JP2017197143A - 運転支援装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更時に隣接車線を車両が走行していないと判断される場合であっても、対象車両の速度を適切に設定すること。【解決手段】処理対象となる対象車両が走行中の車線に隣接する車線を隣接車線として、車両検出部８は、前記隣接車線における前記対象車両よりも後方を走行する後方車両を検出する。分布取得部３は、前記対象車両において車線変更が指示されていないときに、前記隣接車線を走行する車両の速度分布を取得する。速度設定部３は、前記対象車両において車線変更が指示されたときに、前記車両検出部が後方車両を検出していない場合、前記分布取得部によって取得されている速度分布に応じて、車線変更時に目標とされる前記対象車両における目標速度を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、処理対象となる車両を対象車両として、当該対象車両における車線変更時の運転を支援する技術に関する。

従来、例えば特許文献１に記載のように、ドライバによる車線変更の意志表示が認識された場合、対象車両が走行中の車線に隣接する車線（以下、隣接車線という）における車両の走行速度に応じて、対象車両の走行速度を調整する技術が提案されている。

特開２００３−２５８６８号公報

ところが、特許文献１に記載の技術では、例えば隣接車線を走行する車両が検出されていない場合など、車線変更の意思表示がなされた時点で隣接車線における車両の走行速度が取得されていない場合、対象車両の走行速度をどの程度の速度に調整したらよのいか分からない。もちろん、隣接車線の全長に亘って全く車両が走行していないのであれば、対象車両の走行速度をどのような速度に調整しても問題は生じない。しかしながら、対象車両から死角となる位置や対象車両に設けられたセンサ等の検出範囲外における隣接車線を車両が走行している場合にも、隣接車線を走行する車両がないとして処理される可能性がある。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、隣接車線を走行する車両が検出されていない場合であっても、対象車両の走行速度を適切に設定する技術を提供することを目的としている。

本発明の運転支援装置は、車両検出部（８）と、分布取得部（３，Ｓ２）と、速度設定部（３，Ｓ７）と、を備える。
処理対象となる対象車両が走行中の車線に隣接する車線を隣接車線として、車両検出部は、前記隣接車線における前記対象車両よりも後方を走行する後方車両を検出するように構成されている。分布取得部は、前記対象車両において車線変更が指示されていないときに、前記隣接車線を走行する車両の速度分布を取得するように構成されている。速度設定部は、前記対象車両において車線変更が指示されたときに、前記車両検出部が後方車両を検出していない場合、前記分布取得部によって取得されている速度分布に応じて、車線変更時に目標とされる前記対象車両における目標速度を設定するように構成されている。

このような構成によれば、対象車両において車線変更が指示されていないときに、分布取得部は、隣接車線を走行する車両の速度分布を取得する。そして、対象車両において車線変更が指示されたときに、車両検出部が後方車両を検出していない場合であっても、前記分布取得部によって取得されている速度分布に応じて、速度設定部は、対象車両における目標速度を設定することができる。

このようにして設定された目標速度は、隣接車線を走行する車両の速度分布に対応しているので、仮に、車両検出部が検出できなかった後方車両が存在したとしても、その後方車両の走行速度から大きく外れない適切な速度となる。なお、目標速度とは、車線変更時に目標とされる速度である。

なお、この欄及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。

本発明を適用した運転支援装置の構成を示すブロック図である。 その運転支援装置における運転支援処理を示すフローチャートである。 その運転支援装置における周辺車両の検出範囲を示す説明図である。 その運転支援装置が検出した速度分布の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す第１実施形態の運転支援装置１は、車両制御ＥＣＵ３と、自車位置情報取得部５と、地図・ルート情報取得部６と、車線認識センサ７と、周辺車両認識センサ８と、制御デバイス９とを備える。また、この運転支援装置１は、自動車等の車両に搭載される。以下、この運転支援装置１を搭載した車両を、自車両という場合がある。

運転制御ＥＣＵ３は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリという）とを有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。車両制御ＥＣＵ３のＣＰＵは、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムに基づき、後述の運転支援処理等の各種処理を実行する。この例では、メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、車両制御ＥＣＵ３を構成するＣＰＵの数は１つでも複数でもよい。また、車両制御ＥＣＵ３の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、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。

