JP6036724B2 - 車両周辺状況認識装置および車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺状況認識装置および車両制御装置に関する。

従来、車両前方の状況を認識する装置がある。例えば、特許文献１には、車両周囲の物体の存在を検知するレーダと、前記物体を撮影する撮像手段と、前記レーダの出力に基づいて車両走行における障害物を検出する障害物検出手段と、前記撮像手段が撮像した画像の画像情報に基づいて前記障害物検出手段の障害物検出における判断基準値を変更する判断基準値変更手段と、を備えた障害物認識装置の技術が開示されている。

特開２００５−３４５２５１号公報

一次衝突の後の二次衝突の被害を軽減する技術が検討されている。二次衝突の被害を軽減する被害軽減制御を実行する場合、車両前方の状況を精度よく認識できることが望ましい。車両前方の状況を認識する複数の手段を有する車両において、一次衝突によっていずれかの手段がダメージを受けた場合、ダメージを受けた手段を一次衝突後も使用し続けると、認識精度の低下を招く可能性がある。例えば、車室内に画像生成手段が搭載され、車両の前部にレーダが搭載された車両では、一次衝突によってレーダがダメージを受けやすいと考えられる。従って、一次衝突の後にレーダの情報を用いると、認識精度の低下を招きやすいと考えられる。一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができる車両周辺状況認識装置および車両制御装置を提供することである。

本発明の車両周辺状況認識装置は、車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、前記レーダ情報および前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、前記車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする。

本発明の車両周辺状況認識装置は、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段とを備え、前記レーダ情報は、前記車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出するレーダから取得され、前記画像情報は、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成する画像生成手段から取得され、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする。

上記車両周辺状況認識装置において、更に、前記衝突の状況を検知する衝突状況検知手段を備え、前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前部との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することが好ましい。

上記車両周辺状況認識装置において、前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前面との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することが好ましい。

本発明の車両制御装置は、上記車両周辺状況認識装置と、前記認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて前記車両の運動を制御し、前記衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る車両周辺状況認識装置は、車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、認識手段は、衝突が検出された場合、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。本発明に係る車両周辺状況認識装置によれば、一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 図３は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。 図４は、第１実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置のブロック図である。 図５は、第１実施形態に係る車両制御の説明図である。 図６は、第２実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態の変形例に係る衝突形態の説明図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両周辺状況認識装置および車両制御装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャート、図２は、第１実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャート、図３は、第１実施形態に係る車両の概略構成図、図４は、第１実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置のブロック図、図５は、第１実施形態に係る車両制御の説明図である。

本実施形態に係る車両１００は、一次衝突後、二次衝突の被害を軽減するためにブレーキ制御による減速等を実施するシステムを搭載している。このシステムは、前方の状況を認識する前方センサとして、車両の前部に配置されたミリ波レーダセンサと、車室内に配置されたカメラを備えており、ミリ波データと画像データのフュージョンによって前方情報を検出する。本実施形態のシステムは、一次衝突後はカメラ単独による前方情報検出に切り替える。カメラは、搭載位置の関係でレーダセンサよりも故障の可能性が低い。よって、本実施形態のシステムは、二次衝突の可能性を精度よく判定することができる。

図３に示すように、車両１００は、レーダ９および画像生成手段１０を含んで構成されている。レーダ９は、車両１００の前部１０１に搭載されている。本実施形態のレーダ９は、車両１００の前部１０１に配置されたフロントグリル１０２上に配置されている。レーダ９は、例えば、フロントグリル１０２の裏側、すなわちフロントグリル１０２の車両後方に配置されている。レーダ９は、車両前方に電磁波を送信すると共に当該電磁波の反射波を受信して車両前方の状況（反射物）を検出し、レーダ情報として出力する。ここで、車両前方は、車両１００の正面だけでなく、車両の斜め前方も含む領域である。レーダ９としては、例えば、ミリ波の電波を送信するミリ波レーダや、レーザ光を送信するレーザレーダ等が用いられる。すなわち、レーダ９が送信する電磁波は、電波には限らず、レーザ光等の光であってもよい。また、レーダ９が送信する電磁波の波長は、ミリ波に分類される波長には限定されない。例えば、レーザレーダが送信するレーザ光は、可視光であっても、紫外光や赤外光であってもよい。レーダ９は、受信した反射波に基づいて、反射物の方向および反射物までの距離、反射物の速度等を示すレーダ情報を出力する。

画像生成手段１０は、車両１００の車室１０３内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する。本実施形態の画像生成手段１０は、車両前方の光景を撮像して当該光景の画像データを生成するカメラであり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を含んで構成されている。本実施形態の画像生成手段１０は、車両前方を撮像して各画素の色や輝度に係る情報を取得し、取得した情報を各画素と関連付けた画像データを生成する。本実施形態の画像生成手段１０は、複数の撮像素子を有し、ステレオ画像を生成するステレオカメラである。画像生成手段１０は、生成した画像データを画像情報として出力する。画像生成手段１０は、車室１０３の内部、例えばフロントウィンドウ１０４の近傍に配置される。

