JP2016199262A - 後退走行中の前輪軌道逸脱に基づく衝突の回避 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突を検出し、回避する装置および方法を利用し、自律運転状態または半自律運転状態にある車両における安全性を高める。【解決手段】車両の後退走行中の衝突を回避する方法であって、少なくとも１つのセンサ３６によって、車両１０の近くにある対象物３４を検出することと、予測される車両経路４０を定めることとを含んでいる。車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、予測される車両経路を定めることは、車両の前輪の経路を追跡することを含んでいる。車両内に配置されているコントローラ１８によって、車両の後退走行中に、車両のフロントコーナーまたは車両の側面が対象物と衝突する確率が特定され、衝突する確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動がコントローラによって決定される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本開示は、２０１５年４月１０日に出願され、本願に参照として取り入れられている米国仮特許出願第６２／１４６，０１１号に対する優先権を主張する。

技術分野
本開示は自動車に関し、特に、自動車用ドライバーアシスタンスシステムに関する。

背景
利用可能なセンサ技術の発達は、車両用安全システムの改良を可能にした。衝突を検出し、回避する装置および方法が利用可能になってきている。このようなドライバーアシスタンスシステムは、近づいている衝突を検出するために、車両に配置されているセンサを使用する。このシステムは、衝突を阻止する、または、衝突の規模を縮小するために、種々の運転状況を運転手に警告し得る。付加的に、車両が後退走行しているときには、センサおよびカメラは、障害物が存在し得ることを運転手に警告するために使用されてもよい。このようなシステムは特に、自律運転状態または半自律運転状態にある車両における安全性を高めるために有用である。

ここに記載された背景の説明は、本開示のコンテキストを概略的に表すのが目的である。現在挙げられている発明者の著作物は、この背景部分に記載されている範囲において、他の点では出願時点で従来技術として適さない記述の見方と同様に、明示的にも、暗示的にも、本開示に対抗する従来技術として認められない。

要約
車両が後退走行している間の衝突を回避する方法は、少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出することと、予測される車両経路を定めることとを含んでいる。ここで、少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、予測される車両経路を定めることは、車両前輪の経路を追跡することを含んでいる。車両が後退走行している間に車両のフロントコーナーまたは側面が対象物と衝突する確率が、車両内に配置されているコントローラによって特定され、この衝突確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動がコントローラによって決定される。

車両が後退走行している間の衝突を回避する方法は、少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出することと、トレーラー後退走行アシストシステムのための独立した入力装置によって、車両操舵および制動システムをコントロールすることとを含んでいる。ここで、少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでいる。コントローラは予測される車両経路を定め、これは、車両の操舵角度に基づいた後輪経路からの前輪経路のオフセット量を定めるために、車両前輪の経路を追跡することを含んでいる。車両が後退走行している間に車両のフロントコーナーまたは側面が対象物と衝突する確率が、車両内に配置されているコントローラによって特定され、この衝突確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動がコントローラによって決定される。

車両用後退走行システムは、車両の後退経路を見るために取り付けられたカメラと、車両側面に沿って対象物を検出することができる少なくとも１つのセンサと、車両の操舵角度を検出する操舵角度センサとを含んでいる。コントローラは、以下のことのための命令を含んでいる。すなわち、少なくとも１つのセンサによって車両の近くにある対象物を検出すること、予測される車両経路を定めること、および、対象物と車両のフロントコーナーおよび側面のうちの少なくとも１つとの衝突の確率を特定することのための命令を含んでいる。ここで、少なくとも１つのセンサによって車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、予測される車両経路を定めることは、車両前輪の経路を追跡することを含んでいる。最後に、衝突の確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動が決定される。

本開示の更なる適用範囲を、以降に提示されている詳細な説明から明らかにする。この詳細な説明および特定の例は本開示の有利な実施形態を示しているが、図解のためだけのものであり、本開示の範囲を制限するためのものではない、ということを理解されたい。

