JP2014101023A - 旋回支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を抑制し、きわめて円滑に旋回させるための支援を実現可能な旋回支援装置を提供する。
【解決手段】旋回しようとする自車両30が、旋回方向の内側に存在する制限区画108に進入する可能性があるか否かを判定する進入可能性判定部18と、可能性があると判別された場合、制限区画108から自車両30の車幅方向に離間移動をさせた後で旋回方向に沿って旋回させるように、自車両30を誘導する誘導信号を生成する誘導信号生成部19とを備える。
【選択図】図7

Description

この発明は、自車両の旋回の操作又は動作を支援する旋回支援装置に関する。
従来から、交差路における右左折の際に自車両の旋回操作等を支援する旋回支援装置が開発されている。例えば、特許文献1では、旋回の障害になり得る回避点(例えば、曲がり角の角部)の位置を取得し、最大操舵角による操舵によって回避し得る操舵開始位置を運転者に通知する装置が提案されている。
特開2008−217360号公報
ところで、図9Aに示す丁字路1を走行する自車両2が左折する場合を想定する。本図のように、自車両2が現在位置3で左旋回を開始した場合、自車両2の左側部が曲がり角の角部4に接触すると仮定する。この場合、特許文献1に記載の装置は、自車両2の運転者に操舵開始位置5を通知する。操舵開始位置5は、自車両2の走行方向の延長線上で、現在位置3よりも前方の位置に相当する。
しかし、図9Bに示すように、操舵開始位置5で左旋回を開始した場合、自車両2の軌道が旋回方向外側に大きく膨らむことで、自車両2の右側部が奥側の壁6に接触することがあった。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、自車両の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を抑制し、きわめて円滑に旋回させるための支援を実現可能な旋回支援装置を提供することを目的とする。
本発明に係る旋回支援装置は、自車両の進入が制限された区画、又は進入を制限する区画である制限区画に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部により取得された前記位置情報を用いて、旋回しようとする前記自車両が、旋回方向の内側に存在する前記制限区画に進入する可能性があるか否かを判定する進入可能性判定部と、前記進入可能性判定部により可能性があると判別された場合、前記制限区画から前記自車両の車幅方向に離間移動をさせた後で前記旋回方向に沿って旋回させるように、前記自車両を誘導する誘導信号を生成する誘導信号生成部とを備えることを特徴とする。
旋回しようとする自車両が、旋回方向の内側に存在する制限区画に進入する可能性があると判別された場合、前記制限区画から前記自車両の車幅方向に離間移動をさせることで、走行方向に移動させる場合と比べて効果的に制限区画からの距離をおくことができる。そして、旋回方向に沿って旋回させるように自車両を誘導することで、距離の余裕を持った旋回を行うことができる。これにより、自車両の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を抑制可能であり、きわめて円滑に旋回させるための支援を実現できる。
また、旋回開始位置から旋回終了位置までの旋回軌跡を含む前記自車両の目標走行軌跡を決定する走行軌跡決定部を更に備え、前記走行軌跡決定部は、前記離間移動に伴い、前記旋回開始位置及び前記旋回終了位置のうち前記旋回開始位置のみを変更することで新たな目標走行軌跡を決定することが好ましい。これにより、離間移動の有無によらず同一の位置で自車両の旋回を終了可能であり、目標走行軌跡の変更を最小限に留めることができる。
更に、前記走行軌跡決定部は、前記自車両の最小旋回半径よりも大きい旋回半径である前記旋回軌跡を含む前記新たな目標走行軌跡を決定することが好ましい。これにより、旋回中に軌道修正が必要になった場合、旋回半径を更に小さくする方向に修正可能であり、自車両の旋回を確実に終了できる。
また、前記走行軌跡決定部は、前記自車両の最小旋回半径である前記旋回軌跡を含む前記新たな目標走行軌跡を決定することが好ましい。これにより、自車両の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を最小限に留めることができる。
