(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
自車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、
前記ヨーレイト検出手段により検出したヨーレイトの値にフィルタ処理を施すフィルタ処理手段と、
前記走行状態検出手段により検出した走行状態に基づき第１のカットオフ周波数を設定する第１のカットオフ周波数設定手段と、を備え、
前記フィルタ処理を施したヨーレイトの値から自車両の走行車線の曲り度合を推定する走行車線推定装置において、
前記ヨーレイト検出手段により検出したヨーレイトの値と、前記フィルタ処理手段によりフィルタ処理を施したヨーレイトの値との差分に基づき第２のカットオフ周波数を設定する第２のカットオフ周波数設定手段と、
前記第１のカットオフ周波数設定手段により設定した第１のカットオフ周波数と前記第２のカットオフ周波数設定手段により設定した第２のカットオフ周波数とのいずれか一方を選択して前記フィルタ処理手段のカットオフ周波数とするカットオフ周波数選択手段と、を備え、
前記第２のカットオフ周波数設定手段は、前記差分が大きいほど、前記第２のカットオフ周波数を大きくし、
前記カットオフ周波数選択手段は、第１のカットオフ周波数設定手段により得られた値と第２のカットオフ周波数設定手段により得られた値とを比較して大きい値を選択することを特徴とする走行車線推定装置。
【請求項２】
前記第２のカットオフ周波数設定手段により得られた第２のカットオフ周波数の変化が緩やかになるようなフィルタ処理を施す第２のフィルタ処理手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の走行車線推定装置。
【請求項３】
自車両が直進路から旋回路へと移行する場合と、旋回路から直進路へと移行する場合とで前記差分に対するカットオフ周波数の設定値が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行車線推定装置。
【請求項４】
ヨーレイト検出手段により検出したヨーレイトの値にフィルタ処理を施し、さらに走行状態検出手段により検出した走行状態に基づき第1のカットオフ周波数を設定し、前記フィルタ処理を施したヨーレイトの値から自車両の走行車線の曲り度合を推定する走行車線推定装置において、
ヨーレイト検出手段により検出した値と、前記フィルタ処理を施したヨーレイトの値の差分が大きいほど第２のカットオフ周波数を大きな値に設定し、第1のカットオフ周波数と第2のカットオフ周波数とを比較して大きい方を選択して前記フィルタ処理のカットオフ周波数に設定することを特徴とする走行車線推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の速度およびヨーレイトに基づいて、曲り度合を推定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ヨーレイトセンサによって検出されたヨーレイトおよび自車速に基づいて、自車両が走行している走行車線の曲り度合を推定する装置が知られている（例えば、特許文献１、参照）。この装置では、ヨーレイト検出値のふらつきに起因した曲り度合の推定誤差を縮減するために、ヨーレイトセンサで検出されたヨーレイトに対してフィルタ処理を施し、ヨーレイトの変化に対して、推定する曲り度合の変化の応答性を低下させている。
【特許文献１】特開２００４−２１７１７８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、従来の装置では、直進路では、ヨーレイト検出値に対してフィルタ処理を行うことによって、推定した曲り度合がヨーレイトのぶれに敏感に反応して変動しないようにしているが、カーブ状の走行車線では、曲り度合を正確に推定するために、フィルタ処理の特性を直進路と比べて低くする必要がある。従って、カーブ路の出口付近から直進路に移行する状況下では、低くしているフィルタ処理の特性を高めて、ヨーレイトの変化に対する応答性を低下させるため、実際の走行車線の曲り度合と推定した走行車線の曲り度合との間で誤差が大きくなり、直進路に移行後、しばらくの間、先行車を認識しにくい状態となるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明では、上記問題を鑑みて、直進路からカーブ路への変化および、カーブ路から直進路への変化に応じて、精度よく走行車線の曲り度合を推定することができる走行車線推定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】
