CN105612403B - 车辆用行驶引导装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

作为预定行驶路径设定单元，行驶路径数据生成单元(101)设定本车辆的预定行驶路径。作为显示单元，监视器(18)显示与设定的本车辆的预定行驶路径对应的路径图像。路径图像以与本车辆的驱动力以及/或者制动力对应的显示方式显示在监视器(18)上。

Description

车辆用行驶引导装置以及方法
技术领域
本发明涉及可以对乘员引导车辆在什么样的预定行驶状况下行驶的车辆用行驶引导装置以及方法。
背景技术
在专利文献1中记载了根据从本车辆的位置至引导点(例如交叉路口)的距离，以颜色区分目标路径的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011－185951号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中记载的技术中，存在乘员不能掌握当前位置的前方的本车辆的驱动状态或者加速状态、制动状态或者减速状态的问题点。
本发明的目的是，提供可以对乘员事先引导本车辆是驱动状态或者加速状态，或者制动状态或减速状态的车辆用行驶引导装置以及方法。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明以与本车辆的驱动力以及/或者制动力、或者本车辆的加速度以及/或者减速度对应的显示方式，在显示单元上显示与设定的本车辆的预定行驶路径对应的路径图像。
发明的效果
按照本发明的车辆用行驶引导装置以及方法，可以对乘员引导本车辆是驱动状态或者加速状态，还是制动状态或者减速状态。
附图说明
图1是表示一个实施方式的车辆用行驶引导装置的框图。
图2是表示一例安装了一个实施方式的车辆用行驶引导装置的车辆的立体图。
图3是表示一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的地图信息中包含的各种信息的图。
图4是表示图1中的控制单元10的功能性的内部结构的框图。
图5是用于说明一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中制定的行驶计划的概略的图。
图6是概念性表示车辆按照图5所示的行驶计划行驶的状态的图。
图7是表示在一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶预定路线的第1个例子的图。
图8是用于说明图7所示的行驶预定路线的第1个例子的细节的图。
图9是表示在一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶预定路线的第2个例子的图。
图10是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第1个例子，是表示恒速和减速的状态的图。
图11是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第1个例子，是表示恒速和加速的状态的图。
图12是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第2个例子，是表示恒速和减速的状态的图。
图13是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第2个例子，是表示恒速和加速的状态的图。
图14是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第3个例子，是表示加速状态和减速状态的图。
图15是一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第4个例子，是表示加速状态、减速状态和滑行状态的图。
图16是表示一个实施方式的车辆用行驶引导装置中的动作以及一个实施方式的车辆用行驶引导方法的步骤的流程图。
图17是表示一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中使用的行驶计划图像的第5个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法。图1所示的一个实施方式的车辆用行驶引导装置，例如被安装在图2所示的车辆100上。在以下的说明中，以车辆100是即使不存在驾驶员，也能够通过车辆100自身的控制而自动行驶的自动驾驶车辆的情况为例子。
在图1中，定位单元11定位车辆100的当前位置。定位单元11例如通过图2所示的GPS天线11a接收来自GPS卫星的GPS电波，定位车辆100的当前位置。定位单元11将定位了车辆100的当前位置的定位数据D11输入到控制单元10。
定位单元11也可以用陀螺仪等GPS以外的定位方法定位车辆100的当前位置。定位单元11也可以组合GPS和陀螺仪来定位当前位置。也可以将定位单元11的功能设置在控制单元10的内部。
地图信息保持单元12保持地图信息。地图信息也可以是可三维(3D)显示的信息。地图信息保持单元12只要是硬盘驱动器、半导体存储器、光盘等任意的记录介质就可以。由地图信息保持单元12输出的地图数据D12被输入到控制单元10。
如图3所示，作为地图信息地图数据D12包含多个信息。地图数据D12包含表示交叉路口或道路和道路的连结点的节点信息D12N，以及相当于节点信息D12N表示的节点和节点之间的道路区间的链路信息D12L。地图数据D12包含各个链路(即，各个道路区间)的限速信息D12s。
