JP5300357B2

JP5300357B2 - 衝突防止支援装置

Info

Publication number: JP5300357B2
Application number: JP2008188917A
Authority: JP
Inventors: 篤横山; 真二郎齋藤; 龍也吉田; 俊晴菅原
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: JP2010023721A

Description

本発明は、路面上の適切な位置を、運転負荷を低減させて、かつ、安全に、走行することを支援するための走行支援装置に関する。

従来の走行支援装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
この技術は、前方外界認識センサとしてＣＣＤカメラで捉えた撮像画像から白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出し、走行車線に対する自車両のヨー角、走行車線の中央からの横変位、走行車線の曲率等を算出し、自車両が走行車線を逸脱する可能性がある場合に、車輪への制動力を制御することで、自車両にヨーモーメントを与えて、自車両が走行車線から逸脱するのを防止すると共に、このヨーモーメントの付与により、運転者に自車両が走行車線から逸脱する可能性があることを報知する装置である。

さらに、後方カメラで捉えた撮像画像から、走行車線の後方の他車の将来の状態に応じて車線逸脱回避制御の制御量、例えば逸脱回避制御用の制御閾値を変更することで、車線逸脱回避制御を行うことができるとしている。

特開２００５−５６０２５号公報

特許文献1に記載された走行支援装置では、白線等のレーンマーカに基づいて自車両が走行車線を逸脱するかどうかを判断し、自車両にヨーモーメントを付与する制御閾値を設定する。そのため、レーンマーカが存在しない道路では、他車両との接触の危険性がある場合に、ヨーモーメントを付与できないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、レーンマーカ等の道路情報を検出できない道路と、レーンマーカ等の道路情報を検出できる道路の両方において、他車両との接触の危険性を判断し、適切なタイミングと制御量で衝突回避の動作を行うことができる衝突防止支援装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の衝突防止支援装置は、道路情報を取得する取得部と、自車両と周辺走行車両との位置関係に基づいて制御閾値を設定する設定部と、前記道路情報に基づいて前記制御閾値を変更する変更部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、道路情報を検出する検出部と、前記検出部が前記道路情報を検出していない場合には、自車両と周辺走行車両との位置関係に基づいて制御閾値を設定し、道路情報を検出している場合には、当該道路情報及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を設定する設定部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、レーンマーカを検出する検出部と、前記検出部が前記レーンマーカを検出していない場合には、自車両と周辺走行車両との位置関係に基づいて制御閾値を設定し、レーンマーカを検出している場合には、当該レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を設定する設定部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、自車両と周辺に存在する周辺走行車両を検出する第１のセンサと、道路上のレーンマーカを検出する第２のセンサと、前記自車両と前記周辺走行車両との位置関係を算出する第１の算出部と、前記位置関係に基づいて、前記周辺走行車両が前記自車両に衝突する確率の分布を示す危険度を算出する第２の算出部と、前記危険度に基づいて、制御閾値を設定する設定部と、前記第２のセンサが前記レーンマーカを検出している場合には、当該レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する変更部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、自車両と周辺に存在する周辺走行車両を検出する第１のセンサと、道路上のレーンマーカを検出する第２のセンサと、前記自車両と前記周辺走行車両との位置関係を算出する第１の算出部と、前記位置関係に基づいて、前記周辺走行車両が前記自車両に衝突する確率の分布を示す危険度を算出する第２の算出部と、前記危険度に基づいて、制御閾値を設定する設定部と、前記第２のセンサが前記レーンマーカを検出しない場合には、路面境界情報又は前記位置関係に基づいて仮想レーンマーカを設定し、前記仮想レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する変更部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、自車両と周辺に存在する周辺走行車両を検出する第１のセンサと、道路上のレーンマーカを検出する第２のセンサと、前記自車両と前記周辺走行車両との位置関係を算出する第１の算出部と、前記位置関係に基づいて、前記周辺走行車両が前記自車両に衝突する確率の分布を示す危険度を算出する第２の算出部と、前記危険度に基づいて、制御閾値を設定する設定部と、前記第２のセンサが前記レーンマーカを検出している過程で急に検出しなくなった場合には、検出していた前記レーンマーカに基づいて仮想レーンマーカを設定し、前記仮想レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する変更部を備えるものである。

また、本発明の衝突防止支援装置は、自車両と周辺に存在する周辺走行車両を検出する第１のセンサと、道路上のレーンマーカを検出する第２のセンサと、前記自車両と前記周辺走行車両との位置関係を算出する第１の算出部と、前記位置関係に基づいて、前記周辺走行車両が前記自車両に衝突する確率の分布を示す危険度を算出する第２の算出部と、前記危険度に基づいて、制御閾値を設定する設定部と、前記第２のセンサが前記レーンマーカを検出していない場合は、自車両と周辺走行車両との位置関係に基づいて制御閾値を設定し、前記第２のセンサが前記レーンマーカを検出している場合には、当該レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値を設定する設定部を備えるものである。

さらに、本発明の衝突防止支援装置は、上記の衝突防止支援装置において、前記制御閾値に基づいて車両運動を制御するものである。

さらに、本発明の衝突防止支援装置は、上記の衝突防止支援装置において、前記周辺走行車両が、後方を走行する後方車両であるものである。

さらに、本発明の衝突防止支援装置は、上記の衝突防止支援装置において、前記周辺走行車両が、前方を走行する前方車両であり、前記前方車両が、対向車両又は追い越しの対象である車両又は前記自車両の走行車線若しくは隣接車線へ進入する合流車両の少なくとも一つであるものである。

さらに、本発明の車両は、上記の衝突防止支援装置を搭載したものである。

本発明の衝突防止支援装置によれば、レーンマーカと路面情報に関する道路情報を検出できない道路でも該道路情報を検出できる道路でも、自車両と周辺車両との接触の危険性を判断し、適切なタイミングで適切な対処を行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態である実施例を、以下、説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