本発明は、詳細な説明および添付図面からより良く理解される。

開示されている後退走行システムを有する車両の概略的な平面図 開示されている後退走行システムを有する車両およびトレーラーの概略的な平面図 前輪軌道逸脱に基づいた衝突の予測を示している開示されている、後退走行システムを有する車両の概略的な平面図 種々の車輪角度の場合の前輪軌道逸脱を示している、車両の概略的な平面図

詳細な説明
以下の説明は例に過ぎず、開示内容、その適用または使用を制限するものではない。見やすくするために、図面において同じ参照番号は、同じ部材を識別するために使用される。

図１および２では、ドライバーアシスタンスシステム、特に後退走行システム１２を有する車両１０が概略的に示されている。後退走行システム１２は、車両１０が後退走行をしているときにアシストを行い、車両の自律運転および半自律運転中には、車両１０にブレーキをかけるためにも使用される。本願を通して、前方および後方の相対的な方向は、公道上のドライブギアでの車両１０の操作時に、車両１０の操作者が典型的に面しているだろう方向に関している。従って、後退走行システム１２の操作時に、車両１０のギアはバックにいれられており、操作者は後方を向いているであろう。

後退走行システム１２が、電子制御ブレーキシステム（ＥＢＳ）１６等の、他の安全システムとともに使用されてもよい。システム１２、１４および１６によって、共通のコントローラ１８が使用されても、または、別個のコントローラ１８が使用されてもよい。特に、図２に示されているように、トレーラー１１が車両１０に固定されている場合には、後退走行システム１２は、トレーラー後退走行アシストシステム１４と一緒に使用され得る。トレーラー後退走行システム１４は、後退走行時に、車両１０およびトレーラー１１の操舵および方向をコントロールするために、独立した入力を与えることができ、これによって、車輪を操舵する必要が無くなり、操作者にとって操作が容易になる。例えば、トレーラー後退走行システム１４は、車両１０およびトレーラー１１の近くに位置している間、コントロール可能な、遠隔装置からの車両１０のワイヤレスコントロールを備えていてもよい。車両に取り付けられているトレーラー１１と共に車両１０が後退走行している場合、しばしば操作者にとって、車両１０およびトレーラー１１の全ての角を同時に監視することは困難である。後退走行システム１２は、車両１０のモニタリングおよび運転手への警告、または、衝突を回避するための、その他の行動の実行において操作者を補助することができる。対象物を回避するためのブレーキングに対して択一的な１つの行動は、例えば、対象物の方への操舵を阻止するために、車両１０の操舵角度を制限することである。

後退走行システム１２または同様のシステムは、対象物３４が検出されると、衝突の確率を特定する。衝突の確率が所定の閾値を超えると、コントローラ１８は、少なくとも１つの車両衝突回避行動が必要であることを示す。必要とされる行動は、対象物が検出された場合の運転手への警告の形態を取り得る、かつ／または、車両を減速または停止させるために後退走行システム１２が起動されてよい。警告装置２２は、車両１０内に組み込み可能であり、対象物３４が存在することを運転手に警告する照明光または音響信号等の信号を含んでいる。択一的に、トレーラー後退走行システム１４のための入力装置に、警告システムを設けることができる。

後退走行システム１２は、車両１０を制動するためにも使用され得る。後退走行システム１２は、車両１０の後方走行方向を見ることを可能にするために取り付けられているカメラ３０を含んでいる。カメラ３０は、白黒カメラであっても、双眼カメラであっても、または、車両１０の後方走行経路を見ることを可能にする他のタイプのセンシング装置であってもよい。カメラ３０は、車両１０の後方走行経路を見ることを可能にするあらゆる箇所に取り付け可能である。この画像／データを分析し、車両１０にとって障害物となり得る、画像内の対象物３４を識別するために、このカメラ３０にコントローラ１８が接続されてよい。車両１０の周辺環境を見ることを可能にするために、更なるカメラ１６が車両１０に取り付けられていてもよい。

