(57)【要約】【課題】歩行者用信号機の現示状態を利用して車両の走行挙動を制御するに際し、当該車両の加速を不必要に制限させることなく円滑な運転支援を実現可能な車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両用制御装置としての運転支援装置１０は、自車５０の周辺を時系列的に撮像することで信号機を含む時系列画像７４を取得するカラーカメラ３３、３４と、時系列画像７４の中から過渡状態を現示する歩行者用信号機６４を、特定信号機９２として認識する信号機認識部２４と、特定信号機９２と自車５０の間の現在距離Ｄｎｏｗを取得する距離取得部２６と、それぞれ正値である下限値Ｄｌ及び上限値Ｄｕにて特定される距離範囲Ｒを設定する距離範囲設定部２８と、現在距離Ｄｎｏｗが距離範囲Ｒに属する場合に、自車５０の加速を制限させる加速制限制御を実行する制御信号生成部３０を備える。【選択図】図１
2016110593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、且つ、該車両の走行挙動を制御する車両用制御装置であって、
前記車両の前方を時系列的に撮像することで信号機を含む時系列画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段にて得た前記時系列画像の中から、進行可能状態から進行不可状態に遷移する過渡状態を現示する歩行者用信号機を、特定信号機として認識する特定信号機認識手段と、
前記特定信号機認識手段により認識された前記特定信号機と前記車両の間の距離を取得する距離取得手段と、
それぞれ正値である下限値及び上限値にて特定される距離範囲を設定する距離範囲設定手段と、
前記距離取得手段により取得された前記距離が、前記距離範囲設定手段により設定された前記距離範囲に属する場合に、前記車両の加速を制限させる加速制限制御を実行する加減速制御手段と
を備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記車両の速度を計測する速度計測手段を更に備え、
前記距離範囲設定手段は、前記速度計測手段により計測された前記速度に応じて前記距離範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記距離範囲設定手段は、前記距離に応じて前記距離範囲を設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記距離範囲設定手段は、前記速度又は前記距離を用いて前記過渡状態の間における前記車両の走行量を推定し、該走行量に基づいて前記距離範囲を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記距離範囲設定手段は、目標速度に達するまで加速走行した後、前記目標速度にて等速走行する挙動モデルに従って前記走行量を推定し、前記距離範囲を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記加減速制御手段は、前記距離が前記距離範囲に属すると初めて判定した後、制御中止条件を満たすまで前記加速制限制御を継続して実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【請求項７】
前記制御中止条件は、前記速度が所定値よりも小さくなった場合、前記加速制限制御の開始時点から所定時間が経過した場合、又は、前記加速制限制御の開始時点から所定距離を走行した場合であることを特徴とする請求項６に記載の車両用制御装置。
【請求項８】
前記特定信号機認識手段は、前記過渡状態を現示する前記歩行者用信号機が前記時系列画像の中に複数存在する場合、前記車両から最も近い前記歩行者用信号機を前記特定信号機として認識することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【請求項９】
前記特定信号機認識手段は、前記過渡状態を現示する前記歩行者用信号機が前記時系列画像の中に複数存在する場合、前記時系列画像の中にある車両用信号機から最も近い前記歩行者用信号機を前記特定信号機として認識することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【請求項１０】
前記加減速制御手段は、前記加速制限制御を実行している間、前記車両の減速を促進させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、且つ、該車両の走行挙動を制御する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の前方にある交通信号機の現示状態を検出し、該現示状態に応じてこの車両の走行挙動を制御する装置が種々開発されている。
【０００３】
