JP2013037601A

JP2013037601A - 運転支援装置

Info

Publication number: JP2013037601A
Application number: JP2011174610A
Authority: JP
Inventors: Hide Aiba; 英相羽
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】運転者の車両感覚に頼らずに正確に素早く通行可否を判定でき、自車両及び他車両の乗員に安心感を与えることができ、未熟な運転者でも通行可否の判断に迷わないようにすることができ、精度の高い支援情報を提供する。
【解決手段】自車両前方の物標を検出するレーダ５と、道路外周の物標の情報から走行可能車線幅を算出する走行可能車線幅演算手段８と、障害物となる物標の情報及び走行可能車線幅から障害物の横空間距離を算出する横空間距離演算手段１０と、障害物となる物標に対して自車両が車線変更せずに通行可能であるか否かを判定する通行可否判定手段１１と、通行不可と判定された場合に横空間距離と自車両の車両幅とに基づいて通行可能となる推奨コースを算出する推奨コース演算手段１２と、自車両の運転操作に応じて、通行可否の判定結果及び推奨コースを表示装置７に表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は運転支援装置に係り、特に、車線上に位置する障害物の横を自車両が通行可能か否かの支援情報を運転者に迅速に提供することができる運転支援装置に関する。

自車両が走行する車線上に障害物がある場合に、障害物の横を通行するための情報を運転者に提供する運転支援装置には、特開２００３−１３２４９８号公報、特開平１１−２５９７９８号公報に開示されるものがある。
特開２００３−１３２４９８号公報は、前方監視カメラを用いて先行車または前方障害物の横空間距離を算出し、追従制御、追い越し制御、停止制御の制御量を求め、横空間距離に応じた運転者に違和感を与えない制御をするものである。
特開平１１−２５９７９８号公報は、追い越し時の表示方法について、前方監視カメラからの前方画像に横空間距離に応じた幅の２本線を用いて予測進行ルートを表示し、現在の予測進行ルートでは横空間距離に余裕がない場合に警報を出すものである。

特開２００３−１３２４９８号公報特開平１１−２５９７９８号公報

ところが、前記各公報に開示される運転支援装置は、
・横空間距離の検出のために、前方監視カメラを使用しなくてはならない。
・カメラで取得した画像情報による処理では、自車両と先行する他車両および前方障害物との距離検出精度および相対速度検出精度が低く、システムの信頼性が低くなる。
・カメラで取得した画像情報による処理では、自車両から先行する他車両および前方障害物までの距離が遠くなると、距離検出精度および相対速度検出精度が低くなるため、高速走行により遠くの物標まで制御が必要になった場合に信頼性が低くなる。
・カメラは環境依存度が高く、降雨・霧・逆光などの状況下では明瞭な画像情報を取得することが困難であり、このような状況下では使用できない。
・予測進行ルートを表示するだけなので、横空間距離に余裕がない警報の出力時にどちらにステアリング操作が必要なのかわからない。
などの問題がある。

この発明は、車線上に位置する障害物の横を通行する場合に、運転者の車両感覚に頼らずに正確に素早く通行可否を判定して適切に支援情報を提供することができ、自車両及び他車両の乗員に安心感を与えることができ、未熟な運転者でも通行可否の判断に迷わないようにすることができ、精度の高い支援情報を提供することを目的とする。

この発明は、自車両前方の物標を検出するレーダと、前記レーダにより検出された道路外周の物標の情報から自車両の走行可能車線幅を算出する走行可能車線幅演算手段と、前記レーダにより検出された自車両が走行する車線上に位置する障害物となる物標の情報及び前記走行可能車線幅演算手段により算出された走行可能車線幅から前記障害物の横空間距離を算出する横空間距離演算手段と、前記自車両が走行する道路の車線上に位置する障害物となる物標に対して自車両が車線変更せずに通行可能であるか否かを判定する通行可否判定手段と、前記通行可否判定手段により通行不可と判定された場合に前記横空間距離演算手段により算出された横空間距離と自車両の車両幅とに基づいて通行可能となる推奨コースを算出する推奨コース演算手段と、自車両の運転操作に応じて、前記通行可否判定手段により判定された結果及び前記推奨コース演算手段により算出された推奨コースを表示する表示装置とを備えることを特徴とする。