カメラ３０に加えて、後退走行システム１２が、対象物３４の識別を補助する付加的なセンサ３６を使用してよい。特に、センサ３６は、車両１０の側面に沿って位置する対象物を検出することができる。これは例えば、図２に示された対象物３４である。これらのセンサは、後付けセンサであっても、他のシステムによって使用される車載センサであってもよい。これは例えば、盲点検出センサである。センサ３６が、車両１０の近くにある対象物３４を識別してもよい。付加的に、湾曲した軌道を車両が後退走行する場合に生じる前輪軌道逸脱が原因で、車両１０の後部と衝突する可能性がないように見える対象物３４であっても、車両１０の側面にとって、問題となり得る。

付加的に、システムおよびセンサが、車両の近くにある対象物を検出するために使用されてもよく、システムおよびセンサは、近接センサ、ＬＩＤＡＲ、ＲＡＤＡＲ、超音波、ＧＰＳ３８、無線センサ等を含み得る。しかし、システムおよびセンサは、これらに制限されない。

車両１０が始動し、ギアがバックに入れられると、バックアップシステム１２が起動される。障害物が検出されると運転手に警告が与えられ、対象物３４が障害物であると確定される確率が所定の閾値を超えると、少なくとも１つの車両衝突回避行動も実行される。

例示されたコントローラ１８は、センサ３６、カメラ３０およびＧＰＳシステム３８のうちの少なくとも１つを用いて、車両１０の近くにある対象物３４を検出するための命令を含んでいる。コントローラ１８はさらに、予測モデルをベースに作成された、対象物との衝突の確率に基づいて、衝突の確実性を決定するための命令を含んでいる。コントローラ１８はさらに、この衝突の確実性に基づいて、所望の衝突回避行動を定めるための命令を含んでいる。衝突の確率は、予測される車両経路４０の特定を含む。これは、車両の前輪によって生じ得るあらゆる軌道逸脱の予測を含む。これは、図２および３において点線４４によって示されている。見やすくするために、車両１０だけが示されているが、後退走行システム１２は、トレーラー１１が取り付けられており、操作者がトレーラー後退走行システム１４を使用している場合、同様に動作するであろう。

コントローラ１８は、車両経路４０および対象物経路４２の予測モデルをベースにしてアルゴリズムを実行する。このコントローラ１８のアルゴリズムは、固定された対象物および移動している歩行者を含むセンサによって報告された対象物の確率的分析を、検出された歩行者の予測されるかつ／または可能性のある動きの確率的分析を、および、予測されるかつ／または可能性のある運転者入力の確率的分析を実行する。現在の車両経路および可能性のある運転者入力は、可能性のある車両経路の範囲を予測するために使用される。予測された車両経路と予測された歩行者経路（または、静止している対象物の位置）とが交差する場合、衝突の可能性があることが示される。検出された全ての、生じ得る衝突のうちの１つは、他のものよりも前に介入を要し、直ちに影響を与えるだろう。従って、後退走行システム１２は、特に、車両が後退走行している間の前輪軌道逸脱が原因で生じる衝突から保護するために、水平方向の車両保護を提供する。

アルゴリズムは、以下のループを実行する。生じ得る全ての衝突を予測する。検出された各衝突の発生がどの程度、確信できるのかを定める。検出された衝突のうちどれが、最初に介入を必要とするのかを特定する。最も関連性の高い衝突に対する最適な対応を計算する。例えば車両の動き、車が移動しているときの対象物の動きによって、衝突の確実性が変化するので、所望の車両１０の対応も変化し得る。コントローラ１８は継続的に、対象物３４および車両１０の動きに基づいて、アップデートされた予測モデルを作成し、制動操作の推移にわたって、確実性の順位の再計算を可能にする。