図1は、本発明に係る衝突防止支援装置を搭載した車両の構成を示す説明図である。車両には、運転者の操作量を検出する手段として、ステアリングの操舵角センサ2、方向指示器レバー3、アクセルペダル操作量センサ4、ブレーキペダル操作量センサ5が備わり、各センサは、運転者の操作量に応じた信号をコントローラ１に伝送する。方向指示器レバー3の操作からは、運転者の経路変更の意思を検出することができる。

また、コントローラ１は、ナビゲーション装置6と接続されており、設定された経路、地図情報、地図上の自車両位置、自車両の向き、周囲の道路情報（例えば、車線の幅、車線の数、車線の曲線情報、レーンマーカの幅、レーンマーカの数、レーンマーカの曲線情報、制限速度、自動車専用道と一般道の区別、分岐路の有無）をナビゲーション装置6から取得する。走行する経路は、基本的に運転者が設定するが、過去の走行経路や交通情報に基づいて、ナビゲーション装置が自動的に設定または変更するようにしてもよい。

また、車両には、車両の運動状態を検出する手段として、車輪速センサ7fL、7fR、7rL、7rR、車両挙動センサ8が備わり、各センサは、車両の運動状態に応じた信号をコントローラ1に伝送する。車両挙動センサ8は、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出することができる。

また、車両には、自車両周辺の外界環境を検出する手段として、前方カメラ1Of、前方レーダ11f、後方カメラ10r、後方レーダ11r、左前側方カメラ12L、右前側方カメラ12R、左後側方カメラ13L、右後側方カメラ13Rが備わり、これらは、自車両周辺のレーンマーカや障害物等の情報をコントローラ1に伝送する。前方カメラ1Ofは、自車周辺の画像を取得する画像取得手段と、取得画像中のレーンマーカ又は路面境界に基づいて、車線を認識する車線認識手段としての機能を有している。前方カメラ10fは、白線等のレーンマーカ、路肩等の路面境界を認識し、自車両との位置関係や、自車線又は隣接車線のレーンマーカ間の幅、左右の路面境界間の幅、レーンマーカと路面境界の種類を出力する。

レーンマーカと路面境界に関する道路情報は、自車両前方の複数の位置における情報を有する。さらに、自車両の後方と側方に関しても、複数の位置における道路情報を有する。なお、レーンマーカの種類とは、線、キャッツアイ、ポッツドット等の種類、線の色、線の種類（実線、破線、点線、ハッチング）等である。路面境界の種類とは、路肩の端部、側溝、縁石、ガードレール、壁、土手等である。

また、前方カメラ10fは、他車両や歩行者等の障害物を認識し、自車両との位置関係を出力する。前方レーダ11fは、他車両や歩行者等の障害物を認識し、自車両との位置関係を出力する。前方レーダ11fは、前方カメラ10fよりも遠方の障害物を精度良く認識できるという特徴がある。一方、前方カメラ10fは、前方レーダ11fよりも検出角度が広く、障害物の種類を判別できるという特徴がある。

後方カメラ1Orは、自車周辺の画像を取得する画像取得手段と、取得画像中のレーンマーカ又は路面境界に基づいて、車線を認識する車線認識手段としての機能を有する。後方カメラ10rは、白線等のレーンマーカ、路肩等の路面境界を認識し、自車両との位置関係や、レーンマーカと路面境界の種別を出力する。また、後方カメラ10rは、他車両や歩行者等の障害物を認識し、自車両との位置関係を出力する。後方レーダ11rは、後方の他車両等の障害物を認識し、自車両との位置関係を出力する。後方レーダ11rは、後方カメラ10rよりも遠方の障害物を認識できるという特徴をもつ。後方カメラ10rは、後方レーダ11rよりも検出距離が短いが、検出角度が広く、障害物の識別ができるという特徴をもつ。

左前側方カメラ12L、右前側方カメラ12R、左後側方カメラ13L、右後側方カメラ13Rは、自車周辺の画像を取得する画像取得手段と、取得画像中のレーンマーカ又は路面境界に基づいて、車線を認識する車線認識手段としての機能を有している。これら側方カメラ12L、12R、13L、13Rは、白線等のレーンマーカ、路肩等の路面境界を認識し、自車両との位置関係や、レーンマーカと路面境界の種別を出力する。また、側方カメラ12L、12R、13L、13R は、それぞれ側方の左前、右前、左後、右後の障害物を認識し、自車両との位置関係を出力する。

また、車両には、エンジン21、電子制御ブレーキ22、電子制御デファレンシャル機構23、電子制御ステアリング24が備わっており、コントローラ1は、運転者の操作量と外界環境に基づいて、これらのアクチュエータヘ駆動要求を行う。車両に加速が必要な場合は、エンジン21に加速要求を行い、車両に減速が必要な場合には、電子制御ブレーキ22に減速要求を行う。また、車両に旋回が必要な場合は、電子制御ブレーキ22、電子制御デファレンシャル機構23、電子制御ステアリング24の少なくとも一つへ旋回要求を出力する。電子制御ブレーキ22は、例えば各論独立にブレーキカを制御可能な油圧式ブレーキ装置であり、旋回要求を受けると左右何れか一方にブレーキをかけて、車両にヨーモーメントを加える。

電子制御デファレンシャル機構23は、例えば、電気モータやクラッチの駆動によって左右の車軸間にトルク差を発生できる機構であり、旋回要求を受けると左右車軸間のトルク差によって車両にヨーモーメントを生成する。電子制御ステアリング24は、例えばステアバイワイヤであり、旋回要求を受けるとステアリングの操舵角とは独立にタイヤの実舵角を補正して、車両にヨーモーメントを加える。

また、車両には運転者に情報提供を行うための情報提供手段26が備わり、走行支援の種類に応じて、画像表示、音、警告灯等によって支援の情報を提供する。情報提供手段26は、例えばスピーカを内蔵したモニタ装置であり、一箇所だけでなく、複数箇所へ設置するようにしてもよい。

