JP4747563B2

JP4747563B2 - 走行支援情報表示装置

Info

Publication number: JP4747563B2
Application number: JP2004342150A
Authority: JP
Inventors: 幸洋池田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006153560A

Description

本発明は、２以上のコーナが連続する連続コーナにおける走行支援のための情報表示を行う走行支援情報表示装置に関する。

従来から、地図データのカーブ（コーナ）の曲がり方向、曲率半径、長さ、勾配角度などの情報を求め、これらの情報を視覚的に分かり易い態様で表示出力する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１８９５６５号公報

ところで、上述の従来技術は、単一のコーナの図形表示を出力するものであり、コーナが連続する連続コーナに対して特別な考慮がされていないため、連続コーナにおける車両走行支援として不十分な一面がある。例えば、第１コーナが緩やかで直ぐに急な第２コーナが連続する場合、ドライバが第１コーナの形状しか把握できていないと、第２コーナ手前までに十分な速度まで減速することができず、或いは、減速できるにしても急減速が必要となる場合が生じうる。

本発明は、このような不都合を鑑みてなされたものであり、連続コーナにおける効果的な車両走行支援を可能とする走行支援情報表示装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、３以上のコーナが連続する連続コーナにおける走行支援のための情報表示を行う走行支援情報表示装置であって、
車両の現在位置情報と所与の地図情報とに基づいて、進行方向前方の連続コーナへの車両の近接を検出する手段と、
連続コーナへの車両の近接が検出された場合、図形表示を生成する図形表示生成手段と、
前記図形表示生成手段により生成された図形表示をディスプレイ上に出力する表示出力手段とを備え、
前記図形表示生成手段は、１つのコーナを表した単一コーナ図形であって、コーナの曲がり方向及び曲がり度合いの相違に応じて複数個用意された単一コーナ図形を２つ組み合わせることで、前記図形表示を生成し、
前記表示出力手段は、連続コーナの第１コーナへの車両の近接が検出された場合、該連続コーナを構成する第１コーナ及びそれに後続する第２コーナの様子をユーザが一目で把握できるような態様で、該第１及び第２コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した第１図形表示を、ディスプレイ上に出力し、その後、車両が第１コーナに進入した後に、前記第２コーナ及びそれに後続する第３コーナの様子をユーザが一目で把握できるような態様で、前記第１図形表示に代えて、該第２コーナ及び第３コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した第２図形表示を出力することを特徴とする、走行支援情報表示装置が提供される。

また、前記表示出力手段は、車両の走行状態に応じて前記図形表示の出力タイミングを調整するものであってよい。前記車両の走行状態は、車両の走行速度であってよい。前記表示出力手段は、コーナの開始点よりも所定距離手前の車両位置で、前記図形表示を出力するものであってよい。前記表示出力手段は、コーナの開始点に車両が到達するまでに要する予測所要時間が所定時間より小さくなった時点で、前記図形表示を出力するものであってよい。前記表示出力手段は、第１コーナと第２コーナとの間にある直線区間よりも手前の車両位置で、前記第２図形表示を出力するものであってよい。

本発明によれば、連続コーナにおける効果的な車両走行支援が可能な走行支援情報表示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例を示すシステム構成図である。本実施例の車両制御装置は、統合マネージャ１０を備える。統合マネージャ１０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。

統合マネージャ１０は、以下で詳説する如く、地図データベース２０内に格納されているコーナ情報（後述する）に基づいて、車両進行方向前方に迫るコーナを把握し、当該コーナを安全に通過できるように、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統合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装置のみならず、ディスプレイ１４や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、統合マネージャ１０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指示や、警報装置に対する加減速を促す警報出力指示が含まれる。

統合マネージャ１０には、CAN（controller area network）などの適切なバスを介して、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。特に、本実施例の統合マネージャ１０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。

ナビゲーションＥＣＵ２０には、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。自車位置検出手段２８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信号を受信する。自車位置検出手段２８は、ＧＰＳ信号を所定形式の信号に変換してナビゲーションＥＣＵ２０に供給する。ナビゲーションＥＣＵ２０は、ＧＰＳ信号や各種センサから供給された信号に基づいて、現在の車両位置及び車両方位を演算する。

