JP6666883B2

JP6666883B2 - 走行支援装置

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Description

本発明は、レーダ装置を備える車両に搭載される走行支援装置に関する。

特開２０１５−６９２１７号公報には、レーダ装置を備える車両に搭載される運転支援装置において、レーダ装置によって自車両の周囲に存在する車両の認識結果に基づいて、自車両の車線変更の可否を判定する技術が開示されている。

特開２０１５−６９２１７号公報

自車両が複数の車線を有する道路を走行中である場合、レーダ装置では後続車両がどの車線を走行中であるかの判定が困難となる場合がある。例えば、左に曲がる曲線路では、自車両が走行中である車線よりも右側にある車線を走行中の後続車両が、自車両の真後ろに位置する場合があるため、レーダ装置のみでは後続車両が走行中の車線の判定が不可能となる。

本発明は、上述した問題点を解決するものであって、レーダ装置により後続車両を認識する走行支援装置において、後続車両が走行中の車線の判定を可能とすることを目的とする。

本発明の一態様の走行支援装置は、自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、前記自車両の車速を検出する車速センサ、および前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、を備え、前記車線変更可否判定部は、前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内において所定の相対速度以上で前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線および当該高速車両が走行中の車線に隣接する車線の全てにおいて、当該高速車両よりも低速の前記自車両または前記他車両である低速車両が存在する場合には、前記隣接車線への前記自車両の車線変更が可能であると判定する。
また、本発明の一態様の走行支援装置は、自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、前記自車両の車速を検出する車速センサ、および前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、を備え、前記車線変更可否判定部は、前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内に前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に低速車両が存在し、かつ前記高速車両が走行する車線の隣接車線の少なくとも一方において前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線に隣接する車線のうちの前記低速車両が存在しない車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する。
また、本発明の一態様の走行支援装置は、自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、前記自車両の車速を検出する車速センサ、および前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、を備え、前記車線変更可否判定部は、前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内に前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定し、前記自車両と前記高速車両の間の相対速度が前記所定の速度より高い所定の第１相対速度以上である場合には、当該判定処理における他の判定に優先して前記自車両の車線変更が不可能であると判定する。

本発明によれば、レーダ装置により後続車両を認識する走行支援装置において、後続車両が走行中の車線の判定が可能となる。

走行支援装置の構成を示すブロック図である。自車両が複数の車線を走行する様子を上方から見た図である。自車両を原点とした直交座標に、過去の自車両の走行軌跡と車線情報をプロットした状態を示す図である。車線変更可否判定処理のフローチャートである。ステップＳ１６０が行われる場合の状況を示す図である。ステップＳ１６０が行われる別の場合の状況を示す図である。ステップＳ１８０が行われる場合の状況を示す図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

本実施形態の走行支援装置１０は、車両１に搭載される電子機器であり、車両１の自動運転走行または手動運転走行を支援する情報を出力する。走行支援装置１０は、以下に説明するように、車両１の後方および側方を走行中である他の車両の走行状態を認識し、現時点において車両１の車線変更を安全に実行可能であるか否かの判定を行い、当該判定結果の情報を含む車線変更可否情報を出力する。

車線変更可否情報は、例えば車両１が自動運転中であれば、車両１の車線変更を実行する時期の判定に用いられる。また、車線変更可否情報は、例えば車両１の手動運転中であれば、車両１の運転者による車線変更操作が行われる際に、運転者に対して車線変更が安全に実行可能な状態であるか否かを報知するために用いられる。すなわち、走行支援装置１０は、自動運転機能を有する車両に搭載されてもよいし、自動運転機能を有していない車両に搭載されてもよい。

本実施形態では一例として、走行支援装置１０は、自動運転が可能な車両１に搭載されている。また、本実施形態では一例として、走行支援装置１０は、車両１の自動運転の制御を行う自動運転制御装置を兼ねる。言い換えれば、自動運転制御装置に組み込まれている一部の機能が、走行支援装置１０の車線変更可否情報を出力する機能である。

走行支援装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等がバスに接続されたコンピュータより構成された制御部１１を備えている。制御部１１は、走行支援装置１０を所定のプログラムに基づいて制御する。

車両１は、走行支援装置１０の他に、外部環境認識装置３、状態量検出装置４、測位装置５、地図情報出力装置６、報知装置７および走行制御装置８を備える。外部環境認識装置３、状態量検出装置４、測位装置５、地図情報出力装置６、報知装置７および走行制御装置８は、走行支援装置１０と電気的に接続されており、互いに情報通信が可能である。

