JP2014153868A

JP2014153868A - 車両の運転支援装置

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Publication number: JP2014153868A
Application number: JP2013022317A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Okamura; 俊宏岡村
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: JP6169364B2

Abstract

【課題】自動車の走行先の地点、あるいは自車両と所定の関係を有する地点の路面に描画パターンを表示し、運転者が自車両を適切に運転することを可能にした車両の運転支援装置を提供する。
【解決手段】自車両ＣＡＲ１に対して所要の関係となる路面上の地点に所定の描画パターン（ターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬ）を投影描画する描画手段を備える。自車両ＣＡＲ１の走行状態に基づいて自車両ＣＡＲ１の走行先、例えば自車両の操舵先の地点や自車両ＣＡＲ１の減速停止地点に描画パターンＴＭ１，ＴＬを投影描画することで、自車両ＣＡＲ１を運転している運転者は描画パターンＴＭ１，ＴＬを視認して自車両の走行先を認識することが可能になり、事故等を未然に防いだ適切な運転が可能になる。
【選択図】図５

Description

本発明は自動車や自動二輪車等の車両における運転を支援するための装置に関し、特に路面に光画像を投影して運転者による適切な運転を可能にした運転支援装置に関するものである。

自動車の運転を支援するために、運転支援に有効な情報を含む画像を路面に投影描画し、運転者が当該画像を視認して運転を行うようにした技術が提案されている。特許文献１には、自車両が走行中の車線を検出し、この検出された車線に対して自車両が逸脱するか否かを判定し、逸脱するおそれがあるときに車線逸脱の注意を喚起するための情報や画像を自車両の前方の路面上に投影して表示する技術が提案されている。また、特許文献２には、自車両の走行先に存在する人物を検出し、当該人物が自車両に対して危険な位置に居るときに、当該人物の方向および当該人物までの距離を表示する画像等を路面に投影する技術が提案されている。

特開２０１０−２６７５９号公報特開２００８−１４３５１０号公報

特許文献１，２の技術はいずれも自車両がこれから走行する領域における障害や危険を回避するために、自車両の安全な走行先を表示するための情報を路面に投影表示している。しかし、運転技量が十分でない運転者の場合には、このような表示を視認しても自車両を適切な方向に走行させることができないことがある。例えば、曲路を走行しているときに自車両の走行先の車線が表示されても、運転に熟練していない運転者は現在の自車両の車速や操舵では表示された車線に沿って走行することができるか否かを適正に判断することができず、結果として曲路を曲がり切れずに脱輪してしまことがある。また、走行先に人物や障害物が存在していることが表示されても、現在のブレーキ操作では安全な位置に停車できるか否かを適正に判断できず、結果としてブレーキ操作が不十分になってしまうこともある。

本発明の目的は、自車両の現在の走行状態に基づいて自車両の走行先の地点、あるいは自車両と所定の関係を有する地点の路面に所要の描画パターンを投影することで、運転者が当該描画パターンに基づいて自車両を適切に運転操作することを可能にした車両の運転支援装置を提供するものである。

本発明は、自車両に対して所要の関係を持つ路面上の地点に所定の描画パターンを投影描画する描画手段を備えており、自車両の運転者が当該描画パターンを視認して自車両の走行先を認識することができるように構成したことを特徴とする。描画パターンは自車両に乗車している運転者が視認可能である。本発明の好ましい形態としては、描画手段は少なくとも所定時間後に自車両が到達する地点に描画パターンを投影描画する。例えば、到達する地点は、自車両の操舵先の位置あるいは減速停止する位置である。また、描画パターンは到達する地点を表示するターゲットマークと、このターゲットマークと自車両とを結んで自車の走行行路を示すトラッキングラインで構成される。

本発明において、自車両の走行先の道路形状を認識する手段と、自車両の前方に存在する他車両を認識する手段の少なくとも一方を備え、描画パターンが当該道路形状から外れたとき、あるいは当該他車両に接近されないしは重なるときに運転者に対して警告を発する手段、あるいは自車両の操舵と車速を自動制御する手段を備える構成とすることが好ましい。

また、本発明の他の形態として、描画パターンを投影描画する地点は自車両の近傍位置であり、描画パターンと運転者との相対位置関係を認識する手段と、当該認識した相対位置関係に基づいて自車両の移動を制御する手段とを備える構成とする。この場合には、描画パターンは自車両の移動方向に対応するパターンと自車両の移動・停止に対応するパターンとで構成され、移動を制御する手段はこれらパターンと運転者との相対位置関係に基づいて自車両を移動制御する構成とする。

