JP2007091208A - 車両の走行安全装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の物体検出装置の各検出保証範囲を拡大させる必要無しに、車両外部の物体を早期に検出し、車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定する。
【解決手段】外界センサ１５のミリ波レーダの検出対象領域を、所定の角度範囲θβの検出保証範囲β１と、この検出保証範囲β１に比べて相対的に検出精度が低下した状態で物体の検出が可能な領域として、角度方向で角度範囲θβを超えて検出保証範囲β１の端部に隣接する検出可能範囲β２およびメインローブである検出保証範囲β１に対応するサイドローブβ３とから構成した。物体位置検知部２１は、ミリ波レーダの検出可能範囲β２またはサイドローブβ３で所定の物体検出パターンで検出された物体と、１対のカメラにより検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、ミリ波レーダおよび１対のカメラにより検出された各物体を同一物体であると判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の走行安全装置に関するものである。
従来、例えば、自車両周辺の物体を検出して、この物体と自車両との衝突発生を回避あるいは衝突発生時の被害を軽減する装置として、レーダ装置および撮像装置等の複数の物体検出装置を備え、これらの複数の物体検出装置による複数の検出結果を統合的に考慮して物体を認識する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−９９９０７号公報
ところで、上記従来技術に係る装置においては、予め各検出装置に対して所定の検出精度を確保することができる所定の検出保証範囲が設定されており、例えば各検出保証範囲が重複する範囲に検出対象が存在するか否か、あるいは、各検出保証範囲が単独となる範囲に検出対象が存在するか否か等に応じて、所定の認識処理を実行するようになっている。このような装置において、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象として、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速に判定するために、各検出装置の検出保証範囲を角度方向に拡大させることが望まれる場合がある。
しかしながら、例えば広角レンズ等によって検出保証範囲を拡大可能な撮像装置に比べて、レーダ装置では角度方向に検出保証範囲を拡大させることが容易ではなく、装置構成が複雑化したり、装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。また、撮像装置では、レーダ装置に比べて距離方向の検出保証範囲が狭く、天候等の検出環境に応じて検出結果の信頼性が低下し易いという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の物体検出装置の各検出保証範囲を拡大させる必要無しに、車両外部に存在する物体を早期に検出し、この物体と車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することが可能な車両の走行安全装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置は、所定の検出角度範囲（例えば、実施の形態での角度範囲θα）の物体検出領域（例えば、実施の形態での検出保証範囲α１および検出可能範囲α２）で車両進行方向の物体を検出する第１の物体検出手段（例えば、実施の形態での１対のカメラ）と、該第１の物体検出手段よりも狭い所定の検出角度範囲（例えば、実施の形態での１対のカメラの角度範囲θαよりも狭い所定の角度範囲）の物体検出領域（例えば、実施の形態での検出保証範囲β１および検出可能範囲β２およびサイドローブβ３）で車両進行方向の物体を検出する第２の物体検出手段（例えば、実施の形態でのミリ波レーダ）と、車両の運動状態を検出する運動状態検出手段（例えば、実施の形態での車両状態センサ１６）と、該運動状態検出手段により検出された運動状態に基づき、前記物体検出手段により検出された物体と車両との衝突発生の可能性を判定する衝突判定手段（例えば、実施の形態での衝突判定部２５）と、該衝突判定手段により衝突発生の可能性があると判定された場合に、衝突発生を回避するように車両を制御する制御手段（例えば、実施の形態での走行制御部２６）とを備える車両の走行安全装置であって、前記第１の物体検出手段により検出された物体と、前記第２の物体検出手段により検出された物体とが同一物体であるか否かを判定する同一物体判定手段（例えば、実施の形態での物体位置検知部２１）を備え、前記衝突判定手段は、前記同一物体判定手段の判定結果に基づき衝突発生の可能性を判定することを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、第１の物体検出手段の物体検出領域で検出された物体と、第１の物体検出手段よりも狭い検出角度範囲である第２の物体検出手段の物体検出領域で検出された物体とが、同一であるか否かの判定結果に応じて、車両との衝突発生の可能性の有無を判定することにより、衝突発生の可能性に対する判定精度を向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記第２の物体検出手段の物体検出領域は、角度方向中央部の第１の検出領域（例えば、実施の形態での検出保証範囲β１）と、該第１の検出領域に隣接する角度方向両端部の第２の検出領域（例えば、実施の形態での検出可能範囲β２およびサイドローブβ３）とからなり、前記同一物体判定手段は、前記第２の物体検出手段により前記第２の検出領域で所定の物体検出パターン（例えば、実施の形態でのミリ波の受信レベルに対する所定の検出パターン）で検出された物体と、前記第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１および前記第２の物体検出手段により検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、第２の物体検出手段により角度方向中央部の第１の検出領域で検出された物体に加えて、角度方向両端部の第２の検出領域で所定の物体検出パターンで検出された物体と、第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、各物体は同一物体であると判定することにより、例えば角度方向中央部の第１の検出領域での検出結果に比べて、角度方向両端部の第２の検出領域での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この第２の検出領域における所定の物体検出パターンでの検出結果に対して、第１の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、第２の物体検出手段の物体検出領域を第１の検出領域から拡大させることができ、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象とした場合であっても、角度方向中央部の第１の検出領域自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記第２の物体検出手段はミリ波レーダであり、前記同一物体判定手段は、前記ミリ波レーダのサイドローブ（例えば、実施の形態でのサイドローブβ３）で検出された物体と前記第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１の物体検出手段および前記ミリ波レーダにより検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、ミリ波レーダにより角度方向中央部のメインローブで検出された物体に加えて、角度方向両端部のサイドローブで検出された物体と、第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、各物体は同一物体であると判定することにより、例えば角度方向中央部のメインローブでの検出結果に比べて、角度方向両端部のサイドローブでの検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、このサイドローブにおける検出結果に対して、第１の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、ミリ波レーダの物体検出領域をメインローブから拡大させることができ、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象とした場合であっても、角度方向中央部のメインローブ自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記第１の物体検出手段の物体検出領域は、車両から所定距離以内の領域（例えば、実施の形態での検出保証範囲α１）と該所定距離よりも遠方の領域（例えば、実施の形態での検出可能範囲α２）とからなり、前記同一物体判定手段は、前記第１の物体検出手段により前記所定距離よりも遠方の領域で検出された物体と、前記第２の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１および前記第２の物体検出手段により検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、第１の物体検出手段により車両から所定距離以内の領域で検出された物体に加えて、所定距離よりも遠方の領域で検出された物体と、第２の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、各物体は同一物体であると判定することにより、例えば車両から所定距離以内の領域での検出結果に比べて、所定距離よりも遠方の領域での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この所定距離よりも遠方の領域における検出結果に対して、第２の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、第１の物体検出手段の物体検出領域を、車両から所定距離以内の領域から、所定距離よりも遠方の領域まで拡大させることができ、車両から所定距離以内の領域自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項５に記載の本発明の車両の走行安全装置は、前記衝突判定手段の判定結果に基づき、車両に設けられた警報手段（例えば、実施の形態での警報装置１８）および制動手段（例えば、実施の形態でのブレーキアクチュエータ１４）の少なくとも何れかを所定時期（例えば、実施の形態での第１作動時間Ｔａ、第２作動時間Ｔｂ）に作動させる作動制御手段（例えば、実施の形態での走行制御部２６および警報制御部２７）を備えることを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、車両の警報手段または制動手段を適切なタイミングで作動させることができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記第２の物体検出手段はミリ波レーダであり、前記作動制御手段は、前記ミリ波レーダのみで物体が検出された状態での前記所定時期を、前記第１の物体検出手段により物体が検知された状態での前記所定時期に比べて、遅らせることを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、ミリ波レーダのみで物体が検出された状態は、例えばカメラ等の第１の物体検出手段のみにより、あるいは、ミリ波レーダおよび第１の物体検出手段の両方により物体が検出された状態に比べて、衝突判定手段の判定結果の信頼性が低いと判断して、車両の警報手段または制動手段の作動時期を遅らせることにより、車両の警報手段または制動手段が不適切なタイミングで作動してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記第１の物体検出手段はカメラであり、前記作動制御手段は、前記カメラで物体が所定期間継続して検出された状態での前記制動手段の作動による減速度（例えば、実施の形態での第２減速度Ｇｂ）を、前記カメラで物体が所定期間継続して検出されるより前の状態での減速度（例えば、実施の形態での第１減速度Ｇａ）に比べて、高くすることを特徴としている。
