運転支援表示装置
【課題】運転者にとって、現在車速が適正かどうかを余裕を持って確認でき、且つ、直感的に分かりやすい運転支援表示装置を提供する。
【解決手段】前方道路の形状、現在車速Vcurを逐次取得し、それらから理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を逐次更新しつつ、車両走行中、常時、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示器３０に表示する。現在車速Vcurが前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３を表示器３０に表示することになる。そのため、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速Vcurが適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【解決手段】前方道路の形状、現在車速Vcurを逐次取得し、それらから理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を逐次更新しつつ、車両走行中、常時、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示器３０に表示する。現在車速Vcurが前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３を表示器３０に表示することになる。そのため、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速Vcurが適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運転を支援するための表示を行う運転支援表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両運転を支援するための表示を行う装置として、車両が走行する道路の形状から適正速度を予測し、その予測した適正速度と車両の現在の走行速度とから速度異常を判定し、異常と判定したらその旨を表示する装置が知られている（たとえば特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１では、車両が走行する道路の形状と車両の過去の最大加速度とに基づいて最大曲率地点における適正旋回速度を計算する。また、上記最大曲率地点までの距離と、現在の前後加速度、現在の速度に基づいて、最大曲率地点における予測速度を計算する。そして、この適正旋回速度と予測速度との比較から、速度超過かどうかの判定を行う。そして、速度超過であると判定した場合には警報を出力する（段落００２３−００３５、００４２）。
【０００４】
特許文献２では、道路事象データベースに記憶されているカーブの推奨進入速度と、車速センサから入力される自車現在車速とを比較して超過速度を算出する。そして、速度が超過している場合には、超過速度に応じた長さの１本の直線を仮想標識の外縁から突き出すようにして表示する（段落００１１−００１３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１６３８３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２では、速度が超過したとき、すなわち、危険と判定したときに初めて乗員に対する報知が行なわれるようになっている。つまり、危険と判定されなければ、乗員に対して何らの報知も行なわれない。
【０００７】
しかし、危険と判定したときに急に運転者に対して報知を行っても、たとえば、他の操作に精一杯である場合など、その報知に対して運転者が即座に対応ができないことも考えられる。
【０００８】
また、特許文献２のように、速度超過を示す表示が１本の直線のみであると、速度超過がどの程度かを直感的に認識することが困難であるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、運転者にとって、現在車速が適正かどうかを余裕を持って確認でき、且つ、直感的に分かりやすい運転支援表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その目的を達成するための請求項１記載の発明では、現在車速にかかわらず、カーブの手前から、前方のカーブを走行する際の理想走行軌跡と、現在車速で前方のカーブを走行した場合の予測走行軌跡とを比較可能に表示し、且つ、予測走行軌跡を逐次更新してその表示を継続する。そのため、現在車速が前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを比較可能に表示することになる。従って、危険と判定したときに初めて表示を行う場合と比較して、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速が適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【００１１】
ここで、予測走行軌跡は、たとえば、請求項２、４、６に記載のようにして決定することができる。
【００１２】
請求項２では、まず、道路形状に基づいて前方の道路を走行する際の目標車速を算出する。そして、その目標車速と現在車速との比に基づいて、理想走行軌跡を変形することで予測走行軌跡を決定する。
【００１３】
この請求項２の態様においては、さらに、請求項３のように、目標車速を、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えた式を用いて算出することが好ましい。このようにすると、個人の好みを反映して目標車速を決定することができる。
【００１４】
請求項４では、形状情報として道路のカーブ半径を取得する。また、車速に基づいてカーブ半径が定まる式に現在車速を代入することで推定カーブ半径を算出する。そして、実際の道路のカーブ半径と推定カーブ半径との比に基づいて、理想走行軌跡を変形することで予測走行軌跡を決定する。
【００１５】
この請求項４の態様においては、さらに、請求項５のように、推定カーブ半径を算出するために用いる式が、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えていることが好ましい。このようにすると、個人の好みを反映して目標車速を決定することができる。
【００１６】
請求項６では、理想走行軌跡は、道路形状取得手段が逐次取得した道路形状に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択する。また、予測走行軌跡は、車速取得手段が逐次取得した現在車速に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択する。このように、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択するようにすれば、演算処理負荷を軽減することができる。
【００１７】
請求項７では、現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備えている。また、表示制御手段は、理想走行軌跡および予測走行軌跡とともに、自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線を報知情報表示手段に表示し、減速要否判断手段において減速が必要であると判断したことに基づいて、予測走行軌跡が道路形状線と交差するように表示する。予測走行軌跡が道路形状線と交差するように表示されると、その表示を見た運転者は、今の車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項８では、理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有しており、減速が必要であると判断した場合、理想走行軌跡は、矩形表示領域の左右の辺のうち道路が曲がっている方向の辺に進行方向端が位置するように表示する一方、予測走行軌跡の進行方向端は矩形表示領域の上辺に位置するように表示する。このように表示することによっても、表示を見た運転者は、現在車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００１９】
請求項９では、カーブの手前を走行していると判断した場合、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、それらの自車方向端が矩形表示領域の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように表示する。このようにすれば、理想走行軌跡および予測走行軌跡の進行方向端における相違が大きくなるので、速度超過に対する注意喚起効果が大きくなる。
【００２０】
請求項１０では、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを、線種および色のいずれか一方が互いに異なる態様で表示する。このようにすると、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを容易に区別することができる。
【００２１】
上記理想走行軌跡および予測走行軌跡は、請求項１１のように、車両走行中、常時表示することが好ましい。このようにすれば、車両走行中、常時、理想走行軌跡および予測走行軌跡との比較から、現在車速が適正かどうかを確認することができる。
【００２２】
また、請求項１２のように、報知情報表示手段として、運転者の視線移動量が少ないヘッドアップディスプレイを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車両システム１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】目標減速プロファイルを説明する図である。
【図３】車両システム１において、運転支援表示に関する制御内容をフローチャートにして示す図である。
