JP3864729B2 - 車両用離脱判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高速道路車線から離脱車線に車両が進入したことを判定する車両用離脱判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自車両が高速道路から離脱車線に進入したことを検出する技術として、例えば特開２０００−２８５３９７号公報に開示された車両走行制御装置が知られている。
【０００３】
この車両走行制御装置は、道路地図データ及び現在位置情報により車両誘導をするナビゲーションシステムにより自車両が離脱車線と繋がる車線を走行していることを検出し、且つ、離脱車線へのターンシグナル操作が行われた場合に、自車両が離脱車線に進入したことを判定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両走行制御装置では、運転者の操作によるターンシグナル操作を検出し、離脱車線への進入を判定しているため、ターンシグナル操作をせずに離脱車線に進入した場合には、離脱車線への進入を判定することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができる車両用離脱判定装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、自車両が走行する道路の接続関係及び道路幅を示す道路データを記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路データを上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、上記自車両位置検出手段で検出した自車両の位置の変化により自車両が離脱エリアに進入したか否かに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【０００７】
請求項２に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐及び分岐する分岐点を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分離点における第１の道路の道路幅と第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該分岐点から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、現在の自車両が存在する道路における離脱エリアの反対側の道端からの自車両の位置の変化に基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【０００９】
請求項３に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐までの距離、分岐方向、及び分岐する道路の分離点を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定する離脱エリア設定手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐までの距離が所定値以下であって、上記分岐検出手段で検出された分岐方向への自車両位置の変位が検出され、更に自車両が離脱エリアに進入したことに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【００１１】
請求項４に係る発明では、請求項１〜請求項３の何れか一に記載の車両用離脱判定装置であって、上記自車両位置検出手段は、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）受信装置及び自律航法ユニットを備え、ＧＰＳ受信装置と自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置を検出する。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、分岐の手前における、自車両位置検出手段で検出した自車両の位置の変化に基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、分岐の手前における、地図記憶手段から取得した道路幅と、道路幅方向における自車両の位置の変化とに基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、地図データに含まれる道路幅を用いて、道路幅方向における自車位置の変化から離脱を判定することができ、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、精度良く車両の離脱を判定することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、分岐までの距離が所定値以下であって、分岐検出手段で検出された分岐方向への自車両位置の変位が検出され、更に自車両が離脱エリアに進入したことに基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、精度良く離脱を判定することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、ＧＰＳ受信装置と自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置を検出するので、精度の高い現在位置情報を用い、離脱の誤判定を抑制して正確な離脱判定をすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１実施形態に係る車両走行制御装置に適用される。この車両走行制御装置は、例えば高速道路を走行している車両が離脱車線に進入するにも拘わらず、車両速度が減速しない場合に警報音を発するものである。
【００２０】
『第１実施形態に係る車両走行制御装置の構成』
第１実施形態に係る車両走行制御装置は、車両に搭載されており、図１に示すように、自車位置検出部１、地図記憶部２、分岐距離測定部３、分岐方向判定部４、横位置算出部５、離脱エリア判定部６、離脱判定部７、車速取得部８、警報部９を備えて構成されている。
【００２１】
自車位置検出部１は、ＧＰＳ（global positioning system）衛星と接続され、ＧＰＳ衛星からの無線信号に基づいて自車両の位置を検出して自車両の現在位置を示す現在位置情報を取得するＧＰＳシステム単体、又はＧＰＳシステムと自律航法ユニットとを併用して現在位置情報を取得するシステムが使用可能である。
【００２２】
また、この自車位置検出部１は、現在位置情報として、自車位置のみならず、自車方位（自車両の進行方向）も検出する。自車位置検出部１は、自車方位を検出するに際して、ＧＰＳシステムを用いる場合には、時間的に前後する車両移動ベクトルを用いて自車方位を求めて取得しても良い。また、この自車位置検出部１では、自車方位を検出するために、ジャイロを備えていても良い。
【００２３】
自車位置検出部１は、自車位置及び自車方位を含む現在位置情報を分岐距離測定部３及び横位置算出部５に出力する。
【００２４】
地図記憶部２は、情報を記憶する情報記憶媒体からなり、道路を線で表現し、複数の道路の接続関係を示す道路接続（リンク）情報と、道路の形状を示す道路形状（ポリゴン）情報とを少なくとも含む地図データを記憶している。この地図記憶部２には、一つの道路について道路接続情報と道路形状情報とが設定されて記憶され、道路接続情報と道路形状情報とが一対一で対応づけられて記憶されている。
【００２５】
この地図記憶部２に記憶される情報の一例を図２に示す。図２に示す一例では、直線道路（例えば高速道路車線）１１から分岐道路（例えば離脱車線）１２が分岐して接続されている場合、地図記憶部２には、直線道路１１と分岐道路１２との接続点（ノード）１３までの直線道路１１の略中心に位置する道路リンク１４を示す道路接続情報、ノードから先の直線道路１１の略中心に位置する道路リンク１５を示す道路接続情報、分岐道路１２の略中心に位置する道路リンク１６を示す道路接続情報が記憶される。また、地図記憶部２には、道路リンク１４が略中心に配された道路ポリゴン１７を示す道路形状情報、道路リンク１５が略中心に配された道路ポリゴン１８を示す道路形状情報、道路リンク１６が略中心に配された道路ポリゴン１９を示す道路形状情報が記憶される。また、接続点１３の位置を示す情報は、道路接続情報に含まれているものとする。
【００２６】
地図記憶部２は、記憶している道路接続情報を読み出して分岐距離測定部３、横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力すると共に、記憶している道路形状情報を読み出して分岐距離測定部３、横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力する。
【００２７】