特許文献１では、先行する他車が交差点に進入する時点にて車両用信号機が「停止」を現示すると推定され、且つ、後続の自車が加速される状況にあると推定される場合に、当該自車の加速を制限する装置が提案されている。例えば、歩行者用信号機の現示状態（具体的には、青信号の点滅）に基づいて、当該歩行者用信号機と連動する車両用信号機の現示状態を推定する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３５９０３号公報（［００２２］、［００２３］等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、運転者は、「青信号の点滅」を開始した歩行者用信号機の存在を、自車から十分遠方にて視認した場合、車両用信号機が「赤信号」に遷移するまでに交差点を通過できないと判断する。つまり、運転者は、上記した状況下にて自車を急加速させるような、無理な運転操作を行わない可能性が高い。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、自車から交差点までの距離によらず、歩行者用信号機の現示状態に応じて自車の加速が制限されることがある。その結果、運転者は、現在位置から交差点手前までの長い距離を、加速が制限された状態下に自車を走行させざるを得ない不都合があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の装置では、自車が「青信号の点滅」の開始時点にて交差点又はその周辺を走行する場合にもかかわらず、自車の加速が制限されることがある。その結果、交差点を急いで通過しようとする加速操作が反映されず、運転者は、自車の走行挙動に違和感を覚えるという不都合があった。
【０００８】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、歩行者用信号機の現示状態を利用して車両の走行挙動を制御するに際し、当該車両の加速を不必要に制限させることなく円滑な運転支援を実現可能な車両用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】
【０００９】
本発明に係る車両用制御装置は、車両に搭載され、且つ、該車両の走行挙動を制御する装置であって、前記車両の前方を時系列的に撮像することで信号機を含む時系列画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段にて得た前記時系列画像の中から、進行可能状態から進行不可状態に遷移する過渡状態を現示する歩行者用信号機を、特定信号機として認識する特定信号機認識手段と、前記特定信号機認識手段により認識された前記特定信号機と前記車両の間の距離を取得する距離取得手段と、それぞれ正値である下限値及び上限値にて特定される距離範囲を設定する距離範囲設定手段と、前記距離取得手段により取得された前
記距離が、前記距離範囲設定手段により設定された前記距離範囲に属する場合に、前記車両の加速を制限させる加速制限制御を実行する加減速制御手段を備える。
【００１０】
このように、過渡状態を現示する歩行者用信号機である特定信号機と車両の間の距離が、それぞれ正値である下限値及び上限値にて特定される距離範囲に属する場合に、前記車両の加速を制限させる加速制限制御を実行する加減速制御手段を設けたので、運転者が加速操作を行う可能性が高い中間距離の範囲に属する車両のみに加速制限制御を実行可能となる。換言すれば、車両が特定信号機から十分に遠方を走行する場合、或いは、車両が特定信号機の周辺を走行する場合では、その後の加速操作が必要になり得ることを考慮し、車両の加速が制限されない。これにより、歩行者用信号機の現示状態を利用して車両の走行挙動を制御するに際し、当該車両の加速を不必要に制限させることなく円滑な運転支援を実現できる。
【００１１】
また、前記車両の速度を計測する速度計測手段を更に備え、前記距離範囲設定手段は、前記速度計測手段により計測された前記速度に応じて前記距離範囲を設定することが好ましい。加速操作に関する運転者の意思決定が速度に応じて変化し得る点を考慮することで、距離範囲の下限値又は上限値を適切に設定できる。
【００１２】
また、前記距離範囲設定手段は、前記距離に応じて前記距離範囲を設定することが好ましい。加速操作に関する運転者の意思決定が距離に応じて変化し得る点を考慮することで、距離範囲の下限値又は上限値を適切に設定できる。
【００１３】
また、前記距離範囲設定手段は、前記速度又は前記距離を用いて前記過渡状態の間における前記車両の走行量を推定し、該走行量に基づいて前記距離範囲を設定することが好ましい。車両の走行量を考慮することで距離範囲をより適切に設定できる。
【００１４】
また、前記距離範囲設定手段は、目標速度に達するまで加速走行した後、前記目標速度にて等速走行する挙動モデルに従って前記走行量を推定し、前記距離範囲を設定することが好ましい。運転者が特定信号機の存在を認識した後における典型的な走行挙動（運転者の操作）を考慮することで、走行量の推定精度が一層向上する。
【００１５】
また、前記加減速制御手段は、前記距離が前記距離範囲に属すると初めて判定した後、制御中止条件を満たすまで前記加速制限制御を継続して実行することが好ましい。
【００１６】
また、前記制御中止条件は、前記速度が所定値よりも小さくなった場合、前記加速制限制御の開始時点から所定時間が経過した場合、又は、前記加速制限制御の開始時点から所定距離を走行した場合であることが好ましい。
【００１７】
また、前記特定信号機認識手段は、前記過渡状態を現示する前記歩行者用信号機が前記時系列画像の中に複数存在する場合、前記車両から最も近い前記歩行者用信号機を前記特定信号機として認識することが好ましい。車両は、前方にある最も近い歩行者用の信号機に向かって走行し、しかも当該信号機の周辺に最も早く到達する可能性が高い。すなわち、加速制限制御の実行要否を判定するための対象物（特定信号機）を適切に選択できる。
【００１８】
