特許 6287614 車線変更支援装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6287614

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】車線変更支援装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20180226BHJP

   B60R 21/00 20060101ALI20180226BHJP

   B60W 30/095 20120101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 C

   B60R21/00 624C

   B60R21/00 624B

   B60R21/00 624D

   B60R21/00 624E

   B60W30/095

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-124466(P2014-124466)

(22)【出願日】2014年6月17日

(65)【公開番号】特開2016-4425(P2016-4425A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】和田 錦一

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０７６５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８６１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４８４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４８２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５４７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６９３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００６７２０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／１６

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｂ６０Ｗ ３０／０９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する割込要求検出手段と、
各車線を走行する先行車両の速度と、前記先行車両の自車両に対する相対位置とを検出する車両検出手段と、
前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出され、かつ、前記車両検出手段によって前記割込先車線の先行車両が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記割込先車線の前記先行車両の速度に基づいて、前記割込先車線の先行車両との衝突を回避できる前記先行車両と自車両との接近距離を算出し、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の相対位置に基づいて、前記算出された接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車両の外形が重ならないように、前記先行車両の位置を基準とした、前記先行車両の後方に割り込むための自車両の走行軌跡を生成する割込軌跡生成手段と、
前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う車線変更支援手段と、
を含む車線変更支援装置。

【請求項2】

前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記割込先車線の先行車両の相対位置に基づいて、前記割込先車線の先行車両より後方に第１距離だけ離れた位置であって、かつ、前記割込先車線と自車両が走行している自車走行車線との境界線から第２距離だけ自車走行車線側に離れた位置までの自車両の走行軌跡を生成する割込意図伝達手段を更に含み、
前記車線変更支援手段は、前記割込意図伝達手段によって生成した走行軌跡に従って走行するように自車両の運転支援を更に行う請求項１記載の車線変更支援装置。

【請求項3】

割込許可判定手段を更に含み、
前記車両検出手段は、前記割込先車線を走行する先行車両と後続車両の速度、及び前記後続車両の自車両に対する相対位置を更に検出し、
前記割込許可判定手段は、前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段によって検出された前記先行車両の速度と前記後続車両の速度との差分、及び前記車両検出手段によって検出された前記割込先車線の先行車両の相対位置と前記後続車両の相対位置との距離に基づいて、前記後続車両が割込みを許可しているか否かを判定し、
前記割込軌跡生成手段は、前記割込許可判定手段により前記後続車両が割込みを許可していると判定されている場合に、前記割込先車線の先行車両の後方に割り込むための前記自車両の走行軌跡を生成し、
前記車線変更支援手段は、前記割込許可判定手段により前記後続車両が割込みを許可していると判定されている場合に、前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う請求項１又は２記載の車線変更支援装置。

【請求項4】

前記割込軌跡生成手段は、前記割込先車線の先行車両の後方に割り込むための前記自車両の走行軌跡として、単調増加関数で表わされる走行軌跡を生成する請求項１〜３のいずれか１項記載の車線変更支援装置。

【請求項5】

割込みに関する自車両又は他車両の状態を、自車両のドライバに対して通知する割込状態通知手段を更に含む請求項１〜４のいずれか１項記載の車線変更支援装置。

【請求項6】

コンピュータを、
ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する割込要求検出手段、
前記割込先車線を走行する先行車両の速度と、前記先行車両の自車両に対する相対位置とを検出する車両検出手段、
前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の速度に基づいて、前記割込先車線の先行車両との衝突を回避できる前記先行車両と自車両との接近距離を算出し、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の相対位置に基づいて、前記算出された接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車両の外形が重ならないように、前記先行車両の位置を基準とした、前記先行車両の後方に割り込むための自車両の走行軌跡を生成する割込軌跡生成手段、及び
前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う車線変更支援手段
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車線変更支援装置及びプログラムに係り、特に、割込みによる車線変更を支援するための車線変更支援装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ウインカ等で車線変更意思を周囲に伝達すると同時に、車線変更先の後方車両の挙動変化を観察し、車線変更意思との因果関係を元に車線変更の可否を判定し、ドライバに提示する技術が知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２５８８２２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、従来の特許文献１の技術では、車線変更意思を周囲に伝達する際の自車の位置について考慮されておらず、車線変更先の後方車両が自車のウインカに気付かない可能性がある。仮に、車線変更意思との因果関係があると判定されるタイミングで後方車両が減速した場合、誤判定が発生し、誤判定したタイミングで自車が車線変更をすると、後方車両のドライバが驚いて急ブレーキを踏む可能性がある、という問題がある。

