JP2007112297A

JP2007112297A - 車両用障害物衝突回避システム

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Publication number: JP2007112297A
Application number: JP2005305801A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Shimizu; 宏昭清水; Hirohiko Yanagawa; 博彦柳川; Yukio Mori; 雪生森; Kazuhiro Kamiya; 和宏神谷
Original assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Advics Co Ltd
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】車両後退時などの近距離停止時における障害物衝突回避を円滑に図ることができるようにする。
【解決手段】車両用障害物衝突回避システム１は、車両２に搭載され、制御装置３と、音波ソナー４と、ステアリングセンサ５と、表示装置６と、ブレーキ制御部７とを備えて構成されている。音波ソナー４は車両２後方周辺における障害物の存在を検出して当該障害物までの距離を検出することが可能であり、制御装置３は、ステアリングセンサ５からのステアリング角度検出信号に基づいて車両２の進路領域を予測し、障害物までの距離と予測進路領域とに基づいて自車両２と障害物との衝突の危険度を判定し、この危険度に応じて車速を設定し、さらに当該設定車速となるようにブレーキ制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両周辺の障害物を検出して適切に減速制御することが可能な車両用障害物衝突回避システムに関する。

従来より、車両周囲の障害物を検出し車両の衝突回避を実現とする技術はある（例えば特許文献１、２）。
特許文献１においては、車両周囲の障害物をレーダにより検出し、この障害物の位置と種類から危険度を推定し、運転者に警告あるいはブレーキ制御する構成としている。

また、特許文献２においては、車両の進行方向を撮影する赤外センサと該進行方向の障害物までの距離、方向を検出するレーダ距離計を備え、自車両の前方車両、歩行者までの距離を検出して警報、ブレーキ制御により衝突回避を図る構成としている。
特開平６−１６０５１６号公報特開平１１−１６０９９号公報

ところで、車両の後退時において障害物との衝突を回避する場合、滑らかにブレーキング制御することが要望されている。しかし、前述した特許文献１及び２に記載のものでは、いずれも車両前方の障害物検出を前提としており、ブレーキングも後続車両を考慮すると急ブレーキになることもあって、使用者に不安感を与えるおそれがあった。また、危険度に応じたブレーキング速度設定もなされておらず、総じて、車両後退時（近距離停止時）における障害物衝突回避システムとしては実際上適用困難な技術であった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両後退時などの近距離停止時における障害物衝突回避を円滑に図ることができる車両用障害物衝突回避システムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両周辺における障害物の存在を検出して当該障害物までの距離を検出することが可能な障害物検出手段と、車両の進路領域を予測する進路予測手段と、前記障害物検出手段による当該障害物検出手段から前記障害物までの距離と前記進路予測手段による予測進路領域とに基づいて自車両と前記障害物との衝突の危険度を判定する危険度判定手段と、この危険度判定手段による危険度に応じて車速を設定する車速設定手段と、この車速設定手段による設定車速となるようにブレーキ制御を行うブレーキ制御手段とを備えてなるところに特徴を有するものである。

この請求項１の発明によれば、障害物までの距離と車両の予測進路領域とに基づいて危険度を判定するから危険度の判定精度が向上し、そして、この危険度に応じて車速を設定し、この設定車速となるようにブレーキ制御を行うから、障害物の危険度（衝突危険度）に応じて適正にブレーキ制御がなされて、障害物があった場合に車両を滑らかに停止することができ、総じて、車両後退時における障害物衝突回避を円滑に図ることができる。さらにこの請求項１の発明によれば、車両後退時における障害物検出手段としては、障害物の有無及び当該障害物までの距離を検出できれば良いので、測長距離の長いレーダなどコストの高い障害物検出手段でなく、音波ソナーや超音波ソナーのような、測長距離の短くてコストの安い障害物検出手段を使用することが可能となり、コスト低廉化にも寄与できる。

この場合、前記危険度判定手段は、該障害物検出手段が検出した前記障害物までの距離に応じて当該障害物存在エリアを検出し、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合が大きいほど危険度が大であると判定するようにしても良い（請求項２の発明）。このようにすると、障害物衝突の危険度をさらに精度良く判定することができる。

