走行支援装置及び走行支援方法
【課題】狭部を通過するための最適な経路を運転者に認識させることができるようにする。
【解決手段】狭部通過のため、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、第１軌跡と舵角変更ポイントと第２軌跡とからなる狭部通過の経路情報を、自車両周囲の俯瞰画像などに重畳して支援画像としてモニタに表示する。
【解決手段】狭部通過のため、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、第１軌跡と舵角変更ポイントと第２軌跡とからなる狭部通過の経路情報を、自車両周囲の俯瞰画像などに重畳して支援画像としてモニタに表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行を支援する走行支援装置及び走行支援方法に関し、特に、道路上に障害物等が存在することで通過可能な道幅が狭くなっている箇所（以下、狭部と呼ぶ。）を自車両が適切に通過できるように支援する走行支援装置及び走行支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
狭部における自車両の走行を支援する走行支援装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の走行支援装置は、運転者前方のヘッドアップディスプレイに、自車両前方の道路の走行可能幅や自車の舵角に応じたタイヤ軌跡などの車幅情報を重畳表示させることで、運転者に対して脱輪や障害物との接触可能性などを判断するための指標を与えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、自車両が現在の舵角を維持して走行したときに脱輪や障害物との接触が生じるかどうかを運転者に認識させることはできるものの、どのような経路で狭部を通過するのが望ましいかを運転者に認識させることはできず、走行支援としては不十分であった。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みて創案されたものであって、狭部を通過するための最適な経路を運転者に認識させることができる走行支援装置及び走行支援方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、第１軌跡と舵角変更ポイントと第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示手段に表示することにより、上述した課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、舵角の変更を含む一連の経路を示す経路情報を表示手段に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る走行支援装置のコントロールユニットによる処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】経路算出の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図４】経路算出の具体例を説明する図であり、中間点を算出する様子を示す図である。
【図５】経路算出の具体例を説明する図であり、操舵連動軌跡を算出する様子を示す図である。
【図６】経路算出の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイント（中間点）を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図７】経路算出の具体例を説明する図であり、反転軌跡を算出する様子を示す図である。
【図８】経路算出の具体例を説明する図であり、反転軌跡の終点を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図９】経路算出の具体例を説明する図であり、旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１０】経路算出の具体例を説明する図であり、自車両の走行領域を算出する様子を示す図である。
【図１１】現在位置における自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置の変化を示す図である。
【図１２】経路算出の他の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図１３】経路算出の他の具体例を説明する図であり、中間点を算出する様子を示す図である。
【図１４】経路算出の他の具体例を説明する図であり、操舵連動軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１５】経路算出の他の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイント（中間点）を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図１６】経路算出の他の具体例を説明する図であり、反転軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１７】経路算出の他の具体例を説明する図であり、反転軌跡の終点を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図１８】経路算出の他の具体例を説明する図であり、旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１９】経路算出の他の具体例を説明する図であり、自車両の走行領域を算出する様子を示す図である。
【図２０】現在位置における自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置の変化を示す図である。
【図２１】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図である。
【図２２】図２１の支援画像のベースとなる画像を撮像するための車載カメラの具体的な設置位置を示す図である。
【図２３】第２の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。
【図２４】第２の実施形態に係る走行支援装置のコントロールユニットによる処理の概要を示すフローチャートである。
【図２５】経路算出の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図２６】経路算出の具体例を説明する図であり、回避ポイントを設定してこの回避ポイントを通って所定舵角の旋回円に接する直線を算出する様子を示す図である。
【図２７】経路算出の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイントを算出する様子を示す図である。
【図２８】経路算出の具体例を説明する図であり、一対の直線軌跡線を算出する様子を示す図である。
【図２９】経路算出の具体例を説明する図であり、自車両の現在の舵角に応じた一対の旋回軌跡線を算出する様子を示す図である。
【図３０】経路算出の具体例を説明する図であり、一対の直線軌跡線と現在の舵角に応じた一対の旋回軌跡線とを俯瞰画像上に重畳した様子を示す図である。
【図３１】経路算出の具体例を説明する図であり、運転者がステアリングを操作して自車両の舵角を変更することで直線軌跡線と旋回軌跡線とが繋がって一連の経路となった様子を示す図である。
【図３２】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図であり、自車両が舵角変更ポイントの手前を走行している際にモニタに表示される支援画像の画像例を示す図である。
【図３３】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図であり、自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行している際にモニタに表示される支援画像の画像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
＜構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。本実施形態の走行支援装置は、装置全体の動作を統合的に制御するコントローラ１０を中心に構成される。このコントローラ１０には、４つの車載カメラ１ａ〜１ｄと、起動スイッチ２と、舵角センサ３と、車輪速センサ４と、経路決定スイッチ５と、モニタ６と、スピーカ７とが接続される。
【００１１】
車載カメラ１ａ〜１ｄは、例えば１８０度程度の画角を有する広角のＣＣＤカメラ或いはＣＭＯＳカメラよりなり、これら４つの車載カメラ１ａ〜１ｄで自車両の周囲を囲む全ての領域を撮像できるように、自車両の前後左右に各々設置されている。これらの車載カメラ１ａ〜１ｄは、例えば自車両の車体の一部を含む画像を撮像し、撮像した画像のデータをコントロールユニット１０に随時出力する。
【００１２】
起動スイッチ２は、本実施形態の走行支援装置を起動するために自車両の運転者により操作されるスイッチであり、自車両のステアリング若しくはインストゥルメントパネル付近に設置される。この起動スイッチ２は、運転者によりスイッチ操作されると、コントロールユニット１０に対して走行支援処理の開始指令を出力する。
【００１３】
舵角センサ３は、自車両のステアリングシャフトに設置され、ステアリング操作に応じた自車両の舵角を検出して舵角信号をコントロールユニット１０に出力する。
【００１４】
車輪速センサ４は、自車両の車輪付近に設置され、車輪の回転数を検出して、この車輪回転数に対応する車速パルス信号をコントロールユニット１０に出力する。
【００１５】
経路決定スイッチ５は、コントロールユニット１０により計算された経路を自車両の経路として確定するために運転者により操作されるスイッチであり、自車両のステアリング若しくはインストゥルメントパネル付近に設置される。この経路決定スイッチ５は、運転者によりスイッチ操作されると、コントロールユニット１０に対して経路確定の指令を出力する。
【００１６】
モニタ６は、例えば自車両のセンターコンソールなどに設置された液晶ディスプレイ等からなり、コントロールユニット１０により生成された走行支援のための画像（以下、支援画像という。）を表示する。また、スピーカ７は、走行支援のための各種ガイド音声を出力するものであり、車両に一般的に搭載されているオーディオ用のスピーカなどが用いられる。
【００１７】
コントロールユニット１０は、例えば、所定の処理プログラムに従って動作するマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなり、マイクロコンピュータのＣＰＵで処理プログラムが実行されることによって、走行支援のための各種の制御機能を実現する。コントロールユニット１０により実現される各種の制御機能は、図１に示すように、視点変換部１１、俯瞰画像生成部１２、画像処理部１３、狭部位置検出部１４、中間点演算部１５、操舵連動軌跡演算部１６、旋回外周側前端部軌跡演算部１７、旋回内周側後輪軌跡演算部１８、軌跡反転演算部１９、走行領域演算部２０、旋回軌跡記憶部２１、自車両アイコン記憶部２２、自車両情報記憶部２３、移動量演算部２４、画像更新部２５、画像合成部２６、音声ガイド生成部２７、の各機能構成として捉えることができる。このうち、旋回軌跡記憶部２１と自車両アイコン記憶部２２と自車両情報記憶部２３は、コントロールユニット１０内部のメモリにより実現される。
【００１８】
視点変換部１１は、各車載カメラ１ａ〜１ｄからの出力画像を、自車両の真上を視点とした画像に視点変換（各画素の並べ替え）する。
【００１９】
俯瞰画像生成部１２は、視点変換部１１から出力される個別の視点変換された画像を合成し、自車両を略中心としてその周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成する。
【００２０】
画像処理部１３は、俯瞰画像生成部１２から出力された俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の障害物、具体的には道路の左右に存在する壁や植え込み、電柱などの立体障害物を検出する。なお、画像処理部１３は、俯瞰画像に変換される前の車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対して画像処理を行うことで電柱などの立体障害物を検出するようにしてもよい。
【００２１】
狭部位置検出部１４は、画像処理部１３の出力に基づいて自車両前方の道路上で通行可能な道幅が狭くなっている狭部位置を特定し、その狭部位置までの距離を算出する。具体的には、狭部位置検出部１４は、車載カメラ１ａ〜１ｄの焦点距離と各１画素あたりの距離から、画像処理部１３により検出された立体障害物までの距離を、俯瞰画像上での自車両の正面（前後方向＝Ｙ軸方向）における距離として算出する。なお、自車両にレーザレンジファインダ等の他の物体検出装置が搭載されている場合には、この物体検出装置の検出信号を用いて狭部位置の特定及び距離の算出を行うようにしてもよい。
【００２２】
中間点演算部１５は、自車両の現在位置から狭部位置までの距離（つまり、電柱などの立体障害物までの距離）の中間点を演算する。なお、ここでの中間点は、自車両の基準点（例えば後輪車軸中心点）を通る自車両の車幅方向（＝Ｘ軸方向）の直線に対して平行な直線上の任意の点として演算され、具体的な中間点の座標位置は、後述する操舵連動軌跡演算部１６で算出される操舵連動軌跡とこの直線との交点となる。つまり、最終的な中間点の位置は操舵連動軌跡演算部１６で算出される操舵連動軌跡の終点となり、この中間点が、詳細を後述するように、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する位置である舵角変更ポイントとなる。
【００２３】
操舵連動軌跡演算部１６は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに自車両の基準点（例えば後輪車軸中心点）が辿る中間点までの軌跡（以下、操舵連動軌跡という。）を算出する。
【００２４】
旋回外周側前端部軌跡演算部１７は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して（つまり、操舵連動軌跡に沿って）進行したときの旋回外周側の前端部（右旋回時は左前端部、左旋回時は右前端部）が辿る軌跡を算出する。
【００２５】
旋回内周側後輪軌跡演算部１８は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して（つまり、操舵連動軌跡に沿って）進行したときの旋回内周側の後輪（右旋回時は右側後輪、左旋回時は左側後輪）が辿る軌跡を算出する。
【００２６】
軌跡反転演算部１９は、操舵連動軌跡演算部１６で算出した中間点までの操舵連動軌跡を中間点を中心として１８０度回転させることによって、舵角変更ポイントとなる中間点から狭部位置までの軌跡（以下、反転軌跡という。）を算出する。また、軌跡反転演算部１９は、旋回外周側前端部軌跡演算部１７で算出した中間点までの旋回外周側前端部の軌跡と、旋回内周側後輪軌跡演算部１８で算出した中間点までの旋回内周側後輪の軌跡とを、自車両の現在位置における前後方向軸（Ｙ軸）を基準に反転し、且つ、中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動して、舵角変更ポイントとなる中間点から狭部位置までの旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを算出する。
【００２７】
走行領域演算部２０は、操舵連動軌跡演算部１６の出力と、旋回外周側前端部軌跡演算部１７の出力と、旋回内周側後輪軌跡演算部１８の出力と、軌跡反転演算部１９の出力と、自車両の大きさとに基づいて、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出する。
【００２８】
旋回軌跡記憶部２１は、自車両の舵角に応じた各部（左右前端や後輪位置）における軌跡線に関する情報（旋回円の半径や自車両の基準位置に対する旋回円中心の相対位置など）を記憶する。
【００２９】
自車両アイコン記憶部２２は、俯瞰画像生成部１２で生成された俯瞰画像上に表示する自車両アイコンのデザインと大きさ（全長及び全幅）などの情報を記憶する。
【００３０】
自車両情報記憶部２３は、自車両の全長と、全幅と、自車両の旋回時に最外周端部となる左右前端部の位置、及び、後輪の接地位置等の情報を記憶する。
【００３１】
移動量演算部２４は、舵角センサ３の出力と、車輪速センサ４の出力とに基いて、自車両の移動量（前後方向、左右方向、ヨー角変化量）を演算する。
【００３２】
画像更新部２５は、経路決定スイッチ５の操作により運転者によって決定された経路に関する経路情報（例えば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像）が、環境（つまり、俯瞰画像として表示される自車両周囲の背景）側に固定されてモニタ６に表示されるように、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に応じて、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を更新する。
【００３３】
画像合成部２６は、俯瞰画像生成部１２により生成された俯瞰画像上に、経路決定スイッチ５の操作により運転者によって決定された経路に関する経路情報（例えば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像）と、自車両アイコン記憶部２２に記憶された自車両アイコンとを重畳した画像を生成して、モニタ６へ出力する。なお、本実施形態では、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像を経路情報として自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示しているが、俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示する経路情報は、自車両の走行領域の画像に限定されるものではなく、例えば、旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を操舵連動軌跡及び反転軌跡と組み合わせたものを経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしてもよいし、走行領域の外縁を示すアウトラインのみを経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしてもよい。
【００３４】
音声ガイド生成部２７は、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に基づいて、経路決定スイッチ５の操作により決定された経路上での自車両の位置を特定し、必要な運転操作を運転者に教示するためのガイド音声を生成して、スピーカ７に出力する。
【００３５】
＜コントロールユニットによる処理＞
次に、以上のように構成される本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による処理の概要について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。この図２のフローチャートで示す一連の処理は、自車両の運転者により走行支援装置の起動スイッチ２が操作されることによって開始される。
【００３６】
起動スイッチ２の操作により走行支援処理の開始指令が入力されると、コントロールユニット１０は、まずステップＳ１０１において、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された自車両周囲の画像をもとに俯瞰画像を生成する。そして、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で生成した俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の狭部位置を検出する。なお、本実施形態では俯瞰画像に対する画像処理により狭部位置を検出する例を例示しているが、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対する画像処理により狭部位置を検出するようにしてもよいし、レーザレンジファインダ等の他の物体検出装置を用いて狭部位置を検出するようにしてもよい。
【００３７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０３において、自車両の現在位置からステップＳ１０２で検出した狭部位置までの中間点を算出する。ここでの中間点は、上述したように、自車両の現在位置と狭部位置との間のＸ軸方向に沿った直線上の任意の点として求められる。
【００３８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０４において、舵角センサ３の出力を読み込む。そして、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で読み込んだ舵角センサ３の出力に対応した旋回半径の軌跡線を旋回軌跡記憶部２１から読み出し、自車両が現在の舵角を維持して現在位置から進行したときの操舵連動軌跡を算出する。なお、この操舵連動軌跡の始点は自車両の現在位置であり、終点はステップＳ１０３で算出した直線との交点となる中間点である。
【００３９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点を中心にして、ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡を１８０度回転させて、中間点から狭部位置までの軌跡である反転軌跡を算出する。
【００４０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０７において、自車両がステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡に沿って進行したときに自車両の旋回外周側前端部が辿る軌跡と、旋回内周側後輪が辿る軌跡とを求め、これを中間点までの旋回外周側前端部軌跡及び旋回内周側後輪軌跡とする。
【００４１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０８において、自車両の現在位置に対する中間点（ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点）での自車両のヨー角変化量を算出する。
