JP5083172B2

JP5083172B2 - 衝突予測装置

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Publication number: JP5083172B2
Application number: JP2008278581A
Authority: JP
Inventors: 雅之加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: JP2010108168A

Description

本発明は、自車両における他車両などの自車両の周囲における対象物体との衝突確率を予測する衝突予測装置に関するものである。

従来、自車両の周囲の車両を検出する装置として、レーダセンサおよび画像センサを用いた車両検出装置がある（たとえば、特許文献１）。この車両検出装置は、前方探査レーダが受信した各反射点のクラスタリング処理によって前方車両を認識するとともに、自車両の前方を撮像した画像に対する画像処理によってエッジを抽出し、抽出したエッジに基づいて前方車両を認識する。これらのクラスタリング処理および画像処理によって認識された前方車両にセンサフュージョンを行い、このセンサフュージョンによって前方車両を検出する。そして、検出した前方車両と自車両との衝突の可能性を判定するというものである。
特開２００５−１４１５１７号公報

しかし、上記特許文献１に開示された車両検出装置では、画像処理によってエッジを抽出するにあたり、抽出したエッジまでの距離を取得することができず、複数のエッジを抽出した際に、エッジと前方車両との対応関係が不明確となる場合があった。このため、車両の前方における物体のエッジを検出したにも関わらず、検出したエッジが前方車両のものであるか否かが不明確となる結果、前方車両の検出精度が低くなる。そして、前方車両の検出精度が低くなるということから、衝突の可能性の判定精度が低くなるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、レーダセンサと画像センサによって対象物体を検出するにあたり、画像センサによる検出精度に応じて、自車両に対する対象物体の衝突確率を精度よく判定することができる衝突予測装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る衝突予測装置は、レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、撮像手段によって撮像した画像からエッジを検出し、検出したエッジに基づいて対象物体を検出する画像検出手段と、対象物体と自車両との関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、レーダ検出手段で検出した対象物体の自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置と、画像検出手段で検出した対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係を検出する相対位置関係検出手段と、レーダ横位置と対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、を備え、衝突確率補正手段は、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合は、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合に比べて、衝突確率が相対的に低くなるように補正することを特徴とする。

本発明に係る衝突予測装置は、対象物体と自車両との関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を算出する。ここで、対象物体対応エッジの検出精度が低いとしたとしても、対象物体対応エッジの検出精度レーダ横位置と対象物体対応エッジの幅方向位置との相対位置関係に依存すると考えられる。この点、本発明に係る衝突予測装置では、対象物体の自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置と、対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を補正している。このため、レーダセンサと画像センサによって対象物体を検出するにあたり、画像センサによる検出精度に応じて、自車両に対する対象物体の衝突確率を精度よく判定することができる。

レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合には、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合よりも衝突確率が高くなると考えられる。そこで、本発明に係る衝突予測装置では、レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合は対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合に比べて、衝突確率が相対的に低くなるように補正する。このため、自車両に対する対象物体の衝突確率を精度よく判定することができる。

なお、本発明において「レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合は、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合に比べて、衝突確率が低くなるように補正する」とは、「レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合を基準としてレーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合の衝突確率を低く補正する」場合と、「レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合を基準として、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合の衝突確率を高く補正する」場合を含む。さらに、「レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部と中央部との間に位置する場合を基準として、レーダ横位置が対象物体対応エッジの幅方向中央部に位置する場合には衝突確率を高く補正し、幅方向の端部に位置する場合には衝突確率を低く補正する」場合も含む。

また、上記課題を解決した本発明に係る衝突予測装置は、レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、撮像手段によって撮像した画像からエッジを検出し、検出したエッジに基づいて対象物体を検出する画像検出手段と、対象物体と自車両との関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、レーダ検出手段で検出した対象物体の自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置と、画像検出手段で検出した対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係を検出する相対位置関係検出手段と、レーダ横位置と対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、を備え、衝突確率補正手段は、レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合には、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合に比べて、衝突確率が相対的に高くなるように補正することを特徴とする。

自車両に対して対象物体がオフセット衝突を生じる可能性があるとき、対象物体対応エッジには、自車両に近い側の端部と自車両に遠い側の端部が生じる場合がある。また、車両の側方に位置する物体を対象物体と一体であるとして誤認識したときにも対象物体対応エッジには、自車両に近い側の端部と自車両に遠い側の端部が生じる場合がある。ここで、自車両に対して対象物体がオフセット衝突を生じる可能性があるときには、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置することとなる。その一方、車両の側方に位置する物体を対象物体と一体であるとして誤認識したときには、レーダ横位置の対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の位置は種々の位置となると考えられる。そこで、本発明に係る衝突予測装置では、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合には対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合には、衝突確率が相対的に高くなるように補正している。このため、自車両に対して対象物体がオフセット衝突を生じる可能性がある場合に、衝突確率を低く見積もりすぎることを防止することができる。したがって、対象物体における自車両に対する対象物体の衝突確率をさらに精度よく判定することができる。

