JP4410118B2 - 車両運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のＵターン動作を支援する車両運転支援装置に関する。

従来から、カメラを使って車両の走行を支援する運転支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この運転支援装置では、狭路を走行する際に進行が困難になったときに、必要に応じて方向転回を行う転回エリアを検出して転回の指示を行っている。これにより、運転者は、狭路を引き返すことが容易となる。
特開２００２−３５２３９７号公報（第３−８頁、図１−１２）

ところで、狭路を含む一般の道路を走行中に折り返す場合を考えると、可能な限り車両の切り返しをせずにＵターンした方が運転者に与える心理的な負担は軽いといえる。ところが、特許文献１に開示された運転支援装置によって検出される転回エリアは、車両の方向転換を可能とするものではあるが車両の切り返しを行うことを前提としており、切り返しをせずにＵターンを希望する場合には運転者自身がＵターン可能か否かの判断を行う必要があり、運転時の負担軽減につながらないという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、Ｕターンを行う際の運転者の負担を軽減することができる車両運転支援装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両運転支援装置は、車両から対向車線側の道路端部までの道路幅を測定する道路幅測定手段と、道路幅測定手段によって測定された道路幅に基づいて、車両が切り返しをせずにＵターン可能であるか否かを判定するＵターン可否判定手段と、Ｕターン可否判定手段によって判定された結果を車両の運転者に通知する通知手段とを備えている。走行中の道路において切り返しをせずにＵターン可能であるか否かが自動的に判定されて通知されるため、運転者は、自分で道路幅等に基づいてＵターン可能であるか否かの判断を行う必要がなく、運転者の負担を軽減することができる。

また、上述した道路幅測定手段は、車両の周辺を撮影するカメラと、カメラによる撮影によって得られた車両の周辺画像に含まれる道路端部を検出する道路端部検出手段と、車両から道路端部検出手段によって検出された道路端部までの距離を算出して道路幅を決定する道路幅決定手段とを備えている。これにより、カメラで車両周辺を撮影して得られた画像の内容を分析するだけで道路幅の測定を行うことができるため、比較的安価でしかも比較的少ない処理負担で道路幅を知ることができる。

また、上述した道路端部は、道路と歩道との境界を示す段差部、道路の路肩に描かれた白線、道路の舗装面の端部であることが望ましい。これにより、道路端部までの距離を求める処理を簡略化することが可能となる。

また、上述したＵターン可否判定手段は、車両が切り返しをせずにＵターン可能な最小値をあらかじめ保持しており、道路幅測定手段によって測定された道路幅よりも最小値の方が小さいときにＵターン可能であると判定することが望ましい。これにより、車両から道路端部までの道路幅がわかったときにこの道路幅でＵターンが可能であるか否かを確実かつ容易に知ることができる。

また、上述した通知手段は、Ｕターン可否判定手段によってＵターン可能であると判定されたときに、実際にＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示することにより、運転者に対する通知を行うことが望ましい。これにより、運転者はＵターンする際の走行状態をあらかじめ容易に想像することができ、Ｕターンする際の不安を取り除くことができる。

また、上述した通知手段は、Ｕターン可否判定手段によってＵターンが不可能であると判定されたときに、切り返しを伴うＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示することにより、運転者に対する通知を行うことが望ましい。これにより、道路幅が狭くてＵターン時に切り返しが必要な場合であっても、実際にどのような切り返しを行えばＵターンをすることができるかをあらかじめ知ることができるため、Ｕターン動作を円滑に行うとともに不安を取り除くことができる。

また、上述した車両が走行中の道路がＵターン禁止であるか否かを判定するＵターン禁止判定手段と、Ｕターン禁止判定手段によってＵターン禁止であることが判定されたときに、その旨を運転者に警告するＵターン禁止警告手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、Ｕターン可能であると判定された道路がＵターン禁止道路であった場合に、道路幅に基づいてＵターン可能である旨の通知がなされたときに誤ってＵターンしてしまうことを事前に防止することができる。

