特許 6963490 車両制御装置

(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】6963490

(24)【登録日】2021年10月19日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20211028BHJP

   B60W 40/072 20120101ALI20211028BHJP

   B60W 40/076 20120101ALI20211028BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   B62D6/00

   B60W40/072

   B60W40/076

   G08G1/16 C

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-240896(P2017-240896)

(22)【出願日】2017年12月15日

(65)【公開番号】特開2019-107944(P2019-107944A)

(43)【公開日】2019年7月4日

【審査請求日】2020年11月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(72)【発明者】

【氏名】松元 郁佑

(72)【発明者】

【氏名】仁木 恵太郎

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−４７８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１２１８８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１３３４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７８１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５７４２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００，３０／００−６０／００

Ｂ６２Ｄ ５／００， ６／００

Ｇ０８Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置（１１）により撮像された自車前方の撮像画像に基づいて、自車線を区画する区画線を検出する区画線検出部と、
前記区画線検出部により検出された区画線に基づいて、自車前方の前記自車線の曲率を推定する曲率推定部と、
前記曲率推定部により推定された自車線の曲率に基づいて、自車の操舵制御を実施する制御部と、を備える車両制御装置（１０）であって、
前記区画線検出部により検出された区画線が、左右両方の区画線のうち片側のみであることを判定する片側判定部と、
自車前方において道路勾配が変化していることを判定する勾配判定部と、を備え、
前記制御部は、前記区画線が左右片側のみであると判定され、かつ前記道路勾配が変化していると判定された変化路判定状態では、前記自車線の曲率に基づく操舵制御に制限を付与する車両制御装置。

【請求項2】

前記勾配判定部により前記道路勾配が変化していると判定された場合に、前記道路勾配の変化量を取得する変化量取得部を備え、
前記制御部は、前記変化路判定状態では、前記変化量取得部により取得された前記変化量に基づいて、前記制限の度合いを可変に設定する請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記勾配判定部により前記道路勾配が変化していると判定された場合に、前記道路勾配の増減を判定する増減判定部を備え、
前記制御部は、前記増減判定部により前記道路勾配が減少していると判定された場合、前記操舵制御に付与する制限を、前記道路勾配が増加していると判定された場合よりも強める請求項１又は２に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記区画線が左右片側のみであると判定され、かつ前記道路勾配の変化がないと判定された平坦路判定状態では、前記自車線の曲率に基づく操舵制御に制限を付与し、
前記平坦路判定状態での前記操舵制御に対する制限を、前記変化路判定状態での前記操舵制御に対する制限よりも弱める請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、自車の操舵変化率、目標操舵量、及び操舵角の上限値の少なくともいずれかを制限することで、前記操舵制御に制限を付与する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

車両の操舵制御を行う車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自車前方を撮像した撮像画像内の左右の両区画線を用いて自車線の形状を推定し、推定した自車線の形状に基づいて、自車の操舵制御を実施する装置が知られている。このような装置において、区画線を左右片側しか検出していない場合に、左右片側のみの区画線に基づいて自車線の形状を推定する場合がある。例えば、特許文献１では、自車線の左右両側のうち区画線が検出されない側に仮想の区画線を設け、検出した区画線と、仮想的に設けた区画線とを用いて自車線の車幅を設定する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−３７４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、自車が直線道路を走行する場合には、左右両側の区画線のうち一方の区画線が検出できれば、他方の区画線を推定でき、その推定区画線を含む左右両方の区画線に基づいて道路の曲率を推定できる。しかし、自車が曲線道路を走行する場合には、他方の区画線の推定が困難となり、かかる場合には、片側の区画線に基づいて曲率を推定することが考えられる。

【0005】

ここで、片側の区画線のみが検出されている場合には、道路状況によっては曲率を正しく推定できず、ひいては操舵制御に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、片側の区画線のみが検出されている場合に、自車前方の道路途中で下り勾配が生じていると、撮像画像内の区画線に歪みが生じる。そのため、道路勾配が変化している自車線の形状を、左右片側のみの区画線を用いて推定すると、区画線の歪みの影響により、自車に対して不要に操舵量が付与されてしまう場合がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、左右片側のみの区画線を用いて自車線の形状を推定する場合に、自車に対して不要に操舵量が付与されるのを防止する車両制御装置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】

