JP4720383B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、本線道路と速度差のある道路が接続された合流路又は退出路において運転支援制御を行う車両制御装置に関する。

従来から、道路情報を記憶した道路情報記憶手段と、道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、記憶されている道路情報から属性の異なる道路を接続する接続路を検出する接続路検出手段と、自車位置と検出された接続路に基づき、制御区間を設定する制御区間設定手段と、自動的に変速比を選択する自動変速装置と、前記制御区間内において、車速から変速比を変更し得る範囲を決定する変速比規制手段と、運転者の運転操作を検出する運転操作検出手段と、前記自動変速装置の選択する変速比を、所定の運転操作に基づき、決定された範囲内とするように設定する変速比設定手段とを有することを特徴とする車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１４１４９１号公報

ところで、上述の従来技術では、記憶されている道路情報から接続路を検出し、検出された自車位置と接続路に基づき制御区間を設定するので、道路情報の精度や自車位置の検出精度によっては、自車位置と接続路の開始点や終了点との位置関係を正確に検出することができず、精度の高い制御区間を設定できない虞がある。

そこで、本発明は、本線道路と速度差のある道路が接続された合流路又は退出路において運転支援制御を行う際に、精度の高い制御区間を設定することができる車両制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、本線道路と速度差のある道路が接続された合流路又は退出路において運転支援制御を行う車両制御装置において、
本線道路と合流路又は退出路を区分ける道路上に描かれた破線を検出する破線検出手段を備え、
前記破線検出手段の破線検出結果に基づいて、運転支援制御の制御区間を決定することを特徴とし、
前記破線検出手段は、車体後部に取り付けられ、路面を撮像するバックカメラであり、車両が跨いで通過する破線を検出する。

第２の発明は、第１の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により、本線道路と退出路を区分ける破線が検出された場合に、運転支援制御を開始することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により本線道路と退出路を区分ける破線が検出され、且つ、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、運転支援制御を実行することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により、本線道路と合流路を区分ける破線が検出された場合に、運転支援制御を終了することを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明に係る車両制御装置において、自車位置検出手段と、合流路の合流地点の位置情報を含む地図データを記憶する記憶装置を備え、
前記破線検出手段により破線が検出されていない場合においても、前記自車位置検出手段により検出された自車位置と地図データに基づいて、自車が合流地点を通過したと判断できる場合には、運転支援制御を終了することを特徴とする。

第６の発明は、第１の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により検出された破線の位置に基づいて、制御区間の始点又は終点を決定することを特徴とする。

第７の発明は、第１又は６の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により検出された破線位置から、取付道路と外周路の分岐位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする。

第８の発明は、第１又は６の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により検出された破線位置から、有料道路と一般道路を区分けるゲート位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする。

第９の発明は、第１又は６の発明に係る車両制御装置において、前記破線検出手段により検出された破線位置から、取付道路の中間位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする。

第１０の発明は、第１〜９の何れかの発明に係る車両制御装置において、制御区間内で運転者の加減速操作が検出された場合には、運転支援制御の実行を中止又は終了することを特徴とする。

本発明によれば、本線道路と速度差のある道路が接続された合流路又は退出路において運転支援制御を行う際に、適切な制御区間を設定することができる車両制御装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明による車両制御装置の一実施態様を示すシステム構成図である。本実施態様の車両制御装置は、電子制御ユニット１０（以下、「車両制御ＥＣＵ１０」という）を中心に構成される。車両制御ＥＣＵ１０は、通常的なＥＣＵ（電子制御ユニット）と同様、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。

車両制御ＥＣＵ１０は、以下で詳説する如く、後述する地図データ及び画像認識結果に基づいて、有料道路の合流路及び退出路を把握し、当該合流路及び退出路を車両が適切に走行できるように、必要に応じて各種制御対象デバイスに各種制御指示を出して運転支援制御を行う制御装置である。

上記の制御対象デバイスは、ブレーキ、エンジンやトランスミッションのような車両の運動を制御する運動制御装置のみならず、インジケータや、ディスプレイ、オーディオのような警報装置として機能できる装置を含む。従って、車両制御ＥＣＵ１０からこれらの制御対象デバイスに送信される制御指示には、運動制御装置に対する加減速支援指示が含まれる。

車両制御ＥＣＵ１０には、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）などの適切な通信ネットワークを介して、上記の制御デバイスの他、車両内の各種の電子部品（車速センサのような各種センサや各種ＥＣＵ）が接続される。

車両制御ＥＣＵ１０は、これら各種の電子部品との通信を介して、以下で詳説する制御に必要な各種情報を取得する。例えば、運転操作情報を提供する各種電子部品として、例えばアクセルペダルの操作態様を検出するアクセル開度センサ（アクセルポジションセンサ）、シフトの操作位置を検出するシフトポジションセンサ、ブレーキペダルの操作態様を検出するブレーキストロークセンサ（ブレーキ踏力センサ、マスタシリンダ圧センサ）、及び、ステアリングハンドルの操作態様を検出するステアリングセンサ等がある。また、走行状態情報を提供する各種電子部品として、車速を検出する車輪速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等がある。

