JP2002120679A

JP2002120679A - 車両用接触推定装置

Info

Publication number: JP2002120679A
Application number: JP2000317827A
Authority: JP
Inventors: Itsuro Muramoto; 逸朗村本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】自車両Ａと付近の障害物Ｂとの距離の推移か
ら、近い将来に接触する可能性が高いか否かを正確に推
定して、必要に応じて運転者に警告する。【解決手段】車両の適切な位置に配置された測距セン
サ３によって車両周囲の障害物までの距離を測定し、距
離データをメモリ４に順次記憶していく。そして、コン
トローラ５によって所定期間の距離データの変化を近似
する近似関数式を算出し、この算出された近似関数式か
ら将来の距離の変化を予測し、障害物と接触の可能性が
あるか否かを判断する。そして接触の可能性が高い場合
には運転者に警告出力する。これにより、運転者が承知
の上で障害物の付近をすり抜けながら駐車するような状
況では接触する可能性がないことが推定でき、従来と比
較して推定の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用接触推定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特開平１
１−１３９２２８号公報に記載された「異常接近警告表
示装置」が知られている。この従来の技術は、車両の先
端付近に設置され、車両の付近の物体との距離Ｘを計測
する距離センサと、距離センサにより検出された距離Ｘ
に応じて、複数の警告音を発生させるブザーと、距離Ｘ
に応じて色彩を変化させた可視表示を行う可視表示部
と、距離センサが計測した距離が拡大する方向であると
き、ブザーの出力を遮断する音声遮断制御回路を有する
ものである。

【０００３】この従来の技術は、車庫入れ、駐車等の際
に、車両の付近の物体との距離が短いというだけで運転
者に警告を与えるそれよりも以前の異常接近警告システ
ムが有する警告の信頼性の低さの解消をねらったもので
ある。すなわち、この従来技術を使えば、距離センサと
その付近の物体との距離が短くても、距離センサが物体
から離れる方向の距離データを出力すれば、ブザーによ
る警告は遮断されるので、駐車場から出る場合などには
警告が発せられることはなく、警告情報の信頼性は向上
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、車庫入れ、駐車などを行う際に
は、不要な警報が発せられる状況がなお多く残されてい
る。それは、元来、車庫入れ、駐車といった運転が、周
囲に障害物が多数存在する状況下で行われるため、運転
者が、障害物に接触はしないが接近していく運転を意図
的に行う場合があるからである。そのような場合、運転
者は承知の上で障害物に対して接近していくにもかかわ
ず警告等が発せら、本当に接触の可能性がある場合の警
告との区別がつかず、煩わしく感じてしまう問題点があ
る。

【０００５】その具体的な状況を図１１に示してある。
この図１１は、車両Ａを車両Ｂの隣に駐車させようとし
て、車両Ａを真っ直ぐに目標駐車位置Ｃに向かって後退
させた場合である。このような場合、車両Ｂとの距離は
短くなっていくが、その脇を通過して目標駐車位置Ｃへ
向かう操作を、運転者が意図的に行っている。しかし、
このような状況では、従来の技術の場合、警告が発せら
れてしまうことになる。

【０００６】図１２は、逆に、一時的に車両Ｂとの距離
は遠ざかるが、将来、接触してしまう可能性があること
を運転者に警告する必要がある状況を示している。この
場合、運転者は車両Ａを操舵しながら目標駐車位置Ｃに
向かって後退しているが、操舵角を左に大きく切り過ぎ
たまま後退を続けると、車両Ｂと平行になる向きを通り
過ぎてしまい、車両Ａの左後端が車両Ｂの右側面に接近
しすぎてしまう可能性がある。しかし、従来の技術を用
いていると、障害物と接近するまでは警告が発せられな
いので、接触する直前になるまで警告されず、運転者に
とっては急停止するなどの運転操作が必要となる可能性
もある。

【０００７】以上に述べたように、従来の技術では、単
純に接近しているか否かで警告を与える／与えないの判
断を行っていたので、不要な警告を発する／必要な警告
を運転者に与えられない場合が多々存在するという問題
点が十分に解決されてはいなかった。

