JP6614354B2 - 走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を制御する走行制御方法及び走行制御装置に関する。

路面に描画された区画線を認識し、区画線により定義される車線に沿って車両を走行させ、区画線が認識されない場合には先行車を追従するように車両を走行させる技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２０６２７５号公報

しかしながら、単に先行車に追従すると、先行車が車線に沿って走行しない場合には、車線の幅方向において所定の位置を保つように走行できない場合がある。これにより、車線に沿って車両を走行させる所謂レーンキープ制御に対する信頼性が低下するおそれがある。

本発明は、上記問題点を鑑み、レーンキープ制御に対する信頼性を向上させることができる走行制御方法及び走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る走行制御方法は、区画線が認識されない場合、認識されなくなってから所定時間経過後にレーンキープ制御を解除する。所定時間は、自車両と先行車両との車間距離が所定値以下の場合は所定値より長い場合より長い。

本発明によれば、レーンキープ制御に対する信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る走行制御装置の基本的な構成を説明するブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る走行制御装置を用いた走行制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、レーンキープ制御の一例を説明する図である。 図４は、レーンキープ制御の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る走行制御システム１の構成を説明する。図１に示すように、走行制御システム１は、車両駆動コントローラ３と、エンジンコントローラ５と、カメラ７と、通信ユニット９と、ＧＰＳ受信機１１と、レーダ１５と、車速センサ１７と、スイッチ１８とを備える。また、走行制御システム１は、運転支援コントローラ１９と、ディスプレイ２１と、スピーカ２３と、ブレーキアクチュエータ２４と、ステアリングアクチュエータ２５とを備える。走行制御システム１は、自車両に搭載されており、自車両にはアダプティブクルーズコントロール等の自車両前方の先行車両に対して追従走行するシステムが装備されている。本実施形態において、先行車両とは、自車両の前方に存在し、かつ、自車両が走行する車線上に存在する車両をいう。

車両駆動コントローラ３は、アンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールシステム、ビークルダイナミクスコントロール等の車両の駆動を制御する。エンジンコントローラ５は、エンジンの制御を行う。カメラ７は、自車両の前方の画像を撮影して、先行車両や車線の区画線を含む画像を取得するイメージセンサである。カメラ７で撮像された画像は、先行車両との車間距離や相対速度、区画線の位置等の情報を取得するために使用される。通信ユニット９は、路車間通信や携帯電話回線を使った情報通信サービスの送受信を行う通信機である。ＧＰＳ受信機１１は、自車両の緯度、経度、高度の情報を衛星から受信する。レーダ１５は、例えばミリ波センサを用いて先行車両と自車両との間の車間距離や相対速度を測定する。車速センサ１７は、自車両の車速を計測する。スイッチ１８は、自車両が走行している車線の区画線に対して自車両が所定の位置となるように自車両の走行を制御するレーンキープ制御モードと自車両の走行を制御しない手動運転モードとを切り替えるためのスイッチであり、自車両の運転者により操作される。なお、レーンキープ制御モードは、運転者の運転操作の介入によっても手動運転モードに切り替わる。その後、運転者の介入が終了すれば、所定時間後に、再び、走行制御装置１００による走行の制御が開始される。つまり、走行制御装置１００は、スイッチ１８の操作無しで、手動運転モードからレーンキープ制御モードへ切り替える。

運転支援コントローラ１９は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等の運転支援システムの制御を行う。さらに、アダプティブクルーズコントロールにステアリング制御機能を追加したシステムを備えていてもよい。運転支援コントローラ１９は、カメラ７やレーダ１５を用いて先行車両の有無や区画線の検知（レーン検知）、車間距離、自車両または区画線に対する先行車両の横位置を計測し、エンジンコントローラ５、ブレーキアクチュエータ２４、ステアリングアクチュエータ２５等に指令を送って自車両の加減速や操舵の制御を行う。運転支援コントローラ１９は、先行車両がいない場合は、設定車速を一定に保って走行する車速制御を行い、先行車両がいる場合は先行車両との車間距離を一定に保って走行する車間維持制御を行う。先行車両が止まった場合には、自車両も停止して停止保持制御を行う。なお、本実施形態では、運転者による操作を必要とする運転支援システムを例に説明するが、運転者による操作をより低減した自動運転システムでも適応できる。

