JP6614353B2 - 走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を制御する走行制御方法及び走行制御装置に関する。

路面に描画された区画線を認識し、区画線により定義される車線に沿って車両を走行させ、区画線が認識されない場合には先行車を追従するように車両を走行させる技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２０６２７５号公報

しかしながら、単に先行車に追従すると、先行車が車線に沿って走行しない場合には、車線の幅方向において所定の位置を保つように走行できない場合がある。これにより、車線に沿って車両を走行させる所謂レーンキープ制御の精度が悪化する可能性がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、レーンキープ制御の精度を向上することができる走行制御方法及び走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る走行制御方法は、車線の区画線が検出されていた状態から車線の区画線が検出されない状態になった場合、過去に検出された区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定し、仮想区画線に対して自車両が所定の位置となるように走行を制御する。

本発明によれば、レーンキープ制御の精度を向上することができる走行制御方法及び走行制御装置を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る走行制御装置の基本的な構成を説明するブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る走行制御装置を用いた走行制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施形態に係る走行制御装置を用いた走行制御方法を適用する場面を図示した一例である。 図４は、本発明の実施形態に係る走行制御装置を用いた走行制御方法において、先行車との車間距離が小さい場面を図示した一例である。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る走行制御システム１の構成を示すブロック図である。走行制御システム１は、車両駆動コントローラ３と、エンジンコントローラ５と、カメラ７と、通信ユニット９と、ＧＰＳ受信機１１と、レーダ１５と、車速センサ１７と、スイッチ１８とを備える。また、走行制御システム１は、運転支援コントローラ１９と、ディスプレイ２１と、スピーカ２３と、ブレーキアクチュエータ２４と、ステアリングアクチュエータ２５とを備える。走行制御システム１は、自車両に搭載されており、自車両にはアダプティブクルーズコントロール等の自車両前方の先行車に対して追従走行するシステムが装備されている。

車両駆動コントローラ３は、アンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールシステム、ビークルダイナミクスコントロール等の車両の駆動を制御するシステムを備えている。エンジンコントローラ５は、エンジンの制御を行うコントローラである。カメラ７は、自車両の前方の画像を撮影して、先行車や車線の区画線を含む画像を取得するイメージセンサである。カメラ７で撮像された画像は、先行車との車間距離や相対速度、区画線の位置等の情報を取得するために使用される。通信ユニット９は、路車間通信や携帯電話回線を使った情報通信サービスの送受信を行う通信機である。ＧＰＳ受信機１１は、自車両の緯度、経度、高度の情報を衛星から受信する。レーダ１５は、例えばミリ波センサを用いて先行車と自車両との間の車間距離や相対速度を測定する。車速センサ１７は、自車両の車速を計測する。スイッチ１８は、自車両が走行している車線の区画線に対して自車両が所定の位置となるように自車両の走行を制御するレーンキープモードのオンオフを切り替えるためのスイッチであり、自車両の運転者により操作される。なお、レーンキープモードは、運転者の運転操作の介入によってもオフに切り替わる。

運転支援コントローラ１９は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等の運転支援システムの制御を行う。さらに、アダプティブクルーズコントロールにステアリング制御機能を追加したシステムを備えていてもよい。運転支援コントローラ１９は、カメラ７やレーダ１５を用いて先行車の有無や区画線の検知（レーン検知）、車間距離、自車両または区画線に対する先行車の横位置を計測し、エンジンコントローラ５、ブレーキアクチュエータ２４、ステアリングアクチュエータ２５等に指令を送って自車両の加減速や操舵の制御を行う。運転支援コントローラ１９は、先行車がいない場合は、設定車速を一定に保って走行する車速制御を行い、先行車がいる場合は先行車との車間距離を一定に保って走行する車間維持制御を行う。先行車が止まった場合には、自車両も停止して停止保持制御を行う。なお、本実施形態では、運転者による操作を必要とする運転支援システムを例に説明するが、運転者による操作をより低減した自動運転システムでも適応できる。

