JP2021146983A - 運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者を含む車両の前方の物標との衝突を避ける操舵制御を行う場合において、当該物標の位置の算出精度の低下を補うことのできる技術を提供する。【解決手段】運転支援システムは、周辺状況センサと、車両状態センサと、制御装置と、を備える。周辺状況センサは、周辺状況情報を取得する。車両状態センサは、車両状態情報を取得する。制御装置は、周辺状況情報および車両状態情報に基づいて、車両の前方の物標との衝突リスクを低減するための操舵制御を含む運転支援制御を実行する。制御装置は、操舵制御において、車両の前方の物標の側方を当該車両が通過するときの当該車両の左右方向における目標位置を、当該物標の位置を基準とした所定距離に、周辺状況センサの誤差に相当する長さを加えた位置に設定する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両の運転を支援する制御を行うシステムに関する。

特開２０１７−０９５１００号公報には、歩行者の側方を通過するときの操舵制御を行う運転支援システムが開示されている。この従来のシステムは、センサを用いて車両の前方の歩行者を識別する。従来のシステムは、また、この歩行者との衝突確率を計算して閾値と比較する。この衝突確率が閾値よりも高い場合、従来のシステムは、歩行者からの分離距離を、現在の車線内において設定する。操舵制御では、この分離距離に基づいて、歩行者の側方を通過するときの車幅方向における車両の位置が調整される。操舵制御によれば、歩行者との衝突を避けながら安全に追い越すことができる。

特開２０１７−０９５１００号公報

しかしながら、歩行者の位置の算出精度は、必ずしも高くない。例えば、車両の振動（特にピッチング）に起因するセンサの振動は、位置算出精度を低下させる。車両が高速で走行している場合や、車両から歩行者までの車両の進行方向における距離が長い場合にも、位置算出精度が低下する。したがって、従来のシステムは、走行安全性を確保する観点からの改良が望まれる。

本発明の１つの目的は、歩行者を含む車両の前方の物標との衝突を避ける操舵制御を行う場合において、当該物標の位置の算出精度の低下を補うことのできる技術を提供することにある。

本発明は、車両の運転を支援する運転支援システムに関連する。
前記運転支援システムは、周辺状況センサと、車両状態センサと、制御装置と、を備える。
前記周辺状況センサは、前記車両の周辺の状況を示す周辺状況情報を取得する。
前記車両状態センサは、前記車両の状態を示す車両状態情報を取得する。
前記制御装置は、前記周辺状況情報および前記車両状態情報に基づいて、前記車両の前方の物標との衝突リスクを低減するための操舵制御を含む運転支援制御を実行する。
前記制御装置は、前記操舵制御において、前記車両が前記物標の側方を通過するときの前記車両の左右方向における目標位置を、前記物標の位置を基準とした所定距離に、前記周辺状況センサの誤差に相当する長さを加えた位置に設定する。

本発明によれば、操舵制御が行われる場合、車両の前方の物標の側方を通過するときの当該車両の左右方向における目標位置が、当該物標の位置を基準とした所定距離に、周辺状況センサの誤差に相当する長さを加えた位置に設定される。そのため、周辺状況情報に基づく車両の前方の物標の位置の算出精度が低い場合であっても、操舵制御による走行安全性を担保することが可能となり、また、運転支援制御に対する信頼性の向上に寄与することも可能となる。

運転支援制御を説明する図である。 運転支援制御の作動条件が満たされないと判定された場合を説明する図である。 運転支援制御の作動条件が満たされると判定された場合を説明する図である。 物標の位置算出精度が低下した場合の問題点を説明する図である。 運転支援制御の特徴を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る運転支援システムの構成例を示すブロック図である。 図６に示した運転環境情報の一例を示すブロック図である。 運転支援制御に関連する処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
本発明の実施の形態に係る運転支援システムは、車両の運転を支援する「運転支援制御」を行う。図１〜３は、運転支援制御の概要を説明する図である。図１に示す運転支援システム１００は、車両ＶＨの運転支援制御を行う。典型的には、運転支援システム１００は、車両ＶＨに搭載されている。運転支援システム１００の少なくとも一部は、車両ＶＨの外部の外部装置に配置され、リモートで運転支援制御を行ってもよい。つまり、運転支援システム１００は、車両ＶＨと外部装置とに分散的に配置されてもよい。

