JP2014028543A

JP2014028543A - 車両用走行制御装置及び方法

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Publication number: JP2014028543A
Application number: JP2012169282A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Jo; 新一郎城
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP5929597B2

Abstract

【課題】停止後の再発進を適切に行うことが可能な車両用走行制御装置及び方法を提供する。
【解決手段】車両用走行制御装置１は、自車両の前方を撮像するカメラ１１と、カメラ１１による撮像によって得られた画像内から、信号機と当該信号機の表示色とを検出する信号機検出部２４と、自車両が走行する道路の車線幅を検出する車線幅検出部２５と、自車両の位置、向き、及び速度を検出する自車状態検出部２６と、信号機検出部２４により赤信号が検出された場合、自車両を停止させる制御を実行すると共に、自車状態検出部２６による検出結果に基づいて、停止時に車線幅検出部２５により検出された車線幅から自車両がはみ出さず、且つカメラ１１の視野角から信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御する停止制御部２７と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用走行制御装置及び方法に関する。

従来、例えばカメラにより撮像された画像から、赤信号となっている信号機や一時停止標識など、停止すべきことを示す複数の対象を検出した場合に、車両を停止させる車両用走行制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１７０１５４号公報

このように、特許文献１に記載の装置では赤信号を停止要素の１つとし車両を停止させているが、車両停止時においてカメラの視野角から信号機が外れてしまった場合には、信号機の表示色が青に変化するタイミングを知ることができず、停止後の再発進のタイミングが不明となってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、停止後の再発進を適切に行うことが可能な車両用走行制御装置及び方法を提供することにある。

本発明の車両用走行制御装置は、撮像手段により得られた画像から赤信号が検出された場合、自車両を停止させる制御を実行すると共に、停止時に車線幅から自車両がはみ出さず、且つ撮像手段の視野角から信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御する。

本発明によれば、停止時に車線幅から自車両がはみ出さず、且つ撮像手段の視野角から信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御するため、車線からはみ出さない範囲内で自車両を停止させたうえで、視野角から信号機が外れないようにすることができることとなり、信号機の表示色が青に変わったことを検出することができる。従って、停止後の再発進を適切に行うことができる。

本実施形態に係る車両用走行制御装置を示す概略構成図であって、車両を上面視した状態を示している。図１に示したマイクロプロセッサの詳細を示すブロック図である。図２に示したマイクロプロセッサの機能ブロック図である。本実施形態に係る車両走行制御方法を示すフローチャートである。図４に示したステップＳ４において算出された操舵角操作量を示す説明図である。自車両の走行の様子の一例を示す上面図である。自車両が再発進するときの様子を示す上面図であり、（ａ）は自車両が区分線に近づき過ぎた状態を示し、（ｂ）は自車両が区分線に対してやや距離がある状態を示している。図４に示したステップＳ５の詳細を示す説明図であり、（ａ）は自車両Ｖの上面図を示し、（ｂ）は自車両の向きと横距離との相関を示す図である。（自車両Ｖから区分線ＳＬまでの距離ｙ２）−（再発進に必要となる横距離ｙ１）と速度上限との相関を示す図である。車両制御の様子を示す車両上面図である。第２実施形態に係る本実施形態に係る車両走行制御方法を示すフローチャートである。図１１に示したステップＳ１４にて算出される車体角最大値を示す概念図である。図１１に示したステップＳ１５における目標走行軌跡の終点位置の設定方法を示す図である。前方注視ドライバモデルの一例を示す車両上面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る車両用走行制御装置を示す概略構成図であって、車両を上面視した状態を示している。図１に示すように、本実施形態に係る車両用走行制御装置１は、カメラ（撮像手段）１１と、操舵角センサ１２と、カーナビゲーションユニット１３と、車速センサ１４と、マイクロプロセッサ２０と、パワートレーンコントローラ３１と、ブレーキコントローラ３２と、操舵モータコントローラ３３と、エンジン・駆動系４１と、ブレーキユニット４２と、操舵アシストモータ４３とを備えている。

カメラ１１は、自車両の前方を撮像するものであって、例えば車室内のフロントウィンドウ上部に取り付けられ、信号機を含む周囲の障害物や、車線などの道路環境を撮影して、画像情報をマイクロプロセッサ２０に送信するものである。操舵角センサ１２は、車両の操舵軸に取り付けられて操舵軸の操舵角度に応じた信号を出力するものである。

