JP2020514918A - 自動車において事故状況における被害を最小限にするための方法および装置 - Google Patents

Abstract

差し迫った事故状況に対する自動車（１９）の自動的な対応をトリガするための装置および方法。この方法は、（ａ）現在の交通状況の交通状況モデルを作成するために計算ユニット（１）でデータをまとめるステップ、（ｂ）交通状況を分析し、対応選択肢を決定するステップ、（ｃ）２次事故またはさらなる後続の事故または起こる可能性のあるさらなる危険な状況まで、関係する道路利用者の一連の動きを考慮して、1次事故から予想される経過を考察するステップ、（ｄ）対応選択肢に応じて、関係する道路利用者の人的損害および／または物的損害の確率分布および／または程度を計算するステップ、（ｅ）関係する全ての道路利用者および物について、人的損害および／または物的損害を含めて最小の総合的な確率または最小の程度を予想させる対応選択肢を選択するステップ、（ｅ）選択した対応選択肢を開始するための制御信号を出力するステップを含む。

Description

本発明は、被害および／または総リスクを最小限にするための対策を開始することができるように、事故が起こる前に潜在的な事故状況を統合的に評価する方法、ならびにこの方法を実施するための適切な装置に関する。以下の全ての考察は、自身の自動車、いわゆる「自車」の観点から行う。

能動的および受動的な乗員保護システムは、車両の開発においてますます重要な役割を果たしている。最適な保護を達成することができるためには、極めて早期の事故検出が必要である。このような事故検出および乗員保護システムの起動のための基礎をなすのは、１つまたは複数のセンサを備えるセンサシステムであり、このセンサシステムは、例えば、１つまたは複数のセンサユニットとして組み合わされ、センサユニットの信号は、物体との衝突を検出するために、および／または車両の転覆を検出するために評価され、続いて、例えばエアバッグまたは火工ベルトテンショナなどの不可逆的な拘束システムとして構成してもよい乗員保護手段が起動される。個々のセンサには、加速度センサ、圧力センサ、固体伝搬音センサ、圧電センサおよび／または光学センサなどの様々なセンサ原理を使用することができる。さらに、例えば、物体との差し迫った接触を検出し、物体の分類を行うために、ビデオセンサ、ライダーセンサ、超音波センサ、またはレーダーセンサを備えた予測センサシステム、いわゆる「衝突前センサシステム」が知られている。

さらに、１次事故が生じた場合に２次衝突軽減機能（ＳＣＭ機能）によって制動機能を作動させ、車両から運動エネルギーを除去するか、もしくは２次事故を回避することが知られている。ＳＣＭ機能は、例えばエアバッグ制御器などの衝突を検出するための制御器の評価をセンサ情報として利用して、衝突後に適切な駆動信号をブレーキ制御器に送る。ＳＣＭ機能の基本的な目的は、車両の起こり得る２次衝突を防止すること、または２次衝突時に衝突速度を低減し、意図的なブレーキ介入によって車両の動きを安定させることもできるように、少なくとも車両速度を低減することである。１次事故が検出されてから著しい減速が生じる時点までの時間は、システムの有用性を決定する重要な変数である。ドイツ国特許出願公開第１０２００９００２８１５号明細書により、自車がまだ停止していない１次事故後に強度にブレーキをかけ、１次事故によって起こり得るさらなる結果を軽減するための高度のシステムが知られている。

差し迫った事故を検出し、差し迫った事故が不可避であると判定した場合に自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）をかけ、事故の結果を軽減するために、センサおよび他のソースからの多くの情報を評価することも、例えば欧州特許第１８２４７０７号により知られている。

