JP2012203649A

JP2012203649A - 運転支援装置

Info

Publication number: JP2012203649A
Application number: JP2011067677A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Yoshizawa; 真太郎吉澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】外乱が発生しても、適切な運転支援を行うことができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】運転支援装置１のＥＣＵ６は、自車両の速度、自車両と先行車両との相対距離及び相対速度等の情報を取得する位置・速度情報取得部８と、その情報に基づいて先行車両に対する自車両の運転者のＰＲＥを算出する危険感指標算出部９と、運転者のＰＲＥの時系列データを表わすＰＲＥ変動量を算出する危険感指標変動量算出部１１と、ＰＲＥ変動量の変化率に基づいて忘却パラメータを決定する忘却パラメータ決定部１２と、忘却パラメータを用いて先行車両に対する自車両の危険予測を行う危険予測部１３と、危険予測結果に応じて運転者のブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングを算出する操作タイミング算出部１４と、運転者が必要なタイミングでブレーキ操作やハンドル操作を行わないときに警報器７より警報を発するように制御する運転支援部１５とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の運転支援を行う運転支援装置に関するものである。

従来の運転支援装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、運転者の知覚による知覚対象物と自車両との知覚相対距離及び知覚相対速度を算出し、知覚相対距離と知覚相対速度との比がしきい値を超える場合に減速制御を開始するというものが知られている。

特開２０１０−２７４８３８号公報

しかしながら、上記従来技術においては、実際の走行環境で運転者の運転データを取得する際に、ノイズ等の外乱が発生すると、減速制御等の運転支援を適切に行うことが困難になるおそれがある。

本発明の目的は、外乱が発生しても、適切な運転支援を行うことができる運転支援装置を提供することである。

本発明の運転支援装置は、自車両と前方障害物との相対関係の情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得された相対関係の情報に基づいて、前方障害物に対する自車両の運転者の危険感指標を算出する危険感指標算出手段と、危険感指標算出手段により算出された危険感指標を用いて、自車両の運転支援を行う支援手段とを備えることを特徴とするものである。

このように本発明の運転支援装置においては、自車両と前方障害物との相対関係の情報を取得し、その相対関係の情報に基づいて、障害物に対する運転者の危険感指標を算出する。この危険感指標は、安定した変数である。従って、当該危険感指標を用いて自車両の運転支援を行うことにより、ノイズ等の外乱が発生しても、適切な運転支援を実現することができる。

好ましくは、支援手段は、運転者の危険感指標の時系列データを表わす危険感指標変動量を求め、危険感指標変動量に基づいて前方障害物に対する自車両の危険予測を行い、危険予測の結果に応じて自車両の運転支援を行う。

運転者の危険感指標の時系列データを表わす危険感指標変動量は、運転者の運転経験等によって変わるものである。従って、危険感指標変動量に基づいて前方障害物に対する自車両の危険予測を行い、その危険予測の結果に応じて自車両の運転支援を行うことにより、運転者の運転経験等に応じた適切な運転支援を実現することができる。

本発明によれば、ノイズ等の外乱が発生しても、自車両の運転支援を適切に行うことができる。

本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１に示した危険感指標算出部により算出されるＰＲＥのパラメータの時系列を示す概念図である。図１に示した忘却パラメータ決定部により忘却パラメータを決定する際に用いられるシグモイド関数の一例を示すグラフである。

以下、本発明に係わる運転支援装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる運転支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の運転支援装置１は、自車両の前方に先行車両等の前方障害物が存在する場合に、自車両の運転支援を行う装置である。なお、前方障害物としては、先行車両の他、自転車や歩行者等も考えられる。

運転支援装置１は、自車両の速度を検出する車速センサ２と、自車両の前方を走行する先行車両に電磁波やレーザを照射し、その反射波を測定する前方レーダ３と、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサ４と、ハンドル操作を検出する操舵センサ５と、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、入出力回路等により構成されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、音声や表示により警報を行う警報器７とを備えている。

ＥＣＵ６は、位置・速度情報取得部８と、危険感指標算出部９と、記憶部１０と、危険感指標変動量算出部１１と、忘却パラメータ決定部１２と、危険予測部１３と、操作タイミング算出部１４と、運転支援部１５とを有している。

