(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一側面に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0014】
図1は、本実施形態に係る運転支援システムを示す概略ブロック図である。
図1に示すように、運転支援システム1は、車両Vに搭載され該車両Vの運転の支援をするためのシステムである。本実施形態に係る運転支援システム1は、路面の端部を検出し、この検出した路面の端部に基づいて、車両Vのドライバの異常に応じて車両Vを操舵し停車させる。
【0015】
適用される車両Vとしては、例えばバスやトラック等の商用車が挙げられる。なお、車両Vは、特に限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。
【0016】
この運転支援システム1は、レーザレーダ(位置情報検出部)2と、ドライバ異常検出部3と、ECU(Electronic Control Unit)10と、支援実施部20と、を備えている。レーザレーダ2は、レーザ光を利用して検出対象の位置情報を検出するレーダである。レーザレーダ2は、車両Vの所定の箇所(例えば、フロントバンパの中央)に取り付けられている。レーザレーダ2は、ECU10と電気的に接続されており、検出した位置情報をECU10に出力する。
【0017】
ここでのレーザレーダ2は、車両Vの周囲の路面上及び路面付近の構造物上における複数の測定点の位置情報を検出する。具体的には、レーザレーダ2は、車両Vから一定距離前方において路面幅方向に沿って並ぶ複数の測定点を含む測定点群(反射点群)の位置情報を検出する。レーザレーダ2が検出する位置情報には、複数の測定点の三次元位置情報が含まれる。三次元位置情報は、方向L、方向W及び方向H(
図2及び
図3参照)を座標軸とする座標系の座標情報である。
【0018】
レーザレーダ2は、左右方向に放射状に拡がる所定角度範囲においてレーザ光を出射及び走査(スキャン)し、測定点(反射点)から反射してきたレーザ光を受光する。そして、レーザレーダ2は、レーザ光の出射から受光までの時間に基づいて、複数の測定点の位置情報を検出する。レーザレーダ2は、例えば、左右方向に放射状に120°の角度範囲で、約0.25°毎に断続的にレーザ光を出射する。レーザレーダ2が路面幅方向に沿う長さ10m(片側2車線道路の路面幅に相当)の領域をスキャンする場合、各測定点の間の距離は約2cmとなる。
【0019】
ドライバ異常検出部3は、車両Vのドライバの異常を検出するものである。ドライバ異常検出部3は、例えば車内カメラ及び心拍数計測器等を含んでおり、車両Vのドライバの顔向き及び心拍数等に基づいてドライバの異常を検出する。ドライバ異常検出部3は、ECU10と電気的に接続されており、検出したドライバの異常に係る情報をECU10に出力する。
【0020】
ECU10は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)等を含むコンピュータにより構成されている。ECU10は、支援実施部20に電気的に接続されており、車両Vの運転を支援するための制御に係る信号を支援実施部20に出力する。ECU10は、その機能的構成として、路面端部検出部11と、制御部12とを含んでいる。
【0021】
路面端部検出部11は、レーザレーダ2で検出した測定点群における位置情報に基づいて、路面の端部を検出する。路面端部検出部11は、レーザレーダ2が検出した測定点群における位置情報の不連続部分を検出すると共に、当該不連続部分に係る位置情報に基づき路面の端部を検出する(詳細は、後述)。路面端部検出部11は、検出した路面の端部に係る情報を制御部12に出力する。制御部12は、路面端部検出部11で検出した路面の端部と、ドライバ異常検出部3で検出したドライバの異常に係る情報と、に基づいて支援実施部20を制御する。
【0022】
