JP4865689B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents

Description

この発明は、自車両と他車両の衝突を回避するための車両の走行安全装置に関するものである。

自車両の運転者に対し死角が多い交差点等において、自車両の周辺に存在する障害物の位置や動きを検出し、この検出値に基づいて前記障害物に対する自車両の運転者の注意度を推定し、該注意度が低い状態で自車両を発進させようとする（ブレーキペダルスイッチのＯＦＦ検出により推定）場合に、自車両の運転者に対して警報を行う衝突予防装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、自車両からの視界が悪い場合に、先行車両のリアカメラなどを利用して得た自車両の死角となっている場所の情報を、先行車両との車車間通信を介して取得し、自車両の事故防止に利用する事故防止装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１７３７０３号公報 特開２００６−３１８０９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の衝突予防装置においては、警報が発せられても、自車両の運転者が警報対象物体を認識していない場合には、警報を受けてから回避行動を取るまでの所要時間が増加して回避行動に遅れが生じ、衝突回避が困難になる虞がある。これに対処するに、単純に警報タイミングを早めると、警報が頻繁に出されることになり、煩わしさが増大する。

一方、特許文献２に記載の事故防止装置は、車車間通信を前提としているので、通信機器やインフラストラクチャの設備導入に莫大なコストがかかり、また通信が断絶してしまった場合には利用不可能になるという課題がある。また、自車両のみでなく先行車両にもシステムが搭載されていることを前提としているため、自車両にこのシステムを装備しただけでは、効果が得られないという課題がある。

そこで、この発明は、自車両のみでシステムが完結し、見通しの悪い交差点などでも的確なタイミングで警報を行うことができる車両の走行安全装置を提供するものである。

この発明に係る車両の走行安全装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、所定の時間間隔で自車両周辺の対向車両および先行車両を検出する物体検出手段（例えば、後述する実施例における外界センサ１１）と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（例えば、後述する実施例における自車両センサ１２）と、前記走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態と前記物体検出手段の検出結果に基づいて自車両と前記対向車両との相対関係を算出する相対関係算出手段（例えば、後述する実施例における相対関係算出部２１）と、前記相対関係算出手段により算出された相対関係に基づいて前記対向車両と自車両とが衝突するまでの時間を算出する衝突時間算出手段（例えば、後述する実施例におけるＴＴＣ算出部２２）と、前記衝突時間算出手段により算出された衝突時間が所定値（警報判定閾値）より小さい場合に乗員に対する警報を行う警報手段（例えば、後述する実施例における警報発生装置１３、警報タイミング決定部２４）と、を備えた車両の走行安全装置（例えば、後述する実施例における走行安全装置１）において、前記物体検出手段により対向車両および先行車両が検出されている場合に、自車両の運転者位置から対向車を見た際の視認性を推定する視認性推定手段（例えば、後述する実施例における視認性推定部２３）を備え、前記視認性推定手段は、前記対向車両の自車両幅方向における左右の端点それぞれと自車両の運転者の視点位置とを結ぶ線分を第１線分および第２線分として算出するとともに、前記先行車両の左右の端点を結ぶ線分を第３線分として算出する線分算出手段（例えば、後述する実施例における線分算出部２５）と、前記第１線分および第２線分それぞれと前記第３線分およびその延長線を含む直線との交点を第１交点および第２交点として算出する交点算出手段（例えば、後述する実施例における交点算出部２６）と、を備え、前記視認性推定手段は、前記第１交点と前記先行車両の左右の端点の内の自車両側端点との距離および前記第１交点と前記第２交点との距離に基づいて視認性を推定し、前記警報手段は、前記視認性推定手段により推定された視認性の低下に応じて前記所定値（警報判定閾値）を増加させることを特徴とする。
このように構成することにより、自車両、対向車両、先行車両の位置関係に基づいて的確に対向車両に対する視認性を推定することができ、さらに視認性の低下に応じて警報を行うタイミングを早くすることができる。