本発明に係る旋回支援装置によれば、旋回しようとする自車両が、旋回方向の内側に存在する制限区画に進入する可能性があると判別された場合、前記制限区画から前記自車両の車幅方向に離間移動をさせることで、走行方向に移動させる場合と比べて効果的に制限区画からの距離をおくことができる。そして、旋回方向に沿って旋回させるように自車両を誘導することで、距離の余裕を持った旋回を行うことができる。これにより、自車両の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を抑制可能であり、きわめて円滑に旋回させるための支援を実現できる。
この実施形態に係る旋回支援装置の構成を示す概略ブロック図である。 図1の旋回支援装置が搭載された自車両の概略平面透視図である。 図1の旋回支援装置が搭載された自車両のブロック図である。 図1及び図2の旋回支援装置の動作説明に供されるフローチャートである。 図5Aは、丁字路周辺を走行する自車両の位置関係を示す概略平面図である。図5Bは、自車両及び制限区画の位置関係を示す概略平面図である。 進入可能性の判定方法に関する概略説明図である。 図7A及び図7Bは、自車両の誘導方法に関する概略説明図である。 変形例に係る旋回開始位置等の変更方法の説明に供されるフローチャートである。 図9A及び図9Bは、従来例における自車両の旋回動作に関する概略説明図である。
以下、本発明に係る旋回支援装置について、これを実施する旋回支援システム及び車両との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
[旋回支援システム10の構成]
図1は、この実施形態に係る旋回支援システム10の構成を示す概略ブロック図である。旋回支援システム10の中核をなす旋回支援装置12は、自車両30(図2)の旋回を支援するための各種制御を実行する電子制御ユニット(以下、ECUという)である旋回支援ECU14を備える。
旋回支援ECU14は、図示しないメモリからプログラムを読み出し実行することで、自車両位置検知部15、位置情報取得部16、走行軌跡決定部17、進入可能性判定部18、及び誘導信号生成部19の各機能を実現可能である。
旋回支援装置12は、複数のセンサ、より詳細には、レーダ22、超音波センサ23、カメラ24、磁方位センサ25、ヨーレートセンサ26、及び車輪回転速度センサ27を更に備える。レーダ22等の各センサはそれぞれ、旋回支援ECU14に電気的に接続されている。なお、図1例では、各センサをそれぞれ1つずつ表記しているが、同種類のセンサを複数備えてもよい。
旋回支援装置12は、自車両30を所定位置に誘導するための制御信号(以下、誘導信号ともいう)を生成・出力し、この誘導信号を誘導装置28側に供給する。本明細書中における「誘導」には、自車両30を自動運転させる形態のみならず、運転者に対して自車両30の移動操作を促す形態も含まれる。
[旋回支援装置12が搭載された自車両30の概略平面図]
図2は、図1の旋回支援装置12が搭載された自車両30の概略平面透視図である。ここでは、旋回支援ECU14と各センサとの間における接続線、及び誘導装置28の図示を省略している。
レーダ22は、自車両30の外方に向けてミリ波等の電磁波を送信し、その反射波の受信特性に基づいて障害物の位置等を検出する。超音波センサ23は、自車両30の外方に向けて超音波を送信し、その反射波の受信特性に基づいて障害物の位置等を検出する。カメラ24は、撮像動作に応じて自車両30の周辺における撮像画像を取得する。
図2例では、レーダ22は、車体32の前方(例えば、フロントグリル周辺)に1つ配置されている。また、超音波センサ23は、車体32の前方角部の両方に2つずつ配置されている。また、カメラ24は、車体32の両側方略中央に1つずつ配置されている。
磁方位センサ25は、磁北からの角度(偏角)である磁方位を検知する。ヨーレートセンサ26は、自車両30の鉛直軸回りの回転角速度であるヨーレートを検出する。車輪回転速度センサ27は、車輪34(右前輪34R、左前輪34Lの総称)又は車輪36(右後輪36R、左後輪36Lの総称)の回転速度を検出する。
