JP7209946B2 - 車両運転支援システム - Google Patents

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本発明は、車両に搭載される車両運転支援システムに関する。
車両の経路候補(つまり、実際に車両を走行させる目標経路となり得る候補)の設定に用いられるアルゴリズムとして、ポテンシャル法、スプライン補間関数、Aスター(A*)、RRT、ステートラティス法等が知られている。また、このようなアルゴリズムを用いた車両運転支援システムも提案されている。
上記アルゴリズムによれば、車両の走行路に複数の経路候補を設定することが可能になる。障害物回避等の観点から各経路候補の経路コストが計算され、当該計算結果に基づいて適切と判断された1つの経路候補が目標経路として選択される。例えば、特許文献1には、グリッドマップ上に複数の経路候補を設定し、移動コストに基づいて1つの経路候補を選択する車両運転支援システムが開示されている。
国際公開第2013/051081号
特許文献1記載のシステムは、グリッドマップの複数のセルのうち、経路候補が通過する全てのセルにおける移動コストを計算する。このように経路候補上の多数の位置で経路コストを計算する手法は、その経路候補の経路コストの評価精度を高める観点では有意であるものの、大きな計算負荷を伴う。
特に、ステートラティス法のように多数の経路候補を設定可能な手法を用いる場合、経路コストの計算負荷が膨大になるおそれがある。このため、計算負荷の軽減と、経路コストの評価精度との両立が求められていた。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、経路候補の経路コストの評価精度と、その計算負荷の軽減とを両立可能な車両運転支援システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載される車両運転支援システムであって、走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路情報に基づいて走行路に目標経路を設定し、目標経路に沿って走行するように車両を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、走行路情報に基づいて、走行路に複数の経路候補を設定し、複数の経路候補のそれぞれに沿って複数のサンプリング点を所定間隔で設定し、複数のサンプリング点のそれぞれにおける経路コストを計算し、経路コストに基づいて、複数の経路候補から1つの経路候補を目標経路として選択するように構成され、さらに、制御装置は、走行路の幅方向一端から幅方向他端側へ延びる警戒領域を設定し、経路候補のうち、警戒領域に含まれる部分に沿って第1間隔でサンプリング点を設定し、他の部分に沿って第1間隔よりも大きい第2間隔でサンプリング点を設定し、車両の移動速度が大きいほど、警戒領域の外形を大きくするように構成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、制御装置は、経路候補のうち、警戒領域に含まれる部分に沿って第1間隔でサンプリング点を設定する。警戒領域は、走行路の幅方向一端から幅方向他端側へ延びるように設定される。第1間隔は第2間隔よりも小さいため、警戒領域には比較的高い密度で複数のサンプリング点が設定される。したがって、車両を走行させる際に警戒すべき対象の近傍に警戒領域を設定すれば、当該対象の近傍における経路コストの評価精度を高いものとすることが可能になる。
一方、経路候補の他の部分(つまり、警戒領域に含まれない部分)については、制御装置は、当該他の部分に沿って第2間隔でサンプリング点を設定する。第2間隔は第1間隔よりも大きいため、当該他の部分には比較的低い密度で複数のサンプリング点が設定される。この結果、当該他の部分における経路コストの計算負荷を軽減することが可能になる。サンプリング点の密度が比較的低いことで、当該他の部分における経路コストの評価精度も低くなるものの、その評価精度が警戒領域における車両の走行に与える影響は比較的小さい。
すなわち、上記構成によれば、計算負荷を軽減しながらも、経路コストの評価精度を実用上十分なものとすることが可能になる。この結果、経路候補の経路コストの評価精度と、その計算負荷の軽減とを両立させることが可能になる。
また、車両の移動速度が大きいほど、より歩行者等の飛び出しに注意を払う必要がある。上記構成によれば、制御装置は、車両の移動速度が大きいほど警戒領域の外形を大きくするため、経路候補のうち警戒領域に含まれる部分が大きくなる。すなわち、経路候補のうち第1間隔でサンプリング点を設定する部分が大きくなる。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補の経路コストを計算することが可能になる。
