JP2004038245A - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両が障害物との接触回避操作を当然行うと予測される状態にあるときに、自車両がこの障害物と接触する可能性があると誤検知することを回避する。
【解決手段】舵角に基づいて自車両の進路を推定し（ステップＳ１〜Ｓ３）、この自車両の進路から、右及び左方向に、ドライバが常用する操舵角変化量に応じた所定の変化量だけ操舵を行ったときの車両の進路を予測する。そして、これら予測した左及び右方向への車両の走路が重なる領域を要注意領域Ｅ^＊とする（ステップＳ４）。この要注意領域Ｅ^＊内に検知物体が存在する場合に、その検知物体と自車両との距離及び相対速度に基づいて衝突判断を行い、これがしきい値よりも小さいとき警報を発生し（ステップＳ６〜Ｓ９）、逆に、検知物体が要注意領域Ｅ^＊内に存在しない場合には、警報を発生させない（ステップＳ１０）。
【選択図】　　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、先行車両等の障害物を検出し、自車両が、この障害物と接触する可能性を判断するようにした車両用障害物検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両が自車前方物体と接触することを防ぐ目的でドライバへの警報、或いは減速制御などを行うため、自車両前方の障害物を検出する方法として数々提案されている。
例えば、特開平７−１０４０６２号公報には、レーザレーダ、或いは電波式レーダなどによって自車両前方の物体を検知するとともに、自車両のヨーレート、車速などの運動情報に基づいて自車両の将来の走路を予測し、自車両の予測走路と前方物体との位置関係から、将来の接触可能性を算出するようにした方法が提案されている。
【０００３】
そして、算出された接触可能性に基づいて警報、或いは速度制御を行うことで、自車両が自車両前方の物体と接触する可能性を精度良く判定し、これを防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特開平７−１０４０６２号公報に記載の方法にあっては、現在の運動状態がそのまま継続するとの仮定のもとに、接触可能性を算出している。このため、ドライバが操舵操作を加えた場合には、自車両の将来の走路の予測結果と、実際の走路とが異なってしまうため、接触可能性の判断が適切でないものとなってしまう可能性がある。
【０００５】
つまり、自車両が右カーブに差しかかろうとしている状態で、このカーブの左路側に車両が停止している場合、自車両に搭載された障害物検知センサが前方の停止車両を発見するが、自車両がカーブに入る以前の直進状態では、カーブの旋回方向にしたがった操舵が開始されていないことから自車両の走路は直線であると予測されるため、前記停止車両は、自車両にとって接触する可能性が高い物体と判断されることになる。しかしながら、通常、自車両を運転しているドライバは、道路形状を認識しこれに沿った走行をするから、ドライバが操舵を行い、旋回を開始しようとしているときに、衝突警報が報知されたり、或いは、速度制御が行われたりすることになる。このように、ドライバの意に反した制御がなされると、ドライバにとってこのシステムは煩わしいものとなってしまう可能性がある。
【０００６】
また、例えば自車両が直進路を走行している状態で、その前方の路肩に車両が駐車している場合等においては、自車両の障害物検知センサが前方の駐車車両を発見し、これが自車両の予測進路上にあることから、警報又は速度制御を行うことになる。しかしながら、このような道路環境では、通常、ドライバは自車両の走行位置を若干右側に変更することで回避することから、この場合においてもドライバの意に反した制御が行われることになる。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、自車両前方の物体との接触の可能性判断をより的確に行うことの可能な、車両用障害物検出装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用障害物検出装置は、自車両前方に判断領域を想定し、自車両前方に物体を検知した場合には、この検知物体と想定した判断領域との位置関係を用いて、自車両が検知物体と接触する可能性を判断するが、このとき、判断領域を、自車両の進路と、自車両が現時点以後に取り得ると予測される運動状況とに応じて設定する。
【０００９】
つまり、例えば、自車両前方道路端に障害物が存在するような場合、通常ドライバはこれを回避するために例えば操舵を行う等といった回避動作を行うため、自車両が障害物に接触する可能性は小さい。
ここで、前記判断領域は、自車両の進路と、自車両が現時点以後に取り得ると予測される運動状況とに応じて設定され、比較的自車両に近い自車両前方道路端に障害物が存在するような場合であっても、障害物の検知位置が判断領域内に含まれない場合には、接触する可能性が高いとは判断されないから、接触の可能性が低いのにも関わらず、障害物と接触する可能性が高いと誤検知されることが回避される。
【００１０】
【発明の効果】
本発明による車両用障害物検出装置によれば、自車両前方に判断領域を想定し、自車両前方に物体を検知した場合には、この検知物体と想定した判断領域との位置関係を用いて、自車両が検知物体と接触する可能性を判断するが、このとき、判断領域を、自車両の進路と自車両が現時点以後に取り得ると予測される運動状況とに応じて設定するようにしたから、接触の可能性判断をより的確に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した車両用障害物検出装置の一例を示すブロック図である。
【００１２】
図中１は、自車両前方の障害物を検出するためのレーダ装置であって、例えば、車幅中央の、車両前方の障害物を検出することの可能な位置に設けられている。また、図中、２は、従動輪である後輪の回転速度から自車両の走行速度Ｖｈを検出する車速センサである。また、３は、ステアリングホイール４の操舵角δを検出する舵角センサである。