広範な運転者支援システムおよび自動運転車の開発の過程において、ナビゲーションシステム、情報ネットワーク、および自動車の周辺を走査するシステムからなる広範囲にわたるデータが自動車内に常に提供されている。これらのデータは、起こり得る事故に先立って、現在の周辺環境および現在の交通状況を正確に判定し、起こり得る事故シナリオ、ならびに自車の乗員および他の道路利用者に対するこれらの事故シナリオの影響を考慮し、できれば上述の対策を起動することによって人々および物の被害をできるだけ小さく抑えることを可能にする。この場合、倫理的な考察も所定の役割を果たし、関係した人々の致死的な損傷または重傷を回避することを優先する。優先順位は低いが、物的損害も考慮する。現在の全ての考察は、主に、予想される１次事故およびその最大限の軽減に関係する。

このことに基づいて、引き続く経過、特に一連の事故による人および／または物への予測可能な、または起こり得る被害をも考慮した特別な方法および適切な制御ユニットをここで説明する。一連の出来事のこのような考慮は、差し迫った事故状況に最初に対応する場合には既になされることが望ましい。

これは、請求項１に記載の方法および請求項８に記載の装置によって達成される。従属請求項は、特に有利な構成を示す。方法、関連する装置、およびこれらのそれぞれの構成について以下に詳細に説明する。

予想される事故状況および被害を軽減するために必要に応じて開始すべき対策を分析する場合に、１次事故の被害のみを考慮して、この被害を軽減するための適切な対応を開始するだけでは必ずしも十分ではないという認識に基づいている。例えば、車両がガードレールから跳ね返り対向車線に入った場合など、実際に事故状況から一連の事故が生じることも多い。関連する車両（積載物および他の物体と共に以下では「物」とも呼ぶ）または道路利用者は、事故発生後に事故の経過に応じて、さらなる一連の事故のリスクが多かれ少なかれ存在する様々な場所に止まるかまたは静止する場合もある。例えば、衝突後にサイクリストが１次事故の反対車線に静止し、車両がこの車線に接近した場合には、サイクリストが隣接する歩道または芝生に静止している場合よりもはるかに悪い結果になる可能性がある。例えば、車両が１次事故後に水の集まっている所または斜面に入った場合にも、その結果は深刻なものとなり得る。そこで、ここで述べる方法は、事故に影響を及ぼすことのできるさらに可能な対応選択肢に応じて、差し迫る事故のできるだけ詳細な分析に取り組む。このためには、周辺の最も正確なモデルと、現在の周辺における他の道路利用者の種類、特性および速度についてできるだけ正確なデータを得る必要がある。これらのデータから、影響を及ぼすために取られる様々な対応選択肢のために、利用可能なデータに応じた精度で事故経過を分析することができる。

優れたビリヤード選手は、ショットを企図する場合に最初の衝突を考慮するだけでなく、異なる衝突方向について、球の一連の衝突と、全ての衝突後に球が最終的に停止する位置とを考慮する。同様の手順を上記方法において使用し、したがって、差し迫った事故のこの分析方法について「玉突き事故」という用語も使用する。

これは、事故前にはまだ利用可能な全ての対応選択肢または最も重要な対応選択肢について、１次事故の結果として起こり得る可能な限り多くのの衝突を予測することを意味する。さらに、事故後の状況における危険性を考慮に入れる。１次事故の後に、特にブレーキによって運動エネルギーをできるだけ集中的に減衰させる従来の一般的な対策は、必ずしも１次事故の結果としての被害またはリスクを最小限に抑えるための適切な対策であるとは限らない。例えば、関連する事故車両のうちの１つが、流れる交通を横切って停止する場合、後続事故の高い危険性があり、これは、側面衝突では１次事故の場合よりも悪い結果をもたらすこともある。

自動運転について既に開始された議論に関連して知られているように、人的損害および物的損害を互いに対して評価することができる基準を分析ユニットに設ける必要がある。一般に、最も重要な基準として、場合によって生じる物的損害を考慮することなしに、致死的な損傷または重大な損傷の危険を回避することが望ましい、という原則がある。異なる数の異なる負傷者を相互に評価すること、または人の軽度の負傷に対して大きい物的損害を評価することはさらに難しい。この場合、全体として人に対する損害を最小限に抑え、優先順位は低いが全体的な物的損害をも最小限に抑える適切な判定表が必要である。物体を検出するだけでなく、分類できる既存の分類システムがこの場合には極めて有用である。このようにして、子供、歩行者またはサイクリストなどの、特に負傷しやすい道路利用者を特に保護することができる。

