JP2017194396A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自車両前方の環境を認識する環境認識手段60と、環境認識手段の認識結果に基づいて自車両の目標走行ラインを設定する走行ライン設定手段と、自車両が前記目標走行ラインに沿って走行するよう制御する自動運転制御手段50とを有する車両に設けられる表示装置を、目標走行ラインに含まれる曲線を検出する曲線検出手段と、曲線が含まれる道路を、曲率が所定値以上である曲線が存在する可能性の大小に応じて複数段階に層別する道路状況層別手段と、曲線検出手段による曲線の検出に応じて道路状況層別手段によって層別された段階に相当する曲率を示す表示を表示する表示手段210とを備える構成とする。
【選択図】図3
Description
このような表示装置を用いると、乗員自らが目視により得られる以上の情報を得ることができ、乗員が運転者として運転する場合の運転支援としても、また、自動運転を行う車両において、乗員が自動運転制御の妥当性を監視するためにも有用である。
例えば高速道路や自動車専用道などの高規格道路を、ほぼ一定の車速で走行する車両においては、乗員にとって主要な関心事は自車両前方の曲線路を車両が正常に認識しているか否かであり、過度に緻密な情報は自動運転制御を信頼するうえで必ずしも必要ではない。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、自動運転時における乗員の監視負担を軽減可能な表示装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、自車両前方の環境を認識する環境認識手段と、前記環境認識手段の認識結果に基づいて自車両の目標走行ラインを設定する走行ライン設定手段と、自車両が前記目標走行ラインに沿って走行するよう制御する自動運転制御手段とを有する車両に設けられる表示装置であって、前記目標走行ラインに含まれる曲線を検出する曲線検出手段と、前記曲線が含まれる道路を、曲率が所定値以上である曲線が存在する可能性の大小に応じて複数段階に層別する道路状況層別手段と、前記曲線検出手段による前記曲線の検出に応じて前記道路状況層別手段によって層別された段階に相当する曲率を示す表示を表示する表示手段とを備えることを特徴とする表示装置である。
これによれば、自車両が今後通過する曲線の緩急を、道路状況に応じて段階的に表示することによって、乗員の監視負担を軽減しつつ、車両が自車両前方の曲線路を正常に認識していることを示し、自動運転制御に対する信頼を維持することができる。
また、比較的大きな横方向加速度の発生が予見される曲率が大きい曲線の通過に先立ち、ユーザの注意を喚起することができる。
これによれば、曲線の緩急に加えて左右の方向を示すことにより、監視負担をほとんど増加させることなく、ユーザに自動運転制御が正常に機能していることをより確実に認識させることができる。
これによれば、道路状況を2段階に層別して曲線路の緩急の表示を切り替えることによって、簡単な構成により上述した効果を得ることができる。
図1は、本発明を適用した表示装置の実施例が設けられる車両の構成を模式的に示すブロック図である。
実施例の表示装置は、例えば、自動運転機能を有する乗用車等の自動車である車両1に設けられ、ユーザ(例えば手動運転時のドライバ)等のユーザ等に対して、自車両周辺の障害物(他車両等)に関する情報等とともに、目標走行ライン等を画像表示するものである。
ユーザは、表示装置が提示する情報に基づいて、自車両前方の車線形状や障害物を監視するとともに、自動運転制御の実行時においては、自動運転制御により設定された目標走行ラインの妥当性を検証することができる。
上述した各ユニットは、例えば、CPU等の情報処理手段、RAMやROM等の記憶手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を有するユニットとして構成される。これらの各ユニットは、例えばCAN通信システム等の車載LANシステムを介して相互に通信が可能となっている。
エンジンとして、例えば、4ストロークガソリンエンジンが用いられる。
エンジン制御ユニット(ECU)10は、エンジンのスロットルバルブ開度、燃料噴射量及び噴射時期、点火時期等を制御することによって、エンジンの出力トルクを制御することが可能である。
車両1がドライバの運転操作に応じて運転される状態においては、エンジン制御ユニット10は、アクセルペダルの操作量等に基いて設定されるドライバ要求トルクに、エンジンの実際のトルクが近づくようエンジンの出力を制御する。
また、車両1が自動運転を行う場合には、エンジン制御ユニット10は、自動運転制御ユニット50からの指令に応じてエンジンの出力を制御する。
