CN103359113B

CN103359113B - 车辆用驾驶辅助装置

Info

Publication number: CN103359113B
Application number: CN201310099766.5A
Authority: CN
Inventors: 关口弘幸
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: DE102013102367B4; DE102013102367A1; JP2013203336A; US20130261916A1; US9043108B2; JP5492242B2; CN103359113A

Abstract

本发明提供当控制对象扩大到如路面掉落物等离路面的高度较低的立体物时，也能进行自然的制动控制的车辆用驾驶辅助装置。当作为控制对象而提取的立体物的高度H小于设定高度Hth0时，控制对象的高度H越低，行驶控制单元(5)以“仅禁止执行紧急制动控制”、“禁止执行紧急制动控制和第三警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制以及第二警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制以及第一警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制、第一警报制动控制以及警报控制”这样的顺序从制动等级高的开始向制动等级低的顺序并阶段性地扩大所禁止的制动控制。

Description

车辆用驾驶辅助装置

技术领域

本发明涉及一种当判断为本车辆与前行车辆等控制对象碰撞的可能性高时，为了避免与控制对象碰撞而进行制动控制的车辆用驾驶辅助装置。

背景技术

以往，针对车辆提出了很多车辆用驾驶辅助装置，该车辆用驾驶辅助装置通过所搭载的摄像机和激光雷达装置等识别前方的行驶环境，根据该行驶环境数据将障碍物和前行车辆等立体物作为控制对象进行提取，并基于所提取的控制对象与本车辆之间的相对关系进行各种车辆控制。

作为这种驾驶辅助装置中的车辆控制，例如提出有基于本车辆与控制对象之间的相对速度等设定碰撞回避极限距离，当与控制对象的相对距离为碰撞回避极限距离以下时，通过进行借助自动刹车的制动控制，从而在与控制对象碰撞时也能将损失抑制为较小的技术。此外，例如，专利文献1中公开有如下技术：相对于根据碰撞回避极限距离规定的正式制动区域，在本车辆一侧设定扩大制动区域，由此在本车辆进入正式制动区域的前阶段也进行借助自动刹车的预备制动控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-223582号公报

然而，当进行如上所述的制动控制时，一般离路面具有设定值以上的高度的立体物被选取为控制对象。因此，即使本车辆行进前方有路面掉落物等，但离路面的高度较低的路面掉落物等立体物不会被提取为控制对象，而且也不会进行针对该立体物的制动控制等。

但是，当本车辆行进前方有路面掉落物等立体物时，驾驶员一般会进行减速等以观察该立体物，为了使制动控制符合驾驶员的感觉，针对这种立体物最好也进行某种制动控制。

另一方面，当针对离路面的高度较低的立体物进行与前行车辆等同等的制动控制时，可能会产生违反驾驶员意志的过大的制动力，反而成为不自然的控制。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种当控制对象扩大到如路面掉落物等离路面的高度较低的立体物时，也能进行自然的制动控制的车辆用驾驶辅助装置。

本发明的一个实施方式所提供的车辆用驾驶辅助装置，包含：行驶环境识别单元，识别本车辆前方的行驶环境而检测立体物信息；控制对象提取单元，基于预先设定的条件，从本车辆前方所存在的立体物中提取控制对象；制动控制单元，基于本车辆与所述控制对象之间的相对关系，根据需要阶段性地进行制动等级不同的多个制动控制；禁止单元，作为所述控制对象而提取的立体物的高度小于设定高度时，该立体物的高度越低，从制动等级高的制动控制开始顺序并阶段性地禁止执行越多的所述制动控制。

