JP2004227122A - 衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の進行方向を考慮して、車両と対象物との衝突判定を補正し、同判定の精度を向上させた衝突判定装置を提供すること。
【解決手段】衝突判定装置のＥＣＵ１０は、レーダ１４および画像センサ１５を利用して、車両の進路上に存在する対象物を検出する。また、ＥＣＵ１０は、車両の進行方向を画像センサ１５から出力される画像データに基づいて計算し、車両が通過するカーブ半径Ｒを決定する。また、ＥＣＵ１０は、レーダ１４を利用して、車両の中心線に対する対象物のオフセット量すなわち相対横位置Ｘを検出する。続いて、ＥＣＵ１０は、検出された対象物までの距離Ｌと決定されたカーブ半径Ｒとから、相対横位置Ｘを補正するための補正量を決定する。そして、ＥＣＵ１０は、相対横位置Ｘを決定された補正量により補正し、同補正した相対距離Ｘを利用して、車両と対象物との衝突を判定する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両と衝突対象物とが衝突するか否かを判定する衝突判定装置、特に、車両の進行方向に基づいて衝突判定する衝突判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、特許文献１に示すように、車両用衝突制御装置は知られている。この従来の車両用衝突制御装置においては、車両に搭載されたレーダやカメラを利用して、自車両に衝突する可能性のある対象物との距離や相対速度などを検出する。そして、これらの検出した各値に基づいて、自車両が対象物と衝突する可能性が大きい状態すなわち緊急状態であるか否かを判定するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９５１３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用衝突制御装置においては、緊急状態の判定すなわち衝突判定が、予め設定された判定基準に基づいて判定される。このため、例えば、車両の運転手が、対象物との衝突を避けるために操舵装置を操作して、衝突が回避できる場合であっても、車両と対象物とが衝突すると判定される場合がある。したがって、車両の進行方向を考慮して、精度よく、かつ、確実に衝突判定が行われることが望まれている。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両の進行方向を考慮して、車両と対象物との衝突判定を補正し、同判定の精度を向上させた衝突判定装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の特徴は、自車両の進路上に存在する衝突対象物を検出する衝突対象物検出手段を備えて、前記自車両の走行に伴って前記検出された衝突対象物と前記自車両とが衝突するか否かを判定する衝突判定装置において、自車両の進行方向を検出する進行方向検出手段と、前記進行方向検出手段によって検出された前記自車両の進行方向に基づいて、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物と前記自車両が走行するために必要な領域とが重なる部分の距離を補正する補正手段とを備えたことにある。この場合、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物と前記自車両が走行するために必要な領域とが重なる部分の距離は、前記自車両の進行方向に一致する方向に延出する自車両の中心線に対する前記衝突対象物のオフセット量に基づいて決定されるとよい。
【０００７】
これによれば、補正手段は、自車両の進行方向に基づいて、衝突対象物と自車両が走行するために必要な領域（自レーン）とが重なった部分の距離すなわち衝突対象物の自レーンに入り込んでいる距離を補正するための補正量を計算する。
そして、衝突判定装置は、補正手段によって計算された補正量によって補正された距離を利用して、衝突対象物と自車両との衝突を判定することができる。このため、衝突判定装置は、衝突対象物と自レーンとが重なった部分を、より正確にすべく補正して利用することができて、衝突の判定精度を向上することができる。
【０００８】
また、衝突対象物と自車両が走行するために必要な領域（自レーン）とが重なった部分の距離を、自車両の中心線に対する衝突対象物のオフセット量に基づいて決定することができる。このため、前記重なった部分の距離を正確に決定することができる。すなわち、オフセット量は、既知である自車両の中心線と検出された衝突対象物の特定部分（例えば、自車両の中心線に対向する面）とから正確に決定される。また、自レーンは、車両の大きさや車速に応じて予め設定された幅を有している。このため、正確に決定されたオフセット量と予め設定された自レーンの幅とを比較することにより、前記重なった部分の距離を正確に決定することができる。したがって、これによっても、衝突判定装置は、衝突対象物と自車両との衝突を精度よく判定することができる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、前記進行方向検出手段によって検出される前記自車両の進行方向が、前記自車両が通過しているカーブの半径で表されることにある。また、本発明の他の特徴は、前記進行方向検出手段が、前記自車両の進路の状況を画像として検出する画像検出手段を含んで構成されており、前記自車両の進行方向が、前記画像検出手段から出力された画像データに基づいて計算されることにある。さらに、本発明の他の特徴は、前記進行方向検出手段が、前記自車両の旋回状態を検出するヨーレートセンサまたは前記自車両の操舵角を検出する舵角センサのうちの少なくとも一つを含んで構成されており、前記自車両の進行方向が、前記ヨーレートセンサまたは舵角センサのうちの少なくとも一つから出力されたデータに基づいて推定されることにもある。
【００１０】
これらによれば、自車両の進行方向を自車両が通過するカーブの半径で表すことができる。このように、進行方向をカーブの半径で表すことにより、比較的容易にかつ正確に自車両の進行方向を決定することができる。また、車両が通過するカーブの半径を、画像検出手段から出力された画像データ、例えば、道路の曲がり具合を撮影した画像データなどに基づいて計算することができる。これにより、正確にカーブの半径を決定することができる。
【００１１】
