JPWO2018230344A1 - 運転支援装置、運転支援方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

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Abstract

車両の運転を支援する運転支援装置は、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定する境界推定部と、前記センサが検出する反射波に基づいて、移動体を検知する検知部と、該検知部が、隣接するレーン内を実際に移動する対象車両からの多重反射によって生成された移動体を検知した場合、隣接するレーン内を移動する前記対象車両の進行領域を推定する領域推定部とを備える。

Description

本開示は、車両の運転を支援する運転支援装置等に関する。
車両は、車線変更等における安全性の観点から、運転者による車両の運転を支援する運転支援装置を備える場合がある（例えば、特許文献１参照）。運転支援装置は、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、他の車両、ガードレール等の検知対象物を検知する。センサは、例えば、ミリ波センサ又は超音波センサ等であり、車両の前側の右端部、左端部等に取り付けられる。例えば、右端部に取り付けられたセンサの検出領域は、センサを中心として車両の右前方から右側方を経て、右後方に至るように、扇状に広がる。
右端部に取り付けられたセンサが、検出領域内において、同一の検知対象物を複数回検出した場合、運転支援装置は、該検知対象物を右後方から接近する他の車両として検知し、検知の対象としての他の車両（以下、「対象車両」と記す。）の軌道を推定する。運転支援装置は、対象車両を検知し、軌道を推定した場合、例えば音声、照明の点滅等により、車線変更の中止を運転者に促す。
特表２００７−５３１８７２号公報
しかしながら、対象車両の速度によっては、検知が遅れる場合があり、また、対象車両の軌道の推定が不正確となる場合がある。
本開示は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好に運転を支援することができる運転支援装置、運転支援方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
本開示の一実施形態に係る運転支援装置は、車両の運転を支援する運転支援装置であって、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定する境界推定部と、前記センサが検出する反射波に基づいて、移動体を検知する検知部と、該検知部が、隣接するレーン内を実際に移動する対象車両からの多重反射によって生成された移動体を検知した場合、隣接するレーン内を移動する前記対象車両の進行領域を推定する領域推定部とを備えることを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、検知部が、車道の境界の背後で境界における車両の反対側にて移動体を検知した場合、検知部は、隣接するレーンを移動する対象車両の電磁波若しくは超音波の反射による偽像を検知していることとなる。該偽像は、反射波に基づいて検知されているので、センサの検出領域外に位置する車両であっても検知される。したがって、センサの検出領域外に位置する対象車両を、偽像として検知し、対象車両の実際の進行領域を推定することができる。これにより、対象車両が検出領域内に入る前に、該対象車両を検知し、進行領域を推定することができる。また、推定された進行領域に応じて車線変更の実行、中止を促す等の支援をすることができ、良好に運転を支援することができる。
本開示の一実施形態に係る運転支援装置は、前記検知部が、前記進行領域に位置する移動体を検知した場合、車線変更を中止する中止信号を出力することを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、推定された進行領域に対象車両が進入したとき、車線変更の中止を促し、又は中止を実行することができる。したがって、対象車両がセンサの検出領域内に入ってから検知を行うよりも早く、対象車両を検知し、車線変更の中止を促し、又は中止を実行することができ、良好に運転を支援することができる。
本開示の一実施形態に係る運転支援装置は、前記領域推定部は、前記検知部が前記車道の境界の背後に検知した移動体と前記境界との間の距離に基づいて、隣接するレーン内の前記対象車両の前記進行領域を推定することを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、良好に、進行領域の推定を行い、運転を支援することができる。