また、上述した車両が走行中の道路の対向車線の前方を他の車両が走行しているか否かを判定する対向車判定手段と、対向車判定手段によって他の車両が走行していることが判定されたときに、その旨を運転者に警告する対向車警告手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、Ｕターン可能である旨の通知がなされたときに対向車のことを忘れて不用意にＵターンしてしまうことを防止することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両運転支援装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。図１に示す車両運転支援装置は、車両に搭載されており、カメラ１０、１２、道路端部検出部２０、道路幅決定部２２、Ｕターン可否判定部２４、通知画像作成部２６、表示処理部２８、表示装置３０、Ｕターン禁止判定部４０、Ｕターン禁止警告部４２、音声処理部４４、スピーカ４６、対向車判定部５０、対向車警告部５２を備えている。

カメラ１０は、車両の右側面に取り付けられており、主に車両から右側の対向車線側の道路端部までの路面を撮影する。カメラ１２は、車両の前面に取り付けられており、主に車両前方の路面と対向車、道路標識を撮影する。これらのカメラ１０、１２は、例えば視野角がほぼ１８０度の広角レンズを通して撮影を行う。

道路端部検出部２０は、カメラ１０による撮影によって得られた車両右側の対向車線の周辺画像に含まれる道路端部を検出する。ここで、道路端部とは、道路脇に１段高い歩道がある場合にはこの歩道の段差部分を、道路の路肩に白線が描かれている場合にはこの白線が描かれた部分を、道路の路肩に何も描かれていない場合には道路の舗装面の端部をいう。道路端部検出部２０は、歩道の段差部分、路肩の白線、舗装面の端部のいずれかに対応する部分画像が、カメラ１０によって撮影された周辺画像の中から検索する。なお、広角レンズを通して撮影を行って周辺画像を取得した場合には画像の歪みが大きいため、この歪みを考慮して、あるいは視点変換を行って歪みの少ない周辺画像に変換した後に、上記の検索処理を行うことが望ましい。

道路幅決定部２２は、車両から道路端部検出部２０によって検出された道路端部までの距離を算出する。取得した周辺画像のどの部分に道路端部の画像が含まれているかが分かれば、車両からその道路端部までの距離がどのぐらいであるかは容易に知ることができる。例えば、道路端部の画像の位置と道路端部までの距離との関係をあらかじめ求めておけばよい。

Ｕターン可否判定部２４は、道路幅決定部２２によって算出された道路幅に基づいて、車両が切り返しをせずにＵターン可能であるか否かを判定する。図２は、Ｕターン可否判定の概要を示す図である。図２に示すように、片側２車線の道路の中央寄り車線を車両Ｇが走行しているものとする。この道路には歩道Ｈがあり、道路端部検出部２０は、対向車線側の歩道Ｈの段差部を道路端部Ｔとして検出する。道路幅決定部２２は、車両Ｇの右側面位置から道路端部Ｔまでの距離Ｗを算出する。車両Ｇの最小回転半径をＲ、車両Ｇの幅をｂとすると、車両Ｇの左側面位置が歩道Ｈ上に乗り上げないようにＵターンすることができれば、切り返しのないＵターンが可能となる。このときの、条件は、
ｂ＋Ｗ＞２Ｒ＋２（ｂ／２）
となる。これを変形すると、
Ｗ＞２Ｒ
となる。したがって、Ｕターン可否判定部２４は、最小回転半径Ｒの２倍の値を最小値として保持しておいて、距離Ｗよりもこの最小値の方が小さいか否かを調べることにより、車両が切り返しをせずにＵターン可能であるか否かを容易に判定することができる。

通知画像作成部２６は、Ｕターン可否判定部２４によって判定された結果を車両の運転者に通知するために必要な通知画像を作成する。通知画像の詳細については後述する。表示処理部２８は、通知画像作成部２６によって作成された通知画像を表示装置３０の画面上に表示する処理を行う。

Ｕターン禁止判定部４０は、車両が走行中の道路がＵターン禁止であるか否かを判定する。走行中の道路がＵターン禁止であるか否かは、カメラ１２の撮影によって得られた車両前方の周辺画像に基づいて行われる。具体的には、Ｕターン禁止判定部４０は、カメラ１２によって撮影した周辺画像内に、Ｕターン禁止（転回禁止）の道路標識あるいは標示を示す画像が含まれているか否かを調べ、含まれている場合に走行中の道路がＵターン禁止であると判定する。なお、Ｕターン禁止である旨の判定が行われると、Ｕターン禁止の区間の終わりを示す道路標識の画像が検出されるまで、あるいは、次の交差点を通過するまでこのＵターン禁止の判定結果が維持される。Ｕターン禁止警告部４２は、Ｕターン禁止判定部４０によって走行中の道路がＵターン禁止である旨の判定がなされたときに、その旨を運転者に警告する。例えば、この警告は、通知画像作成部２６によって作成された通知画像内に、現在走行中の道路はＵターン禁止である旨の表示を加えることにより行われる。また、Ｕターン禁止警告部４２は、所定の警告音信号を出力する。