地图数据D12也可以包含高度信息D12H。控制单元10可以根据高度信息D12H求车辆100行驶的道路的坡度。控制单元10也可以根据GPS电波求出道路的坡度。地图数据D12包含位于道路的周边的建筑物等道路周边信息D12E。道路周边信息D12E设为3D的信息。
如图2所示，在车辆100内，安装有拍摄车辆100的外部前方的摄像机13。摄像机13拍摄前方的景色，使得车辆100行驶的道路包含在视角内。摄像机13的安装位置不限于图2所示的位置。在图2所示的例子中，将摄像机13设为一个，但是摄像机13也可以为两个，即所谓的立体摄像机。由摄像机13拍摄了车辆100的前方的摄影数据D13被输入到控制单元10。
在车辆100的例如前格栅的内侧，安装有测距传感器14。测距传感器14可以由激光雷达或毫米波雷达构成。测距传感器14测量与在车辆100的前方 存在的物体之间的距离。测距传感器14的测距数据D14被输入到控制单元10。
测距传感器14为了检测位于车辆100的前方的障碍物而设置。位于车辆100的前方的障碍物，包含闯入到车辆100的前方的障碍物。在车辆100的前方行驶的在前车辆是障碍物之一。控制单元10根据测距数据D14检测障碍物。控制单元10也可以根据测距数据D14以及摄影数据D13检测障碍物。而且，控制单元10也可以仅根据摄影数据D13检测障碍物。
车辆100具有检测行驶的车辆100的速度的车速传感器15。车速传感器15是检测车辆100的车速的车速检测单元，例如由轮速传感器构成。车速传感器15的车速数据D15被输入到控制单元10。
在乘员对操作单元16进行操作而设定目的地时，目的地的设定数据D16被输入到控制单元10。也可以通过操作单元16，设定经由地和应优先道路等目的地以外的路径引导所需要的其它信息。在设定了其它信息的情况下，设定数据D16包含其它信息的设定数据。
控制单元10根据定位数据D11、地图数据D12和设定数据D16，生成从当前地至目的地的行驶路径数据D101。行驶路径数据D101被保持在行驶路径数据保持单元17中。行驶路径数据保持单元17是非易失性存储器。
如后所述，在一个实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法中，控制单元10根据行驶路径数据D101以及如后所述的各种信息，生成用于视觉性表示要如何控制车辆100的行驶状况的行驶计划图像数据D102。
行驶计划图像数据D102是在基于来自摄像机13的摄影数据D13的摄像机图像上，重叠车辆100行驶的行驶预定路线和行驶状况识别图像的图像数据。
行驶状况识别图像表示车辆100是施加驱动力而在驱动状态行驶、还是施加制动力而在制动状态下行驶的行驶状况。行驶状况识别图像也可以与驱动状态和制动状态无关，表示车辆100是在加速的加速状态、还是在减速的减速状态的行驶状况。行驶计划图像数据D102表示的行驶计划图像的细节在后详述。
控制单元10将行驶计划图像数据D102提供给监视器(显示单元)18。
车辆100具有用于使车辆100行驶的行驶装置22。行驶装置22包括方向盘22s、油门22a、制动器22b。行驶装置22也可以包含用于加速或者减速 的齿轮等变速机构。行驶装置驱动单元21根据控制单元10的控制，驱动行驶装置22。
使用图4，说明控制单元10的具体的动作。图4表示控制单元10的功能性的内部结构。也可以由微计算机构成控制单元10。以下说明的控制单元10的动作也能够通过计算机程序实现。
在图4中，在行驶路径数据生成单元101输入定位数据D11、地图数据D12和设定数据D16。行驶路径数据生成单元101根据地图数据D12，生成表示从定位数据D11表示的当前位置至设定数据D16表示的目的地为止的预定行驶路径的行驶路径数据D101。
行驶路径数据D101被保持在行驶路径数据保持单元17中，行驶路径数据D101之中的、伴随车辆100的行进而在路径引导上所需要的部分的数据被读出。在车辆偏离了预定行驶路径的情况下，行驶路径数据生成单元101生成表示新的预定行驶路径的行驶路径数据D101，更新行驶路径数据D101。行驶路径数据生成单元101是设定本车辆的预定行驶路径的预定行驶路径设定单元。
行驶路径数据生成单元101从行驶路径数据保持单元17读出的行驶路径数据D101被输入到行驶计划图像数据生成单元102以及行驶计划制定单元103。
在行驶计划图像数据生成单元102中，除了行驶路径数据D101，还输入定位数据D11、地图数据D12和摄影数据D1。关于行驶计划图像数据生成单元102中执行的处理，如后所述。
在行驶计划制定单元103中，除了行驶路径数据D101，还输入定位数据D11、地图数据D12、摄影数据D13和车速数据D15。行驶计划制定单元103具有：制定使车辆100以什么样的车速行驶的计划的车速计划制定单元1031、以及设定使车辆100行驶的目标点(行驶目标点)的行驶目标点设定单元1032。
如前所述，地图数据D12包含道路周边信息D12E。因此，行驶计划制定单元103通过核对地图数据D12和摄影数据D13，可以确定车辆100行驶在行驶路径数据D101表示的预定行驶路径上的哪里。行驶计划制定单元103除了地图数据D12和摄影数据D13，还可以参照定位数据D11，确定车辆100在行驶的道路上的位置。
使用图5，说明车速计划制定单元1031以及行驶目标点设定单元1032的动作。车辆100根据行驶路径数据D101，如箭头所示的那样，设为在链路L1表示的道路区间行驶，在节点N1向左方向改变路线，在链路L2表示的道路区间行驶。行驶目标点设定单元1032以规定间隔设定使车辆100行驶的道路上的行驶目标点P1、P2、P3、…。
