JP2008083816A - 自動車の走行制御システム、および、車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両制御のために、地物を早い時期に高精度で認識すること。
【解決手段】車両制御装置１００は、車両１０の周辺の地物を認識して道路環境の情報を取得する第１の道路環境情報取得手段と、前記第１の道路環境情報取得手段で認識した地物とは異なる地物を認識して道路環境の情報を取得する第２の道路環境情報取得手段と、前記第１の道路環境情報取得手段により取得した第１の道路環境情報と前記第２の道路環境情報取得手段により取得した第２の道路環境情報に応じて自車前方の道路環境を認識する道路環境認識手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の走行制御システム、および、車両制御装置に関する。

車両前方に料金所が存在するか否かを判定する技術が知られている。

例えば、特許文献１に示された技術は、車両位置を算出し、地図データベースから車両位置周辺の地図データを取得し、車両位置と当該地図データとを照らし合わせることで、車両の進行方向前方に料金所が存在するか否かを判定する。

また、特許文献２に示された技術は、レーダを用いて料金所のスキャニングを行い、検出される反射点の数が他の前方物体をスキャニングした際に検出される反射点の数に比して非常に大きくなることを利用して料金所を判定する方式が記載されている。
特開２００１−１３４７９４号公報 特開２００４−６９３２８号公報

地物は、料金所、ランプウェイ、インターチェンジ、パーキングエリア、カーブ、踏切、交差点などの車両制御が必要な道路上の位置である。これらの地物を早い時期に高精度で認識することが、求められている。これにより、料金所などが存在するかどうかを判定して車両の速度を制御したり、乗員への報知を行ったりすることができる。

例えば、自動料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System）が普及しているため、一般料金所とＥＴＣを識別して料金所通過時の速度を変更したり、車両の走行状況を乗員に報知したりする必要がある。そのため、地物である料金所の種別を早い時期に高精度で認識することは、有効である。

しかし、前記の各特許文献に記載された技術は、こうした要望には充分に応えていない。

まず、特許文献１に示された技術は、精度が不十分である。新しく料金所が建設された場合には、その料金所が地図データベースに反映されている必要がある。しかし、地図データベースの頻繁な更新には、現地での測量等も含め大幅なコストアップが生じてしまう。更新されていない古い地図データベースでは、地物を充分に認識できない。

一方、特許文献２に示された技術は、認識の時期が遅れる。レーダ単体による認識では、照射距離やスキャニング性能の点で物理的な限界がある。例えば、速度制御を行う場合には、料金所のかなり手前で減速を開始するために、ロングレンジを照射可能なレーダを搭載する必要がある。また、料金所通過時の速度を精度良く制御するために、スキャニングの範囲を大幅に向上させる必要がある。こうした設備を搭載すると大幅なコストアップが生じてしまうため、現状の狭い範囲の認識では、地物に接近するまで認識が行われない。

そこで本発明は、車両制御のために、地物を早い時期に高精度で認識することを主な課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、自車周辺の地物を認識して道路環境の情報を取得する第１の道路環境情報取得手段と、前記第１の道路環境情報取得手段で認識した地物とは異なる地物を認識して道路環境の情報を取得する第２の道路環境情報取得手段と、前記第１の道路環境情報取得手段により取得した第１の道路環境情報と前記第２の道路環境情報取得手段により取得した第２の道路環境情報に応じて自車前方の道路環境を認識する道路環境認識手段と、を有することを特徴とする。その他の手段は、後記する。

本発明によれば、第２の道路環境情報取得手段が地物そのものを認識する前に、第１の道路環境情報取得手段が異なる地物（例えば、地物への道路標識）を認識することで、地物を早い時期に高精度で認識することができる。よって、運転者に違和感の無い速度制御や乗員への報知を実現する。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、地物認識を示す状態遷移図である。この状態遷移図は、４つの状態を示している。

ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）認識中１０１ａの状態は、ＧＰＳにより取得した車両位置と、目的の地物の位置との距離を計算する状態である。この距離が、所定値以下になったときに、地物に近づいたとして、地物への道路標識認識中１０１ｂの状態へと遷移する。