図４に示すように、本実施形態の車両周辺状況認識装置１は、統合制御ＥＣＵ２と、エアバッグＥＣＵ７と、車輪速センサ８と、レーダ９と、画像生成手段１０とを含んで構成されている。また、本実施形態の車両制御装置１１は、車両周辺状況認識装置１と、ブレーキＥＣＵ３と、ブレーキアクチュエータ４と、ＥＰＳ＿ＥＣＵ５と、ＥＰＳアクチュエータ６とを含んで構成されている。

エアバッグＥＣＵ７は、図示しないエアバッグを制御するエアバッグ制御装置である。エアバッグＥＣＵ７は、車両１００の加速度を検出する加速度検出手段を含んで構成されている。エアバッグＥＣＵ７は、車両１００が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段として機能する。加速度検出手段は、車両１００の前後方向の加速度（以下、単に「前後Ｇ」と称する。）や、前後方向と直交する車幅方向の加速度（以下、単に「横Ｇ」と称する。）を検出する。加速度検出手段は、例えば、車両１００の重心位置および車両１００の所謂Ｂピラーに配置されている。Ｂピラーに配置された加速度検出手段は、障害物が車室１０３に向けて側方から衝突したことを検出する。例えば、Ｂピラーにおいて検出された横Ｇの値が、所定値以上である場合、エアバッグＥＣＵ７は、障害物がＢピラーに対して衝突する衝突形態や、障害物が車室１０３に向けて側方から衝突する衝突形態であると判断する。

エアバッグＥＣＵ７は、加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、エアバッグを展開させる。エアバッグＥＣＵ７は、前後Ｇに基づいて、搭乗者の前方に設けられたエアバッグを展開させる。また、エアバッグＥＣＵ７は、横Ｇに基づいて、搭乗者の側方に設けられたエアバッグ、例えばサイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグを展開させる。本実施形態のエアバッグＥＣＵ７は、予め定められた閾値を超える大きさの前後Ｇや横Ｇが検出されると、各エアバッグを展開させる。

車輪速センサ８は、車両１００の車輪の回転速度を検出する。車輪速センサ８によって検出された各車輪の車輪速に基づいて、車速等が算出される。エアバッグＥＣＵ７、車輪速センサ８、レーダ９および画像生成手段１０は、それぞれ統合制御ＥＣＵ２と電気的に接続されており、検出結果等を示す信号を統合制御ＥＣＵ２に出力する。

エアバッグＥＣＵ７は、検出された加速度に基づいて、車両１００が車外の障害物に衝突したことを示す衝突発生信号を統合制御ＥＣＵ２に対して出力する。エアバッグＥＣＵ７は、例えば、一定以上の大きさの加速度が検出された場合に衝突発生信号を出力する。

また、エアバッグＥＣＵ７は、衝突の状況を検知する衝突状況検知手段としての機能を有する。エアバッグＥＣＵ７は、衝突の形態を示す衝突形態信号を統合制御ＥＣＵ２に対して出力する。エアバッグＥＣＵ７は、一定以上の大きさの前後Ｇが検出され、かつ同時に検出された横Ｇが小さな値である場合、前後方向の衝突が発生したことを示す前後衝突信号を出力する。エアバッグＥＣＵ７は、前後方向の衝突において車両１００に後方へ向かう加速度が発生した場合、当該衝突が障害物と車両１００の前面との衝突であることを示す前面衝突信号を出力する。一方、エアバッグＥＣＵ７は、前後方向の衝突において車両１００に前方へ向かう加速度が発生した場合、当該衝突が障害物と車両１００の後面との衝突であることを示す後面衝突信号を出力する。

エアバッグＥＣＵ７は、一定以上の大きさの横Ｇが検出され、かつ同時に検出された前後Ｇが小さな値である場合、車両１００に対して障害物が側方から衝突したことを示す側方衝突信号を出力する。

レーダ９および画像生成手段１０は、それぞれ自車前方情報を統合制御ＥＣＵ２に対して出力する。レーダ９が出力する自車前方情報は、反射波に基づく車両１００の前方の反射物に関する情報である。画像生成手段１０が出力する自車前方情報は、車両１００の前方を撮像して生成された画像データである。