外部環境認識装置３は、車両１の前方の道路形状や、車両１の周囲に存在する物体の車両１に対する相対速度および相対位置等を検出する。本実施形態では一例として、外部環境認識装置３は、車両１の前方を撮像する撮像する撮像装置３ａと、車両１の後方を少なくとも認識範囲に収めるレーダ装置３ｂと、を備える。

撮像装置３ａは、単一の視点から撮像する単眼カメラの形態であってもよいし、視差のある複数の視点から撮像する立体視カメラであってもよい。撮像装置３ａは、所定の周期（フレームレート）で撮像を行う。なお、撮像装置３ａによる撮像の周期は可変であってもよい。

レーダ装置３ｂは、車両１が走行中の道路上において、車両１の後方および側方を走行する１つまたは複数の車両を検出し、他車両の車両１に対する相対位置と相対速度を検出する。なお、レーダ装置３ｂは、複数の他車両を検出可能である。他車両の車両１に対する相対位置は、路面上における位置関係であり、車両１に対する方位角と距離から算出される。なお、レーダ装置３ｂは、レーザレーダであってもよい。また、レーダ装置３ｂは、車両１の前方も認識範囲に収めるよう配置されていてもよい。

撮像装置およびレーダ装置を備える外部環境認識装置は、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

状態量検出装置４は、車両の走行状態を示す状態量を検出する。状態量検出装置４は、車両１の車速を検出する車速センサ４ａ、および車両１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ４ｂを含む。

測位装置５は、車両１の衛星測位システム、慣性航法装置および路車間通信の少なくとも一つを用いて車両の現在位置（緯度、経度）を検出する。

地図情報出力装置６は、地図情報を記憶する記憶部を備え、地図情報を出力する。地図情報には、道路の曲率、縦断面勾配、他の道路との交差の様子等の道路の形状を示す情報が含まれる。

報知装置７は、例えば画像や文字を表示する表示装置、光を発する発光装置、音を発するスピーカ、振動を発するバイブレータ、またはこれらの組み合わせ、を含み、走行支援装置１０等の電子機器から運転者に向けて情報を出力する。

走行制御装置８は、車両１の動力発生装置の出力を変更する制御、および制動装置の制動力を変更する制御を行い車両１の走行速度を制御する車速制御部と、車両１の舵角を変更する制御を行う操舵制御部と、を備える。

走行支援装置１０の制御部１１は、車両１の自動運転時において、外部環境認識装置３および状態量検出装置４による認識結果に基づき、走行制御装置８を介して車両１の走行速度と舵角を制御する。なお、車両の自動運転を行うための基本的な構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。

次に、走行支援装置１０の制御部１１の動作について説明する。制御部１１は、車線情報検出部１２、後方車線形状算出部１３、他車両走行車線判定部１４、および車線変更可否判定部１５を備える。制御部１１が備えるこれらの構成は、個々の機能を実行する別個のハードウェアとして実装されていてもよいし、所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって個々の機能が達成されるようにソフトウェア的に実装されていてもよい。

車線情報検出部１２は、撮像装置３ａによって撮像された画像中の道路標示の認識結果に基づき、車両１が走行中である道路が有する複数の車線間の境界を認識する。車線情報検出部１２は、例えば、車線を示すために車線の左右の境界に沿って路面上に形成された線状や破線状の道路標示を、車線間の境界として認識する。

また、車線情報検出部１２は、車両１が走行中である道路が有する複数の車線間の境界を認識した結果に基づき、車両１が走行中の車線と、車両１が走行中の車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識する。

以下では、車両１が走行中の車線のことを自車走行車線と称し、自車走行車線に隣接する車線のことを隣接車線と称する。隣接車線の数は、道路が有する車線数によって異なる。隣接車線が１つだけの場合、車線情報検出部１２は、隣接車線が自車走行車線の左右のどちらかに存在するか、についても認識する。なお、車両１が走行中である道路が４つ以上の車線を有している場合には、車線情報検出部１２は、４つ以上の車線を全て認識してもよい。

