JP2010013012A - 衝突予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することが可能な衝突予測装置を提供する。
【解決手段】角度測定手段と、衝突判断手段とを備える。角度測定手段は、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する。衝突判断手段は、角度又は角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突可能性の判断を行う。これにより、簡単な方法で、自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することができる。すなわち、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定し、その角度または角度の変化を用いて衝突可能性の判断を行うことによって、自車両と他車両とが衝突する可能性が高い場合と衝突する可能性が低い場合とを区別することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の衝突予測装置に関し、より特定的には、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度またはその角度変化から自車両と他車両との衝突を予測する衝突予測装置に関する。

従来、センサー等を用いて自車両と障害物との距離や角度を測定し、どのような衝突形態、すなわち、どのような衝突角度や衝突速度で衝突するかを事前に予測する装置が提案されている。例えば、特許文献１では、２個の測距センサーを用いて障害物の位置を三角測量により求め、位置の軌跡から自車両と他車両との角度を求めることによって、衝突する瞬間の衝突角度および衝突速度を正確に予測している。さらにその予測に基づいて、乗員保護手段であるエアバッグの展開速度を変化させることにより、乗員を適切に保護している。
特開平１０−５９１２０号公報

しかし、特許文献１に記載の技術は、衝突した時点の衝突形態を予測するものであり、衝突するか衝突しないかを予測しその予測に応じた衝突回避手段を提供するものではない。また、衝突する瞬間の衝突角度や衝突速度を精度良く求めて衝突するかどうかを判定するだけでは、すれ違い等で衝突しない場合とを区別するためには不十分である。

それ故、本発明の目的は、自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することが可能な衝突予測装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、自車両の進路上に向かって移動する他車両と自車両との衝突を予測する衝突予測装置である。第１の発明は、角度測定手段と、衝突判断手段とを備える。角度測定手段は、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する。衝突判断手段は、角度又は角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突可能性の判断を行う。

この発明によれば、簡単な方法で、自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することができる。すなわち、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定し、その角度または角度の変化を用いて衝突可能性の判断を行うことによって、自車両と他車両とが衝突する可能性が高い場合と衝突する可能性が低い場合とを区別することができる。

第２の発明では、第１の発明において、衝突判断手段は、角度が直角を含む所定範囲にある場合の方が角度が所定範囲にない場合よりも衝突可能性を高く判断してもよい。

この発明によれば、自車両と他車両との角度によって、自車両と他車両とがすれ違う場合やすり抜ける場合等と、出会い頭等衝突する可能性が高い場合とを、区別することができる。

第３の発明では、第１の発明において、衝突判断手段は、角度が直角を含む所定範囲にない場合において、角度が直角に近づく方向に変化している場合の方が角度が直角から離れる方向に変化している場合よりも衝突可能性を高く判断してもよい。

この発明によれば、自車両と他車両との角度の変化を考慮することにより、より正確に、自車両と他車両とがすれ違う場合やすり抜ける場合等と、出会い頭等衝突する可能性が高い場合とを、区別することができる。

第４の発明では、第１の発明において、衝突判断手段は、角度の変化が所定値以上の場合の方が、角度の変化が所定値より小さい場合よりも衝突可能性を低く判断してもよい。

この発明によれば、誤差等で物理的に有り得ないような大きな角度の変化を検出した場合に、それらを考慮して衝突可能性を低く判断することができる。また、自車両と他車両とが交差点等ですれ違う場合や自車両と他車両とがカーブを対向して走行中である場合等において、角度の変化が小さい場合に、衝突可能性が高いと判断することができる。

第５の発明では、第１から第４の発明において、衝突判断手段は、角度又は角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突するか衝突しないかを判断してもよい。

この発明によれば、簡単な方法で、自車両と他車両とが衝突するか衝突しないかを判断することができる。

第６の発明では、第１から第４の発明において、衝突判断手段は、角度又は角度の変化の少なくとも一方を用いて、衝突する可能性を示す値を算出してもよい。

この発明によれば、自車両と他車両とが衝突可能性を定量的に判断することができる。

第７の発明では、第６の発明において、衝突判断手段は、衝突する可能性を示す値を閾値として、衝突判断に用いるパラメータと当該閾値との大小関係に応じて衝突するか衝突しないかを判断してもよい。

この発明によれば、自車両と他車両とが衝突するか否かをより正確に判断することができる。

第８の発明では、第１から第７の発明において、角度測定手段は、検出部と、角度判定部とを含んでもよい。検出部は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、他車両が他車両進行方向の路面上に照射した光ビームスポットを検出する。角度判定部は、検出部で検出した光ビームスポットから角度を判定する。

この発明によれば、簡単な方法で、自車両と他車両との角度を測定することができる。すなわち、他車両が進行方向に照射した光ビームスポットを自車両が検出することによって、他車両が自車両に接近中であることを容易に判断することができ、自車両と他車両との角度を求めることができる。

第９の発明では、第８の発明において、他車両は、所定の時間間隔で照射される複数の光ビームスポットを、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が異なる第１のパターンと第２のパターンの少なくとも２つのパターンで照射してもよい。角度判定部は、第１のパターンに含まれる複数の光ビームスポットを検出部によって検出した時間間隔と、第２のパターンに含まれる複数の光ビームスポットを検出部によって検出した時間間隔との差から角度を判定してもよい。

この発明によれば、第１のパターンと第２のパターンの光ビームスポットの時間間隔差を算出することで、自車両と他車両との角度が、直角に近い角度か、直角から遠い角度かを判定することができる。

第１０の発明では、第９の発明において、照射手段をさらに備えてもよい。照射手段は、所定の時間間隔で照射される複数の光ビームスポットを、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が異なる第１のパターンと第２のパターンの少なくとも２つのパターンで照射してもよい。

この発明によれば、他車両に対して、自車両の存在を知らしめ、他車両が自車両との角度を測定することができる。

第１１の発明では、第１０の発明において、第１のパターンは、自車両の進行方向に対して左側から右側に光ビームスポットの軌跡が描かれ、第２のパターンは、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が第１のパターンとは逆向きになるように、光ビームスポットの軌跡が描かれてもよい。

この発明によれば、照射手段は、右スキャンと左スキャンの光ビームスポットを照射する。右スキャンと左スキャンの光ビームスポットの時間間隔差の絶対値が大きい場合、自車両と他車両との角度が直角に近い角度であると判定することができる。さらに、自車両は、その時間間隔差の正負により、他車両が右から接近中か、左から接近中かを判別することができる。

第１２の発明では、第８の発明において、他車両は、複数の光ビームスポットが略直線上に並ぶように、複数の光ビームスポットを照射してもよい。角度判定部は、検出部で検出した光ビームスポットの数から角度を判定してもよい。

この発明によれば、簡単な方法で、自車両と他車両との角度を求めることができる。すなわち、光ビームスポットの数を数えるだけで、自車両と他車両とが直角に近いか、直角から遠いかを判定することができる。

第１３の発明では、第１２の発明において、照射手段をさらに備えてもよい。照射手段は、複数の光ビームスポットが略直線上に並ぶように、複数の光ビームスポットを照射してもよい。

この発明によれば、他車両に対して、自車両の存在を知らしめ、他車両が自車両との角度を測定することができる。

第１４の発明では、第１３の発明において、複数の光ビームスポットは、複数の光ビームスポットを結んだ線が自車両の進行方向に対して略直角になるように照射されてもよい。検出部は、検出領域が、自車両の進行方向の長さよりも自車両の進行方向と垂直の方向の長さの方が短くなるように設定されてもよい。

この発明によれば、検出した光ビームスポットの数が多い場合、自車両と他車両とが直角に近い角度であると判定することができる。

第１５の発明では、第１から第７の発明において、角度測定手段は、レーダーまたはカメラ画像によって検出された他車両の相対位置から前記角度を測定してもよい。

この発明によれば、よく知られた簡単な方法で、自車両と他車両との角度を測定することができる。

第１６の発明では、第１から第７の発明において、角度測定手段は、ＧＰＳによって取得した他車両位置を車車間通信によって取得することで他車両との角度を測定してもよい。

この発明によれば、よく知られた方法で、自車両と他車両との角度を測定することができる。

第１７の発明では、第１から第１６の発明において、衝突判断手段は、衝突すると判断した場合、乗員に対して衝突を回避するための支援または乗員を保護するための支援を行う支援手段を用いて乗員に支援を行ってもよい。

この発明によれば、衝突判断に応じて乗員に対して支援を行うことができる。すなわち、運転者に対する警告、ブレーキやステアリング制御を行うことにより、衝突回避のための支援を行うことができる。また、エアバッグ装置等により、衝突した場合に乗員を保護することができる。

この発明によれば、簡単な方法で、自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することができる。すなわち、自車両と他車両との角度または／および角度の変化によって、衝突可能性が高い場合と低い場合とを区別することができる。