支援実施部20は、車両Vを操舵するための操舵部としてのステアリングアクチュエータ21と、車両Vを制動するための制動部としてのブレーキアクチュエータ22と、を含んでいる。支援実施部20は、ECU10からの信号に基づいて、車両Vの運転支援を実施する。例えば支援実施部20では、ドライバ異常検出部3によって車両Vのドライバの異常が検出された場合、ステアリングアクチュエータ21が制御部12によって制御されて車両Vが操舵され、路面端部検出部11で検出した路面の端部に車両Vが接近させられると共に、ブレーキアクチュエータ22が制御部12によって制御されて車両Vが制動され、車両Vが停車させられる。
【0023】
次に、運転支援システム1の路面端部検出部11における路面の端部を検出する手法(アルゴリズム)について、
図2及び
図3を参照しつつ例示説明する。
図2は、
図1の運転支援システムにより検出される測定点群を説明する概略図である。
図2において、方向Lは、車両Vの進行方向に沿う路面RSの延在方向であり、方向Wは、路面RSの幅方向(路面幅方向)であり、方向Hは路面RSに対する高さ方向である(
図3において同様)。なお、方向L、方向W及び方向Hは、説明のための便宜的なものである。
【0024】
図2に示すように、車両Vが走行する道路表面である路面RSの端部(路面付近)には、その路面RSの端部を構成する構造物STが設けられている。路面RSの端部を構成する構造物STとしては、例えば、縁石、防護柵及び監視員通路が挙げられる。特に、路面RSが高速道路の場合、路面RSの端部には、縁石、防護柵及び監視員通路のうち何れかの構造物STが設けられる。縁石は、例えば盛土区間及び切土区間の路面の端部に設けられる。防護柵は、例えば盛土区間、切土区間、橋梁及び高架区間の路面の端部に設けられる。防護柵には、剛性型としてのガードレール、たわみ型としてのガードロープが含まれる。監視員通路は、監視員が歩行するための通路であり、例えば、トンネル内に路面に対して一定の高さで設けられる。
【0025】
ここでは、縁石CS及びガードレールGLが路面RSの端部を構成している。縁石CSは、路面RSにおいて車両Vの左側の端部に方向Lに沿って設けられている。ガードレールGLは、路面RSにおいて車両Vの右側の端部に方向Lに沿って設けられている。
【0026】
このような路面RSについて、路面端部検出部11は、以下に説明するように、測定点群Pwにおける位置情報の不連続部分に基づき路面RSの端部を検出する。すなわち、まず、上述のレーザレーダ2は、
図2に示すスキャン領域LSをスキャンして、方向Wに沿って並ぶ複数の測定点を含む測定点群Pwの位置情報を少なくとも検出する。この位置情報は、測定点群Pwに属する複数の測定点の三次元位置情報を含んでいる。
【0027】
図3(a)は、
図2の測定点群の位置情報を示す図である。図中の測定点群Pwにおいて、複数の測定点Prは、
図2における路面RS上の測定点に対応しており、測定点Pc1及び測定点Pc2は、
図2における縁石CS上の測定点に対応しており、測定点Pg1及び測定点Pg2は、
図2におけるガードレールGL上の測定点に対応している。
【0028】
図3(a)に示すように、測定点群Pwに属する複数の測定点は、方向L視にて、方向Wに沿って並ぶ1本の折れ線Lwを形成する。この折れ線Lwは、路面RS上の測定点Prを含む区間では連続的に延びている。すなわち、測定点群Pwにおける位置情報には、方向Wに沿う連続性が存在する。一方で、折れ線Lwは、縁石CS上の測定点(測定点Pc1及び測定点Pc2)及びガードレールGL上の測定点(測定点Pg1及び測定点Pg2)において方向H側に屈曲するように延びる。すなわち、路面RSの端部で、測定点群Pwにおける位置情報の連続性が途切れる。路面RSの端部は、測定点群Pwにおける位置情報の不連続部分に対応する。
【0029】
従って、上記不連続部分を検出することにより、方向Wにおいて路面RSの端部で測定点群Pwにおける位置情報の連続性が途切れることを利用し、路面RSの端部を検出できるという知見が得られる。また、上記不連続部分は、路面RSの端部を構成する構造物STの種類や有無に左右されるものではないことが見出される。
【0030】
図3(b)は、
図2の測定点群の位置情報に基づいて路面の端部を検出する手法の一例を説明する図である。