図2例では、磁方位センサ25は、車体32の前方中央部に1つ配置されている。また、ヨーレートセンサ26は、車体32の略中央部に1つ配置されている。また、車輪回転速度センサ27は、右後輪36Rに1つ、左後輪36Lに1つ配置されている。
[旋回支援装置12が搭載された自車両30のブロック図]
図3は、図1の旋回支援装置12が搭載された自車両30のブロック図である。駆動力制御ECU40は、自車両30の走行動作(旋回動作を含む)に関わる各部の制御を総括する。
四輪車である自車両30は、「FRW」と表記した右前輪34R、「FLW」と表記した左前輪34L、「RRW」と表記した右後輪36R、及び「RLW」と表記した左後輪36Lを有する。
車輪34、36には、それぞれ制動力を発生するディスクブレーキ等からなるブレーキアクチュエータ41、42、43、44が設けられている。ブレーキアクチュエータ41〜44の各制動力(制動油圧)は、油圧制御装置46内にある図示しない4つの圧力調整器によりそれぞれ独立に制御される。
油圧制御装置46は、踏込量センサ48により検出されるブレーキペダル50の踏込量、及び/又は、駆動力制御ECU40から出力される指令値(ブレーキバイワイヤによる指令値)に応じた制動油圧を発生して、ブレーキアクチュエータ41〜44にそれぞれ出力する。
車輪34、36のうち車輪34には、エンジン52(「E」と表記)からトランスミッション54(「T/M」と表記)を通じて駆動力が伝達される。残りの車輪36は、自車両30の走行によって回転する従動輪として機能する。
エンジン52には、吸気量を制御するためのスロットルバルブ56が設けられている。エンジン52の回転数は、スロットルバルブ56のスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ58を通じて制御される。
エンジンECU60は、操作量センサ62により検出されるアクセルペダル64の操作角度に応じた電気信号をスロットルアクチュエータ58に出力する。これと併せて又はこれとは別に、駆動力制御ECU40は、ドライブバイワイヤによる指令値としての電気信号をスロットルアクチュエータ58に出力する。
操舵装置66は、操向ハンドル68、操舵角センサ70、ステアリングアクチュエータ72、及び操舵機構74から基本的に構成される。車輪34を操舵するための操舵アシストカは、ステアリングアクチュエータ72及び操舵機構74を通じて伝達される。
自車両30の転舵が実行される際、操舵角センサ70により検出される操向ハンドル68の操舵角に応じた電気信号が、ステアリングアクチュエータ72に入力される。これと併せて又はこれとは別に、駆動力制御ECU40は、ステアバイワイヤによる指令値としての電気信号をステアリングアクチュエータ72に出力する。
このように構成することで、アクセルペダル64等の操作による手動運転、駆動力制御ECU40のアシスト指令を伴う手動運転(アシスト運転)、又は駆動力制御ECU40の指令による自動運転のいずれも実現できる。例えば、手動運転の場合、誘導装置28(図1参照)は報知装置76に相当する。一方、自動運転の場合、誘導装置28(同図)は駆動力制御ECU40に相当する。
報知装置76は、運転者に報知する手段であればよく、例えば、表示装置、ランプ、スピーカ、又はこれらの組み合わせで構成される。自車両30を所定位置に誘導する一例として、カメラ24(図1及び図2参照)により取得された撮像画像と共に、その位置を示すマークを併せて表示させる形態が考えられる。
[旋回支援装置12の動作]
この実施形態に係る旋回支援装置12は、基本的には、以上のように構成される。続いて、旋回支援装置12の動作の概要について、図4のフローチャート及び図1の概略ブロック図を主に参照しながら説明する。
ここでは、図5Aに示すように、自車両30が、矢印X1方向に沿って走行した後、丁字路100(T字路)を左旋回する場合を想定する。破線の矢印aは第1道路102の中心線を示すと共に、破線の矢印bは第2道路104の中心線を示す。
旋回支援ECU14は、自車両30の旋回に先立ち又はこの途中に、レーダ22、超音波センサ23、カメラ24、磁方位センサ25、ヨーレートセンサ26、又は車輪回転速度センサ27(いずれも図1及び図2参照)からの各検知信号を適時に入力・取得する。
ステップS1において、位置情報取得部16は、自車両30周辺での制限区画に関する位置情報を取得する。ここで、「制限区画」とは、自車両30の進入が制限された区画、又は自車両30の進入を制限する区画である。
