JP2017194784A - 車両用運転支援装置及び車両用運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可する。【解決手段】周囲監視ＥＣＵ１０は、所定時間後に差し掛かる道路形状に基づいて各カメラ４〜７を切替えて後方状況や前方状況を取得する。これにより、各カメラ４〜７による映像を同時に処理する必要がなくなるので、周囲監視ＥＣＵ１０の処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用運転支援装置及び車両用運転支援プログラムに関する。

運転免許を取得して間もない初心者や運転する機会が少ない主婦など運転に不慣れな人にとっては、複数車線の道路を走行中に他の車線に変更する際の車線変更や走行道路から本線道路へ合流する際の車線変更、或いは交差点で右左折する際の車線変更等、車両が行き交う中に車線変更するタイミングが掴み辛い。一方、運転に慣れた人であっても、車両の死角に存在する車両を見落とし易く、無理な車線変更は事故を誘発したり、他の車両の走行を妨害したりするおそれがある。

特開２０１２−７３９２５号公報 国際公開ＷＯ２０１２／１６０５９０Ａ１号公報

車線を変更する際には走行車線から進入したい他の車線に他車が存在していないことを確認し、他車が存在する場合は、自車と他車との相対位置及び相対速度を見計らい、車線変更可能な適切なタイミングを判断する必要がある。

ところが、他車を確認する際、車両の死角も多く見づらい中で特に運転に慣れていない場合には、自車と他車との相対位置及び相対速度を見た目で判断することに慣れておらず、車線変更可能なタイミングを判断しにくいのが実情である。

一方、近年、車両に電子サイドミラー等の後方監視カメラシステムを搭載することが提案されており、車両の後方を死角が発生することなく視覚的に確認することができる。そこで、後方監視カメラシステムを使用して車両の後方に位置する車両を監視して車線変更の許可を運転者に通知する各種システムが提案されている（特許文献１,２参照）。

しかしながら、特許文献１，２のものは、自車の後方を走行する他車に関しては監視対象としているものの、自車が差し掛かる交差点を横切る他車に関しては監視対象としていない。この場合、車両に後方監視カメラに加えて前方監視カメラを搭載し、車両の前方の交差点に進入する他車も監視対象として車線変更のタイミングを通知するように構成すればよいものの、このような構成では、後方監視カメラからの映像信号に加えて前方監視カメラからの映像信号を同時に処理する必要があり、処理負担が大きいという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可することができる車両用運転支援装置及び車両用運転支援プログラムを提供することにある。

請求項１の発明によれば、選択部（１２）は、現在位置と地図情報とに基づいて所定時間後に差し掛かる道路形状を判定して前方監視部（７）及び後方監視部（４〜６）の一方を選択する。監視部（１３，１４）は、選択部（１２）により選択された前方監視部（７）及び後方監視部（４〜６）の一方により他の車線を走行する他車の状況を監視する。そして、判定部（１５）は監視部の監視結果に基づいて他車が自車に到達するか否かを判定し、通知部（１６）は他車が自車に到達しない場合は車線変更を許可することを通知する。これにより、前方監視部（７）と後方監視部（４〜６）とを切替えて他車の状況を監視することができるので、処理負担を軽減して適切なタイミングで車線変更を許可することができる。

第１実施形態におけるＥＣＵの処理部を示す機能ブロック図 各カメラの監視領域を示す車両の平面図 表示装置を示す車室内の概略図 処理部による通知処理動作を示す図 直線（道なり）の車線変更を示す概略図（その１） 直線（道なり）の車線変更を示す概略図（その２） 合流ポイントでの車線変更を示す概略図（その１） 合流ポイントでの車線変更を示す概略図（その２） 交差点での車線変更を示す概略図（その１） 交差点での車線変更を示す概略図（その２） 第２実施形態における処理部による通知処理動作を示す図 第３実施形態における処理部による通知処理動作を示す図

（第１実施形態）
本発明を電子ミラーシステムに適用した第１実施形態について図１から図１０を参照して説明する。
図２は、車両を概略的に示す平面図である。車両１の運転席側ドアには右ドアミラー２が取付けられ、助手席側ドアには左ドアミラー３が取り付けられている。右ドアミラー２には右サイドカメラ４（後方監視部）が内蔵され、左ドアミラー３には左サイドカメラ５（後方監視部）が取付けられている。