本発明によれば、自車両が走行する先の路面上の地点に描画パターンを投影描画するので、自車両の運転者は描画パターンを視認することで自車両の走行先を認識することができ、これに基づいて適切な運転を行うことが可能になる。特に、運転者が投影描画された描画パターンによって自車両が所定時間後に到達する地点を認識することができる。したがって、運転者は自車両の操舵先の位置あるいは減速停止する位置を認識することができ、脱輪や追突等の危険性を事前に認識してこれらを回避することが可能になる。特に、描画パターンは自車両が到達する地点を表示するターゲットマークと、このターゲットマークと自車両とを結んで自車の走行行路を示すトラッキングラインで構成されるので、自車両の走行行路や到達地点を確実に認識することができる。

本発明によれば、自車両の走行先の道路形状や自車両の前方に存在する他車両を認識し、描画パターンが当該道路形状から外れたとき、あるいは当該他車両に接近され、ないしは重なるときに運転者に対して警告を報知し、あるいは自車両の操舵と車速を自動制御することにより、運転者による運転の修正が遅れ、あるいは行われない場合でも自車両を適切な状態に運転制御することが可能になる。

本発明によれば、自車両に対して一定距離離れた位置に描画パターンを投影するとともに、描画パターンと運転者との相対位置関係を認識し、かつ認識した相対位置関係に基づいて自車両の移動を制御する構成とすることにより、運転者が自車両から降車して描画パターン上で移動することによって自車両を客観的な立場から遠隔運転することが可能になり、自車両を目的とする位置に適切に移動させることが可能になる。

本発明の運転支援装置の全体構成のブロック図。車両ＥＣＵの内部構成を含む運転支援装置のブロック図。レーザ描画ユニットの概念断面図とヘッドランプの概略正面図。操舵支援形態を説明するための模式的な平面図。操舵支援形態を説明するための運転席からの視野図。制動支援形態を説明するための運転席からの視野図。制動支援形態を説明するための模式的な平面図。駐車支援形態を説明するための模式的な平面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の運転支援装置を自動車ＣＡＲに搭載した実施形態の全体構成を示すブロック図、図２は詳細を後述する車両ＥＣＵ２の内部構成を含むブロック図である。自動車ＣＡＲの前部には自車両の前方の路面にレーザ光を投影して所要の描画パターンを描画するレーザ描画ユニット１が装備されている。この実施形態では当該レーザ描画ユニット１を自動車ＣＡＲのヘッドランプＨＬに組み込んでいる。一方、前記自動車ＣＡＲのフロントウインド近傍位置には自車両の前方領域を撮像し、当該前方領域の道路形状や前方領域に存在する前走車や対向車等の他車両を検出するための撮像カメラＣＡＭが備えられている。この前方領域の道路形状を検出するためには自動車ＣＡＲに装備されているナビゲーション装置ＮＡＶが利用されてもよく、ここでは撮像カメラＣＡＭとナビゲーション装置ＮＡＶの両方を備えた例を示している。さらに、自動車ＣＡＲの走行にかかわる情報を検出するために車速センサーＳＶ、操舵角センサーＳθが搭載されている。また、走行情報をより詳細に検出するために、ここでは加速度センサーＳＡも搭載されている。さらに、自動車ＣＡＲの走行環境の天候を検出するためのセンサーとして、ここでは雨滴センサーＳＲが搭載されている。その上で、前記自動車ＣＡＲには前記撮像カメラＣＡＭで撮像した画像情報やナビゲーション装置ＮＡＶの地図情報や前記各センサーＳＶ，Ｓθ，ＳＡ，ＳＲで検出した情報に基づいて前記レーザ描画装置１による投影描画を実行することが可能な車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）２が装備されている。

図２に示しているように、前記車両ＥＣＵ２には、自車両の運転者に対して警告を報知するための警告装置３と、自車両の操舵角を自動的に制御するための自動操舵装置４と、自車両の車速を自動的に制御するための自動車速制御装置５が接続され、当該車両ＥＣＵ２によってこれら装置３，４，５が制御できるようになっている。これらの警告装置３、自動操舵装置４、自動車速制御装置５は、特に備えていなくても本発明を実現することは可能であるが、ここではより好ましい運転支援を実現するためにこれらの装置を備えた例を示している。前記警告装置３は例えば運転席に設けられ、音声、発光等によって運転者に対して警告を発するものである。自動操舵装置４と自動車速制御装置５については、ここでは詳細な説明は省略するがそれぞれ自動車の操舵方向と自動車の車速を自動制御するものである。なお、この車速制御は自動車ＣＡＲの停止、移動を制御することであり、広い意味ではエンジンの停止・始動等の制御も含まれる。