図２は、本発明に係る衝突防止支援装置の主な構成要素と信号の流れを説明するブロック線図である。道路情報検出センサ51は、レーンマーカ、路面境界、車線の数、車線の幅、車線の曲率等を検出するセンサ（検出部）であり、各種カメラ10f、10r、12L、12R、13L、13R、前後レーダ11f、11r、ナビゲーション装置6の少なくとも一つで構成される。制御閾値設定部52は、主に道路情報検出センサ51の情報（特に、レーンマーカの位置と路面境界の位置）に基づいて、車両制御を実施するか否かの判断を行うための制御閾値を設定する設定部である。

周辺走行車両検出センサ53は、自車の周辺を走行する他車両を検出するセンサ(検出部)であり、各種カメラ10f、10r、12L、12R、13L、13R、前後レーダ11f、11r、ナビゲーション装置6の少なくとも一つで構成される。位置関係算出部54は、主に周辺走行車両検出センサ53の情報に基づいて、自車両と周辺走行車両の相対距離、相対速度等の位置関係を算出する算出部である。

危険度分布算出部55は、位置関係算出部54からの位置関係情報に基づいて、周辺走行車両の進路予測に基づいた危険度分布を算出する。この危険度分布は、周辺走行車両が自車両との衝突の危険性を確率的に区域化した分布である。つまり、自車両に衝突する確率の分布である。例えば、周辺走行車両の前方には、危険度の等高線として楕円のような形状で描く。

制御閾値変更部56は、制御閾値設定部52で設定した制御閾値を、危険度分布算出部55からの危険度分布情報と、道路状態検出センサ51から道路情報に基づいて、変更する変更部である。車両運動制御部57は、制御閾値変更部56から得た制御閾値情報と制御基準点の位置関係から、例えば衝突の防止を支援するように、ヨーモーメントを生成するというような車両運動制御を実行する制御部である。

次に、本発明の実施例の動作について、図３及び図４を用いて、以下に説明する。図３は、衝突防止支援制御を実行するフローチャートであり、図４は、直線路における支援制御の一例の説明図である。

ステップｓ１において、各操作量センサから運転者の操作量を取得する。ここでは、操舵角、方向指示器の状態、アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量、設定経路に応じた信号等を読取る。また、各車両運動センサから、車速、ヨーレート、横加速度、前後加速度等の情報を取得する。

また、自車両前方の制御上の基準点（前方注視点P）を車速Vxに比例する前方位置として、その距離を前方注視距離Xpとする。自車両が前方注視点Pへ到達する時間をｔp秒として、tp秒後に自車両が横方向への移動距離Ypを予測する。横移動を考慮すると、前方注視点Pは、車両前方にXp離れ、横方向にYpオフセットした位置となる。自車両後方の制御基準点Qを自車両の後端中央とする。

操舵角がゼロであれば、車両前方にVx×tp前進し、横方向への移動距離Ypはゼロとなる。車両の横加速度がayであれば、横方向への移動距離Ypはay×△t²/2と予測できる。ここで横加速度は、車両運動センサのヨーレート情報rを用いて、ay＝Vx×r として求めることもできる。

または、操舵角がδであれば、ay＝Vx×ｆ（δ) として求めることもできる。ここで、ｆ（δ)は、舵角δとヨーレートrを求める関数であり、車両運動モデルを用いて導出できる。なお、この手法を用いずに、より精度の高い解析式に基づいて求めるようにしてもよい。

ステップｓ２において、前方カメラ1Ofの画像を基にして、自車両の重心位置から前方へ延ばした直線（この直線を「x軸」とする。）に対する左右のレーンマーカLL、LRの位置を導出する。レーンマーカは路面に記された、白線、黄緑、キャッツアイ、ポッツドット等であり、交通規則に基づいた走行区域を示すための印である。レーンマーカは、走行可能な平坦路に記される場合が多いため、車輪がレーンマーカから外側へ越えたとしても走行を持続することができる。

自車両前方へ距離Ｘ１〜Ｘ５離れた左レーンマーカ上の位置LL1〜LL5を、x軸からの距離として算出して記憶する。車両左側の横方向をｙ軸の正とし、x軸からの距離は左側を正の値、右側を負の値とする。

同様に、右レーンマーカ上の位置LR1〜LR5を、x軸からの距離として算出して記憶する。さらに、隣接車線の右側のレーンマーカLR2を検出できる場合には、右レーンマーカ上の位置LR21〜LR25も記憶する。また、レーンマーカを越えることの危険度合い、許容度合いを判断するために、レーンマーカの線種（実線/破線等）、色（白/黄/赤）等を判別して記憶する。

同様にして、後方カメラ1Orの画像を基にして、自車両の重心位置から後方へ延ばした直線（ｘ軸）に対する左右のレーンマーカの位置を算出する。自車両後方へ距離Ｘｒ1〜Ｘｒ4離れた左レーンマーカの位置LrL1〜LrL4の位置を、x軸からの距離として算出して記憶する。なお、距離Ｘr1は自車両の後端から真横の位置とする。

同様に、右レーンマーカLrR1〜LrR4の位置を、x軸からの距離として算出し、記憶する。さらに、隣接車線の右側のレーンマーカLrR2を検出できる場合には、右レーンマーカの位置LrR21〜LrR24を記憶する。

ステップｓ３において、前方カメラ10fの画像を基にして、x軸に対する左右の路面境界BL、BRの位置を導出する。路面境界は、路肩外側の端部、側溝、縁石、土手、ガードレール、電柱、ポール、中央分離帯等であり、車両走行を想定している区域と想定していない区域との境界である。そのため、車輪が路面境界から外側へ越える場合、走行を持続することが比較的困難になる。自車両から前方へ距離Ｘ１〜Ｘ５離れた左右路面境界BL1〜BL5、BR1〜BR5の位置を、ｘ軸からの距離として算出して記憶する。

同時に、路面境界を越えることの危険度合い、許容度合いを判断するために、路面境界の外側42L、42Rを識別し、その種類（路肩の端部、側溝、縁石、土手、ガードレール、電柱、ポール、中央分離帯等）の情報を記憶する。