ディスプレイ２１は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等のシステム状態を表示する。スピーカ２３は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等からの情報提示や警告の際に、表示とともに音声を出力する。ブレーキアクチュエータ２４は、運転支援コントローラ１９からの指示を受けて自車両の制動制御のためのブレーキ操作を行う。ステアリングアクチュエータ２５は、運転支援コントローラ１９からの指示を受けて自車両の横位置制御のためのステアリング操作を行う。

走行制御装置１００は、運転支援コントローラ１９と一体型のコントローラとして自車両に搭載されている。走行制御装置１００は、自車両が走行している車線を認識し、車線の区画線に対して自車両が所定の位置（例えば、左右の区画線の中央位置）となるように自車両の走行を制御する。具体的には、走行制御装置１００は、自車両の横位置が車線の区画線に対して所定の位置になるように、車両の操舵或いは制動の少なくも一方を制御する。ここでは、走行制御装置１００が、ステアリングアクチュエータ２５に対して制御信号を送信することにより、車両の操舵を制御する場合を例に取り説明を続ける。

走行制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータを走行制御装置１００として機能させるためのコンピュータプログラム（走行制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、汎用のマイクロコンピュータは、走行制御装置１００として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって走行制御装置１００を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、走行制御装置１００を構成することも可能である。また、走行制御装置１００に含まれる複数のユニット（１１０、１２０、１３０）を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、走行制御装置１００のみならず、車両駆動コントローラ３、エンジンコントローラ５、運転支援コントローラ１９の各々も、同様にして、ソフトウェア或いは専用のハードウェアとして実現可能である。更に、走行制御装置１００は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。

走行制御装置１００は、認識処理部１１０と、相対位置記憶部１２０と、区画線推定部１３０と、車両制御部１４０とを備える。認識処理部１１０は、カメラ７により取得された画像から、自車両が走行する車線（自車線）を区画する区画線を認識する。認識処理部１１０は、例えば、レーダ１５により取得された自車両に対する先行車の相対位置と、カメラ７により取得された自車両に対する先行車及び区画線の相対位置とに基づいて、先行車に対する区画線の相対位置を算出する。相対位置記憶部１２０は、認識処理部１１０により算出された、先行車に対する区画線の相対位置を記憶する。区画線推定部１３０は、自車両の前方に先行車が存在し、区画線が検出されない場合、過去に検出された、自車両に対する区画線の相対位置に基づいて、仮想区画線を推定する。本実施形態において、「過去」とは、走行中では、区画線が検出されなくなった時刻の直前（例えば数秒以内）の間を意味し、停車中では、停車した時点から発進するまでの間を意味する。要するに、過去の時点でも現時点でも自車に対する区画線の位置が大きく変化していないと推定される間であれば、適用することができる。車両制御部１４０は、認識処理部１１０により認識された区画線又は区画線推定部１３０により推定された仮想区画線に対して、自車両の横位置が所定の位置になるように、自車両の走行、例えば自車両の操舵を制御する。具体的に、車両制御部１４０は、ステアリングアクチュエータ２５に対して制御信号を送信することにより、ステアリングアクチュエータ（モータ）２５が出力する操舵トルクを制御する。これにより、走行制御装置１００は、自車両の操舵を制御することができる。

図２を参照して、走行制御装置１００を用いた走行制御方法の一例を説明する。図２のフローチャートに示す一連の処理は、レーンキープモードに移行することにより開始され、レーンキープモードの間、所定の周期で繰り返し実行される。以下において、図３に示すように、自車両Ａが走行する車線において、先行車Ｂが自車両Ａの前方の所定の距離範囲を走行する場面について説明する。

ステップＳ１において、認識処理部１１０は、カメラ７により取得される画像及びレーダ１５により取得される測距データの少なくとも何れかから、自車両Ａの前方の先行車Ｂを検出する。具体的には、認識処理部１１０は、自車両Ａに対する先行車Ｂの相対位置を検出する。

ステップＳ２において、認識処理部１１０は、自車両Ａの前方を撮像するカメラ７により取得される画像から、自車両Ａが走行する車線の区画線Ｐが検出されたか否かを判定する。区画線Ｐが検出された場合、ステップＳ３に処理を進める。

