JP4807482B2 - 障害物情報呈示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路上に設置された情報提供システム（以下、道路インフラという）から提供される道路形状や障害物に関する情報に基づいて、前方に障害物が存在する場合に警報を発する障害物情報呈示装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
近年、運転者の負担軽減や安全性の向上等を目的として、前方の道路上に存在する障害物等を運転者に呈示して、ブレーキ操作や操舵等の回避操作を促す障害物情報呈示装置が提案されている。この種の呈示装置では、車載のセンサの検出情報に加えて、道路インフラから、例えば車載センサでは検出不能なブラインドコーナー奥の障害物情報等を受信し、これらの情報に基づいて呈示処理を行っている。
【０００３】
呈示処理はディスプレイやスピーカを利用して行われ、前方に障害物を検出したときには、現在の車速から所定の減速度で車両を制動したときに障害物の手前で停止可能なタイミング（以下、減速距離相当の呈示タイミングという）で呈示処理を実行している。これは、呈示処理に呼応して運転者が前方の障害物を目視で確認すると、通常は直ちにブレーキ操作を行うことに着目し、このときのブレーキ操作のタイミングで無理なく停止可能なように配慮された結果である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した減速距離相当の呈示タイミングの時点で、自車がブラインドコーナーにより障害物を目視できない地点にいる場合には、運転者は呈示に呼応してアクセル操作を中止するものの、実際に障害物を目視できないことから心理的にブレーキ操作をためらい、その後に障害物を目視した時点でブレーキ操作を開始する傾向がある。従って、このような場合には障害物情報の呈示が有効に活用されずに、必然的にブレーキ操作が遅れて、余裕をもって車両を減速できないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ブラインドコーナーにより障害物を目視できない場合であっても、余裕をもって車両を減速させることができる障害物情報呈示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、走行路の形状に関する情報を検出する道路形状情報検出手段と、路車間通信により走行路に存在する障害物に関する情報を検出する障害物情報検出手段と、道路形状情報検出手段の検出結果に基づいて運転者が目視可能な視程距離を算出する視程距離算出手段と、障害物情報検出手段が障害物を検出したときに、所定の減速度をもって障害物手前で停止可能な減速距離に相当するタイミングで警報を発する警報呈示手段とを備え、警報呈示手段が、視程距離が減速距離以下のときに、警報の発生タイミングを減速距離に相当するタイミングより早めると共に、該早めたタイミングで該警報に加えて運転者に減速感を与えて注意を喚起するための制動を行うようにしたものである。
【０００７】
視程距離が減速距離以下のときには、減速距離に相当するタイミングで警報が発せられても、運転者は障害物を目視できないため呈示に呼応してアクセル操作を中止するだけであり、その後に実際に障害物を目視した時点でブレーキ操作を開始する。ここで、警報呈示手段により警報の発生タイミングが早められると、運転者がアクセル操作を中止するタイミングも早められることから、早期にエンジンブレーキによる減速作用が奏されて車速が低下する。よって、その後のブレーキ操作時には、より低い減速度をもって障害物の手前で停止可能となる。
しかも、警報に加えて運転者の報知を目的とした制動、例えば、一定の軽いブレーキ圧を発生させたり、周期的に変動するブレーキ圧を発生させたりする制動が行われる。従って、運転者は注意を喚起されると共に、減速感によりブレーキ操作の必要性を察知して、障害物を目視する以前にブレーキ操作を開始するため、ブレーキ操作時に要求される減速度が一層低くなる。
【０００８】