行驶目标点设定单元1032设定在各个时刻的从车辆100在道路上的位置至行驶了规定时间后的位置为止的距离，或者，在各个时刻的从车辆100在道路上的位置至行驶方向前方的规定距离的行驶目标点。在图5所示的例子中，行驶目标点设定单元1032对从车辆100的当前位置至行驶目标点P7的距离设定行驶目标点。
将从车辆100的当前位置至离车辆100最远的前方的行驶目标点为止的距离称为行驶计划制定距离。行驶目标点设定单元1032也可以根据车速设定行驶计划制定距离。行驶目标点设定单元1032可以在车速越快时将行驶计划制定距离设定得越长。如果加长行驶计划制定距离，则如后所述，行驶状况识别图像也变长。
具体地说，行驶目标点设定单元1032将车速分为多个范围，车速越慢的范围，越缩短地设定行驶计划制定距离，车速越快的范围，越加长地设定行驶计划制定距离。例如，在车速为40km/h，行驶目标点设定单元1032将行驶计划制定距离设定为50m，在车速为60km/h时，将行驶计划制定距离设定为80m。
而且，行驶目标点设定单元1032也可以根据车速决定设定行驶目标点的间隔。行驶目标点设定单元1032在车速越慢的范围，越缩短地设定间隔，在车速越快的范围，越加长地设定间隔。例如，行驶目标点设定单元1032在车速为30km/h时设定1.5m间隔，在40km/h时设定2m间隔，在60km/h时设定4m间隔。
行驶目标点设定单元1032设定车辆100的例如中心点或前轮的中央点通过道路上的位置作为行驶目标点。行驶计划制定单元103可以通过摄影数据D13识别车辆100行驶的车道。行驶目标点设定单元1032在车道的例如中央设定行驶目标点P1、P2、P3、…即可。
如前所述，地图数据D12包含各个道路区间的限速信息D12s。因此，车速计划制定单元1031可以在链路L1，L2各自的道路区间中，制定如何设定车辆100的车速而使车辆100行驶的车速计划。
在图5所示的例子中，链路L1的限制速度为40km/h，链路L2的限制速度为30km/h。在链路L1的道路区间中，车速计划制定单元1031对各个行驶目标点P1～P3设定为时速40km/h，对行驶目标点P4例如设定为时速36km/h，对行驶目标点P5例如设定为时速32km/h。
节点N1处于与行驶目标点设定单元1032中设定的行驶目标点不同的位置。在该情况下，车速计划制定单元1031也可以对节点N1设定时速。车速计划制定单元1031对节点N1设定为时速30km/h。车速计划制定单元1031在链路L2的道路区间中，对于各个行驶目标点P6、P7设定为时速30km/h。
如以上那样，行驶计划制定单元103对车辆100行驶的道路的前方设定行驶计划制定距离，在行驶计划制定距离内的道路上以规定间隔设定行驶目标点。然后，行驶计划制定单元103对各个行驶目标点制定设定了使车辆100行驶时的车速的行驶计划。
行驶计划制定单元103将制定的表示行驶计划的行驶计划数据D103提供给行驶装置驱动单元21以及行驶计划图像数据生成单元102。行驶计划数据D103包含行驶目标点数据和各个行驶目标点的车速数据。也可以对行驶计划图像数据生成单元102仅提供行驶目标点数据。
行驶装置驱动单元21根据行驶计划数据D103驱动行驶装置22。由此，车辆100沿着行驶路径数据D101表示的预定行驶路径，按照行驶计划制定单元103制定的行驶计划自动地行驶。
图6是以从车辆100观察的状态，概念性地示出车辆100按照行驶计划数据D103表示的行驶计划在链路L1、L2的道路区间行驶的状态。在车道的例如中央设定有行驶目标点P1、P2、P3、…。车辆100依次追随行驶目标点P1、P2、P3、…，以对各个行驶目标点设定的车速行驶。
在图5中，为了简化说明，示出不存在在车辆100的前方行驶的在前车辆等障碍物，车辆100可以以限制速度行驶的状态。实际上，由于信号灯或障碍物的存在，车辆100需要停止或者减速。
信号灯被设置在交叉路口附近，被配置的高度大致已定。由此，行驶计划制定单元103可以根据摄影数据D13，判别信号灯的颜色。作为限制速度 以外的条件，车速计划制定单元1031根据信号灯的颜色，对各个行驶目标点设定车速。
行驶计划制定单元103作为检测与车辆100沿着预定行驶路径行驶时的道路有关的信息的道路信息检测单元进行动作。与道路有关的信息，具体地说是道路标识，例如，是道路的限速或信号灯。
而且，行驶计划制定单元103作为根据与道路有关的信息和车辆100的车速，在车辆100沿着预定行驶路径行驶时将车辆100设定为驱动状态(或者加速状态)和制动状态(或者减速状态)的其中一个的预定行驶状况设定单元进行动作。
在图4中，在障碍物检测单元104中输入摄影数据D13以及测距数据D14。障碍物检测单元104使用摄影数据D13和测距数据D14的至少一方，检测障碍物。障碍物检测单元104也可以使用摄影数据D13和测距数据D14的双方检测障碍物。
所谓障碍物，是妨碍车辆100的安全行驶的物体(包含人)。例如，除了在前车辆，行驶中的车辆100的前方跑出的人物或车辆(汽车或者自行车)，泊车在道路上的车辆等也相当于障碍物。
在检测到障碍物时，障碍物检测单元104将表示检测到障碍物的信息的障碍物检测数据D104提供给行驶计划制定单元103。障碍物检测数据D104包含车辆100与障碍物的距离数据。作为限速以及信号灯的颜色以外的条件，车速计划制定单元1031还根据有无障碍物存在、车辆100与障碍物之间的距离，对各个行驶目标点设定车速。
根据障碍物检测单元104检测到的障碍物的有无或者车辆100与障碍物之间的距离，作为预定行驶状况设定单元的行驶计划制定单元103将车辆100设定为驱动状态(或者加速状态)和制动状态(或者减速状态)的其中一个。