【０００５】
本発明による走行車線推定装置は、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、前記ヨーレイト検出手段により検出したヨーレイトの値にフィルタ処理を施すフィルタ処理手段と、前記走行状態検出手段により検出した走行状態に基づき第１のカットオフ周波数を設定する第１のカットオフ周波数設定手段と、を備え、前記フィルタ処理を施したヨーレイトの値から自車両の走行車線の曲り度合を推定する走行車線推定装置において、前記ヨーレイト検出手段により検出したヨーレイトの値と、前記フィルタ処理手段によりフィルタ処理を施したヨーレイトの値との差分に基づき第２のカットオフ周波数を設定する第２のカットオフ周波数設定手段と、前記第１のカットオフ周波数設定手段により設定した第１のカットオフ周波数と前記第２のカットオフ周波数設定手段により設定した第２のカットオフ周波数とのいずれか一方を選択して前記フィルタ処理手段のカットオフ周波数とするカットオフ周波数選択手段と、を備え、前記第２のカットオフ周波数設定手段は、前記差分が大きいほど、前記第２のカットオフ周波数を大きくし、前記カットオフ周波数選択手段は、第１のカットオフ周波数設定手段により得られた値と第２のカットオフ周波数設定手段により得られた値とを比較して大きい値を選択することを特徴とする。 
【発明の効果】
【０００６】
本発明による走行車線推定装置によれば、自車速またはローパスフィルタの処理を施したヨーレイトとヨーレイトセンサより検出したヨーレイトとの差分した値（偏差）から前記ローパスフィルタの特性を変更し、自車両の走行車線の曲り度合を推定するヨーレイトを算出するため、直進路からカーブ路に移行した場合も、カーブ路から直進路に移行した場合も正確に走行車線の曲り度合を推定し、先行車を精度よく認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、第１実施の形態における走行車線推定装置の構成を示す図である。一実施の形態における走行車線推定装置は、自車両に搭載されて使用されるものであって、車間距離センサ１と、自車速センサ２（走行状態検出手段）と、ヨーレイトセンサ３（ヨーレイト検出手段）と、スロットルアクチュエータ４と、ブレーキアクチュエータ５と、コントローラ６と、タイマ７とを備える。
【０００８】
車間距離センサ１は、レーダ装置を備え、所定周期ごとに自車両前方の所定範囲にレーザ光を送出し、先行車に反射して戻ってくる反射光を受光することにより、先行車までの車間距離を検出する。自車速センサ２は、自車両の速度を検出する。ヨーレイトセンサ３は、ヨーレイト、すなわち、自車両が旋回する速度を検出する。
【０００９】
コントローラ６は、車間距離センサ１によって送出および受光されるレーザ光に基づいて、先行車を検出するとともに、検出した先行車両に自車両が追従して自動走行するための先行車追従制御を行う。すなわち、車間距離センサ１によって検出される車間距離、および、自車速センサ２によって検出される自車両の速度に基づいて、自車両と先行車両との車間距離が一定距離に保たれるように、スロットルアクチュエータ４およびブレーキアクチュエータ５を制御する。
【００１０】
コントローラ６は、また、ヨーレイトセンサ３によって検出されたヨーレイト、および、自車速センサ２によって検出された自車速に基づいて、自車両がこれから走行する走行車線の曲り度合を推定する。走行車線の曲り度合の推定は、既知の方法を用いることができる。この時、走行車線の曲り度合の推定に際し、ヨーレイトのわずかな変動によって、推定した走行車線の曲り度合が変動しないように、ヨーレイトセンサ３によって検出されたヨーレイトに対して、フィルタ処理を施す。このフィルタは、たとえば、ローパスフィルタ（フィルタ処理手段）によって実現することができる。
【００１１】
