JP6142979B2 - 車線維持制御方法及び車線維持制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車線維持制御方法及び車線維持制御装置に係わり、特に、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法及び車線維持制御装置に関する。

従来より、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法及び車線維持制御装置が知られている。

例えば、特許文献１には、車線内におけるドライバの好みの位置を習得することで、個々のドライバの嗜好を反映した目標ラインを追従する車線追従装置が開示されている。この装置では、自動操舵制御が作動していない走行中に、左右車線間の横変位データを収集し、この横変位データに基づいて目標ラインを書き換えることによって、車線内におけるドライバの好みの位置を習得する。

また、特許文献２には、自動操舵時の目標走行ラインを、ドライバの好む走行ラインにマッチさせ、ドライバに与える違和感を軽減する、車両の制御装置が開示されている。この装置では、路線の走行地点での走行車線内の走行ラインの実績を、ドライバの好みのモード毎に記録し、自動操舵時に好みの走行記録データを参照して走行地点での車線内の目標走行ラインを設定する。

特開２００１−３９３２６号公報 特開２００３−１６２７９９号公報

ところで、ドライバが走行しようとする車線内の幅方向位置（すなわち車線内の走行ライン）は、単にドライバ毎に異なるだけではなく、同一のドライバについても、車両が走行する道路の形状、車速、及び、道路の周辺に存在する周辺物体の有無や種別（例えば他車両、歩行者、自転車、電柱等）に応じて異なる。
しかしながら、上述した特許文献１の装置は、道路形状、車速、周辺物体の有無や種別にかかわらず、単に左右車線間の横変位データに基づいて目標走行ラインを設定するので、道路形状、車速、周辺物体の有無や種別によっては、ドライバに違和感を与える目標走行ラインを設定してしまう可能性がある。

また、上述した特許文献２の装置は、過去に走行した路線における走行ラインの実績に基づいて、その路線での車線内の目標走行ラインを設定するので、過去に走行していない路線においては目標走行ラインを設定することができない。また、過去に走行した路線においても、車速あるいは周辺物体の有無や種別が過去の走行時と異なる場合には、ドライバに違和感を与える目標走行ラインを設定してしまう可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、道路形状、車速、あるいは周辺物体の有無や種別に応じて、各ドライバにとって違和感のない走行ラインを走行するように車両の車線維持制御を行うことができる車線維持制御方法及び車線維持制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の車線維持制御方法は、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法であって、車速を特定するステップと、車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定するステップと、車線維持制御の対象となる車線の幅を特定するステップと、特定された車速と、特定された曲率半径と、特定された車線の幅とに基づき、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するステップと、算出された危険感の大きさが最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行うステップと、を含み、危険感の大きさを算出するステップにおいて、特定された曲率半径が大きいほど危険感の大きさが大きくなるように、危険感の大きさを算出することを特徴とする。
また、本発明によれば、車線維持制御装置は、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御装置であって、車速を特定する車速特定手段と、車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定する曲率半径特定手段と、車線維持制御の対象となる車線の幅を特定する車線幅特定手段と、車速特定手段によって特定された車速と、曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、車線幅特定手段によって特定された車線の幅とに基づき、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する危険感算出手段と、危険感算出手段によって算出された危険感の大きさが最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う車線維持制御手段と、を有し、危険感算出手段は、特定された曲率半径が大きいほど危険感の大きさが大きくなるように、危険感の大きさを算出することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。
また、本発明の車線維持制御方法は、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法であって、車速を特定するステップと、車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定するステップと、車線維持制御の対象となる車線の幅を特定するステップと、特定された車速と、特定された曲率半径と、特定された車線の幅とに基づき、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するステップと、算出された危険感の大きさが最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行うステップと、を含み、危険感の大きさを算出するステップにおいては、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、車速を（V）、車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により危険感の大きさを算出する。
Lateral Risk=(a*V+f(R))/D
また、本発明の車線維持制御装置は、車両の車線維持制御を行うための車線維持制御装置であって、車速を特定する車速特定手段と、車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定する曲率半径特定手段と、車線維持制御の対象となる車線の幅を特定する車線幅特定手段と、車速特定手段によって特定された車速と、曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、車線幅特定手段によって特定された車線の幅とに基づき、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する危険感算出手段と、危険感算出手段によって算出された危険感の大きさが最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う車線維持制御手段と、を有し、危険感算出手段は、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、車速を（V）、車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により危険感の大きさを算出する。
Lateral Risk=(a*V+f(R))/D
このように構成された本発明においては、ドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができ、計算負荷を増大させることなく、十分な精度により危険感の大きさを算出することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、車速特定手段によって特定された車速と、曲率半径特定手段によって特定された曲率半径とに基づき、車線の左側端からの距離に応じてドライバが感じる左側危険感の大きさと、車線の右側端からの距離に応じてドライバが感じる右側危険感の大きさとを算出し、車線幅特定手段によって特定された車線の幅に基づき、車線内の幅方向に沿ってこれらの左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和を算出し、車線維持制御手段は、危険感算出手段によって算出された左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和が最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う。
このように構成された本発明においては、車線の左側端及び右側端に対してドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、車速特定手段によって特定された車速と、曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、車線の側端からの距離とを変数とする一次関数として、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する。
このように構成された本発明においては、計算負荷を増大させることなく、十分な精度により危険感の大きさを算出することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、車速を（V）、車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により危険感の大きさを算出する。
Lateral Risk=(a*V+f(R))/D
このように構成された本発明においては、計算負荷を増大させることなく、十分な精度により危険感の大きさを算出することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、さらに、各ドライバ毎に決定された係数に基づき、危険感の大きさを算出する。
このように構成された本発明においては、各ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、さらに、車線維持制御の対象となる道路の種別に応じて決定された係数に基づき、危険感の大きさを算出する。
このように構成された本発明においては、道路の種別に応じて精度よく危険感の大きさを算出することができ、ドライバにとって一層違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、本発明において、好ましくは、さらに、車線維持制御の対象となる道路の周辺に存在する周辺物体の位置及び種別を検出する物体検出手段を有し、危険感算出手段は、物体検出手段によって検出された周辺物体の位置及び種別に基づき、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出し、車線維持制御手段は、危険感算出手段によって算出された、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさと、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさとの和が最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う。
このように構成された本発明においては、周辺物体に対してドライバが感じる危険感の大きさを一層正確に算出することができる。

