JP2017165322A - 走行支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の周囲の物体と道路の車線とを検出する周囲検出センサが正常であるか異常であるかを考慮して車両の車線変更を適切に制御することにある。
【解決手段】S402において認識部は、車両の周囲の物体と車両が走行する道路の車線とを検出する一つ以上の周囲検出センサから取得する検出情報に基づいて、車両の周囲の物体と車両が走行する道路の車線とを認識する。S408、S416において走行制御部は、認識部による認識結果に基づいて車両の車線変更を制御する。S406においてセンサ判定部は、周囲検出センサが正常であるか異常であるかを判定する。S400、S404、S412、S414、S418において制御決定部は、センサ判定部の判定結果に基づいて、走行制御部が車線変更を制御するか否かを決定する。
【選択図】図3

Description

本開示は、車両の車線変更を制御する技術に関する。
車両が走行する道路の車線をカメラ等の周囲検出センサで検出し、周囲検出センサから取得する検出情報に基づいて道路の車線を認識する技術が知られている。特許文献1に記載の走行支援装置は、カメラから取得する検出情報に基づいて車両が走行する走行車線と、走行車線から車線変更をする側の隣接車線とを認識し、車両の車線変更を制御する。
特開2008−094111号公報
走行支援装置が車両の車線変更を制御する場合、道路の車線に加え、車両の周囲の物体を検出することも必要である。これら車両の周囲の物体と車線とを検出する周囲検出センサの少なくとも一つが異常になると、車両の車線変更を適切に制御できないおそれがある。
特許文献1に記載の技術では、車両の周囲の物体と道路の車線とを検出する周囲検出センサが正常であるか異常であるかが考慮されていない。
本開示の一側面は、車両の周囲の物体と道路の車線とを検出する周囲検出センサが正常であるか異常であるかを考慮して車両の車線変更を適切に制御する技術を提供することにある。
本開示の一態様は、認識部と、走行制御部と、センサ判定部と、制御決定部と、を備えている。
認識部(32、S402)は、車両(100、102、104)の周囲の物体(110)と車両が走行する道路(200)の車線(210、212)とを検出する一つ以上の周囲検出センサ(10、12)から取得する検出情報に基づいて、車両の周囲の物体と車両が走行する道路の車線とを認識する。走行制御部(40、S408、S416)は、少なくとも認識部による認識結果に基づいて車両の車線変更を制御する。
センサ判定部(34、S406)は、周囲検出センサが正常であるか異常であるかを判定する。制御決定部(36、S400、S404、S412、S414、S418)は、センサ判定部の判定結果に基づいて、走行制御部が車線変更を制御するか否かを決定する。
この構成によれば、車両の周囲の物体と道路の車線とを検出する周囲検出センサが正常であるか異常であるかを考慮して、車両の車線変更を適切に制御できる。
尚、この欄および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。
本実施形態による走行支援装置を示すブロック図。 車両の車線変更を説明する模式図。 走行支援処理を示すフローチャート。
以下、本開示の実施形態を図に基づいて説明する。
[1.構成]
図1に示す車載の走行支援システム2は、カメラ10と、ミリ波レーダ12と、操舵角センサ14と、車速センサ16と、ウィンカースイッチ18と、支援スイッチ20と、走行支援装置30と、パワートレインシステム50と、ブレーキシステム52と、ステアリングシステム54と、報知システム56とを備えている。
カメラ10は、例えば車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、車両100の周囲を撮像した画像データを検出情報として走行支援装置30に出力する。
ミリ波レーダ12は、例えば車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、送信したミリ波が車両の周囲の他車両および歩行者等の物体に反射された反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体までの距離を算出する。さらに、反射波の受信方向により車両に対する物体の方位、すなわち角度が定まる。ミリ波レーダ12は、計算した距離と角度とを検出情報として走行支援装置30に出力する。
尚、ミリ波レーダ12等の電波を照射するレーダに代えて、レーザ光を照射するLIDARを使用してもよい。
操舵角センサ14は車両の操舵角を検出する。車速センサ16は、車両100の車速を検出する。ウィンカースイッチ18は、車両の乗員であるドライバが操作することにより、車両が右左折をするとき、あるいは車線変更をするときに進行方向側のウィンカーを点滅させるスイッチである。