この発明の運転支援装置は、レーダにより自車両前方の物標を検出し、車線上に位置する障害物である物標を避けずに通行可能か否かの判定結果と通行可能となる推奨コースとを表示することで、運転者の車両感覚に頼らずに正確に素早く通行可否を判定することができ、適切に支援情報を提供することができる。したがって、この発明の運転支援装置は、自車両及び他車両の乗員に安心感を与えることができる。また、未熟な運転者でも通行可否の判断に迷わないようにすることができる。
また、この発明の運転支援装置は、自車両前方の物標の検出にレーダを用いるため、通行可否の判定に対して降雨・霧・逆光等の環境の影響を受けにくくすることができ、精度の高い支援情報を提供することができる。

図１は運転支援装置のシステム構成を示すブロック図である。（実施例）図２は運転支援装置による障害物の横を通行する必要がある場合の運転支援判定のフローチャートである。（実施例）図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は物標の横空間距離の算出例を示す図である。（実施例）図４は横空間距離演算のフローチャートである。（実施例）図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は道路外周の物標による走行可能車線幅の算出例を示す図である。（実施例）図６（Ａ）、（Ｂ）は過去の物標情報による自車両近傍の走行可能車線幅の算出例を示す図である。（実施例）図７は走行可能車線幅算出のフローチャートである。（実施例）図８は表示装置による支援情報の表示画面を示す図である。（実施例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は自車両、２は運転支援装置である。運転支援装置２は、道路３を走行する自車両１前方の物標４（図３・図５参照）を検出するレーダ５を備え、レーダ５で検出した物標４の情報を処理して支援情報を作成する情報処理部６を備え、情報処理部６が作成した支援情報を表示する表示装置７を備えている。
前記レーダ５は、自車両１の前方の物標４を検出する。物標４には、図３に示すように、道路３内に位置する電柱４Ａ、歩行者４Ｂ、停止した他車両４Ｃ、対向車線を走行する他車両４Ｄなどがある。また、物標４には、図５に示すように、道路３外周に位置する塀４Ｅ、ガードレール４Ｆ、歩道４Ｇなどがある。
前記情報処理部６は、走行可能車線幅演算手段８と、自車両位置変動演算手段９と、横空間距離演算手段１０と、通行可否判定手段１１と、推奨コース演算手段１２と、操舵量演算手段１３とを備えている。情報処理部６には、自車両１の挙動情報を入力する車速センサ１４と加速度センサ１５とヨーレートセンサ１６と舵角センサ１７とを接続し、また、自車両１の寸法である車両幅Ｘ１や運転操作（ウインカー操作など）の情報を入力する車両側手段１８を接続している。

前記走行可能車線幅演算手段８は、図５に示すように、レーダ５により検出された道路３外周に位置する塀４Ｅ、ガードレール４Ｆ、歩道４Ｇなどの物標４の情報（物標４までの距離、相対速度、寸法など）から、自車両１が走行する道路３の走行可能車線幅Ｘ３を算出する。このとき、走行可能車線幅演算手段８は、自車両位置変動演算手段９によってレーダ検出範囲外まで走行可能車線幅Ｘ３を算出する。
自車両位置変動演算手段９は、各センサ１４〜１７から入力する挙動情報（車速、加速度、ヨーレート、舵角など）に基づいて自車両１の位置変動を算出する。走行可能車線幅演算手段８は、自車両位置変動演算手段９により算出された自車両位置変動分だけレーダ５により検出された過去の道路３外周の物標４の情報をオフセットして現在の物標４の情報に加え、この現在の物標４の情報から走行可能車線幅Ｘ３を算出する。
図６に示すように、自車両１がある時間ｔの間に距離ｙ１だけ移動した後では、移動前にレーダ５により位置ｚ１に検出された道路３外周の物標４は、レーダ５によの検知範囲から外れているため検知されない。そこで、自車両１がある時間ｔの間に距離ｙ１だけ移動した場合、移動前にレーダ５により検出された道路３外周の物標４の位置ｚ１から距離ｙ１をオフセットして、現在の物標４とする。走行可能車線幅演算手段８は、この現在の物標４の情報から走行可能車線幅Ｘ３を算出する。
このように、現在の物標４の情報から算出された走行可能車線幅Ｘ３は、自車両１がある時間ｔの間に距離ｙ１だけ移動して、ある時間ｔ前の過去においてレーダ５により検出された道路３外周の物標４の位置ｚ１に自車両１が近づくことで、現在の自車両１の近傍から側方までのレーダ検出範囲外となった、前記過去の道路３外周の物標４の位置ｚ１における走行可能車線幅Ｘ３である。