上記課題を解決するために、本発明は、撮像装置により撮像された自車前方の撮像画像に基づいて、自車線を区画する区画線を検出する区画線検出部と、前記区画線検出部により検出された区画線に基づいて、自車前方の前記自車線の曲率を推定する曲率推定部と、前記曲率推定部により推定された自車線の曲率に基づいて、自車の操舵制御を実施する制御部と、を備える車両制御装置に関する。車両制御装置では、前記区画線検出部により検出された区画線が、左右両方の区画線のうち片側のみであることを判定する片側判定部と、自車前方において道路勾配が変化していることを判定する勾配判定部と、を備え、前記制御部は、前記区画線が左右片側のみであると判定され、かつ前記道路勾配が変化していると判定された変化路判定状態では、前記自車線の曲率に基づく操舵制御に制限を付与する。

【0008】

道路の勾配変化が生じている場合には、それに起因して撮像画像内において区画線が道幅方向に歪んだ状態で検出される。このため、片側のみの区画線により推定される自車線の曲率が、区画線の歪みの影響を受けて、実際の道路の曲率よりも異なる値となり、自車の操舵量が不要に付与されてしまう場合がある。この点、上記のように構成された発明では、撮像画像内で検出された区画線が左右片側のみであると判定され、かつ道路勾配が変化していると判定された変化路判定状態では、自車線の曲率に基づく操舵制御に制限を付与することとした。この場合、勾配変化がある道路において、左右片側のみの区画線に基づいて自車線の形状を推定する場合でも、自車に対して不要に操舵量が付与されてしまうのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】操舵制御システムの構成図。

【図2】ＥＣＵにより設定される操舵量を説明する図。

【図3】道路勾配の変化がある道路を走行する自車を示す図。

【図4】撮像画像を説明する図。

【図5】操舵量を設定する手順を示すフローチャート。

【図6】ＥＣＵにより設定される操舵量を説明する図。

【図7】道路勾配が増減している場合の撮像画像の違いを説明する図。

【図8】第２実施形態に係る操舵量を設定する手順を示すフローチャート。

【図9】第３実施形態に係るＥＣＵにより設定される操舵量を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
図１を参照して、車両に適用される操舵制御システム１００を説明する。操舵制御システム１００は、ＥＣＵ１０と、撮像装置１１と、操舵装置１３とを備えている。本実施形態では、ＥＣＵ１０が車両制御装置に相当する。

【0011】

撮像装置１１は、自車両の車幅方向中央の所定高さに取り付けられることで、自車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を俯瞰視点から撮像し、撮像した撮像画像をＥＣＵ１０に出力する。撮像装置１１は、例えばＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラである。なお、本実施形態では、撮像装置１１は、単眼カメラであるが、ステレオカメラであってもよい。

【0012】

操舵装置１３は、ステアリング１３ｂと、操舵用電動機１３ａとを備えている。操舵用電動機１３ａは、自車両が備える駆動輪を操舵するための操舵トルクを発生させる。この操舵トルクが大きいほど、自車の操舵量が大きくなる。

【0013】

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実施することで、車両に対する操舵制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、自車線を区画する区画線に従って、自車を走行させるＬＫＡ（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）制御を実施する。ＬＫＡ制御では、ＥＣＵ１０は、撮像画像内で検出した区画線を用いて自車線の道路曲率を推定し、推定した道路曲率に基づいて、操舵装置１３の操舵量を設定する。

【0014】

ＥＣＵ１０は、撮像画像内の輝度等の特徴量に基づいて区画線を検出する。具体的には、撮像画像から区画線のエッジ点を抽出し、抽出した複数のエッジ点にハフ変換を施して、区画線の候補となる複数のエッジ点の連なりを取得する。そして、複数の区画線の候補のそれぞれについて、区画線としての特徴を備えている度合いを算出し、特徴を備えている度合いが最も大きい候補を、区画線として検出する。本実施形態では、ＥＣＵ１０が区画線検出部に相当する。

【0015】

ＥＣＵ１０は、撮像画像を用いて検出した区画線に基づいて、自車線の道路曲率を推定する。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両手前側から車両遠方側に向けて、左右両方の区画線の中心点を所定間隔で検出する。そして、検出した中心点を結んだ線分の近似式を算出し、算出した近似式に基づいて、道路曲率を推定する。

【0016】

また、ＥＣＵ１０は、撮像画像から左右片側の区画線のみを検出した場合に、左右片側の区画線に基づく道路曲率を推定する。例えば、ＥＣＵ１０は、検出した左右片側の区画線を近似する近似式を算出し、算出した近似式を用いて道路曲率を推定する。ＥＣＵ１０が曲率推定部に相当する。

【0017】

ＥＣＵ１０は、推定した道路曲率に基づいて、目標操舵量Ｔａと、操舵量の変化率を示す操舵変化率Ｒと、を設定する。本実施形態では、自車の現在位置から所定時間後に到達する自車線上の位置までの車線区間での道路曲率を用いて、目標操舵量Ｔａと、操舵変化率Ｒとを設定する。以下では、目標操舵量Ｔａ及び操舵変化率Ｒの設定に用いられる道路曲率のうち、左右両方の区画線に基づいて推定された道路曲率を第１曲率ρ１と称し、左右片側の区画線に基づいて推定された道路曲率を第２曲率ρ２と称する。

【0018】

図２は、縦軸を操舵量Ｔとするタイミングチャートである。図２に示すように、目標操舵量Ｔａは、今回の操舵に要する操舵量の最大値を示し、本実施形態では、第１，第２曲率ρ１，ρ２のいずれかに所定のゲインＫ１を積算した値により設定される。操舵変化率Ｒは、単位時間当たりの操舵量Ｔの変化率を示し、操舵量Ｔが目標操舵量Ｔａまで増加する場合、及び操舵量Ｔが目標操舵量Ｔａから減少する場合の操舵量の各変化率である。

【0019】

なお、ＥＣＵ１０は、目標操舵量Ｔａとして、第１，第２曲率ρ１，ρ２のいずれかにゲインＫ１を積算した値と、横偏差ΔｙにゲインＫ２を積算した値との和を、目標操舵量Ｔａとして設定するものであってもよい。横偏差Δｙは、車幅方向における、自車線の中心と、現在の自車位置との差を示す値である。

【0020】

図３は、自車が自車前方に道路勾配の変化が存在する道路を走行している状態を自車の横方向から示す図である。図３において、自車前方に勾配変化地点Ｐがあり、この勾配変化地点Ｐから車両遠方側Ａ２にかけて道路勾配が減少している。なお、本実施形態では、勾配変化地点Ｐから車両遠方側Ａ２での道路勾配が、勾配変化地点Ｐから車両近傍側Ａ１での道路勾配よりも下方向に傾斜している場合を、道路勾配が減少していると称する。一方、勾配変化地点Ｐから車両遠方側Ａ２での道路勾配が、勾配変化地点Ｐから車両近傍側Ａ１での道路勾配よりも上方向に傾斜している場合を、道路勾配が増加していると称する。なお、道路勾配が減少する場合として、例えば、道路が平坦路から下り坂に切り替わる場合が想定される。道路勾配が増加する場合として、例えば、道路が平坦路から上り坂に切り替わる場合が想定される。

【0021】

自車が走行する道路上に道路勾配の変化があると、撮像軸Ｂから路面までの高さ方向の距離が勾配変化地点Ｐの前後で変化し、撮像画像内において区画線に道幅方向での歪みが生じる場合がある。図４（ａ）は、自車が、道路勾配の変化がない直線道路を走行する場合の、撮像画像を示す。図４（ｂ）は、自車が、図３に示す道路勾配の変化がある直線道路を走行する場合の撮像画像を示す。図４（ａ），（ｂ）では、道路曲率に基づく操舵制御により設定される自車の進路を矢印により示している。本実施形態では、道路勾配の変化があるとは、道路勾配の変化が所定値以上ある場合であり、道路勾配の変化がないとは、道路勾配の変化が所定値未満である場合である。

