JP2007512598A - 自動車の運転者に警告する方法および装置 - Google Patents

Abstract

車両の運転者に，高まった衝突リスクを有する交通状況が存在することを警告する方法と装置が提案される。そのために評価装置に，検出された対象の移動量を表す，少なくとも１つの対象検出器の信号と，少なくとも１つの自己の運動センサ技術の信号が供給可能である。計算装置が，すべての検出された対象と自己の車両について予め定められた期間のために，最大の加速値ないし減速値および最大の時間的加速変化値ないし減速変化値を考慮して，移動軌線を予め計算し，衝突が迫っていることが認識された場合に，運転者に，衝突を回避するためには，より高い加速値ないし減速値および／または加速変化値ないし減速変化値が必要であるという警告を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は，自動車の運転者に，増大された衝突リスクを伴う交通状況が存在することを警告する方法と装置に関する。そのために，評価装置に，検出された対象の移動量を表す，少なくとも１つの対象検出器の信号と，少なくとも１つの自己の運動センサの信号が供給可能である。計算装置が，検出されたすべての対象と自己の車両について，最大の加速値または減速値と最大の時間的加速変化値または減速変化値を考慮して，すべての可能な移動軌線を予め計算し，衝突が迫っていることが認識された場合に運転者に，衝突を回避するためにはより高い加速値または減速値および／または加速変化値または減速変化値が必要であるという警告を出力する。その場合にこれを予め定められた期間について予め計算することはできるが，予め計算するために定められた時間範囲は，必ずしも必要ではない。

ＷＯ０３／００６２９１には，衝突を回避するために車両の減速を作動させて実施する方法と装置が開示されている。その方法においては，車両の間隔と速度を制御する制御装置を用いてセンサ検出領域内の対象が認識される。そして，各認識された対象について測定量が求められ，求められた付属の測定量に基づいて，認識された対象が種々の対象クラスに対応づけられる。そして，それぞれのクラスに対する認識された対象の対応づけに基づいて対象の移動軌線が予測される。

ＷＯ０３／００６２９０には，特に，適応的な速度制御のためのセンサを備えた車両について，ブレーキ操作の間に車両の減速装置を制御する方法と装置が開示されている。ブレーキ操作の間，環境センサの信号によって個別化される，走行動力学的なモデルに基づいて，危険の程度が求められる。

本発明の核心は，対象検出器を搭載した自動車の運転者に，衝突を回避するためには，快適であると感じられる走行動特性を上回る，車両の運動動特性を表す，加速値または減速値および／または加速または減速変化値が必要であることが，適切な時期に運転者に伝達されることにより，高まった衝突リスクを有する走行状況を警告することである。それによって運転者には，他の車両との差し迫った衝突を回避するために，彼が縦および／または横方向における高い推進力のある車両加速または車両減速を行わせなければならないことが，伝えられる。本発明によれば，これは，独立請求項の特徴によって解決される。好ましい展開と形態が，従属請求項から明らかにされる。

好ましくは最大の加速値または減速値と最大の時間的加速変化値または減速変化値は，運転者がそれをまだ快適であると感じられるように，定められる。

好ましくはさらに，車両縦加速，車両縦減速および車両横加速のために，異なる最大値および時間的変化値が設けられている。

好ましくは，最大の加速値または減速値および最大の時間的加速変化値または減速変化値は，現在の車両速度に従って変化可能である。たとえば，車両縦速度がより高い場合には，より高い加速値または減速値および／またはより高い時間的加速値または減速変化値を設けることができる。

