JP2016224867A

JP2016224867A - 車載装置

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Publication number: JP2016224867A
Application number: JP2015113301A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　忠男; Tadao Suzuki; 忠男鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2035-06-03
Also published as: US20180157272A1; JP6435994B2; WO2016194297A1; US10642280B2; DE112016002470T5

Abstract

【課題】車両認識センサによる車両検出と車車間通信による車両検出とを状況に応じて使い分けて運転支援機能を制御する。【解決手段】周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサ（前方カメラ１１、レーダ１２）により認識された前方車両の位置に関する第１車両情報を取得し、周辺車両との車車間通信により当該周辺車両に関する第２車両情報を取得する。周辺車両検出ＥＣＵ１０は、第１車両情報で表される前方直近車両と、第２車両情報で表される前方直近車両との位置関係を比較し、両者が一致すると判断された場合、車両認識センサに基づく車両情報と車車間通信に基づく車両情報とを複合して運転支援機能に用いる制御を行う。一方、両者が一致しないと判断された場合、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、両者の位置関係に応じて車両認識センサに基づく車両情報又は車車間通信に基づく車両情報の運転支援機能への使用を制限する。【選択図】図１

Description

本発明は、自車両周辺に存在する車両を検出した結果に応じて制御を行う車載装置に関する。

従来、車両の運転を支援する技術として、自車両の前方等に存在する周辺車両を検出した情報に基づき、その周辺車両を表示したり接近警報を行うものが知られている。例えば、特許文献１には、カメラやレーダ等のセンサにより特定された前方車両を表示させる技術が記載されている。なお、以下の説明において、車両を認識するために用いられるカメラやレーダ等のセンサについては、「車両認識センサ」と表記する。

特開２００５−１９６３７６号公報

車両認識センサとして用いられるレーダやカメラ等は、見通しのよい条件下において良好な検出能力を持つ反面、降水や濃霧といった気象の悪条件下において検出能力が低下し、対象物を正しく検出できないことがある。一方、自車両と周辺車両との間で車車間通信を行うことにより取得した情報に基づいて周辺車両の位置を特定する技術も知られている。車車間通信で用いられる無線通信技術は、カメラやレーダ等と比較して気象条件に対して耐性があり、車両認識センサとして代用可能であると考えられる。

しかしながら、全ての周辺車両が車車間通信機能を備えているとは限らず、例えば、車車間通信により特定された周辺車両よりも自車両に近い位置に車車間通信に非対応の別の車両が存在する可能性を否定できない。このように、車両認識センサによる車両検出と車車間通信による車両検出にはそれぞれ一長一短があるため、両者を複合して用いる場合には状況に応じて適切な使い分けをすることが肝要である。

本発明は上記課題を鑑みなされたものである。本発明の目的は、車両認識センサによる車両検出と車車間通信による車両検出とを状況に応じて使い分けて運転支援機能を制御する技術を提供することである。

本発明の車載装置は、車両認識センサによる検出結果に基づいて認識された他車両に関する車両情報と、他車両との車車間通信に基づいて取得された他車両に関する車両情報とを複合的に用いて自車両に関する運転支援機能を制御する車両制御システムに用いられる。この車載装置は、第１取得手段と、第２取得手段と、比較手段と、制御手段とを備える。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１取得手段は、車両認識センサによる検出結果に基づいて認識された他車両の位置に関する情報を含む第１車両情報を取得する。第２取得手段は、他車両との車車間通信に基づいて、当該他車両の位置に関する情報を含む第２車両情報を取得する。比較手段は、第１車両情報で表される他車両のうち所定の対象範囲において自車両から直近に位置する他車両と、第２車両情報で表される他車両のうち対象範囲において自車両から直近に位置する他車両との位置関係を比較する。

制御手段は、第１車両情報における直近車両の位置と第２車両情報における直近車両の位置とが一致すると判断された場合、車両認識センサに基づく車両情報と車車間通信に基づく車両情報とを複合して運転支援機能に用いる制御を行う。一方、第１車両情報における直近車両の位置と第２車両情報における直近車両の位置とが一致しないと判断された場合、制御手段は、両者の位置関係に応じて車両認識センサに基づく車両情報又は車車間通信に基づく車両情報の運転支援機能への使用を制限する。

