JP2013184498A - 車両走行支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の停止時における撮像装置の撮像環境を改善した車両走行支援装置を提供することを課題とする。
【解決手段】自車両10に設置されて自車両10の周囲を撮像するカメラ11a、11bで得られた画像に基づいて、コントロールユニット12の制御の下に、自車両10の前方走行路に影の有無を検出し、影を検出した場合には、自車両の位置と影の位置とに基づいて、停止目標位置を設定することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】自車両10に設置されて自車両10の周囲を撮像するカメラ11a、11bで得られた画像に基づいて、コントロールユニット12の制御の下に、自車両10の前方走行路に影の有無を検出し、影を検出した場合には、自車両の位置と影の位置とに基づいて、停止目標位置を設定することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、車載されたカメラなどの撮像装置で撮像された車両周囲の画像を用いて、車両の走行を支援する車両走行支援装置に関する。
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている(特許文献1参照)。この文献には、ヨー角運動により自車両の向きが急速に変化していて逆光の撮像環境になっても、すぐに逆光の撮像環境ではなくなることが予見できる状況では、運転支援制御を一時停止させないようにした技術が記載されている。
上記従来の車両走行支援装置においては、走行している車両の状態に基づいて、撮像手段の撮像環境を判断し、その判断結果により運転支援制御の一時停止や解除を行っていた。しかしながら、車両が例えば停止線や先行車の手前で停止するといった、車両の停止時における撮像装置の撮像環境は考慮されていなかった。このため、撮像装置における撮像環境の改善も図られていなかった。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の停止時における撮像装置の撮像環境を改善した車両走行支援装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、自車両の前方に影を検出した場合には、自車両の位置と影の位置とに基づいて、自車両の停止目標位置を設定することを特徴とする。
本発明によれば、自車両の前方に影を検出した場合には、自車両の位置と影の位置とに基づいて自車両の停止目標位置が設定される。これにより、自車両に設置された撮像手段を影に入れることが可能となる。この結果、撮像手段は、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができ、良好な画像を提供することができる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態を説明する。
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る車両走行支援装置を備えた車両の構成を示す図である。図1において、車両走行支援装置は、自車両10に搭載されたカメラ11a,11bとコントロールユニット12を備えている。
図1は本発明の実施形態1に係る車両走行支援装置を備えた車両の構成を示す図である。図1において、車両走行支援装置は、自車両10に搭載されたカメラ11a,11bとコントロールユニット12を備えている。
本発明の車両走行支援装置によって支援される代表的な走行シーンの一つとしては、例えば図2に示すようなシーンが挙げられる。図2に示す走行シーンは、自車両10が走行路1を走行中に交差点の手前に設けられた停止線2で停車するときに、ブレーキ操作をアシストして、停止線2から所定量手前に止まるシーンである。このような走行シーンにおいて、走行路1周辺の建物3等により影4が走行路1上に生じている。なお、自車両10の前方に先行車5がいる場合も想定される。
図1に戻って、カメラ11aは、自車両10の例えば前端部に設置され、自車両10の前方を所定の画角(上下左右)で撮影するカメラである。カメラ11aは、撮影で得られた画像をコントロールユニット12に出力する。カメラ11bは、自車両10の例えば後端部に設置され、自車両10の後方を所定の画角で撮影するカメラである。カメラ11bは、撮影で得られた画像をコントロールユニット12に出力する。カメラ11a、11bは、撮像手段として機能する。
コントロールユニット12は、本装置の走行支援を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、CPU、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。コントロールユニット12は、諸信号を読み込み、読み込んだ諸信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック(プログラム)に基づいて、本装置の走行支援に係わる動作を統括管理して制御する。コントロールユニット12は、車両位置認識手段、停止目標位置設定手段、車両走行制御手段として機能する。
コントロールユニット12は、カメラ11a,11bで得られた画像、ならびに従来公知の例えば路面に描画された停止線などの白線の検出や画像特徴点抽出といった画像処理技術に基づいて、自車両10の周囲を把握認識する。コントロールユニット12は、把握認識した自車両周囲の情報と、記憶装置のデータベース等に保持してある地図データに係る特徴点情報とを照合することにより、自車両の走行位置を特定する。コントロールユニット12は、得られた自車両10の走行位置に基づいて、後述する停止目標位置で自車両10が停止できるように自車両10の走行を支援制御する。
この実施形態1、ならびに以下に説明する実施形態2,3において、自車両10は、運転者のブレーキ操作によらずコントロールユニット12の制御の下でブレーキを自動で行うことで走行を支援する本発明に係る車両走行支援装置を採用している。なお、本発明の車両走行支援装置は、例えば運転者のブレーキ操作に対して補正を行うようなブレーキ協調システムを採用した構成にも適用可能である。
コントロールユニット12は、自車両10の位置と停止目標位置とから、現在の自車両10の位置から停止目標位置までの距離を算出する。コントロールユニット12は、算出した距離ならびに自車両10の速度に基づいて、停止目標位置で停まれるように目標減速度指令値を算出し、算出した目標減速指令値を自車両10のブレーキコントローラ15に出力する。自車両10の速度は、自車両10に備えられた車速センサ13で検出され、車速信号としてコントロールユニット12に入力される。ここで、自車両10は、モータ14の駆動力を用いて走行する車両とする。なお、内燃機関で得られた駆動力で走行する車両であっても実施することができる。
