JP2017211301A - 経路案内装置及び経路案内方法 - Google Patents
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Abstract
Description
片側に複数のレーンが存在する第1道路において前記車両が走行している現在レーンを検出する現在レーン検出部と、
前記車両が進路を変更する予定の分岐点としての進路変更予定地点において前記車両が走行すべき目標レーンを算出する目標レーン算出部と、
前記現在レーンから前記目標レーンに至るまでに必要な必要レーン変更回数に対応する総必要距離を算出する総必要距離算出部と、
前記車両の現在位置から前記進路変更予定地点までの残存距離を算出する残存距離算出部と、
前記総必要距離及び前記残存距離に基づいて自動又は手動のレーン変更のタイミングを判定するタイミング判定部と、
前記レーン変更のタイミングが来たとき、前記自動若しくは前記手動のレーン変更のタイミングを案内する又は前記自動のレーン変更を実行するレーン変更支援部と
を有することを特徴とする。
前記車両が降りるべきインターチェンジにおける前記第1道路の出口、若しくは
前記第1道路が複数の道路に分かれるジャンクション若しくは分岐路、又は
前記車両が曲がるべき交差点
に前記進路変更予定地点を設定してもよい。
前記経路案内装置は、
片側に複数のレーンが存在する第1道路において前記車両が走行している現在レーンを検出する現在レーン検出ステップと、
前記車両が進路を変更する必要がある分岐点としての進路変更予定地点において前記車両が走行すべき目標レーンを算出する目標レーン算出ステップと、
前記現在レーンから前記目標レーンに至るまでに必要な必要レーン変更回数に対応する総必要距離を算出する総必要距離算出ステップと、
前記車両の現在位置から前記進路変更予定地点までの残存距離を算出する残存距離算出ステップと、
前記総必要距離及び前記残存距離に基づいて自動又は手動のレーン変更のタイミングを判定するタイミング判定ステップと、
前記レーン変更のタイミングが来たとき、前記自動若しくは前記手動のレーン変更のタイミングを案内する又は前記自動のレーン変更を実行するレーン変更支援ステップと
を実行することを特徴とする。
[A−1.構成]
(A−1−1.全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る経路案内装置12を備える車両10の構成を示すブロック図である。図1では、車両10(以下「自車10」ともいう。)に加え、交通情報サーバ300が示されている。車両10は、経路案内装置12に加え、走行支援装置14、駆動力制御システム16、制動力制御システム18、電動パワーステアリングシステム20(以下「EPSシステム20」という。)、方向指示器22、車速センサ24及びヨーレートセンサ26を有する。
図2は、本実施形態の経路案内装置12及びその周辺の構成の詳細を示すブロック図である。経路案内装置12は、車両10の目的地Ptarまでの経路Rvを案内する。本実施形態において、目的地Ptarは、最終的な目的地を想定しているが、中間的な目的地を目的地Ptarとすることもできる。
図1に示すように、走行支援装置14は、前方カメラ130、前方レーダ132、側方レーダ134l、134r、LKASスイッチ136(LKAS:Lane Keeping Assist System)及び走行支援電子制御装置138(以下「走行支援ECU138」又は「ECU138」という。)を有する。
撮像部としての前方カメラ130(以下「カメラ130」ともいう。)は、車両10の前方の画像Icf(以下「前方画像Icf」ともいう。)を取得する。そして、画像Icfに対応する信号(以下「画像信号Scf」又は「信号Scf」という。)をECU138に出力する。信号Scfは、カメラ130が取得した情報Ic(以下「カメラ情報Ic」ともいう。)を含む。以下では、前方カメラ130が検出した検出物体200を「カメラ物標200c」ともいう。
前方レーダ132及び側方レーダ134l、134r(以下「レーダ132、134l、134r」ともいう。)は、電磁波(ここではミリ波)である送信波Wtを車両10の外部に出力し、送信波Wtのうち検出物体200(例えば、周辺車両、歩行者を含む。)に反射して戻って来る反射波Wrを受信する。そして、反射波Wrに対応する検出信号(以下「反射波信号Srf、Srl、Srr」又は「信号Srf、Srl、Srr」という。)をECU138に出力する。信号Srf、Srl、Srrは、レーダ132、134l、134rが取得した情報Ir(以下「レーダ情報Ir」ともいう。)を含む。
