KR101552074B1

KR101552074B1 - 차량의 운전 지원 시스템

Info

Publication number: KR101552074B1
Application number: KR1020147008358A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 마츠바라; 신지 이가라시; 도모노리 아키야마
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2015-09-09
Also published as: CN103842230B; US9718469B2; JPWO2013051082A1; EP2765048A1; KR20140060326A; CN103842230A; US20140244151A1; WO2013051082A1; EP2765048A4; RU2014112202A; JP5729480B2

Abstract

본 발명은, 자차량과 장애물인 입체물의 충돌을 회피하기 위한 지원을 실시하는 차량의 운전 지원 시스템에 있어서, 입체물의 유무가 불명확한 영역으로 차량을 유도하는 지원을 회피할 수 있는 기술을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 입체물이 존재하는 회피 영역과 입체물의 존재가 불명확한 불명확 영역과 입체물이 존재하지 않는 안전 영역을 식별할 수 있는 그리드 맵을 작성하고, 자차량의 진로 상에 회피 영역이 존재하는 경우에, 그 회피 영역을 회피할 수 있고, 또한 불명확 영역을 통과하는 거리가 임계값 이하인 경로를 특정하고, 특정된 경로를 따라 자차량이 주행하도록 조타각이 제어되도록 하였다.

Description

차량의 운전 지원 시스템{VEHICLE DRIVING SUPPORT SYSTEM}

본 발명은, 자차량의 진로 상에 존재하는 입체물을 회피하기 위한 운전 지원을 실시하는 기술에 관한 것이다.

종래, 자차량의 전방에 존재하는 입체물을 검출하고, 검출된 입체물과 자차량의 접촉이 예측되는 경우에, 운전자에게 경고하거나 자차량과 입체물의 접촉을 회피하기 위한 운전 조작을 자동적으로 실시하거나 하는 운전 지원 시스템이 제안되어 있다.

상기한 바와 같은 운전 지원 시스템에 있어서, 카메라나 레이저 레이더 등을 이용하여 자차량의 주위에 존재하는 입체물을 검출하고, 입체물의 종류나 여유 시간 (TTC : Time To Collision) 에 따라 결정되는 리스크 정도에 기초하여 조타나 제동 조작의 지원을 실시하는 기술이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).

일본 공개특허공보 2007-204044호

그런데, 종래의 기술에 있어서는, 장애물이 될 수 있는 입체물을 검출할 때에 카메라나 레이저 레이더 등 센서의 검출 오차를 고려하고 있지만, 센서가 검출 불가능한 영역이나 센서의 검출 누락에 대해서 고려되고 있지 않다. 그 때문에, 입체물의 유무가 불명확한 영역으로 차량을 유도하는 지원이 실시될 가능성이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 차량의 운전 지원 시스템에 있어서 입체물의 유무가 불명확한 영역으로 차량을 유도하는 지원을 회피할 수 있는 기술의 제공에 있다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 자차량과 입체물의 충돌이 예측되는 경우에, 입체물이 존재하는 영역 및 입체물의 유무가 불명확한 영역을 회피할 수 있는 경로를 특정하고, 특정된 경로를 따라 자차량이 주행하는 운전 지원을 실시하도록 하였다.

상세하게는, 본 발명의 차량의 운전 지원 시스템은,

자차량의 주위에 존재하는 입체물을 인식하고, 그 입체물과 자차량의 상대 위치에 관한 정보를 생성하는 인식 수단과,

상기 인식 수단에 의해 생성된 정보에 기초하여, 자차량의 현재 위치와 입체물이 존재하는 영역인 회피 영역과 입체물이 존재하지 않는 영역인 안전 영역과 입체물의 유무가 불명확한 영역인 불명확 영역의 상대 위치를 나타내는 그리드 맵을 설정하는 설정 수단과,

상기 설정 수단에 의해 설정된 그리드 맵에 있어서 자차량의 진로가 상기 회피 영역을 통과하는 경우에, 상기 불명확 영역을 통과하는 거리 또는 상기 불명확 영역의 셀을 통과하는 횟수에 기초하여, 상기 회피 영역을 회피할 수 있는 경로인 회피 라인을 특정하고, 특정된 회피 라인을 따라 자차량이 주행하도록 자차량의 운동량을 변경하는 지원 수단을 구비하도록 하였다.