分岐距離測定部３は、自車位置検出部１からの現在位置情報で示される自車位置を、地図記憶部２に記憶されている道路接続情報に載せこむ処理をすることで、道路リンク上の自車位置を認識し、自車位置から、車両進行方向上であって自車位置から最も近い分岐点までの距離である分岐距離情報を生成する。分岐距離測定部３は、生成した分岐距離情報を分岐方向判定部４に出力する。
【００２８】
このとき、分岐距離測定部３は、現在位置情報に基づいて車両が存在する道路を示す道路接続情報及び道路形状情報を地図記憶部２から読み出すと共に、時間的に前後する複数の自車位置（図３中の●）を自車位置検出部１から取得する。そして、分岐距離測定部３は、自車位置の変化から車両進行方向を認識して直近の分岐点を認識し、自車位置を修正をして道路ポリゴン２１内に載せこみ（図３中の○）、複数の自車位置を道路リンク２２上に載せこむ処理をする。これにより、取得した複数の自車位置（図３中の●）のうち、道路ポリゴン２１外の自車位置を道路ポリゴン２１内の修正位置（図３中の○）に修正し、更に道路リンク２２上の位置（図３中の×）に載せこむ。
【００２９】
分岐方向判定部４は、分岐距離測定部３からの分岐距離情報から、自車位置から分岐点までの距離を認識し、認識した距離が所定値Ｌ以下である場合に、直近の分岐点と接続した道路リンクを示す道路接続情報から、車両進行方向に対して右分岐であるか、左分岐であるかの判定をし、分岐方向を示す分岐方向情報を生成する。そして、分岐方向判定部４は、生成した分岐方向情報を横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力する。
【００３０】
ここで、上記所定値Ｌは、離脱車線が長い分岐点もあるので、少なくとも１０００ｍ以上にすることが望ましい。
【００３１】
また、分岐方向判定部４により分岐方向を判定するに際して、図４に示すように、分岐点１３を構成する道路リンク１４，１５，１６を用い、これら道路リンク１４，１５，１６の接続関係より分岐方向を「左方向」と判定する。
【００３２】
また、図４に示す場合において、車両の分岐点１３に対する手前の分岐手前道路リンク１４と接続する道路リンクのうち、車両が走行中であって同一の道路を構成し、属性が同一とみなせる道路リンクを本線道路リンクとし、それ以外の分岐点１３に接続した道路リンクを分岐道路リンクとする。更に、図５に示す場合において、本線道路リンク１４から分岐する分岐道路リンク３２，３３は、属性が等しいために同等分岐とする。
【００３３】
横位置算出部５は、分岐方向判定部４から分岐方向情報が入力されると共に、地図記憶部２から道路形状情報及び道路接続情報が入力され、更に自車位置検出部１から現在位置情報が入力される。横位置算出部５は、自車位置を道路ポリゴン上にプロットし、道路ポリゴンの横方向における自車位置と道路端と距離を求めて、横位置を示す横位置情報を生成して離脱判定部７に出力する。このとき、横位置算出部５は、自車位置がプロットされている道路ポリゴンに対応する道路リンクに対する垂直線であって、自車位置と交差する垂直線上の道路端のうち、車両進行方向における分岐方向とは反対の道路端と、自車位置との距離を求める。
【００３４】
すなわち、横位置算出部５は、車両進行方向に対して左に分岐道路が存在する図６（ａ）、及び、車両進行方向に対して右に分岐道路が存在する図６（ｂ）に示すように、車両進行方向に対する横方向であって、分岐道路の反対側の道路端４１と、自車位置３１との距離ｄを求める。
【００３５】
なお、この横位置算出部５の処理において、図５に示すように本線道路に対して同属性の分岐道路が複数存在する場合には、何れか一方の道路端４１と自車位置との距離ｄを求める。
【００３６】
離脱エリア判定部６は、分岐方向判定部４から分岐方向情報が入力されると共に、地図記憶部２から道路形状情報及び道路接続情報を入力する。この離脱エリア判定部６は、自車両の自車位置を含み直近の分岐点１３を構成する道路ポリゴンについての道路形状情報、道路接続情報及び分岐方向情報に基づいて、車両が本線道路から分岐道路に離脱するときに通過する離脱エリアを判定する。離脱エリア判定部６は、離脱エリアを示す離脱エリア情報を離脱判定部７に出力する。
【００３７】
この離脱エリア判定部６による離脱エリア情報を生成する処理を図７〜図１２を参照して説明する。
【００３８】
離脱エリア判定部６は、離脱エリアを設定するに際して、先ず、分岐点部分において複数の道路ポリゴンが分離する分離点を求める処理を行う。この分離点は、図７に示すように、直近の分岐を構成する道路リンク（道路リンク０〜道路リンク２）に対応する道路ポリゴン（道路ポリゴン０〜道路ポリゴン２）において、２つ以上の道路ポリゴン同士の交点であること、他の道路ポリゴン内部に含まれないこと、道なりリンク（道路リンク０）と分岐リンク（道路リンク２）との間に含まれる点であること、の３つの条件を全て満たす点とする。これにより、離脱エリア判定部６は、道路ポリゴン０と道路ポリゴン２との交点のうち、道路ポリゴン１に含まれない交点であって、道路ポリゴン０と道路ポリゴン２との間に含まれる点を分離点５１とする。このとき、離脱エリア判定部６は、処理に必要な道路接続情報及び道路形状情報を読み出す処理をする。
【００３９】
次に、離脱エリア判定部６は、図８に示すように、求めた分離点５１を通り分岐手前の道路リンク（道路リンク１）と垂直な直線上で分岐道路部分に該当する道幅ｗ１と、本線道路部分に該当する道幅ｗ２とを求める。このとき、離脱エリア判定部６は、道路形状情報に含まれる道路幅を示す情報を参照して道幅ｗ１及び道幅ｗ２を求める。
【００４０】
次に、離脱エリア判定部６は、求めた道幅ｗ１と、道幅ｗ２とを用いて、本線道路から分岐道路に離脱する離脱エリアを生成する。このとき、離脱エリア判定部６は、分岐方向情報により直近の分岐方向が左方向であるときには、読み出した複数の道路形状情報の道路ポリゴン群において、道路右端から道幅ｗ２の領域を本線道路のエリアとし、道幅ｗ２外のエリアを離脱エリアにする。
【００４１】
図９に示す一例の場合、離脱エリア判定部６は、本線道路の右端からの道幅ｗ２のエリアを本線エリアとし、本線道路から道幅ｗ２以上のエリアである分岐道路の全体を離脱エリアとする。
【００４２】
また、図１０に示すように、分岐車線が長い左分岐が直近の分岐である場合、離脱エリア判定部６は、本線道路から道幅ｗ２以上のエリアである本線道路に隣接する道路部分、及び分岐道路の全体を離脱エリアとする。
【００４３】
更に、図１１に示すように、分岐方向が右方向である場合には、離脱エリア判定部６は、左端から道幅ｗ２以上のエリアを離脱エリアとする。
【００４４】
更にまた、図１２に示すように、本線道路から右方向及び左方向に同等の分岐である場合には、離脱エリア判定部６は、分離点５１における左分岐の道幅をｗ１にし、右分岐の道幅をｗ２にしたとき、道幅ｗ１と道幅ｗ２の比率によって、左離脱エリアと右離脱エリアとを設定する。
【００４５】
離脱判定部７は、横位置算出部５から横位置情報が入力されると共に、離脱エリア判定部６から離脱エリア情報が入力され、車両が離脱エリアを走行しているか否かの判定をして、離脱エリアを走行しているときにはその旨の情報を警報部９に出力する。
【００４６】
車速取得部８は、外部から車速パルス等の車速に応じた信号が入力され、入力された信号に基づいて車両速度情報を生成して警報部９に出力する。
【００４７】
警報部９は、離脱判定部７からの情報から、車両が離脱エリアを走行している可能性がある場合に、車速取得部８から車両速度情報を取得し、取得した車速が十分に減速されていないときには警報を運転者に提示する。
【００４８】
このような車両走行制御装置では、自車位置検出部１としてＧＰＳシステムに含まれるＧＰＳ受信装置を備えている場合には、ＤＧＰＳ（differential GPS）システムにおけるＧＰＳ受信装置で受信する信号を補正する信号補正装置の有無、連続測位回数、ＧＰＳ衛星配置による位置検出精度の低下率を示すＤＯＰ値（Dilution of Precision）、ＧＰＳ受信装置と無線通信可能なＧＰＳ衛星数を示す衛星捕捉数等の、自車両位置の測位状態を示すパラメータに基づいて、正確に現在位置情報を取得することができる所定の条件を満足した場合に離脱を判定する。
【００４９】
これにより車両走行制御装置では、ＧＰＳシステムによる自車位置検出部１の受信状態が良好でない時等における、離脱の誤判定を抑制して正確な判定をすることができる。
【００５０】
また、この車両走行制御装置では、自車位置検出部１がＧＰＳシステムと自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置情報を作成するので、ＧＰＳシステムを使用したときの自車位置検出部１の受信状態が良好でないときでも、自律航法ユニットにより正確な現在位置情報を作成することができ、離脱の誤判定を抑制して正確な判定をすることができる。
【００５１】
「第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理」
図１３に、上述の第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理の処理手順について説明する。