【００４２】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０７で算出した中間点までの旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを、自車両の現在位置における前後方向軸（Ｙ軸）を基準に反転し、且つ、ステップＳ１０８で算出したヨー角変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を求め、この軌跡を自車両がステップＳ１０６で算出した反転軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡とする。
【００４３】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０７及びステップ１０９で算出した旋回外周側前端部軌跡及び旋回内周側後輪軌跡と、自車両情報記憶部２３に記憶されている自車両の大きさの情報とに基づいて、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出する。
【００４４】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１１において、ステップＳ１１０で算出した走行領域を表す画像をステップＳ１０１で生成した自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。なお、このとき、操舵連動軌跡の始点となる自車両の現在位置と、操舵連動軌跡の終点で且つ反転軌跡の始点となる中間点と、反転軌跡の終点とには、自車両アイコンを重畳表示することが望ましい。
【００４５】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１２において、自車両の運転者により経路決定スイッチ５が操作されたか否かを監視し、自車両の運転者により経路決定スイッチ５が操作された場合にはステップＳ１１４に進む。一方、経路決定スイッチ５が操作されない場合は、ステップＳ１１３において、舵角の変更がなされたか否か（舵角センサ３の出力が変化したか否か）を監視し、舵角が変更された場合はステップＳ１０４に戻ってステップＳ１０４以降の処理を繰り返す。つまり、自車両の運転者は、モニタ６に表示されている支援画像を見ながら現在の舵角に応じた狭部位置通過の経路を把握して、現在の舵角に応じた経路が適切であれば経路決定スイッチ５を操作して経路を確定させるが、現在の舵角に応じた経路では電柱などの立体障害物に接触する虞があると判断すれば、ステアリングを操作して舵角を変更し、最適な経路を探索する。
【００４６】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１４において、自車両の現在の舵角に応じて算出された操舵連動軌跡を通り、中間点(舵角変更ポイント）にて舵角を変更して旋回方向を反転させて反転軌跡を通る経路を、狭部位置を通過するための自車両の経路として確定し、モニタ６に表示している走行領域の画像を、俯瞰画像として表示されている環境側に固定（ロックオン）する。
【００４７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１５において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００４８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１６において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ１１７において、ステップＳ１１６で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点に到達したか否かを判定する。そして、自車両が中間点に到達したら、ステップＳ１１８において、自車両を停車させてステアリングを逆方向に回して舵角を同じ角度だけ反転させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００４９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１９において、舵角センサ３の出力を監視しながら、自車両の舵角がステップＳ１１８で運転者に教示した舵角となったかどうかを判定する。そして、自車両の舵角が運転者に教示した舵角となったら、ステップＳ１２０において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声を、再度、スピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００５０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１２１において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ１２２において、ステップＳ１２１で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ１０６で算出した反転軌跡の終点となる狭部位置に到達したか否かを判定する。そして、自車両が狭部位置に到達したら、図２のフローチャートで示す一連の処理を終了する。
【００５１】
＜狭部通過のための経路算出の具体例１＞
次に、具体的なシーンを想定しながら、コントロールユニット１０による狭部通過のための経路の算出方法についてさらに詳しく説明する。
【００５２】
ここでは、図３に示すように、左右両側が側壁１０１，１０２により区画された幅狭の道路を自車両が走行しようとしており、しかも、自車両の左前方には障害物となる電柱１０３が道路上に設置されているシーンを想定する。このような走行シーンでは、電柱１０３の脇を通過する際に通過可能な道幅が最も狭くなるので、この電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置とする。なお、ここでの狭部位置は、図３に示すように、電柱１０３の自車両側に向いた端面に接し、自車両の現在位置Ｖにおける前後方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の直線１０４により定義される位置とする。また、自車両の位置は、自車両の後輪車軸中心１０５を基準点としたＹ軸方向の直線１０６により定義される位置とする。なお、ここではアッカーマン旋回モデルで軌跡を演算するのに適しているとの理由で後輪車軸中心を自車両の位置の基準点としているが、例えば、自車両の左右前端部などの他の部位を自車両の位置の基準点とすることも可能である。
【００５３】
図３に示すシーンにおいては、コントロールユニット１０は以下のような方法で狭部通過のための経路を算出する。すなわち、まず、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両前方の電柱１０３を検出し、電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置として認識して、当該狭部位置を示す直線１０４を求める。また、自車両の後輪車軸中心１０５を基準点とした自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６を求める。そして、自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６から狭部位置を示す直線１０４までの距離Ｌ１を算出する。
【００５４】
次に、自車両の現在位置Ｖから狭部位置までの中間点を算出する。ここでの中間点は、図４に示すように、自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６及び狭部位置を示す直線１０４に平行で、且つ、自車両の現在位置Ｖを示す１０６からの距離Ｌ２と狭部位置を示す直線１０４からの距離Ｌ３とが等しくなる直線１０７により定義される位置とする。ここで、中間点を直線１０７により定義したのは、後述する操舵連動軌跡が自車両の舵角に応じて変動する軌跡であり、この段階では中間点を１つの点として特定できないからである。
【００５５】
次に、舵角センサ３の出力に基づき、自車両が現在位置Ｖから現在の舵角を維持して進行したときの操舵連動軌跡を算出する。この操舵連動軌跡は、例えば図５に示すように、自車両の位置の基準点となる後輪車軸中心１０５が辿る軌跡１０８として求め、この操舵連動軌跡１０８と上記の中間点を示す直線１０７との交点を、操舵連動軌跡１０８の終点となる中間点（舵角変更ポイント）１０９とする。
【００５６】
次に、図６に示すように、自車両が操舵連動軌跡１０８に沿って進行して舵角変更ポイント１０９に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この舵角変更ポイント１０９を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ１とする。なお、この舵角変更ポイント１０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１は、自車両を停車させて舵角を変更する位置となるため、上述したように、モニタ６に表示する俯瞰画像上の該当する位置には自車両アイコンを重畳表示して、停車及び舵角の変更を運転者に促すことが望ましい。
【００５７】
次に、図７に示すように、操舵連動軌跡１０８を舵角変更ポイント１０９を中心として１８０度回転させた軌跡を求め、この軌跡を反転軌跡１１０とする。この反転軌跡１１０は、舵角変更ポイント１０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１にて舵角を反対方向に同じ角度だけ反転させて進行したときの後輪車軸中心１０５が辿る軌跡であり、その始点は舵角変更ポイント１０９となり、終点は狭部位置を示す直線１０４上の点１１１となる。
【００５８】
次に、図８に示すように、自車両が反転軌跡１１０に沿って旋回して終点１１１に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この反転軌跡１１０の終点１１１を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ２とする。なお、この反転軌跡１１０の終点１１１を基準点とする予測到達位置Ｖ２は、狭部を適切に通過させるための支援動作が終了する位置となるため、上述したように、モニタ６に表示する俯瞰画像上の該当する位置には自車両アイコンを重畳表示して、支援動作の終了位置を運転者に明示することが望ましい。
【００５９】
次に、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を走行領域として算出する。俯瞰画像上に操舵連動軌跡１０８や反転軌跡１１０を重畳し、さらに俯瞰画像上の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２に自車両アイコンを重畳してモニタ６に表示すれば、コントロールユニット１０により計算された経路の概要を運転者にある程度把握させることは可能であるが、このコントローラ１０により計算された経路が、実際に自車両が側壁１０１，１０２や電柱１０３に接触することなく進行できる経路であるかを運転者に確実に把握させるには、自車両の車体全体が辿る走行領域を求めて、この走行領域を表す画像を俯瞰画像上に重畳して表示することが望ましい。つまり、自車両の走行領域を表す画像が俯瞰画像上で側壁１０１，１０２や電柱１０３と重なって表示されていれば、コントローラ１０により計算された経路ではこれらの障害物に接触すると容易に認識できる。このような観点から、本実施形態の走行支援装置では、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出し、この走行領域を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしている。
【００６０】
車両の特性（アッカーマン旋回）を考えると、車両旋回時における旋回外周側の後輪の軌跡は車体全体の軌跡の内側に位置する。同様に、旋回内周側前端部の軌跡は移動後の車体全体の軌跡の内側に位置する。このため、自車両の走行領域を算出する上で、これら旋回外周側後輪の軌跡や旋回内周側前端部の軌跡は不要であり、必要となるのは、旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡である。
【００６１】
そこで、まずは、自車両が操舵連動軌跡１０８に沿って舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）に到達するまでの間の旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを演算する。具体的には、操舵連動軌跡１０８（半径が所定値の円周の一部）の旋回中心を求め、その旋回中心を中心として、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部を通る円の円周と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における旋回内側周後輪の位置を通る円の円周とを求める。そして、図９に示すように、前者の円周から、現在位置Ｖにおける自車両の旋回外周側前端部と予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部との間の円弧を抽出することで、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２を求めることができる。同様に、後者の円周から、現在位置Ｖにおける自車両の旋回内周側後輪の位置と予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回内周側後輪の位置との間の円弧を抽出することで、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１３を求めることができる。
【００６２】
次に、自車両が反転軌跡１１０に沿って予測到達位置Ｖ２に到達するまでの間の旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを演算する。具体的には、上記のように演算した操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２を、現在位置Ｖにおける自車両の前後方向（Ｙ軸方向）を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させる。そして、この軌跡を、図９に示すように、予測到達位置Ｖ１における旋回外周側前端部と予測到達位置Ｖ２における旋回外周側前端部との間を接続するようにＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４を求めることができる。同様に、上記のように演算した操舵連動軌跡１０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１３を、現在位置Ｖにおける自車両の前後方向（Ｙ軸方向）を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させる。そして、この軌跡を、予測到達位置Ｖ１における旋回内周側後輪の位置と予測到達位置Ｖ２における旋回内周側後輪の位置との間を接続するようにＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡１１０に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１５を求めることができる。
【００６３】
次に、以上のように求めた操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２及び旋回内周側後輪の軌跡１１３と、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４及び旋回内周側後輪の軌跡１１５と、自車両の大きさとに基づいて、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出する。具体的には、図１０に示すように、現在位置Ｖにおける自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ１における自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ２における自車両のアウトラインと、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２及び旋回内周側後輪の軌跡１１３と、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４及び旋回内周側後輪の軌跡１１５とにより囲まれる領域を、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域１１６として算出する。
【００６４】
コントロールユニット１０は、以上のように自車両の走行領域１１６を算出すると、この走行領域１１６を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。これにより、自車両の運転者は、モニタ６に表示される支援画像を参照することで、現在の舵角に応じて計算された経路が狭部通過の経路として最適な経路であるかどうかを的確に判断することができる。そして、最適な経路ではないと判断したら、モニタ６に表示される支援画像を見ながらステアリングを操作して舵角を変更することで、最適な経路を探索することが可能となる。
【００６５】
図１１は、現在位置Ｖにおける自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２の変化を示している。ここでは、操舵方向は右方向で、舵角をθ１、θ２、θ３（θ１＞θ２＞θ３）の３種類で切り替えた場合を例示しており、舵角θ１のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を破線、舵角θ２のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を一点鎖線、舵角θ３のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を実線でそれぞれ示している。この図１１に示す例では、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ１の場合やθ２の場合には、電柱１０３を避けることはできるものの自車両の右前端部が右側の側壁１０２に接触してしまうが、現在位置Ｖにおける自車両の舵角をθ３とすることで、側壁１０２にも電柱１０３にも接触することなく狭部位置を通過可能となる。自車両の運転者は、以上のように、現在位置Ｖにおける自車両の舵角に応じた側壁１０２や電柱１０３への接触有無を確認することで、最適な経路を探索することができる。
【００６６】
なお、以上の例では、最適な経路かどうかの判定を自車両の運転者に委ねるようにしているが、例えば、俯瞰画像に対する画像処理などにより側壁１０１，１０２や電柱１０３などの障害物に接触することなく移動できる通行可能領域を検出する手段を設け、自車両の走行領域の一部が通行可能領域からはみ出していた場合に当該経路は最適な経路ではないと自動判定して表示を中断したり、自車両の運転者に舵角変更を促すガイド音声などを出力するようにしてもよい。
【００６７】
また、以上の例では、自車両前方の道路上に１つの狭部位置のみを検出した場合を説明したが、複数の狭部位置が検出される場合は、自車両に近い狭部位置を通過した後に、次の狭部位置を対象として同様の処理を繰り返すようにすればよい。
【００６８】
＜狭部通過のための経路算出の具体例２＞
次に、図１２に示すように、左右両側が側壁１０１，１０２により区画された幅狭の道路上で自車両の左前方に電柱１０３が設置されている場合であって、自車両の現在位置における姿勢が道路に対して斜めになっている場合の経路算出方法について説明する。
【００６９】
コントロールユニット１０は、上述した例と同様に、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両前方の電柱１０３を検出し、電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置として認識する。そして、電柱１０３の自車両側に向いた端面に接し、自車両の現在位置Ｖにおける前後方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の直線２０４を、狭部位置を示す直線として求める。また、自車両の後輪車軸中心２０５を基準点とした自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６を求める。そして、自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６から狭部位置を示す直線２０４までの距離Ｌ２１を算出する。
【００７０】
次に、図１３に示すように、自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６及び狭部位置を示す直線２０４に平行で、且つ、自車両の現在位置Ｖを示す２０６からの距離Ｌ２２と狭部位置を示す直線２０４からの距離Ｌ２３とが等しくなる直線２０７を求め、この直線２０７を自車両の現在位置Ｖから狭部位置までの中間点を示す直線とする。
【００７１】
次に、図１４に示すように、自車両が現在位置Ｖから現在の舵角を維持して進行したときに自車両の位置の基準点となる後輪車軸中心２０５が辿る軌跡２０８を、操舵連動軌跡として求める。そして、この操舵連動軌跡２０８と上記の中間点を示す直線２０７との交点を、操舵連動軌跡２０８の終点となる中間点（舵角変更ポイント）２０９とする。
【００７２】
次に、図１５に示すように、自車両が操舵連動軌跡２０８に沿って進行して舵角変更ポイント２０９に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この舵角変更ポイント２０９を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ１とする。
【００７３】
次に、図１６に示すように、操舵連動軌跡２０８を舵角変更ポイント２０９を中心として１８０度回転させた軌跡を求め、この軌跡を反転軌跡２１０とする。この反転軌跡２１０は、舵角変更ポイント２０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１にて舵角を反対方向に同じ角度だけ反転させて進行したときの後輪車軸中心２０５が辿る軌跡であり、その始点は舵角変更ポイント２０９となり、終点は狭部位置を示す直線２０４上の点２１１となる。
【００７４】
次に、図１７に示すように、自車両が反転軌跡２１０に沿って旋回して終点２１１に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この反転軌跡２１０の終点２１１を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ２とする。
