JP2012079117A - 車両の物体認識システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両の物体認識システムにおいて、比較的小さい物体をより有効に認識することができる技術の提供を課題とする。
【解決手段】本発明にかかる車両の物体認識システムは、上記した課題を解決するために、車両の周囲に存在する物体が検出された場合に、車線境界を示す指標と平行な方向における物体の大きさを拡大させるようにした。その結果、拡大後の物体の大きさや位置に関する情報を利用して、車両が走行可能な領域である走路を特定したり、車両が回避すべき障害物を判別したりすることが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載される物体認識システムに関する。

従来、走行車両の進路上に存在する物体を障害物として検出し、検出された障害物の存在を運転者に報知し、或いは障害物を回避するための運転操作を補助する技術が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２００７−８４０２号公報 特開平１０−０３１７９９号公報 特開２０１０−７２９７３号公報

ところで、比較的小さい物体の認識方法については改善の余地があった。本発明の目的は、車両の物体認識システムにおいて、比較的小さい物体をより有効に認識することができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、車両の周囲に存在する物体について、所定方向における大きさを拡大させる点に着目した。

詳細には、車両の周囲に存在する物体を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された物体の大きさを拡大させるものであって、前記物体の拡大方向を該物体以外の基準に従って定める拡大手段と、
を備えるようにした。

かかる発明によれば、車両の周囲に小さな物体が存在する場合に、該物体の大きさが仮想的に拡大される。よって、検出された物体の大きさや位置などに応じて車両が走行可能な領域（走路）を定めるシステム、物体の存在を運転者に報知するシステム、又は物体を回避するための運転操作を補助するシステムに本発明が適用される場合において、拡大後の物体の大きさや位置に応じて、走路の設定、報知の実行条件、運転操作の補助の実行条件などを定めることができる。たとえば、物体の位置が車両の進路（車両が将来通過すると予測される経路）上から僅かに外れている場合などに、車両が物体の脇をすり抜けるような走路が設定される事態を防止したり、車両が物体の脇をすり抜ける可能性があることを運転者へ事前に報知したり、或いは車両が物体へ接近しないように運転操作を補助したりすることが可能になる。

本発明において、検出手段により検出された物体以外の基準としては、連続的に延在または点在する指標を用いることができる。ここでいう「指標」は、車線境界を示す白線や黄色線などの道路標示に加え、道路脇に延在または点在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなどの立体物を含むものである。その場合、拡大手段は、物体の拡大方向と指標との平行度合いが高くなるように物体を拡大させてもよい。

このような方法により物体の大きさが拡大されると、拡大後の物体が道路や車線と略平
行な方向に延在していると認識されることになる。その結果、拡大後の物体に基づいて走路が設定される場合に、走路と道路との平行度合いを高くすることも可能になる。また、拡大後の物体と車両との接近や衝突を回避する際に必要となる操作量やヨーレートを少なく抑えることができるとともに、車両が物体回避後に走路へ復帰するために必要な操作量やヨーレートも少なく抑えることができる。

本発明において、検出手段が複数の物体を検出した場合に、拡大手段は、車両との相対距離が最も短い物体の大きさを拡大させるようにしてもよい。その場合、車両に最も近い位置の物体に対して、車両が接近しないように走路が設定されたり、該物体へ車両が接近する可能性があることを運転者へ事前に報知したり、或いは該物体へ車両が接近しないように運転操作を補助したりすることが可能になる。

本発明にかかる拡大手段は、車速が高いときは低いときに比べ、物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。車速が高いときは低いときに比べ、物体を回避するために必要なヨーが大きくなる。これに対し、車速が高いときに低いときより物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体の存在を早期に運転者へ報知することが可能になり、或いは物体との接近を回避するための運転操作の補助が早期に開始されるようになる。その結果、物体を回避するために必要なヨーを小さく抑えることができる。また、車速が高いときは低いときに比べ、運転者が車両と物体との相対距離を短く感じやすい。そのため、車速が高いときは低いときに比べ、運転者は進路からより離れた位置の物体を障害物として認識する可能性がある。これに対し、車速が高いときは低いときに比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされると、運転者が回避したいと感じ得る物体の大きさを好適に拡大させることができる。

また、車速が低いときに物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体の存在の報知タイミングや物体を回避するための運転操作の補助タイミングが運転者の感覚に対して過早となる可能性がある。これに対し、車速が低いときは高いときに比べ、物体の大きさの拡大量が小さくされると、上記した報知タイミングや運転操作の補助タイミングが運転者の感覚と大きくずれる事態を回避することができる。なお、車速が高い場合においても物体の大きさの拡大量が過剰になると、上記した報知タイミングや運転操作の補助タイミングが運転者の感覚に対して過早となる可能性があるため、物体の大きさの拡大量に対して上限値が設けられるようにしてもよい。

