JP2018097644A

JP2018097644A - 先行車両の走行軌跡予測装置及びその搭載車両

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Publication number: JP2018097644A
Application number: JP2016242065A
Authority: JP
Inventors: 一野瀬　昌則; Masanori Ichinose; 昌則一野瀬; 茂規早瀬; Shigenori Hayase
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: WO2018110402A1; JP6815856B2

Abstract

【課題】先行車両の挙動をより早期に予測する走行軌跡予測装置及びその搭載車両を提供する。【解決手段】自車両１００に搭載された走行軌跡予測装置２０は、ステレオカメラ１１により撮像された視差画像を解析して、先行車両の車体面の向きを検出する。そして、走行軌跡予測装置２０は、先行車両の車体面の向きの変化から先行車両のヨーレートを算出し、先行車両の位置の変化から前記先行車両の速度を算出して、これら先行車両のヨーレート、及び速度を用いて先行車両の将来の走行軌跡を予測する。【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の前方を走行する先行車両の走行軌跡を予測する走行軌跡予測装置及びその搭載車両に関する。

従来、先行車両の動きの変化を検出することにより先行車両の挙動を予測して自車両の安全性を高める技術の開発が行われている。例えば、特許文献１には、カメラで撮像した画像情報を用いて先行車両の横方向位置の時間的変化から横移動を検出し、先行車両が路面上に描かれた白線に接近しつつあるとき、車線変更をするものと判断する技術が開示されている。

特許第３７４７５９９号公報

車線変更時の車両の動きは次のようになる。まず車両のステアリングが切られて前輪に角度が付くと、前輪側に横力が発生して車体が回転を始め、この車体の回転により後輪にも角度が付いて横力が発生する。これにより車体に向心力が働いて車体が旋回を始め、結果として横移動が始まる。ここで、横移動量をΔＹ、速度をＶ、車体のヨー角をθと置き、タイヤの横滑り角を無視すれば、横移動量ΔＹは次式で表される。

ΔＹ＝Ｖ・∫（ｓｉｎ（θ））ｄｔ

この式から、ステアリングを切ることにより車体が回転してヨー角が発生してから横移動量ΔＹが増加するまでには時間遅れが発生することがわかる。

そして、上述の従来技術では、先行車両の運転者が車線変更の意思をもってステアリングを切り、車体が向きを変え、横移動を始めた状態にならなければ車線変更の判断をすることができない。そのため、自車両と先行車両との距離が近い場合、車線変更の判断をしたときには既に先行車両が接近してしまい、自車両の運転者への通知が間に合わないおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑み、先行車両の挙動をより早期に予測する走行軌跡予測装置及びその搭載車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る先行車両の走行軌跡予測装置は撮像装置により撮像された自車両の前方の画像情報を用いて先行車両の車体面の向きを検出する先行車両情報検出部と、前記先行車両の車体面の向きの変化から前記先行車両のヨーレートを算出するヨーレート算出部と、前記先行車両の速度を算出する速度算出部と、前記ヨーレート及び前記速度を用いて前記先行車両の将来の走行軌跡を予測する先行車両走行軌跡予測部と、を有する。

本発明の第１実施形態に係る先行車両の走行軌跡予測装置を搭載した車両の機能ブロック図である。自車両の前方の画像情報に示される画像と当該画像内で認識される先行車両の車体面の一例とを模式的に示す図である。図１の走行軌跡予測装置において予測された先行車両の将来の走行軌跡の一例を示す図である（半径Ｒでの旋回による円弧状の走行軌跡）。本発明の第２実施形態に係る先行車両の走行軌跡予測装置において予測された先行車両の将来の走行軌跡の他の一例を示す図である（互い違いに半径Ｒでの旋回を繰り返すＳ字状の走行軌跡）。車線変更時のステアリング操作による操舵角変化の一例を示すグラフである。車線変更時とふらつき時のヨーレート変化の一例を示すグラフである。

以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更及び修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同様の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明を省略する場合がある。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態に係る先行車両の走行軌跡予測装置を搭載した車両について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る先行車両の走行軌跡予測装置を搭載した車両の機能ブロック図である。図２は、自車両の前方の画像情報に示される画像と当該画像内で認識される先行車両の車体面の一例とを模式的に示す図である。図３は、図１の走行軌跡予測装置において予測された先行車両の将来の走行軌跡の一例を示す図であり、半径Ｒでの旋回による円弧状の走行軌跡を示している。