本発明によれば、車両認識センサにより認識された周辺車両の位置と、車車間通信に基づいて認識された周辺車両の位置が一致するかを判断することで、車両認識センサに基づく車両情報及び車車間通信に基づく車両情報について相互に有効性を検証することができる。すなわち、本発明においては、車両認識センサにより認識された周辺車両の位置と、車車間通信により認識された周辺車両の位置とが一致する場合、両者の車両情報を信頼できるものとして扱う。一方、車両認識センサにより認識された周辺車両の位置と、車車間通信により認識された周辺車両の位置とが一致しない場合、車両認識センサ又は車車間通信の何れかの検出結果が信頼性を欠くものとして運転支援機能への使用を制限できる。このようにすることで、車両認識センサによる車両検出と車車間通信による車両検出とを状況に応じて使い分けて運転支援機能を制御することができる。

車載システムの構成を表すブロック図。前方検出情報判断処理の手順を表すフローチャート。前方直近車両の検出状況の一例を表す説明図。前方直近車両の検出状況の一例を表す説明図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
［車載システムの構成の説明］
実施形態の車載システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。この車載システム１は、自車両の周辺（例えば、前方）に存在する他車両を検出し、その検出結果に応じた情報提供や運転支援を行うシステムである。図１に例示されるとおり、車載システム１は、周辺車両検出ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、この周辺車両検出ＥＣＵ１０に接続された前方カメラ１１及びレーダ１２と、車速センサ１３と、位置検出器１４と、車車間通信装置１５と、車両制御ＥＣＵ群１６と、報知装置１７とを有する。この車載システム１において、周辺車両検出ＥＣＵ１０と、車速センサ１３と、位置検出器１４と、車車間通信装置１５と、車両制御ＥＣＵ群１６と、報知装置１７は、車載ネットワーク１８に接続されている。

周辺車両検出ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等（何れも不図示）を中心に構成された情報処理装置である。また、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車載ネットワーク１８を介して通信を行うインタフェース機能を備える。この周辺車両検出ＥＣＵ１０は、前方カメラ１１及びレーダ１２により取得された情報や、周辺車両との車車間通信により取得された情報に基づいて、自車両の周辺に存在する車両を認識する機能を有する。また、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、後述する前方検出情報判断処理（図２参照）を実行する。

前方カメラ１１は、車両の前方に向けて設置された撮像装置であり、自車両の前方領域を撮像し、撮像した画像（前方画像）のデータを周辺車両検出ＥＣＵ１０に出力する。レーダ１２は、電波やレーザ光を検出対象範囲に向け発信し、その反射波を受信することにより対象物の有無や対象物までの距離を検出するセンサである。このレーダ１２は、前方カメラ１１の撮像範囲と同じ自車両の前方領域に存在する前方車両の有無や、前方車両までの距離を検出する。本実施形態では、前方カメラ１１及びレーダ１２を自車両の周辺に存在する他車両を検出するための光学的あるいは電磁的な車両認識センサとして用いることを想定している。よって、これらの前方カメラ１１及びレーダ１２を特に区別することなく総称する場合には、単に「車両認識センサ」と表記する。

車速センサ１３は、自車両の速さ（車速）を検出し、検出した車速のデータを周辺車両検出ＥＣＵ１０に出力する。位置検出器１４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機や、ジャイロセンサ（何れも不図示）等による検出結果に基づいて自車両の現在地及び進行方向の方位を検出し、検出した情報を周辺車両検出ＥＣＵ１０に出力する。

車車間通信装置１５は、他の車両に搭載された車載通信装置との間で無線通信（車車間通信）を行う無線通信装置である。周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車車間通信装置１５の通信可能圏内に存在する周辺車両と車車間通信を行い、当該周辺車両に関する周辺車両情報を取得する。本実施形態では、車車間通信装置１５による車車間通信により取得した周辺車両情報に基づき、周辺車両の有無や位置を把握する用途を想定している。

車両制御ＥＣＵ群１６は、車両の運転支援の制御に関する各種機能を実行する複数の電子制御装置である。本実施形態では、車両制御ＥＣＵ群１６として、前方車接近警報（ＦＣＷ：Forward Collision Warning）の機能を制御する前方車接近警報ＥＣＵ、及び自車両の自動運転を制御する自動運転ＥＣＵ（何れも不図示）が少なくとも含まれるものとする。

