JP6750012B2 - 車両位置制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、物体に対する自車の車両位置を制御する車両位置制御装置に関する。

従来より、車両に搭載され、自車両周辺の物体（移動体又は停止物）を検出する車両用物体検出装置の技術が種々提案されている（特許文献1）。

特開２００６−２９２５１８号公報

走行方向が同じ複数車線のうちの一つの車線を自車が走行中に、隣接車線を並走する並走車が存在する場合、側方を検知する精度の良いセンサを搭載している車両が少ない現状もあり、自車から並走車までの横方向の距離を正確に検知することは困難である。従って、並走車の自車走行車線への強引な割り込みなどの危険走行に対して、衝突の可能性が高くなる問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の外界センサを搭載していた場合、極力精度の高い外界センサで物体を検知して、安全性の高い制御が可能な車両位置制御装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の車両位置制御装置は、複数の外界検知手段に基づいて自車の車両位置を制御する車両位置制御装置であって、前記複数の外界検知手段のいずれかで前記自車の周囲に存在する物体を検知した場合に、前記物体を検知した外界検知手段よりも優先度が高くかつ前記物体が検知範囲外にある他の外界検知手段の有無を判定し、該他の外界検知手段があるときは、前記他の外界検知手段の検知範囲に前記物体が入るように前記自車の車両位置を制御することを特徴とする。

本発明によれば、優先度が高い外界検知手段で物体を検知することができるので、検知結果に基づいて安全性の高い車両制御が可能となる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る車両位置制御装置の構成例の一つを示す機能ブロック図。 車両位置制御方法を説明するフローチャート。 車両位置制御をＡＣＣに適用した例について説明するフローチャート。 本発明の車両位置制御による自車の車両位置の変化を示す模式図。 ステレオカメラとサラウンドアイを用いた車両位置制御の一例を示す模式図。 ミリ波レーダーと単眼カメラを用いた車両位置制御の一例を示す模式図。 ミリ波レーダーとステレオカメラを用いた車両位置制御の一例を示す模式図。 優先度の設定例を示す表。 サラウンドアイを用いた車両位置制御の一例を示す模式図。

［実施例１］
次に、本発明の実施例１について図面を用いて以下に説明する。
図１は、本発明に係る車両位置制御装置の構成例の一つを示す機能ブロック図、図２は、車両位置制御方法を説明するフローチャートである。

車両位置制御装置２０は、自車の車両に搭載されるＥＣＵやメモリ等のハードウエアと、ハードウエアにインストールされた車両位置制御プログラムなどのソフトウエアとの協働により構成される。車両位置制御装置２０は、図１に示すように、その入力側に、自車の周囲の外界を検知するための複数の外界センサ１０が接続されており（外界検知手段）、これら複数の外界センサ１０からの外界検知信号を取得する。

複数の外界センサ１０は、いずれも自車の車両に搭載されており、例えば単眼カメラ、ステレオカメラ、サラウンドアイ（登録商標）、ミリ波レーダー、レーザーレーダー、ソナーの少なくともいずれか一つを含む。サラウンドアイは、複数台の広角カメラで分担して自車の周囲を全周に亘って撮像して３６０度の画像を取得し、自車近傍の物体を検知する。車両位置制御装置２０の出力側には、不図示の車両制御装置が接続されており、自車の車両の位置を制御するための車両制御信号が出力される。

車両位置制御装置２０は、その内部機能として、判定部２１と、制御部２２と、優先度設定部２３を有している。判定部２１は、複数の外界センサ１０のいずれかで自車周囲の物体を検知した際に（Ｓ１０１でＹＥＳ）、物体を検知した外界センサ１０よりも優先度が高くかつ物体未検知の他の外界センサ１０が存在するか否かを判定する（Ｓ１０２）。

