JP2019001298A - 衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と他車両のカーブ路での衝突誤判定を迅速に低減すること。【解決手段】衝突判定装置１６０は、車線のカーブを検出するカーブ検出部２１４と、他車両の位置および進行方位の情報を取得する他車両情報取得部２１２と、自車両の位置および進行方位の情報を取得する自車両情報取得部２１０と、自車両の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線とが交わる交点から自車両の位置までの第１距離、交点から他車両の位置までの第２距離、および、自車両の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線とが交わる間の角度に基づいて、自車両が前記他車両と衝突しうる進路を示す仮想円弧の仮想半径を導出する仮想半径導出部２１８と、カーブ検出部により検出されたカーブのカーブ半径と、仮想半径と、の比較結果に基づいて、自車両と他車両が衝突するか否かの判定を行う衝突判定部２１６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、自車両と他車両との衝突可能性を判定する衝突判定装置に関する。

特許文献１には、自車両の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線とが交わるような場合に、自車両と他車両が衝突するおそれがあると判定することについて開示がある。しかしながら、自車両と他車両がカーブ路を走行し、互いにすれ違うような場面においても上記のような衝突判定が行われると、運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、特許文献１では、自車両および他車両がカーブ路を走行している場合に、自車両の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線を短くする技術について開示がある。自車両の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線を短くすることで、自車両と他車両がカーブ路ですれ違う場合において、上記のような衝突判定が誤って行われること（すなわち、衝突誤判定）を低減することができる。

特開２０１６−１３２３７４号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、自車両および他車両がカーブ路を走行する前の状態（段階）においては、上記衝突誤判定を低減することができなかった。つまり、特許文献１の従来技術では、自車両および他車両がカーブ路に進入する前の状態においては、自車両および他車両がカーブ路ですれ違うことが予測できずに、上記衝突判定が行われる場合があった。このとき、自車両の運転者は、自車両および他車両がこれから進入するカーブ路ですれ違うことが予測できるものの、上記衝突判定が行われてしまうと、違和感を覚える場合があった。

本発明は、このような課題に鑑み、自車両と他車両のカーブ路での衝突誤判定を迅速に低減することが可能な衝突判定装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の衝突判定装置は、車線のカーブを検出する検出部と、他車両の位置および進行方位の情報を取得する他車両情報取得部と、自車両の位置および進行方位の情報を取得する自車両情報取得部と、前記自車両の進行方位に延びる線と前記他車両の進行方位に延びる線とが交わる交点から前記自車両の位置までの第１距離、前記交点から前記他車両の位置までの第２距離、および、前記自車両の進行方位に延びる線と前記他車両の進行方位に延びる線とが交わる間の角度に基づいて、前記自車両が前記他車両と衝突しうる進路を示す仮想円弧の仮想半径を導出する導出部と、前記検出部により検出されたカーブのカーブ半径と、前記仮想半径と、の比較結果に基づいて、前記自車両と前記他車両が衝突するか否かの判定を行う判定部と、を有する。

前記判定部は、前記自車両が前記他車両よりもカーブの内側の車線を走行する場合、前記カーブ半径が前記仮想半径以下であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがないと判定し、前記カーブ半径が前記仮想半径より大きければ前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがあると判定してもよい。

前記導出部は、前記角度をθ、前記第１距離および前記第２距離のうち短い方の距離をＬｔｈ、前記仮想半径をＲｔｈとしたとき、前記仮想半径は、Ｒｔｈ＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２）から導出されてもよい。

前記判定部は、前記自車両が前記他車両よりもカーブの外側の車線を走行する場合、前記カーブ半径が第１仮想半径以上で、かつ、前記第１仮想半径よりも大きい第２仮想半径未満であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがないと判定し、前記カーブ半径が前記第１仮想半径未満、または、前記第２仮想半径以上であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがあると判定してもよい。

前記導出部は、前記角度をθ、前記第１距離および前記第２距離のうち短い方の距離をＬｔｈ、前記第１仮想半径をＲｔｈ１、前記車線の所定の車線幅をＷ、前記車線の所定の車線数をＮ、前記第２仮想半径をＲｔｈ２としたとき、前記第１仮想半径は、Ｒｔｈ１＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２）から導出され、前記第２仮想半径は、Ｒｔｈ２＝Ｒｔｈ１ ＋ Ｗ × Ｎから導出されてもよい。

本発明によれば、自車両と他車両のカーブ路での衝突誤判定を迅速に低減することが可能となる。

車両の構成を示す図である。 衝突判定装置および車外環境認識装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 輝度画像と距離画像を説明するための説明図である。 本実施形態における衝突判定処理を説明するフローチャートである。 検出したカーブが右カーブである場合の仮想半径導出処理を説明する図である。 検出したカーブが左カーブである場合の仮想半径導出処理を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

近年では、車両に搭載した車載カメラによって自車両の前方の道路環境を撮像し、画像内における色情報や位置情報に基づいて他車両を特定し、特定された他車両との衝突を回避したり、他車両との車間距離を安全な距離に保つ（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）、所謂衝突防止機能を搭載した車両が普及しつつある。以下では、このような車外環境を認識する車外環境認識装置および自車両と他車両の衝突可能性を判定する衝突判定装置を搭載した車両について詳述する。