前方車接近警報（ＦＣＷ）は、前方車両と衝突する危険性が高いと判定した場合に、運転者に対して警報を発する機能である。前方車接近警報ＥＣＵは、車両認識センサにより取得される前方認識情報及び車車間通信により取得される周辺車両情報を用いて、前方車両に対する監視を行うようになっている。その際、周辺車両検出ＥＣＵ１０により判断された状況に応じて、車両認識センサによる前方認識情報及び車車間通信による周辺車両情報の両方を複合して使用したり、どちらか一方の使用を制限して前方車両の認識を行うようになっている。

自動運転ＥＣＵは、加速・操舵・制動等の運転操作を自動的に行い、自車両を目的地までの経路に沿って走行させる機能を制御する。具体的には、自車両の現在地と道路地図データとを比較しながら、目的地までの経路に従って自車両を走行させる。また、前方カメラ１１やレーダ１２により周辺車両等の他の交通や、信号、標識、道路形状、障害物といった様々な周辺状況を把握し、安全な走行に必要な加速・操舵・制動の動作を決定する。そして、決定した動作に応じてアクセルや、操舵装置、ブレーキ等の各種アクチュエータを作動させ、自車両を走行させる。

報知装置１７は、運転者に対して各種情報を報知するための出力装置である。この報知装置１７は、例えば、画像を表示する表示装置や、音声情報を出力する音声出力装置等で具現化される。

［前方検出情報判断処理の説明］
周辺車両検出ＥＣＵ１０が実行する前方検出情報判断処理の手順について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵによる前方車接近警報（ＦＣＷ）の前提として、所定の制御周期で実行される処理である。

Ｓ１００では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、前方カメラ１１及びレーダ１２からなる車両認識センサにより取得された前方画像や検出データについて物体の認識処理を行い、前方車両に関する前方認識情報を取得する。ここで取得される前方認識情報には、自車両の前方に設定された検出範囲内における前方車両の有無や、前方車両と自車両との相対位置（距離及び方位）を表す情報が含まれるものとする。

Ｓ１０２では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車車間通信装置１５の通信可能圏内に存在する周辺車両と車車間通信を行い、当該周辺車両に関する周辺車両情報を取得する。ここで取得される周辺車両情報には、通信相手の周辺車両の位置、車速、進行方向等を表す情報が含まれるものとする。この周辺車両情報に含まれる周辺車両の位置と、位置検出器１４により検出された自車両の位置に基づき、自車両と周辺車両との相対位置（距離及び方位）を把握できる。

Ｓ１０４では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、Ｓ１００で取得された車両認識センサの前方認識情報において認識された前方直近の車両の位置と、Ｓ１０２で取得された車車間通信の周辺車両情報において認識された前方直近の車両の位置とを比較する。なお、ここでは、車車間通信の周辺車両情報において認識された周辺車両のうち、自車両前方の検出範囲内において前方直近となる車両を比較対象とする。Ｓ１０６では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、Ｓ１０４において比較した２つの前方直近車両の位置が所定の誤差範囲内で一致するか否かに応じて処理を分岐する。

車両認識センサにより認識された前方直近車両の位置と車車間通信により認識された前方直近車両の位置とが一致する場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１０８に進む。Ｓ１０８では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報と車車間通信に基づく周辺車両情報とを複合してＦＣＷの処理に使用する決定をする。これに対し、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵは、Ｓ１０８における決定内容に従って前方車接近警報（ＦＣＷ）の処理を実行する。

一方、Ｓ１０６において車両認識センサにより認識された前方直近車両の位置と車車間通信により認識された前方直近車両の位置とが一致しないと判定された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１１０に進む。Ｓ１１０では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車車間通信により認識された前方直近車両よりも車両認識センサにより認識された前方直近車両の方が自車両に近いか否かを判定する。

車車間通信により認識された前方直近車両よりも車両認識センサにより認識された前方直近車両の方が自車両に近い場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１１２に進む。このときの前方直近車両の検出状況について図３を参照しながら説明する。図３において、符号２０で示される車両が自車両、符号２２で示される車両が車両認識センサにより認識された前方直近車両、符号２４で示される車両が車車間通信により認識された前方直近車両である。この事例では、車車間通信により認識された車両２４よりも車両認識センサにより認識された車両２２の方が自車両２０に近い位置を走行している。このことから、何らかの事情により車車間通信では自車両に最も近い車両２２を検出できないことが判明する。したがって、図３の事例は、車両認識センサに基づく前方認識情報を優先すべき状況に該当する。

