JP2014139756A - Drive assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は障害物を検出して注意喚起又は被害低減のための制御を行う運転支援装置に関する。 The present invention relates to a driving support device that detects an obstacle and performs control for alerting or reducing damage.
レーダやカメラにより障害物を検出して運転者に警告したり自動制動等を行う運転支援装置が知られている。このような運転支援装置では主に自車両の前方の所定範囲で検出される障害物の横位置が自車両と接触する可能性が高い場合に、TTC(Time To Collision)に基づき各種の運転支援を行うことが一般的である。 There is known a driving support device that detects an obstacle by a radar or a camera and warns a driver or performs automatic braking or the like. In such a driving assistance device, various driving assistances based on TTC (Time To Collision) are mainly performed when there is a high possibility that the lateral position of an obstacle detected in a predetermined range in front of the own vehicle is in contact with the own vehicle. It is common to do.
しかしながら、自車両が直進していても障害物が自車両に接近する方向に移動すること等により、前方以外の障害物と接近する場合も生じうる。このような状況に対し、自車両周辺の状況から障害物の移動方向や衝突方向を予測することが考えられている(例えば、特許文献1、2参照。)。
However, even when the host vehicle is traveling straight, the obstacle may move closer to the host vehicle due to the obstacle moving in a direction approaching the host vehicle. For such a situation, it is considered to predict the moving direction and the collision direction of the obstacle from the situation around the own vehicle (see, for example,
特許文献1には、周辺車両の現状の挙動(周辺車両状況)に基づいて、該当周辺車両の挙動(予測周辺車両状況)を予測し、車両挙動危険度判定テーブルを参照して対処法(報知内容)及び危険回避方法を決定する周辺車両監視装置が開示されている。また、特許文献2には、自車両の走行軌道と障害物の移動軌道から衝突予測箇所を取得し、自車両のどの部位に衝突するかを予測する衝突予測装置が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1、2に記載された技術では、障害物が立ち止まる又は急停止するという行為が考慮されていないという問題がある。歩行者や自転車などの交通弱者は車両を発見するとその場に立ち止まることが少なくなく、交通弱者に特有の行為として知られている。
However, the techniques described in
図1(a)は、自車両と立ち止まる歩行者の関係を説明する図の一例である。自車両の前方を歩行者が横断している。自車両から歩行者までは十分な距離があり、歩行者が道路を横断して通り過ぎる場合、自車両は運転者に警告するなどの運転支援は行わないことが基本である。 Fig.1 (a) is an example of the figure explaining the relationship between the own vehicle and the pedestrian who stops. A pedestrian crosses in front of the vehicle. There is a sufficient distance from the own vehicle to the pedestrian, and when the pedestrian crosses the road, the own vehicle basically does not provide driving assistance such as warning the driver.
しかし、交通弱者の場合は通り過ぎることなく、自車両に驚いて自車両の正面で立ち止まってしまう可能性がある。図1(b)は自車両に対する歩行者の相対的な動きを示す図の一例である。実線は通り過ぎる場合の動きを、点線は立ち止まる場合の動きをそれぞれ示す。点線のように動いた(立ち止まった)歩行者に対し、衝突被害低減を目的とした自動制動などの運転支援装置が衝突直前に作動することは可能であるが、立ち止まった時点では早いタイミングの警報による運転支援はすでに間に合わない場合がある。 However, in the case of a traffic weak person, without passing, there is a possibility that he / she will be surprised at the own vehicle and stop in front of the own vehicle. FIG.1 (b) is an example of the figure which shows the relative motion of the pedestrian with respect to the own vehicle. The solid line indicates the movement when passing, and the dotted line indicates the movement when stopping. It is possible for a pedestrian who moves (stops) like a dotted line to operate immediately before the collision, such as automatic braking for the purpose of reducing collision damage. Driving assistance by may not be in time.
したがって、立ち止まる可能性がある場合には適切な運転支援を行うことが好ましいが、従来は立ち止まる可能性がある障害物に対し早いタイミングの警報を行うことは考慮されてこなかった。 Therefore, it is preferable to provide appropriate driving assistance when there is a possibility of stopping, but conventionally, it has not been considered to give an early warning to an obstacle that may stop.
本発明は、障害物が立ち止まる可能性がある場合には早期に適切な運転支援を行う運転支援装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the driving assistance apparatus which performs appropriate driving assistance at an early stage, when an obstruction may stop.
本発明は、自車両の周囲の障害物の位置を検出する障害物検出手段と、前記位置を監視して前記障害物の自車両に対する相対移動ベクトルを算出するベクトル算出手段と、前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性があると判定された場合、衝突するまでの時間に応じた運転支援制御を行う運転支援手段と、前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定された場合、衝突する可能性があると判定された場合と異なる運転支援制御を前記運転支援手段に行わせる運転支援変更手段と、を有することを特徴とする。 The present invention provides obstacle detection means for detecting the position of an obstacle around the host vehicle, vector calculation means for monitoring the position and calculating a relative movement vector of the obstacle with respect to the host vehicle, and the relative movement vector. If it is determined that there is a possibility that the obstacle will collide with the host vehicle, driving assistance means for performing driving assistance control according to the time until the collision, and the obstacle based on the relative movement vector Driving that causes the driving support means to perform driving support control different from the case where it is determined that there is no possibility of colliding with the vehicle and the obstacle passes in front of the host vehicle and there is a possibility of collision. And a support changing means.
障害物が立ち止まる可能性がある場合には早期に適切な運転支援を行う運転支援装置を提供することができる。 When there is a possibility that an obstacle may stop, it is possible to provide a driving support device that performs appropriate driving support at an early stage.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this embodiment.
図2は、本実施例の運転支援装置の概略的な動作手順を示すフローチャート図の一例である。 FIG. 2 is an example of a flowchart illustrating a schematic operation procedure of the driving support apparatus according to the present embodiment.