自車位置情報取得部５は、ＧＮＳＳを構成する航法衛星からの電波を受信して、自車両の絶対位置である自車絶対位置を取得する。なお、前記ＧＮＳＳは、Global Navigation Satellite System（すなわち全地球航法衛星システム）の略である。また、自車位置情報取得部５は、自車絶対位置及び自車絶対位置の誤差範囲を示す誤差分散を含んだ自車位置情報を取得してもよい。また、自車位置情報取得部５は、ジャイロセンサ用いた方法、マップマッチングを用いた方法、路側器との通信を用いた方法等、他の方法によって自車絶対位置を取得してもよい。

地図・ルート情報取得部６は、緯度及び経度が対応付けられた地図情報を記録した地図データベースを備えており、自車両のドライバから目的地等が指示された場合、当該目的地等へ至るための走行ルートを取得する。なお、前記地図データベースは、例えば道路の分岐や合流といった、自車両の車線変更が必要となる位置を表す情報を、地図情報として記録している。また、地図・ルート情報取得部６は、市販のナビゲーション装置に備えられたものであってもよい。また、地図・ルート情報取得部６は、インターネットを介した通信により、前記走行ルートを取得するものであってもよい。

車線認識センサ７は、車両前方の路面を撮影するように配置されたＣＣＤカメラを備え、当該ＣＣＤカメラから出力されるアナログの画像信号に対してエッジ検出等の処理を行うことにより、車線境界線を検出する。

周辺車両認識センサ８は、自車両周辺に存在する車両を検出する部位である。具体的には、自車両周辺に存在する車両の位置や自車両との距離等を認識する。周辺車両認識センサ８は、自車両周辺を撮影するカメラを有していてもよい。また、周辺車両認識センサ８は、自車両周辺の検出領域に向けて電波やレーザ光を発信し、その反射波を受信することにより車両を検出する測距センサを有していてもよい。

制御デバイス９は、ステアリング（舵角）を制御するステアリング制御装置と、自車両の駆動力を制御する駆動制御装置と、自車両の制動力を制御する制動制御装置とを含む。なお、駆動制御装置とは、自車両の駆動力を発生する機関として内燃機関を有した車両であれば、その内燃機関の回転数やトルクを制御する内燃機関制御装置であってもよい。また、自車両が内燃機関を有した車両であれば、駆動制御装置として、自車両のトランスミッションを制御するミッション制御装置を含んでいてもよい。また、自車両の駆動力を発生する機関として電動機を有した車両であれば、駆動制御装置は、その電動機の回転数を制御する電動機制御装置であってもよい。また、制御デバイス９は、各種情報を表示する表示部や、各種情報を音声出力する音声出力部を備えてもよい。

［１−２．処理］
次に、車両制御ＥＣＵ３が実行する運転支援処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、この運転支援処理は、自車両の走行中においてドライバによって運転支援が指示されている間、ＣＰＵにより繰り返し実行される。

図２に示すように、処理が開始されると、Ｓ１にて、通常の運転支援制御が実行される。なお、自動運転に関する技術は、自動化のレベルに応じて、レベル１（安全運転支援システム）、レベル２，３（準自動走行システム）、レベル４（完全自動走行システム）に分類されている。この内容は、例えば、内閣府により２０１５年５月に発表された「戦略的イノベーション創造プログラム自動走行システム」に記載されている。Ｓ１にて実行される運転支援制御は、レベル１〜４の何れのレベルに相当する運転支援制御であってもよく、ドライバの選択に応じた運転支援制御が実行されてもよい。

続くＳ２では、隣接車線を走行する車両の速度分布（以下、隣接車線の速度分布ともいう）が作成される。ここで、図３に示すように、車線境界線５０Ｃによって左側車線５０Ｌと右側車線５０Ｒとに区画された道路の左側車線５０Ｌを自車両５１が走行する場合、周辺車両認識センサ８は検出範囲５２における他車両５３の有無及びその走行速度を検出可能であるとする。検出範囲５２は、隣接車線としての左側車線５０Ｌにおける、自車両５１の側方と後方とを含んでいる。Ｓ２では、自車両５１の走行中に、検出範囲５２内に検出された他車両５３の走行速度の分布（すなわち隣接車線の速度分布）が作成される。

