JP4136889B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、自車両の走行にかかる情報を取得し、該情報をもとに自車両の動作を制御する車両制御装置に関し、特に、一時停止を安全かつ確実に実行させることのできる車両制御装置に関する。

近年、車両の走行にかかる各種情報を取得し、運転手に対する通知や、運転の補助、さらには運転への介入を行うことで車両事故を防止する車両制御装置が考案されている。

たとえば、一時停止が義務づけられた交差点や踏み切りの手前における車両の停止を促進すべく、特許文献１に示された車両安全装置では、画像認識などを用いて交差点や踏み切りの有無を検出するとともに、測距手段によって停止位置までの距離を算出し、運転者に対する警告や運転への介入をおこなっている。

特開平１１−３３９１９７号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、停止位置までの距離を測定するために側距手段を設けているため、構成が複雑になるという問題点があった。さらに、この測距手段が例えば路面への設備が必要な手段であれば、かかる設備のない場所では停止位置までの距離を求めることができず、警告や介入を適切に行うことができないこととなる。

また、一時停止をする場合には、車両の停止のみならず、周辺の安全確認を十分に行うことが重要である。すなわち、一時停止は車両の衝突事故などが予測される場所で、安全を確保するために義務づけられるものであるので、単に車両を停止させるのみではなく、運転者が適切な安全確認を行うことが求められる。

しかしながら、従来の技術では、車両の停止を補助するに留まり、運転者の安全確認自体を補助することはできなかった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、専用の測距手段を設けることなく一時停止位置を求め、簡易な構成で一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る車両制御装置は、自車両の走行にかかる情報を取得し、該情報をもとに自車両の動作を制御する車両制御装置であって、自車両前方における一時停止をすべき場所の有無を検出し、一時停止をすべき場所がある場合には該一時停止をすべき場所の位置情報を算出する一時停止位置算出手段と、前記一時停止位置算出手段による算出結果をもとに、前記一時停止をすべき場所に停止するために必要な制御内容を決定する制御内容決定手段と、前記自車両の運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、前記一時停止位置算出手段が算出した位置情報と前記視線方向検出手段が検出した視線方向とをもとに、前記運転者が前記一時停止をすべき場所において適切な安全確認を行ったか否かを監視する確認動作監視手段と、を備え、前記確認動作監視手段は、前記一時停止をすべき場所の近傍における見通しの状態をもとに、前記安全確認をすべき位置を特定することを特徴とする。

この請求項１の発明によれば車両制御装置は、一時停止をすべき場所の近傍における見通しの状態をもとに安全運転をすべき位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切な位置で安全確認を行ったか否かを監視する。

また、請求項２の発明に係る車両制御装置は、請求項１の発明において、道路の形状および見通しの状態と、安全確認をすべき方向および位置と、を関連付けた道路パターンデータベースをさらに備え、前記確認動作監視手段は、前記道路パターンデータベースをもとに前記安全確認をすべき方向および位置を特定することを特徴とする。

この請求項２の発明によれば車両制御装置は、道路の形状および見通しの状態と、安全確認をすべき方向および位置と、を関連付けた道路パターンデータベースから安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視する。

また、請求項３の発明に係る車両制御装置は、請求項１または２の発明において、路車間通信によって前記一時停止をすべき場所の近傍における道路形状および／または見通しの状態を取得する路車間通信手段をさらに備えたことを特徴とする。

この請求項３の発明によれば車両制御装置は、路車間通信によって取得した道路形状および見通しの状態をもとに安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視する。

また、請求項４の発明に係る車両制御装置は、請求項１，２または３の発明において、前記確認動作監視手段は、道路の形状および／または見通しの状態を情報として有する地図情報データベースから前記一時停止をすべき場所の近傍における道路の形状および／または見通しの状態を取得することを特徴とする。

この請求項４の発明によれば車両制御装置は、地図情報データベースから読み出した道路形状および見通しの状態をもとに安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視する。

請求項１の発明によれば、車両制御装置は、自車両前方における一時停止をすべき場所の有無を検出するとともに、その場所の位置情報を算出し、一時停止をすべき場所に停止するために必要な制御内容を決定するので、専用の測距手段を設けることなく一時停止位置を求め、簡易な構成で一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

また、請求項１の発明によれば車両制御装置は、自車両の運転者の視線方向を検出し、一時停止をすべき場所の位置情報と、運転者の視線方向とをもとに、運転者が適切な安全確認を行ったか否かを監視するので、運転者に安全確認を確実に実行させ、もって一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

さらに、請求項１の発明によれば車両制御装置は、一時停止をすべき場所の近傍における見通しの状態をもとに安全運転をすべき位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切な位置で安全確認を行ったか否かを監視するので、運転者に適切な位置で安全確認を実行させ、もって一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば車両制御装置は、道路の形状および見通しの状態と、安全確認をすべき方向および位置と、を関連付けた道路パターンデータベースから安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視するので、簡易な構成で運転者に安全確認を実行させ、もって一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