【００５２】
ステップＳ１において、車両が走行している時に、自車位置検出部１により自車位置及び自車方位を取得してステップＳ２に処理を進める。
【００５３】
ステップＳ２において、分岐距離測定部３により、ステップＳ１で取得した自車位置と一致する地図上での道路形状情報を読み出して、自車位置を道路ポリゴン上に載せこむ処理をして、ステップＳ３に処理を進める。
【００５４】
ステップＳ３において、分岐距離測定部３により、ステップＳ２での処理を行った結果、自車位置が道路ポリゴンに存在したか否かの判定をする。自車位置が道路ポリゴン上に存在するときにはステップＳ５に処理を進め、存在しないときにはステップＳ４に処理を進める。
【００５５】
ステップＳ４において、分岐距離測定部３により、図３を参照して説明したような処理を行うことで、自車位置を最寄りの道路ポリゴンに載せこむ処理をして、ステップＳ５に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ５において、分岐距離測定部３により、ステップＳ２又はステップＳ４で自車位置を載せこんだ道路ポリゴンに対応する道路リンクを示す道路接続情報を地図記憶部２から検索して読み出して、ステップＳ６に処理を進める。
【００５７】
ステップＳ６において、分岐距離測定部３により、自車位置からステップＳ５で読み出した道路接続情報で示される道路リンクに下ろした垂線と、道路リンクとの交点位置を検出して、ステップＳ７に処理を進める。
【００５８】
ステップＳ７において、分岐距離測定部３により、車両の進行方向に存在する直近の分岐点を検索して、ステップＳ８に処理を進める。
【００５９】
ステップＳ８において、分岐距離測定部３により、ステップＳ６で検出した交点位置と、ステップＳ７で検索した分岐点との距離を求めることで、自車位置と分岐点の位置との距離を求めてステップＳ９に処理を進める。
【００６０】
ステップＳ９において、分岐方向判定部４により、ステップＳ８で求めた自車位置と分岐点の位置との距離が所定距離Ｎｍよりも小さいか否かの判定をし、距離が所定距離Ｎｍよりも小さいときにはステップＳ１０に処理を進め、小さくないときにはステップＳ１に処理を戻す。
【００６１】
ステップＳ１０において、分岐方向判定部４により、直近の分岐点と接続した道路リンクを示す道路接続情報から、車両進行方向に対して右分岐であるか、左分岐であるかの判定をし、分岐方向を示す分岐方向情報を生成して、ステップＳ１１に処理を進める。
【００６２】
ステップＳ１１において、横位置算出部５により、図６を参照して説明した処理を行うことで、ステップＳ４で求めた分岐方向を用いて、道路ポリゴンの端部から自車位置の横位置を求めてステップＳ１２に処理を進める。
【００６３】
ステップＳ１２において、離脱判定部７により、図８を参照して説明した処理を行うことで道幅ｗ１、道幅ｗ２を求めて、ステップＳ１３処理を進め、ステップＳ１３において、ステップＳ１１で求めた横位置、及びステップＳ１２で求めた道幅の保存することにより、横位置及び道幅の車両が走行することによる変化を得てステップＳ１４に処理を進め、時間によって変化する横位置及び道幅の変化パターンを算出して、ステップＳ１５に処理を進める。
【００６４】
ステップＳ１５において、離脱判定部７により、ステップＳ１４で行った横位置及び道幅の情報の変化パターンから、自車位置がステップＳ１２で求めた離脱エリア内となったか否かを判定し、離脱エリア内となっていないときにはステップＳ１に処理を戻し、離脱エリア内となったときにはステップＳ１６に処理を進める。
【００６５】
ステップＳ１６において、ステップＳ１５において車両が離脱エリアに入ったことに応じて警報部９により車速取得部８から車両速度情報を取得してステップＳ１７に処理を進める。
【００６６】
ステップＳ１７において、ステップＳ１６で取得した車両速度情報から、警報部９により、車速が十分に減速されているか否かの判定を行い、十分に減速されているときにはステップＳ１に処理を戻し、十分に減速されていないときにはステップＳ１８に処理を進めて、警報を運転者に提示して、ステップＳ１９に処理を進める。
【００６７】
そして、ステップＳ１９において、車両のイグニッションキーがオフであるか否かを判定し、オフであるときには処理を終了し、オフでないときにはステップＳ１に処理を戻し、イグニッションスイッチがオフとされるまでステップＳ１〜ステップＳ１９の処理を繰り返す。
【００６８】
このような第１実施形態に係る車両走行制御装置によれば、分岐点手前の自車位置の変化から、車両の離脱エリアへの離脱を判定するようにしたので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができ、更には例えばＡＣＣ（アクティブ・クルーズ・コントロール）制御において、分岐道路に進入した後に不意に加速するような状況を防止することができる。
【００６９】
また、第１実施形態に係る車両走行制御装置によれば、道路ポリゴンの道路幅を用いて、道路幅方向における自車位置の変化から離脱を判定するので、精度良く車両の離脱を判定することができる。
【００７０】
［第２実施形態］
図１４に、第２実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示す。なお、この第２実施形態の説明では、上述の第１実施形態と同様の部分はその詳細な説明を省略する。
【００７１】
この第２実施形態に係る車両走行制御装置は、第１実施形態と同様に、例えば高速道路を走行している車両が離脱車線に進入するにも拘わらず、車両速度が減速しない場合に警報音を発するものである。
【００７２】
第２実施形態に係る車両走行制御装置は、図１４から分かるように、自車位置検出部６１、地図記憶部６２、分岐距離測定部６３、分岐方向判定部６４、横位置算出部６５、離脱判定部６６、警報部９及び車速取得部８を備えて構成されている。
【００７３】
自車位置検出部６１は、車両側面に搭載されて車両周囲の道路端を撮像するカメラ装置、ＧＰＳシステム、及び自律航法ユニットから構成されている。
【００７４】
自車位置検出部６１に備えられるカメラ装置６１ａは、図１５に示すように、ｘｙｚ座標系において、座標（０，０，Ｃｚ）に設けられており、車両の左側方を撮像するように設置されている。また、カメラ装置６１ａは、ｙｚ平面において、図１６に示すように、画角βに設定され、高さＣｚ位置に見下ろし角度αで路面を撮像するように配置されている。これにより、カメラ装置６１ａは、ｘｙ平面において、図１７に示すように、例えばガードレール７１を含む走行道路７２の左端点Ｐを撮像する。
【００７５】
地図記憶部６２は、少なくとも道路接続情報が格納され、必要に応じて分岐距離測定部６３により読み出される。
【００７６】
分岐距離測定部６３は、自車位置検出部１を構成するＧＰＳシステム及び自律航法ユニットによって生成された現在位置情報を入力とし、自車位置を含む道路接続情報を地図記憶部２から読み出し、対応した道路リンク上に自車位置をマッチングさせることにより、自車両の進行方向上に存在する直近の分岐点を求め、求めた分岐点と自車位置との距離を計算する。そして、分岐距離測定部６３は、計算した距離を示す分岐距離情報を離脱判定部６６に出力する。
【００７７】
分岐方向判定部６４は、分岐距離測定部６３からの分岐距離情報を入力とし、第１実施形態と同様の処理を行うことにより自車位置から直近の分岐点での分岐方向を示す分岐方向情報を作成して離脱判定部６６に出力する。
【００７８】
横位置算出部６５は、自車位置検出部６１を構成するカメラ装置６１ａからのカメラ画像を入力して、カメラ画像に視点変換処理を施すことにより、道路端から自車位置までの距離、すなわち横位置を求めて横位置情報を離脱判定部６６に出力する。上記視点変換処理では、図１５〜図１７を参照して説明したように、カメラ装置６１ａの画角β、見下ろし角α、カメラ装置６１ａの配設位置が予め規定されており、これらの規定値を用いることで、実際にカメラ装置６１ａが撮像したカメラ画像の視点を変換して、例えば車両の真上から見たカメラ画像に変換して自車位置と道路端との距離を求める。
【００７９】
離脱判定部６６は、分岐距離測定部６３からの分岐距離情報、分岐方向判定部６４からの分岐方向情報、横位置算出部６５からの横位置情報を入力とし、これらの情報に基づいて車両が分岐道路に進入する可能性があるか否かの判定をして、判定結果を警報部９に出力する。このとき、離脱判定部６６は、横位置の変化パターンに基づいて、自車両が本線から離脱車線に進入したか否かの判定をする。
【００８０】
図１８（ａ）に示すように、離脱車線が短い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合、図１８（ｂ）に示すように、離脱車線を通過するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係は、図１８（ｂ）に示すようになる。図１８（ｂ）の離脱車線を通過した場合（図中の◆、■）には、分岐点に近づくと左端からの距離が大きくなる。一方、離脱車線に進入した場合（図中の＊、●）には、分岐点に近づいても左端からの距離が略一定になっている。
