JP5129657B2 - 車両用衝突回避支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、見通しの悪い交差点等で左右方向から接近する第１障害物との衝突を回避すべく自車を逆進させたときに、自車が前記逆進方向に存在する第２障害物と衝突するのを回避するための車両用衝突回避支援装置に関する。

自車がプリクラッシュ警報中であり、かつＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）制御中であるときに、自車と他車との衝突の回避が不能であると判定されると、クラクションの鳴動、ヘッドライトのパッシング操作、ハザードランプの点滅等を行って他車の乗員に警報を発するものが、下記特許文献１により公知である。

また自車が他車との衝突回避操作を行っている間に、路面摩擦係数の変化等により衝突が回避できなくなった場合に、警報ブザーやクラクションを鳴らして自車の乗員および他車の乗員に警報を発するものが、下記特許文献２により公知である。
特開２００６−３１５４８９号公報 特開平５−３９００９号公報

ところで上記従来のものは、自車の挙動が不安定になって他車と衝突する可能性が高くなった場合に警報を発するものであるため、見通しの悪い交差点に自車が先に進入した後に、同じ交差点に他車が左右方向から進入してきたような場合、他車に対して衝突を回避するための警報を発せられないという問題があった。

そこで、交差点等で自車の側面に他車が衝突する可能性がある場合に、クラクションの鳴動やヘッドライトのパッシング操作により他車に衝突回避の警報を発し、更に自車を減速したり後進させたりして他車との衝突を回避することが考えられる。

しかしながら、自車を後進させて他車との衝突を回避する場合、自車の直後方に別の他車が存在していると、後進した自車が前記別の他車の衝突する可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、見通しの悪い交差点等で左右方向から接近する第１障害物との衝突を回避すべく自車を逆進させたときに、自車が前記逆進方向に存在する第２障害物と衝突するのを回避することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、自車の車体前部および車体後部に各々設けられて自車の周辺の物体を検知する物体検知手段と、前記物体検知手段の検知結果に基づいて自車の進行方向に接近する他車を第１障害物として抽出するとともに、自車の逆進方向に存在する第２障害物を抽出する障害物抽出手段と、自車の進行方向を逆進方向に変更する進行方向変更手段と、前記障害物抽出手段で抽出した前記第１障害物および自車の相対的な走行状態に基づいて、前記第１障害物が自車に衝突する第１危険度を判定するとともに、自車が進行方向を逆進方向に変更するときに自車が前記第２障害物に衝突する第２危険度を判定する危険度判定手段とを備え、前記危険度判定手段が所定値以上の前記第１危険度があると判定した場合に、前記危険度判定手段が判定した前記第２危険度に応じて、前記進行方向変更手段が自車の進行方向を逆進方向に変更することを特徴とする車両用衝突回避支援装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記進行方向変更手段が自車の進行方向を逆進方向に変更するときの逆進方向の移動限界が、前記第２危険度に基づいて決定されることを特徴とする車両用衝突回避支援装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記物体検知手段の検知結果および自車のシフト位置により優先道路を判定する優先道路判定手段を更に備え、前記危険度判定手段は、前記優先道路判定手段の判定結果に基づいて前記第１，第２危険度を判定することを特徴とする車両用衝突回避支援装置が提案される。

請求項１の構成によれば、物体検知手段の検知結果に基づいて障害物抽出手段が自車に接近する他車を第１障害物として抽出し、危険度判定手段が第１障害物が自車に衝突する危険度を判定し、その第１危険度が所定値以上であると進行方向変更手段が自車を逆進させるべく進行方向を逆進方向に変更するので、第１障害物が自車に衝突するのを回避することができる。このとき、危険度判定手段が自車がその逆進方向に存在する第２障害物に衝突する第２危険度を判定し、その第２危険度に応じて進行方向変更手段が自車の進行方向を変更するので、自車が第１障害物との衝突を回避するために第２障害物と衝突することが未然に防止される。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用衝突回避支援装置が作動する状況の例を示す図、図２はテレビカメラ、ソナーおよびレーダー装置の検知範囲を示す図、図３は車両用衝突回避支援装置の制御系のブロック図、図４は自車および第１障害物の相対速Ｖｒと閾値ｔｃとの関係を示すグラフ、図５は自車および第２障害物の位置関係を示す図、図６は自車および第１障害物のオーバーラップ量Ｄｌの説明図、図７は第１障害物との衝突の「可能性有」領域、「危険」領域および「確実」領域の説明図、図８は第２障害物との衝突の「可能性有」領域、「危険」領域および「確実」領域の説明図である。

