JP2004199494A

JP2004199494A - 車両用接触判断装置

Info

Publication number: JP2004199494A
Application number: JP2002368639A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tanaka; 哲也田中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】自車両と接触するか否かの判断を行う対象車両の走行領域を正確に把握して、接触判断を的確に行う。
【解決手段】自車の走行条件に基づいて自車の走行領域を推定して自車用走行領域推定情報及び他車用走行領域推定情報を作成し（ステップＳ２〜ステップＳ６）、他車用走行領域推定情報を他車に送信すると共に、他車から送信される他車用走行領域推定情報を受信し（ステップＳ７及びステップＳ８）、自ら作成した自車用走行領域推定情報と受信して得た他車用走行領域情報とを照合して両者が接触するか否かを判定する（ステップＳ９〜ステップＳ１１）。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両の走行領域を推定し、推定した走行領域に自車両と接触する可能性がある接触対象物か存在するか否かを判断する車両用接触判断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用接触判断装置として、例えば、自車両の走行領域を推定すると共に、自車に設けた測距ユニットの検出信号に基づいて自車両と接触するか否かの判断を行う対象車両の速度ベクトルを算出し、この速度ベクトルに基づいて対象車両の走行領域を推定し、対象車両の走行領域と自車両の走行領域とを比較して両者が接触するか否かを判断するように構成された車両の衝突判断装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２６２４９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、自車に設けた測距ユニットの検出信号に応じて算出される対象車両の速度ベクトルから、その走行領域を推定するように構成されているので、対象車両が旋回中であるときの走行領域や車両性能に応じた走行領域を正確に判断することが困難であるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、自車両と接触するか否かの判断を行う対象車両の走行領域を正確に把握して、接触判断を的確に行うことができる車両用接触判断装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【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接触判断装置は、各車両が各々自己の走行領域を自車の走行条件に基づいて推定し、推定した自車の走行領域を車両間で送受信して、自車両の走行領域と受信した他の車両の走行領域とに基づいて接触するか否かを判断することを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る車両用接触判断装置によれば、各車両が各々自己の走行領域を自車の走行条件に基づいて推定し、推定した自車の走行領域を車両間で送受信して、自車両の走行領域と受信した他の車両の走行領域とに基づいて接触するか否かを判断するように構成されているので、自車両と接触するか否かの判断を行う対象車両の走行領域を正確に把握して、接触判断を的確に行うことができるという効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における一実施形態の概略構成を示すブロック図であり、各車両に配設されている。図中、１は車体下部の前端側に設けられたスキャニングレーザレーダである。このスキャニングレーザレーダ１は、所定の角度範囲内で角度を変化させながら赤外レーザ光を前方に順次発すると共に、この赤外レーザが物体に反射した反射光を受光して、発光から受光までの時間から検出点との距離を測定し、走行方向に対する角度データと距離データとを出力する。なお、赤外レーザの他に、マイクロ波やミリ波等を使用してもよい。
