JP5878491B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、歩行者や他の車両等との衝突を回避するための運転支援装置に関する。

従来、カメラやレーダを用いて自車両周辺の歩行者や他の車両等の対象物を検出し、対象物との衝突についての警告や、衝突を回避するための運転操作への介入等といった運転支援を行う運転支援装置が知られている。

このような装置の一例として、特許文献１に記載の画像認識装置は、ヨーレートや車速等に基づき自車両と対象物の将来の位置関係を推定し、該位置関係に基づき、カメラによる撮影画像における対象物の将来の表示領域を推定する。そして、該表時領域に対し画像認識を行い、対象物の強調表示等を行うことで、対象物を認識する際の処理負荷を低減させつつ衝突回避のための警告を行う。

特開２００９−９２０９号公報

上述した運転支援装置では、自車両と対象物との位置関係等が一定の条件を満たした場合等に運転支援が開始される。しかし、例えば、自車両が車線に対してふらついた場合や、カーブ出入り口等の曲率が変化する道路状況においては、ガードレール等といった道路脇や道路外の物体が自車両正面に位置する場合があり、このような場合には、自車両がこれらの物体に衝突する危険性が高いと誤判定され、運転支援が誤作動するおそれがある。

このような誤作動を防ぐべく、上述した運転支援装置では、運転支援の開始条件における閾値が、運転支援が開始され難くなる方向に調整されていた。しかし、これにより、直進道路等を走行している場合のように、上述した誤判定が生じる可能性が低い場合にまで開始条件が満たされ難くなり、運転支援の開始タイミングが遅れてしまうという問題があった。

本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、運転支援の誤作動を防ぎつつ、運転支援をより適切なタイミングで開始することができる運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明に係る運転支援装置は、自車両周辺の対象物を検出する検出手段と、自車両が対象物に衝突する危険性が予め定められた水準に達したか否かを判定する判定手段と、判定手段により肯定判定がなされると、対象物との衝突を回避するための運転支援を開始させる開始手段と、を備える。また、該運転支援装置は、自車両による走行が予測される走行予定道路の曲がり具合を測定する測定手段と、測定手段により測定された走行予定道路の曲がり具合に基づき、危険性に関する判定の感度を調整する調整手段と、を備える。

このような構成によれば、例えば、走行予定道路の曲がり具合が小さい場合等（自車両が直進道路等を走行する場合等）には、対象物との衝突の危険性に関する判定の感度を高くし、該危険性が予め定められた水準に達したと判定され易くすることができる。これにより、運転支援が開始され易くなり、運転支援の開始タイミングが遅れるのを防ぐことができる。

一方、例えば、走行予定道路の曲がり具合が大きい場合等（自車両がカーブ等を走行する場合等）には、上記判定の感度を低くし、上記危険性が予め定められた水準に達したと判定され難くすることができる。これにより、運転支援が開始され難くなり、ガードレール等といった道路脇や道路外の物体が対象物として検出された場合であっても、自車両がこのような物体に衝突する危険性が高いと誤判定され、運転支援が誤作動してしまうことを防ぐことができる。

したがって、運転支援の誤作動を防ぎつつ、運転支援をより適切なタイミングで開始することが可能となる。

運転支援装置の構成を示すブロック図である。 自車両と対象物との衝突危険性の判定に関する感度（判定感度）の調整に関する説明図である。 判定感度調整処理についてのフローチャートである。 運転支援開始処理についてのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［構成の説明］
本実施形態の運転支援装置１０は、自車両が他の車両や歩行者等の対象物と衝突する危険性について判定し、該衝突危険性が一定の水準に達すると、警告や自車両の停止等といった運転支援を行う。運転支援装置１０は、周辺物体検知部１１，車両状態検知部１２，制御部１３，通信部１４，報知部１５等から構成されている（図１参照）。

周辺物体検知部１１は、自車両の前方を撮影するカメラや、マイクロ波やミリ波等の電波を自車両前方に送信し、その反射波を受信するレーダ等として構成されており、自車両前方や周辺に存在する物体の位置，大きさ，形状等を検出する部位である。なお、周辺物体検知部１１は、カメラとレーダの双方により構成されていても良いし、これらのうちの一方により構成されていても良い。

