JP2005145292A - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents
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Abstract
自車両周囲に存在する複数の障害物に関する情報を、それぞれ運転者にわかりやすく伝達する車両用運転操作補助装置を提供する。
【解決手段】
車両用運転操作補助装置1のコントローラ60は、レーンマーカに対する自車両のリスクポテンシャルと、後側方車両に対するリスクポテンシャルとを算出する。レーンマーカに対するリスクポテンシャルは、運転席の形状を変化させてサイド部を運転者に押しつけることにより運転者に伝達する。後側方車両に対するリスクポテンシャルは、表示、およびウィンカ反力またはウィンカ音によって運転者に伝達する。さらに、後側方車両に対するリスクポテンシャルが大きい場合は、レーンマーカに対するリスクポテンシャルに応じて運転席のシート制御量を、後側方車両に対するリスクポテンシャルに応じて補正し、後側方車両の接近度合を運転席を通した触覚刺激としても運転者に伝達する。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による車両用運転操作補助装置1の構成を示すシステム図であり、図2は、車両用運転操作補助装置1を搭載した車両の構成図である。
前方カメラ20は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のCCDカメラ、またはCMOSカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、コントローラ50へと出力する。前方カメラ20による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±30deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が画像として取り込まれる。後側方カメラ21は、リヤウインドウの左右上部に取り付けられた小型のCCDカメラ、またはCMOSカメラ等であり、前方カメラ20と同等の性能で、自車両の後方および側方の道路状況を検出する。前方カメラ20および後側方カメラ21は、検出した自車両周囲の道路状況をコントローラ50へと出力する。
具体的には、コントローラ50は、自車線のレーンマーカに対する自車両のリスクポテンシャルRPlaneと、自車両の後側方の隣接車線上に存在する後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvをそれぞれ算出する。そして、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneを触覚刺激情報として運転席を通して運転者に伝達する。また、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvを、運転者がウィンカレバー61を操作する際に発生するウィンカレバー61の反力(ウィンカ操作反力)、またはウィンカレバー61を操作したときのウィンカ音を制御する。さらに、コントローラ50は後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvを視覚情報としても運転者に伝達する。
ウィンカレバー61が操作されておらず、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが予め設定した所定値以下の場合は、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに応じた運転席71の形状の変更と、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに応じたウィンカ反力制御および表示を行う。
ウィンカレバー61が操作されていない状態で、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが所定値よりも大きい場合は、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに応じた運転席71の形状の変更と、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに応じたウィンカ反力制御および表示を行う。さらに、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに基づいて、運転席71の形状変化の制御量を補正する。
ウィンカレバー61が操作された状態で、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが所定値以下の場合は、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに応じた運転席71の形状の変更と、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに応じたウィンカ音制御および表示を行う。
ウィンカレバー61が操作された状態で、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが所定値を超えている場合は、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに応じた運転席71の形状の変更と、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに応じたウィンカ音制御および表示を行う。さらに、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに基づいて、運転席71の形状変化の制御量を補正する。
RPlane=1/Δw ・・・(式1)
TTC=D/(V1−V0) ・・・(式2)
余裕時間TTCが小さいほど、自車両と後側方車両との接近度合が大きいことを意味している。
THW=D/V0 ・・・(式3)
RPv=a/THW+b/TTC ・・・(式4)
ここで、定数a、bは、車間時間THWおよび余裕時間TTCにそれぞれ適切な重み付けをするパラメータである。定数a、bは、予め適切に設定しておく。
ウィンカレバー61が操作されていないと検出されると、図8(a)に示すマップに従って運転席71の制御量Sを設定する。図8(a)の横軸はレーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneを表し、縦軸は後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvを表している。また、シート制御量Sの等高線を実線で示している。図8(a)のマップは、右側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに対しては、右サイド部72i、73iの制御量Sを表し、左側のレーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに対しては、左右サイド部72j、73jの制御量Sを表している。
