JP3153839B2

JP3153839B2 - 車両用予防安全装置

Info

Publication number: JP3153839B2
Application number: JP20779493A
Authority: JP
Inventors: 良彦宇津井; 稔西田; 和磨金子
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH0765294A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用予防安全装置、と
くに車両周辺の走行領域を監視して障害物を検出すると
ともに、自車両の速度や進行方向を基にその障害物の危
険度を求め、接触・衝突等の事故の危険を運転者に知ら
せることのできる車両用予防安全装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置として、例えば特開平
３−９２４３６号公報に示される車両用走行制御装置が
ある。図６２にこの走行制御装置のブロック構成図を示
す。図において、１は自車に搭載されたスキャン型レー
ザレーダ装置であり、前方車との車間距離、相対速度、
及び前方車と自車の走行方向の偏位を表わす相対位置が
検出される。２は自車の走行速度を検出する車速セン
サ、３は自車の操舵角を検出する操舵角センサ、４は危
険度算出手段、５は適正車間距離算出手段、６は適正車
速操作量制御手段、７はスロットルアクチュエータ、８
はブレーキアクチュエータである。

【０００３】次に動作について説明する。レーザレーダ
装置１、車速センサ２、操舵角センサ３によって検出さ
れた車間距離、相対速度、相対位置、自車速、及び操舵
角は危険度算出手段４に送られ、危険度算出手段４では
各検出信号をパラメータとしてファジィ推論により、運
転者の感覚に合った危険度を指数で算出する。適正車間
距離算出手段５では上記危険度指数と相対速度と自車速
を用いて前方車と自車との適正な車間距離を算出する。
適正車速操作量制御手段６では適正車間距離に基づいて
適正車速にするため、スロットルアクチュエータ７、及
びブレーキアクチュエータ８に指令を送るべき補正量を
ファジィ推論により算出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用走行制御
装置は以上のように構成されており、危険対象物として
前方を走行する１つの車両のみを考慮し、この車両に対
しファジィ推論を用いて危険度等を算出していた。従っ
て、複数の車両が周辺を同時に走行している場合には考
慮がなされておらず、危険度の評価が多方向で同時にで
きなかった。また、上記従来装置では危険度の評価は、
障害物との距離や方向、及び自車との相対速度や自車速
を基に行なっているが、危険度は障害物と自車両との距
離や方向のみで決まらず、障害物の大きさや、障害物の
移動方向、あるいは障害物が車か２輪車や歩行者かによ
って、同じ距離、同じ相対速度であっても危険度が異な
ってくる。また、運転者の運転状態によっても危険度は
異なるが、従来はこれらについての考慮がなされていな
かった。

【０００５】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、自車両の周辺にある複数の危険対
象物に対し、障害物の大きさ、あるいは大きさと種類や
その未来行動、さらには運転者の運転状態も含めて危険
度が評価、判断、処理できる予防安全装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両用予防
安全装置は、車両の前方を主とする周辺の走行領域にあ
る障害物と自車両との相対的な距離と方位、及び上記障
害物の大きさを検出する障害物検出手段、この障害物検
出手段の出力信号から上記障害物の障害度に対応する抽
出データを抽出するデータ抽出手段、上記距離と方位及
び上記抽出データより、前方の走行路面に対応する実空
間座標上に上記抽出データの大きさに対応する図形を生
成する走行環境出力手段、自車両の走行状態を検出する
走行状態検出手段、上記走行状態に応じて、実空間座標
上における危険度係数の分布を設定する危険度係数算出
手段、並びに抽出データと危険度係数から危険度を求
め、上記危険度をその大きさに応じた２次元分布で出力
する危険度出力手段を備えたものである。

【０００７】なお、上記危険度出力手段は、抽出データ
の大きさに対応する図形を、危険度係数に応じて拡大、
縮小、または変形し、生成された図形を実空間座標上に
出力するように構成するとよい。

【０００８】あるいは、危険度出力手段において危険度
を求める際に、走行環境出力手段において、前方の走行
路面に対応する実空間座標上に抽出データの大きさに対
応するような立体図形関数を生成し、危険度出力手段に
おいて上記立体図形関数を、危険度係数に応じて切断
し、切断面を危険度としてその２次元分布を出力するよ
うに構成してもよい。

【０００９】また、走行環境出力手段は、障害物の大き
さに対応する抽出データに、障害物のそれ以前の動きを
考慮した予測データを加えて新たな抽出データを求め、
この新たな抽出データの大きさに対応する図形を生成す
るようにしてもよい。

【００１０】また、データ抽出手段は、障害物の高さと
幅の比に応じて、障害物の障害度に対応する抽出データ
を出力するようにしてもよい。

【００１１】さらに、上記各車両用予防安全装置に対
し、運転者の運転状態を検出する運転状態検出手段を備
え、危険度係数算出手段は自車両の走行状態と上記運転
状態に応じて、実空間座標上における危険度係数の分布
を設定するように構成するとよい。

【００１２】また、上記各車両用予防安全装置に対し、
走行路面に対応する実空間座標上において、自車両から
の距離により警報判断領域を決定し、この警報判断領域
と危険度の大きさに対応する図形とが少なくとも部分的
に重なる時、警報信号を出力する警報出力手段を設けて
もよい。

【００１３】また、上記各車両用予防安全装置に対し、
運転者の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
走行路面に対応する実空間座標上において、自車両から
の距離及び上記運転状態により警報判断領域を決定し、
この警報判断領域と危険度の大きさに対応する図形とが
少なくとも部分的に重なる時、警報信号を出力する警報
出力手段を設けてもよい。

【００１４】また、危険度出力手段より出力された危険
度の２次元分布において、自車両からの方位に対する上
記危険度の総量を求め、上記危険度の分布を出力する警
報出力手段をもうけてもよい。

【００１５】

【作用】本発明の車両用予防安全装置においては、走行
環境出力手段により、前方の走行路面に対応する実空間
座標上に障害物の大きさに対応した障害度が抽出データ
として表わされ、さらに自車両の走行状態に応じて、実
空間座標上における危険度係数の分布を設定し、抽出デ
ータと危険度係数から危険度の２次元分布が得られるの
で、複数の車両が周辺を同時に走行している場合にも危
険度の評価が多方向で同時にできる。また、危険度の評
価においては、障害物の大きさも考慮されているため、
より安全なものとなる。

【００１６】なお、危険度を求める際に、抽出データの
大きさに対応する図形を、危険度係数に応じて拡大、縮
小、または変形し、生成された図形を実空間座標上に出
力するようにすれば、危険度の演算処理が容易となる。

【００１７】また、危険度を求める際に、走行環境出力
手段において、前方の走行路面に対応する実空間座標上
に抽出データの大きさに対応するような立体図形関数を
生成し、上記立体図形関数を危険度係数に応じて切断
し、切断面の大きさによって、危険度の２次元分布を出
力するようにしても、危険度の演算処理が容易となる。

【００１８】また、障害物の大きさに対応する抽出デー
タに、障害物のそれ以前の動きを考慮した予測データを
加え、新たな抽出データを得て、以下同様に危険度を求
めるようにすれば、障害物の未来行動も含めて危険度が
評価、判断、処理でき、より安全な予防安全装置が得ら
れる。

【００１９】また、障害物の高さと幅の比に応じて、障
害物の障害度に対応する抽出データを出力するようにす
れば、障害物として車だけでなく、二輪車や歩行者など
も走行上の危険物として、適正な評価、判断ができ、よ
り安全な予防安全装置が得られる。

【００２０】さらに、上記各車両用予防安全装置に対
し、運転者の運転状態を検出し、運転状況も含めて、危
険度係数の分布を設定すれば、より安全な予防安全装置
が得られる。

【００２１】また、上記各車両用予防安全装置に対し、
走行路面に対応する実空間座標上において、自車両から
の距離により警報判断領域を決定し、この警報判断領域
と危険度の大きさに対応する図形とが少なくとも部分的
に重なる時、警報信号を出力する警報出力手段を設けれ
ば、運転者にいち早く危険を知らせることが出来る。

【００２２】また、運転者の運転状態を検出し、この運
転状況も含めて警報判断領域を決定するようにすれば、
運転者により早く危険を知らせることが出来、より安全
な予防安全装置が得られる。

【００２３】また、危険度出力手段より出力された危険
度の２次元分布において、自車両からの方位に対する上
記危険度の総量を求め、上記危険度の分布を出力するこ
とにより、運転者に危険度の高い方向を明確に知らせる
ことが出来、危険を回避して安全な方向へと車両を導く
ことが容易となる。

