JP2007223431A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な制御により、高速道路等の分岐点における自車両の進行方向を適切に判断して、車両を制御することが可能な車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】本線と、本線から退出する退出路との分岐点において、自車両の進行方向を検出して車両の制御を行なう、車両用制御装置１であって、車両周辺を撮像する撮像手段１０と、撮像手段１０により撮像された画像から、分岐点に特有の所定道路区画線を検出する所定道路区画線検出手段３２と、所定道路区画線検出手段３２により検出された所定道路区画線と自車両の位置関係に基づいて、自車両が退出路へ進行しているか否かの退出判定を行ない、退出判定の結果に基づいて車両の制御を行なう制御手段３０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用制御装置に関し、特に、本線から退出する退出路への分岐点において自車両の進行方向を検出して車両の制御を行なう車両用制御装置に関する。

従来、高速道路等の分岐点において自車両がいずれの方向に進行するかを判断し、この判断結果に基づいて車両の制御を行なうものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、カメラセンサーを用いて白線や破線等の道路区画線の幅が所定幅以上拡大したことを検出した場合に高速道路の分岐点があると判定し、その後、カメラセンサーに撮像される道路区画線の変化や、経路案内の推奨経路がいずれの方向にあるか等、複数の判定結果により自車両が進路変更したことについての信頼度を設定し、この信頼度に基づいて車両の制御を行なっている。
特開２０００−１０５８９８号公報

しかしながら、上記従来の装置においては、複数の判定を行なって信頼度を設定しており、制御が複雑なものとなる。この結果、自車両が分岐点においていずれの方向に進行するか、についての判断に時間がかかり、その後の制御を迅速に行なうことができない場合が生じる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、簡易な制御により、高速道路等の分岐点における自車両の進行方向を適切に判断して、車両を制御することが可能な車両用制御装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、本線と、本線から退出する退出路との分岐点において、自車両の進行方向を検出して車両の制御を行なう、車両用制御装置であって、車両周辺を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から、分岐点に特有の所定道路区画線を検出する所定道路区画線検出手段と、所定道路区画線検出手段により検出された所定道路区画線と自車両の位置関係に基づいて、自車両が退出路へ進行しているか否かの退出判定を行ない、退出判定の結果に基づいて車両の制御を行なう制御手段と、を備えることを特徴とするものである。ここで、退出路とは、例えば、一般道やパーキングエリアへの退出路、ジャンクションにおける他の高速道路路線への接続路、登坂車線、及び乗合自動車停留所付近等をいう
この本発明の一態様によれば、分岐点に特有の所定道路区画線を検出し、所定道路区画線と自車両の位置関係に基づいて自車両が退出路へ進行しているか否かの判定を行なうから、簡易な制御により分岐における自車両の進行方向を適切に判断して、車両を制御することができる。

また、本発明の一態様において、好ましくは、自車両が分岐点の所定範囲内を走行していることを検出する分岐点検出手段を備え、制御手段は、分岐点検出手段により自車両が分岐点の所定範囲内を走行していることが検出された際に、退出判定を行なう手段である。この場合、分岐点検出手段は、例えば、自車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、地図情報を記憶した地図データベースと、を備えるナビゲーション装置である。

また、本発明の一態様において、制御手段は、例えば、所定道路区画線検出手段により検出された所定道路区画線と自車両の道路幅方向の位置関係に基づいて、退出判定を行なう手段であり、撮像手段は、例えば、車両後方を撮像する手段である。

また、本発明の一態様において、制御手段は、退出判定の結果に基づいて、車両の所定制御を行なう手段であってもよいし、車両の変速機の変速段を変更する制御を行なう手段であってもよい。

本発明によれば、簡易な制御により、高速道路等の分岐点における自車両の進行方向を適切に判断して、車両を制御することが可能な車両用制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、図１〜４を用いて、本発明に係る車両用制御装置の一実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る車両用制御装置１の全体構成の一例を示す図である。図示する如く、車両用制御装置１は、主要な構成として、後方カメラ１０と、ナビゲーション装置２０と、退出判定用電子制御ユニット（以下、退出判定用ＥＣＵと称する）３０と、を備える。また、制御対象として、エンジン電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと称する）４０を図示する。なお、以下の説明における車両内の機器間の通信は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の適切な通信プロトコルを用い行なわれる。また、車両用制御装置１が搭載される車両は、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車であるものとした。

後方カメラ１０は、例えば、車体後部のバンパーやナンバープレート周辺等に配設され、広角レンズとＣＣＤカメラによって構成される。後方カメラ２０は、車両後方の斜め下方に向いた光軸を有し、車両後方を撮像すると共に、撮像した画像データを退出判定用ＥＣＵ３０に随時送信している。この画像送信に係る画像信号は、１回の画面表示を奇数段目と偶数段目の２回の走査に分けて行なうことにより画像のちらつきを抑制したインターレース方式を用いて生成される。