運転支援装置は、レーダやカメラなどの検出結果に基づき障害物が自車両に衝突する際の衝突部位(以下、衝突予測部位という)を予測する(S10)。 The driving support device predicts a collision site (hereinafter referred to as a collision prediction site) when an obstacle collides with the host vehicle based on detection results of a radar, a camera, or the like (S10).
運転支援装置は、予測された衝突予測部位に基づき自車両に衝突する可能性が高いか否かを判定する(S20)。 The driving support device determines whether or not there is a high possibility of a collision with the host vehicle based on the predicted collision predicted part (S20).
自車両に衝突する可能性が高い場合(S20のYes)、運転支援装置はPCS(Pre-Crash Safety System)の各種機能を作動させる(S30)。すなわち、自車両前方の障害物に対する運転支援と同様にTTCなどに基づいてPCSの機能(警報、PBA:Pre-Crash Brake Assist、PSB:Pre-Crash Seat Belt、PB:Pre-Crash Break、操舵回避支援、自動操舵回避等)を使用して適切な運転支援を行う。 When there is a high possibility that the vehicle will collide with the host vehicle (Yes in S20), the driving support device activates various functions of PCS (Pre-Crash Safety System) (S30). That is, PCS functions (alarm, PBA: Pre-Crash Brake Assist, PSB: Pre-Crash Seat Belt, PB: Pre-Crash Break, steering avoidance based on TTC, etc., as well as driving assistance for obstacles ahead of the host vehicle Assistance, automatic steering avoidance, etc.) are used to provide appropriate driving assistance.
自車両に衝突する可能性が高くない場合(S20のNo)、運転支援装置は障害物が自車両の正面を横切ると予測されるか否かを判定する(S40)。つまり、正面を横切る途中で立ち止まる可能性がある障害物が否かが判定される。従来は、急に立ち止まることで警報が間に合わなくなる場合があった。 If the possibility of collision with the host vehicle is not high (No in S20), the driving support device determines whether or not an obstacle is predicted to cross the front of the host vehicle (S40). That is, it is determined whether there is an obstacle that may stop in the middle of crossing the front. In the past, there was a case where the alarm could not be in time by suddenly stopping.
障害物が自車両の正面を横切ると判定した場合(S40のYes)、運転支援装置は、警報、PBA、及び、操舵回避支援を行うが、PB、PSB及び自動操舵回避は行わない(S50)。すなわち、警報などによる注意喚起や運転者が回避のための操作を行った場合は支援するが、運転者に介入して支援を行うことはしない。 When it is determined that the obstacle crosses the front of the host vehicle (Yes in S40), the driving support device performs warning, PBA, and steering avoidance support, but does not perform PB, PSB, and automatic steering avoidance (S50). . That is, although assistance is provided when a warning is given or a driver performs an operation for avoidance, the driver is not intervened to provide assistance.
このような制御により、運転者は警報により立ち止まる可能性のある障害物に気づき、障害物が立ち止まった場合には支援により確実に障害物を回避できる。また、障害物が立ち止まらない場合には介入制御がないので煩わしく感じることも防止できる。 By such control, the driver notices an obstacle that may stop due to an alarm, and when the obstacle stops, the driver can surely avoid the obstacle with assistance. Moreover, since there is no intervention control when the obstacle does not stop, it can be prevented from feeling troublesome.
〔構成例〕
図3は、運転支援装置の概略構成図の一例を示す。運転支援装置100は、センサ部11、衝突判断ECU(Electronic Control Unit)12、ブレーキECU13、電動パワステECU15、シートベルトECU16、ブレーキACT14、メータ・ブザー17、ステアリングACT18、及び、シートベルト19を有する。センサ部11、各ECU、及び、アクチュエータ等はCAN(Controller Area Network)等の車載LANや専用線により、通信可能に接続されている。
[Configuration example]
FIG. 3 shows an example of a schematic configuration diagram of the driving support device. The
各ECUは、マイコン、電源、ワイヤーハーネスのインタフェースなどを搭載した情報処理装置である。マイコンは、CPU、ROM、RAM、I/O、及び、CAN通信装置等を備えた公知の構成を有する。 Each ECU is an information processing apparatus equipped with a microcomputer, a power source, a wire harness interface, and the like. The microcomputer has a known configuration including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, a CAN communication device, and the like.