カーナビゲーションユニット１３は、ＧＰＳ受信部、道路情報データベース及び情報処理装置等から構成され、主に自動車の経路誘導のための各種情報を作成する処理が行われるものである。また、本実施形態においてカーナビゲーションユニット１３は、自車両の位置情報及び向き情報をマイクロプロセッサ２０に送信する。

車速センサ１４は、例えばホイールに取り付けられたロータリーエンコーダであって、ホイールの回転に比例して発生するパルス信号を検出することで車速を計測し、マイクロプロセッサ２０に送信するものである。

マイクロプロセッサ２０は、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、中央演算処理装置、及びメモリ等から構成される集積回路であり、メモリに格納されたプログラムに従って赤信号に対応して自車両が停止するときの車体の速度と向きを算出するものである。また、マイクロプロセッサ２０は、算出した車体の速度と向きを実現するために、駆動力操作量をパワートレーンコントローラ３１に送信し、制動力操作量をブレーキコントローラ３２に送信し、操舵角操作量を操舵モータコントローラ３３に送信する。

パワートレーンコントローラ３１は、駆動力操作量を実現するようにエンジン・駆動系４１を制御するものである。ブレーキコントローラ３２は、制動力操作量を実現するようにブレーキユニット４２を制御し、操舵モータコントローラ３３は操舵角操作量を実現するように操舵アシストモータ４３を制御するものである。

図２は、図１に示したマイクロプロセッサ２０の詳細を示すブロック図である。図２に
示すように、マイクロプロセッサ２０は、画像処理部２１と、車速算出処理部２２と、制御部２３とを備えている。

画像処理部２１は、カメラ１１で撮影した画像を画像処理し、車線、信号機を検出するものである。車速算出処理部２２は、車速センサ１４からのパルス信号を処理して、車速情報を出力するものである。制御部２３は、画像処理部２１、操舵角センサ１２、カーナビゲーションユニット１３、及び車速算出処理部２２からの信号を入力し、赤信号が検出された場合にパワートレーンコントローラ３１とブレーキコントローラ３２と操舵モータコントローラ３３とを制御して自車両を停止させるものである。

図３は、図２に示したマイクロプロセッサ２０の機能ブロック図である。図３に示すように、マイクロプロセッサ２０は、信号機検出部（信号機検出手段）２４と、車線幅検出部（車線幅検出手段）２５と、自車状態検出部（自車状態検出手段）２６と、停止制御部（停止制御手段）２７とを備えている。

信号機検出部２４は、カメラ１１による撮像によって得られた画像内から、信号機と当該信号機の表示色とを検出するものである。車線幅検出部２５は、自車両が走行する道路の車線幅を検出するものである。なお、車線幅検出部２５は、カメラ１１による撮像によって得られた画像内の車線から車線幅を検出してもよいし、カーナビゲーションユニット１３からの地図情報に基づいて車線幅を検出してもよい。

自車状態検出部２６は、自車両の位置、向き、及び速度を検出するものである。自車状態検出部２６は、カーナビゲーションユニット１３からのＧＰＳ情報等に基づいて自車両の位置及び向きを検出すると共に、車速センサ１４からの信号に基づいて自車両の速度を検出する。

停止制御部２７は、信号機検出部２４により赤信号が検出された場合に、自車両を停止させる制御を実行するものである。特に本実施形態において停止制御部２７は、カメラ１１の視野角から信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御する。これにより、停車中において信号機の表示色が青に変わったとしても、そのタイミングを見逃すことなく、再発進時に支障がないようにする。

なお、停止制御部２７は、停止時において隣接車線の車両の邪魔とならないように、車線幅検出部２５により検出された車線幅から自車両がはみ出さないようにすることはいうまでもない。

次に、本実施形態に係る車両用走行制御方法を、フローチャートを参照して説明する。図４は、本実施形態に係る車両走行制御方法を示すフローチャートである。まず、図４に示しように、停止制御部２７は、信号機検出部２４により検出された信号機の表示色から自車両を停止させるか否かを判断する（Ｓ１）。

例えば信号機の表示色が赤である場合、停止制御部２７は自車両を停止させると判断し（Ｓ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、信号機の表示色が青である場合、停止制御部２７は自車両を停止させないと判断し（Ｓ１：ＮＯ）、図４に示す処理は終了する。

