JP2010188981A - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】将来予測される危険を、その危険を認識していないドライバにも容易に認知可能に警報し、警報内容に従った運転操作を促して予防安全性を高める。
【解決手段】自車両Ｃ１が交差点で右折しようとする場合、自車両周囲の交通環境である交差点、自車両Ｃ１、対向車両Ｃ２を表示すると共に、それぞれの現在位置を表示し、自車両Ｃ１の右折の進行軌跡Ｐ１、対向車両Ｃ２の進行軌跡Ｐ２を矢印線で表示する。更に、自車両Ｃ１の進行軌跡Ｐ１と対向車両Ｃ２の進行軌跡Ｐ２との交差位置にアイコンＦを表示させて、自車両Ｃ１のドライバが対向車両Ｃ２に対して注意力が不足しているような場合であっても、このまま右折を開始すれば、対向車両Ｃ２と衝突の可能性が高いことをドライバに容易且つ明確に認知させる。これにより、運転支援機能を有効に機能させて事故発生を未然に防止することができ、予防安全性を向上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両の周辺環境を認識してドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、車載のカメラやレーザレーダ装置で取得した情報、車車間通信や路車間通信で取得した情報等を用いて自車両の周囲に存在する障害物や他車両等を認識し、警報・自動ブレーキ・自動操舵といった各種運転支援制御を実行することで、車両の衝突事故等を防止して安全性を向上させる技術が開発・実用化されている。

例えば、特許文献１には、車両の走行状態と運転者の状態とのうち少なくとも一方の情報を蓄積して該情報から運転者の特性を判定し、判定した運転者特性と予め設定した不慮遭遇予測度とに基づい、運転者の将来の不慮遭遇度を予測し、その結果を運転者に伝達する技術が開示されている。

特開２００６−３２３８７６号公報

前述の特許文献１に開示されているように、将来の事故を予測し、運転支援としてドライバへ警報を与えることは、交通事故の低減に有効ではある。しかしながら、将来予測に基づく警報／制御は、その危険をドライバが認識していない場合にこそ必要であるにも拘わらず、その危険を認識していないドライバにとっては、何故警報／制御されるのか分からない場合がある。

従って、一義的に将来を予測して警報／制御を行うのみでは、逆にドライバの不信感や混乱を招く虞があり、有効に運転支援が機能しない虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、将来予測される危険を、その危険を認識していないドライバにも容易に認知可能に警報し、警報内容に従った運転操作を促して予防安全性を高めることのできる車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車両の運転支援装置は、自車両の周辺環境を認識してドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置において、自車両の進路を予測し、該予測進路上の自車両の位置を算出する自車位置予測部と、自車両の予測進路と交差する可能性がある障害物を検出し、該障害物の位置を算出する障害物検出部と、自車両の予測進路上の位置と上記障害物の位置とに基づいて、自車両と上記障害物との衝突可能性を判断する衝突判断部と、自車両と上記障害物との衝突可能性有りと判断されたとき、少なくとも自車両の予測進路と上記障害物とが交差する衝突予測位置をドライバに報知するための制御信号を出力する支援制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、将来予測される危険を、その危険を認識していないドライバにも容易に認知させることができ、警報内容に従った運転操作を促して予防安全性を高めることができる。

運転支援装置の機能ブロック図 交差点の交通状況を示す説明図 静止物体と自車両の進路を示す説明図 自車両の進路予測処理のフローチャート 対向車両の進路予測処理のフローチャート 衝突判断及び警報処理のフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明による運転支援装置は、自動車等の車両に搭載されてドライバに対する運転支援を行うものであり、予測される危険をドライバが見落としている場合においても、その危険をドライバが認知し易いように警報し、これにより危険に対するドライバの認知と警報内容に従った運転操作を促す。

本実施の形態においては、図１に示すように、運転支援装置１は、主要構成として、交差点等の道路環境や対向車線を走行する他車両の状況等といった自車両を取り巻く交通環境を、車載のカメラやレーダ等の自律センサによって認識する交通環境認識部２、車車間通信や路車間通信によって外部からの交通情報を取得する外部通信情報取得部３、自車両の進路を予測し、予測した進路上の自車両の位置を算出する自車位置予測部４、自車両の予測進路と交差する可能性のある障害物の位置、予測進路及び種別を検出する障害物検出部５、検出した障害物と自車両との衝突可能性を判断する衝突判断部６、自車両と障害物との衝突可能性有りと判断されたとき、ドライバが認知し易い最適な警報を、警報装置８を介して表示させる表示制御信号を出力する支援制御部７の各機能部を備えている。