【図４】ステップＳ８が否定判断である場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。
【図５】ステップＳ９を実行した場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。
【図６】前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している際の表示器３０の軌跡表示領域３１の表示例である。
【図７】軌跡の自車方向端をカーブとは反対側に位置させる態様であって、右カーブを検出した場合の表示例である。
【図８】軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２、予測走行軌跡３３に加えて、一対の道路形状線３４を表示した表示例である。
【図９】カーブ半径の大きさが異なる３種類の軌跡形状パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両システム１の全体構成を示すブロック図であり、この車両システム１は本発明の実施形態となる運転支援表示装置としての機能を備えている。
【００２５】
図１に示すように、この車両システム１は、ナビゲーションシステム１０と、知的速度適合システム（Intelligent Speed Adaptation、以下、ＩＳＡシステムという）２０と、報知情報表示手段である表示器３０とを備えている。
【００２６】
ナビゲーションシステム１０は、自車位置検出部１１、車両情報取得部１２、経路推定部１３、カーブ検出部１４などを備えている。自車位置検出部１１は、たとえば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のためのＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機が受信した衛星からの電波に基づいて車両の現在位置を示す絶対位置座標を逐次測定する。また、車両の絶対方位を検出するための地磁気センサ、車両の相対方位を検出するためのジャイロスコープ、車両の走行距離を検出する距離センサなど、車両の相対位置を検出するためのセンサ等を備え、これらのセンサ等の信号により上記絶対位置座標を補正して現在位置を決定してもよい。自車位置検出部１１は、このようにして逐次決定した現在位置を経路推定部１３およびカーブ検出部１４へ出力する。
【００２７】
車両情報取得部１２は、自車両の現在車速、加速度、ドライバー操作信号（たとえば、ウィンカーの点灯状態を示す信号、アクセル開度、ブレーキのオンオフを示すブレーキ信号、ステアリング舵角を示す舵角信号）などの車両情報を逐次取得する。なお、この車両情報取得部１２は、車速を取得することから、請求項の車速取得手段に相当する。
【００２８】
経路推定部１３は、自車位置検出部１１から入力された自車両の現在位置、および、図示しない記憶装置に記憶されている地図情報を用いて、自車両の今後の経路を推定する。また、上述の車両情報も用いて今後の経路を推定してもよいし、また、案内経路が設定されている場合には、案内経路情報を用いて、自車両の今後の経路を推定してもよい。
【００２９】
カーブ検出部１４は、請求項の道路形状取得手段としても機能するものであり、自車位置から前方所定距離までの間の道路（以下、前方道路という）の形状情報として、その道路の曲率Ｃを取得し、この取得した曲率Ｃに基づいて前方道路にカーブ（曲率Ｃが所定値以上の道路）が存在するか否かを逐次検出する。なお、形状情報として曲率Ｃに代えて、その逆数である曲率半径Ｒを取得しても良い。
【００３０】
このカーブ検出部１４には、レーザセンサ等の自律センサからの信号や車載カメラの撮像画像を示す信号が入力される。カーブ検出部１４は、たとえば、レーザセンサ等の自律センサからの信号や車載カメラからの信号を用いて道路区画線を検出し、その道路区画線の曲がり具合いから道路の曲率Ｃを算出する。また、経路推定部１３が推定した推定経路を用いて道路の曲率Ｃを決定してもよい。なお、道路の曲率Ｃの算出に加えて、自律センサからの信号や車載カメラからの信号を用いて、勾配、路面μを決定してもよい。
【００３１】
ナビゲーションシステム１０とＩＳＡシステム２０とは図示しない車内ＬＡＮ等により接続されており信号の送受信が可能となっている。そして、ナビゲーションシステム１０は、この車内ＬＡＮを通じて、前方道路の曲率Ｃ、勾配、路面μなどの前方道路情報をＩＳＡシステム２０に送る。
【００３２】
次に、ＩＳＡシステム２０について説明する。ＩＳＡシステム２０は、目標車速演算部２１、減速要否判断部２２、軌跡演算部２３、表示制御部２４などを備えている。
【００３３】
目標車速演算部２１は、自車両が前方道路を走行する際に目標とすべき車速（目標車速）Ｖtgtを演算する。具体的には、ナビゲーションシステム１０から送信された曲率Ｃを下記式１に代入することで目標車速Vtgtを演算する。なお、式１において、Ｋは車両定数、Ｊｙ、τ、αは適合定数である。具体的には、Ｋはスタビリティファクタ、Ｊｙは目標横ジャーク、τはクロソイド（操舵）時間、αはその他の環境要因変数である。スタビリティファクタＫは予め設定された一定値であり、目標横ジャークＪｙは個人毎に設定可能となっており、たとえば、スイッチ操作により、大、中、小の値が設定可能となっている。なお、この目標横ジャークＪｙが請求項の個人特性定数に想到する。クロソイド（操舵）時間は、ドライバーが直進の操舵状態から定常Ｒに向けてステアリングを操舵する時間であり、予め設定された一定値でもよいし、ナビゲーションシステム１０からクロソイド長さや大きさが取得できる場合には、その取得したクロソイドの長さは大きさに応じて時間を切り替えるようにしてもよい。その他の環境要因変数αは、道路勾配、路面μなどの道路環境により変化するパラメータである。
【数１】
【００３４】
減速要否判断部２２は、現在車速Vcurと目標車速Vtgtとの比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する。具体的には、（１）まず、上記目標車速Vtgtを用いて、減速度ａの時間変化を示す目標減速プロファイルを生成する。（２）次いで、その目標減速プロファイルを２回積分することで目標減速距離Distdecを算出する。（３）そして、この目標減速距離Distdecからさらに減速余裕距離Disttgtを算出する。（４）そして、この減速余裕距離Disttgtと次カーブまでの現在の距離とに基づいて減速が必要か否かの判断を行う。以下、上記（１）〜（４）を詳しく説明する。
【００３５】
（１）目標減速プロファイルの生成においては、まず、下記式２から目標最大減速度adecを算出する。なお、式２において、Vcurは現在車速、Vtgtは前述の目標車速である。また、Kdは減速度定数であり、前述の横ジャークと同様、ユーザが設定可能なパラメータである。ただし、過去の走行における最大減速度等に基づいて、自動的に設定するようにしてもよい。
【数２】
【００３６】
目標最大減速度adecを算出したら、次に、事前に決定されている目標ジャークの最小値MinJdecおよび目標ジャークの最大値MaxJdecと、上記目標最大減速度adecとを用いて図２に例示する目標減速プロファイルにおける時間t1、t2を算出する。最後に、下記式３から図２に示す時間t3を算出する。
【数３】
【００３７】
（２）目標減速距離Distdecは、前述のように、（１）で生成した目標減速プロファイルを２回積分することで算出する。
【００３８】
（３）減速余裕距離Disttgtは、下記式４から算出する。式４において、Distdecは前述の目標減速距離、Vcurは現在車速である。また、Tdelayは車両応答遅れ時間、TDrはドライバー操作遅れ時間である。従って、減速余裕距離Disttgtは、車両応答遅れ、ドライバー操作遅れを考慮した減速に必要な距離を意味する。なお、車両応答遅れ時間Tdelayおよびドライバー操作遅れ時間TDrは予め設定された定数である。
【数４】
【００３９】
（４）減速が必要か否かの判断は、下記式５、６に示す２つの条件がともに成立したときを減速が必要な時期と判断する。なお、式６において、Disttgtは前述の減速余裕距離、DistAlertは警報マージン距離、DnextCurveは次のカーブまでの現在の距離であり、現在位置とナビゲーションシステム１０が有する道路地図データとから算出する。なお、警報マージン距離DistAlertを０ｍとすると介入制御が入るタイミングとなる。
【数５】
【数６】
【００４０】
この式５、６を満たし、減速が必要と判断した場合には、次に説明する軌跡決定部２３では、減速が必要であることが分かりやすい軌跡形状を決定する。次にこの軌跡決定部２３を説明する。
【００４１】
軌跡決定部２３は、請求項の理想走行軌跡決定手段および予測走行軌跡決定手段に相当するものであり、理想走行軌跡および予測走行軌跡を逐次決定する。本実施形態においては、まず、理想走行軌跡を演算する。そして、予測走行軌跡は、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比に基づいて、先に演算した理想走行軌跡を変形することで決定する。
【００４２】
そこで、まず、理想走行軌跡について説明する。理想走行軌跡は、ナビゲーションシステム１０から送信される道路の曲率Ｃを用いて決定する。なお、ナビゲーションシステム１０から送信される曲率Ｃは、道路地図情報に含まれている曲率であってもよいし、過去に自車が実際に走行した際の走行軌跡に基づく曲率でもよい。
【００４３】
予測走行軌跡は、前述のように、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比に基づいて理想走行軌跡を変形することで求める。より詳しくは、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比から、表示器３０に表示する理想走行軌跡と予測走行軌跡の互いの進行方向端の距離差Δｄを決定し、両軌跡の進行方向端間の長さがこの距離差Δｄとなるように、理想走行軌跡を上下方向に変形することで、予測走行軌跡を決定する。