なお、自車両５１が右側車線５０Ｒを走行中の場合は、周辺車両認識センサ８は隣接車線としての左側車線５０Ｌにおける同様の検出範囲を検出し、Ｓ２では、左側車線５０Ｌにおける速度分布が作成される。また、自車両５１が片側３車線の道路の中央車線を走行中の場合は、その車線に隣接する左右の車線に対して同様の検出がなされ、左右それぞれの車線に対して速度分布が作成される。

速度分布は、例えば図４に例示するように、隣接車線を走行する車両の速度Ｖと、各速度で走行した車両の台数とを対応付けたグラフとして表すことができる。なお、このような速度分布は、直近の所定時間（例えば過去１０分）の分布を表すものとされてもよく、道路が切り替わるときにリセットされるものとされてもよい。

続くＳ３では、車線変更の要否が判断される。例えば、図示省略した自車両車室内のウィンカレバーやスイッチ類の操作状態が参照されることにより、ドライバにより車線変更の意思表示がなされたか否かが判断される。なお、Ｓ１にてレベル４の運転支援制御（すなわち自動運転）が実行されている場合、Ｓ３では、その自動運転のアルゴリズムに応じて車線変更の要否が判断されてもよい。

車線変更が必要でない場合は、Ｓ３にてＮｏと判断されて処理は前述のＳ１へ移行する。一方、Ｓ３にて車線変更が必要（すなわちＹｅｓ）と判断された場合は、処理はＳ４へ移行し、目標車線（すなわち車線変更先の車線）において他車両が検出されたか否かが判断される。すなわち、Ｓ４では、例えば前述の検出範囲５２に他車両５３が検出されたか否かが判断される。他車両が検出された場合は、Ｓ４にてＹｅｓと判断されて、処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、前記検出された他車両の走行速度に応じて、車線変更時に自車両において目標とされる目標速度を設定する通常の車線変更制御がなされて、一旦処理が終了する。

なお、Ｓ５にて実行される車線変更制御では、目標速度が表示又は音声でドライバに提示されて、操舵や速度調整はドライバの運転操作に委ねられてもよい。また、この車線変更制御では、制御デバイス９の駆動制御装置を介して目標速度と一致するように自車両の走行速度が調整され、操舵はドライバの運転操作に委ねられてもよい。更に、この運転支援制御では、制御デバイス９の駆動制御装置を介して目標速度と一致するように自車両の走行速度が調整され、かつ、制御デバイス９のステアリング制御装置を介して操舵がなされることで、ドライバが何もしなくても車線変更が完了されてもよい。なお、目標速度がドライバに提示される場合、具体的な速度が提示されてもよく、もっと早くとかもっと遅くとかいったように、現在の走行速度と目標速度との関係が提示されてもよい。そして、Ｓ５におけるこのような通常の車線変更制御が完了すると、処理が一旦終了し、再びＳ１から処理が再開される。

一方、Ｓ４にて、目標車線において他車両が検出されなかった（すなわちＮｏ）と判断された場合は、処理はＳ６へ移行する。Ｓ６では、目標車線における自車両よりも後方を走行する他車両（以下、後続車両ともいう）に対して自車両に許容される許容相対速度が、次式によって算出される。

許容相対速度 ＝ センサ検出距離 ／（衝突時間＋車線変更時間）
ここで、センサ検出距離とは、周辺車両認識センサ８が目標車線における自車両よりも後方の他車両を検出可能な距離である。このセンサ検出距離は、センサ仕様や、地図等で死角を考慮して設定されてもよい。衝突時間は、車線変更完了後に、後続車両との間に残しておくべき車間距離に応じた時間である。なお、衝突時間とは、車両制御ＥＣＵ３による自動運転又はドライバの運転操作によって追突を回避するために必要な時間であってもよい。また、車線変更時間は、自車両が車線変更に要する時間である。なお、この衝突時間や車線変更時間は、既定の値とされてもよく、ドライバの嗜好に応じて設定されてもよい。例えば、衝突時間は０とされてもよい。

続くＳ７では、目標車線における車両の走行速度（以下、車線速度ともいう）から、Ｓ６にて算出された許容相対速度を引いた値が、自車両における目標速度として算出される。なお、車線速度は、Ｓ２にて作成された速度分布における最頻値、中央値、平均値、最大値、又はパーセンタイルのうち、運転支援装置１における設定、又は、ドライバの嗜好に応じたものとされてもよい。この場合、例えば最頻値が車線速度とされる場合、図４の例では速度ＶＡが車線速度とされ、最大値が車線速度とされる場合、図４の例では速度ＶＢが車線速度とされる。また、車線速度は、前記最頻値、中央値、平均値、最大値、又はパーセンタイルを適宜組み合わせたものとされてもよい。