行驶计划图像数据生成单元102与行驶计划制定单元103相同，确定车辆100在行驶的道路上的位置，识别车道。根据行驶计划数据D103中包含的行驶目标点数据，行驶计划图像数据生成单元102生成在基于摄影数据D13的摄像机图像上重叠根据行驶目标点生成的行驶预定路线的图像数据。
图7示出行驶预定路线的第1个例子。车辆100设为使车道LN0向上方行驶。第1个例子示出连接行驶目标点、具有规定的宽度Wr1的直线(或者 曲线)构成的行驶预定路线R1。作为第1个例子的行驶预定路线R1表示车辆100的车宽度W100的大致中央通过的线。
行驶计划图像数据生成单元102如下那样设定行驶预定路线R1的宽度Wr1。在图8中，直线R10是连接行驶目标点的线。行驶装置驱动单元21根据行驶计划数据D103驱动方向盘22s，即便是使车辆100笔直行驶，由于道路表面上的高度差等，有时车辆100也不能在直线R10上行驶。车辆100如曲线R20中所示那样，左右晃动。
如果行驶预定路线是图8所示的细直线R10，有时乘员对行驶预定路线和车辆100的左右晃动的偏差感觉到不适感。因此，也可以考虑车辆100的左右晃动，将行驶预定路线R1的宽度Wr1设为晃动的宽度以上。
车辆100的左右晃动的程度相当于在驱动方向盘22s，使车辆100笔直地行驶时，由于方向盘22s的摆动而产生的控制误差值Dss。如图4所示，在行驶计划图像数据生成单元102中，由行驶装置驱动单元21输入控制误差值Dss。行驶计划图像数据生成单元102根据方向盘22s的控制误差值Dss设定行驶预定路线R1的宽度Wr1。
图9示出行驶预定路线的第2个例子。第2个例子是表示与连接行驶目标点的直线平行地显示2条行驶预定路线R2的例子。行驶计划图像数据生成单元102将2条行驶预定路线R2的间隔设定为车辆100的大致车宽度W100。行驶计划图像数据生成单元102也可以考虑控制误差值Dss，将2条行驶预定路线R2的间隔设定为比车宽度W100宽的宽度W110。
宽度W110只要设为将左侧的行驶预定路线R2设为比车辆100向左侧的摆动更外侧、将右侧的行驶预定路线R2设为比车辆100向右侧的摆动更外侧的宽度即可。如果将2条行驶预定路线R2的间隔设为宽度W110，则即使车辆100左右晃动，车辆100也不越出行驶预定路线R2的外侧。因此，乘员难以感到不适感。
如后所述，将1条行驶预定路线R1或者2条行驶预定路线R2所包围的范围，设为使表示车辆100的行驶状况的识别图像(行驶状况识别图像)重叠的部分。行驶计划图像数据生成单元102最小设为与车辆100的方向盘22s的控制误差相当的宽度，最大设为在车辆100的车宽度W100上加上与控制误差相当的宽度后的宽度。
行驶计划图像数据生成单元102在摄像机图像上重叠了行驶预定路线R1或者R2之后，生成重叠了表示车辆100的行驶状况的行驶状况识别图像的行驶计划图像数据D102。所谓车辆100的行驶状况，具体地说，是车辆100处于驱动状态(或者加速状态)还是制动状态(或者减速状态)。
车辆100的行驶状况，也可以包含既不施加驱动力也不施加制动力的滑行状态。滑行状态也可以包含处于车辆100加速状态的滑行状态和处于减速状态的滑行状态。
图10以及图11示出被显示在监视器18上的、被重叠在摄像机图像上的行驶状况识别图像的第1个例子。图10以及图11示出将行驶预定路线设为在图9中说明的2条行驶预定路线R2的情况。
在图10中，障碍物检测单元104检测位于在车道LN0行驶的车辆100(本车辆)的前方的在前车辆150作为障碍物，将障碍物检测数据D104提供给行驶计划制定单元103。行驶计划制定单元103从输入了障碍物检测数据D104开始，对各个行驶目标点设定车速，使得车速分段地减速。
如图10所示，对作为2条行驶预定路线R2之间的区域的、车辆100处于驱动状态且为恒速的范围，行驶计划图像数据生成单元102使行驶状况识别图像(第1识别图像)Im10重叠。而且，对作为2条行驶预定路线R2之间的区域的、车辆100处于制动状态且为减速的范围，行驶计划图像数据生成单元102使行驶状况识别图像(第2识别图像)Im11重叠。
作为一例，行驶计划图像数据生成单元102生成使行驶状况识别图像Im10和行驶状况识别图像Im11的颜色不同的状态的行驶计划图像数据
D102。行驶状况识别图像Im10以及行驶状况识别图像Im11也可以设为半透明图像。如果行驶状况识别图像Im10以及行驶状况识别图像Im11是半透明图像，则道路(车道图像)不会完全隐藏，可以识别道路上的标识和物体。
乘员通过观察行驶计划图像数据D102表示的、被显示在监视器18中的行驶计划图像，可以容易地识别对车辆100控制，使其从以恒速行驶的状态进行减速。
图11示出车辆100从信号灯TL1变红开始在交叉路口跟前停止，并且信号灯TL1变绿而准备开动的状态。行驶计划制定单元103设定车速，使得车速对从开动后至规定距离为止的各个行驶目标点，分段地加速，在达到了限速后，使车速对于各个行驶目标点为恒速。
如图11所示，对于作为2条行驶预定路线R2之间的区域的、车辆100处于驱动状态且为加速的范围，行驶计划图像数据生成单元102使行驶状况识别图像(第3识别图像)Im12重叠。而且，对于作为2条行驶预定路线R2之间的区域的、车辆100处于驱动状态且为恒速的范围，与图10相同，行驶计划图像数据生成单元102使行驶状况识别图像Im10重叠。
在图11中，行驶计划图像数据生成单元102还生成使行驶状况识别图像Im10和行驶状况识别图像Im12的颜色不同的状态的行驶计划图像数据D102。行驶状况识别图像Im12，由于同样的理由，也可以设为半透明图像。
