JP2016034780A - 衝突予想時間算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と対象物との状況に応じて適切な衝突予想時間を算出できる衝突予想時間算出装置を提供すること。【解決手段】自車両（１０１）から対象物までの距離Ｘを取得する距離取得ユニット（３）と、前記対象物の相対速度Ｖを取得する相対速度取得ユニット（３）と、前記対象物の相対加速度βを取得する相対加速度取得ユニット（３）と、前記自車両が前記対象物に衝突するまでの衝突予想時間tを算出する衝突予想時間算出ユニット（５）と、を備え、前記衝突予想時間算出ユニット（５）は、前記自車両が加速しているときには、前記衝突予想時間tを前記距離Ｘと前記相対速度Ｖとに基づき算出し、前記自車両が減速しているときには、前記衝突予想時間tを前記距離Ｘと前記相対速度Ｖと前記相対加速度βとに基づき算出することを特徴とする衝突予想時間算出装置（１）。【選択図】図１

Description

本発明は衝突予想時間算出装置に関する。

従来、自車両と先行車両との距離、及び両者の相対速度等に基づき、自車両が対象物に衝突するまでの予想時間である衝突予想時間を算出する技術が知られている。算出した衝突予想時間は、自車両の安全性を高めるための制御に利用することができる。例えば、算出した衝突予想時間が所定値以下となれば、警報を出力したり、自動ブレーキ操作を行ったりすることができる（特許文献１参照）。

特開２０１０−０３０３９６号公報

自車両と対象物との状況は様々であり、状況によっては、適切な衝突予想時間を算出することが困難であった。本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、自車両と対象物との状況に応じて適切な衝突予想時間を算出できる衝突予想時間算出装置を提供することを目的としている。

本発明における第１の衝突予想時間算出装置は、自車両から対象物までの距離Ｘを取得する距離取得ユニットと、対象物の相対速度Ｖを取得する相対速度取得ユニットと、対象物の相対加速度βを取得する相対加速度取得ユニットと、自車両が対象物に衝突するまでの衝突予想時間tを算出する衝突予想時間算出ユニットとを備え、衝突予想時間算出ユニットは、自車両が加速しているときには、衝突予想時間tを距離Ｘと相対速度Ｖとに基づき算出し、自車両が減速しているときには、衝突予想時間tを距離Ｘと相対速度Ｖと相対加速度βとに基づき算出することを特徴とする。

本発明における第１の衝突予想時間算出装置によれば、自車両と対象物との状況に応じて適切な衝突予想時間を算出できる。
本発明における第２の衝突予想時間算出装置は、自車両から対象物までの距離Ｘを取得する距離取得ユニットと、対象物の相対速度Ｖを取得する相対速度取得ユニットと、自車両の加速度αを取得する自車両加速度取得ユニットと、対象物の相対加速度βを取得する相対加速度取得ユニットと、自車両が対象物に衝突するまでの衝突予想時間tを算出する衝突予想時間算出ユニットとを備え、衝突予想時間算出ユニット（５）は、自車両の速度Ｙが所定値以上のときには、衝突予想時間tを相対加速度βと距離Ｘと相対速度Ｖとに基づき算出し、速度Ｙが所定値未満のときには、衝突予想時間tを加速度αと距離Ｘと相対速度Ｖとに基づき算出することを特徴とする。

本発明における第２の衝突予想時間算出装置によれば、自車両と対象物との状況に応じて適切な衝突予想時間を算出できる。

衝突予想時間算出装置１の構成を表すブロック図である。 衝突予想時間算出装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 自車両１０１と他車両１２１との距離Ｘを表す説明図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
＜第１の実施形態＞
１．衝突予想時間算出装置１の構成
衝突予想時間算出装置１の構成を図１に基づき説明する。衝突予想時間算出装置１は車両に搭載される装置である。以下では、衝突予想時間算出装置１が搭載された車両を自車両１０１とする。

衝突予想時間算出装置１は、周知のコンピュータに、後述する処理を実行するためのプログラムをインストールしたものである。衝突予想時間算出装置１は、機能的に、物理値取得ユニット３、衝突予想時間算出ユニット５、警報ユニット７、及び自動ブレーキユニット９を備える。各ユニットが実行する処理は後述する。