同様にして、後方カメラ10rの画像を基に、自車両の重心位置から後方へ延ばした直線（x軸）に対する左右の路面境界BL、BRの位置を導出する。自車両から後方へ距離Xr1〜Xr4離れた左右路面境界BrL1〜BrL4、BrR1〜BrR4の位置を、x軸からの距離として算出して記憶する。

同時に、路面境界を越えることの危険度合い、許容度合いを判断するために、路面境界の外側42L、42Rを識別し、その種類（路肩の端部、側溝、縁石、土手、ガードレール等）の情報を記憶する。

ステップｓ４において、レーンマーカが検出できない場合には、路面境界などから仮想的なレーンマーカの位置を設定する。例えば、路面境界BL及びBRが検出できていれば、両者の中央付近で車線が区分されていると推定して、路面境界BL及びBRの中央付近に仮想的なレーンマーカを設定する。なお、補正処理に関しては、図９〜図１２を用いて後述する。

ステップｓ５において、カメラ及びレーダにより、道路上の障害物、特に周囲の走行車両を検出する。前方のレーダ11f、前方カメラ10f、左前の側方カメラ12L及び右前の側方カメラ12Rを用いて、前方を走行中の他車両についての相対位置、相対速度等を検出する。後方のレーダ11f、後方カメラ10r、左後の側方カメラ13L及び右後の側方カメラ13Rを用いて、後方を走行中の他車両についての相対位置、相対速度等を検出する。

自車周辺に走行車両の存在が確認された場合、検出情報に基づき、周辺走行車両の進行方向に対象車両の進路予測に基づいた危険度分布を算出する。この危険度分布は、周辺走行車両が自車両との衝突の危険性を区域化した分布であり、自車両に衝突する確率の分布である。図６はその一例を示すもので、右後側方車に前方の危険度分布は、危険度の等高線として楕円のような形状で描くことができる。最も外側にある楕円RK1が低い危険度の、次の楕円RK2が中の危険度の、最も内側にある楕円RK2が高い危険度の等高線である。危険度の等高線は、このような３本に限定されるものではなく、衝突の確率を表すことができれば、その形態は問わない。

ステップｓ６において、車両を車線中央付近若しくは運転者にとって違和感の少ない経路へ誘導するための目標軌道又は目標走行領域を求める。目標軌道（又は目標走行領域）は、走行支援制御の左右の閾値である誘導ライン（第1のライン）NL、NR、NrL、NrRとして求められる。誘導ライン（第1のライン）NL、NRの内側は、運転者の操作を尊重する領域であり、制御の不感帯となる。

ここで車線とは、レーンマーカ又は路面境界によって区分けされた走行領域である。路面上に左右のレーンマーカLL、LRが記されている路面については、レーンマーカLL、LRの内側の領域が車線となり、また、左右のレーンマーカLL、LRが記されていない路面では、左右の路面境界BL、BRの内側の領域が車線となる。自車両から前方へ距離X1〜X5離れた左側の誘導ラインNL1〜NL5の位置は、左レーンマーカLL1〜LL5の位置に、所定の値△LLを減算（又は加算）して求められる。前方右側の誘導ラインNR1〜NR5の位置は、右レーンマーカLR1〜LR5の位置に所定の値△LRを加算（又は減算）して求められる。

自車両が前進している限り、周辺走行車両等の移動体を除いて、後方の道路情報を基準に誘導する必要はない。そこで、この時点での後方へ距離Xr1〜Xr4離れた左側の誘導ラインNrL1〜NrL4の位置は、自車両から横方向へ十分遠い所定の位置として求められる。また、この時点での後方右側の誘導ラインNrR1〜NrR4の位置は、自車両から横方向へ十分遠い所定の位置として求められる。

ステップｓ７において、車両を路面境界から遠ざけ、接触を回避するための左右の接触回避ライン（第２のライン）AL、AR、ArL、ArRを求める。自車両から前方へ距離X1〜X5離れた左側前方の接触回避ラインAL1〜AL5の位置は、左路面境界BL1〜BL5の位置から回避幅△ALを減算して求める。右側前方の接触回避ラインAR1〜AR5の位置は、右路面境界BR1〜BR5の位置に回避幅△ARを加算して求める。

回避幅△AL、△ARは、車両の回避能力を考慮して決定するために、車両の前後速度Vx、横速度Vy、接触回避ラインヘの接近速度Vya、前後加速度ax、横加速度ay、車両幅vw、車両全長vl、トレッド幅d、ホイールベースL、車両のヨーモーメント生成能力Mmax、車両の減速度生成能力axmax、車両の横加速度生成能力aymax、路面摩擦係数μ、路面勾配θ、カーブ半径R、車線を検出可能な距離と角度、障害物を検出可能な距離と角度の少なくとも一つ以上を考慮して生成される。

自車両が前進している限り、周辺走行車両等の移動体を除く後方の障害物に接触する危険性は必要はないので、後方へ距離Xr1〜Xr4離れた左側後方の接触回避ラインArL1〜ArL4の位置は、自車両から横方向へ十分遠い所定の位置として求められる。右側後方の接触回避ラインArR1〜ArR4の位置は、自車両から横方向へ十分遠い所定の位置として求められる。

ステップｓ８において、ステップｓ３で検出した周辺走行車両の危険度分布に基づいて、接触回避ラインAL、ARの位置を自車両へ近づける。例えば、図４に示した一例では、周辺走行車両が右後方から近づく場合には、右後方の接近車両の危険度分布RK1、RK2に基づいて、右側後方の接触回避ラインArR1〜ArR4の位置を自車両側へ近づける。なお、補正処理に関しては、図６を用いて後述する。