ステップＳ３において、認識処理部１１０は、ステップＳ１で検出された、自車両Ａに対する先行車Ｂの相対位置と、ステップＳ２で検出された区画線Ｐとに基づいて、先行車Ｂに対する区画線Ｐの相対位置を算出し、相対位置記憶部１２０に記憶させる。なお、相対位置記憶部１２０に記憶される相対位置は、認識処理部１１０により相対位置が算出される毎に、所定の周期で更新される。これにより、相対位置記憶部１２０は、常に直近の先行車Ｂに対する区画線Ｐの相対位置を記憶することができる。

ステップＳ４において、車両制御部１４０は、ステップＳ２で検出された区画線Ｐに基づいて、自車両Ａの走行を制御する。具体的には、車両制御部１４０は、認識処理部１１０により検出された区画線Ｐに対して自車両Ａが所定の位置となるように、ステアリングアクチュエータ２５を制御することにより自車両Ａの操舵を制御する。

一方、例えば図４に示すように、自車両Ａと先行車Ｂとの車間距離が所定値以下になると、区画線Ｐの少なくとも一部が先行車Ｂにより遮蔽され、カメラ７を用いて検出することができない場合がある。このように、ステップＳ２において、区画線Ｐが検出されない場合、ステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ５において、区画線推定部１３０は、相対位置記憶部１２０に記憶された相対位置に基づいて、仮想区画線Ｒを推定する。例えば、相対位置記憶部１２０が、先行車Ｂに対する区画線Ｐの相対位置として、先行車Ｂの側方における距離Ｑを記憶しているとする。この場合、区画線推定部１３０は、現在の処理周期のステップＳ１で認識処理部１１０により検出された先行車Ｂの側方における距離Ｑの位置に、自車両Ａ又は先行車Ｂの進行方向に沿う仮想区画線Ｒを推定する。

ステップＳ６において、車両制御部１４０は、ステップＳ５で推定された仮想区画線Ｒに基づいて、自車両Ａの走行を制御する。具体的には、車両制御部１４０は、区画線推定部１３０により検出された仮想区画線Ｒに対して自車両Ａが所定の位置となるように、ステアリングアクチュエータ２５を制御することにより自車両Ａの操舵を制御する。仮想区画線に対して自車両が所定の位置となるように自車両の走行制御を開始してから、所定区間（時間もしくは距離）で、区画線が検出されない場合には、走行制御を停止するようにしてもよい。時間が経過すると、仮想区画線と実際の区画線とが乖離してしまう可能性があるため、走行制御を停止することによって、レーンキープ制御への影響を抑制できる。

例えば、カメラ７が自車両Ａの車室内に設置される場合、自車両Ａと先行車Ｂとの車間距離が所定値以下になると、カメラ７の画角内に自車両Ａが走行する車線の区画線が含まれず、区画線が検出されない可能性がある。同様に、自車両Ａが高速道路を走行する場合、区画線の破線の間隔が一般道より広いため、停止時又は低速走行時において、区画線が検出されない可能性がある。

本発明の実施形態に係る走行制御装置１００によれば、車線の区画線が検出されていた状態から検出されない状態になった場合、過去に検出された区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定する。これにより、自車両は、仮想区画線に対して所定の位置を維持した状態で走行することができ、レーンキープ制御の精度を向上することができる。

また、本発明の実施形態に係る走行制御装置１００によれば、自車両が走行する車線の区画線が検出されない場合、現在検出される自車両に対する先行車の相対位置と、過去に検出された、先行車に対する区画線の相対位置とに基づいて仮想区画線を推定する。これにより、先行車が車線の幅方向において偏って走行する場合であっても、自車両は、仮想区画線に対して所定の位置を維持した状態で走行することができ、レーンキープ制御の精度を向上することができる。また、先行車の陰となり車線が検出できない場合は、先行車との車間が詰まった状態である可能性が高い。この状態は、所定時間後の自車両の、車線の延伸方向における位置が、先行車の位置となる可能性が高く、そのように推定可能であるため、レーンキープ制御の精度をより向上することができる。

