JP5453048B2

JP5453048B2 - 車両の運転支援制御装置

Info

Publication number: JP5453048B2
Application number: JP2009243694A
Authority: JP
Inventors: 厚芳高澤; 法正金子
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: JP2011090516A; DE102010038097B4; US8996276B2; CN102044170A; DE102010038097A1; US20110098927A1; CN102044170B

Description

本発明は、前方画像認識装置等の車載の検出センサで検出した前方の車両情報と車車間通信で検出した車両情報とを利用して制御対象となる前方車両を的確に選別して運転支援を行う車両の運転支援制御装置に関する。

近年、車両においては、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）、車車間通信システム、車載の画像処理システム、レーダ装置等から得られる情報を基に、前方環境を認識し、安全な走行ができるように運転を支援する様々な運転支援装置が提案され、実用化されている。

例えば、特開２００６−１９５６４１号公報（以下、特許文献１）では、障害物センサ、路車間通信、車車間通信の各検出手段について、同一の物体を異なる検出手段で検出しているときの検出手段の数を表す多重レベルと、物体を検出している検出手段に設定された信頼度の和とを求め、これらに基づいてトータル信頼度を判定し、このトータル信頼度から信頼度が高いと予測されるときほどレベルのより高い運転支援を行う車両用情報提供装置の技術が開示されている。

特開２００６−１９５６４１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される技術のように、検出手段の違いにより異なって設定される信頼度で制御対象とする障害物を決定すると、障害物を検出する検出手段の違いは制御に反映されるものの、実際の走行状況や、走行環境の違いが反映されるものではないため、それを使用するドライバにとっては制御に違和感を生じることがあり、使い勝手が良好ではないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両情報を検出する検出手段の違いと実際の走行状況や走行環境の違いを適切に反映して制御対象とする前方車両を精度良く抽出して自然で、違和感のない運転支援を行うことができる車両の運転支援制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、車車間通信により自車両周辺の車両情報を取得する第１の車両情報検出手段と、上記車車間通信以外の車載した前方情報検出手段により前方の車両情報を検出する第２の車両情報検出手段と、上記第２の車両情報検出手段で前方車両を検出した場合には、該前方車両を制御対象車両として抽出して上記第２の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行う第２の運転支援制御手段と、上記第２の車両情報検出手段で前方車両を検出していない場合には、自車両が走行している走行路と前方の道路形状に応じて前方のカーブ開始点までの距離と上記第２の車両情報検出手段による前方の車両情報の検出限界距離のどちらかを閾値として設定し、上記前方車両が上記閾値よりも遠くに存在する場合に、該前方車両を上記制御対象車両として抽出して上記第１の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行う第１の運転支援制御手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の運転支援制御装置によれば、車両情報を検出する検出手段の違いと実際の走行状況や走行環境の違いを適切に反映して制御対象とする前方車両を精度良く抽出して自然で、違和感のない運転支援を行うことが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両に搭載した運転支援制御装置の概略構成図である。本発明の実施の一形態に係る運転支援制御プログラムのフローチャートである。図２の続きのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る閾値の説明図である。本発明の実施の一形態に係る坂を走行中の際の車両情報検出の説明図である。本発明の実施の一形態に係る地図上の自車位置と前方車両の説明図である。本発明の実施の一形態に係るカーブ走行中における各車両との車車間通信の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、自車両１には、運転支援装置２が搭載されている。この運転支援装置２は、制御ユニット３に、前方環境を画像データを基に認識するステレオ画像認識装置（前方認識装置）４と、他車両と車車間通信を行って他車両の情報を取得する通信装置５と、測位装置６と、自車速Ｖを検出する車速センサ７とが接続され、構成されている。

ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４は、車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する１組の（左右の）ＣＣＤカメラ４ａからの画像データを処理するものである。

ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４における、ＣＣＤカメラ４ａからの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ＣＣＤカメラ４ａで撮像した自車両１の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求め、距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理を行い、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、側壁データ、立体物データ等の枠（ウインドウ）と比較し、道路形状（カーブ、坂）、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データを抽出すると共に、立体物を、車両と、その他の立体物等に分類して抽出する。

上述の認識した各データは、自車両１を原点とし、自車両１の前後方向をＸ軸、幅方向をＹ軸とする座標系におけるそれぞれの位置が演算されて、自車両１からの距離が演算される。また、立体物データにおいては、自車両１からの距離の時間的変化から自車両１に対する相対速度が演算される。こうして得られた各情報、すなわち、道路形状（カーブ、坂）、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、及び、立体物データ（車両、その他の立体物等の種別、自車両１からの距離、位置、速度（自車速Ｖ＋相対速度）、相対速度等）の各データは制御ユニット３に入力される。このように、本実施の形態においては、前方情報検出手段であるステレオ画像認識装置（前方認識装置）４は、第２の車両情報検出手段として設けられている。

通信装置５は、例えばＩＴＳ（Intelligent Transport Systems；高度道路交通システム）に対応した装置として、道路付帯設備からの光や電波ビーコンを受信して交通渋滞情報、天気情報、特定区域の交通規制情報等の各種情報を取得し、また、自車両１周辺を走行する他の車両との車車間通信を行い、車両情報を授受する機能を有している。本形態における車車間通信においては、所定の周波数帯でのキャリア信号を用いて通信可能エリア内に存在する車両との通信を行い、車両種別、車両位置、車両方向、車速、加減速状態、ブレーキ作動状態、ハザードスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態、ターンシグナルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態等の情報を相互に交換し、取得した情報を制御ユニット３に入力する。従って、通信装置５は第１の車両情報検出手段として設けられている。

測位装置６は、例えば公知のナビゲーション装置によって構成されるものであり、自車両１の位置を測位し、この測位した自車両位置と地図情報とを演算・合成し、地図の縮尺変更、地名の詳細表示、地域情報の表示切換え等の操作入力に対応して、自車両１の現在位置及びその周辺の地図をディスプレイ１１に表示し、また、通信装置５を介して受信した道路・交通情報等の各種情報を表示する。自車両１の位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System；全世界測位衛星システム）等の測位衛星からの電波に基づく自車両１の位置、地磁気センサ及び車輪速センサからの信号に基づく推測航法による自車両１の位置、通信装置５を介して取得した情報等に基づいて測位する。この測位情報は制御ユニット３に入力され、更には、通信装置５を介した車車間通信により、他の車両にも送信される。

制御ユニット３は、後述する運転支援制御プログラムに従って、上述の各入力信号に基づき、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両を検出した場合には、該前方車両を制御対象車両として抽出してステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に抽出した前方車両との追突を防止すべくディスプレイ１１で警報を表示させ、自動ブレーキ制御装置１２に必要な制御信号を出力して運転支援制御を行う。また、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両を検出していない場合には、自車両１が走行している走行路と前方の道路形状に応じて前方のカーブ開始点までの距離とステレオ画像認識装置（前方認識装置）４による前方の車両情報の検出限界距離のどちらかを閾値ＩＶＣ_Lとして設定し、前方車両が閾値ＩＶＣ_Lよりも遠くに存在する場合に、前方車両を制御対象車両として抽出して抽出した前方車両との追突を防止すべく通信装置５からの車車間通信による情報を基にディスプレイ１１により前方車両を知覚的に表示させる等して運転支援制御を行う。このように、制御ユニット３は、第１の運転支援制御手段、第２の運転支援制御手段としての機能を有して構成されている。

次に、運転支援装置２で実行される運転支援制御プログラムを図２、図３のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要パラメータを読み込み、Ｓ１０２に進み、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両が検出されているか否か判定する。このＳ１０２の処理により、例えば、図４のＶＣ[1]のような位置に、前方車両が存在するか否か判定される。