【０００８】
また、車両には、例えば変速機の出力側に設けられその出力軸の回転速度を検出して自車速Ｖを検出する車速センサ２と、ステアリングホイールの操舵角δを検出する操舵角センサ３と、自車両に発生するヨーレートφを検出するヨーレートセンサ４と、自車両の現在位置を検出する全地球測位システム（ＧＰＳ）５とが備えられている。
【０００９】
さらに、車両には、車両間で双方向の通信が可能な車両間通信装置６が備えられており、後述する走行領域情報及び現在位置情報の送受信を行う。
これら、スキャニングレーザレーダ１で測定した検出点との距離、及びスキャニング角と、車速センサ２で検出される自車速Ｖと、操舵角センサ３で検出される操舵角δと、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートφと、全地球測位システム５で検出された自車両の現在位置情報と、車両間通信装置６で受信される走行領域情報及び現在位置情報とが、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ７に入力される。このコントローラ７では、図２の接触判断処理を実行して、自車両と他の車両とが接触するか否かを判断して、接触する可能性があると判断されるときに、警報装置８に警報信号を出力するように構成されている。
【００１０】
警報装置８は、コントローラ７からの警報信号が入力されると、自車両が他の車両と接触する可能性があることを、スピーカで運転者に報知するように構成されている。
次に、コントローラ７で実行される接触判断処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００１１】
この接触判断処理は、所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０msec）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、スキャニングレーザレーダ１で測定した検出点との距離及びスキャニング角と、車速センサ２で検出される自車速Ｖと、操舵角センサ３で検出される操舵角δと、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートφと、全地球測位システム５で検出された自車両の現在位置情報とを読み込んでからステップＳ２に移行する。
【００１２】
ステップＳ２では、スキャニングレーザレーダ１で検出したスキャニング周期毎における各検出点同士の近接状態や挙動の類似性に基づいて、自車両前方に存在する車両を個別に特定し、特定された車両（以下、対象車両と称す）と自車両との相対的な位置関係を示す相対位置マップを作成する。この相対位置マップは、図３に示すように、自車両の中心を原点Ａ₀とし、前後方向をＸ_A軸、左右方向をＹ_A軸とすると共に、自車の前・右方向を夫々正方向、後・左方向を夫々負方向として作成される。因みに、対象車両の特定に関しては、車両四隅のうちスキャニングレーザレーダ１で検出される３点をピックアップしてから、残りの一点を推定し、その全体像を把握する。
【００１３】
次に移行するステップＳ３では、ステップＳ２で作成された相対位置マップに基づいて、原点Ａ₀と対象車両の中心点Ｂ₀との方位θ_A及び距離Ｄとを演算する。対象車両の中心点Ｂ₀は、車両四隅を結ぶ対角線同士の交点、又は対角線の中点から推定する。
次に移行するステップＳ４では、前記ステップＳ１で読込んだ自車速Ｖ、操舵角δ、及びヨーレートφに基づいて自車の旋回半径Ｒを推定する。先ず、操舵角δに基づく旋回半径Ｒ_δを下記（１）式に従って算出すると共に、ヨーレートφに基づく旋回半径Ｒ_φを下記（２）式に従って算出する。
【００１４】
Ｒ_δ＝（１＋Ａ＋Ｖ²）・Ｎ・Ｌ／δ ・・・・・・（１）
Ｒ_φ＝Ｖ／φ ・・・・・・（２）
ここで、Ａはスタビリティファクタ、Ｎはステアリングギヤ比、Ｌはホイールベースである。次に、上記（１）式で算出された旋回半径Ｒ_δ、及び（２）式で算出された旋回半径Ｒ_φのうち、小さい方を自車の旋回半径Ｒとして設定する。ここで、旋回半径Ｒ_δ及びＲ_φのうち、小さい方を旋回半径Ｒとして選択するのは、センサ類の応答遅れを考慮したことによるものである。