また、車両状態検知部１２は、自車両のヨーレートと舵角の一方又は双方（以後、単にヨーレート等と記載）や、車速を検知する部位であり、ヨーレートセンサ，舵角センサや、車速センサ等から構成されている。なお、車内ＬＡＮ等を介して他のＥＣＵにて検知されたヨーレートや舵角や車速を取得する構成としても良い。

また、制御部１３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等から構成され、運転支援装置１０を統括制御する部位である。
また、通信部１４は、車内ＬＡＮ等を介して他のＥＣＵと通信を行う部位である。

また、報知部１５は、運転支援のための各種警告を行うための部位であり、表示装置やスピーカ等として構成されている。
［動作の説明］
（１）概要について
まず、本実施形態の運転支援装置１０の動作の概要について説明する。

運転支援装置１０は、周辺物体検知部１１を介して、自車両が走行すると予測される自車両前方の道路（走行予定道路）やその周辺に存在する歩行者，他の車両，異物等といった対象物の位置，大きさ，形状等を検出する。また、運転支援装置１０は、さらに、位置等の履歴情報から、対象物の移動方向や移動速度等を算出することも考えられる。

また、運転支援装置１０は、車両状態検知部１２により周期的にヨーレート等と車速とを測定し、これに基づき自車両の進路を予測する。そして、運転支援装置１０は、予測進路と対象物の位置等に基づき、自車両と対象物との衝突危険性について判定し、衝突危険性が一定の水準に達すると運転支援を開始する。

ここで、ヨーレート等に基づき進路を予測する場合には、ハンドルのふらつきやノイズ等によりヨーレート等が瞬間的に大きく変動する場合があり、このような変動を直接的に進路の予測に反映させると、進路予測の精度が低下してしまう。このため、運転支援装置１０では、ヨーレート等の各測定値に対しローパスフィルタ処理を施しており、これにより、ヨーレート等の急激な変動の影響を抑え、ハンドルのふらつき等が生じた場合であっても精度良くに進路を予測できるようになる。

しかしながら、ローパスフィルタ処理を施すことにより、ハンドル操作等によるヨーレート等の変化が進路予測に反映されるまでにタイムラグが生じる。このため、例えばカーブを走行する場合には、カーブの入口付近等のように、道路の曲率が急激に変化する状況では正確な進路予測ができず、入口付近を通過し、ハンドル操作が安定した段階で正確な進路予測が可能となるという事態が生じていた。

このように、ローパスフィルタ処理を施すことにより、特定の状況下では正確な進路予測ができなくなり、その結果、予測進路に基づく対象物との衝突危険性を正確に判定できず、運転支援が誤作動し易くなってしまう。

このため、従来は、このような衝突危険性に基づき運転支援を行う場合には、運転支援の誤作動を防ぐため、衝突危険性を判定する際の閾値や、衝突危険性に基づく運転支援の開始条件に関する閾値等が、運転支援が開始され難くなる方向に設定されていた（換言すれば、従来は衝突危険性に関する判定の感度（判定感度）が低く設定されていた）。

したがって、直線道路等のように、曲率が一定であり、ヨーレート等に基づき正確に進路予測を行うことができる道路を走行している場合までも、運転支援の開始タイミングが遅くなってしまうという問題があった。

そこで、本実施形態の運転支援装置１０では、周辺物体検知部１１を介して走行予定道路の曲率を測定する。そして、運転支援装置１０は、走行予定道路の曲率の変化が大きい場合には、自車両と対象物との衝突危険性の判定感度が低い状態に設定し、運転支援が開始され難くする。また、運転支援装置１０は、走行予定道路の曲率の変化が小さい場合には、判定感度が高い状態に設定し、運転支援が開始され易くする（図２参照）。

以下では、判定感度を調整する処理や、運転支援を開始する際の処理について詳しく説明する。
（２）判定感度調整処理について
まず、判定感度を調整する判定感度調整処理について、図３に記載のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、運転支援装置１０の制御部１３にて周期的なタイミングで実行される。

Ｓ１００では、制御部１３は、自車両を起点に前方に延びる所定の長さの道路を走行予定道路とすると共に、周辺物体検知部１１により走行予定道路の形状を検出し、Ｓ１０５に処理を移行する。

