JP2009006824A - 車載装置及び走行制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避することができる車載装置及び車両の走行制御方法を提供する。
【解決手段】制御部３１は、後方ビデオカメラ１１、１２で撮像して得られた画像データをフレーム単位で取得し、取得した画像データに基づいて後方車両を検知し、後方車両による追突の可能性を判定する。制御部３１は、追突の可能性があると判定した場合、前方ビデオカメラ２１、２２で撮像して得られた画像データをフレーム単位で取得し、取得した画像データに基づいて前方車両を検知して自車が前方に移動することができるか否かを判定する。制御部３１は、前方移動可否判定の結果に基づいて、自車を所定の加速度で加速させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避する車載装置及び車両の走行制御方法に関する。

自動車などの車両の前部（例えば、バンパー、フロントグリルなど）に２つのビデオカメラを設置し、両方のビデオカメラで撮像した撮像画像における対象物の視差に基づいて対象物までの距離を求め、歩行者、障害物などの接近を運転者に知らせることで安全運転を支援する車両の周辺監視装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、前方を監視する装置を車両に搭載し、例えば、前方の車両を検知して前方車両への追突可能性を判断し、追突の可能性がある場合には運転者へ警告を行い、あるいは、自動的にブレーキをかけて前方車両への追突を防止する衝突被害軽減システム（プリクラッシュセーフティシステム）が製品化されている。
特許第３５１５９２６号公報

しかしながら、プリクラッシュセーフティシステムが搭載された車両は、自車が前方の車両へ追突する可能性を回避し、あるいは、追突時の被害を低減することができるものの、後方から走行してくる後方車両に追突される被追突車両は、追突の回避あるいは追突時の被害を低減する手段は何ら有していなかった。このため、仮に追突する側の車両にプリクラッシュセーフティシステムが搭載されていたとしても、追突回避の可能性又は追突時の被害の大小は、追突車両の挙動（例えば、運転者の運転操作、システムの性能など）に依存せざるを得なかった。また、追突する側の車両にプリクラッシュセーフティシステムが搭載されていない場合には、追突事故を防ぐ手立ては存在しなかった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、後方車両を検出した場合、検出した後方車両との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて衝突の可否を判定し、衝突すると判定した場合、自車の走行を制御することにより、自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避することができる車載装置及び該車載装置を用いた車両の走行制御方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る車載装置は、自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避すべく自車の走行制御を行う車載装置であって、後方車両を検出する後方車両検出手段と、該後方車両検出手段で検出した後方車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、該相対速度算出手段で算出した相対速度に基づいて、衝突の可否を判定する衝突判定手段と、該衝突判定手段で衝突すると判定した場合、自車の走行を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る車載装置は、第１発明において、前記制御手段は、自車を前方に向かって加速すべく制御するように構成してあることを特徴とする。

第３発明に係る車載装置は、第１発明において、前記制御手段は、車幅方向に自車を移動すべく制御するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る車載装置は、第１発明において、自車の前方を走行する前方車両を検出する前方車両検出手段と、自車から該前方車両検出手段で検出した前方車両までの前方距離を算出する前方距離算出手段とを備え、前記制御手段は、前記前方距離算出手段で算出した前方距離に基づいて、自車を前方に向かって加速すべく制御するように構成してあることを特徴とする。

第５発明に係る車載装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、２つの撮像装置で撮像されたそれぞれの撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、該撮像画像取得手段で取得した撮像画像の一方の撮像画像を小領域に分割する分割手段と、該分割手段で分割した小領域毎に他方の撮像画像との間で相関値を算出する相関値算出手段と、該相関値算出手段で算出した相関値に基づいて、前記小領域に対応する対応領域を他方の撮像画像で特定する対応領域特定手段と、前記小領域と対応領域との視差に基づいて、自車からの距離が略等しい候補領域を特定する候補領域特定手段とを備え、前記後方車両検出手段は、前記候補領域特定手段で特定した候補領域に基づいて、後方車両を検出するように構成してあることを特徴とする。

