JP2019028486A

JP2019028486A - 障害物検知装置及び障害物検知方法

Info

Publication number: JP2019028486A
Application number: JP2017143410A
Authority: JP
Inventors: 恵一飯野; Keiichi Iino
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-02-21

Abstract

【課題】市街地走行の交差点の右左折などで、大きなハンドル操作が行われるときでも、自車両がこれから進行する方向に距離センサの検知角度範囲を旋回させて、これから進行する方向にある他車両や歩行者等の障害物を検出できる障害物検知装置及び障害物検知方法を提供する。【解決手段】前方の物体までの距離を測定する距離センサ１１を備えている障害物検知装置１０において、距離センサ１１を旋回可能に構成するとともに、この距離センサ１１の旋回角度αを制御する旋回制御装置１３が、自車両１の走行時に得られる自車両情報Ｄ１によって予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角βと実舵角θのいずれにも関わらずに、距離センサ１１をその満たされた右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度αｓだけ旋回させる制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、障害物検知装置及び障害物検知方法に関する。

従来の車両では、他車両や歩行者等との衝突事故を回避するため、また、衝突時の被害を軽減するために、距離センサを車両前方へ向けて自車両へ固定し、主に車両前方の物体までの距離を測定して、車両システムにて衝突可能性を計算している。しかしながら、この距離センサの検知角度範囲は距離センサの性能によって規定され、検知角度範囲の外の物体は検知できないので、自車両が交差点などを曲がろうとする場合には、曲がる方向の視界が検知角度範囲の外となり、この曲がろうとする先の範囲にある物体を検知できないという問題がある。

この問題に関連して、運転者がハンドル操作するときの操舵角に連動して車間距離レーザレーダ本体の光軸を車両の進行方向と一致するように、車間距離レーザレーダ本体を自動的に水平方向に回動することで、先行車との車間距離を常に正確に捕えようとする車間距離測定レーダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−１１０５１号公報

しかしながら、この車間距離測定レーダでは、高速道路を走行しているような、先行車両及び自車両が緩やかなカーブを走行する場合には追従できるが、市街地を走行し、交差点の右左折のような曲がり角度が大きい所を曲がるような場合には、検知角度範囲を自車両がこれから曲がりたい方向に向けることができず、距離センサを有効に利用しきれていないという問題がある。

本発明の目的は、市街地走行の交差点の右左折などで、大きなハンドル操作が行われるときでも、自車両がこれから進行する方向に距離センサの検知角度範囲を旋回させて、これから進行する方向にある他車両や歩行者等の障害物を検出できる障害物検知装置及び障害物検知方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の障害物検知装置は、前方の物体までの距離を測定する距離センサを備えている障害物検知装置において、前記距離センサを旋回可能に構成するとともに、この距離センサの旋回角度を制御する旋回制御装置が、自車両の走行時に得られる自車両情報によって予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角と実舵角のいずれにも関わらずに、前記距離センサをその満たされた前記右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度だけ旋回させる制御を行うように構成されている。

また、上記の目的を達成するための本発明の障害物検知方法は、距離センサで前方の物体までの距離を測定する障害物検知方法において、自車両の走行時に得られる自車両情報が予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角と実舵角のいずれにも関わらずに、前記距離センサをその満たされた前記右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度だけ旋回させることを特徴とする方法である。

本発明の障害物検知装置及び障害物検知方法によれば、自車両の直進時は車両前方へ向けている距離センサの検知角度範囲を、右左折時には、自車両の旋回方向（ヨー方向）に旋回させて、旋回時の自車両の進行方向（旋回方向）に向かせることができる。そのため、自車両の直進時のみならず右左折時も、自車両が進行していく方向の他車両や歩行者等の障害物を距離センサの検知角度範囲に入れることができ、この自車両の進行方向の範囲の障害物も検知可能になる。従って、自車両の運転に有効な距離センサの検知角度範囲を実質的により広くして使用することができるようになり、衝突事故を回避又は衝突事故による被害を軽減することができる。