図１は、本実施の形態の車両用衝突回避支援装置が作動する状況の例を示すもので、図１（Ａ）は自車が見通しの悪い交差点（Ｔ字路）に進入して右左折する場合を示し、図１（Ｂ）は自車が見通しの悪い交差点（自車線が優先道路の十字路）を通過する場合を示し、図１（Ｃ）は自車が後進で駐車場から出庫する場合を示している。このような場合に、自車に接近してくる他車に警報を発したり自車を自動制動することで、他車が自車に衝突するのを回避することができる。

図２に示すように、自車の車体前部および車体後部の中央には、１８０°以上の領域をカバーする広角のテレビカメラ１１，１１が設けられ、車体前部の左右両側部と車体後部の左右両側部とに、それぞれ車体前側方および車体後側方をカバーするレーダー装置１２…が設けられ、車体前部と車体後部とに、それぞれ車体前方および車体後方をカバーするソナー１４…が設けられる。

図３に示すように、車両用衝突回避支援装置は、地図情報検索手段Ｍ１と、物体検知手段Ｍ２と、障害物抽出手段Ｍ３と、優先道路判定手段Ｍ４と、危険度判定手段Ｍ５と、目標減速度・進行方向・警報要求算出手段Ｍ６と、ブレーキ液圧・アクセル開度換算手段Ｍ７と、自動減速手段Ｍ８と、警報手段Ｍ９と、進行方向変更手段Ｍ１０とを備える。

地図情報検索手段Ｍ１はＧＰＳ装置１３から得られる情報に基づいて自車周辺の地図情報を検索する。物体検知手段Ｍ２は、前記テレビカメラ１１，１１に接続されて自車の前方および後方の１８０°以上の広角の領域の映像を取得する前方、後方映像取得手段Ｍ２ａと、前記レーダー装置１２…に接続されて自車の前側方および後側方から接近する他車のような接近物を検知する前側方、後側方接近物検知手段Ｍ２ｂと、前記ソナー１４…に接続されて自車の前方および後方の直近に存在する他車のような直近物を検知する前方、後方直近物検知手段Ｍ２ｃとを備える。

障害物抽出手段Ｍ３は、前方、後方映像取得手段Ｍ２ａで取得した自車の前方および後方の映像の情報と、前側方、後側方接近物検知手段Ｍ２ｂで検知した自車の前側方および後側方から接近する他車のような接近物の情報と、前方、後方直近物検知手段Ｍ２ｃで検知した自車の前方および後方の直近に存在する他車のような直近物の情報と、自車のシフト位置（つまり自車が前進中か後進中かの情報）とに基づいて、将来自車に左右方向から衝突する可能性のある他車を第１障害物として抽出するとともに、自車が前記第１障害物との衝突を回避するために進行方向を変更したときに、自車の後部あるいは前部が衝突する可能性のある直近の他車を第２障害物として抽出する。

前記第１障害物については、レーダー装置１２…で得た自車に対する他車の相対距離Ｌｄおよび相対速Ｖｒから、衝突余裕時間ＴＴＣ（現在から衝突までの時間）を、ＴＴＣ＝Ｌｄ／Ｖｒにより算出し、この衝突余裕時間ＴＴＣが閾値ｔｃ以下（ＴＴＣ≦ｔｃ）である他車を、第１障害物として抽出する。

図４に示すように、閾値ｔｃは自車に対する他車（第１障害物）の相対速Ｖｒの関数であり、相対速Ｖｒが２０ｋｍ／ｈ以上の場合は閾値ｔｃは一定値５秒に固定される。その理由は、衝突余裕時間ＴＴＣが５秒よりも大きい他車は、衝突を回避するための時間的余裕が充分にあるため、障害物とはなり得ないからである。相対速Ｖｒが２０ｋｍ／ｈ未満の場合は、相対速Ｖｒが０ｋｍ／ｈまで減少する間に閾値ｔｃは５秒から２秒まで減少する。その理由は、一般的に相対速Ｖｒが小さい場合（他車がゆっくりと近づいてくる場合）には衝突可能性は低くなるが、衝突余裕時間ＴＴＣが小さい場合（他車が自車に近い位置にある場合）には、相対速Ｖｒが小さくても衝突の可能性があるからである。