【００７５】
次に、図１８に示すように、自車両が操舵連動軌跡２０８に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡２１２及び旋回内周側後輪の軌跡２１３と、自車両が反転軌跡２１０に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡２１４及び旋回内周側後輪の軌跡２１５とを求める。具体的には、操舵連動軌跡２０８の旋回中心と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部の位置とに基づいて、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２を求める。同様に、操舵連動軌跡２０８の旋回中心と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回内周側後輪の位置とに基づいて、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡２１３を求める。また、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２を現在位置Ｖにおける自車両の前後方向を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント２０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量も応じた角度だけ旋回方向に回転させたものをＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４を求める。同様に、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４を現在位置Ｖにおける自車両の前後方向を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント２０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させたものをＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１５を求める。
【００７６】
次に、図１９に示すように、現在位置Ｖにおける自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ１における自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ２における自車両のアウトラインと、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２及び旋回内周側後輪の軌跡２１３と、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４及び旋回内周側後輪の軌跡２１５とにより囲まれる領域を、自車両が操舵連動軌跡２０８及び反転軌跡２１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域２１６として算出する。
【００７７】
コントロールユニット１０は、以上のように自車両の走行領域２１６を算出すると、この走行領域２１６を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。これにより、自車両の運転者は、モニタ６に表示される支援画像を参照することで、現在の舵角に応じて計算された経路が狭部通過の経路として最適な経路であるかどうかを的確に判断することができる。そして、最適な経路ではないと判断したら、モニタ６に表示される支援画像を見ながらステアリングを操作して舵角を変更することで、最適な経路を探索することが可能となる。
【００７８】
図２０は、現在位置Ｖにおける自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２の変化を示している。ここでは、操舵方向は右方向で、舵角をθ１、θ２、θ３（θ１＞θ２＞θ３）の３種類で切り替えた場合を例示しており、舵角θ１のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を破線、舵角θ２のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を一点鎖線、舵角θ３のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を実線でそれぞれ示している。この図２０に示す例では、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ１の場合には、電柱１０３を避けることはできるものの自車両の右前端部が右側の側壁１０２に接触してしまうことになり、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ３の場合には、電柱１０３を避けた後の自車両の左前端部が左側の側壁１０１に接触してしまうことになるが、現在位置Ｖにおける自車両の舵角をθ２とすることで、側壁１０１，１０２にも電柱１０３にも接触することなく狭部位置を通過可能となる。自車両の運転者は、以上のように、現在位置Ｖにおける自車両の舵角に応じた側壁１０１，１０２や電柱１０３への接触有無を確認することで、最適な経路を探索することができる。
【００７９】
＜支援画像の他の表示形態＞
ところで、以上の説明では、コントロールユニット１０が車載カメラ１ａ〜１ｄにより撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に自車両の走行領域を表す画像を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することとしているが、自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像は運転者が実際に目で見る風景との差異が大きいため、運転者によっては実際の風景との対応付けが困難となることも想定される。このような観点から、例えば図２１に示すように、運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像をベースとして、この画像上に自車両の走行領域を表す画像などの経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにしてもよい。
【００８０】
図２１に示すような支援画像をモニタ６に表示するには、自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両のフード先端部Ｆを含む自車両前方の画像を車載カメラにより撮像し、この車載カメラにより撮像された自車両前方の画像上に、上述した自車両の走行領域を表す画像を、車載カメラの視点位置から見た画像に変換して重畳すればよい。
【００８１】
図２２は、図２１に示すような支援画像のベースとなる画像（運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像）を撮像するための車載カメラ１の具体的な設置位置を示す図である。運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像を、自車両に設置された車載カメラ１により撮像するには、車載カメラ１を自車両ピラーのルーフ側付け根付近に設置するのが最適である。この位置は、Ｘ−Ｙ平面（自車両の前後方向及び車幅方向）では運転者の視点位置に近く、且つ、Ｚ軸方向（自車両の高さ方向）では、運転者の視点位置よりも高い位置で自車両のフードが見下ろせる位置となるためである。
【００８２】
また、車載カメラ１のカメラ光軸Ｌの角度は、Ｘ−Ｙ平面においては、自車両のフードの左右前端位置に向けられることが望ましい。したがって、図２１に示す例では、車載カメラ１を２つ用いて、一方の車載カメラ１の光軸Ｌをフードの左前端位置に向け、他方の車載カメラ１の光軸Ｌをフードの右前端位置に向けるようにしており、これら２つの車載カメラ１で撮像した画像を左右方向で合成するようにしている。
【００８３】
また、車載カメラ１のカメラ光軸ＬのＺ軸方向の角度は、撮像した画像に自車両フードが映り込み、且つ、自車両の左右側面の前方向への延長線がイメージ出来る程度の長さ、具体的には画像の上下方向で、下端から１／４〜１／３程度、フードが映り込むような角度とすることが望ましい。また、自車両左右端の前方（奥）方向につては、車速や幅員にもよるが、約２０ｍ程度先の路面までが画像内に映り込むようにすることが望ましい。
【００８４】
なお、以上の条件を満足する画像が得られるのであれば、車載カメラ１の設置位置やカメラ光軸Ｌの角度は図２２の例に特に限定されるものではなく、例えば、異なる位置に設置された車載カメラ１の焦点距離や画角などを調整し、この車載カメラ１で撮像された画像から必要な部分の画像のみを切り出して用いるようにしてもよい。さらに、上述したように、俯瞰画像を生成するために自車両の前後左右の４箇所に設置された広角の車載カメラ１ａ〜１ｄを用い、これら車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像から必要箇所の画素を抽出して、運転者の視点位置付近からの画像に視点変換したものを用いるようにしてもよい。
【００８５】
＜第１の実施形態による効果＞
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の走行支援装置によれば、操舵連動軌跡と舵角変更ポイントと反転軌跡とからなる一連の経路を算出して、この経路を示す自車両の走行領域の画像などの経路情報をモニタ６に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができ、運転に不慣れな初心者でも安心して狭部を通過できるように車両の走行を支援することができる。
【００８６】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、現在位置から舵角変更ポイントまでの舵角連動軌跡を、舵角変更ポイントとなる中間点を中心として１８０°回転させた反転軌跡を求め、これら舵角連動軌跡と反転軌跡とを繋げた経路を狭部通過の経路として算出するようにしているので、経路を算出するための演算負荷を低減することができる。
【００８７】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出し、この自車両の走行領域を表す画像を経路情報としてモニタ６に表示するようにしているので、自車両の現在の舵角に応じて計算される経路が最適な経路かどうかを運転者に一目で把握させることができる。なお、自車両の走行領域を表す画像以外にも、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡や、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときの自車両の旋回内周側後輪の軌跡などを経路情報としてモニタ６に表示するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、操舵連動軌跡に対応した旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を反転し、舵角変更ポイントでの自車両の角度変化量分だけ回転させて平行移動したものを、反転軌跡に対応した旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡としても求めるようにしているので、旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を算出するための演算負荷を低減することができる。
【００８９】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、運転者による経路決定スイッチ５の操作によって経路が確定されるとこの経路を示す経路情報を環境側に固定して、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を自車両の移動量に応じて更新するようにしているので、自車両が走行を開始した後にも経路情報をモニタ６に正しく表示することができる。
【００９０】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することにより、狭部を通過するための経路を大局的に運転者に認識させることができる。一方、車載カメラ１で運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像して、この画像上に経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにした場合には、狭部を通過するための経路を実際の風景と対応付けて運転者に認識させることができる。
【００９１】
［第２の実施形態］
＜構成＞
図２３は、本発明の第２の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。本実施形態の走行支援装置は、コントロールユニット１０における狭部通過のための経路算出の手法及びモニタ６に表示される支援画像の内容が、上述した第１の実施形態とは異なるものである。装置の構成は、基本的な部分は上述した第１の実施形態と同様であるが、コントロールユニット１０にて実現される機能構成が第１の実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に特徴的なコントロールユニット１０の構成について説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成要素については、同一の符号を用いることとする。
【００９２】
本実施形態の走行支援装置におけるコントロールユニット１０は、第１の実施形態と同様に、所定の処理プログラムに従って動作するマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなり、マイクロコンピュータのＣＰＵで処理プログラムが実行されることによって、走行支援のための各種の制御機能を実現する。コントロールユニット１０により実現される各種の制御機能は、図２３に示すように、視点変換部１１、俯瞰画像生成部１２、画像処理部１３、狭部位置検出部１４、舵角変更ポイント演算部３１、直線軌跡線演算部３２、旋回軌跡線演算部３３、旋回軌跡記憶部２１、自車両情報記憶部２３、移動量演算部２４、自車位置判断部３４、表示制御部３５、画像更新部２５、画像合成部２６、音声ガイド生成部２７、の各機能構成として捉えることができる。このうち、旋回軌跡記憶部２１と自車両情報記憶部２３は、コントロールユニット１０内部のメモリにより実現される。
【００９３】
視点変換部１１は、各車載カメラ１ａ〜１ｄからの出力画像を、自車両の真上を視点とした画像に視点変換（各画素の並べ替え）する。
【００９４】
俯瞰画像生成部１２は、視点変換部１１から出力される個別の視点変換された画像を合成し、自車両を略中心としてその周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成する。
【００９５】
画像処理部１３は、俯瞰画像生成部１２から出力された俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の障害物、具体的には道路の左右に存在する壁や植え込み、電柱などの立体障害物を検出する。なお、画像処理部１３は、俯瞰画像に変換される前の車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対して画像処理を行うことで電柱などの立体障害物を検出するようにしてもよい。
【００９６】
狭部位置検出部１４は、画像処理部１３の出力に基づいて自車両前方の道路上で通行可能な道幅が狭くなっている狭部位置を特定し、その狭部位置に存在する電柱などの立体障害物までの距離までの距離を算出する。また、狭部位置検出部１４は、自車両に対する車載カメラ１ａ〜１ｄの設置位置及び角度と電柱などの立体障害物の位置とから、自車両前後方向（Ｙ軸方向）に対する立体障害物の角度も算出する。なお、自車両にレーザレンジファインダ等の他の物体検出装置が搭載されている場合には、この物体検出装置の検出信号を用いて狭部位置の特定及び距離や角度の算出を行うようにしてもよい。
【００９７】
舵角変更ポイント演算部３１は、狭部位置検出部１４で検出された狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する位置である舵角変更ポイントを算出する。具体的には、舵角変更ポイント演算部３１は、狭部位置に存在する電柱などの立体障害物に対して所定のマージン（例えば、電柱１本分の距離）をとった位置に、立体障害物回避の基準となる回避ポイントを設定する。また、自車両が現在位置から所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば最小旋回円）を求める。そして、この旋回円に接し、且つ、設定した回避ポイントを通る直線を求めて、この直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を舵角変更ポイントとして算出する。
【００９８】
直線軌跡線演算部３２は、舵角変更ポイント演算部３１で算出した直線をもとに、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの旋回外周側前端部の位置を起点として狭部位置方向に延びる線分を求めるとともに、当該線分に対して平行で、且つ、この線分に対して自車両の車幅相当分の距離だけ離間した位置にあり、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの旋回外周側前端部の位置を起点として狭部位置方向に延びる線分を求め、これら一対の線分を、舵角変更ポイントから狭部位置に至る自車両の直線軌跡線として算出する。
【００９９】
旋回軌跡線演算部３３は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに自車両の左右前端部が辿る一対の旋回円を、自車両の舵角に応じた旋回軌跡線として算出する。
【０１００】
旋回軌跡記憶部２１は、自車両の舵角に応じた各部（左右前端や後輪位置）における軌跡線に関する情報（旋回円の半径や自車両の基準位置に対する旋回円中心の相対位置など）を記憶する。
【０１０１】
自車両情報記憶部２３は、自車両の全長と、全幅と、自車両の旋回時に最外周端部となる左右前端部の位置、及び、後輪の接地位置等の情報を記憶する。
【０１０２】
移動量演算部２４は、舵角センサ３の出力と、車輪速センサ４の出力とに基いて、自車両の移動量（前後方向、左右方向、ヨー角変化量）を演算する。
【０１０３】
自車位置判断部３４は、移動量演算部２４で算出された自車両の移動量に基づいて、自車両が舵角変更ポイントの手前側を走行しているのか、或いは舵角変更ポイントを越えた位置を走行しているのかを判断し、判断結果を後述する表示制御部３５に出力する。
【０１０４】
表示制御部３５は、自車位置判断部３４により自車両が舵角変更ポイントの手前側を走行していると判断された場合は、旋回軌跡線演算部３３により算出された現在の舵角に応じた旋回軌跡線と、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線との双方の情報を画像更新部２５に出力し、自車位置判断部３４により自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行していると判断された場合は、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線の情報のみを画像更新部２５に出力する。
【０１０５】
画像更新部２５は、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線が、環境（俯瞰画像として表示される自車両周囲の背景）側に固定されてモニタ６に表示されるように、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に応じて、モニタ６の表示画面上における直線軌跡線の表示位置を更新する。
【０１０６】
画像合成部２６は、俯瞰画像生成部１２により生成された俯瞰画像上に、旋回軌跡線演算部３３により算出された自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線と、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線と、舵角変更ポイントに到達したときの自車両の左右前端部位置を示すポール形状のアイコン（以下、ポールアイコンという。）とを重畳した支援画像を生成して、モニタ６へ出力する。
【０１０７】
音声ガイド生成部２７は、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に基づいて、狭部通過のための経路上における自車両の位置を特定し、必要な運転操作を運転者に教示するためのガイド音声を生成して、スピーカ７に出力する。
【０１０８】
＜コントロールユニットによる処理＞
次に、以上のように構成される本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による処理の概要について、図２４のフローチャートを参照しながら説明する。図２４のフローチャートで示す一連の処理は、自車両の運転者により走行支援装置の起動スイッチ２が操作されることによって開始される。
【０１０９】
起動スイッチ２の操作により走行支援処理の開始指令が入力されると、コントロールユニット１０は、まずステップＳ２０１において、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された自車両周囲の画像をもとに俯瞰画像を生成する。そして、ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で生成した俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の狭部位置を検出する。なお、本実施形態では俯瞰画像に対する画像処理により狭部位置を検出する例を例示しているが、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対する画像処理により狭部位置を検出するようにしてもよいし、レーザレンジファインダ等の他の物体検出装置を用いて狭部位置を検出するようにしてもよい。
【０１１０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で検出した狭部位置に存在する電柱などの立体障害物に対して所定のマージンをとった位置に回避ポイントを設定する。