また、請求項３の発明によれば車両制御装置は、路車間通信によって取得した道路形状および見通しの状態をもとに安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視するので、運転者に適切な安全確認を実行させ、もって一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

また、請求項４の発明によれば車両制御装置は、地図情報データベースから読み出した道路形状および見通しの状態をもとに安全確認をすべき方向および位置を特定し、運転者の視線方向を検出して、運転者が適切に安全確認を行ったか否かを監視するので、運転者に適切な安全確認を実行させ、もって一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照し、本発明に係る車両制御装置の好適な実施の形態について説明する。実施例１では、本発明に係る車両制御装置を一時停止標識や停止線の画像認識に基づいて一時停止するまでの車両制御に適用する場合について説明し、実施例２では、本発明に係る車両制御装置を標識や停止線に加えて路面状態の画像認識に基づいて車両が種々様々な状況で停止する場合の車両制御について説明する。さらに、実施例３では、運転者が安全確認を適切に行ったか否かを監視する車両制御装置について説明する。最後に、他の実施の形態として種々の変形例を説明する。

本実施例１では、本発明に係る車両制御装置を一時停止標識や停止線の画像認識に基づいて一時停止するまでの車両制御に適用する場合について説明する。図１は、本発明の実施例１である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、車両制御装置１は、カメラ１１、画像処理部１２、制御部１３、カーナビゲーションシステム１４、速度センサ１５、ブレーキ圧力センサ１６、スロットル１７、ブレーキ１８、スピーカ１９を有する。

カメラ１１は、自車両の前方の画像を撮影して画像処理部１２に供給する。画像処理部１２は、その内部に一時停止認識部１２ａおよび停止位置算定部１２ｂを有する。一時停止認識部１２ａは、カメラ１１が撮影した画像から、道路標識や停止線などを識別する処理を行う。停止位置算定部１２ｂは、一時停止認識部１２ａが識別した道路標識の画像や停止線の画像をもとに、停止位置までの距離を算定して制御部１３に送信する。

また、カーナビゲーションシステム１４は、アンテナ１４ａおよび道路情報データベース１４ｂを備えており、制御部１３に自車両の位置と周辺の道路情報を供給する。さらに、速度センサ１５は、自車両の速度を計測して制御部１３に送信し、ブレーキ圧力センサ１６はブレーキの操作状態を制御部１３に送信する。なお、自車両の状態や周辺の状況を示す情報は、図示しない各種センサによって取得され、制御部１３に供給される。

制御部１３は、画像処理部１２、カーナビゲーションシステム１４、速度センサ１５、ブレーキ圧力センサ１６などから取得された情報をもとに、予測・判断処理部１３ａによって一時停止の必要性やその位置に停止するために必要な動作内容を判断し、スロットル１７、ブレーキ１８、スピーカ１９などを随時制御する。

つぎに、画像処理部１２による一時停止の認識と停止位置の算定についてさらに説明する。図２は、カメラ１１が撮影した画像の具体例を示す図である。同図に示した画像３０は、自車両の前方の画像であり、画像内に道路標識画像３１および停止線画像３２が含まれている。

一時停止認識部１２ａは、画像処理によって画像全体から道路標識画像３１および停止線画像３２を抽出する。その後、停止位置算定部１２ｂは、道路標識画像３１の大きさａ１や、停止線画像３２の画像全体に対する位置ａ２をもとに停止位置までの距離を算出する。

図３は、停止位置算定部１２ｂによる停止位置の算定を説明する説明図である。同図において、撮影範囲ｂ０は、自車両４０の前面に設けたカメラによって撮影可能な範囲である。この撮影範囲ｂ０の中で道路標識の画像が占める範囲ｂ１は、道路標識と自車両４０との距離が遠いほど小さく、道路標識と自車両４０との距離が近いほど大きくなる。道路標識では、例えば三角形の標識では一辺６０ｃｍ、円形の標識では直径６０ｃｍなどのようにその形状と大きさが規定されているので、道路標識画像の大きさと、実際の道路標識の大きさとをもとに、道路標識までの距離を推定することができる。

また、停止線画像３２の表示位置ａ２、すなわち撮影範囲ｂ０における停止線までの角度ｂ２は、自車両４０と停止線までの距離に対応するので、停止線画像３２の表示位置から停止線までの距離を算定することができる。

ここで、図４を参照し、画像処理部１２の処理動作について説明する。図４は画像処理部１２の処理動作を説明するフローチャートである。同図に示すように、画像処理部１２は、カメラ１１から画像を受信したならば（ステップＳ１０１）、まず、一時停止認識部１２ａによって標識の画像や停止線の画像を抽出する（ステップＳ１０２）。

一時停止認識部１２ａによって一時停止を求める道路標識や停止線の画像が抽出された場合、すなわち一時停止の必要がある場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、停止位置算出部１２ｂは、一時停止を求める道路標識が抽出できているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、ここで一時停止を求める道路標識とは、一時停止を直接に指示する標識のみではなく、優先道路や踏み切りの存在を示す標識などを含めることができる。