（第１の実施形態）
以下、図１から図１０を参照して、本発明の第１の実施形態に係る発明について説明する。図１は、第１の実施形態に係る衝突予測装置の構成を示すブロック図である。衝突予測装置１は、自車両の進路上に向かって移動する他車両と自車両との衝突を予測する。衝突予測装置１は、角度測定手段２と、衝突判断手段３と、照射手段４とを備える。角度測定手段２は、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する。衝突判断手段３は、角度又は角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突可能性の判断を行う。また、衝突判断手段３は、通知手段５、走行制御手段６および乗員保護手段７に接続される。照射手段４は、自車両の進行方向の路面上に、複数の光ビームスポットを第１のパターンと第２のパターンで照射する。なお、角度を求める方法については、後述するように様々な方法がある。ここでは、例として、図１に示される角度測定手段２を用いて角度を測定する。また、本実施形態では、衝突判断手段３は、角度のみで衝突判断を行う。以下、本実施形態に係る衝突予測装置１の各部の説明を行う。

（衝突予測装置１の各部の説明）
角度測定手段２は、他車両が照射した光ビームスポットを自車両が受光することによって、自車両と他車両との角度を測定する。角度測定手段２は、図１に示されるように、検出部１１と、角度判定部１２とを含む。角度測定手段２の詳細については、後述する。

衝突判断手段３は、角度測定手段２によって測定された自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を用いて衝突可能性の判断を行う。また判断結果に応じて、所定の支援を行う。所定の支援とは、後述する通知手段５、走行制御手段６および乗員保護手段７のうちの少なくとも１つによる支援である。衝突判断手段３の詳細については、後述する。

照射手段４は、車両の進行方向（車両の前方）に光ビームスポットを照射するように配置される。照射手段４は、ビーム発生器１６と、ビーム整形レンズ１７と、偏光整形器１８と、スキャンアクチュエータ１９とを有する。ビーム発生器１６は、例えば、半導体レーザ装置で構成され、所定の波長の光を発生させる。本実施形態では、ビーム発生器１６は、赤外域の波長の光を発生させる。ビーム発生器１６は、光パルスを発生させる。光パルスを発生するタイミングは衝突判断手段３により制御される。ビーム整形レンズ１７は、ビーム発生器１６で発生した光ビームを整形する。偏光整形器１８は、ビーム整形レンズ１７から出力された光ビームの入射面に垂直な成分の一部を反射させることにより光ビームを偏光させる。スキャンアクチュエータ１９は、偏光整形器１８で偏光された光ビームを所望の方向に出射させる。本実施形態では、スキャンアクチュエータ１９とビーム発生器１６を制御することにより、２つのパターンの光ビームスポットを形成する。なお、ビーム発生器１６が発生させる光は赤外域の波長の光に限られず、どのような波長の光であってもよい。また、照射手段４は、上記構成に限られず、少なくとも２つのパターンの光ビームスポットを照射するものであれば、どのような構成でもよい。

次に図２Ａから図３を参照して、照射手段４が形成する２つのパターンの光ビームスポットについて説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、スキャンアクチュエータ１９の詳細な構成を示す図である。図２Ａはスキャンアクチュエータ１９を側方から見た図であり、図２Ｂはスキャンアクチュエータ１９を上方から見た図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂ（および図３）では、図の左側が車両の前方に対応する。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、スキャンアクチュエータ１９は、ポリゴンミラー２１と反射鏡２２で構成される。ポリゴンミラー２１は、上面と下面および６つの側面２１ａから側面２１ｆにより構成された柱状の形状である。側面２１ａから側面２１ｆは、平面と多数の平面によって形成される多角面（概曲面と呼ぶ）が交互に配置される。すなわち、図２Ｂに示されるように、側面２１ａ、２１ｃおよび２１ｅは平面により構成され、側面２１ｂ、２１ｄおよび２１ｆは概曲面により構成される。ここで、平面により構成される側面２１ａ、２１ｃおよび２１ｅをＡ領域と呼び、概曲面により構成される側面２１ｂ、２１ｄおよび２１ｆをＢ領域と呼ぶことにする。また、ポリゴンミラー２１は、回転軸２１ｇを中心に時計回りに回転可能である。Ｂ領域の概曲面の曲率は、回転軸２１ｇを中心とした６角形の外接円の曲率よりも大きく設定される。なお、ポリゴンミラー２１は、上記構成に限らず、側面にＡ領域とＢ領域を有していればどのような形状でもよく、例えば、上面および底面が８角形で、側面が８面あってもよい。また、Ａ領域とＢ領域は必ずしも交互に配置されていなくてもよい。

ビーム発生器１６から発生した光ビームは、反射鏡２２で反射され、ポリゴンミラー２１の１つの側面、例えば、側面２１ａに入射する。側面２１ａに入射した光ビームは、側面２１ａで反射され、車両の前方に出射される。ポリゴンミラー２１が回転した場合、光ビームは例えば、側面２１ｂで反射され、車両の前方に出射される。次に、ポリゴンミラー２１を回転させた場合、照射手段４が形成する光ビームスポットのパターンについて説明する。

図３は、ポリゴンミラー２１を回転させた場合に形成される光ビームスポットのパターンを説明する図である。図３の（Ａａ）から（Ａｃ）は、ポリゴンミラー２１の回転角に応じてビーム発生器１６から光パルスを複数発生させた場合（図では３つのパルス）に、入射光（破線）がポリゴンミラー２１のＡ領域の１面で反射したときの反射光（実線矢印）が出射する方向を示したものである。図３の（Ａａ）から（Ａｃ）に示されるように、Ａ領域で反射した光ビームは、ポリゴンミラー２１の回転方向と同じ方向に出射される。これらＡ領域の１つの面で反射した複数の光ビームスポットは路面上に照射され、それらは車両から見て左方向から右方向に略直線上に描かれる。これを右スキャンと呼ぶことにする。

一方、Ｂ領域で反射された光ビームは、図３の（Ｂａ）から（Ｂｃ）で示されるような方向に出射される。図３の（Ｂａ）から（Ｂｃ）は、ポリゴンミラー２１の回転角に応じてビーム発生器１６から光パルスを複数発生させた場合（ここでは３つのパルス）、入射光（破線）がポリゴンミラー２１のＢ領域の１面で反射したときの反射光（実線矢印）が出射する方向を示したものである。図３の（Ｂａ）で示されるように、Ｂ領域はその曲率が６角形の外接円の曲率よりも大きい概曲面であるため、入射光は（Ａａ）とは反対の方向に反射される。（Ｂｃ）においても同様に、入射光は、（Ａｃ）とは反対の方向に反射される。すなわち、Ｂ領域で反射した光ビームは、ポリゴンミラー２１の回転方向と反対の方向に出射される。これらＢ領域の１つの面で反射した複数の光ビームスポットは路面上に照射され、それらは車両から見て右方向から左方向に略直線上に描かれる。これを左スキャンと呼ぶことにする。

以上のように、ポリゴンミラー２１を構成すれば、照射手段４は、右スキャンと左スキャンという２つの異なるパターンの光ビームスポットを照射することができる。本実施形態では、例えば、右スキャンをポリゴンミラー２１の側面２１ａによって照射し、左スキャンをポリゴンミラー２１の側面２１ｂによって照射する。ポリゴンミラー２１が１回転する時間をα（ｓｅｃ）とする。また、右スキャンおよび左スキャンそれぞれに含まれる３つの光ビームスポットの時間間隔をβ（ｓｅｃ）とする。例えば、βはαの１／１００から１／数１００の時間に設定される。ポリゴンミラー２１を継続して回転させながら側面２１ａおよび側面２１ｂにそれぞれ３つの光ビームスポットを時間β間隔で照射すると、時間α間隔で右スキャンと左スキャンのパターンが交互に照射される。この場合、右スキャンのパターンが照射された１／６α（ｓｅｃ）後、左スキャンのパターンが照射される。すなわち、時間α内に、時間β間隔で右スキャンの３つの光ビームスポットが照射され、右スキャンの最初の光ビームスポットの１／６α（ｓｅｃ）後に、左スキャンの３つの光ビームスポットが時間β間隔で照射される。