制御部２２は、判定部２１において物体を検知した外界センサ１０よりも優先度が高くかつ物体未検知の他の外界センサ１０が存在すると判定された場合に（Ｓ１０２でＹＥＳ）、その優先度が高くかつ物体未検知の他の外界センサ１０でかかる物体を検知可能な位置となるように自車の車両位置を制御する車両制御信号を出力する（Ｓ１０３）。

優先度設定部２３は、複数の外界センサ１０の優先度を設定する。優先度は、各々の外界センサ１０が有するそれぞれの特性と、自車の走行状態と、自車の制御状態と、自車の外界環境と、自車の走行環境の少なくとも一つに基づいて設定される。各々の外界センサ１０の特性には、センシング方向と、距離精度と、物体識別精度の少なくとも一つが含まれており、自車の走行状態には、自車が低速で走行している低速度走行であるか、または、高速で走行している高速度走行であるかが含まれている。自車の制御状態には、例えばＡＣＣ中であるか否か、あるいは、自動駐車制御中であるか否かが含まれている。そして、自車の外界環境には、昼夜や天候等の情報が含まれ、自車の走行環境には、一般道や高速道路、交差点等の情報が含まれている。

外界センサ１０の特性は、車両位置制御装置２０に予め記憶されており、外界環境や走行環境などの自車周囲の環境情報は、外部から取得する。自車周囲の環境のうち、外界環境の情報は、車両に取り付けられた降雨センサやワイパーの動作状態、時計や通信手段から取得でき、走行環境の情報は、カーナビゲーションが有する地図情報や路車間通信によって取得できる。

図８は、優先度を設定する設定テーブルを示す図である。
複数の外界センサ１０の優先度は、図８に示すような設定テーブルを参照することによって設定される。図８の「センシング方向」の欄に示されるように、ステレオカメラ、単眼カメラ、ミリ波レーダー、レーザーレーダーは、車両前方であるフロントをセンシングし、サラウンドアイとソナーは、自車の周囲を３６０度センシングする。サラウンドアイは、赤外線カメラを用いたものでもよく、ミリ波レーダー及びレーザーレーダーは、センシング方向がフロントのものだけでなく、自車の周囲を３６０度センシングするものもある。

設定テーブルでは、外界センサ１０の種類と特性及び環境に応じて外界センサ１０の優先度が設定されている。「影」の欄では、ステレオカメラ、サラウンドアイ、単眼カメラは、画像に映った影を物体として誤検知するおそれがあるため、その優先度を示している。

例えば複数の外界センサ１０として、自車がステレオカメラとサラウンドアイを備えている場合、ＡＣＣ中のときはステレオカメラの優先度が高く、自動駐車制御のときはサラウンドアイの優先度が高くなる。また、自車が単眼カメラとミリ波レーダー（センシング方向がフロント）を備えている場合、走行状態が低速度走行のときは、視野が広く自車近傍の物体を広範囲で検知できる単眼カメラの方がミリ波レーダーよりも優先度が高くなるように設定されている。そして、走行状態が高速度走行のときは、遠方の物体を高精度で検知できるミリ波レーダーの方が単眼カメラよりも優先度が高くなるように設定されている。

他の例として、自車がミリ波レーダー（センシング方向がフロント）とレーザーレーダーを備えている場合、外界環境が晴れのときは、物体認識精度が高いレーザーレーダーの方がミリ波レーダーよりも優先度が高くなるように設定されている。そして、外界環境が雨や霧などのときは、雨や霧などの影響を受けにくいミリ波レーダーの方がレーザーレーダーよりも優先度が高くなるように設定されている。

さらに他の例として、自車がサラウンドアイとレーザーレーダー（センシング方向が３６０度）を備えている場合、外界環境が昼間で明るいときは、物体識別精度に優れているサラウンドアイの方がレーザーレーダーよりも優先度が高くなるように設定されている。
そして、外界環境が夜で暗いときは、物体を高精度で検知可能なレーザーレーダーの方がサラウンドアイよりも優先度が高くなるように設定されている。このように、優先度設定部２３により設定される優先度は、自車両の走行状態や制御状態、各々の外界センサ１０の外界検知の特性や自車周囲の環境に応じて変化する。

