(57)【要約】【課題】本発明は、車両の走行に支障のある障害路の走行に適した走行条件を求めることができる、車両用走行支援装置の提供を目的とする。【解決手段】車両の進行方向の路面を監視する車両周辺監視部１０や画像処理部２０と、車両周辺監視部１０によって監視された路面において車両の進行の妨げとなる障害物を検出する障害物判定部３０と、走行状態検出部４０によって検出された車両状態と障害物判定部３０によって検出された障害物の態様とに基づいて当該障害物を乗り越え可能か否かを判断する障害物乗り越え判断部５０と、障害物判定部３０によって検出された障害物の態様に基づいて該障害物の乗り越えに必要な走行条件を導出するナビゲーション部６０とを備える、車両用走行支援装置。【選択図】図１
2008293205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向の路面を監視する監視手段と、
前記監視手段によって監視された路面において前記車両の進行の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段によって検出された障害物の態様に基づいて該障害物を通過するために必要な走行条件を導出する走行条件導出手段とを備える、車両用走行支援装置。
【請求項２】
前記走行条件導出手段は、前記障害物の形状に基づいて前記走行条件を導出する、請求項１に記載の車両用走行支援装置。
【請求項３】
前記走行条件導出手段は、前記走行条件として、前記車両の進路を導出する、請求項１又は２に記載の車両用走行支援装置。
【請求項４】
前記走行条件導出手段によって導出された走行条件に基づいて前記車両の運転を支援する運転支援手段を備える、請求項１から３のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項５】
前記運転支援手段は、前記走行条件導出手段によって導出された走行条件を前記車両のドライバーに提供する情報提供手段である、請求項４に記載の車両用走行支援装置。
【請求項６】
前記情報提供手段は、前記走行条件導出手段によって導出された走行条件に基づいて作成された前記車両の走行模擬映像を表示する表示手段である、請求項５に記載の車両用走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行に障害のある路上において車両の走行を支援する車両用走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体の前部に前方路面の突出部までの距離を検出する距離センサを取付けると共に、車体の任意の箇所に車体の左右の傾きを検出する傾斜センサを取付け、これらの距離センサと傾斜センサの出力を受けて車体が前記突出部に乗り上げたときの予想傾斜角を演算する制御回路が設けられた車両用傾斜検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用傾斜検出装置は、予想傾斜角を演算することによって、車両が前進した場合に横転可能性があるか否かを判断するものである。
【特許文献１】特開平８−２９１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術では、突出部などの障害箇所をどのように走行すればよいのかまではわからないため、そのような障害箇所について必ずしも適切な走行を行うことができているとは限らない。
【０００４】
そこで、本発明は、車両の走行に支障のある障害路の走行に適した走行条件を求めることができる、車両用走行支援装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両用走行支援装置は、
車両の進行方向の路面を監視する監視手段と、
前記監視手段によって監視された路面において前記車両の進行の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段によって検出された障害物の態様に基づいて該障害物を通過するために必要な走行条件を導出する走行条件導出手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車両用走行支援装置であって、
前記走行条件導出手段は、前記障害物の形状に基づいて前記走行条件を導出することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る車両用走行支援装置であって、
前記走行条件導出手段は、前記走行条件として、前記車両の進路を導出することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明に係る車両用走行支援装置であって、
前記走行条件導出手段によって導出された走行条件に基づいて前記車両の運転を支援する運転支援手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、第４の発明に係る車両用走行支援装置であって、
前記運転支援手段は、前記走行条件導出手段によって導出された走行条件を前記車両のドライバーに提供する情報提供手段であることを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、第５の発明に係る車両用走行支援装置であって、