自車両１０１は、衝突予想時間算出装置１に加えて、カメラ１０３、ミリ波レーダ１０５、車速センサ１０７、加速度センサ１０９、ヨーレートセンサ１１１、舵角センサ１１３、メータ１１５、ブザー１１７、及びブレーキシステム１１９を備える。

カメラ１０３は自車両１０１の前方を撮影し、撮影した画像の画像データを物理値取得ユニット３に出力する。ミリ波レーダ１０５は、自車両１０１の前方に存在する対象物（他車両を含む）を検出し、自車両１０１から対象物までの距離Ｘ、及び自車両１０１を基準とする対象物の方位を算出する。ミリ波レーダ１０５は、上記の距離Ｘ及び方位を物理値取得ユニット３に出力する。

車速センサ１０７は、自車両１０１の速度Ｙを検出し、検出した速度Ｙを物理値取得ユニット３に出力する。加速度センサ１０９は、自車両１０１の加速度αを検出し、検出した加速度αを物理値取得ユニット３に出力する。

ヨーレートセンサ１１１は、自車両１０１のヨーレートを検出し、検出したヨーレートを物理値取得ユニット３に出力する。舵角センサ１１３は、自車両１０１の舵角を検出し、検出した舵角を物理値取得ユニット３に出力する。

メータ１１５は、自車両１０１の車室内に設置され、速度Ｙ等を表示する。また、メータ１１５は警報ランプ１１５Ａを備えている。警報ランプ１１５Ａは、警報ユニット７から送られる信号（警報信号）に応じて発光する。

ブザー１１７は、警報ユニット７から送られる警報信号に応じて警報音を発生する。ブレーキシステム１１９は、自車両１０１のブレーキ操作を行う。ブレーキシステム１１９は、ドライバの運転動作に基づくブレーキ操作とともに、自動ブレーキユニット９から送られる信号（自動ブレーキ信号）に基づく自動ブレーキ操作も実行する。

なお、物理値取得ユニット３は、距離取得ユニット、相対速度取得ユニット、自車両速度取得ユニット、自車両加速度取得ユニット、及び相対加速度取得ユニットの一例である。

２．衝突予想時間算出装置１が実行する処理
衝突予想時間算出装置１が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図２、図３に基づき説明する。図２のステップ１では、物理値取得ユニット３が、カメラ１０３から画像を取得するとともに、ミリ波レーダ１０５、車速センサ１０７、及び加速度センサ１０９からそれぞれ検出信号を取得する。

ステップ２では、前記ステップ１で取得した画像、及びミリ波レーダ１０５の検出結果を用いて、自車両１０１の前方に対象物（例えば他車両等）が存在するか否かを判断する。対象物が存在する場合はステップ３に進み、対象物が存在しない場合は本処理を終了する。

ステップ３では、物理値取得ユニット３が、前記ステップ１で取得した検出信号を用いて、以下の物理値を算出する。
自車両１０１から対象物までの距離Ｘ：ミリ波レーダ１０５が算出した値を用いる。例えば、対象物が他車両（先行車両）１２１である場合、距離Ｘは図３に示すものとなる。

対象物の相対速度Ｖ：距離Ｘを時間微分して算出する。
対象物の相対加速度β：相対速度Ｖを時間微分して算出する。
自車両１０１の加速度α：加速度センサ１０９が検出した値を用いる。加速度αは、静止座標系（地球を基準とする系）における自車両１０１の加速度である。また、後述する速度Ｙを時間微分することで加速度αを算出してもよい。

自車両１０１の速度Ｙ：車速センサ１０７が検出した値を用いる。速度Ｙは、静止座標系（地球を基準とする系）における自車両１０１の速度である。
ステップ４では、衝突予想時間算出ユニット５が、前記ステップ３で算出した加速度αが０以上であるか否か（自車両１０１が加速中であるか否か）を判断する。加速度αが０以上である場合（自車両が加速している場合又は一定速度の場合）はステップ６に進み、０未満である場合（自車両が減速している場合）はステップ５に進む。

ステップ５では、衝突予想時間算出ユニット５が、近い将来に対象物が停止する可能性が高い状況（以下では対象物停止状況とする）であるか否かを判断する。具体的には、前記ステップ３で算出した、自車両１０１の速度Ｙについて、数式（４）が成立しなければ、対象物停止状況ではないと判断し、ステップ７に進む。

