JP2019137316A - 運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記制御部(100)は、前記第1種のセンサ(211)と前記第2種のセンサ(221)のうち、一方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、他方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合に、さらに:物体(Vp)が検出されないセンサである不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第1条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、前記車間距離制御を行わず(S230,C12LR,C21LL); 前記不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第2条件であって、前記第1条件よりも前記不検出センサの出力の信頼性が低いことを表す第2条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、物体(Vp)が検出されているセンサである検出センサの出力に基づいて、前記車間距離制御を行う(S220,S210,C12LL,C21LU)。
A1.車両500の構成:
図1に示すように、車両500は、内燃機関ICE、車輪501、制動装置502、制動ライン503、ステアリングホイール504、操舵機構505、フロントガラス510およびフロントバンパ520を備える。
図2に示すように、制御装置100は、中央処理装置101(以下、「CPU101」とも表記する)、メモリ102、入出力インタフェース103およびバス104を備えている。CPU101、メモリ102および入出力インタフェース103はバスを介して接続されており、双方向通信が可能である。制御装置100は、ミリ波レーダ211の出力および前方カメラ221の出力を使用して、車両500の前方にある先行車と車両500との距離があらかじめ定められた範囲内となるように車両500を制御する車間距離制御を実行する。
図5において、定速走行制御が行われる場合を、「×」で示す。
(1)ミリ波レーダ211の出力に基づくレーダECU21の認識結果の信頼性の判定:
図7および図8を使用して、ミリ波レーダ211の出力に基づくレーダECU21の認識結果の信頼性の判定について説明する(図6のS170参照)。図7および図8において、横軸は、車両から物体までの距離である。縦軸は、物体から反射される反射波のパワーである。
前述のように、トンネル内などの特定の環境下においては、ミリ波レーダ211の出力の信頼性が低い。制御装置100は、車両500がトンネル内、防音壁の横、高架の下等の環境下にあるか否かを、前方カメラ221が取得する画像に基づいて判定することができる。このため、制御装置100は、前方カメラ221が取得する画像に基づいて、レーダECU21の認識結果の信頼性を判定することができる。この判断手法も、図6のステップS130の判定に対しても、ステップS170の判定に対しても、適用することができる。
前方カメラ221の出力に基づく前方カメラ221の認識結果の信頼性の判定について説明する(図6のS140参照)。前方カメラ221の出力の信頼性が低い不安定な環境は、たとえば、夜間や、降雨や降雪がある環境である。よって、たとえば、前方カメラ221で取得された画像から計算される照度があらかじめ定めた閾値より低いことを、前方カメラ221の環境が、前方カメラ221の出力の信頼性が低い不安定な環境であることを表すカメラ不安定条件とすることができる。また、ワイパーの操作レバー(図1において省略)がONにされていることを、カメラ不安定条件とすることもできる。
レーダECU21は、ミリ波レーダ211から各距離における反射波のパワーを受信することにより、車両500と先行車との間の距離を決定することができる(図7のWp1参照)。一方、カメラECU22は、前方カメラ221から受信する画像からは、直接的に車両500と先行車との間の距離を得ることができない。以下では、カメラECU22が、前方カメラ221から受信する画像に基づいて、車両500と先行車との間の距離を決定する方法について説明する。このような処理が行われるのは、図6のS150〜S170またはS150〜S180を経て、S210で通常追従走行制御が行われる場合である。
図9を使用して、「下端距離」について説明する。前方カメラ221で取得された画像中には、先行車の画像Ipvが含まれている(図6のS150参照)。制御装置100は、画像中で先行車が存在する領域として、先行車の画像Ipvを囲む矩形領域Rpvを特定する。矩形領域Rpvは、先行車の画像Ipvを囲むことができる最小の長方形である。一方、制御装置100は、画像中の消失点(FOE:Focus Of Expansion)を特定する。「消失点」は、画像中の各点の動きベクトルを延長した直線の交点として、決定することができる。
図10を使用して、「幅距離」について説明する。道路上を走行する各車両の幅Wvは一定の範囲内にある。また、画像中に存在する先行車Vpが水平方向に占める角度範囲Apvから、先行車Vpの角度幅Awが得られる。このため、先行車Vpの角度幅Awから、先行車Vpとの距離Dpvwは、Dpvw=Wv/[2tan(Aw/2)]によって得られる。このような手法で得られる先行車Vpとの距離Dpvwを、本明細書において「幅距離」と呼ぶ。
前方カメラ221の画像に基づいて行われる先行車の選択の処理(図4の中央参照)について、説明する。このような処理が行われるのは、図6のS150〜S170またはS150〜S180を経て、S210で通常追従走行制御が行われる場合である。
以下の2パターンの車間距離制御においては、目標加速度の決定方法が異なる。
(a1)図6のステップS110の判定結果がYesであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC11参照)、および(a2)ステップS120の判定結果がYesであって、ステップS210,S220の処理が実行される場合(図5のC12U、C12LL参照)。
(b1)ステップS170の判定結果がYesであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC21LU参照)、および(b2)ステップS180の判定結果がNoであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC21LL参照)。