ブレーキコントローラ15では、目標減速度指令値に基づいてモータ減速指令値および摩擦ブレーキ減速度指令値を算出し、モータ減速指令値をモータ14に与え、摩擦ブレーキ減速度指令値をブレーキユニット16に与える。モータ14では、モータ減速度指令値に基づいて制動方向に電流が印加され、ブレーキユニット16では、摩擦ブレーキ減速度指令値に基づいてブレーキの液圧を制御する。このようにして、自車両10は運転者のブレーキ操作によらずコントロールユニット12の制御の下に制動制御されて停止目標位置で停止する。
なお、この実施形態1ならびに後述する実施形態2,3では、カメラ11a,11bで得られた画像を用いて自車両10の位置を推定する手法を提示している。一方、カメラ11a,11bで得られた画像を用いて白線や停止線の有無、およびそこまでの距離を算出し、その算出結果に基づいて停止目標位置で停まるための減速度指令値を算出することも可能である。
図3はコントロールユニット12の構成を示すブロック図である。図3において、コントロールユニット12は、画像認識部20、停止目標位置設定部21、停止目標位置判断部22ならびに目標減速度算出部23を備えている。
画像認識部20は、エッジ検出部24、自己位置認識部25、影・影エッジ抽出部26ならびに周囲車両抽出部27を備え、カメラ11a,11bで得られた画像に基づいてそれぞれに対応した処理を行う。エッジ検出部24は、カメラ11a,11bで得られた画像に基づいて、停止線や前後方の他車両、自車両周囲の構造物のエッジ(境界)を検出する。自己位置認識部25は、記憶装置に保持してある地図データと、エッジ検出部24で検出されたエッジデータとを照合して、自車両の位置(自己位置)を推定して認識する。すなわち、自己位置認識部25は、従来その詳細が十分開示されているビジュアルマップマッチングと呼ばれる手法を用いる。この手法は、3次元地図データと、得られたエッジデータとを照合することにより自己位置を推定する手法である。
影・影エッジ抽出部26は、カメラ11a,11bで得られた画像における輝度の変化に基づいて影の有無を検出する。影・影エッジ抽出部26は、影を検出した場合には、検出された影のエッジ位置(影の日向との境界位置)を抽出する。周囲車両抽出部27は、カメラ11a,11bで得られた画像に基づいて、パターンマッチングの手法を用いて自車両10の前方、後方ならびに左右方向の車両の有無、ならびに画像上の大きさを検出する。周囲車両抽出部27は、検出した車両の大きさに基づいて自車両との距離を推定する。なお、自車両との距離は、例えばレーザーのような距離計を別途設けて計測してもよい。あるいは、自車両の前方や後方にそれぞれ複数のカメラを設置し、その視差に基づいて距離を計測することもできる。
上記エッジ検出部24、自己位置認識部25、影・影エッジ抽出部26ならびに周囲車両抽出部27で得られた結果は、停止目標位置設定部21、停止目標位置判断部22に送られる。
停止目標位置設定部21は、ブレーキコントローラ15で算出されたモータ減速指令値および摩擦ブレーキ減速度指令値、ならびに車速センサ13で得られた車速信号を入力する。停止目標位置設定部21は、自車両を走行路上に停止させる目標位置を示す停止目標位置を設定する。実施形態1〜3では、自車両の例えば先端部が停止目標位置に達したときに自車両が停止するものとする。なお、自車両の先端部に代えて、例えば後端部や車両の前後方向に対する中心部であってもかまわない。停止目標位置は、画像認識部20で得られた結果、ブレーキコントローラ15で得られたモータ減速指令値と摩擦ブレーキ減速度指令値、車速、ならびに停止対象の位置に基づいて設定される。
停止対象は、例えば交通ルールから要請される停止線や前方の駐停車車両などの障害物等であり、停止対象位置はこれらの位置である。停止目標位置は、停止対象の手前側、すなわち自車両と停止対象との間に自車両が円滑に停車できるように設定される。停止対象が、前方の車両等の立体的な障害物である場合には、自車両と停止目標位置との距離は、停止線の場合に比べて大きく設定される。このように設定することで、自車両が障害物などの手前に設定された停止目標位置で停止する際に、障害物への衝突のおそれといった不快感を乗員に与えることは回避される。
停止目標位置判断部22は、停止目標位置設定部21で設定した停止目標位置で自車両を停止させるか、もしくは影・影エッジ抽出部26で抽出された影の内側に停止目標位置を移動させて変更するかを判断する。停止目標位置判断部22は、影の位置に基づいて、カメラ11a,11bの少なくともいずれか一方が影の内側に入り影に覆われるか否かを判断することで、停止目標位置を影内に移動させるか否かを判断する。
目標減速度算出部23は、停止目標位置判断部22で判断された停止目標位置で自車両が停止できるように、上記目標減速度指令値を算出し、算出した目標減速度指令値をブレーキコントローラ15に出力する。
図4はコントロールユニット12で実行される、この実施形態1に係る処理フローを示すフローチャートである。図4に示す処理フローは、実施形態1〜3に共通して実行される主たる処理の手順であり、自車両のイグニッションスイッチがオンのときに予め設定された周期で繰り返し実行される。
図4において、ステップS101では、カメラ11a,11bで撮像された画像を取得する。
ステップS102では、ブレーキコントローラ15から現在の自車両の減速度を示すモータ減速指令値、摩擦ブレーキ減速指令値を取得する。また、ステップS102では、車速センサ13から現在の自車両の車速を取得する。
ステップS103では、先のステップS101で取得した画像からエッジデータを抽出する。
ステップS104では、ステップS103で得られた画像のエッジデータと、コントロールユニット12の記憶装置に保存された地図データから自車両の位置(自己位置)を認識し、自車両の位置を取得する。ここで、自車両の位置は、車両の経路案内を行うナビゲーションシステムにおけるENU座標系での自己位置として取得してもよいし、緯度経度の値として取得してもよい。
ステップS105では、先のステップS104で得られた自車両の位置近傍の走行路面情報を地図データから抽出し、抽出した走行路面情報と自車両との間の距離を算出する。ここで、走行路面情報とは、例えば停止線や走路境界といった走行路面に規定された静的なデータを意味する。
ステップS106では、先のステップS101で取得した画像における輝度の変化に基づいて、自車両の前方の走行路上における影や影エッジの位置を抽出する。さらに、ステップS107では、パターンマッチングの手法を用いて自車両周囲に他車両がいる場合には、その他車両の位置を抽出する。
