JP4252951B2 - 車両用制御対象判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段と、車両の将来の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段と、物体検知手段による検知結果、走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および予め定められた確定度算出条件に基づいて物体が制御対象となる確定度を算出する確定度算出手段と、確定度の累積値に応じて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置に関する。

レーダー装置で検知した他車両が自車の正面に移動する横移動速度を、自車と他車両との車間距離に応じて変化する閾値と比較し、横移動速度が閾値を超えた場合に前記他車両が自車の車線に侵入して衝突する危険性があると判定するものが、下記特許文献１により公知である。

また先行車に対する追従走行制御を行う際に、自車および先行車間の車間距離と、自車に対する先行車の横方向位置とに基づいて先行車の信頼度を算出し、この信頼度に応じて追従走行制御の内容を変更するものが、下記特許文献２により公知である。
特開平１０−１０５８９１号公報 特開２０００−３８１２１号公報

ところで上記特許文献１に記載されたものは、物体の横移動速度および物体との距離に基づいて衝突の可能性がある物体を判定しているので、自車から前方に遠ざかる相対速度を有して衝突の可能性がない他車両を、衝突する可能性があると誤判定する可能性があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、先行車が追従走行制御の制御対象となるか否かを、自車および先行車間の車間距離と、自車に対する先行車の横方向位置とに基づいて判定するので、自車の前方から横方向に遠ざかって行く車両を制御対象として誤判定する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、隣車線から自車線に侵入して制御対象となる他車両を的確に判定できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段と、車両の将来の走行軌跡を推定するとともに推定された走行軌跡に対して所定の幅を有する制御対象判定領域を設定する走行軌跡推定手段と、物体検知手段による検知結果、走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡および予め定められた確定度算出条件に基づいて制御対象判定領域内にある物体が制御対象となる確定度を算出する確定度算出手段と、確定度の累積値に応じて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段とを備えた車両用制御対象判定装置において、物体検知手段により検知された物体が自車の走行軌跡に接近する横方向相対速度を検出する横方向相対速度検出手段と、ドライバーの減速意思を検出する減速意思検出手段とを備え、前記確定度算出手段は、横方向相対速度および減速意思に基づいて前記確定度算出条件を変更し、前記走行軌跡推定手段は、減速意思検出手段により検出された減速意思の増加に応じて前記制御対象判定領域の幅を拡大することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記確定度算出手段は、横方向相対速度検出手段で検出された横方向相対速度が所定値以上である場合に、前記確定度算出条件をより確定度が高くなるように変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記確定度算出手段は、減速意思検出手段で検出された減速意思の大きさが所定値以上である場合に、前記確定度算出条件をより確定度が高くなるように変更することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れ１項の構成に加えて、前記確定度算出手段は、走行軌跡推定手段により推定された走行軌跡と物体との横方向距離を算出するとともに、所定の初期値から前記横方向距離に比例定数を乗算した値を減算することにより確定度を算出することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記確定度算出手段は、横方向相対速度、進行方向相対速度および減速意思の少なくとも一つの増加に応じて、前記比例定数を減少させることを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項４または請求項５の構成に加えて、前記確定度算出手段は、横方向相対速度、進行方向相対速度および減速意思の少なくとも一つの増加に応じて、前記制御対象判定領域の幅方向の全域で確定度を均等に増加させることを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記確定度算出手段は、横方向相対速度、進行方向相対速度および減速意思の少なくとも一つに基づいて確定度をマップ検索することを特徴とする車両用制御対象判定装置が提案される。

尚、実施例のレーダー装置１４は本発明の物体検知手段に対応する。

請求項１の構成によれば、物体が自車の走行軌跡に接近する方向の横方向相対速度を横方向相対速度検出手段で検出するとともに、ドライバーの減速意思を減速意思検出手段で検出し、制御対象判定領域内にある物体が制御対象となる確定度を算出する確定度算出手段が横方向相対速度および減速意思に基づいて確定度算出条件を変更するので、隣車線の他車両が自車線に割り込もうとして横方向相対速度が変化し、かつドライバーが前記他車両との接近を避けるために自車を減速したときに、確定度を変化させて制御対象判定手段が前記他車両を制御対象の候補として認識し易くすることで、自車線に割り込もうとする他車両を制御対象として判定する精度を高めることができる。特に、走行軌跡推定手段が走行軌跡に対して所定の幅を有する制御対象判定領域を設定する際に、減速意思の増加に応じて制御対象判定領域の幅を拡大するので、自車線に割り込む可能性のある他車両を確実に制御対象の候補とすることができる。