本発明にかかる拡大手段は、車速の代わりに運転者の意識低下度合いをパラメータとして、物体の大きさの拡大量を変更してもよい。また、車速と運転者の意識低下度合いとの２つをパラメータとして、物体の大きさの拡大量を変更してもよい。その場合、拡大手段は、運転者の運転操作に対する意識低下度合いを判定し、判定された意識低下度合いが高いときは低いときに比べ、物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。

運転者の意識低下度合いが高いときは低いときに比べ、運転者が物体を認識するタイミングや、運転者が物体を回避するための運転操作を開始するタイミングが遅くなる可能性がある。これに対し、運転者の意識低下度合いが高いときに低いときより物体の大きさの拡大量が大きくされると、意識低下度合いが高い運転者に対して物体の存在を早期に報知することが可能となり、或いは意識低下度合いが高い運転者の運転操作を早期に補助することが可能となる。

また、本発明に係わる拡大手段は、車速の代わりに、物体に対する車両の傾斜角度をパラメータとして、物体の大きさの拡大量を変更してもよい。さらに、拡大手段は、車速と、運転者の意識低下度合いと、前記傾斜角度との少なくとも２つをパラメータとして、物体の大きさの拡大量を変更してもよい。その場合、拡大手段は、物体に対する車両の傾斜
角度が大きいときは小さいときより物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。

物体に対する車両の傾斜角度が大きいときは小さいときに比べ、物体との衝突や接近を回避する際に必要な操作量（たとえば、単位時間当たりの操舵量や単位時間当たりのブレーキ操作量など）やヨーレートが大きくなる。これに対し、物体に対する車両の傾斜角度が大きいときに小さいときより物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体の存在を早期に運転者へ報知することが可能になり、或いは物体を回避するための運転操作の補助が早期に開始されるようになる。その結果、車両と物体との衝突や接近を回避するために必要なヨーレートを小さく抑えることができる。

本発明に係わる拡大手段は、物体が移動体である場合は静止体である場合に比べ、物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。物体が移動体である場合は静止体である場合に比べ、物体と車両との相対距離が短時間で縮まる可能性がある。これに対し、物体が移動体である場合は静止体である場合に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体と車両との相対距離が縮まる前に物体の存在を運転者に報知することが可能となり、或いは物体を回避するための運転操作の補助が早期に開始されるようになる。

本発明に係わる拡大手段は、物体と車線境界との距離が短い場合は長い場合に比べ、物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。物体と車線境界との距離が短いときは長いときに比べ、車両が車線を逸脱してから物体に接近するまでの猶予期間が短くなる。これに対し、物体と車線境界との距離が短いときに長いときより物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体の存在を運転者に報知してから車両が物体に接近するまでの猶予期間を長くすることができ、或いは物体との衝突や接近を回避する際に必要となるヨーレートを小さく抑えることができる。

本発明に係わる拡大手段は、検出手段による物体検出の信頼度が高い場合は低い場合に比べ、物体の大きさの拡大量を大きくするようにしてもよい。検出手段による物体検出の信頼度が低い場合は、検出物体が実在しない可能性もある。そのため、物体検出の信頼度が低いときに、物体の存在が運転者に報知されたり、或いは物体との接近を回避するための運転操作の補助が行われたりすると、運転者が違和感や煩わしさを覚える可能性がある。これに対し、検出手段による物体検出の信頼度が高い場合は低い場合に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされると、上記したような問題を回避することができる。

なお、本発明に係わる拡大手段は、上記した複数のパラメータの少なくとも２つを組み合わせて物体の大きさの拡大量を決定してもよい。さらに、拡大手段は、上記したパラメータに加え、または上記したパラメータの代わりに、車外の天候に相関するパラメータや車外の明るさに相関するパラメータを利用して物体の大きさの拡大量を変更してもよい。たとえば、雨滴センサにより検出される雨滴が多い場合は少ない場合（雨滴が検出されない場合も含む）に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされてもよい。また、照度センサにより検出される照度が低い場合は高い場合に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされてもよい。雨滴が多い場合や照度が低い場合は、雨滴が少ない場合や照度が高い場合に比べ、運転者が物体を視認し難くなる。よって、雨滴が多い場合や照度が低い場合に雨滴が少ない場合や照度が高い場合より物体の大きさの拡大量が大きくされると、運転者が視認し難い物体の存在を報知したり、或いは物体との接近を回避するための運転操作を補助したりすることができる。