【００１５】
次に移行するステップＳ５では、自車速ＶとステップＳ４で算出された旋回半径Ｒとに基づいてＸ_A軸及びＹ_A軸を基準とする自車用走行領域推定情報を作成する。すなわち、図４に示すように、自車の四隅を点Ａ₁〜点Ａ₄とし、車両前方側の点Ａ₃、Ａ₄を旋回半径Ｒに沿って制動距離Ｌ_B分だけ伸ばした点Ａ₅、Ａ₆と、車両後方側の点Ａ₁、Ａ₂との４点で囲まれた領域を自車用走行領域推定情報として作成する。なお、ここでは説明を簡単にするために、旋回半径Ｒが限りなく大きく車両が直進状態にあるものとして説明する。ここで、制動距離Ｌ_Bは、例えば、図５の制動距離算出制御マップを参照して自車速Ｖから算出する。この制動力算出制御マップは、図５に示すように、横軸に車速Ｖを、縦軸に制動距離Ｌ_Bを夫々とり、自車速Ｖが０（零）から増加するときに、これに応じて制動距離Ｌ_Bも０（零）から増加すると共に、自車速Ｖに対する制動距離Ｌ_Bの増加率が、自車速Ｖが増加するほど急峻になるように設定されている。
【００１６】
次に移行するステップＳ６では、Ｘ_A軸及びＹ_A軸を基準として前記ステップＳ５で作成された自車用走行領域推定情報を前記ステップＳ３で演算された対象車両との方位θ_Aを基準にした座標系に座標変換して、他車用走行領域推定情報を作成する。すなわち、図６に示すように、原点Ａ₀と対象車両の中心点Ｂ₀とを結ぶ直線をＸ_A’軸とし、原点Ａ₀を通りＸ_A’軸と直行する直線をＹ_A’軸とすると共に、対象車両から見て前・右方向を正方向、後・左方向を負方向とする座標に自車用走行領域推定情報を座標変換する。したがって、自車用走行領域推定情報を構成する点Ａ₁（Ｘ_A1，Ｙ_A1）〜点Ａ₆（Ｘ_A6，Ｙ_A6）を、下記（３）式に従ってπ−θ_Aだけ反時計回りに回転させた点Ａ₁’（Ｘ_A1’，Ｙ_A1’）〜点Ａ₆’（Ｘ_A6’，Ｙ_A6’）を算出する。なお、ｉ＝１〜６である。
【００１７】
Ｘ_Ai’＝ cos（π−θ_A）・Ｘ_Ai＋sin（π−θ_A）・Ｙ_Ai
Ｙ_Ai’＝−sin（π−θ_A）・Ｘ_Ai＋cos（π−θ_A）・Ｙ_Ai ・・・（３）
次に移行するステップＳ７では、ステップＳ６で作成された他車用走行領域推定情報と、前記ステップＳ１で読込んだ自車の現在位置情報とを、対象車両に送信して、ステップＳ８に移行する。
【００１８】
ステップＳ８では、車両間通信装置６で受信する対象車両が作成した他車用走行領域推定情報、及び対象車両の現在位置情報を読込んでからステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、ステップＳ８で読込んだ対象車両の現在位置情報に基づいて受信した他車用走行領域推定情報が、どの車両から送信されたかを判別してからステップＳ１０に移行する。
【００１９】
ステップＳ１０では、前記ステップＳ８で読込んだ対象車両の作成した他車用走行領域推定情報を自車の走行座標系に座標変換する。ここで、対象車両が作成して送信した他車用走行領域推定情報は、図７に示すように、対象車両の中心点Ｂ₀と自車両の中心点Ａ₀とを結ぶ直線をＸ_B’軸とし、原点Ｂ₀を通りＸ_B’軸と直行する直線をＹ_B’軸とすると共に、自車両から見て前・右方向を正方向、後・左方向を負方向とする座標で構成されている。したがって、対象車両が作成して送信した他車用走行領域推定情報を構成する点Ｂ₁’（Ｘ_B1’，Ｙ_B1’）〜点Ｂ₆’（Ｘ_B6’，Ｙ_B6’）を、原点Ａ₀のＸ_A軸及びＹ_A軸上で、下記（４）式に従って、θ_Aだけ反時計回りに回転させると共に、前記ステップＳ３で演算されたＢ₀点に合わせた点Ｂ₁（Ｘ_A1，Ｙ_A1）〜点Ｂ₆（Ｘ_A6，Ｙ_A6）を算出する。なお、ｉ＝１〜６である。
【００２０】
Ｘ_Ai＝ cosθ_A・（Ｘ_Bi’＋Ｄ）＋sinθ_A・Ｙ_Bi’
Ｙ_Ai＝−sinθ_A・（Ｘ_Bi’−Ｄ）＋cosθ_A・Ｙ_Bi’ ・・・（４）