サイドカメラ４，５は、それぞれ車両１の左右の側面に沿って車両１の後方領域を撮影するもので、運転者から見て各ドアミラー２，３に映し出される領域よりも広範囲となる領域が撮影領域（図中に左斜線で示す）となるように設定されている。
尚、図２ではサイドカメラ４，５をドアミラー２，３の外部に搭載するように図示したが、実際にはドアミラー２，３の筐体内に保護された状態で内蔵されている。

車両１のルーフ後端にはリアカメラ６（後方監視部）が搭載されている。このリアカメラ６は、車両の後方を撮影するもので、撮影領域が従来のルームミラーに映し出される範囲よりも広範囲（図中に右斜線で示す）となるように設定されている。

ここで、サイドカメラ４，５の撮影領域とリアカメラ６の撮影領域とが重なっている領域（図中に交差線で示す領域）はサイドカメラ４，５とリアカメラ６とが同時に撮影可能な領域となる。

車両１のルーフ前端にはフロントカメラ７（前方監視部）が搭載されている。このフロントカメラ７は、車両の前方を撮影するもので、撮影領域が運転者の視認可能範囲と同等な広範囲（図中に縦線で示す）となるように設定されている。このフロントカメラ７は水平方向に離間した一対の撮影部を有した２眼式のカメラである。

尚、図２ではリアカメラ６及びフロントカメラ７を車両のルーフ上に搭載するように図示したが、実際には図示しない意匠部材により外部から保護された形態で搭載されている。

図３に示すように、フロントガラス８には従来のルームミラーに代えて表示装置９が取付けられている。この表示装置９はカラー液晶表示装置からなり、図示右側から右表示領域９ａ、中表示領域９ｂ、左表示領域９ｃに区分けされている。この場合、右サイドカメラ４による映像の鏡面映像が右表示領域９ａに表示され、リアカメラ６による映像の鏡面映像が中表示領域９ｂに表示され、左サイドカメラ５による映像の鏡面映像が左表示領域９ｃに表示される。従って、各表示領域９ａ，９ｃの表示映像が各ドアミラー２、３に映し出された後方視界を含んだ映像となり、中表示領域９ｂの表示映像が従来のルームミラーに映し出された後方視界を含んだ映像となっている。

図１に示すように、サイドカメラ４，５、リアカメラ６、フロントカメラ７からの映像信号は周囲監視ＥＣＵ（電子制御ユニット）１０により処理される。
周囲監視ＥＣＵ１０は、マイクロプロセッサを主体として構成されており、映像合成部１１、カメラ切換部１２（選択部）、特徴点探索部１３（監視部）、測距部１４（監視部）、判定部１５、通知部１６の各処理ブロックから構成されている。これらの処理ブロックはマイクロプロセッサのプログラムにより実現されるもので、次のように動作する。

映像合成部１１は、各カメラ４〜６による映像（左サイドカメラ映像、リアカメラ映像、右サイドカメラ映像）を鏡面映像となるように合成した映像信号を生成して表示装置９に出力する。

カメラ切換部１２は、後述するように現在位置と地図情報に基づいてサイドカメラ４，５、リアカメラ６、フロントカメラ７からの映像信号から選択した映像信号を特徴点探索部１３に出力する。

特徴点探索部１３は、各カメラ４〜６による映像から他の車線において自車よりも後方を走行する他車（以下、相手車両）を探索する。この場合、カメラ４〜６により相手車両を探索する場合は、サイドカメラ４，５により探索した特徴点と共通の特徴点をリアカメラ６からの映像から探索する。特徴点としては、例えば相手車両のナンバープレート、ヘッドランプ、タイヤ、運転者等を採用することができる。
尚、リアカメラ６からの映像から相手車両の特徴点を先に探索し、探索した特徴点と共通の特徴点をサイドカメラ４，５による映像から探索するようにしてもよい。

測距部１４は、サイドカメラ４，５による映像とリアカメラ６による映像とで共通する特徴点が存在する場合は、三角測量の原理により相手車両の相対位置及び相対速度を検出する。

尚、サイドカメラ４，５とリアカメラ６との高さ位置が異なることから、三角測量を利用して相手車両の相対位置及び相対速度を算出するには、サイドカメラ４，５とリアカメラ６との相対高さを考慮する必要がある。

一方、フロントカメラ７からは一対の撮影部に対応して２つの映像信号がカメラ切換部１２に入力されており、カメラ切換部１２により選択されて特徴点探索部１３に入力することで共通の特徴点が探索される。この場合、共通の特徴点が存在する場合は、三角測量の原理により前方に位置する相手車両の相対位置及び相対速度を検出する。この場合の相手車両とは、自車の前方の交差点に走行車線を横切るように進入しようとする車両のことである。特徴点としては、相手車両のタイヤ、ドアの取手、窓枠等を採用することができる。