さらに、自車両が通過するカーブの半径は、ヨーレートセンサまたは舵角センサのうちの少なくとも一つから出力されたデータ（ヨーレートまたは操舵角）に基づいて推定することができる。これにより、高価な画像検出手段が車両に搭載されていなくても、比較的安価な装置（センサ）によって、カーブの半径を容易に推定することができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記補正手段によって計算される補正量は、前記自車両と前記衝突対象物との距離が大きくなるにつれて大きくなり、かつ、前記自車両が通過しているカーブの半径が大きくなるにつれて小さくなる補正量としたことにある。
【００１３】
これによれば、自車両と衝突対象物間の距離と、カーブの半径の大きさに基づいて、適切な補正量を計算することができる。すなわち、自車両が衝突対象物との衝突を回避するために一定のカーブ半径にて旋回走行している場合においては、自車両が旋回走行を開始するときの自車両と衝突対象物間の距離が大きければ、自車両は衝突対象物から遠ざかる（または近づく）方向へより多く移動する。
また、自車両が衝突対象物との衝突を回避するためのカーブ半径が小さくなるほど、自車両は衝突対象物から遠ざかる（または近づく）方向へより多く移動する。このように、自車両と衝突対象物間の距離とカーブの半径の大きさに依存して、自車両と衝突対象物との位置関係が変化する。したがって、これらの関係を補正量に反映させることにより、衝突対象物と自車両が走行するために必要な領域とが重なった部分の距離を正確に補正することができて、衝突判定の精度を向上することができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両の走行するために必要な領域と重なる部分を有して存在する確からしさを判定する存在判定手段と、前記存在判定手段によって判定された衝突対象物の存在の確からしさが所定の確からしさを満たす衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことにある。これによれば、確実に自車両の走行するために必要な領域と重なる部分を有して存在する衝突対象物のみを選択し、この選択した衝突対象物と自車両との衝突を判定することができる。このため、衝突する可能性が高い衝突対象物のみを選択することができて、無駄な衝突判定を防止することができる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両に接近する接近速度を計算する接近速度計算手段と、前記接近速度計算手段によって計算された接近速度が所定の接近速度以上の衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことにある。これによれば、自車両に所定の接近速度以上で接近するする衝突対象物のみを選択し、この選択した衝突対象物と自車両との衝突を判定することができる。このため、衝突する可能性が高い衝突対象物のみを選択することができて、無駄な衝突判定を防止することができる。
【００１６】
また、本発明の他の特徴は、前記衝突対象物検出手段によって検出された前記衝突対象物と前記自車両との間の距離と、前記接近速度計算手段によって計算される接近速度に応じて変更可能であって、前記自車両が前記衝突対象物との衝突を回避するために必要な所定距離とを比較する距離比較判定手段を備えたことにある。これによれば、衝突対象物の接近速度に応じて、衝突を回避するために必要な所定距離が変更され、この所定距離に基づいて、衝突判定することができる。このため、衝突対象物が接近する状況すなわち接近速度に対応して衝突判定することができて、より正確に衝突判定することができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴は、前記自車両の車速を検出するとともに同検出された前記自車両の車速が所定の車速以上であるか否かを判定する車速判定手段を備えたことにある。これによれば、自車両の車速が所定の車速以上の場合にのみ、衝突判定するため、無駄な衝突判定を防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明の他の特徴は、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両を基準として相対的に移動する方向を検出する移動方向検出手段と、前記移動方向検出手段によって検出された前記衝突対象物の移動方向が前記自車両に接近する方向であるか否かを判定する移動方向判定手段と、前記移動方向判定手段によって移動方向が前記自車両に接近する方向であると判定された衝突対象物のうち、所定の条件を満たす衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことにある。
【００１９】
これによれば、自車両の走行に伴って、相対的に接近する方向に移動する衝突対象物のみを選択し、この選択した衝突対象物と自車両との衝突を判定することができる。このため、衝突する可能性が高い衝突対象物のみを選択することができて、無駄な衝突判定を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る衝突判定装置の全体を概略的に示すブロック図である。この衝突判定装置は、電子制御ユニット１０の車両衝突判定に基づいて、乗員保護装置２０を作動させるようになっている。
【００２１】
電子制御ユニット１０（以下の説明において、単にＥＣＵ１０という）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。そして、ＥＣＵ１０は、各センサおよび装置から供給された各信号を取得して、図２のプログラムの実行する。このため、ＥＣＵ１０には、車速センサ１１、舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１３、レーダ１４が接続されている。車速センサ１１は、車速に応じた周期でパルス信号を出力する。ＥＣＵ１０は、車速センサ１１から出力されて供給されたパルス信号に基づいて、車速Ｖを検出する。
【００２２】
舵角センサ１２は、前輪の操舵角に応じた信号を出力する。ＥＣＵ１０は、舵角センサ１２から出力されて供給された信号に基づいて、前輪の操舵角δを検出する。ヨーレートセンサ１３は、車両の重心周りの回転角速度に応じた信号を出力する。ＥＣＵ１０は、ヨーレートセンサ１３から出力されて供給された信号に基づいて、車両のヨーレートγを検出する。