【０００８】本発明はこのような従来の技術的課題を解
決するためになされたもので、自車両と付近の障害物と
の距離の推移を予め定められた関数式で近似し、得られ
た近似関数式の上で将来の接近距離の推移を見ることに
より、近い将来に接触する可能性が高いか否かを正確に
推定することができる車両用接触推定装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の車両用
接触推定装置は、車両に配置され、車両周囲の障害物ま
での距離を測定する測距センサと、前記測距センサによ
って測定された所定期間の距離データを記憶する記憶手
段と、前記記憶手段によって記憶されている前記所定期
間の前記距離データの変化を近似する近似関数式を算出
する近似関数算出手段と、前記近似関数算出手段によっ
て算出された近似関数式から将来の距離の変化を予測
し、障害物と接触の可能性があるか否かを判断する接触
可能性判断手段とを備えたものである。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の車両用接触
推定装置において、前記近似関数算出手段が、前記距離
データの変化を予め定められた時間に対する関数式で近
似することを特徴とするものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の車両用接触
推定装置において、車速を検出する車速センサと、ステ
アリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、
前記車速と操舵角とを用いて車両の移動位置を算出する
移動距離算出手段とを備え、前記近似関数算出手段が前
記距離データの変化を自車両の移動位置に対する予め定
められた関数式で近似することを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１〜３の車両用
接触推定装置において、前記近似関数算出手段が２次曲
線の関数式で近似することを特徴とするものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４の車両用接触
推定装置において、前記近似関数算出手段が双曲線の関
数式で近似することを特徴とするものである。

【００１４】請求項６の発明は、請求項１〜３の車両用
接触推定装置において、前記近似関数算出手段が三角関
数の関数式で近似することを特徴とするものである。

【００１５】請求項７の発明は、請求項６の車両用接触
推定装置において、ステアリングホイールの操舵角を検
出する操舵角センサを備え、前記近似関数算出手段が、
近似関数式を算出する際に前記車速センサからの車速と
前記操舵角センサからの操舵角を利用して、前記距離デ
ータの変化を予め定められた自車両の移動距離に対する
関数式で近似することを特徴とするものである。

【００１６】請求項８の発明は、請求項１〜７の車両用
接触推定装置において、前記接触可能性判断手段からの
判断結果に応じて警告が必要であるか否かを判断する警
告判断手段と、前記警告判断手段が警告の必要があると
判断した時に、警告を出力する警告手段とを備えたもの
である。

【００１７】請求項９の発明は、請求項１〜７の車両用
接触推定装置において、前記接触可能性判断手段からの
判断結果に応じて警告が必要であるか否かを判断し、あ
るいは／同時に制動装置の制御が必要であるか否かを判
断する警告判断手段と、前記警告判断手段が警告の必要
があると判断した時に、警告を出力する警告手段と、前
記警告判断手段が制動装置の制御が必要であると判断し
た時に、制動装置を制御する制動装置制御手段とを備え
たものである。

【００１８】請求項１０の発明は、請求項８又は９の車
両用接触推定装置において、前記接触可能性判断手段
が、前記近似関数算出手段によって算出した近似関数式
における将来の距離の最小値を求め、当該距離データの
最小値が予め定められた一つ以上の区間の内のどの区間
にいるかに応じて接触の可能性の高さを判断し、前記警
告判断手段は、当該判断された接触の可能性の高さに応
じて、前記警告手段の出力する警告態様を変化させ、又
は前記制動装置制御手段による制動装置の制御態様を変
化させることを特徴とするものである。

【００１９】請求項１１の発明は、請求項８又は９の車
両用接触推定装置において、前記接触可能性判断手段
が、前記近似関数算出手段によって算出した近似関数式
を用いて所定時間後の将来の距離を予測し、当該予測距
離が予め定められた一つ以上の区間の内のどの区間にい
るかに応じて接触の可能性の高さを判断し、前記警告判
断手段は、当該判断された接触の可能性の高さに応じ
て、前記警告手段の出力する警告態様を変化させ、又は
前記制動装置制御手段による制動装置の制御態様を変化
させることを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、車両に配置さ
れた測距センサによって車両周囲の障害物までの距離を
測定し、距離データを記憶手段に順次記憶していく。そ
して、近似関数算出手段によって所定期間の距離データ
の変化を近似する近似関数式を算出し、接触可能性判断
手段によってこの算出された近似関数式から将来の距離
の変化を予測し、障害物と接触の可能性があるか否かを
判断する。

【００２１】これにより、運転者が承知の上で障害物の
付近をすり抜けながら駐車するような状況では接触する
可能性がないことが正確に推定でき、従来と比較して接
触推定の信頼性が向上する。

【００２２】請求項２の発明の車両用接触推定装置によ
れば、近似関数算出手段が距離データの変化を予め定め
られた時間に対する関数式で近似するので、運転者が承
知の上で障害物の付近をすり抜けながら駐車するような
状況では接触する可能性がないことが正確に推定できる
だけでなく、いつ接触する可能性があるのかも予測で
き、従来と比較してさらに接触有無の推定の信頼性が向
上する。

【００２３】請求項３の発明の車両用接触推定装置によ
れば、距離データを車両の移動位置と対応させて記憶し
ていき、近似関数算出手段が距離データの変化を自車両
の移動位置に対する予め定められた関数式で近似するの
で、より精度良く、障害物との接触の可能性の有無を判
断できる。