第６発明に係る車載装置は、第５発明において、前記候補領域特定手段で特定した候補領域の撮像画像上の座標に基づいて、自車から後方車両までの後方距離を算出する後方距離算出手段と、撮像時点が異なる撮像画像それぞれに基づいて前記後方距離算出手段で算出した後方距離の差分を算出する差分算出手段とを備え、前記相対速度算出手段は、前記差分算出手段で算出した後方距離の差分に基づいて、相対速度を算出するように構成してあることを特徴とする。

第７発明に係る車載装置は、第６発明において、前記衝突判定手段は、前記後方距離算出手段で算出した後方距離と前記相対速度算出手段で算出した相対速度との比が所定の閾値以下である場合、衝突すると判定するように構成してあることを特徴とする。

第８発明に係る車載装置は、第６発明又は第７発明において、自車の回頭角を取得する回頭角取得手段と、該回頭角取得手段で取得した回頭角に基づいて、前記後方距離算出手段で算出した後方距離を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

第９発明に係る走行制御方法は、自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避すべく自車の走行制御を行う走行制御方法であって、後方車両を検出し、検出した後方車両との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて、衝突の可否を判定し、衝突すると判定した場合、自車の走行を制御することを特徴とする。

第１発明及び第９発明にあっては、後方車両検出手段は、自車の後方を走行する後方車両を検出する。後方車両検出手段は、例えば、車両後部に設置した２つの可視光ビデオカメラ、近赤外ビデオカメラ、又は遠赤外ビデオカメラなどの撮像装置を用いることができる。あるいは、ミリ波レーダ、レーザレーダなどのレーダを用いてもよい。相対速度算出手段は、自車と検出した後方車両との相対速度Ｖを算出する。衝突判定手段は、算出した相対速度Ｖに基づいて、衝突の可否を判定する。制御手段は、衝突すると判定した場合、自車の走行を制御する。この場合、状況に応じて、自車を加速するように制御して追突の回避又は追突時の衝撃若しくは被害を軽減することができる。また、自車を車幅方向に移動すべく制御して追突の回避又は追突時の衝撃若しくは被害を軽減することができる。

第２発明にあっては、制御手段は、自車を前方に向かって加速すべく制御する。これにより、追突の回避又は追突時の衝撃若しくは被害を軽減することができる。

第３発明にあっては、制御手段は、車幅方向に自車を移動すべく制御する。これにより、追突の回避又は追突時の衝撃若しくは被害を軽減することができる。

第４発明にあっては、後方車両が衝突（追突）すると判定した場合、前方車両検出手段は、自車の前方を走行する前方車両を検出する。前方距離算出手段は、検出した前方車両までの前方距離を算出する。この場合、車両前部に配置した２つのビデオカメラそれぞれで撮像した２つの撮像画像に基づいて、ステレオ法を用いて前方車両までの距離を算出することができる。なお、レーダを用いることも可能である。制御手段は、算出した前方距離に基づいて、自車を前方に向かって加速すべく制御する。例えば、前方距離が十分ある場合、自車を加速することができる。また、前方距離が十分でない場合、加速する代わりに自車を車幅方向に移動させる。なお、前方距離が少しでもある場合に、自車を加速させるようにしてもよい。

第５発明にあっては、２つの撮像装置で撮像した撮像画像の一方の撮像画像（基準画像）を小領域（例えば、解像度が３２０×２４０の場合、４×４画素のブロック）に分割する。分割した小領域から１つの小領域（基準ブロック）を選択し、他方の撮像画像（参照画像）を走査し、小領域との相関値を算出する。算出した相関値に基づいて小領域に対応する対応領域（参照ブロック）を特定する。少領域と対応領域との視差に基づいて、自車からの距離が略等しい候補領域を特定する。例えば、基準画像において、視差が略等しくかつ隣接する小領域（ブロック）をグループ化して候補領域を特定することができる。後方車両検出手段は、特定した候補領域に基づいて後方車両を検出する。例えば、特定した候補領域の形状、大きさなどの特徴量に基づいて、車両ではあり得ないノイズを除去して車両を検出することができる。