ウィンカースイッチ18は、ウィンカーレバーのようにレバー式のスイッチでもよいし、押しボタン式のスイッチでもよい。また、ウィンカースイッチ18は、機械式のスイッチに限らず、ディスプレイ上に表示されるスイッチでもよい。また、スイッチに限らず、音声により車両の進行方向を入力し、進行方向側のウィンカーを点滅させてもよい。
支援スイッチ20は、オンであれば走行支援装置30が車線変更の制御を実行することを許可し、オフであれば走行支援装置30が車線変更の制御を実行することを禁止する。
走行支援装置30は、CPUと、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリとを備えるマイクロコンピュータを搭載している。尚、走行支援装置30を構成するマイクロコンピュータの数は一つでも複数でもよい。
走行支援装置30の各機能は、CPUがROMまたはフラッシュメモリ等の非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。このプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。
走行支援装置30は、CPUがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、認識部32と、センサ判定部34と、制御決定部36と、軌跡設定部38と、走行制御部40と、報知部42とを備えている。走行支援装置30を構成するこれらの要素を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
認識部32は、車両の周囲の物体と、車両が走行する道路の車線とを検出するカメラ10とミリ波レーダ12とから取得する検出情報に基づいて、車両の周囲の物体と、車両が走行する道路の車線とを認識する。
例えば、図2に示すように、認識部32は、カメラ10から取得する車両100の前方および後方の画像データに基づいて、車両100が走行する道路200の白線202、204、206の位置、白線同士の間隔が示す車線幅、白線の曲率等を算出する。
認識部32は、白線202、204、206を認識することにより、車両100が走行する道路200の車線210、212を認識する。尚、図2において、車両100、102、104は車線変更をしている同じ車両を表している。
さらに、認識部32は、白線202、204、206の位置と車両100の位置とに基づいて、車線210、212とのうち、車両が走行している走行車線210と、走行車線210に隣接している隣接車線212とを認識する。認識部32は、例えば、車両100の位置を図示しないGPS装置から取得する。
認識部32は、カメラ10とミリ波レーダ12とから取得する車両100の前方および後方の検出情報に基づいて、走行車線210に隣接する隣接車線212を走行する他車両110を認識する。図2では、他車両110は車両100の後方を走行している。
認識部32は、カメラ10から取得する車両の前方および後方の画像データに基づいて、他車両の位置と、他車両の位置の変化量から他車両の車速とを算出する。また、認識部32は、ミリ波レーダ12から取得する車両の前方と側方と後方との検出情報に基づいて、他車両の位置と、車両に対する他車両の相対速度等を算出する。
センサ判定部34は、走行支援装置30が車両の車線変更を制御する情報を取得する周囲検出センサとして、カメラ10とミリ波レーダ12とが異常であるか否かを判定する。
センサ判定部34は、カメラ10から取得する各フレームの画像データが変化しない場合、カメラ10が異常であると判定する。また、センサ判定部34は、カメラ10とミリ波レーダ12とからそれぞれ入力する信号のレベルが一定レベルで変化しないか、あるいは信号のレベルが正常範囲を超えている場合、異常であると判定する。
制御決定部36は、カメラ10とミリ波レーダ12とが正常であるか異常であるかに基づいて、走行支援装置30が車両の車線変更を制御するか否かを決定する。
軌跡設定部38は、認識部32による認識結果と車速センサ16の出力とに基づいて、車両が車線変更をするときに、他車両との衝突を回避するように走行軌跡を設定する。軌跡設定部38は、車線変更中に隣接車線を走行する他車両の車速が変化すると、新たに走行軌跡を設定してもよい。車線変更をするときの走行軌跡は、車線変更中に車両に加わる横加速度が車両の乗員に不快感を与えない値以下になるように設定される。
走行制御部40は、軌跡設定部38が設定する走行軌跡を車両が車線変更中に走行するように、パワートレインシステム50、ブレーキシステム52、ステアリングシステム54を制御する。つまり、走行制御部40は、車線変更中において、車両の車速と操舵角とを制御する。
報知部42は、周囲検出センサであるカメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常の場合、報知システム56に指示して車両の乗員に周囲検出センサの異常を報知する。
パワートレインシステム50は、走行制御部40から指令される駆動出力にしたがって、駆動源として内燃機関を搭載している場合にはスロットル装置の開度および燃料噴射量を制御し、駆動源としてモータを搭載している場合にはモータへの供給電力を制御する。
