JP3758443B2

JP3758443B2 - 走行状態提示装置

Info

Publication number: JP3758443B2
Application number: JP2000009810A
Authority: JP
Inventors: 敏之安藤; 則政岸
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JP2001199295A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動走行を行う車両の走行状態を乗員に提示する走行状態提示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行状態（車速等）と車両外部の状況（走行レーンの状態や車間距離等）に基づいて車両の走行制御（操舵、駆動、制動）を行う自動走行車両における制御装置としては、例えば特開平１０−３２９５７５号公報に示された自動走行車両制御装置がある。この自動走行車両制御装置は、自動運転モードから手動運転モードへの切り換え時に、運転者に余分な緊張感を与えずにモードの切り換えを行うことを目的とするものであり、自動運転モードでの車両走行制御が行われているときに、運転者による運転操作の状態が予め定めた基準操作状態に対応する場合に、自動運転モードから手動運転モードへの切り換えを行うように構成したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の自動走行車両制御装置においては、自動運転モードら手動運転モードへの切り換え操作に関して、スイッチ操作など運転者の意志が示された際に、切り換えができる状態か否かの判定を行なう、という構成になっていた。そのため、運転者の意志とは無関係に、前方道路などの外部環境状況が悪い時など、外的要因によって自動運転モードが維持できなくなり、手動運転モードに移行するような場合には対応出来ない。すなわち、上記のような場合には、運転者は予め心構えや運転態勢の準備がない状態で急に手動運転モードに入って手動運転を行わなければならないので、緊張を強いられる、という問題があった。
【０００４】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、自動運転を行う車両の走行状態を乗員に提示することにより、走行モード切り換えの前に予め乗員に心構えや運転態勢の準備が出来るようにした走行状態提示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明においては、特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、請求項１においては、周囲環境認識手段により得られた情報に基づいて、自動運転制御の安定度を判断し、少なくとも、安定した自動運転制御状態と、手動運転制御状態と、両者の中間の不安定な自動運転制御状態と、の３状態を判別し、その判別結果に応じてステアリングホイールの傾斜と表示面積との少なくとも一方を変えた画像を、表示手段に表示させるように構成している。このように構成することにより、運転者は上記の表示形状を見れば、自動運転から手動運転に切り換わる可能性の程度を容易に判断出来るので、手動運転に切り換わりそうなときには予め心構えと運転態勢とを準備しておくことが出来る。
【０００６】
また、請求項２においては、上記判別結果に応じて、ステアリングホイールの色を変化させた画像を表示させるように構成している。
【０００７】
なお、請求項１は、具体的にはステアリングホイールの傾斜と表示面積との少なくとも一方を変えた画像を表示させるように構成している。
【０００８】
また、請求項３においては、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの面積が小さく、安定度が小さくなるほど面積が大きくなる画像を表示させるように構成している。
【０００９】
また、請求項４においては、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの傾斜が大きく、安定度が小さくなるほど傾斜が小さくなる画像を表示させるように構成している。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、運転者は表示画像により、自動運転から手動運転に切り換わる可能性の程度を容易に判断出来るので、手動運転に切り換わりそうなときには予め心構えと運転態勢とを準備しておくことが出来る。そのため急に手動運転になって慌てるといった事態が無くなり、安全に手動運転に切り換わることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、運転操作をイメージさせるステアリングホイールの色を、自動運転の安定度に応じて徐々に変化させることによって表現しているので、運転者はステアリングホイールの表示状態が自動運転状態を表現していることをイメージしやすい。したがって走行状態の認識が容易である。
