JP5917472B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運転支援装置に関する。
従来、自車両の側方に存在する車両を検出した際に、予め設定した所定時間後の自車両の将来の横位置を予測し、予測した自車両の将来の横位置が、車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置よりも自車線中央側からみて外側に位置すると判定すると、自車線中央側に向かうヨーモーメントを車両に付与するように車両制御を開始する車両運転支援装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−052716号公報
従来の装置は、併走する車両との衝突を回避することを主眼としており、歩行者等の特定物体に対する保護の観点が不十分である。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より確実に特定物体を保護することができる運転支援装置を提供することを目的の一つとする。
請求項1記載の発明は、自車両の周辺情報を取得するセンサ部(10、22)により取得された周辺情報を参照し、特定物体と道路区画線の位置をそれぞれ認識する認識部(32、44)と、前記認識部による認識結果を参照し、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行う制御部(36)と、を備える運転支援装置(30)である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の運転支援装置であって、前記制御部は、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合に、走行車線を逸脱しないための制御を行い、前記特定物体が、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合に、制動制御を行うものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の運転支援装置であって、前記制御部は、自車両の速度が所定速度以上である場合に、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行うものである。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、前記制御部は、自車両の操舵角の大きさが所定値未満である場合に、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行うものである。
請求項5記載の発明は、請求項1から4のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、前記制御部は、自車両の前端部における車両幅方向に関する中央部から、自車両の前方に延出するものとして前記仮想ラインを定義するものである。
請求項6記載の発明は、請求項1から4のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、前記制御部は、自車両の左右端いずれかであって、前記特定物体が存在する側の端部から、自車両の前方に延出するものとして前記仮想ラインを定義するものである。
請求項1記載の発明によれば、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行うため、より確実に特定物体を保護することができる。
請求項2記載の発明によれば、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合に、走行車線を逸脱しないための制御を行い、前記特定物体が、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合に、制動制御を行うため、更に確実に特定物体を保護することができる。
請求項3、4記載の発明によれば、運転者の意図に反することになる可能性が比較的高い制御を行わないようにすることにより、運転者が煩わしさを覚えるのを抑制することができる。
請求項6記載の発明によれば、より安全側で制御を行い、更に確実に特定物体を保護することができる。
本実施形態の運転支援装置30が搭載された車両1を簡易に示す図である。 運転支援装置30及びその関連機器の機能構成の一例を示す図である。 物体認識部32による認識結果を概念的に示す図である。 仮想ラインKが車両1の左端部から延出する様子を示す図である。 道路区画線認識部34による認識結果を概念的に示す図である。 運転支援制御部36により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 特定物体OB*が、仮想ラインKよりも走行車線を逸脱する側にある場面の一例を示す図である。 車両1が、生成された経路を走行することにより、特定物体OB*への接近を回避する様子を示す図である。 特定物体OB*が、仮想ラインKよりも走行車線の中央側にある場面の一例を示す図である。 物体OBの近くに仮想的な道路区画線が定義される様子を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の運転支援装置の実施形態について説明する。図1は、本実施形態の運転支援装置30が搭載された車両1を簡易に示す図である。また、図2は、運転支援装置30及びその関連機器の機能構成の一例を示す図である。車両1には、例えば、レーダ装置10と、カメラ22および運転支援装置30を内蔵するカメラ/運転支援ユニット20と、走行制御ユニット40とが搭載される。