なお、本実施形態では、右スキャンおよび左スキャンをそれぞれ３つの光ビームスポットで構成したが、光ビームスポットの数は２つ以上であればいくつであってもよい。また、照射手段４は、ポリゴンミラー２１の側面２１ａおよび側面２１ｂにのみ光ビームを照射したが、ポリゴンミラー２１のすべての側面に光ビームを照射することにより、ポリゴンミラー２１が１回転する間に右スキャンと左スキャンを３回照射してもよい。この場合は、他車両が右スキャンと左スキャンを区別することができるように、例えば、ポリゴンミラー２１が１回転する毎に所定時間待って、次の右スキャンおよび左スキャンの光ビームスポットを照射することが好ましい。また、ポリゴンミラー２１の回転軸２１ｇの方向が車両の左右方向と並行になるように配置することで、車両の進行方向と並行に２つのスキャンパターンの光ビームスポットが照射されるように、ポリゴンミラー２１が構成されてもよい。また、本実施形態では、右スキャンの光ビームスポットと逆向きに左スキャンの光ビームスポットが照射されるとしたが、これら２つのスキャンの光ビームスポットは、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が、異なる方向であればどのような方向でもよい。例えば、第２のパターンの軌跡の方向が、第１のパターンの軌跡の方向とある角度を有するように、第２のパターンの光ビームスポットが照射されてもよい。さらに、本実施形態では、ポリゴンミラー２１を用いて、右スキャンと左スキャンの光ビームスポットを照射したが、このようなパターンの光ビームスポットを照射可能なものであれば何でもよい。例えば、ガルバノミラーを用いて、このようなパターンの光ビームスポットを照射してもよい。

図１に戻り、通知手段５は、例えば液晶モニタ等の表示装置、および／または、スピーカ等の音声出力装置によって構成される。衝突判断手段３からの命令があった場合、通知手段５は、画像および／または音声により運転者に通知する。なお、通知手段５は、これら表示装置や音声出力装置による通知に限らず、例えば、座席を振動させることによって、運転者に通知を行ってもよい。

走行制御手段６は、例えばブレーキＥＣＵやステアリングＥＣＵである。衝突判断手段３からの命令があった場合、走行制御手段６は、車両のブレーキやステアリングを制御することによって車両の走行を制御する。

乗員保護手段７は、例えばエアバッグ等である。衝突判断手段３からの命令があった場合、エアバッグ等の作動準備がされる。

次に、角度測定手段２について詳細に説明する。角度測定手段２は、図１に示されるように、検出部１１と、角度判定部１２とを含む。検出部１１は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、他車両が他車両進行方向の路面上に照射した光ビームスポットを検出する。角度判定部１２は、検出部１１で検出した光ビームスポットから角度を判定する。以下、各部について詳細に説明する。

検出部１１は、車両前方に搭載され、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、自車両の進行方向の路面上に他車両が照射した光ビームスポットを検出する。検出部１１で検出する光ビームスポットは、上述した照射手段４を有する他車両から照射される。検出領域は、車両前方の所定距離離れた領域であり、車両の速度や環境に応じて距離や領域が変化するように制御されてもよい。すなわち、車両が高速で走行中は、検出領域はより遠方かつ広範囲に設定されてもよいし、車両が下り坂を走行中などは、検出領域はより遠方かつ広範囲になるように設定されてもよい。なお、検出部１１は、車両前方に搭載される必要はなく、車両の後方に搭載されてもよいし、車両の前方および後方のどちらにも搭載されてもよい。すなわち、車両の進行方向に存在する光ビームスポットを検出すればよく、例えば、前方進行中は前方の検出部１１が作動し、後方進行中は、後方の検出部１１が作動するように制御されてもよい。

図１に示されるように、検出部１１は、レンズ１３と、フィルタ１４と、受光素子１５とを有する。レンズ１３は、車両前方の検出領域から入射される光を集光する。フィルタ１４は、集光された光のうち、所定の波長の光を透過する。ここで所定の波長の光とは、他車両が照射手段４から照射した光である。受光素子１５は、フィルタ１４が透過した光を受光する。受光素子１５は、空間分解能を持たず、受光した光を電気信号に変換する。変換された電気信号は角度判定部１２へ出力される。以上のようにして、検出領域に照射された光ビームスポットは、レンズ１３、フィルタ１４、受光素子１５を介して検出される。なお、受光素子１５は、空間分解能を持つものでもよい。

次に、角度判定部１２の説明をする。角度判定部１２は、まず、検出部１１で検出した複数の光ビームスポットが、右スキャンおよび左スキャンの２つのパターンの光ビームスポットかどうかを判別する。右スキャンおよび左スキャンのパターンの光ビームスポットかどうかは、検出した複数の光ビームスポットの時間間隔で判別することができる。すなわち、時間α内に検出した複数の光ビームスポットの中に、時間β間隔の３つの光ビームスポットを１組のパターンとしてそのパターンが２組存在し、かつ、１組目のパターンの最初の光ビームスポットの１／６α（ｓｅｃ）後に２組目のパターンの最初の光ビームスポットが検出された場合、１組目のパターンの光ビームスポットは、右スキャンの光ビームスポットであり、２組目のパターンの光ビームスポットは、左スキャンの光ビームスポットである。なお、上記、３つの光ビームスポットの時間間隔は必ずしもβと一致する必要は無く、誤差等を考慮してβを含む範囲であればよい。同様に、１組目のパターンと２組目のパターンの時間間隔についても、１／６αと一致する必要は無く、１／６αを含む範囲であればよい。

角度判定部１２は、衝突判断手段３からの要求に応じて、自車両と他車両との角度を判定し、その結果を衝突判断手段３に出力する。図４および図５を参照して、角度判定部１２が自車両と他車両との角度を判定する方法について説明する。図４は、自車両４１が検出した他車両４２の右スキャンと左スキャンの光ビームスポットから自車両４１と他車両４２との角度を求める方法を説明する図である。図４で示されるように、自車両４１と他車両４２はそれぞれ、矢印で示される方向に走行している。他車両４２は、交互に右スキャン、左スキャンの光ビームスポットを路面上に照射しながら走行している。他車両４２は、右スキャンの光ビームスポットＡ１、Ａ２、Ａ３、左スキャンの光ビームスポットＢ１、Ｂ２、Ｂ３の順番に光ビームスポットを路面上に照射する。自車両４１は、検出領域に他車両４２の光ビームスポットが照射された場合、光ビームスポットを受光する。

図５は、他車両４２が右スキャンおよび左スキャンの光ビームスポットを照射した場合の時間と光ビームの関係を模式的に示した図である。図５（ａ）は他車両４２が照射した光ビームスポットが検出領域で反射した光ビームスポットを示し、図５（ｂ）は自車両４１が受光した光ビームスポットである。横軸は時間ｔを表し、縦軸は光ビームの強さを表す。図５（ａ）に示されるように、他車両４２が照射した右スキャンの光ビームスポットがＡ１からＡ３の順に検出領域で反射し、続いて他車両４２が照射した左スキャンの光ビームスポットがＢ１からＢ３の順に検出領域で反射する。この場合に路面上に描かれる光ビームスポットは、図４の検出領域に存在する右スキャンの光ビームスポットＡ１からＡ３および左スキャンの光ビームスポットＢ１からＢ３であり、その照射の順番は、Ａ１からＡ３、続いて、Ｂ１からＢ３となる。一方、図５（ｂ）に示されるように、自車両４１は、検出領域で反射したタイミングよりも僅かに遅れて光ビームスポットを受光する。すなわち、各光ビームスポットが検出領域の反射位置から自車両４１までの距離を進む時間だけ遅れて、自車両４１は各光ビームスポットを受光する。

図４に示されるように、光ビームスポットＡ１は、検出領域で反射した後、自車両４１で受光されるまで、距離Ｌ１を進む。光ビームスポットＡ１が距離Ｌ１を進むのに要する時間をｔ１とする。同様に、光ビームスポットＡ２およびＡ３は、検出領域で反射した後、自車両４１で受光されるまで、それぞれ距離Ｌ２および距離Ｌ３を進む。光ビームスポットＡ２が距離Ｌ２を進むのに要する時間をｔ２、光ビームスポットＡ３が距離Ｌ３を進むのに要する時間をｔ３とする。このような場合、図５（ｂ）で示されるように、自車両４１が受光する光ビームスポットＡ１、Ａ２、Ａ３は、検出領域で反射した時刻より、それぞれｔ１、ｔ２、ｔ３だけ遅れて自車両４１に受光される。一方、左スキャンの光ビームスポットＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、右スキャンの場合とは反対である。すなわち、光ビームスポットＢ１は、検出領域で反射した後、自車両４１で受光されるまで、距離Ｌ３を進み、光ビームスポットＢ３は、検出領域で反射した後、自車両４１で受光されるまで、距離Ｌ１を進む。つまり、図５（ｂ）で示されるように、光ビームスポットＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、検出領域で反射した時刻より、それぞれｔ３、ｔ２、ｔ１だけ遅れて自車両４１に受光される。

