JP2023164182A - 車両の車体下監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両が走行する路面の状態に応じて、ドライバが所望する走行を支援する。【解決手段】車両1の車体下監視装置10は、車両1の走行に関する情報を車両1の乗員に対して提供するために出力可能なユーザインタフェース装置13,34~37と、車両1の車体2の下面に設けられ、車両1の車体2の下側の路面を検出可能な車体下センサ33と、車体下センサ33の検出結果に基づいて車両1が走行する路面の凹凸の情報を得て、車両1が車体2の下側に路面の凹凸が来るように走行する可能性がある場合には、車体下センサ33の検出に基づく車体2の下側の路面の情報を、ユーザインタフェース装置13,34~37から出力する制御部21と、を有する。【選択図】図5
Description
本発明は、車両の車体下監視装置に関する。
車両の一種である自動車は、道路などを走行する。しかしながら、自動車が走行する路面は、必ずしも平らではなく、凹凸があることがある。また、駐車場や道路には、縁石があるものがある。
路面に凹凸がある場合、車両は、その凹凸に進入または通過する際に、車体と路面とが干渉する可能性がある。
路面に凹凸がある場合、車両は、その凹凸に進入または通過する際に、車体と路面とが干渉する可能性がある。
ところで、車両には、車体の周辺を検出するために、たとえば車外カメラやLidarといった周辺センサが設けられることがある(特許文献1、2)。
このような車体の周辺を検出する周辺センサが車両に設けられている場合、車両は、周辺センサによる車体の周辺状況の検出に基づいて、車体が路面の凹凸と干渉し難くなるように制御することが可能である。たとえば周辺センサによりタイヤ止め用の縁石を検出していて、それと車体とが干渉する可能性がある場合、車両は、タイヤ止め用の縁石の手前で車両を停車させるように制御することが可能である。しかしながら、このように車体の周辺センサの検出に基づいて車両の走行を制御したとしても、その結果は、必ずしも乗員が望むものになるとは限らない。たとえば上述した状況において、運転に慣れているドライバは、車両のタイヤがタイヤ止め用の縁石に当たるように車両を停車させたいと考えていることがある。この場合、上述した制御結果の駐車状態は、乗員が望むものとは異なる。
このような車体の周辺を検出する周辺センサが車両に設けられている場合、車両は、周辺センサによる車体の周辺状況の検出に基づいて、車体が路面の凹凸と干渉し難くなるように制御することが可能である。たとえば周辺センサによりタイヤ止め用の縁石を検出していて、それと車体とが干渉する可能性がある場合、車両は、タイヤ止め用の縁石の手前で車両を停車させるように制御することが可能である。しかしながら、このように車体の周辺センサの検出に基づいて車両の走行を制御したとしても、その結果は、必ずしも乗員が望むものになるとは限らない。たとえば上述した状況において、運転に慣れているドライバは、車両のタイヤがタイヤ止め用の縁石に当たるように車両を停車させたいと考えていることがある。この場合、上述した制御結果の駐車状態は、乗員が望むものとは異なる。
そこで、車両は、自ら制御することなく、単に、車体の周辺を検出する周辺センサによる車体の周辺の検出画像を、車両に設けられているユーザインタフェースなどから、ドライバへ提供することが考えられる。しかしながら、ドライバは、単に、車体の周辺を検出する周辺センサの画像が提供されたとしても、それに基づいて、路面の凹凸と自車との関係を確からしく判断することは難しい。たとえばタイヤ止め用の縁石についての画像を提供されたとしても、ドライバは、その平面的な画像に基づいて、これ以上に走行したらタイヤ止め用の縁石と車体とが当たることになるのか否かを正確に判断することは難しい。結局のところ、ドライバは、タイヤ止め用の縁石についての画像を提供されたとしても、その画像がない場合と同様に、自らの経験と勘に基づいて最終的な判断を予測的にすることになる。
このように車両では、車両が走行する路面の状態に応じて、ドライバが所望する走行を支援することが求められる。
本発明の一形態に係る車両の車体下監視装置は、車両の走行に関する情報を前記車両の乗員に対して提供するために出力可能なユーザインタフェース装置と、前記車両の車体の下面に設けられ、前記車両の車体の下側の路面を検出可能な車体下センサと、前記車体下センサの検出結果に基づいて前記車両が走行する路面の凹凸の情報を得て、前記車両が前記車体の下側に前記路面の凹凸が来るように走行する可能性がある場合には、前記車体下センサの検出に基づく前記車体の下側の路面の情報を、前記ユーザインタフェース装置から出力する前記制御部と、を有する。
本発明の車両は、その車体の下面に車体下センサが設けられる。車体下センサは、車両の車体の下側の路面を検出することができる。そして、制御部は、車体下センサの検出結果に基づいて車両が走行する路面の凹凸の情報を得て、車両が車体の下側に路面の凹凸が来るように走行する可能性がある場合には、車体下センサの検出に基づく車体の下側の路面の情報を、ユーザインタフェース装置から出力する。
これにより、ドライバは、提供された車体の下側の路面の情報に基づいて、車体の下側の路面形状を確認しながら、自らが所望する走行を車両に実行させることができる。本発明は、車両が走行する路面の状態に応じて、ドライバが所望する走行を支援することが可能となる。
これにより、ドライバは、提供された車体の下側の路面の情報に基づいて、車体の下側の路面形状を確認しながら、自らが所望する走行を車両に実行させることができる。本発明は、車両が走行する路面の状態に応じて、ドライバが所望する走行を支援することが可能となる。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
[第一実施形態]
図1は、本発明の第一実施形態に係る自動車1の車体下監視装置を適用可能な、自動車1の走行状態の説明図である。図1の路面には、自動車1の駐車区画の一対の境界線102と、一対の境界線102の先端に沿って延長する車止め用の縁石101と、がある。ドライバは、自動車1を走行させて一対の境界線102の間に車体2を入れ、一対の境界線102の間に自動車1を駐車させる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る自動車1の車体下監視装置を適用可能な、自動車1の走行状態の説明図である。図1の路面には、自動車1の駐車区画の一対の境界線102と、一対の境界線102の先端に沿って延長する車止め用の縁石101と、がある。ドライバは、自動車1を走行させて一対の境界線102の間に車体2を入れ、一対の境界線102の間に自動車1を駐車させる。
図2は、図1の自動車1の走行状態の、縦断面による説明図である。車止め用の縁石101は、基本的に平面にされている路面100から上へ突出している。ドライバは、駐車区画へ進入する前に、車止め用の縁石101を直視して確認することができる。その後、ドライバは、たとえば、同図にあるように自動車1の前側の一対のタイヤ3が車止め用の縁石101に当たるまで前へ走行させたり、自動車1の後側の一対のタイヤ3が車止め用の縁石101に当たるまで後へ走行させたり、することがある。
また、ドライバは、車止め用の縁石101が路面100から高く上へ突出していて、車体2のバンパ4やエアロスポイラに当たると直視に基づいて判断した場合、自動車1の車体2が車止め用の縁石101の上に被る直前において自動車1を停止させることもある。
このように駐車場での自動車1の駐車の仕方は、ドライバの嗜好、熟練度などに応じて異なる。
また、ドライバは、車止め用の縁石101が路面100から高く上へ突出していて、車体2のバンパ4やエアロスポイラに当たると直視に基づいて判断した場合、自動車1の車体2が車止め用の縁石101の上に被る直前において自動車1を停止させることもある。
このように駐車場での自動車1の駐車の仕方は、ドライバの嗜好、熟練度などに応じて異なる。
また、ドライバは、車止め用の縁石101の高さを適切に判断することができなかった場合、車体2を車止め用の縁石101に当ててしまうことがある。この場合、車体2のバンパ4やエアロスポイラは、傷つく。
この他にもたとえば、自動車1が凹凸のある路面100を走行する場合、車体2がたとえば大きく挙動した際に車体2が路面100と下打ちすることがある。この場合、車体2の下面は、傷つく。
これらの傷は、基本的に車体2の下側にあるために外観上はあまり目立たず、しかも、車体2の基本的な走行性能へ大きな影響を生じ難い。しかしながら、これらの傷は、自動車1を大切にしているドライバにとっては、特にエアロスポイラなどを装着している自動車1のドライバにあっては、気になる損傷である。
このように自動車1では、車止め用の縁石101や窪み103による路面100の凹凸において、車体2が路面100などと当たらないようにすることが求められる。
この他にもたとえば、自動車1が凹凸のある路面100を走行する場合、車体2がたとえば大きく挙動した際に車体2が路面100と下打ちすることがある。この場合、車体2の下面は、傷つく。
これらの傷は、基本的に車体2の下側にあるために外観上はあまり目立たず、しかも、車体2の基本的な走行性能へ大きな影響を生じ難い。しかしながら、これらの傷は、自動車1を大切にしているドライバにとっては、特にエアロスポイラなどを装着している自動車1のドライバにあっては、気になる損傷である。
このように自動車1では、車止め用の縁石101や窪み103による路面100の凹凸において、車体2が路面100などと当たらないようにすることが求められる。
ところで、自動車1には、車体2の周辺を検出するために、たとえば図2に示すように、車外カメラ31やLidar32といった周辺センサが設けられることがある。
車外カメラ31は、図2に示すように、車体2においてドライバなどの乗員が乗車する車室の上部において前向きに設けられる。車外カメラ31は、たとえばステレオカメラが望ましい。ただし、車外カメラ31は、単眼カメラであっても、車体の2の360度の周囲全体を撮像するカメラであってもよい。また、車体2には、複数の車外カメラ31が設けられてもよい。複数の車外カメラ31は、互いに異なる向きに設けられることで、車体の2の360度の周囲全体を分割して撮像し得る。そして、車体2の車室などに配置される車外カメラ31は、ドライバと同様の視点から、車外を撮像できる。