前記横空間距離演算手段１０は、レーダ５により検出された自車両１が走行する道路３の車線上に位置する障害物となる電柱４Ａなどの物標４の情報及び走行可能車線幅演算手段８により算出された走行可能車線幅Ｘ３から、図５に示すように、障害物となる物標４の横空間距離Ｘ２を算出する。
前記通行可否判定手段１１は、自車両１が走行する道路３の車線上に位置する障害物となる物標４に対して、車線変更せずに自車両１が通行可能であるか否かを判定する。
前記推奨コース演算手段１２は、通行可否判定手段１１により通行不可と判定された場合に、横空間距離演算手段１０により算出された横空間距離Ｘ２と車両側手段１８から入力された自車両１の車両幅Ｘ１とに基づいて、通行可能となる推奨コースを算出する。ここで、推奨コース演算手段１２は、障害物となる物標４の横空間距離Ｘ２が自車両１の車両幅Ｘ１よりも一定値以上大きい場合に、自車両１が横空間距離Ｘ２を通行可能とするよに推奨コースを算出する。
前記操舵量演算手段１３は、推奨コース演算手段１２により算出された推奨コースを走行するのに必要なステアリングホイールの操舵方向と操舵量とを算出する。
前記表示装置７は、車両側手段１８から入力する自車両１の運転操作（ウインカー操作など）に応じて、運転者が車線変更する意思がある場合に、図８に示すように、通行可否判定手段１１により判定された結果を表す「通行不可」、「通行可能」などの語句１９及び推奨コース演算手段１２により算出された推奨コースを表す形状を有する矢印や曲線などの図形２０を画面２１に表示する。また、表示装置７は、前記操舵量演算手段１３により算出されたステアリングホイールの操舵方向と操舵量とを表す向きと大きさを有する矢印などの図形２２を画面２１に表示する。

次に、作用を説明する。
運転支援装置２は、図２に示すように、プログラムがスタートすると（Ａ０１）、レーダ５で検出した物標４の情報を入力し（Ａ０２）、走行可能車線幅演算手段８によって自車両１が走行する道路３の走行可能車線幅Ｘ３を算出する（Ａ０３）。
走行可能車線幅Ｘ３の算出（Ａ０３）は、レーダ５により検出された道路３外周に位置する塀４Ｅなどの物標４の情報から算出する。このとき、走行可能車線幅演算手段８は、自車両位置変動演算手段９によって算出した自車両１の位置変動と過去の物標４の情報から、現在の自車両１の前方の走行可能車線幅Ｘ３だけでなく、レーダ検出範囲外に位置する現在の自車両１の近傍ないし側方の走行可能車線幅Ｘ３を算出する。
走行可能車線幅演算手段８は、図７に示すように、プログラムがスタートすると（Ｂ０１）、レーダ５で自車両１の前方の物標４を検出して認識し（Ｂ０２）、前の制御サイクルにおける位置からの自車両１の位置変動を自車両位置変動演算手段９によって算出し（Ｂ０３）、過去の物標４の位置情報を自車両１の位置変動分だけオフセットして現在の制御サイクルでの位置に換算する（Ｂ０４）。
次いで、過去と現在の道路３の外周の物標４の情報を平均し（Ｂ０５）、道路３の外周にある左右の物標４（例えば、塀４Ｅ、ガードレール４Ｆなど）の間を走行可能車線幅Ｘ３とし（Ｂ０６）、この走行可能車線幅Ｘ３から対向車線を走行する他車両４Ｄの通行頻度の高い場所を取り除いて最終の走行可能車線幅Ｘ３とし（Ｂ０７）、プログラムをエンドにする（Ｂ０８）。