ステップＳ２において停止制御部２７は、自車状態検出部２６により検出された自車両の位置、向き及び速度の情報を取得する（Ｓ２）。そして、停止制御部２７は、信号停止線に向かって停止するための目標速度を生成する（Ｓ３）。例えば、停止制御部２７は、自車両の位置と停止線の位置とから停止線までの距離を算出し、商品性に基づいて設定し
た許容減速度より小さい減速度で停止線に向かって減速するように目標速度を生成する。

次に、停止制御部２７は、操舵角操作量を算出する（Ｓ４）。より詳細に説明すると、停止制御部２７は、カメラ１１の視野角から信号機が外れそうになるのを、外れないように車体の向きを変えて追いかけるような操舵角操作量を算出する。

図５は、図４に示したステップＳ４において算出された操舵角操作量を示す説明図である。図５に示すように、操舵角操作量は、画像上における信号機の横位置に基づいて算出される。すなわち、画像中心をゼロとした場合において、信号機が右側にＲ１以下となる範囲、及び左側にＬ１以下となる範囲に位置するとき、操舵角操作量はゼロとなる。これに対して、信号機位置が右側にＲ１を超えると、超えた量に比例して右側への操舵角操作量が増加するようになっている。同様に、信号横位置が左側にＬ１を超えると、超えた量に比例して左側への操舵角操作量が増加するようになっている。よって、本実施形態に係る停止制御部２７は、信号機が画像の左右の縁に近づくと車両の向きを左右に変えて中央に寄せるように、操舵角操作量を算出することとなる。

図６は、自車両の走行の様子の一例を示す上面図である。図６に示すように、時刻ｔ１において自車両Ｖは車線に沿って走行をしているとする。この状態において信号機は視野角Ａ１の縁部に存在せず横位置はＬ１を超えていないとすると、操舵角操作量はゼロと算出される。この結果、自車両Ｖは直進を続けることとなる。

次に、時刻ｔ２に到達したとする。このとき、信号機は視野角Ａ２の縁部に存在しＬ１を超えているとすると、図５に示したように所定量の操舵角操作量が算出される。この結果、時刻ｔ３に示すように、自車両Ｖはやや左旋回することとなる。

再度図４を参照する。ステップＳ４において操舵角操作量を算出した後、停止制御部２７は、自車両が斜めに向いて停止できる限界を算出し（Ｓ５）、目標速度の修正処理を実行する（Ｓ６）。そして、図４に示す処理は終了することとなる。まず、ステップＳ５の自車両が斜めに向いて停止できる限界の算出について説明する。

図６を参照すると、例えば時刻ｔ３において信号機は視野角Ａ３の縁部に位置する。このため、さらに左旋回を続けることとなるが、左旋回を続けると車体が車線を区分する区分線に近づき過ぎてしまう。

図７は、自車両Ｖが再発進するときの様子を示す上面図であり、（ａ）は自車両Ｖが区分線に近づき過ぎた状態を示し、（ｂ）は自車両Ｖが区分線に対してやや距離がある状態を示している。自車両Ｖが車線からはみ出してしまうことは問題であることはもちろん、再発進を考慮すると自車両Ｖが区分線に近づき過ぎることも問題といえる。具体的には、図７（ａ）に示すように、自車両Ｖが区分線ＳＬに近づき過ぎてしまうと、再発進時に自車両Ｖがとる走行軌跡ＤＬは区分線ＳＬを超えることとなり、隣接車線を走行する車両を妨害してしまう。よって、図７（ｂ）に示すように、再発進時における走行軌跡ＤＬが区分線ＳＬを超えない範囲に留めておく必要がある。特に、図７（ｂ）に示す例では、自車両Ｖが停止位置から距離ｘ１だけ離れて停止している。これは、自車両Ｖが停止位置まで進行して停止した場合に、カメラ１１の視野角内に信号機を収めつつ走行軌跡ＤＬが区分線ＳＬを超えないようにすることができないからである。

