JP2016197018A - 衝突回避支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】不必要な衝突回避支援処理の実行を抑制できる衝突支援回避装置を提供すること。
【解決手段】物標を検出する物標検出ユニット(11)と、物標が実行条件を充足すると判断した場合、衝突回避支援処理を実行する処理実行ユニット(15)と、画像において物標を認識する画像認識ユニット(19)と、物標の上下方向での位置Pを取得する位置P取得ユニット(21)と、物標の実際の大きさRSを推定する大きさRS推定ユニット(23)と、条件J1及びJ2が充足される場合、又は、条件J3及びJ4が充足される場合は、それら以外の場合よりも、実行条件を厳しく設定する実行条件設定ユニット(25)とを備えることを特徴とする衝突回避支援装置(1)。J1:前記画像において、位置Pが範囲αよりも下にあること。J2:大きさRSが範囲βよりも小さいこと。J3:前記画像において、位置Pが範囲αよりも上にあること。J4:大きさRSが範囲βよりも大きいこと。
【選択図】 図1

Description

本発明は衝突回避支援装置に関する。
従来、ミリ波レーダを用いて、自車両前方の物標を検出し、検出した物標が所定の条件を充足する場合は、警報等の衝突回避支援処理を行う技術が知られている。物標のうち、マンホールの蓋等の路上構造物は、自車両が容易に乗り越えることができるものであるので、衝突回避支援処理を行う必要はない。特許文献1記載の技術では、ミリ波レーダにおける反射波の特徴から、物標の路面からの高さを推定し、その推定結果に基づき、路上構造物と、衝突回避支援処理が必要な物標とを識別する。
特開2011−17634号公報
自車両や物標が存在する道路の傾斜によっては、検出した物標が路上構造物であるか否かを正確に識別することは困難である。その結果、路上構造物に対し、不必要な衝突回避支援処理を行うおそれがあった。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、不必要な衝突回避支援処理の実行を抑制できる衝突支援回避装置を提供することを目的としている。
本発明の衝突回避支援装置は、自車両前方の物標を検出する物標検出ユニットと、物標検出ユニットで検出した物標が所定の実行条件を充足するか否かを判断する判断ユニットと、実行条件を充足すると判断ユニットが判断した場合、衝突回避支援処理を実行する処理実行ユニットと、自車両前方の画像を取得する画像取得ユニットと、画像において物標を認識する画像認識ユニットと、画像認識ユニットで認識した物標の画像における上下方向での位置Pを取得する位置P取得ユニットと、画像認識ユニットで認識した物標の画像における大きさS、及び位置Pから、画像認識ユニットで認識した物標の実際の大きさRSを推定する大きさRS推定ユニットと、以下の条件J1及びJ2が充足される場合、又は、以下の条件J3及びJ4が充足される場合は、それら以外の場合よりも、実行条件を厳しく設定する実行条件設定ユニットとを備える。
J1:前記画像において、位置Pが、予め設定された前記画像における上下方向での位置の範囲αよりも下にあること。
J2:大きさRSが、予め設定された大きさの範囲βよりも小さいこと。
J3:前記画像において、位置Pが、前記範囲αよりも上にあること。
J4:大きさRSが、前記範囲βよりも大きいこと。
本発明の衝突回避支援装置は、物標検出ユニットで検出した物標が頭上構造物である可能性が高い場合(条件J1及びJ2が充足される場合)と、路上構造物である可能性が高い場合(条件J3及びJ4が充足される場合)とには、衝突回避支援処理を実行するための実行条件を厳しく設定する。そのことにより、不必要な衝突回避支援処理の実行を抑制できる。
衝突回避支援装置1の構成を表すブロック図である。 衝突回避支援装置1が行う実行判断処理を表すフローチャートである。 衝突回避支援装置1が行う条件設定処理を表すフローチャートである。 画像27における物標29の位置P及び範囲αを表す説明図である。 図5Aは物標29の画像27における横方向での大きさSを表す説明図であり、図5Bは物標29の画像27における縦方向での大きさSを表す説明図である。 自車両31、物標29、及び距離Dを表す説明図である。 状況Aにおける自車両31、物標29、及び頭上構造物37の位置関係を表す説明図である。 状況Bにおける自車両31、物標29、及び路上構造物39の位置関係を表す説明図である。
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
<第1の実施形態>
1.衝突回避支援装置1の構成