前記走行可能車線幅Ｘ３の算出（Ａ０３）に続いて、横空間距離演算手段１０によって物標４の横空間距離Ｘ２を算出する（Ａ０４）。
横空間距離Ｘ２の算出（Ａ０４）は、図４に示すように、プログラムがスタートすると（Ｃ０１）、自車両１が走行する道路３の車線を推定し（Ｃ０２）、車線上に物標４があるかを判断する（Ｃ０３）。
この判断（Ｃ０３）がＮＯの場合は、走行可能車線幅Ｘ３を横空間距離Ｘ２とし（Ｃ０４）、プログラムをエンドにする（Ｃ０５）。この判断（Ｃ０３）がＹＥＳの場合は、左右に隣接する物標４があるかを判断する（Ｃ０６）。
この判断（Ｃ０６）がＮＯの場合は、自車両１が走行する車線上の物標４から走行可能車線幅Ｘ３端部までを横空間距離Ｘ２とし（Ｃ０７）、プログラムをエンドにする（Ｃ０５）。この判断（Ｃ０６）がＹＥＳの場合は、自車両１の車線上の物標４から隣接する物標４までを横空間距離Ｘ２とし（Ｃ０８）、プログラムをエンドにする（Ｃ０５）。

前記横空間距離Ｘ２の算出（Ａ０４）に続いて、通行可否判定手段１１によって、自車両１が走行する道路３の車線上に位置する障害物となる物標４に対して、車線変更せずに自車両１が通行可能であるか否かを判定する（Ａ０５）。
この判断（Ａ０５）がＹＥＳの場合は、車線変更せずに通行可能なので、前記物標４の情報の入力（Ａ０２）に戻る。この判断（Ａ０５）がＮＯの場合は、車両側手段１８から入力する自車両１の運転操作（ウインカー操作）の情報から運転者が車線変更する意思があるかを判断する（Ａ０６）。
この判断（Ａ０６）がＮＯの場合は、前記物標４の情報の入力（Ａ０２）に戻る。この判断（Ａ０６）がＹＥＳの場合は、推奨コース演算手段１２によって横空間距離Ｘ２と自車両１の車両幅Ｘ１とに基づいて通行可能となる推奨コースを算出し（Ａ０７）、操舵量演算手段１３によって推奨コースを走行するのに必要なステアリングホイールの操舵方向と操舵量とを算出し（Ａ０８）、通行可否判定手段１１の判定結果を表す語句１９及び推奨コース演算手段１２の推奨コースを表す図形２０と、操舵量演算手段１３の操舵方向と操舵量とを表す図形２２とを支援情報として表示装置７の画面２１に表示し（Ａ０９）し、前記物標４の情報の入力（Ａ０２）に戻る。

このように、この運転支援装置２は、レーダ５により自車両１の前方の物標４を検出し、車線上に位置する障害物である物標４を避けずに通行可能か否かの判定結果と通行可能となる推奨コースとを表示することで、運転者の車両感覚に頼らずに正確に素早く通行可否を判定することができ、適切に支援情報を提供することができる。したがって、この運転支援装置２は、極端に狭い隙間で通行することがなく、自車両１及び追い越された他車両４Ｃの乗員に安心感を与えることができる。また、未熟な運転者でも通行可否の判断に迷わないようにすることができる。
また、この運転支援装置２は、自車両１の前方の物標４の検出にレーダ５を用いるため、通行可否の判定に対して降雨・霧・逆光等の環境の影響を受けにくくすることができ、精度の高い支援情報を提供することができる。
前記運転支援装置２は、走行可能車線幅演算手段８に備えた自車両位置変動演算手段９により自車両１の位置変動を算出し、算出された自車両１の位置変動分だけレーダ５により検出された過去の道路３の外周にある物標４の情報をオフセットして現在の物標４の情報に加え、この現在の物標４の情報から走行可能車線幅Ｘ３を算出している。
これにより、この運転支援装置２は、自車両１の側方を直接検出するセンサを設けなくても、自車両１の位置変動分と過去の物標４の情報によって、レーダ５の検出範囲外となる現在の自車両１の近傍から側方までの走行可能車線幅Ｘ３を算出することができる。自車両１の側方を直接検出するセンサを設けた場合でも、レーダ５を用いて算出した結果を照合することで、車線情報の信頼性を向上することができる。過去と現在の物標４の情報を比較することにより、車線情報の信頼性を向上することができる。レーダ５の検知精度が低い検知境界近傍の物標４の情報も、検知精度の高い位置で検出した物標４の情報を用いることにより、支援情報の精度を向上することができる。
前記運転支援装置２は、操舵量演算手段１３により算出された推奨コースを走行するのに必要な操舵方向と操舵量とを表示装置７により表示している。
これにより、この運転支援装置２は、車線上に位置する障害物となる物標４の横を通行するのに必要な操舵情報を表示するので、運転者は、素早く直感的に操舵方向と操舵量とを把握することができ、運転操作に集中することができる。