また、本発明において、好ましくは、危険感算出手段は、さらに、周辺物体の種別毎に決定された係数に基づき、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する。
このように構成された本発明においては、周辺物体に対してドライバが感じる危険感の大きさを一層正確に算出することができる。

本発明による車線維持制御方法及び車線維持制御装置によれば、道路形状、車速、あるいは周辺物体の有無や種別に応じて、各ドライバにとって違和感のない走行ラインを走行するように車両の車線維持制御を行うことができる。

本発明の実施形態による車線維持制御装置が搭載された車両の電気的構成を示すブロック図である 車線維持制御の対象となる車線を走行する車両を示す概略平面図である。 ドライバが自車両を車線の左側端及び右側端に許容限度まで接近させた場合における、自車両の車線内の幅方向位置を測定した結果を示すグラフである。 右側危険感の大きさを表すLateral Risk_right、左側危険感の大きさを表すLateral Risk_left、及び物体危険感の大きさを表すLateral Risk_objectと、これらの危険感の和を表すLateral Riskとを示したグラフである。 車両が実際に走行した車線内の幅方向位置と、Lateral Riskが極小値となる車線内の幅方向位置との比較結果を示す表である。 車両の車線維持制御を行う車線維持制御処理のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車線維持制御方法及び車線維持制御装置を説明する。
まず、図１により、本発明の実施形態による車線維持制御装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態による車線維持制御装置が搭載された車両の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車線維持制御装置１が搭載された車両２には、自車両２の移動に伴って得られる車速パルスを検出する車速センサ４が設けられている。この車速センサ４は、検出信号を車線維持制御装置１に出力する。

さらに、車両２には、車両２の前方を撮影するカメラ６が設けられている。このカメラ６は、撮影した画像データを車線維持制御装置１に出力する。

また、車両２には、電動パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）が搭載されている。この電動パワーステアリングは、ドライバの操舵をアシストするＥＰＳモータ８を備えている。ＥＰＳモータ８は、車線維持制御装置１からの出力に基づき制御される。

図１に示すように、車線維持制御装置１は、自車速を特定する車速特定部１０と、車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定する曲率半径特定部１２と、車線維持制御の対象となる車線の幅を特定する車線幅特定部１４と、車線維持制御の対象となる道路の周辺に存在する周辺物体の位置及び種別を検出する物体検出部１６と、自車両２の車線内の幅方向位置や周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する危険感算出部１８と、車両２の車線維持制御を行う車線維持制御部２０とを有する。
これらの各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