衝突回避支援装置1の構成を、図1に基づき説明する。衝突回避支援装置1は、車両に搭載される車載装置である。以下では、衝突回避支援装置1を搭載する車両を自車両とする。衝突回避支援装置1は、画像センサ3、ミリ波レーダ5、制御ECU7、及びブレーキECU9を備える。
画像センサ3は、自車両の前方の風景を撮影し、画像を生成する。ミリ波レーダ5は、周波数変調されたミリ波帯のレーダ波を送受信することにより、自車両前方の物標(例えば、他の車両、歩行者、路側物、障害物等)を検出する。また、ミリ波レーダ5は、自車両から物標までの距離を測定可能であり、自車両を基準とする物標の方位を特定可能である。
制御ECU7は、CPU、RAM、ROM等を備える公知のコンピュータである。制御ECU7は、ROMに記憶されたプログラムにより、後述する処理を実行する。制御ECU7は、機能的に、物標検出ユニット11、判断ユニット13、処理実行ユニット15、画像取得ユニット17、画像認識ユニット19、位置P取得ユニット21、大きさRS推定ユニット23、及び実行条件設定ユニット25を備える。各ユニットの機能は後述する。
ブレーキECU9は、CPU、RAM、ROM等を備える公知のコンピュータである。ブレーキECU9は、ROMに記憶されたプログラムにより、後述する処理を実行する。すなわち、ブレーキECU9は、後述する実行指示を制御ECU7から受信したとき、自動ブレーキの処理を行う。なお、自動ブレーキは衝突回避支援処理の一例である。
2.衝突回避支援装置1が実行する処理
(2−1)実行判断処理
衝突回避支援装置1(特に制御ECU7)が所定時間ごとに繰り返し行う実行判断処理を図2に基づき説明する。図2のステップ1では、物標検出ユニット11が、ミリ波レーダ5を用いて、自車両前方の物標を検出する。
ステップ2では、判断ユニット13が、前記ステップ1で検出した物標の衝突余裕時間(TTC)を繰り返し算出する。TTCは、自車両から物標までの距離Dを、自車両を基準とする物標の相対速度Vで割った値である。判断ユニット13は、ミリ波レーダ5の検出結果から、距離D及び相対速度Vを取得し、それらを用いてTTCを算出する。
ステップ3では、その時点で設定されている実行条件を、判断ユニット13が取得する。実行条件とは、“複数回取得されたTTCのうち、値が基準値I以下であるTTCの割合rが、割合閾値R以上である”という条件である。なお、実行条件は、後述する実行条件設定処理により設定される。
ステップ4では、前記ステップ2で複数回取得したTTCが、前記ステップ3で取得した実行条件を充足するか否かを、判断ユニット13が判断する。すなわち、判断ユニット13は、前記ステップ2で複数回取得したTTCについて、割合rを算出し、その割合rが割合閾値R以上であるか否かを判断する。
例えば、前記ステップ2で取得したTTCの総数をNとし、そのうち、値が基準値I以下であるTTCの数がN1であったとすると、割合rは、N1/Nとなる。判断ユニット13は、そのN1/Nが、割合閾値R以上であるか否かを判断する。
実行条件を充足すると判断した場合はステップ5に進み、充足しないと判断した場合は本処理を終了する。
ステップ5では、処理実行ユニット15が実行指示を出力する。なお、前述したとおり、ブレーキECU9は、その実行指示を受信したとき、自動ブレーキの処理を行う。
(2−2)実行条件設定処理
衝突回避支援装置1(特に制御ECU7)が所定時間ごとに繰り返し行う実行条件設定処理を図3〜図8に基づき説明する。図3のステップ11では、画像取得ユニット17が、画像センサ3を用いて自車両前方の画像を取得する。この画像における上下方向は、撮影した風景における実際の上下方向と一致する。すなわち、風景において上方にある物標は、画像においても上方に存在し、風景において下方に存在する物標は、画像においても下方に存在する。
ステップ12では、画像認識ユニット19が、前記ステップ11で取得した画像において、周知の画像認識技術により、物標を認識する。
ステップ13は、前記ステップ12で認識した物標の、前記ステップ11で取得した画像における上下方向での位置Pを、位置P取得ユニット21が取得する。この処理を図4に基づき具体的に説明する。図4において27は前記ステップ1で取得した画像であり、29は前記ステップ12で認識した物標である。画像27における上下方向の軸をY軸とする。物標29のY軸における座標を位置Pとする。位置Pは、画像27における固定点(例えば下端31)を基準とする位置である。
図3に戻り、ステップ14では、大きさRS推定ユニット23が、まず、前記ステップ12で認識した物標の画像における大きさSを取得する。この大きさSとは、図5Aに示すように、画像27上における物標29の横方向における見かけの大きさ(画像27における横方向での画素数で表される大きさ)である。