本開示の一実施形態に係る運転支援装置は、前記領域推定部は、車道の境界の背後からの多重反射による移動体に基づいて、前記対象車両の実際の位置を推定することを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、良好に、進行領域の推定を行い、運転を支援することができる。
本開示の一実施形態に係る運転支援方法は、車両の運転を支援する運転支援方法であって、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定し、前記センサが検出する多重反射波に基づいて、移動体を検知し、前記車道の境界の背後にて隣接するレーン内を移動する対象車両を検知した場合、検知した前記対象車両の位置に基づいて、前記対象車両が前記境界の前記車両側に位置するときの前記対象車両の進行領域を推定することを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、センサの検出領域外に位置する対象車両を、偽像として検知し、対象車両の実際の進行領域を推定することができる。これにより、対象車両が検出領域内に入る前に、該対象車両を検知し、進行領域を推定することができる。また、推定された進行領域に応じて車線変更の実行、中止を促す等の支援をすることができ、良好に運転を支援することができる。
本開示の一実施形態に係るに係るコンピュータプログラムは、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定し、前記センサが検出する多重反射波に基づいて、移動体を検知し、前記車道の境界の背後にて隣接するレーン内を移動する対象車両を検知した場合、検知した前記対象車両の位置に基づいて、前記対象車両が前記境界の前記車両側に位置するときの前記対象車両の進行領域を推定する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本開示の一実施形態によれば、センサの検出領域外に位置する対象車両を、偽像として検知し、対象車両の実際の進行領域を推定することができる。これにより、対象車両が検出領域内に入る前に、該対象車両を検知し、進行領域を推定することができる。また、推定された進行領域に応じて車線変更の実行、中止を促す等の支援をすることができ、良好に運転を支援することができる。
本開示の一実施形態によれば、良好に運転を支援することができる。
実施の形態に係る運転支援装置を搭載した車両の構成を示すブロック図である。 外界センサの検出領域を示す模式図である。 制御部が行う運転支援処理の手順を示すフローチャートである。 検知処理の手順を示すフローチャートである。 反射に基づく偽像を示す模式図である。 偽像の位置を示す模式図である。 偽像の位置を示す模式図である。 推定された進行領域を示す模式図である。 対象車両の検知態様を示す模式図である。
以下、本開示に係る運転支援装置についてその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、実施の形態に係る運転支援装置を搭載した車両の構成を示すブロック図である。図１において、図示の１００は自車両であり、自車両１００は、運転支援装置１、外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２、車速センサ２３、報知部２４及び通信バス３を備える。以下において、自車両１００の左右は、車両の通常の進行方向に向かって左手方向、右手方向を指す。自車両１００は、乗員による手動運転、又はＥＣＵ（Electronic Control Unit）の制御による自動運転により走行する。
運転支援装置１は、外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２、車速センサ２３、報知部２４及び通信バス３に接続されている。外界センサ２０は、ミリ波レーダ、超音波センサ等であり、車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、出力した電磁波若しくは超音波の反射波を検出する。
図２は、外界センサ２０の検出領域Ａ１を示す模式図である。外界センサ２０は、例えば、自車両１００の前側において、左右方向各端部等に設けられる。図２においては、前側の右端部の外界センサ２０について示しているが、左端部のレーダ及びその他の位置のレーダにおいても同様に検出領域を有し、以下に述べる運転支援処理と同様の処理が行われる。図２において、自車両１００は、進行方向が同一の車線である左側レーン４０及び右側レーン４１を有する車道４の左側レーン４０を走行している。車道４の右側の境界４２には、右側レーン４１に沿ってガードレール、建物などの壁、防音壁などが設けられている。