乘员通过观察行驶计划图像数据D102表示的被显示在监视器18中的行驶计划图像，可以容易识别车辆100被控制为从加速至以恒速行驶的情况。
在图10、图11中，行驶计划图像数据生成单元102既可以将行驶预定路线R2的颜色设为与行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12独立的颜色，也可以设为与行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12相同颜色。在将行驶预定路线R2的颜色设为与行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12相同颜色的情况下，与仅以行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12构成了行驶计划图像的情况实质上等效。
行驶状况识别图像不限于图10、图11所示那样使颜色不同的图像。也可以根据行驶状况使用形状不同的识别图像。
图12以及图13示出在监视器18上显示的、被重叠在摄像机图像上的行驶状况识别图像的第2个例子。
图12示出取代图10所示的行驶状况识别图像Im10和行驶状况识别图像Im11，根据行驶状况而使形状不同的识别图像的例子。如图12所示，行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于驱动状态且为恒速的范围，例如重叠方形的行驶状况识别图像(第1识别图像)Im20。
而且，行驶计划图像数据生成单元102对于车辆100处于制动状态且为减速的范围，例如重叠向下箭头的行驶状况识别图像(第2识别图像)Im21。
图13示出取代图11所示的行驶状况识别图像Im10和行驶状况识别图像Im12，根据行驶状况而使形状不同的识别图像的例子。如图13所示，行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于驱动状态且为加速的范围，例如重叠向上箭头的行驶状况识别图像(第3识别图像)Im22。
而且，行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于驱动状态且为恒速的范围，与图12相同，例如重叠方形的行驶状况识别图像Im20。
行驶状况识别图像Im20、Im21、Im22的方形、向下箭头，向上箭头是简单的例子，只要是使恒速、减速、加速图形化的识别图像即可。通过使行驶状况识别图像Im20、Im21、Im22成为不涂抹内部的框图像，则基本上不影响道路上的标识和物体的识别。
但是，在将行驶预定路线设为图7中说明的行驶预定路线R1的情况下，只要使行驶预定路线R1与行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12一样用颜色区分即可。或者，也可以在行驶预定路线R1上，重叠与行驶状况识别图像Im20、Im21、Im22相同的识别图像。
在图10～图13所示的行驶计划图像中，示出使用根据车辆100的加速度将驱动状态和制动状态区分为3类来显示的行驶状况识别图像的例子。
例如，车辆100在具有上升的坡度的道路行驶时，存在为了以恒速行驶，成为踏下油门22a的驱动状态的情况。此外，车辆100在具有下降的坡度的道路行驶时，存在为了以恒速行驶而成为踩制动器22b的制动状态的情况。行驶计划图像数据生成单元102也可以与车辆100的加速度无关，作为使用了区别显示将车辆100设为驱动状态还是制动状态的行驶状况识别图像的行驶计划图像。
而且，行驶计划制定单元103也能够根据与车辆100行驶的道路有关的信息，例如坡度或者曲率，制定表示驱动状态和制动状态的预定行驶状况的行驶计划。在该情况下，行驶计划图像数据生成单元102根据道路的坡度或者曲率设定行驶状况识别图像，使其重叠在摄像机图像上。
这样，因为行驶状况识别图像根据道路的状态而不同，所以乘员能够掌握车辆100的当前位置以后的道路的状态，同时识别相当于行驶计划制定距离的预定行驶状况。
进而，行驶计划图像数据生成单元102也可以与驱动状态和制动状态无关，表示车辆100是正在加速的加速状态，还是正在减速的减速状态的行驶状况。
图14是表示行驶状况识别图像的第3个例子，是与驱动状态和制动状态无关，仅显示加速状态和减速状态的例子。在图14中，前方的信号灯TL2为红灯。如图14所示，行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于加速 状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im32，对车辆100处于减速状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im31。
图15表示行驶状况识别图像的第4个例子。在由于道路的状况，车辆100在既不是驱动状态也不是制动状态的状态下，发生作为加速的状态的滑行状态。在由于道路的状况，车辆100在既不是驱动状态也不是制动状态的状态下，发生作为减速的状态的滑行状态。图15示出区别作为加速状态的一部分的滑行状态和作为减速状态的一部分的滑行状态来显示行驶状况识别图像的例子。
如图15所示，行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于加速状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im32，对车辆100处于加速的状态的滑行状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im32c。行驶计划图像数据生成单元102对车辆100处于减速状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im31，对车辆100处于减速的状态的滑行状态的范围，重叠行驶状况识别图像Im31c。
