特開 2024-92450 運転支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092450

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】運転支援装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/09 20120101AFI20240701BHJP

   B60W 30/02 20120101ALI20240701BHJP

   B60W 40/04 20060101ALI20240701BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

B60W30/09

B60W30/02

B60W40/04

G08G1/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208376

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大山 慎史

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA16

3D241BA31

3D241BB17

3D241BB37

3D241CE01

3D241CE02

3D241CE04

3D241CE05

3D241DC01Z

3D241DC41Z

5H181AA01

5H181BB13

5H181CC03

5H181CC04

5H181FF04

5H181FF22

5H181FF27

5H181LL01

5H181LL09

(57)【要約】

【課題】物標を検出して回避走行する自動運転車の挙動を安定させる。
【解決手段】本発明の運転支援装置は、自車両の少なくとも進行方向の物標の情報を取得する取得部と、前記物標に対応する領域を生成する生成部と、前記領域の大きさを算出する算出部と、前記領域の大きさの変化量に応じて、前記自車両の車速を設定する設定部と、前記設定部によって設定された車速に基づいて、前記自車両の走行を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両の少なくとも進行方向の物標の情報を取得する取得部と、
前記物標に対応する領域を生成する生成部と、
前記領域の大きさを算出する算出部と、
前記領域の大きさの変化量に応じて、前記自車両の車速を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された車速に基づいて、前記自車両の走行を制御する制御部と、を備える運転支援装置。

【請求項2】

前記設定部は、前記領域の大きさの変化量が大きいほど、前記自車両の車速を小さく設定する、請求項１に記載の運転支援装置。

【請求項3】

前記設定部は、前記領域の大きさの変化量が第１の閾値を超える場合、前記自車両の車速を小さく設定する、請求項１に記載の運転支援装置。

【請求項4】

前記設定部は、前記自車両の車速を小さく設定した後、前記領域の大きさの変化量が第２の閾値以下になった場合、前記自車両の車速を大きく設定する、請求項３に記載の運転支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の運転支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動運転車の研究が進められている。自動運転車とは、運転者（人間）が運転時に行っている認知、判断、運転操作（加速、操舵、制動など）といった行為の少なくとも一部を、運転者の代わりにシステム（機械）が行う自動車を指す。

【0003】

以下、図６、図７を参照して、従来技術について説明する。図６、図７は、従来技術の説明図である。図６に示すように、元経路Ｒ１に沿って走行している自動運転車である自車両Ｃ１は、進行方向に存在する路駐車両Ｃ２（障害物の例。以下、「物標」とも称する。）を回避走行する場合、例えば、以下の（１）～（３）のプロセスを実行する。

【0004】

（１）路駐車両Ｃ２に対応する領域Ａ（例えば矩形）を検出
（２）領域Ａと適当なマージンに基づいて回避経路Ｒ２を生成
（３）速度を落として回避経路Ｒ２に沿って走行

【0005】

また、（３）における速度は、一般的には、例えば、以下の（１１）～（１３）のようにして決定される。
（１１）事前に設定した回避走行用速度（固定値）に決定
（１２）回避経路Ｒ２の曲率に基づいて決定
（１３）回避経路Ｒ２と元経路Ｒ１の乖離度合いに基づいて決定

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－１１２３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述の従来技術において、路駐車両Ｃ２に対応する領域Ａは、必ずしもいつも安定して高精度に検出できるわけではない。例えば、図７に示すように、時間推移とともに、検出される領域Ａが大きく変化することがある。また、一般的には、直進路よりもカーブにおいて、検出される領域Ａが大きく変化しやすい。

【0008】

そして、領域検出が不安定な状況では、生成される回避経路も不安定になり、回避走行中に車体の横揺れが生じるなどの問題がある。

【0009】

そこで、本発明の課題は、物標を検出して回避走行する自動運転車の挙動を安定させることができる運転支援装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題を解決するために、本発明の運転支援装置は、自車両の少なくとも進行方向の物標の情報を取得する取得部と、前記物標に対応する領域を生成する生成部と、前記領域の大きさを算出する算出部と、前記領域の大きさの変化量に応じて、前記自車両の車速を設定する設定部と、前記設定部によって設定された車速に基づいて、前記自車両の走行を制御する制御部と、を備える。