【００２４】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の一実施例による車両用予防安
全装置を示すブロック構成図である。図１において、１
０は第１の障害物検出手段としてのレーザレーダ装置
で、所定の時間間隔でパルス状のレーザ光を前方に照射
しつつ、前方にこのレーザ光が反射するものがあればそ
の反射レーザ光を受光し、その反射時間を計測すること
によって反射物体（障害物）までの距離を検出する。こ
のタイプのレーザレーダを図２に示すように、車両の前
部に４個設置し（Ｐ₁〜Ｐ₄）、車両の前方を４つの領
域に分けて、各領域に存在するレーザレーダ光の反射物
体として検出される障害物までの距離が各々のレーザレ
ーダから出力される（例えばレーザレーダＰ₁からｒ_B
が、レーザレーダＰ₃ からｒ_C が出力）。２０は第２の
障害物検出手段としてのイメージセンサであり、車両の
前方領域全体（図２の４つの各領域をすべて含む領域）
を画像情報として入力するセンサーで、例えば市販のＣ
ＣＤカメラ等で構成される。例えば図２において、車両
の運転席のすぐ前の位置Ｐ₅に設置されている。３０は
画像処理領域限定手段であり、第１の障害物検出手段１
０から出力される方位θの信号（この場合はレーザレー
ダが各領域別に設置されているため、Ｐ₁に設置のレー
ザレーダからの出力はθ₁に対応し、Ｐ₂のレーザレー
ダからの出力はθ₂というように区分された上記領域を
代表する方位θの信号が対応する）を受け、第２の障害
物検出手段２０から出力される車両の前方走行領域の２
次元画像上で、障害物が検出された方位を含む画像領域
に限定し、限定された２次元画像データを、画像データ
抽出手段４０に送出する。画像データ抽出手段４０は限
定された２次元画像データの中から障害物があると推定
される画像領域を抽出し、その大きさに相当するデータ
サイズ（以下Ｓと略記する）を演算し、そのデータを出
力する。この出力データはアナログでもディジタルでも
よい。画像処理領域限定手段３０及び画像データ抽出手
段４０は画像データを処理するためのアナログとディジ
タルが混在する電子回路で構成される。５０は第１の走
行環境出力手段としての走行環境図作成手段であり、第
１の障害物検出手段１０からは、障害物までの距離ｒと
障害物の存在する領域を代表する方位θのデータを受
け、上記画像データ抽出手段４０からは障害物の大きさ
に相当する抽出データＳとこの障害物の存在する方位θ
のデータを受けて、前方の走行路面に対応する実空間座
標上で距離ｒ、方位θの位置に抽出データＳの大きさに
対応する図形を生成する。第１の走行環境出力手段５０
はマイクロコンピュータ、アナログあるいはディジタル
の入出力用電子回路、画像データ処理回路、メモリ回
路、画像表示回路等で構成される。６０は走行状態検出
手段としての車両運動計測手段であり、例えば図３に示
すように車速センサ６１により自車両の速度ｖを、第２
の障害物検出手段としてのイメージセンサ２０及び画像
処理装置６２によって進行方向θ_vを、あるいはヨーレ
ートセンサ６３によりヨーレートψを検出する。車両運
動計測手段としてはこの他、横加速度、前後加速度、ス
テアリングの反力、タイヤの横力等を計るものであって
もよい。７０は車両運動計測手段６０から例えば自車両
の速度ｖと進行方向θ_vを入力し、この速度と進行方向
に対する危険度係数Ｍの、前方の走行路面に対応する実
空間座標（ｘｙ座標）上での分布状態を設定する危険度
係数算出手段である。８０は危険度出力手段であり、第
１の走行環境出力手段５０で生成された抽出データＳの
大きさに対応する図形を、この抽出データＳの位置座標
における危険度係数Ｍ（極座標に変換する）に応じて拡
大、縮小、または変形し、生成された図形を危険度Ｃの
大きさを有する図形として、前方の走行路面に対応する
実空間座標上で距離ｒ、方位θの位置に出力する。

【００２５】上記構成における動作を次に説明する。図
４は本発明の一実施例による車両用予防安全装置の動作
を示すフローチャートである。図４において、ステップ
Ｓ１は抽出データＳの算出ステップであり、ステップＳ
２では走行環境図を生成する。ステップＳ３では危険度
係数の分布を算出し、ステップＳ４で危険度の分布を算
出する。図２によりステップＳ１の動作を説明する。図
２は図１の構成による車両用予防安全装置を搭載した車
両Ａと、その前方走行領域を上からみた図である。車両
Ａの前部Ｐ₁にあるレーザレーダ装置は左斜め前の領域
Ｉの部分、Ｐ₂にあるレーザレーダ装置は前方左側の領
域ＩＩの部分、Ｐ₃にあるレーザレーダ装置は前方右側
の領域ＩＩＩの部分、Ｐ₄にあるレーザレーダ装置は右
斜め前の領域ＩＶの部分をカバーするようになってい
る。これら４つのレーザレーダ装置で図１の第１の障害
物検出手段１０が構成されている。今、領域Ｉの部分に
車両Ｂが侵入してきたとすると、Ｐ₁にあるレーザレー
ダ装置がこれを検出し、車両Ａから車両Ｂまでの相対距
離を計測し、距離データｒ_Bを出力する。これにより１
の障害物検出手段１０から距離データｒ_Bと領域Ｉの代
表方位データθ₁のデータが、第１の走行環境出力手段
５０に、代表方位データθ₁が画像処理領域限定手段３
０に送出される。一方、第２の障害物検出手段２０によ
って入力された車両Ａの前方の走行領域の２次元画像の
一例が図５に示されている。画像処理領域限定手段３０
では図５の画像データに対して、第１の障害物検出手段
１０の出力信号の内、障害物の存在する領域の代表方位
データθ₁、θ₂、θ₃、θ₄を受けて、図６のように
囲み枠Ｒ₁、Ｒ₂を入れた部分のみに２次元画像データ
を限定し、そのデータを画像データ抽出手段４０に出力
するようにする。この時、限定した領域の画像データ
と、方位θ₁〜θ₄とは対応関係がくずれないように、
画像データ抽出手段４０から出力される信号Ｓとともに
第１の走行環境出力手段５０に送出される。画像データ
抽出手段４０では、図６の囲み枠だけの２次元画像につ
いて、既知の画像処理（エッジ抽出、線結合等の基本的
な画像処理）によって、図７のような障害物と推定され
る物体の２次元画像を抽出する。この画像から、大きさ
の指標Ｓを例えば下記の式で算出する。

【００２６】

【数１】

【００２７】次にステップＳ２の動作を説明する。即ち
画像データ抽出手段４０からは障害物の大きさを示す信
号（抽出データ）Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃が、第１の障害物検
出手段１０からは、それぞれの障害物までの相対距離と
方位を示す信号（ｒ₁，θ₁）（ｒ₂，θ₂）（ｒ₃，
θ₃ ）が、第１の走行環境出力手段５０に入力される
と、これらの信号にしたがって、図８（ａ）（ｂ）に示
すような走行環境図が作成される。図８（ａ）は車両Ａ
の前方の走行路面を示す実空間座標上に、上記画像デー
タ抽出手段４０によって算出された演算量Ｓに比例した
半径の円を障害物に対応させ、その位置も含めて表示し
た走行環境図である。図８（ｂ）は車両Ａの前方の走行
路面を示す実空間座標上に、上記画像データ抽出手段４
０によって算出された演算量Ｓに対応した立体図形を障
害物に対応させ、その位置も含めて表示した走行環境図
である。このようにして求めた走行環境図は前方の走行
路面に対応する実空間座標上における障害度をあらわす
ものである。

