JP2009210510A - 車両運転支援システムおよび車両運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆるマッチングフリー状態を判断した場合には不要なガイダンスや警告音の発生、あるいはブレーキ制御等が行われないように考慮された車両の運転支援システムを提供する。
【解決手段】一時停止線における一時停止制御の運転支援アプリケーションの実行は、一時停止線の所定距離だけ手前からその存在を画面表示するとともに、音声案内にて告知する。一時停止制御の運転支援アプリケーションの実行中において、マッチングフリー状態を判定された場合には、以降の画面表示や音声案内を中止することで、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載されるナビゲーションシステムを活用した車両運転支援システムおよび車両運転支援方法に関し、特に自車の現在位置と進行方向を地図と重ね合わせてモニタに表示するロケータ機能を実行するにあたり、例えば地図データ上に記録されていない道路を走行したような場合には、マップマッチング処理が行えないいわゆるマッチングフリー状態となることから、このマッチングフリー状態を考慮した車両運転支援システムおよび車両運転支援方法に関するものである。

この種の技術としては、例えば特許文献１に記載のように、自車位置が曲がるべき交差点までの残距離を音声で運転者に告知するようにしたナビゲーションシステムがある。より具体的には、自車位置が曲がるべき交差点の所定距離だけ手前まで接近した時に一定周期の警告音を鳴らし、自車位置が曲がるべく交差点に近付くのに伴って警告音の周期を漸次短くし、自車位置が曲がるべき交差点に最接近した場合には警告音を鳴り続けるようにしたものである。
特開２００１−２５５１６６号公報

特許文献１に記載の技術においては、マッチングフリー状態となった場合のことが全く考慮されていないため、例えば不要なガイダンスや警告音が鳴り続けたり、あるいはブレーキ制御や加速制御が行われる可能性がある。

例えば、特許文献１に記載の技術において、曲がるべき交差点までの残距離を音声で運転者に告知し始めた以降に、例えば交差点よりも手前位置にて左折して駐車場等に進入したような場合、駐車場内の走行経路は地図データ上に記録されていないためにいわゆるマッチングフリー状態となり、駐車場内を走行しているにもかかわらず、先の交差点までの残距離を知らせる警告音が鳴り続けることとなり、不快感を与えることとなって好ましくない。

また、上記警告音の鳴動に加えて曲がるべき交差点までの残距離を把握しながらその残距離に応じた自動ブレーキ制御や加速制御等を行うシステムでは、同時に駐車場内を走行しているにもかかわらず先ブレーキ制御や加速制御が行われる可能性があり、実情に即していない。

本発明はこのような課題に着目してなされたもので、いわゆるマッチングフリー状態と判断した場合には、以降の不要なガイダンスや警告音の発生、あるいはブレーキ制御等が行われないようにした車両の運転支援技術を提供するものである。

本発明は、予め記憶された地図情報と自車位置とに基づいて予め用意されている車両の運転支援アプリケーションを実行する点、および自車位置と地図情報とに基づいてマップマッチング処理を行うことにより地図上での自車位置を特定してその地図上に投影するというマッチングに関する基本技術は従来と同様であるが、マップマッチング処理が行われないマッチングフリー状態にあるか否かを判定し、マッチングフリー状態と判定された場合には、車両の運転支援アプリケーションの実行を中止するようにしたものである。

本発明によれば、いわゆるマッチングフリー状態に基づく精度の悪い運転支援、例えば不要な音声ガイダンスや警告音の発生、あるいはブレーキ制御等がキャンセルされることになるので、運転者に不快感を与えることがなくなる。

図１以下の図面は本発明に係る車両運転支援システムのより具体的な実施の形態を示し、特に図１はそのシステム構成の概略を示している。

図１のシステムは、周知のカーナビゲーションシステムと車両制御とを連携させたシステムとして車両に搭載されるもので、マイクロコンピュータを主体とするナビゲーションシステム演算部（以下、「Ｎ／Ｓ演算部」と略称する。）１を中心として構成される。