【００２３】
レーダ１４は、ミリ波や赤外線を利用したレーダ装置によって構成されており、車両の前方にあって車両の水平方向に存在する対象物までの距離Ｌ、相対速度ＶＲおよび物体の方向に応じた信号を出力する。レーダ装置は、車両の前端部（例えば、フロントグリル付近）に組み付けられており、所定のビーム角の広がりを持って、ミリ波や赤外線を送受信するようになっている。
【００２４】
また、ＥＣＵ１０には、車両前方の道路状況（例えば、道路の曲がり具合、対象物の有無、対象物の形状など）を画像として認識するための画像センサ１５が接続されている。画像センサ１５は、例えば、車両両側に設けられたアウターミラーに取り付けられており、車両前方の画像を撮影し、同撮影された画像を画像処理した結果を表す画像データをＥＣＵ１０に出力する。なお、画像センサ１５の近傍には、赤外線投光器が配設されており、車両が暗所を走行する際にも、確実に車両前方を撮影することができるようになっている。さらに、ＥＣＵ１０には、運転者に対して車両が衝突する可能性を知らせるインジケータ１６が接続されている。
【００２５】
乗員保護装置２０は、車両衝突時に乗員に与えるダメージを軽減するための装置である。この乗員保護装置２０としては、例えば、衝突時に乗員の前方への移動を防止する装置、エアバック作動時の衝撃吸収効率を適正化する装置、衝撃エネルギーの吸収荷重を変更する装置、操作ペダルを移動する装置や乗員保護装置２０および車両の走行状態制御装置以外の装置への電源供給を遮断する遮断回路などがある。なお、これらの乗員保護装置２０を構成する各装置は、車両の衝突直前または衝突直後に作動するものであり、本発明とは直接関係しない。したがって、本明細書において、これら各装置の作動の詳細な説明は省略するが、以下に簡単に説明しておく。
【００２６】
衝突時の乗員の前方への移動を防止する装置としては、例えば、シートベルトの巻き取り装置がある。このシートベルト巻き取り装置は、車両が対象物に衝突した際に、慣性によって乗員が前方へ移動することを防止する。すなわち、シートベルト巻き取り装置は、車両の衝突を検出すると、シートベルトを巻き取るとともに巻き取った位置でロックし、シートベルトが引き出されることを防止するようになっている。なお、この機能を実現するために、シートベルトを電動モータまたは圧縮ガスを利用して巻き取りロックする装置が実施されている。
【００２７】
エアバック作動時の衝撃吸収効率を適正化する装置としては、例えば、乗員のシートベルト装着の有無あるいは乗員の体格（体重）に応じて、ステアリングコラムを移動させるコラム移動装置がある。このコラム移動装置は、乗車した乗員とステアリングとの距離を、エアバックの展開に必要な距離として効率よく衝撃を吸収するために、ステアリングコラムを移動させるようになっている。なお、この機能を実現するために、ステアリングコラムの角度を変更する装置、ステアリングと乗員との距離を変更する装置あるいはシートを前後方向に移動させる装置などが実施されている。
【００２８】
衝撃エネルギーの吸収荷重を変更する装置としては、例えば、ステアリングコラムの変形に伴うエネルギー吸収によって、運転者の操舵ハンドルへの衝突を緩和する衝撃エネルギー吸収装置がある。この衝撃エネルギー吸収装置は、車両衝突に伴って、運転者がステアリングに衝突しても、衝突に伴い生じた衝撃エネルギーをステアリングコラムの変形に伴うエネルギー吸収によって的確に緩和するようになっている。なお、この機能を実現するために、例えば、ステアリングコラムの外周面方向から円錐状のピンを挿入し、所定量挿入されたピンがステアリングコラムの外周面を裂きながら相対移動するときの変形抵抗を利用する衝撃エネルギー吸収装置などが実施されている。
【００２９】
操作ペダルを移動する装置としては、例えば、車両衝突時に、操作ペダルを車両前方へ移動させるペダル移動装置がある。このペダル移動装置は、車両衝突を検出すると、慣性によって投げ出される運転者の脚部と操作ペダル（例えば、アクセルペダル、ブレーキペダルなど）との衝突を回避するために、操作ペダルを車両前方へ移動させるようになっている。なお、この機能を実現するために、例えば、電動モータの駆動力によって操作ペダルを移動させたり、アクセルペダルとブレーキペダルとの移動タイミングを変更して移動させるペダル移動装置などが実施されている。
【００３０】
乗員保護装置２０および車両の走行状態制御装置以外の装置への電源供給を遮断する遮断回路は、上記の乗員保護装置２０や車両走行制御装置（例えば、ＡＢＳや車両安定制御装置など）に、優先的に電源を供給するために、その他の装置への電源供給を遮断する遮断回路である。すなわち、遮断回路は、車両衝突や衝突回避に必要でない装置、例えば、オーディオ装置などへの電源供給を遮断する。
【００３１】
次に、上記のように構成した第１実施形態に係る車両判定制御装置の作動を説明すると、図示しないイグニッションスイッチの投入により、ＥＣＵ１０は、図２の衝突予測プログラムを所定の時間ごとに繰り返し実行し始める。この衝突予測プログラムの実行はステップ１００にて開始され、ステップ１０２にて車速センサ１１によって検出された車速Ｖを入力して、同車速Ｖが所定の車速Ｖｏ以上であるか否かを判定することにより、車両が走行状態にあるか否かを判定する。
車速Ｖが所定の車速Ｖｏ未満であれば、ステップ１０２にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１８に進み、プログラムの実行を一旦終了する。
【００３２】
一方、車両が走行を開始して、ステップ１０２にて「Ｙｅｓ」すなわち車速Ｖが所定の車速Ｖｏ以上であると判定すると、ＥＣＵ１０は、ステップ１０４以降の処理を実行する。ステップ１０４においては、ＥＣＵ１０は、レーダ１４からの出力に基づいて、車両前端から対象物までの距離Ｌを検出するとともに同検出した値を入力し、今回のプログラムの実行による入力距離を表す今回距離Ｌｎｅｗとして設定する。次に、ステップ１０６にて、ＥＣＵ１０は、レーダ１４からの出力に基づいて、車両と対象物との相対速度ＶＲを検出するとともに同検出した値を入力し、今回のプログラムの実行による入力相対速度を表す今回相対速度ＶＲｎｅｗとして設定する。
【００３３】