【００２８】次にステップＳ３では危険度係数の分布を
算出する。まず、車両運動計測手段６０では自車両の速
度ｖと進行方向θ_vを計測する。進行方向θ_v の計測
は、図９、及び図１０に示すように、ステップＳ１１で
第２の障害物検出手段２０からの出力信号を入力し、ス
テップＳ１２でこの出力信号を画像処理装置８２で処理
して、まず道路境界線を抽出する。次にステップＳ１３
で、これら道路境界線から境界線を外挿して境界線の交
点を求め、進行方向参照点とする。ステップＳ１４では
第２の障害物検出手段２０の設置位置を基準としたθ_v
＝０の参照線から上記進行方向参照点までの距離を求
め、ステップＳ１５でこの距離によって進行方向θ_v を
算出する。このようにして求めたθ_v 及びｖに応じて、
危険度係数算出手段７０では、前方の走行路面に対応す
る実空間座標（ｘｙ座標）上での危険度係数Ｍの分布状
態を設定する。図１１は危険度係数Ｍの分布の算出法を
説明するフローチャートであり、また、図１２は前方の
走行路面に対応する実空間座標（ｘｙ座標）での危険度
係数Ｍの分布の一例を示す説明図である。図１１におい
てステップＳ２１では車両の走行状態を表わす車速ｖ、
進行方向θ_vを入力し、ステップＳ２２では危険度係数
パラメータψ_x、ψ_yを算出する。ステップＳ２３では
危険度係数Ｍのｘｙ座標での分布を決定する。ステップ
Ｓ２２でのψ_x、ψ_yを、例えばψ_x＝Ｋ_Mxθ_v、ψ_y
＝Ｋ_My／ｖとし、ステップＳ２３での危険度係数Ｍのｘ
ｙ座標での分布を、Ｍ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_y・ｙ＋ψ_x・ｘ・・・・（２）とした時、空間分布は図１２のようになっている。図１
２（ａ）において、斜線で示した平面が危険度係数Ｍの
空間分布であり、図１２（ｂ）は上記空間分布を等高線
を用いて表わしたものである。危険度係数Ｍは超高速で
直進しているとき、即ち、ｖが無限大で、θ_vが０の
時、ｘｙ座標上のすべての方向に対しＭ＝１となる。つ
まり危険度係数Ｍの空間分布は、ｘｙ平面に平行で、か
つＭ＝１なる平面となる。そして、速度が遅くなるにつ
れてこの面はｙ方向に傾いていく（ｙ方向の傾き角
ψ_y）。また、進行方向θ_vが直進方向からずれるにつ
れて上記面はｘ方向に傾いていく（ｘ方向の傾き角
ψ_x）。従って、速度ｖ、進行方向θ_vの時、危険度係
数Ｍの空間分布を示す平面はｙ方向にψ_y、ｘ方向にψ
_xだけ傾いた図１２の斜線で示すような平面となる。

【００２９】次に図４のステップＳ４における危険度Ｃ
の分布の算出法を説明する。図１３は危険度算出のアル
ゴリズムを示す説明図であり、ステップＳ３１では障害
度Ｓ_n （各障害物を連番ｎで示す）の位置座標（ｒ_n ，
θ_n ）を入力する。ステップＳ３２では障害度Ｓ_n の位
置に対応する危険度係数Ｍ（ｒ_n ，θ_n ）を算出する。
なお、ここではｘｙ座標を極座標に変換し、Ｍ（ｒ_n ，
θ_n ）を算出する。ステップＳ３３ではこの危険度係数
Ｍの値に応じて障害度Ｓ_n を変形し、危険度Ｃ_n を決定
し、ステップＳ３４でこの危険度Ｃ_n に対応する図形を
前方の走行路面に対応する実空間座標上で距離ｒ、方位
θの位置に出力する。例えば危険度Ｃ_nは、図１４に示
すように、障害度Ｓ_n にＭ（ｒ_n ，θ_n ）を乗じて決定
され、実空間座標上に、障害度Ｓ_n を表わす図形と相似
形で縮小あるいは拡大され、面積がＣ（ｒ_n ，θ_n ）に
比例する円で表わされる。あるいは図１５に示すよう
に、障害度Ｓを表わす立体図形と相似形で縮小あるいは
拡大され、体積がＣ（ｒ_n ，θ_n ）に比例する立体で表
わされる。あるいは図１６に示すように、障害度Ｓを表
わす立体図形の高さをｈとした時、この立体図形を高さ
ｈ・Ｍ（ｒ_n ，θ_n ）で制限した立体図形で表わされ
る。あるいは図１７に示すように障害度Ｓを表わす立体
図形の高さをｈとし、この立体図形の高さをＭ（ｒ_n ，
θ_n ）の分布に従ってｈ・Ｍで制限した立体図形で表わ
される。

【００３０】実施例２．図１８は上記実施例における危
険度係数Ｍの分布の他の例を示す。図１８（ａ）の斜線
で示した切妻屋根風の曲面が危険度係数Ｍの空間分布で
あり、上記実空間座標（ｘｙ座標）上での危険度係数Ｍ
はＭ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_x｜（ｙ − ｘ／θ_v）｜・・・（３）で表わされる。なお、ψ_xは一定、あるいはｖに反比例
する係数であり、屋根の傾きを示す。また、切妻屋根の
稜線方向が進行方向θ_vとなっている。さらに、切妻屋
根の稜線では危険度係数Ｍは常に１である。図１８
（ｂ）は上記空間分布を等高線を用いて表わしたもので
ある。

【００３１】実施例３．なお、上記実施例２では危険度係数Ｍの空間分布として
切妻屋根風の曲面を想定したが、図１９（ａ）に示すよ
うな半円筒状のものでも、図１９（ｂ）に示すようなガ
ウス曲面状のものであってもよい。これらのものにおい
て、その稜線の方向は上記実施例２と同様、進行方向で
あり、かつ高さも常に１となっている。

【００３２】実施例４．図２０は実施例２のものに対
し、さらに稜線がｙ方向に傾いた空間分布を示すもので
ある（ｙ方向の傾き角ψ_y）。図２０（ａ）の斜線で示
した切妻屋根風の曲面が危険度係数Ｍの空間分布であ
り、上記実空間座標（ｘｙ座標）上での危険度係数ＭはＭ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_x｜（ｙ − ｘ／θ_v）｜ − ψ_y・ｙ・・・（４）で表わされる。なお、ψ_xは一定、あるいはｖに反比例
する係数であり、屋根の傾きを示す。また、ψ_yはｖに
反比例する係数であり、切妻屋根の稜線はψ_yだけｙ方
向に傾いている。また、切妻屋根の稜線方向は進行方向
θ_vとなっている。図２０（ｂ）は上記空間分布を等高
線を用いて表わしたものである。

【００３３】実施例５．図２１は前方の走行路面に対応
する実空間座標（ｘｙ座標）での危険度係数Ｍの分布の
さらに他の例を示す。図２１（ａ）の斜線で示した切妻
屋根風の曲面が危険度係数Ｍの空間分布であり、上記実
空間座標（ｘｙ座標）上での危険度係数Ｍは次式で表わ
される。

【００３４】

【数２】

【００３５】なお、ψ_x は一定、あるいはｖに反比例す
る係数であり、屋根の傾きを示す。また、切妻屋根の稜
線は車両の予測進路Ｌと一致している。さらに、切妻屋
根の稜線では危険度係数Ｍは常に１である。図２１
（ｂ）は上記空間分布を等高線を用いて表わしたもので
ある。また、図２２は上記車両の予測進路を求める方法
を示すものであり、予測進路は、図１に示す車両運動計
測手段６０で車両の速度ｖ、進行方向θ_v 、及びヨーレ
ートψを計測し、これらの値を用いて計算される。例え
ば、近似的には、図２２において、座標ｘにおける予測
進路ｙ_p は次式で表わされ、

【００３６】

【数３】

【００３７】となる。この式を用いて上述の危険度係数
Ｍの式が得られる。即ち、図２３においてステップＳ４
１では車両の走行状態を表わす車速ｖ、進行方向θ_vヨ
ーレータψを入力し、ステップＳ４２では予測進路ｙ_p
を式（６）から求める。ステップ４３では危険度係数パ
ラメータψ_x、ψ_yを算出または参照し、ステップＳ４
４では危険度係数Ｍのｘｙ座標での分布を式（５）より
決定する。

【００３８】実施例６．図２４は実施例５のものに対
し、さらに稜線がｙ方向に傾いた空間分布を示すもので
ある（ｙ方向の傾き角ψ_y）。実空間座標（ｘｙ座標）
上での危険度係数Ｍは

【００３９】

【数４】

【００４０】で表わされる。なお、ψ_xは一定、あるい
はｖに反比例する係数であり、屋根の傾きを示す。ま
た、ψ_yはｖに反比例する係数であり、切妻屋根の稜線
はψ_yだけｙ方向に傾いている。また、切妻屋根の稜線
方向は車両の予測進路と一致している。なお、図２４
（ｂ）に上記空間分布を等高線を用いて表わす。

