JP4774849B2 - 車両の障害物表示装置 - Google Patents
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本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、障害物の危険性を運転者が瞬時に判断することができる障害物表示装置の提供を目的とする。
第1の実施形態は、本発明に係る車両の障害物表示装置を搭載した車両である。
この車両は、車両の障害物表示装置として、図1に示すように、カメラ1、レーダ2、ナビゲーション装置3、車速センサ4、ヨーレイトセンサ5、ステアリングセンサ6、ターンシグナル7、コントローラ8、表示装置9及び警報装置(音声出力装置)10を備えている。
先ずステップS1において、各種データを読み込む。具体的には、自車両周囲のデータとして、カメラ2から自車両前方の撮像画像、レーダ(特に前方レーダ)1から前方車両等の障害物(以下、前方障害物という。)との相対距離や相対速度、ナビゲーション装置から走行路形状等の各種データを検出し、自車両の走行状態のデータとして、車速センサ4から自車速、ヨーレイトセンサ5から自車両のヨーレイト、ステアリングセンサ6から舵角、ターンシグナル7から進路変更等の各種データを検出する。
続いてステップS2において、前方障害物を検出する。ここでは、前記撮像画像又はレーダ1の検出結果に基づいて、前方障害物を検出する。ここで、前方障害物を検出した場合、ステップS3に進み、前方障害物を検出できない場合、当該図2に示す処理を終了する。
X=D・sinθ
Y=D・cosθ
・・・(1)
X=(Xn−Xn−1)/T*t+Xn
Y=(Yn−Yn−1)/T*t+Yn
・・・(2)
ここで、Tは相対距離Dの検出周期(算出周期)である。
この図4に示すように、自車両100及び前方障害物(先行車両)101とは、ある時点からT1時間後、さらにその後のT2時間後に、それぞれある位置を走行することになり、その各時点T1,T2における自車両100の位置と前方障害物101の位置との差分が当該各時点における相対距離Dになる。
なお、過去数回分の相対距離のデータに基づいて相対加速度を算出し、その算出した相対加速度をt時間後の相対距離の予測に反映させても良い。また、過去数回分の相対距離のデータをスプライン関数等で近似してt時間後の相対距離を予測しても良い。これにより、相対距離の予測の精度を上げることができる。
D=L・Z/Pd ・・・(3)
ここで、Lはカメラ間の距離であり、Zは焦点距離である。
続いてステップS5において、前記ステップS3で得た前方障害物の予測進路(予測相対距離)と、前記ステップS4で得た自車両の予測進路とに基づいて、将来(前記t時間後)における自車両と前方障害物とが衝突する可能性があるか否かを判定する。
また、このように時間T2に横予測相対位置X及び縦横予測相対距離Yの両方が0になる場合でも、前記ステップS4の検出結果から時間T2時点の自車両100の進路が変更すると予測した場合には、衝突可能性がないと判定する。
ステップS6では、前方障害物について画像処理を行う。具体的には、図5に示すように、自車両と前方障害物との予測衝突位置(予測接触位置)を示す情報をなす図形(以下、予測衝突位置報知情報という。)D1、さらに前方障害物の予測進路D2を示す情報をなす図形(以下、予測進路報知情報という。)D2を、カメラ1で撮像した撮像画像(特に当該撮像画像内の前方障害物)に重畳した画像D0を作成する。
続いてステップS7において、前記ステップS6で作成した画像を表示装置9により表示する。これにより、表示装置9には、カメラ1の撮像画像が表示されるとともに、その画像中に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報が表示される。例えば、表示装置9は、車内で運転者が見やすい位置に設置されている。
先ず、各種データを読み込み、さらに前方障害物を検出する(前記ステップS1、ステップS2)。続いて、将来(t時間後)の前方障害物、自車両のそれぞれの進路を予測し(前記ステップS3、ステップS4)、それら前方障害物、自車両それぞれの予測進路に基づいて、自車両と前方障害物との衝突可能性を判定する(前記ステップS5)。ここで、自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合、カメラ1で撮像した撮像画像に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を重畳して画像を作成して、その作成画像を表示装置9に表示する(前記ステップS6、ステップS7)。さらに、必要に応じて警報装置10により警報(警報音)を出力する(前記ステップS8)。
