JP7448588B2 - 運転支援装置、運転支援方法、およびプログラム - Google Patents

運転支援装置、運転支援方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムに関する。
近年、交通参加者の中でも脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて運転支援技術に関する研究開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。これに関連して、従来では、車線維持支援システム(LKAS;Lane Keeping Assistance System)において、車両が目標走行ラインから逸脱しないように、反力トルクを操舵機構に付与する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012-232704号公報
ところで、従来の運転支援技術においては、乗員の好みに応じて反力トルクの制御を行うことについては考慮されていなかった。そのため、車線維持支援の実行中において、乗員に適切な支援が行われていない場合があることが課題であった。
本願は上記課題の解決のため、乗員により適切な車線維持支援を行うことができる運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。
この発明に係る運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る運転支援装置は、車両の周辺状況を認識する認識部と、前記認識部による認識結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御する操舵制御部と、を備え、前記操舵制御部は、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、運転支援装置である。
(2):上記(1)の態様において、前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含むものである。
(3):上記(2)の態様において、前記第2の操舵特性は、前記第1の操舵特性よりも前記車両の走行車両の中央からの距離に応じた操舵反力が大きいものである。
(4):上記(1)の態様において、前記操舵制御部は、前記複数の操舵特性のうち、前記乗員によって選択された操舵特性に切り替えて前記車両の操舵を制御する。
(5):上記(1)の態様において、前記車両の乗員による前記車両の運転特性を取得する運転特性取得部を更に備え、前記操舵制御部は、前記運転特性取得部により取得された前記運転特性に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御するものである。
(6):上記(2)の態様において、前記複数の操舵特性は、前記第1の操舵特性による操舵反力と、前記第2の操舵特性による操舵反力との間の操舵反力によって前記車両の操舵を制御する第3の操舵特性を更に有し、前記操舵制御部は、前記第1の操舵特性と前記第2の操舵特性との切り替えを行う場合に、一時的に前記第3の操舵特性によって前記車両の操舵制御を行うものである。
(7):上記(1)の態様において、前記車両の乗員の状態を取得する乗員状態取得部を更に備え、前記操舵制御部は、前記乗員状態取得部により取得された乗員状態に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御するものである。
(8):上記(1)の態様において、前記操舵制御部は、前記車両の乗員から得られる情報と、前記認識部により認識された前記車両の周辺の道路状況に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御するものである。
(9):本発明の他の態様に係る運転支援方法は、コンピュータが、車両の周辺状況を認識し、認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御し、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、運転支援方法である。
(10):本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、車両の周辺状況を認識させ、認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御させ、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御させる、プログラムである。
上記(1)~(10)の態様によれば、乗員により適切な車線維持支援を行うことができる。
実施形態に係る運転支援装置を適用した車両システム1の構成図である。 操舵制御部142の機能について説明するための図である。 実施形態に係る複数の操舵特性について説明するための図である。 複数の操舵特性のそれぞれにおける反力の位置付けについて説明するための図である。 実施形態の運転支援装置100よって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照し、本発明の運転支援装置、運転支援方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る運転支援装置を適用した車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両(以下、車両M)は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。以下の説明では、車両Mが四論車両であるものとする。また、以下では、一例として、運転支援装置が自動運転車両に適用されてもよい。自動運転とは、例えば、自動的に車両Mの操舵または加減速のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行することである。車両Mの運転制御には、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control)や、LKAS、LCA(Lane Change Assist)、FCW(Forward Collision Warning)、CMBS(Collision Mitigation Braking System)といった種々の運転支援が含まれてよい。自動運転車両は、乗員(運転者)の手動運転によって一部または全部の運転が制御されることがあってもよい。
