JP6583621B2

JP6583621B2 - 車両の運転支援装置

Info

Publication number: JP6583621B2
Application number: JP2015141356A
Authority: JP
Inventors: 真吾入方; 宗義難波
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: JP2017021757A

Description

本発明は、自車両の運転支援を行う車両の運転支援装置に関する。

自動車(車両)では、近時、無人飛行体、例えば撮像カメラ（撮像装置）を搭載したドローン(無人飛行体)を用いて、自車両の運転の支援を行う運転支援装置が提案されている。この運転支援装置は、ドローンを自車両前方上空に飛行させ、撮像カメラによって自車両の進行方向前方の撮像画像を自車両のドライバー（運転者）に提示し、自車両のドライバーに現在の障害物の状況や交通状況などを知らせて、ドライバーに前方状況に応じた運転を促す（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１０−２５０４７８号公報

ドローンは、運転支援している最中、自車両の周辺を飛行し続ける。
ところが、ドローンは、ドローンに搭載されているバッテリの電力をエネルギー源としてモータを駆動し推進力を得るため、一回の運転支援で行えるドローンの飛行時間は限られる。このため、ドライバーが、運転支援を続けたい意思があっても、バッテリの電力の制約を受けるため、運転支援中、途中でドローンによる運転支援を止めることが余儀なくされることがある。

そこで、本発明の目的は、無人飛行体の飛行時間の延長を可能とした車両の運転支援装置を提供する。

本発明の態様は、自車両の周辺を飛行可能な、撮像装置が付いた無人飛行体と、撮像装置で撮像した画像を自車両の運転者に提示する提示部と、自車両に設けられた、無人飛行体の離着陸が可能な離着陸部と、無人飛行体の飛行を制御する制御部とを備え、制御部は、自車両が信号待ちで停車するとき、無人飛行体を前記離着陸部に着陸させる指示を行い、当該無人飛行体の着陸後の自車両の加速が所定加速値以下となった走行状態のとき、離着陸部から無人飛行体を離陸させる指示を行う離着陸指示部を有するものとした。

本発明によれば、自車両の運転支援をしている無人飛行体を、自車両において十分に安全が確保される走行状態（自車両が信号待ちで停車するとき）になるとき、自車両が帰還させ、自車両の発進にしたがい、自車両から再び飛行させるようにしたことにより、無人飛行体は、運転支援がなくともすむときは、その間、自車両で待機する。つまり、無人飛行体は、この待機している間、停止され続けるので、無人飛行体の飛行に必要なエネルギーの節約ができる。そして、無人飛行体の自車両からの離陸は、自車両の加速を利用して、十分に加速されてから行われるため、無人飛行体を加速する必要なエネルギーは最小限を抑えることができる。

したがって、無人飛行体は、節約されたエネルギーにより、飛行時間の延長ができ、無人飛行体による自車両の運転支援の範囲を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の運転支援装置を、制御系と共に示す斜視図。制御系が行うドローン（無人飛行体）の一時帰還を説明するフローチャート。自車両信号待ちにおけるドローンの一時帰還の状況を順に説明する側面図。同ドローンにおける消費エネルギーの節約具合を説明する線図。

以下、本発明を図１から図４に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、車両の運転支援装置の全体および同装置の制御系を示していて、図１中１は無人飛行体であるところの例えばドローン、３０は自車両を示している。
図１に示されるように例えばドローン１は、本体部３、本体部３の側部に放射状に据え付けた複数、例えば４基のモータ駆動式のプロペラ５ａ（推進部）と、本体部３に据え付けた撮像カメラ７（本願の撮像装置に相当）と、本体部３内に収めたバッテリ３ａ（エネルギー源）や制御ユニット９とを有したマルチコプターから構成される。プロペラ駆動用のモータ５ｂを収めるカバー部は離着陸用の脚部を兼ねている。

ドローン１の制御ユニット９には、図１中のブロック図に示されるように制御部１３や姿勢制御用の姿勢センサ１５や障害物検出用の障害物センサ１７やＧＰＳ１９や送受信部２１が収められている。そして、制御部１３の指令により、バッテリ３ａを電力源としたモータ５ｂの駆動、プロペラ５ａの回転制御などが行われ、所望の高度、所望の向きで飛行が行えるようになっている。むろん、ドローン１は、飛行中、制御部１３の制御により、障害物センサ１７で検出した障害物を避けながら、撮像カメラ７で撮像を行う。

