JP2008168827A - 車線変更支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、他車両が変更先車線に移動する前であっても、車線変更支援の必要性を判断することができる、車線変更支援装置の提供を目的とする。
【解決手段】車両内情報受信部１を介して自車両の方向指示器の方向指示状態を取得する一方で、車車間通信部３や車両周辺監視部４を介して自車両周辺の他車両の方向指示器の方向指示状態を取得し、周辺情報管理部５と車両周辺状況予測部６によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更の支援について他車両に係る方向指示状態との比較によって必要か否かを判断する、車線変更支援装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車線変更を支援する車線変更支援装置に関する。

従来、車線変更する場合に周辺車両が接近している時にドライバーに警報する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術は、自車両の車線変更の開始を検知した時に自車両走行車線の後方車両及び車線変更方向の隣接車線の後方車両を警報対象車両群として選別し、その警報対象車両群に含まれるいずれかの車両が自車両に接近している時にドライバーに対する報知を行うものである。
特開２００２−３７２５８４号公報

しかしながら、上述の従来技術では、自車両走行車線上や車線変更方向の隣接車線上に他車両が実際に車線変更して進入してこないかぎり、警報対象車両群は選別されないため、他車両が自車両に接近しているか否かの判断ができない。したがって、ドライバーに対する報知などの車線変更支援の必要性の判断が遅れてしまう。その結果、例えば、車線変更を支援するタイミングを早めたいという要請があっても、その判断を待たなければならないため、そのタイミングを早めることができない。

そこで、本発明は、他車両が変更先車線に移動する前であっても、車線変更支援の必要性を判断することができる、車線変更支援装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車線変更支援装置は、
自車両の方向指示器の方向指示状態を取得する自車両方向指示状態取得手段と、
自車両周辺の他車両の方向指示器の方向指示状態を取得する他車両方向指示状態取得手段と、
前記自車両方向指示状態取得手段によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更の支援が前記他車両方向指示状態取得手段によって取得された他車両に係る方向指示状態との比較によって必要か否かを判断する支援要否判断手段と、を備えることを特徴としている。これにより、他車両に係る方向指示状態の取得によって他車両の車線変更意思を認識可能となるため、他車両が変更先車線に移動する前であっても、車線変更支援の必要性を判断することができる。

ここで、本発明に係る車線変更支援装置は、前記支援要否判断手段の判断結果に基づいて、前記自車両方向指示状態取得手段によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更に対する支援を行う支援手段を備えるとよい。これにより、前記自車両方向指示状態取得手段によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更の支援が必要と前記支援要否判断手段によって判断された場合には、該方向への車線変更に対する支援制御を実行することができる。例えば、前記支援手段は、ドライバーに対する警報手段であるとよい。これにより、ドライバーに対して警告を行う車線変更支援を行うことができる。

また、前記支援要否判断手段は、自車両の方向指示状態と自車両の方向指示状態が示す方向に存在する他車両の方向指示状態とが逆方向の場合、支援を要すると判断するのがよい。これにより、片側３車線以上の道路において１車線以上間をおいて並走する２台以上の車両がそれらの車両に挟まれた車線に車線変更することを防ぐという支援判断を行うことができる。

また、前記支援要否判断手段は、自車両の方向指示状態と自車両の前方又は後方に存在する他車両の方向指示状態とが同一方向の場合、支援を要すると判断するのがよい。これにより、同一車線上を近接して走行する２台以上の車両が同一の車線に車線変更することを防ぐという支援判断を行うことができる。

ここで、前記他車両方向指示状態取得手段は、他車両の方向指示状態を、車車間通信を介して取得したり、他車両に外装されたターンシグナルランプの点灯状態を監視することによって取得したりするとよい。これにより、他車両の車線変更意思である方向指示状態の取得がしやすくなる。