請求項１に係る発明によれば、自車両、対向車両、先行車両の位置関係に基づいて的確に対向車両に対する視認性を推定することができ、さらに視認性の低下に応じて警報を行うタイミングを早くすることができる。したがって、視認性の低下に応じて警報が行われ易くするので、運転者が対向車両に気づいていないことで発生する警報に対する回避行動の遅れを補償し、有用かつ煩わしくないタイミングで警報を発生させることができる。

以下、この発明に係る車両の走行安全装置の実施例を図１から図５の図面を参照して説明する。
図１に示すように、この実施例における車両の走行安全装置１は、外界センサ（物体検出手段）１１と自車両センサ（走行状態検出手段）１２と警報発生装置（警報手段）１３と電子制御装置２０とを備えている。

外界センサ１１は、ミリ波帯域レーダ装置、あるいは、赤外光帯域近くの波長域を使用したレーザレーダ装置、あるいは、単数または複数のカメラ装置を用いた画像認識装置、あるいはこれらの組み合わせにより構成されており、所定の時間間隔（例えば １００ｍｓｅｃ）で自車両周辺の物体情報（位置、速度、進行方向、および大きさ等）を検出する。また、外界センサ１１は、自車両周辺の物体情報に基づいて、自車両に接近する方向へ移動する物体を対向車両として認識し、自車両の運転者が前記対向車両を視認する際に障害となる先行車両を認識する。外界センサ１１は検出結果を電子制御装置２０に出力する。

自車両センサ１２は、自車両の車速、操舵量、アクセル開度、ブレーキペダルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、ウィンカースイッチのＯＮ／ＯＦＦ等、自車両の情報を検出するセンサからなり、各センサの検出結果を電子制御装置２０に出力する。なお、操舵量に基づいて自車両に今後発生するヨーレートを推定することができ、アクセル開度やブレーキペダルスイッチのＯＮ／ＯＦＦに基づいて自車両に今後発生する加減速度を推定することができる。また、これら自車両の情報は、各センサから直接検出してもよいし、自車両に搭載された各種ＥＣＵや車内ＬＡＮを介して取得することも可能である。

警報発生装置１３は、自車両の乗員（特に、運転者）に対して警報を発する装置であり、例えば、電子制御装置２０から出力される制御信号に応じて警報音あるいは合成音声を発するブザーあるいはスピーカや、警報表示を行う表示装置などから構成することができる。警報発生装置１３は警報を発生することにより、自車両の運転者に接触回避の行動を促す。

電子制御装置２０は、外界センサ１１から入力される対向車両や先行車両の各種情報と、自車両センサ１２から入力される自車両の各種情報に基づいて、自車両と対向車両とが接触するまでの時間を算出するとともに、自車両の運転者の対向車両に対する視認性を推定し、これらに基づいて警報を行うタイミングを決定し、自車両の乗員に対して警報を行う必要があるか否かを判定し、警報を行う必要があると判定した場合に、警報発生装置１３に警報指令を出力する。

電子制御装置２０は、相対関係算出部（相対関係算出手段）２１と、ＴＴＣ算出部（衝突時間算出手段）２２と、視認性推定部（視認性推定手段）２３と、警報タイミング決定部（警報手段）２４とを備えて構成されている。
相対関係算出部２１は、外界センサ１１から入力した対向車両の情報（位置、速度、進行方向、大きさ）と、自車両センサ１２から入力した自車両情報（位置、速度、進行方向）に基づいて、自車両および対向車両の進路を予測するとともに、自車両と対向車両の相対距離、相対速度を算出し、ＴＴＣ算出部２２に出力する。

ＴＴＣ算出部２２は、相対関係算出部２１から入力した自車両と対向車両の予測進路、相対距離、相対速度に基づいて、自車両と対向車両が接触する可能性があるか否か、および接触する可能性があるときには接触するまでの時間（すなわち、衝突時間ＴＴＣ）を算出し、警報タイミング決定部２４に出力する。

