JP2015069274A - 経路演算装置及び経路演算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両がカーブに進入する際に、車両前方の見通し状態を適切に判断することができる経路演算装置を提供する。【解決手段】車両前方を撮像する撮像装置２と、車両前方においてカーブ内側の道路境界よりも外側を含む見通し領域を設定し、撮像装置２により撮像された画像に基づいて見通し領域の道路境界よりも外側部分において遮蔽物により遮蔽された領域を特定し、見通し領域のうち遮蔽物により遮蔽された領域の占める割合を見通し状態として演算する見通し状態演算部１１と、見通し状態に応じてカーブを通過するための前方経路を演算する経路演算部１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両がカーブに進入する際の前方経路を演算する経路演算装置及び経路演算方法に関する。

従来、車両がカーブを安全且つ円滑に通過するために、運転者によるカーブ内の見通し状態として、自車からカーブ内側の白線に引いた接線の長さ（視距離）を演算し、視距離に応じた運転支援を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。視距離は自車からカーブ内側の白線に引いた接線の長さであるため、その視界を遮るものはなく常に見通せる状態にある。

特開２０００−３０１９９号公報

しかしながら、実際にはカーブ内側の白線よりも外側の領域が更に見通せる場合があり、白線よりも外側の領域の遮蔽物の有無によっても見通し状態が異なってくる。特許文献１に記載された手法では、カーブ内側の白線よりも外側の領域については全く考慮されていないため、見通し状態を適切に判断できない場合がある。

上記問題点を鑑み、本発明は、車両がカーブに進入する際に、車両前方の見通し状態を適切に判断することができる経路演算装置及び経路演算方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、カーブ内側の道路境界よりも外側を含む領域の見通し状態を演算し、見通し状態に応じてカーブを通過するための前方経路を演算することを特徴とする。

本発明によれば、車両がカーブに進入する際に、車両前方の見通し状態を適切に判断することができる経路演算装置及び経路演算方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る運転支援装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る見通し領域の設定方法の一例を説明するための概略図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）のそれぞれは、本発明の実施の形態に係る見通し領域の設定方法の一例を説明するための概略図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）のそれぞれは、本発明の実施の形態に係る車両前方の撮像画像の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る車両前方の撮像画像の他の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る見通し状態の演算方法の一例を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る前方経路の演算方法の一例を説明するための概略図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）のそれぞれは、本発明の実施の形態に係る見通し状態と評価量との関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態に係る前方経路の演算方法の一例を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る運転支援方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、本発明の実施の形態の第１の変形例に係る見通し状態の演算方法の一例を説明するための概略図である。 図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、本発明の実施の形態の第２の変形例に係る見通し領域の設定方法の一例を説明するための概略図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、本発明の実施の形態の第２の変形例に係る車両前方の撮像画像の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る見通し状態の演算方法を説明するための概略図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、本発明の実施の形態の第３の変形例に係る見通し領域の設定方法の一例を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例に係る車速と見通し領域の長径の長さとの関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る見通し領域の設定方法の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る車両前方の撮像画像の一例を示す概略図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、本発明の実施の形態の第４の変形例に係る見通し状態の演算方法の一例を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る見通し領域の設定方法の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る車両前方の撮像画像の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第５の変形例に係る見通し状態と前方経路との関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態の第５の変形例に係る前方経路の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態の第５の変形例に係る運転支援方法の一例を説明するためのフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、自動車等の車両に適用することができる。本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、車両がカーブに進入する際（カーブ進入前及びカーブ通過中を含む）の前方経路を演算（生成）する経路演算装置を含み、演算された前方経路に応じて運転を支援するものである。本発明の実施の形態に係る運転支援装置は、図１に示すように、演算処理装置１、撮像装置２、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信装置３、地図データベース４、車速センサ５、減速装置６、転舵装置７及び警報装置８を備える。

撮像装置２は、車両前方を撮像し、撮像された画像を演算処理装置１に出力する。撮像装置２としては、例えば画像を撮像するカメラや、レーザーを射出しその反射波を検出するような装置が使用可能である。ＧＰＳ受信装置３は、衛星から電波を受信して、車両の現在位置を検出し、演算処理装置１へ出力する。車速センサ５は、現在の車速を検出し、演算処理装置１へ出力する。車速センサ５としては、回転軸の回転を光学的な手法や磁気的な手法で検出するものが使用可能である。

地図データベース４は、通常のナビゲーションに使用可能な２次元の地図データを記憶する。地図データは、少なくとも道幅と道路線形の情報を含んでおり、演算処理装置１により適宜読み出される。地図データベース４としては、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や半導体メモリ等が使用可能である。

