JP4842059B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行安全装置に関するものである。

従来、例えば道路属性、規制情報、道路幅員、車線数、制限速度等の道路情報に基づき、自車両の進行方向前方に存在する分岐点での進路を予測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）。
また、従来、例えば分岐路の通過難易度や曲率半径等に基づき、自車両の進行方向前方に存在する分岐点での進路を予測する走行制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−１６９７６３号公報 特開２００４−８６４５０号公報

ところで、上記従来技術に係る車両御装置においては、道路情報を構成する複数の情報に対して、予め、所定の優先度や重み付け等を設定しておく必要がある。しかしながら、り、道路上の分岐点に対して優先度や重み付け等を適切に設定することは困難であって、進路予測を精度良く行うことができない虞がある。
また、上記従来技術に係る走行制御装置において、単に、通過難易度や曲率半径等に応じて進路予測を行うだけでは、予測精度を向上させることが困難であるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、分岐点での進路予測精度を向上させることが可能な車両の走行安全装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置は、ノードおよびリンクから成る道路データを記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での記憶部１１）と、自車両の位置を検出する自車位置検出手段（例えば、実施の形態での自車位置検出部１２）と、少なくとも速度を含む自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段（例えば、実施の形態での車両状態検出部１３）と、前記記憶手段に記憶された前記道路データおよび前記自車位置検出手段により検出された自車両の位置に基づいて自車両の進路を推定する進路予測手段（例えば、実施の形態での進路予測部１７）と、前記道路データに基づいて自車両の進路に存在するカーブを認識するカーブ認識手段（例えば、実施の形態でのカーブ認識部１５）と、前記カーブ認識手段により認識された前記カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段（例えば、実施の形態での適正車両状態設定部１８）と、前記車両状態検出手段により検出された前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段により設定された前記適正車両状態とを比較する比較手段（例えば、実施の形態での比較部１９）と、前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置（例えば、実施の形態での安全装置２１）を作動させる作動手段（例えば、実施の形態での作動部２０）とを備える車両の走行安全装置であって、前記道路データに基づいて自車両の進路に存在する分岐点を検出する分岐点検出手段（例えば、実施の形態での分岐点検出部１４）と、前記分岐点の前後における前記道路データに基づいて前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、同一のカーブにより構成されているか否かを判定する同一カーブ判定手段（例えば、実施の形態での同一カーブ判定部１６）とを備え、前記同一のカーブは、隣り合う前記リンク同士のなす角が同符号かつ前記リンクの長さが所定の同一カーブ判定閾値未満である場合の前記リンクを構成する前記ノードの領域であり、前記進路予測手段は、前記分岐点からの道路である複数の分岐路のうち、前記同一カーブ判定手段によって前記分岐点までの道路と同一のカーブにより構成されていると判定された分岐路を、自車両の進路として設定することを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、分岐点からの道路である複数の分岐路のうち、同一カーブ判定手段によって分岐点までの道路と同一のカーブにより構成されていると判定された分岐路を、自車両の進路として設定することから、カーブに進入した自車両に対して、不自然にカーブから逸脱する進路を予測してしまったり、カーブ区間が分断されてしまうことを防止して、適切な進路予測を行うことができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記同一カーブ判定手段は、前記分岐点からの道路である複数の分岐路のうち所定幅員未満の前記分岐路に対して、該分岐路と、前記分岐点までの道路とが、同一のカーブにより構成されていると判定することを禁止することを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、所定幅員未満の分岐路に対して、該分岐路と、分岐点までの道路とが、同一のカーブにより構成されていると判定することを禁止することにより、適切な判定を行うことができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記記憶手段は、前記リンク上に設定されたカーブの開始点および終了点と半径の情報を記憶しており、前記同一カーブ判定手段は、前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、所定値以下のカーブ半径を有する場合に、前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、同一のカーブにより構成されているか否かを判定することを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、分岐点までの道路と、分岐点からの道路とが、所定値以下のカーブ半径を有する場合に、同一のカーブにより構成されていると判定することにより、適切な判定を行うことができる。

以上説明したように、本発明の車両の走行安全装置によれば、カーブに進入した自車両に対して、不自然にカーブから逸脱する進路を予測してしまったり、カーブ区間が分断されてしまうことを防止して、適切な進路予測を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、例えば、記憶部１１と、自車位置検出部１２と、車両状態検出部１３と、分岐点検出部１４、カーブ認識部１５と、同一カーブ判定部１６、進路予測部１７と、適正車両状態設定部１８と、比較部１９と、作動部２０と、ブレーキアクチュエータ（図示略）および警報装置（図示略）を具備する安全装置２１とを備えて構成されている。