視認性推定部２３は、線分算出部（線分算出手段）２５と交点算出部（交点算出手段）２６とを備え、外界センサ１１から入力した対向車両および先行車両の情報（位置、大きさ）に基づいて、自車両の運転者から見た対向車両に対する視認性を推定算出し、推定結果を警報タイミング決定部２４に出力する。

詳述すると、線分算出部２５は、対向車両の自車両幅方向における左右の端点それぞれと、自車両の運転者の視点位置とを結ぶ線分を、第１線分および第２線分として算出するとともに、先行車両の左右の端点を結ぶ線分を第３線分として算出する。交点算出部２６は、前記第１線分および第２線分それぞれと前記第３線分およびその延長線を含む直線との交点を第１交点および第２交点として算出する。そして、視認性推定部２３は、第１交点と先行車両の左右の端点の内の自車両側端点との距離、および、前記第１交点と第２交点との距離、に基づいて視認性を推定する。視認性の推定処理についてはさらに後で詳述する。

警報タイミング決定部２４は、視認性推定部２３から入力した視認性と、ＴＴＣ算出部２２から入力した衝突時間ＴＴＣと、自車両センサ１２から入力した自車両の車速に基づいて、警報を行うタイミングを決定し、警報発生装置１３に出力する。

次に、視認性推定部２３により実行される視認性推定のための視認性算出処理を、図３のモデル図を参照しながら、図２のフローチャートに従って説明する。
図２のフローチャートに示す視認性算出処理ルーチンは、電子制御装置２０によって一定時間毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳ０１において、対向車両Ｂの自車両幅方向の端点ｐｂ＿ｍａｘ，ｐｂ＿ｍｉｎを検出する。なお、外界センサ１１により対向車両Ｂの一方の端点しか検出することができない場合には、外界センサ１１で検出した対向車両Ｂの特徴部から車種（トラック、普通乗用車、小型車等）を推定し、検出された一方の端点から該車種の車幅寸法だけ離間した位置を、対向車両Ｂの他の端点と推定する。

次に、ステップＳ０２において、自車両Ａの運転者の視点をｐｄとおく。
次に、ステップＳ０３ににおいて、対向車両Ｂの端点ｐｂ＿ｍａｘ，ｐｂ＿ｍｉｎおよび自車両Ａの運転者の視点ｐｄを頂点とする三角形と重なって存在する物体を、自車両Ａの運転者が対向車両Ｂを視認する際に障害となる先行車両Ｃとし、先行車両Ｃの自車両幅方向の端点ｐｃ＿ｍａｘ，ｐｃ＿ｍｉｎを検出する。

次に、ステップＳ０４において、先行車両Ｃの端点ｐｃ＿ｍａｘ，ｐｃ＿ｍｉｎ同士を結ぶ直線（第３線分）およびその延長線を含む直線Ｌ３と、自車両Ａの運転者の視点ｐｄと対向車両Ｂの一方の端点ｐｂ＿ｍａｘとを結ぶ直線（第１線分）Ｌ１、自車両Ａの運転者の視点ｐｄと対向車両Ｂの他方の端点ｐｂ＿ｍｉｎとを結ぶ直線（第２線分）Ｌ２との交点をそれぞれ第１交点ｐｖ＿ｍａｘ、第２交点ｐｖ＿ｍｉｎとし、検出する。