右スキャンの光ビームスポットの内、最後の光ビームスポットＡ３と最初の光ビームスポットＡ１との時間間隔をｔｒとし、左スキャンの光ビームスポットの内、最後の光ビームスポットＢ３と最初の光ビームスポットＢ１との時間間隔をｔｌとする。ｔｌとｔｒの差をＴｄとすると、Ｔｄは、Ｔｄ＝ｔｌ−ｔｒ＝２・（ｔ１−ｔ３）で求められる。ここで、上述したように、ｔ１とｔ３はそれぞれ光が距離Ｌ１とＬ３を進む時間である。つまり、Ｔｄは、光の経路長Ｌ１とＬ３の差に相当する時間の差である。自車両４１と他車両４２との角度が、直角に近い場合は、光の経路長の差が大きいため、Ｔｄの絶対値は大きくなる。一方、自車両４１と他車両４２との角度が、１８０度に近い鈍角の場合は、光の経路長の差が小さいため、Ｔｄの絶対値は小さくなる。同様に、自車両４１と他車両４２との角度が、０度に近い鋭角の場合も光の経路長の差が小さいため、Ｔｄの絶対値は小さくなる。また、他車両４２が自車両４１の右から接近してくる場合は、ｔ１よりもｔ３の方が大きくなるため、Ｔｄは負の値になる。

以上のようにして、角度判定部１２が、検出部１１で検出した右スキャンと左スキャンの光ビームスポットの時間間隔の差Ｔｄを求めることで、自車両４１の進行方向に対する他車両４２の進行方向の角度が、１８０度に近い鈍角または０度に近い鋭角なのか、直角に近いのかが分かる。さらに、他車両４２が、自車両４１の右から接近しているのか、左から接近しているのかが分かる。

（衝突予測装置１の動作）
次に、図６から図９を参照して、衝突予測装置１の動作について説明する。

図６から図８は、自車両と他車両との角度の違いによって、衝突予測装置１が衝突すると判断する場合と衝突しないと判断する場合を示す。図６は、自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角の場合である。このような場合、自車両４１と他車両４２とは、カーブしている道路を対向して走行中であり、すれ違う可能性が高いと推測できる。また、自車両４１と他車両４２の運転者は、互いに前方に相手車両を認識しやすい。このため、自車両４１と他車両４２との角度が１８０度に近い鈍角の場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。

図７は、自車両と他車両との角度が０度に近い鋭角の場合である。このような場合、自車両４１と他車両４２とは、並行して走行中であり、他車両４２が自車両４１を追い越す可能性が高いと推測できる。このため、自車両４１と他車両４２との角度が０度に近い鋭角の場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。

図８は、自車両と他車両との角度が直角に近い場合である。このような場合、自車両４１と他車両４２とは、互いに交差点に進入しようとしており、出会い頭の衝突の可能性が高いと推測できる。このため、自車両４１と他車両４２との角度が直角に近い鈍角と鋭角の範囲にある場合は、衝突判断手段３は、衝突すると判断する。

図９は、衝突予測装置１の衝突判断の流れを示すフローチャートである。図９に示すフローチャートによる処理は、衝突判断手段３によって制御される。図９に示すフローチャートは、例えば、イグニッションがＯＮである間、あるいは、自車両が走行している間、繰り返し実行される。以下、図９に示すフローチャートの説明をする。

まず、ステップＳ１０１において、衝突判断手段３は、角度測定手段２に対して、自車両と他車両との角度を測定するように命令を送信する。角度測定手段２の角度判定部１２は、検出部１１を作動させ、検出領域で検出される光ビームスポットの検出を開始する。角度判定部１２は、検出した各光ビームスポットの時刻をメモリ上に記憶しておく。角度判定部１２は、右スキャンおよび左スキャンの２つのパターンの光ビームスポットを検出した場合、ステップＳ１０２に処理を進める。角度判定部１２が、右スキャンおよび左スキャンの２つのパターンの光ビームスポットを検出するまで、繰り返しステップＳ１０１は実行される。

ステップＳ１０２において、角度判定部１２は、検出した右スキャンの光ビームスポットの内、３つ目の光ビームスポットと１つ目の光ビームスポットとの時刻の差ｔｒを算出する。同様に、角度判定部１２は、検出した左スキャンの光ビームスポットの内、３つ目の光ビームスポットと１つ目の光ビームスポットとの時刻の差ｔｌを算出する。次に、角度判定部１２は、ｔｌとｔｒの差Ｔｄを算出し、結果を衝突判断手段３に出力する。角度判定部１２からＴｄを受け取った衝突判断手段３は、次にステップＳ１０３に処理を進める。

ステップＳ１０３において、衝突判断手段３は、予め定められた時間Ｔ２とＴｄの絶対値とを比較し、Ｔｄの絶対値がＴ２以下であれば、ステップＳ１０４に処理を進める。Ｔｄの絶対値がＴ２より大きい場合、衝突判断手段３は、ステップＳ１０５に処理を進める。ここで、Ｔ２は、自車両と他車両との角度が直角を含む所定範囲にない角度に相当する時間である。すなわち、Ｔ２は、自車両と他車両との角度が、所定の鈍角または所定の鋭角である場合に相当する時間である。上述したように、自車両と他車両との角度が１８０度または０度の場合、Ｔｄは０となり、自車両と他車両との角度が直角の場合、Ｔｄの絶対値は｜２・（ｔ１−ｔ３）｜となる（図４参照）。Ｔｄの絶対値がＴ２以下の場合、自車両と他車両との角度は、上記所定の鈍角と１８０度の間の角度か、または、上記所定の鋭角と０度の間の角度である。ここで、所定の鈍角または所定の鋭角は、直角から大きく離れた角度、例えば直角から３０度離れた角度であってもよい。

ステップＳ１０４において、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。すなわち、自車両と他車両との角度が、直角から大きく離れた鈍角または鋭角であるため、衝突判断手段３は自車両と他車両はすれ違う、またはすり抜けると判断し、処理を終了する。

ステップＳ１０５において、衝突判断手段３は、予め定められた時間Ｔ１とＴｄの絶対値とを比較し、Ｔｄの絶対値がＴ１以下であれば、ステップＳ１０６に処理を進める。Ｔｄの絶対値がＴ１より大きければ、衝突判断手段３は、ステップＳ１１１に処理を進める。ここでＴ１は、例えば、Ｔｄの絶対値として想定される値の最大値に設定される。ＴｄがＴ１より大きい場合とは、例えば、受光した光ビームスポットが、他車両が照射した光ビームスポットが様々な物体によって反射され、検出領域に到達した場合等、マルチパスの場合である。すなわち、図４に示されるように、Ｔｄは、距離Ｌ１とＬ３の差に相当する時間であり、自車両と他車両とが直角になった場合に最大となる。この最大値は右スキャンおよび左スキャンの各光ビームスポット間の間隔によって予め定まる値であり、この最大値を超える場合は、検知された光ビームスポットは直接他車両から照射された光ビームスポットではないか、誤検知である可能性が高い。このような光ビームスポットを排除するために、Ｔ１は設定される。

ステップＳ１０６において、衝突判断手段３は、Ｔｄが０より小さい場合、ステップＳ１０７に処理を進める。Ｔｄが０以上の場合、衝突判断手段３は、ステップＳ１０９に処理を進める。

ステップＳ１０７において、衝突判断手段３は、自車両と他車両との角度が直角を含む所定範囲であり、かつＴｄの値が負であるため、他車両は自車両の右側から直角に近い角度で接近中と判断する。従って、衝突判断手段３は、他車両が右側から衝突すると判断し、処理をステップＳ１０８に進める。

ステップＳ１０８において、衝突判断手段３は、他車両が右側から衝突すると判断し、通知手段５に対して、運転者に右側に注意を促すための命令を送信する。通知手段５は、衝突判断手段３からの通知命令に従って、運転者に対して、右側を注意するように音声および／または表示装置を用いて注意を促す。この場合、通知手段５は、注意すべき方向（この場合、右側）を運転者が直感的に認識できるように注意を促す。また、衝突判断手段３は、通知手段５に替わって（または加えて）、走行制御手段６に対して、作動命令を送信してもよい。さらに、衝突判断手段３は、これらに替わって（または加えて）、乗員保護手段７に対して、作動命令を送信してもよい。これらの動作の後、衝突判断手段３は、処理を終了する。

ステップＳ１０９において、衝突判断手段３は、自車両と他車両との角度が直角を含む所定範囲であり、かつＴｄの値が正であるため、他車両は自車両の左側から直角に近い角度で接近中と判断する。従って、衝突判断手段３は、他車両が左側から衝突すると判断し、処理をステップＳ１１０に進める。

ステップＳ１１０において、衝突判断手段３は、他車両が左側から衝突すると判断し、通知手段５に対して、運転者に左側に注意を促すための命令を送信する。通知手段５は、衝突判断手段３からの通知命令に従って、運転者に対して、左側を注意するように音声および／または表示装置を用いて注意を促す。この場合、通知手段５は、注意すべき方向（この場合、左側）を運転者が直感的に認識できるように注意を促す。ステップＳ１０８と同様、衝突判断手段３は、通知手段５、走行制御手段６および／または乗員保護手段７を作動させてもよい。これらの動作の後、衝突判断手段３は、処理を終了する。

ステップＳ１１１において、衝突判断手段３は、受光した右スキャンと左スキャンの光ビームスポットがマルチパス等によるものであるため、衝突しないと判断する。その後、衝突判断手段３は、処理を終了する。