ブレーキシステム52は、走行制御部40から指令される制動力にしたがって、油圧式ブレーキの液圧回路に設けられたアクチュエータを制御する。車両が駆動源としてモータを搭載している場合には、ブレーキシステム52は、走行制御部40から指令される制動力にしたがって、モータへの供給電力を制御して回生ブレーキによる制動力を生成してもよい。
ステアリングシステム54は、走行制御部40から指令されるトルクにしたがってステアリングハンドルを駆動し、車両を操舵する。
報知システム56は、報知部42からの指示によりスピーカ、ディスプレイ、ランプ、バイブレータ等を作動させる。
[2.処理]
以下、走行支援装置30が実行する走行支援処理を、図3のフローチャートに基づいて説明する。図3のフローチャートは所定時間間隔で常時実行される。
S400において制御決定部36は、支援スイッチ20の出力がオンであるか否かを判定する。S400の判定がNoであり、支援スイッチ20がオフの場合、車線変更の制御は禁止されているので、本処理は終了する。
S400の判定がYesであり、支援スイッチ20がオンの場合、車線変更の制御は許可されているので、S402において認識部32は、カメラ10とミリ波レーダ12とから取得する検出情報に基づいて、車両の周囲の物体と、車両が走行する道路の車線とを認識する。
S404において制御決定部36は、走行制御部40に車線変更を制御させる事象が発生しているか否かを判定する。走行制御部40に車線変更を制御させる事象として、例えば、以下の(1)〜(3)等が考えられる。制御決定部36は、(2)または(3)の事象の発生で走行制御部40に車線変更を制御させる場合、車線変更する側のウィンカーを走行制御部40に点灯させる。
(1)車両の乗員から車線変更が指示されている。車両の乗員は、ウィンカースイッチ18等のスイッチを操作するか、あるいは音声入力等により車両の車線変更を指示する。
(2)設定した車速で車両を走行させるクルーズコントロール中に、車両が走行している走行車線の前方を、設定した車速よりも所定速度以上遅い他車両が走行している。
(3)車両の前方に障害物が存在している。
S404の判定がNoであり、走行制御部40に車線変更を制御させる事象が発生していない場合、本処理は終了する。
S404の判定がYesであり、走行制御部40に車線変更を制御させる事象が発生している場合、S406においてセンサ判定部34は、前述したように、カメラ10とミリ波レーダ12とから取得する検出情報の内容および検出情報の信号レベルに基づいて、カメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常であるか否かを判定する。
S406の判定がNoであり、周囲検出センサであるカメラ10とミリ波レーダ12との両方が正常の場合、制御決定部36は、周囲検出センサを含む各種センサから取得する情報に基づいて走行制御部40に車線変更を制御させることを決定する。これにより、処理はS408に移行する。
S408において軌跡設定部38は、認識部32による認識結果と、車速センサ16から取得する車両100の車速とに基づいて、車両が車線変更をするときの走行軌跡を設定する。
そして、S408において走行制御部40は、軌跡設定部38が設定する走行軌跡から車両102、104の位置が外れずに車両が車線変更をするように、パワートレインシステム50とブレーキシステム52とステアリングシステム54とを制御する。
S406の判定がYesであり、カメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常の場合、S410において報知部42は、報知システム56に指示し、音声、画像、光、振動等により周囲検出センサの異常を報知する。
S412において制御決定部36は、図2に示す車両102、104のように、車線変更を開始しているか否かを判定する。S412の判定がNoであり、車両100のように車線変更を開始していない場合、制御決定部36は、カメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常のために走行制御部40が車線変更を制御するための適切な検出情報を取得できないと判断する。この場合、処理はS418に移行する。
S412の判定がYesであり、車両102、104のように車線変更を開始し隣接車線212に向けて進行方向を変えている場合、S414において制御決定部36は、隣接車線212に車両102、104の少なくとも一部が進入したか否かを判定する。
S414の判定がNoであり、隣接車線212に車両102がまだ進入していない場合、制御決定部36は、周囲検出センサが異常のために走行制御部40が車線変更の制御を継続するための検出情報を取得できないと判断し、S418に処理を移行する。