図１は、車両（自車両）１００の構成を示す図である。図１中、実線の矢印はデータの伝達の向きを示し、破線の矢印は制御信号の伝達の向きを示す。図１に示すように、車両１００は、エンジン１０２を有する自動車である。なお、ここでは、駆動源をエンジン１０２としたが、モータジェネレータや、エンジン１０２およびモータジェネレータであってもよい。

エンジン１０２のクランクシャフト１０８は、トランスミッション１１２を介して前輪側プロペラシャフト１１４に接続されている。前輪側プロペラシャフト１１４は、一端にフロントディファレンシャルギア１１６を介して前輪側ドライブシャフト１１８が接続されており、他端に電子制御カップリング１２２を介して後輪側プロペラシャフト１２４が接続されている。前輪側ドライブシャフト１１８の両端には、前輪１２０が接続されている。

後輪側プロペラシャフト１２４は、電子制御カップリング１２２とは反対側の後端にリアディファレンシャルギア１２６を介して後輪側ドライブシャフト１２８が接続されている。後輪側ドライブシャフト１２８の両端には、後輪１３０が接続されている。

したがって、車両１００では、クランクシャフト１０８、トランスミッション１１２、前輪側プロペラシャフト１１４、フロントディファレンシャルギア１１６および前輪側ドライブシャフト１１８を介して、エンジン１０２から出力されるトルクが前輪１２０に伝達される。

また、車両１００では、クランクシャフト１０８、トランスミッション１１２、前輪側プロペラシャフト１１４、電子制御カップリング１２２、後輪側プロペラシャフト１２４、リアディファレンシャルギア１２６、および、後輪側ドライブシャフト１２８を介して、エンジン１０２から出力されるトルクが後輪１３０に伝達される。電子制御カップリング１２２は、走行状態や運転者からの指示に応じて、前輪１２０に伝達されるトルク（駆動力）と、後輪１３０に伝達されるトルク（駆動力）との比を調整可能に構成されている。

また、車両１００には、ＥＣＵ１３４が設けられている。ＥＣＵ１３４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、車両１００の各部を統括制御する。

ＥＣＵ１３４は、アクセルペダルセンサ１３６、ブレーキペダルセンサ１３８、車速センサ１４０、回転数センサ１４２、角速度センサ１４４、および、操舵角センサ１４６とそれぞれ接続され、各センサで検出された値を示す信号が所定間隔毎に入力される。

アクセルペダルセンサ１３６は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル踏込み量）を検出し、アクセル踏込み量を示すアクセル踏込み量信号をＥＣＵ１３４に送信する。ブレーキペダルセンサ１３８は、ブレーキペダルの踏込み量（ブレーキ踏込み量）を検出し、ブレーキ踏込み量を示すブレーキ踏込み量信号をＥＣＵ１３４に送信する。車速センサ１４０は、車両１００の車速を検出し、車速を示す車速信号をＥＣＵ１３４および後述する衝突判定装置１６０に送信する。回転数センサ１４２は、エンジン１０２の回転数を検出し、回転数を示す回転数信号をＥＣＵ１３４に送信する。角速度センサ１４４は、前輪１２０の角速度を検出し、角速度を示す角速度信号をＥＣＵ１３４に送信する。操舵角センサ１４６は、ハンドルの操舵角を検出し、ハンドルの操舵角を示す操舵角信号をＥＣＵ１３４に送信する。

また、ＥＣＵ１３４は、エンジン１０２、ブレーキ１１０、電子制御カップリング１２２と接続され、エンジン１０２、ブレーキ１１０、電子制御カップリング１２２に制御信号を送信する。

ＥＣＵ１３４は、アクセルペダルセンサ１３６から送信されるアクセル踏込み量信号、および、回転数センサ１４２から送信されるエンジン１０２の回転数を示す回転数信号に基づいて、予め記憶されたマップを参照してエンジン１０２の目標トルクおよび目標回転数を導出する。そして、ＥＣＵ１３４は、導出した目標トルクおよび目標回転数となるようにエンジン１０２を駆動させる。

また、ＥＣＵ１３４は、ブレーキペダルセンサ１３８からブレーキ踏込み量信号が送信されると、ブレーキ踏込み量信号に基づいて、ブレーキ１１０を制御して車両１００を制動させる。

また、車両１００には、衝突判定装置１６０が設けられている。衝突判定装置１６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、車両１００（自車両）と他車両との衝突可能性を判定する。衝突判定装置１６０は、車両１００と他車両が衝突する可能性があると判定した場合、後述するＨＭＩ（Human Machine Interface）１４８に危険報知信号を送信する。

衝突判定装置１６０は、車速センサ１４０、ＨＭＩ１４８、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）１５０、車車間通信装置１５２、および、後述する車外環境認識装置１７２とそれぞれ接続される。衝突判定装置１６０は、各装置から送信される信号（情報）を受信したり、各装置に信号（情報）を送信したりする。

ＨＭＩ１４８は、運転者と車両設備とのインターフェースであり、例えば、車両１００と他車両が衝突する可能性がある場合に、車両１００の運転者に危険を報知する装置である。このＨＭＩ１４８としては、モニターやスピーカ等を用いることができる。例えば、ＨＭＩ１４８は、衝突判定装置１６０から危険報知信号（情報）を受信すると、モニターに危険報知内容を表示し、スピーカにより警告音や危険報知にかかるメッセージを出力することにより、車両１００の運転者に危険を報知する。

