説明

車両運転支援システムおよび車両運転支援方法

【課題】理論上不可避とされる地図データ上での自車両位置と実位置との誤差を考慮して、一時停止に関する運転支援のための案内や警報出力を高い精度で行うことができるシステムを提供する。
【解決手段】予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な地点に自車両が到達する前から当該地点での一時停止に関する案内または警報を発するものとする。また、一時停止が必要な地点の停止線を自車両が通過したことを検知する車載監視カメラを設けておく。監視カメラの視覚情報から停止線を自車両が通過したと判定したならば、一時停止に関する案内または警報を直ちに停止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に搭載されるナビゲーションシステムを活用した車両運転支援システムおよび車両運転支援方法に関し、特に地図データに格納または記録されている一時停止が必要な停止線位置に自車両が到達する前から当該停止線での一時停止に関する案内または警報を発して、運転者への注意喚起とともに同運転者の負担軽減を図るようにした車両運転支援システムおよび車両運転支援方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種のシステムとして、例えば特許文献1に記載されているように、予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な停止線の位置に自車両が近付いたならばその一時停止が必要な停止線の存在の案内または警報を発する一方、車両後方の車載カメラにてその停止線の通過を検出するとともに、当該停止線の通過を検出するまでの走行状態情報に基づいてその停止線での一時停止が行われたか否かを事後的に判定し、停止線での一時停止が行われなかったと判定された場合には、その旨の警告または警報を運転者に対して発するようにしたものがある。
【特許文献1】特開2006−277547号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
車両に搭載されるナビゲーションシステムにおいては、予め格納されている地図データ上での自車位置と自車の実際の位置(実位置)との間に誤差が発生することは避けられず、地図データ上での自車位置が実位置よりも進行方向の前後にずれていることが往々にしてある。にもかかわらず、上記特許文献1に記載された技術では、地図データ上での自車位置と実位置との誤差が考慮されていないため、運転支援のための案内や警報出力を高い精度で行うことができず、なおも改善の余地を残している。
【0004】
例えば、上記のような停止線での一時停止に関する案内や警報出力を行うにあたり、地図データ上での自車位置が実位置よりも手前にある場合には、自車両が一時停止が必要な停止線を通過したにもかかわらず、なおも不要な一時停止に関する案内や警報を鳴らし続けることとなり、運転者に違和感を与えることとなる。
【0005】
また、逆に、地図データ上での自車位置が実位置よりも先にある場合には、自車両が一時停止が必要な停止線を通過する前にもかかわらず、一時停止に関する案内や警報が止まってしまうこととなり、先の場合と同様に運転者に違和感を与えることとなって好ましくない。
【0006】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、理論上不可避とされる地図データ上での自車位置と実位置との誤差を考慮して、一時停止に関する運転支援のための案内や警報出力を高い精度で行うことができるようにした車両運転支援システムと車両運転支援方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な地点に自車両が到達する前から当該地点での一時停止に関する案内または警報を発して車両の運転支援を行うにあたり、一時停止が必要な地点の停止線を自車両が通過したことを検知する検知手段を設けて、一時停止が必要な地点での当該一時停止に関する案内または警報は、検知手段からの検知信号が得られた時期を終期として行われるようにしたものである。
【0008】