車両システム1は、例えば、カメラ(撮像部の一例)10と、レーダ装置12と、LIDAR(Light Detection and Ranging)14と、物体認識装置16と、通信装置20と、HMI(Human Machine Interface)30と、車両センサ40と、ナビゲーション装置50と、ドライバモニタカメラ(車室内撮像部の一例)70と、運転操作子80と、運転支援装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14を組み合わせたものが「外界センサES」の一例である。外界センサESには、物体認識装置16が含まれていてもよく、また車両Mの周辺状況を認識する他の検出部(例えば、ソナー)が含まれていてもよい。また、外界センサESは、カメラ10のみの構成や、カメラ10およびレーダ装置12のみといった簡易な構成であってもよい。HMI30は、「受付部」、「出力部」の一例である。
カメラ10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ10は、車両Mの任意の箇所に取り付けられる。例えば、車両Mの前方を撮像する場合、カメラ10は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。また、車両Mの後方を撮像する場合、カメラ10は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。また、車両Mの側方および後側方を撮像する場合、カメラ10は、ドアミラー等に取り付けられる。カメラ10は、例えば、周期的に繰り返し車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、車両Mの周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
LIDAR14は、車両Mの周辺に光(或いは光に近い波長の電磁波)を照射し、散乱光を測定する。LIDAR14は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。LIDAR14は、車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置16は、外界センサESに含まれる構成のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、車両Mの周囲の物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置16は、認識結果を運転支援装置100に出力する。物体認識装置16は、外界センサESの検出結果をそのまま運転支援装置100に出力してよい。車両システム1から物体認識装置16が省略されてもよい。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi-Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等を利用して、車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、HMI制御部150の制御により車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30には、例えば、表示装置、スピーカ、マイク、ブザー、タッチパネル、キー等が含まれる。また、HMI30には、例えば、LKASやACC等の各種運転支援を実行するか否かを受け付けるスイッチ(運転支援切り替えスイッチ)や、LKAS実行時における操舵特性を切り替えたり、操舵特性を調整するスイッチが含まれてもよい。操舵特性とは、例えば、LKASによる制御(以下、「LKAS制御」と称する)において、乗員が操作するステアリングホイールの重さに関する特性や、車両Mが走行車線から逸脱する傾向がある場合に走行車線内に戻すために発生させるステアリングホイールの反力の大きさに関する特性である。実施形態における操舵特性の詳細については、後述する。
車両センサ40は、車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。また、車両センサ40には、車両Mの操舵角(操舵輪の角度でもよいし、ステアリングホイールの操作角度でもよい)を検出する操舵角センサが含まれてよい。また、車両センサ40には、車両Mの位置を取得する位置センサが含まれてよい。位置センサは、例えば、GPS(Global Positioning System)装置から位置情報(経度・緯度情報)を取得するセンサである。また、位置センサは、ナビゲーション装置50のGNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51を用いて位置情報を取得するセンサであってもよい。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備える。ナビゲーション装置50は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に地図情報54を保持している。GNSS受信機51は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、車両Mの位置を特定する。車両Mの位置は、車両センサ40の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビHMI52は、前述したHMI30と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、地図情報54を参照して決定する。地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。地図情報54は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。また、地図情報54には、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報(道路区画線)、車線の幅員等が含まれてよく、道路情報(例えば、高速道路、一般道路)、交通規制情報(例えば、制限速度)、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。地図情報54は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。地図情報54は、後述する運転支援装置100の記憶部に記憶されてもよい。