進入が制限された区画とは、具体的には、障害物を含む物体が存在するため、自車両30が物理的に進入できない区画である。例えば、壁、建物、ガードレール、電柱・街路樹の位置周辺、側溝、崖等が挙げられる。また、進入を制限する区画とは、具体的には、物理的に進入可能であるが、交通法規その他の理由から進入を制限することを自主的に判断した区画である。例えば、歩行者の周辺位置、車線外の区画、一方通行の道路、あぜ道等が挙げられる。
例えば、位置情報取得部16は、GPS(Global Positioning System)を含む種々の情報通信手段を通じて、自車両30周辺の地図情報を取得してもよい。この場合、位置情報取得部16は、自車両位置検知部15により検知された自車両30の基準点106(例えば、車輪36の軸中心)の現在位置から、所定距離内に存在する制限区画の位置情報を取得する。
また、位置情報取得部16は、レーダ22等からの各種検知信号に基づいて自車両30を基準とする物体(障害物)の相対位置を特定した上で、当該物体を囲む区画の境界線情報を、制限区画の位置情報として取得してもよい。
その結果、図5Bに示すように、自車両30の左方にある制限区画108、自車両30の右方にある制限区画109、自車両30の前方にある制限区画110に関する位置情報がそれぞれ取得されたとする。
ステップS2において、走行軌跡決定部17は、自車両30(基準点106)の現在位置及び制限区画108〜110の位置に基づいて、丁字路100での目標走行軌跡112を決定する。ここで、目標走行軌跡112は、目標となる軌道に沿って自車両30が走行する場合における基準点106の軌跡である。目標走行軌跡112には、旋回動作の開始位置(以下、旋回開始位置114)から終了位置(以下、旋回終了位置116)までの円弧状の旋回軌跡が含まれる。
なお、走行軌跡決定部17は、レーダ22等からの各種検知信号を解析して得た最適なルートを目標走行軌跡112として決定してもよいし、外部装置から取得したナビゲーション情報を参照して目標走行軌跡112を決定してもよい。
ステップS3において、進入可能性判定部18は、自車両30が制限区画108〜110に進入する可能性(以下、進入可能性ともいう)があるか否かを判定する。ここでは、旋回開始位置114を起点とする旋回方向の内側に存在する制限区画108に注目する。
より詳細には、進入可能性判定部18は、旋回軌跡118(図6;旋回半径R1)に沿って基準点106を移動させた場合に、自車両30の少なくとも一部が制限区画108に進入する可能性があるか否かを判定する。基準点106及び車体32(図2)の位置関係は既知であるので、自車両30における最内側の旋回軌跡120{旋回半径r1(<R1)}を推定可能である。
図6から理解されるように、旋回軌跡120の一部(第1位置122から第2位置124までの範囲)は、制限区画108上に存在している。この場合、進入可能性判定部18は、自車両30が制限区画108に進入する可能性があると判定する。
そして、進入可能性があると判定された場合(ステップS4:YES)、次のステップS5に進む。一方、進入可能性がないと判定された場合(ステップS4:NO)、ステップS5の実行を省略し、後述するステップS6に進む。
ステップS5において、走行軌跡決定部17は、制限区画108から自車両30の車幅方向に離間させるように目標走行軌跡112(特に、旋回開始位置114)を変更する。以下、具体的な変更方法について図6及び図7Aを参照しながら説明する。
図6に示す参照符号126は、旋回開始位置114を通り、且つ、矢印aに平行する補助線である。干渉量gは、第1位置122における矢印bに沿った補助線126への投影位置と、第2位置124における矢印bに沿った補助線126への投影位置との距離に相当する。すなわち、現在の旋回開始位置114を、補助線126に沿って制限区画108から離間する方向(以下、離間方向という)に干渉量gだけシフトすることで、自車両30が制限区画108に進入することを回避できる。
図7Aに示すように、走行軌跡決定部17は、旋回開始位置114から離間方向に沿ってオフセット量s=(g+Δ)だけシフトさせることで、新たな旋回開始位置(以下、単に「旋回開始位置130」という)に変更する。自車両30が制限区画109に進入しない限り、余裕量Δとして任意の正値を採り得る。