地物への道路標識認識中１０１ｂの状態は、車両に搭載されたカメラ（撮像装置）により撮影された画像データから、地物への道路標識を認識する状態である。地物への道路標識とは、道路の進行先に地物が存在する旨を視覚的に運転手に知らせる標識であり、例えば、「２ｋｍ先に、○△ジャンクションあり」と記されている。これにより、車両制御装置（詳細は後記）は、○△ジャンクションという地物が２ｋｍ先に存在することがわかる。地物までの計算した距離が、所定値以下になったときに、地物に近づいたとして、地物認識中１０１ｃの状態へと遷移する。

地物認識中１０１ｃの状態は、車両に搭載されたカメラにより撮影された画像データから、地物を認識する状態である。地物までの計算した距離が、所定値以下になったときに、地物に到着したとして、車両制御中１０１ｄの状態へと遷移する。

車両制御中１０１ｄの状態は、地物に対応する車両制御を実施している状態である。例えば、地物がジャンクションであるとき、そのジャンクションを左折するという車両制御が実施される。車両制御が終了したら、次の地物に向かうため、再びＧＰＳ認識中１０１ａの状態へと遷移する。

以上説明したように、地物への道路標識認識中１０１ｂの状態は、ＧＰＳ認識中１０１ａの状態と、地物認識中１０１ｃの状態との間に設定されている。この地物への道路標識認識中１０１ｂの状態において、車両位置を道路標識の位置へと補正してもよい。これにより、車両位置の精度が向上する。

また、地物への道路標識認識中１０１ｂの状態において、車両制御中１０１ｄの状態に行われる車両制御の前準備となる車両制御を実施してもよい。これにより、地物に到着してから急に車両制御を実施する方式に比べ、余裕を持ってスムーズな車両制御が実施できる。

図２は、車両前方に取付けられたフロントカメラの撮影画像を示す説明図である。以下、地物の一例として、料金所を挙げて説明する。なお、料金所の認識結果は、車両の速度制御や乗員への報知に活用される。

図２（ａ）は、地物への道路標識認識中１０１ｂ（図１参照）に認識される地物への道路標識の一例を示す説明図である。高速道路などの有料道路３５１には、左側にガードレール３５４が設置されている。道路標識３５２は、料金所までの距離（例えば１ｋｍ）を示す。道路標識３５３は、ＥＴＣゲートの場所を示す。道路標識３５２および道路標識３５３は、例えば、その文字や色および形状を検出することで、料金所への道路標識として認識される。

なお、道路標識３５３の周辺画像を予め記憶しておき、記憶されている画像と、フロントカメラからリアルタイムで取得した画像とのパターンマッチング（標識のサイズ等を認識）により道路標識３５３を認識してもよい。さらに、道路標識３５３に示されている車線数に応じて車両前方の料金所の情報（レーン数やＥＴＣゲートの位置）を求めることも可能である。

図２（ｂ）は、地物認識中１０１ｃ（図１参照）に認識される地物の一例を示す説明図である。高速道路などの有料道路６０１には、料金所のゲート６０２が設置されている。料金所のゲート６０２の検出方法としては、案内板（一般）６１１、案内板（ＥＴＣ）６２１、および、案内板（ＥＴＣ／一般）６２５の文字や色や形状を認識してもよい。料金所のゲート６０２の他の検出方法としては、道路標示（一般用、白線）６１２、道路標示（ＥＴＣ用，青地に白色の目印）６２２の色や形状を認識してもよい。

また、一般用ブース６１３，ＥＴＣ用遮断機６２３の色や形状を認識してもよいし、料金所ゲート６０２に設置されている信号６１４，６２４の色や形状を認識して料金所ゲート６０２までの距離を算出してもよい。さらに、料金所の周辺画像を予め記憶しておき、記憶されている画像とリアルタイムで取得した画像のパターンマッチング（案内板や道路標示、ブースや遮断機のサイズ、またはゲートの形状等を認識）を行うことにより料金所を認識してもよいし、リアカメラを用いて道路標示６１２、６２２を認識してもよい。

図３は、自動車システムを示す構成図である。この自動車システムは、車両前方の道路環境を認識し、認識された道路環境に応じて車両の制御および乗員への報知を行う。

車両１０には、エンジン５および変速機６が搭載され、エンジン５で発生した動力は変速機６を介して動力分割機構７に入力される。動力分割機構７に入力した動力はプロペラシャフト８，９に配分され、タイヤ２１，２２に伝達される。なお、エンジン５のトルクは、図示しないエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）の制御信号に従い、調整（制御）される。