図２のフローチャートの説明に戻る。Ｓ１１２では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報及び車車間通信に基づく周辺車両情報のうち、車両認識センサに基づく前方認識情報のみをＦＣＷの処理に使用可能と決定する。これに対し、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵは、Ｓ１１２における決定内容に従って前方車接近警報（ＦＣＷ）の処理を実行する。

一方、Ｓ１１０において車両認識センサにより認識された前方直近車両よりも車車間通信により認識された前方直近車両の方が自車両に近いと判定された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１１４に進む。このときの前方直近車両の検出状況について図４を参照しながら説明する。図４において、符号２０で示される車両が自車両、符号２１で示される車両が車両認識センサにより認識された前方直近車両、符号２３で示される車両が車車間通信により認識された前方直近車両である。この事例では、車両認識センサにより認識された車両２１よりも車車間通信により認識された車両２３の方が自車両２０に近い位置を走行している。このことから、何らかの事情により車両認識センサでは自車両に最も近い車両２３を検出できないことが判明する。したがって、図４の事例は、車車間通信に基づく周辺車両情報を優先すべき状況に該当する。

図２のフローチャートの説明に戻る。Ｓ１１４では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、前方カメラ１１及びレーダ１２による前方車両の検出が不可であることを通知するメッセージを、報知装置１７を用いて運転者に対して報知する。Ｓ１１６では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報及び車車間通信に基づく周辺車両情報のうち、車車間通信に基づく周辺車両情報のみをＦＣＷの処理に使用可能と決定する。また、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報が使用不可であることを理由に、車両制御ＥＣＵ群１６の自動運転ＥＣＵによる自動運転機能を解除する制御を行う。これに対し、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵは、Ｓ１１６における決定内容に従って前方車接近警報（ＦＣＷ）の処理を実行する。また、車両制御ＥＣＵ群１６の自動運転ＥＣＵは自動運転を解除して運転操作を運転者に移譲する。

一方、Ｓ１０６において、車両認識センサにより認識された前方直近車両の位置と車車間通信により認識された前方直近車両の位置との比較が成立しないと判定された場合（Ｓ１０６：比較成立せず）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１１８に進む。ここでいう「比較が成立しない」状況とは、例えば、車両認識センサにより前方直近車両が認識されていない場合や、車車間通信が不能で周辺車両情報が取得されていない場合等が該当する。Ｓ１１８では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報及び車車間通信に基づく周辺車両情報のうち有効な情報があるか否かを判定する。有効な情報がある場合（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１２０に進む。Ｓ１２０では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車車間通信により取得された周辺車両情報があるか否かを判定する。車車間通信により取得された周辺車両情報がある場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１２２に進む。

Ｓ１２２では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報及び車車間通信に基づく周辺車両情報のうち、車車間通信に基づく周辺車両情報のみをＦＣＷの処理に使用可能と決定する。また、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報が使用不可であることを理由に、車両制御ＥＣＵ群１６の自動運転ＥＣＵによる自動運転機能を解除する制御を行う。これに対し、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵは、Ｓ１２２における決定内容に従って前方車接近警報（ＦＣＷ）の処理を実行する。また、車両制御ＥＣＵ群１６の自動運転ＥＣＵは、自動運転を解除して運転操作を運転者に移譲する。

一方、Ｓ１２０において車車間通信により取得された周辺車両情報がないと判定された場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１２４に進む。Ｓ１２４では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、車両認識センサに基づく前方認識情報及び車車間通信に基づく周辺車両情報のうち、車両認識センサに基づく前方認識情報のみをＦＣＷの処理に使用可能と決定する。これに対し、車両制御ＥＣＵ群１６の前方車接近警報ＥＣＵは、Ｓ１２４における決定内容に従って前方車接近警報（ＦＣＷ）の処理を実行する。

一方、Ｓ１１８において有効な情報がないと判定された場合（Ｓ１１８：ＮＯ）、周辺車両検出ＥＣＵ１０はＳ１２６に進む。Ｓ１２６では、周辺車両検出ＥＣＵ１０は、前方車両を不検出であることを通知するメッセージを、報知装置１７を用いて運転者に対して報知する。

［効果］
実施形態の車載システム１によれば、以下の効果を奏する。
車両認識センサにより検出された前方直近車両の位置と、車車間通信に基づいて特定された前方直近車両の位置が一致するかを判断することで、車両認識センサ及び車車間通信による前方車両の認識について相互に有効性を検証することができる。すなわち、車両認識センサにより認識された前方直近車両の位置と、車車間通信により認識された前方直近車両の位置とが一致する場合、両者の情報を信頼できるものとして扱う。

