JP6561704B2 - 運転支援装置、及び運転支援方法 - Google Patents

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本発明は、自車両の運転を支援する運転支援装置、及び運転支援方法に関する。
運転支援装置として、自車両が追従して走行するための目標走行経路を設定するものが知られている。特許文献1には、前回の検出サイクルまでに蓄積された先行車の検出位置と、現検出サイクルで検出された先行車の検出位置とを用いて先行車の走行軌跡を生成する。そして、先行車の走行軌跡を用いて自車両が追従走行する目標走行経路を設定し、自車両が目標走行経路に沿って走行するように自車両の操舵制御を行っている。
特開2014−123283号公報
しかし、先行車の検出位置が正しく取得されない場合には、先行車の走行軌跡が正しく算出されず、先行車の走行軌跡を用いて目標走行経路が正しく設定されなくなることが生じうる。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、目標走行経路を精度よく設定できる運転支援装置、及び運転支援方法を提供することを主たる目的とするものである。
本発明は、自車両前方の先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部と、前記先行車の検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部と、前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、先行車の検出位置の信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定することとした。この場合、信頼度の高い先行車の検出位置を用いて自車両の目標走行経路を適切に設定することができる。
運転支援装置の概略構成図。 信頼度判定に関する説明図。 目標走行経路の設定に関するフローチャート。
以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。なお、本実施形態の運転支援装置100は、自車両を走行レーンから逸脱させることなく走行させるレーンキープアシスト(Lane Keep Assist)や、先行車に自車両を追従走行させるアダプティブクルーズコントロール(Adaptive Cruise Control)等の運転支援を実施する。
図1において、運転支援装置100は車両(自車両)に搭載され、検出部10、ECU20、操舵制御装置30を備えて構成されている。検出部10は、画像センサ11、レーダセンサ12、ヨーレートセンサ13、車速センサ14を備えている。
画像センサ11は、CCDカメラ、単眼カメラ、ステレオカメラ等であり、自車両のフロントガラスの上端付近等に設置される。画像センサ11は、所定時間毎に自車両の前方に向かって所定範囲で広がる領域を撮影して撮影画像を取得する。そして、撮影画像を画像処理することで、自車両前方の物体との距離、相対速度、物体の車幅方向の位置である横位置、物体の横幅等を物標情報(画像物標GT)として取得し、ECU20に出力する。
レーダセンサ12は、ミリ波やレーザ等の指向性のある電磁波を利用して自車両前方の物体を検出するものであり、自車両の前部においてその光軸が車両前方を向くように取り付けられている。レーダセンサ12は、所定時間ごとに車両前方に向かって所定範囲で広がる領域をレーダ信号で走査するとともに、車外の物体の表面で反射された電磁波を受信することで物体との距離、相対速度等を物標情報(レーダ物標LT)として取得し、ECU20に出力する。
ヨーレートセンサ13は、自車両の旋回角速度(ヨーレート)を検出する。車速センサ14は、車輪の回転速度に基づき自車両の走行速度を検出する。これらの各種センサによる検出結果は、ECU20に入力される。
ECU20は、運転支援装置100全体の制御を行う電子制御ユニットであり、CPUを主体として構成され、ROM,RAM等を備えて構成されている。ECU20は、画像物標GT及びレーダ物標LTを融合(フュージョン)してフュージョン物標を生成し、フュージョン物標によって、自車両の周囲の物体を検出する。
フュージョン物標を用いる場合、レーダセンサ12と画像センサ11とが取得した情報のうち、精度が高い方の情報を用いて物体の位置を特定できる。例えば、レーダ物標LTの距離や相対速度により自車両に対する物体の進行方向の位置が特定され、画像物標GTの横幅や横位置により自車両に対する物体の車幅方向の位置が特定される。そのため、物体の位置の認識精度を向上できる。
また、ECU20は、画像センサ11から取得した撮影画像に対して、テンプレートマッチング等の周知の画像処理を行うことで、フュージョン物標として検出された物体の種類を特定する。例えば物体の種類として、自車両の周辺を走行する歩行者、路上障害物、他車両などを検出する。ここで他車両とは、自車両と先行車との間に進入して(割り込んで)くる車両(いわゆる進入車)、自車両の進行方向の前方を走行する先行車等である。
さらには、ECU20は、自車両を目標走行経路に沿って走行させる運転支援を行う。詳しくは、ECU20は、先行車検出部21、先行車軌跡生成部22、自車両検出部23、自車両軌跡生成部24、目標経路設定部25、信頼度判定部26を備えて構成されており、検出部10と操舵制御装置30と通信可能に接続されている。
