JP5324349B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御を行う走行制御装置に関する。

車両の走行制御を行う装置として、先行車がいるときは先行車との車間距離が一定となるように先行車に追従して自車を走行させる追従走行制御を行い、先行車がいないときは設定車速で自車を走行させる定速走行制御を行う車両の走行制御装置の技術が知られており、更に、カーナビゲーション装置と連動させて、自車走行道路のカーブ形状に応じてカーブの手前で自動減速させる機能を付加することが提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特許文献１には、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、自車が高速道路の本線を走行中にインターチェンジの出口車線やサービスエリアの入り口車線等の減速ノードに接近したことを検出しかつ自車のターンシグナル操作が有りと検出した場合には、減速制御を行う技術が開示されている。

特開２０００−２８５３９２号公報

しかしながら、特許文献１の技術の場合、本線から分岐してインターチェンジやサービスエリアに続く退出路の手前であっても、減速ノードの周辺であれば、ターンシグナル操作を行うことによって、減速制御を実行してしまう。したがって、車両が本線から退出路に到達する前、すなわち、退出路よりも手前の本線を走行中に減速が開始されるおそれがある。

退出路よりも手前の本線を走行中に減速が開始されると、自車の運転者に違和感を与えるおそれがある。また、減速動作によってブレーキランプが点灯し、後続車両の走行に影響を与えることが懸念される。

したがって、後続車両に迷惑を掛けず、自然な交通流を乱さないためには、できる限り、退出路に到達してから、あるいは退出路に進入してから減速を開始することが望ましい。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、退出路の手前で、退出の意図が検出されたとしても、自然な交通流を乱さないために、すぐに減速制御を開始せず、退出路に到達してから減速を行う走行制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の走行制御装置は、予め設定された走行速度で車両を走行させる走行制御装置であって、道路の本線から退出路への退出意図を検出し、かつ退出路の先頭位置を車両が通過したと判断した場合に、車両の走行速度を減速させる制御を行う。

本発明の走行制御装置によれば、退出意図が検出されていても、退出路の先頭位置を通過するまでは減速制御が行われず、退出路の先頭位置を通過した後に減速制御が行われるので、自然な交通流を乱すことなく、退出路の通過に適した車速に制御することができる。

本実施の形態に係わる走行制御装置の機能ブロック図。 車両が走行する道路の構成を説明する図。 協調制御方法を説明するフローチャート。 本線の定速走行から退出路の減速までの状態遷移図。 退出意図を検出する方法の一例を説明する図。 退出意図を検出する方法の他の一例を説明する図。 退出意図を検出する方法の他の一例を説明する図。 退出路の先頭位置を通過したか否かを判断する方法の一例を説明する図。 退出路の先頭位置を通過したか否かを判断する方法の他の一例を説明する図。 退出路に進入したか否かを判断する方法の一例を示す図。 退出路に進入したか否かを判断する方法の他の一例を示す図。 退出路に進入したか否かを判断する方法の他の一例を示す図。 退出路に進入したか否かを判断する方法の他の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係わる走行制御装置の機能ブロック図、図２は、車両が走行する道路の構成を説明する図である。

走行制御装置１は、車両２に搭載されており、例えば自動走行制御中に車両２が本線１１０から退出路１２０に進む場合に、車速を減速させる制御を行う。走行制御装置１は、車載カメラ１０、画像認識装置２０、ナビゲーション装置３０、協調制御部４０、車速制御部５０、アクチュエータ６０、車両状態情報取得部７０を備えている。

車載カメラ１０は、車両２の前部あるいは後部に取り付けられており、道路１００の路面を撮像してその映像情報を取得する。車載カメラ１０の数は、１台に限定されるものではなく、複数台であってもよい。

画像認識装置２０は、車載カメラ１０で取得した路面の映像情報をデジタル化し、画像処理および認識処理を施すことにより、道路１００に描かれた白線の位置や白線の種別等の情報を取得する。画像認識装置２０で取得した情報は、画像認識装置２０から協調制御部４０に出力される。

