JP3881280B2

JP3881280B2 - 運転支援装置

Info

Publication number: JP3881280B2
Application number: JP2002144413A
Authority: JP
Inventors: 剛史西脇; 稔西田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003337996A; US20030214393A1; US6819261B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両周辺に存在する障害物や先行車などを検出、もしくは自車両の車線内位置などを検出してドライバーへ情報提供を行うシステムや、検出結果に基づいてドライバーの運転操作を補助もしくは代替するシステムが多く提案されている。これらシステムにおいて発生する検出対象の見落としや誤認はドライバーから見て十分なシステムの利便性と安全性を確保することに対して大きな問題となっている。ここで、見落としとは「危険対象物があるのに無いとすること」、誤認とは「危険対象物が無いのにあるとすること」と定義する。
【０００３】
すなわち、安全性向上のため「見落とし」を回避すべく障害物検出感度をより敏感にすると「誤認」が多く発生するので、ドライバーから見てシステムの利便性が下がり実用上容認できない。また、逆に「誤認」を抑えるべく障害物検出感度をより鈍感にすると安全性が低下して使い物にならなくなる。
【０００４】
この問題点に対して、見落としや誤認の生じる頻度を低減させる装置がいくつか提案されている。例えば特開平６−１４８３２８号公報の「車両用障害物認識装置」では、複数の小領域に分割した車両周辺の領域について、それぞれの小領域ごとに障害物が存在する確率及び障害物が存在しない確率の少なくとも一方を表す確率値を記憶し積算し検出の信頼性を向上する装置において、車両の変位及び方位角の変化前と変化後の前記小領域の対応に基づいて前記記憶値の更新を行うことによってさらに信頼性を向上させる手法が提案されている。
【０００５】
また、特開平１０−１１２０００号公報の「障害物認識装置」では、複数のセンサ部を備えた障害物認識装置において、センサ部の計測範囲の各地点が「障害物あり」、「障害物なし」、「不明」の３領域の評価のうちいずれに属するかを判定する手段と、その判定結果の確からしさを算出する手段を備え、前記算出された確からしさをもって複数のセンサ部の検出結果の融合を容易にし検出の信頼性を向上させる手法が提案されている。
【０００６】
さらに、特開２０００−１８０５３７号公報の「スキャン式レーダーの制御対象物体識別方法」では、検出距離、位置偏差、検出ビーム本数、及び相対速度、物体の状態（静止しているか動いているか）を考慮して存在確率値及び自車線確率値を求め、その結果得られた確率値から検出された物体が制御対象となる先行車両であるかどうかを判断するようにして信頼性を向上した車間距離制御システムが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在の技術では上記提案されている手法などを用いても見落としや誤認の発生を皆無にすることは不可能である。一方、これら情報提供や運転操作の補助もしくは代替を行うシステムにおいて、検出手段が見落としや誤認を発生し誤った内容の情報提供が行われたとしても、誤った情報提供の発生がある程度の頻度に抑えられていればドライバーから見てシステムの利便性は容認できるものになる可能性がある。
【０００８】
また、検出結果に基づいてドライバーの運転操作を補助もしくは代替するシステムにおいて、検出手段が見落としや誤認を発生して運転操作の補助もしくは代替がシステムによって確実に行われなくても、発生する誤動作が危険性の十分小さいものであり、ドライバーによって回避することの出来るものであれば、ドライバーからみてシステムの安全性は容認できるものになる可能性がある。
【０００９】
すなわち、検出手段が見落としや誤認の発生が完全に排除されたものでなくても前記システムの利便性と安全性を両立して実用できるものになる可能性がある。
【００１０】
ところで、これら情報提供や運転操作の補助もしくは代替を行うシステムにおいて、提供された情報の信頼性やシステムによって行われている運転操作の補助操作や代替操作の信頼性は、ドライバーからみたシステムの利便性に対して大きな意味を持つ。
【００１１】
例えば車両周辺に存在する障害物車などを検出してドライバーへ情報提供を行うシステムにおいて、障害物検出結果の信頼性が低いにもかかわらず信頼性が高い場合と同様の情報提供を行うと、ドライバーは信頼性を知りえないため、情報提供が行われるたびに障害物の存在を意識して緊張することになる。そのため、ドライバーは煩わしさを感じさせられる。前記問題が生じないように、信頼性が低いときには情報提供を行わない様にすることも考えられるが、安全性確保の観点から好ましくない。
【００１２】
また、検出結果に基づいてドライバーの運転操作を補助もしくは代替するシステムにおいては、ドライバーはシステム動作の信頼性を知りえないため、常にシステムの誤動作に備えて緊張を維持する必要があり、ドライバーから見たシステムの利便性が損なわれる。