演算処理装置１としては、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）等が使用可能である。演算処理装置１は、これが実行する処理を機能的に捉えた場合、記憶部１０、見通し状態演算部１１、経路補正部１２、経路演算部１３及び車速演算部１４を備える。

経路演算部１３は、ＧＰＳ受信装置３により受信された車両の現在位置と、地図データベース４から読み出した地図データに基づいて、図２に示すように、車両２０の前方のカーブを通過するための前方経路Ｒ０を演算する。経路演算部１３は、例えばカーブの最大曲率半径に基づいて、アウト・イン・アウトの前方経路を演算することもできる。車速演算部１４は、経路演算部１３により演算された前方経路Ｒ０における目標車速を演算する。

見通し状態演算部１１は、カーブ内側の道路境界よりも外側を含む見通し領域を設定し、撮像装置２により撮像された画像に基づいて見通し領域の道路境界よりも外側部分において遮蔽物により遮蔽された領域を特定し、見通し領域のうち遮蔽された領域が占める割合を見通し状態として演算する。ここで、「道路境界」は、道路の内外を区画する境界であってもよいが、必ずしも道路の内外を区画する境界を意味するものではなく、道路内で車両が走行可能な領域とその外側とを区画する境界であってもよい。道路境界としては、具体的には、道路内の車道と歩道とを分離する車道外側線等の白線や、道路内に白線がない場合には道路の内外を区画する側溝が挙げられる。また、「遮蔽物」とは、建物や壁等の人工物や、崖や木等の自然物を意味する。

本発明の実施の形態では、車両の前方にあるカーブ内側の道路境界上の一点を囲む所定の領域、もしくは、一点を囲む領域のうち白線の外側だけに限定された領域が見通し領域として設定される。見通し領域を設定する際には、まず、図２に示すように、カーブ手前又はカーブ通過中において、カーブ内側の道路境界（白線）Ｌ１上に注視点Ｐ０が設定される。注視点Ｐ０としては、例えば車両２０の現在位置を通る接線Ｌ１をカーブ内側の道路境界Ｌ１上に引き、その接点を用いることができる。

注視点Ｐ０を設定後、注視点Ｐ０を囲む領域を見通し領域Ａ０として設定する。例えば、図３（ａ）に示すように、注視点Ｐ０を中心とする円の内側の領域が見通し領域Ａ０として設定される。見通し領域Ａ０の半径ｒ０は適宜設定可能であり、例えば人間の視野領域等に基づいて０．３ｍ〜１．５ｍ程度に設定される。また、図３（ｂ）に示すように、注視点Ｐ０を中心とする楕円の内側の領域を見通し領域Ａ０として設定してもよい。見通し領域Ａ０を楕円形状とする場合、人間の視野領域と同様の形状であるため好ましい。また、楕円の長径は、車両２０の位置と接点Ｐ０を結ぶ接線Ｌ０に並行であると好適である。また、図３（ｃ）に示すように、注視点Ｐ０を中心とする円又は楕円の内側の領域のうち、道路境界Ｌ１よりも外側の領域のみを見通し領域Ａ０として設定してもよい。なお、見通し領域Ａ０の形状は図３（ａ）〜図３（ｃ）で示した形状に特に限定されるものではなく、例えば矩形であってもよい。

図１に示した撮像装置２は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すような車両２０の前方の画像を撮像する。図４（ａ）において、カーブ内側の道路境界（白線）Ｌ１よりも外側に遮蔽物２１が存在している。遮蔽物２１としては、例えば家の壁や崖が想定される。図４（ｂ）は、図４（ａ）に対して遮蔽物２１の高さＨ１が低い場合を示す。このような遮蔽物２１としては、例えばガードレールや植え込みが想定される。図４（ｃ）は、複数の遮蔽物２１ａ，２１ｂが存在する場合を示す。遮蔽物２１ａとしては例えば家の壁が想定され、細い柱状の遮蔽物２１ｂとしては例えば立て看板や電柱が想定される。

また、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、見通し領域Ａ０は、所定の高さＨ０を有する立体形状であってもよい。見通し領域Ａ０の高さＨ０も適宜設定可能であり、例えば見通し領域Ａ０の半径ｒ０と同じであり全体として半球形であってもよい。また、図４（ａ）〜図４（ｃ）では見通し領域Ａ０は半球形を有するが、特にこれに限定されるものではなく、三角錐や円柱形状であってもよい。また、図５に示すように、見通し領域Ａ０は立体形状ではなく、２次元の平面形状であってもよい。