統合制御ＥＣＵ２は、車両１００の統合制御を行う機能を有する。本実施形態の各ＥＣＵ２，３，５，７は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。統合制御ＥＣＵ２は、レーダ９から取得したレーダ情報および画像生成手段１０から取得した画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段としての機能を有する。統合制御ＥＣＵ２は、レーダ情報および画像情報に基づきデータペアリング処理を実行して車両前方の状況を認識する。統合制御ＥＣＵ２は、同一の物標について、レーダ情報から算出された物標情報と、画像情報から算出された物標情報とを総合して、当該物標に係る制御用データを生成する。データペアリングの方法としては、例えば、特開２００１−９９９３０号公報に開示された方法が用いられてもよい。

データペアリングでは、画像情報から得られた物標情報およびレーダ情報から得られた物標情報のいずれか一方の値が制御用データとして採用されても、２つの物標情報から算出された新たな値が制御用データとして用いられてもよい。レーダ情報と画像情報とのデータペアリングにより衝突対象物を認識することにより、認識精度を向上させることが可能となる。

ところで、車両１００が他車両等の障害物と衝突した場合、二次衝突が発生する可能性がある。二次衝突は、車両１００が障害物と衝突した後に、他の車両や構造物等と衝突するものである。二次衝突における被害、例えば車両１００および車両１００の搭乗者の被害、他の車両や構造物の被害、周辺の歩行者等の被害を軽減できることが望ましい。本実施形態の統合制御ＥＣＵ２は、認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて車両１００の運動を制御し、一次衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段としての機能を有している。本実施形態の統合制御ＥＣＵ２は、自動ブレーキ制御および自動転舵制御により、二次衝突の回避や二次衝突による被害軽減を図る。

具体的には、統合制御ＥＣＵ２は、障害物との最初の衝突（一次衝突）が発生すると、車両１００を制動する。これにより、二次衝突の回避や二次衝突による被害の軽減が可能となる。車両制御装置１１は、自動ブレーキ制御を実行する手段として、ブレーキＥＣＵ３およびブレーキアクチュエータ４を有する。ブレーキアクチュエータ４は、車両１００の各車輪に制動力を発生させる制動力発生装置である。統合制御ＥＣＵ２は、各車輪において発生させる制動力の指令値をブレーキＥＣＵ３に対する要求値として出力する。ブレーキＥＣＵ３は、受け取った要求値を実現するように、ブレーキアクチュエータ４によって発生させる各車輪の制動力をコントロールする。制動力の指令値は、例えば、前方の物標との相対距離や相対速度等に基づいて定められる。

また、統合制御ＥＣＵ２は、認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて、自動転舵制御を実行する。統合制御ＥＣＵ２は、車両１００の前方に衝突対象の障害物が検出されている場合、自動ブレーキ制御により二次衝突を回避可能であるか否かを判断する。統合制御ＥＣＵ２は、自動ブレーキ制御のみでは二次衝突を回避できないと予測される場合、当該障害物との衝突を回避できる軌跡を算出し、当該軌跡に沿って車両１００を走行させるように自動転舵を実行する。自動転舵制御を実行する手段として、ＥＰＳ＿ＥＣＵ５とＥＰＳアクチュエータ６を有する。ＥＰＳアクチュエータ６は、ＥＰＳ（Electric Power Steering）装置のアクチュエータである。ＥＰＳアクチュエータ６は、車両１００の操舵輪を転舵させる転舵力を発生させるモータ等の動力源を含んで構成されている。ＥＰＳアクチュエータ６は、操舵輪の転舵角を任意の角度に調節することができる。ＥＰＳ＿ＥＣＵ５は、ＥＰＳアクチュエータ６に対して操舵輪の目標転舵角を出力する。ＥＰＳアクチュエータ６は、目標転舵角を実現するように、動力源の動作を制御する。

ここで、二次衝突の回避や二次衝突による被害軽減のための制御（以下、「被害軽減制御」と称する。）を実行する場合、衝突対象の認識精度の低下を抑制できることが望ましい。例えば、一次衝突によってレーダ９の軸ずれや故障が発生した場合に、レーダ９のレーダ情報を信頼して車両前方の状況を認識すると、認識精度の低下を招く可能性がある。

本実施形態の車両周辺状況認識装置１は、車両１００が車外の障害物に衝突したことが検出された場合、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。これにより、以下に説明するように、車両前方の状況を認識する認識精度の低下が抑制される。レーダ９と画像生成手段１０を比較した場合、車両１００が障害物に衝突した場合に、レーダ９がダメージを受ける可能性は、画像生成手段１０がダメージを受ける可能性よりも高いと考えられる。車両１００は、車室１０３内の搭乗者をダメージから守る構成を有している。このため、車室１０３内に搭載された画像生成手段１０は、レーダ９よりも衝突によるダメージを受けにくい。そこで、車両周辺状況認識装置１は、一次衝突の後は、相対的に信頼性が高いと考えられる画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。