請求項２の構成によれば、横方向相対速度が所定値以上である場合に確定度が高くなるように変更するので、他車両が自車線に割り込もうとする場合に、その他車両を制御対象の候補として確実に認識することができる。

請求項３の構成によれば、減速意思の大きさが所定値以上である場合に確定度が高くなるように変更するので、自車線に割り込もうとする他車両に接近しないようにドライバーが自車を減速したときに、その他車両を制御対象の候補として確実に認識することができる。

請求項４の構成によれば、自車の走行軌跡と物体との横方向距離を算出し、その横方向距離に比例定数を乗算した値を走行軌跡上の所定の初期値から減算して確定度を算出するので、自車の走行軌跡から横方向に離れるに伴って確定度を漸減させることができる。

請求項５の構成によれば、横方向相対速度、進行方向相対速度あるいは減速意思が増加すると前記比例定数が減少するので、走行軌跡上での確定度の初期値を変化させずに、走行軌跡から横方向に離れた位置での確定度を前記走行軌跡上での初期値に近づくように増加させることができる。

請求項６の構成によれば、横方向相対速度、進行方向相対速度あるいは減速意思が増加したときに、制御対象判定領域の幅方向の全域で確定度を均等に増加させることができる。

請求項７の構成によれば、横方向相対速度、進行方向相対速度あるいは減速意思に基づいて確定度をマップ検索するので、確定度をその都度算出する場合に比べて演算負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１はＡＣＣシステムの制御系のブロック図、図２は作用を説明するフローチャート、図３は自車の将来の走行軌跡の推定手法の説明図、図４は横方向相対速度、進行方向相対速度および車線内の横位置に応じた確定度の一例を示すグラフ、図５は横方向相対速度、進行方向相対速度および車線内の横位置に応じた確定度の他の例を示すグラフである。

図１に示すように、先行車が存在するときには予め設定した車間距離を保持して前記先行車に追従走行し、先行車が存在しないときには予め設定した車速で定速走行するＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）システムは、走行軌跡推定手段Ｍ１と、横方向相対速度検出手段Ｍ２と、進行方向相対速度検出手段Ｍ３と、確定度算出手段Ｍ４と、制御対象決定手段Ｍ５と、制御目標値決定手段Ｍ６と、車両制御手段Ｍ７とを備える。

走行軌跡推定手段Ｍ１には車速センサ１１およびヨーレートセンサ１２が接続され、横方向相対速度検出手段Ｍ２および進行方向相対速度検出手段Ｍ３にはレーダー装置１４が接続され、車両制御手段Ｍ７にはディスプレイ１５、減速アクチュエータ１６および加速アクチュエータ１７が接続される。

走行軌跡推定手段Ｍ１は、図３に示すように、車速センサ１１で検出した車速とヨーレートセンサ１２で検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の走行軌跡Ｔを推定する。即ち、現在の車速およびヨーレートから車両の旋回半径Ｒが算出できるため、現在の自車の進行方向に前記旋回半径Ｒの円弧を連ねることで自車の将来の走行軌跡Ｔを推定することができる。また走行軌跡推定手段Ｍ１は、推定した走行軌跡上に所定幅を有する帯状の制御対象判定領域を設定する。

横方向相対速度検出手段Ｍ２は、レーダー装置１４で検知した先行車の前回位置と今回位置とを比較し、自車の進行方向に直交する方向の自車および先行車の距離の時間変化率から先行車の横方向相対速度を検出する。同様に、進行方向相対速度検出手段Ｍ３は、レーダー装置１４で検知した先行車の前回位置と今回位置とを比較し、自車および先行車の車間距離の時間変化率から先行車の進行方向相対速度を検出する。

確定度算出手段Ｍ４は、横方向相対速度検出手段Ｍ２で検出した横方向相対速度と、進行方向相対速度検出手段Ｍ３で検出した進行方向相対速度とから、先行車を制御対象として判定するための確定度をマップ検索する。このようにマップ検索を行うことにより、確定度をその都度算出する場合に比べて演算負荷を軽減することができる。

制御対象判定手段Ｍ５は、走行軌跡推定手段Ｍ１が設定した帯状の制御対象判定領域に含まれる先行車が制御対象となり得るか否かを判定する。その際の判定基準は所定時間間隔で算出された前記確定度を累積値であり、その累積値が閾値を超えた先行車が制御対象の候補とされ、制御対象候補が複数存在する場合には、自車に最も近い先行車を制御対象として判定し、制御対象候補が一つだけ存在する場合には、その先行車を制御対象として判定する。