前記レーザ描画ユニット１は、図３（ａ）に概念構成の断面図を示すように、レーザ光を出射するＬＤ（レーザダイオード）１１と、このＬＤ１１から出射した光を平行光束とするコンデンサレンズ１２と、任意のパターンで光を透過し、あるいは反射する描画部１３と、描画部１３からの光を結像して路面に投影する投影レンズ１４とで構成されている。ＬＤ１１から出射されるレーザ光はコンデンサレンズ１２により平行光束とされ、描画部１３において描画パターンに対応する光束とされた上で投影レンズ１４により当該描画パターンが路面上に投影描画される。前記ＬＤ１１は異なる色を発光することが可能であり、ここでは少なくとも緑色、黄色、赤色で発光する３つのＬＤ素子をモジュール化した構成とし、描画パターンを緑色、黄色、赤色で描画することが可能とされている。前記描画部１３は、光透過型では液晶装置を用いることができ、光反射型ではマイクロミラー装置を用いることができる。液晶装置は前記車両ＥＣＵ２から出力される電気信号に基づいて画素の光透過率を制御することにより光透過画像を形成する。また、マイクロミラー装置は前記車両ＥＣＵ２から出力される電気信号に基づいてマトリクス配列されたマイクロミラーの光反射方向を制御することにより光反射画像を形成する。これらの技術は既に知られているのでここでは詳細な説明は省略するが、この実施形態では前者の液晶装置を用いたものとする。

前記レーザ描画ユニット１は、この実施形態では自動車の右ヘッドランプＨＬに一体的に組み込まれている。図３（ｂ）は当該右ヘッドランプの概略正面図であり、レーザ描画ユニット１Ｆは、ロービームランプユニットＬｏＬ、ハイビームランプユニットＨｉＬ、クリアランスランプユニットＣＬと共にランプハウジング内に配設されている。このレーザ描画ユニット１は可及的に自動車の幅方向の中央に近い位置に配設されることが好ましく、ここでは正面から見たときに右ヘッドランプＨＬの右側寄りの領域に配設されている。また、図示は省略するが、レーザ描画ユニット１はランプハウジング内に設けたエクステンション（疑似リフレクタ）の内側に配設されてヘッドランプの前側から露見しないようにされる一方で、当該エクステンションの一部に設けた窓を通して前記投影レンズによる描画パターンの投影が可能とされている。

前記車両ＥＣＵ２は、図２に内部構成を示しているように、前記撮像カメラＣＡＭで撮像した前方領域の画像情報から、自動車ＣＡＲの前方領域の道路形状を認識する道路形状認識部２１を備えている。この実施形態のようにナビゲーション装置ＮＡＶを備える場合には、前記道路形状認識部２１はナビゲーション装置ＮＡＶからの道路情報に基づいて道路形状を認識することも可能である。また、前記車両ＥＣＵ２は、前記撮像カメラＣＡＭで撮像した画像情報から自動車ＣＡＲの前方領域に存在する前走車や対向車を認識する前方車両認識部２２を備えている。さらに、前記車両ＥＣＵ２は、前記した車速センサーＳＶ、操舵角センサーＳθ、加速度センサーＳＡの検出情報から自動車ＣＡＲの走行速度、加減速度、走行方向、姿勢（ロール角やピッチ角）等の走行状態を認識する走行状態認識部２３と、前記雨滴センサーＳＲの検出情報から自動車ＣＡＲが走行する道路の路面の濡れ程度を認識する路面状態認識部２４を備えている。

また、前記車両ＥＣＵ２は前記道路形状認識部２１、前方車両認識部２２、走行状態認識部２３、路面状態認識部２４での認識に基づいて現在の運転の状態を判定する運転状態判定部２５と、この運転状態判定部５での判定に基づいて前記レーザ描画ユニット１により描画するパターンを設定し、かつ設定した描画パターンに基づいて前記レーザ描画ユニット１を駆動して当該描画パターンを自動車ＣＡＲの前方の路面に投影描画させる描画ユニット駆動部２６と、前記運転状態判定部２５での判定に基づいて前記警告装置３、自動操舵装置４、自動車速制御装置５を制御する自動制御部２７を備えている。なお、この車両ＥＣＵ２では、マニュアルモードとオートモードの切替えが可能であるが、これらのモードについては後述する説明で明らかになる。また、図２に示した足位置認識部２８については後述する駐車支援形態において説明する。