Lidar32は、たとえば車体2の外周面を構成するバンパ4に設けられる。バンパ4には、車体2の外周に沿って複数のLidar32が設けられてよい。Lidar32は、たとえば赤外線を周辺へ走査出力し、照射した赤外線の反射光を検出する。Lidar32の検出に基づいて、Lidar32の周辺の立体的な空間情報を生成することが可能である。
これらの車体2の周辺を検出する周辺センサを有する場合、自動車1は、車体2の周辺の路面100にある車止め用の縁石101や窪み103を周辺センサの検出結果に基づいて検出することができる。自動車1の車体2の周辺情報は、たとえば後述するメータパネル35などに表示することができる。しかしながら、ドライバは、メータパネル35において縁石の像62,63や窪みの像が表示されたとしても、その表示が平面的であるため、それに基づいて車止め用の縁石101や窪み103までの残り距離などを容易に判断することが難しい。特に、運転に慣れたドライバが、車止め用の縁石101の上に車体2が被るように自動車1を駐車しようとしている場合に、その平面的な表示に基づいて、車体2が車止め用の縁石101に当たるか否かを判断することは容易でない。また、運転に慣れたドライバが、窪み103を通過しようとしている場合に、窪み103にタイヤ3が入った際に車体2が路面100に当たるか否かを判断することは容易でない。このようにメータパネル35において縁石の像62,63や窪みの像が表示されたとしても、ドライバは、自らの経験と勘に基づいて最終的な判断をするしかない。このようなドライバの判断は、自動車1から目視によりタイヤ3止め部材を認識した場合での判断と大きな違いがない。メータパネル35において平面的に見える画像は、視覚的な情報が削除されているため、たとえばミラーを通じて見る場合のように遠近感や物体のシルエットを把握しやすくはない。ドライバは、このような画像を見ただけでは、即座に状況を判断することができないことが多い。
また、周辺センサの検出に基づいて自動車1の制御系10が、自動車1の走行を制御することも考えられる。しかしながら、このような自動運転により駐車などをした場合、その結果としての駐車の状態は、ドライバが自らの判断で駐車したものとは異なる可能性がある。ドライバが望む結果が必ずしも得られるようになるとは限らない。たとえば、自動運転が過大な干渉抑制を判断して常に縁石101の手前で駐車する制御を実行した場合、運転に慣れているドライバは、自動車1のタイヤ3がタイヤ3止め部材に当たるように駐車していないことについて不満を持つ可能性がある。自動車1は走行中においてサスペンション5が大きく沈み込むことがある。このため、自動運転で駐車する場合、制御系10は、挙動に対する安全性を考慮して、縁石101の手前で車体2を駐車するように制御する可能性が高い。
このように自動車1では、自動車1が走行する路面100の状態に応じて、ドライバが所望する走行を支援することが求められる。
図3は、図1の自動車1において自動車1の車体下監視装置として機能する制御系10の説明図である。
図4は、図1の自動車1の車内での、ドライバ周りの模式的な説明図である。
図4は、図1の自動車1の車内での、ドライバ周りの模式的な説明図である。
図3の自動車1の制御系10は、複数の制御装置が接続される車ネットワーク17、を有する。
車ネットワーク17は、自動車1のためのたとえばCAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)に準拠した有線の通信ネットワークでよい。車ネットワーク17は、LANなどの通信用ネットワーク、無線方式の通信ネットワークなどを使用したり、これらを組合せたりしたものでもよい。車ネットワーク17に接続される装置は、たとえば送信先を指定した暗号化パケットを車ネットワーク17へ出力し、自身宛ての暗号化パケットを車ネットワーク17から取得してよい。これにより、車ネットワーク17に接続される装置は、自動車1に設けられる他の装置との間で情報を送受できる。
そして、図3には、複数の制御装置として、走行制御装置11、検出制御装置12、ユーザインタフェース制御装置(UI制御装置)13、操作検出装置14、GNSS受信機15、および、車外通信装置16、が示されている。
車ネットワーク17は、自動車1のためのたとえばCAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)に準拠した有線の通信ネットワークでよい。車ネットワーク17は、LANなどの通信用ネットワーク、無線方式の通信ネットワークなどを使用したり、これらを組合せたりしたものでもよい。車ネットワーク17に接続される装置は、たとえば送信先を指定した暗号化パケットを車ネットワーク17へ出力し、自身宛ての暗号化パケットを車ネットワーク17から取得してよい。これにより、車ネットワーク17に接続される装置は、自動車1に設けられる他の装置との間で情報を送受できる。
そして、図3には、複数の制御装置として、走行制御装置11、検出制御装置12、ユーザインタフェース制御装置(UI制御装置)13、操作検出装置14、GNSS受信機15、および、車外通信装置16、が示されている。
操作検出装置14は、自動車1に乗車しているドライバによる操作部材の操作入力を検出する。操作部材には、図4に示すように、たとえばステアリング44、シフトレバー43、クラッチペダル45、ブレーキペダル46、アクセルペダル47、がある。ドライバは、これらの操作部材を操作して、自動車1を走行させる。
ユーザインタフェース制御装置13は、自動車1に乗車しているドライバなどの乗員とのユーザインタフェース部材を制御する。ユーザインタフェース部材には、図4に示すように、たとえばメータパネル35、センタ操作デイスプレイ42、HUDユニット34、がある。また、図4には、メータパネル35の左右両縁に沿って、右LED列36および左LED列37が設けられる。右LED列36は、一列に配置される複数のLEDを有する。左LED列37は、一列に配置される複数のLEDを有する。なお、右LED列36および左LED列37は、メータパネル35そのものの左右両縁を構成するように、メータパネル35そのものに設けられてよい。メータパネル35の表示領域の左右両縁が、右LED列36および左LED列37の替わりの表示部として構成されてもよい。これら右LED列36と左LED列37とは、単色で発光可能なものであってもよいが、発光色をたとえば赤、青などの複数色で切り替えられるものが好ましい。
ユーザインタフェース制御装置13は、ユーザインタフェース部材とともに、自動車1の走行に関する情報を自動車1の乗員に対して提供可能なユーザインタフェース装置として機能する。
ユーザインタフェース制御装置13は、ユーザインタフェース部材とともに、自動車1の走行に関する情報を自動車1の乗員に対して提供可能なユーザインタフェース装置として機能する。
走行制御装置11は、たとえばECU21、メモリ23、タイマ22、を有する。タイマ22は、時刻や経過時間を計測する。メモリ23は、ECU21が実行するプログラムおよびプログラム実行の際に使用または生成するデータを記録する。ECU21は、メモリ23からプログラムを読み込んで実行する。これにより、ECU21は、走行制御装置11の全体動作を制御する。なお、図3に示す各制御装置は、走行制御装置11と同様にECU、メモリ、タイマ、を有してよい。
走行制御装置11のECU21は、たとえば自動車1の不図示の操舵装置、制動装置、駆動装置などを制御することにより、自動車1の走行を制御する。操舵装置には、たとえば前側のタイヤ3の向きを変えるステアリング装置がある。制動装置には、たとえば複数のタイヤ3を個別に制御する油圧式のものがある。駆動装置には、たとえばエンジンまたはモータなどの駆動力をトランスミッションおよび複数のディファレンシャル装置を通じて複数のタイヤ3へ個別に伝えるものがある。なお、操舵装置、制動装置、駆動装置は、車ネットワーク17に直接に接続されていてもよい。
そして、走行制御装置11は、操作検出装置14からドライバの操作入力を取得してドライバの運転操作に基づいて自動車1の走行を手動運転で制御しても、そのドライバの運転操作を支援するように自動車1の走行を支援制御しても、ドライバの運転操作によらずに自動車1の走行を自動運転により制御しても、よい。
走行制御装置11のECU21は、たとえば自動車1の不図示の操舵装置、制動装置、駆動装置などを制御することにより、自動車1の走行を制御する。操舵装置には、たとえば前側のタイヤ3の向きを変えるステアリング装置がある。制動装置には、たとえば複数のタイヤ3を個別に制御する油圧式のものがある。駆動装置には、たとえばエンジンまたはモータなどの駆動力をトランスミッションおよび複数のディファレンシャル装置を通じて複数のタイヤ3へ個別に伝えるものがある。なお、操舵装置、制動装置、駆動装置は、車ネットワーク17に直接に接続されていてもよい。
そして、走行制御装置11は、操作検出装置14からドライバの操作入力を取得してドライバの運転操作に基づいて自動車1の走行を手動運転で制御しても、そのドライバの運転操作を支援するように自動車1の走行を支援制御しても、ドライバの運転操作によらずに自動車1の走行を自動運転により制御しても、よい。
GNSS受信機15は、不図示の複数のGNSS衛星からの電波を受信し、自動車1の現在の位置および時刻を生成する。タイマ22の時刻は、GNSS受信機15の時刻により校正されてよい。
車外通信装置16は、地上などに設置されている基地局91との間で通信路を確立し、基地局91を通じてサーバ装置92との間で情報を送受する。基地局91には、たとえばキャリアが設置した広域携帯通信網のもの、ADASなどのために設置されたもの、などがある。
検出制御装置12には、自動車1に設けられる複数の自車センサが接続される。図3には、複数の自車センサの例として、車外カメラ31、Lidar32、車体下TOFセンサ33、が示されている。
上述するように、車外カメラ31は、ドライバと同様の視点から、自動車1の周囲を観察できる。