【００４１】実施例７．図２５は前方の走行路面に対応
する実空間座標（ｘｙ座標）での危険度係数Ｍの分布の
さらに他の例を説明する説明図である。図２５（ａ）は
車両の前方の走行路面を示すもので、斜線部Ｒは車両の
移動可能領域を示している。この移動可能領域の中心方
向は車両の進行方向θ_vを向き、領域の大きさ、即ち広
がり角度は車両の速度が大きい程狭く、小さい程広くな
る。図２５（ｂ）は本実施例による危険度係数Ｍの分布
を示すもので、実施例２と同様の切妻屋根風の曲面より
なるが、本実施例の場合は、屋根の稜線が上記移動可能
領域と一致した平面となっている。図２５（ｃ）に上記
空間分布を等高線を用いて表わす。

【００４２】実施例８．次に本発明のさらに他の実施例
による車両用予防安全装置を示す。装置の構成は図１と
同様であるが、本実施例では危険度係数Ｗの空間分布が
上記各実施例に示した危険度係数Ｍとは逆の分布状態と
なっており、また、障害度を立体図形関数で表わし、危
険度を上記立体図形の切断面によって出力している。図
２６に危険度係数算出手段７０の動作を示す。ステップ
Ｓ５１では車両の走行状態を表わす車速ｖ、進行方向θ
_vを入力し、ステップＳ５２では危険度係数パラメータ
ψ_x、ψ_yを算出する。ステップＳ５３では危険度係数
Ｗのｘｙ座標での分布をＷ（ｘ，ｙ）＝１−Ｍ（ｘ，ｙ）・・・（８）より決定する。ステップＳ５２でのψ_x、ψ_yを、例え
ばψ_x＝Ｋ_Mxθ_v、ψ_y＝Ｋ_My／ｖとし、ステップＳ５
３でのＭのｘｙ座標での分布を、Ｍ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_y・ｙ＋ψ_x・ｘ・・・・（２）とした時、危険度係数Ｗの空間分布は図２７のようにな
っている。図２７において、斜線で示した平面が危険度
係数Ｗの空間分布であり、Ｗ（ｘ，ｙ）＝１−Ｍ（ｘ，ｙ）＝ψ_y・ｙ−ψ_x・ｘまた、｛１−Ｍ（ｘ，ｙ）｝＜０ならば、Ｗ（ｘ，ｙ）＝０・・・（９）となる。

【００４３】図２８はこのようにして得られた危険度係
数Ｗの空間分布から危険度を算出するアルゴリズムを示
す説明図であり、ステップＳ６１では障害度Ｓ_n（各障
害物を連番ｎで示す）の位置座標（ｒ_n，θ_n）を入力
する。なお、本実施例では障害度は立体図形関数で表わ
されている。ステップＳ６２では障害度Ｓ_nの位置に対
応する危険度係数Ｗ（ｒ_n，θ_n）を算出する。なお、
ここではｘｙ座標を極座標に変換し、Ｗ（ｒ_n，θ_n）
を算出する。ステップＳ６３ではこの危険度係数Ｗの値
に応じて障害度Ｓ_nなる立体図形関数を切断し（例えば
障害度Ｓを表わす立体図形の高さをｈとした時、この立
体図形を高さｈ・Ｗ（ｒ_n，θ_n）で切断する）、切断
面により危険度Ｃ_nを決定する。ステップＳ６４でこの
危険度Ｃ_nに対応する図形、即ち切断面を前方の走行路
面に対応する実空間座標上で距離ｒ、方位θの位置に出
力する。

【００４４】実施例９．図２９は上記実施例における危
険度係数Ｗの分布の他の例を示す。図２９の斜線で示し
た曲面が危険度係数Ｗの空間分布であり、Ｍ（ｘ，ｙ）
は実施例２におけるＭと同じＭ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_x｜（ｙ − ｘ／θ_v）｜・・・（３）で表わされる。従ってＷ（ｘ，ｙ）はＷ（ｘ，ｙ）＝ψ_x｜（ｙ − ｘ／θ_v）｜・・・（１０）となる。

【００４５】図３０はこのような危険度係数Ｗの空間分
布から危険度を算出する過程を説明するものであり、障
害度Ｓ₁ の位置座標から危険度係数Ｗを算出し、危険度
係数Ｗの値に応じて障害度Ｓ₁なる立体図形関数を切断
し（障害度Ｓを表わす立体図形の高さをｈとする）、切
断面により危険度Ｃ₁を決定する。この危険度Ｃ₁に対
応する図形、即ち切断面を前方の走行路面に対応する実
空間座標上に出力する。なお、切断面の決め方として
は、図３０の斜線部、及び図３１の太い実線に示すよう
に、障害度Ｓ₁の中心線と危険度係数Ｗの空間分布曲面
との交点で、ｘｙ平面に平行に切断する方法と、障害度
Ｓ₁なる立体図形関数を、図３１の破線に示すような危
険度係数Ｗの空間分布曲面に沿って切断する方法とがあ
る。

【００４６】図３２は複数の障害度Ｓ₁、Ｓ₂に対し、
本実施例によりそれぞれ危険度を算出した場合の表示例
を説明する。自車両の走行方向前方に左右対称に同じ大
きさの障害物が存在し、障害度Ｓ₁で示される障害物は
自車両の進行方向にあり、障害度Ｓ₂で示される障害物
は自車両の進行方向と反対にある時、障害度Ｓ₁で示さ
れる障害物の危険度は、図３２（ａ）に示すように
Ｃ₁、障害度Ｓ₂で示される障害物の危険度はＣ₂とな
り、危険度はＣ₁＞Ｃ₂となって、進行方向を重視した
危険度算出が行なわれる。図３２（ｂ）は危険度出力手
段の出力例を示すもので、Ｓ₁、Ｓ₂は障害度、斜線部
のＣ₁、Ｃ₂は危険度を示している。

【００４７】なお、危険度係数Ｗの算出法は、実施例３
ないし実施例７で表わされたＭの値に対するものとして
もよい。

【００４８】また、障害度を表わす立体図形関数は上記
実施例で述べた円錐状のもの以外でもよい。

【００４９】実施例１０．図３３は本発明のさらに他の
実施例による車両用予防安全装置を示すブロック構成図
である。本実施例では障害度Ｓとして、障害物の未来行
動も考慮した障害度を求めて危険度を評価、判断、処理
している。図において、１０〜８０は図１に示したもの
と同様のものである。第１の走行環境出力手段５０は、
第１の障害物検出手段１０から障害物までの距離ｒと障
害物の存在する領域を代表する方位θのデータを受け、
画像データ抽出手段４０からは障害物の大きさに相当す
るデータＳの信号を受けて、前方の走行路面に対応する
実空間座標上で距離ｒ、方位θの位置に抽出データＳの
大きさに対応する図形を生成し、その位置データと共に
記憶する。９０は同一障害物に対して記憶された、一つ
前の位置データより、障害物のそれ以前の動きを考慮し
て予測動き量に対応する予測データＳ_D を演算する予測
手段、１００は抽出データＳに、上記予測データＳ_D を
加えて、新たな抽出データＳ_* の大きさに対応した図形
を、前方の走行路面に対応する実空間座標上に生成する
第２の走行環境出力手段である。

【００５０】次に動作について説明する。第１の走行環
境出力手段５０において抽出データＳを決定するまでの
動作は、図１に示したものと同じである。第１の走行環
境出力手段５０ではこの抽出データＳ及び位置データを
記憶しておき、予測手段６０でこの位置データを基に予
測データＳ_D を決定する。図３４は予測動き量に対応す
る予測データＳ_D の求め方を説明する説明図である。図
３５は第１の走行環境出力手段５０及び予測手段９０の
動作を示すフローチャートである。図３４（ａ）は第１
の走行環境出力手段５０で得られる、時刻ｔ＝ｔ₁ での
障害物の位置及び抽出データＳ（ｔ₁ ）、図３４（ｂ）
は同様に、時刻ｔ＝ｔ₁＋Δｔ＝ｔ₂での障害物の位置及
び抽出データＳ（ｔ₂ ）を示している。図３５におい
て、ステップＳ７１では、時刻ｔ＝ｔ₁での障害物の位
置ベクトルｒ（ｔ₁ ）を記憶する。ここで車両前方中心
を原点とする位置ベクトルｒ（ｔ）は座標ｒ（ｔ）、θ
（ｔ）で指定される。次にステップＳ７２において、同
じ障害物の時刻ｔ₂ での位置ベクトルｒ（ｔ₂ ）を求め
る。ステップＳ７３では位置ベクトルｒ（ｔ₂ ）と位置
ベクトルｒ（ｔ₁ ）との差ベクトルを算出する。ステッ
プＳ７４では時刻ｔ₂での障害物の予測動きベクトルｄ
（ｔ₂ ）を次式より算出する。ここでｋは定数である。