Ｎ／Ｓ演算部１にはＧＰＳ受信機２、ジャイロスコープ３およびＧ（加速度）センサ４が付帯していて、それぞれの信号がＮ／Ｓ演算部１に入力されるほか、車速信号を含む各種の車両信号（情報）がＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：車載機器の多重通信ネットワーク）経由にてＮ／Ｓ演算部１に入力される。これらのＧＰＳ受信機２、ジャイロスコープ３およびＧセンサ４は自車位置を検出（測位）するための基本的なセンサとして機能する。また、Ｎ／Ｓ演算部１には、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）またはＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記録媒体にデータベースとして構築された地図データ（デジタル地図データ）５が付帯していて、道路地図データ等が逐次Ｎ／Ｓ演算部１に呼び出される。同時に、Ｎ／Ｓ演算部１には、必要に応じてラジオのＦＭ受信機６やＶＩＣＳ受信機７等の通信機器を介して交通情報等が取り込まれる。

そして、Ｎ／Ｓ演算部１では、上記センサ群からの自車位置検出用の信号に基づいて自車の現在位置（絶対位置）を高精度に算出する一方、その自車の現在位置データおよび地図データ５から得られる道路地図データに基づいて周知のパターンマッチングの手法にてマップマッチング処理を実行することにより、自車が地図上のどの位置に存在しているか、すなわち自車の地図上での相対位置を検出することになる。さらに、先に述べたＣＡＮ経由で得られる車速信号等の車両情報と地図データ５を基に、自車位置から目的地までの経路誘導をするというカーナビゲーションシステムの基本機能が実現される。

なお、上記地図データ５には、例えば日本全土の道路地図データのほか、それに付随する施設データ等を含むものである。さらに、上記道路地図データには、道路形状、道路種別、道路距離、道路幅員、道路勾配、道路名のほか、交通規制データ、さらには経路検索用の道路データ（リンクデータ）を含むものである。すなわち、上記道路地図データには、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）情報として、一時停止線、交差点、徐行区間、スクールゾーン等の位置情報のほか、道路のカーブにおける曲率情報、および各道路での規制速度情報等が含まれている。

また、上記Ｎ／Ｓ演算部１には、ユーザが各種の操作あるいは指示を行うための操作スイッチ群８のほか、ナビゲーション情報や各種のメッセージ等を表示するための液晶モニタ等のディスプレイ９、さらには音声案内あるいは各種の警告音の発生のためのスピーカ１０等が付帯しているほか、運転支援アプリケーション制御部（以下、「運転支援アプリ制御部」と略称する。）１１が付帯している。

そして、先にも述べたように、ディスプレイ９の画面に自車周辺の道路地図と共に自車の進行方向を含む現在位置を重ね合わせて表示させるロケータ機能や、ユーザにより指定された目的地までの推奨走行経路を自動的に計算してその経路を案内するルートガイダンス機能等のナビゲーション機能、すなわち地図表示（描画）、ルート探索、ルート案内等のナビゲーション機能が実現されることになる。なお、地図表示（描画）、ルート探索、ルート案内等のナビゲーション機能も後述する本発明の運転支援アプリケーションの一部に含まれることになる。

上記運転支援アプリ制御部１１は、自車周辺の地図データを利用した各種の運転支援アプリケーションの実行または制御をＮ／Ｓ演算部１と共に司るものであって、そのソフトウウェアによってそれぞれの運転支援アプリケーションが実行され、同時にその運転支援アプリ制御部１１と車両側の走行制御回路部である走行制御コントロールユニット１２との間で必要な情報の授受が行われる。