１次事故および一連の事故の経過の予測またはシミュレーションのために、関係する車両および物体に関する十分な情報が提供されている場合には、部分的な弾性衝撃、運動量の保存、角運動量の保存などの実質的に物理的な法則を使用する。自車の機械的または動的特性、例えば、自車の剛性、質量、加速能力なども考慮に入れることができる。

事故に影響を及ぼすことができる対応選択肢として、好ましくはステアリング、ブレーキおよび／または加速、必要に応じて自動的に実行可能な操作、ならびにこれらの対策の時間的順序および組み合わせを、対応選択肢のカタログに含ませせる。これらの対応選択肢の全ての選択、または状況に適合したいずれか１つの選択について、事故が起こる前に分析を行い、これにより最良の対応または組み合わせを選択する。

一般に、ナビゲーションシステムおよび地図資料により利用可能である位置および周辺の状況に関する情報によって得られる周辺情報を、予想される経過に取り入れることも好ましい。時刻および／または気象条件を考慮することもできる。

関係する道路利用者および車両が、起こり得る一連の経過の後に止まる位置を考察する場合、一連の出来事の発生は確率分布によってしか考察できないことが多い。予測センサシステムがこのようなシナリオのための正確な情報を提供できない場合には、記憶させた確率データを使用する必要がある。車両が、特に夜間に、例えば、反対車線に対して横方向に停止している場合には重大な一連の事故の確率が高く、日中に自身の車線で停止する車両は、これよりも低いリスクにしかさらされない。

異なるシナリオを分析する場合、関連するセンサシステムの測定の不正確さおよび／または他の情報の不正確さも、好ましくは、分析への影響を重み付けすることによって考慮する。個々の場合の分析が常に完全に正しい結果を提供することができないとしても、関係する全ての道路利用者全体では、多数の適用例でリスクが著しく低くなる。

自動運転車の数が増加した場合、または異なる道路利用者のより集中的なネットワークが生じた場合には、関係する道路利用者の特性に関する利用可能な情報、および予想される経過に対する道路利用者の可能な対応を分析時に考慮することも好ましい。将来的には、潜在的な事故相手が、事故の結果を最小限に抑えるための保護システムを同様に有しているかどうかを検出することも可能となり、自車および事故相手が開始した対策を調整することさえもできる。

本発明は、差し迫った事故状況を検出し、分析し、予想される経過に影響を及ぼす対応のための制御信号を出力するための、車両のための装置も含む。このような装置は、道路利用者、地形特性、および物体を含む現在の周辺のモデルを作成するための計算ユニットを有する。また、現在の周辺の交通状況を分析し、差し迫る１次事故を検出し、予想される経過に影響を及ぼす可能性がある様々な対応選択肢の効果を分析する分析ユニットもある。装置の予測ユニットは、１次事故後に予想される一連の出来事を考慮して、関係する交通利用者および物に関して被害の確率分布を作成するための役割を果たす。決定ユニットは、１次事故および一連の出来事の被害および／またはリスクを最小限に抑える対応選択肢を選択するために使用する。それぞれの選択された対応選択肢は、適切な対策を開始するための制御信号を出力するために、制御ユニットが使用する。

計算ユニットは、好ましくは、少なくともナビゲーションシステムおよび予測する周辺認識センサシステムのデータのための入力部を有する。

装置の有意義な機能のためには、予想される被害および人および物に対する予想される一連のリスクの重み付けのための決定基準を設定し、メモリ内でアクセス可能であることが重要である。