また、車両制御ＥＣＵ１０には、画像処理装置１６が接続されている。この画像処理装置１６には、バックカメラ１２が接続される。バックカメラ１２は、車両後方の風景を下向きに撮像するように搭載され、例えば車両の背面のバックドアパネルに下向きに固定される。尚、バックカメラ１２は、後述する破線認識のためのみならず、他の用途、例えば駐車時の後方視界を支援するために利用されてもよい。

画像処理装置１６は、車両制御ＥＣＵ１０からの破線認識指示に応答して動作し、バックカメラ１２の撮像画像を受信及び処理することにより、本線道路と合流路又は退出路を区分ける道路上に描かれた破線７０（図４参照）の存在を検出・認識する。この破線７０は、その長手方向において所定間隔で特徴点を有するので、画像処理装置１６においてパターンマッチング等により例えば線の太さや破線間隔などの既知の特徴に基づいて検出されてよい。画像処理装置１６による破線の検出結果（破線認識結果）は、車両制御ＥＣＵ１０に供給される。バックカメラ１２の画像内に、かかる破線７０が含まれた場合には、車両が当該破線を跨いで通過したと判断することができる。

画像処理装置１６は、また、車両制御ＥＣＵ１０からのレーン認識指示に応答して動作し、バックカメラ１２の撮像画像を受信及び処理することにより、車両の走行道路における車両両側の白線（レーン）を検出・認識する。画像処理装置１６によるレーンの検出結果（レーン認識結果）は、車両制御ＥＣＵ１０に供給される。

本実施形態の車両制御ＥＣＵ１０には、ナビゲーション装置の主要機能を実現するナビゲーションＥＣＵ２０が接続される。ナビゲーションＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えている。

ナビゲーションＥＣＵ２０には、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体上に地図データを保有する地図データベース２２や、地図表示や経路案内表示を映像により出力する液晶ディスプレイ等の表示装置２４、ユーザインターフェースとなるタッチパネル等の操作入力部２６等が接続されている。

地図データベース２２には、地図データには、通常的な道路情報と同様、有料道路の合流点／分岐点（本線道路に対する合流路の合流地点及び退出路の退出地点）に各々対応する各ノードの座標情報、隣接するノードを接続するリンク情報、各リンクに対応する道路の幅員情報、各リンクに対応する国道・県道・高速道路等の道路種別、各リンクの通行規制情報及び各リンク間の通行規制情報等が含まれている。尚、合流路の合流地点及び退出路の退出地点の位置情報は、後述の如く、画像処理装置１６の破線の検出結果（破線認識結果）に基づいて補正されてもよいし、新たに生成されて地図データベースに事後的に格納されてもよい。この目的のため、地図データベースはハードディスクのような書き込み可能な記録媒体により構成されるのが好ましい。

ナビゲーションＥＣＵ２０は、自車位置検出手段２８を備えている。自車位置検出手段２８は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機や、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサを含む。自車位置は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号に基づいて測位・演算される（例えば、演算周期０．１秒）。測位方法は、単独測位や相対測位（干渉測位を含む。）等の如何なる方法であってもよいが、好ましくは精度の高い相対測位が用いられる。この際、自車位置は、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサの出力や、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機を介して受信される各種情報に基づいて補正されてよい。また、自車位置は、公知のマップマッチング技術により、不定期的に、地図データベース２２内の地図データを用いて適宜補正されてよい。

このようにして得られる自車位置は、自車位置の演算周期毎に、車両制御ＥＣＵ１０に供給されることになる。車両制御ＥＣＵ１０は、供給される自車位置情報に基づいて自車位置を周期的に把握しつつ、画像処理装置１６の破線認識結果に基づいて、有料道路の合流路及び退出路において所定の運転支援を行う。

図２は、車両制御ＥＣＵ１０により実行される退出路における運転支援制御（以下、「退出路制御」という。）の流れを示すフローチャートである。

図２に示すように、有料道路本線走行中においては、ＩＣ（インターチェンジ）、ＳＡ（サービスエリア）又はＰＡ（パーキングエリア）への退出路に車両が進入したか否かが監視される。ＩＣ、ＳＡ又はＰＡへの退出路に車両が進入し、退出路制御開始条件が成立した場合には、所定の退出路制御が実行される。退出路制御は、退出路制御終了条件が成立した場合には終了され、以後は通常走行状態に復帰される。退出路制御開始条件及び退出路制御終了条件については、後に詳説する。