図3(b)に示す例では、路面端部検出部11は、路面RSの端部での方向RWに対する交差角度が所定角度以上となることを利用して、路面RSの端部を検出する。なお、
図3(b)において、方向RWは、水平面に沿う路面幅方向である。
【0031】
図3(b)に示すように、測定点Pr1及び測定点Pc2は、測定点群Pwに属する測定点のうちの隣接する2点である。路面端部検出部11は、測定点Pr1及び測定点Pc2の三次元位置情報に基づいて、測定点Pr1及び測定点Pc2を通る線分L1の延在方向と方向RWとが交差する角度θ1を算出する。路面端部検出部11は、例えば、この角度θ1が所定角度(例えばθw)より小さい場合、測定点Pr1及び測定点Pc2の何れも路面RSの端部として検出しない。
【0032】
また、測定点Pc1及び測定点Pc2は、測定点群Pwに属する測定点のうちの隣接する2点である。路面端部検出部11は、測定点Pc1及び測定点Pc2の三次元位置情報に基づいて、測定点Pc1及び測定点Pc2を通る線分L2の延在方向と方向RWとが交差する角度θ2を算出する。路面端部検出部11は、例えば、この角度θ2が所定角度θw以上である場合、当該2つの測定点のうち何れか一方の測定点の位置情報に基づき路面RSの端部を検出する。ここでの路面端部検出部11は、例えば、当該2つの測定点のうち車両Vに近い方(路面RSの内側)の測定点Pc2の位置情報に基づき路面RSの端部を検出する。
【0033】
なお、路面端部検出部11は、2つの測定点における高低差に基づき路面RSの端部を検出してもよい。
図3(c)は、
図2の測定点群の位置情報に基づいて路面の端部を検出する手法の他の例を説明する図である。
図3(c)に示す例では、路面端部検出部11は、路面RSの端部で当該高低差が所定長以上となることを利用して、路面RSの端部を検出する。
【0034】
図3(c)に示すように、測定点Pr1及び測定点Pc2は、測定点群Pwに属する測定点のうちの隣接する2点である。路面端部検出部11は、測定点Pr1及び測定点Pc2の高さ情報に基づいて、測定点Pr1及び測定点Pc2における高低差h1を算出する。路面端部検出部11は、例えば、この高低差h1が所定長(例えばhw)より小さい場合、測定点Pr1及び測定点Pc2の何れも路面RSの端部として検出しない。
【0035】
また、測定点Pc1及び測定点Pc2は、測定点群Pwに属する測定点のうちの隣接する2点である。路面端部検出部11は、測定点Pc1及び測定点Pc2の高さ情報に基づいて、測定点Pc1及び測定点Pc2における高低差h2を算出する。路面端部検出部11は、例えば、この高低差h2が所定長hw以上である場合、当該2つの測定点のうち何れか一方の測定点の位置情報に基づき路面RSの端部を検出する。ここでの路面端部検出部11は、例えば、当該2つの測定点のうち車両Vに近い方(路面RSの内側)の測定点Pc2の位置情報に基づき路面RSの端部を検出する。
【0036】
以上のようにして、路面端部検出部11は、路面RSにおいて車両Vの左側の端部を検出する。また、路面端部検出部11は、上記と同様の手法で、路面RSにおいて車両Vの右側の端部を検出する。
【0037】
次に、路面端部検出部11が路面RSの端部を検出する処理について具体的に説明する。
図4(a)は、
図1の運転支援システムにおける路面の端部の検出に関する処理を示すフローチャートである。
【0038】
図4(a)に示すように、本実施形態では、まず、レーザレーダ2によって、車両Vから一定距離前方において方向Wに沿って並ぶ複数の測定点を含む測定点群(反射点群)Pwの位置情報が検出される(S1)。続いて、路面端部検出部11により、上記S1で検出された測定点群Pwの位置情報に基づいて、測定点群Pwに属する測定点のうち車両Vの中心に最も近い測定点が判定対象点Pとして設定される(S2)。上記S2の後、路面端部検出部11によって、判定対象点Pの右隣の測定点が判定対象点P’として設定される(S3)。
【0039】
続いて、路面端部検出部11により、上記S1で検出された測定点群Pwの三次元位置情報に基づいて、上記判定対象点Pと判定対象点P’とを通る線分の延在方向と方向Wに沿う水平方向とが交差する角度θが算出される(S4)。