以上に示したように、第１の実施形態に係る衝突予測装置１は、右スキャンと左スキャンの光ビームスポットを検出し（ステップＳ１０１）、右スキャンと左スキャンの光ビームスポットの時間間隔差Ｔｄを算出し（ステップＳ１０２）、Ｔｄの値から自車両と他車両との角度が直角を含む所定範囲の角度か否かを判定する（ステップＳ１０３）。角度が直角を含む所定範囲でない場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、衝突しないと判断する（ステップＳ１０４）。角度が直角を含む所定範囲である場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、マルチパス等の誤検知を除いて（ステップＳ１０５）、他車両が自車両の右側から接近中か、左側から接近中かを判定し（ステップＳ１０６）、それに応じて運転者へ支援を行う（ステップＳ１０８、ステップＳ１１０）。このように、本実施形態に係る衝突予測装置１は、自車両と他車両との角度によって衝突する／しないを判断し、それに応じた対応を行う。

なお、本実施形態では、衝突予測装置１は、自車両と他車両との角度によって衝突する／しないの判断をしたが、角度以外のパラメータをも用いて衝突する／しないの判断を行ってもよい。例えば、上記角度に加えて、自車両と他車両とが衝突するまでの時間（ＴＴＣ（Time To Collision）と呼ぶ）を用いて衝突する／しないの判断を行ってもよい。ＴＴＣは検出位置から他車両までのＴＴＣ１と検出位置から自車両までのＴＴＣ２があり、ＴＴＣ１とＴＴＣ２がほぼ一致する場合に衝突の可能性が高い。ＴＴＣ１の測定方法は、例えば、他車両は、その光ビームスポットの位置までの到達時間とパルス時間間隔を対応させて光ビームスポットを照射する。他車両は、他車両進路上の様々な距離に前記パルス間隔で光ビームスポットを照射し、自車両はそのパルス間隔を測定することでＴＴＣ１を測定することができる。ＴＴＣ２は、自車両の測定位置（距離）を自車両の車速で割った値を利用する。また、ＴＴＣは、例えば車載レーダー等を用いて算出することも可能である。ＴＴＣを用いる場合、衝突する／しないの判断は、ＴＴＣと所定の閾値との大小関係に応じて行われる。すなわち、ＴＴＣが所定の閾値以上である場合には衝突しないと判断し、ＴＴＣが所定の閾値よりも小さい場合には衝突すると判断する。このようにＴＴＣを用いて衝突する／しないの判断を行う場合、衝突予測装置１は、上記角度に応じて上記所定の閾値の大きさを変更してもよい。すなわち、本装置で衝突可能性が低いと考えられるステップＳ１０４やステップＳ１１１において、上記閾値を相対的に高い値に設定し、設定された閾値とＴＴＣとを比較することにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。これとは反対に、本装置で衝突可能性が高いと考えられるステップＳ１０８やステップＳ１１０において、上記閾値を相対的に低い値に設定し、設定された閾値とＴＴＣとを比較することにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。また、本装置と別の装置を組み合わせることにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。すなわち、本装置で衝突可能性に応じて上記閾値を変更し、変更された閾値と上記パラメータとを別の装置を用いて比較することにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。また、角度以外のパラメータとして、上記ＴＴＣに加えて（または替えて）自車両と他車両との距離や自車両で受光した光ビームスポットの強さ等を用いてもよい。

また、本実施形態では、衝突予測装置１は、衝突結果として２種類の結果（衝突する／しない）を算出するものであったが、他の実施形態においては、衝突予測装置１は、衝突する可能性（の度合）を示す数値を衝突結果として算出するものであってもよい。例えば、衝突予測装置１は、上記角度に応じた数値を算出するものであってもよい。この数値は、例えば、衝突可能性を０〜１００（％）で表すものであってもよいし、衝突判断に用いるパラメータ（上記ＴＴＣ等）と比較するための閾値として用いられるものであってもよい。なお、この数値は、衝突判断に用いるパラメータと比較するために用いられる他、この数値に応じて所定の支援の内容を変更するために用いられてもよい。例えば、数値が比較的小さい場合には運転者に対する警告を所定の支援として行い、数値が比較的大きい場合には車両の走行を制御（例えばブレーキやステアリングを制御）を所定の支援として行うようにしてもよい。また、衝突すると判断した場合、判断に使った角度または角度の変化の少なくとも一方を用いてより良い回避支援を行うことができる。例えば、角度が直角の場合は制動回避を主体に行い、角度が鋭角、鈍角の場合は操舵回避を主体に行うことで、スムースな回避が可能になる。

なお、衝突予測装置１における検出部１１および照射手段４は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、車両のヘッドライト内に内蔵されてもよい。図１０Ａは、照射手段４をヘッドライト１００内に内蔵した構成を示す図である。図１０Ａに示されるように、反射板１０３は、ヘッドライト１００内の空間（ランプ１０４が配置される空間）に取り付けられる。当該空間において、反射板１０３は、ランプ１０４よりも車両前方側に配置される。また、ビーム発生器１０１およびポリゴンミラー１０２は、ヘッドライト１００の上記空間の外部（図１０Ａでは、底面１０５の下側）に取り付けられる。図１０Ａの実線矢印に示されるように、照射手段４は、ビーム発生器１０１から光ビームを発生し、ポリゴンミラー１０２で光を反射し、反射板１０３で光を反射することによって、車両の前方に光ビームスポットを照射する。ここで、ビーム発生器１０１が発生するレーザ光は、例えば赤外域の波長の光である。また、反射板１０３は、赤外域の波長の光を反射させ、可視光を透過させる反射板である。一方、ランプ１０４から発生した可視光は、反射板１０３を透過し、破線矢印に示されるように、可視光を車両の前方に照射する。

一方、図１０Ｂは、検出部１１をヘッドライト１１０内に内蔵した構成を示す図である。図１０Ａに示す照射手段４と同様、反射板１１３は、ヘッドライト１１０内の空間（ランプ１１４が配置される空間）に取り付けられる。当該空間において、反射板１１３は、ランプ１１４よりも車両前方側に配置される。また、受光素子１１１およびミラー１１２は、ヘッドライト１１０の上記空間の外部（図１０Ｂでは、底面１１５の下側）に取り付けられる。図１０Ｂの実線矢印に示されるように、検出部１１は、車両前方の検出領域で反射した光ビームを反射板１１３で反射し、ミラー１１２を介して、受光素子１１１で受光する。ここで、反射板１１３は、反射板１０３と同様、赤外域の波長の光を反射させ、可視光を透過させる反射板である。また、反射板１１３は、検出領域で反射した光を集光するため、凹面に構成される。一方、ランプ１１４から発生した可視光は、上述と同様に、反射板１１３を透過し、車両の前方に照射される。

このように、検出部１１および照射手段４を構成することで、光ビームスポットを照射および検出しつつ、ヘッドライトの光を照射することができる。また、検出部１１および照射手段４をヘッドライト内に設置することにより、検出部１１および照射手段４の設置スペースを新たに設けることなく車両に搭載することが可能となる。なお、検出部１１は例えば右側のヘッドライト内に、照射手段４は左側のヘッドライト内に内蔵されてもよいし、その逆でもよい。また、検出部１１および照射手段４共に、単一のヘッドライト内に内蔵されてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る衝突予測装置の説明をする。第２の実施形態に係る衝突予測装置の構成は、図１に示す第１の実施形態に係る衝突予測装置１と同様の構成であるため、説明は省略する。第２の実施形態では、自車両と他車両との角度とその角度変化との組み合わせで衝突可能性の判断を行う。以下、図１１から図１５を参照して、第２の実施形態における衝突可能性の判断について説明する。

図１１は、自車両４１と他車両４２との角度が１８０度に近い鈍角で、その角度が大きくなる方向に変化している様子を示す図である。図１１に示されるように、自車両４１がＰ１の位置にある場合、自車両４１と他車両４２との角度は１８０度に近い鈍角である。次に、自車両４１がＰ２の位置に移動すると、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも大きくなる。このような場合、自車両４１は、カーブしている道路をカーブに沿って走行中である状況と想定されるので、自車両４１と他車両４２とはすれ違う可能性が高いと判断できる。従って、このような場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。

図１２は、自車両４１と他車両４２との角度が０度に近い鋭角で、その角度が小さくなる方向に変化している様子を示す図である。図１２に示されるように、自車両４１がＰ１の位置にある場合、自車両４１と他車両４２との角度は０度に近い鋭角である。次に、自車両４１がＰ２の位置に移動する場合、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも小さくなる。このような場合、自車両４１は、車線変更のために移動中である状況と想定されるので、自車両４１は他車両４２を追い越す可能性が高いと判断できる。従って、このような場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。