【００１３】
そして、これら各センサで検出された検出信号は、障害物検知装置５及びコントローラ６に必要に応じて入力され、障害物検知装置５では、前記レーダ装置１の検出結果に基づいて自車両前方の障害物の有無を検出し、その検出結果を前記コントローラ６に通知する。前記コントローラ６は、障害物検知装置５での障害物の検出結果、舵角センサ３で検出した操舵角δ、車速センサ２で検出した車速Ｖｈに基づいて、自車両の、障害物との衝突の可能性の判断を行い、その結果に応じて乗員に注意を促すための警報を発するかどうかを判断し、警報を発生する必要があると判断されるときには、警報装置８を作動させるようになっている。
【００１４】
前記レーダ装置１は、例えば、赤外レーザを使った光式のレーダ装置であって、図２に示すように、赤外レーザ光を発する発光部１ａと、反射光を受光して所定の電圧を出力する受光部１ｂとを備え、計測部１ｃにおいて、発光から受光までの時間差に基づき、前方物体までの距離を計測するようになっている。また、発光部１ａには、スキャニング機構が組み合わされており、所定角度範囲内で、順次角度を変化させながら発光するようになっている。
【００１５】
そして、前記計測部１ｃでは、各スキャニング位置について、反射光を受光したか否かの判定を行い、反射光を受光した場合には、発光から受光までの時間差に基づき前方物体までの距離を算出する。また、物体が検出されたときのスキャニング角と前記物体までの距離とに基づき、自車両に対する前方物体の左右方向の位置を検出し、前方物体の自車に対する相対的な位置を確定するようになっている。そして、この処理を各スキャニング位置において行うことで、例えば図３に示すように、車両前方における平面的な物体の存在状態図を生成するようになっている。
【００１６】
また、前記障害物検知装置５は、レーダ装置１で得られた物体の存在状態図に基づき、これをスキャニング周期毎に比較することで、検出された各物体の動きを判別すると共に、検出された物体間の近接状態、動きの類似性等に基づいてこれらが同一物体であるか異なる物体であるかを判別する。そして、障害物情報として、自車両から各検知物体までの前後方向距離（車間距離方向）Ｘ〔ｍ〕、左右方向距離（横方向）Ｙ〔ｍ〕、物体幅Ｗ〔ｍ〕、相対速度Ｖｒ〔ｍ／ｓ〕、を所定の時間周期で出力する。
【００１７】
なお、ここでは、前記レーダ装置１として、赤外レーザを使った光式のものを適用した場合について説明するが、これに限るものではなく、例えば、マイクロ波、ミリ波などを使った電波式のものであっても良いし、また、レーダ装置に限らず、ビデオ画像を処理することによって前方の障害物を検出するものであっても良い。また、前記警報装置８としては、警報音を発するようになっているものを用いているが、警報音を発するものに限らず、ドライバの前方位置に警報表示するものや、ペダル、ステアリング、シート類に振動を発生させることで注意を喚起するものなどであっても適用することができる。
【００１８】
図４は、コントローラ６の機能構成を表す機能ブロック図であって、コントローラ６は、車速センサ２で検出された車速Ｖｈ及び舵角センサ３で検出された操舵角δに基づいて、自車両の今後の進路を予測する自車進路計算部１１と、自車進路計算部１１で予測された自車予測進路に基づいて、自車予測進路上に障害物が存在する場合に、自車両が操舵によってこの障害物を回避することが困難であると予測される要注意領域Ｅ^＊を設定する路上領域算出部１２と、障害物検知装置５からの障害物情報に基づいて、路上領域算出部１２において設定した要注意領域Ｅ^＊内に障害物が存在するかどうかを判定する領域判断処理部１３と、領域判断処理部１３での判断結果に基づいて、警報を発するかどうかを判断する警報判断処理部１４と、を備えている。
【００１９】
図５は、コントローラ６で実行される、警報発生処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。この警報発生処理は、予め設定された所定周期で割り込みによって実行されるようになっている。
そして、まず、ステップＳ１で、前記車速センサ２及び舵角センサ３から車速及び舵角データの読み込みを行う。前記車速センサ２、舵角センサ３は、それぞれ回転に応じた所定間隔のパルスを出力するエンコーダで構成され、パルス数をカウントし、これを積算することで車速Ｖｈ（ｍ／ｓ）、操舵角δ（ｒａｄ）が計算され、この結果がメモリに格納されるようになっている。
【００２０】
次いで、ステップＳ２に移行し、障害物検知装置５における検知結果、すなわち、自車両から各検知物体までの前後方向距離（車間距離方向）Ｘ〔ｍ〕、左右方向距離（横方向）Ｙ〔ｍ〕、物体幅Ｗ〔ｍ〕、相対速度Ｖｒ〔ｍ／ｓ〕の読み込みを行う。ここで、障害物検知装置５と、コントローラ６との間の情報交換は、シリアル通信のような、一般的な通信処理に従って行うことが可能である。これらの情報も同様に、メモリに格納される。
【００２１】
次いで、ステップＳ３に移行し、車速Ｖｈ及び、操舵角δに基づいて自車進路予測を行う。
ここで、車速Ｖｈ及び操舵角δに応じて車両の旋回曲率ρ（１／ｍ）を与える式は一般に良く知られており、次式（１）から算出することができる。
【００２２】
【数１】

なお、式（１）中の、Ｌは、自車両のホイールベースであり、Ａは、車両に応じて定められた、スタビリティー・ファクタと呼ばれる正の定数である。また、Ｎはステアリングギア比である。
【００２３】
この（１）式から、旋回半径Ｒは、次式（２）として定めることができる。
Ｒ＝１／ρ　　　　　　　　……（２）
したがって、自車両の予測進路は、図６に示すように、自車両位置から、自車両の進行方向と鉛直方向に距離Ｒだけ離れた位置にある点Ｑ（図６の場合には、右方向にＲだけ離れた位置にある点）を中心とした、半径Ｒの円弧として予測される。
【００２４】
なお、前記操舵角δは、右方向に操舵された場合に正値、左方向に操舵された場合に負値をとるものとし、旋回曲率ρ、旋回半径Ｒについても、これらが正値をとる場合には右旋回、負値をとる場合には左旋回を意味するものとする。
