JP2014180986A

JP2014180986A - 車線変更支援装置

Info

Publication number: JP2014180986A
Application number: JP2013058121A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Takahashi; 典宏高橋; Yukio Otake; 幸夫大竹; Kentaro Matsumoto; 健太朗松本; Naoki Tomi; 直樹登美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP6152673B2

Abstract

【課題】障害物の存在により周囲の状況を十分に認識できない場合であっても、好適な車線変更制御実現する。
【解決手段】車線変更支援装置（１０）は、車両（３１０）の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段（１０１）と、車線の白線を検出する白線検出手段（１０２）と、検出された白線に基づいて、車線変更制御を実行する際に要求される要求検出領域（θ_Ｌ）を算出する要求検出領域算出手段（１０３）と、障害物検出手段の検出領域が、要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する遮蔽判定手段（１０４）と、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さい場合に、障害物検出手段の検出領域を要求検出領域以上とするための車両の制御量（Ｗ_Ｔ，Ｄ_Ｔ）を算出する制御量算出手段（１０５）と、算出された制御量に基づいて、車両を制御する車両制御手段（１０６）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両における自動的な車線変更制御を支援する車線変更支援装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば車両の操舵制御及び加減速制御を自動的に実行することで、運転者の操作によらない車両の車線変更制御を実現するものが知られている。車線変更制御では、例えば車両に搭載された車載カメラや各種レーダ等によって道路上の白線及び自車両の周辺を走行する他車両が認識され、他車両を回避するように車線変更が実現される。

より具体的には、例えば特許文献１では、車線変更前の自車両の速度、並びに隣接車線を走行する前方車両及び後方車両の速度に応じた加速制御を行うことで好適に車線変更を実現するという技術が開示されている。また特許文献２では、隣接車線を走行する２台の他車両間に割り込んで車線変更をする際に、２台の他車両のうち車速の速い車両を基準として自車両の車速を制御するという技術が提案されている。

その他、本発明に関連する文献として、特許文献３が存在する。

特開２０１２−００１０４２号公報特開２００６−０７６５６８号公報特開２００９−１４６２８９号公報

上記特許文献１及び２に記載されているように、車線変更制御を実行する際には、他車両との衝突等を避けるため、移動先である隣接車線の状況を十分に確認することが求められる。しかしながら、例えば他車両を認識するためのカメラや各種レーダの認識領域は、自車両の前後を走行する車両等の障害物によって遮蔽され、小さくなってしまうことがある。具体的には、例えば先行車との車間距離が小さくなると、車載カメラに先行車が大きく写し出され、撮像画像において隣接車線を走行する他車両が先行車の陰に隠れてしまうという事態が生じ得る。このような場合、仮に他車両が存在しておらず車線変更制御が可能な状態であっても、隣接車線の状況を十分に認識することができないため車線変更制御を禁止せざるを得ないという技術的問題点が生ずる。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、障害物の存在により周囲の状況を十分に認識できない場合であっても、好適に車線変更制御を実行可能ならしめる車線変更支援装置を提供することを課題とする。

本発明の車線変更支援装置は上記課題を解決するために、車両の車線変更制御を支援する車線変更支援装置であって、前記車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、前記車両が走行する車線の白線を検出する白線検出手段と、前記検出された白線に基づいて、前記車線変更制御を実行する際に要求される前記障害物検出手段の検出領域である要求検出領域を算出する要求検出領域算出手段と、前記障害物検出手段の検出領域が、前記障害物による遮蔽によって、前記要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する遮蔽判定手段と、前記障害物検出手段の検出領域が前記要求検出領域より小さい場合に、前記障害物検出手段の検出領域を前記要求検出領域以上とするための前記車両の制御量を算出する制御量算出手段と、前記算出された制御量に基づいて、前記車両を制御する車両制御手段とを備える。

本発明の車線変更支援装置によれば、その動作時には、例えば車載カメラやミリ波レーダ等として構成される障害物検出手段によって、車両の周囲に存在する障害物（例えば、他車両）が検出される。なお、ここでの「車両の周囲」とは、車両を好適に走行させるため（特に、車線変更制御を実施する場合）に障害物の有無を検出すべき領域であり、自車両が走行している車線の前後方向だけでなく、隣接車線等も含まれる趣旨である。障害物検出手段は、障害物の有無だけでなく、自車両から見て障害物が存在する方向や、障害物までの距離、障害物の相対速度等を検出する。

