JP5067091B2 - 衝突判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、衝突するか否かを判定する衝突判定装置に関するものである。

従来、衝突するか否かを判定する装置は、衝突の可能性を検知して警報装置、車両制御装置又は乗員保護装置等を作動させるプリクラッシュセーフティシステムに採用されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、センサから入力した相手車両の位置情報及び自車両に対する相対速度を求め、得られた値を用いて相手車両の予測移動経路と予測衝突時間とを算出し、算出した相手車両の予測移動経路と予測衝突時間とを用いて、相手車両が自車両と衝突するか否かを判定する装置である。
特開２００４−１４４６６５号公報

しかしながら、従来の衝突判定装置にあっては、センサの誤差などによって相手車両の予測移動経路が実際の移動経路と大きく異なると、衝突する可能性の無い対向車両に対しても、衝突すると判定するおそれがある。その結果、プリクラッシュセーフティシステムを不要に作動させてしまう場合がある。

そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、衝突判定の精度を向上させることができる衝突判定装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る衝突判定装置は、物体と衝突するか否か判定する衝突判定装置であって、前記物体を検出して位置情報を取得する物体検出手段と、自車両の進行方向である見通し方向と前記物体の位置情報とによって規定される見通し角度の時間変化に基づいて衝突予測を行う衝突予測手段とを備え、衝突予測手段は、前記見通し角度が小さくなるほど衝突可能性を高く予測することを特徴として構成される。

この発明によれば、物体を検出して、その位置情報と自車両の見通し方向とから規定される見通し角度に基づいて衝突予測を行うことができるので、衝突判定の精度を向上させることができる。よって、例えばプリクラッシュセーフティシステムに適用した場合には、プリクラッシュセーフティシステムを適切に作動させることができる。そして、自車両に近づく物体を衝突可能性が高い物体であると判定できるので、衝突するか否かを好適に判断することができる。

さらに、衝突判定装置において、前記衝突予測手段は、前記見通し角度が大きくなるほど衝突可能性を低く予測することが好適である。このように構成することで、自車両から遠ざかる物体を衝突可能性の低い物体であると判定できるので、衝突するか否かを好適に判断することができる。

本発明によれば、衝突判定の精度を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る衝突判定装置は、物体と衝突するか否か判定する装置であって、例えば、プリクラッシュセーフティシステムを搭載した車両に好適に採用されるものである。プリクラッシュセーフティシステムとは、安全性を向上させる運転者支援システムの１つであり、衝突の可能性や運転者では認識し難い物体を検知して運転者に知らせ、判断の遅れ等を補い被害軽減を図るシステムである。

最初に、本実施形態に係る衝突判定装置の構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る衝突判定装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。

車両４は、センサ（物体検出手段）３０、センサＥＣＵ３及びプリクラッシュセーフティシステム４１を備えている。ここで、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

センサ３０は、車両４の周辺情報を取得する機能を有している。例えば、車両４の進行方向において、車両の有無を検知する機能を有している。センサ３０として、例えば、ミリ波レーダ、超音波センサ等、ステレオカメラや単眼カメラ等の画像センサ、又はこれらの組み合わせが用いられる。センサ３０は、車両の周辺情報を取得し、取得した情報をセンサＥＣＵ３へ出力する機能を有している。

センサＥＣＵ３は、位置情報演算部（物体検出手段）３１を備えている。位置情報演算部３１は、センサ３０で検出した物体の位置情報を演算する機能を有している。位置情報演算部３１は、例えばセンサ３０にミリ波レーダを採用する場合において、ミリ波レーダを送信し、物体からの反射波を受信することで物体の位置を演算する機能を備えている。なお、算出した位置情報の出力先については後述する。

プリクラッシュセーフティシステム４１は、安全性を向上させる運転者支援システムの１つであり、例えば警報装置、車両制御装置又は乗員保護装置を備えている。プリクラッシュセーフティシステム４１は、センサ３０で取得した物体に関する情報に基づいて、警報装置、車両制御装置又は乗員保護装置を作動させる機能を有している。例えば、相手車両の予測軌道とＴＴＣ（Time To Collision）とを用いて、相手車両と自車両とが衝突するかを判定し、衝突すると判定した場合には、警報装置、車両制御装置又は乗員保護装置を作動させる機能を有している。ＴＴＣとは、車両４と先行車両との車間距離を速度で除した値であり、予め設定されている。

ここで、本実施形態の車両４は、衝突判定の精度をより一層向上させるために、衝突判定装置１を備えている。衝突判定装置１は、システムＥＣＵ２を備えて構成され、システムＥＣＵ２は、見通し角度演算部（物体検出手段）２２、衝突予測部（衝突予測手段）２３を備えている。

