JP2017111684A - 制御装置、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全装置を適切に作動させることができる制御装置を提供する。【解決手段】移動体の移動方向の前方に存在する物体と衝突する可能性がある場合に、移動体の物体に対する衝突の回避又は衝突被害を軽減する安全装置３１，３２を作動させる制御装置１０であって、移動体の移動方向に対する物体の移動方向の角度を示す関係、及び角度の時間当たりの変化量を示す関係の少なくとも一方を含む角度情報に基づいて、安全装置の作動を制限する制限部１７を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体の物体に対する衝突を回避すべく安全装置を作動させる制御装置、及び制御方法に関する。

従来、車両（移動体）の移動方向前方に位置する他車両、歩行者、又は道路構造物等の物体の位置を検知し、その物体との衝突被害を軽減または防止する、プリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）が実現されている。ＰＣＳでは、車両の移動方向前方に所定幅の領域を設け、その領域内に位置する物体を衝突の可能性がある物体とし、車両と物体との相対距離と、相対速度又は相対加速度とに基づいて、車両と物体との衝突までの時間である衝突予測時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を求め、衝突予測時間に基づいて、車両の運転者に対して警報装置により接近を報知したり、車両の制動装置を作動させたりしている。

ＰＣＳに関するものとして、特許文献１に記載の走行支援装置がある。特許文献１に記載の走行支援装置では、車両の移動方向前方を横切る物体の速度を検出し、その速度に基づいて車両の移動方向前方に設ける領域の幅を広くしている。そして、その領域に物体が進入した場合に、安全装置の作動条件を満たすと判定している。

特開２０１２−４８４６０号公報

車両の移動方向に直交する方向へと移動する物体は、車両の進路へと進入する前に右折又は左折を行い、移動方向を車両の移動方向と同方向又は逆方向へと進路変更する可能性がある。物体が車両の移動方向又は同方向へと進路変更した場合、その物体との衝突する可能性が低いため、安全装置の作動を制限する必要がある。物体が進路変更を行う場合、車両の移動方向に直交する方向への相対速度である横速度は進路変更に伴い小さくなるため、その横速度を取得することにより進路変更をしているか否かを判定することができる。

しかしながら、物体が減速しつつ車両の進路へと進入する可能性もあるため、そのような物体に対する安全装置の不作動を抑制するには、物体が進路変更を行っているか否かを判定するための横速度に対する閾値は、十分に小さくする必要がある。一方で、横速度に対する閾地を十分に小さくすれば、進路変更を行う物体の横速度がその閾値を下回るまでに時間を要するし、横速度の検知誤差が生ずれば、進路変更を行っているにも関わらず、横速度が閾値を上回る場合もある。この結果として、安全装置の不要作動が生ずることとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、安全装置を適切に作動させることができる制御装置を提供することにある。

本発明は、移動体の移動方向の前方に存在する物体と衝突する可能性がある場合に、移動体の物体に対する衝突の回避又は衝突被害を軽減する装置を安全装置として作動させる制御装置であって、移動体の移動方向に対する物体の移動方向の角度を示す関係、及び角度の時間当たりの変化量を示す関係の少なくとも一方を含む角度情報に基づいて、安全装置の作動を制限する制限部を備える。

移動体の移動方向と物体の移動方向との角度を示す関係がわかれば、車両の進路を横切る可能性が高い物体であるか否かを判別することができる。また、車両の移動方向と物体の移動方向との角度について、時間当たりの変化量がわかれば、物体の移動方向の変化の傾向がわかる。上記構成では、安全装置を作動を制限するか否かの判定を行ううえで、移動体の移動方向に対する物体の移動方向の角度を示す関係、及び、角度の時間当たりの変化量を示す関係の少なくとも一方を用いているため、物体の移動方向に合わせて適切に安全装置を作動させることができる。

制御装置の構成図である。 作動領域を説明する図である。 物体が車両の進路に進入する直前に進路を変更する例を示している。 相対角度が０°である場合の相対角度及び物体の形状を示す図である。 相対角度が４５°である場合の相対角度及び物体の形状を示す図である。 相対角度が９０°である場合の相対角度及び物体の形状を示す図である。 相対角度の時間変化を示すタイムチャートである。 横速度に閾値を設ける場合の比較例である。 制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る処理を行う場合のタイムチャートである。 物体が車両の進路に進入する直前に進路を変更する別の例を示している。 第３実施形態に係る処理を行う場合のタイムチャートである。 第４実施形態に係る制御装置の構成図である。 第４実施形態における制御装置が実行する処理を示す図である。 第４実施形態に係る処理が特に有効な状況を説明する図である。 第４実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

＜第１実施形態＞
本実施形態に係る制御装置は、車両に搭載され、車両の移動方向前方等の周囲に存在する物体を検知し、その物体との衝突を回避すべく、若しくは衝突被害を軽減すべく制御を行うＰＣＳシステムとして機能する。

図１において、制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータである。この制御装置１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することでこれら各機能を実現する。