この実施形態の運転支援装置による運転支援の形態について説明する。ここでは操舵支援と制動（ブレーキ）支援と駐車支援の各形態について説明する。初めに、図４（ａ）〜（ｃ）は操舵支援を説明するための模式図であり、レーザ描画ユニット１は自車両ＣＡＲ１の前方の路面の自車両から所要距離だけ離れた前方位置に十字型パターン形状をしたターゲットマークＴＭ１を投影描画し、かつ自車両ＣＡＲ１の前部近傍から当該ターゲットマークＴＭ１に向けて延びるトラッキングラインＴＬを投影描画する。すなわち、車両ＥＣＵ２の走行状態認識部２３は、車速センサーＳＶで検出される自車両の車速と、操舵角センサーＳθで検出される自車両の操舵角に基づいて自車両がこれから走行する行路を演算する。このとき加速度センサーＳＡで検出される加速度から認識される自車両のロール角やピッチ角を参照し、あるいは曲路走行時の遠心力を参照してもよい。この演算では、自車両がこのままの状態を保てば数秒後、ここでは２〜３秒後に到達する地点と、当該地点まで走行する行路を演算する。そして、描画ユニット駆動部２６は得られた到達地点と行路に対応する描画パターンを作成し、この作成された描画パターンに基づいてレーザ描画ユニット１を駆動する。これにより、レーザ描画ユニット１は所定の色光、ここでは緑色のレーザ光で自車両の前方領域の路面に図４（ａ）〜（ｃ）に示すようなターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが投影描画され、自車両ＣＡＲ１の運転者に対して表示される。

ここで、図４（ａ）は、自車両ＣＡＲ１が直進走行しているときの描画パターンであり、自車両の前方の直進上の地点にターゲットマークＴＭ１が投影され、このターゲットマークＴＭ１と自車両とを結ぶ直線のトラッキングラインＴＬが投影される。すなわち、現在の車速と操舵が保持されていれば、自車両ＣＡＲ１はこれからトラッキングラインＴＬ上を走行し、２〜３秒後には自車両ＣＡＲ１がターゲットマークＴＭ１の位置に到達されることを表示することになる。図４（ｂ）は自車両ＣＡＲ１が右方向に操舵しているときの描画パターンであり、自車両の前方の右寄りの地点にターゲットマークＴＭ１が投影され、このターゲットマークＴＭ１と自車両とを結ぶ右カーブした曲線のトラッキングラインＴＬが投影される。図４（ｃ）は自車両ＣＡＲ１が左方向に操舵しているときの描画パターンであり、自車両の前方の左側の地点にターゲットマークＴＭ１が投影され、このターゲットマークＴＭ１と自車両とを結ぶ左カーブした曲線のトラッキングラインＴＬが投影される。この図４（ｂ），（ｃ）においても、現在の車速と操舵が保持されていれば、自車両ＣＡＲ１は現時点からトラッキングラインＴＬ上を走行し、２〜３秒後には自車両ＣＡＲ１がターゲットマークＴＭ１の位置に到達するようにカーブ走行することを表示することになる。

したがって、図５に運転席から見た視野図を示しているが、車両ＥＣＵ２をマニュアルモードに設定しているときに、自車両ＣＡＲ１が右カーブの曲路を走行すべく運転者が右に操舵を行いながら所定の車速で走行すると、自車両の前方領域の路面にレーザ描画ユニット１によって描画パターン、すなわちターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが投影描画される。この例では図４（ｂ）に示したような右カーブに伴うターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが投影描画され、運転者に対して表示される。自車両ＣＡＲ１の運転者はこの表示された描画パターンを視認することにより、現在の車速と操舵の運転状態では、今後２〜３秒の間に自車両ＣＡＲ１はトラッキングラインＴＬに沿って走行し、２〜３秒後にターゲットマークＴＭ１に到達することが認識できる。すなわち、運転技量が十分でない運転者でも、自車両ＣＡＲが今後２〜３秒の間に走行する行路を視覚的に認識することが可能になる。したがって、ターゲットマークＴＭ１やトラッキングラインＴＬが自車両の前方の走行する道路から外れた領域に投影描画されたとき、例えば図５のターゲットマークＴＭ１（ｙ）やＴＭ１（ｒ）のように表示されたときには、運転者はブレーキ操作や操舵操作を行って車速や操舵を修正することによって自車両ＣＡＲ１を道路の路肩から脱輪することなく、あるいはセンターラインを越えることなく適切に運転することが可能になる。このとき運転者による当該車速や操舵の修正によってレーザ描画ユニット１により投影描画される描画パターンも追従して修正されるので、運転者はこの描画パターンのターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが図５のＴＭ１（ｇ）やＴＬ（ｇ）で示すように、走行道路形状内に入るような修正を行えばよく、容易に運転修正が可能になる。