【００４４】
上記距離差Δｄは下記式７から算出する。なお、式７において、ｄは表示設定距離であり、一定値でもよいし、個人によって変更できるようになっていてもよい。
【数７】
【００４５】
また、上記距離差Δｄは、次の式８から推定カーブ半径Rcalを算出し、その推定カーブ半径と実カーブ半径Rrealとを用い、式９から算出してもよい。なお、式８は前述の式１を変形することで導出できる。また、実カーブ半径Rrealは、理想走行軌跡と同様、ナビゲーションシステム１０から送信される情報を用いる。
【数８】
【数９】
【００４６】
表示制御部２４は、表示器３０の軌跡表示領域に、車両走行中、常時、軌跡決定部２３が決定した理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する。ただし、予測走行軌跡については、前述の減速要否判断部２２において減速が必要であると判断した場合には、減速が必要であることが分かりやすい態様で表示を行う（具体的な表示態様は後述する）。
【００４７】
表示器３０は、本実施形態では、フロントのウィンドシールドに情報を表示するヘッドアップディスプレイであり、前述の表示制御部２４に制御されることにより、軌跡表示領域に理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する。
【００４８】
図３は、上記車両システム１において、運転支援表示に関する制御内容をフローチャートにして示す図である。次に、この図３を用いて運転支援表示に関する制御内容を説明する。なお、この図３に示す処理は、車両走行中、一定周期で繰り返し実行する。
【００４９】
図３に示すように、まず、ステップＳ１では、自車位置検出部１１が自車両の現在位置を検出する。続くステップＳ２では、車両情報取得部１２が前述の種々の車両情報を取得する。ステップＳ３では、経路推定部１３が、ステップＳ１で検出した現在位置やステップＳ２で取得した車両情報をもとに、自車両の今後の経路を推定する。
【００５０】
ステップＳ４では、カーブ検出部１４が、ステップＳ１で検出した現在位置や、ステップＳ３で推定した推定経路から、自車位置から前方所定距離までの間の道路にカーブが存在するか否かを検出する。
【００５１】
ステップＳ５では、目標車速演算部２１が前述の式１を用いて目標車速Vtgtを演算する。ステップＳ６では、軌跡決定部２３が、ナビゲーションシステム１０から送信される曲率Ｃを用いて理想走行軌跡を決定する。ステップＳ７では、軌跡決定部２３が、式７あるいは式９から距離差Δｄを算出し、その距離差Δｄに基づいてステップＳ６で決定した理想走行軌跡を上下方向に変形することで、予測走行軌跡を算出する。
【００５２】
そして、ステップＳ８では、減速要否判断部２２が前述の式５、式６に示す条件が成立するか否かを判断することで、減速が必要か否かの判断を行う。減速が必要であると判断した場合にはステップＳ９へ進み、ステップＳ７で算出した予測走行軌跡を変形した後に、ステップＳ１０へ進む。一方、減速が必要ではないと判断した場合には、直接、ステップＳ１０へ進む。
【００５３】
ステップＳ８が否定判断である場合に実行するステップＳ１０では、表示制御部２４が、ステップＳ６、Ｓ７で決定した理想走行軌跡と予測走行軌跡とをそのまま表示器３０の軌跡表示領域に表示する。
【００５４】
図４は、ステップＳ８が否定判断である場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。図４の例では、軌跡表示領域３１は、縦方向に長い矩形形状であり、その軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とが同時に表示されている。この図４に示す例では、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３は、自車方向端（図下側の端）が重なっている一方、進行方向端（図上側端）は、前述の距離差Δｄだけ離れている。また、自車方向端は、軌跡表示領域の幅方向中央に位置している。
【００５５】
この図４に例示されるように、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とが同時に表示器３０に表示されると、運転者は、表示器３０に表示されている理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを比較することで、前方のカーブに入る前に、カーブを安全に走行するための理想的な車速である目標車速Vtgtと現在車速Vcurとの乖離の程度を、軌跡の形状の相違から直感的に判断することができる。なお、図４において、２本の一点差線は、それぞれ、矩形表示領域３１の幅方向中央線、上下方向中央線であるが、説明の都合から示した線であり、実際には表示していない。
【００５６】
ステップＳ８が肯定判断となった場合にはステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、ステップＳ７で算出した予測走行軌跡３３を、速度超過が分かりやすい態様に修正する。具体的には、図５に示すように、予測走行軌跡３３の進行方向端が、矩形の軌跡表示領域３１の上辺に位置する形状に変形とする。この変形のための演算は、具体的には次のようにして行う。まず、変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置を決定し、その決定した変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置と、変形前の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置とに基づいて、縦方向および横方向の変形率を決定する。そして、その決定した変形率によりステップＳ７で算出した予測走行軌跡を変形する。なお、変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置は、予め設定されていてもよいし、現在車速Vcurと目標車速Vtgtとの差が大きいほど、幅方向中央側になるようにしてもよい。
【００５７】
また、ステップＳ８で減速が必要と判断する状況では、通常、前方道路の曲率Ｃは比較的大きいので、ステップＳ６で決定する理想走行軌跡３２は、形状を修正せずとも、その進行方向端が軌跡表示領域３１の左右の辺に位置することになると思われる。しかし、形状を修正しない状態では、理想走行軌跡３２の進行方向端が軌跡表示領域３１の上辺に位置している場合には、このステップＳ９で、理想走行軌跡３２の進行方向端が軌跡表示領域３１の左右の辺のうちの道路が曲がっている方向の辺に位置するように理想走行軌跡３２を修正する。理想走行軌跡３２の形状の修正方法は、たとえば、前述の予測走行軌跡３３と同様に、修正後の理想走行軌跡３２の進行方向端を予め設定された位置とし、この位置となるように、ステップＳ６で決定した理想走行軌跡３２を縦横に変形する。
【００５８】
図５は、ステップＳ９を実行した後にステップＳ１０で表示される軌跡の表示例である。図５に示す例では、理想走行軌跡３２の進行方向端は軌跡表示領域３１の右辺に位置している一方、予測走行軌跡の進行方向端は軌跡表示領域３１の上辺に位置している。このように表示されることで、現在車速Vcurのままでは前方のカーブを曲がれないことが分かり易くなる。そして、この図５に例示される表示を見ることにより速度超過を認識した運転者が、減速操作を行うと、予測走行軌跡３３は理想走行軌跡３２に徐々に近づくことになる。従って、理想走行軌跡３２に予測走行軌跡３３が重なるように速度調整を行うことで、カーブを安全に走行できる。
【００５９】
なお、本実施形態では、表示器３０の軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを常時表示する。そのため、直線道路を走行している際にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示することになる。図６は、前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している際の表示器３０の軌跡表示領域３１の表示例である。図６に示すように、前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している場合には、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とは重なって表示されることになる。
【００６０】
以上、説明した本実施形態によれば、前方道路の形状、現在車速Vcurを逐次取得し、それら逐次取得した前方道路の形状、現在車速Vcurから、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を逐次更新しつつ、車両走行中、常時、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示器３０に表示する。従って、現在車速Vcurが前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３を表示器３０に表示している。そのため、危険と判定したときに初めて表示を行う場合と比較して、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速Vcurが適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【００６１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６２】
（変形例１）