ＧＮＳＳ１５０は、車両１００の位置情報を検出する装置である。このＧＮＳＳ１５０は、図示しないＧＮＳＳアンテナを介して車両１００の緯度・経度の情報を、車両１００の位置情報として検出する。また、ＧＮＳＳ１５０は、車両１００の緯度・経度の情報から、車両１００の進行方位に関する情報を検出することができる。

車車間通信装置１５２は、車両１００の周辺における他車両と情報を通信する装置である。車車間通信装置１５２は、通信により車両１００に関する情報を他車両に送信し、通信により他車両に関する情報を受信（検出）して、車両１００の周辺における他車両と情報を通信する。本実施形態では、車車間通信装置１５２は、車両１００に関する情報として、車両１００の位置・速度・進行方位の情報を送信し、他車両に関する情報として、他車両の位置・速度・進行方位の情報を受信する。

また、車両１００には、撮像装置１７０および車外環境認識装置１７２が設けられている。撮像装置１７０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、車両１００の前方に相当する環境を撮像し、カラー画像やモノクロ画像を生成することができる。ここで、カラー値は、１つの輝度（Ｙ）と２つの色差（ＵＶ）からなる、または、３つの色相（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））からなる数値群である。ここでは、撮像装置１７０で撮像されたカラー画像やモノクロ画像を輝度画像と呼び、後述する距離画像と区別する。

また、撮像装置１７０は、車両１００の進行方向側において２つの撮像装置１７０それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置１７０は、車両１００の前方の検出領域に存在する特定物を撮像した画像データを、例えば１／６０秒のフレーム毎（６０ｆｐｓ）に連続して生成する。

車外環境認識装置１７２は、２つの撮像装置１７０それぞれから画像データを取得し、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出し、導出された視差情報（後述する相対距離に相当）を画像データに対応付けて距離画像を生成する。輝度画像および距離画像については後ほど詳述する。また、車外環境認識装置１７２は、輝度画像に基づく輝度値（カラー値）、および、距離画像に基づく車両１００との相対距離情報を用いて車両１００前方の検出領域に表示された対象物がいずれの特定物に対応するかを特定する。ここで、認識対象となる特定物は、車両、人（歩行者）、信号機、道路（進行路）、道路の白線、ガードレールといった独立して存在する物のみならず、テールランプやウィンカー、信号機の各点灯部分等、独立して存在する物の一部として特定できる物も含む。以下の実施形態における各機能部は、このような画像データの更新を契機としてフレーム毎に各処理を遂行する。

以下、車外環境認識装置１７２の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な、自車両前方に位置する他車両および白線等の特定物の特定手順について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。

図２は、衝突判定装置１６０および車外環境認識装置１７２の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、車外環境認識装置１７２は、Ｉ／Ｆ部１８０と、データ保持部１８２と、中央制御部１８４とを含んで構成される。

Ｉ／Ｆ部１８０は、撮像装置１７０や衝突判定装置１６０との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部１８２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持し、また、撮像装置１７０から受信した画像データを一時的に保持する。

中央制御部１８４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス１８６を通じて、Ｉ／Ｆ部１８０、データ保持部１８２等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部１８４は、画像処理部１９０、３次元位置情報生成部１９２、グループ化部１９４、道路特定部１９６、白線検出部１９８としても機能する。以下、このような機能部の処理について説明する。

画像処理部１９０は、２つの撮像装置１７０それぞれから画像データを取得し、一方の画像データから任意に抽出したブロック（例えば水平４画素×垂直４画素の配列）に対応するブロックを他方の画像データから検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は、撮像した輝度画像の画面横方向（長手方向）を示し、「垂直」は、撮像した輝度画像の画面縦方向（短手方向）を示す。

このパターンマッチングとしては、２つの画像データ間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度値（Ｙ色差信号）を比較することが考えられる。例えば、輝度値の差分をとるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、差分を２乗して用いるＳＳＤ（Sum of Squared intensity Difference）や、各画素の輝度値から平均値を引いた分散値の類似度をとるＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）等の手法がある。画像処理部１９０は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域（例えば水平６００画素×垂直１８０画素）に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平４画素×垂直４画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。

ただし、画像処理部１９０では、検出分解能単位であるブロック毎に視差を導出することはできるが、そのブロックがどのような対象物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、対象物単位ではなく、検出領域における例えばブロックといった検出分解能単位（以下、立体部位という）で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報（後述する相対距離情報に相当）を画像データの各立体部位に対応付けた画像を距離画像という。

図３は、輝度画像３００と距離画像３０２を説明するための説明図である。例えば、２つの撮像装置１７０を通じ、検出領域３０４について図３（ａ）のような輝度画像（画像データ）３００が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、２つの輝度画像３００の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部１９０は、このような輝度画像３００から立体部位毎の視差を求め、図３（ｂ）のような距離画像３０２を形成する。距離画像３０２における各立体部位には、その立体部位の視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出された立体部位を黒のドットで表している。