ここで、図２乃至図５により、本発明の実施形態による車線維持制御方法及び車線維持制御装置１による車線維持制御の基本的な概念を説明する。
図２は、車線維持制御の対象となる車線を走行する車両２を示す概略平面図である。
図２に示した例では、車両２が走行する車線の曲率半径をＲとし、車両２が走行する車線の幅をＷとする。また、車両２の中央から車線の進行方向と平行に引いたラインを走行ラインとした場合において、車線の左側端から走行ラインまでの距離をＤ_left、車線の右側端から走行ラインまでの距離をＤ_rightとし、さらに、道路の周辺に存在する周辺物体（例えば、停車中あるいは走行中の他車両、電柱、自転車、歩行者等。図２では車線の左側に位置する歩行者）から走行ラインまでの距離をＤ_objectとする。

車両２のドライバは、車線の左側端、車線の右側端、及び周辺物体のそれぞれから安全な距離を保つように、自車両２の走行ラインを選択すると考えることができる。換言すれば、ドライバは、車線の左側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感（以下、「左側危険感」）の大きさ、車線の右側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感（以下、「右側危険感」）の大きさ、及び周辺物体からの距離に応じてドライバが感じる危険感（以下、「物体危険感」）の大きさの総和が可能な限り小さくなるように、自車両２の走行ラインを選択すると考えられる。
そこで、本願発明者は、自車速、車線の形状、周辺物体の種別や位置、及び各ドライバの特性を示すパラメータに基づいて、これらの危険感を算出し、危険感の総和が最小となる車線内の幅方向位置を特定することによって、自車両２の目標走行ラインをドライバ毎に特定することに想到した。

まず、危険感の算出方法について説明する。図３は、ドライバが自車両２を車線の左側端及び右側端に許容限度まで接近させた場合における、自車両２の車線内の幅方向位置を測定した結果を示すグラフである。この図３に結果を示した測定は、車線幅が４ｍであって、直線及び左カーブ（曲率半径＝４００ｍ）の形状を有する各車線に、複数の車速条件（すなわち、６０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、及び１１５ｋｍ／ｈ）にて車両２を走行させることにより行った。図３のグラフにおける横軸は車速を示し、縦軸は自車両２の車線内の幅方向位置（車線中心を０ｍとして、車線右側が正、車線左側が負）を示す。また、グラフの実線は道路形状が直線のケースにおける測定結果の回帰直線を示し、破線は道路形状が左カーブのケースにおける測定結果の回帰直線を示す。

図３において、ドライバが自車両２を車線の右側端に許容限度まで接近させたケースにおける測定結果の回帰直線は、次式により表すことができる。
Ｄ_{right min}=ａ_right・Ｖ＋ｆ（Ｒ） （１）
ここで、Ｄ_{right min}は車線の右側端から車両２までの距離、Ｖは車速、Ｒは曲率半径である。また、ａ_rightは回帰曲線の傾きに対応し、各ドライバ毎に異なる特性パラメータである。また、ｆ（Ｒ）は回帰曲線の切片に対応し、車線の曲率半径に応じて定まる変数である。

上述したように、式（１）のＤ_{right min}は、ドライバが自車両２を車線の右側端に許容限度まで接近させたケースにおける車線の右側端から車両２までの距離を表している。従って、図２に示したように、車線の右側端から走行ラインまでの距離をＤ_rightとした場合、Ｄ_{right min}とＤ_rightとの比Ｄ_{right min}／Ｄ_rightは、車線の右側端に対する自車両２の接近の程度、すなわち右側危険感が最も大きいケースを基準とする相対的な右側危険感の大きさを表している。そこで、この比Ｄ_{right min}／Ｄ_rightを、右側危険感の大きさを表す「Lateral Risk_right」と定義すると、式（１）から次式が得られる。
Lateral Risk_right=（ａ_right・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_right （２）
このLateral Risk_rightは、車線の右側端から走行ラインまでの距離Ｄ_rightに反比例し、距離がＤ_{right min}の場合（すなわちドライバが自車両２を車線の右側端に許容限度まで接近させた場合）に最大値「１」となる。また、車線の右側端から走行ラインまでの距離Ｄ_rightが一定の場合には、車速が大きくなるほどLateral Risk_rightが大きく（すなわち右側危険感が大きく）なる。さらに、図３によれば、左カーブのケースよりも直線のケースの方が（すなわち曲率半径が大きいほど）Lateral Risk_rightが大きく（すなわち右側危険感が大きく）なる。