本発明において、好ましくは、走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置を備え、制御装置は、障害物よりも車両の進行方向の位置に、警戒領域を設定するように構成されている。
この構成によれば、障害物(例えば、走行路上の停止車両、歩行者、壁、街路樹等)により形成される死角に警戒領域を設定することが可能になる。すなわち、死角に、比較的高い密度で複数のサンプリング点が設定される。この結果、計算負荷を軽減しながらも、当該死角からの歩行者等の飛び出しを考慮して経路候補の経路コストを計算することが可能になる。
本発明において、好ましくは、制御装置は、障害物の外形が大きいほど、警戒領域の外形を大きくするように構成されている。
障害物の外形が大きいほど、当該障害物により形成される死角も大きくなる傾向がある。上記構成によれば、制御装置は、障害物の外形が大きいほど警戒領域の外形を大きくするため、経路候補のうち警戒領域に含まれる部分が大きくなる。すなわち、大きな死角を含む範囲に、比較的高い密度でサンプリング点が設定される。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補の経路コストを計算することが可能になる。
なお、警戒領域の外形は、障害物の外形の増加に伴って連続的に大きくなる必要は無い。例えば、警戒領域の外形が、障害物の外形の増加に伴って段階的に大きくなる形態も、本発明の範囲に包含される。
本発明において、好ましくは、制御装置は、障害物の種類に応じて、警戒領域の外形を大きくするように構成されている。
例えば、障害物が貨物自動車やバス等の大型車である場合は、障害物が乗用自動車である場合と比べて、当該障害物により形成される死角も大きくなる傾向がある。上記構成によれば、このように障害物の種類毎に異なる死角に応じて、経路候補のうち第1間隔でサンプリング点を設定する部分を大きくすることが可能になる。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補の経路コストを計算することが可能になる。
本発明において、好ましくは、制御装置は、走行路上の歩行者横断帯と重畳する警戒領域を設定するように構成されている。
この構成によれば、歩行者等が飛び出す可能性が比較的高い歩行者横断帯において、この飛び出しを確実に考慮して経路候補の経路コストを計算することが可能になる。
なお、警戒領域の外形は、車両の移動速度に伴って連続的に大きくなる必要は無い。例えば、警戒領域の外形が、車両の移動速度に伴って段階的に大きくなる形態も、本発明の範囲に包含される。
本発明によれば、経路候補の経路コストの評価精度と、その計算負荷の軽減とを両立可能な車両運転支援システムを提供することが可能になる。
実施形態に係る車両運転支援システムの構成図である。 経路候補及びサンプリング点の説明図である。 経路候補及びサンプリング点の説明図である。 経路候補及びサンプリング点の説明図である。 図1のECUが実行する演算を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
まず、図1及び図2を参照しながら、本発明に係る車両運転支援システム100の概要について説明する。図1は、車両運転支援システム100の構成図である。図2は、経路候補RC及びサンプリング点SPの説明図である。
車両運転支援システム100は、車両1に搭載され、車両1を目標経路に沿って走行させる運転支援制御を提供する。図1に示されるように、車両運転支援システム100は、ECU(電子制御装置)10と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を備えている。複数のセンサ類には、カメラ21、レーダ22や、車両1の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ23、加速度センサ24、ヨーレートセンサ25、操舵角センサ26、アクセルセンサ27、ブレーキセンサ28が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両1の位置を検出するための測位システム29、ナビゲーションシステム30が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33が含まれている。
また、他のセンサ類として、車両1に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両1の4箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両1の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。