一方、周囲監視ＥＣＵ１０には現在位置取得部１７と地図情報取得部１８とが設けられており、カーナビゲーション装置１９から現在位置と当該現在位置に対応する地図情報とをそれぞれ取得するようになっている。

さて、周囲監視ＥＣＵ１０は、自車の周囲に位置する他車の状況を取得して車線変更を許可／抑制する通知動作を実行するが、他車の状況を取得する方法として全てのカメラ４〜７を使用して自車の周囲に位置する他車を監視する構成では周囲監視ＥＣＵ１０の負担が大きい。

そこで、周囲監視ＥＣＵ１０は、図４に示すように、まず、所定時間後に差し掛かる（到達する）道路形状を判定する（Ｓ１０１）。本実施形態では、道路形状として、複数車線の直線（道なり）、合流ポイント、交差点を想定している。つまり、図５及び図６に示すように複数車線の直線道路（道なり）の走行中に走行車線から他の車線への車線変更、図７及び図８に示すように合流ポイントで走行道路から本線道路へ合流するための車線変更、図９及び図１０に示すように交差点で右左折による車線変更を想定しているが、その他の道路形状を対象としてもよい。

周囲監視ＥＣＵ１０は、図４に示すように、所定時間後に差し掛かる道路が直線（道なり）や合流ポイントの場合は（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、サイドカメラ４，５とリアカメラ６とを選択して自車の後方状況を取得する（Ｓ１０５）。

後方状況とは、図２に示すようにサイドカメラ４，５とリアカメラ６とによる撮影領域が重複する監視領域に位置する他車の相対位置及び相対速度である。つまり、サイドカメラ４，５とリアカメラ６とによる共通に撮影されている他車の相対位置及び相対速度を三角測量の原理により測定する。

一方、所定時間後に差し掛かる道路形状が交差点の場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、フロントカメラ７を選択して自車の前方状況を取得する（Ｓ１０４）。
前方状況とは、図２に示すようにフロントカメラ７による監視領域に位置する他車の相対位置及び相対速度である。つまり、フロントカメラ７は２眼式のカメラであることから、監視領域に位置する他車の相対位置及び相対速度を三角測量の原理により測定する。

以上のようにして所定時間後に差し掛かる道路状況に基づいて各カメラ４〜７を用いて自車の後方状況や前方状況を取得した場合は、進入する車線に相手車両が存在するか否かを判定する（Ｓ１０６）。つまり、所定時間後に差し掛かる道路形状が直線（道なり）や合流ポイントの場合に車線変更する場合は、隣接する車線や合流する道路（車線）に相手車両が存在するか否かを判断する。また、所定時間後に差し掛かる道路形状が交差点の場合に当該交差点で右左折するために車線変更する場合は、走行道路と交差点で横切る道路を走行している相手車両が存在するか否かを判断する。

以上のような判断の結果、進入する車線に相手車両が存在しないと判断した場合は（Ｓ１０６：ＮＯ）、車線変更を許可することを通知する（Ｓ１０８）。この通知は、例えば車線変更する方向に対応したランプを青色点灯する。従って、運転者は、車線変更する際はランプが青色点灯していることを確認してターンシグナル操作を行うことで、適切なタイミングで相手車両の走行を妨害することなく隣接する他の車線に車線変更したり、走行道路から本線道路に合流するために車線変更したり、交差点で右左折するために車線変更したりすることができる。

一方、進入する車線に相手車両が存在すると判断した場合は（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、相手車両の相対位置及び相対速度に基づいて所定時間後に相手車両が自車の位置まで到達するかを判定する（Ｓ１０７）。所定時間としては例えば３秒が推奨されている。これは、少なくとも車線変更する３秒手前で方向指示器を作動させることが推奨されているからであるが、周囲監視ＥＣＵ１０の処理時間や運転者の操作時間等を考慮してそれ以上に設定しても良い。相手車両の相対位置及び相対速度に基づいて所定時間後に相手車両が自車の位置まで到達しないと判定した場合は（Ｓ１０７：ＮＯ）、車線変更を許可することを通知する（Ｓ１０８）。

しかしながら、所定時間後に相手車両が自車の位置まで到達すると判断した場合は（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、車線変更を抑制することを通知する（Ｓ１０９）。この通知は、例えば車線変更する方向に対応したランプを赤色点灯する。従って、運転者は、車線変更する際にランプが赤色点灯している場合はターンシグナル操作を抑制し、相手車両が通過してからターンシグナル操作を行う。