LKASスイッチ136は、走行支援ECU138に対し、後述するレーン維持アシストシステム制御(LKAS制御)を運転者が指令するためのスイッチである。LKASスイッチ136に加えて又はこれに代えて、その他の方法(図示しないマイクロホンを介しての音声入力等)によりLKAS制御を指令することも可能である。
走行支援ECU138は、走行支援装置14の全体を制御するものであり、図2に示すように、入出力部150、演算部152及び記憶部154を有する。
交通情報サーバ300は、車両10からの要求に基づいて車両10に対して交通情報を送信する。換言すると、本実施形態では、交通情報サーバ300と車両10の通信部82とが双方向通信を行う。後述するように放送を用いた片方向通信を行うものであってもよい。
(A−2−1.用語の説明)
図3は、本実施形態のレーン変更案内制御におけるレーン変更案内のタイミングとこれに伴う車両10の動きを説明するための図である。まず各制御に共通する用語を、図3を用いて説明する。
上記のように、本実施形態のLKAS制御部164(図2)では、LKAS制御を実行する。LKAS制御では、走行レーン502drの基準位置Plkas_refに車両10を維持する制御である。ここでの基準位置Plkas_refは、走行レーン502drの幅方向の位置を示す。車両10の進行方向において基準位置Plkas_refが連続することで基準線(目標軌跡)が形成される。
LKAS制御では、走行レーン502drの基準位置Plkas_refからなる基準線に沿って走れるようにステアリング50の操作を支援することで運転負荷を軽減する。この際、LKAS制御部164は、エンジン30による車両10の駆動力及びブレーキ機構44による各車輪の制動力を制御すると共に、EPSモータ52を介してステアリング50の舵角θstを制御する。
ALC制御では、自車10の走行レーン502drに対し、方向指示器22により指定された側(左側又は右側)のレーン502に自車10を自動的に移動させる。この際、ALC制御部166は、駆動ECU36を介して車両10の駆動力を制御すると共に、EPS ECU58を介して舵角θstを制御する。ALC制御のための舵角θstの制御には、目標ALCトルクTalc_tarを用いる。
(A−2−5−1.レーン変更案内制御の概要)
上記のように、本実施形態の経路案内装置12のレーン変更案内部102では、レーン変更案内制御を実行する。レーン変更案内制御では、進路変更のためのALCのタイミングを案内する制御である。レーン変更案内制御では、進路変更のための手動レーン変更のタイミングを案内してもよい。ここにいう「進路変更」は、例えば、道路の分岐に伴って車両10が別の道路に移動すること(例えば高速道路500aの本線(レーン502a〜502c)から出口レーン502dに移動すること)を意味する。
(A−2−5−2−1.レーン変更案内制御の全体的な流れ)
図4は、本実施形態のレーン変更案内制御のフローチャートである。図4のレーン変更案内制御は、経路案内装置12の演算部86が実行する。具体的には、図4のステップS11は、経路算出部100が実行する。ステップS12、S17は、現在レーン算出部110が実行する。ステップS13〜S16は、目標レーン算出部112が実行する。ステップS18、S19は、総必要距離算出部114が実行する。ステップS20は、残存距離算出部116が実行する。ステップS21、S23は、タイミング判定部118が実行する。ステップS22は、タイミング案内部120が実行する。
・車両10が降りるべきインターチェンジにおける高速道路500の出口506(又は出口レーン502dの入り口)
・高速道路500が複数の道路に分かれるジャンクション若しくは分岐路
・車両10が曲がるべき交差点
Dlcttl=Dlc×Nlc (1)
図5は、本実施形態において、直近の進路変更予定地点Prcを算出するフローチャートである。ステップS31において、経路案内装置12は、現在位置Pcur及び予定経路Rvに基づいて直近の進路変更予定地点Prcの候補Prccを抽出する。例えば、経路案内装置12は、現在位置Pcurから最終目標地点Pgoalに向かって進路変更予定地点Prcとなり得る地点を検索し、当該地点が見つかったら候補Prccとして抽出する。
(A−2−5−2−3−1.現在レーン502cur(レーン属性Pln)の概要)
図6は、本実施形態において、車両10のレーン変更に伴う現在レーン502curの検出を説明するための図である。高速道路500bは、加速レーン502eと、片側4本の本線レーン502f、502g、502h、502iとを含む。
図7は、本実施形態におけるレーン属性Plnとその他の情報の関係の説明図である。図7では、高速道路500等の道路のレーン数Nlnと、レーンマーク情報Ilmと、レーン変更回数Nlcと、レーン属性Plnと、図6の地点P22〜P25との関係が示されている。