【０１１１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０４において、自車両が現在位置から所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば最小旋回円）を求め、この旋回円に接し、且つ、ステップＳ２０３で設定した回避ポイントを通る直線を求めて、この直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を舵角変更ポイントとして算出する。
【０１１２】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で求めた直線をもとに、舵角変更ポイントから狭部位置を通過するまでの自車両の直線軌跡線を算出する。
【０１１３】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０６において、舵角センサ３の出力を検出し、ステップＳ２０７において、ステップＳ２０６で検出した舵角センサ３の出力に対応した旋回半径の軌跡線（自車両の左右前端部が辿る一対の軌跡線）を旋回軌跡記憶部２１から読み出して、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線とする。
【０１１４】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０８において、ステップＳ２０５で算出した直線軌跡線と、ステップＳ２０７で算出した旋回軌跡線と、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの左右前端部位置を示すポールアイコンとを、ステップＳ２０１で生成した自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。
【０１１５】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０９において、モニタ６に表示されている画像上の旋回軌跡線がポールアイコンの位置で直線軌跡線と交わるまでステアリングを操作する旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１６】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１０において、舵角の変更がなされたか否か（舵角センサ３の出力が変化したか否か）を監視し、舵角が変更された場合はステップＳ２０６に戻ってステップＳ２０６以降の処理を繰り返し、舵角の変更が終了した段階で（舵角の変更がない場合はそのまま）次のステップＳ２１１に進む。
【０１１７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１１において、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両の現在の舵角が舵角変更ポイント算出の基準とした所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）となっているかどうかを確認する。そして、自車両の現在の舵角が所定舵角となっていれば、ステップＳ２１２において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１３において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ２１４において、ステップＳ２１３で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ２０４で算出した操舵変更ポイントに到達したか否かを判定する。そして、自車両が舵角変更ポイントに到達したら、ステップＳ２１５において、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線を非表示に切り替えて、俯瞰画像上に直線軌跡線のみを重畳した画像をモニタ６に表示させる。また、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１６において、自車両を停車させてステアリングを中立状態に戻す旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１７において、舵角センサ３の出力を監視しながら、自車両の舵角がステアリング中立状態の舵角となったかどうかを判定する。そして、自車両の舵角が中立状態の舵角となったら、ステップＳ２１８において、ステアリングを中立状態に維持したまま自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声を、再度、スピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１２０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１９において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ２２０において、ステップＳ２１９で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両が狭部位置に到達したか否かを判定する。そして、自車両が狭部位置に到達したら、図２４のフローチャートで示す一連の処理を終了する。
【０１２１】
＜狭部通過のための経路算出の具体例＞
次に、図２５に示すように、左右両側が側壁３０１，３０２により区画された幅狭の道路上で自車両の左前方に電柱３０３が設置されている場合を例に挙げて、本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による経路算出方法の具体例を説明する。
【０１２２】
図２５に示すシーンにおいては、コントロールユニット１０は、以下のような方法で狭部通過のための経路を算出する。すなわち、まず、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両の現在位置Ｖの左前方にある電柱３０３を検出し、電柱３０３が存在する道路位置を狭部位置として認識する。
【０１２３】
次に、図２６に示すように、この狭部位置に存在する電柱３０３に対して所定のマージンをとった位置に回避ポイント３０４を設定する。また、自車両が現在位置Ｖから所定舵角（例えば、ステアリングを右側にフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば、最小旋回円）３０５を求める。そして、この旋回円３０５に接し、且つ、回避ポイント３０４を通る直線３０６を求める。
【０１２４】
次に、図２７に示すように、自車両が旋回円に沿って旋回する過程で旋回外周側の側面部が直線３０６と一致する位置を求め、この位置を舵角変更ポイントＶ１１とする。また、自車両がこの舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左前端部の位置３０７と、自車両右前端部の位置３０８とをそれぞれ求める。
【０１２５】
次に、図２８に示すように、直線３０６の一部をなす線分であって、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左前端部の位置３０７を起点とし、狭部位置の方向に延びる所定長さの線分３０９を求める。また、この線分３０９に対して平行で自車両の車幅相当分の距離だけ離間した線分、つまり、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両右前端部の位置３０８を起点とし、狭部位置の方向に延びる所定長さの線分３１０を求める。そして、これら一対の線分３０９，３１０を、舵角変更ポイントＶ１１から狭部位置に至る自車両の直線軌跡線とする。
【０１２６】
次に、図２９に示すように、自車両が現在の舵角を維持して旋回したときに自車両の左右前端部が辿る一対の軌跡３１１，３１２を求め、これら一対の軌跡３１１，３１２を、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線とする。
【０１２７】
コントロールユニット１０は、以上のようにして直線軌跡線３０９，３１０と、旋回軌跡線３１１，３１２を算出すると、図３０に示すように、これら直線軌跡線３０９，３１０及び旋回軌跡線３１１，３１２と、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左右前端部の位置３０７，３０８を示すポールアイコンとを俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。そして、この図３０のような支援画像をモニタ６に表示させた状態で、スピーカ７からのガイド音声の出力などにより、モニタ６に表示されている画像上の旋回軌跡線３１１，３１２がポールアイコンの位置で直線軌跡線３０９，３１０と交わるまでステアリングを操作する旨を運転者に教示する。
【０１２８】
ここで、自車両の運転者がステアリングを操作すると、俯瞰画像上に重畳されている旋回軌跡線３１１，３１２が操舵に連動して変化することとなり、所定舵角（例えばフル切り）までステアリングが操作されると、図３１に示すように、旋回軌跡線３１１，３１２がポールアイコンの位置で直線軌跡線３０９，３１０と交わる。そして、このときの旋回軌跡線３１１，３１２と直線軌跡線３０９，３１０とを繋いだ経路が、狭部通過のための最適経路となる。
【０１２９】
＜支援画像の他の表示形態＞
ところで、以上の説明では、コントロールユニット１０が車載カメラ１ａ〜１ｄにより撮像された画像を用いて自車両の俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に、旋回軌跡線３０９，３１０及び直線軌跡線３１１，３１２とポールアイコンとを重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することとしているが、第１の実施形態と同様、実際の風景との対応付けを容易にするとの観点から、図３２及び図３３に示すように、運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像をベースとして、この画像上に旋回軌跡線３０９，３１０や直線軌跡線３１１，３１２、ポールアイコンＰを重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにしてもよい。なお、図３２の画像例は、自車両が舵角変更ポイントの手前を走行している際にモニタ６に表示される支援画像であり、図３３の画像例は、自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行している際にモニタ６に表示される支援画像である。
【０１３０】
自車両の運転者は、図３２のような支援画像をモニタ６で確認することにより、所定舵角を維持しながら旋回軌跡線３１１，３１２に沿って走行している状態から、次に直進走行に切り替えるためにステアリング操作を行う位置（舵角変更ポイント）を実際の風景と対応付けながら把握できる。このため、舵角変更ポイントまでの距離感をつかみやすく、ステアリング操作の遅れなどを未然に防止することができる。また、自車両の位置が舵角変更ポイントに到達した後は、旋回軌跡線３１１，３１２は自車両の後方となるため、図３３に示すように、旋回軌跡線３１１，３１２は非表示にして、モニタ６では直進軌跡線３０９，３１０のみを表示する。このように、不要な情報を非表示にすることで、左右の直線軌跡線３０９，３１０に自車両のフード先端部を合わせるための操舵に注力することができ、表示された軌跡をトレースしやすくなる。
【０１３１】
図３２及び図３３に示すような支援画像をモニタ６に表示するには、例えば図２２に例示した設置位置及びカメラ光軸角度となるように車載カメラ１を設置し、この車載カメラ１により自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両のフード先端部Ｆを含む自車両前方の画像を撮像して、この車載カメラ１により撮像された自車両前方の画像上に、旋回軌跡線３０９，３１０や直線軌跡線３１１，３１２、ポールアイコンＰを、車載カメラ１の視点位置から見た画像に変換して重畳すればよい。
【０１３２】
＜第２の実施形態による効果＞
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の走行支援装置によれば、旋回軌跡と舵角変更ポイントと直線軌跡とからなる一連の経路を算出して、この経路を示す旋回軌跡線や直線軌跡線などの経路情報をモニタ６に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができ、運転に不慣れな初心者でも安心して狭部を通過できるように車両の走行を支援することができる。
【０１３３】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、舵角変更ポイントに到達したときの自車両の左右前端部位置を示すポールアイコンを経路情報の１つとしてモニタ６に表示するようにしているので、自車両の舵角に応じた旋回軌跡を直線軌跡に合わせるための運転者によるステアリング操作を容易なものとすることができる。
【０１３４】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、自車両が走行を開始した後はその走行位置を確認しながら、自車両の走行位置が舵角変更ポイントの手前であれば旋回軌跡線と直線軌跡線の双方をモニタ６に表示し、自車両の走行位置が舵角変更ポイントを越えた場合は、直線軌跡線のみをモニタ６に表示するようにしているので、不要な表示に運転者の注意が向くことを未然に防止して、運転操作に注力させることができる。
【０１３５】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、狭部通過の経路を示す旋回軌跡線や直線軌跡線、ポールアイコンなどの環境情報を環境側に固定して、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を自車両の移動量に応じて更新するようにしているので、自車両が走行を開始した後にも経路情報をモニタ６に正しく表示することができる。
【０１３６】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に旋回軌跡線や直線軌跡線、ポールアイコンなどの経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することにより、狭部を通過するための経路を大局的に運転者に認識させることができる。一方、車載カメラ１で運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像して、この画像上に上記の経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにした場合には、狭部を通過するための経路を実際の風景と対応付けて運転者に認識させることができる。
【０１３７】
以上、本発明の具体的な実施形態として第１の実施形態及び第２の実施形態を説明したが、これらの各実施形態は本発明の一適用例を例示的に示したものであり、本発明の技術的範囲がこれらの実施形態として開示した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
【符号の説明】
【０１３８】
１（１ａ〜１ｄ） 車載カメラ（撮像手段）
３ 舵角センサ（舵角検出手段）
６ モニタ（表示手段）
１０ コントロールユニット
１１ 視点変換部
１２ 俯瞰画像生成部（俯瞰画像生成手段）
１３ 画像処理部
１４ 狭部位置検出部（狭部位置検出手段）
１５ 中間点演算部（舵角変更ポイント算出手段）
１６ 操舵連動軌跡演算部（第１軌跡算出手段）
１７ 旋回外周側前端部軌跡演算部（外周端部軌跡算出手段）
１８ 旋回内周側後輪軌跡演算部（内周後輪軌跡算出手段）
１９ 軌跡反転演算部（第２軌跡算出手段）
２０ 走行領域演算部（走行領域算出手段）
２４ 移動量演算部（移動量検出手段）
２５ 画像更新部
２６ 画像合成部
３１ 舵角変更ポイント演算部（舵角変更ポイント算出手段）
３２ 直線軌跡線演算部（第２軌跡算出手段）
３３ 旋回軌跡線演算部（第１軌跡算出手段）
３４ 自車位置判断部（判定手段）
３５ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行を支援する走行支援装置及び走行支援方法に関し、特に、道路上に障害物等が存在することで通過可能な道幅が狭くなっている箇所（以下、狭部と呼ぶ。）を自車両が適切に通過できるように支援する走行支援装置及び走行支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
狭部における自車両の走行を支援する走行支援装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の走行支援装置は、運転者前方のヘッドアップディスプレイに、自車両前方の道路の走行可能幅や自車の舵角に応じたタイヤ軌跡などの車幅情報を重畳表示させることで、運転者に対して脱輪や障害物との接触可能性などを判断するための指標を与えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、自車両が現在の舵角を維持して走行したときに脱輪や障害物との接触が生じるかどうかを運転者に認識させることはできるものの、どのような経路で狭部を通過するのが望ましいかを運転者に認識させることはできず、走行支援としては不十分であった。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みて創案されたものであって、狭部を通過するための最適な経路を運転者に認識させることができる走行支援装置及び走行支援方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、第１軌跡と舵角変更ポイントと第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示手段に表示することにより、上述した課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、舵角の変更を含む一連の経路を示す経路情報を表示手段に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る走行支援装置のコントロールユニットによる処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】経路算出の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図４】経路算出の具体例を説明する図であり、中間点を算出する様子を示す図である。
【図５】経路算出の具体例を説明する図であり、操舵連動軌跡を算出する様子を示す図である。
【図６】経路算出の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイント（中間点）を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図７】経路算出の具体例を説明する図であり、反転軌跡を算出する様子を示す図である。
【図８】経路算出の具体例を説明する図であり、反転軌跡の終点を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図９】経路算出の具体例を説明する図であり、旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１０】経路算出の具体例を説明する図であり、自車両の走行領域を算出する様子を示す図である。
【図１１】現在位置における自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置の変化を示す図である。
【図１２】経路算出の他の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図１３】経路算出の他の具体例を説明する図であり、中間点を算出する様子を示す図である。
【図１４】経路算出の他の具体例を説明する図であり、操舵連動軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１５】経路算出の他の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイント（中間点）を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図１６】経路算出の他の具体例を説明する図であり、反転軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１７】経路算出の他の具体例を説明する図であり、反転軌跡の終点を基準点とする自車両の予測到達位置を算出する様子を示す図である。
【図１８】経路算出の他の具体例を説明する図であり、旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡を算出する様子を示す図である。
【図１９】経路算出の他の具体例を説明する図であり、自車両の走行領域を算出する様子を示す図である。
【図２０】現在位置における自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置の変化を示す図である。
【図２１】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図である。
【図２２】図２１の支援画像のベースとなる画像を撮像するための車載カメラの具体的な設置位置を示す図である。
【図２３】第２の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。
【図２４】第２の実施形態に係る走行支援装置のコントロールユニットによる処理の概要を示すフローチャートである。
【図２５】経路算出の具体例を説明する図であり、狭部位置を検出する様子を示す図である。
【図２６】経路算出の具体例を説明する図であり、回避ポイントを設定してこの回避ポイントを通って所定舵角の旋回円に接する直線を算出する様子を示す図である。
【図２７】経路算出の具体例を説明する図であり、舵角変更ポイントを算出する様子を示す図である。
【図２８】経路算出の具体例を説明する図であり、一対の直線軌跡線を算出する様子を示す図である。
【図２９】経路算出の具体例を説明する図であり、自車両の現在の舵角に応じた一対の旋回軌跡線を算出する様子を示す図である。
【図３０】経路算出の具体例を説明する図であり、一対の直線軌跡線と現在の舵角に応じた一対の旋回軌跡線とを俯瞰画像上に重畳した様子を示す図である。
【図３１】経路算出の具体例を説明する図であり、運転者がステアリングを操作して自車両の舵角を変更することで直線軌跡線と旋回軌跡線とが繋がって一連の経路となった様子を示す図である。