S414の判定がYesであり、隣接車線212に車両104の少なくとも一部が進入している場合、制御決定部36は、周囲検出センサが異常になる前に取得していた検出情報に基づいて走行制御部40に車線変更を制御させることを決定する。これにより、S416において走行制御部40は、周囲検出センサが異常になる前に取得していた検出情報に基づいて軌跡設定部38が設定した走行軌跡に沿って車線変更を制御する。
尚、周囲検出センサが異常になる前に取得していた検出情報とは、隣接車線212において車両104の後方を走行している他車両110と車両104との距離および相対速度、白線202、204、206の位置等である。
隣接車線212に車両104の少なくとも一部が進入している状態で、周囲検出センサであるカメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常になると、速やかに車線変更を終了することが望ましい。そこで、走行制御部40は、周囲検出センサが異常になる前よりも、車両104の車速を上昇させたり、操舵角を大きくしたりすることにより、車線変更を極力早く終了させる。
S418において制御決定部36は、走行制御部40に車線変更の制御を中止させる。これにより、走行制御部40は車線変更の制御を中止する。
[3.効果]
以上説明した上記実施形態では、以下の効果を得ることができる。
(1)走行制御部40が車線変更を制御するための検出情報を出力する周囲検出センサが正常であるか異常であるかを判定するセンサ判定部34の判定結果に基づいて、走行制御部40が車両の車線変更を制御するか否かを決定する。したがって、車両が適切に車線変更するための検出情報を出力する周囲検出センサが正常であるか異常であるかを考慮して車両の車線変更を適切に制御できる。
(2)周囲検出センサの少なくとも一つが異常であることを検出したタイミングによって、車線変更の制御を中止するか継続するかを適切に決定できる。例えば、車線変更の制御を開始していても、車両がまだ車線変更を開始していないか、車線変更を開始しているが車両が隣接車線に進入せずまだ走行車線を走行中の場合には、周囲検出センサの少なくとも一つが異常であれば走行の安全を考慮して車線変更を中止する。
一方、車線変更の制御により車両の少なくとも一部が隣接車線に進入しているときに周囲検出センサの少なくとも一つの異常を検出すると、周囲検出センサが異常になる前に周囲検出センサから取得していた検出情報に基づいて、車線変更の制御を継続する。周囲検出センサが異常になる前に周囲検出センサから取得していた検出情報に基づいて、車線変更を完了できるとの判断はすでになされている。
(3)周囲検出センサの少なくとも一つが異常であるときに車線変更の制御を継続する場合、車速を上昇したり、車線変更側の隣接車線への操舵角を大きくしたりすることにより、より早く安全に車線変更を完了することができる。
(4)車線変更の制御が開始されてから周囲検出センサの少なくとも一つの異常を検出すると、音声、画像、光、振動等によりセンサの異常を報知する。これにより、例えば、ドライバがウィンカーレバーを操作して車線変更を指示したにも関わらず車線変更が実行されない場合、ドライバは車線変更が実行されない理由を理解できる。
以上説明した上記実施形態において、カメラ10とミリ波レーダ12とが周囲検出センサに対応し、他車両110が車両の周囲の物体に対応し、ウィンカースイッチ18が入力装置に対応する。
また、上記実施形態において、S400、S404、S412、S414、S418が制御決定部36としての処理に対応し、S402が認識部32としての処理に対応し、S406がセンサ判定部34としての処理に対応し、S410が報知部42としての処理に対応し、S408、S416が走行制御部40としての処理に対応する。
[4.他の実施形態]
(1)上記実施形態では、周囲検出センサとしてカメラ10とミリ波レーダ12との少なくとも一つが異常になった場合、走行車線210から隣接車線212に車両が進入していないと、走行支援装置30は車線変更の制御を中止した。
これに対し、周囲検出センサの少なくとも一つが異常でも正常な周囲検出センサが存在すれば、車両が隣接車線212に進入していなくても、正常な周囲検出センサから取得する検出情報に基づいて、走行支援装置30は車線変更を制御してもよい。
(2)車両の車速が遅く所定速度未満の場合、あるいは隣接車線において車両に対し車両の後方を走行している他車両の相対速度が遅く所定速度未満の場合、周囲検出センサの少なくとも一つが正常であれば、車両が隣接車線に進入していない場合にも車両の車線変更を制御してもよい。
(3)周囲検出センサの少なくとも一つが異常でも正常な周囲検出センサが存在すれば、異常になる前の周囲検出センサの検出範囲で取得していた検出情報を適用できなくなるまで、走行支援装置30は車線変更を制御してもよい。例えば、異常になる前の周囲検出センサの検出範囲が、車両の前方100mまでであれば、車両が進行方向前方に向かって100m走行するまで、走行支援装置30は車線変更を制御してもよい。
そして、異常になる前のセンサの検出範囲を越えて車両が走行し、異常になる前の周囲検出センサから取得していた情報を適用できなくなると、走行支援装置30は、車線変更の制御を中止する。この場合、車線変更の制御を中止することを、報知部42が報知することが望ましい。