本発明によれば、他車両が変更先変更に移動する前であっても、車線変更支援の必要性を判断することができる。

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、本発明に係る車線変更支援装置の一実施形態である車線変更補助システム１０の構成を示すブロック図である。車線変更補助システム１０は、車両内情報受信部１、地図情報管理部２、車車間通信部３、車両周辺監視部４、周辺情報管理部５、車両周辺状況予測部６及び注意喚起部７を備える。

車両内情報受信部１は、車両に搭載されるコンピュータやセンサから車両制御系情報などの車両内情報を取得するためのインターフェースである。車両内情報受信部１は、例えば、車両の車両速度を検出する車速センサ１ａ及び右左折や車線変更などの進路変更の際にその方向を周囲に示すための方向指示器１ｂが接続されている。車速センサ１ａは、検出された車両の車輪速を示す車速信号を出力する。方向指示器１ｂは、車両に外装されたターンシグナルランプ（車体前部のフロントターンシグナルランプ、車体側面のサイドターンシグナルランプ、車体後部のリヤターンシグナルランプ）、進路変更を合図する際にドライバーによって操作されるウィンカースイッチ、ウィンカースイッチからの操作信号（ウィンカー信号）に応じてターンシグナルランプの明滅を制御するコンピュータを有する。すなわち、方向指示器１ｂは、車両のドライバーが意図する進路変更方向を示す方向指示状態を有している。方向指示状態には、右方向指示状態、左方向指示状態、指示無状態がある。ドライバーは、方向指示器１ｂを操作することによって、進路変更の意思を周囲に伝えることができる。

地図情報管理部２は、ＧＰＳ装置と地図ＤＢ（データベース）を有している。具体例として、カーナビゲーションシステムが挙げられる。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。一方、地図ＤＢは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、直線路、カーブ、分岐路、法定速度、路面傾斜及びカント等の道路形状や地形に関する情報や、トンネル、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所（ＥＴＣレーン）などのノードの情報がそのノードの座標データとともに含まれている。地図情報管理部２の地図情報には、特に、各道路上の車線数、各車線の座標データや車線幅、右折レーン／左折レーン等の車線形態などの車線情報が含まれる。地図ＤＢ内の地図情報は、車車間通信や路車間通信や所定の管理センターなどの外部との通信を介してリアルタイムに更新可能にしてもよく、あるいは、ＣＤやＤＶＤなどの媒体を介して更新可能にしてもよい。したがって、地図情報管理部２は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置と地図ＤＢ内の地図情報に基づいて、車両が地図上のどのような地点に位置しているのかを把握する自車位置検出手段である。例えば、地図情報管理部２は、ＧＰＳ装置により検出された自車両位置の座標データと地図情報に含まれる車線情報の座標データとに基づいて、自車両が現在走行中の車線を特定することができる。また、地図情報管理部２は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置に基づいて車両の進行している方向に存在する交差点等のノードの座標データ等の位置情報を地図ＤＢから抽出し、現在地点からそのノードまでの到達距離を算出することができる。また、地図情報管理部２は、例えば車速センサ１ａからの車速信号と地図情報を用いることによってＧＰＳ装置が使用できないトンネル内の走行位置や、現在地点から交差点等のノードまでの所要時間を算出することができる。

車車間通信部３は、車両と車両を無線通信で結ぶいわゆる車車間通信によって、車線変更補助システム１０を搭載する自車両の周辺に存在する他車両と通信するためのインターフェースである。車車間通信部３は、車車間通信によって、ドライバーが他車両の存在を視認できていなくても、自車両の周辺に存在する他車両の存在を認識することができる。また、車車間通信部３は、車車間通信を介して、車両の特定に必要な自車両のＩＤや自車両の方向指示器１ｂの方向指示状態や現在走行中の車線情報等の自車両の情報を他車両に対して送信する一方で、他車両のＩＤや他車両の方向指示器の方向指示状態や現在走行中の車線情報等の他車両の情報を受信する。車車間通信部３によって、自車両や他車両の情報を所定の通信周期でリアルタイムに送受信することができる。