前述したように、将来の前方障害物、自車両のそれぞれの進路を予測し(前記ステップS3及びステップS4)、それら前方障害物、自車両の予測進路に基づいて将来において自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合(前記ステップS5)、カメラ1で撮像した撮像画像に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を重畳した画像を表示装置9に表示している(前記ステップS6及びステップS7)。これにより、表示装置9の表示画像中に、撮像画像中の前方障害物に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報が対応して表示されるので、その表示により、運転者は、その前方障害物についての危険性(衝突可能性)を瞬時に判断できるようになる。
この第2の実施形態は、前記第1の実施形態と同様に、本発明に係る車両の障害物表示装置を搭載した車両である。この第2の実施形態では、自車両と前方障害物とが衝突する可能性がある場合に、運転者の制動操作や操舵操作でその衝突を回避できるときには、その衝突回避方法を運転者に表示により報知している。
第2の実施形態では、この図6に示すように、ステップS7で障害物の予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を表示した後に、ステップS10として衝突回避方法表示処理を行っている。図7は、その処理の処理手順の一例を示す。
このステップS12で運転者の制動操作で衝突回避可能な周囲環境であると判定した場合には、ステップS15に進み、そうではない場合、例えば、車間距離や相対速度から後続車両が自車両に接近状態にあると判定した場合、当該図6の示す処理(ステップS10)を終了する。
ステップS13では、運転者の操舵操作により衝突回避可能か否かを判定する。ここで、例えば衝突回避判定用テーブルを用いて、その判定を行う。このステップS13で操舵操作により衝突回避可能であると判定した場合、ステップS14に進み、運転者の操舵操作により衝突回避不可能と判定した場合、当該図6の示す処理(ステップS10)を終了する。
なお、周囲環境の情報については、ナビゲーション情報、画像情報、車車間通信等により取得する。例えば、隣接車線を走行する後続車両や自車両を追い越そうとしている後続車両についての接近情報を、当該後続車両との車車間通信により取得する。
また、前記衝突回避判定用テーブルについては、例えば特開2003−175809号公報に記載の技術を用いることができる。例えば、図10(同公報の図10)及び図11(同公報の図11)に示す衝突回避判定用テーブルを用いる。図10及び図11の概要は次のようになる。
一方、図11中、曲線L11は、運転者の制動操作により衝突回避が可能な相対距離dの限界(以下、制動回避限界という。)を示し、この曲線L11の特性によれば、制動回避限界は、相対速度Vrが増加するにつれて大きくなり且つ相対速度Vrが大きいほどその変化度合いが大きくなる。また、同図中、直線L12は、運転者の操舵操作により衝突回避が可能な相対距離Lの限界(以下、操舵回避限界という。)を示し、この直線L12の特性によれば、操舵回避限界は、相対速度Vrが増加するにつれてこれに比例して大きくなる。
そして、この予測判定時に、当該相対速度Vrが一致相対速度Vr*以下の場合で、かつ相対速度Vr及び相対距離dが、制動回避限界L11と操舵回避限界L12とで挟まれる領域になっている場合には、前記ステップS11において、運転者の制動操作により衝突回避可能と判定して、ステップS12に進む。そして、前述したように、ステップS12では、自車両の周囲環境に基づいて、運転者の制動操作により衝突回避可能か否かをさらに判定し、ここで、運転者の制動操作により衝突回避可能と判定した場合、ステップS15に進む。
前記第1の実施形態と同様に、先ず、各種データを読み込み、さらに前方障害物を検出する(前記ステップS1、ステップS2)。続いて、将来(t時間後)の前方障害物、自車両のそれぞれの進路を予測し(前記ステップS3、ステップS4)、それら前方障害物、自車両それぞれの予測進路に基づいて、自車両と前方障害物との衝突可能性を判定する(前記ステップS5)。ここで、自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合、カメラ1で撮像した撮像画像に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を重畳して画像を作成して、表示装置9に画像表示している(前記ステップS6、ステップS7)。さらに、必要に応じて警報装置10により警報(警報音)を出力する(前記ステップS8)。