综上所述，基于实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法的行驶状况识别图像为以下的方式。行驶状况识别图像是与设定的本车辆的预定行驶路径对应的路径图像。作为第1方式，可以设为将路径图像与驱动状态(驱动力)和制动状态(制动力)分别对应的显示方式。在图10、图11中，将驱动状态按照加速的状态和恒速的状态，使图像不同。不区别加速的状态和恒速的状态，设为与驱动状态和制动状态对应的显示方式，这是第1方式。
图10～图13设为将路径图像与驱动状态和制动状态分别对应的显示方式，是将驱动状态按照加速的状态和恒速的状态而使图像不同的第2方式。
作为第3方式，如图14中说明的那样，可以设为使路径图像与加速状态(加速度)和减速状态(减速度)分别对应的显示方式。作为第4方式，如图15中说明的那样，可以设为使路径图像与加速状态和减速状态和滑行状态分别对应的显示方式。在图15中，也可以省略作为加速的状态的滑行状态，仅显示减速的状态的滑行状态，作为滑行状态。
作为其它的方式，也可以设为与驱动力以及制动力的程度相应的显示方式，也可以设为与加速度或减速度的程度相应的显示方式。
使用图16所示的流程图，重新说明基于以上说明的一个实施方式的车辆用行驶引导装置的动作、一个实施方式的车辆用行驶引导方法的步骤。在图 16中，控制单元10在步骤S1中，由行驶路径数据保持单元17获取行驶路径数据D101。
控制单元10在步骤S2中，沿着行驶路径数据D101表示的预定行驶路径，仅在从本车辆(车辆100)的当前位置起前方的行驶计划制定距离，以规定间隔设定本车辆行驶的车道上的行驶目标点。控制单元10在步骤S3中，对各个行驶目标点，根据本车辆的当前的车速、行驶的道路的限制速度、信号灯的颜色、障碍物的有无以及距离，设定车速而制定车速计划。
通过步骤S2以及步骤S3，生成表示将车辆100设为驱动状态还是制动状态的预定行驶状况的行驶计划数据D103。
控制单元10在步骤S4中，将行驶计划数据D103提供给行驶装置驱动单元21。控制单元10在步骤S5中，在摄像机图像的车道图像上重叠行驶预定路线。控制单元10在步骤S6中，在行驶预定路线上或者行驶预定路线间重叠行驶状况识别图像。通过步骤S5以及步骤S6，生成表示行驶计划图像的行驶计划图像数据D102。
控制单元10在步骤S7中，将行驶计划图像数据D102提供给监视器18。由此，在监视器18中显示重叠了行驶计划图像的摄像机图像。控制单元10在步骤S7之后，将处理返回步骤S1，重复步骤S1～步骤S7。
以上的说明，示出使用摄像机13，在摄像机图像的车道图像上重叠行驶计划图像的情况。也可以取代摄像机13而使用激光测距取景器。通过从激光测距取景器发射激光，由控制单元10检测道路等反射的反射波，可以得到表示道路的车道的图像数据。
在取代摄像机13而使用激光测距取景器的情况下，在行驶计划图像数据生成单元102中，取代摄影数据D13，输入由激光测距取景器输出的表示道路的车道的图像数据。行驶计划图像数据生成单元102在表示道路的车道的图像数据表示的车道图像上重叠行驶计划图像即可。
进而，如图17所示的第5个例子那样，不是在拍摄了车辆100行驶的实际的道路的摄像机图像上，而是在基于地图数据D12的地图图像上重叠行驶计划图像。地图图像表示与本车辆的预定行驶路径对应的路径图像。在图17中，在监视器18中根据地图数据D12显示车辆100的当前位置周边的道路。当前位置标记M100表示车辆100的当前位置。
图17所示的显示例子，将车辆100的行进方向向上来表示。车辆100从地图图像的下方向上方行驶。假设车辆100前方的信号灯TL3变为了红灯。行驶计划制定单元103制定行驶计划，以便从将车速设为恒速的状态使车速分段地减速，使车辆100停止在信号灯TL3的跟前。
如图17所示，行驶计划图像数据生成单元102在地图图像的车道图像上，使表示车辆100在驱动状态且为恒速的行驶状况识别图像Im10、和表示车辆100在制动状态且为减速的行驶状况识别图像Im11重叠。
在图17所示的显示例子中，在车道图像的全体中重叠行驶状况识别图像Im10、Im11，省略行驶预定路线R1或者R2。图17所示的显示例省略图16中的步骤S5，在步骤S6中，可以通过在地图图像的车道图像上重叠行驶状况识别图像来实现。
在车道图像上重叠行驶预定路线R1或者R2，进而也可以重叠行驶状况识别图像Im10、Im11。这里，虽然只示出恒速和减速的状态，但是如果是加速的状态，则重叠行驶状况识别图像Im12即可。
如图17那样，在地图图像上重叠行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12的情况下，行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12也可以不是半透明图像。也能够取代行驶状况识别图像Im10、Im11、Im12，根据行驶状况识别图像Im20、Im21、Im22那样的行驶状况，设为使形状不同的识别图像。
在图17中设为二维(2D)的地图图像，但是也可以设为3D的地图图像。如果设为3D的地图图像，则成为与摄像机图像近似的图像。
如以以上的一个实施方式的车辆用行驶引导装置为代表所说明的那样，实施方式的车辆用行驶引导装置具有：行驶计划制定单元103、行驶计划图像数据生成单元102和监视器18。
