JP2007296978A - 合流運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、合流レーンに含まれる複数のステージのそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と複数のステージ毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援ECU10を有する。これによれば、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる
【選択図】図1
Description
このため、上記したような技術によれば、見かけ上は合流運転を円滑化できるが、合流運転に苦手意識をもつ運転者の苦手意識を改善し、あるいは、運転者の合流運転技術を向上させることができるとは限らず、合流地点や合流タイミングを車両の走行状態等から画一的に提示された運転者は却って負担に感じる可能性もある。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動と複数の区間毎に規定された目標運転行動に基づいて合流のための運転支援処理が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動が複数の区間においてそれぞれ規定された目標運転行動を満足していない場合には、不足する運転行動あるいは余分な運転行動に対処する運転支援が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。すなわち、合流運転を苦手と感じるのは、例えば、加速車線において車両が十分に加速される前に余分に本線確認行動を取るなど、合流レーンにおいて適切なタイミングで適切な運転行動を取らないことが主要因として挙げられる。このことから、各区間における運転者の実際の運転行動について不足する運転行動又は余分な運転行動がないかを判断してそれに対処することで、合流レーンにおいて必要な各種の行動を適切なタイミングで取るように運転者を仕向けることが可能となる。この結果、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能となる。又、運転者に不足又は余分な運転行動を教示等することで適切な合流運転を学習させることができる。
この構成によれば、合流レーンの前半側において運転者が加速行動と本線確認行動とを別々に実行するように仕向けることができる。
この構成によれば、合流レーンの後半で本線確認行動を促すことにより、安全性を確保しつつ運転者に合流レーンの後半部における合流運転を学習させることができる。
この構成によれば、各区間において必要な行動を運転者に提示することにより、目標とする運転行動を運転者に直接的に認識させて適切な合流運転を学習させることができる。
この構成によれば、目標運転行動がそれぞれ定義される複数の区間が運転者の視認しやすい構造物、交通標識、道路区画線等に基づいて規定されているので、
運転者はいずれの区間を走行しているかを容易に認識できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る合流運転支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
この合流運転支援システムは、合流運転支援装置としての運転支援ECU(Electric Control Unit)10、環境情報認識ECU50、車両情報認識ECU60、運転者情報認識ECU70、ディスプレイ80、スピーカ90等から構成される。尚、各ECU10、50、70等は、図示しないプロセッサ、メモリ等からなるハードウエアと所要のソフトウエアにより構成されている。
後方車車速・距離認識センサ51は、例えば、レーザレンジセンサ等により自車両と後方車両との距離、及び後方車両の車速を検出する。
交通情報取得用通信装置52は、例えば、光ビーコン、電波ビーコン、FM多重放送等により、渋滞情報や所要時間、事故・故障車及び工事規制情報、インターチェンジ間の所要時間や周辺の一般道路を含めた渋滞情報及び分岐案内、速度規制、車線規制、チェーン規制情報、サービスエリア・パーキングエリアの満車・空車情報等を取得する。
ナビゲーションシステム53は、例えば、人工衛星から発信される電波を受信して自車両の位置をディスプレイ80の画面のデジタル地図上に表示して目的地まで運転者を誘導する。環境情報認識ECU50は、ナビゲーションシステム53から自車両の位置を認識すると共に、ナビゲーションシステム53の地図データから、合流レーンの形状、合流レーンの周辺の構造物(ガードレール、防音壁、交通標識、デリニエータ等)、道路区画線(白線、ゼブラゾーン等)を認識する。
前方用カメラ54は、自車両の前方の様子を撮像する。
顔向/視線認識センサ71は、例えば、運転者を撮像するカメラ、このカメラの撮像した画像を画像処理して運転者の顔向き、あるいは、視線の変化を検出する画像処理装置等で構成されている。
スピーカ90は、運転支援ECU10、ナビゲーションシステム53等からの各種情報を音声出力する。
