JP4531366B2 - 進入判定装置および進入判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、自車線に進入する進入物体を判定する進入判定装置および進入判定方法に関する。

従来より、自車両が先行車に自動的に追従するように車間距離を制御する車間制御装置や、先行車との車間距離が小さくなった場合にドライバに対して注意を促す車間警報装置などが知られている。先行車との車間距離をベースに各種の制御を行うこれらの装置では、自車線上を走行する先行車のみならず、隣接車線から自車線に進入する物体（先行車または進入車両）についても適切に対処する必要がある。そのため、この類の装置では、自車両前方の先行車の中から、車間距離について注目すべき車両を判定している。

例えば、特許文献１には、自車両前方の走行状況を認識することにより、先行車の中から注目すべき先行車を選択する先行車選択装置が開示されている。この先行車選択装置では、自車両前方に進入判定領域を設定するとともに、自車両を基準とした先行車の相対位置と横方向の相対速度とが算出される。そして、横方向の相対速度に基づき算出される所定時間経過後の先行車の位置と、現在の相対位置と、進入判定領域との位置的な関係に基づいて、先行車が選択される。

特開２０００−１３７９００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、自車線に進入する先行車の横方向の相対速度しか考慮していないため、先行車を適切に選択することができな可能性がある。なぜならば、先行車の横方向の相対速度のみでは、実際に自車線に進入した先行車と自車両との距離が考慮されていないので、自車両の直近に進入する先行車であるか否かが判断できないからである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自車線に進入する進入物体（特に進入車両）を精度よく特定することである。

また、本発明の別の目的は、進入車両を精度よく特定することにより、ドライバに与える不快感や違和感を低減するように、車間制御を行うことである。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、自車線に進入する進入物体を判定する進入判定装置を提供する。この進入判定装置は、算出部と、領域設定部と、判定部とを有する。算出部は、プレビュー情報に基づいて、自車両前方を走行する物体を認識するとともに、認識された物体を処理対象として、自車両に対する横方向の速度と自車両に対する縦方向の速度とを算出する。領域設定部は、プレビュー情報に基づいて、認識された物体を進入物体と非進入物体とに分類するための進入判定領域を、自車線上をカバーするように設定するとともに、自車線上に物体が存在している場合には、自車両から自車線上の物体までを含むように、進入判定領域を設定する。判定部は、認識された物体が横方向の速度および縦方向の速度で移動した際の位置と、進入判定領域とに基づいて、進入物体を判定する。

ここで、第１の発明において、判定部は、認識された物体が進入判定領域に進入する進入予測位置を算出するとともに、算出された進入予測位置が自車両の位置に最も近い物体を、進入物体と判定することが好ましい。また、判定部は、認識された物体による進入判定領域へ進入し自車両の前方に位置するとみなせる進入完了位置を算出するとともに、算出された進入完了位置が自車両の位置に最も近い物体を、進入物体と判定してもよい。さらに、判定部は、認識された物体が進入判定領域に進入する進入予測位置と、認識された物体が進入判定領域に進入する進入予測時間とを算出するとともに、進入予測時間が短く、かつ、進入予測位置が自物体の位置に近い車両を、進入物体と判定してもよい。

また、第１の発明において、領域設定部は、プレビュー情報に基づいて自車線を規定する特徴物を認識し、特徴物を基準として進入判定領域を設定してもよい。さらに、判定部は、進入物体の進入判定領域への進入が完了する進入完了位置と、進入物体の進入判定領域への進入が完了する進入完了時間とに基づいて、自車両の減速度を算出するとともに、算出された減速度となるように制御装置に対して自動制動を指示してもよい。

第２の発明は、自車線に進入する進入車両を判定する進入判定方法を提供する。この進入判定方法は、プレビュー情報に基づいて、自車両前方を走行する車両を処理対象として、自車両に対する横方向の速度と自車両に対する縦方向の速度とを算出する第１のステップと、プレビュー情報に基づいて、認識された車両を進入車両と非進入車両とに分類するための進入判定領域を、自車線上をカバーするように設定するとともに、自車線上に物体が存在している場合には、自車両から自車線上の物体までを含むように、進入判定領域を設定する第２のステップと、認識された車両が横方向の速度および縦方向の速度で移動した際の位置と、進入判定領域とに基づいて、進入車両を判定する第３のステップとを有する。

ここで、第２の発明の第３のステップは、認識された車両が進入判定領域に進入する進入予測位置を算出するとともに、算出された進入予測位置が自車両の位置に最も近い車両を、進入車両と判定するステップであることが好ましい。また、この第３のステップは、認識された車両が進入判定領域に進入する進入予測位置と、認識された車両が進入判定領域に進入する進入予測時間とを算出するとともに、進入予測時間が短く、かつ、進入予測位置が自車両の位置に近い車両を、進入車両と判定するステップであってもよい。