(4)車線変更を制御中に周囲検出センサの少なくとも一つが異常になっても、異常になる前に取得していた検出情報に基づいて車線変更を完了できる場合、図2の車両100、102、104の位置に関わらず、走行支援装置30は車線変更を継続してもよい。異常になる前に周囲検出センサから取得していた検出情報では車線変更を安全に完了できない場合には、走行支援装置30は車線変更を中止することが望ましい。
(5)上記実施形態では、カメラ10とミリ波レーダ12とを周囲検出センサして使用した。これに対し、周囲検出センサは、例えばカメラ10またはミリ波レーダ12の一方だけでもよい。また、周囲検出センサとして、カメラ10とミリ波レーダ12とに他のセンサを加えてもよいし、カメラ10とミリ波レーダ12と以外の他のセンサを使用してもよい。
(6)上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
(7)上述した走行支援装置30の他、当該走行支援装置30を構成要素とする走行支援システム2、当該走行支援装置30としてコンピュータを機能させるための走行支援プログラム、この走行支援プログラムを記録した記録媒体、走行支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
2:走行支援システム、10:カメラ(周囲検出センサ)、12:ミリ波レーダ(周囲検出センサ)、14操舵角センサ、16:車速センサ、18:ウィンカースイッチ(入力装置)、30:走行支援装置、32:認識部、34:センサ判定部、36:制御決定部、38:軌跡設定部、40:走行制御部、42:報知部、100、102、104:車両、110:他車両(物体)、200:道路、202、204、206:白線、210、走行車線、212:隣接車線

Claims (7)

  1. 車両(100、102、104)の周囲の物体(110)と前記車両が走行する道路(200)の車線(210、212)とを検出する一つ以上の周囲検出センサ(10、12)から取得する検出情報に基づいて、前記物体と前記車線とを認識する認識部(32、S402)と、
    少なくとも前記認識部による認識結果に基づいて前記車両の車線変更を制御する走行制御部(40、S408、S416)と、
    前記周囲検出センサが正常であるか異常であるかを判定するセンサ判定部(34、S406)と、
    前記センサ判定部の判定結果に基づいて、前記走行制御部が車線変更を制御するか否かを決定する制御決定部(36、S400、S404、S412、S414、S418)と、
    を備える走行支援装置。
  2. 請求項1に記載の走行支援装置において、
    前記認識部は、前記周囲検出センサの少なくとも一つから、前記車両が走行している走行車線に隣接する隣接車線において前記車両の後方を走行する他車両の前記検出情報を取得する、
    走行支援装置。
  3. 請求項1または2に記載の走行支援装置において、
    前記制御決定部(S404)は、前記車両の乗員により車線変更の指示が入力装置(18)から入力されると、前記センサ判定部の判定結果に基づいて、前記走行制御部が車線変更を制御するか否かを決定する、
    走行支援装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
    前記制御決定部(S412、S414)は、前記周囲検出センサの少なくとも一つが異常であると前記センサ判定部が判定するタイミングに基づいて、前記走行制御部が車線変更を制御するか否かを決定する、
    走行支援装置。
  5. 請求項4に記載の走行支援装置において、
    前記制御決定部(S414)は、前記走行制御部による車線変更の制御により前記車両の少なくとも一部が前記車両が走行している走行車線(210)から車線変更をする側の隣接車線(212)に進入している状態で、前記周囲検出センサの少なくとも一つが異常であると前記センサ判定部が判定すると、前記走行制御部による車線変更の制御を継続する、
    走行支援装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
    前記制御決定部は、前記走行制御部が車線変更を制御中に、前記周囲検出センサの少なくとも一つが異常であると前記センサ判定部が判定すると、前記周囲検出センサが異常であると判定される前に前記走行制御部が前記周囲検出センサから取得していた検出情報に基づいて、前記走行制御部による車線変更の制御を継続するか中止するかを決定する、
    走行支援装置。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
    前記走行制御部は、車線変更を制御するときに、少なくとも前記車両の操舵角を制御する、
    走行支援装置。
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