JP2018101376A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車車間通信を用いた運転支援装置において運転支援の精度を向上させる運転支援装置を提供する。【解決手段】受信部は、自車両Ｃ０の周辺を走行する他車両Ｃ１〜Ｃ３の位置情報を含む走行状態情報を車車間通信により受信する。道路形状推定部は、他車両Ｃ１〜Ｃ３の位置情報の軌跡に基づいて、自車両Ｃ０の周辺の道路形状を推定する。監視領域設定部は、推定された道路形状に基づいて、自車両Ｃ０の周辺に監視領域Ａ１を設定する。支援部は、監視領域Ａ１内に位置する他車両Ｃ１の走行状態情報に基づいて自車両Ｃ０の走行を支援する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の運転支援装置に関する。

従来、自車両周辺の他車両を検出し、他車両との衝突などが予測される場合には、運転者に報知したり、自動的に制動動作を実施して運転支援を行う技術が知られている。
例えば、下記特許文献１には、ミリ波レーダーによって自車両の進路における障害物（先行車、路測物）を検出して障害物情報に応じて車両の作動を制御する車両用制御装置において、作動制御を行う対象となる障害物領域を自車両の走行する車線エリアに応じて変更し、障害物の誤検知を防止する技術が開示されている。
また、下記特許文献２には、道路線形情報を保有しない車載システムにおいて、周辺車両との間で車両位置情報を交換することにより車両位置情報を登録し、周辺車両の時系列的な周辺車両の車両位置情報である走行軌跡から周辺（主に前方）の道路線形を推定し、推定された道路線形に沿った先行車までの距離（道のり距離という）を演算し、演算された道のり距離における接近度合いに応じてドライバヘ情報提供する技術が開示されている。

特開２００４−１３６７８５号公報 特開２０１０−１７０２３９号公報

上述したような運転支援を、車車間通信を用いて取得した他車両の走行状態情報を用いて行う技術が知られている。
図７は、従来技術にかかる車車間通信を用いた運転支援の概要を示す説明図である。
自車両Ｃ０の運転支援装置は、自車両Ｃ０の周辺を走行する他車両Ｃ１〜Ｃ３から車車間通信を用いて走行状態情報を受信する。走行状態情報は、他車両Ｃ１〜Ｃ３それぞれの位置情報を含んでいる。運転支援装置は、受信した走行状態情報からそれぞれの他車両Ｃ１〜Ｃ３の位置情報を抽出し、自車両Ｃ０の周辺に設定された監視領域Ａ０内に位置する他車両（図７では他車両Ｃ１）を監視対象車両とし、監視対象車両の走行状態に基づいて運転支援を行う。
監視領域Ａ０は、例えば自車両Ｃ０の現在位置（例えば車両先端部の車幅方向中心Ｐ０）を基準に、車幅方向の長さＷ０×車両進行方向の長さＬ０の矩形領域として設定される。