ナビゲーション装置50は、地図上経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置50は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
ドライバモニタカメラ70は、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。ドライバモニタカメラ70は、車両Mの運転席に着座した乗員(運転者)の頭部を正面から(顔面を撮像する向きで)撮像可能な位置および向きで、車両Mにおける任意の箇所に取り付けられる。例えば、ドライバモニタカメラ70は、車両Mのインストルメントパネルの中央部に設けられたディスプレイ装置の上部に取り付けられる。ドライバモニタカメラ70は、配置された位置から車両Mの乗員を含む車室内を撮影した画像を所定周期で取得する。また、ドライバモニタカメラ70は、同乗者を含む画像を所定周期で取得してもよい。また、ドライバモニタカメラ70は、画像に加えて車室内の音声(例えば、乗員の会話)等を取得してもよい。ドライバモニタカメラ70により取得された情報は、運転支援装置100に出力される。
運転操作子80は、例えば、ステアリングホイールの他、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、その他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、運転支援装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一部または全部に出力される。ステアリングホイールは、「運転者による操舵操作を受け付ける操作子」の一例である。操作子は、必ずしも環状である必要は無く、異形ステアリングやジョイスティック、ボタン等の形態であってもよい。また、運転操作子80は、車両Mの乗員(運転者)がステアリングホイールを所定方向に操舵させたときの操舵角や操舵トルク量を運転支援装置100に出力する。
運転支援装置100は、例えば、認識部110と、判定部120と、取得部130と、運転制御部140と、HMI制御部150と、記憶部160とを備える。認識部110と、判定部120と、取得部130と、運転制御部140と、HMI制御部150とは、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め運転支援装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで運転支援装置100のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。HMI制御部150は、「出力制御部」の一例である。
記憶部160は、上記の各種記憶装置、或いはSSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現されてもよい。記憶部160は、例えば、操舵特性情報162、プログラム、その他の各種情報等が格納される。操舵特性情報162とは、例えば、LKAS制御の実行時において、車両Mが走行車線から逸脱傾向にある場合に、乗員のステアリングホイールの操作方向に対して発生させる反力に関する特性情報である。特性情報には、反力の大きさに関する情報が含まれる。操舵特性情報162には、予め設定された複数の操舵特性が格納される。複数の操舵特性のそれぞれは、乗員の設定により適宜調整されてよい。また、記憶部160には、例えば、後述する乗員の運転特性情報、乗員状態情報、地図情報54が格納されていてもよい。
認識部110は、外界センサESから入力された情報に基づいて、車両Mの周辺状況を認識する。例えば、認識部110は、外界センサESから入力された情報に基づいて、車両Mから所定距離以内に存在する物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体とは、例えば、他車両や、自転車、歩行者等の交通参加者である。物体の位置は、例えば、車両Mの代表点(重心や駆動軸中心等)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。また、認識部110は、物体の大きさや形状、色等の特徴情報に基づいて物体の種類(他車両、自転車、歩行者)等を認識してもよい。
また、認識部110は、例えば、車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、認識部110は、カメラ10によって撮像されたカメラ画像から車両Mの左右の道路区画線(以下、「区画線」と称する)を認識し、認識した区画線の位置に基づいて走行車線を認識する。なお、認識部110は、区画線に限らず、路肩、縁石、中央分離帯、ガードレール、フェンス、壁等を含む車線位置を特定可能な物標(走路境界、道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置50から取得される車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部110は、車両センサ40から得られる車両Mの位置情報に基づいて地図情報54を参照して走行車線を認識してもよく、地図情報54から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで走行車線を認識してもよい。また、認識部110は、車両Mの走行車線に隣接する隣接車線や、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識してもよい。