一方、速度Ｙについて、数式（４）が成立すれば、対象物停止状況であると判断し、ステップ８に進む。数式（４）におけるＫの値は適宜設定することができ、例えば、５ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ等とすることができる。

なお、上記数式（４）が成立する（すなわち、自車両１０１の速度Ｙが定数Ｋより小さくなる）のは、一般的に、前方の対象物の速度が低下し、対象物が停止する可能性が高まったときであるので、上記数式（４）の成立は、対象物停止状況に対応する。

ステップ６では、衝突予想時間算出ユニット５が、数式（１）で表される衝突予想時間ｔを算出する。数式（１）は、衝突予想時間tを距離Ｘと相対速度Ｖとに基づき算出する方法の一例である。

ステップ７では、衝突予想時間算出ユニット５が、数式（２）で表される衝突予想時間ｔを算出する。数式（２）は、衝突予想時間ｔを距離Ｘと相対速度Ｖと相対加速度βとに基づき算出する方法の一例である。なお、相対加速度βが０である場合は、数式（２）に代えて、数式（１）を用いて衝突予想時間ｔを算出する。

ステップ８では、衝突予想時間算出ユニット５が、数式（３）で表される衝突予想時間ｔを算出する。数式（３）は、衝突予想時間ｔを距離Ｘと相対速度Ｖと加速度αとに基づき算出する方法の一例である。

ステップ９では、衝突予想時間算出ユニット５が、前記ステップ６〜８のいずれかで算出した衝突予想時間ｔが下限値以下であるか否かを判断する。下限値以下である場合はステップ１０に進み、下限値を超える場合は本処理を終了する。

ステップ１０では、警報ユニット７が警報信号を出力する。なお、メータ１１５は、警報信号に応じて警報ランプ１１５Ａを発光させる。また、ブザー１１７は、警報信号に応じて警報音を発する。

ステップ１１では、自動ブレーキユニット９が自動ブレーキ信号を出力する。なお、ブレーキシステム１１９は、自動ブレーキ信号に応じて、自動ブレーキ操作を実行する。
３．衝突予想時間算出装置１が奏する効果
（１Ａ）衝突予想時間算出装置１は、自車両１０１が加速中である場合、上記数式（１）で表される衝突予想時間ｔを算出し、その衝突予想時間ｔが下限値以下になれば、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力を行う。

自車両１０１が加速中である場合、上記数式（１）で表される衝突予想時間ｔは、一般的に、上記数式（２）又は上記数式（３）で表される衝突予想時間ｔよりも大きくなり、下限値以下になりにくい。

よって、衝突予想時間算出装置１は、自車両１０１が加速中である場合、上記数式（１）で表される衝突予想時間ｔを用いることで、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力が早期に行われることを抑制できる。

ところで、自車両１０１の加速はドライバの意思により行われるので、自車両１０１の加速中において、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力を早期に行う必要はない。仮に、自車両１０１の加速中において、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力が早期に行われると、ドライバは煩わしさを感じてしまう。

衝突予想時間算出装置１は、上記のとおり、自車両１０１が加速中である場合、上記数式（１）で表される衝突予想時間ｔを用い、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力が早期に行われることを抑制するので、ドライバが感じる煩わしさを低減できる。

（１Ｂ）衝突予想時間算出装置１は、前方の対象物が対象物停止状況にある場合、上記数式（３）で表される衝突予想時間ｔを算出し、その衝突予想時間ｔが下限値以下になれば、警報信号出力や自動ブレーキ信号出力を行う。

前方の対象物が対象物停止状況にある場合、一般的に、相対加速度βは短時間で急激に変化する可能性が高く、相対加速度βを含む上記数式（２）で表される衝突予想時間ｔも、短時間で急激に変化する可能性が高い。そのため、仮に、前方の対象物が対象物停止状況にある場合、上記数式（２）で表される衝突予想時間ｔを算出すると、実際の状態に対応しない衝突予想時間ｔが算出されるおそれがある。

衝突予想時間算出装置１は、上記のとおり、前方の対象物が対象物停止状況にある場合、相対加速度βを含まない上記数式（３）で表される衝突予想時間ｔを算出するので、実際の状態に対応しない衝突予想時間ｔが算出されるおそれを低減できる。