見通し状態演算部１１は、撮像装置２により撮像された画像に基づいて、遮蔽物２１により遮蔽されて見通せない領域（以下、「遮蔽領域」という。）を特定する。図４（ａ）に示すように遮蔽物２１が存在すると、遮蔽物２１の高さＨ１が見通し領域Ａ０の高さＨ０よりも高く、遮蔽物２１により視界が遮られて、遮蔽物２１の後方（奥側）が全く見通せなくなる。見通し状態演算部１１は、図４（ａ）に示した画像に基づいて、図６で斜線のハッチングで示すように遮蔽物２１の後方の領域を遮蔽領域Ａ１として特定する。また、図４（ｂ）に示すように、遮蔽物２１の高さＨ１が見通し領域Ａ０の高さＨ０よりも低い場合や、遮蔽物２１の高さＨ１が所定の高さ未満の場合等であって、遮蔽物２１越しに見通し領域Ａ０の一部が見通せる場合には、見通せない部分に相当する領域が遮蔽領域Ａ１として特定される。

見通し状態演算部１１は、例えば見通し領域Ａ０全体に対する遮蔽領域Ａ１の面積比を見通し状態として演算する。この場合、見通し状態の値が０（０％）に近いほど見通し状態が良いものとし、見通し状態の値が１（１００％）に近いほど見通し状態が悪いものとする。なお、見通し状態演算部１１は、見通し領域Ａ０全体に対する遮蔽領域Ａ１を除いた領域（以下、「非遮蔽領域」という。）Ａ２の面積比を見通し状態として演算してもよい。この場合、見通し状態の値が１（１００％）に近いほど見通し状態が良いものとし、見通し状態の値が０（０％）に近いほど見通し状態が悪いものとする。

経路補正部１２は、見通し状態演算部１１により演算された見通し状態に応じて、経路演算部１３により予め演算された前方経路Ｒ０を補正し、図７に示すように、補正された前方経路Ｒ１を演算する。例えば、経路補正部１２は、見通し状態を所定の閾値と比較して、所定の閾値以上に見通し状態が良い場合には前方経路Ｒ０を補正せずに維持したり、又は更に乗り心地を良くするためにカーブ内側に近づくように前方経路Ｒ０を補正したりする。一方、所定の閾値よりも見通し状態が悪い場合には、経路補正部１２は、見通し状態が悪いほど安全のためにカーブ外側に近づくように前方経路Ｒ０を補正する。なお、経路演算部１３により予め演算された前方経路Ｒ０を経路補正部１２が補正する代わりに、見通し状態演算部１１により演算された見通し状態に応じて経路演算部１３が新たな前方経路Ｒ１を演算してもよい。

ここで、経路演算部１３が、前方経路の良さを評価する複数の評価項（評価量）を用いて前方経路を演算する方法を説明する。評価項としては、例えば、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離、カーブ入り口から出口までの移動距離、及びカーブの曲率又は曲率変化率等が挙げられる。例えば、乗り心地のよいアウト・イン・アウトの前方経路は、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離を大きく、カーブ入り口から出口までの移動距離を短く、カーブの曲率又は曲率変化率を小さくすることにより演算される。一方、見通し状態が悪く安全に走行する際のようなアウト・アウト・アウトの前方経路は、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離を小さく、カーブ入り口から出口までの移動距離を長く、カーブの曲率又は曲率変化率を大きくすることにより演算される。各評価項については、その値に応じた評価量が演算されている。

更に、各評価項について、重み付けされた評価量が演算される。各評価項の重みは、見通し状態演算部１１により演算された見通し状態が悪くなるほど、前方経路がカーブ外側の道路境界Ｌ２に近づくように変化する。各評価項の重みが変化する範囲はそれぞれ個別に設定可能である。例えば、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離の重みの範囲は１〜１００、カーブ入り口から出口までの移動距離の重みの範囲は０．１〜１０、及びカーブの曲率又は曲率変化率の重みの範囲は１０〜１０００に設定される。

評価量は、図８（ａ）に実線及び破線で示すように見通し状態に対して線形的に増減するように重み付けされていてもよく、図８（ｂ）に実線及び破線で示すように見通し状態に対して非線形的に、所定の値よりも悪くなると増減するように重み付けされていてもよい。各評価量のうち、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離についての評価量は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に点線で示すように、見通し状態が悪くなるほど大きくなるように重み付けされる。一方、カーブ入り口から出口までの移動距離、及び曲率又は曲率変化率についての評価量は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に実線で示すように見通し状態が悪くなるほど小さくなるように重み付けされる。

ここで、各評価量をＣｉ（ｉは正の整数）、各評価項の重みをｗｉ（ｉは正の整数）とすると、Ｎ個の重み付けされた評価量の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が以下の式（１）で求められる。