図３は、本発明の車両位置制御をＡＣＣに適用した例について説明するフローチャート、図４は、本発明の車両位置制御による自車の車両位置の変化を示す模式図である。

車両位置制御装置２０では、自車を定速で走行させ、先行車が存在する場合には先行車との車間距離を自動的に保って追従するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が行われる。自車４０１は、複数の外界センサ１０として、ステレオカメラとサラウンドアイを備えている。ステレオカメラとサラウンドアイは、ステレオカメラの方がサラウンドアイよりも距離精度及び物体識別精度が高い。したがって、図４に示すような片側複数車線の道路をＡＣＣにより走行中のシーンでは、優先度設定部２３によりステレオカメラの方がサラウンドアイよりも優先度が高く設定される。

図４(ａ)に示すようなシーンでは、自車４０１のステレオカメラは先行車４０２、４１２を検出することはできるが、並走する他車４１１を検出することはできない。そして、自車４０１のサラウンドアイは並走する他車４１１を検出することができる。並走する他車とは、自車４０１の車両の側方位置を所定時間以上連続して走行する他の車両のことであり、所定時間よりも短い時間で自車４０１を追い越していく他車や自車４０１が追い抜いていく他車は含まない。

自車４０１は、図４（ａ）に示すように、ＡＣＣにより、先行車４０２との間に所定の車間距離を有して追従走行している場合に、サラウンドアイにより並走する他車４１１を検出すると、図４（ｂ）に示すように、他車４１１に対する相対的な位置を変化させて、サラウンドアイよりも優先度が高いステレオカメラの検知範囲に他車４１１が入るように自車４０１の車両位置を制御し、他車４１１を検出することができる位置に自車４０１を移動させる。

具体的には、図３のフローチャートに示すように、ＡＣＣ中に、先行車４０２があり（Ｓ２０１でＹＥＳ）、自車４０１が一定速度以上（Ｖ≧２５［ｋｍ／ｈ］）で走行中であり（Ｓ２０２でＹＥＳ）、先行車４０２との距離が一定距離以内（Ｄ≦ｌ＋１５［ｍ］）である場合に（Ｓ２０３でＹＥＳ）、並走する他車４１１があるか否か（並走車あり？）が判断される（Ｓ２０４）。

そして、サラウンドアイの検知結果から並走する他車４１１があると判断された場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、サラウンドアイよりも優先度が高いステレオカメラでその並走する他車４１１を検知しているか否かが判断される（Ｓ２０５）。そして、ステレオカメラで並走する他車４１１を検知していない場合には（Ｓ２０５でＮＯ）、並走する他車４１１をステレオカメラで検知可能な位置となるように自車の車両位置を制御すべく、Ｓ２０７に移行する。

Ｓ２０７では、現在設定の目標車間距離にオフセットを加算する（Ｌ＝ｌ＋ｏｆｆｓｅｔ（ｌ））処理を行う（Ｌ：目標車間距離、ｌ：先行車速度に対する目標車間距離、ｏｆｆｓｅｔ（ｌ）：並走する他車の全長に基づいた距離）。これにより、自車４０１は、例えばエンジンブレーキや摩擦ブレーキにより自車の車速を減速させる車両制御が行われ、先行車４０２との設定車間距離が広げられる。

Ｓ２０７におけるオフセットの加算処理は、並走する他車４１１がステレオカメラの検知範囲に入るまで繰り返し行われる。したがって、自車４１０は、先行車４０２との間の車間距離が徐々に広がり、並走する他車４１１に対しては相対的に徐々に後退し、自車４０１のステレオカメラの検知範囲に他車４１１が入るように車両の位置が制御され、図４（ｂ）に示すように、自車４０１のステレオカメラで他車４１１を撮像できる位置に移動することができる。