しかして、制御目標値決定手段Ｍ６は、前記制御対象となった先行車に自車を追従走行させるためのパラメータである目標車速、目標加減速度、目標車間距離等を決定する。そして車両制御手段Ｍ７は、制御目標値決定手段Ｍ６で決定した制御目標値に基づいて減速アクチュエータ１６や加速アクチュエータ１７を駆動し、スロットルバルブを開閉したりブレーキ装置を作動させたりして追従走行制御や定速走行制御を実行するとともに、ディスプレイ１５に現在の車両の制御状態を表示してドライバーに報知する。

次に、上記第１実施例の作用を図２のフローチャートに基づいて更に説明する。

先ずステップＳ１で走行軌跡推定手段Ｍ１がヨーレートおよび車速に基づいて自車の将来の走行軌跡を推定するとともに、その走行軌跡上に制御対象判定領域を設定する。続くステップＳ２で制御対象判定領域に含まれる全ての検知物体についてステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返す。即ち、ステップＳ３で検知物体の横方向相対速度および進行方向相対速度を検出し、ステップＳ４で横方向相対速度および進行方向相対速度をパラメータとして確定度を所定時間毎にマップ検索し、その確定度を所定時間毎に累積する。

表１は確定度を検索する第１のマップを示すもので、縦列のＡは横方向相対速度（自車の走行軌跡への接近方向が負値）を表し、横列のＢは進行方向相対速度（自車への接近方向が負値）を表している。表１中のＬ０〜Ｌ３は、図４のグラフにおける確定度のラインを表しており、各ラインＬ０〜Ｌ３の確定度は検知物体が自車の将来の走行軌跡上（即ち、制御対象判定領域の左右方向中央）に位置するときが最大であり、そこから制御対象判定領域の左右両端に向かって漸減している。但し、その漸減の程度に対応するラインＬ０〜Ｌ３の傾きは、基準ラインＬ０からＬ１→Ｌ２→Ｌ３の順番で減少している。各ラインＬ０〜Ｌ３の上記特性は、自車の将来の走行軌跡と検知物体との横方向距離を算出し、各ラインＬ０〜Ｌ３の頂点に対応する確定度の初期値ａから、前記横方向距離に各々対応する比例定数を乗算した値を減算して算出することができる。

表１の右下から左上に向かって、つまり横方向相対速度Ａの絶対値が大きくなり、かつ進行方向相対速度Ｂの絶対値が大きくなるに応じて、選択されるラインがＬ０からＬ３まで変化してゆき、ラインＬ０〜Ｌ３の順に傾斜が緩やかになることで制御対象判定領域の左右両端の確定度が初期値ａに近づくようになっている。つまり横方向相対速度Ａあるいは進行方向相対速度Ｂが増加すると前記比例定数が減少することで、ラインＬ０では制御対象判定領域の中心と両端との確定度の差が最も大きく、ラインＬ３では制御対象判定領域の中心と両端との確定度の差が最も小さくなる。従って、検知物体が走行軌跡に接近する速度が大きいほど、かつ自車が検知物体に接近する速度が大きいほど、その検知物体を制御対象と判定する確定度が高くなる。

表２は確定度を検索する第２のマップを示すもので、縦列のＡは横方向相対速度（自車の走行軌跡への接近方向が負値）を表し、横列のＢは進行方向相対速度（自車への接近方向が負値）を表している。表２中のＣ０〜Ｃ３は、図５のグラフにおける確定度のラインを表しており、各ラインＣ０〜Ｃ３の確定度は検知物体が自車の将来の走行軌跡上（即ち、制御対象判定領域の左右方向中央）に位置するときが最大であり、そこから制御対象判定領域の左右両端に向かって同じ割合で漸減している。但し、その確定度の高さは基準ラインＬ０からＬ１→Ｌ２→Ｌ３の順番で増加している。

表２の右下から左上に向かって、つまり横方向相対速度Ａの絶対値が大きくなり、かつ進行方向相対速度Ｂの絶対値が大きくなるに応じて、選択されるラインがＣ０からＣ３まで上に向かって移動することで、制御対象判定領域の左右方向全域で確定度が増加するようになっている。従って、検知物体が走行軌跡に接近する速度が大きいほど、かつ自車が検知物体に接近する速度が大きいほど、その検知物体を制御対象と判定する確定度が高くなる。

尚、表１のマップおよび表２のマップの何れか一方を使用しても良いし、表１のマップおよび表２のマップの両方を同時に使用しても良い。後者の場合には、検知物体が走行軌跡に接近する速度が大きいほど、かつ自車が検知物体に接近する速度が大きいほど、ラインの傾斜角度が緩くなると同時に、ラインの位置が上方に移動することで確定度が高くなる。