（１Ｃ）衝突予想時間算出装置１は、自車両１０１が加速中でない場合、自車両の加速度（α又はβ）を考慮した上記数式（２）又は上記数式（３）で表される衝突予想時間ｔを算出する。そのため、衝突予想時間ｔを一層正確に算出することができる。
＜第２の実施形態＞
１．衝突予想時間算出装置１の構成
本実施形態における衝突予想時間算出装置１の構成は、前記第１の実施形態と同様である。

２．衝突予想時間算出装置１が実行する処理
本実施形態において実行する処理は、基本的には前記第１の実施形態と同様であるため、共通する処理については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前記ステップ３では、さらに、前方の対象物の速度Ｚも算出する。速度Ｚは、静止座標系（地球を基準とする系）における対象物の速度である。速度Ｚは、自車両１０１の速度Ｙと、相対速度Ｖとから算出することができる。

また、前記ステップ５の処理では、対象物の状況が対象物停止状況であるか否かを速度Ｚに基づき判断する。具体的には、前記ステップ３で算出した速度Ｚについて、数式（５）が成立しなければ、対象物停止状況ではないと判断し、ステップ７に進む。

一方、速度Ｚについて、数式（５）が成立すれば、対象物停止状況であると判断し、ステップ８に進む。なお、数式（５）におけるＫの値は適宜設定することができ、例えば、５ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ等とすることができる。

３．衝突予想時間算出装置１が奏する効果
本実施形態によれば、前記第１の実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｃ）に加え、以下の効果が得られる。

（２Ａ）対象物の速度Ｚに基づき、対象物が対象物停止状況にあるか否かを判断する。そのため、この判断を一層正確に行うことができる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。

（１）前記各実施形態において、衝突予想時間算出装置１は、自車両１０１と対象物との間の通信により、対象物の物理値（例えば、対象物の速度Ｚ、対象物の加速度等）を取得してもよい。また、衝突予想時間算出装置１は、上記の通信により、その他の物理値（例えば、距離Ｘ、相対速度Ｖ、相対加速度β等）を対象物から取得してもよい。

（２）前記各実施形態において、対象物が対象物停止状況にあるか否かは、以下のように判断してもよい。
例えば、対象物の速度Ｚが所定値以下であり、且つ対象物の加速度（負の値）の絶対値が所定値以上であれば、対象物停止状況であると判断し、それ以外の場合は対象物停止状況ではないと判断することができる。

あるいは、対象物の速度Ｚと対象物の加速度（負の値）とから、対象物の速度Ｚが０になるまでの時間を予測する。その時間が所定値以下であれば、対象物停止状況であると判断し、それ以外の場合は対象物停止状況ではないと判断することができる。

（３）前記各実施形態において、カメラ１０３の画像から、距離Ｘを算出してもよい。カメラ１０３は、単眼カメラであってもよいし、ステレオカメラであってもよい。
（４）前記各実施形態において、相対加速度βは、他の方法で算出してもよい。例えば、自車両の加速度αと、対象物の加速度とをそれぞれ取得し、それらを用いて相対加速度βを算出してもよい。

（５）前記各実施形態において、警報信号出力（前記ステップ１０）は行わなくてもよい。また、前記実施形態において、自動ブレーキ信号出力（前記ステップ１１）は行わなくてもよい。また、前記各実施形態において、警報信号出力（前記ステップ１０）と自動ブレーキ信号出力（前記ステップ１１）とを行わず、衝突予想時間ｔを他の用途に用いてもよい。

（６）前記各実施形態において、対象物としては、例えば、他車両（先行車、対向車、停止車両）、歩行者、二輪車、自転車、ガードレール、フェンス、側壁、交通標識、道路上の障害物等が挙げられる。

（７）前記各実施形態において、前記ステップ４の処理は、他のものであってもよい。例えば、加速度αを、０ではない正の定数と比べ、αがその定数以上であればステップ６に進み、定数未満であればステップ５に進んでもよい。

（８）前記各実施形態において、自車両１０１の前方以外の方向（例えば、後方、右方、左方等）にある対象物を検出し、その対象物に対する衝突予想時間ｔを算出してもよい。

（９）前記各実施形態において、前記ステップ４で否定判断した場合、常にステップ７に進むようにしてもよい。すなわち、自車両が加速していない場合は、常に数式（２）により衝突予想時間ｔを算出してもよい。

