JP4968412B2 - 道路情報検出装置、および車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が走行する道路の形状を検出する装置、および検出された道路形状の情報に基づいて車両の走行制御を行う装置に関する。

ＡＣＣ(Adaptive Cruise Control)システムのように車両の走行を自動的にもしくは半自動的に支援するために、該車両が走行する道路の形状情報を利用する場合がある。たとえば、車両に搭載されているカーナビゲーション装置の地図情報を利用して、走行道路の形状を認識することが行われているが、カーナビゲーション装置の地図情報の場合、多くの場合は車両に設置されている記録装置内に記録されているため、必ずしも道路の現状を反映しているとは限らない。また、カーナビゲーション装置で用いられているＧＰＳ(Global Position System)の位置検出精度は、道路の幅やカーブ形状と比較すると粗いため、走行支援に十分な情報であるとは言い難い。

そこで、走行車両に搭載されたレーダ装置を利用して、走行道路の形状を検出し、その道路形状の情報を走行支援に利用する技術が開発されている。たとえば、特許文献１に示すように、電波レーダによる検出結果から得られた反射物体の距離や方位に基づいて座標系に表される点について、近接する点同士からなるグループを抽出し、このグループに属する点の連結長さが一定長さ以上であると、当該点は路側上に存在するターゲットを反映しているとみなされ、以て走行道路の形状として認識されることになる。

特開２００７−１６１１６２号公報 特開２００７−１７３３８号公報 特開２００６−３８７５５号公報

ＡＣＣシステムのように車両の走行を自動的にもしくは半自動的に支援するシステムでは、操縦者がブレーキを踏まない限り、車両の速度が予め設定されている設定速度に維持されるように制御される場合がある。このような場合、車両が走行する道路の形状、特にカーブ形状によっては、設定されている車両速度が大きすぎる結果となり、ドライバーのブレーキ操作によってＡＣＣシステムの動作がキャンセルされてしまう。すなわち、従来技術では、ＡＣＣシステムによる速度調整がカーブ形状に応じたものでないため、該ＡＣＣシステムが効率的に作動することができない。

また、一般に、走行道路においてカーブの入口に静止している静止ターゲットに対しては、操縦者は車両をカーブの曲がり具合（形状）に沿ってハンドル操作を行うため、比較的衝突する可能性は低いと考えられる。しかし、当該静止ターゲットが存在している走行道路の形状が予め認識できなければ、すなわち道路形状がカーブ形状かもしくは直線形状か区別ができない場合には、安全を優先し常に車両の衝突を回避するために操縦者に対して何らかの警告を出すのが好ましいと考えられ、その場合、衝突の可能性の低い上記の場合にもいたずらに警告が出されてしまうことになる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両の走行道路のカーブ形状に関する情報を精度良く検出することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、走行道路の左右縁に対応し、車両の左右において進行方向に延在する直線形状の対応直線を算出し、それら左右の対応直線を利用して、走行道路のカーブ形状に対応する情報を検出する。これにより、車両が走行している道路のカーブ形状を精度良く認識することが可能となる。なお、本明細書においては、車両の進行方向を縦方向と称し、それに直交する方向を横方向と称する場合もある。また、「近位」、「遠位」の表現は、進行方向（縦方向）における車両に対する距離に基づいた表現である。したがって、「遠位」は「近位」と比べて、進行方向（縦方向）において車両からより遠くに位置することを意味する。

そこで、詳細には、本発明は、車両に搭載され、送信アンテナから送信された送信波がターゲットで反射された反射波を受信して得られた受信信号と、該車両の進行方向に位置する静止ターゲットの位置情報とに基づいて、該車両の走行道路の形状に対応する代表点を算出する代表点算出部と、前記代表点算出部によって検出された複数の代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路の左側縁に対応する直線であって前記車両の進行方向に延びる左側対応直線と、該走行道路の右側縁に対応する直線であって該車両の進行方向に延びる右側対応直線のうち少なくともいずれかの対応直線を算出する対応直線算出部と、前記対応直線算出部によって算出された対応直線のうちそれぞれの対応直線の最遠位端が前記車両に対して近位側に位置する対応直線を、基準対応直線として設定する基準対応直線設定部と、前記対応直線算出部によって前記左側対応直線と前記右側対応直線とが算出された場合、該左側対応直線と該右側対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、前記基準対応直線の最遠位端より遠位側の処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出するカーブ情報検出部と、を備える、道路情報検出装置である。

本発明に係る道路情報検出装置は、代表点算出部によって算出された代表点の位置情報を利用して走行道路のカーブ形状の情報検出が行われることになる。代表点算出部に算出される代表点は、走行道路の形状に対応する点であり、ターゲットで反射された反射波の受信結果に基づいて形成される。本発明においては、代表点の算出は様々な算出のための従来技術が適用可能であり、好ましくは道路形状を的確に反映するために、受信された反射波に対応する静止ターゲットを所定の条件で複数集めてグルーピングし、そこに含まれる静止ターゲットの位置情報を平均的に反映するように算出された点を、代表点として採用できる。このようにグルーピング処理を施して代表点を算出することで、個々の静止ターゲットの位置情報が持つ誤差の影響を緩和することができ、より正確な道路形状の認識が可能となる。また、代表点算出のために行われる上記静止ターゲットの位置情報の平均化についても、所定の条件下での重み付け処理等を施すことで、代表点に含まれる位置誤差をより小さく抑えることが可能となる。

ここで対応直線算出部が、算出された代表点を利用して、車両の進行方向に沿って延びる左側および右側対応直線を算出する。これらの対応直線は、現時点において車両が置かれている走行道路が直線的に延在しているとの前提の下で算出される、走行道路の左縁および右側縁に仮想的に対応する直線である。また、当該対応直線は、算出された代表点に依存して算出されることから、有限の長さを有している直線である。そして、対応直線算出部によって算出される左側対応直線と右側対応直線に対して、基準対応直線設定部が、草稿道路のカーブ形状を効果的に算出するための上記所定の条件に基づいて、一方の対応直線を基準対応直線として設定する。したがって、この基準対応直線は、上記カーブ情報検出部がカーブ情報を検出する際に基準情報として利用される対応直線である。なお、対応直線算出部によって一方の対応直線のみが算出された場合は、その算出された対応直線が基準対応直線として設定される。