ステップｓ９において、ステップｓ８で補正した接触回避ラインAL、ARの近傍に、レーンマーカ又は仮想的なレーンマーカが存在するか否かを判断する。もし、接触回避ラインAL、ARの近傍にレーンマーカが存在する場合には、周辺走行車両がレーンマーカを超える確率は低いとして、レーンマーカLL、LRの位置に基づいて、接触回避ラインAL、ARを変更する。なお、補正処理に関しては図７を用いて後述する。

ステップｓ１０において、左の誘導ラインNL1〜NL5の各点を補間処理して、前方注視距離Xpにおける左側の誘導ラインNLpの位置を求める。また、前方注視距離Xpにおける右側の誘導ラインNRpの位置を求める。また、接触回避ラインAL1〜AL5、AR1〜AR5の左右各５点を補間処理して、前方注視距離Xpにおける接触回避ラインAlp、ARpの位置を求める。また、後方の制御基準点Qに対応する左右の誘導ラインの位置は、車両後端から真横に位置するNrL1、NrRlとし、誘導ラインの位置をArL1、ArR1とする。

さらに、誘導ラインNLp、NRp、NrL1、NrR1と接触回避ラインAlp、Arp、ArL1、ArR1に基づいて、走行支援を実施するかの判断を行う。前方注視点Pが、誘導ラインNLp、NRpと接触回避ラインAlp、ARpの内側にある場合、又は、後方制御基準点Qが、誘導ラインNrL1、NrR1と接触回避ラインArL1、ArR1の内側にある場合は、走行支援を行わずに一連の処理を終了する。

これに対し、前方注視点Pが、誘導ライン位置NLp、NRp若しくは接触回避ラインAlp、ARpの外側にある場合は、又は、誘導ライン位置NrL1、NrR1若しくは接触回避ラインArL1、ArR1の外側にある場合は、走行支援制御の実行を要と判断して、ステップｓ１１へと進む。図４に示した例では、前方注視点PがNLpの外側（左側）にあるので、走行支援制御を実行する。

ステップｓ１１において、前方注視点Pが誘導ライン位置NLp、NRpの外側にある場合、又は、後方制御基準点Qが誘導ライン位置NrL1、NrR1の外側にある場合は、車両を内側へ誘導するための目標ヨーモーメントを演算する。誘導ラインに応じた走行支援では、運転者の違和感低減を重視するため、車両の減速を伴う電子制御ブレーキ22によってヨーモーメントは生成せずに、電子制御デファレンシャル機構23、電子制御ステアリング24によってヨーモーメントを生成するように、制御を実行するアクチュエータの選択情報も出力する。

一方、前方注視点Pが接触回避ラインAlp、ARpの外側にある場合、又は後方制御基準点Qが接触回避ラインArL1、ArR1の外側にある場合は、車両を内側へ誘導するための目標ヨーモーメントと目標減速度を演算する。接触回避ラインによる走行支援では、路面境界からの逸脱防止と障害物との接触回避を重視するため、電子制御デファレンシャル機構23、電子制御ステアリング24によってヨーモーメントを生成するのに加えて、電子制御ブレーキ22によるヨーモーメントと減速度の生成も行う。また、左右の接触回避ラインが交差する場合、旋回運動によっては接触が避けられないと判断し、車両を停止するように目標減速度を演算する。

図５は、図４のXpの地点に対応しており、前方注視点Pに対するレーンマーカLL、LR、LR2、路面境界BL、BR、誘導ラインNLp、NRp、接触回避ラインAlp、ARpとの位置関係、及び各位置における目標ヨーモーメントの絶対値の関係を示した図である。このように、誘導ラインNLp、NRpから接触回避ラインAlp、ARpまでのヨーモーメントの増加勾配Gll、Glr（制御ゲインに相当するもの）を緩やかにすることで、円滑にヨー運動が発生し、運転者にとって違和感の少ない走行支援を実現することができる。

また、接触回避ラインを越えてからのヨーモーメントの増加勾配Gal、Gar（制御ゲインに相当するもの）を大きくし、車両運動の限界能力（Mmax）を発生する領域を増やすことで、左右の接触回避ラインAL、ARの間の距離（幅）を広げることができる。これにより、接触回避の支援介入の頻度を下げることができ、運転者にとっての煩わしさを低減することができる。また、実際に接触回避制御が行われるときの車両運動変化が大きくなるため、運転者に対して注意喚起を促すことができる。図５は、前方注視点Pから求める目標ヨーモーメントだけでなく、後方制御基準点Qから求める目標ヨーモーメントについても適用される。

ステップｓ１２において、走行支援制御を実行するための処理を行う。目標ヨーモーメントと目標減速度を実現するように、電子制御デファレンシャル機構23、電子制御ステアリング24、電子制御ブレーキ22の少なくとも一つを用いて、車両運動を制御する。また、情報提供手段26の警告音、警告灯、モニタ表示等により、運転者に対して運転操作の修正を促す。以上によって、一連の処理を終了する。

図６を用いて、レーンマーカや路面境界の道路情報が得られない条件で、右側の側方から周辺走行車両が接近する場合の動作例を説明する。ここでは、主に右側の衝突回避ラインARについて説明する。

ステップｓ３においては、検出した右側の側方から周辺走行車両37の危険度分布が、図６の楕円のような形状で算出される。最も外側の楕円RK1が最も低い危険度の等高線であり、次のRK2が中程度の危険度の等高線であり、最も内側のRK3が最も高い危険度の等高線を示す。なお、危険度の等高線は、このような３本に限定されるものではなく、衝突の確率を表すことができれば、その形態は問わない。

ステップｓ７において、図６に示す例では路面境界の道路情報が得られない場合であり、このような場合には、接触回避ラインAL、ARの位置を、所定の距離△ALO、△AROだけ遠方の位置に設定する。

ステップｓ８において、周辺走行車両37の危険度分布に基づいて、接触回避ラインAL、ARの位置を自車両へ近づける。図６の例では、危険度RK1に沿って、右側の衝突回避ラインAR1〜ArR4の位置を、自車両へ近づけている。