また本発明の車線変更支援装置では、例えば車載カメラやミリ波レーダ等として構成される白線検出手段により、車両が走行する車線の白線（例えば、車道外側線や車道境界線）が検出される。白線検出手段では、例えば車両前方の画像（即ち、走行中の車両から見た進行方向の画像）が撮像されると共に、撮像画像が横方向に走査され、明度（輝度）が大きく変化するエッジ等に基づいて白線が検出される。なお、ここで検出された白線の情報は、例えば自動ステアリング制御によって実現されるＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御等に利用されてもよい。

白線が検出されると、要求検出領域算出手段により、車線変更制御を実行する際に要求される要求検出領域が、検出された白線に基づいて算出される。要求検出領域は、適切な車線変更制御を実行するため障害物検出手段に要求される検出領域であり、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time To Collision）等を考慮して算出される。この際、検出された白線は、車線幅や車線内の自車両の位置等を特定するために利用される。なお、要求検出領域は、障害物を検出可能な領域の面積として算出されるだけでなく、検出可能な角度等として算出されてもよい。即ち、検出領域の広さを認識できれば、どのようなパラメータで検出されても構わない。

要求検出領域が算出されると、遮蔽判定手段により、現在の障害物検出手段の検出領域が、障害物による遮蔽によって要求検出領域より小さくなっているか否かが判定される。ここで「障害物による遮蔽」とは、自車両から比較的近い位置に存在する障害物によって、比較的遠い位置に存在する障害物が検出できなくなる状態を指している。具体的には、例えば自車両と先行車両との車間距離が小さくなることにより、隣接車線の状況が先行車両の陰に隠れて検出できなくなるような場合が想定される。

ここで本発明では特に、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さいと判定されると、制御量算出手段により、障害物検出手段の検出領域を要求検出領域以上とするための車両の制御量が算出される。ここで、車両の制御量は、典型的には障害物検出手段の検出領域を遮蔽する障害物（以下、適宜「遮蔽障害物」と称する）に対する車両の移動量として算出されるが、障害物検出手段の検出領域を大きくできるような制御に関する量であれば特に限定されない。

車両の制御量は、例えば遮蔽障害物の大きさや形状、遮蔽障害物との相対距離等、遮蔽障害物に関する情報に基づいて算出される。これらの情報は、障害物検出手段から取得されてもよいし、他の経路で取得されてもよい。また、車両の制御量は、カーブ曲率や勾配等の道路情報を利用して算出されてもよい。このように複数の情報を利用すれば、遮蔽障害物に関する情報だけに基づく場合と比べて、より適切に車両の制御量を算出できる。

車両の制御量が算出されると、車両制御手段により、算出された制御量に基づく車両の制御が実行される。例えば、遮蔽障害物に対して車両が移動され、障害物検出手段の検出領域における遮蔽障害物で遮蔽されている部分が小さくされる。これにより、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域以上とされ、適切な車線変更制御を実行可能な状態となる。なお、上述した車両制御手段による制御は、車線変更時にのみ実行されればよいが、車線変更制御がいつ実行されても構わないよう定期的に（即ち、車線変更制御を実施しない場合に）実行されても構わない。

ちなみに、上述した車両制御手段による車両の移動制御は、典型的には、ＬＫＡ制御等の自動運転制御中に実行することが想定されている。ただし、運転者の操作によって通常運転が行われている場合に移動制御を実行するようにしても、上述した効果は相応に得られる。

また、障害物検出手段が車両内での移動機能を有している場合には、車両自体を移動させずとも、障害物検出手段を移動させることで、検出領域を適切に変化させ要求検出領域以上とすることが可能である。この場合、障害物検出手段の構成が多少複雑化してしまうものの、車両の移動制御は実行されないため、車両の挙動を安定させることができる。また、車両の移動制御と障害物検出手段の移動制御とを合わせて利用すれば、遮蔽している障害物に対する移動量が大きくなるため、検出領域を効果的に広げることができる。更には、車両の移動分を障害物検出手段の移動量で賄えるため、車両の移動量を小さく抑えることができる。

以上説明したように、本発明の車線変更支援装置によれば、障害物の存在により周囲の状況を十分に認識できない場合であっても、好適に車線変更制御を実行可能である。

本発明の車線変更支援装置の一の態様では、前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に交わる横方向への移動量を算出するとする。

