JP6254866B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像した画像から歩行者らしい物体の飛び出しを推定し、ブレーキ制御する飛び出し歩行者向けの車両制御装置に関する。

従来、自車両の前方に位置する車両等の特定物を検出し、先行車両との衝突を回避したり（衝突回避制御）、先行車両との車間距離を安全な距離に保つように制御する（クルーズコントロール）技術が知られている。このような自車両の前方監視技術により、先行車両のみならず、歩行者との接触事故の回避や軽減にも効果が期待されている。

例えば、カーナビゲーション装置からの情報などによって、周辺環境が危険性を有するか否かを判定し、危険性を有する場合にブレーキ圧を高めるプレチャージを行う制御装置の構成が公開されている（例えば、特許文献１）。また、エンジンブレーキが作用しているときに限って微小ブレーキ予圧を発生させることで、ブレーキ予圧による違和感を抑える技術が提案されている（例えば、特許文献２）。

また、搭載した撮像装置による画像を微分処理して水平、垂直の輪郭線を強調した上で離散的余弦変換を行い、飛び出してきた歩行者が存在する可能性を検出し、さらに、飛び出してきた歩行者が存在する可能性を検出すると、緊急ブレードモードに入りブレーキ圧を高める技術が公開されている（例えば、特許文献３）。これによって運転者がブレーキを踏むと高い制動力が得られるため、車両をすばやく止めることができる。

特開２００５−２９７９４５号公報 特開２００１−２３３１８９号公報 特開２００１−２２９３８号公報

上述した特許文献３の技術では、飛び出してきた歩行者を検出したときに、単にブレーキ圧を高める、所謂ブレーキアシストのため、飛び出してきた歩行者に対して迅速にブレーキを効かせることができなかった。

また、上述した特許文献1のようなプレチャージ技術は公知であるが、飛び出してきた歩行者に対してプレチャージ技術を適用することは想定されていない。そのため、飛び出してきた歩行者に対応するためのプレチャージを、適切なタイミングで遂行することができる車両制御装置の開発が希求されている。

本発明は、このような課題に鑑み、飛び出し歩行者に対応して迅速にプレチャージを遂行することが可能な、車両制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、車両に搭載され、車両を制御する車両制御装置であって、検出領域を撮像した画像における複数の対象部位の実空間における３次元位置を導出する３次元位置導出部と、３次元位置の差分が所定範囲内にある対象部位同士をグループ化して対象物を特定する対象物特定部と、対象物の位置に関する位置情報に基づく位置ポイントを導出する位置ポイント導出部と、対象物の外観に関する外観情報に基づく外観ポイントを導出する外観ポイント導出部と、少なくとも位置ポイントと外観ポイントとの和に基づいて導出された歩行者ポイントが予め定められた第１閾値以上である場合、対象物を歩行者の可能性がある推定歩行者と特定する推定歩行者特定部と、歩行者ポイントが第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合、対象物を歩行者と特定する歩行者特定部と、対象物が歩行者と特定されると、車両のブレーキ圧を高め、摩擦力によってブレーキの制動力を発生させる摩擦部材と被摩擦部材を当接させて車両にブレーキをかけるブレーキ制御部と、を備え、ブレーキ制御部は、対象物が推定歩行者と特定されると、車両のブレーキ圧を高め、車両に搭載された、摩擦部材と被摩擦部材との間の無効ストロークを減少もしくはキャンセルさせることを特徴とする。
歩行者特定部は、歩行者ポイントが第１閾値よりも大きく、位置ポイントの上限値よりも大きい第２閾値以上である場合、対象物を歩行者と特定してもよい。

本発明によれば、飛び出し歩行者に対応して迅速にプレチャージを遂行することが可能となる。

環境認識システムの接続関係を示したブロック図である。 車両制御装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 輝度画像と距離画像を説明するための説明図である。 位置情報とフレーム位置ポイントとの関係を説明するための説明図である。 外観情報とフレーム外観ポイントとの関係を説明するための説明図である。 ブレーキ制御の全体的な処理の流れを示したフローチャートである。 歩行者ポイント生成処理の流れを示したフローチャートである。 歩行者判定処理および推定歩行者判定処理の流れを示したフローチャートである。 駆動制御処理の流れを示したフローチャートである。 歩行者ポイントの生成例を示した説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

