JP5397565B2

JP5397565B2 - 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム

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Publication number: JP5397565B2
Application number: JP2013500770A
Authority: JP
Inventors: 真一永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: JPWO2012114478A1; DE112011104947B4; DE112011104947T5; US20130226445A1; US9405727B2; WO2012114478A1; CN103370250A

Description

本発明は、運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関し、特に障害物近傍を通過する際の自車両の状態を決定する運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関する。

ドライバーの運転を支援する装置が提案されている。例えば、特許文献１のナビゲーション装置では、運転者の運転傾向パラメータを取得し、当該車両の同乗者の運転傾向パラメータを取得する。そして、特許文献１の装置は、運転者の運転傾向パラメータと同乗者の運転傾向パラメータとの差異を算出し、この算出された差異に関する情報を当該車両の運転状態としてディスプレィに出力し運転者に告知する。これにより、特許文献１の装置は、運転者の運転傾向パラメータと同乗者の運転傾向パラメータとの差異を、当該車両の運転状態としてディスプレィにより視覚的に当該運転者に知らせる。これにより、特許文献１の装置は、運転経験のある同乗者に快適な乗車感覚を与え得ることを目的とする。

特開２００７−１４８９１７号公報

しかしながら、上記技術では、自車両の状態をより現実に合うように決定する点で改善の余地がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、より現実に合った自車両の状態を決定することが可能な運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムを提供することにある。

本発明は、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔と、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定する目標決定ユニットを備えた運転支援装置である。

この構成によれば、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔と、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定する。そのため、例えば、目標決定ユニットは、障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、所定の間隔に対して対応付けられた速度以下の速度となるように、自車両が障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定することが可能となる。そのため、より現実に合った自車両の状態を決定することができる。

この場合、目標決定ユニットは、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔を決定するものとできる。

この構成によれば、目標決定ユニットは、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔を決定する。これにより、目標決定ユニットは、障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で目標間隔を決定し、決定した目標間隔に対応付けられた速度以下の速度となるように目標速度を決定することが可能となる。そのため、より現実にあった自車両の状態を決定することができる。

また、目標決定ユニットは、自車両の現在の走行状態に基づいて予測される障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔を目標間隔として決定し、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された目標間隔に対応する速度以下の速度を目標速度として決定するものとできる。

この構成によれば、目標決定ユニットは、自車両の現在の走行状態に基づいて予測される障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔を目標間隔として決定し、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された目標間隔に対応する速度を目標速度として決定する。このため、目標決定ユニットは、自車両の現在の走行状態を維持してドライバーの自車両の横方向への運転操作に対する介入を最小とした場合の目標間隔と、当該目標間隔に対応した目標速度とを決定することができる。そのため、ドライバーの違和感を防止することができる。なお、本発明において、自車両の「走行状態」とは、自車両の速度、ヨー角、ヨーレート、横加速度、縦加速度、他車両と自車両との側方間隔、その他、ドライバーの操作の状態量などから表されるものである。

また、目標決定ユニットは、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定するものとできる。

この構成によれば、目標決定ユニットは、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定する。このため、最小の走行状態の変更で達成可能な目標間隔と目標速度とを決定することが可能となる。このため、運転支援を実施した際に自車両の乱れを低減することができる。

また、目標決定ユニットは、自車両が加速している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定するものとできる。

この構成によれば、目標決定ユニットは、自車両が加速している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定する。このため、単純な処理でドライバーの運転操作に対する介入を低減した目標間隔と目標速度とを決定することができる。そのため、単純な処理でドライバーの違和感を防止することができる。

また、目標決定ユニットは、障害物近傍に設定された基準線を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔と自車両の目標速度を決定し、基準線は、障害物から離れるほど自車両の現在の位置から近い距離の点を通るように設定されるものとできる。

この構成によれば、目標決定ユニットは、障害物近傍に設定された基準線を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔と自車両の目標速度を決定し、基準線は、障害物から離れるほど自車両の現在の位置から近い距離の点を通るように設定される。このため、障害物から離れて障害物による死角に対する視界が確保され易くなるほど、自車両の現在の位置から近距離の点で早期に目標間隔と目標速度が決定されることとなり、より現実とドライバーの感覚とに合った自車両の状態を決定することができる。