この態様によれば、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さい場合には、車両が進行方向に交わる横方向に移動される。例えば車両は、障害物を検出すべき隣接車線側（即ち、車線変更先である隣接車線側）に移動される。よって、例えば先行車両や後続車両の陰になり隣接車線の状況が検出できない状況であっても、車両の移動により確実に検出領域を広げることができる。従って、好適な車線変更が実現可能となる。

本発明の車線変更支援装置の他の態様では、前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に沿う方向への移動量を算出する。

この態様によれば、障害物検出手段の検出領域が要求検出領域より小さい場合には、車両が進行方向に沿う方向に移動される。例えば車両は、先行車両が遮蔽障害物となっている場合に、車速を落として先行車両との車間距離が大きくなるような制御を実行する。また、後続車両が遮蔽障害物となっている場合には、車速を上げて後続車両との車間距離が大きくなるような制御を実行する。このようにすれば、例えば先行車両や後続車両の陰になり隣接車線の状況が検出できない状況であっても、車両の移動により確実に検出領域を広げることができる。従って、好適な車線変更が実現可能となる。

なお、車両制御手段は、上述した進行方向に交わる横方向の移動及び進行方向に沿う方向の移動を両方同時に実行するようにしてもよい。この場合、多少処理は複雑化するが、障害物検出手段の検出領域を広げる効果を向上させることができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る車線変更支援装置の全体構成を示すブロック図である。自車両の障害物検出領域及び白線検出領域を示す上面図である。後続車両により自車両の障害物検出領域が遮蔽される状態を示す上面図である。第１実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。横方向制御量の算出及び横方向への車両移動制御を示す概念図である。第２実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。進行方向制御量の算出及び進行方向への車両移動制御を示す概念図である。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜装置構成＞
先ず、本実施形態に係る車線変更支援装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車線変更支援装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図１では、説明の便宜上、車両の制御を行うための各部材のうち本実施形態に関連の深い部材のみを図示しており、他の部材については図示を省略している。

図１において、車線変更支援装置１０は、主な構成要素として、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、車載カメラ１１０、ミリ波レーダ１２０、自動運転スイッチ１３０、ディスプレイ１４０、電動アクセル２１０、電動ブレーキ２２０及び電動パワーステアリング２３０を備えて構成されている。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、車両における各種制を実行可能に構成されている。

車載カメラ１１０は、主に車両の前方の画像を撮像する。車載カメラ１１０は、車両の後方や側方を撮像可能に構成されてもよい。車載カメラ１１０によって撮像された画像を示す信号は、ＥＣＵ１００に送信される。

ミリ波レーダ１２０は、ミリ波を出射すると共に、対象物（例えば、他車両等）により反射された電波を受信し、伝播時間やドップラー効果に起因して生じる周波数等を基に、対象物の位置や車両との相対速度を測定する。ミリ波レーダ１２０における測定結果は、ＥＣＵ１００に送信される。

自動運転スイッチ１３０は、車内の運転者が操作可能な位置に設けられており、スイッチを操作することで、通常運転と自動運転とを相互に切替えることが可能とされている。

ディスプレイ１４０は、例えば（Human Machine Interface）、ＨＵＤ（Head Up Display）、カーナビゲーション等のディスプレイであり、運転者又は同乗者から視認可能な位置に設けられている。或いは、車両の運転者が所持する携帯端末（例えば、スマートフォン）等のディスプレイであってもよい。ディスプレイ１４０は、ＥＣＵ１００から伝達される各種信号に応じた表示を行えるように構成されている。

電動アクセル２１０は、自動運転時において、車両の加速制御を実行可能に構成されている。また、電動ブレーキ２２０は、自動運転時において、車両の減速制御を実行可能に構成されている。電動アクセル２１０及び電動ブレーキ２２０によれば、例えば車載カメラ１１０やミリ波レーダ１２０から得られる先行車の情報に基づいて、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御が実行可能となる。

電動パワーステアリング２３０は、自動運転時において、車両のステアリング制御を実行可能に構成されている。電動パワーステアリング２３０によれば、例えば車載カメラ１１０やミリ波レーダ１２０から得られる白線の情報に基づいて、車線変更制御やＬＫＡ制御が実行可能となる。

また、本実施形態に係るＥＣＵ１００は特に、障害物検出部１０１、白線検出部１０２、要求検出領域算出部１０３、遮蔽判定部１０４、制御量算出部１０５及び車両制御部１０６を備えている。