外界センサ２０の検出領域Ａ１は、図２に示すように、外界センサ２０を中心として自車両１００の右側前方から右側方、右後方にかけて扇状に広がっている。また、検出領域Ａ１は、左右方向において境界４２の右側まで至っており、境界４２のガードレールにおいて、外界センサ２０が出力する後述の電磁波若しくは超音波が反射する。
外界センサ２０は、検出領域Ａ１内において、電磁波若しくは超音波を出力し、出力した電磁波若しくは超音波の反射波を検出する。制御部１０は、電磁波若しくは超音波の外界センサ２０から反射地点までの往復時間に係る値に基づいて、検出領域Ａ１内の車両又はガードレール等の検知対象物の位置を測定し、検知する。
加速度センサ２１は、自車両１００の加速度を検出し、車速センサ２３は、車両速度を検出する。ヨーレートセンサ２２は、所定の方向（例えば北方向）と自車両１００の走行方向とがなす角度（ヨー角）が変化する割合、いわゆるヨーレートを検出する。外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２及び車速センサ２３が検出した値は、運転支援装置１に入力される。
報知部２４は、自車両１００の車室内に設けられたスピーカ又はＬＥＤライト等であり、運転支援装置１が出力する信号により動作する。通信バス３は、ボディＥＣＵ又はエンジンＥＣＵ等の自車両１００に搭載されている各ＥＣＵに接続されている。運転支援装置１は、通信バス３を介して、ボディＥＣＵ又はエンジンＥＣＵ等の各ＥＣＵと、相互に通信可能となっている。運転支援装置１及び各ＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の通信規格に基づいて通信を行う。
運転支援装置１は、制御部１０、記憶部１１、入力部１２、通信部１３、出力部１４及び通信バス１５を有する。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等である。記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでおり、運転を支援するための制御プログラム１１ａを格納している。入力部１２は、外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２及び車速センサ２３に接続されており、外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２及び車速センサ２３が検出した値が入力される。
通信部１３は、通信バス３に接続されている。出力部１４は、報知部２４に接続されており、制御部１０からの信号を報知部２４に出力する。通信バス１５は、制御部１０、記憶部１１、入力部１２、通信部１３及び出力部１４に接続されており、制御部１０は、通信バス１５を介して、記憶部１１、入力部１２、通信部１３及び出力部１４と通信可能となっている。
運転支援装置１において、制御部１０は、外界センサ２０、加速度センサ２１、ヨーレートセンサ２２及び車速センサ２３から入力部１２に入力される値に基づいて、後述の如く、報知部２４及び通信バス３に、通信部１３及び出力部１４を介して信号を出力することにより、自車両１００の運転を支援する。
制御部１０は、自車両１００の走行中に、制御プログラム１１ａを読み出して、以下に説明する運転支援処理を周期的に行う。図３〜図９を参照して、運転支援処理について説明する。
図３は、制御部１０が行う運転支援処理の手順を示すフローチャートである。図４は、検知処理の手順を示すフローチャートである。図５は、反射に基づく偽像を示す模式図である。図６及び図７は、偽像の位置を示す模式図である。図８は、推定された進行領域を示す模式図である。図９は、対象車両の検知態様を示す模式図である。
制御部１０は、まず、外界センサ２０が検出した値を取得し、該値に基づいて、外界センサ２０と、境界４２との間の第１距離Ｄ１（図６参照）を算出する（Ｓ１）。第１距離Ｄ１は、外界センサ２０から車道に沿って設けられるガードレール、建物の壁、防音壁などの境界４２に向かって延びる直線が、当該境界４２に対して直交して最短距離となる距離を示す。次に、制御部１０は、加速度センサ２１及び車速センサ２３から自車両１００の加速度及び車両速度を取得し、また、ヨーレートセンサ２２から自車両１００のヨーレートを取得する（Ｓ２）。
制御部１０は、取得した加速度、車両速度及びヨーレートと、第１距離Ｄ１に基づいて、車道４の境界４２の軌跡を推定する（Ｓ３）。このとき、推定された境界の軌跡は、前後方向に平行であり、境界４２のガードレールに重なる。
ここで、図５に示すように、外界センサ２０の検出領域Ａ１外においても、電磁波又は超音波は、例えば、反射経路Ｒに沿って、車道４の境界４２におけるガードレールにて反射し、検出領域Ａ１外の検知対象物に至る。右側レーン４１を走行している検知の対象としての他の車両である対象車両１０１が後方から接近している場合、ガードレールにおいて反射した電磁波又は超音波が、対象車両１０１にて更に多重反射し、反射経路Ｒに沿って外界センサ２０に戻る。なお、反射経路Ｒは、図示の経路だけでなく、別の角度及び距離となる複数の経路が想定される。