地図データベース２２には、地図データが格納されている。地図データには、通常的なものと同様、交差点・高速道路の合流点／分岐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。

本実施例の統合マネージャ１０は、以下で詳説するように、２以上のコーナが連続する連続コーナにおける走行支援のための情報表示態様に特徴を有する。

図２は、典型的な連続コーナを示す図である。連続コーナを構成する各コーナは、図２に示すように、クロソイド曲線（緩和曲線）の形状を有する入口側のクロソイド区間X_C、一定曲率区間X_F、及び、出口側のクロソイド区間X_Cからなる。尚、図２に示す入口側のクロソイド区間X_C及び出口側のクロソイド区間X_Cには直線区間X_Sが接続されている。図２に示す例では、３つのコーナのうち最も手前にある第１コーナは、一番緩やかなコーナであり、それに後続する第２コーナは、第１コーナよりも急なコーナであり、それに後続する最終の第３コーナは、第２コーナよりも急なコーナであるとする。即ち、ｉ番目のコーナの曲率半径Rｉとすると、R1＞R2＞R3とする。

統合マネージャ１０は、連続コーナへの車両の近接が検出された場合、該連続コーナを構成する少なくとも第１コーナ及びそれに後続する第２コーナの様子をユーザが一目で把握できるような態様で、第１及び第２コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した一の図形表示を、ディスプレイ１４上に出力する。尚、ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイのような適切な表示装置であり、ナビゲーション装置の表示装置２４と共用化されてよい。

図３は、ディスプレイ１４上に表示される図形表示の一例を示す図である。図３に示すように、図形表示７０は、２つのコーナ図形７２の組み合わせからなる。各コーナ図形７２は、各コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した図形であり、図４に示すように、対応するコーナの曲率半径等に応じた形状を有する。コーナ図形７２は、複数用意されてよいが、好ましくは、それぞれが一目で容易に識別できるような数の種類に限定する。即ち、コーナ図形７２は、大まかに分別した曲率半径の相違を表現できる程度の数だけ用意される。

図４には、左方向に曲がるコーナに対するコーナ図形７２が、３種類示されている。具体的には、曲率半径の大きい緩やかなコーナを模したコーナ図形７２ａ、曲率半径の中くらいのコーナを模したコーナ図形７２ｂ、及び、曲率半径の小さい急なコーナを模したコーナ図形７２ｃからなる。従って、図３に示す例は、図２に示す連続コーナにおける第１及び第２コーナに対応した図形表示７０であり、曲率半径の大きい緩やかな右コーナ（第１コーナ）に後続して、曲率半径が中くらいの左コーナ（第２コーナ）が存在する場合の図形表示７０である。

このようなコーナ図形７２は、後述のコーナ情報に基づいて、各連続コーナに対して予め生成されていてよく、この場合、統合マネージャ１０（即ちディスプレイ１４の表示制御部）がアクセス可能なメモリに格納されていてよい。或いは、コーナ図形７２は、コーナ情報に基づいてリアルタイムに生成されてもよい。この場合、例えば描画ＩＣが、統合マネージャ１０からの指令に応じて、コーナ情報に基づいてコーナ図形７２を描画・生成する。簡易的には、連続コーナの各コーナの曲率半径に対応するコーナ図形７２が選択され、連続する２つのコーナ図形７２が接続することで図形表示７０が生成される。生成・出力される図形表示７０は、コーナ走行中に生ずる車両方位（車両の向き）の変化に応じて、全体の向きが変更されてよく、車両の移動に伴って生ずるコーナ残存長さの変化が反映されてもよい。尚、図形表示７０のディスプレイ１４上での表示タイミングについて後述する。