【００１３】
この発明は上記問題に鑑みて為されたもので、提供された情報の信頼性やシステムによって行われている運転操作の補助動作や代替動作の信頼性をドライバーが自然に知り得る手段を提供することにより、システムの利便性と安全性をドライバーからみて容認できるレベルに両立させることを可能にする運転支援装置を得ることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る運転支援装置は、車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段により検出された障害物の位置情報を音声で出力する障害物情報提供手段とを備えた運転支援装置において、前記障害物検出手段は、検出結果の信頼性指標値を計算する機能を備えるとともに、前記障害物情報提供手段は、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値の大小に応じて提供する音声情報の内容の切り替えを判定する障害物情報提供判定部を備え、前記障害物情報提供手段は、前記障害物検出手段から出力される障害物の位置情報に基づいて車両が障害物に接触する可能性の高い所定エリア内に存在すると判定された場合には、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは衝突に関する警告的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は衝突に関する注意を促す内容の音声情報を提供すると共に、車両が障害物に接触する可能性の高い所定エリア外に存在すると判定された場合には、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは障害物の存在に関する断定的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は障害物の存在に関する推量的な内容の音声情報を提供することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る運転支援装置を示すブロック図であり、駐車支援システムに適用した例である。図１に示すように、実施の形態１に係る運転支援装置は、車両周辺の障害物を検出する複数の障害物検出手段１と、これら障害物検出手段１により検出された障害物の位置情報を音声で出力する音声情報提供手段２とを備えている。
【００２２】
ここで、障害物検出手段１は、図２に示すように、車両周辺、つまり、車両前方、車両右前側方、車両右側方、車両右後側方、車両後方、車両左後側方、車両左側方、車両左前側方にそれぞれ設置されており、図示の如く検出エリアを有する超音波センサである。
【００２３】
図３は、障害物検出手段１の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、障害物検出手段１は、送信タイミング信号を送信部１ｂに送信すると共に、受信部１ｃからの受信信号に基づいて障害物までの距離（位置情報）と検出信頼性指標値を計算する検出制御部１ａと、検出制御部１ａからの送信タイミング信号に基づいて障害物に対して超音波信号を送信する送信部１ｂと、障害物に反射して戻ってきた反射信号を受信し受信信号として検出制御部１ａに入力する受信部１ｃとを備えている。
【００２４】
上記構成においては、検出制御部１ａにより、一定の周期で送信タイミング信号を発生し、送信部１ｂは、その送信タイミング信号に従って超音波信号を障害物に向けて送信する。受信部１ｃでは送信部１ｂより送信され、障害物に反射して戻ってきた反射信号を受信し、受信信号として検出制御部１ａに入力する。これに基づき、検出制御部１ａでは、受け取った受信信号より障害物までの距離（位置情報）と検出信頼性指標値（検出の確からしさ）を計算する。以下、障害物までの距離の計算方法と検出信頼性指標値の計算方法を説明する。
【００２５】
まず、上記検出制御部１ａによる障害物までの距離の計算方法について説明する。図４は、受信部１ｃより入力される受信信号の例を示す。実施の形態１に係る検出制御部１ａでは、図４に示すように、自らが設定する送信タイミング信号の立ち上がりから受信信号のレベルがあらかじめ設定された検出しきい値を超えるまでの時間を検出タイミングＴとしている。検出しきい値は、例えば検出対象とする障害物のうち検出時の受信信号レベルが最小のものの各距離における検出レベルなどを設定すれば良い。検出しきい値の例を図５に示す。検出タイミングＴは、障害物までの距離と比例関係にあるので、検出タイミングＴにあらかじめ設定された所定の定数を乗じて障害物までの距離を計算する。
【００２６】
次に、上記検出制御部１ａによる検出信頼性指標値（検出の確からしさ）の計算方法について説明する。検出信頼性指標値の計算方法について、反射信号の強度を用いる方法、連続して検出した回数を用いる方法、反射信号の強度の積算値を用いる方法を例示する。
【００２７】
＜反射信号の強度を用いる方法＞