制御装置１０には、各種の検知情報を入力するセンサ装置として、計測装置２１、及び撮像装置２２が接続されている。

計測装置２１は、例えば、ミリ波帯の高周波信号を送信波とする公知のミリ波レーダであり、車両の前端部に設けられ、所定の検知角に入る領域を物体を検知可能な検知範囲とし、検知範囲内の物体の位置を検出する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、物体との距離を算出する。また、物体に反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、相対速度を算出する。加えて、複数のアンテナが受信した反射波の位相差により、物体の方位を算出する。なお、物体の位置及び方位が算出できれば、その物体の、車両に対する相対位置を特定することができる。なお、計測装置２１は、所定周期毎に、探査波の送信、反射波の受信、反射位置及び相対速度の算出を行い、算出した反射位置と相対速度とを第１検知情報として制御装置１０に送信する。

撮像装置２２は、例えばＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等の単眼撮像装置である。撮像装置２２は、車両の車幅方向中央の所定高さに取り付けられており、車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を俯瞰視点から撮像する。撮像装置２２は、撮像した画像における、物体の存在を示す特徴点を抽出する。具体的には、撮像した画像の輝度情報に基づきエッジ点を抽出し、抽出したエッジ点に対してハフ変換を行う。ハフ変換では、例えば、エッジ点が複数個連続して並ぶ直線上の点や、直線どうしが直交する点が特徴点として抽出される。なお、撮像装置２２は、計測装置２１と同じ若しくは異なる制御周期毎に、撮像及び特徴点の抽出を行い、特徴点の抽出結果を第２検知情報として制御装置１０へ送信する。

車両は、制御装置１０からの制御指令により駆動する安全装置として、警報装置３１及びブレーキ装置３２を備えている。

警報装置３１は、車両の車室内に設置されたスピーカやディスプレイである。制御装置１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その制御装置１０からの制御指令により、警報音や警報メッセージ等を出力して運転者に衝突の危険を報知する。

ブレーキ装置３２は、車両を制動する制動装置である。制御装置１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その制御装置１０からの制御指令により作動する。具体的には、運転者によるブレーキ操作に対する制動力をより強くしたり（ブレーキアシスト機能）、運転者によりブレーキ操作が行われてなければの自動制動を行ったりする（自動ブレーキ機能）。

情報取得部１１は、計測装置２１から第１検知情報を取得し、撮像装置２２から第２検知情報を取得する。そして、第１検知情報から得られる位置である第１位置と、第２検知情報から得られる特徴点である第２位置とについて、近傍に位置するものを、同じ物体に基づくものであるとして対応付ける。第１位置の近傍に、第２位置が存在する場合、その第１位置に実際に物体が存在する可能性が高い。この、計測装置２１及び撮像装置２２により物体の位置が精度よく所得できている状態を、フュージョン状態と称する。フュージョン状態であると判定された物体については、検知履歴を参照し、その物体が継続してフュージョン状態であるか否かの判定がなされる。そして、継続してフュージョン状態であると判定されたならば、その位置に物体が存在していると決定される。また、フュージョン状態である物体について、未検知状態となれば、検知履歴を参照し、所定期間はその過去位置にその物体が存在するものとして扱う。

このフュージョン状態であると判定された物体について、第２検知情報に対して、予め用意されたパターンを用いるパターンマッチングを行う。そして、物体に対して種別を対応付ける。このとき、物体の種別としては、自動車、自動二輪車、自転車、歩行者、及び、各種の道路構造物が挙げられる。なお、自動二輪車と自転車とを纏めて二輪車としてもよい。

続いて、情報取得部１１は、物体ごとに、車両に対する相対位置、及び、相対速度を対応付ける。この相対位置としては、車両の移動方向に直交する方向の相対距離を示す横位置と、車両の移動方向についての相対位置である縦位置が得られる。そして、その相対位置と相対速度とに基づいて、車両の移動方向に直交する方向についての相対速度である横速度と、車両の移動方向についての相対速度である縦速度とを算出する。このとき、横速度は、物体に関する情報を示す値であるといえるため、物体情報値と称することができる。

衝突時間算出部１２は、車両と物体との相対距離を示す物体の縦位置がゼロとなるまでの時間である衝突予測時間を算出する。具体的には、物体の縦位置を、車両と物体との相対速度である縦速度で除算し、得られた時間を衝突予測時間とする。このとき、縦速度がゼロである場合や、縦速度が負の値をとる場合（車両と物体とが遠ざかる場合）には、縦位置は縮らないため衝突予測時間は算出されない。なお、この衝突予測時間を算出するうえで相対距離及び相対速度に加えて相対加速度を用いて、物体が車両に対して等加速度運動を行うものとして衝突予測時間を算出してもよい。この場合には、車両と物体との相対速度が負の値である場合（算出時点では車両と物体とが遠ざかる場合）でも、相対加速度が正の値である場合（相対速度が正の値側へと変化する場合）には、衝突予測時間が算出されることとなる。