ディスプレイ２１は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等のシステム状態を表示する。スピーカ２３は、アダプティブクルーズコントロールや緊急ブレーキ、オートホールドブレーキ等からの情報提示や警告の際に、音声を出力する。ブレーキアクチュエータ２４は、運転支援コントローラ１９からの指示を受けて自車両の制動制御のためのブレーキ操作を行う。ステアリングアクチュエータ２５は、運転支援コントローラ１９からの指示を受けて自車両の横位置制御のためのステアリング操作を行う。

走行制御装置１００は、運転支援コントローラ１９と一体型のコントローラとして自車両に搭載されている。走行制御装置１００は、自車両が走行している車線を認識し、車線の区画線に対して自車両が所定の位置（例えば、左右の区画線の中央位置）となるように自車両の走行を制御する。具体的には、走行制御装置１００は、自車両の横位置が車線の区画線に対して所定の位置になるように、車両の操舵或いは制動の少なくも一方を制御する。ここでは、走行制御装置１００が、ステアリングアクチュエータ２５に対して制御信号を送信することにより、車両の操舵を制御する場合を例に取り説明を続ける。本実施形態において、自車両が走行している車線を認識し、車線の区画線に対して自車両が所定の位置となるように自車両の走行を制御することを、レーンキープ制御と定義する。

走行制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータを走行制御装置１００として機能させるためのコンピュータプログラム（走行制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、汎用のマイクロコンピュータは、走行制御装置１００として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって走行制御装置１００を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、走行制御装置１００を構成することも可能である。また、走行制御装置１００に含まれる複数のユニット（１１０、１２０、１３０）を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、走行制御装置１００のみならず、車両駆動コントローラ３、エンジンコントローラ５、運転支援コントローラ１９の各々も、同様にして、ソフトウェア或いは専用のハードウェアとして実現可能である。更に、走行制御装置１００は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。

走行制御装置１００は、認識処理部１１０と、車両制御部１２０と、解除部１３０とを備える。

認識処理部１１０は、カメラ７により取得された画像から、自車両が走行する車線を区画する区画線を認識する。

車両制御部１２０は、認識処理部１１０により認識された区画線に対して、自車両の横位置が所定の位置になるように、自車両の走行、例えば自車両の操舵を制御する。具体的に、車両制御部１２０は、ステアリングアクチュエータ２５に対して制御信号を送信することにより、ステアリングアクチュエータ２５が出力する操舵トルクを制御する。これにより、走行制御装置１００は、自車両の操舵を制御することができる。

解除部１３０は、認識処理部１１０が区画線を認識しない場合、レーンキープ制御を解除する。ここで、認識処理部１１０が区画線を認識しなくなってから、解除部１３０がレーンキープ制御を解除するまでの時間は、自車両と先行車両との車間距離が所定値（例えば、７〜８ｍ）より長い場合と所定値以下の場合で異なる。具体的には、解除部１３０がレーンキープ制御を解除するまでの時間は、自車両と先行車両との車間距離が所定値以下のほうが長く、車間距離が所定値より長いほうが短い。以下、この点について詳細に説明する。なお、認識処理部１１０が区画線を認識しなくなってからレーンキープ制御を解除するまでの時間を、単に解除時間という。また、特に断らない限り、車間距離は、自車両と先行車両との車間距離である。

まず最初に、車間距離が所定値より長い場合について説明する。
車間距離が長いシーンは、例えば自車両が高速道路を走行中であって車間距離が十分長いシーンである。このようなシーンでは、先行車両によって区画線が遮られる可能性は低く、カメラ７の画角内に自車両が走行する車線の区画線が含まれる蓋然性が高い。それにも関わらず、認識処理部１１０が区画線を認識しない場合、カメラ７の非検出が考えられる。例えばカメラ７の非検出要因は、走行環境（逆光、雨、霧など）やレーンの状態（かすれ、汚れなど）である。そこで、車間距離が所定値より長く、かつ、認識処理部１１０が第１所定時間、区画線を認識しない場合、解除部１３０は、レーンキープ制御を解除する。解除部１３０が第１所定時間待つ理由は、高速道路では区画線（破線）が一般道路と比較して離れており、区画線の検出までにかかる時間を考慮するためである。