行驶计划制定单元103设定从沿着预定行驶路径在道路上行驶的车辆100的当前位置至前方的规定的距离作为行驶计划制定距离。行驶计划制定单元103制定在使车辆100仅行驶行驶计划制定距离时，表示将车辆100设为驱动状态还是设为制动状态的预定行驶状况的行驶计划。
行驶计划图像数据生成单元102生成在车辆行驶的道路的车道图像的位置，根据行驶计划表示的驱动状态和制动状态配置了在视觉上不同的行驶状况识别图像(例如Im10、Im11、Im12或者Im20、Im21、Im22)的行驶计划图像数据D102。监视器18显示行驶计划图像数据D102表示的行驶计划图像。
而且，如下那样构成实施方式的车辆用行驶引导装置。作为道路信息检测单元动作的行驶计划制定单元103检测本车辆(车辆100)在沿着预定行驶路径行驶时的与道路有关的信息。作为车速检测单元的车速传感器15检测本车辆的车速。
作为预定行驶状况设定单元动作的行驶计划制定单元103根据道路信息检测单元检测到的与道路有关的信息、和车速传感器15检测到的车速，在本车辆沿着预定行驶路径行驶时，将本车辆设定为驱动状态和制动状态的其中一个。
行驶计划图像数据生成单元102生成在表示预定行驶路径的道路的图像上的道路的位置，配置了预定行驶状况设定单元设定的驱动状态和制动状态的行驶状况识别图像的图像数据(行驶计划图像数据)。作为显示单元的监视器18显示基于图像数据的图像。
在道路的位置配置行驶状况识别图像可以是以下情况之一，即，在表示道路的车道图像上重叠行驶状况识别图像、将车道图像的一部分置换为行驶状况识别图像、以及将车道图像的全体置换为行驶状况识别图像。
实施方式的车辆用行驶引导方法包含以下那样的各个步骤。道路信息检测步骤检测本车辆沿着预定行驶路径行驶时的与道路有关的信息。车速检测步骤检测本车辆的车速。设定步骤根据在道路信息检测步骤中检测到的与道路有关的信息、和在车速检测步骤中检测到的车速，在本车辆沿着预定行驶路径行驶时，将本车辆设定为驱动状态和制动状态的其中一个。
图像数据生成步骤生成在表示预定行驶路径的道路的图像上的道路的位置，配置了表示在设定步骤中设定的驱动状态和制动状态的行驶状况识别图像的图像数据。显示步骤在显示单元上显示基于图像数据的图像。
通过以上的结构，按照实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法，可以对乘员引导车辆是驱动状态还是制动状态的预定行驶状况。
在实施方式的车辆用行驶引导装置中，如果图像数据生成单元使表示驱动状态的行驶状况识别图像与表示制动状态的行驶状况识别图像在视觉上不同，则乘员可以容易地判别驱动状态和制动状态。
在实施方式的车辆用行驶引导装置中，行驶计划图像数据生成单元102也可以如下那样生成图像数据。
作为行驶状况识别图像，行驶计划图像数据生成单元102生成在道路的位置、在车辆100以恒速行驶的道路的范围内配置了第1识别图像的行驶计划图像数据。而且，作为行驶状况识别图像，行驶计划图像数据生成单元102生成在道路的位置、在车辆100减速的道路的范围内配置了第2识别图像，在车辆100加速的道路的范围内配置了第3识别图像的行驶计划图像数据。
这样，不仅可以只引导驱动状态和制动状态，还可以引导车辆100的加速度的状态。
行驶计划制定单元103可以包含行驶目标点设定单元1032和车速计划制定单元1031来构成。行驶目标点设定单元1032对行驶计划制定距离，以规定间隔设定使车辆100行驶的道路上的多个行驶目标点。车速计划制定单元1031分别对多个行驶目标点设定车辆100的车速，制定车使辆100行驶行驶计划制定距离时的车速计划。
这样，能够使车辆100自动行驶。
作为行驶状况识别图像，行驶计划图像数据生成单元102也可以与驱动状态和制动状态相应地使用颜色或者形状不同的识别图像。这样，乘员可以容易地掌握驱动状态和制动状态。
这时，行驶计划图像数据生成单元102也可以使用半透明的识别图像作为行驶状况识别图像。这样，车道图像不完全隐藏，可以识别道路上的标识和物体。
行驶计划图像数据生成单元102也可以将行驶状况识别图像的宽度，最小设为与车辆100的方向盘22s的控制误差造成的车辆100的摆动相当的宽度，最大设为在车辆100的宽度上加上与控制误差造成的车辆100的摆动相当的宽度后的宽度。这样，乘员在观察行驶状况识别图像时难以感到不适感。
行驶计划制定单元103也可以车辆100的车速越快，将行驶计划制定距离设定得越长。行驶计划图像数据生成单元102也可以本车辆的车速越快，将行驶状况识别图像的本车辆行驶的方向的长度设定得越长。这样，即使车速变快，乘员也容易掌握车辆100的预定行驶状况。
行驶计划图像数据生成单元102也可以根据车辆100行驶的道路的坡度或者曲率，设定行驶状况识别图像。这样，乘员还可以掌握道路的状况。
实施方式的车辆用行驶引导装置还具有检测位于车辆100的前方的障碍物的障碍物检测单元104来构成。行驶计划制定单元103也可以根据障碍物 检测单元104检测到的障碍物的有无或者车辆100与障碍物之间的距离来制定行驶计划，将本车辆设定为驱动状态和制动状态的其中一个。
这样，由于考虑障碍物后制定行驶计划，并将本车辆设定为驱动状态和制动状态的其中一个，所以能够结合有可能存在障碍物的实际的道路状况来制定行驶计划，显示行驶状况识别图像。因此，可以对乘员提供与实际的道路状况相应的正确的行驶状况识别图像。
在图4中，示出行驶路径数据生成单元101生成行驶路径数据D101后保持在行驶路径数据保持单元17中的结构。在车辆100行驶的预定行驶路径决定的情况下，不需要设置行驶路径数据生成单元101。只要具有保持预先设定的行驶路径数据D101的行驶路径数据保持单元17即可。