そして、カーブ情報検出部が、左側および右側対応直線と、基準対応直線の最遠位端の位置情報に基づいて画定される処理対象領域において、代表点算出部によって代表点が算出されるとき、その算出された代表点の位置情報に基づいて走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する。換言すれば、当該処理対象領域は、左側および右側対応直線に挟まれる領域であることから車両の進行方向に延在する領域であって、且つ基準対応線の最遠位端より遠位側の領域であることから、仮に走行道路が直線部からカーブ部に移行する可能性がある場合にはそのカーブ部が始まる位置が含まれ得る領域である。したがって、この処理対象領域において代表点が算出された場合、当該算出された代表点は、車両の直線状の進行方向からずれてカーブしている道路の形状を反映していると考えられる。そこで、カーブ情報検出部は、当該算出された代表点に基づいて、走行道路のカーブ形状に関する情報を検出することができる。

このように、本発明に係る道路情報検出装置は、代表点算出部によって算出された代表点を利用することで、車両の走行道路の形状、特にカーブ形状に関する情報を的確に検出することが可能となる。

ここで、上記道路情報検出装置において、前記カーブ情報検出部は、前記処理対象領域における前記代表点の位置情報に加えて、前記基準対応直線の最遠位端の位置情報にも基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出するように構成してもよい。カーブ情報検出部によって検出された走行道路のカーブ形状に関する情報は、基準対応直線の最遠位端より更に遠位側で開始すると想定できるため、基準対応直線の最遠位端の位置情報を考慮することで、走行道路のカーブ形状の開始点をより的確に把握することが可能となる。

ここで、上述までの道路情報検出装置において、前記対応直線算出部によって算出された前記左側対応直線と前記右側対応直線のうち前記基準対応直線に該当しない非基準対応直線の最近位端が、該基準対応直線の最遠位端より遠位側に位置する場合、前記カーブ情報検出部は、該左側対応直線と該右側対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、該基準対応直線の最遠位端より遠位側且つ該非基準対応直線の最近位端より近位側の領域である前記処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出するように構成してもよい。

非基準対応直線の最近位端が、基準対応直線の最遠位端より遠位側に位置する場合、基準対応直線と非基準対応直線のずれが大きくなり、車両から遠位側に位置する非基準対応直線が実際の走行道路の縁を的確に把握していない可能性が高い。そこで、カーブ情報検出部が走行道路のカーブ形状の情報を検出するための処理対象領域について、左側対応直線と右側対応直線とに挟まれた領域であって、基準対応直線の最遠位端より遠位側且つ非基準対応直線の最近位端より近位側の領域に限定することで、より的確なカーブ形状の情報検出を可能にする。

なお、上記の通り非基準対応直線は、実際の走行道路の縁を的確に把握していない可能性もあるが、非基準対応直線の最近位端の位置情報については走行道路のカーブ形状の境界情報として利用可能とも考えられる。カーブ形状に関連する位置情報の数が多いほど、カーブ形状をより的確に認識できること踏まえると、前記カーブ情報検出部は、前記処理対象領域における前記代表点の位置情報に加えて、前記非基準対応直線の最近位端の位置情報にも基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出するようにしてもよい。

同様に非基準対応直線は、実際の走行道路の縁を的確に把握していない可能性があることから、前記カーブ情報検出部により前記走行道路のカーブ形状に関する情報が検出された場合、前記非基準対応直線に関連する該走行道路の縁に関する情報が、該走行道路の形状に関する情報として使用されることを禁止してもよい。これにより、誤った走行道路の形状認識を回避できる。

ここで、上述までの道路情報検出装置において、前記対応直線算出部によって前記左側対応直線と前記右側対応直線のうちいずれか一方の対応直線のみが算出された場合もあり得る。そのような場合は、上記の通り、基準対応直線設定部は、該算出された対応直線を前記基準対応直線として設定してもよい。そして、前記カーブ情報検出部は、前記基準対応直線から前記左側対応直線と前記右側対応直線のうち前記対応直線算出部によって算出されなかった対応直線側に対して第一所定距離離れた仮想対応直線と該基準対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、該基準対応直線の最遠位端より遠位側の処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出してもよい。第一所定距離は、走行道路の一般的な幅に相当する距離であってもよく、また固定値でもよく、またはカーナビゲーション装置の地図情報から得られる道路の幅値でもよい。このように構成することで、左側対応直線と右側対応直線のうちいずれか一方の対応直線しか算出されなかった場合でも、走行道路のカーブ形状の情報を検出することが可能となる。

ここで、上述までの道路情報検出装置での前記カーブ情報検出部による前記走行道路のカーブ形状に関する情報の検出において、前記処理対象領域において前記代表点算出部によって算出された代表点であっても、前記基準対応直線の最遠位端から車両の進行方向に沿って第二所定距離を越えて離れ、且つ該基準対応直線に対して横方向に第三所定距離以内に位置する代表点の位置情報は使用されないようにしてもよい。このように基準対応直線の最遠位端から車両の進行方向に沿って第二所定距離を越えて位置し、且つ基準対応直線に対して横方向に第三所定距離以内に位置する代表点については、ほぼ基準対応直線の延長上に位置する代表点であることから、実質的には走行道路のカーブ形状を反映している代表点とは考えにくい。そこで、このような代表点が走行道路のカーブ形状の検出に反映されないように、カーブ情報検出部による処理には供されないようにするのが好ましい。なお、上記第二所定距離および第三所定距離は、上述の技術的思想に沿う限りにおいて、適宜設定すればよい。