経路演算部１３は、見通し状態に応じて評価項の重みをそれぞれ増減し、重み付けされた評価量の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が小さくなるように（評価が高くなるように）前方経路を演算する。また、例えば図９に示すような前方経路Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３が予め演算されている場合には、各前方経路Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３について重み付けされた評価量の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を求め、重み付けされた評価量の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が最小となる（評価が高い）前方経路を選択してもよい。前方経路Ｒ１１は、見通し状態が最も良い場合に、カーブを円滑に通過できるように選択される。前方経路Ｒ１３は、見通し状態が最も悪い場合に、カーブ外側に近づいて見通し状態を改善させることによりカーブを安全に通過できるように選択される。前方経路Ｒ１２は、前方経路Ｒ１１，Ｒ１３の中間の安全性及び乗り心地の経路である。

図１に示した記憶部１０は、ＧＰＳ受信装置３により受信された車両情報、地図データベース４から読み出された地図情報、撮像装置２により撮像された画像データ、見通し状態演算部１１により演算された見通し状態、経路演算部１３による演算で使用する評価項、種々の判定で使用される所定の閾値等を記憶する。更に、記憶部１０は、演算処理装置１で実行される処理を制御するプログラムを記憶していてもよい。

図１に示した減速装置６は、車速演算部１４からの指令値等に基づいて減速に関するアクチュエータを制御することにより車速を減速させる。転舵装置７は、経路演算部１３又は経路補正部１２からの指令値等に基づいて、転舵に関するアクチュエータを制御することにより、車両２０の走行を制御する。警報装置８は、音声出力用のスピーカや発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなり、見通し状態が悪いことや制御限界であることを知らせる警報を出力する。

次に、本発明の実施の形態に係る経路演算方法を含む運転支援方法の一例を、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この一連の処理は、例えば車両２０の運転中に連続的又は所定時間、所定走行距離毎に繰り返すことができる。

ステップＳ１００において、車両２０の走行状態が、本発明の実施の形態に係る運転支援方法が適用可能な状態か判定する。例えば、カーブの曲率半径が５ｍ〜１５０ｍであるか、幅員が３ｍ以上あるか、車速が１０ｋｍ／ｈ以上であるか、車速は法定速度を超えていないか、車両２０の横位置は幅員以内であるか等が判定される。

ステップＳ１０１において、ＧＰＳ受信装置３が、車両２０の現在位置を取得する。経路演算部１３が、ＧＰＳ受信装置３に取得された車両２０の現在位置から一定距離（例えば５００ｍ）先の道路までの地図データを地図データベース４から読み出す。

ステップＳ１０２において、経路演算部１３が、地図データに基づいて車両２０の前方におけるカーブの有無を判定する。カーブが有ると判定された場合は、経路演算部１３が、地図データベース４から、カーブの入り口から出口までの道幅や道路線形、道路境界Ｌ１，Ｌ２の情報を読み出す。

ステップＳ１０３において、見通し状態演算部１１が、記憶部１０から、見通し領域Ａ０の設定条件を読み出す。ステップＳ１０４において、見通し状態演算部１１が、設定条件に基づいて、例えば図２に示すように、車両２０の現在位置と接線Ｌ０をなす道路境界Ｌ１上の接点Ｐ０を演算する。更に、見通し状態演算部１１が、図３（ａ）に示すように、接点Ｐ０を中心とする円の内側を見通し領域Ａ０として設定し、見通し領域Ａ０の面積を演算する。

ステップＳ１０５において、撮像装置２が、図４（ａ）に示すような車両２０の前方の画像を撮像する。ステップＳ１０６において、見通し状態演算部１１が、撮像装置２により撮像された画像に含まれる遮蔽物２１の輪郭を検出する。遮蔽物２１の輪郭は、建物や崖などの遮蔽物として意味をもつ物体の形状や色情報を蓄えたデータベースと照合するなどして検出可能である。

ステップＳ１０７において、見通し状態演算部１１が、遮蔽物２１の輪郭情報に基づいて、カーブ内側の道路境界Ｌ１の外側に遮蔽物２１が存在するか否かを判定する。遮蔽物２１が存在しないと判定された場合、見通し領域Ａ０の全てを見通せるため、予め演算されている前方経路Ｒ０を維持すればよく、処理を完了する。一方、遮蔽物２１が存在すると判定された場合、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、見通し状態演算部１１が、遮蔽物２１の高さ及び位置の情報を２次元の地図に投影することにより、図６に示すように、見通し領域Ａ０における遮蔽領域Ａ１を特定し、遮蔽領域Ａ１の面積を演算する。ステップＳ１０９において、見通し状態演算部１１が、全体の見通し領域Ａ０に対する遮蔽領域Ａ１の面積比（０〜１）を見通し状態として演算する。なお、見通し状態演算部１１が、全体の見通し領域Ａ０に対する非遮蔽領域Ａ２の面積比（０〜１）を見通し状態として演算してもよい。

