CN102419912B - 车辆的驾驶支援装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆的驾驶支援装置。根据本发明的车辆的驾驶支援装置即使发生诸如车辆发生较大的俯仰运动而丢失控制对象的情况，以及需要对前方信息进行较大的补偿的情况，也尽可能地以稳定的精确度来做出良好的反应，且稳定地执行自动制动控制，从而能够避免与前方的控制对象发生碰撞。根据本发明，当俯仰角θp大于预设的阈值θpc时，至少根据前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断控制对象与本车辆(1)的碰撞可能性，当判断为控制对象与本车辆(1)有可能发生碰撞时，进行介入自动制动的制动控制。

Description

车辆的驾驶支援装置

技术领域

本发明涉及一种当本车辆与前车等控制对象发生碰撞的可能性较大时，通过进行介入与驾驶员的制动操作分离的自动制动的制动控制，防止碰撞发生的车辆的驾驶支援装置。

背景技术

近年来，提出了当本车辆(hostvehicle)与前车等控制对象发生碰撞的可能性较大时，通过进行与驾驶员的制动操作分离的自动制动控制，防止碰撞发生的各种各样的自动制动控制装置，并以应用于产业中。例如，在日本特开2009-262701号公报(以下的专利文献1)中公开了一种介入自动制动的自动制动控制装置的技术，该技术基于用照相机拍摄的前方的道路环境来识别本车辆前方的控制对象，并基于本车辆与控制对象之间的相对关系来设定制动介入距离，当本车辆与控制对象之间的相对距离为制动介入距离以下时，判断为执行制动控制。

并且，由于车辆伴随有俯仰运动(pitchingmovement)和侧倾运动，因此在日本特开2000-353300号公报(以下的专利文献2)中公开了一种利用检测出的俯仰角和侧倾角对上述的与控制对象的相对距离进行补偿，并根据该补偿的与控制对象的相对距离来进行警报控制或自动制动控制的技术。

但是，当诸如车辆发生较大的俯仰运动，从而照相机不能捕捉前方图像等情况发生时，即使具有如上述专利文献2所公开的利用俯仰角来补偿的技术，也不能得出与控制对象的相对距离，从而具有不能执行自动制动控制的隐患。并且，即使能够用照相机捕捉前方图像，也需要为进行补偿的用于计算处理的时间，因此还具有不能得到十分精确的值的隐患。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-262701号公报

专利文献2：特开2000-353300号公报

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种即使发生诸如车辆发生较大的俯仰运动而丢失控制对象，以及需要对前方信息进行较大的补偿的情况，也尽可能地以稳定的精确度来做出良好的响应，且稳定地执行自动制动控制，从而能够避免与前方的控制对象发生碰撞的车辆的驾驶支援装置。

本发明的特征在于包括：前方环境识别机构，根据由照相机拍摄的图像来识别本车辆的前方环境；控制对象识别机构，基于所述本车辆的前方环境来识别本车辆前方的控制对象；俯仰角检测机构，检测所述本车辆的俯仰角；碰撞判断机构，当由所述俯仰角检测机构检测出的俯仰角和俯仰角速度中的至少一个大于预设的阈值时，至少根据前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断所述控制对象与本车辆的碰撞可能性；制动控制机构，当所述碰撞判断机构判断为存在所述控制对象与本车辆的碰撞可能性时，进行介入自动制动的制动控制。

根据本发明的车辆的驾驶支援装置，即使发生诸如车辆发生较大的俯仰运动而丢失控制对象的情况，以及需要对前方信息进行较大的补偿的情况，也尽可能地以稳定的精确度来做出良好的响应，且稳定地执行自动制动控制，从而能够避免与前方的控制对象发生碰撞。

附图说明

图1为概略地示出根据本发明实施例的车辆驾驶支援装置的构成图；

图2为根据本发明实施例的车辆驾驶支援装置中防止碰撞控制程序的流程图；

图3为根据本发明实施例的本车辆与控制对象之间的相对速度以及重叠率与制动介入距离之间的关系的曲线图；

图4为示出根据本发明实施例的在本车辆与控制对象之间设定的各制动介入距离的说明图。

主要符号说明：1为本车辆，2为车辆驾驶支援装置，3为立体相机(前方环境识别机构、控制对象识别机构)，4为立体图像识别装置(前方环境识别机构、控制对象识别机构)，5为行驶控制单元(碰撞判断机构、制动控制机构)，6为车速传感器，7为俯仰角传感器(俯仰角检测机构)，8为制动踏板开关，9为自动制动控制装置。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。