また、運転支援の精度を上げるため、監視領域Ａ０を道路形状に沿った領域に設定することも検討されている。例えば図７では実際には自車両Ｃ０の進行方向前方で道路がカーブしているのにも関わらず監視領域が矩形に設定されているため、他車両Ｃ１が監視領域から外れかかっている。監視領域Ａ０を道路形状に沿わせることにより、自車両Ｃ０の走行に影響のある他車両を精度よく特定することができる。
この場合、運転支援装置で自車両周辺の道路形状を把握する必要があるが、地図情報を用いずに道路形状を把握する方法として、例えば自車両のヨーレートと車速から道路形状を推定したり、自車両の進行方向と他車両の進行方向の交差する場所を交差点と判断するなどの方法が検討されている。
しかしながら、上述した道路形状の推定方法には、精度の面で改善の余地がある。例えば、自車両のヨーレートと車速から道路形状を推定する場合、自車両の前方にカーブがある場合でも、実際にステアリング操作が行われてヨーが発生するまではカーブを認識することができない。また、自車両の進行方向と他車両の進行方向の交差する場所を交差点と判断する場合においては、自車両または他車両の進行方向前方にカーブがある場合などは、交差点の位置を正しく特定することができない。
この場合、監視領域の設定が適当ではない可能性があり、運転支援の精度が低下する可能性がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車車間通信を用いた運転支援装置において運転支援の精度を向上させることにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、自車両の周辺を走行する他車両の位置情報を含む走行状態情報を車車間通信により受信する受信部と、前記受信部により受信した前記他車両の前記位置情報の軌跡に基づいて、前記自車両の周辺の道路形状を推定する道路形状推定部と、前記道路形状推定部により推定された前記道路形状に基づいて、前記自車両の周辺に監視領域を設定する監視領域設定部と、前記監視領域内に位置する前記他車両の前記走行状態情報に基づいて前記自車両の走行を支援する支援部と、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記監視領域設定部は、前記道路形状の曲率に基づいて前記監視領域の範囲を変更する、ことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記監視領域設定部は、前記道路形状の前記曲率が大きいほど前記監視領域の範囲を大きくする、ことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記監視領域設定部は、前記自車両の前記進行方向前方に交差点がある場合には、前記自車両が走行する道路と前記交差点で交差する道路を含めて前記監視領域を設定する、ことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記監視領域設定部は、前記自車両の前記交差点における進行方向に基づいて前記監視領域として設定する前記自車両が走行する道路と前記交差点で交差する道路の範囲を変更する、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、他車両の位置情報の軌跡に基づいて、自車両の周辺の道路形状を推定し、この道路形状に基づいて自車両の周辺に監視領域を設定するので、自車両周辺の道路形状に沿った監視領域を設定することができ、運転支援の精度を向上させる上で有利となる。また、請求項１記載の発明によれば、地図データを使用することなく道路形状を把握できるので、地図データの購入およびメンテナンス（定期的な更新など）にかかるコストを低減する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、道路形状の曲率に基づいて監視領域の範囲を変更するので、自車両が走行する道路の状況に合わせて監視領域の範囲を変更することができ、運転支援の実効性を向上させる上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、道路形状の曲率が大きいほど監視領域の範囲を大きくするので、視認性が低下する急カーブなどでより広い範囲を監視領域に設定することができ、特に急なカーブにおける運転をより厚く支援する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、自車両の進行方向前方に交差点がある場合には、自車両が走行する道路と交差点で交差する道路を含めて監視領域を設定するので、出会い頭の衝突などを回避する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、自車両の交差点における進行方向に基づいて監視領域として設定する範囲を変更するので、自車両の動きに合わせて監視領域の範囲を変更することができ、運転支援の実効性を向上させる上で有利となる。

実施の形態に係る運転支援装置１０の構成を示すブロック図である。 監視領域の設定例を示す説明図である。 監視領域の設定例を示す説明図である。 監視領域の設定例を示す説明図である。 監視領域の設定例を示す説明図である。 運転支援装置１０の処理の手順を示すフローチャートである。 従来技術にかかる車車間通信を用いた運転支援の概要を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施の形態に係る運転支援装置１０の構成を示すブロック図である。
運転支援装置１０は、受信部１２、位置情報取得部１４、走行状態情報取得部１６、スピーカ１８、ディスプレイ２０、車両ＥＣＵ３０を備える。
受信部１２は、自車両の周辺を走行する他車両の位置情報を含む走行状態情報を車車間通信により受信する。自車両とは、運転支援装置１０が搭載された車両であり、他車両とは自車両以外の車両である。受信部１２は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ通信装置など従来公知の無線通信装置であり、例えば自車両周辺の半径数十ｍ〜数百ｍを通信範囲とする。
なお、本実施の形態では、詳細な説明を省略するが、運転支援装置１０に自車両の走行状態情報を他車両に対して送信する送信部を設けてもよい。
他車両の走行状態情報は、少なくとも他車両の位置情報（緯度経度情報など）を含み、例えば他車両を識別するための識別子（以下、「他車両ＩＤ」という）や走行速度、急ブレーキをかけたことを示す急ブレーキ信号などを含んでいる。

位置情報取得部１４は、自車両の位置情報を取得する。位置情報取得部１４は、例えばＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車両の緯度経度情報を算出するＧＰＳユニットなど、従来公知の様々な位置情報取得装置を用いることができる。

走行状態情報取得部１６は、自車両の走行状態を示す各種情報を取得する。走行状態情報取得部１６は、例えば自車両の走行速度を検出する車速センサやブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ステアリング操作量を検出するステアリングセンサ、方向指示器への操作状態を検出するウインカーセンサなど、自車両に設けられた各種センサである。

スピーカ１８は、後述する車両ＥＣＵ３０の制御により自車両の車室内に音声を出力する。
ディスプレイ２０は、例えば運転席と対向するインストゥルメントパネルに設けられており、後述する車両ＥＣＵ３０の制御により各種情報を表示する。