〔センサ部〕
センサ部11としては、ミリ波レーダセンサ21とステレオカメラ22を図示したが、少なくともいずれか一方を有していればよい。歩行者の検出には比較的カメラが適している。ミリ波レーダセンサ21は、車両のフロントグリルなど車両の前方の中央部に配置され、車両の前方を中心に所定の角度(例えば、正面を中心に左右10度)にミリ波を出射し、この範囲に存在する物体により反射したミリ波を受信する。ミリ波レーダセンサ21は、例えばFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)レーダやパルスレーダである。
(Sensor part)
Although the millimeter
図4はセンサ部11により検出される距離L、相対速度V、及び、横位置x(以下、これらを物標情報という)を説明する図の一例である。ミリ波レーダセンサ21による物標情報の検出原理は公知なので簡単に説明する。ミリ波レーダセンサ21は、送信信号と受信信号をミキサーでミキシングすることで、受信アンテナ毎にビート信号を生成する。送信信号が送信されてから受信信号が受信されるまでの時間は対象物との距離に比例し、またビート信号の周波数は相対速度によりシフトする。よって、ビート信号を例えばFFT解析することで距離及び相対速度が得られる。
FIG. 4 is an example of a diagram illustrating the distance L, the relative velocity V, and the lateral position x (hereinafter referred to as target information) detected by the
また、障害物の横位置x(方位θ)は、MUSIC(Multiple Signal Classification)解析、Capon解析、DBF(Digital Beam Forming)処理、又は、モノパルス方式などがあるが、いずれの方式で方位を求めてもよい。図では障害物は1つだが、複数の障害物が存在する場合も、各物標の物標情報が得られる。ミリ波レーダ装置は、距離L、相対速度v、及び、横位置xを周期的に(例えば100ミリ秒)衝突判断ECU12に出力する。
Further, the horizontal position x (azimuth θ) of the obstacle includes MUSIC (Multiple Signal Classification) analysis, Capon analysis, DBF (Digital Beam Forming) processing, or monopulse method. Also good. In the figure, there is one obstacle, but even when there are a plurality of obstacles, the target information of each target can be obtained. The millimeter wave radar device outputs the distance L, the relative speed v, and the lateral position x to the
ステレオカメラ22は、例えば、光軸を車両前方に向けてルームミラーに配置される。ステレオカメラ22は所定間隔、離間して配置された2台のCCDカメラ又は2台のCMOSカメラを有する。ステレオカメラ22は、予め用意されているキャリブレーションデータを用いて各カメラが撮像したフレームにレンズ歪み、光軸ずれ、焦点距離ずれ及び撮像素子歪み等を取り除く前処理を行う。これにより2つのカメラのフレームは視差に相当する違いのみを有するようになる。
For example, the
ステレオカメラ22による物標情報の検出方法も公知なので簡単に説明する。ステレオカメラ22は、左右の画像データの相関をブロックマッチングなどの手法により評価して、同一の対象物が撮影された画素に生じている視差を算出する。これにより、全画素について画素毎にシフト量が得られる。シフトした画素数をn、レンズの焦点距離をf、光軸間(2つのカメラ間)の距離をm、画素ピッチをdとすると、撮像対象物までの距離Lは下式から求められる。
L=(f×m)/(n×d)
距離が分かることで焦点距離などを使えば、例えばカメラを原点とする座標系における画素毎の三次元座標が求められる。ステレオカメラ22は、画像データを垂直方向に走査して高さが変化する(高くなる)画素に路面以外の障害物が存在すると判断する。障害物が存在する画素のうち距離が同程度の画素は同一の障害物が映っている画素であると推定できるので、これらの画素をグルーピングして歩行者や先行車両などの障害物であると推定する。
Since a method for detecting target information by the
L = (f × m) / (n × d)
If the focal length is used by knowing the distance, for example, the three-dimensional coordinates for each pixel in the coordinate system with the camera as the origin can be obtained. The
この後、ステレオカメラ22は推定された歩行者や先行車両に対しHOG(Histograms of Oriented Gradients)、Joint HOG、CPF(Cooccurrence Probability Features)、CoHOG (Co-occurrence Histograms of Oriented Gradients)などで特徴ベクトルを作成し、パターンマッチングで歩行者と車両を認識する。例えばHOGは画像データの全ての画素において,縦・横方向の勾配強度と勾配方向を算出し、n×n画素の重複しないセルにおいて各画素の勾配方向の対応するbinに勾配強度を加算する。これによりセル毎に9次元の特徴ベクトルが得られる。さらにnセル×nセルのブロックを作成し、1セルずつずらしながらブロック内の特徴ベクトルを連結して、正規化する。これによりブロック数×n×n×9の次元数の特徴ベクトルが得られる。例えばSVM(Support Vector Machine)で教師画像の特徴ベクトルを学習させておけば、走行中の画像の特徴ベクトルをSVMに入力することで歩行者を検出できる。
After that, the
ステレオカメラ22は1秒間に所定数(30〜60個)の画像を撮影することを繰り返すので、フレーム毎に各対象物の三次元座標を求めることができる。したがって、フレーム間の距離Lの変化などから相対速度Vが得られる。障害物の横位置xは、三次元座標から明らかである。なお、ステレオカメラ22は単眼カメラでもよくこの場合はオプティカルフローなどにて距離情報を取得できる。
Since the
このように、ミリ波レーダセンサ21とステレオカメラ22は同等の情報を得られる。しかし、ミリ波レーダセンサ21では距離及び相対速度の精度が高く、ステレオカメラ22では、距離及び相対速度の精度が低く、方位の精度が高い。よって、実車両では各センサの高精度な情報を主に利用して車両制御し、また、2つの情報を比較するなどして情報の信頼性を判定するなどの処理を行っている。
In this way, the millimeter
〔衝突判断ECU〕
図3に戻り、衝突判断ECU12は、2つの方法で障害物と衝突するか否かを判定する。(i)1つは自車両の前方の先行車両などとの衝突の可能性を判断する方法で公知の手法を利用できる。(ii)もう1つは、障害物の自車両に対する相対移動ベクトルを演算して、自車両と衝突する可能性があるか否かを判断する方法である。
[Collision judgment ECU]
Returning to FIG. 3, the
(i) 衝突判断ECUはTTCを算出すると共に、距離、相対速度及び横位置に基づき、衝突の可能性を判断する。TTCは例えば以下のように算出される。
TTC=距離/相対速度
衝突判断ECU12は、検出された対象物毎に、このTTCと横位置から最も衝突の可能性の高い対象物(横位置が所定値より自車に近い対象物の中で最もTTCが小さい対象物)を特定し、その対象物との衝突の可能性を判断する。例えば、最も小さいTTCが閾値以下で、横位置が自車両の車幅と重複する範囲内の場合、その障害物と衝突する可能性があると判断する。衝突判断ECUはTTCに応じて(衝突の可能性を判断して)、ブレーキECU13、電動パワステECU15、及び、シートベルトECU16等(以下、ブレーキECU等という場合がある)にPCSの作動要求を出力する。
・衝突の可能性が高い場合:警報音や警告ランプの表示
・衝突が不可避の場合:PSB、PB、PBA、操舵回避支援、自動操舵回避、
(ii) 物標情報から障害物の相対移動ベクトルを演算し、障害物が自車両の前面又は側面と衝突するか否か(移動ベクトルと自車両の前面ライン又は側面ラインが交差するか否か)を判断する。また、障害物が自車両と衝突する場合は前面ライン又は側面ラインのどちらで衝突するか、さらに前面又は側面のどの部位で衝突するかを示す衝突予測部位を予測する。自車側面と衝突するか又は自車前面と衝突する場合、衝突までの時間、衝突確率、及び、衝突予測部位に応じてブレーキECU等にPCSを作動させる。一方、自車前方を横切ると推定される場合、衝突までの時間等に応じてブレーキECU等に、介入制御を含まないPCSの一部の作動を要求する。
・衝突の可能性が高い場合:警報音や警告ランプの表示
・衝突が不可避の場合:PBA、操舵回避支援
なお、PCSの各運転支援の内容の一例は以下のようになる。
警報:音や視覚情報による注意喚起
PB:運転者がブレーキペダルを踏み込まなくても衝突回避のために自動的に急制動する
PBA:運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合に加圧助勢する
PSB:シートベルト19を自動的に巻き上げる
自動操舵回避:運転者が操舵しなくても障害物を避ける方向へステアリングを操舵する
操舵回避支援:運転者の操舵量を大きくする
なお、これらは、一例であって、例えばヘッドレストを前方に繰り出す制御などの運転支援を行ってもよいし、運転支援を実現する具体的な制御内容は制限されない。
(i) The collision determination ECU calculates TTC and determines the possibility of collision based on the distance, relative speed, and lateral position. For example, TTC is calculated as follows.