左側危険感の大きさを表す「Lateral Risk_left」についても、「Lateral Risk_right」と同様に、次式により定義される。
Lateral Risk_left=（ａ_left・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_left （３）
図３に例示した測定をドライバ毎に実施することにより、各ドライバ毎に、式（２）及び式（３）における特性パラメータａ_left及び変数ｆ（Ｒ）を特定することができる。

さらに、物体危険感の大きさを表す「Lateral Risk_object」についても、「Lateral Risk_right」と同様に、次式により定義される。
Lateral Risk_object=（ｂ_object・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_object （４）
ここで、ｂ_objectは、ドライバ及び周辺物体の種別毎に異なる特性パラメータである。この特性パラメータｂ_objectは、図３に例示した測定を周辺物体の種別毎に実施することにより、周辺物体の各種別毎に特定することができる。

図４は、上述した右側危険感の大きさを表す式（２）によるLateral Risk_right、左側危険感の大きさを表す式（３）によるLateral Risk_left、及び物体危険感の大きさを表す式（４）によるLateral Risk_objectと、これらの危険感の和を表すLateral Riskとを示したグラフである。この図４のグラフにおける横軸は、車線内の幅方向位置（車線の中心を０ｍとして、車線右側が正、車線左側が負）を示し、縦軸は危険感の大きさを示す。この図４に示すように、危険感の和を表すLateral Riskは、下向きに凸の関数となる。このLateral Riskの極小値に対応する車線内の幅方向位置Ｐ_targetが、ドライバによって選択されると想定される走行ラインであり、車線維持制御装置１による自車両２の目標走行ラインになる。

図５は、車両２が実際に走行した車線内の幅方向位置と、Lateral Riskが極小値となる車線内の幅方向位置との比較結果を示す表である。この図５に結果を示した実験では、幅４ｍの車線を対象として、被験者２名（Ｓ及びＴ）、車速２ケース（６０ｋｍ／ｈ及び１００ｋｍ／ｈ）、道路形状２ケース（直線及び左カーブ（曲率半径Ｒ＝４００ｍ））の計８ケースについて、車両２が走行した車線内の幅方向位置を測定し、その平均値を算出した（図５における「実測平均」）。さらに、各ケースと同一の条件の下で、Lateral Riskが極小値となる車線内の幅方向位置を算出した（図５における「推定」）。なお、図５に示した車線内の幅方向位置は、「実測平均」及び「推定」共に、車線の中心を０ｍとして、車線右側が正、車線左側が負の値となっている。
その結果、図５に示すように、車両２が実際に走行した車線内の幅方向位置と、Lateral Riskが極小値となる車線内の幅方向位置とは、よく一致していることが確認された。すなわち、ドライバが感じる危険感が最小となる車線内の幅方向位置を特定することにより、各ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することが可能となっている。

次に、図６により、車線維持制御装置１が行う車線維持制御の各処理について説明する。
図６は、車両２の車線維持制御を行う車線維持制御処理のフローチャートである。この車線維持制御処理は、車両２のイグニッションがオンにされ、車線維持制御装置１に電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。

図６に示すように、車線維持制御処理が開始されると、ステップＳ１において、車速特定部１０は、車速センサ４によって検出された車速パルスに基づき、自車速Ｖを特定する。

次いで、ステップＳ２において、曲率半径特定部１２は、カメラ６によって撮影された車両２の前方の画像データに基づき、自車両２が走行している車線（すなわち車線維持制御の対象となる車線）の曲率半径Ｒを特定する。具体的には、曲率半径特定部１２は、カメラ６により撮影された車両２の前方の画像データから道路上の白線又は黄線を検出することによって、自車両２が走行している車線の形状を認識し、曲率半径Ｒを特定する。

次いで、ステップＳ３において、車線幅特定部１４は、カメラ６によって撮影された車両２の前方の画像データに基づき、車線維持制御の対象となる車線の幅Ｗを特定する。具体的には、車線幅特定部１４は、カメラ６により撮影された車両２の前方の画像データから道路上の白線又は黄線を検出することによって、車線の幅Ｗを特定する。