ステップＳ１１０において、経路演算部１３が、見通し状態に基づいて評価項の重みを決定する。ステップＳ１１１において、経路演算部１３が、評価項として、カーブ外側の道路境界Ｌ２からの距離、カーブの入り口から出口までの移動距離、及びカーブの曲率（又は曲率変化率）を読み込んだのち、カーブの入り口から出口までの積分値を求める。ステップＳ１１２において、経路演算部１３が、評価量の積分値と重み付けの値を乗算し、その総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が最小となる（評価が高い）前方経路を演算する。

ステップＳ１１３において、車速演算部１４が、前後加速度の許容値及び横加速度の許容値を演算する。例えば、Ｍｅｉｓｔｅｒの感覚領域レベル４やＪａｎｅｗａｙの限界曲線から許容値を演算してもよい。ステップＳ１１４において、車速演算部１４が、横加速度の許容値以下で、現在位置から前方経路に移動するための移動軌跡を演算する。ステップＳ１１５において、車速演算部１４が、前方経路のうち最小半径位置を演算する。ステップＳ１１６において、横加速度の許容値と最小半径位置までの経路から目標車速を演算する。なお、目標車速の演算には他の手法を用いてもよい。

ステップＳ１１７において、車速演算部１４が、現在の車速が目標車速以上か否かを判定する。現在の車速が目標車速未満と判定された場合、処理を完了する。一方、現在の車速が目標車速以上と判定された場合、ステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１８において、減速装置６が前後加速度の許容値以下で減速を開始する。また、警報装置８が必要に応じて警報を出力する。ステップＳ１１９において、転舵装置７が、前方経路に向けて転舵制御を行い、前方経路に沿った走行制御（自動運転）を行う。

本発明の実施の形態によれば、カーブ内側の道路境界Ｌ１よりも外側を含む見通し領域Ａ０を設定し、撮像装置２により撮像された画像に基づいて見通し領域Ａ０の道路境界Ｌ１よりも外側部分において遮蔽領域Ａ１を特定し、見通し領域Ａ０のうち遮蔽領域Ａ１が占める割合を見通し状態として演算し、見通し状態に応じてカーブを通過するための前方経路Ｒ１を演算することにより、カーブに進入する際の車両２０の前方の見通し状態を適切に判断することができる。したがって、安全かつ円滑にカーブを通過することができる前方経路を演算することができる。

また、カーブ内側の道路境界Ｌ１上の注視点Ｐ０を囲む領域、又は注視点を囲む領域のうち道路境界Ｌ１よりも外側のみの領域を見通し領域Ａ０として設定することにより、見通し状態を線でなく、面による領域で評価できる。このため、白線Ｌ１よりも外側にある遮蔽物２１の大きさを正しく検出できる。

また、見通し状態が悪くなるほど前方経路がカーブ外側の道路境界Ｌ２に近づくように、複数の評価量の重みをそれぞれ変化させ、変化させた重みでそれぞれ重み付けした複数の評価量の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が小さくなるように、複数の評価項をそれぞれ変化させて前方経路Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を演算することにより、見通し状態に応じた安全且つ円滑な前方経路を演算することができる。更に、評価量とその重み付けに応じて前方経路を自由に設計できるので、カーブの形状によらずに自由度の高い演算を行うことができる。

（第１の変形例）
本発明の実施の形態の第１の変形例として、見通し状態演算部１１による見通し領域の設定方法の他の一例を説明する。本発明の実施の形態では１つの見通し領域Ａ０の見通し状態を演算したが、カーブの入り口からカーブの曲率が最小となる地点までにおける複数の見通し領域の見通し状態を演算してもよい。

例えば図１１（ａ）に示すように、所定の時間間隔毎に、車両２０の位置からカーブ内側の道路境界Ｌ１に接線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３を引いた場合の接点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を演算する。更に、図１１（ｂ）に示すように、各接点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を中心とした所定の半径の円を見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３として設定してもよい。なお、各接点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を中心とした所定の半径の円のうち、道路境界Ｌ１の外側だけを見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３としてもよい。更に、図１１（ｃ）に示すように、撮像装置２により所定の時間間隔毎に撮像された画像に基づいて、非遮蔽領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３（又は遮蔽領域）をそれぞれ特定する。更に、見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３に対する非遮蔽領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３（又は遮蔽領域）の面積比をそれぞれ算出し、算出した面積比の和を見通し状態として演算する。なお、見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３について、過去に遡るほど合計値への影響を少なくするため、その面積比に減衰率をかけてから合計してもよい。