また、運転支援ECU10は、合流運転における運転者の実際に取る運転行動は、車両情報認識ECU60、運転者情報認識ECU70等から取得する。具体的には、運転支援ECU10は、車両情報認識ECU60から現在の自車両情報を取得し、また、運転者情報認識ECU70から運転者情報を取得し、これら運転者情報及び自車両情報から走行中の運転者が実行する運転行動を認識する。例えば、運転者情報認識ECU70から得られる運転者の顔/視線の向きの情報から、運転者が本線確認行動や後方確認行動を取っていることを認識する。また、自車両情報から車速だけでなく、運転車の加速操作、ステアリングホイールの操作、ウィンカー操作等の運転行動を認識する。
さらに、運転支援ECU10は、環境情報認識ECU50からの車両の外部の環境情報を取得し、この環境情報から自車両の現在位置、自車両周辺に存在する道路構造物等の外部環境情報を認識する。
そして、運転者は、車両をゲートGTを通過して本線に合流するためには、前方確認、加速、本線確認、進入操作等の複数の作業を、決められた区間及び限られた時間の中で完了しなければならない。
運転支援ECU10は、後述するように、合流レーンMLに含まれる複数のステージ(複数の区間)毎に必要な運転行動の提示及び運転支援を実行するために、合流レーンMLにおいて、図4ないし図8に示すように、第1ステージST1〜第5ステージST5をそれぞれ規定している。
また、合流レーンMLにおいて進行方向に向かって右側に設置されたガードレールGRの終端(ガードレールGRが途切れる地点)をナビゲーションシステム53あるいは前方用カメラ54の撮像画像の画像処理結果から検出し、この地点を合流基準点(第1ステージ終了地点)P2とする。尚、合流基準地点P2はこれに限定されるわけではなく、他の方法として、例えば標識SGNの後方50mの地点、ゼブラゾーンZZが始まる地点、加速車線ALと本線MRが平行に並びはじめる地点等を合流基準地点P2とすることも可能である。
尚、他の方法として、自車両の前方右側の映像を前方用カメラ54から取得し、その画像処理によりゼブラゾーンZZの終端地点を検出してこれを加速車線中間点(第2ステージST2の終了地点)P3とする、あるいは、合流基準地点P2から50m後方の地点を加速車線中間点(第2ステージST2の終了地点)P3とすることもできる。
また、現在の自車両の位置をナビゲーションシステム53により検出し、Tc+α秒後の自車両の予測位置である加速車線中盤起点P5を第3ステージST3の終了地点とする。
尚、日常の運転者の本線確認行動(サイドミラーあるいは目視による確認を本線MRを走行する後側方車両に対して行う行動)を運転者の視線の向きの変動を計測して計測しておき、この計測結果に基づいてαを統計的に決定することも可能である。
第5ステージST5の終了地点は、例えば、加速車線終端P6から100m前方の地点である合流終点P8とし、この合流終点P8はナビゲーションシステム53により検出できる。
合流運転に必要な運転者の運転行動(作業内容)は、例えば、図9に示すように、複数の運転行動に分解することができる。具体的には、車両の加速を開始させる加速開始行動、目標車速へ到達させるための目標車速到達行動、本線MRの状況を確認する本線確認行動、車速を調整する加減速調整行動、車両を本線MRへ進入させる本線進入行動、本線MRへの進入に際して必要な後方確認行動、本線MRへの進入に際して必要な加速調整行動等である。
これら各運転行動の作業量あるいは運転者が負担と感じる度合いは、各運転行動毎に異なる。
このため、図9に示すように、各運転行動の作業量を、その重要度、運転負担の平均的な想定値等に基づいて数値化する。
このため、提示機能FN2は、各ステージ毎に作業量が平均化された運転行動を運転者に提示して、運転者が実行すべき運転行動の負担を軽減させると共に
総作業量を削減させることを目的としている。
先ず、運転支援ECU10は、図4に示した第1ステージST1に入ると、加速準備が必要であることをアドバイスする。尚、アドバイスは、ディスプレイ80、スピーカ90等を用いて実行される。次いで、40km/hの速度制限終了を示す標識SGNのある地点を検出すると、その地点で、加速開始をアドバイスする。また、第1ステージST1がどのような区間であるかを運転者に認識させるために、例えば、「40km/h規制解除の標識を越えました」などのようなアナウンスをして、運転者が第1ステージST1がどのような区間であるかを習得するための補助情報を提供する。これにより、合流レーンMLに早い段階から加速が開始され、緩やかな加速度で目標車速に到達させるように仕向けることが可能となる。また、合流運転が苦手な運転者だけでなく、漫然と運転していて加速行動を忘れているような運転者への支援にもなる。
第1ステージST1における判定機能FN3について説明すると、先ず、図4に示した合流起点P1から合流基準地点P2までの距離をLa、その間の自車両の平均加速度をAa、及び加速度が一定値σを越える位置をPa、合流基準地点P2における車速をVaとする。また、加速位置指標Hを次式(1)により定義する。
図13に示す各値は、平均加速度Aa及び車速Vaに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−1が最も熟練度が低いラベルであり、1が最も熟練度が高いというラベルである。
また、加速位置指標Hの値が高いほど加速を開始するタイミングが早く、熟練度が高い(熟練ドライバー)と判断し、逆に加速位置指標Hの値が低いほど加速するタイミングが遅く熟練度が低い(苦手ドライバー)という基準を設け、加速位置指標Hからも運転者の熟練度を判断する。