尚、支援制御部７は、その他、必要に応じて自動ブレーキや車両の回避制御を指示するための制御信号を、車両の制御装置（図示せず）に出力する。また、各機能部は、単一或いは複数のコンピュータユニットで構成され、車内ネットワークを形成する通信バスを介して互いにデータを交換可能に構成されている。

次に、運転支援装置１の各機能部について説明する。先ず、交通環境認識部２は、例えば車載のステレオカメラやミリ波レーダ等の認識センサによる情報、自車両位置の測位情報や地図情報、外部通信情報取得部３で車車間通信・路車間通信によって取得した情報等を処理して、自車両の走行環境に存在する障害物（例えば、ガードレール、縁石、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等）を認識し、これらのデータを障害物検出部５に送信する。

自車位置予測部４は、自車両が置かれている現在の交通環境と自車両の現在の状態とに基づいて、自車両の将来の進路を予測する。具体的には、現在の車速が設定車速以上の場合には、ハンドル角と車速とに基づいて進路を予測し、現在の車速が設定車速より低い場合、左右のウィンカ（方向指示器）の点滅状態や変速機のレンジ位置に応じて、地図情報等から進路を予測する。この予測進路は、所定の時間刻み毎に自車両の予測位置を算出し、この予測位置を直線で結んだ経路で近似する。

障害物検出部５は、障害物の位置と予測進路を算出する機能と障害物の種別を検出する機能とを有しており、自車両の予測進路と交差する可能性のある移動体（他の車両、２輪車、歩行者等）、或いは自車両の進路上に存在する固定建造物や駐車車両等の静止物体を、自車進路と交差する可能性のある障害物として、その位置、予測進路及び種別を検出して衝突判断部６に送信する。この場合、障害物が移動体である場合には、その移動体が現在の速度と現在の進行方向を維持して走行すると仮定し、現在の位置から所定の時間刻み毎に予測位置を算出し、各時刻毎の予測位置を結んだ経路を予測進路とする。また、障害物が道路上の静止物体である場合には、その静止物体の検出位置を保持する。

衝突判断部６は、自車位置予測部４及び障害物検出部５からの情報に基づいて、自車両との衝突可能性を判断し、衝突の可能性があると判断したとき、支援制御部７を介して運転支援制御の実行を指示する。本実施の形態においては、自車両が予測された進路を進み、時刻ｔにおける自車両の位置と障害物の同時刻ｔの位置との間の距離が予め設定された範囲内に入るとき、自車両との衝突可能性有りと判断する。

支援制御部７は、自車両と障害物との衝突可能性有りと判断されたとき、ドライバが認知し易い最適な警報表示として、少なくとも自車両の予測進路と障害物とが交差する衝突予測位置をドライバに報知するための制御信号を警報装置８に出力する。本実施の形態においては、障害物の現在位置、予測進路、種別、自車両の予測進路、衝突予測位置を警報装置８のディスプレイに表示させ、衝突予測位置には、ドライバの注意を喚起するための視覚記号としてアイコンを表示させる。更に、自車両の現在の状況をドライバが容易に認知可能とするため、現在の自車両周囲の交通環境を併せて表示させる。

例えば、図２に示すように、自車両Ｃ１が交差点で右折しようとする場合、支援制御部７は、自車両周囲の交通環境である交差点を表示させ、この交差点における自車両Ｃ１と警報対象としている対向車両Ｃ２（障害物の種別）とを表示させると共に、それぞれの現在位置を表示させ、自車両Ｃ１の右折の進行軌跡Ｐ１、対向車両Ｃ２の交差点内への進行軌跡Ｐ２を矢印線で表示させる。更に、支援制御部７は、自車両Ｃ１の進行軌跡Ｐ１と対向車両Ｃ２の進行軌跡Ｐ２との交差位置（衝突予測位置）に、所定のアイコンＦを表示させる。

これにより、自車両Ｃ１のドライバが対向車両Ｃ２に対して注意力が不足しているような場合であっても、このまま右折を開始すれば、対向車両Ｃ２と衝突の可能性が高いことをドライバに容易且つ明確に認知させることができる。結果、運転支援装置１の支援機能を有効に機能させて事故発生を未然に防止することができ、予防安全性を向上することができる。