上記の車両の走行安全装置によれば、カメラで物体が所定期間継続して検出された状態では、カメラで物体が所定期間継続して検出されるより前の状態に比べて、衝突判定手段の判定結果の信頼性が高いと判断して、制動手段の作動による減速度を高くすることにより、適切な衝突回避あるいは被害軽減を行うことができる。
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、第１および第２の物体検出手段により検出された各物体が、同一であるか否かの判定結果に応じて、車両との衝突発生の可能性の有無を判定することにより、衝突発生の可能性に対する判定精度を向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、角度方向中央部の第１の検出領域での検出結果に比べて、角度方向両端部の第２の検出領域での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この第２の検出領域における所定の物体検出パターンでの検出結果に対して、第１の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、第２の物体検出手段の物体検出領域を第１の検出領域から拡大させることができ、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象とした場合であっても、角度方向中央部の第１の検出領域自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項３に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、角度方向中央部のメインローブでの検出結果に比べて、角度方向両端部のサイドローブでの検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、このサイドローブにおける検出結果に対して、第１の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、ミリ波レーダの物体検出領域をメインローブから拡大させることができ、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象とした場合であっても、角度方向中央部のメインローブ自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、車両から所定距離以内の領域での検出結果に比べて、所定距離よりも遠方の領域での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この所定距離よりも遠方の領域における検出結果に対して、第２の物体検出手段の検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、第１の物体検出手段の物体検出領域を、車両から所定距離以内の領域から、所定距離よりも遠方の領域まで拡大させることができ、車両から所定距離以内の領域自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
さらに、請求項５に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、車両の警報手段または制動手段を適切なタイミングで作動させることができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、ミリ波レーダのみで物体が検出された状態は、衝突判定手段の判定結果の信頼性が相対的に低いと判断して、車両の警報手段または制動手段の作動時期を遅らせることにより、車両の警報手段または制動手段が不適切なタイミングで作動してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、カメラで物体が所定期間継続して検出された状態では、衝突判定手段の判定結果の信頼性が相対的に高いと判断して、制動手段の作動による減速度を高くすることにより、適切な衝突回避あるいは被害軽減を行うことができる。
以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関１１の駆動力を、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）あるいは無段自動変速機（ＣＶＴ）等のトランスミッション（Ｔ／Ｍ）１２を介して車両の駆動輪に伝達する車両に搭載され、処理装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、外界センサ１５と、車両状態量センサ１６と、ＥＰＳアクチュエータ１７と、警報装置１８とを備えて構成されている。
さらに、処理装置１３は、例えば物体位置検知部２１と、物体速度検知部２２と、物体進路推定部２３と、自車両進路推定部２４と、衝突判定部２５と、走行制御部２６と、警報制御部２７とを備えて構成されている。