本実施形態では図７（ｂ）に示した停止状態を実現するために、ステップＳ５，Ｓ６の処理を実行する。図８は、図４に示したステップＳ５の詳細を示す説明図であり、（ａ）は自車両Ｖの上面図を示し、（ｂ）は自車両Ｖの向きと横距離との相関を示す図である。まず、ステップＳ５の処理において停止制御部２７は、現在の自車両Ｖの車線に対する向
きから、再発進に必要となる横距離ｙ１を算出する（図８（ａ）参照）。この横距離ｙ１が区分線ＳＬをはみ出すことなく再発進できる限界となる。なお、この限界横距離ｙ１は、図８（ｂ）に示すように、自車両Ｖの車線に対する向きθが大きくなるほど、増加する傾向にある。

そして、図８（ｂ）に示すように、再発進に必要となる横距離ｙ１≦自車両Ｖから区分線ＳＬまでの距離ｙ２であれば再発進時に自車両Ｖは区分線ＳＬをはみ出すことなく、ｙ１＞ｙ２であれば再発進時に自車両Ｖは区分線ＳＬをはみ出すこととなる。

次に、算出した限界に応じた目標速度の修正処理、すなわちステップＳ６の処理について説明する。図９は、（自車両Ｖから区分線ＳＬまでの距離ｙ２）−（再発進に必要となる横距離ｙ１）と速度上限との相関を示す図である。図８からも明らかなように、ｙ１＝ｙ２となった場合、自車両Ｖの速度がゼロでないと自車両Ｖがさらに進行してしまい、ｙ１＞ｙ２となって再発進時に自車両Ｖが区分線ＳＬを超えることとなってしまう。このため、図９に示すように、ｙ２−ｙ１＝０のとき、速度上限はゼロとなる。すなわち、ステップＳ３にて算出された目標速度はゼロに修正される。この結果、例えば図７（ｂ）に示すような停止位置よりも手前で自車両Ｖの停止が実現されることとなる。

また、ｙ２−ｙ１＞０の領域においては、速度上限は比例的に増加する傾向にある。この増加量は、例えばｙ２−ｙ１＝０となったときに無理なく自車両Ｖが停止できる程度の増加量に設定されている。

以上、本実施形態に係る車両用走行制御方法では、上記処理を繰り返すことにより、赤信号が検出された場合において、カメラ１１の視野角から信号が外れることなく、自車両Ｖを停止できることとなる。

なお、上記ステップＳ２では、信号機の表示色が赤と青の場合について説明したが、信号機の表示色が黄である場合には、赤と同様に自車両Ｖを停止させると判断してもよいし、以下のようにしてもよい。すなわち、表示色が黄である場合、商品性に基づいて設定した許容減速度より小さい減速度で停止線において停止できるならば停止と判断し、そうでなければ停止しないと判断してもよい。なお、表示色が黄である場合、自車両Ｖの速度と自車両Ｖの位置の情報が判断に必要となることから、ステップＳ２の処理を先に実行し、その後ステップＳ１の処理を実行するようにすることとなる。

次に、上記処理を実行した場合の自車両Ｖの挙動等を説明する。まず、信号機検出部２４により信号機の表示色が検出され、ステップＳ１において停止制御部２７により自車両Ｖを停止させると判断されたとする。この場合、ステップＳ２において停止制御部２７は、自車状態検出部２５から自車両Ｖの位置、向き及び速度の情報を取得し、ステップＳ３において目標速度を求める。

次いで、停止制御部２７は、ステップＳ４においてカメラ１１の視野角から信号機が外れそうな場合には左右の旋回する操舵角操作量を算出し、視野角から信号機が外れそうにない場合には旋回しない操舵角操作量（すなわち操舵角操作量ゼロ）を算出する。

その後、停止制御部２７は、ステップＳ５において再発進を考慮して距離ｙ１，ｙ２を求める。上記において操舵角操作量ゼロが連続しており、自車両Ｖが車線に沿って走行している場合には、ｙ１＝０となることからステップＳ６において目標速度が修正されることなく、ステップＳ６の終了後にステップＳ３にて算出した目標速度に沿った指示がブレーキコントローラ３２に対して送信され、自車両Ｖは直進状態のまま、減速させられることとなる。そして、処理はステップＳ１に移行する。

一方、自車両Ｖが車線に対して斜めに走行している場合、ｙ１＞０となる。このため、停止制御部２７は、（自車両Ｖから区分線ＳＬまでの距離ｙ２）−（再発進に必要となる横距離ｙ１）を演算し、図９に示すような速度修正マップに基づいて、ステップＳ３にて算出した目標速度を修正（制限）する。そして、処理はステップＳ１に移行することとなる。