ここでの運転支援アプリケーションとしては、車両側の走行制御コントロールユニット１２と協調したブレーキ制御または加速制御であり、例えばＩＴＳ情報として得られた一時停止線や交差点、徐行区間、スクールゾーン等のそれぞれの位置や距離情報に基づいた一時停止制御やブレーキ制御、道路ごとの規制速度情報に基づいたブレーキ制御または加速制御、およびカーブの位置情報や曲率情報に基づいたカーブ前減速制御（ブレーキ制御または加速制御）等のほか、それらに関するガイダンスを想定している。

より具体的には、一時停止制御に関する運転支援アプリケーションとは、自車が通過すると予測される交差点または一時停止線までの自車位置からの残距離を車内に設けたモニタに表示するとともに音声でも告知し、一時停止線の手前で自動的に自車を停止させる自動ブレーキ制御機能をいう。ただし、運転支援アプリケーションであるかぎりにおいては、モニタ表示機能および自動ブレーキ制御機能のうちいずれか一方であっても良い。

同様に、規制速度制御に関する運転支援アプリケーションとは、法規制された速度を維持するための自動ブレーキ制御または加速制御をいう。

また、カーブ前減速制御に関する運転支援アプリケーションとは、所定曲率のカーブを安全に走行することができるように該当するカーブの手前から自動ブレーキ制御または加速制御を行う機能をいう。

さらに、徐行区間およびスクールゾーンに関する運転支援アプリケーションについても、上記カーブ前減速制御に関する運転支援アプリケーションに準ずるものである。

ここで、それぞれの運転支援アプリケーションの実行の手順を、一時停止制御に関する運転支援アプリケーション（以下、「一時停止アプリ」と略称する。）を例にとって図２以下のフローチャートを参照しながら説明する。

図２に示すように、Ｎ／Ｓ演算部１では、そのロケータ機能によるマップマッチング処理（図２では「Ｍ／Ｍ」と記載してある。）を一定周期で実行する。ここでは、１０ｍｓｅｃタイマにより所定の関数を呼び出した上で（ステップＳ１）、図５に示すように車速に応じた移動距離ごとにマップマッチング処理を実行する（ステップＳ２，Ｓ３）。自車位置の算出は、前回に算出を行った場所からの移動距離におよびその間の進行方向の変化を検出して行う。なお、自車の移動距離は図１に示すようにＣＡＮ経由で得られる車速信号に基づいて算出する。このマップマッチング処理により、自車位置を特定してその地図上に投影する際に、現在走行中と推定される道路の上に自車位置が位置するように自律的に補正される。

なお、前回算出を行った場所からの移動距離が、図５のような車速に応じた移動距離に達していない場合には、ステップＳ１５に進む。また、ステップＳ３においてマップマッチング処理が実行されない場合には、いわゆるマッチングフリー状態と判断して後述するステップＳ２１のマッチングフリー処理のロジックに進む。

マップマッチング処理の実行後、Ｎ／Ｓ演算部１での道路先読み機能（以下、この機能を「プレビュー機能」と称する。）を実行し、自車から数百メートル先の道路情報、例えば８００メートル先の道路情報としてノード（誘導経路を構成する経緯度）およびリンクを読み込むとともに（ステップＳ４）、そのプレビュー結果から自車の進路推定を行う（ステップＳ５）。そして、その進路推定上に一時停止線がある場合には運転支援アプリ制御部１１との協働により「一時停止アプリ」が実行される（ステップＳ６）。また、進路推定上に一時停止線がない場合には後述のステップＳ１４に進む。

この「一時停止アプリ」の実行は、マップマッチングした自車位置から一時停止線までの距離Ｌ１を地図データ５から算出し（ステップＳ７）、次いでその残距離Ｌ１が第１の所定値以内、例えば４００ｍ以内の場合には、一時停止フラグをＯＮに設定し（ステップＳ８，Ｓ９）、そのＬ１の値と一時停止線フラグがＯＮである旨の情報をＣＡＮ経由にて走行制御コントロールユニット１２に出力する（ステップＳ１０）。なお、残距離Ｌ１が４００ｍ以内でない場合には、後述のステップＳ２０に進む。