以上のように、本実施形態によれば、現在レーン502curから目標レーン502tarに至るまでに必要な必要レーン変更回数Nlcnに対応する総必要距離Dlcttlと、現在位置Pcurから進路変更予定地点Prcまでの残存距離Dreとに基づいて、自動レーン変更(ALC)のタイミングを判定する(図3及び図4のS21)。そして、ALCのタイミングが来たとき(S21:YES)、ALCのタイミングを案内する(S22)。
車両10が降りるべきインターチェンジにおける高速道路500(第1道路)の出口506(又は出口レーン502d)、若しくは
高速道路500が複数の道路に分かれるジャンクション若しくは分岐路、又は
車両10が曲がるべき交差点
に進路変更予定地点Prcを設定する(図4のS15)。これにより、インターチェンジ、ジャンクション、分岐路又は交差点において車両10がレーン変更する場合に事前に必要なレーン変更を円滑に行うことが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、経路案内装置12を車両10に適用した(図1)。しかしながら、例えば、手動による自動レーン変更(ALC)(若しくは自動進路変更)若しくは手動レーン変更(若しくは手動進路変更)のタイミングを案内する又は自動でALCを実行する観点からすれば、これに限らず、別の移動物体に適用してもよい。例えば、経路案内装置12を船舶又はロボットに適用してもよい。
上記実施形態では、自車10の後方側方の物体200を検出するため、レーダ134l、134r(レーダ情報Ir)を用いた(図1)。しかしながら、例えば、周辺物体200(図1)を検出する観点からすれば、これに限らない。例えば、物体200の検出には後側方を撮像する側方カメラ及び/又は後方カメラを用いてもよい。
(B−3−1.適用場面)
上記実施形態では、高速道路500における経路案内の例を示した(図3、図6及び図8A〜図8C)。しかしながら、図4のレーン変更案内制御は、高速道路500以外の道路(例えば一般道)にも適用可能である。或いは、高速道路500に限定してレーン変更案内制御を実行してもよい。その場合、図4のステップS13、S14の代わりに、自車10が高速道路500を走行中であるか否かを判定してもよい。
上記実施形態では、経路案内装置12による経路案内として、手動で指令するALCのタイミングを案内する例について説明した(図3、図4のS22)。しかしながら、例えば、総必要距離Dlcttl及び残存距離Dreに基づいて判定したALC又は手動レーン変更のタイミングを用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、ALCの開始を(運転者ではなく)車両10が自動で判断する構成にも本発明を適用可能である。或いは、運転者が操舵を行う手動レーン変更のタイミングを案内する構成に本発明を適用してもよい。手動レーン変更のタイミングを案内する構成では、前方レーダ132、側方レーダ134l、134rの一部又は全部を省略することも可能である。
上記実施形態では、交通情報サーバ300から交通情報(渋滞距離情報Ijd等)を取得した(図1)。しかしながら、例えば、渋滞距離情報Ijdを取得する観点からすれば、これに限らない。例えば、放送局の放送アンテナを介して送信された放送波を受信して、放送波に含まれる渋滞距離情報Ijdを取得することも可能である。
上記実施形態では、前方カメラ130の前方画像Icfに基づいてレーン変更回数Nlcを算出した(図4のS17、図6及び図7)。しかしながら、例えば、レーン変更回数Nlcを検出する観点からすれば、これに限らない。例えば、方向指示器22の操作及び横方向の移動距離に基づいてレーン変更回数Nlcを算出してもよい。
上記実施形態では、自車10の現在レーン502cur及び地図DB122の地図情報Imapを用いて必要レーン変更回数Nlcnを算出した(図4のS18)。しかしながら、例えば、必要レーン変更回数Nlcnを算出する観点からすれば、これに限らない。
上記実施形態では、必要レーン変更回数Nlcn及び車速Vに基づいてレーン変更総必要距離Dlcttlを算出した(図4のS19)。しかしながら、例えば、総必要距離Dlcttlを算出する観点からすれば、これに限らない。
上記実施形態におけるALC制御及びLKAS制御は、運転者の操作が介在するものであったが、例えば、手動によるALC若しくは手動レーン変更のタイミングを案内する又は自動でALCを実行する観点からすれば、これに限らない。例えば、ALC制御及びLKAS制御(又はACC)は、完全自動運転制御で用いられるものであってもよい。