退出路制御は、退出路を車両が適切に走行できるように行う減速支援であるが、同趣旨の警報出力を含んでもよい。運動制御装置による減速支援は、車両の減速能力が高くなるように、エンジン、トランスミッションなどの制御態様（エンジンブレーキ領域や変速線）を変更するものであってよい。また、警報装置による警報の出力態様は、減速を促すような態様で、音響的、視覚的、触覚的（例えば振動発生）を含む如何なる態様で実施されてもよい。尚、退出路制御は、退出路の区間長や形状等に応じて制御態様（例えば減速能力）が可変とされてもよい。

図３は、車両制御ＥＣＵ１０により実行される合流路における運転支援制御（以下、「合流路制御」という。）の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、一般道を走行中若しくはＳＡ／ＰＡのエリア内を走行中においては、有料道路本線への合流路に車両が進入したか否かが監視される。合流路に車両が進入し、合流路制御開始条件が成立した場合には、所定の合流路制御が実行される。合流路制御は、合流路制御終了条件が成立した場合には終了され、以後は通常走行状態に復帰される。合流路制御開始条件及び合流路制御終了条件については、後に詳説する。

合流路制御は、合流路を車両が適切に走行できるように行う加速支援である。運動制御装置による加速支援は、車両の加速能力が高くなるように、エンジン、トランスミッションなどの制御態様（アクセルペダル量に対するスロットル開度の関係や変速線）を変更するものであってよい。尚、合流路制御は、合流路の区間長や形状等に応じて制御態様（例えば減速能力）が可変とされてもよい。

次に、以上の基本実施態様を前提として、本発明の特徴的な構成について幾つかの実施例に分けて説明していく。

図４は、ＳＡ又はＰＡ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減が無い一般的な場合の道路形状を示す平面図である。図４において、丸印は、道路情報に関わるノードを表している。

退出路制御開始条件は、地図データに基づいて一般的なＳＡ又はＰＡに関連した本線道路リンク上に自車位置があるときに、バックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、本線道路走行中のＳＡ又はＰＡ周辺の区間にて画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図４に示すような退出路では、車両が本線道路から退出路に退出する場合に、本線道路と退出路を区分ける道路上に描かれた破線７０を必ず跨いで通過するからである。

尚、退出路制御開始条件には、この破線跨ぎ検出の条件に加えて、その他の条件が付加されてもよい。例えば、退出路制御開始条件は、（１）バックカメラ１２により道路上の破線７０が捕捉され、且つ、（２）アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、満たされるものであってよい。これは、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなされているときは減速能力を高める必要のない状態であるためである。また、（１）の破線跨ぎ検出に関して、ステアリングセンサの出力やウインカーの点灯の有無等をも考慮して、破線跨ぎを伴う退出路への進入をより確実に検出することも可能である。

退出路制御終了条件は、
（１）退出路の終端にある取付道路と外周路の分岐点Ｘ１に自車位置が達した場合、又は、
（２）退出路内で運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合に、満たされる。（２）の場合は、運転者によるアクセルペダル又はブレーキペダルの踏み込みがなされていることから、運転者が適切に速度調整していると判断でき、減速支援の不要な状態であると考えられるためである。尚、（２）の場合は、退出路制御を終了するのではなく、退出路制御を一時的に中止とすることとしてもよい。

従って、本例では、退出路制御の制御区間は、破線７０の位置（より正確には、本線道路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）から、取付道路と外周路の分岐位置Ｘ１（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路リンクと外周路リンクの接続ノードＸ１に一致したときの車両位置）までとなる。尚、当然ながら、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく分岐点Ｘ１より所定距離手前に達した段階で終了してもよい。

このように本実施例によれば、一般的なＳＡ又はＰＡにおいて、本線道路と退出路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、退出路制御を開始するので、退出路制御を適切なタイミングで開始することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図情報の誤差（以下、「地図誤差」という）に影響を受けずに、適切な退出路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、退出路制御の信頼性が向上する。

合流路制御開始条件は、ＳＡ又はＰＡの取付道路又は外周路を走行して、合流路側の取付道路と外周路との合流点Ｙ１（即ち合流路の開始地点）に自車位置が達した場合に、満たされる。

合流路制御終了条件は、合流路走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、合流路走行中に画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図４に示すような合流路では、車両が合流路から本線道路に合流する場合に、合流路と本線道路を区分ける破線７０を必ず跨いで通過するからである。

合流路制御終了条件は、好ましくは、合流路走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉されていない場合においても、自車位置検出手段により検出された自車位置と地図データに基づいて、自車が合流地点を通過したと判断できる場合には、満たされる。これは、雨天等の路面状態によっては、画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内の破線７０が必ずしも認識されるとは限らないためである。本例では、例えば、地図データに基づく合流地点Ｙ２（合流路リンクの本線道路リンクとの接続ノードＹ２）の位置よりも所定距離α［ｍ］前方に自車位置が達した場合に、自車が合流地点を通過したと判断され、合流路制御終了条件が満たされる。この所定距離αは、測位誤差や地図誤差の特性に応じて適宜決定されるが、例えば７０［ｍ］以下であってよい。

