JP6457826B2

JP6457826B2 - 車両の運転支援装置

Info

Publication number: JP6457826B2
Application number: JP2015016714A
Authority: JP
Inventors: 康鷹左右
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: JP2016143137A

Description

本発明は、車両同士のすれ違いが困難な狭路における円滑な通行を実現する車両の運転支援装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、運転者の運転操作に対して自車両の外部環境の認識結果に基づく自動運転を含む運転支援制御に係る技術が開発、実用化されている。このような運転支援の一つして、狭路での車両の安全且つスムーズな通行を可能とする技術がある。

例えば、特許文献１には、車両の車体情報と道路状況とに基づいてすれ違い位置及びそのすれ違い位置におけるすれ違いの容易度合いを算定し、算定したすれ違いの容易度合いと運転者のすれ違い操作に関する運転技量とに基づいて、最も容易なすれ違い位置とすれ違い方法とを決定して運転者に報知する運転支援システムが開示されている。

特開２００８−２１７０７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている運転支援では、すれ違いポイントを通過する優先順位を、車両の運転者の運転技量を評価して一義的に決定するようにしているため、交通状況如何によっては、却って円滑な通行を妨げる要因となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間を通過する優先順位を交通状況に応じた優先順位として、円滑な通行の実現を図ることのできる車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の運転支援装置は、自車両と他車両との間の情報交換により、自車両と他車両との対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間に係る狭路情報を、すれ違い可能な退避ポイントを含めて取得する狭路情報取得部と、自車両の後方に続いて走行する後続車両の車両数を検出する後続車両検出部と、自車両と他車両との間で、少なくとも前記退避ポイントへの到達時間及び前記後続車両の車両数に係る情報を交換する狭路通行情報伝達部と、前記狭路区間を通過する車両の優先順位を決定する際に、前記後続車両の車両数が多い方の車両の優先順位を高く設定し、前記後続車両の車両数が同じ場合には、前記退避ポイントへの到達時間が短い方の車両の優先順位を高く設定する優先順位決定部と、自車両の前記優先順位が他車両よりも低い場合、自車両を前記退避ポイントに移動させて停車させるための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行し、自車両の前記優先順位が他車両よりも高い場合には、前記狭路区間を通過するための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行する狭路通行制御部とを備える。

本発明によれば、対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間を通過する優先順位を交通状況に応じた優先順位とすることができ、円滑な通行を実現することが可能となる。

車両の運転支援装置の構成図狭路区間において自車両側が待機する例を示す説明図狭路区間において相手車両側が待機する例を示す説明図自車両側に一時的な障害物が存在する狭路区間を示す説明図狭路区間通行制御処理のフローチャート

以下、図面を参照し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）であり、この自車両１に、運転者の運転操作に対して自車両の外部環境の認識結果に基づく自動運転を含む運転支援制御を実行する運転支援装置２が搭載されている。運転支援装置２は、自車両１の外部環境情報を取得するための各種デバイスを備え、また、自車両１の運転状態を検出する各種センサ類からの信号が入力される。

本実施の形態においては、運転支援装置２は、外界環境をセンシングするためのデバイスとして、車両１の前方の物体を３次元位置を検出するステレオカメラユニット３、車両１の前側方の物体を検出する側方レーダユニット４、車両１の後方の物体を検出するマイクロ波等による後方レーダユニット５を備え、更に、高精細の地図データベースを備えたナビゲーションユニット６、路車間通信や車車間通信等のインフラ通信によって交通情報を取得する交通情報通信ユニット７を備えている。

ステレオカメラユニット３は、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に設置される左右２台のカメラ３ａ．３ｂで構成されるステレオカメラを主としている。左右２台のカメラ３ａ，３ｂは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラであり、所定の基線長で固定されている。このステレオカメラユニット３には、左右のカメラ３ａ，３ｂで撮像した一対の画像をステレオ画像処理して、先行車両等の前方の物体の実空間における３次元位置情報を取得する画像処理部が一体的に備えられている。物体の３次元位置は、ステレオ画像処理によって得られる物体の視差データと画像座標値とから、例えば、ステレオカメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をＸ軸、車高方向をＹ軸、車長方向（距離方向）をＺ軸とする３次元空間の座標値に変換される。