具体的には、周辺物体検知部１１がカメラとして構成されている場合には、制御部１３は、該カメラによる撮影画像から例えば白線認識等を行い、走行予定道路の形状を検出しても良い。また、周辺物体検知部１１がレーダとして構成されている場合には、制御部１３は、該レーダにより検出された物体の位置や形状等に基づき、走行予定道路の形状を検出しても良い。

Ｓ１０５では、制御部１３は、自車両の現在地から走行予定道路の終端にかけて、一定間隔を開けて複数の曲率判定地点を定めると共に、各曲率判定地点における曲率（或いは曲率半径）を測定し、Ｓ１１０に処理を移行する。

Ｓ１１０では、制御部１３は、走行予定道路における曲率の変化の度合いが大きいか否かを判定する。具体的には、制御部１３は、例えば、曲率の最大値と最小値の差分や、各曲率の標準偏差等を算出し、これらの値が予め定められた閾値を越える場合には、曲率の変化の度合いが大きいと判定しても良い。

そして、制御部１３は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、Ｓ１１５に処理を移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ１１０：Ｎｏ）、Ｓ１２０に処理を移行する。

Ｓ１１５では、制御部１３は、判定感度が低い状態に設定し、本処理を終了する。
一方、Ｓ１２０では、制御部１３は、判定感度が高い状態に設定し、本処理を終了する。

（３）判定感度の調整について
ここで、判定感度の調整の具体例について説明する。
まず、衝突危険性の判定方法であるが、例えば、自車両の予測進路，車速や、対象物の位置，大きさ，移動方向，移動速度等に基づき、自車両と対象物との衝突予測位置や衝突予測時期を推定することが考えられる。

そして、衝突予測位置までの残りの距離や衝突予測時期までの残り時間を算出し、これらの値が閾値以下となった場合には、衝突危険性が一定の水準に達したとして運転支援を開始させることが考えられる（なお、このような場合、上記残りの距離や残り時間が閾値以下となることが運転支援の開始条件となる）。

また、例えば、自車両の横幅や、対象物の側部の位置（横位置）等に基づき、衝突予測位置における自車両と対象物との横方向の距離を推定し、該推定値が閾値以下となった場合には、衝突可能性が一定の水準に達したとして運転支援を開始させることが考えられる（なお、このような場合、横方向の距離の推定値が閾値以下となることが運転支援の開始条件となる）。

このような場合であれば、これらの閾値を大きくすれば、運転支援が開始され易くなり、判定感度が高い状態になると共に、これらの閾値を小さくすれば、運転支援が開始され難くなり、判定感度が低い状態になる。

また、例えば、周辺物体検知部１１がレーダとして構成されている場合であれば、運転支援装置１０では、周期的に電波が照射されると共に、その反射波により物体の位置等が測定され、測定結果が保存される。

また、各周期の電波の照射により連続的に物体の位置等が測定され、該物体が同じような位置にある場合や、該物体の位置が一定の方向に移動しているような場合等には、該物体の位置が測定された回数に基づき、該物体の存在確率が算出される。そして、該物体の位置が測定された回数が多くなるにつれ存在確率が高くなり、存在確率が閾値に達すると、該物体が存在するものとして認識される。

したがって、存在確率の閾値を小さくすれば、周辺物体検知部１１により物体が検出され易くなり、対象物の検出感度が向上するため、判定感度が高い状態となる。一方、該閾値を大きくすれば、周辺物体検知部１１により物体が検出され難くなり、対象物の検出感度が低下するため、判定感度が低い状態となる。

また、自車両が走行している車線（自車線）に存在する対象物は衝突危険性が高いため、このような対象物が存在する場合には、早期に運転支援が開始されるように開始条件を設定することが考えられる。

そして、周辺物体検知部１１がレーダとして構成されている場合には、対象物が自車線に存在するか否かは、各周期の電波の照射により測定された対象物の位置に基づき判定される。すなわち、各周期における位置の測定結果に基づき、対象物が自車線に存在する確率である自車線存在確率が算出され、該自車線存在確率が閾値に達すると、該対象物が自車線に存在するものとして認識される。