また、上述までの道路情報検出装置での前記カーブ情報検出部による前記走行道路のカーブ形状に関する情報の検出において、前記処理対象領域において前記代表点算出部によって算出された代表点であっても、最近位の代表点から前記車両の進行方向に沿って第四所定距離越えて位置する代表点の位置情報は使用されないようにしてもよい。すなわち、最近位の代表点から遠位側に第四所定距離離れている代表点については、実質的には走行道路のカーブ形状を反映している代表点とは考えにくい。そこで、このような代表点が走行道路のカーブ形状の検出に反映されないように、カーブ情報検出部による処理には供されないようにするのが好ましい。なお、上記第四所定距離は、上述の技術的思想に沿う限りにおいて、適宜設定すればよい。

このように本発明に係る道路情報検出装置は、代表点算出部によって算出された代表点を利用することで、車両の走行道路のカーブ形状に関する情報を的確に検出することが可能となる。そして、この検出された情報を、車両の走行制御に利用することで、走行道路のカーブ形状に応じた適切な車両の運転制御が可能となる。すなわち、上述までの道路情報検出装置から道路情報を取得し、前記車両の走行制御を行う車両走行制御装置であって、前記カーブ情報検出部によって検出された前記走行道路のカーブ形状に関する情報であって、該車両から前記走行道路のカーブ開始点までの距離と該走行道路のカーブ大きさのうち少なくとも何れかに基づいて、該車両の走行制御を行う。

車両の走行道路のカーブ形状に関する情報を精度良く検出することが可能となる。

本発明に係る道路情報検出装置が搭載される車両の概略構成を示す図である。 本発明に係る道路情報装置およびそれと連携して動作する車両安全制御装置および車両走行制御装置の相関を機能ブロックを介して表す図である。 本発明に係る道路情報検出装置で実行される対応直線取得処理に関するフローチャートである。 本発明に係る道路情報検出装置で実行される道路形状情報取得処理に関するフローチャートである。 図４に示す道路形状情報取得処理が行われる際の、車両、対応直線、および代表点の相関を示す第一の図である。 図４に示す道路形状情報取得処理が行われる際の、車両、対応直線、および代表点の相関を示す第二の図である。 図４に示す道路形状情報取得処理が行われる際の、車両、対応直線、および代表点の相関を示す第三の図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る道路情報検出装置、および当該道路情報検出装置によって検出された情報を利用して、車両の走行制御を行う車両走行制御装置および当該車両の安全制御を行う車両安全制御装置について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。

図１は、上記道路情報検出装置が搭載された車両１の概略構成を示す。車両１には４つの座席が設けられ、図１においては、運転席３にドライバー２が着座している状態が示されている。また、ドライバー２は、運転席３用に設置されたシートベルト４を使用することで、運転中の安全を確保することができる。ここで、運転席３の左前方のパネル部分にいわゆる車載機が設置され、図１においては当該車載機の構成要素のうち情報を表示するディスプレイ７が示されている。車載機は、車両１内で楽曲を再生したり、車載機とは別に設置されている記録装置内の地図情報やＧＰＳ(Global Positioning System)装置の検出信号に基づいて、カーナビゲーションを実行したりする情報処理装置であり、そのディスプレイ７は、車載機で処理された情報を必要に応じてドライバー２や、その他の搭乗員に表示する装置である。

ここで、図１に示す車両１には、車両１の前方進行方向を検知範囲とするミリ波を送信アンテナから送信し、車外のターゲットで反射された反射波を受信し、車両１に対する当該ターゲットの相対位置に関する情報を検知可能なレーダ装置２０が搭載されている。そして、このレーダ装置２０による検出結果を利用して、車両１の進行方向に延在している該車両１の走行道路の形状に関する情報を検出する道路情報検出装置１０が設けられている。さらに、道路情報検出装置１０によって検出された道路形状に関する情報は、車両１内の様々な制御装置によって利用され得るが、本実施形態では、当該制御装置として、車両安全制御装置５および車両走行制御装置６が例示されている。なお、これらの制御装置では、道路情報検出装置１０による検出結果だけではなく、レーダ装置２０による検出結果も利用可能である。

車両安全制御装置５は、車両１に関する安全制御を実行する制御装置であり、特に操縦者であるドライバー２の運転時の身の安全に関する制御を行う。当該安全制御の一例としては、レーダ装置２０による検出結果に基づいて車両１の進行方向に障害物を検知した場合、ドライバー２に対して注意を喚起することが挙げられる。その注意喚起の具体的な手法としては、ディスプレイ７や車両１内のスピーカを通して、映像や音声でアラーム報知する方法、ドライバー２が装着しているシートベルト４を通してドライバー２に対して力を作用させる方法、車両１の走行状態に影響を与えない範囲で該車両１の速度を若干低下させるブレーキを作用させる方法等、その他様々な従来から利用されている方法を挙げることができる。

また、車両走行制御装置６は、車両１の走行制御を実行する制御装置であり、たとえば、車両１の前方を走行する別車両との車間距離を、安全が保たれる一定以上の距離に維持する制御や、前方車両がいない場合には、ドライバー２がアクセルペダルを踏まなくても車両１の速度を予め設定されている車両速度に維持する制御などが挙げられる。なお、後者の制御においては、ドライバー２が任意のタイミングでブレーキ操作を行ったときには、車両の速度を一定に維持する制御は強制的に解除され、車両の減速が直ちに行われる。

このように所定の目的を達成するための様々な制御が車両安全制御装置５や車両走行制御装置６によって実行されるが、図１に示す車両１においては、これらの制御装置における各制御に、道路情報検出装置１０によって検出された道路情報の形状に関する情報が利用され、各制御装置における制御がより効果的に実行され得る。そこで、図２に、道路情報制御装置１０、車両安全制御装置５、車両走行制御装置６のそれぞれの相関を、各制御装置での制御内容をイメージ化した機能ブロックを用いて機能ブロック図として示す。各制御装置は、実質的にはＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等を含むコンピュータに相当し、そこで制御プログラムが実行されることで図２に示す各機能ブロックによる機能が実現される。