本発明の車両の物体認識システムによれば、比較的小さい物体をより有効に認識することができる。

本発明を適用する車両の運転支援システムの構成を機能別に示すブロック図である。 自車両の進路と物体との相対位置を示す図である。 物体の大きさを拡大する方法を示す図である。 複数の物体が存在する場合における補助線の設定イメージを示す図である。 拡大後の物体に対する自車両の走行軌道を示す図である。 車速と物体の大きさの拡大量との関係を示す図である。 自車両の障害物を判定する際に実行されるルーチンを示すフローチャートである。 運転支援処理の実行タイミングをイメージ化した図である。 物体の大きさを拡大する他の方法を示す図である。 傾斜角度θと物体の大きさの拡大量との関係を示す図である。 運転者の意識低下度合いと物体の大きさの拡大量との関係を示す図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。ここでは、車両の走路や障害物を判定し、判定された走路からの逸脱や障害物との衝突を回避するための運転支援処理を行う運転支援システムについて説明する。なお、ここでいう「運転支援処理」は、車両が障害物を回避可能なタイミングで実行される処理であり、車両と障害物との衝突が不可避な場合に実行される衝突被害軽減処理より早い時期に実行される。また、以下の実施例において説明する構成は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。

図１は、本発明を適用する車両の運転支援システムの構成を機能別に示すブロック図である。図１に示すように、車両には、運転支援用の制御ユニット（ＥＣＵ）１が搭載されている。

ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェイスなどを備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ１には、レーダ装置２、車外用カメラ３、ドライバー用カメラ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６、ブレーキセンサ７、アクセルセンサ８、ウィンカースイッチ９、舵角センサ１０、操舵トルクセンサ１１などの各種センサが電気的に接続され、それらセンサの出力信号がＥＣＵ１へ入力されるようになっている。

レーダ装置２は、たとえば、車両の前部に取り付けられ、車両の前方へミリ波を送信するとともに車外の物体により反射された電波（反射波）を受信することにより、車両に対する物体の相対位置に関する情報（たとえば、相対距離や相対角度）を出力する。車外用カメラ３は、たとえば、車室内において車両前方を視野に捉えることができる位置に配置され、車両前方の画像を出力する。ドライバー用カメラ４は、たとえば、車室内において運転者を視野に捉えることができる位置に配置され、運転者の画像を出力する。ヨーレートセンサ５は、たとえば、車体に取り付けられ、車両のヨーレートに相関する電気信号を出力する。車輪速センサ６は、車両の車輪に取り付けられ、車両の走行速度に相関する電気信号を出力するセンサである。

ブレーキセンサ７は、たとえば、車室内のブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作トルク（踏力）に相関する電気信号を出力する。アクセルセンサ８は、たとえば、車室内のアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作トルク（踏力）に相
関する電気信号を出力する。ウィンカースイッチ９は、たとえば、車室内のウィンカーレバーに取り付けられ、ウィンカーレバーが操作されたときにウィンカー（方向指示器）が示す方向に相関する電気信号を出力する。舵角センサ１０は、たとえば、車室内のステアリングホイールに接続されたステアリングロッドに取り付けられ、ステアリングホイールの中立位置からの回転角度（回転角度）に相関する電気信号を出力する。操舵トルクセンサ１１は、ステアリングロッドに取り付けられ、ステアリングホイールに入力されるトルク（操舵トルク）に相関する電気信号を出力する。

また、ＥＣＵ１には、ブザー１２、表示装置１３、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５などの各種機器が接続され、それら各種機器がＥＣＵ１によって電気的に制御されるようになっている。

ブザー１２は、たとえば、車室内に取り付けられ、警告音などを出力する装置である。表示装置１３は、たとえば、車室内に取り付けられ、各種メッセージや警告灯を表示する装置である。電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４は、電動モータが発生するトルクを利用して、ステアリングホイールの操作を補助する装置である。電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５は、各車輪に設けられた摩擦ブレーキの作動油圧（ブレーキ油圧）を電気的に調整する装置である。

ＥＣＵ１は、上記した各種センサの出力信号を利用して各種機器を制御するために、以下のような機能を有している。すなわち、ＥＣＵ１は、障害物情報処理部１００、車線情報処理部１０１、意識低下判定部１０２、運転者意図判定部１０３、統合認識処理部１０４、共通支援判定部１０５、警報判定部１０６、制御判定部１０７、および制御量演算部１０８を備えている。