また、第２の発明において、進入車両の進入判定領域への進入が完了する進入完了位置と、進入車両の進入判定領域への進入が完了する進入完了時間とに基づいて、自車両の減速度を算出する第４のステップと、算出された減速度となるように制御装置に対して自動制動を指示する第５のステップとをさらに有していてもよい。

本発明によれば、進入物体を判定する際に、自車両前方を走行する物体の横方向の速度のみならず、縦方向の速度をも用いる。これにより、自車線に進入する物体の進行方向の位置関係も考慮されるので、自車両の直近に進入する物体を精度よく判定することができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる進入判定装置のブロック構成図である。ステレオカメラ１は一対のカメラ２ａ，２ｂで構成されており、それぞれのカメラ２ａ，２ｂには、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等）が内蔵されている。メインカメラ２ａは、ステレオ画像処理を行う際に必要な基準画像を時系列的に撮像し、サブカメラ２ｂは、比較画像を時系列的に撮像する。互いの同期が取れている状態において、カメラ２ａ，２ｂから出力された各アナログ画像は、Ａ／Ｄコンバータ３，４により、所定の輝度階調（例えば、256階調のグレースケール）のデジタル画像に変換される。

デジタル化された一対の画像データは、画像補正部５において、輝度の補正や画像の幾何学的な変換等が行われる。通常、一対のカメラ２ａ，２ｂの取付位置は、程度の差はあるものの誤差が存在するため、それに起因したずれが左右の各画像に生じている。このずれを補正するために、アフィン変換等を用いて、画像の回転や平行移動等の幾何学的な変換が行われる。

このような画像処理を経て、メインカメラ２ａより基準画像データが得られ、サブカメラ２ｂより比較画像データが得られる。画像データは、各画素の輝度値（0〜255）の集合である。ここで、画像データによって規定される画像平面は、ｉ−ｊ座標系で表現され、画像の左下隅を原点として、水平方向をｉ座標軸、垂直方向をｊ座標軸とする。一フレーム相当のステレオ画像データは、後段のステレオ画像処理部６に出力されるとともに、画像データメモリ８に格納される。

ステレオ画像処理部６は、基準画像データと比較画像データとに基づいて、一フレーム相当の撮像画像に関する距離データを算出する。ここで、「距離データ」とは、画像データによって規定される画像平面において小領域毎に算出された視差ｄの集合であり、個々の視差ｄは画像平面上の位置（ｉ，ｊ）と対応付けられている。換言すれば、距離データは、自車両前方の距離の二次元的な分布である。それぞれの視差ｄは、基準画像の一部を構成する所定面積（例えば、4×4画素）の画素ブロック毎に１つ算出される。

図２は、基準画像に設定される画素ブロックの説明図である。例えば、基準画像が512×200画素で構成されている場合、一フレーム相当の撮像画像から、最大で画素ブロックＰＢijの個数相当（128×50個）の視差群が算出される。周知のように、視差ｄは、その算出単位である画素ブロックＰＢijに関する水平方向のずれ量であり、画素ブロックＰＢijに写し出された対象物までの距離と大きな相関がある。すなわち、画素ブロックＰＢij内に写し出されている対象物がカメラ２ａ，２ｂに近いほど、この画素ブロックＰＢijの視差ｄは大きくなり、対象物が遠いほど視差ｄは小さくなる（無限に遠い場合、視差ｄは0になる）。

ある画素ブロックＰＢij（相関元）に関する視差ｄを算出する場合、この画素ブロックＰＢijの輝度特性と相関を有する領域（相関先）を比較画像において特定する。上述したように、カメラ２ａ，２ｂから対象物までの距離は、基準画像と比較画像との間における水平方向のずれ量として現れる。したがって、比較画像において相関先を探索する場合、相関元となる画素ブロックＰijのｊ座標と同じ水平線（エピポーラライン）上を探索すればよい。ステレオ画像処理部６は、相関元のｉ座標を基準に設定された所定の探索範囲内において、エピポーラライン上を一画素ずつシフトしながら、相関元と相関先の候補との間の相関性を順次評価する（ステレオマッチング）。そして、原則として、最も相関が高いと判断される相関先（相関先の候補の内のいずれか）の水平方向のずれ量を、その画素ブロックＰＢijの視差ｄとする。