また、前記特定信号機認識手段は、前記過渡状態を現示する前記歩行者用信号機が前記時系列画像の中に複数存在する場合、前記時系列画像の中にある車両用信号機から最も近い前記歩行者用信号機を前記特定信号機として認識することが好ましい。車両用信号機から最も近い歩行者用信号機はこの車両用信号機と連動する可能性が高い傾向を利用することで、加速制限制御の要否を適切に反映できる。
【００１９】
また、前記加減速制御手段は、前記加速制限制御を実行している間、前記車両の減速を促進させることが好ましい。これにより、特定信号機の周辺にて車両を停止させるための更なる支援ができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る車両用制御装置によれば、歩行者用信号機の現示状態を利用して車両の走行挙動を制御するに際し、当該車両の加速を不必要に制限させることなく円滑な運転支援を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この実施形態に係る車両用制御装置としての運転支援装置の概略ブロック図である。
【図２】十字路の周辺を走行する自車の位置関係を示す概略平面図である。
【図３】図１に示す運転支援装置の動作説明に供されるフローチャートである。
【図４】カラーカメラを用いた撮像により取得された撮像画像の模式図である。
【図５】車両用信号機及び歩行者用信号機における現示状態の遷移を示す概略説明図である。
【図６】目標速度及び加速度の決定例を示す特性曲線のグラフである。
【図７】下限走行量及び上限走行量の算出例を示す概略説明図である。
【図８】加速抑制制御の実行要否を判定する方法に関する概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る車両用制御装置において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２３】
［運転支援装置１０の構成］
図１は、この実施形態に係る車両用制御装置としての運転支援装置１０の構成を示す概略ブロック図である。運転支援装置１０は、車両（図２の自車５０）の運転支援に関わる各種制御を実行する電子制御ユニット（Electronic Control Unit；以下、車両制御ＥＣ
Ｕ１２という）を備える。
【００２４】
車両制御ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ等からなる計算機である。この実施形態において、車両制御ＥＣＵ１２は、入出力部１４、演算部１６、及び記憶部１８として機能する。
【００２５】
後述するセンサ群２０からの各信号は、入出力部１４を介して車両制御ＥＣＵ１２側に入力される。また、車両制御ＥＣＵ１２からの各信号は、入出力部１４を介して外部装置に向けて出力される。入出力部１４は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないＡ／Ｄ変換回路を備える。
【００２６】
演算部１６は、記憶部１８に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、対象物検出部２２、信号機認識部２４（特定信号機認識手段）、距離取得部２６（距離取得手段）、距離範囲設定部２８（距離範囲設定手段）、及び制御信号生成部３０（加減速制御手段）の各機能を実現可能である。或いは、このプログラムは、携帯電話機又はスマートフォン等の無線通信装置（不図示）を介して外部から供給されてもよい。
【００２７】
記憶部１８は、デジタル信号に変換された検出データ、各種演算処理に供される一時データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、実行プログラム、テーブル又はマップ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成される。
【００２８】
運転支援装置１０は、複数のセンサから構成され、且つ、車両制御ＥＣＵ１２に電気的に接続されるセンサ群２０を更に備える。センサ群２０は、具体的には、２つのカラーカメラ３３、３４（撮像手段）、車速センサ３５（速度計測手段）、加速度センサ３６、ブレーキペダルセンサ３７及びアクセルペダルセンサ３８を含んで構成される。なお、センサの種類及び個数は図１例に限られず、種々の構成を採用できることは言うまでもない。
【００２９】
エンジンＥＣＵ４０は、車両制御ＥＣＵ１２から出力された制御信号に基づいて、エンジン（不図示）のスロットルバルブ４２を開閉させる制御を実行する。ブレーキＥＣＵ４４は、車両制御ＥＣＵ１２から出力された制御信号に基づいて、ホイールシリンダ４６を介して車輪（不図示）に制動力を付与させる制御を実行する。
【００３０】
［運転支援装置１０の動作］
続いて、自車５０（図２）に搭載された運転支援装置１０の動作（より詳細には、加速制限制御）について、図２〜図８を参照しながら詳細に説明する。この「加速制限制御」は、所定の制御実行条件を満たす場合に、自車５０の加速を抑制又は禁止させる制御を意味する。
【００３１】
図２は、十字路５２の周辺を走行する自車５０の位置関係を示す概略平面図である。本図は、車両全般が左側走行することを取り決められた地域の道路を、自車５０が走行している状況を示す。また、自車５０の車幅方向をＸ軸、自車５０の車長方向をＹ軸とそれぞれ定義する。
【００３２】
十字路５２は、概略直線状の道路５４及び該道路５４と交差する道路５６とから構成される。ここで、本図下方の自車５０は、走行中の道路５４をそのまま直進し、交差点５８を左折しようとする。交差点５８の隅部周辺の位置に、４つの交通信号機６０が配置されている。