【００８１】
また、図１９（ａ）に示すように、離脱車線が長い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合、図１９（ｂ）に示すように、離脱車線を通過するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係は、図１８（ｂ）に示すようになる。図１９（ｂ）の離脱車線を通過した場合の横位置の変化パターン（図中の◆、■）では、離脱車線が長いので車線変更をした後に離脱車線に進入するので、車両が左側に接近することにより、先ず左端からの距離が小さくなり、次いで離脱車線に進入することにより左端からの距離が大きくなる。一方、離脱車線を通過する変化パターン（図中の＊、●）では、分岐点に近づくと左端からの距離が大きくなる。
【００８２】
このような離脱判定部６６は、図１８及び図１９に示すような変化パターンの特徴を予め記憶しておいて、横位置算出部６５からの横位置情報、分岐方向情報、分岐距離情報に基づいて、横位置の変化パターンを解析して自車両が離脱車線に離脱する可能性があるか否かの判定をする。
【００８３】
図１３に示すフローチャートにおいて、離脱判定部６６は、ステップＳ１４において、横位置の変化パターンを算出することにより、ステップＳ１５で自車位置が離脱したか否かの判定をする。
【００８４】
このような第２実施形態に係る車両走行制御装置によれば、車両進行方向に対する道路端から自車位置までの距離を計測し、距離の変化から離脱を判定するので、第１実施形態に係る車両走行制御装置のように道路ポリゴンを示す情報を保有することなく、精度良く離脱を判定することができる。
【００８５】
［第３実施形態］
図２０に、第３実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示す。なお、この第３実施形態の説明では、上述の実施形態と同様の部分はその詳細な説明を省略する。
【００８６】
第３実施形態に係る車両走行制御装置は、地図記憶部として第１実施形態に係る地図記憶部２を備えると共に、第２実施形態に係る車両走行制御装置に、地図記憶部２及び自車位置検出部６１からの情報を入力とし、自車両が走行している道路の道幅を求めて離脱判定部６６に出力する道幅算出部８１を追加して構成されている。
【００８７】
道幅算出部８１は、自車位置検出部６１から現在位置情報を入力して、自車位置の道路形状情報を入力して、道路ポリゴンに自車位置を載せこみ、自車が存在する道路の道幅を求めて、道幅情報を離脱判定部６６に出力する。
【００８８】
離脱判定部６６は、道幅情報と共に、横位置算出部６５から横位置情報を入力し、道幅に対する横位置の比率に基づいて、自車両が道路離脱するか否かの判定をする。
【００８９】
また、離脱判定部６６は、図２１に示すように、道幅情報に基づいて道路幅を自車両の進行方向で２等分し、横位置が分岐方向の離脱車線側領域９１によっているか否かにより、自車両が道路離脱するか否かの判定をしても良い。
【００９０】
図１３に示すフローチャートにおいて、離脱判定部６６は、ステップＳ１４において、横位置の変化パターンを算出することにより、ステップＳ１５で自車位置が離脱したか否かの判定をする。
【００９１】
これにより、例えば道路形状が異なる分岐であるが、同じような車両の横変位が見られる場合、例えば図２２に示すように、実線で示した道路形状１０１と、斜線領域で示した道路形状１０２とは異なる形状をした分岐において、略同じ移動軌跡を検出した場合には道路右端からの横位置が略同じとなり、道路形状１０１では車線変更であり、道路形状１０２では離脱斜線への進入となる。これに対し、離脱判定部６６により道路幅及び横位置に基づいて、自車両の位置を判定して自車両が道路離脱するか否かの判定をすることにより、道路形状が異なることによって車線変更と離脱道路への進入とを誤判定することを防止することができる。
【００９２】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】地図記憶部に記憶される情報について説明するための図である。
【図３】自車位置を修正することを説明するための図である。
【図４】道路リンクの接続関係により分岐方向を判定することを説明するための図である。
【図５】本線の道路リンクから分岐する分岐道路リンクの属性が等しいときの分岐方向を判定することを説明するための図である。
【図６】車両進行方向に対して左に分岐道路が存在する場合（ａ）、車両進行方向に対して右に分岐道路が存在する場合（ｂ）において、車両進行方向に対する横方向であって、分岐道路の反対側の道路端と、自車位置との距離を求めることを説明するための図である。
【図７】分離点を求める処理内容を説明するための図である。
【図８】分離点から、道幅ｗ１、道幅ｗ２を求める処理内容を説明するための図である。
【図９】分岐車線が短い場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１０】分岐車線が長い場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１１】分岐方向が右である場合における離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１２】本線道路から右方向及び左方向に同等の分岐である場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１３】第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】ｘｙｚ座標軸におけるカメラ装置の配設位置を説明するための図である。
【図１６】ｙｚ平面におけるカメラ装置の配設位置を説明するための図である。
【図１７】ｘｙ平面におけるカメラ装置の配設位置、カメラ装置により撮像したカメラ画像について説明するための図である。
【図１８】離脱車線が短い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合における離脱車線を通過又は離脱車線に進入するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係を説明するための図である。
【図１９】離脱車線が長い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合における離脱車線を通過又は離脱車線に進入するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係を説明するための図である。
【図２０】第３実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】道幅及び横位置に基づいて車両の離脱を判定することを説明するための図である。
【図２２】道路形状が異なる場合における離脱の誤判定を防止することを説明するための図である。
【符号の説明】
１ 自車位置検出部
２ 地図記憶部
３ 分岐距離測定部
４ 分岐方向判定部
５ 横位置算出部
６ 離脱エリア判定部
７ 離脱判定部
８ 車速取得部８
９ 警報部
１１ 直線道路
１２ 分岐道路
１３ 分岐点
３１ 車両位置
４１ 道路端
５１ 分離点
６１ 自車位置検出部
６２ 地図記憶部
６３ 分岐距離測定部
６４ 分岐方向判定部
６５ 横位置算出部
６６ 離脱判定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高速道路車線から離脱車線に車両が進入したことを判定する車両用離脱判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自車両が高速道路から離脱車線に進入したことを検出する技術として、例えば特開２０００−２８５３９７号公報に開示された車両走行制御装置が知られている。
【０００３】
この車両走行制御装置は、道路地図データ及び現在位置情報により車両誘導をするナビゲーションシステムにより自車両が離脱車線と繋がる車線を走行していることを検出し、且つ、離脱車線へのターンシグナル操作が行われた場合に、自車両が離脱車線に進入したことを判定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両走行制御装置では、運転者の操作によるターンシグナル操作を検出し、離脱車線への進入を判定しているため、ターンシグナル操作をせずに離脱車線に進入した場合には、離脱車線への進入を判定することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができる車両用離脱判定装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、自車両が走行する道路の接続関係及び道路幅を示す道路データを記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路データを上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、上記自車両位置検出手段で検出した自車両の位置の変化により自車両が離脱エリアに進入したか否かに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【０００７】