【0011】

上記構成によれば、物標に対応する領域の大きさの変化量に応じて自車両の車速を変化させることで、物標を検出して回避走行する自動運転車の挙動を安定させることができる。

【0012】

また、前記設定部は、前記領域の大きさの変化量が大きいほど、前記自車両の車速を小さく設定する。

【0013】

自車両の車速が小さいほど物標に対応する領域の検知精度は向上するため、上記構成によれば、領域の大きさの変化量が大きいほど自車両の車速を小さく設定することで、検知精度を向上させ、車両挙動を安定させることができる。

【0014】

また、前記設定部は、前記領域の大きさの変化量が第１の閾値を超える場合、前記自車両の車速を小さく設定する。

【0015】

自車両の車速が小さいほど物標に対応する領域の検知精度は向上するため、上記構成によれば、領域の大きさの変化量が第１の閾値を超える場合に自車両の車速を小さく設定することで、検知精度を向上させ、車両挙動を安定させることができる。

【0016】

また、前記設定部は、前記自車両の車速を小さく設定した後、前記領域の大きさの変化量が第２の閾値以下になった場合、前記自車両の車速を大きく設定する。

【0017】

上記構成によれば、領域の大きさの変化量が第２の閾値以下になった場合、領域の検知精度は向上していると考えられるので、車速を大きく設定することで、車両挙動を安定させながら、低速な状態を必要以上に継続する事態を回避できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、物標を検出して回避走行する自動運転車の挙動を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、第１実施形態の運転支援装置が搭載される車両の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態の自動運転ＥＣＵの機能構成図である。

【図3】図３は、第１実施形態の自動運転ＥＣＵによる処理を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第２実施形態において、面積の変化量と車速の時系列の変化の様子を示すグラフである。

【図5】図５は、第２実施形態の自動運転ＥＣＵによる処理を示すフローチャートである。

【図6】図６は、従来技術の説明図である。

【図7】図７は、従来技術の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付の図面を用いて、本発明の運転支援装置等の実施形態について説明する。

【0021】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の運転支援装置が搭載される車両の概略構成を示すブロック図である。

【0022】

車両１（自車両）は、自動運転車である。車両１には、各部を制御するため、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、マイコンには、例えば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、および、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。

【0023】

複数のＥＣＵには、駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、メータＥＣＵ１４およびボデーＥＣＵ１５が含まれる。それらは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる通信が可能に接続されている。

【0024】

駆動ＥＣＵ１１は、駆動装置２１を制御する制御部である。駆動装置２１は、エンジンを駆動源として備える構成であってもよいし、モータを駆動源として備える構成であってもよいし、エンジンおよびモータの両方を駆動源として備える構成であってもよい。駆動装置２１には、必要に応じて、駆動源からの駆動力を変速して出力する変速機が含まれる。

【0025】

操舵ＥＣＵ１２は、操舵装置２２を制御する制御部である。操舵装置２２は、例えば、電動モータのトルクをステアリング機構に付与する電動パワーステアリング装置である。ステアリング機構は、例えば、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤを含み、電動モータのトルクによりラック軸が車幅方向に移動すると、そのラック軸の移動に伴って左右の操向輪が左右に転舵するように構成されている。

【0026】

ブレーキＥＣＵ１３は、制動装置２３を制御する制御部である。制動装置２３は、油圧式であってもよいし、電動式であってもよい。例えば、油圧式の制動装置２３であれば、ブレーキアクチュエータを備え、このブレーキアクチュエータの機能により、各車輪に設けられたブレーキのホイールシリンダに油圧が分配され、その油圧により各ブレーキから駆動輪を含む車輪に制動力が付与される。

【0027】

メータＥＣＵ１４は、メータパネル（図示せず）の各部を制御する制御部である。メータパネルには、車速やエンジン回転数を表示する計器類のほか、各種の情報を表示するための液晶ディスプレイなどの表示器が設けられている。また、メータＥＣＵ１４には、自動運転の緊急停止を指示するために操作される緊急停止スイッチ２４が接続されている。