【００３３】
各交通信号機６０は、高さ方向に延在する１本の支柱６２と、支柱６２の上側位置に固設された１つの車両用信号機６３と、支柱６２の中央位置に固設された２つの歩行者用信号機６４、６５とから構成される。車両用信号機６３は現示対象を「車両」とする信号機であり、歩行者用信号機６４、６５は現示対象を「歩行者」とする信号機である。
【００３４】
説明の便宜上、各信号機の現示面を太線で表記している。ここで、両者の向きが略一致するように、車両用信号機６３及び歩行者用信号機６４が配置されている点に留意する。
【００３５】
道路５４上であって各交通信号機６０の近傍位置には、Ｘ軸に沿って延びる２つの横断歩道６６及び２本の停止線６７が配置されている。道路５６上であって各交通信号機６０の近傍位置には、Ｙ軸に沿って延びる２つの横断歩道６８及び２本の停止線６９が配置されている。なお、十字路５２の左方奥側には、道路５６を急いで渡るために横断歩道６８に向かって移動する歩行者７０が存在する。
【００３６】
図３は、図１に示す運転支援装置１０の動作説明に供されるフローチャートである。
Ｓ１：検出データの取得（撮像データ・車速データを含む）
Ｓ２：対象物の検出処理
Ｓ３：歩行者用信号機を検出したか？
Ｓ４：過渡状態を検出したか？
Ｓ５：特定信号機から自車までの距離（Ｄｎｏｗ）を取得
Ｓ６：距離範囲の設定（下限値Ｄｌ／上限値Ｄｕ）
Ｓ７：Ｄｌ≦Ｄｎｏｗ≦Ｄｕを満たすか？
Ｓ８：加速制限制御の実行
Ｓ９：制御中止条件を満たすか？
Ｓ１０：加速制限制御の中止
【００３７】
ステップＳ１において、車両制御ＥＣＵ１２は、センサ群２０から出力された検出データを同期的又は非同期的に取得する。その後、車両制御ＥＣＵ１２は、取得した検出データを記憶部１８に一時的に記憶させる。検出データとして、カラーカメラ３３、３４からの撮像データ、車速センサ３５からの車速データ、加速度センサ３６からの加速度データ、ブレーキペダルセンサ３７からのペダル踏込量データ、アクセルペダルセンサ３８からのペダル踏込量データ等が挙げられる。ここで、「撮像データ」は撮像画像７２（図４）を示すデータであり、「車速データ」は自車５０の速度Ｖを示すデータである。
【００３８】
カラーカメラ３３、３４は、自車５０（図２）のフロントウインドシールド上部に搭載され、該フロントウインドシールドを通して、自車５０の周辺（特に前方）を撮像する。カラーカメラ３３、３４は、具体的にはデジタルビデオカメラであり、所定のフレームクロック間隔（例えば１秒あたり３０フレーム）毎に撮像可能である。例えば、カラーカメラ３３、３４がＲＧＢカメラである場合、得られた撮像画像７２は、３つのカラーチャンネルからなる多階調画像である。
【００３９】
図４は、カラーカメラ３３、３４（図１）を用いた撮像により取得された撮像画像７２の模式図である。本図では、撮像時点が異なる５フレーム分の撮像画像７２を描画している。以下、時系列的な撮像にて得た撮像画像７２の集合体を時系列画像７４と称する場合がある。
【００４０】
撮像画像７２は、横方向に長尺である矩形状の画像領域７６を有する。画像領域７６は、十字路５２（図２）の画像に相当する十字路領域７８、及び、交通信号機６０（同図）の画像に相当する３つの信号機領域８０、８１、８２を含んで構成される。信号機領域８０は、車両用信号機６３（同図）の現示状態を示す第１現示領域８４、歩行者用信号機６４（同図）の現示状態を示す第２現示領域８５を含む。信号機領域８２は、歩行者用信号機６５（同図）の現示状態を示す第２現示領域８６を含む。なお、信号機領域８１には、信号機の現示状態を示す領域が含まれない。
【００４１】
画像領域７６の中央左方には、歩行者７０（図２）の画像に相当する歩行者領域８８が存在する。また、十字路領域７８の上側には、他車（不図示）の画像に相当する他車領域９０が存在する。
【００４２】
ステップＳ２において、対象物検出部２２は、ステップＳ１で取得された撮像画像７２に対して検出処理を施すことで、画像領域７６内における対象物の有無及び種類を検出する。この検知処理には、ブースティング法、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）等の機械学習を含む、公知の画像認識手法を種々採用してもよい。
【００４３】
対象物の種類として、例えば、人体、各種動物（具体的には、鹿、馬、羊、犬、猫等の哺乳動物、鳥類等）、人工構造物（具体的には、車両、信号機、標識、電柱、ガードレール、壁等）等が挙げられる。この実施形態では、少なくとも歩行者用信号機６４、６５を検出する。
【００４４】
ステップＳ３において、信号機認識部２４は、ステップＳ２での検出処理により歩行者用信号機６４、６５が検出されたか否かを判別する。１つ以上の歩行者用信号機６４、６５が検出された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ４）に進む。一方、１つも検出されなかった場合（ステップＳ３：ＮＯ）、運転支援装置１０は、加速制限制御を実行することなく当該フローチャートを終了する。
【００４５】
図４例では、画像領域７６の中に第２現示領域８５、８６が２つ存在する。この場合、２つの歩行者用信号機６４、６５が検出されたとして、ステップＳ４に進む。
【００４６】