一時停止を求める道路標識が抽出できている場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、停止位置算出部１２ｂは、画像全体における標識画像の大きさから距離を推定する（ステップＳ１０５）。一方、一時停止を求める道路標識が抽出できていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、停止位置算出部１２ｂは、画像内における停止線画像の位置から停止線までの距離を推定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０５もしくはステップＳ１０６終了後、一旦停止の必要性と算出した停止位置までの距離を一時停止情報として制御部１３に出力する（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７もしくは一時停止の必要がない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、画像処理部１２は処理を終了する。

制御部１３では、この画像処理部が出力した一時停止情報をもとに、予測・判断処理部１３ａによって一時停止の必要性やその位置に停止するために必要な動作内容を判断する。画像処理部１２では、画像処理によって一時停止の必要性の有無を判定していたが、予測・判断処理部１３ａでは他の機器からの情報をさらに使用して、一時停止の必要性を総合的に判断することができる。

例えば、カメラ１１からの画像に標識が含まれておらず、停止線のみが含まれている場合、停止位置算出部１２ｂは停止線までの位置を算定することができるが、その停止位置における一時停止が義務づけられているか否かは判断できない。しかし、道路情報データベース１４ｂから自車両近傍の道路情報を取得し、停止線の向こう側が優先道路であることが判明したならば、一時停止が必要であると判断することができる。

なお、他の機器からの情報は単独でも使用することができる。例えば、道路情報データベース１４ｂが、一時停止が必要な場所の位置情報を記憶していたならば、予測・判断処理部１３ａは道路情報データベース１４ｂから情報を読み出すのみで一時停止の必要性と、停止位置とを取得することができる。

さらに、予測・判断処理部１３ａは一時停止が必要である場合に、その位置に停止するために必要な動作内容を判断する。具体的には、停止位置までの距離、自車両の速度および操作状態などに基づいて、運転手への警告、運転の補助、運転への介入を行う。

図５は、予測・判断処理部１３ａにおける動作内容の判断を説明する説明図である。同図に示すように、自車両の速度をＶ０、停止位置Ｄ０とすると、予測・判断処理部１３ａは、自車両が停止位置Ｄ０に停止するための予想減速線Ｃ１および限界減速線Ｃ２を算出する。予想減速線Ｃ１は、運転者の操作によって車両を制御する場合における、車両位置と車両速度との関係を示す。また、限界減速線Ｃ２は、自車両をシステム側で強制的に制動して停止位置に停止する場合の車両位置と車両速度との関係を示す。

また、距離Ｄ２は、自車両の速度Ｖ０が予想減速線Ｃ１を越える地点である。この距離Ｄ２を越えた場合、予測・判断処理部１３ａは、一時停止を促す警告と、補助（アシスト）動作を実行する。ここで、補助動作とは「ブレーキオイルの圧力を予め高めておく」などの動作であり、運転者が減速操作を実行した場合に減速を効果的に実行可能とすることで、停止位置Ｄ０への安全な停止を補助する。

さらに、距離Ｄ１は、自車両の速度Ｖ０が限界減速線Ｃ２を越える地点である。この距離Ｄ１を越えた場合、予測・判断処理部１３ａは、一時停止を促す警告動作と共に、運転への介入動作を行うことで、車両を強制的に停止位置Ｄ０に停止させる。ここで、介入動作とは、「スロットルを閉じる」、「ブレーキをかける」などの処理を自律的に実行する動作であり、運転者による操作に依存することなく車両を所望の位置に停止させることができる。

すなわち、予測・判断処理部１３ａは、自車両の速度と停止位置までの距離とを監視し、停止位置が近づいた場合には運転者に停止（減速）を促すとともに運転操作を補助する。その後、運転者による減速操作が行われない、もしくは減速操作が不十分である場合には、運転への介入をおこなうことで一時停止を安全かつ確実に実行するようにしている。

つぎに、図６を参照し、予測・判断処理部１３ａの処理動作についてさらに説明する。図６は、予測・判断処理部１３ａの処理動作を説明するフローチャートである。同図に示すように、画像処理部１２やカーナビゲーションシステム１４から一時停止に関する情報を取得した場合（ステップＳ２０１）、予測・判断処理部１３ａは、カーナビゲーションシステム１４や速度センサ１５などの各種機器から、地図情報、自車位置・自車速度、操作状態などの情報を取得する（ステップＳ２０２）。

その後、予測・判断処理部１３ａは、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２で取得した情報から、減速開始位置、停止線までの到達時間、予想減速線および限界減速線を算出する（ステップＳ２０３）。

続いて、予測・判断処理部１３ａは、予想減速線と自車速度・自車位置から、予想減速線を越えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。その結果、予想減速線を越えていたならば（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、予測・判断処理部１３ａは、スピーカ１９を用いた警告動作と、スロットル１７およびブレーキ１８などにおける補助動作を行う（ステップＳ２０５）。