次に、ステップＳ０５において、先行車両Ｃの端点の内で自車両Ａに近い側の端点ｐｃ＿ｍｉｎと第２交点ｐｖ＿ｍｉｎとを結ぶ線分の長さ（すなわち、ｐｃ＿ｍｉｎとｐｖ＿ｍｉｎの直線距離）ｄｃと、第１交点ｐｖ＿ｍａｘと第２交点ｐｖ＿ｍｉｎとを結ぶ線分の長さ（すなわち、ｐｖ＿ｍａｘとｐｖ＿ｍｉｎの直線距離）ｄｖとを算出する。
次に、ステップＳ０６において、前記２つの線分の長さの比ｄｃ／ｄｖを算出し、これを視認性度数として出力し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
つまり、視認性度数ｄｃ／ｄｖの値が小さいほど（０に近いほど）、対向車両Ｂに対する視認性が低く、視認性度数ｄｃ／ｄｖの値が大きいほど、対向車両Ｂに対する視認性が高いこととなる。
このように視認性度数を算出すると、自車両、対向車両、先行車両の位置関係に基づいて的確に視認性を推定することができる。

次に、この実施例における警報制御を図４のフローチャートに従って説明する。
まず、ステップＳ１０１において、自車両センサ１２から自車両情報（車速、操舵量、アクセル開度、ブレーキペダルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、ウィンカースイッチのＯＮ／ＯＦＦ等）を取得する。
次に、ステップＳ１０２に進み、外界センサ１１から先行車両情報（位置、速度、進行方向、大きさ等）、および対向車両情報（位置、速度、進行方向、大きさ等）を取得する。
次に、ステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０１で取得した自車両情報に基づいて自車両の進路（軌跡）を予測するとともに、ステップＳ１０２で取得した対向車両情報に基づいて対向車両の進路（軌跡）を予測する。

次に、ステップＳ１０４に進み、自車両および対向車両の予測進路、相対速度に基づいて自車両と対向車両が接触する可能性があるか否か、すなわち衝突時間ＴＴＣが算出可能か否かを判定する。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＮＯ」（ＴＴＣ算出不能）である場合には、自車両と対向車両は接触する可能性がないので、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＹＥＳ」（ＴＴＣ算出可能）である場合には、ステップＳ１０５に進み、自車両と対向車両が接触するまでの時間（衝突時間ＴＴＣ）を算出する。
次に、ステップＳ１０６に進み、前述した視認性算出処理を実行して視認性度数を算出する。

次に、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０６で算出された視認性度数が、予め設定された閾値Ｖｉｓよりも小さいか否かを判定する。ここで、閾値Ｖｉｓは、自車両の運転者の対向車両に対する視認性が良好か否かを判定するための閾値であり、視認性度数が閾値Ｖｉｓよりも小さい場合は視認性が低く、視認性度数が閾値Ｖｉｓ以上である場合は視認性が高いと判定する。

ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」（視認性度数≧Ｖｉｓ）である場合には、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０５算出した衝突時間ＴＴＣが予め設定されている第１の警報判定閾値ＴＴＣ１よりも小さいか否かを判定する。ここで、第１の警報判定閾値ＴＴＣ１は、視認性が比較的に高い状況下において自車両の乗員に対して対向車両との接触の可能性を警報すべきか否かを判定するための閾値である。第１の警報判定閾値ＴＴＣ１は、警報を発生させても運転者に煩わしいと感じられないであろう時間（例えば５秒）に設定する。
ステップＳ１０８における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、衝突時間ＴＴＣが第１の警報判定閾値ＴＴＣ１よりも小さいので、ステップＳ１０９に進み、警報を行い、本ルーチンの実行を一旦終了する。

一方、ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」（視認性度数＜Ｖｉｓ）である場合には、ステップＳ１１０に進み、ステップＳ１０５で算出した衝突時間ＴＴＣが予め設定されている第２の警報判定閾値ＴＴＣ２よりも小さいか否かを判定する。ここで、第２の警報判定閾値ＴＴＣ２は、視認性の低い状況下において自車両の乗員に対して対向車両との接触の可能性を警報すべきか否かを判定するための閾値である。第２の警報判定閾値ＴＴＣ２は、第１の警報判定閾値ＴＴＣ１よりも大きい値であって、且つ、現時点で衝突の可能性が極めて低いと判断できる時間よりも小さい値（例えば１０秒）に設定されている（ＴＴＣ２＞ＴＴＣ１）。つまり、視認性が低い状況では、自車両の運転者が対向車両を見落としている可能性が高いので、この場合には時間の長い第２の警報判定閾値ＴＴＣ２を選択することによって、運転者に早めに警報を発することを可能にする。