図１３は、自車両４１と他車両４２との角度が１８０度に近い鈍角で、その角度が小さくなる方向に変化している様子を示す図である。図１３に示されるように、自車両４１がＰ１の位置にある場合、自車両４１と他車両４２との角度は１８０度に近い鈍角である。次に、自車両４１がＰ２の位置に移動する場合、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも小さくなる。このような場合、自車両４１は、他車両４２に向かって走行中である状況と想定されるので、衝突判断手段３は、衝突すると判断する。

図１４は、自車両４１と他車両４２との角度が０度に近い鋭角で、その角度が大きくなる方向に変化している様子を示す図である。図１４に示されるように、自車両４１がＰ１の位置にある場合、自車両４１と他車両４２との角度は０度に近い鋭角である。次に、自車両４１がＰ２の位置に移動する場合、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも大きくなる。このような場合、自車両４１は、他車両４２に向かって走行中である状況と想定されるので、衝突判断手段３は、衝突すると判断する。

以上のように、自車両４１と他車両４２との角度が１８０度に近い鈍角または０度に近い鋭角の場合において、その角度が直角に近づく方向に変化している場合、衝突判断手段３は、衝突すると判断し、その角度が直角から離れる方向に変化している場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断する。

図１５は、自車両４１と他車両４２との角度が直角を含む所定範囲で、その角度が変化している様子を示す図である。図１５に示されるように、自車両４１がＰ１の位置にある場合、自車両４１と他車両４２との角度は直角である。次に、自車両４１がＰ２の位置に移動すると、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも大きく、かつ、その変化が後述する場合に比べて相対的に大きい。また、自車両４１がＰ１の位置からＰ３の位置に移動する場合、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも小さく、かつ、その変化が大きい。このような場合、自車両４１は左折または右折する状況と想定されるため、衝突可能性は低い。一方、自車両４１がＰ１の位置からＰ４（またはＰ５）の位置に移動する場合、自車両４１と他車両４２との角度は、自車両４１がＰ１の位置にある場合よりも大きく（または小さく）、かつ、その変化が上述した場合と比べて小さい。このような場合、自車両４１は他車両４２に向かって走行中である状況と想定されるため、衝突する可能性が高くなる。従って、自車両４１と他車両４２との角度の変化の大きさによって衝突可能性の判断を変える。すなわち、衝突判断手段３は、角度の変化が所定値以下の場合、衝突すると判断する。

なお、図１５では、交差点等、自車両４１と他車両４２との角度が直角を含む所定範囲で、自車両４１と他車両４２が接近する場合を想定したが、自車両４１と他車両４２との角度が直角を含む所定範囲にない場合においても、角度の変化が所定値以下の場合、衝突可能性を高く判断してもよい。例えば、図１１に示されるように、自車両４１と他車両４２との角度が１８０度に近い鈍角で、その角度が大きくなる方向に変化している場合でも、角度の変化が僅かに大きくなる方向に変化している（あまり変化していない）のであれば、自車両４１はほぼ直進走行していると状況と想定できるため、衝突する可能性がある。従って、角度の変化が所定値以上の場合では、衝突可能性は低いが、所定値以下の場合は、衝突可能性は高くなる。ここで所定値とは、自車両４１と他車両４２との角度に応じて定められる角度の変化の量を表す値である。

なお、図１１から図１５では、自車両４１が移動することによって自車両４１と他車両４２との角度が変化する場合について述べたが、他車両４２が移動することによって、または自車両４１と他車両４２が共に移動することによって、角度が変化する場合も同様であることはいうまでもない。

以上、図１１から図１５を参照して、様々な場合において、本実施形態における衝突予測装置１が行う判断を示した。以下、それぞれの場合について、本実施形態における衝突予測装置１が行う判断を簡単に示す。
（イ）自車両と他車両とが１８０度に近い鈍角で、角度が増加傾向の場合
（判断）衝突しない
（ロ）自車両と他車両とが１８０度に近い鈍角で、角度が減少傾向の場合
（判断）衝突する
（ハ）自車両と他車両とが０度に近い鋭角で、角度が増加傾向の場合
（判断）衝突する
（二）自車両と他車両とが０度に近い鋭角で、角度が減少傾向の場合
（判断）衝突しない
（ホ）自車両と他車両とが直角に近い場合で、角度の変化量が大きい場合
（判断）衝突しない
（へ）自車両と他車両とが直角に近い場合で、角度の変化量が小さい場合
（判断）衝突する

図１６は、第２の実施形態における衝突判断の流れを示すフローチャートである。第２の実施形態では、自車両と他車両との角度とその角度の変化によって、衝突可能性の判断を行う。図１６に示される処理は、例えば、イグニッションがＯＮである間、あるいは、自車両が走行している間、繰り返し実行される。図１６において、図９と同じ処理を表すステップについては、図９と同じステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、ステップＳ１０１からステップＳ１０２の処理が行われる。ここで、ステップＳ１０２の後、ステップＳ２０１が処理される。

ステップＳ２０１において、衝突判断手段３は、自車両と他車両との角度を表す時間Ｔｄの変化が所定値Ｔ３以上か否か判定する。第２の実施形態では、衝突判断手段３は、前回算出されたＴｄをメモリ上に記憶しておく。衝突判断手段３は、メモリ上に記憶されたＴｄ（前回のＴｄ）と直前のステップＳ１０２で算出されたＴｄ（現在のＴｄ）とを比較し、その変化がＴ３以上の場合は、ステップＳ１１１に処理を進め、その変化がＴ３より小さい場合は、ステップＳ１０３に処理を進める。ここで、Ｔ３は、物理的に有り得ない程度の大きな角度の変化を表す、予め定められた値であり、このＴ３よりも角度の変化が大きい場合は、マルチパス等の誤検知である可能性が高い。従って、衝突判断手段３は、角度の変化が所定値（Ｔ３）以上の場合、衝突しないと判断し、処理をステップＳ１１１に進める。一方、ＴｄがＴ３より小さければ、衝突判断手段３は、処理をステップＳ１０３に進める。なお、Ｔ３は、前回のＴｄが算出された時刻と現在のＴｄが算出された時刻との差に応じて定められてもよい。

ステップＳ１０３において、Ｔｄの絶対値がＴ２以下であれば、衝突判断手段３はステップＳ２０２に処理を進める。Ｔｄの絶対値がＴ２より大きければ、衝突判断手段３はステップＳ２０３に処理を進める。すなわち、衝突判断手段３は、自車両と他車両との角度が所定の鈍角または所定の鋭角である場合は、ステップＳ２０２に処理を進め、直角を含む所定の範囲である場合は、ステップＳ２０３に処理を進める。

ステップＳ２０２において、衝突判断手段３は、前回のＴｄと現在のＴｄとを比較し、現在のＴｄの絶対値が前回のＴｄの絶対値よりも小さくなっているか否かを判定する。現在のＴｄの絶対値が前回のＴｄの絶対値よりも小さくなっている場合、自車両と他車両との角度は、前回測定した時よりも直角から離れる方向に変化している。すなわち、自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角の場合、角度は１８０度に近づく方向に変化しており（上述の（イ））、自車両と他車両との角度が０度に近い鋭角の場合、角度は０度に近づく方向に変化している（上述の（二））。従って、Ｔｄの絶対値が小さくなる方向に変化している場合、衝突判断手段３は、衝突しないと判断し、ステップＳ１０４に処理を進める。これとは反対に、現在のＴｄの絶対値が前回のＴｄの絶対値よりも大きくなっている場合、自車両と他車両との角度は、前回測定した時よりも直角に近づく方向に変化している（上述の（ロ）および（ハ））。従って、この場合、衝突判断手段３は、衝突すると判断し、ステップＳ１０５に処理を進める。また、現在のＴｄが前回のＴｄと比較して全く変化していない場合、すなわち、角度の変化が０の場合、本実施形態における衝突判断手段３は、衝突しないと判断し、ステップＳ１０４に処理を進める。なお、他の実施形態では、自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角または０度に近い鋭角の場合において、角度の変化量が所定値と比較して大きいか小さいかによって、衝突可能性の判断を変えてもよい。例えば、他の実施形態では、自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角または０度に近い鋭角の場合において、角度の変化が０である場合、衝突すると判断してもよい。

ステップＳ２０３において、衝突判断手段３は、Ｔｄの絶対値の変化が所定値Ｔ４以下か否かを判定する。ここで、Ｔ４は、交差点等で自車両と他車両とが衝突すると想定される最大の（所定時間あたりの）角度の変化量を表す値であり、予め定められた値である。すなわち、ＴｄがＴ４以下であれば衝突し、Ｔ４より大きければ衝突しない。従って、自車両と他車両との角度が直角に近い場合であって、所定時間あたりの角度の変化がＴ４より大きい場合（上述の（ホ））、衝突判断手段３は、自車両と他車両とは衝突しないと判断し（ステップＳ２０３においてＮｏ）、ステップＳ２０４に処理を進める。この場合、上述した図１５に示されるように、交差点等で自車両が左折または右折する状況と想定される。一方、自車両と他車両とが直角に近い場合であって、所定時間あたりの角度の変化が小さい場合（上述の（へ））、衝突判断手段３は、衝突すると判断し（ステップＳ２０３においてＹｅｓ）、ステップＳ１０５に処理を進める。この場合、上述した図１５に示されるように、自車両は他車両に向かって走行中である状況と想定される。なお、Ｔ４は、自車両と他車両との角度に応じて変化する値であってもよい。