前記情報提供手段は、前記走行条件導出手段によって導出された走行条件に基づいて作成された前記車両の走行模擬映像を表示する表示手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の走行に支障のある障害路の走行に適した走行条件を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態である車両用走行支援装置１００の構成を示すブロック図である。車両用走行支援装置１００は、車両周辺監視部１０、画像処理部２０、障害物判定部３０、走行状態検出部４０、障害物乗り越え判断部５０、ナビゲーション部６０及び運転支援部７０を備える。
【００１３】
車両周辺監視部１０は、電波レーダ（例えば、ミリ波レーダ）、光波レーダ（例えば、レーザーレーダ）、音波レーダ（例えば、超音波レーダ）等の監視センサを備え、自車両の周辺路面（特に、進行方向の路面）を監視する。車両周辺監視部１０は、監視センサによって自車両と自車両の進行方向に存在する路上の物体や路面変化部位などの測定対象との相対関係値（相対距離、相対速度、自車両がその測定対象に到達するまでの時間など）を測定することができる。相対距離や到達時間は、レーダが送受信する波の送受信タイミングと波の速さとの関係から容易に算出可能である。また、算出された相対距離の時間変化から相対速度が求められる。さらに、相対速度の時間変化から相対加速度を求めることも可能である。また、レーダが自車両周辺をスキャニングする際の反射範囲の大きさを変化させれば、障害物の大まかな大きさも測定可能となる。また、レーダは、監視すべき路面の方向に応じて車両に搭載され、車両前方の路面を監視するためには、車両前方に測定波が照射されるようにフロントバンパー部やフロントグリル部などの車両前部に設置されればよく、車両後方の路面を監視するためには、車両後方に測定波が照射されるようにリアバンパー部やバックドア部などの車両後部に設置されればよい。また、測定波の照射方向を俯角方向にすることによって、路面を精度良く監視することができる。
【００１４】
また、車両周辺監視部１０は、左右に配置された一対の撮像素子（ＣＣＤ：Charge  Coupled  Device）を有するカメラを備え、自車両の周辺路面（特に、進行方向の路面）を監視する。撮像素子は、車両前方、車両後方、車両側方などの撮像すべき方向に応じて、車両に一つ又は複数設置される。例えば、ルームミラーの背面やバンパー部やフロントグリル部などにカメラは設置される。撮像素子による撮像画像間の視差に基づいて、周知の通り、相対距離が算出され得る。算出された相対距離に基づき、上記と同様に、相対速度や相対加速度も算出可能となる。撮像素子を備えるカメラは、例えば、３０ｆｐｓ（frame  per  second）のストリーム形式で、画像処理部２０に画像信号を送信する。
【００１５】
画像処理部２０は、車両周辺監視部１０によって得られた撮像画像を処理する画像処理用コンピュータを備える。画像処理用コンピュータは、左右一対の撮像素子の画角の違いを利用する等の画像認識処理を行うことによって、撮像画像内の測定対象の態様の検出を行う。測定対象が路上の物体（例えば、倒木、岩、石）であれば、その物体の態様として、例えば、高さ、幅、奥行きなどの形状値やその物体と車両との相対距離などの相対関係値、その物体の向きが検出される。測定対象が路面変化部位（例えば、窪地、未舗装路、路面陥没部、路面突起部）であれば、その路面変化部位の態様として、例えば、幅、奥行き、高さ、深さなどの形状値やその路面変化部位と車両との相対距離などの相対関係値が検出される。
【００１６】
障害物判定部３０は、車両周辺監視部１０による検出結果及び／又は画像処理部２０による検出結果に基づいて、所定の判定基準を用いて、検出された測定対象（路上の物体や路面変化部位）が自車両の進行の妨げとなる障害物に該当するか否かを判定する。障害物と判定される場合として、例えば、測定対象の形状値が所定の基準値以上の場合、測定対象と自車両との相対関係が特定できる値（相対距離や相対速度など）が所定の基準値以上の場合などが挙げられる。これらの基準値は、車両の進行に支障となるか否かを観点に、予めシミュレーションなどによって決めておけばよい。
【００１７】
例えば、障害物判定部３０は、検出された測定対象が自車両の進行方向の延長線上に存在するか否かを予測し、延長線上に存在すると予測されれば当該測定対象を障害物と判定する。より具体的には、障害物判定部３０は、車輪速センサの出力値により演算される自車両の車両速度や操舵角センサの出力値により演算される自車両の進行方向などに基づいて予測される自車両の予測進路上に当該測定対象が存在する場合には、当該測定対象を障害物と判定するとよい。
【００１８】
走行状態検出部４０は、自車両の走行状態を示す車両情報を有する車載コンピュータや車載センサを備える。走行状態検出部４０は、例えば、車両情報として、車速センサによって車両の走行速度を検出し、操舵角センサによって車両の操舵角を検出し、ハイトセンサによって地上高を検出し、サスペンションを制御可能な車高調整用コンピュータによって車高調整値を検出する。
【００１９】
障害物乗り越え判断部５０は、車両周辺監視部１０や画像処理部２０によって検出された障害物の態様に基づいて、所定の判断基準を用いて、当該障害物の乗り越えが可能か否かを判断する。この判断の際に、走行状態検出部４０によって検出された現在の車両の走行状態を考慮してもよい。