次いで、ステップＳ４において、物体検出部１６は、カメラ６によって撮影された車両２の前方の画像データに基づき、車線維持制御の対象となる道路の周辺に存在する周辺物体の位置及び種別を検出する。具体的には、車線幅特定部１４は、カメラ６により撮影された車両２の前方の画像データから、他車両、電柱、自転車、歩行者等の周辺物体を検出し、検出された各周辺物体の種別及び位置を特定する。

次いで、ステップＳ５において、危険感算出部１８は、ステップＳ１において車速特定部１０によって特定された車速Ｖと、ステップＳ２において曲率半径特定部１２によって特定された曲率半径Ｒとに基づき、車線の左側端からの距離Ｄ_leftに応じてドライバが感じる左側危険感の大きさ（Lateral Risk_left）と、車線の右側端からの距離Ｄ_rightに応じてドライバが感じる右側危険感の大きさ（Lateral Risk_right）とを算出する。上述したように、左側危険感の大きさは、Lateral Risk_left=（ａ_left・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_leftとして算出され、右側危険感の大きさは、Lateral Risk_right=（ａ_right・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_rightとして算出される。

次いで、ステップＳ６において、危険感算出部１８は、ステップＳ１において車速特定部１０によって特定された車速Ｖと、ステップＳ２において曲率半径特定部１２によって特定された曲率半径Ｒと、ステップＳ４において物体検出部１６によって検出された周辺物体の位置及び種別に基づき、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる物体危険感の大きさ（Lateral Risk_object）を算出する。上述したように、物体危険感の大きさは、Lateral Risk_object=（ｂ_object・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ_objectとして算出される。

次いで、ステップＳ７において、危険感算出部１８は、ステップＳ３において車線幅特定部１４によって特定された車線の幅Ｗに基づき、車線内の幅方向に沿って、左側危険感の大きさ（Lateral Risk_left）と、右側危険感の大きさ（Lateral Risk_right）と、物体危険感の大きさ（Lateral Risk_object）との和（Lateral Risk）を算出する。
例えば、図４のグラフに示したように、車線の中心を０ｍ、車線右側を正、車線左側が負として、車線内の幅方向位置Ｐを表す場合、左側危険感の大きさは、次式により算出される。
Lateral Risk_left=（ａ_left・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｐ＋Ｗ／２） （５）
また、右側危険感の大きさは、次式により算出される。
Lateral Risk_right=（ａ_right・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｗ／２−Ｐ） （６）
また、物体危険感の大きさは、車線の左側に存在する周辺物体の位置から車線中心までの距離をＤ_{object center}とした場合、次式により算出される。
Lateral Risk_object=（ｂ_object・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｄ_{object center}＋P） （７）
従って、危険感の和は、次式により算出される。
Lateral Risk = （ａ_left・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｐ＋Ｗ／２）
＋（ａ_right・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｗ／２−Ｐ）
＋（ｂ_object・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／（Ｄ_{object center}＋P） （８）

次いで、ステップＳ８において、車線維持制御部２０は、ステップＳ７において式（８）に基づき危険感算出部１８によって算出された危険感の和（Lateral Risk）が最小となる車線内の幅方向位置Ｐ_target、すなわち車線維持制御装置１による自車両２の目標走行ラインを特定する。

次いで、ステップＳ９において、車線維持制御部２０は、ステップＳ８において特定した車線内の幅方向位置Ｐ_target、すなわち目標走行ラインを走行するように、車両２の車線維持制御を行う。具体的には、車線維持制御部２０は、カメラ６によって撮影された車両２の前方の画像データに基づき、車線内における自車両２の幅方向位置と目標走行ラインとの差分を特定する。そして、この差分を０に近づけるようにドライバの操舵をアシストするために必要な目標アシストトルクＴ_targetを算出する。次いで、このＴ_targetに基づき、電動パワーステアリングのＥＰＳモータ８に供給する電流Ｉ_targetを算出し、ＥＰＳモータ８に供給する。

次に、上述した本実施形態の車線維持制御装置１及び車線維持制御方法による作用効果を説明する。

まず、車線維持制御装置１は、車速特定部１０によって特定された車速と、曲率半径特定部１２によって特定された車線の曲率半径と、車線幅特定部１４によって特定された車線の幅とに基づき、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出し、この算出された危険感の大きさが最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両２の車線維持制御を行うので、ドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

