対する画像認識を行い、合流点のゼブラゾーン（交通島）が撮像されているか否か、すなわちゼブラゾーンの有無を判断する（ステップ１４）。
前方画像に対する画像認識は、白線の認識と、高精度道路地図ＤＢ１１に当該合流点に対応して格納されているゼブラゾーン形状とのマッチングにより行う。
ＥＣＵ１０は、ゼブラゾーンが撮像されていなければ（ステップ１４；Ｎ）、ステップ１３に戻って再度前方画像を取得する。

一方、取得した前方画像にゼブラゾーンが存在する場合（ステップ１４；Ｙ）、ＥＣＵ１０は、ステップ１３で取得した前方画像からゼブラゾーンを検出する（ステップ１５）。
即ちＥＣＵ１０は、図３に示されるように、車両が走行している側のランプウェイ（連結路）２１と、合流道路である本線２２との間に配置されたゼブラゾーン２３について、ゼブラゾーンの合流点側の頂点Ａと、車両が走行している道路側の白線Ｂを認識し、自車両とゼブラゾーンの頂点Ａとの距離、白線Ｂに対する角度を検出する（ステップ１５）。

次にＥＣＵ１０は、自車両の位置及び自車両の合流先道路に対する相対角度、つまり、検出したゼブラゾーンの各値（頂点Ａの距離と白線Ｂの角度）と、高精度道路地図ＤＢ１１に格納されている当該ゼブラゾーンの目標物情報とから、自車位置を補正し、正確な自車位置と方向を検出する（ステップ１６）。

ＥＣＵ１０は、検出した正確な自車位置と方向、及び高精度道路地図ＤＢ１１に格納されている目標物情報（特に本線２２に対するランプウェイ２１の入射角度とランプウェイ２１の勾配）から、合流する本線２２を視認可能な領域に車両が位置しているか否かを判断する（ステップ１７）。
視認領域に位置していない場合（ステップ１７；Ｎ）、視認領域に到達するまでＥＣＵ１０はステップ１５に戻る。

視認領域に位置している場合（ステップ１７；Ｙ）、ＥＣＵ１０は、補正した自車位置と方向に基づいて、後側方撮像装置１３の指向角を決定し、指向角に基づいて撮像角度を変更する（ステップ１８）。
なお、ＥＣＵ１０は、視認領域に到達した場合に、音声や音により、視認領域到達を運転者に報知するようにしてもよい。

次いでＥＣＵ１０は、後側方撮像装置１３に撮像指示信号を出力し、これに基づいて撮像された後側方画像（第２画像）を取得してＲＡＭの所定領域に格納する（ステップ１９）。

ＥＣＵ１０は、取得した後側方画像から画像認識を行う領域（検出範囲）を決定する（ステップ２０）。
すなわち、ＥＣＵ１０は、車両が合流する際に影響のない、本線の合流車線以外の車線（追い越し車線や対向車線）の領域、車両よりも前方の領域等を除外した領域を認識領域として、ステップ１６で検出した自車両の正確な位置、方向と、ステップ１８で決定した後側方撮像装置１３の指向角度と、高精度道路地図ＤＢ１１に格納された合流地点の情報と、後側方撮像装置１３の画角とに基づいて、決定する。
なお、高精度道路地図ＤＢ１１に格納された合流地点の情報としては、合流する本線の車線数、合流車線の幅、ランプウェイの入射角度、ランプウェイの曲率等が使用される。

ＥＣＵ１０は、決定した画像認識範囲の後側方画像から画像認識により、後側方車両が存在するか否かを判断し（ステップ２１）、存在しなければ（ステップ２１；Ｎ）ステップ２４に移行する。
一方、後側方車両が存在する場合（ステップ２１；Ｙ）、ＥＣＵ１０は、存在する各車両の位置と車両の長さを、後側方画像から測定する（ステップ２２）。

そして、ＥＣＵ１０は、後側方車両の位置と車両の長さを、後述するように音声又は音をスピーカ１６から出力することで運転者に告知する（ステップ２３）
なお、本実施形態の走行支援装置では後側方車両の位置と車両の長さを告知するが、ＥＣＵ１０は、後側方車両が存在することの告知をするようにしてもよい。

その後、ＥＣＵ１０は、車両の合流が完了して本線を走行しているか否かを、自車両位置検出装置１４からの位置情報に基づいて判断する（ステップ２４）。
合流が未完でありまだ本線を走行していなければ（ステップ２４；Ｎ）、ＥＣＵ１０は、ステップ１９に戻って後側方車両の検出と告知を継続する。
一方、合流が完了して本線を走行していると判断されると（ステップ２４；Ｙ）、ＥＣＵ１０はメインルーチンにリターンする。

図４は、検出した後側方車両の位置と長さの音による告知の方法を概念的に表したものである。
図４（ａ）に示すように、車両の位置から求まる車両間の距離に対応した間隔で音を出力する。
一方、車両の長さを表す方法として、音量と音の長さの何か一方または双方が採用される。すなわち、図４（ｂ）に示すように、普通車の場合には音量を通常レベルにし、大型車の場合には音量を大きくするようにし、又は／及び、普通車の場合には音の出力時間を短くし、大型車の場合には出力時間を長くするようにする。