さらに、運転支援装置２は、塀４Ｅ、ガードレール４Ｆ、歩道４Ｇなどの道路３の外周にある物標４と他車両４Ｃ、４Ｄや歩行者４Ｂなどの道路３内にある物標４の情報を、別データとして取り扱うことで、急激に変化することが少なく、検知時間も長い道路３の外周にある物標４について専用の制御が可能になり、演算負荷を低減させられる。
また、対向車線の判定は、対向車線を走行する他車両４Ｄの数量とナビゲーションシステムの地図データから判別することができる。これにより、追い越し時に間違って対向車線を走行することを防ぐことができる。
運転支援装置２は、表示装置７に、通行可否の判定結果を表す「通行不可」、「通行可能」などの語句１９、推奨コースを表す矢印や曲線などの図形２０を画面２１、ステアリングホイールの操舵方向と操舵量とを表す矢印などの図形２２を表示する。このとき、運転支援装置２は、語句や図形の大きさ、色、形状を変えることで、運転者は素早く直感的に支援を受けることができ、ストレスなく運転に集中できる。ウインカーや減速、停車をトリガにして表示の有無を切り替えることで、運転者の意図しない支援画面の表示を低減することができる。
この運転支援装置２は、レーダ５を用いて先行車や前方障害物である物標４とその横空間距離Ｘ２を検出している。従来、レーダ５は、横位置精度の低いセンサと考えられてきたが、広帯域を利用するミリ波レーダやＵＷＢレーダの登場により高い横位置精度を実現できるようになった。
これにより、運転支援装置２は、降雨・霧・逆光などの悪環境下でも使用可能であり、高い距離精度・相対速度精度を持つ信頼性の高いシステムが実現できる。レーダ５は、遠方まで先行車および障害物である物標４を検知可能であり、高速で走行する車両での制御にも使用できる。また、レーダ５は、アクティブクルーズコントロールシステムやプリクラッシュセーフティシステム用のセンサとして普及していることから、本システムは上記システムとセンサとしてのレーダを共用でき、カメラを用いるシステムと比較してコストダウン・軽量化・省スペース化できる利点もある。

この発明は、上述実施例に限定されることなく、種々応用改変が可能である。
例えば、図６、図７で示した、レーダ５の検知範囲外まで走行可能車線幅Ｘ３の演算を行う技術は、レーダに限らず、カメラやレーザレーダなど、他の周辺監視装置に応用でき、同様の効果が期待できる。
駐車支援システムや後方プリクラッシュセーフティシステムで使用している近距離レーダを共用し、レーダから自車両１の側方および後方の他車両および障害物である物標４の有無の情報を取得し、自車両１の側方および後方に他車両および障害物である物標４がある場合は、物標４の横の通行を促す表示を行わない。もしくは、注意して物標４の横を通行する旨を、表示だけでなく音声・警報で知らせても良い。
これにより、物標４の横を通過することにより後方からの追突や側方の障害物である物標４への衝突を防ぐことができる。駐車支援システムや後方プリクラッシュセーフティシステムとセンサを共用するため、追加でセンサを取り付ける必要がなく、コストダウン・軽量化・省スペース化の利点がある。