たとえば、前述の実施形態では、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端は、軌跡表示領域３１の幅方向中央に固定されていたが、次のようにしてもよい。カーブ検出部１４がカーブの存在を検出した場合、すなわち、カーブの手前を走行していると判断できる場合、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端が、軌跡表示領域３１の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように、それら理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の表示位置を変更してもよい。
【００６３】
図７は、右カーブを検出した場合の表示例であり、図７に示すように、右カーブを検出した場合には、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端は、カーブ方向（右方向）とは反対側（左方向）に位置している。このようにすると、曲率を同じとしたまま両軌跡３２、３３の自車方向端を軌跡表示領域３１の幅方向中央に表示する場合に比較して、進行方向端における両軌跡３２、３３の距離差が大きくなる。そのため、速度超過に対する注意喚起効果が大きくなる。
【００６４】
（変形例２）
また、前述の実施形態では、軌跡表示領域３１には、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３のみを表示していたが、さらに、図８に示すように、自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線３４を表示してもよい。なお、この道路形状線３４が示す道路の左右の端とは、自車が走行している１本の走行車線、あるいは、複数の車線がある場合においては、自車が走行している側の車線全体の左右の端を示すものであることが好ましいが、それらの代用として、対向車線を含めた道路の形状を示すものであってもよい。
【００６５】
この道路形状線３４の形状は、たとえば、車載カメラやレーザセンサ等を備えており、これらから道路区画線を検出できる場合には、その検出結果から決定する。また、理想走行軌跡を変形することで道路形状線３４を決定してもよい。
【００６６】
そして、この道路形状線３４を表示する態様においては、減速要否判断部２２にて減速が必要ないと判断する場合には、道路形状線３４と交差しないように予測走行軌跡３３を表示する。一方、減速が必要であると判断する場合には、図８に示すように、道路形状線３４と交差するように予測走行軌跡３３を表示する。予測走行軌跡３３が道路形状線３４と交差するように表示されると、その表示を見た運転者は、今の車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００６７】
（変形例３）
また、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶しておいた複数の軌跡形状パターンから選択してもよい。たとえば、図９に示すように、カーブ半径の大きさが異なる３種類の軌跡形状パターンを予め記憶しておく。そして、理想走行軌跡は、カーブ検出部１４が取得した道路形状に応じて、上記３種類の軌跡形状パターンから１つのパターンを選択する。一方、予測走行軌跡は、たとえば、車両情報取得部１２が取得した現在車速Vcurから、前述の式８を用いて推定カーブ半径Rcalを算出し、この算出した推定カーブ半径Rcalに応じて、上記３種類の軌跡形状パターンから１つのパターンを選択する。このように、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択するようにすれば、演算処理負荷を軽減することができる。
【００６８】
（変形例４）
また、前述の実施形態では、常時、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を表示していたが、必ずしも常時表示する必要はなく、カーブの手前において、減速が必要と判断する地点よりもさらに手前の表示開始距離Dstartから表示を行ってもよい。
【００６９】
この表示開始距離Dstartは、前述の式６の左辺に、さらに、予め設定されたマージン距離Dmを加えた距離（=Disttgt+ DistAlert+Dm）である。この表示開始距離Dstartから表示を開始しても、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。なお、この態様においては、表示終了時期は、例えば、カーブを曲がり終え、直線道路を走行することとなった時点とする。
【００７０】
（その他の例）
前述の実施形態では、減速が必要と判断した場合には、ステップＳ９を実行して、ステップＳ７で算出した予想走行軌跡３２を変形していたが、必ずしも、ステップＳ９を実行する必要はない。
【００７１】
また、予測走行軌跡３３は点線である必要はなく、実線でもよい。また、予測走行軌跡３３と理想走行軌跡３２の色を互いに異なる色としてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１：車両システム、 １０：ナビゲーションシステム、 １１：自車位置検出部、 １２：車両情報取得部、 １３：経路推定部、 １４：カーブ検出部（道路形状取得手段）、 ２０：ＩＳＡシステム、 ２１：目標車速演算部（目標車速算出手段）、 ２２：減速要否判断部（減速要否判断手段）、 ２３：軌跡決定部、 ２４：表示制御部（表示制御手段）、 ３０：表示器（報知情報表示手段）、 ３１：軌跡表示領域、 ３２：理想走行軌跡、 ３３：予測走行軌跡、 ３４：道路形状線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運転を支援するための表示を行う運転支援表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両運転を支援するための表示を行う装置として、車両が走行する道路の形状から適正速度を予測し、その予測した適正速度と車両の現在の走行速度とから速度異常を判定し、異常と判定したらその旨を表示する装置が知られている（たとえば特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１では、車両が走行する道路の形状と車両の過去の最大加速度とに基づいて最大曲率地点における適正旋回速度を計算する。また、上記最大曲率地点までの距離と、現在の前後加速度、現在の速度に基づいて、最大曲率地点における予測速度を計算する。そして、この適正旋回速度と予測速度との比較から、速度超過かどうかの判定を行う。そして、速度超過であると判定した場合には警報を出力する（段落００２３−００３５、００４２）。
【０００４】
特許文献２では、道路事象データベースに記憶されているカーブの推奨進入速度と、車速センサから入力される自車現在車速とを比較して超過速度を算出する。そして、速度が超過している場合には、超過速度に応じた長さの１本の直線を仮想標識の外縁から突き出すようにして表示する（段落００１１−００１３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１６３８３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２では、速度が超過したとき、すなわち、危険と判定したときに初めて乗員に対する報知が行なわれるようになっている。つまり、危険と判定されなければ、乗員に対して何らの報知も行なわれない。
【０００７】
しかし、危険と判定したときに急に運転者に対して報知を行っても、たとえば、他の操作に精一杯である場合など、その報知に対して運転者が即座に対応ができないことも考えられる。
【０００８】
また、特許文献２のように、速度超過を示す表示が１本の直線のみであると、速度超過がどの程度かを直感的に認識することが困難であるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、運転者にとって、現在車速が適正かどうかを余裕を持って確認でき、且つ、直感的に分かりやすい運転支援表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その目的を達成するための請求項１記載の発明では、現在車速にかかわらず、カーブの手前から、前方のカーブを走行する際の理想走行軌跡と、現在車速で前方のカーブを走行した場合の予測走行軌跡とを比較可能に表示し、且つ、予測走行軌跡を逐次更新してその表示を継続する。そのため、現在車速が前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを比較可能に表示することになる。従って、危険と判定したときに初めて表示を行う場合と比較して、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速が適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【００１１】
ここで、予測走行軌跡は、たとえば、請求項２、４、６に記載のようにして決定することができる。
【００１２】
請求項２では、まず、道路形状に基づいて前方の道路を走行する際の目標車速を算出する。そして、その目標車速と現在車速との比に基づいて、理想走行軌跡を変形することで予測走行軌跡を決定する。
【００１３】
この請求項２の態様においては、さらに、請求項３のように、目標車速を、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えた式を用いて算出することが好ましい。このようにすると、個人の好みを反映して目標車速を決定することができる。
【００１４】
請求項４では、形状情報として道路のカーブ半径を取得する。また、車速に基づいてカーブ半径が定まる式に現在車速を代入することで推定カーブ半径を算出する。そして、実際の道路のカーブ半径と推定カーブ半径との比に基づいて、理想走行軌跡を変形することで予測走行軌跡を決定する。
【００１５】
この請求項４の態様においては、さらに、請求項５のように、推定カーブ半径を算出するために用いる式が、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えていることが好ましい。このようにすると、個人の好みを反映して目標車速を決定することができる。