ECU10は、本発明に係る制御装置の一例である。ECU10は、CPU、各種プログラムを記憶するメモリ、入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ECU10は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。
ECU10は、走行路情報に基づいて、走行路上の位置を特定するための演算を行う。走行路情報は、車両1が走行している走行路に関する情報であり、例えば、走行路の形状(直線、カーブ、カーブ曲率)、走行路幅、車線数、車線幅等に関する情報を含んでいる。走行路情報は、カメラ21、レーダ22、ナビゲーションシステム30等により取得される。
図2は、車両1が走行路5上を走行している様子を示している。ECU10は、走行路情報に基づく演算により、車両1の進行方向に存在する走行路5上に、仮想の複数のグリッド点Gn(n=1,2,・・・N)を設定する。走行路5が延びる方向をx方向と定義し、走行路5の幅方向をy方向と定義した場合に、グリッド点Gnは、x方向及びy方向に沿って格子状に配列されている。
ECU10がグリッド点Gnを設定する範囲は、走行路5に沿って、距離Lだけ車両1の前方に亘っている。距離Lは、演算実行時の車両1の速度に基づいて計算される。本実施形態では、距離Lは、演算実行時の速度(V)で所定の固定時間t(例えば、3秒)に走行すると予想される距離である(L=V×t)。しかしながら、距離Lは、所定の固定距離(例えば、100m)であってもよいし、速度(及び加速度)の関数であってもよい。また、グリッド点Gnが設定される範囲の幅Wは、走行路5の幅と略等しい値に設定される。このような複数のグリッド点Gnの設定により、走行路5上の位置を特定することが可能になる。
なお、図2に示される走行路5は直線区間であるため、グリッド点Gnは矩形状に配置されている。しかしながら、グリッド点Gnは走行路が延びる方向に沿って配置されるため、走行路がカーブ区間を含んでいる場合は、グリッド点Gnはカーブ区間の湾曲に沿って配置される。
また、ECU10は、走行路情報と障害物情報に基づいて、経路候補RC(つまり、実際に車両1を走行させる目標経路となり得る候補)を設定するための演算を実行する。障害物情報は、車両1の進行方向の走行路5上の障害物(例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、落下物等)の有無や、その種類、大きさ、移動方向、移動速度等に関する情報である。障害物情報は、カメラ21及びレーダ22により取得される。
ECU10は、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の経路候補RCを設定する。ステートラティス法によれば、始点Psから、車両1の進行方向に存在する各グリッド点Gnに向かって枝分かれしながら延びる複数の経路候補RCが設定される。始点Psは演算実行時の車両1の位置であり、図2に示される例では車両1はxy座標の原点に位置しているため、始点Psの座標は(0,0)である。ECU10は、y座標がx座標を変数とする多次関数を規定し、当該多次関数に基づいてxy座標に描画される曲線を経路候補RCとして設定する。当該多次関数は、例えば、5次関数や3次関数である。図2は、ECU10が設定する複数の経路候補RCの一部である経路候補RCa,RCb,RCcを示している。
また、ECU10は、複数の経路候補RCから、経路コストが最小である1つの経路候補RCを選択する。詳細には、まず、ECU10は、図2に示されるように、各経路候補RCに沿って複数のサンプリング点SPを設定する。複数のサンプリング点SPは、各経路候補RC上に、互いに間隔を空けて配置される。図2は、一例として、経路候補RCa,RCb,RCcの全体に沿って等間隔で設定されたサンプリング点SPを示している。
次に、ECU10は、各サンプリング点SPにおける経路コストを計算する。さらに、ECU10は、経路候補RC毎に、その経路候補RCに沿って設定されたサンプリング点SPにおける経路コストを合算するとともに、当該合算値をその経路候補RCの全長で除算する。ECU10は、当該除算により得られる値を、その経路候補RCの経路コストとする。ECU10は、複数の経路候補RCから、経路コストが最小である経路候補RCを選択し、目標経路として設定する。
また、ECU10は、各サンプリングポイントに車両1の速度制御及び操舵制御の制御量を設定する。当該制御量は、目標経路に沿って車両1を走行させるために必要となる速度や操舵に基づいて設定され、経路コストの計算にも用いられる。ECU10は、当該制御量に基づいて、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、ステアリング制御システム33に対して制御信号を送信する。