図２は、コントローラ６によって走行車線の曲り度合を推定する処理の流れを示す図である。コントローラ６は、内部で行う処理機能上、フィルタ特性設定部２０、フィルタ処理部６ａ、曲り度合推定部６ｂおよび車線形状推定部６ｃを備えている。フィルタ特性設定部２０は、後述の方法によって自車速およびヨーレイトの偏差によりフィルタ処理部６ａの特性を設定する。フィルタ処理部６ａは、ヨーレイトセンサ３によって検出されたヨーレイトに対して、ヨーレイトの変化が緩やかになるようなフィルタ処理を行う。曲り度合推定部６ｂは、フィルタ処理が施されたヨーレイトと、自車速センサ２によって検出された自車速とに基づいて、走行車線の曲り度合の推定を行う。具体的には、入力されたヨーレイトと自車速とから走行車線の曲率半径を推定する。車線形状推定部６ｃは曲り度合推定部６ｂで推定した走行車線の曲り度合に基づき、走行車線幅等の走行車線情報を考慮して自車両の進行方向前方における、自車両が走行している走行車線の形状を推定する。走行車線情報はたとえば図示しないナビゲーション装置、または、車両の進行方向前方を撮像するカメラから得られる情報等を用いてもよい。このように、フィルタ処理後のヨーレイトを用いて、走行車線の曲り度合を推定することにより、ヨーレイトのわずかな変動に対して、推定した走行車線の曲り度合はゆっくりと変化することになる。曲り度合は曲率半径以外に曲率や曲り度合に応じた指標等であってもよい。
【００１２】
図３は、フィルタ処理後のヨーレイトを用いて曲り度合を推定した走行車線を示す図であり、異なるフィルタ特性に応じて、２つの走行車線を示している。区分線１１は、フィルタ処理の特性を高めた場合の推定走行車線を示しており、区分線１２は、フィルタ処理の特性を低くした場合の走行車線を示している。フィルタ処理の特性を高めると、図３に示すように、ヨーレイトの変化に対して、推定した自車両の走行車線の曲り度合がさらに緩やかに変化する。すなわち、フィルタ処理の特性を高めることは、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性を低くすることを意味し、フィルタ処理の特性を低くすることは、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性を高くすることを意味する。
【００１３】
次に、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性について説明する。自車両が直進路を走行している場合には、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性を低くすることにより、ヨーレイトのわずかな変動によって、推定走行車線が変動しないようにする。一方、自車両がカーブ路（旋回路）を走行している場合には、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性を低くすると、カーブの形状の推定誤差が大きくなるので、ヨーレイトの変化に対する推定走行車線の変化の応答性を高く（フィルタ特性を低く）する。
【００１４】
図４は、フィルタ処理部６ａにおいて施すフィルタ設定の構成を示す図である。
【００１５】
まず、自車速センサ２より自車速Ｖを検出し、カットオフ周波数設定部１５（第１のカットオフ周波数設定手段）においてカットオフ周波数ｆｖを設定する。このとき、カットオフ周波数設定部１５は、予め実験または計算により自車速とカットオフ周波数との関係を定めておき、図示しないマイクロコンピュータ等に記憶しておく。
【００１６】
一方、ヨーレイトセンサ３により得られたヨーレイトωｙとフィルタ処理部６ａを施したヨーレイトωＬＰＦとの差分から算出した偏差Δω（＝ωｙ−ωＬＰＦ）に基づき、カットオフ周波数設定部１６（第２のカットオフ周波数設定手段）においてカットオフ周波数ｆｙを設定する。このとき、カットオフ周波数設定部１６は、予め実験または計算により偏差とカットオフ周波数との関係を示すマップを予め定めておき、図示しないマイクロコンピュータ等に記憶しておく。
【００１７】
そして、周波数選択部１８では、カットオフ周波数設定部１５で設定したカットオフ周波数ｆｖとカットオフ周波数１６で設定したカットオフ周波数ｆｙのいずれか一方を選択しカットオフ周波数ｆに設定する。
【００１８】
フィルタ処理部６ａは、周波数選択部１８で選択されたカットオフ周波数に基づきフィルタ特性が設定され、ヨーレイトセンサ３で検出されたヨーレイトωｙにローパスフィルタの処理を施し、走行車線の曲り度合を推定するヨーレイトを算出する。
【００１９】
フィルタ特性設定部２０が、フィルタ特性の決定をする際の手順を図５のフローチャートに基づき説明をする。
【００２０】