次に、車間距離が所定値以下の場合、すなわち車間距離が短い場合について説明する。
車間距離が短いシーンは、例えば交差点や渋滞で停止しているシーンや、低速で走行しているシーンである。このようなシーンでは、先行車両によって区画線が遮られてしまい、カメラ７の画角内に自車両が走行する車線の区画線が含まれない場合がある。この場合、認識処理部１１０が区画線を認識できなくなってしまう。しかし、このような場合でもしばらくの間レーンキープ制御を継続できる方法がある。この方法について、図３及び図４を用いて説明する。図３に示すシーンは、自車両Ａが走行する車線において、先行車両Ｂが自車両Ａの前方の所定の距離範囲を走行するシーンである。図３に示すシーンにおいて、カメラ７などを用いて予め先行車両Ｂと区画線Ｐとの位置関係をコンピュータに記憶させ、この位置関係に基づいて現在の先行車両Ｂの位置から仮想区画線をコンピュータに推定させる。具体的には、図４に示すように先行車両Ｂの側方における距離Ｑの位置に、自車両Ａ又は先行車両Ｂの進行方向に沿う仮想区画線Ｒをコンピュータに推定させる。そして、推定された仮想区画線Ｒに対して、自車両の横位置が所定の位置になるように、自車両の走行を制御すればよい。もしくは、先行車両の位置を車線内であると仮定して、先行車両の車幅方向の中央に自車両の横位置が所定の位置になるように、自車両の走行を制御してもよい。これにより、認識処理部１１０が区画線を認識できない場合でもレーンキープ制御を継続できる。また、仮想区画線に対して自車両の走行を制御している間に、カメラ７の画角内に区画線が含まれるようになり、再度認識処理部１１０が区画線を認識できる可能性がある。したがって、車間距離が所定値以下の場合は、車間距離が所定値より長い場合より解除時間を長くできる。そこで、車間距離が所定値以下、かつ、認識処理部１１０が第２所定時間、区画線を認識しない場合、解除部１３０はレーンキープ制御を解除する。ここで、第２所定時間は、第１所定時間より長い。

解除部１３０がレーンキープ制御を解除した場合、運転支援コントローラ１９は、ディスプレイ２１やスピーカ２３を介して運転者にレーンキープ制御が解除された旨を伝えることができる。

次に、図２を参照して、走行制御装置１００を用いた走行制御方法の一例を説明する。図２のフローチャートに示す一連の処理は、運転者がスイッチ１８を押し、レーンキープ制御モードに移行することにより開始される。なお、本フローチャートは、自車両の前方に先行車両が存在していることを前提としている。

ステップＳ１において、認識処理部１１０は、カメラ７により取得される画像及びレーダ１５により取得されるデータの少なくとも何れかから、自車両の前方の先行車両を検出する。また、認識処理部１１０は、自車両と先行車両との車間距離を検出する。

ステップＳ２において、認識処理部１１０は、自車両の前方を撮像するカメラ７により取得される画像から、自車両が走行する車線の区画線を認識する。認識処理部１１０が区画線を認識した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理がステップＳ３に進む。一方、認識処理部１１０が区画線を認識しない場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理がステップＳ４に進む。

ステップＳ３において、車両制御部１２０は、ステップＳ２で認識された区画線に基づいて、レーンキープ制御を継続する。

ステップＳ４において、解除部１３０は、自車両と先行車両との車間距離が所定値より長いか否かを判断する。車間距離が所定値より長い場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、処理がステップＳ５に進む。一方、車間距離が所定値以下の場合（ステップＳ４でＮＯ）、処理がステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、解除部１３０は、第１所定時間経過したか否かを判断する。第１所定時間が経過した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ７に処理が進む。一方、第１所定時間が経過していない場合（ステップＳ５でＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。

ステップＳ６において、解除部１３０は、第２所定時間経過したか否かを判断する。第２所定時間が経過した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ７に処理が進む。一方、第２所定時間が経過していない場合（ステップＳ６でＮＯ）、処理がステップＳ３に進む。

ステップＳ７において、解除部１３０は、レーンキープ制御を解除する。

以上説明したように、本実施形態に係る走行制御装置１００によれば、以下の作用効果が得られる。

認識処理部１１０が区画線を認識しない場合、解除部１３０は、所定時間経過後レーンキープ制御を解除する。認識処理部１１０が区画線を認識しなくなってから、解除部１３０がレーンキープ制御を解除するまでの時間は、自車両と先行車両との車間距離が所定値より長い場合は所定値以下の場合より短い。ハードウェアによる区画線の不検出が考えられる場合、解除部１３０は第１所定時間（短い時間）経過後にレーンキープ制御を解除する。また、認識処理部１１０が区画線を認識できなくなった場合でも、解除部１３０は第２所定時間（長い時間）経過するまでレーンキープ制御を解除しない。この場合、走行制御装置１００は、先行車両の情報を用いてレーンキープ制御を行う。第２所定時間が経過するまでに再度認識処理部１１０が区画線を認識できれば、走行制御装置１００は、レーンキープ制御を解除することなく継続できる。これにより、走行制御装置１００は、レーンキープ制御に対する信頼性を向上させることができる。