先行車検出部21は、フュージョン物標として特定された物体のうち、自車両の走行レーン上を走行する車両を先行車として検出する。そして、画像処理によって先行車の後端部を検出し、例えばその中心位置を、先行車の検出位置として認識する。先行車の検出位置には、自車両の進行方向(縦方向)における自車両との隔たりを示す相対距離、自車両の車幅方向(横方向)における自車両との隔たりを示す相対横位置、画像処理で検出された先行車の後端部の左右端部と先行車の検出位置との幅(車幅)等が含まれている。そして、先行車検出部21は、所定の周期で先行車の検出位置を検出して、記憶部(RAM)に記憶する。
先行車軌跡生成部22は、先行車検出部21によって取得された先行車の検出位置の履歴を用いて、先行車の走行軌跡(以下、先行車軌跡L2)を算出する。詳しくは、前回の検出サイクルまでに検出された先行車の検出位置と、現検出サイクルで検出された先行車の検出位置とを結ぶ線分により、先行車軌跡L2を生成する。例えば、各検出サイクルでの先行車の検出位置を近似円等でつなぐことで先行車軌跡L2を生成する。
自車両検出部23は、自車両M1の車速及びヨーレート等の自車両M1の状態量の検出結果を用いて自車両M1の検出位置を求める。
自車両軌跡生成部24は、自車両検出部23で検出された自車両M1の検出位置の履歴を用いて、自車両M1の走行軌跡(以下、自車両軌跡L1)を生成する。なお、自車両M1の検出位置は、自車両M1の走行中に継続して取得されるが、過去に取得された自車両M1の検出位置の精度は次第に低くなる。そこで、自車両軌跡生成部24は、現サイクルでの検出位置を原点として所定サイクル前までに取得した自車両の検出位置とを用いて、自車両軌跡L1を生成する。例えば、各検出サイクルでの自車両の検出位置を近似円等で繋ぐことにより自車両軌跡L1を生成する。
目標経路設定部25は、先行車軌跡生成部22で生成された先行車軌跡L2を用いて、自車両M1を追従走行させる経路を目標走行経路L0として設定する。
ところで、画像処理によって先行車(後端部)が正しく検出されていないと、先行車の検出位置が車幅方向にずれる誤差が生じるおそれがある。
例えば、先行車M2がキャリアカーの場合や、後端部が複雑な形状の車両の場合には、画像処理によって先行車の後端部の範囲を正しく判定できず、その中心位置として求められる先行車の検出位置が、本来の位置よりも車幅方向にずれることが生じうる。そして、このように誤差が含まれた先行車の検出位置を用いて先行車軌跡L2が生成されると、目標走行経路L0が適切に設定されなくなることが生じうる。
そこで本実施形態では、信頼度判定部26により、先行車の検出位置ごとの信頼度を判定する。例えば、信頼度判定部26は、過去に取得した先行車の後端部の左右端部と先行車の検出位置との幅(車幅)の平均値と、今回取得した先行車の後端部の左右端部と先行車の検出位置との幅(車幅)とを比較する。
そして前回までに取得した先行車の車幅の平均値と、今回取得した先行車の車幅との差(オフセット)を求める。そしてオフセットが所定未満となる場合には、今回取得した先行車の検出位置の信頼度が高いとして、先行車軌跡L2の演算に使用する。一方、オフセットが所定以上となる場合には、今回取得した先行車の検出位置の信頼度が低いとして、先行車軌跡L2の演算に使用しないようにする。
例えば図2の信頼度判定の説明図において、オフセットが所定以上となる先行車の検出位置A1〜A3は、先行車軌跡L2の演算に使用しない。一方、オフセットが所定未満となる先行車の検出位置A0,A4〜A7は先行車軌跡L2の演算に使用する。以上のようにすることで、先行車軌跡L2を精度よく算出でき、目標走行経路L0を適切に設定できる。
また先行車の検出位置の信頼度が低くなる頻度が高くなると、目標走行経路L0の信頼性も低くなってしまう。そこで、本実施形態では、先行車の検出位置の信頼度が低くなる頻度が高くなる場合には、目標走行経路L0をリセットする。例えば、連続して検出された先行車の検出位置のうち、信頼度が低いと判定されたものの割合が所定以上となる際に、先行車の検出位置の信頼度が低くなる頻度が高くなると判定できる。
図1の説明に戻り、操舵制御装置30は、自車両M1の走行軌跡が目標走行経路L0に沿うように、すなわち自車両M1が目標走行経路L0を辿って走行するように、自車両M1の操舵量を調整する。例えば、操舵制御装置30は、自車両M1の車幅方向の中央位置が目標走行経路L0上に沿うように、自車両M1の操舵量を調整する。また、操舵制御装置30は、自車両M1の走行位置と目標走行経路L0との間の誤差に基づいて、自車両M1の走行軌跡支援に必要とされる操舵量に関する情報をユーザに伝達したり、図示を略すステアリング装置に伝達したりする。なお、ステアリング装置に操舵量に関する情報が伝達されることで、操舵量が調整されることとなる。
次に運転支援装置100による運転支援処理の手順を図3のフローチャートを用いて説明する。以下の処理は、自車両M1の走行状態でECU20により所定の周期で繰り返し実施する。
まず、ECU20は、運転支援の実行を指示する指令信号があるか否かを判定する(S11)。本処理は、図示を略す運転支援の指示スイッチがオンの際に肯定する。