本明細書には、上記方法を実施するためのコンピュータプログラムおよびこのコンピュータプログラムを記憶した機械読み取り可能記憶媒体も記載する。

図示の実施形態を参照して方法および装置のさらに詳述する。

自動車の安全システムの方法の概略的なフロー図を示す。

図１は、自動車１９の安全システムの上記方法の概略的なフロー図を示す。計算ユニット１には、ナビゲーションシステム２および予測する周辺認識センサシステム３からのデータならびに周辺データ４を供給し、これにより計算ユニット１は、現在の周辺の現在の交通状況のモデルを作成することができる。好ましくはデータベース１８に接続された後続の分類装置５において、検出した道路利用者を特定および／または分類する。計算ユニット１のモデルは、分類装置５と共に、検出した全ての道路利用者の間の交通状況を表す。後続の分析ユニット６は、このモデルに基づいて交通状況を分析し、潜在的に危険な状況を検出する。対応選択肢カタログ１５に基づいて、可能な対策、特に、ステアリング、ブレーキ、加速、およびこれらの組み合わせを、危険な状況に及ぼす影響に関して調べる。多くの場合には危険を回避できる対策があり、このような対策を使用する。

しかしながら、分析ユニット６が、事故が回避できないと判定した場合には、１次事故分析７において、対策が開始されない場合に予想される１次事故の経過をシミュレートし、分析する。この場合、道路利用者が１次事故の後にまだ動いているかどうか、およびどのような２次事故が起こるかどうかも決定する。次に、２次事故は、関係する全ての道路利用者および物に対して行う２次事故分析８においてシミュレートする。さらに後続の事故も、関係する全ての車両、道路利用者および物が止まるかまたは静止するまで、利用可能なデータの範囲で可能な限り、後続事故分析９においてシミュレートし、分析する。もちろん、シミュレーションの正確さは、ステップの数が大きい場合には低下することもあるが、全てのシナリオおよび最終位置に、確率または確率分布を割り当てることができる。この記述した方法は、予測ユニット１０において、全ての事故関係者の最終位置がそれぞれリスク評価に関連づけられる、ということでも優れている。例えば、対向車線に横方向に停止する車両は、路傍の車両よりもさらに高い衝突の危険にさらされる。静止している歩行者は、歩道よりも道路において大きい危険にさらされる。したがって、第１のリスク評価部１１は、第１の最終位置にリスクを割り当て、第２のリスク評価部１２は、第２の最終位置にある別の事故関係者に別のリスクを割り当て、第３のリスク評価部１３は、第３の事故関係者の第３の最終位置にリスクを割り当て、以下同様に第ｎのリスク評価部１４までが第ｎの最終位置にリスクを割り当てる。予測ユニット１０は、１次事故、２次事故、および後続の事故の場合に予想される人および物に対する全ての被害を記憶し、予想される全体的な被害を決定するために、これらの被害を、事故相手の最終位置の重み付けしたリスクに関連づける。

その後、対応選択肢として、対応選択肢カタログ１５から事故状況に影響を及ぼすことができる少なくとも１つの対策、または複数の対策の組み合わせを選択する。全体的な計算は、この（これらの）対策を適用したと仮定して再び行い、これにより別の一連の事故が別の予想される総被害をもたらす。このプロセスは、対応選択肢カタログの対応選択肢の全ての選択または少なくとも有意義な選択について行い、全ての異なる事故シナリオについて、最終的にそれぞれの総被害を計算する。決定ユニット１６は、（場合によっては倫理的な観点をも考慮した）所定の基準にしたがって、最も軽い総被害を有するシナリオを選択し、これにより制御ユニット１７によって適切な制御信号を出力し、最も好ましいシナリオにつながる適切な対応選択肢を自動車１９に対して実施する。

