特許 7397609 走行環境認識装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】走行環境認識装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20231206BHJP

   G01S 13/93 20200101ALI20231206BHJP

   G01S 13/86 20060101ALI20231206BHJP

   B60W 40/02 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 C

G01S13/93

G01S13/86

B60W40/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019173458

(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公開番号】P2021051491

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-08-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝口 雅人

【審査官】宮本 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－００６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２０１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９３９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１９５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１６０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７１８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００２６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０１Ｓ １３／９３

Ｇ０１Ｓ １３／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車外に設定した第１の検索領域に存在する立体物を検出する第１の検出手段と、
前記第１の検索領域と少なくとも一部が重複するように車外に設定した第２の検索領域に存在する立体物を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検索領域と前記第２の検索領域との重複領域において、前記第１の検出手段によって検出された第１の検出立体物と前記第２の検出手段によって検出された第２の検出立体物とが同一立体物か否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により同一立体物であると判定された前記第１の検出立体物と前記第２の検出立体物とを統合して１つのフュージョン立体物として認識するフュージョン立体物認識手段と、を備え、
前記フュージョン立体物認識手段は、自車両から前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータと設定閾値との比較により、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の近傍に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の横幅として前記第１の検出立体物或いは前記第２の検出立体物の最も左端から最も右端までの幅を設定し、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の遠方に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の横幅として前記第１の検出立体物の横幅と前記第２の検出立体物の横幅の平均値を設定することを特徴とする走行環境認識装置。

【請求項2】

前記フュージョン立体物認識手段は、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の近傍に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物或いは前記第２の検出立体物のうち前記自車両の前方の前記フュージョン立体物については最も遅い速度を設定し、前記自車両の後方の前記フュージョン立体物については最も速い速度を設定し、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の遠方に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物の速度と前記第２の検出立体物の速度の平均値を設定することを特徴とする請求項１に記載の走行環境認識装置。

【請求項3】

車外に設定した第１の検索領域に存在する立体物を検出する第１の検出手段と、
前記第１の検索領域と少なくとも一部が重複するように車外に設定した第２の検索領域に存在する立体物を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検索領域と前記第２の検索領域との重複領域において、前記第１の検出手段によって検出された第１の検出立体物と前記第２の検出手段によって検出された第２の検出立体物とが同一立体物か否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により同一立体物であると判定された前記第１の検出立体物と前記第２の検出立体物とを統合して１つのフュージョン立体物として認識するフュージョン立体物認識手段と、を備え、
前記フュージョン立体物認識手段は、自車両から前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータと設定閾値との比較により、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の近傍に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物或いは前記第２の検出立体物のうち前記自車両の前方の前記フュージョン立体物については最も遅い速度を設定し、前記自車両の後方の前記フュージョン立体物については最も速い速度を設定し、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の遠方に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物の速度と前記第２の検出立体物の速度の平均値を設定することを特徴とする走行環境認識装置。

【請求項4】

前記設定閾値は、自車速に応じて可変であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の走行環境認識装置。

【請求項5】

前記距離のパラメータは、前記自車両と前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物との相対速度に基づいて補正されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の走行環境認識装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車外の走行環境の同一対象物を複数のセンサ等によって検出する走行環境認識装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車等の車両においては、ドライバの運転操作の負担を軽減するとともに、安全性の向上を実現することを目的として、ドライバの運転操作を支援するための運転支援装置が実用化されている。この種の運転支援装置では、ドライバによる主体的な運転操作を前提として操舵支援制御や加減速制御を行う運転支援モードや、ドライバの運転操作を必要とすることなく車両を走行させるための運転支援モード（所謂、自動運転モード）についての各種技術が開発されている。

【0003】

また、このような運転支援装置等に用いられる走行環境認識装置についても様々な提案がなされている。この種の走行環境認識装置では、特に自動運転モードでの走行を行う際に、車外の走行環境を正確に認識することが重要となる。