ステップＳ２０４において、衝突判断手段３は、交差点等で自車両と他車両とがすれ違う場合等であるため、自車両と他車両とは衝突しないと判断し、処理を終了する。

以上のように、第２の実施形態においては、自車両と他車両との角度および角度の変化を用いて、自車両と他車両との衝突可能性の有無を判断した。これにより、車両周辺の環境および運転状況に応じてより正確に衝突を予測することができる。

なお、第２の実施形態において、自車両と他車両との角度および角度の変化を用いて、自車両と他車両とが衝突する／しないを判断したが、上記角度および角度の変化に加えて、ＴＴＣ等その他のパラメータを用いて衝突する／しないを判断してもよい。すなわち、例えばＴＴＣと所定の閾値とを比較することにより、衝突する／しないを判断してもよい。このようにＴＴＣを用いて衝突する／しないの判断を行う場合、衝突予測装置１は、上記角度および角度変化に応じて上記所定の閾値の大きさを変更してもよい。すなわち、本装置で衝突可能性が低いと考えられるステップＳ１０４、ステップＳ２０４やステップＳ１１１において、上記閾値を相対的に高い値に設定し、設定された閾値とＴＴＣとを比較することにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。これとは反対に、本装置で衝突可能性が高いと考えられるステップＳ１０８やステップＳ１１０において、上記閾値を相対的に低い値に設定し、設定された閾値とＴＴＣとを比較することにより、衝突する／しないの判断を行ってもよい。

また、本実施形態では、衝突予測装置１は、衝突結果として２種類の結果（衝突する／しない）を算出するものであったが、他の実施形態においては、衝突予測装置１は、衝突する可能性（の度合）を示す数値を衝突結果として算出するものであってもよい。例えば、衝突予測装置１は、上記角度と角度変化の組み合わせに応じた数値を０〜１００（％）で算出するものであってもよい。また、これら角度と角度変化の組み合わせに応じて、衝突判断に用いるパラメータ（上記ＴＴＣ等）と比較するための閾値が算出されてもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る衝突予測装置は、図１に示す第１の実施形態に係る衝突予測装置１と同様の構成であるため、説明は省略する。第３の実施形態では、自車両と他車両との角度を求める方法が、上述した第１の実施形態および第２の実施形態における方法と異なる。第３の実施形態では、他車両は、複数の光ビームスポットが略直線上に並ぶように、複数の光ビームスポットを照射する。そして自車両の角度判定部１２は、検出部１１で検出した光ビームスポットの数から角度を判定する。以下、詳細について説明する。

図１７および図１８を参照して、第３の実施形態における自車両と他車両との角度を求める方法について説明する。図１７は、自車両４１が検出した他車両４２の光ビームスポットの数から自車両４１と他車両４２との角度を測定する方法を示す図である。他車両４２は、図の矢印の方向に向かって光ビームスポットを照射しながら走行中である。ここでは、図１７に示されるように、他車両４２の照射手段４が照射する複数の光ビームスポットは、複数の光ビームスポットを結んだ線が他車両４２の進行方向に対して略直角になるように照射される。

ここで、他車両４２が照射する光ビームスポットがどのように照射されるかを説明する。他車両４２は照射手段４を備える。照射手段４のスキャンアクチュエータ１９およびビーム発生器１６は、複数の光ビームスポットを結んだ線が他車両４２の進行方向に対して略直角になるように、制御される。具体的には、第１の実施形態と同様、ポリゴンミラー２１を回転させながらビーム発生器１６で光パルスを発生させる。ここで、第１の実施形態においては、ポリゴンミラー２１のＡ領域とＢ領域にそれぞれ３つの光パルスを反射させて、右スキャンと左スキャンの光ビームスポットが交互に照射されるように、ポリゴンミラー２１およびビーム発生器１６は制御された。第３の実施形態においては、ビーム発生器１６は、Ａ領域またはＢ領域のいずれか１つの側面に複数の（ここでは５つの）光パルスを所定の時間間隔で照射する。例えば、図２に示されるポリゴンミラー２１が１回転する間、ポリゴンミラー２１の側面２１ａに光ビームスポットを５つ照射してもよい。ここで、ポリゴンミラー２１が１回転するのに要する時間をα（ｓｅｃ）、光パルスの間隔をβ（ｓｅｃ）とする。このようにポリゴンミラー２１およびビーム発生器が制御されることにより、図１７に示されるように、略直線上に複数の光ビームスポットがほぼ等間隔に並ぶように照射される。なお、本実施形態では、複数の光ビームスポットを結んだ直線が、光ビームスポットを照射する車両の進行方向に対して略直角になるように複数の光ビームスポットが照射されたが、複数の光ビームスポットを結んだ直線と車両の進行方向との角度が所定の角度になるように、複数の光ビームスポットが照射されてもよい。例えば、光ビームスポットを照射する車両の進行方向と並行になるように複数の光ビームスポットが照射されてもよい。また、複数の光ビームスポットは、必ずしも等間隔に並ぶように照射されなくてもよい。さらに、ポリゴンミラー２１の複数の側面にそれぞれ複数の光ビームスポットを照射してもよい。

自車両４１は、検出領域に他車両４２が上述の方法により照射した光ビームスポットを検出する。図１７に示されるように、自車両４１の検出領域は、自車両４１の進行方向の長さよりも自車両４１の進行方向と垂直の方向の長さの方が短くなるように設定される。自車両４１が、自車両４１と他車両４２との角度が直角である位置Ｐ１にある場合と、自車両４１と他車両４２との角度が直角でない位置Ｐ２にある場合とでは、検出領域が異なる。すなわち、図１７に示されるように、自車両４１が位置Ｐ１にある場合の検出領域は検出領域Ｘであり、自車両４１が位置Ｐ２にある場合の検出領域は検出領域Ｙとなる。自車両４１が位置Ｐ１にある場合、自車両４１の検出領域Ｘの長軸方向は、図１７に示されるように、他車両４２が照射する光ビームスポットを結んだ直線と並行となる。一方、自車両４１が位置Ｐ２にある場合、自車両４１の検出領域Ｙの長軸方向は、他車両４２が照射する光ビームスポットを結んだ直線とある角度を有して交わる。従って、自車両４１と他車両４２との角度の違いにより、検出領域で検出される光ビームスポットの数が異なる。ここでは、図１７に示されるように、検出領域Ｘに存在する光ビームスポットの数は５つである。一方、検出領域Ｙに存在する光ビームスポットの数は４つである。この場合の自車両４１が検出する光ビームスポットを示したものが、図１８である。

図１８は、自車両４１が位置Ｐ１およびＰ２にある場合に検出する光ビームスポットの数を表した図である。図１８（ａ）は、図１７において、自車両４１が位置Ｐ１にある場合に検出する光ビームスポットを示す。図１８（ｂ）は、図１７において、自車両４１が位置Ｐ２にある場合に検出する光ビームスポットを示す。図１８で示されるように、自車両４１が検出する光ビームスポットの数は、自車両４１と他車両４２との角度が直角である位置Ｐ１にある場合は５つ、自車両４１と他車両４２との角度が直角でない位置Ｐ２にある場合は４つとなる。なお、自車両４１の検出領域には、不適切な光ビームスポット（マルチパスによる光ビームスポットや、他車両４２とは異なる第３の車両から照射された光ビームスポット等）が含まれ、不適切な光ビームスポットが検出される可能性がある。検出した複数の光ビームスポットの中にこのような不適切な光ビームスポットが含まれるか否かは、検出した複数の光ビームスポットの時間間隔βおよび時間αにより判別することが可能である。すなわち、例えば、時間α内に５つの光ビームスポットが検出され、そのうちの４つの光ビームスポットの時間間隔がβであり、１つの光ビームスポットが他の光ビームスポットと時間βと異なる時間間隔であった場合、その１つの光ビームスポットはマルチパスによるものであると判別することができる。また、時間α内に、時間間隔βの複数の光ビームスポットを１組として、２組の光ビームスポットが検出された場合は、それらは異なる車両から照射された光ビームスポットであると判別することができる。

