JP2016203817A - 走行支援システム及び走行支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走行支援システム14又は走行支援方法において、操舵支援部128は、カーブ304の地図情報Imap及び撮像部120が撮像したレーン画像200の少なくとも一方を用いてカーブ304の旋回時に操舵支援を行う。操舵支援部128は、レーン画像200に基づいてカーブ304の終了点を検出した際、地図情報Imapによらず、操舵支援を抑制する。
【選択図】図3
Description
カーブの地図情報を取得する地図情報取得部と、
車両の前方における少なくとも1本のレーンの画像であるレーン画像を撮像する撮像部と、
前記地図情報及び前記レーン画像の少なくとも一方を用いて前記カーブの旋回時に操舵支援を行う操舵支援部と
を備えるものであって、
前記操舵支援部は、前記レーン画像に基づいて前記カーブの終了点を検出した際、前記地図情報によらず、前記操舵支援を抑制することを特徴とする。
カーブの地図情報を取得する地図情報取得部と、
車両の前方における少なくとも1本のレーンの画像であるレーン画像を撮像する撮像部と、
前記地図情報及び前記レーン画像の少なくとも一方を用いて前記カーブの旋回時に操舵支援を行う操舵支援部と
を備える走行支援システムを用いる走行支援方法であって、
前記操舵支援部は、前記レーン画像に基づいて前記カーブの終了点を検出した際、前記地図情報によらず、前記操舵支援を抑制し、
さらに、前記操舵支援部は、
前記レーン画像のエッジ特徴点を抽出し、
前記車両が通過した前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を2次曲線に近似させ、
前記車両の前方における前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を直線に近似させ、
前記2次曲線と前記直線との距離を前記2次曲線上の各点について算出し、
前記2次曲線と前記直線との距離が距離閾値以下となる点を前記カーブの終了点とすることを特徴とする。
A1.全体的な構成の説明
[A1−1.全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る走行支援システム14(以下「支援システム14」ともいう。)を備える車両10の概略構成図である。図1に示すように、車両10は、支援システム14に加え、電動パワーステアリング装置12(以下「EPS装置12」という。)を有する。
(A1−2−1.EPS装置12の全体)
EPS装置12は、ステアリングホイール20(以下「ステアリング20」ともいう。)と、ステアリングコラム22と、中間ジョイント24と、ステアリングギアボックス26と、EPS装置12駆動用のモータ28(以下「EPSモータ28」ともいう。)と、インバータ30(以下「EPSインバータ30」ともいう。)と、車速センサ32と、センサユニット34と、電動パワーステアリング電子制御装置36(以下「EPS ECU36」又は「ECU36」という。)と、低電圧バッテリ38(以下「バッテリ38」ともいう。)とを有する。
ステアリング軸42は、その一端がステアリングホイール20に固定され、他端がユニバーサルジョイント60aに連結されている。ユニバーサルジョイント60aは、ステアリング軸42の一端と軸部62の一端とを連結する。ユニバーサルジョイント60bは、軸部62の他端とピニオン軸72の一端とを連結する。ピニオン軸72のピニオン74と、車幅方向に往復動可能なラック軸80のラック歯82とが噛合する。ラック軸80の両端はそれぞれタイロッド84を介して左右の前輪86(操舵輪)に連結されている。
(A1−2−3−1.アシスト駆動系)
EPSモータ28は、ウォームギア90及びウォームホイールギア92を介してステアリング軸42に連結されている。すなわち、EPSモータ28の出力軸は、ウォームギア90に連結されている。また、ウォームギア90と噛合するウォームホイールギア92は、ステアリング軸42自体に一体的に又は弾性的に形成されている。
トルクセンサ50、車速センサ32、EPSインバータ30、センサユニット34及びEPS ECU36は、アシスト駆動系を制御するアシスト制御系を構成する。以下では、アシスト駆動系、アシスト制御系及び低電圧バッテリ38を合わせて転舵アシスト系とも称する。本実施形態において、EPSモータ28の出力は、d軸及びq軸を用いるいわゆるベクトル制御により制御される。