ウィンカレバー61が操作されていると検出されると、図8(b)に示すマップに従って運転席71の制御量Sを設定する。図8(b)に示すように、後側方リスクポテンシャルRPvが予め設定した所定値RPvb以下の場合は、レーンリスクポテンシャルRPlaneが大きくなるほどシート制御量Sが大きくなる。ここで、所定値RPvbは、ウィンカ非操作時に設定した所定値RPvaよりも小さい値である。
(1)コントローラ50は、自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両に対する複数のリスクポテンシャルを算出する。そして、算出した複数のリスクポテンシャルを、操作機器の操作反力および触覚刺激により運転者に伝達する。さらに、算出した複数のリスクポテンシャルの内、少なくともいずれかの上昇に伴って、操作反力または触覚刺激を非線形で変化させる。これにより、自車両周囲の複数の障害物に対するリスクポテンシャルを、それぞれ操作反力または触覚刺激、または操作反力および触覚刺激として別々に運転者に伝達することができる。さらに、障害物に対するリスクポテンシャルが上昇すると、操作反力または触覚刺激を非線形で変化させるので、リスクポテンシャルの増加を運転者に確実に知らせることができる。ここで、操作反力または触覚刺激を非線形で変化させるとは、リスクポテンシャルの変化に対して操作反力または触覚刺激がリニアに変化するのではなく、リスクポテンシャルの変化に対して不連続に変化させることを表している。
(2)コントローラ50は、自車両の後側方に存在する後側方車両との接近度合に基づいて、後側方リスクポテンシャル(第1リスクポテンシャル)RPvを算出し、自車両と自車線の車線識別線との相対位置に基づいてレーンリスクポテンシャル(第2リスクポテンシャル)RPlaneを算出する。後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvおよびレーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneを操作反力または触覚刺激として運転者に知らせることにより、自車両周囲の複数の障害物状況を、運転者に確実に伝達することができる。
(3)コントローラ50は、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに基づいて操作反力、具体的にはウィンカレバー61に発生する反力を制御する。また、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneに基づいて触覚刺激を運転者に付与する。触覚刺激は、例えば運転席71の左右端部72i,72j,73i,73jを運転者側に回転させることにより、発生させることができる。これにより、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが大きい場合は、運転者が車線変更等を行おうとしてウィンカ操作を行う場合のウィンカレバー61の操作反力が大きくなり、運転者に後側方車両の接近度合を直感的に知らせることができる。また、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneが大きくなるほど運転席71の形状を大きく変更することによって強い触覚刺激を運転者に与えるので、自車両がレーンマーカに寄って走行していることを運転者に確実に知らせることができる。
(4)図8(a)(b)に示すように、後側方リスクポテンシャルRPvが所定値RPva、RPvbを超えると、レーンリスクポテンシャルRPlaneに基づくシート制御量Sを、さらに後側方リスクポテンシャルRPvに応じて増加させる。これにより、後側方車両との接近度合を運転席71からの触覚刺激としても運転者に伝達することができる。
(5)図8(b)に示すように、後側方リスクポテンシャルRPvが所定値RPvcを超えると、レーンリスクポテンシャルRPlaneに基づくシート制御量Sに加えて運転席71に振動を付加する。これにより、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが非常に高くなっていることを運転者に確実に知らせることができる。とくに、ウィンカ操作が行われた後に運転席71を振動させるので、運転者が車線変更等を行おうとしているときに運転者の注意を喚起する。また、ウィンカ操作が行われていないときは運転席71に振動を発生しないので、運転者に煩わしさを与えることがない。
(6)ウィンカ操作が行われた後は、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvに基づいてウィンカ操作音を制御する。これにより、運転者が車線変更等を行おうとしている状況で、後側方車両との接近度合を音として提供し、運転者の注意を喚起することができる。
(7)後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvを表示装置80に表示するので、後側方車両との接近度合を視覚情報としても運転者に提供することができる。
以下に、本発明の第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
ウィンカレバー61が操作されていない場合は、図9(a)に示すように、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneが大きくなるほどシート制御量Sが大きくなる。さらに、後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが大きい場合は、後側方リスクポテンシャルRPvが大きくなるほどシート制御量Sを増加させる。
後側方リスクポテンシャルRPvに対するウィンカ反力Fwの設定方法は、上述した第1の実施の形態と同様である。
ウィンカレバー71が操作されている場合も、ウィンカ非操作時の図9(a)のマップと同様に、シート制御量Sを、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneのみで決定するか、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneと後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvとに基づいて決定するかを切り換える切換ラインL2を設定する。ただし、ウィンカ操作時の切換ラインL2は、ウィンカ非操作時の切換ラインL1よりも低いレベルに設定する。すなわち、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneが同じ場合には、ウィンカレバー61が操作されているときは、ウィンカレバー61が操作されていないときに比べて小さい値をしきい値として、シート制御量Sの設定方法を切り換える。
後側方リスクポテンシャルRPvに対するウィンカ音発生間隔Pwの設定方法は、上述した第1の実施の形態と同様である。