領域設定部１３は、車両の移動方向に直交する横方向について、所定の幅を有する作動領域を設定する。この作動領域は、物体の横位置が安全装置を作動させるべき位置であるか否かを判定する領域である。すなわち、物体の横位置が作動領域内であれば、安全装置を作動させる一つの条件を満たしたと判定する。この作動領域を設定するうえで、物体の横速度が大きいほど、作動領域の幅を大きく設定する。これは、物体が車両の進路内に位置しない場合でも、物体の横速度が大きいほどその物体が車両の進路内に進入する可能性が高く、且つ、運転者がその物体を認識できる可能性が低くなるため、安全装置を作動させやすくする必要があるためである。

なお、作動領域の幅は、安全装置の各機能について異なるものとしてもよいし、同じものとしてもよい。例えば、警報装置３１の作動領域の幅を最も大きく設定する。これは、警報装置３１により運転者が衝突の危険性に気づき衝突を回避する操作を行えば、制御装置１０がブレーキ装置３２へ制御指令を行うことなく衝突を回避できるためである。

作動タイミング設定部１４は、安全装置の作動タイミングを設定する。この作動タイミングは、上述した衝突予測時間と比較される。そして、物体の位置が作動領域内であり、且つ、衝突予測時間が作動タイミング以下となった場合に、その安全装置が作動する。すなわち、作動タイミングが大きく設定されているほど、衝突予測時間が大きい場合でも安全装置が作動し、安全装置を早期に作動させる設定であるといえる。

この作動タイミングは、安全装置の機能ごとに異なる値が設定されている。具体的には、警報装置３１の作動タイミングは、最も大きい値として設定されている。これは、警報装置３１により運転者が衝突の危険性に気づき、ブレーキペダルを踏み込めば、制御装置１０がブレーキ装置３２へ制御指令を行うことなく衝突を回避できるためである。なお、ブレーキ装置３２についての作動タイミングは、ブレーキアシスト機能と自動ブレーキ機能とについて、別に設けられている。これらの作動タイミングについては、同じ値であってもよく、異なるものであってもよい。

これら作動領域及び作動タイミングについて、図２を用いて説明する。図２では、車両の移動方向を縦軸（ｙ軸）とし、その縦軸に直交する方向を横軸（ｘ軸）としている。作動領域はｘ軸方向に所定の幅を有し、作動領域の左右方向の幅をそれぞれ示す右方幅ＸＲ及び左方幅ＸＬは、物体の種類ごとに予め定められている値である。作動タイミングであるＴは、ｙ軸方向に定められるものであり、作動タイミングに車両と物体との相対速度（縦速度）を乗算した値は、位置を示すこととなるため、作動領域の奥行きは、作動タイミングの値に準ずるものとなる。作動タイミングについても、物体の種類ごとに予め設定されている。なお、この作動領域は、車両が走行する道路の形状に沿って設けられる。すなわち、車両が道路の曲線区間を走行する場合には、作動領域の両端が道路形状に平行となるように設定される。

領域設定部１３により設定された作動領域、及び、作動タイミング設定部１４により設定された作動タイミングは、作動判定部１５に入力される。作動判定部１５は、物体の横位置が作動領域内であるか否かを判定し、物体の横位置が作動領域内であれば、安全装置を作動させる一つの条件を満たしたと判定する。同様に、衝突予測時間が作動タイミング以下であるかを判定し、衝突予測時間が作動タイミング以下であれば、安全装置を作動させる一つの条件を満たしたと判定する。そして、作動判定部１５が安全装置を作動させる条件をいずれも満たしていると判定すれば、安全装置に対して作動指令を送信し、安全装置の対応する機能を実行させる。

このように作動領域を設定し、その作動領域に基づいて安全装置を作動させるうえで、車両の移動方向に直交するように移動していた物体の速度が変化する場合に、安全装置の作動条件を適切に設定する必要がある。すなわち、安全装置を作動させる必要があるにもかかわらず安全装置が作動しない不作動、安全装置を作動させる必要がないにもかかわらず安全装置が作動する不要作動を抑制できるように、安全装置の作動条件を設定する必要がある。具体的には、図３に示すように、車両の移動方向に直交するように車両の左前方から移動してきた物体が、車両の進路に進入する前に左折した場合、この物体に対して安全装置を作動させれば不要作動となる。この不要作動を抑制するには、横速度が左折に伴い小さくなることに着目し、物体の横速度に対して閾値を設け、物体の横速度がその閾値よりも小さくなった場合に安全装置を作動させないものとすることが考え得る。

しかしながら、車両の移動方向に直交するように移動する物体は、減速しつつ車両の進路を横切る可能性があるし、横速度の検出誤差により、実際の横速度よりも小さい値が検出されることもある。したがって、横速度の閾値の設定によっては、物体が車両の進路に進入しようとしているにもかかわらず、安全装置の不作動が生ずるおそれがあるため、閾値として十分に小さい値を設定する必要がある。一方、閾値として十分に小さい値を設定すれば、左折する物体の横速度が閾値を下回るのは、物体の移動方向が車両の移動方向に平行に近い状態となった場合、すなわち、左折動作を終える直前である。ゆえに、物体が左折している最中に安全装置の不要作動が生ずるおそれがある。

そこで、安全装置の不作動の抑制及び不要作動の抑制を両立すべく、角度取得部１６により車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度を取得し、取得した相対角度により、物体が左折動作を行っているか否かを判定する。