본 발명의 차량의 운전 지원 시스템에 의하면, 자차량과 입체물의 충돌이 예측되는 경우에, 입체물이 존재하는 회피 영역에 더하여, 입체물의 유무가 불명확한 불명확 영역도 가능한 한 회피할 수 있는 경로 (회피 라인) 를 설정할 수 있다. 그 결과, 자차량이 회피 라인을 따라 주행하도록 자차량의 운동량을 변경함으로써, 자차량을 불명확 영역으로 유도하는 운전 지원의 실시를 회피할 수 있다.

또한, 여기서 말하는 「자차량의 운동량」 은, 예를 들어 요 레이트나, 차량의 좌우 방향에 작용하는 횡가속도 등과 같이 차량의 선회 에너지에 상관하는 운동량이다.

본 발명의 차량의 운전 지원 시스템에 있어서, 설정 수단은, 그리드 맵의 각 셀에 대하여, 자차량이 주행한 경우의 위험도를 나타내는 값 (이동 비용) 을 설정하도록 해도 된다. 그 때, 회피 영역의 셀의 이동 비용은 불명확 영역의 셀의 이동 비용보다 크게, 또한, 불명확 영역의 셀의 이동 비용은 안전 영역의 셀의 이동 비용보다 크게 되는 것으로 한다.

이에 비하여, 본 발명의 차량의 운전 지원 시스템은, 자차량의 조타각을 소정량씩 변화시킨 경우에 자차량이 주행할 것으로 예측되는 경로가 통과하는 전체 셀의 이동 비용의 총합을 연산하고, 이동 비용의 총합이 가장 적은 경로를 회피 라인으로서 선택해도 된다. 또한 여기서 말하는 「소정량」 은, 예를 들어, 지원 수단이 변경 가능한 조타각의 최소량이다.

이와 같은 방법에 의하면, 자차량이 입체물을 회피할 수 있는 경로 중, 회피 영역이나 불명확 영역을 통과할 가능성이 가장 낮은 경로, 바꿔 말하면 가장 안전성이 높은 경로가 회피 라인으로 설정되게 된다.

또한, 불명확 영역을 통과하는 거리 또는 불명확 영역의 셀을 통과하는 횟수가 임계값을 초과하는 경로에 대해서는, 회피 라인의 선택지로부터 제외되도록 해도 된다. 이는, 불명확 영역 내에 입체물이 존재하는 경우에 있어서, 자차량이 불명확 영역 내를 통과하는 거리가 길어질수록 자차량과 불명확 영역 내의 입체물의 충돌 가능성이 높아지기 때문이다.

여기서 설정 수단은, 자차량과 인식 수단이 인식 가능한 범위의 한계 위치 사이에 입체물이 인식되지 않는 경우에는, 자차량과 한계 위치 사이의 셀을 불명확 영역으로 설정해도 된다. 인식 수단이 자차량과 한계 위치 사이에 입체물을 인식하지 않는 경우로는, 입체물이 실제로 존재하지 않는 경우와, 입체물의 검출 누락이 발생한 경우가 생각된다. 입체물의 검출 누락이 발생한 경우에, 입체물이 존재하지 않는 것을 전제로 하여 회피 라인이 특정되면, 운전 지원의 실시에 의해 자차량과 입체물의 충돌이 야기될 가능성이 있다.

이에 비하여, 자차량과 한계 위치 사이에 입체물이 인식되지 않는 경우에, 자차량으로부터 한계 위치에 이르는 셀이 불명확 영역으로 설정되면, 그 불명확 영역 내에 존재할지도 모르는 입체물과 자차량의 충돌을 회피하는 것이 가능해진다.

또 설정 수단은, 자차량과 상기 인식 수단이 인식 가능한 범위의 한계 위치 사이에 입체물이 인식된 경우에는, 자차량과 입체물 사이의 셀을 안전 영역으로 설정하도록 해도 된다. 인식 수단이 입체물을 인식한 경우에는, 그 입체물과 자차량 사이에는 다른 입체물이 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있다. 그 결과, 입체물과 자차량 사이의 셀을 통과하는 회피 라인이 설정되어도, 자차량과 다른 입체물의 충돌을 회피할 수 있다.

또한 설정 수단은, 자차량과 상기 인식 수단이 인식 가능한 범위의 한계 위치 사이에 입체물이 인식된 경우에, 입체물로부터 한계 위치에 이르는 셀을 불명확 영역으로 설정해도 된다. 여기서, 인식 수단으로서 스테레오 카메라나 LIDAR (LIght Detection And Ranging, 또는 Laser Imaging Detection And Ranging) 등의 센서가 사용된 경우에는, 입체물의 후방에 존재하는 다른 입체물을 검출할 수 없을 가능성이 있다. 따라서, 입체물로부터 한계 위치와의 사이의 셀이 불명확 영역으로 설정되면, 자차량이 입체물을 회피한 후에 그 입체물의 후방에 존재하는 다른 입체물과 충돌하는 사태를 회피할 수 있다.