他車４１１をステレオカメラで検知すると（Ｓ２０５でＹＥＳ）、自車は加算された設定車間距離（Ｌ＝Ｄ＋ｏｆｆｓｅｔ（ｄ））で先行車４０２に追従走行するように制御される（Ｄ：ステレオカメラが他車を検知したときの距離、ｏｆｆｓｅｔ（ｄ）：ステレオカメラが他車を検知し続けるために必要なオフセット）。

このように、他車４１１をステレオカメラで検知した状態で先行車４０２に対する追従走行がなされるので、他車４１１の自車走行車線への強引な割り込みに対しても円滑に距離を保つことができ、他車４１１の危険走行に対して衝突の可能性を低くすることができる。

また、ＡＣＣにおいて先行車が存在しない場合は（Ｓ２０１でＮＯ）、並走する他車（並走車）４１１が存在するか否かが判断される（Ｓ２０９）。そして、サラウンドアイの検知結果から並走する他車４１１があると判断された場合（Ｓ２０９でＹＥＳ）、ステレオカメラで他車４１１を検知しているか否かが判断される（Ｓ２１０）。そして、ステレオカメラで他車４１１を検知していない場合には（Ｓ２１０でＮＯ）、他車４１１をステレオカメラで検知可能な位置となるように自車の車両位置を制御すべく、Ｓ２１２に移行する。

Ｓ２１２では、自車４０１をＡＣＣの設定車速よりも少し遅い速度で走行させる処理を行う。これにより、自車４０１は他車４１１に対して相対的に徐々に後退し、ステレオカメラの検知範囲に他車４１１が入るように自車４０１の車両位置が制御され、自車４０１のステレオカメラで他車４１１を撮像できる位置に移動することができる。他車４１１をステレオカメラで検知すると（Ｓ２１０でＹＥＳ）、自車４０１はＡＣＣにより設定車速で走行するように制御される（Ｓ２１１）。

このように、他車４１１をステレオカメラで検知した状態で定速走行がなされるので、他車４１１の自車走行車線への強引な車線変更に対しても円滑に距離を保つことができ、他車４１１の危険走行に対して衝突の可能性を低くすることができる。

図５は、ステレオカメラとサラウンドアイを用いた車両位置制御の一例を示す模式図である。自車５０１のステレオカメラは、車両前方に検知範囲５３１を有し、サラウンドアイは、車両の周囲に検知範囲５２１を有している。図５に示す状況は、ＡＣＣによる晴天かつ昼間の高速度走行であり、優先度は、ステレオカメラの方がサラウンドアイよりも高くなるように設定されている。

車両位置制御装置２０は、図５（ａ）に示すように、サラウンドアイにより他車（並走車）５１１を検知すると、サラウンドアイよりも優先度が高くかつ他車５１１を未検知の他の外界センサであるステレオカメラによって他車５１１の検知ができるように自車５０１の車両位置を制御する。図５（ｂ）に示す例では、自車５０１を減速させて、ステレオカメラの検知範囲５３１に他車５１１が入るように自車５０１の車両位置を制御している。

したがって、より精度の高い方の外界センサであるステレオカメラで他車５１１を検知でき、より安全性の高い車両制御が可能となる。したがって、例えば他車５１１の自車走行車線への強引な割り込みに対しても円滑に距離を保つことができ、他車５１１の危険走行に対して衝突の可能性を低くすることができる。

図６は、ミリ波レーダーと単眼カメラを用いた車両位置制御の一例を示す模式図である。自車６０１は、外界センサとしてミリ波レーダーと単眼カメラを有している。ミリ波レーダーと単眼カメラは、いずれもセンシング方向がフロント（車両前方）のものを用いている。自車６０１のミリ波レーダーは、車両前方で遠方まで延びる検知範囲６３１を有し、単眼カメラは、ミリ波レーダーよりも車幅方向に広い視野角で車両前方の近傍となる検知範囲６２１を有している。