Ｓ１０２の判定の結果、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両が検出されている場合は、Ｓ１０３に進み、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に運転支援制御を行ってプログラムを抜ける。すなわち、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両の検出を行い、前方車両を検出した際には、該前方車両との追突を防止すべくディスプレイ１１で必要に応じて警報を表示させ、自動ブレーキ制御装置１２に必要な制御信号を出力して運転支援制御を行う。例えば、自車速Ｖに応じて自車両１前方に安全距離を設定し、該安全距離と前方車両との距離を比較して安全距離よりも前方車両に近づいたときに所定にブレーキ力を設定し出力する。

また、Ｓ１０２の判定の結果、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両を検出していない場合（例えば、前方車両が、図４のＶＣ[2]、ＶＣ[3]のような位置のみにある場合や、全く存在しない場合）は、Ｓ１０４に進み、通信装置５による車車間通信で車両を検出しているか否か判定する。このＳ１０４の処理により、例えば、図４のＶＣ[2]のような位置に、前方車両が存在するか否か判定される。

Ｓ１０４の判定の結果、通信装置５による車車間通信で車両を検出していない場合（例えば、前方車両が、図４のＶＣ[3]のような位置のみにある場合や全く存在しない場合）は、Ｓ１０３に進み、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に運転支援制御を行ってプログラムを抜ける。

逆に、通信装置５による車車間通信で車両を検出した場合は、Ｓ１０５に進み、自車両１がカーブ走行中か否か判定する。ここで、カーブ走行中か否かは、自車両１のハンドル角、ヨーレート、横加速度、測位装置６からの情報等から判断する。

Ｓ１０５の判定の結果、自車両１がカーブ走行中ではないと判定した場合は、Ｓ１０６に進み、前方にカーブが認識されているか否か判定される。このカーブ認識は、例えば、測位装置６からの地図情報や、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの道路形状情報を基に行われる。

そして、Ｓ１０６の判定の結果、前方にカーブが認識された場合はＳ１０７に進み、図４に示すように、前方のカーブ開始点までの距離Ｌｃを閾値ＩＶＣ_Lとして設定してＳ１１０へと進む。

また、前方にカーブが認識されない場合はＳ１０８に進み、前方に上り坂／下り坂を検出したか、或いは、現在、上り坂／下り坂を走行中か判定する。尚、前方の上り坂／下り坂の検出は、例えば、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの道路形状情報、測位装置６からの地図情報等を基に行う。また、現在、上り坂／下り坂を走行中か否かの判定は、例えば、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの道路形状情報、測位装置６からの地図情報、前後加速度センサからの情報等を基に行う。

Ｓ１０８の判定の結果、前方に上り坂／下り坂を検出しておらず、且つ、現在、上り坂／下り坂を走行中でもない場合は、Ｓ１０９に進んで、図４に示すように、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４による前方の車両情報の検出限界距離Ｌ_maxを閾値ＩＶＣ_Lとして設定してＳ１１０へと進む。

Ｓ１０７、或いは、Ｓ１０９で、閾値ＩＶＣ_Lを設定してＳ１１０に進むと、閾値ＩＶＣ_Lと、自車両１との距離ＩＶＣ[n]（ここで、添え字[n]は、その車両毎のデータであることを表すものである）とが比較され、車両が閾値ＩＶＣ_Lよりも遠くに存在する場合（すなわち、ＩＶＣ_L＜ＩＶＣ[n]の場合）は、Ｓ１１１に進み、その車両を支援対象（制御対象）車両として選別してＳ１１２に進む。

Ｓ１１２では、Ｓ１１１で選別した車両が、測位装置６の道路をリンクＬｉで表す地図情報の、自車両１と同じリンクの前方にマッチングしているか（すなわち、図６（ａ）に示すように、リンクＬi1の前方に存在するか）、または、自車両１の前方のリンクにマッチングしているか（すなわち、図６（ｂ）に示すように、リンクＬi2に存在するか）の判定が行われる。