すなわち、(a)ミリ波レーダ211の出力に基づいて車両500の前方に先行車を検出しているときに、車間距離制御を行う場合と、(b)ミリ波レーダ211の出力に基づいて車両500の前方に先行車を検出していないときに、車間距離制御を行う場合と、では、目標加速度の決定方法が異なる。以下では、それぞれの場合に行われる車間距離制御について説明する。
図12を使用して、ミリ波レーダ211の出力に基づいて車両500の前方に先行車を検出しているときに行われる車間距離制御について説明する。レーダECU21は、ミリ波レーダ211の出力に基づいて、追従すべき先行車の車両500からの距離(図7参照)と、追従すべき先行車の車両500に対する相対速度を求めることができる。制御装置100は、追従すべき先行車の車両500からの距離が一定となるように、言い替えれば、追従すべき先行車の車両500からの距離と、あらかじめ定められた目標距離との偏差がゼロとなるように、要求加速度Gdを決定する(図12の上段参照)。制御装置100は、追従すべき先行車の車両500に対する相対速度がゼロとなるように、要求加速度Gvrを決定する(図12の下段参照)。
図13を使用して、ミリ波レーダ211の出力に基づいて車両500の前方に先行車を検出していないときに行われる車間距離制御について説明する。カメラECU22は、前方カメラ221の出力に基づいて、追従すべき先行車の車両500からの幅距離Dpvwを求めることができる(図10参照)。制御装置100は、追従すべき先行車の車両500からの幅距離Dpvwが一定となるように、言い替えれば、追従すべき先行車の車両500からの幅距離Dpvwと、あらかじめ定められた目標距離との偏差がゼロとなるように、要求加速度Gdを決定する(図13の上段参照)。
以下の4パターンの車間距離制御においては、目標加速度に対して設定される上限および目標速度に対して設定される上限が、独立に設定される。すなわち、制御装置100は、以下の4パターンの車間距離制御において、目標加速度に対して設定される上限のパラメータおよび目標速度に対して設定される上限のパラメータ限が、独立に設定される。
(a1)図6のステップS110の判定結果がYesであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC11参照)。
(a2)ステップS130の判定結果がYesであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC12U参照)。
(b1)ステップS170の判定結果がYesであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC21LU参照)。
(b2)ステップS180の判定結果がNoであって、ステップS210の処理が実行される場合(図5のC21LL参照)。
(c)ステップS220の処理が実行される場合(図5のC12LL参照)。
B1.他の実施形態1:
(1)上記実施形態においては、第1種のセンサとして、ミリ波レーダ211が採用されている(図1参照)。しかし、第1種のセンサとしては、ミリ波レーダ以外にも、LIDER(Laser Imaging Detection and Ranging)を利用したセンサや、ソナーなど、さまざまなセンサを採用することができる。ただし、第1種のセンサとしては、反射波を検出するセンサを採用することが好ましい。
上記実施形態においては、弱追従走行制御(図5のC12LL、図6のS220参照)において、ミリ波レーダ211と前方カメラ221の両方で先行車を認識している場合(図5のC11、図6のS110,S210参照)に比べて、速度の上限と、加速度の上限とが、低く設定される。しかし、速度の上限と加速度の上限とのうちの一方のみが、低く設定されてもよく、速度の上限と加速度の上限とのいずれもが、ミリ波レーダ211と前方カメラ221の両方で先行車を認識している場合(図5のC11、図6のS110,S210参照)と等しく設定されてもよい。図5のC21LUの場合に実行される車間距離制御についても同様である。
上記実施形態においては、図5のC11,C12U,C12LL,C21LU,C21LLの車間距離制御においては、車両の動きを規定するパラメータは、互いに独立に設定される。しかし、図5のC11,C12U,C12LL,C21LU,C21LLの車間距離制御のうちの一部または全部において、車両の動きを規定するパラメータが共有されていてもよい。
上記実施形態においては、ステップS130,S140,S160,S170の判定は、車間距離制御において使用されるミリ波レーダ211または前方カメラ221の出力に基づいて行われる(図7、図8参照)。しかし、各センサの信頼性に関する判定は、車間距離制御において使用される両方のセンサの出力に基づいて行われることもでき、さらに、車間距離制御において使用されるセンサ以外の機器の出力に基づいて行われることもできる。また、車間距離制御において使用されるセンサと他の機器と、の両方の出力に基づいて、ステップS130,S140,S160,S170の判定を行うこともできる。
上記実施形態においては、図5のC21LU,C21LLの車間距離制御においては、幅距離Dpvwを使用して、追従すべき先行車の候補が決定され、候補の中から下端距離Dpvlを使用して追従すべき先行車が決定される。しかし、下端距離Dpvlを使用して追従すべき先行車の候補を決定してもよい。また、幅距離Dpvwを使用して、追従すべき先行車を決定してもよい。さらに、検出センサしてのカメラおよび不検出センサ以外の機器の出力を使用して、追従すべき先行車の候補、および追従すべき先行車を決定してもよい。
(1)上記実施形態においては、ミリ波レーダ211の出力に基づいて先行車を検出している場合は、追従すべき先行車の車両500に対する相対速度がゼロとなるように、要求加速度の要素の一つとして、要求加速度Gvrが決定される(図12の下段参照)。しかし、ミリ波レーダ211の出力に基づいて先行車を検出している場合にも、1/TTCがゼロになるように、要求加速度の要素の一つが決定されてもよい。
(1)上記実施形態においては、前方カメラ221の出力に基づいて行われる図6のC12LL,C21LU,C21LLの車間距離制御においては、C11,C12Uの車間距離制御よりも、車両500の動きが緩やかになるように、車両500の動きを規定するパラメータが設定される。しかし、C12LL,C21LU,C21LLの条件下で通常追従走行制御においても、C11の条件下で通常追従走行制御が行われる場合と同様に、車両の動きを規定するパラメータが設定されてもよい。