側方レーダユニット４は、自車両周辺に存在する比較的近距離の物体を検出する近接レーダであり、例えば、フロントバンパの左右コーナー部に設置され、マイクロ波や高帯域のミリ波等のレーダ波を外部に送信して物体からの反射波を受信し、ステレオカメラユニット３の視野外となる自車両の前側方に存在する物体までの距離や方位を測定する。また、後方レーダユニット５は、例えば、リヤバンパの左右コーナー部に設置され、同様にレーダ波を外部に送信して物体からの反射波を受信し、自車両後方から後側方にかけて存在する物体までの距離や方位を測定する。

尚、後方物体は、リヤビューカメラを用いた画像認識、或いは画像認識と他のセンシングデバイスとのセンサフュージョンによって検出するようにしても良い。

ナビゲーションユニット６は、交差点や信号機等の位置、道路の車線数、道路の曲率半径、制限速度、追い越し禁止区間等の走行環境に係る高精細の地図情報を地図データベースに保有し、ＧＰＳ等によって測位した自車両の位置をディスプレイに表示すると共に、これらの情報を自動運転の制御用データとして出力する。また、交通情報通信ユニット７は、ステレオカメラユニット３、側方レーダユニット４、後方レーダユニット５からは見通せない（センシングできない）エリアや交差道路等の交通情報を、道路付帯設備を介した路車間通信や他車両との車車間通信によって取得する。

尚、交通情報通信ユニット７は、専用の装置としても良いが、ナビゲーションユニット６と一体的に設けるようにしても良い。

一方、自車両１の運転状態を検出するセンサ類としては、車速を検出する車速センサ１０、操舵角を検出する操舵角センサ１１、加速度を検出するＧセンサ１２等がある。運転支援装置２は、各ユニット４〜６で取得した自車両１を取り巻く交通環境情報と、車速センサ１０や操舵角センサ１１やＧセンサ１２等の各種センサ類で検出した自車両１の運転状態情報とに基づいて、車両１の運転支援制御を実行する。

運転支援装置２による運転支援制御は、先行車両に対する追い越し、車線維持、高速道路自動合流等を含む適応走行制御、障害物の自動回避制御、標識及び信号検知による一時停止・交差点通過制御、異常発生時の路肩への緊急退避制御、対面通行のすれ違いが困難な狭路区間の通行制御等がある。狭路区間の通行制御は、自車両と相手車両（対向車両）との対面通行のすれ違いが困難な狭路区間において、自車両と相手車両との走行状況を把握し、円滑な通行を可能とする。本実施の形態においては、車車間通信を用いて互いの走行状況に係る情報を取得して、自車両と相手車両とのどちらの車両が先に狭路区間を通過するかの優先順位を決定して自動で譲り合いを行うことで、円滑な通行を実現する。

以下、運転支援装置２による狭路区間通行制御について説明する。ここでの狭路区間は、対向通行でのすれ違いが困難な区間を対象としており、自車両と相手車両（対向車両）とが相互に情報交換することにより、優先順位が低い側の車両がすれ違い可能な場所で待機し、優先順位の高い側の車両が狭路区間を通過した後、優先順位の低い側の車両が狭路区間を通過する。運転支援装置２は、このような狭路区間通行制御に係る機能部として、狭路情報取得部２０、後続車両検出部３０、優先順位決定部４０、狭路通行制御部５０、狭路通行情報伝達部６０を備えている。

狭路情報取得部２０は、ナビゲーションユニット６からの地図情報を主として、ステレオカメラユニット３、側方レーダユニット４、後方レーダユニット５、ナビゲーションユニット６、交通情報通信ユニット７からの情報を加え、対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間に係る情報を取得する。自車両がこれから進行する道路に狭路区間が存在し、この狭路区間に向かって進行する対向車両が検出された場合、狭路区間の形状（地形上の狭隘路、電柱等の固定設備による狭路区間、一時的な駐車車両による狭路区間）、狭路区間の手前のすれ違い可能な地点までの距離、すれ違い可能な場所の形状（幅及び長さ；退避可能な車両数）等の情報を取得する。これらの情報は、狭路通行情報伝達部６０から車車間通信を介して相手車両と情報交換される。