車両1が自動運転を行う場合には、トランスミッション制御ユニット20は、自動運転制御ユニット50からの指令に応じて、前後進等のレンジ切替や変速比の設定を行う。
変速機として、例えば、チェーン式、ベルト式、トロイダル式等のCVTや、複数のプラネタリギヤセットを有するステップAT、DCT、AMT等の各種自動変速機を用いることができる。
変速機は、バリエータ等の変速機構部のほか、例えばトルクコンバータ、乾式クラッチ、湿式クラッチ等の発進デバイスや、前進走行レンジと後退走行レンジとを切替える前後進切替機構等を有して構成されている。
前後進切替アクチュエータ21は、前後進切替機構に油圧を供給する油路を切り替える前後進切替バルブを駆動し、車両の前後進を切替えるものである。
前後進切替アクチュエータ21は、例えば、ソレノイド等の電動アクチュエータである。
レンジ検出センサ22は、変速機において現在選択されているレンジが前進用のものであるか、後退用のものであるかを判別するセンサ(スイッチ)である。
挙動制御ユニット30には、ハイドロリックコントロールユニット(HCU)31、車速センサ32等が接続されている。
車両1が自動運転を行う場合には、HCU31は、自動運転制御ユニット50からの制動指令に応じて、各車輪のホイルシリンダに制動力を発生させる。
車速センサ32は、各車輪のハブ部に設けられ、車輪の回転速度に比例する周波数の車速パルス信号を発生するものである。
車速パルス信号の周波数を検出し、所定の演算処理を施すことによって、車両の走行速度(車速)を算出することが可能である。
EPS制御ユニット40には、モータ41、舵角センサ42等が接続されている。
車両1が自動運転を行う場合には、モータ41は、自動運転制御ユニット50からの操舵指令に応じて、操舵系の舵角が所定の目標舵角に近づくように操舵系にトルクを付与して転舵を行わせる。
舵角センサ42は、車両の操舵系における現在の舵角を検出するものである。
舵角センサ42は、例えば、ステアリングシャフトの角度位置を検出する位置エンコーダを備えている。
自動運転制御ユニット50は、本発明にいう自動運転制御手段、及び、走行ライン設定手段として機能する。
また、自動運転モードは、ユーザが手動運転を希望する場合、あるいは、自動運転の続行が困難である場合等に、ユーザからの所定の解除操作に応じて中止され、ドライバによる手動運転を行う手動運転モードへの復帰が可能となっている。
入出力装置51は、自動運転制御ユニット50からユーザへの警報や各種メッセージ等の情報を出力するとともに、ユーザからの各種操作の入力を受け付けるものである。
入出力装置51は、例えば、LCD等の画像表示装置、スピーカ等の音声出力装置、タッチパネル等の操作入力装置等を有して構成されている。
環境認識ユニット60は、ステレオカメラ制御ユニット70、レーザスキャナ制御ユニット80、後側方レーダ制御ユニット90、ナビゲーション装置100、路車間通信装置110、車車間通信装置120等からそれぞれ提供される情報に基づいて、自車両周辺の駐車車両、走行車両、建築物、地形、歩行者、サイクリスト等の障害物や、自車両が走行する道路の車線形状等を認識するものである。
個々のステレオカメラ71は、例えば、レンズ等の撮像用光学系、CMOS等の固体撮像素子、駆動回路、及び、信号処理装置等からなるカメラユニットを、並列に例えば一対配列して構成されている。
ステレオカメラ制御ユニット70は、公知のステレオ画像処理技術を利用した画像処理結果に基づいて、ステレオカメラ71によって撮像された被写体の形状及び自車両に対する相対位置を認識する。
ステレオカメラ制御ユニット70は、例えば、自車両前方の車線両端部の白線を検出し、車線形状を認識することが可能である。
レーザスキャナ制御ユニット80は、レーザスキャナ81を制御するとともに、レーザスキャナ81の出力に基づいて車両周囲の車両や障害物等の各種物体を3D点群データとして認識するものである。
後側方レーダ91は、例えば、自車両の後側方から接近する他車両を検知可能となっている。
後側方レーダ91として、例えば、レーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダが用いられる。
ステレオカメラ71は、車両1の前部、後部、左右側部にそれぞれ設けられている。
レーザスキャナ81は、車両1の周囲に実質的に死角が生じないよう分布して複数設けられている
後側方レーダ91は、例えば、車両1の車体左右側部に配置され、検知範囲を車両後方側かつ車幅方向外側に向けて配置されている。
地図データは、道路、交差点、インターチェンジ等の道路情報を車線レベルで有する。