図１に示すように、本実施形態に係る車両としての自車両１００は、撮像装置としてのステレオカメラ１１と、車速センサ１２と、ヨーレートセンサ１３と、表示装置１４と、干渉回避制御装置１５と、走行軌跡予測装置２０と、を搭載している。

ステレオカメラ１１は、２台のカメラで構成されている。ステレオカメラ１１は、自車両１００の前方の画像が撮像できるよう図示しない車体の前側、例えばフロントガラス上部などに２台のカメラが左右方向に間隔をあけて固定して取り付けられている。ステレオカメラ１１は、撮像した画像（視差画像）に係る画像情報を後述する走行軌跡予測装置２０に送信する。なお、先行車両の車体面の向き及び位置が検出できる画像情報を撮像できる撮像装置であれば、ステレオカメラ１１以外を用いてもよい。

車速センサ１２は、トランスミッションや各車軸などに取り付けられ、その回転速度から自車両１００の速度を検知して、走行軌跡予測装置２０に送信する。ヨーレートセンサ１３は、車体の重心近くに設置され、この重心を通る鉛直軸周りの回転速度を検知して、走行軌跡予測装置２０に送信する。

表示装置１４は、例えば、自車両１００のインストルメントパネル内に配設された液晶ディスプレイ装置や、ダッシュボードの中央部分に埋め込まれたナビゲーション用ディスプレイ装置などである。表示装置１４は、図３に示すように、後述する走行軌跡予測装置２０により予測された自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２とを表示する。

干渉回避制御装置１５は、例えば、自車両１００のブレーキ装置に接続されており、後述する走行軌跡予測装置２０により、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両の将来の走行軌跡Ｋ２との干渉が検出されたとき、ブレーキ装置を駆動して干渉を回避するよう自車両１００の速度を制御する。

走行軌跡予測装置２０は、先行車両情報検出部２１と、ヨーレート算出部２２と、速度算出部２３と、先行車両走行軌跡予測部２４と、自車両走行軌跡予測部２５と、干渉判定部２６と、割込警報部２７と、回転判定部２８と、異常挙動警報部２９と、を有している。

先行車両情報検出部２１は、撮像装置により撮像された自車両の前方の画像情報を用いて先行車両の車体面の向きを検出する。例えば、先行車両情報検出部２１は、ステレオカメラ１１により撮像された自車両１００の前方の画像情報を受信し、この画像情報を解析することにより立体物である先行車両２００の車体面及びその向き、ならびに先行車両２００の位置を検出してもよい。

具体的には、先行車両情報検出部２１は、まず左右２枚の視差画像に写っている立体物について、これら視差画像から共通の特徴点を抽出する。これは２枚の視差画像のそれぞれに含まれる共通要素を探索する処理であり、例えば一方の画像の一部分の画素を切り出して他方の画像と比較し、その特徴量の一致度が高い部分を特定する。この特徴点の抽出に際して、前もって画像中の物体の輪郭や直線部分を際立たせるエッジ抽出処理が行われることもある。

次に、先行車両情報検出部２１は、共通の特徴点の位置関係及び２台のカメラの位置関係、焦点距離といった光学的な幾何関係をもとに三角測量法により立体物中の特徴点の位置を算出する。各特徴点の位置は、自車両１００の基準位置（例えば車体前面の中央）からの相対位置である。本明細書において、特に断りがない限り「位置」とはこの相対位置を示す。これら特徴点群を近傍の点群でグルーピングすることで、それらの点群が属する立体物の面が抽出される。立体物が先行車両２００の場合、図２に示す先行車両２００の車体面である車体後面２０１及び車体側面２０２が検出される。なお、先行車両２００の異常挙動により先行車両２００が鉛直軸周りに異常回転（いわゆるスピン）した場合は車体前面が検出されることもあり、つまり、先行車両２００における自車両１００側を向く車体面が検出される。

そして、先行車両情報検出部２１は、先行車両２００の車体面の向きを検出する。具体的には、図２に示すように、車体後面２０１及び車体側面２０２に属する上記特徴点の位置は前述の三角測量法によって算出されているので、先行車両情報検出部２１は、車体後面２０１及び車体側面２０２に含まれる特徴点２点の位置の差分から、車体面の向きを算出することができる。車体面の向きを算出するために用いる特徴点２点はできるだけ離れた２点を選択することが、精度の観点から望ましい