タイプ1は、加速位置指標Hの値が比較的低く(例えば、0.5未満)、平均加速度Aa及び車速Vaから推定した熟練度が低い(例えば、0未満)場合であり、このタイプ1は加速開始タイミングが遅く、加速度合いも不足していると判断する。
タイプ2は、加速位置指標Hの値が比較的高く(例えば、0.5以上)、平均加速度Aa及び車速Vaから推定した熟練度も低い(例えば、0未満)場合であり、このタイプ2は加速開始タイミングはよいが、加速度合いが不足していると判断する。
タイプ3は、加速位置指標Hの値が比較的低く、平均加速度Aa及び車速Vaから推定した熟練度が中程度(例えば、0)場合であり、このタイプ2は加速度合いは良いが、加速開始タイミングが遅れていると判断する。
タイプ1の場合には、例えば、運転者に、加速開始が遅れていることを報せる、あるいは、加速準備や加速開始を促すアナウンスを合流起点P1により近い場所で実行する。また、必要に応じて、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
先ず、図5に示した合流基準地点P2から加速車線中間地点P3までの区間における平均加速度をAb,加速車線中間地点P3での車速をVb、加速車線中間地点P3から加速車線終端P4までの平均加速度をAcとする。運転者の視線がルームミラーに向けられた回数をn、サイドミラーに向けられた回数をmとする。
そして、「熟練ドライバーは十分な加速を加速車線の前半部分で完了させる」という経験則(目標運転行動)に基づいて、(Ab−Ac)の値とVbの値とに基づいて、前半部の加速度が後半部の加速度より高く((Ab−Ac)>0)、且つ、車速Vbが相対的に高いと運転者の熟練度が高く、その逆であると熟練度が低いと判断する。例えば、図14に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。
図14に示す各値は、(Ab−Ac)の値とVbの値とに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−1が最も熟練度が低いラベルであり、1が最も熟練度が高いというラベルである。
タイプ1は、加速車線ALの前半側で本線確認行動は行っていないが、加速が不十分である場合である。
タイプ2は、加速車線ALの前半側での規定値Kを超える頻度の本線確認行動を行っており、加速も不十分である場合である。
タイプ1の場合には、合流基準地点P2から加速車線中間地点P3までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
その上で、合流基準地点P2から加速車線中間地点P3までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。加速を促すための運転支援としては、例えば、合流起点P1において加速車線ALの長さから算出した進入開始時の車速を運転者にアナウンスし、合流基準地点P2から本線MRへ進入開始するまでの間、自車両の車速を、例えば、1秒毎にアナウンスする。これにより、運転者は、メータ表示に視線を向けることなく目標車速まで加速できる。また、他の運転支援としては、現在の車速と目標車速とをHUD(ヘッドアップディスプレイ)を用いてフロントガラスに強調表示することも可能である。
それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
先ず、加速車線ALの長さをL、自車両が本線MRに進入開始する時点における進入開始位置(加速車線ALにおける位置)をPi、その時点での進入開始車速をVdとする。
そして、「熟練ドライバーが高い車速で加速車線ALを十分に使ってその終端付近で合流するのに対し、合流運転が苦手な運転者は低い車速で加速車線ALの前半側〜中盤で交流してしまうことが多い」という経験則に基づいて、進入開始位置Piと進入開始車速Vdから運転者の実際の運転行動を認識し、この運転者の運転行動が熟練ドライバーが取る目標運転行動を満足しているかを判断する。
具体的には、運転者が加速車線ALを有効に使ったかを示す有効使用指数Wを次式(3)により定義し、この有効使用指数Wと進入開始車速Vdとに基づいて判断する。
その上で、有効使用指数Wが低い運転者、進入開始車速Vdが低い運転者等、運転者の特性に合せて目標進入開始位置や目標進入時車速を提示する運転支援やあ、加速車線ALの前半側で十分な加速を促す運転支援等を提供する。
先ず、自車両が本線MRに進入開始する時点での進入先の本線MRの後方車両との相対距離をDf、相対速度をVfとする。
そして、「合流運転が苦手な運転者の中には他車との相対速度や相対距離を判定する能力が不足し、ミラー確認及び死角確認を行っているにも関わらず、後方車両と適切な車間距離や相対速度を確保していない状態で本線MRへ進入してしまうことがある」という経験則に基づいて、運転者の熟練度を判断する。
具体的には、本線進入時の安全確保のための後方車両との車間距離をDtとし、相対距離の不適度合いXを次式(4)で定義する。
これらの情報から、不適度合いX、Yによる判定で熟練度が0以下であった運転者を、例えば、図19に示すような4つの苦手タイプに分類する。