또 본 발명의 차량의 운전 지원 시스템은, 회피 영역을 회피할 수 있는 경로가 존재하지 않는 경우에는, 자차량으로부터 입체물에 이르는 거리가 가장 긴 경로를 회피 라인으로서 선택하도록 해도 된다. 이는, 자차량의 진로 상에 존재하는 입체물을 회피할 수 있는 경로가 복수 존재하고, 그들의 경로가 다른 입체물과의 충돌을 피할 수 없는 경로인 경우에 유효하다. 즉, 자차량이 입체물을 회피한 후에 다른 입체물에 도달할 때까지의 거리가 가장 긴 경로가 회피 라인으로 설정되면, 자차량이 다른 입체물에 도달할 때까지의 시간이 길어지기 때문에, 운전자가 다른 입체물을 회피하기 위한 운전 조작을 실시할 수 있게 되거나, 지원 수단이 제동 장치를 작동시킴으로써 자차량과 다른 입체물의 충돌 피해를 경감시키거나 하는 것이 가능해진다.

본 발명에 관련된 차량의 운전 지원 시스템에 의하면, 입체물의 유무가 불명확한 영역으로 차량을 유도하는 지원을 회피할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 차량의 운전 지원 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 그리드 맵의 생성 방법을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 회피 영역과 안전 영역을 설정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 자차량의 진로 상에 입체물 (회피 영역) 이 존재하는 예를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 자차량의 진로 상에 입체물 (회피 영역) 이 존재하지 않는 예를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 회피 라인을 특정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 회피 라인의 선택지로부터 제외되는 경로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 회피 라인을 특정하는 다른 방법을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 운전 지원의 실행 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시형태에 관하여 도면에 기초하여 설명한다. 여기서는, 자차량의 주로 (走路) 나 장애물이 될 수 있는 입체물을 인식하고, 인식된 주로로부터의 일탈이나 입체물과의 충돌을 회피하기 위한 운전 지원을 실시하는 시스템에 본 발명을 적용하는 예에 관하여 설명한다. 또한 이하의 실시예에 있어서 설명하는 구성은, 본 발명의 1 실시 양태를 나타내는 것이며, 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다.

도 1 은, 본 발명을 적용하는 차량의 운전 지원 시스템의 구성을 기능별로 나타내는 블록도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 차량에는 운전 지원용의 제어 유닛 (ECU) (1) 이 탑재되어 있다.

ECU (1) 는, CPU, ROM, RAM, 백업 RAM, I/O 인터페이스 등을 구비한 전자 제어 유닛이다. ECU (1) 에는 외계 인식 장치 (2), 요 레이트 센서 (3), 차륜속 센서 (4), 가속도 센서 (5), 브레이크 센서 (6), 액셀 센서 (7), 타각 센서 (8), 조타 토크 센서 (9) 등의 각종 센서가 전기적으로 접속되고, 그들 센서의 출력 신호가 ECU (1) 에 입력되도록 되어 있다.

외계 인식 장치 (2) 는, 예를 들어 LIDAR (Laser Imaging Detection And Ranging), LRF (Laser Range Finder), 스테레오 카메라 등의 측정 장치 중 적어도 1 개를 포함하고, 차량의 주위에 존재하는 입체물과 자차량의 상대 위치에 관한 정보 (예를 들어, 상대 거리나 상대 각도) 를 검출한다. 외계 인식 장치 (2) 는, 본 발명에 관련된 인식 수단에 상당한다.

요 레이트 센서 (3) 는, 예를 들어 자차량의 차체에 장착되고, 자차량에 작용하고 있는 요 레이트 (γ) 와 상관하는 전기 신호를 출력한다. 차륜속 센서 (4) 는, 자차량의 차륜에 장착되고, 차량의 주행 속도 (차속 (V)) 에 상관하는 전기 신호를 출력하는 센서이다. 가속도 센서 (5) 는, 자차량의 전후 방향으로 작용하고 있는 가속도 (전후 가속도), 그리고 자차량의 좌우 방향으로 작용하고 있는 가속도 (횡가속도) 에 상관하는 전기 신호를 출력한다.