【0004】

そこで、この種の走行環境認識装置では、車外の同一対象物を複数のセンサ（ステレオカメラ、単眼カメラ、ミリ波レーダ、ソナー等）によって検出し、各センサによって検出した同一の立体物を統合することにより、フュージョン立体物として認識する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ミリ波レーダによって検出した物体（立体物）の位置情報とステレオカメラによって検出した立体物に位置情報との関係が判断基準を満たしている場合に、ミリ波レーダ検出手段によって検出した立体物とステレオカメラによって検出した立体物とが同一立体物と判断する判断手段を備え、立体物までの距離が長い場合には判断基準を同一立体物と判断しやすくなるように閾値を変更する技術が開示されている。さらに、特許文献１の技術では、統合したフュージョン物標（フュージョン立体物）について、距離及び相対速度についてはレーダ情報を用い、その他の情報についてはステレオ画像からの情報を用いる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２９２４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、個々の検出情報を選択的に用いてフュージョン立体物を認識した場合、特に自車両の近傍において、フュージョン立体物に対する安全マージンが考慮されず、複数のセンサによって同一の立体物を検出するメリットが失われる可能性がある。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数のセンサによる検出情報を効率的且つ有効に活用してフュージョン立体物を認識することができる走行環境認識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】

【0008】

本発明の一態様による走行環境認識装置は、車外に設定した第１の検索領域に存在する立体物を検出する第１の検出手段と、前記第１の検索領域と少なくとも一部が重複するように車外に設定した第２の検索領域に存在する立体物を検出する第２の検出手段と、前記第１の検索領域と前記第２の検索領域との重複領域において、前記第１の検出手段によって検出された第１の検出立体物と前記第２の検出手段によって検出された第２の検出立体物とが同一立体物か否かの判定を行う判定手段と、前記判定手段により同一立体物であると判定された前記第１の検出立体物と前記第２の検出立体物とを統合して１つのフュージョン立体物として認識するフュージョン立体物認識手段と、を備え、前記フュージョン立体物認識手段は、自車両から前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータと設定閾値との比較により、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の近傍に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の横幅として前記第１の検出立体物或いは前記第２の検出立体物の最も左端から最も右端までの幅を設定し、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の遠方に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の横幅として前記第１の検出立体物の横幅と前記第２の検出立体物の横幅の平均値を設定するものである。
また、本発明の他態様による走行環境認識装置は、車外に設定した第１の検索領域に存在する立体物を検出する第１の検出手段と、前記第１の検索領域と少なくとも一部が重複するように車外に設定した第２の検索領域に存在する立体物を検出する第２の検出手段と、前記第１の検索領域と前記第２の検索領域との重複領域において、前記第１の検出手段によって検出された第１の検出立体物と前記第２の検出手段によって検出された第２の検出立体物とが同一立体物か否かの判定を行う判定手段と、前記判定手段により同一立体物であると判定された前記第１の検出立体物と前記第２の検出立体物とを統合して１つのフュージョン立体物として認識するフュージョン立体物認識手段と、を備え、前記フュージョン立体物認識手段は、自車両から前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータと設定閾値との比較により、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の近傍に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物或いは前記第２の検出立体物のうち前記自車両の前方の前記フュージョン立体物については最も遅い速度を設定し、前記自車両の後方の前記フュージョン立体物については最も速い速度を設定し、前記第１の検出立体物及び前記第２の検出立体物が前記自車両の遠方に存在すると判定した場合には前記フュージョン立体物の速度として、前記第１の検出立体物の速度と前記第２の検出立体物の速度の平均値を設定するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の走行環境認識装置によれば、複数のセンサによる検出情報を効率的且つ有効に活用してフュージョン立体物を認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両用運転支援装置の構成図