【0028】

ボデーＥＣＵ１５は、車両１のイグニッションスイッチがオフの状態でも動作の必要がある各部、例えば、左右の各ウインカやドアロックモータなどを制御する制御部である。

【0029】

また、複数のＥＣＵには、自動運転機能のための制御部として、自動運転ＥＣＵ３１（運転支援装置）、ライダＥＣＵ３２および単眼カメラＥＣＵ３３が含まれる。

【0030】

自動運転ＥＣＵ３１は、自動運転制御の制御中枢である。自動運転ＥＣＵ３１は、各ＥＣＵ１１～１５とＣＡＮ通信可能に接続されている。

【0031】

自動運転ＥＣＵ３１には、例えば、イーサネット（登録商標）規格の通信ケーブルを介して、全方位ライダ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection And Ranging）３４が接続されている。全方位ライダ３４は、３６０°全方位にレーザ光を照射し、探索範囲内に存在する物体からの反射光を光センサで受光して、その反射光に応じた検出信号を出力する。自動運転ＥＣＵ３１には、全方位ライダ３４の検出信号が入力される。

【0032】

また、自動運転ＥＣＵ３１には、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格の通信ケーブルを介して、ＧＰＳ受信機３５が接続されている。ＧＰＳ受信機３５は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの測位信号を受信する受信機である。ＧＰＳ受信機３５が受信する測位信号は、ＧＰＳ受信機３５から自動運転ＥＣＵ３１に入力される。

【0033】

ライダＥＣＵ３２は、例えば、イーサネット規格の通信ケーブルを介して、自動運転ＥＣＵ３１と通信可能に接続されている。ライダＥＣＵ３２には、６個のライダ３６が接続されている。ライダ３６は、探索範囲にレーザ光を照射し、その探索範囲内に存在する物体からの反射光を光センサで受光して、その反射光に応じた検出信号を出力する。ライダ３６は、例えば、車両１のフロントバンパの左端、中央および右端ならびにリヤバンパの左端、中央および右端にそれぞれ配置されている。ライダＥＣＵ３２には、各ライダ３６から出力される検出信号が入力される。ライダＥＣＵ３２は、各ライダ３６から出力される検出信号を処理し、その処理により得られるデータを自動運転ＥＣＵ３１に送信する。

【0034】

単眼カメラＥＣＵ３３は、例えば、ＵＳＢ規格の通信ケーブルを介して、自動運転ＥＣＵ３１と通信可能に接続されている。単眼カメラＥＣＵ３３には、単眼カメラ３７が接続されている。単眼カメラ３７は、車両１の前方の探索範囲の静止画を所定のフレームレートで連続して撮影可能なカメラである。単眼カメラＥＣＵ３３には、単眼カメラ３７から連続して出力される静止画の画信号が入力される。単眼カメラＥＣＵ３３は、単眼カメラ３７から入力される画信号を処理し、その処理により得られる画像データを自動運転ＥＣＵ３１に送信する。

【0035】

以下、図２も併せて参照して説明する。図２は、第１実施形態の自動運転ＥＣＵ３１の機能構成図である。自動運転ＥＣＵ３１は、機能構成として、取得部３１１と、物体認識部３１２と、領域生成部３１３（生成部）と、算出部３１４と、経路生成部３１５と、設定部３１６と、制御部３１７と、を備える。これらの機能構成は、プログラム処理によってソフトウエア的に実現されるか、または、論理回路などのハードウェアにより実現される。

【0036】

なお、自動運転ＥＣＵ３１は、ほかに、全方位ライダ３４やＧＰＳ受信機３５などからの情報に基づいて車両１の位置（自己位置）を推定する自己位置推定部なども備えるが、それらの詳細な説明は省略する。また、以下では、物標として、主に路駐車両を例にとって説明する。

【0037】

取得部３１１は、各種構成から各種情報を取得する。取得部３１１は、例えば、ライダＥＣＵ３２、単眼カメラＥＣＵ３３、全方位ライダ３４などから、車両１の少なくとも進行方向の物標の情報を取得する。

【0038】

物体認識部３１２は、全方位ライダ３４の検出信号から取得される物体（車両、歩行者、建物、縁石などの物標（障害物））までの距離の情報や、単眼カメラ３７により撮影された画像などから、他の車両や歩行者などの物体（物標）を認識する。