第６発明にあっては、後方距離算出手段は、任意の撮像時点で２つのビデオカメラそれぞれで撮像した２つの撮像画像上の候補領域の座標に基づいて、ステレオ法を用いて後方車両までの距離Ｚを算出する。差分算出手段は、異なる２つの撮像時点（例えば、１秒当たりのフレーム数を３０とした場合、現フレームと１つ前のフレームとの時間差である３０分の１秒）での後方車両までの距離の差分を算出する。相対速度算出手段は、後方車両までの距離の差分を撮像時点間の時間で除算することにより相対速度Ｖを算出する。なお、この場合、車速センサからのデータを取得して自車の速度を用いることもできる。

第７発明にあっては、衝突判定手段は、後方車両までの距離と相対速度Ｖとの比が所定の閾値以下である場合、衝突すると判定する。例えば、自車から後方車両までの距離Ｚを相対速度Ｖで除算した値Ｚ／Ｖが、所定の閾値ΔＴ以下である場合には、衝突（追突）すると判定する。なお、閾値ΔＴは、適宜設定することが可能であり、例えば、衝突（追突）を回避するためには、２〜３秒程度に設定することができる。また、衝突時に衝撃又は被害を軽減するためには、０．５秒程度に設定することができる。

第８発明にあっては、回頭角取得手段は、自車の回頭角θを取得する。例えば、ヨーレートセンサで取得したデータに基づいて、撮像装置の１フレーム経過（例えば、１秒当たりのフレーム数を３０とした場合、現フレームと１つ前のフレームとの時間差である３０分の１秒）する間に変位する回頭角θを取得する。取得した回頭角θに基づいて、算出した後方車両までの距離を補正する。これにより、自車の走行方向が後方車両の走行方向とずれた場合であっても、後方車両までの距離を精度良く求めることができる。

本発明にあっては、後方車両を検出した場合、検出した後方車両との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて衝突（追突）の可否を判定し、衝突すると判定した場合、自車の走行を制御することにより、追突する側の車両の挙動（例えば、運転者の運転操作、システムの性能など）に依存することなく、追突される側の車両が自らの走行を制御して、追突車両による衝突被害を軽減又は回避することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る車載装置であるＥＣＵ３０を搭載した車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、車両の後部バンパー付近に後方ビデオカメラ１１、１２を車両の幅方向に左右対称な箇所に並置している。また、車両の前部バンパー付近に前方ビデオカメラ２１、２２を車両の幅方向に左右対称な箇所に並置している。後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２は、それぞれ波長が０．４〜０．８μｍの可視光を撮像することができる。

後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２で撮像された画像データは、ＮＴＳＣ等のアナログ映像方式、又はデジタル映像方式に対応した映像ケーブルを介して接続してあるＥＣＵ３０へ送信される。

より具体的には、後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２は、光学信号を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Couple Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子をマトリックス状に備えている。後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２は、車両の周囲の可視光像を電気信号として読み取り、読み取った電気信号（映像信号）をＥＣＵ３０へ送信する。

ＥＣＵ３０には、ＮＴＳＣ、ＶＧＡ、ＤＶＩ等の映像方式に対応したケーブルを介して液晶ディスプレイ等の表示装置４０を接続してある。表示装置４０は、後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２で撮像した映像を表示するとともに、運転者の操作を受け付ける操作部、運転者に対して警告又は通知等を行う音声出力機能を備えている。

また、ＥＣＵ３０には、車載ＬＡＮなどのネットワークを介してスロットルアクチュエータ５０、操舵部６０、ヨーレートセンサ７０、車速センサ８０などを接続してある。

スロットルアクチュエータ５０は、ＥＣＵ３０が出力する制御信号に基づいて車両を加速させる。操舵部６０は、ＥＣＵ３０が出力する制御信号に基づいて車両の操舵角を制御し、車両を右側あるいは左側に移動させる。

ヨーレートセンサ７０は、例えば、振動型ジャイロスコープであり、所定の時間間隔で角速度信号をＥＣＵ３０へ出力する。車速センサ８０は、自車の走行速度をＥＣＵ３０へ出力する。