【図2】車載カメラ及び各レーダの検索領域を示す説明図

【図3】フュージョン立体物認識ルーチンを示すフローチャート

【図4】距離のパラメータと車速とに基づいて検出立体物が自車両に対して近傍に存在するか遠方に存在するかを判定するための説明図

【図5】自車両の近傍において認識されたフュージョン立体物の説明図

【図6】自車両の遠方において認識されたフュージョン立体物の説明図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。図１に示す運転支援装置１は、自動車などの車両（自車両）１００に搭載されている。この運転支援装置１は、車外の走行環境を認識するためのセンサユニット（走行環境認識装置）として、ロケータユニット１１及びカメラユニット２１を有し、これらの両ユニット１１，２１が互いに依存することのない完全独立の多重系を構成している。また、運転支援装置１は、走行制御ユニット（以下、「走行＿ＥＣＵ」と称す）２２と、エンジン制御ユニット（以下「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称す）２３と、パワーステアリング制御ユニット（以下「ＰＳ＿ＥＣＵ」と称す）２４と、ブレーキ制御ユニット（以下「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称す）２５と、を備え、これら各制御ユニット２２～２５が、ロケータユニット１１およびカメラユニット２１と共に、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車内通信回線１０を介して接続されている。

【0012】

ロケータユニット１１は、道路地図上の自車位置を推定するものであり、自車位置を推定するロケータ演算部１２を有している。このロケータ演算部１２の入力側には、自車両１００の前後加速度を検出する前後加速度センサ１３、前後左右各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１４、自車両１００の角速度または角加速度を検出するジャイロセンサ１５、複数の測位衛星から発信される測位信号を受信するＧＮＳＳ受信機１６など、自車両１００の位置（自車位置）を推定するに際し、必要とするセンサ類が接続されている。

【0013】

また、ロケータ演算部１２には、記憶手段としての高精度道路地図データベース１８が接続されている。高精度道路地図データベース１８は、ＨＤＤなどの大容量記憶媒体であり、高精度な道路地図情報（ダイナミックマップ）が記憶されている。この高精度道路地図情報は、自動運転を行う際に必要とする車線データとして、車線幅データ、車線中央位置座標データ、車線の進行方位角データ、制限速度などを保有している。この車線データは、道路地図上の各車線に数メートル間隔で格納されている。

【0014】

ロケータ演算部１２は、自車位置を推定する自車位置推定部１２ａ、地図情報取得部１２ｂを備えている。地図情報取得部１２ｂは、例えばドライバが自動運転に際してセットした目的地に基づき、現在地から目的地までのルート地図情報を高精度道路地図データベース１８に格納されている地図情報から取得する。

【0015】

また、地図情報取得部１２ｂは、取得したルート地図情報（ルート地図上の車線データ）を自車位置推定部１２ａへ送信する。自車位置推定部１２ａは、ＧＮＳＳ受信機１６で受信した測位信号に基づき自車両１００の位置座標を取得する。また、自車位置推定部１２ａは、取得した位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置を推定すると共に走行車線を特定し、道路地図データに記憶されている走行車線中央の道路曲率を取得する。

【0016】

さらに、自車位置推定部１２ａは、トンネル内走行などのようにＧＮＳＳ受信機１６の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境において、車輪速センサ１４で検出した車輪速に基づき求めた車速、ジャイロセンサ１５で検出した角速度、前後加速度センサ１３で検出した前後加速度に基づいて自車位置を推定する自律航法に切換えて、道路地図上の自車位置を推定する。

【0017】

カメラユニット２１は、車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ２１ａおよびサブカメラ２１ｂからなる車載カメラ（ステレオカメラ）と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃおよび走行環境認識部２１ｄを有している。

【0018】

ＩＰＵ２１ｃは、両カメラ２１ａ，２１ｂで撮像した自車両１００の前方の前方走行環境画像情報を所定に画像処理し、対応する対象の位置のズレ量から求めた距離情報を含む前方走行環境画像情報（距離画像情報）を生成する。

【0019】

走行環境認識部２１ｄは、ＩＰＵ２１ｃから受信した距離画像情報などに基づき、自車両１００が走行する進行路（自車進行路）の左右を区画する区画線の道路曲率[１/ｍ]、および左右区画線間の幅（車幅）を求める。この道路曲率、および車幅の求め方は種々知られているが、例えば、走行環境認識部２１ｄは、道路曲率を前方走行環境画像情報に基づき輝度差による二値化処理にて、左右の区画線を認識し、最小二乗法による曲線近似式などにて左右区画線の曲率を所定区間毎に求め、さらに、両区画線間の曲率の差分から車幅を算出する。