TTC = distance / relative speed For each detected object, the
・ When there is a high possibility of collision: warning sound or warning lamp display
-If collision is inevitable: PSB, PB, PBA, steering avoidance support, automatic steering avoidance,
(ii) The relative movement vector of the obstacle is calculated from the target information, and whether or not the obstacle collides with the front or side surface of the own vehicle (whether or not the movement vector and the front line or side line of the own vehicle intersect). ). Further, when an obstacle collides with the host vehicle, a collision prediction part indicating whether the obstacle collides with the front line or the side line and further collides with the front part or the side part is predicted. When the vehicle collides with the side of the host vehicle or collides with the front of the host vehicle, the PCS is operated by the brake ECU or the like according to the time until the collision, the collision probability, and the collision predicted part. On the other hand, when it is estimated that the vehicle will cross the front of the vehicle, the brake ECU or the like is requested to operate a part of the PCS not including intervention control according to the time until the collision.
・ When there is a high possibility of collision: warning sound or warning lamp display
-When collision is unavoidable: PBA, steering avoidance assistance An example of the contents of each PCS driving assistance is as follows.
Warning: Alerting by sound and visual information PB: Automatic sudden braking to avoid collision even if the driver does not depress the brake pedal PBA: PSB that assists in pressurization when the driver depresses the brake pedal: Automatic steering avoidance that automatically winds up the seat belt 19: Steering avoidance support that steers the steering in a direction that avoids obstacles even if the driver does not steer: Increase the steering amount of the driver These are examples. Thus, for example, driving support such as control for extending the headrest forward may be performed, and specific control contents for realizing driving support are not limited.
〔PCSを行う各ECU〕
ブレーキECU13は、ブレーキACT14及びメータ・ブザー17と接続されている。ブレーキECU13は、ブレーキACT14又はメータ・ブザー17の少なくとも一方にアクチュエータ作動要求を送信する。
[Each ECU that performs PCS]
The
ブレーキACT14には、各輪のホイルシリンダに連通した油圧経路に、各輪毎にホイルシリンダ圧を制御するための減圧制御弁(常閉弁)、保持制御弁(常開弁)、及び、油圧を生成するポンプとポンプモータが配置されている。自動制動を行わない場合、ブレーキECU13は減圧制御弁を閉弁、保持制御弁を開弁のまま維持する。運転者がブレーキペダルを操作した場合、作動流体が保持弁を通過してホイルシリンダに供給される。これらの弁を開閉することで、自動制動、制動力の保持、及び、制動力の低減が可能になる。
The
ブレーキECU13は、衝突判断ECU12からの作動要求を取得して、PB、PBAなどの制御を行う。なお、PBの制御内容に軽い制動を加えて警告したり、緩ブレーキが含まれる場合があるが、このようなPBは本実施例では警告に含まれる。
The
メータ・ブザー17はブレーキECU13からの指示によりメータパネルの各種表示装置やブザー音を吹鳴する。メータパネルにおいては、対象物と衝突のおそれがあることを液晶ディスプレイなどにアイコンの点灯や点滅、メッセージの表示などで運転者に警告する。また、警告ランプを点灯又は点滅することで運転者に警告する。メータ・ブザー17は、警告音を吹鳴したり、衝突のおそれがあることを音声メッセージで出力することで運転者に警告する。
The
電動パワステECU15はステアリングACT18と接続されている。ステアリングACT18はステアリングシャフトを回転駆動するモータと減速機構などを備え、運転者の操舵なしに又は運転者の操舵と共にステアリングシャフトを回転駆動する。ステアリングシャフトには運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ、回転角センサ、ロック機構などが配置されている。
The electric
電動パワステECU15は衝突判断ECU12から作動要求を取得すると、ステアリングACT18を制御して自動操舵回避又は操舵回避支援の少なくとも一方を行う。自動操舵回避の場合、作動要求には、障害物を避ける方向への操舵量が含まれる。操舵回避支援の場合、電動パワステECU15はトルクセンサで検出した操舵方向に操舵力又は操舵量を付加して運転者の操舵量よりも大きくする。
When the electric
シートベルトECU16はシートベルト19と接続されている。シートベルト19はPCSに対応してウェビングを巻き上げるモータやクラッチにより、シートベルトECU16により巻き上げ可能になっている。シートベルトECU16は衝突判断ECU12から作動要求を取得すると、シートベルト19を巻き上げる制御(PSB)を行う。
The
〔移動ベクトル等の算出〕
図5は、衝突判断ECU12の機能ブロック図の一例を示す。移動ベクトル演算部31は障害物の相対移動ベクトルを演算する。自車両前方の障害物は上記(i)の方法で衝突判定されるので、本実施形態で対象となる障害物は横位置が自車両の車幅よりも左又は右の障害物である。また、障害物としては歩行者や自転車、電動バイクなどの交通弱者が想定されるがこれらに限定されるものではない。
[Calculation of movement vector, etc.]