障害物検出部１０１は、本発明に係る「障害物検出手段」の一例であり、車載カメラ１１０による撮像画像、或いはミリ波レーダ１２０の測定結果に基づいて、他車両等の障害物の存在を検出する。即ち、車両の走行の障害となり得る物体の存在を検出する。

白線検出部１０２は、本発明に係る「白線検出手段」の一例であり、車載カメラ１１０で撮像された画像から、車両が走行する道路の白線を検出する。白線検出部１０２は、例えば撮像画像を横方向に複数回走査し、輝度が大きく変化するエッジ部分を白線として検出する。

要求検出領域算出部１０３は、本発明の「要求検出領域算出手段」の一例であり、車線変更制御を実行する際に要求される要求検出領域を算出する。要求検出領域は、適切な車線変更制御を実行するため障害物検出部１０１に要求される検出領域であり、例えば衝突余裕時間等を考慮して算出される。要求検出領域の具体的な算出方法については後に詳述する。

遮蔽判定部１０４は、本発明の「遮蔽判定手段」の一例であり、現在の障害物検出部１０１の検出領域が、障害物による遮蔽によって要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する。障害物検出部の検出領域は、例えば自車両と先行車両との車間距離が小さくなることにより、隣接車線の状況が先行車両の陰に隠れて検出できなくなるような場合に、要求検出領域より小さくなり得る。遮蔽判定部１０４の判定結果は、制御量算出部１０５へと出力される。

制御量算出部１０５は、本発明の「制御量算出手段」の一例であり、障害物検出部１０１の検出領域が要求検出領域より小さいと判定された場合に、障害物検出部１０１の検出領域を要求検出領域以上とするための車両の制御量を算出する。ここで、車両の制御量は、例えば障害物検出部１０１の検出領域を遮蔽する障害物に対する車両の移動量として算出される。車両の制御量は、例えば遮蔽障害物の大きさや形状、相対距離等、遮蔽障害物に関する情報に基づいて算出される。これらの情報は、障害物検出日１０１から取得されてもよいし、他の経路で取得されてもよい。また、車両の制御量は、カーブ曲率や勾配等の道路情報を利用して算出されてもよい。この場合、遮蔽障害物に関する情報だけに基づく場合と比べて、より適切に車両の制御量を算出できる。算出された車両の制御量は、車両制御部１０６に出力される。

車両制御部１０６は、本発明の「車両制御手段」の一例であり、制御量算出部１０５算出された制御量に基づく車両の制御を実行する。車両制御部１０６は、例えば電動アクセル２１０、電動ブレーキ２２０及び電動パワーステアリング２３０の各々を適宜制御して、障害物検出部１０１の検出領域における障害物で遮蔽されている部分を小さくする。車両制御部１０６による具体的な移動制御については後に詳述する。なお、車両制御部１０６は、車両の車線変更制御についても実行可能とされている。

上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

＜障害物検出制御及び白線検出制御＞
次に、本実施形態に係る車線変更支援装置による障害者検出制御及び白線検出制御について、図２及び図３を参照して説明する。ここに図２は、自車両の障害物検出領域及び白線検出領域を示す上面図である。また図３は、後続車両により自車両の障害物検出領域が遮蔽される状態を示す上面図である。

図２において、本実施形態に係る車線変更支援装置が搭載される車両３１０の走行時には、車載カメラ１１０によって車道の白線４００が検出される。即ち、図中の白線検出領域に存在する白線４００が検出される。また、ミリ波レーダ１２０によって、隣接車線の前方及び後方に存在する障害物が検出される。即ち、図中の前方障害物検出領域及び後方障害物検出領域に存在する障害物が検出される。

なお、ミリ波レーダ１２０は、図に示すように右側の隣接車線の障害物を検出するだけでなく、車両３１０が走行する車線の障害物、或いは左側の隣接車線の障害物を検出可能に構成されてもよい。また、障害物の検出は車載カメラ１１０の撮像画像を利用して実現されてもよい。

図３において、前方障害物検出領域及び後方障害物検出領域は、例えば先行車や後続車等の障害物の存在によって小さく制限されてしまう場合がある。具体的には、例えば図に示すように、自車両３１０と後続車３２０との車間距離が小さくなると、後続車３２０によって後方障害物検出領域が制限されてしまう。