又、請求項２の発明では、視程距離が減速距離以下のときに、警報呈示手段が、自車の車速が速いほど警報の発生タイミングを早めるようにしたものである。
従って、車速が高くて運転者のブレーキ操作に時間的な余裕が少ない場合ほど、早期に警報が発せられてアクセル操作が中止され、結果として車速に関係なく常に余裕をもった減速が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を運転支援装置に具体化した第１実施形態を説明する。
図１は本実施形態の運転支援装置を示す全体構成図である。本実施形態の運転支援装置は運転者の運転操作の総合的な支援を目的としたものであり、車間距離制御、レーン逸脱防止、後側方監視等の機能と共に、本発明に係る障害物情報の呈示機能を備えている。
【００１１】
運転支援装置の全体的な制御を実行するＥＣＵ（電子コントロールユニット）１は車室内に設置されており、図示しない入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。ＥＣＵ１の入力側には、運転支援装置を操作するための入力部２、地図情報のデータベースやＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）等からなるナビゲーション装置３、車速、アクセル開度、操舵角、ブレーキ圧、ウインカ等を検出するための各種センサ類４、先行車等を検出するためのレーダー類５、自車前方の白線を撮像する前方カメラや自車後側方の周辺車両を撮像する後側方カメラ等のカメラ類６、道路インフラ（路上に設置された情報提供装置）から送信される情報を受信するための受信機７等が接続されている。又、ＥＣＵ１の出力側には、インストルメントパネル上に設置された液晶式のディスプレイ１１及びスピーカ１２、エンジンのスロットルを操作するためのスロットルアクチュエータ１３、車両のブレーキを操作するためのブレーキアクチュエータ１４、車両の操舵系にトルクを付加するためのステアリングアクチュエータ１５等が接続されている。
【００１２】
そして、ＥＣＵ１はナビゲーション装置３からの地図情報や位置情報、センサ類４やレーダー類５からの検出情報、カメラ類６からの画像情報等に基づいて運転操作を支援するための種々の制御を実行する。例えば、自車と先行車との車間距離や相対速度に基づきスロットルやブレーキを操作して、所定の車間距離を保つ車間距離制御、自車レーンの白線画像に基づいて自車のレーン逸脱を防ぐ方向に弱い操舵トルクを発生させるレーン逸脱防止、周辺車両の画像に基づいて周辺車両を妨害する車線変更が行われたときに、車線変更を防ぐ方向に弱い操舵トルクを発生させると共に警報を発する後側方監視、前方に障害物が存在する場合に、障害物の呈示や後述するガイダンスブレーキを実行して運転者に回避操作を促す障害物情報の呈示等の各種制御を実行する。
【００１３】
一方、上記道路インフラは、例えば図２に示すように、ビル２１や並木２２により運転者の前方視界が制限されるブラインドコーナー等に設置されている。この道路インフラは、カメラ装置２３と路側アンテナ装置２４とから構成され、カメラ装置２３にて撮像されたコーナー奥の画像が解析されて障害物Ｚの有無が判定され、その障害物Ｚの情報と予め判明している道路インフラを中心とした所定エリアＥ内の道路形状に関する情報とが路側アンテナ装置２４から送信されるようになっている。尚、これらの情報は、エリアＥ内に侵入直後の地点に設定された基点マーカーＭを基準として表され、その情報に基づくＥＣＵ１の演算処理も全て基点マーカーＭを基準として行われる。具体的には、ＥＣＵ１は自車Ｒが基点マーカーＭを通過した時点で演算上の自車位置をリセットする一方、例えば、道路インフラから提供される基点マーカーＭと障害物Ｚとの距離を自車位置に照らし合わせて、自車Ｒから障害物Ｚまでの距離を割り出す。
【００１４】
上記した障害物情報の呈示処理は道路インフラからの情報を利用して、基点マーカーＭを通過した後に行われ、以下、当該処理の詳細を説明する。