レーダ装置10は、例えば、車両1のフロントグリル部に搭載され、車両1の前方に電磁波(例えばミリ波)を放射し、物体によって反射された反射を受信し、反射波を解析することにより物体との距離および方位をカメラ/運転支援ユニット20に出力する。レーダ装置10は、物体との距離および方位に加えて、物体に対応する反射波の強度等の情報をカメラ/運転支援ユニット20に出力してよい。
カメラ/運転支援ユニット20は、例えば、カメラ22と、運転支援装置30とを筐体内に収容する。カメラ22は、例えばフロントガラスの上部に取り付けられたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ又はCCD(Charge Coupled Device)カメラであり、車両1の前方から斜め下前方を撮像する。レーダ装置10の出力と、カメラ22により撮像された画像は、運転支援装置30に入力される。また、運転支援装置30には、車両1の速度を検出する車速センサ15の検出値が入力される。なお、運転支援装置30がカメラ/運転支援ユニット20内に配置されることは、あくまで一例であり、運転支援装置30は、車両1の如何なる場所に配置されてもよい。また、運転支援装置30は、既存の他の制御装置の一機能として、他の制御装置に統合されてもよい。
運転支援装置30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を中心としてROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等がバスを介して接続された制御装置である。運転支援装置30は、例えば、物体認識部32と、道路区画線認識部34と、運転支援制御部36とを備える。これらの機能部は、CPUがROM等に格納されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部であってもよいし、その一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
物体認識部32は、レーダ装置10により出力された物体の距離および方位等の情報と、カメラ22により撮像された画像から得られる情報とを統合し、物体の位置および種別を認識する。ここで、物体の種別には、例えば、歩行者や自転車に乗った人等を含む「特定物体」が含まれる。特定物体以外の物体の種別としては、車両、道路標識等が考えられる。物体認識部32は、例えば、レーダ装置10が受信した反射波の強度が所定範囲内であり、且つ画像中の形状が所定の範囲内の縦横比を有するといった種々の条件を満たす物体を、特定物体であると認識する。このような歩行者等の物体認識については、既に種々の手法が公知となっているため、説明を省略する。
物体認識部32による認識結果は、例えば、車両1とその進行方向を基準とした仮想平面上における物体の位置として表現される。図3は、物体認識部32による認識結果を概念的に示す図である。図中、Kは、車両1の進行方向に沿って延在する仮想ラインを示し、Lは物体OBとの距離を、θ1は物体OBの方位を示している。これらの位置の基準点Gは、車両1における如何なる箇所としてもよいが、一例としてレーダ装置10の取り付け箇所(車両1の前端部であって車両幅方向に関する中央部)であるものとする。ここで、仮想ラインKは、上記仮想平面上において運転支援装置30により定義される仮想的な基準線である。仮想ラインKは、車両1の中心軸(車両幅方向に関する中心軸)Cの延長線上に延在するものとしてもよいし、その時点におけるステアリング操舵角を加味して、車両1の中心軸Cの延長線から操舵方向に偏向されたものであってもよい(図中、K#)。図3における仮想ラインK#は、車両が右方向に操舵され、これに応じて右方向に偏向されたものである。また、仮想ラインKは、図3に示すように車両1の前端部であって車両幅方向に関する中央部(G)から車両1の前方に延出するのに限らず、物体OBが車両1から見て左側にある場合には、車両1の例えば左端部から延出するものとして定義され、物体OBが車両1から見て右側にある場合には、車両1の例えば右端部から延出するものとして定義されてもよい。また、車両1の右端部から車両幅方向に関する中央部の間の任意の箇所、或いは車両1の左端部から車両幅方向に関する中央部の間の任意の箇所から延出するものとして定義されてもよい。図4は、仮想ラインKが車両1の左端部から延出する様子を示す図である。こうすれば、後述する処理を行う際に、より安全側で制御を行うことができる。なお、本実施形態ではレーダ装置10とカメラ22によって物体を認識するものとしたが、道路端に設置されたカメラの撮像画像に基づいて認識された物体の情報が、無線通信によって車両1に送信されてもよい。