なお、大きさSは、図5Bに示すように、画像27上における物標29の縦方向における見かけの大きさ(画像27における縦方向での画素数で表される大きさ)であってもよい。
次に、大きさRS推定ユニット23は、上記のように取得した大きさSと、前記ステップ13で取得した位置Pとから、前記ステップ12で認識した物標の実際の大きさRSを推定する。この推定は以下のように行う。
図6に示すように、自車両31と物標29とが同一平坦面上にあると仮定すると、自車両から物標までの距離Dと、位置Pとは1:1に対応する(距離Dが大きいほど、画像における位置Pは高くなる)。大きさRS推定ユニット23は、予め、位置Pと距離Dとの関係を規定するマップを備えており、このマップに位置Pを入力することで、距離Dを算出する。
また、距離D及び大きさSが決まれば、大きさRSも一義的に決まる。大きさRS推定ユニット23は、予め、距離D及び大きさSと、大きさRSとの関係を規定するマップを備えており、このマップに上記のように算出した距離D、及び前記ステップ14で取得した大きさSを入力することで、大きさRSを推定する。
ステップ16では、前記ステップ11で取得した画像において、前記ステップ13で取得した位置Pが、予め設定された範囲αよりも下にあるか否かを実行条件設定ユニット25が判断する。範囲αとは、図4に示すように、前記ステップ11で取得した画像27内で設定された上下方向での位置の範囲であり、その下限はPであり、その上限はPである。画像27において、位置Pが下限Pより下にあれば、前記ステップ11で取得した画像において、位置Pが範囲αよりも下にあることになる。なお、範囲αは、図6に示すように、同一平坦面上に自車両31及び物標29があるときに位置Pが取り得る範囲である。前記ステップ11で取得した画像において、位置Pが範囲αより下にある場合はステップ17に進み、それ以外の場合はステップ20に進む。
ステップ17では、前記ステップ15で推定した大きさRSが、予め設定された範囲βよりも小さいか否かを実行条件設定ユニット25が判断する。範囲βとは、特定の種類の物標が取り得る大きさRSの範囲である。例えば、物標の一例である車両における範囲βは、1.3〜2.5mとすることができる。大きさRSが、範囲βにおける下限値(上の例では1.3m)より小さければ、大きさRSは範囲βより小さいことになる。大きさRSが範囲βより小さい場合はステップ18に進み、それ以外の場合はステップ23に進む。
ステップ18では、自車両の周囲の道路の状況が、図7に示す状況Aであると実行条件設定ユニット25が判断する。この状況Aは、自車両31が存在する面33と、自車両31の前方にある物標29が存在する面35とが、山型を構成する状況である。状況Aには、面33が上り坂であり、面35が水平面であるケース、面33が水平面であり、面35が下り坂であるケース、面33が上り坂であり、面35が下り坂であるケース等が含まれる。なお、前記の登り坂、下り坂とは自車両にとっての登り坂、下り坂である。
なお、状況Aである場合、位置Pは低くなるので前記ステップ16では肯定判断される。また、位置Pが低いので距離Dが実際より小さく算出され、その結果、大きさRSは実際より小さく推定されるので、前記ステップ17では肯定判断される。
ステップ19では、実行条件設定ユニット25が、実行条件を通常より厳しく設定する。具体的には、“複数回取得されたTTCのうち、値が基準値I以下であるTTCの割合rが、割合閾値R以上である”という実行条件において、割合閾値Rの値を、通常の値であるRよりも大きいRとする。なお、基準値Iは固定値である。
一方、前記ステップ16で否定判断した場合はステップ20に進み、前記ステップ11で取得した画像において、前記ステップ13で取得した位置Pが、予め設定された範囲αよりも上にあるか否かを実行条件設定ユニット25が判断する。前記ステップ11で取得した画像において、位置Pが上限P(図4参照)より上にあれば、前記ステップ11で取得した画像において、位置Pが範囲αよりも上にあることになる。前記ステップ11で取得した画像において、位置Pが範囲αより上にある場合はステップ21に進み、それ以外の場合はステップ23に進む。
ステップ21では、前記ステップ15で推定した大きさRSが、予め設定された範囲βよりも大きいか否かを実行条件設定ユニット25が判断する。大きさRSが、範囲βにおける上限値より大きければ、大きさRSは範囲βより大きいことになる。大きさRSが範囲βより大きい場合はステップ22に進み、それ以外の場合はステップ23に進む。