【0005】

また、車線変更時の軌道については自車のドライバの操作に任されており、場合によっては後方車両のドライバが強引に割込まれたことを不快に感じたり、危険であると感じたりした結果、後方車両のドライバが過度な減速を行なうことによって後方で渋滞を発生させてしまう可能性がある、という問題がある。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、割込みによる車線変更を適切に行うように運転支援することができる車線変更支援装置及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る車線変更支援装置は、ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する割込要求検出手段と、各車線を走行する先行車両の速度と、前記先行車両の自車両に対する相対位置とを検出する車両検出手段と、前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出され、かつ、前記車両検出手段によって前記割込先車線の先行車両が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記割込先車線の前記先行車両の速度に基づいて、前記割込先車線の先行車両との衝突を回避できる前記先行車両と自車両との接近距離を算出し、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の相対位置に基づいて、前記算出された接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車両の外形が重ならないように、前記先行車両の位置を基準とした、前記先行車両の後方に割り込むための自車両の走行軌跡を生成する割込軌跡生成手段と、前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う車線変更支援手段と、を含んで構成されている。

【0008】

また、本発明に係る車線変更支援装置において、前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記割込先車線の先行車両の相対位置に基づいて、前記割込先車線の先行車両より後方に第１距離だけ離れた位置であって、かつ、前記割込先車線と自車両が走行している自車走行車線との境界線から第２距離だけ自車走行車線側に離れた位置までの自車両の走行軌跡を生成する割込意図伝達手段を更に含み、前記車線変更支援手段は、前記割込意図伝達手段によって生成した走行軌跡に従って走行するように自車両の運転支援を更に行うようにしてもよい。

【0009】

また、本発明に係る車線変更支援装置において、割込許可判定手段を更に含み、前記車両検出手段は、各車線を走行する先行車両と後続車両の速度、及び前記後続車両の自車両に対する相対位置を更に検出し、前記割込許可判定手段は、前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段によって検出された前記先行車両の速度と前記後続車両の速度との差分、及び前記車両検出手段によって検出された前記割込先車線の先行車両の相対位置と前記後続車両の相対位置との距離に基づいて、前記後続車両が割込みを許可しているか否かを判定し、前記割込軌跡生成手段は、前記割込許可判定手段により前記後続車両が割込みを許可していると判定されている場合に、前記割込先車線の先行車両の後方に割り込むための前記自車両の走行軌跡を生成し、前記車線変更支援手段は、前記割込許可判定手段により前記後続車両が割込みを許可していると判定されている場合に、前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行うようにしてもよい。

【0010】

また、本発明に係る車線変更支援装置において、前記割込軌跡生成手段は、前記割込先車線の先行車両の後方に割り込むための前記自車両の走行軌跡として、単調増加関数で表わされる走行軌跡を生成するようにしてもよい。

【0011】

また、本発明に係る車線変更支援装置において、割込みに関する自車両又は他車両の状態を、自車両のドライバに対して通知する割込状態通知手段を更に含むようにしてもよい。

【0012】

また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する割込要求検出手段、各車線を走行する先行車両の速度と、前記先行車両の自車両に対する相対位置とを検出する車両検出手段、前記割込要求検出手段によって前記割込要求が検出されたときに、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の速度に基づいて、前記割込先車線の先行車両との衝突を回避できる前記先行車両と自車両との接近距離を算出し、前記車両検出手段により検出された前記先行車両の相対位置に基づいて、前記算出された接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車両の外形が重ならないように、前記先行車両の位置を基準とした、前記先行車両の後方に割り込むための自車両の走行軌跡を生成する割込軌跡生成手段、及び前記割込軌跡生成手段によって生成される前記自車両の走行軌跡に従った車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う車線変更支援手段として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の車線変更支援装置によれば、ドライバからの割込要求が検出されたときに、先行車両と自車両との接近距離を算出し、算出した接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車の外形が重ならないように走行軌跡を生成し、生成した走行軌跡に従って運転を支援することで、割込みによる車線変更を適切に行うように運転支援することができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の構成を示すブロック図である。

【図2】車両検出エリアの内容を示すイメージ図である。

【図3】割込意図伝達部において判定を行う先行車両との相対位置を示すイメージ図である。

【図4】割込意図伝達部において生成される走行軌道の一例を示すイメージ図である。

【図5】割込軌道生成部において算出される接近距離による衝突エリア、及び接近距離の算出の一例を示すイメージ図である。

【図6】割込軌道生成部において生成される走行軌道、及び単調増加関数の一例を示すイメージ図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の車線検出部における車線検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図8】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の車両検出部における車両検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の割込要求検出部における割込要求検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の割込意図伝達部における割込意図伝達処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図11】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の割込許可判定部における割込許可判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図12】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の割込軌道生成部における割込軌道生成処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【図13】本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置の車線変更支援部における車線変更支援処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、車両に搭載され、自車の車線変更支援を行う車線変更支援装置に本発明を適用した場合を例に説明する。