【図３２】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図であり、自車両が舵角変更ポイントの手前を走行している際にモニタに表示される支援画像の画像例を示す図である。
【図３３】モニタに表示する支援画像の他の表示形態を示す図であり、自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行している際にモニタに表示される支援画像の画像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
＜構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。本実施形態の走行支援装置は、装置全体の動作を統合的に制御するコントローラ１０を中心に構成される。このコントローラ１０には、４つの車載カメラ１ａ〜１ｄと、起動スイッチ２と、舵角センサ３と、車輪速センサ４と、経路決定スイッチ５と、モニタ６と、スピーカ７とが接続される。
【００１１】
車載カメラ１ａ〜１ｄは、例えば１８０度程度の画角を有する広角のＣＣＤカメラ或いはＣＭＯＳカメラよりなり、これら４つの車載カメラ１ａ〜１ｄで自車両の周囲を囲む全ての領域を撮像できるように、自車両の前後左右に各々設置されている。これらの車載カメラ１ａ〜１ｄは、例えば自車両の車体の一部を含む画像を撮像し、撮像した画像のデータをコントロールユニット１０に随時出力する。
【００１２】
起動スイッチ２は、本実施形態の走行支援装置を起動するために自車両の運転者により操作されるスイッチであり、自車両のステアリング若しくはインストゥルメントパネル付近に設置される。この起動スイッチ２は、運転者によりスイッチ操作されると、コントロールユニット１０に対して走行支援処理の開始指令を出力する。
【００１３】
舵角センサ３は、自車両のステアリングシャフトに設置され、ステアリング操作に応じた自車両の舵角を検出して舵角信号をコントロールユニット１０に出力する。
【００１４】
車輪速センサ４は、自車両の車輪付近に設置され、車輪の回転数を検出して、この車輪回転数に対応する車速パルス信号をコントロールユニット１０に出力する。
【００１５】
経路決定スイッチ５は、コントロールユニット１０により計算された経路を自車両の経路として確定するために運転者により操作されるスイッチであり、自車両のステアリング若しくはインストゥルメントパネル付近に設置される。この経路決定スイッチ５は、運転者によりスイッチ操作されると、コントロールユニット１０に対して経路確定の指令を出力する。
【００１６】
モニタ６は、例えば自車両のセンターコンソールなどに設置された液晶ディスプレイ等からなり、コントロールユニット１０により生成された走行支援のための画像（以下、支援画像という。）を表示する。また、スピーカ７は、走行支援のための各種ガイド音声を出力するものであり、車両に一般的に搭載されているオーディオ用のスピーカなどが用いられる。
【００１７】
コントロールユニット１０は、例えば、所定の処理プログラムに従って動作するマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなり、マイクロコンピュータのＣＰＵで処理プログラムが実行されることによって、走行支援のための各種の制御機能を実現する。コントロールユニット１０により実現される各種の制御機能は、図１に示すように、視点変換部１１、俯瞰画像生成部１２、画像処理部１３、狭部位置検出部１４、中間点演算部１５、操舵連動軌跡演算部１６、旋回外周側前端部軌跡演算部１７、旋回内周側後輪軌跡演算部１８、軌跡反転演算部１９、走行領域演算部２０、旋回軌跡記憶部２１、自車両アイコン記憶部２２、自車両情報記憶部２３、移動量演算部２４、画像更新部２５、画像合成部２６、音声ガイド生成部２７、の各機能構成として捉えることができる。このうち、旋回軌跡記憶部２１と自車両アイコン記憶部２２と自車両情報記憶部２３は、コントロールユニット１０内部のメモリにより実現される。
【００１８】
視点変換部１１は、各車載カメラ１ａ〜１ｄからの出力画像を、自車両の真上を視点とした画像に視点変換（各画素の並べ替え）する。
【００１９】
俯瞰画像生成部１２は、視点変換部１１から出力される個別の視点変換された画像を合成し、自車両を略中心としてその周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成する。
【００２０】
画像処理部１３は、俯瞰画像生成部１２から出力された俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の障害物、具体的には道路の左右に存在する壁や植え込み、電柱などの立体障害物を検出する。なお、画像処理部１３は、俯瞰画像に変換される前の車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対して画像処理を行うことで電柱などの立体障害物を検出するようにしてもよい。
【００２１】
狭部位置検出部１４は、画像処理部１３の出力に基づいて自車両前方の道路上で通行可能な道幅が狭くなっている狭部位置を特定し、その狭部位置までの距離を算出する。具体的には、狭部位置検出部１４は、車載カメラ１ａ〜１ｄの焦点距離と各１画素あたりの距離から、画像処理部１３により検出された立体障害物までの距離を、俯瞰画像上での自車両の正面（前後方向＝Ｙ軸方向）における距離として算出する。なお、自車両にレーザレンジファインダ等の他の物体検出装置が搭載されている場合には、この物体検出装置の検出信号を用いて狭部位置の特定及び距離の算出を行うようにしてもよい。
【００２２】
中間点演算部１５は、自車両の現在位置から狭部位置までの距離（つまり、電柱などの立体障害物までの距離）の中間点を演算する。なお、ここでの中間点は、自車両の基準点（例えば後輪車軸中心点）を通る自車両の車幅方向（＝Ｘ軸方向）の直線に対して平行な直線上の任意の点として演算され、具体的な中間点の座標位置は、後述する操舵連動軌跡演算部１６で算出される操舵連動軌跡とこの直線との交点となる。つまり、最終的な中間点の位置は操舵連動軌跡演算部１６で算出される操舵連動軌跡の終点となり、この中間点が、詳細を後述するように、狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する位置である舵角変更ポイントとなる。
【００２３】
操舵連動軌跡演算部１６は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに自車両の基準点（例えば後輪車軸中心点）が辿る中間点までの軌跡（以下、操舵連動軌跡という。）を算出する。
【００２４】
旋回外周側前端部軌跡演算部１７は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して（つまり、操舵連動軌跡に沿って）進行したときの旋回外周側の前端部（右旋回時は左前端部、左旋回時は右前端部）が辿る軌跡を算出する。
【００２５】
旋回内周側後輪軌跡演算部１８は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して（つまり、操舵連動軌跡に沿って）進行したときの旋回内周側の後輪（右旋回時は右側後輪、左旋回時は左側後輪）が辿る軌跡を算出する。
【００２６】
軌跡反転演算部１９は、操舵連動軌跡演算部１６で算出した中間点までの操舵連動軌跡を中間点を中心として１８０度回転させることによって、舵角変更ポイントとなる中間点から狭部位置までの軌跡（以下、反転軌跡という。）を算出する。また、軌跡反転演算部１９は、旋回外周側前端部軌跡演算部１７で算出した中間点までの旋回外周側前端部の軌跡と、旋回内周側後輪軌跡演算部１８で算出した中間点までの旋回内周側後輪の軌跡とを、自車両の現在位置における前後方向軸（Ｙ軸）を基準に反転し、且つ、中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動して、舵角変更ポイントとなる中間点から狭部位置までの旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを算出する。
【００２７】
走行領域演算部２０は、操舵連動軌跡演算部１６の出力と、旋回外周側前端部軌跡演算部１７の出力と、旋回内周側後輪軌跡演算部１８の出力と、軌跡反転演算部１９の出力と、自車両の大きさとに基づいて、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出する。
【００２８】
旋回軌跡記憶部２１は、自車両の舵角に応じた各部（左右前端や後輪位置）における軌跡線に関する情報（旋回円の半径や自車両の基準位置に対する旋回円中心の相対位置など）を記憶する。
【００２９】
自車両アイコン記憶部２２は、俯瞰画像生成部１２で生成された俯瞰画像上に表示する自車両アイコンのデザインと大きさ（全長及び全幅）などの情報を記憶する。
【００３０】
自車両情報記憶部２３は、自車両の全長と、全幅と、自車両の旋回時に最外周端部となる左右前端部の位置、及び、後輪の接地位置等の情報を記憶する。
【００３１】
移動量演算部２４は、舵角センサ３の出力と、車輪速センサ４の出力とに基いて、自車両の移動量（前後方向、左右方向、ヨー角変化量）を演算する。
【００３２】
画像更新部２５は、経路決定スイッチ５の操作により運転者によって決定された経路に関する経路情報（例えば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像）が、環境（つまり、俯瞰画像として表示される自車両周囲の背景）側に固定されてモニタ６に表示されるように、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に応じて、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を更新する。
【００３３】
画像合成部２６は、俯瞰画像生成部１２により生成された俯瞰画像上に、経路決定スイッチ５の操作により運転者によって決定された経路に関する経路情報（例えば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像）と、自車両アイコン記憶部２２に記憶された自車両アイコンとを重畳した画像を生成して、モニタ６へ出力する。なお、本実施形態では、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って走行したときの走行領域を示す画像を経路情報として自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示しているが、俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示する経路情報は、自車両の走行領域の画像に限定されるものではなく、例えば、旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を操舵連動軌跡及び反転軌跡と組み合わせたものを経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしてもよいし、走行領域の外縁を示すアウトラインのみを経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしてもよい。
【００３４】
音声ガイド生成部２７は、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に基づいて、経路決定スイッチ５の操作により決定された経路上での自車両の位置を特定し、必要な運転操作を運転者に教示するためのガイド音声を生成して、スピーカ７に出力する。
【００３５】
＜コントロールユニットによる処理＞
次に、以上のように構成される本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による処理の概要について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。この図２のフローチャートで示す一連の処理は、自車両の運転者により走行支援装置の起動スイッチ２が操作されることによって開始される。
【００３６】
起動スイッチ２の操作により走行支援処理の開始指令が入力されると、コントロールユニット１０は、まずステップＳ１０１において、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された自車両周囲の画像をもとに俯瞰画像を生成する。そして、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で生成した俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の狭部位置を検出する。なお、本実施形態では俯瞰画像に対する画像処理により狭部位置を検出する例を例示しているが、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対する画像処理により狭部位置を検出するようにしてもよいし、レーザレンジファインダ等の他の物体検出装置を用いて狭部位置を検出するようにしてもよい。
【００３７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０３において、自車両の現在位置からステップＳ１０２で検出した狭部位置までの中間点を算出する。ここでの中間点は、上述したように、自車両の現在位置と狭部位置との間のＸ軸方向に沿った直線上の任意の点として求められる。
【００３８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０４において、舵角センサ３の出力を読み込む。そして、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で読み込んだ舵角センサ３の出力に対応した旋回半径の軌跡線を旋回軌跡記憶部２１から読み出し、自車両が現在の舵角を維持して現在位置から進行したときの操舵連動軌跡を算出する。なお、この操舵連動軌跡の始点は自車両の現在位置であり、終点はステップＳ１０３で算出した直線との交点となる中間点である。
【００３９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点を中心にして、ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡を１８０度回転させて、中間点から狭部位置までの軌跡である反転軌跡を算出する。
【００４０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０７において、自車両がステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡に沿って進行したときに自車両の旋回外周側前端部が辿る軌跡と、旋回内周側後輪が辿る軌跡とを求め、これを中間点までの旋回外周側前端部軌跡及び旋回内周側後輪軌跡とする。
【００４１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０８において、自車両の現在位置に対する中間点（ステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点）での自車両のヨー角変化量を算出する。
【００４２】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０７で算出した中間点までの旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを、自車両の現在位置における前後方向軸（Ｙ軸）を基準に反転し、且つ、ステップＳ１０８で算出したヨー角変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を求め、この軌跡を自車両がステップＳ１０６で算出した反転軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡及び旋回内周側後輪の軌跡とする。
【００４３】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０７及びステップ１０９で算出した旋回外周側前端部軌跡及び旋回内周側後輪軌跡と、自車両情報記憶部２３に記憶されている自車両の大きさの情報とに基づいて、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出する。
【００４４】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１１において、ステップＳ１１０で算出した走行領域を表す画像をステップＳ１０１で生成した自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。なお、このとき、操舵連動軌跡の始点となる自車両の現在位置と、操舵連動軌跡の終点で且つ反転軌跡の始点となる中間点と、反転軌跡の終点とには、自車両アイコンを重畳表示することが望ましい。
【００４５】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１２において、自車両の運転者により経路決定スイッチ５が操作されたか否かを監視し、自車両の運転者により経路決定スイッチ５が操作された場合にはステップＳ１１４に進む。一方、経路決定スイッチ５が操作されない場合は、ステップＳ１１３において、舵角の変更がなされたか否か（舵角センサ３の出力が変化したか否か）を監視し、舵角が変更された場合はステップＳ１０４に戻ってステップＳ１０４以降の処理を繰り返す。つまり、自車両の運転者は、モニタ６に表示されている支援画像を見ながら現在の舵角に応じた狭部位置通過の経路を把握して、現在の舵角に応じた経路が適切であれば経路決定スイッチ５を操作して経路を確定させるが、現在の舵角に応じた経路では電柱などの立体障害物に接触する虞があると判断すれば、ステアリングを操作して舵角を変更し、最適な経路を探索する。
【００４６】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１４において、自車両の現在の舵角に応じて算出された操舵連動軌跡を通り、中間点(舵角変更ポイント）にて舵角を変更して旋回方向を反転させて反転軌跡を通る経路を、狭部位置を通過するための自車両の経路として確定し、モニタ６に表示している走行領域の画像を、俯瞰画像として表示されている環境側に固定（ロックオン）する。
【００４７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１５において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００４８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１６において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ１１７において、ステップＳ１１６で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ１０５で算出した操舵連動軌跡の終点となる中間点に到達したか否かを判定する。そして、自車両が中間点に到達したら、ステップＳ１１８において、自車両を停車させてステアリングを逆方向に回して舵角を同じ角度だけ反転させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００４９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１１９において、舵角センサ３の出力を監視しながら、自車両の舵角がステップＳ１１８で運転者に教示した舵角となったかどうかを判定する。そして、自車両の舵角が運転者に教示した舵角となったら、ステップＳ１２０において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声を、再度、スピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【００５０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ１２１において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ１２２において、ステップＳ１２１で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ１０６で算出した反転軌跡の終点となる狭部位置に到達したか否かを判定する。そして、自車両が狭部位置に到達したら、図２のフローチャートで示す一連の処理を終了する。
【００５１】
＜狭部通過のための経路算出の具体例１＞
次に、具体的なシーンを想定しながら、コントロールユニット１０による狭部通過のための経路の算出方法についてさらに詳しく説明する。
【００５２】
ここでは、図３に示すように、左右両側が側壁１０１，１０２により区画された幅狭の道路を自車両が走行しようとしており、しかも、自車両の左前方には障害物となる電柱１０３が道路上に設置されているシーンを想定する。このような走行シーンでは、電柱１０３の脇を通過する際に通過可能な道幅が最も狭くなるので、この電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置とする。なお、ここでの狭部位置は、図３に示すように、電柱１０３の自車両側に向いた端面に接し、自車両の現在位置Ｖにおける前後方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の直線１０４により定義される位置とする。また、自車両の位置は、自車両の後輪車軸中心１０５を基準点としたＹ軸方向の直線１０６により定義される位置とする。なお、ここではアッカーマン旋回モデルで軌跡を演算するのに適しているとの理由で後輪車軸中心を自車両の位置の基準点としているが、例えば、自車両の左右前端部などの他の部位を自車両の位置の基準点とすることも可能である。
【００５３】
図３に示すシーンにおいては、コントロールユニット１０は以下のような方法で狭部通過のための経路を算出する。すなわち、まず、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両前方の電柱１０３を検出し、電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置として認識して、当該狭部位置を示す直線１０４を求める。また、自車両の後輪車軸中心１０５を基準点とした自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６を求める。そして、自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６から狭部位置を示す直線１０４までの距離Ｌ１を算出する。
【００５４】