【0020】

そして、走行環境認識部２１ｄは、この左右区間線の曲率と車線幅とに基づき車線中央の道路曲率を求め、さらに、車線中央を基準とする自車両１００の横位置偏差、正確には、車線中央から自車両１００の車幅方向中央までの距離である自車横位置偏差Ｘｄｉｆｆを算出する。

【0021】

また、走行環境認識部２１ｄは、距離画像情報に対して所定のパターンマッチングなどを行い、道路に沿って存在するガードレール、縁石および立体物の認識を行う。ここで、走行環境認識部２１ｄにおける立体物の認識では、例えば、立体物の種別、立体物までの距離、立体物の速度、立体物と自車両１００との相対速度などの認識が行われる。

【0022】

さらに、走行環境認識部２１ｄには、複数のレーダ（例えば、左前側方レーダ２１ｌｆ、右前側方レーダ２１ｒｆ、左後側方レーダ２１ｌｒ、右後側方レーダ２１ｒｒ）が接続されている。

【0023】

左前側方レーダ２１ｌｆ及び右前側方レーダ２１ｒｆは、例えば、ミリ波レーダであり、フロントバンパの左右側部に各々配設されている。これら左前側方レーダ２１ｌｆ及び右前側方レーダ２１ｒｆは、上述した車載カメラからの画像では認識することの困難な自車両１００の左右斜め前方及び側方の領域Ａｌｆ，Ａｒｆ（図２参照）を監視する。

【0024】

左後側方レーダ２１ｌｒ及び右後側方レーダ２１ｒｒは、例えば、ミリ波レーダであり、リヤバンパの左右側部に各々配設されている。これら左後側方レーダ２１ｌｒ及び右後側方レーダ２１ｒｒは、上述した左前側方レーダ２１ｌｆ及び右前側方レーダ２１ｒｆでは監視することのできない自車両１００の側方から後方にかけての領域Ａｌｒ，Ａｒｒ（図２参照）を監視する。

【0025】

ここで、各レーダを構成するミリ波レーダは、出力した電波に対し、物体からの反射波解析することにより、主として並走車や後続車等の立体物を、レーダオブジェクト（レーダＯＢＪ）として検出する。具体的には、各レーダは、レーダオブジェクトに関する情報として、立体物の横幅、立体物の代表点Ｐの位置（自車両１００との相対位置）、及び、速度等を検出する。

【0026】

ここで、本実施形態において、車載カメラによる前方領域Ａ１と、左前側方レーダ２１ｌｆ及び右前側方レーダ２１ｒｆによる左右斜め前方及び側方の領域Ａｌｆ，Ａｒｆとは一部が重複するように設定されている。従って、前方領域Ａ１を第１の検索領域とし、左右斜め前方及び側方の領域Ａｌｆ，Ａｒｆを第２の検索領域とすると、車載カメラは第１の検出手段としての機能を実現し、左前側方レーダ２１ｌｆ及び右前側方レーダ２１ｒｆは第２の検出手段としての機能を実現する。

【0027】

また、本実施形態において、左前側方レーダ２１ｌｆによる左斜め前方領域Ａｌｆと右前側方レーダ２１ｒｆによる右斜め前方及び側方の領域Ａｒｆとは一部が重複するように設定されている。従って、左斜め前方領域Ａｌｆを第１の検索領域とし、右前側方レーダ２１ｒｆを第２の検索領域とすると、左前側方レーダ２１ｌｆは第１の検出手段としての機能を実現し、右前側方レーダ２１ｒｆは第２の検出手段としての機能を実現する。

【0028】

また、本実施形態において、左前側方レーダ２１ｌｆによる左斜め前方領域Ａｌｆと左後側方レーダ２１ｌｒによる左斜め前方及び側方の領域Ａｌｒとは一部が重複するように設定されている。従って、左斜め前方領域Ａｌｆを第１の検索領域とし、左後側方レーダ２１ｌｒを第２の検索領域とすると、左前側方レーダ２１ｌｆは第１の検出手段としての機能を実現し、右前側方レーダ２１ｌｒは第２の検出手段としての機能を実現する。