請求項２に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐及び分岐する分岐点を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分離点における第１の道路の道路幅と第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該分岐点から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、現在の自車両が存在する道路における離脱エリアの反対側の道端からの自車両の位置の変化に基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【０００９】
請求項３に係る発明では、上述の課題を解決するために、自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐までの距離、分岐方向、及び分岐する道路の分離点を検出する分岐検出手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定する離脱エリア設定手段と、上記分岐検出手段で検出された分岐までの距離が所定値以下であって、上記分岐検出手段で検出された分岐方向への自車両位置の変位が検出され、更に自車両が離脱エリアに進入したことに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備える。
【００１１】
請求項４に係る発明では、請求項１〜請求項３の何れか一に記載の車両用離脱判定装置であって、上記自車両位置検出手段は、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）受信装置及び自律航法ユニットを備え、ＧＰＳ受信装置と自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置を検出する。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、分岐の手前における、自車両位置検出手段で検出した自車両の位置の変化に基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、分岐の手前における、地図記憶手段から取得した道路幅と、道路幅方向における自車両の位置の変化とに基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、地図データに含まれる道路幅を用いて、道路幅方向における自車位置の変化から離脱を判定することができ、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、精度良く車両の離脱を判定することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、分岐までの距離が所定値以下であって、分岐検出手段で検出された分岐方向への自車両位置の変位が検出され、更に自車両が離脱エリアに進入したことに基づいて、自車両の道路離脱を判定するので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、精度良く離脱を判定することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、ＧＰＳ受信装置と自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置を検出するので、精度の高い現在位置情報を用い、離脱の誤判定を抑制して正確な離脱判定をすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１実施形態に係る車両走行制御装置に適用される。この車両走行制御装置は、例えば高速道路を走行している車両が離脱車線に進入するにも拘わらず、車両速度が減速しない場合に警報音を発するものである。
【００２０】
『第１実施形態に係る車両走行制御装置の構成』
第１実施形態に係る車両走行制御装置は、車両に搭載されており、図１に示すように、自車位置検出部１、地図記憶部２、分岐距離測定部３、分岐方向判定部４、横位置算出部５、離脱エリア判定部６、離脱判定部７、車速取得部８、警報部９を備えて構成されている。
【００２１】
自車位置検出部１は、ＧＰＳ（global positioning system）衛星と接続され、ＧＰＳ衛星からの無線信号に基づいて自車両の位置を検出して自車両の現在位置を示す現在位置情報を取得するＧＰＳシステム単体、又はＧＰＳシステムと自律航法ユニットとを併用して現在位置情報を取得するシステムが使用可能である。
【００２２】
また、この自車位置検出部１は、現在位置情報として、自車位置のみならず、自車方位（自車両の進行方向）も検出する。自車位置検出部１は、自車方位を検出するに際して、ＧＰＳシステムを用いる場合には、時間的に前後する車両移動ベクトルを用いて自車方位を求めて取得しても良い。また、この自車位置検出部１では、自車方位を検出するために、ジャイロを備えていても良い。
【００２３】
自車位置検出部１は、自車位置及び自車方位を含む現在位置情報を分岐距離測定部３及び横位置算出部５に出力する。
【００２４】
地図記憶部２は、情報を記憶する情報記憶媒体からなり、道路を線で表現し、複数の道路の接続関係を示す道路接続（リンク）情報と、道路の形状を示す道路形状（ポリゴン）情報とを少なくとも含む地図データを記憶している。この地図記憶部２には、一つの道路について道路接続情報と道路形状情報とが設定されて記憶され、道路接続情報と道路形状情報とが一対一で対応づけられて記憶されている。
【００２５】
この地図記憶部２に記憶される情報の一例を図２に示す。図２に示す一例では、直線道路（例えば高速道路車線）１１から分岐道路（例えば離脱車線）１２が分岐して接続されている場合、地図記憶部２には、直線道路１１と分岐道路１２との接続点（ノード）１３までの直線道路１１の略中心に位置する道路リンク１４を示す道路接続情報、ノードから先の直線道路１１の略中心に位置する道路リンク１５を示す道路接続情報、分岐道路１２の略中心に位置する道路リンク１６を示す道路接続情報が記憶される。また、地図記憶部２には、道路リンク１４が略中心に配された道路ポリゴン１７を示す道路形状情報、道路リンク１５が略中心に配された道路ポリゴン１８を示す道路形状情報、道路リンク１６が略中心に配された道路ポリゴン１９を示す道路形状情報が記憶される。また、接続点１３の位置を示す情報は、道路接続情報に含まれているものとする。
【００２６】
地図記憶部２は、記憶している道路接続情報を読み出して分岐距離測定部３、横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力すると共に、記憶している道路形状情報を読み出して分岐距離測定部３、横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力する。
【００２７】
分岐距離測定部３は、自車位置検出部１からの現在位置情報で示される自車位置を、地図記憶部２に記憶されている道路接続情報に載せこむ処理をすることで、道路リンク上の自車位置を認識し、自車位置から、車両進行方向上であって自車位置から最も近い分岐点までの距離である分岐距離情報を生成する。分岐距離測定部３は、生成した分岐距離情報を分岐方向判定部４に出力する。
【００２８】
このとき、分岐距離測定部３は、現在位置情報に基づいて車両が存在する道路を示す道路接続情報及び道路形状情報を地図記憶部２から読み出すと共に、時間的に前後する複数の自車位置（図３中の●）を自車位置検出部１から取得する。そして、分岐距離測定部３は、自車位置の変化から車両進行方向を認識して直近の分岐点を認識し、自車位置を修正をして道路ポリゴン２１内に載せこみ（図３中の○）、複数の自車位置を道路リンク２２上に載せこむ処理をする。これにより、取得した複数の自車位置（図３中の●）のうち、道路ポリゴン２１外の自車位置を道路ポリゴン２１内の修正位置（図３中の○）に修正し、更に道路リンク２２上の位置（図３中の×）に載せこむ。
【００２９】
分岐方向判定部４は、分岐距離測定部３からの分岐距離情報から、自車位置から分岐点までの距離を認識し、認識した距離が所定値Ｌ以下である場合に、直近の分岐点と接続した道路リンクを示す道路接続情報から、車両進行方向に対して右分岐であるか、左分岐であるかの判定をし、分岐方向を示す分岐方向情報を生成する。そして、分岐方向判定部４は、生成した分岐方向情報を横位置算出部５及び離脱エリア判定部６に出力する。
【００３０】
ここで、上記所定値Ｌは、離脱車線が長い分岐点もあるので、少なくとも１０００ｍ以上にすることが望ましい。
【００３１】