また、認識部110は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する車両Mの位置や姿勢を認識する。認識部110は、例えば、車両Mの基準点(中心または重心)の車線中央からの乖離(道路幅方向の距離)、および車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部110は、走行車線の何れかの側端部(区画線または道路境界)に対する車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する車両Mの相対位置として認識してもよい。
また、認識部110は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示等がある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。
判定部120は、認識部110による認識結果に基づいて、車両Mが走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する。例えば、判定部120は、車両MがLKAS制御を実行している状態において、車両Mの中心(重心でもよい)と車両Mの走行車線の中央からの距離を取得し、取得した距離が処理距離以上である場合に車両Mが走行車線から逸脱傾向にあると判定する。また、判定部120は、所定時間における距離の変化量(増加量)が所定量以上である場合に車両Mが走行車線から逸脱傾向にあると判定してもよい。
また、判定部120は、走行車線の中央からの距離に代えて、走行車線を区画する区画線から車両Mの中心までの距離が所定距離未満である場合、または、所定時間における距離の減少量が所定量以上である場合に車両Mが走行車線から逸脱傾向にあると判定してもよい。なお、上述の所定距離は、固定距離でもよく、走行車線の幅員や車幅、道路種別(例えば、高速道路、一般道路等)によって可変に設定されてもよい。
取得部130は、例えば、運転特性取得部132と、乗員状態取得部134とを備える。運転特性取得部132は、車両センサ40や運転操作子80により検出される情報に基づいてドライバの運転特性を取得する。運転特性とは、例えば、乗員が車両Mをどのように運転するかを示す運転傾向が含まれる。運転傾向には、例えば、運転の継続時間が所定時間以上の場合に、車両Mの中心位置が車線の中央からずれる割合や頻度が高いといった傾向や、操舵操作のタイミングが遅い(または早い)といった傾向、操舵量が少ない(または多い)といった傾向等が含まれる。また、運転傾向には、ブレーキのタイミングが遅いといった傾向、怒っているときには急発進をしやすいといった傾向、同乗者と会話している場合、サイドミラーの確認を怠りやすいといった傾向等が含まれてもよい。また、運転特性には、例えば、LKAS制御を実施していない場合であって、且つ、右折や左折、車線変更を行っていない走行時における車線の逸脱回数や逸脱度合等の情報が含まれてよい。
また、運転特性取得部132は、乗員の手動運転中に車両センサ40や運転操作子80により取得された情報を入力とし、運転特性を出力とする学習済みモデルを用いて、乗員(運転者)の運転特性を取得してもよい。学習済みモデルは、例えば、教師(正解)データ等を用いた機械学習(ニューラルネットワーク)や深層学習(ディープラーニング)等のAIによる機能を用いて更新されてよい。
また、運転特性取得部132は、直線やカーブ路の走行時における運転傾向(例えば、車両Mの中心が車線中央からずれる割合や頻度)に基づいて、乗員の運転レベルを判定してもよい。例えば、運転特性取得部132は、車両Mの中心が車線中央からずれる割合や頻度が少ないほど、乗員の運転レベルが高いと判定する。
乗員状態取得部134は、ドライバモニタカメラ70により撮像された画像に対して画像解析処理を行い、解析結果に基づいて、乗員が所定の状態であるか否かを検知する。所定の状態とは、例えば、車両Mを運転する乗員(運転者)がステアリングホイールを把持している状態や、乗員が前方を監視している状態等が含まれる。また、所定の状態には、乗員が他の同乗者と会話している状態や、怒っている状態、眠そうな状態等が含まれてよい。これらの状態は、画像中の乗員の顔の動きや表情等から取得できる。また、乗員状態取得部134は、乗員が手動運転できる状態(または、できない状態)であることを取得してもよい。
また、乗員状態取得部134は、画像の解析結果に基づいて、乗員の運転集中度(乗員がどの程度運転に集中できているかを示す指標値)を導出してもよい。例えば、同乗者と会話している場合には、会話していない場合よりも運転集中度が小さく、あくびをして眠そうな状態である場合には、運転集中度を現在の度合よりも小さくする。また、乗員状態取得部134は、同乗者が子供の場合には、子供が同乗していない場合よりも運転集中度を小さくしたり、走行時間が長くなるほど運転集中度合を小さくしてもよい。また、乗員状態取得部134は、乗員がナビHMI52を見ている場合(周辺監視が充分にできていない場合)には、見ていない場合よりも運転集中度を小さくしてもよい。また逆に、乗員状態取得部134は、例えば、乗員(運転者)がステアリングホイールを把持し、前方を監視している状態が所定時間以上継続している場合や、同乗者がいない場合、同乗者がいても会話をしていない状態である場合に運転集中度を高くする。
また、乗員状態取得部134は、画像の解析結果に基づいて、乗員(運転者)の状態だけでなく、同乗者の有無や、同乗者の種別(例えば、子供、高齢者)、人数、状態等を取得してもよい。上述した運転者や同乗者に関する情報の一部は、画像だけでなく、ドライバモニタカメラ70により取得された音声情報を用いて取得されてもよい。
運転制御部140は、認識部110による認識結果や判定部120による判定結果に基づいて、自動的に車両Mの操舵または加減速のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行する。例えば、運転制御部140は、HMI30により各種運転支援のうち少なくとも一つを実行する操作が受け付けられた場合に、受け付けられた操作内容に基づいて、車両Mの乗員による車両Mの運転操作または車両Mの走行を制御する。
運転制御部140は、例えば、操舵制御部142を備える。操舵制御部142は、例えば、HMI30によりLKAS制御を実行することを示す操作(乗員による操作)が受け付けられた場合に、車両Mが走行車線を逸脱することなく走行するように、少なくとも車両Mの操舵を制御するLKAS制御を実行する。操舵制御部142の機能の詳細については、後述する。