ここで、このようにして求められた、図６に示すような軌跡は、あくまで自車両の進行方向を予測したものであり、自車両が走行するであろう領域、すなわち、予測走路は、図７に示すように、この軌跡に、自車両の車幅もしくは車線幅を考慮したものとなる。図７は、図６に示す予測軌跡に、自車両の車幅Ｔｗを加えたものであり、この場合、予測走路は、上記予測進路と同一点Ｑを中心とし、半径がＲ−Ｔｗ／２の円弧と、半径がＲ＋Ｔｗ／２の円弧に囲まれる領域となる。
【００２５】
なお、ここでは、自車両の予測進路として旋回半径Ｒを、車速Ｖｈと操舵角δとを用いて算出する場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、車両に発生するヨーレートを検出するヨーレート検出手段を設け、前記車速Ｖｈと操舵角δとから予測進路を算出する代わりに、前記ヨーレート検出手段で検出したヨーレートｒと自車速Ｖｈとから、次式（３）にしたがって、旋回半径を算出するようにしてもよい。
【００２６】
Ｒ＝Ｖｈ／ｒ　　　　　　　　……（３）
また、例えば、車両に発生する横加速度を検出する横加速度検出手段を設け、この横加速度検出手段で検出した横加速度Ｙｇと自車速Ｖｈとから、次式（４）に基づいて旋回半径Ｒを算出するようにしてもよい。
Ｒ＝Ｖ^２／Ｙｇ　　　　　　　　……（４）
次いで、ステップＳ４に移行し、領域設定処理を行い、図７に示す予測走路に対して、自車の操舵角が変化し得る範囲ｄδを考慮に入れて、走行路上に、後述の要注意領域Ｅ^＊を設定する。
【００２７】
ここで、現在の操舵角δに対し、自車の操舵角が±ｄδの範囲で変化し得る場合、操舵角は、δ−ｄδ〜δ＋ｄδの範囲となる。この範囲の上限（δ＋ｄδ）の操舵を行って自車両が走行すると仮定した場合、図８に示すように、予測される旋回半径は、δ＋ｄδを用いて上記と同様にして算出されるＲ１となり、予測される進路は、自車両位置から、自車両の進行方向と鉛直方向に距離Ｒ１だけ離れた位置にある点Ｑ１を中心とした、半径Ｒ１の円弧として定められる。また、範囲の下限（δ−ｄδ）の操舵を行って自車両が走行すると仮定した場合、予測される旋回半径は、δ−ｄδを用いて上記と同様に算出されるＲ２となり、予測される進路は、自車両位置から自車両の進行方向と鉛直方向に距離Ｒ２だけ離れた位置にある点Ｑ２を中心とした、半径Ｒ２の円弧として定められる。
【００２８】
これらの進路に対して、上記と同様に自車両の車幅Ｔｗを考慮して、走路を求めることによって、図９に示すように、二点鎖線で示す旋回半径をＲ１とする走路ｍ１、及び一点鎖線で示す旋回半径をＲ２とする走路ｍ２を得ることができる。そして、図１０に示すように、上述のようにして得られた、走路ｍ１の左側境界と走路ｍ２の右側境界とによって囲まれる領域を、要注意領域Ｅ^＊として設定する。すなわち、この要注意領域Ｅ^＊は、±ｄδの範囲の修正操舵では回避することができない領域を示していることになる。
【００２９】
ここで、前述の自車両の操舵角が変化し得る範囲ｄδは、ドライバが常用的に使用する修正操舵の範囲を車速に応じて定めたものであり、例えば図１１に示すように、車速Ｖｈが高くなるにつれて操舵角の範囲ｄδは減少するように定められている。なお、図１１において、横軸は、車速Ｖｈを表し、縦軸は、自車両の操舵角が変化し得る範囲ｄδを表す。
【００３０】
さらに具体的には、前記ｄδは、各車速において、常用的範囲内の横加速度（例えば、１〔ｍ／ｓ^２〕）を発生させる操舵角範囲として定めることが可能であり、この場合は、前記（１）式の旋回曲率ρと操舵角δとの関係式を用いて、次式（５）から算出することができる。
【００３１】
【数２】

また、前記ｄδを、各車速において、適切な範囲のヨーレートを発生する操舵角範囲として定めることも同様に可能である。
このようにして、要注意領域Ｅ^＊を設定すると、続いてステップＳ５に移行し、検知物体の領域内外判定処理を行う。この領域内外判定処理では、障害物検知装置５により検出された各検知物体の位置を、上記要注意領域Ｅ^＊と比較し、各検知物体が要注意領域Ｅ^＊内にあるか、要注意領域外にあるかを判断する。
【００３２】
例えば、図１２は、検知物体ｑ１〜ｑ４が検知されている状態を示しているが、この場合、検知物体ｑ１、検知物体ｑ２、検知物体ｑ４は要注意領域Ｅ^＊外の物体であり、検知物体ｑ３は要注意領域Ｅ^＊内の物体であると判断する。
そして、ステップＳ５の処理での判断の結果、障害物検知装置５から通知された検知物体のうち、何れかが、要注意領域Ｅ^＊内に存在すると判断された場合には、ステップＳ６からステップＳ７に移行し、要注意領域Ｅ^＊内に存在すると判断された検知物体について、自車両との車間距離（すなわち、検知物体の前後方向位置Ｘ）と、相対速度Ｖｒに基づいて衝突時間（＝Ｘ／Ｖｒ）を算出する。そして、算出した衝突時間が、予め設定したしきい値を下回るかどうかを判断し、衝突時間がしきい値を下回る検知物体がある場合には、ステップＳ９に移行し、警報装置８に対し、警報を発生させる旨の指令を出力する。そして、障害物検出処理を終了する。なお、前記衝突時間の判断に用いるしきい値は、検知物体と衝突する可能性が高く緊急に衝突回避操作を行う必要があるとみなすことの可能な値に設定される。
【００３３】
一方、ステップＳ８の処理で、要注意領域Ｅ^＊内に存在する検知物体について全ての検知物体の衝突時間がしきい値を下回らないとき、また、前記ステップＳ６の処理で、障害物検知装置５から通知された検知物体すべてが、要注意領域Ｅ^＊外であると判断された場合、また、障害物検知装置５において物体が検知されないときには、そのままステップＳ１０に移行し、警報装置８に対して警報を発生させる旨の指令を出力している場合には、警報を停止させる旨の指令を出力し、また、警報を発生させる旨の指令を出力していない場合には、引き続きこの指令を出力せず、警報の発生は行わない。そして、障害物検出処理を終了する。
【００３４】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