２つの画素ブロックの相関は、例えば、シティブロック距離ＣＢを算出することにより評価することができる。数式１は、シティブロック距離ＣＢの基本形を示す。同数式において、ｐ１ijは一方の画素ブロックのｉｊ番目の画素の輝度値であり、ｐ２ijは他方の画素ブロックのｉｊ番目の輝度値である。シティブロック距離ＣＢは、位置的に対応した輝度値ｐ１ij，ｐ２ijの差（絶対値）の画素ブロック全体における総和であって、その差が小さいほど両画素ブロックの相関が大きいことを意味している。
（数式１）
ＣＢ＝Σ｜ｐ１ij−ｐ２ij｜

基本的に、エピポーラライン上に存在する画素ブロック毎に算出されたシティブロック距離ＣＢのうち、その値が最小となる画素ブロックが相関先と判断される。このようにして特定された相関先と相関元との間のずれ量が視差ｄとなる。なお、シティブロック距離ＣＢを算出するステレオ画像処理部６のハードウェア構成については、特開平５−１１４０９９号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。このような処理を経て算出された距離データ、すなわち、画像上の位置（ｉ，ｊ）と対応付けられた視差ｄの集合は、距離データメモリ７に格納される。

マイクロコンピュータ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等で構成されている。このマイクロコンピュータ１０は、これを機能的に捉えた場合、算出部１１、領域設定部１２、車間設定部１３および判定部１４を有する。算出部１１は、プレビュー情報に基づいて、自車両前方を走行する車両（以下「先行車」という）ｎを認識するとともに、認識された先行車ｎの相対速度Ｖnを算出する。このプレビュー情報は、自車両前方の走行状況を認識するのに用いられる情報であり、本実施形態では、画像データおよび距離データがこれに該当するが、後述するように、レーダ等からの出力情報を用いてもよい。領域設定部１２は、プレビュー情報に基づいて、認識された先行車ｎを進入車両と非進入車両とに分類するため進入判定領域Ｓを、自車両前方の自車線上をカバーするように設定する。車間設定部１３は、自車両の車速に基づいて、適正な車間距離（以下、適宜「車間」という）を設定する。判定部１４は、認識された車両が、算出部１１によって算出された相対速度で移動した際の位置と、進入判定領域Ｓとに基づいて、認識された先行車ｎの中から進入車両を判定する。また、判定部１４は、判定された進入車両と自車両との間に、設定された車間距離を確保するために、制御装置１５に対して自動制動を指示する。

図３は、車間の制御手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示したルーチンは、所定間隔毎に呼び出され、マイクロコンピュータ１０によって実行される。以下、図４に示す、先行車ｎが自車両の前方に進入する例を適宜参照しながら本システム処理について説明する。同図において、片道２車線のうちの左車線を自車両が走行しており、右車線を先行車ｎが走行している。なお、実際には、自車両の周囲には複数の先行車ｎが走行している可能性があるが、同図には、１台の先行車ｎのみが例示されている。

ステップ１において、算出部１１は、プレビュー情報に基づいて、先行車ｎが存在するか否かを判断する。この判断を行う前提として、先行車ｎの認識が行われる。先行車ｎの認識では、まず、距離データに基づいて、実空間上における道路面の位置が特定される。道路面の位置は、道路形状を規定する道路モデルを算出することにより、特定可能である。道路モデルは、実空間の座標系において、水平方向および垂直方向における直線式で表現され、この直線式のパラメータを実際の道路形状に合致するような値に設定することにより、算出される。道路形状を規定する白線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、画像平面上において、道路の幅方向の輝度変化を評価することにより、左右両側の白線の位置が特定される。そして、白線の画像平面上の位置と、この位置に対応する距離データとに基づき、周知の座標変換式を用いて、実空間上の白線の位置が検出される。道路モデルは、道路上の白線を距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の白線を三次元の直線で近似し、これらを折れ線状に連結することによって表現される。

つぎに、この道路面より高い位置に存在する距離データが立体物データとして選別される。選別された立体物データは実空間上における並び方向に応じてグループにまとめられ、それぞれのグループに基づいて、先行車ｎが認識される。左右両側の白線を規定する道路モデルを参照し、認識された先行車ｎのうち、左右の白線の内側に存在する先行車ｎが自車線上の先行車ｎとして認識され、白線よりも外側に存在する先行車ｎが隣接車線上の先行車ｎとして認識される。なお、先行車の認識方法の詳細については、特開平１０−２８３４６１号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。

このステップ１で否定判定された場合、すなわち、先行車ｎが存在しない場合には、本ルーチンを抜ける。一方、このステップ１で肯定判定された場合、すなわち、先行車ｎが存在する場合には、ステップ２に進む。