さらに、予測・判断処理部１３ａは、限界減速線と自車速度・自車位置から、限界減速線を越えたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。その結果、限界減速線を越えていたならば（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、予測・判断処理部１３ａは、スピーカ１９を用いた警告動作と、スロットル１７およびブレーキ１８などにおける介入動作を行う（ステップＳ２０７）。

予想減速線を越えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、限界減速線を越えていない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、もしくはステップＳ２０７終了後、予測・判断処理部１３ａは、一時停止が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。

一時停止が完了していなければ（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、予測・判断処理部１３ａは、再度予想減速線を越えたか否かの判定をおこなう（ステップＳ２０４）。一方、一時停止が完了したならば（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、予測・判断処理部１３ａは処理を終了する。

上述してきたように、本実施例１にかかる車両制御装置では、カメラ１１によって撮影した画像から道路標識や停止線の有無を識別するとともに、道路標識や停止線までの距離をも画像処理によって算定しているので、距離を測定する測距手段を独立に設ける必要が無く、簡易な構成で一時停止を安全かつ確実に実行することができる。

また、カーナビゲーションシステム１４が有する道路情報データベース１４ｂから道路情報を読み出し、この道路情報をも一時停止の必要性の有無や停止位置の算定に利用しているので、一時停止の必要性をさらに精度よく判定することが可能となり、より効果的に一時停止を実行させることができる。

ところで、上記実施例１では、本発明に係る車両制御装置を一時停止標識や停止線の画像認識に基づいて一時停止するまでの車両制御に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両が種々様々な状況で停止する場合の車両制御に適用することができる。本実施例２では、本発明に係る車両制御装置を標識や停止線に加えて路面状態の画像認識に基づいて車両が種々様々な状況で停止する場合の車両制御について説明する。

まず、本発明の実施例２である車両制御装置の概要構成について説明する。図７は、本発明の実施例２である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、実施例２の概要構成図は、実施例１の概要構成図と基本的に同じであるので、相違する部分について説明する。

路面状態認識部１２ｃは、カメラ１１の画像に基づいて自車両が走行する路面状態を認識する処理部であり、具体的には、カメラ１１の画像の明度、彩度、色相に基づいて路面状態を認識する。なお、路面状態とは、自車両の制動距離ＬＳを算出する場合の最も主要な要因である路面の摩擦係数μを推定するためのコンクリート、アスファルト、砂利などの路面の組成や、濡れ、積雪、凍結などの路面の表面状態をいう。なお、路面の表面状態は降雨や降雪などの気象や温度に依存するので、天気予報なども路面状態の判断に用いる。

ここで、図７に示した路面状態認識部１２ｃによって識別された路面状態と摩擦係数の関係について説明する。図８は、図７に示した路面状態認識部によって識別された路面状態と摩擦係数を説明する図である。同図に示すように、摩擦係数μは、路面の状態によって大きく異なる。特に、降雪または凍結した路面の摩擦係数μが小さいので、降雪または凍結した路面の制動距離ＬＳが乾燥した路面に比べ大幅に増加する。したがって、一時停止をする車両の車両制御を行う場合には路面状態を考慮する必要がある。

図７の説明に戻ると、停止位置識別部１２ｄは、道路情報データベース１４ｂから取得した一時停止をすべき場所の種類を識別する処理部であり、具体的には、交差点、踏み切り、料金所などの一時停止をすべき場所を特徴付ける標識の位置、形状および／または寸法などの識別情報を一時停止認識部１２ａに出力する。

ここで、図７に示した道路情報データベースから取得される一時停止すべき場所の種類と一時停止すべき場所の識別情報について説明する。図９は、図７に示した道路情報データベースから取得された一時停止すべき場所の種類を説明する図である。また、図１０は、図７に示したカメラが撮影した一時停止すべき場所の画像の具体例を示す図である。図９は、カーナビゲーション１４の画面であり、具体的に、自車両の位置と自車両の進行方向にある一時停止をすべき場所の種類を示す図である。交差点、踏み切り、料金所など一時停止すべき場所には、それぞれを特徴付ける識別情報があり、例えば、図１０に示す踏み切りでは、信号の大きさａ１や停止線の画像全体に対する位置ａ２をもとに停止位置までの距離を求めているが、遮断機や線路などから停止位置までの距離を求めることもできる。

図７の説明に戻ると、一時停止認識部１２ａは、停止位置識別部１２ｄから取得した一時停止すべき場所の道路標識や停止線などの識別情報に基づいて画像処理によってカメラ１１が撮影した画像から道路標識や停止線などの識別情報を識別する。その後、停止位置算定部１２ｂは、図１０に示す踏み切りの信号画像の大きさａ１や、停止線画像の画像全体に対する位置ａ２をもとに停止位置までの距離を算出する。

制動距離算出部１３ｂは、路面状態認識部１２ｃによって認識された路面状況に基づいて路面の摩擦係数μを求め、自車両の速度Ｖ０から制動距離ＬＳを算出する処理部であり、具体的には、自車両の速度Ｖ０および走行している路面状態が変化する都度、定期的に、または必要に応じて制動距離ＬＳを算出する。なお、制動距離ＬＳ（ｍ）は、自車両の速度をＶ０（Ｋｍ）とすると、次の式で概略計算される。
ＬＳ＝Ｖ０²／μ／９．８／２５．９ （式１）