【００２４】請求項４の発明の車両用接触推定装置によ
れば、近似関数算出手段が距離データの変化を２次曲線
の関数式で近似するので、少ない計算量で精度の良い近
似が可能であり、障害物との接触の可能性も少ない計算
量で精度良く判断できる。

【００２５】請求項５の発明の車両用接触推定装置によ
れば、近似関数算出手段が距離データの変化を双曲線の
関数式で近似するので、少ない計算量で精度の良い近似
が可能であり、障害物との接触の可能性も少ない計算量
で精度良く判断できる。特に、車両の移動にかかわらず
障害物の同じ部位（例えば、隣接車両の角、建物の角、
ポール等）との接触の可能性を判定する場合に有効であ
る。

【００２６】請求項６の発明の車両用接触推定装置によ
れば、近似関数算出手段が距離データの変化を三角関数
の関数式で近似するので、少ない計算量で精度の良い近
似が可能であり、障害物との接触の可能性も少ない計算
量で精度良く判断できる。特に、車両の移動に伴って接
触の可能性がある対象部位が移動する障害物（例えば、
壁、隣接車両側面等）に対する接触の可能性を推定する
場合に有効である。

【００２７】請求項７の発明の車両用接触推定装置によ
れば、近似関数算出手段が近似関数式を算出する際に、
車速センサからの車速と操舵角センサからの操舵角を利
用して、距離データの変化を予め定められた自車両の移
動距離に対する関数式で近似するので、正確な近似が可
能となり、特に転回しながら後進する状況でより的確に
接触の可能性が判断できる。

【００２８】請求項８の発明の車両用接触推定装置によ
れば、接触可能性判断手段からの判断結果に応じて警告
が必要であるか否かを警告判断手段が判断し、警告が必
要であると判断した時に警告手段によって警告を出力す
るので、請求項１〜７の発明の効果に加えて、接触の可
能性の有無に応じて運転者に警告できる。

【００２９】請求項９の発明の車両用接触推定装置によ
れば、警告判断手段が接触可能性判断手段の判断結果に
応じて警告が必要であるか否かを判断し、あるいは／同
時に制動装置の制御が必要であるか否かを判断し、警告
が必要であると判断した時には警告手段によって警告を
出力し、制動装置の制御が必要であると判断した時には
制動装置を制御するので、請求項１〜７の発明の効果に
加えて、接触の可能性の有無に応じて運転者に警告し、
あるいは／同時に制動装置により制動をかけて障害物と
の接触を防止できる。

【００３０】請求項１０の発明の車両用接触推定装置に
よれば、接触可能性判断手段が、近似関数算出手段の算
出した近似関数式における将来の距離の最小値を求め、
当該距離データの最小値が予め定められた一つ以上の区
間の内のどの区間にいるかに応じて接触の可能性の高さ
を判断し、警告判断手段が接触の可能性の高さに応じて
警告手段の出力する警告態様を変化させ、又は制動装置
制御手段による制動装置の制御態様を変化させるので、
請求項８又は９の発明の効果に加えて、緊急性に応じた
態様で警告し、又は緊急性に応じた制動力で制動をかけ
ることができる。

【００３１】請求項１１の発明の車両用接触推定装置に
よれば、接触可能性判断手段が、近似関数算出手段の算
出した近似関数式を用いて所定時間後の将来の距離を予
測し、当該予測距離が予め定められた一つ以上の区間の
内のどの区間にいるかに応じて接触の可能性の高さを判
断し、警告判断手段が接触の可能性の高さに応じて警告
手段の出力する警告態様を変化させ、又は制動装置制御
手段による制動装置の制御態様を変化させるので、請求
項８又は９の発明の効果に加えて、緊急性に応じた態様
で警告し、又は緊急性に応じた制動力で制動をかけるこ
とができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は、本発明の一実施の形態の基
本構成を示している。測距センサ３は、車両周囲に存在
する障害物までの距離を検出するものである。この測距
センサ３には、超音波、マイクロ波、ミリ波、光を放射
して反射波の受信までの往復時間を測定して距離を測定
するものや、三角測量の原理を使ったものが用いられ
る。本実施の形態では、車両の前後４角に測距センサ３
を設置しており、以下、それぞれの測距センサの符号を
３ＦＬ（左前端）、３ＦＲ（右前端）、３ＲＬ（左後
端）、３ＲＲ（右後端）として説明する。

【００３３】メモリ４は、測距センサ３ＦＬ，３ＦＲ，
３ＲＬ，３ＲＲ各々により得られた距離データを、所定
の個数、記憶しておくものである。コントローラ５は、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から成り、ＲＯＭに記憶され
た制御プログラムに従って処理を行う。処理については
後述する。警報装置８は、コントローラ５の判断結果に
応じて、音声又は／及び表示によって運転者に警告する
ものである。