また、運転制御部140は、認識部110による認識結果に基づいて、ACC、LCA、FCW、CMBS等の制御を実行してもよい。例えば、運転制御部140は、HMI30によりACC制御を実行する操作が受け付けられた場合に、車両Mを前走車両に追従して走行させる運転制御を実行する。また、運転制御部140は、HMI30によりLCA制御を実行する操作が受け付けられた場合に、ウインカスイッチ等により指示された方向に存在する車線変更先の車線の中央に他車両等の物体と接触しないターゲット位置を設定し、設定したターゲット位置をHMI30から乗員に通知して、車両Mがターゲット位置に位置付けられるように車両Mの操舵操作を乗員に実行させたり、操舵制御を実行する。また、運転制御部140は、FCW制御により物体を接触可能性がある場合にHMI30により乗員に警告したり、CMBS制御により車両Mを緊急停止させる制御を行う。
HMI制御部150は、HMI30により、乗員に所定の情報を通知したり、HMI30を介して受け付けられた乗員の操作内容を取得する。所定の情報には、例えば、車両Mの状態に関する情報や運転制御に関する情報等の車両Mの走行に関連のある情報が含まれる。車両Mの状態に関する情報には、例えば、車両Mの速度、エンジン回転数、シフト位置等の情報が含まれる。また、運転制御に関する情報には、例えば、どの運転制御が実行中であるかを示す情報や、運転支援を行うか否かを問い合わせる情報が含まれてよい。また、所定の情報には、テレビ番組、DVD等の記憶媒体に記憶されたコンテンツ(例えば、映画)等の車両Mの走行制御に関連しない情報が含まれてもよい。
また、HMI制御部150は、LKAS制御の実行中に適用される操舵特性を乗員に選択させたり、調整させるための画像を生成して、HMI30の表示装置に表示させる。なお、HMI制御部150は、認識部110により認識された車両Mの走行車線の道路状況(例えば、道路種別、曲率、他車両との距離、混雑状況)等に基づいて、複数の操舵特性のうち、お勧めの操舵特性を提案する画像を表示させてもよい。また、HMI制御部150は、乗員がHMI30から入力した選択結果や調整結果を取得部130や操舵制御部142に出力したり、選択結果や調整結果に基づいて、記憶部160に格納された操舵特性情報162を更新する。
例えば、HMI制御部150は、上述した所定の情報を含む画像を生成し、生成した画像をHMI30の表示装置32に表示させてもよく、所定の情報を示す音声を生成し、生成した音声をHMI30のスピーカから出力させてもよい。
走行駆動力出力装置200は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置200は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、運転支援装置100から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、運転支援装置100から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置210は、運転操作子80に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置210は、上記説明した構成に限らず、運転支援装置100から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、運転支援装置100から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。また、ステアリング装置220は、運転支援装置100の制御により、乗員の運転操作に対して所定の方向にステアリングホイールを回転させるように(所定の方向い回転させないように)トルク反力を付与してもよい。
[操舵制御]
次に、操舵制御部142の機能の詳細について説明する。図2は、操舵制御部142の機能について説明するための図である。図2の例では、図中X軸方向に進行可能な車線L1上を速度VMで走行する車両Mが示されている。車線L1は、区画線LLおよびRLにより区画されている。図2には、車線L1の中央CLが示されている。
例えば、乗員によりLKAS制御の実行を受け付けた場合、操舵制御部142は、ステアリング装置220を制御して、車両Mの中心Cが車線L1の中央CL上を通過するように、中央CLからの横方向(車線幅方向、図中Y軸方向)のずれ量(距離D1)に応じてステアリングホイールSTに乗員の操作方向と反対向きの力(操舵反力)を出力させる。言い換えると、操舵制御部142は、車両Mの中心から見て車線中央CLがある方向にステアリングホイールSTを回転させる力をステアリング装置220に出力させる。これにより、車両Mを車線L1の中央CL付近に移動させて、車線L1からの逸脱を抑制することができる。
ここで、操舵制御部142は、ステアリングホイールSTに反力を与える場合に、予め決められた複数の操舵特性のうち、車両Mの乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して、車両Mが走行車線を逸脱しないように車両Mの操舵を制御する。
図3は、実施形態に係る複数の操舵特性について説明するための図である。図3の例において、縦軸はステアリングホイールに対する反力を示し、車両Mの走行車線の中央からの距離を示している。図4は、複数の操舵特性のそれぞれにおける反力の位置付けについて説明するための図である。図4の例では、操舵自由度および反力によるアシスト感を指標値(二軸)とした操舵特性の位置付けを示している。
実施形態において、操舵特性情報162に含まれる複数の操舵特性には、少なくとも第1の操舵特性と第2の操舵特性とが含まれる。第1の操舵特性は、図4に示すように操作自由度とアシスト感とのバランスを重視したバランス型の操舵特性である。第2の操舵特性は、第1の操舵特性よりもアシスト感が大きく、操作自由度が小さい。言い換えると、第2の操舵特性は、第1の操舵特性よりも操舵反力度合(アシスト量)が大きく、システム側で積極的に操舵制御を行うアグレッシブ型の操舵特性である。例えば、第2の操舵特性は、前記第1の操舵特性よりも前記車両の走行車両の中央からの距離に応じた操舵反力が大きいものである。また、第2の操舵特性は、車両Mの位置と、走行車線の左右の区画線の位置との関係において、区画線側から内側への操舵反力が、第1の操舵特性よりも大きいものであってもよい。なお、それぞれの操舵特性のタイプ(型)は、上記の例に限定されない。