ステップｓ１０において、後方制御基準点Qが、右側の衝突回避ラインARよりも外側（右側）にあると判断されると、ステップｓ１１、ｓ１２において、左向きのヨーモーメントを生成し、周辺走行車両37との衝突の危険性を軽減する。

このように、図６に示すように、レーンマーカや路面境界の道路情報が得られない条件でも、周辺走行車両の危険度分布に基づいて、接触回避ラインAL、ARの位置を自車両の近傍に設定することにより、適切なタイミングと制御量で、衝突回避の支援を実現することができる。

図７を用いて、路面境界の道路情報を検出できず、レーンマーカの道路情報が検出できる条件で、右側の側方から周辺走行車両37が接近する場合の動作例を説明する。

ステップｓ３においては、前述のように、検出した右側の側方から周辺走行車両37の危険度分布が、図７に示す楕円のように算出される。

ステップｓ７においては、路面境界の道路情報を検出できないため、接触回避ラインAL、ARの位置を所定の距離△ALO、△AROだけ遠方の位置に設定する。

ステップｓ８においては、周辺走行車両37の危険度分布に基づいて、接触回避ラインAL、ARの位置を自車両へ近づける。図６の例では、危険度RK1に沿って、右側の衝突回避ラインAR1〜ArR4の位置を、自車両へ近づけている。

ステップｓ９においては、ステップｓ８で補正した接触回避ラインARの近傍に、レーンマーカが存在するため、周辺走行車両37がレーンマーカLRを越えて左側へ進路を変更する確率は低いとして、レーンマーカLRの位置に基づいて、接触回避ラインARを右側へ変更する。

ステップｓ１０においては後方制御基準点Qが、右側の衝突回避ラインARよりも外側（右側）にあると判断されると、ステップｓ１、ステップｓ１２において、左向きのヨーモーメントを生成し、周辺走行車両37との衝突の危険性を軽減する。

このようにして、レーンマーカの位置やその推定位置の道路情報が得られ、かつ、周辺走行車両の危険度分布付近にそのレーンマーカが存在する場合には、周辺走行車両がこのレーンマーカを越える確率が低いと判断して、周辺走行車両がレーンマーカなどの道路情報が得られない図６に示した場合よりも、接触回避ラインARを自車から離すのである。そのため、周辺走行車両37の近接の際にも、状況に応じてより適切なタイミングと制御量により、衝突回避の支援を実現することができる。

図８を用いて、路面境界の道路情報を検出できず、レーンマーカの道路情報が得られる条件において、右側の側方から周辺走行車両が接近する場合の別の動作例を説明する。この例では、図８に示すように、図７の場合と比較して、右後側方の周辺走行車両が自車の横方向の、より遠い位置を走行している。この場合、ステップｓ８で補正された接触回避ラインARの近傍にレーンマーカLRが存在しないため、ステップｓ８で補正された接触回避ラインARは、それ以上変更されない。これにより、周辺走行車両の進路予測をより的確に判断することができ、適切なタイミングと制御量により、衝突回避の支援を実現することができる。

図９を用いて、図６、図７に示す異なる二つの条件によって接触回避支援制御が行われた場合の動作の差異を説明する。

本発明では、道路情報が得られない場合は周辺走行車両との位置関係で制御を行い、道路情報が得られる場合には、周辺走行車両との位置関係と道路情報によって制御を行うものであり、そのため、道路情報を得られない幅広いテストコースのような道路を走行する場合と、レーンマーカが記されている道路を走行する場合とを比較すると、支援制御が作動する時点の、自車両と周辺走行車両との位置関係が異なる。

特に、自車両と周辺走行車両との位置関係が比較的近い場合、図９（Ａ）に示す道路情報の得られない場合と、図９（Ｂ）に示す他車との間にレーンマーカの情報が得られる場合とでは、支援制御の開始のタイミングが異なり、図９（Ａ）の場合の開始距離△Ya1は、図９（Ｂ）の場合の開始距離△Ya2より大きくなる。すなわち、レーンマーカの情報が得られないと、得られる場合と比較して、周辺走行車両との距離がより遠い位置において、支援制御が開始されるのである。

図１０〜図１３を用いて、路面境界を検出できるが、レーンマーカを直接検出できない場合の設定方法について説明する。

図３に示した走行支援制御のフローチャートのステップｓ４では、レーンマーカが検出できない場合には、路面境界等から車線を複数に区分けするための仮想のレーンマーカを設定する。そこで、図１０に示された例のように、路面境界BL、BRが検出できる場合には、路面境界の幅に基づいて仮想のレーンマーカLRを設定する。路面境界の幅が、２車両が並走できる程度の幅があり、自車両がその左側を走行していれば、路面境界の幅の２等分の位置をレーンマーカLRの位置と設定する。

仮に、路面境界の幅が３車両の並走ができる程度の距離があることを検出し、自車両が左側を走行していることを検出すると、路面境界の幅の３等分の位置をレーンマーカLR、LR2と設定する。

このように、路面境界の幅を検出して、自車両の位置が分かれば、車線を複数に区分することができるので、周辺走行車両の進路予測をより的確に判断することができる。

図１１は、左の路面境界BLを検出できる場合であり、ナビゲーション装置から車線の数、車線の幅△BL、△BR、△BR2等の情報が得られると、仮想のレーンマ一カLR、LR2を設定することができる。また、ナビゲーション装置から道路曲率等の情報を得られると、道路曲率を考慮した変更をレーンマーカLR、LR2に加えることが可能となり、より正確なレーンマーカ位置を設定することができる。

図１２は、周辺に走行車両が複数台ある場合、その周辺走行車両の位置から車線を区分けして、仮想のレーンマーカLRを設定する例である。図１２に示された例では、前方に３台の走行車両39a、39b、39cを検出すると、それらの車両の隊列状態から仮想のレーンマーカLRを設定するのである。