したがって、本発明では、自車両が一時停止が必要な停止線を通過してしまえば、その停止線での一時停止に関する案内または警報はその時点で終わることとなり、少なくとも一時停止に関する運転支援、より具体的には一時停止に関する案内または警報はの終期については、理論上不可避とされる地図データ上での自車位置と実位置との誤差の影響を受けないことになる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、停止線での一時停止に関する案内や警報出力を行うにあたり、少なくともその終期については理論上不可避とされる地図データ上での自車位置と実位置との誤差の影響を受けることがなくなって、実走行に即した適切なタイミングで案内や警報出力が停止することになるので、より高い精度でそれらの案内や警報出力を行うことができ、より信頼性の高い運転支援を行うことができるとともに、運転者に違和感を与えることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
図1以下の図面は本発明に係る車両運転支援システムのより具体的な実施の形態を示し、特に図1はそのシステム構成の概略を示している。
【0011】
図1のシステムは、周知のカーナビゲーションシステムと車両制御とを連携させたシステムとして車両に搭載されるもので、マイクロコンピュータを主体とするナビゲーションシステム演算部(以下、「N/S演算部」と略称する。)1を中心として構成される。
【0012】
N/S演算部1にはGPS受信機2、ジャイロスコープ3およびG(加速度)センサ4が付帯していて、それぞれの信号がN/S演算部1に入力されるほか、車速信号を含む各種の車両信号(情報)がCAN(Controller Area Network:車載機器の多重通信ネットワーク)経由にてN/S演算部1に入力される。これらのGPS受信機2、ジャイロスコープ3およびGセンサ4は自車両位置を検出(測位)するための基本的なセンサとして機能する。また、N/S演算部1には、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)またはHDD(Hard Disc Drive)等の記録媒体にデータベースとして構築された地図データ(デジタル地図データ)5が付帯していて、道路地図データ等が逐次N/S演算部1に呼び出される。同時に、N/S演算部1には、必要に応じてラジオのFM受信機6やVICS受信機7等の通信機器を介して交通情報等が取り込まれる。
【0013】
そして、N/S演算部1では、上記センサ群からの自車両位置検出用の信号に基づいて自車両の現在位置(絶対位置)を高精度に算出する一方、その自車両の現在位置データおよび地図データ5から得られる道路地図データに基づいて周知のパターンマッチングの手法にてマップマッチング処理を実行することにより、自車両が地図上のどの位置に存在しているか、すなわち自車両の地図上での相対位置を検出することになる。さらに、先に述べたCAN経由で得られる車速信号等の車両情報と地図データ5を基に、自車両位置から目的地までの経路誘導をするというカーナビゲーションシステムの基本機能が実現される。
【0014】
なお、上記地図データ5には、例えば日本全土の道路地図データのほか、それに付随する施設データ等を含むものである。さらに、上記道路地図データには、道路形状、道路種別、道路距離、道路幅員、道路勾配、道路名のほか、交通規制データ、さらには経路検索用の道路データ(リンクデータ)を含むものである。すなわち、上記道路地図データには、ITS(Intelligent Transport System)情報として、一時停止が必要な停止線、交差点、徐行区間、スクールゾーン等の位置情報のほか、道路のカーブにおける曲率情報、および各道路での規制速度情報等が含まれている。
【0015】
また、上記N/S演算部1には、ユーザが各種の操作あるいは指示を行うための操作スイッチ群8のほか、ナビゲーション情報や各種のメッセージあるいはガイダンス情報等を表示するための液晶モニタ等のディスプレイ9、さらには音声案内あるいは各種の警告音の発生のためのスピーカ10等が付帯しているほか、運転支援アプリケーション制御部(以下、「運転支援アプリ制御部」と略称する。)11および車載カメラとしての監視カメラ13が付帯している。
【0016】
そして、先にも述べたように、ディスプレイ9の画面に自車両周辺の道路地図と共に自車の進行方向を含む現在位置を重ね合わせて表示させるロケータ機能や、ユーザにより指定された目的地までの推奨走行経路を自動的に計算してその経路を案内するルートガイダンス機能等のナビゲーション機能、すなわち地図表示(描画)、ルート探索、ルート案内等のナビゲーション機能が実現されることになる。