図２に戻って説明すると、３次元位置情報生成部１９２は、画像処理部１９０で生成された距離画像３０２に基づいて検出領域３０４内の立体部位毎の視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび相対距離を含む３次元の位置情報に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、立体部位の視差からその立体部位の撮像装置１７０に対する相対距離を導出する方法である。このとき、３次元位置情報生成部１９２は、立体部位の相対距離と、立体部位と同相対距離にある道路表面上の点から立体部位までの距離画像３０２上の距離とに基づいて、立体部位の道路表面からの高さを導出する。

グループ化部１９４は、距離画像３０２における、３次元位置（水平距離ｘ、高さｙおよび相対距離ｚ）の差分が予め定められた範囲（例えば０．１ｍ）内にある立体部位同士を、同一の特定物に対応すると仮定してグループ化する。こうして、立体部位の集合体である対象物が生成される。上記グループ化の範囲は実空間上の距離で表され、製造者によって任意の値に設定することができる。また、グループ化部１９４は、グループ化により新たに追加された立体部位に関しても、その立体部位を基点として、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分が所定範囲内にある立体部位をさらにグループ化する。結果的に、同一の特定物と仮定可能な立体部位全てが対象物としてグループ化されることとなる。

道路特定部１９６は、対象物が、予め定められた道路に相当する所定の条件を満たしていれば（例えば、白線、他車両、ガードレール等の路側用対象物との位置関係が特定物「道路」に相当すれば）、その対象物を特定物「道路」と特定する。

白線検出部１９８は、距離画像３０２における３次元位置や輝度画像３００に基づく輝度値（カラー値）に基づいて、特定した道路表面上の白線を特定する。ここで、特定対象には、黄色線が含まれる。また、白線、黄色線の破断線も特定対象とする。以下、白線という場合、黄色線、破断線（白線、黄色線）も含むものとする。

白線検出部１９８は、例えば、グループ化部１９４によって道路表面上でグループ化され、かつ、予め設定された白線の輝度範囲に含まれる色であり、道路表面を進路前方に延在しているものを、白線として検出する。ここでは、白線検出部１９８は、撮像装置１７０の画像データに基づいて白線を検出する場合について説明したが、例えば、レーザなど他の手段によって白線を検出してもよい。

以下、本実施形態における衝突判定装置１６０の構成について詳述する。衝突判定装置１６０は、車車間通信装置１５２から受信した情報により他車両を特定すると、その他車両を追跡しつつ、他車両の相対速度等を導出し、他車両と車両１００とが衝突する可能性が高いか否かの判定を行う。ここで、衝突の可能性が高いと判定した場合、衝突判定装置１６０は、その旨、運転者の前方に設置されたＨＭＩ１４８を通じて運転者に警告表示（報知）を行う。

衝突判定装置１６０は、自車両情報取得部２１０、他車両情報取得部２１２、カーブ検出部２１４、衝突判定部２１６、仮想半径導出部２１８として機能する。

自車両情報取得部２１０は、自車両に関する情報を取得する。例えば、自車両情報取得部２１０は、ＧＮＳＳ１５０から車両１００の位置や進行方位の情報を取得し、車速センサ１４０から車両１００の速度の情報を取得する。

他車両情報取得部２１２は、他車両に関する情報を取得する。例えば、他車両情報取得部２１２は、車車間通信装置１５２から他車両の位置、速度、進行方位などの情報を取得する。

カーブ検出部２１４は、白線検出部１９８によって検出された白線に基づいて、車両１００が走行している道路の車線上のカーブを検出する。具体的に、カーブ検出部２１４は、輝度画像３００の中央を基準として、最も中央側の左右の白線内の道路を、車両１００が走行する走行車線として検出する。そして、カーブ検出部２１４は、検出した走行車線の幅方向の中央のラインを導出し、中央のラインの湾曲が、進行方位に対して予め設定された閾値以上の曲率で湾曲していると、進路前方がカーブしていると判定する。また、カーブ検出部２１４は、進路前方がカーブしている場合、検出した走行車線の幅方向の中央のライン（カーブ）のカーブ半径を導出する。

衝突判定部２１６は、自車両情報取得部２１０から取得される情報と、他車両情報取得部２１２から取得される情報とに基づいて、車両１００と他車両が衝突するか否かの判定を行う。具体的に、衝突判定部２１６は、車両１００の進行方位に基づいて、車両１００の進行方位に延びる線（以下、自車両進路ともいう）を導出する。また、衝突判定部２１６は、他車両の進行方位に基づいて、他車両の進行方位に延びる線（以下、他車両進路ともいう）を導出する。そして、衝突判定部２１６は、自車両進路と他車両進路が交差するか否かを判定し、自車両進路と他車両進路が互いに交差する場合、互いに交差する交点を予測衝突点として導出する。さらに、衝突判定部２１６は、予測衝突点の位置と車両１００の位置および速度に基づいて、車両１００が予測衝突点に至るまでの到達時間を予測する。また、衝突判定部２１６は、予測衝突点の位置と他車両の位置および速度に基づいて、他車両が予測衝突点に至るまでの到達時間を予測する。そして、衝突判定部２１６は、車両１００が予測衝突点に至るまでの予測到達時間と、他車両が予測衝突点に至るまでの予測到達時間との差が、所定時間未満であるとき、車両１００と他車両が衝突するおそれ（可能性）があると判定する。一方、車両１００が予測衝突点に至るまでの予測到達時間と、他車両が予測衝突点に至るまでの予測到達時間との差が、所定時間以上であるとき、車両１００と他車両が衝突するおそれがないと判定する。