タイヤ２１，２２にはそれぞれ、ブースター等のアクチュエータにより制御されるブレーキ１１，１２が取付けられ、運転者のブレーキ操作または図示しないブレーキＥＣＵの制御信号によりタイヤ２１，２２に摩擦力を発生させて車両１０の制動力を調整（制御）する。

また、車両１０には、画像情報を取得して外界状況を検出するフロントカメラ１およびリアカメラ２、ＧＰＳ衛星４を利用して車両位置に関する情報（おもに緯度、経度）を受信するアンテナを含み、現在位置の緯度経度を求めるＧＰＳレシーバ３が搭載され、これらのセンサ（カメラ、アンテナ）およびエンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ等とＬＡＮ（Local Area Network）により通信を行う車両制御装置１００が搭載されている。

次に、車両制御装置１００の構成について説明する。

車両制御装置１００は、距離予測手段１０１、道路標識認識手段１０２（標識認識手段）、距離推定手段１０３（標識認識手段）、料金所認識手段１０４（地物認識手段）、距離補正手段１０５（地物認識手段）から構成される。これらの各手段は、車両制御装置１００の図示しないコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）が、予め定められた周期でプログラムをメモリに読み込んで実行することで、実現される。なお、本実施形態において、「第１の道路環境情報取得手段」は道路標識認識手段１０２に対応し、「第２の道路環境情報取得手段」は料金所認識手段１０４に対応し、「道路環境認識手段」は、距離推定手段１０３および距離補正手段１０５に対応する。

距離予測手段１０１は、ＧＰＳレシーバ３からのＧＰＳ信号（車両の緯度、経度、高度などの情報）と地図データベースに応じて現在の車両位置から料金所までの距離を予測し、予測距離を出力する。

道路標識認識手段１０２は、距離予測手段１０１により出力された予測距離に応じて料金所への道路標識を認識して出力する。

距離推定手段１０３は、距離予測手段１０１により出力された予測距離と、道路標識認識手段１０２により出力された道路標識の情報とに応じて、現在の車両位置から料金所までの距離を推定し、推定距離を出力する。

料金所認識手段１０４は、距離推定手段１０３により出力された推定距離に応じて、料金所を認識し、料金所の情報を出力する。

距離補正手段１０５は、距離推定手段１０３により出力された推定距離と料金所認識手段１０４により出力された料金所の情報に応じて、現在の車両位置から料金所までの距離を補正する。

なお、道路標識認識手段１０２および料金所認識手段１０４は、少なくとも１つのカメラ（フロントカメラ１、リアカメラ２）を利用することが望ましい。例えば、車両前方に取付けられた１つのフロントカメラにより撮像された画像を利用し、１つの画像処理プロセッサに２つの画像処理ロジック（例えば、道路標識認識手段１０２、料金所認識手段１０４）を実装することにより、カメラの増加によるコストアップを低減できる。

図４は、ＧＰＳ認識中の状態を示すフローチャートである。

図４（ａ）は、地図データベース上での車両位置を示す模式図である。出発地Ｐ０から目的地Ｐｎまでの経路には、各地物Ｐ１〜Ｐｎ−１が存在する。車両位置Ｑは、出発地Ｐ０と地物Ｐ１との間に位置する。

図４（ｂ）は、距離予測手段１０１の処理内容を示すフローチャートである。

まず、Ｓ２０１において、ＧＰＳ信号を読み込む。次に、Ｓ２０２において、Ｓ２０１において読み込まれたＧＰＳ信号に応じて地図データベースの検索を行う。そして、Ｓ２０３において、Ｓ２０２にて行われた地図データベースの検索結果に応じて地図データベース上の車両位置Ｑの更新処理を行う。

なお、Ｓ２０３においては、前記したようにＧＰＳ信号に基づいて地図データベース上の車両位置Ｑを特定してもよいし、良く知られている自律航法により地図データベース上の車両位置を特定してもよい。自律航法は、車輪速度、操舵角、加速度センサ等を用いて出発地Ｐ０から現在の車両位置Ｑまでの距離を算出する。