さらに好ましくは，最大の加速値または減速値および最大の時間的加速変化値または減速変化値は，対象検出器によって認識された走行状況に従って変化可能である。

好ましくはさらに，運転者への警告に加えて，車両駆動装置，車両減速装置および／または車両操舵装置への自動的な介入を出力することができる。

好ましくは少なくとも１つの対象検出器は，レーダーセンサ，レーザーセンサ，超音波センサまたはビデオセンサあるいはその組み合わせである。

好ましくはさらに，運動センサは，少なくとも１つの速度センサ，加速センサおよび／またはヨーレートセンサである。

特に重要なことは，本発明に基づく方法を，制御装置のために設けられている制御要素の形式で実現することである。その場合に制御装置上には，計算機，特にマイクロプロセッサまたは信号プロセッサ上で遂行可能であって，本発明に基づく方法を実施するのに適したプログラムが記憶されている。従ってこの場合において，本発明は制御要素上に格納されたプログラムによって実現されるので，プログラムを有するこの制御要素も，プログラムがそれを実施するのに適している方法と同様に，発明を表している。制御要素として，特に電気的なメモリ媒体，たとえばリードオンリーメモリを使用することができる。

本発明によれば，対象検出器を搭載した自動車の運転者に，衝突を回避するためには，快適であると感じられる走行動特性を上回る，車両の運動動特性を表す，加速値または減速値および／または加速または減速変化値が必要であることが，適切な時期に運転者に伝達されることにより，高まった衝突リスクを有する走行状況を警告することができる。

本発明の他の特徴，適用可能性および利点は，図面の図に示されている本発明の実施例についての以下の説明から明らかにされる。その場合に記載され，あるいは図示されているすべての特徴は，それ自体で，あるいは任意の組み合わせにおいて，特許請求項におけるその要約またはその帰属に関係なく，かつ明細書ないし図面におけるその表現ないし表示に関係なく，本発明の対象を形成する。

以下，図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１には，１車線の道路が示されており，その道路上には各走行方向について１つの走行車線が設けられている。もちろん，本発明に基づく方法と本発明に基づく装置は，対面交通のための走行路を持つ，あるいは持たない複数車線の道路上の走行状況においても適用することができる。図には，対象検出器２を搭載した，自己の車両１が記載されている。この対象検出器２は，レーダーセンサ，レーザーセンサ，ビデオセンサ，超音波センサあるいはその組み合わせとすることができ，たとえば車両フロント領域または風防ガラスの領域に取り付けることができる。対象検出器２は，好ましくは，センサ検出領域３が車両１の前方の領域を検出し，その中にある対象５，６を認識するように方位決めされている。道路上を速度Ｖで走行する自己の車両１の前方には，この場合に速度Ｖ１で同じ方向に移動する，前を走行する車両５が先行して走行している。さらに，他の車両６が存在し，それは速度Ｖ２で逆の走行方向へ前進している。対象検出器２は，車両５，６を認識して，自己の車両に対するこれらの車両の間隔ｄ，自己の車両１に対するこれらの車両の相対速度ｖｒｅｌおよびアジマス角αを定める。そのアジマス角と間隔ｄとが組み合わされて，自己の車両１の車両縦軸に対する車両５，６の位置が算出される。さらに，座標系４が示されており，その座標系は好ましくは世界座標系，従って位置固定の座標系である。その場合に第１のＸ軸は車両縦方向に設けられており，他のＹ軸は車両横方向に合わせられている。

図２には，図１の世界座標系に相当する座標系４が示されている。図２には，再び，車両縦軸に合わせられたＸ軸と車両横方向に合わせられたＹ軸が示されている。座標系４の原点には，自己の車両１のモデルが存在する。Ｘ軸の正のＸ値の領域内に，前を走行する車両５と対向して来る車両６のモデルが位置しており，車両６は負のＹ値の方向の変位をもって位置決めされている。平均的な運転者によってまだ快適であると感じられる，最大加速度または最大減速度と最大の時間的加速変化または減速変化に基づいて，予め定められた未来の期間ｔの間の移動軌線が計算される。その場合に，減速，加速あるいは運転者の操舵介入の組み合わせも考えられるので，最大で達成可能なすべての点は，計算期間ｔの内部で定められ，それが車両１とともに移動する座標系に関して記入される。また，他の車両５，６の相対速度ｖｒｅｌとその絶対速度Ｖ１，Ｖ２も考慮される。それら絶対速度は相対速度と自己の車両１の速度Ｖとに基づいて計算できる。これらの点を位置固定の座標系４内に記入すると，認識された車両の滞在位置１，５，６の周りに形成される領域７，８，９が得られる。領域７，８，９は、車両滞在位置１，５，６から各方向に向かって各々異なる間隔を有している。