次に、ステップ１０８において、前記ステップ１０６にて入力した今回相対速度ＶＲｎｅｗが正であるか否かを判定する。今回相対速度ＶＲｎｅｗが正でなければ、ステップ１０８にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１８に進み、プログラムの実行を一旦終了する。これは、今回相対速度ＶＲｎｅｗが正でないことは車両の前端部から対象物までの距離Ｌが変化しないまたは増加していることを意味し、この場合には車両が対象物に衝突する可能性がないので、衝突予測する必要がないからである。
【００３４】
一方、今回相対速度ＶＲｎｅｗが正であれば、ステップ１０８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１１０に進む。ステップ１１０においては、ＥＣＵ１０は、図３に示すように、車両の中心軸と対象物の側面との間のオフセット量Ｘ（以下、このオフセット量Ｘを相対横位置Ｘという）を検出する。
【００３５】
具体的に説明すると、ＥＣＵ１０は、画像センサ１５から出力された画像データに基づいて、対象物の形状を認識するとともに、対象物の車両中心軸に対向する側面であって最も中心軸に近接している部分を認識する。続いて、ＥＣＵ１０は、レーダ１４からの出力を利用して、前記認識した車両中心軸に最も近接した部分までの距離と方向とを検出する。そして、ＥＣＵ１０は、検出した距離および方向から、車両の中心軸と前記認識した部分との間の相対横位置Ｘを検出する。
【００３６】
このように、ＥＣＵ１０は、相対横位置Ｘを検出すると、ステップ１１２に進み、前記検出した相対横位置Ｘを所定の補正量を用いて補正して、車両の中心軸から所定距離ΔＷ内に対象物が存在しているか否かを判定する。以下、これを具体的に説明する。
【００３７】
まず、相対横位置Ｘの補正量について説明する。前記ステップ１１０にて検出された相対横位置Ｘは、今回プログラムが実行された瞬間における相対横位置Ｘであるため、車両が対象物に対して直進して接近すると仮定した場合の相対横位置Ｘである。しかしながら、図３に示すように、対象物との衝突を回避するために、車両がカーブ半径Ｒでカーブしながら走行している場合には、車両が対象物に対して直進して接近しないため、検出された相対横位置Ｘと実際の相対横位置Ｘとは異なる場合がある。このため、ステップ１１２においては、検出された相対横位置Ｘをカーブ半径Ｒと対象物までの距離Ｌとを用いて補正する。
【００３８】
ここで、カーブ半径Ｒは、画像センサ１５から出力された画像データに基づいて、決定される。すなわち、画像センサ１５は、車両前方の道路状況（道路の曲がり具合）を撮影し、同撮影した道路状況を画像データとしてＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、出力された画像データを取得するとともに、同画像データに基づいて、車両の進行方向すなわちカーブ半径Ｒを決定する。なお、カーブ半径Ｒは、舵角センサ１２およびヨーレートセンサ１３から出力された信号に基づいて、推定してもよい。すなわち、ＥＣＵ１０は、舵角センサ１２およびヨーレートセンサ１３から出力された信号に基づいて、操舵角δおよびヨーレートγを検出する。そして、ＥＣＵ１０は、検出した操舵角δおよびヨーレートγから、車両が走行しているカーブ半径Ｒを推定する。
【００３９】
今、車両が対象物を回避するために、図３にて左回りに、短時間においてカーブ半径Ｒの円運動をしたとする。この場合の車両の旋回角度をθとし、車両が対象物方向（図３の紙面上方）へ距離Ｌだけ進んだとすると、車両の旋回角度θ、距離Ｌおよびカーブ半径Ｒの関係は、θ＝Ｌ／Ｒと近似することができる。このとき、車両は、対象物から遠ざかる方向へカーブ半径Ｒの円周上を走行したため、旋回角度θで現地点から対象物方向成分として距離Ｌだけ走行すると、対象物から離れる方向すなわちカーブの中心方向（図３の紙面左方）へ所定量だけ移動する。このため、相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜は、増加する。ここで、相対横位置Ｘは、図３の紙面左方を正とする値である。
【００４０】
また、車両が対象物に接近する方向（図３にて右方向）に、短時間においてカーブ半径Ｒの円運動した場合においても、上記左回りと同様に、対象物方向成分として距離Ｌだけ進んだときの車両の旋回角度θ、距離Ｌおよびカーブ半径Ｒの関係は、θ＝Ｌ／Ｒと近似することができる。このとき、車両は、カーブ半径Ｒの円周上を走行したため、旋回角度θで現地点から対象物方向成分として距離Ｌだけ走行すると、対象物に接近する方向すなわちカーブの中心方向（図３の紙面右方）へ所定量だけ移動する。このため、相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜は減少し、さらに、カーブ中心方向への移動量が大きい場合には、相対横位置Ｘ（図３において、対象物の右側側面と車両中心軸との間の相対横位置Ｘ）の絶対値｜Ｘ｜が増加する。
【００４１】
このように、車両がカーブ半径Ｒにて円運動すると、カーブの中心方向へ移動し、相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜は増加または減少する。この相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜の増減する量が、相対横位置Ｘの補正量となる。一方、車両が対象物方向へ微小距離ΔＬだけ旋回角度θおよびカーブ半径Ｒで走行すると、相対横位置Ｘの微小量ΔＸは、ΔＸ＝ΔＬ・θだけ変化する。したがって、この補正量は、距離の関数で表される旋回角度θ（Ｌ／Ｒ）を距離Ｌによって積分することにより求めることができて、Ｌ^２／２Ｒと表すことができる。これにより、相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜は、以下に示す数１のように補正される。
【００４２】
【数１】

【００４３】
ここで、カーブ半径Ｒは、舵角センサ１２から出力された信号に基づいて検出された操舵角δ、ヨーレートセンサ１３から出力された信号に基づいて検出されたヨーレートγを利用して推定することができる。または、画像センサ１５から出力された画像データからカーブＲを確定することができる。また、カーブ半径Ｒは、車両の左旋回時（図３の状態）を負とし、車両の右旋回時を正とする。
【００４４】