ステップS107では、停止目標位置を設定し、設定した停止目標位置を変更するか否かを選択するサブルーチンを実行する。このサブルーチンの処理手順は、図5に示す処理フローを参照して後述する。
ステップS108では、先のステップS107で得られた停止目標位置で停車するために必要な目標減速指令値を算出する。例えば、所定の減速度で等減速度運動を行うことにより停止目標位置で停車するために必要な減速開始地点は一意に算出することができる。したがって、自車両が停止目標位置を設定した地点から減速を行うための目標減速指令値を生成する。
ステップS109では、目標減速指令値をブレーキコントローラ15に出力し、ブレーキコントローラ15からモータ14やブレーキユニット16に対応する上記指令値を出力して、一連の処理フローを終了する。
図5は図4に示すステップS107で実行されるサブルーチンの処理フローを示すフローチャートである。図5に示す処理フローは、停止対象を停止線とし、停止目標位置が停止線の手前に設定され、自車両が走行している路面を横切るように影が生じている場合の処理フローである。図5に示す処理フローは、自車両のイグニッションスイッチがオンのときに予め設定された周期で繰り返し実行される。
図5において、ステップS201では、先のステップS101で取得した画像から自車両の前方に自車両が停車すべき停止線の有無を判断する。判断の結果、停止線がない場合には、一連の処理を終了する一方、停止線がある場合にはステップS202を実行する。
ステップS202では、停止目標位置を停止線の位置から第1所定量後方に設定する。ここで、第1所定量は、例えばカメラ11a,11bの視野角の内側に停止線が入り、かつ乗員も停止線で車両が停止していることが確認できる位置として設定する。なお、この第1所定量、ならびに以下に記載される諸々の所定量は、例えば実車両による実験やシミュレーションなどの机上解析等によって定めることができる設計的事項の範囲内の変数である。
ステップS203では、影エッジ(例えば停止目標位置に近い側)が停止目標位置から第2所定量以内か否かを判断する。判断の結果、以内でない場合には、一連の処理を終了する一方、以内である場合には、ステップS204を実行する。ここで、第2所定量は、設計的事項として設定される変数であるが、例えば車両の1台分の長さに設定することができる。
ステップS204では、影の幅(自車両の進行方向と同方向の長さ)は、第3所定量以上であるか否かを判断する。判断の結果、以上でない場合には、一連の処理を終了する一方、以上である場合にはステップS205を実行する。
ここで、第3所定量は、例えばブレーキコントローラ15におけるブレーキ制御の下に影内に安定して停止できる精度に安全率を掛けた値を用いることができる。あるいは、複数のカメラ11a、11bを同時に影の内側に入れる必要がある場合には、複数のカメラ間の距離に上記のブレーキ制御の精度を加えた値を用いることもできる。ここで、影内に停止できるとは、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影内に入ることである。また、安全率とは、理想の状態と実際の状態との間の誤差を考慮して設定される値であり、実際の値が変動しても安全性を確保できる値として設定される。
ステップS205では、停止線が影の外側にあるか否かを判断する。判断の結果、外側にない場合にはステップS206を実行し、外側にある場合にはステップS208を実行する。
ステップS206では、影エッジが停止目標位置から第4所定量以上手前にあるか否かを判断する。手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく一連の処理を終了する。ここで、第4所定量は、例えば停止目標位置で停止した際にカメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入ることができる範囲の値として設定される。また、変更した停止目標位置で停止した際に、影エッジをカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像で視認できるように、第4所定量を設定することができる。さらに、影は車両の動きに対してはほぼ静的な情報であるので、変更した停止目標位置が影エッジの近傍に設定されるように、第4所定量を設定することができる。ただし、この場合には、カメラ11a、11bの視野から影エッジが消失した後、慣性航行により影エッジまでの距離を算出しながら車両制御を行う必要がある。
影エッジが手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく当初設定した停止目標位置で自車両を停止させる。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。一方、判断の結果、手前にない場合には、ステップS207を実行する。
ステップS207では、当初設定した停止目標位置よりも停止線側に近づいた位置に停止目標位置を移動して変更する。このとき、カメラ11aで得られた画像で停止線が視認できなくなる場合には、慣性航行により停止線を越えないように車両制御を行う。この場合には、変更した停止目標位置で自車両を停車させることにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。
ステップS208では、先のステップS107の実行結果に基づいて、後続車または2車線以上の走行路において同方向に進行する併走車の有無を判断する。判断の結果、後続車および併走車がいる場合には、一連の処理を終了する。一方、後続車および併走車がいない場合には、ステップS209を実行する。
ステップS209では、停止目標位置を影エッジから上記第4所定量手前に変更する。これにより、先のステップS206で手前にある場合(YES)と同様の状態となる。この結果、変更した停止目標位置で自車両を停車させることで、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。
なお、ステップS209で変更された停止目標位置で自車両が停止する前に、この処理フローが再度実行され、後続車または併走車がいると判断された場合には、停止目標位置を再度変更するようにしてもよい。この場合は、変更した停止目標位置を当初設定した停止目標位置に戻す。これにより、後続車や併走車が自車両の停車位置を不自然に感じ、自車両の前方に割り込んでくることを防ぐことができる。また、変更した停止目標位置に向かって自車両を前進させる際に、後続車の速度および加速度を計測し、その計測結果を用いて後続車の減速を妨げることのないタイミングで自車両の前進を開始することもできる。