브레이크 센서 (6) 는, 예를 들어 차 실내의 브레이크 페달에 장착되고, 브레이크 페달의 조작 토크 (밟는 힘) 에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 액셀 센서 (7) 는, 예를 들어 차 실내의 액셀 페달에 장착되고, 액셀 페달의 조작 토크 (밟는 힘) 에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 타각 센서 (8) 는, 예를 들어 차 실내의 스티어링 휠에 접속된 스티어링 로드에 장착되고, 스티어링 휠의 중립 위치로부터의 회전 각도 (조타각) 에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 조타 토크 센서 (9) 는, 스티어링 로드에 장착되고, 스티어링 휠에 입력되는 토크 (조타 토크) 에 상관하는 전기 신호를 출력한다.

또 ECU (1) 에는, 버저 (10), 표시 장치 (11), 전동 파워 스티어링 (EPS) (12), 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 등의 각종 기기가 접속되고, 그들 각종 기기가 ECU (1) 에 의해 전기적으로 제어되도록 되어 있다.

버저 (10) 는, 예를 들어 차 실내에 장착되고 경고음 등을 출력하는 장치이다. 표시 장치 (11) 는, 예를 들어 차 실내에 장착되고 각종 메시지나 경고등을 표시하는 장치이다. 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 은, 전동 모터가 발생하는 토크를 이용하여 스티어링 휠의 조타 토크를 조력하는 장치이다. 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 는, 각 차륜에 설치된 마찰 브레이크의 작동 유압 (브레이크 유압) 을 전기적으로 조정하는 장치이다.

ECU (1) 는, 상기한 각종 센서의 출력 신호를 이용하여 각종 기기를 제어하기 위해서, 이하와 같은 기능을 갖고 있다. 즉 ECU (1) 는, 주로 인식부 (100), 진로 예측부 (101), 지원 판정부 (102), 경보 판정부 (103), 제어 판정부 (104) 및 제어량 연산부 (105) 를 구비하고 있다.

주로 인식부 (100) 는, 상기 외계 인식 장치 (2) 로부터 출력되는 정보에 기초하여, 자차량이 지금부터 주행하는 도로 (주로) 에 관한 정보를 생성한다. 예를 들어 주로 인식부 (100) 는, 자차량을 원점으로 하는 이차원의 그리드 맵에 있어서, 자차량의 장애물이 될 수 있는 입체물 (예를 들어, 차선 옆에 연재하는 연석, 가드 레일, 홈, 벽, 폴, 타차량 등) 의 위치를 나타내는 그리드 좌표나, 그들 입체물이나 차선 경계에 대한 자차량의 자세 (거리나 요각 등) 에 관한 정보를 생성한다.

여기서, 그리드 맵의 생성 방법에 관하여 도 2 에 기초하여 설명한다. 도 2 는, 도로 형상이 오른쪽으로 커브되어 있을 때의 그리드 맵을 나타내고 있다. 또한, 도 2 중의 2 개의 실선은 도로의 양단을 나타내는 것이며, 그리드 맵의 작성 방법을 설명하기 위해서 추기한 것이다.

주로 인식부 (100) 는, 그리드 맵에 있어서, 외계 인식 장치 (2) 에 의해 인식된 입체물이 존재하는 위치의 셀을 회피 영역 (도 2 중에 있어서 진한 색으로 칠해진 영역) 으로 설정한다. 이어서 주로 인식부 (100) 는, 외계 인식 장치 (2) 에 의해 검출된 입체물과 자차량을 잇는 가상 직선 상에 위치하는 셀을 안전 영역 (도 2 중에 있어서 칠해져 있지 않은 영역) 으로 설정한다. 또 주로 인식부 (100) 는, 외계 인식 장치 (2) 가 인식 가능한 한계 위치 (예를 들어, 그리드 맵의 프레임 부분) 와 자차량을 잇는 가상 직선 상에 입체물을 인식하지 않는 경우에는, 그 가상 직선 상에 위치하는 셀을 불명확 영역으로 설정한다. 또한 주로 인식부 (100) 는, 입체물에 의해 사각 (死角) 이 되는 위치의 셀 (자차량에서 볼 때 입체물의 후방에 위치하는 셀) 을 불명확 영역 (도 2 중에 있어서 엷은 색으로 칠해진 영역) 으로 설정한다.

또한 그리드 맵의 초기 상태는, 모든 셀이 불명확 영역으로 설정되어 있다. 주로 인식부 (100) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 외계 인식 장치 (2) 가 입체물을 인식했을 때 (예를 들어, 외계 인식 장치 (2) 로부터 발신된 레이더파의 반사파가 그 외계 인식 장치 (2) 로 되돌아왔을 때) 에 입체물 (B) 의 위치에 대응하는 셀을 불명확 영역에서 회피 영역으로 변경하고, 회피 영역과 자차량 (A) 을 잇는 가상 직선 상에 위치하는 셀을 불명확 영역에서 안전 영역으로 변경한다.