次に、所定距離ΔＷについて説明する。所定距離ΔＷは、車両が対象物と衝突することなく走行するために必要な予め設定されている領域の幅（自レーン）の１／２として決定される。この場合、ＥＣＵ１０内には、図４に示すように、相対速度ＶＲが大きいときは、大きな値となる関係にある所定距離ΔＷを相対速度ＶＲに対応させて記憶した所定距離マップが用意されている。これは、相対速度ＶＲが大きい場合には、車両と対象物とが接近する時間が短く、衝突を回避するための所定距離ΔＷを大きくする必要があるからである。そして、ＥＣＵ１０は、所定距離マップを参照することにより、相対速度ＶＲに対応した所定距離ΔＷを決定する。
【００４５】
なお、所定距離ΔＷについては、上記説明のように自レーンの１／２として決定する以外に、カーブ半径Ｒ（詳しくは、カーブ半径Ｒの絶対値｜Ｒ｜であり、以下同じ）の大きさに応じて変化させることも可能である。これは、車両が走行するカーブ半径の大きさによって、補正量も変化するからである。このため、カーブ半径Ｒが大きいすなわち補正量が小さい場合には上記説明と同様に所定距離ΔＷを自レーンの１／２として決定し、カーブ半径Ｒが小さいすなわち補正量が大きい場合には、カーブ半径Ｒに応じて変化する変数を所定距離ΔＷに乗じて決定するようにすることも可能である。
【００４６】
なお、所定距離ΔＷは、上記説明のように、自レーンの１／２のように予め設定された値に基づいて決定されることに限定されることなく、例えば、相対横位置Ｘ、カーブ半径Ｒおよび相対速度ＶＲから所定距離ΔＷを演算して決定することも可能である。
【００４７】
以上のように説明した補正量Ｌ^２／２Ｒと所定距離ΔＷとを用いて、ＥＣＵ１０は、相対横位置Ｘの絶対値を補正し、所定距離ΔＷ内に対象物が存在しているか否かを判定する。補正後の相対横位置Ｘの絶対値が所定距離ΔＷよりも大きければ、対象物が自レーン内に存在しておらず、ＥＣＵ１０は「Ｎｏ」と判定してステップ１１８に進む。そして、ステップ１１８にて、プログラムの実行を一旦終了する。一方、補正後の相対横位置Ｘの絶対値が所定距離ΔＷよりも小さければ、対象物が自レーン内に存在しており、ＥＣＵ１０は「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１１４に進む。
【００４８】
ステップ１１４においては、ＥＣＵ１０は、所定時間Ｔｃと今回相対速度ＶＲｎｅｗとを乗じて計算される距離と今回距離Ｌｎｅｗとを比較して、所定距離ΔＷ内に存在する対象物と車両とが衝突するか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ１０は、所定時間Ｔｃと今回相対速度ＶＲｎｅｗとを乗算して車両の移動距離を予測し、同予測移動距離と今回距離Ｌｎｅｗとの比較に基づいて車両と対象物との衝突を予測する。そして、ＥＣＵ１０は、予測移動距離よりも今回距離Ｌｎｅｗが大きければ、「Ｎｏ」と判定してステップ１１８に進み、プログラムの実行を一旦終了する。一方、予測移動距離よりも今回距離Ｌｎｅｗが小さければ、「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１１６に進む。なお、所定時間Ｔｃは、衝突回避に必要な時間に基づいて予め定められており、種々の値を有する。
【００４９】
ステップ１１６においては、ＥＣＵ１０は、インジケータ１６を点灯させるとともに乗員保護装置２０を作動させる。すなわち、ＥＣＵ１０は、所定時間Ｔｃに応じて、例えば、ＡＢＳやＴＲＣを作動させて車両の走行状態を制御して衝突を回避するように制御したり、ペダル移動装置の作動、遮断回路の作動などを制御し、衝突による乗員へのダメージを軽減するように乗員保護装置２０を作動させる。ステップ１１６の処理後、ＥＣＵ１０は、ステップ１１８に進み、プログラムの実行を一旦終了する。
【００５０】
以上の説明からも理解することができるように、この第１実施形態によれば、車両の進行方向に基づいて、対象物と自レーンとが重なった部分の距離すなわち衝突対象物の自レーンに入り込んでいる距離を数１によって補正して計算することができる。そして、衝突判定装置は、補正された距離を利用して、対象物と車両との衝突を判定することができる。このため、衝突判定装置は、対象物と自レーンとが重なった部分を、より正確にすべく補正して利用することができて、衝突の判定精度を向上することができる。
【００５１】
また、衝突対象物と自レーンとが重なった部分の距離を、車両の中心線に対する対象物のオフセット量（相対横位置Ｘ）に基づいて決定することができる。このため、前記重なった部分の距離を正確に決定することができる。すなわち、相対横位置Ｘは、既知である車両の中心線と画像センサ１５によって検出された対象物の側面とから正確に決定される。また、自レーンは、車両の車速に応じて予め設定された幅を有している。このため、正確に決定された相対横位置Ｘと予め設定された自レーンの幅とを比較することにより、前記重なった部分の距離を正確に決定することができる。したがって、これによっても、衝突判定装置は、衝突対象物と自車両との衝突を精度よく判定することができる。
【００５２】
また、画像センサ１５から出力された車両前方の道路状況の画像データに基づいて、車両が通過するカーブ半径Ｒを決定することができる。これにより、正確にカーブの半径を決定することができる。また、カーブ半径Ｒを、舵角センサ１２およびヨーレートセンサ１３から出力される信号に基づいて、推定することができる。これによれば、比較的安価な装置（センサ）によって、カーブ半径Ｒを容易に推定することができる。
【００５３】
上記第１実施形態においては、検出された対象物が自レーン内に確かに存在していることを前提として衝突予測プログラムを実行して、車両と対象物との衝突を予測するようにした。しかしながら、対象物が移動することによって、自レーン内に存在しなくなる場合もある。したがって、自レーン内に対象物が存在している確からしさを考慮して、衝突予測プログラムを実行することも可能である。以下に、この第２実施形態について詳細に説明する。
【００５４】
この第２実施形態に係る衝突予測プログラムは、図２に示した第１実施形態の衝突予測プログラムに対して、図５に示すように、ステップ１５０，１５２および１５４が追加されている。なお、上記第１実施形態と同一部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５５】
ステップ１５０においては、ＥＣＵ１０がレーダ１４および画像センサ１５から出力された信号を取得して、対象物を検出し続けているか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ１０は、レーダ１４および画像センサ１５から信号を取得することができず、対象物が検出できなければ「Ｎｏ」と判定してステップ１１８に進み、プログラムの実行を一旦終了する。これは、すでに対象物が自レーン内に存在しておらず、衝突予測プログラムを実行する必要がないからである。