また、自車位置から一時停止線までの残距離Ｌ１が第２の所定値以内、例えば５０ｍ以内となった場合には、ディスプレイ９の画面への残距離Ｌ１の可視表示、例えば残距離Ｌ１のインジケータによる可視表示やスピーカ１０からの音声ガイダンス等をもって一時停止線が近いことを予告する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。なお、残距離Ｌ１が５０ｍ以内でない場合には、先のステップＳ１に戻る。

さらに、自車が一時停止線を通過したと判断した場合（残距離Ｌ１が０ｍ以下となった場合）には（ステップＳ１３）、それに続くステップＳ１４にて一時停止線までの残距離Ｌ１を初期値にリセットするとともに、一時停止フラグをＯＦＦに設定し、そのＬ１の値と一時停止フラグがＯＦＦである旨の情報をＣＡＮ経由にて走行制御コントロールユニット１２に出力する。同時に、一時停止線の予告画面を消去するとともに、音声ガイダンスも止める。

ここで、自車から一時停止線までの残距離Ｌ１は一定周期ごとのマップマッチングのタイミングで算出されるものであるから、その精度が粗いものとなる。そのため、マップマッチング処理が行われない区間において、一時停止線までの残距離計算の補完を行う必要がある。そこで、ステップＳ２およびＳ１５のように、自車の移動距離がマップマッチング処理実行距離以下で且つ前方に一時停止線がある場合には、先の「一時停止アプリ」の一環として補完処理が実行される。すなわち、ステップＳ１６のように、前回のマップマッチング処理を実行した自車位置からＣＡＮ経由で得られる車速信号または車輪速信号を用いて現在位置までの移動距離Ｌ２を算出し、そのＬ２とＬ１の値に基づいて一時停止線までの残距離Ｌ３（＝Ｌ１−Ｌ２）を算出するとともに（ステップＳ１７）、一時停止線フラグをＯＮに設定し、そのＬ３の値と一時停止線フラグがＯＮである旨の情報をＣＡＮ経由にて走行制御コントロールユニット１２に出力する（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１９においてステップＳ１１と同じ処理を実行する。

その一方、ステップＳ３においてマッチングフリー状態と判定された場合には、ステップＳ２１を経て図４のマッチングフリー処理のロジックに移行することは先に述べた。

マッチングフリー状態とは、（１）自車が地図データに登録されていない道路を走行したとき、（２）自車が旋回したとき、（３）自車がカーブが連続しているような山道を走行しているとき、にそれぞれ発生する。なお、（２）と（３）については、実際の走行軌跡と地図データに比較的大きな誤差があるため、Ｎ／Ｓ演算部１でのロケータ機能を強制的にマッチングフリー状態としている。そのため、（２）と（３）の場合についても（１）と同等な状況と推定して図４のロジックを実行させるものとする。

同図において、図２のステップＳ３でＮ／Ｓ演算部１でのロケータ機能がマッチングフリー状態と判定された場合には、再度マッチングフリー状態か否かを判定し（図４のステップＳ３１）、マッチングフリー状態が検出されたならば、所定時間経過後に、すなわち、自車が旋回していないこと（ステップＳ３２）、および自車が山道を走行していないこと（ステップ３３）を条件に、現在把握している一時停止線までの残距離を初期値にリセットして設定し直すとともに、一時停止線フラグをＯＦＦに設定し、それらの設定内容をＣＡＮ経由にて走行制御コントロールユニット１２に出力する（ステップＳ３４）。同時に、一時停止線の予告画面を消去するとともに、音声ガイダンスも止める（ステップＳ３５）。

この場合において、マッチングフリー状態と判定されてから、実際に一時停止線の予告画面の表示や音声ガイダンスが中止されるまでに要する時間は、先のマップマッチング実行時間間隔に比べて長いものとなる。