運転支援装置２は、検知範囲の広い近距離レーダを側面に取り付けて、道路３の脇の側溝や縁石、荒れた路面を検出し、自車両１が通行可能な横空間距離Ｘ２を補正しても良い。これにより、誤って道路３の脇の側溝や歩道、荒れた路面など走行できない場所を通って追い越すように誘導されることがなくなる。
超音波ソナーを自車両１の側面下部に取り付けて、道路３の脇の側溝や縁石、荒れた路面を検出し、自車両１が通行可能な横空間距離Ｘ２を補正しても良い。これにより、安価に自車両１の側方の路面状況を確認でき、誤って走行不可能な場所を通るように誘導をされることがなくなる。
運転支援装置２は、右左折支援用の巻き込み確認カメラやサイドビューカメラで、道路３の脇の側溝や縁石、荒れた路面を検出し、自車両１が通行可能な横空間距離Ｘ２を補正しても良い。これにより、誤って道路３の脇の側溝や歩道、荒れた路面など走行できない場所を通って、物標４の横を通行するように誘導されることがなくなる。他システムとセンサを共用するため、追加でセンサを取り付ける必要がなく、コストダウン・軽量化・省スペース化の利点がある。
自車両１の側方および後方の他車両および障害物である物標４を検知できるセンサを備え、十分な信頼性が得られるのならば、物標４の横空間通行支援にとどまらず、ステアリングやアクセル、ブレーキを制御して自動で物標の横空間を通行するように追い越しや車線変更を行っても良い。
これにより、運転者の運転負荷低減ができ、運転者の技術に依存せず追い越しや車線変更ができる。追い越し、車線変更が可能になることで、直進では通行できない場所をアクティブクルーズコントロールシステムで通行する手段を提供できる。高速域での遠方まで車間制御が必要な場合でも、制御が可能な自動操舵・追い越し・車線変更制御が実現できる。高速道路でナビゲーション装置と連動して複数車線を有効に使うアクティブクルーズコントロールシステムの実現手段を提供できる。

この発明は、車線上に位置する障害物の横を通行する場合に、運転者の車両感覚に頼らずに正確に素早く通行可否を判定して適切に支援情報を提供することができるものであり、アクティブクルーズコントロールシステムやプリクラッシュセーフティシステム、駐車支援システムなどに応用が可能である。

１自車両
２運転支援装置
３道路
４物標
５レーダ
６情報処理部
７表示装置
８走行可能車線幅演算手段
９自車両位置変動演算手段
１０横空間距離演算手段
１１通行可否判定手段
１２推奨コース演算手段
１３操舵量演算手段
１４車速センサ
１５加速度センサ
１６ヨーレートセンサ
１７舵角センサ
１８車両側手段

Claims

自車両前方の物標を検出するレーダと、前記レーダにより検出された道路外周の物標の情報から自車両の走行可能車線幅を算出する走行可能車線幅演算手段と、前記レーダにより検出された自車両が走行する車線上に位置する障害物となる物標の情報及び前記走行可能車線幅演算手段により算出された走行可能車線幅から前記障害物の横空間距離を算出する横空間距離演算手段と、前記自車両が走行する道路の車線上に位置する障害物となる物標に対して自車両が車線変更せずに通行可能であるか否かを判定する通行可否判定手段と、前記通行可否判定手段により通行不可と判定された場合に前記横空間距離演算手段により算出された横空間距離と自車両の車両幅とに基づいて通行可能となる推奨コースを算出する推奨コース演算手段と、自車両の運転操作に応じて、前記通行可否判定手段により判定された結果及び前記推奨コース演算手段により算出された推奨コースを表示する表示装置とを備えることを特徴とする運転支援装置。
前記走行可能車線幅演算手段は、自車両の位置変動を算出する自車両位置変動演算手段を備え、前記自車両位置変動演算手段により算出された自車両位置変動分だけ前記レーダにより検出された過去の道路外周の物標の情報をオフセットして現在の物標情報に加え、この現在物標の情報から走行可能車線幅を算出することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
前記推奨コース演算手段により算出された推奨コースを走行するのに必要な操舵方向と操舵量とを算出する操舵量演算手段を備え、前記操舵量演算手段により算出された操舵方向と操舵量とを前記表示装置により表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転支援装置。