また、本発明は、障害物近傍を通過する際の、自車両と障害物との間隔と、自車両の速度との関係が記憶された記憶部と、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔を算出する最大間隔算出部と、記憶部に記憶された関係と、最大間隔算出部により算出された最大の間隔とに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定する目標決定ユニットとを備えた運転支援装置である。

また、本発明は、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔と、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定する目標決定工程を含む運転支援方法である。

この場合、目標決定工程は、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔を決定するものとできる。

また、目標決定工程は、自車両の現在の走行状態に基づいて予測される障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔を目標間隔として決定し、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された目標間隔に対応する速度以下の速度を目標速度として決定するものとできる。

また、目標決定工程は、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定するものとできる。

また、目標決定工程は、自車両が加速している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定し、自車両が障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である自車両及び障害物の間隔と自車両の速度とを、目標間隔と目標速度として決定するものとできる。

また、目標決定工程は、障害物近傍に設定された基準線を通過する際の自車両及び障害物の目標間隔と自車両の目標速度を決定し、基準線は、障害物から離れるほど自車両の現在の位置から近い距離の点を通るように設定されるものとできる。

また、本発明は、障害物近傍を通過する際に自車両が障害物に対して取り得る最大の間隔と、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の間隔と自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度を決定する目標決定工程を電子計算機に実行させる運転支援プログラムである。

本発明の運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムによれば、より現実に合った自車両の状態を決定することができる。

第１実施形態に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態において最大横移動可能な側方間隔Ｗｍａｘにより目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）を算出する手法を示すグラフ図である。第１実施形態において自車両が先行車両側方の基準線を通過する際の状況を示す平面図である。第１実施形態の目標軌道特徴点を算出する処理を示すフローチャートである。第１実施形態の目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを算出する手法を示す平面図である。第１実施形態の目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを算出する処理を示すフローチャートである。第１実施形態において最大横移動可能な側方間隔Ｗｍａｘの範囲内で目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）を算出する手法を示すグラフ図である。第２実施形態の目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを算出する手法を示す平面図である。第２実施形態の目標軌道特徴点Ｐ及び目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを算出する処理を示すフローチャートである。第２実施形態において目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）を算出する手法を示すグラフ図である。第３実施形態において自車両が先行車両側方の基準線を通過する際の状況を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る運転支援装置について説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態の運転支援装置１０は、レーザレーダ１２、運動センサ１４、カメラ１８、ＧＰＳ２０、及びコンピュータ２２を備えている。

レーザレーダ１２は、自車両の前方に対してレーザを水平方向に走査しながら照射し、レーザの反射によりレーザを照射された物体の位置を検出する。レーザレーダ１２による検出処理は一定の周期で実行される。レーザレーダ１２の検出結果はコンピュータ２２に出力される。

運動センサ１４は、自車両の速度、進行方向の加速度、横方向の加速度、ヨー角及びヨーレートを計測する装置である。運動センサ１４は、自車両の速度を計測する車速センサと、自車両のヨー角を測定する白線センサと、ヨーレートを計測するジャイロセンサと、自車両の加速度を計測する加速度センサとで構成されている。

カメラ１８は、カメラ１８は自車両の前方を撮影する装置である。カメラ１８は、小型のＣＣＤカメラ又はＣＭＯSカメラで構成されている。カメラ１８で撮影された前方の道路状況等は、コンピュータ２２に出力される。

ＧＰＳ（Global Positioning System）２０は、複数のＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳ受信機で受信し、各々の信号の相違から自車両の位置を測位するための装置である。

コンピュータ２２は、ＣＰＵ、後述する運転支援方法を実行するための運転支援プログラムを記憶したＲＯＭ、ＲＡＭ及びバスを含んで構成されている。コンピュータ２２を機能ごとに分割したブロックで説明すると、コンピュータ２２は、地図ＤＢ３８、環境運動検出部４０、移動規範記憶部４６、軌道特徴点生成ライン設定部４７、軌道特徴点生成部４８、軌道生成部５０、軌道差分検出部５２及び運転支援部５４を備えている。