自車両３０は、車体３３のルーフ３３ａ上に例えばドローン用のヘリポート３５(本願の離着陸部に相当)を有している。また例えばインストルメントパネル部３０ａには、自車両３０のドライバー（図示しない）が目視可能なディスプレイ３７（本願の提示部に相当）や、制御ユニット３９を有している。そして、ヘリポート３５上に上記ドローン１が搭載され、ドローン１を車体上部で離着陸可能としている。ヘリポート３５上のドローン１は、フック機構(図示しない)で着脱可能にホールドされる。

制御ユニット３９には、図１中のブロック図に示されるように制御部４１や、ＧＰＳ４３や、ドローン１側の送受信部２１との間で通信を行う送受信部４５が収められている。そして、ＧＰＳ４３で検出された自車両３０の位置が、ディスプレイ３７に映出される地図上に表示されたり、ドローン１からの撮像画像がディスプレイ３７に映出されたりする。双方の信号が有る場合は、例えばディスプレイ３７の画面の左右半分のうちの一方側でドローン１からの画像が表示され、他方側で自車両位置が表示される。

ドローン１は、自車両３０からの指令により、自車両３０の前方上空に飛行される。そして、走行中の自車両３０の進路方向前方の情景をドローン１の撮像カメラ７で撮像し続けるため、自車両３０の制御部４１には、ドローン１の飛行目標位置を設定する機能が設定される。例えばＧＰＳ４３で検出される自車両３０位置を基準に、一定の前方位置、一定の上空高さ位置などが飛行位置として設定される。そして、自車両３０の送受信部４５から、ドローン１の送受信部２１（いずれも通信部）へ飛行目標位置が送信される。

ドローン１の制御部１３には、受信する飛行目標位置にしたがい、ドローン１の飛行を制御する制御プログラムが設定され、設定される飛行目標位置にしたがいドローン１が、走行する自車両３０の進行方向前方の定位置を飛行し続けられる。そして、常に自車両３０の前方画像が、ディスプレイ３７を通じて自車両３０のドライバー（運転者）に提示され、自車両３０の運転支援が行われるものとしている。

また運転支援装置には、こうした自車両３０の前方を視認する機能だけでなく、運転支援中のドローン１を自車両３０の運転状況にしたがいヘリポート３５に帰還させる機能を有している。これは、自車両３０が、例えば所定車速値以下の車速、ここでは信号待ちなど車速が「０」（停車）になる走行状態のときに、飛行中(運転支援中)のドローン１をヘリポート３５に帰還させる着陸機能と、同ドローン１をヘリポート３５から離陸させる離陸機能とを組み合わせたものである。

すなわち、着陸機能は、例えば制御部４１に、ドローン１に対し離発着指示を行う離着陸指示部４９を設ける。さらに制御部４１に、自車両３０の車速を検出する車速センサ５１やＧＰＳ４３を組み合わせてなる。具体的には離着陸指示部４９は、例えばＧＰＳ４３の地図情報や車速センサ５１の車速情報に基づき、自車両３０が信号機Ｐ（図４に図示）の有る交差点で停車（車速が「０」）した状態、いわゆる信号待ちを検出する機能と、同信号待ちのとき自車両３０から、飛行中のドローン１へ帰還信号を送信する機能とから構成される。これにより、自車両３０が信号待ちといった、ドローン１が無くとも安全状態が得られる走行状況のときに、飛行中のドローン１を自車両３０へ帰還させ、自車両３０のヘリポート３５に着陸させる。むろんドローン１の制御部１３は、帰還信号を受けると、ＧＰＳ１９の自車両位置情報や撮像カメラ７の撮像情報に基づき、自車両３０へ戻り、ヘリポート３５に着陸する機能を有している。

また離陸機能は、例えば制御部４１に接続した自車両３０の前方を撮像する撮像装置、ここではルームミラー３０ｂに設けた車載カメラ５３と、自車両３０の加速度を検出する加速度センサ５５とを上記離着陸指示部４９に組み合わせてなる。すなわち、離着陸指示部４９は、自車両３０の信号待ち後、車載カメラ５３による自車両前方の撮像情報に基づき、前方の信号機Ｐが「青色」になることを検出する機能と、加速度センサ５５の加速度情報に基づき自車両３０が、青色信号での発進により加速を始めたことを検出する機能、同加速から定速走行であるところの自車両３０の加速度値が所定値以下となる走行状態を検出する機能と、自車両３０が定速走行状態になるとき、再びドローン１を自車両３０前方上空の所定位置へ戻すべく離陸信号(再飛行信号)を送信する機能とから構成される。これにより、自車両３０が定常走行になると、ドローン１は、ヘリポート３５から離陸し、再び自車両３０の前方上空を飛行する。つまり、ドローン１は、自車両３０の信号待ちの間、自車両３０上で一時的に待機される。そして、続く信号待ちの解除に伴い再飛行し、自車両３０の運転を支援するモードに戻る。ちなみに待機中のドローン１は、運転停止（モータ５ｂ：オフ）する。なお、ヘリポート３５には、信号待ちで待機しているドローン１のバッテリ３ａに対し、充電を行うための充電装置、例えば誘導式の充電装置５７が設けられている。

