JP5023869B2 - 車両用運転操作支援装置、および車両用運転操作支援方法 - Google Patents
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本発明に係る車両用運転操作支援方法は、自車の周囲に存在する障害物の位置を検出する障害物検出工程と、自車の走行路上の位置および自車の速度を検出する自車状態検出工程と、前記障害物検出工程において検出した前記障害物の位置と、前記自車状態検出工程において検出した前記自車の走行路上の位置および速度とに基づいて、自車が前記障害物を回避するために必要な操作量を時系列で予測する予測工程と、前記予測工程により予測された最大転舵角速度および最大制動トルク和のうち少なくともいずれか一方の予測値が所定の閾値を越えたとき、前記障害物を回避するための操作支援が必要であると判定する回避判定工程と、前記回避判定工程により前記操作支援が必要であると判定された場合に、前記操作支援を行う運転支援工程と、運転者の運転熟練度を検出する運転者特性検出工程とを備えた車両用運転操作支援方法であって、前記回避判定工程では、前記運転者特性検出工程で検出した前記運転者の運転熟練度に基づいて、前記操作支援が必要か否かの判定基準となる閾値を変更し、前記運転支援工程では、前記予測工程により予測された操作量と現在の操作量との差分値が予め設定されている不感帯範囲を越えた場合には、その差分値に応じて操作介入量を変化させていく、ことを特徴とする。
図1は、第1の実施の形態における車両用運転操作支援装置の一実施の形態の構成を示す図である。車両用運転操作支援装置100は、車両に搭載され、カメラ1と、ロータリーエンコーダ2と、ヨーレートセンサ3と、加速度センサ4と、マイクロプロセッサ5と、操舵角センサ6と、操舵用サーボモータ7と、操舵角サーボコントローラ8と、ブレーキコントローラ9と、ブレーキアクチュエータ10と、警報器11とを備えている。
評価項目1.検知した障害物を避ける
評価項目2.道路境界に近づきすぎないようにする
評価項目3.前方障害物横通過時の相対速度を小さくする
評価項目4.操舵角速度は必要以上に速くないほうが望ましい
評価項目5.各輪の制動トルクは必要以上に出しすぎないほうが望ましい
(1)自車の周囲に存在する障害物の位置を検出し、自車の走行路上の位置および自車の速度を検出し、検出した障害物の位置と、検出した自車の走行路上の位置および速度とに基づいて、自車が障害物を回避するために必要な操作量を時系列で予測した。そして、予測した予測操作量に基づいて、障害物を回避するための操作支援が必要か否かを判定し、操作支援が必要であると判断した場合に、操作支援を行うようにした。これによって、最適なタイミングで操作支援を行うことができる。
上述した第1の実施の形態では、カメラ1を車室内前方に2台取り付け、この2台のカメラ1で取得される画像に基づいて、自車前方の障害物等の位置情報の検出と道路境界の検出を行うって、車両前方に存在する障害物の回避支援を行う例について説明した。これに対して、第2の実施の形態では、図10に示すように、自車走行路に隣接する車線の後側方を移動する周囲障害物を検知するために左後側方カメラ12および右後側方カメラ13をさらに設置する。これらのカメラは、周囲障害物の位置、速度を検知するために用いるため、カメラ1と同様にそれぞれステレオカメラの構成とする。なお、図10における他の構成要素については、第1の実施の形態で上述した図1と同様のため、同じ符号を付与して説明を省略する。
第1および第2の実施の形態では、カメラ1によって自車走行路の境界線情報のみを検出し、直進路道路を想定して説明を行っていた。しかしながら、カーブ路のような複雑な形状をした道路で適用する場合は、カメラ1のみでは情報が不十分である。このため、第3の実施の形態では、図13に示すように、GPS信号受信装置14および道路情報記録装置15をさらに備え、カメラ1から取得する情報の他に、GPS信号受信装置14から受信したGPS信号をもとに算出した自車位置と、道路情報記録装置15から得た道路地図情報とをマップマッチングした結果も加味して、自車前方の道路形状の情報を得るようにする。なお、図13における他の構成要素については、第1の実施の形態で上述した図1と同様のため、同じ符号を付与して説明を省略する。
評価項目1´.道路境界に近づきすぎないようにする
評価項目2´.カーブ進入時の速度を安全な速度まで下げる。
評価項目3´.操舵角速度は必要以上に速くないほうが望ましい
評価項目4´.各輪の制動トルクは必要以上に出しすぎないほうが望ましい
なお、上述した実施の形態の車両用運転操作支援装置は、以下のように変形することもできる。
(1)上述した第1の実施の形態では、転舵角速度の閾値Thsおよび制動トルク和の閾値Thbの各閾値は、シミュレーション結果や実験結果などから予め決定しておくようにし、さらに運転熟練度や運転集中度に基づいて変更するようにした。しかしながら、まず、ドライバーの運転熟練度に応じて初期閾値を設定し、運転中のドライバーの運転集中度や運転状況を検出して変更するようにしてもよい。例えば、あらかじめドライバーごとに運転熟練度を設定し、マイクロプロセッサ内のメモリに記憶しておく。
Claims (10)
- 自車の周囲に存在する障害物の位置を検出する障害物検出手段と、
自車の走行路上の位置および自車の速度を検出する自車状態検出手段と、