トルクセンサ50は、ステアリング軸42にかかるトルクTstr(以下「操舵トルクTstr」ともいう。)を検出してEPS ECU36に出力する。車速センサ32は、車速V[km/h]を検出し、EPS ECU36に出力する。舵角センサ52は、ステアリングホイール20の操舵量を示す舵角θstr[度]を検出し、EPS ECU36に出力する。操舵トルクTstr、車速V及び舵角θstrは、EPS ECU36においてフィードフォワード制御に用いられる。
EPSインバータ30は、3相ブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行い、低電圧バッテリ38からの直流を3相の交流に変換してEPSモータ28に供給する。
センサユニット34は、前記ベクトル制御においてトルク電流成分であるq軸電流(以下「モータ電流Im」という。)を検出する。本実施形態におけるモータ電流Imは、モータ28の回転方向が第1方向(例えば、車両10を右に回転させる方向)であるとき正の値とし、第2方向(例えば、車両10を左に回転させる方向)であるとき負の値とする。但し、第1方向及び第2方向を判定可能であれば、モータ電流Imを正の値のみで制御してもよい。
図1に示すように、EPS ECU36は、ハードウェアの構成として、入出力部110と、演算部112と、記憶部114とを有する。EPS ECU36は、各センサからの出力値に基づき、EPSインバータ30を介してEPSモータ28の出力を制御する。演算部112は、運転者の操舵をアシストするための操舵アシスト力Fm(=モータ駆動力Fm)を制御する操舵アシスト制御を実行する。
低電圧バッテリ38は、低電圧(本実施形態では12ボルト)を出力可能な蓄電装置であり、例えば、鉛蓄電池等の2次電池を利用することができる。
[A1−3.走行支援システム14]
[A2−1.概要]
次に、本実施形態におけるEPS ECU36及び走行支援ECU128における制御について説明する。EPS ECU36は、操舵アシスト制御を実行する。また、走行支援ECU128は、カーブ旋回支援制御を含む走行支援制御を実行する。カーブ旋回支援制御は、走行支援力Fdaを調整して車両10によるカーブ304の旋回を支援する制御である。
図2は、本実施形態における操舵アシスト制御のフローチャートである。上記の通り、操舵アシスト制御は、運転者の操舵をアシストするための操舵アシスト力Fmを制御する。操舵アシスト力Fmは、入力増幅力Fampの成分と、走行支援力Fdaの成分を含み得る。操舵アシスト力Fmは、トルクとして示され、運転者の操舵トルクTstrと同じ方向である。或いは、後述するように、操舵アシスト力Fmは、運転者の操舵トルクTstrと反対方向とし、反力として作用させてもよい。EPS ECU36は、所定の第1演算周期(例えば、数マイクロ秒〜数百ミリ秒の周期)で図2の処理を繰り返す。
(A2−3−1.カーブ旋回支援制御の全体的な流れ)
図3は、本実施形態におけるカーブ旋回支援制御のフローチャートである。上記の通り、カーブ旋回支援制御は、走行支援力Fdaを調整して車両10によるカーブ304の旋回を支援する制御である。走行支援力Fdaは、トルクとして示され、運転者の操舵トルクTstrと同じ方向である。或いは、後述するように、操舵アシスト力Fmは、運転者の操舵トルクTstrと反対方向とし、反力として作用させてもよい。走行支援ECU128は、所定の第2演算周期(例えば、数マイクロ秒〜数百ミリ秒の周期)で図3の処理を繰り返す。
(A2−3−2−1.基本的な考え方)
図5は、車両10が、カーブ304を走行する様子を示す俯瞰図である。図6は、車両10がカーブ304を走行している際の前方画像200の一例を示す図である。図7は、車両10がカーブ304の終了点Poutに到達した際の前方画像200の一例を示す図である。図5のカーブ304は、比較的半径Rが小さい。図6及び図7は、車両10が右側通行している際の例である。
図8は、本実施形態におけるカーブ終了点検出処理のフローチャート(図3のS16の詳細)である。図9は、本実施形態におけるカーブ終了点検出処理の処理画面400の一例を示す俯瞰図である。図9において、アイコン410は、車両10(自車)を示すアイコン(以下「自車アイコン410」ともいう。)である。さらに、図9では、自車アイコン410の中心を原点とし、車両10の幅方向をX軸とし、車両10の前後方向をY軸としている。図9の処理画面400は、理解の容易化のために示すものであり、実際の車両10では、処理画面400を生成しなくてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、画像情報Ic(レーン画像)に基づいてカーブ304の終了点Poutを認識した際、カーブ304の地図情報Imapによらず、操舵支援を抑制する(図3のS17:YES→S18)。これにより、地図情報Imapに基づいてカーブ304の終了点Poutを認識すると誤差を含む場合(図4参照)と比較して、より高精度に操舵支援を抑制することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、走行支援システム14(走行支援装置)を車両10に搭載した(図1)。しかしながら、例えば、前方画像200に基づいてカーブ304の終了点Poutを検出し、地図情報Imapに含まれるカーブ半径Rを用いてカーブ304の旋回支援を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、ステアリング20(又は操作子)を備える移動物体に本発明を適用してもよい。