前述したように、将来において自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合(前記ステップS5)、周囲環境に基づいて、運転者の制動操作や操舵操作で衝突回避が可能か否かを判定して(前記ステップS11〜ステップS14)、運転者の運転操作による衝突回避が可能な場合には、その可能な運転操作を示す情報(制動回避可能報知情報や操舵回避可能方向報知情報)をカメラ1で撮像した撮像画像に重畳した画像を表示装置9に表示している(前記ステップS15、ステップS10)。これにより、表示装置9の表示画像中に、予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を表示するとともに、制動回避可能報知情報や操舵回避可能方向報知情報として衝突回避方法が表示されるので、その表示により、運転者は、その前方障害物についての危険性(衝突可能性)と、さらには、その衝突回避方法とを瞬時に判断できるようになる。
また、前述したように、前方障害物との相対距離や相対速度に基づいて、運転者による制動操作や操舵操作で衝突回避が可能と判定した場合でも、後続車両の存在の有無等の周囲環境に基づいて、最終的にその判定を確定している(前記ステップS12、ステップS14)。
また、前述したように、衝突回避判定用テーブルとして、図10や図11に示すものを用いることで、所定時間経過後には運転者が運転操作しても前方障害物に対して衝突回避不可能となることを条件に、衝突回避方法を判定している。すなわち、所定時間経過後の衝突回避可能性を基準に、衝突回避方法を判定している。これにより、より最適な条件、タイミングで衝突回避方法が画像表示されるようになる。これにより、運転者が衝突回避のための運転操作を不要に行ってしまうのを防止し、かつ運転者による衝突回避のための運転操作が遅れてしまうのを防止できる。
また、前記第2の実施形態では、運転者の運転操作による衝突回避方法として制動操作と操舵操作のいずれか一方を選択しているが、制動操作と操舵操作との両方で衝突回避が可能であれば、それら両方により衝突回避が可能である画像表示をするようにしても良い。
これにより、予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を不要に画像表示してしまうのを防止して、運転者が不要に衝突回避行動を採ってしまうのを防止できる。
この第3の実施形態は、車両の障害物回避報知装置を搭載した車両である。この第3の実施形態では、車両の障害物回避報知装置により、自車両と前方障害物とが衝突する可能性がある場合において、自車両の後側方に存在する障害物(以下、後側方障害物という。)を考慮して、前方障害物に対する最適な衝突回避方向(操舵回避方向又は衝突回避進路)を運転者に報知している。
ステップS22では、後側方障害物が自車両に接近中か否かを判定する。例えば、後側方センサ12の検出結果に基づいて、自車両と後側方障害物との相対距離、相対速度を算出して、その算出結果に基づいて、後側方障害物が自車両に接近中か否かを判定する。例えば、後側方センサ12による後側方障害物102の検出領域は、図15に示すように、自車両100の左右後側方の領域(同図中のハッチング領域)Aになる。
ステップS23では、前方障害物に対する衝突回避方向を決定する。具体的には、前記ステップS22で判定した接近中の後側方障害物が存在しない側を衝突回避方向又は衝突回避進路として決定する。
また、ステップS24では、前方障害物に対する衝突回避方向は任意である決定をする(衝突回避方向の決定はしない)。
以上のように衝突回避方向判定を行っている。
そして、ステップS30として衝突回避方向表示を画像表示する。すなわち、ステップS30では、前記ステップS20の衝突回避方向判定で衝突回避方向を決定している場合(前記ステップS23)、その衝突回避方向を示す操舵回避可能方向報知情報をカメラ1で撮像した撮像画像に重畳して画像を作成し、その作成画像を表示装置9に表示する。例えば、図16に示すように、撮像画像に操舵回避可能方向報知情報をなす衝突回避方向を示す矢印の図形D7を重畳した画像D0を表示装置9に表示する。
このようなことから、運転者に与える情報が多くなった場合には、図17に示すように、障害物についての予測進路や予測衝突位置よりも運転者の情報利用価値が高い操舵回避可能方向報知情報をなす矢印の図形D7のみを画像表示する。