이와 같은 방법에 의해 그리드 맵이 작성되면, 외계 인식 장치 (2) 가 입체물의 검출 누락을 일으킨 경우나 외계 인식 장치 (2) 에 의해 검출 불가능한 영역이 존재하는 경우에, 입체물이 존재할지도 모르는 영역이 안전 영역으로 설정되는 일이 없어진다. 또한 주로 인식부 (100) 는, 본 발명에 관련된 설정 수단에 상당한다.

진로 예측부 (101) 는, 자차량이 현재의 운동량을 유지한 채로 주행한 경우에 통과하는 것으로 예측되는 경로 (진로) 를 예측한다. 구체적으로는, 진로 예측부 (101) 는, 자차량이 현재의 차속 (V) 과 요 레이트 (γ) 를 유지한 채로 주행한 경우의 선회 반경 (R) 을 연산하고, 산출된 선회 반경 (R) 과 자차량의 폭에 따라 진로를 특정한다. 또한 선회 반경 (R) 은, 차속 (V) 을 요 레이트 (γ) 로 제산함으로써 구할 수 있다 (R = V/γ).

지원 판정부 (102) 는, 주로 인식부 (100) 에 의해 생성된 그리드 맵과 진로 예측부 (101) 에 의해 예측된 진로에 기초하여 운전 지원을 실시하는지 아닌지를 판별한다. 구체적으로는, 지원 판정부 (102) 는, 그리드 맵에 있어서 자차량의 진로가 회피 영역을 통과하는지 아닌지를 판별한다. 그 때, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 자차량 (A) 의 진로 (도 4 중의 실선 화살표) 가 회피 영역을 통과하는 경우에는, 지원 판정부 (102) 는 운전 지원을 실시할 필요가 있다고 판정한다. 또 도 5 에 나타내는 바와 같이, 자차량 (A) 의 진로 (도 5 중의 실선 화살표) 가 회피 영역을 통과하지 않는 경우에는, 지원 판정부 (102) 는 운전 지원을 실시할 필요가 없다고 판정한다.

경보 판정부 (103) 는, 상기 지원 판정부 (102) 에 의해 운전 지원의 실시가 필요하다고 판정된 경우에, 버저 (10) 의 명동이나 표시 장치 (11) 에 의한 경고 메시지 혹은 경고등의 표시 등을 실시함으로써, 운전자에게 경고를 재촉한다. 예를 들어 경보 판정부 (103) 는, 상기 지원 판정부 (102) 에 의해 운전 지원의 실시가 필요하다고 판정되었을 때에 즉시 버저 (10) 를 명동시키거나, 또는 표시 장치 (11) 에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시켜도 된다. 또 경보 판정부 (103) 는, 자차량과 입체물의 거리가 소정 거리 이하가 된 시점에서 버저 (10) 를 명동시키거나, 또는 표시 장치 (11) 에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시켜도 된다. 또한 경보 판정부 (103) 는, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로에 대하여, 자차량 (A) 이 입체물 (B) 에 도달할 때까지의 시간을 연산하고, 그 연산 결과가 소정 시간 이하가 된 시점에서 버저 (10) 를 명동시키거나, 또는 표시 장치 (11) 에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시키도록 해도 된다.

여기서 상기한 소정 거리나 소정 시간은, 요 레이트 센서 (3) 의 출력 신호나 차륜속 센서 (4) 의 출력 신호에 따라 변경되어도 된다. 예를 들어, 차속이 높을 때는 낮을 때에 비해 소정 거리나 소정 시간이 길게 설정되어도 된다. 또, 요 레이트가 클 때는 작을 때에 비해 소정 거리나 소정 시간이 길게 설정되어도 된다.

또한 운전자에 대한 경고의 방법은, 버저 (10) 를 명동시키는 방법이나, 표시 장치 (11) 에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시키는 방법에 한정되지 않고, 예를 들어 시트 벨트의 조임 토크를 단속적으로 변화시키는 방법을 채용해도 된다.

제어 판정부 (104) 는, 상기 지원 판정부 (102) 에 의해 운전 지원의 실시가 필요하다고 판정된 경우에, 자차량과 입체물의 충돌을 회피하기 위해서 필요한 운전 조작 (이하, 「회피 조작」 이라고 칭한다) 을 자동적으로 실시하는 타이밍을 결정한다.