在图1中，符号1示出诸如汽车等车辆(本车辆)，该车辆1装载有车辆驾驶支援装置2，该车辆驾驶支援装置2具有当与障碍物或前车等控制对象发生碰撞的可能性较高时，通过进行介入与驾驶员的制动操作分离的自动制动的制动控制，防止碰撞发生的防止碰撞功能。

该车辆驾驶支援装置2具有立体相机3、立体图像识别装置4、行驶控制单元5等，由此构成主要部分。

立体相机3例如由利用电荷耦合器件(CCD)等固体摄像器件的设置于左右的一组CCD相机构成。这些一组CCD相机分别在汽车室内的顶棚前方隔开预定距离而设置，从而从不同的视角将车外的对象拍摄成立体图像，并将拍摄的图像信息输出到立体图像识别装置4。

立体图像识别装置4从立体相机3接收图像信息的同时从车速传感器6接收本车辆速度V等。基于这些信息，立体图像识别装置4基于从立体相机3的图像信息来识别本车辆1前方的立体物数据或道路白线数据等前方信息，并基于这些识别信息等，推测本车辆行驶道路。而且，立体图像识别装置4检测本车辆行驶道路上是否有障碍物或前车等立体物，如果有，则将邻近的物体识别为制动控制的控制对象。

在此，立体图像识别装置4例如按如下的方式对从立体相机3接收的图像信息进行处理。首先，对于用立体相机3拍摄本车辆行进方向的一组成对的立体图像，根据三角法测量原理从对应位置的偏移量生成距离信息。并且，对该距离信息进行公知的分组(grouping)处理，并将经分组处理的距离信息与预设的三维的道路形状数据或立体物数据等进行比较，据此提取道路白线数据、沿道路设置的护栏、路缘石等的侧面壁障数据、车辆等立体物数据等。进一步地，立体图像识别装置4基于道路白线数据或侧面壁障数据等推测本车辆行驶道路，并将本车辆行驶道路前方的障碍物或前车等立体物作为制动控制的控制对象进行提取(检测)。并且，当检测出控制对象时，作为该控制对象的信息，计算本车辆1与控制对象之间的相对距离d、控制对象的移动速度Vf(＝(相对距离d变化比+本车辆速度V))、控制对象的减速度af(＝控制对象的移动速度Vf的微分值)等。据此，在本实施例中，立体图像识别装置4与立体相机3一起实现作为前方环境识别机构、控制对象识别机构的功能。

行驶控制单元5接收由立体图像识别装置4识别的控制对象等的各种信息。并且，行驶控制单元5例如从车速传感器6接收本车辆速度V，同时从作为俯仰角检测机构的俯仰角传感器7接收俯仰角θp，从制动踏板开关8接收制动踏板的开/关操作信号等各种信息。

并且，行驶控制单元5在用立体图像识别装置4识别控制对象时，例如根据日本特开2009-262701号公报所记载的方法，执行本车辆1与控制对象之间的防止碰撞控制。该防止碰撞控制，具体来讲利用行驶控制单元5设定作为制动介入距离的例如将控制对象为基准的第一、第二制动介入距离D1、D2(参照图4)。

在此，第一制动介入距离D1是根据制动或操纵也难以避免与控制对象碰撞的临界距离(避免碰撞临界距离)。例如，可根据预实验或模拟实验等而设定。该避免碰撞临界距离，例如根据本车辆1与控制对象之间的相对速度Vrel而变化，尤其根据本车辆1与控制对象之间的相对速度Vrel和重叠率R1而变化。行驶控制单元5中预设并储存有例如图3所示的表示本车辆1与控制对象之间的相对速度Vrel以及重叠率R1与第一制动介入距离D1之间的关系的图。并且，行驶控制单元5通过参照所述图来设定第一制动介入距离D1。

并且，第二制动介入距离D2设定为相比第一制动介入距离D1长预定距离。具体来讲，第二制动介入距离D2是例如根据预实验或模拟实验等而设定的距离，其设定的距离为相比避免碰撞临界距离向本车辆1侧延伸基于相对速度Vrel的预定距离。行驶控制单元5中例如如图3所示，预设并储存有表示本车辆1与控制对象之间的相对速度Vrel以及重叠率R1与第二制动介入距离D2之间的关系的图。并且，行驶控制单元5通过参照所述图来设定第二制动介入距离D2。

并且，行驶控制单元5当相对距离d成为第一制动介入距离D1以下时，执行介入自动制动的制动控制(以下称为正式制动控制)。在该正式制动控制中，行驶控制单元5例如分别将根据制动控制而发生的减速度(目标减速度Gt)和在发生目标减速度Gt时允许的减速度的变化量(减速度变化量ΔG1)设置成预设的固定值，并基于这些值计算出减速度指示值G。并且，行驶控制单元5通过将计算出的减速度指示值G输出至自动制动控制装置9，启动自动制动(介入)。