また、車線情報検出部１２は、車両１に対する、自車走行車線の左右の境界の車幅方向の相対位置を認識する。具体的には、車線情報検出部１２は、車両１を原点とした路面に平行な平面上の座標系において、自車走行車線の左右の境界の車幅方向の位置を認識する。ここで、自車走行車線の左右の境界とは、隣接車線が存在する場合には、隣接車線の車両１に対する車幅方向の相対位置を示す情報であると言える。すなわち、車線情報検出部１２は、撮像装置３ａによって撮像された画像中の道路標示の認識結果に基づき、自車走行車線および全ての隣接車線の車両１に対する車幅方向の相対位置の情報を認識する。

なお、車線情報検出部１２は、隣接車線の、自車走行車線とは反対側の境界を認識してもよい。すなわち、車線情報検出部１２は、自車走行車線の幅だけでなく、隣接車線の幅も認識する形態であってもよい。また、車線情報検出部１２は、車両１に対する全ての車線の境界の位置を認識する形態であってもよい。

以上に説明したように、車線情報検出部１２は、撮像装置３ａによって撮像された画像中の道路標示から、車両１が走行中の自車走行車線および当該自車走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、自車走行車線および全ての隣接車線の車両１に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する。

説明のために、図２に示すように、車両１が走行中である道路２０が４つの車線を有しており、各車線は車両１の進行方向に向かって左から第１車線２１ａ、第２車線２１ｂ、第３車線２１ｃ、第４車線２１ｄの順に並んでいる場合を想定する。図２に示す道路２０が有する全ての車線の通行方向は全て同一方向であるとする。図２に示す場合においては、４つの車線がある道路では、通常、４つの車線の境界を示すために５本の道路標示が設けられるが、これらのうちの第１車線２１ａの左側の境界を示す道路標示を第１区画線２２ａとし、右に向かって順に第２区画線２２ｂ、第３区画線２２ｃ、第４区画線２２ｄ、第５区画線２２ｅとする。

例えば、図２に示すように、車両１が第２車線２１ｂを走行中である場合、車線情報検出部１２は、第２車線２１ｂの左右の境界となる第２区画線２２ｂおよび第３区画線２２ｃの車両１に対する車幅方向の位置ＰＬ１およびＰＲ１を少なくとも認識する。位置ＰＬ１は、言い換えれば車両１の左側にある１つめの車線の境界を示す道路標示の位置であり、位置ＰＲ１は、車両１の右側にある１つめの車線の境界を示す道路標示の位置である。そして、車線情報検出部１２は、少なくとも位置ＰＬ１およびＰＲ１の情報を、これらを認識した時刻の情報とともに、車線情報として出力する。

なお、前述のように、車線情報検出部１２は、車両１の左側にある２つめ以降の車線の境界を示す道路標示の位置ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４・・・、を認識し、また車両１の右側にある２つめ以降の車線の境界を示す道路標示の位置ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４・・・、を認識し、これらの情報を車線情報として出力する形態であってもよい。

本実施形態では一例として、車線情報検出部１２は、撮像装置３ａによって撮像された画像から認識可能な全ての車線の境界を示す道路標示の位置を車線情報として出力する。また、本実施形態では一例として、車線情報検出部１２は、所定の時間Δｔごとに車線情報を出力する。ここで、車線情報検出部１２が車線情報を出力する周期であるΔｔは、撮像装置３ａが撮像を行う周期と同一か、その整数倍である。

図２では、自車１の所定の位置を原点とした、路面に平行な路面上の直交座標系であるＸ−Ｙ座標系を示しており、Ｘ軸が車両１の車幅方向に平行であり、Ｙ軸が車両１の前後方向（進行方向）に平行である。本実施形態の車線情報検出部１２は、Ｙの値が０となる場所における道路標示のＸ座標値を車線情報として出力する。

図２に示すように、車両１が４つの車線を有する道路の第２車線２１ｂを走行中である場合には、車線情報検出部１２は、第１区画線２２ａの位置ＰＬ２、第２区画線２２ｂの位置ＰＬ１、第３区画線２２ｃの位置ＰＲ１、第４区画線２２ｄの位置ＰＲ２、第５区画線２２ｅの位置ＰＲ３を出力する。

後方車線形状算出部１３は、車両１の後方の車線形状を検出し後方車線形状情報として出力する。ここで、車両１の後方の車線形状とは、車両１が走行中の道路における、現在の車両１の位置から所定の距離だけ後方までの区間における自車走行車線および全ての隣接車線の形状を少なくとも含む。後方車線形状算出部１３が車線形状を検出する距離は、レーダ装置３ｂによる認識範囲と同等の距離と同等かそれ以上であることが好ましい。

後方車線形状算出部１３が車両１の後方の車線形状を検出する方法は特に限定されるものではない。例えば、後方車線形状算出部１３は、車線の数や形状の情報が含まれる地図情報と車両１の現在位置とに基づいて、車両１の後方の車線形状を検出する形態であってもよい。また例えば、後方車線形状算出部１３は、車両１の後方を撮像した画像に基づいて、車両１の後方の車線形状を検出する形態であってもよい。

本実施形態では一例として、後方車線形状算出部１３は、現在から過去の所定のデータ取得期間中に検出された複数の車線情報からなる車線情報群と、データ取得期間中における車速センサ４ａおよびヨーレートセンサ４ｂの検出結果に基づいて算出されるデータ取得期間中の車両１の走行軌跡と、に基づいて、現在の車両１の位置から所定の距離だけ後方までの区間における車線形状を検出する。

具体的には、本実施形態の後方車線形状算出部１３は、ある車線情報を検出した時刻から次の車線情報を検出した時刻までの期間における、車両１の移動距離と進行方向（方位角）の変化を、車速センサ４ａおよびヨーレートセンサ４ｂの検出結果から算出し、一時的に記憶する。

すなわち、後方車線形状算出部１３は、車両１の現在位置および進行方向に対する、過去に車線情報を検出した時刻における車両１の位置および進行方向の相対的な変化量を算出し一時的に記憶する。この、過去に車線情報を検出した時刻における車両１の位置および進行方向の相対的な変化量を、図３に示すように、車両１を原点とした路面に平行な平面上の座標系にプロットすれば、データ取得期間中の車両１の走行軌跡となる。

図３では、現在時刻における自車１の位置を原点とした、路面に平行な路面上の座標系であるＸ−Ｙ座標系を示しており、Ｘ軸が車両１の車幅方向に平行であり、Ｙ軸が車両１の前後方向（進行方向）に平行である。また、図３において、Ｐ１は、現在よりもΔｔ秒前に車線情報を検出した時刻における車両１の位置Ｌ１と進行方向Ｈ１を示しており、Ｐ２は、現在よりも２・Δｔ秒前に車線情報を検出した時刻における車両１の位置Ｌ２と進行方向Ｈ２を示している。Ｐ３以降も同様である。

また、後方車線形状算出部１３は、過去に検出した車線情報を、その車線情報を検出した時刻における車両１の位置および進行方向に対応させてＸ−Ｙ座標系にプロットする。車線情報とは、前述のように、車線の境界を示す道路標示の、車両１に対する車幅方向の位置である。

例えば、現在よりもΔｔ秒前に検出した車線情報をＸ−Ｙ座標系にプロットする場合には、後方車線形状算出部１３は、Δｔ秒前の車両１の位置Ｌ１を基準として、Δｔ秒前の車両１の進行方向Ｈ１に直交する直線上に、Δｔ秒前に認識した車両１に対する車線の境界を示す道路標示の位置をプロットする。

車両１が、図２に示すように、４つの車線を有する道路の第２車線２１ｂを走行中である場合には、後方車線形状算出部１３は、走行軌跡上の車両１の現在位置から所定の距離だけ後方までの区間における車両１の位置および進行方向に対応する第１区画線２２ｃの位置ＰＬ２、第２区画線２２ｂの位置ＰＬ１、第３区画線２２ｃの位置ＰＲ１、第４区画線２２ｄの位置ＰＲ２、第５区画線２２ｅの位置ＰＲ３をＸ−Ｙ座標系プロットする。

ここで、図３に示すように、Ｘ−Ｙ座標系にプロットした複数の車線情報のうち、同じ区画線に関する複数の点を検出した時刻順に繋ぐ線は、車両１の後方の車線形状に近似する形状となる。後方車線形状算出部１３は、Ｘ−Ｙ座標系にプロットした同じ区画線に関する複数の車線情報を繋ぐ線を、車両１の後方の車線形状の情報である後方車線形状情報として出力する。なお、同じ区画線に関する複数の車線情報について、隣接する点間を繋ぐ線は、直線であってもよいし曲線であってもよい。