【００１６】
請求項６では、理想走行軌跡は、道路形状取得手段が逐次取得した道路形状に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択する。また、予測走行軌跡は、車速取得手段が逐次取得した現在車速に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択する。このように、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択するようにすれば、演算処理負荷を軽減することができる。
【００１７】
請求項７では、現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備えている。また、表示制御手段は、理想走行軌跡および予測走行軌跡とともに、自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線を報知情報表示手段に表示し、減速要否判断手段において減速が必要であると判断したことに基づいて、予測走行軌跡が道路形状線と交差するように表示する。予測走行軌跡が道路形状線と交差するように表示されると、その表示を見た運転者は、今の車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項８では、理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有しており、減速が必要であると判断した場合、理想走行軌跡は、矩形表示領域の左右の辺のうち道路が曲がっている方向の辺に進行方向端が位置するように表示する一方、予測走行軌跡の進行方向端は矩形表示領域の上辺に位置するように表示する。このように表示することによっても、表示を見た運転者は、現在車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００１９】
請求項９では、カーブの手前を走行していると判断した場合、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、それらの自車方向端が矩形表示領域の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように表示する。このようにすれば、理想走行軌跡および予測走行軌跡の進行方向端における相違が大きくなるので、速度超過に対する注意喚起効果が大きくなる。
【００２０】
請求項１０では、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを、線種および色のいずれか一方が互いに異なる態様で表示する。このようにすると、理想走行軌跡と予測走行軌跡とを容易に区別することができる。
【００２１】
上記理想走行軌跡および予測走行軌跡は、請求項１１のように、車両走行中、常時表示することが好ましい。このようにすれば、車両走行中、常時、理想走行軌跡および予測走行軌跡との比較から、現在車速が適正かどうかを確認することができる。
【００２２】
また、請求項１２のように、報知情報表示手段として、運転者の視線移動量が少ないヘッドアップディスプレイを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車両システム１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】目標減速プロファイルを説明する図である。
【図３】車両システム１において、運転支援表示に関する制御内容をフローチャートにして示す図である。
【図４】ステップＳ８が否定判断である場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。
【図５】ステップＳ９を実行した場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。
【図６】前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している際の表示器３０の軌跡表示領域３１の表示例である。
【図７】軌跡の自車方向端をカーブとは反対側に位置させる態様であって、右カーブを検出した場合の表示例である。
【図８】軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２、予測走行軌跡３３に加えて、一対の道路形状線３４を表示した表示例である。
【図９】カーブ半径の大きさが異なる３種類の軌跡形状パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両システム１の全体構成を示すブロック図であり、この車両システム１は本発明の実施形態となる運転支援表示装置としての機能を備えている。
【００２５】
図１に示すように、この車両システム１は、ナビゲーションシステム１０と、知的速度適合システム（Intelligent Speed Adaptation、以下、ＩＳＡシステムという）２０と、報知情報表示手段である表示器３０とを備えている。
【００２６】
ナビゲーションシステム１０は、自車位置検出部１１、車両情報取得部１２、経路推定部１３、カーブ検出部１４などを備えている。自車位置検出部１１は、たとえば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のためのＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機が受信した衛星からの電波に基づいて車両の現在位置を示す絶対位置座標を逐次測定する。また、車両の絶対方位を検出するための地磁気センサ、車両の相対方位を検出するためのジャイロスコープ、車両の走行距離を検出する距離センサなど、車両の相対位置を検出するためのセンサ等を備え、これらのセンサ等の信号により上記絶対位置座標を補正して現在位置を決定してもよい。自車位置検出部１１は、このようにして逐次決定した現在位置を経路推定部１３およびカーブ検出部１４へ出力する。
【００２７】
車両情報取得部１２は、自車両の現在車速、加速度、ドライバー操作信号（たとえば、ウィンカーの点灯状態を示す信号、アクセル開度、ブレーキのオンオフを示すブレーキ信号、ステアリング舵角を示す舵角信号）などの車両情報を逐次取得する。なお、この車両情報取得部１２は、車速を取得することから、請求項の車速取得手段に相当する。
【００２８】
経路推定部１３は、自車位置検出部１１から入力された自車両の現在位置、および、図示しない記憶装置に記憶されている地図情報を用いて、自車両の今後の経路を推定する。また、上述の車両情報も用いて今後の経路を推定してもよいし、また、案内経路が設定されている場合には、案内経路情報を用いて、自車両の今後の経路を推定してもよい。
【００２９】
カーブ検出部１４は、請求項の道路形状取得手段としても機能するものであり、自車位置から前方所定距離までの間の道路（以下、前方道路という）の形状情報として、その道路の曲率Ｃを取得し、この取得した曲率Ｃに基づいて前方道路にカーブ（曲率Ｃが所定値以上の道路）が存在するか否かを逐次検出する。なお、形状情報として曲率Ｃに代えて、その逆数である曲率半径Ｒを取得しても良い。
【００３０】
このカーブ検出部１４には、レーザセンサ等の自律センサからの信号や車載カメラの撮像画像を示す信号が入力される。カーブ検出部１４は、たとえば、レーザセンサ等の自律センサからの信号や車載カメラからの信号を用いて道路区画線を検出し、その道路区画線の曲がり具合いから道路の曲率Ｃを算出する。また、経路推定部１３が推定した推定経路を用いて道路の曲率Ｃを決定してもよい。なお、道路の曲率Ｃの算出に加えて、自律センサからの信号や車載カメラからの信号を用いて、勾配、路面μを決定してもよい。
【００３１】
ナビゲーションシステム１０とＩＳＡシステム２０とは図示しない車内ＬＡＮ等により接続されており信号の送受信が可能となっている。そして、ナビゲーションシステム１０は、この車内ＬＡＮを通じて、前方道路の曲率Ｃ、勾配、路面μなどの前方道路情報をＩＳＡシステム２０に送る。
【００３２】
次に、ＩＳＡシステム２０について説明する。ＩＳＡシステム２０は、目標車速演算部２１、減速要否判断部２２、軌跡演算部２３、表示制御部２４などを備えている。
【００３３】
目標車速演算部２１は、自車両が前方道路を走行する際に目標とすべき車速（目標車速）Ｖtgtを演算する。具体的には、ナビゲーションシステム１０から送信された曲率Ｃを下記式１に代入することで目標車速Vtgtを演算する。なお、式１において、Ｋは車両定数、Ｊｙ、τ、αは適合定数である。具体的には、Ｋはスタビリティファクタ、Ｊｙは目標横ジャーク、τはクロソイド（操舵）時間、αはその他の環境要因変数である。スタビリティファクタＫは予め設定された一定値であり、目標横ジャークＪｙは個人毎に設定可能となっており、たとえば、スイッチ操作により、大、中、小の値が設定可能となっている。なお、この目標横ジャークＪｙが請求項の個人特性定数に想到する。クロソイド（操舵）時間は、ドライバーが直進の操舵状態から定常Ｒに向けてステアリングを操舵する時間であり、予め設定された一定値でもよいし、ナビゲーションシステム１０からクロソイド長さや大きさが取得できる場合には、その取得したクロソイドの長さは大きさに応じて時間を切り替えるようにしてもよい。その他の環境要因変数αは、道路勾配、路面μなどの道路環境により変化するパラメータである。
【数１】
【００３４】
減速要否判断部２２は、現在車速Vcurと目標車速Vtgtとの比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する。具体的には、（１）まず、上記目標車速Vtgtを用いて、減速度ａの時間変化を示す目標減速プロファイルを生成する。（２）次いで、その目標減速プロファイルを２回積分することで目標減速距離Distdecを算出する。（３）そして、この目標減速距離Distdecからさらに減速余裕距離Disttgtを算出する。（４）そして、この減速余裕距離Disttgtと次カーブまでの現在の距離とに基づいて減速が必要か否かの判断を行う。以下、上記（１）〜（４）を詳しく説明する。