并且，行驶控制单元5当相对距离d为大于第一制动介入距离D1且小于第二制动介入距离D2时，在正式制动控制前，执行介入自动制动的制动控制(以下称为扩大制动控制)。在该扩大制动控制中，行驶控制单元5例如分别可变更地设定目标减速度Gt和减速度变化量ΔG1，并基于这些值计算减速度指示值G。并且，制动控制单元5通过将计算出的减速度指示值G输出至自动制动控制装置9，启动自动制动(介入)。

行驶控制单元5将上述的执行防止碰撞控制作为基本的功能，但是若由俯仰角传感器7检测的俯仰角θp大于预设的阈值θpc，则至少基于前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断控制对象与本车辆1的碰撞可能性，当判断为存在控制对象与本车辆1的碰撞可能性时，进行介入自动制动的制动控制。即，行驶控制单元5具有作为碰撞判断机构、制动控制机构的功能。

其次，利用图2的流程图对上述的行驶控制单元5执行的防止碰撞控制进行说明。

首先，在步骤(以下简称为S)101，读取必要的参数，即本车辆1与控制对象之间的相对距离d、控制对象的移动速度Vf、控制对象的减速度af、本车辆速度V、俯仰角θp、制动踏板的开/关操作信号等。

然后，进入S102，判断俯仰角θp是否大于预设的阈值θpc。在此，所谓预设的阈值θpc为根据预实验、计算等而求得的值。当本车辆1的俯仰角变成大于该阈值θpc时，变为存在不能正常获取图像信息的可能性的值。另外，作为同样的目的，还可以根据预实验、计算等设定俯仰角速度的阈值，并比较本车辆1的俯仰角速度与该阈值，如果俯仰角速度大于该阈值，则判断为存在不能正常获取图像信息的可能性。

S102的判断结果，如果判断为俯仰角θp为预设的阈值θpc以下，则进入S103执行上述的通常的防止碰撞控制，并跳出程序。

上述的S102的判断结果，如果判断为俯仰角θp大于预设的阈值θpc，从而存在不能够正常获取图像信息的可能性，则进入S104。

若进入S104，则判断是否能够获取直到前一次为止还存在的控制对象的信息。

该S104的判断结果，如果能够获取直到前一次为止还存在的控制对象的信息，则进入能够利用该信息而执行防止碰撞控制的S103，并跳出程序。

反之，如果不能获取直到前一次为止还存在的控制对象的信息，则进入S105。

在S105中，判断驾驶员是否踩住(ON)制动踏板。

S105的判断结果，如果驾驶员踩住(ON)制动踏板，即，由于能够判断为驾驶员正在进行为了避免与控制对象发生碰撞的操作，因此进入S106，中止防止碰撞控制，并跳出程序。

并且，S105的判断结果，如果驾驶员没有踩住(OFF)制动踏板，则进入S107。

在S107，判断从不能获取直到前一次为止还存在的控制对象的信息开始是否经过预定时间。并且，该判断结果，如果经过预定时间，则由于能够预知当基于直到前一次为止还存在的控制对象的信息来进行防止碰撞控制时控制误差会较大，因此进入S106，中止防止碰撞控制，并跳出程序。

反之，在S107，如果判断从不能获取直到前一次为止还存在的控制对象的信息开始没有经过预定时间，则进入S108，根据前一次获取的控制对象信息和当前的本车辆行驶信息来补偿相对距离d、相对速度Vrel。

即，根据下式(1)，推测本次的控制对象与本车辆1之间的相对速度Vrel(n)，根据下式(2)，推测本次的控制对象与本车辆1之间的相对距离d(n)。

Vrel(n)＝Vf(n-1)-V(n)......(1)

d(n)＝d(n-1)+Vrel(n)·Δt......(2)

在此，Vf(n)为前一次获取的控制对象的移动速度，V(n)为本次获取的本车辆速度，d(n-1)为前一次获取的与控制对象之间的相对距离，Δt为抽样时间。

此后，进入S109，利用经补偿的相对距离d(即，d(n))、相对速度Vrel(即，Vrel(n))来执行如上所述的防止碰撞控制，并跳出程序，另外，对于重叠率等其他数据，按照前一次所获取的数据使用。