コーナ情報は、図５に示すように、各クロソイド区間X_Cの開始点及び終了点（座標値）、各一定曲率区間X_Fの開始点及び終了点、一定曲率区間X_Fの曲率半径R［ｍ］、旋回角度θ［rad］、クロソイド区間X_Cの区間長Ｌ_C［ｍ］及び一定曲率区間X_Fの区間長Ｌ_F［ｍ］若しくはその類を含む。このようなコーナ情報は、複数のコーナに対してコーナ毎に生成され、地図データベース２２に格納されている。尚、一般的なナビゲーション装置の地図データには、これらのコーナ情報は含まれていない。典型的には、コーナは点情報の集合として管理されている。かかる地図データに対しては、これらの点情報から上記のコーナ情報（曲率半径Rや区間長Ｌ_F、Ｌ_Cなど）が予め算出・生成され、これらがコーナ情報として地図データベース２２に格納されてもよい。

或いは、コーナ情報は、一般的なナビゲーション装置の地図データに代えて若しくはそれに加えて、詳細な実測データを用いて導出されたものであってもよく、若しくは、当該コーナを実走行した際に得られる横加速度データ（センサ出力）に基づいて逆算的に導出されたものであってもよい。前者の場合として、具体的には各種入手可能な工事図面から曲率情報を導出してもよく、又は、航空写真から道路のセンターラインに対して形状点列を打点し、当該打点データを解析して曲率情報を導出してもよい。

尚、地図データベース２２内にこれらのコーナ情報を事後的に追記・更新する構成の場合には、地図データベース２２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てよい。

図６は、本実施例によるナビゲーションＥＣＵ２０及び統合マネージャ１０の主要処理を示すフローチャートである。

先ず、ステップ１００として、ナビゲーションＥＣＵ２０は、車両の現在位置と地図データに基づいて進行方向前方の連続コーナを検出する。この際、連続コーナは、例えば所定基準距離内に２つ以上のコーナが存在する場合としてよい。尚、以下説明上、図２に示す連続コーナを想定する。

続くステップ１１０として、ナビゲーションＥＣＵ２０は、当該検出した連続コーナに係るコーナ情報を地図データベース２２内から検索して取り出し、当該取り出したコーナ情報を統合マネージャ１０に送信する。

このようにしてナビゲーションＥＣＵ２０からコーナ情報が供給されると、以下詳説するように、ステップ２００以降において、統合マネージャ１０が、連続コーナに対する車両の現在位置等に応じた適切なタイミングで、上述の図形表示７０の表示制御を実行していく。

以下、前提として、統合マネージャ１０には、ナビゲーションＥＣＵ２０の自車位置検出手段２８により検出される自車位置情報及び車速センサからの自車速情報が、所定周期毎に供給されており、統合マネージャ１０は、常時、最新の車両位置及び車速を算出・把握しているものとする。

先ず、ステップ２００として、統合マネージャ１０は、連続コーナの第１及び第２コーナを表した図形表示７０（以下、「第１図形表示７０」という）をディスプレイ１４上に出力する。この際、統合マネージャ１０は、自車位置情報とコーナ情報とに基づいて、第１コーナの開始点よりも所定距離Ｌ［ｍ］手前の車両位置で、第１図形表示７０を出力してよい。尚、以下、説明の都合上、用語“コーナ”は、図２に示すように、「一定曲率区間X_F及びその前後のクロソイド区間X_Cからなる区間」と定義し、クロソイド区間X_C全体を含むものと定義する。従って、第１コーナの開始点よりも所定距離Ｌ［ｍ］手前の車両位置とは、第１コーナの入り口側のクロソイド区間X_Cの開始点よりも所定距離Ｌ［ｍ］手前の車両位置を意味する。

続くステップ２１０として、統合マネージャ１０は、自車位置情報に基づいて、連続コーナにおける車両位置の変化を監視する。尚、この間、第１図形表示７０は、コーナ走行中に生ずる車両方位（車両の向き）の変化に応じて、全体の向きが変更されてよく、車両の移動に伴って生ずるコーナ残存長さの変化が反映されてもよい。

続くステップ２２０では、車両が第１コーナに進入すると、統合マネージャ１０は、所定のタイミングで、第１図形表示７０に代えて、該連続コーナの第２コーナ及びそれに後続する第３コーナを模した図形表示７０（以下、「第２図形表示７０」という）をディスプレイ１４上に出力する。第２図形表示７０は、遅くとも第２コーナ手前の減速区間（直線区間X_S）よりも前に出力される。