【００３４】次に、上記の実施の形態の車両用接触推定
装置の動作について、図２のフローチャートに基づいて
説明する。測距センサ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ
各々は所定周期（サンプリング周期）ごとに車両外部の
物体との距離を測定し、その距離データをメモリ４に順
次記憶していく（ステップＳ１，Ｓ２）。

【００３５】次に、メモリ４に記憶されている距離デー
タの時系列波形を２次曲線で近似する（ステップＳ
３）。２次曲線は一般に、

【数１】という形で表される。ここで６個のデータを使って、ｘ
には時間データ、ｙには測定された距離データを代入す
れば、６個の連立方程式が得られ、係数ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ及び定数ｆに関して解くことができる。

【００３６】いま、近似関数算出部５が算出した近似２
次曲線式が、次の数２式であったとする。

【００３７】

【数２】ただし、a1，b1，c1，d1，e1，f1は近似演算によって算
出された確定値である。

【００３８】そこで、ステップＳ３で算出した近似２次
曲線式を用いて、距離データｙ＝０となる時間ｘを予測
する。すなわち、数３式からｙ＝０となるｘ(y=0)の解
を求めるのである。そして、このｘの実数解が見つから
なければ接触の可能性０と判断し（ステップＳ４でＮ
Ｏ）、実数解が見つかれば障害物に対して接触する可能
性ありと判断し（ステップＳ４でＹＥＳ）、さらにｘ(y
=0)が基準時間Ｔよりも長い（遠い将来）か短い（近い
将来）かに応じた判断結果を警報装置８に出力する（ス
テップＳ５）。

【００３９】（１）接触の可能性がない場合及び接触の
可能性があるが、それまでの時間ｘ(y=0)が基準時間Ｔ
より大の場合：コントローラ５は警報装置８に出力させ
ないことにして、接触可能性フラグをリセットする（ス
テップＳ６）。

【００４０】（２）近い将来に接触の可能性があり、そ
れまでの時間ｘ(y=0)が基準時間Ｔよりも小の場合：コ
ントローラ５は警報装置８に出力させるため、接触可能
性フラグをセットする（ステップＳ７）。

【００４１】コントローラ５は、ステップＳ７で接触可
能性フラグをセットしたときに警報装置８を作動させ、
警告音や警告表示を行う。

【００４２】これにより、第１の実施の形態の車両用接
触推定装置によれば、障害物と自車両との距離の時間的
推移から自車両が障害物に接触する可能性があるか、接
触が発生するとすればそれまでの時間はどれくらいかを
予測して、障害物との接触の可能性を正確に判定して、
緊急な場合には警告を出力することができる。

【００４３】次に、本発明の第２の実施の形態の車両用
接触推定装置について、図３に基づいて説明する。第２
の実施の形態の特徴は、コントローラ５が判断する接触
可能性の緊急度に応じて警報装置８による警告と共に、
制動装置１０による強制制動を行うようにした点にあ
る。なお、図３において、図１に示した第１の実施の形
態と共通する要素については同一の符号を付して示して
ある。

【００４４】コントローラ５は、第１の実施の形態と同
様に演算により算出した数２式の近似２次曲線式を用い
て、距離データｙ＝０となる時間ｘ(y=0)を予測する。
そして、このｘの実数解が見つかれば、障害物に対して
接触する可能性ありと判断し、ｘ(y=0)が大（比較的に
遠い将来）、中（近い将来）、小（直近）に応じた判断
結果を警報装置８と制動装置１０に出力する。

【００４５】（１）ｘの実数解がない場合及びｘが大の
場合：接触の可能性がないか、接触の可能性があっても
比較的遠い将来なので時間的に余裕がある。そこで、コ
ントローラ５は警報装置８を制御せず、また制動装置１
０も作動させない。

【００４６】（２）ｘが中の場合：近い将来に接触の可
能性があるが、強制制動をかけるまでの緊急性がない。
そこで、コントローラ５は警報装置８を制御して警告音
を出力させる。一方、制動装置１０は作動させない。

【００４７】（３）ｘが小の場合：障害物の至近距離ま
で接近し、緊急停止が必要な状況である。そこで、コン
トローラ５は警報装置８を制御して大きな警告音を出力
させると共に、制動装置１０に制動をかけさせる。

【００４８】これにより、第２の実施の形態の車両用接
触推定装置によれば、障害物と自車両との距離の時間的
推移から自車両が障害物に接触する可能性があるか、接
触が発生するとすればそれまでの時間はどれくらいかを
予測して、必要に応じて警告し、また必要な場合には制
動をかけるので、障害物との接触の可能性を正確に判定
し、緊急な場合には接触回避のために急制動をかけるこ
ともできる。