また、分岐方向判定部４により分岐方向を判定するに際して、図４に示すように、分岐点１３を構成する道路リンク１４，１５，１６を用い、これら道路リンク１４，１５，１６の接続関係より分岐方向を「左方向」と判定する。
【００３２】
また、図４に示す場合において、車両の分岐点１３に対する手前の分岐手前道路リンク１４と接続する道路リンクのうち、車両が走行中であって同一の道路を構成し、属性が同一とみなせる道路リンクを本線道路リンクとし、それ以外の分岐点１３に接続した道路リンクを分岐道路リンクとする。更に、図５に示す場合において、本線道路リンク１４から分岐する分岐道路リンク３２，３３は、属性が等しいために同等分岐とする。
【００３３】
横位置算出部５は、分岐方向判定部４から分岐方向情報が入力されると共に、地図記憶部２から道路形状情報及び道路接続情報が入力され、更に自車位置検出部１から現在位置情報が入力される。横位置算出部５は、自車位置を道路ポリゴン上にプロットし、道路ポリゴンの横方向における自車位置と道路端と距離を求めて、横位置を示す横位置情報を生成して離脱判定部７に出力する。このとき、横位置算出部５は、自車位置がプロットされている道路ポリゴンに対応する道路リンクに対する垂直線であって、自車位置と交差する垂直線上の道路端のうち、車両進行方向における分岐方向とは反対の道路端と、自車位置との距離を求める。
【００３４】
すなわち、横位置算出部５は、車両進行方向に対して左に分岐道路が存在する図６（ａ）、及び、車両進行方向に対して右に分岐道路が存在する図６（ｂ）に示すように、車両進行方向に対する横方向であって、分岐道路の反対側の道路端４１と、自車位置３１との距離ｄを求める。
【００３５】
なお、この横位置算出部５の処理において、図５に示すように本線道路に対して同属性の分岐道路が複数存在する場合には、何れか一方の道路端４１と自車位置との距離ｄを求める。
【００３６】
離脱エリア判定部６は、分岐方向判定部４から分岐方向情報が入力されると共に、地図記憶部２から道路形状情報及び道路接続情報を入力する。この離脱エリア判定部６は、自車両の自車位置を含み直近の分岐点１３を構成する道路ポリゴンについての道路形状情報、道路接続情報及び分岐方向情報に基づいて、車両が本線道路から分岐道路に離脱するときに通過する離脱エリアを判定する。離脱エリア判定部６は、離脱エリアを示す離脱エリア情報を離脱判定部７に出力する。
【００３７】
この離脱エリア判定部６による離脱エリア情報を生成する処理を図７〜図１２を参照して説明する。
【００３８】
離脱エリア判定部６は、離脱エリアを設定するに際して、先ず、分岐点部分において複数の道路ポリゴンが分離する分離点を求める処理を行う。この分離点は、図７に示すように、直近の分岐を構成する道路リンク（道路リンク０〜道路リンク２）に対応する道路ポリゴン（道路ポリゴン０〜道路ポリゴン２）において、２つ以上の道路ポリゴン同士の交点であること、他の道路ポリゴン内部に含まれないこと、道なりリンク（道路リンク０）と分岐リンク（道路リンク２）との間に含まれる点であること、の３つの条件を全て満たす点とする。これにより、離脱エリア判定部６は、道路ポリゴン０と道路ポリゴン２との交点のうち、道路ポリゴン１に含まれない交点であって、道路ポリゴン０と道路ポリゴン２との間に含まれる点を分離点５１とする。このとき、離脱エリア判定部６は、処理に必要な道路接続情報及び道路形状情報を読み出す処理をする。
【００３９】
次に、離脱エリア判定部６は、図８に示すように、求めた分離点５１を通り分岐手前の道路リンク（道路リンク１）と垂直な直線上で分岐道路部分に該当する道幅ｗ１と、本線道路部分に該当する道幅ｗ２とを求める。このとき、離脱エリア判定部６は、道路形状情報に含まれる道路幅を示す情報を参照して道幅ｗ１及び道幅ｗ２を求める。
【００４０】
次に、離脱エリア判定部６は、求めた道幅ｗ１と、道幅ｗ２とを用いて、本線道路から分岐道路に離脱する離脱エリアを生成する。このとき、離脱エリア判定部６は、分岐方向情報により直近の分岐方向が左方向であるときには、読み出した複数の道路形状情報の道路ポリゴン群において、道路右端から道幅ｗ２の領域を本線道路のエリアとし、道幅ｗ２外のエリアを離脱エリアにする。
【００４１】
図９に示す一例の場合、離脱エリア判定部６は、本線道路の右端からの道幅ｗ２のエリアを本線エリアとし、本線道路から道幅ｗ２以上のエリアである分岐道路の全体を離脱エリアとする。
【００４２】
また、図１０に示すように、分岐車線が長い左分岐が直近の分岐である場合、離脱エリア判定部６は、本線道路から道幅ｗ２以上のエリアである本線道路に隣接する道路部分、及び分岐道路の全体を離脱エリアとする。
【００４３】
更に、図１１に示すように、分岐方向が右方向である場合には、離脱エリア判定部６は、左端から道幅ｗ２以上のエリアを離脱エリアとする。
【００４４】
更にまた、図１２に示すように、本線道路から右方向及び左方向に同等の分岐である場合には、離脱エリア判定部６は、分離点５１における左分岐の道幅をｗ１にし、右分岐の道幅をｗ２にしたとき、道幅ｗ１と道幅ｗ２の比率によって、左離脱エリアと右離脱エリアとを設定する。
【００４５】
離脱判定部７は、横位置算出部５から横位置情報が入力されると共に、離脱エリア判定部６から離脱エリア情報が入力され、車両が離脱エリアを走行しているか否かの判定をして、離脱エリアを走行しているときにはその旨の情報を警報部９に出力する。
【００４６】
車速取得部８は、外部から車速パルス等の車速に応じた信号が入力され、入力された信号に基づいて車両速度情報を生成して警報部９に出力する。
【００４７】
警報部９は、離脱判定部７からの情報から、車両が離脱エリアを走行している可能性がある場合に、車速取得部８から車両速度情報を取得し、取得した車速が十分に減速されていないときには警報を運転者に提示する。
【００４８】
このような車両走行制御装置では、自車位置検出部１としてＧＰＳシステムに含まれるＧＰＳ受信装置を備えている場合には、ＤＧＰＳ（differential GPS）システムにおけるＧＰＳ受信装置で受信する信号を補正する信号補正装置の有無、連続測位回数、ＧＰＳ衛星配置による位置検出精度の低下率を示すＤＯＰ値（Dilution of Precision）、ＧＰＳ受信装置と無線通信可能なＧＰＳ衛星数を示す衛星捕捉数等の、自車両位置の測位状態を示すパラメータに基づいて、正確に現在位置情報を取得することができる所定の条件を満足した場合に離脱を判定する。
【００４９】
これにより車両走行制御装置では、ＧＰＳシステムによる自車位置検出部１の受信状態が良好でない時等における、離脱の誤判定を抑制して正確な判定をすることができる。
【００５０】
また、この車両走行制御装置では、自車位置検出部１がＧＰＳシステムと自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置情報を作成するので、ＧＰＳシステムを使用したときの自車位置検出部１の受信状態が良好でないときでも、自律航法ユニットにより正確な現在位置情報を作成することができ、離脱の誤判定を抑制して正確な判定をすることができる。
【００５１】
「第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理」
図１３に、上述の第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理の処理手順について説明する。
【００５２】
ステップＳ１において、車両が走行している時に、自車位置検出部１により自車位置及び自車方位を取得してステップＳ２に処理を進める。
【００５３】
ステップＳ２において、分岐距離測定部３により、ステップＳ１で取得した自車位置と一致する地図上での道路形状情報を読み出して、自車位置を道路ポリゴン上に載せこむ処理をして、ステップＳ３に処理を進める。
【００５４】
ステップＳ３において、分岐距離測定部３により、ステップＳ２での処理を行った結果、自車位置が道路ポリゴンに存在したか否かの判定をする。自車位置が道路ポリゴン上に存在するときにはステップＳ５に処理を進め、存在しないときにはステップＳ４に処理を進める。
【００５５】
ステップＳ４において、分岐距離測定部３により、図３を参照して説明したような処理を行うことで、自車位置を最寄りの道路ポリゴンに載せこむ処理をして、ステップＳ５に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ５において、分岐距離測定部３により、ステップＳ２又はステップＳ４で自車位置を載せこんだ道路ポリゴンに対応する道路リンクを示す道路接続情報を地図記憶部２から検索して読み出して、ステップＳ６に処理を進める。
【００５７】
ステップＳ６において、分岐距離測定部３により、自車位置からステップＳ５で読み出した道路接続情報で示される道路リンクに下ろした垂線と、道路リンクとの交点位置を検出して、ステップＳ７に処理を進める。
【００５８】
ステップＳ７において、分岐距離測定部３により、車両の進行方向に存在する直近の分岐点を検索して、ステップＳ８に処理を進める。
【００５９】