本発明に係る実施の形態の障害物検知装置の構成を模式的に示す図である。本発明に係る実施の形態の障害物検知装置を使用した障害物検知方法を説明するための図で、右折時の例を示す図である。本発明に係る実施の形態の障害物検知装置を使用した障害物検知方法を説明するための図で、左折時の例を示す図である。本発明に係る実施の形態の障害物検知方法を実施するための制御フローの一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の障害物検知装置及び障害物検知方法について図面を参照しながら説明する。

図１〜図３に示すように本発明に係る実施の形態の障害物検知装置１０は、前方の物体までの距離を測定する距離センサ（センサ部）１１を備えている障害物検知装置１０である。この障害物検知装置１０は、距離センサ１１と旋回駆動部１２と旋回制御装置１３とセンサ制御装置１４を備えて構成されている。
この距離センサ１１は、検知角度範囲Ａの内部の他車両や歩行者などの物体との距離を測定する車載レーザレーダなどのセンサである。この距離センサ１１は、回転型サーボモータ等のアクチュエータで形成される旋回駆動部１２によって旋回するセンサ用台座１２ａに搭載されている。

また、旋回駆動部１２は、旋回制御装置１３で出力される旋回角度αを設定する制御信号Ｓｃを受けてその制御信号Ｓｃに見合った旋回角度αにセンサ用台座１２ａを旋回させる。また、この旋回制御装置１３は、センサ制御装置１４からの目標旋回角度αｔを入力して旋回駆動部１２を制御するとともに、実旋回角度αｍをセンサ制御装置１４に出力している。

また、センサ制御装置１４は、障害物検知装置１０の外部の車両情報管理装置２０から、ウインカーの点灯情報Ｓ１、操舵角β、操舵輪の切れ角である実舵角θ等の自車両情報Ｄ１を得て、下記のような右左折条件は満たされたか否かを判定する判定部１４ａを備えている。また、センサ制御装置１４は、距離センサ１１から得た距離情報Ｄ２ａや実旋回角度αｍ等のセンサ情報Ｄ２を車両情報管理装置２０に出力している。

この右左折条件としては、ウインカーの点灯が行われたとの第１判定条件、ウインカーの点灯とこのウインカーの点灯方向への一定量かつ一定時間の操舵が行われたとの第２判定条件、ＧＰＳ等の位置情報システム及び地図情報から交差点エリアにいると判定されたとの第３判定条件のいずれか一つ、又はいくつかの組み合わせを用いる。なお、これらの第１〜第３の判定条件の選択や組み合わせを自車両１の車速に合わせて選択数量に構成してもよい。

第１判定条件では、自車両１の運転者が右左折を行おうとする前に右左折の意思表示としてウインカーの点灯を行うので、自車両１が曲がり始める前に運転者の右左折の意思を検知することができる。

また、第２判定条件では、ウインカーの点灯だけではなく、更に、このウインカーの点灯方向への一定量かつ一定時間のハンドル操作である操舵が行われたことを確認するので、実際に曲がり始めたタイミングを確認することになる。つまり、第１判定条件が満たされた時点の第１タイミングより遅い第２タイミングとなる。

そして、第３判定条件では、ＧＰＳ等の位置情報システム及び地図情報から交差点エリアＺにいることを確認するので、交差点エリアＺの範囲、例えば、交差点の中心からの距離で、この交差点エリアＺに入ったとの第３タイミングを、交差点で曲がる前のタイミングや、曲りはじめのタイミング等に設定することができる。また、この判定で車速を加えてもよい。

この判定部が、右左折条件が満たされていないと判断されている間は、目標旋回角度αｔをゼロ度（ｄｅｇｒｅｅ）にして、旋回制御装置１３に出力する。これにより、図２の（ａ）及び図３の（ａ）に示すように、距離センサ１１の検知角度範囲Ａの中心方向Ｃは自車両１の前方になる。

一方、右左折条件が満たされたと判定すると、操舵角βと実舵角θのいずれにも関わらずに、距離センサ１１をその満たされた右左折条件に対応する曲り方向に予め設定された設定旋回角度αｓで旋回させるように、この設定旋回角度αｓを目標旋回角度αｔにして、旋回制御装置１３に出力する。