また、支援制御部７による警報表示は、対向車両のみならず、店舗・家屋・駐車車両・人等への危険が想定される場合にも適用される。例えば、図３に示すように、駐車場において、自車両Ｃ１の前方（或いは後方）に、他の駐車車両や店舗・家屋・壁（固定建造物）等の静止物体Ｓが存在し、誤操作による発進での衝突の危険が予想される場合には、静止物体Ｓに対する自車両Ｃ１の進行軌跡Ｐ１’を矢印線で表示すると共に、進行軌跡Ｐ１’が静止物体Ｓに交差する位置に、衝突を示すアイコンＦを表示する。これにより、前向き駐車時のＤレンジ又は後向き駐車時のＲレンジで発進しようとする場合に、ドライバに明確に障害物との衝突危険性を警報し、事故を未然に回避することができる。

尚、警報装置８としては、ナビゲーション装置のディスプレイや、ヘッドアップディスプレイ、レーザを利用したディスプレイ等を用いることができ、必要に応じて視覚表示と音声出力とを併用しても良い。

次に、運転支援装置１の衝突判断及び警報に係るプログラム処理について、図４〜図６のフローチャートを用いて説明する。尚、ここでは、自車両の進路と移動体としての障害物の進路とを予測して衝突判断及び警報を行う例について説明し、図４のフローチャートは自車両の進路予測処理、図５のフローチャートは障害物の進路予測処理、図６のフローチャートは衝突判断及び警報処理を示している。

図４の自車両の進路予測処理では、先ず、最初のステップＳ１において、現在の車速を設定値と比較する。そして、現在の車速が設定値以上の場合には、ステップＳ２で現在のハンドル角と車速とに基づいて進路を予測する。

一方、自車両の現在の車速が設定値より低く徐行中や停止状態と判断される場合には、ステップＳ１からステップＳ３へ進み、方向指示器が作動して右方向を示す点滅状態であるか否かを調べる。右の方向指示器が点滅している場合、ステップＳ３からステップＳ４へ進んで自車両の位置が交差点にあるか否かを調べる。

その結果、自車両が交差点にいる場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進んで交差点の地図データから右折進路を推定し、自車両が交差点にない場合、例えばＴ字路の右側の道路への方向転換、対向車線側の店舗の駐車場等への進入等である場合には、ステップＳ４からステップＳ６へ進んで現在の交通環境から進路を推定する。この交通環境による右折進路の推定は、詳細な道路形状の地図データが得られる場合には、そのデータを用いて推定し、詳細な道路形状データが得られない場合には、例えば一定半径の旋回軌跡を仮定して進路を推定する。

一方、ステップＳ３で方向指示器が右方向の点滅でない場合には、ステップＳ３からステップＳ７へ分岐し、方向指示器が左方向の点滅であるか否かを調べる。そして、左の方向指示器が点滅している場合には、ステップＳ７からステップＳ８へ進み、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０において、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６における右方向への進路推定と同様の処理で左方向への進路を推定する。

また、ステップＳ７において左の方向指示器が点滅していない場合（すなわち、方向指示器が左右とも点滅していない場合）には、ステップＳ７からステップＳ１１へ進み、変速機のシフト位置がＤレンジ（ドライブレンジ）であるか否かを調べる。変速シフト位置がＤレンジである場合には、ステップＳ１２で自車両が直進するものとして、前方の所定距離の直進経路を予測進路とし、変速シフト位置がＤレンジでない場合、更に、ステップＳ１３で変速シフト位置がＲレンジ（後進レンジ）であるか否かを調べる。

ステップＳ１３において、変速シフト位置がＲレンジである場合、ステップＳ１４で車両が後方へ直進するものとして後方の所定距離の直進経路を予測進路とする。変速シフト位置がＲレンジでない場合には、ステップＳ１５で自車両は動かない（停車）と判断して進路予測を実施せずに本処理を抜ける。

一方、障害物の進路は、図５のステップＳ１１に示すように、障害物の進路を、現在の速度で現在の進行方向を延長した経路として推定する。尚、障害物が静止物体の場合には、静止物体の位置を取得すれば良い。

以上の進路推定処理を実施した後は、図６に示す処理により衝突可能性を判断し、判断結果に応じた警報処理を実施する。この衝突判断では、自車両及び障害物の進路予測パターンのΔｔ秒先を想定し、そのΔｔ秒先の両者の位置が設定値より近づいたときに衝突の可能性有りと判断する。

具体的には、先ず、図６のステップＳ２１において、衝突判断開始時点での時刻ｔを０に初期化し、ステップＳ２２で時刻ｔを所定の時間刻みΔｔだけ進める（ｔ＝ｔ＋Δｔ）。次いで、ステップＳ２３で、自車両の現在の速度での時刻ｔにおけるＸ座標位置Ｘs(t)及びＹ座標位置Ｙs(t)を演算すると共に、障害物の現在の速度での時刻ｔにおけるＸ座標位置Ｘk(t)及びＹ座標位置Ｙk(t)を演算する。この場合、障害物が速度０の静止物体である場合には、そのＸ座標位置Ｘk(t)及びＹ座標位置Ｙk(t)は同じ位置を保持することになる。