【００１３】
なお、請求項１の発明によれば、ステアリングホイールの傾斜と表示面積との少なくとも一方を変えることによって自動運転の安定度を表示しているので、運転者が認識しやすい。
【００１４】
請求項３の発明によれば、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの面積が小さく、安定度が小さくなるほど面積が大きくなる画像を表示させるように構成しているので、手動運転が必要な状態に近づくほど表示面積が増え、運転者により注意を喚起できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの傾斜が大きく、安定度が小さくなるほど傾斜が小さくなる画像を表示させるように構成しているので、手動運転が必要な状態に近づくほどステアリングホイールが運転者に預けられる形態になり、運転者による手動操作への移行をよりイメージしやすい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に記載の実施の形態に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る走行状態提示装置の構成を示すブロック図である。自動運転走行は、自動／手動運転切り換えスイッチ（１０１）が自動運転側になっており、かつ、自動運転走行コントローラ（１０４）が種々の情報に基づいて自動運転が可能であると判断した場合に行われる。この自動運転走行コントローラ（１０４）は、例えばＣＰＵおよび各種メモリ等からなるコンピュータで構成される。また、外部走行環境検出装置（１０２）は、例えばレーンに設置されたレーンマーカーを検出するレーンマーカーセンサや、走行車線に沿って描かれている白線を検出する白線検出用カメラであり、これにより得られたレーン情報は自動運転走行コントローラ（１０４）に送られる。また、自車両の状態を把握する自車両状態検出装置（１０３）は、例えば操舵角センサや車速センサであり、ここで得られた情報も同様に自動運転走行コントローラ（１０４）に送られる。
【００１８】
自動運転走行コントローラ（１０４）では、得られた情報に基づいて制御内容を判断して、ステアリングアクチュエータ（１０６）へ制御信号を送る。ステアリングアクチュエータ（１０６）は、この信号によりステアリング（１０７）の操舵角度を制御する。また、自動運転走行コントローラ（１０４）は、緊急時などの各種状態に応じて警報装置（１０５）に警報信号を送り、それによってブザーや警報音を発して運転者および同乗者へ状態を報知する。
【００１９】
以上のようなステアリングに関する進行方向に直交する方向の制御、いわゆる横制御に関する情報は、自動運転走行コントローラ（１０４）から表示用コントローラ（１０８）に送られる。表示用コントローラ（１０８）は現在の横制御の状態に応じて表示画像データ記憶装置（１０９）から画像を選択して、モニタ（１１０）に表示することにより、乗員（運転者および同乗者）に自動運転走行の状態を示す。このようにして車両の走行状態を表示し乗員に提示する。なお、表示用コントローラ（１０８）は、例えばＣＰＵおよび各種メモリ等からなるコンピュータで構成されるが、前記自動運転走行コントローラ（１０４）と同じコンピュータで構成することも出来る。
【００２０】
図２は、表示用コントローラ（１０８）における処理の一例を示すフローチャートである。図２において、まず、ステップ２０２では、自動運転制御中か否かを判定する。自動運転制御中でない場合（ステップ２０２でＮＯ）には、ステップ２０３へ行き、自動運転安定度を０にしてステップ２０６へ行く。一方、自動運転制御を行なっている場合（ステップ２０２でＹＥＳ）には、ステップ２０４で現在の白線検出状態を測定する。そしてステップ２０５では、得られた白線検出状態を示す値と関係図（後記図３）により、自動運転状態安定度を求める。次に、ステップ２０６では、ステップ２０５またはステップ２０３で求めた自動運転状態安定度の数値に応じてステアリングホイールの表示形状を選択し、表示画像データ記憶装置（１０９）から呼び出してモニタ（１１０）に表示する。
【００２１】
図３は、白線検出状態と自動運転安定度の関係を示した特性図である。図２のフローチャートのステップ２０５で白線検出状態を示す値から自動運転安定度の値を求める際には、この図３を用いて求める。図３において、横軸は白線検出状態を示す値であり、値の大きいほど白線検出状態が良いことを示す。縦軸は自動運転安定度を示す値であり、値が大きいほど安定度が良いことを示す。なお、白線検出状態を示す値の定義域および単位は０〜１００％としているが、白線の検出方法やセンサなどにより異なる定義域や単位を利用してもよい。また、自動運転安定度の値として０〜５の６段階としているが、描画処理を行なうハードウエアの能力により、段階を増やしても減らしてもよい。