図１−４では、操作時に、バックアップシステム１２は、速度、経路および操舵角度を含めた車両の動きを検出する。検出されたパラメータは、未来の時点での、規定の距離にわたった車両経路の予測モデルを作成するために、コントローラ１８によって使用される。車両経路の予測モデルは、湾曲した経路に沿って車両１０を操舵した結果として生じるであろう、あらゆる前輪軌道逸脱を含む。同時に、カメラ３０、センサ３６および他の検出システムが、車両１０の近くにある対象物を検出するために使用される。車両の近くにあると識別された対象物は、クラス分けされる。クラス分けは、この対象物が固定されているのか、または、動いているのか、動いているのであれば、どのようなスピードで動いているのか、および、どの方向で動いているのかを識別することを含む。近くにある対象物に関する得られたこの情報は、幾つかの未来の時点での、動いている対象物が位置する可能性のある場所の予測モデルを作成するために使用される。この予測モデルは、対象物のタイプを考慮して、動きを計算することができる。このタイプとは、例えば、対象物が歩行者かまたは自転車に乗った人であるかというものである。歩行者の動きが、他の特徴識別に基づいて予測されてもよい。これは例えば、歩行者が大人かまたは子供かというものである。

コントローラ１８は、継続的に予測モデルを更新し、それによって、衝突の確実性を更新する。例えば車両の動き、車が移動しているときの対象物の動きによって、衝突の確実性が変化するので、所望の車両の対応も変化し得る。後退走行システム１２用のコントローラ１８が衝突の確実性を定め、別個のコントローラが所望の制動速度、操舵速度等を定めてもよい。択一的に、同じコントローラ１８が、２つまたはそれよりも多くの機能を実行してもよい。

本発明を実行するための最適な方法を詳細に記載したが、本発明が関連する分野の当業者は、添付された特許請求の範囲の範囲内で本発明を実現する種々の択一的な設計および実施形態を理解するであろうから、本開示の正当な範囲はこれに制限されるべきではない。

Claims (22)