これにより、右折の場合は図２の（ｂ）に示すように、距離センサ１１の検知角度範囲Ａの中心方向Ｃは自車両１の前方から設定旋回角度αｓだけ、右前方に旋回した状態になる。また、左折の場合は図３の（ｂ）に示すように、距離センサ１１の検知角度範囲Ａの中心方向Ｃは、自車両１の前方から設定旋回角度αｓだけ、左前方に旋回した状態になる。

また、設定旋回角度αｓは、設定旋回角度αｓだけ距離センサ１１を旋回させたときでも、自車両１の正面領域が距離センサ１１の検知角度範囲Ａから逸脱しないように設定する。つまり、前方確認がおろそかにならないようにする。

図２の（ｂ）及び図３の（ｂ）では、自車両１の正面が距離センサ１１の検知角度範囲Ａの限界角度Ａａ（または、Ａｂ）にしているが、距離センサ１１の検知角度範囲Ａが広い場合には、自車両１の正面が距離センサ１１の検知角度範囲Ａの限界角度Ａａ（または、Ａｂ）よりも内側に入っているようにすることが好ましい。

さらには、地図情報に基づいて、曲がる方向の道路の角度に対応させて設定旋回角度αｓを変更してもよく、予め複数の角度に設定した設定旋回角度αｓ（ｉ）から選択するように構成してもよい。

そして、距離センサ１１を設定旋回角度αｓに旋回した後に、操舵角βが戻されること、言い換えれば、操舵角βが最大になって小さくなり始めたことを検出したときから、操舵角βがゼロになるまでは、図２の（ｃ）及び図３の（ｃ）に示すように、距離センサ１１の旋回角度αを操舵角βと連動させて旋回させてゼロに戻す。

あるいは、距離センサ１１を設定旋回角度αｓに旋回する旋回制御を行った後に、実舵角θが戻されること、言い換えれば、実舵角θが最大になって小さくなり始めたことを検出したときから、実舵角θがゼロになるまでは、図２の（ｃ）及び図３の（ｃ）に示すように、距離センサ１１の旋回角度αを実舵角θと連動させて旋回させてゼロに戻す戻し制御を行う。

これにより、自車両１が交差点などを右左折し終わったときには、旋回角度αをゼロにして、距離センサ１１の検知角度範囲Ａの中心方向Ｃが自車両１の正面前方となる。

そして、この距離センサ１１を設定旋回角度αｓに旋回する旋回制御は、大きな角度の設定旋回角度αｓで距離センサ１１の検知角度範囲Ａの中心方向Ｃを旋回するので、路線変更などでウインカーを点灯させるような場合には禁止する。つまり、この右左折条件の判定と旋回制御は、交差点などの大きな曲がり角で使用するための制御であるので、路線変更の場合と区別するために、車速が低速であることを条件とする。言い換えれば、車速が予め設定した車速以下である場合に限定する。

次に、本発明の実施の形態の障害物検知方法について説明する。この障害物検知方法は、距離センサ１１で前方の物体までの距離を測定する障害物検知方法であり、この方法において、自車両の走行時に得られる自車両情報Ｄ１が予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角βと実舵角θのいずれにも関わらずに、距離センサ１１をその満たされた前記右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度αｓだけ旋回させる方法である。

この障害物検知方法は、例えば、図４に例示するような制御フローで実行できる。図４の制御フローは、自車両１が運転を開始すると上級の制御フローから呼ばれてスタートし、自車両１が運転を停止すると上級の制御フローに戻って上級の制御フローの終了と共に終了するものとして示してある。

図４の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１で車速Ｖを取得して、ステップＳ１２でこの車速Ｖをチェックして車速Ｖが予め設定した判定用車速Ｖｃ以下であるか否かを判定する。このステップＳ１２の判定で、車速Ｖが判定用車速Ｖｃ以下でない場合は予め設定した時間を経過した後、ステップＳ１１に戻る。このステップＳ１２の判定で、車速Ｖが判定用車速Ｖｃ以下である場合はステップＳ１３に行く。

ステップＳ１３では、右左折条件のための自車両情報Ｄ１を取得する。次のステップＳ１４でこの自車両情報Ｄ１をチェックして右左折条件が満たされたか否かを判定する。このステップＳ１４の判定で、右左折条件が満たされていない場合は予め設定した時間を経過した後、ステップＳ１１に戻る。このステップＳ１４の判定で、右左折条件が満たされ他との判定の場合はステップＳ１５に行く。