ミリ波レーダーと単眼カメラは、ミリ波レーダーの方が物体の検知距離が長くかつ距離精度が高いが、物体の識別精度は単眼カメラの方が高い。図６に示す状況は、ＡＣＣによる晴天かつ昼間の高速度走行であり、優先度は、ミリ波レーダーの方が単眼カメラよりも高くなるように設定されている。

車両位置制御装置２０は、図６（ａ）に示すように、単眼カメラにより他車（並走車）６１１を検知すると、単眼カメラよりも優先度が高くかつ他車６１１を未検知の外界センサであるミリ波レーダーによって他車６１１の検知ができるように自車６０１の車両位置を制御する。図６（ｂ）に示す例では、自車６０１を減速させて、ミリ波レーダーの検知範囲６３１に他車６１１が入るように自車６０１の車両位置を制御している。

したがって、より精度の高い方の外界センサであるミリ波レーダーで他車６１１を検知でき、より安全性の高い車両制御が可能となる。したがって、例えば他車６１１の自車走行車線への強引な割り込みに対しても円滑に距離を保つことができ、他車６１１の危険走行に対して衝突の可能性を低くすることができる。

図７は、ミリ波レーダーとステレオカメラを用いた車両位置制御の一例を示す模式図である。自車７０１は、外界センサとしてミリ波レーダーとステレオカメラを有している。
ミリ波レーダーとステレオカメラは、いずれもセンシング方向がフロント（車両前方）のものを用いている。自車７０１のミリ波レーダーは、車両前方で遠方まで延びる検知範囲７３１を有し、ステレオカメラは、ミリ波レーダーよりも車幅方向に広い視野角で車両前方に延びる検知範囲７２１を有している。

ミリ波レーダーとステレオカメラは、ミリ波レーダーの方が物体の検知距離が長くかつ距離精度が高いが、物体の識別精度はステレオカメラの方が高い。図７に示す状況は、ＡＣＣによる晴天かつ昼間の高速度走行であり、優先度は、ミリ波レーダーの方がステレオカメラよりも高くなるように設定されている。

車両位置制御装置２０は、図７（ａ）に示すように、ステレオカメラにより他車（並走車）７１１を検知すると、ステレオカメラよりも優先度が高くかつ他車７１１を未検知の外界センサであるミリ波レーダーによって他車７１１の検知ができるように自車７０１の車両位置を制御する。図７（ｂ）に示す例では、自車７０１を減速させて、ミリ波レーダーの検知範囲７３１に他車７１１が入るように自車７０１の車両位置を制御している。

したがって、より精度の高い方の外界センサであるミリ波レーダーで他車７１１を検知でき、より安全性の高い車両制御が可能となる。したがって、例えば他車７１１の自車走行車線への強引な割り込みに対しても円滑に距離を保つことができ、他車７１１の危険走行に対して衝突の可能性を低くすることができる。

なお、上述の実施例では、自車の車両の位置を制御する例として、エンジンブレーキ等によって減速させる場合を例に説明したが、自車の車両位置の制御は、減速だけに限定されるものではなく、自車を加速させてもよく、また、自車の舵角を制御してもよい。

［実施例２］
図９は、サラウンドアイを用いた車両位置制御の一例を示す模式図である。なお、実施例１と同様の構成には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

本実施例において特徴的なことは、自車の周囲に存在する他車を外界センサで検知した場合に、自車のドライバ（運転者）の位置と自車に備えられる後方視認用ミラーとの関係に基づいて決定されるドライバ視認領域に他車が含まれる位置となるように自車の車両位置を制御することである。

自車９０１は、外界センサ１０としてサラウンドアイを有している。サラウンドアイは、自車９０１の車両の周囲に検知範囲９２１を有している。自車９０１には、後方視認用ミラーが設けられており、ドライバが後方を確認できるようになっている。自車９０１の周囲には、ドライバの視認が不可能な死角領域９３１がある。死角領域９３１は、ドライバの位置と後方視認用ミラーとの関係に基づいて決定されるものであり、車両位置制御装置２０に予め記憶されている。