或いは、接続ノードＹ２を通過してから所定距離α［ｍ］内で、車線変更が検出された場合には、直ちに合流路制御が終了されてもよい。これは、かかる車線変更により確実に本線道路に合流したことが確定できるためである。この車線変更は、自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、バックカメラ１２やフロントカメラ等の撮像画像に対する画像認識結果に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、合流路制御の制御区間は、取付道路と外周路との合流位置Ｙ２（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路リンクと外周路リンクとの接続ノードＹ２に一致したときの車両位置）から、合流路の終端側の破線７０の位置（より正確には、合流路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）、接続ノードＹ２から所定距離αの地点、又は、接続ノードＹ２から所定距離αの区間における車線跨ぎ検出地点までとなる。

このように本実施例によれば、一般的なＳＡ又はＰＡにおいて、合流路と本線道路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、合流路制御を終了するので、合流路制御を適切なタイミングで終了することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図誤差に影響を受けずに、適切な合流路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、合流路制御の信頼性が向上する。

図５は、ＩＣ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減が無い一般的な場合の道路形状を示す平面図である。図５において、丸印は、道路情報に関わるノードを表している。

退出路制御開始条件は、地図データに基づいて一般的なＩＣに関連した本線道路リンク上に自車位置があるときに、本線道路走行中のＩＣ周辺の区間においてバックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、本線道路走行中に画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図５に示すような退出路では、車両が本線道路から退出路に退出する場合に、本線道路と退出路を区分ける破線７０を必ず跨いで通過するからである。

尚、退出路制御開始条件には、この破線跨ぎ検出の条件に加えて、その他の条件が付加されてもよい。例えば、退出路制御開始条件は、（１）バックカメラ１２により道路上の破線７０が捕捉され、且つ、（２）アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、満たされるものであってよい。これは、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなされているときは減速能力を高める必要のない状態であるためである。また、（１）の破線跨ぎ検出に関して、ステアリングセンサの出力やウインカーの点灯の有無等をも考慮して、破線跨ぎを伴う退出路への進入をより確実に検出することも可能である。

退出路制御終了条件は、
（１）退出路の終端にある料金所（トールゲート）の位置（有料道路と一般道路を区分けるゲート位置）に自車位置が達した場合、又は、
（２）退出路内で運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合に、満たされる。（２）の場合は、運転者によるアクセルペダル又はブレーキペダルの踏み込みがなされていることから、運転者が適切に速度調整していると判断でき、減速支援の不要な状態であると考えられるためである。尚、（２）の場合は、退出路制御を終了するのではなく、退出路制御を一時的に中止とすることとしてもよい。また、（１）の条件は、車速情報（料金所通過時には車速がゼロになる）や、ＧＰＳ信号に基づく自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、ＥＴＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｏｌｌ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）ゲート通過情報に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、退出路制御の制御区間は、破線７０の位置（より正確には、本線道路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）から、有料道路と一般道路を区分けるゲート位置（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づくゲート位置に一致したときの車両位置）までとなる。尚、当然ながら、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づくゲート位置より所定距離手前に達した段階で終了してもよい。

このように本実施例によれば、一般的なＩＣにおいて、本線道路と退出路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、退出路制御を開始するので、退出路制御を適切なタイミングで開始することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図誤差に影響を受けずに、適切な退出路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、退出路制御の信頼性が向上する。

合流路制御開始条件は、一般道路から料金所を通過した場合に満たされる。料金所の通過は、車速情報（料金所通過時には車速がゼロになる）や、ＧＰＳ信号に基づく自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、ＥＴＣゲート通過情報に基づいて検出されてもよい。

合流路制御終了条件は、合流路走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、合流路走行中に画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図５に示すような合流路では、車両が合流路から本線道路に合流する場合に、合流路と本線道路を区分ける破線７０を必ず跨いで通過するからである。

合流路制御終了条件は、好ましくは、合流路走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉されていない場合においても、自車位置検出手段により検出された自車位置と地図データに基づいて、自車が合流地点を通過したと判断できる場合には、満たされる。これは、雨天等の路面状態によっては、画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内の破線７０が必ずしも認識されるとは限らないためである。本例では、例えば、地図データに基づく合流地点Ｙ２（合流路リンクの本線道路リンクとの接続ノードＹ２）の位置よりも所定距離α［ｍ］前方に自車位置が達した場合に、自車が合流地点を通過したと判断され、合流路制御終了条件が満たされる。この所定距離αは、測位誤差や地図誤差の特性に応じて適宜決定されるが、例えば７０［ｍ］以下であってよい。