また、前記危険度判定手段は、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合を演算し、この演算値を危険度とし、前記車速設定手段は、前記障害物までの距離に応じた目標車速を有し、この目標車速を前記演算値の危険度により除した値を設定車速とするようにしても良い（請求項３の発明）。例えば、危険度が一定であると仮定すると、障害物までの距離が短くなるにつれて車速を遅い値に設定することが好ましい。従って、この請求項３の発明のように、前記障害物までの距離に応じた目標車速を有することは適切である。この場合、前記危険度は実際には逐次変化するものであるから、当該請求項３の発明のように、この目標車速を前記演算値で示される危険度により除した値を設定車速とすることにより、危険度の変化分も見越した設定車速とすることができ、設定車速を、障害物までの距離及び危険度に応じて最適な値に設定できるものである。

また、前記進路予測手段はステアリングセンサを含んで構成しても良く（請求項４の発明）、このようにすると、進路予測精度が向上する。また、前記障害物検出手段は音波または超音波を送出して車両周辺における障害物の存在を検出する音波ソナーまたは超音波ソナーから構成しても良く（請求項５）、このようにすると、車両後退時における障害物検出及び距離検出を充分に達成しながらコスト安も実現できる。

また、前記障害物検出手段は車両周辺を撮影する撮影手段を含んで構成しても良く（請求項６の発明）、このようにすると、障害物までの距離検出について検出可能距離をさらに長くすることが可能で、車両後退時において障害物を比較的離れた位置から検出することが可能となる。

以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図５を参照して説明する。まず、図１には、システムの全体構成を概略的に示している。車両用障害物衝突回避システム１は車両２に搭載され、制御装置３と、音波ソナー４と、ステアリングセンサ５と、表示装置６と、ブレーキ制御部７とを備えて構成されている。
前記制御装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏバスなどを備えて構成され、制御プログラムを実行することによりシステムの動作全般を制御するものであり、進路予測手段、危険度判定手段、車速設定手段、ブレーキ制御手段として機能する。

音波ソナー４は、障害物検出手段たるものであり、近距離での障害物検出及び距離測定に適しており、コスト的にも安いものであり、車両２の後側下部の２箇所に取付けられている。この音波ソナー４は、車両２の後方へ平面的にはある程度の拡がり（その拡がり角度をαとする）をもって音波を送出するようになっており、音波を送出してから反射波が受けられたか否かに基づいて障害物が存在するか否かを検出し、その検出結果を制御装置３に出力する。この場合、音波ソナー４は、障害物（図３に符号Ｑをもって示している）を検出した場合には、音波を送出してから反射波が受けられるまでの時間に応じて距離Ｄを検出（算出）して制御装置３に出力する。

前記ステアリングセンサ５は自車両２のステアリング角度を検出してステアリング角度検出信号を前記制御装置３に出力する。このとき制御装置３はこのステアリング角度検出信号に基づいて自車両２の進路領域を予測するものである。この予測進路領域の一例を図４に符号Ｓ１、Ｓ２、ＳＥで示している。この予測進路Ｓ１、Ｓ２の内側領域が自車両２の後端２ａの予測進路領域ＳＥである。上記ステアリングセンサ５と制御装置３とで進路予測手段が構成されている。

表示装置６は、車室内にあって運転手が見易い位置に配置されており、種々の表示機能を有すると共に運転手の操作をタッチパネルにより受付ける操作受付機能を有して構成されている。
ブレーキ制御部７は、車両２におけるブレーキ装置を駆動するためのものであり、制御装置３から指令を受けてブレーキ装置を駆動制御するようになっており、当該制御装置３とでブレーキ制御手段を構成している。

前記制御装置３の制御内容について、図２のフローチャートを参照して説明する。車両２の後退時において、音波ソナー４から障害物検出が有ったか否かを判断し（ステップＰ１）、障害物検出が有ると、当該音波ソナー４で検出した距離Ｄを取得すると共に、障害物存在エリアＱＥを検出する（ステップＰ２）。この障害物存在エリアＱＥは、音波ソナー４の拡がり角度αが既知であって、距離Ｄが判明していることから、距離Ｄを半径とする円弧状の障害物存在エリアＱＥが検出されるものである。