図１には、運転支援制御が実行され得る状況が描かれている。図１に示されるように、車両ＶＨは、車線を走行している。車線は、区画線ＣＬ１およびＣＬ２によって形成される。回避対象である物標ＯＢとしては、歩行者、自転車、二輪車、他車両（例えば、先行車両および駐車車両）、動物、および落下物が例示される。図１に示される例では、物標ＯＢが、車両ＶＨの前方の路肩（または路側帯）に存在している。

運転支援制御は、車両ＶＨの前方の物標との衝突リスクを低減するための操舵制御を含む。物標ＯＢが路肩に存在する場合、物標ＯＢとの衝突リスクを低減するために、物標ＯＢから離れる方向に車両ＶＨを操舵することが考えられる。物標ＯＢが区画線ＣＬ１を越えて車線に進入してきた場合、物標ＯＢとの衝突リスクを低減するために、車両ＶＨの操舵に加えて、車両ＶＨの減速を行うことが考えられる。つまり、運転支援制御は、操舵制御に加えて、減速制御を更に含んでもよい。

運転支援制御は、作動条件が満たされる場合に実行される。作動条件は、衝突余裕時間ＴＴＣが閾値ＴＨ１以下であることを含む。衝突余裕時間ＴＴＣは、車両ＶＨと物標ＯＢの間のＸ軸方向（進行方向）における距離（縦距離）Ｄｘと、物標ＯＢに対する車両ＶＨの相対速度と、を用いて計算される。

作動条件は、また、車両ＶＨと物標ＯＢの間のＹ軸方向（左右方向）における距離（横距離）Ｄｙ＿ＯＢが、閾値ＴＨ２以下であることを含む。横距離Ｄｙ＿ＯＢは、車両ＶＨが物標ＯＢの側方を通過する時点を基準として計算される。横距離Ｄｙ＿ＯＢは、車両ＶＨの側面が延びる方向に設定される基準線ＲＬから、物標ＯＢまでの距離として表現されている。基準線ＲＬは、物標ＯＢに近い側の車両ＶＨの側面に設定される。ただし、基準線ＲＬは、物標ＯＢから遠い側の車両ＶＨの側面に設定されてもよいし、車両ＶＨの中心を通るように設定されてもよい。

図２に示す例では、位置Ｐ１において作動条件が満たされないと判定されている（ＴＴＣ＞ＴＨ１、または、Ｄｙ＿ＯＢ＞ＴＨ２）。この場合、運転支援システム１００は、物標ＯＢとの衝突リスクが十分に低いと判断し、運転支援制御を実行しない。そうすると、車両ＶＨは、位置Ｐ１および位置Ｐ２を通る直線状の軌道ＴＲ１に沿って走行することが予想される。位置Ｐ２は、物標ＯＢの側方における車両ＶＨの通過位置である。

図３に示す例では、位置Ｐ１において作動条件が満たされると判定されている（ＴＴＣ≦ＴＨ１、かつ、Ｄｙ＿ＯＢ≦ＴＨ２）。この場合、運転支援システム１００は、物標ＯＢとの衝突リスクを低減するために、運転支援制御を実行する。図３に示す例では、操舵制御が行われている。操舵制御が行われると、車両ＶＨは、位置Ｐ１およびＰ３を通る軌道ＴＲ２に沿って走行する。軌道ＴＲ２は、車両ＶＨの基準位置（例えば、車両ＶＨのフロントバンパーの位置）が到達すべき目標位置の集合として描かれる。