次に移行するステップＳ１１では、前記ステップＳ５で作成された自車用走行領域推定情報と、ステップＳ１０で変換された他車用走行領域推定情報とを重畳させて、両者の走行領域推定情報が重ならないときには、自車両と対対象車両とが接触する可能性はないと判断してステップＳ１２に移行して、警報装置８に対する警報信号を出力停止状態に制御してからタイマ割込み処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。一方、自車用走行領域推定情報と他車用走行領域推定情報とが重なるときには、自車両と対象車両とが接触する可能性があると判断して、ステップＳ１３に移行して警報装置８に対する警報信号を出力状態に制御してからタイマ割込み処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２１】
以上より、図１のスキャニングレーザレーダ１及び図２のステップＳ２〜ステップＳ６の処理が走行領域推定手段に対応し、図１の車両間通信装置６並びに図２のステップＳ７及びステップＳ８の処理が走行領域車両間伝送手段に対応し、図２のステップＳ９〜ステップＳ１１の処理が接触判定手段に対応している。そして、ステップＳ２及びステップＳ３の処理が対象車両検出手段に対応し、ステップＳ４及びステップＳ５の処理が自車用走行領域推定手段に対応し、ステップＳ６の処理が他車用走行領域推定手段に対応し、ステップＳ１０の処理が座標変換手段に対応している。
【００２２】
次に、上記一実施形態の動作を説明する。
今、自車両が走行状態にあるときにスキャニングレーザレーダ１で接触判断を行う対象車両を検出したとする。このとき、スキャニングレーザレーダ１の検出信号に基づいて対象車両との相対位置マップを作成し（ステップＳ２）、この相対位置マップに基づいて対象車両の中心点Ｂ₀を算出して、この中心点Ｂ₀と原点Ａ₀との方位θ_A及び距離Ｄを演算する（ステップＳ３）。
【００２３】
次に、自車両の旋回半径Ｒを算出することにより（ステップＳ４）、自車進路を予測し、Ｘ_A軸及びＹ_A軸を基準とする自車用走行領域推定情報を作成する（ステップＳ５）。このとき、自車用走行領域推定情報は制動距離Ｌ_Bに基づいて作成されるので、自車速Ｖが高いほど制動距離Ｌ_Bも伸び、その走行領域も増加することになる。
【００２４】
この自車用走行領域推定情報は、自車両の中心点Ａ₀を原点とし、自車両の前後方向及び左右方向を座標軸にとって作成されているので、これを対象車両との相対位置を基準とする座標系に座標変換したものを車両間で相互に提供することで、接触判断を行おうとする対象車両の走行領域を正確に把握できる。
そこで、自車用走行領域推定情報を、対象車両との相対位置を基準とする原点Ａ₀、並びにＸ_A’軸及びＹ_A’軸上の座標系に座標変換して他車用走行領域推定情報を作成する（ステップＳ６）。すなわち、走行領域を構成する点Ａ₁〜点Ａ₆を、原点Ａ₀を回転軸としてπ−θ_Aだけ反時計回りに回転させた位置の点Ａ₁’〜点Ａ₆’が、対象車両との相対位置を基準とする他車用走行領域推定情報となる。
【００２５】
それから、算出された他車用走行領域推定情報と全地球測位システム５で検出された自車両の現在位置情報とを車両間送受信装置６により車両間で送受信する（ステップＳ７及びステップＳ８）。
先ず、対象車両の現在位置情報に基づいて、どの車両から送信された他車用走行領域推定情報であるかを判別することにより（ステップＳ９）、対象車両が複数存在するときでも、各対象車両間で送受信される他車用走行領域推定情報を適正に処理することができる。
【００２６】
そして、受信した他車用走行領域推定情報は、対象車両との相対位置を基準とした座標系で得られるものの、自車用走行領域推定情報とは原点及び座標軸が異なるため、これを原点Ａ₀のＸ_A軸及びＹ_A軸で構成される座標系に座標変換する（ステップＳ１０）。
こうして、座標変換された他車用走行領域推定情報と、自車用走行領域推定情報とを同じ座標上に重畳させることで、両者の接触判断を行うことが可能となる（ステップＳ１１）。このとき、自車両と対象車両とが接触する可能性があると判断されるときには、警報を報知して運転者の注意を喚起するので、運転者は直ちに制動操作に移行することができる。
【００２７】