図２はＥＣＵ３０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ３０は、制御部３１、画像メモリ３２、ＲＡＭ３３、映像入力部３４、映像出力部３５、通信インタフェース部３６などを備えている。

映像入力部３４は、後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２から映像信号（画像データ）の入力を行う。映像入力部３４は、後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２から入力された画像データを、１フレーム単位に同期させて画像メモリ３２に記憶する。

映像出力部３５は、表示装置４０に対して画像データを出力し、後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２で撮像した撮像画像を表示する。なお、撮像画像を表示させるか否かは、表示装置４０の操作部で設定することができる。

通信インタフェース部３６は、スロットルアクチュエータ５０、操舵部６０、ヨーレートセンサ７０、車速センサ８０との間の通信機能を備えている。

画像メモリ３２は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＳＤＲＡＭ等であり、映像入力部３４を介して後方ビデオカメラ１１、１２、前方ビデオカメラ２１、２２から入力された画像データを記憶する。

制御部３１は、ＣＰＵ又は専用のハードウエアで構成することができ、画像メモリ３２に記憶された画像データをフレーム単位で読み出し、読み出したフレーム単位の撮像画像（画像データ）に対して所定の画像処理を行う。例えば、制御部３１は、自車の後方を走行する後方車両の抽出処理、後方車両の追跡処理、後方車両による追突の可否を判定する処理、自車の前方に移動可能な領域があるか否かを判定する処理、自車の前方移動制御処理などの処理を行う。制御部３１での処理の詳細は後述する。

次にＥＣＵ３０の動作について説明する。図３は後方車両による追突の回避又は追突被害軽減のための処理手順を示すフローチャートである。

制御部３１は、画像メモリ３２に記憶してある画像データをフレーム単位で読み出し、フレーム単位毎に以下の処理を行う。すなわち、制御部３１は、まず、後方車両による追突の可能性を判定するため追突検知の処理を行う（Ｓ１）。追突検知の処理で追突の可能性があると判定した場合、制御部３１は、自車が前方に移動することができるか否かを判定するため前方移動可否判定の処理を行う（Ｓ２）。

制御部３１は、前方移動可否判定の結果に基づいて、自車の前方移動制御の処理を行い（Ｓ３）、処理終了要求の有無を判定する（Ｓ４）。処理終了要求がない場合（Ｓ４でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１以降の処理を続け、処理終了要求がある場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理を終了する。

図４は追突検知の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、取得した画像データに基づいて、後方車両を抽出する（Ｓ１１）。なお、後方車両の抽出処理の詳細は後述する。制御部３１は、抽出した後方車両をフレーム単位で追跡する（Ｓ１２）。後方車両の追跡処理の詳細についても後述する。制御部３１は、後方車両が自車に追突するか否かの判定を行い（Ｓ１３）、処理を終了する。なお、追突判定の処理については後述する。

図５は後方車両抽出処理の手順を示すフローチャートである。制御部３１は、後方ビデオカメラ１１、１２それぞれで撮像して得られた撮像画像（画像データ）をフレーム単位で取得し（Ｓ１０１）、取得したフレーム単位の撮像画像のうちの一方の撮像画像（基準画像）をブロックに分割する（Ｓ１０２）。分割するブロックの大きさは、例えば、４×４画素のブロックであるが、撮像画像の解像度に応じて適宜決定することができる。

制御部３１は、分割したブロックから１つのブロック（基準ブロック）を選択する（Ｓ１０３）。なお、基準ブロックは、例えば、撮像画像上の左上から右下に向かって水平方向に順次選択することができる。

制御部３１は、他方の撮像画像（参照画像）中で同じ大きさのブロックを走査して相関値を算出する（Ｓ１０４）。相関値の算出は、例えば、式（１）に基づいて行われる。また、参照画像中での走査は水平方向のみの走査でよいが、参照画像中で上下複数ラインにまたがって走査することもできる。