図２に示すように、道路情報検出装置１０は、静止ターゲット検出部１１、代表点算出部１２、対応直線算出部１３、基準対応直線設定部１４、カーブ情報検出部１５、道路形状情報送信部１６の機能部を有している。これらの機能部はあくまでも例示であり、道路情報検出装置１０は、所定の目的達成のためにこれらの機能部以外の機能部を有していても構わない。以下に、これらの機能部の概略を説明する。静止ターゲット１１は、レーダ装置２０による検出結果を利用して、車両１の進行方向に存在する静止ターゲットを検出する機能部である。この静止ターゲットとしては、道路の側部に沿って設置されている構造物であって道路の形状を反映する位置情報を有する構造物等が想定されるが、車両１の進行方向に存在する静止ターゲットであれば、静止ターゲット検出部１１によって検出され得る。また、代表点算出部１２は、静止ターゲット検出部１１によって検出された静止ターゲットの位置情報に基づいて、複数の静止ターゲットを代表する代表点を算出する機能部である。この代表点は、複数の静止ターゲットの位置情報が反映されていることから、各静止ターゲットの位置情報が有する誤差を相殺し、道路の形状をより的確に反映する位置情報を有していると考えられる。

また、対応直線算出部１３は、車両１の走行道路の左右の縁に対応する左側および右側の対応直線を算出する機能部である。この対応直線は、車両１の現在地および車両１の向きを基点として、走行道路がどの方向に延在しているかを示すものではあるが、必ずしも走行道路の形状を的確に表現するものとは限らない。なお、対応直線算出部１３による対応直線の算出は、走行道路の左右縁に対してそれぞれの対応直線が算出されるのが好ましいが、少なくとも左右の一方の対応直線が算出されればよい。次に、基準対応直線設定部１４は、対応直線算出部１３によって算出された対応直線のうち、所定の条件を満たす対応直線を基準対応直線として設定する機能部である。この所定の条件は後述するカーブ情報検出部１５による道路のカーブ形状の検出に用いられる対応直線を選出するためのものである。

また、カーブ情報検出部１５は、基準対応直線設定部１４で設定された基準対応直線や、代表点算出部１２によって算出された代表点等に基づいて、走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する機能部である。道路形状情報送信部１６は、カーブ情報検出部１５によって検出された走行道路のカーブ形状に関する情報や、走行道路の直線部分の形状に関する情報等、走行道路の形状に関する情報を、道路情報検出装置１０に接続されている車両安全制御装置５や車両走行制御装置６に送信し、各制御装置での制御に情報を提供する機能部である。

上述した道路情報検出装置１０の有する各機能部の機能については、図３〜図７に基づいてその詳細を後述する。次に、車両安全制御装置５が有する機能部について説明する。車両安全制御装置５は、障害物検出部５１、道路形状判別部５２、アラーム報知部５３、シートベルト制御部５４の機能部を有している。これらの機能部はあくまでも例示であり、車両安全制御装置５は、所定の目的達成のためにこれらの機能部以外の機能部を有していても構わない。以下に、これらの機能部の概略を説明する。障害物検出部５１は、レーダ装置２０による検出結果に基づいて車両１の走行方向に存在する障害物を検出する機能部である。なお、レーダ装置２０を用いた障害物の検出技術については既に公開されている技術であるため、本明細書での詳細な説明は割愛する。

車両安全制御装置５においては、この障害物検出部５１によって検出された障害物が車両１の走行に対して危険な存在となり得るか否かの判断に基づいて、ドライバー２の安全を確保するための制御が、アラーム放置部５３やシートベルト制御部５４によって実行される。アラーム報知部５３は、ディスプレイ７や車両１内のスピーカ８を通して、ドライバー２に障害物の存在を認知させるためのアラームを報知する機能部であり、シートベルト制御部５４は、同様にドライバー２に障害物の存在を認知させるために、シートベルト４を介してドライバー２の注意を喚起する機能部である。アラーム報知部５３やシートベルト制御部５４による制御が行われる際に、ドライバー２の安全確保のための制御がより効果的に実行されるために、道路形状判別部５２による判別結果が利用される。道路形状判別部５２は、道路情報検出装置１０が有する道路形状情報送信部１６によって送信される情報に基づいて、走行道路の形状を判別する機能部であり、道路形状情報判別部５２を介した車両安全制御装置５による車両１の安全制御の詳細については、後述する。

次に、車両走行制御装置６が有する機能部について説明する。車両走行制御装置６は、車間距離制御部６１、車速設定受付部６２、道路形状判別部６３、車速調整部６４の機能部を有している。これらの機能部はあくまでも例示であり、車両走行制御装置６は、所定の目的達成のためにこれらの機能部以外の機能部を有していても構わない。以下に、これらの機能部の概略を説明する。車間距離制御部６１は、レーダ装置２０による検出結果に基づいて車両１の前方を走る車両との車間距離を、車両１の安全が確保される一定の距離に維持する機能部である。なお、レーダ装置２０を用いた車間距離の維持技術については既に公開されている技術であるため、本明細書での詳細な説明は割愛する。

車両走行制御装置６においては、車両１の前方に別の車両が存在している場合、車間距離制御部６１によって車間距離が上記一定の距離以上になるように、車両１の速度が制御される。一方で、車両１の前方に車両が存在しない場合、もしくは存在していたとしても衝突の可能性が極めて低いと判断し得る程度に車間距離が大きい場合には、車間距離制御部６１は、予め設定されている走行速度（以下、「設定速度」という）で車両１を走行させる。この設定速度を、予め受け付ける機能部が、車速設定受付部６２である。なお、車両１がこの設定速度で走行されているときに、ドライバー２によってブレーキ操作が行われたときは、そのブレーキ操作が優先され、車両１の減速が行われる。

このように車間距離制御部６１による制御が行われる際に、車間距離の維持や車両速度の維持のための制御がより効果的に実行されるために、道路形状判別部６３による判別結果が利用される。道路形状判別部６３は、上記道路形状判別部５２と同様に道路情報検出装置１０が有する道路形状情報送信部１６によって送信される情報に基づいて、走行道路の形状を判別する機能部である。車両走行制御装置６においては、道路形状情報判別部６３による判別結果を用いた車両１の速度調整が車速調整部６４によって実行されるように構成されており、この点については後述する。

