JP2018005302A - 車両の進行方向予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の進行方向を予測するタイミングを早めることができる車両の進行方向予測装置を提供する。
【解決手段】減速状況検出部５１は、車両１の減速状況を検出する。交差点位置認識部５２は、車両１の進行方向に存在する交差点の位置を認識する。車両停止位置予測部５３は、減速状況検出部５１により検出された車両１の減速状況に基づいて、車両１が停止する位置を予測する。進行方向予測部５５は、車両停止位置予測部５３により予測された車両１の停止位置と、交差点位置認識部５２により認識された交差点の位置との関係に基づいて、交差点における車両１の進行方向を予測する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の進行方向予測装置に関する。

従来、自車両及び他車両の走行情報を取得して、最適な運転支援を行う車両用運転支援装置において、ウインカスイッチの操作状態（スイッチのオン又はオフ状態）から、車両の車線変更行動、左折行動、及び右折行動を予測する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２２２３２５号公報

上記特許文献１に記載された構成のように、ウインカスイッチの操作状態に応じて車両の進行方向を予測する場合には、運転者がウインカスイッチを操作するまで車両の進行方向を予測することができない。そのため、車両の進行方向を予測するタイミングが遅いという不都合がある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、車両の進行方向を予測するタイミングを早めることができる車両の進行方向予測装置を提供することを目的とする。

本発明の車両の進行方向予測装置は、
車両の減速状況を検出する減速状況検出部と、
前記車両の進行方向に存在する交差点の位置を認識する交差点位置認識部と、
前記減速状況検出部により検出された前記車両の減速状況に基づいて、前記車両が停止する位置を予測する車両停止位置予測部と、
前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置と、前記交差点位置認識部により認識された交差点の位置との関係に基づいて、前記交差点における前記車両の進行方向を予測する進行方向予測部と
を備えていることを特徴とする。

かかる本発明において、車両が交差点に接近する際の減速状況から予測される車両の停止位置と、交差点における車両の進行方向（右折、左折、直進）との間には関連性が認められる。例えば、車両が右折又は左折する場合は、車両はかなり減速して交差点に進入するため、減速状況から予測される車両の停止位置が交差点内又は交差点の付近となる可能性が高い。また、車両が交差点を直進する場合には、車両の減速度合は小さくなるので、減速状況から予測される車両の停止位置は交差点の先になる可能性が高い。

そこで、進行方向予測部は、車両停止位置予測部により予測された車両の停止位置と、交差点位置認識部により認識された交差点の位置との関係に基づいて、交差点における車両の進行方向を予測することができる。そしてこの場合は、ウインカースイッチが操作される前に車両の進行方向を予測することができるため、車両の進行方向を予測するタイミングを早めることができる。

また、前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも手前側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第１所定距離以内であるときには、前記交差点において、前記車両が、対向車線を横切らない方向に曲がると予測することを特徴とする車両の進行方向予測装置。

この構成によれば、減速状況に基づいて予測された車両の停止位置が交差点の位置よりも手前側であって、車両の停止位置と交差点の位置との間の距離が第１所定距離以内であるときは、車両が交差点の位置よりも手前側に位置している段階で、車両がかなり減速すると想定される。そして、この場合には、車両が対向車線を横切らない方向（右側通行であればで右折方向、左側通行であれば左折方向）に曲がると予測することができる。

また、前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも奥側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第２所定距離以内であるときには、前記交差点において、前記車両が、対向車線を横切る方向に曲がると予測することを特徴とする。

この構成によれば、減速状況に基づいて予測された車両の停止位置が交差点の位置よりも奥側であって、車両の停止位置と交差点の位置との間が第２所定距離以内であるときには、車両が減速しながら交差点に進入し、交差点内をある程度進行すると想定される。そこで、この場合には、車両が対向車線を横切る方向（右側通行であれば左折方向、左側方向であれば右折方向）に曲がると予測することができる。

また、前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも奥側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第３所定距離を超えるときには、前記車両が前記交差点を直進すると予測することを特徴とする。