[B2−1.EPS装置12の全体構成]
上記実施形態のEPS装置12は、EPSモータ28がステアリング軸42に操舵アシスト力Fmを伝達する構成(いわゆるコラムアシスト式EPS装置)であった。しかしながら、操舵アシスト力Fmを発生するものであれば、EPS装置12の構成はこれに限らない。例えば、ピニオンアシスト式EPS装置、デュアルピニオンアシスト式EPS装置、ラックアシスト式EPS装置及び電動油圧パワーステアリング装置のいずれかであってもよい。なお、電動油圧パワーステアリング装置では、電動ポンプで油圧をつくり、その油圧で操舵アシスト力Fmを生成する。
上記実施形態では、EPSモータ28を3相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、モータ28を3相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
上記実施形態では、EPS ECU36を車両10に搭載することを念頭に説明した(図1)。しかしながら、例えば、ECU36の一部を携帯端末に設け、当該携帯端末を車両10のネットワークに接続することでECU36を構成してもよい。走行支援ECU128についても同様である。
上記実施形態では、カーブ304の旋回に必要な操舵力(操舵トルクTstr)の一部を走行支援システム14が生成した。しかしながら、例えば、前方画像200に基づいてカーブ304の終了点Poutを検出する観点からすれば、これに限らない。例えば、走行支援システム14は、カーブ304の旋回に必要な操舵力(操舵トルクTstr)の全部を生成すること(換言すると、全自動運転)も可能である。
上記実施形態の操舵アシスト制御では、操舵アシスト力Fmとして、運転者の操舵トルクTstrと同じ方向の駆動力(トルク)を生成した。しかしながら、例えば、ステアリングホイール20を用いての操舵を補助する観点からすれば、これに限らず、操舵トルクTstrと反対方向に働くもの(例えば、反力)であってもよい。
[B5−1.全般]
上記実施形態では、カーブ終了点検出処理をカーブ旋回支援制御の一部として実行した。換言すると、上記実施形態のカーブ終了点検出処理は、運転者が操舵を行う構成を前提としていた。しかしながら、例えば、前方画像200に基づいてカーブ304の終了点Poutを検出する観点からすれば、これに限らず、カーブ終了点検出処理を自動運転に適用することも可能である。
上記実施形態では、接線416(図9)に対応する点P11は、Y軸方向において、車両10(自車アイコン410)から所定距離離れた位置に設定した。また、接線418に対応する点P12は、Y軸方向において、車両10(自車アイコン410)の中心座標の位置(換言すると、X軸上)に設定した。しかしながら、例えば、接線416、418の傾きAの差ΔAに基づいてカーブ304の終了点Poutを検出する観点からすれば、点P11、P12の位置はこれに限らない。
20…ステアリングホイール 28…モータ
120…カメラ(撮像部)
128…走行支援ECU(操舵支援部)
140…入出力部(地図情報取得部) 200…前方画像(レーン画像)
302l、302r…レーン 304…カーブ
412…エッジ特徴点 414l、414r…近似曲線
416、418…接線 430l、430r…2次曲線
432l、432r…直線 A…接線の傾き
Dc…2次曲線と直線の距離
Do…補正した検出値と直近値との差 G…ガウス分布関数
Imap…地図情報
Ly…車両からの距離 Pout…カーブの終了点
P11…第1点 P12…第2点
Sg…ガウス分布関数の和 THdc…距離閾値
THΔA…差閾値 ΔA…接線の傾きの差
Claims (10)
- カーブの地図情報を取得する地図情報取得部と、
車両の前方における少なくとも1本のレーンの画像であるレーン画像を撮像する撮像部と、
前記地図情報及び前記レーン画像の少なくとも一方を用いて前記カーブの旋回時に操舵支援を行う操舵支援部と
を備える走行支援システムであって、