このように、マッチングフリー状態では、その先の一時停止線の予告画面や音声ガイダンスを止めて、実質的に精度および信頼性が低い走運転支援情報をキャンセルすることにより、運転者に違和感を与えることがない。

例えば図６に示すように一時停止線の予告画面や音声ガイダンスが有効になった以降であって、且つその一時停止線に自車Ｃが到達する前にその手前の駐車場Ｐに左折にて進入したような場合には、従来であれば一時停止線の予告画面や音声ガイダンスが継続され、不要なブレーキ制御等が行われてしまう可能性があるが、本実施の形態ではそのような不具合の発生がなくなる。

ただし、マッチングフリー状態ではＮ／Ｓ演算部１で把握している情報を一律に初期化してしまうのではなく、マッチングフリー状態と判定されてから所定時間経過後に、すなわち先の（２）および（３）の状態でないことを条件に、初めてＮ／Ｓ演算部１で把握している情報を実質的に初期化し、なお且つ一時停止線の予告画面の消去や音声ガイダンスを中止するようにしているため、例えば（２）や（３）の状態においてその先の一時停止線情報やカーブの曲率情報等の必要不可欠な情報を失ってしまうことがない。

例えば、図７に示したような自車Ｃのカーブ旋回中においては、先に述べたようにＮ／Ｓ演算部１でのロケータ機能を強制的にマッチングフリー状態としているが、マッチングフリー状態においてＮ／Ｓ演算部１で把握している情報を一律に初期化してしまうと、例えば現在旋回中のカーブの先の一時停止線情報や曲率情報等の必要不可欠な情報を失ってしまう可能性があるが、本実施の形態ではそのような不具合の発生を回避できるようになる。

ここで、図２〜４ではＩＴＳ情報に基づいた一時停止制御に関する運転支援アプリケーション、すなわち「一時停止アプリ」を例にとって説明しているが、同じくＩＴＳ情報に基づいたカーブ前減速制御のほか、規制速度制御、徐行区間およびスクールゾーンの場合にもほぼ同様な処理手順で制御が実行される。つまり、図２のステップＳ６において、進路推定上に一時停止線に代えてカーブ、規制速度区間、徐行区間およびスクールゾーンがある場合には、「一時停止アプリ」に代えてそれぞれのアプリケーションが実行されることになる。

ただし、カーブ前減速制御に関する運転支援アプリケーションの場合には、図４のステップＳ３４の処理内容が「カーブ曲率値を初期値にリセット」に、徐行区間に関する運転支援アプリケーションの場合には、同様に「徐行区間までの距離を初期値にリセット、徐行区間フラグをＯＦＦ」に、スクールゾーンに関する運転支援アプリケーションの場合には、同様に「スクールゾーンまでの距離を初期値にリセット、スクールゾーンフラグをＯＦＦ」に、規制速度制御に関する運転支援アプリケーションの場合には、同様に「規制速度を初期値にリセット」になり、いずれの場合にもそれらの設定内容をＣＡＮ経由にて走行制御コンとロー津ユニット１２に出力するとともに、それぞれの運転支援アプリケーションに関する予告画面を消去するとともに、音声ガイダンスも止めることになる。

図８は上記運転支援アプリケーションが実行される際の走行制御コントロールユニット１２側での処理手順すなわち「一時停止アプリ」実行時の走行制御コントロールユニット１２側での処理手順を示し、Ｎ／Ｓ演算部１からの情報をもとに、一時停止フラグがＯＮであることを条件に目標速度を演算し（ステップＳ４１〜Ｓ４３）、その目標速度に応じたブレーキまたは加速指令をブレーキ制御系またはスロットル制御系に出力することになる（ステップ４４）。