【0016】

＜本実施の形態に係る車線変更支援装置の構成＞

【0017】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置１００は、ウインカセンサ１０と、レーザやミリ波の反射により自車両の周囲に存在する車両の位置を検知するレーザレーダやミリ波レーダからなるレーダセンサ１２と、音波の反射により自車両の周囲に存在する車両の位置を検知するソナーセンサ１４と、車室内やバンパやサイドミラー等に組み込まれたカメラにより自車両の周囲の画像を撮像する車載カメラ１６と、制御部２０と、アクチュエータ５０と、出力部５２とを備えている。

【0018】

制御部２０は、車線候補を検出する車線検出部３０と、自車の周囲に存在する車両を検出する車両検出部３２と、ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する割込要求検出部３４と、割込先車線の車両に対して車線変更意図を伝達するための走行軌跡を生成する割込意図伝達部３６と、割込先車線の後続車が割込みを許可しているかを判定する割込許可判定部３８と、割込先車線への車線変更の走行軌跡を生成する割込軌跡生成部４０と、車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う車線変更支援部４２と、自車のドライバに割込支援に関する状態を通知する割込状態通知部４４とを備えている。

【0019】

アクチュエータ５０は、車線変更支援部４２による制御に従って、ステアリング、アクセルペダル、及びブレーキペダルを操作する。

【0020】

出力部５２は、ウインカランプ、モニタ、スピーカ、及びランプ等を介して、ドライバに対する割込みの通知に関する出力を行う。

【0021】

車線検出部３０は、車載カメラ１６により撮像されたカメラ画像に基づいて、車線候補を検出し、検出した車線候補に対して、車線を識別するためのラベルを付与する。自車両と最も近い車線には走行中車線のラベルを付与する。また、右側に１つ以上の車線が検出された場合には、走行中の車線から最も近い右側の車線に右側車線のラベルを付与し、左側に１つ以上の車線が検出された場合には、走行中の車線から最も近い左側の車線に左側車線のラベルを付与する。

【0022】

また、車線検出部３０は、後述する割込要求検出部３４で割込要求フラグがＯＮとなった場合には、前回の処理で走行中車線のラベルを付与した車線と最も近い車線に対して、走行中車線のラベルを付与する。これは、例えば、右側車線に割り込む場合、右側車線に進入した瞬間に、右側車線が走行中車線として検出されてしまうことを防ぐため、割込みが完了するまでは、車線のラベルが変わらないようにするためである。

【0023】

車両検出部３２は、以下に説明するように、レーダセンサ１２の出力と、ソナーセンサ１４の出力と、車載カメラ１６の出力と、車線検出部３０で検出された車線とに基づいて、車両検出エリア毎に、車両検出エリアの各々に存在する車両の速度と自車両に対する相対位置を検出する。まず、図２に示すように、自車両の中心より予め定めた前方距離Ｌ_Ｆと後方距離Ｌ_Ｒに従って最大８つに区分される車両検出エリアが設定されており、車両検出エリアの各々について車両の有無を検出する。ここで車両が検出された車両検出エリアは、車両検出フラグをＯＮにする。

【0024】

そして、車両検出部３２は、車両検出エリア毎に、自車両よりも前方の車両検出エリアで検出された車両のうち、自車両から最も近い１台の車両を先行車両として選択し、先行車両の速度、及び先行車両後端を基準とした自車両に対する相対位置を取得する。また、後続車両の場合も同様に、車両検出エリア毎に、自車両よりも後方の車両検出エリアで検出された車両のうち、自車から最も近い１台の車両を後続車両として選択し、後続車両の速度、及び後続車両先端を基準とした自車両に対する相対位置を取得する。

【0025】

割込要求検出部３４は、以下に説明するように、ウインカセンサ１０により受け付けたドライバによるウインカ操作に基づいて、ドライバによる割込先車線への割込要求を検出する。まず、ドライバがウインカレバーを同じ方向に対して、予め定められたＴ_Ｗ秒以内に２回ＯＮにしたことが検知された場合に、割込要求があったと判定する。割込要求があったと判定された場合には、次に、車線検出部３０で検出した車線情報と、車両検出部３２で検出した車両の速度、及び自車両に対する相対位置とに基づいて、ウインカレバーを２回ＯＮにした方向の車線に先行車両と後続車両が存在し、かつ、先行車両と後続車両との速度差が予め定められた±Ｖ_Ｒ以内であるかを判定する。判定の結果、条件を満たしている場合には、割込要求フラグをＯＮに設定する。なお、条件を満たしていない場合には、ドライバに対して割込支援不可であることを示すメッセージを、出力部５２を介してモニタに表示したり、警告音等を発することにより通知する。

【0026】

また、割込要求検出部３４は、割込要求フラグがＯＮとなっている場合に、割込要求の際とは逆方向に対してウインカレバーをＯＮにしたことを検知すると、割込みがキャンセルされたものとして割込要求フラグをＯＦＦに戻す。