【００３５】
（１）目標減速プロファイルの生成においては、まず、下記式２から目標最大減速度adecを算出する。なお、式２において、Vcurは現在車速、Vtgtは前述の目標車速である。また、Kdは減速度定数であり、前述の横ジャークと同様、ユーザが設定可能なパラメータである。ただし、過去の走行における最大減速度等に基づいて、自動的に設定するようにしてもよい。
【数２】
【００３６】
目標最大減速度adecを算出したら、次に、事前に決定されている目標ジャークの最小値MinJdecおよび目標ジャークの最大値MaxJdecと、上記目標最大減速度adecとを用いて図２に例示する目標減速プロファイルにおける時間t1、t2を算出する。最後に、下記式３から図２に示す時間t3を算出する。
【数３】
【００３７】
（２）目標減速距離Distdecは、前述のように、（１）で生成した目標減速プロファイルを２回積分することで算出する。
【００３８】
（３）減速余裕距離Disttgtは、下記式４から算出する。式４において、Distdecは前述の目標減速距離、Vcurは現在車速である。また、Tdelayは車両応答遅れ時間、TDrはドライバー操作遅れ時間である。従って、減速余裕距離Disttgtは、車両応答遅れ、ドライバー操作遅れを考慮した減速に必要な距離を意味する。なお、車両応答遅れ時間Tdelayおよびドライバー操作遅れ時間TDrは予め設定された定数である。
【数４】
【００３９】
（４）減速が必要か否かの判断は、下記式５、６に示す２つの条件がともに成立したときを減速が必要な時期と判断する。なお、式６において、Disttgtは前述の減速余裕距離、DistAlertは警報マージン距離、DnextCurveは次のカーブまでの現在の距離であり、現在位置とナビゲーションシステム１０が有する道路地図データとから算出する。なお、警報マージン距離DistAlertを０ｍとすると介入制御が入るタイミングとなる。
【数５】
【数６】
【００４０】
この式５、６を満たし、減速が必要と判断した場合には、次に説明する軌跡決定部２３では、減速が必要であることが分かりやすい軌跡形状を決定する。次にこの軌跡決定部２３を説明する。
【００４１】
軌跡決定部２３は、請求項の理想走行軌跡決定手段および予測走行軌跡決定手段に相当するものであり、理想走行軌跡および予測走行軌跡を逐次決定する。本実施形態においては、まず、理想走行軌跡を演算する。そして、予測走行軌跡は、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比に基づいて、先に演算した理想走行軌跡を変形することで決定する。
【００４２】
そこで、まず、理想走行軌跡について説明する。理想走行軌跡は、ナビゲーションシステム１０から送信される道路の曲率Ｃを用いて決定する。なお、ナビゲーションシステム１０から送信される曲率Ｃは、道路地図情報に含まれている曲率であってもよいし、過去に自車が実際に走行した際の走行軌跡に基づく曲率でもよい。
【００４３】
予測走行軌跡は、前述のように、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比に基づいて理想走行軌跡を変形することで求める。より詳しくは、現在車速Vcurと前述の目標車速Vtgtとの速度比から、表示器３０に表示する理想走行軌跡と予測走行軌跡の互いの進行方向端の距離差Δｄを決定し、両軌跡の進行方向端間の長さがこの距離差Δｄとなるように、理想走行軌跡を上下方向に変形することで、予測走行軌跡を決定する。
【００４４】
上記距離差Δｄは下記式７から算出する。なお、式７において、ｄは表示設定距離であり、一定値でもよいし、個人によって変更できるようになっていてもよい。
【数７】
【００４５】
また、上記距離差Δｄは、次の式８から推定カーブ半径Rcalを算出し、その推定カーブ半径と実カーブ半径Rrealとを用い、式９から算出してもよい。なお、式８は前述の式１を変形することで導出できる。また、実カーブ半径Rrealは、理想走行軌跡と同様、ナビゲーションシステム１０から送信される情報を用いる。
【数８】
【数９】
【００４６】
表示制御部２４は、表示器３０の軌跡表示領域に、車両走行中、常時、軌跡決定部２３が決定した理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する。ただし、予測走行軌跡については、前述の減速要否判断部２２において減速が必要であると判断した場合には、減速が必要であることが分かりやすい態様で表示を行う（具体的な表示態様は後述する）。
【００４７】
表示器３０は、本実施形態では、フロントのウィンドシールドに情報を表示するヘッドアップディスプレイであり、前述の表示制御部２４に制御されることにより、軌跡表示領域に理想走行軌跡および予測走行軌跡を表示する。
【００４８】
図３は、上記車両システム１において、運転支援表示に関する制御内容をフローチャートにして示す図である。次に、この図３を用いて運転支援表示に関する制御内容を説明する。なお、この図３に示す処理は、車両走行中、一定周期で繰り返し実行する。
【００４９】
図３に示すように、まず、ステップＳ１では、自車位置検出部１１が自車両の現在位置を検出する。続くステップＳ２では、車両情報取得部１２が前述の種々の車両情報を取得する。ステップＳ３では、経路推定部１３が、ステップＳ１で検出した現在位置やステップＳ２で取得した車両情報をもとに、自車両の今後の経路を推定する。
【００５０】
ステップＳ４では、カーブ検出部１４が、ステップＳ１で検出した現在位置や、ステップＳ３で推定した推定経路から、自車位置から前方所定距離までの間の道路にカーブが存在するか否かを検出する。
【００５１】
ステップＳ５では、目標車速演算部２１が前述の式１を用いて目標車速Vtgtを演算する。ステップＳ６では、軌跡決定部２３が、ナビゲーションシステム１０から送信される曲率Ｃを用いて理想走行軌跡を決定する。ステップＳ７では、軌跡決定部２３が、式７あるいは式９から距離差Δｄを算出し、その距離差Δｄに基づいてステップＳ６で決定した理想走行軌跡を上下方向に変形することで、予測走行軌跡を算出する。
【００５２】
そして、ステップＳ８では、減速要否判断部２２が前述の式５、式６に示す条件が成立するか否かを判断することで、減速が必要か否かの判断を行う。減速が必要であると判断した場合にはステップＳ９へ進み、ステップＳ７で算出した予測走行軌跡を変形した後に、ステップＳ１０へ進む。一方、減速が必要ではないと判断した場合には、直接、ステップＳ１０へ進む。
【００５３】
ステップＳ８が否定判断である場合に実行するステップＳ１０では、表示制御部２４が、ステップＳ６、Ｓ７で決定した理想走行軌跡と予測走行軌跡とをそのまま表示器３０の軌跡表示領域に表示する。
【００５４】
図４は、ステップＳ８が否定判断である場合にステップＳ１０で表示する軌跡の表示例である。図４の例では、軌跡表示領域３１は、縦方向に長い矩形形状であり、その軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とが同時に表示されている。この図４に示す例では、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３は、自車方向端（図下側の端）が重なっている一方、進行方向端（図上側端）は、前述の距離差Δｄだけ離れている。また、自車方向端は、軌跡表示領域の幅方向中央に位置している。
【００５５】
この図４に例示されるように、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とが同時に表示器３０に表示されると、運転者は、表示器３０に表示されている理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを比較することで、前方のカーブに入る前に、カーブを安全に走行するための理想的な車速である目標車速Vtgtと現在車速Vcurとの乖離の程度を、軌跡の形状の相違から直感的に判断することができる。なお、図４において、２本の一点差線は、それぞれ、矩形表示領域３１の幅方向中央線、上下方向中央線であるが、説明の都合から示した線であり、実際には表示していない。
【００５６】
ステップＳ８が肯定判断となった場合にはステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、ステップＳ７で算出した予測走行軌跡３３を、速度超過が分かりやすい態様に修正する。具体的には、図５に示すように、予測走行軌跡３３の進行方向端が、矩形の軌跡表示領域３１の上辺に位置する形状に変形とする。この変形のための演算は、具体的には次のようにして行う。まず、変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置を決定し、その決定した変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置と、変形前の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置とに基づいて、縦方向および横方向の変形率を決定する。そして、その決定した変形率によりステップＳ７で算出した予測走行軌跡を変形する。なお、変形後の予測走行軌跡３３の進行方向端の位置は、予め設定されていてもよいし、現在車速Vcurと目標車速Vtgtとの差が大きいほど、幅方向中央側になるようにしてもよい。
【００５７】
また、ステップＳ８で減速が必要と判断する状況では、通常、前方道路の曲率Ｃは比較的大きいので、ステップＳ６で決定する理想走行軌跡３２は、形状を修正せずとも、その進行方向端が軌跡表示領域３１の左右の辺に位置することになると思われる。しかし、形状を修正しない状態では、理想走行軌跡３２の進行方向端が軌跡表示領域３１の上辺に位置している場合には、このステップＳ９で、理想走行軌跡３２の進行方向端が軌跡表示領域３１の左右の辺のうちの道路が曲がっている方向の辺に位置するように理想走行軌跡３２を修正する。理想走行軌跡３２の形状の修正方法は、たとえば、前述の予測走行軌跡３３と同様に、修正後の理想走行軌跡３２の進行方向端を予め設定された位置とし、この位置となるように、ステップＳ６で決定した理想走行軌跡３２を縦横に変形する。