【0039】

領域生成部３１３は、物体認識部３１２によって認識された物標に対応する領域を生成する。領域生成部３１３は、例えば、図６に示す、路駐車両Ｃ２に対応する矩形の領域Ａを生成する。

【0040】

算出部３１４は、領域生成部３１３によって生成された領域の大きさを算出する。算出部３１４は、例えば、図６に示す矩形の領域Ａの面積を算出する。また、この算出周期は、例えば、数十～数百ミリ秒程度である。なお、算出する「領域の大きさ」は、面積に限定されず、ほかに、体積などであってもよい。

【0041】

経路生成部３１５は、地図データや車両１の位置などの各種情報に基づいて、車両１の現在地から目的地までの経路を生成する。

【0042】

設定部３１６は、算出部３１４によって算出された領域の大きさの経時的な変化量に応じて、車両１の車速を設定する。設定部３１６は、例えば、領域の大きさの変化量が大きいほど、自車両の車速を小さく設定する。以下、具体例について説明する。

【0043】

算出部３１４によって計算された面積が時系列に蓄積されているものとする。その場合、設定部３１６は、例えば、面積の直近10秒間の分散（「平均値との差」の二乗の総和をデータ数で割った値）（var）を計算し、自車速（vel）を以下の式（１）で求める。
vel= max(ConstVel*(ConstVar-var),0) ・・・式（１）

【0044】

ここで、ConstVel, ConstVarは事前に設定した固定値である。また、max(a,b)はa,bの最大値をとる関数である。

【0045】

この式（１）によれば、分散（var）が大きい（つまり、経時的に矩形面積が不安定な）ときは、自車速（vel）は低下する。また、分散（var）が小さい（つまり、経時的に矩形面積が安定な）ときは、自車速（vel）は大きくなる。

【0046】

また、経時的に矩形面積があまりに不安定な時は自車速（vel）を０（車両停止）にする等の挙動も容易に実現することができる。

【0047】

制御部３１７は、経路生成部３１５によって生成された経路や、設定部３１６によって設定された車速などに基づいて、駆動ＥＣＵ１１、操舵ＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３などを制御することによって、車両１の走行を制御する。

【0048】

図３は、第１実施形態の自動運転ＥＣＵ３１による処理を示すフローチャートである。ここでは、本発明に直接的に関係のない事項（自己位置推定など）についての説明は適宜省略する。

【0049】

ステップＳ１において、取得部３１１は、ライダＥＣＵ３２、単眼カメラＥＣＵ３３、全方位ライダ３４などから、車両１の少なくとも進行方向の路駐車両の情報を取得する。

【0050】

次に、ステップＳ２において、領域生成部３１３は、ステップＳ１で取得された路駐車両に対応する領域（矩形）を生成する。

【0051】

次に、ステップＳ３において、算出部３１４は、ステップＳ２で生成された領域の大きさ（例えば矩形面積）を算出する。算出された情報（矩形面積）は、自動運転ＥＣＵ３１の記憶部に蓄積される。

【0052】

次に、ステップＳ４において、設定部３１６は、過去Ｎ秒分（例えば直近10秒分）の面積情報から、面積の分散を計算する。

【0053】

次に、ステップＳ５において、設定部３１６は、例えば、上述の式（１）に基づいて、指示車速を算出（設定）する。

【0054】

次に、ステップＳ６において、制御部３１７は、ステップＳ５で算出された指示車速に追従するように車両１を制御する。

【0055】

このように、第１実施形態によれば、自領域の大きさの変化量に応じて自車両の車速を変化させることで、物標を検出して回避走行する自動運転車の挙動を安定させることができる。

【0056】

また、自車両の車速が小さいほど物標に対応する領域の検知精度は向上するため、領域の大きさの変化量が大きいほど自車両の車速を小さく設定することで、検知精度を向上させ、車両挙動を安定させることができる。さらに具体的には、以下の通りである。

【0057】

自車速を小さくすることで、物標に対応する領域の検知精度が向上する理由は、例えば、以下の通りである。
・車両１の振動が減ること。
・車体のたわみが減り、車両１に搭載された複数のセンサによる検知結果の統合精度が向上すること。
・車両１と路駐車両の相対的な位置関係の時系列の変化が小さくなること。