【0027】

割込意図伝達部３６は、以下に説明するように、車両検出部３２で検出された割込先車線の先行車両の自車両に対する相対位置と、割込要求検出部３４で検出された割込要求とに基づいて、自車両のドライバの割込意図を割込先車線の車両に伝達するためのウインカランプの点滅制御、及び走行軌跡の生成を行う。まず、割込要求検出部３４で割込要求フラグがＯＮになっており、かつ、割込先車線の先行車両が検出されており、かつ、図３に示すように、割込先車線の先行車両と自車両との相対位置がＬ_Ｆ１≧Ｌ_Ｐ≧Ｌ_Ｆ２の条件を満たしているかを判定する。ここで、Ｌ_Ｆ１及びＬ_Ｆ２は予め定められた自車両と先行車両との相対位置が一定距離内に収まっているかを判定するための指標となる位置であり、Ｌ_Ｐは車両検出部３２において検出された自車両の中心から先行車両後端までの相対位置である。

【0028】

割込意図伝達部３６は、上記判定の結果、条件を満たしていればウインカランプの点滅を開始するように制御し、割込意図伝達フラグをＯＮにする。次に、図４に示すように、自車両の割込意図を割込先車線の車両に伝達するための、割込先車線の先行車両後端より後方に予め定めた距離Ｘ_Ａだけ離れた位置であり、かつ、割込先車線と自車両が走行している自車走行車線との境界線から予め定めた距離Ｙ_Ａだけ離れた自車走行車線側に離れた位置までの直線による走行軌跡を生成する。ここで、距離Ｘ_Ａが第１距離の一例であり、距離Ｙ_Ａが第２距離の一例である。走行軌跡を生成後、割込先車線の先行車両と後続車両との車間距離、先行車両と後続車両の速度等の交通状況から、軌跡上を移動する速度を決定する。そして、現在時刻における走行軌跡上の目標点を出力する。

【0029】

なお、割込意図伝達部３６で生成された走行軌跡、決定された移動速度、及び出力された目標点に基づく車線変更に係る運転支援は、後述する車線変更支援部４２により行われる。例えば、自車両の速度を調整して割込先車線の先行車両の側後方に位置取り、その後ウインカを点滅させながら自車両が走行中の車線中央から割込先車線に少しオフセットした横位置で待機する。このようにすることで、割込先車線の後続車両にとって自車両の見落としが少なく、かつ自車両の割込みのための車線変更を伝達することが可能となる。

【0030】

割込許可判定部３８は、以下に説明するように、車両検出部３２で検出された割込先車線の先行車両、並びに後続車両の速度、及び相対位置と、割込要求検出部３４で検出された割込要求と、割込意図伝達部３６で出力された目標点とに基づいて、割込意図伝達部３６の処理の開始後から、割込先車線の後続車の挙動を観測し、後続車両が割込みを許可しているか否かを判定する。まず、割込要求フラグがＯＮのとき、自車両の位置が、割込意図伝達部３６で出力された目標点から±Ｌ_Ａ［ｍ］以内であり、かつ、割込先車線の先行車両と後続車両との速度差が（先行車速度−後続車速度）≧Ｖ_ＦＲであり、かつ、割込先車線の先行車両と後続車両との車間距離がＬ_ＰＦ以上であり、かつ、割込先車線に側方車両が存在しないかを判定する。ここで、Ｌ_Ａ、Ｖ_ＦＲ、及びＬ_ＰＦは各々の条件に従って予め定められた値である。そして、割込許可判定部３８は、上記判定の結果、条件を満たしていれば割込許可フラグをＯＮに設定する。また、割込要求フラグがＯＦＦになった場合には、割込みがキャンセルされ、又は割込みが完了したものとして割込許可フラグをＯＦＦに戻す。

【0031】

割込軌跡生成部４０は、以下に説明するように、割込許可判定部３８で割込が許可されているとき、車両検出部３２で検出された割込先車線の先行車両の速度に基づいて、割込先車線の先行車両との衝突を回避できる先行車両と自車両との接近距離を算出し、車両検出部３２で検出された先行車両の相対位置に基づいて、算出された接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車両の外形が重ならないように、先行車両の位置を基準とした、先行車両の後方に割込むための自車両の走行軌跡として、単調増加関数で表される走行軌跡を生成する。

【0032】

まず、割込軌跡生成部４０は、図５に示すように、車両検出部３２で検出された割込先車線の先行車両の速度と、自車両の速度とに基づいて、自車両が車線変更したときに先行車両が減速しても先行車両との衝突を回避できる接近距離（以下、ＬＣｘと記載する）を算出し、ＬＣｘと先行車両の車幅によって衝突エリアを導出する。なお、先行車両の車幅は本実施の形態では規定値を用いるが、車載カメラ等による車両検出によって車幅を特定してもよい。図５下段のグラフにＬＣｘの算出例を示す。図５では、先行車両との速度差を検出してから先行車両との速度差を検出してから自車両が減速し始めるまでのタイムラグを０．５［ｓｅｃ］としている。先行車両の減速Ｇに追いつくまでは、先行車両の減速Ｇより１［ｍ／ｓｅｃ２］強く減速できるものとする。ＬＣｘは先行車両の速度Ｖと最大減速Ｇにより算出が可能であり、例えば、先行車両の最大減速Ｇ＝５［ｍ／ｓｅｃ２］（＝約０．５Ｇ）と仮定すると、Ｖ＝４０［ｋｍ／Ｈ］でＬＣｘ＝３．５［ｍ］、Ｖ＝１００［ｋｍ／Ｈ］でＬＣｘ＝３．７５［ｍ］となる。