ステップ１０１において、自車速センサ２により自車速Ｖ、ヨーレイトセンサ３によりヨーレイトωｙ、フィルタ処理部６ａによりフィルタ処理後のヨーレイトωＬＰＦを得る。なお、フィルタ処理後のヨーレイトωＬＰＦの値は、本制御スタート直後初期値として所定値を設定しておく。ここで、所定値は予め実験または計算等により設定しておき、図示しないマイクロコンピュータ等に記憶しておく。
【００２１】
ステップ１０２において、自車速センサ２で検出した自車速Ｖに基づき、カットオフ周波数設定部１５において、カットオフ周波数ｆｖを設定する。一方、ステップ１０３では、ヨーレイトセンサ３で検出したヨーレイトωｙとフィルタ処理後のヨーレイトωＬＰＦとの差分した偏差Δωを算出する。
【００２２】
次にステップ１０４では、偏差Δωに基づきカットオフ周波数設定部１６において、カットオフ周波数ｆｙを設定する。
【００２３】
カットオフ周波数ｆｙの設定方法について、図６（ａ）および図６（ｂ）を用いて説明する。ここで、偏差Δωｔを算出し、一周期前の偏差Δωｔ−１との比較を行う。偏差の絶対値｜Δωｔ｜が一周期前の偏差｜Δωｔ−１｜以上のとき、たとえば、主に切り始めのとき、図６（ａ）のマップに基づきカットオフ周波数ｆｙを設定し、一方、偏差の絶対値｜Δωｔ｜が一周期前の偏差｜Δωｔ−１｜より小さいとき、たとえば、主に切り終わりのとき、図６（ｂ）のグラフに基づきカットオフ周波数ｆｙを設定する。ここで、図６（ａ）および（ｂ）に示したＦｍａｘの値は自車速センサ２で検出した自車速Ｖに基づき定まる値であり、予め実験または演算により算出しておき、図示しないマイクロコンピュータに記憶しておく。
【００２４】
ステップ１０５では、周波数選択部１８において、カットオフ周波数設定部１５で設定されたカットオフ周波数ｆｖの値が、カットオフ周波数設定部１６で設定されたカットオフ周波数ｆｙの値以上のときは、ステップ１０６へ進み、カットオフ周波数ｆとしてｆｖを入力し、カットオフ周波数ｆｖの値がカットオフ周波数ｆｙの値より小さいときは、ステップ１０７へ進み、カットオフ周波数ｆとしてｆｙを入力する。
【００２５】
ステップ１０８では、カットオフ周波数設定部１８において設定したカットオフ周波数ｆにフィルタ処理を施し、フィルタ処理部６ａにおいてフィルタ処理後のヨーレイトωＬＰＦを算出し、フィルタ処理部６ａの特性を設定する。
【００２６】
次に第１実施の形態の効果について図１０、図１１に基づき説明する。
【００２７】
本システムを適用することによって、自車速センサ２により検出した自車速Ｖまたはフィルタ処理部６ａにおいてフィルタ処理を施したヨーレイトωＬＰＦとヨーレイトセンサ３より検出したヨーレイトωｙとの差分した値（偏差）からフィルタ処理部６ａの特性を算出し、走行車線の曲り度合を推定するヨーレイトを算出した。ここで、ヨーレイトセンサ３により検出したヨーレイトとフィルタ処理部６ａを施したヨーレイトとの関係を図１０に示す。図１０のエリアＡの部分は、自車両が直進路から旋回路へと移行するときの操舵の切り始めのヨーレイトを示している。一方、図１０のエリアＢの部分は、自車両が旋回路から直進路へと移行するときの操舵の切り終わりのヨーレイトを示している。
【００２８】
図１０のエリアＡの部分では、従来のフィルタ処理と比較して本発明に基づき算出したフィルタ処理を行うことによりカットオフ周波数ｆｙＬＰＦが高い値を示す。すなわち、走行車線推定の応答性が高くなるように設定することによって、図１１の領域（ａ）のように直進路から旋回路への移行時において推定した走行車線が破線３１から実線３２のように変化し、旋回路の形状に合わせてすぐに精度よく曲り度合を推定することができる。図１０のエリアＢの部分では、従来のフィルタ処理を施したヨーレイトと比較して本発明に基づき算出したフィルタ処理を行うことによりカットオフ周波数ｆｙＬＰＦが低い値を示す。すなわち、走行車線推定の応答性が低くなるように設定することによって、図１１の領域（ｂ）のように旋回路から直進路への移行時において推定した走行車線が破線３３から実線３４のように変化し、直進路の形状に合わせてすぐに精度よく曲り度合を推定することができる。
【００２９】
速度に基づき設定したカットオフ周波数の値と偏差の値に基づき設定したカットオフ周波数のうち大きい値を示すカットオフ周波数を選択することによって、自車速が速いときにふらつきを抑制することができる。
【００３０】
次に、第２実施の形態について、第１実施の形態と異なる部分について図７に基づき説明する。
【００３１】
カットオフ周波数設定部１６の後で、周波数選択部１８の前にカットオフ周波数設定部１６で設定したカットオフ周波数ｆｙにフィルタ処理を施すローパスフィルタ１７を構成し、フィルタ処理後のカットオフ周波数ｆｙＬＰＦを算出する。