尚、第１図形表示７０は、必ずしも第２図形表示７０の出力と同時に消える必要は無く（即ち、第２図形表示７０が入れ替え的に表示される必要は無く）、第２図形表示７０の出力より前に非表示とされていてもよい。本例では、図２に示す連続コーナにおける第２及び第３コーナに対応した図７に示すような第２図形表示７０が出力されることになる。

以下同様に、更なるコーナ（第３コーナ、第４コーナ、・・・）に対して同様な処理が繰り返される。従って、多数のコーナからなる連続コーナでは、図形表示７０が車両の移動に伴って順次切り換えられていく。従って、ドライバは、常時、少なくとも１つ先のコーナを考慮しながら現在の走行態様を決定することができる。

このように本実施例によれば、連続コーナに近接する際、当該連続コーナに進入する前に、第１コーナ及び第２コーナの形状を把握できる態様で図形表示７０が出力されるので、ドライバは、先のコーナ（第２コーナ）の曲がり具合や曲がり方向などを見越して第１コーナ手前において速度調整ができる。従って、例え第１コーナが緩やかで直ぐに急な第２コーナが連続する場合であっても、ドライバは、図形表示７０を見て、急な第２コーナに備えて第１コーナ手前から前もって減速する必要性を把握できるので、ドライバによる自主的で適切な減速が効果的に促進される。従って、本実施例によれば、連続コーナの安全走行に効果的に寄与できる車両走行支援が可能となる。

本ステップ２２０において、統合マネージャ１０は、第２図形表示７０の出力タイミングを車速に応じて決定してもよい。例えば、車速が４０ｋｍ／ｈ以下の場合、第１コーナ進入後、その一定曲率区間X_Fの終了点を過ぎた時点で、第２図形表示７０を出力する。車速が４０〜８０ｋｍ／ｈの場合、第１コーナ進入後、より早い段階、即ち、第１コーナの一定曲率区間X_Fの開始点を過ぎた時点で、第２図形表示７０を出力する。また、車速が８０ｋｍ／ｈを超える場合、更により早い段階、第１コーナ進入後直ぐに第２図形表示７０を出力する。このように、車速が高ければ高いほど第２図形表示７０の出力タイミングを早めていくことは効果的である。

或いは、統合マネージャ１０は、車速と第１コーナの区間長に基づいて算出したコーナ予測通過時刻ｔ１に応じて、第２図形表示７０の出力タイミングを決定してもよい。例えば、統合マネージャ１０は、第１コーナ進入時、その際の車速と第１コーナの区間長に基づいて第１コーナ内の所定点（例えば一定曲率区間X_Fの終了点）を通過する時刻ｔ１を予測し、第１コーナ進入時から当該予測通過時刻ｔ１が経過した時点で、第２図形表示７０を出力する。この場合、予測通過時刻ｔ１は、ドライバの感性等に適合するように適切に補正されてもよい。例えば、統合マネージャ１０は、通常走行時、各ユーザの運転態様を収集・学習することでドライバモデル１２（図１参照）を構築しておき、かかるドライバモデル１２に基づいて各ユーザに応じた予測通過時刻ｔ（又はこれに関連する第１コーナ内の所定点）を決定してもよい。

或いは、統合マネージャ１０は、自車位置情報とコーナ情報とに基づいて、第２コーナの開始点よりも所定距離Ｌ２［ｍ］手前の車両位置で、第２図形表示７０を出力してよい。この所定距離Ｌ２についても、車速に応じて可変されてよく、若しくは、上述と同様、ドライバモデル１２に基づいてドライバの感性等に適応するよう可変されてもよい。

或いは、統合マネージャ１０は、自車位置情報、車速情報及びコーナ情報に基づいて、第２コーナの開始点に到達するまでの予測時間が所定時間α［秒］を下回る時点で、第２図形表示７０を出力する。この場合、第２図形表示７０は、現時点の車速が維持された場合に第２コーナの開始点に到達すると予測される時刻のα［秒］前に出力されることになる。このαについても、上述と同様、ドライバモデル１２に基づいてドライバの感性等に適応するよう可変されてもよい。