なお、本発明において「レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合には、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合に比べて、衝突確率が相対的に高くなるように補正する」とは、「レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合を基準として、レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合を高く補正する」場合と、「レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合を基準として、レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率を低く補正する」場合を含む。さらには、「レーダ横位置が、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部を基準として、レーダ横位置が、エッジ幅方向の自車両に近い側の端部に位置する場合には、衝突確率を高く補正し、エッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合には、衝突確率を低く補正する」場合も含む。

さらに、対象物体が自車両進行方向に対して直交する方向に沿った速度成分である横速度成分を有して自車両に接近しているか否かを検出する横速度検出手段を備え、衝突確率補正手段は、対象物体が横速度成分を有して接近している場合は、対象物体が横速度成分を有して接近していない場合に比べて対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率が相対的に高くなるように衝突確率を補正する態様とすることができる。

レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合、対象物体が横速度成分を有して自車両に接近している場合と、自車両の側方における不動の物体を対象物体と誤検出してしまう場合とがある。ここで、検出された物体が横速度成分を有している場合には、自車両に衝突する可能性が高い対象物体であり、横速度成分を有していない場合には、自車両衝突する可能性が低い物体を対象物体と誤検出したと考えられる。この点、本発明に係る衝突予測装置では、対象物体が横速度成分を有して自車両に接近している場合には、対象物体が横速度成分を有して接近していない場合に比べて、対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率が相対的に高くなるように補正している。このため、レーダ横位置が対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合における自車両に対する対象物体の衝突確率を低く見積もりすぎることを防止することができる。その結果、自車両に対する対象物体の衝突確率をさらに精度よく判定することができる。

なお、本発明において、「対象物体が横速度成分を有して接近している場合は、対象物体が横速度成分を有して接近していない場合に比べて対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率が相対的に高くなるように衝突確率を補正する」とは、「対象物体が横速度成分を有して接近していない場合を基準として、対象物体が横速度成分を有して接近している場合には対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率を高く補正する」場合と、「対象物体が横速度成分を有して接近している場合を基準として、対象物体が横速度成分を有して接近していない場合には対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の自車両に遠い側の端部に位置する場合の衝突確率を低く補正する」場合を含む。

また、上記課題を解決した本発明に係る衝突予測装置は、レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、撮像手段によって撮像した画像から複数のエッジを検出し、検出した複数のエッジに基づいて対象物体を検出する画像検出手段と、レーダ検出手段および画像検出手段でそれぞれ検出された対象物体と、自車両との関係に基づいて、対象物体と自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、複数のエッジが同一の物体に属する確度であるエッジ確度を検出するエッジ確度検出手段と、エッジ確度に応じて衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、を備え、エッジ確度検出手段は、対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジの中央位置からの離反距離をエッジ確度として検出し、前記衝突確率補正手段は、前記レーダ検出手段で検出した前記対象物体の前記自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置に対応するエッジのエッジ確度が高い場合に、エッジ確度が低い場合と比べて、前記衝突確率が相対的に高くなるように補正することを特徴とするものである。

本発明に係る衝突予測装置は、エッジ確度に応じて衝突確率を補正している。このため、対象物体と異なるエッジが検出されている場合における衝突確率を低くすることができるので、レーダセンサと画像センサによって対象物体を検出するにあたり、自車両に対する対象物体の衝突確率を精度よく判定することができる。

本発明に係る衝突予測装置によれば、レーダセンサと画像センサによって対象物体を検出するにあたり、画像センサによる検出精度に応じて、自車両に対する対象物体の衝突確率を精度よく判定することができる。

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、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明に係る衝突予測装置の構成を示すブロック構成図である。図１に示すように、衝突予測装置は、衝突予測ＥＣＵ１を備えている。衝突予測ＥＣＵ１には、操舵角センサ２、ヨーレートセンサ３、車輪速センサ４、ミリ波レーダセンサ５、および画像センサ６が接続されている。また、衝突予測ＥＣＵ１には、警報装置３１、衝突回避支援装置３２、シートベルト制御装置３３、シート位置制御装置３４、ブレーキ制御装置３５、およびエアバッグ制御装置３６といった衝突回避デバイスが接続されている。

衝突予測ＥＣＵ１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（Central Processing 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。衝突予測ＥＣＵ１は、推定カーブ半径演算部１１、自車両軌道演算部１２、自車速演算部１３、および相手車速演算部１４を備えている。また衝突予測ＥＣＵ１は、相手車両移動距離演算部１５、相手車両横位置演算部１６、および相手車両軌道演算部１７を備えている。さらに、衝突予測ＥＣＵ１は、衝突確率演算部１８、画像処理部１９および衝突確率補正・演算部２０を備えている。また、衝突確率演算部１８には、衝突位置演算部２１および衝突位置分布演算部２２が設けられている。

操舵角センサ２は、たとえば車両におけるステアリングロッドに取り付けられており、運転者が操作したステアリングホイールの操舵角を検出する。操舵角センサ２は、検出した操舵角に関する操舵角信号を衝突予測ＥＣＵ１における推定カーブ半径演算部１１に出力する。

