JP2008006920A - 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
【解決手段】車両用運転操作補助装置は、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算出し、リスクポテンシャルが最も大きな障害物を報知障害物として決定する。報知障害物のリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダルに発生させる操作反力の増加量を算出する。報知障害物が、短時間で非連続的にリスクが出現する特性をもつイベント型の障害物である場合は、その障害物情報を報知するために、追加で操作反力の付加反力を設定する。アクセルペダルには、リスクポテンシャルに基づく反力増加量に障害物情報に対応する付加反力を加えた反力が発生する。
【選択図】図1
Description
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出し、複数の障害物の検出結果に基づいて、複数の障害物に対する自車両のリスクポテンシャルをそれぞれ算出し、算出されたリスクポテンシャルに基づいて、複数の障害物から、運転者に対するリスクポテンシャル報知を行う報知障害物を決定し、報知障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出し、算出した操作反力を運転操作装置に発生させ、報知障害物の情報を報知する。
本発明による車両は、自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出する障害物検出手段と、障害物検出手段の検出結果に基づいて、複数の障害物に対する自車両のリスクポテンシャルをそれぞれ算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されたリスクポテンシャルに基づいて、複数の障害物から、運転者に対するリスクポテンシャル報知を行う報知障害物を決定する報知障害物決定手段と、報知障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段で算出した操作反力を運転操作装置に発生させる操作反力発生手段と、報知障害物の情報を報知する障害物情報報知手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
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。
レーザレーダ20は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ20は、前方にある複数の反射物(通常、先行車の後端)で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の障害物までの車間距離と相対速度をそれぞれ検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ10へ出力される。レーザレーダ20によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg 程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
コントローラ10は、レーザレーダ20、車速センサ120および前方カメラ装置30で検出された自車両の車両状態および自車両周囲の走行環境に基づいて、自車両周囲の障害物に対する自車両のリスクポテンシャルRPを算出する。リスクポテンシャルRP(Risk Potential)は、「潜在的なリスク/危急」を意味し、ここでは特に、自車両と自車両周囲に存在する障害物とが接近していくことにより増大するリスクの大きさを表す。したがって、リスクポテンシャルは、自車両と障害物とがどれほど近づいているか、すなわち自車両と障害物とが近づいている程度(接近度合)を表す物理量であるといえる。
TTC=D/Vr ・・・(式1)
THW=D/V1 ・・・(式2)
RP=A/THW+B/TTC ・・・(式3)
A、Bは、車間時間THWの逆数および余裕時間TTCの逆数にそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値、例えばA=1,B=8(A<B)に設定する。
条件1:報知障害物MOが切り替わった、または今まで報知障害物MOが存在しなかったが、新たに報知障害物MOが出現した。
条件2:報知障害物MOが切り替わった、もしくは新たに出現したときの報知障害物MOのリスクポテンシャルRPが所定の報知しきい値THrpよりも大きい。
条件3:すでに障害物情報の報知を行っている場合は、障害物情報の報知を開始してから所定時間(例えば1秒)を超過していない。
条件2を満たす場合は、報知障害物MOが短時間で非連続的にリスクが出現する特性を持つイベント型の障害物であると判断する。
FA=ΔF+ΔFp ・・・(式4)
(1)車両用運転操作補助装置1は、自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出し、検出結果に基づいて複数の障害物に対する自車両のリスクポテンシャルRPをそれぞれ算出する。そして、算出したリスクポテンシャルRPに基づいて、検出した障害物の中から運転者に対するリスクポテンシャル報知の対象となる報知障害物MOを決定する。車両用運転操作補助装置1は、報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出し、運転操作装置に発生させるとともに、報知障害物の情報を報知する。これにより、自車両周囲に複数の障害物が存在する場合に、運転者に報知する必要性が最も高い障害物に対するリスクポテンシャルRPを、選択的に運転者に報知することができる。さらに、報知障害物の障害物情報を運転者に報知することにより、運転者に対して適切な注意喚起をすることができ、障害物状況に応じた適切な対応を促すことが可能となる。
(2)自車両周囲の複数の障害物のうち、最も大きなリスクポテンシャルRPを有する障害物を報知障害物と判定することにより、自車両に対するリスクが最も大きく、報知の必要性が高い障害物の存在を選択的に運転者に報知することができる。