ＥＣＵ１は図３，４に示す障害物情報呈示ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。まず、ＥＣＵ１はステップＳ２で道路インフラからの情報に基づいて前方に障害物Ｚが存在するか否かを判定し、ＮＯ（否定）のときにはルーチンを終了する。又、ＹＥＳ（肯定）の判定を下したときには、ステップＳ４に移行して道路インフラから詳細情報を取り込む。具体的には、道路形状に関する情報として、カーブ半径、半径の変化点、レーン幅等を取り込み（道路形状情報検出手段）、障害物Ｚに関する情報として、基点マーカーＭから障害物Ｚまでの距離、障害物Ｚが存在するレーン位置、障害物Ｚの移動速度等を取り込む（障害物情報検出手段）。
【００１５】
続くステップＳ６では自車のセンサ類４の情報、即ち、上記した車速、アクセル開度、操舵角、ブレーキ圧、ウインカ等を取り込み、ステップＳ８で視程距離Ｌの算出処理を行う（視程距離算出手段）。視程距離Ｌとは、図２に示したように運転者の前方視界が制限されているときに、目視可能な最大距離を意味する。図５では防音壁２５により前方視界が制限される場合を示しているが、視程距離Ｌは直線距離Ａ−Ｃ−Ｂではなく、レーンに沿った円弧距離Ａ−Ｂとして算出される。よって、視程距離Ｌは以下の関係式(1)により表され、ステップＳ８ではこの式(1)に従って視程距離Ｌを算出する。
【００１６】
【数１】

【００１７】
ここに、ｒはカーブ半径、Ｗはレーン幅、Ｋはレーンの端から防音壁２５までの距離であり、カーブ半径ｒとレーン幅Ｗについては、道路インフラから道路情報として取り込まれ、Ｋについては、予め設定した規定値として取り扱っている。尚、レーン数が２つの場合には、内側のレーンについては、上式(1)を適用して視程距離Ｌを算出し、外側のレーンについては、詳細は説明しないが、カーブ半径ｒにレーン幅Ｗを加算する等の対処により視程距離Ｌを算出できる。
【００１８】
ＥＣＵ１は続くステップＳ１０で障害物Ｚが存在することをディスプレイ１１やスピーカ１２により呈示する。尚、この時点では障害物Ｚまでの距離に余裕があるため、図６に示すように障害物Ｚの存在を呈示するだけに止め、障害物Ｚまでの距離等の詳細情報は表示しない。
その後、ステップＳ１２で運転者による回避操作が行われたか否かを判定する。例えばブレーキ操作や車線変更等の回避操作が行われたときには、ＹＥＳの判定を下してルーチンを終了する。又、回避操作が行われずにステップＳ１２でＮＯの判定を下したときには、ステップＳ１４に移行してカーブ半径ｒが所定距離、例えば８００ｍ以上か否かを判定する。道路がほぼ直線路のときにはＹＥＳの判定を下して、ステップＳ１６で減速距離相当の呈示タイミングに達したか否かを判定する。
【００１９】
図７は障害物Ｚに対する呈示タイミングの関係を示す説明図であり、この図に示すように、減速距離相当の呈示タイミングとは、現在の車速Ｖaから所定減速度をもって自車Ｒを減速させた場合の停車までに走行する減速距離Ｌa（実際には、余裕を見込んだ呈示開始距離Ｌp）に相当するタイミングであり、換言すれば、この呈示タイミングで所定減速度により減速を開始すれば、障害物Ｚの手前で停止可能なことを意味している。
【００２０】
以下、呈示開始距離Ｌpの算出手順を説明すると、まず、次式(2)に従って減速距離Ｌaを算出する。
Ｌa＝Ｖa×Ｔd＋（Ｖa×Ｔr−１/６×tgtＧ×Ｔr²）
＋１/（２×tgtＧ）×（Ｖa−１/２×tgtＧ×Ｔr）²………(2)
ここに、Ｖaは自車の速度（ｍ/ｓ）、Ｔdは呈示からブレーキ操作までの空走時間（例えば３．０sec）、Ｔrは制動力の立上がり時間（例えば０．８sec）、tgtＧは制動中の目標減速度（例えば２．０ｍ/ｓ²）である。
【００２１】
そして、次式(3)に従って減速距離Ｌaに余裕距離Ｌsを加算すると、呈示開始距離Ｌpを求めることができる。
Ｌp＝Ｌa＋Ｌs………(3)
ステップＳ１６では、この呈示開始距離Ｌpに基づいて判定処理が行われ、障害物Ｚと自車Ｒとの距離が呈示開始距離Ｌp以上のときには、呈示タイミングに達していないとしてＮＯの判定を下してルーチンを終了する。
【００２２】