【００３２】
フィルタ処理部６ａが、フィルタ特性の決定をする際の図８のフローチャートに基づき第１実施の形態と異なる部分について本システムの説明をする。
【００３３】
ステップ２０１からステップ２０４までの処理はステップ１０１からステップ１０４までの処理とステップ２０６からステップ２０９までの処理は第１実施の形態のステップ１０５からステップ１０８までの処理とは同様である。
【００３４】
しかし、ステップ２０５において、カットオフ周波数設定部１６で設定したカットオフ周波数ｆｙに、ローパスフィルタ１７において、フィルタ処理を施すことでカットオフ周波数ｆｙＬＰＦを算出する部分が異なる。
【００３５】
カットオフ周波数設定部１６において設定されたカットオフ周波数ｆｙにローパスフィルタ１７を施すことによって、偏差の絶対値｜Δωｔ｜が一周期前の偏差｜Δωｔ−１｜以上のとき、たとえば、主に操舵の切り始めのとき、図９（ａ）のグラフに基づきカットオフ周波数ｆｙを設定し、一方、偏差の絶対値｜Δωｔ｜が一周期前の偏差｜Δωｔ−１｜より小さいとき、たとえば、主に操舵の切り終わりのとき、図９（ｂ）のグラフに基づきカットオフ周波数ｆｙを設定する。なお、実線で指定している部分はローパスフィルタ１７を施したグラフであり、破線で示している部分はローパスフィルタ１７を施していない場合のグラフである。これにより、Δωの変化に対してカットオフ周波数ｆｙの変化を緩やかにでき、挙動の変化を小さく抑制することができる。
【００３６】
次に、第２実施の形態の効果について記載する。
【００３７】
カットオフ周波数設定部１６で設定したカットオフ周波数ｆｙにローパスフィルタ１７を施すことによって、切り始めのときは、応答性を過剰に高くすることを抑制し、切り終わりのときは、応答性を高く維持することができるので精度よく実走行車線を推定することができる。
【００３８】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の技術的思想の範囲内で当業者がなしうるさまざまな改良、変更が含まれることは明白である。例えば、カットオフ周波数設定部１５は、自車速Ｖに基づいてカットオフ周波数ｆｖを設定しているが、本発明はこれに限らず、例えばハンドルの舵角や横加速度など、自車両の走行状態を示す各種情報からカットオフ周波数を設定できる。
【００３９】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の技術的思想の範囲内で当業者がなしうるさまざまな改良、変更が含まれることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】走行車線推定装置の構成を示す図
【図２】走行車線を推定する処理の流れを示す図
【図３】フィルタ処理後のヨーレイトを用いて推定した走行車線を示す図
【図４】第１実施の形態における走行車線推定装置のシステム構成図
【図５】第１実施の形態における推定走行車線設定に関するフローチャート
【図６】第１実施の形態における偏差とカットオフ周波数との関係
【図７】第２実施の形態における走行車線推定装置のシステム構成図
【図８】第２実施の形態における推定走行車線設定に関するフローチャート
【図９】第２実施の形態における偏差とカットオフ周波数との関係
【図１０】ヨーレイトとカットオフ周波数との関係
【図１１】フィルタ処理後の走行車線推定の応答性を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１    車間距離センサ
２    自車速センサ（走行状態検出手段）
３    ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
６    コントローラ
６ａ    フィルタ処理部（フィルタ処理手段）
１５    カットオフ周波数設定部（第１のカットオフ周波数設定手段）
１６    カットオフ周波数設定部（第２のカットオフ周波数設定手段）
１７    ローパスフィルタ（フィルタ処理手段）
１８    フィルタ選択部（カットオフ周波数選択手段）
１９    ローパスフィルタ（フィルタ処理手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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