S11を肯定した場合には、先行車M2があるか否かを判定する(S12)。本処理は、先行車検出部21により先行車M2が検出されている際に肯定する。S12を肯定した場合には、先行車の検出位置を取得する(S13)。すなわち、撮影画像を画像処理することで先行車の後端部の中心位置Oを先行車の検出位置として取得する。次にS13で取得した先行車の検出位置の信頼度が高いか否かを判定する(S14)。本処理は前回の検出サイクルまでに取得した先行車の後端部の車幅の平均値と、今回の検出サイクルで取得した先行車の後端部の車幅との差が所定未満の際に肯定する。
S14を肯定した場合には、今回の検出サイクルで検出した先行車の検出位置を先行車軌跡L2に使用すると判定する(S15)。そして、今回の検出サイクルで検出した先行車の検出位置を用いて先行車軌跡L2を生成(更新)し(S16)、その後、更新された先行車軌跡L2を用いて目標走行経路L0を設定(更新)する(S17)。
一方、S14で先行車の検出位置の信頼度が低いと判定した場合には、先行車の検出位置を先行車軌跡L2の生成に使用しない(S18)。次に、先行車の検出位置の信頼度が低くなる頻度が所定以上であるか否かを判定する(S19)。S19を肯定した場合には、目標走行経路L0をリセットする(S20)。一方、S19を否定した場合には、S18に進み目標走行経路L0を設定する。なお、この場合には、今回取得した先行車の検出位置は目標走行経路L0の生成に使用されないため、目標走行経路L0は更新されないこととなる。
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
・先行車M2の検出位置を用いて自車両M1が追従走行する目標走行経路L0を設定する場合、先行車M2の検出位置の信頼度が低ければ目標走行経路L0の精度が低下してしまう。そこで、先行車M2の検出位置の信頼度を判定する。そして信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する先行車M2の検出位置を用いて、自車両M1が追従走行する目標走行経路L0を設定することとした。この場合、信頼度の高い先行車の検出位置を用いて自車両の目標走行経路L0を適切に設定することができる。
・今回取得した先行車M2の検出位置の信頼度が低い場合には、前回までに取得した先行車M2の車幅方向の認識幅の平均値と、今回取得した先行車M2の車幅方向の認識幅とに差が生じる。これを利用して、前回までに取得した先行車M2の認識幅の平均値と、今回取得した先行車M2の認識幅との差が所定未満である際に、先行車M2の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することができる。
・信頼度の高い先行車M2の検出位置を用いて生成される先行車軌跡に対する先行車M2の検出位置の車幅方向のずれ量に基づき、信頼度を判定することができる。
・先行車M2の検出結果の信頼度が低くなる頻度が高くなる場合には、目標走行経路L0の精度が低下するため、目標走行経路L0をリセットすることとした。この場合、目標走行経路L0の精度が低下することに起因する不都合の発生を回避することができる。
本発明は上記に限定されず次のように実施してもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成については同じ図番号を付し詳述を省略する。
・上記において、信頼度が所定以上と判定された先行車の検出位置を用いて先行車軌跡L2を算出する場合、先行車軌跡L2に対する先行車の検出位置の車幅方向のずれ量に応じて、先行車の検出位置の信頼度を判定してもよい。例えば、図3のフローチャートのS14において、先行車軌跡L2に対して、今回取得した先行車の検出位置の車幅方向の差(オフセット)が所定未満となる際に、当該先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定する。一方、先行車軌跡L2に対して、今回取得した先行車の検出位置の車幅方向のオフセットが所定以上と判定した場合には、当該先行車の検出位置の信頼度が所定未満であるとして、S18に進み、当該先行車の検出位置を先行車軌跡L2の生成に使用しないと判定するようにしてもよい。
・上記において、先行車の検出位置の信頼度は、先行車の認識距離をパラメータとして判定してもよい。例えば、前回の先行車の認識距離と、先行車と自車両との相対速度とを用いて、今回の先行車の認識距離を算出する。一方で、レーダセンサ12の検出結果から今回の先行車の認識距離を検出する。そして、今回の先行車の認識距離の算出値と、今回の先行車の認識距離の検出値との差が所定以上に大きくなる場合に、先行車の検出位置の信頼度が低いと判定してもよい。
・先行車の検出位置の信頼度を、先行車の車幅方向の認識幅と先行車の認識距離との組み合わせにて判定するようにしてもよい。
・上記において、先行車の検出位置のオフセットに応じて、先行車の検出位置の信頼度が段階的に設定されてもよい。この場合、自車両の走行状態や、先行車軌跡の長さ等に応じて、信頼度の閾値が可変設定されるとよい。
・上記において、先行車の検出位置の信頼度が低い状態が継続する場合には、先行車軌跡を自車両軌跡で補完して目標走行経路を設定してもよい。例えば、信頼度が所定以上と判定された先行車の検出位置と、自車両の検出位置とを繋ぐ線分を求めることで、先行車軌跡を補完することができる。
20…ECU、21…先行車検出部、25…目標経路設定部、26…信頼度判定部。

Claims (13)