上述した手順では、絶対的に正確なシーケンスを決定することはできないが、特定の出来事または位置についての確率分布のみを決定できる、という状況が生じる場合がある。しかしながら、被害または傷害の確率が最も低いシナリオを選択し、実施することができる場合には、所定の確率で予想される人の傷害が実際に生じるかどうか、また道路利用者の異なる最終位置の確率分布が実際にどのように現れるかは、本方法においてあまり重要ではない。

Claims (12)

1. １次事故および／または後続の出来事を含む差し迫った事故状況に対して現在の交通状況における自動車（１９）の自動的な対応をトリガする方法であって、
   ａ）現在の交通状況のモデルを作成するために、自動車（１９）のセンサシステムおよび／または情報システム（２，３，４）からのデータを計算ユニット（１）でまとめるステップ、
   ｂ）交通状況を分析し、対応選択肢を決定するステップ、
   ｃ）２次事故またはさらなる後続の事故または起こる可能性のあるさらなる危険な状況まで、関係する道路利用者および物の一連の動きを考慮して、１次事故から予想される経過を考察するステップ、
   ｄ）対応選択肢に応じて、関係する道路利用者の人的損害および／または物的損害の確率分布および／または程度を計算するステップ、
   ｅ）関係する全ての道路利用者および物について、人的損害および／または物的損害を含めて最小の総合的な確率または最小の程度を予想させる対応選択肢を選択するステップ、
   ｆ）選択した対応選択肢を開始するための制御信号を出力するステップ
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   ステアリング、ブレーキ、加速度、および／またはさらなる自動的に実行可能な操作、ならびにこれらの時間的順序および組み合わせを、これらの結果を伴う対応選択肢として考慮する方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   周辺情報、特に、一連の動きにとって危険な周辺範囲に関する情報を、予想される経過に取り入れる方法。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記１次事故および／または後続の事故によって起こり得る経過の後に関係する道路利用者および物が止まるそれぞれの最終位置における危険性を、前記確率分布を計算する場合に前記リスクのそれぞれの確率値を用いて考慮する方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
   関連するセンサシステムの測定の不正確さおよび／または自動車の他の情報の不正確さを、確率分布を計算する場合にこれらの不正確さ影響に重み付けすることによって考慮する方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記確率分布を計算する場合に、前記自動車の機械的または動的な特性を考慮する方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
   関係する道路利用者の特性と、および確率分布を計算する場合に予想される経過に対して可能な対応と、に関する利用可能な情報を考慮する方法。
8. 自動車（１９）のための装置であって、現在の交通状況において、１次事故および／または後続の出来事を含む差し迫った事故状況を検出および分析し、予想される経過に影響を及ぼす対応選択肢のための制御信号を出力するための装置において、
   交通利用者、地形特性、および物体を含む現在の周辺のモデルを作成するための計算ユニット（１）、
   現在の周辺の交通状況を分析し、差し迫る１次事故を検出し、予想される一連の出来事に対する様々な対応選択肢の影響を分析するための分析ユニット（６）、
   １次事故の後に予想される一連の出来事を考慮して関係する道路利用者および物に関して予想される被害の確率分布を作成し、１次事故の後に展開する様々なシナリオのリスクを評価するための予測ユニット（１０）、
   １次事故および一連の出来事の全体的な被害および／またはリスクを最小限に抑える対応選択肢を選択するための決定ユニット（１６）、および
   選択された対策を開始するための制御信号を出力するための制御ユニット（１７）
   を備える、自動車（１９）のための装置。
9. 請求項８に記載の装置において、
   前記計算ユニット（１）が、少なくともナビゲーションシステム（２）および予測する周辺認識センサシステム（３）のデータのための入力部を有する装置。
10. 請求項８または９に記載の装置において、
    前記予測ユニット（１０）が、関係する道路利用者が止まることができる様々な最終位置についてのリスク評価部（１１，１２，１３，１４）を備える装置。
11. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法の全てのステップを実施するように構成されたコンピュータプログラム。
12. 請求項１０に記載のコンピュータプログラムが記憶された機械読み取り可能記憶媒体。

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