車両ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭなどの記憶部、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
車両ＥＣＵ３０は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、道路形状推定部３２、監視領域設定部３４、支援部３６として機能する。

道路形状推定部３２は、受信部１２により受信した他車両の位置情報の軌跡に基づいて、自車両の周辺の道路形状を推定する。
図２を例にして説明すると、運転支援装置１０は、受信部１２の通信範囲内に位置する他車両Ｃ１〜Ｃ３から、それぞれの位置情報を含む走行状態情報を継続的に受信する。
道路形状推定部３２は、走行状態情報に含まれる位置情報および他車両ＩＤを抽出し、他車両Ｃ１〜Ｃ３の位置情報の軌跡を算出し、この軌跡を自車両Ｃ０の周辺の道路形状として推定する。例えば、他車両Ｃ１およびＣ３の位置情報Ｎ１〜Ｎ８の軌跡から自車両Ｃ０が走行する道路の道路形状Ｔ１を推定することができる。また、他車両Ｃ２の位置情報Ｎ９〜Ｎ１３から他車両Ｃ２が走行する道路の道路形状Ｔ２を推定することができ、この道路Ｔ２が自車両Ｃ０が走行する道路Ｔ１と交差し、自車両Ｃ０の進行方向前方に交差点Ｍ０が存在することを推定することができる。
このように、他車両の位置情報の軌跡から自車両周辺の道路の曲率や交差点の有無、また図示は省略しているが車線数などを推定することができる。
なお、道路形状推定部３２において、受信部１２の通信範囲内に位置する全ての他車両の位置情報を用いて道路形状を推定するのではなく、例えば通信範囲内のうち自車両の進行方向側（例えば通信範囲が円である場合、自車両の進行方向に直交する線で通信範囲を半分割した半円内）に位置する他車両の位置情報のみを用いて道路形状を推定してもよい。これにより、道路形状推定部３２の処理負荷を軽減することができる。

監視領域設定部３４は、道路形状推定部３２により推定された道路形状に基づいて、自車両の周辺に監視領域を設定する。
監視領域設定部３４の詳細は後述する。

支援部３６は、監視領域内に位置する他車両の走行状態情報に基づいて自車両の走行を支援する。
支援部３６は、受信部１２により受信した他車両の走行状態情報から位置情報を抽出して、当該他車両が監視領域内に位置するか否かを判断する。他車両が監視領域内に位置しない場合には、当該他車両の動きの自車両への影響は小さいので走行状態情報は無視することができる。一方、他車両が監視領域内に位置する場合には、当該他車両の動きの自車両への影響は大きいので走行状態情報を監視し、急ブレーキや走行方向などを監視する。
本実施の形態では、支援部３６は、自車両と他車両との接触や衝突などの可能性がある場合に、その旨をユーザに報知する。具体的には、例えば先行車両が急ブレーキをかけた場合や交差点で出会い頭の衝突の可能性がある場合などにその旨を報知する。
支援部３６は、例えばスピーカ１８から報知音声（「先行車が急ブレーキをかけました。減速して下さい」、「右側車線から車が接近しています。注意して下さい」など）やアラーム音を出力したり、ディスプレイ２０に注意メッセージやアイコンを表示したり、従来公知の様々な方法でユーザへの報知を行う。
なお、支援部３６による運転支援はユーザへの報知に限らず、例えば自動運転制御（減速や車線変更など）などを行ってもよい。