ステップＳ８において、分岐距離測定部３により、ステップＳ６で検出した交点位置と、ステップＳ７で検索した分岐点との距離を求めることで、自車位置と分岐点の位置との距離を求めてステップＳ９に処理を進める。
【００６０】
ステップＳ９において、分岐方向判定部４により、ステップＳ８で求めた自車位置と分岐点の位置との距離が所定距離Ｎｍよりも小さいか否かの判定をし、距離が所定距離Ｎｍよりも小さいときにはステップＳ１０に処理を進め、小さくないときにはステップＳ１に処理を戻す。
【００６１】
ステップＳ１０において、分岐方向判定部４により、直近の分岐点と接続した道路リンクを示す道路接続情報から、車両進行方向に対して右分岐であるか、左分岐であるかの判定をし、分岐方向を示す分岐方向情報を生成して、ステップＳ１１に処理を進める。
【００６２】
ステップＳ１１において、横位置算出部５により、図６を参照して説明した処理を行うことで、ステップＳ４で求めた分岐方向を用いて、道路ポリゴンの端部から自車位置の横位置を求めてステップＳ１２に処理を進める。
【００６３】
ステップＳ１２において、離脱判定部７により、図８を参照して説明した処理を行うことで道幅ｗ１、道幅ｗ２を求めて、ステップＳ１３処理を進め、ステップＳ１３において、ステップＳ１１で求めた横位置、及びステップＳ１２で求めた道幅の保存することにより、横位置及び道幅の車両が走行することによる変化を得てステップＳ１４に処理を進め、時間によって変化する横位置及び道幅の変化パターンを算出して、ステップＳ１５に処理を進める。
【００６４】
ステップＳ１５において、離脱判定部７により、ステップＳ１４で行った横位置及び道幅の情報の変化パターンから、自車位置がステップＳ１２で求めた離脱エリア内となったか否かを判定し、離脱エリア内となっていないときにはステップＳ１に処理を戻し、離脱エリア内となったときにはステップＳ１６に処理を進める。
【００６５】
ステップＳ１６において、ステップＳ１５において車両が離脱エリアに入ったことに応じて警報部９により車速取得部８から車両速度情報を取得してステップＳ１７に処理を進める。
【００６６】
ステップＳ１７において、ステップＳ１６で取得した車両速度情報から、警報部９により、車速が十分に減速されているか否かの判定を行い、十分に減速されているときにはステップＳ１に処理を戻し、十分に減速されていないときにはステップＳ１８に処理を進めて、警報を運転者に提示して、ステップＳ１９に処理を進める。
【００６７】
そして、ステップＳ１９において、車両のイグニッションキーがオフであるか否かを判定し、オフであるときには処理を終了し、オフでないときにはステップＳ１に処理を戻し、イグニッションスイッチがオフとされるまでステップＳ１〜ステップＳ１９の処理を繰り返す。
【００６８】
このような第１実施形態に係る車両走行制御装置によれば、分岐点手前の自車位置の変化から、車両の離脱エリアへの離脱を判定するようにしたので、運転者がターンシグナル操作をしなかった場合であっても、車両の離脱車線への進入を検出することができ、更には例えばＡＣＣ（アクティブ・クルーズ・コントロール）制御において、分岐道路に進入した後に不意に加速するような状況を防止することができる。
【００６９】
また、第１実施形態に係る車両走行制御装置によれば、道路ポリゴンの道路幅を用いて、道路幅方向における自車位置の変化から離脱を判定するので、精度良く車両の離脱を判定することができる。
【００７０】
［第２実施形態］
図１４に、第２実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示す。なお、この第２実施形態の説明では、上述の第１実施形態と同様の部分はその詳細な説明を省略する。
【００７１】
この第２実施形態に係る車両走行制御装置は、第１実施形態と同様に、例えば高速道路を走行している車両が離脱車線に進入するにも拘わらず、車両速度が減速しない場合に警報音を発するものである。
【００７２】
第２実施形態に係る車両走行制御装置は、図１４から分かるように、自車位置検出部６１、地図記憶部６２、分岐距離測定部６３、分岐方向判定部６４、横位置算出部６５、離脱判定部６６、警報部９及び車速取得部８を備えて構成されている。
【００７３】
自車位置検出部６１は、車両側面に搭載されて車両周囲の道路端を撮像するカメラ装置、ＧＰＳシステム、及び自律航法ユニットから構成されている。
【００７４】
自車位置検出部６１に備えられるカメラ装置６１ａは、図１５に示すように、ｘｙｚ座標系において、座標（０，０，Ｃｚ）に設けられており、車両の左側方を撮像するように設置されている。また、カメラ装置６１ａは、ｙｚ平面において、図１６に示すように、画角βに設定され、高さＣｚ位置に見下ろし角度αで路面を撮像するように配置されている。これにより、カメラ装置６１ａは、ｘｙ平面において、図１７に示すように、例えばガードレール７１を含む走行道路７２の左端点Ｐを撮像する。
【００７５】
地図記憶部６２は、少なくとも道路接続情報が格納され、必要に応じて分岐距離測定部６３により読み出される。
【００７６】
分岐距離測定部６３は、自車位置検出部１を構成するＧＰＳシステム及び自律航法ユニットによって生成された現在位置情報を入力とし、自車位置を含む道路接続情報を地図記憶部２から読み出し、対応した道路リンク上に自車位置をマッチングさせることにより、自車両の進行方向上に存在する直近の分岐点を求め、求めた分岐点と自車位置との距離を計算する。そして、分岐距離測定部６３は、計算した距離を示す分岐距離情報を離脱判定部６６に出力する。
【００７７】
分岐方向判定部６４は、分岐距離測定部６３からの分岐距離情報を入力とし、第１実施形態と同様の処理を行うことにより自車位置から直近の分岐点での分岐方向を示す分岐方向情報を作成して離脱判定部６６に出力する。
【００７８】
横位置算出部６５は、自車位置検出部６１を構成するカメラ装置６１ａからのカメラ画像を入力して、カメラ画像に視点変換処理を施すことにより、道路端から自車位置までの距離、すなわち横位置を求めて横位置情報を離脱判定部６６に出力する。上記視点変換処理では、図１５〜図１７を参照して説明したように、カメラ装置６１ａの画角β、見下ろし角α、カメラ装置６１ａの配設位置が予め規定されており、これらの規定値を用いることで、実際にカメラ装置６１ａが撮像したカメラ画像の視点を変換して、例えば車両の真上から見たカメラ画像に変換して自車位置と道路端との距離を求める。
【００７９】
離脱判定部６６は、分岐距離測定部６３からの分岐距離情報、分岐方向判定部６４からの分岐方向情報、横位置算出部６５からの横位置情報を入力とし、これらの情報に基づいて車両が分岐道路に進入する可能性があるか否かの判定をして、判定結果を警報部９に出力する。このとき、離脱判定部６６は、横位置の変化パターンに基づいて、自車両が本線から離脱車線に進入したか否かの判定をする。
【００８０】
図１８（ａ）に示すように、離脱車線が短い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合、図１８（ｂ）に示すように、離脱車線を通過するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係は、図１８（ｂ）に示すようになる。図１８（ｂ）の離脱車線を通過した場合（図中の◆、■）には、分岐点に近づくと左端からの距離が大きくなる。一方、離脱車線に進入した場合（図中の＊、●）には、分岐点に近づいても左端からの距離が略一定になっている。
【００８１】
また、図１９（ａ）に示すように、離脱車線が長い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合、図１９（ｂ）に示すように、離脱車線を通過するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係は、図１８（ｂ）に示すようになる。図１９（ｂ）の離脱車線を通過した場合の横位置の変化パターン（図中の◆、■）では、離脱車線が長いので車線変更をした後に離脱車線に進入するので、車両が左側に接近することにより、先ず左端からの距離が小さくなり、次いで離脱車線に進入することにより左端からの距離が大きくなる。一方、離脱車線を通過する変化パターン（図中の＊、●）では、分岐点に近づくと左端からの距離が大きくなる。
【００８２】
このような離脱判定部６６は、図１８及び図１９に示すような変化パターンの特徴を予め記憶しておいて、横位置算出部６５からの横位置情報、分岐方向情報、分岐距離情報に基づいて、横位置の変化パターンを解析して自車両が離脱車線に離脱する可能性があるか否かの判定をする。
【００８３】
図１３に示すフローチャートにおいて、離脱判定部６６は、ステップＳ１４において、横位置の変化パターンを算出することにより、ステップＳ１５で自車位置が離脱したか否かの判定をする。
【００８４】
このような第２実施形態に係る車両走行制御装置によれば、車両進行方向に対する道路端から自車位置までの距離を計測し、距離の変化から離脱を判定するので、第１実施形態に係る車両走行制御装置のように道路ポリゴンを示す情報を保有することなく、精度良く離脱を判定することができる。
【００８５】
［第３実施形態］