ナビゲーション装置２０は、自車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機２２と、ハードディスクやＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体上に地図データを保有する地図データベース２４と、ナビゲーション装置２０全体を制御するナビゲーション装置用電子制御ユニット（以下、ナビゲーション装置用ＥＣＵと称する）２６と、を備え、液晶ディスプレイ等の表示部により地図表示や経路案内表示を出力すると共に、音声により経路案内等を行なう。なお、ナビゲーション装置用ＥＣＵ２６では、自車両の現在位置を検出するに際し、ＧＰＳ受信機２２から入力される入力信号に加え、車速センサーやヨーレートセンサー等の車載センサーからのセンサー出力値により、適宜補正を行なっている。また、ビーコン受信機やＦＭ多重放送受信機を備え、自車両の現在位置を検出するものとしてもよい。

また、特に本実施例の場合、ナビゲーション装置２０は、地図データから高速道路の本線と退出路（後述する破線Ｂにより本線との境界線が示される道路；一般道やパーキングエリアへの退出路、ジャンクションにおける他の高速道路路線への接続路、登坂車線、及び乗合自動車停留所付近をいう）との分岐点を検出し、自車両が分岐点から所定距離（例えば、数［ｍ］〜数百［ｍ］等）手前に至ったときに、分岐点検出信号を退出判定用ＥＣＵ３０に送信する。

ところで、上記退出路では、一般的にカーブや信号、パーキングエリアの場合は駐車場の存在により、減速を必要とすることが多い。そこで、退出路への進行を迅速に検出してシフトダウン等の所定制御を自動的に行なうことにより、円滑に低速走行に移行することができると考えられる。

ここで、ナビゲーション装置２０によって、本線から退出路への退出を検出する場合について考える。一般的に、ナビゲーション装置において、車線の幅程度の現在位置の変化を正確に検出するのは容易ではなく、また検出におけるタイムラグが存在するため、正確且つ適切なタイミングで本線から退出路への退出を検出することは容易ではない。

そこで、本実施例では、退出判定用ＥＣＵ３０において、後方カメラ１０からの画像を解析した結果に基づいて車両の所定制御を行なっている。

退出判定用ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵを中心とするコンピューターであり、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段と通信ポートを備える。また、退出判定用ＥＣＵ３０は、こうしたハードウエアを用いて実現される主要な機能ブロックとして、道路区画線検出部３２と、退出判定部３４と、を備える。

道路区画線検出部３２は、後方カメラ１０が撮像した画像に基づいて２値化処理や特徴点抽出処理を行ない、道路上の道路区画線（白線や黄線、破線、ボッツドッツ等）に該当すると考えられる画素（道路区画線候補点）を選出し、選出した道路区画線候補点のうち道路長手方向に直線的に並んだものを道路区画線であると認識する。

さらに、道路区画線検出部３２は、道路区画線候補点の並んだ態様に基づいて、上記ＲＯＭ等に予め記憶された複数のパターン（実線パターン、破線パターンＡ、破線パターンＢ等に分類される）を用いてパターンマッチング処理を行ない、実線（道路の両端に描かれる）、破線Ａ（片側複数車線の道路において車線を区分するように描かれる）、及び破線Ｂ（高速道路において、本線と、合流路や上記退出路との境界に描かれる；破線Ａよりも太い）を区別して認識する。なお、こうした道路区画線の認識は、後方カメラ１０から画像データが随時入力されるのに応じて繰り返し行なわれる。

道路区画線検出部３２の検出結果を用いて、自車両が走行中の車線を認識することも可能である。図２は、後方カメラ１０が撮像した画像において認識された道路区画線を示す図である。この場合、画像の中心線Ｍから左右方向に関して最も近い道路区画線が、車両左側に実線、そして車両右側に破線Ａであるから、自車両が走行している道路が片側２車線の道路の左側車線を走行していると判断できる。

退出判定部３４は、ナビゲーション装置２０から分岐点検出信号が送信されてから所定時間以内に、後方カメラ１０が撮像した画像から把握される上記破線Ｂと自車両の道路幅方向の位置関係に基づいて、自車両が退出路へ進行しているか否かの判定を行ない、この判定結果に基づいて車両の制御を行なう。この判定の具体的手法の一例を、図３を用いて説明する。