ナビゲーション装置３０は、ＧＰＳ等の自車位置を検出する自車位置検出手段と、道路の形状、曲率半径、ノード情報、リンク情報等を有する地図データとを有しており、例えば、目的地を入力することにより、自車位置から目的地までの経路案内を行う機能を備えている。ナビゲーション装置３０は、地図上の現在位置を確定し、自車前方に存在する道路の情報から、カーブ形状（曲率半径）の情報等を入手し、協調制御部４０に出力する。

協調制御部４０は、本発明の主体となる判断処理を行うものであり、車両２が退出路１２０に進入した場合に適切に減速できるように、減速のタイミングや減速度等の車両２の走行速度に関する情報を車速制御部５０に出力する。

車速制御部（車速制御手段）５０は、協調制御部４０から制御信号に基づいて車両２の走行速度を制御するものであり、退出路１２０のカーブ形状の情報から、退出路１２０を通過する目標速度を求め、その目標速度にするために、アクチュエータ６０を制御する。ここでは、車速制御部５０の機能として、加減速可能な定速走行の機能も含むものとする。つまり、設定速度の設定と、設定速度による走行機能を持つものとする。アクチュエータ６０は、車速制御部５０からの指令に基づいて、車両２の図示していないスロットルバルブやブレーキ、変速機等を制御して、車両２の走行速度を制御値に制御する。

車両状態情報取得部（車両状態情報取得手段）７０は、車両２の状態を示す情報（車両状態情報）を取得して協調制御部４０に出力するものであり、例えば車両２の方向指示器３の作動状態や、ステアリング角度、ヨーレートなどの車両２の車幅方向の移動に関する情報等を取得する。

図２は、車両が走行する道路の構成を説明する図である。道路１００は、左側通行の高速道路であり、ほぼ直線状に延在する本線１１０と、本線１１０から分岐する退出路１２０を有している。本線１１０は、片側２車線であり、中央には長破線からなる白線１１４がペイントされ、進行方向右側の追い越し車線１１２と進行方向左側の走行車線１１３の２車線に区画されている。

退出路１２０は、本線１１０から図示していないインターチェンジやサービスエリアに進入するためのものであり、本線１１０と並行に延在する並行部１２１と、本線１１０から分岐する分岐部１２２を有している。

並行部１２１は、本線１１０に対して退出路１２０の先頭位置１２３から所定距離だけ並行に延在し、分岐部１２２は、分岐点１２４から左にカーブして最小曲率地点１２５に向かって漸次曲率半径が小さくなる形状を有している。並行部１２１と本線１１０との間には、太破線からなる白線１０３がペイントされている。

道路１００は、分岐前区間１０１と分岐区間１０２に区分されている。分岐前区間１０１は、退出路１２０の先頭位置１２３までの区間であり、分岐区間１０２は、本線１１０と退出路１２０が並行する区間である。分岐区間１０２は、ゼブラゾーンで終了となり、その後は本線１１０と分離した退出路１２０となる。

図２に示すように、分岐前区間１０１において、車両２が左側の方向指示器３を点滅させて退出路１２０に進入することが判明した場合に、ナビゲーション装置３０から退出路１２０の曲率半径の情報を受け取って、最小曲率地点１２５の通過速度に向かって減速を開始する。この場合、本線１１０の走行中に減速を開始することになり、ブレーキランプが点灯することになる。

しかしながら、すぐに減速を開始しなくても、退出路１２０の先頭位置１２３を通過した時点が判断できれば、その地点から減速を開始することが出来る。通常の運転では、退出路１２０の先頭位置１２３付近で減速を開始することが多いので、この方法が実現できれば、違和感のない制御方法が実現できるといえる。

次に、図３を用いて協調制御部４０の処理内容について説明する。図３は、協調制御部による協調制御方法を説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ１０では、ナビゲーション装置３０から退出路１２０の曲率半径の情報を入手する。これは、退出路１２０の曲率半径に応じた車速制御をすぐに実現できるように準備するためである。