【００５６】
一方、ステップ１５０にて、ＥＣＵ１０がレーダ１４および画像センサ１５から信号を取得することができて、対象物を検出できれば「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５２に進む。ステップ１５２においては、予め初期設定されている対象物の存在の確からしさを表す変数Ｐから所定の値例えば「１」を減算する。なお、変数Ｐは、図示しない初期設定処理によって例えば「１０」に設定されている。
【００５７】
減算処理後、ステップ１５４に進み、変数Ｐが「０」であるか否かを判定する。この第２実施形態の衝突予測プログラムにおいては、変数Ｐが初期設定値から減算されて「０」となることによって、対象物が自レーン内に存在している確からしさを判定する。このため、ＥＣＵ１０は、ステップ１５４にて、変数Ｐが「０」となっていなければ、すなわち所定回数だけ対象物が検出されていなければ、「Ｎｏ」と判定して、ステップ１５０に戻り、変数Ｐが「０」となるまで、処理を繰り返す。これにより、変数Ｐが「０」と判定されれば「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１４に進み、今回距離Ｌｎｅｗと予測移動距離とを比較して、衝突を予測する。
【００５８】
上記説明からも理解することができるように、この第２実施形態によれば、対象物が所定回数（または所定時間）検出され続けなければ、対象物が自レーン内に存在しないと判断し、衝突の予測を実行しない。このため、不必要な予測処理を省略することができて、より衝突予測の精度を向上することができる。
【００５９】
上記第２実施形態においては、ステップ１５２にて変数Ｐを初期設定値から減算処理するように実施した。しかしながら、変数Ｐの初期設定値を「０」としておき、変数Ｐに所定の値例えば「１」を加算処理するように、ステップ１５２を変形して実施することももちろん可能である。この場合、ステップ１５４の判定処理を、変数Ｐが所定の値例えば「１０」となっているか否かを判定するように変形すればよい。これによっても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、上記第２実施形態においては、所定回数（所定時間）において、連続して対象物が検出され続けたか否かを判定することによって、自レーン内に対象物が存在している確からしさを判定し、衝突の予測をするように実施した。しかしながら、対象物が自レーン内に存在する確からしさの確率に基づいて、衝突の予測をするように実施することも可能である。すなわち、レーダ１４および画像センサ１５から出力される信号に基づいて、ＥＣＵ１０が対象物を検出することができたとき、変数Ｐに加算処理を実行し、ＥＣＵ１０が対象物を検出することができないとき、変数Ｐに減算処理を実行する。そして、変数Ｐが予め設定された値よりも大きければ、自レーン内に対象物が確かに存在していると判定して、衝突の予測を実行する。一方、変数Ｐが予め設定された値よりも小さければ、自レーン内に対象物が存在しないと判定して、衝突の予測を実行しない。これによっても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、上記第２実施形態および変形例においては、加算または減算された変数Ｐと予め設定された所定の値とを比較して実施したが、所定の値を距離Ｌ、相対速度ＶＲおよびカーブ半径Ｒの各値に基づいて、可変とすることも可能である。
これは、車両と対象物とが互いに接近する状態に応じて、車両を基準とした対象物の相対的な存在位置が変化する場合があるからである。このため、車両と対象物とが接近する状態を考慮して、所定の値を決定する。この場合においても、自レーン内に対象物が存在する確からしさを精度よく判定することができるため、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００６２】
次に、自レーン内に複数の対象物が存在するときの衝突予測プログラムについて説明する。一般的に、車両の進路上には、様々な対象物が存在する。これらの対象物は、停止しているもの、車両の進行方向と同一方向に移動するもの、あるいは、車両の進行方向と逆方向に移動するものなどがある。そこで、この第３実施形態においては、対象物が車両に接近する接近速度（相対速度ＶＲ）に応じて、衝突予測する対象物を選択し、衝突する可能性が高い対象物について優先的に衝突の予測を実行するものである。この第３実施形態に係る衝突予測プログラムは、図２に示した第１実施形態および図５に示した第２実施形態の衝突予測プログラムに対して、ステップ２００が追加されている。なお、上記各実施形態と同一部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
ステップ２００においては、車両に接近する複数の対象物のうち、接近速度（相対速度ＶＲ）が所定値以上の対象物を選択する。具体的に説明すると、まず、ＥＣＵ１０は、前記ステップ１１０の処理によって相対横位置Ｘが検出され、前記ステップ１５０からステップ１５４の処理によってその存在が確認された複数の対象物を検出する。次に、ＥＣＵ１０は、ステップ２００にて、前記検出された複数の対象物のそれぞれの相対速度ＶＲを取得する。
【００６４】
そして、取得したそれぞれの相対速度ＶＲのうち、予め定められた設定値以上の相対速度ＶＲを有する対象物を選択して、ステップ１１４に進む。これは、所定値以上の相対速度ＶＲを有している対象物は、より早く車両に接近するため、優先して衝突予測を実行しなければならないからである。また、相対速度ＶＲが所定値未満の場合には、この相対速度ＶＲを有する対象物を衝突する可能性の小さい対象物として、衝突予測対象から一旦外す。そして、再び、相対速度ＶＲが所定値以上となると、ＥＣＵ１０は、衝突予測対象として認識する。ステップ１１４においては、ＥＣＵ１０は、前記ステップ２００にて選択した対象物について、衝突の予測処理を実行する。
【００６５】
なお、この第３実施形態においては、対象物の相対速度ＶＲに基づいて、対象物を選択するように実施したが、これに変えて、車両と対象物との距離に基づいて、対象物を選択するように実施することも可能である。すなわち、車両から所定の距離以内に存在する対象物はより早く車両に接近するため、これらの対象物を優先して選択して、衝突予測を実行する必要があるためである。