図４に示す受信信号のピーク値を検出強度Ｐと検出タイミングＴに対応した検出しきい値を用いて検出信頼性指標値を計算する。検出強度Ｐと検出しきい値を比較するとき、検出強度Ｐが検出しきい値より十分大きいということは、検出結果がノイズなど（検出レベルが相対的に低い）を誤検出したものである可能性が低いことを意味する。すなわち、検出強度Ｐが検出しきい値に対して大きいほど検出信頼性は高いと言える。そこで、検出強度Ｐを検出しきい値で除した値を検出信頼性指標値とすれば、容易に検出信頼性指標値を計算することが出来る。
【００２８】
＜連続して検出した回数を用いる方法＞
ノイズなどの誤検出は散発的に発生する。ノイズなどの誤検出が発生する確率をＳとすると、ｎ回続けて検出される可能性はＳ^ｎであり、これより、ｎ回連続して検出されたデータが正しい確率は（１−Ｓ^ｎ）になる。前記確率Ｓをあらかじめ実験的に求めて設定しておき、前記式を用いてデータが正しい確率を計算すれば容易に検出信頼性指標値を計算することが出来る。
【００２９】
＜反射信号の強度の積算値を用いる方法＞
検出強度Ｐが検出しきい値より十分大きいということは、検出結果がノイズなど（検出レベルが相対的に低い）を誤検出したものである可能性が低いことを意味し、また、連続して検出される確率は連続検出回数に応じて指数的に減少するので、検出強度Ｐを所定回数積算した値を検出信頼性指標値とすれば、容易に検出信頼性指標値を計算することが出来る。なお、障害物が検出されなかった場合は検出強度を０として計算すれば良い。
【００３０】
次に、図１に示す障害物情報提供手段２について説明する。図６は、障害物情報提供手段２の内部構成図である。図６に示すように、障害物情報提供手段２は、各障害物検出手段で検出された障害物の位置情報と検出結果の信頼性指標値との入力に基づいて提供する音声情報の切替判定を行う複数の障害物情報提供判定部２ａと、この障害物情報提供判定部２ａからの出力に基づいて音声情報を出力する音声出力部２ｂとを備えている。
【００３１】
障害物情報提供判定部２ａは、障害物検出手段１が障害物を検出して位置情報を出力したとき、出力された位置情報より障害物が車両近傍で車両が障害物に接触する可能性の高い所定エリア内に存在するか否かを判定し、接触する可能性の高い所定エリア内に存在すると判定された場合は、信頼性指標値があらかじめ設定されている所定の値より大きければ、図７（ａ）に示す「警告的な内容の音声情報リスト」の音声情報を、それ以外の場合は、図７（ｂ）に示す「注意を促す内容の音声情報リスト」の音声情報を出力するように音声出力部２ｂに要求する。
【００３２】
また、障害物情報提供判定部２ａは、接触する可能性の高い所定エリア外に存在すると判定された場合は、信頼性指標値があらかじめ設定されている所定の値より大きければ、図７（ｃ）に示す「断定的な内容の音声情報リスト」の音声情報を、それ以外の場合は、図７（ｄ）に示す「推量的な内容の音声情報リスト」の音声情報を出力するように音声出力部２ｂに要求する。図８は、障害物情報提供判定部２ａの上述した動作をまとめた説明図である。
【００３３】
音声出力部２ｂは、障害物情報提供判定部２ａより要求された音声情報リストのなかから、音声出力を要求した障害物情報提供判定部２ａに対応したエリアの音声情報を選択して音声信号を出力する。
【００３４】
したがって、実施の形態１によれば、障外物検出結果の信頼性指標値（検出の確からしさ）に応じて音声情報の内容を切り替えを行うので、ドライバーは提供された情報の信頼性を知ることが出来る。
【００３５】
また、信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは断定的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は推量的な内容の音声情報を提供することによって、ドライバーに情報の信頼性を自然な形で意識させることが出来る。
【００３６】
さらに、信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは警告的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は注意を促す内容の音声情報を提供することによって、ドライバーに情報の信頼性を自然な形で意識させることが出来る。
【００３７】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２では、特開２０００−１８０５３７号公報で例示されている車間距離制御装置に適用した例を示す。図９は、上記公報に開示された車間距離制御装置にこの発明を適用したシステムの機能ブロック図である。図９に示す車間距離制御装置１０には、特開２０００−１８０５３７号公報で例示されている車間距離制御装置と同様な、先行車両を検出する先行車検出手段１０ａと、検出された先行車との車間距離を制御する車間距離制御手段１０ｂとを備えている。そして、先行車検出手段１０ａに、図１に示す実施の形態１に係る障害物検出手段１を内蔵しているもので、検出結果の信頼性指標値（検出の確からしさ）が障害物情報提供手段２に出力される。なお、図９では、障害物検出手段１を、先行車検出手段１０ａに内蔵しているが、車間距離制御装置１０に内蔵するようにしてもよい。
【００３８】