【0033】

そして、割込軌跡生成部４０は、図６に示すように、自車両の外形が衝突エリアと重ならず、かつ、先行車両の相対位置に基づく座標Ｓと自車両の外形とにより決定される点Ｐを通るように、単調増加関数により表される走行軌跡を生成する。単調増加関数は、例えば、座標Ｓを基準とした自車両の初期位置が（０，−３）、点Ｐが（６，−２）であると仮定した場合、以下（１）〜（３）式を検討する。

【0034】

【数1】

【0035】

ここで、（１）、及び（２）式はＸ軸方向の自車両の位置に依存する。例えば、先行車両との相対速度１．３［ｍ／ｓｅｃ］で後方に移動すると、（１）式では８［ｓｅｃ］、（２）式では９［ｓｅｃ］でｙ＝０となって割込みが完了する。（３）式は時間に依存し、１０［ｓｅｃ］で割込みが完了する。本実施の形態では、最も短い時間で割込みが完了する走行軌跡を採用するが、割込先車線の車両や自車両の状況等に応じて任意の単調増加関数を採用するようにしてもよい。このような単調増加関数とすれば、割込先車線の後続車両が自車両の挙動を把握しやすくなり、後続車両のドライバの過度の減速などをなくすことができる。走行軌跡を生成後は、先行車両と後続車両との車間距離、先行車両と後続車両の速度等の交通状況から、軌跡上を移動する速度を決定する。そして、現在時刻における走行軌跡上の目標点を出力する。

【0036】

車線変更支援部４２は、以下に説明するように、割込意図伝達部３６で割込意図伝達フラグがＯＮに設定されたとき、又は割込許可判定部３８で割込許可フラグがＯＮに設定されたときに、割込意図伝達部３６、又は割込軌跡生成部４０により生成された走行軌跡に従って車線変更を行うように、自車両の運転支援を行う。まず、割込意図伝達部３６、又は割込軌跡生成部４０において出力された目標点に対する自車両の移動速度を、割込意図伝達部３６、又は割込軌跡生成部４０において決定されたＸ軸方向に対する移動速度と同じになるようにアクチュエータ５０を制御する。そして、割込み先車線の車線中心線に存在する目標点から、割込意図伝達部３６、又は割込軌跡生成部４０において生成された走行軌跡のＹ軸方向の成分だけ平行移動した経路を目標軌跡として、前方注視型操舵モデルに従って、アクチュエータ５０により自車の操舵角度を制御する。

【0037】

割込状態通知部４４は、自車のドライバに対して、車線変更支援部４２による車線変更に係る自車両の運転支援に関する状態、又は他車両の走行状態を、出力部５２を通じてドライバに通知する。例えば、割込みを支援しているとき、メータコンソール内の画面や、ＨＵＤ、音声等により「割込支援中です」といった割込みのメッセージを表示、又は再生することにより通知する。また、自車両と割込先車線の車両との位置関係等を通知する。このように、割込みの状態を通知することで、自車両のドライバに不安を与えずに車線変更の支援を行うことができる。

【0038】

＜本実施の形態に係る車線変更支援装置の作用＞

【0039】

次に、本実施の形態に係る車線変更支援装置１００の作用について説明する。まず、車線検出部３０において、図７に示す車線検出処理ルーチンを実行する。

【0040】

ステップＳ１００において、カメラ画像から車線候補を検出する。

【0041】

ステップＳ１０２で、割込要求フラグがＯＮであるかを判定し、ＯＦＦであればステップＳ１０４に移行し、ＯＮであればステップＳ１０６に移行する。

【0042】

ステップＳ１０４では、ステップＳ１００で検出した車線候補に基づいて、自車両と最も近い車線に走行中車線のラベルを付与する。ステップＳ１０６では、前回の車線検出処理ルーチンの実行で走行中車線のラベルを付与した車線と最も近い車線に対して、走行中車線のラベルを付与する。

【0043】

ステップＳ１０８では、ステップＳ１００で検出した車線候補に右側の車線が存在するかを判定し、存在している場合にはステップＳ１１０へ移行し、存在していない場合には、ステップＳ１１２へ移行する。

【0044】

ステップＳ１１０では、走行中の車線から最も近い右側の車線に右側車線のラベルを付与する。

【0045】

ステップＳ１０８では、ステップＳ１００で検出した車線候補に右側の車線が存在するかを判定し、存在していればステップＳ１１４へ移行し、存在していなければステップＳ１００へ戻り、処理を繰り返す。