次に、Ｓ２０４において、車両位置Ｑから前方ｎ番目の地物（Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｎ）までの検索処理を行い、検索した地物の中に料金所が存在するか否かの判定を行う。料金所が存在すると判定された場合には（Ｓ２０４，Ｙｅｓ）、車両位置Ｑから料金所までの距離を予測し、その結果を予測距離Ｌｐに更新する（Ｓ２０５）。式（１）に、ｋ番目の地物Ｐｋに料金所が存在する場合の予測距離Ｌｐの算出方法を示す。式（１）において、右辺の第１項は車両位置Ｑから地物Ｐ１までの距離を示しており、その他の項は各地物間の距離を示している。
Ｌｐ＝｜Ｑ−Ｐ１｜＋｜Ｐ１−Ｐ２｜＋…＋｜Ｐｋ−１ − Ｐｋ｜ （ただし，１≦ｋ≦ｎ）…（１）

一方、料金所が存在しないと判定された場合には（Ｓ２０４，Ｎｏ）、予測距離Ｌｐに予め定められた所定値（例えば、５ｋｍなどの余裕をもった最大値）を代入する（Ｓ２０６）。

以上説明したように、ＧＰＳ信号と地図データベースを用いて距離予測手段１０１により車両位置Ｑから料金所Ｐ１までの距離を予測することが可能となる。

図５は、料金所への道路標識認識中の状態を示すフローチャートである。図５（ａ）のフローチャートは、道路標識認識手段１０２によって実行される。

まず、Ｓ３０１において、距離予測手段１０１により出力された予測距離Ｌｐを読み込む。次に、Ｓ３０２において、予測距離Ｌｐが所定値（例えば、１．２ｋｍ）よりも小さいか否かの判定を行う。予測距離Ｌｐが所定値以上となっている場合（Ｓ３０２，Ｎｏ）には車両が料金所に近づいていないと判定して処理を終了する。予測距離Ｌｐが所定値よりも小さいと判定された場合には（Ｓ３０２，Ｙｅｓ）、車両が料金所に近づいていると判断してＳ３０３に進む。

次に、Ｓ３０３において、図２（ａ）に示すフロントカメラの画像を読み込み、Ｓ３０４に進む。次に、Ｓ３０４において、Ｓ３０３にて読み込まれた画像データに応じて道路標識情報を検出して処理を終了する。

以上説明したように、道路標識認識手段１０２により道路標識を認識して料金所の情報を検出することが可能となる。また、予測距離Ｌｐが所定の範囲内のときのみ画像処理を行うことにより、画像処理プロセッサの負荷を低減することができる。

図５（ｂ）のフローチャートは、距離推定手段１０３によって実行される。

まず、Ｓ４０１において、距離予測手段１０１により出力された予測距離Ｌｐを読み込み、Ｓ４０２において、道路標識認識手段１０２により出力された料金所への道路標識の情報（標識情報）を読み込む。次に、Ｓ４０３において、Ｓ４０２にて読み込まれた道路標識の情報に応じて、図２（ａ）に示す各道路標識が存在するか否かの判定を行う。

まず、道路標識が存在しない場合には（Ｓ４０３，Ｎｏ）、推定距離Ｌｓに予測距離Ｌｐを代入して（Ｓ４０８）処理を終了する。一方、道路標識３５２や３５３が存在する場合には（Ｓ４０３，Ｙｅｓ）、推定距離候補値Ｌｓｂの更新処理（Ｓ４０４）を行う。Ｓ４０４では、道路標識情報として検出された道路標識３５２（図２（ａ）参照）に示されている料金所までの距離に応じて推定距離候補値Ｌｓｂを算出してもよいし、所定のデータベースに記憶されている各道路標識（図２（ａ）参照）の位置から推定距離候補値Ｌｓｂを算出してもよい。

次に、Ｓ４０５において、Ｓ４０４にて更新された推定距離候補値Ｌｓｂが予測距離Ｌｐよりも小さいか否かの判定を行う。判定が成立している場合には（Ｓ４０５，Ｙｅｓ）、推定距離Ｌｓの更新処理（Ｓ４０６）を行う。Ｓ４０６では、式（２）で示すような変化量制限処理を行い、推定距離Ｌｓを推定距離候補値Ｌｓｂに徐々に漸近させる。ここで、Ｌｓｚは推定距離Ｌｓの一周期前の値であり、ｃＤＬｓ＃は変化量制限値（定数）である。
Ｌｓ＝Ｌｓｚ−ｃＤＬｓ＃
リミッタ Ｌｓ≧ Ｌｓｂ…（２）