外界センサ１５は、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等からなる１対のカメラおよび画像処理部と、例えばビームスキャン型のミリ波レーダおよびレーダ制御部とを備えて構成されている。
そして、画像処理部は、１対のカメラにより撮影して得た自車両の進行方向の外界の各画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる１対の画像データを生成して処理装置１３へ出力する。
また、レーダ制御部は、例えば自車両の進行方向前方に設定された検出対象領域を角度方向に沿った複数の領域に分割し、各領域を走査するようにしてミリ波の発信信号を発信すると共に、各発信信号が自車両の外部の物体によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を生成して処理装置１３へ出力する。
そして、外界センサ１５の１対のカメラおよびミリ波レーダの各検出保証範囲、つまり所定の検出精度を確保することができる検出対象領域に対しては、互いに重複する領域が存在するように設定されている。
例えば、１対のカメラに対しては、図２〜図４に示すように、ミリ波レーダの角度範囲θβよりも広角の所定の角度範囲θα（例えば、車両の前後方向から左右に各４５°の角度範囲、つまり全体で９０°の角度範囲）かつミリ波レーダの距離範囲Ｌβよりも短い所定の距離範囲Ｌα（例えば、車室内のフロントウィンドウ上部近傍の位置で車幅方向に所定間隔を隔てて設置された１対のカメラから５０ｍの距離範囲）からなる検出保証範囲α１が設定されている。
また、ミリ波レーダに対しては、図２〜図４に示すように、１対のカメラの角度範囲θαよりも狭い所定の角度範囲θβ（例えば、車両の前後方向から左右に各１５°の角度範囲、つまり全体で３０°の角度範囲）かつ１対のカメラの距離範囲Ｌαよりも長い所定の距離範囲Ｌβ（例えば、車両のボディのノーズ部に設置されたミリ波レーダから１２０ｍの距離範囲）からなる検出保証範囲β１が設定されている。
そして、各検出保証範囲α１，β１が重複する第１の重複領域γ１が設定されている。
さらに、ミリ波レーダに対しては、例えば図３および図４に示すように、所定の検出保証範囲β１に比べて相対的に検出精度（例えば、物体の位置に対する角度精度）が低下した状態で物体の検出が可能な領域として、角度方向において１対のカメラの角度範囲θαよりも狭い所定の角度範囲であって、所定の角度範囲θβを超えて検出保証範囲β１の端部に隣接する所定の検出可能範囲β２およびメインローブである検出保証範囲β１に対応する所定のサイドローブβ３が設定されている。
例えば図５に示すように、検出保証範囲β１においては、角度方向に沿って分割された複数の領域（例えば、１〜５チャンネル）に対するミリ波の受信レベルが角度方向の中央部（例えば、３チャンネル）から端部（例えば、１チャンネルまたは５チャンネル）に向かい低下傾向に変化する所定の検出パターンであることに対して、検出可能範囲β２では、検出保証範囲β１に隣接する一方の端部（例えば、１チャンネル）から他方の端部（例えば、５チャンネル）に向かいミリ波の受信レベルが低下傾向に変化する所定の検出パターンとなる。
そして、ミリ波レーダの各検出可能範囲β２およびサイドローブβ３と、１対のカメラの検出保証範囲α１とが重複する第２および第３の重複領域γ２，γ３が設定されている。
また、１対のカメラに対しては、例えば図６に示すように、所定の検出保証範囲α１に比べて相対的に検出精度（例えば、物体の位置に対する距離精度）が低下した状態で物体の検出が可能な領域として、距離方向において所定の距離範囲Ｌαを超えて検出保証範囲α１の遠方側の端部に隣接する所定の検出可能範囲（例えば、カメラから５０ｍの位置から、カメラから６７ｍの位置までの距離範囲）α２が設定されている。
そして、１対のカメラの検出可能範囲α２と、ミリ波レーダの検出保証範囲β１とが重複する第４の重複領域γ４が設定されている。
車両状態センサ１６は、自車両の車両情報として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や操舵角に応じた実舵角（転舵角）を検出する舵角センサや、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号等の測位信号や自車両の外部の情報発信装置から発信される位置信号等、さらには、適宜のジャイロセンサや加速度センサ等の検出結果に基づいて自車両の現在位置および進行方向を検出する位置センサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を検知する各センサ等を備えて構成されている。
処理装置１３の物体位置検知部２１は、外界センサ１５から入力される画像データまたはビート信号に基づき、自車両の進行方向でのカメラまたはレーダの各検知エリア内に存在する物体（例えば、他車両等）を検知し、物体の位置を算出する。例えば外界センサ１５の画像処理部から入力される１対の画像データに対して、物体位置検知部２１は、所定の認識処理を行うと共に、車室内に所定間隔を隔てて設置された１対のカメラ同士間の距離と、撮影により得られた１対の画像データ上の物体の視差とに基づく三角測量法等により、物体までの距離を検出する。
なお、物体位置検知部２１は、外界センサ１５の１対のカメラおよびミリ波レーダの各検出対象領域の何れの領域で物体が検出されたかの検出状態に応じて、１対のカメラの画像データまたはミリ波レーダのビート信号の何れかを選択して物体の位置を検知する。
例えば、各重複領域γ１，…，γ４以外の領域、つまり１対のカメラのみ、あるいは、ミリ波レーダのみにより物体が検出された領域では、対応する検出結果に基づき、物体の位置を検知する。