この判定の結果、選別した車両が、自車両１と同じリンクの前方にマッチングしている、或いは、自車両１の前方のリンクにマッチングしている場合は、Ｓ１１３に進み、選別した車両に対して、インフラ機能による運転支援制御を実行してプログラムを抜ける。このインフラ機能による運転支援制御は、具体的には、通信装置５からの情報を基にディスプレイ１１により前方車両を知覚的に特に目立つように表示させる等して運転支援制御を行うものである。

また、上述のＳ１１２で、選別した車両が、自車両１と同じリンクの前方にマッチングしておらず、或いは、自車両１の前方のリンクにマッチングしていない場合は、選別した車両は、自車両１とは異なる道路を走行している可能性があるため、Ｓ１０１へと戻る。

また、前述のＳ１１０で、車両が閾値ＩＶＣ_L以内に存在する場合（すなわち、ＩＶＣ_L≧ＩＶＣ[n]の場合）は、Ｓ１１４に進み、その車両が、低速走行（例えば１０km/h以下）か、或いは、ハザードスイッチ又はターンシグナルスイッチをＯＮしているか判定する。

このＳ１１４の判定の結果、その車両が低速走行（１０km/h以下）、或いは、ハザードスイッチ又はターンシグナルスイッチをＯＮしていない場合は、Ｓ１０３に進んで、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に運転支援制御を行ってプログラムを抜ける。

逆に、その車両が低速走行（１０km/h以下）、或いは、ハザードスイッチ又はターンシグナルスイッチをＯＮしている場合は、Ｓ１１５に進み、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で自車走行レーン脇に停止、又は、低速走行している車両があるか判定される。この判定の結果、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で自車走行レーン脇に停止、又は、低速走行している車両があるか判定された場合は、当該車両が自車両１の前方に割り込んでくる可能性があるため、Ｓ１０３に進んで、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に運転支援制御を行ってプログラムを抜ける。すなわち、当初、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両として認識されていない自車走行レーン脇の車両に対しても、その車両が発進し、自車両１の前方に割り込むことが予想される場合を考慮して、適切に運転支援制御が実行できるようになっている。

また、Ｓ１１５で、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で自車走行レーン脇に停止、又は、低速走行している車両がないと判定された場合は、Ｓ１０１へと戻る。

一方、前述のＳ１０５の判定の結果、自車両１がカーブ走行中であると判定された場合は、Ｓ１１６に進み、時系列で新規に加わった車車間通信車両が有るか判定される。例えば、図７に示すように、当初、カーブの形状等の関係で、車両Ｖf1とのみ車車間通信していたが、カーブを走行するにつれ、実際の前方車両Ｖf2と車車間通信できるようになった場合、この前方車両Ｖf2が時系列的に新規に加わった車車間通信車両として判定されることになる。このような場合、Ｓ１１１にジャンプして、時系列的に新規に加わった車車間通信車両Ｖf2を、直ちに、支援対象車両（制御対象車両）として選別するようになっている。尚、このＳ１１６から、Ｓ１１１にジャンプして、時系列的に新規に加わった車車間通信車両を、支援対象車両（制御対象車両）として選別すると、自車両１の後方の車両等を選別する可能性があるが、次のＳ１１２の処理で、自車両１の前方を走行する車両のみに確実に選別されることになる。

また、前述のＳ１０８の結果、前方に上り坂／下り坂を検出し、或いは、現在、上り坂／下り坂を走行中の場合は、Ｓ１１１にジャンプして、現在、車車間通信している車両を、直ちに、支援対象車両（制御対象車両）として選別するようになっている。これは、図５に示すように、自車両１が坂を走行中の場合や、前方に坂が存在する場合は、前方車両は、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で検出されていなくても、車車間通信が可能となる場合があるためである。尚、上述のＳ１１６のように、このＳ１０８から、Ｓ１１１にジャンプして、現在の車車間通信車両を、支援対象車両（制御対象車両）として選別すると、自車両１の後方の車両等を選別する可能性があるが、次のＳ１１２の処理で、自車両１の前方を走行する車両のみに確実に選別されることになる。