ここで、Ｎは基準ブロック及び参照画像中のブロックにおける総画素数、ｋは零からＮ−１までの整数、Ｆｋは基準ブロク内におけるｋ番目の画素の輝度値、Ｇｋは参照画像中のブロックにおけるｋ番目の画素の輝度値、及びＲは相関値を表す。なお、相関値の算出方法は、これに限定されるものではなく、絶対差分総和法、正規化相互相関法など、どのような方法であってもよい。

制御部３１は、最も相関値の大きいブロックを参照ブロックとして特定し（Ｓ１０５）、基準ブロック及び参照ブロックのそれぞれの撮像画像上の座標（ｘ座標、ｙ座標）に基づいて視差を算出する（Ｓ１０６）。

制御部３１は、基準画像中のすべてのブロックを選択したか否かを判定し（Ｓ１０７）、すべてのブロックを選択していない場合（Ｓ１０７でＮＯ）、ステップＳ１０３以降の処理を続ける。すべてのブロックを選択した場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）、制御部３１は、基準画像において、視差が略等しく、かつ隣接するブロックをグループ化して候補領域を特定する（Ｓ１０８）。

制御部３１は、特定した候補領域の特徴量（例えば、形状、大きさ）を抽出して車両ではないと判定される候補領域をノイズとして除去した後、除去されずに残った候補領域を後方車両として抽出する（Ｓ１０９）。なお、後方車両の抽出には、候補領域をそのまま後方車両として抽出してもよく、あるいは、サポートベクタマシン（ＳＶＭ）、ブースティング（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ）など学習アルゴリズム手法を用いてもよい。

制御部３１は、現フレーム（例えば、撮像時刻がｔ）での後方車両までの距離Ｚｔを算出し（Ｓ１１０）、処理を終了する。自車から後方車両までの距離の算出は、候補領域を構成するブロックの視差の最大値又は視差の平均値を用いることができる。

後方車両までの距離の算出は、三角測量の原理によりステレオ法を用いて行うことができる。例えば、後方ビデオカメラ１１、１２のカメラ座標系を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とする。ここで、カメラ座標系の中心は、自車の後端部中央、すなわち、後方ビデオカメラ１１、１２の間の位置とする。また、Ｘは自車の車幅方向、Ｙは路面に対して上方向、Ｚは後方向である。また、後方ビデオカメラ１１、１２の離隔距離をｈ、焦点距離をｆとする。また、後方ビデオカメラ１１の撮像画像における候補領域の座標を（ｘ_R、ｙ_R）、後方ビデオカメラ１２の撮像画像における候補領域の座標を（ｘ_L、ｙ_L）とする。なお、撮像画像の中心を座標の中心とする。カメラ座標における後方車両の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、式（２）〜式（４）で求めることができる。

図６は後方車両追跡の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、現フレーム（例えば、撮像時刻がｔ）における候補領域を１つ選択し（Ｓ１２１）、選択した候補領域の面積重心を算出し（Ｓ１２２）、選択した候補領域の大きさを算出する（Ｓ１２３）。なお、候補領域を選択する場合、後方車両として抽出された候補領域の中から選択し、ノイズとして除外された候補領域は除くものとする。

制御部３１は、１つ前のフレームの候補領域（例えば、撮像時刻がｔ−１）を検索し（Ｓ１２４）、面積重心及び大きさの差が最も小さい候補領域を選択し（Ｓ１２５）、現フレームにおける候補領域と１つ前のフレームにおける候補領域とを対応付けるため同一ラベルを付与する（Ｓ１２６）。これにより、異なる撮像時点（撮像時刻ｔ、ｔ−１）において面積重心及び大きさが最も類似する候補領域同士を同一ラベルで対応付ける。

制御部３１は、現フレームにおけるすべての候補領域を選択したか否かを判定し（Ｓ１２７）、すべての候補領域を選択していない場合（Ｓ１２７でＮＯ）、ステップＳ１２１以降の処理を行い、すべての候補領域を選択した場合（Ｓ１２７でＹＥＳ）、処理を終了する。