しかし、上述したように車両１００と他車両が衝突するおそれがあると判定した場合であっても、実際には車両１００と他車両が衝突することなくカーブですれ違う場合がある。例えば、車両１００および他車両（対向車両）がカーブを走行する場合、通常、車両１００は走行車線のカーブに沿って曲がるように走行し、他車両は対向車線のカーブに沿って曲がるように走行する。つまり、車両１００は衝突判定が行われた自車両進路とは異なる進路（カーブ路）を走行し、他車両は衝突判定が行われた他車両進路とは異なる進路（カーブ路）を走行する。そのため、両車両は予測衝突点において衝突することなくカーブですれ違うこととなる。この場合、衝突判定部２１６の衝突判定結果は、誤判定となる。

このように、衝突判定部２１６により、車両１００と他車両（対向車両）がカーブですれ違うたびに衝突判定、すなわち、誤判定が行われ、運転者への警告表示が行われると、運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本実施形態では、衝突判定部２１６は、自車両進路および他車両進路に加えて、車線のカーブ情報（半径）に基づいて、以下の衝突判定処理を行う。

図４は、本実施形態における衝突判定処理を説明するフローチャートである。

衝突判定部２１６は、まず、上述したように、自車両進路および他車両進路から予測衝突点を導出し、予測衝突点において車両１００と他車両が衝突するおそれがあるか否かの判定を行う（ステップＳ４０１）。衝突判定部２１６は、車両１００と他車両が衝突するおそれがあると判定した場合（ステップＳ４０１においてＹＥＳ）、ステップＳ４０２に処理を移す。一方、車両１００と他車両が衝突するおそれがないと判定した場合（ステップＳ４０１においてＮＯ）、ステップＳ４０７に処理を移す。

衝突判定部２１６は、カーブ検出部２１４により検出したカーブが、車両１００の進行方位（前方）に向かって右に曲がる右カーブであるか否かを判定する。なお、本実施形態では、車両１００は、車両１００の進行方位を向いて道路の中央線の右側を走行するものとする。以下、車両１００は、車両１００の進行方位を向いて道路の中央線の右側を走行するものとし、他車両（対向車両）は、他車両（対向車両）の進行方位を向いて道路の中央線の右側を走行するものとする。衝突判定部２１６は、検出したカーブが右カーブである場合、つまり、車両１００が他車両よりもカーブの内側の車線を走行する場合、他車両情報取得部２１２により取得した情報から、他車両（対向車両）が車両１００の進行方位（前方）に向かって右側から接近しているか否かを判定する（ステップＳ４０２）。衝突判定部２１６は、検出したカーブが右カーブであり、かつ、他車両が右側から接近している場合（ステップＳ４０２においてＹＥＳ）、ステップＳ４０３に処理を移す。一方、検出したカーブが右カーブではない、または、他車両が右側から接近していない場合（ステップＳ４０２においてＮＯ）、ステップＳ４０４に処理を移す。

衝突判定部２１６は、カーブ検出部２１４により検出したカーブのカーブ半径Ｒと、車両１００が他車両と衝突しうる進路（経路）を示す仮想円弧の仮想半径Ｒｔｈと、を比較する（ステップＳ４０３）。

ここで、仮想半径Ｒｔｈは、仮想半径導出部２１８により導出される。仮想半径導出部２１８は、車両１００の進行方位に延びる線と他車両の進行方位に延びる線とが交わる間の角度に基づいて、仮想半径Ｒｔｈを導出する仮想半径導出処理を行う。以下、カーブの方向が右カーブである場合の仮想半径導出部２１８の仮想半径導出処理について説明する。

図５は、検出したカーブが右カーブである場合の仮想半径導出処理を説明する図である。車両１００は、片側一車線の道路Ｓの走行車線Ｓ１を走行し、他車両（対向車両）４００は、道路Ｓの対向車線Ｓ２を走行している。車両１００の前方の走行車線Ｓ１および他車両４００の前方の対向車線Ｓ２には、カーブＣが設けられる。走行車線Ｓ１は、白線Ｈ１（走行車線Ｓ１側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ２（中央線）により区分けされる車線である。対向車線Ｓ２は、白線Ｈ３（対向車線Ｓ２側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ２により区分けされる車線である。線１００Ｌは、車両１００の進行方位に延びる自車両進路であり、線４００Ｌは、他車両４００の進行方位に延びる他車両進路である。点Ｐは、線１００Ｌと線４００Ｌとが交わる交点、すなわち、予測衝突点である。仮想円弧Ｖは、線１００Ｌと線４００Ｌとの間に形成され、線１００Ｌと線４００Ｌに接する円弧であり、車両１００が他車両４００と衝突しうる予測走行軌跡（予測走行進路）を表したものである。仮想半径Ｒｔｈは、仮想円弧Ｖの半径である。