【００４９】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
基づいて説明する。第３の実施の形態は、図３に示した
第２の実施の形態に対して、さらに車両の車速を検出す
る車速センサ１と、車両の操舵角を検出する操舵角セン
サ２を備えるようにした点にある。車速センサ１は、車
両の速度を周期的に検出するものであり、電磁式のピッ
クアップや光式のエンコーダが用いられる。操舵角セン
サ２は、ステアリングの操舵角を検出するものであり、
光式のエンコーダが用いられる。またコントローラ５
は、車速センサ１の車速信号ｖ（ｔ）と操舵角センサ２
の操舵角θとサンプリング時間Δｔから移動位置ベクト
ルｓ（ｔ）を求めるものである。ただし、ベクトル演算
は複雑になるので、操舵角θと車速ｖから、移動位置を
２次元座標におけるｘ成分ｓ_x、ｙ成分ｓ_yに分解し、
それぞれについて、ｓ_x＝Δｔ・ｖ _x・sinθ、ｓ_y＝
Δｔ・ｖ_y・cosθのように求めてメモリ４に周期的に
入力する。

【００５０】コントローラ５は、新たな計測値が入力さ
れれば、すなわち、サンプリング期間ごとに、上述した
移動位置ベクトルｓ（ｔ）＝（ｓ_x(ｔ),ｓ_y（ｔ））
を数１式のｘとして用い、移動位置のｘ軸成分、ｙ軸成
分について係数ａ〜ｆを求める。

【００５１】そして、数２式をｘ軸成分、ｙ軸成分につ
いて解き、ベクトル値ｓ(y=0)＝(ｓ _x(y_x=0),ｓ_y(y_y
=0))を求める。ただし、y_x，y_yは、障害物との距離ｙ
のｘ，ｙ成分を示している。

【００５２】このベクトルｓは、接触するまでの移動位
置のベクトルであるが、これに対して、現在車速ｖと操
舵角θを用いて接触までの予測時間δを算出する。そし
てこの接触までの予測時間δを大、中、小に場合分け
し、第２の実施の形態と同様に（１），（２），（３）
の警告制御をする。これにより、第２の実施の形態と同
様の効果を得ることができる。

【００５３】なお、この実施の形態においては、制動装
置１０を設け、緊急時に制動装置１０に強制的に制動を
かけさせるようにしたが、この構成は必要に応じて採用
すればよいものであり、コスト的に見て不要な場合には
第１の実施の形態の場合と同様、近い将来に接触の可能
性があれば警報装置８により警告を出力するだけの単純
な構成であってもよい。

【００５４】次に、本発明の第４の実施の形態を、図１
及び図５〜図７に基づいて説明する。第４の実施の形態
の特徴は、２次関数式として、次の数３式の双曲線関数
式を用いる点にある。したがって、構成要素は図１に示
した第１の実施の形態と共通するので、構成の説明は省
略する。

【００５５】

【数３】以下、第４の実施の形態による動作について説明する。
双曲線関数による近似が特によく成り立つのは、障害物
の一点が、車両の移動にかかわらず車両との距離が最短
距離となる場合であり、かつ、車両が直線的に移動する
場合である。特に、時間に対する距離の関係を近似する
場合には、加えて、車速の変化が少ない場合である。

【００５６】図５及び図６に示すように、車両Ａが物体
Ｂに真っ直ぐ向かっている場合（各図の（Ａ）の場合）
と、車両Ａが真っ直ぐに移動しているが、物体の側を通
過する場合（各図の（Ｂ）の場合）について考える。ど
ちらの場合も障害物Ｂに対して接近しているが、図５
（Ｂ）のような状況は車庫入れや狭い所で、たびたび発
生する状況であり、運転者が意図的に行っている。この
ような状況で、運転者に警告を与えることは、運転者に
煩わしさを感じさせるのみならず、本当に必要な警告の
信頼性を低下させてしまう。

【００５７】（Ａ），（Ｂ）それぞれの場合について、
車両Ａから障害物Ｂまでの距離Ｌ（ｍ）が、どのように
変化するか考える。図５（Ａ）の場合は、容易に数４式
の関係にあることが分かる。ここで、Ｌの初期値をＬ
（０）、時間ｔにおけるＬの値をＬ（ｔ）とする。

【００５８】

【数４】したがって、

【数５】となる。これは、図６（Ａ）に示すように、車両が障害
物と接触することを示している。図５（Ｂ）の場合につ
いても同様の計算を行うと、数６式のようになる。

【００５９】

【数６】これは、次の数７式を主軸とする双曲線である。

【００６０】

【数７】この場合は、どのようなｔを持ってきても、Ｌ（ｔ）＝
０とはならない。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、
障害物と接触することはないということを示している。