上記のように、本発明の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、車両制御部１２０は、ステアリングアクチュエータ２５の代わりにブレーキアクチュエータ２４を用いて、自車両の操舵に相当する制御を行うようにしてもよい。すなわち、ブレーキアクチュエータ２４は、自車両の走行中に左右のブレーキを非対称にかけることにより、自車両を左右に旋回させることができる。

また、認識処理部１１０が認識する区画線は、路面にペイントされた区画線に限るものでなく、車線の境界であればよい。すなわち、認識処理部１１０が認識する区画線は、路肩、縁石、ガードレール等の道路構造物を含む。縁石等の立体的な区画線を認識する場合、認識処理部１１０は、レーダ１５により取得される３次元測距データから、区画線を認識するようにすればよい。

本実施形態では、レーンキープ制御を解除する際の条件として、車間距離を取り上げて説明した。この車間距離はカメラ７やレーダ１５によって検出されるが、他の方法で車間距離を推定してもよい。例えば、車速センサ１７によって計測された車速が、所定車速より速い場合は車間距離が所定値より長いと推定し、所定車速以下の場合は所定値以下と推定してもよい。また、解除部１３０は、自車両の車速を用いてレーンキープ制御を解除してもよい。この場合、解除時間は、自車両の車速が所定値以下のほうが長く、車速が所定値より速いほうが短くなる。
また、レーンキープ制御が解除された後、自車両の前方を走行する先行車両の横方向の移動も追従して行う追従制御など、その他の運転支援システムを開始することもできる。特に、レーンキープ制御が解除された後、自車両の車速が所定車速以下の場合にのみ、追従制御に切り替えて運転支援システムを継続することが好適である。

上述の実施形態に記載される各機能は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や回路部品等の装置を含む。

特願２０１６−１３８０３２号（出願日：２０１６年７月１２日）の全内容は、ここに援用される。

１ 走行制御システム
３ 車両駆動コントローラ
５ エンジンコントローラ
７ カメラ
９ 通信ユニット
１１ 受信機
１５ レーダ
１７ 車速センサ
１８ スイッチ
１９ 運転支援コントローラ
２１ ディスプレイ
２３ スピーカ
２４ ブレーキアクチュエータ
２５ ステアリングアクチュエータ
１００ 走行制御装置
１１０ 認識処理部（認識処理回路）
１２０ 車両制御部（車両制御回路）
１３０ 解除部（解除回路）

Claims (3)

1. 自車両が走行している車線の区画線を認識し、前記区画線に対して前記自車両の横位置が所定の位置となるようにレーンキープ制御を行う走行制御方法であって、
   前記レーンキープ制御中に、前記車線において前記自車両の前方を走行する先行車両を検出する一方、前記区画線が認識されない場合、認識されなくなってから所定時間経過後に前記レーンキープ制御を解除し、
   前記所定時間は、前記自車両と前記先行車両との車間距離が所定値以下の場合は前記所定値より長い場合より長いことを特徴とする走行制御方法。
2. 前記自車両の車速を計測し、
   前記車速が、所定車速より速い場合は、前記車間距離が前記所定値より長いと推定し、前記所定車速以下の場合は、前記所定値以下と推定することを特徴とする請求項１記載の走行制御方法。
3. 自車両が走行している車線の区画線を認識する認識処理回路と、
   前記区画線に対して前記自車両の横位置が所定の位置となるようにレーンキープ制御を行う車両制御回路と、
   前記車線において前記自車両の前方を走行する先行車両を検出するセンサと、
   前記レーンキープ制御中に、前記センサによって先行車を検出する一方、前記認識処理回路によって前記区画線が認識されない場合、認識されなくなってから所定時間経過後に前記レーンキープ制御を解除する解除回路とを備え、
   前記所定時間は、前記自車両と前記先行車両との車間距離が所定値以下の場合は前記所定値より長い場合より長いことを特徴とする走行制御装置。

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