また、複数の操舵特性には、第1の操舵特性と第2の操舵特性との間の特性を有する第3の操舵特性が設けられていてもよい。第1の操舵特性と第2の操舵特性との間の特性とは、例えば、それぞれの操舵特性の中間値となる特性である。なお、それぞれの操舵特性の操舵反力度合は、HMI30を介して乗員により適宜調整されてよい。操舵特性が調整される場合には、予め調整の上限値や下限値が設けておくことで、反力が過度に小さくなったり大きくなったりすることを抑制することができる。また、複数の操舵特性には、第1~第3以外の操舵特性が含まれてもよい。以下では、操舵特性情報162に第1~第3の操舵特定を有するものとして説明する。
操舵制御部142は、例えば、予め初期設定として基準となる操舵特性(例えば、第1の操舵特性)を選択してもよい。また、操舵制御部142は、初期設定として第1と第2の操舵特性の中間値である第3の操舵特性を選択し、その後の乗員の選択や運転特性や乗員状態等に応じて第1の操舵特性または第2の操舵特性の何れかに切り替えてもよい。
操舵制御部142は、例えば、上述した第1の操舵特性と第2の操舵特性のうち、HMI30を介して乗員に選択された操舵特性に切り替えて車両Mの操舵を制御する。なお、操舵制御部142は、乗員による選択後に、操舵特性の切り替えをすぐに行わずに、選択した後にHMI30によりLKAS制御の実行が指示されたタイミング、または、選択してから所定時間が経過したタイミングで切り替えてもよい。これにより、操舵制御の途中で反力が切り替わることを抑制することができ、より安全な運転支援を行うことができる。
また、操舵制御部142は、運転特性取得部132により取得された乗員の運転特性に基づいて、複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御してもよい。例えば、操舵制御部142は、運転特性が、走行車線を逸脱し易い特性である場合に第2の操舵特性を選択し、それ以外の場合には、基準特性として第1の操舵特性を選択して車両の操舵を制御する。走行車線を逸脱し易い特性には、例えば、車両Mの中心位置が車線の中央からずれる割合や頻度が高い(閾値以上)といった傾向や、操舵操作のタイミングが基準範囲よりも遅い(または早い)といった傾向、操舵量が基準量よりも少ない(または多い)といった傾向がある運転特性が含まれる。
また、操舵制御部142は、例えば、乗員の運転レベルが低い(レベルが閾値未満)という運転特性が得られている場合には、第2の操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御し、乗員の運転レベルが高い(レベルが閾値以上)という特性が得られている場合には、第1の操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御する。
また、操舵制御部142は、乗員状態取得部134により取得された乗員状態に基づいて、複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御してもよい。例えば、操舵制御部142は、乗員の状態が、走行車線を逸脱し易い状態である場合に第2の操舵特性を選択し、それ以外の場合には、基準特性として第1の操舵特性を選択して車両の操舵を制御する。走行車線を逸脱し易い状態には、例えば、乗員が他の同乗者と会話している状態や、怒っている状態、眠そうな状態等が含まれる。また、走行車線を逸脱し易い状態には、同乗者に子供が含まれる場合が含まれてよい。
また、操舵制御部142は、例えば、乗員状態に基づき、乗員の運転集中度が低い場合(運転集中度が閾値未満である場合)には第2の操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御し、運転集中度が高い場合(運転集中度が閾値以上である場合)には第1の操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御する。
上述したように、車両Mの乗員から得られる情報(例えば、乗員による操舵特性の選択結果、乗員の運転特性、乗員状態)に応じて操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御することで、乗員の好みまたは状態に適した反力制御を行うことができる。したがって、乗員により適切な車線維持支援を行うことができる。
また、操舵制御部142は、車両Mの乗員から得られる情報に加えて、認識部110により認識された車両Mの周辺の道路状況に基づいて、複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択してもよい。例えば、操舵制御部142は、車両Mの走行車線が高速道路の場合には第2の操舵特性を選択し、走行車線の幅員が広い場合(所定幅以上である場合)には、車線端部までの距離があるため第1の操舵特性を選択してもよい。また、操舵制御部142は、例えば、走行車線の曲率が閾値未満の場合には第1の操舵特性を選択し、閾値以上であの場合には第2の操舵特性を選択する。更に、操舵制御部142は、車両Mの速度等に応じて操舵特性を選択してもよい。
また、操舵制御部142は、上述した操舵特性を選択する各種条件(車両Mの乗員から得られる情報や道路状況の情報に対する条件)に対する優先度に基づいて、優先度の高い条件に応じて選択された操舵特性に切り替えて車両Mの操舵を制御する。優先度は、予め設定されていてもよく、乗員により可変に設定されてもよい。乗員による設定で優先度を調整することで、乗員の好みに応じた操舵特性の選択を行うことができる。