【００６１】以上で述べたことが、本実施の形態の主眼
となることである。すなわち、時間ｔと距離Ｌの関係が
双曲線になると仮定して、ｔ＝ｔ０からｔｌまでの間の
距離データを用いて、時間ｔと距離Ｌ（ｔ）の関係を前
出の数３式に当てはめたときのａ、ｂ、ｐ、ｑを求め、
Ｌ（ｔ）＝０を満たすｔが存在するか否かを判断するこ
とで、将来、接触するか否かを判別するのである。な
お、この算出には未知数が４個あるので４回の測定から
求めてもよいし、さらに多くのデータを用いて最小２乗
法で求めてもよい。

【００６２】以上の説明に基づいた、コントローラ５で
の処理内容を図７のフローチャートに基づいて説明す
る。ここでは、ｎ個の距離データと対応するｎ個の時間
データを用いて、近似曲線式の算出を行っている。

【００６３】ステップＳ１００では、蓄積された距離デ
ータを更新する。すなわち、メモリ４に記憶されている
距離データを一つずつずらす。ステップＳ１１０では、
測距センサ３ＦＬ等により測定された最新の距離データ
をメモリ４に取り込む。

【００６４】ステップＳ１２０では、例えば、最小２乗
法を用いて、数３式の形で表したときに最も誤差を最小
にする係数ａ、ｂ、ｐ、ｑを算出する。

【００６５】ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０
で求められた近似関数式において、Ｌ＝０とするｔが存
在するか判定し、存在する場合には、その時のｔ（L=
0）を算出する。Ｌ＝０とするｔが存在する場合にはス
テップＳ１４０へ進む。Ｌ＝０とするｔが存在しない場
合にはステップＳ１５０へ進む。

【００６６】ステップＳ１４０では、現時点からＬ＝０
となるまでの時間（すなわち、障害物に接触するまでの
時間）が、予め定められた基準時間Ｔより短いか否かを
判断する。Ｔよりも短い場合にはステップＳ１６０へ進
む。Ｔ以上であればステップＳ１５０へ進む。

【００６７】ステップＳ１５０では、所定時間以内に障
害物に接触する可能性が無いと判断されたので、接触可
能性フラグをリセットし、サブルーチンから抜ける。ス
テップＳ１６０では、所定時間以内に障害物に接触する
可能性があると判断されたので、接触可能性フラグをセ
ットし、サブルーチンから抜ける。

【００６８】この第４の実施の形態によれば、近似曲線
として比較的単純な双曲線関数式により近似するので、
計算負荷が軽くなり、高速応答性が期待できる。

【００６９】なお、第４の実施の形態においても、第２
の実施の形態と同様に、警報装置８と共に制動装置１０
を設け、それぞれ警告、制動を制御する構成にし、接触
予測時間の「大」、「中」、「小」に応じて、（１）〜
（３）の警告、制動制御を行うようにしてもよい。

【００７０】次に、本発明の第５の実施の形態につい
て、図８〜図１０に基づいて説明する。第５の実施の形
態の構成は第３の実施の形態で示した図４と同等である
ため、説明を省略する。本実施の形態は、距離データの
時系列波形を数８式のような正弦波関数式で近似するこ
とを特徴とする。ここで、θドットは車両の向きの変化
速度である。

【００７１】

【数８】このような近似が特によく成り立つのは、車両が移動す
るに従い、最短距離となる障害物の点が移動する場合で
あり、かつ、車両が一定の転舵角で円弧状に移動する場
合である。

【００７２】ここで、図８のように、車両Ａが壁Ｂの側
を一定の操舵角（すなわち、転舵角も一定）ですり抜け
る場合を考える。このような場合も、明らかに、車両Ａ
の右前端は障害物Ｂに対して接近していくが、接触はし
ない。これは運転者の意図的な運転操作であり、警報装
置８による警告や制動装置１０の制御は不要である。

【００７３】いま、車両Ａの回転中心を原点Ｏとしたと
きの、時刻ゼロにおける右前端の座標を（ｘ₀，
ｙ₀）、障害物Ｂまでの距離をＬ（０）、車両の向きを
θ（０）とした場合の時刻ｔにおける障害物までの距離
Ｌ（ｔ）は数９式で与えられる。

【００７４】

【数９】ここで、Ｒは回転中心Ｏから測距センサ３ＦＲまでの距
離、ｖは車速、Ｈ₁は車両Ａのホイールベース、Ｈ₂は
車両の全長、Ｗは車両の全幅、φは転舵角である。

【００７５】数９式は、上の数８式と同様の形をしてい
る。従って、図９に示すように、予め定められた個数の
データから、数８式におけるＡ，Ｂ，α，θドットを算
出し、Ｌ（ｔ）＝０となる時刻が存在するか否かを判断
することで、将来、車両Ａが障害物Ｂと接触する可能性
があるか否かを判断することができる。