次に、自車両の現在位置Ｖから狭部位置までの中間点を算出する。ここでの中間点は、図４に示すように、自車両の現在位置Ｖを示す直線１０６及び狭部位置を示す直線１０４に平行で、且つ、自車両の現在位置Ｖを示す１０６からの距離Ｌ２と狭部位置を示す直線１０４からの距離Ｌ３とが等しくなる直線１０７により定義される位置とする。ここで、中間点を直線１０７により定義したのは、後述する操舵連動軌跡が自車両の舵角に応じて変動する軌跡であり、この段階では中間点を１つの点として特定できないからである。
【００５５】
次に、舵角センサ３の出力に基づき、自車両が現在位置Ｖから現在の舵角を維持して進行したときの操舵連動軌跡を算出する。この操舵連動軌跡は、例えば図５に示すように、自車両の位置の基準点となる後輪車軸中心１０５が辿る軌跡１０８として求め、この操舵連動軌跡１０８と上記の中間点を示す直線１０７との交点を、操舵連動軌跡１０８の終点となる中間点（舵角変更ポイント）１０９とする。
【００５６】
次に、図６に示すように、自車両が操舵連動軌跡１０８に沿って進行して舵角変更ポイント１０９に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この舵角変更ポイント１０９を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ１とする。なお、この舵角変更ポイント１０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１は、自車両を停車させて舵角を変更する位置となるため、上述したように、モニタ６に表示する俯瞰画像上の該当する位置には自車両アイコンを重畳表示して、停車及び舵角の変更を運転者に促すことが望ましい。
【００５７】
次に、図７に示すように、操舵連動軌跡１０８を舵角変更ポイント１０９を中心として１８０度回転させた軌跡を求め、この軌跡を反転軌跡１１０とする。この反転軌跡１１０は、舵角変更ポイント１０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１にて舵角を反対方向に同じ角度だけ反転させて進行したときの後輪車軸中心１０５が辿る軌跡であり、その始点は舵角変更ポイント１０９となり、終点は狭部位置を示す直線１０４上の点１１１となる。
【００５８】
次に、図８に示すように、自車両が反転軌跡１１０に沿って旋回して終点１１１に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この反転軌跡１１０の終点１１１を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ２とする。なお、この反転軌跡１１０の終点１１１を基準点とする予測到達位置Ｖ２は、狭部を適切に通過させるための支援動作が終了する位置となるため、上述したように、モニタ６に表示する俯瞰画像上の該当する位置には自車両アイコンを重畳表示して、支援動作の終了位置を運転者に明示することが望ましい。
【００５９】
次に、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を走行領域として算出する。俯瞰画像上に操舵連動軌跡１０８や反転軌跡１１０を重畳し、さらに俯瞰画像上の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２に自車両アイコンを重畳してモニタ６に表示すれば、コントロールユニット１０により計算された経路の概要を運転者にある程度把握させることは可能であるが、このコントローラ１０により計算された経路が、実際に自車両が側壁１０１，１０２や電柱１０３に接触することなく進行できる経路であるかを運転者に確実に把握させるには、自車両の車体全体が辿る走行領域を求めて、この走行領域を表す画像を俯瞰画像上に重畳して表示することが望ましい。つまり、自車両の走行領域を表す画像が俯瞰画像上で側壁１０１，１０２や電柱１０３と重なって表示されていれば、コントローラ１０により計算された経路ではこれらの障害物に接触すると容易に認識できる。このような観点から、本実施形態の走行支援装置では、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出し、この走行領域を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示するようにしている。
【００６０】
車両の特性（アッカーマン旋回）を考えると、車両旋回時における旋回外周側の後輪の軌跡は車体全体の軌跡の内側に位置する。同様に、旋回内周側前端部の軌跡は移動後の車体全体の軌跡の内側に位置する。このため、自車両の走行領域を算出する上で、これら旋回外周側後輪の軌跡や旋回内周側前端部の軌跡は不要であり、必要となるのは、旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡である。
【００６１】
そこで、まずは、自車両が操舵連動軌跡１０８に沿って舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）に到達するまでの間の旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを演算する。具体的には、操舵連動軌跡１０８（半径が所定値の円周の一部）の旋回中心を求め、その旋回中心を中心として、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部を通る円の円周と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における旋回内側周後輪の位置を通る円の円周とを求める。そして、図９に示すように、前者の円周から、現在位置Ｖにおける自車両の旋回外周側前端部と予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部との間の円弧を抽出することで、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２を求めることができる。同様に、後者の円周から、現在位置Ｖにおける自車両の旋回内周側後輪の位置と予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回内周側後輪の位置との間の円弧を抽出することで、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１３を求めることができる。
【００６２】
次に、自車両が反転軌跡１１０に沿って予測到達位置Ｖ２に到達するまでの間の旋回外周側前端部の軌跡と旋回内周側後輪の軌跡とを演算する。具体的には、上記のように演算した操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２を、現在位置Ｖにおける自車両の前後方向（Ｙ軸方向）を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させる。そして、この軌跡を、図９に示すように、予測到達位置Ｖ１における旋回外周側前端部と予測到達位置Ｖ２における旋回外周側前端部との間を接続するようにＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４を求めることができる。同様に、上記のように演算した操舵連動軌跡１０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１３を、現在位置Ｖにおける自車両の前後方向（Ｙ軸方向）を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント１０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させる。そして、この軌跡を、予測到達位置Ｖ１における旋回内周側後輪の位置と予測到達位置Ｖ２における旋回内周側後輪の位置との間を接続するようにＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡１１０に対応した旋回内周側後輪の軌跡１１５を求めることができる。
【００６３】
次に、以上のように求めた操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２及び旋回内周側後輪の軌跡１１３と、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４及び旋回内周側後輪の軌跡１１５と、自車両の大きさとに基づいて、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出する。具体的には、図１０に示すように、現在位置Ｖにおける自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ１における自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ２における自車両のアウトラインと、操舵連動軌跡１０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１２及び旋回内周側後輪の軌跡１１３と、反転軌跡１１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡１１４及び旋回内周側後輪の軌跡１１５とにより囲まれる領域を、自車両が操舵連動軌跡１０８及び反転軌跡１１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域１１６として算出する。
【００６４】
コントロールユニット１０は、以上のように自車両の走行領域１１６を算出すると、この走行領域１１６を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。これにより、自車両の運転者は、モニタ６に表示される支援画像を参照することで、現在の舵角に応じて計算された経路が狭部通過の経路として最適な経路であるかどうかを的確に判断することができる。そして、最適な経路ではないと判断したら、モニタ６に表示される支援画像を見ながらステアリングを操作して舵角を変更することで、最適な経路を探索することが可能となる。
【００６５】
図１１は、現在位置Ｖにおける自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２の変化を示している。ここでは、操舵方向は右方向で、舵角をθ１、θ２、θ３（θ１＞θ２＞θ３）の３種類で切り替えた場合を例示しており、舵角θ１のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を破線、舵角θ２のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を一点鎖線、舵角θ３のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を実線でそれぞれ示している。この図１１に示す例では、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ１の場合やθ２の場合には、電柱１０３を避けることはできるものの自車両の右前端部が右側の側壁１０２に接触してしまうが、現在位置Ｖにおける自車両の舵角をθ３とすることで、側壁１０２にも電柱１０３にも接触することなく狭部位置を通過可能となる。自車両の運転者は、以上のように、現在位置Ｖにおける自車両の舵角に応じた側壁１０２や電柱１０３への接触有無を確認することで、最適な経路を探索することができる。
【００６６】
なお、以上の例では、最適な経路かどうかの判定を自車両の運転者に委ねるようにしているが、例えば、俯瞰画像に対する画像処理などにより側壁１０１，１０２や電柱１０３などの障害物に接触することなく移動できる通行可能領域を検出する手段を設け、自車両の走行領域の一部が通行可能領域からはみ出していた場合に当該経路は最適な経路ではないと自動判定して表示を中断したり、自車両の運転者に舵角変更を促すガイド音声などを出力するようにしてもよい。
【００６７】
また、以上の例では、自車両前方の道路上に１つの狭部位置のみを検出した場合を説明したが、複数の狭部位置が検出される場合は、自車両に近い狭部位置を通過した後に、次の狭部位置を対象として同様の処理を繰り返すようにすればよい。
【００６８】
＜狭部通過のための経路算出の具体例２＞
次に、図１２に示すように、左右両側が側壁１０１，１０２により区画された幅狭の道路上で自車両の左前方に電柱１０３が設置されている場合であって、自車両の現在位置における姿勢が道路に対して斜めになっている場合の経路算出方法について説明する。
【００６９】
コントロールユニット１０は、上述した例と同様に、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両前方の電柱１０３を検出し、電柱１０３が存在する道路位置を狭部位置として認識する。そして、電柱１０３の自車両側に向いた端面に接し、自車両の現在位置Ｖにおける前後方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の直線２０４を、狭部位置を示す直線として求める。また、自車両の後輪車軸中心２０５を基準点とした自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６を求める。そして、自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６から狭部位置を示す直線２０４までの距離Ｌ２１を算出する。
【００７０】
次に、図１３に示すように、自車両の現在位置Ｖを示す直線２０６及び狭部位置を示す直線２０４に平行で、且つ、自車両の現在位置Ｖを示す２０６からの距離Ｌ２２と狭部位置を示す直線２０４からの距離Ｌ２３とが等しくなる直線２０７を求め、この直線２０７を自車両の現在位置Ｖから狭部位置までの中間点を示す直線とする。
【００７１】
次に、図１４に示すように、自車両が現在位置Ｖから現在の舵角を維持して進行したときに自車両の位置の基準点となる後輪車軸中心２０５が辿る軌跡２０８を、操舵連動軌跡として求める。そして、この操舵連動軌跡２０８と上記の中間点を示す直線２０７との交点を、操舵連動軌跡２０８の終点となる中間点（舵角変更ポイント）２０９とする。
【００７２】
次に、図１５に示すように、自車両が操舵連動軌跡２０８に沿って進行して舵角変更ポイント２０９に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この舵角変更ポイント２０９を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ１とする。
【００７３】
次に、図１６に示すように、操舵連動軌跡２０８を舵角変更ポイント２０９を中心として１８０度回転させた軌跡を求め、この軌跡を反転軌跡２１０とする。この反転軌跡２１０は、舵角変更ポイント２０９を基準点とする予測到達位置Ｖ１にて舵角を反対方向に同じ角度だけ反転させて進行したときの後輪車軸中心２０５が辿る軌跡であり、その始点は舵角変更ポイント２０９となり、終点は狭部位置を示す直線２０４上の点２１１となる。
【００７４】
次に、図１７に示すように、自車両が反転軌跡２１０に沿って旋回して終点２１１に到達したときの車両位置及び姿勢を求め、この反転軌跡２１０の終点２１１を基準点とする位置を、自車両の予測到達位置Ｖ２とする。
【００７５】
次に、図１８に示すように、自車両が操舵連動軌跡２０８に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡２１２及び旋回内周側後輪の軌跡２１３と、自車両が反転軌跡２１０に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡２１４及び旋回内周側後輪の軌跡２１５とを求める。具体的には、操舵連動軌跡２０８の旋回中心と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回外周側前端部の位置とに基づいて、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２を求める。同様に、操舵連動軌跡２０８の旋回中心と、現在位置Ｖ及び予測到達位置Ｖ１における自車両の旋回内周側後輪の位置とに基づいて、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回内周側後輪の軌跡２１３を求める。また、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２を現在位置Ｖにおける自車両の前後方向を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント２０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量も応じた角度だけ旋回方向に回転させたものをＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４を求める。同様に、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４を現在位置Ｖにおける自車両の前後方向を基準に左右反転し、更に、舵角変更ポイント２０９（予測到達位置Ｖ１）でのヨー角変化量に応じた角度だけ旋回方向に回転させたものをＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動することで、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１５を求める。
【００７６】
次に、図１９に示すように、現在位置Ｖにおける自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ１における自車両のアウトラインと、予測到達位置Ｖ２における自車両のアウトラインと、操舵連動軌跡２０８に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１２及び旋回内周側後輪の軌跡２１３と、反転軌跡２１０に対応した旋回外周側前端部の軌跡２１４及び旋回内周側後輪の軌跡２１５とにより囲まれる領域を、自車両が操舵連動軌跡２０８及び反転軌跡２１０に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域２１６として算出する。
【００７７】
コントロールユニット１０は、以上のように自車両の走行領域２１６を算出すると、この走行領域２１６を表す画像を経路情報として俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。これにより、自車両の運転者は、モニタ６に表示される支援画像を参照することで、現在の舵角に応じて計算された経路が狭部通過の経路として最適な経路であるかどうかを的確に判断することができる。そして、最適な経路ではないと判断したら、モニタ６に表示される支援画像を見ながらステアリングを操作して舵角を変更することで、最適な経路を探索することが可能となる。
【００７８】
図２０は、現在位置Ｖにおける自車両の舵角が変更された場合の予測到達位置Ｖ１，Ｖ２の変化を示している。ここでは、操舵方向は右方向で、舵角をθ１、θ２、θ３（θ１＞θ２＞θ３）の３種類で切り替えた場合を例示しており、舵角θ１のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を破線、舵角θ２のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を一点鎖線、舵角θ３のときの予測到達位置Ｖ１，Ｖ２を実線でそれぞれ示している。この図２０に示す例では、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ１の場合には、電柱１０３を避けることはできるものの自車両の右前端部が右側の側壁１０２に接触してしまうことになり、現在位置Ｖにおける自車両の舵角がθ３の場合には、電柱１０３を避けた後の自車両の左前端部が左側の側壁１０１に接触してしまうことになるが、現在位置Ｖにおける自車両の舵角をθ２とすることで、側壁１０１，１０２にも電柱１０３にも接触することなく狭部位置を通過可能となる。自車両の運転者は、以上のように、現在位置Ｖにおける自車両の舵角に応じた側壁１０１，１０２や電柱１０３への接触有無を確認することで、最適な経路を探索することができる。
【００７９】
＜支援画像の他の表示形態＞
ところで、以上の説明では、コントロールユニット１０が車載カメラ１ａ〜１ｄにより撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に自車両の走行領域を表す画像を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することとしているが、自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像は運転者が実際に目で見る風景との差異が大きいため、運転者によっては実際の風景との対応付けが困難となることも想定される。このような観点から、例えば図２１に示すように、運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像をベースとして、この画像上に自車両の走行領域を表す画像などの経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにしてもよい。
【００８０】
図２１に示すような支援画像をモニタ６に表示するには、自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両のフード先端部Ｆを含む自車両前方の画像を車載カメラにより撮像し、この車載カメラにより撮像された自車両前方の画像上に、上述した自車両の走行領域を表す画像を、車載カメラの視点位置から見た画像に変換して重畳すればよい。
【００８１】
図２２は、図２１に示すような支援画像のベースとなる画像（運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像）を撮像するための車載カメラ１の具体的な設置位置を示す図である。運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像を、自車両に設置された車載カメラ１により撮像するには、車載カメラ１を自車両ピラーのルーフ側付け根付近に設置するのが最適である。この位置は、Ｘ−Ｙ平面（自車両の前後方向及び車幅方向）では運転者の視点位置に近く、且つ、Ｚ軸方向（自車両の高さ方向）では、運転者の視点位置よりも高い位置で自車両のフードが見下ろせる位置となるためである。
【００８２】
また、車載カメラ１のカメラ光軸Ｌの角度は、Ｘ−Ｙ平面においては、自車両のフードの左右前端位置に向けられることが望ましい。したがって、図２１に示す例では、車載カメラ１を２つ用いて、一方の車載カメラ１の光軸Ｌをフードの左前端位置に向け、他方の車載カメラ１の光軸Ｌをフードの右前端位置に向けるようにしており、これら２つの車載カメラ１で撮像した画像を左右方向で合成するようにしている。