角度取得部１６は、撮像装置２２から取得した物体の画像に基づいて、車両の移動方向に対する物体の移動方向の相対角度を角度情報として取得する。具体的には、物体の車両に対する姿勢を表す角度（姿勢角度）について、それぞれ１又は複数のテンプレート画像を予め記憶しておく。そして、そのテンプレート画像と物体の画像とのテンプレートマッチングを行い、最も類似度の高いテンプレート画像に対応付けられた姿勢角度を、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度とする。なお、相対角度の値は、角度を示す関係ということができる。

図４（ａ）に示すように、車両の移動方向と物体の移動方向が同じである場合、移動方向は交わらないが、相対角度であるθを０°と定義する。この場合、撮像装置２２から取得した物体の画像は、図４（ｂ）に示すように物体を背後から撮像したものとなる。

図５（ａ）は、物体が車両の移動方向に対して斜めに進行する例を示しており、相対角度であるθは４５°である。この場合、撮像装置２２から取得した物体の画像は、図５（ｂ）に示すように物体を斜め後方から撮像したものとなる。

図６（ａ）は、物体が車両の移動方向に対して直交するように進行するに移動する例を示しており、相対角度であるθは９０°である。この場合、撮像装置２２から取得した物体の画像は、図６（ｂ）に示すように物体を横から撮像したものとなる。

すなわち、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度に応じて、撮像された画像は異なるものとなる。これを利用して、テンプレートマッチングにより相対角度を求めるものとしているのである。この場合、車両に対する物体の姿勢角度に基づいて、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度が求められることとなる。

テンプレート画像は、物体が自転車であれば、自転車を運転する人に対して設けてもよいし、自転車に対して設けてもよいし、人と自転車を纏めてひとつのテンプレート画像としてもよい。また、テンプレート画像は、所定角度毎に設けられている。このとき、テンプレート画像が設けられる相対角度の間隔は、等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。このように所定角度毎にテンプレート画像を設け、テンプレート画像と相対角度とを対応付けるため、例えば実際の相対角度が３５°であれば、物体の画像は３０°のテンプレート画像との類似度が最も大きくなる可能性が高く、相対角度が３０°であると判定される可能性が最も高くなる。

このようにして角度取得部１６により相対角度が得られれば、制限部１７は、その相対角度と角度閾値θｔｈとを比較する。この角度閾値θｔｈは０°よりも大きく、９０°よりも小さい値であればよいが、３０°〜４５°程度の値が好ましい。相対角度が角度閾値θｔｈよりも小さければ、物体が左折を行っている途中である可能性が高いため、安全装置の作動を禁止する。すなわち、物体の横位置が作動領域内であり、且つ、衝突予測時間が作動タイミング以下であったとしても、安全装置を作動させないものとする。そして、制限部１７は、安全装置の作動を禁止するか否かの判定結果を、判定部へと入力する。

本実施形態に係る制御装置１０が上述した制御を行った場合のタイムチャートを、図７に示す。図７（ａ）は、車両の移動方向に直交するように移動する物体が左折し、車両の移動方向と物体の移動方向とが同方向となる場合を示している。物体は、時刻ｔ１で左折を開始し、相対角度は時刻ｔ２で角度閾値θｔｈ以下となる。すなわち、時刻ｔ２で安全装置の作動が禁止されることとなり、安全装置の不要作動を抑制することができる。物体の左折が継続され、時刻ｔ３で相対角度が０°となれば、車両と物体とが同方向に走行していることを意味する。図７（ｂ）は、車両の移動方向に直交するように移動する物体がそのまま直進を継続し、車両の進路に進入する場合のタイムチャートである。相対角度は、物体の横速度に関わらず一定であるため、相対角度が閾値以下となることはない。ゆえに、安全装置の不作動を抑制することができる。

相対角度に閾値を設けた場合に対する比較例として、横速度に閾値を設けた例を図８に示す。図８（ａ）は、車両の移動方向に直交するように移動する物体が左折する場合を示しており、図８（ｂ）は、車両の移動方向に直交するように移動する物体が、加減速を繰り返しながら車両の進路に進入する場合を示している。物体が図８（ｂ）に示す挙動を示す場合にも安全装置を作動させようにするには、横速度に対する閾値である速度閾値Ｖｔｈを、十分に小さい値とする必要がある。したがって、図８（ａ）に示すとおり、左折する物体の横速度が速度閾値Ｖｔｈを下回るのは、左折が完了する直前の時刻ｔ２ａとなる。ゆえに、安全装置の作動を禁止すべきであるとの判定が遅れ、不要作動が生ずるおそれがある。

以上のように構成される制御装置１０が実行する一連の処理である制御方法を、図９のフローチャートを用いて説明する。図９で示すフローチャートは、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。

まず、計測装置２１及び撮像装置２２から検知情報を取得し、物体の認識処理を行い（Ｓ１０１）、各物体の位置の算出（Ｓ１０２）、及び、縦速度及び横速度の算出を行う（Ｓ１０３）。そして、その位置、及び縦速度に基づいて、衝突予測時間を算出する（Ｓ１０４）。加えて、作動領域の算出（Ｓ１０５）、及び、作動タイミングの算出（Ｓ１０６）を行う。