記憶部１１は、道路に係るノード情報およびカーブ情報を道路データとして記憶しており、ノード情報は、例えば道路形状を把握するための座標点のデータであり、カーブ情報は、例えばリンク（つまり、各ノード間を結ぶ線）上に設定されたカーブの開始点および終了点に加えて、カーブの曲率に係る情報（例えば、カーブの曲率や半径Ｒおよび極性）と、カーブの深さに係る情報（例えば、カーブの通過に要する旋回角θやカーブの長さ等）とから構成されている。

自車位置検出部１２は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号や、例えば適宜の基地局を利用してＧＰＳ信号の誤差を補正して測位精度を向上させるためのＤ（Differential）ＧＰＳ信号等の測位信号や、後述する車両状態検出部１３から出力される検出信号に基づく自律航法の算出処理によって自車両の現在位置を算出する。
さらに、自車位置検出部１２は、算出した自車両の現在位置と記憶部１１から取得した道路データとに基づいてマップマッチングを行い、自律航法による位置推定の結果を補正する。

車両状態検出部１３は、例えば、自車両の現在速度を検出する車速センサや車輪速センサと、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度（例えば、自車両の前後方向軸の鉛直方向に対する傾斜角度や車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角等）および傾斜角度の変化量（例えば、ヨーレート等）を検出するジャイロセンサやヨーレートセンサとを備えて構成され、各検出信号を自車位置検出部１２および後述する比較部１９へ出力する。

分岐点検出部１４は、記憶部１１に記憶された道路データを取得し、この道路データに基づいて、自車両の現在位置から進行方向前方の所定範囲の道路上に存在する分岐点を認識する。

カーブ認識部１５は、記憶部１１に記憶された道路データを取得し、この道路データに基づいて、自車両の現在位置から進行方向前方の所定範囲の道路上に存在するカーブを認識する。例えばカーブ認識部１５は、ノード情報つまり道路形状を把握するための座標点と、各ノード間を結ぶ線であるリンク情報とに基づいて、カーブの形状（認識カーブ形状）を認識する。
さらに、カーブ認識部１５は、記憶部１１から取得した道路データに含まれるカーブ情報に基づき、自車両の進行方向前方で認識したカーブの位置および形状（例えば、カーブの半径Ｒや曲率、旋回角θやカーブの長さやカーブの深さ等）を検出して、同一カーブ判定部１６および適正車両状態設定部１８に出力する。

同一カーブ判定部１６は、分岐点検出部１４により検出された分岐点の前後における道路データおよびカーブ認識部１５による認識結果に基づいて、自車両の現在位置から分岐点までの道路（進入路）と、分岐点からの道路（分岐路）とが、同一のカーブにより構成されているか否かを判定する。
例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両Ｐの進行方向前方に存在する分岐点Ｂに対して、２つの分岐路Ｂ１，Ｂ２が存在する状態において、例えば図２（ａ）に示すように、自車両Ｐから分岐点Ｂまでの進入路ＩＲ上にカーブ入口ＣＳが存在し、この進入路ＩＲにおいてカーブ認識部１５によりカーブａが認識され、かつ、分岐点Ｂからの分岐路Ｂ２においてカーブ認識部１５によりカーブｂが認識されている場合に、同一カーブ判定部１６は、各カーブａ，ｂの形状に基づき、カーブａとカーブｂとが同一カーブであるか否かを判定する。

また、例えば図２（ｂ）に示すように、自車両Ｐから分岐点Ｂまでの進入路ＩＲ上にカーブ入口ＣＳが存在しているものの、この進入路ＩＲにおいてカーブ認識部１５によりカーブの存在が認識されず、かつ、分岐点Ｂからの分岐路Ｂ２においてカーブ認識部１５によりカーブが認識されている場合、同一カーブ判定部１６は、進入路ＩＲの道路データと、分岐路Ｂ２において認識されたカーブの形状とに基づき、進入路ＩＲと分岐路Ｂ２のカーブとが同一カーブにより構成されているか否かを判定する。
なお、例えば図２（ｃ）に示すように、分岐点Ｂからの分岐路Ｂ２上にカーブ入口ＣＳが存在する場合には、カーブ認識部１５によって、少なくとも自車両Ｐから分岐点Ｂまでの進入路ＩＲはカーブではないと認識される。