ステップＳ４において、信号機認識部２４は、ステップＳ３で検出された歩行者用信号機６４、６５が「過渡状態」であるか否かを判別する。具体的には、信号機認識部２４は、歩行者用信号機６４、６５を含む時系列画像７４を解析することで、現示状態の時間変化を判別する。
【００４７】
図５は、車両用信号機６３及び歩行者用信号機６４の現示状態の遷移を示す概略説明図である。遷移図の横軸は時間ｔ（単位：秒）である。本図例では、２色又は３色の灯火によって、「進行可能状態」、「進行不可状態」及び「過渡状態」の３つの現示状態を表現する。ここで、「進行可能状態」は現示対象の進行を許可する状態であり、「進行不可状態」は現示対象の進行を禁止する状態である。また、「過渡状態」は、「進行可能状態」から「進行不可状態」に遷移する中間状態である。
【００４８】
Ｔ０≦ｔ＜Ｔ１において、車両用信号機６３は、青色（実際には緑色）を点灯することで、自車５０に対して「進行可能状態」を現示する。また、歩行者用信号機６４は、青色（実際には緑色）を点灯することで、歩行者７０に対して「進行可能状態」を現示する。
【００４９】
Ｔ１≦ｔ＜Ｔ２において、車両用信号機６３は、継続して青色を点灯することで、自車５０に対して「進行可能状態」を現示する。一方、歩行者用信号機６４は、青色を点滅させることで、歩行者７０に対して「過渡状態」を現示する。以下、歩行者用信号機６４における「過渡状態」の継続時間をΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）とする。
【００５０】
Ｔ２≦ｔ＜Ｔ３において、車両用信号機６３は、青色に代えて黄色を点灯することで、自車５０に対して「過渡状態」を現示する。一方、歩行者用信号機６４は、青色の点滅の代わりに赤色を点灯することで、歩行者７０に対して「進行不可状態」を現示する。
【００５１】
Ｔ３≦ｔ＜Ｔ４において、車両用信号機６３は、黄色に変えて赤色を点灯することで、自車５０に対して「進行不可状態」を現示する。また、歩行者用信号機６４は、継続して赤色を点灯することで、歩行者７０に対して「進行不可状態」を現示する。
【００５２】
ｔ＝Ｔ４において、車両用信号機６３は、赤色に代えて青色を点灯することで、自車５０に対して「進行可能状態」を現示する。また、歩行者用信号機６４は、赤色に代えて青色を点灯することで、歩行者７０に対して「進行可能状態」を現示する。
【００５３】
以下、車両用信号機６３及び歩行者用信号機６４は、互いに連動しながら、時間周期が（Ｔ４−Ｔ０）である規則的な現示動作を繰り返す。すなわち、運転者は、「過渡状態」である歩行者用信号機６４の存在を認識することで、車両用信号機６３が間もなく「過渡状態」に遷移することを察知できる。
【００５４】
歩行者用信号機６４、６５のいずれかが「過渡状態」であると判別された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ５）に進む。一方、「過渡状態」ではないと判別された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、運転支援装置１０は、加速制限制御を実行することなく当該フローチャートを終了する。
【００５５】
このようにして、信号機認識部２４は、時系列画像７４の中から「過渡状態」を現示する歩行者用信号機６４を、加速制限制御の実行要否を判断するための特定信号機９２として認識する。
【００５６】
ところで、信号機認識部２４は、「過渡状態」を現示する歩行者用信号機６４が時系列画像７４の中に複数存在する場合に、自車５０から最も近い歩行者用信号機６４を特定信号機９２として認識してもよい。自車５０は、前方にある最も近い歩行者用信号機６４に向かって走行し、しかも当該信号機の周辺に最も早く到達する可能性が高い。すなわち、加速制限制御の実行要否を判定するための対象物（特定信号機９２）を適切に選択できる。
【００５７】
また、信号機認識部２４は、「過渡状態」を現示する歩行者用信号機６４が時系列画像７４の中に複数存在する場合に、時系列画像７４の中にある車両用信号機６３（第１現示領域８４）から最も近い歩行者用信号機６４を特定信号機９２として認識してもよい。車両用信号機６３から最も近い歩行者用信号機６４はこの車両用信号機６３と連動する可能性が高い傾向を利用することで、加速制限制御の要否を適切に反映できる。
【００５８】
ステップＳ５において、距離取得部２６は、ステップＳ４で認識された特定信号機９２と自車５０の間の距離Ｄを取得する。具体的には、距離取得部２６は、撮像焦点が異なるカラーカメラ３３、３４からの複数の撮像画像７２を用いて、三角測量の原理に基づき距離Ｄを算出する。
【００５９】
距離Ｄは、ＸＹ平面上での二次元距離であってもよいし、一次元距離であってもよい。この実施形態では、距離Ｄは、自車５０の車長方向における一次元距離、すなわちＹ座標同士の差分値とする。
【００６０】
以下、特定信号機９２を初めて認識した時点（概ねｔ＝Ｔ１）における距離Ｄを「現在距離Ｄｎｏｗ」と称する。同様に、特定信号機９２を初めて認識した時点における速度Ｖを「現在速度Ｖｎｏｗ」と称する。
【００６１】
ステップＳ６において、距離範囲設定部２８は、加速制限制御の実行要否を判定するための距離範囲Ｒを設定する。具体的には、距離範囲設定部２８は、現在速度Ｖｎｏｗ及び現在距離Ｄｎｏｗを用いて、距離範囲Ｒを特定する２つの境界値としての下限値Ｄｌ及び上限値Ｄｕを算出する。以下、これらの算出方法について詳細に説明する。
【００６２】
［１］距離範囲設定部２８は、下限値Ｄｌ、上限値Ｄｕの設定に先立ち、自車５０の典型的な挙動モデル（より詳細には、加速動作）を表現するパラメータ、具体的には目標速度Ｖｔａｒ及び加速度Ａを決定する。