【0022】

自車が道路勾配の変化がない直線道路を走行する場合、図４（ａ）に示すように、左側区画線Ｃ１が、車両近傍側から消失点ＦＯＥに向けて直線状に延びている。一方、自車が道路勾配の変化が存在する直線道路を走行する場合、図４（ｂ）に示すように、勾配変化地点Ｐから車両近傍側Ａ１では左側区画線Ｃ２が、消失点ＦＯＥに向けて直線状に延びている。一方、勾配変化地点Ｐよりも車両遠方側Ａ２では、左側区画線Ｃ２は、消失点ＦＯＥに向けて延びておらず、道幅方向で内側に歪んでいる。

【0023】

ＥＣＵ１０が、左右片側の区画線を用いて第２曲率ρ２を推定する場合、撮像画像内の区画線の歪みの影響により、第２曲率ρ２を、実際の道路曲率よりも小さな値に推定し、自車に対して不要に操舵量を付与してしまう場合がある。例えば、自車が道路勾配の変化がある直進路を走行中に、第２曲率ρ２が実際の道路曲率よりも小さな値に推定されることで、左右方向のいずれかの操舵量により、自車が直進路に沿って走行できないおそれがある。図４（ｂ）の例では、図４（ａ）と比べて、自車に対して右方向への操舵量が付与されることで、自車の進路が右方向に寄っている。

【0024】

そこで、ＥＣＵ１０は、左右の両区画線のうち、片側区画線のみを検出しており、かつ道路勾配の変化があることを判定している変化路判定状態では、操舵制御に制限を付与することとした。具体的には、ＥＣＵ１０は、操舵量を増加させる際の操舵変化率Ｒを基準となる値よりも小さい値とすることで、操舵制御に制限を付与する。

【0025】

道路勾配の変化があることの判定として、本実施形態では、周知のオプティカルフローを用いて判定を行う。オプティカルフローは、撮像画像内において物体を構成する画素の移動ベクトルを示す。道路勾配の変化がない平坦路では、撮像画像内において静止物は、消失点ＦＯＥから出現し、静止物のオプティカルフローは、車両遠方側から車両近傍側へ向かうに従い、車幅方向に広がる線分として認識される。一方、自車前方に道路勾配の変化がある場合、静止物は消失点ＦＯＥから出現せず、静止物のオプティカルフローが直線状とならない。例えば、勾配変化地点よりも車両遠方側で道路勾配が減少している場合、撮像画像内において、静止物はＦＯＥよりも下側から出現する。また、勾配変化地点よりも車両遠方側で道路勾配が増加している場合、撮像画像内において、静止物はＦＯＥよりも上側から出現する。そのため、ＥＣＵ１０は、撮像画像内において、電柱、標識、信号、街路樹等の静止物を、辞書情報を用いた周知のパターンマッチングにより検出し、検出した静止物におけるＦＯＥ付近でのオプティカルフローの変化を算出する。そして、算出したオプティカルフローの変化により、道路勾配の変化があることを判定する。

【0026】

次に、操舵制御を実施する手順を図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示すフローチャートはＥＣＵ１０により所定周期で繰り返し実施される。

【0027】

ステップＳ１１では、撮像画像内で片側の区画線のみを検出しているか否かを判定する。ステップＳ１１が片側判定部に相当する。

【0028】

ステップＳ１１において、左右の両区画線を検出していると判定した場合、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、左右両側の区画線を用いて推定している第１曲率ρ１に基づいて、目標操舵量Ｔａと、第１操舵変化率Ｒ１とを設定する。例えば、第１曲率ρ１に応じた、目標操舵量Ｔａ及び第１操舵変化率Ｒ１の対応関係を定めるマップを保持しておく。そして、このマップを参照することで、第１曲率ρ１に対応する目標操舵量Ｔａ及び第１操舵変化率Ｒ１を設定する。

【0029】

ステップＳ１１において、左右片側のみの区画線を検出していると判定した場合、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、自車先方に道路勾配の変化があるか否かを判定する。自車前方に道路勾配の変化がないことを判定すると、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１２が勾配判定部に相当する。

【0030】

ステップＳ１５では、左右片側の区画線を用いて推定している第２曲率ρ２に基づいて、目標操舵量Ｔａと、第２操舵変化率Ｒ２とを設定する。図６は、横軸を道路曲率とし、縦軸を操舵変化率とする図である。本実施形態では、第２操舵変化率Ｒ２を、第１操舵変化率Ｒ１よりも小さい若しくは同じ値としている。これは、左右両側の区画線を用いて推定した第１曲率ρ１の方が、左右片側の区画線を用いて推定した第２曲率ρ２よりも道路曲率の推定精度が高いためである。