障害物情報処理部１００は、前記レーダ装置２から出力される物体の情報に基づいて、自車両を原点とする座標系における物体の位置座標を演算する。障害物情報処理部１００は、物体の位置座標や物体に対する自車両のヨー角などを含む障害物情報を生成する。なお、障害物情報処理部１００は、車外用カメラ３により撮像された画像に基づいて、障害物情報を生成してもよい。

車線情報処理部１０１は、車外用カメラ３により撮像された画像に基づいて、車線に関する情報や車線に対する車両の姿勢に関する情報を含む車線情報を生成する。車線に関する情報は、たとえば、車線境界を示す指標（たとえば、車線境界を示す白線や黄色線などの道路標示や、車線脇に延在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなどの立体物など）に関する情報や、車線幅に関する情報である。車線に対する車両の姿勢に関する情報は、たとえば、車線境界を示す指標と車両との距離に関する情報、車線中央部に対する車両位置のオフセット量に関する情報、車線境界を示す指標に対する車両進行方向のヨー角に関する情報である。なお、車両がナビゲーションシステムを搭載している場合には、車線情報処理部１０１は、ナビゲーションシステムが有する地図情報とＧＰＳ情報から車線に関する情報を生成してもよい。

意識低下判定部１０２は、ドライバー用カメラ４により撮影された画像に基づいて、運転者の意識低下度合い（覚醒度）を判定する。たとえば、意識低下判定部１０２は、ドライバー用カメラ４により撮影された画像から運転者の閉眼時間や閉眼頻度を演算し、閉眼時間又は閉眼頻度が上限値を超えたときに運転者の意識が低下していると判定（覚醒度が低いと判定）する。また、意識低下判定部１０２は、ドライバー用カメラ４により撮影された画像から運転者の顔の向きや視線の方向が車両進行方向から逸脱している時間を演算し、算出された時間が上限値を超えたときに運転者が脇見をしていると判定してもよい。

運転者意図判定部１０３は、車輪速センサ６、ブレーキセンサ７、アクセルセンサ８、ウィンカースイッチ９、舵角センサ１０、および操舵トルクセンサ１１の出力信号に基づいて、ブレーキペダルの操作量の変化、アクセルペダルの操作量の変化、或いはステアリングホイールの操作量（操舵量）の変化が運転者の意図に因るものであるか否かを判別する。

統合認識処理部１０４は、前記障害物情報処理部１００により生成された障害物情報と前記車線情報処理部１０１により生成された車線情報とに基づいて、車両が走行可能な領域（走路）を特定し、走路境界に対する車両のヨー角や、走路中央部に対する車両のオフセット量を求める。統合認識処理部１０４は、前記障害物情報により特定される物体の大きさを拡大させ、拡大後の物体の大きさや位置に関する情報と前記車線情報とに基づいて走路を特定したり、拡大後の物体が自車両の障害物となり得るか否かを判別したりする。なお、前記障害物情報により特定される物体の大きさを拡大させる方法について後述する。

ところで、車線の幅が狭い道路においては、運転者は、車両を車線から逸脱させざるを得ない場合がある。これに対し、統合認識処理部１０４は、車線の幅が狭い道路については、車線境界を示す道路標示（白線、黄色線など）や車線脇に延在する立体物（縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなど）に関する情報に基づいて走路を設定するようにしてもよい。たとえば、車線の両側に道路標示が存在する場合には、統合認識処理部１０４は、車線中央部（車線両側に存在する道路標示間の中心）を基準にして当初の車線より広い走路を設定してもよい。また、車線の片側のみに道路標示が存在する場合には、統合認識処理部１０４は、道路標示より外側に基準位置を設定し、その基準位置から所定幅の範囲を走路に設定してもよい。ただし、拡大された走路内に物体が存在する場合には、走路の拡大設定を制限することが望ましい。

共通支援判定部１０５は、前記統合認識処理部１０４により生成された情報と、前記意識低下判定部１０２の判定結果と、前記運転者意図判定部１０３の判定結果と、に基づいて、運転支援処理の実行を制限するか否かを判別する。たとえば、前記意識低下判定部１０２により運転者の意識が低下している（意識低下度合いが高い、または覚醒度が低い）と判定された場合、或いは運転者が脇見をしていると判定された場合は、運転支援処理の実行を許可する。また、前記運転者意図判定部１０３により運転者が意図的な操作を行っていると判定された場合は、運転支援処理の実行を制限する。