続くステップＳ５で確定度の累積値が所定の閾値を超えると、ステップＳ６でその検知物体を制御対象の候補として登録する。そして前記ステップＳ２で制御対象判定領域に含まれる全ての検知物体についての検索が終了したとき、ステップＳ７で登録された複数の制御対象の候補が存在すれば、ステップＳ８で自車に最も近い制御対象の候補を制御対象として判定する。もちろん、登録された制御対象の候補が一つであれば、その候補を制御対象として判定する。また前記ステップＳ７で登録された制御対象の候補が存在しなければ、ステップＳ９で制御対象が存在しないと判定する。

以上のように、検知物体の横方向相対速度Ａおよび進行方向相対速度Ｂを監視することで、隣車線の自車寄りの位置を走行する他車両や、隣車線を走行する車幅の広い大型車両を制御対象と誤認することなく、自車の前方に割り込んでくる先行車を制御対象として確実に判定し、その制御対象に対する車間距離制御等を的確に行うことができる。

次に、図６に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

第２実施例は第１実施例の進行方向相対速度検出手段Ｍ３を備えておらず、その代わりに減速意思検出手段Ｍ８を備えている。減速意思検出手段Ｍ８にはブレーキペダル位置センサ１８およびアクセルペダル位置センサ１９が接続されており、アクセルペダルの戻し操作、ブレーキペダルの踏み込み操作、あるいはその両方からドライバーの減速意思を検出する。ドライバーの減速意思は確定度算出手段Ｍ４に入力され、そこで横方向相対速度と共に確定度をマップ検索するためのパラメータとして使用される。

表３により横方向相対速度Ａおよび減速意思Ｐをパラメータとして検索されるラインＬ０〜Ｌ３は、前記図４におけるラインＬ０〜Ｌ３に対応している。即ち、ドライバーの減速意思Ｐが大きいほど確定度が高くなるように設定されており、これは隣車線から自車線への割り込み車両との車間距離を確保すべくドライバーがブレーキ操作を行うような場合に、その割り込み車両を新たな制御対象として判定するためである。

表４により横方向相対速度Ａおよび減速意思Ｐをパラメータとして検索されるラインＣ０〜Ｃ３は、前記図５におけるラインＣ０〜Ｃ３に対応している。この場合も、ドライバーの減速意思Ｐが大きいほど確定度が高くなるように設定されており、これは隣車線から自車線への割り込み車両との車間距離を確保すべくドライバーがブレーキ操作を行うような場合に、その割り込み車両を新たな制御対象として判定するためである。

この第２実施例によっても、検知物体の横方向相対速度Ａおよびドライバーの減速意思Ｐを監視することで、隣車線の自車寄りの位置を走行する他車両や、隣車線を走行する車幅の広い大型車両を制御対象と誤認することなく、自車の前方に割り込んでくる先行車を制御対象として確実に判定し、その制御対象に対する車間距離制御等を的確に行うことができる。

また第２実施例において、表３のマップおよび表４のマップの何れか一方を使用しても良いし、表３のマップおよび表４のマップの両方を同時に使用しても良い。後者の場合、検知物体が走行軌跡に接近する速度が大きいほど、かつドライバーの減速意思が大きいほど、ラインの傾斜角度が緩くなると同時に、ラインの位置が上方に移動することで確定度が高くなる。

次に、図７に基づいて本発明の第３実施例を説明する。

上述した第１、第２実施例では、横方向相対速度Ａ、進行方向相対速度Ｂあるいは減速意思Ｐに基づいて確定度を変化させていたが、第３実施例では横方向相対速度Ａ、進行方向相対速度Ｂあるいは減速意思Ｐに基づいて制御対象判定領域の幅を変化させている。

表５のマップは、横方向相対速度Ａおよび進行方向相対速度Ｂに基づいてラインＷ０〜Ｗ３を検索するためのものであり、また表６のマップは、横方向相対速度Ａおよびドライバーの減速意思Ｐに基づいてラインＷ０〜Ｗ３を検索するためのものである。何れの場合も、図７から明らかなように、横方向相対速度Ａ、進行方向相対速度Ｂあるいは減速意思Ｐが増加するのに伴って制御対象判定領域の幅が増加方向に変化するように設定されている。従って、自車の将来の走行軌跡から左右方向に離れた位置に検知された物体にも確定度が与えられ、制御対象として判定される可能性が増加する。

このように、検知物体の横方向相対速度Ａ、進行方向相対速度Ｂあるいはドライバーの減速意思Ｐを監視して制御対象判定領域の幅を変化させることで、自車の前方に割り込んでくる先行車を制御対象として確実に判定し、その制御対象に対する車間距離制御等を的確に行うことができる。