近年では、車両に搭載した車載カメラによって自車両の前方の道路環境を撮像し、画像内における色情報や位置情報に基づいて先行車両等の対象物を特定し、特定された対象物との衝突を回避したり、先行車両との車間距離を安全な距離に保つ（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）、所謂衝突防止機能を搭載した車両が普及しつつある。かかる衝突防止機能では、自車両前方の様々な障害物を特定し、それが静止している対象物であるか、それとも移動を伴った対象物であるかに応じて適切に回避制御を行っている。移動を伴う対象物としては、主として車両や歩行者が想定されるが、特に、歩行者は検出領域に様々な方向から突然出現する可能性があり、また、その絶対的な大きさも車両と比較して小さいので、特定が困難、または、特定に時間を要するという問題があった。

例えば、対象物の外観とパターンマッチングを行うことで対象物を歩行者と特定する技術を用いることができたとしても、歩行者であるとの誤認識による車両の誤動作を回避すべく、複数のフレームに亘って外観がマッチングしたことをもって歩行者と特定しなければならない。したがって、歩行者の特定には長時間が費やされることになる。そこで、本実施形態では、対象物の外観に関する外観情報のみならず、その位置に関する位置情報にも着目し、早期に歩行者らしさを判定することで、飛び出し歩行者に対応して迅速にプレチャージを遂行することを目的としている。以下、このような目的を達成するための環境認識システムを説明し、その具体的な構成要素である車両制御装置を詳述する。

（環境認識システム１００）
図１は、環境認識システム１００の接続関係を示したブロック図である。環境認識システム１００は、車両１内に設けられた、撮像装置１１０と、車両制御装置１２０（ＥＣＵ：Engine Control Unit）とを含んで構成される。

撮像装置１１０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、車両１の前方に相当する環境を撮像し、３つの色相（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））からなるカラー画像やモノクロ画像を生成することができる。ここでは、撮像装置１１０で撮像されたカラー画像を輝度画像として採用し、後述する距離画像と区別する。

また、撮像装置１１０は、車両１の進行方向側において２つの撮像装置１１０それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置１１０は、車両１の前方の検出領域に存在する対象物を撮像した画像データを、例えば１／６０秒のフレーム毎（６０ｆｐｓ）に連続して生成する。ここで、認識する対象物は、車両、歩行者、信号機、道路（進行路）、ガードレール、建物といった独立して存在する立体物のみならず、テールランプやウィンカー、信号機の各点灯部分等、立体物の一部として特定できる物も含む。以下の実施形態における各機能部は、このような画像データの更新を契機としてフレーム毎に各処理を遂行する。

車両制御装置１２０は、２つの撮像装置１１０それぞれから画像データを取得し、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出し、導出された視差情報（後述する奥行距離に相当）を画像データに対応付けて距離画像を生成する。輝度画像および距離画像については後ほど詳述する。また、車両制御装置１２０は、輝度画像に基づく輝度、および、距離画像に基づく車両１との奥行距離を用いて車両１前方の検出領域における対象物がいずれの特定物に対応するかを特定する。

車両制御装置１２０は、特定物を特定すると、その特定物（例えば、先行車両）を追跡しつつ、特定物の相対速度等を導出し、特定物と車両１とが衝突する可能性が高いか否かの判定を行う。ここで、衝突の可能性が高いと判定した場合、車両制御装置１２０は、その旨、運転者の前方に設置されたディスプレイ１２２を通じて運転者に警告表示（報知）を行うとともに、車両制御装置１２０に対して、その旨を示す情報を出力する。

また、車両制御装置１２０は、ステアリングホイール１３２、アクセルペダル１３４、ブレーキペダル１３６を通じて運転者の操作入力を受け付け、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６に伝達することで車両１を制御する。

以下、車両制御装置１２０の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な、対象物を歩行者と特定する手順について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。