なお、車線情報は、画像に写っている道路標示に基づいて算出されるものであるため、例えば併走する他車両によって道路表示が隠されてしまう場合や、積雪や掠れ等により道路標示が明瞭に見えない場合には、検出が不可能となる場合がある。本実施形態では、データ取得期間中に車線情報検出部１２による車線情報の検出が不可能であった欠測期間が存在する場合、後方車線形状算出部１３は、欠測期間の直前に検出された車線情報を用いて、欠測期間中における車線情報を補間する。したがって、本実施形態では、データ取得期間中に車線情報の検出が不可能であった欠測期間が存在したとしても、現在の車両１の位置から所定の距離だけ後方までの区間における車線形状を検出することができる。

他車両走行車線判定部１４は、レーダ装置３ｂによって検出された１つまたは複数の他車両１００の車両１に対する相対位置と、後方車線形状情報との比較に基づき、他車両１００が道路が有する複数の車線のいずれを走行中であるかを判定する。なお、他車両１００とは、車両１が走行中の道路を、車両１の側方または後方において車両１と同一方向に走行中の車両である。

前述したように、後方車線形状情報には、車両１の後方の所定の区間における、車線の境界を示す複数の道路標示（区画線）の形状の情報が含まれている。他車両走行車線判定部１４は、この後方車線形状情報と、レーダ装置３ｂによって検出された他車両１００の検出位置Ｃと、を車両１を原点とした路面に平行な平面上の座標系にプロットし、他車両１００の検出位置Ｃが区画線に対してどの位置にあるか、に基づいて、他車両１００が走行中である車線を判定する。

車線変更可否判定部１５は、他車両走行車線判定部１４によって判定された他車両１００がいずれの車線を走行中であるかの情報と、レーダ装置３ｂによって検出された他車両１００の車両１に対する相対速度および離間距離と、に基づいて車両１の車線変更の可否を判定する。図４に、車線変更可否判定部１５による車線変更可否判定処理のフローチャートを示す。

なお、詳しくは後述するが、図４のフローチャートに沿った車線変更可否判定部１５による車線変更可否判定処理は、車両１に後方から接近する他車両１００である後続車両と車両１との位置および速度に基づいて行われるものであり、車両１の追い抜きまたは追い越しをしようとする後続車両の前方に車両１が車線変更によって進出し、後続車両を妨害してしまうことを防止するためのものである。

したがって、図４のフローチャートに沿った車線変更可否判定部１５による車線変更可否判定処理は、制御部１１における車線変更が可能であるか否かを判定する処理の一部のみを示している。図４のフローチャートに従って車線変更が可能であるとの判定がなされている場合であっても、この判定結果は制御部１１による他のより優先度の高い判定処理の結果によって上書きされる場合もある。例えば、外部環境認識装置３によって車両１の側方に他車両が存在しており、車線変更を行えば車両同士が接触すると予想される場合には、制御部１１は、図４のフローチャートによる判定結果に関わらず、車線変更が不可能であると判定する。

車線変更可否判定部１５は、まずステップＳ１００において、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上のレーダ装置３ｂの認識範囲内に他車両１００が存在しているか否か、を判定する。

ステップＳ１００の判定において、レーダ装置３ｂの認識範囲内に他車両１００が存在していない、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１１０に移行し、車両１の車線変更が可能であると判定する。なお、前述のように、ステップＳ１１０が実行されたとしても、レーダ装置３ｂ以外の外部環境認識装置３の認識結果に基づいて車両１の車線変更が不可能であるとされる場合もある。

一方、ステップＳ１００の判定において、レーダ装置３ｂの認識範囲内に他車両１００が存在している、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１２０に移行する。

ステップＳ１２０では、車線変更可否判定部１５は、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に、所定の第１相対速度Ｖｔｈ１以上で車両１に接近している他車両１００が存在しているか否か、を判定する。第１相対速度Ｖｔｈ１の値は、例えば時速３０ｋｍから時速４０ｋｍ程度とされる。第１相対速度Ｖｔｈ１の値は可変であってもよく、車両１の走行速度が高くなるほど大きくなる形態であってもよい。

ステップＳ１２０の判定において、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に、第１相対速度Ｖｔｈ１以上で車両１に接近している他車両１００が存在していると判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１３０に移行し、車両１の車線変更が不可能であると判定する。

すなわち、レーダ装置３ｂによる認識範囲内であって、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に、第１相対速度Ｖｔｈ１以上で車両１に接近する他車両１００が存在する場合には、当該他車両１００と車両１との離間距離に関わらず、車両１の車線変更が禁止される。