カメラ21は、本発明に係る走行路情報取得装置の一例であり、障害物情報取得装置の一例でもある。カメラ21は、車両1の周囲を撮影し、画像データを出力する。ECU10は、カメラ21から受信した画像データに基づいて、対象物(例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路、区画線(車線境界線、白線、黄線)、交通信号、交通標識、停止線、交差点等)を特定する。また、ECU10は、対象物が車両である場合は、その種類(大型車、乗用自動車等)を特定する。なお、ECU10は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。
レーダ22は、本発明に係る走行路情報取得装置の一例であり、障害物情報取得装置の一例でもある。レーダ22は、対象物(特に、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路5上の落下物等)の位置及び速度を測定する。レーダ22として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ22は、車両1の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ22は、送信波と受信波に基づいて、車両1と対象物との間の距離(例えば、車間距離)や、車両1に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ22に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。
車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出する。加速度センサ24は、車両1の加速度(前後方向の縦加減速度、横方向の横加減速度)を検出する。ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレートを検出する。操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
測位システム29は、GPSシステム及び/又はジャイロシステムであり、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。ナビゲーションシステム30は、内部に地図情報を格納しており、ECU10に地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。
エンジン制御システム31は、車両1のエンジンを制御する。ECU10は、車両1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム31に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。
ブレーキ制御システム32は、車両1のブレーキ装置を制御する。ECU10は、車両1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム32に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。
ステアリング制御システム33は、車両1のステアリング装置を制御する。ECU10は、車両1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム33に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。
次に、図3及び図4を参照しながら、サンプリング点SPを設定するための演算について説明する。図3及び図4は、経路候補RC及びサンプリング点SPの説明図である。
上述したように、ECU10は、各経路候補RCに沿って複数のサンプリング点SPを設定する。設定するサンプリング点SPの数が多いほど、各経路候補RCの経路コストの評価精度が高まるものの、その計算負荷が大きくなり、実用性が損なわれる。そこで、ECU10は、経路コストの評価精度と、計算負荷の軽減とを両立させるべく、警戒領域WAに基づいてサンプリング点SPを設定している。以下、サンプリング点SPの設定方法について説明する。
図3は、車両1が走行路51の車線51aを走行している場合の、経路候補RC及びサンプリング点SPを示している。車線51aと隣り合う車線51bには、障害物である他車両9が停車しており、ECU10(図1参照)は、他車両9の側方を通過するように車両1を走行させることを企図している。他車両9よりも車両1の進行方向には、車両1の乗員が目視できない死角DAが形成されている。
上述したステートラティス法を用いた経路探索により、走行路51には、経路候補RC1~RC5が設定される。