（車両制御装置１２０）
図２は、車両制御装置１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、車両制御装置１２０は、Ｉ／Ｆ部１５０と、データ保持部１５２と、中央制御部１５４とを含んで構成される。

Ｉ／Ｆ部１５０は、撮像装置１１０や車両制御装置１２０との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部１５２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持し、また、撮像装置１１０から受信した画像データを一時的に保持する。

中央制御部１５４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス１５６を通じて、Ｉ／Ｆ部１５０、データ保持部１５２等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部１５４は、画像処理部１６０、３次元位置導出部１６２、対象物特定部１６４、位置ポイント導出部１６６、外観ポイント導出部１６８、ポイント生成部１７０、歩行者特定部１７２、推定歩行者特定部１７４、車両制御部１７６としても機能する。また、車両制御部１７６は、車両１のブレーキ圧を変化させ、車両１に搭載された、ブレーキパッドおよびブレーキロータの隙間を調整するブレーキ制御部としても機能する。以下、このような機能部について大凡の目的を踏まえ、画像処理、対象物特定処理、歩行者判定処理といった順に詳細な動作を説明する。

（画像処理）
画像処理部１６０は、２つの撮像装置１１０それぞれから画像データを取得し、一方の画像データから任意に抽出したブロック（例えば水平４画素×垂直４画素の配列）に対応するブロックを他方の画像データから検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は画面横方向を示し、「垂直」は画面縦方向を示す。

このパターンマッチングとしては、２つの画像データ間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度（Ｙ色差信号）を比較することが考えられる。例えば、輝度の差分をとるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、差分を２乗して用いるＳＳＤ（Sum of Squared intensity Difference）や、各画素の輝度から平均値を引いた分散値の類似度をとるＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）等の手法がある。画像処理部１６０は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域（例えば水平６００画素×垂直１８０画素）に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平４画素×垂直４画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。

ただし、画像処理部１６０では、検出分解能単位であるブロック毎に視差を導出することはできるが、そのブロックがどのような対象物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、対象物単位ではなく、検出領域における検出分解能単位（例えばブロック単位）で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報（後述する奥行距離に相当）を画像データに対応付けた画像を距離画像という。

図３は、輝度画像２１０と距離画像２１２を説明するための説明図である。例えば、２つの撮像装置１１０を通じ、検出領域２１４について図３（ａ）のような輝度画像（画像データ）２１０が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、撮像装置１１０それぞれが生成した２つの輝度画像２１０の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部１６０は、このような輝度画像２１０からブロック毎の視差を求め、図３（ｂ）のような距離画像２１２を形成する。距離画像２１２における各ブロックには、そのブロックの視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出されたブロックを黒のドットで表している。

図２に戻って説明すると、３次元位置導出部１６２は、画像処理部１６０で生成された距離画像２１２に基づいて検出領域２１４内のブロック毎の視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび奥行距離を含む実空間における３次元の位置情報に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、対象部位の距離画像２１２における視差からその対象部位の撮像装置１１０に対する奥行距離を導出する方法である。このとき、３次元位置導出部１６２は、対象部位の奥行距離と、対象部位と同奥行距離にある道路表面上の点と対象部位との距離画像２１２上の検出距離とに基づいて、対象部位の道路表面からの高さを導出する。そして、導出された３次元位置情報を改めて距離画像２１２に対応付ける。かかる奥行距離の導出処理や３次元位置の特定処理は、様々な公知技術を適用できるので、ここでは、その説明を省略する。

（対象物特定処理）
対象物特定部１６４は、距離画像２１２に基づく３次元の位置情報を用いて検出領域２１４における対象部位（画素やブロック）同士をグループ化して対象物を特定する。具体的に、対象物特定部１６４は、任意の対象部位を基点として、その対象部位と、水平距離の差分、高さの差分、および、奥行距離の差分が予め定められた所定範囲内にある他の対象部位をグループ化し、その対象部位も一体的な対象物とする。ここで、所定範囲は実空間上の距離で表され、任意の値（例えば、１．０ｍ等）に設定することができる。また、対象物特定部１６４は、グループ化により新たに追加された対象部位に関しても、その対象部位を基点として、水平距離の差分、高さの差分、および、奥行距離の差分が所定範囲内にある他の対象部位をグループ化する。結果的に、距離が所定範囲内であれば、それら全ての対象部位が対象物としてグループ化されることとなる。