また、各重複領域γ１，…，γ４、つまり１対のカメラおよびミリ波レーダの両方により物体が検出された領域では、物体位置検知部２１は、各検出結果に基づき算出される位置状態量（例えば、距離や角度方向の位置等）に対する信頼度に応じて何れか信頼度が高い方の検出結果を選択する。例えば、自車両から物体までの距離や物体の位置の時間変化等は、ミリ波レーダのビート信号に基づき算出され、物体の角度方向の位置や角度方向での幅寸法等は、１対のカメラの画像データに基づき算出される。
そして、各重複領域γ１，…，γ４において物体が検出された場合、物体位置検知部２１は、１対のカメラにより検出された物体と、ミリ波レーダにより検出された物体とが同一であるか否かを判定する。例えば図３および図４および図６に示すように、１対のカメラの画像データに対する所定の認識処理により認識された物体の位置Ｆαと、ミリ波レーダのビート信号に基づき、ミリ波の受信レベルに対する所定の検出パターンで検知された物体の位置Ｆβとに対し、例えば、車両の前後方向に沿った両位置Ｆα，Ｆβ間の距離が所定前後距離（例えば、１ｍあるいは３ｍ等）以内かつ車両の車幅方向に沿った両位置Ｆα，Ｆβ間の距離が所定左右距離（例えば、対向車両を対象とした場合の２ｍから自車両の進路を横切る交差車両を対象とした場合の５ｍまでの間の距離あるいは３ｍ等）以内である場合に、１対のカメラにより検出された物体と、ミリ波レーダにより検出された物体とは同一であると判定する。
物体速度検知部２２は、例えば物体位置検知部２１により検知された物体の位置の時間変化に基づいて物体の速度（つまり、自車両に対する相対速度あるいは絶対的な移動速度）を検知する。
なお、物体速度検知部２２は、物体位置検知部２１により、各重複領域γ１，…，γ４で１対のカメラにより検出された物体とミリ波レーダにより検出された物体とが、物体間の距離に基づき同一であると判定された場合であっても、１対のカメラの画像データに基づき算出された物体の速度と、ミリ波レーダのビート信号に基づき算出された速度との差が所定値（例えば、３ｋｍ／ｈ等）以上の場合、あるいは、各速度に応じた移動方向が所定の程度を超えて異なる場合には、１対のカメラにより検出された物体と、ミリ波レーダにより検出された物体とは異なる物体であると判定する。
物体進路推定部２３は、例えば物体位置検知部２１により検知された物体の位置の変化および物体速度検知部２２により検知された物体の速度に基づいて物体の進路（例えば、図２に示す物体Ｑの推定進路ＱＲ）を推定する。
自車両進路推定部２４は、例えば車両状態センサ１６により検出された自車両の位置の時間変化や、自車両の走行状態、例えば車速センサにより検知された自車両の車速と、ヨーレートセンサにより検出された自車両のヨーレートとに基づいて自車両の進路（例えば、図２に示す自車両Ｐの推定進路ＰＲ）を推定する。
衝突判定部２５は、物体速度検知部２２から入力される物体の速度と、物体進路推定部２３から入力される物体の進路と、自車両進路推定部２４から入力される自車両の進路と、車両状態センサ１６により検出された自車両の位置および車速とに基づき、自車両と物体とが接触あるいは衝突する可能性があるか否かを判定する。
例えば図２に示すように、衝突判定部２５は、自車両Ｐの推定進路ＰＲと物体Ｑの推定進路ＱＲとが交差する領域を衝突予測領域Ｏとして、自車両Ｐが衝突予測領域Ｏに到達するのに要する時間（衝突時間）ＴＲを推定する。
そして、衝突判定部２５は、例えば図２に示すように、自車両Ｐが現在の走行状態（例えば、現在の車速等）を維持した状態で衝突時間ＴＲに亘って走行した時点での、物体Ｑの推定進路ＱＲの幅方向に沿った方向での物体Ｑの推定進路ＱＲと自車両Ｐとの重なり量ＬＲを算出する。なお、物体Ｑの推定進路ＱＲと自車両Ｐとの重なりが無い場合には、重なり量ＬＲはゼロまたは負の値とされる。
そして、衝突判定部２５は、この重なり量ＬＲに基づき、例えば重なり量ＬＲが０よりも大きい場合には、自車両Ｐと物体Ｑとが接触する可能性があると判定する。
走行制御部２６は、衝突判定部２５の判定結果に加えて、外界センサ１５の１対のカメラおよびミリ波レーダの各検出対象領域の何れの領域で物体が検出されたか否かの検出状態に応じて、物体と自車両との衝突発生を回避あるいは衝突発生時の被害を軽減するようにして自車両の走行状態を制御する走行制御の実行タイミングおよび制御内容（例えば、減速制御時の減速度等）の少なくとも何れかを設定可能である。そして、設定した制御内容に応じて、内燃機関１１の駆動力を制御する制御信号およびトランスミッション１２の変速動作を制御する制御信号およびブレーキアクチュエータ１４による減速動作を制御する制御信号およびＥＰＳアクチュエータ１７による自車両の操舵機構（図示略）の操向動作を制御する制御信号を出力し、自車両の加速制御または減速制御または操向制御を実行する。
警報制御部２７は、衝突判定部２５の判定結果に加えて、外界センサ１５の１対のカメラおよびミリ波レーダの各検出対象領域の何れの領域で物体が検出されたか否かの検出状態に応じて、警報の出力タイミングおよび出力内容の少なくとも何れかを設定可能である。
なお、警報装置１８は、例えば、触覚的伝達装置と、視覚的伝達装置と、聴覚的伝達装置とを備えて構成されている。
触覚的伝達装置は、例えばシートベルト装置や操舵制御装置等であって、警報制御部２７から入力される制御信号に応じて、例えばシートベルトに所定の張力を発生させて自車両の乗員が触覚的に知覚可能な締め付け力を作用させたり、例えばステアリングホイールに自車両の運転者が触覚的に知覚可能な振動（ステアリング振動）を発生させることによって、物体との衝突発生の可能性があることを乗員に認識させる。
視覚的伝達装置は、例えば表示装置等であって、警報制御部２７から入力される制御信号に応じて、例えば表示装置に所定の警報情報を表示したり、所定の警報灯を点滅させることによって、物体との衝突発生の可能性があることを乗員に認識させる。
聴覚的伝達装置は、例えばスピーカ等であって、警報制御部２７から入力される制御信号に応じて所定の警報音や音声等を出力することによって、物体との衝突発生の可能性があることを乗員に認識させる。