コントローラ６では、前記障害物検出処理を所定周期で実行し、舵角δ、車速Ｖｈに基づき、自車両の進路を推定しこれに基づき予測走路を推定する（ステップＳ３）。さらに、車速Ｖｈに基づき操舵角が変化し得る範囲ｄδを求め、これに応じて、操舵角が現在の操舵角δよりも＋ｄδ及び−ｄδだけ変化したときの予測走路ｍ１及びｍ２を設定し、これに基づき要注意領域Ｅ^＊を設定する（ステップＳ４）。
【００３５】
そして、車両前方に障害物が存在しない場合には、障害物検知装置５において、物体が検知されないから、ステップＳ５からステップＳ６を経てステップＳ１０に移行し、警報装置８は作動されない。
この状態から、自車両がカーブに差しかかり、図１３に示すように、このカーブ路の左路側に車両が停止している場合、自車両がカーブに進入する以前の直進走行している時点で、自車両のレーダ装置１は、この停止車両を検知する。このとき、自車両は、まだ直進走行をしているから、車速、舵角から予測される自車進路は、図１３に破線で示すように直進方向となり、自車両の予測される進路上にレーダ装置１が存在すると判定されることになる。
【００３６】
しかしながら、図１４（ａ）に示すように、停止車両は、ドライバが操舵を行ったとしても回避することができないと予測される要注意領域Ｅ^＊外に存在するから、ステップＳ６からステップＳ１０に移行し、警報は発生されない。
そして、この状態からドライバが操舵を行い自車両がカーブ路に進入すると、自車両は停止車両に接近することになるが、自車両が操舵を行ったことから、図１４（ｂ）に示すように、要注意領域Ｅ^＊はその操舵角に応じて現時点での進路に対して右寄りに設定されるから、停止車両は、この要注意領域Ｅ^＊外となり、引き続き警報は発生されない。
【００３７】
このとき、ドライバの操舵操作が遅れ、停止車両が要注意領域Ｅ^＊内に含まれる状態となると、ステップＳ６からステップＳ７に移行し、衝突時間が算出され、この衝突時間がしきい値を下回る状態となったときにステップＳ８からステップＳ９に移行し、警報が発生される。
したがって、自車両前方のカーブ路に停止車両が存在する状態であっても、自車両が操舵を行ってカーブ路に進入しこのカーブ路に沿って走行している間は、警報が発生されることはない。
【００３８】
また、例えば図１５に示すように、直進路に続くカーブ路路肩に障害物が存在する場合には、現在の車速、舵角に基づいて自車進路を予測した場合、自車両が直進路走行している状態で、この時点における車速、舵角に基づいて自車進路が予測されるため、自車両の進路上に障害物が位置すると判断されることになる。従来の方法の場合、自車両進路上に障害物が位置することから、警報を発することになる。
【００３９】
しかしながら、上記第１の実施の形態においては、ステップＳ６の処理では、図１６に示すように、障害物が、要注意領域Ｅ^＊外にあると判定され、操舵操作によって障害物を回避することができると判定される領域にあるときには警報を発生させず、障害物を操舵操作によって回避することができないと予測される領域内に存在するときにのみ警報を発生させるようにしているから、真に必要なときにのみ警報を発生させることができる。したがって、従来のように、ドライバが障害物を認識しこれを回避するための操舵操作を行うため、障害物との衝突の可能性が低いのにも関わらず警報が発せられるといったことはなく、ドライバに与える煩わしさ感、違和感を低減することができる。
【００４０】
また、このとき、要注意領域Ｅ^＊をドライバが常用する領域の操舵角変化を基準として設定し、すなわち、障害物を容易に回避できる領域と回避が容易でない領域とを設定し、各障害物がどの領域に属するかに基づいて自車両に対する衝突の可能性を判断するようにしたから、容易に回避できる物体に対して警報を発するといったことを回避することができ、ドライバ毎の操舵特性に応じて警報を発生させることができる。
【００４１】
また、路側車両等に極端に接近した場合には、障害物が、要注意領域Ｅ^＊内に存在し、自車両がこの障害物を容易に回避できないと判断されて、警報が発せられるため、警報装置としての効果が損なわれることもない。
また、上述のように要注意領域Ｅ^＊として、右操舵及び左操舵を行ったときの走行領域において重畳する領域つまり、±ｄδの範囲の修正操舵では回避することができない可能性が高い領域を設定するようにしているから、不必要に衝突判断が行われることを回避し、的確に衝突判断を行うことができる。
【００４２】
なお、ここでは、要注意領域Ｅ^＊を、左右方向に操舵を行ったときの走行領域に基づいて設定するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、障害物が自車両近傍に位置するほどこれを回避することが困難であり、自車両から離れるほど障害物を回避することが可能であるから、自車両前方ほど、その車幅方向の幅が広くなり、且つ自車両から離れるほどその幅が狭くなるように設定するようにすればよい。
【００４３】
また、上記第１の実施の形態においては、一つの物体を検知した場合について説明しているが、複数の検知物体を検知した場合であっても適用することができ、この場合には、要注意領域Ｅ^＊内に存在する検知物体について衝突判定を行い、何れかの検知物体が衝突する可能性があると判断される間は、警報を継続して発生させ、全ての検知物体が衝突する可能性がないと判断されるときに警報を解除するようにすればよい。
【００４４】
また、上記第１の実施の形態においては、要注意領域Ｅ^＊として、操舵角範囲ｄδに基づく一つの要注意領域Ｅ^＊を設定し、この領域の内外判断によって障害物との接触の可能性を判断するようにした場合について説明したが、上記操舵角範囲を複数（例えば、ｄδ１、ｄδ２）を用意し、図１７に示すように、操舵角の範囲ｄδ１、ｄδ２のそれぞれについて要注意領域Ｅ１^＊、Ｅ２^＊を設定することで、より詳細な領域判断を行うことも可能である。この場合の警報判断としては、それぞれの要注意領域Ｅ１^＊、Ｅ２^＊に応じた係数ｋを、例えば、次式（６）に示すように設定し、この係数ｋを、ステップＳ７で算出した衝突時間に乗じた後に、ステップＳ８でしきい値と比較し、警報を発生させるかどうかを判断するようにすればよい。