仮想半径導出部２１８は、線１００Ｌと線４００Ｌとが交わる間の角度θ、車両１００から交点Ｐまでの距離（第１距離）Ｌ１、および、他車両４００から交点Ｐまでの距離（第２距離）Ｌ２を導出する。そして、導出した角度θ、距離Ｌ１および距離Ｌ２から、仮想円弧Ｖの仮想半径Ｒｔｈを導出する。具体的に、仮想半径導出部２１８は、以下の式（１）に基づいて、仮想円弧Ｖの仮想半径Ｒｔｈを導出する。

Ｒｔｈ＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２） ・・・（１）
ここで、Ｌｔｈは、距離Ｌ１および距離Ｌ２のうち短い方の距離である。なお、距離Ｌ１および距離Ｌ２が等しい場合は、距離Ｌ１を式（１）のＬｔｈとする。

衝突判定部２１６は、仮想半径導出部２１８により導出された仮想半径Ｒｔｈとカーブ半径Ｒを比較した結果、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈより大きい場合、車両１００が仮想円弧Ｖの曲率よりも小さい曲率でカーブを曲がると判定（推定）する。車両１００が仮想円弧Ｖの曲率より小さい曲率でカーブを曲がると、車両１００は、仮想円弧Ｖよりも外側を通ると予測され、走行車線Ｓ１から対向車線Ｓ２にはみ出して他車両４００と衝突するおそれがある。そのため、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈより大きい場合、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがあると判定する。

また、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈ以下である場合、車両１００が仮想円弧Ｖの曲率以上の曲率でカーブを曲がると判定（推定）する。車両１００が仮想円弧Ｖの曲率以上の曲率でカーブを曲がると、車両１００は、仮想円弧Ｖよりも内側を通ると予測され、走行車線Ｓ１から対向車線Ｓ２にはみ出すことなく、他車両４００とすれ違うと予測される。そのため、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈ以下である場合、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがないと判定する。

したがって、図４に戻り、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈより大きい場合（ステップＳ４０３においてＹＥＳ）、ステップＳ４０６に処理を移す。一方、カーブ半径Ｒが仮想半径Ｒｔｈ以下である場合（ステップＳ４０３においてＮＯ）、ステップＳ４０７に処理を移す。

また、ステップＳ４０２においてＮＯであった場合、衝突判定部２１６は、カーブ検出部２１４により検出したカーブが、車両１００の進行方位（前方）に向かって左に曲がる左カーブであるか否かを判定する。さらに、衝突判定部２１６は、検出したカーブが左カーブである場合、つまり、車両１００が他車両よりもカーブの外側の車線を走行する場合、他車両情報取得部２１２により取得した情報から、他車両（対向車両）４００が車両１００の進行方位（前方）に向かって左側から接近しているか否かを判定する（ステップＳ４０４）。衝突判定部２１６は、検出したカーブが左カーブであり、かつ、他車両４００が左側から接近している場合（ステップＳ４０４においてＹＥＳ）、ステップＳ４０５に処理を移す。一方、検出したカーブが左カーブではない、または、他車両４００が左側から接近していない場合（ステップＳ４０４においてＮＯ）、ステップＳ４０６に処理を移す。

衝突判定部２１６は、カーブ検出部２１４により検出されたカーブのカーブ半径Ｒと、仮想半径導出部２１８により導出された第１仮想半径Ｒｔｈ１および第２仮想半径Ｒｔｈ２とを比較する（ステップＳ４０５）。

ここで、第１仮想半径Ｒｔｈ１および第２仮想半径Ｒｔｈ２は、仮想半径導出部２１８により導出される。仮想半径導出部２１８は、角度θ、距離Ｌ１、距離Ｌ２、車線の車線幅Ｗ、および、車線数Ｎに基づいて、第１仮想半径Ｒｔｈ１および第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する仮想半径導出処理を行う。以下、カーブの方向が左カーブである場合の仮想半径導出部２１８の仮想半径導出処理について説明する。

図６は、検出したカーブが左カーブである場合の仮想半径導出処理を説明する図である。車両１００は、片側一車線の道路Ｓの走行車線Ｓ１１を走行し、他車両（対向車両）４００は、道路Ｓの対向車線Ｓ１２を走行している。車両１００の前方の走行車線Ｓ１１および他車両４００の前方の対向車線Ｓ１２には、カーブＣが設けられる。走行車線Ｓ１１は、白線Ｈ１１（走行車線Ｓ１１側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ１２（中央線）により区分けされる車線である。対向車線Ｓ１２は、白線Ｈ１３（対向車線Ｓ１２側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ１２により区分けされる車線である。線１００Ｌは、車両１００の進行方位に延びる自車両進路であり、線４００Ｌは、他車両４００の進行方位に延びる他車両進路である。点Ｐは、線１００Ｌと線４００Ｌとが交わる交点、すなわち、予測衝突点である。仮想円弧Ｖは、線１００Ｌと線４００Ｌとの間に形成され、線１００Ｌと線４００Ｌに接する円弧であり、車両１００が他車両４００と衝突しうる予測走行軌跡（予測走行進路）を表したものである。第１仮想半径Ｒｔｈ１および第２仮想半径Ｒｔｈ２は、仮想円弧Ｖの半径である。