上述した操舵制御部142による操舵特性の選択は、LKAS制御の実行前や実行後だけでなく、実行中に行われてもよい。したがって、仮に乗員の手動運転中に第1の操舵特性と第2の操舵特性とが切り替わる場合には、今までと異なる反力制御となるため、乗員に違和感を与える可能性がある。したがって、操舵制御部142は、第1の操舵特性と第2の操舵特性とを切り替える場合には、一時的に第3の操舵特性による車両Mの操舵制御を行ってもよい。一時的とは、例えば、第1および第2の操舵特性の一方から他方に切り替えることを決定してから所定時間の間でもよく、第3の操舵特性に切り替わってから車両Mが所定距離を走行するまでの間でもよく、第3の操舵特性による操舵制御が所定時間経過するまでであってもよい。また、操舵制御部142は、現在どの操舵特性により操舵制御が行われているかを、HMI制御部150によりHMI30に出力させてもよい。これにより、操舵特性の切り替え時において乗員に違和感を与えることを抑制して、より適切な車線維持制御を実行することができる。
また、操舵制御部142は、複数の操舵特性のうち、実行中の運転制御の状態の変化に応じて、何れかの操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御してもよい。例えば、操舵制御部142は、LKAS制御の実行中に第2の操舵特性で車両Mの操舵を制御している状態であって、且つ、乗員によるウインカスイッチの操作によりALC制御が開始される場合に、ALC制御の直前または直後の所定時間に第1の操舵特性による操舵制御を実行する。
[処理フロー]
図5は、実施形態の運転支援装置100よって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図5の処理では、運転支援装置100によって実行される各種処理のうち、主に車線維持制御処理を中心として説明する。また、図5の処理は、所定周期または所定のタイミングで繰り返し実行されてよい。また、図5の処理の開始時において、HMI30を介して乗員により車両MにLKAS制御を実行させる指示が受け付けられているものとする。
図5の例において、認識部110は、車両Mの周辺状況を認識する(ステップS100)。次に、認識部110の認識結果に基づいて、運転制御部140は、LKAS制御を実行する(ステップS102)。なお、LKAS制御の実行中において、ステップS101の処理は、常時実行される。
次に、判定部120は、走行車線の中央に対する車両Mの位置(ずれ量)に基づいて、車両Mが走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する(ステップS104)。逸脱傾向にあると判定された場合、操舵制御部142は、複数の操舵特性のうち、車両Mの乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択し(ステップS106)、選択した操舵特性に基づいて反力制御を実行する(ステップS108)。ステップS108の終了後、またはステップS104の処理において車両が走行車線から逸脱傾向にないと判定された場合、運転制御部140は、LKAS制御を終了するか否かを判定する(ステップS110)。例えば、HMI30よりALC制御の実行指示やLKAS制御の終了指示、ウインカスイッチ等を受け付けた場合、運転制御部140は、LKAS制御を終了すると判定し、それ以外の場合は、LKAS制御を終了しないと判定する。LKAS制御を終了しないと判定した場合には、ステップS104の処理に戻り、LKAS制御を終了すると判定した場合には、本フローチャートの処理は終了する。
以上の通り説明した実施形態によれば、運転支援装置100において、車両Mの周辺状況を認識する認識部110と、認識部110による認識結果に基づいて、車両Mが走行車線から逸脱傾向にある場合に、車両Mが走行車線内を走行するように、少なくとも車両Mの操舵を制御する操舵制御部142と、を備え、操舵制御部142は、複数の操舵特性のうち、車両Mの乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して車両Mの操舵を制御することにより、乗員により適切な車線維持支援を行うことができる。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与することができる。
具体的には、実施形態によれば、乗員の指示内容や運転特性、乗員の状態等に基づいて、LKAS制御の実行中において、乗員に操舵をある程度任せた弱めのステアリング反力特性(第1の操舵特性)とシステム側で操舵を制御する強めステアリング反力特性(第2の操舵特性)とを切り替えることで、乗員の好みに応じた最適なLKAS制御中のステアリング反力を提供することで、LKASシステムの商品性をより向上させることができる。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
コンピュータによって読み込み可能な命令(computer-readable instructions)を格納する記憶媒体(storage medium)と、
前記記憶媒体に接続されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより(the processor executing the computer-readable instructions to:)、
車両の周辺状況を認識し、
認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御し、
複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、
運転支援装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
10 カメラ
12 レーダ装置
14 LIDAR
16 物体認識装置
80 運転操作子
100 運転支援装置
110 認識部
120 判定部
130 取得部
132 運転特性取得部
134 乗員状態取得部
140 運転制御部
142 操舵制御部
150 HMI制御部
160 記憶部
200 走行駆動力出力装置
210 ブレーキ装置
220 ステアリング装置

Claims (12)

  1. 車両の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御する操舵制御部と、を備え、
    前記操舵制御部は、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の走行車両の中央からの距離に応じた操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含む、