【0031】

図５に戻り、ステップＳ１２において、自車前方に道路勾配の変化があると判定すると、ステップＳ１３に進む。道路勾配の変化が大きいほど、撮像画像内において、勾配変化地点よりも車両遠方側において区画線の道幅方向での歪みが大きくなる。そのため、ステップＳ１３では、道路勾配の変化量ＧＡを取得する。道路勾配の変化量ＧＡは、勾配変化地点を基準として車両近傍側と、車両遠方側との間での路面の相対的な勾配角度の変化量である。例えば、ステップＳ１２において、道路勾配の変化があることの判定に用いたオプティカルフローの向きと、道路勾配の変化量ＧＡとの対応関係を規定する勾配変化量マップを保持しておく。そして、ステップＳ１２の判定に用いたオプティカルフローの向きに対応する変化量ＧＡを勾配変化量マップから取得すればよい。ステップＳ１３が変化量取得部に相当する。

【0032】

ステップＳ１４では、第２曲率ρ２に基づいて目標操舵量Ｔａと、第３操舵変化率Ｒ３とを設定する。このとき、変化量ＧＡに応じて、第３操舵変化率Ｒ３を設定する。図６に示すように、道路曲率（ρ２）が同じであれば、第３操舵変化率Ｒ３は、第２操舵変化率Ｒ２よりも小さな値に定められている。

【0033】

本実施形態では、変化量ＧＡが大きくなるほど、第３操舵変化率Ｒ３の値を小さな値に設定する。例えば、第２曲率ρ２と変化量ＧＡとの組み合わせと、目標操舵量Ｔａと第３操舵変化率Ｒ３の組み合わせの対応関係を定める操舵量マップを保持しておく。そして、この操舵量マップを参照することで、目標操舵量Ｔａ及び第３操舵変化率Ｒ３を設定すればよい。なお、変化量ＧＡに応じて設定される第３操舵変化率Ｒ３の最大値は、第２操舵変化率Ｒ２よりも小さい値となる。

【0034】

ステップＳ１７では、ステップＳ１４〜Ｓ１６のいずれかで設定した目標操舵量Ｔａ、及び各操舵変化率Ｒ１〜Ｒ３に基づいて、操舵制御を実施する。このとき、ステップＳ１４で設定された第３操舵変化率Ｒ３に基づいて操舵制御を実施する場合、ステップＳ１６で設定された第１操舵変化率Ｒ１に基づいて操舵制御を実施する場合よりも操舵変化率に制限が付与されることとなる。

【0035】

ステップＳ１４〜Ｓ１７が制御部に相当する。ステップＳ１７の処理を終了すると、図５の処理を一旦終了する。

【0036】

以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏する。

【0037】

・ＥＣＵ１０は、撮像画像を用いて左右片側のみの区画線を検出していると判定し、かつ道路勾配が変化していることを判定している変化路判定状態では、第２曲率ρ２に基づいて実施する操舵制御に制限を付与することとした。そのため、左右片側のみの区画線に基づいて道路形状を推定する場合でも、道路勾配の変化に伴う区画線の歪みの影響により自車に対して、不要に操舵量が付与されてしまうのを防止することができる。

【0038】

・道路勾配の変化が大きいほど、撮像画像内において、勾配変化地点よりも車両遠方側において区画線の道幅方向での歪みが大きくなる。そこで、ＥＣＵ１０は、道路勾配が変化していることを判定した場合に、自車線の道路勾配の変化量ＧＡを取得する。そして、変化量ＧＡに基づいて、操舵制御に付与する制限を可変設定することとした。この場合、区画線の歪み量に応じて、操舵制御に付与する制限を変更することができ、操舵制御に対して不要に制限が加えられるのを防止することができる。

