JP2008129871A - 走行環境推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
外部からの情報に頼ることなく、混雑状況などを推定することができる走行環境推定装置を提供する。
【解決手段】走行環境推定装置ＥＣＵ１は、視線方向検出部１１、物標検出部１２、および混雑状況推定部１３を備える。視線方向検出部１１は、ドライバ撮像カメラ２から出力される画像に基づいて運転者の視線方向を検出する、物標検出部１２は、ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波情報に基づいて、自車両の周囲の物標数を検出する。混雑状況推定部１３は、運転者の視線方向と物標の位置との一致度に基づいて、自車両の周囲度混雑度を推定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両が走行する周囲の走行環境を推定する走行環境推定装置に関するものである。

従来、車両の走行支援や安全の確保を目的として、オートクルーズコントロールシステム、プリクラッシュセイフティシステム、レーンキープアシストシステムなどの各制御システムが開発されている。このような制御システムにおいては、各種センサによって車両の周囲環境を検出し、検出した周囲環境に基づいた制御を行っている。

周囲環境を検出する検出システムとしては、たとえば特開２００４−９４２６７号公報に開示された車両用安全装置に装備されたものがある。この検出システムでは、ＶＩＣＳセンターから提供される交通情報を用いて渋滞領域を検出し、この状態領域と車両の現在位置との位置関係によって周囲環境を推定している。
特開２００４−９４３６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された制御システムでは、ＶＩＣＳセンターから提供される交通情報などの外部から供給される情報のみによって渋滞領域を検出している。このため、ＶＩＣＳセンターから提供される交通情報の精度が低い場合には、自車両の周囲の混雑状況などの周囲環境について、正確な状況を得ることが困難であるという問題があった。また、ＶＩＣＳセンターからの渋滞情報が途絶えた場合には、混雑状況を把握することができなくなるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、外部からの情報に頼ることなく、混雑状況などを推定することができる走行環境推定装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る走行環境推定装置は、運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、検出した運転者の視線方向に基づいて、道路混雑状況を推定する混雑状況推定手段と、を備えて構成される。

本発明に係る走行環境推定装置においては、運転者の視線方向を検出し、検出した運転者の視線方向に基づいて、道路混雑状況を推定している。このため、ＶＩＣＳセンターからの渋滞情報などの外部からの情報に頼ることなく、自車両の周囲の混雑状況などを推定することができる。

ここで、自車両の周辺の物標の情報を検出する物標検出手段をさらに備え、検出した物標の情報と検出した運転者の視線方向に基づいて、自車両の周辺の混雑状況を推定する態様とすることもできる。

このように、自車両の周辺の物標の情報を検出し、検出した物標の情報と検出した運転者の視線方向に基づいて、自車両の周辺の混雑状況を推定することにより、精度よく自車両の周囲の混雑状況などを推定することができる。

また、物標検出手段で検出される物標の自車両に対する方向を検出する物標存在方向検出手段をさらに備え、検出した物標の存在方向および検出した運転者の視線方向に基づいて、自車両の周辺の混雑方向を推定する態様とすることもできる。

このように、物標の存在方向をも検出することにより、自車両の周囲において、混雑する車線などがどの方向にあるかを推定することもできる。

本発明に係る走行環境推定装置によれば、外部からの情報に頼ることなく、自車両の周囲の混雑状況などを推定することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明の実施形態に係る走行環境推定装置の構成を示すブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る走行環境推定装置は、走行環境推定ＥＣＵ１を備えている。走行環境推定ＥＣＵ１は、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。走行環境推定ＥＣＵ１は、視線方向検出部１１、物標検出部１２、および混雑状況推定部１３を備えている。また、走行環境推定ＥＣＵ１には、ドライバ撮像カメラ２、ミリ波レーダセンサ３、および走行制御ＥＣＵ４が接続されている。

ドライバ撮像カメラ２は、たとえばステアリングが設けられるコラムカバーにおける運転者の顔を撮像可能な位置に取り付けられており、運転者の顔を撮像している。ドライバ撮像カメラ２は、運転者の顔を含む位置を撮像することによって得られた画像を走行環境推定ＥＣＵ１に出力する。

ミリ波レーダセンサ３は、たとえば車両のフロントグリルおよびリアトランクのカバー部分にそれぞれ取り付けられており、ミリ波を前方および後方にそれぞれ出射し、その反射波を受信する。ミリ波レーダセンサ３は、受信した反射波に関する反射波信号を走行環境推定ＥＣＵ１に出力する。