【００５８】
図５は、ステップＳ９を実行した後にステップＳ１０で表示される軌跡の表示例である。図５に示す例では、理想走行軌跡３２の進行方向端は軌跡表示領域３１の右辺に位置している一方、予測走行軌跡の進行方向端は軌跡表示領域３１の上辺に位置している。このように表示されることで、現在車速Vcurのままでは前方のカーブを曲がれないことが分かり易くなる。そして、この図５に例示される表示を見ることにより速度超過を認識した運転者が、減速操作を行うと、予測走行軌跡３３は理想走行軌跡３２に徐々に近づくことになる。従って、理想走行軌跡３２に予測走行軌跡３３が重なるように速度調整を行うことで、カーブを安全に走行できる。
【００５９】
なお、本実施形態では、表示器３０の軌跡表示領域３１に、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを常時表示する。そのため、直線道路を走行している際にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示することになる。図６は、前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している際の表示器３０の軌跡表示領域３１の表示例である。図６に示すように、前方にしばらくカーブがない直線道路を走行している場合には、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とは重なって表示されることになる。
【００６０】
以上、説明した本実施形態によれば、前方道路の形状、現在車速Vcurを逐次取得し、それら逐次取得した前方道路の形状、現在車速Vcurから、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を逐次更新しつつ、車両走行中、常時、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３とを表示器３０に表示する。従って、現在車速Vcurが前方のカーブを安全に走行するための理想的な速度である場合や、その理想的な速度をやや超えている程度であり、危険と判断するほどではない場合にも、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３を表示器３０に表示している。そのため、危険と判定したときに初めて表示を行う場合と比較して、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。また、現在車速Vcurが適正かどうかを理想走行軌跡と予測走行軌跡とのずれから判断することができるので、直感的に分かりやすい。
【００６１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６２】
（変形例１）
たとえば、前述の実施形態では、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端は、軌跡表示領域３１の幅方向中央に固定されていたが、次のようにしてもよい。カーブ検出部１４がカーブの存在を検出した場合、すなわち、カーブの手前を走行していると判断できる場合、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端が、軌跡表示領域３１の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように、それら理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の表示位置を変更してもよい。
【００６３】
図７は、右カーブを検出した場合の表示例であり、図７に示すように、右カーブを検出した場合には、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３の自車方向端は、カーブ方向（右方向）とは反対側（左方向）に位置している。このようにすると、曲率を同じとしたまま両軌跡３２、３３の自車方向端を軌跡表示領域３１の幅方向中央に表示する場合に比較して、進行方向端における両軌跡３２、３３の距離差が大きくなる。そのため、速度超過に対する注意喚起効果が大きくなる。
【００６４】
（変形例２）
また、前述の実施形態では、軌跡表示領域３１には、理想走行軌跡３２と予測走行軌跡３３のみを表示していたが、さらに、図８に示すように、自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線３４を表示してもよい。なお、この道路形状線３４が示す道路の左右の端とは、自車が走行している１本の走行車線、あるいは、複数の車線がある場合においては、自車が走行している側の車線全体の左右の端を示すものであることが好ましいが、それらの代用として、対向車線を含めた道路の形状を示すものであってもよい。
【００６５】
この道路形状線３４の形状は、たとえば、車載カメラやレーザセンサ等を備えており、これらから道路区画線を検出できる場合には、その検出結果から決定する。また、理想走行軌跡を変形することで道路形状線３４を決定してもよい。
【００６６】
そして、この道路形状線３４を表示する態様においては、減速要否判断部２２にて減速が必要ないと判断する場合には、道路形状線３４と交差しないように予測走行軌跡３３を表示する。一方、減速が必要であると判断する場合には、図８に示すように、道路形状線３４と交差するように予測走行軌跡３３を表示する。予測走行軌跡３３が道路形状線３４と交差するように表示されると、その表示を見た運転者は、今の車速では、前方のカーブを曲がることができないことを容易に認識することができる。
【００６７】
（変形例３）
また、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶しておいた複数の軌跡形状パターンから選択してもよい。たとえば、図９に示すように、カーブ半径の大きさが異なる３種類の軌跡形状パターンを予め記憶しておく。そして、理想走行軌跡は、カーブ検出部１４が取得した道路形状に応じて、上記３種類の軌跡形状パターンから１つのパターンを選択する。一方、予測走行軌跡は、たとえば、車両情報取得部１２が取得した現在車速Vcurから、前述の式８を用いて推定カーブ半径Rcalを算出し、この算出した推定カーブ半径Rcalに応じて、上記３種類の軌跡形状パターンから１つのパターンを選択する。このように、理想走行軌跡および予測走行軌跡を、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから選択するようにすれば、演算処理負荷を軽減することができる。
【００６８】
（変形例４）
また、前述の実施形態では、常時、理想走行軌跡３２および予測走行軌跡３３を表示していたが、必ずしも常時表示する必要はなく、カーブの手前において、減速が必要と判断する地点よりもさらに手前の表示開始距離Dstartから表示を行ってもよい。
【００６９】
この表示開始距離Dstartは、前述の式６の左辺に、さらに、予め設定されたマージン距離Dmを加えた距離（=Disttgt+ DistAlert+Dm）である。この表示開始距離Dstartから表示を開始しても、運転者は、運転操作に余裕のあるときに表示を確認することができる。なお、この態様においては、表示終了時期は、例えば、カーブを曲がり終え、直線道路を走行することとなった時点とする。
【００７０】
（その他の例）
前述の実施形態では、減速が必要と判断した場合には、ステップＳ９を実行して、ステップＳ７で算出した予想走行軌跡３２を変形していたが、必ずしも、ステップＳ９を実行する必要はない。
【００７１】
また、予測走行軌跡３３は点線である必要はなく、実線でもよい。また、予測走行軌跡３３と理想走行軌跡３２の色を互いに異なる色としてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１：車両システム、 １０：ナビゲーションシステム、 １１：自車位置検出部、 １２：車両情報取得部、 １３：経路推定部、 １４：カーブ検出部（道路形状取得手段）、 ２０：ＩＳＡシステム、 ２１：目標車速演算部（目標車速算出手段）、 ２２：減速要否判断部（減速要否判断手段）、 ２３：軌跡決定部、 ２４：表示制御部（表示制御手段）、 ３０：表示器（報知情報表示手段）、 ３１：軌跡表示領域、 ３２：理想走行軌跡、 ３３：予測走行軌跡、 ３４：道路形状線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方の道路の形状情報を逐次取得する道路形状取得手段と、
前記自車両の現在車速を逐次取得する車速取得手段と、
運転者に対して報知情報を表示する報知情報表示手段と、
前記道路形状取得手段が逐次取得した形状情報に基づいて、その形状情報を取得した道路を走行する際の理想的な走行軌跡である理想走行軌跡を決定する理想走行軌跡決定手段と、
前記道路形状取得手段が取得した形状情報と、前記車速取得手段が逐次取得した現在車速とに基づいて、前方の道路を自車両が走行する際の走行軌跡を予測した予測走行軌跡を逐次決定する予測走行軌跡決定手段と、
前記道路形状取得手段が道路形状を取得した道路にカーブが存在する場合に、前記車速取得手段が取得した現在車速にかかわらず、そのカーブの手前から、前記予測走行軌跡を逐次更新しつつ、その予測走行軌跡と前記理想走行軌跡とを比較可能に前記報知情報表示手段に表示させる表示制御手段と
を含むことを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記道路形状取得手段が取得した道路形状に基づいて、前方の道路を走行する際の目標車速を算出する目標車速算出手段を備え、