また前記第２障害物については、障害物抽出手段Ｍ３が、ソナー１４…で得た自車に対する前後方向の相対距離Ｌｓが所定距離ｌｃ（例えば、２．５ｍ）以下の他車を、第２障害物として抽出する（図５参照）。

図３に戻り、優先道路判定手段Ｍ４は、
地図情報検索手段Ｍ１で検索した自車周辺の地図情報…(1) と、
前方、後方映像取得手段Ｍ２ａで取得した信号機（点滅信号を含む）の情報…(2) 、「止まれ」の標識や表示の情報…(3) 、センターラインの連続性の情報…(4) および道路幅の情報…(5) 等の情報と、
前側方、後側方接近物検知手段Ｍ２ｂで検知した他車が進行してくる方向の情報…(6)と、
に基づいて、自車の道路および他車の道路の何れが優先道路であるかを判定する。

更に具体的には、上記(1) 、(2) 、(3) をそれぞれＯＲで判定し、それで優先道路を判定できない場合には上記(4) で判定し（センターラインが連続している方が優先道路）、それで判定できない場合には上記(5) で判定し（道路幅が広い方が優先道路）、それで判定できない場合には上記(6) で判定する（自車の右側から接近してくる他車の道路が優先道路）。

尚、自車のシフト位置が後進位置であれば、即ち自車が後進中であれば、上記(1) 〜(6) に関わらずに、他車の道路が優先道路であると判定する。

危険度判定手段Ｍ５は、優先道路判定手段Ｍ４で判定した優先道路の情報と、障害物抽出手段Ｍ３で抽出した第１障害物の情報と、自車のシフト位置の情報（つまり自車が前進中であるか後進中であるかの情報）と、自車の車速情報とに基づいて、第１障害物が自車に衝突する第１危険度を、「可能性有」「危険」および「確実」の３段階に判定する。

次に、第１障害物が自車に衝突する危険度である第１危険度の判定手法について説明する。

図６に示すように、レーダー装置１２…により得られる自車および他車（第１障害物）のオフセット量Ｌｏ（他車の車体中心線と自車の前端との距離）と、他車の車幅の半分Ｗｈとからオーバーラップ量Ｄｌを、Ｄｌ＝Ｗｈ−Ｌｏにより算出する。

図７に示すように、自車の右側から他車が接近する場合において、危険度を判定する他車の最大判定距離が制限される。即ち、前記閾値ｔｃ（図４参照）に相対速Ｖｒを乗算した距離ｔｃ×Ｖｒに係数０．７を乗算したものが、自車が優先道路にある場合の前記最大判定距離とされ、距離ｔｃ×Ｖｒそのものが、自車が優先道路にない場合の前記最大判定距離とされる。自車が優先道路にある場合に前記最大判定距離を、ない場合の７０％に減少させるのは、次のような理由からである。自車が優先道路にある場合には、他車は優先道路にある自車に対して警戒していることが予想され、その警戒によって衝突に可能性が減少するため、遠い距離にある他車を衝突可能性の判定から除外できるからである。

そして自車および他車のオーバーラップ量Ｄｌが正の場合、つまり他車の左端が自車の前端よも左側にある場合、衝突が「確実」の領域Ａ１となる。またオーバーラップ量Ｄｌが負の場合、つまり他車の左端が自車の前端よも右側にある場合、他車の左端が自車の前端に近いときには「危険」の領域Ａ２となり、他車の左端が自車の前端から遠いときには「可能性有」の領域Ａ３となる。

前記「危険」の領域Ａ２は、自車の右端において自車の前端から０．５ｍ前方までであり、前記最大判定距離の位置において自車の前端から１．０ｍまでである。

前記「可能性有」の領域Ａ３は、自車の右端において自車の前端から０．５ｍ乃至１．０ｍ前方までであり、前記最大判定距離の位置において自車の前端から１．０ｍ乃至２×Ｖ（自車の車速）までである。２×Ｖは自車が２秒間に進む距離であり、Ｖをクリープ車速である７ｋｍ／ｈとして最大値が４ｍ（車幅の約２倍）に制限される。