FIG. 5 shows an example of a functional block diagram of the
衝突部位予測部32は、自車両の前面と側面のいずれかと衝突する可能性があるか否かを判定する。衝突する場合に自車両の前面と側面のどの位置で衝突するかを推定することも可能である。衝突確率算出部34は、衝突すると判定された障害物の衝突確率を算出する。衝突確率は、例えば移動ベクトルが演算された回数に対し衝突すると判定された回数から求められる。前方横断判定部35は、自車両の前面又は側面と衝突しないと判定された障害物のうち、自車両の前方を横切る障害物を特定する。作動要求部33は、自車両の前面又は側面と衝突すると予測された場合はPCSの全機能を用いた作動要求を行い、自車両の前方を横切ると推定された場合はPCSのうちPSB、自動操舵回避及びPBを行わないPCSの作動要求を行う。
The collision
図6(a)は、移動ベクトルの演算について説明する図の一例である。歩行者が、自車両の前方の道路を横断する方向に移動している。歩行者の路面に対する移動ベクトルをP、自車両の路面に対する移動ベクトルをCとすると、自車両から見た歩行者の相対移動ベクトルはP−Cである。移動ベクトル演算部31は、このP−Cに相当する歩行者の相対移動ベクトルを求める。物標情報の相対速度には移動方向までは含まれないので、例えば、センサ部11が歩行者の物標情報を検出する毎に、横位置と距離から歩行者の位置(例えば、自車両の車幅方向の中央を原点とする)を決定する。過去の複数の位置を直線近似することで、歩行者の相対移動ベクトル(相対的な移動方向)が得られる。または、過去の複数の横位置又は歩行者のオプティカルフローなどから歩行者の移動ベクトルPを求め、自車両の移動ベクトルCから相対移動ベクトルを演算してもよい。
FIG. 6A is an example of a diagram illustrating the calculation of the movement vector. A pedestrian is moving in a direction crossing a road ahead of the host vehicle. When the movement vector with respect to the road surface of the pedestrian is P and the movement vector with respect to the road surface of the own vehicle is C, the relative movement vector of the pedestrian viewed from the own vehicle is PC. The movement
図6(b)は、自車両と歩行者の衝突の判定について説明する図の一例である。衝突部位予測部32は、相対移動ベクトルが自車両の前面ライン又は側面ラインと交差するか否かを判定する。前面ラインを表す式は。例えば下式のように既知である。
y=0 -a/2<x<a/2 但しaは車幅
側面ラインを表す式は、例えば下式のように既知である。
x=-a/2 -b<y<0 但しbは車長
したがって、衝突部位予測部32は、相対移動ベクトルの直線(相対移動ベクトルを自車両方向に延長したもの)が、前面ライン又は側面ラインと交差するか否かを容易に判定できる。
FIG. 6B is an example of a diagram illustrating determination of a collision between the host vehicle and a pedestrian. The collision
y = 0-a / 2 <x <a / 2 However, the expression a represents the vehicle width side line is known as the following expression, for example.
x = -a / 2 -b <y <0 where b is the vehicle length. Therefore, the collision
衝突するか否かが判定された歩行者について、衝突確率算出部34は衝突確率を算出する。
衝突確率=衝突すると判定された回数n/衝突するか否かが判定された回数N
そして、前方横断判定部35は、衝突しないと判定された歩行者に対し、自車両の前方を横切るか否かを判定する。相対移動ベクトルとy=0の直線との交点のx座標がa/2より大きければ、前方を横切ることがわかるし、相対移動ベクトルとx=-a/2の直線との交点のy座標が−bより小さければ、歩行者は自車両の通過後に自車両の後方を通過することがわかる。
For a pedestrian for which it is determined whether or not to collide, the collision
Collision probability = number of times determined to collide n / number of times N judged whether or not to collide
And the front
なお、充分に自車両の前方を通過すると判定された歩行者は無視してよい。この歩行者が仮に立ち止まったとしても、衝突判断ECU12は警報を吹鳴する時間があり、運転者も余裕を持って対応できるためである。この場合は衝突することもない。したがって、相対移動ベクトルとy=0の直線との交点のx座標がa/2より大きくかつ所定値以内(例えば車幅の2〜3倍であるが、車速に応じ増減すればよい)の場合、歩行者が前方を横切ると判定する。
In addition, you may ignore the pedestrian who is determined to pass sufficiently ahead of the host vehicle. This is because even if the pedestrian stops, the
図7はいくつかの相対移動ベクトルと自車両との関係を例示して説明する図の一例である。
・相対移動ベクトル1は衝突しないと判定される。
・相対移動ベクトル2は側面と衝突すると判定される。
・相対移動ベクトル3は前面と衝突すると判定される。
・相対移動ベクトル4は衝突しないと判定され、かつ、前方を横切ると判定される。
・相対移動ベクトル5は、衝突しないと判定され、かつ、前方を横切らないと判定される。
FIG. 7 is an example of a diagram illustrating and explaining the relationship between several relative movement vectors and the host vehicle.
-It is determined that the
The relative movement vector 2 is determined to collide with the side surface.
The relative movement vector 3 is determined to collide with the front surface.
The relative movement vector 4 is determined not to collide and is determined to cross the front.