予測・判断処理部１３ａは、一時停止が必要である場合に、その位置に停止するために必要な動作内容を判断する。具体的には、停止位置までの距離、自車両の速度Ｖ０および操作状態などに基づいて、運転手への警告、運転の補助、運転への介入を行う。

実施例１の図５で説明したように、自車両の速度をＶ０、停止位置Ｄ０とすると、予測・判断処理部１３ａは、自車両が停止位置Ｄ０に停止するための予想減速線Ｃ１および限界減速線Ｃ２を算出する。ここで、限界減速線Ｃ２は、自車両をシステム側で強制的に制動して停止位置に停止する場合の車両位置と車両速度Ｖ０との関係を示す。すなわち、予測・判断処理部１３ａは、自車両の速度がＶ０の場合に、自車両と停止線の位置までの距離（Ｄ０−Ｄ１）が制動距離ＬＳになったとき、強制的に制動して停止位置に停止するよう制御する。

また、予想減速線Ｃ１は、運転者の操作によって車両を制御する場合における、車両位置と車両速度Ｖ０との関係を示す。すなわち、予測・判断処理部１３ａは、自車両の速度がＶ０の場合に、自車両と停止線の位置までの距離（Ｄ０−Ｄ２）が制動距離ＬＳになる前に、運転手に警告し、運転手の操作によって安全に車両を停止できるよう制御する。例えば、自車両の速度がＶ０で、予測・判断処理部１３ａが運転手に警告して運転手が自車両の停止操作を開始するまでに必要な時間を５秒として、その間の自車両の空走距離ＬＣとした場合に、自車両と停止線の位置までの距離（Ｄ０−Ｄ２）が停止距離（ＬＳ＋ＬＣ）になったとき、システム側は運転手に警告を開始し、運転手は自車両の停止操作を開始する。

次に、図７に示した画像処理部１２の処理動作について説明する。図１１は、図７に示した画像処理部１２の処理動作を説明するフローチャートである。なお、図１１のステップＳ３０６からステップＳ３１０は、実施例１の図４のステップＳ１０３からステップＳ１０７と同じであるので、ステップＳ３０１からステップＳ３０５について説明する。

同図に示すように、画像処理部１２の路面状態認識部１２ｃは、カメラ１１から画像を受信したならば（ステップＳ３０１）、まず、カメラ１１の画像に基づいて自車両が走行する路面状態を識別する（ステップＳ３０２）。具体的には、カメラ１１の画像の明度、彩度、色相に基づいて路面状態を識別し、路面状態の識別結果を制御部１３の制動距離算出部１３ｂに出力する（ステップＳ３０３）。

そして、一時停止認識部１２ａは、制御部１３の停止位置識別部１２ｄから自車両の進行方向にある踏み切りの信号および停止線などの標識別情報を取得する（ステップＳ３０４）。さらに、信号や停止線などのデータに基づいてカメラ１１が撮影した画像から信号や停止線の画像を抽出する（ステップＳ３０５）。

次に、図７に示した予測・判断処理部１３ａの処理動作について説明する。図１２は、図７に示した予測・判断処理部１３ａの処理動作を説明するフローチャートである。なお、図１２のステップＳ４０６からステップＳ４１０は、実施例１の図６のステップＳ２０４からステップＳ２０８と同じであるので、ステップＳ４０１からステップＳ４０５について説明する。

同図に示すように、予測・判断処理部１３ａは、カーナビゲーションシステム１４や速度センサ１５などの各種機器から道路情報、自車両の位置、速度Ｖ０および操作状態などの情報を取得する（ステップＳ４０１）。そして、制動距離算出部１３ｂは、画像処理部１２の路面状態識別部１２ｃから路面状態の識別結果を取得すると（ステップＳ４０２）、路面状態の識別結果から路面の摩擦係数μを推定し、制動距離ＬＳを算出する（ステップＳ４０３）。具体的には、自車両の速度Ｖ０および走行している路面状態が変化する都度、定期的に、または必要に応じて制動距離ＬＳを算出する。なお、路面の表面状態は降雨や降雪などの気象や温度に依存するので、天気予報なども路面状態の判断に用いる。

さらに、予測・判断処理部１３ａは、画像処理部１２から一時停止の必要性と算出した停止位置までの距離を一時停止情報として取得する（ステップＳ４０４）。そして、予測・判断処理部１３ａは、ステップＳ４０１からステップＳ４０４で取得した情報から、減速開始位置、停止線までの到達時間、予想減速線および限界減速線を算出する（ステップＳ４０５）。

すなわち、停止距離（ＬＳ＋ＬＣ）から減速開始位置を、自車両の速度Ｖ０および停止距離（ＬＳ＋ＬＣ）から予測減速線Ｃ１を、自車両の速度Ｖ０および制動距離ＬＳから限界減速線Ｃ２を、そして、自車両の速度Ｖ０、位置、予測減速線Ｃ１または限界減速線Ｃ２から停止線までの到達時間を求める。