ここで、障害物情報提供手段２には、車間距離制御装置１０より検出信頼性指標値が入力されている。この検出結果の信頼性指標値としては、例えば特開２０００−１８０５３７号公報に開示された検出物体の存在確率を求める方法で求めた存在確率を用いれば良い。障害物情報提供手段２は、入力された信頼性指標値があらかじめ設定された閾値より大きい状態から小さい状態に変化したときに、「前方ご注意ください」
という内容の音声信号を出力しドライバーに注意を促す。上記閾値との大小関係の判断を行う際に、信頼性指標値のゆらぎによって短い間隔で音声信号が繰り返し発生するのを防止するため、閾値はヒステリシスを持たせたものがより好ましい。
【００３９】
一方、信頼性指標値が上記あらかじめ設定された閾値もしくは別途あらかじめ設定された閾値より小さい状態であれば、障害物情報提供手段２は、所定の時間間隔で
「車間距離のコントロールが不安定になっています」
という内容の音声信号を繰り返し出力しドライバーに注意を促す。
【００４０】
したがって、実施の形態２によれば、車間距離制御装置１０において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低下したときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車間距離制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００４１】
また、車間距離制御装置１０において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低いときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車間距離制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００４２】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３では、特開平１１−１１００４２号公報で例示されている操舵制御装置に適用した例を示す。図１０は、上記公報に開示された操舵制御装置にこの発明を適用したシステムの機能ブロック図である。図１０に示す操舵制御装置２０には、特開平１１−１１００４２号公報で例示されている操舵制御装置と同様な、自車両の車線内位置を検出する車線内位置検出手段２０ａと、検出された車線内位置の検出結果に基づいて車線内走行を維持する制御を行う操舵制御手段２０ｂとを備えている。そして、車線内位置検出手段２０ａに、図１に示す実施の形態１に係る障害物検出手段１を内蔵しているもので、検出結果の信頼性指標値（検出の確からしさ）が障害物情報提供手段２に出力される。なお、図１０では、障害物検出手段１を、車線内位置検出手段２０ａに内蔵しているが、操舵制御装置２０に内蔵するようにしてもよい。
【００４３】
ここで、障害物情報提供手段２には、操舵制御装置２０より信頼性指標値が入力されている。この信頼性指標値としては、特開平１１−１１００４２号公報で開示された位置検出手段として用いられているカメラが捕らえた画像のガイドウエイ部の輝度レベルもしくはガイドウエイ部とその他の部分の輝度比などを用いれば良い。前記輝度レベルや輝度比は、カメラがどの程度鮮明にガイドウエイを認識できていることを示すので検出信頼性指標値となり得る。障害物情報提供手段２は、入力された信頼性指標値があらかじめ設定された閾値より大きい状態から小さい状態に変化したときに、
「ハンドルの動きにご注意ください」
という内容の音声信号を出力しドライバーに注意を促す。上記閾値との大小関係の判断を行う際に、信頼性指標値のゆらぎによって短い間隔で音声信号が繰り返し発生するのを防止するため、閾値はヒステリシスを持たせたものがより好ましい。
【００４４】
一方、信頼性指標値が上記あらかじめ設定された閾値もしくは別途あらかじめ設定された閾値より小さい状態であれば音声情報提供手段は所定の時間間隔で
「自動操舵の動作が不安定になっています」
という内容の音声信号を繰り返し出力してドライバーに注意を促す。
【００４５】
したがって、実施の形態３によれば、操舵制御装置２０において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低下したときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車線維持制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００４６】
また、操舵制御装置２０において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低いときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車線維持制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、障外物検出結果の信頼性指標値（検出の確からしさ）に応じて音声情報の内容を切り替えを行うので、ドライバーは提供された情報の信頼性を知ることが出来る。