구체적으로는, 제어 판정부 (104) 는, 자차량과 입체물의 거리가 소정 거리 이하가 되는 타이밍을 회피 조작의 실시 타이밍으로 설정해도 된다. 또 제어 판정부 (104) 는, 자차량이 입체물에 도달하는 시간을 연산하고, 그 연산 결과가 소정 시간 이하가 되는 타이밍을 회피 조작의 실시 타이밍으로 해도 된다. 여기서 말하는 「회피 조작」 은, 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 을 이용하여 차륜의 타각을 변경하는 조작을 포함하고, 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 를 이용하여 차륜에 작용하는 제동력을 변경하는 조작 등이 병용되어도 된다.

또한 제어 판정부 (104) 가 사용하는 소정 거리나 소정 시간은, 상기 경보 판정부 (103) 가 사용하는 소정 거리나 소정 시간과 동일하게 차속이나 요 레이트에 따라 변경되어도 되지만, 상기 경보 판정부 (103) 가 사용하는 소정 거리나 소정 시간과 동등 이하로 설정되는 것으로 한다.

제어량 연산부 (105) 는, 상기 제어 판정부 (104) 에 의해 회피 조작의 실시 타이밍이 결정되었을 때에 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 이나 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 의 제어량을 연산함과 함께, 산출된 제어량과 상기 제어 판정부 (104) 에 의해 결정된 회피 조작 실시 타이밍에 따라 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 이나 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 를 제어한다.

구체적으로는, 제어량 연산부 (105) 는, 자차량과 입체물의 충돌을 회피할 수 있는 회피 라인을 특정한다. 여기서, 회피 라인의 특정 방법에 관하여 도 6 내지 8 에 기초하여 설명한다. 제어량 연산부 (105) 는, 자차량의 조타각을 소정량씩 변화시킨 경우에 자차량이 주행할 것으로 예측되는 복수의 경로 (도 6 중의 일점 쇄선 화살표) 를 구한다. 여기서 말하는 「소정량」 은, ECU (1) 가 제어 가능한 조타각의 최소량에 상당한다.

제어량 연산부 (105) 는, 상기한 복수의 경로 중, 회피 영역을 통과하지 않는 경로 (도 6 중의 Le1, Le2, Le3) 를 회피 라인으로서 선택한다. 그 때, 제어량 연산부 (105) 는, 불명확 영역을 통과하는 거리 (또는 불명확 영역의 셀을 통과하는 횟수) 가 임계값을 초과하는 경로에 대해서는 회피 라인의 선택지로부터 제외하는 것으로 한다. 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 도로의 분기 부분에 존재하는 입체물 (B) 의 인식 누락이 발생한 경우에 입체물 (B) 과 충돌하는 경로 (도 7 중의 일점 쇄선 화살표) 는, 회피 라인의 선택지로부터 제외되게 된다.

또, 회피 영역 및 불명확 영역을 통과하지 않는 경로가 복수 존재하는 경우에는, 제어량 연산부 (105) 는, 현재의 조타각으로부터의 변화량이 가장 적은 경로 (도 6 중의 Le1) 를 선택해도 된다. 또한, 그리드 맵의 셀마다 이동 비용이 설정되어 있는 경우에는, 제어량 연산부 (105) 는, 상기한 복수의 경로의 각각에 대해, 각 경로가 통과하는 모든 셀의 총 이동 비용을 연산하고, 산출된 총 이동 비용이 가장 적은 경로를 선택하도록 해도 된다. 여기서 말하는 「이동 비용」 은, 각 셀을 통과할 때의 위험도에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어, 회피 영역의 셀의 이동 비용은 불명확 영역의 셀의 이동 비용보다 크게, 또한 불명확 영역의 셀의 이동 비용은 안전 영역의 셀의 이동 비용보다 큰 값으로 설정된다. 또한, 불명확 영역의 이동 비용은 셀의 크기에 따라 변경되어도 된다. 예를 들어, 셀의 크기가 클 때는 작을 때에 비해 불명확 영역의 이동 비용이 크게 설정되어도 된다. 이는, 셀의 크기가 클 때는 작을 때에 비해 1 개 당의 셀의 범위 내에 입체물이 존재할 가능성이 높아지기 때문이다. 이와 같은 이동 비용은, 주로 인식부 (100) 가 그리드 맵을 작성할 때에 설정되는 것으로 한다.