この構成によれば、減速状況に基づいて予測された車両の停止位置が交差点の奥側であって、車両の停止位置と交差点の位置との間の距離が第３所定距離を超えているときには、減速度合が小さい状態で、車両が交差点を通過すると想定される。そこで、この場合には、車両が交差点を直進すると予測することができる。

また、前記車両が先行する他車両に追従する自動走行を行っている場合に、前記車両の進行方向に対する該他車両の進行方向の角度を算出する追従角度算出部を備え、前記進行方向予測部は、前記追従角度算出部により算出された角度に基づいて、前記車両の進行方向を予測することを特徴とする。

この構成によれば、追従走行のターゲットである他車両の進行方向と、自車両の進行方向との間の角度を、自車両がこれから進む方向として予測することができる。

車両の進行方向予測装置が搭載された車両の説明図。 図１に示した車両制御装置の制御ブロック図。 交差点における車両の進行方向を、車両の減速状況に応じて予測する処理のフローチャート。 車両が交差点を左折すると予測される状況の説明図。 車両が交差点を右折すると予測される状況の説明図。 車両が交差点を直進すると予想される状況の説明図。 自車両の進行方向に対する先行車両の進行方向の角度に基づいて、自車両の進行方向を予測する処理のフローチャート。 車両が分岐路を左側の道路に進むと予測される状況の説明図。

本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照して説明する。

［１．車両制御装置の構成］
図１を参照して、本実施形態の車両制御装置１０は、本発明の車両の進行方向予測装置（図２参照）を含んで構成され、前方を撮像するカメラ２、ステアリング７ａを含む操舵機構７、制動機構８、ナビゲーション装置３０等を備えた車両１に搭載される。

操舵機構７は、車両１の車輪４１〜４４のうちの前輪（操舵輪）４１，４２の向きを変更する。制動機構８は、車輪４１〜４４の回転を制動して車両１を減速させる。車両制御装置１０は、車両１の全体的な作動を制御する。

次に、図２を参照して、車両制御装置１０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された車両１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することにより、追従走行制御部１１、及び車両の進行方向予測装置５０として機能する。

車両制御装置１０には、カメラ２により撮像される車両１の前方の画像が入力される。また、車両制御装置１０には、車両１に備えられた車速センサ２０、ヨーレートセンサ２１、舵角センサ２２（操舵輪４１，４２の舵角を検出する）、トルクセンサ２３（ステアリング７ａに加えられている運転者による操作トルクを検出する）、アクセルペダルセンサ２４（図示しないアクセルペダルの操作状況を検出する）、ブレーキペダルセンサ２５（図示しないブレーキペダルセンサの操作状況を検出する）による検出信号、及び通信装置９により受信されるデータが入力される。

車両制御装置１０は、これらの検出信号に基づいて、操舵機構７、制動機構８、及び図示しない駆動機構（エンジン、電動機等）等の作動を制御する。

また、車両制御装置１０から出力される制御信号により、スピーカ５、表示器６、操舵機構７、制動機構８、通信装置９、及びナビゲーション装置３０等の作動が制御される。ナビゲーション装置３０は、車両１の現在位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット３１と、地図データが保持された地図データベース３２とを備えて、目的地までのルート案内を実行する。

通信装置９は、他車両とのデータ通信、公共ネットワークを介した通信端末及びサーバとのデータ通信、道路施設（道路インフラ）とのデータ通信等を行う。

追従走行制御部１１は、カメラ２の撮像画像から車両１の先行車両を認識し、車両１と先行車両とを所定間隔に維持しつつ、車両１を先行車両に追従して自動走行させる追従走行制御を実行する。追従走行制御部１１は、追従走行制御において、操舵機構７、制動機構８、及び駆動機構の作動を制御して、車両１を先行車両に追従させる。

車両の進行方向予測装置５０は、減速状況検出部５１、交差点位置認識部５２、車両停止位置予測部５３、追従角度算出部５４、及び進行方向予測部５５を備えている。

減速状況検出部５１は、車速センサ２０により検出された車両１の走行速度に基づいて、車両１の減速状況を検出する。交差点位置認識部５２は、ナビゲーション装置３０のＧＰＳユニット３１により検出された車両１の現在位置と、地図ＤＢ３２に記憶された車両１の現在付近の地図データに基づいて、車両１の前方（進行方向）に存在する交差点の位置（車両１に対する交差点の相対位置）を認識する。なお、カメラ２により撮像された車両１の前方画像から交差点の画像部分を抽出して、交差点の位置を認識するようにしてもよい。