第１の変形例によれば、カーブ内側の道路境界Ｌ１よりも外側を含む複数の見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の見通し状態を演算し、複数の見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の見通し状態に応じて前方経路を演算することにより、見通し状態の変化の傾向に応じて前方経路を適切に演算することができる。なお、第１の変形例では、３つの見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３を設定する場合を説明したが、２つ又は４つ以上の見通し領域を設定してもよい。

（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例として、見通し状態演算部１１による見通し領域の設定方法の他の一例を説明する。見通し状態演算部１１は、車両の位置を中心として、カーブ内側の道路境界よりも外側を含む所定の角度（センサ角）の範囲のうち、車両からカーブ内側の道路境界上の所定の位置までの第１の領域と、所定の位置からカーブ外側の道路境界までの第２の領域と、第１及び第２の領域を合わせた第３の領域のいずれかを見通し領域として設定してもよい。

見通し状態演算部１１は、図１２（ａ）に示すように、車両２０の位置を中心として、カーブがある方向を向いた所定の角度θ１の範囲を設定する。所定の角度θ１は、人間の視野角等に応じて適宜設定可能であり、例えば１５°〜４０°程度である。例えば、車両２０の位置から道路境界Ｌ１に接線Ｌ０を引き、その接線Ｌ０を挟んで左右に所定の角度θ１／２までの範囲が設定される。

見通し状態演算部１１は、図１２（ａ）に太い一点鎖線で示すように、車両２０の位置を中心とした所定の角度θ１の範囲のうち、車両２０からカーブ外側の道路境界Ｌ２までの領域（第３の領域）を見通し領域Ａ０として設定する。また、図１２（ｂ）に示すように、車両２０の直近の情報のみ用いる場合には、所定の位置（例えば注視点Ｐ１の位置）から車両２０までの領域（第１の領域）を見通し領域Ａ０として設定してもよい。また、図１２（ｃ）に示すように、車両２０から遠い情報のみ用いる場合には、所定の位置（例えば注視点Ｐ１の位置）からカーブ外側の道路境界Ｌ２までの領域（第２の領域）を見通し領域Ａ０として設定してもよい。

撮像装置２は、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すような車両２０の前方の画像を撮像する。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示した遮蔽物２１，２１ａ，２１ｂは、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したものと同様である。また、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示した見通し領域Ａ０は、図１２（ａ）に対応するものである。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）において、カーブ内側の道路境界Ｌ１よりも外側に存在する遮蔽物２１，２１ａ，２１ｂにより見通し領域Ａ０の一部が見通せなくなっている。

見通し状態演算部１１は、撮像装置２により撮像された画像に基づいて、図１４に斜線のハッチングで示すように、見通し領域Ａ０における遮蔽領域Ａ１を特定する。更に、見通し領域Ａ０に対する遮蔽領域Ａ１の面積比を見通し状態として演算する。なお、見通し領域Ａ０における非遮蔽領域の面積比を見通し状態として演算してもよい。

第２の変形例によれば、車両２０の位置を中心として、カーブ内側の道路境界Ｌ１よりも外側を含む所定の角度θ１の範囲のうち、車両２０からカーブ内側の道路境界Ｌ１上の所定の位置までの第１の領域と、所定の位置からカーブ外側の道路境界Ｌ２までの第２の領域と、第１及び第２の領域を合わせた第３の領域のいずれかを見通し領域Ａ０として設定することにより、見通し状態を線でなく、面による領域で評価できるので、白線の外側にある遮蔽物２１の大きさを正しく検出することができる。更に、車両２０からカーブの奥までの広い範囲の見通し状態を検出することができる。

（第３の変形例）
本発明の実施の形態の第３の変形例として、見通し状態演算部１１による見通し領域の設定方法の他の一例を説明する。見通し状態演算部１１は、車速演算部１４により演算された車速に応じて、車両２０が見通し領域Ａ０を向く方向における見通し領域Ａ０の長さを変化させてもよい。すなわち、車速が高くなるほど見通し領域Ａ０の長さを長くし、車速が低くなるほど見通し領域Ａ０の長さを短くする。

図１５（ａ）に示すように、見通し領域Ａ０が接点Ｐ１を中心とし、車両２０の位置と接点Ｐ１とを結ぶ方向を長径とする楕円である場合、車速が増加したときに、図１５（ｂ）に実線で示すように接点Ｐ１に対して均等に楕円の長径の長さＬ１１を長くする。また、図１５（ｃ）に実線で示すように、接点Ｐ１の奥側だけを長くするように楕円の長径の長さＬ１１を長くしても良い。また、例えば図１６に示すように、車速に応じて見通し領域Ａ０の径の長さＬ１１を線形的に変化させてもよいし、非線形的に変化させてもよい。

