JP2009208670A - 車両用警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】的確な警報を出力する。
【解決手段】車両用警報装置１０は、自車両の外界に存在する物体を検知する外界センサ１１および物体検知部３１と、自車両の走行状態を検出する車両状態センサ１２と、物体検知部３１により検知された物体と、車両状態センサ１２により検出された走行状態とに基づき、自車両と物体との相対関係を算出する相対関係算出部３２と、相対関係算出部３２により算出された相対関係に基づき、自車両と物体との接触可能性の有無を判定する接触可能性判定部３５と、接触可能性判定部３５により接触可能性が有ると判定された場合に自車両の運転者に警報を行う車両制御部３６とを備え、車両制御部３６は、接触可能性判定部３５により接触可能性が有ると判定された物体が存在する方向に備えられたウィンドウの開閉を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用警報装置に関する。

従来、例えば自車両と物体との衝突が発生する際に、乗員保護装置としてのエアバッグの作動展開に先立って、自車両のウィンドウを開くことにより、エアバッグの急膨張に起因する車室内の空気圧の急上昇による乗員の鼓膜損傷の発生を回避する警報装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２７６５３９号公報

ところで、上記従来技術に係る警報装置によれば、単に、自車両の車室内を外界に開放するために自動的にウィンドウを開くだけであり、開閉制御可能なウィンドウが複数存在する場合であっても、少なくとも何れかのウィンドウを開けばよく、車室内の空気圧の急上昇を防止するためには、より好ましくは、全てのウィンドウを開けばよい。
そして、このような警報装置においては、乗員保護装置の作動開始に先立って、衝突に対する的確な警報を出力することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、的確な警報を出力することが可能な車両用警報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、本発明の第１態様に係る車両用警報装置は、自車両の外界に存在する物体を検知する物体検知手段（例えば、実施の形態での外界センサ１１および物体検知部３１）と、前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（例えば、実施の形態での車両状態センサ１２）と、前記物体検知手段により検知された前記物体と、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態とに基づき、前記自車両と前記物体との相対関係を算出する相対関係算出手段（例えば、実施の形態での相対関係算出部３２）と、前記相対関係算出手段により算出された前記相対関係に基づき、前記自車両と前記物体との接触可能性の有無を判定する接触可能性判定手段（例えば、実施の形態での接触可能性判定部３５）と、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された場合に前記自車両の運転者に警報を行う警報制御手段（例えば、実施の形態での車両制御部３６）とを備え、前記警報制御手段は、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された前記物体が存在する方向に備えられたウィンドウの開閉を制御する。

さらに、本発明の第２態様に係る車両用警報装置では、前記警報制御手段は、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された時点での前記ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合に前記ウィンドウを閉め、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された時点での前記ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合に前記ウィンドウを開ける。

本発明の第１態様に係る車両用警報装置によれば、自車両との接触可能性を有する物体が存在する方向に備えられたウィンドウを開いたり、閉じたりすることにより、運転者に対して接触の危険性の有無に加えて、危険性が高い方向を報知することができ、視線誘導効果により運転者の確認動作を促すことができ、例えば交差点などにおける警報として有効性を向上させることができる。しかも、ウィンドウの開閉は、例えば警報音や音声、表示などによる警報に比べて、覚醒効果を向上させることができる。

さらに、本発明の第２態様に係る車両用警報装置によれば、例えばウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを開け、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合にウィンドウを閉じる場合に比べて、ウィンドウを開閉する際の開閉時間を長くすることができるとともに、ウィンドウの開閉変動量を増大させることができ、警報としての有効性をより向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用警報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用警報装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関（Ｅ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介して車両の駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、外界センサ１１と、車両状態センサ１２と、処理装置１３と、スロットルアクチュエータ１４と、ブレーキアクチュエータ１５と、ステアリングアクチュエータ１６と、報知装置１７と、パワーウィンドウ装置１８とを備えて構成されている。

外界センサ１１は、例えばレーザ光やミリ波などの電磁波によるビームスキャン型のレーダ２１およびレーダ制御部２２と、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なカメラ２３および画像処理部２４と、を備えて構成されている。

例えばレーダ制御部２２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複数の領域に分割し、各領域を走査するようにして、電磁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て処理装置１３に出力する。

また、例えば画像処理部２４は、自車両の進行方向前方の検出対象領域を撮影可能なカメラ２３により撮影して得た自車両の進行方向前方の外界の画像に対して、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画像データを生成し、処理装置１３に出力する。

車両状態センサ１２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、車体に作用する加速度を検出する加速度センサや、車体の姿勢や進行方向を検出するジャイロセンサや、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、例えば人工衛星を利用して自車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号などの測位信号を受信する受信機や、運転者による運転操作（例えば、アクセルペダルの踏み込み操作量、ブレーキペダルの踏み込み操作量、ステアリングホイールの舵角など）を検出する各センサなどを備えて構成されている。