また、このとき車両ＥＣＵ２をオートモードに設定していると、車両ＥＣＵ２の道路形状認識部２１は自車両ＣＡＲ１の前方の自車両ＣＡＲ１が走行する道路形状（以下、走行道路形状と称する）を認識する。すなわち、この走行道路形状は、自車両ＣＡＲ１が走行する道路の路肩とセンターライン（センターラインの無い道路では道路の中央部分）で挟まれる領域である。そして、運転状態判定部２５は道路形状認識部２１と走行状態認識部２３の各認識結果を対比する。例えば、描画しているターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬの形状を走行道路形状に対比させ、これらターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが走行道路形状内に入っていれば運転が適切であると判定し、入っていなければ不適であると判定する。描画ユニット駆動部２６はこの判定を受けて、運転が適切であると判定された場合にはターゲットマークＴＭ１とトラッキングマークＴＬを図５に示すように緑色のターゲットマークＴＭ１（ｇ）およびトラッキングラインＴＬ（ｇ）として投影描画する。

一方、運転状態判定部２５において運転が不適であると判定されたとき、すなわちターゲットマークとトラッキングラインが走行道路形状の外に若干はみ出ているときにはターゲットマークＴＭ１とトラッキングマークＴＬを黄色のレーザ光で投影描画する。また、大きくはみ出ているときには赤色のレーザ光で投影描画する。図５の例では、ターゲットマークＴＭ１（ｙ）が左側の路肩に若干はみ出ているので黄色で投影描画し、ターゲットマークＴＭ１（ｒ）は右側に大きく対向車線まではみ出ているので赤色で投影描画している。このようにターゲットマークＴＭ１とトラッキングラインＴＬが黄色または赤色で描画されたときには、自車両ＣＡＲ１における危険の程度が色によって表示されることになり、これを受けて自車両ＣＡＲ１の運転者は直ちにブレーキ操作や操舵操作を行って自車両の車速と走行方向を修正することにより走行道路に対して自車両を適正に走行させることが可能になる。この修正によりターゲットマークＴＭ１とトラッキングマークＴＬが走行道路形状に入るようになれば図５のＴＭ１（ｇ）とＴＬ（ｇ）のように描画色が緑色になることは言うまでもない。

また、このように黄色、赤色で描画を行うような状況のとき、すなわち車両ＥＣＵ２の運転状態判定部２５において運転状態が不適であると判定したときには、警告装置３を動作して運転者に対して警告を報知させ、運転者による修正を確実に行わせるようにしてもよい。さらには車両ＥＣＵ２の自動制御部２７によって自動車速制御装置５と自動操舵装置４を制御し、認識した走行道路形状に対応するように自車両の車速と操舵を制御するようにしてもよく、運転者が適切かつ迅速に修正することができない場合でも安全を確保することが可能になる。特に、前方車両認識部２２において対向車を認識したときに、ターゲットマークＴＭ１やトラッキングラインＴＬが対向車線にはみ出して投影描画され、あるいは対向車に重なる状態に投影描画されたような場合には、緊急警告を報知し、あるいは自動制御部２７によって自車両を強制的に減速ないし停車させるようにすることが好ましい。

図６は制動（ブレーキ）支援を説明するための運転席から見た視野図であり、ここでは説明を簡略化するために直線走行時における制動動作の例を述べる。レーザ描画ユニット１は自車両ＣＡＲ１の前方の路面に、描画パターンとして自車両から所要距離前方位置にＴ字型のターゲットマークＴＭ２と、自車両ＣＡＲ１から当該ターゲットマークＴＭ２に向けて真直に延びるトラッキングラインＴＬを投影して描画する。すなわち、車両ＥＣＵ２の走行状態認識部２３は、車速センサーＳＶで検出される自車両の車速の変化から、運転者がブレーキ操作を行って自車両が減速操作されたことを認識すると、自車両が停止するまでの制動距離を演算する。このとき制動距離の精度を高めるために、雨滴センサーＳＲの検出情報に基づいて自車両ＣＡＲ１が走行する道路のスリップ程度を認識した結果を参照することが好ましい。さらには、この実施形態では説明を省略したが自車両ＣＡＲ１の乗員数や搭載貨物重量等を参照することも好ましい。路面に描画されるターゲットマークＴＭ２の位置は自車両ＣＡＲ１が現時点の状態を保ったときに停止する地点である。トラッキングラインＴＬは停止するまでの行路であるが、ここでは直線である。描画ユニット駆動部２６は得られた停止地点と行路に対応する描画パターンを作成し、この描画パターンに基づいてレーザ描画ユニット１を駆動する。これにより、自車両ＣＡＲ１の前方領域の路面に図６に示すようなターゲットマークＴＭ２とトラッキングラインＴＬが投影描画される。