車両停止位置予測部５３は、減速状況検出部５１により検出された車両１の減速状況が継続した場合（車両１が現在の減速度で走行を続けた場合）に、車両１が停止すると予測される位置（予測停止位置）を算出する。追従角度算出部５４は、追従走行制御部１１による追従走行制御が実行されている場合に、車両１の進行方向に対する先行車両の進行方向の角度（追従角度）を算出する。

進行方向予測部５５は、車両１の進行方向（右折、左折、直進等）を、減速状況検出部５１により検出された車両１の減速状況から、車両停止位置予測部５３により算出された車両１の予測停止位置と、交差点位置認識部５２により認識された交差点の位置とに基づいて予測する第１進行方向予測処理と、追従角度算出部５４により算出された追従角度に基づいて予測する第２進行方向予測処理とを実行する。

［２．第１進行方向予測処理］
次に、図３に示したフローチャートに従って、図４〜図６を参照しつつ、車両の進行方向予測装置５０により実行される第１進行方向予測処理について説明する。図４〜図６は左側通行の道路を車両１が走行している状況を示しているが、右側通行の道路を車両１が走行する場合にも、同様の処理により本発明の適用が可能である。

図３のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３は、交差点位置認識部５２による処理である。交差点位置認識部５２は、ＳＴＥＰ１でＧＰＳユニット３１によるＧＰＳ情報を取得して、車両１の現在位置を認識する。続くＳＴＥＰ２で、交差点位置認識部５２は、地図ＤＢ３２に記憶された地図データを参照して、車両１の前方の所定距離以内（例えば、車両１から数１０ｍ以内）に存在する交差点を探索する。

そして、ＳＴＥＰ３で、交差点位置認識部５２は、車両１の前方の所定距離以内に交差点があるか否かを判断し、交差点があるときはＳＴＥＰ４に進み、交差点がないときにはＳＴＥＰ１に戻る。

次のＳＴＥＰ４は、減速状況検出部５１による処理である。減速状況検出部５１は、車速センサ２０により検出された車両１の走行速度の変化から、車両１の減速度ａｍ（負の加速度、本発明の減速状況に相当する）を検出する。

続くＳＴＥＰ５は、車両停止位置予測部５３による処理である。車両停止位置予測部５３は、車両１が減速度ａｍで走行を続けた場合に車両１の走行速度がゼロになると予測される位置を、車両１の予測停止位置として算出する。

続くＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９，ＳＴＥＰ２０，ＳＴＥＰ３０，ＳＴＥＰ４０は、車両停止位置予測部５３による処理である。車両停止位置予測部５３は、先ず、ＳＴＥＰ５で、車両停止位置予測部５３により算出された車両１の予測停止位置が、交差点の中心位置の手前側であって、車両１の予測停止位置と交差点の中心位置（本発明の交差点の位置に相当する）との間の距離が第１所定距離Ｍ１以内（本発明の車両停止位置予測部５３により予測された車両の停止位置と、交差点位置認識部５２により認識された交差点の位置との関係に相当する）であるか否かを判断する。

ここで、図４は、車両１の予測停止位置Ｐ１が交差点１００の中心位置Ｐｃの手前側であって、予測停止位置Ｐ１と中心位置Ｐｃとの間の距離Ｌ１が第１所定距離Ｍ１（本実施形態では、交差点１００内の中心位置Ｐｃから手前側の範囲に設定されている）以内である状況を示している。このように、車両１の予測停止位置Ｐ１が交差点１００内の中心位置Ｐｃの手前側である場合は、矢印Ｄｒ１で示したように、車両１が減速して中心位置Ｐｃの手前で左折する（対向車線を横切らない方向に曲がる）可能性が高いと判断することができる。