対向車判定部５０は、車両が走行中の道路の対向車線の前方を他の車両が走行しているか否か、すなわち、対向車線に他の車両がいるか否かを判定する。対向車の有無判定は、カメラ１２の撮影によって得られた車両前方の周辺画像に基づいて行われる。具体的には、対向車判定部５０は、カメラ１２によって撮影した周辺画像内に、車両を前方から見た画像が含まれているか否かを調べ、含まれている場合には対向車がいると判定する。なお、車両を前方から見た画像は、車種毎に用意されており、全ての車種に対応する画像の有無が調べられる。対向車警告部５２は、対向車判定部５０によって対向車線を他の車両が走行中である旨の判定がなされたときに、その旨を運転者に警告する。例えば、この警告は、Ｕターン禁止の場合と同様に、通知画像作成部２６によって作成された通知画像内に、対向車が存在する旨の表示を加えることにより行われる。また、対向車警告部５２は、所定の警告音信号を出力する。

音声処理部４４は、Ｕターン禁止警告部４２および対向車警告部５２のそれぞれから警告音信号が出力されると、それぞれの警告音信号に対応する警告音をスピーカ４６から出力する。なお、この警告音は、単純な発信音でもよいが、「Ｕターン禁止です」あるいは「対向車が存在します」等の警告音声をスピーカ４６から出力するようにしてもよい。

上述した道路端部検出部２０が道路端部検出手段に、道路幅決定部２２が道路幅決定手段に、カメラ１０、道路端部検出部２０、道路幅決定部２２が道路幅測定手段に、Ｕターン可否判定部２４がＵターン可否判定手段に、通知画像作成部２６、表示処理部２８、表示装置３０が通知手段にそれぞれ対応する。また、Ｕターン禁止判定部４０がＵターン禁止判定手段に、Ｕターン禁止警告部４２がＵターン禁止警告手段に、対向車判定部５０が対向車判定手段に、対向車警告部５２が対向車警告手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両運転支援装置はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。図３は、車両運転支援装置の動作手順を示す流れ図である。まず、Ｕターン禁止判定部４０は、自車両が走行中の道路がＵターン禁止であるか否かを判定する（ステップ１００）。Ｕターン禁止の場合には肯定判断が行われ、Ｕターン禁止警告部４２による所定の警告動作が行われた後（ステップ１０１）にステップ１００の判定が繰り返される。また、Ｕターン禁止でない場合にはステップ１００の判定において否定判断が行われ、次に、道路端部検出部２０は、道路幅の測定タイミングであるか否かを判定する（ステップ１０２）。例えば、運転者によって操作部（図示せず）が操作されて測定タイミングが指示される場合や、一定時間毎に測定タイミングが到来する場合などが考えられる。測定タイミングでない場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われ、ステップ１００に戻ってＵターン禁止か否かの判定以降が繰り返される。

また、測定タイミングの場合にはステップ１０２の判定において肯定判断が行われ、次に道路幅の取得処理が行われる（ステップ１０３）。具体的には、カメラ１０によって撮影された周辺画像に基づいて道路端部を道路端部検出部２０によって検出し、この検出された道路端部の画像内の位置に基づいて道路幅決定部２２によって道路幅を決定する。次に、Ｕターン可否判定部２４は、測定された道路幅に基づいて自車両がＵターン可能であるか否かを判定する（ステップ１０４）。Ｕターン可能の場合には肯定判断が行われ、次に、通知画像作成部２６は、Ｕターンが可能であることを視覚的に表すＵターン画像を作成する（ステップ１０５）。

図４は、Ｕターン画像の一例を示す図である。図４に示すＵターン画像は、道路の画像に、車両Ｇと、実際にＵターンを行う場合の走行予定軌跡Ｍとが重ねて描画されている。また、このＵターン画像では、縁石や中央分離帯等の走行時の障害物が存在する場合には、この障害物の存在が明確になるように描画されたＵターン画像が作成される（例えば、カメラ１０、１２によって撮影された周辺画像に基づいて障害物の有無とその位置が判定される）。