図１３は、レーンマーカを検出していたが、その検出が途絶えた場合に、直前に検出していたレーンマーカの情報に基づいて、仮想のレーンマーカLRを設定する例を示す。ここでは、過去にレーンマーカLRがある道路を走行していれば、そのレーンマーカが暫くの期間は、延長されるものとして、仮想のレーンマーカLRを設定するものである。

以上のように、レーンマーカを直接検出することができない場合においても、路面境界、周辺車両の情報、直前のレーンマーカの情報を用いて、仮想的なレーンマーカを設定することによって、車線を複数に区分けできるので、周辺走行車両の進路予測をより的確に判断することができるので、適切なタイミングと制御量により、衝突回避の支援を効果的に実現することができる。また、図１０〜図１３を用いて説明した仮想のレーンマーカの設定方法は、それぞれ単独で用いることもできるが、組み合わせて用いることにより、より正確に車線を区分けし、より適切なタイミングと制御量により、衝突回避の支援をより効果的に実現することができる。

次に、図１４〜図１６を用いて、周辺車両が前方にある場合についての対応について説明する。

図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、自車両の前方から対向車38が接近する場合を示す。この場合、図３に示した走行支援制御のフローチャートのステップｓ５において、対向車前方に比較的距離の長い危険度分布RK1〜RK3が算出される。

図１４（Ａ）は、道路情報を検出しない一例を示し、この場合には、ステップｓ５で導出された危険度分布RK1に沿って右側の接触回避ラインARが生成される。もし、前方注視位置Pが接触回避ラインARより外側（右側）へ進入すれば、車両に左側のヨーモーメントを付与し、衝突回避を支援する。

図１４（Ｂ）は、レーンマーカを検出する一例を示し、この場合には、ステップｓ５で導出された危険度分布RKl〜RK3の近傍にレーンマーカLRを検出すると、ステップｓ９にて、対向車38がレーンマーカを（自車から見て）左側へ超える確率は低いとして、レーンマーカLRの位置に基づいて、接触回避ラインARを外側（右側）へ変更する。これにより、レーンマーカ等の道路情報がない場合と比べて、レーンマーカLRを検出する場合では、自車両31と対向車38の横方向の距離がより近いタイミングで、支援制御が実施されることとなる。

このように、自車両の前方から接近してくる対向車38のような周辺走行車両が存在する場合において、道路情報がない際には、周辺走行車両との位置関係に基づいた危険度分布に応じて衝突防止を支援することができると共に、道路情報がある際には、周辺走行車両との位置関係に加えて道路情報に基づいて、対向車の進路予測をより正確に判断し、適切なタイミシグと制御量により、衝突回避の支援を実現することができる。

図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、衝突を防止する対象となる周辺車両が、自車31が追い越しをかける前方の車両39である場合の一例を示す。この場合、ステップｓ５において、追い越す対象の車両39の前方に危険度分布RK1〜RK3が算出される。

図１５（Ａ）は、道路情報がない一例を示し、この場合には、ステップｓ５において、導出された危険度分布RK1に沿って左側の接触回避ラインALが生成される。もし、前方注視位置Pが接触回避ラインALより外側（左側）へ進入すれば、車両に対して右側のヨーモーメントを付与し、衝突回避を支援する。

図１５（Ｂ）は、レーンマーカを検出する一例を示し、この場合には、ステップｓ５で導出された危険度分布RK1〜RK3の近傍にレーンマーカLLを検出すると、ステップｓ９において、追い越し対象車39がレーンマーカを右側へ超える確率は低いとして、レーンマーカLLの位置に基づいて、接触回避ラインALを外側（左側）へ変更する。これにより、レーンマーカ等の道路情報がない場合と比べて、レーンマーカLLを検出する場合では、自車両31と追い越し対象車39の横方向の距離がより近いタイミングで衝突回避の支援制御が実施されることとなる。

このように、追い越し対象車両39のような前方から接近してくる周辺走行車両が存在する場合において、道路情報を検出しない際には位置関係に基づいた危険度分布に応じて衝突防止を支援すると共に、レーンマーカ等の道路情報を検出する際には、周辺走行車両の位置関係と道路情報に基づいて、追い越し対象車両の進路予測をより正確に判断し、適切なタイミングと制御量により、衝突回避の支援を実現することができる。

図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、衝突を防止する対象となる周辺走行車両として、左折等によって前方に進入してくる合流車両である一例を示す。図３に示した走行支援制御のフローチャートのステップｓ５において、自車両の前方に進入してくる合流車両の危険度分布RK1〜RK3が算出される。

図１６（Ａ）は、道路情報を検出しない一例であり、この場合、ステップｓ５で導出された危険度分布RK1に沿って左側の接触回避ラインARが生成される。もし、前方注視位置Pが接触回避ラインALより外側（右側）へ進入すれば、車両に対して右側のヨーモーメントを付与し、衝突回避を支援する。

図１６（Ｂ）は、ステップｓ５で導出された危険度分布RK1〜RK3の近傍にレーンマーカLRを検出する一例を示す。この場合、ステップｓ９において、合流車両38がレーンマーカを（自車から見て）左側へ超える確率は低いとして、レーンマーカLRの位置に基づいて、接触回避ラインARを外側（右側）へ変更する。これにより、道路情報がない場合と比較して、レーンマーカLRを検出する場合では、自車両31と前方進入車38の横方向の距離がより近いタイミングで衝突回避の支援制御が実施されることとなる。

このように、車両38のように前方に進入してくる周辺走行車両が存在する場合において、道路情報がない際には位置関係に基づいた危険度分布に応じて衝突防止を支援すると共に、道路情報がある際には、周辺走行車両の位置関係と道路情報に基づいて、進入車両の進路予測をより正確に判断することができる。特に進入してくる周辺走行車両は、位置関係のみを観察すると、衝突の可能性が高い方向へ接近してくるが、実際にはレーンマーカに従って徐々に進路を変更して、危険度が見かけよりも高くないことがある。適切なタイミングと制御量で、衝突回避の支援を実現できる。したがって、道路情報に基づいて、合流車両の進路予測をより正確に判断すれば、より適切なタイミングと制御量で、衝突回避の支援を実現できる。