警報判定部１０６は、前記共通支援判定部１０５により運転支援処理の実行が許可された場合に、ブザー１２の鳴動タイミングや、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示タイミングを決定する。たとえば、警報判定部１０６は、車両幅方向における車両と走路境界との距離が所定距離以下となったときに、ブザー１２の鳴動や、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示を行う。

また、警報判定部１０６は、車両が走路境界に到達するまでの時間が所定時間以下となったときに、ブザー１２の鳴動や、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示を行うようにしてもよい。なお、走路幅が狭い場合は、警報判定部１０６は、車両幅方向における車両と立体物（走路脇に存在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなど）との距離が所定距離以下となったときに、ブザー１２の鳴動や、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示を行うようにしてもよい。車両がカーブに進入する場合や車両がカーブを走行している場合は、警報判定部１０６は、車両進行方向における車両と走路境界との距離が所定距離以下となったときに、ブザー１２の鳴動や、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示を行うようにしてもよい。また、車両がカーブに進入する場合や車両がカーブを走行している場合は、警報判定部１０６は、車両が走路境界に到
達する時間が所定時間以下となったときに、ブザー１２の鳴動や、表示装置１３による警告メッセージ又は警告灯の表示を行うようにしてもよい。

ここで、前記した所定距離や所定時間は、車輪速センサ６の出力信号（車速）やヨーレートセンサ５の出力信号（ヨーレート）に応じて変更される値である。たとえば、車速が高いときは低いときに比べ、所定距離が長く設定され、又は所定時間が長く設定される。また、ヨーレートが大きいときは小さいときに比べ、所定距離が長く設定され、又は所定時間が長く設定される。

なお、運転者に対する警告の方法は、ブザー１２の鳴動や表示装置１３における警告メッセージ又は警告灯の表示に限られず、たとえば、シートベルトの締め付けトルクを断続的に変化させる方法などを採用してもよい。

制御判定部１０７は、前記共通支援判定部１０５により運転支援処理の実行が許可された場合に、走路からの逸脱や障害物との衝突を回避するために、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるタイミングを決定する。たとえば、制御判定部１０７は、車両幅方向における車両と走路境界又は障害物との距離が所定距離以下となるときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるようにしてもよい。

また、制御判定部１０７は、車両が走路境界又は障害物に到達するまでの時間が所定時間以下となるときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるようにしてもよい。なお、走路幅が狭い場合は、制御判定部１０７は、車両幅方向における車両と立体物（走路脇に存在する縁石、ガードレール、溝、壁、ポールなど）との距離が所定距離以下となるときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるようにしてもよい。

車両がカーブに進入する場合や車両がカーブを走行している場合は、制御判定部１０７は、車両進行方向における車両と走路境界との距離が所定距離以下となるときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるようにしてもよい。なお、車両がカーブに進入する場合や車両がカーブを走行している場合は、制御判定部１０７は、車両が走路境界に到達する時間が所定時間以下となるときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させるようにしてもよい。

制御判定部１０７が使用する所定距離や所定時間は、前記警報判定部１０６が使用する所定距離や所定時間と同様に車速やヨーレートに応じて変更されるが、前記警報判定部１０６が使用する所定距離や所定時間より短く設定される。

制御量演算部１０８は、前記制御判定部１０７により電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５の作動要求が発生したときに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５の制御量を演算するとともに、算出された制御量と前記制御判定部１０７により判定されたタイミングとにしたがって電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４や電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５を作動させる。たとえば、制御量演算部１０８は、統合認識処理部１０４により生成された情報と、車輪速センサ６の出力信号（車速）と、ヨーレートセンサ５の出力信号（ヨーレート）と、をパラメータとして、走路逸脱を回避するために必要な目標ヨーレート、又は障害物を回避するために必要な目標ヨーレートを演算する。詳細には、制御量演算部１０８は、走路境界又は障害物と車両との相対距離をＤ、車両が走路境界又は障害物へ到達する時間をＴ、走路境界又は障害物に対する車両のヨー角をθとした場合に、以下の式により目
標ヨーレートＹｔｒｇを演算する。
Ｙｔｒｇ＝（θ・Ｖ・ｓｉｎθ）／Ｄ