ECU10は、走行路5上に警戒領域WA1を設定する。警戒領域WA1は、他車両9よりも車両1の進行方向に位置し、死角DAの略全体を含む仮想の領域である。詳細には、警戒領域WA1は、走行路51の左端51cから右端51d側へ延び、x方向(図2参照)長さがL2(例えば、10m)、y方向(図2参照)長さがW1(例えば、15m)の矩形を呈している。ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど、長さL2,W1を大きく設定する。図3に示される例では、警戒領域WA1は、経路候補RC1~RC5のそれぞれの一部を含んでいる。
ECU10は、経路候補RC1~RC4のそれぞれのうち、車両1の近傍の部分に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。間隔d1は、本発明に係る第1間隔の一例である。詳細には、ECU10は、経路候補RC1~RC4のうち第1部分RC11,RC21,RC31,RC41に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。第1部分RC11,RC21,RC31,RC41は、車両1からx方向に長さL1(例えば、10m)だけ延びている。ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど、長さL1を大きく設定する。
また、ECU10は、死角DAに比較的近い経路候補RC1~RC4のそれぞれの一部に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。詳細には、ECU10は、経路候補RC1~RC4のうち、警戒領域WA1に含まれる第2部分RC12,RC22,RC32,RC42に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。
さらに、ECU10は、経路候補RC1~RC4のうち、第1部分RC11,RC21,RC31,RC41、及び、第2部分RC12,RC22,RC32,RC42、の双方を除いた部分に沿って、間隔d2でサンプリング点SPを設定する。間隔d2は、本発明に係る第2間隔の一例である。
間隔d2は、間隔d1よりも大きい(例えば、d1=0.2m,d2=2.0m)。このため、第1部分RC11,RC21,RC31,RC41及び第2部分RC12,RC22,RC32,RC42に沿って比較的高い密度でサンプリング点SPが設定され、その他の部分に沿って比較的低い密度でサンプリング点SPが設定される。換言すれば、第1部分RC11,RC21,RC31,RC41及び第2部分RC12,RC22,RC32,RC42における単位長さ当たりのサンプリング点SPの数は、その他の部分におけるそれよりも多い。また、経路候補RC1~RC4のうち、第2部分RC12,RC22,RC32,RC42を除いた部分では、車両1から車両1の進行方向に離間するのに伴って、サンプリング点SPを設定する間隔がd1からd2に大きくなる。
一方、警戒領域WA1に含まれない経路候補RC5に沿うサンプリング点SPに関しては、ECU10は、車両1からx方向に長さL1だけ延びる第1部分RC51には間隔d1で設定し、その他の部分には間隔d2で設定する。
図4は、車両1が走行路52の車線52aを走行している場合の経路候補RC及びサンプリング点SPを示している。車両1の進行方向の走行路52上には歩行者横断帯52bが設けられており、ECU10(図1参照)は、歩行者横断帯52bと交差するように車両1を走行させることを企図している。
ECU10は、走行路5上に警戒領域WA2を設定する。警戒領域WA2は、上面視で歩行者横断帯52bと重畳するように設定される仮想の領域である。詳細には、警戒領域WA2は、走行路52の左端52cから右端52d側へ延び、x方向(図2参照)長さがL3(例えば、10m)、y方向(図2参照)長さがW2(例えば、15m)の矩形を呈している。ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど、長さL3,W2を大きく設定する。図4に示される例では、警戒領域WA2は、経路候補RC6~RC9のそれぞれの一部を含んでいる。
ECU10は、経路候補RC6~RC9の第1部分RC61,RC71,RC81,RC91及び第2部分RC62,RC72,RC82,RC92に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。第1部分RC61,RC71,RC81,RC91は、車両1からx方向に長さL1だけ延びる部分であり、第2部分RC62,RC72,RC82,RC92は、警戒領域WA2に含まれる部分である。
一方、経路候補RC10に沿うサンプリング点SPに関しては、ECU10は、車両1からx方向に長さL1だけ延びる第1部分RC101には間隔d1で設定し、その他の部分には間隔d2で設定する。