(3)車両用運転操作補助装置1は、報知障害物MOの障害物情報を報知するために運転操作装置に付加的に発生させる付加反力ΔFpを算出し、リスクポテンシャルRPに応じた操作反力を付加反力ΔFpで補正する。運転操作装置には、付加反力ΔFpを用いて補正した操作反力を発生させる。これにより、リスクポテンシャルRPと障害物情報を単一の運転操作装置の操作反力を用いて運転者に報知することができ、適切な対応を運転者に促すことが可能となる。また、運転操作装置の操作反力という触覚情報を用いるので、運転者が自車両前方を視認したままで確実な情報伝達を行うことができる。
(4)車両用運転操作補助装置1は、障害物情報として、報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPがどのように発生したか、すなわちリスク出現の特性を追加で報知する。そのため、報知障害物MOの切り換わり、もしくは新たな障害物の検知により、新たな障害物が報知障害物MOとして判定され、且つ新たな報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPが所定値THrpよりも大きいと判定された場合に、報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPに応じた操作反力に、付加反力ΔFpを所定時間付加する。所定値THrpは新たな報知障害物MOが短時間で非連続的にリスクが出現するイベント型の障害物であるか否かを判断するためのしきい値である。また、所定時間は、報知障害物がイベント型であることを付加反力ΔFpを介して確実に運転者に伝達できる程度の時間、例えば1秒間に設定する。これにより、リスクポテンシャルRPが連続的に変化する前方車両や路上構造物に対し、歩行者や割り込み車両のようなイベント側の障害物が出現して報知障害物に判定されたことを区別して、運転者に分かりやすく報知することができる。
(5)自車両周囲に存在する障害物は、走行中の他車両、路上構造物、レーンマーカ、歩行者、および駐車車両を含む。このように、自車両周囲に存在する様々な障害物を報知障害物候補として検出することにより、運転者に報知する必要性が高い障害物に対するリスクポテンシャルRPを選択的に報知することができる。
(6)報知障害物に対するリスクポテンシャルRPがリスクポテンシャル報知を行うかを判断するための報知しきい値Pminよりも大きい場合に、リスクポテンシャル報知を行うので、リスクポテンシャルRPが小さい場合にリスクポテンシャル報知を行って運転者にわずらわしさを与えてしまうことを防止できる。
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の実施の形態における車両用運転操作補助装置1の基本構成は、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。
条件1:報知障害物MOが切り替わった、または今まで報知障害物MOが存在しなかったが、新たに報知障害物MOが出現した。
条件2:リスクポテンシャル増加量ΔRPdが所定の報知しきい値THrpdよりも大きい。
条件3:すでに障害物情報の報知を行っている場合は、障害物情報の報知を開始してから所定時間(例えば1秒)を超過していない。
FA=ΔF+ΔFpd ・・・(式5)
新たな障害物が報知障害物として判定され、かつ、新たな報知障害物が判定された前後のリスクポテンシャルの増加量ΔRPdが所定値THrpdよりも大きいと判定された場合に、リスクポテンシャルRPに応じて算出された操作反力に、付加反力ΔFpdを所定時間付加する。所定値THrpdは新たな報知障害物MOが短時間で非連続的にリスクが出現するイベント型の障害物であるか否かを判断するためのしきい値である。これにより、リスクポテンシャルRPが連続的に変化する前方車両や路上構造物に対し、歩行者や割り込み車両のようなイベント側の障害物が出現して報知障害物に判定されたことを区別して、運転者に分かりやすく報知することができる。
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。図9に、第3の実施の形態における車両用運転操作補助装置2の構成を示すシステム図を示す。図9において、図1および図2に示した第1の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、上述した第2の実施の形態との相違点を主に説明する。
条件1:報知障害物MOが切り替わった、または今まで報知障害物MOが存在しなかったが、新たに報知障害物MOが出現した。
条件2:報知障害物MOが切り替わった、もしくは新たに出現したときの報知障害物MOのリスクポテンシャルRPが所定の報知しきい値THfrpよりも大きい。
条件3:すでに障害物情報の報知を行っている場合は、障害物情報の報知を開始してから所定時間(例えば1秒)を超過していない。
条件2を満たす場合は、報知障害物MOが短時間で非連続的にリスクが出現する特性を持つイベント型の障害物であると判断する。
(1)車両用運転操作補助装置2は、障害物情報を振動により報知するための振動特性を設定し、設定した振動特性に従って振動を発生させる。振動という触覚情報を用いることによっても、運転者に対して適切な注意喚起を行い、適切な対応を促すことが可能となる。
(2)車両用運転操作補助装置2は、障害物情報として、報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPがどのように発生したか、すなわちリスク出現の特性を追加で報知する。そのため、報知障害物MOの切り換わり、もしくは新たな障害物の検知により、新たな障害物が報知障害物MOとして判定され、且つ新たな報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPが所定値THrpよりも大きいと判定された場合に、設定した振動特性に従って振動を発生する。これにより、歩行者や割り込み車両のようなイベント型の障害物が出現して報知障害物MOに判定されたことを、運転者に分かりやすく報知することができる。
(3)振動特性として、新たな報知障害物MOに対するリスクポテンシャルRPに応じて振動周波数Frpを可変で設定する。これにより、イベント型の報知障害物MOのリスクポテンシャルRPがどの程度であるかを振動の周波数により運転者に伝達することができる。
(4)リスクポテンシャルRPが大きいほど振動周波数Frpが高くなるように振動特性を設定するので、イベント型の報知障害物MOのリスクポテンシャルRPを運転者に分かりやすく伝えることができる。