制御量演算部１０８は、目標ヨーレートＹｔｒｇを引数として、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４の制御量（操舵トルク）と電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５の制御量（ブレーキ油圧）を求める。その際、目標ヨーレートＹｔｒｇと操舵トルクとの関係、および目標ヨーレートＹｔｒｇとブレーキ油圧との関係は、予めマップ化されていてもよい。なお、目標ヨーレートＹｔｒｇが所定値（走路逸脱の回避や障害物の回避を操舵のみで達成し得るヨーレートの最大値）より小さいときは、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５のブレーキ油圧は零に設定されてもよい。また、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５が作動する際に、車両の左右輪の摩擦ブレーキに対して異なるブレーキ油圧が印加されると、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）１４により発生させられるヨーレートと干渉するヨーレートが発生してしまう。そのため、左右輪の摩擦ブレーキに対して同等のブレーキ油圧が印加されることが望ましい。

なお、車両を減速させる方法は、電子制御式ブレーキ（ＥＣＢ）１５により摩擦ブレーキを作動させる方法に限られず、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換（回生）させる方法や、変速機の変速比を変更させてエンジンブレーキを増大させる方法を用いてもよい。

以上述べた運転支援システムによれば、障害物の存在や走路からの逸脱などを運転者に知らせたり、走路逸脱を回避するための操作や障害物を回避するための操作を補助したりすることが可能になる。

次に、前記障害物情報により特定される物体の大きさを拡大させる方法について述べる。統合認識処理部１０４は、前記障害物情報処理部１００から物体に関する障害物情報を受け取ったときに、その物体の大きさを車線境界を示す指標（たとえば、白線や黄色線などの道路標示、或いは道路脇に連続的に延在または点在する縁石、ガード、溝、壁、ポールなどの立体物）と平行に拡大させる。つまり、統合認識処理部１０４は、車線境界を示す指標と平行な方向における物体の大きさを拡大させる。

このようにして物体の大きさが拡大されると、統合認識処理部１０４は、拡大後の物体の位置や大きさに基づいて走路の特定や、拡大後の物体が自車両の障害物となり得るか否かの判定を行う。

たとえば、統合認識処理部１０４は、拡大された物体が自車両の進路（自車両が将来通過すると予測される経路）上に存在するか否かを判別する。統合認識処理部１０４は、拡大された物体が自車両の進路上に存在しない場合は該物体が障害物ではないと判定し、拡大された物体が自車両の進路上に存在する場合は該物体が障害物であると判定する。このような方法により障害物が認識されると、自車両の進路上から僅かに外れた位置に存在する物体、言い換えると、自車両がその脇をすり抜ける可能性のある物体を障害物として認識することが可能となる。

なお、自車両が物体の近傍をすり抜ける態様としては、図２中の（ａ）に示すように自車両Ａが物体Ｂの向こう側をすり抜ける態様に加え、図２中の（ｂ）に示すように自車両Ａが物体Ｂの手前側をすり抜ける態様も考えられる。そのため、物体の大きさは、図３中の（ａ）および（ｂ）に示すように、物体Ｂを起点として自車両Ａ側および自車両Ａと反対側の双方に拡大されることが望ましい。

また、統合認識処理部１０４は、障害物情報処理部１００から複数の物体に関する障害
物情報を受け取った場合は、自車両との相対距離が最も短い物体の大きさを拡大させる。たとえば、図４に示すように、２つの物体Ｂ１，Ｂ２が存在する場合は、統合認識処理部１０４は、自車両Ａとの相対距離が短い物体Ｂ２の大きさを拡大させるものとする。

このような方法により障害物の判定が行われると、自車両の進路上から僅かに外れた位置に存在する物体が障害物として扱われることになる。つまり、自車両と衝突し得る物体に加え、自車両が近傍をすり抜ける可能性のある物体についても、自車両が回避すべき障害物として扱われることになる。

たとえば、自車両の進路から僅かに外れた位置に物体が存在する場合において、物体が障害物として認識されなければ、物体の存在を運転者に知らせるための警告や、物体を回避するための運転操作の補助が行われないことになる。その結果、自車両が物体の直近をすり抜けることになり、自車両の乗員が違和感を覚える可能性もある。

これに対し、前述した図３の（ａ），（ｂ）に示すように、車線境界を示す指標と平行な方向における物体Ｂの大きさが拡大されると、拡大後の物体Ｂの位置と自車両の進路Ａとが干渉（交差）するようになる。その場合、物体Ｂは、統合認識処理部１０４によって自車両の障害物として認識されるため、物体Ｂの存在を運転者に知らせる警告や、物体Ｂを回避するための運転操作の補助が実施されるようになる。その結果、図５に示すように、物体Ｂを回避する軌道に沿って自車両Ａを走行させることも可能になる。