すなわち，たとえば運転者は，車両の減速が，運転者がまだ快適であると感じる最大縦加速度値よりも大きいとみなされる場合でも，その車両の減速をまだ快適であると感じる。車両の横加速に関しては，平均的な運転者はずっと敏感であるので，車両の移動方向に対して垂直の方向における軌線領域７，８，９の最大の間隔は，車両の縦方向における間隔よりも小さくなる。その場合に，車両の移動方向とは逆方向の最大の軌線領域は，車両の移動方向における最大の軌線領域よりも大きい。というのは，運転者は，絶対値が縦加速値よりも大きいとみなされる縦減速値を快適であると感じ，また，絶対値的な加速値と減速値を，たとえば操舵操作によって生じるような，絶対値的な車両横加速よりも快適であると感じるからである。それによって図２に記載されているような，最大の移動軌線領域７，８，９が得られる。これら最大の軌線領域は，変形した楕円の形状をとり，その場合に楕円の長軸は車両縦方向に合わせられ，楕円の短軸は車両横方向に合わせられている。楕円の長軸は，減速方向においては，楕円の尾と称することのできる，より大きい領域を有している。というのは，運転者は，絶対値的に大きい減速を，より短い楕円の長軸を走行方向に有する加速よりも，快適であると見なすからである。また，楕円の短軸は楕円の長軸よりも絶対値的に小さくなる。というのは，平均的な運転者は車両の横加速に対して極めて敏感に反応し，それが絶対値的に小さい値においてすでに不快であると感じるからである。

図３には，特に入力回路１１を有する，評価装置１０が示されている。入力回路１１によって，評価装置１０に入力信号が供給される。入力信号として，１つには，対象検出器２の信号があり，その対象検出器２はたとえばレーダーセンサ，レーザーセンサ，超音波センサ，ビデオセンサまたはこれらのセンサ種類の組み合わせとして形成することができる。この対象検出器２は，検出領域３の内部で移動する対象５，６を検出し，自己の車両１に対するその間隔ｄ，自己の車両１に対する対象５，６の相対速度ｖｒｅｌおよび，対象５，６が検出領域３の対称軸に対して現在占めるアジマス角αを求める。対象検出器２を用いて，他の変量，たとえばそれがどんな対象であるか，たとえばそれが走行している車両であるか，道路端に静止している対象であるか，あるいはそれが乗用車か，トラックか，または単車であるか，を求めることもできる。これらの求められた値は，対象検出器２から評価装置１０の入力回路１１へ供給される。さらに，速度センサ１２が設けられており，その速度センサは自己の車両１の速度Ｖを求めて，評価装置１０へ供給する。自己の速度Ｖを認識することによって，対象検出器２によって求められた相対量Ｖｒｅｌを絶対量Ｖ１，Ｖ２に換算することができる。速度センサ１２として，たとえばそのための専用の速度センサを設けることができ，あるいは他の車両機能のため，たとえば車両１のアンチブロッキング装置あるいは車両推進制御のために設けられている，速度センサを使用することができる。さらに，評価装置１０には，入力回路１１を介して加速度センサ１３の信号が供給される。その加速度センサは好ましくは自己の車両１の縦加速度と横加速度を別々に検出して，評価装置１０へ供給する。代替的に，加速度センサ１３を省いて，加速度信号ａを速度センサ１２の速度信号Ｖから時間微分によって計算することもできる。