【0017】
上記運転支援アプリ制御部11は、自車両周辺の地図データを利用した各種の運転支援アプリケーションの実行または制御をN/S演算部1と共に司るものであって、そのソフトウウェアによってそれぞれの運転支援アプリケーションが実行され、同時にその運転支援アプリ制御部11と車両側の走行制御系である走行制御コントロールユニット12との間で必要な情報の授受が行われる。なお、走行制御コントロールユニット12は車両の減速(制動)制御や加速制御を直接司るもので、例えば目標速度演算機能やエンジントルク演算機能のほか、ブレーキ液圧演算機能等を有している。
【0018】
上記監視カメラ13は、各種運転支援アプリケーションの実行に際して、路面または道路の実際の状況をリアルタイムで視覚的に捉えるためのもので、例えば車両の前部の配置された前部監視用のフロントカメラ、車両の後部に配置された後部監視用のリアカメラ、および車両の側部に配置された側部監視用のサイドカメラ等のうち少なくともいずれか一つであり、後述するように監視カメラ13は自車両が走行する路面の視覚情報、すなわち一時停止が必要な停止線を含む視覚情報を運転支援アプリ制御部11に出力することになる。なお、上記監視カメラ13として、アラウンド・ビュー・モニター・システム(車両を上方から見た時、当該車両の周囲360度の範囲を複数のカメラで可視化可能としたシステム)のいずれかのカメラを使用することももちろん可能である。
【0019】
そして、後述する一時停止制御に関する運転支援アプリケーションの実行に際し、運転支援アプリ制御部11に取り込まれた監視カメラ13からの視覚情報は、当該運転支援アプリ制御部11の一部である画像認識処理部にて所定の画像認識処理が施されて、一定の周期で一時停止が必要な停止線の抽出をもってその有無の判定が行われることになる。このように、監視カメラ13は自車両が一時停止が必要な停止線を通過したことを検知する検知手段として機能することになる。
【0020】
ここでの運転支援アプリケーションとしては、車両側の走行制御コントロールユニット12と協調したブレーキ制御または加速制御であり、例えばITS情報として得られた一時停止が必要な停止線や交差点、徐行区間、スクールゾーン等のそれぞれの位置や距離情報に基づいた該当地点前減速制御や一時停止制御、道路ごとの規制速度情報に基づいたブレーキ制御または加速制御、およびカーブの位置情報や曲率情報に基づいたカーブ前減速制御(ブレーキ制御または加速制御)等のほか、それらに関するガイダンスを想定している。
【0021】
特に一時停止制御に関する運転支援アプリケーション(以下、「一時停止アプリ」と略称する。)とは、自車両が通過すると予測される一時停止が必要な停止線までの自車両位置からの残距離を車内に設けたモニタに表示するとともに音声でも告知し、一時停止が必要な停止線の手前で自動的に自車両を停止させる自動ブレーキ制御機能をいう。ただし、運転支援アプリケーションであるかぎりにおいては、モニタ表示と音声告知機能のみ、または自動ブレーキ制御機能のみであっても良い。
【0022】
同様に、規制速度制御に関する運転支援アプリケーションとは、法規制された速度を維持するための自動ブレーキ制御または加速制御をいう。
【0023】
また、カーブ前減速制御に関する運転支援アプリケーションとは、所定曲率のカーブを安全に走行することができるように該当するカーブの手前から自動ブレーキ制御または加速制御を行う機能をいう。
【0024】
さらに、徐行区間およびスクールゾーンに関する運転支援アプリケーションについても、上記カーブ前減速制御に関する運転支援アプリケーションに準ずるものである。
【0025】
ここで、上記運転支援アプリケーションの一つである「一時停止アプリ」の実行の手順を図2以下のフローチャートを参照しながら説明する。
【0026】
図2に示すように、N/S演算部1では、そのロケータ機能によるマップマッチング処理(図2では「M/M」と記載してある。)を一定周期で実行する。ここでは、10msecタイマにより所定の関数を呼び出した上で(ステップS1)、図5に示すように車速に応じた移動距離ごとにマップマッチング処理を実行する(ステップS2,S3)。自車両の位置の算出は、前回に算出を行った場所からの移動距離におよびその間の進行方向の変化を検出して行う。なお、自車両の移動距離は図1に示すようにCAN経由で得られる車速信号に基づいて算出する。このマップマッチング処理により、自車両の位置を特定してその地図上に投影する際に、現在走行中と推定される道路の上に自車両が位置するように自律的に補正される。