見通し角度演算部２１は、センサＥＣＵ３から入力した位置情報に基づいて、センサ３０で検出した物体の見通し角度を演算する機能を有している。ここで、見通し角度について図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４は、車両４の見通し角度を説明するための概要図である。図３を用いて、側方から他車両が近づく場合について説明する。図３に示すように、車両４が進行方向（見通し方向）Ｙに向かって走行し、車両Ｃ１が進行方向Ｘに向かって走行している。なお、車両４と車両Ｃ１とは互いに接近する方向に移動しているものとする。見通し角度は、車両４と車両Ｃ１とを結ぶ方向と、車両４の進行方向Ｙとによって定義される。例えば、車両４がセンサ３０を用いて車両Ｃ１を検知した場合、所定の時刻の車両Ｃ１を車両Ｃ１１とすると、車両４と車両Ｃ１１とを結ぶ方向Ｚ１と、車両４の進行方向Ｙとによって定義される角度ξ_１が見通し角度である。また、所定の時刻から数秒後の車両Ｃ１を車両Ｃ１２とすると、車両４と車両Ｃ１２とを結ぶ方向Ｚ２と、車両４の進行方向Ｙとによって定義される角度ξ_２が見通し角度である。見通し角度演算部２１は、位置情報演算部３１から入力した位置情報によって、車両４と対象物体とを結ぶ方向を算出し、車両４の進行方向と演算した方向に基づいて見通し角度を演算する。なお、図４に示すように、車両４が進行方向（見通し方向）Ｙに向かって走行し、車両Ｃ２が車両４と対向するように進行方向Ｙ２に向かって走行している場合も、見通し角度は同様に定義される。また、見通し角度演算部２１は、演算した見通し角度ξ_ｍ（ｍ：データ数）を、衝突予測部２２へ出力する機能を有している。

衝突予測部２２は、センサ３０で検知した物体と車両４とが衝突するか否か予測する機能を有している。衝突予測部２２は、見通し角度演算部２１から見通し角度を入力し、入力した見通し角度の時間変化に基づいて、衝突するか否かを予測する機能を有している。この予測機能は、見通し角度の時間変化の性質を利用するものである。見通し角度は、衝突する場合には、時間経過に従い減少又は一定となる性質がある。他方、対向車である場合には、時間経過に従い増加する性質がある。衝突予測部２２は、この性質を利用して衝突判定を行う。具体的な予測方法については、後述する。また、衝突予測部２２は、予測結果をプリクラッシュセーフティシステム４１へ出力する機能を有している。プリクラッシュセーフティシステム４１は、衝突予測部２２の予測結果に基づいて、警報装置、車両制御装置又は乗員保護装置を作動させる機能を有している。

次に、本実施形態に係る衝突判定装置１の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る衝突判定装置１の動作を示すフローチャートである。

図２に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。図２に示す制御処理が開始されると、衝突判定装置１は、データ数入力処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、システムＥＣＵ２で実行され、同一物標の見通し角度のデータ数を入力する処理である。見通し角度演算部２１は、位置情報演算部３１から物標に関する情報を適宜入力し、入力する度に見通し角度を演算する。このとき、システムＥＣＵ２は、例えばカウンタ等を用いて、演算した回数をメモリに記録する。また、演算した見通し角度も併せてメモリ上に記録する。ここでは、現在の処理がｍ回目の演算であるとし、ｍ回目の演算によって算出した見通し角度をξ_ｍとする。Ｓ１０の処理において、システムＥＣＵ２は、現在までにカウントした同一物標に対しての見通し角度の個数ｍをメモリから入力する。Ｓ１０の処理が終了すると、データ個数判定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、衝突予測部２２で実行され、見通し角度のデータ数が、衝突予測するために必要な個数に足りているか否かを判定する処理である。衝突予測部２２は、Ｓ１０の処理でカウントした個数ｍが４より大きいか否かを判定する。Ｓ１２の処理において、個数ｍが４より大きくないと判定した場合には、衝突予測することができないので、衝突予測フラグに０をセットし（Ｓ２０）、衝突しないものとして図２に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１２の処理において、個数ｍが４より大きいと判定した場合には、評価値算出処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、衝突予測部２２で実行され、見通し角度に基づいて衝突予測するための評価値を算出する処理である。衝突予測部２２は、Ｓ１０の処理でメモリ上に記録したｍ個の見通し角度のうち、最新のデータｎ個を用いて衝突を予測する。データ数ｎは、適合により予め決定されている。ｍ回目に演算した見通し角度がξ_ｍであるので、新しいデータは最新の順に、ξ_ｍ、ξ_ｍ−１、…、ξ_{ｍ−ｎ＋１}となる。次に、衝突予測部２２は、衝突予測の演算対象となるｎ個の見通し角度において、隣り合うデータごとに絶対値の差分Δ_ｉを算出する。この処理は以下式であらわすことができる。

次に、衝突予測部２２は、求めた差分Δ_ｉの和を算出し、評価値Ｈとする。評価値Ｈを算出するにあたり、変動分を抑えるために差分Δ_ｉの最大値及び最小値を除外して評価値Ｈを算出する。ｍ≧ｎの場合、評価値Ｈは以下式で表すことができる。