走行制御ＥＣＵ４は、車両の走行制御を行うためのＥＣＵであり、走行制御として、たとえば先行車両の追従制御としてのオートクルーズコントロールを行うＥＣＵである。その他の走行制御として、たとえば自車両の衝突が生じる可能性が高い場合における安全性を確保するためのプリクラッシュセイフティや、自車両が走行する車線を維持するレーンキープアシストなどとすることもできる。

走行環境推定ＥＣＵ１における視線方向検出部１１は、ドライバ撮像カメラ２から出力された画像に画像処理を施すことにより、運転者の視線を示す方向である運転者の視線方向を検出する。視線方向の検出は、たとえば眼球モデルを用いる方法やプルキニエ反射像を用いる方法によって行うことができる。視線方向検出部１１は、検出した視線方向に関する視線方向信号を混雑状況推定部１３に出力する。

物標検出部１２は、ミリ波レーダセンサ３から出力された反射波信号に基づいて、自車両の周囲における車両などの物標を検出する。ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波信号は、ミリ波レーダセンサ３からのミリ波の発生方向における障害物から反射される反射波に基づく信号である。このためミリ波レーダセンサ３からのミリ波の発生方向に存在する障害物が増加すると、その反射波も増大して物標候補および検出される物標数が増加する。この物標候補から、対象物である車両を物標として絞り込むために、道路から反射された反射波より得られる自車両が走行する車線の白線状況を把握する。この白線状況に基づいて、周囲の車両を物標として検出する。物標検出部１２は、検出した物標に関する物標信号を混雑状況推定部１３に出力する。

また、ミリ波レーダセンサ３に代えて、車両の周囲を撮像するカメラを設け、このカメラによって撮像された画像を画像処理することにより、自車両の周囲の車両を検出することもできる。また、ミリ波レーダセンサ３から出力された反射波信号とカメラから出力された画像とを併用することにより、物標の精度を向上させることもできる。

混雑状況推定部１３は、視線方向検出部１１から出力された視線方向信号および物標検出部１２から出力された物標信号に基づいて、自車両の混雑状況を推定する。ここで、混雑状況推定部１３は、視線方向検出部１１から出力された視線方向を一定時間記憶しており、視線方向が変化した頻度を検出する。また、混雑状況推定部１３は、自車両の周囲が混雑状況であると推定するための視線方向変化の頻度のしきい値である移動頻度しきい値および自車両の周囲の物標数のしきい値である物標数しきい値を記憶している。

さらに、混雑状況推定部１３は、運転者の一定時間内の視線方向が、左右いずれかの方向に偏っているか否かを判断しており、運転者の視線方向の偏り割合を算出している。また、混雑状況推定部１３は、自車両の周囲の混雑状況が偏っていると推定するための運転者の一定時間内の視線方向の偏り割合である偏り割合しきい値を記憶している。混雑状況推定部１３は、これらの算出結果およびしきい値に基いて混雑状況を推定し、推定した混雑状況に関する混雑状況信号を走行制御ＥＣＵ４に出力する。

次に、本実施形態に係る走行環境推定装置の第一の制御手順について説明する。図２は、走行環境推定装置の第一の制御手順を示すフローチャートである。

図２に示すように、走行環境推定装置においては、まず、視線方向検出部１１において、ドライバ撮像カメラ２から出力された画像を画像処理することにより、運転者の視線方向を検出する（Ｓ１）。視線方向に検出には、眼球モデルやプルキニエ反射像を用いることができる。視線方向検出部１１は、画像処理を施して検出した視線方向を混雑状況推定部１３に出力する。

運転者の視線方向を検出したら、物標検出部１２において、ミリ波レーダセンサ３から出力された反射波信号に基づいて、自車両の周囲の物標、たとえば自車両の周囲を走行する車両を検出する（Ｓ２）。ミリ波レーダセンサ３は、自車両の前後位置に設けられていることから、自車両の前後および左右における物標を検出することができる。物標検出部１２は、検出した物標を混雑状況推定部１３に出力する。

混雑状況推定部１３では、視線方向検出部１１から出力された視線方向を記憶するとともに、過去の一定時間内に記憶されている視線方向が変化した回数に基づいて、運転者の視線方向が移動した頻度を検出する（Ｓ３）。また、混雑状況推定部１３では、自車両の周囲に検出された物標数を算出する。