ここで、道路情報検出装置１０による道路形状に関する情報検出の制御について、図３および図４に基づいて説明する。図３は、当該情報検出制御の一部を構成する対応直線取得処理のフローチャートであり、図４は、対応直線取得処理の後に実行される道路形状情報取得処理のフローチャートである。図３および図４に示す処理は、それぞれ道路情報検出装置内に形成されるコンピュータで実行される制御プログラムによって実現される。

先ず、対応直線取得処理について説明する。Ｓ１０１では、静止ターゲット検出部１１によって、レーダ装置２０を介して得られた静止ターゲットの位置情報を数回分にわたってバッファ（保存）する処理が行われる。すなわち、レーダ装置２０からの一回の送信波の送信につき得られる静止ターゲットからの反射波に基づいて得られる静止ターゲットの位置情報を、数回の送信波に対応する分だけ、道路情報検出装置１０の有するメモリ内にバッファする。ターゲットからの反射波には、静止ターゲットの他に移動しているターゲットからの反射波も含まれている。そこで、過去数回分の位置情報を利用して車両１に接近している接近移動体や車両１から離反している離反移動体、さらには過去には移動していたが直近では移動していない移動体等については、静止ターゲットに該当しないと判断して、Ｓ１０１でのバッファ処理から除外する。走行道路の形状を検出するために、走行道路の形状に沿って設置されている構造物を利用することから、レーダ装置２０による検出結果から上記のような移動体の存在を排除することで、より正確に走行道路の形状を認識することが可能となる。なお、この移動体の排除については、あくまでも道路情報検出装置１０において行われる処理であり、車両安全制御装置５や車両走行制御装置６においてレーダ装置２０の検出結果を利用するときは、必ずしも実行されるものではない。

また、メモリにバッファされた静止ターゲットの位置情報に対しては、車両１の走行における操舵角や車両速度に基づいて車両移動後の位置情報となるように補正処理が随時行われる。当該補正処理は、レーダ装置２０によって検出される度に車両１は走行によりその自車位置が変化していくことを静止ターゲットの位置情報に反映させるものである。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、代表点算出部１２によって、Ｓ１０１で算出された静止ターゲットの位置情報に基づいて、それぞれの静止ターゲットに対してグルーピング処理が行われ、各グループに属する静止ターゲットを代表する代表点の算出が行われる。具体的には、車両１から進行方向に、所定の範囲（たとえば、進行方向にＹ１（ｍ）、横方向（進行方向に垂直な方向。以下、同じ。）に±Ｘ１（ｍ）の矩形状の範囲）をマトリックス状に設定し、各所定の範囲に属する静止ターゲットの数をカウントする。そして、カウント数が所定数Ｎ１を超える所定の範囲については、そこに属する静止ターゲットの位置情報に基づいて該静止ターゲットの重心を計算することで、当該所定の範囲に対応する代表点が算出される。このように代表点が算出されることで、一時的にもしくは偶発的に検出された静止ターゲットの位置情報の影響や、各静止ターゲットの位置情報が含んでいる誤差の影響を抑制し、確実に存在する静止ターゲットに基づいて道路形状の情報検出を行うことが可能となる。

なお、上記グルーピング処理における静止ターゲットのカウントについて、カウントの精度を向上させるために様々な手法が利用できる。たとえば、前回のカウント時に存在した静止ターゲットと、今回のカウントで初めて存在が認識された静止ターゲットについては、前者の方により重みを付してカウントしてもよい。前者の方が、実際に存在している確実性が高いからである。また、レーダ装置２０が、検出周期は高速だがその分解能は低いモードと、検出周期は低速だがその分解能が高いモードを切り替えて実施できる装置である場合には、それぞれのモードで検出された静止ターゲットのカウントについて重み付けをすることで、より正確な静止ターゲットの検出が可能となる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。

Ｓ１０３では、対応直線算出部１３によって、Ｓ１０２のグルーピング処理で算出された代表点に基づいて、走行道路の左側および右側の縁に対応する対応直線の算出が行われる。具体的には、車両１の進行方向に沿って車両１に近い代表点ごとに、該代表点を中心とした進行方向にＹ２（ｍ）、横方向に±Ｘ２（ｍ）の矩形状の接続範囲を設け、一の代表点を中心とした接続範囲内に他の代表点が属していれば、両代表点は「接続される関係」とされる。これを他の代表点に対しても順次繰り返していき、「接続される関係」に置かれる代表点数が所定数Ｎ２以上である場合は、これらの代表点に対する近似直線が最小二乗法を用いて算出される。

そして、算出された近似直線の向きが車両１の進行方向に対して所定の角度範囲に収まっており、且つ該近似直線の長さが所定の長さＬ１以上である場合には、該近似直線は、走行道路の縁に対応して、その直線形状をある程度反映している直線と考えられる。そこで、この条件が満たされる場合、近似直線を構成する代表点の横方向の位置の平均値を、該近似直線の平均横位置として算出する。いわば、この近似直線の平均横位置は、算出された近似直線が車両１に対して左側に位置するか右側に位置するかを決定するためのパラメータとなる。たとえば、横方向の位置情報において車両１の左側が負の値、右側が正の値であるとき、近似直線の平均横位置の符号が負であるときは、当該近似直線は左側の対応直線として決定され、近似直線の平均横位置の符号が正であるときは、当該近似直線は右側の対応直線として決定される。仮に、平均横位置の符号が同じ近似直線が複数存在した場合には、それらの近似直線の中で平均横位置の絶対値が最も小さい近似直線、すなわち車両１寄りの近似直線を左側もしくは右側の対応直線として決定する。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、基準対応直線設定部１４によって、Ｓ１０３で算出された対応直線に対して、基準対応直線および非基準対応直線の決定が行われる。ここで、基準対応直線は、左側および右側対応直線のうち、その最遠位端が車両１側により近い対応直線として定義される。最遠位端が車両１側に近いということは、当該最遠位端より遠方において、車両１が走行する走行道路の直線形状が変化する、すなわち走行道路がカーブする可能性があることを意味する。したがって、道路情報検出装置１０では、最遠位端が車両１側により近い基準対応直線を基準にして走行道路のカーブ形状の検出が行われる。また、基準対応直線に決定されなかった残りの対応直線は、非基準対応直線とされる。なお、Ｓ１０３の処理において、対応基準線が左側もしくは右側対応直線の一方のみが算出された場合には、その算出された対応直線を基準対応直線とし、非基準対応直線は存在しないものとして扱われる。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０５では、Ｓ１０３で算出された左右の対応直線に関連するプロパティ情報が取得される。本実施例では、プロパティ情報として、各対応直線の車両１の進行方向における長さ、両対応直線の縦距離差（車両１の進行方向における距離差）Ｌｄが挙げられる。なお、縦距離差Ｌｄは、次のように定義される。
（１）左側対応直線が基準対応直線である場合
縦距離差Ｌｄ＝右側対応直線（非基準対応直線）の最近位端の縦位置−左側対応直線（基準対応直線）の最遠位端の縦位置
（２）右側対応直線が基準対応直線である場合
縦距離差Ｌｄ＝左側対応直線（非基準対応直線）の最近位端の縦位置−右側対応直線（基準対応直線）の最遠位端の縦位置
すなわち、縦距離差は、車両１の進行方向において、各対応直線の相関を示すパラメータである。
また、Ｓ１０５では、走行道路の道路幅が上記プロパティとして、右側対応直線の横位置と左側対応直線の横位置の差から算出される。Ｓ１０５の処理後、図３に示す対応直線取得処理が終了する。