また、判定が成立していない場合（Ｓ４０５，Ｎｏ）には推定距離Ｌｓの更新処理（Ｓ４０７）を行う。Ｓ４０７では、式（３）で示すような変化量制限処理を行い、推定距離Ｌｓを推定距離候補値Ｌｓｂに徐々に漸近させる。
Ｌｓ＝Ｌｓｚ＋ｃＤＬｓ＃
リミッタ Ｌｓ≦ Ｌｓｂ…（３）

以上説明したように、距離推定手段１０３を用いることにより、距離予測手段１０１により出力された予測距離と道路標識認識手段１０２により出力された道路標識の情報に応じて現在の車両位置から料金所までの距離を推定することが可能となり、地図データに加えて道路標識の画像情報を利用することで現在の車両位置から料金所までの距離を精度良く推定することができる。

図６は、料金所認識中の状態を示すフローチャートである。図６（ａ）のフローチャートは、料金所認識手段１０４によって実行される。

まず、Ｓ５０１において、距離推定手段１０３により出力された推定距離Ｌｓを読み込む。次に、Ｓ５０２において、推定距離Ｌｓが所定値（例えば、１００ｍ）よりも小さいか否かの判定を行う。推定距離Ｌｐが所定値以上となっている場合（Ｓ５０２，Ｎｏ）にはフロントカメラ１による料金所の認識が不可と判断して処理を終了する。推定距離Ｌｓが所定値よりも小さいと判定された場合（Ｓ５０２，Ｙｅｓ）にはフロントカメラ１による料金所の認識が可能であると判断してＳ５０３に進む。

次に、Ｓ５０３において、図２（ｂ）に示すフロントカメラ１の画像を読み込み、Ｓ５０４に進む。次に、Ｓ５０４において、Ｓ５０３にて読み込まれた画像データに応じて料金所情報を検出して処理を終了する。

以上説明したように、料金所認識手段１０４により料金所を認識して料金所の情報を検出することが可能となる。また、推定距離Ｌｓが所定の範囲内のときのみ画像処理を行うことにより、画像処理プロセッサの負荷を低減することができる。

図６（ｂ）のフローチャートは、距離補正手段１０５によって実行される。

まず、Ｓ７０１において、距離推定手段１０３により出力された推定距離Ｌｓを読み込み、Ｓ７０２において、料金所認識手段１０４により出力された料金所の情報を読み込む。次に、Ｓ７０３において、Ｓ７０２にて読み込まれた料金所の情報に応じて、車両周辺に図２（ｂ）に示す料金所が存在するか否かの判定を行う。

料金所が存在しない場合には（Ｓ７０３，Ｎｏ）、距離Ｌｔに推定距離Ｌｓを代入して（Ｓ７０８）処理を終了する。また、料金所が存在する場合には（Ｓ７０３，Ｙｅｓ）距離候補値Ｌｔｂの更新処理（Ｓ７０４）を行う。Ｓ７０４では、料金所認識手段１０４により認識された料金所の情報に応じて距離候補値Ｌｔｂを算出する。また、予めデータベースとして記憶されている料金所を示すもの（図２（ｂ）参照）の位置から距離候補値Ｌｔｂを算出してもよい。

次に、Ｓ７０５において、Ｓ７０４にて更新された距離候補値Ｌｔｂが距離Ｌｔよりも小さいか否かの判定を行う。判定が成立している場合には（Ｓ７０５，Ｙｅｓ）、距離Ｌｔの更新処理（Ｓ７０６）を行う。Ｓ７０６では、式（４）で示すような変化量制限処理を行い、距離Ｌｔを距離候補値Ｌｔｂに徐々に漸近させる。ここで、Ｌｔｚは距離Ｌｔの一周期前の値であり、ｃＤＬｔ＃は変化量制限値（定数）である。
Ｌｔ＝Ｌｔｚ−ｃＤＬｔ＃
リミッタ Ｌｔ≧ Ｌｔｂ…（４）

また、判定が成立していない場合（Ｓ７０５，Ｎｏ）には距離Ｌｔの更新処理（Ｓ７０７）を行う。Ｓ７０７では、式（５）で示すような変化量制限処理を行い、距離Ｌｔを距離候補値Ｌｔｂに徐々に漸近させる。
Ｌｔ＝Ｌｔｚ＋ｃＤＬｔ＃
リミッタ Ｌｔ≦ Ｌｔｂ…（５）