  1. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援装置であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部(21)と、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部(26)と、
    所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡を生成し、当該先行車軌跡を用いて自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部(25)と、
    を備え
    前記信頼度判定部は、前回の前記先行車の認識距離、及び前記先行車と自車両との相対速度を用いて算出された今回の前記先行車の認識距離と、今回実際に検出された前記先行車の認識距離との差分に基づいて、前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとの信頼度を判定し、前記差分が所定以上に大きくなる場合に、前記先行車の検出位置の信頼度が低いと判定することを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記先行車の検出位置を用いて、前記先行車における車幅方向の認識幅を算出する車幅算出部を備え、
    前記信頼度判定部は、前回までに取得した前記先行車の認識幅の平均値と、今回取得した前記先行車の認識幅との差が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定する請求項1に記載の運転支援装置。
  3. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援装置であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部(21)と、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部(26)と、
    所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡を生成し、当該先行車軌跡を用いて自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部(25)と、
    前記先行車の検出位置を用いて、前記先行車における車幅方向の認識幅を算出する車幅算出部と、
    を備え、
    前記信頼度判定部は、前回までに取得した前記先行車の認識幅の平均値と、今回取得した前記先行車の認識幅との差が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することを特徴とする運転支援装置。
  4. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援装置であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部(21)と、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部(26)と、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部(25)と、
    前記先行車の検出位置を用いて、前記先行車における車幅方向の認識幅を算出する車幅算出部と、
    を備え、
    前記信頼度判定部は、前回までに取得した前記先行車の認識幅の平均値と、今回取得した前記先行車の認識幅との差が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することを特徴とする運転支援装置。
  5. 前記信頼度判定部は、前記先行車軌跡に対する前記先行車の検出位置の車幅方向のずれ量が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定する請求項1に記載の運転支援装置。
  6. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援装置であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部(21)と、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部(26)と、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部(25)と、
    を備え、
    前記目標経路設定部は、前記所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡を生成し、当該先行車軌跡を用いて前記目標走行経路を設定するものであって、
    前記信頼度判定部は、前記先行車軌跡に対する前記先行車の検出位置の車幅方向のずれ量が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することを特徴とする運転支援装置。
  7. 自車両の検出位置を所定周期で取得する自車両検出部(23)と、
    前記自車両検出部で検出された前記自車両の検出位置を用いて自車両の走行軌跡である自車両軌跡を生成する自車両軌跡生成部(24)と、を備え、