外界センサ２０が、上述のような反射経路Ｒに沿った、いわゆる多重反射による反射波を検出した場合、制御部１０は、境界４２の右側に位置する移動体としての偽像１０２を対象車両１０１として検知することとなる。
制御部１０は、車道４の境界４２の軌跡を推定した後、外界センサ２０の値に基づいて、境界４２の右側において検知対象物を検知したか否かを判定する（Ｓ４）。制御部１０は、検知対象物を検知していないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理をステップＳ４に戻す。制御部１０は、検知対象物を検知したと判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、偽像１０２と外界センサ２０との間の第２距離Ｄ２と、第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２が形成する角度θを算出する（Ｓ５）。ここで、第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２は直線距離である。また、検知対象物は、偽像１０２である。
制御部１０は、その後、第２距離Ｄ２の内、外界センサ２０及び境界４２間の第３距離Ｄ３（Ｄ３＝Ｄ１／ｃｏｓθ＝Ｄ１×ｓｅｃθ、図７参照）を算出し、第２距離Ｄ２から第３距離Ｄ３を減算することにより、偽像１０２及び境界４２間の第４距離Ｄ４（Ｄ４＝Ｄ２−Ｄ３＝偽像１０２と外界センサ２０との間の距離−Ｄ１×ｓｅｃθ、図７参照）を算出する（Ｓ６）。
制御部１０は、その後、第４距離Ｄ４に基づいて、実際の対象車両１０１と、境界４２との間の第５距離Ｄ５（図７参照）を推定し、実際の対象車両１０１の想定される位置Ｐを推定し、該位置Ｐに基づいて、対象車両１０１の進行領域Ａ２を推定する（Ｓ７）。電磁波若しくは超音波の反射経路Ｒは複数想定されるので、制御部１０は、第５距離Ｄ５及び位置Ｐを複数推定する。進行領域Ａ２は、複数の位置Ｐに基づいて推定され、最も右側の位置Ｐと、最も左側の位置Ｐを含む幅で、検出領域Ａ１内の右後方に重なる位置にて、推定されている（図８参照）。なお、図８においては、対象車両１０１の図示は省略している。
制御部１０は、進行領域Ａ２を推定した後、進行領域Ａ２において、検知対象物を検知したか否かを判定する（Ｓ８）。制御部１０は、検知対象物を検知したと判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、第１中止信号を出力して（Ｓ９）、処理を終了する。制御部１０は、移検知対象物を検知していないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、検知処理を行う（Ｓ１０）。ここで、検知対象物は、対象車両１０１である。
第１中止信号は、制御部１０から、例えば、報知部２４に出力され、第１中止信号が入力された場合、報知部２４は、音声の出力又はＬＥＤの点滅等により、車線変更の中止を自車両１００の運転者に促す。また、第１中止信号は、制御部１０から通信バス３を介して他のＥＣＵに出力され、自車両１００が、運転者の操作によらず、自動的に車線変更を中止してもよい。
制御部１０は、検知処理において、検出領域Ａ１内において、車両等の移動体を検知したか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで、移動体の検知においては、制御部１０は、検出領域Ａ１における検知対象物からの反射波を時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４）の４回検出した場合（図９参照）に、検知対象物を移動体として検知する。
制御部１０は、移動体を検知したと判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、第２中止信号を出力して（Ｓ２１）、処理を終了する。制御部１０は、移動体を検知していないと判定した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、認可信号を出力して（Ｓ２２）、処理を終了する。
第２中止信号は、制御部１０から報知部２４に出力され、車線変更の中止を自車両１００の運転者に促す。また、第１中止信号が通信バス３に接続されているＥＣＵに出力され、自車両１００が、運転者の操作によらず、自動的に車線変更を中止するように制御されてもよい。認可信号は、制御部１０から報知部２４に出力され、車線変更が可能である旨を自車両１００の運転者に促す。また、認可信号が通信バス３に接続されているＥＣＵに出力され、自車両１００が、運転者の操作によらず、自動的に車線変更を実行するように制御されてもよい。