一方、ステップＳ１２０の判定において、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に、第１相対速度Ｖｔｈ１以上で車両１に接近している他車両１００が存在していない、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１４０では、車線変更可否判定部１５は、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上の所定の距離Ｄｔｈ以内に、所定の第２相対速度Ｖｔｈ２以上で車両１に接近する他車両１００が存在するか否かを判定する。

所定の距離Ｄｔｈの値は、レーダ装置３ｂによる認識可能距離よりも小さい。なお、所定の距離Ｄｔｈの値は可変であってもよく、車両１の走行速度が高くなるほど大きくなる形態であってもよい。また、第２相対速度Ｖｔｈ２の値は、第１相対速度Ｖｔｈ１よりも小さい。第２相対速度Ｖｔｈ２の値は可変であってもよく、車両１の走行速度が高くなるほど大きくなる形態であってもよい。

以下では、車両１の後方の所定の距離Ｄｔｈ以内において第２相対速度Ｖｔｈ２以上で車両１に接近している他車両１００のことを、高速車両１００Ｈと称する。ステップＳ１４０の判定は、車両１の後方に高速車両１００Ｈが存在するか否かの判定である。

ステップＳ１４０の判定において、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に高速車両１００Ｈが存在しないと判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１１０に移行し、車両１の車線変更が可能であると判定する。

すなわち、車両１の後方の所定の距離Ｄｔｈ以内を走行中の１台または複数台の他車両１００の車両１への接近速度が全て第２相対速度Ｖｔｈ２未満である場合には、車両１の車線変更が許可される。

一方、ステップＳ１４０の判定において、車両１の後方の自車走行車線上または隣接車線上に高速車両１００Ｈが存在すると判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１５０に移行する。

ステップＳ１５０では、車線変更可否判定部１５は、高速車両１００Ｈが走行している車線上において、高速車両１００Ｈの前方に高速車両１００Ｈよりも低速な車両が走行中であるか否かを判定する。以下では、高速車両１００Ｈよりも低速な車両のことを低速車両１０１と称する。ここで、低速車両１０１には、他車両１００の他に車両１も含まれる。

ステップＳ１５０の判定において、高速車両１００Ｈが走行している車線上において、高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在しない、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１６０に移行し、車両１の高速車両１００Ｈが走行している車線への車線変更が不可能であると判定し、また、車両１の高速車両１００Ｈが走行している車線以外の車線への車線変更が可能であると判定する。

高速車両１００Ｈが走行する車線上の高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在しなければ、高速車両１００Ｈは車線変更をせずに走行を続けることが予想されるため、ステップＳ１６０では、車両１よりも速い高速車両１００Ｈが走行する車線への車線変更のみを禁止する。

ステップＳ１６０では、例えば、図５に示すように、車両１が第２車線２１ｂを走行中であり、高速車両１００Ｈが第３車線２１ｃを走行中である場合には、車両１の第３車線２１ｃへの車線変更を禁止し、第１車線２１ａへの車線変更を許可する。

一方、ステップＳ１５０の判定において、高速車両１００Ｈが走行している車線上において、高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在しない、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１７０に移行する。

ステップＳ１７０では、車線変更可否判定部１５は、高速車両１００Ｈが走行している車線に隣接する全ての車線において、高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在するか否か、を判定する。すなわちステップＳ１７０は、高速車両１００Ｈが走行している車線と当該車線に隣接する車線の全てにおいて、高速車両１００Ｈよりも遅い低速車両１０１が走行中であるか否かを判定する。

ステップＳ１７０の判定において、高速車両１００Ｈが走行している車線に隣接する全ての車線において、高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在する、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１６０では、前述のように、車両１の高速車両１００Ｈが走行している車線への車線変更が不可能であると判定し、また、車両１の高速車両１００Ｈが走行している車線以外の車線への車線変更が可能であると判定する。

高速車両１００Ｈが走行する車線および当該車線の隣接車線の全てにおいて高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が走行中である場合、高速車両１００Ｈは低速車両１０１の追い越しを行わずに同じ車線上を走行し続けることが予想されるため、ステップＳ１６０では、車両１よりも速い高速車両１００Ｈが走行する車線への車線変更のみを禁止する。

ステップＳ１６０では、例えば図６に示すように、車両１が第２車線２１ｂを走行中であり、高速車両１００Ｈも第２車線２１ｂを走行中である場合であって、さらに第１車線２１ａおよび第３車線２１ｃの双方に低速車両１０１が走行中である場合、車両１の第１車線２１ａおよび第３車線２１ｃへの車線変更を許可する。