また、Lidar32は、車体2の側面において、ドライバの死角となる車体2の外側の周辺を検出することができる。
上述するように、車外カメラ31は、ドライバと同様の視点から、自動車1の周囲を観察できる。
また、Lidar32は、車体2の側面において、ドライバの死角となる車体2の外側の周辺を検出することができる。
図5は、図7および図8の駐車時の支援制御の下での、自動車1の侵入前状態の説明図である。
図6は、図7および図8の駐車時の支援制御の下での、図5の後の自動車1の駐車時進入状態の説明図である。
図5および図6に示すように、車体下TOFセンサ33は、車体2の下面において、前側の複数のタイヤ3の間となる部位に設けられる。車体下TOFセンサ33は、車体2の前側のタイヤ3の各々と対応させて、左右に並べて設けられてよい。
車体下TOFセンサ33は、斜前下向きに設けられる。車体下TOFセンサ33は、車体2の下から前にかけての範囲へ所定の周波数の波を出力し、路面100などの反射波を受ける。この場合の車体下TOFセンサ33の検出範囲(Under Range)には、車体2の下側とともに、その前外側の周辺が含まれる。車体下TOFセンサ33の検出範囲の一部は、Lidar32の検出範囲(Lidar Range)と重なる。車体下TOFセンサ33は、Lidar32の死角となる車体2の下側を検出することができる。車体下TOFセンサ33または検出制御装置12は、この反射波を受けるまでの時間(TOF)に基づいて、車体2の下側の検出範囲についての三次元の空間情報を生成できる。三次元の空間情報には、検出した路面100や縁石101までの距離の情報が含まれ得る。たとえば図6のように検出範囲に縁石101の一部がある場合、その縁石101の一部を含む路面100の形状を示す三次元の空間情報を生成する。ただし、図6の状態では、車体下TOFセンサ33の検出範囲(Under Range)に縁石101の全体が含まれていないため、車体下TOFセンサ33の検出結果のみに基づいて、検出しているものが縁石101であると断定することは難しい。
図6は、図7および図8の駐車時の支援制御の下での、図5の後の自動車1の駐車時進入状態の説明図である。
図5および図6に示すように、車体下TOFセンサ33は、車体2の下面において、前側の複数のタイヤ3の間となる部位に設けられる。車体下TOFセンサ33は、車体2の前側のタイヤ3の各々と対応させて、左右に並べて設けられてよい。
車体下TOFセンサ33は、斜前下向きに設けられる。車体下TOFセンサ33は、車体2の下から前にかけての範囲へ所定の周波数の波を出力し、路面100などの反射波を受ける。この場合の車体下TOFセンサ33の検出範囲(Under Range)には、車体2の下側とともに、その前外側の周辺が含まれる。車体下TOFセンサ33の検出範囲の一部は、Lidar32の検出範囲(Lidar Range)と重なる。車体下TOFセンサ33は、Lidar32の死角となる車体2の下側を検出することができる。車体下TOFセンサ33または検出制御装置12は、この反射波を受けるまでの時間(TOF)に基づいて、車体2の下側の検出範囲についての三次元の空間情報を生成できる。三次元の空間情報には、検出した路面100や縁石101までの距離の情報が含まれ得る。たとえば図6のように検出範囲に縁石101の一部がある場合、その縁石101の一部を含む路面100の形状を示す三次元の空間情報を生成する。ただし、図6の状態では、車体下TOFセンサ33の検出範囲(Under Range)に縁石101の全体が含まれていないため、車体下TOFセンサ33の検出結果のみに基づいて、検出しているものが縁石101であると断定することは難しい。
このような車体下TOFセンサ33は、自動車1の下側の路面100を検出するために自動車1の下面に設けられる車体下TOFセンサ33である。車体下TOFセンサ33は、図6に示すように車体2の下へ進入した路面100の縁石101や凹凸などを、検出することができる。
Lidar32は、車体下TOFセンサ33より外側となる車体2の周辺を検出可能な周辺センサである。Lidar32は、図5に示すように路面100の縁石101や凹凸などの全体を、車体下TOFセンサ33が検出するより前に、検出することができる。
車外カメラ31は、Lidar32より外側となる車体2の周辺を検出可能な周辺センサである。車外カメラ31は、図4に示すようにドライバと同様の視点により路面100の縁石101や凹凸などの全体を、Lidar32が検出するより前に、検出することができる。
また、ユーザインタフェース制御装置13は、検出制御装置12から、車体下TOFセンサ33を含む複数の自車センサによる路面100の検出結果などに基づいて自動車1の下側の路面100形状を推定し、その推定結果の情報をユーザインタフェース部材からドライバへ出力することができる。
また、走行制御装置11は、検出制御装置12から、車体下TOFセンサ33を含む複数の自車センサによる路面100の検出結果などに基づいて自動車1の下側の路面100形状を推定して、その推定結果の情報に応じて、自動車1の走行を制御することができる。
Lidar32は、車体下TOFセンサ33より外側となる車体2の周辺を検出可能な周辺センサである。Lidar32は、図5に示すように路面100の縁石101や凹凸などの全体を、車体下TOFセンサ33が検出するより前に、検出することができる。
車外カメラ31は、Lidar32より外側となる車体2の周辺を検出可能な周辺センサである。車外カメラ31は、図4に示すようにドライバと同様の視点により路面100の縁石101や凹凸などの全体を、Lidar32が検出するより前に、検出することができる。
また、ユーザインタフェース制御装置13は、検出制御装置12から、車体下TOFセンサ33を含む複数の自車センサによる路面100の検出結果などに基づいて自動車1の下側の路面100形状を推定し、その推定結果の情報をユーザインタフェース部材からドライバへ出力することができる。
また、走行制御装置11は、検出制御装置12から、車体下TOFセンサ33を含む複数の自車センサによる路面100の検出結果などに基づいて自動車1の下側の路面100形状を推定して、その推定結果の情報に応じて、自動車1の走行を制御することができる。
このような図3の自動車1の制御系10は、自動車1の車体下監視装置として機能できる。制御系10は、たとえば、車外カメラ31により全体が撮像されている路面100の縁石101や凹凸の画像に基づいて、路面100の縁石101や凹凸の位置、大きさ、範囲を推定し、その後の自車の進行方向に基づいて、路面100の縁石101や凹凸の接近を検出できる。
また、制御系10は、車外カメラ31の検出情報を用いることにより、路面100の縁石101や凹凸の全体がLidar32の検出範囲において検出されていない状態において、Lidar32により路面100の縁石101や凹凸が検出されていることを特定できる。制御系10は、Lidar32の検出範囲について、車外カメラ31の検出に基づいて路面100の縁石101や凹凸が検出され始める部位を特定し、その特定部位の情報が変化することを検出するだけで、路面100の縁石101や凹凸がLidar32により検出され始めたことを速やかに特定することが可能である。
また、制御系10は、Lidar32の検出情報を用いることにより、路面100の縁石101や凹凸の全体が車体下TOFセンサ33の検出範囲において検出されていない状態において、車体下TOFセンサ33により路面100の縁石101や凹凸が検出されていることを特定できる。制御系10は、車体下TOFセンサ33の検出範囲について、Lidar32の検出に基づいて路面100の縁石101や凹凸が検出され始める部位を特定し、その特定部位の情報が変化することを検出するだけで、路面100の縁石101や凹凸が車体下TOFセンサ33により検出され始めたことを速やかに特定することが可能である。
制御系10は、車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33による路面100の縁石101や凹凸の検出を、車載センサごとに再検出処理を実行することなく、連続的に検出し続けることが可能である。
また、制御系10は、車外カメラ31の検出情報を用いることにより、路面100の縁石101や凹凸の全体がLidar32の検出範囲において検出されていない状態において、Lidar32により路面100の縁石101や凹凸が検出されていることを特定できる。制御系10は、Lidar32の検出範囲について、車外カメラ31の検出に基づいて路面100の縁石101や凹凸が検出され始める部位を特定し、その特定部位の情報が変化することを検出するだけで、路面100の縁石101や凹凸がLidar32により検出され始めたことを速やかに特定することが可能である。
また、制御系10は、Lidar32の検出情報を用いることにより、路面100の縁石101や凹凸の全体が車体下TOFセンサ33の検出範囲において検出されていない状態において、車体下TOFセンサ33により路面100の縁石101や凹凸が検出されていることを特定できる。制御系10は、車体下TOFセンサ33の検出範囲について、Lidar32の検出に基づいて路面100の縁石101や凹凸が検出され始める部位を特定し、その特定部位の情報が変化することを検出するだけで、路面100の縁石101や凹凸が車体下TOFセンサ33により検出され始めたことを速やかに特定することが可能である。
制御系10は、車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33による路面100の縁石101や凹凸の検出を、車載センサごとに再検出処理を実行することなく、連続的に検出し続けることが可能である。
図7は、図3の制御系10による、駐車時の支援制御のフローチャートである。
図8は、図7の駐車時進入処理の詳細な制御のフローチャートである。
自動車1の制御系10のたとえば走行制御装置11のECU21は、自動車1が駐車のために走行する場合に、図7および図8による支援制御を実行してよい。
なお、図7および図8による支援制御は、自動車1の制御系10の複数のECU21が協働して実行してもよい。