ステップＳ１１０における判定結果が「ＹＥＳ」（ＴＴＣ＜ＴＴＣ２）である場合には、衝突時間ＴＴＣが第２の警報判定閾値ＴＴＣ２よりも小さいので、ステップＳ１０９に進み、警報を行い、本ルーチンの実行を一旦終了する。このようにすると、通常よりも（第１の警報判定閾値ＴＴＣ１よりも）早めに警報が出されるので、自車両の運転者が対向車両を見落としている場合にも、自車両の運転者は余裕を持って回避行動を取ることが可能になる。

一方、ステップＳ１０８における判定結果が「ＮＯ」（ＴＴＣ≧ＴＴＣ１）である場合、あるいは、ステップＳ１１０における判定結果が「ＮＯ」（ＴＴＣ≧ＴＴＣ２）である場合には、自車両と対向車両との接触するまでには十分に時間があり、警報を行う必要がないと判断して、本ルーチンの実行を一旦終了する。

次に、図５を参照して、対向車両が交差点に向かって直進し接近中の状況で、自車両が先行車両に続いて該交差点を右折する場合を例にして、この発明における走行安全装置と従来の走行安全装置とを比較して説明する。
図５（Ａ）に示す状態において、自車両Ａ−１の外界センサ１１は対向車両Ｂ−１を検出しているが、自車両Ａの運転者は先行車両Ｃ−１の死角に入っているため対向車両Ｂ−１を視認することができない。

従来、この図５（Ａ）に示される時点では、まだ自車両Ａ−１が対向車両Ｂ−１に接触するまでの衝突時間ＴＴＣが警報判定閾値より大きいので、警報は行われない。
そこで、運転者は危険性がないと判断して、図５（Ｂ）に示すように、自車両Ａ−２を先行車両Ｃ−２に続いて右折させると、その時点では対向車両Ｂ−２が自車両Ａ−２に接近し、衝突時間ＴＴＣが警報判定閾値以下となり警報が発せられる。しかしながら、図５（Ｂ）に示される時点では、自車両Ａ−２の運転者からは対向車両Ｂ−２に対する視認性が低く、自車両Ａ−２の運転者は対向車両Ｂ−２に気が付かず、警報を受けた直後に自車両Ａ−２の制動を開始すれば対向車両Ｂ−２との接触を回避可能なタイミングであるにも関わらず、警報を受けても直ぐに制動を開始しない場合が考えられる。
そのため、従来は図５（Ｃ）において破線で示すように自車両Ａ−４と対向車両Ｂ−３とが接触する可能性があった。

このように、従来は、自車両から対向車両に対しての視認性が低い場合には、警報を発生させてから接触回避行動に移るまでの時間が長くかかるため、警報によって運転者に接触回避行動を促進させるという効果が損なわれていた。

これに対して、この発明の走行安全装置では、図５（Ａ）に示される時点において、視認性度数が閾値Ｖｉｓよりも小さい場合には、自車両Ａ−１が対向車両Ｂ−１に接触するまでの衝突時間ＴＴＣが第１の警報判定閾値ＴＴＣ１より小さくなくても、第２の警報判定閾値ＴＴＣ２より小さい場合には、自車両Ａ−１の運転者に対して警報が発せられる。そのため、図５（Ａ）に示される時点で自車両Ａ−１の運転者が対向車両Ｂ−１に気付いていなくても、従来よりも早く警報を発することで、自車両の運転者に注意を喚起することができ、例え図５（Ｂ）に示すように自車両Ａ−２が先行車両Ｃ−２に続いて右折を行ったときにも、図５（Ｂ）に示される時点で自車両Ａ−２の運転者はブレーキペダルを踏んで接触回避行動を取ることが可能となる。その結果、図５（Ｃ）に示すように、自車両Ａ−３は対向車両Ｂ−３と接触する手前で停止することができ、接触を回避することができる。