以上示したように、他車両４２が光ビームスポットを直線上に照射し、自車両４１の検出領域を自車両４１の進行方向に長く設定した場合、自車両４１と他車両４２との角度の違いにより、自車両４１で検出する光ビームスポットの数が異なる。具体的には、自車両４１は、角度が直角に近い場合の方が、角度が１８０度に近い鈍角や０度に近い鋭角の場合よりも多く光ビームスポットを検出する。従って、検出領域で検出した光ビームスポットの数を数えることによって、自車両４１と他車両４２との角度が、直角に近いか否かを判断することができる。

このような方法で自車両４１と他車両４２との角度を求め、第１の実施形態または第２の実施形態で示された方法により、衝突する／しないの判断を行うことができる。

（角度を算出するための他の方法）
なお、別の実施形態においては、上述した角度の測定方法の他に、レーダーまたはカメラ画像によって検出された他車両の相対位置から自車両と他車両との角度を測定してもよい。レーダーを用いて自車両と他車両との相対位置および角度を測定する装置については、当業者によく知られており、例えば、特開２００４−２９５６２０号公報に開示されている。これによると、指向性の高い送信アンテナと受信アンテナを回動させ、その回動角θと、送信アンテナから送信した電波が、他車両に反射し受信アンテナで受信されることにより、自車両と他車両との相対距離ｄを求めている。さらにカメラにより取得した画像を用いて他車両の幅が考慮されている。これにより、自車両と他車両との位置と角度を測定している。このようにして車両に搭載されたレーダーにより測定した自車両と他車両との角度を用いて、上述した本発明に係る衝突予測装置により衝突予測を行ってもよい。

また、角度の測定方法として、ＧＰＳによって取得した他車両位置を車車間通信によって取得することで自車両と他車両との角度を測定してもよい。ＧＰＳによって取得した他車両の位置を車車間通信によって取得する装置については、当業者によく知られており、例えば、特開２０００−２７６６９６号公報に開示されている。これによると、自車両は、他車両が他車両のＧＰＳにより取得した他車両の位置情報を車車間通信により取得し、自車両が自車両のＧＰＳにより取得した自車両の位置情報と他車両の位置情報とから、自車両と他車両との相対位置を算出することにより、車両同士の衝突を回避する装置が提案されている。このような当業者によく知られたＧＰＳと車車間通信を用いた方法により自車両と他車両との角度を算出し、算出した角度を用いて上述した本発明に係る衝突予測装置により衝突予測を行ってもよい。

以上のように、本発明では、簡単な方法により、自車両と他車両との衝突可能性を精度良く判断することができ、例えば、車両に搭載される衝突予測装置として利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る衝突予測装置の構成を示すブロック図 スキャンアクチュエータを側方から見た図 スキャンアクチュエータを上方から見た図 ポリゴンミラーを回転させた場合に形成される光ビームスポットのパターンを説明する図 自車両が検出した他車両の右スキャンと左スキャンの光ビームスポットから自車両と他車両との角度を求める方法を説明する図 他車両が右スキャンおよび左スキャンの光ビームスポットを照射した場合の時間と光ビームの関係を模式的に示した図 自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角の場合を示す図 自車両と他車両との角度が０度に近い鋭角の場合を示す図 自車両と他車両との角度が直角に近い場合を示す図 第１の実施形態に係る衝突予測装置の衝突判断の流れを示すフローチャート 照射手段を車両のヘッドライト内に内蔵した構成を示すの図 検出部を車両のヘッドライト内に内蔵した構成を示すの図 自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角で、その角度が大きくなる方向に変化している様子を示す図 自車両と他車両との角度が０度に近い鋭角で、その角度が小さくなる方向に変化している様子を示す図 自車両と他車両との角度が１８０度に近い鈍角で、その角度が小さくなる方向に変化している様子を示す図 自車両と他車両との角度が０度に近い鋭角で、その角度が大きくなる方向に変化している様子を示す図 自車両と他車両との角度が直角を含む所定範囲で、その角度が変化している様子を示す図 第２の実施形態における衝突判断の流れを示すフローチャート 自車両が検出した他車両の光ビームスポットの数から自車両と他車両との角度を測定する方法を示す図 自車両が位置Ｐ１およびＰ２にある場合に検出する光ビームスポットの数を表した図

符号の説明

１ 衝突予測装置
２ 角度測定手段
３ 衝突判断手段
４ 照射手段
５ 通知手段
６ 走行制御手段
７ 乗員保護手段
１１ 検出部
１２ 角度判定部
１３ レンズ
１４ フィルタ
１５、１１１ 受光素子
１６、１０１ ビーム発生器
１７ ビーム整形レンズ
１８ 偏光整形器
１９ スキャンアクチュエータ
２１、１０２ ポリゴンミラー
２２ 反射鏡
４１ 自車両
４２ 他車両
１００ ヘッドライト
１０３、１１３ 反射板
１０４、１１４ ランプ
１０５、１１５ ヘッドライトの底面
１１２ ミラー

Claims (17)

1. 自車両の進路上に向かって移動する他車両と自車両との衝突を予測する衝突予測装置であって、
   自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する角度測定手段と、
   前記角度又は前記角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突可能性の判断を行う衝突判断手段と、を備える衝突予測装置。
2. 前記衝突判断手段は、前記角度が直角を含む所定範囲にある場合の方が前記角度が前記所定範囲にない場合よりも衝突可能性を高く判断する、請求項１に記載の衝突予測装置。
3. 前記衝突判断手段は、前記角度が直角を含む所定範囲にない場合において、前記角度が直角に近づく方向に変化している場合の方が前記角度が直角から離れる方向に変化している場合よりも衝突可能性を高く判断する、請求項１に記載の衝突予測装置。
4. 前記衝突判断手段は、前記角度の変化が所定値以上の場合の方が、前記角度の変化が前記所定値より小さい場合よりも衝突可能性を低く判断する、請求項１に記載の衝突予測装置。
5. 前記衝突判断手段は、前記角度又は前記角度の変化の少なくとも一方を用いて衝突するか衝突しないかを判断する、請求項１から４のいずれか１項に記載の衝突予測装置。
6. 前記衝突判断手段は、前記角度又は前記角度の変化の少なくとも一方を用いて、衝突する可能性を示す値を算出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の衝突予測装置。
7. 前記衝突判断手段は、前記衝突する可能性を示す値を閾値として、衝突判断に用いるパラメータと当該閾値との大小関係に応じて衝突するか衝突しないかを判断する、請求項６に記載の衝突予測装置。
8. 前記角度測定手段は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、他車両が他車両進行方向の路面上に照射した光ビームスポットを検出する検出部と、
   前記検出部で検出した前記光ビームスポットから前記角度を判定する角度判定部と、を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の衝突予測装置。
9. 前記他車両は、所定の時間間隔で照射される複数の光ビームスポットを、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が異なる第１のパターンと第２のパターンの少なくとも２つのパターンで照射し、
   前記角度判定部は、第１のパターンに含まれる複数の光ビームスポットを前記検出部によって検出した時間間隔と、第２のパターンに含まれる複数の光ビームスポットを前記検出部によって検出した時間間隔との差から前記角度を判定する、請求項８に記載の衝突予測装置。
10. 所定の時間間隔で照射される複数の光ビームスポットを、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が異なる第１のパターンと第２のパターンの少なくとも２つのパターンで照射する照射手段をさらに備える、請求項９に記載の衝突予測装置。
11. 前記第１のパターンは、自車両の進行方向に対して左側から右側に光ビームスポットの軌跡が描かれ、前記第２のパターンは、複数の光ビームスポットを照射順に結んだ軌跡の方向が前記第１のパターンとは逆向きになるように、光ビームスポットの軌跡が描かれる、請求項１０に記載の衝突予測装置。
12. 他車両は、複数の光ビームスポットが略直線上に並ぶように、複数の光ビームスポットを照射し、
    前記角度判定部は、前記検出部で検出した前記光ビームスポットの数から前記角度を判定する、請求項８に記載の衝突予測装置。
13. 複数の光ビームスポットが略直線上に並ぶように、複数の光ビームスポットを照射する照射手段をさらに備える、請求項１２に記載の衝突予測装置。
14. 前記複数の光ビームスポットは、前記複数の光ビームスポットを結んだ線が自車両の進行方向に対して略直角になるように照射され、
    前記検出部は、前記検出領域が、自車両の進行方向の長さよりも自車両の進行方向と垂直の方向の長さの方が短くなるように設定される、請求項１３に記載の衝突予測装置。
15. 前記角度測定手段は、レーダーまたはカメラ画像によって検出された他車両の相対位置から前記角度を測定する、請求項１から７のいずれか１項に記載の衝突予測装置。
16. 前記角度測定手段は、ＧＰＳによって取得した他車両位置を車車間通信によって取得することで他車両との前記角度を測定する、請求項１から７のいずれか１項に記載の衝突予測装置。
17. 前記衝突判断手段は、衝突すると判断した場合、乗員に対して衝突を回避するための支援または乗員を保護するための支援を行う支援手段を用いて乗員に支援を行う、請求項１から１６に記載の衝突予測装置。

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