図7から図8の支援制御は、駐車する際に路面100の縁石101や凹凸を車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33により順番に検出して、各々の検出段階に応じて自動車1の走行制御および表示出力制御を切り替えて実行するものである。ここでは、後述する図9に示すように、たとえばメータパネル35の表示が、通常表示、フロントビュー表示、車体下表示に切り替わる。ここで、通常表示は、後述する車両下制御において表示させるフロントビュー表示および車体下表示とは異なる表示であればよい。通常表示のメータパネル35には、たとえばスピードメータ、タコメータ、水温系、自動運転状態、などが表示されてよい。
図8は、図7の駐車時進入処理の詳細な制御のフローチャートである。
自動車1の制御系10のたとえば走行制御装置11のECU21は、自動車1が駐車のために走行する場合に、図7および図8による支援制御を実行してよい。
なお、図7および図8による支援制御は、自動車1の制御系10の複数のECU21が協働して実行してもよい。
図7から図8の支援制御は、駐車する際に路面100の縁石101や凹凸を車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33により順番に検出して、各々の検出段階に応じて自動車1の走行制御および表示出力制御を切り替えて実行するものである。ここでは、後述する図9に示すように、たとえばメータパネル35の表示が、通常表示、フロントビュー表示、車体下表示に切り替わる。ここで、通常表示は、後述する車両下制御において表示させるフロントビュー表示および車体下表示とは異なる表示であればよい。通常表示のメータパネル35には、たとえばスピードメータ、タコメータ、水温系、自動運転状態、などが表示されてよい。
ステップST1において、制御系10のECU21は、自動車1が走行中であるか否かを判断する。走行中の車外カメラ31の撮像画像は、走行方向を基準に変化する。自動車1には、不図示の加速度センサや速度センサが設けられる。自動車1が走行する場合、操作部材や不図示のイグニションスイッチがドライバなどにより操作される。ECU21は、これらの情報に基づいて、自動車1が走行中であるか否かを判断してよい。自動車1が走行中でない場合、ECU21は、処理をステップST12へ進める。この他にもたとえば、自動車1が走行中でない場合、ECU21は、本制御を終了してもよい。自動車1が走行中である場合、ECU21は、処理をステップST2へ進める。
ステップST2において、ECU21は、主に車外カメラ31といった周辺センサから、走行環境情報を取得する。自動車1が駐車する場合、車外カメラ31の撮像画像には駐車場が撮像される。これに対し、自動車1が道路を走行している場合、車外カメラ31の撮像画像には走行中の車線などが撮像される。
ステップST3において、ECU21は、ステップST2で取得した走行環境情報に基づいて、走行中の自動車1についての車体下制御が必要となる可能性がある走行環境であるか否かを判断する。車外カメラ31の画像に駐車場が撮像されている場合、ECU21は、車体下制御が必要となる可能性があると判断し、処理をステップST4へ進める。それ以外の場合、ECU21は、車体下制御が必要となる可能性がないと判断し、処理をステップST12へ進める。
ステップST4において、車体下制御が必要となる可能性があると判断したECU21は、車外カメラ31の撮像画像を解析して、自動車1の周辺の路面100情報を取得する。駐車場の路面100には、たとえば図1に示すように一対の境界線102とともに車止め用の縁石101とがある。この場合、車外カメラ31の撮像画像には、一対の境界線102と車止め用の縁石101とが撮像される。ECU21は、車外カメラ31の撮像画像を解析して、車止め用の縁石101の情報を抽出してよい。また、ECU21は、車外カメラ31の撮像画像を解析して、駐車場の路面100の窪みなどの凹凸の情報を抽出してもよい。
ステップST5において、ECU21は、ステップST4の処理により車止め用の縁石101が抽出されたか否かに基づいて、車止めの用の縁石101の有無を判断する。車止めの用の縁石101の情報が抽出されている場合、ECU21は、車止めの用の縁石101があると判断し、処理をステップST6へ進める。また、ECU21は、駐車場の路面100の窪みなどの凹凸の情報が抽出されている場合、ECU21は、処理をステップST6へ進めてもよい。車止めの用の縁石101の情報が抽出されていない場合、また、駐車場の路面100の窪みなどの凹凸の情報が抽出されていない場合、ECU21は、処理をステップST12へ進める。この場合、ECU21は、駐車の際の車体下制御を実行しない。
ステップST6において、ECU21は、ユーザインタフェース制御装置13を通じてユーザインタフェース部材を制御し、たとえばメータパネル35の表示を、通常表示からフロントビュー表示へ切り替える。これにより、メータパネル35には、駐車区画についてのたとえば車外カメラ31の撮像画像またはLidar32の三次元の検出画像が表示される。そして、このフロントビュー表示の画像には、車止めの用の縁石の像62,63が含まれる。これにより、ドライバは、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸を直視することができなくなっても、メータパネル35の表示において確認することができる。
ステップST7において、ECU21は、走行制御装置11を通じて自動車1の挙動を安定化するための侵入前制御を実行する。ECU21は、たとえばサスペンション5を硬くしたり、動作範囲を制限したり、車速、加減速、または制動力を制限したり、してよい。ECU21は、アクセルの開度、ブレーキストローク、サスペンション5のショック部のストローク量や、単位時間当たりの作動量である微分値を監視して、制限してもよい。これにより、自動車1の走行は、急変し難くなり、車体2の上下動が抑制される。車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33の視点も安定する。
ステップST8において、ECU21は、挙動を安定化させた自動車1のLiderなどの検出に基づいて、車体2の下へ進入していない車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の範囲や高さなどに基づいて、車体2との干渉を事前判定する。ECU21は、安定化させた自動車1の挙動を含めて、車体2との干渉を事前判定してよい。ECU21は、たとえば車体下TOFセンサ33により検出可能な車体2の前側にあるバンパ4の下端と現在の路面100との距離と、車止めの用の縁石101の高さとを比較し、車体2との干渉を事前判定してよい。車体2のバンパ4の下端と現在の路面100との距離が、縁石101の高さ以下である場合、車体2のバンパ4は、縁石101と干渉する可能性が高い。この場合、自動車1は、車止めの用の縁石101が車体2のバンパ4の下へ進入する前に、走行を停止する必要がある。これに対して、車体2のバンパ4の下端と現在の路面100との距離が、縁石101の高さよりある場合、車体2のバンパ4は、縁石101と干渉する可能性が低い。この場合、自動車1は、車止めの用の縁石101が車体2のバンパ4の下へ進入した後に、走行を停止することができる。
ステップST9において、ECU21は、ステップST8による車体2との干渉の事前判定の結果に基づいて、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が車体2の下に侵入可能であるか否かを判断する。侵入可能である場合、ECU21は、処理をステップST10へ進める。侵入可能でない場合、ECU21は、処理をステップST11へ進める。
ステップST10において、ECU21は、走行制御装置11を通じて、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の上へ車体2を走行させる、駐車時進入制御を実行する。駐車時進入制御の詳細については、図8において説明するが、後述する図9に示すように、たとえばメータパネル35の表示は、通常表示から、フロントビュー表示または車体下表示に切り替わる。この場合、ドライバは、駐車時進入制御のために切り替わったメータパネル35の表示などを確認しながら、自動車1を車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の上まで走行させ、駐車するための運転操作を実行することができる。その後、ECU21は、処理をステップST12へ進める。
ステップST11において、ECU21は、走行制御装置11を通じて、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の上へ車体2を走行させないようにするために、侵入前強制停止制御を実行する。ECU21は、たとえばLidar32において車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が検出されなくなることに基づいて、自動車1の走行を停止する。これにより、自動車1の車体2は、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の手前で停止し得る。車体2は、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸と干渉しないようになる。その後、ECU21は、処理をステップST12へ進める。
ステップST12において、ECU21は、ユーザインタフェース制御装置13を通じてユーザインタフェース部材を制御し、たとえばメータパネル35の表示を、通常表示へ戻すように切り替える。これにより、メータパネル35の表示は、駐車支援制御のためのフロントビュー表示または車体下表示から、通常表示に切り替わる。その後、ECU21は、本制御を終了する。
次に、図7のステップST10による駐車時進入制御について説明する。