タイプ1は、死角確認、ミラー確認ともに十分であるが、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ2は、死角確認が不足し、ミラー確認が十分であり、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ3は、死角確認が十分、ミラー確認が不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ2は、死角確認、ミラー確認のいずれも不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
先ず、本線MRに進入後の後方車両との相対距離をDf、相対速度をVf、自車両の加速度をA、車速をVとする。
本線MRへの進入後の後方車両に対する安全確認及び迷惑度合いから運転者の熟練度を判断するために、運転者の顔向きあるいは視線の向きの情報から、本線侵入後に運転者がミラー等で後方車両の存在確認を実施したか否かを確認フラグFa(確認した場合にはFa=1、確認しない場合にはFa=0)を検出する。
次に、相対距離Df及び相対速度Vfから、自車両の後方に衝突可能性のある車両が存在するかを示す存在フラグFb(存在する場合にはFb=1、存在しない場合にはFb=0)を判定する。
そして、存在フラグFbが0の場合に、自車両の加速度A及び車速Vから、自車両の車速が遅いことが原因で後方車両に迷惑をかけており、且つ、加速してそれを改善しようとしていない場合には、運転者の熟練度Fcが低いと判定する。この判定は、例えば、図17に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより可能である。図17に示す各値は、速度Vと加速度Aに対する熟練度Fcを示しており、Fc=0が最も熟練度が低く、1が最も熟練度が高いことを示している。
タイプ1は、確認フラグFa=0、Fc≦0.5で、本線進入後、後方確認を実施していないために迷惑運転となっている場合である。
タイプ2は、確認フラグFa=1、Fc≦0.5で、後方に車両が迫っていることを知りながら加速をしない運転者であり、且つ自車両の車速が遅いのが原因で後方車両との間で衝突可能性が高い場合である。
例えば、合流終点P8における自車両の車速Veを検出し、この車速Veが所定値(例えば、60km/h)未満であれば、その合流場面の状況は渋滞であり、通常の合流運転に必要な運転行動は不可能であった状況と判断して、その状況における運転者の運転行動は運転支援処理に関する判断から除外する。また、ITSなどの通信により本線MRが渋滞状況にあると事前に分かった場合にも同様の処理とする。
さらに、ITS通信等により本線MRが渋滞状況にあることが事前に分かる場合には、合流運転を支援する代わりに、渋滞車列への割り込みの可否等を判断する運転支援を実行することも可能である。
また、このような場合には、合流運転に関する支援の代わりに、前方車両への追突防止支援(PCS)や、合流先の本線車両とに必然的に大きな車速差が生じるたことに起因する追突を防止するための支援を実行する構成を採用できる。
Claims (6)
- 車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、
前記合流レーンに含まれる複数の区間のそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と前記複数の区間毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援手段を有することを特徴とする合流運転支援装置。 - 前記運転支援手段は、前記複数の区間毎に規定された目標運転行動に対して不足する又は余分な前記運転者の運転行動に対処するための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の合流運転支援装置。
- 前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の前半側における加速運転中に運転者の本線確認行動の頻度が規定値を越える場合に、前記本線確認行動を抑制して加速運転を促すための処理を実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の合流運転支援装置。
- 前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の後半側において運転者の本線確認行動が不足する場合には、前記本線確認行動を促すための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の合流運転支援装置。
- 車両が前記複数の区間の各々に進入する毎に各々の区間において必要な運転行動を前記運転者へ提示するための処理を実行する提示手段をさらに有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の合流運転支援装置。
- 前記複数の区間は、前記合流レーンの形状、前記合流レーンの周辺の構造物、交通標識、道路区画線の少なくともいずれかを基準として規定されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の合流運転支援装置。
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