次に、対向車判定部５０は、対向車線上に対向車が存在するか否かを判定する（ステップ１０６）。対向車が存在する場合には肯定判断が行われ、次に、対向車警告部５２は、対向車警告画像を作成する（ステップ１０７）。その後、表示処理部２８は、Ｕターン画像と対向車警告画像を表示装置３０に表示する（ステップ１０８）。なお、対向車が存在しない場合にはステップ１０６の判定において否定判断が行われ、ステップ１０８では図４に示したＵターン画像のみが表示される。

また、測定された道路幅に対して自車両のＵターンが不可能な場合にはステップ１０４の判定において否定判断が行われる。この場合には、Ｕターン可否判定部２４は、カメラ１０によって撮影された周辺画像に基づいて、太い道路（交差点等の歩道や路肩の白線が部分的に欠落した部分）を検索し（ステップ１０９）、太い道路ありか否かを判定する（ステップ１１０）。太い道路がある場合には肯定判断が行われ、次に、Ｕターン可否判定部２４は、検索された太い道路を用いて自車両がＵターン可能であるか否かを判定する（ステップ１１１）。Ｕターン可能である場合には肯定判断が行われ、次に、ステップ１０５に移行して通知画像作成部２６によるＵターン画像の作成が行われる。

図５は、太い道路を用いたＵターン画像の一例を示す図である。図５に示すＵターン画像は、太い部分（歩道や路肩の白線の欠落した部分）を有する道路の画像に、車両Ｇと、実際にＵターンを行う場合の走行予定軌跡Ｍとが重ねて描画されている。このＵターン画像では、道路の太い部分を利用してどのようにＵターンを行うかが計算されて示されている。

また、太い道路がない場合（ステップ１１０の判定において否定判断）や、太い道路はあるがそれでも切り返しなしでのＵターンが不可能な場合（ステップ１１１の判定において否定判断）には、通知画像作成部２６は、切り返しを伴うＵターン軌跡を計算し、このＵターン軌跡を含むＵターン画像を作成する（ステップ１１２）。その後、ステップ１０６に移行する。

図６は、切り返しを伴うＵターン画像の一例を示す図である。図６に示すＵターン画像は、道路の画像に、車両Ｇと、実際に切り返しをしながらＵターンを行う場合の走行予定軌跡Ｍと、切り返しが必要であることを強調した文字列等（例えば「要：切り返し」）が重ねて描画されている。なお、切り返しの回数を多くすればどのような細い道でもＵターンすることができるが、円滑な運転操作を考えると、実際には切り返し回数は少ない方が好ましい。このため、本実施形態では、通知画像作成部２６は、切り返しを１回行うことによりＵターンが可能な場合に限り図６に示すＵターン画像を作成している。但し、必ずしも１回に限定する必要はなく、２回以上の切り返しを許容し、Ｕターン画像においてＵターンが可能な切り返し回数を表示するようにしてもよい。

このように、本実施形態の車両運転支援装置では、走行中の道路において切り返しをせずにＵターン可能であるか否かが自動的に判定されて通知されるため、運転者は、自分で道路幅等に基づいてＵターン可能であるか否かの判断を行う必要がなく、運転者の負担を軽減することができる。特に、カメラ１０で車両周辺を撮影して得られた画像の内容を分析するだけで道路幅の測定を行うことができるため、比較的安価でしかも比較的少ない処理負担で道路幅を知ることができる。

また、道路と歩道との境界を示す段差部、道路の路肩に描かれた白線、道路の舗装面の端部を道路端部として検出することにより、道路端部までの距離を求める処理を簡略化することが可能となる。

また、車両が切り返しをせずにＵターン可能な最小値をあらかじめ保持しており、測定された道路幅よりも最小値の方が小さいときにＵターン可能であると判定しており、車両から道路端部までの道路幅がわかったときにこの道路幅でＵターンが可能であるか否かを確実かつ容易に知ることができる。

また、Ｕターン可能であると判定されたときに、実際にＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示して運転者に対する通知を行っており、運転者はＵターンする際の走行状態をあらかじめ容易に想像することができ、Ｕターンする際の不安を取り除くことができる。

また、Ｕターンが不可能であると判定されたときに、切り返しを伴うＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示して運転者に対する通知を行っており、道路幅が狭くてＵターン時に切り返しが必要な場合であっても、実際にどのような切り返しを行えばＵターンをすることができるかをあらかじめ知ることができるため、Ｕターン動作を円滑に行うとともに不安を取り除くことができる。