（歩行者判定処理）
続いて、対象物の位置や外観に基づいて、その対象物が歩行者であるか否か、および、その対象物が歩行者の可能性がある推定歩行者であるか否かが判定される。

位置ポイント導出部１６６は、対象物の位置に関する位置情報に基づいて位置ポイントを導出する。位置情報としては、例えば、対象物の、車両１の進行路に垂直な方向の車両１端部からの相対的な位置である進行横位置、速度、および、検出領域２１４に入ってからの移動量の累積を示す累積移動量がある。かかる速度および移動量は、対象物の移動方向を考慮しないスカラー量であってもよいし、移動方向を考慮して水平方向等、特定の方向の成分のみを対象としてもよい。そして、位置ポイント導出部１６６は、位置情報に応じたポイントを積算してフレーム単位のフレーム位置ポイントを導出する。

図４は、位置情報とフレーム位置ポイントとの関係を説明するための説明図である。図４（ａ）を参照すると、進行横位置が１ｍ未満の場合３ポイント、１ｍ以上３ｍ未満の場合２ポイント、３ｍ以上５ｍ未満の場合１ポイント、５ｍ以上の場合０ポイントとなる。図４（ｂ）を参照すると、速度が１ｍ／ｓ未満の場合０ポイント、１ｍ／ｓ以上３ｍ／ｓ未満の場合１ポイント、３ｍ／ｓ以上５ｍ／ｓ未満の場合２ポイント、５ｍ／ｓ以上の場合３ポイントとなる。図４（ｃ）を参照すると、累積移動量が０．５ｍ未満の場合０ポイント、０．５ｍ以上１．０ｍ未満の場合１ポイント、１．０ｍ以上１．５ｍ未満の場合２ポイント、１．５ｍ以上の場合３ポイントとなる。

続いて、位置ポイント導出部１６６は、図４（ｄ）に示すように、積算されたフレーム位置ポイント（０〜９ポイント）に対応付けられたポイントを求め、前回のフレームで導出された位置ポイントに加算して、新たな位置ポイントを導出する。したがって、位置ポイントは、フレーム単位で±１ポイントのみ変動することとなる。

また、位置ポイントには上下限値が設けられ、本実施形態においては、例えば、下限値が０ポイント、上限値が５ポイントに設定される。このように、上下限値を設けることで、歩行者を検出していない期間や歩行者を検出している期間が長時間に亘ったとしてもポイントの絶対値が大きくなることがなく、歩行者の検出の有無が切り替わった場合に、迅速かつ的確に、その有無を判定することが可能となる。また、上限値を５ポイントとすることで、歩行者と判定される閾値（第２閾値、本実施形態では２０ポイント）に位置ポイントのみで達成することを回避することができ、外観ポイントが有意な値（所定値以上）の場合にのみ歩行者と特定することが可能となる。かかる上下限値は、任意の値に設定できるのは言うまでもない。

外観ポイント導出部１６８は、対象物の外観に関する外観情報に基づいて外観ポイントを導出する。外観情報としては、例えば、対象物の、地面からの高さ、横に対する縦の割合である縦横比、検出領域２１４に対する位置関係、対象物が大きな物体の一部であるかを示す部分性、人工物らしさを示す人工性、輪郭の歩行者らしさを示す輪郭一致度、および、自動的なブレーキが必要な物体である可能性の高さ（正面にあるものほど、速度を持っているものほど、累積移動量が大きいものほど高い）を示す警戒度がある。そして、外観ポイント導出部１６８は、外観情報に応じたポイントを積算してフレーム単位のフレーム外観ポイントを導出する。