したがって、車両ＥＣＵ２をマニュアルモードにしているときに、例えば図６に示したように、自車両ＣＡＲ１が直線道路を走行している際に前走車ＣＡＲ２を確認して運転者がブレーキ操作すると、レーザ描画ユニット１によって自車両ＣＡＲ１の前方領域の路面にターゲットマークＴＭ２とトラッキングラインＴＬが緑色のレーザ光によって投影描画される。自車両の運転者はこのターゲットマークＴＭ２を視認することにより、現在の制動操作による自車両ＣＡＲ１の停車位置が認識できる。したがって、図７（ａ）のように、ターゲットマークＴＭ２が前走車ＣＡＲ２に対して十分な距離をおいた手前に投影描画されているときには追突のおそれはないことが認識できる。一方、図７（ｂ）のように、ターゲットマークＹＭ２が前走車ＣＡＲ２に接近し、あるいは図７（ｃ）のように前走車ＣＡＲ２に重なったときには追突のおそれがあることが認識できる。このときには運転者はブレーキ操作を強める等の修正を行うことにより追突が回避できるので、運転技量が十分でない運転者でも適切なブレーキ操作を行うことができる。このブレーキ操作の修正によって、投影されるターゲットマークＴＭ２は前走車ＣＡＲ２に対して手前方向に移動されることになるので、運転者は安全を確認することができる。

また、このとき車両ＥＣＵ２をオートモードに設定していると、車両ＥＣＵ２の前方車両認識部２２は自車両の前方の前走車ＣＡＲ２を認識する。そして、運転状態判定部２５は描画するターゲットマークＴＭ２と認識した前走車ＣＡＲ２の各位置を対比し、前走車ＣＡＲ２に対する追突の危険性を判定する。すなわち、追突するおそれがないときには運転が適切であると判定し、追突のおそれがあるときには不適であると判定する。描画ユニット駆動部２６は、この判定が適切のとき、すなわち図７（ａ）に示したようにターゲットマークＴＭ２が前走車ＣＡＲ２よりも所定距離だけ手前側にあるときにはターゲットマークＴＭ２を緑色のレーザ光で投影描画する。これにより運転者は自車両ＣＡＲ１において適切なブレーキ操作が行われていることを認識する。一方、判定が不適と判定されたときには、描画ユニット駆動部２６は、図７（ｂ）のようにターゲットマークＴＭ２が前走車ＣＡＲ２に接近しているときには当該ターゲットマークＴＭ２とトラッキングラインＴＬを黄色のレーザ光で投影描画し、図７（ｃ）のようにターゲットマークＴＭ２が前走車ＣＡＲ２と重なっているときには当該ターゲットマークＴＭ２とトラッキングラインＴＬを赤色のレーザ光で投影描画する。

これにより、自車両ＣＡＲ１の運転者はターゲットマークＴＭ２とトラッキングラインＴＬが黄色または赤色で描画されたときには、直ちにブレーキ操作を強めることにより前走車ＣＡＲ２に対する追突を回避することが可能になる。このとき描画色の違いに応じてブレーキ操作の程度を調整することになる。この修正によりターゲットマークＴＭ２が前走車ＣＡＲ２よりも所定距離手前に投影描画されるようになれば追突のおそれが回避されるので描画色が緑色になることは言うまでもない。また、このように運転が不適であると判定されて黄色、赤色でターゲットの描画を行うような状況のときには、車両ＥＣＵ２は警告装置３を動作して運転者に対して警告を報知させ、運転者によるブレーキ操作の修正を確実に行わせるようにしてもよい。さらには車両ＥＣＵ２の自動制御部２７が自動車速制御装置５を制御し、自車両ＣＡＲ１の車速を強制的に強く減速するようにしてもよく、運転者が適切かつ迅速に修正することができない場合でも安全を確保することが可能になる。

以上の実施形態では自車両ＣＡＲ１が走行して到達する地点にターゲットマークＴＭ１，ＴＭ２を投影描画し、現時点の自車両ＣＡＲ１からターゲットマークＴＭ１，ＴＭ２までの行路をトラッキングラインＴＬで投影描画しているが、ターゲットマークのみを投影描画するようにしてもよい。トラッキングラインを投影描画することで運転者はターゲットマークを視認し易くなるが、ターゲットマークのみでも運転者が容易に視認することが可能な場合にはトラッキングラインは省略してもよい。