ステップST21において、ECU21は、ステップST6において切り替えたメータパネル35のフロントビュー表示を更新する。ECU21は、本処理実行時の最新の車外カメラ31の撮像画像またはLidar32の三次元の検出画像を取得し、メータパネル35に表示する。これにより、ドライバは、直視することができなくなっている車止めの用の縁石101または路面100の凹凸への現時点での接近具合を、メータパネル35の表示により確認できる。ドライバは、減速したり操舵を微調整したりできる。これらの操作がなされても、既にステップST7において安定化のための侵入前制御が実行されているため、車体2の挙動は抑制されて安定し得る。車体2は、安定した姿勢を維持して、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸へ接近することができる。
ステップST22において、ECU21は、直視することができなくなっている車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が、車体2の下への進入を開始したか否かを判断する。ECU21は、たとえばLidar32により車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が検出されなくなったこと、に基づいて、車体2の下への進入を開始したと判断してよい。または、ECU21は、たとえば車体下TOFセンサ33により車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が検出され始めたこと、に基づいて、車体2の下への進入を開始したと判断してよい。車体下TOFセンサ33の検出範囲は、上述したように、Lidar32の検出範囲と一部が重なっている。このため、ECU21は、車体下TOFセンサ33の検出に基づいて改めて車止めの用の縁石101または路面100の凹凸を検出することなく、本処理を即座に実行することができる。特に、Lidar32により検出されなくなったことよりも、車体下TOFセンサ33により一部が検出されたことにより進入の開始を判断することにより、車体2の下への実際の侵入が開始される直前に、進入を開始したと判断することが可能となる。
ステップST23において、ECU21は、ユーザインタフェース制御装置13を通じてユーザインタフェース部材を制御し、たとえばメータパネル35の表示を、フロントビュー表示から車体下表示へ切り替える。これにより、メータパネル35には、駐車区画にいる自動車1の車体2の下側および周囲の路面100が表示され得る。なお、メータパネル35には、駐車区画にいる自動車1の車体2の下側および周囲の路面100が、車体2の下面とともに表示されてもよい。車体下表示の画像には、車止めの用の縁石の像62,63または路面100の凹凸の像が含まれる。これにより、ドライバは、直視することができなくなっている車止めの用の縁石101または路面100の凹凸と、車体2との間隔を、目視により確認することができる。ドライバは、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の手前で自動車1を停止させるか、または、それらに当たるようにタイヤ3を進めて自動車1を停止させるか、について容易に判断することができる。
ステップST24において、ECU21は、また、ユーザインタフェース制御装置13を通じてユーザインタフェース部材を制御し、メータパネル35の左右両縁に沿って設けられる右LED列36の点灯と左LED列37の点灯とを開始する。
右LED列36は、たとえば右前側のタイヤ3と、その前にある車止めの用の縁石101または路面100の凹凸との残距離に応じて点灯してよい。残距離は、車体下TOFセンサ33により検出されている。また、右LED列36の最も上のLEDは、たとえば赤色で他のLEDとは異なる色で点灯してよい。これにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸までの残距離が、認識し易くなる。
左LED列37は、たとえば左前側のタイヤ3と、その前にある車止めの用の縁石101または路面100の凹凸との残距離に応じて点灯してよい。また、左LED列37の最も上のLEDは、たとえば赤色で他のLEDとは異なる色で点灯してよい。これにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸までの残距離が、認識し易くなる。
このように右LED列36と左LED列37とが消灯状態から点灯状態へ切り替わることにより、ドライバは、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸に近づいていることを容易に認識できる。また、ドライバに対して、メータパネル35の車体下表示の視認を促すことができる。
また、このように右LED列36と左LED列37とで、左右別々の表示をすることにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸に対して垂直に進んでいるか否かを判断することができる。ドライバは、それを修正して左右の残距離を揃えるように操舵することができる。
右LED列36は、たとえば右前側のタイヤ3と、その前にある車止めの用の縁石101または路面100の凹凸との残距離に応じて点灯してよい。残距離は、車体下TOFセンサ33により検出されている。また、右LED列36の最も上のLEDは、たとえば赤色で他のLEDとは異なる色で点灯してよい。これにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸までの残距離が、認識し易くなる。
左LED列37は、たとえば左前側のタイヤ3と、その前にある車止めの用の縁石101または路面100の凹凸との残距離に応じて点灯してよい。また、左LED列37の最も上のLEDは、たとえば赤色で他のLEDとは異なる色で点灯してよい。これにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸までの残距離が、認識し易くなる。
このように右LED列36と左LED列37とが消灯状態から点灯状態へ切り替わることにより、ドライバは、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸に近づいていることを容易に認識できる。また、ドライバに対して、メータパネル35の車体下表示の視認を促すことができる。
また、このように右LED列36と左LED列37とで、左右別々の表示をすることにより、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸に対して垂直に進んでいるか否かを判断することができる。ドライバは、それを修正して左右の残距離を揃えるように操舵することができる。
ステップST25において、ECU21は、車体2と車止めの用の縁石101または路面100との接触を抑制するために侵入中制御を実行する。ECU21は、たとえばサスペンション5を最大に硬くしたり、動作範囲を制限したり、車速、加減速、または制動力をステップST7の場合からさらに制限したり、してよい。これにより、自動車1が制動により停止する際に、車体2は上下動し難くなる。車外カメラ31、Lidar32、および車体下TOFセンサ33の視点もさらに安定する。
ステップST26において、ECU21は、ステップST25により車体2を挙動しなくなるように強く制限した状態で、車体下TOFセンサ33の検出に基づいて、車体2の下へ進入し始めている車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の範囲や高さなどに基づいて、これらと車体2との干渉を最終的な判断をする。ECU21は、強く安定化させている自動車1の挙動を含めて、車体2との干渉を進入中に判断してよい。ECU21は、たとえば車体下TOFセンサ33により検出可能な車体2の前側にあるバンパ4の下端と現在の路面100との距離と、車止めの用の縁石101の高さとを比較し、車体2との干渉を最終的に判断してよい。挙動を強く安定化させた車体2のバンパ4の下端と現在の路面100との距離が、縁石101の高さ以下である場合、車体2のバンパ4は、縁石101と干渉する可能性が高い。この場合、自動車1は、車止めの用の縁石101が車体2のバンパ4の下へ進入する前に、走行を停止する必要がある。これに対して、車体2のバンパ4の下端と現在の路面100との距離が、縁石101の高さよりある場合、車体2のバンパ4は、縁石101と干渉する可能性が低い。この場合、自動車1は、車止めの用の縁石101が車体2のバンパ4の下へ進入した後に、走行を停止することができる。
ステップST27において、ECU21は、ステップST26による車体2との干渉の侵入中判定の結果に基づいて、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸が車体2の下に侵入可能であるか否かを最終的に判断する。侵入可能でない場合、ECU21は、処理をステップST28へ進める。侵入可能である場合、ECU21は、ステップST28を飛ばして、処理をステップST29へ進める。
ステップST28において、ECU21は、走行制御装置11を通じて、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸の上へ車体2を今以上に進入させないようにするために、侵入中の強制停止制御を即時的に実行する。これにより、自動車1の車体2は、車止めの用の縁石101または路面100の凹凸と干渉する前に停止し得る。その後、ECU21は、処理をステップST29へ進める。
ステップST29において、ECU21は、自動車1の駐車が終了したか否かを判断する。ドライバは、自動車1を駐車した後、シフトレバー43をパーキング位置に操作したり、イグニションスイッチをオフ操作したりする。ECU21は、これらの操作部材の状態に基づいて、自動車1の駐車が終了したか否かを判断してよい。自動車1の駐車が終了していない場合、ECU21は、処理をステップST23へ戻す。ECU21は、自動車1の駐車が終了したと判断するまで、ステップST23からステップST29までの処理を繰り返す。これにより、メータパネル35の車体下表示と、右LED列36および左LED列37の点灯とは、処理時点のものに更新され続ける。ドライバは、これらの表示に基づいて都度必要な操作をして、所望の駐車位置まで自動車1を走行させることができる。そして、自動車1の駐車が終了したと判断すると、ECU21は、本制御を終了し、処理を図7へ戻す。