このように本発明の実施の形態によれば、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両を検出した場合には、該前方車両を制御対象車両として抽出してステレオ画像認識装置（前方認識装置）４からの情報を基に運転支援制御を行う。また、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４で前方車両を検出していない場合には、自車両１が走行している走行路と前方の道路形状に応じて前方のカーブ開始点までの距離とステレオ画像認識装置（前方認識装置）４による前方の車両情報の検出限界距離のどちらかを閾値ＩＶＣ_Lとして設定し、前方車両が閾値ＩＶＣ_Lよりも遠くに存在する場合に、この前方車両を制御対象車両として通信装置５からの車車間通信による情報を基に運転支援制御を行う。このため、ステレオ画像認識装置（前方認識装置）４での前方車両の検出と車車間通信による前方車両の検出という車両情報を検出する検出手段の違いと、実際の走行状況や走行環境の違いを適切に反映して制御対象とする前方車両を精度良く抽出して自然で、違和感のない運転支援を行うことが可能となる。

１自車両
２運転支援装置
３制御ユニット（第１の運転支援制御手段、第２の運転支援制御手段）
４ステレオ画像認識装置（第２の車両情報検出手段）
５通信装置（第１の車両情報検出手段）
６測位装置
１１ディスプレイ
１２自動ブレーキ制御装置

Claims

車車間通信により自車両周辺の車両情報を取得する第１の車両情報検出手段と、
上記車車間通信以外の車載した前方情報検出手段により前方の車両情報を検出する第２の車両情報検出手段と、
上記第２の車両情報検出手段で前方車両を検出した場合には、該前方車両を制御対象車両として抽出して上記第２の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行う第２の運転支援制御手段と、
上記第２の車両情報検出手段で前方車両を検出していない場合には、自車両が走行している走行路と前方の道路形状に応じて前方のカーブ開始点までの距離と上記第２の車両情報検出手段による前方の車両情報の検出限界距離のどちらかを閾値として設定し、上記前方車両が上記閾値よりも遠くに存在する場合に、該前方車両を上記制御対象車両として抽出して上記第１の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行う第１の運転支援制御手段とを備えたことを特徴とする車両の運転支援制御装置。
上記第１の運転支援制御手段は、自車両がカーブ走行中ではなくて前方にカーブを検出した場合には、自車両から該カーブの開始点までの距離を上記閾値として設定する一方、自車両がカーブ走行中ではなくて前方にカーブが検出されない場合には、前方に上り坂と下り坂のどちらかを検出していない場合と自車両が上り坂と下り坂のどちらかを走行中ではない場合のどちらか一方の場合は、上記第２の車両情報検出手段の前方の車両情報の検出限界距離を上記閾値として設定することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援制御装置。
上記第１の運転支援制御手段は、自車両がカーブ走行中の場合、自車両がカーブを進むにつれて時系列で新規に上記第１の車両情報検出手段により検出された車両がある場合、該新規に検出された車両を上記制御対象車両として抽出して上記第１の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の運転支援制御装置。
上記第２の運転支援制御手段は、上記第１の運転支援制御手段で上記前方車両が上記閾値よりも近くに存在すると判定された場合に、上記第１の車両情報検出手段により当該前方車両からハザードスイッチの作動とターンシグナルスイッチの作動と設定車速以下での走行の少なくとも何れか一つが検出された場合は、上記第２の車両情報検出手段により自車両の走行路脇に停止状態と上記設定車速以下での走行状態のどちらかの車両が存在することを確認した場合には上記自車両の走行路脇に停止状態と上記設定車速以下での走行状態のどちらかの車両を上記制御対象車両として抽出して上記第２の車両情報検出手段からの情報を基に運転支援制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の運転支援制御装置。