図７は追突判定の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、現フレーム（（例えば、撮像時刻がｔ）と１つ前のフレーム（例えば、撮像時刻がｔ−１）の間での自車の回頭角θを算出する（Ｓ１３１）。回頭角θの算出は、例えば、ヨーレートセンサ７０が出力する角速度信号を、１つ前のフレームと現フレームとの間の時間分だけ積分して求める。これにより、ヨーレートセンサ７０の出力タイミングとフレームレートが異なる場合でも、フレームレートに合わせて回頭角θを求めることができる。

制御部３１は、算出した回頭角θを用いて、１つ前のフレームにおける後方車両までの距離Ｚｔ−１を補正した距離Ｚ’ｔ−１を算出する（Ｓ１３２）。回頭角θを用いた後方車両までの距離の補正は、式（５）に基づいて行うことができる。

ここで、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は補正前の後方車両の位置を表し、（Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）は補正後の後方車両の位置を表す。θは自車の回頭角である。

制御部３１は、ＺｔがＺ’ｔ−１より小さいか否かを判定し（Ｓ１３３）、ＺｔがＺ’ｔ−１より小さい場合（Ｓ１３３でＹＥＳ）、現フレームにおける候補領域のｘ座標（例えば、ｘｔ）と１つ前のフレームの候補領域のｘ座標（例えば、ｘｔ−１）を特定する（Ｓ１３４）。なお、候補領域の座標は基準画像における座標を用いることができるが、参照画像における候補領域の座標を用いてもよい。また、撮像画像上で候補領域は、ある程度の広がりを有しているので、候補領域のｘ座標としては、自車に最も近い部分のｘ座標を用いることができる。

制御部３１は、ｘｔの絶対値がｘｔ−１の絶対値より小さいか否かを判定し（Ｓ１３５）、ｘｔの絶対値がｘｔ−１の絶対値より小さい場合（Ｓ１３５でＹＥＳ）、後方車両が自車へ接近していると判定し、後方車両との相対速度Ｖを算出する（Ｓ１３６）。なお、ｘ座標の絶対値を比較する方法に代えて、（現フレームの候補領域のｘ座標−撮像画像の横幅の２分の１）が（１つ前のフレームの候補領域のｘ座標−撮像画像の横幅の２分の１）より小さいか否かを判定してもよい。

相対速度Ｖの算出は、例えば、１つ前のフレームにおける後方車両までの補正後の距離Ｚ’ｔ−１から現フレームにおける後方車両までの距離Ｚｔを差し引いた値をフレーム間の時間で除算することにより求めることができる。なお、この場合、車速センサ８０が出力する自車の走行速度を考慮することもできる。

制御部３１は、Ｚｔ／Ｖが所定の閾値ΔＴ以下であるか否かを判定し（Ｓ１３７）、Ｚｔ／Ｖが所定の閾値ΔＴ以下である場合（Ｓ１３７でＹＥＳ）、追突する（追突の可能性が高い）と判定し（Ｓ１３８）、処理を終了する。また、Ｚｔ／Ｖが所定の閾値ΔＴ以下でない場合（Ｓ１３７でＮＯ）、制御部３１は、追突しないと判定し（Ｓ１３９）、処理を終了する。

所定の閾値ΔＴは、適宜設定することが可能であり、例えば、衝突（追突）を回避するためには、２〜３秒程度に設定することができる。また、衝突時に衝撃又は被害を軽減するためには、０．５秒程度に設定することができる。なお、閾値ΔＴはこれらの値に限定されるものではない。

一方、ＺｔがＺ’ｔ−１より小さくない場合（Ｓ１３３でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１３９の処理を行う。また、ｘｔの絶対値がｘｔ−１の絶対値より小さくない場合（Ｓ１３５でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１３９の処理を行う。

図８は前方移動可否の判定の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、上述の追突判定処理で後方車両により追突されると判定した場合、前方移動可否の判定処理を行う。制御部３１は、前方車両を抽出し（Ｓ２０１）、前方車両の有無を判定する（Ｓ２０２）。なお、ステップＳ２０１の前方車両の抽出処理は、図５で説明したステップＳ１０１〜Ｓ１１０と同様の処理を行う。詳細な説明は省略する。