より具体的には、障害物検出領域は、後述するように、隣接車線への車線変更制御を実施するために要求検出領域（即ち、車両３１０の後方に伸びる直線及び検出領域の境界線がなす角度（以下、適宜「領域角度」と称する）がθ_Ｌとなるような検出領域）以上の大きさであることが求められる。しかしながら、図に示す例では、後続車３２０により検出領域が遮られ、後方障害物検出領域が要求検出領域よりも小さい領域（即ち、領域角度がθ_Ｃとなるような検出領域）に制限されている。このため、例えば隣接車線を走行する車両３３０の存在を検出することができない。

このように、隣接車線の障害物検出領域が制限されてしまうと、隣接車線の状況を十分に認識することができなくなり、その結果として適切な車線変更制御が実行できなくなるという状況が発生する。これに対し、本実施形態に係る車線変更支援装置１０は、障害物検出領域が制限されてしまう状況に陥ったとしても、車両の移動制御を実行することで、好適に障害物検出領域を広げることが可能である。

＜車両の移動制御＞
以下では、本実施形態に係る車線変更支援装置１０の動作について、複数の実施形態を挙げて説明する。なお以下では、説明の便宜上、車線変更支援装置１０が実行し得る各種制御のうち、特に本実施形態と関連の深い車線変更制御時の車両の移動制御について詳細に説明するものとし、他の一般的な制御については適宜説明を省略する。

また、以下では、図３で示したように、後続車３２０の存在により後方障害物検出領域が制限される場合についてのみ説明するが、先行車の存在により前方障害物検出領域が制限されてしまう場合でも同様の制御で対応することが可能である。更に、以下では、右側の隣接車線への車線変更制御についてのみ説明するが、左側の隣接車線への車線変更制御を実行する場合には、後述する車両の移動制御に関する各種パラメータの正負を逆にすることで対応可能である。

＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る車線変更支援装置１０の動作について、上述した図３に加えて、図４及び図５を参照して詳細に説明する。ここに図４は、第１実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。また図５は、横方向制御量の算出及び横方向への車両移動制御を示す概念図である。

図４において、本実施形態に係る車線変更支援装置１０の動作時には、先ず上述したように、ミリ波レーダ１２０等から出力される情報を用いて、障害物検出部１０１による障害物の検出（ステップＳ１０１）が実行され、車載カメラ１１０の撮像画像を用いて、白線検出部１０２による白線４００の検出（ステップＳ１０２）が実行される。そして、白線４００が検出されると、要求検出領域算出部１０３において、要求検出領域が算出される（ステップＳ１０３）。要求検出領域は、上述したように、領域角度がθ_Ｌとなるような検出領域として検出される。以下では、領域角度θ_Ｌの算出方法について具体的に説明する。

図３において、要求検出領域を算出する際には、先ず検出された白線４００の位置に基づいて、自車両３１０の中央線から白線４００までの距離Ｗ_Ｌが算出される。また、車線変更制御に要求される要求車両間距離ｄが算出される。要求車両間距離ｄは、衝突余裕時間をＴ_Ｔ、レーンチェンジ時間をＴ_Ｌ、隣接車線を走行する他車両３３０との相対速度をＶ_ｒとすると、以下の数式（１）を用いて算出できる。

ｄ＝（Ｔ_Ｔ＋Ｔ_Ｌ）Ｖ_ｒ・・・（１）
上述したように、白線４００までの距離Ｗ_Ｌ及び要求車両間距離ｄが算出されると、それらの値を用いて領域角度θ_Ｌを算出できる。具体的には、領域角度θ_Ｌは、以下の数式（２）を用いて算出できる。

θ_Ｌ＝Ｔａｎ^−１（Ｗ_Ｌ／ｄ）・・・（２）
なお、要求検出領域は、上述した領域角度θ_Ｌのように極座標系で表現されるものではなく、直交座標系で表現されるものであっても構わない。

図４に戻り、要求検出領域が算出されると、遮蔽判定部１０４において、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっているか否かが判定される（ステップＳ１０４）。なお、現在の検出領域は、障害物検出部１０１で検出された遮蔽障害物（図３の例では後続車３２０）等の相対距離や大きさを考慮して算出できる。具体的には、現在の検出領域は、図３で示したように、領域角度がθ_Ｃとなるような検出領域として算出される。よって、遮蔽判定部１０４は、｜θ_Ｃ｜＞｜θ_Ｌ｜であるか否かを判定すればよい。