道路区画線認識部34は、道路上に延在する道路区画線を認識する。道路区画線は、実線や破線等で白色や黄色に描画されたものや、ボッツドッツやキャッツアイ等の点列状のものが存在する。例えば、カメラ22により撮像された画像における特徴点(例えば輝度勾配が所定値以上の点)を抽出し、更に直線状に並ぶ特徴点を抽出した上で、パターンマッチング処理等によって、道路上に描画または埋設等された道路区画線を認識する。また、道路区画線認識部34は、モルフォロジー演算等によって、点列状の道路区画線を認識してよい。
図5は、道路区画線認識部34による認識結果を概念的に示す図である。図中、L1は車両1の左側に延在する実線状の道路区画線を、L2は車両1の右側に延在する破線状の道路区画線を示している。そして、道路区画線認識部34は、例えば、道路区画線L1、L2の中間である走行車線中心線LCと車両1の基準点Gとのオフセット距離OFS、および車両の進行方向と走行車線中心線LCとのなす角度θ2とを算出して出力する。
運転支援制御部36は、物体認識部32および道路区画線認識部34による認識結果を参照し、操舵支援制御や制動支援制御を行うための制御信号を生成し、走行制御ユニット40に出力する。係る制御の詳細については後述し、先に走行制御ユニット40について説明する。
図2に示すように、走行制御ユニット40は、例えば、操舵制御部42と、制動制御部44とを備える。操舵制御部42は、パワーステアリング装置50を制御する。パワーステアリング装置50は、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させて転舵輪の向きを変更可能な電動モータ、ステアリングトルクセンサ、ステアリング操舵角(または実舵角)を検出する操舵角センサ等を備える。操舵制御部42は、運転者がステアリングホイールを操作することで生じるステアリングトルクを検出し、そのステアリングトルクに応じた方向に電動モータを回転させることで、運転者のステアリング操作をアシストする。また、操舵制御部42は、運転支援装置30から制御信号が入力されると、制御信号が示す方向および大きさで電動モータを駆動する。なお、操舵制御部42は、運転者のステアリング操作と制御信号の入力が同時になされた場合には、運転者のステアリング操作を優先してもよいし、その双方を加味した制御を行ってもよい。例えば、操舵制御部42は、運転者のステアリング操作と制御信号の示す方向が一致する場合には、ステアリングトルクに対する電動モータの出力の比率を、通常時よりも大きくしてよいし、ステアリングトルクに応じた出力と、制御信号に応じた出力とを合算した出力がなされるように電動モータを制御してもよい。また、操舵制御部42は、操舵角センサの検出値を示す操舵角信号を、運転支援装置30に出力する。
また、制動制御部44は、電子制御式ブレーキ装置60を制御する。電子制御式ブレーキ装置60は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。制動制御部44は、マスターシリンダーの圧力に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。また、制動制御部44は、運転支援装置30から制御信号が入力されると、制御信号が示す大きさのブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、制動制御部44は、運転者のブレーキ操作と制御信号の入力が同時になされた場合には、運転者のブレーキ操作を優先してもよいし、その双方を加味した制御を行ってもよい。例えば、制動制御部44は、運転者のブレーキ操作と制御信号の入力が同時になされた場合には、ブレーキ操作(マスターシリンダーの圧力変化)に対する電動モータの出力の比率を、通常時よりも大きくしてよいし、ブレーキ操作に応じた出力と、制御信号に応じた出力とを合算した出力がなされるようにブレーキアクチュエータ等を制御してもよい。電子制御式ブレーキ装置60は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。また、操舵制御部42と制動制御部44は、近接して車両1に搭載されている必要はなく、離れた場所に搭載されてもよい。
運転支援制御部36は、以下に説明する処理によって、操舵制御部42と制動制御部44のいずれか又は双方に対する制御信号を生成して出力する。図6は、運転支援制御部36により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、運転支援制御部36は、車速センサ15の検出値を参照し、車両1の速度Vが所定速度Vref以上であるか否かを判定する(ステップS100)。車両1の速度Vが所定速度Vref以上である場合、運転支援制御部36は、操舵制御部42から入力される操舵角信号を参照し、操舵角αの絶対値|α|が所定値αref未満であるか否かを判定する(ステップS102)。車両1の速度Vが所定速度Vref未満である場合、または、操舵角αの絶対値|α|が所定値αref以上である場合、運転支援制御部36は、以下に説明する処理を行わず、本フローチャートの1ルーチンを終了する。その理由については後述する。
車両1の速度Vが所定速度Vref以上であり、且つ、操舵角αの絶対値|α|が所定値αref未満である場合、すなわち、車両1がある程度以上の速度で、交差点や車庫入れ等における旋回でない通常の走行を行っている場合、運転支援制御部36は、以下の処理を行う。