根据本发明的车辆用驾驶辅助装置，当控制对象扩大到如路面掉落物等离路面的高度较低的立体物时，也能进行自然的制动控制。

附图说明

图1为搭载在车辆中的驾驶辅助装置的概略构成图。

图2为示出在本车辆与控制对象之间设定的制动控制的各控制时间的说明图。

图3为示出控制对象与设定高度之间的关系的说明图。

图4为示出制动控制程序的流程图(之一)。

图5为示出制动控制程序的流程图(之二)。

图6为示出禁止标记设定子程序的流程图。

符号说明：

1为车辆(本车辆)，2为驾驶辅助装置，2a为立体摄像组件，3为立体摄像机(行驶环境识别单元)，4为立体图像识别装置(行驶环境识别单元)，5为行驶控制单元(控制对象提取单元、制动控制单元、禁止单元)，7为发动机控制单元，8为制动器控制单元，9为变速器控制单元，16为警报装置，17为节流阀，18为制动助力器。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。附图关于本发明的一个实施方式，图1为搭载在车辆中的驾驶辅助装置的概略构成图，图2为示出在本车辆与控制对象之间设定的制动控制的各控制时间的说明图，图3为示出控制对象与设定高度之间的关系的说明图，图4和图5为示出制动控制程序的流程图，图6为示出禁止标记设定子程序的流程图。

在图1中，符号1表示汽车等车辆(本车辆)，该车辆1中搭载有作为行驶控制功能而具有碰撞防止控制功能(预碰撞制动控制功能)的驾驶辅助装置2。

该驾驶辅助装置2以立体摄像组件2a为中心构成主要部分，该立体摄像组件2a例如具有成一体的立体摄像机3、立体图像识别装置4、行驶控制单元5。并且，该立体摄像组件2a的行驶控制单元5可相互通信地连接有发动机控制单元(E/G_ECU)7、制动器控制单元(BRK_ECU)8、变速器控制单元(T/M_ECU)9等的各种车载控制单元。

立体摄像机3由使用例如电荷耦合元件(CCD)等固体摄像元件作为立体光学系统的左右一组CCD摄像机构成。这些一组CCD摄像机分别在车室内的顶棚前方以一定的间隔安装，从不同的视角对车外的对象进行立体拍摄，并将所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接收来自立体摄像机3的图像信息的同时，例如从T/M_ECU9接收本车辆车速V等。该立体图像识别装置4基于来自立体摄像机3的图像信息识别本车辆1前方的立体物数据和白线数据等前方信息，并基于这些识别信息等估计本车辆行驶路线。此外，立体图像识别装置4基于所识别的立体物数据等，在本车辆行驶路线上进行前行车辆的检测。

这里，立体图像识别装置4例如按照以下方式对来自立体摄像机3的图像信息进行处理。首先，针对用立体摄像机3拍摄本车辆行进方向的一对立体图像，根据对应位置的偏移量由三角测量原理生成距离信息。并且，针对该距离信息进行公知的群组化处理，并将进行了群组化处理的距离信息与预先存储的三维道路形状数据和立体物数据等进行比较，由此提取白线数据、沿着道路设置的护栏、路缘石等侧壁数据、车辆等立体物数据等。此外，立体图像识别装置4基于白线数据和侧壁数据等估计本车辆行驶路线，并将本车辆行驶路线上存在的立体物中以预定的速度(例如，0Km/h以上)朝着大致与本车辆1相同的方向移动的物体作为前行车辆进行提取(检测)。并且，当检测到前行车辆时，作为前行车辆信息而运算前行车辆距离D(＝车间距)、前行车辆速度Vf(＝(车间距D的变化率)+(本车辆速度V))、前行车辆加速度af(＝前行车辆速度Vf的微分值)等。在此，在前行车辆中，尤其将速度Vf为预定值以下(例如，4Km/h以下)、且并未加速的物体识别为处于约停止状态的前行车辆。

行驶控制单元5例如从立体图像识别装置4接收关于车外前方的各种识别信息，同时从T/M_ECU9接收本车辆速度V等。

并且，当本车辆行进路线上有通过立体图像识别装置4所识别的立体物时，行驶控制单元5将这些立体物中最近的立体物作为控制对象进行提取。作为该提取对象，不仅包括上述的前行车辆，还包括停止在本车辆行驶路线上的各种立体物等。并且，在本实施方式中，例如即使是高度小于本车辆1的最小离地间隙的立体物，只要是能够检测到离路面的高度成分的立体物等，均被包含在提取对象中。若提取到控制对象，则行驶控制单元5例如基于本车辆1与控制对象之间的相对距离和相对速度，计算出本车辆1碰撞到控制对象为止的预期(富余)时间(也称为碰撞预期时间或碰撞富余时间)TTC(TTC＝相对距离/相对速度)，基于该碰撞预期时间TTC判定为可能会与控制对象碰撞时，进行制动控制。