以上の構成によれば、制御部１０が、境界４２の右側にて検知した場合、制御部１０は、対象車両１０１の電磁波若しくは超音波の反射による偽像１０２を検知していることとなる。該偽像１０２は、反射波に基づいて検知されているので、対象車両１０１が外界センサ２０の検出領域Ａ１外に位置していても検知される。したがって、外界センサ２０の検出領域Ａ１外に位置する対象車両１０１を、偽像１０２として検知し、対象車両１０１の実際の進行領域Ａ２を推定することができる。これにより、対象車両１０１が検出領域Ａ１内に入る前に、該対象車両１０１を検知し、進行領域Ａ２を推定することができる。また、推定された進行領域Ａ２に応じて車線変更の実行、中止を促す等の支援をすることができ、良好に運転を支援することができる。
推定された進行領域Ａ２に対象車両１０１が進入したとき、車線変更の中止を促し、又は中止を実行することができる。したがって、対象車両１０１が外界センサ２０の検出領域Ａ１内に入ってから検知を行うよりも早く、対象車両１０１を検知し、車線変更の中止を促し、又は中止を実行することができ、良好に運転を支援することができる。
制御部１０は、偽像１０２と境界４２との間の第３距離Ｄ３に基づいて、進行領域Ａ２を推定することを特徴とするので、良好に、進行領域Ａ２の推定を行い、運転を支援することができる。制御部１０は、第３距離Ｄ３に基づいて、偽像１０２に対する対象車両１０１の実際の位置Ｐを複数推定し、推定された実際の位置Ｐに基づいて、対象車両１０１の進行領域Ａ２を推定するので、進行領域Ａ２の推定を行い、運転を支援することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本開示の技術的範囲に含まれる。
１ 運転支援装置
１０ 制御部（境界推定部、検知部、領域推定部）
１１ａ 制御プログラム
２０ 外界センサ（センサ）
４２ 境界
１００ 自車両（車両）
１０１ 対象車両
１０２ 偽像
Ａ１ 検出領域
Ａ２ 進行領域
Ｄ３ 第３距離（距離）
Ｐ 実際の位置

Claims (6)

  1. 車両の運転を支援する運転支援装置であって、
    車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定する境界推定部と、
    前記センサが検出する反射波に基づいて、移動体を検知する検知部と、
    該検知部が、隣接するレーン内を実際に移動する対象車両からの多重反射によって生成された移動体を検知した場合、隣接するレーン内を移動する前記対象車両の進行領域を推定する領域推定部と
    を備えることを特徴とする運転支援装置。
  2. 前記検知部が、前記進行領域に位置する移動体を検知した場合、車線変更を中止する中止信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
  3. 前記領域推定部は、前記検知部が前記車道の境界の背後に検知した移動体と前記境界との間の距離に基づいて、隣接するレーン内の前記対象車両の前記進行領域を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の運転支援装置。
  4. 前記領域推定部は、車道の境界の背後からの多重反射による移動体に基づいて、前記対象車両の実際の位置を推定することを特徴とする請求項３に記載の運転支援装置。
  5. 車両の運転を支援する運転支援方法であって、
    車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定し、
    前記センサが検出する多重反射波に基づいて、移動体を検知し、
    前記車道の境界の背後にて隣接するレーン内を移動する対象車両を検知した場合、検知した前記対象車両の位置に基づいて、前記対象車両が前記境界の前記車両側に位置するときの前記対象車両の進行領域を推定する
    ことを特徴とする運転支援方法。
  6. 車両の周囲へ電磁波若しくは超音波を出力し、反射波を検出するセンサが検出した反射波に基づいて、車道の境界を推定し、
    前記センサが検出する多重反射波に基づいて、移動体を検知し、
    前記車道の境界の背後にて隣接するレーン内を移動する対象車両を検知した場合、検知した前記対象車両の位置に基づいて、前記対象車両が前記境界の前記車両側に位置するときの前記対象車両の進行領域を推定する
    処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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