【００２０】
例えば、障害物乗り越え判断部５０は、車両周辺監視部１０や画像処理部２０によって検出された障害物の態様を表す値や走行状態検出部４０によって検出された現在の車両の走行状態を表す値が車両の性能上当該障害物を乗り越えることのできる限界値を超えている場合には、当該障害物を乗り越えることはできないと判断する。より具体的には、障害物乗り越え判断部５０は、障害物判定部３０によって検出された障害物の形状値がその限界値を超えている場合（例えば、物体や路面突起部位の高さや路面陥没部の深さが車両の最低地上高を超えている場合、路面陥没部の幅が車両の車幅を超えている場合、路面変化部位の奥行きが車両の全長を超えている場合など）には、当該障害物を乗り越えることはできないと判断するとよい。また、障害物乗り越え判断部５０は、走行状態検出部４０によって検出された現在の車速や操舵角が所定の限界値を超えている場合には、当該障害物を乗り越えることはできないと判断してもよい。
【００２１】
ナビゲーション部６０は、車両周辺監視部１０や画像処理部２０によって検出された障害物の態様に基づいて、障害物の態様と乗り越え可能な走行状態との関係を定めた乗り越え判定基準（例えば、関係式やマップ）を適用して、当該障害物の乗り越えに適切な走行条件（乗り越え条件）を導出する。
【００２２】
ナビゲーション部６０は、例えば、障害物の形状値と乗り越えが可能な車両の走行速度との関係を定めた乗り越え判定マップに基づいて、実測された障害物の高さや幅に対して乗り越えに適切な走行速度を算出する。また、ナビゲーション部６０は、例えば、障害物の形状値と乗り越えが可能な車両の車高値との関係を定めた乗り越え判定マップに基づいて、実測された障害物の高さに対して乗り越えに適切な車高値を算出する。また、ナビゲーション部６０は、例えば、障害物の長手方向に対する乗り越え可能な車両の進入角度を定めた乗り越え判定マップに基づいて、実測された障害物の長手方向に対して乗り越えに適切な車両の進入角度を算出する。
【００２３】
また、ナビゲーション部６０は、車両周辺監視部１０や画像処理部２０の検出結果に基づいて、障害物の存在しない車幅以上の空間を検出することによって、当該障害物を乗り越えずに避けて走行することが可能な回避経路を導出してもよい。この場合、ナビゲーション部６０は、その回避経路を通行するために必要な車両の進入方向や走行速度を算出してもよい。
【００２４】
ナビゲーション部６０は、導出した乗り越え条件に基づき、障害物判定部３０によって検出された障害物を最適に乗り越えるための又は最適に乗り越えずに回避走行するための支援情報を作成する。作成された支援情報は、後述の運転支援部７０に伝送される。作成される支援情報として、例えば、障害物判定部３０によって検出された障害物を最適に乗り越えるための運転方法をドライバーに提供するための報知情報や、障害物判定部３０によって検出された障害物を最適に乗り越えるための制御データを所定の支援制御システムに提供するための支援制御情報などが挙げられる。
【００２５】
運転支援部７０は、ナビゲーション部７０によって作成された支援情報に基づいて車両の運転を支援する支援手段である。運転支援部７０は、ナビゲーション部６０によって作成された報知情報を音声によって知らせるスピーカや画面表示によって知らせるディスプレイである。また、運転支援部７０は、ナビゲーション部６０によって作成された支援制御情報に基づいて自車両の走行を自動又は半自動で制御する支援制御システムでもよい。支援制御システムとして、例えば、制動指令が含まれる支援制御情報に基づいて自車両の制動を制御可能なブレーキ制御システム、減速指令が含まれる支援制御情報に基づいて自車両の減速を制御可能なエンジン制御システム、操舵指令が含まれる支援制御情報に基づいて自車両の操舵を制御可能な操舵制御システムなどが挙げられる。
【００２６】
それでは、車両用走行支援装置１００の詳細動作について説明する。図２は、車両用走行支援装置１００の動作フローである。図３は、車両前方の路面に倒木がある状況を示した図である。図４は、車両前方の路面に穴がある状況を示した図である。
【００２７】
車両周辺監視部１０は、監視センサによって車両前方の路上の物体（図３：倒木）や路面変化部位（図４：穴）などの測定対象を検知すると（Ｓ００１）、カメラによってその測定対象が検知された方向の撮影を開始する（Ｓ００２）。画像処理部２０は、カメラから取得された撮像画像を解析することによって、測定対象の形状値などの態様を検出する（Ｓ００３）。例えば、倒木の高さや幅、倒木までの距離が検出され（図３）、穴の深さや幅、穴までの距離が検出される（図４）。障害物判定部３０は、検出された測定対象の形状値などの態様に基づいて、測定対象が自車両の進行の妨げとなる障害物に該当するか否かの判定をする（Ｓ００４／Ｓ００５）。障害物判定部３０によって障害物には該当しないと判定された場合には（Ｓ００５，Ｎｏ）、本フローは終了する。
【００２８】
障害物乗り越え判断部５０は、障害物判定部３０によって検出された障害物の乗り越え判断に必要な車両情報を走行状態検出部４０から取得することによって（Ｓ００６）、車速や操舵角などの車両の現在の走行状態を判断する（Ｓ００７）。障害物乗り越え判断部５０は、車両周辺監視部１０や画像処理部２０によって検出された障害物の態様と走行状態検出部４０によって検出された現在の車両の走行状態とに基づいて、障害物判定部３０によって検出された障害物の乗り越えが可能か否かを判断する（Ｓ００８）。