第３の変形例によれば、車速が高くなるほど、車両２０が見通し領域Ａ０を向く方向における見通し領域Ａ０の長さＬ１１を長くすることにより、車速に応じて検出範囲を増やすことができ、より確実に安全な見通し状態の演算を可能にする。特に高速道路では、車両２０の安全に影響を与えうる遮蔽物２１の数が増えるため有効である。

（第４の変形例）
本発明の実施の形態の第４の変形例として、見通し状態演算部１１による見通し状態の演算方法の他の一例を説明する。図１７に示すように、接点Ｐ１を中心とする半径Ｄ２１の円形の見通し領域Ａ０を設定する。更に、図１８に示すように、接線Ｌ１の垂線方向において、接点Ｐ１から見通し領域Ａ０の外周までの第１の距離（ここでは見通し領域Ａ０の半径）Ｄ２１を演算する。更に、接線Ｌ１の垂線方向において遮蔽物２１により遮蔽される第２の距離Ｄ２２を演算し、第１の距離Ｄ２１に対する第２の距離Ｄ２２の比を見通し状態として演算してもよい。

また、図１９（ａ）に示すように、複数の見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３を設定した場合には、各見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３において遮蔽物２１がない場合に見通せる第１の距離Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３が演算される。更に、図１９（ｂ）に示すように、各見通し領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３において遮蔽物２１により遮蔽される第２の距離Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３が演算される。更に、第１の距離Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３と第２の距離Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３との比がそれぞれ演算され、それらの合計値が見通し状態として演算される。

また、図２０及び図２１に示すように、車両２０の位置を中心として所定の角度θ１の範囲内の領域を見通し領域Ａ０とした場合には、接線Ｌ０の垂線方向において、見通し領域Ａ０における一点（ここでは接点Ｐ１）から見通し領域Ａ０の端部までの第１の距離Ｄ２１が演算される。更に、図２１に示すように、接線Ｌ０の垂線方向において遮蔽物２１により遮蔽される第２の距離Ｄ２２が演算される。更に、第１の距離Ｄ２１に対する第２の距離Ｄ２２の比が見通し状態として演算される。

第４の変形例によれば、見通し領域Ａ０全体に対する遮蔽領域Ａ１又は非遮蔽領域の面積比を見通し状態とする代わりに、見通し領域Ａ０の遮蔽物２１がなければ見通せる第１の距離Ｄ１と、遮蔽物２１により遮蔽されて見通せない第２の距離Ｄ２の比を見通し状態として演算することにより、適切に見通し状態を判断することができ、安全且つ円滑な前方経路を演算することができる。

（第５の変形例）
本発明の実施の形態の第５の変形例として、見通し状態に応じた前方経路の演算又は補正方法の他の一例を説明する。単一の円弧半径のカーブなどを対象として、評価量に応じた前方経路の演算は行わずに、見通し状態に応じて旋回半径を変化させた前方経路を演算又は補正する方法を説明する。

経路補正部１２は、記憶部１０から予め決定された道路の刻み幅を取得する。図２２の横軸は見通し状態を示し、縦軸は前方経路の演算可能な位置を示す。図２２に示すプロットＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３は、道幅を刻み幅で割った位置に対応しており、図２３に示すような前方経路Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３に対応するものである。前方経路Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３は、Ｏ２１，Ｏ２２，Ｏ２３をそれぞれ中心とする旋回半径ｒ１，ｒ２，ｒ３の円弧をなす。図２２に示すように、見通し状態演算部１１により演算された見通し状態がプロットＰ２０である場合、プロットＰ２０に最も近いプロットＰ２１を抽出し、その刻み位置を補正量として演算する。そして、カーブの最大曲率半径から補正量を減算した値を新たな旋回半径ｒ２とし、カーブの入り口から出口までを位相とする円弧を演算し、新たな前方経路Ｒ２２とする。

次に、第５の変形例に係る経路演算方法を含む運転支援方法の一例を、図２４のフローチャートを参照しながら説明する。ステップＳ２００〜Ｓ２０２の手順は、図１０のステップＳ１００〜Ｓ１０２の手順と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。ステップＳ２０３において、経路演算部１３が、カーブの曲率に基づいてカーブが最小の曲率半径となる位置（目標点）を演算する。ステップＳ２０４において、経路演算部１３が、カーブが最小の曲率半径となる位置の直近を通過する最大半径となる前方経路を演算する。