しかして、他車の左前端が前記「確実」の領域Ａ１にあれば、回避操作を行わなければ衝突が確実であると判定され、「危険」の領域Ａ２にあれば、回避操作を行わなければ衝突の可能性が高いと判定され、「可能性有」の領域Ａ３にあれば、回避操作を行わなければ衝突の可能性があると判定される。

図３に戻り、目標減速度・進行方向・警報要求算出手段Ｍ６は、自車が優先道路にあって、かつ危険度が「可能性有」以上の場合には、例えば他車の運転者が一時停止の標識を見落としている可能性があるため、警報手段Ｍ９のヘッドライトＭ９ａの点滅（パッシング信号）やクラクションＭ９ｂの鳴動により他車の運転者に警報を発し、衝突回避のための制動操作やステアリング操作を促す。

この警報を行ったにも関わらず、危険度が「可能性有」以上の場合には、目標減速度・進行方向・警報要求算出手段Ｍ６が、衝突を回避するための自車の減速度を算出する。表１には、前記目標減速度は最大値が示される。

目標減速度の最大値は、自車の道路が優先道路である場合には、「可能性有」のときに０．１Ｇ（アクセル開度を０にしたエンジンブレーキ相当）であり、「危険」のときに０．４Ｇであり、「確実」のときに０．６Ｇである。また自車の道路が優先道路以外の場合（未判定の場合を含む）には、「可能性有」のときに０．３Ｇであり、「危険」のときに０．５Ｇであり、「確実」のときに０．６Ｇである。自車の道路が優先道路である場合に、それ以外の場合に比べて目標減速度の最大値が低く抑えられるのは、他車の運転者が優先道路にある自車に対して注意を払っている可能性が高いからである。

以上のようにして目標減速度が算出されると、ブレーキ液圧・アクセル開度換算手段Ｍ７が目標減速度を目標ブレーキ液圧あるいは目標アクセル開度（減速方向の負値）に変換し、運転者のブレーキ操作によるブレーキ液圧に前記目標ブレーキ液圧を加算してブレーキキャリパに出力するとともに、運転者の目標アクセル開度に対応する指示電流に前記負値の目標アクセル開度に対応する指示電流を加算してスロットルバルブに出力することで、自車を自動的に減速する。

そして衝突が「確実」の場合には、目標減速度・進行方向・警報要求算出手段Ｍ６が進行方向変更手段Ｍ１０にシフトチェンジ要求を出力し、トランスミッション１５の変速段を前進変速段から後進変速段に自動的に変更し、かつ自動減速手段Ｍ８に加速方向の正の目標アクセル開度を出力することで、自車を停止後に後進させて他車との衝突回避を一層確実なものにする。

このとき、自車の後方の直近に第２障害物が存在すると、後進する自車が第２障害物に衝突する可能性があるため、自車の後進が以下のようにして制御される。

即ち、図８に示すように、危険度判定手段Ｍ５が、図８に示すように、自車の後進方向の他車（第２障害物）との衝突が「確実」の領域Ｂ１と、「危険」の領域Ｂ２と、「可能性有」の領域Ｂ３とを設定する。

「確実」の領域Ｂ１の左右幅は自車の車幅と同じであり、その後端までの距離は、自車が優先道路にあるときには０．５ｍであり、自車が優先道路にないときには０．３ｍである。

「危険」の領域Ｂ２の左右幅は自車の車幅の左右にそれぞれ０．５ｍを加えたものであり、その後端までの距離は、自車が優先道路にあるときには自車の車速をＶとして、（０．３Ｖ＋１．５Ｖ² ＋０．５）ｍであり、自車が優先道路にないときには（０．３Ｖ＋１．５Ｖ² ＋０．５）ｍである。
「可能性有」の領域Ｂ３の左右幅は自車の車幅の左右にそれぞれ０．５ｍを加えたものであり、その後端までの距離は前記所定距離ｌｃの２．５ｍである。