仮想半径導出部２１８は、線１００Ｌと線４００Ｌとが交わる間の角度θ、車両１００から交点Ｐまでの距離（第１距離）Ｌ１、および、他車両４００から交点Ｐまでの距離（第２距離）Ｌ２を導出する。そして、導出した角度θ、距離Ｌ１および距離Ｌ２から、仮想円弧Ｖの第１仮想半径Ｒｔｈ１を導出する。具体的に、仮想半径導出部２１８は、以下の式（２）に基づいて、仮想円弧Ｖの第１仮想半径Ｒｔｈ１を導出する。

Ｒｔｈ１＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２） ・・・（２）
ここで、Ｌｔｈは、距離Ｌ１および距離Ｌ２のうち短い方の距離である。なお、距離Ｌ１および距離Ｌ２が等しい場合は、距離Ｌ１を式（２）のＬｔｈとする。

また、仮想半径導出部２１８は、第１仮想半径Ｒｔｈ１、予め設定されている車線幅Ｗおよび車線数Ｎから、仮想円弧Ｖの第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する。具体的に、仮想半径導出部２１８は、以下の式（３）に基づいて、仮想円弧Ｖの第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する。なお、車線幅Ｗは３．６ｍ、車線数は５に設定されている。ここで、車線数が５より大きくなる場合、仮想円弧Ｖと自車両進路（線１００Ｌ）の差が小さくなり、車両１００が他車両（対向車両）４００とすれ違う進路を進んでいるのか、予測衝突点である交点Ｐに向かって進んでいるのかの予測が困難になる。そのため、本実施形態では、車両１００が他車両（対向車両）４００とすれ違うと予測可能な最大の車線数として５を設定している。
Ｒｔｈ２＝Ｒｔｈ１ ＋ Ｗ × Ｎ ・・・（３）

衝突判定部２１６は、仮想半径導出部２１８により導出された第１仮想半径Ｒｔｈ１とカーブ半径Ｒを比較した結果、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１未満である場合、車両１００が仮想円弧Ｖの曲率よりも大きい曲率でカーブを曲がると判定（推定）する。車両１００が仮想円弧Ｖの曲率より大きい曲率でカーブを曲がると、車両１００は、仮想円弧Ｖよりも内側を通ると予測され、走行車線Ｓ１１から対向車線Ｓ１２にはみ出して他車両４００と衝突するおそれがある。そのため、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１より小さい場合、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがあると判定する。

また、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上である場合、車両１００が仮想円弧Ｖの曲率以下の曲率でカーブを曲がると判定（推定）する。車両１００が仮想円弧Ｖの曲率以下の曲率でカーブを曲がると、車両１００は、仮想円弧Ｖよりも外側を通ると予測され、走行車線Ｓ１１から対向車線Ｓ１２にはみ出すことなく、他車両４００とすれ違うと予測される。そのため、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上である場合、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがないと判定する。

ただし、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上であり、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがないと判定すると、以下に示す問題が生じる。すなわち、車両１００が予測衝突点である交点Ｐに向かって走行している場合、仮に検出したカーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上であると、衝突判定部２１６は、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがないと判定してしまう。そのため、衝突判定部２１６は、車両１００が他車両４００と衝突するおそれがないと判定するカーブ半径Ｒに上限を設けている。

具体的に、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上、かつ、第２仮想半径Ｒｔｈ２未満である場合に、車両１００が他車両４００と衝突しないと判定する。第２仮想半径Ｒｔｈ２の条件を加えることで、上述した予測衝突点近傍で他車両４００と衝突する可能性がある場合に、衝突判定部２１６が衝突しないと判定してしまうことを防止することができる。

図４に戻り、衝突判定部２１６は、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１未満である場合、または、カーブ半径Ｒが第２仮想半径Ｒｔｈ２以上である場合（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、ステップＳ４０６に処理を移す。一方、カーブ半径Ｒが第１仮想半径Ｒｔｈ１以上、かつ、第２仮想半径Ｒｔｈ２未満である場合（ステップＳ４０５においてＮＯ）、ステップＳ４０７に処理を移す。

ステップＳ４０３またはステップＳ４０５においてＹＥＳである場合、あるいは、ステップＳ４０４においてＮＯである場合、衝突判定部２１６は、車両１００と他車両が衝突するおそれがあると判定し（ステップＳ４０６）、衝突判定処理を終了する。また、衝突判定装置１６０は、衝突判定部２１６が、車両１００と他車両が衝突するおそれがあると判定した場合、運転者の前方に設置されたＨＭＩ１４８を通じて運転者に警告表示（報知）を行う。

ステップＳ４０１、ステップＳ４０３、または、ステップＳ４０５においてＮＯである場合、衝突判定部２１６は、車両１００と他車両は衝突のおそれがないと判定し（ステップＳ４０７）、衝突判定処理を終了する。

このように、衝突判定部２１６は、カーブ検出部２１４により検出されたカーブのカーブ半径と、仮想半径導出部２１８により導出された仮想半径と、の比較結果に基づいて、車両１００と他車両が衝突するか否かの判定を行う。これにより、車両１００（自車両）と他車両がカーブ路に進入する前の状態からカーブ路ですれ違うまでの状態において実行されうる衝突判定部２１６の誤判定を低減することができる。そのため、本実施形態の衝突判定装置１６０によれば、自車両と他車両のカーブ路での衝突誤判定を迅速に低減することが可能になる。