上述してきたように、本実施例２に係る車両制御装置では、カメラ１１が撮影した画像に対して画像処理を行うことで自車両が走行する路面状態をさらに識別し、路面状態に基づいて路面の摩擦係数を推定し、自車両の制動距離をさらに算出するので、路面状態が変化しても、路面状態の変化に応じて制動距離を算出し、予測減速線や限界減速線を求め、簡易な構成で一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られる。

また、道路情報データベース１４ｂから取得した一時停止すべき場所の種類を識別するので、一時停止をすべき場所がどのような場所であれ、専用の測距手段を設けることなく一時停止位置を求め、簡易な構成で一時停止を安全かつ確実に実行可能な車両制御装置を得られる。

つぎに、本発明の実施例３について説明する。実施例１，２において説明した車両制御装置では、車両の挙動から運転者が適切な運転操作を行っているか否かを監視し、運転操作が適切でない場合には警告や補助・介入を実行していたが、この実施例３では、上述した車両制御装置に運転者が適切な安全確認を行っているかを判定する機能を持たせている。

まず、本発明の実施例３である車両制御装置の概要構成について説明する。図１３は、本発明の実施例３である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、車両制御装置５０は、車内カメラ５１、画像処理部５２、制御部５３、カーナビゲーションシステム５４、路車間通信処理部５５および道路パターンデータベース５６を有する。その他の構成および動作は、実施例１に記載した車両制御装置１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

車内カメラ５１は、運転者の頭部近傍を撮影して画像処理部５２に供給する。画像処理部５２は、その内部に一時停止認識部１２ａ、停止位置算定部１２ｂに加えて視線方向検出部５２ａを有する。視線方向検出部５２ａは、車内カメラ５１が撮影した画像から、運転者の視線の方向を識別する処理を行う。

また、カーナビゲーションシステム５４は、アンテナ５４ａおよび道路情報データベース５４ｂを備えている。さらに、道路情報データベース５４ｂは、その内部に道路形状データ５４ｃを記憶している。

道路形状データ５４ｃは、道路情報データベース５４ｂが記憶する地図情報について、道路の形状や見通しの状態を示すものである。すなわち、道路情報データベース５４ｂは、位置が指定されたならば、その周辺の道路情報として、道路の形状と見通しの状態とを出力することができる。

また、路車間通信処理部５５は、アンテナ５５ａを介して路面に配設された通信装置と通信する処理部である。この路面に配設された通信装置は、周囲の道路の形状と見通しの状態を送信する。路車間通信処理部５５は、この道路の形状と見通しの状態とを制御部５３に出力する。

道路パターンデータベース５６は、道路の形状および見通しの状態に対して、安全確認をすべき方向および位置を関連付けて記憶している。

制御部５３は、その内部に予測・判断処理部１３ａに加え、確認動作監視部５３ａを有する。この確認動作監視部５３ａは、カーナビゲーションシステム５４や路車間通信処理部５５から道路の形状や見通しの情報を取得し、道路パターンデータベース５６を検索して安全確認をすべき方向と、その位置を読み出す。

さらに、確認動作監視部５３ａは、視線方向検出部５２ａが検出した運転手の視線方向を取得し、運転者が安全確認を、しかるべき位置で行ったか否かを監視する。その結果、運転者が安全確認を行っていない場合や、安全確認の位置が不適切である場合に、スピーカ１９を介して警告を行う。

ここで、道路パターンデータベース５６の具体的な構成例について説明する。図１４は、道路パターンデータベース５６の具体的な構成例を説明する説明図である。同図に示すように、道路パターンデータベース５６は、パターン固有のパターン番号、道路形状、右方向の見通し、左方向の見通し、確認方向、右方向を確認する場合の確認位置および左方向を確認する場合の確認位置を項目として有する。

例えば、パターン１では、道路形状は交差点であるので、他車両が接近してくる可能性のある方向、すなわち確認すべき方向は、「右方向」「左方向」、および「前方」である。さらに、パターン１では、左右ともに見通しは良いので、安全確認は停止位置の手前で行えばよい。

また、パターン２〜４は、道路形状はパターン１と同一の「交差点」であるので、「右方向」、「左方向」および「前方」の安全確認をおこなう必要がある。しかし、パターン２では右方向の見通しが悪く、パターン３では左方向の見通しが悪い。さらにパターン４では左右両方の見通しが悪い。

このように見通しの悪い方向の安全確認をする場合、停止位置の手前で行うこととすると、接近する他車両を見落とす可能性がある。そこで、見通しの悪い方向については、停止位置近傍で安全確認を行う必要がある。