後続車両検出部３０は、狭路区間が存在し、狭路区間に向かって進行する対向車両が検出された場合、ナビゲーションユニット６及び交通情報通信ユニット７からの情報を主として、後方レーダユニット５及び側方レーダユニット４による情報を適宜加え、自車両の後方に続いて走行する後続車の車両数を検出する。後続車両数の情報は、狭路通行情報伝達部６０から車車間通信を介して相手車両に送信され、また、相手車両側から後続車両数の情報が受信される。

優先順位決定部４０は、狭路区間及び通過車両に係る情報に基づいて、狭路区間をどちらが優先的に通行するかを決定する。相手車両よりも自車両の優先順位が高い場合、車車間通信を介して相手車両に退避ポイントへの移動及び停車を要請し、相手車両が許諾の応答を返したとき、狭路通行制御部５０に加減速及び操舵制御を含む走行制御の実行を指示して狭路区間を通行する。逆に、相手車両よりも自車両の優先順位が低い場合には、すれ違い可能な地点を退避ポイントとして、狭路通行制御部５０に退避ポイントへ移動して停車する加減速及び操舵制御を含む走行制御の実行を指示するとともに、車車間通信を介して相手車両に狭路区間の優先的な通行が可能であることを通知する。

狭路通過の優先順位は、狭路区間の形状を考慮して決定され、狭路区間が地形上の狭路区間或いは電柱等の固定設備によって形成される狭路区間である場合には、狭路区間の通過車両数や退避ポイントまでの到達時間に基づいて優先順位を決定する。具体的には、自車両側や対向車両側における後続車両の台数を示す車両数ｎ1,ｎ2、各車両から退避ポイントまでの距離Ｌ1,Ｌ2、各車両の速度Ｖ1,Ｖ2を用いて、以下の（１）式に示すような後続車両比Ｎ、（２）式に示すような到達時間比Ｋを求め、これらの後続車両比Ｎ、到達時間比Ｋに基づいて、狭路通過の優先順位を決定する。但し、ｎ，Ｌ，Ｖにおける添え字1は自車両側、添え字2は相手車両側を示し、また、便宜上、車両数ｎ1,ｎ2は後続車両の数に自身を加算した車両数とする（Ｎ≠０）。
Ｎ＝ｎ1／ｎ2 …（１）
Ｋ＝(Ｌ1／Ｖ1)／(Ｌ2／Ｖ2) …（２）

例えば、Ｎ＞１で自車両側の後続車両の数が相手車両側よりも多い場合には、自車両側の優先順位を自車両側よりも高く設定して、自車両側が狭路区間を優先して走行し、相手車両側が退避ポイントで停車するように協調制御を行う。一方、Ｎ＜１で自車両側の後続車両の数が相手車両側よりも少ない場合には、自車両側の優先順位を自車両側よりも低く設定して、相手車両側が狭路区間を優先して走行し、自車両側が退避ポイントで停車するように協調制御する。

また、Ｎ＝１で後続車両の数が自車両側と相手車両側で同数の場合、或いは双方に後続車両がいない場合には、退避ポイントに早く到達する側の車両が道を譲り、後から到達する側の車両が優先的に狭路区間を通過する。すなわち、Ｋ≧１の場合には、自車両側の優先度を相手車両側よりも高くし、Ｋ＜１の場合、相手車両側の優先度を自車両側よりも高くする。

この場合、退避ポイントは、狭路区間及び退避場所の形状と後続車両数を考慮して適宜設定される。例えば、図２に示すように、車両Ｃ１，Ｃ２の何れか一方のみが通行可能な地形上の狭隘路が狭路区間として存在し、その途中に車両のすれ違いを可能とする退避場所Ｓが設けられている場合、退避場所Ｓの広さに応じて退避ポイントが設定される。優先順位が低い側の全ての車両が退避場所Ｓ内に退避可能である場合、この退避場所Ｓを退避ポイントとし、優先順位が低い側の車両の一部しか退避場所Ｓ内に退避できない場合には、狭路区間が始まる手前の地点を退避ポイントとする。尚、図２〜図４においては、自車両１をＣ１、相手車両をＣ２と記載する。