図１を参照して、車両周辺状況認識装置１の動作について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１０では、統合制御ＥＣＵ２により、一次衝突が発生したか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、エアバッグＥＣＵ７から取得した衝突発生信号に基づいてステップＳ１０の判定を行う。ステップＳ１０の判定の結果、一次衝突が発生したと判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ４０に進む。

ステップＳ２０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データが取得される。統合制御ＥＣＵ２は、画像情報としての画像データを画像生成手段１０から取得する。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、統合制御ＥＣＵ２により、相対位置および相対速度が推定される。統合制御ＥＣＵ２は、画像生成手段１０から取得したステレオ画像データに基づいて、車両前方の物標を検出し、検出された物標の車両１００に対する相対位置や相対速度を推定する。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、２つの画像データの視差や輝度の情報に基づいて、車両前方の物標を抽出し、抽出された物標の位置を推定する。また、統合制御ＥＣＵ２は、抽出された物標の車両１００に対する相対位置の変化に基づいて、当該物標の相対速度を推定する。統合制御ＥＣＵ２は、パターンマッチングにより、抽出された物標の種類や姿勢等を推定することもできる。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ４０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データおよびミリ波データが取得される。統合制御ＥＣＵ２は、画像情報としての画像データを画像生成手段１０から取得する。また、統合制御ＥＣＵ２は、レーダ情報としてのミリ波データをレーダ９から取得する。ステップＳ４０が実行されると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、統合制御ＥＣＵ２により、相対位置および相対速度が推定される。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、ステップＳ３０と同様にして、画像データに基づいて相対位置および相対速度を推定する。また、統合制御ＥＣＵ２は、レーダ９から取得したレーダ情報に基づいて、車両前方の物標を検出し、検出された物標の車両１００に対する相対位置や相対速度を推定する。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データとミリ波データの比較が実行される。統合制御ＥＣＵ２は、画像データに基づいて認識された物標と、ミリ波データに基づいて認識された物標とを比較して、対応する物標を決定する。画像データに基づいて１つの物標ａが検出されており、ミリ波データに基づいて１つの物標Ａが検出されている場合、物標ａと物標Ａとが関連付けられる。画像データとミリ波データの少なくともいずれか一方において物標が複数検出されている場合、最も一致度の高い物標同士が関連付けられる。例えば、画像データに基づいて物標ａ，ｂ，ｃが検出されており、ミリ波データに基づいて複数の物標Ａ，Ｂ，Ｃが検出されている場合について説明する。この場合、物標Ａ，Ｂ，Ｃのうち、相対位置や相対速度の値が物標ａの相対位置や相対速度の値と最も一致度の高い物標が、物標ａと関連付けられる。物標ｂ，ｃについても、物標Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかと関連付けられる。物標ａの関連付けと、物標ｂ，ｃの関連付けとは、同一回のフローにおいて実行されてもよく、制御フローの実行ごとに各物標ａ，ｂ，ｃの関連付けが順になされてもよい。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、統合制御ＥＣＵ２により、関連付けられた物標同士が同一の物標であるか否かが判定される。物標ａと物標ＡとがステップＳ６０において関連付けられた場合、物標ａについての相対位置および相対速度と、物標Ａについての相対位置および相対速度との一致度が算出される。一致度が所定値以上である場合、物標ａと物標Ａとが同一の物標であると判定される。ステップＳ７０の判定の結果、同一物標であると判定された場合（ステップＳ７０−Ｙ）にはステップＳ８０に進み、そうでない場合（ステップＳ７０−Ｎ）にはステップＳ９０に進む。

ステップＳ８０では、統合制御ＥＣＵ２により、データペアリング処理がなされる。統合制御ＥＣＵ２は、同一物標と判定された物標の組について、データペアリング処理を実行して、当該物標についての情報、例えば車両１００に対する相対位置および相対速度の値や、当該物標の幅、高さなどの値を決定する。ステップＳ８０が実行されると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、統合制御ＥＣＵ２により、制御用データが生成される。統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ８０でデータペアリング処理がなされた場合、データペアリングにより決定された物標の相対位置および相対速度その他の値を車両制御用のデータとする。統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ７０で同一物標でないと判定されてステップＳ９０に進んだ場合、データペアリング処理を実行することなく、当該物標についての相対位置および相対速度を車両制御用のデータとする。この場合、当該物標について、画像情報あるいはレーダ情報のいずれか一方に基づいて相対位置および相対速度が決定されてもよい。例えば、物標までの距離に基づいて、レーダ情報および画像情報のうち、相対的に検出精度が高いと推定される情報のみが用いられてもよい。

統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ１０で肯定判定がなされてステップＳ２０およびステップＳ３０を経由してステップＳ９０に進んだ場合、すなわち一次衝突の発生後は、画像情報に基づいて制御用データを生成する。統合制御ＥＣＵ２は、画像情報に基づく車両前方の物標の相対位置および相対速度等の値を車両制御用のデータとする。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、検出された全ての物標について、制御用データを生成する。ステップＳ９０が実行されると、本制御フローは終了する。