The
したがって、作動要求部33は相対移動ベクトル2,3についてはTTCと衝突確率に基づきPCSの全機能を用いた運転支援(衝突被害低減)を行う。衝突確率については、例えば、衝突確率が増大傾向にある場合に衝突すると判定する。
・衝突の可能性が高い場合:警報音や警告ランプの表示
・衝突が不可避の場合:PSB、PB、PBA、操舵回避支援、自動操舵回避、
相対移動ベクトル4についてはTTCに基づきPCSの一部の機能を用いた運転支援を行う。この場合、自車両と歩行者(相対移動ベクトル4)は衝突しないが、機械的にTTCを求めることは可能である。より正確なTTCについては実施例4で説明する。
・TTCが閾値未満:警報音や警告ランプの表示
・TTCが閾値以上:PBA、操舵回避支援
こうすることで、前方を横切る歩行者について警報音などで警告されうるので、歩行者が自車両の前方で立ち止まった場合に運転者が余裕を持って対応できる。また、ブレーキペダルを踏み込めばPBAが働き、操舵すれば操舵回避支援が働くので、回避も容易である。また、介入制御がないので、歩行者が自車両の前方で立ち止まらない場合、運転者が煩わしく感じることもない。
Therefore, the
・ When there is a high possibility of collision: warning sound or warning lamp display
-If collision is inevitable: PSB, PB, PBA, steering avoidance support, automatic steering avoidance,
For the relative movement vector 4, driving support using a part of the functions of the PCS is performed based on TTC. In this case, the host vehicle and the pedestrian (relative movement vector 4) do not collide, but the TTC can be obtained mechanically. More accurate TTC will be described in Example 4.
-TTC is less than threshold: Alarm sound or warning lamp display
-TTC is above threshold: PBA, steering avoidance assistance By doing so, warning sounds can be given to pedestrians crossing the front, so if the pedestrian stops in front of the vehicle, the driver has a margin Yes. Further, PBA works when the brake pedal is depressed, and steering avoidance support works when steered, so avoidance is easy. Further, since there is no intervention control, the driver does not feel bothered if the pedestrian does not stop in front of the host vehicle.
〔動作手順〕
図8は、本実施例の運転支援装置100の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図8の手順は車両が走行中に繰り返し実行される。
[Operation procedure]
FIG. 8 is an example of a flowchart illustrating an operation procedure of the driving
センサ部11は周期的に障害物を検出し、距離、相対速度、横位置を衝突判断ECU12に出力する(S110)。
The
移動ベクトル演算部31は、距離、相対速度、横位置から障害物の相対移動ベクトルを演算する(S120)。
The movement
衝突部位予測部32は相対移動ベクトルに基づき自車両との衝突予測部位を予測する(S130)。
The collision
衝突予測部位が側面の場合、作動要求部33はTTCや衝突確率に応じて、警報、PBA、PSB、操舵回避支援、自動操舵回避等の作動開始タイミングを制御する。また、PBについては制御可否判断を含め開始のタイミングを制御する(S140)。
When the collision prediction part is a side surface, the
衝突予測部位が前面の場合、作動要求部33はTTCや衝突確率に応じて、警報、PB、PBA、PSB、操舵回避支援、自動操舵回避等の作動開始タイミングを制御する(S150)。
When the collision prediction part is the front surface, the
衝突部位予測部32が衝突しないと判定した場合、前方横断判定部35は障害物が前方を横切るか否かを判定する(S160)。
When it is determined that the collision
前方を横切らないと判定された場合(S160のNo)、作動要求部33はPCSを作動させない(S180)。
When it determines with not crossing the front (No of S160), the operation | movement request |
前方を横切ると判定された場合(S160のYes)、作動要求部33はTTCに応じて、警報、PBA、操舵回避支援の作動開始タイミングを制御する(S170)。PB,PSBや自動操舵回避は作動させない。
When it determines with crossing ahead (Yes of S160), the action | operation request |
なお、S170において、PBを完全に禁止するのではなく、警報としての一時的な制動(体感ブレーキ)、障害物との接近度合いを緩和するための緩ブレーキは許可してもよい。これらは介入と言うよりも警告に近いので運転を阻害しにくいためである。 In S170, PB may not be completely prohibited, but temporary braking as a warning (sensory braking) and gentle braking for relaxing the degree of approach to an obstacle may be permitted. This is because they are closer to warnings than interventions, so it is difficult to inhibit driving.
以上説明したように、本実施例の運転支援装置100は、障害物が立ち止まる可能性がある場合には早期に適切な運転支援を行うことができる。
As described above, the driving
本実施例では、対向車両に対応した運転支援装置100について説明する。なお、機能ブロック図は実施例1と同様である。
In this embodiment, a driving
図9は、自車両と対向車の位置を示す図の一例である。対向車両がカーブに沿って走行しているので、自車両と接触することはないが、相対移動ベクトルにより自車両の前方を横切ると判定される場合がある。このため、TTCとの関係に応じて運転支援装置100が警報、PBA,操舵回避支援を行ってしまう。
FIG. 9 is an example of a diagram illustrating positions of the host vehicle and the oncoming vehicle. Since the oncoming vehicle is traveling along a curve, it does not come into contact with the host vehicle, but may be determined to cross the front of the host vehicle based on the relative movement vector. For this reason, the driving
そこで、本実施例では、前後方向の動きが小さい障害物に限定して自車両の前方を横切ると判定する。対向車両は、歩行者に比べて前後方向(y方向)の速度が大きいので、前後方向の動きが小さい障害物に限定することで、対向車両に対しPCSの運転支援を行うことを排除できる。 Therefore, in this embodiment, it is determined that the vehicle crosses the front of the host vehicle by limiting to obstacles with small movement in the front-rear direction. Since the oncoming vehicle has a higher speed in the front-rear direction (y direction) than the pedestrian, it is possible to eliminate the PCS driving assistance for the oncoming vehicle by limiting the obstacle to an obstacle with a small movement in the front-rear direction.
