JP6180354B2

JP6180354B2 - 衝突判定装置、衝突判定方法及びプログラム

Info

Publication number: JP6180354B2
Application number: JP2014070944A
Authority: JP
Inventors: 高野　岳; 岳高野
Original assignee: Denso IT Laboratory Inc
Current assignee: Denso IT Laboratory Inc
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015191650A

Description

本発明は、車両の衝突判定装置に関し、特に、車両が横滑りなく旋回し、その走行予定経路が円弧となる場合または円弧で近似される場合における衝突判定装置に関するものである。

従来、車両が計画経路上を走行した場合に、経路周辺の障害物と衝突するか否かを判定する技術が開発されている。従来の一般的な衝突予測は、図７に示すように、計画経路に沿って、車両を仮想的に、逐次進行させた各状態において、車両を示す領域内に障害物が含まれる場合に、障害物と衝突すると判定するものである。

なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。

特開平７−１３２７８８号公報

ところが、かかる従来技術では、計画経路が円弧状である場合、図７に示すように車両を仮想的に進行させたケースにおいて、実際には障害物と衝突するにもかかわらず、障害物が車両領域内に含まれず、衝突はないと判定されることになる。このような誤判定を防ぐためには、車両の仮想的な進行の幅を細かくすることが考えられる。しかし、進行幅を細かくするほど、判定回数が増え、計算負荷が増大する。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、計算負荷を増大させることなく、円弧状の計画経路を走行する車両の衝突判定を精度よく行う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。

本発明の衝突判定装置は、車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置であって、車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定する極座標設定部と、前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得する物体検出結果取得部と、前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定する検出点座標決定部と、前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定する車両矩形位置決定部と、各前記検出点を、前記車両矩形位置決定部にて決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点座標決定部にて決定された当該検出点と同じ動径になるように射影する検出点射影部と、前記検出点射影部にて射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行う衝突判定部とを備えた構成を有している。

この構成によれば、物体を示す検出点を車両矩形上の所定辺上に、射影の前後で動径が等しくなるように射影し、検出点の射影前後の偏角差と円弧である車両の走行経路の偏角差に基づいて、検出物体との衝突が判定される。すなわち、この構成では、検出点を仮想的に移動させるので、矩形を円弧に沿って仮想的に移動させる従来技術で生じていた判定漏れを防ぐことができる。したがって、車両を仮想的に漸次進行させて物体との衝突判定を行う従来の手法と比べて、計算負荷を増大させることなく、円弧状の計画経路を走行する車両の衝突判定を精度よく行うことができる。

本発明の衝突判定装置において、前記衝突判定部は、さらに、前記検出点の動径と、当該検出点が射影される前記矩形の辺の両端の動径との差に基づいて衝突判定を行ってよい。

この構成によれば、例えば、矩形の辺の両端の動径と、検出点の動径との比較のみで衝突の可能性がないと判定できる場合には、検出点の射影を行わなくてもよく、これにより、計算負荷をさらに低減させることができる。

本発明の衝突判定装置において、前記検出点射影部は、前記車両の進行方向に応じて、前記車両の前方に対応する前記矩形の前辺または前記車両の後方に対応する前記矩形の後辺に、前記検出点を射影してよい。

車両が前進する場合には、車両矩形の後辺との衝突判定を行う必要はなく、後進する場合には、車両矩形の前辺との衝突判定を行う必要はない。したがって、この構成によれば、不要な衝突判定が行われずに、計算負荷をさらに低減させることができる。

本発明の衝突判定装置において、前記車両矩形位置決定部は、前記矩形を、前記車両の後輪軸中心において、前記前辺を含む第１の矩形と、前記後辺を含む第２の矩形とに分割し、前記検出点射影部は、さらに、前記車両の回転が、時計回りであるか反時計回りであるかに応じて、前記第１の矩形の右辺上または左辺上に各前記検出点を射影してよい。

後辺を含む第２の矩形の左辺または右辺付近に物体が存在する場合、車両矩形の前辺または後辺との衝突判定のみでは判定漏れが生じるおそれがある。その一方、車両矩形の左辺全体または右辺全体について衝突判定を行うと、計算量が増え、また、判定の重複が生じる。したがって、この構成によれば、精度を維持しながら、衝突判定に不要な計算量を低減させることができる。

本発明の衝突判定装置において、前記検出点射影部は、さらに、前記車両の回転が、時計回りであるか反時計回りであるかに応じて、前記第２の矩形の左辺上または右辺上に各前記検出点を射影してよい。