ここで、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっていない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、以下で説明するステップＳ１０５及びステップＳ１０６の各処理は省略される。一方で、図３に示す例のように、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっている場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御量算出部１０５によって、現在の検出領域を要求検出領域以上とするための横方向制御量Ｗ_Ｔが算出される（ステップＳ１０５）。横方向制御量Ｗ_Ｔは、現在の検出領域角度θ_Ｃと要求検出領域角度θ_Ｌとの差に基づいて算出される。また、カーブ曲率や勾配等の道路情報を考慮して算出してもよい。なお、横方向制御量Ｗ_Ｔには、横方向の移動によって車両３１０が白線を越えてしまうことがないように上限値（例えば、「車線幅−車幅／２」）が設定されることが好ましい。横方向制御量Ｗ_Ｔが算出されると、車両制御部１０６によって、車両３１０が横方向制御量Ｗ_Ｔに応じて横方向に移動される（ステップＳ１０６）。

図５において、車両３１０が横方向制御量Ｗ_Ｔに応じて移動制御されると、遮蔽障害物となっている後続車３２０との相対位置が変化するため、障害物検出領域の大きさも変化する。具体的には、図に示すように、現在の検出領域角度θ_Ｃが、要求検出領域角度θ_Ｌと等しくなる。よって、例えば要求車両間距離ｄ内に存在する隣接車線走行車両３３０を、障害物として確実に検出することが可能となる。従って、車線変更制御を実施可能な状態であるか否かを好適に判断することが可能となる。なお、現在の検出領域角度θ_Ｃは、横方向の移動制御によって要求検出領域角度θ_Ｌより大きくされても構わない。

現在の検出領域が要求検出領域以上とされると、続いて車線変更制御が実施可能であるか否かが判定される（ステップＳ１０７）。具体的には、図５に示すように、要求車両間距離ｄ内に隣接車線走行車両３３０等の障害物が存在する場合には、車線変更制御が実施可能でないと判定される（ステップＳ１０７：ＮＯ）。一方で、要求車両間距離ｄ内に障害物が存在しない場合には、車線変更制御が実施可能であると判定され（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、車線変更制御が実施される。

車線変更制御を実施する場合には、先ず車線変更制御量が算出される（ステップＳ１０８）。なお、車線変更制御量としては、例えば車両の横方向への移動量や加速度の変化量等のパラメータや、これらのパラメータを変化させるタイミングや期間等が挙げられる。車線変更制御量が算出されると、算出された制御量に基づいて車線変更制御が実行される（ステップＳ１０９）。具体的には、車両３１０の電動アクセル２１０、電動ブレーキ及び電動パワーステアリング２３０が、車線変更制御量に基づいて夫々制御され、車両３１０の車線変更が実現される。

なお、車線変更制御は、上述したように自動的に実施されなくとも構わない。例えば、車線変更が可能であるか否かの判定結果（即ち、ステップＳ１０７の判定結果）が、ディスプレイ１４０等によって車両３１０の運転者に知らされ、運転者の操作による車線変更が実施されるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る車線変更支援装置１０によれば、障害物によって障害物検出領域が遮蔽されている場合であっても、車両３１０に対する横方向の移動制御によって好適に検出領域を広げることができる。従って、車線変更制御を好適に実施することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車線変更支援装置１０の動作について、上述した図３に加えて、図６及び図７を参照して詳細に説明する。ここに図６は、第２実施形態に係る車線変更支援装置の動作を示すフローチャートである。また図７は、進行方向制御量の算出及び進行方向への車両移動制御を示す概念図である。

なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて一部の動作が異なるのみであり、その他の動作については概ね同様である。このため、以下では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図６において、第２実施形態に係る車線変更支援装置１０の動作時には、第１実施形態と同様に、ミリ波レーダ１２０等から出力される情報を用いて、障害物検出部１０１による障害物の検出（ステップＳ２０１）が実行され、車載カメラ１１０の撮像画像を用いて、白線検出部１０２による白線４００の検出（ステップＳ２０２）が実行される。そして、白線４００が検出されると、要求検出領域算出部１０３において、要求検出領域が算出される（ステップＳ２０３）。

要求検出領域が算出されると、遮蔽判定部１０４において、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっているか否かが判定される（ステップＳ２０４）。そして、図３に示す例のように、現在の検出領域が要求検出領域よりも小さくなっている場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、制御量算出部１０５によって、現在の検出領域を要求検出領域以上とするための進行横方向制御量Ｄ_Ｔが算出される（ステップＳ２０５）。進行方向制御量Ｄ_Ｔは、自車両３１０の中央線から後続車３２０の端部までの距離をＷ_Ｃとすると、以下の数式（３）を利用して算出できる。