まず、後方カメラ１０が撮像した画像の下部を、例えば３等分し、車両後部左側から右側に向けて、それぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃと定義する。ここで、領域Ａと領域Ｂの境界線は、例えば、自車両の車両幅方向における中心線の延長線とすると、好適である。また、領域Ｂと領域Ｃの境界線は、例えば、自車両の右端部の延長線とすると、好適である。そして、道路区画線がまず領域Ａで検出され、次に領域Ｂで検出され、最後に領域Ｃで検出されたとすると、自車両がより左側の車線に車線変更したと判断することができる。特に、本実施例の場合、検出される道路区画線が破線Ｂであるときには、領域Ａで破線Ｂが検出され、続いて領域Ｂで破線Ｂが検出された場合に、退出路への退出途中であると判定し、その後領域Ｃで破線Ｂが検出された場合に退出路への退出を完了したと判定し、それぞれの判定に基づいて段階的な車両の制御を行なっている。

このように、退出路との境界線に特有の破線Ｂを直接的に検出して車両の制御を行なうため、ナビゲーション装置で退出を判定する場合のようなタイムラグが発生せず、また、複雑な制御を行なうことによる制御の遅延や誤作動等を抑制することができる。

エンジンＥＣＵ４０は、車両のエンジン及び変速機の制御を行なうコンピューター・ユニットである。エンジンＥＣＵ４０は、退出判定用ＥＣＵ３０から制御信号が送信されない通常時には、エンジンに対しては、運転者のアクセル操作に応じて、燃料噴射制御（ＥＦＩ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）や、点火時期制御（ＥＳＡ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｐａｒｋ Ａｄｖａｎｃｅ）、アイドル回転数制御（ＩＳＣ；Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御を集中的に行なっており、変速機に対しては、シフト位置やエンジン回転数等に応じて変速段の指示を行なっている。また、退出判定用ＥＣＵ３０からの制御信号に応じて、上記通常時の制御とは異なる制御を行なっている。なお、変速機は、変速段を変更するための図示しないアクチュエーターを備え、変速段６（最も増速側）〜変速段１（最も減速側）の６段で変速が行なわれるものとする。

以下、自車両が高速道路の本線から退出路に退出する際に、車両用制御装置１が行なう動作について説明する。図４は、退出判定用ＥＣＵ３０が繰り返し実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。

まず、退出判定用ＥＣＵ３０は、所定時間（例えば、数［ｓｅｃ］〜数［ｍｉｎ］等の値に定めることができる）以内に、ナビゲーション装置２０から分岐点検出信号を受信したか否かを検出する（Ｓ１００）。所定時間以内に分岐点検出信号を受信しなかった場合は、退出開始フラグ及び退出途中フラグに０を設定し（Ｓ１７０）、本フローの１ルーチンを終了する。これらのフラグの意義については後述する。

所定時間以内に分岐点信号を受信した場合は、前述した如く破線Ｂが領域Ａで検出されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。破線Ｂが領域Ａで検出された場合は、退出開始フラグに１を設定し（Ｓ１２０）、本フローの１ルーチンを終了する。なお、退出開始フラグは、直近の分岐点信号の受信から所定時間以内に領域Ａで破線Ｂが検出されたか否かを表すフラグであり、上記の如く、領域Ａで破線Ｂが検出された場合に１が、そうでない場合に０が設定される。

破線Ｂが領域Ａで検出されなかった場合は、退出開始フラグが１であり、且つ破線Ｂが領域Ｂで検出されたか否かを判定する（Ｓ１３０）。破線Ｂが領域Ｂで検出された場合は、変速機の変速段を４以下（この時点で変速段が５以上の場合は４へ、４以下の場合はそのまま、の意）に変更すると共にエンジン出力を低下させるようにエンジンＥＣＵ４０に指示すると共に（以下、所定制御１と称する）退出途中フラグに１を設定し（Ｓ１４０）、本フローの１ルーチンを終了する。なお、退出開始フラグは、直近の分岐点信号の受信から所定時間以内に領域Ａで破線Ｂが検出された後に、領域Ｂで破線Ｂが検出されたか否かを表すフラグであり、上記の如く、領域Ｂで破線Ｂが検出された場合に１が、そうでない場合に０が設定される。

破線Ｂが領域Ａで検出された後に領域Ｂで検出された場合は、自車両が退出路に進行している可能性があるが、退出路に進行していると断定するには至らない程度の状態である。従って、必要以上の制御を行なうと、自車両が退出路に進行しなかった場合に不要な制御となるため、後述する所定制御２よりも小さい減速程度をもって車両を減速する所定制御１を実行する。

Ｓ１３０において否定的な判定を得た場合は、退出途中フラグが１であり、且つ破線Ｂが領域Ｃで検出されたか否かを判定する（Ｓ１５０）。破線Ｂが領域Ｃで検出された場合は、変速機の変速段を３以下（この時点で変速段が４以上の場合は３へ、３以下の場合はそのまま、の意）に変更すると共に上記所定制御１よりも大きい低下程度をもってエンジン出力を低下させるようにエンジンＥＣＵ４０に指示し（以下、所定制御２と称する；Ｓ１６０）、退出開始フラグ及び退出途中フラグに０を設定し（Ｓ１７０）、本フローの１ルーチンを終了する。