如此，根据本发明实施例，当俯仰角θp大于预设的阈值θpc时，至少根据前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断控制对象与本车辆1的碰撞可能性，当判断为控制对象与本车辆1有可能发生碰撞时，进行介入自动制动的制动控制，因此即使发生因车辆发生较大的俯仰运动而丢失控制对象的情况，以及需要对前方信息进行较大的补偿的情况，也尽可能地以稳定的精确度做出良好的响应，且稳定地执行自动制动控制，从而能够避免与前方的控制对象发生碰撞。此时，即使在俯仰角θp大于预设的阈值θpc的情况下，当驾驶员想要立即应对防止碰撞时，优先驾驶员的意志，而中止制动控制，因此可防止不必要的控制。并且，当进行在俯仰角θp大于预设的阈值θpc时的控制时，如果认为这种情况持续预定时间以上而控制误差变得较大，则可通过中止防止碰撞控制，能够可靠地防止在控制精度较低的状态下执行碰撞防止控制。

另外，在本实施例中，虽然本车辆1的前方环境根据由立体相机3输出的图像信息进行识别，但是其他的根据由单眼反射式相机输出的图像信息进行识别的车辆驾驶支援装置，也可适用本发明。

Claims (8)

1.一种车辆的驾驶支援装置，其特征在于，包括：

前方环境识别机构，根据由照相机拍摄的图像来识别本车辆的前方环境；

控制对象识别机构，基于所述本车辆的前方环境来识别本车辆前方的控制对象；

俯仰角检测机构，检测所述本车辆的俯仰角；

碰撞判断机构，当由所述俯仰角检测机构检测出的俯仰角和俯仰角速度中的至少一个大于预设的阈值时，至少根据前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断所述控制对象与本车辆的碰撞可能性；

制动控制机构，当所述碰撞判断机构判断为存在所述控制对象与本车辆的碰撞可能性时，进行介入自动制动的制动控制，

所述制动控制机构在由所述俯仰角检测机构检测出的俯仰角与俯仰角速度中的至少一个变成大于预设的阈值而经过预定时间的情况下，判定为无法正常取得图像信息，中止所述介入自动制动的制动控制。

2.根据权利要求1所述的车辆的驾驶支援装置，其特征在于，所述制动控制机构在驾驶员踩住制动踏板的情况下，中止所述介入自动制动的制动控制。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的驾驶支援装置，其特征在于，所述制动控制机构基于所述前一次检测出的控制对象的行驶信息与本次获取的本车辆的行驶信息来推测当前的控制对象与本车辆的相对距离，并至少基于推测的所述相对距离来判断所述控制对象与本车辆的碰撞可能性。

4.根据权利要求3所述的车辆的驾驶支援装置，其特征在于，推测的所述相对距离通过下式进行推测，

d(n)＝d(n-1)+(Vf(n-1)-V(n))·Δt

在此，Vf(n-1)为前一次获取的控制对象的移动速度，V(n)为本次获取的本车辆速度，d(n-1)为前一次获取的与控制对象之间的相对距离，Δt为抽样时间，d(n)为推测的所述相对距离。

5.一种车辆的驾驶支援方法，其特征在于，包括步骤：

根据由照相机拍摄的图像来识别本车辆的前方环境；

基于所述本车辆的前方环境来识别本车辆前方的控制对象；

检测所述本车辆的俯仰角；

当检测出的俯仰角和俯仰角速度中的至少一个大于预设的阈值时，至少根据前一次检测出的控制对象的行驶信息来判断所述控制对象与本车辆的碰撞可能性；

当判断为存在所述控制对象与本车辆的碰撞可能性时，进行介入自动制动的制动控制；

在检测出的俯仰角与俯仰角速度中的至少一个变成大于预设的阈值而经过预定时间的情况下，判定为无法正常取得图像信息，中止所述介入自动制动的制动控制。

6.根据权利要求5所述的车辆的驾驶支援方法，其特征在于还包括如下步骤：在驾驶员踩住制动踏板的情况下，中止所述介入自动制动的制动控制。

7.根据权利要求5或6所述的车辆的驾驶支援方法，其特征在于还包括如下步骤：基于所述前一次检测出的控制对象的行驶信息与本次获取的本车辆的行驶信息来推测当前的控制对象与本车辆的相对距离，并至少基于推测的所述相对距离来判断所述控制对象与本车辆的碰撞可能性。

8.根据权利要求7所述的车辆的驾驶支援方法，其特征在于，推测的所述相对距离通过下式进行推测，

d(n)＝d(n-1)+(Vf(n-1)-V(n))·Δt

在此，Vf(n-1)为前一次获取的控制对象的移动速度，V(n)为本次获取的本车辆速度，d(n-1)为前一次获取的与控制对象之间的相对距离，Δt为抽样时间，d(n)为推测的所述相对距离。