車両周辺監視部４は、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、超音波レーダ等の監視センサを備え、自車両周辺の他車両の存在を検出する手段である。車両周辺監視部４は、監視センサによって自車両とその周辺の他車両との車間関係値（相対距離、相対速度、車間時間等）を測定することができる。相対距離や車間時間は、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。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。なお、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によって、車両の大きさも測定可能である。これにより、例えば、トラックと一般車両とオートバイの区別をすることも可能である。

車両周辺監視部４は、カメラ等の撮像手段を監視センサとして備えてもよい。カメラの場合には、左右に配置された撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）による撮像画像間の視差を求めることによって、相対距離が算出され得る。一方の撮像素子による画像と他方の撮像素子による画像とを重ね合わせると、撮像対象車両が左右横方向にずれる。そして、片方の画像を１画素ずつシフトしながら最も重なり合う位置を求める。このときシフトした画素数をｎとする。レンズの焦点距離をｆ、光軸間の距離をｍ、画素ピッチをｄとすると、自車から撮像対象車両までの相対距離Ｌは、Ｌ＝（ｆ・ｍ）／（ｎ・ｄ）という関係式が成立する。なお、（ｎ・ｄ）を視差という。この関係式に基づいて算出された相対距離Ｌから、上記と同様にして、相対速度や相対加速度が算出可能である。

また、車両周辺監視部４は、カメラ等の撮像手段による画像認識処理や視線検出処理等によって、自車両周辺の他車両の視覚的な情報（例えば、形状、色、パッシングの有無、ターンシグナルランプの点灯状態）や他車両の運転者の状況（例えば、居眠り運転、よそ見運転、携帯電話操作等の注意散漫な運転）を検出する手段とすることができる。車両周辺監視部４は、例えば、画像認識処理によって他車両のターンシグナルランプの点灯状態を監視することによって、当該他車両の車線変更意思を取得することができる。他車両の右側のターンシグナルランプの点滅状態が検出された場合には、当該他車両は右側に車線変更するとみなすことができる。

車両周辺監視部４は、車車間通信できない他車両の存在を検出するには有効な手段である。また、上記のレーダやカメラ等の監視センサは、自車両の周囲を監視できるような位置に設置される。また、自車両の周辺を監視するに際し、上記のレーダやカメラは独立して使用しても併用してもよい。併用すれば、自車両の周囲を監視する精度を向上させることができる。

車車間通信部３や車両周辺監視部４は、自車両周辺の他車両の方向指示器の方向指示状態を所定の周期で取得してメモリに記憶し、そのメモリの記憶された方向指示状態を取得する毎に更新していく。

周辺情報管理部５は、車両内情報受信部１及び地図情報管理部２からの取得情報に基づいて、方向指示器１ｂから得られた方向指示状態が、交差点等の分岐点における右左折のために方向指示されたものであるのか車線変更のために方向指示されたものであるのかを判断する。周辺情報管理部５は、例えば、地図情報管理部２によって算出された交差点等の分岐点までの到達距離及び／又は到達時間が所定値以上ある場合には方向指示器１ｂから得られた方向指示状態は車線変更のために方向指示されたものと判断し、所定値より小さい場合には方向指示器１ｂから得られた方向指示状態は分岐点における右左折のために方向指示されたものと判断する。

また、周辺情報管理部５は、車車間通信部３を介して、自車両周辺の他車両に対して自車両の車線変更意思を示す方向指示状態などを伝送する。また、周辺情報管理部５は、車車間通信部３によって自車両周辺の他車両の車線変更意思を示す方向指示状態などを取得するとともに、自車両周辺の他車両との測距情報等の他車両に係る位置情報を車両周辺監視部４から取得する。