なお、このように第２の警報判定閾値ＴＴＣ２を閾値として警報の可否を判断するのは視認性度数が閾値Ｖｉｓより小さい視認性の低いときだけであり、視認性度数が閾値Ｖｉｓ以上の視認性の高いときには、第２の警報判定閾値ＴＴＣ２よりも小さい値の第１の警報判定閾値ＴＴＣ１を閾値として警報の可否を判断するので、視認性の高い通常時に早くから警報が発せられるということがなく、警報が煩わしく感じられることがない。

以上説明するように、この実施例の車両の走行安全装置によれば、視認性の低下に応じて警報が行われ易くするので、運転者が対向車両に気づいていないことで発生する警報に対する回避行動の遅れを補償することができ、有用かつ煩わしくないタイミングで警報を発生させることができる。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、視認性を高低の２段階に分け、視認性が高い場合に第１の警報判定閾値ＴＴＣ１を選択し、視認性が低い場合に第２の警報判定閾値ＴＴＣ２を選択したが、視認性を例えば高中低の３段階、あるいはそれ以上の多段階に分け、視認性が低くなるにしたがって徐々に大きい値の警報判定閾値が選択されるようにすることも可能である。

この発明に係る車両の走行安全装置の実施例におけるブロック図である。 実施例における視認性算出処理を示すフローチャートである。 前記視認性算出を説明するモデル図である。 実施例における警報制御を示すフローチャートである。 自車両が交差点を右折する場合の警報タイミングを説明する図である。

符号の説明

１ 車両の走行安全装置
１１ 外界センサ（物体検出手段）
１２ 自車両センサ（走行状態検出手段）
１３ 警報発生装置（警報手段）
２１ 相対関係算出部（相対関係算出手段）
２２ ＴＴＣ算出部（衝突時間算出手段）
２３ 視認性推定部（視認性推定手段）
２４ 警報タイミング決定部（警報手段）
２５ 線分算出部（線分算出手段）
２６ 交点算出部（交点算出手段）

Claims (1)

1. 所定の時間間隔で自車両周辺の対向車両および先行車両を検出する物体検出手段と、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態と前記物体検出手段の検出結果に基づいて自車両と前記対向車両との相対関係を算出する相対関係算出手段と、
   前記相対関係算出手段により算出された相対関係に基づいて前記対向車両と自車両とが衝突するまでの時間を算出する衝突時間算出手段と、
   前記衝突時間算出手段により算出された衝突時間が所定値より小さい場合に乗員に対する警報を行う警報手段と、
   を備えた車両の走行安全装置において、
   前記物体検出手段により対向車両および先行車両が検出されている場合に、自車両の運転者位置から対向車両を見た際の視認性を推定する視認性推定手段を備え、
   前記視認性推定手段は、
   前記対向車両の自車両幅方向における左右の端点それぞれと自車両の運転者の視点位置とを結ぶ線分を第１線分および第２線分として算出するとともに、前記先行車両の左右の端点を結ぶ線分を第３線分として算出する線分算出手段と、
   前記第１線分および第２線分それぞれと前記第３線分およびその延長線を含む直線との交点を第１交点および第２交点として算出する交点算出手段と、を備え、
   前記視認性推定手段は、前記第１交点と前記先行車両の左右の端点の内の自車両側端点との距離および前記第１交点と前記第２交点との距離に基づいて視認性を推定し、
   前記警報手段は、前記視認性推定手段により推定された視認性の低下に応じて前記所定値を増加させることを特徴とする車両の走行安全装置。

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