続いて、撮像装置２２から取得した画像に基づいて、車両の移動方向に対する物体の移動方向の相対角度を取得し（Ｓ１０７）、その相対角度が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。相対角度が閾値以下であれば（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、車両の移動方向に対する物体の移動方向は平行に近いものとなっているため、安全装置を作動させず一連の処理を終了する。

相対角度が閾値以下でなければ（Ｓ１０８：ＮＯ）、物体の位置が作動領域内であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。物体の位置が作動領域内である場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、安全装置を作動させるひとつの条件を満たしているため、続いて衝突予測時間が作動タイミング以下となったか否かを判定する（Ｓ１１０）。衝突予測時間が作動タイミング以下であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、安全装置を作動させる条件をいずれも満たしているため、安全装置を作動させて（Ｓ１１１）、一連の処理を終了する。一方、物体の位置が作動領域内でない場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、又は、衝突予測時間が作動タイミング以下でない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、安全装置を作動させる条件の少なくともひとつを満たしていないため、安全装置を作動させることなく一連の処理を終了する。

なお、本実施形態に係る制御装置１０が実行する制御を、車両の移動方向に直交するように車両の左前方から移動してきた物体が、車両の進路に進入する前に左折する場面に適用する例を示しているが、本実施形態に係る制御装置１０が実行する制御が効果を奏する場面は、この例に限られない。例えば、車両の左前方において車両と同方向へと走行する物体が、自車の側方の位置へ徐々に接近する場面等にも適用することができる。

上記構成により、本実施形態に係る制御装置１０は、以下の効果を奏する。

・車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度により、車両の進路を横切るように移動する物体と、車両の進路を横切る可能性が低い物体とを区別することができる。そして、車両の進路を横切る可能性の低い物体については安全装置を作動させないものとしているため、車両の進路を横切る可能性が高い物体に対する安全装置の不作動を抑制しつつ、車両の進路を横切らない可能性が高い物体に対する安全装置の不要作動を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態に係る制御装置１０は、全体構成は第１実施形態に係る制御装置１０と同等であり、角度取得部１６が実行する処理の一部が異なっている。

第１実施形態のごとく、相対角度を用いて物体が車両の進路を横切るものでないかを判定する場合、物体の移動方向を求めることができるが、物体の移動方向の変化の傾向までは求めることができない。

そこで、本実施形態では、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度を取得するとともに、その相対角度の時間当たりの変化量を算出し、その変化量も角度情報として取得する。なお、第１実施形態で示したとおり、相対角度は物体の画像に基づいて取得するものであり、その相対角度の値は所定の間隔ごとに得られるものである。そのため、ある相対角度から異なる相対角度へと変化するまでの時間を計時し、相対角度の差を時間で除算する。なお、相対角度の時間当たりの変化量の値は、変化量を示す関係ということができる。

そして、相対角度が角度閾値θｔｈ以下であり、且つ、相対角度の変化量も閾値である変化量閾値Δθｔｈの負の値以下である場合、すなわち相対角度の負側の変化量が所定以上である場合に、物体が車両の進路に進入する可能性が低いものとして安全装置の作動を禁止する。

本実施形態に係る制御装置１０が実行する処理を図１０のタイムチャートを用いて説明する。時刻ｔ１において車両の左前方を走行する物体が左折を開始すれば、相対角度は９０°から減少するため、相対角度の時間変化量として負の値が算出される。その後、時刻ｔ２で相対角度が角度閾値θｔｈ以下であり、且つ角速度の時間変化量が負の変化量閾値Δθｔｈ以下となれば、安全装置の作動を禁止する。

なお、相対角度が角度閾値θｔｈよりも小さい所定の値以下となった場合には、車両の移動方向と物体の移動方向とが平行に近いものとなったといえる。このとき、相対角度の変化量が負の変化量閾値Δθｔｈよりも小さくなったとしても、車両と物体との衝突の可能性は低下しており、且つ、車両の運転者は物体の存在を認識している可能性が高い。そのため、相対角度が角度閾値θｔｈよりも小さい所定の値以下となれば、相対角度の時間変化量の値に関わらず、安全装置の作動を禁止するものとしてもよい。

上記構成により、本実施形態に係る制御装置１０は、第１実施形態に係る制御装置１０が奏する効果に加えて以下の効果を奏する。

・安全装置の作動を禁止するか否かの判定に、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度に加えて、相対角度の時間当たりの変化量をさらに用いているため、相対角度の変化の傾向を判定することができる。これにより、相対角度が平行に近づいているものに限定して安全装置の作動を抑制することができる。したがって、車両の進路に進入する可能性の低い物体に対する安全装置の不要作動を抑制しつつ、車両の進路に進入する可能性が高い物体に対する安全装置の不作動を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態に係る制御装置１０は、全体構成は第１実施形態に係る制御装置１０と同等であり、角度取得部１６が実行する処理の一部、及び、作動判定部１５が実行する処理の一部が異なっている。