前記第1の実施形態と同様に、先ず、各種データを読み込み、さらに前方障害物を検出する(前記ステップS1、ステップS2)。続いて、将来(t時間後)の前方障害物、自車両のそれぞれの進路を予測し(前記ステップS3、ステップS4)、それら前方障害物、自車両それぞれの予測進路に基づいて、自車両と前方障害物との衝突可能性を判定する(前記ステップS5)。ここで、自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合、カメラ1で撮像した撮像画像に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を重畳して画像を作成して、その作成画像を表示装置9に表示する(前記ステップS6、ステップS7)。さらに、必要に応じて警報装置10により警報(警報音)を出力する(前記ステップS8)。
これにより、図15に示すように、将来において自車両100が前方障害物101に衝突する可能性がある状況下で、自車両100に右後方から後側方障害物102が接近している場合、図16に示すように、撮像画像に操舵回避可能方向報知情報をなす左方向を示す矢印の図形D7が重畳された画像D0が表示装置9に表示される。
前述したように、将来において自車両と前方障害物とが衝突可能性ありと判定した場合(前記ステップS5)、さらに、後側方障害物に基づいて衝突回避方向判定を行い、その衝突回避方向判定で衝突回避方向を決定した場合、その衝突回避方向を示す操舵回避可能方向報知情報をカメラ1で撮像した撮像画像に重畳した画像を表示装置9に表示している(前記ステップS20、ステップS30)。これにより、表示装置9の表示画像中に、自車両に接近する後側方障害物を考慮した操舵回避可能方向報知情報が表示されるので、それに応じて運転者が操舵操作することで、自車両と前方障害物との衝突の回避をするとともに、自車両が後側方障害物に急接近してしまうのを防止できる。
なお、前記第3の実施形態では、操舵回避可能方向報知情報が撮像画像に重畳する図形である場合を説明した。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、操舵回避可能方向報知情報は音声によるものであっても良い。
この第4の実施形態は、前記第3の実施形態と同様に、車両の障害物回避報知装置を搭載した車両である。この第4の実施形態では、前方障害物に対する衝突回避方向に衝突回避アシスト制御している。
図18は、コントローラ8による処理を示し、例えば前記第3の実施形態における図13の処理に対応するものである。この図18に示すように、ステップS30で衝突回避方向表示をした後に、ステップS31として衝突回避アシスト制御を行っている。
また、このような衝突回避アシスト制御(ステップS31)と操舵回避可能方向報知情報の表示(ステップS30)とを選択的に行うようにしても良い。すなわち、運転者の認識可能性(例えば視覚又は体感による認識可能性)等の所定の条件に応じて、衝突回避アシスト制御と操舵回避可能方向報知情報の表示とを選択的に行うようにする。
前述したように、補舵や自車両にヨーモーメントを付与することで衝突回避アシスト制御を行っている。これにより、運転者は、衝突回避可能な方向をより早く知ることができ、すなわち、補舵や自車両にヨーモーメントを付与による衝突回避アシストが、運転者による操舵操作を促し、これが衝突回避方向を報知する手段として作用し、これにより、運転者は、速やかに衝突回避方向への操舵行動に移ることができる。例えば、運転者が表示装置9を見ていない状況下では、操舵回避可能方向報知情報の画像表示(前記ステップS30)を運転者が認識できないから、衝突回避アシスト制御による衝突回避方向の報知はより効果的なものとなる。
この第5の実施形態は、前記第3の実施形態と同様に、車両の障害物回避報知装置を搭載した車両である。この第5の実施形態では、自車両の後方の障害物の状況を考慮して、制動操作により前方障害物に対する衝突回避を促す報知をしている。
図19は、コントローラ8による処理を示し、例えば前記第3の実施形態における図13の処理に対応するものである。この図19に示すように、ステップS5で前方障害物について衝突可能性を判定した後(衝突可能性ありと判定した場合)、ステップS40として衝突回避方法を判定している。図20は、その処理の処理手順の一例を示す。
そして、後方センサ11及び後側方センサ12の検出結果に基づいて、後方障害物を検出する。ここで、後方障害物を検出した場合、ステップS42に進み、後方障害物を検出できない場合、ステップS49に進む。
このステップS42で後方障害物が自車両に接近中と判定した場合、ステップS43に進み、後方障害物が自車両に接近中ではないと判定した場合、ステップS49に進む。