この構成によれば、前辺または後辺ではカバーできない範囲についての衝突判定を行うことができ、また、例えば、第２の矩形の右辺または左辺については衝突判定を行わないこととすることで、精度を維持しながら、衝突判定に不要な計算量を低減させることができる。

本発明の衝突判定方法は、車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置における衝突判定方法であって、車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定するステップと、前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得するステップと、前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定するステップと、前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定するステップと、各前記検出点を、決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点と同じ動径になるように射影するステップと、射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行うステップとを備える。

本発明のプログラムは、車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置のためのプログラムであって、コンピュータに、車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定するステップと、前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得するステップと、前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定するステップと、前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定するステップと、各前記検出点を、決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点と同じ動径になるように射影するステップと、射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行うステップとを実行させる。

本発明の衝突判定装置は、車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置であって、車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定する極座標設定部と、前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得する物体検出結果取得部と、前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定する検出点座標決定部と、前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定する車両矩形位置決定部と、前記検出点を、前記車両矩形位置決定部にて決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点座標決定部にて決定された当該検出点と同じ動径になるように射影する検出点射影部と、前記検出点射影部にて射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行う衝突判定部とを備え、前記車両矩形位置決定部は、前記矩形を、前記車両の後輪軸中心において、前記車両の前方に対応する前記矩形の前辺を含む第１の矩形と、前記車両の後方に対応する前記矩形の後辺を含む第２の矩形とに分割し、上記検出点射影部は、前記車両が前進し反時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の前辺及び左辺と前記第２の矩形の右辺に、前記検出点を射影し、前記車両が前進し時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の前辺及び右辺と前記第２の矩形の左辺に、前記検出点を射影し、前記車両が後進し反時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の左辺と前記第２の矩形の後辺及び右辺に、前記検出点を射影し、前記車両が後進し時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の右辺と前記第２の矩形後辺及び左辺に、前記検出点を射影する。

本発明によれば、矩形を円弧に沿って仮想的に移動させることによる判定漏れを防ぐことができるので、計算負荷を増大させることなく、円弧状の計画経路を走行する車両の衝突判定を精度よく行うことができる。

本発明の実施の形態における衝突判定装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態における車両矩形の例を示す図本実施の形態における車両矩形位置の決定について説明するための図本実施の形態における、車両の進行方向及び回転方向と、検出点を射影する車両矩形の辺との対応関係を示す図本発明の実施の形態における検出点の射影の概念を説明するための図本発明の実施の形態における衝突判定装置の動作フロー図従来技術を説明するための図

以下、本発明の実施の形態の衝突判定装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態の衝突判定装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の衝突判定装置１は、極座標設定部１１と、物体検出結果取得部１２と、検出点座標決定部１３と、車両矩形位置決定部１４と、検出点射影部１５と、衝突判定部１６と、判定結果出力部１７とを備え、経路決定部２０と、センサ２１と、車両寸法情報記憶部２２と、ディスプレイ２３とに接続される。センサ２１は、例えば、レーザレーダやカメラであり、車両周辺に存在する物体を検出し、検出結果を衝突判定装置１に出力する。ディスプレイ２３は、衝突判定装置１の判定結果を表示する。

経路決定部２０は、車両の走行予定経路を決定し、衝突判定装置１に出力する。本発明の実施の形態において、経路決定部２０で決定される走行予定経路は、経路の始点及び終点は、車両の後輪軸の中点を基準として設定される。つまり、走行予定経路は、本実施の形態においては、車両の後輪軸の中点の軌跡である。そして、タイヤの横滑りがないと仮定した場合、ステアリングを切ると、車両は、後輪軸の延長線上の１点を回転中心として、後輪軸中点が円弧を描くように旋回することが知られている（アッカーマンステアリングジオメトリ）。本実施の形態では、車両がかかる旋回をする場合の走行予定経路を想定しており、したがって、経路決定部２０が出力する経路は、円弧状である。

極座標設定部１１は、経路決定部２０から出力された走行予定経路が、原点を中心とする円弧となるように、また、走行予定経路の始点と原点とを結ぶ直線が始線となるように座標系を設定する。具体的には、走行予定経路の始点からの距離と、終点からの距離が等しくなる位置を原点とし、原点と当該始点とを結ぶ直線をθ＝０とする極座標を設定する。物体検出結果取得部１２は、センサ２１の検出結果を取得する。検出点座標決定部１３は、物体検出結果取得部１２にて取得されたセンサ２１の検出結果に基づき、極座標設定部１１にて設定された極座標において、検出物体を示す点、または点群を構成する各点の座標を決定する。