ステップ２において、認識された先行車ｎについて、実空間上における位置Ｐnが算出される。実空間を規定する三次元座標系は、ステレオカメラ１の中央真下の道路面を原点として、車幅方向（横方向）がｘ軸、車高方向がｙ軸、車長方向（縦方向）がｚ軸に設定される。先行車ｎの位置Ｐnは、先行車認識処理におけるグループの中心位置に基づいて、自車両を基準とした横方向の位置（以下「横方向位置」という）Ｐnx、および、縦方向の位置（以下「縦方向位置」という）Ｐnzとして算出される（以下、この位置Ｐnを「相対位置Ｐn」という）。なお、ドライバの操作に起因する先行車ｎの走行位置の変化は、ｘ−ｚ軸の二次元に反映されるため、この相対位置Ｐnとして、車高方向（ｙ軸）の位置を考慮する必要はない。

ステップ３において、自車両に対する先行車ｎの速度Ｖn（以下「相対速度」という）が算出される。具体的には、先行車ｎの単位時間当たりの横方向位置Ｐnxの変化として、横方向の相対速度（以下「横方向速度」という）Ｖnxが算出される。また、先行車ｎの単位時間当たりの縦方向位置Ｐnzの変化として、縦方向の相対速度（以下「縦方向速度」という）Ｖnzが算出される。なお、説明の便宜上、相対速度Ｖnにおいて、自車両（原点）から離れる方向への速度成分に関しては、その算出された値の絶対値に正の符号を設定し、自車両に近づく方向への速度成分に関しては、その算出された値の絶対値に負の符号を設定する。

ステップ４において、領域設定部１２は、進入判定領域Ｓを設定する。この進入判定領域Ｓは、認識された先行車ｎを、進入車両（自車線に進入する車両）と非進入車両（自車線に進入しない車両）とに分類するための領域であり、自車両前方の自車線上をカバーするように設定されている。左右両側の白線は自車線を規定する特徴物であるとの知得に基づき、進入判定領域Ｓにおける車幅方向の長さは、上述した道路モデルを参照した上で、白線の位置を基準に設定されている。例えば、図４に示すように、左右の白線の間をカバーするような大きさに設定されるといった如くである。一方、進入判定領域Ｓにおける進行方向の長さは、進行方向の全域をカバーするように設定してもよいが、自車両にとって注目すべき進入車両は、ある程度自車両から近い範囲に限定される。そのため、本実施形態において、この長さは、自車両の先端から所定の距離（例えば、100m）をカバーするような大きさに設定されている。直線的な道路を走行しているケースでは、進入判定領域Ｓは、自車両の前方において、進行方向に長い四角形の領域となる。また、カーブした道路を走行しているケースでは、進入判定領域Ｓは、道路のカーブ曲率に応じて湾曲した領域となる（図５参照）。

ステップ５において、認識された先行車ｎについて算出された相対位置Ｐnと、相対速度Ｖnとに基づいて、進入判定領域Ｓに進入する先行車ｎが存在するか否かが判断される。この判断では、以下に示す２つのケースの一方を具備する先行車ｎが、進入判定領域Ｓへ進入する先行車ｎとして判断される。
（ケース１）現在の相対位置Ｐnが進入判定領域Ｓ内に存在する。
（ケース２）横方向速度Ｖnxが所定の判定値ｔ1（負の値）以下である。
進入判定領域Ｓから遠ざかる方向に移動する先行車ｎ（Ｖnx＞0）、進入判定領域Ｓと平行に走行する先行車ｎ（Ｖnx＝0）、および、進入判定領域Ｓに近づく方向に移動するものの、その横方向速度Ｖnxの程度が小さい先行車ｎ（ｔ1＜Ｖnx＜0）は、進入判定領域Ｓへ即座に進入する可能性が低い。また、その先行車ｎが進入判定領域Ｓへ進入するとしても、ある程度の時間を要する。そのため、これらの条件を具備する先行車ｎは進入判定領域Ｓへは未だ進入しない車両であると判断し、横方向速度Ｖnxが判定値ｔ1以下となる先行車ｎを進入判定領域Ｓへ進入する車両と判断する。この判定値ｔ1は、自車線に進入するとみなすことができる先行車ｎの横方向速度Ｖnxの最大値として予め適切な値が設定されている。