つぎに、このように構成された運転支援装置の作用を、図２に示すフローチャートや図３に示す自車両３０の走行状態を参照して説明する。
例えば自車両３０の走行中、交通状況などを考慮した運転を行うため、運転支援装置の助けを受けるとする。このときドライバーは、自車両３０に設けた離着陸操作部（図示しない）を操作する。すると、ヘリポート３５上のドローン１は、ホールド（フック機構）が解除され、さらに各モータ５ｂが駆動される。

これにより、図１および図３（ａ）に示されるようにドローン１は、自車両３０から送信される制御信号によりモータ５ｂが駆動され、プロペラ５ａがもたらす推進力によって、ヘリポート３５から離陸し、自車両３０の前方上空の所定位置を飛行する。すると、ドローン１に搭載の撮像カメラ７により撮像された自車両３０の前方画像が、ディスプレイ３７を通じて自車両３０のドライバーに提示され、ステップＳ１のように運転支援、すなわちドライバーに前方状況に応じた運転を促す。

このとき、走行中の自車両３０が、自車両３０前方の交差点に有る信号機Ｐの「赤色」点灯の指示を受けて、交差点の停止線で停車したとする。続くステップＳ３は、離着陸指示部４９により自車両３０が信号待ちか否かを判定している。すると、離着陸指示部４９は、入力されるＧＰＳ４３の地図情報や車速センサ５１の車速情報に基づき、自車両３０が交差点で停車（車速：「０」）していると検出する。つまり、図３（ｂ）に示されるように自車両３０は、交差点で信号待ちをしていると判定される。

すると、ステップＳ５へ進み、ドローン１への帰還指示が行われる。具体的にはドローン１を帰還させるための指示信号（帰還信号）が、自車両３０から送信される。すると、同信号を受けて、ステップＳ７に示されるようにドローン１は帰還する。すなわち、図３（ｂ）に示されるようにドローン１は、例えばＧＰＳ１９，４３による位置情報や撮像カメラ７の撮像情報に基づく自立航法により、自車両３０へ戻り、ヘリポート３５（自車両３０）上の所定位置に着陸する。着陸したドローン１は、フック機構によりヘリポート３５上にホールドされる。ドローン１の着陸が確認されると、モータ５ｂの運転が停止される。また充電装置５７によるバッテリ３ａ（ドローン１）の充電が始まる。

一方、自車両３０の車載カメラ５３は、信号待ち自車両３０の前方に位置する信号機Ｐを捉えている。信号機Ｐの表示が「青色」に変わると、続くステップＳ９における「信号が青か否か」の判定を介して、ステップＳ１３へ進む。
信号機Ｐが「青色」になると、自車両３０のドライバーは、発進操作、すなわちブレーキペダルから足を話して、アクセルペダル（いずれも図示しない）を踏み込む。これにより、図３（ｃ）に示されるように自車両３０は、発進し加速しながら交差点を通過する。このとき、離着陸指示部４９は、加速度センサ５５を通じ、自車両３０の加速を検出している。自車両３０は、次第に加速が減少して定常走行、例えば４０〜６０km/hで走行する定速走行に至る。

上記ステップＳ１３は、加速度センサ５５で検出される加速状況に基づき、自車両３０の定常走行状態が所定時間以上継続したか否かを判定している。具体的には、自車両３０の加速値が所定加速値以下となる走行状態が所定時間続くことで、自車両３０が定常走行状態に入ったか否かを判定している。そして、自車両３０が定常走行状態へ移るにしたがい、ステップＳ１３からステップＳ１５へと進み、ドローン１へ離陸指示（再飛行指示）をする。具体的には、自車両３０から、再び自車両３０前方の上空の定位置へドローン１を戻すための指示信号（離陸信号）が送信される。