ここで算出された物標数が、記憶している物標数しきい値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、物標数が物標数しきい値よりも大きくないと判断した場合には、自車両の周囲の物標数は少ないと考えられる。自車両の周囲が混雑した状況では、自車両の周囲の物標数は多くなると考えられることから、物標数が物標数しきい値よりも大きくないと判断した場合には、混雑状況にはない通常状態であると推定して（Ｓ７）、処理を終了する。

一方、物標数が物標数しきい値よりも大きいと判断した場合には、視線方向の移動頻度が、記憶している移動頻度しきい値よりも高いか否かを判断する（Ｓ５）。図３に示すように、自車両Ｍの周囲において、走行している他車両Ｓが多く存在する場合には、運転者の視線Ｅは、バックミラーＢや他車両Ｓを視認ことが多くなるため、視線Ｅの移動頻度が高くなる。このとき、ミリ波レーダセンサ３によって検出された物標が多数存在する場合には、運転者の視線Ｅは他車両Ｓを追ってその移動頻度が多くなると考えられる。

したがって、視線方向の移動頻度が、記憶している移動頻度しきい値よりも高い場合に、自車両の周囲が混雑状態にあると推定して（Ｓ６）、処理を終了する。また、視線方向の移動頻度が、記憶している移動頻度しきい値よりも高くない場合には、自車両の周囲が通常状態にあると推定して（Ｓ７）、処理を終了する。

このように、自車両の周囲の物標数と運転者の視線の移動頻度との関係に基づいて自車両の周囲の混雑状況を判定することにより、ＶＩＣＳセンターからの渋滞状況などを用いることなく混雑状況を推定することができる。したがって、ＶＩＣＳセンターからの情報が途絶えた場合などであっても、混雑状況を推定することができる。しかも、物標数と視線の移動頻度に基づいて混雑状況を推定していることから、高い精度で混雑状況を推定することができる。

次に、本実施形態に係る第二の制御手順について説明する。図４は、この制御手順では、上記第一の制御手順と同様、まず運転者の視線方向を検出し（Ｓ１１）、次に自車両の周囲を走行する車両を検出する（Ｓ１２）。続いて、運転者の視線方向の移動頻度を検出する（Ｓ１３）。

それから、自車両の周囲の物標数を算出し、算出した物標数が物標数しきい値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１４）。その結果、算出した物標数が物標数しきい値よりも大きくない場合には、混雑状況が通常状態であると推定して（Ｓ１９）、処理を終了する。また、算出した物標数が物標数しきい値よりも大きいと判断した場合には、視線方向の移動頻度が移動頻度しきい値よりも高いか否かを判断する（Ｓ１５）。その結果、視線方向の移動頻度が移動頻度しきい値よりも高くないと判断した場合には、混雑状況が通常状態であると推定して（Ｓ１９）、処理を終了する。

また、視線方向の移動頻度が移動頻度しきい値よりも高いと判断した場合には、運転者の視線方向の偏り割合を算出する。この偏り割合が、偏り割合しきい値より大きいか否かを判断する（Ｓ１６）。その結果、偏り割合が偏り割合しきい値より大きくない場合には、運転者の視線は、周りを広く見回していることになる。この場合には、図５に示すように、自車両Ｍの周囲の全方向に他車両Ｓが存在すると考えられる。したがって、車両の周囲の全方向が混雑する全方向混雑状態であると判断して（Ｓ１７）、処理を終了する。

一方、偏り割合が偏り割合しきい値より大きい場合には、運転者の視線は、一定の方向に集中していることになる。この場合には、図６に示すように、運転者の視線方向に対応する自車両Ｍの周囲の一方向、たとえば運転者の視線方向が左側に集中している場合には、左側の車線が混雑していると考えられる。したがって、車両の周囲における運転者の視線方向と一致する一方向が混雑する視線方向混雑状態であると判断して（Ｓ１８）、処理を終了する。

このように、この制御手順では、運転者の視線方向を検出し、視線方向の偏り割合によって混雑する方向を検出している。このため、自車両の周囲における一定の方向が混雑していることを判断することができ、たとえば高速道路を走行している場合には、他車両の混雑方向に応じて出口やサービスエリアなどが存在する方向を推定することもできる。

こうして推定された混雑状態に基づいて、走行制御ＥＣＵ４において、次のような制御を行うことができる。たとえば、走行制御ＥＣＵ４がオートクルーズコントロールシステムにおけるＥＣＵである場合には、混雑状況信号が出力された場合、先行車両との車間距離を短くすることができる。先行車両との車間距離を短くすることにより、他車線からの他車両の割込みを抑制し、後続車両の運転者に不快感を募らせないようにすることができる。