【００５１】

【数５】

【００５２】次にステップＳ７５で予測動き量に対応す
る予測データＳ_D を次式より求める。

【００５３】

【数６】

【００５４】以下、時間Δｔ毎に同様のことを繰り返
し、各時刻で予測動きベクトルｄと予測動き量に対応す
る予測データＳ_D を求める。

【００５５】次に第２の走行環境出力手段１００では、
前記第１の走行環境出力手段５０に記憶された時刻ｔ₂
での抽出データＳ（ｔ₂）に、予測手段９０で得られた
予測データＳ_D を加えて、時刻ｔ₂における新たな抽出
データＳ_* （ｔ₂）の大きさに対応した図形を、前方の
走行路面に対応する実空間座標上で、時刻ｔ₂ における
障害物の位置に生成する。図３６はその一例を示す説明
図であり、第１の走行環境出力手段５０で得られた抽出
データＳに対応した円（例えば径がＳ、あるいは面積が
Ｓ）の周りに予測データＳ_D に対応する大きさの環状の
円（径がＳ、あるいは面積がＳ）を形成し、新たな抽出
データＳ_* （Ｓ_* ＝Ｓ＋Ｓ_D ）の大きさに対応した図形
を形成したものである。このようにすることにより、同
じ大きさの障害物でも動きの早い障害物ほど大きく表示
され、障害度の大小がより容易に判断できる。

【００５６】なお、第２の走行環境出力手段７０におけ
る表示例の他の例を図３７及び図３８に示す。図３７は
予測データＳ_D に対応する大きさの円を、障害物の移動
方向、即ち予測動きベクトルｄにより示される位置に作
成し、これらの円を結んで、新たな抽出データＳ_* に対
応した図形を形成したものであり、図３８は新たな抽出
データＳ_* の大きさに対応する立体図形関数が、距離ｒ
と方位θで指示される位置に、鳥瞰図の形式で表示され
ている一例である。

【００５７】このようして得られた新たな抽出データＳ
_* の大きさに対応した立体図形関数、すなわち障害度を
表わす図形を、実施例１ないし実施例７と同様に危険度
係数Ｍに応じて拡大、縮小、または変形し、あるいは実
施例８または実施例９と同様に危険度係数Ｗに応じて切
断し、危険度Ｃを求めれば、障害物の未来行動も含めて
危険度が評価、判断、処理でき、より安全な予防安全装
置が得られる。

【００５８】実施例１１．図３９は図１における画像デ
ータ抽出手段４０の他の例を説明するものであり、本実
施例では画像処理領域限定手段３０から出力される２次
元画像から、障害物の大きさの指標（抽出データ）Ｓを
計算する際、障害物の高さと幅の比に応じて、それぞれ
異なる計算式より抽出データを決定する。他のものの動
作は図１に示すものと同様である。

【００５９】図３９により画像データ抽出手段４０の動
作を説明する。図に示すように、障害物１の幅がｘ₁、
高さがｚ₁、障害物２の幅がｘ₂、高さがｚ₂と観測され
たとき、従来はこのｘ、ｚを用いて抽出データＳ₁、Ｓ₂
を求める際に、一律に数式（１）を用いて決定していた
が、本実施例ではまずｘ₁とｚ₁、ｘ₂とｚ₂の比ε（ε₁
＝ｚ₁／ｘ₁、ε₂＝ｚ₂／ｘ₂）をそれぞれ求め、この比
εの値に応じて、数式（１）で求めた上記各抽出データ
Ｓに拡大係数をかけて新たな抽出データＳ_* として出力
する。例えば、 εがε＜１のとき、Ｓ_* ＝Ｓ即ち、横長の障害物のときは抽出データＳ_* は上記数式
（１）で得られた値Ｓをそのまま用いる。１＜ε＜ε_aのとき、Ｓ_* ＝ａ×Ｓ即ち、ε_aを上限値として、幅と高さの比が単車に相当
するεの範囲では、抽出データＳ_* は上記数式（１）で
得られた値Ｓに拡大係数ａ（例えば、ａ＝２）をかけ
る。 ε_a＜ε＜ε_bのとき、Ｓ_* ＝ｂ×Ｓ（但し、ａ＜ｂ）即ち、ε_aを下限値、ε_bを上限値として、幅と高さの比
が人に相当するεの範囲では、抽出データＳ_* は上記数
式（１）で得られた値Ｓに拡大係数ｂ（例えば、ｂ＝
４）をかける。このようにして得られた抽出データＳ_*
を用い、第１の走行環境出力手段５０に抽出データＳ_*
の大きさに対応した図形を形成する。これにより、単車
や人等、小さくても危険性が高い障害物も障害度がより
明確になり、危険度の表示も明確になるため、より安全
な予防安全装置が得られる。

【００６０】実施例１２．なお、上記各実施例は、走行
領域を複数に区分し、各領域毎に障害物と車両との相対
的な距離ｒと区分された領域を代表する方位θを検出す
る第１の障害物検出手段と、前方走行領域を２次元画像
として検出する第２の障害物検出手段を用いて障害物を
検出し、第１の障害物検出手段の出力信号に基づいて２
次元画像上の画像領域を限定して、限定された画像デー
タから障害物の大きさに対応する抽出データＳを出力す
るようにしたが、上記のような画像処理領域限定手段３
０のないものであってもよく、また、第１の障害物検出
手段と、第２の障害物検出手段のいずれかでもよく、ま
た、各障害物検出手段は上記のものに限定されるもので
なく、位置データと障害物の大きさに対応するデータが
検出できる検出手段であればよい。

【００６１】実施例１３．図４０は本発明のさらに他の実施例による車両用予防安
全装置を示すブロック構成図である。本実施例では運転
者の運転状態を検出し、運転状況も含めて、危険度係数
の分布を設定している。図４０において、１１０は運転
状態検出手段としての運転者監視手段であり、例えば図
４１のように構成され、運転者の視線方向θ_w および運
転者の意識状態Ｄ_K を検出する。他のものは図１と同様
のものである。

【００６２】次に図４１のフローチャートを基に本実施
例における危険度係数Ｍの分布の算出法を説明する。図
４１において、ステップＳ８１では、車両の走行状態を
表わす車速ｖ、進行方向θ_vを入力し、ステップＳ８２
では運転者監視手段１１０から、運転者の視線方向θ_w
および運転者の意識状態Ｄ_Kを入力する。ステップＳ８
３では危険度係数パラメータψ_x、ψ_yを算出し、ステ
ップＳ８４では危険度係数Ｍのｘｙ座標での分布を決定
する。ステップＳ８２をさらに詳しく説明する。図４２
は運転者監視装置１１０の構成を示す構成図であり、１
１１は運転者、１１２は運転者撮影手段、１１３は視線
方向検出回路、１１４は運転者状態判定回路である。ま
た、図４３は運転者監視装置１１０の動作を説明するフ
ローチャートである。図において、ステップＳ９１では
運転者撮影手段１１２により運転者の画像を入力する。
ステップＳ９２で得られた画像より、例えば両眼の目頭
と唇の両端等の顔面の特徴点、及び眼球領域を抽出し、
ステップＳ９３で特徴点の形状から顔面方向を、眼球よ
りの反射光等を用いて眼球の方向を決定する。ステップ
Ｓ９４では上記顔面方向及び眼球方向から視線方向θ_w
を決定し、ステップＳ９５では視線方向の時間変化を見
て、視線方向の平均値と、視線移動速度を算出し、ステ
ップＳ９６では上記視線移動速度から運転者の意識状態
Ｄ_Kを例えば図４４のテーブルを用い決定する。図４４
において、視線移動速度が特に小さい時は意識レベルが
低下しているとして運転者の意識状態Ｄ_Kを小さく取
り、視線移動速度が特に大きい時は意識レベルが混乱し
ているとして運転者の意識状態Ｄ_Kを大きく取る。ステ
ップＳ９７では決定された運転者の視線方向θ_wおよび
運転者の意識状態Ｄ_Kを出力する。