    前記目標経路設定部は、前記先行車の検出結果の信頼度が所定未満となる頻度が所定以上となる場合には、前記先行車軌跡を前記自車両軌跡で補完して前記目標走行経路を設定する請求項5又は6に記載の運転支援装置。
  8. 前記目標経路設定部は、前記先行車の検出結果の信頼度が所定未満となる頻度が所定以上となる場合には、前記目標走行経路をリセットする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の運転支援装置。
  9. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援装置であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得する先行車検出部(21)と、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定する信頼度判定部(26)と、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定する目標経路設定部(25)と、
    を備え、
    前記目標経路設定部は、前記先行車の検出結果の信頼度が所定未満となる頻度が所定以上となる場合には、前記目標走行経路をリセットすることを特徴とする運転支援装置。
  10. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援方法であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得するステップと、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定するステップと、
    所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡を生成し、当該先行車軌跡を用いて自車両が追従走行する目標走行経路を設定するステップと、を備え
    前記信頼度を判定するステップでは、前回の前記先行車の認識距離、及び前記先行車と自車両との相対速度を用いて算出された今回の前記先行車の認識距離と、今回実際に検出された前記先行車の認識距離との差分に基づいて、前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとの信頼度を判定し、前記差分が所定以上に大きくなる場合に、前記先行車の検出位置の信頼度が低いと判定することを特徴とする運転支援方法。
  11. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援方法であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得するステップと、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定するステップと、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定するステップと、
    前記先行車の検出位置を用いて、前記先行車における車幅方向の認識幅を算出するステップと、を備え、
    前記信頼度を判定するステップでは、前回までに取得した前記先行車の認識幅の平均値と、今回取得した前記先行車の認識幅との差が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することを特徴とする運転支援方法。
  12. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援方法であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得するステップと、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定するステップと、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定するステップと、を備え、
    前記目標走行経路を設定するステップは、前記所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて前記先行車の走行軌跡である先行車軌跡を生成し、当該先行車軌跡を用いて前記目標走行経路を設定するステップであって、
    前記信頼度を判定するステップでは、前記先行車軌跡に対する前記先行車の検出位置の車幅方向のずれ量が所定未満となる際に、前記先行車の検出位置の信頼度が所定以上であると判定することを特徴とする運転支援方法。
  13. 自車両前方の先行車に自車両を追従走行させる運転支援方法であって、
    自車両を追従走行させる先行車の検出位置を所定周期で取得するステップと、
    前記先行車の前記所定周期で取得された検出位置ごとに信頼度を判定するステップと、
    前記信頼度の判定結果に基づき、所定以上の信頼度を有する前記先行車の検出位置を用いて、自車両が追従走行する目標走行経路を設定するステップと、を備え、
    前記目標走行経路を設定するステップでは、前記先行車の検出結果の信頼度が所定未満となる頻度が所定以上となる場合には、前記目標走行経路をリセットすることを特徴とする運転支援方法。
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