また、４＜ｍ＜ｎの場合、ｍ個の中から最新のｎ個を抽出することができないが、このような場合には、ｍ個のデータで評価値Ｈを算出し、ｎ個のデータを用いて評価値Ｈを算出した時と同列として扱えるように補正する。補正後の評価値Ｈは、以下式で表すことができる。

式１〜式３を用いることで、５個以上の見通し角度を用いて評価値Ｈを算出することができる。Ｓ１４の処理が終了すると、評価値Ｈの判定処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、衝突予測部２２で実行され、評価値Ｈを判定する処理である。見通し角度は、図３に示すような側方から近づく車両が衝突する場合には、時間経過に従い減少又は一定となる性質があるため、隣り合う見通し角度の差分Δ_ｉは負の値となり、評価値Ｈは小となる。一方、図４に示すような対向車である場合には、見通し角度は、時間経過に従い増加する性質があるため、隣り合う見通し角度の差分Δ_ｉは正の値となり、評価値Ｈは大となる。衝突予測部２２は、Ｓ１６の処理で算出した評価値Ｈが基準値γより大きいか否かを判定する。基準値γは、適合により予め決定されている。Ｓ１６の処理において、Ｈ≦γと判定した場合には、衝突すると予測して、衝突予測フラグに１をセットする（Ｓ１８）。一方、Ｈ＜γの場合には、衝突しないと予測して、衝突予測フラグに０をセットする（Ｓ２０）。

上述した図２に示す制御処理を実施することで、見通し角度の時間変化に基づいて、衝突するか否かを判定することができる。

以上、本実施形態に係る衝突判定装置１によれば、物体を検出して、その位置情報と自車両の見通し方向とから規定される見通し角度ξ_ｍに基づいて衝突予測を行うことができるので、高精度の衝突判定を行うことができる。また、位置情報及び相対速度から衝突を判定する従来の衝突判定手段と併用することができるため、従来の衝突判定手段と併用して衝突判定を行うことで、衝突判定の精度を一層向上させることができる。よって、プリクラッシュセーフティシステムを適切に作動させることができる。

また、本実施形態に係る衝突判定装置１によれば、自車両１に近づく物体を衝突可能性が高い物体であると判定できるので、衝突するか否かを好適に判断することができる。

さらに、また、本実施形態に係る衝突判定装置１によれば、自車両から遠ざかる物体を衝突可能性の低い物体であると判定できるので、衝突するか否かを好適に判断することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る衝突判定装置の一例を示すものである。本発明に係る衝突判定装置は、この実施形態に係る衝突判定装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る衝突判定装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態において、図３及び図４を用いて、側方から他車両が近づく場合、前方から他車両が近づく場合を説明したが、特に方向には限定されず、例えば、斜めから車両が近づく場合であっても、適切に衝突予測を行うことができる。

また、上記実施形態において、既存のプリクラッシュセーフティシステムと組み合わせて使用する例を説明したが、本発明は既存のプリクラッシュセーフティシステムと独立して使用することができ、この場合には、既存の衝突判定のように、対象物体をトラッキングして距離の絶対値を算出することなく、見通し角度のみを用いて衝突判定を行うことができる。見通し角度のみを用いて衝突判定を行うことにより、処理の負荷軽減も図ることができる。

以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例について述べる。

側方から車両が近づき衝突する場合（Ｐ１）、及び対向車両が近づく場合（Ｐ２）について、評価値Ｈを算出して衝突予測を行った。それぞれの見通し角度における時間変化を図５に示す。

図５に示す見通し角度のデータを用いて、それぞれ評価値Ｈを算出して衝突予測を行った結果を図６に示す。評価対象データ数ｎは１０、基準値γは０．０１を用いた。

図６に示すように、側突する車両については衝突判定フラグが１となるので、衝突すると予測でき、対向車両については衝突判定フラグが０となるので、衝突しないと予測できた。結果、自車両に接近する相手車両に対して正確に衝突判定を行えることが確認された。

本実施形態に係る衝突判定装置を備える車両の構成概要を示すブロック図である。 図１の衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。 見通し角度を説明するための概要図である。 見通し角度を説明するための概要図である。 見通し角の時間変化を示すグラフである。 衝突予測の結果を示すグラフである。

符号の説明

１…車両、２…ＥＣＵ、２０…衝突判定装置、２２…カウント部（カウント手段）、２３…走行環境推定部（走行環境推定手段）、２４…作動タイミング制御部（作動タイミング設定手段）、３０…センサ（路側物検出手段、先行車両検出手段、対向車両検出手段）。

Claims (2)

1. 物体と衝突するか否か判定する衝突判定装置であって、
   前記物体を検出して位置情報を取得する物体検出手段と、
   自車両の進行方向である見通し方向と前記物体の位置情報とによって規定される見通し角度の時間変化に基づいて衝突予測を行う衝突予測手段と、
   を備え、
   前記衝突予測手段は、前記見通し角度が小さくなるほど衝突可能性を高く予測すること
   を特徴とする衝突判定装置。
2. 前記衝突予測手段は、前記見通し角度が大きくなるほど衝突可能性を低く予測することを特徴とする請求項１に記載の衝突判定装置。

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