また、パターン５〜８では、道路形状が「Ｔ字路」である。すなわち、前方から車両が接近することはないので、安全確認の必要な方向は「右方向」および「左方向」となる。さらに、パターン５では、左右ともに見通しがよいので、右方向の安全確認も左方向の安全確認も停止位置の手前で行うことができる。一方、パターン６では右方向の見通しが悪く、パターン７では左方向の見通しが悪い。さらにパターン８では左右両方の見通しが悪い。そこで、見通しの悪い方向の安全確認は、停止位置近傍で行うべきである。

また、パターン９，１０は、右方向に分岐のある道路形状である。すなわち、左方向から車両が接近することはないので、安全確認の必要な方向は「右方向」および「前方向」となる。さらに、パターン９では右方向の見通しが良いが、パターン１０では右方向の見通しが悪い。そこで、パターン９では停止位置の手前で安全確認を行うことができるが、パターン１０では停止位置近傍で行う必要がある。

同様に、パターン１１，１２は、左方向に分岐のある道路形状である。すなわち、右方向から車両が接近することはないので、安全確認の必要な方向は「左方向」および「前方向」となる。さらに、パターン１１では左方向の見通しが良いが、パターン１２では左方向の見通しが悪い。そこで、パターン１１では停止位置の手前で安全確認を行うことができるが、パターン１２では停止位置近傍で行う必要がある。

この見通しと安全確認の位置について、図１５、１６を参照してさらに説明する。図１５は、Ｔ字路で左右の見通しがよい場合、すなわちパターン５の具体例を説明する説明図であり、図１６はＴ字路で左右の見通しが悪い場合、すなわちパターン８の具体例を説明する説明図である。

図１５では左右の見通しが良いので、右方向から接近する車両も、左方向から接近する車両も、停止位置よりも手前の安全確認で認識することができる。したがって、停止線Ｌ１から自車両４０が安全確認をすべき位置までの距離Ｄ１０は大きい値となる。

一方、図１６では、遮蔽物６１，６２が存在し、左右の見通しが悪くなっている。そのため、停止位置の近傍で安全確認をしなければ、左右方向から接近する車両を認識することができない。したがって、停止線Ｌ１から自車両４０が安全確認をすべき位置までの距離Ｄ１１は小さな値となる。

ところで、一方の見通しが良く、他方の見通しが悪い場合、見通しが良い側の安全確認は停止位置の手前で行うことができ、見通しが悪い側の安全確認は停止位置近傍で行う必要がある。そこで、確認を行う方向によって安全確認をすべき位置が異なる（距離Ｄ１０と距離Ｄ１１とをそれぞれ割り当てる）こととなる。

つぎに、確認動作監視部５３ａによる安全確認の監視処理について説明する。図１７は、確認動作監視部５３ａの動作処理について説明するフローチャートである。同図に示す処理動作は、自車両に一時停止の必要が生じた場合、すなわち、画像処理部１２やカーナビゲーションシステム５４が一時停止情報を出力した場合などに開始する。

まず、確認動作監視部５３ａは、画像処理部１２やカーナビゲーションシステム５４が出力した一時停止情報を取得し（ステップＳ５０１）、道路形状データ５４ｃや路車間通信処理部５５から一時停止をすべき場所の近傍の道路形状および見通しの状態を取得する（ステップＳ５０２）。さらに、取得した道路形状および見通しの状態をもとに道路パターンデータベース５６を検索して、安全確認をすべき方向と安全確認をすべき位置とを決定する（ステップＳ５０３）。

その後、視線方向検出部５２ａが検出した運転者の視線方向を取得し、その動きを監視する（ステップＳ５０４）。その結果、運転者の視線方向が、安全確認をすべき位置において、安全確認をすべき方向に向けられたならば、すなわち、運転者が安全確認を行ったならば（ステップＳ５０５，Ｙｅｓ）、確認動作監視部５３ａは、処理を終了する。

一方、運転者の視線方向が安全確認をすべき位置において、安全確認をすべき方向に向けられなかったならば、すなわち、運転者が安全確認を行わなかったならば（ステップＳ５０５，Ｎｏ）、確認動作監視部５３ａは、スピーカ１９などを使用して運転者に警告を行って（ステップＳ５０６）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例３にかかる車両制御装置では、道路の形状や見通しの状態から安全確認をすべき方向や位置を特定するとともに、車内カメラ５１によって撮影した画像から運転者の視線方向を検出し、運転者が安全確認を適切に行ったか否か判定することができるので、運転操作のみならず、安全確認をも確実に実行させ、安全かつ確実に一時停止を実行させることができる。

（他の実施の形態）
さて、これまで本発明の実施例１〜３について説明したが、本発明は上述した実施例１〜３以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてもよいものである。

例えば、本実施例１では、一時停止の道路標識および停止線を画像から抽出し一時停止する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カーナビゲーションシステム１４の道路情報データベース１４ｂから取得した一時停止をすべき場所の種類、例えば、交差点、踏み切り、料金所などを識別し一時停止する場合に適用することができる。

また、本実施例２では、（式１）を用いて制動距離を計算する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の式を用いて制動距離を計算する場合に適用することができる。