(1)図9(a)(b)に示すように、レーンリスクポテンシャルRPlaneおよび後側方リスクポテンシャルRPvが所定レベルL1、L2を超えると、レーンリスクポテンシャルRPlaneに加えて後側方リスクポテンシャルRPvに基づいてシート制御量Sを設定する。これにより、後側方車両との接近度合を運転席71からの触覚刺激としても運転者に伝達することができる。
(2)図9(b)に示すように、レーンリスクポテンシャルRPlaneおよび後側方リスクポテンシャルRPvが所定レベルL3、レーンリスクポテンシャルRPlaneおよび後側方リスクポテンシャルRPlaneに基づくシート制御量Sに加えて運転席71に振動を付加する。これにより、レーンマーカに対するリスクポテンシャルRPlaneおよび後側方車両に対するリスクポテンシャルRPvが非常に高くなっていることを運転者に確実に知らせることができる。とくに、ウィンカ操作が行われた後に運転席71を振動させるので、運転者が車線変更等を行おうとしているときに運転者の注意を喚起する。また、ウィンカ操作が行われていないときは運転席71に振動を発生しないので、運転者に煩わしさを与えることがない。
以下に、本発明の第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第3の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
21:後側方カメラ
30:車速センサ
50:コントローラ
60:ウィンカ反応制御装置
70:シートサイド形状変更機構
80:表示装置
Claims (15)
- 自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両に対する複数のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
運転者が操作する操作機器に操作反力を発生させる操作反力発生手段と、
運転者に触覚を介した触覚刺激を与える触覚刺激付与手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記複数のリスクポテンシャルを、前記操作反力および前記触覚刺激により運転者に伝達するよう前記操作反力発生手段と前記触覚刺激付与手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数のリスクポテンシャルのうち少なくともいずれかの上昇に伴って、前記操作反力または前記触覚刺激を非線形で変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物検出手段は、前記自車両の後側方に存在する後側方車両、および自車線の車線識別線を検出し、
前記リスクポテンシャル算出手段は、前記複数のリスクポテンシャルとして、前記自車両と前記後側方車両との接近度合に基づいて第1リスクポテンシャルを算出し、前記自車両と前記車線識別線との相対位置に基づいて第2リスクポテンシャルを算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段は、前記複数のリスクポテンシャルとして、第1リスクポテンシャルおよび第2リスクポテンシャルを算出し、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルに基づいて前記操作反力を発生するよう前記操作反力発生手段を制御し、前記第2リスクポテンシャルに基づいて前記触覚刺激を付与するよう前記触覚刺激付与手段を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルに基づいて前記操作反力を発生するよう前記操作反力発生手段を制御し、前記第2リスクポテンシャルに基づいて前記触覚刺激を付与するよう前記触覚刺激付与手段を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3または請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルが所定値を超えると、前記第2リスクポテンシャルに基づく前記触覚刺激の出力を、前記第1リスクポテンシャルに応じて増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3または請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルおよび前記第2リスクポテンシャルが所定レベルを超えると、前記第2リスクポテンシャルに加えて前記第1リスクポテンシャルに基づいて前記触覚刺激の出力を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3または請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルが所定値を超えると、前記第2リスクポテンシャルに基づく前記触覚刺激に振動を付加することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項5に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルが前記所定値以上の第2の所定値を超えると、前記第2リスクポテンシャルに基づく前記触覚刺激に振動を付加することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項3または請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルおよび前記第2リスクポテンシャルが所定レベルを超えると、前記第2リスクポテンシャルに基づく触覚刺激に振動を付加することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項6に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御手段は、前記第1リスクポテンシャルおよび前記第2リスクポテンシャルが前記所定レベルよりも高い第2の所定レベルを超えると、前記第1リスクポテンシャルおよび前記第2リスクポテンシャルに基づく触覚刺激に振動を付加することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記操作反力発生手段は、ウィンカレバーに前記操作反力を発生させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚刺激付与手段は、運転席左右端部の形状を変更することにより、運転者に前記触覚刺激を与えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記第1リスクポテンシャルに基づいてウィンカ操作音を制御するウィンカ音制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記第1リスクポテンシャルを表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項1から請求項14のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
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