前方車両がない場合（Ｓ２０２でＮＯ）、制御部３１は、前方車両なしと判定し（Ｓ２０３）、処理を終了する。前方車両がある場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、制御部３１は、前方車両までの距離が所定の閾値より大きい（長い）か否かを判定する（Ｓ２０４）。

前方車両までの距離が所定の閾値より大きい場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、制御部３１は、前方移動可と判定し（Ｓ２０５）、処理を終了する。前方車両までの距離が所定の閾値より大きくない場合（Ｓ２０４でＮＯ）、制御部３１は、前方移動否と判定し（Ｓ２０６）、処理を終了する。前方車両までの距離の大小（長短）を判定する所定の閾値は、適宜設定することができる。例えば、０．５ｍ、１ｍ、２ｍなどの値を設定することができる。また、この閾値は、自車の走行速度、前方車両との相対速度などに応じて変更することもできる。

図９は前方移動制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、前方車両なしか否かを判定し（Ｓ３０１）、前方車両がない場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、スロットルアクチュエータ５０へ制御信号を出力して大きい加速度で自車を加速し（Ｓ３０２）、処理を終了する。大きい加速度としては、例えば、０．２ｍ／ｓ² を超える加速度で加速することができる。

前方車両がある場合（Ｓ３０１でＮＯ）、制御部３１は、前方移動可であるか否かを判定し（Ｓ３０３）、前方移動可である場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、スロットルアクチュエータ５０へ制御信号を出力して小さい加速度で自車を加速し（Ｓ３０４）、処理を終了する。小さい加速度としては、急激な加速を防止するため、例えば、０．２ｍ／ｓ² 以下の加速度で加速することができる。

前方移動可でない場合（Ｓ３０３でＮＯ）、すなわち、前方移動否である場合、制御部３１は、操舵部６０へ制御信号を出力して自車を車幅方向に移動させ（Ｓ３０５）、処理を終了する。

上述の前方移動制御処理では、前方車両がない場合、比較的大きな加速度で加速し、自車の安全走行を確保しつつ後方車両からの追突を回避又は衝突被害を軽減する。また、前方移動可である場合、あまり大きな加速度で加速した場合、前方車両に追突する可能性もでてくることから、比較的小さな加速度で加速し、安全走行を確保しつつ後方車両による衝突被害を軽減する。また、前方移動否である場合、前方車両と後方車両との間でクラッシュすることを回避するため、車幅方向（右又は左）に移動して衝突被害を軽減する。

以上説明したように、本発明にあっては、後方車両を検出した場合、検出した後方車両との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて衝突（追突）の可否を判定し、衝突すると判定した場合、自車の走行を制御することにより、追突する側の車両の挙動（例えば、運転者の運転操作、システムの性能など）に依存することなく、追突される側の車両が自らの走行を制御して、追突車両による衝突被害を軽減又は回避することができる。

上述の実施の形態では、後方車両、前方車両の検出にビデオカメラを用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、レーザレーダ、あるいは電波式レーダ（ミリ波レーダ）などを用いることもできる。例えば、ミリ波レーダを用いる場合、送信波と受信波（車両で反射した電波）をミキシングして車両までの距離に応じたビート周波数を有する信号を抽出することで、車両の検出、距離の算出などを行うことができる。また、ビデオカメラとレーダとを組み合わせて用いる構成であってもよい。

上述の実施の形態では、可視光のビデオカメラを用いる構成であったが、ビデオカメラはこれに限定されるものではなく、近赤外線、遠赤外線のビデオカメラを用いる構成でもよい。近赤外線のビデオカメラでは、例えば、波長が０．８〜３μｍの近赤外光を取得し、遠赤外線のビデオカメラでは、波長が８〜１２μｍの遠赤外線を取得する。また、ビデオカメラの設置箇所は、バンパー付近に限定されず、ルームミラー近傍、フロントグリル内部、リアウインド付近などに設置することができる。