道路情報は、3次元の車線形状データのほか、各車線(レーン)の右左折可否や、一時停止位置、制限速度等の走行上の制約となる情報も含む。
ナビゲーション装置100は、インストルメントパネルに組み込まれたディスプレイ101を有する。
ディスプレイ101は、ナビゲーション装置100がドライバに対して出力する各種情報が表示される画像表示装置である。
ディスプレイ101は、タッチパネルを有して構成され、ドライバからの各種操作入力が行われる入力部としても機能する。
画像生成ユニット200は、ディスプレイ210と協働して、本発明の表示装置を構成する。
ディスプレイ210は、例えば、インストルメントパネル等の内装部材に組み込まれたLCDを有する。
図3は、実施例の表示装置の動作を示すフローチャートである。
以下説明する動作は、車両1が例えば高速道路、自動車専用道などの高規格道路を、自動走行によって走行中に行われるものである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
画像生成ユニット200は、自動運転制御ユニット50から現在自動運転制御において設定されている目標走行ラインに関する情報を取得する。
その後、ステップS02に進む。
画像生成ユニット200は、ステップS01において取得した情報に基づいて、自車両が近い将来(例えば所定の時間閾値以内)に曲線路を通過する予定であるか否かを判別する。
曲線路通過が予定される場合はステップS03に進み、その他の場合は一連の処理を終了(リターン)する。
環境認識ユニット60は、ステレオカメラ71等を用いて、自車両周辺の環境に関する情報を取得する。
このとき、環境認識ユニット60は、ステップS02において検出された曲線路が存在する道路が、例えば合流路又は分岐路を有するインターチェンジ、ジャンクション、サービスエリア、パーキングエリア等を含む特定区間(第2の道路状況)であるか、このような特定区間以外の通常区間(第1の道路状況)であるかに関する情報を取得する。
特定区間は、通常区間に対して、比較的曲率が大きい曲線路(急カーブ)の出現可能性が高いことを考慮して設定されている。
その後、ステップS04に進む。
画像生成ユニット200は、環境認識ユニット60の認識結果に基づいて、自車両前方の曲線が通常区間に含まれるものか、特定区間に含まれるものかを判別する。
特定区間である場合はステップS06に進み、その他の場合はステップS05に進む。
画像生成ユニット200は、自車両及び自車両前方の道路形状(車線形状)を俯瞰した環境画像を生成する。
このような環境画像は、例えば、ディテールを省略して簡素化したコンピュータグラフィックスとして生成される。
画像生成ユニット200は、このような画像生成が可能なレンダリングエンジンを有する。
また、画像生成ユニット200は、環境画像の一部に重畳して、自車両前方に緩曲線が存在することを示す表示(緩曲線表示)を設ける。
画像生成ユニット200は、上述した画像をディスプレイ210に表示させ、一連の処理を終了(リターン)する。
画像生成ユニット200は、ステップS05と実質的に同様の環境画像の一部に重畳して、自車両前方に急曲線が存在することを示す表示(急曲線表示)を設ける。
画像生成ユニット200は、上述した画像をディスプレイ210に表示させ、一連の処理を終了(リターン)する。
図4は、実施例の表示装置における表示画像の一例を示す図である。
ディスプレイ210に表示される表示画像211は、自車両1、及び、道路Rの画像を含む。
道路Rは、右側車線LR、及び、左側車線LLの片側2車線を有する例えば高速道路等の高規格道路である。
自車両1は、左側車線LLに沿って走行している。
道路Rは、自車両1の前方において、比較的曲率の小さい穏やかな左カーブとなっている。
図4において、参考のため、自動運転制御において用いられる目標走行ラインL1を図示する。
実際には、ディスプレイ210には、目標走行ラインL1は表示されないようになっている。
このため、表示画像211の一部には、緩曲線表示I1が設けられる。
緩曲線表示I1は、比較的穏やかに湾曲した矢印上の絵柄によって、左方向の緩曲線に沿って自車両1が走行することを示すものである。
図4と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図5においては、左側車線LLから左側へ分岐する分岐車線LDが設けられており、自車両1の目標走行ラインL2(これも実際には表示されない)は、分岐車線LDに流入し、分岐車線LDに沿って走行するよう設定されている。
分岐車線LDは、本線(車線LR,LL)よりも曲率が大きい左カーブとなっている。
このため、表示画像211の一部には、急曲線表示I2が設けられる。