運転支援制御部36は、物体認識部32から入力される認識結果を参照して得られる「特定物体」の距離Dが所定距離Dref以下であるか否かを判定する(ステップS104)。特定物体の距離Dが所定距離Drefを超える場合、運転支援制御部36は、本フローチャートの1ルーチンを終了する。特定物体の距離Dが所定距離Dref以下である場合、運転支援制御部36は、特定物体が、仮想ラインKよりも走行車線を逸脱する側にあるか否かを判定する(ステップS106)。
図7は、特定物体OB*が、仮想ラインKよりも走行車線を逸脱する側にある場面の一例を示す図である。図示するように、「走行車線を逸脱する側」とは、より具体的には、車両1よりも前方側において、仮想ラインKから見た走行車線中心線LCの側と反対側という意味である。このような場面においては、車両1が走行車線内を走行するように旋回することで、特定物体OB*への接近を回避できる可能性が高い。従って、運転支援制御部36は、道路区画線認識部34が認識したオフセット距離OFSや角度θ2を参照して走行車線を逸脱しないための経路を仮想的に生成し、生成した経路を走行するための操舵角を指示する制御信号を、操舵制御部42に出力する(ステップS108)。なお、このような機能は、運転支援装置30とは別体の車線維持制御システムに指示することで実現されてもよい。すなわち、運転支援制御部36は、ステップS100〜S106までの判定を行い、経路の生成を指示する制御信号を、既存の車線維持制御システムに出力してもよい。
図8は、車両1が、上記のように生成された経路を走行することにより、特定物体OB*への接近を回避する様子を示す図である。なお、ステップS108において、車両1の速度が高いことにより、走行車線を逸脱しない経路が生成できない場合、或いは、特定物体OB*までのTTC(Time To Collision)が小さく、これを回避できない場合には、まず制動力の出力を指示する制御信号を制動制御部44に出力し、車両1が十分に減速した後に、走行車線を逸脱しないための経路を仮想的に生成し、生成した経路を走行するための転舵角から換算した操舵角を指示する制御信号を、操舵制御部42に出力してもよい。
一方、図9は、特定物体OB*が、仮想ラインKよりも走行車線の中央側にある場面の一例を示す図である。このような場面においては、操舵制御によって特定物体OB*への接近を回避できる可能性が、図7で例示した場面に比して低くなる。このため、運転支援制御部36は、まず、その時点における速度Vや特定物体OB*の距離等(TTCを用いてもよい)に応じた制動力を出力するように制動制御部44に指示する制御信号を出力し(ステップS110)、車両1が十分に減速した後に、走行車線を逸脱しないための経路を仮想的に生成し、生成した経路を走行するための操舵角を指示する制御信号を、操舵制御部42に出力する(ステップS108)。なお、ステップS110の処理の後、ステップS108に進まず、本フローチャートの1ルーチンを終了してもよい。
ここで、車両1の速度Vが所定速度Vref未満である場合や、操舵角αの絶対値|α|が所定値αref以上である場合に、図6のステップS104以下の処理を実行しない理由について説明する。これらの条件を満たす場合、車両1が道路を逸脱する動きをしている場合であっても、道路外の車庫への駐車、或いは交差点における右左折である可能性が高い。従って、このような場合において図6のステップS108のような制御を行うと、運転者の意図に反することになる可能性が比較的高く、運転者が煩わしさを覚える可能性があるからである。
また、運転支援装置30から走行制御ユニット40に入力される制御信号は、各車輪の個別の速度や車両1に生じたヨーレート等に基づいて走行安定制御を行う走行安定制御部を介して、操舵制御部42や制動制御部44に入力されてもよい。この場合、走行安定制御部は、例えば、操舵角を指示する制御信号が運転支援制御部36から入力された場合において、その操舵角を実行すると車輪にスリップが生じると判断した場合には、まず制動力を各車輪個別に、或いは全車輪に出力するように制御を行ってよい。
また、物体認識部32によって認識された物体OB(或いは特定物体OB*)の位置は、道路区画線認識部34が認識する道路区画線の位置を補完する情報として用いられてもよい。例えば、道路区画線認識部34は、道路区画線を認識する際に投票処理等の統計的処理を行う場合があるが、道路区画線の候補の近くに物体OBが存在する場合には、統計処理における信頼度を高く補正する等の処理を行ってよい。また、道路区画線認識部34は、道路区画線がかすれて認識困難である場合には、物体OBの近く(走行車線中心線LCの側に所定距離オフセットさせた位置)に、仮想的な道路区画線を定義してもよい。図10は、物体OBの近くに仮想的な道路区画線が定義される様子を示す図である。
以上説明した本実施形態の運転支援装置30によれば、物体認識部32や道路区画線認識部34による認識結果を参照し、特定物体OB*が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインKよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、仮想ラインKよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行うため、より確実に特定物体を保護することができる。