なお、物体の大きさの拡大量は、予め実験などを利用した適合処理によって求められた固定量であってもよいが、車輪速センサ６の出力信号（車速）をパラメータとして変更される可変量であってもよい。

たとえば、車速が高いときは低いときに比べ、拡大量が多くされてもよい。車速が高いときは低いときに比べ、障害物を回避するために必要なヨーレートが大きくなる。また、車速が高いときは低いときに比べ、車両と物体との相対距離を運転者が実際よりも短く感じやすい。たとえば、車速が低い場合には進路から十分に離れた位置にあると運転者が感じる物体であっても、車速が高くなると進路と物体との距離が近いと感じる可能性がある。これに対し、車速が高いときに低いときより物体の大きさの拡大量が大きくされると、障害物の存在を運転者に警告するタイミング、或いは障害物を回避するための運転操作の補助が実行されるタイミングは、車速が低いときより高いときの方が早くなる。その結果、障害物を回避するために必要なヨーレートを小さく抑えることができる。また、車速が低いときの拡大量が大きくされると、障害物の存在を運転者に警告するタイミングや障害物を回避するための運転操作の補助が実行されるタイミングが運転者の感覚に対して過早となる可能性がある。これに対し、車速が低いときは高いときに比べ、物体の大きさの拡大量が小さくされると、上記したタイミングが運転者の感覚と大きくずれる事態を回避することができる。さらに、車速が高いときは進路から離れている物体についても障害物として認識されるようになるため、運転者の距離感に適した運転支援処理を実行することも可能となる。なお、車速が高い場合においても拡大量が過剰になると、上記したタイミングが運転者の感覚に対して過早となる可能性があるため、図６に示すように、拡大量の上限値が設けられるようにしてもよい。

以下、障害物情報により特定される物体が自車両の障害物となり得るか否かを判別する手順について図７に沿って説明する。図７は、ＥＣＵ１によって周期的に実行されるルーチンであり、ＥＣＵ１のＲＯＭなどに予め記憶されているルーチンである。

図７のルーチンでは、ＥＣＵ１は、先ずＳ１０１においてレーダ装置２の出力信号から障害物情報を生成する。すなわち、ＥＣＵ１は、前述した障害物情報処理部１００として
機能する。このようにＥＣＵ１がＳ１０１の処理を実行することにより、本発明にかかる検出手段が実現される。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１は、車外用カメラ３の出力信号から車線情報を生成する。すなわち、ＥＣＵ１は、前述した車線情報処理部１０１として機能する。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０１で生成された障害物情報から自車両の周囲に存在する物体があるか否かを判別する。Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ９は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０４へ進み、物体の大きさを拡大させる。詳細には、ＥＣＵ１は、前記Ｓ１０２で生成された車線情報から車線境界を示す指標の延在方向または点在方向を特定し、特定された方向における物体の大きさを拡大させる。その際、ＥＣＵ１は、車速をパラメータとして拡大量を決定する。たとえば、ＥＣＵ１は、前述した図６に示すようなマップを用いて拡大量を決定してもよい。このようにＥＣＵ１がＳ１０４の処理を実行することにより、本発明に係わる拡大手段が実現される。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ９は、前記Ｓ１０４において拡大された物体が自車両の進路上に存在するか否かを判別する。Ｓ１０５において否定判定された場合は、ＥＣＵ１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０５において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１は、Ｓ１０６へ進み、拡大後の物体を障害物として設定する。

以上述べたようにＥＣＵ１が図７のルーチンを実行すると、自車両の進路から僅かに外れた位置に存在する物体、言い換えれば、その近傍を自車両がすり抜ける可能性のある物体を障害物として設定することが可能となる。その結果、自車両が物体の近傍をすり抜ける可能性を運転者へ事前に認識させたり、或いは車両が物体に近接する前に車両の進路を変更させたりすることが可能になる。

なお、本実施例においては、レーダ装置２により検出された全ての物体について拡大処理を施す例について述べたが、自車両の進路上から外れた位置に存在する物体についてのみ、拡大処理を施すようにしてもよい。

なお、拡大された物体が障害物として認識された場合において、運転支援処理の実行タイミングは、図８に示すように、道路と平行な方向（車線境界を示す指標と平行な方向）における自車両Ａの位置が拡大された物体Ｂの端部の位置（図８中のＰ１）に到達した時点に設定されてもよい。このように拡大された物体の位置を利用することにより、その近傍を自車両がすり抜ける可能性のある物体の存在を運転者に知らせることができる。つまり、運転者に対して、前記物体との接近を回避するための運転操作を促すことが可能となる。