急曲線表示I2は、緩曲線表示I1よりも曲率が大きく湾曲した矢印上の絵柄によって、左方向の急曲線にそって自車両1が走行することを示すものである。
(1)自車両1が今後通過する曲線の緩急を、道路状況に応じて2段階に表示することによって、乗員の監視負担を軽減しつつ、車両1が自車両前方の曲線路を正常に認識していることを示し、自動運転制御に対する信頼を維持することができる。
(2)曲線の緩急に加えて左右の方向を示すことにより、監視負担をほとんど増加させることなく、ユーザに自動運転制御が正常に機能していることをより確実に認識させることができる。
(3)合流、分岐等の有無に応じて道路状況を2段階に層別して曲線路の緩急の表示を切り替えることによって、簡単な構成により上述した効果を得ることができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)表示装置の構成や、車両の構成は、上述した実施例に限定されず適宜変更することが可能である。また、実施例において車両は乗用車であるが、本発明は貨物車等の商用車、トラック、バス、自動二輪車、その他各種特殊車両などにも適用することが可能である。
(2)実施例において、車両はエンジンを走行用動力源とするものであったが、本発明はこれに限らず、電動モータや、エンジンと電動モータとを組み合わせたハイブリッドシステムを走行用動力源として用いることも可能である。
(3)自車両周辺の環境認識を行うセンサの種類や配置は、上述した実施例には限定されず、適宜変更することが可能である。例えば、実施例におけるセンサ類と併用あるいは代用して、ミリ波レーザ、レーザレーダ、単眼カメラ、超音波ソナー等の各種センサを用いることが可能である。
(4)実施例においては、表示画像を俯瞰図(鳥瞰図)としているが、これに限らず、例えば平面図や、仮想ドライバ視点から見たドライバーズビューとすることも可能である。また、3D表示が可能なディスプレイを用いて、3D表示を行ってもよい。また、インストルメントパネルに設けたディスプレイによる表示に限らず、例えば、フロントガラスに像を投影するヘッドアップディスプレイによって表示してもよい。
(5)実施例においては、道路状況を例えば通常区間と特定区間との2段階に層別しているが、これに限らず3段階以上に層別し、対応する曲率を示す表示を行ってもよい。
20 トランスミッション制御ユニット 21 前後進切替アクチュエータ
22 レンジ検出センサ 30 挙動制御ユニット
31 ハイドロリックコントロールユニット(HCU)
32 車速センサ
40 電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット
41 モータ 42 舵角センサ
50 自動運転制御ユニット 51 入出力装置
60 環境認識ユニット 70 カメラ制御ユニット
71 ステレオカメラ 80 レーザスキャナ制御ユニット
81 レーザスキャナ 90 後側方レーダ制御ユニット
91 後側方レーダ 100 ナビゲーション装置
101 ディスプレイ
110 路車間通信装置 120 車車間通信装置
200 画像生成ユニット 210 ディスプレイ
211 表示画像 R 道路
LR 右側走行車線 LL 左側走行車線
LD 分岐車線 I1 緩曲線表示
I2 急曲線表示 L1,L2 目標走行ライン
Claims (3)
- 自車両前方の環境を認識する環境認識手段と、
前記環境認識手段の認識結果に基づいて自車両の目標走行ラインを設定する走行ライン設定手段と、
自車両が前記目標走行ラインに沿って走行するよう制御する自動運転制御手段と
を有する車両に設けられる表示装置であって、
前記目標走行ラインに含まれる曲線を検出する曲線検出手段と、
前記曲線が含まれる道路を、曲率が所定値以上である曲線が存在する可能性の大小に応じて複数段階に層別する道路状況層別手段と、
前記曲線検出手段による前記曲線の検出に応じて前記道路状況層別手段によって層別された段階に相当する曲率を示す表示を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記表示手段は、前記曲率を示す表示とともに、前記曲線の方向を表示すること
を特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記道路状況層別手段は、高規格道路の通常走行時に相当する第1の道路状況と、高規格道路における分岐箇所、合流箇所の少なくとも一方に相当する第2の道路状況とを層別すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の表示装置。
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