그런데, 자차량의 진로 상에 존재하는 입체물을 회피하기 위한 회피 라인으로서, 다른 입체물과 충돌할 가능성이 있는 경로를 선택해야 하는 경우도 상정된다. 예를 들어, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 자차량 (A) 의 진로 (도 8 중의 실선 화살표) 상에 존재하는 입체물 (B0) 을 회피할 수 있는 모든 경로 (도 8 중의 일점 쇄선 화살표) 가 다른 입체물 (B1) 과 충돌하는 경우가 상정된다. 그러한 경우에는, 제어량 연산부 (105) 는, 입체물 (B0) 을 회피할 수 있는 경로 중, 다른 입체물 (B1) 에 도달하는 거리가 가장 긴 경로를 회피 라인으로서 선택해도 된다. 이와 같은 방법에 의해 회피 라인이 선택되면, 입체물 (B0) 을 회피한 후에 입체물 (B1) 을 회피하기 위한 회피 라인을 특정하는 여유가 생김과 함께, 운전자가 입체물 (B1) 을 회피하기 위한 운전 조작을 실시할 수 있는 여유가 생긴다. 또, 입체물 (B0) 을 회피한 후에 운전자 또는 ECU (1) 가 전자 제어식 브레이크 (ECB) (13) 를 작동시킴으로써, 자차량과 입체물 (B1) 의 충돌 피해를 경감시키는 것도 가능해진다.

여기서 상기한 제어량 연산부 (105) 는, 본 발명에 관련된 지원 수단에 상당한다.

상기한 바와 같이 구성된 ECU (1) 에 의하면, 입체물의 유무가 불명확한 영역으로 자차량을 유도하는 운전 지원의 실시를 가능한 한 회피할 수 있다. 그 결과, 외계 인식 장치 (2) 에 의해 인식되지 않았던 입체물과 충돌하는 회피 라인으로 자차량이 유도되는 사태를 가급적으로 방지할 수 있다.

이하, 본 실시예에 있어서의 운전 지원의 실행 순서에 관하여 도 9 를 따라 설명한다. 도 9 는, ECU (1) 에 의해 반복 실행되는 처리 루틴이며, ECU (1) 의 ROM 등에 미리 기억되어 있다.

도 9 의 처리 루틴에서는, ECU (1) 는 먼저 S101 에 있어서, 외계 인식 장치 (2) 의 출력 신호, 요 레이트 센서 (3) 의 출력 신호 (요 레이트 (γ)), 차륜속 센서 (4) 의 출력 신호 (차속 (V)), 타각 센서 (8) 의 출력 신호 (조타각 (θ)) 등을 판독한다.

S102 에서는, ECU (1) 는 외계 인식 장치 (2) 의 출력 신호에 기초하여 그리드 맵을 생성한다. 즉 ECU (1) 는, 전술한 도 2 의 설명에서 서술한 바와 같이, 이차원의 그리드 맵에 있어서, 입체물이 존재하는 위치의 셀을 회피 영역으로 설정함과 함께, 입체물과 자차량 사이의 셀을 안전 영역으로 설정한다. 또한, ECU (1) 는 각 셀에 이동 비용을 설정해도 된다.

S103 에서는, ECU (1) 는 요 레이트 (γ) 와 차속 (V) 에 기초하여 자차량의 진로를 예측 (연산) 한다.

S104 에서는, ECU (1) 는 상기 S102 에서 생성된 그리드 맵과 상기 S103 에서 예측된 진로에 기초하여, 자차량의 진로 상에 입체물이 존재하는지 아닌지를 판별한다. S104 에서 부정 판정된 경우에는, ECU (1) 는 본 루틴의 실행을 일단 종료한다. 한편, S104 에서 긍정 판정된 경우에는, ECU (1) 는 S105 로 진행된다.

S105 에서는, ECU (1) 는 입체물을 회피하기 위한 회피 라인을 특정한다. 상세하게는, ECU (1) 는 먼저 상기 S101 에서 판독된 조타각 (θ) 을 소정량씩 변화시킨 경우에 자차량이 통과하는 것으로 예측되는 복수의 경로를 연산한다. 이어서, ECU (1) 는 복수의 경로 중 회피 영역 및 불명확 영역을 통과하지 않는 경로를 회피 라인으로 설정한다. 또한, 그리드 맵의 각 셀에 이동 비용이 설정되어 있는 경우에는, ECU (1) 는 상기한 복수의 경로의 각각에 대하여 총 이동 비용을 연산하고, 총 이동 비용이 가장 적은 경로를 회피 라인으로서 선택한다. 또한, 회피 영역 및 불명확 영역을 통과하지 않는 경로, 또는 총 이동 비용이 최소인 경로가 복수 존재하는 경우에는, ECU (1) 는 현재의 조타각 (θ) 으로부터의 변화량이 가장 적은 경로를 회피 라인으로서 선택해도 된다.