【００７６】そこで、本実施の形態の場合、操舵角セン
サ２から得られる操舵角と、予め分かっているホイール
ベースＨ₁、車速センサ１からの車速を用いて、数９式
の第２式の関係を用いてθドットを求めておき、予め定
められた個数の測距データから数８式におけるＡ，Ｂ，
αを算出する。

【００７７】そして数９式を用いて、Ｌ（ｔ）＝０とな
る時刻が存在するか否かを判断し、将来、車両Ａが障害
物Ｂと接触する可能性があるか否かを、第２の実施の形
態と同様の基準で（１）〜（３）の判断を行い、警報装
置８、制動装置１０がそれぞれの場合に応じた警告制
御、制動制御を行う。

【００７８】この第５の実施の形態の場合、第４の実施
の形態との違いは、第４の実施の形態では車速センサ
１、操舵角センサ２が不要なためコスト的に有利であ
り、第５の実施の形態の場合には車速センサ１、操舵角
センサ２は必要であるが、精度的に有利であるというこ
とである。

【００７９】なお、この第５の実施の形態においても、
制動装置１０を設け、緊急時に制動装置１０に強制的に
制動をかけさせるようにしたが、この構成は必要に応じ
て採用すればよいものであり、コスト的に見て不要な場
合には第１の実施の形態の場合と同様、近い将来の接触
の可能性があれば警報装置８により警告を出力するだけ
の単純な構成であってもよい。

【００８０】次に、本発明の第６の実施の形態につい
て、図１０を用いて説明する。第６の実施の形態の特徴
は、警告制御、制動制御の方法に特徴がある。したがっ
て、ハードウェア構成そのものは、上記の第２、第３、
第５の実施の形態のいずれと共通するものであってもよ
い。

【００８１】上記の第２、第３、第５の実施の形態それ
ぞれにおいては、接触可能性判断部６が車両Ａが障害物
Ｂに接触するまでの予測時間を「大」、「中」、「小」
に場合分けし、緊急度に応じて警告なし、警告制御の
み、警告と共に制動制御するようにしたが、本実施の形
態の場合、次のようにして警告制御、制動制御を場合分
けする。

【００８２】すなわち、予め接触の可能性の大きさの度
合いを判断するための区間を定めておき、得られた近似
関数式について、その持ち得る値はどの区間になるのか
を判断し、その結果に応じて警告、制動制御の方法を変
化させるのである。

【００８３】図１０はそれを説明するための図である。
予め定められた区間と、それに対応付けられた接触の可
能性の度合いは、例えば、以下のように定める。

【００８４】Ｌ（ｔ）＞Ｌ１：接触の可能性無しＬｌ≧Ｌ（ｔ）＞０：接触の可能性小０≧Ｌ（ｔ）＞Ｌ２：接触の可能性中Ｌｌ≧Ｌ（ｔ）：接触の可能性大そして、時間ｔ１までのデータから予測した近似関数式
の最小値が将来どの区間に入るかを求めることで接触の
可能性を判断する。すなわち、得られた近似関数式がＬ
ａ（ｔ）であれば、「接触の可能性は無し」と判断され
るし、Ｌｂ（ｔ）であれば「接触の可能性小」、Ｌｃ
（１）であれば「接触の可能性大」と判断される。もち
ろん、この判断は最小値を用いないで、所定時間後の予
測値の値を用いてもよい。

【００８５】また、警告／制御は、例えば、接触の可能
性が増すほど警告音を大きくしたり、表示による警告／
音声による警告／ブレーキ制御などと異なる手段を用い
る。

【００８６】なお、カメラや多数の距離センサまたは距
離センサを走査して、周囲状況を検出すると共にステア
リング操作から自車両の走行軌跡を予測して、周囲の障
害物との接触の可能性を判断し、警報したり制動制御を
行う技術が知られている（例えば、特開平７−２９１０
６５号公報）。この技術の場合、超音波センサとそれを
駆動する駆動装置により、周囲の障害物の配置を検出す
ると同時に、操舵角センサからの操舵信号により車両が
通過する可能性のある軌跡を予測し、それらを同一画面
上に表示することで、運転者がそれを参考にしながら運
転を行うようにしたものである。

【００８７】このような技術に対して、本発明の各実施
の形態の場合、距離センサを操作する機構を必要とせ
ず、また物標の相対的な２次元位置を算出する必要もな
いので、システム構成が単純化され、信号処理も単純な
ものであり、コスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】上記の第１の実施の形態による接触可能性判定
処理を示すフローチャート。