在本实施方式中，制动控制指例如关于本车辆1的制动的广义上的控制。具体来讲，本实施方式的行驶控制单元5中作为制动等级不同的三种制动控制，例如设定有警报控制、警报刹车控制以及紧急刹车控制。

警报控制是例如当行驶控制单元5判断为有与控制对象碰撞的可能性时最初执行的制动等级最低的控制，在TTC变为设定阈值T0(例如，T0＝2.0秒，参照图2)以下时执行。在该警报控制中，例如通过警报装置16输出警报音或通过仪表进行显示等，由此通过唤起对于控制对象的注意来促使驾驶员进行包含刹车操作(制动操作)在内的碰撞回避操作。

警报制动控制是例如驾驶员对警报控制没有进行适当的碰撞回避操作(由驾驶员进行的方向盘操作和刹车操作等)时执行的控制，在TTC变为设定阈值T1(例如，T1＝1.5秒，参照图2)以下的情况下执行。在该警报制动控制中，例如通过控制节流阀17而进行发动机制动控制的同时，借助通过BRK_ECU8的制动助力器18进行的输出液压控制，进行轻微的自动刹车(例如，具有0.4G以下的制动力的自动刹车)，通过这些进行制动而再次唤起驾驶员的注意。这里，在该警报制动控制中制动等级被进一步细分化，例如，行驶控制单元5中设定有仅通过节流控制进行减速的第一警报制动控制、在第一警报制动控制的基础上并用减速度为0.2G为止的自动刹车的第二警报制动控制、在第一警报制动控制的基础上并用减速度为0.4G为止的自动刹车的第三警报制动控制。

紧急制动控制是例如驾驶员对警报制动控制依然没有进行适当的碰撞回避操作时执行的制动等级最高的控制，在TTC变为设定阈值T2(例如，T2＝1.0秒，参照图2)以下的情况下执行。在该紧急制动控制中，例如，借助通过BRK_ECU8的制动助力器18进行的输出液压控制，进行较强劲的自动刹车(例如，具有0.5G以下的制动力的自动刹车)，使本车辆1在控制对象的跟前停止。在此，该紧急制动控制实际上包含上述的警报制动控制，因此在该紧急制动控制中当然也会并用通过节流控制的减速。并且，若通过执行紧急制动控制而使本车辆1停止，则行驶控制单元5例如通过起动未图示的电动停车制动器保持停止状态。

如此，在根据需要从制动等级低的开始顺序并阶段性地进行各制动控制时，在作为控制对象而被提取的立体物的高度小于设定高度(阈值H0)时，该立体物的高度越低，行驶控制单元5从制动等级高的开始顺序并阶段性地禁止执行的制动控制越多。这里，如图3(a)、图3(b)所示，设定高度(阈值H0)是设定为比本车辆1的最小离地间隙低的高度，更具体来讲，设定为在本车辆1的最小离地间隙中减去预定的余量的高度。并且，当控制对象的高度H小于设定高度H0时，该控制对象的高度H越低，行驶控制单元5从制动等级高的开始向制动等级低的顺序并阶段性地禁止的制动控制的范围扩大，例如以“仅禁止执行紧急制动控制”、“禁止执行紧急制动控制和第三警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制以及第二警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制以及第一警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制、第一警报制动控制以及警报控制”的顺序扩大所禁止的制动控制的范围。

如此，在本实施方式中，立体摄像机3和立体图像识别装置4实现作为行驶环境识别单元的功能，行驶控制单元5实现作为控制对象提取单元、制动控制单元以及禁止单元的各种功能。