なお、ケース２を具備する先行車ｎであっても、以下に示す２つのケースの少なくとも一方の条件を具備する先行車ｎについては、自車線へ進入しないと判断する。
（ケース３）自車線と隣接車線とを区分する白線と、その隣接車線上の先行車ｎの横方向位置Ｐnxとの間の距離が所定の値（例えば、車線幅の２分の１）以上離れている。
自車線からの距離がある程度離れている先行車ｎは、進入判定領域Ｓへ進入するとしても、ある程度の時間を要する。そのため、ケース２の条件を具備したとしても、このケース３に該当する先行車ｎは、進入判定領域Ｓへ進入しないと判断する。
（ケース４）進入判定領域Ｓよりも前方に移動すること。
自車線に近づく方向へ移動するものの、その相対位置Ｐn、或いは、縦方向速度Ｖnzによっては、先行車ｎが移動しても進入判定領域Ｓよりも前方に移動することがある。そのため、ケース２の条件を具備したとしても、このケース４に該当する先行車ｎは、進入判定領域Ｓへ進入しないと判断する。

ステップ５において肯定判定された場合、すなわち、進入判定領域Ｓへ進入する先行車ｎが存在する場合には、ステップ６に進む。一方、このステップ５において否定判定された場合、すなわち、進入判定領域Ｓへ進入する先行車ｎが存在しない場合には、ステップ６以降の処理をスキップして、本ルーチンを抜ける。

ステップ６において、判定部１４は、進入判定領域Ｓへ進入すると判断された先行車ｎを処理対象として、進入予測位置Ｒnを算出する。この進入予測位置Ｒnは、相対位置Ｐnに存在する先行車ｎが、算出された相対速度Ｖnで移動した場合に進入判定領域Ｓに進入する位置である。ここで、本明細書において、進入判定領域Ｓへ進入する位置は、図４（ｂ）の一点鎖線で示すように、先行車ｎの一部が進入判定領域Ｓに入り込む位置である。

ステップ７において、算出された進入予測位置Ｒnに基づいて、処理対象となる先行車ｎについて評価値Ｈが算出される。この評価値Ｈは、進入予測位置Ｒnと自車両の位置との関連性を示す値であり、制御上注目すべき先行車ｎ（本実施形態では、車間距離の制御対象となる進入車両）程その評価が高くなる。本実施形態において、評価値Ｈは、進入予測位置Ｒnと自車両の位置との間の距離が近い先行車ｎほどその値が大きくなるように設定されている（評価が高い）。

ステップ８において、算出された評価値Ｈが最も大きな先行車ｎが、認識された先行車ｎの中から進入車両として特定される。すなわち、このステップ９では、その進入予測位置Ｒnと自車両の位置とが最も近い先行車ｎが、進入車両として（以下、この特定された進入車両を「制御対象車ｎo」という）。

図６は、ステップ９における車間距離制御の詳細な手順を示したフローチャートである。ステップ９０において、判定部１４は、制御対象車ｎoの進入完了位置Ｒfおよび進入完了時間Ｔfを算出する。進入完了位置Ｒfは、相対位置Ｐnに存在する制御対象車ｎoが相対速度Ｖnで移動した場合に、進入判定領域Ｓへの進入が完了する位置である。また、進入完了時間Ｔfは、相対位置Ｐnに存在する制御対象車ｎoが相対速度Ｖnで進入判定領域Ｓに進入した場合に、進入判定領域Ｓへの進入が完了するまでに要する時間である。ここで、「進入の完了」とは、制御対象車ｎoが、進入予測位置Ｐnよりもさらに進入判定領域Ｓへ進入したと見なせる状態をいう。このような状態としては、例えば、制御対象車両ｎoが自車両を基準としたｚ軸上まで移動した状態や、制御対象車両ｎoの全体が進入判定領域Ｓ内に完全に移動した状態等のように、自車両の前方に位置する状態が挙げられる。

ステップ９１において、車間設定部１３は、車速センサ９によって検出された自車両の車速に基づいて、自車両と制御対象車ｎoとの目標車間距離Ｄを算出する。この目標車間距離Ｄは、自車両の車速に応じた安全な車間距離が確保できるように、例えば、自車両の車速が大きい程その値が大きくなるように算出される。

ステップ９２において、判定部１４は、進入完了位置Ｒf、進入完了時間Ｔfおよび目標車間距離Ｄに基づいて、自車両の減速度αを算出する。この減速度αは、進入完了時間Ｔfにおいて、進入完了位置Ｒfに進入する制御対象車ｎoと、自車両との間の距離が、目標車間距離Ｄとなるために必要な加速度である。