【００６３】このようにして得られた運転者の視線方向
θ_w、及び運転者の意識状態Ｄ_K、並びに車速ｖ、及び
進行方向θ_vを用いて、ステップＳ７３では危険度係数
パラメータψ_x、ψ_yを算出する。危険度係数パラメー
タψ_x、ψ_yの算出例を図４６に示す。なお、このパラ
メータは図４５中に示されるように危険度係数の空間分
布を決定する場合のパラメータである。危険度係数Ｍの
ｘｙ座標での分布は、例えば図４５に示すような、実施
例４と同様の分布で表わされる。図４６（ａ）は危険度
係数パラメータψ_y を示すもので、視線方向が進行方向
とずれる程、脇見の量が多いと考え、遠方までの危険度
が高くなるように、例えばψ_yを｜θ_w−θ_v｜の関数
で表わす。また、図４６（ｂ）は危険度係数パラメータ
ψ_x を示すもので、意識レベルが低下する程（Ｄ
_K小）、広い範囲の危険度を高く、意識レベルが混乱
（Ｄ_K大）した場合は、進行方向についてだけ危険度を
高くし、周囲情報による混乱の助長を避けるように、例
えばψ_xはＤ_Kに比例する関数とする。次にステップＳ
７４ではこのようにして算出されたパラメータψ_x、ψ
_yを基に、危険度係数の空間分布が、例えば次式によっ
て決定される。Ｍ（ｘ，ｙ）＝１−ψ_x｜（ｙ − ｘ／θ_v）｜ − ψ_y・ｙ・・・（４）

【００６４】実施例１４．なお、上記実施例では危険度
係数Ｍの分布が実施例４と同様のものを示したが、他の
実施例と同様のものを用いてもよい。図４７は実施例８
及び実施例９を用いたものでＷ（ｘ，ｙ）＝１−Ｍ
（ｘ，ｙ）なる危険度係数Ｗを用いた場合のフローチャ
ートである。図４１と同様に、ステップＳ９１では、車
両の走行状態を表わす車速ｖ、進行方向θ_vを入力し、
ステップＳ９２では運転者監視手段１１０から、運転者
の視線方向θ_wおよび運転者の意識状態Ｄ_Kを入力す
る。ステップＳ９３では危険度係数パラメータψ_x、ψ
_yを算出し、ステップＳ９４では危険度係数Ｗのｘｙ座
標での分布を決定する。

【００６５】実施例１５．図４８は本発明のさらに他の
実施例による車両用予防安全装置を示すブロック構成図
である。図４８において、１２０は警報出力手段であ
り、危険度出力手段８０から出力される危険度の２次元
分布に対して、自車両からの距離により警報判断領域を
決定し、この警報判断領域と危険度の大きさに対応する
図形とが少なくとも部分的に重なる時、警報信号を出力
するものである。他のものは図１と同様のものである。

【００６６】次に図４９、及び図５０により本実施例に
おける動作を説明する。図４９は本実施例のフローチャ
ートであり、図において、ステップＳ１０１では、危険
度の分布をＣ_n，ｒ_n，θ_n（ｎは各障害物に対応）を
用いて入力する。ステップＳ１０２では車速ｖを入力
し、ステップＳ１０３では、図５０中、破線で示すよう
な警報判断境界線を決定する。警報判断境界線は車体Ａ
の前方Ｌ_arの距離に車体前面に平行に設けた境界線であ
り、車体よりこの境界線までの領域が警報判断領域とな
る。上記境界線は次のようにして求められる。即ち、初
速をｖとし、減速度をαとすると停止距離はｖ²／２
α、一方、警報を発令してから運転者が反応してブレー
キをかけ始めるまでの時間をｔ_act とすると、この間に
進む距離はｖ・ｔ_act 、よって、Ｌ_arは

【００６７】

【数７】

【００６８】となる。なお、上式において、ｔ_act は固
定値、または運転者が独自に設定できるようにしてもよ
い。また、αは路面の状況によって変更したほうがよ
い。図５１に車速に対する停止距離、及び警報判断境界
線までの距離Ｌ_arの変化を示す。次にステップＳ１０４
では危険度Ｃ_nの領域外周ベクトルを算出する。即ち、
図５０に示すように、例えば危険度Ｃ₁ の領域中心を
（ｒ₁，θ₁）とし、領域中心を示すベクトルをベクトル
ｒ₁ とする。また、領域中心を起点とし、領域の半径を
大きさに持つベクトルＣ₁を考えると、危険度Ｃ₁の領域
上の各点のベクトル、即ち領域外周ベクトルはベクトル
ｒ₁＋ベクトルＣ₁で示される。ステップＳ１０５ではこ
のようにして得られる各領域外周ベクトルに対し、警報
判断境界線との間で領域判定を行なう。即ち、ベクトル
ｒ_n＋ベクトルＣ_nのｙ軸方向余弦をベクトルｅ_y とし、
次式

【００６９】

【数８】

【００７０】を満足する時、警報判断領域と危険度の大
きさに対応する図形とが少なくとも部分的に重なってい
ると判断され、ステップＳ１０６にて警報が発令され
る。

【００７１】実施例１６．なお、警報判断境界線は図５
２に示すように、車体Ａを中心とし、車両前方、半径Ｌ
_arの半円上に設けた境界線であってもよく、車体よりこ
の境界線までの領域が警報判断領域となる。従って、図
４９のステップＳ１０５では次式

【００７２】

【数９】

【００７３】を満たす時、警報判断領域と危険度の大き
さに対応する図形とが少なくとも部分的に重なっている
と判断され、ステップＳ１０６にて警報が発令される。

【００７４】実施例１７．図５３は危険度の２次元分布
を立体表現した場合に、上記実施例１５を適用したもの
であり、破線に示すような、距離Ｌ_arにあるｘｙ平面に
垂直な面を警報判断境界平面とし、立体図形Ｃ_n がこの
境界平面と車両との間の領域にある、あるいは上記立体
図形が境界平面を通過（斜線で示すように切断面が発生
する）場合、警報を出力する。

【００７５】なお、上記実施例１５ないし実施例１７に
おいて、警報判断領域に存在する危険度の面積、あるい
は体積などに応じて、警報の強度を変えてもよい。ま
た、例えば式（１３）で表わされる距離を境界線とする
第１の警報判断領域と、例えば停止距離を境界線とする
第２の警報判断領域とを設け、第１の警報判断領域で弱
い警報を、第２の警報判断領域でより強い警報を発令す
るようにしてもよい。また、境界線または境界平面まで
の距離Ｌ_arはｖによらず一定としてもよい。

【００７６】実施例１８．図５４は本発明のさらに他の
実施例による車両用予防安全装置を示すブロック構成図
である。図５４において、１２０は警報出力手段であ
り、図４８と同様、危険度出力手段８０から出力される
危険度の２次元分布に対して、自車両からの距離により
警報判断領域を決定し、この警報判断領域と危険度の大
きさに対応する図形とが少なくとも部分的に重なる時、
警報信号を出力するものであるが、本実施例の場合は、
警報判断領域を決める際、さらに運転者の運転状態を検
出し、この運転状況も含めて警報判断領域を決定してい
る。他のものは図４０と同様のものである。

【００７７】次に図５５、及び図５６により本実施例に
おける動作を説明する。図５５は本実施例のフローチャ
ートであり、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１３は、
実施例１５と同様の動作であり、式（１３）に示される
距離を有する警報判断境界線を求める。ステップＳ１１
４では実施例１３で用いたと同様の運転車監視手段１１
０により視線方向θ_wの情報を入力する。ステップＳ１
１５では視線外方向の警報判断境界線としてＬ_arにＬ_w
を追加する。即ち、図５６に示すように視野角をΔθ_w
とし、視線の方向

【００７８】

【数１０】

【００７９】の領域では警報判断境界線の距離をＬ_arと
し、それ以外の方向の領域では警報判断境界線の距離を
Ｌ_ar＋Ｌ_wとする。Ｌ_wは警報を発令してから対象物
（この場合Ｃ₂）方向に視線を移してそれを認識するま
での時間をΔｔ_act として、Ｌ_w＝ｖ・Δｔ_act とする。即ち

【００８０】

【数１１】

【００８１】となる。なお、上式において、Δθ_wは人
間の視野特性に合わせ、速度に応じて変化し、ｖが大
程、Δθ_wは小とする。ステップＳ１１６では実施例１
５と同様にして危険度Ｃ_nの領域外周ベクトルを算出す
る。ステップＳ１１７では各領域外周ベクトルに対し、
θに応じて警報判断境界線との間で領域判定を行なう。
即ち、ベクトルｒ_n＋ベクトルＣ_nのｙ軸方向余弦をベク
トルｅ_y とし、次式