車両周辺状況予測部６は、周辺情報管理部５から得られた情報に基づいて自車両が車線変更した場合の自車両周辺の状況を予測し、後述の注意喚起部７による車線変更支援が必要か否かを判断する。車両周辺状況予測部６は、例えば、自車両の方向指示状態と他車両の方向指示状態を比較することによって自車両の方向指示状態が示す方向への車線変更が安全か否かを判断し、両方向指示状態が示す方向が同一の車線への車線変更であり両車両の車間距離が所定値以下になると予測される場合には、自車両の方向指示状態が示す方向への車線変更は安全ではないとして、注意喚起部７に対してその旨を注意喚起する支援を行うように指令する。このように、車両周辺状況予測部６は、予測判断結果に応じた注意喚起情報を注意喚起部７に送信する。

なお、周辺情報管理部５及び車両周辺状況予測部６は、各上述の機能を実現するプログラムを記憶するＲＯＭと、そのプログラムを処理するＣＰＵと、そのプログラムの作業領域であるＲＡＭと、各部とのインターフェースなどを有する。ＣＰＵは、プログラムの実行を指示する割り込みが発生すると、ＲＯＭからプログラムを読み出し、プログラムの実行を開始する。

注意喚起部７は、車線変更に対する支援を行う支援手段として、車両周辺状況予測部６からの注意喚起情報に基づいて、スピーカによる警告音やディスプレイによる警告表示によってドライバーに対して車線変更する際の注意を喚起する。また、注意喚起部７は、警告音や警告表示だけではなく、ステアリングに操舵力を強制的に短時間加えたり、ステアリングやシートに設けた振動機構を作動させたりすることによって、ドライバーに注意を喚起してもよい。また、注意喚起部７は、自車両の方向指示状態が示す方向に車線変更させない運転操作内容（例えば、逆方向に車線変更する運転、現車線を維持させる運転）を運転者に推奨案内してもよい。さらに、注意喚起部７は、自車両を自動的に減速させたり自動的に操舵させたりするようにしてもよい。また、注意喚起部７は、自車両のドライバーに限らず、車車間通信部３や車両周辺監視部４によって検知された他車両のドライバーに対して注意喚起を行ってもよい。

それでは、車線変更補助システム１０の詳細動作について説明する。図２は、車両変更補助システム１０の動作フローである。本動作フローは、車両内情報受信部１によって方向指示器１ｂの方向指示状態が指示無状態から右方向指示状態又は左方向指示への変化が検知された場合に開始する（ステップ１）。周辺情報管理部５は、車両内情報受信部１を介して、方向指示器１ｂの方向指示状態と車速センサ１ａによって検出された車速情報等の自車両の情報を収集する（ステップ２）。そして、周辺情報管理部５は、自車両の位置情報、自車両が現在走行中の車線情報、次の交差点までの距離情報などの自車位置情報を地図情報管理部２から収集する（ステップ３）。周辺情報管理部５は、ステップ２及び３において収集された情報に基づいて、ステップ１において検知された方向指示器１ｂの方向指示状態の変化が右左折によるものなのか車線変更によるものなのかを判断する（ステップ４）。右左折によるものと判断された場合には本フローは終了する。

一方、周辺情報管理部５は、ステップ４において車線変更によるものと判断した場合には、車車間通信部３を介して、ステップ１において検知された方向指示器１ｂの方向指示状態を自車両の車線変更意思として自車両周辺の他車両に対して通知する（ステップ５）。

また、周辺情報管理部５は、ステップ４において車線変更によるものと判断した場合には、車車間通信部３を介して他車両の車線変更意思として得られた他車両の方向指示器の方向指示状態や車両周辺監視部４による他車両の位置情報などの周辺車両情報を収集する（ステップ６）。車両周辺状況予測部６は、ステップ６において周辺情報管理部５によって収集された周辺車両情報に基づいて、自車両がステップ１において検知された方向指示器１ｂの方向指示状態が示す方向に車線変更した場合の自車両周辺の道路状況を予測する（ステップ７）。車両周辺状況予測部６は、ドライバーに対して注意喚起を要する状況になると予測された場合にはその予測結果に応じた注意喚起情報を注意喚起部７に送信する（ステップ８）。注意喚起部７は、その注意喚起情報に基づいてドライバーに対する注意喚起を行う（ステップ９）。