処理装置１３は、例えば物体検知部３１と、相対関係算出部３２と、物体軌跡推定部３３と、自車軌跡推定部３４と、接触可能性判定部３５と、車両制御部３６とを備えて構成されている。

物体検知部３１は、外界センサ１１から出力されるビート信号または画像データに基づき、自車両の進行方向前方に設定された各検出対象領域内に存在する物体（例えば、他車両など）の位置に係る情報を検出する。
例えば物体検知部３１は、外界センサ１１のレーダ制御部２２から出力されるビート信号に基づき、物体までの距離（例えば、自車両に対する相対距離）および方位（角度）を検出する。
また、物体検知部３１は、例えばステレオカメラからなるカメラ２３により撮影されて画像処理部２４から出力される１対の画像データに基づき、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、撮像により得られた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などにより、物体までの距離（例えば、自車両に対する相対距離）を検出する。

相対関係算出部３２は、物体検知部３１により検出された物体の位置に係る情報に基づき、自車両に対する物体の相対距離に係る相対関係、例えば物体の位置の時間変化に基づく物体の速度（例えば、自車両に対する相対速度）などを算出する。

物体軌跡推定部３３は、例えば物体検知部３１により検出された物体の位置に係る情報に基づいて物体の移動軌跡を推定する。
自車軌跡推定部３４は、車両状態センサ１２により受信された測位信号と、車両状態センサ１２により検出された車速およびヨーレートなどに基づく自律航法の算出処理との、少なくとも何れかによって、自車両の位置（現在位置）を算出する。そして、自車両の位置の時間変化と、車両状態センサ１２により検出された車速およびヨーレートなどとに基づき、自車両の走行軌跡を推定する。

接触可能性判定部３５は、例えば物体軌跡推定部３３から出力される物体の移動軌跡と、自車軌跡推定部３４から出力される自車両の走行軌跡とに基づき、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。
例えば、接触可能性判定部３５は、自車両の走行軌跡と物体の移動軌跡とが交差する領域を接触予測領域として、自車両が接触予測領域に到達するのに要する時間（衝突時間ＴＴＣ）を推定する。そして、自車両が現在の走行状態（例えば、現在の車速、ヨーレートなど）を維持した状態で衝突時間ＴＴＣに亘って走行した時点での、物体の移動軌跡の幅方向での物体の移動軌跡と自車両との重なり量を算出する。そして、例えば、この重なり量が０よりも大きい場合には、自車両と物体とが接触する可能性があると判定する。
そして、衝突時間ＴＴＣが所定の警報開始閾時間Ｔａ（例えば、２秒など）以下であるか否かを判定する。

車両制御部３６は、接触可能性判定部３５の判定結果に応じて、報知装置１７およびパワーウィンドウ装置１８による警報出力を制御する制御信号、および、自車両と物体との接触発生を回避あるいは接触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制御信号（例えば、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）の変速動作を制御する制御信号およびスロットルアクチュエータ１４により内燃機関（Ｅ）の駆動力を制御する制御信号およびブレーキアクチュエータ１５により減速を制御する制御信号およびステアリングアクチュエータ１６により転舵を制御する制御信号など）を出力し、接触回避の支援動作あるいは接触回避動作として、自車両の運転者に対する警報出力と、自車両の加速および減速と、転舵とを制御する。

例えば、車両制御部３６は、接触可能性判定部３５の判定結果において、衝突時間ＴＴＣが所定の警報開始閾時間Ｔａ（例えば、２秒など）以下であると判定された場合に、自車両の具備される開閉制御可能なウィンドウのうち、接触可能性が有ると判定された物体が存在する方向に備えられたウィンドウに対し、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを閉め、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合にウィンドウを開ける。なお、開閉制御の実行時におけるウィンドウの開閉量（あるいは開閉時間）は、予め設定された所定値であってもよいし、操作者により適宜に設定可能な値であってもよい。
例えば図２に示すように、開閉制御可能なウィンドウとして、前方左側ウィンドウＦＬと、前方右側ウィンドウＦＲと、後方左側ウィンドウＲＬと、後方右側ウィンドウＲＲとを備える自車両に対して、車両制御部３６は、例えば自車両の外界を自車両の重心位置を基準として５つの領域、つまり車両前後方向前方に対して４５°の角度をなす前方領域Ａと、車両左右方向左方に対して前方側に４５°の角度をなす左前方領域Ｂと、車両左右方向右方に対して前方側に４５°の角度をなす右前方領域Ｃと、車両左右方向左方に対して後方側に９０°の角度をなす左後方領域Ｄと、車両左右方向右方に対して後方側に９０°の角度をなす右後方領域Ｅと、に区分し、接触可能性が有ると判定された物体が各領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに存在する場合に各ウィンドウＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの開閉を制御する。