或いは、接続ノードＹ２を通過してから所定距離α［ｍ］内で、車線変更が検出された場合には、直ちに合流路制御が終了されてもよい。これは、かかる車線変更により確実に本線道路に合流したことが確定できるためである。この車線変更は、自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、バックカメラ１２等の撮像画像に対する画像認識結果に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、合流路制御の制御区間は、有料道路と一般道路を区分けるゲート位置（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づくゲート位置に一致したときの車両位置）から、合流路の終端側の破線７０の位置（より正確には、合流路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）、接続ノードＹ２から所定距離αの地点、又は、接続ノードＹ２から所定距離αの区間における車線跨ぎ検出地点までとなる。

このように本実施例によれば、一般的なＩＣにおいて、合流路と本線道路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、合流路制御を終了するので、合流路制御を適切なタイミングで終了することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図誤差に影響を受けずに、適切な合流路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、合流路制御の信頼性が向上する。

図６は、特殊な場合のＰＡ関連の取付道路であり、駐車場が極めて狭いため駐車場の外周道路がなく取付道路しかない場合を示す平面図である。図６において、丸印は、道路情報に関わるノードを表している。

退出路制御開始条件は、地図データに基づいて小さなＰＡに関連した本線道路リンク上に自車位置があるときに、バックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、本線道路走行中の小型ＰＡ周辺の区間において画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図６に示すような取付道路においても、車両が本線道路から退出路（取付道路の前半部分）に退出する場合に、本線道路と退出路を区分ける破線７０を必ず跨いで通過するからである。

尚、退出路制御開始条件には、この破線跨ぎ検出の条件に加えて、その他の条件が付加されてもよい。例えば、退出路制御開始条件は、（１）バックカメラ１２により道路上の破線７０が捕捉され、且つ、（２）アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、満たされるものであってよい。これは、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなされているときは減速能力を高める必要のない状態であるためである。また、（１）の破線跨ぎ検出に関して、ステアリングセンサの出力やウインカーの点灯の有無等をも考慮して、破線跨ぎを伴う退出路への進入をより確実に検出することも可能である。

退出路制御終了条件は、
（１）取付道路の中間位置に自車位置が達した場合、又は、
（２）退出路（取付道路の前半部分）内で運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合に、満たされる。（２）の場合は、運転者によるアクセルペダル又はブレーキペダルの踏み込みがなされていることから、運転者が適切に速度調整していると判断でき、減速支援の不要な状態であると考えられるためである。取付道路の中間位置は、取付道路リンクと本線道路リンクとの接続ノードＸ３，Ｙ３間の距離に基づく中間位置であってよい。尚、（２）の場合は、退出路制御を終了するのではなく、退出路制御を一時的に中止とすることとしてもよい。

従って、本例では、退出路制御の制御区間は、破線７０の位置（より正確には、本線道路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）から、取付道路の中間位置（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路の中間位置に一致したときの車両位置）までとなる。尚、当然ながら、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路の中間位置より所定距離手前に達した段階で終了してもよい。

このように本実施例によれば、特殊な小型のＩＣにおいても、本線道路と退出路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、退出路制御を開始するので、退出路制御を適切なタイミングで開始することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図誤差に影響を受けずに、適切な退出路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、退出路制御の信頼性が向上する。

合流路制御開始条件は、取付道路の中間位置に自車位置が達した場合に満たされる。取付道路の中間位置は、同様に、ＧＰＳ信号に基づく自車位置と地図データに基づいて検出されてよい。

合流路制御終了条件は、合流路（取付道路の後半部分）走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合、即ち、合流路走行中に画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内に破線が認識されたときに満たされる。これは、図６に示すような合流路では、車両が合流路から本線道路に合流する場合に、合流路と本線道路を区分ける破線７０を必ず跨いで通過するからである。

合流路制御終了条件は、好ましくは、合流路走行中にバックカメラ１２により破線７０が捕捉されていない場合においても、自車位置検出手段により検出された自車位置と地図データに基づいて、自車が合流地点を通過したと判断できる場合には、満たされる。これは、雨天等の路面状態によっては、画像処理装置１６によりバックカメラ１２の撮像画像内の破線７０が必ずしも認識されるとは限らないためである。本例では、例えば、地図データに基づく合流地点（合流路リンクの本線道路リンクとの接続ノード）の位置よりも所定距離α［ｍ］前方に自車位置が達した場合に、自車が合流地点を通過したと判断され、合流路制御終了条件が満たされる。この所定距離αは、測位誤差や地図誤差の特性に応じて適宜決定されるが、例えば７０［ｍ］以下であってよい。

或いは、接続ノードＹ３を通過してから所定距離α［ｍ］内で、車線変更が検出された場合には、直ちに合流路制御が終了されてもよい。これは、かかる車線変更により確実に本線道路に合流したことが確定できるためである。この車線変更は、自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、バックカメラ１２等の撮像画像に対する画像認識結果に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、合流路制御の制御区間は、取付道路の中間位置（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路の中間位置に一致したときの車両位置）から、合流路の終端側の破線７０の位置（より正確には、合流路走行中における破線７０が画像認識されたときの車両位置）、接続ノードから所定距離αの地点、又は、接続ノードから所定距離αの区間における車線跨ぎ検出地点までとなる。