また、上記の実施形態では、周辺走行車両として、後側方接近車両、対向車両、追い越す対象の車両、合流車両を用いて説明したが、周辺走行革雨は、自車両周辺を走行中の他車両であればこれらに限定されることはない。例えば、有料道路の料金所ゲートから、通常の車線へ幅が狭まるときには、レーンマーカが無いスペースを多数の車両が同時に合流する。このようなシーンでもレーンマーカを前提としない本発明では、適切なタイミングと制御量で、衝突回避の支援を実現できる。このように想定する走行シーンを拡大すれば、より適切なタイミングと制御量で、衝突回避の支援を実現できる。

本発明は、自動車等の車両の衝突防止を支援する警報装置や走行制御装置について、産業上の利用可能性がある。

本発明に係る衝突防止支援装置を搭載した車両の構成を示す説明図である。本発明に係る衝突防止支援装置の主な構成要素と信号の流れを説明するブロック線図である。本発明に係る衝突防止支援装置が実行する制御のフローチャートである。本発明に係る衝突防止支援装置が実行する直線路における支援制御の一例の説明図である。本発明に係る衝突防止支援装置が実行する図４に示す支援制御において、前方注視距離Xpにおける前方注視点Pの位置に対する目標ヨーモーメントの絶対値の関係を示した図である。本発明に係る衝突防止支援制御において、道路情報がない場合に自車の後右側から周辺走行車両37が接近する一例での周辺走行車両37の危険度分布と、自車の左右の接触回避ラインを示した説明図である。本発明に係る衝突防止支援制御について、路面境界の道路情報を検出できず、レーンマーカの道路情報が検出できる場合に自車の後右側から周辺走行車両37が接近する一例での周辺走行車両37の危険度分布と、自車の左右の接触回避ラインを示した説明図である。本発明に係る衝突防止支援制御について、路面境界の道路情報を検出できず、レーンマーカの道路情報が検出できる場合に自車の後右側の遠い位置に周辺走行車両37が走行する一例での周辺走行車両37の危険度分布と、自車の左右の接触回避ラインを示した説明図である。本発明に係る衝突防止支援制御について自車両と周辺走行車両との位置関係が比較的近い一例での、道路情報の得られない場合を（Ａ）に、自車と他車との間にレーンマーカの情報が得られる場合を（Ｂ）に示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、路面境界BL、BRが検出できる場合で路面境界の幅に基づいて仮想のレーンマーカLRを設定する一例を示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、左の路面境界BLを検出できる場合に、ナビゲーション装置から車線の数、車線の幅等の情報が得られると、仮想のレーンマ一カLR、LR2を設定する一例を示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、周辺に走行車両が複数台ある場合、その周辺走行車両の位置から車線を区分けして、仮想のレーンマーカLRを設定する一例を示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、レーンマーカを検出していたが、その検出が途絶えた場合に、直前に検出していたレーンマーカの情報に基づいて、仮想のレーンマーカLRを設定する一例を示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、自車両の前方から対向車38が接近する場合での、道路情報を検出しない一例を（Ａ）に、レーンマーカを検出する一例を（Ｂ）に示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、衝突を防止する対象となる周辺車両が、自車31が追い越しをかける前方の車両39である場合での、道路情報がない一例を（Ａ）に、レーンマーカを検出する一例を（Ｂ）に示す。本発明に係る衝突防止支援制御について、衝突を防止する対象となる周辺走行車両として、左折等によって前方に進入してくる合流車両である場合での、道路情報がない一例を（Ａ）に、レーンマーカを検出する一例を（Ｂ）に示す。

符号の説明

2 ステアリングの操作角センサ、
3 方向指示器レバー、
4 アクセルペダル操作量センサ、
5 ブレーキペダル操作量センサ、
6 ナビゲーション装置、
7fL、7fR、7rL、7rR 車輪速センサ、
8 車両挙動センサ、
1Of、10r 前方カメラ、後方カメラ、
11ｆ、11ｒ前方レーダ、後方レーダ、
12L、12R 左前側方カメラ、右前側方カメラ、
13L、13R 左後側方カメラ、右後側方カメラ、
21 エンジン、
22 電子ブレーキ、
23 電子制御デファレンシャル機構、
24 電子制御ステアリング、
26 情報提供手段

Claims

道路上のレーンマーカを含む道路情報を取得する取得部と、
自車両と周辺走行車両との位置関係を算出する第１の算出部と、
前記位置関係に基づいて、前記周辺走行車両が前記自車両に衝突する確率の分布を示す危険度を算出する第２の算出部と、
前記危険度に基づいて、制御閾値を設定する設定部と、
前記取得部が前記レーンマーカを検出しない場合には、路面境界情報又は前記位置関係に基づいて仮想レーンマーカを設定し、前記仮想レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する変更部を備えて、
前記変更部から出力された制御閾値に基づいて車両運動を制御する、衝突防止支援装置。
請求項１に記載の衝突防止支援装置であって、
前記変更部は、前記取得部が前記レーンマーカを検出している場合には、当該レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する、衝突防止支援装置。
請求項１に記載された衝突防止支援装置であって、
前記変更部は、前記取得部が前記レーンマーカを検出している過程で急に検出しなくなった場合には、検出していた前記レーンマーカに基づいて仮想レーンマーカを設定し、前記仮想レーンマーカ及び前記位置関係に基づいて前記制御閾値の幅を変更する、衝突防止支援装置。
請求項１に記載された衝突防止支援装置において、
前記周辺走行車両が、後方を走行する後方車両である、衝突防止支援装置。
請求項１に記載された衝突防止支援装置において、
前記周辺走行車両が、前方を走行する前方車両であり、前記前方車両が、対向車両又は追い越しの対象である車両又は前記自車両の走行車線若しくは隣接車線へ進入する合流車両の少なくとも一つである、衝突防止支援装置。
請求項１に記載された衝突防止支援装置を搭載した車両。