また、走行軌跡決定部17は、旋回開始位置130への変更に伴い、旋回終了位置116及び/又は旋回半径R1を変更する。例えば、旋回終了位置116を固定しながら新たな旋回半径に変更してもよいし、旋回半径R1を固定しながら新たな旋回終了位置に変更してもよい。ここでは、前者のルールを採用し、新たな旋回半径R2(>R1)に変更したとする。
ステップS6において、旋回支援システム10は、ステップS5で変更された旋回開始位置130に自車両30を誘導する動作を行う。具体的には、誘導信号生成部19は、所望の誘導信号を生成した後に、この誘導信号を誘導装置28(図1参照)側に供給する。誘導装置28としての駆動力制御ECU40及び/又は報知装置76の誘導動作により、矢印X2方向(図7A参照)に沿って自車両30を走行させる。これにより、自車両30は、制限区画108から車幅方向に離間移動させられる。
ステップS7において、旋回支援ECU14は、自車両30が、旋回開始位置130に到達したか否かを判定する。具体的には、旋回支援ECU14は、基準点106の現在位置が旋回開始位置130に一致するか否かにより判定する。まだ到達していないと判定された場合、ステップS6に戻って、旋回支援ECU14は、自車両30が旋回開始位置130に到達するまで誘導動作を繰り返す。
ステップS8において、丁字路100にて自車両30の旋回動作(左旋回)を実行させる。図7Bに示すように、旋回開始位置130から旋回終了位置116までの旋回軌跡132に沿って、自車両30を旋回半径R2で左旋回させる。この場合、自車両30における最内側の旋回軌跡134{旋回半径r2(<R2)}は、制限区画108上に存在しない。換言すれば、自車両30が制限区画108に進入することなく、この旋回動作がなされる。
ところで、ステップS5での目標走行軌道の変更方法と、この変更により得られる効果について例示する。
例えば、自車両30の離間移動に伴い、旋回開始位置114及び旋回終了位置116(図5B参照)のうち旋回開始位置114のみを変更することで、この離間移動の有無によらず同一の位置で自車両30の旋回を終了可能であり、目標走行軌跡112の変更を最小限に留めることができる。特に、旋回完了後の目標走行軌跡の修正(再計算・再設定)が不要になるので、自車両30を自動走行させる場合に一層好適である。
また、自車両30の最小旋回半径R0(最大操舵角に相当)よりも大きい旋回半径R2である旋回軌跡132を含む新たな目標走行軌跡を決定してもよい。これにより、旋回中に軌道修正が必要になった場合、旋回半径を更に小さくする方向に修正可能であり、自車両30の旋回を確実に終了できる。
また、自車両30の最小旋回半径R0である旋回軌跡を含む新たな目標走行軌跡を決定してもよい。これにより、自車両30の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を最小限に留めることができる。
ステップS9において、旋回支援ECU14は、自車両30が旋回終了位置116に到達したか否かを判定する。ステップS7の場合と同様に、旋回支援ECU14は、現在の基準点106が旋回終了位置116に一致するか否かにより判定する。まだ到達していないと判定された場合(ステップS9:NO)、必要に応じて自車両30の軌道修正(ステップS10)を行った後にステップS8に戻る。そして、旋回支援ECU14は、自車両30が旋回終了位置116に到達するまで、旋回動作(ステップS8)及び軌道修正(ステップS10)を繰り返す。
一方、自車両30が旋回終了位置116に到達したと判定された場合、丁字路100における旋回動作及びその支援動作を終了する。
[本発明の効果]
以上のように、本発明に係る旋回支援装置12は、自車両30の進入が制限された区画、又は進入を制限する区画である制限区画108〜110に関する位置情報を取得する位置情報取得部16と、取得された位置情報を用いて、旋回しようとする自車両30が、旋回方向の内側に存在する制限区画108に進入する可能性があるか否かを判定する進入可能性判定部18と、可能性があると判別された場合、制限区画108から自車両30の車幅方向に離間移動をさせた後で旋回方向に沿って旋回させるように、自車両30を誘導する誘導信号を生成する誘導信号生成部19と、を備えている。