【００８２】

【数１２】

【００８３】を満足する時、警報判断領域と危険度の大
きさに対応する図形とが少なくとも部分的に重なってい
ると判断され、ステップＳ１１８にて警報が発令され
る。このように本実施例では視野方向を考慮して警報判
断が成されているので脇見状態での危険への対処が早く
なる。

【００８４】実施例１９．なお、警報判断境界線は実施
例１６と同様、図５７に示すように、車体Ａを中心と
し、車両前方、視野方向（視野角Δθ_w）において半径
Ｌ_arの円弧、それ以外の方向で半径Ｌ_ar＋Ｌ_wの半円上
に設けた境界線であってもよく、車体よりこの境界線ま
での領域が警報判断領域となる。

【００８５】なお、上記実施例１８、１９では運転車の
視野方向を考慮して警報判断が成されていたが、されに
運転車の意識状態Ｄ_K に応じてΔｔ_act を可変とすれ
ば、より適切な警報が可能となる。

【００８６】実施例２０．図５８は本発明のさらに他の
実施例による車両用予防安全装置を示すブロック構成図
である。図５８において、１２０は警報出力手段であ
り、危険度出力手段８０から出力される危険度の２次元
分布において、複数の危険度について、自車両からの方
位に対する上記危険度の総量（累積危険度）を求め、方
位による危険度の分布を出力する。他のものは図１と同
様のものである。

【００８７】図５９、及び図６０により本実施例におけ
る動作を説明する。図５９は本実施例における警報出力
手段のフローチャートであり、ステップＳ１２１では車
両前方の走行路面に対応する実空間座標上に表現された
危険度をＣ_n，ｒ_n，θ_n（ｎは各障害物に対応）を用
いて入力する。ステップＳ１２２では、位置ベクトルｒ
_nの危険度Ｃ_nに対して、図６０（ａ）に示すように、
実空間座標の原点から角度ηの線分を引く。ステップＳ
１２３では危険度Ｃ_nの周上のベクトルを求める。即
ち、図６１に示すように危険度の半径を｜Ｃ_n｜、存在
位置（中心）を（ｒ_n，θ_n）とし、方位η、大きさ可
変の検定ベクトルをベクトルＣ_Lとすると、危険度Ｃ_n
の中心（ｒ_n，θ_n）から検定ベクトルＣ_Lの終端に引
いたベクトルはベクトルＣ_L−ベクトルｒ_nで表され、

【００８８】

【数１３】

【００８９】と｜Ｃ_n｜の大小関係によって検定ベクト
ルＣ_L の終端が、危険度Ｃ_nの内部か外部かがわかる。
従って、危険度Ｃ_nの周上のベクトルは

【００９０】

【数１４】

【００９１】となる検定ベクトルを求めればよく、方位
ηに対し、この時の第１の検定ベクトルをベクトル
Ｃ_Ll、第２の検定ベクトルをベクトルＣ_Luとする。ステ
ップＳ１２４では実空間座標の原点から角度ηの線分上
にあり、かつ危険度Ｃ_nの内部に存在する線分長Ｃ
_Ln（η）を求める。即ち、Ｃ_Ln（η）は周上にある第１
及び第２の検定ベクトルの差、

【００９２】

【数１５】

【００９３】で求められる。ステップＳ１２５ではこの
ようにして求めた上記線分長を全ての方位ηに対して総
和をとり、累積危険度ΣＣ_Ln（η）を求める。ステップ
Ｓ１２６では他の危険度Ｃ_nが方位η上に存在するか否
かを確認し、存在すれば同様の動作を繰り返して総和を
とる。無ければステップＳ１２７で、全ての方位ηにつ
いて動作したかを確認し、未動作の方位があれば新たに
ηを設定して上記動作を繰り返し、終了していれば次の
ステップＳ１２８へ進む。ステップＳ１２８では、図６
０（ｂ）に示すように、累積危険度ΣＣ_Ln（η）を縦軸
に、方位ηを横軸に取りη−ΣＣ_Ln直交平面にプロット
し、累積危険度を表示する。このように危険度の方位分
布を表示することにより、運転者に危険度の高い方向を
明確に警告することが出来、危険を回避して安全な方向
へと車両を導くことが容易となる。

【００９４】なお、ステップＳ１２７の累積危険度の表
示例としては、図６０（ｃ）に示すように、累積危険度
を極座標表現として、ΣＣ_Ln−η極平面に表示を行って
もよい。この場合、進行方向と危険度の対比がわかりや
すく、さらに明確な警報表示となる。

【００９５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両の前
方を主とする周辺の走行領域にある障害物と自車両との
相対的な距離と方位、及び上記障害物の大きさを検出す
る障害物検出手段、この障害物検出手段の出力信号から
上記障害物の障害度に対応する抽出データを抽出するデ
ータ抽出手段、上記距離と方位及び上記抽出データよ
り、前方の走行路面に対応する実空間座標上に上記抽出
データの大きさに対応する図形を生成する走行環境出力
手段、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段、
上記走行状態に応じて、実空間座標上における危険度係
数の分布を設定する危険度係数算出手段、並びに抽出デ
ータと危険度係数から危険度を求め、上記危険度をその
大きさに応じた２次元分布で出力する危険度出力手段に
より車両用予防安全装置を構成したので、複数の車両が
周辺を同時に走行している場合にも危険度の評価が多方
向で同時にできる。また、危険度の評価においては、障
害物の大きさも考慮されているため、より安全なものと
なる。

【００９６】請求項２の発明では、上記装置において危
険度を求める際に、抽出データの大きさに対応する図形
を、危険度係数に応じて拡大、縮小、または変形し、生
成された図形を実空間座標上に出力するようにしたの
で、危険度の演算処理が容易となる。

【００９７】また、請求項３の発明によれば、上記装置
において危険度を求める際に、走行環境出力手段におい
て、前方の走行路面に対応する実空間座標上に抽出デー
タの大きさに対応するような立体図形関数を生成し、上
記立体図形関数を危険度係数に応じて切断し、切断面の
大きさによって、危険度の２次元分布を出力するように
したので、危険度の演算処理が容易となる。

【００９８】また、請求項４の発明によれば、障害物の
大きさに対応する抽出データに、障害物のそれ以前の動
きを考慮した予測データを加え、新たな抽出データを得
て、危険度を求めるようにしたので、障害物の未来行動
も含めて危険度が評価、判断、処理でき、より安全な予
防安全装置が得られる。

【００９９】また、請求項５の発明によれば、障害物の
高さと幅の比に応じて、障害物の障害度に対応する抽出
データを出力するようにしたので、障害物として車だけ
でなく、二輪車や歩行者なども走行上の危険物として、
適正な評価、判断ができ、より安全な予防安全装置が得
られる。

【０１００】さらに、請求項６の発明によれば、上記各
車両用予防安全装置に対し、運転者の運転状態を検出
し、運転状況も含めて、危険度係数の分布を設定したの
で、より安全な予防安全装置が得られる。

【０１０１】また、請求項７の発明によれば、上記各車
両用予防安全装置に対し、走行路面に対応する実空間座
標上において、自車両からの距離により警報判断領域を
決定し、この警報判断領域と危険度の大きさに対応する
図形とが少なくとも部分的に重なる時、警報信号を出力
する警報出力手段を設けたので、運転者にいち早く危険
を知らせることが出来る。

【０１０２】また、請求項８の発明によれば、運転者の
運転状態を検出し、この運転状況も含めて上記警報判断
領域を決定するようにしたので、運転者により早く危険
を知らせることが出来、より安全な予防安全装置が得ら
れる。

【０１０３】また、請求項９の発明によれば、危険度出
力手段より出力された複数の危険度について、自車両か
らの方位に対する上記危険度の総量を求め、上記危険度
の分布を出力したので、運転者に危険度の高い方向をよ
り早く知らせることが出来、危険を回避して安全な方向
へと車両を導くことが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による車両用予防安全装置を
示すブロック構成図である。

【図２】本発明の実施例１に係わる障害物検出手段の動
作を説明する説明図である。

【図３】本発明の実施例１に係わる走行状態検出手段を
示す構成図である。

【図４】本発明の実施例１による車両用予防安全装置の
動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施例１に係わる障害物検出手段の動
作を説明する説明図である。