【0040】
続いて、路面端部検出部11により、算出された角度θが所定角度以上か否かが判定される(S5)。上記S5にて角度θが所定角度以上ではないと判定された場合には、路面端部検出部11によって、当該判定対象点P’が改めて判定対象点Pとして設定し直され(S6)、上述のS3〜S5の処理が繰り返される。
【0041】
一方、上記S5にて角度θが所定角度以上であると判定された場合には、路面端部検出部11により、当該判定対象点Pが路面の右端部として検出される(S7)。その後、路面端部検出部11により、上述の車両Vの中央に最も近い測定点が改めて判定対象点Pとして設定し直される(S8)。上記S8の後、路面端部検出部11により、判定対象点Pの左隣の測定点が判定対象点P’として設定される(S9)。
【0042】
上記S4と同様にして、路面端部検出部11により、上記S8及びS9で設定された判定対象点P及び判定対象点P’について角度θが算出される(S10)。続いて、路面端部検出部11により、算出された角度θが所定角度以上か否かが判定される(S11)。上記S11にて角度θが所定角度以上ではないと判定された場合には、路面端部検出部11により、当該判定対象点P’が改めて判定対象点Pとして設定し直され(S12)、上述のS9〜S11の処理が繰り返される。
【0043】
一方、上記S11にて角度θが所定角度以上であると判定された場合には、路面端部検出部11により、当該判定対象点Pが路面の左端部として検出される(S13)。上記S13の後、処理が終了される。
【0044】
次に、検出された路面RSの端部に基づいて実施される車両Vの運転支援の処理について説明する。
図4(b)は、
図1の運転支援システムにおける運転支援の処理を示すフローチャートである。
図4(b)に示すように、ドライバ異常検出部3により、車両Vのドライバの異常が検出されているか否かが判定される(S14)。上記S14にてドライバの異常が検出されていると判定された場合には、制御部12により、ステアリングアクチュエータ21が制御され、車両Vは操舵される(S15)。これにより、車両Vは、上記S7及びS13にて検出された路面RSの端部に接近させられる。
【0045】
続いて、制御部12により、車両Vが上記路面RSの端部に十分接近したか否かが判定される(S16)。上記S16では、例えば、車両Vが上記路面RSの端部から所定長以内に接近した場合、車両Vが上記路面RSの端部に十分接近したと判定される。上記S16にて車両Vが上記路面RSの端部に十分接近していないと判定された場合には、上述のS15及びS16の処理が繰り返される。
【0046】
一方、上記S16にて車両Vが上記路面RSの端部に十分接近したと判定された場合には、制御部12により、車両Vが制動されるようにブレーキアクチュエータ22が制御される。これにより、車両Vは、上記路面RSの端部にて停車させられる(S17)。上記S17の後、処理が終了される。
【0047】
以上、本実施形態では、路面端部検出部11によって、方向Wに沿って並ぶ複数の測定点を含む測定点群Pwの位置情報に基づいて、測定点群Pwにおける位置情報の不連続部分が検出され、当該不連続部分に係る位置情報に基づき路面RSの端部が検出される。これにより、路面RSの端部で測定点群Pwにおける位置情報の連続性が途切れることを利用し、構造物STの種類や有無によらず路面RSの端部を検出することができ、路面RSの端部を精度よく検出することが可能となる。
【0048】
また、本実施形態では、路面端部検出部11によって、複数の測定点の三次元位置情報に基づき、測定点群Pwに属する複数の測定点のうち何れか2つの測定点を通る線分の延在方向と水平面に沿う路面幅方向(方向RW)とが交差する角度が算出され、この算出した角度が所定角度以上であるか否かに基づいて路面RSの端部が検出される。これにより、路面RSの端部で当該交差角度が所定角度以上となることを利用して、路面RSの端部を一層精度よく検出することができる。
【0049】