一方、ステップＳ１７０の判定において、高速車両１００Ｈが走行している車線に隣接する車線のうち、少なくとも１つについては高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１が存在しない、と判定した場合には、車線変更可否判定部１５は、ステップＳ１８０へ移行する。

ステップＳ１８０では、車線変更可否判定部１５は、車両１の高速車両１００Ｈが走行している車線への車線変更と、高速車両１００Ｈが走行している車線に隣接する車線のうちの高速車両１００Ｈの前方に低速車両１０１していない車線への車線変更と、が不可能であると判定し、他の車線への車線変更が可能であると判定する。

すなわち、高速車両１００Ｈが走行する車線の前方に低速車両１０１が存在する場合には、高速車両１００Ｈが走行する車線への車両１の車線変更が禁止され、さらに高速車両１００Ｈが走行する車線に隣接する車線のうちの低速車両１０１が存在しない車線への車両１の車線変更が禁止される。

高速車両１００Ｈが走行する車線の前方に低速車両１０１が存在し、かつ高速車両１００Ｈが走行する車線に隣接する車線に低速車両１０１が存在しない車線が有る場合には、高速車両１００Ｈは、車線を維持して走行し続けるか、もしくは低速車両１０１を追い越すために低速車両１０１が存在しない隣接車線に車線変更する、可能性がある。したがって、ステップＳ１８０では、高速車両１００Ｈが走行する車線への車両１の車線変更と、高速車両１００Ｈが走行する車線に隣接する車線のうちの低速車両１０１が存在しない車線への車両１の車線変更を禁止する。

ステップＳ１８０では、例えば図７に示すように、車両１が第２車線２１ｂを走行中であり、高速車両１００Ｈも第２車線２１ｂを走行中である場合であって、さらに第３車線２１ｃに低速車両１０１が走行中である場合、車両１の第１車線２１ａへの車線変更を禁止し、車両１の第３車線２１ｃへの車線変更を許可する。

以上のように、車線変更可否判定部１５は、他車両走行車線判定部１４によって判定された他車両１００がいずれの車線を走行中であるかの情報と、レーダ装置３ｂによって検出された他車両１００の車両１に対する相対速度および離間距離と、に基づいて車両１の車線変更の可否を判定する。

以上に説明した本実施形態の走行支援装置１０は、現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の画像から検出された複数の車線情報からなる車線情報群と、データ取得期間中における車速センサ４ａおよびヨーレートセンサ４ｂの検出結果に基づいて算出されるデータ取得期間中の車両１の走行軌跡と、に基づいて、現在の車両１の位置から所定の距離だけ後方までの区間における車線形状を算出する後方車線形状算出部１３を備える。このような構成を有する走行支援装置１０は、曲線路であってもレーダ装置３ｂによって認識した後続車両が走行中である車線を判定することが可能であるため、当該判定結果を用いて車両１の車線変更の可否の判定を正確に行うことができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う走行支援装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１車両（自車両）、
３外部環境認識装置、
３ａ撮像装置、
３ｂレーダ装置、
４状態両検出装置、
４ａ車速センサ、
４ｂヨーレートセンサ、
５測位装置、
６地図情報出力装置、
７報知装置、
８走行制御装置、
１０走行支援装置、
１１制御部、
１２車線情報検出部、
１３後方車線形状算出部、
１４他車両走行車線判定部、
１５車線変更可否判定部、
２０道路、
１００他車両、
１００Ｈ高速車両、
１０１低速車両。