地図ＤＢ３８には、道路幅、道路形状、標識標示及び建築物等に関する情報が格納されている。

環境運動検出部４０は、レーザレーダ１２、運動センサ１４、カメラ１８及びＧＰＳ２０によって取得された情報に基づいて、自車両の位置、自車両の運動状態、自車両周辺の障害物及び自車両周辺の環境を検出する。特に環境運動検出部４０は、地図ＤＢ３８の情報に基づいて、後述するように自車両の走行可能な範囲を算出する。

移動規範記憶部４６には、例えば図３又は図７の曲線に示すように、熟練した模範的なドライバーが各々の状況において運転した場合において、障害物近傍を自車両が通過する際の障害物との側方間隔Ｗ及び自車両の通過速度Ｖの互いに関連付けられた関係がマップとして記憶されている。

軌道特徴点生成ライン設定部４７は、後述するように、移動規範記憶部４６のマップの条件を満たす目標軌道特徴点Ｐ（通過速度Ｖ，側方間隔Ｗ）を生成するための障害物近傍に設定された基準線である軌道特徴点生成ラインを設定する。

軌道特徴点生成部４８は、後述するように、移動規範記憶部４６のマップの条件を満たす目標軌道特徴点Ｐ（通過速度Ｖ，側方間隔Ｗ）を生成する。

軌道生成部５０は、自車両の現在の位置から目標軌道特徴点Ｐに至る軌道を生成する。軌道差分検出部５２は、軌道生成部５０が生成した軌道と、環境運動検出部４０により検出された自車両の実際の軌道との差分を検出する。運動支援部５４は、軌道生成部５０が生成した軌道と、軌道差分検出部５２が検出した差分とに基づいて、自車両のドライバーの運転を支援する。運転支援部５４は、具体的には、映像や音声によりドライバーの運転を誘導する。また、運転支援部５４は、アクチュエータによりステアリングホイール、アクセルペダル及びブレーキペダルに反力を与えることによりドライバーの運転を誘導する。また、運転支援部５４は、ドライバーの運転操作に関わらず、自車両の速度、加速度、減速度及び舵角を制御する。

以下、本実施形態の運転支援装置１０の動作について説明する。以下の説明では、図３に示すように、自車両ＶＭが他車両ＶＯの側方を通過する状況を想定する。図４に示すように、環境運動検出部４０が検出した自車両ＶＭや他車両ＶＯに関する情報から、軌道特徴点生成ライン設定部４７は、軌道特徴点生成ラインＬ_Ａを設定する（Ｓ１１）。図３に示すように、本実施形態では、軌道特徴点生成ライン設定部４７は、他車両ＶＯの前端から道路の車線に直交する方向に軌道特徴点生成ラインＬ_Ａを設定する。

軌道特徴点生成部４８は、軌道特徴点生成ラインＬ_Ａ上で、他車両ＶＯの回避方向（他車両ＶＯから離れる方向）における最大横移動可能点Ｐ_Ｂを算出する（Ｓ１２）。図３の例では、道路の側端は障壁Ｂにより遮蔽されているため、軌道特徴点生成ラインＬ_Ａ上の障壁Ｂの表面に最大横移動可能点Ｐ_Ｂが算出される。最大横移動可能点Ｐ_Ｂは、レーザレーダ１２やカメラ１８を使って算出した障壁Ｂや対向車両の位置に関する情報を利用したり、その他、道路の白線、黄線、または進入禁止など交通法規に関する情報を利用して算出することができる。

軌道特徴点生成部４８は、軌道特徴点生成ラインＬ_Ａ上で、自車両ＶＭが横移動可能な最大の側方間隔Ｗｍａｘを算出する（Ｓ１３）。この側方間隔Ｗｍａｘは、例えば、他車両ＶＯと最大横移動可能点Ｐ_Ｂとのから所定のマージンを減算した距離である。