本実施の形態による車両の走行安全装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の走行安全装置１０の動作について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ０１においては、車両状態センサ１６により検出された自車両の車両状態、つまり自車両の位置や走行状態（例えば、車速およびヨーレート等）の検出値を取得する。
次に、ステップＳ０２においては、車両状態センサ１６により検出された自車両の車両状態（例えば、車速およびヨーレート等）に基づき自車両の進路を推定すると共に、外界センサ１５の出力に基づき、物体位置検知部２１により検知された物体の位置の変化および物体速度検知部２２により検知された物体の速度に基づいて物体の進路を推定する。
次に、ステップＳ０３においては、自車両の推定進路と物体の推定進路とが交差する領域を衝突予測領域として、自車両が衝突予測領域に到達するのに要する時間（衝突時間）ＴＲを推定する。
そして、ステップＳ０４においては、例えば、自車両が現在の走行状態を維持した状態で衝突時間ＴＲに亘って走行した時点での、物体の推定進路の幅方向に沿った方向での物体の推定進路と自車両との重なり量を算出し、この重なり量が０よりも大きいか否かを判定することによって、自車両と物体とが接触する可能性があるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、外界センサ１５の１対のカメラおよびミリ波レーダの各検出対象領域の何れの領域で物体が検出されたかの検出状態に応じて判定フラグＦのフラグ値を設定する。
例えば、１対のカメラの検出保証範囲α１のみで物体が検出された状態では判定フラグＦのフラグ値は「０１」に設定され、ミリ波レーダの検出保証範囲β１のみで物体が検出された状態では判定フラグＦのフラグ値は「１０」に設定され、１対のカメラの検出保証範囲α１とミリ波レーダの検出保証範囲β１とが重複する第１の重複領域γ１のみで物体が検出された状態では判定フラグＦのフラグ値は「１１」に設定され、ミリ波レーダの各検出可能範囲β２およびサイドローブβ３と、１対のカメラの検出保証範囲α１とが重複する第２および第３の重複領域γ２，γ３のみで物体が検出された状態では判定フラグＦのフラグ値は「１００」に設定され、１対のカメラの検出可能範囲α２と、ミリ波レーダの検出保証範囲β１とが重複する第４の重複領域γ４のみで物体が検出された状態では判定フラグＦのフラグ値は「１０１」に設定される。
なお、判定フラグＦのフラグ値が「１００」の状態は、ミリ波レーダによる角度方向での位置検出精度が低下した状態で物体が検出された状態であり、また、判定フラグＦのフラグ値が「１０１」の状態は、ミリ波レーダによる距離方向での所望の位置検出精度を確保した状態で、１対のカメラによる位置検出精度が低下した状態で物体が検出された状態である。特に、判定フラグＦのフラグ値が「１０１」の状態では、ミリ波レーダによる位置検出結果に応じて１対のカメラの撮影状態、例えばステレオマッチングの各種パラメータ等を変更して、１対のカメラによる位置検出精度を向上させることが可能である。
そして、ステップＳ０６においては、例えば下記表１に示すように、判定フラグＦの各フラグ値に応じて、所定の第１および第２衝突時間Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２であって、例えば、Ｔ１＝２秒、Ｔ２＝１秒等）と所定の補正時間Ｔ０（例えば、Ｔ０＝０．３秒等）とに基づき、警報の出力および相対的に弱い減速の実行タイミングを設定するための第１作動時間Ｔａと、相対的に強い減速の実行タイミングを設定するための第２作動時間Ｔｂとを設定する。
Figure 2007091208
なお、上記表１において、判定フラグＦのフラグ値が「１０」となる状態、つまりミリ波レーダの検出保証範囲β１のみで物体が検出された状態では、判定フラグＦのフラグ値が「１０」以外である状態、つまり物体が少なくとも１対のカメラの検出保証範囲α１あるいは検出可能範囲α２において検知されている状態に比べて、各作動時間Ｔａ，Ｔｂが所定の補正時間Ｔ０だけ短くなるように設定されている。
つまり、ミリ波レーダのみにより物体が検出されている場合には、特に角度方向での位置検出精度が相対的に低いことから、警報および減速の実行タイミングが所定の補正時間Ｔ０だけ相対的に遅延され、この遅延に伴ってミリ波レーダによる角度方向での位置検出精度が増大させられた後に警報および減速が実行されるように設定されている。
そして、ステップＳ０７においては、衝突時間ＴＲが第１作動時間Ｔａ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、例えばブレーキアクチュエータ１４等による相対的に小さな第１減速度Ｇａ（例えば、Ｇａ＝０．１５Ｇ等）の減速を実行する。
そして、ステップＳ０９においては、衝突時間ＴＲが第２作動時間Ｔｂ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
そして、ステップＳ１０においては、判定フラグＦのフラグ値が「０１」以外であるか否かを判定する。
ステップＳ１０の判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり物体がミリ波レーダでは検知されず、１対のカメラのみで検知されている場合には、後述するステップＳ１３に進む。
一方、ステップＳ１０の判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり物体が少なくともミリ波レーダの検出保証範囲β１あるいは検出可能範囲β２あるいはサイドローブβ３において検知されている場合には、物体の検出結果に対する検出信頼性が相対的に高いと判断され、ステップＳ１１に進む。
そして、ステップＳ１１においては、例えばブレーキアクチュエータ１４等による相対的に大きな第２減速度Ｇｂ（例えば、Ｇｂ＝０．６Ｇ等）の減速を実行する。