【００２２】
図４は、モニタ１１０に表示する表示形状の例を示す図であり、自動運転状態の安定度に応じた表示形状の例を示す。この例では、安定度が良好であるほど表示するステアリングホイールの傾きは大きく、かつ表示面積は小さくなっている。つまり、安定度が良好で、運転者が自分で運転する可能性の少ない状態ほどステアリングホイールの傾きが大きく、表示面積が小さい形状になる。逆に、安定度が低く、自動運転から手動運転に切り換わる可能性が大きくなるほど、ステアリングホイールの傾きが小さく、表示面積が大きな形状に変化する。したがって運転者は上記の表示形状を見れば、自動運転から手動運転に切り換わる可能性の程度を容易に判断出来るので、手動運転に切り換わりそうなときには予め心構えと運転態勢とを準備しておくことが出来る。
【００２３】
図５〜図８は走行状態と表示形状の具体例を示す図である。ここで示す事例は、車載カメラによって前方の映像を取得し、画像処理による白線検出により前方の白線部分を認識して、左右方向の制御による自動運転を行なう車両において、前方に急なカーブがある直進路を走行中という状況を示すものである。なお、白線検出の代わりにレーンマーカーを検出するものでも同様である。
【００２４】
図５は急カーブに入る前の直線走行状態、図６はカーブに差し掛かった状態、図７は急カーブに進入した状態をそれぞれ示している。
まず、図５に示す状況では、走行中の自車（５０１）は走行中の道路の白線（５０５）を車載カメラからの画像により取り込む。（５０２）は車載カメラの画像を取得する範囲を示している。この画像を白線検出処理することにより、自車前方の白線（５０３と５０４）を認識し、左右方向の操舵制御により自動運転を行なう。図５の直線走行状態では、自車前方左右の白線とも良好に認識できるので、ほぼ１００％の白線検出状態となる。この時、これまで説明してきた処理を行なうと、表示はステアリングホイールの傾斜が大きく、表示面積の少ない表示（５０６）になる。これは図４の安定度５の状態に相当する。
【００２５】
次に、図６に示す状況では、前方にカーブが存在するために自車前方左側の白線（６０２）が車載カメラ画像の範囲から一部欠如するため、白線検出状態は不安定になる。しかし、自車前方の白線は左右ともまだ検出できているため、左右方向の操舵制御による自動運転の保持は不能ではなく、維持することができる。この時の自動運転の表示はこれまで示した方法によると、白線検出の安定度に応じた傾斜のあるステアリングホイールによる自動運転状態表示となる（６０４）。これは図４の安定度３の状態に相当する。なお、カーブがきつくなるほど白線検出状態は悪化するため、ステアリングホイールの傾斜が小さい形状になり、図４の安定度の小さい方（図面右方）に移動する。
【００２６】
次に、図７に示す状況では、カーブに進入し更に前方に急カーブが存在するために、車載カメラ画像範囲（７０２）は右側の白線（７０４）のみで左側の白線（７０３）を捕らえることができない。この状況では自車前方左右の白線の両方を検出できないため、自動運転制御を保持することができず不能状態となるため、手動運転に切り替わる。この状態は図４の安定度０の状態に相当する。この際、ステアリングホイールの表示は直立し、面積が最大の状態となる。
【００２７】
図８は、図５〜図７の状況について車両位置と表示画像の変化を示した図である。図８においては、車両位置（８０１）から（８０２）までの間は表示画像（８０７）、車両位置（８０２）から（８０３）までの間は表示画像（８０８）というように対応している。車両位置（８０６）で白線検出ができなくなり、自動運転が不能になるまでに、車両位置（８０２）から徐々に表示されるステアリングホイールの傾斜が減少して表示面積が増加するように変化する。
【００２８】
以上、図５〜図８で説明したように、徐々にカーブがきつくなる状況では徐々に白線検出状態が悪化し、自動運転制御を保持することができない不能状態に近づいていることが、ステアリングホイールの傾斜や表示面積の増加による表示により、運転者はスムーズかつイメージ通りに認識することができる。したがって、自動運転が不能になり手動運転に切り替わる以前に、運転者は運転操作や心構えの準備ができるため、自動運転が不安定な状態でも不要な不安感を運転者に与えることが無く、かつ自動運転からスムーズに手動運転に移行できるので安全である。
【００２９】
なお、以上説明した走行状態提示装置では、図４に示したように自動運転状態の安定度の表現形態として、ステアリングホイールの傾きと面積を変化させ、安定度が良好であるほど傾きを大きくして面積を小さくしているが、ステアリングホイールの表示色の濃淡を自動運転状態の安定度の表現形態として利用しても良い。例えば安定度が大きいほど色を薄くし、安定度が小さくなるほど色を濃くする。或いはその逆にする。
【００３０】
さらに、自動運転状態の安定度の表現形態としては、ステアリングホイールの表示色の色調を自動運転状態の安定度の表現形態として利用しても良い。一例としては安定度が大きいほど黒っぽい色にし、安定度が小さくなると赤っぽい色にする等。