旋回しようとする自車両30が、旋回方向の内側に存在する制限区画108に進入する可能性があると判別された場合、制限区画108から自車両30の車幅方向に離間移動をさせることで、走行方向に移動させる場合と比べて効果的に制限区画108からの距離をおくことができる。そして、旋回方向に沿って旋回させるように自車両30を誘導することで、距離の余裕を持った旋回を行うことができる。これにより、自車両30の軌道が旋回方向外側に膨らむ程度を抑制可能であり、きわめて円滑に旋回させるための支援を実現できる。
[変形例]
上記した実施形態では、旋回開始位置114(図7A)を旋回開始位置130(図7B)に変更した後に、車幅方向に離間移動させるべく自車両30を誘導している。しかし、この形態に限られることなく、次の変形例のように動作させてもよい。
図8は、変形例に係る旋回開始位置等の変更方法(図4のステップS5A)の説明に供されるフローチャートである。
ステップS51において、走行軌跡決定部17は、車幅方向のオフセット量sを決定する。このオフセット量sは、自車両30が制限区画108に進入しない移動量であればよく、干渉量g(図6)を算出する必要はない。
ステップS52において、旋回支援システム10は、ステップS51で決定されたオフセット量sだけ自車両30を誘導する動作を行う。なお、詳細な動作に関してはステップS6と基本的に同様であるので、その説明を割愛する。
ステップS53において、旋回支援ECU14は、自車両30が、オフセット量s相当の離間移動が完了したか否かを判定する。まだ完了していないと判定された場合、ステップS52に戻って、旋回支援ECU14は、自車両30の離間移動が完了するまで誘導動作を繰り返す。一方、完了したと判定された場合、次のステップ(S54)に進む。
ステップS54において、走行軌跡決定部17は、現在の車両向きに沿って自車両30が走行する前提の下、新たな目標走行軌道(旋回開始位置を含む)を決定する。その後、ステップS5Aを終了し、ステップS6(図4参照)以降を実行する。
このように、自車両30を車幅方向に離間移動させた後に旋回開始位置を決定する構成を採ったとしても、上記した実施形態と同様の作用効果が得られる。
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
10…旋回支援システム 12…旋回支援装置
14…旋回支援ECU 16…位置情報取得部
17…走行軌跡決定部 18…進入可能性判定部
19…誘導信号生成部 30…自車両
40…駆動力制御ECU 76…報知装置
108〜110…制限区画 112…目標走行軌跡
114、130…旋回開始位置 116…旋回終了位置

Claims (4)

  1. 自車両の進入が制限された区画、又は進入を制限する区画である制限区画に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
    前記位置情報取得部により取得された前記位置情報を用いて、旋回しようとする前記自車両が、旋回方向の内側に存在する前記制限区画に進入する可能性があるか否かを判定する進入可能性判定部と、
    前記進入可能性判定部により可能性があると判別された場合、前記制限区画から前記自車両の車幅方向に離間移動をさせた後で前記旋回方向に沿って旋回させるように、前記自車両を誘導する誘導信号を生成する誘導信号生成部と
    を備えることを特徴とする旋回支援装置。
  2. 請求項1記載の旋回支援装置において、
    旋回開始位置から旋回終了位置までの旋回軌跡を含む前記自車両の目標走行軌跡を決定する走行軌跡決定部を更に備え、
    前記走行軌跡決定部は、前記離間移動に伴い、前記旋回開始位置及び前記旋回終了位置のうち前記旋回開始位置のみを変更することで新たな目標走行軌跡を決定する
    ことを特徴とする旋回支援装置。
  3. 請求項2記載の旋回支援装置において、
    前記走行軌跡決定部は、前記自車両の最小旋回半径よりも大きい旋回半径である前記旋回軌跡を含む前記新たな目標走行軌跡を決定することを特徴とする旋回支援装置。
  4. 請求項2記載の旋回支援装置において、
    前記走行軌跡決定部は、前記自車両の最小旋回半径である前記旋回軌跡を含む前記新たな目標走行軌跡を決定することを特徴とする旋回支援装置。
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