特に、危険感算出部１８は、車速特定部１０によって特定された車速と、曲率半径特定部１２によって特定された曲率半径とに基づき、車線の左側端からの距離に応じてドライバが感じる左側危険感の大きさと、車線の右側端からの距離に応じてドライバが感じる右側危険感の大きさとを算出し、車線幅特定部１４によって特定された車線の幅に基づき、車線内の幅方向に沿ってこれらの左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和を算出し、車線維持制御部２０は、左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和が最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両２の車線維持制御を行うので、車線の左側端及び右側端に対してドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、危険感算出部１８は、車速特定部１０によって特定された車速と、曲率半径特定部１２によって特定された曲率半径と、車線の側端からの距離とを変数とする一次関数として、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するので、計算負荷を増大させることなく、十分な精度により危険感の大きさを算出することができる。

さらに、危険感算出部１８は、車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、車速を（V）、車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により危険感の大きさを算出する。
Lateral Risk=（ａ・Ｖ＋ｆ（Ｒ））／Ｄ
従って、計算負荷を増大させることなく、十分な精度により危険感の大きさを算出することができる。

また、危険感算出部１８は、各ドライバ毎に決定された係数に基づき、危険感の大きさを算出するので、各ドライバにとって違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、危険感算出部１８は、物体検出部１６によって検出された周辺物体の位置及び種別に基づき、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出し、車線維持制御部２０は、車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさと、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさとの和が最小となる車線内の幅方向位置を走行するように、車両２の車線維持制御を行うので、車線の左側端及び右側端に加えて、周辺物体に対してもドライバが危険感を感じることの少ない目標走行ラインを設定することができ、ドライバにとって一層違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

さらに、危険感算出部１８は、周辺物体の種別毎に決定された係数に基づき、周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するので、周辺物体に対してドライバが感じる危険感の大きさを一層正確に算出することができる。

最後に、車線維持制御方法及び車線維持制御装置１の変形例について説明する。
上述した実施形態においては、危険感算出部１８が、自車速と、車線の曲率半径と、車線幅特定部１４によって特定された車線の幅とに基づき、車線の左側端及び右側端に対してドライバが感じる危険感の大きさを算出する場合について説明したが、さらに、車線維持制御の対象となる道路の種別に応じて決定された係数に基づき、車線の左側端及び右側端に対してドライバが感じる危険感の大きさを算出するようにしてもよい。
例えば、図３を参照して説明したものと同様の測定を、異なる種別の道路毎に実施することにより、道路の種別に応じて異なる特性パラメータを決定することができる。これにより、道路の種別に応じて精度よく危険感の大きさを算出することができ、ドライバにとって一層違和感のない目標走行ラインを設定することができる。

また、上述した実施形態においては、図３を参照して説明した測定の結果に基づき、危険感を算出するための特性パラメータを決定すると説明したが、車線維持制御処理が行われていない通常走行時に、自車速、走行中の車線の曲率半径、及び車線の左側端及び右側端から自車両２までの距離を検出し、これらの検出結果に基づき、危険感を算出するための特性パラメータを決定するようにしてもよい。
これにより、特性パラメータを予め保持する必要がなく、最新のドライバ特性に応じた危険感を算出することができる。

１ 車線維持制御装置
２ 車両
４ 車速センサ
６ カメラ
８ ＥＰＳモータ
１０ 車速特定部
１２ 曲率半径特定部
１４ 車線幅特定部
１６ 物体検出部
１８ 危険感算出部
２０ 車線維持制御部

Claims (11)