自車Ｒが次第に障害物Ｚに接近して、呈示タイミングに達したとしてステップＳ１６でＹＥＳの判定を下すと、ステップＳ１８で通常呈示処理を実行する。例えば図８に示すように、ディスプレイ１１上に障害物Ｚまでの距離を点滅表示する一方、スピーカー１２から断続的な警告音と共に障害物Ｚまでの距離をアナウンスする。
【００２３】
又、前記ステップＳ１４の判定がＮＯのとき、つまり、道路がカーブ路であるときにはステップＳ２０に移行し、前記ステップＳ８で算出した視程距離Ｌが呈示開始距離Ｌp以上であるか否かを判定する。判定がＹＥＳのとき、即ち、減速距離相当の呈示タイミングに達した時点で運転者が障害物Ｚを目視可能と予測されるときには、ステップＳ２２に移行して呈示タイミングに達したか否かを判定する。この呈示タイミングは前記ステップＳ１６と同様の減速距離相当の呈示タイミングであり、判定がＹＥＳになるとステップＳ２４に移行して第１の変更呈示処理を実行する。第１の変更呈示処理では、例えば前記した通常呈示処理に比較して、ディスプレイ１１上の距離の点滅速度を速めたり、スピーカ１２からの警告音をより高音にしたりして、運転者の注意を喚起し易いように配慮している。
【００２４】
一方、前記ステップＳ２０の判定がＮＯのとき、即ち、減速距離相当の呈示タイミングに達した時点で運転者が障害物Ｚを目視不能と予測されるときには、ステップＳ２６に移行して調整呈示タイミングに達したか否かを判定する。この調整呈示タイミングは、前記ステップＳ１６，２４の呈示タイミングを予め設定された減速時間Ｔd’だけ早めたものであり、判定がＹＥＳになるとステップＳ２８に移行して第２の変更呈示処理を実行する（警報呈示手段）。
【００２５】
第２の変更呈示処理は、前記した第１の変更呈示処理と同一の処理でもよく、或いは、障害物Ｚがブラインドに隠れている旨を図８のディスプレイ画面中に表示したり、音声でアナウンスしたりしてもよい。ここで、前記した減速時間Ｔd’は固定値ではなく車速Ｖaの関数として設定され、車速Ｖaが高いほど増加設定されて、呈示タイミングが早められる。
【００２６】
尚、以上のステップＳ１８，２４，２８の呈示処理は、運転者による回避操作（ブレーキや操舵）、車両の停止、障害物Ｚの地点の通過等、何れかの要件が満たされたときに中止される。
次に、以上のＥＣＵ１の呈示処理によって行われる車両の減速状況を説明する。
【００２７】
図９は直線路の走行時に障害物Ｚが検出され、ステップＳ１８の通常呈示処理が実行されたときの車両の減速状況を示すタイムチャートである。図に示すように、このときの視程距離Ｌは呈示開始距離Ｌpより遥かに大きく、ほとんど検出当初より運転者は障害物Ｚを目視可能である。車両の走行に伴って障害物Ｚとの距離は減少し、呈示開始距離Ｌpまで減少したポイントａ（即ち、減速距離相当の呈示タイミング）でステップＳ１８の呈示処理が行われ、運転者によるブレーキ操作が開始されて、車両が減速し始める。つまり、このときには、ステップＳ１８の呈示処理が行われる時点で運転者は障害物Ｚを目視しているため、ためらうことなく速やかにブレーキ操作を行う。
【００２８】
尚、運転者の反応時間の関係で、実際のブレーキ操作は呈示処理から若干遅れるが、この図９及び以下の図１０，１１では、操作遅れを省略して表している。又、呈示開始距離Ｌpは上式(2)から算出されるため、実際には車速Ｖaと共に減少するが、各図では簡略化して一定として表している。
又、図１０はブラインドコーナーの走行中に障害物Ｚが検出され、ステップＳ２４の第１の変更呈示処理が実行されたときの車両の減速状況を示すタイムチャートである。図に示すように、このときの視程距離Ｌは図９の直線路の場合に比較すれば小さいものの、呈示開始距離Ｌpよりは大きい。従って、ステップＳ２４の呈示処理が行われるポイントｂの時点で運転者は障害物Ｚを目視しており、ためらうことなく速やかにブレーキ操作を行う。
【００２９】