また、先行車両情報検出部２１は、車体後面２０１及び車体側面２０２の位置に基づき先行車両２００の位置、例えば、車体前面の中央の位置を検出する。車体後面２０１及び車体側面２０２のいずれか一方のみしか検出できない場合は、検出した一方の車体面の幅から車種（乗用車、トラックなど）を推測し、当該推測した車種に応じて他方の車体面の幅を推測して、先行車両２００の位置を検出するようにしてもよい。

ヨーレート算出部２２では、先行車両情報検出部２１で検出された先行車両２００の車体面の向きから先行車両２００のヨー角を取得し、ヨー角の時間変化から角速度、すなわちヨーレートを算出する。

図２において、先行車両２００の車体側面２０２の向きＤ２は、先行車両２００の向きＤ２でもあり、先行車両２００のヨー角を示している。また、先行車両２００の車体後面２０１の法線方向は向きＤ２と一致し、ヨー角を示している。そして、過去の時点における先行車両２００の向きＤ２から現在の時点における先行車両２００の向きＤ２に至るまでに変化した角度を、過去の時点から現在の時点までに経過した時間で割ることにより先行車両２００のヨーレートを算出することができる。

ステレオカメラ１１は自車両１００に固定されているので自車両１００の向きＤ１は進行方向前方に延びる直線である。この自車両１００の向きＤ１と先行車両２００の向きＤ２とのなす角αは、自車両１００の向きＤ１に対する先行車両２００の相対ヨー角となる。この相対ヨー角を用いて先行車両２００のヨーレートを算出してもよい。

速度算出部２３は、先行車両の速度を検出する。例えば、速度算出部２３は、先行車両情報検出部２１で検出された先行車両２００の位置の時間変化から自車両１００に対する先行車両２００の相対速度を算出する。さらにその相対速度に車速センサ１２で得られた自車両１００の速度を加算することで、先行車両２００の対地速度（以下、単に「先行車両２００の速度」という）を算出することができる。

先行車両走行軌跡予測部２４は、ヨーレート及び速度を用いて前記先行車両の将来の走行軌跡を予測する。例えば、先行車両走行軌跡予測部２４は、ヨーレート算出部２２で算出された先行車両２００のヨーレート、速度算出部２３で算出された先行車両２００の速度、及び、先行車両情報検出部２１で検出された先行車両２００の位置に基づき、当該先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を予測する。

一般的に、車両が旋回走行するときの走行軌跡は、タイヤの横滑り角を無視すれば、ヨーレートと等価な角速度で円運動を行うと考えられる。すなわち、車両の速度をＶ、旋回半径をＲ、ヨーレートをγとすれば、車両は下記（１）式で示される旋回半径Ｒで旋回する。

Ｒ＝Ｖ／γ ・・・（１）

特に車線変更時には比較的小さい横加速度での旋回運動となるため、タイヤの横滑り角は無視することができると考えられる。

そこで、先行車両走行軌跡予測部２４は、先行車両２００が、現在の位置から旋回半径Ｒの旋回をするものと仮定して走行軌跡を予測する。具体的には、先行車両走行軌跡予測部２４は、上記（１）式に、先行車両２００の速度及びヨーレートを当てはめて、現在の先行車両２００の位置を起点にした半径Ｒとなる円弧を将来の走行軌跡Ｋ２として算出する。図３に先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２の一例を示す。また、この走行軌跡Ｋ２を中心線とし、先行車両２００の車体後面２０１と同じ幅を持たせた走行軌跡Ｋ２ｗを算出してもよい。

自車両走行軌跡予測部２５は、自車両の将来の走行軌跡を予測する。例えば、自車両走行軌跡予測部２５は、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３によって検出された自車両１００の速度及びヨーレートを受信し、これら速度及びヨーレートに基づいて自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１を予測する。自車両走行軌跡予測部２５は、先行車両走行軌跡予測部２４と同様に、上記（１）式に、自車両１００の速度及びヨーレートを当てはめて、現在の自車両１００の位置を起点にした半径Ｒとなる円弧を将来の走行軌跡Ｋ１として算出する。図３に自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１の一例を示す。図３に示す走行軌跡Ｋ１は、ヨーレートが０、すなわち自車両が直線進行している場合を示している。道路がカーブしている場合などのように、道路に沿って自車両１００のステアリングが切られている場合、自車両１００のヨーレートが０でなくなるため、自車両１００の走行軌跡Ｋ１は道路に沿った円弧を描くことになる。また、自車両１００の車幅はあらかじめ知ることができるので、走行軌跡Ｋ１を中心線とし、自車両１００の車幅を持たせた走行軌跡Ｋ１ｗを算出してもよい。