ステップ９３において、判定部１４は、減速度αとなるように制御装置１５に対して自動制動を指示し、本ルーチンを抜ける。これにより、制御装置１５によって、減速度αに応じたブレーキの動作、自動変速機のシフトダウンまたはエンジン出力の低下等の車両制御が行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、先行車ｎの横方向速度Ｖnxおよび縦方向速度Ｖnzが算出されるとともに、自車線上の進行方向に進入判定領域Ｓが設定される。そして、先行車ｎが横方向速度Ｖnxと縦方向速度Ｖnzとで移動した際の位置と、進入判定領域Ｓとに基づいて、進入予測位置Ｒnが算出される。進入予測位置Ｒnと自車両の位置との位置的な関連性を示す評価値Ｈを算出し、これにより、進入予測位置Ｒnが自車両の位置に最も近い先行車ｎが進入車両と判定される。すなわち、本実施形態では、進入車両を判定する際には、横方向速度Ｖnxのみならず、縦方向速度Ｖnzをも用いる。これにより、自車線に進入する先行車ｎの進行方向の位置関係（車間）が考慮されるので、自車両の最も直近に進入する先行車ｎを精度よく特定することができる。また、特定された進入車両を制御対象として、自車両までの車間距離を制御することにより、目標車間距離Ｄが確保される。さらに、自車両の直近に進入する先行車を制御対象とするため、不要な制動を抑制することができるので、ドライバに与える不快感や違和感を低減することができる。

また、本実施形態によれば、進入予測位置Ｒnに基づいて制御対象車ｎoを特定し、この制御対象車ｎoに対する進入完了位置Ｒfを算出するので、それ以外の先行車ｎについては、進入完了位置Ｒfの算出が不要である。そのため、制御対象車ｎoについてだけ進入完了位置Ｒfの算出しているので、進入判定の全体的な処理を効率的に行うことができる。なお、本実施形態においては、侵入予測位置に基づいて制御を行っているが、侵入完了位置に基づいて制御を行うことも可能である。この場合においては、進入判定領域Ｓへ進入する進入車両に対してのみ進入予測完了位置を算出することになり、進入判定の全体的な処理を効率的に行うことができる。

なお、進入判定領域Ｓにおける車線の幅方向の長さは、左右の白線の間を完全にカバーするように設定する必要はなく、上述した図５に示すように、自車線内において、所定の大きさだけその幅を縮めて設定してもよい。また、進入判定領域Ｓにおける進行方向の長さは、可変に設定してもよい。このケースでは、運転の安全性の観点から、車速が速いほど領域Ｓの長さを大きくするといったように、車速に応じてその長さを設定してもよい。さらに、自車線上に先行車ｎが存在している場合には、その長さをこの先行車までを含むような大きさ、例えば、先行車ｎの一部、或いは先行車ｎの先端までを含むような大きさに設定してもよい。

また、上述したステップ５において、先行車ｎが進入予測位置Ｒnに移動するまでの時間を進入予測時間Ｔnとして算出し、この進入予測時間Ｔnをさらに考慮して、評価値Ｈを算出してもよい。例えば、この評価値Ｈが、所定の重み係数γ，ηに基づいて、積和演算によって算出されるといった如くである（Ｈ＝γＲn＋ηＴn）。ここで、進入予測時間Ｔnは、相対位置Ｐnに存在する先行車ｎが、相対速度Ｖnで移動した場合に進入判定領域Ｓに進入するまでの時間である。この場合、評価値Ｈは、進入判定領域Ｓに進入した先行車ｎと、自車両との所定時間後における位置的な関連性を示しており、進入予測位置Ｒnと自車両の位置とが近く、進入予測時間Ｔnが短い車両ほど評価が高くなる。

（第２の実施形態）
図７は、ステップ９における車間距離制御の別の手順を示すフローチャートである。第２の実施形態にかかる車間距離制御の手順が、第１の実施形態にかかるそれと相違する点は、算出された減速度αによって、車間距離の制御が行われなかったり、警報が鳴らされたりすることである。以下、車間制御の手順に関して説明を行うが、ステップ９０ａ〜ステップ９２ａについては、図６に示したステップ９０〜ステップ９２における処理と同じであるため、その説明を省略する。

まず、ステップ９０ａ〜ステップ９２ａにおいて、目標車間距離Ｄおよび減速度αの算出処理が行われる。そして、ステップ９３ａにおいて、減速度αが所定の判定値ｔ2以上であるか否かが判断される。制御対象車ｎoが急制動しているようなケースでは、車間距離が極端に短くなるため、減速度αが大きな値に設定される。このケースでは、ドライバが意図するよりも急激な減速が行われ、ドライバに与える心理的な負担が大きくなる可能性がある。そこで、減速度αを判定値ｔ2と比較することにより、このような減速が行われるか否かを判断する。この判定値ｔ2は、実験やシミュレーションを通じて、ドライバに心理的な負担を与えるような減速度αの最小値として設定されている。