入力量を準備する，上述した装置の他に，他の装置１４，たとえば操作装置を設けて，それを用いて車両１の運転者が評価装置１０の駆動状態を変化させることができ，あるいはその調節を自分の個人的な意図に適合させることができる。入力回路１１へ供給された入力信号は，データ交換システム１５を用いて計算装置１６へ供給される。計算装置１６はたとえばマイクロプロセッサあるいは信号プロセッサとして形成することができる。計算装置１６は，供給された入力信号に従って，本発明に基づく方法により入力量を処理し，それから出力量を求めることによって，後段に配置されている操作部材１８，１９，２０へ出力するための操作量を求める。計算装置１６によって求められた出力量は，データ交換システム１５によって出力回路１７へ供給され，その出力回路を用いて評価装置１０は操作量を後段に配置された操作部材１８，１９，２０へ出力する。操作部材として，たとえば音響的および／または光学的な警告装置が設けられている。その警告装置は，コントロールランプまたは明文テキスト表示器の形式で，たとえば車両のダッシュボードの領域に取り付けることができ，それを用いて運転者に警告を出力することができる。

さらに，音響的および／または光学的な警告装置は，たとえば信号音とすることのできる音響的な警告信号，または，運転者に警告理由をはっきりと挙げる，テキスト出力を，出力することができる。さらに，代替的に，あるいは組み合わせて，警告装置としてリバーシブル（何度も活動可能な）のベルトテンショナー１９を設けることが可能である。そのベルトテンショナー１９は，運転者またはすべての車両搭乗者の安全ベルトを一回または複数回予め引締めることによって，車両加速または車両減速に関する快適性の限界，および／または時間的な加速変化および減速変化に関する快適性の限界を上回っており，衝突状況を回避するためには，より高い加速ないし減速および／またはより高い時間的加速変化値ないし減速変化値が必要であることを，知らせる。さらにまた，代替的あるいは組み合わせて，評価装置１０の出力信号を供給することのできる減速装置２０を用いて，車両を短期間減速することにより，運転者にそれに応じた警告信号を伝達することも可能である。減速装置２０により短時間減速することは，さらに，車両をこのように短時間制動することによって，走行路の摩擦係数を求めることができる。その場合，後の，衝突を回避するための車両の鋭い減速に関して，走行路の摩擦係数がわかっており，それに応じて減速を制御することができる，という利点を有している。さらに，運転者には車両の短期間の制動によって直感的に，危険な状況が存在することが知らされる。

図４には，本発明に基づく方法の実施形態が示されており，本方法はたとえば制御プログラムの形式で計算装置１６内で遂行することができる。「スタート」の点で方法を開始した後に，処理ステップ２１において，たとえば対象検出器２により求められて評価装置１０へ供給される，対象データが読み込まれる。続く処理ステップ２２においては，たとえば自己の車両速度Ｖと自己の車両加速度ａを含む，自己の車両１の運動データが読み込まれる。さらに，検出領域３の内部で認識された，止まっている，あるいは移動している対象に基づいて，車両１の特殊な走行状況，たとえば１車線の道路であるか，マルチ車線の道路であるか，道路がそれ以降の走行推移においてカーブを有しているか，あるいは直線的なアウトバーン状の道路として認識されたか，そして場合によっては予測される区間部分内の交通密度がどのような大きさであるか，を推定することが可能である。評価装置１０へ供給されたデータに基づいて，次の処理ステップ２３においては，認識された車両５，６と自己の車両１についての移動軌線が計算される。移動軌線を計算する場合に，１つには，求められた走行状況が考慮され，他方では仮定される最大の車両縦加速および横加速や，最大の時間的縦，横加速変化値を用いて（その場合に加速は減速でもあり得る），仮定される快適性の限界を維持しながら，期間ｔの間の対象の最大の到達可能性が計算される。

次のステップ２４においては，衝突が避けられるか，が求められる。この場合（Ｓ２４において、衝突が避けられないと判断された場合）においては，車両加速または減速および／または時間的加速変化値または減速変化値の増大が必要であり，それによって移動軌線領域７，８，９が増大される。そして，ダイナミックな車両操作によって上記領域の増大が生じ，衝突を回避することができる。ステップ２４において，たとえば，軌線領域７，８，９の重複していない領域が存在していることにより，衝突が回避できることが確認された場合には，フローチャートは「Ｙｅｓ」へ分岐して，ステップ「終了」に続く。処理ステップ２４において，たとえば快適性の限界を考慮した場合に，重複していない領域が存在しないことにより，快適性の限界を維持しながら衝突を避けることはできないことが検出された場合には，ステップ２４は「Ｎｏ」へ分岐して，次の処理ステップ２５において１つまたは複数の警告装置１８，１９，２０によって運転者への警告が出力される。ステップ２５において運転者への警告を出力した後に，フローチャートはステップ「終了」へ進んで，再び「スタート」へ分岐して，そこから新たにサイクルが開始される。