図9は、図7および図8の駐車時の支援制御による、自動車1の表示出力遷移の説明図である。
図9には、メータパネル35、右LED列36および左LED列37、および、HUDユニット34、が示されている。
図9には、メータパネル35、右LED列36および左LED列37、および、HUDユニット34、が示されている。
図9の上段のメータパネル35は、通常表示となっている。通常表示のメータパネル35には、自動車1の走行速度を示すスピードメータの像60などが表示される。上述するように、図9の上段の通常表示は、路面100に凹凸などがないと判断される場合に表示されるものである。
図9の中段のメータパネル35は、フロントビュー表示となっている。フロントビュー表示のメータパネル35には、自動車1の走行方向である前方のたとえば撮像画像が、フロントビュー画像61として表示される。フロントビュー画像61には、駐車場の路面100に設置された左右の車止めの用の縁石の像62,63が含まれる。フロントビュー画像61には、少なくとも車体2の周辺の路面100情報が含まれる。そして、フロントビュー画像61は、自動車1の走行に応じてスクロールするように変化し得る。
図9の下段のメータパネル35は、車体下表示となっている。車体下表示のメータパネル35には、自動車1の車体2の下側の合成画像が、車体下画像66として表示される。車体下画像66には、車体2の像とともに、駐車場の路面100に設置された左右の車止めの用の縁石の像62,63が含まれる。ECU21は、自動車1に設けられる複数の車体下TOFセンサ33の三次元の空間情報に基づいて、車体下画像66を生成してよい。さらに、ECU21は、Lidar32の三次元の空間情報や、車外カメラ31の撮像画像などを組み合わせて、車体下画像66を生成してよい。車体下表示の車体下画像66には、少なくとも車体2の下側の路面100情報が含まれる。
ECU21は、図7のステップST6の処理により、メータパネル35の表示を、通常表示からフロントビュー表示へ切り替える。その後、メータパネル35の表示を車体下表示へ切り替えるまで、フロントビュー画像61を更新し続ける。
また、ECU21は、図8のステップST23の処理により、メータパネル35の表示を、フロントビュー表示から車体下表示へ切り替える。その後、ステップST12においてメータパネル35の表示を通常表示へ戻すように切り替えるまで、車体下表示の車体下画像66を更新し続ける。
また、ECU21は、図8のステップST23の処理により、メータパネル35の表示を、フロントビュー表示から車体下表示へ切り替える。その後、ステップST12においてメータパネル35の表示を通常表示へ戻すように切り替えるまで、車体下表示の車体下画像66を更新し続ける。
また、ECU21は、図8のステップST24の処理により、それまで消灯状態にあった右LED列36および左LED列37を点灯させる。その後、ステップST12においてメータパネル35の表示を通常表示へ戻すように切り替えるまで、右LED列36および左LED列37の点灯状態を更新し続ける。上述するように、右LED列36と左LED列37とが、左右別々の残距離などを表示することにより、ドライバは、操舵の微調整、速度の微調整、停止のための減速タイミング、などを容易に把握することができる。また、ドライバは、複数のLEDで構成される右LED列36と左LED列37とにより、縁石101などまでの残距離が直感的に与えられることにより、メータパネル35の表示のみでは把握し難い残距離(遠近感)などを容易にかつ容易に把握できるようになる。特に、右LED列36と左LED列37とが、メータパネル35の左右両側において末広がりとなる状態で設けられていることにより、ドライバは、残距離の程度を、遠近感により直感的に把握することができる。ここで、末広がりとは、上下方向に沿って立てられている右LED列36の下端と左LED列37の下端との間隔が、それらの上端の間隔より広い状態に設けられていることをいう。メータパネル35の左右両側に右LED列36と左LED列37とを設けることにより、大まかな判断のための情報を中心視野に表示し、途中経過とゴールとを左右両側で表示して、駐車時の即時的な判断に必要となる情報をまとめてかつ分かりやすく整理して提供することができる。ドライバは、正面を向いた状態のままで、これらの情報を得て運転操作をすることができる。
なお、ECU21は、たとえばステップST24の処理などにおいて、右LED列36と左LED列37との点灯とともに、HUDユニット34において残距離の数値や残距離に応じた警告マークなどを表示させてもよい。
また、ECU21は、右LED列36および左LED列37に、またはHUDユニット34に、車体2の下面と路面100とのクリアランスの注意喚起を表示してもよい。
また、ECU21は、右LED列36の複数のLEDと、左LED列37の複数のLEDとを、残距離になどに応じてフラッシュ点灯または連続切替点灯させてもよい。
また、ECU21は、縁石101や凹凸を通過するように自動車1が走行する場合には、右LED列36と左LED列37との点灯色を切り替えてよい。
また、ECU21は、スピーカから、残距離などに応じて音程などが変化する音を出力してもよい。表示と音により、ドライバに対してより感覚的に情報を伝えることができる。
なお、ECU21は、たとえばステップST24の処理などにおいて、右LED列36と左LED列37との点灯とともに、HUDユニット34において残距離の数値や残距離に応じた警告マークなどを表示させてもよい。
また、ECU21は、右LED列36および左LED列37に、またはHUDユニット34に、車体2の下面と路面100とのクリアランスの注意喚起を表示してもよい。
また、ECU21は、右LED列36の複数のLEDと、左LED列37の複数のLEDとを、残距離になどに応じてフラッシュ点灯または連続切替点灯させてもよい。
また、ECU21は、縁石101や凹凸を通過するように自動車1が走行する場合には、右LED列36と左LED列37との点灯色を切り替えてよい。
また、ECU21は、スピーカから、残距離などに応じて音程などが変化する音を出力してもよい。表示と音により、ドライバに対してより感覚的に情報を伝えることができる。
次に、図5および図6に基づいて、実際の走行状態の例を説明する。
図5では、駐車場の路面100に設置された縁石101は、自動車1の車体2の前方にある。自動車1が駐車区画へ向けて走行するにつれて、縁石101は、図中に破線で示す直視可能な位置から、図中に実線で示す直視できない範囲(Invisible Range)の位置へ移動する。これにより、ECU21は、基本的に車外カメラ31の撮像画像に基づいて認識していた縁石101が、車外カメラ31の撮像画像に撮像されなくなったことに基づいて、メータパネル35の表示を、通常表示からフロントビュー表示へ切り替える。ドライバは、直視できなくなった縁石101を、メータパネル35の表示により確認することができる。この状態では、路面100の縁石101の全体は、Lidar32の検出範囲(Lidar Range)に含まれ、ECU21は、Lidar32の検出に基づいて縁石101の高さや残距離を演算することができる。ECU21は、車体2の挙動を抑制することにより、自動車1の走行が変化する場合でも、縁石101の高さや残距離を、より確からしく検出することができる。自動車1を駐車する場合、ドライバは、減速などの操作をする。
自動車1が駐車区画へ向けて走行すると、駐車場の路面100に設置された縁石101は、図6に示すように、自動車1の車体2に近づく。自動車1の車体2に近づいた縁石101は、車体下TOFセンサ33の検出範囲に入り、その後、Lidar32の検出範囲の外になる。Lidar32の検出範囲の外になる縁石101は、少なくともその一部が車体2の下側へ進入する。
図6の状態では、ECU21は、メータパネル35の表示を、フロントビュー表示から車体下表示へ切り替える。ドライバは、車体下表示の車体下画像66に基づいて、自ら、直視できない縁石101と車体2との接触といった干渉の可能性を判断することができる。また、ECU21は、車体2の挙動を抑制することにより、縁石101の高さや残距離をより確からしく検出し、さらに、干渉の可能性をより確からしく判断することができる。車体下TOFセンサ33が車体2の下において、車体2の外縁より内側に設けられていることにより、ECU21は、縁石101の高さや残距離、干渉の可能性を、より確からしく検出して判断することができる。
ドライバは、図6の状態において、自動車1を停止して駐車してもよい。また、ECU21が縁石101と車体2とが干渉しないとECU21が判断している場合、ドライバは、図6の状態からさらに自動車1を走行させて、タイヤ3を縁石101に当てた状態で自動車1を停止して駐車することもできる。ドライバは、駐車についての自らの嗜好と判断に基づいて、所望の位置で自動車1を駐車することができる。この場合でも、縁石101と車体2とは基本的に接触することはない。ドライバは、車体2が縁石101などの路面100と干渉しないように安全な状態で、自動車1を所望の状態に駐車させることができる。
図6の状態では、ECU21は、メータパネル35の表示を、フロントビュー表示から車体下表示へ切り替える。ドライバは、車体下表示の車体下画像66に基づいて、自ら、直視できない縁石101と車体2との接触といった干渉の可能性を判断することができる。また、ECU21は、車体2の挙動を抑制することにより、縁石101の高さや残距離をより確からしく検出し、さらに、干渉の可能性をより確からしく判断することができる。車体下TOFセンサ33が車体2の下において、車体2の外縁より内側に設けられていることにより、ECU21は、縁石101の高さや残距離、干渉の可能性を、より確からしく検出して判断することができる。
ドライバは、図6の状態において、自動車1を停止して駐車してもよい。また、ECU21が縁石101と車体2とが干渉しないとECU21が判断している場合、ドライバは、図6の状態からさらに自動車1を走行させて、タイヤ3を縁石101に当てた状態で自動車1を停止して駐車することもできる。ドライバは、駐車についての自らの嗜好と判断に基づいて、所望の位置で自動車1を駐車することができる。この場合でも、縁石101と車体2とは基本的に接触することはない。ドライバは、車体2が縁石101などの路面100と干渉しないように安全な状態で、自動車1を所望の状態に駐車させることができる。