干渉判定部２６は、自車両の将来の走行軌跡と先行車両の将来の走行軌跡との干渉を判定する。例えば、干渉判定部２６は、自車両走行軌跡予測部２５により予測した自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と、先行車両走行軌跡予測部２４により予測した先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２と、の干渉を判定する。本実施形態において、干渉判定部２６は、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と、先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２と、が交差したとき、これらが干渉するものと判定してもよい。なお、車両の幅を考慮した走行軌跡Ｋ１ｗ、Ｋ２ｗを用いた場合には、交差するときのみならず重なったときも干渉したものと判定することができ、自車両１００と先行車両２００との接触の危険性を判定することも可能になる。

また、干渉判定部２６は、走行軌跡Ｋ１、Ｋ２の交点または重なり点までの距離と自車両１００及び先行車両２００の速度から、各車両が交点または重なり点まで到達するまでの時間を算出し、この時間を考慮して干渉を判定するようにしてもよい。

例えば、自車両１００と先行車両２００とが同様の速度で走行している場合に、先行車両２００がわずかにステアリングを切って徐々に自車両１００に寄ってきたとき、走行軌跡Ｋ１、Ｋ２の交点は遠方にあることから車両同士の衝突や接触が生じるまでの時間は長くなる。そのため、各車両の運転者は、接触等に至る前に回避行動をとる可能性もある。または、自車両１００と先行車両２００との速度差が大きい場合では、走行軌跡Ｋ１、Ｋ２の交点に達するまでの時間が先行車両２００と自車両１００とで大きく異なり、どちらか一方が先に交点を通過してしまい車両同士の衝突や接触が生じないことも想定される。このように干渉するまでの時間も考慮することで、緊急度やタイミングをふまえて干渉を判定することが可能になる。

割込警報部２７は、干渉判定部２６によって自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２とが干渉するものと判定されたとき、先行車両２００が自車両１００の前に割り込んでくる旨の警報を行う。ここで「警報」とは、警報音や音声などによって運転者に知らせることに加え、例えば、割込警報
部２７が他の装置で警報を発するための警報信号を送信することを含む。表示装置１４は、この警報信号を受信して、メッセージや図形（アイコン）などを表示して運転者に先行車両２００の割り込みを知らせる（警報する）ようにしてもよい。

回転判定部２８は、ヨーレートを用いて先行車両２００の鉛直軸周りの以上回転を判定する。例えば、回転判定部２８は、ヨーレート算出部２２によって算出された先行車両２００のヨーレートに基づいて、先行車両２００の車体の異常回転（スピン）を判定する。回転判定部２８は、先行車両２００のヨーレートを積分することにより先行車両２００のヨー角の変化を算出し、この算出したヨー角の変化が回転判定角度（例えば９０度（車体が横向き））以上に過剰に回転したとき、先行車両２００が異常回転しているものと判定してもよい。

異常挙動警報部２９は、回転判定部２８によって先行車両２００が異常回転しているものと判定されたとき、先行車両２００が異常な挙動をしている旨の警報を行う。ここでも「警報」とは、警報音や音声などによって運転者に知らせることに加え、例えば、異常挙動警報部２９が他の装置で警報を発するための警報信号を送信することを含む。表示装置１４は、この警報信号を受信して、メッセージや図形（アイコン）などを表示して運転者に先行車両２００の異常挙動を知らせる（警報する）ようにしてもよい。

次に、上述した自車両１００の動作の一例について説明する。

自車両１００は、ステレオカメラ１１により撮像された視差画像を解析して、先行車両２００のヨーレート、速度及び位置を求め、これらヨーレート、速度及び位置に基づき先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を予測する。これと並行して、自車両１００は、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３により検出された自車両１００の速度及びヨーレートに基づき自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１を予測する。そして、自車両１００は、図３に示すような、予測した自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１及び先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を含む画像を表示装置１４に表示する。