【００６６】
以上の説明からも理解することができるように、この第３実施形態によれば、車両と対象物との相対速度ＶＲが所定値以上の対象物を優先的に選択するため、車両と衝突する可能性が高い対象物について衝突の予測をすることができる。このため、衝突判定の精度を向上することができる。
【００６７】
次に、上記各実施形態および変形例においては、距離Ｌと相対横位置Ｘとに基づいて対象物の存在する位置を認識するとともに、車両と対象物との相対速度ＶＲを計算して、衝突の予測を実行するように実施した。これに代えて、対象物の存在する位置を、車両を基準としたときの相対座標（Ｘ，Ｙ）を用いて認識し、車両と対象物との相対速度を、車両を基準としたときに相対速度ベクトル（ＶＸ，ＶＹ）として計算して、衝突の予測を実行するように実施することも可能である。以下、この第４実施形態を詳細に説明するが、上記各実施形態と同一部分は同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
第４実施形態に係る衝突予測プログラムは、図７に示すように、上記各実施形態のステップ１０４からステップ１０８およびステップ１１４が省略され、ステップ２５０からステップ２５８が組み込まれている。ステップ２５０においては、ＥＣＵ１０は、対象物の相対座標を検出する。すなわち、ＥＣＵ１０は、レーダ１４からの出力および画像センサ１５から出力された画像データに基づいて、対象物を検出する。そして、ＥＣＵ１０は、図８に示すように、車両の現在位置を原点として、認識した対象物の存在する位置をＸＹ座標上に表し、相対座標（Ｘ，Ｙ）を決定する。
【００６９】
次に、ＥＣＵ１０は、ステップ２５２において、前記ステップ２５０にて決定した相対座標（Ｘ，Ｙ）を利用して、車両と対象物までの距離Ｌ（＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１／２）を計算し、計算した距離Ｌを今回距離Ｌｎｅｗとして入力する。
【００７０】
ステップ２５２に処理後、ステップ２５４に進み、ＥＣＵ１０は、対象物の相対速度ベクトルを計算する。相対速度ベクトルは、図８に示すように、車両の進行方向および車速Ｖに応じて変化する。このため、ＥＣＵ１０は、対象物とのＸ軸方向の相対速度ＶＸ（＝（ＶＸ_Ｏ−ＶＸ_Ｓ）／Δｔ）およびＹ軸方向の相対速度ＶＹ（＝（ＶＹ_Ｏ−ＶＹ_Ｓ）／Δｔ）をそれぞれ計算する。ここで、ＶＸ_Ｓは車両の車速ＶのＸ軸方向の速度、ＶＹ_Ｓは車両の車速ＶのＹ軸方向の速度を表し、ＶＸ_Ｏは対象物のＸ軸方向の速度、ＶＹ_Ｏは対象物のＹ軸方向の速度を表している。
また、Δｔは、この衝突予測プログラムの実行時間間隔Δｔである。
【００７１】
前記ステップ２５４の処理後、ステップ１１０にて相対横位置Ｘを検出し、続くステップ１１２にて、相対横位置Ｘを補正するとともに所定距離ΔＷ内に対象物が存在しているか否かを判定する。そして、対象物が所定距離ΔＷ内に存在していると判定されると、「Ｙｅｓ」と判定してステップ２５６に進み、ＥＣＵ１０は、対象物が車両に衝突する方向にあるか否かを判定する。
【００７２】
具体的に説明すると、ＥＣＵ１０は、図９に示す判定基準に従って、対象物が車両に衝突する方向にあるかを判定する。すなわち、ＥＣＵ１０は、Ｘ軸方向の相対速度ＶＸの絶対値｜ＶＸ｜が所定値ΔＶＸよりも小さいときは、対象物はＸ軸方向に移動することにより車両と衝突する方向に移動すると判定し、その対象物の相対横位置Ｘの絶対値｜Ｘ｜が所定量ΔＸよりも小さいか、すなわち、自レーン内に対象物が存在するか否かを判定する。
【００７３】
また、ＥＣＵ１０は、Ｙ軸方向の相対速度ＶＹの絶対値｜ＶＹ｜が所定値ΔＶＹよりも小さいとき、または、Ｙ軸方向の相対速度ＶＹが正であるときは、対象物は車両と衝突する方向に移動していないと判定する。すなわち、Ｙ軸方向の相対速度ＶＹの絶対値｜ＶＹ｜が所定値ΔＶＹよりも小さいときは、所定値ΔＶＹの値によって、対象物が比較的小さな相対速度ＶＹにて車両に接近するため、ＥＣＵ１０は、車両に衝突しないと判定する。また、Ｙ軸方向の相対速度ＶＹが正であるときは、対象物が車両から遠ざかる方向に移動するため、ＥＣＵ１０は、車両に衝突しないと判定する。
【００７４】
さらに、上記以外の場合には、対象物がＸ軸方向への移動量とＹ軸方向への移動量とが合成されて車両と衝突する方向に移動していると判定し、Ｘ軸方向の相対座標Ｘを相対速度ＶＸで除した値からＹ軸方向の相対座標Ｙを相対速度ＶＹで除した値を減算した減算値の絶対値｜Ｘ／ＶＸ−Ｙ／ＶＹ｜が所定量ΔＸＹよりも小さいか、すなわち、自レーン内に対象物が存在するか否かを判定する。
【００７５】
上記のように、対象物の衝突方向の判定処理後、ステップ１５０からステップ１５４の処理を実行して、対象物の存在の確からしさが判定された後、ＥＣＵ１０は、ステップ２５８にて、所定時間Ｔｃと相対速度ＶＸおよび相対速度ＶＹの合成された相対速度（＝（ＶＸ^２＋ＶＹ^２）^１／２）とを乗じて計算される距離と今回距離Ｌｎｅｗとを比較して、所定距離ΔＷ内に存在する対象物と車両とが衝突するか否かを判定する。
【００７６】
以上の説明からも理解することができるように、この第４実施形態によれば、対象物の位置を相対座標（Ｘ，Ｙ）で表すことができるとともに、対象物が車両と衝突する方向に移動するかを確実に判定することができる。このため、対象物が車両に衝突するか否かの判定を精度よく行うことができる。
【００７７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の実施に当たっては、上記各実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態から第４実施形態に係る衝突判定装置の全体概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、図１のＥＣＵ（マイクロコンピュータ）によって実行される衝突予測プログラムのフローチャートである。
【図３】補正量の算出を説明するための図である。