破線Ｂが領域Ａで検出され、次に領域Ｂで検出された後に領域Ｃで検出された場合は、自車両が退出路に進行している可能性が十分に高い状態である。従って、上記所定制御１よりも大きい減速程度をもって車両を減速する所定制御２を実行し、円滑に低速走行に移行できるようにしている。

このように、本発明の一実施例に係る車両用制御装置１では、退出路との境界線に特有の破線Ｂを直接的に検出するため、簡易な制御により自車両が退出路に進行していることを適切且つ迅速に判定することができる。これにより、退出路において円滑に低速走行に移行することができる。また、この判定の過程に基づいて段階的な車両の制御を行なうから、自車両が退出路に進行している可能性に応じて、不要な制御が行なわれることを抑制すると共に適切な制御を行なうことができる。

すなわち、高速道路等の分岐点における自車両の進行方向を適切に判断して、車両を制御することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、自車両が分岐点から所定距離手前に至ったことの検出は、上記実施例の如くナビゲーション装置２０によって行なうのに限られず、ビーコンやＦＭ多重放送により情報を受信して行なってもよいし、携帯電話の電波網を用いて情報を受信してもよい。

また、自車両が分岐点から所定距離手前に至ったことの検出及び判定（図４のフローチャートにおけるＳ１００）自体を省略しても構わない。

また、所定制御を段階的に行なわず、自車両が退出路に進行している可能性が十分に高いと判断した場合にのみ行なうものとしてもよい。

また、所定制御は、上記実施例の如く、変速機の変速段を自動的に変更する制御及びエンジン出力を低下させる制御を共に行なうものに限られず、これらのいずれかのみを行なうものとしてもよい。また、変速機やエンジンの制御に代えて、又は、加えて、ブレーキ装置から制動力を出力してもよい。ブレーキ装置から制動力を出力する場合、段階的に制御を行なうものとすれば、上記所定制御１としてブレーキブースターの作動準備を行なう等の制御が考えられる。さらに、所定制御として、シフト位置を変更するものとしてもよい。また、車両用制御装置１がＡＴ車に搭載されたものとして例示したが、自動シフトダウンを行なわない場合、ＭＴ（Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車に搭載されても同様の効果を奏するものである。

また、退出判定用ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ４０を含めて、車両内の他のＥＣＵ等に統合されてもよい。

本発明は、少なくとも道路区画線を検出して車両の制御を行なう装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る車両用制御装置１の全体構成の一例を示す図である。 後方カメラ１０が撮像した画像において認識された道路区画線を示す図である。 自車両が退出路へ進行しているか否かの判定を行なう具体的手法の一例を説明するための図である。 退出判定用ＥＣＵ３０が繰り返し実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用制御装置
１０ 後方カメラ
２０ ナビゲーション装置
２２ ＧＰＳ受信機
２４ 地図データベース
２６ ナビゲーション装置用電子制御ユニット
３０ 退出判定用電子制御ユニット
３２ 道路区画線検出部
３４ 退出判定部
４０ エンジン電子制御ユニット

Claims (7)

1. 本線と、該本線から退出する退出路との分岐点において、自車両の進行方向を検出して車両の制御を行なう、車両用制御装置であって、
   車両周辺を撮像する撮像手段と、
   該撮像手段により撮像された画像から、前記分岐点に特有の所定道路区画線を検出する所定道路区画線検出手段と、
   該所定道路区画線検出手段により検出された所定道路区画線と自車両の位置関係に基づいて、自車両が前記退出路へ進行しているか否かの退出判定を行ない、該退出判定の結果に基づいて車両の制御を行なう制御手段と、
   を備えることを特徴とする、車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御手段であって、
   自車両が前記分岐点の所定範囲内を走行していることを検出する分岐点検出手段を備え、
   前記制御手段は、該分岐点検出手段により自車両が前記分岐点の所定範囲内を走行していることが検出された際に、前記退出判定を行なう手段である、
   車両用制御装置。
3. 請求項２に記載の車両用制御手段であって、
   前記分岐点検出手段は、自車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、地図情報を記憶した地図データベースと、を備えるナビゲーション装置である、
   車両用制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用制御手段であって、
   前記制御手段は、前記所定道路区画線検出手段により検出された所定道路区画線と自車両の道路幅方向の位置関係に基づいて、前記退出判定を行なう手段である、
   車両用制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用制御手段であって、
   前記撮像手段は、車両後方を撮像する手段である、
   車両用制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用制御手段であって、
   前記制御手段は、前記退出判定の結果に基づいて車両の減速制御を行なう手段である、
   車両用制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用制御手段であって、
   前記制御手段は、前記退出判定の結果に基づいて車両の変速機の変速段を変更する制御を行なう手段である、
   車両用制御装置。

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