【0039】

・左右片側の区画線から第２曲率ρ２を推定する場合と、左右両方の区画線から第１曲率ρ１を推定する場合とを比較すると、前者の場合は後者の場合よりも道路曲率の推定精度が低くなるため、操舵制御に制限を付与することが望ましい。しかし、左右片側のみの区画線を検出している場合であっても、道路勾配の変化が検出されていない場合は、路面勾配の変化が検出されている場合よりも、撮像画像内の区画線の道幅方向での歪みが小さくなる。そこで、ＥＣＵ１０は、変化路判定状態での操舵制御に対する制限を、平坦路判定状態での操舵制御に対する制限よりも強めることとした。この場合、左右片側の区画線により道路形状を推定する場合に、操舵制御の制限が不要に強められるのを抑制することができる。

【0040】

（第２実施形態）
２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。なお、同一の符号を付した箇所は同一の部位を示しその説明は繰り返さない。

【0041】

第２実施形態では道路勾配の変化として、道路勾配が増加している場合と、道路勾配が減少している場合とを区別し、道路勾配が減少している場合の操舵変化率を道路勾配が増加している場合の操舵変化率よりも低くしている。道路勾配が減少している場合の一例として、道路が平坦路から下り坂に変化する場合である。

【0042】

図７（ａ）は、直線道路において、自車前方の道路勾配が減少している場合の撮像画像を示し、図７（ｂ）は、同じく直線道路において、自車前方の道路勾配が増加している場合の撮像画像を示す。

【0043】

ＬＫＡ制御等により操舵制御を行う場合、自車を区画線に沿って走行させるように操舵量を制御する。ここで、図７（ａ）に示すように、道路勾配が減少している場合には、撮像画像内において、片側の区画線Ｃ１１は勾配変化地点Ｐよりも遠方側で内側に向けて歪み変形することで消失する場合がある。一方、図７（ｂ）に示すように、道路勾配が増加している場合には、撮像画像内において、片側の区画線Ｃ１２は、勾配変化地点Ｐよりも遠方側で外側に向けて歪み変形するが、消失していない。そのため、例えば、道路勾配が減少する場合と、道路勾配が増加する場合とを比べた場合、前者は道路曲率の推定に用いる区画線が過小となることで道路曲率の推定精度が低下し、操舵制御に支障が及ぶおそれがある。

【0044】

そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、道路勾配の変化が減少していると判定した場合に、操舵制御に付与する制限を道路勾配の変化が増加していると判定した場合よりも強めることとした。

【0045】

第２実施形態に係る、目標操舵量Ｔａ及び操舵変化率Ｒを設定する手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。図８に示すフローチャートはＥＣＵ１０により所定周期で繰り返し実施される。

【0046】

ステップＳ１２において、道路勾配の変化があると判定した場合、ステップＳ１３に進み、道路勾配の変化量ＧＡを取得する。

【0047】

ステップＳ３１では、道路勾配の増減判定を行う。道路勾配の増減判定は、道路勾配の変化があることの判定に用いたオプティカルフローを用いて判定すればよい。この場合において、撮像画像内において消失点ＦＯＥよりも上側から静止物が表れるようにオプティカルフローが形成されている場合、自車前方の道路勾配が増加していると判定することができる。一方、撮像画像内において消失点ＦＯＥよりも下側から静止物が表れるようにオプティカルフローが形成されている場合、自車前方の道路勾配が減少していると判定することができる。ステップＳ３１が増減判定部に相当する。

【0048】

ステップＳ３２において、増減判定により道路勾配が減少していると判定している場合、ステップＳ３３に進み、第２曲率ρ２に基づいて、目標操舵量Ｔａと、操舵変化率Ｒ４とを設定する。一方、ステップＳ３２において、増減判定により道路勾配が増加していると判定している場合、ステップＳ３４に進み、第２曲率ρ２に基づいて、目標操舵量Ｔａと、操舵変化率Ｒ５とを取得する。操舵変化率Ｒ４は、道路勾配が減少している判定された場合に設定される値であるため、同じ道路曲率（ρ２）及び変化量ＧＡであれば、操舵変化率Ｒ４は、操舵変化率Ｒ５よりも小さい値に設定される。なお、操舵変化率Ｒ４と操舵変化率Ｒ５とは、それぞれの変化量ＧＡに応じてその値が変更される。