以上、本実施形態では上記処理を自車両Ｖが停止するまで繰り返すこととなる。これにより、自車両Ｖはカメラ１１の視野角から信号機が外れそうになるたびに信号機が視野角の中央に寄るように自車両Ｖを旋回させ、しかも再発進時において隣接車線を走行する車両を妨害しないように停止することとなる。

このようにして、本実施形態に係る車両用走行制御装置１及び方法によれば、停止時に車線幅から自車両がはみ出さず、且つカメラ１１の視野角から信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御するため、車線からはみ出さない範囲内で自車両Ｖを停止させたうえで、視野角から信号機が外れないようにすることができることとなり、信号機の表示色が青に変わったことを検出することができる。従って、停止後の再発進を適切に行うことができる。

また、自車両Ｖが停止線まで走行して停止した場合に視野角から信号機が外れる場合、視野角から信号機が外れないように停止線よりも手前で自車両Ｖを停止させるため、自車両Ｖを停止線に近接させて信号機が視野角から外れてしまうことを防止でき、停止後の再発進を適切に行うことができる。

また、自車両Ｖを車線に対して斜めに停止させるあたり、自車両Ｖの再発進時において車体が自車線からはみ出さない自車両の向きθと車線に対する横位置ｙ１を演算し、この向きθと横位置ｙ１で自車両を停止させるため、再発進時に車体が車線からはみ出して隣接車線の車両走行の妨害をすることなく、一層適切な再発進を実現することができる。

次に、本発明に係る第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る車両用走行制御装置及び方法は、第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

第１実施形態に係る車両用走行制御装置１及び方法では、カメラ１１の撮像画像における信号機の横位置が画像の縁に近い場合に自車両Ｖを操舵して信号機を画像中央に寄せ、その動作を繰り返すこととしていた。一例を挙げると第１実施形態では信号機が画像の縁に近いと、信号機が画像中央に寄るようにやや車両の向きを変更して進行し、再度、信号機が画像の縁に近づくと、再度車両の向きを変更して信号機が画像の中央に寄るようにする。このように、第１実施形態では信号機の画像上における横位置に応じて都度対応することとしていた。

これに対して第２実施形態では、３次元上における信号機の位置を把握し、停車時に信号機がカメラ１１の視野角に収まるように、自車両Ｖの速度、向き、及び横位置を設定し、設定された状態となるように自車両Ｖの走行を制御する。

特に、第２実施形態においては、信号機の３次元上の位置を把握するため、信号機がカメラ１１の視野角に入るような停止位置と向きを予め決定しておくことができ、予め決定した停止位置に到達するまで自車両Ｖは車線のどこを走行してもよく、車線幅をいっぱいに使用することができる。従って、第２実施形態では、第１実施形態のように信号機をカメラ１１の視野角内に保持しつつ走行する必要はない。

図１０は、車両制御の様子を示す車両上面図である。第１実施形態ではカメラ１１の視野角から一度でも信号機が外れてしまうと、その後どのように車両Ｖの向きを変えてよいのか不明となってしまう。このため、図１０の走行軌跡ＤＬ１に示すように、自車両Ｖは常に視野角から信号機が外れないように走行する必要があり、最終的に符号Ｖ１で示すように停車することとなる。

一方、第２実施形態では、自車両Ｖが停止するまでは必ずしも信号機をカメラ１１の視野角内に保持する必要はない。このため、例えば、車線内の信号機から離れた側を走行し停止箇所近くで向きを斜めにするような走行軌跡ＤＬ２であってもよい。よって、第２実施形態では最終的に符号Ｖ２で示すように停車する。

なお、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、停車後の再発進時に隣接車線を走行する車両等を妨害しないように、停車を実現することはいうまでもない。

図１１は、第２実施形態に係る本実施形態に係る車両走行制御方法を示すフローチャートである。なお、図１１に示すステップＳ１１，Ｓ１２の処理は図４に示したステップＳ１，Ｓ２の処理と同じであるため、説明を省略する。