位置・速度情報取得部８は、車速センサ２の検出信号及び前方レーダ３の測定信号に基づいて、自車両の速度、自車両と先行車両との相対距離及び相対速度等の情報を取得する。

危険感指標算出部９は、位置・速度情報取得部８により取得された自車両の速度、自車両と先行車両との相対距離及び相対速度等の情報に基づいて、先行車両に対する自車両の運転者の危険感指標を算出する。ここでは、危険感指標として知覚的接近感指標（ＰＲＥ：Perceptual Risk Estimate）を算出する。ＰＲＥは、知覚的速度を知覚的距離で割り算したものであり、下記式で表される。

ここで、Ｄは自車両と先行車両との相対距離であり、Ｖｒは自車両と先行車両との相対速度であり、Ｖｓは自車両の速度であり、Ａｐは先行車両の加速度である。また、α、β、ｎは、運転者毎に決まる適合パラメータを表わしている。

適合パラメータα，β，ｎは、図２に示すように、連続した３セットの時系列データから算出される。このとき、適合パラメータα，β，ｎの時系列データの変動が急激であれば、フィルタ処理を行う。

同じ運転者が同一状態（例えば通常運転時）である場合には、ＰＲＥは一定となる傾向がある。従って、下記式の関係が得られる。

上記の（１）式〜（３）式から、適合パラメータα，β，ｎが決定される。これにより、上記の数１の式より運転者固有のＰＲＥが算出される。この運転者固有のＰＲＥは、記憶部１０に順次記憶される。

危険感指標変動量算出部１１は、記憶部１０に順次記憶された運転者のＰＲＥ（危険感指標）の時系列データを表わすＰＲＥ変動量を算出する。ＰＲＥ変動量は、運転者の運転経験や運転スキルによって変化する。例えば、運転スキルが低くなるほどＰＲＥ変動量が大きくなる。

ＰＲＥ変動量は、閉区間[ａ，ｂ]において分割Δで作った各小区間の左端と右側とでＰＲＥの値にどれだけひらきがあるのかを、全ての小区間について足し合わせたものである。つまり、閉区間[ａ，ｂ]をＩ_１＝[ａ，ｘ_１]，Ｉ_２＝[ｘ_１，ｘ_２]，…，Ｉ_ｎ＝[ｘ_ｎ−１，ｂ]（ａ＝ｘ_０＜ｘ_１＜ｘ_２＜…＜ｘ_ｎ＝ｂ）に分ける分割Δに対するＰＲＥ変動量νΔは、

で定義される。ＰＲＥ変動量νΔは絶対値の和であるため、νΔ≧０となる。

ＰＲＥ変動量の計測方法の一例としては、先行車両までの衝突予測時間（ＴＴＣ）＝６秒ぐらい前からＰＲＥ変動量を複数回計測し、その時のＰＲＥ変動量の平均値をとるようにする。

忘却パラメータ決定部１２は、危険感指標変動量算出部１１により算出されたＰＲＥ変動量の変化点を検出し、ＰＲＥ変動量の変化率に基づいて忘却パラメータを決定する。忘却パラメータは、ｉ時点前のデータの影響を減少させるように推定値を更新する忘却機能をもったパラメータである。

例えば図３に示すように、Ｆ（ｘ）＝１／[１＋ｅｘｐ｛−ａ（ｘ−ｂ）｝]で表わされるようなシグモイド関数の値を忘却パラメータの値と考え、忘却パラメータ値のシグモイド逆関数値にＰＲＥ変動量の変化率を乗算することにより、忘却パラメータ値を更新する。なお、図３のグラフにおいて、ｒ_０は忘却パラメータｒの基準値であり、ｒ_ｍｉｎは忘却パラメータｒの最小値である。

忘却パラメータを更新する方法の一例としては、運転者のある時期のＰＲＥ変動量をＶ_Ａとし、同じ運転者の所定期間経過後のＰＲＥ変動量をＶ_Ｂとした場合に、ｚ＝ｚ_０×（Ｖ_Ｂ／Ｖ_Ａ）を求め、Ｆ（ｚ）を新たな忘却パラメータ値と決定する。