より具体的には、運転支援装置30は、特定物体OB*が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインKよりも走行車線を逸脱する側にある場合に、走行車線を逸脱しないための操舵制御を行い、仮想ラインKよりも走行車線の中央側にある場合に、制動制御を行うため、更に確実に特定物体を保護することができる。
また、運転支援装置30によれば、物体OBが車両1から見て左側にある場合には、車両1の左端部から延出するものとして仮想ラインKを定義し、物体OBが車両1から見て右側にある場合には、車両1の右端部から延出するものとして仮想ラインKを定義することにより、より安全側で制御を行うことができ、更に確実に特定物体を保護することができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、走行車線を逸脱しないための制御として、走行車線を逸脱しないための経路を仮想的に生成し、生成した経路を走行するための操舵角を指示する制御信号を、操舵制御部42に出力することを例示したが、これに限定されず、ステアリング反力の出力や音声による注意喚起、ステアリング方向を指示する画像をHUD(Head Up Display)に表示させる制御等を行ってもよい。また、本実施形態による制御は、既存の車線維持制御システムと排他的な関係にあるものではなく、これと併用されてよい。
1 車両
10 レーダ装置(センサ部)
15 車速センサ
20 カメラ/運転支援ユニット
22 カメラ(センサ部)
30 運転支援装置(運転支援装置)
32 物体認識部(認識部)
34 道路区画線認識部(認識部)
36 運転支援制御部(制御部)
40 走行制御ユニット
42 操舵制御部
44 制動制御部
50 パワーステアリング装置
60 電子制御式ブレーキ装置

Claims (7)

  1. 自車両の周辺情報を取得するセンサ部により取得された周辺情報を参照し、特定物体と道路区画線の位置をそれぞれ認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果を参照し、自車両の進行方向の先に存在する前記道路区画線に関して走行車線の外側にある前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行う制御部と、
    を備える運転支援装置。
  2. 請求項1記載の運転支援装置であって、
    前記制御部は、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合に、走行車線を逸脱しないための制御を行い、前記特定物体が、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合に、制動制御を行う、
    運転支援装置。
  3. 請求項1または2記載の運転支援装置であって、
    前記制御部は、自車両の速度が所定速度以上である場合に、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行う、
    運転支援装置。
  4. 請求項1から3のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、
    前記制御部は、自車両の操舵角の大きさが所定値未満である場合に、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行う、
    運転支援装置。
  5. 請求項1から4のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、
    前記制御部は、自車両の前端部における車両幅方向に関する中央部から、自車両の前方に延出するものとして前記仮想ラインを定義する、
    運転支援装置。
  6. 請求項1から4のうちいずれか1項記載の運転支援装置であって、
    前記制御部は、自車両の左右端いずれかであって、前記特定物体が存在する側の端部から、自車両の前方に延出するものとして前記仮想ラインを定義する、
    運転支援装置。
  7. 自車両の周辺情報を取得するセンサ部により取得された周辺情報を参照し、特定物体と道路区画線の位置をそれぞれ認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果を参照し、前記特定物体が、自車両の進行方向に沿って延在する仮想ラインよりも走行車線を逸脱する側にある場合と、前記仮想ラインよりも走行車線の中央側にある場合とで異なる制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記特定物体は、自車量の進行方向において前記仮想ラインと交わる方向に位置する道路区画線に関して、走行車線の外側にある、
    運転支援装置。
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