また、上述した自車両と他車両との衝突可能性を判定する方法や、コンピュータを、衝突判定装置１６０として機能させるプログラムや当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、第１仮想半径Ｒｔｈ１、車線幅Ｗおよび車線数Ｎに基づいて、仮想円弧Ｖの第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する方法について説明した。しかし、第１仮想半径Ｒｔｈ１を導出することなく、式（２）および式（３）を組み合わせて、角度θ、距離Ｌ１、距離Ｌ２、車線幅Ｗおよび車線数Ｎに基づいて、仮想円弧Ｖの第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車両１００は、車両１００の進行方位を向いて道路の中央線の右側を走行するものとした。ただし、車両１００は、車両１００の進行方位を向いて道路の中央線の左側を走行してもよい。以下では、車両１００は、車両１００の進行方位を向いて道路の中央線の左側を走行するものとし、他車両（対向車両）は、他車両（対向車両）の進行方位を向いて道路の中央線の左側を走行するものとする。この場合、仮想半径導出部２１８は、検出したカーブが右カーブである場合（車両１００が他車両よりもカーブの外側の車線を走行する場合）、上記式（２）および（３）に基づいて、第１仮想半径Ｒｔｈ１および第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する。また、衝突判定部２１６は、図４に示すステップＳ４０３の判定に代えて、ステップＳ４０５の判定を行う。一方、検出したカーブが左カーブである場合（車両１００が他車両よりもカーブの内側の車線を走行する場合）、仮想半径導出部２１８は、上記式（１）に基づいて、仮想半径Ｒｔｈを導出する。また、衝突判定部２１６は、図４に示すステップＳ４０５の判定に代えて、ステップＳ４０３の判定を行う。

また、上記実施形態では、第２仮想半径Ｒｔｈ２を導出する際の車線幅Ｗおよび車線数Ｎを予め設定されているものとしたが、車外環境認識装置１７２により、車線幅Ｗおよび車線数Ｎを導出（検出）するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、他車両情報取得部２１２は、車車間通信装置１５２から、他車両に関する情報を取得するとしたが、他車両情報取得部２１２は、車外環境認識装置１７２から、他車両の位置、速度、進行方位などの情報を取得してもよい。

本発明は、自車両と他車両との衝突可能性を判定する衝突判定装置に利用することができる。

１６０ 衝突判定装置
２１０ 自車両情報取得部
２１２ 他車両情報取得部
２１４ カーブ検出部
２１６ 衝突判定部
２１８ 仮想半径導出部

Claims (5)

1. 車線のカーブを検出する検出部と、
   他車両の位置および進行方位の情報を取得する他車両情報取得部と、
   自車両の位置および進行方位の情報を取得する自車両情報取得部と、
   前記自車両の進行方位に延びる線と前記他車両の進行方位に延びる線とが交わる交点から前記自車両の位置までの第１距離、前記交点から前記他車両の位置までの第２距離、および、前記自車両の進行方位に延びる線と前記他車両の進行方位に延びる線とが交わる間の角度に基づいて、前記自車両が前記他車両と衝突しうる進路を示す仮想円弧の仮想半径を導出する導出部と、
   前記検出部により検出されたカーブのカーブ半径と、前記仮想半径と、の比較結果に基づいて、前記自車両と前記他車両が衝突するか否かの判定を行う判定部と、
   を有する衝突判定装置。
2. 前記判定部は、前記自車両が前記他車両よりもカーブの内側の車線を走行する場合、前記カーブ半径が前記仮想半径以下であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがないと判定し、前記カーブ半径が前記仮想半径より大きければ前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがあると判定する、
   請求項１に記載の衝突判定装置。
3. 前記導出部は、前記角度をθ、前記第１距離および前記第２距離のうち短い方の距離をＬｔｈ、前記仮想半径をＲｔｈとしたとき、
   前記仮想半径は、
   Ｒｔｈ＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２）
   から導出される、
   請求項２に記載の衝突判定装置。
4. 前記判定部は、前記自車両が前記他車両よりもカーブの外側の車線を走行する場合、前記カーブ半径が第１仮想半径以上で、かつ、前記第１仮想半径よりも大きい第２仮想半径未満であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがないと判定し、前記カーブ半径が前記第１仮想半径未満、または、前記第２仮想半径以上であれば前記自車両と前記他車両が衝突するおそれがあると判定する、
   請求項１に記載の衝突判定装置。
5. 前記導出部は、前記角度をθ、前記第１距離および前記第２距離のうち短い方の距離をＬｔｈ、前記第１仮想半径をＲｔｈ１、前記車線の所定の車線幅をＷ、前記車線の所定の車線数をＮ、前記第２仮想半径をＲｔｈ２としたとき、
   前記第１仮想半径は、
   Ｒｔｈ１＝Ｌｔｈ × ｔａｎ（θ／２）
   から導出され、
   前記第２仮想半径は、
   Ｒｔｈ２＝Ｒｔｈ１ ＋ Ｗ × Ｎ
   から導出される、
   請求項４に記載の衝突判定装置。

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