このように、各車両が各々自車用走行領域推定情報及び他車用走行領域推定情報を作成し、作成した他車用走行領域推定情報を車両間で送受信して、受信した他車用走行領域推定情報と、自車用走行領域推定情報とを照合することにより、両者が接触するか否かを判断するように構成されているので、接触判断を行う対象車両の走行領域を正確に把握して、接触判断を的確に行うことができる。
【００２８】
なお、上記一実施形態では、スキャニングレーザレーダ１により自車両と対象車両との相対位置を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、全地球測位システム５で検出される現在位置情報を車両間で送受信することにより相互の相対位置を検出したり、各車両に備えた発信機の信号を検出して車両間の相対位置を検出したりしてもよく、要は、自車両に対する対象車両の方位及び距離を得ることができれば如何なる手段を用いてもよい。
【００２９】
また、自車用走行領域推定情報を対象車両との相対位置に基づく座標系に座標変換して他車用走行領域推定情報を作成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、自車用走行領域推定情報と対象車両の方位θ_Bとを車両間で送受信することにより対象車両の走行領域を把握してもよい。
また、自車両が他の車両の接触する可能性があると判断されるときに、単に警報音を発する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、警報音と共に、接触する可能性がると判断された対象車両と自車両との相対位置をディスプレイに表示してもよい。
【００３０】
また、自車速Ｖを自動変速機３の出力側の回転速度から検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、各車輪に車輪速センサを設けて、各車輪速の平均値を求めて算出したり、アンチロックブレーキ制御装置を搭載した車両であれば、このアンチロックブレーキ制御装置が有する車体速度演算手段で演算された値を使用したりしてもよい。
【００３１】
以上のように、上記一実施形態によれば、スキャニングレーザレーダ１及び図２のステップＳ２〜ステップＳ６の処理で、自車の走行条件に基づいて自車の走行領域を推定して自車用走行領域推定情報及び他車用走行領域推定情報を作成し、車両間通信装置６並びに図２のステップＳ７及びステップＳ８の処理で、他車用走行領域推定情報を他車に送信すると共に、他車から送信される他車用走行領域推定情報を受信し、図２のステップＳ９〜ステップＳ１１の処理で、自ら作成した自車用走行領域推定情報と受信して得た他車用走行領域情報とを照合して両者が接触するか否かを判定するように構成されているので、自車両と接触するか否かの判断を行う対象車両の走行領域を正確に把握して、接触判断を的確に行うことができるという効果が得られる。
【００３２】
また、ステップＳ２及びステップＳ３の処理で、走行領域の送受信を行う対象車両との相対位置を検出し、ステップＳ４及びステップＳ５の処理で、自車の走行条件に基づいて自車用走行領域推定情報を作成し、ステップＳ６の処理で、自車用走行領域推定情報を対象車両との相対位置に基づく座標系に座標変換して他車用走行領域推定情報を作成するように構成されているので、他車用走行領域推定情報を容易に作成することができるという効果が得られる。
【００３３】
また、ステップＳ１０の処理で、受信した他車用走行領域推定情報を自車の走行座標系に座標変換して、この座標変換した他車用走行領域推定情報と、自ら作成した自車用走行領域推定情報とを重畳させて両者が接触するか否かの判定を行うように構成されているので、他車用走行領域推定情報と自車用走行領域推定情報とを容易に重畳させて両者の接触判断を行うことができるという効果が得られる。
【００３４】
さらに、ステップＳ２及びステップＳ３の処理は、前方の対象車両の進行方向に対する角度及び距離を検出可能に構成されているので、受信した他車用走行領域推定情報を自車の走行座標系に正確に座標変換することができるという効果が得られる。