ヨーレートセンサ３は、たとえば車体の中央位置に設けられており、車体にかかるヨーレートを検出する。ヨーレートセンサ３は、検出したヨーレートに関するヨーレート信号を衝突予測ＥＣＵ１における推定カーブ半径演算部１１に出力する。

車輪速センサ４は、たとえば車両のホイール部分に取り付けられており、車両の車輪速度を検出する。車輪速センサ４は、検出した車輪速度に関する車輪速度信号を衝突予測ＥＣＵ１における自車速演算部１３に出力する。

ミリ波レーダセンサ５は、たとえば車両のフロントグリルおよびリアトランクのカバー部分にそれぞれ取り付けられており、ミリ波を前方および側方にそれぞれ出射し、その反射波を受信する。ミリ波レーダセンサ５は、受信した反射波に関する反射波信号を衝突予測ＥＣＵ１における相手車速演算部１４、相手車両移動距離演算部１５、および相手車両横位置演算部１６に出力する。ミリ波レーダセンサ５は、レーダ検出手段を構成する。

画像センサ６は、車両の前方を撮像する車載カメラを備えている。画像センサ６は、車載カメラで撮像した車両の前方の画像を衝突予測ＥＣＵ１における画像処理部１９に送信する。車両の前方を走行する他車両などの障害物が存在する場合には、車載カメラで撮像される画像中にその障害物が映りこむこととなる。画像センサ６は、画像検出手段を構成する。

衝突予測ＥＣＵ１における推定カーブ半径演算部１１は、操舵角センサ２から出力される操舵角信号およびヨーレートセンサ３から出力されるヨーレート信号に基づいて、自車両の推定カーブ半径を演算によって算出する。推定カーブ半径演算部１１は、算出した推定カーブ半径を自車両軌道演算部１２に出力する。

自車両軌道演算部１２は、推定カーブ半径演算部１１から出力される推定カーブ半径信号に基づいて、自車両の軌道を演算によって算出する。自車両軌道演算部１２は、算出した自車両の軌道である自車両軌道を衝突確率演算部１８に出力する。

自車速演算部１３は、車輪速センサ４から出力される車輪速度信号に基づいて、自車両の車速を演算によって算出する。自車速演算部１３は、算出した自車両の車速である自車速を衝突確率演算部１８に出力する。

相手車速演算部１４は、ミリ波レーダセンサ５から出力される反射波信号に基づいて、移動体である相手車両の車速を演算によって算出する。相手車速演算部１４は、算出した相手車両の車速である相手車速を衝突確率演算部１８に出力する。

相手車両移動距離演算部１５は、ミリ波レーダセンサ５から出力される反射波信号に基づいて、ミリ波レーダセンサ５が相手車両を捕捉した後における相手車両の移動距離を演算によって算出する。相手車両移動距離演算部１５は、算出した相手車両の移動距離である相手車両移動距離を相手車両軌道演算部１７に出力する。

相手車両横位置演算部１６は、ミリ波レーダセンサ５から出力される反射波信号に基づいて、相手車両の自車両における車幅方向に対する位置である相手車両横位置を演算によって算出する。相手車両横位置演算部１６は、算出した相手車両横位置を相手車両軌道演算部１７および衝突確率補正・演算部２０に出力する。

相手車両軌道演算部１７は、相手車両横位置演算部１６から出力される相手車両横位置および相手車両移動距離演算部１５から出力される相手車両移動距離に基づいて、相手車両の軌道を演算によって算出する。相手車両軌道演算部１７は、算出した相手車両の軌道である相手車両軌道を衝突確率演算部１８に出力する。

衝突確率演算部１８は、衝突位置演算部２１において、自車両軌道演算部１２から出力される自車両軌道、自車速演算部１３から出力される自車速、相手車速演算部１４から出力される相手車速、および相手車両軌道演算部１７から出力される相手車両軌道に基づいて、自車両における相手車両の衝突位置を演算によって算出する。

また、衝突確率演算部１８は、衝突位置分布演算部２２において、衝突位置分布を算出する。また、衝突位置分布演算部２２では、予め自車両の幅方向の長さを所定間隔で複数の区画に区切っておき、衝突位置演算部２１で算出された衝突位置がどの区画に含まれるかを判断する。

続いて、衝突位置が含まれる区画を判断したら衝突位置が含まれる区画に衝突位置計数値を加算する。こうして、各区画について、衝突位置演算部２１で算出された回数を計数し、その計数結果を衝突位置分布として算出する。また、衝突位置分布演算部２２では、計数回数が所定数に到達した場合には、古い衝突位置データから削除して新しい衝突位置データを計数していく。

さらに、衝突確率演算部１８は、算出した衝突位置分布に基づいて、自車両に対する相手車両の衝突確率を算出する。ここで、衝突確率演算部１８は、区切られた各区画に衝突する確率として衝突確率を算出する。衝突確率演算部１８は、算出した各区画に対する衝突確率を衝突確率補正・演算部２０に出力する。