さらに、実施形態では車両ＥＣＵ２においてオートモードでの制御が可能な例について説明したが、運転支援装置の低コスト化を実現する場合にはマニアルモードでの運転支援が実現できるように構成するのみでもよい。すなわち、レーザ描画ユニットよって自車両の走行先および行路を表示する描画パターンを投影描画する構成のみでもよい。

以上の実施形態は本発明を自動車に適用した例であるが、二輪車に適用することも可能である。二輪車に本発明の運転支援装置を配設することにより、二輪車の前方領域の路面にターゲートマークとトラッキングラインを投影描画することで、運転者は自身が運転する二輪車の走行路を視認することができ、車速や操舵を適切に修正することで、確実な安全走行での運転が可能になる。なお、二輪車の場合には、曲路の走行時にはロール角、すなわちバンク角とも称する路面に対する二輪車の傾き角が大きくなるので、車両ＥＣＵにおいては、加速度センサーやジャイロセンサーで検出される加速度や姿勢方向に基づいてターゲットマークとトラッキングラインを適正に投影描画する構成とする必要がある。

図８は本発明の運転支援装置を自動車の駐車ないしは車庫入れに利用した駐車支援形態を説明するための模式的な平面図である。この駐車支援形態では、図２において破線で示したように、車両ＥＣＵ２に自動車を前方駐車あるいは後方駐車する際に自車両ＣＡＲ１を移動させる人間の足の位置を認識するための足位置認識部２８を備えている。また、レーザ描画ユニット１は、自車両の近傍領域、ここでは自車両ＣＡＲ１の直前領域の路面上にいわゆる十字キーを模したコントロールパターンＣＰを投影描画することが可能とされている。このコントロールパターンＣＰは、図８に示すように、自動車の直進方向の線上に投影される小径の円形をした決定パターンＰ１と、この決定パターンＰ１を中心にして自動車の前後方向と、左右方向に向けられた４つの矢印が描画された円環状をした方向指示パターンＰ２とで構成される。

車両ＥＣＵ２に接続されている前記撮像カメラＣＡＭはこの投影描画されたコントロールパターンＣＰを撮像することが可能とされており、前記足位置認識部２８は前記撮像カメラＣＡＭで撮像した画像情報から、運転操作する人間（運転者）ＤＲの二本の足が前記コントロールパターンＣＰ上のいずれの位置に存在しているかを検出する。また、前記実施形態においても設けられている自動制御部２７は、この足位置認識部２８での認識結果に基づいて前記自動操舵装置４と自動車速制御装置５を制御することが可能に構成されている。特に、この自動制御部２７においては、足位置認識部２８において、人間ＤＲの片方の足が方向指示パターンＰ２上にあると認識し、かつ当該人間ＤＲの他方の足が決定パターンＰ２の上にあると認識したときに前記自動操舵装置４と自動車速制御装置５を制御して自車両ＣＡＲ１を当該認識した矢印方向に移動させる制御を行うように構成されている。

この運転支援装置を利用して自動車を駐車する際、例えば、図８のように自車両ＣＡＲ１を駐車スペースＰＳに後方駐車する際には、運転者ＤＲは自身の運転技量の範囲で自車両ＣＡＲ１を駐車スペースＰＳの入り口の前方に停車させたうえで、車両ＥＣＵ２をオートモードに設定して自車両ＣＡＲ１から降車し、自車両ＣＡＲ１の直前位置に出てコントロールパターンＣＰの上に立つ。例えば、図８のように運転者ＤＲから見て自車両ＣＡＲ１を右方向に寄せながら後退させて駐車スペースＰＳに入れようとするときには、片方の足で方向指示パターンＰ１の右後方領域（運転者から見て右前方領域）を踏み、他方の足で決定パターンＰ２を踏む。この状態は撮像カメラＣＡＲで撮像され、撮像された画像に基づいて足位置認識部２８は運転者ＤＲの両足の位置がコントロールパターンＣＰのパターンＰ１，Ｐ２上に存在してこと、および方向指示パターンＰ２の右後方領域に存在していることを認識する。これを受けて自動制御部２７は認識した足位置に基づいて自動操舵装置４と自動車速制御装置５を制御し、自車両ＣＡＲ１を右後方にゆっくりと移動させる。自車両ＣＡＲ１が所定距離だけ移動するとこれに伴ってコントロールパターンＣＰも移動するので、運転者ＤＲの足は自動的にコントロールパターンＣＰから外れることになり、自車両ＣＡＲ１は停止する。そのため、自車両ＣＡＲ１が暴走するようなことはない。さらに自車両ＣＡＲ１を後方に移動させるには、運転者ＤＲも移動して再びコントロールパターンＣＰを両足で踏めばよい。これを繰り返すことで自車両ＣＡＲ１を適切に駐車スペースＰＳ内に移動させることが可能になる。