【００８３】
また、車載カメラ１のカメラ光軸ＬのＺ軸方向の角度は、撮像した画像に自車両フードが映り込み、且つ、自車両の左右側面の前方向への延長線がイメージ出来る程度の長さ、具体的には画像の上下方向で、下端から１／４〜１／３程度、フードが映り込むような角度とすることが望ましい。また、自車両左右端の前方（奥）方向につては、車速や幅員にもよるが、約２０ｍ程度先の路面までが画像内に映り込むようにすることが望ましい。
【００８４】
なお、以上の条件を満足する画像が得られるのであれば、車載カメラ１の設置位置やカメラ光軸Ｌの角度は図２２の例に特に限定されるものではなく、例えば、異なる位置に設置された車載カメラ１の焦点距離や画角などを調整し、この車載カメラ１で撮像された画像から必要な部分の画像のみを切り出して用いるようにしてもよい。さらに、上述したように、俯瞰画像を生成するために自車両の前後左右の４箇所に設置された広角の車載カメラ１ａ〜１ｄを用い、これら車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像から必要箇所の画素を抽出して、運転者の視点位置付近からの画像に視点変換したものを用いるようにしてもよい。
【００８５】
＜第１の実施形態による効果＞
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の走行支援装置によれば、操舵連動軌跡と舵角変更ポイントと反転軌跡とからなる一連の経路を算出して、この経路を示す自車両の走行領域の画像などの経路情報をモニタ６に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができ、運転に不慣れな初心者でも安心して狭部を通過できるように車両の走行を支援することができる。
【００８６】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、現在位置から舵角変更ポイントまでの舵角連動軌跡を、舵角変更ポイントとなる中間点を中心として１８０°回転させた反転軌跡を求め、これら舵角連動軌跡と反転軌跡とを繋げた経路を狭部通過の経路として算出するようにしているので、経路を算出するための演算負荷を低減することができる。
【００８７】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る軌跡を自車両の走行領域として算出し、この自車両の走行領域を表す画像を経路情報としてモニタ６に表示するようにしているので、自車両の現在の舵角に応じて計算される経路が最適な経路かどうかを運転者に一目で把握させることができる。なお、自車両の走行領域を表す画像以外にも、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときの自車両の旋回外周側前端部の軌跡や、自車両が操舵連動軌跡及び反転軌跡に沿って進行したときの自車両の旋回内周側後輪の軌跡などを経路情報としてモニタ６に表示するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、操舵連動軌跡に対応した旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を反転し、舵角変更ポイントでの自車両の角度変化量分だけ回転させて平行移動したものを、反転軌跡に対応した旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡としても求めるようにしているので、旋回外周側前端部の軌跡や旋回内周側後輪の軌跡を算出するための演算負荷を低減することができる。
【００８９】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、運転者による経路決定スイッチ５の操作によって経路が確定されるとこの経路を示す経路情報を環境側に固定して、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を自車両の移動量に応じて更新するようにしているので、自車両が走行を開始した後にも経路情報をモニタ６に正しく表示することができる。
【００９０】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することにより、狭部を通過するための経路を大局的に運転者に認識させることができる。一方、車載カメラ１で運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像して、この画像上に経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにした場合には、狭部を通過するための経路を実際の風景と対応付けて運転者に認識させることができる。
【００９１】
［第２の実施形態］
＜構成＞
図２３は、本発明の第２の実施形態に係る走行支援装置の構成図である。本実施形態の走行支援装置は、コントロールユニット１０における狭部通過のための経路算出の手法及びモニタ６に表示される支援画像の内容が、上述した第１の実施形態とは異なるものである。装置の構成は、基本的な部分は上述した第１の実施形態と同様であるが、コントロールユニット１０にて実現される機能構成が第１の実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に特徴的なコントロールユニット１０の構成について説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成要素については、同一の符号を用いることとする。
【００９２】
本実施形態の走行支援装置におけるコントロールユニット１０は、第１の実施形態と同様に、所定の処理プログラムに従って動作するマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなり、マイクロコンピュータのＣＰＵで処理プログラムが実行されることによって、走行支援のための各種の制御機能を実現する。コントロールユニット１０により実現される各種の制御機能は、図２３に示すように、視点変換部１１、俯瞰画像生成部１２、画像処理部１３、狭部位置検出部１４、舵角変更ポイント演算部３１、直線軌跡線演算部３２、旋回軌跡線演算部３３、旋回軌跡記憶部２１、自車両情報記憶部２３、移動量演算部２４、自車位置判断部３４、表示制御部３５、画像更新部２５、画像合成部２６、音声ガイド生成部２７、の各機能構成として捉えることができる。このうち、旋回軌跡記憶部２１と自車両情報記憶部２３は、コントロールユニット１０内部のメモリにより実現される。
【００９３】
視点変換部１１は、各車載カメラ１ａ〜１ｄからの出力画像を、自車両の真上を視点とした画像に視点変換（各画素の並べ替え）する。
【００９４】
俯瞰画像生成部１２は、視点変換部１１から出力される個別の視点変換された画像を合成し、自車両を略中心としてその周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成する。
【００９５】
画像処理部１３は、俯瞰画像生成部１２から出力された俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の障害物、具体的には道路の左右に存在する壁や植え込み、電柱などの立体障害物を検出する。なお、画像処理部１３は、俯瞰画像に変換される前の車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対して画像処理を行うことで電柱などの立体障害物を検出するようにしてもよい。
【００９６】
狭部位置検出部１４は、画像処理部１３の出力に基づいて自車両前方の道路上で通行可能な道幅が狭くなっている狭部位置を特定し、その狭部位置に存在する電柱などの立体障害物までの距離までの距離を算出する。また、狭部位置検出部１４は、自車両に対する車載カメラ１ａ〜１ｄの設置位置及び角度と電柱などの立体障害物の位置とから、自車両前後方向（Ｙ軸方向）に対する立体障害物の角度も算出する。なお、自車両にレーザレンジファインダ等の他の物体検出装置が搭載されている場合には、この物体検出装置の検出信号を用いて狭部位置の特定及び距離や角度の算出を行うようにしてもよい。
【００９７】
舵角変更ポイント演算部３１は、狭部位置検出部１４で検出された狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する位置である舵角変更ポイントを算出する。具体的には、舵角変更ポイント演算部３１は、狭部位置に存在する電柱などの立体障害物に対して所定のマージン（例えば、電柱１本分の距離）をとった位置に、立体障害物回避の基準となる回避ポイントを設定する。また、自車両が現在位置から所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば最小旋回円）を求める。そして、この旋回円に接し、且つ、設定した回避ポイントを通る直線を求めて、この直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を舵角変更ポイントとして算出する。
【００９８】
直線軌跡線演算部３２は、舵角変更ポイント演算部３１で算出した直線をもとに、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの旋回外周側前端部の位置を起点として狭部位置方向に延びる線分を求めるとともに、当該線分に対して平行で、且つ、この線分に対して自車両の車幅相当分の距離だけ離間した位置にあり、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの旋回外周側前端部の位置を起点として狭部位置方向に延びる線分を求め、これら一対の線分を、舵角変更ポイントから狭部位置に至る自車両の直線軌跡線として算出する。
【００９９】
旋回軌跡線演算部３３は、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに自車両の左右前端部が辿る一対の旋回円を、自車両の舵角に応じた旋回軌跡線として算出する。
【０１００】
旋回軌跡記憶部２１は、自車両の舵角に応じた各部（左右前端や後輪位置）における軌跡線に関する情報（旋回円の半径や自車両の基準位置に対する旋回円中心の相対位置など）を記憶する。
【０１０１】
自車両情報記憶部２３は、自車両の全長と、全幅と、自車両の旋回時に最外周端部となる左右前端部の位置、及び、後輪の接地位置等の情報を記憶する。
【０１０２】
移動量演算部２４は、舵角センサ３の出力と、車輪速センサ４の出力とに基いて、自車両の移動量（前後方向、左右方向、ヨー角変化量）を演算する。
【０１０３】
自車位置判断部３４は、移動量演算部２４で算出された自車両の移動量に基づいて、自車両が舵角変更ポイントの手前側を走行しているのか、或いは舵角変更ポイントを越えた位置を走行しているのかを判断し、判断結果を後述する表示制御部３５に出力する。
【０１０４】
表示制御部３５は、自車位置判断部３４により自車両が舵角変更ポイントの手前側を走行していると判断された場合は、旋回軌跡線演算部３３により算出された現在の舵角に応じた旋回軌跡線と、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線との双方の情報を画像更新部２５に出力し、自車位置判断部３４により自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行していると判断された場合は、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線の情報のみを画像更新部２５に出力する。
【０１０５】
画像更新部２５は、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線が、環境（俯瞰画像として表示される自車両周囲の背景）側に固定されてモニタ６に表示されるように、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に応じて、モニタ６の表示画面上における直線軌跡線の表示位置を更新する。
【０１０６】
画像合成部２６は、俯瞰画像生成部１２により生成された俯瞰画像上に、旋回軌跡線演算部３３により算出された自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線と、直線軌跡線演算部３２により算出された自車幅相当の直線軌跡線と、舵角変更ポイントに到達したときの自車両の左右前端部位置を示すポール形状のアイコン（以下、ポールアイコンという。）とを重畳した支援画像を生成して、モニタ６へ出力する。
【０１０７】
音声ガイド生成部２７は、移動量演算部２４により算出される自車両の移動量に基づいて、狭部通過のための経路上における自車両の位置を特定し、必要な運転操作を運転者に教示するためのガイド音声を生成して、スピーカ７に出力する。
【０１０８】
＜コントロールユニットによる処理＞
次に、以上のように構成される本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による処理の概要について、図２４のフローチャートを参照しながら説明する。図２４のフローチャートで示す一連の処理は、自車両の運転者により走行支援装置の起動スイッチ２が操作されることによって開始される。
【０１０９】
起動スイッチ２の操作により走行支援処理の開始指令が入力されると、コントロールユニット１０は、まずステップＳ２０１において、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された自車両周囲の画像をもとに俯瞰画像を生成する。そして、ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で生成した俯瞰画像に対してエッジ検出などの画像処理を行って、自車両前方の狭部位置を検出する。なお、本実施形態では俯瞰画像に対する画像処理により狭部位置を検出する例を例示しているが、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像に対する画像処理により狭部位置を検出するようにしてもよいし、レーザレンジファインダ等の他の物体検出装置を用いて狭部位置を検出するようにしてもよい。
【０１１０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で検出した狭部位置に存在する電柱などの立体障害物に対して所定のマージンをとった位置に回避ポイントを設定する。
【０１１１】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０４において、自車両が現在位置から所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば最小旋回円）を求め、この旋回円に接し、且つ、ステップＳ２０３で設定した回避ポイントを通る直線を求めて、この直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を舵角変更ポイントとして算出する。
【０１１２】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で求めた直線をもとに、舵角変更ポイントから狭部位置を通過するまでの自車両の直線軌跡線を算出する。
【０１１３】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０６において、舵角センサ３の出力を検出し、ステップＳ２０７において、ステップＳ２０６で検出した舵角センサ３の出力に対応した旋回半径の軌跡線（自車両の左右前端部が辿る一対の軌跡線）を旋回軌跡記憶部２１から読み出して、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線とする。
【０１１４】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０８において、ステップＳ２０５で算出した直線軌跡線と、ステップＳ２０７で算出した旋回軌跡線と、自車両が舵角変更ポイントに到達したときの左右前端部位置を示すポールアイコンとを、ステップＳ２０１で生成した自車両周囲の俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。
【０１１５】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２０９において、モニタ６に表示されている画像上の旋回軌跡線がポールアイコンの位置で直線軌跡線と交わるまでステアリングを操作する旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１６】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１０において、舵角の変更がなされたか否か（舵角センサ３の出力が変化したか否か）を監視し、舵角が変更された場合はステップＳ２０６に戻ってステップＳ２０６以降の処理を繰り返し、舵角の変更が終了した段階で（舵角の変更がない場合はそのまま）次のステップＳ２１１に進む。
【０１１７】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１１において、舵角センサ３の出力に基づいて、自車両の現在の舵角が舵角変更ポイント算出の基準とした所定舵角（例えば、ステアリングをフル切りしたときの舵角）となっているかどうかを確認する。そして、自車両の現在の舵角が所定舵角となっていれば、ステップＳ２１２において、現在の舵角を維持した状態で自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１８】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１３において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ２１４において、ステップＳ２１３で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両がステップＳ２０４で算出した操舵変更ポイントに到達したか否かを判定する。そして、自車両が舵角変更ポイントに到達したら、ステップＳ２１５において、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線を非表示に切り替えて、俯瞰画像上に直線軌跡線のみを重畳した画像をモニタ６に表示させる。また、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１６において、自車両を停車させてステアリングを中立状態に戻す旨を運転者に教示するためのガイド音声をスピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１１９】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１７において、舵角センサ３の出力を監視しながら、自車両の舵角がステアリング中立状態の舵角となったかどうかを判定する。そして、自車両の舵角が中立状態の舵角となったら、ステップＳ２１８において、ステアリングを中立状態に維持したまま自車両を前進させる旨を運転者に教示するためのガイド音声を、再度、スピーカ７から出力させる。なお、この場合にも、ガイド音声の出力に代えて或いはガイド音声の出力とともに、上記内容のメッセージ文をモニタ６に表示させるようにしてもよい。
【０１２０】
次に、コントロールユニット１０は、ステップＳ２１９において、車輪速センサ４の出力に基づいて自車両の移動量を算出し、ステップＳ２２０において、ステップＳ２１９で算出される自車両の移動量を監視しながら、自車両が狭部位置に到達したか否かを判定する。そして、自車両が狭部位置に到達したら、図２４のフローチャートで示す一連の処理を終了する。
【０１２１】
＜狭部通過のための経路算出の具体例＞
次に、図２５に示すように、左右両側が側壁３０１，３０２により区画された幅狭の道路上で自車両の左前方に電柱３０３が設置されている場合を例に挙げて、本実施形態の走行支援装置のコントロールユニット１０による経路算出方法の具体例を説明する。
【０１２２】
図２５に示すシーンにおいては、コントロールユニット１０は、以下のような方法で狭部通過のための経路を算出する。すなわち、まず、車載カメラ１ａ〜１ｄの撮像画像を用いて生成した俯瞰画像上で自車両の現在位置Ｖの左前方にある電柱３０３を検出し、電柱３０３が存在する道路位置を狭部位置として認識する。
【０１２３】
次に、図２６に示すように、この狭部位置に存在する電柱３０３に対して所定のマージンをとった位置に回避ポイント３０４を設定する。また、自車両が現在位置Ｖから所定舵角（例えば、ステアリングを右側にフル切りしたときの舵角）で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円（例えば、最小旋回円）３０５を求める。そして、この旋回円３０５に接し、且つ、回避ポイント３０４を通る直線３０６を求める。
【０１２４】
次に、図２７に示すように、自車両が旋回円に沿って旋回する過程で旋回外周側の側面部が直線３０６と一致する位置を求め、この位置を舵角変更ポイントＶ１１とする。また、自車両がこの舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左前端部の位置３０７と、自車両右前端部の位置３０８とをそれぞれ求める。
【０１２５】
次に、図２８に示すように、直線３０６の一部をなす線分であって、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左前端部の位置３０７を起点とし、狭部位置の方向に延びる所定長さの線分３０９を求める。また、この線分３０９に対して平行で自車両の車幅相当分の距離だけ離間した線分、つまり、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両右前端部の位置３０８を起点とし、狭部位置の方向に延びる所定長さの線分３１０を求める。そして、これら一対の線分３０９，３１０を、舵角変更ポイントＶ１１から狭部位置に至る自車両の直線軌跡線とする。
【０１２６】
次に、図２９に示すように、自車両が現在の舵角を維持して旋回したときに自車両の左右前端部が辿る一対の軌跡３１１，３１２を求め、これら一対の軌跡３１１，３１２を、自車両の現在の舵角に応じた旋回軌跡線とする。
【０１２７】
コントロールユニット１０は、以上のようにして直線軌跡線３０９，３１０と、旋回軌跡線３１１，３１２を算出すると、図３０に示すように、これら直線軌跡線３０９，３１０及び旋回軌跡線３１１，３１２と、自車両が舵角変更ポイントＶ１１に位置するときの自車両左右前端部の位置３０７，３０８を示すポールアイコンとを俯瞰画像上に重畳してモニタ６に表示させる。そして、この図３０のような支援画像をモニタ６に表示させた状態で、スピーカ７からのガイド音声の出力などにより、モニタ６に表示されている画像上の旋回軌跡線３１１，３１２がポールアイコンの位置で直線軌跡線３０９，３１０と交わるまでステアリングを操作する旨を運転者に教示する。