そして、同一カーブ判定部１６は、道路データに基づいて同一のカーブにより構成されている道路を判定する際には、例えば図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、道路データに基づいて２つのカーブが同一カーブであるか否かを判定する際には、各ノード間を結ぶリンクに対して所定の同一カーブ判定閾値Ｌｍａｘを設定しておき、例えば図３（ａ）に示すように、隣り合うリンク同士のなす角θ１，…，θ４が同符号（つまり同一の極性を有する状態）であって、かつ、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３の長さが所定の同一カーブ判定閾値Ｌｍａｘ未満である場合に、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３を構成するノードＮ１〜ノードＮ４の領域を同一カーブであると判定する。

また、同一カーブ判定部１６は、例えば図３（ｂ）に示すように、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３の長さが所定の同一カーブ判定閾値Ｌｍａｘ未満であっても、隣り合うリンク同士のなす角θ１，…，θ４が同符号ではない場合（例えば、θ１，θ２＞０、かつ、θ３，θ４＜０の状態）には、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３を構成するノードＮ１〜ノードＮ４の領域は同一カーブではないと判定する。
また、同一カーブ判定部１６は、例えば図３（ｃ）に示すように、隣り合うリンク同士のなす角θ１，…，θ４が同符号であっても、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３の長さが所定の同一カーブ判定閾値Ｌｍａｘを超える場合（例えば、Ｌ３＞Ｌｍａｘ）には、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を構成するノードＮ１〜ノードＮ５の領域は同一カーブではないと判定する。一方、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３’の長さは所定の同一カーブ判定閾値Ｌｍａｘ未満であることから、各リンクＬ１，Ｌ２，Ｌ３’，Ｌ４’を構成するノードＮ１〜ノードＮ３，ノードＮ４’の領域は同一カーブであると判定する。

進路予測部１７は、自車位置検出部１２から出力される自車両の現在位置と、記憶部１１記憶された道路データと、同一カーブ判定部１６による判定結果とに基づき、例えばナビゲーション装置（図示略）による経路誘導等に用いられる予測進路を算出する。

例えば図２（ａ）に示すように、カーブａを含む進入路ＩＲに対して、分岐路Ｂ１と、進入路ＩＲのカーブａと同一カーブを構成するカーブｂを有する分岐路Ｂ２とが存在する場合には、進路予測部１７は、分岐路Ｂ２を予測進路ＥＲとして選択する。
また、例えば図２（ｂ）に示すように、進入路ＩＲにおいてカーブ認識部１５によりカーブの存在が認識されていない状態であっても、進入路ＩＲが分岐路Ｂ２のカーブと共に同一カーブを構成している場合には、進路予測部１７は、分岐路Ｂ２を予測進路ＥＲとして選択する。
また、例えば図２（ｃ）に示すように、進入路ＩＲが分岐路Ｂ２のカーブと共に同一カーブを構成していない場合には、例えば通過難易度や道路種別等に応じた通常の予測処理として、例えば分岐路Ｂ１，Ｂ２のうち、通過難易度が相対的に低い方、あるいは、道路種別が相対的に上位である方、あるいは、道路種別が同等である方等を選択する。
なお、複数の分岐路のうち通過難易度が相対的に低い方とは、進入路のリンクに対して交差角度が相対的に小さいリンクを有する方、あるいは、カーブ半径が相対的に小さい方、あるいは、進入路と同じ極性のカーブを有する方等である。

適正車両状態設定部１８は、カーブ認識部１５により認識された認識カーブ形状および進路予測部１７により予測された予測進路に基づいて、認識カーブ形状あるいは予測進路を適正に通過可能な車両の速度（適正車速）を算出し、比較部１９に出力する。
また、適正車両状態設定部１８は、カーブ通過時に自車両の横方向に発生する加速度（横加速度）に対し、認識カーブあるいは予測進路を適正に通過する際に許容される横加速度（適正横加速度）を算出し、この適正横加速度から適正車速を算出可能である。
また、適正車両状態設定部１８は、現在速度から適正車速まで適正に減速する際に要する距離（適正減速距離）を算出する。

比較部１９は、車両状態検出部１３により検出された自車両の現在速度と、適正車両状態設定部１８により設定された適正車速とを比較して、この比較結果を作動部２０へ出力する。
作動部２０は、比較部１９での比較結果に基づいて、例えば、警報制御部２０ａと、エンジン制御部（図示略）および変速制御部（図示略）およびブレーキ制御部２０ｂからなる減速制御部の作動を制御する。例えば、比較部１９での比較結果において、検出された現在速度が適正車速よりも高い状態等のように自車両が適正車両状態にない場合には、警報制御部２０ａを介して安全装置２１の警報装置を作動させて運転者の注意を喚起したり、ブレーキ制御部２０ｂを介して安全装置２１のブレーキアクチュエータを作動させて自動的に自車両を減速させる。