図１１に示すように、車両の移動方向に直交するように、車両の左前方から移動してくる物体は、車両の進路へ進入する前に右折し、車両と逆方向へと移動することもある。この場合においても、その物体に対して安全装置を作動させれば、その作動は不要作動となる。

そこで、本実施形態に係る制御装置１０は、車両の進路へ進入する前に右折するような物体についても安全装置の作動対象から除外すべく、相対角度及び相対角度の時間当たりの変化量に対する閾値を設定する。車両の左側から車両の進路へ接近する物体が右折する場合、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度は増加する。ゆえに、相対角度に対する閾値として、９０°より大きく１８０°未満の値である第１閾値θｔｈ１を設け、相対角度が第１閾値θｔｈ１以上となれば、その物体に対する安全装置の作動を禁止する。

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、車両の左側から車両の進路へ接近する物体が左折する場合についても、安全装置の作動対象から除外する。したがって、第１閾値θｔｈ１に加えて、０°より大きく９０°未満の値である第２閾値θｔｈ２も設け、相対角度が第２閾値θｔｈ２以下である場合に、安全装置の作動を禁止する。この第２閾値θｔｈ２の値は、第１実施形態における角度閾値θｔｈと同様の値である。換言すれば、相対角度が第２閾値θｔｈ２よりも大きく第１閾値θｔｈ１よりも小さい場合に、物体を安全装置の作動対象にするといえる。

加えて、第２実施形態と同様に、相対角度の時間変化量についても閾値を設けるものとする。上述した通り、車両の左側から車両の進路へ接近する物体が右折する場合、相対角度は増加する。そのため、相対角度の時間変化量の閾値として、変化量閾値Δθｔｈの正の値を設ける。また、第２実施形態と同様に、左折する物体の相対角度は減少するため、変化量閾値Δθｔｈの負の値も設ける。

このように相対角度に対する閾値、及び、相対角度の時間変化量に対する閾値を設けるうえで、相対角度が第１閾値θｔｈ１以上である条件と、相対角度の時間変化量が正の閾値以上である条件を共に満たした場合に、安全装置を不作動とする。同様に、相対角度が第２閾値以下である条件と、相対角度の時間変化量が負の変化量閾値Δθｔｈ以下である条件を共に満たした場合に安全装置を不作動とする。これは、相対角度が第１閾値θｔｈ１以上であっても相対角度の時間変化量が負の変化量閾値Δθｔｈよりも小さければ、物体は右折を中断して車両の進路を横断するように移動する可能性が高いからである。同様に、相対角度が第２閾値θｔｈ２以下であっても相対角度の時間変化量が正の変化量閾値Δθｔｈよりも大きければ、物体は左折を中断して車両の進路を横断するように移動する可能性が高いからである。

なお、相対角度が第１閾値θｔｈ１よりも大きい所定の値以上となった場合、及び、第２閾値θｔｈ２よりも小さい所定の値以下となった場合には、車両の移動方向と物体の移動方向とは平行に近くなったといえる。そのため、これらの条件の一方を満たした場合には、相対角度の時間変化量に関わらず、安全装置の作動を禁止するものとしてもよい。

図１２は、本実施形態に係る制御装置１０が制御を実行した場合のタイムチャートである。物体は、時刻ｔ１で右折を開始し、相対角度は時間経過とともに増加し、時刻ｔ２で第１閾値θｔｈ１以上となる。すなわち、時刻ｔ２で安全装置の作動が禁止されることとなり、安全装置の不要作動を抑制することができる。物体の右折が継続され、時刻ｔ３で相対角度が１８０°となれば、車両と物体とが逆方向に移動していることを意味する。なお、物体が左折した場合のタイムチャートは第２実施形態と同等であるため、説明を省略する。

上記構成により、本実施形態に係る制御装置１０は、第１実施形態に係る制御装置１０が奏する効果、及び、第２実施形態に係る制御装置１０が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。

・相対角度の閾値として、０°より大きく９０°よりも小さい第１閾値θｔｈ１と、９０°よりも大きく１８０°よりも小さい第２閾値θｔｈ２とを設けている。これにより、車両の進路に進入する前に車両と同方向への方向転換を行った場合及び、車両と逆方向への方向転換を行った場合を、いずれも判定することができる。

・相対角度が０°より大きく９０°よりも小さい第１閾値θｔｈ１以下であるという条件と、相対角度の時間当たりの変化量が負の変化量閾値Δθｔｈよりも小さいことを条件とを共に満たした場合に、安全装置の作動を制限している。これにより、車両と同方向に移動しつつある物体が、移動方向を車両の進路を横切る方向へと変化させた場合に安全装置の作動が抑制される事態を防ぐことができる。したがって、安全装置の不作動の抑制と不要作動の抑制とを両立することができる。

・相対角度が９０°より大きく１８０°よりも小さい第２閾値θｔｈ２以上であるという条件と、相対角度の時間当たりの変化量が正の閾値よりも大きいことを条件とを共に満たした場合に、安全装置の作動を制限している。これにより、車両と逆方向に移動しつつある物体が、移動方向を車両の進路を横切る方向へと変化させた場合に安全装置の作動が抑制される事態を防ぐことができる。したがって、安全装置の不作動の抑制と不要作動の抑制とを両立することができる。