前記予測走行軌跡決定手段は、前記目標車速算出手段が算出した目標車速と前記車速取得手段が取得した現在車速との比に基づいて、前記理想走行軌跡を変形することで前記予測走行軌跡を決定することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記目標車速算出手段は、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えた式を用いて前記道路形状から前記目標車速を算出することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記道路形状取得手段は、前記形状情報として道路のカーブ半径を取得するものであり、
前記予測走行軌跡決定手段は、車速に基づいてカーブ半径が定まる式に前記車速取得手段が取得した現在車速を代入すること算出できる推定カーブ半径と、前記道路形状取得手段が取得した実際のカーブ半径との比に基づいて、前記理想走行軌跡を変形することで、予測走行軌跡を決定することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記予測走行軌跡決定手段において前記推定カーブ半径を算出するために用いる式が、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えていることを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記理想走行軌跡決定手段は、前記道路形状取得手段が逐次取得した道路形状に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから前記理想走行軌跡を選択するものであり、
前記予測走行軌跡決定手段は、前記車速取得手段が逐次取得した現在車速に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから前記予測走行軌跡を選択するものであることを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡とともに、前記自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線を前記報知情報表示手段に表示し、前記減速要否判断手段において減速が必要であると判断したことに基づいて、前記予測走行軌跡が前記道路形状線と交差するように表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項において、
現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備え、
前記報知情報表示手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有し、
前記表示制御手段は、前記減速要否判断手段において減速が必要であると判断した場合、前記矩形表示領域の左右の辺のうち道路が曲がっている方向の辺に前記理想走行軌跡の進行方向端が位置するようにその理想走行軌跡を表示する一方、前記矩形表示領域の上辺に前記予測走行軌跡の進行方向端が位置するようにその予測走行軌跡を表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記報知情報表示手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有し、
前記表示制御手段は、前記道路形状取得手段が取得した前方の道路形状に基づいて、カーブの手前を走行していると判断した場合、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を、それらの自車方向端が前記矩形表示領域の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡と前記予測走行軌跡とを、線種および色のいずれか一方が異なる態様で表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡及び前記予測走行軌跡を、車両走行中、前記報知情報表示手段に常時表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、
前記報知情報表示手段としてヘッドアップディスプレイを用いることを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１】
自車両の前方の道路の形状情報を逐次取得する道路形状取得手段と、
前記自車両の現在車速を逐次取得する車速取得手段と、
運転者に対して報知情報を表示する報知情報表示手段と、
前記道路形状取得手段が逐次取得した形状情報に基づいて、その形状情報を取得した道路を走行する際の理想的な走行軌跡である理想走行軌跡を決定する理想走行軌跡決定手段と、
前記道路形状取得手段が取得した形状情報と、前記車速取得手段が逐次取得した現在車速とに基づいて、前方の道路を自車両が走行する際の走行軌跡を予測した予測走行軌跡を逐次決定する予測走行軌跡決定手段と、
前記道路形状取得手段が道路形状を取得した道路にカーブが存在する場合に、前記車速取得手段が取得した現在車速にかかわらず、そのカーブの手前から、前記予測走行軌跡を逐次更新しつつ、その予測走行軌跡と前記理想走行軌跡とを比較可能に前記報知情報表示手段に表示させる表示制御手段と
を含むことを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記道路形状取得手段が取得した道路形状に基づいて、前方の道路を走行する際の目標車速を算出する目標車速算出手段を備え、
前記予測走行軌跡決定手段は、前記目標車速算出手段が算出した目標車速と前記車速取得手段が取得した現在車速との比に基づいて、前記理想走行軌跡を変形することで前記予測走行軌跡を決定することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記目標車速算出手段は、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えた式を用いて前記道路形状から前記目標車速を算出することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記道路形状取得手段は、前記形状情報として道路のカーブ半径を取得するものであり、
前記予測走行軌跡決定手段は、車速に基づいてカーブ半径が定まる式に前記車速取得手段が取得した現在車速を代入すること算出できる推定カーブ半径と、前記道路形状取得手段が取得した実際のカーブ半径との比に基づいて、前記理想走行軌跡を変形することで、予測走行軌跡を決定することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記予測走行軌跡決定手段において前記推定カーブ半径を算出するために用いる式が、ユーザに応じて設定可能な個人特性定数を備えていることを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記理想走行軌跡決定手段は、前記道路形状取得手段が逐次取得した道路形状に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから前記理想走行軌跡を選択するものであり、
前記予測走行軌跡決定手段は、前記車速取得手段が逐次取得した現在車速に基づいて、予め記憶されている複数の軌跡形状パターンから前記予測走行軌跡を選択するものであることを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡とともに、前記自車両が走行している道路の左右の端の形状を示す一対の道路形状線を前記報知情報表示手段に表示し、前記減速要否判断手段において減速が必要であると判断したことに基づいて、前記予測走行軌跡が前記道路形状線と交差するように表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項において、
現在車速と目標車速との比較に基づいて減速が必要か否かを逐次判断する減速要否判断手段をさらに備え、
前記報知情報表示手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有し、
前記表示制御手段は、前記減速要否判断手段において減速が必要であると判断した場合、前記矩形表示領域の左右の辺のうち道路が曲がっている方向の辺に前記理想走行軌跡の進行方向端が位置するようにその理想走行軌跡を表示する一方、前記矩形表示領域の上辺に前記予測走行軌跡の進行方向端が位置するようにその予測走行軌跡を表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記報知情報表示手段は、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を表示する表示領域として矩形表示領域を有し、
前記表示制御手段は、前記道路形状取得手段が取得した前方の道路形状に基づいて、カーブの手前を走行していると判断した場合、前記理想走行軌跡および前記予測走行軌跡を、それらの自車方向端が前記矩形表示領域の幅方向中央よりもカーブ方向とは反対側に位置するように表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡と前記予測走行軌跡とを、線種および色のいずれか一方が異なる態様で表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記表示制御手段は、前記理想走行軌跡及び前記予測走行軌跡を、車両走行中、前記報知情報表示手段に常時表示することを特徴とする運転支援表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、
前記報知情報表示手段としてヘッドアップディスプレイを用いることを特徴とする運転支援表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７０３１１（Ｐ２０１１−７０３１１Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９４７３（Ｐ２００９−２１９４７３）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]