以上のように、本実施形態では、自動車1に設けられる複数の自車センサに、車体2の下面に設けられる車体下TOFセンサ33が含まれる。車体下TOFセンサ33は、自動車1の車体2の下側の路面100を検出することができる。そして、自動車1の制御系10による制御部は、車体下TOFセンサ33を含む複数の自車センサによる路面100の検出結果などに基づいて、自動車1が走行する路面100形状を推定して、推定した路面100形状に応じて、自動車1の走行またはユーザインタフェース装置からの情報出力を制御する。これにより、自動車1は、自動車1が走行する路面100の形状についての情報を、ユーザインタフェース装置からドライバへ提供できる。ドライバは、提供された情報に基づいて、車体2の下側の路面100形状を確認しながら、自らが所望する走行を自動車1に実行させることができる。
しかも、本実施形態では、自動車1に設けられる複数の自車センサには、自動車1の車体2の下側の路面100を検出するために車体2の下面に設けられる車体下TOFセンサ33とともに、車体2を基準として車体下TOFセンサ33より外側となる車体2の周辺を検出可能な周辺センサ、が含まれる。そして、車体下TOFセンサ33は、車体2の下側の路面100とともに車体2の周囲の路面100を検出するように斜下向きに設けられて、その検出範囲が周辺センサと重なる。これにより、制御部は、周辺センサにより検出されている路面100の凹凸と、車体2の下面に設けられる車体下TOFセンサ33による路面100の凹凸とを対応付けることが可能になる。制御部は、自動車1の走行中において、周辺センサにより事前に路面100の凹凸が検出されていることに基づいて、車体2の下面に設けられる車体下TOFセンサ33により検出される路面100の凹凸を特定でき、車体下TOFセンサ33の検出に基づいて路面100の凹凸についての新たな検出を最初から実行することなく、周辺センサの制御に続けて、周辺センサにより事前に検出されていた路面100の凹凸に対応する車体下TOFセンサ33の検出に基づく制御を不断的に実行することが可能になる。制御部は、たとえば周辺センサにより検出されなくなった路面100の凹凸を、車体2の下面に設けられる車体下TOFセンサ33の検出結果に基づいて改めて検出することなく、周辺センサにより検出されていた路面100の凹凸が車体下TOFセンサ33により検出されているものとして、その路面100の凹凸に対応する制御を即座に且つ連続的に開始することができる。
これにより、本実施形態では、自動車1が走行する路面100の状態についての情報を、車体2の下側の路面100の状態の情報を含めてドライバへ提供して、ドライバには所望の走行を実施し得るように支援することができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
本実施形態では、図5および図6に示す車体下TOFセンサ33についての、車体2の下面での設置状態の一例を説明する。
以下においては、主に、上述した実施形態との相違点について説明する。上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
本実施形態では、図5および図6に示す車体下TOFセンサ33についての、車体2の下面での設置状態の一例を説明する。
以下においては、主に、上述した実施形態との相違点について説明する。上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図10は、本発明の第二実施形態に係る自動車1の車体下監視装置についての、車体下構造の説明図である。図10は、駐停車中にある状態、または低速で走行している状態にある自動車1を、下側から見た図である。
図10において、車体2において前後方向に沿って延在する車体2のビーム7には、凹部51が形成される。凹部51は、車体2の下面に露出する下面構造物であるビーム7において、タイヤハウス6についての車体2の中央側の部分に形成される。これにより、凹部51は、車体2の左右に形成されるタイヤハウス6の間に設けられる。ビーム7とタイヤハウス6との間には、タイヤ3を軸支するリンク部材8が位置する。
車体下TOFセンサ33は、凹部51にその全体または一部が収容されて、凹部51において斜前下向きに設置される。
図10において、車体2において前後方向に沿って延在する車体2のビーム7には、凹部51が形成される。凹部51は、車体2の下面に露出する下面構造物であるビーム7において、タイヤハウス6についての車体2の中央側の部分に形成される。これにより、凹部51は、車体2の左右に形成されるタイヤハウス6の間に設けられる。ビーム7とタイヤハウス6との間には、タイヤ3を軸支するリンク部材8が位置する。
車体下TOFセンサ33は、凹部51にその全体または一部が収容されて、凹部51において斜前下向きに設置される。
ビーム7とタイヤハウス6との間には、タイヤハウス6の前縁についての中央側となる部位に、支持軸53が設けられる。支持軸53には、長尺方向において湾曲している翼形状のガード部材52が設けられる。翼形状のガード部材52は、支持軸53の周囲で回動可能である。そして、略無風状態である駐停車状態または低速走行状態では、翼形状のガード部材52は、図5および図6に併せて示しているように、車体2の下面に沿って前後方向に延在している。
図11は、図10の自動車1の車体下監視装置についての、高速走行中の状態の説明図である。高速走行中の車体2の周囲では、気流が発生する。特に、高速走行中では、図11に示すように、タイヤハウス6側から車体2の中央側へ向かう気流が発生する。車体2の下面において回動可能に軸支されている翼形状のガード部材52は、この気流に押されて、上述した前後方向に沿う初期位置から車体2の中央側へ向けて回動する。タイヤハウス6側から車体2の中央側へ向かう気流が高速走行により強くなると、翼形状のガード部材52は、車体2の左右方向である車幅方向に沿うように回動する。回動した翼形状のガード部材52は、ビーム7に形成される凹部51の前側に位置することになる。回動した翼形状のガード部材52は、車体下TOFセンサ33および凹部51についての、自動車1の進行方向の側となる位置まで回動して進行することになる。
これにより、たとえば車体2の前方から飛来物が来たとしても、その飛来物は、回動している翼形状のガード部材52に当たり、凹部51に設けられる車体下TOFセンサ33に当たり難くなる。これにより、車体下TOFセンサ33は、飛来物などが当たることにより損傷してしまうことが起き難くなる。
このように車体2の下面について設けられて回動可能な翼形状のガード部材52は、走行中の車体2の走行速度の増加に応じて車体2の下面に形成される凹部51とその下側で重なるように進退できる。
このように車体2の下面について設けられて回動可能な翼形状のガード部材52は、走行中の車体2の走行速度の増加に応じて車体2の下面に形成される凹部51とその下側で重なるように進退できる。
その後、車速が低下すると、タイヤハウス6側から車体2の中央側へ向かう気流が弱まることにより、回動していた翼形状のガード部材52は、再び図10のように回動して後退して、車体2の前後方向に沿って延在する。翼形状のガード部材52は、自動車1の走行する速度が低くてタイヤハウス6から車体2の中央側へ向かう気流に押されていない場合には、車体下TOFセンサ33および凹部51についての外側であるタイヤハウス6の側へ後退する。翼形状のガード部材52は、駐停車などでの低速走行の際には、後退している。
これにより、車体下TOFセンサ33は、低速時においては、翼形状のガード部材52により視野を遮られることなく、凹部51から斜前下方向の路面100を検出することができる。翼形状のガード部材52は、車体下TOFセンサ33の検出に影響を与えることなく、車体下TOFセンサ33および凹部51についての自動車1の進行方向の側をガードすることができる。
これにより、車体下TOFセンサ33は、低速時においては、翼形状のガード部材52により視野を遮られることなく、凹部51から斜前下方向の路面100を検出することができる。翼形状のガード部材52は、車体下TOFセンサ33の検出に影響を与えることなく、車体下TOFセンサ33および凹部51についての自動車1の進行方向の側をガードすることができる。
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
本実施形態では、上述した実施形態での車体下TOFセンサ33の設置状態を、さらに改善する一例を説明する。
以下においては、主に、上述した実施形態との相違点について説明する。上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
本実施形態では、上述した実施形態での車体下TOFセンサ33の設置状態を、さらに改善する一例を説明する。
以下においては、主に、上述した実施形態との相違点について説明する。上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、本発明の第三実施形態に係る自動車1の車体下監視装置についての、車体下構造の説明図である。駐停車中、または低速走行中の状態である。
図12において、車体2において前後方向に沿って延在するビーム7に形成される凹部51は、透明または半透明なカバー部材54で覆われている。カバー部材54は、車体下TOFセンサ33を凹部51に収めるように、凹部51を覆う。
カバー部材54は、車体下TOFセンサ33が入出力する周波数の波を透過可能な材質のものであればよい。これにより、車体下TOFセンサ33は、カバー部材54を通じて所定の周波数の波を用いて路面100を検出できる。
図12において、車体2において前後方向に沿って延在するビーム7に形成される凹部51は、透明または半透明なカバー部材54で覆われている。カバー部材54は、車体下TOFセンサ33を凹部51に収めるように、凹部51を覆う。