一方、車両周辺状況予測部６によってドライバーに対して注意喚起を要しない状況になると予測された場合には、注意喚起部７による注意喚起は行われない。そして、自車両の方向指示器１ｂの点滅状態が終了するまで（すなわち、方向指示器１ｂの方向指示状態が右方向指示状態又は左方向指示状態から指示無状態に変化することが検知されるまで）、ステップ６からステップ９が繰り返される（ステップ１０）。

以下、具体的道路状況を挙げて、車線変更補助システム１０の動作について説明する。

図３は、片側３車線の道路において車線ａ上の自車両Ａと車線ｃ上の他車両Ｃが車線ａと車線ｃに挟まれた車線ｂに車線変更する前後の状況を示した図である。自車両Ａは、その周辺車両Ｂ、Ｃ、Ｄを車車間通信部３や車両周辺監視部４（監視センサ３０）によって検知し、周辺車両Ｂ、Ｃ、Ｄの位置や車速などを認識している。また、自車両Ａは、車車間通信部３や車両周辺監視部４（監視センサ３０）によって、周辺車両Ｂ、Ｃ、Ｄの車線変更意思である方向指示器の方向指示状態を所定周期で監視している。自車両Ａの方向指示器の方向指示状態について指示無状態から左方向指示状態への変化が検出されると、周辺車両Ｂ、Ｃ、Ｄの車線変更意思である方向指示器の方向指示状態が示す方向と比較されることによって、自車両Ａがその方向に車線変更した後の道路状況が予測される。図３（ｂ）に示されるように衝突するおそれがある場合には、自車両Ａの車線変更補助システム１０はドライバーに対して車線ｂに車線変更しないように注意喚起を行う。

例えば片側３車線の道路において、右端車線を走行中に真中車線に車線変更しようとした場合、ドライバーは、一般に、真中車線を走行する車両については注視するが、左端車線から真中車線に車線変更しようとしている車両については死角となりやすいため気がつきにくい。その結果、そのまま車線変更を実施すると、衝突又はニアミスするおそれがある。しかしながら、車線変更補助システム１０によれば、他車の方向指示状態が得られれば、注意喚起されることによって、そのような車線変更を行うことを防止することができる。

図４は、車線ｃ上の自車両Ａと車線ｃ上の他車両Ｃが車線ｃに隣接する車線ｂに車線変更する前後の状況を示した図である。図３と同様に、自車両Ａは、その周辺車両Ｃ、Ｄの車線変更意思である方向指示器の方向指示状態を所定周期で監視している。自車両Ａの方向指示器の方向指示状態について指示無状態から右方向指示状態への変化が検出されると、周辺車両Ｃ、Ｄの車線変更意思である方向指示器の方向指示状態が示す方向と比較されることによって、自車両Ａがその方向に車線変更した後の道路状況が予測される。図４（ｂ）に示されるように衝突するおそれがある場合には、自車両Ａの車線変更補助システム１０はドライバーに対して車線ｂに車線変更しないように注意喚起を行う。

例えば同一車線を連なって走行する複数の車両において、一般に、ドライバーは、後続車両の車線変更については確認しにくい。したがって、それらの車両が同一方向の車線に車線変更することによって、衝突又はニアミスするおそれがある。しかしながら、車線変更補助システム１０によれば、他車の方向指示状態が得られれば、注意喚起されることによって、そのような車線変更を行うことを防止することができる。

このように、図３、４によれば、自車両Ａのドライバーは、他車両Ｃを認識していなくても注意喚起によって他車両Ｃの存在を認識することができるようになる。したがって、自車両Ａのドライバーは、車線変更をやめる運転操作や他車両Ｃの後方に入る運転操作などの危険を回避するための行動をとることができる。