ステップ22では、自車両の周囲の道路の状況が、図8に示す状況Bであると実行条件設定ユニット25が判断する。この状況Bは、自車両31が存在する面33と、自車両31の前方にある物標29が存在する面35とが、谷型を構成する状況である。状況Bには、面33が下り坂であり、面35が水平面であるケース、面33が水平面であり、面35が登り坂であるケース、面33が下り坂であり、面35が登り坂であるケース等が含まれる。
なお、状況Bである場合、位置Pは高くなるので前記ステップ20では肯定判断される。また、位置Pが高いので距離Dが実際より大きく算出され、その結果、大きさRSは実際より大きく推定されるので、前記ステップ21では肯定判断される。
ステップ23では、実行条件設定ユニット25が、実行条件を通常のものに設定する。具体的には、“複数回取得されたTTCのうち、値が基準値I以下であるTTCの割合rが、割合閾値R以上である”という実行条件において、割合閾値Rの値を、通常の値であるRとする。なお、基準値Iは固定値である。
なお、前記ステップ16で肯定判断することは条件J1を充足することの一例であり、前記ステップ17で肯定判断することは条件J2を充足することの一例であり、前記ステップ20で肯定判断することは条件J3を充足することの一例であり、前記ステップ21で肯定判断することは条件J4を充足することの一例である。
3.衝突回避支援装置1が奏する効果
(1A)状況Aでは、図7に示すように、頭上構造物37が自車両31の正面方向に存在することがある。頭上構造物37とは、その下を自車両が通過できる構造物(例えば、標識、橋等)である。頭上構造物37が存在する場合、ミリ波レーダ5はそれを検出する。しかしながら、衝突回避支援装置1は、状況Aの場合、実行条件を通常より厳しくするので、頭上構造物37を検出しても、それに対する衝突回避支援処理の実行を抑制することができる。
(1B)状況Bでは、図8に示すように、路面構造物39(例えばマンホールの蓋等)が自車両31の正面方向に存在することがある。この場合、ミリ波レーダ5は路面構造物39を検出する。しかしながら、衝突回避支援装置1は、状況Bの場合、実行条件を通常より厳しくするので、路面構造物39を検出しても、それに対する衝突回避支援処理の実行を抑制することができる。
(1C)衝突回避支援装置1は、実行条件として、“複数回取得されたTTCのうち、値が基準値I以下であるTTCの割合rが、割合閾値R以上である”という条件である。そのことにより、衝突回避支援処理を実行するか否かを適切に判断することができる。
(1D)衝突回避支援装置1は、前記ステップ19において、割合閾値Rを通常より大きくすることで、実行条件を厳しくする。そのことにより、実行条件の厳しさを容易に変更することができる。
(1E)衝突回避支援装置1は、衝突回避支援処理として自動ブレーキを実行する。そのことにより、自車両の安全性が向上する。
<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、本発明は上記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)実行条件は、“TTCが所定の時間閾値T以下である”という条件であってもよい。この場合、実行条件設定ユニット25は、前記ステップ19において、時間閾値Tを、通常の値Tよりも小さいTに設定する。また、実行条件設定ユニット25は、前記ステップ23において、時間閾値Tを、通常の値Tとする。
実行条件の内容、及びその設定方法が上記のものである場合、衝突回避支援装置1は、前記(1A)、(1B)、(1E)の効果に加えて、以下の効果(2A)、(2B)を奏することができる。
(2A)衝突回避支援装置1は、実行条件が上記のものであることにより、衝突回避支援処理を実行するか否かを適切に判断することができる。
(2B)衝突回避支援装置1は、前記ステップ19において、時間閾値Tを、通常の値Tよりも小さくすることで、実行条件を厳しくする。そのことにより、実行条件の厳しさを容易に変更することができる。
(2)衝突回避支援装置1は、ミリ波レーダ5に代えて、他の手段(例えば、ステレオカメラ、ライダー等)を用いて物標を検出してもよい。
(3)衝突回避支援装置1は、自動ブレーキに代えて、あるいはそれに加えて、他の衝突回避支援処理(例えば、ブレーキアシスト、自動操舵、警報処理等)を実行してもよい。
(4)衝突回避支援装置1は、状況Aであると判断した場合は前記ステップ19の処理を行うが、その他の場合(状況Bである場合も含む)は、前記ステップ19の処理を行わなくてもよい。また、衝突回避支援装置1は、状況Bであると判断した場合は前記ステップ19の処理を行うが、その他の場合(状況Aである場合も含む)は、前記ステップ19の処理を行わなくてもよい。