【図６】本発明の実施例１に係わる障害物検出手段の動
作を説明する説明図である。

【図７】本発明の実施例１に係わるデータ抽出手段の動
作を説明する説明図である。

【図８】本発明の実施例１に係わる走行環境出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図９】本発明の実施例１に係わる走行状態検出手段の
動作を説明する説明図である。

【図１０】本発明の実施例１に係わる走行状態検出手段
の動作を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の実施例１に係わる危険度係数算出手
段の動作を示すフローチャートである。

【図１２】本発明の実施例１に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図１３】本発明の実施例１に係わる危険度出力手段の
動作を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の実施例１に係わる危険度出力手段か
らの出力の一例を説明する説明図である。

【図１５】本発明の実施例１に係わる危険度出力手段か
らの出力の他の例を説明する説明図である。

【図１６】本発明の実施例１に係わる危険度出力手段か
らの出力の他の例を説明する説明図である。

【図１７】本発明の実施例１に係わる危険度出力手段か
らの出力の他の例を説明する説明図である。

【図１８】本発明の実施例２に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図１９】本発明の実施例３に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図２０】本発明の実施例４に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図２１】本発明の実施例５に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図２２】本発明の実施例５に係わる危険度係数算出手
段の動作を説明する説明図である。

【図２３】本発明の実施例５に係わる危険度係数算出手
段の動作を示すフローチャートである。

【図２４】本発明の実施例６に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図２５】本発明の実施例７に係わる危険度係数Ｍの分
布の一例を示す説明図である。

【図２６】本発明の実施例８に係わる危険度係数算出手
段の動作を示すフローチャートである。

【図２７】本発明の実施例８に係わる危険度係数Ｗの分
布の一例を示す説明図である。

【図２８】本発明の実施例８に係わる危険度出力手段の
動作を示すフローチャートである。

【図２９】本発明の実施例９に係わる危険度係数Ｗの分
布の一例を示す説明図である。

【図３０】本発明の実施例９に係わる危険度出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図３１】本発明の実施例９に係わる危険度出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図３２】本発明の実施例９に係わる危険度出力手段か
らの出力の一例を説明する説明図である。

【図３３】本発明の実施例１０による車両用予防安全装
置を示すブロック構成図である。

【図３４】本発明の実施例１０に係わる走行環境出力手
段の動作を説明する説明図である。

【図３５】本発明の実施例１０に係わる第１の走行環境
出力手段及び予測手段の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３６】本発明の実施例１０に係わる第２の走行環境
出力手段の出力の一例を示す説明図である。

【図３７】本発明の実施例１０に係わる第２の走行環境
出力手段の出力の他の例を示す説明図である。

【図３８】本発明の実施例１０に係わる第２の走行環境
出力手段の出力の他の例を示す説明図である。

【図３９】本発明の実施例１１に係わる画像データ抽出
手段の動作を説明する説明図である。

【図４０】本発明の実施例１３による車両用予防安全装
置を示すブロック構成図である。

【図４１】本発明の実施例１３に係わる危険度係数算出
手段の動作を示すフローチャートである。

【図４２】本発明の実施例１３に係わる運転者監視装置
を示す説明図である。

【図４３】本発明の実施例１３に係わる運転者監視装置
の動作を示すフローチャート図である。

【図４４】本発明の実施例１３に係わる運転者監視装置
の動作を説明する説明図である。

【図４５】本発明の実施例１３に係わる危険度係数Ｍの
分布の一例を示す説明図である。

【図４６】本発明の実施例１３に係わる危険度係数算出
手段の動作を説明する説明図である。

【図４７】本発明の実施例１４に係わる危険度係数算出
手段の動作を示すフローチャートである。

【図４８】本発明の実施例１５による車両用予防安全装
置を示すブロック構成図である。

【図４９】本発明の実施例１５に係わる警報出力手段の
動作を示すフローチャートである。

【図５０】本発明の実施例１５に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５１】本発明の実施例１５に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５２】本発明の実施例１６に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５３】本発明の実施例１７に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５４】本発明の実施例１８による車両用予防安全装
置を示すブロック構成図である。

【図５５】本発明の実施例１８に係わる警報出力手段の
動作を示すフローチャートである。

【図５６】本発明の実施例１８に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５７】本発明の実施例１９に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図５８】本発明の実施例２０による車両用予防安全装
置を示すブロック構成図である。

【図５９】本発明の実施例２０に係わる警報出力手段の
動作を示すフローチャートである。

【図６０】本発明の実施例２０に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図６１】本発明の実施例２０に係わる警報出力手段の
動作を説明する説明図である。

【図６２】従来の走行制御装置を示すブロック構成図で
ある。

【符号の説明】

１０第１の障害物検出手段２０第２の障害物検出手段３０画像処理領域限定手段４０画像データ抽出手段５０第１の走行環境出力手段６０車両運動計測手段７０危険度係数算出手段８０危険度出力手段９０予測手段１００第２の走行環境出力手段１１０運転者監視手段１２０警報出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−163249（ＪＰ，Ａ) 特開平３−92436（ＪＰ，Ａ) 特開平５−203737（ＪＰ，Ａ) 特開平５−54291（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−26913（ＪＰ，Ａ) 特開平４−302063（ＪＰ，Ａ) 特表昭61−501283（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 21/00 624 G01S 13/93 G01S 17/93

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前方を主とする周辺の走行領域に
ある障害物と自車両との相対的な距離と方位、及び上記
障害物の大きさを検出する障害物検出手段、この障害物
検出手段の出力信号から上記障害物の障害度に対応する
抽出データを抽出するデータ抽出手段、上記距離と方位
及び上記抽出データより、前方の走行路面に対応する実
空間座標上に上記抽出データの大きさに対応する図形を
生成する走行環境出力手段、自車両の走行状態を検出す
る走行状態検出手段、上記走行状態に応じて、上記実空
間座標上における危険度係数の分布を設定する危険度係
数算出手段、並びに上記抽出データと上記危険度係数か
ら危険度を求め、上記危険度をその大きさに応じた２次
元分布で出力する危険度出力手段を備えた車両用予防安
全装置。
【請求項２】危険度出力手段は、抽出データの大きさ
に対応する図形を、危険度係数に応じて拡大、縮小、ま
たは変形のいずれかを行い、生成された図形を実空間座
標上に出力するものである請求項１記載の車両用予防安
全装置。
【請求項３】走行環境出力手段は、前方の走行路面に
対応する実空間座標上に抽出データの大きさに対応する
ような立体図形関数を生成し、危険度出力手段は上記立
体図形関数を、危険度係数に応じて切断し、切断面によ
って、危険度の２次元分布を出力するものである請求項
１記載の車両用予防安全装置。
【請求項４】走行環境出力手段は、障害物検出手段よ
り得られる障害物の位置データを記憶し、同一障害物に
対する位置データより、上記障害物のそれ以前の動きを
考慮して予測動き量に対応する予測データを演算する演
算手段を備え、抽出データに上記予測データを加えて、
障害度に対応する新たな抽出データの大きさに対応する
図形を生成するものである請求項１ないし３のいずれか
に記載の車両用予防安全装置。
【請求項５】データ抽出手段は、障害物検出手段の出
力信号から、障害物の高さと幅の比に応じて、障害物の
障害度に対応する抽出データを出力するものである請求
項１ないし３のいずれかに記載の車両用予防安全装置。
【請求項６】運転者の運転状態を検出する運転状態検
出手段を備え、危険度係数算出手段は自車両の走行状態
と上記運転状態に応じて、実空間座標上における危険度
係数の分布を設定するようにした請求項１ないし５のい
ずれかに記載の車両用予防安全装置。
【請求項７】走行路面に対応する実空間座標上におい
て、自車両からの距離及び方位により警報判断領域を決
定し、この警報判断領域と危険度の大きさに対応する図
形とが少なくとも部分的に重なる時、警報信号を出力す
る警報出力手段を有する請求項１ないし６のいずれかに
記載の車両用予防安全装置。
【請求項８】運転者の運転状態を検出する運転状態検
出手段を備え、走行路面に対応する実空間座標上におい
て、自車両からの距離及び方位と上記運転状態により警
報判断領域を決定し、この警報判断領域と危険度の大き
さに対応する図形とが少なくとも部分的に重なる時、警
報信号を出力する警報出力手段を有する請求項１ないし
６のいずれかに記載の車両用予防安全装置。
【請求項９】危険度出力手段より出力された危険度の
２次元分布において、自車両からの方位に対する上記危
険度の総量を求め、上記危険度の分布を出力する警報出
力手段を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の車
両用予防安全装置。