【0046】

ステップＳ１１４では、走行中の車線から最も近い右側の車線に右側車線のラベルを付与する。そして、ステップＳ１００へ戻り、車線検出処理ルーチンを繰り返す。

【0047】

また、車両検出部３２において、車両検出エリア毎に図８に示す車両検出処理ルーチンを実行する。

【0048】

まず、ステップＳ２００において、レーダセンサ１２の出力と、ソナーセンサ１４の出力と、車載カメラ１６の出力とに基づいて、自車両の周囲の車両の有無を取得する。

【0049】

ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で取得した車両の有無に基づいて、当該車両検出エリアから車両を検出する。

【0050】

ステップＳ２０２で、車両検出エリアに車両が存在するかを判定し、車両が存在すればステップＳ２０４へ移行し、車両が存在しなければ、ステップＳ２００へ戻り、次の車線を選択する。

【0051】

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０１で車両が検出されていれば、当該車両検出エリアの車両検出フラグをＯＮに設定する。

【0052】

次に、ステップＳ２０６で、ステップＳ２０１で車両が検出されたのが前方の車両検出エリアであるかを判定し、前方の車両検出エリアであればステップＳ２１０へ移行し、前方の車両検出エリアでなければ、ステップＳ２１２へ移行する。

【0053】

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０４で自車両よりも前方の車両検出エリアで検出された車両のうち、自車両から最も近い１台の車両を先行車として選択し、先行車両の速度、及び先行車両後端を基準とした自車両に対する相対位置を取得する。

【0054】

ステップＳ２１０では、ステップＳ２０１で車両が検出されたのが後方の車両検出エリアであるかを判定し、後方の車両検出エリアであればステップＳ２１２へ移行し、後方の車両検出エリアでなければ、ステップＳ２００へ戻り、車両検出処理ルーチンを繰り返す。

【0055】

ステップＳ２１２では、ステップＳ２０４で自車両よりも後方の車両検出エリアで検出された車両のうち、自車両から最も近い１台の車両を後続車両として選択し、後続車両の速度、及び後続車両先端を基準とした自車両に対する相対位置を取得する。そして、ステップＳ２００へ戻って処理を繰り返す。

【0056】

また、割込要求検出部３４において、図９に示す割込要求処理ルーチンを実行する。

【0057】

ステップＳ３００において、ドライバがウインカレバーを同じ方向に対して、予め定められたＴ_Ｗ秒以内に２回ＯＮにしたかを判定する。２回ＯＮにしていれば、ステップＳ３０２へ移行し、していなければステップＳ３００に戻り、２回ＯＮになるまで処理を繰り返す。

【0058】

ステップＳ３０２では、車両検出処理ルーチンにおいて検出された先行車両及び後続車両の速度、及び自車両との相対位置に基づいて、ウインカレバーを２回ＯＮにした方向の車線に先行車両と後続車両があり、かつ、先行車両と後続車両との速度差が予め定められた±Ｖ_Ｒ以内であるかを判定する。条件を満たしていれば、ステップＳ３０４へ移行し、条件を満たしていなければ、ステップＳ３０６へ移行する。

【0059】

ステップＳ３０４では、割込要求フラグをＯＮに設定する。

【0060】

ステップＳ３０６では、ドライバに対して割込支援不可のメッセージを通知し、ステップＳ３００へ戻り、割込要求処理ルーチンを繰り返す。

【0061】

ステップＳ３０８では、ウインカレバーがステップＳ３００で２回ＯＮにされた方向とは反対側にＯＮにされたかを判定し、反対側にＯＮされていれば、ステップＳ３１０へ移行し、反対側にＯＮされていなければ、ステップＳ３１２へ移行する。

【0062】

ステップＳ３１０では、割込要求フラグをＯＦＦに変更し、ステップＳ３００へ戻って割込要求処理ルーチンを繰り返す。

【0063】

ステップＳ３１２では、割込要求フラグがＯＮであるか否かを判定し、ＯＮであれば、ステップＳ３０８へ戻って処理を繰り返し、ＯＮでなければ、ステップＳ３００へ戻って割込要求処理ルーチンを繰り返す。

【0064】

また、割込意図伝達部３６において、図１０に示す割込意図伝達処理ルーチンを実行する。

【0065】

まず、ステップＳ４００において、車両検出処理ルーチンにより検出された各車線の先行車両の相対位置と、割込要求検出処理ルーチンにより検出された割込要求とに基づいて、割込要求フラグがＯＮになっており、かつ、割込先車線に先行車両が検出されており、かつ、割込先車線の先行車両と自車両との相対位置がＬ_Ｆ１≧Ｌ_Ｐ≧Ｌ_Ｆ２であるかを判定する。条件を満たしていれば、ステップＳ４０２へ移行し、条件を満たしていなければステップＳ４００へ戻り、処理を繰り返す。