カバー部材54は、車体下TOFセンサ33が入出力する周波数の波を透過可能な材質のものであればよい。これにより、車体下TOFセンサ33は、カバー部材54を通じて所定の周波数の波を用いて路面100を検出できる。
ビーム7とタイヤハウス6の前側には、車体下の空力を改善するための空力部材71が設けられる。空力部材71についての車体2の中央側の端部には、風圧で可撓可能な材質により、略板形状のガード部材72が設けられる。略板形状のガード部材72は、略無風状態である駐停車状態または低速走行状態において、車体2の前後方向に沿って延在する。また、略板形状のガード部材72には、擦接部73が突出して設けられる。擦接部73は、車体2の前後方向に沿って延在している初期位置のガード部材72において、ガード部材72から車体2の中央側へ向けて突出している。車体2の前後方向に沿って延在しているガード部材72と、それに設けられる擦接部73とは、その全体が、凹部51より車幅方向の外側となる範囲に位置している。
図13は、図12の自動車1の車体下監視装置についての、高速走行中の状態の説明図である。高速走行中の車体2の周囲では、気流が発生する。特に、高速走行中では、図13に示すように、タイヤハウス6側から車体2の中央側へ向かう気流が発生する。車体2の下面において前後方向に沿って延在している略板形状のガード部材72は、この気流に押されて、上述した初期位置から車体2の中央側へ向けて回動する。この際、擦接部73は、凹部51を覆うカバー部材54の下を通過し、ビーム7に形成される凹部51の前側まで移動する。この通過の際に、擦接部73は、カバー部材54と擦接して、カバー部材54に付着していた汚れを取り除くことができる。このようにガード部材72は、進退する際に、カバー部材54と擦接する擦接部73を有する。
また、略板形状のガード部材72および擦接部73は、凹部51および車体下TOFセンサ33の前側に位置する。これにより、たとえば車体2の前方から飛来物が来たとしても、略板形状のガード部材72および擦接部73に当たり、凹部51のカバー部材54や車体下TOFセンサ33に当たり難くなる。これにより、カバー部材54および車体下TOFセンサ33は、飛来物などが当たることにより損傷してしまうことが起き難くなる。
このように車体2の下面について設けられる略板形状のガード部材72および擦接部73は、走行中の車体2の走行速度の増加に応じて車体2の下面に形成される凹部51とその下側で重なるように進退できる。
このように車体2の下面について設けられる略板形状のガード部材72および擦接部73は、走行中の車体2の走行速度の増加に応じて車体2の下面に形成される凹部51とその下側で重なるように進退できる。
その後、車速が低下すると、タイヤハウス6側から車体2の中央側へ向かう気流が弱まることにより、略板形状のガード部材72は、再び図12のように後退して、車体2の前後方向に沿って延在する。擦接部73も、凹部51の前から退く。略板形状のガード部材72および擦接部73は、自動車1の走行する速度が低くてタイヤハウス6から車体2の中央側へ向かう気流に押されていない場合には、車体下TOFセンサ33および凹部51についての外側であるタイヤハウス6の側へ退避する。略板形状のガード部材72および擦接部73は、駐停車などでの低速走行の際には、後退している。
これにより、車体下TOFセンサ33は、低速時においては、略板形状のガード部材72および擦接部73により視野を遮られることなく、凹部51から斜前下方向の路面100を検出することができる。略板形状のガード部材72および擦接部73は、車体下TOFセンサ33の検出に影響を与えることなく、車体下TOFセンサ33および凹部51のカバー部材54についての自動車1の進行方向の側をガードすることができる。
これにより、車体下TOFセンサ33は、低速時においては、略板形状のガード部材72および擦接部73により視野を遮られることなく、凹部51から斜前下方向の路面100を検出することができる。略板形状のガード部材72および擦接部73は、車体下TOFセンサ33の検出に影響を与えることなく、車体下TOFセンサ33および凹部51のカバー部材54についての自動車1の進行方向の側をガードすることができる。
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
上述した実施形態は、自動車1が駐車場において駐車する場合を例に、自動車1の走行制御および表示制御を説明している。
この他にもたとえば自動車1がたとえば図1の窪み103などによる凹凸のある路面100を走行する場合でも、車体2は、路面100と干渉する可能性がある。自動車1の制御系10は、制御部として、このような凹凸のある路面100を自動車1が走行する場合においても、ドライバの運転操作を支援するために自動車1の走行制御および表示制御を実行してよい。
この他にもたとえば自動車1がたとえば図1の窪み103などによる凹凸のある路面100を走行する場合でも、車体2は、路面100と干渉する可能性がある。自動車1の制御系10は、制御部として、このような凹凸のある路面100を自動車1が走行する場合においても、ドライバの運転操作を支援するために自動車1の走行制御および表示制御を実行してよい。
上述した実施形態では、自動車1の車体2の下面には、車体下TOFセンサ33を設けている。自動車1の車体2の下面に設ける車体下センサは、その他のセンサ、たとえばLidar32、車外カメラ31などに用いる画像センサであってもよい。
上述した実施形態の支援制御は、自動車1に設けられるECU21により実行されている。この他にもたとえば、自動車1に設けられる車外通信装置16と通信可能なサーバ装置92が、上述した実施形態の支援制御を実行してもよい。また、自動車1に設けられるECU21と、サーバ装置92とが協働して、上述した実施形態の支援制御を実行してもよい。サーバ装置92が関与することにより、たとえば濃霧などの環境を走行している場合、車体2の一部の周辺センサが故障している場合であっても、サーバ装置92は、同様の他の自動車1から事前に取得している自動車1の現在位置の周辺の路面100の情報に基づいて、より確からしく上述した実施形態の支援制御を実行することが可能である。このようなサーバ装置92は、自動車1とともに、自動車1の走行を支援するシステムとして機能し得る。
1…自動車(車両)、2…車体、3…タイヤ、4…バンパ、5…サスペンション、6…タイヤハウス、7…ビーム、8…リンク部材、10…制御系(車体下監視装置)、11…走行制御装置、12…検出制御装置、13…ユーザインタフェース制御装置(ユーザインタフェース装置)、14…操作検出装置、15…GNSS受信機、16…車外通信装置、17…車ネットワーク、21…ECU(制御部)、22…タイマ、23…メモリ、31…車外カメラ(第二周辺センサ)、32…Lidar(第一周辺センサ)、33…車体下TOFセンサ(車体下センサ)、34…HUDユニット(ユーザインタフェース装置)、35…メータパネル(ユーザインタフェース装置)、36…右LED列(ユーザインタフェース装置)、37…左LED列(ユーザインタフェース装置)、42…センタ操作デイスプレイ、43…シフトレバー、44…ステアリング、45…クラッチペダル、46…ブレーキペダル、47…アクセルペダル、51…凹部、52…翼形状のガード部材、53…支持軸、54…カバー部材、66…車体下画像、71…空力部材、72…略板形状のガード部材、73…擦接部、91…基地局、92…サーバ装置、100…路面、101…縁石、102…境界線、103…窪み
Claims (5)
- 車両の走行に関する情報を前記車両の乗員に対して提供するために出力可能なユーザインタフェース装置と、
前記車両の車体の下面に設けられ、前記車両の車体の下側の路面を検出可能な車体下センサと、
前記車体下センサの検出結果に基づいて前記車両が走行する路面の凹凸の情報を得て、前記車両が前記車体の下側に前記路面の凹凸が来るように走行する可能性がある場合には、前記車体下センサの検出に基づく前記車体の下側の路面の情報を、前記ユーザインタフェース装置から出力する前記制御部と、
を有する、車両の車体下監視装置。
- 前記車体の外周面に設けられて前記車両の車体の周辺の路面を検出可能な第一周辺センサ、および、前記車体の車室に設けられて前記車両の車体の周辺の路面を検出可能な第二周辺センサ、の中の少なくとも前記第一周辺センサを有し、
前記車体下センサは、前記車両の車体の下面において斜下向きに設けられて、前記車両の車体の下側の路面および周辺の路面を検出可能であり、
前記車体下センサによる路面の検出範囲は、前記第一周辺センサによる路面の検出範囲と重なる、
請求項1記載の、車両の車体下監視装置。
- 前記車両の車体の下面には、前記車体下センサを前記車両の車体の下面に設けるための凹部、が設けられ、
前記車体下センサは、前記凹部において斜下向きに設けられている、
請求項1または2記載の、車両の車体下監視装置。
- 前記凹部は、前記車体の左右に形成されるタイヤハウスの間に設けられ、
前記車両の車体の下面には、停車中の前記車両において前記車体の前後方向に沿って延在するガード部材が設けられ、
前記ガード部材は、前記車両の走行中において前記タイヤハウスから前記車体の中央側へ向かうように生成される気流に押されることにより、前記車体下センサの前側または前記凹部の前側へ可動する、
請求項3記載の、車両の車体下監視装置。
- 前記凹部を覆うカバー部材と、
停車中の前記車両において前記車体の前後方向に沿って延在する前記ガード部材から突出する擦接部と、を有し、
前記擦接部は、前記ガード部材が前記車体下センサの前側または前記凹部の前側へ可動する際に、前記カバー部材と擦接する、
請求項4記載の、車両の車体下監視装置。
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JP (1) | JP2023164182A (ja) |
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2022
- 2022-04-29 JP JP2022075570A patent/JP2023164182A/ja active Pending
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