軌道特徴点生成部４８は、図２に示すようなマップにより、目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）を算出する（Ｓ１４）。図２の例では、Ｗｔａｒｇｅｔ＝Ｗｍａｘとされ、自車両ＶＭは他車両ＶＯから最大の側方間隔Ｗｍａｘ離れた点を通過する。自車両ＶＭは、図２の曲線上のＷｔａｒｇｅｔ＝Ｗｍａｘに対応する目標速度Ｖｔａｒｇｅｔで他車両ＶＯの側方を通過する。この場合、自車両ＶＭは最小限の減速量で済み、最短時間で他車両ＶＯの側方を通過可能となる。

なお、本発明では、ＷｔａｒｇｅｔはＷｍａｘ以下であれば良い。また、本発明では、Ｖｔａｒｇｅｔは必ずしもマップの曲線上に設定しなくともよく、マップの曲線上のＷｔａｒｇｅｔに対応するＶｔａｒｇｅｔ以下の速度に設定すれば良い。軌道生成部５０は、自車両ＶＭの現在状態（Ｖｏ，Ｗｏ）から、目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）に例えば最短距離で至る軌道を生成する。

以下、目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）の算出の詳細について説明する。本実施形態では、自車両ＶＭ及びドライバーの操作の現在の状態量を利用して自車両ＶＭの将来の位置を推定する。本実施形態では、マップ上で取り得る目標軌道特徴点Ｐの内、自車両ＶＭが将来通過すると推定される点を目標軌道特徴点Ｐに設定する。

図５に示すように、自車両ＶＭの現在の状態は、軌道特徴点生成ラインＬ_Ａまでの距離Ｘｏのときに、自車両ＶＭの速度Ｖｏ，他車両ＶＯと自車両ＶＭとの側方間隔Ｗｏ、ヨー角θｏ及びヨーレートγｏであると想定する。軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭの現在の状態量である横加速度ａｏ、ヨー角θｏ及びヨーレートγｏより、ヨー角分の横移動量ｙ１及びヨーレート分の横移動量ｙ２を算出する（Ｓ２１）。ここで、横加速度ａｏ≒Ｖｏ×γｏ、軌道特徴点到達に要する時間Ｔｏ≒Ｘｏ÷Ｖｏ、ヨーレート分の横移動量ｙ２≒１／２×ａｏ×Ｔｏ^２、ヨー角分の横移動量ｙ１＝Ｘｏ×ｔａｎθｏである。

ａｏ、θｏ、γｏ及び自車両ＶＭの縦加速度αｏのいずれかが所定の閾値以上に大きいときは（Ｓ２２）、自車両ＶＭのドライバーは他車両ＶＯを回避する意図を持って運転操作を行っていると考えられる。そこで、軌道特徴点生成部４８は、上記の現在の自車両ＶＭの状態量から予測される軌道特徴点生成ラインＬ_Ａ上における目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを算出する（Ｓ２３）。ここで、Ｗｔａｒｇｅｔ＝Ｗｏ＋ｙ１＋ｙ２である。

｜Ｗｔａｒｇｅｔ｜＞｜Ｗｍａｘ｜であるとき、すなわち、自車両ＶＭの現在の状態量から算出された目標側方間隔ＷｔａｒｇｅｔがＷｍａｘを超えて大きいときは（Ｓ２４）、軌道特徴点生成部４８は、図２に示すように、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔ＝Ｗｍａｘとする（Ｓ２５）。｜Ｗｔａｒｇｅｔ｜＞｜Ｗｍａｘ｜でないときは（Ｓ２４）、軌道特徴点生成部４８は、図７に示すように、自車両ＶＭの現在の状態量から算出される目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを設定する。軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭは、図２又は図７の曲線上のＷｔａｒｇｅｔに対応する目標速度Ｖｔａｒｇｅｔを設定する。

以下、図６において、ａｏ、θｏ、γｏ及び自車両ＶＭの縦加速度αｏのいずれかもが所定の閾値未満であるとき場合について説明する（Ｓ２２）。ａｏ、θｏ、γｏ及び自車両ＶＭの縦加速度αｏのいずれかもが所定の閾値未満と小さいときは、自車両ＶＭのドライバーは他車両ＶＯを回避する意図を持って運転操作を行っていないと考えられる。そこで、軌道特徴点生成部４８は、現在状態（Ｖｏ，Ｗｏ）から、軌道特徴点Ｐに到達するまでの自車両ＶＭの状態量の変化が最小となると評価される点を軌道特徴点Ｐに設定する（Ｓ２６）。