(5)衝突回避支援装置1は、前記ステップ19において、基準値Iの値として、通常よりも小さい値を設定し、前記ステップ23において、基準値Iの値として、通常の値を設定してもよい。この場合、割合閾値Rの値は、固定値であってもよいし、前記ステップ19において、通常より大きい値を設定してもよい。
(6)上記実施形態における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、上記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、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記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。
(7)上述した衝突回避支援装置の他、当該衝突回避支援装置を構成要素とするシステム、当該衝突回避支援装置における制御ECU又はブレーキECU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、衝突回避支援方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。
1…衝突回避支援装置、3…画像センサ、5…ミリ波レーダ、7…制御ECU、9…ブレーキECU、11…物標検出ユニット、13…判断ユニット、15…処理実行ユニット、17…画像取得ユニット、19…画像認識ユニット、21…位置P取得ユニット、23…大きさRS推定ユニット、25…実行条件設定ユニット、27…画像、29…物標、31…下端、31…自車両、33、35…面、37…頭上構造物、39…路面構造物

Claims (5)

  1. 自車両前方の物標を検出する物標検出ユニット(11)と、
    前記物標検出ユニットで検出した物標が所定の実行条件を充足するか否かを判断する判断ユニット(13)と、
    前記実行条件を充足すると前記判断ユニットが判断した場合、衝突回避支援処理を実行する処理実行ユニット(15)と、
    自車両前方の画像を取得する画像取得ユニット(17)と、
    前記画像において物標を認識する画像認識ユニット(19)と、
    前記画像認識ユニットで認識した物標の前記画像における上下方向での位置Pを取得する位置P取得ユニット(21)と、
    前記画像認識ユニットで認識した物標の前記画像における大きさS、及び前記位置Pから、前記画像認識ユニットで認識した物標の実際の大きさRSを推定する大きさRS推定ユニット(23)と、
    以下の条件J1及びJ2が充足される場合、又は、以下の条件J3及びJ4が充足される場合は、それら以外の場合よりも、前記実行条件を厳しく設定する実行条件設定ユニット(25)と、
    を備えることを特徴とする衝突回避支援装置(1)。
    J1:前記画像において、前記位置Pが、予め設定された前記画像における上下方向での位置の範囲αよりも下にあること。
    J2:前記大きさRSが、予め設定された大きさの範囲βよりも小さいこと。
    J3:前記画像において、前記位置Pが、前記範囲αよりも上にあること。
    J4:前記大きさRSが、前記範囲βよりも大きいこと。
  2. 請求項1に記載の衝突回避支援装置であって、
    前記実行条件は、前記物標の衝突余裕時間が所定の時間閾値以下であるという条件、又は、複数回取得された前記衝突余裕時間のうち、値が基準値以下である前記衝突余裕時間の割合が、所定の割合閾値以上であるという条件であることを特徴とする衝突回避支援装置。
  3. 請求項2に記載の衝突回避支援装置であって、
    前記実行条件設定ユニットは、前記条件J1及びJ2が充足される場合、又は、前記条件J3及びJ4が充足される場合は、それら以外の場合よりも、前記時間閾値を小さくするか、前記割合閾値を大きくすることを特徴とする衝突回避支援装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の衝突回避支援装置であって、
    前記物標検出ユニットは、ミリ波レーダを用いて物標を検出することを特徴とする衝突回避支援装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の衝突回避支援装置であって、
    前記衝突回避支援処理は、ブレーキアシスト、自動ブレーキ、自動操舵、及び警報処理のうちの1以上であることを特徴とする衝突回避支援装置。
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