また、衝突確率演算部１８は、自車両軌道演算部１２から出力される自車両軌跡、相手車両軌道演算部１７から出力される相手車両軌跡、および相手車速演算部１４から出力される相手車速に基づいて、自車両に対する相手車両の横速度である相手車両横速度を算出する。衝突確率演算部１８は、算出した相手車両横速度を衝突確率補正・演算部２０に出力する。衝突確率演算部１８は、衝突確率算出手段を構成する。

画像処理部１９は、画像センサ６から送信される画像に画像処理を施してエッジ検出を行う。また、画像処理部１９は、検出したエッジに基づいて相手車両に対応する相手車両エッジを検出する。さらに、画像処理部１９は、検出した相手車両エッジを衝突確率補正・演算部２０に出力する。

衝突確率補正・演算部２０は、衝突確率演算部１８から出力される衝突確率に対して、相手車両横位置演算部１６から出力された相手車両横位置と画像処理部１９から出力される相手車両エッジとの相対位置関係を検出する。衝突確率補正・演算部２０は、相対位置関係検出手段を構成する。

また、衝突確率補正・演算部２０は、検出した相手車両横位置と相手車両エッジとの相対位置関係に基づいて、衝突確率の補正を行う。衝突確率補正・演算部２０は、衝突確率補正手段を構成する。さらに、衝突確率演算部１８から出力される相手車両横速度や相手車両エッジが同一の物体に属する確度であるエッジ確度を検出し、相手車両横速度やエッジ確度を用いた衝突確率の補正も行う。衝突確率補正・演算部２０は、エッジ確度検出手段を構成する。

衝突確率補正・演算部２０は、補正した衝突確率に基づいて自車両における相手車両との衝突位置を演算によって予測する。衝突確率補正・演算部２０は、演算した衝突位置に関する衝突確率に応じた衝突対応作動信号を衝突回避デバイスである警報装置３１、衝突回避支援装置３２、シートベルト制御装置３３、シート位置制御装置３４、ブレーキ制御装置３５、およびエアバッグ制御装置３６にそれぞれ出力する。

警報装置３１は、警告音を発するスピーカおよびスピーカを制御するスピーカ制御装置、警報を表示するモニタおよびモニタ制御装置を備えている。警報装置３１は、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、スピーカから発生させる警告音およびモニタに表示する警報をそれぞれスピーカ制御装置およびモニタ制御装置で生成して、それぞれスピーカに発生させ、モニタに表示させる。

衝突回避支援装置３２は、自動操舵制御装置および自動操舵装置を備えている。衝突回避支援装置３２は、自動操舵制御装置において、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、衝突を回避し、または衝突による衝撃を緩和するための自動操舵装置における操舵方向および操舵量を算出する。衝突回避支援装置３２は、自動操舵制御装置によって算出した操舵方向および操舵量に基づいて、自動操舵装置を制御する。

シートベルト制御装置３３は、シートベルトの締付力を制御している。シートベルト制御装置３３は、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、シートベルトの締付力を算出し、必要に応じてシートベルトに締付力を付加する。

シート位置制御装置３４は、車両のシート位置を自動的に調整するシート位置移動装置の制御を行う。シート位置制御装置３４は、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、衝突による乗員への衝撃を緩和するためのシート位置を算出する。シート位置制御装置３４は、算出したシート位置に基づいて、シート位置移動装置の制御を行う。

ブレーキ制御装置３５は、自動的にブレーキを制御して車両減速力を付与するものである。ブレーキ制御装置３５は、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、車両に付与する減速力を算出し、算出した減速力に基づいて、ブレーキを制御する。

エアバッグ制御装置３６は、エアバッグの展開およびその展開準備を制御している。エアバッグ制御装置３６は、衝突確率補正・演算部２０から出力された衝突対応作動信号に基づいて、エアバッグを展開させるかまたはその展開準備を行わせるかを決定し、その決定に基づいてエアバッグを制御する。

続いて、本実施形態に係る衝突予測装置の制御手順について説明する。図２は、本実施形態に係る衝突予測装置の制御手順を示すフローチャートである。

図２に示すように、衝突予測ＥＣＵ１では、まず、ミリ波レーダセンサ５から出力された反射波情報に基づいて、相手車両情報を取得する（Ｓ１）。具体的には、相手車速演算部１４において相手車速を算出するとともに、相手車両移動距離演算部１５において、相手車両移動距離を算出する。さらには、相手車両横位置演算部１６において、相手車両横位置を算出する。

次に、推定カーブ半径の算出を行う（Ｓ２）。推定カーブ半径の算出は、推定カーブ半径演算部１１において、操舵角センサ２から出力された操舵角情報およびヨーレートセンサ３から出力されたヨーレート情報に基づいて行われる。推定カーブ半径の算出が済んだら、自車速の算出を行う（Ｓ３）。自車速の算出は、自車速演算部１３において、車輪速センサ４から出力された車輪速情報に基づいて行われる。自車速の算出が済んだら、自車両軌道線を算出する（Ｓ４）。自車両軌道線の算出は、自車両軌道演算部１２において、推定カーブ半径演算部１１から出力された推定カーブ半径に基づいて行われる。