【００４５】
【数３】

この場合、要注意領域Ｅ１^＊内の物体については、衝突時間がより小さくなる方向に補正されるため、警報が発生されやすくなる一方、要注意領域Ｅ１^＊、Ｅ２^＊以外の物体については、衝突時間がより大きくなる方向に補正されるから、警報が発生されにくくなる。このようにすることによって、自車近傍の物体については、より警報が発せられやすく、遠方の物体については、より警報が発せられにくくなるようにすることができる。
【００４６】
また、上記第１の実施の形態においては、要注意領域Ｅ^＊を設定する際に、操舵角が変化する範囲として、切り増し側、切り戻し側も同等として、δ−ｄδ〜δ＋ｄδ、という範囲を設定した場合について説明したがこれに限るものではない。つまり、例えば旋回中の場合、ドライバにとっては切り増し方向の操舵、すなわち横加速度が増大する方向への操舵よりも、切り戻し方向の操作、すなわち横加速度が減少する方向への操舵の方が容易である。これを考慮して、切り戻し方向の変化量を切り増し側に対して大きく設定することも可能である。例えば、ある操舵角δ（＞０、右旋回）で旋回している場合には、上記範囲を、次式（７）に示すように定める。
【００４７】
δ−ｄδｏｕｔ〜δ＋ｄδｉｎ（ｄδｏｕｔ＞ｄδｉｎ）　　……（７）
そして、これに基づき要注意領域Ｅｄ^＊を設定すると、これは図１８に示すように、切り増し側及び切り戻し側とも同じ操舵量ｄδである場合の要注意領域Ｅ^＊に対し、切り戻し側の操舵量ｄδを切り増し側よりも大きく定めた場合の要注意領域Ｅｄ^＊の方が、カーブ外側よりに設定される。したがって、横加速度を高めることなく回避可能なカーブ内側の物体よりも、横加速度を高めなければ回避できないカーブ外側の物体の方が、警報が発生されやすくなるため、よりドライバが感じる接触の可能性の高さに則して、警報を発生させることができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において警報を発生させる代わりに、制動力を発生させるようにしたものである。なお、上記第１の実施の形態と同一部には、同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
すなわち、図１９に示すように、第２の実施の形態における車両用障害物検出装置は、図１に示す第１の実施の形態における車両用障害物検出装置において、警報装置８に替えて、制動力制御装置９が設けられ、コントローラ６では、接触判断を行いその結果に応じて制動力を発生させるようになっている。そして、この制動力制御装置９では、コントローラ６からの制動力指令出力に基づき、図２０に示すように、制動力指令出力に比例した制動力を発生するよう、公知の手順で、制動力制御を行うようになっている。なお、図２０において、横軸は、コントローラ６からの制動指令出力、縦軸は、制動力制御装置９において発生すべき制動力を表す。
【００４９】
図２１は、コントローラ６において実行される制動力制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートであって、上記第１の実施の形態における警報発生処理の処理手順と同一部には、同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
図２１に示すように、上記第１の実施の形態と同様に処理を行って衝突の可能性を判断し（ステップＳ１〜ステップＳ８）、ステップＳ８の処理で、衝突時間がしきい値を下回り、衝突する可能性が高いと判断される場合には、ステップＳ１１に移行し、前記制動力制御装置９に対し、制動力指令を出力する。一方、検知物体が要注意領域内Ｅ^＊内に存在するが衝突時間がしきい値を下回らないとき、また、ステップＳ６の処理で、検知物体が、要注意領域Ｅ^＊外に存在するときには、ステップＳ１２に移行し、制動力の発生を解除又は制動力を発生させない。
【００５０】
前記障害物との接触を防ぐための制動力を算出する方法としては、さまざまな方法が提案されているが、例えば、相対速度を衝突時間で除して目標減速度（＝相対速度／衝突時間）を算出し、この目標減速度を発生し得る制動力を算出するようにすればよい。
このようにすることによって、操舵により容易に回避することができない領域に存在する物体に対してのみ接触可能性の判断を行い、この接触可能性が高い場合には障害物と同等の速度まで自車速を減速するよう制動力制御が行われるため、ドライバにとって煩わしい制御介入が行われることがないと共に、接触の可能性の高い状態では、的確に減速を行って前方障害物との接触を防止することができる。
【００５１】
なお、上記第２の実施の形態においては、警報を発する代わりに制動力を発生させるようにした場合について説明したが、上記第１の実施の形態と組み合わせ、図１９において、さらに警報装置８を設け、図２１のステップＳ８の処理で衝突時間がしきい値を下回り衝突する可能性が高いと判断されるときには、警報を発生させると共に制動力を発生させ、逆に衝突時間がしきい値を下回らないとき、また、ステップＳ６の処理で検知物体が要注意領域Ｅ^＊外に存在するときには、警報及び制動力の発生を停止させるようにしてもよい。このようにすることによって、自動的に制動力を発生させるだけでなく、ドライバに注意を促すことができ、より効果的である。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、図２２に示すように、さらに、路面状態を検知する路面状態センサ１０を追加したものである。
この路面状態センサ１０は、例えば、路面の光反射率に基づき路面状態を４つの段階、つまり、ａ：乾燥アスファルト、ｂ：湿潤路、ｃ：積雪路、ｄ：凍結路に判別し、この結果をコントローラ６に対して出力するようになっている。
【００５３】