図3及び図4から理解できるように、ECU10は、サンプリング点SPを、死角DAや歩行者横断帯52bを含む範囲と、車両1の近傍とに優先的に設定する。換言すれば、経路候補RCのうち、死角DAや歩行者横断帯52bを含む範囲、及び、車両1の近傍の部分、の双方を除いた部分では、ECU10は、サンプリング点SPを間引く。これにより、死角DAや歩行者横断帯52bを含む範囲及び車両1の近傍における経路コストの評価精度を高いものとしながらも、その他の部分における経路コストの計算負荷を軽減することが可能になる。すなわち、計算負荷の軽減と、経路コストの評価精度と、を両立させることが可能になる。
次に、図5を参照して、ECU10が運転支援制御を提供する際に実行する演算について説明する。図5は、ECU10が実行する演算を示すフローチャートである。ECU10は、図5に示される演算を繰返し実行する(例えば、0.05~0.2秒毎)。
まず、ステップS1で、ECU10は、カメラ21、レーダ22、及びナビゲーションシステム30(図1参照)から走行路情報を取得する。
次に、ステップS2で、ECU10は、走行路情報に基づいて、走行路の形状(例えば、走行路が延びる方向、走行路の幅等)を特定するとともに、走行路上に複数のグリッド点Gn(n=1,2,・・・N)を設定する。ECU10は、例えば、x方向(図2参照)に10m毎、y方向(図2参照)に0.875m毎にグリッド点Gnを設定する。
次に、ステップS3で、ECU10は、カメラ21及びレーダ22から障害物情報を取得する。すなわち、ECU10は、車両1の進行方向の走行路上の障害物の有無や、障害物の種類、障害物の移動方向、移動速度等に関する情報を取得する。
次に、ステップS4で、ECU10は、走行路に複数の経路候補RCを設定する。詳細には、ECU10は、演算実行時の車両1の位置である始点Ps(図2参照)から、ステップS2で設定した各グリッド点Gnまで延びる曲線を規定するとともに、これらの曲線を経路候補RCとして設定する。
次に、ステップS5で、ECU10は、車両1の進行方向に警戒対象物が存在するか否かを判定する。「警戒対象物」とは、走行路上の障害物や、歩行者横断帯等、車両1を走行させる際に警戒すべき対象を意味する。車両1の進行方向に警戒対象物が存在すると判定した場合(S5:YES)、ECU10は、ステップS6に進む。
次に、ステップS6で、ECU10は、走行路5上に警戒領域WAを設定する。上述したように、警戒対象物が障害物である場合、ECU10は、当該障害物よりも車両1の進行方向の位置に警戒領域WAを設定する。また、警戒対象物が歩行者横断帯である場合、ECU10は、上面視で歩行者横断帯と重畳するように警戒領域WAを設定する。さらに、ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど、警戒領域WAの外形を大きくする。
警戒対象物が車両である場合、ECU10は、その種類(大型車、乗用自動車等)に応じて警戒領域WAの外形を大きくしてもよい。例えば、ECU10は、警戒対象物が貨物自動車やバス等の大型車である場合、警戒対象物が乗用自動車である場合に比べて、警戒領域WAの外形を大きくしてもよい。ECU10は、ステップS6で警戒領域WAを設定した後、ステップS7に進む。
これに対し、ステップS5で、車両1の進行方向に警戒対象物が存在しないと判定した場合(S5:NO)、ECU10は、このステップS6を経ることなくステップS7に進む。すなわち、ECU10は、警戒領域WAを設定することなくステップS7に進む。
ステップS7は、サンプリング点SPの設定(ステップS7a~7d)と、経路コストの計算(ステップS7e)と、を含んでいる。
ステップ7aで、ECU10は、経路候補RCのうち車両1の近傍の部分に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。ここでは、経路候補RCのうち車両1からx方向(図2参照)に長さL1だけ延びる部分に沿って、サンプリング点SPが設定される(図3及び図4参照)。
次に、ステップS7bで、ECU10は、経路候補RCが警戒領域WAに含まれているか否かを判定する。経路候補RCが警戒領域WAに含まれていると判定した場合(S7b:YES)、ECU10は、ステップS7cに進む。
次に、ステップS7cで、ECU10は、経路候補RCのうち警戒領域WAに含まれている部分に沿って、間隔d1でサンプリング点SPを設定する。
次に、ステップS7dで、ECU10は、経路候補RCのその他の部分(つまり、警戒領域WAに含まれる部分、及び、車両1の近傍の部分、の双方を除いた部分)に沿って、間隔d2でサンプリング点SPを設定する。