【0029】

また、本実施形態において、右前側方レーダ２１ｒｆによる右斜め前方領域Ａｒｆと右後側方レーダ２１ｒｒによる右斜め後方及び側方の領域Ａｒｒとは一部が重複するように設定されている。従って、右斜め前方領域Ａｌｒを第１の検索領域とし、右後側方レーダ２１ｒｒを第２の検索領域とすると、右前側方レーダ２１ｒｆは第１の検出手段としての機能を実現し、右前側方レーダ２１ｒｒは第２の検出手段としての機能を実現する。

【0030】

さらに、本実施形態において、左後側方レーダ２１ｌｒによる左斜め後方領域Ａｌｒと右後側方レーダ２１ｒｒによる右斜め後方及び側方の領域Ａｒｒとは一部が重複するように設定されている。従って、左斜め後方領域Ａｌｒを第１の検索領域とし、右後側方レーダ２１ｒｒを第２の検索領域とすると、左後側方レーダ２１ｌｒは第１の検出手段としての機能を実現し、右後側方レーダ２１ｒｒは第２の検出手段としての機能を実現する。

【0031】

そして、走行環境認識部２１ｄは、第１の検索領域と第２の検索領域との重複領域において、第１の検出手段によって検出された立体物（第１の検出立体物）と前記第２の検出手段によって検出された立体物（第２の検出立体物）とが同一立体物か否かの判定を行う。そして、走行環境認識部２１ｄは、同一立体物であると判定された第１の検出立体物と第２の検出立体物とを統合して１つのフュージョン立体物として認識する。

【0032】

その際、走行環境認識部２１ｄは、自車両から第１の検出立体物及び第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータＬと設定閾値Ｌｔｈとの比較により、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両１００の近傍に存在すると判定した場合には各検出結果の最悪値を用いてフュージョン立体物を認識し、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両の遠方に存在すると判定した場合には各検出結果の平均値を用いて前記フュージョン立体物を認識する。

【0033】

このように、走行環境認識部２１ｄは、判定手段、及び、フュージョン立体物認識手段としての各機能を実現する。

【0034】

ロケータ演算部１２の自車位置推定部１２ａで推定した自車位置、カメラユニット２１の走行環境認識部２１ｄで求めた自車横位置偏差Ｘｄｉｆｆおよび立体物情報（フュージョン立体物を含む）などは、走行＿ＥＣＵ２２で読込まれる。また、走行＿ＥＣＵ２２の入力側には、各種スイッチ・センサ類として、ドライバが自動運転（運転支援制御）のオン／オフ切換等を行うモード切換スイッチ３３と、ドライバがステアリングを保舵（把持）しているときオンするハンドルタッチセンサ３４と、ドライバによる運転操作量としての操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３５と、ドライバによる運転操作量としてのブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキセンサ３６と、ドライバによる運転操作量としてのアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ３７と、が接続されている。

【0035】

走行＿ＥＣＵ２２には、運転モードとして、手動運転モードと、第１の運転支援モードと、第２の運転支援モードと、退避モードと、が設定されている。

【0036】

ここで、手動運転モードとは、ドライバ１００による保舵を必要とする運転モードであり、例えば、ドライバ１００によるステアリング操作、アクセル操作およびブレーキ操作などの運転操作に従って、自車両１００を走行させる運転モードである。

【0037】

また、第１の運転支援モードも同様に、ドライバ１００による保舵を必要とする運転モードである。すなわち、第１の運転支援モードは、ドライバ１００による運転操作を反映しつつ、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、車線維持（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔ）制御および車線逸脱防止（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両１００を走行させる、いわば半自動運転モードである。

【0038】

また、第２の運転支援モードとは、ドライバ１００による保舵、アクセル操作およびブレーキ操作を必要とすることなく、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３、ＰＳ＿ＥＣＵ２４、ＢＫ＿ＥＣＵ２５などの制御を通じて、主として、先行車追従制御と、車線維持制御および車線逸脱防止制御とを組み合わせて行うことにより、目標走行経路に沿って自車両１００を走行させる自動運転モードである。