【0027】
なお、前回算出を行った場所からの移動距離が、図5のような車速に応じた移動距離に達していない場合には、後述する図4のステップS15に進む。
【0028】
マップマッチング処理の実行後、N/S演算部1での道路先読み機能(以下、この機能を「プレビュー機能」と称する。)を実行し、自車両から数百メートル先の道路情報、例えば800メートル先の道路情報としてノード(誘導経路を構成する経緯度)およびリンクを読み込むとともに(ステップS4)、そのプレビュー結果から自車両の進路推定を行う(ステップS5)。そして、その進路推定上に一時停止が必要な停止線がある場合には運転支援アプリ制御部11との協働により「一時停止アプリ」が実行される(ステップS6)。また、進路推定上に一時停止が必要な停止線がない場合にはステップS1に戻る。
【0029】
この「一時停止アプリ」の実行は、先ずマップマッチングした自車両の位置から一時停止が必要な停止線までの距離L1を地図データ5から算出し(ステップS7)、次いでその残距離L1が所定値以内、例えば50m以内であるか否かを判定し(ステップS8)、一時停止が必要な停止線までの残距離が50m以内である場合には、「一時停止フラグ」をONに設定した上で(図3のステップS9)、一時停止が必要な停止線に関する案内または警報出力を実行し、一時停止が必要な停止線が近いことを予告する(ステップS10)。例えば、ディスプレイ9の画面への残距離L1のインジケータによる可視表示やスピーカ10からの音声ガイダンス等をもって一時停止が必要な停止線が近いことを予告する。なお、ステップS8において残距離L1が50m以内でない場合には、ステップS11にて「一時停止フラグ」をOFFにした上で先のステップS1に戻る。
【0030】
次いで、次のステップS12において一時停止が必要な停止線を自車両が通過したか否かの判定を行う。ここでは、先に述べたように監視カメラ13が捉えた画像の中に一時停止が必要な停止線が含まれているか否かをもって、その停止線を自車両が通過したか否かの判定を行う。そして、一時停止が必要な停止線を通過したと判定した場合には、「一時停止フラグ」をOFFに設定し(ステップS13)、直ちに先に述べたような一時停止が必要な停止線に関する案内または警報出力を停止する(ステップS14)。例えば、一時停止が必要な停止線の予告画面を消去するとともに、音声ガイダンスも止めることになる。他方、ステップS12において一時停止が必要な停止線を通過したと判定しなかった場合には、先のステップS1に戻る。
【0031】
ここで、自車両の位置から一時停止が必要な停止線までの残距離L1は一定周期ごとのマップマッチングのタイミングで算出されるものであるから、その精度が粗いものとなる。そのため、マップマッチング処理が行われない区間において、一時停止が必要な停止線までの残距離計算の補完を行う必要がある。
【0032】
そこで、図2にステップS2および図4のS15のように、自車両の移動距離がマップマッチング処理実行距離以下で且つ前方に一時停止が必要な停止線がある場合には、先の「一時停止アプリ」の一環として補完処理を実行する。すなわち、図4のステップS16のように、前回のマップマッチング処理を実行した自車両位置からCAN経由で得られる車速信号または車輪速信号を用いて現在位置までの移動距離L2を算出し、そのL2とL1の値に基づいて一時停止が必要な停止線までの残距離L3(=L1−L2)を算出する(ステップS17)。なお、自車両の移動距離がマップマッチング処理実行距離以下で且つ前方に一時停止が必要な停止線がない場合には先のステップS1に戻る。
【0033】
次いで、その残距離L3が所定値以内、例えば先の場合と同様に50m以内であるか否かを判定し(ステップS18)、一時停止が必要な停止線までの残距離が50m以内である場合には、「一時停止フラグ」をONに設定した上で(ステップS19)、先の場合と同様に一時停止が必要な停止線に関する案内または警報出力を実行し、一時停止が必要な停止線が近いことを予告する(ステップS20)。なお、一時停止が必要な停止線までの残距離が50m以内でない場合には、先のステップS1に戻る。
【0034】
そして、以降は、ステップS21〜S23において、図3のステップS12〜S14と全く同様の処理を実行する。
【0035】
