JP2016085483A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な警報を減らし、ドライバにわずらわしさを感じさせにくくすることを可能にする。
【解決手段】自車の自動運転制御を行う場合に自車の左右後輪位置が描く計画軌跡を特定する計画軌跡特定部１６と、計画軌跡特定部１６で特定した計画軌跡上に、障害物位置特定部１１で位置を特定した障害物が存在するか否かによって警報の必要があるか否かを判定する要否判定部１７とを備え、警報部１８は、要否判定部１７で警報の必要があると判定した場合に警報を行わせる一方、要否判定部１７で警報の必要がないと判定した場合に警報を行わせない。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両周辺に存在する障害物についての警報を行わせる運転支援装置に関するものである。

従来、車両周辺に存在する障害物を検出し、障害物の存在を知らせる警報を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、車両の操舵角から予測される走行軌跡上に、超音波センサで検出した障害物位置があるか否かに基づいて、障害物への接触の可能性を判定し、接触の可能性がある場合に警報を行う技術が開示されている。

特開２０００−３３９５９５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、予測した走行軌跡と実際の走行軌跡との差が大きかった場合に、警報が不要であったにも関わらず警報を行ってしまう場合がある。特に、自動操舵制御によって駐車支援や車線逸脱防止支援などを行う場合においては、車両の操舵角から予測される走行軌跡上に障害物位置がある場合には、障害物との接触のない経路の走行を計画して自動操舵制御によって走行しているにも関わらず警報を行ってしまい、ドライバにわずらわしさを感じさせてしまう問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、不要な警報を減らし、ドライバにわずらわしさを感じさせにくくすることを可能にする運転支援装置を提供することにある。

本発明の運転支援装置は、車両に搭載され、車両の周辺の障害物を検出する障害物センサ（２）で検出した障害物の位置を特定する障害物位置特定部（１１）と、障害物の存在を知らせる警報をドライバに向けて行わせる警報部（１８）とを備える運転支援装置であって、車両の自動操舵制御を行う場合に車両が描く軌跡である計画軌跡を特定する計画軌跡特定部（１６）と、計画軌跡特定部で特定した計画軌跡と、障害物位置特定部で特定した障害物の位置との近接度合いから、警報の必要があるか否かを判定する要否判定部（１７）とを備え、警報部は、要否判定部で警報の必要があると判定した場合に警報を行わせる一方、要否判定部で警報の必要がないと判定した場合に警報を行わせないことを特徴としている。

これによれば、計画軌跡は、車両の自動操舵制御を行う場合に車両が描く軌跡であるので、自動操舵制御を行う場合には車両が実際に描く軌跡となる。よって、計画軌跡特定部で特定した計画軌跡と、障害物位置特定部で特定した障害物の位置との近接度合いから、警報の必要があるか否かを要否判定部で判定すると、実際の車両と障害物との近接度合いから警報の必要があるか否かを判定できることになる。従って、警報が不要な場合に警報が必要と判定されて警報が行われる状況を減らすことができ、ドライバにわずらわしさを感じさせにくくすることが可能になる。

運転支援システム１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 運転支援ＥＣＵ１の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 運転支援ＥＣＵ１での自動駐車処理の流れの一例を示すフローチャートである。 運転支援ＥＣＵ１での警報処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態１の効果を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
＜運転支援システム１００の概略構成＞
図１は、本発明が適用された運転支援システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。運転支援システム１００は、車両に搭載されるものであり、図１に示すように運転支援ＥＣＵ１、障害物センサ２、舵角センサ３、車輪速センサ４、ＥＰＳ_ＥＣＵ５、エンジンＥＣＵ６、ブレーキＥＣＵ７、及び警報装置８を含んでいる。運転支援ＥＣＵ１、舵角センサ３、車輪速センサ４、ＥＰＳ_ＥＣＵ５、エンジンＥＣＵ６、ブレーキＥＣＵ７は例えば車内ＬＡＮでそれぞれ接続されている。運転支援システム１００を搭載している車両を以降では自車と呼ぶ。

障害物センサ２は、車両に搭載され、自車の周辺に存在する障害物を検出する。障害物センサ２は、ミリ波レーダ、レーザレーダ、ソナー、カメラ等であって、これらを複数種類組み合わせたものであってもよい。障害物センサ２は車両の全周囲を検出範囲としている構成としてもよいし、一部の方位が死角となっている構成としてもよい。

本実施形態では、障害物センサ２として、自車のフロントバンパの左右側面に１つずつ配置される前部コーナソナー、自車のリアバンパの左右側面に１つずつ配置される後部コーナソナーが用いられる場合を例に挙げて以降の説明を行う。