【0039】

退避モードは、例えば、第２の運転支援モードによる走行中に、当該モードによる走行が継続不能となり、且つ、ドライバに運転操作を引き継ぐことができなかった場合（すなわち、手動運転モード、または、第１の運転支援モードに遷移できなかった場合）に、自車両１００を路側帯などに自動的に停止させるためのモードである。

【0040】

このように設定された各運転モードは、モード切換スイッチ３３に対する操作状況等に基づき、走行＿ＥＵＣ２２において選択的に切換可能となっている。

【0041】

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３の出力側には、スロットルアクチュエータ２７が接続されている。このスロットルアクチュエータ２７は、エンジンのスロットルボディに設けられている電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるものであり、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３からの駆動信号によりスロットル弁を開閉動作させて吸入空気流量を調整することで、所望のエンジン出力を発生させる。

【0042】

ＰＳ＿ＥＣＵ２４の出力側には、電動パワステモータ２８が接続されている。この電動パワステモータ２８は、ステアリング機構にモータの回転力で操舵トルクを付与するものであり、自動運転では、ＰＳ＿ＥＣＵ２４からの駆動信号により電動パワステモータ２８を制御動作させることで、現在の走行車線の走行を維持させる車線維持制御、および自車両１００を隣接車線へ移動させる車線変更制御（追越制御などのための車線変更制御）が実行される。

【0043】

ＢＫ＿ＥＣＵ２５の出力側には、ブレーキアクチュエータ２９が接続されている。このブレーキアクチュエータ２９は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ２５からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ２９が駆動されると、ブレーキホイールシリンダにより各車輪に対してブレーキ力が発生し、強制的に減速される。

【0044】

次に、走行環境認識部２１ｄにおいて行われるフュージョン立体物の認識制御について、図３に示すフュージョン立体物認識ルーチンのフローチャートに従って説明する。

【0045】

このルーチンは、設定時間毎に繰り返し実行されるものであり、ルーチンがスタートすると、走行環境認識部２１ｄは、先ず、ステップＳ１０１において、各センサ（すなわち、本実施形態においては、車載カメラ及び各レーダ）によって検出された立体物を読み込む。

【0046】

続くステップＳ１０２において、走行環境認識部２１ｄは、２つの検索領域（第１，第２の検索領域）の重複領域内での同一立体物判定を行う。

【0047】

この判定は、各重複領域内において第１，第２の検出手段が検出した全ての立体物について行われる。すなわち、例えば、前方領域Ａ１と左斜め前領域Ａｌｆとの重複領域において、車載カメラにより検出された各立体物と左前側方レーダ２１ｒｆにより検出された各立体物と全ての組合せについて、立体物までの距離、立体物の移動速度、立体物の移動方向、及び、立体物の横幅をそれぞれ比較し、これらがそれぞれ予め設定された誤差範囲内にある場合に、同一立体物であると判定する。

【0048】

そしてステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、走行環境認識部２１ｄは、各重複領域内に未だ統合処理されていない同一の立体物の組合せが存在するか否かを調べる。

【0049】

そして、ステップＳ１０３において、未だ統合されていない同一立体物の組合せが存在すると判定した場合、走行環境認識部２１ｄは、ステップＳ１０４に進み、統合されていない同一立体物の組合せを抽出する。

【0050】

そして、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むと、走行環境認識部２１ｄは、抽出した同一立体物の組合せの距離情報に基づいて、距離のパラメータＬを設定する。

【0051】

この距離のパラメータＬは、例えば、以下の（１）式に基づいて設定される。

【0052】

Ｌ＝（立体物までの距離）＋（相対速度×時間パラメータ） …（１）

【0053】

ここで、（１）式において、立体物までの距離としては、例えば、自車両１００から、同一立体物の組合せを構成する各立体物までの距離のうち、安全走行の観点から見た最悪値（自車両１００に近い距離）が用いられる。或いは、立体物までの距離として、自車両１００から、同一立体物の組合せを構成する各立体物までの距離の平均値を用いることも可能である。なお、立体物までの距離は、立体物が自車両１００の前方に存在する場合には正値となり、立体物が自車両１００の後方に存在する場合には負値となる。