(5)車両用運転操作補助装置2は、アクセルペダル60および/または運転席シートから運転者に振動を与えることにより、報知障害物の障害物情報を報知する。アクセルペダル60や運転席シートにバイブレータ140を配置することにより、運転者が容易に振動を知覚することができ、効果的な情報伝達を行うことができる。
本発明の第4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4の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図9に示した第3の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第3の実施の形態との相違点を主に説明する。
バイブレータ140A,140Bの配置は、図13に示すものには限定されない。図15に、バイブレータ140A、140Bをアクセルペダル60のペダル表面に設置した場合の別の配置例を示す。図15に示すように、左側のバイブレータ140Aをペダル表面の左側上方領域に、右側のバイブレータ140Bをペダル表面の右側下方領域に配置する。これにより、左側のバイブレータ140Aは親指の付け根付近に振動を与え、右側のバイブレータ140Bはかかとの右側に振動を与える(左ハンドル仕様の車両の場合は、左右のバイブレータ140A,140Bを反対に配置する)。
(1)車両用運転操作補助装置2は、障害物情報として、所定値THrpよりも大きなリスクポテンシャルRPを有する新たな報知障害物MOが判定された場合に、新たな報知障害物MOの存在方向を振動により報知する。これにより、報知障害物に対する適切な注意喚起を行い、運転者に適切な対応を促すことができる。
(2)新たな報知障害物MOの存在方向が自車両の正面からずれるほど振動周波数Frpが高くなるように振動特性を設定する。これにより、報知障害物MOが自車両に対してどの方向に存在するかを振動の周波数により運転者に伝達することができる。
(3)バイブレータ140A,140Bは、アクセルペダル60のペダル面内の2箇所および/または運転席シート150内の2箇所から運転者に振動を与えることにより、報知障害物MOの存在方向を運転者に報知する。これにより、報知障害物MOが自車両に対してどの方向に存在するかを振動の発生する箇所から運転者に報知することができる。
(4)新たな報知障害物MOが自車両の正面の右側にある場合は、アクセルペダル60のペダル面内/およびまたは運転席シート150内の右側のバイブレータ140Bから振動を発生し、新たな報知障害物MOが自車両の正面の左側にある場合は、アクセルペダル60のペダル面内/およびまたは運転席シート150内の左側のバイブレータ140Aから振動を発生する。これにより、報知障害物が自車両に対してどの方向に存在するかを運転者に分かりやすく伝えることができる。
Claims (19)
- 自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルをそれぞれ算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、前記複数の障害物から、運転者に対するリスクポテンシャル報知を行う報知障害物を決定する報知障害物決定手段と、
前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段で算出した前記操作反力を前記運転操作装置に発生させる操作反力発生手段と、
前記報知障害物の情報(以降、障害物情報と呼ぶ)を報知する障害物情報報知手段とを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に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知障害物決定手段は、前記複数の障害物のうち、最も大きなリスクポテンシャルを有する障害物を前記報知障害物と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または請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物情報報知手段は、前記障害物情報を報知するために前記運転操作装置に付加的に発生させる付加反力を算出する付加反力算出手段を有し、
前記操作反力算出手段で算出された前記操作反力を、前記付加反力算出手段で算出された前記付加反力で補正する操作反力補正手段をさらに備え、
前記操作反力発生手段は、前記操作反力補正手段で補正された前記操作反力を前記運転操作装置に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3に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知障害物決定手段で新たな障害物が報知障害物として決定され、かつ、前記新たな報知障害物に対するリスクポテンシャルが所定値よりも大きいと判定された場合に、前記操作反力補正手段は、前記操作反力算出手段で算出された前記操作反力に、前記付加反力算出手段で算出された前記付加反力を所定時間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に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知障害物決定手段で新たな障害物が報知障害物として決定され、かつ、前記新たな報知障害物が決定された前後のリスクポテンシャルの増加量が所定値よりも大きいと判定された場合に、前記操作反力補正手段は、前記操作反力算出手段で算出された前記操作反力に、前記付加反力算出手段で算出された前記付加反力を所定時間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または請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物情報報知手段は、前記障害物情報を振動により報知するための振動特性を設定する振動特性設定手段と、前記振動特性設定手段で設定された前記振動特性に従って振動を発生させる振動発生手段とを有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、