【００３１】
さらに、自動運転状状態安定度の表現形態としては、ステアリングホイールの大きさを自動運転状態の安定度の表現形態として利用しても良い。例えば安定度が大きいほど大きさを小さくし、安定度小さくなるにつれて大きくする。
【００３２】
さらに、自動運転状態の安定度の表現形態としてステアリングホイールの太さを自動運転状態の安定度の表現形態として利用しても良い。例えば、安定度が大きいほど細くし、安定度小さくなるにつれて太くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行状態提示装置の構成を示すブロック図。
【図２】表示用コントローラ（１０８）における処理の一例を示すフローチャート。
【図３】白線検出状態と自動運転安定度の関係を示した特性図。
【図４】モニタ１１０に表示する表示形状の例を示す図。
【図５】走行状態と表示形状の一例を示す図であり、急カーブに入る前の直線走行状態を示す図。
【図６】走行状態と表示形状の一例を示す図であり、カーブに差し掛かった状態を示す図。
【図７】走行状態と表示形状の一例を示す図であり、急カーブに進入した状態示す図。
【図８】図５〜図７の状況について車両位置と表示画像の変化を示した図。
【符号の説明】
１０１…自動／手動運転切り換えスイッチ
１０２…外部走行環境検出装置
１０３…自車両状態検出装置
１０４…自動運転走行コントローラ
１０５…警報装置
１０６…ステアリングアクチュエータ
１０７…ステアリング
１０８…表示用コントローラ
１０９…表示画像データ記憶装置
１１０…モニタ

Claims

車両の走行状態および車両外部の状況に基づいて車両の走行制御を自動的に行う自動運転制御と運転者による手動運転制御とを切り換えて制御し、かつ、前記自動運転制御は、白線追従走行またはレーンマーカー追従走行によりステアリングホイールの操作を伴うような進行方向に対して直交する横方向の制御を自動的に行う自動走行車両に用いる走行状態提示装置であって、
画像を表示する表示手段と、
白線追従走行中の白線検出またはレーンマーカー追従走行中のレーンマーカー検出の程度を検出する外部走行環境認識手段と、
前記外部走行環境認識手段により得られた情報に基づいて、前記自動運転制御の安定度を、白線追従走行中の白線検出またはレーンマーカー追従走行中のレーンマーカー検出の程度が大きいほど安定度がよいと判断し、少なくとも、安定した自動運転制御状態と、手動運転制御状態と、両者の中間の不安定な自動運転制御状態と、の３状態を判別する走行状態判別手段と、
前記走行状態判別手段の判別結果に応じて変化するステアリングホイールの画像を、前記表示手段に表示させる画像表示制御手段と、を備え、
前記画像表示制御手段は、前記走行状態判別手段の判別結果に応じて、ステアリングホイールの傾斜と表示面積との少なくとも一方を変えた画像を表示させるものである、ことを特徴とする走行状態提示装置。
車両の走行状態および車両外部の状況に基づいて車両の走行制御を自動的に行う自動運転制御と運転者による手動運転制御とを切り換えて制御し、かつ、前記自動運転制御は、白線追従走行またはレーンマーカー追従走行によりステアリングホイールの操作を伴うような進行方向に対して直交する横方向の制御を自動的に行う自動走行車両に用いる走行状態提示装置であって、
画像を表示する表示手段と、
白線追従走行中の白線検出またはレーンマーカー追従走行中のレーンマーカー検出の程度を検出する外部走行環境認識手段と、
前記外部走行環境認識手段により得られた情報に基づいて、前記自動運転制御の安定度を、白線追従走行中の白線検出またはレーンマーカー追従走行中のレーンマーカー検出の程度が大きいほど安定度がよいと判断し、少なくとも、安定した自動運転制御状態と、手動運転制御状態と、両者の中間の不安定な自動運転制御状態と、の３状態を判別する走行状態判別手段と、
前記走行状態判別手段の判別結果に応じて変化するステアリングホイールの画像を、前記表示手段に表示させる画像表示制御手段と、を備え、
前記画像表示制御手段は、前記走行状態判別手段の判別結果に応じて、ステアリングホイールの色を変化させた画像を、前記表示手段に表示させるものである、ことを特徴とする走行状態提示装置。
前記画像表示制御手段は、前記走行状態判別手段の判別結果に応じて、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの面積が小さく、安定度が小さくなるほど面積が大きくなる画像を表示させるものである、ことを特徴とする請求項１に記載の走行状態提示装置。
前記画像表示制御手段は、前記走行状態判別手段の判別結果に応じて、自動運転制御の安定度が大きいほどステアリングホイールの傾斜が大きく、安定度が小さくなるほど傾斜が小さくなる画像を表示させるものである、ことを特徴とする請求項１に記載の走行状態提示装置。