図８に示すように、現在状態（Ｖｏ，Ｗｏ）から軌道特徴点Ｐに自車両ＶＭが到達する際の目標横加速度ｇｙ＝ｇｙｍａｘ・ｓｉｎ（θｏ・ｔ）とし（θｏ＝２π／Ｔｏ）、目標前後加速度ｇｘ＝ｇｘｍｉｎとする。軌道特徴点生成ラインＬ_Ａまでの到達時間Ｔｏ≒（Ｖｔａｒｇｅｔ^２−Ｖｏ^２）／（２・ｇｘｍｉｎ・Ｘｏ）である。

軌道特徴点生成部４８は、図７のマップにおけるＷ＜Ｗｍａｘを満たす軌道特徴点Ｐの集合Ｐ（Ｖ，Ｗ）の内、下式（１）の評価関数Ｊを最小とする点を一般的な最適レギュレータ問題により算出し、目標軌道特徴点Ｐ（Ｖｔａｒｇｅｔ，Ｗｔａｒｇｅｔ）に設定する（Ｓ２６）。なお、このようにａｏ、θｏ、γｏ及び自車両ＶＭの縦加速度αｏのいずれかが所定の閾値未満であるとき場合に目標軌道特徴点Ｐを求める手法は、自車両ＶＭがドライバーの運転操作によらない自動運転により走行している場合にも有効である。

本実施形態では、運転支援装置１０の軌道特徴点生成部４８は、障害物近傍を通過する際に自車両ＶＭが障害物に対して取り得る最大の側方間隔Ｗｍａｘと、障害物近傍を通過する際の側方間隔Ｗと速度Ｖとの互いに対応付けられたマップとに基づいて、障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度Ｖｔａｒｇｅｔを決定する。そのため、例えば、軌道特徴点生成部４８は、障害物に対して取り得る最大の間隔Ｗｍａｘの範囲内で、所定の間隔Ｗに対して対応付けられた速度以下の速度Ｖとなるように、自車両が障害物近傍を通過する際の自車両の目標速度Ｖｔａｒｇｅｔを決定することが可能となる。そのため、より現実に合った自車両ＶＭの状態を決定することができる。

また、本実施形態では、軌道特徴点生成部４８は、障害物近傍を通過する際に自車両ＶＭが障害物に対して取り得る最大の側方間隔Ｗｍａｘの範囲内で、障害物近傍を通過する際の目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを決定する。これにより、軌道特徴点生成部４８は、障害物に対して取り得る最大の側方間隔Ｗｍａｘの範囲内で目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを決定し、決定した目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔにマップ上で対応付けられた速度以下の速度となるように目標速度Ｖｔａｒｇｅｔを決定することが可能となる。そのため、より現実にあった自車両ＶＭの状態を決定することができる。

また、本実施形態では、軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭの現在の走行状態を維持した場合に予測される障害物近傍を通過する際の自車両ＶＭ及び障害物の間隔を目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔとして決定し、障害物近傍を通過する際の側方間隔Ｗと自車両ＶＭの速度Ｖとの互いに対応付けられたマップにおいて、決定された目標間隔Ｗｔａｒｇｅｔに対応する速度を目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとして決定する。このため、軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭの現在の走行状態を維持してドライバーの自車両ＶＭの横方向への運転操作に対する介入を最小とした場合の目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと、当該目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔに対応した目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとを決定することができる。そのため、ドライバーの違和感を防止することができる。