つぎに、監視領域設定部３４の詳細について説明する。
上述したように、監視領域設定部３４は、道路形状推定部３２により推定された道路形状に基づいて、自車両の周辺に監視領域を設定する。すなわち、監視領域設定部３４は、自車両Ｃ０の現在位置（例えば車両先端部の車幅方向中心Ｐ０）を基準に、車幅方向の長さＷ１×車両進行方向の長さＬ１の範囲を監視領域Ａ１として設定するが、監視領域Ａ１の車両進行方向側の延在方向を道路形状に沿わせる。
例えば図２のように自車両Ｃ０の進行方向前方の道路形状がカーブしている場合には、道路形状に合わせて監視領域Ａ１を長手方向（道路の延在方向）に湾曲させて設定する。
このとき、監視領域設定部３４は、自車両周辺の道路形状の曲率に基づいて監視領域の範囲を変更してもよい。具体的には、道路形状がカーブしている場合には直線道路の場合よりも監視領域の範囲を大きくするとともに、道路形状の曲率が大きいほど監視領域の範囲を大きくする。
例えば、図３Ａのように曲率が比較的小さいカーブの場合には、監視領域Ａ２の長手方向の長さをＬ２とし、図３Ｂのように曲率が比較的大きいカーブの場合には、監視領域Ａ３の長手方向の長さをＬ３（＞Ｌ２）とする。これは、カーブの曲率が大きいほど進行方向前方の視認性が低下し、運転支援の必要性が高まるためである。カーブの曲率が大きいほど広い範囲を監視領域とすることによって、運転支援の有効性を向上させることができる。
なお、図３では監視領域Ａ２，Ａ３の長手方向の長さ２，Ｌ３のみを変更したが、監視領域Ａ１の幅も道路形状の曲率が大きいほど広くするようにしてもよい。
また、自車両Ｃ０が走行する道路の車線数に基づいて監視領域の幅を変更してもよい。具体的には自車両Ｃ０が走行する道路の車線数が多いほど、監視領域の幅を大きくするようにしてもよい。

また、監視領域設定部３４は、自車両の進行方向前方に交差点がある場合には、自車両が走行する道路と交差点で交差する道路を含めて監視領域を設定する。
例えば、図４Ａのように、自車両Ｃ０が走行する道路（道路形状Ｔ１）と他の道路（道路形状Ｔ２）が交差点Ｍ０で交差する場合、自車両Ｃ０が交差点Ｍ０から所定距離以内となると、監視領域設定部３４は、監視領域Ａ４を交差点Ｍ０を中心とする十字型に設定する。これは、交差点Ｍ０の通過時に備えて他の道路（道路形状Ｔ２）を走行する車両の走行状態を監視するためである。

また、監視領域設定部３４は、自車両の交差点における進行方向に基づいて監視領域として設定する範囲を変更するようにしてもよい。
自車両の交差点での進行方向は、例えば方向指示器への操作状態を検出するウインカーセンサの検出値を用いて判断する。
例えば、自車両Ｃ０が交差点Ｍ０を直進する場合には、図４Ａのように交差点Ｍ０を中心とする十字型に監視領域Ａ４を設定する。これにより、自車両Ｃ０の前方方向車両および他の道路（道路形状Ｔ１）を走行する車両を監視することができる。
また、自車両Ｃ０が交差点Ｍ０を右折する場合には、自車両Ｃ０が走行する道路（道路形状Ｔ１）の対向車線を走行する他車両の動きの重要度が比較的高いため、図４Ｂのように交差点Ｍ０より前方側の監視領域Ａ５を長く設定する。
また、自車両Ｃ０が交差点Ｍ０を左折する場合には、自車両Ｃ０が走行する道路（道路形状Ｔ１）の対向車線を走行する他車両の動きの重要度は比較的低いため、図４Ｃのように交差点Ｍ０を含むＴ字型に監視領域Ａ６を設定する。

また、監視領域は自車両の前方だけでなく、自車両の後方にも設定してもよい。
例えば、図５に示すように、自車両Ｃ０の斜め後方のブラインドスポットにも監視領域Ａ７を設定することによって、車線変更時や右左折時の他車両との接触等を防止することができる。
自車両後方の監視領域Ａ７を設定する場合においても、監視領域設定部３４は、自車両後方の道路形状に沿って監視領域Ａ７を設定する。すなわち、図５に示すように、自車両Ｃ０の後方の道路がカーブしている場合には、カーブに沿って自車両後方の監視領域Ａ７を設定する。これにより、接触等の可能性がある他車両の位置により合致した範囲に監視領域Ａ７を設定することができる。

また、監視領域の広さ、特に道路形状に沿った長手方向の長さは、自車両の走行速度に基づいて変更してもよい。具体的には、自車両の走行速度が速いほど監視領域の長手方向の長さが長くなるようにする。この場合、例えば予め所定の監視時間を決定しておき、この監視時間後（例えば１０秒後など）に到達する距離までの範囲を監視領域としてもよい。例えば、時速３０ｋｍでの走行時には監視領域の長手方向の長さを８３ｍ（１０秒後の到達距離）とし、時速６０ｋｍでの走行時には監視領域の長手方向の長さを１６６ｍ（１０秒後の到達距離）とするなどである。