以上のように、後側方車両の存在と長さ、及び複数存在する場合には車両間隔を音により告知することで、運転者の合流を支援することができる。

なお、後側方車両の告知を、音声（音）に変えて、又は音声（音）に加えて、モニタを１５使用して行うようにしてもよい。
図５は、モニタ１５による後側方車両の告知を概念的に表したものである。
この図５に示されるように、後側方撮像装置１３で撮像した後側方画像５１から認識した自車両と後側方車両との位置関係に基づいて、自車両５３と後側方車両５４、５５をモニタ１５に表示する。
すなわち、ＥＣＵ１０は、モニタ１５に当該合流地点の道路形状を高精度道路地図ＤＢ１１から読み出して表示すると共に、自車両位置検出装置１４で検出した現在位置に対応する位置に自車両画像５３を表示する。
また、ＥＣＵ１０は、認識した後側方車両５４、５５の位置に対応して、後側方車両画像５４、５５を表示する。自車両画像５３及び、後側方車両画像５４、５５は、予め記憶装置に保存された画像を使用するが、後側方車両については認識した車両の長さに応じた大きさの車両画像を表示するようにする。

このように、音声ではなく、モニタ１５に、自車両５３と後側方車両５４、５５の位置関係を俯瞰図として表示することで、運転者は、後側方車両との位置関係を容易に認識することができるようになる。
なお、モニタ１５には、後側方撮像装置１３で撮像した後側方画像５１を表示するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態及びその変形例によれば、自車両の位置情報と道路形状の情報を取得することによって合流する側の車両（連結路内の車両）が合流する車線（本線の合流車線）に対してセンサの指向角を可変的かつ連続的に調節し、適合させることができるため、合流する車線上の車両情報を取得することができる。
また、センサの指向角を車両の位置と方向及び合流地点の道路形状に適合させているため、合流する車線以外の車線（追い越し車線）の情報を除外することができ、合流に関係のない車両を認識することによる誤作動を防ぐことができる。またいかなる道路形状においても合流する車線上の車両状況を把握することができる。
更に、合流する側の車両が周辺車両を認識しドライバが車両を制御するため、合流する車線上を走行する車両に影響を与えることがなく、また路車間通信などの通信技術を用いないためインフラを必要とすることなく合流を支援することができる。

なお、本実施形態では、合流地点において、精度よく自車位置と方向を検出し、後側方車両の位置と大きさを認識することができるので、特許文献１記載技術等の公知の制御技術を使用して、合流地点で合流に最適な位置関係になるような、案内や車両制御をドライバに提供するようにしてもよい。

また、説明した実施形態では、合流車線を走行する後側方車両の位置と大きさ、車間距離を告知する場合について説明したが、更に、後側方車両の車速も検出して告知するようにしてもよい。
この場合、後側方撮像装置１３は、所定時間をおいて後側方画像を２枚撮像し、その間の移動距離から車速を算出して告知する。
速度は、音の長さや音声で告知してもよく、また、モニタに数値を表示するようにしてもよい。
さらに、他車両検出手段として、本実施形態では撮像装置を使用したが、超音波センサや赤外線センサ等の各種センサを用いて合流先道路を走行する他車両を検出することも可能である。

なお、本実施形態としては、車両の前方を撮像して第１画像を得る第１の撮像手段と、車両の後側方を撮像して第２画像を得る第２の撮像手段と、第１の道路と第２の道路との合流地点に配置された所定の目標物の目標物情報を記憶した目標物情報記憶手段と、前記合流地点に対して所定距離内に車両が位置している場合に、車両に対する前記目標物の位置関係を前記第１画像から特定し、該特定した位置関係と前記目標物情報を使用して、車両の位置と方向を検出する検出手段と、前記検出した車両の位置と方向を使用して、前記第２の撮像手段で撮像した前記第２画像から、前記第２の道路を走行する後側方の車両を認識する車両認識手段と、前記認識した前記第２の道路の走行車両を運転者に告知する告知手段と、を走行支援装置に具備させるようにしてもよい。

本発明の１実施形態における走行支援装置の構成図である。 本実施形態による合流支援処理を説明するフローチャートである。 ランプウェイと、本線との間に配置されたゼブラゾーンについての説明図である。 検出した後側方車両の位置と長さの音による告知の方法を概念的に表した説明図である。 モニタによる後側方車両の告知を概念的に表した説明図である。

符号の説明

１０ ＥＣＵ
１１ 高精度道路地図ＤＢ
１２ 前方撮像装置
１３ 後側方撮像装置
１４ 自車両位置検出装置
１５ モニタ
１６ スピーカ
２１ ランプウェイ
２２ 本線
２３ ゼブラゾーン
Ａ ゼブラゾーンの合流点側の頂点
Ｂ ゼブラゾーンのランプウェイ側の白線

Claims (4)

1. 道路の合流地点及び当該合流地点に存在する特定形状を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段と、
   車両の前方に向けて設置され、前記特定形状を撮像する撮像手段と、
   該撮像した画像の特定形状位置により、自車両の位置及び自車両の合流先道路に対する相対角度を算出する算出手段と、
   他車両を検出する他車両検出手段と、
   前記算出した位置及び相対角度に応じて、前記他車両検出手段の検出範囲を設定する範囲設定手段と、
   該設定された検出範囲内に存在する車両が検出された場合、当該検出した車両を運転者に告知する告知手段と、
   を具備することを特徴とする走行支援装置。
   
2. 前記地図データ記憶手段は、交通島の形状及び当該交通島の座標を特定形状として記憶することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
   
3. 前記他車両検出手段は、合流先道路を走行する他車両の大きさと、各車両間の距離とを検出し、
   前記告知手段は、前記検出した車両の大きさ及び各車両間の距離に基づき、音量の強弱及び音の出力間隔を変化させて告知する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走行支援装置。
   
4. 前記撮像手段は、自車位置が前記地図データ記憶手段に記憶された合流地点から所定範囲内に位置している場合に、前記特定形状を撮像する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１の請求項に記載された走行支援装置。

Images