なお、パーセンタイルとは、小さい方から数えて何％目にあたるかという意味であり、例えば、１０パーセンタイルとは、小さい方から１０分の１に当たる数値を指す。また、Ｓ７では、法定速度を上限として目標速度が算出されてもよい。

このようにしてＳ７にて目標速度が算出されると、続くＳ８では、Ｓ７にて算出（すなわち設定）された目標速度に応じてＳ５と同様の車線変更制御がなされて、一旦処理が終了する。なお、車線変更制御において自車両の走行速度が車両制御ＥＣＵ３によって調整される場合、車線速度の値が許容相対速度の値よりも小さいときには、Ｓ７では目標速度が算出されず、Ｓ８では加減速せずに車線変更制御が実行される。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１Ａ）自車両において車線変更が指示されていないときに、Ｓ２の処理によって、隣接車線を走行する車両の速度分布が取得される。そして、自車両において車線変更が指示されたときに、目標車線に車両が検出されていない場合であっても、前記速度分布に応じたＳ６，Ｓ７の処理によって、車線変更時に目標とされる自車両における目標速度を設定することができる。

例えば、図３に例示するように、自車両５１における周辺車両認識センサ８の検出範囲５２よりも後方を他車両５３が走行しており、両車が矢印Ｆ方向に走行している場合を想定する。このとき、周辺車両認識センサ８の検出範囲５２に他車両５３が存在しないことをもって、目標車線としての右側車線５０Ｒの全長に亘って全く車両が走行していないと仮定した車線変更制御が実行されるのは好ましくない。これに対して、本実施形態では、隣接車線における速度分布に応じた目標速度が設定されることにより、仮に検出範囲５２よりも後方に他車両５３が存在したとしても、その他車両５３の走行速度から大きく外れない適切な目標速度が設定される。従って、本実施形態では、自車両５１における車線変更制御の安全性を向上させることができる。

（１Ｂ）また、Ｓ７の処理では、速度分布から選出された車線速度よりも許容相対速度だけ低い速度を目標速度として算出している。このため、車線変更制御が実行される際に必要以上に自車両が加速されるのを抑制することができ、ひいては、自車両の燃費を向上させることができる。

（１Ｃ）また、Ｓ７の処理では、前記速度分布における最頻値、中央値、平均値、最大値、又はパーセンタイルを用いて、目標速度が設定される。これらのパラメータは、隣接車線における車両の走行状態を良好に反映しているので、本実施形態では、安全に車線変更可能な適切な目標速度を設定することができる。

（１Ｄ）更に、前記最頻値、中央値、平均値、最大値、又はパーセンタイルのうち、ドライバの嗜好に応じたものが用いられる場合、車線変更制御に、例えばどの程度の余裕を持たせたいかなどといったドライバの嗜好を良好に反映することができる。そして、許容相対速度にも、ドライバの嗜好に応じた設定が反映される場合、車線変更制御に、例えばどの程度の余裕を持たせたいかなどといったドライバの嗜好を、一層良好に反映することができる。

（１Ｅ）前記許容相対速度は、センサ検出距離が短いほど小さい値を取る。このため、センサ検出距離が短いほど目標速度を高い値に設定することができ、ひいては、検出範囲外から走行してきた後続車両と自車両とが車線変更時に接触するのを良好に抑制することができる。

（１Ｆ）Ｓ８における車線変更制御において自車両の走行速度が車両制御ＥＣＵ３によって調整される場合、ドライバが自車両の速度調整をしなくても、前述のように安全に車線変更が可能な速度に自車両を調整することができる。

［１−４．特許請求の範囲の要素との対応］
なお、前記実施形態において、周辺車両認識センサ８が車両検出部に対応する。また、車両制御ＥＣＵ３が分布取得部及び速度設定部及び相対取得部及びコンピュータに対応する。また、車両制御ＥＣＵにおける処理のうち、Ｓ２が分布取得部に対応し、Ｓ６が相対取得部に対応し、Ｓ７が速度設定部に対応する。また、Ｓ８の車線変更制御において自車両の走行速度が車両制御ＥＣＵ３によって調整される場合における制御デバイス９が、速度制御部に対応する。