82…通信部(通信装置)
110…現在レーン算出部(現在レーン検出部)
112…目標レーン算出部 114…総必要距離算出部
116…残存距離算出部 118…タイミング判定部
120…タイミング案内部(レーン変更支援部)
122…地図情報DB 130…前方カメラ
300…交通情報サーバ(外部)
500、500a〜500e…高速道路(第1道路)
502、502a〜502r…レーン 502cur…現在レーン
502tar…目標レーン
504、504a〜504z…レーンマーク
506…高速道路の出口
Dlcttl…レーン変更総必要距離(総必要距離)
Dre…残存距離 Icf…前方画像
Ijd…渋滞距離情報 Nlc…レーン変更回数
Nlcn…必要レーン変更回数 Nln…レーン数
Pcur…現在位置
Pgoal…最終目標地点(目標地点) Prc…進路変更予定地点
Claims (7)
- 手動運転又は自動運転のために目標地点までの車両の経路を案内する経路案内装置であって、
片側に複数のレーンが存在する第1道路において前記車両が走行している現在レーンを検出する現在レーン検出部と、
前記車両が進路を変更する予定の分岐点としての進路変更予定地点において前記車両が走行すべき目標レーンを算出する目標レーン算出部と、
前記現在レーンから前記目標レーンに至るまでに必要な必要レーン変更回数に対応する総必要距離を算出する総必要距離算出部と、
前記車両の現在位置から前記進路変更予定地点までの残存距離を算出する残存距離算出部と、
前記総必要距離及び前記残存距離に基づいて自動又は手動のレーン変更のタイミングを判定するタイミング判定部と、
前記レーン変更のタイミングが来たとき、前記自動若しくは手動のレーン変更のタイミングを案内する又は前記自動のレーン変更を実行するレーン変更支援部と
を有することを特徴とする経路案内装置。 - 請求項1に記載の経路案内装置において、
前記現在レーン検出部は、
前記現在位置に対応する前記第1道路のレーン数を地図情報データベースから取得し、
前記第1道路に入ってからのレーン変更回数をカウントして前記現在レーンを特定する
ことを特徴とする経路案内装置。 - 請求項2に記載の経路案内装置において、
前記現在レーン検出部は、
前方カメラが撮像した前記車両の前方画像に基づいてレーンマークを検出し、
前記車両が前記レーンマークを横切った方向及び回数に基づいて前記第1道路に入ってからの前記レーン変更回数をカウントする
ことを特徴とする経路案内装置。 - 請求項3に記載の経路案内装置において、
前記現在レーン検出部は、前記車両の左右の一方における実線の前記レーンマークと他方における破線の前記レーンマークを前記前方画像から検出したとき、前記第1道路における前記現在レーンの初期値を設定する
ことを特徴とする経路案内装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の経路案内装置において、
前記残存距離算出部は、
前記車両が降りるべきインターチェンジにおける前記第1道路の出口、若しくは
前記第1道路が複数の道路に分かれるジャンクション若しくは分岐路、又は
前記車両が曲がるべき交差点
に前記進路変更予定地点を設定する
ことを特徴とする経路案内装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の経路案内装置において、
さらに、前記残存距離算出部は、通信装置を介して外部から取得した前記進路変更予定地点の渋滞距離情報を用いて前記進路変更予定地点を手前側に補正する
ことを特徴とする経路案内装置。 - 目標地点までの車両の経路を、経路案内装置を用いて案内する経路案内方法であって、
前記経路案内装置は、
片側に複数のレーンが存在する第1道路において前記車両が走行している現在レーンを検出する現在レーン検出ステップと、
前記車両が進路を変更する必要がある分岐点としての進路変更予定地点において前記車両が走行すべき目標レーンを算出する目標レーン算出ステップと、
前記現在レーンから前記目標レーンに至るまでに必要な必要レーン変更回数に対応する総必要距離を算出する総必要距離算出ステップと、
前記車両の現在位置から前記進路変更予定地点までの残存距離を算出する残存距離算出ステップと、
前記総必要距離及び前記残存距離に基づいて自動又は手動のレーン変更のタイミングを判定するタイミング判定ステップと、
前記レーン変更のタイミングが来たとき、前記自動若しくは手動のレーン変更のタイミングを案内する又は前記自動のレーン変更を実行するレーン変更支援ステップと
を実行することを特徴とする経路案内方法。
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