このように本実施例によれば、特殊な小型のＩＣにおいても、合流路と本線道路を区分ける破線７０を車両が跨いで通過するのを検知して、合流路制御を終了するので、合流路制御を適切なタイミングで終了することができる。また、破線７０を画像認識することで、測位誤差や地図誤差に影響を受けずに、適切な合流路制御の制御区間を高精度に設定することができる。これにより、合流路制御の信頼性が向上する。

図７は、ＳＡ又はＰＡ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減がある場合の道路形状を示す平面図である。図７において、丸印は、道路情報に関わるノードを表している。

退出路制御開始条件は、（１）地図データに基づいてＳＡ又はＰＡ手前の本線道路リンク上に自車位置があるときに（左側にＳＡ又はＰＡがある場合は走行車線又は登坂車線走行中）、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４に対して自車位置がγ［ｍ］以内となり、且つ、（２）アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、満たされる。これは、図７に示すような道路形状においては、破線７０が存在せず、上述の実施例１の場合と異なり、車両が本線道路から退出路に退出する際に破線７０を通過しないからである。

尚、退出路制御開始条件には、その他の条件が付加されてもよい。例えば、ステアリングセンサの出力やウインカーの点灯の有無等をも考慮して、退出路への進入をより確実に検出することも可能である。また、走行レーンが検出可能な構成においては、走行レーンが最も左のレーン（例えば登坂車線）である場合においてのみ、上述の退出路制御開始条件が採用されてもよい。これは、最も左のレーンが維持された場合には、その後必然的に車両が本線道路から退出路に退出することになるからである。

退出路制御終了条件は、
（１）退出路の終端にある取付道路と外周路の分岐点Ｘ１に自車位置が達した場合、又は、
（２）退出路内で運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合に、満たされる。尚、（２）の場合は、退出路制御を終了するのではなく、退出路制御を一時的に中止とすることとしてもよい。

従って、本例では、退出路制御の制御区間は、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４のγ［ｍ］手前の地点から、取付道路と外周路の分岐位置Ｘ１までとなる。尚、当然ながら、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく分岐点Ｘ１より所定距離手前に達した段階で終了してもよい。

このように本実施例によれば、本線道路から破線を跨ぐことなく退出路に入ることができるＳＡ又はＰＡにおいて、破線７０が検知されない場合でも、退出路制御を適切なタイミングで開始することができる。即ち、本実施例によれば、破線７０に基づいて制御区間を設定する構成を基本としつつ、かかる特殊な退出路に対しても対応することができ、退出路制御の信頼性が向上する。

合流路制御開始条件は、ＳＡ又はＰＡの取付道路又は外周路を走行して、合流路側の取付道路と外周路との合流点Ｙ２（即ち合流路の開始地点）に自車位置が達した場合に、満たされる。

合流路制御終了条件は、合流路走行中、地図データに基づく合流地点Ｙ２（合流路リンクの本線道路リンクとの接続ノードＹ２）の位置よりも所定距離β［ｍ］前方に自車位置が達した場合に、満たされる。これは、図７に示すような道路形状においては、破線７０が存在せず、上述の実施例１の場合と異なり、車両が合流路から本線道路に合流する際に破線７０を通過しないからである。即ち、ＳＡ又はＰＡから破線７０を通過せずに本線道路に合流することができるためである。尚、この所定距離βは、測位誤差や地図誤差の特性に応じて適宜決定されるが、例えば７０［ｍ］以下であってよい。

或いは、接続ノードＹ２を通過してから所定距離β［ｍ］内で、車線変更が検出された場合には、直ちに合流路制御が終了されてもよい。これは、かかる車線変更により確実に本線道路に合流したことが確定できるためである。この車線変更は、自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、バックカメラ１２等の撮像画像に対する画像認識結果に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、合流路制御の制御区間は、取付道路と外周路との合流位置Ｙ２（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づく取付道路リンクと外周路リンクとの接続ノードＹ１に一致したときの車両位置）から、接続ノードＹ２から所定距離βの地点、又は、接続ノードＹ２から所定距離βの区間における車線跨ぎ検出地点までとなる。

このように本実施例によれば、合流路から破線を跨ぐことなく本線道路に入ることができるＳＡ又はＰＡにおいて、破線７０が検知されない場合でも、合流路制御を適切なタイミングで開始することができる。即ち、本実施例によれば、破線７０に基づいて制御区間を設定する構成を基本としつつ、かかる特殊な合流路に対しても対応することができ、合流路制御の信頼性が向上する。