図６は、運転支援装置１０の処理の手順を示すフローチャートである。
運転支援装置１０は、受信部１２により他車両の走行状態情報を受信すると（ステップＳ５００：Ｙｅｓ）、道路形状推定部３２により走行状態情報から他車両の位置情報を抽出し、他車両の位置情報の軌跡に基づいて、自車両の周辺の道路形状を推定する（ステップＳ５０２）。
つぎに、監視領域設定部３４は、自車両の走行状態情報（例えば車速やウインカーセンサの検出値）を取得し（ステップＳ５０４）、自車両の周辺の道路形状および自車両の走行状態情報を用いて監視領域を設定する（ステップＳ５０６）。
監視領域内に他車両が存在する場合は（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、監視領域内の他車両の走行状態情報から支援が必要であるか否かを判断し（ステップＳ５１０）、支援が必要な場合には（ステップＳ５１０：Ｙｅｓ）、支援部３６により運転者への報知などの支援を実施し（ステップＳ５１２）、ステップＳ５００に戻り以降の処理をくり返す。
また、監視領域内に他車両が存在しない場合や（ステップＳ５０８：Ｎｏ）、支援が必要ない場合には（ステップＳ５１０：Ｎｏ）、そのままステップＳ５００に戻り以降の処理をくり返す。

以上説明したように、実施の形態にかかる運転支援装置１０は、他車両の位置情報の軌跡に基づいて自車両の周辺の道路形状を推定し、この道路形状に基づいて自車両の周辺に監視領域を設定するので、自車両周辺の道路形状に沿った監視領域を設定することができ、運転支援の精度を向上させる上で有利となる。
また、運転支援装置１０は、地図データを使用することなく道路形状を把握できるので、地図データの購入およびメンテナンス（定期的な更新など）にかかるコストを低減する上で有利となる。
また、運転支援装置１０は、道路形状の曲率に基づいて監視領域の範囲を変更するので、自車両が走行する道路の状況に合わせて監視領域の範囲を変更することができ、運転支援の実効性を向上させる上で有利となる。
また、運転支援装置１０は、道路形状の曲率が大きいほど監視領域の範囲を大きくするので、視認性が低下する急カーブなどでより広い範囲を監視領域に設定することができ、特に急なカーブにおける運転をより厚く支援する上で有利となる。
また、運転支援装置１０は、自車両の進行方向前方に交差点がある場合には、自車両が走行する道路と交差点で交差する道路を含めて監視領域を設定するので、出会い頭の衝突などを回避する上で有利となる。
また、運転支援装置１０は、自車両の交差点における進行方向に基づいて監視領域として設定する範囲を変更するので、自車両の動きに合わせて監視領域の範囲を変更することができ、運転支援の実効性を向上させる上で有利となる。

１０ 運転支援装置
１２ 受信部
１４ 位置情報取得部
１６ 走行状態情報取得部
１８ スピーカ
２０ ディスプレイ
３０ 車両ＥＣＵ
３２ 道路形状推定部
３４ 監視領域設定部
３６ 支援部
Ｃ０ 自車両
Ｃ１-Ｃ３ 他車両

Claims (5)

1. 自車両の周辺を走行する他車両の位置情報を含む走行状態情報を車車間通信により受信する受信部と、
   前記受信部により受信した前記他車両の前記位置情報の軌跡に基づいて、前記自車両の周辺の道路形状を推定する道路形状推定部と、
   前記道路形状推定部により推定された前記道路形状に基づいて、前記自車両の周辺に監視領域を設定する監視領域設定部と、
   前記監視領域内に位置する前記他車両の前記走行状態情報に基づいて前記自車両の走行を支援する支援部と、
   を備えることを特徴とする運転支援装置。
2. 前記監視領域設定部は、前記道路形状の曲率に基づいて前記監視領域の範囲を変更する、
   ことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記監視領域設定部は、前記道路形状の前記曲率が大きいほど前記監視領域の範囲を大きくする、
   ことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記監視領域設定部は、前記自車両の前記進行方向前方に交差点がある場合には、前記自車両が走行する道路と前記交差点で交差する道路を含めて前記監視領域を設定する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の運転支援装置。
5. 前記監視領域設定部は、前記自車両の前記交差点における進行方向に基づいて前記監視領域として設定する前記自車両が走行する道路と前記交差点で交差する道路の範囲を変更する、
   ことを特徴とする請求項４記載の運転支援装置。

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