【００４８】
また、信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは断定的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は推量的な内容の音声情報を提供することによって、ドライバーに情報の信頼性を自然な形で意識させることが出来る。
【００４９】
また、信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは警告的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は注意を促す内容の音声情報を提供することによって、ドライバーに情報の信頼性を自然な形で意識させることが出来る。
【００５０】
また、車間距離制御装置において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低下したときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車間距離制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００５１】
また、車間距離制御装置において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低いときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車間距離制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００５２】
また、操舵制御装置において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低下したときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車線維持制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【００５３】
さらに、操舵制御装置において、信頼性指標値（検出の確からしさ）が低いときに、注意を促す音声情報を提供するので、ドライバーはシステムによって行われている車線維持制御動作の信頼性を自然に知り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る運転支援装置を示すブロック図であり、駐車支援システムに適用した例である。
【図２】図１の障害物検出手段１の検出エリアを示す説明図である。
【図３】図１の障害物検出手段１の内部構成図である。
【図４】図１の障害物検出手段１の検出動作の説明図である。
【図５】図１の障害物検出手段１のしきい値設定例の説明図である。
【図６】図１の障害物情報提供手段２の内部構成図である。
【図７】図１の障害物情報提供手段２の音声情報の例を示す説明図である。
【図８】図１の障害物情報提供手段２の動作の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る運転支援装置を示すブロック図であり、車間距離制御に適用した例である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る運転支援装置を示すブロック図であり、操舵制御装置に適用した例である。
【符号の説明】
１障害物検出手段、１ａ検出制御部、１ｂ送信部、１ｃ受信部、２障害物情報提供手段、２ａ障害物情報提供判定部、２ｂ音声出力部、１０車間距離制御装置、１０ａ先行車検出手段、１０ｂ車間距離制御手段、２０
操舵制御装置、２０ａ車線内位置検出手段、２０ｂ操舵制御手段。

Claims

車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段により検出された障害物の位置情報を音声で出力する障害物情報提供手段とを備えた運転支援装置において、
前記障害物検出手段は、検出結果の信頼性指標値を計算する機能を備えるとともに、
前記障害物情報提供手段は、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値の大小に応じて提供する音声情報の内容の切り替えを判定する障害物情報提供判定部を備え、
前記障害物情報提供手段は、前記障害物検出手段から出力される障害物の位置情報に基づいて車両が障害物に接触する可能性の高い所定エリア内に存在すると判定された場合には、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは衝突に関する警告的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は衝突に関する注意を促す内容の音声情報を提供すると共に、車両が障害物に接触する可能性の高い所定エリア外に存在すると判定された場合には、前記障害物検出手段から出力される信頼性指標値があらかじめ設定された閾値以上であるときは障害物の存在に関する断定的な内容の音声情報を提供し、それ以外の場合は障害物の存在に関する推量的な内容の音声情報を提供することを特徴とする運転支援装置。