本実施の形態による車両の走行安全装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の走行安全装置１０の動作、特に、分岐点での進路予測処理について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、図４に示すステップＳ０１においては、記憶部１１に格納された道路データに基づいて、進行方向に所定幅員以上の分岐路が存在するか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
次に、ステップＳ０２においては、自車両Ｐから分岐点Ｂまでの進入路ＩＲにおいてカーブａが認識されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。

次に、ステップＳ０３においては、分岐点Ｂからの各分岐路毎にカーブの形状を認識する。
そして、ステップＳ０４においては、分岐路において適宜のカーブｂが認識されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、例えば通過難易度や道路種別等に応じた通常の予測処理により分岐路を選択し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。

そして、ステップＳ０６においては、認識された各カーブａ，ｂの半径は所定値以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７進む。
そして、ステップＳ０７においては、認識された各カーブａ，ｂは同一カーブを構成するかを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８進む。
そして、ステップＳ０８においては、カーブｂを有する分岐路を、予測進路として設定し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ０９においては、分岐点Ｂからの各分岐路毎にカーブの形状を認識する。
そして、ステップＳ１０においては、進入路ＩＲおよび分岐路からなるカーブが認識されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１に進み、このステップＳ１１においては、例えば通過難易度や道路種別等に応じた通常の予測処理により分岐路を選択し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。

そして、ステップＳ１２においては、進入路ＩＲと分岐路との間に分岐点Ｂを挟み込む同一カーブが存在すると判断する。
そして、ステップＳ１３においては、認識されたカーブの半径は所定値以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ１１に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０８に進む。

上述したように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０によれば、カーブに進入した自車両に対して、不自然にカーブから逸脱する進路を予測してしまったり、カーブ区間が分断されてしまうことを防止して、適切な進路予測を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、自車両Ｐから分岐点Ｂまでの進入路ＩＲと、分岐点からの分岐路Ｂ１，Ｂ２の例を示すグラフ図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、走行路のリンクおよびノードの例を示すグラフ図である。 図１に示す車両の走行安全装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両の走行安全装置
１１ 記憶部（記憶手段）
１２ 自車位置検出部（自車位置検出手段）
１３ 車両状態検出部（車両状態検出手段）
１４ 分岐点検出部（分岐点検出手段）
１５ カーブ認識部（カーブ認識手段）
１６ 同一カーブ判定部（同一カーブ判定手段）
１７ 進路予測部（進路予測手段）
１８ 適正車両状態設定部（適正車両状態設定手段）
１９ 比較部（比較手段）
２０ 作動部（作動手段）
２１ 安全装置

Claims (3)

1. ノードおよびリンクから成る道路データを記憶する記憶手段と、
   自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、
   少なくとも速度を含む自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記道路データおよび前記自車位置検出手段により検出された自車両の位置に基づいて自車両の進路を推定する進路予測手段と、
   前記道路データに基づいて自車両の進路に存在するカーブを認識するカーブ認識手段と、
   前記カーブ認識手段により認識された前記カーブを適正に通過可能な適正車両状態を設定する適正車両状態設定手段と、
   前記車両状態検出手段により検出された前記車両状態と、前記適正車両状態設定手段により設定された前記適正車両状態とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果において前記自車両の車両状態が前記適正車両状態にないときに、自車両に設けられた安全装置を作動させる作動手段と
   を備える車両の走行安全装置であって、
   前記道路データに基づいて自車両の進路に存在する分岐点を検出する分岐点検出手段と、
   前記分岐点の前後における前記道路データに基づいて前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、同一のカーブにより構成されているか否かを判定する同一カーブ判定手段とを備え、
   前記同一のカーブは、隣り合う前記リンク同士のなす角が同符号かつ前記リンクの長さが所定の同一カーブ判定閾値未満である場合の前記リンクを構成する前記ノードの領域であり、
   前記進路予測手段は、前記分岐点からの道路である複数の分岐路のうち、前記同一カーブ判定手段によって前記分岐点までの道路と同一のカーブにより構成されていると判定された分岐路を、自車両の進路として設定することを特徴とする車両の走行安全装置。
2. 前記同一カーブ判定手段は、
   前記分岐点からの道路である複数の分岐路のうち所定幅員未満の前記分岐路に対して、該分岐路と、前記分岐点までの道路とが、同一のカーブにより構成されていると判定することを禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
3. 前記記憶手段は、前記リンク上に設定されたカーブの開始点および終了点と半径の情報を記憶しており、
   前記同一カーブ判定手段は、
   前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、所定値以下のカーブ半径を有する場合に、前記分岐点までの道路と、前記分岐点からの道路とが、同一のカーブにより構成されているか否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の走行安全装置。

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