次に、道路形状情報取得処理について説明する。なお、当該処理においてＳ２０１〜Ｓ２０８の処理はカーブ情報検出部１５によって実行され、Ｓ２０９の処理は道路形状情報送信部１６によって実行される。Ｓ２０１では、上記対応直線取得処理において、左側および右側の対応直線がともに算出されたか否かが判定される。ここで肯定判定されるとＳ２０３で進み、否定判定されるとＳ２０２へ進む。Ｓ２０２へ進むと、算出されていない側の対応直線の補完が行われる。たとえば、左側対応直線のみが算出された場合は右側対応直線に相当する対応直線が補完され、右側対応直線のみが算出された場合は左側対応直線に相当する対応直線が補完される。対応直線の補完については、算出されている側の対応直線から、対応直線が算出されていない側に所定距離Ｌ２離れて平行に位置し、且つ同じ長さの直線を補完対応直線とする。ここで所定距離Ｌ２は、想定される走行道路の幅に応じた値とするのが好ましい。また、車両１に搭載されている車載機がカーナビゲーションシステムを有している場合には、そこで使用される地図情報から走行道路の幅値を取得し、所定距離Ｌ２として採用してもよい。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。

Ｓ２０３では、Ｓ１０５で取得した縦距離差Ｌｄに基づいて、走行道路のカーブ形状に関する情報を取得するために使用する処理対象領域の画定が行われる。本実施例では、縦距離差Ｌｄが０もしくは負であるケース（以下、「ケース１」という）と、縦距離差Ｌｄが正であるケース（以下、「ケース２」という）とで処理対象領域の画定条件が異なる。

先ずケース１における処理対象領域の画定について、図５に基づいて説明する。図５は、ケース１における車両１、左側および右側対象直線、各代表点の相関を示す図であり、そこでは、左側対応直線がＬＬ、右側対応直線がＲＬ、処理対象領域がＲ１で表される。さらに、各代表点は黒塗り丸もしくは白抜き丸で表され、前者は、Ｓ１０２で算出された代表点のうち各対応直線の算出に使用された代表点であり、後者がそれ以外の代表点である。ケース１における処理対象領域Ｒ１の画定条件は、左側対応直線ＬＬと右側対応直線ＲＬとで挟まれ、車両１の進行方向に延在する領域であって、且つ基準対応直線である左側対応直線ＬＬの最遠位端の代表点ＬＰｄより遠位側に位置する領域とされる。ケース１の場合、走行道路は車両の左右両側に直線形状を有すると考えられ、そのような場合、仮に走行道路がカーブするのであれば、少なくとも基準対応直線の最遠位端から遠位側において、道路の縁が車両１の前方を横切ると考えられる。したがって、ケース１の場合には、上記のように処理対象領域Ｒ１を画定することで、処理対象領域Ｒ１に属する代表点から走行道路の形状を的確に検出できる可能性が高くなる。なお、図５においては、処理対象領域Ｒ１を判別しやすくするために道路幅より若干幅広い領域としているが、これは便宜上の記載である。

次にケース２における処理対象領域の画定について、図６に基づいて説明する。図６はケース２における車両１、左側および右側対象直線、各代表点の相関を示す図であり、各要素の表現方法は図５に準じる。ケース２における処理対象領域Ｒ２の画定条件は、左側対応直線ＬＬと右側対応直線ＲＬとで挟まれ、車両１の進行方向に延在する領域であって、且つ基準対応直線である左側対応直線ＬＬの最遠位端の代表点ＬＰｄより遠位側に位置し、さらに非基準対応直線である右側対応直線ＲＬの最近位端の代表点ＲＰｐより近位側に位置する領域とされる。ケース２の場合、左右の対応直線が算出されているものの、両者の進行方向におけるずれが大きいため、遠位側に位置する非基準対応直線は走行道路の形状を的確に把握していない可能性がある。そこで、ケース２において仮に走行道路がカーブするのであれば、基準対応直線の最遠位端から遠位側であって且つ非基準対応直線の近位端から近位側において、道路の縁が車両１の前方を横切る可能性が高いと考えられる。したがって、ケース２の場合には、上記のように処理対象領域Ｒ２を画定することで、処理対象領域Ｒ２に属する代表点から走行道路の形状を的確に検出できる可能性が高くなる。なお、図６においても、図５と同様の理由で処理対象領域Ｒ２を若干幅広く記載している。