前部コーナソナーは、指向性の中心線が自車の車軸方向から例えば２０°程度まで自車前方に傾いて配置され、自車の前部コーナの側方から斜め前方にかけての範囲を検出範囲とする。後部コーナソナーは、指向性の中心線が自車の車軸方向から例えば２０°程度まで自車後方に傾いて配置され、自車の後部コーナの側方から斜め後方にかけての範囲を検出範囲とする。

舵角センサ３は、自車のステアリングの操舵角を検出するセンサであり、自車が直進状態で走行するときの操舵角を中立位置（０度）とし、その中立位置からの回転角度を操舵角として出力する。車輪速センサ４は、各転動輪の回転速度に応じたパルス信号を出力する。

ＥＰＳ_ＥＣＵ５は、ＥＰＳアクチュエータを動作させることで、操舵角の制御を行う。エンジンＥＣＵ６は、スロットルアクチュエータを制御することで自車を加速させる。また、エンジンＥＣＵ６は、スロットルアクチュエータを制御してエンジンブレーキを発生させることで自車を減速させることもできる。ブレーキＥＣＵ７は、自車に制動力を印加するブレーキアクチュエータを制御することで自車を減速させる。

警報装置８は、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示を行ったり、スピーカといった音声出力装置から音声や警告音を出力したりすることにより、自車のドライバに向けた警報を行う。

運転支援ＥＣＵ１は、主にマイクロコンピュータとして構成され、いずれも周知のＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。この運転支援ＥＣＵ１が、請求項の運転支援装置に相当する。運転支援ＥＣＵ１は、障害物センサ２、舵角センサ３、車輪速センサ４などから入力された各種情報に基づき、自車周辺の障害物の位置を特定する障害物位置特定処理や、自動操舵制御によって自車を駐車空間に駐車させる自動駐車処理や、自車の側面に接触する可能性のある障害物の存在を知らせる警報を行う警報処理等の各種処理を実行する。

なお、運転支援ＥＣＵ１が実行する機能の一部又は全部を、一つ或いは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

＜運転支援ＥＣＵ１の詳細構成＞
図２に示すように、運転支援ＥＣＵ１は、障害物位置特定部１１、予測軌跡特定部１２、駐車空間検出部１３、経路決定部１４、自動運転制御部１５、計画軌跡特定部１６、要否判定部１７、及び警報部１８を備えている。

障害物位置特定部１１は、前述の障害物位置特定処理を行う。障害物位置特定処理では、障害物センサ２の信号から、自車の周辺に存在する障害物の位置を特定する。一例として、反射波の得られた探査波を送信した方向から自車に対する障害物の方位を検出し、探査波を送信してから反射波を受信するまでの時間から自車から障害物までの距離を検出することで、障害物センサ２の設置位置に対する障害物の位置を特定する。そして、特定した障害物センサ２の設置位置に対する障害物の位置と、自車における障害物センサ２の設置位置とから、自車位置を原点としたＸＹ座標系での障害物の位置を特定する。このＸＹ座標系は、Ｘ軸とＹ軸とを水平面内にとっているものとし、例えば自車位置は後輪車軸中心位置とする。

また、障害物位置特定処理では、自車位置の変化に合わせ、前述のＸＹ座標系での障害物の位置を逐次更新する。よって、障害物が障害物センサ２の検出範囲から外れた場合でも、自車位置の変化に応じて自車の所定位置に対する障害物の位置が推定され、この障害物の位置が逐次特定され続ける。

自車位置の変化は、自車位置の変化中に逐次得られた舵角センサ３の信号から特定される自車の操舵角と、自車位置の変化中に逐次得られた車輪速センサ４の信号から特定される自車の車速とから特定すればよい。そして、自車位置の変化と同じだけの位置の変化を障害物の位置にも施すことで、ＸＹ座標系での障害物の位置を更新する。

他にも、障害物位置特定処理は、特定した障害物の位置を示す点列から障害物の輪郭形状を特定できる場合には、この輪郭形状をなす領域を１つの障害物の位置とする。

予測軌跡特定部１２は、舵角センサ３の信号から特定される現在の自車の操舵角と、車輪速センサ４の信号から特定される現在の自車の車速とから予測される、自車が描く軌跡（以下、予測軌跡）を特定する。一例として、予測軌跡特定部１２は、現在の操舵角及び車速のままで走行した場合に自車の側部の所定位置が描く円弧を予測軌跡として特定する。この現在の操舵角と車速とが請求項の車両状態に相当する。