これに対し、ステップS7bで、経路候補RCが警戒領域WAに含まれていないと判定した場合(S7b:NO)、ECU10は、ステップS7cを経ることなくステップS7dに進む。また、上述したステップS5で車両1の進行方向に警戒対象物が存在しないとECU10が判定し(S5:NO)、警戒領域WAが設定されていない場合も、ECU10は、経路候補RCが警戒領域WAに含まれていない(S7b:NO)と判定し、ステップS7cを経ることなく、ステップS7dに進む。
経路候補RCが警戒領域WAに含まれていない場合(S7b:NO)、ECU10は、ステップS7dで、経路候補RCのその他の部分(つまり、車両1の近傍の部分を除いた部分)に沿って、間隔d2でサンプリング点SPを設定する。このとき間隔d2でサンプリング点SPが設定される範囲は、経路候補RCが警戒領域WAに含まれている場合(S7b:YES)と比較して大きくなる。つまり、経路候補RCが警戒領域WAに含まれていない場合は、経路候補RCが警戒領域WAに含まれている場合と比べて、設定されるサンプリング点SPの数が少ない。
次に、ステップS7eで、ECU10は、経路候補RCの各サンプリング点SPにおける経路コストを計算する。経路コストには、速度、加速度、横加速度、経路変化率、障害物等に関するコストが含まれる。これらのコストは適宜設定することができる。概略的には、経路コストは、移動コストと安全コストを含む。例えば、直線経路を走行する場合は、移動距離が短いため移動コストが小さくなるが、障害物等を回避する経路を走行する場合は、移動距離が長くなるため移動コストが大きくなる。また、横加速度が大きくなるほど移動コストは増大する。上述したように、ECU10は、除算により得られる値を、その経路候補RCの経路コストとして不図示のメモリに格納する。
ECU10は、このようなステップS7の演算を、ステップS4で設定した複数の経路候補RCの全てを対象として実行する。
次に、ステップS8で、ECU10は、目標経路を設定する。詳細には、ECU10は、経路コストが最小である経路候補RCを選択し、当該経路候補RCを目標経路に設定する。
次に、ステップS9で、ECU10は、目標経路に沿って車両1が走行するように、エンジン制御システム31、ブレーキ制御システム32、及びステアリング制御システム33に対して制御信号を送信する。当該制御信号は、目標経路の各サンプリング点SPに設定された車両1の速度制御及び操舵制御の制御量に基づいて生成される。
以下、本実施形態の車両運転支援システム100の作用について説明する。
この構成によれば、制御装置であるECU10は、経路候補RCのうち、警戒領域WAに含まれる部分に沿って間隔d1でサンプリング点SPを設定する。警戒領域WAは、走行路の幅方向一端から幅方向他端側へ延びるように設定される。間隔d1は間隔d2よりも小さいため、警戒領域WAには比較的高い密度で複数のサンプリング点SPが設定される。したがって、車両1を走行させる際に警戒すべき対象の近傍に警戒領域WAを設定すれば、当該対象の近傍における経路コストの評価精度を高いものとすることが可能になる。
また、各サンプリング点SPにおいて車両1のブレーキシステムやステアリングシステムを制御する場合は、警戒すべき対象の近傍に比較的高い密度で複数のサンプリング点SPを設定することにより、当該対象の近傍で車両1を停止させる必要が生じた場合でも、車両1をスムーズに停止させ、ドライバに与える不快感を軽減することができる。
一方、経路候補RCの他の部分(つまり、警戒領域WAに含まれない部分)については、ECU10は、当該他の部分に沿って間隔d2でサンプリング点SPを設定する。間隔d2は間隔d1よりも大きいため、当該他の部分には比較的低い密度で複数のサンプリング点SPが設定される。この結果、当該他の部分における経路コストの計算負荷を軽減することが可能になる。サンプリング点SPの密度が比較的低いことで、当該他の部分における経路コストの評価精度も低くなるものの、その評価精度が警戒領域WAにおける車両1の走行に与える影響は比較的小さい。
すなわち、上記構成によれば、計算負荷を軽減しながらも、経路コストの評価精度を実用上十分なものとすることが可能になる。この結果、経路候補RCの経路コストの評価精度と、その計算負荷の軽減とを両立させることが可能になる。
また、車両運転支援システム100は、走行路上の障害物に関する障害物情報を取得するカメラ21及びレーダ22を備える。ECU10は、障害物よりも車両1の進行方向の位置に、警戒領域WAを設定するように構成されている。
この構成によれば、障害物(例えば、走行路上の停止車両、歩行者、壁、街路樹等)により形成される死角に警戒領域WAを設定することが可能になる。すなわち、死角に、比較的高い密度で複数のサンプリング点SPが設定される。この結果、計算負荷を軽減しながらも、当該死角からの歩行者等の飛び出しを考慮して経路候補RCの経路コストを計算することが可能になる。
また、ECU10は、障害物の外形が大きいほど、警戒領域WAの外形を大きくするように構成されている。