1. 車両の後退走行中の衝突を回避する方法であって、当該方法は、
   少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出すること、
   予測される車両経路を定めること、
   前記車両内に配置されているコントローラによって、前記車両の後退走行中に、車両のフロントコーナーまたは車両の側面が前記対象物と衝突する確率を特定すること、および、
   前記衝突する確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動を前記コントローラによって決定することを含んでおり、
   前記車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、
   前記予測される車両経路を定めることは、前記車両の前輪の経路を追跡することを含んでいる、
   ことを特徴とする、車両の後退走行中の衝突を回避する方法。
2. 前記車両の側面に沿って位置する対象物を、他の車両システムによっても使用されているセンサを用いて検出する、請求項１記載の方法。
3. 前記予測される車両経路を定めることは、前記車両の操舵角度に基づいた、前記後輪経路からの前記前輪経路のオフセット量を特定することを含んでいる、請求項１記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの衝突回避行動は、前記自動ブレーキシステムによって前記車両にブレーキをかけることである、請求項１記載の方法。
5. 前記車両にブレーキをかけることは、さらに、前記車両ブレーキをかけるように電子制御ブレーキシステムに命令を送信することを含んでいる、請求項４記載の方法。
6. コントローラによって、前記センサからのデータを分析して、前記対象物の特徴を特定し、かつ、検出された前記対象物が前記車両にとって回避すべき障害物であるか否かを特定すること、をさらに含んでいる、請求項１記載の方法。
7. 未来の時点での前記対象物が位置する可能性のある場所の範囲を、関連する確率値を伴って、含む前記対象物の予測モデルを、前記対象物の目下の特徴に基づいて作成することを含んでいる、請求項６記載の方法。
8. 前記コントローラは、所定の閾値を超える衝突確率を有する、前記車両の側面に沿って位置する対象物を回避するための操舵操作を計算するための命令、および、当該命令を電動式パワーステアリングシステムに送信するための命令を含んでいる、請求項１記載の方法。
9. 前記車両操舵および制動システムをトレーラー後退走行アシストシステムまたはヒッチアシストシステムによってコントロールすることをさらに含んでいる、請求項１記載の方法。
10. 前記車両操舵および制動システムを、前記トレーラー後退走行アシストシステムのための独立した入力装置によってコントロールすることをさらに含んでいる、請求項９記載の方法。
11. 自律運転様式または半自律運転様式において、前記車両操舵および制動システムを、前記ヒッチアシストシステムのための独立した入力装置およびコントローラによってコントロールすることをさらに含んでいる、請求項９記載の方法。
12. 車両およびトレーラーの後退走行中の衝突を回避する方法であって、当該方法は、
    少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出すること、
    トレーラー後退走行アシストシステムのための独立した入力装置によって、前記車両操舵および制動システムをコントロールすること、
    予測される車両経路を定めること、
    前記車両内に配置されているコントローラによって、前記対象物と衝突する確率を特定すること、および、
    前記衝突する確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動を前記コントローラによって決定することを含んでおり、
    前記車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、
    記予測される車両経路を定めることは、前記車両の操舵角度に基づいた、前記後輪経路からの前記前輪経路のオフセット量を特定するために、前記車両の前輪の経路を追跡することを含んでいる、
    ことを特徴とする、車両およびトレーラーの後退走行中の衝突を回避する方法。
13. 前記車両の側面に沿って位置する対象物を、他の車両システムによっても使用されているセンサを用いて検出する、請求項１２記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの衝突回避行動は、自動ブレーキシステムによって前記車両にブレーキをかけることである、請求項１２記載の方法。
15. コントローラによって、前記センサからのデータを分析して、前記対象物の特徴を特定し、かつ、出された前記対象物が、前記車両にとって、回避すべき障害物であるか否かを特定することを含んでいる、請求項１２記載の方法。
16. 未来の時点で前記対象物が位置する可能性のある場所の範囲を、関連する確率値を伴って、含む前記対象物の予測モデルを、前記対象物の目下の特徴に基づいて作成することを含んでいる、請求項１５記載の方法。
17. 車両用の後退走行システムであって、
    車両の後退経路に向けて取り付けられているカメラと、
    前記車両の側面に沿って位置する対象物を検出することができる少なくとも１つのセンサと、
    前記車両の操舵角度を検出する操舵角度センサと、
    コントローラとを有しており、
    当該コントローラは、
    少なくとも１つのセンサによって、車両の近くにある対象物を検出すること、
    予測される車両経路を定めること、
    車両のフロントコーナーおよび車両の側面のうちの少なくとも１つが前記対象物と衝突する確率を特定すること、および、
    前記衝突する確率に基づいて、少なくとも１つの衝突回避行動を決定することのための命令を含んでおり、
    前記車両の近くにある対象物を検出することは、車両の側面に沿って位置する対象物を検出することを含んでおり、
    前記予測される車両経路を定めることは、前記車両の前輪の経路を追跡することを含んでいる、
    ことを特徴とする、車両用の後退走行システム。
18. 電動式パワーステアリングシステムが前記コントローラに接続されており、
    前記コントローラは、所定の閾値を超える衝突の確率を有する、前記車両の側面に沿って位置する対象物を回避するために操舵操作を計算するための命令を含んでいる、請求項１７記載の後退走行システム。
19. 前記予測される車両経路を定めることは、前記車両の操舵角度に基づいた、前記後輪経路からの前記前輪経路のオフセット量を特定することを含んでいる、請求項１７記載の後退走行システム。
20. トレーラーが前記車両に取り付けられている、請求項１７記載の後退走行システム。
21. 前記車両を操舵および制動するためにコントロール可能に接続されている、前記トレーラー後退走行アシストシステムのための独立した入力装置をさらに含んでいる、請求項２０記載の後退走行システム。
22. 前記独立した入力装置はワイヤレスである、請求項２１記載の後退走行システム。

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