位置Ｐ３は、物標ＯＢの側方における車両ＶＨの通過位置である。位置Ｐ３は、図２に示した位置Ｐ２に、物標ＯＢから離れる方向にオフセット長ＯＦが加算された目標位置に相当する。オフセット長ＯＦは、Ｙ軸方向における車両ＶＨから物標ＯＢまでのマージンを補償する。オフセット長ＯＦが加算されると、位置Ｐ３から物標ＯＢまでの横距離Ｄｙ＿ＯＢが閾値ＴＨ２と一致する。

ただし、物標ＯＢの位置の算出精度は、必ずしも高くない。例えば、車両ＶＨの振動（特にピッチング）に起因するカメラやレーダの振動は、位置算出精度を低下させる。車両ＶＨが高速で走行している場合や縦距離Ｄｘが長い場合にも、位置算出精度が低下する。

図４は、位置算出精度が低下している場合の物標ＯＢの算出位置の例を示す図である。図４に示される例では、位置Ｃ０に存在すると算出される物標ＯＢが、位置Ｃ１からＣ２までの範囲に存在する可能性が残されている。

運転支援制御は、閾値ＴＨ１が比較的長い値に設定されており、これにより、縦距離Ｄｘが比較的長い場合にも作動する。この反面、作動条件が満たされるか否かの判定においては、位置算出精度の低下が走行安全性に少なからず影響する。そこで、実施の形態では、位置算出精度を低下させる要因（すなわち、車両ＶＨの振動、縦距離Ｄｘ、車両ＶＨの走行速度）ごとに誤差相当長Ｅが設定される。

図５は、運転支援制御の特徴を説明する図である。図５に示される例では、基準線ＲＬから、横距離Ｄｙ＿ＯＢに、全ての誤差相当長Ｅが加えられた値に基づいて、作動条件が満たされるか否かが判定される。その結果、作動条件が満たされると判定された場合（つまり、ＴＴＣ≦ＴＨ１、かつ、Ｄｙ＿ＯＢ＋Ｅ≦ＴＨ２の場合）、軌道ＴＲ３に沿って車両ＶＨが走行するように運転支援制御が行われる。図５には、運転支援制御としての操舵制御が行われる例が描かれている。軌道ＴＲ３における位置Ｐ４は、物標ＯＢの側方における車両ＶＨの通過位置である。位置Ｐ４から基準線ＲＬまでの距離は、オフセット長ＯＦに全ての誤差相当長Ｅが加えられた値と一致する。

以上のことから、実施の形態によれば、物標ＯＢの位置算出精度の低下が補われる。したがって、運転支援制御（操舵制御）による走行安全性を担保することが可能となり、また、運転支援制御に対する信頼性の向上に寄与することも可能となる。

以下、実施の形態に係る運転支援システム１００について更に詳しく説明する。

２．運転支援システム
２−１．構成例
図６は、実施の形態に係る運転支援システム１００の構成例を示すブロック図である。図６には、運転支援制御に特に関連する構成例が示されている。図６に示されるように、運転支援システム１００は、センサ群１０と、制御装置２０と、走行装置３０と、を備えている。

センサ群１０は、車両状態センサ１１を含んでいる。車両状態センサ１１は、車両ＶＨの状態を検出する。車両状態センサ１１としては、車速センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、舵角センサが例示される。車速センサは、車両ＶＨの走行速度（車速）を検知する。ヨーレートセンサは、車両ＶＨのヨーレートを検知する。横加速度センサは、車両ＶＨの横加速度を検知する。舵角センサは、車両ＶＨの車輪の舵角を検知する。

センサ群１０は、更に、周辺状況センサ１２を含んでいる。周辺状況センサ１２は、車両ＶＨの周辺の状況を検出する。具体的には、周辺状況センサ１２は、カメラ１３およびレーダ（ミリ波レーダ）１４を含んでいる。カメラ１３は、車両ＶＨの周辺の状況を撮像する撮像装置である。レーダ１４は、車両ＶＨの周辺の状況を計測する測距センサである。周辺状況センサ１２は、更に、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）を含んでいてもよい。