「確実」の領域Ｂ１および「危険」の領域Ｂ２の後端が、自車が優先道路にあるときの方が、自車が優先道路にないときよりも後方にあるのは、自車が優先道路にあるときには他車も同じ優先道路にあり、他車の運転者が自車の後進を全く予測していない可能性が高く、自車が後進すると他車に衝突する可能性があるからである。

表２に示すように、他車（第１障害物）の進路と自車位置との関係が、交差ありの場合、つまり図６におけるオーバーラップ量Ｄｌが正であって他車の進路に自車の前端部が交差している場合、言い換えると他車との衝突の危険度が「確実」の場合、自車の後方に他車（第２障害物）があれば、交差（オーバーラップ量Ｄｌ）がなくなるまで自車を後進させるが、他車が「危険」の領域Ｂ２に入れば後進を停止し、また自車の後方に他車がなければ、交差がなくなるまで自車を後進させる。

一方、図６におけるオーバーラップ量Ｄｌが負であって他車（第１障害物）の進路に自車の前端部が交差していない場合、言い換えると他車との衝突の危険度が「確実」でない場合、自車を後進させなくても他車との衝突が回避可能であると判定し、自車を後進させずに現状の位置で停止させる。

以上のように、自車が左右方向から接近してくる他車（第１障害物）との衝突を回避するために進行方向を逆進方向に変更する際に、変更した進行方向に存在する他車（第２障害物）と衝突する第２危険度を判定し、その第２危険度に応じて進行方向変更手段が自車の進行方向を変更するので、他車（第１障害物）との衝突を回避するために自車が他車（第２障害物）と衝突することが未然に防止される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計設定を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では自車が交差点に前進で進入する場合について説明したが、本発明は自車が後進で駐車場から出庫するような場合にも適用することができる。この場合、第１障害物が自車に衝突する可能性があるとき、自車の進行方向は後進から前進に変更される。

車両用衝突回避支援装置が作動する状況の例を示す図 テレビカメラ、ソナーおよびレーダー装置の検知範囲を示す図 車両用衝突回避支援装置の制御系のブロック図 自車および第１障害物の相対速Ｖｒと閾値ｔｃとの関係を示すグラフ 自車および第２障害物の位置関係を示す図 自車および第１障害物のオーバーラップ量Ｄｌの説明図 第１障害物との衝突の「可能性有」領域、「危険」領域および「確実」領域の説明図 第２障害物との衝突の「可能性有」領域、「危険」領域および「確実」領域の説明図

Ｍ２ 物体検知手段
Ｍ３ 障害物抽出手段
Ｍ４ 優先道路判定手段
Ｍ５ 危険度判定手段
Ｍ１０ 進行方向変更手段

Claims (3)

1. 自車の車体前部および車体後部に各々設けられて自車の周辺の物体を検知する物体検知手段（Ｍ２）と、
   前記物体検知手段（Ｍ２）の検知結果に基づいて自車の進行方向に接近する他車を第１障害物として抽出するとともに、自車の逆進方向に存在する第２障害物を抽出する障害物抽出手段（Ｍ３）と、
   自車の進行方向を逆進方向に変更する進行方向変更手段（Ｍ１０）と、
   前記障害物抽出手段（Ｍ３）で抽出した前記第１障害物および自車の相対的な走行状態に基づいて、前記第１障害物が自車に衝突する第１危険度を判定するとともに、自車が進行方向を逆進方向に変更するときに自車が前記第２障害物に衝突する第２危険度を判定する危険度判定手段（Ｍ５）と、
   を備え、
   前記危険度判定手段（Ｍ５）が所定値以上の前記第１危険度があると判定した場合に、前記危険度判定手段（Ｍ５）が判定した前記第２危険度に応じて、前記進行方向変更手段（Ｍ１０）が自車の進行方向を逆進方向に変更することを特徴とする車両用衝突回避支援装置。
2. 前記進行方向変更手段（Ｍ１０）が自車の進行方向を逆進方向に変更するときの逆進方向の移動限界が、前記第２危険度に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用衝突回避支援装置。
3. 前記物体検知手段（Ｍ２）の検知結果および自車のシフト位置により優先道路を判定する優先道路判定手段（Ｍ４）を更に備え、前記危険度判定手段（Ｍ５）は、前記優先道路判定手段（Ｍ４）の判定結果に基づいて前記第１，第２危険度を判定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用衝突回避支援装置。

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