そこで、進行方向予測部５５は、ＳＴＥＰ６の条件が成立しているときはＳＴＥＰ２０に分岐し、車両１が交差点１００を左折すると予測する。この場合、車両１の運転者がウインカースイッチを操作する前の時点で、車両１が左折することを早期に予測することができる。一方、ＳＴＥＰ６の条件が成立していないときにはＳＴＥＰ７に進む。

ＳＴＥＰ７で、進行方向予測部５５は、車両１の予測停止位置が交差点の中心位置の奥側であって、車両１の予測停止位置と交差点の中心位置との間の距離が第２所定距離Ｍ２以内（本発明の車両停止位置予測部５３により予測された車両の停止位置と、交差点位置認識部５２により認識された交差点の位置との関係に相当する）であるか否かを判断する。

ここで、図５は、車両１の予測停止位置Ｐ２が交差点１００の中心位置Ｐｃの奥側であって、予測停止位置Ｐ２と中心位置Ｐｃとの間の距離Ｌ２が第２所定距離Ｍ２（本実施形態では、交差点１００内の中心位置Ｐｃから奥側の範囲に設定されている）以内である状況を示している。このように、車両１の予測停止位置Ｐ２が、交差点１００内の中心位置Ｐｃの奥側である場合は、矢印Ｄｒ２で示したように、車両１が減速して中心位置Ｐｃの付近で右折する（対向車線を横切る方向に曲がる）可能性が高いと判断することができる。

そこで、進行方向予測部５５は、ＳＴＥＰ７の条件が成立しているときはＳＴＥＰ３０に分岐し、車両１が交差点を右折すると予測する。この場合、車両１の運転者がウインカースイッチを操作する前の時点で、車両１が右折することを早期に予測することができる。一方、ＳＴＥＰ７の条件が成立していないときにはＳＴＥＰ８に進む。

ＳＴＥＰ８で、進行方向予測部５５は、車両１の予測停止位置が交差点の中心位置の奥側であって、車両１の予測停止位置と交差点の中心位置との間の距離が第２所定距離Ｍ２（本発明の第３所定距離にも相当する）を超えている（本発明の車両停止位置予測部５３により予測された車両の停止位置と、交差点位置認識部５２により認識された交差点の位置との関係に相当する）か否かを判断する。

ここで、図６は、車両１の予測停止位置Ｐ３が交差点１００の中心位置Ｐｃの奥側であって、予測停止位置Ｐ３と中心位置Ｐｃとの間の距離Ｌ３が第２所定距離Ｍ２を超えている状況を示している。このように、車両１の予測停止位置Ｐ３が、交差点１００の先である場合は、矢印Ｄｒ３で示したように、車両１が減速しながら交差点１００を直進する可能性が高いと判断することができる。

そこで、進行方向予測部５５は、ＳＴＥＰ８の条件が成立しているときはＳＴＥＰ４０に分岐し、車両１が交差点１００を直進すると予測する。この場合、車両１の運転者がウインカースイッチを操作する前の時点で、車両１が直進することを早期に予測することができる。一方、ＳＴＥＰ８の条件が成立していないときにはＳＴＥＰ９に進む。この場合（ＳＴＥＰ６，ＳＴＥＰ７，ＳＴＥＰ８の条件がいずれも成立していない場合）は、車両１の予測停止位置が交差点の手前であるので、進行方向予測部５５は、車両１の進行方向の予測が不可であると判断する。

［３．第２進行方向予測処理］
次に、図７に示したフローチャートに従って、車両の進行方向予測装置５０により実行される第２進行方向予測処理について説明する。

車両の進行方向予測装置５０は、図７のＳＴＥＰ５０で、追従走行制御部１１により追従走行制御が実行されているか否かを判断する。そして、追従走行制御が実行されているときにＳＴＥＰ５１に進んで、ＳＴＥＰ５１〜ＳＴＥＰ５４の処理を実行する。

ＳＴＥＰ５１〜ＳＴＥＰ５３は、追従角度算出部５４による処理である。追従角度算出部５４は、ＳＴＥＰ５１で、先行車両の進行方向を、カメラ２による時系列の撮像画像における先行車両の画像部分の移動ベクトルに基づいて算出する。