次に、図２を参照して、本実施形態の車両制御装置１１の動作について説明する。図２に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図２に示す制御フローは、図１の制御フローに続けて実行されてもよい。

ステップＳ１１０では、統合制御ＥＣＵ２により、自車前方に存在する衝突対象が判断される。統合制御ＥＣＵ２は、図１に示す制御フローで生成された車両制御用のデータに基づいて、ステップＳ１１０を実行する。統合制御ＥＣＵ２は、制御用データとして生成された各物標について、その物標が衝突対象としての条件を満たすか否かを判定する。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、車両１００に対する物標の相対距離や車両１００から見た物標の方位に基づいて、その物標が衝突対象であるか否かを判定する。この場合、物標の相対距離が所定距離以内であり、かつ物標の方位と車両１００の進行方向を示す方位との差分が所定値以下である場合に、当該物標が衝突対象であると判定することができる。統合制御ＥＣＵ２は、更に、車両１００に対する物標の相対速度に基づいて当該物標が衝突対象であると判定するようにしてもよい。統合制御ＥＣＵ２は、衝突対象としての条件を満たす物標を全て検出する。ステップＳ１１０が実行されると、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、統合制御ＥＣＵ２により、二次衝突回避ブレーキ制御中であるか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突の後の自動ブレーキ制御を実行中である場合、ステップＳ１２０で肯定判定する。ステップＳ１２０の判定の結果、二次衝突回避ブレーキ制御中であると判定された場合（ステップＳ１２０−Ｙ）にはステップＳ１３０に進み、そうでない場合（ステップＳ１２０−Ｎ）にはステップＳ２００に進む。

ステップＳ１３０では、統合制御ＥＣＵ２により、自車進行方向が予測される。統合制御ＥＣＵ２は、現在の自車両の進行方向前方に存在する物標を認識する。ステップＳ１３０が実行されると、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０では、統合制御ＥＣＵ２により、衝突回避が可能であるか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、自動ブレーキ制御によって車両前方の物標との二次衝突が回避可能か否かを判定する。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、ステップＳ１３０で車両前方に存在すると認識された物標について、当該物標の相対位置、相対速度および自動ブレーキ制御によって発生させる制動力に基づいて、当該物標に衝突することなく車両１００を停止させることができる場合にステップＳ１４０で肯定判定する。ステップＳ１４０の判定の結果、前方の物標との衝突回避が可能であると判定された場合（ステップＳ１４０−Ｙ）にはステップＳ１８０に進み、そうでない場合（ステップＳ１４０−Ｎ）にはステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、統合制御ＥＣＵ２により、衝突回避軌跡が推定される。例えば、図５に示すように、前方に他車両２００が検出されており、自動ブレーキ制御だけでは他車両２００との二次衝突が回避できない場合、衝突回避軌跡２２が算出される。車両１００が走行している道路２０上には、車両１００の前方に他車両２００が検出されている。他車両２００は、停車しているか、あるいは車両１００よりも低い速度で同方向に走行している。図５に示されているのは、他車両２００と車両１００との車両間隔が十分でなく、自動ブレーキ制御のみでは他車両２００との衝突が回避できないと判定されている状況である。統合制御ＥＣＵ２は、他車両２００の側方に、車両１００が通過可能なスペース２１が存在する場合、衝突回避軌跡２２を算出する。衝突回避軌跡２２は、他車両２００と接触することなく車両１００を走行させることができると推定される軌跡である。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、将来の各時点での他車両２００の道路２０上における予測位置に基づいて、衝突回避軌跡２２を生成する。ステップＳ１５０が実行されると、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、統合制御ＥＣＵ２により、目標とする操舵トルクが演算される。統合制御ＥＣＵ２は、生成された衝突回避軌跡２２を追従して車両１００を走行させるための目標転舵角を算出し、目標転舵角を実現するための目標操舵トルクを演算する。ステップＳ１６０が実行されると、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０では、統合制御ＥＣＵ２により、制御要求が出力される。統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ１６０で算出された目標操舵トルクをＥＰＳ＿ＥＣＵ５に対する要求値として出力する。ＥＰＳ＿ＥＣＵ５は、ＥＰＳアクチュエータ６を制御して要求された目標操舵トルクを出力させる。ステップＳ１７０が実行されると、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０では、統合制御ＥＣＵ２により、二次衝突回避制御の終了条件が成立したか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、二次衝突回避ブレーキ制御中であり、かつ自動転舵制御の実行中である場合、少なくとも車両１００が停車するまで二次衝突回避ブレーキ制御による制動を終了させない。本実施形態の統合制御ＥＣＵ２は、二次衝突回避ブレーキ制御（自動ブレーキ制御）の開始から所定時間が経過するまでは、ブレーキ解除を禁止し、所定時間が経過すると、ブレーキ解除を許可する。ブレーキ解除が許可された後に車両１００が停車状態であると判定されると、二次衝突回避ブレーキ制御による自動的なブレーキ制御が終了される。なお、二次衝突回避ブレーキ制御の開始から所定時間が経過する前に既に車両１００が停車していた場合には、所定時間の経過後も予め定められた延長時間が経過するまで、ブレーキ解除が許可されない。つまり、二次衝突回避ブレーキ制御の開始から所定時間が経過したときに、まだ車両１００が停車していなければ、その後に車両１００が停車したときにブレーキ解除が許可され、所定時間が経過したときに既に車両１００が停車していれば、その後さらに所定の延長時間が経過した時点でブレーキ解除が許可される。統合制御ＥＣＵ２は、ブレーキ解除が許可されている場合、ステップＳ１８０で肯定判定する。