【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図５】本発明の第４の実施の形態において距離データ
の推移を双曲線関数式によって近似する障害物に対して
車両が接触しない状況と接触する状況を示す説明図。

【図６】上記の実施の形態において、障害物に向かって
後退する場合と障害物の側を通過する場合それぞれの測
距データに対する近似関数式を示すグラフ。

【図７】上記の実施の形態による接触可能性判定処理を
示すフローチャート。

【図８】障害物の側を車両が操舵角一定で通過する場合
の様子を示す説明図。

【図９】車両が壁に対して円弧状に移動する場合の測距
データに対する近似関数式を示すグラフ。

【図１０】本発明の第６の実施の形態による接触の可能
性の度合いの判断処理を示すグラフ。

【図１１】障害物に車両が接近するが接触しない状況を
示す説明図。

【図１２】障害物から一時的に遠ざかるが接触する可能
性がある状況を示す説明図。

【符号の説明】

１車速センサ２操舵角センサ３，３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ測距センサ４記憶部５コントローラ８警報装置１０制動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６Ｂ６２６Ｅ６２７６２７Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に配置され、車両周囲の障害物まで
の距離を測定する測距センサと、前記測距センサによって測定された所定期間の距離デー
タを記憶する記憶手段と、前記記憶手段によって記憶されている前記所定期間の前
記距離データの変化を近似する近似関数式を算出する近
似関数算出手段と、前記近似関数算出手段によって算出された近似関数式か
ら将来の距離の変化を予測し、障害物と接触の可能性が
あるか否かを判断する接触可能性判断手段とを備えて成
る車両用接触推定装置。
【請求項２】前記近似関数算出手段は、前記距離デー
タの変化を時間に対する予め定められた関数式で近似す
ることを特徴とする請求項１に記載の車両用接触推定装
置。
【請求項３】車速を検出する車速センサと、ステアリ
ングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記
車速と操舵角とを用いて車両の移動位置を算出する移動
距離算出手段とを備え、前記近似関数算出手段は、前記距離データの変化を自車
両の移動位置に対する予め定められた関数式で近似する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用接触推定装
置。
【請求項４】前記近似関数算出手段は、２次曲線の関
数式で近似することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の車両用接触推定装置。
【請求項５】前記近似関数算出手段は、双曲線の関数
式で近似することを特徴とする請求項４に記載の車両用
接触推定装置。
【請求項６】前記近似関数算出手段は、三角関数の関
数式で近似することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の車両用接触推定装置。
【請求項７】車速を検出する車速センサと、ステアリ
ングホイールの操舵角を検出する操舵角センサとを備
え、前記近似関数算出手段は、近似関数式を算出する際に前
記車速センサからの車速と前記操舵角センサからの操舵
角を利用して、前記距離データの変化を予め定められた
自車両の移動距離に対する関数式で近似することを特徴
とする請求項６に記載の車両用接触推定装置。
【請求項８】前記接触可能性判断手段からの判断結果
に応じて警告が必要であるか否かを判断する警告判断手
段と、前記警告判断手段が警告の必要があると判断した
時に、警告を出力する警告手段とを備えたことを特徴と
する請求項１〜７のいずれかに記載の車両用接触推定装
置。
【請求項９】前記接触可能性判断手段からの判断結果
に応じて警告が必要であるか否かを判断し、あるいは／
同時に制動装置の制御が必要であるか否かを判断する警
告判断手段と、前記警告判断手段が警告の必要があると
判断した時に、警告を出力する警告手段と、前記警告判
断手段が制動装置の制御が必要であると判断した時に、
制動装置を制御する制動装置制御手段とを備えたことを
特徴と請求項１〜７のいずれかに記載の車両用接触推定
装置。
【請求項１０】前記接触可能性判断手段は、前記近似
関数算出手段によって算出した近似関数式における将来
の距離の最小値を求め、当該距離データの最小値が予め
定められた一つ以上の区間の内のどの区間にいるかに応
じて接触の可能性の高さを判断し、前記警告判断手段
は、当該判断された接触の可能性の高さに応じて、前記
警告手段の出力する警告態様を変化させ、又は前記制動
装置制御手段による制動装置の制御態様を変化させるこ
とを特徴とする請求項８又は９に記載の車両用接触推定
装置。
【請求項１１】前記接触可能性判断手段は、前記近似
関数算出手段によって算出した近似関数式を用いて所定
時間後の将来の距離を予測し、当該予測距離が予め定め
られた一つ以上の区間の内のどの区間にあるかに応じて
接触の可能性の高さを判断し、前記警告判断手段は、当
該判断された接触の可能性の高さに応じて、前記警告手
段の出力する警告態様を変化させ、又は前記制動装置制
御手段による制動装置の制御態様を変化させることを特
徴とする請求項８又は９に記載の車両用接触推定装置。