そして、コントローラ６では、この路面状態に応じて、操舵角変化範囲ｄδを補正し、補正した操舵角変化範囲ｄδに基づいて、要注意領域Ｅ^＊の設定を行う。すなわち、第２の実施の形態における警報発生処理の処理手順を示す図２３のフローチャートに示すように、ステップＳ１ａの処理で、舵角δ、車速Ｖｈと共に、路面状態センサ１０の検出データを読み込む。そして、障害物検知装置５から障害物データを読み込み、自車両の進路を推定した後（ステップＳ２、Ｓ３）、ステップＳ３ａに移行し、路面状態センサ１０で検出した路面状態に応じた補正係数ｋを設定する。
【００５４】
この補正係数ｋは、例えば、路面状態が、ａ：乾燥アスファルトの場合にはｋ＝１．０、ｂ：湿潤路の場合にはｋ＝０．５、ｃ：積雪路の場合にはｋ＝０．３、ｄ：凍結路の場合にはｋ＝０．１に設定する。
そして、ステップＳ４ａに移行し、要注意領域Ｅ^＊の設定を行うが、このとき、操舵角変化範囲ｄδに補正係数ｋを乗算し、操舵角の範囲を、δ−ｋ×ｄδ〜δ＋ｋ×ｄδとして、要注意領域Ｅ^＊の設定を行う。そして、以下上記第１の実施の形態と同様に、処理を行う。
【００５５】
したがって、図２４に示すように、路面状態に応じて異なる領域が要注意領域Ｅ^＊として設定されることになり、滑りやすい路面ほど、操舵角の範囲がより狭くなり、すなわち、要注意領域Ｅ^＊が広くなる。つまり、例えば図２４に示すように、乾燥アスファルト路での要注意領域Ｅａ^＊に比較して湿潤路での要注意領域Ｅｂ^＊の方が広くなり、より広い範囲内に存在する検知物体に対して警報を発するように作用するため、より早い段階で、警報が発生されることになって、ドライバに与える安心感を高めることができる。
【００５６】
なお、上記第３の実施の形態においては、路面状態を検出するセンサとして路面状態センサを用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、自車両で制動或いは駆動制御した際の車輪のスリップ状態に基づいて路面状態を判断する方法を用いてもよく、また、路側に設けられた情報提供システムから提供をうけ、これに基づいて路面状態を判断するようにしてもよい。
【００５７】
また、この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、さらに路面状態センサ１０を設けた場合について説明したが、前記第２の実施の形態に適用してもよく、また、上記第１から第３の実施の形態を組み合わせるようにしてもよい。
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【００５８】
この第４の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、障害物と自車両との間の相対速度Ｖｒが所定のしきい値より大きいかどうかを判断し、相対速度が大きいものについてのみ、領域判断を行うものである。
つまり、第４の実施の形態における警報発生処理の処理手順を示す、図２５のフローチャートに示すように、上記第１の実施の形態と同様に、舵角δ、車速Ｖｈ、障害物データ等を読み込み（ステップＳ１、Ｓ２）、自車進路を推定した後（ステップＳ３）、ステップＳ２１に移行し、障害物検知装置５からの自車両と検知物体との相対速度Ｖｒが、しきい値よりも大きいかどうかを判断する。このしきい値は、自車速Ｖｈに基づきこれよりもやや低い車速値（例えば、自車速の８０％程度）として定められるものである。前記相対速度Ｖｒがしきい値よりも大きいときには、この検知物体は、ほぼ停止しているか、極低速で移動しているとみなし、ステップＳ４に移行して、以後、上記第１の実施の形態と同様に処理を行い、必要に応じて警報を発生させる。
【００５９】
一方、前記ステップＳ２１の処理で、相対速度Ｖｒがしきい値より大きい場合には、ステップＳ２２に移行し、ステップＳ３で推定した推定進路に基づいて、この検知物体が、自車の走路上にあるか否かを判断し、自車の走路上にあると判断されるとき、ステップＳ２３に移行し、この検知物体について車間時間（＝車間距離／自車速度）を算出する。そして、ステップＳ２４に移行し、この車間時間を予め設定したしきい値と比較し、車間時間がしきい値よりも小さいときには、ステップＳ２５に移行し、警報を発生させる。なお、前記しきい値は、例えば通常運転時の各車速に応じた車間距離から算出される値に対してやや短い値に設定される。
【００６０】
一方、前記ステップＳ２２の処理で、検知物体が自車両の推定進路上にないと判断されるとき、また、検知物体との車間時間が、しきい値を上回るときには、ステップＳ２６に移行し、警報を発生させない。なお、他の検知物体について警報を発生させている場合には、継続して警報を発生させる。
したがって、例えば図２６に示すように、自車前方に路側停止車両（前方車両ｃ１）と走行している前方車両（前方車両ｃ２）が存在している場合に、停止している前方車両ｃ１については警報の発生を抑制しつつ、走行している前方車両ｃ２については、接触の可能性の高い領域に入る以前からこれを追跡し、車間時間が所定のしきい値を下回ったときには適切に警報を発することが可能となる。
【００６１】
なお、上記第４の実施の形態においては、上記第１の実施の形態に適用した場合について説明したが、上記第２の実施の形態に適用することも可能であり、また、上記第４の実施の形態にさらに上記第２の実施の形態を組み合わせて必要に応じて制動力を発生させるようにしてもよく、また、上記第１及び第３及び第４の実施の形態、さらに、第２及び第３及び第４の実施の形態、第１から第４の実施の形態、をそれぞれ組み合わせるようにしてもよい。
【００６２】
なお、上記各実施の形態においては、要注意領域Ｅ^＊を設定する際の自車両の走行路幅Ｔｗを固定値として扱ってきたが、この値を可変とすることも可能である。例えば、路側の停止車両の脇を通過する際、自車速が低速の場合には、比較的狭い間隔で通過することが可能であるが、高速の場合には、十分に広い間隔を確保して通過する必要がある。これを考慮して、例えば図２７に示すように、車速に応じて幅Ｔｗの値を変化させるようにしてもよい。つまり、車速Ｖｈがしきい値Ｖ_１を超えるまでの間は、幅Ｔｗは比較的小さいＴｗ_１に設定し、車速Ｖｈがしきい値Ｖ_１から増加するとこれに比例して幅Ｔｗも増加し、車速Ｖｈがしきい値Ｖ_２を超えると、比較的大きいＴｗ_２に設定する。なお、図２７において、横軸は、車速Ｖｈ、縦軸は、幅Ｔｗを表す。