    運転支援装置。
  2. 車両の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御する操舵制御部と、を備え、
    前記操舵制御部は、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含み、
    前記複数の操舵特性は、前記第1の操舵特性による操舵反力と、前記第2の操舵特性による操舵反力との間の操舵反力によって前記車両の操舵を制御する第3の操舵特性を更に有し、
    前記操舵制御部は、前記第1の操舵特性と前記第2の操舵特性との切り替えを行う場合に、一時的に前記第3の操舵特性によって前記車両の操舵制御を行う、
    運転支援装置。
  3. 車両の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御する操舵制御部と、を備え、
    前記操舵制御部は、複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記操舵制御部は、前記複数の操舵特性のうち、前記乗員によって選択された操舵特性に切り替えて前記車両の操舵を制御する、
    運転支援装置。
  4. 前記車両の乗員から得られる情報として、前記車両の乗員による前記車両の運転特性を取得する運転特性取得部を更に備え、
    前記操舵制御部は、前記運転特性取得部により取得された前記運転特性に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、
    請求項1または2に記載の運転支援装置。
  5. 前記車両の乗員から得られる情報として、前記車両の乗員の状態を取得する乗員状態取得部を更に備え、
    前記操舵制御部は、前記乗員状態取得部により取得された前記車両の乗員状態に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、
    請求項1または2に記載の運転支援装置。
  6. 前記操舵制御部は、前記車両の乗員から得られる情報と、前記認識部により認識された前記車両の周辺の道路状況に基づいて、前記複数の操舵特性のうち何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御する、
    請求項1または2に記載の運転支援装置。
  7. コンピュータが、
    車両の周辺状況を認識し、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御し、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の走行車両の中央からの距離に応じた操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含む、
    運転支援方法。
  8. コンピュータが、
    車両の周辺状況を認識し、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御し、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含み、
    前記複数の操舵特性は、前記第1の操舵特性による操舵反力と、前記第2の操舵特性による操舵反力との間の操舵反力によって前記車両の操舵を制御する第3の操舵特性を更に有し、
    前記第1の操舵特性と前記第2の操舵特性との切り替えを行う場合に、一時的に前記第3の操舵特性によって前記車両の操舵制御を行う、
    運転支援方法。
  9. コンピュータが、
    車両の周辺状況を認識し、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御し、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御し、
    前記複数の操舵特性のうち、前記乗員によって選択された操舵特性に切り替えて前記車両の操舵を制御する、
    運転支援方法。
  10. コンピュータに、
    車両の周辺状況を認識させ、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御させ、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御させ、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の走行車両の中央からの距離に応じた操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含む、
    プログラム。
  11. コンピュータに、
    車両の周辺状況を認識させ、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御させ、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御させ、
    前記複数の操舵特性は、少なくとも、第1の操舵特性と、前記第1の操舵特性よりも前記車両の操舵反力が大きい第2の操舵特性とを含み、
    前記複数の操舵特性は、前記第1の操舵特性による操舵反力と、前記第2の操舵特性による操舵反力との間の操舵反力によって前記車両の操舵を制御する第3の操舵特性を更に有し、
    前記第1の操舵特性と前記第2の操舵特性との切り替えを行う場合に、一時的に前記第3の操舵特性によって前記車両の操舵制御を行わせる、
    プログラム。
  12. コンピュータに、
    車両の周辺状況を認識させ、
    認識した結果に基づいて、前記車両が走行車線から逸脱傾向にある場合に、前記車両が走行車線内を走行するように、少なくとも前記車両の操舵を制御させ、
    複数の操舵特性のうち、前記車両の乗員から得られる情報に応じて何れかの操舵特性を選択して前記車両の操舵を制御させ、
    前記複数の操舵特性のうち、前記乗員によって選択された操舵特性に切り替えて前記車両の操舵を制御させる、
    プログラム。
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