また、自車両１００は、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２との干渉を判定する。そして、自車両１００は、これら走行軌跡Ｋ１、Ｋ２が干渉するものと判定したとき、先行車両２００が自車両１００の前に割り込む旨の警報を行うとともに、干渉回避制御装置１５により、干渉を回避するように自車両１００の速度を制御する。

さらに、自車両１００は、先行車両２００のヨーレートに基づき先行車両２００の異常回転（スピン）を判定する。そして、自車両１００は、先行車両２００が異常回転しているものと判定したとき、先行車両２００が異常な挙動をしている旨の警報を行う。

以上より、本実施形態の自車両１００によれば、先行車両２００のヨーレート、位置及び速度を用いて当該先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を予測できる。このようにしたことから、先行車両２００が向きを変えたときに生じるヨー角の変化、すなわちヨーレートを用いることで、先行車両２００が横移動を始める前に先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を予測することができる。そのため、先行車両２００の挙動をより早期に予測することができる。

また、自車両１００では、ステレオカメラ１１により撮像された画像情報を用いて先行車両２００の車体面の向きであるヨー角及びその時間変化であるヨーレートを算出し、このヨーレートを用いて走行軌跡Ｋ２を予測できる。このようにしたことから、道路の白線の有無にかかわらず早期に先行車両２００の挙動変化を認識することができる。

また、自車両１００は、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１も予測し、この走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２との干渉を判定できる。このようにしたことから、走行軌跡Ｋ１、Ｋ２の干渉を判定することで、自車両１００と先行車両２００との衝突や接触の危険性を事前に認識することができる。

また、自車両１００は、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２とが干渉するものと判定されたとき、先行車両２００の割り込みを警報してもよい。このようにしたことから、運転者が先行車両２００の車線変更の兆しを見落とした場合においても、先行車両２００が自車両１００の前に割り込んでくることを的確に運転者に知らしめることができる。

また、自車両１００は、表示装置１４に、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１及び先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２を表示してもよい。このようにしたことから、少なくとも先行車両２００の将来の走行軌跡を表示することで、先行車両２００の挙動を前もって知ることができる。

また、自車両１００は、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２とが干渉するものと判定されたとき、干渉を回避するよう自車両１００を制御してもよい。このようにしたことから、自車両１００と先行車両２００との衝突や接触の危険性を効果的に低減することができる。

また、自車両１００は、ヨーレートを用いて先行車両２００の鉛直軸周りの異常回転を判定し、先行車両２００が鉛直軸周りに異常回転しているものと判定されたとき、先行車両２００の異常挙動を警報してもよい。このようにしたことから、例えば、積雪路や湿潤路などにおいて先行車両がスピンした場合、先行車両２００は車体を回転させながらも継続して従前の進行方向に進んでいくこともあるが、このような横移動を伴わない異常な挙動についても警報することができる。

（第２実施形態）上述した第１実施形態では、先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ１として、現在の先行車両２００の位置を起点にした半径Ｒとなる円弧を将来の走行軌跡として算出する構成であったが、第２実施形態の走行軌跡予測装置２０では、図４に示すように、半径Ｒとなる円弧を２つ連ねたＳ字状の走行軌跡を算出する構成を有する。

図４は、本発明の第実施形態に係る先行車両の走行軌跡予測装置において予測された先行車両の将来の走行軌跡の一例を示す図である（互い違いに半径Ｒでの旋回を繰り返すＳ字状の走行軌跡）。

例えば、一の道路から分岐した他の道路に進入するための右左折時を除き、道路を走行中の車両は、道路の曲率を超えて他の車両の前を横切るような旋回を維持し続けるということは通常起こりえない。そのため、先行車両２００が、車線を逸脱するような旋回を始めた場合は、隣車線への車線変更を行うものと予想される。

そして、車線変更の際、車両の運転者は、変更先の車線側にステアリングを切り、その後逆方向にステアリングを切り返すような操作となる。このような操作では、通常、最初に切ったステアリング角とおおよそ同じ程度の角度及び速度で逆方向にもステアリングを切ることになる。このときタイヤの滑りがなければステアリング角と旋回半径は比例関係となるので、上記のような車線変更による走行軌跡は同じ半径Ｒで向きが逆となる２つの円弧を繋いだＳ字状の走行軌跡となると考えられる。このことから、本実施形態における先行車両走行軌跡予測部２４では、先行車両２００が最終的には変更先の車線に沿って走行することを想定して、２つの円弧を繋いだＳ字形状の走行軌跡Ｊを生成する。