行驶计划制定单元103根据地图数据D12中包含的限速信息D12s制定车辆100的车速计划。限速信息的获取方法不限于来自地图数据D12的获取。
例如，可以在车辆100行驶的道路的附近，设置无线发送各个道路的限速信息的发送装置，通过车辆100上安装的接收装置接收限速信息。
车辆100也可以不是自动驾驶车辆，而是驾驶员驾驶的普通车辆。
如以上那样，实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法可以将与本车辆的预定行驶路径对应的路径图像，以与本车辆的驱动状态(驱动力)和本车辆的制动状态(制动力)的至少一方对应的显示方式显示在监视器18上。实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法可以将与本车辆的预定行驶路径对应的路径图像，以与本车辆的加速状态(加速度)和本车辆的减速状态(减速度)的至少一方对应的显示方式显示在监视器18上。
这样，本发明的车辆用行驶引导装置以及方法不限于以上说明的实施方式的车辆用行驶引导装置以及方法，在不脱离本发明的宗旨的范围中能够进行各种变更。
工业实用性
本发明可以利用在对车辆的乘员引导，以具有驱动状态或者加速度的行驶状态、和具有制动状态或者减速度的行驶状态的哪一个在预定行驶路径行驶的车辆用行驶引导装置中。
标号说明
18 监视器(显示单元)
101 行驶路径数据生成单元(预定行驶路径设定单元)

Claims (10)

1.一种车辆用行驶引导装置，用于不依赖于驾驶员的驾驶而通过车辆自身的控制自动行驶的自动驾驶车辆，其特征在于，包括：
预定行驶路径设定单元，设定本车辆的预定行驶路径；
预定行驶状况设定单元，为了使所述本车辆自动行驶，制定表示使所述本车辆沿着所述预定行驶路径如何行驶的行驶计划，并且根据所述行驶计划，对所述预定行驶路径中的所述本车辆的前方的道路，将所述本车辆设定为加速状态或者减速状态；
行驶计划图像生成单元，生成对与所述预定行驶路径对应的路径图像，配置了表示所述预定行驶状况设定单元设定的加速状态和减速状态的行驶状况识别图像的行驶计划图像；以及
显示单元，显示所述行驶计划图像。
2.如权利要求1所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
所述预定行驶状况设定单元将所述本车辆设定为加速状态、减速状态、和滑行状态的其中一个，
所述行驶计划图像生成单元生成对于与所述预定行驶路径对应的路径图像，配置了表示所述预定行驶状况设定单元设定的加速状态、减速状态和滑行状态的行驶状况识别图像的行驶计划图像。
3.如权利要求1或2所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
根据包含所述本车辆行驶的道路的限制速度以及信号灯的状态的与所述道路有关的信息、和所述本车辆的车速，所述预定行驶状况设定单元制定所述行驶计划。
4.如权利要求1或2所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，还包括：
障碍物检测单元，检测位于所述本车辆的前方的障碍物，
根据所述障碍物检测单元检测到的障碍物的有无或者所述本车辆与障碍物的距离，所述预定行驶状况设定单元制定所述行驶计划。
5.如权利要求3所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
所述预定行驶状况设定单元根据拍摄所述本车辆的外部前方的摄像机的摄影数据，判别信号灯的状态。
6.如权利要求4所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
根据拍摄所述本车辆的外部前方的摄像机的摄影数据、和测定与所述本车辆的前方存在的物体的距离的测距传感器的测距数据的至少一个，所述障碍物检测单元检测障碍物。
7.如权利要求1或2所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
所述行驶计划图像生成单元使表示加速状态的行驶状况识别图像的颜色与表示减速状态的行驶状况识别图像的颜色不同。
8.如权利要求1或2所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
所述行驶计划图像生成单元将所述路径图像的宽度最小设为与所述本车辆的方向盘的控制误差造成的所述本车辆的晃动相当的宽度，最大设为在所述本车辆的宽度上加上了与所述控制误差造成的所述本车辆的晃动相当的宽度后的宽度。
9.如权利要求1或2所述的车辆用行驶引导装置，其特征在于，
所述本车辆的车速越快，所述行驶计划图像生成单元使显示所述路径图像在所述本车辆行驶的方向的长度越长。
10.一种车辆用行驶引导方法，用于不依赖于驾驶员的驾驶而通过车辆自身的控制自动行驶的自动驾驶车辆，其特征在于，包括：
第一设定步骤，设定本车辆的预定行驶路径；
第二设定步骤，为了使所述本车辆自动行驶，制定表示使所述本车辆沿着所述预定行驶路径如何行驶的行驶计划，并且根据所述行驶计划，对所述预定行驶路径中的所述本车辆的前方的道路，将所述本车辆设定为加速状态或者减速状态；
生成步骤，生成对与所述预定行驶路径对应的路径图像，配置了表示所述第二设定步骤中设定的加速状态和减速状态的行驶状况识别图像的行驶计划图像；以及
显示步骤，在显示单元上显示所述行驶计划图像。
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