【００６３】
図６（ａ）は、目標速度Ｖｔａｒの決定例を示す第１特性曲線のグラフである。グラフの横軸は速度Ｖ（単位：ｋｐｈ）であり、グラフの縦軸は目標速度Ｖｔａｒ（単位：ｋｐｈ）である。ここで、目標速度Ｖｔａｒは、運転者が特定信号機９２の存在を認識した後の、速度Ｖの典型的な目標値を意味する。
【００６４】
低速走行の場合、運転者は、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できないと判断し、自車５０の加速操作を行わない可能性が高い。すなわち、０≦Ｖ＜Ｖ１を満たすとき、自車５０は、速度Ｖをそのまま維持（Ｖｔａｒ＝Ｖ）して走行すると仮定する。
【００６５】
中速走行の場合、運転者は、自車５０を瞬時に加速させることで、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できると判断する。すなわち、Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ２を満たすとき、自車５０は、速度Ｖが低速（Ｖ１側）であるほど大きく加速し、高速（Ｖ２側）であるほど小さく加速して走行すると仮定する。
【００６６】
高速走行の場合、運転者は、これ以上の加速は危険であると判断し、自車５０の加速操作を行わない可能性が高い。すなわち、Ｖ＞Ｖ２を満たすとき、自車５０は、速度Ｖをそのまま維持（Ｖｔａｒ＝Ｖ）して走行すると仮定する。
【００６７】
このように、目標速度Ｖｔａｒは、第１特性曲線Ｆ（・）及び速度Ｖの関係に基づいて決定される。具体的には、Ｖ＝Ｖｎｏｗである場合にＶｔａｒ＝Ｆ（Ｖｎｏｗ）となる。
【００６８】
図６（ｂ）は、加速度Ａの決定例を示す第２特性曲線のグラフである。グラフの横軸は距離Ｄ（単位：ｍ）であり、グラフの縦軸は加速度Ａ（単位：ｍ／ｓ２）である。ここで、加速度Ａは、運転者が特定信号機９２の存在を認識した後の、加速度の典型値を意味する。
【００６９】
近距離範囲の場合、運転者は、現在の走行状態を維持することで、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できると判断し、自車５０の加速操作を行わない可能性が高い。すなわち、０≦Ｄ＜Ｄ１を満たすとき、自車５０は、加速度Ａを一定（Ａ＝０）にして走行すると仮定する。
【００７０】
中距離範囲（Ｄ１≦Ｄ＜Ｄ２）の場合、運転者は、自車５０を適度に加速させることで、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できると判断する。すなわち、Ｄ１≦Ｄ＜Ｄ２を満たすとき、自車５０は、距離Ｄが小さいほど（Ｄ１側ほど）小さく加速し、大きいほど（Ｄ２側ほど）大きく加速して走行すると仮定する。ここで、加速度Ａの上限値（飽和値）をＡｏと定義すると、Ａ（Ｄ２）＝Ａｏが成り立つ。
【００７１】
中距離範囲（Ｄ２≦Ｄ＜Ｄ３）の場合、運転者は、自車５０を瞬時に加速させることで、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できると判断する。すなわち、Ｄ２≦Ｄ＜Ｄ３を満たす場合、自車５０は、加速度Ａを一定（Ａ＝Ａｏ）にして走行すると仮定する。
【００７２】
中距離範囲（Ｄ３≦Ｄ＜Ｄ４）の場合、運転者は、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できるか否かについて判断に迷う可能性が高い。そこで、Ｄ３≦Ｄ＜Ｄ４を満たす場合、自車５０は、距離Ｄが小さいほど（Ｄ３側ほど）大きく加速し、大きいほど（Ｄ４側ほど）小さく加速して走行すると仮定する。ここで、Ａ（Ｄ３）＝Ａｏ、Ａ（Ｄ４）＝０が成り立つ。
【００７３】
遠距離範囲（Ｄ≧Ｄ４）の場合、運転者は、車両用信号機６３が「進行不可状態」に遷移するまでに交差点５８を通過できないと判断し、自車５０の加速操作を行わない可能性が高い。すなわち、Ｄ≧Ｄ４を満たす場合、自車５０は、加速度Ａを一定（Ａ＝０）にして走行することを想定する。
【００７４】
このように、加速度Ａは、第２特性曲線Ｇ（・）及び距離Ｄの関係に基づいて決定される。具体的には、Ｄ＝Ｄｎｏｗの場合にＡ＝Ｇ（Ｄｎｏｗ）となる。
【００７５】
［２］次いで、距離範囲設定部２８は、上記の目標速度Ｖｔａｒ又は加速度Ａを用いて、下限走行量Ｓｌ、上限走行量Ｓｕを算出する。ここで、下限走行量Ｓｌは、歩行者用信号機６４が「過渡状態」である時間帯に、自車５０が走行する典型的な最小距離である。また、上限走行量Ｓｕは、歩行者用信号機６４が「過渡状態」である時間帯に、自車５０が走行する典型的な最大距離である。
【００７６】
図７（ａ）は、下限走行量Ｓｌの算出例を示す概略説明図であり、具体的には、速度Ｖの時間変化を示す第１グラフである。グラフの横軸は時間ｔ（単位：秒）であり、グラフの縦軸は速度Ｖ（単位：ｍ／ｓ）である。ここでは、特定信号機９２を初めて認識した時点を「過度状態」の開始時点（ｔ＝Ｔ１）とみなす点に留意する。
【００７７】
本グラフは、現在速度Ｖｎｏｗを維持しつつ等速度で走行する自車５０の挙動を示す。下限走行量Ｓｌは、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ１＋ΔＴ（＝Ｔ２）の区間にわたって速度Ｖを時間で積分した値、すなわちハッチングを付した矩形領域の面積に対応する。
【００７８】