したがって、自車線存在確率の閾値を小さくすれば、対象物が自車線に存在すると判定され易くなり、その結果、早期に運転支援が開始されるようになるため、判定感度が高い状態となる。一方、該閾値を大きくすれば、対象物が自車線以外に存在すると判定され難くなり、その結果、対象物が自車線に存在する場合と比べ、運転支援の開始時期が遅くなるため、判定感度が低い状態となる。

（４）運転支援開始処理について
次に、対象物との衝突危険性に応じて運転支援を開始させる運転支援開始処理について、図４に記載のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、運転支援装置１０の制御部１３にて周期的なタイミングで実行される。

Ｓ２００では、制御部１３は、車両状態検知部１２にてヨーレート等と車速とを測定すると共に、ヨーレート等の測定結果に対しローパスフィルタ処理を施す。そして、制御部１３は、ローパスフィルタ処理が施されたヨーレート等の測定結果と車速の測定結果とに基づき、自車両の進路を予測し、Ｓ２０５に処理を移行する。

Ｓ２０５では、制御部１３は、周辺物体検知部１１により自車両前方或いは周辺の対象物の位置，大きさ，形状等を検出し、Ｓ２１０に処理を移行する。
Ｓ２１０では、制御部１３は、自車両の予測進路と、対象物の位置，大きさ等に基づき、対象物との衝突危険性について判定し、続くＳ２１５では、対象物との衝突危険性が一定の水準に達し、運転支援の開始条件が充足されたか否かを判定する。

具体例を挙げると、上述したように、対象物との衝突予測位置までの残りの距離や衝突予測時期までの残り時間を算出し、これらの値が閾値以下となることを運転支援の開始条件としても良い。また、衝突予測位置における自車両と対象物の横方向の距離を推定し、該推定値が閾値以下となることを運転支援の開始条件としても良い。

そして、制御部１３は、開始条件が充足された場合には（Ｓ２１５：Ｙｅｓ）、Ｓ２２０に処理を移行し、充足されていない場合には（Ｓ２１５：Ｎｏ）、本処理を終了する。
Ｓ２２０では、制御部１３は、運転支援を行うための処理を行い、本処理を終了する。具体的には、例えば、制御部１３は、報知部１５を介して、衝突危険性が高い旨を示す警告音を発しても良いし、警告メッセージを表示しても良い。無論、制御部１３は、通信部１４を介して他のＥＣＵと通信を行い、該ＥＣＵにより警告音や警告メッセージを出力しても良い。

また、制御部１３は、通信部１４を介して他のＥＣＵと通信を行い、ブレーキを作動させて自車両を停止させても良いし、操舵支援を行い、対象物との衝突を回避するように自車両の進路を変更しても良い。

［効果］
本実施形態の運転支援装置１０では、直進道路や曲率が一定のカーブを走行する場合のように、ヨーレート等に基づく正確な進路予測が可能な場合には、判定感度が高い状態に設定される。このため、運転支援が開始され易くなり、運転支援の開始タイミングが遅れるのを防ぐことができる。

一方、道路の曲率が変化するカーブの入口付近等を走行する場合のように、ヨーレート等に基づく正確な進路予測ができず、衝突危険性の正確な判定が困難となる場合には、判定感度が低い状態に設定される。このため、運転支援が開始され難くなり、運転支援の誤作動を防ぐことができる。

したがって、運転支援の誤作動を防ぎつつ、運転支援をより適切なタイミングで開始することが可能となる。
［他の実施形態］
（１）本実施形態の判定感度調整処理では、制御部１３は、走行予定道路における曲率の変化の度合いに応じて衝突危険性の感度を調整しているが、走行予定道路の曲率の値そのものに着目して衝突危険性の感度を調整してしても良い。

すなわち、制御部１３は、例えば、走行予定道路における曲率の最大値を測定し、該最大値が閾値を超える場合には、衝突危険性の判定感度が低い状態に設定し、超えない場合には、衝突危険性の感度が高い状態に設定しても良い。なお、曲率の最大値に替えて、例えば、走行予定道路における曲率の平均値等を用いても良い。

自車両が急カーブを走行している場合には、ガードレール等といった道路脇や道路外の物体が自車両の正面に位置した際に、これらの物体に衝突する危険性が高いと誤判定され、運転支援が誤作動するおそれがある。