また、走行制御ＥＣＵ４がブリクラッシュセイフティシステムのＥＣＵである場合には、後側方の他車両の検出距離を短く設定することができる。混雑時では、車両は低速で走行していることが多いため、車間距離が短くなることが多い。この場合、他車両の接近によって警報を出力するプリクラッシュセイフティシステムでは、混雑状況信号が出力された際、自車両の後側方における死角に位置する車両が増大し、不要警報の出力が多くなると想定される。この場合に、後側方の他車両の検出距離を短くすることにより、不要警報を軽減することができ、運転者に感じさせる煩わしさを少なくすることができる。

さらに、走行制御ＥＣＵ４がレーンキープアシストのＥＣＵである場合には、高速道路の出口などの近傍であることが検出された場合には、渋滞車線と異なる車線を走行する設定とすることができる。こうして、出口近傍における渋滞車線を避けた走行を支援することができる。

さらに、視線方向と物標の位置とを比較することにより、ブリクラッシュセイフティシステムにおける警報タイミングを調整することができる。たとえば、混雑状況信号が出力された場合に、車両の前方に物標としての他車両が検出された場合において、視線方向がその割込みをした他車両と一致していない場合には、混雑状況信号が出力されていない場合よりも警報タイミングを早めることができる。あるいは、ブリクラッシュセイフティシステムにおいて、運転者がナビゲーションシステムを見ている際に、警報を出力する際には、混雑状況信号が出力された場合には、警報出力を早める態様とすることができる。混雑時には、運転者がナビゲーションシステムを視認する回数が増加することが考えられるので、ナビゲーションシステムを見ている際に、警報を出力するタイミングを早めることにより、運転者に早期に注意を促すことができる。

また、走行制御システム４において、二輪車を検出する場合には、混雑状況信号が出力された場合には、相対速度が大きく、かつ車線境界に近い位置を移動する物標が検出された場合に、二輪車として検出する度合いを高めることができる。混雑時には、二輪車は、車線境界に近い位置を高速で移動することが多いので、相対速度が大きく、かつ車線境界に近い位置を移動する物標が検出された場合に、二輪車として検出する度合いを高めることにより、二輪車の検出精度を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、運転者の視線方向および自車両の周囲の物標数に基づいて混雑状況を推定しているが、運転者の視線方向のみによって混雑状況を推定することもできる。この場合、たとえば運転者の視線方向の変化割合を検出し、一定の変化割合しきい値を超えたときに混雑状態であると推定する態様とすることができる。また、上記実施形態では、物標としての他車両を検出するにあたり、ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波信号から他車両の存在をのみを検出しているが、他車両は、道路周囲の固定物に対して、自車両との相対速度の差が小さいと考えられる。このため、ミリ波レーダセンサ３から出力される反射波信号から、物標候補を抽出した後に物標候補と自車両との相対速度を検出し、この相対速度が所定の速度しきい値以下である場合に、他車両としての物標を検出する態様とすることもできる。

本発明の実施形態に係る走行環境推定装置の構成を示すブロック構成図である。 走行環境推定装置の第一の制御手順を示すフローチャートである。 運転者の視界を示す説明図である。 走行環境推定装置の第二の制御手順を示すフローチャートである。 自車両とその周囲の他車両との関係を平面視した説明図である。 自車両とその周囲の他車両との間におけるその他の関係を平面視した説明図である。

符号の説明

１…走行環境推定ＥＣＵ、２…ドライバ撮像カメラ、３…ミリ波レーダセンサ、４…走行制御ＥＣＵ、１１…視線方向検出部、１２…物標検出部、１３…混雑状況推定部。

Claims (3)

1. 運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
   検出した運転者の視線方向に基づいて、道路混雑状況を推定する混雑状況推定手段と、
   を備えることを特徴とする走行環境推定装置。
2. 自車両の周辺の物標の情報を検出する物標検出手段をさらに備え、
   検出した物標の情報と検出した運転者の視線方向に基づいて、自車両の周辺の混雑状況を推定する請求項１に記載の走行環境推定装置。
3. 前記物標検出手段で検出される物標の自車両に対する方向を検出する物標存在方向検出手段をさらに備え、
   検出した物標の存在方向および検出した運転者の視線方向に基づいて、自車両の周辺の混雑方向を推定する請求項２に記載の走行環境推定装置。

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