［２．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２Ａ）前記実施形態では、制御デバイス９はステアリング制御装置と駆動制御装置と制動制御装置とを含むものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、制御デバイス９は駆動制御装置と制動制御装置とを含むもののステアリング制御装置を含まない構成とされてもよい。また、制御デバイス９は、現在の走行速度と目標速度との関係又は目標速度をドライバに提示するための表示部又は音声出力部のみを備えた構成とされてもよい。

（２Ｂ）前記実施形態では、周辺車両認識センサ８の検出結果に応じて速度分布が作成されたが、これに限定されるものではない。すなわち、前記実施形態では、前記分布取得部は、前記車両検出部による検出結果に応じて前記速度分布を取得するものとされたが、速度分布は、交通情報センタ等のセンタとの通信や、車車間通信や、インターネットを経由したクラウドとの通信によって取得されてもよい。

（２Ｃ）前記実施形態では、車線速度から許容相対速度を引いた値が目標速度に設定されたが、これに限定されるものではない。例えば、車線速度そのものが目標速度に設定されてもよい。

（２Ｄ）また、Ｓ５及びＳ８における車線変更制御が、現在の走行速度と目標速度との関係又は目標速度をドライバに提示するだけの処理である場合、本発明の運転支援装置は、車両に固定的に搭載されるものでなくてもよい。例えば、スマートフォンやドライブレコーダによって当該運転支援装置が構成されてもよい。更にその場合、前記処理の大部分が、例えばクラウド等、車両の外部においてなされてもよい。

（２Ｅ）車両検出部としての周辺車両認識センサ８の検出範囲５２は、隣接車線における、自車両の側方と後方とを含んでいるが、これに限定されるものではない。車両検出部は、少なくとも隣接車線における自車両（すなわち対象車両）よりも後方を走行する車両を検出可能であればよい。

（２Ｆ）前記実施形態における１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、１つの構成要素が有する１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、１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１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の前記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、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。

（２Ｇ）上述した運転支援装置の他、当該運転支援装置を構成要素とするシステム、当該運転支援装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、運転支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…運転支援装置 ３…車両制御ＥＣＵ ５…自車位置情報取得部
７…車線認識センサ ８…周辺車両認識センサ ９…制御デバイス
１１…周辺監視センサ ５１…自車両 ５２…検出範囲

Claims (5)

1. 処理対象となる対象車両が走行中の車線に隣接する車線を隣接車線として、前記隣接車線における前記対象車両よりも後方を走行する後方車両を検出するように構成された車両検出部（８）と、
   前記対象車両において車線変更が指示されていないときに、前記隣接車線を走行する車両の速度分布を取得するように構成された分布取得部（３，Ｓ２）と、
   前記対象車両において車線変更が指示されたときに、前記車両検出部が後方車両を検出していない場合、前記分布取得部によって取得されている速度分布に応じて、車線変更時に目標とされる前記対象車両における目標速度を設定するように構成された速度設定部（３，Ｓ７）と、
   を備えた運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置であって、
   前記後方車両に対して前記対象車両に許容される相対速度を取得するように構成された相対取得部（３，Ｓ６）を、
   更に備え、
   前記速度設定部は、前記速度分布からいずれかの速度を選出し、その選出された速度よりも前記相対速度だけ低い速度を前記目標速度に設定する運転支援装置。
3. 請求項１又は２に記載の運転支援装置であって、
   前記速度設定部は、前記速度分布における最頻値、中央値、平均値、最大値、又はパーセンタイルを用いて、前記目標速度を設定する運転支援装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
   前記速度設定部が設定した目標速度と一致するように前記対象車両の速度を制御するように構成された速度制御部（９）を、
   更に備えた運転支援装置。
5. 処理対象となる対象車両が走行中の車線に隣接する車線を隣接車線として、
   前記対象車両において車線変更が指示されていないときに、コンピュータ（３）に前記隣接車線を走行する車両の速度分布を取得させ（Ｓ２）、
   前記対象車両において車線変更が指示されたときに、前記隣接車線における前記対象車両の後方を走行する後方車両が検出されていない場合、前記コンピュータに、前記取得されている速度分布に応じて、車線変更時に目標とされる前記対象車両における目標速度を設定させる（Ｓ７）ためのプログラム。

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