さらに、ステップＳ２及びステップＳ３の処理は、車両の前端側に配設された前方の対象車両を走査するスキャニングレーザレーダ１の検出結果に基づいて行われるので、自車両に対する対象車両の方位及び距離を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００３５】
さらに、自車両の現在位置を検出する全地球測位システム５を有し、図２のステップＳ７及びステップＳ８の処理は、全地球測位システム５で検出した現在位置情報を他車用走行領域情報と共に送信するように構成され、ステップＳ９〜ステップＳ１１の処理は、受信した他車両の現在位置情報に基づいて対象車両であるか否かを判別するように構成されているので、接触判断を行う対象車両が複数存在する場合でも、各対象車両間で送受信される他車用走行領域推定情報を適正に処理することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における概略構成図である。
【図２】接触判断処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】相対位置マップである。
【図４】自車用走行領域推定情報を作成する説明図である。
【図５】制動距離算出制御マップである。
【図６】他車用走行領域推定情報を作成する説明図である。
【図７】他車用走行領域推定情報と自車用走行領域推定情報を照合するときの説明図である。
【符号の説明】
１スキャニングレーザレーダ
２車速センサ
３操舵角センサ
４ヨーレートセンサ
５全地球測位システム
６車両間通信装置
７コントローラ
８警報装置

Claims

各車両が各々自己の走行領域を自車の走行条件に基づいて推定し、推定した自車の走行領域を車両間で送受信して、自車両の走行領域と受信した他の車両の走行領域とに基づいて接触するか否かを判断することを特徴とする車両用接触判断装置。
自車の走行条件に基づいて自車の走行領域を推定して自車用走行領域推定情報及び他車用走行領域推定情報を作成する走行領域推定手段と、該走行領域推定手段で作成した他車用走行領域推定情報を他車に送信すると共に、他車から送信される他車用走行領域推定情報を受信する走行領域車両間伝送手段と、前記走行領域推定手段で作成した自車用走行領域推定情報と前記走行領域車両間伝送手段で受信した他車用走行領域情報とを照合して両者が接触するか否かを判定する接触判定手段とを備えたことを特徴とする車両用接触判断装置。
前記走行領域推定手段は、走行領域の送受信を行う対象車両との相対位置を検出する対象車両検出手段と、自車の走行条件に基づいて自車用走行領域推定情報を作成する自車用走行領域推定手段と、該自車用走行領域推定手段で作成した自車用走行領域推定情報を前記対象車両検出手段で検出した相対位置に基づく座標系に座標変換して他車用走行領域推定情報を作成する他車用走行領域推定手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両用接触判断装置。
前記接触判定手段は、前記走行領域車両間伝送手段で受信した他車用走行領域推定情報を自車の走行座標系に座標変換する座標変換手段を備え、該座標変換手段で座標変換した他車用走行領域推定情報と、前記走行領域推定手段で作成した自車用走行領域推定情報とを重畳させて接触するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用接触判断装置。
前記対象車両検出手段は、車両の前端側に配設され前方の対象車両の進行方向に対する角度及び距離を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用接触判断装置。
前記対象車両検出手段は、車両の前端側に配設された前方の対象車両を走査するスキャニングレーダで構成されていることを特徴とする請求項５記載の車両用接触判断装置。
自車両の現在位置を検出する現在位置検出手段を有し、前記走行領域車両間伝送手段は、前記現在位置検出手段で検出した現在位置情報を他車用走行領域情報と共に送信するように構成され、前記接触判定手段は、前記走行領域車両間伝送手段で受信した他車両の現在位置情報に基づいて対象車両であるか否かを判別するようにしたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の車両用接触判断装置。