S106 에서는, ECU (1) 는 운전 지원의 실시 타이밍인지 아닌지를 판별한다. 상세하게는, ECU (1) 는 자차량과 입체물의 거리가 소정 거리 이하인지 아닌지, 혹은 자차량이 입체물에 도달할 때까지의 시간이 소정 시간 이하인지 아닌지를 판별한다. S106 에서 부정 판정된 경우에는, ECU (1) 는 본 루틴의 실행을 일단 종료한다. 한편, S106 에서 긍정 판정된 경우에는, ECU (1) 는 S107 로 진행된다.

S107 에서는, ECU (1) 는 상기 S105 에서 선택된 회피 라인을 따라 자차량이 주행하도록 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 을 제어한다. 상세하게는, ECU (1) 는 조타각 (θ) 이 회피 라인에 대응된 조타각과 일치하도록 전동 파워 스티어링 (EPS) (12) 을 제어한다.

이상 서술한 방법에 의해 운전 지원이 실시되면, 외계 인식 장치 (2) 의 인식 누락이 발생한 경우에, 운전 지원의 실시에 의해 자차량이 다른 입체물에 충돌하는 사태를 회피할 수 있다. 그 결과, 운전 지원의 실시에 의한 안전성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

1 … ECU
2 … 외계 인식 장치
3 … 요 레이트 센서
4 … 차륜속 센서
5 … 가속도 센서
6 … 브레이크 센서
7 … 액셀 센서
8 … 타각 센서
9 … 조타 토크 센서
10 … 버저
11 … 표시 장치
12 … 전동 파워 스티어링 (EPS)
13 … 전자 제어식 브레이크 (ECB)
100 … 주로 인식부
101 … 진로 예측부
102 … 지원 판정부
103 … 경보 판정부
104 … 제어 판정부
105 … 제어량 연산부

Claims

자차량의 주위에 존재하는 입체물을 인식하고, 그 입체물과 자차량의 상대 위치에 관한 정보를 생성하는 인식 수단 (2) 과,
상기 인식 수단 (2) 에 의해 생성된 정보에 기초하여, 자차량의 현재 위치와 입체물이 존재하는 영역인 회피 영역과 입체물이 존재하지 않는 영역인 안전 영역과 입체물의 유무가 불명확한 영역인 불명확 영역의 상대 위치를 나타내는 그리드 맵을 설정하는 설정 수단 (100) 과,
상기 설정 수단 (100) 에 의해 설정된 그리드 맵에 있어서 자차량의 진로가 상기 회피 영역을 통과하는 경우에, 상기 불명확 영역을 통과하는 거리에 기초하여, 상기 회피 영역을 회피할 수 있는 경로인 회피 라인을 특정하고, 특정된 회피 라인을 따라 자차량이 주행하도록 자차량의 운동량을 변경하는 지원 수단 (105) 을 구비하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 설정 수단 (100) 은, 상기 회피 영역이 상기 불명확 영역보다 크게, 또한 상기 불명확 영역이 상기 안전 영역보다 큰 값으로 되는 이동 비용을 상기 그리드 맵의 셀마다 설정하고,
상기 지원 수단 (105) 은, 자차량의 조타각을 소정량씩 변화시킨 경우에 자차량이 주행할 것으로 예측되는 경로가 통과하는 셀의 총 이동 비용을 연산하고, 총 이동 비용이 가장 적은 경로를 회피 라인으로서 선택하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 지원 수단 (105) 은, 상기 불명확 영역을 통과하는 거리가 임계값을 초과하는 경로는 회피 라인의 선택지로부터 제외하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 설정 수단 (100) 은, 상기 인식 수단 (2) 이 인식 가능한 범위의 한계 위치와 자차량 사이에 입체물이 인식되지 않는 경우에는, 상기 한계 위치와 자차량 사이의 셀을 불명확 영역으로 설정하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 설정 수단 (100) 은, 상기 인식 수단 (2) 이 인식 가능한 범위의 한계 위치와 자차량 사이에 입체물이 인식된 경우에는, 상기 입체물과 자차량 사이의 셀을 안전 영역으로 설정하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 설정 수단 (100) 은, 상기 입체물과 상기 한계 위치 사이의 셀을 불명확 영역으로 설정하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 소정량은, 상기 지원 수단 (105) 이 변경 가능한 조타각의 최소량인, 차량의 운전 지원 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 지원 수단 (105) 은, 상기 회피 영역을 회피할 수 있는 경로가 존재하지 않는 경우에는, 자차량으로부터 상기 입체물에 이르는 거리가 가장 긴 경로를 회피 라인으로서 선택하는, 차량의 운전 지원 시스템.