尚、本実施例においては、退出路制御開始条件に関して、上述の如く、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４（即ち両道路の道路中心線を結ぶ交点Ｘ４）に対して自車位置がγ［ｍ］以内か否かを判定しているが、これに代えて、図７に示すように、実際の本線道路と退出路との交点位置Ｘ４’（両道路の側方の区画線が交わる点又はその類）に対して自車位置がγ［ｍ］以内か否かが判定されてもよい。尚、この場合、交点位置Ｘ４’の位置情報（及びその属性）が地図データベース２２に格納される。

図８は、ＩＣ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減がある場合の道路形状を示す平面図である。図８において、丸印は、道路情報に関わるノードを表している。

退出路制御開始条件は、（１）地図データに基づいてＩＣ手前の本線道路リンク上に自車位置があるときに（左側にＩＣがある場合は走行車線又は登坂車線走行中）、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４に対して自車位置がε［ｍ］以内になり、且つ、（２）アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、満たされる。

これは、図８に示すような道路形状においては、破線７０が存在せず、上述の実施例２の場合と異なり、車両が本線道路から退出路に退出する際に破線７０を通過しないからである。即ち、本線道路から破線７０を通過せずにＩＣの退出路に退出することができるためである。

尚、退出路制御開始条件には、その他の条件が付加されてもよい。例えば、ステアリングセンサの出力やウインカーの点灯の有無等をも考慮して、退出路への進入をより確実に検出することも可能である。また、走行レーンが検出可能な構成においては、走行レーンが最も左のレーン（例えば登坂車線）である場合においてのみ、上述の退出路制御開始条件が採用されてもよい。これは、最も左のレーンが維持された場合には、その後必然的に車両が本線道路から退出路に退出することになるからである。

退出路制御終了条件は、
（１）退出路の終端にある料金所の位置（有料道路と一般道路を区分けるゲート位置）に自車位置が達した場合、又は、
（２）退出路内で運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合に、満たされる。（２）の場合は、運転者によるアクセルペダル又はブレーキペダルの踏み込みがなされていることから、運転者が適切に速度調整していると判断でき、減速支援の不要な状態であると考えられるためである。尚、（２）の場合は、退出路制御を終了するのではなく、退出路制御を一時的に中止とすることとしてもよい。また、（１）の条件は、車速情報（料金所通過時には車速がゼロになる）や、ＧＰＳ信号に基づく自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、ＥＴＣゲート通過情報に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、退出路制御の制御区間は、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４のε［ｍ］手前の地点から、有料道路と一般道路を区分けるゲート位置までとなる。尚、当然ながら、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づくゲート位置より所定距離手前に達した段階で終了してもよい。

このように本実施例によれば、本線道路から破線を跨ぐことなく退出路に入ることができるＩＣにおいて、破線７０が検知されない場合でも、退出路制御を適切なタイミングで開始することができる。即ち、本実施例によれば、破線７０に基づいて制御区間を設定する構成を基本としつつ、かかる特殊な退出路に対しても対応することができ、退出路制御の信頼性が向上する。

合流路制御開始条件は、一般道路から料金所を通過した場合に満たされる。料金所の通過は、車速情報（料金所通過時には車速がゼロになる）や、ＧＰＳ信号に基づく自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、ＥＴＣゲート通過情報に基づいて検出されてもよい。

合流路制御終了条件は、合流路走行中、地図データに基づく合流地点Ｙ２（合流路リンクの本線道路リンクとの接続ノードＹ２）の位置よりも所定距離δ［ｍ］前方に自車位置が達した場合に、満たされる。これは、図８に示すような道路形状においては、破線７０が存在せず、上述の実施例２の場合と異なり、車両が合流路から本線道路に合流する際に破線７０を通過しないからである。即ち、ＩＣから破線７０を通過せずに本線道路に合流することができるためである。尚、この所定距離δは、測位誤差や地図誤差の特性に応じて適宜決定されるが、例えば７０［ｍ］以下であってよい。

或いは、接続ノードＹ２を通過してから所定距離δ［ｍ］内で、車線変更が検出された場合には（即ち、本線リンク上で接続ノードＹ２から所定距離δ［ｍ］内に自車位置があり、左から２レーン目以内にレーンチェンジしたことが検出された場合には）、直ちに合流路制御が終了されてもよい。これは、かかる車線変更により確実に本線道路に合流したことが確定できるためである。この車線変更は、自車位置と地図データに基づいて検出されてもよいし、バックカメラ１２等の撮像画像に対する画像認識結果に基づいて検出されてもよい。

従って、本例では、合流路制御の制御区間は、取付道路と外周路との合流位置Ｙ２（より正確には、ＧＰＳ信号に基づく自車位置が、地図データに基づくゲート位置に一致したときの車両位置）から、接続ノードＹ２から所定距離δの地点、又は、接続ノードＹ２から所定距離δの区間における車線跨ぎ検出地点までとなる。