したがって、車線変更補助システム１０によれば、車両内情報受信部１を介して自車両の方向指示器の方向指示状態が取得される一方で、車車間通信部３や車両周辺監視部４を介して自車両周辺の他車両の方向指示器の方向指示状態が取得され、周辺情報管理部５と車両周辺状況予測部６によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更の支援について他車両に係る方向指示状態との比較によって必要か否かが判断されるので、他車両の車線変更意思を認識可能となり、他車両が変更先車線に移動する前であっても、車線変更支援の必要性を判断することができる。その結果、注意喚起部７による車線変更支援を速やかに行うことができる。また、車線変更時に周辺車両の車線変更意思を取得することによって、目視による周辺確認を補うことができる。

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。

例えば、上述の実施例では、上述の実施例の方向指示器は、ドライバーの操作によってその方向指示状態が変化する方向指示器を例に挙げたが、人間による操舵操作が不要な自動運転車両に搭載される方向指示器の場合でもよい。例えば、自動運転によって予定される車線変更の方向に応じて方向指示器の方向指示状態が変化する。

また、上述の実施例では、３車線の道路を走行する場合を例示したが、本発明は２車線又は４車線以上の道路を走行する場合であっても実施可能である。

本発明に係る車線変更支援装置の一実施形態である車線変更補助システム１０の構成を示すブロック図である。 車両変更補助システム１０の動作フローである。 片側３車線の道路において車線ａ上の自車両Ａと車線ｃ上の他車両Ｃが車線ａと車線ｃに挟まれた車線ｂに車線変更する前後の状況を示した図である。 車線ｃ上の自車両Ａと車線ｃ上の他車両Ｃが車線ｃに隣接する車線ｂに車線変更する前後の状況を示した図である。

符号の説明

１ 車両内情報受信部
１ａ 車速センサ
１ｂ 方向指示器
２ 地図情報管理部
３ 車車間通信部
４ 車両周辺監視部
５ 周辺情報管理部
６ 車両周辺状況予測部
７ 注意喚起部
１０ 車線変更補助システム
２０ ターンシグナルランプ
３０ 監視センサ

Claims (7)

1. 自車両の方向指示器の方向指示状態を取得する自車両方向指示状態取得手段と、
   自車両周辺の他車両の方向指示器の方向指示状態を取得する他車両方向指示状態取得手段と、
   前記自車両方向指示状態取得手段によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更の支援が前記他車両方向指示状態取得手段によって取得された他車両に係る方向指示状態との比較によって必要か否かを判断する支援要否判断手段と、を備える車線変更支援装置。
2. 前記支援要否判断手段の判断結果に基づいて、前記自車両方向指示状態取得手段によって取得された自車両に係る方向指示状態が示す方向への車線変更に対する支援を行う支援手段を備える、請求項１に記載の車線変更支援装置。
3. 前記支援手段は、ドライバーに対する警報手段である、請求項２に記載の車線変更支援装置。
4. 前記支援要否判断手段は、自車両の方向指示状態と自車両の方向指示状態が示す方向に存在する他車両の方向指示状態とが逆方向の場合、支援を要すると判断する、請求項１から３のいずれかに記載の車線変更支援装置。
5. 前記支援要否判断手段は、自車両の方向指示状態と自車両の前方又は後方に存在する他車両の方向指示状態とが同一方向の場合、支援を要すると判断する、請求項１から３のいずれかに記載の車線変更支援装置。
6. 前記他車両方向指示状態取得手段は、車車間通信を介して、他車両の方向指示状態を取得する、請求項１から５のいずれかに記載の車線変更支援装置。
7. 前記他車両方向指示状態取得手段は、他車両に外装されたターンシグナルランプの点灯状態を監視することによって、他車両の方向指示状態を取得する、請求項１から５のいずれかに記載の車線変更支援装置。

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