このように本実施の形態によれば、一時停止が必要な停止線が自車両位置から所定距離以内に近付いた場合に、その停止線が近いことを予告するべく一時停止が必要な停止線に関する案内または警報の出力を実行するものの、その一時停止が必要な停止線に関する案内または警報出力の実行は、自車両がその一時停止が必要な停止線を実際に通過したと判定された時点で停止することになるため、実質的に一時停止が必要な停止線に関する案内または警報は、監視カメラ13が該当する停止線を捉えた時期(タイミング)を終期として行われることになる。
【0036】
その結果、一時停止が必要な停止線に関する案内や警報出力を行うにあたり、少なくともその終期については理論上不可避とされる地図データ上での自車両の位置と実位置との誤差の影響を受けることがなくなって、実走行に即した適切なタイミングで案内や警報出力が停止することになるので、より高い精度でそれらの案内や警報出力を行うことができ、より信頼性の高い運転支援を行うことができるとともに、運転者に違和感を与えることもなくなる。
【0037】
なお、上記実施の形態では、「一時停止アプリ」の実行内容として、一時停止が必要な停止線に関する案内または警報をモニタ表示と音声告知とで行う場合について説明したが、一時停止が必要な停止線の手前で自動的に自車両を停止させる自動ブレーキ制御機能を併用することももちろん可能である。
【0038】
図6には本発明に係る車両運転支援システムの第2の実施の形態を示す。
【0039】
この第2の実施では、いわゆるシステムのハード部分は第1の実施の形態のものと同一であるものの、いわゆるソフトウェア上での処理ロジックが第1の実施の形態のものと異なっている。
【0040】
すなわち、先の第1の実施の形態では、一時停止が必要な停止線それ自体を車載下にある監視カメラ13で検出し、もってその停止線を自車両が通過したと判定しているのに対して、第2の実施の形態では、一時停止が必要な停止線に近接する路面の別の標識、例えば一時停止が必要な交差点付近の横断歩道を監視カメラ13で検出し、それをもってその一時停止が必要な停止線を自車両が通過したと判定するようにしたものである。
【0041】
なお、監視カメラ13が、一時停止が必要な停止線と同様に横断歩道を検出できることは言うまでもなく、例えば監視カメラ13が捉えた画像をパターンマッチング等の手法により解析して、横断歩道のいわゆるゼブラ模様を抽出することでその横断歩道の有無を判定することが可能となる。
【0042】
図6は図3,4のa部、例えば図3のステップS12以降の処理に該当するものであり、図3のステップS10までの処理は本実施の形態においても共通している。自車両から一時停止が必要な交差点までのおおよその距離は、先に述べたようにナビゲーションシステムのいわゆる先読み機能により予め把握されていることから、図2のステップS6と同様に、図6のステップS31において自車両の推定進路の前方に一時停止が必要な交差点があるか否かを判定する。
【0043】
次いで、推定進路の前方に一時停止が必要な交差点があると判定された場合には、次のステップS32において、自車両からその一時停止が必要な交差点までの距離が所定値以内か否かを判定する。
【0044】
そして、自車両からその一時停止が必要な交差点までの距離が所定値以内である場合には、次のステップS33で監視カメラ13が交差点の手前の横断歩道を検知したか否かを判定する。ここでは、監視カメラ13が捉えた画像の中に横断歩道のいわゆるゼブラ模様が含まれているか否かを解析し、そのゼブラ模様の存在を認識した場合に初めて横断歩道を検知したものとみなす。
【0045】
横断歩道の存在を検知したならばその時点からの自車両の移動距離を積算・監視し(ステップS34)、その移動距離が予め設定されている所定距離以上となった時点で、一時停止が必要な停止線を自車両が通過したと判定し(ステップS35,S36)、以降は図3のステップS14と同様に、直ちに一時停止が必要な停止線に関する案内または警報出力を停止する。
【0046】
図7には本発明に係る車両運転支援システムの第3の実施の形態を示す。
【0047】
この第3の実施では、自車両21の車体の側方に先の監視カメラ13に代えて横向きのレーダ23を取り付け、自車両1からその側方の障害物までの距離を測距し、この測距データの変化をもって道路幅の急激な変化を推定し、この道路幅の急激な変化から先の場合と同様に一時停止が必要な交差点を通過したと判定するようにしたものである。
【0048】