尚、上述した第３実施例の制御対象判定領域の幅の制御を、第１、第２実施例の確定度の大きさの制御と組み合わせて用いれば、検知物体の確定度を更に精度良く算出することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では自車の進行方向に直交する向きを横方向相対速度の算出方向としたが、自車の将来の走行軌跡に直交する向きを横方向相対速度の算出方向としても良い。

また実施例ではＡＣＣシステムについて説明したが、本発明はＡＣＣシステム以外の任意の用途の車両用制御対象判定装置に対して適用することができる。

第１実施例に係るＡＣＣシステムの制御系のブロック図 第１実施例の作用を説明するフローチャート 自車の将来の走行軌跡の推定手法の説明図 横方向相対速度、進行方向相対速度および車線内の横位置に応じた確定度の一例を示すグラフ 横方向相対速度、進行方向相対速度および車線内の横位置に応じた確定度の他の例を示すグラフ 第２実施例に係るＡＣＣシステムの制御系のブロック図 第３実施例に係る、横方向相対速度、進行方向相対速度および車線内の横位置に応じた確定度を示すグラフ

符号の説明

１１ 車速センサ
１２ ヨーレートセンサ
１４ レーダー装置（物体検知手段）
Ａ 横方向相対速度
Ｂ 進行方向相対速度
Ｍ１ 走行軌跡推定手段
Ｍ２ 横方向相対速度検出手段
Ｍ３ 進行方向相対速度検出手段
Ｍ４ 確定度算出手段
Ｍ５ 制御対象判定手段
Ｐ 減速意思

Claims (7)

1. 車両の進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段（１４）と、
   車両の将来の走行軌跡を推定するとともに推定された走行軌跡に対して所定の幅を有する制御対象判定領域を設定する走行軌跡推定手段（Ｍ１）と、
   物体検知手段（１４）による検知結果、走行軌跡推定手段（Ｍ１）により推定された走行軌跡および予め定められた確定度算出条件に基づいて制御対象判定領域内にある物体が制御対象となる確定度を算出する確定度算出手段（Ｍ４）と、
   確定度の累積値に応じて自車が制御対象とする物体を判定する制御対象判定手段（Ｍ５）と、
   を備えた車両用制御対象判定装置において、
   物体検知手段（１４）により検知された物体が自車の走行軌跡に接近する横方向相対速度（Ａ）を検出する横方向相対速度検出手段（Ｍ２）と、
   ドライバーの減速意思（Ｐ）を検出する減速意思検出手段（Ｍ８）とを備え、
   前記確定度算出手段（Ｍ４）は、横方向相対速度（Ａ）および減速意思（Ｐ）に基づいて前記確定度算出条件を変更し、
   前記走行軌跡推定手段（Ｍ１）は、減速意思検出手段（Ｍ８）により検出された減速意思（Ｐ）の増加に応じて前記制御対象判定領域の幅を拡大することを特徴とする車両用制御対象判定装置。
2. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、横方向相対速度検出手段（Ｍ２）で検出された横方向相対速度（Ａ）が所定値以上である場合に、前記確定度算出条件をより確定度が高くなるように変更することを特徴とする、請求項１に記載の車両用制御対象判定装置。
3. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、減速意思検出手段（Ｍ８）で検出された減速意思（Ｐ）の大きさが所定値以上である場合に、前記確定度算出条件をより確定度が高くなるように変更することを特徴とする、請求項２に記載の車両用制御対象判定装置。
4. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、走行軌跡推定手段（Ｍ１）により推定された走行軌跡と物体との横方向距離を算出するとともに、所定の初期値から前記横方向距離に比例定数を乗算した値を減算することにより確定度を算出することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れ１項に記載の車両用制御対象判定装置。
5. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、横方向相対速度（Ａ）、進行方向相対速度（Ｂ）および減速意思（Ｐ）の少なくとも一つの増加に応じて、前記比例定数を減少させることを特徴とする、請求項４に記載の車両用制御対象判定装置。
6. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、横方向相対速度（Ａ）、進行方向相対速度（Ｂ）および減速意思（Ｐ）の少なくとも一つの増加に応じて、前記制御対象判定領域の幅方向の全域で確定度を均等に増加させることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の車両用制御対象判定装置。
7. 前記確定度算出手段（Ｍ４）は、横方向相対速度（Ａ）、進行方向相対速度（Ｂ）および減速意思（Ｐ）の少なくとも一つに基づいて確定度をマップ検索することを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両用制御対象判定装置。

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