危険予測部１３は、忘却パラメータ決定部１２により算出決定された忘却パラメータを用いて、既知の手法によって先行車両に対する自車両の危険予測を行う。

操作タイミング算出部１４は、危険予測部１３による自車両の危険予測結果に応じて、運転者のブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングを算出する。

運転支援部１５は、操作タイミング算出部１４により算出されたブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングとブレーキセンサ４及び操舵センサ５の検出信号とに基づいて、警報器７を制御して運転支援を行う。

具体的には、運転支援部１５は、ブレーキ操作タイミングであるにもかかわらず、運転者によるブレーキ操作がブレーキセンサ４で検出されないときは、警報器７より警報を発生させるように制御すると共に、ハンドル操作タイミングであるにもかかわらず、運転者によるハンドル操作が操舵センサ５で検出されないときは、警報器７より警報を発生させるように制御する。

以上において、車速センサ２、前方レーダ３及びＥＣＵ６の位置・速度情報取得部８は、自車両と前方障害物との相対関係の情報を取得する情報取得手段を構成する。ＥＣＵ６の危険感指標算出部９は、情報取得手段により取得された相対関係の情報に基づいて、前方障害物に対する自車両の運転者の危険感指標を算出する危険感指標算出手段を構成する。ブレーキセンサ４、操舵センサ５、ＥＣＵ６の記憶部１０、危険感指標変動量算出部１１、忘却パラメータ決定部１２、危険予測部１３、操作タイミング算出部１４及び運転支援部１５、警報器７は、危険感指標算出手段により算出された危険感指標を用いて、自車両の運転支援を行う支援手段を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、自車両の速度、自車両と先行車両との相対距離及び相対速度等の情報に基づいて、先行車両に対する自車両の運転者のＰＲＥ（危険感指標）を算出し、このＰＲＥの時系列データを表わすＰＲＥ変動量を算出し、ＰＲＥ変動量の変化率に基づいて忘却パラメータを決定し、この忘却パラメータを用いて先行車両に対する自車両の危険予測を行い、運転者のブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングを算出する。ここで、ＰＲＥは、安定した変数をとるものである。このため、実際の走行環境で運転者のＰＲＥデータを取得するにあたり、ノイズ等が混入しても、運転者固有のブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングを求めることができる。

また、運転者の運転経験や運転スキルによってＰＲＥ変動量が変化するが、ＰＲＥ変動量の変化に応じて忘却パラメータを決定することにより、運転者の運転経験や運転スキルに応じた適切なブレーキ操作タイミングやハンドル操作タイミングを求めることができる。

これにより、運転者が必要なタイミングでブレーキ操作やハンドル操作を行わないときに警報器７より警報を発するという運転支援を適切なタイミングで行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、運転者が必要なタイミングでブレーキ操作やハンドル操作を行わないときに警報を発するという運転支援を実施するようにしたが、本発明の運転支援装置は、特にそれには限られず、例えば必要なタイミングでブレーキやハンドルを自動制御するものにも適用可能である。

１…運転支援装置、２…車速センサ（情報取得手段）、３…前方レーダ（情報取得手段）、４…ブレーキセンサ（支援手段）、５…操舵センサ（支援手段）、６…ＥＣＵ、７…警報器（支援手段）、８…位置・速度情報取得部（情報取得手段）、９…危険感指標算出部（危険感指標算出手段）、１０…記憶部（支援手段）、１１…危険感指標変動量算出部（支援手段）、１２…忘却パラメータ決定部（支援手段）、１３…危険予測部（支援手段）、１４…操作タイミング算出部（支援手段）、１５…運転支援部（支援手段）。

Claims

自車両と前方障害物との相対関係の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により取得された前記相対関係の情報に基づいて、前記前方障害物に対する前記自車両の運転者の危険感指標を算出する危険感指標算出手段と、
前記危険感指標算出手段により算出された前記危険感指標を用いて、前記自車両の運転支援を行う支援手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
前記支援手段は、前記運転者の危険感指標の時系列データを表わす危険感指標変動量を求め、前記危険感指標変動量に基づいて前記前方障害物に対する前記自車両の危険予測を行い、前記危険予測の結果に応じて前記自車両の運転支援を行うことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。