すると、ドローン１は、ヘリポート３５から離陸して、再び自車両３０の前方上空へ向かい飛行し、再び上述した自車両３０の運転を支援するモードに入る（復帰）。
以上のように運転支援装置は、自車両３０の運転支援をしているドローン１を、安全が確保される走行状態（自車両３０が信号待ちで停車するとき）のときに自車両３０に着陸させ、自車両３０の発進走行にしたがい再び離陸させ飛行させるようにしたことにより、ドローン１は、運転支援がなくともすむ走行状況（自車両３０）のときには、自車両３０に帰還され、ヘリポート３５上で待機され続ける。つまり、ドローン１は、この待機している間、停止され続けるので、ドローン１の飛行に必要な電力消費量（エネルギー）を節約することができる。

特にドローン１の離陸は、自車両３０の加速を利用して、十分に加速されてから行われるので、ドローン１を加速する必要な電力消費量（エネルギー消費）は最小限ですむ。すなわち、自車両３０が停車状態（車速が「０」）から定常走行状態（例えば４０〜６０km/h）に至る走行をすることを想定した場合、ドローン１は、図４中のδ線に示されるように自車両３０の走行状態にしたがい、自車両３０の停車状態から定常走行状態になるまでの全域で加速をしないと、自車両３０の前方へは飛行できない。

特に自車両３０の発進時のアクセルペダルの踏込み量は大きく、定常走行状態になるにしたがいアクセルペダルの踏込み量は小さい。このため、ドローン１の飛行は、離陸してから自車両３０の定常走行状態に近付くまでの領域αでは、アクセルペダルの大きな踏込み量がもたらす自車両３０の加速具合に応じた大きな加速が求められる。つまり、領域αの飛行は、ドローン１の電力消費量（エネルギー消費）の負担は大きく、これがドローン１の飛行時間を短くする要因の一つとなる。

本実施形態は、ドローン１を、自車両３０が定常走行状態になるときに離陸、すなわち自車両３０の加速をドローン１の加速として利用しながら離陸させるので、ドローン１の領域Ｓにおける大きな加速は不要となり、ドローン１の加速時に要する電力消費量（エネルギー消費）が抑えられることになる。特に領域Ｓでの電力消費量は大きいので、効率よく、ドローン１の飛行に費やすエネルギーを節約することができる。

したがって、ドローン１は、節約されたバッテリ電力（電力エネルギー）分、ドローン１の飛行時間を延長させることができ、ドローン１による自車両３０の運転支援の範囲を拡げることができる（向上）。
特に、ドローン１の着陸の指示や離陸の指示は（離着陸指示部４９）、自車両３０の市街走行において頻繁に起きる信号機Ｐの信号待ちに基づき行うので、十分なドローン１のエネルギーの節約効果が期待できる。

しかも、ドローン１がヘリポート３５に帰還している間を利用して、充電装置５７により、ドローン１に搭載のバッテリ３ａを充電するようにしたことで、一層、ドローン１の飛行時間を延長させることができる。
なお、上述した一実施形態における各構成および組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、上述した一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば一実施形態では、ドローン（無人飛行体）は、バッテリの電力で飛行する構造を例に挙げたが、これに限らず、燃料をエネルギー源に飛行を行うエンジン駆動式のドローンでもよく、ドローンの構造には限定されるものではない。

１ドローン（無人飛行体）
３ａバッテリ
７撮像カメラ（撮像装置）
３０自車両
３５ヘリポート（離着陸部）
３７ディスプレイ（提示部）
４１制御部
４９離着陸指示部
５７充電装置

Claims

自車両の周辺を飛行可能な、撮像装置が付いた無人飛行体と、
前記撮像装置で撮像した画像を前記自車両の運転者に提示する提示部と、
前記自車両に設けられた、前記無人飛行体の離着陸が可能な離着陸部と、
前記無人飛行体の飛行を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記自車両が信号待ちで停車するとき、前記無人飛行体を前記離着陸部に着陸させる指示を行い、当該無人飛行体の着陸後の前記自車両の加速が所定加速値以下となった走行状態のとき、前記離着陸部から前記無人飛行体を離陸させる指示を行う離着陸指示部を有する
ことを特徴とする車両の運転支援装置。
前記離着陸指示部は、前記無人飛行体の前記離着陸部への着陸後、前記信号待ちの前記自車両が発進して定常走行になるとき、前記離着陸部から前記無人飛行体を離陸させる指示を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の運転支援装置。