1. 車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法であって、
   車速を特定するステップと、
   車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定するステップと、
   車線維持制御の対象となる車線の幅を特定するステップと、
   上記特定された車速と、上記特定された曲率半径と、上記特定された車線の幅とに基づき、上記車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するステップと、
   上記算出された危険感の大きさが最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行うステップと、を含み、
   上記危険感の大きさを算出するステップにおいて、上記特定された曲率半径が大きいほど上記危険感の大きさが大きくなるように、上記危険感の大きさを算出する
   ことを特徴とする車線維持制御方法。
2. 車両の車線維持制御を行うための車線維持制御方法であって、
   車速を特定するステップと、
   車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定するステップと、
   車線維持制御の対象となる車線の幅を特定するステップと、
   上記特定された車速と、上記特定された曲率半径と、上記特定された車線の幅とに基づき、上記車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出するステップと、
   上記算出された危険感の大きさが最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行うステップと、を含み、
   上記危険感の大きさを算出するステップにおいては、上記車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、上記車速を（V）、上記車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、上記車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により上記危険感の大きさを算出する
   ことを特徴とする車線維持制御方法。
   Lateral Risk=(a*V+f(R))/D
3. 車両の車線維持制御を行うための車線維持制御装置であって、
   車速を特定する車速特定手段と、
   車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定する曲率半径特定手段と、
   車線維持制御の対象となる車線の幅を特定する車線幅特定手段と、
   上記車速特定手段によって特定された車速と、上記曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、上記車線幅特定手段によって特定された車線の幅とに基づき、上記車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する危険感算出手段と、
   上記危険感算出手段によって算出された危険感の大きさが最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う車線維持制御手段と、を有し、
   上記危険感算出手段は、上記特定された曲率半径が大きいほど上記危険感の大きさが大きくなるように、上記危険感の大きさを算出する
   ことを特徴とする車線維持制御装置。
4. 上記危険感算出手段は、上記車速特定手段によって特定された車速と、上記曲率半径特定手段によって特定された曲率半径とに基づき、上記車線の左側端からの距離に応じてドライバが感じる左側危険感の大きさと、上記車線の右側端からの距離に応じてドライバが感じる右側危険感の大きさとを算出し、上記車線幅特定手段によって特定された車線の幅に基づき、上記車線内の幅方向に沿ってこれらの左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和を算出し、
   上記車線維持制御手段は、上記危険感算出手段によって算出された左側危険感の大きさと右側危険感の大きさとの和が最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う、請求項３に記載の車線維持制御装置。
5. 上記危険感算出手段は、上記車速特定手段によって特定された車速と、上記曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、上記車線の側端からの距離とを変数とする一次関数として、上記車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する、請求項３又は４に記載の車線維持制御装置。
6. 上記危険感算出手段は、上記車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、上記車速を（V）、上記車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、上記車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により上記危険感の大きさを算出する、請求項５に記載の車線維持制御装置。
   Lateral Risk=(a*V+f(R))/D
7. 上記危険感算出手段は、さらに、各ドライバ毎に決定された係数に基づき、上記危険感の大きさを算出する、請求項３乃至６の何れか１項に記載の車線維持制御装置。
8. 上記危険感算出手段は、さらに、上記車線維持制御の対象となる道路の種別に応じて決定された係数に基づき、上記危険感の大きさを算出する、請求項３乃至７の何れか１項に記載の車線維持制御装置。
9. さらに、上記車線維持制御の対象となる道路の周辺に存在する周辺物体の位置及び種別を検出する物体検出手段を有し、
   上記危険感算出手段は、上記物体検出手段によって検出された上記周辺物体の位置及び種別に基づき、上記周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出し、
   上記車線維持制御手段は、上記危険感算出手段によって算出された、上記車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさと、上記周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさとの和が最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う、請求項３乃至８の何れか１項に記載の車線維持制御装置。
10. 上記危険感算出手段は、さらに、上記周辺物体の種別毎に決定された係数に基づき、上記周辺物体の位置及び種別に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する、請求項９に記載の車線維持制御装置。
11. 車両の車線維持制御を行うための車線維持制御装置であって、
    車速を特定する車速特定手段と、
    車線維持制御の対象となる車線の曲率半径を特定する曲率半径特定手段と、
    車線維持制御の対象となる車線の幅を特定する車線幅特定手段と、
    上記車速特定手段によって特定された車速と、上記曲率半径特定手段によって特定された曲率半径と、上記車線幅特定手段によって特定された車線の幅とに基づき、上記車線内の幅方向位置に応じてドライバが感じる危険感の大きさを算出する危険感算出手段と、
    上記危険感算出手段によって算出された危険感の大きさが最小となる上記車線内の幅方向位置を走行するように、車両の車線維持制御を行う車線維持制御手段と、を有し、
    上記危険感算出手段は、上記車線の側端からの距離に応じてドライバが感じる危険感の大きさを（Lateral Risk）、上記車速を（V）、上記車線の曲率半径に応じて定まる変数を（f(R)）、上記車線の側端からの距離を（D）、ドライバの特性パラメータを（a）とした場合、以下の式により上記危険感の大きさを算出する
    ことを特徴とする車線維持制御装置。
    Lateral Risk=(a*V+f(R))/D

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