【００２９】
例えば図３において、障害物乗り越え判断部５０は、倒木の長手方向と現在の車両の進行方向とのなす角度が所定の限界角度（例えば、６０°）を超えている場合、倒木の高さが所定の限界高さ（例えば、３０ｃｍ）を超えている場合、現在の車両の走行速度が所定の限界速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）を超えている場合のいずれかに該当した場合には、現在の状況では前輪が倒木の乗り越え後にスタックするとして、車両前方の倒木を乗り越えることができないと判断する。
【００３０】
また、例えば図４において、障害物乗り越え判断部５０は、穴の幅がタイヤ幅を超えている場合、穴の深さが最低地上高を超えている場合、現在の車両の走行速度が所定の限界速度を超えている場合のいずれかに該当した場合には、現在の状況では車輪の接地が失われるとして、車両前方の穴を乗り越えることができないと判断する。
【００３１】
障害物乗り越え判断部５０によって障害物の乗り越えができないと判定された場合（Ｓ００８，Ｎｏ）、運転支援部７０は、ナビゲーション部６０によって作成された支援情報に基づいて、所定の回避制御を行う（Ｓ０１１）。運転支援部７０は、その回避制御として、例えば、スピーカやディプレイによって前方に乗り越えできない障害物がある旨の警告を行ったり、支援制御システムによって制動、減速、回避操舵を行ったりする。
【００３２】
一方、障害物乗り越え判断部５０によって障害物の乗り越えができると判定された場合（Ｓ００８，Ｙｅｓ）、ナビゲーション部６０は、障害物の乗り越えに適切な走行条件を導出し、支援情報を作成する（Ｓ００９）。ナビゲーション部６０は、例えば図３において、「倒木に対する進入角度が４５°、車速５ｋｍ／ｈ以下」という乗り越え条件を導出する。また、ナビゲーション部６０は、例えば図４において、「穴に対する進入角度が左方から３０°、車速１０ｋｍ／ｈ以下」という乗り越え条件を導出する。そして、ナビゲーション部６０は、支援情報として、運転支援部７０のディスプレイに表示させるため、導出した乗り越え条件を表す文字情報を上述のカメラによる実画像に重ねた走行模擬映像を作成する。運転支援部７０は、図３，４に示されるように、作成された走行模擬映像をディスプレイに表示させる（ステップＳ０１０）。乗り越え条件を表す文字情報をカメラによる実画像に重ねて表示させることで、どのように障害物に対して進入すればよいのかをドライバーは当該障害物に到達する前に視覚的に把握することができるので、当該障害物を適切に乗り越え運転することが可能になる。このとき、当該障害物の通過前後にわたる車両の走行模擬映像を連続的に表示させることで、より適切な運転支援になる。また、当該走行模擬映像の表示とともに乗り越え条件を表す文字情報を音声情報としてドライバーに提供することで、さらに適切な運転支援になる。
【００３３】
したがって、車両用走行支援装置１００は、車両の進行方向の路面を監視する車両周辺監視部１０や画像処理部２０と、車両周辺監視部１０によって監視された路面において車両の進行の妨げとなる障害物を検出する障害物判定部３０と、障害物判定部３０によって検出された障害物の態様に基づいて該障害物を通過するために必要な走行条件を導出するナビゲーション部６０とを備えているので、車両の走行に支障のある障害路の走行に適した走行条件を求めることができる。
【００３４】
また、ナビゲーション６０によって導出された乗り越え条件に基づいて車両の運転を支援する運転支援部７０を備えているので、乗り越え条件に対応する適切な運転支援を行うことができる。
【００３５】
また、上述の実施例によれば、いわゆるカーナビゲーションシステムが有している地図情報にない道路、浜辺や山道などの道路以外の場所を走行する場合においても、検出された障害物を乗り越えるために適切な進行方向や走行速度などの走行条件を導出することができるようになるとともに、その導出された走行条件に基づく適切な運転支援を行うことができる。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３７】
例えば、上述の実施例では、車両の前方の障害物を例に挙げて説明したが、車両が後退する場合には、車両後方の障害物についても同様に適切な走行条件を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である車両用走行支援装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】車両用走行支援装置１００の動作フローである。
【図３】車両前方の路面に倒木がある状況を示した図である。
【図４】車両前方の路面に穴がある状況を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  車両周辺監視部
２０  画像処理部
３０  障害物判定部
４０  走行状態検出部
５０  障害物乗り越え判断部
６０  ナビゲーション部
７０  運転支援部
【図１】
2008293205.tif 000003
【図２】
2008293205.tif 000004
【図３】
2008293205.tif 000005
【図４】
2008293205.tif 000006