接着，关于在行驶控制单元5中执行的制动控制，将按照图4和图5中示出的制动控制程序的流程图进行说明。该程序在每个设定时间重复执行，若开始执行程序，则行驶控制单元5首先在步骤S101中检查目前在本车辆1的前方是否提取了作为制动控制的控制对象的立体物。

并且，在步骤S101中，当判定为没有提取到控制对象时，行驶控制单元5就此跳出程序。

另外，在步骤S101中，当判定为提取到了控制对象时，行驶控制单元5进入到步骤S102，将用于禁止各制动等级的制动控制执行的禁止标记F1～F5(后述)全部清零。

如果从步骤S102进入到步骤S103，则行驶控制单元5检查目前作为控制对象进行提取的立体物的高度H是否小于上述的设定阈值H0。

并且，在步骤S103中，当判定为控制对象的高度H为设定阈值H0以上时，行驶控制单元5跳到步骤S105。

另外，在步骤S103中，当判定为控制对象的高度H小于设定阈值H0时，行驶控制单元5进入到步骤S104，进行各禁止标记F1～F5的设定。

该禁止标记F1～F5的设定例如按照图6中示出的禁止标记设定子程序的流程图执行，若开始执行子程序，则行驶控制单元5首先在步骤S201中设定用于设定各禁止标记的第一阈值至第五阈值Hth1～Hth5。这些阈值Hth1～Hth5例如基于本车辆1的最小离地间隙设定。即，在行驶控制单元5中，例如作为第一阈值Hth1的基准值设定本车辆1的最小离地间隙的50％的高度，作为第二阈值Hth2的基准值设定本车辆1的最小离地间隙的60％的高度，作为第三阈值Hth3的基准值设定本车辆1的最小离地间隙的70％的高度，作为第四阈值Hth4的基准值设定本车辆1的最小离地间隙的80％的高度，作为第五阈值Hth5的基准值设定本车辆1的最小离地间隙的90％的高度。并且，行驶控制单元5通过对各基准值乘以对应于本车辆车速V的增益G，由此计算出各阈值Hth1～Hth5。此时，本车辆车速V越高，增益G被设定为越小，例如，V＜50(Km/h)时G被设定为G＝1.0，50(Km/h)≤V＜70(Km/h)时G被设定为G＝0.9，70(Km/h)≤V＜90(Km/h)时G被设定为G＝0.8，90(Km/h)≤V时G被设定为G＝0.7。在此，毋庸置疑，也可以不在基准值上乘以增益G，而直接将基准值设定为第一阈值至第五阈值Hth1～Hth5。

若从步骤S201进入到步骤S202，则行驶控制单元5检查控制对象的高度H是否小于第一阈值H1。

并且，在步骤S202中，当判定为控制对象的高度H小于第一阈值Hth1时，行驶控制单元5进入到步骤S203，将第一至第五禁止标记F1～F5全部设置为“1”后跳出子程序。

另外，在步骤S202中，当判定为控制对象的高度H为第一阈值Hth1以上时，行驶控制单元5进入到步骤S204，检查控制对象的高度H是否小于第二阈值Hth2。

并且，在步骤S204中，当判定为控制对象的高度H小于第二阈值Hth2时，行驶控制单元5进入到步骤S205，将第二至第五禁止标记F2～F5设置为“1”后跳出子程序。

另外，在步骤S204中，当判定为控制对象的高度H为第二阈值Hth2以上时，行驶控制单元5进入到步骤S206，检查控制对象的高度H是否小于第三阈值Hth3。

并且，在步骤S206中，当判定为控制对象的高度H小于第三阈值Hth3时，行驶控制单元5进入到步骤S207，将第三至第五禁止标记F3～F5设置为“1”后跳出子程序。

另外，在步骤S206中，当判定为控制对象的高度H为第三阈值Hth3以上时，行驶控制单元5进入到步骤S208，检查控制对象的高度H是否小于第四阈值Hth4。

并且，在步骤S208中，当判定为控制对象的高度H小于第四阈值Hth4时，行驶控制单元5进入到步骤S209，将第四至第五禁止标记F4～F5设置为“1”后跳出子程序。