続くＳＴＥＰ５２で、追従角度算出部５４は、舵角センサ２２による検出角度に基づいて車両１の進行方向を算出し、ＳＴＥＰ５３で、車両１の進行方向に対する先行車両の進行方向の角度αを算出する。

ここで、図８は、車両１が先行車両７０に追従して自動走行している状況を示しており、先行車両７０が分岐路１１０を左折している。図８において、車両１の進行方向がＤｒ５、先行車両７０の進行方向がＤｒ６であり、Ｄｒ５に対するＤｒ６の角度（追従角度）をαで示している。

追従角度αがＤｒ５に対して右方向であるとき（先行車両７０が右折しているとき）は、追従する車両１は右折し、追従角度αがＤｒ５に対して左方向であるとき（先行車両７０が左折しているとき）には、追従する車両１は左折する。

そこで、進行方向予測部５５は、ＳＴＥＰ５４で、追従角度算出部５４により算出された追従角度αに基づいて、車両１の進行方向を予測することができる。

［４．他の実施形態］
上記実施形態では、本発明の車両の進行方向予測装置５０を車両１に備えて、車両１（自車両）の進行方向を予測する構成を例示したが、他車両との通信、或はカメラ２による他車両の検出認識等により、他車両の走行状況（減速状況、前方の交差点の有無、追従走行を実行している場合の先行車両との追従角度等）を認識して、他車両の進行方向を予測してもよい。

また、車両の進行方向予測装置を道路施設（道路インフラ）に備えて、道路を走行中の車両をモニタリングして、車両の走行状況を認識することにより、モニタリングをしている車両の進行方向を予測してもよい。

上記実施形態では、カメラ２により先行車両の位置を検知したが、レーダ等の他の検知装置により、或はカメラとレーダ等の組合せによって先行車両を検知してもよい。また、先行車両との通信により先行車両の位置を検知してもよい。

上記実施形態では、本発明の交差点の位置として交差点の中心位置を用いたが、交差点の手前側の端部や奥側の端部等の中心位置以外の交差点内の特定位置、或は交差点近傍の特定位置を、交差点の位置として用いてもよい。

１…車両（自車両）、２…カメラ、７…操舵機構、８…制動機構、９…通信装置、１０…車両制御装置、１１…追従走行制御部、３０…ナビゲーション装置、５０…車両の進行方向予測装置、５１…減速状況検出部、５２…交差点位置認識部、５３…車両停止位置予測部、５４…追従角度算出部、５５…進行方向予測部、７０…先行車両、１００…交差点、１１０…分岐路。

Claims (5)

1. 車両の減速状況を検出する減速状況検出部と、
   前記車両の進行方向に存在する交差点の位置を認識する交差点位置認識部と、
   前記減速状況検出部により検出された前記車両の減速状況に基づいて、前記車両が停止する位置を予測する車両停止位置予測部と、
   前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置と、前記交差点位置認識部により認識された交差点の位置との関係に基づいて、前記交差点における前記車両の進行方向を予測する進行方向予測部と
   を備えていることを特徴とする車両の進行方向予測装置。
2. 請求項１に記載の車両の進行方向予測装置において、
   前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも手前側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第１所定距離以内であるときには、前記交差点において、前記車両が、対向車線を横切らない方向に曲がると予測することを特徴とする車両の進行方向予測装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の進行方向予測装置において、
   前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも奥側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第２所定距離以内であるときには、前記交差点において、前記車両が、対向車線を横切る方向に曲がると予測することを特徴とする車両の進行方向予測装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の車両の進行方向予測装置において、
   前記進行方向予測部は、前記車両停止位置予測部により予測された前記車両の停止位置が、前記交差点の位置よりも奥側であって、該停止位置と該交差点の位置との間の距離が第３所定距離を超えるときには、前記車両が前記交差点を直進すると予測することを特徴とする車両の進行方向予測装置。
5. 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の車両の進行方向予測装置において、
   前記車両が先行する他車両に追従する自動走行を行っている場合に、前記車両の進行方向に対する該他車両の進行方向の角度を算出する追従角度算出部を備え、
   前記進行方向予測部は、前記追従角度算出部により算出された角度に基づいて、前記車両の進行方向を予測することを特徴とする車両の進行方向予測装置。