また、走行中の道路がＵターン禁止である場合にその旨が運転者に警告されるため、Ｕターン可能であると判定された道路がＵターン禁止道路であった場合に、道路幅に基づいてＵターン可能である旨の通知がなされたときに誤ってＵターンしてしまうことを事前に防止することができる。

また、対向車線を他の車両が走行している場合にその旨が運転者に警告されるため、Ｕターン可能である旨の通知がなされたときに対向車のことを忘れて不用意にＵターンしてしまうことを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、カメラ１０によって車両周辺を撮影した画像に基づいて道路幅を測定したが、他の方法を用いて道路幅を測定するようにしてもよい。例えば、レーダを用いて歩道の段差部までの距離を検出して道路幅の測定を行うようにしてもよい。

一実施形態の車両運転支援装置の構成を示す図である。 Ｕターン可否判定の概要を示す図である。 車両運転支援装置の動作手順を示す流れ図である。 Ｕターン画像の一例を示す図である。 太い道路を用いたＵターン画像の一例を示す図である。 切り返しを伴うＵターン画像の一例を示す図である。

符号の説明

１０、１２ カメラ
２０ 道路端部検出部
２２ 道路幅決定部
２４ Ｕターン可否判定部
２６ 通知画像作成部
２８ 表示処理部
３０ 表示装置
４０ Ｕターン禁止判定部
４２ Ｕターン禁止警告部
４４ 音声処理部
４６ スピーカ
５０ 対向車判定部
５２ 対向車警告部

Claims (10)

1. 車両から対向車線側の道路端部までの道路幅を測定する道路幅測定手段と、
   前記道路幅測定手段によって測定された道路幅に基づいて、前記車両が切り返しをせずにＵターン可能であるか否かを判定するＵターン可否判定手段と、
   前記Ｕターン可否判定手段によって判定された結果を前記車両の運転者に通知する通知手段と、
   を備えることを特徴とする車両運転支援装置。
2. 請求項１において、
   前記道路幅測定手段は、
   前記車両の周辺を撮影するカメラと、
   前記カメラによる撮影によって得られた前記車両の周辺画像に含まれる前記道路端部を検出する道路端部検出手段と、
   前記車両から前記道路端部検出手段によって検出された前記道路端部までの距離を算出して前記道路幅を決定する道路幅決定手段と、
   を備えることを特徴とする車両運転支援装置。
3. 請求項２において、
   前記道路端部は、道路と歩道との境界を示す段差部であることを特徴とする車両運転支援装置。
4. 請求項２において、
   前記道路端部は、道路の路肩に描かれた白線であることを特徴とする車両運転支援装置。
5. 請求項２において、
   前記道路端部は、道路の舗装面の端部であることを特徴とする車両運転支援装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記Ｕターン可否判定手段は、前記車両が切り返しをせずにＵターン可能な最小値をあらかじめ保持しており、前記道路幅測定手段によって測定された道路幅よりも前記最小値の方が小さいときにＵターン可能であると判定することを特徴とする車両運転支援装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記通知手段は、前記Ｕターン可否判定手段によってＵターン可能であると判定されたときに、実際にＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示することにより、運転者に対する通知を行うことを特徴とする車両運転支援装置。
8. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記通知手段は、前記Ｕターン可否判定手段によってＵターンが不可能であると判定されたときに、切り返しを伴うＵターンを行う場合の走行予定軌跡を算出し、道路上においてこの走行予定軌跡が目視可能なＵターン画像を表示することにより、運転者に対する通知を行うことを特徴とする車両運転支援装置。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、
   前記車両が走行中の道路がＵターン禁止であるか否かを判定するＵターン禁止判定手段と、
   前記Ｕターン禁止判定手段によってＵターン禁止であることが判定されたときに、その旨を運転者に警告するＵターン禁止警告手段と、
   をさらに備えることを特徴とする車両運転支援装置。
10. 請求項１〜９のいずれかにおいて、
    前記車両が走行中の道路の対向車線の前方を他の車両が走行しているか否かを判定する対向車判定手段と、
    前記対向車判定手段によって前記他の車両が走行していることが判定されたときに、その旨を運転者に警告する対向車警告手段と、
    をさらに備えることを特徴とする車両運転支援装置。
    

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