図１１に示すステップＳ１３において、信号機検出部２４は信号機の位置を検出する（Ｓ１３）。この際、信号機検出部２４は画像上における信号機の位置、又は、カーナビユニット１３からの信号機の位置情報に基づいて、３次元上における信号機の位置を検出する。

次に、停止制御部２７は、現在の車線幅で取り得る停止時の車体角最大値を算出する（Ｓ１４）。図１２は、図１１に示したステップＳ１４にて算出される車体角最大値を示す概念図である。第２実施形態では常にカメラ１１の視野角内に信号機を保持する必要が無いことから、例えば図１０を参照して説明したように走行軌跡ＤＬ２のように走行することにより、走行軌跡ＤＬ１のような制約を受けることがない。すなわち、図１２に示すように、走行軌跡ＤＬ２を走行することが可能となるため、第１実施形態よりも一層車体の向きθを高角度とすることが可能となる。また、その角度は、車線幅と自車両Ｖの回転半径のみから求めることができる。よって、車線幅をｄとし、自車両Ｖの回転半径をＲとすると、

なる式が成立し、

とすることができる。そして、φから車体角最大値θｍａｘを求めることができる。

再度図１１を参照する。ステップＳ１５において停止制御部２７は、目標走行軌跡を算出する（Ｓ１５）。この際、停止制御部２７は、図１２に示すように、停止位置までの前半部分（区間Ａ）をエミルート曲線などのスプライン曲線により設定し、後半部分（区間Ｂ）を円弧の連続で設定する。

なお、図１０に示す例では符号Ｖ２の位置においてカメラ１１の視野角に信号機が収まっているが、実際には符号Ｖ２の位置まで自車両Ｖが進行すると、視野角内に信号機が収まらない場合がある。そこで、第２実施形態に係る車両用走行制御方法において、停止制御部２７は、目標走行軌跡の終点位置を以下のようにして判断して設定する。

図１３は、図１１に示したステップＳ１５における目標走行軌跡の終点位置の設定方法を示す図である。まず、図１３に示すように、車線に対する自車両の向きθ＝０であるときにカメラの視野角に信号機が入るか否かを示す直線を１_１とし、自車両の向きθ＝θ_１（＞０）であるときにカメラの視野角に信号機が入るか否かを示す直線を１_２とし、自車両の向きθ＝θ_２（＞θ_１）であるときにカメラの視野角に信号機が入るか否かを示す直線を１_３と規定する。なお、図１３においては直線１_１〜１_３の下側の領域に入る信号機については、視野角に収まることとなる。

この図が示すように、画像中心を横位置ゼロとした場合、信号機の横位置が大きくなるほどカメラ１１の視野角に入り難くなるといえる。また、信号機の縦位置（すなわち信号機までの距離）が大きくなるほどカメラ１１の視野角に信号機が入り易くなるといえる。また、信号機は、自車両Ｖが車線に対して斜めに停車するほど（すなわちθが大きくなるほど）、視野角に入り易くなるといえる。

ここで、仮に自車両Ｖが停止線手前まで進行して停止したときの信号機の縦位置をＸａとし、横位置をＹａｂとすると（すなわち信号機の位置を点Ａとすると）、車体の向きθ＝０はもとより、θ＝θ_１であっても、θ＝θ_２であっても視野角内に信号機が収まらないこととなる。このような場合、停止制御部２７は、停止位置を距離ｘ１だけ手前に設定し（すなわち信号機の位置を点Ｂとすると）、車体の向きθをθ_２とする。すなわち、目標走行軌跡の終点位置を距離ｘ１だけ手前に設定することで自車両Ｖと信号機との距離を大きくし（距離Ｘｂとし）、信号機がカメラ１１の視野角内に収まるような目標走行軌跡を設定することとなる。

なお、目標走行軌跡の終点位置においては、第１実施形態と同様に、再発進時に隣接車線の車両を妨害しないような車体の向き、及び、横位置とされることがいうまでもない。

再度、図１１を参照する。目標走行軌跡を設定した後、停止制御部２７は、ステップＳ１５で設定した目標走行軌跡を停止位置まで辿るように操舵角操作量を算出する（Ｓ１６）。例えば、停止制御部２７は、走行軌跡の曲率に応じた角度の時系列で設定したり、前方注視ドライバモデルを用いてフィードバック制御で求めたりしても良い。