【００６３】
このように、幅Ｔｗを変化させることによって、要注意領域Ｅ^＊は、図２８に示すように、高速時ほど広くなり、逆に低速時ほど狭い領域が設定されることになる。
したがって、各車速域に応じてより適切に、要注意領域Ｅ^＊を設定することができる。
【００６４】
また、上記各実施の形態においては、操舵角変化範囲ｄδを考慮するにあたって、直ちに自車の進路が変更されるとみなして、予測走路の算出を行うようにしているが、実際にはドライバの反応遅れ、操作遅れ、および車両の応答遅れがあることを考慮すると、この遅れ時間分の間、自車両は現在の運動を継続し、その遅れ時間の後に、上記操舵角変化に伴う進路変化が生じると考えられる。したがて、この遅れ分を考慮して、要注意領域Ｅ^＊を設定するようにしてもよい。
【００６５】
つまり、前述のように、操舵角変化範囲ｄδを考慮した進路の変化幅は、図２９に示すように、自車両から車両進行方向に対して鉛直方向に距離Ｒ１離れた点Ｑ１を中心とした半径Ｒ１の円弧、及び、自車両から車両進行方向に対して鉛直方向に距離Ｒ２離れた点Ｑ２を中心とした半径Ｒ２の円弧で定められたものであるから、これらの円弧を、自車両から車両進行方向に対して鉛直方向に距離Ｒ離れた点Ｑを中心として、所定角度回転させ、これら円弧によって特定される走行路に基づいて、要注意領域Ｅ^＊を設定する。前記回転角θは、車速Ｖｈ、考慮すべき遅れ時間ΔＴ、車速Ｖｈ及び舵角δから予測された旋回半径Ｒに基づき、次式（８）から算出することができる。
【００６６】
θ＝Ｖｈ・ΔＴ／Ｒ　　　　　　　　……（８）
このようにすることによって、図３０に示すように、ドライバの反応遅れ、操作遅れ、および車両の応答遅れ等を考慮して、予測される走路の範囲、およびそれに従って領域設定がなされるため、より的確に前方の物体との接触可能性を判定することができる。
【００６７】
ここで、上記各実施の形態において、レーダ装置１が物体検知手段に対応し、車速センサ２が車速検出手段に対応し、路面状態センサ１０が路面摩擦係数検出手段に対応し、図５のステップＳ３の処理が進路検出手段に対応し、ステップＳ４の処理が領域想定手段に対応し、ステップＳ６の処理が判定手段に対応し、障害物検知装置５が相対速度検出手段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を適用した車両用障害物検出装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に適用したレーダ装置の動作説明に供する説明図である。
【図３】レーダ装置による検知物体の存在状態図の一例である。
【図４】第１の実施の形態におけるコントローラ６の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図５】第１の実施の形態における警報発生処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】自車両の予測進路の定義を説明するための説明図である。
【図７】自車両の予測走路の定義を説明するための説明図である。
【図８】進路変化範囲を説明するための説明図である。
【図９】第１の実施の形態における走路変化範囲を説明するための説明図である。
【図１０】第１の実施の形態における要注意領域Ｅ^＊の設定方法を説明するための説明図である。
【図１１】角度変化範囲ｄδと車速Ｖｈとの対応を表す特性図である。
【図１２】検知物体の領域内外判定方法を説明するための説明図である。
【図１３】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１４】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１５】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１６】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１７】要注意領域のその他の設定方法を説明するための説明図である。
【図１８】要注意領域のその他の設定方法を説明するための説明図である。
【図１９】第２の実施の形態を適用した車両用障害物検出装置の一例を示す概略構成図である。
【図２０】第２の実施の形態における制動力制御装置の出力特性を表す特性図である。
【図２１】第２の実施の形態における制動力制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】第３の実施の形態を適用した車両用障害物検出装置の一例を示す概略構成図である。
【図２３】第３の実施の形態における警報発生処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２４】第３の実施の形態による要注意領域の一例を示す説明図である。
【図２５】第４の実施の形態における警報発生処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２６】第４の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図２７】車速Ｖｈと走路幅Ｔｗとの対応を表す特性図である。
【図２８】図２７の特性に基づいて走路幅Ｔｗを設定した場合の、要注意領域Ｅ^＊の一例である。
【図２９】操舵遅れ時間を考慮して要注意領域Ｅ^＊を設定する場合の領域設定方法を説明するための説明図である。
【図３０】操舵遅れ時間を考慮した要注意領域Ｅ^＊の一例である。
【符号の説明】
１　レーダ装置
２　車速センサ
３　舵角センサ
４　ステアリングホイール
５　障害物検知装置
６　コントローラ
８　警報装置
９　制動力制御装置
１０　路面状態センサ
１１　自車進路計算部
１２　路上領域算出部
１３　領域判断処理部
１４　警報判断処理部

Claims (17)