また、本実施形態によれば、軌道特徴点生成部４８は、障害物近傍を通過する際の自車両ＶＭ及び障害物の側方間隔Ｗと自車両ＶＭの速度Ｖとの互いに対応付けられたマップを満たし、且つ自車両ＶＭの現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される側方間隔Ｗと速度Ｖとを、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとして決定する。このため、最小の走行状態の変更で達成可能な目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとを決定することが可能となる。このため、運転支援を実施した際に自車両ＶＭの乱れを低減することができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、上記第１実施形態のように自車両ＶＭの将来の予測位置を考慮するだけでは、ドライバーの違和感を解消できない場合に有効である。図９に示すように、軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭの現在の状態量である横加速度ａｏ、ヨー角θｏ、ヨーレートγｏ及び縦加速度αｏを取得する（Ｓ３１）。横加速度ａｏ、ヨー角θｏ、ヨーレートγｏ及び縦加速度αｏのいずれかもが所定の閾値未満のときは（Ｓ３２）、軌道特徴点生成部４８は、上記の評価関数Ｊを最小とする点を目標軌道特徴点とする（Ｓ４１）。

横加速度ａｏ、ヨー角θｏ、ヨーレートγｏ及び縦加速度αｏのいずれかが所定の閾値以上のときであって（Ｓ３２）、ドライバーが自車両ＶＭを加速させているときは（Ｓ３３）、図９及び図１０に示すように、軌道特徴点生成部４８は、ブレーキを使わず操舵のみで到達可能な点Ｐａを目標軌道特徴点Ｐとする（Ｓ３４）。

ドライバーが回避余裕の無い側（他車両ＶＯに近い側）に操舵をしているときは（Ｓ３５）、軌道特徴点生成部４８はブレーキのみで到達可能な点Ｐｂを目標軌道特徴点Ｐとする（Ｓ３６）。

ドライバーが回避余裕の有る側（他車両ＶＯに遠い側）に操舵をしているときは（Ｓ３７）、軌道特徴点生成部４８は操舵のみで到達可能な点Ｐｃを目標軌道特徴点Ｐとする（Ｓ３８）。

｜Ｗｔａｒｇｅｔ｜＞｜Ｗｍａｘ｜であるときは（Ｓ３９）、軌道特徴点生成部４８は、図２に示すように、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔ＝Ｗｍａｘとする（Ｓ４０）。｜Ｗｔａｒｇｅｔ｜＞｜Ｗｍａｘ｜でないときは（Ｓ３９）、軌道特徴点生成部４８は、図１０に示すように、上記の手法で求められた目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔを設定する。

本実施形態によれば、軌道特徴点生成部４８は、自車両ＶＭが加速している場合には、障害物近傍を通過する際の自車両及び障害物の側方間隔Ｗと自車両の速度Ｖとの互いに対応付けられたマップを満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である側方間隔Ｗと速度Ｖとを、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとして決定し、自車両ＶＭが障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、側方間隔Ｗと速度Ｖとのマップを満たし、且つ制動のみで達成することが可能である側方間隔Ｗと速度Ｖとを、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとして決定し、自車両ＶＭが障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、側方間隔Ｗと速度Ｖとのマップを満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である側方間隔Ｗと速度Ｖとを、目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとして決定する。このため、単純な処理でドライバーの運転操作に対する介入を低減した目標側方間隔Ｗｔａｒｇｅｔと目標速度Ｖｔａｒｇｅｔとを決定することができる。そのため、単純な処理でドライバーの違和感を防止することができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、上記第１及び第２実施形態において、軌道特徴点生成ラインの設定の手法を変更する。図１１に示すように、本実施形態では、軌道特徴点生成ライン設定部４７は、他車両ＶＯの前端から道路の車線に直交する方向の軌道特徴点生成ラインＬ_Ａから自車両ＶＭの方向にθだけ傾斜した軌道特徴点生成ラインＬ_Ｂを設定する。つまり、軌道特徴点生成ラインＬ_Ｂは、基準線は、障害物から離れるほど自車両ＶＭの現在の位置から近い距離の点を通るように設定される。

上記実施形態では、運転支援を終了させる軌道特徴点生成ラインＬ_Ａが、障害物による死角や歩行者等との側方間隔Ｗによらずに一定であるため、死角に対してある程度の視界が確保された場合に目視を止め、減速を止めて加速を開始する等の見切りをつけるドライバーの感覚と合わず、運転支援に対してドライバーが違和感を覚えたり、運転支援とドライバーの操作とが干渉する可能性がある。