そして、ステップＳ１２においては、所定時間（例えば、１秒等）経過後に減速動作の実行を終了して、一連の処理を終了する。
また、ステップＳ１３においては、１対のカメラのトラッキング回数ＳＲ、つまり所定時間間隔（例えば、３３ｍｓ等）毎に実行される物体検出の回数が、所定回数Ｓ（所望の検出信頼性を確保する回数であって、例えば１５回等）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり所望の検出信頼性を確保することができる期間に亘って物体が継続的に検出されたと判断された場合には、上述したステップＳ１１に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり所望の検出信頼性を確保することができる期間に亘って物体が継続的に検出されていないと判断された場合には、物体の検出結果に対する検出信頼性が相対的に低いと判断され、ステップＳ１４に進む。
そして、ステップＳ１４においては、例えばブレーキアクチュエータ１４等による相対的に小さな第１減速度Ｇａ（例えば、Ｇａ＝０．１５Ｇ等）の減速を実行する。
そして、ステップＳ１５においては、所定時間（例えば、１秒等）経過後に減速動作の実行を終了して、一連の処理を終了する。
上述したように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０によれば、１対のカメラの検出対象領域で検出された物体と、１対のカメラの検出対象領域よりも狭い角度範囲であるミリ波レーダの検出対象領域で検出された物体とが、同一であるか否かの判定結果に応じて、車両との衝突発生の可能性の有無を判定することにより、衝突発生の可能性に対する判定精度を向上させることができる。
また、ミリ波レーダの検出保証範囲β１で検出された物体に加えて、ミリ波レーダの各検出可能範囲β２またはサイドローブβ３で所定の物体検出パターンで検出された物体と、１対のカメラにより検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、各物体は同一物体であると判定することにより、例えば検出保証範囲β１での検出結果に比べて、各検出可能範囲β２またはサイドローブβ３での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この各検出可能範囲β２またはサイドローブβ３における所定の物体検出パターンでの検出結果に対して、１対のカメラの検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、ミリ波レーダの検出対象領域を検出保証範囲β１から各検出可能範囲β２またはサイドローブβ３へと拡大させることができ、例えば自車両の進行方向前方に存在する物体に加えて自車両の側方から接近する移動体を検出対象とした場合であっても、単に検出保証範囲β１自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
また、１対のカメラの検出保証範囲α１で検出された物体に加えて、この検出保証範囲α１よりも遠方の検出可能範囲α２で検出された物体と、ミリ波レーダにより検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、各物体は同一物体であると判定することにより、例えば１対のカメラの検出保証範囲α１での検出結果に比べて、この検出保証範囲α１よりも遠方の検出可能範囲α２での検出結果の信頼性が相対的に低下する場合であっても、この検出可能範囲α２における検出結果に対して、ミリ波レーダによる検出結果を組み合わせて同一物体であるか否かを判定することで、所望の判定精度および判定結果に対する信頼性を確保することができる。これにより、１対のカメラの検出対象領域を、検出保証範囲α１から、この検出保証範囲α１よりも遠方の検出可能範囲α２まで拡大させることができ、単に検出保証範囲α１自体を拡大させる必要無しに、自車両との衝突発生の可能性の有無を迅速かつ高精度に判定することができる。
また、ミリ波レーダのみで物体が検出された状態は、１対のカメラのみにより、あるいは、ミリ波レーダおよび１対のカメラの両方により物体が検出された状態に比べて、特に角度方向での位置検出精度が相対的に低く、衝突判定の判定結果の信頼性が低いと判断して、警報および減速の実行タイミングを遅らせることにより、この遅延に伴ってミリ波レーダによる角度方向での位置検出精度が増大させられた後に警報および減速が実行されることになり、車両の警報および減速が不適切なタイミングで実行されてしまうことを防止することができる。
また、物体がミリ波レーダでは検知されず、１対のカメラのみで検知されている場合に、物体が所定期間継続して検出された状態では、物体が所定期間継続して検出されるより前の状態に比べて、衝突判定の判定結果の信頼性が高いと判断して、相対的に大きな第２減速度Ｇｂの減速を実行することにより、適切な衝突回避あるいは被害軽減を行うことができる。
なお、上述した実施の形態においては、例えばステップＳ１０に示すように、単に、物体がミリ波レーダでは検知されず、１対のカメラのみで検知されている状態であるか否かに応じて減速状態を設定するとしたが、これに限定されず、さらに、物体の検出状態の変化に応じて減速状態を設定してもよい。
例えば、図２に示すように、自車両Ｐの進行方向前方の道路を横切る他車両Ｑに対し、判定フラグＦのフラグ値は、順次、「０１」と、「０１」以外と、「０１」とに変化することになる。この場合、先ず、判定フラグＦのフラグ値が「０１」から「０１」以外へと変化したときには、減速動作の減速度を、相対的に小さな第１減速度Ｇａから相対的に大きな第２減速度Ｇｂへと変更する。そして、判定フラグＦのフラグ値が「０１」以外から「０１」へと変化したときには、１対のカメラのトラッキング回数ＳＲが所定回数Ｓ以下であっても、直前まで（つまり、判定フラグＦのフラグ値が「０１」以外の状態では）所望の検出信頼性を確保していたことに応じて、減速動作の減速度を、相対的に大きな第２減速度Ｇｂから相対的に小さな第１減速度Ｇａへと変更せずに、相対的に大きな第２減速度Ｇｂを維持する。