前記報知障害物決定手段で新たな障害物が報知障害物として決定され、かつ、前記新たな報知障害物に対するリスクポテンシャルが所定値よりも大きいと判定された場合に、前記振動特性設定手段で設定された前記振動特性に従って、前記振動発生手段により前記振動を発生することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項7に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記振動特性設定手段は、前記振動特性として、前記新たな報知障害物に対する前記リスクポテンシャルに応じて振動周波数を可変で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8に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記振動特性設定手段は、前記リスクポテンシャルが大きいほど前記振動周波数が高くなるように前記振動特性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6から請求項9のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記振動発生手段は、アクセルペダル及び/または運転席シートから運転者に振動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、
前記障害物情報報知手段は、前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルがどのように発生したかを前記障害物情報として報知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、
前記障害物情報報知手段は、前記障害物情報として、所定値よりも大きなリスクポテンシャルを有する新たな報知障害物が決定された場合に、前記新たな報知障害物の存在方向を報知することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 請求項12に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記振動特性設定手段は、前記新たな報知障害物の前記存在方向が前記自車両の正面からずれるほど振動周波数が高くなるように前記振動特性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12または請求項13に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記振動発生手段は、アクセルペダルのペダル面内の2箇所及び/または運転席シート内の2箇所から運転者に振動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14に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物情報報知手段は、前記新たな報知障害物が前記自車両の正面の右側にある場合は、前記アクセルペダルのペダル面内及び/または前記運転席シート内の右側から振動を発生し、前記新たな報知障害物が前記自車両の正面の左側にある場合は、前記アクセルペダルのペダル面内及び/または前記運転席シート内の左側から振動を発生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15のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物検出手段で検出する前記障害物は、走行中の他車両、路上構造物、レーンマーカ、歩行者、および駐車車両を含む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16のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルが、前記リスクポテンシャル報知を行うかを判断するための報知しきい値よりも大きいかを判定するリスク報知判定手段をさらに備え、
前記操作反力算出手段は、前記リスク報知判定手段で前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルが前記報知しきい値よりも大きいと判定された場合に、前記操作反力を算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。 - 自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出し、
前記複数の障害物の検出結果に基づいて、前記複数の障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルをそれぞれ算出し、
算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、前記複数の障害物から、運転者に対するリスクポテンシャル報知を行う報知障害物を決定し、
前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出し、
算出した前記操作反力を前記運転操作装置に発生させ、
前記報知障害物の情報を報知することを特徴とする車両用運転操作補助方法。 - 自車両周囲に存在する複数の障害物をそれぞれ検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の障害物に対する前記自車両のリスクポテンシャルをそれぞれ算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出された前記リスクポテンシャルに基づいて、前記複数の障害物から、運転者に対するリスクポテンシャル報知を行う報知障害物を決定する報知障害物決定手段と、
前記報知障害物に対する前記リスクポテンシャルに基づいて、運転操作装置に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段で算出した前記操作反力を前記運転操作装置に発生させる操作反力発生手段と、
前記報知障害物の情報を報知する障害物情報報知手段とを有する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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