例えば、次式(1)で算出された値に前述した安全率を掛けて得られた距離が離れている状態で自車両を前進させる。これにより、後続車が2段階の減速を行うことがなく自車両の後方に停止することが可能となり、追突などは回避されて安全性を確保することができる。
(数1)
(V2 −02 )/2×α …(1)
上式おいて、後続車の現在の車速をV、現在の減速度をαとしている。
(V2 −02 )/2×α …(1)
上式おいて、後続車の現在の車速をV、現在の減速度をαとしている。
ここで、一般的な等加速度直線運動は、初速度V0、加速度αで距離Lだけ進んだときの速度Vは、次式(2)で表すことができる。
(V2 −V02 )=2×α×L …(2)
上式(2)において、V0=0とすることで上式(1)より後続車が停止するまでの距離Lを算出することができる。
上式(2)において、V0=0とすることで上式(1)より後続車が停止するまでの距離Lを算出することができる。
図6は先の図2と同様に実施形態1に係る車両走行支援装置で支援されて、停止対象を停止線とした様々な走行シーンの例を示す図である。
図6(a)に示す走行シーンでは、停止線2の手前の所定量以内に影4が生じている。このような走行シーンにおいて、当初設定した停止目標位置で自車両10が停止すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入らない場合がある。このような場合に、停止目標位置を変更することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入る場合には、停止目標位置を移動する。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
図6(b)に示す走行シーンでは、停止線2の近傍に影4が生じ、停止線2が影4の内側にある。このような走行シーンでは、当初設定した停止目標位置で自車両10が停止すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入らない場合がある。このときに、停止目標位置を停止線2の直前に移動することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入る場合には、停止目標位置を移動する。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入ることが可能となり、図6(a)の場合と同様の効果を得ることができる。
図6(c)に示す走行シーンでは、停止線2から所定量以上離れたところに影4が生じている。このような走行シーンでは、停止目標位置を影4に入るように設定すると、停止線2と自車両10との間に他車(後続車、併走車等)が割り込むスペースが生じる場合がある。このような場合には、停止目標位置を停止線2側に移動することで、他車の割り込みを回避することができる。
図6(d)に示す走行シーンは、先の図6(a)に示す走行シーンにおいて後続車6がいる場合である。図6(d)に示す走行シーンでは、停止線2の手前の所定量以内に影4が生じている。ここで、所定量は先の図6(a)の所定量に比べて小さい値に設定される。
このような走行シーンにおいて、当初設定した停止目標位置で自車両10が停止すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入らない場合がある。このような場合に、停止目標位置を変更することで、先の図6(a)の走行シーンと同様の効果を得ることができる。また、先の図6(a)の走行シーンに比べて自車両10が停止線2に近づいた位置で停止することができる。このときに、自車両10と停止線2との間の距離を車両の1台分の長さよりも短くすることで、自車両10と停止線2との間に他車が割り込むことを抑制することができる。
図6(e)に示す走行シーンは、先の図6(a)に示す走行シーンにおいて、併走車7がいる場合である。この併走車7は、自車両10が走行する方向と同方向に進路をとる車線が複数ある場合に、複数の車線の内自車両10が走行していない車線を走行している。図6(e)に示す走行シーンでは、停止線2の手前の所定量以内に影4が生じている。ここで、所定量は先の図6(a)の所定量に比べて小さい値に設定される。このような走行シーンにおいて、当初設定した停止目標位置で自車両10が停止すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入らない場合がある。このような場合に、停止目標位置を変更することで、先の図6(a)の走行シーンと同様の効果を得ることができる。また、先の図6(a)の走行シーンに比べて自車両10が停止線2に近づいた位置で停止することができる。このときに、自車両10と停止線2との間の距離を車両の1台分の長さよりも短くすることで、自車両10と停止線2との間に他車が割り込むことを抑制することができる。
上記図6(d)に示す走行シーンにおいて、停止線2側に移動した停止目標位置で自車両10を停止させる際には、図6(f)に示すように、後続車6の減速度が一定になるように自車両10の前進走行を制御する。このように制御することで、後続車6が段階的に減速することが回避され、安全性を確保することができる。
図6(g)に示す走行シーンは、影4の幅が第3所定量に満たない場合である。このような走行シーンでは、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影4に入れる走行制御はせずに、当初設定した停止目標位置で自車両10を停止させる。これにより、自車両を安定して停止目標位置で停止することができる。
以上説明したように、この実施形態1に係る車両走行支援装置は、自車両に設置されて自車両の前方を撮像するカメラ11aを備えている。また、車両走行支援装置は、自車両の位置を認識する自車両位置認識手段、自車両を走行路上に停止させる目標位置を示す停止目標位置を設定する停止目標位置設定手段として機能するコントロールユニット12を備えている。さらに、車両走行支援装置は、カメラ11a、11bのすくなくとも一方で得られた画像に基づいて、停止目標位置で自車両を停止させるべく、自車両の走行を制御する車両走行制御手段として機能するコントロールユニット12、ブレーキコントローラ15を備えている。コントロールユニット12は、カメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、自車両の前方に影の有無を検出し、影を検出した場合には、自車両の位置と影の位置とに基づいて、停止目標位置を設定する。