そして、ステアリングセンサ５からのステアリング角度検出信号に基づいて進路領域ＳＥを予測する（ステップＰ３）。この場合、予め、各ステアリング角度に対応する当該予測進路Ｓ１、Ｓ２がデータとして記憶されており、上記ステアリング角度信号で示されるステアリング角度から、予測進路Ｓ１、Ｓ２を取得し予測進路領域ＳＥを取得するものである。

そして、前記距離Ｄを元に検出された障害物存在エリアＱＥと、予測進路領域ＳＥとに基づいて危険度Ｋを判定する。すなわち、この危険度Ｋの考え方は、図４に示すように、前記予測進路領域ＳＥに対する前記障害物存在エリアＱＥの重なり割合が大きいほど危険度が大であると判定するものである。具体的には、予測進路領域ＳＥに対する前記障害物存在エリアＱＥの重なり割合を演算し（Ｌ２／Ｌ）、この演算値を危険度Ｋとする。なお、符号Ｌ１は障害物存在エリアＱＥにおいて予測進路領域ＳＥから外れた部分を示している。図４の場合には、この危険度Ｋはほぼ「０．７」となっている。この図４の状態から、車両２がさらに後退した状態の図５では、障害物存在エリアＱＥ全域Ｌが、予測進路領域ＳＥ内に存在し、つまり、前記障害物存在エリアＱＥ全域Ｌに対し、予測進路領域ＳＥ内に存在するエリア部分Ｌ２とが同じとなり、その割合（演算値）は「１」となっており、危険度Ｋは「１」である。

次に車速設定を行う（ステップＰ５）。すなわち、制御装置３は、衝突までの時間を例えば２秒[sec]に設定しており、障害物Ｑまでの距離がＤ[ｍ]であると、目標車速Ｍを、
Ｍ＝Ｄ／２[m/sec] ＝１．８Ｄ[km/h]で求めるようにしている。つまり、制御装置３は、障害物Ｑまでの距離Ｄに応じた目標車速Ｍを有するものである。そして、この目標車速Ｍを前記危険度Ｋにより除して車速Ｒを設定する。つまり、
Ｒ＝Ｍ／Ｋ[km/h] により車速Ｒを設定する。

例えば前記障害物Ｑまでの距離Ｄが１[m]であるときには目標車速Ｍは１．８[km/h]となり、
そして、危険度Ｋが「０．７」の時には、設定車速Ｒは１．８／０．７＝２．５７[km/h]となる。このようにして設定車速Ｒが求められる。また、危険度Ｋが「１」の時には設定車速Ｒは１．８[km/h]となる。

このステップＰ５の後、設定車速が７[km/h]以上であれば（ステップＰ６で判断）、車速を７[km/h]とする（上限設定速度を７[km/h]とする）。設定車速が７[km/h]未満であれば、現在の車速が設定車速を上回っているか否かを判断し（ステップＰ８）、上回っていれば、ブレーキ制御部７を介してブレーキ制御して車速を設定速度まで減速する（ステップＰ９）。

この請求項１の発明によれば、音波ソナー４により障害物の検出を行うと共に障害物までの距離を検出し、当該距離と車両２の予測進路領域とに基づいて危険度を判定するから危険度の判定精度が向上し、そして、この危険度に応じて車速を設定し、この設定車速となるようにブレーキ制御を行うから、障害物の危険度（衝突危険度）に応じて適正にブレーキ制御がなされて、障害物があった場合に車両を滑らかに停止することができ、総じて、車両後退時における障害物衝突回避を円滑に図ることができる。

また、本実施例によれば、車両後退時における障害物検出手段としては、障害物の有無及び当該障害物までの距離を検出できれば良いので、測長距離の長いレーダなどコストの高い障害物検出手段でなく、本実施例で用いた音波ソナー４や超音波ソナーのような、測長距離の短くてコストの安い障害物検出手段を使用することが可能となり、コスト低廉化にも寄与できる。