【図４】所定距離ΔＷと相対速度との関係を表すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係り、図１のＥＣＵ（マイクロコンピュータ）によって実行される衝突予測プログラムのフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係り、図１のＥＣＵ（マイクロコンピュータ）によって実行される衝突予測プログラムのフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係り、図１のＥＣＵ（マイクロコンピュータ）によって実行される衝突予測プログラムのフローチャートである。
【図８】車両を基準として対象物の相対座標および相対速度ベクトルを説明するための図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係り、車両に対する対象物の接近方向を判断する判断基準を例示した図である。
【符号の説明】
１０…ＥＣＵ、１１…車速センサ、１２…舵角センサ、１３…ヨーレートセンサ、１４…レーダ、１５…画像センサ、１６…インジケータ、２０…乗員保護装置

Claims (11)

1. 自車両の進路上に存在する衝突対象物を検出する衝突対象物検出手段を備えて、前記自車両の走行に伴って前記検出された衝突対象物と前記自車両とが衝突するか否かを判定する衝突判定装置において、
   自車両の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
   前記進行方向検出手段によって検出された前記自車両の進行方向に基づいて、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物と前記自車両が走行するために必要な領域とが重なる部分の距離を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする衝突判定装置。
2. 前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物と前記自車両が走行するために必要な領域とが重なる部分の距離は、前記自車両の進行方向に一致する方向に延出する自車両の中心線に対する前記衝突対象物のオフセット量に基づいて決定される距離である前記請求項１に記載した衝突判定装置。
3. 前記進行方向検出手段によって検出される前記自車両の進行方向は、前記自車両が通過しているカーブの半径で表される前記請求項１または前記請求項２に記載した衝突判定装置。
4. 前記進行方向検出手段は、前記自車両の進路の状況を画像として検出する画像検出手段を含んで構成されており、前記自車両の進行方向が、前記画像検出手段から出力された画像データに基づいて計算される前記請求項１ないし前記請求項３のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置。
5. 前記進行方向検出手段は、前記自車両の旋回状態を検出するヨーレートセンサまたは前記自車両の操舵角を検出する舵角センサのうちの少なくとも一つを含んで構成されており、前記自車両の進行方向が、前記ヨーレートセンサまたは舵角センサのうちの少なくとも一つから出力されたデータに基づいて推定される前記請求項１ないし前記請求項３のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置。
6. 前記補正手段によって計算される補正量は、前記自車両と前記衝突対象物との距離が大きくなるにつれて大きくなり、かつ、前記自車両が通過しているカーブの半径が大きくなるにつれて小さくなる補正量である前記請求項３ないし前記請求項５のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置。
7. 前記請求項１ないし前記請求項６のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置において、
   さらに、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両の走行するために必要な領域と重なる部分を有して存在する確からしさを判定する存在判定手段と、
   前記存在判定手段によって判定された衝突対象物の存在の確からしさが所定の確からしさを満たす衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする衝突判定装置。
8. 前記請求項１ないし前記請求項７のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置において、
   さらに、前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両に接近する接近速度を計算する接近速度計算手段と、
   前記接近速度計算手段によって計算された接近速度が所定の接近速度以上の衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする衝突判定装置。
9. 前記請求項８に記載した衝突判定装置において、
   前記衝突対象物検出手段によって検出された前記衝突対象物と前記自車両との間の距離と、前記接近速度計算手段によって計算される接近速度に応じて変更可能であって、前記自車両が前記衝突対象物との衝突を回避するために必要な所定距離とを比較する距離比較判定手段を備えたことを特徴とする衝突判定装置。
10. 前記請求項１ないし前記請求項９のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置において、
    さらに、前記自車両の車速を検出するとともに同検出された前記自車両の車速が所定の車速以上であるか否かを判定する車速判定手段を備えたことを特徴とする衝突判定装置。
11. 前記請求項１ないし前記請求項１０のうちのいずれか一つに記載した衝突判定装置において、
    前記衝突対象物検出手段によって検出された衝突対象物が前記自車両を基準として相対的に移動する方向を検出する移動方向検出手段と、
    前記移動方向検出手段によって検出された前記衝突対象物の移動方向が前記自車両に接近する方向であるか否かを判定する移動方向判定手段と、
    前記移動方向判定手段によって移動方向が前記自車両に接近する方向であると判定された衝突対象物のうち、所定の条件を満たす衝突対象物を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする衝突判定装置。

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