このような実施形態によれば、周囲監視ＥＣＵ１０は、所定時間後に差し掛かる道路形状に基づいて各カメラ４〜７を切替えて後方状況や前方状況を取得するので、各カメラ４〜７による映像を同時に処理する必要がなくなり、周囲監視ＥＣＵ１０の処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図１１を参照して説明するに、第１実施形態と同一のステップには同一のステップ番号を付して説明を省略する。第１実施形態では現在位置と地図情報に基づいて常に所定時間後に差し掛かる道路形状を判断しているが、この第２実施形態では、ターンシグナル操作が行われたタイミングで所定時間後に差し掛かる道路形状を判断することを特徴とする。

周囲監視ＥＣＵ１０は、図１１に示すように、ターンシグナル操作が有ったかを監視している（Ｓ２０１：ＮＯ）。運転者が複数車線の直線道路（道なり）の走行中に走行車線から他の車線へ車線変更したり、合流ポイントで走行道路から本線道路へ合流するために車線変更したり、交差点で右左折により車線変更するためにターンシグナル操作を行うと（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、自車の現在位置と道路地図情報とに基づいて所定時間後に差し掛かる道路形状を判定する（Ｓ１０１）。以後、第１実施形態と同様に、道路形状に基づいてカメラ４〜７を切替えて後方状況を取得したり、前方状況を取得したりすることで（Ｓ１０２〜１０５）、車線変更の許可／抑制を通知する（Ｓ１０６〜１０９）。

尚、車線変更を抑制することが通知された場合（Ｓ１０９）、第１実施形態と異なり、ステップＳ１０２へ移行することにより車線変更の許可が下りるまで再び車線変更の可否を判断するようにしている（Ｓ１０２〜Ｓ１０９）。これは、ターンシグナル操作時に車線変更を抑制する通知を受けることに応じて運転者がターンシグナル操作の解除／再開操作するにしても、車線変更を抑制する通知が再度行われることになって使い勝手が悪いことから、ターンシグナル操作時に車線変更を抑制する通知を受けた場合は自動で再び周囲の状況取得・判定を行うことで、ターンシグナル操作の解除／再開操作を不要として使い勝手を高めるためである。また、車線変更の可否の判断を開始してから、車線変更を抑制することが通知され再び車線変更の可否の判断をやり直すまでの間に、差し掛かる道路形状が変化することはないと考えられるため、再び所定時間後に差し掛かる道路形状の判定（Ｓ１０１）を行う必要はない。

この第２実施形態では、車線変更の許可の通知は、例えばブザーによる短時間の鳴動や車線変更を許可する旨の音声案内により行われる。従って、運転者は、ターンシグナル操作を行った際に車線変更を許可する通知を受けた場合は、車線変更することで相手車両の走行を妨害することなく車線変更することができる。一方、車線変更の抑制の通知は、例えばブザーによる連続した間欠音や車線変更を抑制する旨の音声案内により行われる。従って、運転者は、ターンシグナル操作を行った際に車線変更を抑制する通知を受けた場合は、相手車両が通過し、車線変更を許可する通知に変わるまで待機してから車線を変更する。

このような実施形態によれば、ターンシグナル操作のタイミングで所定時間後に差し掛かる道路形状を判断するようにしたので、運転者の意思による車線変更に対してカメラ４〜７を適切なタイミングで切替えることができる。これにより、第１実施形態と同様に、各カメラ４〜７による映像を同時に処理する必要がなくなり、周囲監視ＥＣＵ１０の処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図１２を参照して説明する。この第３実施形態は、カーナビゲーション装置１９（経路案内部）による経路案内に応じて所定時間後に差し掛かる道路形状を判断することを特徴とする。

周囲監視ＥＣＵ１０は、図１２に示すように、カーナビゲーション装置１９から車線変更情報を取得する（Ｓ３０１）。この車線変更情報は、経路案内により車線変更の経路案内が行われる車線変更ポイントを示すものである。この場合、車線変更ポイントは、合流ポイントや交差点であるが、複数車線の直線（道なり）における車線変更ポイントとは、複数車線の道路の走行中に経路案内により車線変更が指示されるポイントのことである。