一方、図１１はブラインドコーナーの走行中に障害物Ｚが検出され、ステップＳ２８の第２の変更呈示処理が実行されたときの車両の減速状況を示すタイムチャートである。このときの視程距離Ｌは呈示開始距離Ｌpより小さく、当然、呈示開始距離Ｌpに減速時間Ｔd’を加算した値よりも小さい。よって、ステップＳ２８の呈示処理が行われるポイントｃの時点（即ち、調整呈示タイミング）では運転者は障害物Ｚを目視できず、従来技術でも説明したように、このときの運転者は呈示に呼応してアクセル操作を中止するだけであり、その後の視程距離Ｌに到達したポイントｄの時点でブレーキ操作を開始することになる。
【００３０】
しかしながら、エンジンブレーキによる減速作用はポイントｃの時点、つまり、破線で示す従来技術のポイントｅの時点より減速時間Ｔd’だけ早期に得られるため、結果としてブレーキ操作が開始されるポイントｄの時点では、従来技術と比較して車速Ｖaが十分に低下している。従って、その後のブレーキ操作時には、従来技術に比較してより低い減速度（図中の実線の傾き）をもって障害物Ｚの手前で停止可能となる。
【００３１】
以上のように本実施形態の運転支援装置では、ブラインドコーナーにより減速距離相当の呈示タイミングに達した時点で運転者が障害物Ｚを目視不能と予測されるときには、減速時間Ｔd’だけ早い調整呈示タイミングで呈示処理を行っている。従って、呈示に呼応してアクセル操作がより早期に中止されて、エンジンブレーキにより車速Ｖaが低下し、その後のブレーキ操作時に要求される減速度が低くなることから、このようなブラインドコーナーであっても運転者は十分に余裕をもって車両を減速することができる。
【００３２】
又、車速Ｖaが高いほど減速時間Ｔd’を増加設定するため、結果として車速Ｖaが高くて運転者のブレーキ操作に時間的な余裕が少ない場合ほど、呈示処理、ひいてはアクセル操作の中止がより早期に行われ、結果として車速Ｖaに関係なく常に余裕をもった減速が可能となる。
［第２実施形態］
次に、本発明を別の運転支援装置に具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態の運転支援装置は、第１実施形態のものに比較して、ステップＳ２８で実行する第２の変更呈示の処理内容が相違するだけである。よって、同一箇所の説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００３３】
本実施形態では第２の変更呈示処理として、第１実施形態で述べたディスプレイ１１及びスピーカ１２を利用した呈示処理に加えて、ガイダンスブレーキ制御を実行する。ガイダンスブレーキ制御は、ブレーキアクチュエータ１４により軽いブレーキ圧を発生させて車両を減速させ、運転者に減速感を与えて注意を喚起するものである。又、ブレーキ圧を周期的に変動させてもよく、この場合には車両が微小にピッチングすることから、運転者の注意はより確実に喚起される。
【００３４】
図１２はブラインドコーナーの走行中に障害物Ｚが検出され、ステップＳ２８の第２の変更呈示処理が実行されたときの車両の減速状況を示すタイムチャートである。調整呈示タイミングであるポイントｃの時点でステップＳ２８の呈示処理が実行されると、ガイダンスブレーキにより周期的にブレーキ圧が変動され、これによる制動力と上記したエンジンブレーキで車両の減速が開始される。運転者はディスプレイ１１やスピーカ１２による呈示処理に比較して一層強く注意を喚起される上に、このときに感じる減速感によりブレーキ操作の必要性を察知し、障害物Ｚを目視する以前のポイントｆの時点でブレーキ操作を開始する。
【００３５】
従って、本実施形態の運転支援装置では、第１実施形態のように呈示処理を早めてエンジンブレーキの減速作用を早期に得るだけでなく、ガイダンスブレーキにより運転者の注意を喚起してブレーキ操作の開始タイミングも早められる。しかも、エンジンブレーキに加えてガイダンスブレーキによる制動力が作用するため、運転者によるブレーキ操作が開始されるポイントｆの時点では、より車速Ｖaが低下している。従って、その後のブレーキ操作時に要求される減速度を一層低くして、運転者はより余裕をもって減速操作を行うことができる。