本実施形態において、先行車両走行軌跡予測部２４は、先行車両の将来の走行軌跡として、円弧状の前半走行軌跡と当該前半走行軌跡を１８０度回転した後半走行軌跡とを連ねたＳ字状の走行軌跡を予測する。例えば、先行車両走行軌跡予測部２４は、まず、先行車両２００の将来の走行軌跡Ｊの前半部分である前半走行軌跡Ｊａとして算出する。この前半走行軌跡Ｊａは、上記（１）式に先行車両２００の速度及びヨーレートを当てはめて、現在の先行車両２００の位置を起点とし、先行車両２００の位置と自車両１００の位置との間の道路幅方向中間線Ｌを終点とした半径Ｒとなる円弧である。なお、前半走行軌跡Ｊａの終点を、自車両１００が走行している車線の中央線としてもよい。

そして、先行車両走行軌跡予測部２４は、前半走行軌跡Ｊａを１８０度回転させた円弧を後半走行軌跡Ｊｂとし、前半走行軌跡Ｊａに後半走行軌跡Ｊｂを連ねることによりＳ字状の走行軌跡Ｊを算出する。

本実施形態の先行車両走行軌跡予測部２４では、このようなＳ字状の走行軌跡Ｊを再現することで、より実際的な走行軌跡を予測することができる。上記第１実施形態で説明した１つの円弧による走行軌跡Ｋ２を予測する構成では、先行車両２００の走行軌跡Ｋ２が自車両１００の走行軌跡Ｋ１と交わったとしてもその後も旋回を続け離れていくような軌跡となる。そのため、上記第１実施形態では走行軌跡Ｋ１、Ｋ２は一点で交差することになるが、本実施形態によれば、Ｓ字形状の軌跡を生成することで、先行車両２００が旋回する前半走行軌跡Ｊａを生成した後にさらに自車両１００の走行車線内に留まる後半走行軌跡Ｊｂを生成できることから、走行軌跡Ｋ１と走行軌跡Ｊとが線で重なり、より現実に即した干渉判定ができる。

したがって、本実施形態によれば、先行車両２００の将来の走行軌跡Ｊとして、円弧状の前半走行軌跡Ｊａと当該前半走行軌跡Ｊａを１８０度回転した後半走行軌跡Ｊｂとを連ねたＳ字状の走行軌跡Ｊを予測するので、より現実に即して先行車両２００の挙動を早期に予測することができる。

（第３実施形態）本発明の第３実施形態の走行軌跡予測装置２０は、先行車両２００のふらつきを車線変更と誤認識してしまうことを抑制する構成を有している。

図５は、車線変更時のステアリング操作による操舵角変化の一例を示すグラフである。図６は、車線変更時とふらつき時のヨーレート変化の一例を示すグラフである。

先の実施形態で説明したように、ドライバーが車線変更をしようとしてＳ字状の走行軌跡で走行をしようとする場合、図５のように車線変更をしたい側にステアリングを切り、その後逆方向にステアリングを切り返すような操作となる。すなわち、車線変更を行う場合は、車線変更動作中に所定期間にわたってステアリングを車線変更したい側へと操作し続ける必要がある。このことから、ステアリング角（操舵角）とほぼ比例関係にあるヨーレートに関しても、図６の破線Ｙで示すように、一方向にヨーレートが発生して所定期間にわたって維持され、その後逆方向のヨーレートが所定期間にわたって維持されることになる。

その一方で、例えばステアリングの誤操作や小さい路上物体や轍、路面の穴などを避けた場合などのように車線内で進路がぶれる、いわゆる車両のふらつきが生じた場合は、図６の実線Ｙｆに示すように、ヨーレートの立ち上がりは同じように立ち上がったとしても、その後のヨーレートは一方向に安定して維持されず、すぐに逆向きのヨーレートが発生して車線内に留まろうとする。車両のふらつきの程度によっては、このようなヨーレートの振れが複数回繰り返されることもある。