另外，在步骤S208中，当判定为控制对象的高度H为第四阈值Hth4以上时，行驶控制单元5进入到步骤S210，检查控制对象的高度H是否小于第五阈值Hth5。

并且，在步骤S210中，当判定为控制对象的高度H小于第五阈值Hth5时，行驶控制单元5进入到步骤S211，将第五禁止标记F5设置为“1”后跳出子程序。

另外，在步骤S210中，当判定为控制对象的高度H为第五阈值Hth5以上时，行驶控制单元5直接跳出子程序。

在图4的主程序中，若从步骤S103或步骤S104进入到步骤S105，则行驶控制单元5检查预期时间TTC是否为设定阈值T0(例如，T0＝2.0秒)以下。

并且，在步骤S105中，当判定为预期时间TTC大于设定阈值T0时，行驶控制单元5直接跳出程序。

另外，在步骤S105中，当判定为预期时间TTC在设定时间T0以下时，行驶控制单元5进入到步骤S106，检查第一禁止标记F1是否被设置为“1”。

并且，在步骤S106中，当判定为第一禁止标记F1被设置为“1”时，行驶控制单元5直接跳出程序。即，通过上述的子程序也能清楚地知道，第一禁止标记F1被设定为“1”的情况属于控制对象的高度H小于第一阈值Hth1的情况。此时，由于第二至第五禁止标记F2～F5也被设置为“1”，因此即使预期时间TTC满足了预定的执行条件，行驶控制单元5也不会执行任何制动控制而直接跳出程序。

另外，在步骤S106中，当判定为第一禁止标记F1没有被设置为“1”时(即，判定为第一禁止标记F1被清零时)，行驶控制单元5进入到步骤S107，执行警报控制。

若从步骤S107进入到步骤S108，则行驶控制单元5检查预期时间TTC是否为设定阈值T1(例如，T1＝1.5秒)以下。

并且，在步骤S108中，当判定为预期时间TTC大于设定时间T1时，行驶控制单元5跳出程序。

另外，在步骤S108中，当判定为预期时间TTC为设定时间T1以下时，行驶控制单元5进入到步骤S109，检查第二禁止标记F2是否被设置为“1”。

并且，在步骤S109中，当判定为第二禁止标记F2被设置为“1”时，行驶控制单元5跳出程序。即，通过上述的子程序也能清楚地知道，第二禁止标记F2被设定为“1”的情况属于控制对象的高度H至少小于第二阈值Hth2的情况。此时，由于至少第三至第五禁止标记F3～F5也被设置为“1”，因此即使预期时间TTC满足了预定的执行条件，行驶控制单元5也不会执行第一警报制动控制～第三警报制动控制以及紧急制动控制而跳出程序。

另外，在步骤S109中，当判定为第二禁止标记F2没有被设置为“1”时(即，判定为第二禁止标记F2被清零时)，行驶控制单元5进入到步骤S110，执行节流控制(即，至少执行警报控制和第一警报制动控制)。

如果从步骤S110进入到步骤S111，则行驶控制单元5检查预期时间TTC是否为设定阈值T2(例如，T2＝1.0秒)以下。

并且，在步骤S111中，当判定为预期时间TTC为设定时间T2以下时，行驶控制单元5进入到步骤S112，检查第五禁止标记F5是否被设置为“1”。

并且，在步骤S112中，当判定为第五禁止标记F5被设置为“1”时，行驶控制单元5进入到步骤S113，当判定为第五禁止标记F5没有被设置为“1”时(即，判定为第五禁止标记F5被清零时)，进入到步骤S117。