このステップ９３ａで肯定判定された場合、すなわち、急激な減速が必要な場合には（α≧ｔ2）、ステップ９４ａに進む。そして、判定部１４は、自車両の制動動作に対する注意喚起をドライバに促すべく、警告音を鳴らすなどの警報処理を行うように制御装置１５に対して指示する（ステップ９４ａ）。そして、ステップ９４ａに続くステップ９６ａにおいて、減速度αとなるように制御装置１５に対して自動制動が指示され、本ルーチンを抜ける。

一方、ステップ９３ａにおいて否定判定された場合、すなわち、急激な減速が必要でない場合には（ｔ2≧α）、ステップ９５ａに進む。そして、減速度αが所定の判定値ｔ3以下であるか否かが判断される。制御対象車ｎoと自車両との車間距離が目標車間距離Ｄとほぼ一致するようなケースでは、減速度αはその値が小さい。このケースでは、不必要な制御を行わないという点に鑑み、減速を行う必要がある程度にまで大きな減速度αとなっていないと判断する。この判定値ｔ3は、制御を行う必要がないと見なせる程度の減速度αの最大値（0≦ｔ3＜ｔ2）として、実験やシミュレーションを通じて予め適切な値に設定されている。そのため、このステップ９５ａで肯定判定された場合、すなわち、減速が必要でない場合には（α≦ｔ3）本ルーチンを抜ける。一方、このステップ９５ａで否定判定された場合、すなわち、減速が必要である場合には（ｔ3＜α）、ステップ９６ａに進む。ステップ９６ａにおいて、減速度αとなるように制御装置１５に対して自動制動が指示され、本ルーチンを抜ける。

このように本実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏する以外にも、制御対象車ｎoと自車両とが急接近し、急激な減速が必要とされるケースでは、警報処理が行われる。これにより、ドライバに注意を促すことができるので、制動に対するドライバの心理負担を軽減することができる。さらに、車間制御が不要な程度に加速度αが小さい場合には、加速度の制御が行われない。そのため、不要な車速の制御を省略することができ、ドライバに与える不快感や違和感を低減することができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態にかかる進入判定装置のブロック構成図である。第３の実施形態において、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、ステレオカメラ１および画像処理系を用い、これにより、プレビュー情報を生成・出力したが、本発明はこれに限定されない。本実施形態では、プレビュー情報の生成・出力のために、ミリ波レーダやレーザレーダなどのレーダ１６を用いる。レーダ１６を用いる場合、自車両前方の距離の二次元的な分布である距離データは、ミリ波またはレーザによって監視領域をスキャンすることにより、算出される。

ただし、レーダ１６では、画像データが出力されないため、自車線を規定する左右の白線を検出することができない。そこで、領域設定部１２は、距離データに基づいて、自車線形状を規定する特徴物、例えば、ガードレールや路肩に設置された複数のリフレクタを検出する。そして、検出された特徴物の連続性または並びなどの状態に基づいて、自車線の形状を特定する。そして、特定された自車線の形状に基づいて、所定の幅を有する領域を自車両前方に設定することにより、進入判定領域Ｓを設定する。

本実施形態によれば、レーダを用いて算出した距離データに基づいて車間制御することで、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。具体的には、特徴物の並びをから自車線の形状を検出することによって、進入判定領域Ｓが設定される。図９は、レーダ１６によって検出されたリフレクタの並びによる進入判定領域Ｓの設定の説明図である。進入判定領域Ｓは、自車両の前方において、道路のカーブ曲率に応じてカーブした領域として設定される。

なお、このように距離データに基づいて認識された特徴物の状態から進入判定領域Ｓを設定する手法を、第１の実施形態においても適用することができる。また、ヨーレートセンサによって検出されるヨーレートから自車両の進行方向を推定し、この方向に進入判定領域Ｓを設定してもよい。さらに、レーダ１６のみならず、このレーダと単眼カメラとを併用し、これにより、画像データと距離データとプレビュー情報として出力してもよい。

第１の実施形態にかかる進入判定装置のブロック構成図 基準画像に設定される画素ブロックの説明図 車間の制御手順を示したフローチャート 先行車が自車両の前方に進入する例の説明図 カーブした道路における進入判定領域の設定の説明図 ステップ９における詳細な車間距離の制御の手順を示したフローチャート ステップ９における詳細な車間距離の制御の別の手順を示したフローチャート 第３の実施形態にかかる進入判定装置のブロック構成図 カーブした道路における進入判定領域の設定の説明図