なお、二次衝突回避ブレーキ制御中であるものの、自動転舵制御の実行中でない場合、例えば、以下の条件１乃至条件３の少なくともいずれか１つが成立する場合にステップＳ１８０で肯定判定されてもよい。ステップＳ１８０の判定の結果、二次衝突回避制御の終了条件が成立したと判定された場合（ステップＳ１８０−Ｙ）にはステップＳ１９０に進み、そうでない場合（ステップＳ１８０−Ｎ）には本制御フローは終了する。
（条件１）自車両の車速が、終了車速設定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以下である。
（条件２）制御継続時間が、制御最大時間以上である。
（条件３）ドライバーがアクセル操作をしている（アクセルオンである）。

ステップＳ１９０では、統合制御ＥＣＵ２により、ブレーキ制御の終了処理および転舵制御の終了処理がなされる。統合制御ＥＣＵ２は、ブレーキＥＣＵ３に対する要求値を二次衝突回避のための自動ブレーキ制御の要求値から、通常の要求値、例えばドライバーによるブレーキ操作量に応じた要求値に切り替える。また、統合制御ＥＣＵ２は、ＥＰＳ＿ＥＣＵ５に対する要求値を二次衝突回避のための自動転舵制御の要求値から、通常の要求値、例えばドライバーによる操舵操作量に応じた要求値に切り替える。ステップＳ１９０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１２０で否定判定がなされてステップＳ２００に進むと、ステップＳ２００では、統合制御ＥＣＵ２により、一次衝突が検知されているか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、エアバッグＥＣＵ７から取得した情報に基づいて、ステップＳ２００の判定を行う。ステップＳ２００の判定の結果、一次衝突が検知されていると判定された場合（ステップＳ２００−Ｙ）にはステップＳ２１０に進み、そうでない場合（ステップＳ２００−Ｎ）には、本制御フローは終了する。

ステップＳ２１０では、統合制御ＥＣＵ２により、二次衝突回避ブレーキ制御が開始される。統合制御ＥＣＵ２は、速やかに車両１００の車速を低減させて停車させるように、各車輪の目標制動量をブレーキＥＣＵ３に対する要求値として出力する。目標制動量は、例えば、予め定められた最大制動量とされる。ブレーキＥＣＵ３は、要求された目標制動量を実現するように、ブレーキアクチュエータ４を制御する。ステップＳ２１０が実行されると、本制御フローは終了する。

本実施形態の車両周辺状況認識装置１によれば、一次衝突によりレーダ９の電波照射方向がずれた場合などに、ずれた電波照射方向で認識した結果に基づく二次衝突被害軽減システムの誤制御を未然に抑制しつつ、一次衝突によりずれにくい車室１０３内の画像生成手段１０により周辺状況の認識を行うので、周辺状況を精度よく認識することができ、二次衝突被害軽減システムの制御を精度よく実行することができる。

なお、ステップＳ１０では、例えば、一次衝突においてエアバッグが作動した場合に限り肯定判定がなされてもよい。すなわち、障害物と衝突した場合であっても、エアバッグが作動しなかった場合には、ステップＳ１０で否定判定がなされるようにしてもよい。

［第２実施形態］
図６を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図６は、第２実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、衝突形態が前突以外である場合には、一次衝突後であってもデータペアリング処理を実行する点である。一次衝突が、障害物と車両１００の前面との衝突、所謂前突である場合、一次衝突によってレーダ９がダメージを受けた可能性が高い。一方、一次衝突の衝突形態が前突以外の形態、例えば後突や側突である場合、一次衝突によってレーダ９がダメージを受けた可能性は、前突の場合に比べて低いと考えられる。このように、衝突形態に応じてデータペアリング処理を実行するか否かが決定されることで、車両前方の認識精度の低下を抑制することが可能となる。