車両矩形位置決定部１４は、車両寸法情報記憶部２２から、車幅データｄ_Late、車長のうち車両前端から後輪軸中心までの長さデータｄ_LongF、車両後端から後輪軸中心までの長さデータｄ_LongBを取得して、前辺及び後辺が車幅に、右辺及び左辺が車長に対応する車両矩形を設定する。車両矩形とは、極座標設定部１１にて設定された極座標において車両を示す矩形を意味する。なお、車幅を後輪軸中心で二分したとき、左右の車幅は同じでなくてよい。

図２は、本実施の形態において、車両矩形位置決定部１４が設定する車両矩形の例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態においては、車両矩形は、後輪軸の中心から前側の矩形と、後側の矩形の２つの矩形に分割される。以下では、前側の矩形を前矩形、後側の矩形を後矩形と呼び、これらの矩形を全体として１つの矩形とみる場合には、車両矩形と呼ぶ。また、車両の前端に対応する、前矩形の前辺をＬ_SFF、前矩形の右辺をＬ_SFR、前矩形の左辺をＬ_SFLと呼び、車体の後端に対応する、後矩形の後辺をＬ_SBB、後矩形の右辺をＬ_SBR、後矩形の左辺を、Ｌ_SBLと呼ぶ。さらに、車両矩形の前辺の左端点をＰ_SFL、右端点をＰ_SFR、車両矩形の後辺の左端点をＰ_SBL、右端点をＰ_SBRと呼び、車両の後輪軸の中点をＰ_sと呼ぶ。なお、前矩形の後辺の左端点は、後矩形の前辺の左端点でもあり、また、前矩形の後辺の右端点は、後矩形の前辺の右端点でもある。これらの点を、それぞれ、Ｐ_SML、Ｐ_SMRと呼ぶ。なお、通常、車両は、フロントオーバーハングとホイールベースを足した長さの方が、リアオーバーハングの長さよりも長くなるから、本実施の形態においても、前矩形の左右辺の方が、後矩形の左右辺よりも長くなる。

車両矩形位置決定部１４は、走行予定経路の始点に車両が位置する場合の、極座標設定部１１にて設定された座標における車両矩形の４端点の座標を決定する。図３は、車両矩形位置決定部１４にて決定された、走行予定経路の始点における車両矩形の例を示す図である。上述のように、本実施の形態においては、経路決定部２０から出力される走行予定経路は、車両の後輪軸の中点の軌跡である。したがって、走行予定経路の始点に位置する車両を極座標において示す場合、走行予定経路の始点と車両矩形の後輪軸の中点Ｐ_sが重なるように、車両矩形の各端点の座標が決定される。図３の例では、走行予定経路の始点の座標が（ｒ_s、０）であり、これにＰ_sを一致させると、Ｐ_SFLの座標が（ｒ_SFL、θ_SFL）、Ｐ_SFRの座標が（ｒ_SFR、θ_SFR）、Ｐ_SMLの座標が（ｒ_SML、０）、Ｐ_SMRの座標が（ｒ_SMR、０）、Ｐ_SBLの座標が（ｒ_SBL、θ_SBL）、Ｐ_SBRの座標が（ｒ_SBR、θ_SBR）と、それぞれ決まる。

検出点射影部１５は、物体の検出結果を示す検出点を、車両矩形位置決定部１４にて決定された位置における車両矩形の少なくともいずれか１つの辺に射影し、当該射影点の座標を算出する。検出点射影部１５は、検出点座標決定部１３にて決定された検出点のｒ座標を変えないように検出点を射影する。検出点が射影される車両矩形の辺は、車両の進行方向及び回転方向に応じて決定される。