これにより、車両の走行挙動に運転者が違和感を感じてしまうことを防止することができる。
なお、上述した実施の形態においては、外界センサ１５は１対のカメラおよびミリ波レーダを具備するとしたが、これに限定されず、外界センサ１５の１対のカメラに替えてレーザレーダを用いてもよいし、外界センサ１５のミリ波レーダに替えてレーザレーダを用いてもよい。
本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の構成を示す機能ブロック図である。 自車両Ｐの１対のカメラの検出保証範囲α１およびミリ波レーダの検出保証範囲β１と、自車両Ｐが現在の走行状態を維持した際の推定進路ＰＲと、他車両Ｑが現在の走行状態を維持した際の推定進路ＱＲとの一例を示す図である。 自車両Ｐの１対のカメラの検出保証範囲α１と、ミリ波レーダの検出保証範囲β１および検出可能範囲β２との一例を示す図である。 自車両Ｐの１対のカメラの検出保証範囲α１と、ミリ波レーダの検出保証範囲β１およびサイドローブβ３との一例を示す図である。 ミリ波レーダの検出保証範囲β１および検出可能範囲β２において角度方向に沿って分割された複数の領域に対するミリ波の受信レベルの検出パターンの一例を示す図である。 自車両Ｐの１対のカメラの検出保証範囲α１および検出可能範囲α２と、ミリ波レーダの検出保証範囲β１の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ 車両の走行安全装置
１１ 内燃機関
１２ トランスミッション
１４ ブレーキアクチュエータ（制動手段）
１６ 車両状態センサ（運動状態検出手段）
１８ 警報装置（警報手段）
２１ 物体位置検知部（同一物体判定手段）
２５ 衝突判定部（衝突判定手段）
２６ 走行制御部（制御手段、作動制御手段）
２７ 警報制御部（作動制御手段）

Claims (7)

  1. 所定の検出角度範囲の物体検出領域で車両進行方向の物体を検出する第１の物体検出手段と、
    該第１の物体検出手段よりも狭い所定の検出角度範囲の物体検出領域で車両進行方向の物体を検出する第２の物体検出手段と、
    車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
    該運動状態検出手段により検出された運動状態に基づき、前記物体検出手段により検出された物体と車両との衝突発生の可能性を判定する衝突判定手段と、
    該衝突判定手段により衝突発生の可能性があると判定された場合に、衝突発生を回避するように車両を制御する制御手段とを備える車両の走行安全装置であって、
    前記第１の物体検出手段により検出された物体と、前記第２の物体検出手段により検出された物体とが同一物体であるか否かを判定する同一物体判定手段を備え、
    前記衝突判定手段は、前記同一物体判定手段の判定結果に基づき衝突発生の可能性を判定することを特徴とする車両の走行安全装置。
  2. 前記第２の物体検出手段の物体検出領域は、角度方向中央部の第１の検出領域と、該第１の検出領域に隣接する角度方向両端部の第２の検出領域とからなり、
    前記同一物体判定手段は、
    前記第２の物体検出手段により前記第２の検出領域で所定の物体検出パターンで検出された物体と、前記第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１および前記第２の物体検出手段により検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
  3. 前記第２の物体検出手段はミリ波レーダであり、
    前記同一物体判定手段は、
    前記ミリ波レーダのサイドローブで検出された物体と前記第１の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１の物体検出手段および前記ミリ波レーダにより検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
  4. 前記第１の物体検出手段の物体検出領域は、車両から所定距離以内の領域と該所定距離よりも遠方の領域とからなり、
    前記同一物体判定手段は、
    前記第１の物体検出手段により前記所定距離よりも遠方の領域で検出された物体と、前記第２の物体検出手段により検出された物体とが、所定の距離範囲内に存在する場合に、前記第１および前記第２の物体検出手段により検出された各前記物体を同一物体であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。
  5. 前記衝突判定手段の判定結果に基づき、車両に設けられた警報手段および制動手段の少なくとも何れかを所定時期に作動させる作動制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかひとつに記載の車両の走行安全装置。
  6. 前記第２の物体検出手段はミリ波レーダであり、
    前記作動制御手段は、
    前記ミリ波レーダのみで物体が検出された状態での前記所定時期を、前記第１の物体検出手段により物体が検知された状態での前記所定時期に比べて、遅らせることを特徴とする請求項５に記載の車両の走行安全装置。
  7. 前記第１の物体検出手段はカメラであり、
    前記作動制御手段は、
    前記カメラで物体が所定期間継続して検出された状態での前記制動手段の作動による減速度を、前記カメラで物体が所定期間継続して検出されるより前の状態での減速度に比べて、高くすることを特徴とする請求項５に記載の車両の走行安全装置。

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