障害物の外形が大きいほど、当該障害物により形成される死角も大きくなる傾向がある。上記構成によれば、ECU10は、障害物の外形が大きいほど警戒領域WAの外形を大きくするため、経路候補RCのうち警戒領域WAに含まれる部分が大きくなる。すなわち、大きな死角を含む範囲に、比較的高い密度でサンプリング点SPが設定される。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補RCの経路コストを計算することが可能になる。
また、ECU10は、障害物の種類に応じて、警戒領域WAの外形を大きくするように構成されている。
例えば、障害物が貨物自動車やバス等の大型車である場合は、障害物が乗用自動車である場合と比べて、当該障害物により形成される死角も大きくなる傾向がある。上記構成によれば、このように障害物の種類毎に異なる死角に応じて、経路候補RCのうち間隔d1でサンプリング点SPを設定する部分を大きくすることが可能になる。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補RCの経路コストを計算することが可能になる。
また、ECU10は、走行路上の歩行者横断帯と重畳する警戒領域WAを設定するように構成されている。
この構成によれば、歩行者等が飛び出す可能性が比較的高い歩行者横断帯において、この飛び出しを確実に考慮して経路候補RCの経路コストを計算することが可能になる。
また、ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど、警戒領域WAの外形を大きくするように構成されている。
車両1の移動速度が大きいほど、より歩行者等の飛び出しに注意を払う必要がある。上記構成によれば、ECU10は、車両1の移動速度が大きいほど警戒領域WAの外形を大きくするため、経路候補RCのうち警戒領域WAに含まれる部分が大きくなる。すなわち、経路候補RCのうち間隔d1でサンプリング点SPを設定する部分が大きくなる。この結果、死角から歩行者等が飛び出してきた場合に、この飛び出しを確実に考慮して経路候補RCの経路コストを計算することが可能になる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
1 車両
10 ECU(制御装置)
21 カメラ(走行路情報取得装置、障害物情報取得装置)
22 レーダ(走行路情報取得装置、障害物情報取得装置)
30 ナビゲーションシステム(走行路情報取得装置)
100 車両運転支援システム
RC 経路候補
SP サンプリング点

Claims (5)

  1. 車両に搭載される車両運転支援システムであって、
    走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
    前記走行路情報に基づいて前記走行路に目標経路を設定し、該目標経路に沿って走行するように前記車両を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記走行路情報に基づいて、前記走行路に複数の経路候補を設定し、
    前記複数の経路候補のそれぞれに沿って複数のサンプリング点を所定間隔で設定し、
    前記複数のサンプリング点のそれぞれにおける経路コストを計算し、
    前記経路コストに基づいて、前記複数の経路候補から1つの経路候補を前記目標経路として選択するように構成され、
    さらに、前記制御装置は、
    前記走行路の幅方向一端から幅方向他端側へ延びる警戒領域を設定し、
    前記経路候補のうち、前記警戒領域に含まれる部分に沿って第1間隔で前記サンプリング点を設定し、他の部分に沿って前記第1間隔よりも大きい第2間隔で前記サンプリング点を設定し、
    前記車両の移動速度が大きいほど、前記警戒領域の外形を大きくするように構成されている、
    ことを特徴とする車両運転支援システム。
  2. 走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置を備え、
    前記制御装置は、前記障害物よりも前記車両の進行方向の位置に、前記警戒領域を設定するように構成されている、請求項1に記載の車両運転支援システム。
  3. 前記制御装置は、前記障害物の外形が大きいほど、前記警戒領域の外形を大きくするように構成されている、請求項2に記載の車両運転支援システム。
  4. 前記制御装置は、前記障害物の種類に応じて、前記警戒領域の外形を大きくするように構成されている、請求項3に記載の車両運転支援システム。
  5. 前記制御装置は、前記走行路上の歩行者横断帯と重畳する前記警戒領域を設定するように構成されている、請求項1に記載の車両運転支援システム。
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