本発明に基づく装置と本発明に基づく方法を適用することのできる，交通状況の例を示している。 可能な移動軌線から導き出された滞在領域を有する，図１に示す状況のモデルを示している。 本発明に基づく装置の実施形態を概略的に示すブロック図である。 本発明に基づく方法の実施形態を示すフローチャートである。

Claims (9)

1. 検出された対象（５，６）の移動量を示す，少なくとも１つの対象検出器（２）の信号と，少なくとも１つの自己の運動センサ（１２，１３）の信号と，が評価装置（１０）へ供給可能であり，高まった衝突リスクを有する交通状況が存在することを，自動車（１）の運転者に警告する方法において：
   前記評価装置（１０）は，すべての検出された対象（５，６）について，かつ自己の車両（１０）について，最大の加速値または減速値と最大の時間的加速変化値または減速変化値を考慮して，すべての可能な移動軌線を予め計算し（２３），衝突が迫っていることを認識した場合には，運転者に，危険を回避するためには，より高い加速値または減速値（ａｍａｘ）および／または加速変化値または減速変化値（ａｍａｘｐｕｎｋｔ）が必要であるという，警告信号（１８，２５）が出力されることを特徴とする，自動車の運転者に警告する方法。
2. 前記最大の加速値または減速値（ａｍａｘ）と前記最大の時間的加速変化値または減速変化値（ａｍａｘｐｕｎｋｔ）は，前記運転者がこれをまだ快適であると感じるように，定められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 車両縦加速，車両縦減速および車両横加速について，異なる最大値および時間的変化最大値が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記最大の加速値または減速値（ａｍａｘ）と前記最大の時間的加速変化値または減速変化値（ａｍａｘｐｕｎｋｔ）が，現在の車両速度（Ｖ）に従って変化可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記最大の加速値または減速値（ａｍａｘ）と前記最大の時間的加速変化値または減速変化値（ａｍａｘｐｕｎｋｔ）が，前記対象検出器（２）によって認識された走行状況に従って変化可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 運転者への警告（１８）に加えて，車両駆動装置，車両減速装置（２０）および／または車両操舵装置への自動的な介入を出力可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 評価装置（１０）と，検出した対象（５，６）の移動量を求めて前記評価装置（１０）に供給可能な少なくとも１つの対象検出器（２）と，自己の車両（１）の運動を表す信号を前記評価装置（１０）に供給可能な少なくとも１つの運動センサ（１２，１３）と，を備え，高まった衝突リスクを有する交通状況が存在することを，自動車（１）の運転者に警告する装置において：
   前記評価装置（１０）は，すべての検出された対象（５，６）について，かつ自己の車両（１）について，最大の加速値または減速値（ａｍａｘ）と最大の時間的加速変化値または減速変化値（ａｍａｘｐｕｎｋｔ）を考慮して，すべての可能な移動軌線を予め計算し，前記評価装置（１０）が運転者警告装置（１８，１９）を活動させることが可能であって，前記運転者警告装置が運転者に，衝突を回避するためには，より高い加速値または減速値および／または加速変化値または減速変化値が必要であることを伝達することを特徴とする，自動車の運転者に警告する装置。
8. 少なくとも１つの対象検出器（２）が，レーダーセンサ，レーザーセンサ，超音波センサ，ビデオセンサまたはその組み合わせであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 運動センサ（１２，１３）が，少なくとも１つの速度センサ，加速度センサおよび／またはヨーレートセンサであることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
   
   

Images