次に、ステップＳ２０では、車両２の本線１１０から退出路１２０に退出する退出意図を入手する（退出意図検出手段）。退出意図は、車両状態情報である方向指示器３の作動状態や、ナビゲーション装置３０によって設定された経路に基づいて検出される。例えば、分岐前区間１０１で左側の方向指示器３が作動している場合には、退出意図有りと検出される。

そして、ステップＳ３０では、車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したか否か（通過判断手段）が判断される。車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したか否かは、画像認識による方法や、ナビゲーション装置３０の自車位置情報と地図データに基づく方法等によって判断される。

そして、ステップＳ２０で退出意図有りと検出され、かつステップＳ３０で車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したと判断された場合には、車両の走行速度を減速させるべく、ステップＳ４０に移行する。

なお、ステップＳ３０では、車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したか否か（通過検出手段）の判断に加えて、車両２が本線１１０から退出路１２０に進入したか否か（退出路進入判断手段）を判断してもよい。そして、退出意図有りと検出され、かつ車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したと判断され、かつ車両２が退出路１２０に進入したと判断された場合に、ステップＳ４０に移行する処理を行ってもよい。

ステップＳ４０では、車速制御部５０に対して退出路１２０の曲率半径の情報を出力する。これにより、車速制御部５０では、退出路１２０の目標速度まで減速させる制御が開始される。協調制御部４０は、ステップＳ５０において、退出路１２０側の曲率半径を出力する処理を一定区間（たとえば数１００ｍ）継続する。

上記したフローチャートは、先頭位置１２３の通過判断が順調に進んだ場合の処理の流れである。そこで、通過判断が順番に進まなかった場面を含めて、図４の状態遷移図に記述する。図４は、本線の定速走行から退出路の減速までの状態遷移図であり、あり得るパターンについて補完して記述したものである。

図４の状態遷移図に示すように、車両２が定速走行中Ｃ１１に、退出意図が検出された場合には、減速待ちＣ１２となり、退出路１２０の先頭位置１２３の通過で、減速中Ｃ１３となる。そして、指定区間通過後に処理を終了する。

また、減速待ちＣ１２の状態で、退出路１２０の先頭位置１２３の通過が検出できずに、退出路１２０への進入が検出された場合には、減速中Ｃ１３に移る。そして、定速走行中Ｃ１１に、退出意図が検出されずに退出路１２０への進入が検出された場合には、減速中Ｃ１３に移る。

協調制御部４０は、退出意図が検出されかつ車両２が退出路１２０に進入したと判断された場合、もしくは、退出意図が検出されかつ車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したと判断された場合に、車両２の走行速度を減速させる制御を行う。

したがって、退出路１２０の先頭位置１２３の通過が検出できなかった場合や、退出意図が検出されずに退出路１２０への進入が検出された場合のように、通過判断が順調に進まなかった場合でも、協調制御部４０が図４に示す状態遷移図に基づく処理を行うことによって、適切に減速させることができる。

次に、車両２の退出意図を検出する方法の具体例について図５〜図７を用いて以下に説明する。図５および図６は、方向指示器の作動状態によって退出意図を検出する方法を示す図、図７は、ナビゲーション装置の経路案内を利用して退出意図を検出する方法を示す図である。

例えば、車載カメラ１０で撮像した画像を画像処理して認識処理した結果、車両進行方向左側に実線からなる白線１１５を認識し、車両進行方向右側に長破線からなる白線１１４を認識した場合、車両２は、図５に示すように、分岐前区間１０１の走行車線１１３を走行していると判断することができる。また、車両進行方向左側に太破線からなる白線１０３を画像認識し、車両進行方向右側に長破線からなる白線１１４を認識した場合には、車両２は、図６に示すように、分岐区間１０２の走行車線１１３を走行していると判断することができる。そして、かかる状態で左側の方向指示器３を点滅（作動）させている場合には、退出意図があると判断される。また、ナビゲーション装置３０で経路案内が行われており、図７に示すように、本線１１０から退出路１２０に進むように経路（走行ルート）が設定されている場合にも、退出意図があると判断される。