図２０に、第３実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示す。なお、この第３実施形態の説明では、上述の実施形態と同様の部分はその詳細な説明を省略する。
【００８６】
第３実施形態に係る車両走行制御装置は、地図記憶部として第１実施形態に係る地図記憶部２を備えると共に、第２実施形態に係る車両走行制御装置に、地図記憶部２及び自車位置検出部６１からの情報を入力とし、自車両が走行している道路の道幅を求めて離脱判定部６６に出力する道幅算出部８１を追加して構成されている。
【００８７】
道幅算出部８１は、自車位置検出部６１から現在位置情報を入力して、自車位置の道路形状情報を入力して、道路ポリゴンに自車位置を載せこみ、自車が存在する道路の道幅を求めて、道幅情報を離脱判定部６６に出力する。
【００８８】
離脱判定部６６は、道幅情報と共に、横位置算出部６５から横位置情報を入力し、道幅に対する横位置の比率に基づいて、自車両が道路離脱するか否かの判定をする。
【００８９】
また、離脱判定部６６は、図２１に示すように、道幅情報に基づいて道路幅を自車両の進行方向で２等分し、横位置が分岐方向の離脱車線側領域９１によっているか否かにより、自車両が道路離脱するか否かの判定をしても良い。
【００９０】
図１３に示すフローチャートにおいて、離脱判定部６６は、ステップＳ１４において、横位置の変化パターンを算出することにより、ステップＳ１５で自車位置が離脱したか否かの判定をする。
【００９１】
これにより、例えば道路形状が異なる分岐であるが、同じような車両の横変位が見られる場合、例えば図２２に示すように、実線で示した道路形状１０１と、斜線領域で示した道路形状１０２とは異なる形状をした分岐において、略同じ移動軌跡を検出した場合には道路右端からの横位置が略同じとなり、道路形状１０１では車線変更であり、道路形状１０２では離脱斜線への進入となる。これに対し、離脱判定部６６により道路幅及び横位置に基づいて、自車両の位置を判定して自車両が道路離脱するか否かの判定をすることにより、道路形状が異なることによって車線変更と離脱道路への進入とを誤判定することを防止することができる。
【００９２】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】地図記憶部に記憶される情報について説明するための図である。
【図３】自車位置を修正することを説明するための図である。
【図４】道路リンクの接続関係により分岐方向を判定することを説明するための図である。
【図５】本線の道路リンクから分岐する分岐道路リンクの属性が等しいときの分岐方向を判定することを説明するための図である。
【図６】車両進行方向に対して左に分岐道路が存在する場合（ａ）、車両進行方向に対して右に分岐道路が存在する場合（ｂ）において、車両進行方向に対する横方向であって、分岐道路の反対側の道路端と、自車位置との距離を求めることを説明するための図である。
【図７】分離点を求める処理内容を説明するための図である。
【図８】分離点から、道幅ｗ１、道幅ｗ２を求める処理内容を説明するための図である。
【図９】分岐車線が短い場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１０】分岐車線が長い場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１１】分岐方向が右である場合における離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１２】本線道路から右方向及び左方向に同等の分岐である場合において離脱エリアを求めることを説明するための図である。
【図１３】第１実施形態に係る車両走行制御装置による車両走行制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】ｘｙｚ座標軸におけるカメラ装置の配設位置を説明するための図である。
【図１６】ｙｚ平面におけるカメラ装置の配設位置を説明するための図である。
【図１７】ｘｙ平面におけるカメラ装置の配設位置、カメラ装置により撮像したカメラ画像について説明するための図である。
【図１８】離脱車線が短い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合における離脱車線を通過又は離脱車線に進入するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係を説明するための図である。
【図１９】離脱車線が長い左方向への分岐となっている道路形状を車両が走行する場合における離脱車線を通過又は離脱車線に進入するときの分岐までの距離と、左端からの距離との関係を説明するための図である。
【図２０】第３実施形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】道幅及び横位置に基づいて車両の離脱を判定することを説明するための図である。
【図２２】道路形状が異なる場合における離脱の誤判定を防止することを説明するための図である。
【符号の説明】
１ 自車位置検出部
２ 地図記憶部
３ 分岐距離測定部
４ 分岐方向判定部
５ 横位置算出部
６ 離脱エリア判定部
７ 離脱判定部
８ 車速取得部８
９ 警報部
１１ 直線道路
１２ 分岐道路
１３ 分岐点
３１ 車両位置
４１ 道路端
５１ 分離点
６１ 自車位置検出部
６２ 地図記憶部
６３ 分岐距離測定部
６４ 分岐方向判定部
６５ 横位置算出部
６６ 離脱判定部
Claims (4)
- 自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、
自車両が走行する道路の接続関係及び道路幅を示す道路データを記憶する地図記憶手段と、
上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路データを上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐を検出する分岐検出手段と、
上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、上記自車両位置検出手段で検出した自車両の位置の変化により自車両が離脱エリアに進入したか否かに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備えることを特徴とする車両用離脱判定装置。 - 自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、
道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、
上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐及び分岐する分岐点を検出する分岐検出手段と、
上記分岐検出手段で検出された分離点における第１の道路の道路幅と第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該分岐点から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定し、現在の自車両が存在する道路における離脱エリアの反対側の道端からの自車両の位置の変化に基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備えることを特徴とする車両用離脱判定装置。 - 自車両の現在位置及び自車両の進行方向を検出する自車両位置検出手段と、
道路を線で表現した道路リンク、道路リンクの接続点、及び道路幅を少なくとも道路データとして記憶する地図記憶手段と、
上記自車両位置検出手段で検出した現在位置から、自車両の進行方向に存在する道路の道路リンク及び道路リンクの接続点を上記地図記憶手段から取得して、自車両の進行方向に存在する分岐までの距離、分岐方向、及び分岐する道路の分離点を検出する分岐検出手段と、
上記分岐検出手段で検出された分岐における自車両が走行している第１の道路の道路幅と分岐道路である第２の道路の道路幅とを上記道路データから求め、当該第１の道路の端から前記第２の道路の道路幅に相当する道路部分を離脱エリアに設定する離脱エリア設定手段と、
上記分岐検出手段で検出された分岐までの距離が所定値以下であって、上記分岐検出手段で検出された分岐方向への自車両位置の変位が検出され、更に自車両が離脱エリアに進入したことに基づいて、当該分岐の手前における自車両の道路離脱を判定する離脱判定手段とを備えることを特徴とする車両用離脱判定装置。 - 上記自車両位置検出手段は、ＧＰＳ（global positioning system）受信装置及び自律航法ユニットを備え、上記ＧＰＳ受信装置と上記自律航法ユニットとを組み合わせて使用して現在位置を検出することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一に記載の車両用離脱判定装置。
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