【0054】

また、相対速度としては、例えば、自車両１００と同一立体物の組合せを構成する各立体物との相対速度（自車両１００の前方の立体物については（立体物の速度）－（自車速）、自車両１００の後方の立体物については（自車速）－（立体物の速度））のうち、安全走行の観点から見た最悪値（絶対値が小さい方の値）が用いられる。或いは、相対速度として、各立体物との相対速度の平均値を用いることも可能である。

【0055】

また、時間パラメータとしては、例えば、１秒が設定されている。

【0056】

なお、距離のパラメータＬとしては、（１）式で示したように相対速度に基づく補正を行わないことも可能である。

【0057】

ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進むと、走行環境認識部２１ｄは、距離のパラメータＬに対する設定閾値Ｌｔｈを読み込む。例えば、図４に示すように、この設定閾値Ｌｔｈは、自車両１００の前方の検出立体物に対する正値の設定閾値Ｌｔｈと、自車両１００の後方の検出立体物に対する正負の設定閾値Ｌｔｈと、が設定されている。ここで、本実施形態において、各設定閾値Ｌｔｈは、自車速に応じて可変であり、自車速が高いほど、正値の設定閾値Ｌｔｈは大きな値となり、負値の設定閾値Ｌｔｈは小さな値となる。なお、設定閾値Ｌｔｈは、自車速に対して固定値であっても良い。

【0058】

ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進むと、走行環境認識部２１ｄは、距離のパラメータＬと設定閾値Ｌｔｈとの比較により、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両よりも遠方に存在するか否かを調べる。ここで、図４に示すように、距離のパラメータＬが正の設定閾値Ｌｔｈよりも大きい場合、或いは、距離のパラ－メタＬが負の設定閾値Ｌｔｈよりも小さい場合、第１の検出立体物及び第２の検出立体物は自車両１００の遠方に存在すると判定される。一方、距離のパラメータＬが負の設定閾値Ｌｔｈ以上且つ正の設定閾値Ｌｔｈ以上である場合、第１の検出立体物及び第２の検出立体物は自車両の近傍に存在すると判定される。

【0059】

そして、ステップＳ１０７において、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両１００の遠方に存在すると判定した場合、走行環境認識部２１ｄは、ステップＳ１０８に進み、第１の検出立体物及び第２の検出立体物についての各検出結果の平均値を用いてフュージョン立体物を認識した後、ステップＳ１０３に戻る。

【0060】

すなわち、ステップＳ１０８において、走行環境認識部２１ｄは、例えば、図５に示すように、フュージョン立体物の横幅として、第１の検出立体物の横幅と第２の検出立体物の横幅の平均値を設定する。また、フュージョン立体物の代表点の位置として、第１の検出立体物の代表点の位置と第２の検出立体物の代表点の位置の平均値を設定する。また、フュージョン立体物の速度として、第１の検出立体物の速度と第２の検出立体物の速度の平均値を算出する。なお、その他の各情報についても同様に設定され、第１の検出立体物或いは第２の検出立体物の何れか一方のみ検出された情報については、当該情報が設定される。

【0061】

一方、ステップＳ１０７において第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両１００の近傍に存在すると判定した場合、走行環境認識部２１ｄは、ステップＳ１０９に進み、第１の検出立体物及び第２の検出立体物の最悪値を用いてフュージョン立体物を認識した後、ステップＳ１０３に戻る。

【0062】

すなわち、ステップＳ１０９において、走行環境認識部２１ｄは、例えば、図６に示すように、フュージョン立体物の横幅として、第１の検出立体物或いは第２の検出立体物の最も左端から最も右端までの幅を設定する。また、フュージョン立体物の代表点として、第１の検出立体物或いは第２の検出立体物の代表点のうち、自車両１００に最も近いものを設定する。また、フュージョン立体物の速度として、第１の検出立体物或いは第２の検出立体物の速度のうち、自車両１００の前方のフュージョン立体物については最も遅い速度が設定され、自車両１００の後方のフュージョン立体物については最も速い速度が設定される。なお、その他の各情報についても同様の観点から設定され、第１の検出立体物或いは第２の検出立体物の何れか一方のみ検出された情報については、当該情報が設定される。これにより、フュージョン立体物の各認識情報には、安全マージンが反映される。