また、すでに1度以上、追従対象とする先行車またはその候補として設定された物体に対しては、より候補から外れにくくなるように判定の閾値を設定し、まだ、追従対象とする先行車またはその候補として設定されたことがない物体に対しては、より候補となりにくいなるように判定の閾値を設定することもできる。そのような態様とすれば、過去に、センサの信頼性の高い環境下で行われた判定結果を生かして、追従対象とする先行車の候補を、より高い信頼度の下で、決定することができる。
上記各実施形態は、以下のような態様として把握することができる。
前記制御部(100)は、前記第1種のセンサ(211)と前記第2種のセンサ(221)のうち、一方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、他方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合に、さらに:物体(Vp)が検出されないセンサである不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第1条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、前記車間距離制御を行わず(S230,C12LR,C21LL);前記不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第2条件であって、前記第1条件よりも前記不検出センサの出力の信頼性が低いことを表す第2条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、物体(Vp)が検出されているセンサである検出センサの出力に基づいて、前記車間距離制御を行う(S220,S210,C12LL,C21LU)、運転支援装置(10)。
また、上記の態様においては、車間距離制御は、自車との距離が最も小さい物体と自車との幅距離に基づいて行われる。このため、自車との距離が最も小さい物体と自車とのピッチ方向の向きの差異によって、自車の加減速が影響されにくい。
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
Claims (8)
- 運転支援装置(10)であって、
前方の物体(Vp)を検出する第1種のセンサ(211)と、
前方の物体(Vp)を検出する第2種のセンサ(221)であって、前記第1種のセンサ(211)とは異なる第2種のセンサ(221)と、
前記第1種のセンサ(211)の出力および第2種のセンサ(221)の出力を使用して、車両(500)の前方にある物体(Vp)と前記車両(500)との距離があらかじめ定められた範囲内となるように前記車両(500)を制御する車間距離制御を実行する制御部(100)と、を備え、
前記制御部(100)は、
前記第1種のセンサ(211)と前記第2種のセンサ(221)のうち、一方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、他方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合に、さらに、
物体(Vp)が検出されないセンサである不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第1条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、前記車間距離制御を行わず(S230,C12LR,C21LL)、
前記不検出センサの環境が、前記不検出センサの出力の信頼性に関する第2条件であって、前記第1条件よりも前記不検出センサの出力の信頼性が低いことを表す第2条件を満たす場合には、あらかじめ定められた条件の下で、物体(Vp)が検出されているセンサである検出センサの出力に基づいて、前記車間距離制御を行う(S220,S210,C12LL,C21LU)、運転支援装置(10)。 - 請求項1記載の運転支援装置(10)であって、
前記制御部(100)は、
前記第1種のセンサ(211)と前記第2種のセンサ(221)のうち、一方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、他方の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合に、
前記第1種のセンサ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しており、かつ、前記第2種のセンサ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合(C11)にくらべて、前記車間距離制御における前記車両(500)の加速度の上限値を、低い値に設定する処理(S220)と、
前記第1種のセンサ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しており、かつ、前記第2種のセンサ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合(C11)にくらべて、前記車間距離制御における前記車両(500)の速度の上限値を、低い値に設定する処理(S220)と、の少なくとも一方の処理を行う、運転支援装置(10)。 - 請求項2記載の運転支援装置(10)であって、
前記制御部(100)は、
前記第1種のセンサ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、前記第2種のセンサ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合(C12U,C12LL)と、
前記第1種のセンサ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出せず、前記第2種のセンサ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合(C21LU,C21LL)と、