図１４は、前方注視ドライバモデルの一例を示す車両上面図である。図１４に示すように自車両Ｖから前方に伸ばした線上で距離Ｌだけ離れた点での目標軌跡との横位置偏差ｅを求める。そして、例えばＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御などで横位置偏差ｅを補償するように操舵角操作量を算出すればよい。

再度、図１１を参照する。上記のようにして操舵角操作量を算出した後、停止制御部２７は、ステップＳ１５で設定した目標走行軌跡を停止位置まで辿るための目標速度を算出する（Ｓ１７）。その後、図１１に示す処理は終了する。なお、ステップＳ１７において停止制御部２７は、例えば、自車両Ｖの位置と停止位置とから、停止位置までの距離を算出し、商品性に基づいて設定した許容減速度より小さい減速度で停止線に向かって減速するように目標速度を設定すればよい。

このようにして、第２実施形態に係る車両用走行制御装置１及び方法によれば、第１実施形態と同様に、停止後の再発進を適切に行うことができると共に、一層適切な再発進を
実現することができる。

また、視野角から信号機が外れないように自車両Ｖを斜めに停止させる場合に、車線内の信号機から離れた側を走行し停止箇所近くで向きを斜めにする目標走行軌跡を生成し、この目標走行軌跡に沿って車両を走行させて停止させる。このため、常に視野角内に信号を保持する必要が無く、停止時において信号機を視野角内に収めることとなり、目標走行軌跡の算出に自由度を持たせることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば本実施形態においては、再発進時における走行軌跡ＤＬが区分線ＳＬを超えないように制御しているが、再発進時を考慮せず停車時に自車両Ｖが車線内に収まるように制御してもよい。

１…車両用走行制御装置
１１…カメラ（撮像手段）
１２…操舵角センサ
１３…カーナビゲーションユニット
１４…車速センサ
２０…マイクロプロセッサ
２１…画像処理部
２２…車速算出処理部
２３…制御部
２４…信号機検出部
２５…車線幅検出部
２６…自車状態検出部
２７…停止制御部
３１…パワートレーンコントローラ
３２…ブレーキコントローラ
３３…操舵モータコントローラ
４１…エンジン・駆動系
４２…ブレーキユニット
４３…操舵アシストモータ
Ａ１〜Ａ３…視野角
ＤＬ…走行軌跡
ＳＬ…区分線
Ｖ…自車両

Claims

自車両の前方を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像によって得られた画像内から、信号機と当該信号機の表示色とを検出する信号機検出手段と、
自車両が走行する道路の車線幅を検出する車線幅検出手段と、
自車両の位置、向き、及び速度を検出する自車状態検出手段と、
前記信号機検出手段により赤信号が検出された場合、自車両を停止させる制御を実行すると共に、自車状態検出手段による検出結果に基づいて、停止時に前記車線幅検出手段により検出された車線幅から自車両がはみ出さず、且つ前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れない車体の横位置及び向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御する停止制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
前記停止制御手段は、自車両が停止線まで走行して停止した場合に前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れる場合、前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れないように停止線よりも手前で自車両を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
前記停止制御手段は、前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れないように自車両を斜めに停止させるにあたり、車線内の信号機から離れた側を走行し停止箇所近くで向きを斜めにする目標走行軌跡を生成し、この目標走行軌跡に沿って車両を走行させて停止させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車両用走行制御装置。
前記停止制御手段は、前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れないように自車両を斜めに停止させるにあたり、自車両の再発進時において車体が自車線からはみ出さない自車両の向きと車線に対する横位置を演算し、この向きと横位置で自車両を停止させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置。
自車両の前方を撮像する撮像手段によって得られた画像内から、信号機と当該信号機の表示色とを検出する信号機検出工程と、
自車両が走行する道路の車線幅を検出する車線幅検出工程と、
自車両の位置、向き、及び速度を検出する自車状態検出工程と、
前記信号機検出工程において赤信号が検出された場合、自車両を停止させる制御を実行すると共に、前記自車状態検出工程における検出結果に基づいて、停止時において前記車線幅検出工程において検出された車線幅から自車両がはみ出さず且つ前記撮像手段の視野角から前記信号機が外れない車体の横位置と向きとなるように、停止前における自車両の速度と向きとを制御する停止制御工程と、
を備えることを特徴とする車両用走行制御方法。