図４は、車両の進行方向及び回転方向と、検出点を射影する車両矩形の辺との対応関係を示す図である。図４に示すように、本実施の形態においては、車両が前進し、反時計回りに回転する場合には、前矩形の前辺Ｌ_SFF及び左辺Ｌ_SFLと、後矩形の右辺Ｌ_SBRの３辺に検出点を射影する。また、車両が前進し、時計回りに回転する場合には、前矩形の前辺Ｌ_SFF及び右辺Ｌ_SFRと、後矩形の左辺Ｌ_SBLに検出点を射影する。一方、車両が後進し、反時計回りに回転する場合には、前矩形の左辺Ｌ_SFLと後矩形の後辺Ｌ_SBB及び右辺Ｌ_SBRに検出点を射影する。また、車両が後進し、時計回りに回転する場合には、前矩形の右辺Ｌ_SFRと後矩形の後辺Ｌ_SBB及び左辺Ｌ_SBLに検出点を射影する。

図５は、車両が前進し、反時計回りに回転する場合における、検出点の射影の概念を説明するための図である。検出点座標決定部１３にて、車両周辺の障害物の座標が、（ｒ_obs、θ_obs）と決定されたとすると、検出点射影部１５は、Ｌ_SFF、Ｌ_SFL、Ｌ_SBRに、当該検出点を、原点からの距離ｒ_obsを変えずに射影し、各射影点の偏角を求める。図５から分かるように、前矩形の前辺Ｌ_SFFへの射影点の偏角ｄｔ_{M_L_SFF}は、ａｓｉｎ（ｄ_LongF／ｒ_obs）により求めることができる。前矩形の左辺Ｌ_SFL及び後矩形の右辺Ｌ_SBRへの射影点の偏角ｄｔ_{M_L_SFL}、ｄｔ_{M_L_SBR}も同様にして、それぞれ、ａｃｏｓ（ｒ_SML／ｒ_obs）、−ａｃｏｓ（ｒ_SMR／ｒ_obs）により求めることができる。

衝突判定部１６は、検出点射影部１５により検出点が射影される３辺のそれぞれについて、検出物体との衝突の有無を判定する。衝突判定部１６は、まず、検出点座標決定部１３にて決定された検出点のｒ座標と、各辺の両端点のｒ座標とを比較し、検出点のｒ座標が、両端点の間に含まれない場合には、当該辺との衝突はないと判定する。図５の例で、前矩形の前辺Ｌ_SFFとの衝突を判定するとき、ｒ_obs＜ｒ_SFLまたはｒ_obs＞ｒ_SFRであるときは、予定経路上を走行する車両は、偏角の移動量によらず、Ｌ_SFFと検出点とが交わることはないから、Ｌ_SFFとの衝突はないと判定される。衝突判定部１６は、検出点を射影した残り２つの辺との衝突判定を同様に行う。

衝突判定部１６は、検出点のｒ座標と、各辺の両端点のｒ座標との比較から、検出物体と衝突の可能性があると判定された辺について、さらに、検出点射影部１５にて算出された、各射影点の偏角と、射影前の偏角との差を算出する。そして、走行予定経路の始点と終点との偏角差と比較して、センサ２１にて検出された物体との衝突を判定する。

図５において、後輪軸の中点Ｐ_sが走行予定経路上をＰ_s´までｄｔ_M移動すれば、前矩形の前辺上の各点も、ｄｔ_Mだけ円弧上を移動することになる。したがって、射影点から円弧上をｄｔ_Mだけ移動した点に検出点が存在すれば、車両はちょうど当該検出点の位置において接触（衝突）することになる。そして、もし、検出点が射影点からｄｔ_Mよりも大きい偏角を持つ位置に存在すれば、走行予定経路の終点まで、車両は当該検出物体と衝突することはなく、反対に、検出点が射影点からｄｔ_Mよりも小さい偏角を持つ位置に存在すれば、走行予定経路の途中で車両は当該検出物体と衝突することになる。衝突判定部１６が、走行予定経路の偏角差を閾値として、射影点と射影前の検出点の偏角差に基づいて衝突判定を行うのはこのためである。図５の例では、ｒ_SFL≦ｒ_obs≦ｒ_SFRであって、前矩形の前辺Ｌ_SFFへの射影点の偏角ｄｔ_{M_L_SFF}と検出点の偏角θ_obsとの差が、走行予定経路の始点と終点の偏角差ｄｔ_M以下である場合に、前矩形の前辺と衝突すると判定される。従来技術が、仮想的に車両を漸次進行させて、検出物体との衝突判定を行うのに対し、本実施の形態では、このように、検出物体を仮想的に移動させた場合の移動量（偏角量）に基づいて、衝突判定を行うものである。したがって、検出点の射影も、車両の回転中心である極座標原点を中心として行われなければならない。