前記第1種のセンサ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しており、かつ、前記第2種のセンサ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合(C11)とにおいて、
前記車間距離制御における前記車両(500)の動きを規定するパラメータを独立に設定する(S220,S210,C12U,C12LL,C21LU,C21LL,C11)、運転支援装置(10)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の運転支援装置(10)であって、
前記第1種のセンサ(211)は、ミリ波レーダ(211)であり、
前記第2種のセンサ(221)は、カメラ(221)であり、
前記制御部(100)は、
前記カメラ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、前記ミリ波レーダ(211)に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合(C21)は、前記ミリ波レーダ(211)の出力と、前記カメラ(221)の出力と、の少なくとも一方を使用して、前記ミリ波レーダ(211)の環境が、前記第2条件を満たすか否かの判定(S170)を行う、運転支援装置(10)。 - 請求項4記載の運転支援装置(10)であって、
前記制御部(100)は、
前記カメラ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、前記ミリ波レーダ(211)に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合であって(C21)、前記ミリ波レーダ(211)の環境が前記第2条件を満たす場合(C21LU,C21LL)には、前記車間距離制御において、
前記カメラ(221)の出力を使用して、前方の物体(Vp)が水平方向に占める角度範囲(Apv)に応じて、前記車両(500)の前方向(D0)に対する前方の物体(Vp)の方位角(Ad)、および前記車両(500)と前記前方の物体(Vp)との幅距離(Dpvw)を決定し、
前記方位角(Ad)および前記幅距離(Dpvw)に基づいて、前記車両(500)の進行方向(Dv0)からの前記物体(Vp)のずれ量(ΔPh)を算出し、
前記カメラ(221)の出力を使用して、前方の物体(Vp)の下端から消失点(FOE)までの高さ(Vpb)に応じて、前記車両(500)と前方の物体(Vp)との下端距離を決定し、
前記ずれ量(ΔPh)が閾値以下である1以上の物体(Vp)のうち、前記下端距離が最も小さい物体(Vp)と、前記車両(500)との前記幅距離(Dpvw)があらかじめ定められた範囲内となるように、前記車間距離制御を実行する、運転支援装置(10)。 - 請求項4または5記載の運転支援装置(10)であって、
前記制御部(100)は、
前記車間距離制御において、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて決定される前記車両(500)と前方の物体(Vp)との相対速度をゼロにする第1制御と、
前記カメラ(221)の出力に基づいて決定される時間あたりの物体(Vp)の像の拡大率から算出される1/TTCを0に収束させる第2制御と、を実行することができ、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合には、前記車間距離制御において、前記第2制御を行わず、前記第1制御に基づく前記車間距離制御を行い、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出していない場合には、前記車間距離制御において、前記第1制御を行わず、前記第2制御に基づく前記車間距離制御を行う、運転支援装置(10)。 - 請求項4から6のいずれか1項に記載の運転支援装置(10)であって、
前記制御部(100)は、
前記カメラ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、前記ミリ波レーダ(211)に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合であって、前記ミリ波レーダ(211)の環境が前記第2条件を満たす場合には(C21LU)、前記車間距離制御において、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合の前記車間距離制御(C11,C12U)よりも、前記車両(500)の動きが緩やかになるように、前記車両(500)の動きを規定するパラメータを設定する処理と、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合の前記車間距離制御(C11,C12U)とは、前記車両(500)との距離があらかじめ定められた範囲内となるように前記車両(500)を制御する対象となる物体(Vp)の決定のために使用される閾値パラメータの設定を異なる値に、設定する処理と、
の少なくとも一方の処理を行って、前記車間距離制御を行う(S210)、運転支援装置(10)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の運転支援装置(10)であって、
前記第1種のセンサ(211)は、ミリ波レーダ(211)であり、
前記第2種のセンサ(221)は、カメラ(221)であり、
前記制御部(100)は、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出し、前記カメラ(221)に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しない場合(C21)であって、
前記カメラ(221)の環境が前記第2条件を満たす場合であり、さらに、
前記ミリ波レーダ(211)の環境が前記第2条件を満たす場合(C12LL)には、
前記ミリ波レーダ(211)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出しており、かつ、前記カメラ(221)の出力に基づいて前記車両(500)の前方に物体(Vp)を検出している場合(C11)の前記車間距離制御よりも、前記車両(500)の動きが緩やかになるように、前記車両(500)の動きを規定するパラメータを設定して、前記車間距離制御を行う、運転支援装置(10)。
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