前記操舵支援部は、前記レーン画像に基づいて前記カーブの終了点を検出した際、前記地図情報によらず、前記操舵支援を抑制する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、
前記レーン画像に基づいて前記レーンの近似曲線を算出し、
前記近似曲線上の2点における接線の傾きの差が所定の差閾値以内であり、且つ前記近似曲線が前記車両の直進方向に存在すると判定した場合、前記カーブの終了点を検出する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、
前記レーン画像のエッジ特徴点を抽出し、
前記車両が通過した前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を2次曲線に近似させ、
前記車両の前方における前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を直線に近似させ、
前記2次曲線と前記直線との距離を前記2次曲線上の各点について算出し、
前記2次曲線と前記直線との距離が距離閾値以下となった点を前記カーブの終了点とする
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の走行支援システムにおいて、
前記走行支援システムは、操舵をアシストするアクチュエータを備え、
前記操舵支援部は、前記レーン画像に基づいて前記カーブの終了点を検出したタイミングで、前記操舵支援に伴う前記アクチュエータの出力の抑制を開始する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項2に記載の走行支援システムにおいて、
前記近似曲線上の2点のうち第1点は、前記車両から所定距離前方に設定され、第2点は、前記第1点よりも前記車両側に設定される
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、2本の前記レーンのうち第1レーンのみが前記レーン画像に含まれ第2レーンが前記レーン画像に含まれない場合、前記第1レーンの画像に基づいて前記カーブの終了点を検出した際、前記地図情報によらず、前記操舵支援を抑制する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、
運転者によるステアリングホイールの戻し操作開始タイミングと、前記操舵支援の抑制タイミングとのずれを判定し、
前記ずれに応じて前記操舵支援の抑制タイミングを補正する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、
所定の時間間隔で前記カーブの終了点の位置を複数回検出し、
前記カーブの終了点の位置に関する複数回の検出値を前記車両の移動方向及び移動距離に応じて同じ時点での位置に補正し、
補正した前記複数回の検出値を直近値との差又は前記時間間隔に応じて重み付けした値に基づいて前記カーブの終了点の位置を確定する
ことを特徴とする走行支援システム。 - 請求項8に記載の走行支援システムにおいて、
前記操舵支援部は、
補正した前記複数回の検出値を前記直近値との差又は前記時間間隔に応じて重み付けした値を算出し、
前記重み付けした値それぞれを頂点とする複数のガウス分布関数を算出し、
前記車両からの距離毎に前記複数のガウス分布関数の和を算出し、
前記複数のガウス分布関数の和が最大となる前記車両からの距離の位置を前記カーブの終了点の位置として確定する
ことを特徴とする走行支援システム。 - カーブの地図情報を取得する地図情報取得部と、
車両の前方における少なくとも1本のレーンの画像であるレーン画像を撮像する撮像部と、
前記地図情報及び前記レーン画像の少なくとも一方を用いて前記カーブの旋回時に操舵支援を行う操舵支援部と
を備える走行支援システムを用いる走行支援方法であって、
前記操舵支援部は、前記レーン画像に基づいて前記カーブの終了点を検出した際、前記地図情報によらず、前記操舵支援を抑制し、
さらに、前記操舵支援部は、
前記レーン画像のエッジ特徴点を抽出し、
前記車両が通過した前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を2次曲線に近似させ、
前記車両の前方における前記レーンに対応する前記エッジ特徴点を直線に近似させ、
前記2次曲線と前記直線との距離を前記2次曲線上の各点について算出し、
前記2次曲線と前記直線との距離が距離閾値以下となった点を前記カーブの終了点とする
ことを特徴とする走行支援方法。
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