以上説明したように、距離補正手段１０５を用いることにより、距離推定手段１０３により出力された推定距離と料金所認識手段１０４により出力された料金所の情報に応じて現在の車両位置から料金所までの距離を補正することが可能となり、料金所の画像情報を利用することで現在の車両位置から料金所までの距離を高精度に求めることができる。

図７は、料金所手前で速度制御を行い、料金所ゲートを通過する際に乗員への報知を行う場合を示すグラフである。車両制御装置１００の速度制御手段および報知手段（図示省略）は、ブレーキやスロットルなどを制御して、図７のグラフに示される処理を実行する。

グラフの横軸は車両位置を示しており、縦軸は現在の車両位置から料金所までの距離、目標速度ＴＶＳＰおよび案内フラグｆＧＵＩＤＥを示している。ここで、案内フラグｆＧＵＩＤＥは、現在の走行状況を乗員へ報知するためのフラグであり、ｆＧＵＩＤＥがセットされているときには音声ガイドや警報を用いて乗員への報知を実施する。また、図７において、料金所ゲートの正確な位置は、ｇ点と仮定する。

最初に、図の破線で示すケース「１」（予測距離Ｌｐのみを利用した場合）について説明する。ａ点で、地図データベースの検索により料金所が検出されると、車両が料金所に近づくにつれて図の破線で示す予測距離Ｌｐが徐々に低下する。その後、ｂ点で、予測距離Ｌｐが所定の閾値よりも小さくなると、料金所手前での自動減速を行うために図の実線で示す目標速度ＴＶＳＰが初速Ｖｏから徐々に低下する。

ここで、予測距離Ｌｐのみを利用した場合には、ＧＰＳ信号や地図データベースの誤差により料金所までの距離に誤差が生じ、料金所ゲートの位置がｅ点であると誤認識してしまうため、ｅ点で目標速度ＴＶＳＰが最終速度Ｖｆに収束するように設定され、案内フラグｆＧＵＩＤＥもｅ点でセットされるように設定される。したがって、料金所の手前で減速が終了することによる運転者の違和感や音声ガイドおよび警報タイミングのずれによる乗員の不快感が発生する。

次に、図の点線で示すケース「２」（予測距離Ｌｐに加え、推定距離Ｌｓを利用した場合）について説明する。ｂ点までの制御は前記したケース１と同様であるが、図のｃ２点で予測距離Ｌｐが所定値よりも小さくなると、料金所への道路標識が存在すると判定して道路標識認識手段１０２による画像処理が開始される。

その後、ｃ点で、道路標識の情報が検出されると、距離推定手段１０３により推定距離Ｌｓが演算され、料金所ゲートの位置がｅ点からｆ点に補正される。この補正にともない、目標速度ＴＶＳＰもｆ点で最終速度Ｖｆに収束するように補正され、案内フラグｆＧＵＩＤＥもｆ点でセットするように補正される。道路標識の情報から算出した料金所までの距離はＧＰＳ信号や地図データから算出した料金所までの距離と比較して誤差が少ないため、これらの補正により速度制御および乗員への報知タイミングの精度向上が図れる。

次に、図の実線で示すケース「３」（予測距離Ｌｐ、推定距離Ｌｓに加え補正後の距離Ｌｔを利用した場合）について説明する。

ｃ点までの制御は前記したケース「２」と同様であるが、ｄ２点で推定距離Ｌｓが所定値よりも小さくなると、料金所ゲートが存在すると判定して料金所認識手段１０４による画像処理が開始される。その後、ｄ点で、料金所が認識されると、距離補正手段１０５により距離Ｌｔが演算され、料金所ゲートの位置がｆ点からｇ点に補正される。

この補正にともない、目標速度ＴＶＳＰもｇ点で最終速度Ｖｆに収束するように補正され、案内フラグｆＧＵＩＤＥもｇ点でセットするように補正される。料金所の案内板や道路標示等の情報から算出した料金所までの距離は前記の道路標識の情報から算出した料金所までの距離と比較して誤差が少ないため、これらの補正により速度制御の精度および乗員への報知タイミングの精度がさらに向上する。