図６を参照して、第２実施形態の車両周辺状況認識装置１の動作について説明する。図６に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。また、車両制御装置１１の動作フロー（図２）は、例えば、図６に示す制御フローに続けて実行される。

ステップＳ３１０では、統合制御ＥＣＵ２により、一次衝突が発生したか否かが判定される。その判定の結果、一次衝突が発生したと判定された場合（ステップＳ３１０−Ｙ）にはステップＳ３２０に進み、そうでない場合（ステップＳ３１０−Ｎ）にはステップＳ３６０に進む。

ステップＳ３２０では、統合制御ＥＣＵ２により、衝突方向の判断がなされる。統合制御ＥＣＵ２は、エアバッグＥＣＵ７から取得した衝突形態信号に基づいて、車両１００に対する障害物の衝突方向を判断する。統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突の衝突形態信号が前面衝突信号である場合、一次衝突が前突であると判断する。一方、統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突の衝突形態信号が前面衝突信号以外である場合、一次衝突が前突でないと判断する。ステップＳ３２０が実行されると、ステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３３０では、統合制御ＥＣＵ２により、一次衝突が前突であるか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ３２０の判断結果に基づいて、ステップＳ３３０の判定を行う。ステップＳ３２０で一次衝突が前突であると判断されていれば、ステップＳ３３０で肯定判定がなされる。ステップＳ３３０の判定の結果、一次衝突が前突であると判定された場合（ステップＳ３３０−Ｙ）にはステップＳ３４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３３０−Ｎ）にはステップＳ３６０に進む。

ステップＳ３４０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データが取得される。ステップＳ３４０が実行されると、ステップＳ３５０に進み、統合制御ＥＣＵ２により、画像データに基づいて相対位置および相対速度が推定される。ステップＳ３５０が実行されると、ステップＳ４１０に進む。

ステップＳ３６０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データおよびミリ波データが取得される。ステップＳ３６０が実行されると、ステップＳ３７０に進み、統合制御ＥＣＵ２により相対位置および相対速度が推定される。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、上記第１実施形態（図１）のステップＳ５０と同様にして、各データに基づく相対位置および相対速度をそれぞれ推定する。ステップＳ３７０が実行されると、ステップＳ３８０に進む。

ステップＳ３８０では、統合制御ＥＣＵ２により、画像データとミリ波データの比較がなされる。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、上記第１実施形態（図１）のステップＳ６０と同様にして、両データを比較して対応する物標同士を関連付ける。ステップＳ３８０が実行されると、ステップＳ３９０に進む。

ステップＳ３９０では、統合制御ＥＣＵ２により、関連付けられた物標同士が同一の物標であるか否かが判定される。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、上記第１実施形態のステップＳ７０と同様にして、ステップＳ３９０の判定を行う。ステップＳ３９０の判定の結果、同一物標であると判定された場合（ステップＳ３９０−Ｙ）にはステップＳ４００に進み、そうでない場合（ステップＳ３９０−Ｎ）には、ステップＳ４１０に進む。

ステップＳ４００では、統合制御ＥＣＵ２により、データペアリング処理がなされる。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、上記第１実施形態のステップＳ８０と同様にして、データペアリング処理を実行する。ステップＳ４００が実行されると、ステップＳ４１０に進む。

ステップＳ４１０では、統合制御ＥＣＵ２により、制御用データが生成される。統合制御ＥＣＵ２は、例えば、上記第１実施形態のステップＳ９０と同様にして、制御用データを生成する。例えば、統合制御ＥＣＵ２は、データペアリング処理がなされた場合、データペアリングにより決定された物標の相対位置および相対速度その他の値を車両制御用のデータとする。また、統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ３９０で同一物標でないと判定されている場合、例えば、画像情報あるいはレーダ情報のいずれか一方から算出された相対位置および相対速度を車両制御用のデータとする。統合制御ＥＣＵ２は、ステップＳ３３０で前突と判定されてステップＳ３４０およびステップＳ３５０を経由してステップＳ４１０に進んだ場合、画像情報に基づく相対位置および相対速度等の値を車両制御用のデータとする。ステップＳ４１０が実行されると、本制御フローは終了する。

以上説明したように、本実施形態の車両周辺状況認識装置１は、検出された衝突が障害物と車両１００の前面との衝突である場合（ステップＳ３３０−Ｙ）に、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。よって、本実施形態によれば、一次衝突後のレーダ９の信頼性を適切に判断してレーダ情報を用いるか否かを切り替えることができ、車両前方の認識精度の低下を抑制することができる。