自車の側部の所定位置としては、自車のサイドアウタパネル上の位置としてもよいし、自車の後部コーナの位置としてもよいし、自車の前部コーナの位置としてもよいが、本実施形態では、自車の左右後輪における車幅方向の端部の位置（以下、単に左右後輪位置）を用いた場合を例に挙げて説明を行う。

駐車空間検出部１３、経路決定部１４、自動運転制御部１５、計画軌跡特定部１６、要否判定部１７、及び警報部１８については、後の自動駐車処理や警報処理の説明時に詳述する。

＜自動駐車処理＞
ここで、運転支援ＥＣＵ１での自動駐車処理の一例として、図３のフローチャートを用いて、自車を自動で後退させて駐車領域に駐車する自動駐車処理についての説明を行う。図３のフローチャートは、例えば自動駐車処理を開始させるスイッチが操作されたことを検出した場合に開始される構成とすればよい。なお、自動駐車処理を開始させる前に、自車は駐車空間の横を前進しながら通過しているものとする。

まず、ステップＳ１では、駐車空間検出部１３が、障害物位置特定部１１での障害物位置特定処理で特定した障害物の存在する領域をもとに、障害物に挟まれる駐車空間を検出する。障害物に挟まれる領域の幅が自車の車幅よりも広い場合に駐車空間として検出すればよい。ステップＳ２では、経路決定部１４が、Ｓ１で検出した駐車空間に自車を駐車する際の目標とする駐車位置（以下、目標駐車位置）を設定する。目標駐車位置は、自車位置を原点とした前述のＸＹ座標系上の位置として設定すればよい。

ステップＳ３では、経路決定部１４が、切り返しを行わずに自車を後退させて目標駐車位置に駐車させるために自車位置が辿る経路である駐車経路を決定する。一例としては、以下のようにして駐車経路を決定すればよい。

まず、自車が転舵を行う転舵位置から目標駐車位置までの後半経路における旋回半径である後半旋回半径を設定する。後半旋回半径は、駐車空間を挟んでいる障害物に自車が接触することなく駐車空間に進入可能な最大の旋回半径とするが、自車の最小旋回半径としてもよい。一例としては、後半旋回半径により旋回する際の自車左前コーナの軌跡が、駐車空間を挟んでいる障害物と接触しない最大の半径が設定される。

続いて、自車の現在位置から転舵位置までの前半経路における旋回半径である前半旋回半径を設定する。前半旋回半径は、自車の現在位置を通り、且つ、後半旋回半径により旋回する後半経路に接する円の半径とする。また、前半経路と後半経路との接する点が駐車経路の転舵位置となる。そして、前半経路と後半経路との組み合わせを駐車経路と決定する。

ステップＳ４では、自動運転制御部１５が、Ｓ３で決定した駐車経路に沿って自車の操舵を自動で行う自動操舵制御や自車の加減速を自動で行う自動加減速制御といった自動運転制御を行う。自動運転制御では、ＥＰＳ_ＥＣＵ５やエンジンＥＣＵ６やブレーキＥＣＵ７に指示信号を送信することによって、操舵角、ブレーキ圧、吸気量、変速比等を変化させ、自動的に自車が駐車経路に沿って走行するように制御する。

ステップＳ５では、自車が目標駐車位置に達した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）には、自動駐車処理を終了する。一方、自車が目標駐車位置に達していない場合（ステップＳ５でＮＯ）には、Ｓ４に戻って処理を繰り返す。

＜警報処理＞
続いて、図４を用いて、運転支援ＥＣＵ１での警報処理の一例についての説明を行う。図４のフローチャートは、例えば自車のイグニッション電源がオンになったときや自車の車速が所定速度未満となったときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ２１では、障害物位置特定部１１が前述の障害物位置特定処理によって障害物の位置を特定する。前述したように、特定した障害物の位置を示す点列から障害物の輪郭形状を特定できる場合には、この輪郭形状をなす領域を１つの障害物の位置とする。

ステップＳ２２では、自動運転制御部１５が、自動的に自車が駐車経路に沿って走行するように制御する前述の自動運転制御を行っている場合（Ｓ２２でＹＥＳ）には、ステップＳ２３に移る。一方、自動運転制御部１５が自動運転制御を行っていない場合（Ｓ２２でＮＯ）には、ステップＳ２６に移る。