（１０）前記各実施形態において、前記ステップ３の後、常に前記ステップ５に進むようにしてもよい。
（１１）前記各実施形態の前記ステップ６において衝突予想時間ｔを算出する方法は、数式（１）を用いる方法以外であってもよく、距離Ｘと相対速度Ｖとに基づき衝突予想時間ｔを算出する方法の中から適宜選択できる。

（１２）前記各実施形態の前記ステップ７において衝突予想時間ｔを算出する方法は、数式（２）を用いる方法以外であってもよく、距離Ｘと相対速度Ｖと相対加速度βとに基づき衝突予想時間ｔを算出する方法の中から適宜選択できる。

（１３）前記各実施形態の前記ステップ８において衝突予想時間ｔを算出する方法は、数式（３）を用いる方法以外であってもよく、距離Ｘと相対速度Ｖと加速度αとに基づき衝突予想時間ｔを算出する方法の中から適宜選択できる。

（１４）前記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、前記各実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、前記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
（１５）上述した衝突予想時間算出装置１の他、当該衝突予想時間算出装置１を構成要素とするシステム、当該衝突予想時間算出装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、衝突予想時間算出方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…衝突予想時間算出装置、３…物理値取得ユニット、５…衝突予想時間算出ユニット、７…警報ユニット、９…自動ブレーキユニット、１０１…自車両、１０３…カメラ、１０５…ミリ波レーダ、１０７…車速センサ、１０９…加速度センサ、１１１…ヨーレートセンサ、１１３…舵角センサ、１１５…メータ、１１５Ａ…警報ランプ、１１７…ブザー、１１９…ブレーキシステム、１２１…他車両

Claims (6)

1. 自車両（１０１）から対象物までの距離Ｘを取得する距離取得ユニット（３）と、
   前記対象物の相対速度Ｖを取得する相対速度取得ユニット（３）と、
   前記対象物の相対加速度βを取得する相対加速度取得ユニット（３）と、
   前記自車両が前記対象物に衝突するまでの衝突予想時間tを算出する衝突予想時間算出ユニット（５）と、を備え、
   前記衝突予想時間算出ユニット（５）は、
   前記自車両が加速しているときには、前記衝突予想時間tを前記距離Ｘと前記相対速度Ｖとに基づき算出し、
   前記自車両が減速しているときには、前記衝突予想時間tを前記距離Ｘと前記相対速度Ｖと前記相対加速度βとに基づき算出することを特徴とする衝突予想時間算出装置（１）。
2. 自車両（１０１）から対象物までの距離Ｘを取得する距離取得ユニット（３）と、
   前記対象物の相対速度Ｖを取得する相対速度取得ユニット（３）と、
   前記自車両（１０１）の加速度αを取得する自車両加速度取得ユニット（３）と、
   前記対象物の相対加速度βを取得する相対加速度取得ユニット（３）と、
   前記自車両の速度Ｙを取得する自車両速度取得ユニット（３）と、
   前記自車両が前記対象物に衝突するまでの衝突予想時間tを算出する衝突予想時間算出ユニット（５）と、を備え、
   前記衝突予想時間算出ユニット（５）は、
   前記速度Ｙが所定値以上のときには、前記衝突予想時間tを前記相対加速度βと前記距離Ｘと前記相対速度Ｖとに基づき算出し、
   前記速度Ｙが前記所定値未満のときには、前記衝突予想時間tを前記加速度αと前記距離Ｘと前記相対速度Ｖとに基づき算出することを特徴とする衝突予想時間算出装置（１）。
3. 請求項２に記載の衝突予想時間算出装置であって、
   前記速度Ｙを時間微分することで、前記加速度αを算出することを特徴とする衝突予想時間算出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の衝突予想時間算出装置であって、
   前記相対加速度取得ユニットは、前記相対速度Ｖを時間微分することで、前記相対加速度βを算出することを特徴とする衝突予想時間算出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の衝突予想時間算出装置であって、
   前記衝突予想時間ｔが所定の下限値以下であることを条件として、警報信号を出力する警報ユニット（７）を備えることを特徴とする衝突予想時間算出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の衝突予想時間算出装置であって、
   前記衝突予想時間ｔが所定の下限値以下であることを条件として、自車両のブレーキ操作を行うための自動ブレーキ信号を出力する自動ブレーキユニット（９）を備えることを特徴とする衝突予想時間算出装置。

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