また、本実施例２では、予測・判断処理部１３ａが運転手に警告して運転手が自車両の停止操作を開始するまでに必要な時間を５秒とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予測・判断処理部１３ａが運転手に警告して運転手が自車両を停止するまでに必要な時間を５秒以外の値とした場合に適用することができる。

また、実施例３では運転者が所定の方向に視線を向けた場合に安全確認を行ったと判定しているが、例えば、所定時間その方向に視線を向けた場合に安全確認を行ったと判定するようにしてもよい。

また、確認をすべき位置についても、見通しの状態をさらに詳細に設定し、停止位置からどれだけの距離の範囲内で安全確認をすべきかを数値として指定してもよい。さらに、安全確認をすべき位置を、道路形状データ５４ｃに記憶させたり、路車間通信によって受信することで、各停止位置に固有の安全確認位置を設定することとしてもよい。

なお、安全確認を行う必要があるのは一時停止時に限られるものではない。そこで、本発明を利用し、安全確認が必要な各種状況に対応することができる。例えば、赤の点滅信号では、実施例１〜３に説明したと同様に一時停止を行う必要があり、本発明を利用できる。さらに、黄色の点滅信号では、徐行して交差点への進入を行うことが定められているが、この状況でも安全確認は必要であり、本発明を利用することができる。さらに、必要な徐行が行われたか否かについても、実施例１，２に開示した技術を使用して判定可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、車両事故の防止に有用であり、特に、一時停止の安全かつ確実な実行に適している。

本発明の実施例１である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 図１に示したカメラが撮影した画像の具体例を示す図である。 図１に示した停止位置算定部による停止位置の算定を説明する説明図である。 図１に示した画像処理部の処理動作を説明するフローチャートである。 図１に示した予測・判断処理部における動作内容の判断を説明する説明図である。 図１に示した予測・判断処理部の処理動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施例２である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 図７に示した路面状態認識部によって識別された路面状態と摩擦係数の関係を説明する図である。 図７に示した道路情報データベースから取得された一時停止すべき場所の種類を説明する図である。 図７に示したカメラが撮影した一時停止すべき場所の画像の具体例を示す図である。 図７に示した画像処理部の処理動作を説明するフローチャートである。 図７に示した予測・判断処理部の処理動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施例３である車両制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 図１３に示した道路パターンデータベースの具体的な構成例を説明する説明図である。 図１４に示した道路形状パターン５の具体例を説明する説明図である。 図１４に示した道路形状パターン８の具体例を説明する説明図である。 確認動作監視部の動作処理について説明するフローチャートである。

符号の説明

１，５０ 車両制御装置
１１ カメラ
１２，５２ 画像処理部
１２ａ 一時停止認識部
１２ｂ 停止位置算定部
１２ｃ 路面状態認識部
１２ｄ 停止位置識別部
１３，５３ 制御部
１３ａ 予測・判断処理部
１３ｂ 制動距離算出部
１４，５４ カーナビゲーションシステム
１４ａ，５４ａ，５５ａ アンテナ
１４ｂ 道路情報データベース
１５ 速度センサ
１６ ブレーキ圧力センサ
１７ スロットル
１８ ブレーキ
１９ スピーカ
３０ 画像
３１ 道路標識画像
３２ 停止線画像
４０ 自車両
５１ 車内カメラ
５２ａ 視線方向検出部
５３ａ 確認動作監視部
５４ｃ 道路形状データ
５５ 路車間通信処理部
５６ 道路パターンデータベース
６１，６２ 遮蔽物

Claims (4)

1. 自車両の走行にかかる情報を取得し、該情報をもとに自車両の動作を制御する車両制御装置であって、
   自車両前方における一時停止をすべき場所の有無を検出し、一時停止をすべき場所がある場合には該一時停止をすべき場所の位置情報を算出する一時停止位置算出手段と、
   前記一時停止位置算出手段による算出結果をもとに、前記一時停止をする場所に停止するために必要な制御内容を決定する制御内容決定手段と、
   前記自車両の運転者の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
   前記一時停止位置算出手段が算出した位置情報と前記視線方向検出手段が検出した視線方向とをもとに、前記運転者が前記一時停止をすべき場所において適切な安全確認を行ったか否かを監視する確認動作監視手段と、
   を備え、前記確認動作監視手段は、前記一時停止をすべき場所の近傍における見通しの状態をもとに、前記安全確認をすべき位置を特定することを特徴とする車両制御装置。
2. 道路の形状および見通しの状態と、安全確認をすべき方向および位置と、を関連付けた道路パターンデータベースをさらに備え、前記確認動作監視手段は、前記道路パターンデータベースをもとに前記安全確認をすべき方向および位置を特定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 路車間通信によって前記一時停止をすべき場所の近傍における道路形状および／または見通しの状態を取得する路車間通信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記確認動作監視手段は、道路の形状および／または見通しの状態を情報として有する地図情報データベースから前記一時停止をすべき場所の近傍における道路の形状および／または見通しの状態を取得することを特徴とする請求項１，２または３に記載の車両制御装置。

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