衝突判定部１６は、他の辺についても、検出点のｒ座標と、各辺の両端点のｒ座標との比較から、検出物体と衝突の可能性があると判定された辺について、同様に偏角差に基づく衝突判定を行う。そして、いずれか１つの辺との衝突があると判定された場合には、車両が検出物体と衝突すると判定し、判定結果を判定結果出力部１７に出力する。

衝突判定部１６は、また、衝突までの移動量を算出し、判定結果出力部１７に出力する。衝突までの移動量は、射影前後の検出点の偏角差（図５の例ではθ_obs−ｄｔ_{M_L_SFF}）に走行予定経路の半径（図５の例ではｒ_s）を乗じた値である。判定結果出力部１７は、衝突判定部１６にて、車両と検出物体が衝突すると判定された場合、衝突までの移動量と所定の警告メッセージをディスプレイ２２に表示させる。

ここで、車両矩形を２つに分けずに、車両が前進反時計回りする場合に、車両矩形左辺との衝突判定を考える。上述のように、通常の車両及び本実施の形態が想定する車両矩形では、前矩形の左辺の方が後矩形の左辺よりも長くなるため、また、左辺上でｒ座標はＰ_SMLにおいて最小となるため、車両矩形のＬ_SBL対応部分に検出点が射影されるのであれば、Ｌ_SFL対応部分にも検出点が射影されることになる。言い換えれば、車両矩形のＬ_SBL対応部分で物体と衝突するなら、それより先にＬ_SFL対応部分で物体と衝突することになる。他方で、Ｌ_SFL対応部分において衝突すると判定される場合に、必ずしもＬ_SBL部分に検出点が射影されるとは限らない。すなわち、車両が前進反時計回りする場合、車両矩形の左辺との衝突の判定については、車両矩形のＬ_SBL対応部分は冗長である。そこで、本実施の形態では、車両矩形を２つに分けることにより、衝突判定に不要な計算を省いている。同様に、車両が前進し、反時計回りに回転する場合、前矩形の右辺との衝突判定は行わない。これは、もし、前矩形の右辺に衝突するなら、それより先に前矩形の前辺または左辺に衝突するため、重ねて判定を行う必要がないからである。一方、例えば、物体が後矩形の右辺の真横付近に存在する場合、前矩形の前辺とは衝突しなくても、後矩形の右辺と衝突する可能性がある。そこで、本実施の形態では、後矩形の右辺との衝突判定を行っている。このように、本実施の形態では、車両矩形を２つに分けて、車両の進行方向及び回転方向に応じて、判定辺を決定することにより、精度を維持したまま、計算量をさらに低減させている。なお、図４に示す他の３つのパターンについても、同様に説明することができる。

次に、本実施の形態の衝突判定装置１の動作フローについて、図６を参照しながら説明する。まず、衝突判定装置１は、車両の走行予定経路を取得すると、極座標を設定する（ステップＳ１）。そして、センサから車両周辺の物体検出結果を取得すると、衝突判定装置１は、検出点座標を決定する（ステップＳ２）。また、衝突判定装置１は、車両寸法情報に基づいて、走行予定経路の始点に位置する車両を示す車両矩形の座標を決定する（ステップＳ３）。

次に、衝突判定装置１は、検出点が、ステップＳ３にて決定された位置における車両矩形の内部に含まれるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４においては、例えば、車両矩形の４辺に対し、検出点との外積が全て同一符号であれば車両矩形の内部にあると判定される。検出点が始点位置における車両矩形の内部にあると判定される（ステップＳ４にてＹｅｓ）ことは、車両の走行前から物体に衝突しているか、または衝突する可能性のある状態であることを意味するため、この場合、ステップＳ５からＳ７の判定は行われず、ステップＳ８にて警告メッセージが表示される。

一方、検出点が始点位置における車両矩形の外部であると判定された場合（ステップＳ４にてＮｏ）、衝突判定装置１は、車両の進行方向及び回転方向に応じて決定される３つの判定辺（図４参照）について、第１の判定辺、第２の判定辺、第３の判定辺について、順次、衝突判定を行う（ステップＳ５からステップＳ７）。なお、車両が前進反時計回りの場合、第１の判定辺は前矩形左辺、第２の判定辺は前矩形前辺、第３の判定辺は後矩形右辺である。また、車両が前進時計回りの場合には、第１の判定辺は前矩形右辺、第２の判定辺は前矩形前辺、第３の判定辺は後矩形左辺となる。また、車両が後進反時計回りの場合には、第１の判定辺は後矩形右辺、第２の判定辺は後矩形後辺、第３の判定辺は、前矩形左辺となる。また、車両が後進時計回りの場合には、第１の判定辺は、後矩形左辺、第２の判定辺は、後矩形後辺、第３の判定辺は、前矩形右辺となる。