以上説明したように、距離推定手段１０３により出力された推定距離Ｌｓおよび距離補正手段１０５により出力された距離Ｌｔに応じて速度制御の目標値や乗員への報知タイミングを決定することにより、料金所手前で減速が終了することによる運転者の違和感や音声ガイドおよび警報タイミングのずれによる乗員の不快感を低減できる。

なお、速度制御手段は、標識、案内板および道路標示の情報から料金所の種類を識別する料金所識別手段により識別された料金所の種類に応じて前記速度制御の目標値を切り替えてもよい。例えば、最終速度Ｖｆを、一般料金所では０ｋｍ／ｈ（停止）に設定し、ＥＴＣでは２０ｋｍ／ｈに設定して料金所通過時の速度を制御することにより運転者の利便性が向上できる。

さらに、速度制御の他に、認識した道路環境に応じて、横方向の制御を行うことも可能である。例えば、道路標示６１２や６２２（図２（ｂ）参照）に応じてステアリングを制御することにより現在の走行車線を維持するレーンキープ制御を実施してもよいし、認識された分岐路の情報と地図情報とを組み合わせる従来のナビゲーションによる経路案内に加えて、自動的に車両の経路誘導を行う制御を実施してもよい。

以上説明した本発明は、以下のようにその趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。

例えば、料金所認識手段１０４は、ＥＴＣ受信機から送信された情報（ＥＴＣの利用可否など）に応じて料金所の種類を識別してもよい。例えば、ＥＴＣ受信機にてＥＴＣカードを挿入しているか否かの判定を行い、ＥＴＣカードが挿入されている場合には音声ガイド等によりＥＴＣレーンへの誘導を行い、最終速度Ｖｆを２０ｋｍ／ｈに設定する。

なお、ＥＴＣカードが未挿入の場合には音声ガイド等により一般レーンへの誘導を行い、最終速度Ｖｆを０ｋｍ／ｈ（停止）に設定する。このような方式を用いることで、ＥＴＣカード未挿入の車がＥＴＣゲートに進入することを未然に防止することが可能となり、運転者の利便性向上および料金所付近での渋滞解消が図れる。

また、地物は、例示した料金所の代わりに、様々なものを活用することができる。

地物として分岐路を活用する一例を説明する。例えば、高速道路のランプウェイやインターチェンジ、パーキングエリア等の分岐路においても、手前に図２（ａ）に示す各道路標識と同様の標識が存在しているため、標識認識手段を適用することが可能である。このとき、地物認識手段は、分岐路直前に存在する案内板（例えば、高速道路のパーキングエリアでは「Ｐ」と記載している緑色の案内板）を認識する。

地物としてカーブを活用する一例を説明する。カーブにおいては、「前方急カーブ」を示す標識を利用することにより標識認識手段を適用することが可能である。このとき、地物認識手段は、白線からカーブ曲率やカーブ手前の緩和曲線を認識する。

地物として踏切を活用する一例を説明する。踏切においては、「前方踏切」を示す標識を利用することにより本発明の標識認識手段を適用することが可能である。このとき、地物認識手段は、踏切の遮断機や赤色の点滅灯を認識する。

地物として交差点を活用する一例を説明する。交差点においては、道路に案内板（方向や距離を白色文字で記載している青色背景色の案内板）が設置されているため、標識認識手段として５００ｍ手前の案内板を認識し、地物認識手段として交差点直前の案内板を認識する。

図８は、複数回の標識認識を行う場合を示す説明図である。まず、標識認識手段が第１標識「２ｋｍ先○△分岐点」を認識すると、車両制御「左車線に変更」が実施される。次に、標識認識手段が第２標識「５００ｍ先○△分岐点」を認識すると、車両制御「６０ｋｍ／ｈに減速」が実施される。そして、地物認識手段が第３標識「○△分岐点」を認識すると、車両制御「左方向へ進行」が実施される。このように、複数の標識それぞれに対応して段階的に車両制御を実施することで、車両乗員への負担を軽減することができ、乗り心地がよくなる。

本発明の一実施形態に関する地物認識を示す状態遷移図である。 本発明の一実施形態に関する車両に搭載されたカメラの撮影画像を示す説明図である。 本発明の一実施形態に関する自動車システムを示す構成図である。 本発明の一実施形態に関するＧＰＳ認識中の状態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する地物への道路標識認識中の状態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する地物認識中の状態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する料金所手前で速度制御を行い、料金所ゲートを通過する際に乗員への報知を行う場合を示すグラフである。 本発明の一実施形態に関する複数回の標識認識を行う場合を示す説明図である。