【0066】

ステップＳ４０２では、割込先車線の車両に対する自車両のウインカランプの点滅を開始するように制御する。そして、ステップＳ４０４では、割込意図伝達フラグをＯＮに設定する。

【0067】

ステップＳ４０６では、割込先車線の先行車両後端より後方に距離Ｘ_Ａだけ離れた位置であり、かつ、割込先車線と自車両が走行している自車走行車線との境界線から距離Ｙ_Ａだけ離れた自車走行車線側に離れた位置までの直線による走行軌跡を生成する。

【0068】

ステップＳ４０８では、ステップＳ４０６で生成した走行軌跡上を移動する速度を決定する。ステップＳ４１０では、現在時刻における走行軌跡上の目標点を出力する。

【0069】

ステップＳ４１２では、割込許可フラグがＯＮであるかを判定し、ＯＮであればステップＳ４１４へ移行し、ＯＮでなければステップＳ４１０へ戻って処理を繰り返す。

【0070】

ステップＳ４１４では、割込要求フラグがＯＮであるかを判定し、ＯＮであればステップＳ４１６へ移行し、ＯＮでなければステップＳ４１４へ戻って処理を繰り返す。

【0071】

ステップＳ４１６では、ウインカランプを消灯し、ステップＳ４００へ戻って割込意図伝達処理ルーチンを繰り返す。

【0072】

また、割込許可判定部３８において、図１１に示す割込許可判定処理ルーチンを実行する。

【0073】

まず、ステップＳ５００において、上述した割込要求検出処理ルーチンによって、割込要求フラグがＯＮとなっているかを判定し、ＯＮであればステップＳ５０２へ移行し、ＯＮでなければステップＳ５０４へ移行する。

【0074】

ステップＳ５０２では、上述した、車両検出処理ルーチンにより検出された各車線の車両検出結果と、先行車両及び後続車両の速度及び相対位置と、割込要求検出処理ルーチンにより検出された割込要求と、割込意図伝達処理ルーチンで出力された目標点とに基づいて、自車両の位置が、目標点から±Ｌ_Ａ［ｍ］以内であり、かつ、先行車両と後続車との速度差が（先行車速度−後続車速度）≧Ｖ_ＦＲであり、かつ、先行車両と後続車との車間距離がＬ_ＰＦ以上であり、かつ、割込先車線に側方車が存在しないかを判定し、条件を満たしていれば、ステップＳ５０６へ移行し、条件を満たしていなければステップＳ５００へ戻り処理を繰り返す。

【0075】

ステップＳ５０４においては、割込許可フラグをＯＦＦに変更し、ステップＳ５００へ戻り処理を繰り返す。

【0076】

ステップＳ５０６では、割込許可フラグをＯＮに設定する。

【0077】

ステップＳ５０８では、上述した割込要求検出処理ルーチンにより検出された割込要求によって、割込要求フラグがＯＮとなっているかを判定し、ＯＮでなければステップＳ５１０へ移行し、ＯＮであればステップＳ５０８へ戻って処理を繰り返す。

【0078】

ステップＳ５１０では、割込許可フラグをＯＦＦに変更し、ステップＳ５００へ戻って割込許可判定処理ルーチンを繰り返す。

【0079】

また、割込軌跡生成部４０において、図１２に示す割込軌跡生成処理ルーチンを実行する。

【0080】

まず、ステップＳ６００において、上述した割込許可判定処理ルーチンによって、割込許可フラグがＯＮとなっているかを判定し、ＯＮであればステップＳ６０２へ移行し、ＯＮでなければステップＳ６００へ戻って処理を繰り返す。

【0081】

ステップＳ６０２では、上述した、車両検出処理ルーチンにより検出された割込先車線の先行車両の速度と、自車両の速度とに基づいて、自車両が車線変更したときに割込先車線の先行車両との衝突を回避できるＬＣｘを算出し、算出したＬＣｘと先行車両の車幅によって衝突エリアを導出する。

【0082】

ステップＳ６０４では、自車両の外形がステップＳ６０２で導出した衝突エリアと重ならず、かつ、先行車両の相対位置に基づく座標Ｓと自車両の外形とにより決定される点Ｐを通るように、単調増加関数により表される走行軌跡を生成する。

【0083】

ステップＳ６０６では、ステップＳ６０４で生成した走行軌跡上を移動する速度を決定する。そして、ステップＳ６０８では、現在時刻における走行軌跡上の目標点を出力する。

【0084】

ステップＳ６１０では、自車両と割込先車線との横偏差が±Ｌ_ａ以内であるかを判定し、±Ｌ_ａ以内であればステップＳ６１２へ移行し、±Ｌ_ａ以内でなければステップＳ６１４へ移行する。