ステップＳ２３では、計画軌跡特定部１６が、自動運転制御を行うために経路決定部１４で決定した駐車経路をもとに、その自動運転制御を行う場合に自車が描く軌跡（以下、計画軌跡）を特定する。計画軌跡は、自車位置を原点とした前述のＸＹ座標系上の軌跡として特定する。

一例として、計画軌跡特定部１６は、駐車経路に沿って自車が走行した場合に自車の側部の所定位置が描く軌跡を計画軌跡として特定する。自車の側部の所定位置は、予測軌跡を特定する場合と同じ位置とし、本実施形態では前述の左右後輪位置とする。よって、本実施形態では、自車位置である後輪車軸中心位置に対する左右後輪位置のずれの分だけで駐車経路をずらした軌跡を計画軌跡として特定すればよい。後輪車軸中心位置に対する左右後輪位置のずれの情報は、運転支援ＥＣＵ１の不揮発性メモリに格納しておいたものを用いる構成とすればよい。

ステップＳ２４では、要否判定部１７が、自車位置を原点とした前述のＸＹ座標系上において、Ｓ２３で特定した計画軌跡上にＳ２１で位置を特定した障害物が存在する場合（Ｓ２４でＹＥＳ）には、自車の側面が障害物に接触する可能性があることを知らせる警報が必要と判定してステップＳ２５に移る。一方、Ｓ２３で特定した計画軌跡上にＳ２１で位置を特定した障害物が存在しない場合（Ｓ２４でＮＯ）には、自車の側面が障害物に接触する可能性があることを知らせる警報が必要でないと判定してステップＳ２９に移る。

ステップＳ２５では、警報部１８が警報装置から警報を行わせ、ステップＳ２９に移る。警報装置から行わせる警報は、単なる警告音であってもよいし、自車の側面が障害物に接触する可能性があることを示す音声や表示であってもよい。

Ｓ２２で自動運転制御を行っていなかった場合のＳ２６では、予測軌跡特定部１２が、前述したように、現在の操舵角及び車速のままで走行した場合に自車の左右後輪位置が描く円弧を予測軌跡として特定する。予測軌跡も計画軌跡と同様に、自車位置を原点とした前述のＸＹ座標系上の軌跡として特定する。

ステップＳ２７では、要否判定部１７が、自車位置を原点とした前述のＸＹ座標系上において、Ｓ２６で特定した予測軌跡上にＳ２１で位置を特定した障害物が存在する場合（Ｓ２７でＹＥＳ）には、自車の側面が障害物に接触する可能性があることを知らせる警報が必要と判定してステップＳ２８に移る。一方、Ｓ２６で特定した予測軌跡上にＳ２１で位置を特定した障害物が存在しない場合（Ｓ２７でＮＯ）には、自車の側面が障害物に接触する可能性があることを知らせる警報が必要でないと判定してステップＳ２９に移る。

ステップＳ２８では、Ｓ２５と同様にして、警報部１８が警報装置から警報を行わせ、ステップＳ２９に移る。

ステップＳ２９では、警報処理の終了タイミングであった場合（ステップＳ２９でＹＥＳ）には、警報処理を終了する。一方、警報処理の終了タイミングでなかった場合（ステップＳ２９でＮＯ）には、Ｓ２１に戻って処理を繰り返す。警報処理の終了タイミングとしては、自車のイグニッション電源のオフになったときや自車の車速が所定速度以上になったときなどがある。Ｓ２１に戻って処理を繰り返す場合には、自車位置の変化に応じて新たに特定や更新された障害物の位置を用いて処理が行われることになる。

＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、自車の自動運転中でなく、駐車経路が決定されていない場合には、現在の操舵角及び車速のままで走行した場合に自車の左右後輪位置が描く予測軌跡上に障害物センサ２で検出した障害物が存在する場合に警報を行うことで、そのまま運転を続けると自車側面に障害物が接触する可能性があることをドライバに知らせることができる。

一方、駐車経路に沿って自動運転しており、自車が走行する予定の駐車経路が特定できる場合には、駐車経路に沿って自車が走行する場合に自車の左右後輪位置が描く計画軌跡上に障害物センサ２で検出した障害物が存在するか否かによって警報の有無を判定する。よって、図５に示すように、自車（図５のＨＶ参照）の予測軌跡（図５のＢ参照）上には障害物（図５のＯｂ参照）が存在するが、自動運転中で駐車経路（図のＡ参照）に沿って走行するため、計画軌跡（図５のＣ参照）上には障害物が存在せず、障害物に接触する可能性のない場合に、警報を行わないで済む。