Claims

自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、
前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、
前記自車両の車速を検出する車速センサ、および
前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、
前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、
現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、
前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、
前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、
を備え、
前記車線変更可否判定部は、
前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内において所定の相対速度以上で前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、
前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線および当該高速車両が走行中の車線に隣接する車線の全てにおいて、当該高速車両よりも低速の前記自車両または前記他車両である低速車両が存在する場合には、前記隣接車線への前記自車両の車線変更が可能であると判定する
ことを特徴とする走行支援装置。
前記後方車線形状算出部は、
前記データ取得期間中に前記車線情報検出部による前記車線情報の検出が不可能であった欠測期間が存在する場合に、前記欠測期間中における前記車線情報を、前記欠測期間の直前に検出された前記車線情報に基づいて補間する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に前記低速車両が存在し、かつ前記高速車両が走行する車線の隣接車線の少なくとも一方において前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線に隣接する車線のうちの前記低速車両が存在しない車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記自車両と前記高速車両の間の相対速度が前記所定の速度より高い所定の第１相対速度以上である場合には、当該判定処理における他の判定に優先して前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の走行支援装置。
自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、
前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、
前記自車両の車速を検出する車速センサ、および
前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、
前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、
現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、
前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、
前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、
を備え、
前記車線変更可否判定部は、
前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内に前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、
前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に低速車両が存在し、かつ前記高速車両が走行する車線の隣接車線の少なくとも一方において前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線に隣接する車線のうちの前記低速車両が存在しない車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする走行支援装置。
前記後方車線形状算出部は、
前記データ取得期間中に前記車線情報検出部による前記車線情報の検出が不可能であった欠測期間が存在する場合に、前記欠測期間中における前記車線情報を、前記欠測期間の直前に検出された前記車線情報に基づいて補間する
ことを特徴とする請求項６に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線および当該高速車両が走行中の車線に隣接する車線の全てにおいて、当該高速車両よりも低速の前記自車両または前記他車両である前記低速車両が存在する場合には、前記隣接車線への前記自車両の車線変更が可能であると判定する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記自車両と前記高速車両の間の相対速度が前記所定の速度より高い所定の第１相対速度以上である場合には、当該判定処理における他の判定に優先して前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の走行支援装置。
自車両の前方を所定の周期で撮像する撮像装置、
前記自車両の後方を認識範囲に収めるレーダ装置、
前記自車両の車速を検出する車速センサ、および
前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、を備える車両に搭載される走行支援装置であって、
前記撮像装置によって撮像された画像中の道路標示から、前記自車両が走行中の走行車線および前記走行車線に隣接する１つまたは２つの隣接車線を少なくとも認識し、前記走行車線および全ての前記隣接車線の前記自車両に対する車幅方向の相対位置の情報を含む車線情報を検出する車線情報検出部と、
現在から過去の所定のデータ取得期間中に連続して撮像した複数の前記画像から検出された複数の前記車線情報からなる車線情報群と、前記データ取得期間中における前記車速センサおよび前記ヨーレートセンサの検出結果に基づいて算出される前記データ取得期間中の前記自車両の走行軌跡と、に基づいて、現在の前記自車両の位置から所定の距離だけ後方までの区間における前記走行車線および全ての前記隣接車線の形状の情報を含む後方車線形状情報を算出する後方車線形状算出部と、
前記レーダ装置によって検出された他車両の前記自車両に対する相対位置と、前記後方車線形状情報との比較に基づき、前記他車両が前記走行車線および全ての前記隣接車線のいずれかを走行中であるか否かを判定する他車両走行車線判定部と、
前記他車両走行車線判定部によって判定された前記他車両がいずれの車線を走行中であるかの情報と、前記レーダ装置によって検出された前記他車両の前記自車両に対する相対速度および離間距離と、に基づいて前記自車両の車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、
を備え、
前記車線変更可否判定部は、
前記走行車線および前記隣接車線のいずれかの前記自車両の後方の所定の距離以内に前記自車両に接近する高速車両が存在する場合に、前記自車両の車線変更の可否を判定する判定処理を実行し、
前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定し、
前記自車両と前記高速車両の間の相対速度が前記所定の速度より高い所定の第１相対速度以上である場合には、当該判定処理における他の判定に優先して前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする走行支援装置。
前記後方車線形状算出部は、
前記データ取得期間中に前記車線情報検出部による前記車線情報の検出が不可能であった欠測期間が存在する場合に、前記欠測期間中における前記車線情報を、前記欠測期間の直前に検出された前記車線情報に基づいて補間する
ことを特徴とする請求項１１に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線および当該高速車両が走行中の車線に隣接する車線の全てにおいて、当該高速車両よりも低速の前記自車両または前記他車両である前記低速車両が存在する場合には、前記隣接車線への前記自車両の車線変更が可能であると判定する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の走行支援装置。
さらに、前記車線変更可否判定部は、前記判定処理において、
前記高速車両の前方であって、当該高速車両が走行中の車線に前記低速車両が存在しない場合には、前記高速車両が走行する車線への前記自車両の車線変更が不可能であると判定する
ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の走行支援装置。