自車両軌道線の算出が済んだら、相手車両軌道線を算出する（Ｓ５）。相手車両軌道線は、相手車両軌道演算部１７において、相手車両移動距離演算部１５から出力される相手車両移動距離および相手車両横位置演算部１６から出力される相手車両横位置に基づいて算出される。相手車両軌道線は、複数の相手車両横位置を用いて行われる。このため、相手車両軌道線を算出する際には、相手車両横位置が複数必要となる。相手車両軌道演算部１７では、相手車両横位置演算部１６から出力される相手車両横位置を記憶しておき、相手車両横位置が複数揃った際に相手車両軌道線の算出を開始する。複数の相手車両横位置が揃って複数の相手車両横位置が求められたら、これらの複数の相手車両横位置から最小二乗法などを用いて直線回帰を行って相手車両軌道線を算出する。

続いて、衝突確率演算部１８において自車両と相手車両との衝突確率を算出する（Ｓ６）。衝突確率を算出するにあたり、まず、衝突位置演算部２１において、自車速演算部１３から出力される自車速および相手車速演算部１４から出力される相手車速、さらには自車両軌道演算部１２から出力される自車両軌道および相手車両軌道演算部１７から出力される相手車両軌道に基づいて、自車両の幅方向に対する相手車両の衝突位置が、予め区切られた複数の区画のうちどの区画に含まれるかを算出する。次に、所定時間、たとえば１０ｍｓ後に同様の処理を経て相手車両の衝突位置が含まれる区画を算出する。

以後、同様に相手車両の衝突位置が含まれる区画を算出し、相手車両の衝突位置が含まれる区画を複数求める。次に、衝突位置分布演算部２２において、衝突位置演算部２１で求めた相手車両の衝突位置が含まれる区画に衝突位置計数値を加算して、衝突位置分布を算出する。

ここで、図３に衝突位置分布の例を示す。図３に示す例では、自車両Ｘに対して、１５個の衝突位置計数値が加算されており、第１区画Ｄ１〜第５区画Ｄ５のうち、第２区画Ｄ３に３個の衝突位置計数値が加算され、第３区画Ｄ３の８個の衝突位置計数値が加算され、第４区画Ｄ４に４個の衝突位置計数値が加算されている。

こうして衝突位置分布を算出したら、衝突位置分布に基づいて衝突確率を算出する。ここで算出する衝突確率は、衝突位置計数値が大きい区画ほど、衝突確率が高くなる数値として算出する。

衝突確率の算出が済んだら、衝突確率演算部１８は、自車両軌道、相手車両軌道、および相手車速に基づいて、相手車両横速度を算出し、衝突確率補正・演算部２０に出力する。その後、衝突確率補正・演算部２０において、衝突確率演算部１８で算出した衝突確率を補正する（Ｓ７）。衝突確率の補正を行う際には、衝突確率演算部１８から出力される衝突確率に対して、相手車両横位置演算部１６から出力される相手車両横位置および画像処理部１９から出力される相手車両エッジ、さらには衝突確率演算部１８から出力される相手車両横速度等から算出される相手車両横位置と相手車両エッジとの相対位置関係に基づく補正処理を行う。補正処理については後に説明する。

補正処理が済んだら、自車両が相手車両に衝突するか否かを判断する（Ｓ８）。この判断は、各区画にそれぞれ設定された所定のしきい値を、各区画における衝突位置計数値が超えているか否かによって行われる。ただし、この衝突判定は種々の態様で行うことができる。また、衝突位置計数値によって衝突位置をも判断している。

その結果、自車両が相手車両に衝突すると判断した場合には、衝突対応作動信号を衝突回避デバイスに送信して、衝突回避デバイスを作動させる（Ｓ９）。衝突対応作動信号には、衝突位置情報が添付されている。衝突回避デバイスを作動させるにあたり、具体的には、衝突位置情報に対応する区画に衝突するという警報を警報装置３１から発生させたり、衝突位置情報に対応する区画に近い側のシートベルトの締付力が強くなるようにシートベルト制御装置３３を作動させたりする。そして、衝突予測装置による処理を終了する。一方、ステップＳ８において、自車両が相手車両に衝突しないと判断した場合には、そのまま衝突予測装置による処理を終了する。

それでは、ステップＳ７における相手車両横位置と相手車両エッジとの相対位置関係に基づく補正処理について図４〜図６を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）、および図５（ａ），（ｂ）は、いずれも自車両と相手車両との位置関係およびミリ波レーダセンサ５と画像センサ６とのそれぞれにおける検出結果を模式的に示す図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、いずれも衝突確率の補正を行う際の補正割合を示すマップである。

補正処理を行うにあたり、相手車両エッジの位置である相手車両エッジ位置および幅方向長さである相手車両エッジ幅を算出する。次に、相手車両横位置と相手車両エッジとを比較し、相手車両エッジに対する相手車両横位置の位置を算出する。この相手車両エッジに対する相手車両横位置の位置と、相手車両エッジ幅とに基づいて、衝突確率の補正を行う。衝突確率の補正は、具体的には以下のように行われる。