次に、車両２が退出路１２０の先頭位置１２３を通過したか否かを判断する方法の具体例について図８と図９を用いて以下に説明する。

図８は、ナビゲーション装置の情報を用いて判断する方法を示す図である。例えば、ナビゲーション装置３０の地図データ内には、リンク情報として本線１１０と退出路１２０とを分ける分岐ノードＰ１の情報と分岐ノードＰ１から退出路１２０の先頭位置１２３までの距離Ｌ１の情報が記憶されている。ナビゲーション装置３０は、図８に示すように、分岐ノードＰ１に向かって走行している場合に、自車位置検出手段と地図データに基づき、車両２から分岐ノードＰ１までの距離Ｌｘを把握できる。そして、分岐ノードＰ１までの残距離（Ｌｘ−Ｌ１）をカウントして、その残距離と、退出路１２０の先頭位置１２３から分岐ノードＰ１までの距離Ｌ１を比較して、車両２が先頭位置１２３を通過したか否かを推定する。

また、地図データの分岐ノードＰ１と現地の実情を調整するために、退出路１２０の先頭位置１２３から分岐ノードＰ１までの調整値を各分岐に対して関連をつけ、地図データに埋め込んでおくことも出来る。

図９は、退出路の先頭位置を画像認識により検出する方法を示す図である。例えば、図９において円で囲んで示すように、退出路１２０の先頭位置１２３は、白線（実線）１１５から左側に折曲されて漸次左に移行する傾斜線１１６で始まり、退出路１２０の左側のライン１１７に連続する。したがって、この傾斜線１１６や、白線（実線）１１５から傾斜線１１６への折れ曲がり点、または、傾斜線１１６を車載カメラ１０の画像認識で捕らえて、退出路１２０の先頭位置１２３として検出する。したがって、画像認識により退出路１２０の先頭位置１２３を検出した場合には、先頭位置１２３を通過したと判断する。上記した図８および図９に示す判断方法は、いずれか一方が成立すればよいＯＲ条件として採用してもよく、また、２つ以上の手段のＡＮＤ条件で採用してもよい。

次に、車両２が本線１１０から退出路１２０に進入したか否かを判断する方法の具体例について図１０〜図１３を用いて以下に説明する。

例えば、図１０において円で囲んで示すように、車両２が分岐区間１０２において本線１１０から退出路１２０に進入した場合、白線（太破線）１０３の上を横切ることになる。したがって、画像処理により白線（太破線）１０３の横切りを認識することにより、退出路１２０への進入を判断できる。

また、例えば図１１において太矢印で示すように、車両２が分岐前区間１０１において本線１１０から車両進行方向左側に移動した場合、白線（実線）１１５又は傾斜線１１６の上を横切ることになる。したがって、画像処理により、白線（実線）１１５又は傾斜線１１６の横切りを認識することにより、車両２の退出路１２０への進入を判断できる。

そして、例えば図１２において太矢印で示すように、車両２が本線１１０から退出路１２０に進入して退出路１２０の並行部１２１を走行している場合、車両２の進行方向右側に白線（太破線）１０３が位置する。したがって、画像処理により、車両２の進行方向右側に白線（太破線）１０３が位置することを認識することにより、車両２の退出路１２０への進入を判断できる。

そして、例えば図１３において太矢印で示すように、車両２が本線１１０から退出路１２０に進入した場合、車両２の車幅方向の移動距離Ｄｗがほぼ道幅分（約３ｍ程度）だけ発生する。したがって、車両状態情報取得手段７０で取得したステアリング角やヨーレート等の車両状態情報に基づいて車両２の車幅方向の移動距離Ｄｗを監視し、所定幅以上の移動を検出することにより、車両２の退出路１２０への進入を判断できる。