また、本実施形態では、路面端部検出部11によって、複数の測定点の高さ情報に基づき、測定点群Pwに属する複数の測定点のうち何れか2つの測定点における高低差が算出され、この算出した高低差が所定長以上であるか否かに基づいて路面RSの端部が検出されてもよい。これにより、路面RSの端部で当該高低差が所定長以上となることを利用して、路面RSの端部を一層精度よく検出することができる。
【0050】
なお、上記不連続部分は、路面RSの端部を構成する構造物STの種類や有無に左右されるものではない。よって、路面端部検出部11は、構造物STの種類や有無によらず路面RSの端部を検出することができ、汎用性が高い路面RSの端部の検出が可能となる。
【0051】
また、本実施形態では、ドライバ異常検出部3によって車両Vのドライバの異常が検出された場合、制御部12によりステアリングアクチュエータ21が制御されて、車両Vは、操舵されると共に検出された路面RSの端部に接近させられる。そして、制御部12によりブレーキアクチュエータ22が制御されて、車両Vは制動されて停車させられる。これにより、ドライバに異常が生じた場合に車両Vを路面RSの端部に接近させて停車させることができる。
【0052】
以上、本発明の一側面に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【0053】
例えば、上記実施形態の運転支援システム1では、位置情報検出部としてレーザ光を用いるレーザレーダ2を備えていたが、これに代えて、例えばミリ波を用いるレーダ(FMCWレーダ又はドップラーレーダ)等、電波や超音波等を用いるレーダを備えていてもよい。また、上記実施形態のレーザレーダ2は、車両Vのフロントバンパの中央に取り付けられているが、レーザレーダ2は、車両Vの周囲の路面上及び路面付近の構造物ST上における複数の測定点の位置情報を検出することができれば、車両Vのフロントバンパの中央以外に取り付けられてもよい。
【0054】
また、上記実施形態において、レーザレーダ2は、スキャン領域LSをスキャンすることにより測定点群Pwの位置情報を検出したが、これに限定されるものではない。例えば、上記測定点群Pwの位置情報に加えて、他の複数の測定点の位置情報を含む位置情報を検出した後、上記測定点群Pwの位置情報を抽出してもよい。また、測定点群Pwに属する複数の測定点は、
図2に示すように、車両Vから一定距離前方において路面幅方向に沿って直線状に並んでいるが、例えば、路面幅方向に沿って折れ線状に並んでいてもよいし、路面幅方向に沿って曲線状に並んでいてもよい。
【0055】
上記実施形態における路面RSの端部を検出する手法の例(
図3(b)の例)では、2つの測定点のうち車両Vに近い方(路面RSの内側)の測定点Pc2の位置情報に基づき路面RSの端部を検出したが、2つの測定点のうち車両Vから遠い方(路面RSの外側)の測定点Pc1の位置情報に基づき路面RSの端部を検出してもよい。同様に、上記実施形態における路面RSの端部を検出する手法の他の例(
図3(c)の例)では、2つの測定点のうち車両Vに近い方の測定点Pc2の位置情報に基づき路面RSの端部を検出したが、2つの測定点のうち車両Vから遠い方の測定点Pc1の位置情報に基づき路面RSの端部を検出してもよい。
【0056】
また、上記実施形態における路面RSの端部を検出する手法の例(
図3(b)の例及び
図3(c)の例)では、測定点群Pwのうち隣接する2つの測定点を対象としたが、例えば、対象となる測定点は、隣接しない2つの測定点であってもよいし、3つ以上の測定点であってもよい。また、
図3(b)の例における方向RWは、水平面に沿う路面幅方向に限定されるものではなく、路面幅方向に沿う方向であればよい。
【0057】
また、上記実施形態では、路面RSの左右両方の端部を検出したが、例えば、路面RSの端部のうち左右一方の端部のみを検出してもよい。また、上記実施形態では、車両Vの運転支援の一例として、車両Vが操舵及び制動される例を示したが、車両Vの運転支援としては、操舵及び制動の何れか一方のみが実施されてもよいし、あるいは、例えば車両Vのドライバ、他の車両のドライバ及び歩行者等への警告等の種々の運転支援が実施されてもよい。