対向車両の路面に対するy方向の速度は、相対速度と自車両の速度から求めることができる。相対速度なので、対向車両の進行方向の速度でなく、自車両に接近する方向(y方向)の速度が分かる。例えば、移動ベクトル演算部31は、相対速度から自車両の速度を減じて、対向車両の路面に対するy方向の速度を求める。
・障害物の実車速(y方向成分)=相対速度−自車両の速度
図10は、本実施例の運転支援装置100の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図10は図8とほぼ同様であるが、ステップS150の後、障害物の前後方向の速度が閾値以下か否かが判定されている(S162)。
The speed in the y direction with respect to the road surface of the oncoming vehicle can be obtained from the relative speed and the speed of the host vehicle. Since it is a relative speed, the speed in the direction approaching the host vehicle (y direction) is known, not the speed in the traveling direction of the oncoming vehicle. For example, the movement
Actual vehicle speed of obstacle (y-direction component) = relative speed−speed of own vehicle FIG. 10 is an example of a flowchart showing an operation procedure of the driving
障害物の前後方向の速度が閾値以下の場合(S162のYes)、作動要求部33はTTCに応じて、警報、PBA、操舵回避支援の作動開始タイミングを制御する(S150)。また、体感ブレーキや緩ブレーキは許可してよい。
When the speed of the obstacle in the front-rear direction is equal to or lower than the threshold value (Yes in S162), the
本実施例によれば、対向車両に対し運転支援装置100が警報、PBA,操舵回避支援を行うことを抑制できる。
According to the present embodiment, it is possible to suppress the driving
実施例2では前後方向の動きが小さい障害物に限定して、介入制御を禁止してPCSの一部の機能を作動させたが、本実施例では障害物が交通弱者であることを検出してPCSの一部の機能を作動させる運転支援装置100について説明する。
In the second embodiment, the intervention control is prohibited and the functions of a part of the PCS are activated by limiting the obstacle to a small movement in the front-rear direction. However, in this embodiment, it is detected that the obstacle is a traffic weak person. The driving
機能ブロック図は実施例1と同様でよいが、ステレオカメラ22は画像データから歩行者又は自転車などの交通弱者を認識する。そして、例えば前方横断判定部35は、障害物が交通弱者の場合にのみ、前方を横切るという判定を有効に維持する。
Although the functional block diagram may be the same as that in the first embodiment, the
図11は、本実施例の運転支援装置100の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図11は図8とほぼ同様であるが、ステップS150の後、障害物が交通弱者か否かが判定されている(S164)。
FIG. 11 is an example of a flowchart illustrating an operation procedure of the driving
障害物が交通弱者の場合(S164のYes)、作動要求部33はTTCに応じて、警報、PBA、操舵回避支援の作動開始タイミングを制御する(S150)。また、体感ブレーキや緩ブレーキは許可してよい。
When the obstacle is a traffic weak person (Yes in S164), the
本実施例によれば、交通弱者に対してのみ運転支援装置100は警報灯、PBA,操舵回避支援を行うことができる。
According to the present embodiment, the driving
実施例1〜3では機械的にTTCを求め、TTCに基づき自車両前方を横切る障害物に対しタイミングが制御されたPCSの一部の運転支援を行った。しかし、この障害物は自車両と衝突しないため、TTCは正確ではない可能性がある。そこで、本実施例では自車両前方を横切る障害物のより好ましいTTCの算出方法について説明する。 In Examples 1 to 3, TTC was mechanically obtained, and a part of PCS whose driving timing was controlled for obstacles crossing the front of the host vehicle based on TTC was supported. However, since this obstacle does not collide with the host vehicle, the TTC may not be accurate. Therefore, in the present embodiment, a more preferable TTC calculation method for an obstacle crossing the front of the host vehicle will be described.
図12は、TTCの算出について説明する図の一例である。相対移動ベクトルとy=0の直線との交点を仮想衝突横位置Crとする。そして、この仮想衝突横位置Crに歩行者が到達するまでのTTCを算出すれば、自車両の真横に障害物が接近するまでの時間が分かるので、PCSを作動させるための指標として適切になると期待できる。 FIG. 12 is an example of a diagram illustrating the calculation of TTC. The intersection of the relative movement vector and the straight line of y = 0 is defined as a virtual collision lateral position Cr. Then, if the TTC until the pedestrian reaches this virtual collision lateral position Cr is calculated, the time until the obstacle approaches to the side of the host vehicle can be known, so that it becomes appropriate as an index for operating the PCS. I can expect.
障害物の相対速度Vはセンサ部11が検出しているが、仮想衝突横位置Crと障害物の距離L´は明らかになっていない。そこで、例えば衝突部位予測部32は、方位θ(横位置)と余弦定理を用いて距離L´を算出する。
L´2=距離L2+Cr2−2・距離L・Cr・COS(90+θ)
TTC=L´/V
なお、仮想衝突横位置Crへの移動速度と相対速度Vは厳密には一致しないが、車速に比べて歩行者の速度が遅いので一致するとしてよい。また、相対移動ベクトルから仮想衝突横位置Crへの移動速度を算出してもよい。
The relative velocity V of the obstacle is detected by the
L ′ 2 = distance L 2 + Cr 2 −2 · distance L · Cr · COS (90 + θ)
TTC = L '/ V
Note that the moving speed to the virtual collision lateral position Cr and the relative speed V do not exactly match, but may match because the speed of the pedestrian is slower than the vehicle speed. Further, the moving speed from the relative movement vector to the virtual collision lateral position Cr may be calculated.
したがって、本実施例によれば、障害物が前方を横切る場合も、正確なTTCを算出するので、適切なタイミングで警報、PBA、操舵回避支援を行うことができる。 Therefore, according to the present embodiment, even when an obstacle crosses the front, an accurate TTC is calculated, so that warning, PBA, and steering avoidance support can be performed at an appropriate timing.