ステップＳ２０５〜Ｓ２１１の手順は、図１０のステップＳ１０３〜Ｓ１０９の手順と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。ステップＳ２１２において、経路補正部１２が、予め決められた道路の刻み幅を取得する。ステップＳ２１３において、経路補正部１２が、図２２に示すように見通し状態演算部１１により演算された見通し状態のプロットＰ２０に最も近いプロットＰ２２の刻み位置を抽出し、その刻み位置を補正量として演算する。ステップＳ２１４において、カーブの最大曲率半径から補正量を減算したものを旋回半径とし、且つカーブの入り口から出口までを位相とする円弧を新たな前方経路Ｒ２２として演算する。ステップＳ２１５〜Ｓ２２１の手順は、図１０に示したステップＳ１１３〜Ｓ１１９の手順と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

第５の変形例によれば、見通し状態が悪くなるほど前方経路Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３がカーブ外側に近づき、且つカーブを通過するときの旋回半径ｒ１，ｒ２，ｒ３が小さくなるように刻み幅を徐々に変えて前方経路Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を演算することにより、円滑且つ安全にカーブを通過することができる。更に、単一の曲率半径のカーブである場合などに、前方経路Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を簡単な数式を用いて迅速且つ確実に定めることができる。

なお、前方経路を演算する際に、カーブを通過するときの旋回半径は変化させずに、一定の旋回半径の円弧を、見通し状態が悪くなるほどカーブ外側の道路境界Ｌ２に近づくように移動した前方経路を演算してもよい。

上記のように、本発明は実施の形態及び第１〜第５の変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…演算処理装置
２…撮像装置
３…ＧＰＳ受信装置
４…地図データベース
５…車速センサ
６…減速装置
７…転舵装置
８…警報装置
１０…記憶部
１１…状態演算部
１２…経路補正部
１３…経路演算部
１４…車速演算部
２０…車両
２１，２１ａ，２１ｂ…遮蔽物

Claims (7)

1. 車両前方を撮像する撮像装置と、
   前記車両前方において前記カーブ内側の道路境界よりも外側を含む見通し領域を設定し、前記撮像装置により撮像された画像に基づいて前記見通し領域の前記道路境界よりも外側部分において遮蔽物により遮蔽された領域を特定し、前記見通し領域のうち前記遮蔽物により遮蔽された領域の占める割合を見通し状態として演算する見通し状態演算部と、
   前記見通し状態に応じて前記カーブを通過するための前方経路を演算する経路演算部
   とを備えることを特徴とする経路演算装置。
2. 前記見通し状態演算部が、
   前記見通し領域を複数設定し、
   前記見通し領域が遮蔽物により遮蔽された領域を前記見通し領域毎に特定し、
   前記見通し領域のうち前記遮蔽された領域の占める割合を前記見通し領域毎に演算し、
   前記見通し領域毎の演算結果の和を前記見通し状態として演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の経路演算装置。
3. 前記見通し状態演算部が、前記車両の位置を中心とした、前記カーブ内側の道路境界よりも外側を含む所定の角度の範囲のうち、前記車両から前記カーブ内側の道路境界上の所定の位置までの第１の領域と、前記所定の位置から前記カーブ外側の道路境界までの第２の領域と、前記第１及び第２の領域を合わせた第３の領域のいずれかを前記見通し領域として設定することを特徴とする請求項１に記載の経路演算装置。
4. 前記見通し状態演算部が、車速が高くなるほど、前記車両の位置と前記カーブ内側の道路境界上の一点とを結ぶ方向における前記見通し領域の長さを長くすることを特徴とする請求項１に記載の経路演算装置。
5. 前記経路演算部が、
   前記前方経路を演算するために用いる複数の評価量の重みを、前記見通し状態が悪いほど前記前方経路が前記カーブ外側の道路境界に近づくようにそれぞれ変化させ、
   前記変化させた重みにより重み付けされた前記複数の評価量を用いて前記前方経路を演算する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の経路演算装置。
6. 前記経路演算部が、前記見通し状態が悪くなるほど前記カーブ外側の道路境界に近づき、且つ前記カーブを通過するときの旋回半径が小さくなるように前記前方経路を演算することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の経路演算装置。
7. 車両前方を撮像するステップと、
   前記カーブ内側の道路境界よりも外側を含む見通し領域を設定するステップと、
   前記撮像された画像に基づいて前記見通し領域の前記道路境界よりも外側部分において遮蔽物により遮蔽された領域を特定するステップと、
   前記見通し領域のうち前記遮蔽物により遮蔽された領域の占める割合を見通し状態として演算するステップと、
   前記見通し状態に応じて前記カーブを通過するための前方経路を演算するステップ
   とを含むことを特徴とする経路演算方法。

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