これに対し、上記構成によれば、カーブを走行中には衝突危険性の判定感度が低くなり、運転支援が行われ難くなるため、運転支援の誤作動を防ぐことができる。
また、自車両が直進道路や緩やかなカーブを走行しており、上記誤判定がなされる可能性が低い場合には、衝突危険性の判定感度が高くなるため、適切なタイミングで運転支援を行うことが可能となる。

（２）また、本実施形態の判定感度調整処理では、制御部１３は、カメラやレーダとして構成された周辺物体検知部１１により走行予定経路の曲率を測定している。しかしながら、例えば、ナビゲーション装置等に設けられた地図データから走行予定道路の形状を把握し、その曲率を算出しても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。

（３）また、本実施形態の運転支援開始処理では、制御部１３は、自車両の予測進路に基づき衝突危険性を判定するが、予測進路を考慮すること無く衝突危険性を判定しても良い。

具体的には、例えば、制御部１３は、対象物と自車両との距離が一定の閾値以下になったか否かや、自車両周辺に、予め定められた閾値以上の速度で自車両に接近する対象物が存在するか否か等により、衝突危険性を判定しても良い。

なお、このようにして衝突危険性を判定する場合であれば、走行予定道路の曲率の変化の影響で衝突危険性の判定精度が低下することは無い。このため、上記（１）で述べたように、走行予定道路の曲率の値そのものに着目して衝突危険性の判定感度を調整してしても良い。

このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
（４）また、本実施形態の運転支援開始処理において、複数種類の運転支援を設け、衝突危険性の高さに応じて異なる種類の運転支援を実行する構成としても良い。

具体的には、警告を行う運転支援と操作介入を行う運転支援の２種類を設けても良い。そして、衝突危険性が比較的低い段階で警告を行う運転支援が開始されるように開始条件を設定すると共に、衝突危険性が比較的高い段階で操作介入を行う運転支援が開始されるように開始条件を設定しても良い。

また、このようにして運転支援を行う場合であれば、判定感度調整処理では、各種類の運転支援の開始条件に関する閾値を調整することで、判定感度を調整しても良いし、いずれかの運転支援の開始条件に関する閾値を調整することで、判定感度を調整しても良い。

このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。

本実施形態の判定感度調整処理のＳ１０５が測定手段に、Ｓ１１０〜Ｓ１２０が調整手段に相当する。
また、運転支援開始処理のＳ２０５が検出手段に、Ｓ２１０，Ｓ２１５が判定手段に、Ｓ２２０が開始手段に相当する。

１０…運転支援装置、１１…周辺物体検知部、１２…車両状態検知部、１３…制御部、１４…通信部、１５…報知部。

Claims (3)

1. 自車両周辺の対象物を検出する検出手段と（Ｓ２０５）、
   自車両が前記対象物に衝突する危険性が予め定められた水準に達したか否かを判定する判定手段と（Ｓ２１０，Ｓ２１５）、
   前記判定手段により肯定判定がなされると、前記対象物との衝突を回避するための運転支援を開始させる開始手段と（Ｓ２２０）、
   自車両による走行が予測される走行予定道路の曲がり具合を測定する道路測定手段と（Ｓ１０５）、
   前記道路測定手段により測定された前記走行予定道路の前記曲がり具合の変化の度合いに基づき、前記危険性に関する判定の感度を調整する調整手段と（Ｓ１１０〜Ｓ１２０）、
   ヨーレート及び車速を測定する車両状態測定手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記ヨーレート及び前記車速の測定値から予測された自車両の進路を加味して、前記危険性が予め定められた水準に達したか否かを判定し、
   前記調整手段は、前記曲がり具合の変化の度合いが予め定められた水準に達しない場合には、前記感度を高くすること、
   を特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記判定手段は、前記車両状態測定手段により周期的に測定された前記ヨーレートの各測定値に対し、ローパスフィルタ処理を施し、前記ローパスフィルタ処理が施された前記ヨーレートの測定値と、前記車速の測定値とに基づき、前記危険性が前記水準に達したか否かを判定すること、
   を特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の運転支援装置において、
   前記調整手段は、前記曲がり具合の変化の度合いが予め定められた水準に達する場合には、前記感度を低くすること、
   を特徴とする運転支援装置。

Images