【0063】

また、ステップＳ１０３において、未だ統合処理されていない同一立体物の組合せが存在しないと判定した場合、走行環境認識部２１ｄは、ルーチンを抜ける。

【0064】

なお、このフュージョン立体物認識ルーチンにおいて統合されていない各立体物は、それぞれ単独のセンサによって検出された立体物として認識される。

【0065】

このような実施形態によれば、自車両から第１の検出立体物及び第２の検出立体物までの距離に基づくパラメータＬと設定閾値Ｌｔｈとの比較により、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両１００の近傍に存在すると判定した場合には各検出結果の最悪値を用いてフュージョン立体物を認識し、第１の検出立体物及び第２の検出立体物が自車両の遠方に存在すると判定した場合には各検出結果の平均値を用いて前記フュージョン立体物を認識することにより、複数のセンサによる検出情報を効率的且つ有効に活用してフュージョン立体物を認識することができる。

【0066】

すなわち、自車両１００による緊急の衝突回避制御等を必要とする可能性の低い遠方にフュージョン立体物が存在する場合には、第１の検出立体物及び第２の検出立体物の各検出結果の平均値を用いてフュージョン立体物を認識することにより、当該フュージョン立体物に対する過剰な運転制御を抑制することができる。一方、自車両１００による緊急の衝突回避制御等を必要とする可能性の高い近傍にフュージョン立体物が存在する場合には、第１の検出立体物及び第２の検出立体物の各検出結果の最悪値（自車両との衝突の可能性のある最もシビアな値）を用いてフュージョン立体物を認識することにより、安全マージンを十分に考慮した運転制御を実現することができる。

【0067】

その際、自車速に応じて設定閾値Ｌｔｈを可変に設定することにより、自車両１００の実際の走行状態に即して第１，第２の検出立体物が遠方に存在するか近傍に存在するかの判断を行うことができる。

【0068】

また、距離のパラメータを相対速度に基づいて補正することにより、自車両１００の走行環境に即して第１，第２の検出立体物が遠方に存在するか近傍に存在するかの判断を行うことができる。

【0069】

ここで、上述の実施形態においては、ステレオカメラを用いた車載カメラとレーダとのフュージョンを例に説明したが、用いるセンサとしては、単眼カメラ、ソナー等であっても良いことは勿論である。

【0070】

なお、運転支援装置１を構成するロケータユニット１１、カメラユニット２１、及び、各ＥＣＵ２２~２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置などを含むプロセッサを有している。また、プロセッサの複数の回路の全て若しくは一部の構成は、ソフトウェアで実行してもよい。例えば、ＲＯＭに格納された各機能に対応する各種プログラムをＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。

【0071】

さらに、プロセッサの全部若しくは一部の機能は、論理回路あるいはアナログ回路で構成してもよく、また各種プログラムの処理を、ＦＰＧＡなどの電子回路により実現するようにしてもよい。

【0072】

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

【0073】

例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

【符号の説明】

【0074】

１ … 運転支援装置
１０ … 車内通信回線
１１ … ロケータユニット
１２ … ロケータ演算部
１２ａ … 自車位置推定部
１３ … 前後加速度センサ
１４ … 車輪速センサ
１５ … ジャイロセンサ
１６ … ＧＮＳＳ受信機
２１ … カメラユニット
２１ａ … メインカメラ
２１ｂ … サブカメラ
２１ｃ … ＩＰＵ
２１ｄ … 走行環境認識部
２１ｌ … 側後方カメラ
２１ｒ … 側後方カメラ
２２ … 走行制御ユニット（走行＿ＥＣＵ）
２３ … エンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）
２４ … パワーステアリング制御ユニット（ＰＳ＿ＥＣＵ）
２５ … ブレーキ制御ユニット（ＢＫ＿ＥＣＵ）
２７ … スロットルアクチュエータ
２８ … 電動パワステモータ
２９ … ブレーキアクチュエータ
３３ … モード切換スイッチ
３４ … ハンドルタッチセンサ
３５ … 操舵トルクセンサ
３６ … ブレーキセンサ
３７ … アクセルセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】