車両位置制御装置２０は、図９（ａ）に示すように、サラウンドアイの検知範囲９２１内で且つ死角領域９３１に他車（並走車）９１１を検知すると、ドライバ視認領域に他車９１１が含まれる位置となるように自車９０１の車両位置を制御する。図９（ｂ）に示す例では、自車９０１を加速させて、他車９１１を死角領域９３１から外し、ドライバ視認領域に入るようにしている。したがって、ドライバによって他車９１１を視認でき、より安全性の高い車両運転が可能となり、他車９１１との衝突の可能性を低くすることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０ 外界センサ（外界検知手段）２０ 車両位置制御装置２１ 判定部２２ 制御部２３ 優先度設定部４０１、５０１、６０１、７０１、９０１ 自車４１１、５１１、６１１、７１１、９１１ 他車

Claims (7)

1. 複数の外界検知手段に基づいて自車の車両位置を制御する車両位置制御装置であって、
   前記複数の外界検知手段のいずれかで前記自車の周囲に存在する物体を検知した場合に、前記物体を検知した外界検知手段よりも優先度が高くかつ前記物体が検知範囲外にある他の外界検知手段の有無を判定し、該他の外界検知手段があるときは、前記他の外界検知手段の検知範囲に前記物体が入るように前記自車の車両位置を制御し、
   前記優先度は、前記複数の外界検知手段が有するそれぞれの特性と、前記自車の走行状態と、前記自車の制御状態と、前記自車の外界環境と、前記自車の走行環境の少なくとも一つに基づいて設定される、
   ことを特徴とする車両位置制御装置。
2. 前記複数の外界検知手段が有するそれぞれの特性には、前記複数の外界検知手段のセンシング方向と、距離精度と、物体識別精度の少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の車両位置制御装置。
3. 前記複数の外界検知手段としてステレオカメラとサラウンドアイを備え、前記自車の制御状態がＡＣＣ中であり、前記ステレオカメラの方が前記サラウンドアイよりも優先度が高く設定されている状況において、前記サラウンドアイにより前記物体を検知した場合に、前記ステレオカメラにより前記物体を未検知であるときは、前記ステレオカメラの検知範囲に前記物体が入るように前記自車の車両位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両位置制御装置。
4. 前記複数の外界検知手段としてミリ波レーダーとレーザーレーダーを備えている場合に、
   前記外界環境が晴れのときは前記レーザーレーダーの方が前記ミリ波レーダーよりも優先度が高く設定され、
   前記外界環境が雨または霧のときは前記ミリ波レーダーの方が前記レーザーレーダーよりも優先度が高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両位置制御装置。
5. 前記自車の制御状態がＡＣＣ中でかつ前記外界環境が晴れであり、前記レーザーレーダーの方が前記ミリ波レーダーよりも優先度が高く設定されている状況において、前記ミリ波レーダーにより前記物体を検知した場合に、前記レーザーレーダーにより前記物体を未検知であるときは、前記レーザーレーダーの検知範囲に前記物体が入るように前記自車の車両位置を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両位置制御装置。
6. 前記複数の外界検知手段として単眼カメラとミリ波レーダーを備えている場合に、
   前記自車の走行状態が低速度走行のときは前記単眼カメラの方が前記ミリ波レーダーよりも優先度が高く設定され、
   前記自車の走行状態が高速度走行のときは前記ミリ波レーダーの方が前記単眼カメラよりも優先度が高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両位置制御装置。
7. 前記自車の走行状態が高速度走行であり、前記ミリ波レーダーの方が前記単眼カメラよりも優先度が高く設定されている状況において、前記単眼カメラにより前記物体を検知した場合に、前記ミリ波レーダーにより前記物体を未検知であるときは、前記ミリ波レーダーの検知範囲に前記物体が入るように前記自車の車両位置を制御することを特徴とする請求項６に記載の車両位置制御装置。

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