制御装置２０は、車両ＶＨを制御する。典型的には、制御装置２０は、車両ＶＨに搭載されるマイクロコンピュータである。制御装置２０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置２０は、車両ＶＨの外部の情報処理装置であってもよい。その場合、制御装置２０は、車両ＶＨと通信を行い、車両ＶＨをリモートで制御する。

制御装置２０は、プロセッサ２１およびメモリ２２を備えている。プロセッサ２１は、各種処理を実行する。メモリ２２には、各種情報が格納される。メモリ２２としては、揮発性メモリおよび不揮発性メモリが例示される。プロセッサ２１がコンピュータプログラムである制御プログラムを実行することにより、プロセッサ２１（制御装置２０）による各種処理が実現される。制御プログラムは、メモリ２２に格納され、または、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている。

走行装置３０は、操舵装置、駆動装置および制動装置を含んでいる。操舵装置は、車両ＶＨの車輪を転舵する。例えば、操舵装置は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジン、電動機、インホイールモータが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

２−２．情報取得処理
プロセッサ２１（制御装置２０）は、車両ＶＨの運転環境を示す運転環境情報２３を取得する「情報取得処理」を実行する。運転環境情報２３は、車両ＶＨに搭載されたセンサ群１０による検出結果に基づいて取得される。取得された運転環境情報２３は、メモリ２２に格納される。

図７は、運転環境情報２３の一例を示すブロック図である。運転環境情報２３は、車両状態情報２４を含んでいる。車両状態情報２４は、車両ＶＨの状態を示す情報である。車両ＶＨの状態としては、車速、ヨーレート、横加速度および舵角が例示される。プロセッサ２１は、車両状態センサ１１による検出結果に基づいて車両状態情報２４を取得する。

運転環境情報２３は、周辺状況情報２５を含んでいる。周辺状況情報２５は、車両ＶＨの周辺の状況を示す情報である。プロセッサ２１は、周辺状況センサ１２による検出結果に基づいて、周辺状況情報２５を取得する。周辺状況情報２５としては、カメラ撮像情報２６およびレーダ計測情報２７が例示される。カメラ撮像情報２６は、カメラ１３による撮像結果を示す情報である。カメラ撮像情報２６は、カメラ１３によって撮像された車両ＶＨの周辺の状況を示す画像情報を含んでいる。レーダ計測情報２７は、レーダ１４による計測結果を示す情報である。レーダ計測情報２７は、車両ＶＨの周辺の物体に関する情報（例えば、相対位置および相対速度）を含んでいる。

例えば、カメラ撮像情報２６（画像情報）を解析することによって、区画線を識別し、その区画線の相対位置を算出することができる。画像解析手法としては、セマンティックセグメンテーション（Semantic Segmentation）やエッジ検出が例示される。同様に、カメラ撮像情報２６（画像情報）を解析することによって、車両ＶＨの前方の物標を識別し、その物標の相対位置を算出することができる。または、立体的な物標からのレーダ波の反射強度は強いため、レーダ計測情報２７からこの物標の相対位置および相対速度を算出することもできる。

２−３．車両走行制御
プロセッサ２１（制御装置２０）は、車両ＶＨの走行を制御する「車両走行制御」を実行する。車両走行制御は、車両ＶＨの操舵を制御する操舵制御、車両ＶＨの加速を制御する加速制御、および、車両ＶＨの減速を制御する減速制御を含む。プロセッサ２１は、走行装置３０を制御することによって車両走行制御を実行する。具体的には、プロセッサ２１は、操舵装置を制御することによって操舵制御を実行する。また、プロセッサ２１は、駆動装置を制御することによって加速制御を実行する。また、プロセッサ２１は、制動装置を制御することによって減速制御を実行する。