よって、予測軌跡と計画軌跡とのうち、計画軌跡を警報の有無の判定に用いることができ、障害物に接触する可能性がないことが明らかにできる場合には、不要な警報を減らし、ドライバにわずらわしさを感じさせにくくすることが可能になる。

（変形例１、２）
実施形態１では、予測軌跡上や計画軌跡上に障害物が存在するか否かによって警報の有無を判定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、予測軌跡や計画軌跡との距離が所定距離以内である場合に警報が必要と判定し、所定距離内でない場合に警報が不要と判定する構成（以下、変形例１）としてもよい。

また、計画軌跡は、自車が自動運転制御を行う場合に自車が実際に描く軌跡であり、計画軌跡に近接する障害物であっても計画軌跡上にない障害物は自車に接触する可能性がなく、警報の必要性が低い。よって、自動運転制御を行っていない場合に、予測軌跡との距離が所定距離以内であるか否かによって警報が必要か否かを判定する構成としたとしても、自動運転制御を行っている場合には、計画軌跡上に障害物が存在するか否かによって警報が必要か否かを判定する構成（以下、変形例２）とすることがより好ましい。

（変形例３）
実施形態１では、自車の側部の所定位置が描く予測軌跡上や計画軌跡上に障害物が存在するか否かによって警報の有無を判定することで、自車の側面に接触する可能性のある障害物についての警報を行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自車の前部や後部のバンパの車幅中心位置が描く予測軌跡上や計画軌跡上に障害物が存在するか否かによって警報の有無を判定することで、自車の前面や後面に接触する可能性のある障害物についての警報を行う構成としてもよい。

（変形例４）
実施形態１では、自動運転制御の一例として、自車を自動で後退させて駐車領域に駐車する際の自動運転制御を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、障害物や進入禁止領域を避けて走行する経路を決定し、決定した経路に沿って自動で操舵制御や加減速制御を行う自動運転制御であれば、他の自動運転制御であってもよい。一例として、自動で操舵制御を行うことで車線逸脱を防止する自動運転制御であってもよい。

（変形例５）
実施形態１では、障害物センサ２が自車の側方の障害物を検出する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、障害物センサ２が自車の前方や後方の障害物を検出し、障害物位置特定部１１でこの障害物の位置を特定する構成としてもよい。

（変形例６）
実施形態１では、自車の位置の変化や予測軌跡を自車の操舵角及び車速から特定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自車のヨーレートなどをもとに、自車の位置の変化や予測軌跡を特定する構成としてもよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 運転支援ＥＣＵ（運転支援装置）、２ 障害物センサ、１１ 障害物位置特定部、１２ 予測軌跡特定部、１６ 計画軌跡特定部、１７ 要否判定部、１８ 警報部、１００ 運転支援システム

Claims (5)

1. 車両に搭載され、
   前記車両の周辺の障害物を検出する障害物センサ（２）で検出した前記障害物の位置を特定する障害物位置特定部（１１）と、
   前記障害物の存在を知らせる警報をドライバに向けて行わせる警報部（１８）とを備える運転支援装置であって、
   前記車両の自動操舵制御を行う場合に前記車両が描く軌跡である計画軌跡を特定する計画軌跡特定部（１６）と、
   前記計画軌跡特定部で特定した前記計画軌跡と、前記障害物位置特定部で特定した前記障害物の位置との近接度合いから、前記警報の必要があるか否かを判定する要否判定部（１７）とを備え、
   前記警報部は、前記要否判定部で前記警報の必要があると判定した場合に前記警報を行わせる一方、前記要否判定部で前記警報の必要がないと判定した場合に前記警報を行わせないことを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記計画軌跡特定部は、前記車両の側部の所定位置が描く前記計画軌跡を特定することを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記車両の現在の車両状態から予測される、前記車両が描く軌跡である予測軌跡を特定する予測軌跡特定部（１２）と、
   前記要否判定部は、
   前記自動操舵制御を行っている場合は、前記計画軌跡特定部で特定した前記計画軌跡と、前記障害物位置特定部で特定した前記障害物の位置との近接度合いから、前記警報の必要があるか否かを判定する一方、
   前記自動操舵制御を行っていない場合は、前記予測軌跡特定部で特定した前記予測軌跡と、前記障害物位置特定部で特定した前記障害物の位置との近接度合いから、前記警報の必要があるか否かを判定することを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項３において、
   前記予測軌跡特定部は、前記車両の側部の所定位置が描く前記予測軌跡を特定することを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項３又は４において、
   前記予測軌跡特定部は、前記車両の現在の操舵角及び車速から予測される前記予測軌跡を特定することを特徴とする運転支援装置。

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