Ｓ２０３で処理対処領域が画定されると、Ｓ２０４へ進み、そこで画定された処理対象領域に属する代表点のうち、走行道路のカーブ形状の検出に使用する代表点が特定される。処理対象領域に属する代表点であっても、必ずしも道路形状に応じた代表点であるとは限らない。たとえば、道路からある程度の距離離れた位置に存在する構造物を代表する代表点が算出されている場合、その代表点を用いて走行道路のカーブ形状を検出しようとすると、的確なカーブ形状を取得することが困難となる。そこでＳ２０４においては、このような走行道路の形状に対応しない代表点を除外するための処理が行われる。

当該代表点の具体的な除外方法について、図７に基づいて説明する。図７に示す処理対象領域Ｒ１には、６つの代表点Ａ〜Ｅが存在する。ここで、基準対応直線である左側対応直線ＬＬの最遠位端の代表点ＬＰｄを起点として、進行方向に所定距離（本実施例では１５ｍ）越えて離れ、且つ横方向に±３．５ｍの幅で画定される領域Ｒａに属する代表点Ｂは、走行道路のカーブ形状検出のための代表点から除外される。領域Ｒａは、基準対応直線である左側対応直線に対して実質的に同一直線状に位置していると考えられ、その場合、走行道路のカーブ形状を反映している代表点とは考えにくいからである。さらに、処理対象領域Ｒ１に属する代表点の中で最近位に位置する代表点Ｃを起点として、進行方向において所定距離（本実施例では１５ｍ）越えて離れている代表点Ｅは、走行道路のカーブ形状検出のための代表点から除外される。最近位に位置する代表点からの距離がある程度大きい代表点は、走行道路のカーブ形状を反映している代表点とは考えにくいからである。したがって、図７に示す形態では、代表点Ｂ、Ｅが除外され、残った代表点Ａ、Ｃ、Ｄが、走行道路のカーブ形状の検出に使用する代表点として特定される。なお、図５および図６に示す各処理対象領域に属する代表点は、Ｓ２０４の処理により特定された代表点を示すものとする。Ｓ２０４の処理が終了すると、Ｓ２０５へ進む。

Ｓ２０５では、走行道路のカーブ形状が検出される。たとえば、ケース１の場合には、図５に示すように、処理対象領域Ｒ１に属する３つの代表点に基づいてカーブ形状を示す近似直線ＣＬが算出される。具体的には、車両１の進行方向に沿って車両１に近い代表点ごとに、該代表点を中心とした進行方向にＹ３（ｍ）、横方向に±Ｘ３（ｍ）の矩形状の接続範囲を設け、一の代表点を中心とした接続範囲内に他の代表点が属していれば、両代表点は「接続される関係」とされる。これを他の代表点に対しても順次繰り返していき、「接続される関係」に置かれる代表点数が所定数Ｎ３（本実施例の場合３点）以上である場合は、これらの代表点に対する近似直線が最小二乗法を用いて算出される。

次に、ケース２の場合には、図６に示すように、処理対象領域Ｒ２に属する２つの代表点に加えて、基準対応直線である左側対応直線ＬＬの最遠位端である代表点ＬＰｄおよび非基準対応直線である右側対応直線ＲＬの最近位端である代表点であるＲＰｐにも基づいてカーブ形状を示す近似直線ＣＬが、ケース１の場合と同様に最小二乗法で算出される。

Ｓ２０５の処理が終了するとＳ２０６へ進み、そこでカーブの開始位置の検出が行われる。たとえば、ケース１の場合には、図５に示すように基準対応直線である左側対応直線ＬＬの最遠位端である代表点ＬＰｄから進行方向に仮想直線ＩＬを延ばしたとき、カーブ形状を示す近似直線ＣＬと該仮想直線ＩＬとの交点がカーブの開始位置ＣＰとして検出される。一方で、ケース２の場合には、カーブ形状を示す近似直線ＣＬの検出に際して代表点ＬＰｄが考慮されていることから、当該代表点ＬＰｄの位置がカーブの開始位置として検出される。

以上までの処理により、車両１の走行道路のカーブ形状に関する情報の検出が行われたことになる。ここで、Ｓ２０６の処理が終了すると、Ｓ２０７へ進む。Ｓ２０７では、縦距離差Ｌｄが負であるか否かが判定される。ここで肯定判定されるとＳ２０９へ進み、否定判定されるとＳ２０８へ進む。Ｓ２０７での否定判定は、ケース２に相当することを意味しており、この場合図６からも明らかなように、非基準対応直線である右側対応直線ＲＬは、検出された走行道路のカーブ部分（近似直線ＣＬに対応する部分）よりも遠位側に位置するため、実質的に走行道路の形状を的確に反映していない対応直線であると考えられる。そこで、Ｓ２０８において、非基準対応直線に関する情報が道路情報検出装置１０によって検出される道路情報に含まれないようにするため、当該非基準対応直線に関する情報の使用を禁止する無効処理が行われる。Ｓ２０８の処理が終了すると、Ｓ２０９へ進む

Ｓ２０９では、Ｓ２０５で検出されたカーブ形状およびＳ２０６で検出されたカーブ開始位置の情報は道路形状情報として、車両安全制御装置５や車両走行制御装置６に対して送信される。また、算出された対応直線の情報や上記仮想直線ＩＬの情報を走行道路の直線形状を示す情報として、道路形状情報に含めて送信してもよい。なお、Ｓ２０８によって非基準対応直線の無効処理が行われた場合、当該対応直線の情報は送信されない。Ｓ２０９の処理後、道路形状情報取得処理が終了する。