また、本実施例によれば、前記障害物までの距離に応じて当該障害物存在エリアを検出し、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合が大きいほど危険度が大であると判定するようにしたから、障害物衝突の危険度をさらに精度良く判定することができる。特に、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合を演算し、この演算値を危険度とし、前記障害物までの距離に応じた目標車速を予め有し、この目標車速を前記演算値の危険度により除した値を設定車速とするようにしたから、危険度の変化分も見越した設定車速とすることができ、設定車速を、障害物までの距離及び危険度に応じて最適な値に設定できるものである。

また、本実施例によれば、進路予測手段としてステアリングセンサ５を用いたから、進路予測精度が向上する。また、本実施例によれば、障害物検出手段を音波を送出して車両２周辺における障害物の存在を検出する音波ソナー４から構成したから、車両２後退時における障害物検出及び距離検出を充分に達成しながらコスト安も実現できる。この場合、音波ソナーに代えて超音波ソナーでも良い。

図６は本発明の第２の実施例を示しており、この実施例においては、障害物検出手段として、音波ソナー４の他に車両２周辺を撮影する撮影手段である車載カメラ８を含んで構成している。この実施例においては音波ソナー４と車載カメラ８とで障害物を検出することができて障害物検出精度の向上を図ることができ、さらには、車載カメラ８により比較的遠い部分の障害物を検出することが可能であり、障害物検出可能距離が長くなる。従って、車両２の後退時において障害物を比較的離れた位置から検出して、障害物回避をさらに滑らかに行うことが可能となる。

本発明の第１の実施例を示し、車両用障害物衝突回避システムの全体構成を概略的に示す図制御内容を示すフローチャート音波ソナーの音波送出範囲を示すための図車両後退の様子を示す図車両がさらに後退した様子を示す図本発明の第２の実施例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１は車両用障害物衝突回避システム、２は車両、３は制御装置（進路予測手段、危険度判定手段、車速設定手段、ブレーキ制御手段）、４は音波ソナー（障害物検出手段）、５はステアリングセンサ（進路予測手段）、７はブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）、８は車載カメラ（障害物検出手段）を示す。

Claims

車両周辺における障害物の存在を検出して当該障害物までの距離を検出することが可能な障害物検出手段と、
車両の進路領域を予測する進路予測手段と、
前記障害物検出手段による当該障害物検出手段から前記障害物までの距離と前記進路予測手段による予測進路領域とに基づいて自車両と前記障害物との衝突の危険度を判定する危険度判定手段と、
この危険度判定手段による危険度に応じて車速を設定する車速設定手段と、
この車速設定手段による設定車速となるようにブレーキ制御を行うブレーキ制御手段と
を備えてなる車両用障害物衝突回避システム。
前記請求項１に記載の車両用障害物衝突回避システムにおいて、
前記危険度判定手段は、該障害物検出手段が検出した前記障害物までの距離に応じて当該障害物存在エリアを検出し、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合が大きいほど危険度が大であると判定することを特徴とする車両用障害物衝突回避システム。
前記請求項２に記載の車両用障害物衝突回避システムにおいて、
前記危険度判定手段は、前記予測進路領域に対する前記障害物存在エリアの重なり割合を演算し、この演算値を危険度とし、
前記車速設定手段は、前記障害物までの距離に応じた目標車速を有し、この目標車速を前記演算値の危険度により除した値を設定車速とすることを特徴とする車両用障害物衝突回避システム。
請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用障害物衝突回避システムにおいて、
前記進路予測手段はステアリングセンサを含んで構成されていることを特徴とする車両用障害物衝突回避システム。
請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用障害物衝突回避システムにおいて、
前記障害物検出手段は音波または超音波を送出して車両周辺における障害物の存在を検出する音波ソナーまたは超音波ソナーから構成されていることを特徴とする車両用障害物衝突回避システム。
請求項５に記載の車両用障害物衝突回避システムにおいて、
前記障害物検出手段は車両周辺を撮影する撮影手段を含んで構成されていることを特徴とする車両用障害物衝突回避システム。