前記障害物検出手段で検出した前記障害物の位置と、前記自車状態検出手段で検出した前記自車の走行路上の位置および速度とに基づいて、自車が前記障害物を回避するために必要な操作量を時系列で予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された最大転舵角速度および最大制動トルク和のうち少なくともいずれか一方の予測値が所定の閾値を越えたとき、前記障害物を回避するための操作支援が必要であると判定する回避判定手段と、
前記回避判定手段により前記操作支援が必要であると判定された場合に、前記操作支援を行う運転支援手段と、
運転者の運転熟練度を検出する運転者特性検出手段とを備えた車両用運転操作支援装置であって、
前記回避判定手段は、前記運転者特性検出手段で検出した前記運転者の運転熟練度に基づいて、前記操作支援が必要か否かの判定基準となる閾値を変更し、
前記運転支援手段は、前記予測手段により予測された操作量と現在の操作量との差分値が予め設定されている不感帯範囲を越えた場合には、その差分値に応じて操作介入量を変化させていく、
ことを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作支援装置において、
運転者の運転集中度を検出する運転集中度検出手段をさらに備え、
前記回避判定手段は、前記運転集中度検出手段で検出した運転者の運転集中度に基づいて、前記操作支援が必要か否かの判定基準となる閾値を変更することを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1または2に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記運転者特性検出手段は、コーナリング時における操舵角速度のばらつきに基づいて運転熟練度を検出し、前記回避判定手段は、その検出結果に応じて転舵角速度の閾値を下げることを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記回避判定手段は、前方車両の加減速動作に伴うドライバー操作の反応時間および/またはブレーキ踏み込み量に基づいて、制動トルク和の閾値を予め設定した閾値より下げる、ことを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
自車前方の道路境界、自車前方の道路の曲率、および走行中の道路の路面摩擦係数を検出する道路状態検出手段をさらに備え、
前記予測手段は、前記道路状態検出手段で検出した前記自車前方の道路境界、前記自車前方の道路の曲率、および前記走行中の道路の路面摩擦係数に基づいて、前記操作量を予測することを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記障害物検出手段で検出した前記障害物の移動軌跡を予測する障害物移動軌跡予測手段をさらに備え、
前記予測手段は、前記障害物移動軌跡予測手段で予測した前記障害物の移動軌跡に基づいて、操作量を予測することを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記予測手段で予測した前記予測操作量に基づいて、自車が前記障害物を回避するために必要な制動量または操舵量を決定する支援方法決定手段をさらに備え、
前記運転支援手段は、前記支援方法決定手段で決定した制動量または操舵量を与えるように、前記操作支援を行うことを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記運転支援手段は、前記回避判定手段が前記操作支援が必要であると判断した場合に、前記操作支援を行うとともに、または前記操作支援に代えて、運転者に対して警告を与えることを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両用運転操作支援装置において、
前記運転者特性検出手段は、前記運転者のシートポジションに対応して前記運転熟練度を検出することを特徴とする車両用運転操作支援装置。 - 自車の周囲に存在する障害物の位置を検出する障害物検出工程と、
自車の走行路上の位置および自車の速度を検出する自車状態検出工程と、
前記障害物検出工程において検出した前記障害物の位置と、前記自車状態検出工程において検出した前記自車の走行路上の位置および速度とに基づいて、自車が前記障害物を回避するために必要な操作量を時系列で予測する予測工程と、
前記予測工程により予測された最大転舵角速度および最大制動トルク和のうち少なくともいずれか一方の予測値が所定の閾値を越えたとき、前記障害物を回避するための操作支援が必要であると判定する回避判定工程と、
前記回避判定工程により前記操作支援が必要であると判定された場合に、前記操作支援を行う運転支援工程と、
運転者の運転熟練度を検出する運転者特性検出工程とを備えた車両用運転操作支援方法であって、
前記回避判定工程では、前記運転者特性検出工程で検出した前記運転者の運転熟練度に基づいて、前記操作支援が必要か否かの判定基準となる閾値を変更し、
前記運転支援工程では、前記予測工程により予測された操作量と現在の操作量との差分値が予め設定されている不感帯範囲を越えた場合には、その差分値に応じて操作介入量を変化させていく、
ことを特徴とする車両用運転操作支援方法。
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