図４（ａ）に示すように、画像センサ６で検出される相手車両エッジＥが自車両Ｘの正面に検出され、ミリ波レーダセンサ５で検出される相手車両横位置Ｐが、相手車両エッジＥの幅方向略中央に位置していたとする。この場合には、ミリ波レーダセンサ５および画像センサ６によって、相手車両Ｙを正確に検出できていると考えられる。また、相手車両横位置Ｐが、相手車両エッジＥの中央に近いほど、画像センサ６による検出精度が高いと考えられる。したがって、自車両Ｘに対する相手車両Ｙの衝突確率が高くなると考えられるので、衝突確率が高くなるように補正する。

ここで、衝突確率を補正する際には、図６（ａ）に示すマップを用いることができる。図６（ａ）に示すマップは、相手車両横位置の相手車両エッジＥにおける幅方向の位置と、衝突確率補正値との関係を示している。このマップでは、相手車両横位置が相手車両エッジにおける中央からその近傍範囲において、衝突確率上げ幅を大きくしている。この範囲よりも左右外側の一部の範囲では、端部に移行するほど徐々に上げ幅が小さくなるように衝突確率上げ幅を規定している。さらに、この範囲よりも左右外側の範囲では、衝突確率上げ幅を所定の基準値とするようにしている。このように衝突確率上げ幅を規定することにより、精度の高い衝突確率を算出することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、画像センサ６による検出の際、相手車両Ｙのほか、相手車両Ｙと自車両Ｘとの間にある物体Ｚを含めて、相手車両Ｙと物体Ｚとで一体の物体であると誤検出することがある。この誤検出の例では、画像センサ６によって相手車両Ｙと物体Ｚとで一体の物体と検出するとともに、ミリ波レーダセンサ５で物体Ｚを相手車両Ｙと誤検出している。

相手車両Ｙと物体Ｚとで一体の物体であると誤検出した場合、相手車両エッジＥの端部に相手車両横位置Ｐが検出された状態となっている。このような状況となる例としては、たとえば自車両がカーブを走行中に道路の側方に位置する建物や標識などを相手車両と一体物として判断する状況などがある。

この場合、相手車両エッジＥが相手車両Ｙと異なる位置に発生してしまう。この際、実際には相手車両Ｙに衝突するまでにはまだ距離があるにもかかわらず、衝突確率が高いと判断されてしまうこととなる。その結果、実際には相手車両Ｙとの衝突確率が高くないものの、衝突回避デバイスが作動してしまうこととなる。

そこで、図４（ｂ）に示すような誤検出の可能性がある場合には、衝突確率を低くするように補正する。このように、相手車両エッジＥの端部に相手車両横位置Ｐが検出された状態となっている場合に衝突確率が低くなるように補正することにより、衝突回避デバイスの早期作動を防止することができる。

さらに、図４（ｃ）に示すように、画像センサ６による検出の際、自車両Ｘの前方両側方にある物体Ｚ１，Ｚ２を相手車両Ｙと誤検出することがある。この誤検出の例では、画像センサ６によって物体Ｚ１，Ｚ２を相手車両と誤検出するとともに、ミリ波レーダセンサ５で第１物体Ｚ１を相手車両と誤検出している。

自車両Ｘの前方両側方の物体Ｚ１，Ｚ２を相手車両と誤検出した場合、実際には相手車両が存在しないものの、相手車両エッジＥが物体Ｚ１，Ｚ２の間に発生してしまう。この場合には、実際には衝突の対象となる相手車両Ｙが存在しない。また、物体Ｚ１，Ｚ２との関係においても、自車両Ｘが物体Ｚ１，Ｚ２の間を通り抜けることができるにもかかわらず、衝突確率が高いと判断されてしまうこととなる。その結果、実際には相手車両Ｙとの衝突確率が高くないものの、衝突回避デバイスが作動してしまうこととなる。

そこで、図４（ｃ）に示すような誤検出の可能性がある場合には、衝突確率を低くするように補正する。このように、自車両Ｘの前方両側方の物体Ｚ１，Ｚ２を相手車両と誤検出した場合に衝突確率が低くなるように補正することにより、衝突回避デバイスの早期作動を防止することができる。

さらに、図４（ａ）の例のように、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの中央に近い場合には、複数のエッジが同一の物体の属する確度であるエッジ確度が高くなる。その一方、図４（ｂ），（ｃ）の例に見られるように、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの中央から遠い（端部に近い）場合には、複数のエッジが同一の物体の属する確度であるエッジ確度が低くなる。そこで、たとえば相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの中央からの離反距離をエッジ確度とし、このエッジ確度に応じて衝突確率を補正することもできる。かかる補正態様によっても、自車両Ｘに対する相手車両Ｙの衝突確率を算出するにあたり、精度の高い衝突確率を算出することができる。