次に、ステップＳ２４へ進み、自車両と障害物との距離が互いに接触する可能性にある設定範囲内か否かを調べる。ここでは、演算量を低減するため両者の距離の二乗値(Ｘs(t)−Ｘk(t))²＋(Ｙs(t)−Ｙk(t))²を設定値と比較し、自車両と障害物との距離が設定範囲内か否かを等価的に調べる。

その結果、(Ｘs(t)−Ｘk(t))²＋(Ｙs(t)−Ｙk(t))²≧設定値の場合には、ステップＳ２５からステップＳ２５へ進み、時刻ｔが設定時間Ｔｏｕｔ以上経過したか否かを調べる。設定時間Ｔｏｕｔは、所定距離内の衝突判断が必要な時間を規定するものであり、ｔ＜Ｔｏｕｔの場合には、ステップＳ２２へ戻って時刻ｔを時間刻みΔｔだけ進めて同様の処理を行い、ｔ≧Ｔｏｕｔの場合、衝突の可能性は無いものと判断して処理を抜ける。

その後、ｔ＜Ｔｏｕｔの条件下で、(Ｘs(t)−Ｘk(t))²＋(Ｙs(t)−Ｙk(t))²＜設定値になると、衝突の可能性有りと判断してステップＳ２５からステップＳ２６へ進み、時刻ｔにおける自車両位置(Ｘs(t),Ｙs(t))を、衝突位置(Ｘc,Ｙc)とする。

そして、ステップＳ２７において、自車両の現在位置と予測進路とを表示すると共に、自車両に衝突する可能性のある障害物の種別を明示し、障害物が移動体である場合には、その移動体の現在位置と予測進路とを表示した上で、両者の予測進路が交差する衝突予測位置に、衝突を示すアイコン等の視覚記号を表示してドライバに警報を行う。この警報表示は、例えば、交差点における自車両と他車両との衝突判断では、前述の図２に示すような警報表示を行い、自車両と静止物体との衝突判断では、前述の図３に示すような警報表示を行うことにより、ドライバが注意不足や見過ごし等によって将来の危険を認知していない場合にも、確実且つ容易に認知させることが可能となる。

このように本実施の形態においては、将来予測される危険を、その危険を認識していないドライバにも分かり易く表示することで、その危険に対するドライバの認知と、警報内容に従った運転操作を促すことができる。これにより、ドライバが見落としている将来の危険をドライバへ認識させることで交通事故の確実な防止を実現し、予防安全性を向上することが可能となる。

尚、本実施の形態においては、ドライバに対する運転支援として、障害物と自車両との衝突可能性有りと判断したとき、ドライバに警報を与える例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、警報と同時に自動ブレーキによる減速や発進防止、更には自動操舵による制御等を実行するようにしても良い。

１ 運転支援装置
４ 自車位置予測部
５ 障害物検出部
６ 衝突判断部
７ 支援制御部
Ｃ１ 自車両
Ｃ２ 対向車両
Ｆ アイコン（視覚記号）
Ｓ 静止物体

Claims (5)

1. 自車両の周辺環境を認識してドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置において、
   自車両の進路を予測し、該予測進路上の自車両の位置を算出する自車位置予測部と、
   自車両の予測進路と交差する可能性がある障害物を検出し、該障害物の位置を算出する障害物検出部と、
   自車両の予測進路上の位置と上記障害物の位置とに基づいて、自車両と上記障害物との衝突可能性を判断する衝突判断部と、
   自車両と上記障害物との衝突可能性有りと判断されたとき、少なくとも自車両の予測進路と上記障害物とが交差する衝突予測位置をドライバに報知するための制御信号を出力する支援制御部と
   を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 上記支援制御部は、上記障害物の現在位置及び種別と自車両の予測進路と上記衝突予測位置とを、ディスプレイに表示させる制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 上記支援制御部は、上記衝突予測位置に、ドライバの注意を喚起するための視覚記号を表示させることを特徴とする請求項２記載の車両の運転支援装置。
4. 上記支援制御部は、現在の自車両周囲の交通環境を併せて表示させることを特徴とする請求項２又は３記載の車両の運転支援装置。
5. 上記障害物は、移動体又は静止物体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の車両の運転支援装置。

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