このように駐車支援に際しては、自車両ＣＡＲ１の直前の所定領域、すなわち自車両ＣＡＲ１から所定距離だけ前方の領域にコントロールパターンＣＰを投影描画し、運転者ＤＲは自車両から降車してコントロールパターンＣＰの上に立つだけで自車両ＣＡＲ１を操縦することが可能であるので、運転者は自車両ＣＡＲ１から離れた位置から自車両ＣＡＲ１の位置を客観的に確認しながら遠隔操縦して駐車スペースＰＳに誘導することができ、駐車が苦手な運転者でも容易に駐車を行うことができる。これは、前方駐車の場合でも、あるいは縦列駐車においても同様であり、運転技量の拙い運転者でも駐車を容易に行うことができる。

この支援形態では、コントロールパターンＣＰに対する人間の足位置が認識可能であれば、コントロールパターンは必ずしも自動車の直前領域に投影描画する必要はないので、例えば自動車の後方直前領域、あるいは自動車の運転者側の側方領域に投影描画するようにしてもよい。特に、縦列駐車の場合には側方領域に投影描画する方が使い勝手が好ましいと言える。また、この実施形態ではコントロールパターンに対する足の位置検出精度を高め、かつコントロールパターンをより複雑なものとすることで、自動車をより正確にかつ適切に操縦することが可能にでき、さらにはエンジンのオン・オフやランプのオン・オフを行うようにすることも可能である。

ここで、以上説明した各実施形態におけるターゲットマーク、トラッキングライン、コントロールパターンの形態や描画色は実施形態のパターンや色に限られるものではなく、適宜に設定することが可能である。また、レーザ描画ユニットは運転者が視認できるパターンであればレーザ描画とは異なる投影描画手段であってもよい。

実施形態では、レーザ描画ユニットをヘッドランプに組み込んだ例を示しているが、ヘッドランプ以外のランプに組みこむようにしてもよい。あるいは、ランプとは独立したレーザ描画ユニットを自動車の車体に直接的に装備するようにしてもよい。このようにしたときには、レーザ描画ユニットを自動車の前部の幅方向の中央位置に配置することができるので、特にトラッキングラインを自動の幅方向の中央位置に投影描画することが容易になる。

本発明は自動車等の運転者が操舵操作、車速操作を行って走行する車両に採用することが可能である。

１レーザ描画ユニット
２車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）
３警告装置
４自動操舵装置
５自動車速制御装置
２１道路形状認識部
２２前方車両認識部
２３走行状態認識部
２４路面状態認識部
２５運転状態藩邸部
２６描画ユニット駆動部
２７自動制御部
２８足位置認識部
ＣＡＲ自動車
ＣＡＭ撮像カメラ
ＮＡＶナビゲーション装置
ＳＶ車速センサー
Ｓθ 操舵角センサー
ＳＡ加速度センサー
ＳＲ雨滴センサー

Claims

自車両に対して所要の関係を持つ路面上の地点に所定の描画パターンを投影描画する描画手段を備えており、前記自車両の運転者が当該描画パターンを視認して自車両の走行先を認識することができるように構成したことを特徴とする運転支援装置。
前記描画パターンは自車両に乗車している運転者が視認可能であることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
前記描画手段は少なくとも所定時間後に自車両が到達する地点に前記描画パターンを投影描画することを特徴とする請求項２に記載の運転支援装置。
前記到達する地点は自車両の操舵先の位置あるいは減速停止する位置であることを特徴とする請求項３に記載の運転支援装置。
前記描画パターンは前記到達する地点を表示するターゲットマークと、このターゲットマークと自車両とを結んで自車の走行行路を示すトラッキングラインで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の運転支援装置。
自車両の走行先の道路形状を認識する手段と、自車両の前方に存在する他車両を認識する手段の少なくとも一方を備え、前記描画パターンが当該道路形状から外れたとき、あるいは当該他車両に接近または重なるときに運転者に対して警告を報知し、および／または自車両の操舵と車速を自動制御する手段を備えることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の運転支援装置。
前記地点は自車両の近傍位置であり、前記描画パターンと運転者との相対位置関係を認識する手段と、当該認識した相対位置関係に基づいて自車両の移動を制御する手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
前記描画パターンは自車両の移動方向に対応するパターンと自車両の移動・停止に対応するパターンとで構成され、前記移動を制御する手段はこれらパターンと運転者との相対位置関係に基づいて自車両を移動制御することを特徴とする請求項７に記載の運転支援装置。