この実施形態1に係る車両走行支援装置は、上記構成を採用することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、カメラ11a、11bの少なくとも一方は、良好な画像を提供することが可能となり、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
コントロールユニット12は、停止目標位置を設定する際の指標となる停止対象の手前に影があり、影と停止対象との距離が予め設定された第1所定量より小さい場合には、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入るように停止目標位置を設定する。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
この実施形態1に係る車両走行支援装置は、カメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、自車両の周囲に他車両を検出する他車両検出手段として機能するコントロールユニット12を備えている。コントロールユニット12は、自車両の後ろに後続車が検出された場合には、後続車がいない場合に比べて第1所定量を小さく変更する。
この実施形態1に係る車両走行支援装置は、上記構成を採用することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。さらに、自車両と停止対象との間に他車が割り込むことを抑制することができる。
この実施形態1に係るコントロールユニット12は、自車両が停止目標位置で停止する際に、後続車の減速度が一定となるように第1所定量を変更する。これにより、後続車が段階的に減速することが回避され、安全性を確保することができる。
コントロールユニット12は、停止対象が影で覆われている場合には、停止対象が影で覆われていない場合に比べて、停止対象を越えない範囲で停止目標位置を停止対象に近づけてカメラ11a、11bのすくなくとも一方が影に入るように停止目標位置を設定する。これにより、カメラ11a、11bのすくなくとも一方は、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
コントロールユニット12は、自車両が走行する方向と同方向に進路をとる車線が複数ある場合に、車線の内自車両が走行していない車線に他車両を検出した場合には、他車両を検出しない場合に比べて上記第1所定量を小さく変更する。これにより、自車両と自車両の前方の車両との間に他車(後続車、併走車等)が割り込むスペースを回避して、他車の割り込みを抑制することができる。
(実施形態2)
図7は実施形態2に係る処理のフローを示すフローチャートである。図7に示す処理フローは、先の図4に示すステップS107で実行されるサブルーチン処理のフローである。図7に示す処理フローは、停止対象を自車両の前方直近の先行車とし、停止目標位置が先行車の後端の手前に設定され、自車両が走行している路面を横切るように影が生じている場合の処理フローである。図7に示す処理フローは、自車両のイグニッションスイッチがオンのときに予め設定された周期で繰り返し実行される。
図7は実施形態2に係る処理のフローを示すフローチャートである。図7に示す処理フローは、先の図4に示すステップS107で実行されるサブルーチン処理のフローである。図7に示す処理フローは、停止対象を自車両の前方直近の先行車とし、停止目標位置が先行車の後端の手前に設定され、自車両が走行している路面を横切るように影が生じている場合の処理フローである。図7に示す処理フローは、自車両のイグニッションスイッチがオンのときに予め設定された周期で繰り返し実行される。
ステップS301では、先行車があり、先行車の手前で停止すべきか否かを判断する。判断の結果、停止しない場合には、一連の処理を終了する一方、停止する場合にはステップS302を実行する。
ステップS302では、停止目標位置を先行車の後端から第5所定量手前に設定する。例えば先行車が存在し、かつ前方から対向車がきていることが検知された場合には、先行車を追い越すことなく先行車の後方で自車両は停止する必要がある。この場合には、先行車から上記第5所定量後方の位置に停止目標位置を設定する。ここで、第5所定量は、先の実施形態1の停止線の場合で採用した第1所定量に比べて、立体障害物(先行車)に対する停止目標位置を考慮してさらに後方に設定する。これにより、乗員に対して先行車への衝突のおそれをやわらげて不快感を与えることは回避される。また、停止線で停止している先行車の後方に自車両が到達した場合には、同様に先行車の後端から第5所定量後方に停止目標位置を設定する。
ステップS303では、影エッジ(例えば停止目標位置に近い側)が停止目標位置から上記第2所定量以内か否かを判断する。判断の結果、以内でない場合には、一連の処理を終了する一方、以内である場合には、ステップS304を実行する。
ステップS304では、停止目標対象となる先行車が影の外側にあるか否かを判断する。判断の結果、外側にない場合にはステップS305を実行し、外側にある場合には一連の処理を終了する。
ステップS305では、影エッジが停止目標位置から上記第4所定量以上手前にあるか否かを判断する。手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく一連の処理を終了する。影エッジが手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく当初設定した停止目標位置で自車両を停車させる。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。一方、判断の結果、手前にない場合には、ステップS306を実行する。
ステップS305では、影エッジが停止目標位置から上記第4所定量以上手前にあるか否かを判断する。手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく一連の処理を終了する。影エッジが手前にある場合には、停止目標位置を変更することなく当初設定した停止目標位置で自車両を停車させる。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。一方、判断の結果、手前にない場合には、ステップS306を実行する。
ステップS306では、停止目標位置を先行車に近づいた位置に停止目標位置を移動して変更する。このとき、停止対象目標が車両であるため、先行車の後端の直前まで自車両を近づけると衝突の危険を乗員に感じさせて不快感を与えるおそれがある。そこで、前方の停止対象目標が車両のような立体障害物の場合には、停止目標位置を先行車の後端から第6所定量後方に設定する。ここで、第6所定量は、先の第5所定量よりも小さな値に設定されるが、第5所定量と同様に乗員に不快感を与えない程度の値に設定される。変更した停止目標位置で自車両を停車させることにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。