＜道路形状情報の車両安全制御装置５での利用＞
以上より、対応直線取得処理および道路形状情報取得処理によれば、車両１が走行する走行道路の形状情報を的確に検出することが可能となる。その結果、当該形状情報を車両安全制御装置５の道路形状判別部５２が取得し、走行状態にある車両１がどのようなカーブ形状の道路を走行しているかを判別することができる。そこで、アラーム報知部５３やシートベル制御部５４がその判別結果に従って、必要なタイミングで障害物存在のアラームをドライバー２に報知したり、シートベルト４を介して注意を喚起したりすることができる。たとえば、カーブの開始地点辺りに障害物が存在している場合、ドライバー２はカーブ動作に入っているため障害物を比較的容易に回避することができるため、そのような場合でのアラーム報知等は不必要な処理と考えられる。そこで、障害物検出部５１によって進行方向に障害物が検出された場合であっても、車両１の進行方向の道路形状がカーブ形状であれば、アラーム報知部５３やシートベルト制御部５４による注意喚起の処理が行われないようにしてもよい。なお、直線形状の走行通路に障害物が存在すると判断される場合には、アラーム報知等の注意喚起処理が行われる。これにより、ドライバー２にいたずらに不快感を与えないとともに、本当に必要な障害物の回避をドライバー２に対して的確に伝えることが可能となる。

＜道路形状情報の車両走行制御装置６での利用＞
また、道路情報検出装置１０からの道路形状情報を車両走行制御装置６の道路形状判別部６３が取得し、走行状態にある車両１がどのようなカーブ形状の道路を走行しているかを判別することができる。そこで、車速調整部６４がその判別結果に従って、必要なタイミングで車両１の速度を適切に調整することができる。たとえば、車両１の前方に車両が存在しないため、車間距離制御部６１によって車両１の速度が一定速度に維持されているときに、車両１の進行方向の道路形状がカーブ形状であると判定されれば、自動的に車両１の速度を当該カーブ形状に適して速度まで低下させて、ドライバー２がブレーキ操作を行わなくてもカーブを安全に走行できる状態を作ることができる。その結果、車間距離制御部６１による車両の走行制御がキャンセルされることなく継続されることになる。

１・・・・車両
２・・・・ドライバー
４・・・・シートベルト
５・・・・車両安全制御装置
６・・・・車両走行制御装置
１０・・・・道路情報検出装置
２０・・・・レーダ装置
ＬＬ・・・・左側対応直線
ＲＬ・・・・右側対応直線
ＣＬ・・・・カーブ形状に対応する近似直線
ＣＰ・・・・カーブ開始地点

Claims (9)

1. 車両に搭載され、送信アンテナから送信された送信波がターゲットで反射された反射波を受信して得られた受信信号と、該車両の進行方向に位置する静止ターゲットの位置情報とに基づいて、該車両の走行道路の形状に対応する代表点を算出する代表点算出部と、
   前記代表点算出部によって検出された複数の代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路の左側縁に対応する直線であって前記車両の進行方向に延びる左側対応直線と、該走行道路の右側縁に対応する直線であって該車両の進行方向に延びる右側対応直線のうち少なくともいずれかの対応直線を算出する対応直線算出部と、
   前記対応直線算出部によって算出された対応直線のうちそれぞれの対応直線の最遠位端が前記車両に対して近位側に位置する対応直線を、基準対応直線として設定する基準対応直線設定部と、
   前記対応直線算出部によって前記左側対応直線と前記右側対応直線とが算出された場合、該左側対応直線と該右側対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、前記基準対応直線の最遠位端より遠位側の処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出するカーブ情報検出部と、
   を備える、道路情報検出装置。
2. 前記カーブ情報検出部は、前記処理対象領域における前記代表点の位置情報に加えて、前記基準対応直線の最遠位端の位置情報にも基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する、
   請求項１に記載の道路情報検出装置。
3. 前記対応直線算出部によって算出された前記左側対応直線と前記右側対応直線のうち前記基準対応直線に該当しない非基準対応直線の最近位端が、該基準対応直線の最遠位端より遠位側に位置する場合、前記カーブ情報検出部は、該左側対応直線と該右側対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、該基準対応直線の最遠位端より遠位側且つ該非基準対応直線の最近位端より近位側の領域である前記処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する、
   請求項１又は請求項２に記載の道路情報検出装置。
4. 前記カーブ情報検出部は、前記処理対象領域における前記代表点の位置情報に加えて、前記非基準対応直線の最近位端の位置情報にも基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する、
   請求項３に記載の道路情報検出装置。
5. 前記カーブ情報検出部により前記走行道路のカーブ形状に関する情報が検出された場合、前記非基準対応直線に関連する該走行道路の縁に関する情報が、該走行道路の形状に関する情報として使用されることを禁止する、
   請求項３又は請求項４に記載の道路情報検出装置。
6. 前記対応直線算出部によって前記左側対応直線と前記右側対応直線のうちいずれか一方の対応直線のみが算出された場合、基準対応直線設定部は、該算出された対応直線を前記基準対応直線として設定し、
   前記カーブ情報検出部は、前記基準対応直線から前記左側対応直線と前記右側対応直線のうち前記対応直線算出部によって算出されなかった対応直線側に対して第一所定距離離れた仮想対応直線と該基準対応直線とに挟まれ前記車両の進行方向に延在する領域であって、該基準対応直線の最遠位端より遠位側の処理対象領域において、前記代表点算出部によって算出された代表点の位置情報に基づいて、前記走行道路のカーブ形状に関する情報を検出する、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の道路情報検出装置。
7. 前記カーブ情報検出部による前記走行道路のカーブ形状に関する情報の検出において、前記処理対象領域において前記代表点算出部によって算出された代表点であっても、前記基準対応直線の最遠位端から車両の進行方向に沿って第二所定距離を越えて位置し、且つ該基準対応直線に対して横方向に第三所定距離以内に位置する代表点の位置情報は使用されない、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載の道路情報検出装置。
8. 前記カーブ情報検出部による前記走行道路のカーブ形状に関する情報の検出において、前記処理対象領域において前記代表点算出部によって算出された代表点であっても、最近位の代表点から前記車両の進行方向に沿って第四所定距離越えて位置する代表点の位置情報は使用されない、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載の道路情報検出装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか一項に記載の道路情報検出装置から道路情報を取得し、前記車両の走行制御を行う車両走行制御装置であって、
   前記カーブ情報検出部によって検出された前記走行道路のカーブ形状に関する情報であって、該車両から前記走行道路のカーブ開始点までの距離と該走行道路のカーブ大きさのうち少なくとも何れかに基づいて、該車両の走行制御を行う、
   車両走行制御装置。

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