【0049】

ステップＳ３３，Ｓ３４の処理が終了した場合、図８の処理を一旦終了する。

【0050】

・以上説明した本実施形態では、ＥＣＵ１０は、道路勾配が変化していることを判定した場合に、道路勾配の増減を判定する。そして、道路勾配が減少していると判定した場合、操舵制御に付与する制限を、道路勾配が増加していると判定した場合よりも強めることとした。この場合、勾配変化が生じている道路のうち、道路曲率の推定精度を悪化させる道路勾配の変化の向きに対して、操舵制御を安全側に制限することができる。

【0051】

（第３実施形態）
道路勾配の変化があることを判定している場合に、操舵変化率Ｒに代えて目標操舵量Ｔａを制限してもよい。図９は、第３実施形態に係るＥＣＵ１０により設定される操舵量を説明する図である。

【0052】

この場合、ステップＳ１４において、第２曲率ρ２及び道路勾配の変化量ＧＡに応じて、目標操舵量Ｔａ２を設定する。具体的には、ステップＳ１４では、目標操舵量Ｔａ２は、同じ道路曲率であれば、道路勾配の変化量ＧＡが大きいほど小さな値に設定される。また、目標操舵量Ｔａ２の上限値は、ステップＳ１５で第２曲率ρ２に応じて設定される目標操舵量Ｔａ１以下の値に定められていればよい。

【0053】

以上説明した第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0054】

（第３実施形態の変形例１）
道路勾配の変化があることを判定した場合、ＥＣＵ１０は、操舵角の制限値を変更することで、操舵制御に制限を付与するものであってもよい。この場合、ステップＳ１４，Ｓ１５において、目標操舵量Ｔａ及び操舵変化率Ｒの設定と共に、操舵角の制限値を設定すればよい。また、ステップＳ１４で設定される操舵角の制限値は、道路勾配の変化量ＧＡが大きいほど操舵角の上限が小さな値に制限されるようその値が設定される。

【0055】

（第３実施形態の変形例２）
ＥＣＵ１０は、目標操舵量Ｔａ、操舵変化率Ｒ、及び操舵角の制限値のそれぞれを変更することで、操舵制御に対して制限を付与してもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、道路勾配の変化があることを判定した場合に、道路勾配の変化がないことを判定した場合よりも、操舵制御に対する制限を強めるよう目標操舵量Ｔａ、操舵変化率Ｒ、及び操舵角の制限値の各値を設定すればよい。

【0056】

（その他の実施形態）
・道路勾配の変化があると判定した場合に、第３操舵変化率Ｒ３、又は目標操舵量Ｔａを道路勾配の変化量ＧＡに応じて変更することに代えて、その変更量を固定値としてもよい。この場合、図５のステップＳ１２で、道路勾配の変化があることを判定した場合、ステップＳ１４に進み、第３操舵変化率Ｒ３を設定する。

【0057】

・ＥＣＵ１０が、片側区画線のみで第２曲率ρ２を推定し、かつ勾配変化がないとして判定した場合に、第２操舵変化率Ｒ２を、第１操舵変化率Ｒ１と同じ値としてもよい。

【0058】

・ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３で取得する道路勾配の変化量ＧＡが、操舵制御が可能な値として予め定められた制御可能閾値よりも大きな値となる場合に、操舵制御を実施しないようにしてもよい。

【0059】

・ＥＣＵ１０は、ＬＫＡ制御に代えて、自車が区画線を逸脱する場合に運転者に対して警報を通知する車線逸脱防止制御を実施するものであってもよい。この場合においても、ＥＣＵ１０は、片側のみの区画線を検出しており、かつ道路勾配の変化があることを判定した場合、操舵制御に制限を付与すればよい。

【0060】

・操舵制御システム１００が地図情報を記憶するナビゲーション装置を備えている場合、地図情報を構成する道路上の絶対座標、及び道路上の各区間の勾配角度から道路勾配の変化があることを判定してもよい。この場合、ステップＳ１２において、地図情報を用いて、道路上の勾配角度の変化がある地点を検出することで、道路勾配の変化があることを判定すればよい。

【0061】

・操舵制御システム１００がナビゲーション装置を備えている場合、地図情報を用いて、ステップＳ１２での道路勾配の変化量ＧＡの取得や、ステップＳ３２での道路勾配の増減判定を行ってもよい。

【符号の説明】

【0062】

１０…ＥＣＵ、１１…撮像装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】