図8は実施形態2に係る車両走行支援装置で支援され、停止対象が先行車の場合の様々な走行シーンの例を示す図である。
図8(a)に示す走行シーンは、先行車5と自車両10との間に影4が生じている。このような走行シーンにおいて、当初設定した停止目標位置で自車両10が停止すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入らない場合がある。このような場合に、先行車5に近づきすぎない程度に停止目標位置を変更することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入る場合には、停止目標位置を移動する。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。また、先行車5に近づきすぎない程度に停止目標位置を変更することで、衝突の危険を乗員に感じさせて不快感を与えることを回避することができる。
図8(b)に示す走行シーンは、先行車5が影4の内側にいるシーンである。このような走行シーンにおいて、停止目標位置を先行車5側に近づきすぎない程度に前方に移動すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入る場合がある。このような場合には、停止目標位置を先行車5側に移動する。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、図8(a)の走行シーンと同様の効果を得ることができる。
また、図8(c)に示すように、先行車が駐車車両8の場合であっても同図(b)の場合と同様に車両制御を行うことで、同様の効果を得ることができる。
図8(d)に示す走行シーンは、自車両10の前方に駐車車両8があり、当初設定した停止目標位置の手前側に影4が生じている。このような走行シーンでは、図8(a)の走行シーンと同様に停止目標位置を手前側に移動すると、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影4に入る場合がある。このような場合には、当初設定した停止目標位置を手前側に移動して変更する。これにより、図8(a)の走行シーンと同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、この実施形態2に係る車両走行支援装置は、カメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、自車両の周囲に他車両を検出する他車両検出手段として機能するコントロールユニット12を備えている。このコントロールユニット12は、停止対象が自車両の前方の他車両で、停止対象の手前に影があり、停止対象と影との距離が予め設定された第2所定量より大きい場合には、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入るように停止目標位置を設定する。
この実施形態2に係る車両走行支援装置は、上記構成を採用することで、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。この結果、撮像状態が良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。また、先行車に近づきすぎない程度に停止目標位置を変更することで、衝突の危険を乗員に感じさせて不快感を与えることを回避することができる。
実施形態2に係るコントロールユニット12は、自車両が走行する方向と同方向に進路をとる車線が複数ある場合に、車線の内自車両が走行していない車線に他車両を検出した場合には、他車両を検出しない場合に比べて上記第2所定量を小さく変更する。これにより、自車両と自車両の前方の車両との間に他車(後続車、併走車等)が割り込むスペースを回避して、他車の割り込みを抑制することができる。
(実施形態3)
図9は本発明の実施形態3に係る車両走行支援装置を備えた車両の構成を示す図である。図9において、車両走行支援装置は、自車両30に搭載されたカメラ11a,11bとコントロールユニット40を備えている。自車両30は、先の実施形態1,2の自車両10と異なる点は、EPSコントローラ31、ステアリングトルクセンサ32、ならびに舵角センサ33をさらに備えている。また、自車両30は、先のコントロールユニット12に代えて新たなコントロールユニット40を備えている。他は自車両10と同様である。なお、図9において、先の図1と同符号のものは同一機能を有するものでありその説明は省略する。
図9は本発明の実施形態3に係る車両走行支援装置を備えた車両の構成を示す図である。図9において、車両走行支援装置は、自車両30に搭載されたカメラ11a,11bとコントロールユニット40を備えている。自車両30は、先の実施形態1,2の自車両10と異なる点は、EPSコントローラ31、ステアリングトルクセンサ32、ならびに舵角センサ33をさらに備えている。また、自車両30は、先のコントロールユニット12に代えて新たなコントロールユニット40を備えている。他は自車両10と同様である。なお、図9において、先の図1と同符号のものは同一機能を有するものでありその説明は省略する。
EPS(Electoric Power Steering)コントローラ31は、ステアリングホイールのトルクに基づいて、コラムシャフトを回転させる補助力を算出する。EPSコントローラ31は、コントロールユニット40から与えられる制御指令に基づいて、ステアリングを回転させて自車両30の左右方向への移動を促す制御力を算出する。
ステアリングトルクセンサ32は、ステアリングで発生するトルクを検知して、検知したトルクをステアリングトルク信号としてコントロールユニット40に出力する。
舵角センサ33は、ステアリングの舵角を検知して、検知したステアリング舵角をステアリング舵角信号としてコントロールユニット40に出力する。
図10はコントロールユニット40の構成を示すブロック図である。図10において、コントロールユニット40は、先の実施形態1,2のコントロールユニット12と異なる点は、停止目標位置設定部21に代えて新たな停止目標位置設定部41を設け、停止目標位置判断部22に代えて新たな停止目標位置判断部42を設けている。また、コントロールユニット12と異なる点は、目標舵角算出部43をさらに備えている。他はコントロールユニット12と同様である。なお、図10において、先の図3と同符号のものは同一機能を有するものでありその説明は省略する。