一方、車両認識センサにより認識された周辺車両の位置と、車車間通信により認識された周辺車両の位置とが一致しない場合、車両認識センサ又は車車間通信のうち信頼性を欠く方について前方車接近警報（ＦＣＷ）への使用を制限できる。このようにすることで、車両認識センサによる車両検出と車車間通信による車両検出とを状況に応じて使い分けて運転支援機能を制御することができる。

また、車車間通信により認識された前方直近車両が車両認識センサによる検出範囲内にも関わらず、車両認識センサでその前方直近車両が認識されていない場合、車両認識センサによる検出が正常に機能しない状態であるとして、運転者に警告したり自動運転機能を解除できる。このようにすることで、運転者の自覚を促したり自動運転機能の安全性を向上できる。

１…車載システム、１０…周辺車両検出ＥＣＵ１０、１１…前方カメラ、１２…レーダ、１３…車速センサ、１４…位置検出器、１５…車車間通信装置、１６…車両制御ＥＣＵ群、１７…報知装置、１８…車載ネットワーク。

Claims

自車両周辺に存在する他車両を検出する車両認識センサ（１１，１２）による検出結果に基づいて認識された他車両に関する車両情報と、自車両周辺に存在する他車両との車車間通信に基づいて取得された他車両に関する車両情報とを複合的に用いて自車両に関する運転支援機能を制御する車両制御システムに用いられる車載装置（１０）であって、
前記車両認識センサによる検出結果に基づいて認識された他車両の位置に関する情報を含む第１車両情報を取得する第１取得手段（１０，Ｓ１００）と、
他車両との前記車車間通信に基づいて、当該他車両の位置に関する情報を含む第２車両情報を取得する第２取得手段（１０，Ｓ１０２）と、
前記第１車両情報で表される他車両のうち所定の対象範囲において自車両から直近に位置する他車両と、前記第２車両情報で表される他車両のうち前記対象範囲において自車両から直近に位置する他車両との位置関係を比較する比較手段（１０，Ｓ１０４）と、
前記比較手段による比較の結果、前記第１車両情報における直近車両の位置と前記第２車両情報における直近車両の位置とが一致すると判断された場合、前記車両認識センサに基づく車両情報と前記車車間通信に基づく車両情報とを複合して前記運転支援機能に用いる制御を行う一方、前記第１車両情報における直近車両の位置と前記第２車両情報における直近車両の位置とが一致しないと判断された場合、両者の位置関係に応じて前記車両認識センサに基づく車両情報又は前記車車間通信に基づく車両情報の前記運転支援機能への使用を制限する制御手段（１０，Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６）と、
を備えることを特徴とする車載装置。
請求項１に記載の車載装置において、
前記制御手段は、前記第１車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記車車間通信に基づく車両情報の使用を制限し、前記車両認識センサに基づく車両情報を前記運転支援機能に用いる制御を行う一方、前記第２車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記車両認識センサに基づく車両情報の使用を制限し、前記車車間通信に基づく車両情報を前記運転支援機能に用いる制御を行うこと、
を特徴とする車載装置。
請求項２に記載の車載装置において、
前記制御手段は、前記第２車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記車両認識センサの使用が不可であることを表す情報を、所定の情報提示手段を介して運転に報知すること、
を特徴とする車載装置。
請求項２又は請求項３に記載の車載装置において、
前記車両制御システムが制御する前記運転支援機能として、前記車両情報に基づく情報を運転者に対して提示する情報提供機能とを有し、
前記制御手段は、前記第１車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記車車間通信に基づく車両情報の使用を制限し、前記車両認識センサに基づく車両情報を前記情報提供機能に用いる制御を行う一方、前記第２車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記車両認識センサに基づく車両情報の使用を制限し、前記車車間通信に基づく車両情報を前記情報提供機能に用いる制御を行うこと、
を特徴とする車載装置。
請求項２ないし請求項４の何れか１項に記載の車載装置において、
前記車両制御システムが制御する前記運転支援機能として、前記車両情報に基づいて自車両の走行状態を自動制御する自動制御機能を有し、
前記制御手段は、前記第２車両情報における直近車両の方が自車両に近い場合、前記自動制御機能については解除する制御を行うこと、
を特徴とする車載装置。