上述の実施の形態では、前方移動否と判定した場合、自車を車幅方向に移動させるように制御する構成であったが、自車の走行制御は、これに限定されるものではない。例えば、前方車両が存在する場合、自車と前方車両までの距離に応じて、自車を加速する加速度を段階的又は連続に変化させることもできる。すなわち、前方車両までの距離が長いほど、大きな加速度で加速することができる。また、この場合、前方車両との距離が１０ｃｍ程度（少しでも余裕がある場合）であっても、小さい加速度（例えば、０．２ｍ／ｓ² 以下の加速度）で加速して後方車両による追突被害を軽減させることもできる。

本発明の実施の形態に係る車載装置であるＥＣＵを搭載した車両の構成を示す模式図である。 ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 後方車両による追突の回避又は追突被害軽減のための処理手順を示すフローチャートである。 追突検知の処理手順を示すフローチャートである。 後方車両抽出処理の手順を示すフローチャートである。 後方車両追跡の処理手順を示すフローチャートである。 追突判定の処理手順を示すフローチャートである。 前方移動可否の判定の処理手順を示すフローチャートである。 前方移動制御の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１、１２ 後方ビデオカメラ
２１、２２ 前方ビデオカメラ
３０ ＥＣＵ
３１ 制御部
３２ 画像メモリ
３３ ＲＡＭ
３４ 映像入力部
３５ 映像出力部
３６ 通信インタフェース部
４０ 表示装置
５０ スロットルアクチュエータ
６０ 操舵部
７０ ヨーレートセンサ
８０ 車速センサ

Claims (9)

1. 自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避すべく自車の走行制御を行う車載装置であって、
   後方車両を検出する後方車両検出手段と、
   該後方車両検出手段で検出した後方車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、
   該相対速度算出手段で算出した相対速度に基づいて、衝突の可否を判定する衝突判定手段と、
   該衝突判定手段で衝突すると判定した場合、自車の走行を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする車載装置。
2. 前記制御手段は、
   自車を前方に向かって加速すべく制御するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
3. 前記制御手段は、
   車幅方向に自車を移動すべく制御するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
4. 自車の前方を走行する前方車両を検出する前方車両検出手段と、
   自車から該前方車両検出手段で検出した前方車両までの前方距離を算出する前方距離算出手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記前方距離算出手段で算出した前方距離に基づいて、自車を前方に向かって加速すべく制御するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
5. ２つの撮像装置で撮像されたそれぞれの撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
   該撮像画像取得手段で取得した撮像画像の一方の撮像画像を小領域に分割する分割手段と、
   該分割手段で分割した小領域毎に他方の撮像画像との間で相関値を算出する相関値算出手段と、
   該相関値算出手段で算出した相関値に基づいて、前記小領域に対応する対応領域を他方の撮像画像で特定する対応領域特定手段と、
   前記小領域と対応領域との視差に基づいて、自車からの距離が略等しい候補領域を特定する候補領域特定手段と
   を備え、
   前記後方車両検出手段は、
   前記候補領域特定手段で特定した候補領域に基づいて、後方車両を検出するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車載装置。
6. 前記候補領域特定手段で特定した候補領域の撮像画像上の座標に基づいて、自車から後方車両までの後方距離を算出する後方距離算出手段と、
   撮像時点が異なる撮像画像それぞれに基づいて前記後方距離算出手段で算出した後方距離の差分を算出する差分算出手段と
   を備え、
   前記相対速度算出手段は、
   前記差分算出手段で算出した後方距離の差分に基づいて、相対速度を算出するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の車載装置。
7. 前記衝突判定手段は、
   前記後方距離算出手段で算出した後方距離と前記相対速度算出手段で算出した相対速度との比が所定の閾値以下である場合、衝突すると判定するように構成してあることを特徴とする請求項６に記載の車載装置。
8. 自車の回頭角を取得する回頭角取得手段と、
   該回頭角取得手段で取得した回頭角に基づいて、前記後方距離算出手段で算出した後方距離を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の車載装置。
9. 自車の後方を走行する後方車両による衝突被害を軽減又は回避すべく自車の走行制御を行う走行制御方法であって、
   後方車両を検出し、
   検出した後方車両との相対速度を算出し、
   算出した相対速度に基づいて、衝突の可否を判定し、
   衝突すると判定した場合、自車の走行を制御することを特徴とする走行制御方法。
   
   

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