停止目標位置設定部41は、ブレーキコントローラ15で算出されたモータ減速指令値および摩擦ブレーキ減速度指令値、ならびに車速センサ13から出力された車速信号を入力する。停止目標位置設定部41は、ステアリングトルク信号ならびにステアリング舵角信号を入力する。停止目標位置設定部41は、自車両が停止する停止目標位置を設定する。停止目標位置は、画像認識部20で得られた結果、モータ減速指令値と摩擦ブレーキ減速度指令値、車速、ステアリングトルク、ステアリング舵角、ならびに停止対象位置に基づいて設定される。
停止対象は、例えば交通ルールから要請される停止線や前方の駐停車車両などの障害物等であり、停止対象位置はこれらの位置である。停止目標位置は、停止対象の手前側、すなわち自車両と停止対象との間に自車両が円滑に停車できるように設定される。停止対象が、前方の車両等の立体的な障害物である場合には、自車両と停止目標位置との距離は、停止線の場合に比べて大きく設定される。このように設定することで、自車両が障害物などの手前に設定された停止目標位置で停止する際に、障害物への衝突のおそれといった不快感を乗員に与えることは回避される。
停止目標位置判断部42は、自車両30が走行している走行路に対して、設定された停止目標位置の縦方向(進行方向)ならびに横方向(進行方向に対して垂直方向)の位置を算出する。停止目標位置判断部42は、自車両30が停止目標位置設定部41で設定された停止目標位置で停止するか、もしくは影・影エッジ抽出部26で抽出された影の内側に停止目標位置を移動させるか否かを判断する。停止目標位置判断部42は、影のエッジ位置に基づいて、カメラ11a,11bの少なくとも一方が影の内側に入り影に覆われるか否かを判断することで、停止目標位置を影内に移動させるか否かを判断する。
目標舵角算出部43は、カメラ11a,11bのいずれか一方が影の内側に入るように、自車両30を横方向に走行制御する際に、EPSコントローラ31の制御の下に自車両30を横方向に走行制御するために必要な制御指令の目標舵角を算出する。目標舵角算出部43は、算出した目標舵角をEPSコントローラ31に出力する。自車両30は、EPSコントローラ31の制御の下にステアリングの舵角が制御されて自車両30の横方向への走行が支援される。
図11は実施形態3に係る処理のフローを示すフローチャートである。図11に示す処理フローは、先の図4に示すステップS107で実行されるサブルーチン処理のフローである。図11に示す処理フローは、停止対象を停止線とし、停止目標位置が停止線の手前に設定され、自車両が走行している走行路に対して平行に影が生じている場合の処理フローである。すなわち、自車両が走行している走行路には、走行路の横方向に比べて縦方向に長い影が生じている。図11に示す処理フローは、自車両のイグニッションスイッチがオンのときに予め設定された周期で繰り返し実行される。
図11において、ステップS401では、先のステップS101で取得した画像から自車両の前方に自車両が停車すべき停止線の有無を判断する。判断の結果、停止線がない場合には、一連の処理を終了する一方、停止線がある場合にはステップS402を実行する。
ステップS402では、停止目標位置を停止線の位置から前述した第1所定量後方に設定する。
ステップS403では、影エッジが自車両が走行している走行路と走路外との走路境界に平行し、かつ走路の内側に存在しているか否かを判断する。判断の結果、存在していない場合には、一連の処理を終了する一方、存在している場合には、ステップS404を実行する。
ステップS404では、走行路に生じている影の幅が自車両の幅よりも広いか否かを判断する。判断の結果、広くない場合には、一連の処理を終了する一方、広い場合には、ステップS405を実行する。
ステップS405では、停止目標位置を影の内側になるように横方向に移動させて変更する。ここで、走行路に生じている影の幅が自車両の幅よりも広い場合には、自車両を横方向、例えば路肩側に停止目標位置を変更することで、自車両が影の内側に入って停止することが可能になる。これにより、カメラ11a、11bの撮像状態を良好に保つことができる。
なお、この実施形態3では、走行路に生じている影の幅と自車両の幅とを比較して、停止目標位置の移動を判断したが、先の実施形態1,2と同様に、カメラ11a、11bのいずれか一方が影に入れば十分である。したがって、車両横端とカメラ11a、11bの取り付け位置との長さと走行路に生じている影の幅とを比較し、影の幅の方が広いと判断されれば、カメラ11a、11bのいずれか一方を影の内側に入れるように停止目標位置を設定することもできる。
図12は実施形態3に係る車両走行支援装置で支援され、停止対象が停止線で、自車両が走行している走行路に対して平行に影が生じている場合の走行シーンの例を示す図である。
図12に示す走行シーンでは、影4は自車両30が走行している走行路1の中心に対して左側(路肩側)に偏って生じている。このような走行シーンでは、自車両30の車長方向の中心と走行路1の中心とを一致させるように自車両30を停止目標位置で停止させた場合には、カメラ11a、11bのいずれか一方を影4の内側に入れることができない場合がある。このような場合には、停止目標位置を走行路1の中心に対して左側にずらし、自車両30を走行路1の中心に対して左側の横方向に走行制御することで、自車両30を影4の内側に入れることが可能となる。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方が影に入り、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。これにより、撮像状態を良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた良好な画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
この実施形態3に係る車両走行支援装置は、自車両が走行している走行路の幅方向全部にわたって影が生じていない場合には、コントロールユニット12、ブレーキコントローラ15の制御の下に自車両を横方向に走行制御して、停止目標位置で自車両を停止させる。
このような構成を採用することで、自車両が走行している走行路の幅方向全部にわたって影が生じていない場合でも、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影の内側に入れることが可能となる。これにより、カメラ11a、11bの少なくとも一方は、逆光などが回避されて撮像状態を良好に保つことができる。これにより、撮像状態を良好なカメラ11a、11bの少なくとも一方で得られた良好な画像に基づいて、車両の走行制御を継続して行うことが可能となる。