ステップＳ５からステップＳ７において、衝突判定装置１は、各判定辺について、各判定辺の両端点と検出点の動径を比較した後、検出点の動径が各判定辺の両端に一致するか、またはその間に含まれる場合に、偏角差に基づく衝突判定を行い、０［ラジアン］と走行予定経路の偏角差を両端とする閉区間内に、射影前後の検出点の偏角差が含まれる場合に、当該判定辺と衝突すると判定する。本実施の形態では、走行予定経路の始点の偏角は０［ラジアン］であるため、走行予定経路の終点の偏角と、射影前後の検出点の偏角差を比較すれば足りる。より具体的には、車両の回転方向が反時計回りである場合、偏角θを０≦θ＜２πの範囲で表し、車両の回転方向が時計回りである場合に、偏角θを−２π＜θ≦０の範囲で表すと、衝突判定装置１は、車両の回転方向が反時計回りである場合、射影前後の検出点の偏角差が０［ラジアン］以上であり、かつ、走行予定経路の偏角差以下であれば、衝突と判定する。また、車両の回転方向が時計回りである場合、射影前後の検出点の偏角差が走行予定経路の偏角差以上０［ラジアン］以下であれば、衝突と判定する。そして、第１から３の判定辺のいずれかについて衝突と判定された場合（ステップＳ４からステップＳ７にてＹｅｓ）には、衝突判定装置１は、衝突ありと判定し、警告メッセージを表示する（ステップＳ８）。

以上、説明したように、本実施の形態の衝突判定装置によれば、物体を示す検出点を車両の進行方向及び回転方向に応じて、車両矩形上の所定辺上に、射影の前後でｒ座標が等しくなるように射影し、検出点の射影前後の偏角差と円弧である車両の走行経路の偏角差に基づいて、検出物体との衝突が判定される。したがって、車両を仮想的に漸次進行させて物体との衝突判定を行う従来の手法と比べて、計算負荷を増大させることなく、円弧状の計画経路を走行する車両の衝突判定を精度よく行うことができる。

なお、上記の実施の形態においては、車両が前進し、反時計回りに回転する場合を例に挙げて説明したが、図４に示す他の３つのケースについても、同様に衝突判定が行われる。具体的には、前進時計回りの場合、上記の実施の形態と同じ記号を用いると、前矩形前辺、前矩形右辺、後矩形左辺への射影点の偏角は、それぞれ、−ａｓｉｎ（ｄ_LongF／ｒ_obs）、−ａｃｏｓ（ｒ_SMR／ｒ_obs）、−ａｃｏｓ（ｒ_SML／ｒ_obs）と求めることができる。また、後進反時計回りの場合、後矩形右辺、後矩形後辺、前矩形左辺への射影点の偏角は、それぞれ、ａｃｏｓ（ｒ_SMR／ｒ_obs）、ａｓｉｎ（ｄ_LongB／ｒ_obs）、−ａｃｏｓ（ｒ_SML／ｒ_obs）と求めることができる。また、後進時計回りの場合、後矩形左辺、後矩形後辺、前矩形右辺への射影点の偏角は、それぞれ、−ａｃｏｓ（ｒ_SML／ｒ_obs）、−ａｓｉｎ（ｄ_LongB／ｒ_obs）、ａｃｏｓ（ｒ_SMR／ｒ_obs）と求めることができる。

また、上記の実施の形態では、車両矩形を前矩形と後矩形の２つに分けて設定したが、１つの車両矩形を設定してもよい。さらに、上記の実施の形態では、走行予定経路の始点の偏角が０となるように極座標を設定したが、走行予定経路の始点の偏角は、これ以外の値であってもよい。

また、上記の実施の形態において、衝突判定装置がディスプレイに接続される場合について説明したが、ブザー、自動操舵装置、自動ブレーキ等、他のデバイスに接続されてもよい。

また、上記の実施の形態では、経路決定部にて決定された車両の走行予定経路が、もともと円弧である場合について説明したが、車両の走行予定経路は、例えば、２次曲線等であってよく、それを１以上の円弧に近似した上で、衝突判定を行ってもよい。