図７（ｂ）は、上限走行量Ｓｕの算出例を示す概略説明図であり、具体的には、速度Ｖの時間変化を示す第２グラフである。なお、グラフの定義は図７（ａ）と同一であるので、その説明を省略する。
【００７９】
本グラフは、現在速度Ｖｎｏｗから目標速度Ｖｔａｒまでの間に加速度Ａにて加速し、それ以降、目標速度Ｖｔａｒで走行する自車５０の挙動を示す。上限走行量Ｓｕは、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ１＋ΔＴの区間にわたって速度Ｖを時間で積分した値、すなわちハッチングを付した台形領域の面積に対応する。
【００８０】
［３］最後に、距離範囲設定部２８は、上記の下限走行量Ｓｌ及び上限走行量Ｓｕを用いて距離範囲Ｒを設定する。例えば、距離範囲設定部２８は、特定信号機９２から特定停止線９４までの距離がΔＤである場合、Ｄｌ＝Ｓｌ＋ΔＤ、Ｄｕ＝Ｓｕ＋ΔＤと設定する。ここで、特定停止線９４は、自車５０の走行車線上にある直近の停止線６７である。
【００８１】
［４］このようにして、距離範囲設定部２８は、自車５０の走行状況に応じた下限値Ｄｌ及び上限値Ｄｕをそれぞれ算出し、距離範囲Ｒを設定する（ステップＳ６）。距離範囲Ｒの設定方法はこれに限られず、種々の演算手法を採用できる。例えば、距離範囲設定部２８は、記憶部１８に予め格納したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を読み出して参照することで、下限値Ｄｌ及び上限値Ｄｕを設定してもよい。また、上記の計算に供される各パラメータ（Ｖ１、Ｖ２、Ｄ１〜Ｄ４、Ａｏ、ΔＴ、ΔＤ）及び／又は関数形（Ｆ、Ｇ）については任意に選択できる。
【００８２】
距離範囲設定部２８は、車速センサ３５により計測された現在速度Ｖｎｏｗに応じて距離範囲Ｒを設定してもよい。加速操作に関する運転者の意思決定が速度Ｖに応じて変化し得る点を考慮することで、距離範囲Ｒの下限値Ｄｌ又は上限値Ｄｕを適切に設定できる。
【００８３】
また、距離範囲設定部２８は、現在距離Ｄｎｏｗに応じて距離範囲Ｒを設定してもよい。加速操作に関する運転者の意思決定が距離Ｄに応じて変化し得る点を考慮することで、距離範囲Ｒの下限値Ｄｌ又は上限値Ｄｕを適切に設定できる。
【００８４】
また、距離範囲設定部２８は、現在速度Ｖｎｏｗ又は現在距離Ｄｎｏｗを用いて「過渡状態」の間における自車５０の走行量（Ｓｌ、Ｓｕ）を推定し、該走行量に基づいて距離範囲Ｒを設定してもよい。自車５０の走行量を考慮することで距離範囲Ｒをより適切に設定できる。
【００８５】
また、距離範囲設定部２８は、目標速度Ｖｔａｒに達するまで加速走行した後、目標速度Ｖｔａｒにて等速走行する挙動モデルに従って走行量を推定してもよい。運転者が特定信号機９２の存在を認識した後における典型的な走行挙動（運転者の操作）を考慮することで、走行量の推定精度が一層向上する。
【００８６】
ステップＳ７において、車両制御ＥＣＵ１２は、ステップＳ５で取得された現在距離Ｄ
ｎｏｗが、ステップＳ６で設定された距離範囲Ｒに属するか否かを判定する。例えば、図７に示す位置関係下では、Ｄｌ≦Ｄｎｏｗ≦Ｄｕの関係を満たす。すなわち、現在距離Ｄｎｏｗが距離範囲Ｒに属するので（ステップＳ７：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ８）に進む。
【００８７】
一方、（Ｄｎｏｗ＜Ｄｌ）又は（Ｄｎｏｗ＞Ｄｕ）を満たす場合、現在距離Ｄｎｏｗが距離範囲Ｒに属さないので（ステップＳ７：ＮＯ）、運転支援装置１０は、加速制限制御を実行することなく本フローチャートを終了する。
【００８８】
ステップＳ８において、車両制御ＥＣＵ１２は、自車５０に対する加速制限制御を実行する。具体的には、制御信号生成部３０は、自車５０の加速を制限する旨の制御信号を生成し、該制御信号をエンジンＥＣＵ４０側に出力する。その後、エンジンＥＣＵ４０は、アクセルペダルセンサ３８により検出されたアクセルペダルの踏込量にかかわらず、スロットルバルブ４２の開放を制限させる制御を実行する。
【００８９】
また、車両制御ＥＣＵ１２（詳細には制御信号生成部３０）は、加速制限制御を実行している間、自車５０の減速を促進させてもよい。これにより、特定信号機９２の周辺（具体的には、交差点５８の手前）にて自車５０を停止させるための更なる支援ができる。
【００９０】
具体的には、制御信号生成部３０は、自車５０の減速を促進する旨の制御信号を生成し、該制御信号をブレーキＥＣＵ４４側に出力する。その後、ブレーキＥＣＵ４４は、ブレーキペダルセンサ３７により検出されたブレーキペダルの踏込相当量よりも大きな制動力を、ホイールシリンダ４６を介して付与させる制御を実行する。
【００９１】
ステップＳ９において、車両制御ＥＣＵ１２は、加速制限制御を中止する条件（以下、「制御中止条件」という）を満たすか否かを判定する。制御中止条件としては、例えば、［１］速度Ｖが所定値よりも小さくなった場合、［２］加速制限制御の開始時点から所定時間が経過した場合、［３］加速制限制御の開始時点から所定距離を走行した場合、［４］これらの条件の組み合わせを満たす場合、が挙げられる。
【００９２】
制御中止条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ９：ＮＯ）、当該制御中止条件を満たすまでステップＳ８に留まる。一方、制御中止条件を満たすと判定された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ１０）に進む。つまり、車両制御ＥＣＵ１２（詳細には制御信号生成部３０）は、現在距離Ｄｎｏｗが距離範囲Ｒに属すると初めて判定した後、制御中止条件を満たすまで加速制限制御を継続して実行する。