図7に示すように、自車両1が一時停止が必要な交差点からそれよりも道幅の大きな道路を通過しようとする場合、レーダ23のセンシング出力を所定時間毎にサンプリングしたときの測距データの変化は同図(B)のようになる。したがって、測距データの急激な変化bは道幅の小さな道路から道幅の大きな道路に出たことにほかならず、これをもって一時停止が必要な交差点を通過したと判定することができ、このタイミングをもって先の実施の形態と同様に一時停止が必要な地点における当該一時停止に関する案内または警報出力を停止すれば良い。
【0049】
これらの第2,第3の実施の形態においても、先の第1の実施の形態と同様の作用効果が得られるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明に係る車両運転支援システムの概略構造を示すブロック回路図。
【図2】図1の運転支援アプリ制御部での処置手順を示すフローチャート。
【図3】図2に続く処理手順を示すフローチャート。
【図4】図3に続く処理手順を示すフローチャート。
【図5】車速とマップマッチング実行距離との関係を示す特性図。
【図6】本発明の第2の実施の形態での処理手順を示すフローチャート。
【図7】本発明の第3の実施を示す図で、(A)は自車両の交差点通過時の平面説明図、(B)は同図(A)でのレーダ測距の出力波形を示す特性図。
【符号の説明】
【0051】
1…ナビゲーションシステム演算部
2…GPS受信機
3…ジャイロスコープ
4…Gセンサ
5…地図データ
9…ディスプレイ
11…運転支援アプリ制御部
13…監視カメラ
21…自車両
23…レーダ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な地点に自車両が到達する前から当該地点での一時停止に関する案内または警報を発するようにした車両運転支援システムにおいて、
一時停止が必要な地点の停止線を自車両が通過したことを検知する検知手段を設け、
前記一時停止が必要な地点での当該一時停止に関する案内または警報は、検知手段からの検知信号が得られた時期を終期として行われるようになっていることを特徴とする車両運転支援システム。
【請求項2】
予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な地点に自車両が到達する前から当該地点での一時停止に関する案内または警報を発するようにした車両運転支援システムにおいて、
一時停止が必要な地点の停止線を自車両が通過したことを検知する検知手段を設け、
前記一時停止が必要な地点での当該一時停止に関する案内または警報は、検知手段からの検知信号が得られた時点で終了するようになっていることを特徴とする車両運転支援システム。
【請求項3】
前記検知手段は、停止線それ自体または停止線に近接する路面の別の標識を検知するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の車両運転支援システム。
【請求項4】
前記検知手段は、道路の分岐または交差に基づく道路幅の変化を検知するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の車両運転支援システム。
【請求項5】
予め記憶された地図データと自車位置情報とに基づいて、その地図データに格納されている一時停止が必要な地点に自車両が到達する前から当該地点での一時停止に関する案内または警報を発するようにした車両運転支援方法において、
一時停止が必要な地点での当該一時停止に関する案内または警報を発した以降に、その一時停止が必要な地点の停止線を自車両が通過したか否かを監視し、
自車両が停止線を通過したことを条件に、一時停止が必要な地点での当該一時停止に関する案内または警報を終了することを特徴とする車両運転支援方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−252062(P2009−252062A)
【公開日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−100991(P2008−100991)
【出願日】平成20年4月9日(2008.4.9)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.VICS
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】