本発明は、計算負荷を増大させることなく、円弧状の計画経路を走行する車両の衝突判定を精度よく行うことができるという効果を有し、衝突判定装置等として有用である。

１衝突判定装置
１１極座標設定部
１２物体検出結果取得部
１３検出点座標決定部
１４車両矩形位置決定部
１５検出点射影部
１６衝突判定部
１７判定結果出力部
２０走行経路決定部
２１センサ
２２車両寸法情報記憶部
２３ディスプレイ

Claims

車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置であって、
車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定する極座標設定部と、
前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得する物体検出結果取得部と、
前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定する検出点座標決定部と、
前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定する車両矩形位置決定部と、
前記検出点を、前記車両矩形位置決定部にて決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点座標決定部にて決定された当該検出点と同じ動径になるように射影する検出点射影部と、
前記検出点射影部にて射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行う衝突判定部と
を備えた衝突判定装置。
前記衝突判定部は、さらに、前記検出点の動径と、当該検出点が射影される前記矩形の辺の両端の動径との差に基づいて衝突判定を行う、請求項１に記載の衝突判定装置。
前記検出点射影部は、前記車両の進行方向に応じて、前記車両の前方に対応する前記矩形の前辺または前記車両の後方に対応する前記矩形の後辺に、前記検出点を射影する請求項１または２に記載の衝突判定装置。
前記車両矩形位置決定部は、前記矩形を、前記車両の後輪軸中心において、前記前辺を含む第１の矩形と、前記後辺を含む第２の矩形とに分割し、
前記検出点射影部は、さらに、前記車両の回転が、時計回りであるか反時計回りであるかに応じて、前記第１の矩形の右辺上または左辺上に前記検出点を射影する請求項３に記載の衝突判定装置。
前記検出点射影部は、さらに、前記車両の回転が、時計回りであるか反時計回りであるかに応じて、前記第２の矩形の左辺上または右辺上に前記検出点を射影する請求項４に記載の衝突判定装置。
車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置における衝突判定方法であって、
車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定するステップと、
前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得するステップと、
前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定するステップと、
前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定するステップと、
前記検出点を、決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点と同じ動径になるように射影するステップと、
射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行うステップと
を備えた衝突判定方法。
車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置のためのプログラムであって、
コンピュータに、
車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定するステップと、
前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得するステップと、
前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定するステップと、
前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定するステップと、
前記検出点を、決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点と同じ動径になるように射影するステップと、
射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行うステップと
を実行させるプログラム。
車両が横滑りせずに旋回する場合における衝突判定装置であって、
車両の走行予定経路に基づいて、前記車両の後輪軸中点の円弧軌道の中心点を原点とする極座標を設定する極座標設定部と、
前記車両周辺の物体を検出する所定のセンサからの検出結果を取得する物体検出結果取得部と、
前記物体の検出結果を示す１以上の検出点の、前記極座標における座標を決定する検出点座標決定部と、
前記極座標において、前記走行予定経路の始点に位置する車両を示す矩形の位置を、前記車両の車幅データ、車長データ及び車長方向における後輪軸中心位置データを含む車両情報に基づいて決定する車両矩形位置決定部と、
前記検出点を、前記車両矩形位置決定部にて決定された位置における車両を示す矩形の、少なくともいずれか１つの辺に、前記検出点座標決定部にて決定された当該検出点と同じ動径になるように射影する検出点射影部と、
前記検出点射影部にて射影される前の検出点と射影された後の検出点との偏角差及び前記円弧軌道の始点と終点との偏角差に基づいて、前記物体との衝突判定を行う衝突判定部と
を備え、
前記車両矩形位置決定部は、前記矩形を、前記車両の後輪軸中心において、前記車両の前方に対応する前記矩形の前辺を含む第１の矩形と、前記車両の後方に対応する前記矩形の後辺を含む第２の矩形とに分割し、
上記検出点射影部は、前記車両が前進し反時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の前辺及び左辺と前記第２の矩形の右辺に、前記検出点を射影し、前記車両が前進し時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の前辺及び右辺と前記第２の矩形の左辺に、前記検出点を射影し、前記車両が後進し反時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の左辺と前記第２の矩形の後辺及び右辺に、前記検出点を射影し、前記車両が後進し時計回りに回転する場合に、前記第１の矩形の右辺と前記第２の矩形後辺及び左辺に、前記検出点を射影する衝突判定装置。