【０１２８】
ここで、自車両の運転者がステアリングを操作すると、俯瞰画像上に重畳されている旋回軌跡線３１１，３１２が操舵に連動して変化することとなり、所定舵角（例えばフル切り）までステアリングが操作されると、図３１に示すように、旋回軌跡線３１１，３１２がポールアイコンの位置で直線軌跡線３０９，３１０と交わる。そして、このときの旋回軌跡線３１１，３１２と直線軌跡線３０９，３１０とを繋いだ経路が、狭部通過のための最適経路となる。
【０１２９】
＜支援画像の他の表示形態＞
ところで、以上の説明では、コントロールユニット１０が車載カメラ１ａ〜１ｄにより撮像された画像を用いて自車両の俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に、旋回軌跡線３０９，３１０及び直線軌跡線３１１，３１２とポールアイコンとを重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することとしているが、第１の実施形態と同様、実際の風景との対応付けを容易にするとの観点から、図３２及び図３３に示すように、運転者の視点位置から見た自車両前方の実際の風景に近い画像をベースとして、この画像上に旋回軌跡線３０９，３１０や直線軌跡線３１１，３１２、ポールアイコンＰを重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにしてもよい。なお、図３２の画像例は、自車両が舵角変更ポイントの手前を走行している際にモニタ６に表示される支援画像であり、図３３の画像例は、自車両が舵角変更ポイントを越えた位置を走行している際にモニタ６に表示される支援画像である。
【０１３０】
自車両の運転者は、図３２のような支援画像をモニタ６で確認することにより、所定舵角を維持しながら旋回軌跡線３１１，３１２に沿って走行している状態から、次に直進走行に切り替えるためにステアリング操作を行う位置（舵角変更ポイント）を実際の風景と対応付けながら把握できる。このため、舵角変更ポイントまでの距離感をつかみやすく、ステアリング操作の遅れなどを未然に防止することができる。また、自車両の位置が舵角変更ポイントに到達した後は、旋回軌跡線３１１，３１２は自車両の後方となるため、図３３に示すように、旋回軌跡線３１１，３１２は非表示にして、モニタ６では直進軌跡線３０９，３１０のみを表示する。このように、不要な情報を非表示にすることで、左右の直線軌跡線３０９，３１０に自車両のフード先端部を合わせるための操舵に注力することができ、表示された軌跡をトレースしやすくなる。
【０１３１】
図３２及び図３３に示すような支援画像をモニタ６に表示するには、例えば図２２に例示した設置位置及びカメラ光軸角度となるように車載カメラ１を設置し、この車載カメラ１により自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両のフード先端部Ｆを含む自車両前方の画像を撮像して、この車載カメラ１により撮像された自車両前方の画像上に、旋回軌跡線３０９，３１０や直線軌跡線３１１，３１２、ポールアイコンＰを、車載カメラ１の視点位置から見た画像に変換して重畳すればよい。
【０１３２】
＜第２の実施形態による効果＞
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の走行支援装置によれば、旋回軌跡と舵角変更ポイントと直線軌跡とからなる一連の経路を算出して、この経路を示す旋回軌跡線や直線軌跡線などの経路情報をモニタ６に表示するようにしているので、狭部を通過するための最適な経路を運転者に的確に認識させることができ、運転に不慣れな初心者でも安心して狭部を通過できるように車両の走行を支援することができる。
【０１３３】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、舵角変更ポイントに到達したときの自車両の左右前端部位置を示すポールアイコンを経路情報の１つとしてモニタ６に表示するようにしているので、自車両の舵角に応じた旋回軌跡を直線軌跡に合わせるための運転者によるステアリング操作を容易なものとすることができる。
【０１３４】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、自車両が走行を開始した後はその走行位置を確認しながら、自車両の走行位置が舵角変更ポイントの手前であれば旋回軌跡線と直線軌跡線の双方をモニタ６に表示し、自車両の走行位置が舵角変更ポイントを越えた場合は、直線軌跡線のみをモニタ６に表示するようにしているので、不要な表示に運転者の注意が向くことを未然に防止して、運転操作に注力させることができる。
【０１３５】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、狭部通過の経路を示す旋回軌跡線や直線軌跡線、ポールアイコンなどの環境情報を環境側に固定して、モニタ６の表示画面上における経路情報の表示位置を自車両の移動量に応じて更新するようにしているので、自車両が走行を開始した後にも経路情報をモニタ６に正しく表示することができる。
【０１３６】
また、本実施形態の走行支援装置によれば、車載カメラ１ａ〜１ｄで撮像された画像を用いて自車両の周囲を真上から見下ろした俯瞰画像を生成し、この俯瞰画像上に旋回軌跡線や直線軌跡線、ポールアイコンなどの経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示することにより、狭部を通過するための経路を大局的に運転者に認識させることができる。一方、車載カメラ１で運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像して、この画像上に上記の経路情報を重畳したものを支援画像としてモニタ６に表示するようにした場合には、狭部を通過するための経路を実際の風景と対応付けて運転者に認識させることができる。
【０１３７】
以上、本発明の具体的な実施形態として第１の実施形態及び第２の実施形態を説明したが、これらの各実施形態は本発明の一適用例を例示的に示したものであり、本発明の技術的範囲がこれらの実施形態として開示した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
【符号の説明】
【０１３８】
１（１ａ〜１ｄ） 車載カメラ（撮像手段）
３ 舵角センサ（舵角検出手段）
６ モニタ（表示手段）
１０ コントロールユニット
１１ 視点変換部
１２ 俯瞰画像生成部（俯瞰画像生成手段）
１３ 画像処理部
１４ 狭部位置検出部（狭部位置検出手段）
１５ 中間点演算部（舵角変更ポイント算出手段）
１６ 操舵連動軌跡演算部（第１軌跡算出手段）
１７ 旋回外周側前端部軌跡演算部（外周端部軌跡算出手段）
１８ 旋回内周側後輪軌跡演算部（内周後輪軌跡算出手段）
１９ 軌跡反転演算部（第２軌跡算出手段）
２０ 走行領域演算部（走行領域算出手段）
２４ 移動量演算部（移動量検出手段）
２５ 画像更新部
２６ 画像合成部
３１ 舵角変更ポイント演算部（舵角変更ポイント算出手段）
３２ 直線軌跡線演算部（第２軌跡算出手段）
３３ 旋回軌跡線演算部（第１軌跡算出手段）
３４ 自車位置判断部（判定手段）
３５ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の道幅が狭くなっている狭部位置を検出する狭部位置検出手段と、
自車両の舵角を検出する舵角検出手段と、
自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡を算出する第１軌跡算出手段と、
前記狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントを算出する舵角変更ポイント算出手段と、
自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡を算出する第２軌跡算出手段と、
前記第１軌跡と前記舵角変更ポイントと前記第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
前記舵角変更ポイント算出手段は、自車両の現在位置から前記狭部位置までの中間点を前記舵角変更ポイントとして算出し、
前記第２軌跡算出手段は、前記第１軌跡を前記中間点を中心として１８０度回転させた軌跡を前記第２軌跡として算出することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項３】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡を算出する外周端部軌跡算出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記旋回外周側前端部の軌跡を表示することを特徴とする請求項２に記載の走行支援装置。
【請求項４】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回内周側後輪の軌跡を算出する内周後輪軌跡算出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記旋回内周側後輪の軌跡を表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の走行支援装置。
【請求項５】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡を算出する外周端部軌跡算出手段と、
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回内周側後輪の軌跡を算出する内周後輪軌跡算出手段と、
前記旋回外周側前端部の軌跡と前記旋回内周側後輪の軌跡と自車両の大きさとに基づいて、自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出する走行領域算出手段と、をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記走行領域を表示することを特徴とする請求項２に記載の走行支援装置。
【請求項６】
前記外周端部軌跡算出手段は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに旋回外周側前端部が辿る軌跡を前記第１軌跡に対応する旋回外周側前端部の軌跡として算出するとともに、当該軌跡を現在位置における自車両前後方向軸を基準に反転し、且つ、前記中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を、前記第２軌跡に対応する旋回外周側前端部の軌跡として算出することを特徴とする請求項３又は５に記載の走行支援装置。
【請求項７】
前記内周端部軌跡算出手段は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに旋回内周側後輪が辿る軌跡を前記第１軌跡に対応する旋回内周側後輪の軌跡として算出するとともに、当該軌跡を現在位置における自車両前後方向軸を基準に反転し、且つ、前記中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を、前記第２軌跡に対応する旋回内周側後輪の軌跡として算出することを特徴とする請求項４又は５に記載の走行支援装置。
【請求項８】
前記舵角変更ポイント算出手段は、自車両が現在位置から所定舵角で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円に接し、且つ、前記前記狭部位置に基づいて設定される回避ポイントを通る直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を、前記舵角変更ポイントとして算出し、
前記第２軌跡算出手段は、前記直線とこの直線に平行で自車幅分離間した直線とからなる一対の直線軌跡を前記第２軌跡として算出し、
前記表示手段は、前記経路情報として前記第１軌跡を示す軌跡線と前記第２軌跡を示す軌跡線とを表示することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記第１軌跡を示す軌跡線及び前記第２軌跡を示す軌跡線とともに、前記舵角変更ポイントにおける自車両の左右前端部の位置を示すアイコンを表示することを特徴とする請求項８に記載の走行支援装置。
【請求項１０】
自車両の走行位置が前記舵角変更ポイントの手前位置か前記舵角変更ポイントを越えた位置かを判定する判定手段をさらに備え、
前記表示手段は、自車両が前記舵角変更ポイントの手前側を走行している場合は前記第１軌跡を示す軌跡線と前記第２軌跡を示す軌跡線の双方を表示し、自車両が前記舵角変更ポイントを越えた位置を走行している場合は前記第２軌跡を示す軌跡線のみを表示することを特徴とする請求項８又は９に記載の走行支援装置。
【請求項１１】
自車両の移動量を検出する移動量検出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の表示画面上における表示位置を自車両の移動量に応じて更新することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の走行支援装置。
【請求項１２】
自車両周囲の画像を撮像する撮像手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記撮像手段により撮像された画像上、又は、前記撮像手段により撮像された画像を画像処理して得られる画像上に、前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の走行支援装置。
【請求項１３】
前記撮像手段により撮像された画像を自車両上方の仮想視点から見下ろした俯瞰画像に変換する俯瞰画像生成手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記俯瞰画像上に前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１２に記載の走行支援装置。
【請求項１４】
前記撮像手段は、自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像し、
前記表示手段は、前記撮像手段により撮像された画像上に前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１２に記載の走行支援装置。
【請求項１５】
自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、自車両前方の道幅が狭くなっている狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、前記第１軌跡と前記舵角変更ポイントと前記第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示手段に表示することを特徴とする走行支援方法。
【請求項１】
自車両前方の道幅が狭くなっている狭部位置を検出する狭部位置検出手段と、
自車両の舵角を検出する舵角検出手段と、
自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡を算出する第１軌跡算出手段と、
前記狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントを算出する舵角変更ポイント算出手段と、
自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡を算出する第２軌跡算出手段と、
前記第１軌跡と前記舵角変更ポイントと前記第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
前記舵角変更ポイント算出手段は、自車両の現在位置から前記狭部位置までの中間点を前記舵角変更ポイントとして算出し、
前記第２軌跡算出手段は、前記第１軌跡を前記中間点を中心として１８０度回転させた軌跡を前記第２軌跡として算出することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項３】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡を算出する外周端部軌跡算出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記旋回外周側前端部の軌跡を表示することを特徴とする請求項２に記載の走行支援装置。
【請求項４】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回内周側後輪の軌跡を算出する内周後輪軌跡算出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記旋回内周側後輪の軌跡を表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の走行支援装置。
【請求項５】
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回外周側前端部の軌跡を算出する外周端部軌跡算出手段と、
自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときの旋回内周側後輪の軌跡を算出する内周後輪軌跡算出手段と、
前記旋回外周側前端部の軌跡と前記旋回内周側後輪の軌跡と自車両の大きさとに基づいて、自車両が前記第１軌跡及び前記第２軌跡に沿って進行したときに自車両の車体全体が辿る走行領域を算出する走行領域算出手段と、をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の１つとして前記走行領域を表示することを特徴とする請求項２に記載の走行支援装置。
【請求項６】
前記外周端部軌跡算出手段は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに旋回外周側前端部が辿る軌跡を前記第１軌跡に対応する旋回外周側前端部の軌跡として算出するとともに、当該軌跡を現在位置における自車両前後方向軸を基準に反転し、且つ、前記中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を、前記第２軌跡に対応する旋回外周側前端部の軌跡として算出することを特徴とする請求項３又は５に記載の走行支援装置。
【請求項７】
前記内周端部軌跡算出手段は、自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときに旋回内周側後輪が辿る軌跡を前記第１軌跡に対応する旋回内周側後輪の軌跡として算出するとともに、当該軌跡を現在位置における自車両前後方向軸を基準に反転し、且つ、前記中間点における自車両角度の変化量分だけ旋回方向に回転させるとともに平行移動した軌跡を、前記第２軌跡に対応する旋回内周側後輪の軌跡として算出することを特徴とする請求項４又は５に記載の走行支援装置。
【請求項８】
前記舵角変更ポイント算出手段は、自車両が現在位置から所定舵角で旋回したときに旋回外周側後輪が辿る旋回円に接し、且つ、前記前記狭部位置に基づいて設定される回避ポイントを通る直線に対して自車両の旋回外周側側面が一致する位置を、前記舵角変更ポイントとして算出し、
前記第２軌跡算出手段は、前記直線とこの直線に平行で自車幅分離間した直線とからなる一対の直線軌跡を前記第２軌跡として算出し、
前記表示手段は、前記経路情報として前記第１軌跡を示す軌跡線と前記第２軌跡を示す軌跡線とを表示することを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記第１軌跡を示す軌跡線及び前記第２軌跡を示す軌跡線とともに、前記舵角変更ポイントにおける自車両の左右前端部の位置を示すアイコンを表示することを特徴とする請求項８に記載の走行支援装置。
【請求項１０】
自車両の走行位置が前記舵角変更ポイントの手前位置か前記舵角変更ポイントを越えた位置かを判定する判定手段をさらに備え、
前記表示手段は、自車両が前記舵角変更ポイントの手前側を走行している場合は前記第１軌跡を示す軌跡線と前記第２軌跡を示す軌跡線の双方を表示し、自車両が前記舵角変更ポイントを越えた位置を走行している場合は前記第２軌跡を示す軌跡線のみを表示することを特徴とする請求項８又は９に記載の走行支援装置。
【請求項１１】
自車両の移動量を検出する移動量検出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記経路情報の表示画面上における表示位置を自車両の移動量に応じて更新することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の走行支援装置。
【請求項１２】
自車両周囲の画像を撮像する撮像手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記撮像手段により撮像された画像上、又は、前記撮像手段により撮像された画像を画像処理して得られる画像上に、前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の走行支援装置。
【請求項１３】
前記撮像手段により撮像された画像を自車両上方の仮想視点から見下ろした俯瞰画像に変換する俯瞰画像生成手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記俯瞰画像上に前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１２に記載の走行支援装置。
【請求項１４】
前記撮像手段は、自車両の運転者の視点位置に近い車体上部位置から自車両フードの左右先端部を含む自車両前方の画像を撮像し、
前記表示手段は、前記撮像手段により撮像された画像上に前記経路情報を重畳して表示することを特徴とする請求項１２に記載の走行支援装置。
【請求項１５】
自車両が現在位置から現在の舵角を維持して進行したときの第１軌跡と、自車両前方の道幅が狭くなっている狭部位置の手前で自車両を停車させて舵角を変更する舵角変更ポイントと、自車両が前記舵角変更ポイントから当該舵角変更ポイントで変更した後の舵角を維持して進行したときの第２軌跡とを算出して、前記第１軌跡と前記舵角変更ポイントと前記第２軌跡とからなる狭部通過の経路を示す経路情報を表示手段に表示することを特徴とする走行支援方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１１−２８６０９（Ｐ２０１１−２８６０９Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７５１０３（Ｐ２００９−１７５１０３）
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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