【0085】

ステップＳ６１２では、割込許可フラグをＯＦＦに変更し、ステップＳ６００へ戻って割込軌跡処理ルーチンを繰り返す。

【0086】

Ｓ６１４では、割込要求フラグがＯＮとなっているかを判定し、ＯＮであればステップＳ６０８へ戻って処理を繰り返し、ＯＮでなければステップＳ６００へ戻って割込軌跡生成処理ルーチンを繰り返す。

【0087】

また、車線変更支援部４２において、図１３に示す車線変更支援処理ルーチンを実行する。

【0088】

まず、ステップＳ７００において、上述した割込許可判定処理ルーチンによって割込意図伝達フラグがＯＮとなっているか、及び割込許可判定処理ルーチンによって割込許可フラグがＯＮとなっているかを判定し、割込意図伝達フラグ及び割込許可フラグのいずれもＯＮでなければステップＳ７０２へ移行し、いずれかがＯＮであればステップＳ７０６へ移行する。

【0089】

ステップＳ７０２では、自車の速度を、ＡＡＣ等の手法で制御する。ステップＳ７０４では、車線検出処理ルーチンにおいて走行中のラベルを付与した経路を目標経路として、操舵角度を制御し、ステップＳ７００へ戻って車線変更支援処理ルーチンを繰り返す。

【0090】

ステップＳ７０６では、ステップＳ７００で割込意図伝達フラグがＯＮになっていると判定された場合には、割込意図伝達処理ルーチンにおいて出力された目標点に対する自車両の移動速度が、割込意図伝達処理ルーチンにおいて決定されたＸ軸方向に対する移動速度と同じになるようにアクチュエータ５０を制御する。一方、割込許可フラグがＯＮになっていると判定された場合には、割込軌跡生成処理ルーチンにおいて出力された目標点に対する自車両の移動速度が、割込軌跡生成処理ルーチンにおいて決定されたＸ軸方向に対する移動速度と同じになるようにアクチュエータ５０を制御する。

【0091】

ステップＳ７０８では、ステップＳ７００で割込意図伝達フラグがＯＮになっていると判定された場合には、割込意図伝達処理ルーチンにおいて出力された割込先車線の車線中心線にある目標点から、割込意図伝達処理ルーチンにおいて生成された走行軌跡のＹ軸方向の成分だけ平行移動した経路を目標軌跡として、前方注視型操舵モデルに従って、アクチュエータ５０により自車の操舵角度を制御する。一方、割込許可フラグがＯＮになっていると判定された場合には、割込軌跡生成処理ルーチンにおいて出力された割込み先車線の車線中心線にある目標点から、割込軌跡生成処理ルーチンにおいて生成された走行軌跡のＹ軸方向の成分だけ平行移動した経路を目標軌跡として、前方注視型操舵モデルに従って、アクチュエータ５０により自車の操舵角度を制御する。

【0092】

ステップＳ７１０では、割込状態通知部４４が、ステップＳ７０６、及びステップＳ７０８における車線変更に係る自車両の運転支援に関する状態、又は他車両の走行状態を、出力部５２を介して通知する。そして、ステップＳ７００へ戻って車線変更支援処理ルーチンを繰り返す。

【0093】

以上、説明したように、本発明の実施の形態に係る車線変更支援装置によれば、ドライバからの割込要求が検出されたときに、割込意図を伝達するための走行軌跡を生成し、後続車両が割込みを許可している場合に、先行車両と自車両との接近距離を算出し、算出した接近距離に基づいて定められる衝突エリアに対して、自車の外形が重ならないように、単調増加関数で表される走行軌跡を生成し、生成した走行軌跡に従って運転を支援することで、割込みによる車線変更を適切に行うように運転支援することができる、という効果が得られる。

【0094】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

【0095】

例えば、上述した実施の形態では、割込軌跡生成部４０は、単調増加関数で表される点Ｐを通る走行軌跡を生成する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、点Ｐの付近を通る走行軌跡や、点Ｐを通らない走行軌跡を生成するようにしてもよい。

【0096】

また、車線変更支援部４２では、アクチュエータ５０を制御して自車両の運転支援を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、生成した走行軌跡をドライバに対して提示して、運転支援を行うようにしてもよい。

【0097】

また、車線変更支援部４２は、割込みによる車線変更を行うように運転支援を実行している時に後続車両が加速して車間を詰めた場合は、割込みを中止して元の車線に戻るように運転支援を行ってもよい。この場合には、一定割合以上車線を変更していた場合には中止せずに、割込みによる車線変更を行うように運転支援を行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１０ ウインカセンサ
１２ レーダセンサ
１４ ソナーセンサ
１６ 車載カメラ
２０ 制御部
３０ 車線検出部
３２ 車両検出部
３４ 割込要求検出部
３６ 割込意図伝達部
３８ 割込許可判定部
４０ 割込軌跡生成部
４２ 車線変更支援部
４４ 割込状態通知部
５０ アクチュエータ
５２ 出力部
１００ 車線変更支援装置

【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】