また、図３に示すように、自車両Ｃ１と相手車両Ｃ２とのすれ違い通行が可能な道路であっても、道路脇に立設された電柱Ｄによって一部の道幅が狭まり、車両一台分しか通行できない箇所が狭路区間として出現する場合には、電柱Ｄから所定距離離れたすれ違い可能な地点を退避ポイントとする。この退避ポイントは、道を譲る側の車両が進行する車線側とされる。

一方、図４に示すように、自車両Ｃ１と相手車両Ｃ２とのすれ違い通行が可能な道路において、駐車車両、二輪車等の一時的な障害物Ｂによって、すれ違いが困難な狭路区間が形成されている場合には、該当する区間に接近したときには障害物Ｂが移動してすれ違い可能となっている可能性があるため、障害物Ｂが道路の何れの側に存在するかによって優先順位が決定される。この場合には、障害物Ｂから所定距離離れた地点が退避ポイントとして設定され、自分の車線側に障害物Ｂが存在する方が道を譲る。

狭路通行制御部５０は、自車両の狭路区間通過の優先順位が低い場合、自車両を円滑に退避ポイントに移動させて停車させるための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行する。また、自車両の狭路区間通過の優先順位が高い場合には、狭路区間を通過するための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行する。

狭路通行情報伝達部６０は、狭路区間の通行制御における各種情報を自車両の運転者に伝達するともに、交通情報通信ユニット７の車車間通信を介して相手車両側に伝達する。伝達する情報は、狭路区間の情報、対向車両及び自車両の後続車両数、狭路区間通過の優先順位、退避ポイントまでの距離及び到達時間、退避ポイントへの移動及び停車制御等であり、自車両側及び相手車両側の運転者に対する音声出力や画像出力、優先順位に従った狭路区間の通行制御を協調して実行するための自車両と相手側車両との情報交換を含む情報伝達を、狭路区間通行制御が終了するまで行う。

次に、以上の狭路区間通行制御を実現する運転支援装置２のプログラム処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。

この狭路区間通行制御処理では、最初のステップＳ１において、ナビゲーションユニット６からの地図情報を主とする外部環境の認識結果に基づいて、自車両の進行方向に対向車両とのすれ違い通行が困難な狭路区間が有るか否かを調べる。狭路区間が無い場合には、本処理を抜け、狭路区間が有る場合、ステップＳ２へ進み、自車両が狭路区間を通過する時間帯に対向して進行してくる相手車両が有るか否かを調べる。

尚、狭路区間に進行する相手車両の有無は、交通情報通信ユニット７の車車間通信による情報を主として判断し、狭路区間が局所的で前方を見通すことができる場合には、ステレオカメラユニット３によるセンシング結果も利用する。その場合、車車間通信によって相手車両の情報を得られず、また狭路区間を見通せない場合には、相手車両が存在するものと仮定して、以下に説明するステップＳ６で狭路区間を通過する優先順位を仮想の相手車両よりも自車両の方を低く設定し、ステップＳ９で一定時間だけ待機することで、安全を確保する。

ステップＳ２において、狭路区間で遭遇する対向車両が無い場合、ステップＳ１１へ進んで狭路区間を通過するための加減速及び操舵制御を含む走行制御処理を行う。狭路区間で遭遇する対向車両が有る場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、自車両の後続車両数、相手車両の後続車両数を取得する。更に、ステップＳ４で退避ポイントを決定し、ステップＳ５で退避ポイントへの到達時間を算出する。

その後、ステップＳ６において、狭路区間及び退避場所の形状、退避ポイントへの到達時間、後続車両数等に基づいて、狭路区間を通過する車両の優先順位を決定する。優先順位を決定した後は、ステップＳ６移行で優先順位に応じた退避処理若しくは狭路区間通過処理を行う。尚、退避ポイントへの到達時間や狭路区間通過の優先順位を含む狭路通行情報は、自車両の運転者及び相手車両に伝達される。