また、走行制御装置１００によれば、自車両が停止した場合に、過去に検出された区画線の位置を記憶し、自車両が発進する際に区画線が検出されない場合、記憶された区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定する。これにより、自車両は、区画線が検出されない場合であっても、高いレーンキープ制御の精度を維持した状態で走行を開始することができる。

また、走行制御装置１００によれば、赤信号の手前や渋滞において停止し、区画線が検出されない状態で先行車に追従して自動的に発進する場合であっても、過去に検出された、先行車に対する区画線の相対位置に基づいて仮想区画線を推定する。これにより、自車両は、区画線が検出されない場合であっても、高いレーンキープ制御の精度を維持した状態で走行を開始することができる。

上記のように、本発明の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、車両制御部１４０は、ステアリングアクチュエータ２５の代わりにブレーキアクチュエータ２４を用いて、自車両の操舵に相当する制御を行うようにしてもよい。すなわち、ブレーキアクチュエータ２４は、自車両の走行中に左右のブレーキを非対称にかけることにより、自車両を左右に旋回させることができる。

また、認識処理部１１０が検出する区画線は、路面にペイントされた区画線に限るものでなく、車線の境界であればよい。すなわち、認識処理部１１０が検出する区画線は、路肩、縁石、ガードレール等の道路構造物を含む。縁石等の立体的な区画線を検出する場合、認識処理部１１０は、レーダ１５により取得される３次元測距データから、区画線を検出するようにすればよい。

上述の実施形態に記載される各機能は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や回路部品等の装置を含む。

上記の他、上記の実施形態において説明される各構成を任意に応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

特願２０１６−１３８０２７号（出願日：２０１６年７月１２日）の全内容は、ここに援用される。

７ カメラ（センサ）
１５ レーダ（センサ）
１１０ 認識処理部（認識処理回路）
１２０ 相対位置記憶部
１３０ 区画線推定部（区画線推定回路）
１４０ 車両制御部（車両制御回路）
２４ ブレーキアクチュエータ
２５ ステアリングアクチュエータ

Claims (7)

1. 自車両が走行している車線の区画線に対して前記自車両が所定の位置となるように前記自車両の走行を制御する走行制御方法であって、
   前記区画線が検出されていた状態から前記区画線が検出されない状態になった場合、過去に検出された前記区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定し、前記仮想区画線に対して前記自車両が所定の位置となるように前記自車両の走行を制御し、
   前記車線において前記自車両の前方に存在する先行車を検出している場合、過去に検出された、前記先行車に対する前記区画線の相対位置に基づいて前記仮想区画線を推定することを特徴とする走行制御方法。
2. 前記自車両が停止した場合に、前記過去に検出された区画線の位置を記憶し、前記自車両が発進する際に、前記区画線が検出されない場合、前記過去に検出された区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定し、前記仮想区画線に対して前記自車両が所定の位置となるように前記自車両の走行を制御することを特徴とする請求項１に記載の走行制御方法。
3. 前記先行車に対する前記区画線の相対位置は、前記先行車の側方における前記区画線までの距離の位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御方法。
4. 前記自車両と前記先行車との距離が、所定距離以下である場合に前記仮想区画線を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の走行制御方法。
5. 前記自車両が、高速道路を走行する場合に前記仮想区画線を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の走行制御方法。
6. 前記区画線が、所定時間検出されない場合は、前記仮想区画線の推定を中止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走行制御方法。
7. 自車両が走行している車線の区画線に対して前記自車両が所定の位置となるように前記自車両の走行を制御する車両制御回路と、
   前記区画線が検出されていた状態から前記区画線が検出されない状態になった場合、過去に検出された前記区画線の位置に基づいて仮想区画線を推定する区画線推定回路とを備え、
   前記車両制御回路は、前記区画線が検出されていた状態から前記区画線が検出されない状態になった場合、前記仮想区画線に対して前記自車両が所定の位置となるように前記自車両の走行を制御し、
   前記区画線推定回路は、前記車線において前記自車両の前方に存在する先行車を検出している場合、過去に検出された、前記先行車に対する前記区画線の相対位置に基づいて前記仮想区画線を推定することを特徴とする走行制御装置。

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