２−４．運転支援制御
プロセッサ２１（制御装置２０）は、運転支援制御を実行する。運転支援制御は、車両ＶＨの前方の物標との衝突リスクを低減するための操舵制御を含む。プロセッサ２１は、運転環境情報２３に基づいて、運転支援制御を実行する。

図８は、実施の形態における運転支援制御に関連する処理を示すフローチャートである。図８に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

図８に示されるルーチンにおいて、プロセッサ２１は、上述の情報取得処理を実行する（ステップＳ１１）。すなわち、プロセッサ２１は、センサ群１０による検出結果に基づいて、運転環境情報２３を取得する。運転環境情報２３は、メモリ２２に格納される。

ステップＳ１１に続いて、プロセッサ２１は、周辺状況情報２５に基づいて、車両ＶＨの前方の物標を検出する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２に続いて、プロセッサ２１は、衝突余裕時間ＴＴＣおよび横距離Ｄｙを計算する（ステップＳ１３）。衝突余裕時間ＴＴＣは、ステップＳ１２において検出された物標と車両ＶＨの間の縦距離と、この物標に対する車両ＶＨの相対速度と、に基づいて計算される。相対速度の計算には、車両状態情報２４（車速）が用いられる。横距離Ｄｙは、ステップＳ１２において検出された物標と、基準線ＲＬとの間の距離として計算される。基準線ＲＬは、物標ＯＢに近い側の車両ＶＨの側面に設定される。ただし、基準線ＲＬは、物標ＯＢから遠い側の車両ＶＨの側面に設定されてもよいし、車両ＶＨの中心を通るように設定されてもよい。

ステップＳ１３に続いて、プロセッサ２１は、作動条件が満たされるか否かを判定する（ステップＳ１４）。すなわち、プロセッサ２１は、ステップＳ１３で計算された衝突余裕時間ＴＴＣが閾値ＴＨ１以下であるか否かを判定する。また、プロセッサ２１は、ステップＳ１３で計算された横距離Ｄｙに全ての誤差相当長Ｅを加える。そして、プロセッサ２１は、加算後の値が閾値ＴＨ２以下であるか否かを判定する。

衝突余裕時間ＴＴＣが閾値ＴＨ１よりも長いと判定された場合、プロセッサ２１は、今回のサイクルにおける処理を終了する。横距離Ｄｙに全ての誤差相当長Ｅを加えた値が閾値ＴＨ２よりも長いと判定された場合も、今回のサイクルにおける処理が終了される。ステップＳ１４の判定結果が肯定的な場合、プロセッサ２１は、運転支援制御を実行する（ステップＳ１５）。

１０ センサ群
１１ 車両状態センサ
１２ 周辺状況センサ
２０ 制御装置
２１ プロセッサ
２２ メモリ
２３ 運転環境情報
２４ 車両状態情報
２５ 周辺状況情報
１００ 運転支援システム
ＣＬ１、ＣＬ２ 区画線
Ｄｘ 縦距離
Ｄｙ 横距離
Ｅ 誤差相当長
ＯＢ 物標
ＯＦ オフセット長
ＴＲ１〜ＴＲ３ 軌道
ＶＨ 車両

Claims (1)

1. 車両の運転を支援する運転支援システムであって、
   前記車両の周辺の状況を示す周辺状況情報を取得する周辺状況センサと、
   前記車両の状態を示す車両状態情報を取得する車両状態センサと、
   前記周辺状況情報および前記車両状態情報に基づいて、前記車両の前方の物標との衝突リスクを低減するための操舵制御を含む運転支援制御を実行する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記操舵制御において、前記車両が前記物標の側方を通過するときの前記車両の左右方向における目標位置を、前記物標の位置を基準とした所定距離に、前記周辺状況センサの誤差に相当する長さを加えた位置に設定する
   ことを特徴とする運転支援システム。

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