Ｄ_Ｔ＝Ｗ_Ｃ／ｔａｎθ_Ｌ・・・（３）
なお、進行方向制御量Ｄ_Ｔは、カーブ曲率や勾配等の道路情報を考慮して算出されてもよい。また、進行方向制御量Ｄ_Ｔには、進行方向の移動によって車両３１０が他車両と衝突してしまうことがないように上限値（例えば、先行車との相対距離）が設定されることが好ましい。進行方向制御量Ｄ_Ｔが算出されると、車両制御部１０６によって、車両３１０が進行方向制御量Ｄ_Ｔに応じて進行方向に移動される（ステップＳ２０６）。

図７において、車両３１０が進行方向制御量Ｄ_Ｔに応じて移動制御されると、遮蔽障害物となっている後続車３２０との相対位置が変化するため、障害物検出領域の大きさも変化する。具体的には、図に示すように、現在の検出領域角度θ_Ｃが、要求検出領域角度θ_Ｌと等しくなる。よって、例えば要求車両間距離ｄ内に存在する隣接車線走行車両３３０を、障害物として確実に検出することが可能となる。従って、車線変更制御を実施可能な状態であるか否かを好適に判断することが可能となる。なお、現在の検出領域角度θ_Ｃは、進行方向の移動制御によって要求検出領域角度θ_Ｌより大きくされても構わない。

現在の検出領域が要求検出領域以上とされると、続いて車線変更制御が実施可能であるか否かが判定される（ステップＳ２０７）。具体的には、図７に示すように、要求車両間距離ｄ内に隣接車線走行車両３３０等の障害物が存在する場合には、車線変更制御が実施可能でないと判定される（ステップＳ２０７：ＮＯ）。一方で、要求車両間距離ｄ内に障害物が存在しない場合には、車線変更制御が実施可能であると判定され（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、車線変更制御が実施される。

車線変更制御を実施する場合には、先ず車線変更制御量が算出される（ステップＳ２０８）。そして、車線変更制御量が算出されると、算出された制御量に基づいて車線変更制御が実行される（ステップＳ２０９）。

以上説明したように、第２実施形態に係る車線変更支援装置１０によれば、障害物によって障害物検出領域が遮蔽されている場合であっても、車両３１０に対する進行方向の移動制御によって好適に検出領域を広げることができる。従って、車線変更制御を好適に実施することが可能となる。

なお、上述した第１実施形態に係る横方向の移動制御、及び第２実施形態に係る進行方向の移動制御は同時に実行されても構わない。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車線変更支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０車線変更支援装置
１００ＥＣＵ
１０１障害物検出部
１０２白線検出部
１０３要求検出領域算出部
１０４遮蔽判定部
１０５制御量算出部
１０６車両制御部
１１０車載カメラ
１２０ミリ波レーダ
１３０自動運転スイッチ
１４０ディスプレイ
２１０電動アクセル
２２０電動ブレーキ
２３０電動パワーステアリング
３１０自車
３２０後続車
３３０隣接車線走行車
４００白線
ｄ要求車両間距離
θ_Ｃ現在の検出領域角度
θ_Ｌ要求検出領域角度
Ｗ_Ｌ車両白線間距離
Ｗ_Ｔ横方向制御量
Ｄ_Ｔ進行方向制御量

Claims

車両の車線変更制御を支援する車線変更支援装置であって、
前記車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記車両が走行する車線の白線を検出する白線検出手段と、
前記検出された白線に基づいて、前記車線変更制御を実行する際に要求される前記障害物検出手段の検出領域である要求検出領域を算出する要求検出領域算出手段と、
前記障害物検出手段の検出領域が、前記障害物による遮蔽によって、前記要求検出領域より小さくなっているか否かを判定する遮蔽判定手段と、
前記障害物検出手段の検出領域が前記要求検出領域より小さい場合に、前記障害物検出手段の検出領域を前記要求検出領域以上とするための前記車両の制御量を算出する制御量算出手段と、
前記算出された制御量に基づいて、前記車両を制御する車両制御手段と
を備えることを特徴とする車線変更支援装置。
前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に交わる横方向への移動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の車線変更支援装置。
前記制御量算出手段は、前記車両の制御量として、前記車両の進行方向に沿う方向への移動量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車線変更支援装置。