符号の説明

１ ステレオカメラ
２ａ メインカメラ
２ｂ サブカメラ
３，４ Ａ／Ｄコンバータ
５ 画像補正部
６ ステレオ画像処理部
７ 距離データメモリ
８ 画像データメモリ
９ 車速センサ
１０ マイクロコンピュータ
１１ 算出部
１２ 領域設定部
１３ 車間設定部
１４ 判定部
１５ 制御装置
１６ レーダ

Claims (10)

1. 自車線に進入する進入物体を判定する進入判定装置において、
   プレビュー情報に基づいて、自車両前方を走行する物体を認識するとともに、前記認識された物体を処理対象として、前記自車両に対する横方向の速度と前記自車両に対する縦方向の速度とを算出する算出部と、
   前記プレビュー情報に基づいて、前記認識された物体を前記進入物体と非進入物体とに分類するための進入判定領域を、前記自車線上をカバーするように設定するとともに、自車線上に物体が存在している場合には、前記自車両から前記自車線上の物体までを含むように、前記進入判定領域を設定する領域設定部と、
   前記認識された物体が前記横方向の速度および前記縦方向の速度で移動した際の位置と、前記進入判定領域とに基づいて、前記進入物体を判定する判定部と
   を有することを特徴とする進入判定装置。
2. 前記判定部は、前記認識された物体が前記進入判定領域に進入する進入予測位置を算出するとともに、前記算出された進入予測位置が前記自車両の位置に最も近い物体を、前記進入物体と判定することを特徴とする請求項１に記載された進入判定装置。
3. 前記判定部は、前記認識された物体による前記進入判定領域へ進入し自車両の前方に位置するとみなせる進入完了位置を算出するとともに、前記算出された進入完了位置が前記自車両の位置に最も近い物体を、前記進入物体と判定することを特徴とする請求項１に記載された進入判定装置。
4. 前記判定部は、前記認識された物体が前記進入判定領域に進入する進入予測位置と、前記認識された物体が前記進入判定領域に進入する進入予測時間とを算出するとともに、前記進入予測時間が短く、かつ、前記進入予測位置が前記自物体の位置に近い車両を、前記進入物体と判定することを特徴とする請求項１に記載された進入判定装置。
5. 前記領域設定部は、前記プレビュー情報に基づいて自車線を規定する特徴物を認識し、前記特徴物を基準として前記進入判定領域を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載された進入判定装置。
6. 前記判定部は、前記進入物体の前記進入判定領域への進入が完了する進入完了位置と、前記進入物体の前記進入判定領域への進入が完了する進入完了時間とに基づいて、前記自車両の減速度を算出するとともに、前記算出された減速度となるように制御装置に対して自動制動を指示することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載された進入判定装置。
7. 自車線に進入する進入車両を判定する進入判定方法において、
   プレビュー情報に基づいて、自車両前方を走行する車両を処理対象として、前記自車両に対する横方向の速度と前記自車両に対する縦方向の速度とを算出する第１のステップと、
   前記プレビュー情報に基づいて、前記認識された車両を前記進入車両と非進入車両とに分類するための進入判定領域を、前記自車線上をカバーするように設定するとともに、自車線上に物体が存在している場合には、前記自車両から前記自車線上の物体までを含むように、前記進入判定領域を設定する第２のステップと、
   前記認識された車両が前記横方向の速度および前記縦方向の速度で移動した際の位置と、前記進入判定領域とに基づいて、前記進入車両を判定する第３のステップと
   を有することを特徴とする進入判定方法。
8. 前記第３のステップは、前記認識された車両が前記進入判定領域に進入する進入予測位置を算出するとともに、前記算出された進入予測位置が前記自車両の位置に最も近い車両を、前記進入車両と判定するステップであることを特徴とする請求項７に記載された進入判定方法。
9. 前記第３のステップは、前記認識された車両が前記進入判定領域に進入する進入予測位置と、前記認識された車両が前記進入判定領域に進入する進入予測時間とを算出するとともに、前記進入予測時間が短く、かつ、前記進入予測位置が前記自車両の位置に近い車両を、前記進入車両と判定するステップであることを特徴とする請求項７に記載された進入判定方法。
10. 前記進入車両の前記進入判定領域への進入が完了する進入完了位置と、前記進入車両の前記進入判定領域への進入が完了する進入完了時間とに基づいて、前記自車両の減速度を算出する第４のステップと、
    前記算出された減速度となるように制御装置に対して自動制動を指示する第５のステップとをさらに有することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載された進入判定方法。

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