一方、本実施形態では、軌道特徴点生成ライン設定部４７は、障害物近傍に設定された軌道特徴点生成ラインＬ_Ｂは、障害物から離れるほど自車両ＶＭの現在の位置から近い距離の点を通るように設定される。このため、障害物から離れて障害物による死角に対する視界が確保され易くなるほど、自車両の現在の位置から近距離の点で早期に目標間隔と目標速度が決定され、運転支援が終了することとなり、より現実とドライバーの感覚とに合った自車両の状態を決定することができる。そのため、運転支援とドライバーの操作との干渉を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。

１０運転支援装置
１２レーザレーダ
１４運動センサ
１８カメラ
２０ＧＰＳ
２２コンピュータ
３８地図ＤＢ
４０環境運動検出部
４６移動規範記憶部
４７軌道特徴点生成ライン設定部
４８軌道特徴点生成部
５０軌道生成部
５２軌道差分検出部
５４運転支援部

Claims

障害物近傍を通過する際に自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔と、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両の目標速度を決定する目標決定ユニットを備えた運転支援装置。
前記目標決定ユニットは、前記障害物近傍を通過する際に前記自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の目標間隔を決定する、請求項１に記載の運転支援装置。
前記目標決定ユニットは、
前記自車両の現在の走行状態に基づいて予測される前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔を前記目標間隔として決定し、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された前記目標間隔に対応する速度以下の速度を前記目標速度として決定する、請求項２に記載の運転支援装置。
前記目標決定ユニットは、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ前記自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項２に記載の運転支援装置。
前記目標決定ユニットは、
前記自車両が加速している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項２に記載の運転支援装置。
障害物近傍を通過する際の、自車両と前記障害物との間隔と、前記自車両の速度との関係が記憶された記憶部と、
前記障害物近傍を通過する際に前記自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔を算出する最大間隔算出部と、
前記記憶部に記憶された前記関係と、前記最大間隔算出部により算出された最大の間隔とに基づいて、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両の目標速度を決定する目標決定ユニットと、
を備えた運転支援装置。
障害物近傍を通過する際に自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔と、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両の目標速度を決定する目標決定工程を含む運転支援方法。
前記目標決定工程は、前記障害物近傍を通過する際に前記自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の目標間隔を決定する、請求項７に記載の運転支援方法。
前記目標決定工程は、
前記自車両の現在の走行状態に基づいて予測される前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔を前記目標間隔として決定し、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された前記目標間隔に対応する速度以下の速度を前記目標速度として決定する、請求項８に記載の運転支援方法。
前記目標決定工程は、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ前記自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項８に記載の運転支援方法。
前記目標決定工程は、
前記自車両が加速している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項８に記載の運転支援方法。
障害物近傍を通過する際に自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔と、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係とに基づいて、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両の目標速度を決定する目標決定工程を電子計算機に実行させる運転支援プログラム。
前記目標決定工程は、前記障害物近傍を通過する際に前記自車両が前記障害物に対して取り得る最大の間隔の範囲内で、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の目標間隔を決定する、請求項１２に記載の運転支援プログラム。
前記目標決定工程は、
前記自車両の現在の走行状態に基づいて予測される前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔を前記目標間隔として決定し、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係において、決定された前記目標間隔に対応する速度以下の速度を前記目標速度として決定する、請求項１３に記載の運転支援プログラム。
前記目標決定工程は、
前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ前記自車両の現在の走行状態から最小の走行状態の変更で達成することが可能と評価される前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項１３に記載の運転支援プログラム。
前記目標決定工程は、
前記自車両が加速している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を狭める側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ制動のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定し、
前記自車両が前記障害物との間隔を広げる側に操舵している場合には、前記障害物近傍を通過する際の前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度との互いに対応付けられた関係を満たし、且つ操舵のみで達成することが可能である前記自車両及び前記障害物の間隔と前記自車両の速度とを、前記目標間隔と前記目標速度として決定する、請求項１３に記載の運転支援プログラム。