ステップＳ１５では、右左折条件の右折か左折化を判断して、曲がる方向に、距離センサ１１を設定旋回角度αｓに旋回する旋回制御を行う。そして、次のステップＳ１６で、操舵角β（若しくは実舵角θ）が最大になって小さくなり始めか否かを判定する。ステップＳ１６で、操舵角β（若しくは実舵角θ）が増加中であると判定した場合には、予め設定した時間を経過した後、ステップＳ１６を繰り返す。

ステップＳ１６で、操舵角β（若しくは実舵角θ）が最大になった判定した場合には、ステップＳ１７の戻し制御を行い、実舵角θがゼロになるまで、距離センサ１１の旋回角度αを実舵角θと連動させて旋回させて旋回角度αをゼロに戻す。

その後、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１〜Ｓ１７を繰り返す。そして、自車両１の運転停止の信号を受けると割り込みにより、ステップＳ２０に行き、終了作業をした後上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に終了する。

上記の構成の本発明に係る実施の形態の障害物検知装置１０及び障害物検知方法によれば、自車両１の直進時は車両前方へ向けている距離センサ１１の検知角度範囲Ａを、右左折時には、自車両１の旋回方向（ヨー方向）に旋回させて、旋回時の自車両１の進行方向（旋回方向）に向かせることができる。そのため、自車両１の直進時のみならず右左折時も、自車両１が進行していく方向の他車両や歩行者等の障害物を距離センサ１１の検知角度範囲Ａに入れることができ、この自車両１の進行方向の範囲の障害物も検知可能になる。従って、自車両１の運転に有効な距離センサ１１の検知角度範囲Ａを実質的により広くして使用することができるようになり、衝突事故を回避又は衝突事故による被害を軽減することができる。

１自車両
１０障害物検知装置
１１距離センサ（センサ部）
１２旋回駆動部
１２ａセンサ用台座
１３旋回制御装置
１４センサ制御装置
２０車両情報管理装置
Ａ検知角度範囲
Ａａ、Ａｂ限界角度
Ｃ検知角度範囲の中心方向
Ｄ１自車両情報
Ｄ２センサ情報
Ｓ１ウインカーの点灯情報
Ｓｃ制御信号
Ｚ交差点エリア
α 旋回角度
αｔ目標旋回角度
αｍ実旋回角度
αｓ設定旋回角度
β 操舵角
θ 実舵角

Claims

前方の物体までの距離を測定する距離センサを備えている障害物検知装置において、前記距離センサを旋回可能に構成するとともに、この距離センサの旋回角度を制御する旋回制御装置が、自車両の走行時に得られる自車両情報によって予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角と実舵角のいずれにも関わらずに、前記距離センサをその満たされた前記右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度だけ旋回させる制御を行うように構成されていることを特徴とする障害物検知装置。
前記右左折条件は、ウインカーの点灯が行われたとの第１判定条件、ウインカーの点灯とこのウインカーの点灯方向への一定量かつ一定時間の操舵が行われたとの第２判定条件、位置情報提供システム及び地図情報から交差点エリアにいると判定されたとの第３判定条件のいずれか一つ、又はいくつかの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
前記設定旋回角度を、この設定旋回角度だけ前記距離センサを旋回させたときでも、自車両の正面領域が前記距離センサの検知角度範囲から逸脱しないように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
前記距離センサを前記設定旋回角度に旋回した後に、操舵角若しくは実舵角が戻されることを検出したときから前記操舵角若しくは実舵角がゼロになるまでは、前記距離センサの旋回角度を前記操舵角若しくは実舵角と連動させて旋回させてゼロに戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
距離センサで前方の物体までの距離を測定する障害物検知方法において、自車両の走行時に得られる自車両情報が予め設定された右左折条件を満たした場合に、操舵角と実舵角のいずれにも関わらずに、前記距離センサをその満たされた前記右左折条件に対応する曲り方向に、予め設定された設定旋回角度だけ旋回させることを特徴とする障害物検知方法。