1. 自車両前方の物体を検知し、この検知物体と自車両前方に想定した判断領域との位置関係を用いて、自車両が前記検知物体と接触する可能性を判断するようにした車両用障害物検知装置であって、
   前記判断領域を、自車両の進路と自車両が以後取り得ると予測される運動状況とに応じて想定することを特徴とする車両用障害物検知装置。
2. 自車両前方の物体を検知し、この検知物体と自車両との相対関係を検出する物体検知手段と、
   自車両の現時点における進路を検出する進路検出手段と、
   当該進路検出手段で検出した進路と自車両が以後取り得ると予測される運動状況とに応じて自車両前方に判断領域を想定する領域想定手段と、
   当該領域想定手段で想定した判断領域と前記物体検知手段で検知した検知物体との位置関係を用いて、自車両が前記検知物体と接触する可能性を判断する判定手段と、を備えることを特徴とする車両用障害物検知装置。
3. 前記運動状況は操舵状況であって、前記領域想定手段は、現時点以後取り得ると予測される操舵角の範囲に応じて前記判断領域を想定することを特徴とする請求項２記載の車両用障害物検知装置。
4. 前記操舵角の範囲は、ドライバが常用的に使用する修正操舵の範囲に基づいて設定される右方向及び左方向への操舵角の変化量と、現時点における操舵角とに基づいて設定されることを特徴とする請求項３記載の車両用障害物検知装置。
5. 車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記操舵角の変化量は、前記車速検出手段で検出される車速が大きくなるほど小さくなるように設定されることを特徴とする請求項４記載の車両用障害物検知装置。
6. 前記操舵角の変化量は、当該変化量だけ操舵したときに発生する横加速度が、ドライバが常用的に発生させる横加速度の範囲内となり得る値に設定されることを特徴とする請求項４又は５記載の車両用障害物検知装置。
7. 前記操舵角の変化量は、当該変化量だけ操舵したときに発生するヨーレートが、予め設定したヨーレートの範囲内となり得る値に設定されることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
8. 路面摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段を備え、
   前記操舵角の変化量は、前記路面摩擦係数検出手段で検出される路面摩擦係数が低下するほど、より小さくなるように設定されることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
9. 前記操舵角の変化量は、自車両が旋回中であるときには、切り戻し側に作用する前記操舵角の変化量が、切り増し側に作用する前記操舵角の変化量よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項４乃至８の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
10. 前記領域想定手段は、現時点における操舵角から、右方向に前記操舵角の変化量だけ操舵したときに自車両が走行すると予測される走行領域と左方向に前記操舵角の変化量だけ操舵したときに自車両が走行すると予測される走行領域とが重畳する領域を、前記判断領域として想定することを特徴とする請求項４乃至９の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
11. 前記領域想定手段は、現時点から操舵角が実際に変化するまでの遅れ時間が経過した位置に相当する領域に前記判断領域を想定することを特徴とする請求項３乃至１０の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
12. 路面摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段を備え、
    前記判断領域は、前記路面摩擦係数検出手段で検出される路面摩擦係数が低下するほど、自車両からより遠方の位置にまで想定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
13. 前記判断領域は、その車幅方向の幅が、自車両近傍では広く、自車両から遠ざかるにつれて狭くなるように想定されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
14. 前記検知物体と自車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を備え、
    前記障害判定手段は、前記相対速度検出手段で検出される相対速度がしきい値を超えるときには、前記判断領域と前記検知物体との位置関係を用いて、前記検知物体との接触の可能性を判断し、
    前記相対速度がしきい値以下であるときには、前記検知物体が自車両の進路上にあるか否かに基づいて、前記検知物体との接触の可能性を判断するようになっていることを特徴とする請求項２乃至１３の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
15. 前記判断領域は、１又は複数想定されることを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
16. 前記判断領域は、異なる複数の操舵角の変化量に基づいて複数想定されることを特徴とする請求項４乃至１４の何れかに記載の車両用障害物検知装置。
17. 車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記判断領域は、前記車速検出手段で検出される車速が大きくなるほど、その車幅方向の幅が、広くなるように想定されることを特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載の車両用障害物検知装置。

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