なお、報知装置１７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、車両制御部３６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、物体との接触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、車両制御部３６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、物体との接触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、車両制御部３６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、物体との接触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用警報装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用警報装置１０の動作について説明する。

先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、外界センサ１１から出力されるビート信号または画像データに基づき、自車両の進行方向前方に設定された各検出対象領域内に存在する物体（例えば、他車両など）の位置に係る情報を検出する。
そして、ステップＳ０２においては、車両状態センサ１２により車速およびヨーレートなどの自車両の走行状態を検出する。

そして、ステップＳ０３においては、検出された物体の位置に係る情報に基づき、自車両に対する物体の相対距離に係る相対関係、例えば物体の位置の時間変化に基づく物体の速度（例えば、自車両に対する相対速度）などを算出する。
そして、ステップＳ０４においては、物体検知部３１により検出された物体の位置に係る情報に基づいて物体の移動軌跡を推定するとともに、車両状態センサ１２により受信された測位信号と、車両状態センサ１２により検出された車速およびヨーレートなどに基づく自律航法の算出処理との、少なくとも何れかによって、自車両の位置（現在位置）を算出する。そして、自車両の位置の時間変化と、車両状態センサ１２により検出された車速およびヨーレートなどとに基づき、自車両の走行軌跡を推定する。そして、物体の移動軌跡と、自車両の走行軌跡とに基づき、自車両と物体とが接触する可能性がある場合の衝突時間ＴＴＣを算出する。

そして、ステップＳ０５においては、衝突時間ＴＴＣが所定の警報開始閾時間Ｔａ（例えば、２秒など）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、エンドに進み、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Ｓ０６に進む。

そして、ステップＳ０６においては、自車両の具備される開閉制御可能なウィンドウのうち、接触可能性が有ると判定された物体が存在する方向に備えられたウィンドウに対し、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを閉め、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合にウィンドウを開ける。
そして、ステップＳ０７においては、所定の接触回避制御として、例えば、報知装置１７による警報出力と自車両の走行状態の制御とを実行し、エンドに進み、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用警報装置１０によれば、自車両との接触可能性を有する物体が存在する方向に備えられたウィンドウを開いたり、閉じたりすることにより、運転者に対して接触の危険性の有無に加えて、危険性が高い方向を報知することができ、視線誘導効果により運転者の確認動作を促すことができ、例えば交差点などのように自車両の運転者の死角領域から接近する他車両が存在する状況における警報として有効性を向上させることができる。しかも、ウィンドウの開閉は、例えば警報音や音声、表示などによる警報に比べて、運転者に対する覚醒効果を向上させることができる。
しかも、例えばウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを開け、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合にウィンドウを閉じる場合に比べて、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを閉め、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合にウィンドウを開けることにより、ウィンドウを開閉する際の開閉時間を長くすることができるとともに、ウィンドウの開閉変動量を増大させることができ、警報としての有効性をより向上させることができる。

なお、上述した実施の形態において、車両制御部３６は、接触可能性が有ると判定された物体が存在する方向に備えられたウィンドウに対し、ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合にウィンドウを閉めるとしたが、これに限定されず、例えば開閉制御可能なウィンドウの全てが全開に対して半分以上の開放度合である場合には、接触可能性が有ると判定された物体が存在する方向に備えられたウィンドウ以外の他の全てのウィンドウを閉めてもよい。

本発明の実施の形態に係る車両用警報装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る自車両のウィンドウと接触可能性が有ると判定された物体が存在する各領域との対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両用警報装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両用警報装置
１１ 外界センサ（物体検知手段）
１２ 車両状態センサ（走行状態検出手段）
３１ 物体検知部（物体検知手段）
３２ 相対関係算出部（相対関係算出手段）
３５ 接触可能性判定部（接触可能性判定手段）
３６ 車両制御部（警報制御手段）

Claims (2)

1. 自車両の外界に存在する物体を検知する物体検知手段と、
   前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記物体検知手段により検知された前記物体と、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態とに基づき、前記自車両と前記物体との相対関係を算出する相対関係算出手段と、
   前記相対関係算出手段により算出された前記相対関係に基づき、前記自車両と前記物体との接触可能性の有無を判定する接触可能性判定手段と、
   前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された場合に前記自車両の運転者に警報を行う警報制御手段とを備え、
   前記警報制御手段は、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された前記物体が存在する方向に備えられたウィンドウの開閉を制御することを特徴とする車両用警報装置。
2. 前記警報制御手段は、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された時点での前記ウィンドウの開放度合が全開に対して半分以上の場合に前記ウィンドウを閉め、前記接触可能性判定手段により前記接触可能性が有ると判定された時点での前記ウィンドウの開放度合が全開に対して半分未満の場合に前記ウィンドウを開けることを特徴とする請求項１に記載の車両用警報装置。

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