ここで、ヨーレートについて、値の符号（すなわち正の値または負の値）に着目すれば、車両のふらつきの場合は、ヨーレートの立ち上がり時に生じた側の符号が所定期間にわたって維持されることなく、短時間で逆向きの符号が検知されることになる。そのため、本実施形態の干渉判定部２６では、ヨーレートが正の値または負の値を所定の期間以上継続、つまり、先行車両２００において検出されたヨーレートの符号が所定の干渉判定期間（例えば、０．５秒）にわたって維持（継続）されることも加えて干渉の判定基準としてもよい。

したがって、本実施形態によれば、ヨーレートが正の値または負の値を干渉判定期間以上継続した場合に自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２との干渉を判定するので、車両のふらつきを車線変更と誤判定してしまうことを抑制することができる。

または、先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２の向きとヨーレートの符号は一対一で対応することから、干渉判定部２６は、ヨーレート算出部２２によって算出されたヨーレートが、自車両１００側に近づくことを示す符号でかつこの符号が所定の干渉判定期間（例えば１秒）にわたって維持されたときに、自車両１００の将来の走行軌跡Ｋ１と先行車両２００の将来の走行軌跡Ｋ２とが干渉するものと判定するようにしてもよい。

上述した本発明の実施形態によれば、ヨーレートで自車両の走行軌跡と先行車両の走行軌跡との干渉を判定できるので、より簡易な構成で自車両１００と先行車両２００との衝突や接触の危険性を事前に認識することができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１１…ステレオカメラ（撮像装置）１２…車速センサ１３…ヨーレートセンサ１４…表示装置１５…干渉回避制御装置２０…走行軌跡予測装置２１…先行車両情報検出部２２…ヨーレート算出部２３…速度算出部２４…先行車両走行軌跡予測部２５…自車両走行軌跡予測部２６…干渉判定部２７…割込警報部２８…回転判定部２９…異常挙動警報部１００…自車両２００…先行車両２０１…車体後面２０２…車体側面

Claims

撮像装置により撮像された自車両の前方の画像情報を用いて先行車両の車体面の向きを検出する先行車両情報検出部と、前記先行車両の車体面の向きの変化から前記先行車両のヨーレートを算出するヨーレート算出部と、前記先行車両の速度を算出する速度算出部と、前記ヨーレート及び前記速度を用いて前記先行車両の将来の走行軌跡を予測する先行車両走行軌跡予測部と、を有することを特徴とする先行車両の走行軌跡予測装置。
前記先行車両走行軌跡予測部が、前記先行車両の将来の走行軌跡として、円弧状の前半走行軌跡と当該前半走行軌跡を１８０度回転した後半走行軌跡とを連ねたＳ字状の走行軌跡を予測することを特徴とする請求項１に記載の先行車両の走行軌跡予測装置。
前記ヨーレートを用いて前記先行車両の鉛直軸周りの異常回転を判定する回転判定部と、前記回転判定部により前記先行車両が鉛直軸周りに異常回転しているものと判定されたとき、前記先行車両の異常挙動を警報する異常挙動警報部と、をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の先行車両の走行軌跡予測装置。
前記自車両の将来の走行軌跡を予測する自車両走行軌跡予測部と、前記自車両の将来の走行軌跡と前記先行車両の将来の走行軌跡との干渉を判定する干渉判定部と、をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の先行車両の走行軌跡予測装置。
前記干渉判定部が、前記ヨーレートが正の値または負の値を干渉判定期間以上継続した場合に前記自車両の将来の走行軌跡と前記先行車両の将来の走行軌跡との干渉を判定することを特徴とする請求項４に記載の先行車両の走行軌跡予測装置。
前記干渉判定部により前記自車両の将来の走行軌跡と前記先行車両の将来の走行軌跡とが干渉するものと判定されたとき、前記先行車両の割り込みを警報する割込警報部と、をさらに有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の先行車両の走行軌跡予測装置。
自車両の前方に向けて設置された撮像装置と、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の先行車両の走行軌跡予測装置と、前記先行車両の将来の走行軌跡を少なくとも表示する表示装置と、を有することを特徴とする車両。
自車両の前方に向けて設置された撮像装置と、請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の先行車両の走行軌跡予測装置と、前記干渉判定部により前記自車両の将来の走行軌跡と前記先行車両の将来の走行軌跡とが干渉するものと判定されたとき、干渉を回避するよう前記自車両を制御する干渉回避制御装置と、を有することを特徴とする車両。