若从步骤S111或步骤S112进入到步骤S113，则行驶控制单元5检查第三禁止标记F3是否被设置为“1”。

并且，在步骤S113中，当判定为第三禁止标记F3被设置为“1”时，行驶控制单元5跳出程序。即，通过上述的子程序也能清楚地知道，第三禁止标记F3被设定为“1”的情况属于控制对象的高度H至少小于第三阈值Hth3的情况。此时，至少第四和第五禁止标记F4、F5被设置为“1”，因此即使预期时间TTC满足了预定的执行条件，行驶控制单元5也不会执行第二警报制动控制、第三警报制动控制以及紧急制动控制而跳出程序。

另外，在步骤S113中，当判定为第三禁止标记F3没有被设置为“1”时(即，判定为第三禁止标记F3被清零时)，行驶控制单元5进入到步骤S114，检查第四禁止标记F4是否被设置为“1”。

并且，在步骤S114中，当第四禁止标记F4被设置为“1”时，行驶控制单元5进入到步骤S115，在执行减速度0.2G为止的制动控制(第二警报制动控制)之后(即，执行警报控制、第一警报制动控制和第二警报制动控制之后)，跳出程序。

另外，在步骤S114中，当判定为第四禁止标记F4没有被设置为“1”时，(即，判定为第四禁止标记F4被清零时)，行驶控制单元5进入到步骤S116，在执行减速度0.4G为止的制动控制(第三警报制动控制)之后(即，执行警报控制、第一至第三警报制动控制之后)，跳出程序。

并且，如果从步骤S112进入到步骤S117，则行驶控制单元5在执行减速度0.5G为止的制动控制(紧急制动控制)之后(即，执行警报控制、第一至第三警报制动控制以及紧急制动控制之后)，跳出程序。

根据这种实施方式，作为控制对象而提取的立体物的高度H小于设定高度H0时，该控制对象的高度H越低，使从制动等级高的开始向制动等级低的顺序并阶段性地禁止的制动控制的范围越大，从而在将控制对象扩大到路面掉落物等离路面的高度较低的立体物的情况下，也能进行自然的制动控制。在此，从制动等级高的开始向制动等级低的顺序并阶段性地禁止的制动控制包含“仅禁止执行紧急制动控制”、“禁止执行紧急制动控制和第三警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制以及第二警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制以及第一警报制动控制”、“禁止执行紧急制动控制、第三警报制动控制、第二警报制动控制、第一警报制动控制以及警报控制”。

即，例如，当本车辆行驶前方有小于设定高度H0的路面掉落物等立体物时，越是驾驶员能容易判定该立体物的高度是即便本车辆1在行驶中跨过去也不存在任何问题的高度的情形，将禁止项目扩大到制动等级较低的制动控制，从而可以抑制无用的制动控制，实现自然的制动控制。

此时，通过将设定高度H0设定为比本车辆1的最小离地间隙还低的高度，可以实现更加符合驾驶员感觉的控制。

并且，本车辆速度V越高，用于判定各制动控制的禁止的阈值Hth1～Hth5设定得越低，从而本车辆速度V越高，禁止执行的制动控制越多，由此可以实现更加符合驾驶员感觉的控制。

在此，本发明并不局限于上面说明的各实施方式，可以进行各种变形和变更，这些也属于本发明的技术范围内。例如，关于制动控制的种类等，当然并不局限于上面的内容。

Claims

1.一种车辆用驾驶辅助装置，包含：

行驶环境识别单元，识别本车辆前方的行驶环境而检测立体物信息；

控制对象提取单元，基于预先设定的条件，从本车辆前方存在的立体物中提取控制对象；

制动控制单元，基于本车辆与所述控制对象之间的相对关系，根据需要阶段性地进行制动等级不同的多个制动控制；以及

禁止单元，其特征在于，

所述禁止单元在作为所述控制对象而提取的立体物的高度小于设定高度时，该立体物的高度越低，从制动等级高的制动控制开始顺序并阶段性地禁止执行越多的所述制动控制，根据该立体物的高度确定最终执行的制动等级。

2.根据权利要求1所述的车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，所述设定高度被设定为比本车辆的最小离地间隙还低的高度。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用驾驶辅助装置，其特征在于，本车辆车速越高，所述禁止单元禁止执行越多的所述制动控制。