＜第４実施形態＞
本実施形態に係る制御装置１０は、構成の一部が第１〜第３実施形態に係る制御装置１０と異なっている。具体的には、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度、及び相対角度の時間当たりの変化量により安全装置の作動を禁止する代わりに、図２で示した作動領域の幅を変更することにより、安全装置の作動を制限するものとしている。

図１３は、本実施形態に係る制御装置１０の概略構成図である。角度取得部１６は第１実施形態と同様に、車両と物体との相対角度を取得する。そして、その相対角度を制限部１７ａへ入力する。制限部１７ａでは、第１〜第３実施形態のいずれかと同等の判定を行い、その判定結果を領域設定部１３ａへ入力する。領域設定部１３ａでは、取得した相対角度に基づいて、作動領域の幅を補正する。

この作動領域を、図１４を用いて説明する。図１４では、補正される前の作動領域を破線で示しており、補正された後の作動領域を実線で示している。すなわち、作動領域の幅を車両幅としている。このように作動領域の幅を変化させているため、図１５に示すように、移動方向を車両と同方向へと変化させつつ車両の進路へと進入するような物体を、安全装置の作動対象とすることができる。

以上のように構成される制御装置１０が実行する一連の処理である制御方法を、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６で示すフローチャートは、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。

まず、Ｓ２０１〜Ｓ２０５では、第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０５と同様の処理を行う。続いて、取得した相対角度に基づいて、作動領域を算出する（Ｓ２０６）。また、作動タイミングの算出を行う（Ｓ２０７）。作動領域及び作動タイミングが算出されれば、物体の位置が作動領域内であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。物体の位置が作動領域内である場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、安全装置を作動させるひとつの条件を満たしているため、続いて衝突予測時間が作動タイミング以下となったか否かを判定する（Ｓ２０９）。衝突予測時間が作動タイミング以下であれば（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、安全装置を作動させる条件をいずれも満たしているため、安全装置を作動させて（Ｓ２１０）、一連の処理を終了する。一方、物体の位置が作動領域内でない場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、又は、衝突予測時間が作動タイミング以下でない場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、安全装置を作動させる条件の少なくともひとつを満たしていないため、安全装置を作動させることなく一連の処理を終了する。

なお、作動領域の幅を二値的に変化させるのではなく、段階的に変化させてもよい。この場合には、角度に対する閾値を複数設ければよい。

上記構成により、本実施形態に係る制御装置１０は、第１〜第３実施形態に係る制御装置１０が奏する効果に準ずる効果に加えて、以下の効果を奏する。

・車両の斜め前方を車両と同方向又は逆方向に移動する物体については、安全装置の作動を抑制することができ、且つ、車両と同方向又は逆方向へと走行しつつ車両の進路に進入した物体については、安全装置の作動対象とすることができる。ゆえに、安全装置の不作動の抑制と不要作動の抑制とを両立することができる。

＜変形例＞
・第１実施形態では、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度のみを用いて安全装置を作動させるか否かを判定しており、第２、第３実施形態では、車の移動方向と物体の移動方向との相対角度に加えて、相対角度の時間当たりの変化量を用いて、安全装置を作動させるか否かを判定している。この点、安全装置を作動させるか否かの判定に相対角度を用いず、相対角度の時間当たりの変化量のみを用いて安全装置を作動させるか否かを判定してもよい。この場合、相対角度の時間当たりの変化量が閾値を超えている時間を計時し、その時間が所定期間以上となった場合に、安全装置の作動を禁止するものとすればよい。

・実施形態では、車両の移動方向と物体の移動方向とが直交する場合の相対角度を９０°と定義したが、角度の値をどのように定義するかは任意である。例えば、車両の移動方向と物体の移動方向とが直交する場合の相対角度を０°と定義してもよい。このように相対角度の定義を変える場合、各閾値は、その定義に合わせて設定すればよい。すなわち、第１実施形態に準ずれば、相対角度が直交と同方向との間の閾値よりも同方向側である場合、及び、相対角度が直交と逆方向との間の閾値よりも逆方向側である場合の一方を満たせば、安全装置の作動を制限すればよい。また、第３実施形態に準ずれば、相対角度が直交と同方向との間の閾値よりも同方向側であり、且つ、相対角度の時間当たりの変化量が相対角度が直交から同方向へと変化していることを示す場合、若しくは、相対角度が直交と逆方向との間の閾値よりも逆方向側であることを示し、且つ、相対角度の時間当たりの変化量が相対角度が直交から逆方向へと変化していることを示す場合に、安全装置の作動を制限するものとすればよい。

・実施形態では、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度を、同方向である０°から逆方向である１８０°までの間で求めるものした。この点、車両の移動方向と物体の移動方向が同方向である場合、及び逆方向となる場合をそれぞれ０°とし、直交する場合を９０°とし、相対角度については０°から９０°までの値が求められるものとしてもよい。この場合には、相対角度が鋭角である所定角度以下となる場合に安全装置の作動を制限するものとすることができる。また、この場合について第２、第３実施形態を適用するならば、相対角速度が減少する場合に、条件を満たすとすればよい。