［第２実施形態の変形例］
第２実施形態の変形例について説明する。図７は、第２実施形態の変形例に係る衝突形態の説明図である。上記第２実施形態では、一次衝突の衝突形態が前突でない場合には、一次衝突後もミリ波データを信用して車両前方の認識がなされた。ここで、側突と称される衝突形態であっても、レーダ９がダメージを受けやすい場合と、そうでない場合とがある。例えば、図７に破線で示す他車両２００の衝突形態は、他車両２００が車両１００に対して側方から衝突する形態のうち、他車両２００が車室１０３に向けて衝突してくる形態である。図７に実線で示す他車両２００の衝突形態は、他車両２００が車両１００の前部１０１に向けて側方から衝突してくる形態である。

他車両２００が車両１００の前部１０１に衝突する場合、側突であってもレーダ９がダメージを受けやすいと考えられる。そこで、統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突が障害物と車両１００の前部１０１との衝突である場合に、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識するようにしてもよい。例えば、障害物が車両１００の前部１０１と衝突した場合には、衝突方向によらず、その後にレーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識するようにしてもよい。

一次衝突が障害物と車両１００の前部１０１との衝突（以下、単に「車両前部との衝突」と称する。）であるかを判定する方法の一例について説明する。統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突が前突である場合、車両前部との衝突であると判定することができる。また、統合制御ＥＣＵ２は、一次衝突が側突であって、かつサイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグが作動しない場合に、車両前部との衝突であると判定するようにしてもよい。サイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグが作動しない場合、障害物がＢピラーから離れた箇所に衝突した可能性が大きく、車両前部との衝突に該当する可能性が高い。

統合制御ＥＣＵ２は、更に、ヨーレートセンサの検出結果に基づいて、一次衝突が車両前部との衝突であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば、一次衝突によって車両１００に一定以上の回転運動が発生した場合に、車両前部との衝突が発生したと判定するようにしてもよい。例えば、図７に示すように、障害物が車両１００に対して進行方向右側から衝突してきた場合に、車両１００が上方からみて反時計回りに回転したとすれば、車両前部との衝突である可能性が高い。あるいは、統合制御ＥＣＵ２は、車両１００の前部１０１に配置されたサテライトセンサ等の衝突検知センサの検出結果に基づいて、車両前部との衝突を判定することも可能である。

［上記各実施形態の変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の変形例について説明する。車両周辺状況認識装置１は、レーダ９あるいは画像生成手段１０の少なくともいずれか一方を含まずに構成されてもよい。例えば、車両周辺状況認識装置１は、レーダ９および画像生成手段１０を含まずに構成され、車両周辺状況認識装置１の外部に存在するレーダ９および画像生成手段１０からレーダ情報および画像情報を取得するものであってもよい。

レーダ９の搭載位置は、上記実施形態で例示したものには限定されない。レーダ９は、例えば、フロントバンパの中央下部やナンバープレートの近傍、フロントバンパの左右端部等に搭載されてもよい。すなわち、レーダ９は、車両前方の状況を検出できるように車両１００の前部１０１に搭載されていればよい。画像生成手段１０は、１つの撮像素子によってステレオ画像を撮像するものであってもよい。また、画像生成手段１０は、ステレオカメラには限定されない。

画像生成手段１０は、所謂カメラに限定されるものではなく、例えば、距離画像センサであってもよい。距離画像センサは、レーザ等により測距を行い、各画素と当該画素について取得した距離データとを関連付けた距離画像データを生成する。距離画像センサは、生成した距離画像データを画像情報として出力する。こうした距離画像センサ等が画像生成手段１０として車室１０３内に配置される場合にも、上記各実施形態の車両周辺状況認識装置および車両制御装置は効果を奏する。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 車両周辺状況認識装置
２ 統合制御ＥＣＵ
３ ブレーキＥＣＵ
４ ブレーキアクチュエータ
５ ＥＰＳ＿ＥＣＵ
６ ＥＰＳアクチュエータ
７ エアバッグＥＣＵ
９ レーダ
１０ 画像生成手段
１１ 車両制御装置
１００ 車両
１０１ 前部
１０３ 車室
２００ 他車両

Claims (5)

1. 車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、
   前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、
   前記レーダ情報および前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、
   前記車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、
   を備え、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する
   ことを特徴とする車両周辺状況認識装置。
2. レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、
   車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段とを備え、
   前記レーダ情報は、前記車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出するレーダから取得され、
   前記画像情報は、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成する画像生成手段から取得され、
   前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する
   ことを特徴とする車両周辺状況認識装置。
3. 更に、前記衝突の状況を検知する衝突状況検知手段を備え、
   前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前部との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する
   請求項１または２に記載の車両周辺状況認識装置。
4. 前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前面との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する
   請求項３に記載の車両周辺状況認識装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両周辺状況認識装置と、
   前記認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて前記車両の運動を制御し、前記衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。

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