上記構成を有する走行制御装置１によれば、本線１１０から退出路１２０への退出意図を検出し、退出路１２０の先頭位置１２３を通過したか否かを判断し、退出意図が検出されかつ退出路１２０の先頭位置１２３を通過したと判断された場合に減速制御を行う。

したがって、退出路１２０の先頭位置１２３を通過する前の分岐前区間１０１で減速制御が行われるのを防ぐことができる。すなわち、退出路１２０の先頭位置１２３に至るまでに、退出路１２０への進入意図が検出された場合に、すぐに減速されるのを抑制することができる。そして、退出路１２０の先頭位置１２３を通過した場合に減速制御を開始する。また、退出路１２０の先頭位置１２３を通過した後に退出路１２０への進入が検出された場合には、すぐに減速を行う。したがって、車両２の運転者に違和感を与えることなく、また、後続車両に影響を与えることなく、車両２を適切に減速させることができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば図５〜図７に示す退出意図を判断する方法は、いずれか一つに限定されるものではなく、組み合わせて判断してもよい。同様に、図８、図９に示す退出路１２０の先頭位置１２３の通過を検出する方法や、図１０〜図１３に示す退出路１２０への進入を判断する方法についても、いずれか一つに限定されるものではなく、組み合わせて判断してもよい。

１ 走行制御装置
２ 車両
３ 方向指示器
１０ 車載カメラ
２０ 画像認識装置
３０ ナビゲーション装置
４０ 協調制御部
５０ 車速制御部（車速制御手段）
６０ アクチュエータ
７０ 車両状態情報取得部（車両状態情報取得手段）
１００ 道路
１０１ 分岐前区間
１０２ 分岐区間
１０３ 白線（太破線）
１１０ 本線
１１４ 白線（長破線）
１２０ 退出路
１２１ 並行部
１２２ 分岐部
１２３ 先頭位置
１２４ 分岐点

Claims (7)

1. 予め設定された走行速度で車両を走行させる走行制御装置であって、
   前記車両が走行する道路の本線から退出路への退出意図を検出する退出意図検出手段と、
   前記退出路の先頭位置を検出する先頭位置検出手段と、
   該退出路の先頭位置によって区分される前記道路の分岐前区間と分岐区間との境界を前記車両が通過したか否かを判断する通過判断手段と、
   前記退出意図検出手段により前記退出意図が検出されかつ前記通過判断手段により前記車両が前記境界を通過したと判断された場合に前記車両の走行速度を減速させる制御を行う車速制御手段と、を有することを特徴とする走行制御装置。
2. 前記車両の車両状態情報を取得する車両状態情報取得手段を有し、
   前記退出意図検出手段は、前記車両状態情報取得手段により取得した車両状態情報に基づいて前記退出意図を検出することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記車両状態情報取得手段は、前記車両状態情報として前記車両の方向指示器の作動状態に関する情報を取得し、
   前記退出意図検出手段は、前記車両状態情報取得手段により取得した前記方向指示器の作動状態に関する情報に基づいて前記退出意図を検出することを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
4. 自車位置情報と地図情報に基づいて経路案内を行うナビゲーション装置を有し、
   前記退出意図検出手段は、前記ナビゲーション装置によって設定された経路に基づいて前記退出意図を検出することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
5. 自車位置情報と地図情報を有するナビゲーション装置を有し、
   前記通過判断手段は、前記ナビゲーション装置の自車位置情報と地図情報に基づいて前記境界を通過したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
6. 前記車両が走行する道路を撮像する車載カメラと、
   該車載カメラで撮像した画像を画像処理して前記道路の白線の種別を画像認識する画像認識装置と、を有し、
   前記通過判断手段は、前記画像認識装置により認識した前記道路の白線の種別に基づいて前記境界を通過したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
7. 自車位置情報と地図情報を有するナビゲーション装置を有し、
   前記車速制御手段は、前記ナビゲーション装置から取得した地図情報に含まれている前記道路の曲率半径の情報に基づいて加減速を行うことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。

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