その一方、例えば図６に示したように自車Ｃが一時停止線に到達する前にその手前の駐車場Ｐに左折にて進入したような場合には、先に述べたようないわゆるマッチングフリー状態となることから、走行制御コントロールユニット１２側では、Ｎ／Ｓ演算部１での「一時停止フラグをＯＦＦ」で且つ「一時停止線までの距離を初期値にリセット」との処理の実行内容を把握しているため（図４のステップＳ３４参照）、その走行制御コントロールユニット１２側での目標速度は最大となり、故に駐車場Ｐ内において不要なブレーキ制御が行われることはない。

すなわち、図６の例では、自車Ｃが駐車場Ｐ内に進入してマッチングフリー状態となった時点で、それまでの一時停止線の予告表示画面や音声ガイダンスが中止され、同時に駐車場Ｐ内において不要なブレーキ制御が行われることもないので、違和感を与えることがなくなる。

本発明に係る車両運転支援システムの概略構造を示すブロック回路図。 図１の運転支援アプリ制御部での処置手順を示すフローチャート。 図２に続く処理手順を示すフローチャート。 図３に続く処理手順を示すフローチャート。 車速とマップマッチング実行距離との関係を示す特性図。 一時停止アプリ実行中にマッチングフリー状態となる場合の説明図。 マッチングフリー状態となる車両旋回中の状態を示す説明図。 図１の走行制御コントロールユニットの処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…ナビゲーションシステム演算部（Ｎ／Ｓ演算部）
２…ＧＰＳ受信機
３…ジャイロスコープ
４…Ｇセンサ
５…地図データ
１１…運転支援アプリケーション制御部（運転支援アプリ制御部）
１２…走行制御コントロールユニット

Claims (6)

1. 予め記憶された地図情報と自車位置とに基づいて予め用意されている車両の運転支援アプリケーションを実行するようにした車両運転支援システムにおいて、
   自車位置と地図情報とに基づいてマップマッチング処理を行うことにより地図上での自車位置を特定してその地図上に投影するマッチング手段と、
   前記マッチング手段によるマップマッチング処理が行われないマッチングフリー状態にあるか否かを判定するマッチングフリー判定手段と、
   前記マッチングフリー判定手段によりマッチングフリー状態と判定された場合に、車両の運転支援アプリケーションの実行を中止する運転支援中止手段と、
   を備えていることを特徴とする車両運転支援システム。
2. 前記運転支援中止手段は、マッチングフリー判定手段によりマッチングフリー状態と判定されてから所定時間経過後に運転支援アプリケーションの実行を中止することを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援システム。
3. 前記運転支援中止手段は、マッチングフリー判定手段によりマッチングフリー状態と判定された後、自車の走行状態または周囲環境を考慮した上で運転支援アプリケーションの実行を中止することを特徴とする請求項２に記載の車両運転支援システム。
4. 前記マッチング手段では、所定の時間間隔ごとにマップマッチング処理を実行し、自車位置を特定してその地図上に投影する際に現在走行中と推定される道路の上に自車位置が位置するように補正するとともに、
   前記マッチングフリー判定手段によりマッチングフリー状態と判定されてから運転支援アプリケーションの実行が中止されるまでに要する所定時間に比べて、前記マップマッチング処理の時間間隔の方が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両運転支援システム。
5. 前記運転支援アプリケーションには、自車が通過すると予測される交差点または停止線までの自車位置からの残距離を車内に設けたモニタに表示する機能、および停止線の手前で自動的に自車を停止させる自動ブレーキ制御機能のうち、少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両運転支援システム。
6. 予め記憶された地図情報と自車位置とに基づいて予め用意されている車両の運転支援アプリケーションを実行するようにした車両運転支援方法において、
   自車位置と地図情報とに基づいてマップマッチング処理を行うことにより地図上での自車位置を特定してその地図上に投影するマッチング工程と、
   前記マップマッチング処理が行われないマッチングフリー状態にあるか否かを判定するマッチングフリー判定工程と、
   を含んでいて、
   前記マッチングフリー状態にあると判定された場合に、車両の運転支援アプリケーションの実行を中止することを特徴とする車両運転支援方法。

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