以上のような第２図形表示７０の出力タイミングは、更なるコーナ（第３コーナ、第４コーナ、・・・）に対する図形表示７０の出力タイミングや、第１図形表示７０の出力タイミングにも適用可能である。

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、上述の実施例では、図形表示７０に２つのコーナが表されているが、必要な視認性が確保される限り、３以上のコーナを表すこととしてもよい。この場合、ドライバは、３以上のコーナを表す図形表示７０に基づいて、現在位置から少なくとも２つ先のコーナまで把握できる。

また、上述では、コーナを「一定曲率区間X_F及びその前後のクロソイド区間X_Cからなる区間」と定義しているが、コーナを「一定曲率区間X_F及びその前後のクロソイド区間X_Cの一部からなる区間」と定義してもよい。

また、上述の実施例では、ナビゲーションＥＣＵ２０及び統合マネージャ１０が別々のハードウェアで構成されているが、単一のハードウェアにより具現化することも当然に可能である。

本発明による車両制御装置の一実施例を示すシステム構成図である。連続コーナの説明図である。ディスプレイ１４上に表示される図形表示７０の一例を示す図である。図形表示７０を構成するコーナ図形７２の一例を示す図である。コーナ情報の説明図である。本実施例によるナビゲーションＥＣＵ２０及び統合マネージャ１０の主要処理を示すフローチャートである。図２の連続コーナに関連した第２図形表示７０の一例を示す図である。

符号の説明

１０統合マネージャ
１２ドライバモデル
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図形表示

Claims

３以上のコーナが連続する連続コーナにおける走行支援のための情報表示を行う走行支援情報表示装置であって、
車両の現在位置情報と所与の地図情報とに基づいて、進行方向前方の連続コーナへの車両の近接を検出する手段と、
連続コーナへの車両の近接が検出された場合、図形表示を生成する図形表示生成手段と、
前記図形表示生成手段により生成された図形表示をディスプレイ上に出力する表示出力手段とを備え、
前記図形表示生成手段は、１つのコーナを表した単一コーナ図形であって、コーナの曲がり方向及び曲がり度合いの相違に応じて複数個用意された単一コーナ図形を２つ組み合わせることで、前記図形表示を生成し、
前記表示出力手段は、連続コーナの第１コーナへの車両の近接が検出された場合、該連続コーナを構成する第１コーナ及びそれに後続する第２コーナの様子をユーザが一目で把握できるような態様で、該第１及び第２コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した第１図形表示を、ディスプレイ上に出力し、その後、車両が第１コーナに進入した後に、前記第２コーナ及びそれに後続する第３コーナの様子をユーザが一目で把握できるような態様で、前記第１図形表示に代えて、該第２コーナ及び第３コーナの曲がり方向及び曲がり度合いを表した第２図形表示を出力することを特徴とする、走行支援情報表示装置。
前記表示出力手段は、車両の走行状態に応じて前記第１及び第２図形表示の出力タイミングを調整する、請求項１に記載の走行支援情報表示装置。
前記車両の走行状態は、車両の走行速度である、請求項２に記載の走行支援情報表示装置。
前記表示出力手段は、第１コーナの開始点よりも所定距離手前の車両位置で、又は、第１コーナの開始点に車両が到達するまでに要する予測所要時間が所定時間より小さくなった時点で、前記第１図形表示を出力し、
前記表示出力手段は、第２コーナの開始点よりも所定距離手前の車両位置で、又は、第２コーナの開始点に車両が到達するまでに要する予測所要時間が所定時間より小さくなった時点で、前記第２図形表示を出力する、請求項１に記載の走行支援情報表示装置。
前記表示出力手段は、第１コーナと第２コーナとの間にある直線区間よりも手前の車両位置で、前記第２図形表示を出力する、請求項１に記載の走行支援情報表示装置。
前記第１及び第２図形表示は、コーナ走行中に生ずる車両方位の変化に応じて、全体の向きが変更される態様で生成及び出力される、請求項１に記載の走行支援情報表示装置。