【００３６】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１及び第２実施形態では、障害物情報の呈示機能を含めた運転操作の総合的な支援を目的とする運転支援装置に具体化したが、障害物情報の呈示機能のみに絞った障害物情報呈示装置に具体化してもよい。
又、上記第２実施形態では、ガイダンスブレーキとしてブレーキ圧を周期的に変動させたが、運転者への報知を目的とした軽いブレーキ圧であれば、これに限ることはなく、ブレーキ圧を一定に保ってもよい。
【００３７】
更に、上記第１及び第２実施形態では、障害物Ｚに関する情報に加えて道路形状に関する情報も道路インフラから得たが、道路形状については他の情報源から得てもよく、例えばナビゲーション装置３を利用して、ＧＰＳの自車位置に基づいて地図データベースから自車周囲の道路形状を割り出してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明の障害物情報呈示装置によれば、ブラインドコーナーにより障害物を目視できない場合であっても、余裕をもって車両を減速でき、しかも、報知を目的とした制動に基づいて運転者が障害物を目視する以前にブレーキ操作を開始するため、ブレーキ操作時に要求される減速度を一層低くして、より余裕をもって減速操作を行うことができる。
又、請求項２の発明の障害物情報呈示装置によれば、請求項１の発明に加えて、車速に応じて警報の発生タイミングを変更するため、車速に関係なく常に余裕をもって減速を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の運転支援装置を示す全体構成図である。
【図２】道路インフラの設置状態を示す説明図である。
【図３】ＥＣＵが実行する障害物情報呈示ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行する障害物情報呈示ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】ブラインドコーナーでの視程距離を表す説明図である。
【図６】障害物の存在のみを呈示したときのディスプレイ表示を示す説明図である。
【図７】障害物に対する呈示タイミングの関係を示す説明図である。
【図８】障害物までの距離を呈示したときのディスプレイ表示を示す説明図である。
【図９】通常呈示処理に基づく車両の減速状態を示すタイムチャートである。
【図１０】第１の変更呈示処理に基づく車両の減速状態を示すタイムチャートである。
【図１１】第２の変更呈示処理に基づく車両の減速状態を示すタイムチャートである。
【図１２】第２実施形態の運転支援装置による第２の変更呈示処理に基づく車両の減速状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ＥＣＵ（視程距離算出手段、警報呈示手段）
７ 受信機（道路形状情報検出手段、障害物情報検出手段）

Claims (2)

1. 走行路の形状に関する情報を検出する道路形状情報検出手段と、
   路車間通信により上記走行路に存在する障害物に関する情報を検出する障害物情報検出手段と、
   上記道路形状情報検出手段の検出結果に基づいて運転者が障害物を目視可能な該障害物と車両との間の最大距離として視程距離を算出する視程距離算出手段と、
   上記障害物情報検出手段が障害物を検出したときに、所定の減速度をもって障害物手前で停止可能な減速距離に相当するタイミングで警報を発する警報呈示手段とを備え、
   上記警報呈示手段は、上記視程距離が減速距離以下のときに、上記警報の発生タイミングを減速距離に相当するタイミングより早めると共に、該早めたタイミングで該警報に加えて運転者に減速感を与えて注意を喚起するための制動を行うことを特徴とする障害物情報呈示装置。
2. 上記警報呈示手段は、上記視程距離が減速距離以下のときに、自車の車速が速いほど警報の発生タイミングを早めることを特徴とする請求項１に記載の障害物情報呈示装置。

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