符号の説明

１ フロントカメラ
２ リアカメラ
３ ＧＰＳレシーバ
４ ＧＰＳ衛星
５ エンジン
６ 変速機
７ 動力分割機構
８、９ プロペラシャフト
１０ 車両
１１、１２ ブレーキ
２１、２２ タイヤ
１００ 車両制御装置
１０１ 距離予測手段
１０２ 標識認識手段
１０３ 距離推定手段
１０４ 地物（料金所）認識手段
１０５ 距離補正手段

Claims (15)

1. 自車周辺の地物を認識して道路環境の情報を取得する第１の道路環境情報取得手段と、
   前記第１の道路環境情報取得手段で認識した地物とは異なる地物を認識して道路環境の情報を取得する第２の道路環境情報取得手段と、
   前記第１の道路環境情報取得手段により取得した第１の道路環境情報と前記第２の道路環境情報取得手段により取得した第２の道路環境情報に応じて自車前方の道路環境を認識する道路環境認識手段と、
   を有することを特徴とする自動車の走行制御システム。
2. 前記第１の道路環境情報取得手段は料金所の道路標識を認識する道路標識認識手段であり、前記第２の道路環境情報取得手段は料金所の案内板または道路標示を認識する料金所認識手段であることを特徴とする請求項１に記載の自動車の走行制御システム。
3. 前記道路環境認識手段は、前記道路標識認識手段により認識された道路標識の情報に応じて料金所までの距離を推定する距離推定手段と、前記距離推定手段により推定された推定距離と前記料金所認識手段により認識された料金所の案内板または道路標示の情報に応じて料金所までの距離を検出する距離補正手段で構成されることを特徴とする請求項２に記載の自動車の走行制御システム。
4. 前記道路環境認識手段により認識された道路環境に応じて自車を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動車の走行制御システム。
5. 前記道路環境認識手段により認識された道路環境に応じて自車の走行状況を乗員に報知する報知手段と、を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動車の走行制御システム。
6. 前記第１の道路環境情報取得手段および前記第２の道路環境取得手段は、少なくとも１つの撮像装置によって撮像された画像を利用することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動車の走行制御システム。
7. ＧＰＳ信号と地図データベースに応じて車両位置から地物までの予測距離を計算する距離予測手段と、
   前記予測距離が所定距離内のときに、車両の進行先に存在する地物への標識を認識し、前記地物への標識の情報および前記予測距離に応じて、前記車両位置から前記地物までの推定距離を計算する標識認識手段と、
   前記推定距離が所定距離内のときに、前記地物を認識し、前記地物の情報および前記推定距離に応じて前記車両位置から前記地物までの補正距離を計算する地物認識手段と、
   前記補正距離が所定距離内のときに、前記地物に到着したとして、車両を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。
8. 前記制御手段は、認識された標識および前記地物に応じて車両の走行状況を乗員に通知することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
9. 前記標識認識手段は、車両に搭載された１つ以上のカメラによって撮像された画像から、前記地物への標識を認識することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記地物認識手段は、車両に搭載された１つ以上のカメラによって撮像された画像から、前記地物を認識することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両制御装置。
11. 前記標識認識手段は、料金所への標識を認識し、前記地物認識手段は、料金所の案内板または道路標示を認識することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
12. 前記標識認識手段は、高速道路のランプウェイ、インターチェンジ、または、パーキングエリアとして構成される分岐路への標識を認識し、前記地物認識手段は、分岐路の案内板を認識することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
13. 前記標識認識手段は、「前方急カーブ」を示す標識を認識し、前記地物認識手段は、道路上の白線からカーブ曲率およびカーブ手前の緩和曲線を認識することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
14. 前記標識認識手段は、「前方踏切」を示す標識を認識し、前記地物認識手段は、踏切の遮断機および赤色の点滅灯を認識することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
15. 交差点を示す方向および距離を白色文字で記載している青色背景色の案内板について、前記標識認識手段は、交差点手前の案内板を認識し、前記地物認識手段は、交差点直前の案内板を認識することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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