また、図５（ａ）に示すように、相手車両Ｙが自車両Ｘの前側方に位置することがあり、この場合には、自車両Ｘに対して相手車両Ｙがオフセット衝突をする可能性が高い場合がある。図５（ａ）に示す例では自車両Ｘの左前方に相手車両Ｙが位置しており、画像センサ６で検出される相手車両エッジＥには、自車両Ｘに近い側の端部（以下「近側端部」という）と遠い側の端部（以下「遠側端部」という）がある。また、相手車両横位置Ｐは相手車両エッジＥの上に位置しており、ミリ波レーダセンサ５および画像センサ６における検出は正常であったと考えられる。

この場合、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの近側端部の近傍に位置する場合、相手車両エッジＥの遠側端部に位置する場合よりも衝突する可能性は高いと考えられる。また、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの遠側端部の近傍に位置する場合には、相手車両Ｙは、自車両Ｘとの衝突しない位置を走行している可能性も高くなると考えられる。そこで、本実施形態では、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの近側端部の近傍に位置する場合、相手車両エッジＥの遠側端部に位置する場合よりも衝突確率が高くなるように衝突確率を補正する。

さらに、図４（ｂ）に示すように、自車両Ｘの前側方に物体Ｚが存在する場合、物体Ｚを相手車両Ｙとして誤検出し、図５（ａ）に示すように、相手車両エッジＥを検出してしまうことが考えられる。ただし、この場合には、ミリ波レーダセンサ５は、物体Ｚを検出することから、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの近側端部の近傍以外の位置に検出されることもあると考えられる。このため、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの遠側端部の近傍に位置する場合、衝突確率上げ幅が所定の基準値よりも小さくなるように衝突確率を補正する。

具体的に、衝突確率を補正する際のマップとして、たとえば図６（ｂ）に示すマップを用いることができる。図６（ｂ）に示すマップでは、相手車両横位置が相手車両エッジＥにおける幅方向中央からその近傍範囲において衝突確率上げ幅を大きくしている。また、この範囲よりも近側端部側および遠側端部側の一部の範囲では、端部に移行するほど徐々に上げ幅が小さくなるように衝突確率上げ幅を規定している。さらに、この範囲よりも近外側端部側の範囲では、衝突確率上げ幅を所定の基準値とするようにしている。

また、衝突確率上げ幅を大きくしている範囲よりも遠側端部側では、近側端部側よりも衝突確率の上げ幅が徐々に小さくなる範囲が広くされている。さらには、遠側端部側の一部の範囲では、衝突確率上げ幅が所定の基準値よりも小さくなる値とされている。このように衝突確率上げ幅を規定することによって、さらに精度の高い衝突確率を算出することができる。しかも、オフセット衝突を生じる可能性がある場合に、衝突確率を低く見積もりすぎることを防止することができる。

さらに、図５（ｂ）に示すように、相手車両Ｙが自車両Ｘの前側方に位置することがあり、また、相手車両Ｙが自車両Ｘの方向に向けた横速度成分を有している場合がある。この場合、図５（ｂ）に示す例では自車両Ｘの左方向から相手車両Ｙが横速を持って接近しており、相手車両エッジＥには、近側端部と遠側端部とがある。ここで、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥにおける遠側端部に位置するとき、図５（ｂ）に示すように、相手車両Ｙが横速度成分を有して自車両Ｘに接近している場合と、図４（ｂ）に示すように、自車両Ｘの側方における不動の物体Ｚを相手車両Ｙと誤検出してしまう場合とがある。ここのとき、検出された相手車両Ｙに対応する相手車両横位置Ｐが横速度成分を有している場合には相手車両Ｙであり、相手車両横位置Ｐが横速度成分を有していない場合には相手車両Ｙと誤検出された物体Ｚであると考えられる。

そこで、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥの遠側端部の近傍に位置するとき、相手車両横位置Ｐが横速度成分を有している場合には、横速度成分を有していない場合よりも衝突確率が高くなるように衝突確率を補正する。具体的に、衝突確率を補正する際には、相手車両横位置Ｐが横速度成分を有していないときには図６（ａ）に示すマップを参照するとした場合、相手車両横位置Ｐが横速度成分を有しているときには図６（ｃ）に示す
マップを参照するようにする。

図６（ｃ）に示すマップでは、相手車両横位置が相手車両エッジＥにおける幅方向中央からその近傍範囲において衝突確率上げ幅を大きくしている。また、この範囲よりも近側端部側および遠側端部側の一部の範囲では、端部に移行するほど徐々に上げ幅が小さくなるように衝突確率上げ幅を規定している。さらに、この範囲よりも近外側端部側の範囲では、衝突確率上げ幅を所定の基準値とするようにしている。

また、衝突確率上げ幅を大きくしている範囲よりも遠側端部側では、近側端部側よりも衝突確率の上げ幅が徐々に小さくなる範囲が狭くされている。さらには、遠側端部側の一部の範囲では、衝突確率上げ幅が所定の基準値よりも大きくなる値とされている。このように衝突確率上げ幅を規定することによって、相手車両横位置Ｐが相手車両エッジＥにおける遠側端部に位置する場合における自車両Ｘに対する相手車両Ｙの衝突確率を低く見積もりすぎることを防止することができる。そして、自車両Ｘに対する相手車両Ｙの衝突確率をさらに精度よく判定することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、レーダセンサとしてミリ波レーダセンサを用いているが、レーザレーダセンサなど、他のレーダセンサを用いることができる。また、上記実施形態では、衝突位置の判定を行う際に衝突位置の判定も行っているが、単に衝突判定のみを行う態様とすることもできる。