この実施形態3に係るコントロールユニット12は、カメラ11a、11bの設置位置と、自車両が走行している走行路の幅方向における影の長さに基づいて、停止目標位置を設定する。これにより、自車両が走行している走行路の幅方向全部にわたって影が生じていない場合でも、カメラ11a、11bの少なくとも一方を影に入れることが可能となる。
1…走行路
2…停止線
3…建物
4…影
5…先行車
6…後続車
7…併走車
8…駐車車両
10,30…自車両
11a,11b…カメラ
12,40…コントロールユニット
13…車速センサ
14…モータ
15…ブレーキコントローラ
16…ブレーキユニット
20…画像認識部
21,41…停止目標位置設定部
22,42…停止目標位置判断部
23…目標減速度算出部
24…エッジ検出部
25…自己位置認識部
26…影・影エッジ抽出部
31…コントローラ
31…EPSコントローラ
32…ステアリングトルクセンサ
33…舵角センサ
43…目標舵角算出部
2…停止線
3…建物
4…影
5…先行車
6…後続車
7…併走車
8…駐車車両
10,30…自車両
11a,11b…カメラ
12,40…コントロールユニット
13…車速センサ
14…モータ
15…ブレーキコントローラ
16…ブレーキユニット
20…画像認識部
21,41…停止目標位置設定部
22,42…停止目標位置判断部
23…目標減速度算出部
24…エッジ検出部
25…自己位置認識部
26…影・影エッジ抽出部
31…コントローラ
31…EPSコントローラ
32…ステアリングトルクセンサ
33…舵角センサ
43…目標舵角算出部
Claims (9)
- 自車両に設置されて、前記自車両の走行路の前方を撮像する撮像手段と、
前記自車両の位置を認識する自車両位置認識手段と、
前記自車両を前記走行路上に停止させる目標位置を示す停止目標位置を設定する停止目標位置設定手段と、
前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記停止目標位置設定手段で設定された停止目標位置で前記自車両を停止させるべく、前記自車両の走行を制御する車両走行制御手段とを備え、
前記停止目標位置設定手段は、前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記自車両の前方に影の有無を検出し、影を検出した場合には、前記自車両の位置と影の位置とに基づいて、停止目標位置を設定する
ことを特徴とする車両走行支援装置。 - 前記停止目標位置設定手段は、停止目標位置を設定する際の指標となる停止対象の手前に影があり、影と停止対象との距離が予め設定された第1所定量より小さい場合には、前記撮像手段が影に入るように停止目標位置を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両走行支援装置。 - 前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記自車両の周囲に他車両を検出する他車両検出手段を備え、
前記他車両検出手段で前記自車両の後ろに後続車が検出された場合には、前記後続車がいない場合に比べて前記第1所定量を小さく変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両走行支援装置。 - 前記自車両が停止目標位置で停止する際に、前記後続車の減速度が一定となるように前記第1所定量を変更する
ことを特徴とする請求項3に記載の車両走行支援装置。 - 前記停止目標位置設定手段は、停止目標位置を設定する際の指標となる停止対象が影で覆われている場合には、停止対象が影で覆われていない場合に比べて、停止対象を越えない範囲で停止目標位置を停止対象に近づけて前記撮像手段が影に入るように停止目標位置を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両走行支援装置。 - 前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記自車両の周囲に他車両を検出する他車両検出手段を備え、
前記停止目標位置設定手段は、停止目標位置を設定する際の指標となる停止対象が前記他車両検出手段で検出された前記自車両の前方の他車両で、停止対象の手前に影があり、停止対象と影との距離が予め設定された第2所定量より大きい場合には、前記撮像手段が影に入るように停止目標位置を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両走行支援装置。 - 前記撮像手段で得られた画像に基づいて、前記自車両の周囲に他車両を検出する他車両検出手段を備え、
前記自車両が走行する方向と同方向に進路をとる車線が複数ある場合に、前記車線の内自車両が走行していない前記車線に、前記他車両検出手段で他車両を検出した場合には、他車両を検出しない場合に比べて前記第1所定量または前記第2所定量を小さく変更する
ことを特徴とする請求項2,3,4,6のいずれか1項に記載の車両走行支援装置。 - 自車両が走行している走行路の幅方向全部にわたって影が生じていない場合には、前記車両走行制御手段の制御の下に自車両を横方向に走行制御して、停止目標位置で自車両を停止させる
ことを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載の車両走行支援装置。 - 前記停止目標位置設定手段は、前記撮像手段の設置位置と、前記自車両が走行している走行路の幅方向における影の長さに基づいて、停止目標位置を設定する
ことを特徴とする請求項8に記載の車両走行支援装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012049219A JP2013184498A (ja) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | 車両走行支援装置 |
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JP2012049219A JP2013184498A (ja) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | 車両走行支援装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2012
- 2012-03-06 JP JP2012049219A patent/JP2013184498A/ja active Pending
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