周囲監視ＥＣＵ１０は、所定時間後に車線変更ポイントに到達するかを判定しており（Ｓ３０２）、到達する場合は（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、車線変更ポイントの道路形状を判定し（Ｓ３０３）、その判定結果に基づいて、上記実施形態と同様にカメラ４〜７を切替えることで車線変更の許可／抑制を通知する（Ｓ１０２〜１０９）。この場合の車線変更の許可／抑制の通知は、第１実施形態と同様にランプの色により通知される。

一方、カーナビゲーション装置１９の経路案内により車線変更ポイントに所定時間後に到達する場合に、カーナビゲーション装置１９から「もうすぐ交差点に右折しますので、右折ラインに車線変更してください」という音声案内が発せられる場合は、そのタイミングでターンシグナル操作が行われることから、第２実施形態と同様に、ターンシグナル操作時に音や音声により車線変更の許可／抑制が通知されることになる。

このような実施形態によれば、カーナビゲーション装置１９による経路案内時に所定時間後に車線変更ポイントに差し掛かる道路形状に基づいて各カメラ４〜７を切替えることができるので、カーナビゲーション装置１９による経路案内に適用しながら、第１実施形態と同様に、各カメラ４〜７による映像を同時に処理する必要がなくなり、周囲監視ＥＣＵ１０の処理負担を軽減しながら車線変更を適切なタイミングで許可することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張したり、各変形例を上記実施形態と組み合せたり、各変形例を組み合わせるようにしても良い。
サイドカメラとして２眼式のカメラを設け、サイドカメラのみで他車の相対位置及び相対速度を検出するようにしても良い。
フロントカメラとして２台の１眼式のカメラを用いるようにしても良い。

ドアミラー２，３を省略して完全な電子サイドミラーとして構成しても良い。
車両１の周囲を監視するカメラの台数を増加しても良い。
カメラに代えて／加えて、レーザレーダやミリ波レーダを用いるようにしても良い、
カーナビゲーション装置１９から地図情報を取得するのに代えて、サーバから通信網を介して取得するようにしても良い。

図面中、１は車両、４，５はサイドカメラ（後方監視部）、６はリアカメラ（後方監視部）、７はフロントカメラ（前方監視部）、１０は周囲監視ＥＣＵ、１２はカメラ切換部（選択部）、１３は特徴点探索部（監視部）、１４は測距部（監視部）、１５は判定部、１６は通知部、１７は現在位置取得部、１８は地図情報取得部、１９はカーナビゲーション装置（経路案内部）である。

Claims (5)

1. 車両（１）の前方側を監視する前方監視部（７）と、
   車両の後方側を監視する後方監視部（４〜６）と、
   車両の現在位置を取得する現在位置取得部（１７）と、
   地図情報を取得する地図情報取得部（１８）と、
   前記現在位置と前記地図情報とに基づいて所定時間後に差し掛かる道路形状を判定して前記前方監視部及び前記後方監視部の一方を選択する選択動作を実行する選択部（１２）と、
   前記選択部により選択された前記前方監視部及び前記後方監視部の一方により他の車線を走行する他車の状況を監視する監視部（１３，１４）と、
   前記監視部の監視結果に基づいて他車が自車に到達するか否かを判定する判定部（１５）と、
   前記判定部により他車が自車に到達しないと判定した場合は車線変更を許可することを通知する通知部（１６）と、
   を備えた車両用運転支援装置。
2. 前記選択部は、ターンシグナル操作が行われたタイミングで前記選択動作を実行する請求項１に記載の車両用運転支援装置。
3. 目的地までの経路に沿って経路案内を行う経路案内部を備え、
   前記選択部は、前記経路案内部により前記所定時間後に車線変更が経路案内されるポイントに到達するタイミングで前記選択動作を実行する請求項１に記載の車両用運転支援装置。
4. 前記選択部は、前記所定時間後に差し掛かる道路形状が交差点の場合は前記前方監視部に切替え、直線（道なり）または合流ポイントの場合は前記後方監視部に切替える請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用運転支援装置。
5. 車両の前方を監視する前方監視部と後方を監視する後方監視部とにより車線変更を支援する車両用運転支援プログラムであって、
   前記現在位置と前記地図情報とに基づいて所定時間後に差し掛かる道路形状を判定して前記前方監視部及び前記後方監視部の一方を選択する選択動作を実行する手順と、
   前記選択部により選択された前記前方監視部及び前記後方監視部の一方により他の車線を走行する他車の状況を監視する手順と、
   前記監視部の監視結果に基づいて他車が自車に到達するか否かを判定する手順と、
   前記判定部による判定結果を通知する手順と、
   を実行する車両用運転支援プログラム。

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