本実施例では、物体の大きさの拡大量を決定するためのパラメータとして、車速を例に挙げたが、道路（車線境界を示す指標）と平行な方向に対する自車両の進行方向の傾斜角度をパラメータにして決定されるようにしてもよい。たとえば、図９中の（ａ）に示すように傾斜角度θ１が大きい場合は、図９中の（ｂ）に示すように傾斜角度θ２（＜θ１）が小さい場合に比べ、物体との衝突や接近を回避する際に必要な操作量（単位時間当たりの操舵量や単位時間当たりのブレーキ操作量）やヨーレートが大きくなる。よって、図１０に示すように、傾斜角度θが大きい場合は小さい場合に比べ、物体の大きさの拡大量を大きく設定するようにしてもよい。

物体の大きさの拡大量を決定するための他のパラメータとしては、意識低下判定部１０２の判定結果（運転者の意識低下度合い）を用いることもできる。運転者の意識低下度合
いが高い場合は低い場合に比べ、運転者が物体を認識するタイミングや、運転者が物体との衝突や接近を回避するための運転操作を行うタイミングが遅くなる可能性がある。よって、運転者の意識低下度合いが高いときは低いときに比べ、物体の大きさの拡大量を大きく設定するようにしてもよい。また、運転者の意識低下度合いが極めて低い場合は、運転者の意図によって自車両が物体に近づいている可能性もあるため、図１１に示すように、拡大量が零に設定されてもよい。

また、物体の大きさの拡大量は、物体が静止体である場合より移動体である場合の方が大きくされてもよい。物体が移動体である場合は静止体である場合に比べ、物体と車両との相対距離が短時間で縮まる可能性がある。これに対し、物体が移動体である場合は静止体である場合に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体と車両との相対距離が縮まる前に運転支援処理を実行することができる。

さらに、物体の大きさの拡大量は、物体と車線境界との距離が長い場合より短い場合の方が長くされてもよい。物体と車線境界との距離が短い場合は長い場合に比べ、車両が走路を逸脱してから物体に接近するまでの猶予期間が短くなる。これに対し、物体と車線境界との距離が短い場合は長い場合に比べ、物体の大きさの拡大量が大きくされると、物体との衝突や接近をより確実に回避することが可能になる。

なお、物体の大きさの拡大量は、レーダ装置２による物体検出の信頼度が低い場合より高い場合の方が大きくされてもよく、雨滴センサにより検出される雨滴量が少ない場合より多い場合の方が大きくされてもよく、もしくは、照度センサにより検出される車外の照度が高い場合より低い場合の方が大きくされてもよい。

１ ＥＣＵ
２ レーダ装置
３ 車外用カメラ
４ ドライバー用カメラ
５ ヨーレートセンサ
６ 車輪速センサ
７ ブレーキセンサ
８ アクセルセンサ
９ ウィンカースイッチ
１０ 舵角センサ
１１ 操舵トルクセンサ
１２ ブザー
１３ 表示装置
１００ 障害物情報処理部
１０１ 車線情報処理部
１０２ 意識低下判定部
１０３ 運転者意図判定部
１０４ 統合認識処理部
１０５ 共通支援判定部
１０６ 警報判定部
１０７ 制御判定部
１０８ 制御量演算部

Claims (6)

1. 車両の周囲に存在する物体を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された物体の大きさを拡大させるものであって、該物体の拡大方向を該物体以外の基準に従って定める拡大手段と、
   を備える車両の物体認識システム。
2. 請求項１において、前記物体以外の基準は、連続的に延在または点在する指標であり、
   前記拡大手段は、前記指標と前記検出手段により検出された物体の拡大方向との平行度合いが高くなるように前記物体を拡大させる車両の物体認識システム。
3. 請求項２において、前記指標は、車線境界を示す道路標示または道路脇に延在する立体物である車両の物体認識システム。
4. 請求項１乃至３の何れか１項において、前記検出手段が複数の物体を検出した場合に、前記拡大手段は、車両との相対距離が短い物体の大きさを拡大させる車両の物体認識システム。
5. 請求項１乃至４の何れか１項において、前記拡大手段は、車速が高いときは低いときに比べ、前記物体の大きさの拡大量を大きくする車両の物体認識システム。
6. 請求項１乃至５の何れか１項において、前記拡大手段は、運転者の運転操作に対する意識低下度合いを判定し、判定された意識低下度合いが高いときは低いときに比べ、前記物体の大きさの拡大量を大きくする車両の物体認識システム。

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