【００９３】
ステップＳ１０において、車両制御ＥＣＵ１２は、自車５０による加速制限制御を中止する。このようにして、運転支援装置１０による加速制限制御の動作が終了する。その後、所定の時間間隔にて図３のフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ１０）を繰り返し実行することで、自車５０の安全運転の支援になる。図２例では、横断歩道６８を渡ろうとする歩行者７０、又は、交差点５８を右折しようとする対向車（不図示）との接触を回避できる。
【００９４】
［運転支援装置１０による効果］
以上のように、運転支援装置１０は、自車５０に搭載され、且つ、自車５０の走行挙動を制御する車両用制御装置である。そして、運転支援装置１０は、自車５０の周辺を時系列的に撮像することで信号機を含む時系列画像７４を取得するカラーカメラ３３、３４と、得られた時系列画像７４の中から、進行可能状態（「青信号」の点灯）から進行不可状態（「赤信号」の点灯）に遷移する過渡状態（「青信号」の点滅）を現示する歩行者用信号機６４を、特定信号機９２として認識する信号機認識部２４と、認識された特定信号機
９２と自車５０の間の現在距離Ｄｎｏｗを取得する距離取得部２６と、それぞれ正値である下限値Ｄｌ及び上限値Ｄｕにて特定される距離範囲Ｒを設定する距離範囲設定部２８と、取得された現在距離Ｄｎｏｗが、設定された距離範囲Ｒに属する場合に、自車５０の加速を制限させる加速制限制御を実行する制御信号生成部３０を備える。
【００９５】
このように構成したので、運転者が加速操作を行う可能性が高い中間距離の範囲に属する自車５０のみに加速制限制御を実行可能となる。換言すれば、自車５０が特定信号機９２から十分に遠方を走行する場合、或いは、自車５０が特定信号機９２の周辺を走行する場合では、その後の加速操作が必要になり得ることを考慮し、自車５０の加速が制限されない。これにより、歩行者用信号機６４、６５の現示状態を利用して自車５０の走行挙動を制御するに際し、自車５０の加速を不必要に制限させることなく円滑な運転支援を実現できる。
【００９６】
［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００９７】
上記した実施形態では、自車５０の周辺を時系列的に撮像する撮像手段として、２つのカラーカメラ３３、３４を用いたが、個数は１つ又は３つ以上であってもよい。いわゆる単眼カメラを採用する場合は、レーダセンサ、超音波センサを含む測距手段を併せて設けてもよい。
【００９８】
上記した実施形態では、現示状態の遷移について図４を例に説明したが、これに限られない。すなわち、「進行可能状態」、「進行不可状態」及び「過渡状態」の３つの現示状態を表現可能であれば、歩行者用信号機６４の点灯形態は問わない。
【００９９】
上記した実施形態では、自車５０はエンジンを搭載する四輪車を前提としているが、運転支援装置１０を搭載する車両はこれに限らない。例えば、ハイブリッド車両、電動車両（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ等）、燃料電池車両であってもよいし、二輪車（自転車を含む）、三輪車又は六輪車であってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０‥運転支援装置（車両用制御装置）    １２‥車両制御ＥＣＵ
１４‥入出力部                          １６‥演算部
１８‥記憶部                            ２０‥センサ群
２２‥対象物検出部                      ２４‥信号機認識部（特定信号機認識手段）２６‥距離取得部（距離取得手段）        ２８‥距離範囲設定部（距離範囲設定手段）３０‥制御信号生成部（加減速制御手段）  ３３、３４‥カラーカメラ（撮像手段）
３５‥車速センサ（速度計測手段）        ４０‥エンジンＥＣＵ
４４‥ブレーキＥＣＵ                    ５０‥自車（車両）
６０‥交通信号機                        ６３‥車両用信号機
６４、６５‥歩行者用信号機              ７０‥歩行者
７２‥撮像画像                          ７４‥時系列画像
７６‥画像領域                          ８４‥第１現示領域
８５、８６‥第２現示領域                ９２‥特定信号機
Ｄ‥距離                                Ｄｎｏｗ‥現在距離
Ｄｌ‥下限値                            Ｄｕ‥上限値
Ｒ‥距離範囲                            Ｖ‥速度
Ｖｎｏｗ‥現在速度
【図１】
2016110593.tif 000003
【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】
2016110593.tif 000008
【図７】
2016110593.tif 000009
【図８】
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