ステップS45、すなわち、後方障害物が接近中であっても運転者の操舵操作及び制動操作により前方障害物に対する衝突回避が可能であると判定した場合、操舵操作と制動操作とにより衝突回避が可能であると決定する。さらに、操舵操作による衝突回避方向を決定する。ここで、前記ステップS42で判定した接近中の後方障害物(後側方障害物)が存在しない側を衝突回避方向として決定する。
また、ステップS48、すなわち、後方障害物(特に後側方障害物)が接近しているから、運転者の制動操作のみにより前方障害物に対する衝突回避が可能であると判定した場合、制動操作による衝突回避が可能であることを決定する。
続いて、前記第3の実施形態と同様に、ステップS6で前方障害物の画像処理を行い、続くステップS7で撮像画像に予測進路報知情報及び予測衝突位置報知情報を重畳した画像を常時装置9に表示する。
そして、ステップS50として、前記ステップS40の衝突回避方法判定における決定事項に基づいて、衝突回避方法を報知する。
なお、操舵回避可能方向報知情報と制動回避可能報知情報とを同時に同一画面に表示すると、運転者に煩わしさを与える可能性もあるので、そのような煩わしさを与えない表示態様にすることが好ましい。
また、このような自動制動制御と制動回避可能報知情報の表示とを選択的に行うようにしても良い。すなわち、運転者の認識可能性(例えば視覚又は体感による認識可能性)等の所定の条件に応じて、自動制動制御と制動回避可能報知情報の表示とを選択的に行うようにする。
また、このような衝突回避アシスト制御と操舵回避可能方向報知情報の表示とを選択的に行うようにしても良い。すなわち、運転者の認識可能性(例えば視覚又は体感による認識可能性)等の所定の条件に応じて、自動制動制御と操舵回避可能方向報知情報の表示とを選択的に行うようにする。
前述したように、後方障害物に基づいて、運転者の制動操作で前方障害物に対する衝突回避が可能か否かを判定し、運転者の制動操作で前方障害物に対する衝突が回避可能な場合、その旨(制動回避可能報知情報)を運転者に報知している(前記ステップS40、ステップS50)。これにより、前方障害物に対する運転者による衝突回避方法の選択性を向上させることができる。すなわち、前方障害物に対して運転者の操舵操作により衝突回避が不可能な場合でも、制動操作により衝突回避が可能であることを運転者が知ることができる。
また、前記実施形態の説明において、コントローラ8のステップS12及びステップS14における周囲環境情報の取得処理は、自車両の周囲環境を検出する周囲環境検出手段を実現している。
2 レーダ
3 ナビゲーション装置
4 車速センサ
5 ヨーレイトセンサ
6 ステアリングセンサ
7 ターンシグナル
8 コントローラ
9 表示装置
10 警報装置
11 後方センサ
12 後側方センサ
13 ブレーキコントローラ
14 ステアリングコントローラ
Claims (2)
- 自車両前方の前方障害物を含む自車両周囲を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した撮像画像を表示する表示手段と、自車両と前記前方障害物との位置関係を検出する位置関係検出手段と、を備える車両の障害物表示装置であって、
前記位置関係検出手段が検出した前記位置関係に基づいて、当該前方障害物の自車両に対する衝突可能性を判定する衝突可能性判定手段と、
自車両後方の後方障害物を検出し当該後方障害物が自車両に接近中か否かを判定する後方障害物判定手段と、
前記衝突可能性判定手段が前記衝突可能性ありと判定した場合、前記位置関係検出手段が検出した前記位置関係と、前記後方障害物検出手段の判定結果とに基づいて、当該前方障害物に対して、運転者の運転操作により可能な自車両の衝突回避方法として、制動のみによる衝突回避方法、操舵のみによる衝突回避方法、制動及び操舵の両方による衝突回避方法のうちの何れか一つを選択し決定する衝突回避方法決定手段と、
を備えており、
前記表示手段は、前記衝突可能性判定手段が衝突可能性ありと判定した前記前方障害物について予測進路及び自車両との予測衝突位置の情報と、前記衝突回避方法決定手段が決定した衝突回避方法の情報とを、前記撮像画像に重畳し、画像表示することを特徴とする車両の障害物表示装置。 - 前記衝突可能性判定手段は、所定時間経過後には運転者が運転操作しても障害物に対して自車両が衝突を回避できなくなると判定した場合、前記衝突可能性の判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両の障害物表示装置。
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