・実施形態では、車両の移動方向と物体の移動方向との相対角度を撮像装置２２により取得した画像に基づいて求めているが、他の方法により求めることもできる。例えば、物体の位置の履歴から移動方向を求めるものとしてもよい。

・実施形態では、車両の移動方向に対する物体の移動方向の相対角度を求めるものとしているが、相対角度の取得は必須の構成ではない。すなわち、テンプレートマッチングを行う際に用いるテンプレート画像自体を角度情報として用いて、相対角度を示す情報ではなく、安全装置の作動を制限するか否かの情報を対応付けておくものとしてもよい。なお、この場合には、テンプレート画像と安全装置の作動を制限するか否かの情報との関係を、角度を示す関係ということができる。すなわち、第１実施形態に準ずれば、相対角度が直交と同方向との間の所定角度よりも同方向側であることを示す場合、及び、相対角度が直交と逆方向との間の所定角度よりも逆方向側であることを示す場合の一方を満たせば、安全装置の作動を制限すればよい。また、第３実施形態に準ずれば、相対角度が直交と同方向との間の所定角度よりも同方向側であることを示し、且つ、相対角度の時間当たりの変化量が相対角度が直交から同方向へと変化していることを示す場合、若しくは、相対角度が直交と逆方向との間の所定角度よりも逆方向側であることを示し、且つ、相対角度の時間当たりの変化量が相対角度が直交から逆方向へと変化していることを示す場合に、安全装置の作動を制限するものとすればよい。

・実施形態では、物体の例として自転車を挙げているが、歩行者、自動二輪車、自動車等、車両の周囲の移動体に対して同様に適用することができる。

・実施形態では、制御装置１０が車両に搭載されるものとしたが、搭載対象物は車両に限られることはなく、様々な移動体に搭載することができる。

１０…制御装置、１３ａ…領域設定部、１５…作動判定部、１７…制限部、１７ａ…制限部。

Claims (10)

1. 移動体の移動方向の前方に存在する物体と衝突する可能性がある場合に、前記移動体の前記物体に対する衝突の回避又は衝突被害を軽減する装置を安全装置として作動させる制御装置（１０）であって、
   前記移動体の前記移動方向に対する前記物体の移動方向の角度を示す関係、及び前記角度の時間当たりの変化量を示す関係の少なくとも一方を含む角度情報に基づいて、前記安全装置の作動を制限する制限部（１７，１７ａ）を備える制御装置。
2. 前記角度情報は、少なくとも前記角度を示す関係を含み、
   前記制限部は、前記角度が直交と同方向との間の所定角度よりも同方向側であることを示す場合、及び、前記角度が直交と逆方向との間の所定角度よりも逆方向側であることを示す場合の一方を満たせば、前記安全装置の作動を制限する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記角度情報は、少なくとも前記角度の時間当たりの変化量を示す関係を含み、
   前記制限部は、前記角度の時間当たりの変化量が前記角度が直交から同方向へと変化していることを示す場合、及び、前記角度の時間当たりの変化量が前記角度が直交から逆方向へと変化していることを示す場合の一方を満たせば、前記安全装置の作動を制限する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記角度情報は、前記角度を示す関係及び前記角度の時間当たりの変化量を示す関係を共に含むものであり、
   前記制限部は、前記角度が直交と同方向との間の所定角度よりも同方向側であることを示し、且つ、前記角度の時間当たりの変化量が前記角度が直交から同方向へと変化していることを示す場合、前記安全装置の作動を制限する、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記制限部は、前記角度が同方向であることを示す場合、前記角度の時間当たりの変化量に関わらず、前記安全装置の作動を制限する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記角度情報は、前記角度を示す関係及び前記角度の時間当たりの変化量を示す関係を共に含むものであり、
   前記制限部は、前記角度が直交と逆方向との間の所定角度よりも逆方向側であることを示し、且つ、前記角度の時間当たりの変化量が前記角度が直交から逆方向へと変化していることを示す場合、前記安全装置の作動を制限する、請求項４又は５に記載の制御装置。
7. 前記制限部は、前記角度が逆方向であることを示す場合、前記角度の時間当たりの変化量に関わらず、前記安全装置の作動を制限する、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制限部は、前記安全装置の作動を禁止することにより前記制限を行う、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記移動体の前記移動方向の前方に所定の幅を有する領域を設定する領域設定部（１３ａ）と、
   前記領域内に位置する前記物体を前記安全装置の作動対象とする作動判定部（１５）をさらに備え、
   前記制限部（１７ａ）は、前記領域の幅を小さくすることにより前記制限を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 移動体の移動方向の前方に存在する物体と衝突する可能性がある場合に、前記移動体の前記物体に対する衝突の回避又は衝突被害を軽減する装置を安全装置として作動させる制御装置（１０）が実行する制御方法であって、
    前記移動体の前記移動方向に対する前記物体の移動方向の角度を示す関係、及び前記角度の時間当たりの変化量を示す関係の少なくとも一方を含む角度情報に基づいて、前記安全装置の作動を制限する制限ステップを実行する、制御方法。

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