本発明に係る衝突予測装置の構成を示すブロック構成図である。衝突予測装置の制御手順を示すフローチャートである。自車両における衝突位置分布を示す模式的平面図である。（ａ）〜（ｃ）とも、自車両と相手車両との位置関係およびミリ波レーダセンサと画像センサのそれぞれにおける検出結果を模式的に示す図である。（ａ），（ｂ）とも、自車両と相手車両との位置関係およびミリ波レーダセンサと画像センサのそれぞれにおける検出結果を模式的に示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、いずれも衝突確率の補正を行う際の補正割合を示すマップである。

符号の説明

１…衝突予測ＥＣＵ、２…操舵角センサ、３…ヨーレートセンサ、４…車輪速センサ、５…ミリ波レーダセンサ、６…画像センサ、１１…推定カーブ半径演算部、１２…自車両軌道演算部、１３…自車速演算部、１４…相手車速演算部、１５…相手車両移動距離演算部、１６…相手車両横位置演算部、１７…相手車両軌道演算部、１８…衝突確率演算部、１９…画像処理部、２０…衝突確率補正・演算部、２１…衝突位置演算部、２２…衝突位置分布演算部、３１…警報装置、３２…衝突回避支援装置、３３…シートベルト制御装置、３４…シート位置制御装置、３５…ブレーキ制御装置、３６…エアバッグ制御装置、Ｅ…相手車両エッジ、Ｐ…相手車両横位置、Ｘ…自車両、Ｙ…相手車両、Ｚ（Ｚ１，Ｚ２）…物体。

Claims

レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、
撮像手段によって撮像した画像からエッジを検出し、検出したエッジに基づいて前記対象物体を検出する画像検出手段と、
前記対象物体と自車両との関係に基づいて、前記対象物体と前記自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、
前記レーダ検出手段で検出した前記対象物体の前記自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置と、前記画像検出手段で検出した前記対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係を検出する相対位置関係検出手段と、
前記レーダ横位置と前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係に基づいて、前記対象物体と自車両との衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、
を備え、
前記衝突確率補正手段は、
前記レーダ横位置が前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の端部に位置する場合は、前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の中央部に位置する場合に比べて、前記衝突確率が相対的に低くなるように補正することを特徴とする衝突予測装置。
レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、
撮像手段によって撮像した画像からエッジを検出し、検出したエッジに基づいて前記対象物体を検出する画像検出手段と、
前記対象物体と自車両との関係に基づいて、前記対象物体と前記自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、
前記レーダ検出手段で検出した前記対象物体の前記自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置と、前記画像検出手段で検出した前記対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係を検出する相対位置関係検出手段と、
前記レーダ横位置と前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向位置との相対位置関係に基づいて、前記対象物体と自車両との衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、
を備え、
前記衝突確率補正手段は、
前記レーダ横位置が、前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の前記自車両に近い側の端部に位置する場合には、前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の前記自車両に遠い側の端部に位置する場合に比べて、前記衝突確率が相対的に高くなるように補正することを特徴とする衝突予測装置。
前記対象物体が前記自車両進行方向に対して直交する方向に沿った速度成分である横速度成分を有して前記自車両に接近しているか否かを検出する横速度検出手段を備え、
前記衝突確率補正手段は、前記対象物体が前記横速度成分を有して接近している場合は、前記対象物体が前記横速度成分を有して接近していない場合に比べて前記対象物体対応エッジにおけるエッジ幅方向の前記自車両に遠い側の端部に位置する場合の前記衝突確率が相対的に高くなるように前記衝突確率を補正する請求項１または請求項２に記載の衝突予測装置。
レーダによって対象物体を検出するレーダ検出手段と、
撮像手段によって撮像した画像から複数のエッジを検出し、検出した複数のエッジに基づいて前記対象物体を検出する画像検出手段と、
前記レーダ検出手段および前記画像検出手段でそれぞれ検出された前記対象物体と、自車両との関係に基づいて、前記対象物体と前記自車両との衝突確率を算出する衝突確率算出手段と、
前記複数のエッジが同一の物体に属する確度であるエッジ確度を検出するエッジ確度検出手段と、
前記エッジ確度に応じて前記衝突確率を補正する衝突確率補正手段と、
を備え、
前記エッジ確度検出手段は、前記対象物体に対応するエッジである対象物体対応エッジの中央位置からの離反距離を前記エッジ確度として検出し、
前記衝突確率補正手段は、前記レーダ検出手段で検出した前記対象物体の前記自車両における車幅方向に対する位置であるレーダ横位置に対応するエッジのエッジ確度が高い場合に、エッジ確度が低い場合と比べて、前記衝突確率が相対的に高くなるように補正することを特徴とする衝突予測装置。