【0058】

また、領域検知が不安定な場合は車速を落とすことで、システム全体として安全な車両挙動となり、好ましい。

【0059】

また、近年の研究で、自動運転の手動介入要因としては路駐車両が最多要因であると言われている。したがって、路駐車両の自動的な回避の成功は、自動運転の実用化に対して重要な意味を持つ。つまり、本実施形態の手法で、領域検知が不安定な状態でも車速を十分に落とせば検知安定性を回復できる可能性があり、これによって手動介入率の低減を実現できる。

【0060】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の事項については、説明を適宜省略する。第１実施形態と異なる点は、上述の式（１）ではなく、面積の変化量の閾値を用いて車速を変化させることである。

【0061】

図４は、第２実施形態において、（ａ）が面積の変化量の時系列の変化の様子を示すグラフで、（ｂ）が車速の時系列の変化の様子を示すグラフである。設定部３１６は、（ａ）に示すように時刻ｔ１で面積（領域の大きさ）の変化量が第１の閾値を超えると、（ｂ）に示すように、自車両の車速をそれまでよりも小さく設定する。つまり、車速の設定値を車速Ｖ１から車速Ｖ２に変更する。

【0062】

また、設定部３１６は、自車両の車速を小さく設定した後、（ａ）に示すように時刻ｔ２で面積の変化量が第２の閾値以下になった場合、自車両の車速をそれまでよりも大きく設定する。つまり、車速の設定値を車速Ｖ２から車速Ｖ１に変更する。

【0063】

なお、図４では、図示や説明を簡潔にするために、車速を変更するとき以外について、車速を一定としているが、これに限定されず、車速は一定でなくてもよい。

【0064】

図５は、第１実施形態の自動運転ＥＣＵ３１による処理を示すフローチャートである。ステップＳ１～Ｓ３は、図３のステップＳ１～Ｓ３と同様である。なお、図５のフローチャートでは、説明を簡潔にするために、従来技術と同様の周囲環境等に応じた指示車速の設定や、その指示車速に追従するように車両１を制御することなどの記載を省略している。

【0065】

ステップＳ３の後、ステップＳ４において、設定部３１６は、面積の変化量が第１の閾値を超えたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合（図４の時刻ｔ１）はステップＳ１２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１に戻る。

【0066】

ステップＳ１２において、設定部３１６は、自車両の指示車速を小さく設定する。

【0067】

次に、ステップＳ１３において、設定部３１６は、面積の変化量が第２の閾値以下になったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合（図４の時刻ｔ２）はステップＳ１４に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１３に戻る。

【0068】

ステップＳ１４において、設定部３１６は、自車両の指示車速を大きく設定する。

【0069】

このように、第２実施形態によれば、自車両の車速が小さいほど物標に対応する領域の検知精度は向上するため、領域の大きさの変化量が第１の閾値を超える場合、自車両の車速を小さく設定することで、検知精度を向上させ、車両挙動を安定させることができる。

【0070】

また、その後、領域の大きさの変化量が第２の閾値以下になった場合、領域の検知精度は向上していると考えられるので、車速を大きく設定することで、車両挙動を安定させながら、低速な状態を必要以上に継続する事態を回避できる。

【0071】

なお、図４では、第１の閾値と第２の閾値を異なる値としており、これにより、車速の切り替えが頻繁に発生する事態を防止している。ただし、これに限定されず、第１の閾値と第２の閾値を同じ値としてもよい。

【0072】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0073】

また、本実施形態の自動運転ＥＣＵ３１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ（Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができる。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。

【0074】

また、対象となる物標は、路駐車両等の他車両に限定されず、自転車、バイク、歩行者、動物（犬、猫など）などの移動体全般である。

【0075】

また、第１実施形態において、面積の分散を用いたが、これに限定されず、領域の検出精度と相関のある指標であれば、面積の標準偏差など、他の指標を用いてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１…車両、１１…駆動ＥＣＵ、１２…操舵ＥＣＵ、１３…ブレーキＥＣＵ、２１…駆動装置、３１…自動運転ＥＣＵ、３２…ライダＥＣＵ、３３…単眼カメラＥＣＵ、３４…全方位ライダ、３１１…取得部、３１２…物体認識部、３１３…領域生成部、３１４…算出部、３１５…経路生成部、３１６…設定部、３１７…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】