ステップＳ７において、自車両の優先順位が相手車両の優先順位よりも低い場合、ステップＳ８で自車両を通過ポイントに移動させて停車する制御を実行し、ステップＳ９で後続車両を含む相手車両側が狭路区間を通過して退避ポイントでのすれ違いが終了するまで待機する。そして、後続車両を含む相手車両側のすれ違いが終了した後、ステップＳ１１で狭路区間を通過するための加減速及び操舵制御を含む走行制御処理を行う。

一方、自車両の優先順位が相手車両の優先順位よりも高い場合には、ステップＳ７からステップＳ１０へ進み、自車両が狭路区間を通過する旨を相手車両に送信する。そして、ステップＳ１１へ進み、狭路区間を通過するための走行制御処理を行う。

前述の図２は、自車両Ｃ１よりも相手車両Ｃ２の方が優先順位が高い場合の例を示しており、自車両Ｃ１が図中に実線の矢印線で示すように退避場所Ｓに移動して停車する。そして、破線の矢印線で示すように相手車両Ｃ２が自車両Ｃ１の脇を通過した後、自車両Ｃ１が狭路区間を通行する。

また、図３の例では、自車両Ｃ１よりも相手車両Ｃ２の方が優先順位が低い場合を示しており、狭路区間を形成する道路脇の電柱Ｄが自車両Ｃ１側にあるため、相手車両Ｃ２は、相手車両Ｃ２の車線上の電柱Ｄの手前の位置を退避ポイントとして停車する。自車両Ｃ１は、図３中に実線の矢印線で示すように電柱Ｄを避けるように車線を変更して狭路区間を通過した後、元の車線に戻って相手車両Ｃ２の脇を通り過ぎ、その後、相手車両Ｃ２が破線の矢印線で示すように車線を変更することなく、電柱Ｄの脇を通過する。

一方、図４は、自車両Ｃ１側に駐車車両等の一時的な障害物Ｂが存在し、自車両Ｃ１の優先順位を相手車両Ｃ２より低く設定する例を示している。自車両Ｃ１は障害物Ｂの手前の地点で停車し、相手車両Ｃ２は図３中に実線の矢印線で示すように障害物Ｂを通過して自車両Ｃ１の脇を通る、自車両Ｃ１は、破線の矢印線で示すように障害物Ｂを避けるように車線を変更して障害物Ｂの脇を通過した後、元の車線に戻る。

このように本実施の形態においては、対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間を通過する優先順位を、退避ポイントへの到達時間と後続車両の車両数とに基づいて決定するため、交通状況に応じた優先順位として円滑な通行を実現することが可能となる。

１自車両
２運転支援装置
６ナビゲーションユニット
７交通情報通信ユニット
２０狭路情報取得部
３０後続車両検出部
４０優先順位決定部
５０狭路通行制御部
６０狭路通行情報伝達部

Claims

自車両と他車両との間の情報交換により、自車両と他車両との対面通行でのすれ違いが困難な狭路区間に係る狭路情報を、すれ違い可能な退避ポイントを含めて取得する狭路情報取得部と、
自車両の後方に続いて走行する後続車両の車両数を検出する後続車両検出部と、
自車両と他車両との間で、少なくとも前記退避ポイントへの到達時間及び前記後続車両の車両数に係る情報を交換する狭路通行情報伝達部と、
前記狭路区間を通過する車両の優先順位を決定する際に、前記後続車両の車両数が多い方の車両の優先順位を高く設定し、前記後続車両の車両数が同じ場合には、前記退避ポイントへの到達時間が短い方の車両の優先順位を高く設定する優先順位決定部と、
自車両の前記優先順位が他車両よりも低い場合、自車両を前記退避ポイントに移動させて停車させるための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行し、自車両の前記優先順位が他車両よりも高い場合には、前記狭路区間を通過するための加減速制御及び操舵制御を含む走行制御を実行する狭路通行制御部と
を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。
前記狭路通行情報伝達部は、自車両と対向車両との間の車車間通信を用いて情報交換を行うことを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
前記狭路通行情報伝達部は、自車両と他車両との間の情報交換に加えて、自車両の運転者に前記狭路区間の通行に係る情報を提示することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の運転支援装置。