このように本実施例によれば、合流路から破線を跨ぐことなく本線道路に入ることができるＩＣにおいて、破線７０が検知されない場合でも、合流路制御を適切なタイミングで開始することができる。即ち、本実施例によれば、破線７０に基づいて制御区間を設定する構成を基本としつつ、かかる特殊な合流路に対しても対応することができ、合流路制御の信頼性が向上する。

尚、本実施例においては、退出路制御開始条件に関して、上述の如く、本線道路リンクと退出路リンクとの接続ノードＸ４（即ち両道路の道路中心線を結ぶ交点Ｘ４）に対して自車位置がε［ｍ］以内か否かを判定しているが、これに代えて、図８に示すように、実際の本線道路と退出路との交点位置Ｘ４’（両道路の側方の区画線が交わる点又はその類）に対して自車位置がε［ｍ］以内か否かが判定されてもよい。尚、この場合、交点位置Ｘ４’の位置情報（及びその属性）が地図データベース２２に格納される。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例は、有料道路の合流路又は退出路における運転支援制御に関するものであったが、本発明は、有料道路に限られず、高速道路や自動車専用道路、都市間道路等のような、本線道路と速度差のある道路が接続された如何なる合流路又は退出路においても適用可能である。

また、上述の実施例では、破線跨ぎ検出に好適なバックカメラ１２の画像を用いているが、左右のドアミラーに下向きにセットされたサイドカメラ等を適切に用いて破線跨ぎ検出を実現することも可能である。

また、上述の実施例では、バックカメラ１２により破線７０が捕捉された場合に破線跨ぎが検出されているが、より高い精度を実現するために、画像中の破線７０の長手方向が画像縦方向でない（即ち、実質的に横方向又は斜め横方向である）場合に、破線跨ぎを検出することとしてもよい。

本発明による車両制御装置の一実施態様を示すシステム構成図である。 車両制御ＥＣＵ１０により実行される退出路制御の流れを示すフローチャートである。 車両制御ＥＣＵ１０により実行される合流路制御の流れを示すフローチャートである。 ＳＡ又はＰＡへの退出路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減が無い一般的な場合の道路形状を示す平面図である。 ＩＣ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減が無い一般的な場合の道路形状を示す平面図である。 特殊な場合のＰＡ関連の取付道路であり、駐車場が極めて狭いため駐車場の外周道路がなく取付道路しかない場合を示す平面図である。 ＳＡ又はＰＡ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減がある場合の道路形状を示す平面図である。 ＩＣ関連の退出路及び合流路に関し、退出地点、合流地点前後で本線車線数の増減がある場合の道路形状を示す平面図である。

符号の説明

１０ 車両制御ＥＣＵ
１２ バックカメラ
１６ 画像処理装置
２０ ナビゲーションＥＣＵ
２２ 地図データベース
２４ 表示装置
２６ 操作入力部
２８ 自車位置検出手段
７０ 破線

Claims (10)

1. 本線道路と速度差のある道路が接続された合流路又は退出路において運転支援制御を行う車両制御装置において、
   本線道路と合流路又は退出路を区分ける道路上に描かれた破線を検出する破線検出手段を備え、
   前記破線検出手段の破線検出結果に基づいて、運転支援制御の制御区間を決定することを特徴とし、
   前記破線検出手段は、車体後部に取り付けられ、路面を撮像するバックカメラであり、車両が跨いで通過する破線を検出する、車両制御装置。
2. 前記破線検出手段により、本線道路と退出路を区分ける破線が検出された場合に、運転支援制御を開始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. 前記破線検出手段により本線道路と退出路を区分ける破線が検出され、且つ、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、運転支援制御を実行することを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記破線検出手段により、本線道路と合流路を区分ける破線が検出された場合に、運転支援制御を終了することを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。
5. 自車位置検出手段と、合流路の合流地点の位置情報を含む地図データを記憶する記憶装置を備え、
   前記破線検出手段により破線が検出されていない場合においても、前記自車位置検出手段により検出された自車位置と地図データに基づいて、自車が合流地点を通過したと判断できる場合には、運転支援制御を終了することを特徴とする、請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記破線検出手段により検出された破線の位置に基づいて、制御区間の始点又は終点を決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。
7. 前記破線検出手段により検出された破線位置から、取付道路と外周路の分岐位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする、請求項１又は６に記載の車両制御装置。
8. 前記破線検出手段により検出された破線位置から、有料道路と一般道路を区分けるゲート位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする、請求項１又は６に記載の車両制御装置。
9. 前記破線検出手段により検出された破線位置から、取付道路の中間位置までの区間を制御区間とすることを特徴とする、請求項１又は６に記載の車両制御装置。
10. 制御区間内で運転者の加減速操作が検出された場合には、運転支援制御の実行を中止又は終了することを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載の車両制御装置。