11 センサ部
12 衝突判断ECU
13 ブレーキECU
15 電動パワステECU
16 シートベルトECU
31 移動ベクトル演算部
32 衝突部位予測部
33 作動要求部
34 衝突確率算出部
35 前方横断判定部
100 運転支援装置
11
13 Brake ECU
15 Electric power steering ECU
16 Seat belt ECU
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記位置を監視して前記障害物の自車両に対する相対移動ベクトルを算出するベクトル算出手段と、
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性があると判定された場合、衝突するまでの時間に応じた運転支援制御を行う運転支援手段と、
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定された場合、衝突する可能性があると判定された場合と異なる運転支援制御を前記運転支援手段に行わせる運転支援変更手段と、
を有することを特徴とする運転支援装置。 Obstacle detection means for detecting the position of obstacles around the host vehicle;
Vector calculation means for monitoring the position and calculating a relative movement vector of the obstacle with respect to the vehicle;
When it is determined that the obstacle may collide with the host vehicle based on the relative movement vector, driving assistance means that performs driving assistance control according to the time until the collision;
When the obstacle does not collide with the host vehicle based on the relative movement vector and the obstacle is determined to pass in front of the host vehicle, the driving is different from the case where it is determined that the obstacle may collide. Driving support change means for causing the driving support means to perform support control; and
A driving support device comprising:
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定された場合、前記運転支援変更手段は、前記運転支援手段に介入制御以外の運転支援制御を行わせる、
ことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 The driving support means is capable of intervention control for controlling the vehicle so as to avoid a collision with the obstacle without a driver's operation,
When it is determined that there is no possibility that the obstacle collides with the host vehicle based on the relative movement vector and the obstacle passes in front of the host vehicle, the driving support change unit performs intervention control on the driving support unit. To perform driving support control other than
The driving support apparatus according to claim 1.
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定され、かつ、自車両の速度と前記相対速度情報から求めた前記障害物の路面に対する自車への接近速度が閾値以下の場合に、運転支援変更手段は衝突する可能性があると判定された場合と異なる運転支援制御を前記運転支援手段に行わせる、ことを特徴とする請求項1又は2記載の運転支援装置。 The obstacle detection means detects relative speed information with the obstacle,
Based on the relative movement vector, the obstacle is not likely to collide with the host vehicle, the obstacle is determined to pass in front of the host vehicle, and the obstacle is obtained from the speed of the host vehicle and the relative speed information. When the approaching speed of the vehicle with respect to the road surface is equal to or less than a threshold value, the driving support changing means causes the driving support means to perform different driving support control from that determined as the possibility of collision. The driving support apparatus according to claim 1 or 2.
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定され、かつ、前記障害物が交通弱者の場合に、運転支援変更手段は衝突する可能性があると判定された場合と異なる運転支援制御を前記運転支援手段に行わせる、ことを特徴とする請求項1又は2記載の運転支援装置。 Traffic weak detection means for detecting that the obstacle is a traffic weak for a pedestrian or a bicycle occupant,
Driving assistance change means when it is determined that the obstacle does not collide with the host vehicle based on the relative movement vector, the obstacle passes in front of the host vehicle, and the obstacle is a traffic weak person. 3. The driving support device according to claim 1, wherein the driving support unit performs driving support control different from that when it is determined that there is a possibility of collision.
前記運転支援変更手段は、前記交点及び前記位置に基づき前記交点と前記障害物との間の距離を求め、
前記障害物検出手段が検出した前記障害物との相対速度情報と、前記距離とにより前記障害物が前記交点に到達するまでの時間を算出し、
算出された時間に応じて、衝突する可能性があると判定された場合と異なる運転支援制御を前記運転支援手段に行わせる、
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項運転支援装置。 An intersection calculation means for obtaining an intersection of the relative movement vector and a front line that linearly extends the front of the host vehicle in a horizontal direction;
The driving support change means obtains a distance between the intersection and the obstacle based on the intersection and the position,
The relative speed information with respect to the obstacle detected by the obstacle detection means, and the distance to calculate the time until the obstacle reaches the intersection,
Depending on the calculated time, the driving support means performs driving support control different from the case where it is determined that there is a possibility of a collision,
The driving support apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定された場合、前記運転支援変更手段は、前記自動制動制御による一時減速又は緩減速は許可するが、前記自動制動制御による衝突を回避するための急減速を禁止する、
ことを特徴とする請求項2記載の運転支援装置。 When the above-described intervention control enables automatic braking control to decelerate the host vehicle by applying a braking force without a driver's operation,
When it is determined that the obstacle does not collide with the host vehicle based on the relative movement vector, and the obstacle passes through the front of the host vehicle, the driving support change unit is configured to temporarily decelerate by the automatic braking control. Or, although slow deceleration is permitted, rapid deceleration for avoiding a collision by the automatic braking control is prohibited.
The driving support apparatus according to claim 2, wherein:
前記相対移動ベクトルに基づき前記障害物が自車両と衝突する可能性がなく、前記障害物が自車両の前方を通過すると判定された場合、前記運転支援変更手段は、前記運転支援手段に自動操舵回避及びプリクラッシュブレーキ以外の運転支援を行わせる、
ことを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の運転支援装置。 The driving support control includes an alarm output, a pre-crash brake assist that pressurizes and assists the driver's depression of the brake pedal, a pre-crash brake that reduces the damage caused by the collision with the obstacle, and an obstacle even if the driver does not steer Automatic steering avoidance to steer the vehicle so as to avoid the vehicle, and steering avoidance assistance to increase the steering amount when the driver steers,
When it is determined that the obstacle does not collide with the host vehicle based on the relative movement vector and the obstacle passes through the front of the host vehicle, the driving support change unit automatically steers the driving support unit. Driving assistance other than avoidance and pre-crash braking,
The driving support apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein
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