図５は、外観情報とフレーム外観ポイントとの関係を説明するための説明図である。図５（ａ）を参照すると、高さが０．８ｍ未満の場合０ポイント、０．８ｍ以上１．２ｍ未満の場合８ポイント、１．２ｍ以上２．０ｍ未満の場合１０ポイント、２．０ｍ以上２．２ｍ未満の場合５ポイント、２．２ｍ以上の場合０ポイントとなる。図５（ｂ）を参照すると、縦横比が１００％未満の場合０ポイント、１００％以上１５０％未満の場合５ポイント、１５０％以上３００％未満の場合１０ポイント、３００％以上４００％未満の場合８ポイント、４００％以上の場合０ポイントとなる。図５（ｃ）を参照すると、位置関係が検出領域２１４から完全にはみ出している場合０ポイント、はみ出している可能性がある場合５ポイント、検出領域２１４に含まれる場合１０ポイントとなる。

また、図５（ｄ）を参照すると、部分性が確実に大きな物体の一部であると判断できる場合０ポイント、大きな物体の一部である可能性がある場合５ポイント、大きな物体の一部ではないと判断できる場合１０ポイントとなる。図５（ｅ）を参照すると、人工性が人工物であると判断できる場合０ポイント、人工物の可能性がある場合５ポイント、人工物ではないと判断できる場合１０ポイントとなる。また、図示は省略するが、輪郭一致度は、モデルパターンとのマッチングによる相関性に基づいて０〜５０ポイントの間で決定される。

続いて、外観ポイント導出部１６８は、積算されたポイントを合計したフレーム外観ポイント（０〜１００ポイント）に対して、図５（ｆ）に示すように警戒度に応じた係数を乗じる。そして、外観ポイント導出部１６８は、図５（ｇ）に示すように、フレーム外観ポイントに対応付けられたポイントを求め、前回のフレームで導出された外観ポイントに加算して、新たな外観ポイントを導出する。したがって、外観ポイントは、フレーム単位で−４〜＋８の幅で変動することとなる。このようなフレーム外観ポイントや外観ポイント、および、上述したフレーム位置ポイントや位置ポイントの判定に係る数値は任意に設定することができる。

ポイント生成部１７０は、位置ポイント導出部１６６が導出した位置ポイントと、外観ポイント導出部１６８が導出した外観ポイントとを加算して歩行者ポイントを生成する。

歩行者特定部１７２は、ポイント生成部１７０が生成した歩行者ポイントと予め定められた第２閾値（ここでは２０ポイント）とを比較し、歩行者ポイントが第２閾値以上である場合、対象物を歩行者と特定する。このように、外観ポイントのみならず、位置情報に基づいて生成される位置ポイントも導出して歩行者ポイントに加えることで、外観が歩行者と判定される前から、対象物の位置に関して歩行者らしさを判定することができる。したがって、車両１前方に歩行者が存在する場合に、比較的早期に歩行者ポイントを第２閾値に達成させることができ、歩行者を精度よくかつ迅速に検出できる。

歩行者特定部１７２が対象物を歩行者と特定すると、当該対象物の情報が車両制御部１７６に伝達される。車両制御部１７６は、歩行者と特定された対象物への衝突を回避するように、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６を制御する。具体的には、車両制御部１７６は、例えば、車両１のブレーキ圧を高め、ブレーキパッド（摩擦部材）およびブレーキロータ（被摩擦部材）を当接させて車両１にブレーキをかける。

ただし、歩行者特定部１７２は、外観ポイントが有意な値（ここでは１ポイント以上）でなければ、仮に位置ポイントのみによる歩行者ポイントが第２閾値以上であったとしても対象物を歩行者と特定しない。位置ポイントは、あくまで外観ポイントの補助的な役を担い、外観ポイントが有意な値の場合のみ、位置ポイントも参照している。こうして、外観は歩行者と判定できないが、意図せず位置ポイントのみで対象物を歩行者であると誤認識してしまう事態を回避することができる。本実施形態では、位置ポイントに第２閾値未満の上限値を設けることで、位置情報が歩行者と判定されるポイントを示す時間の長短に拘わらず、位置ポイントのみで歩行者ポイントが第２閾値に達することを回避している。

推定歩行者特定部１７４は、ポイント生成部１７０が生成した歩行者ポイントと予め定められた第１閾値（ここでは１０ポイント）とを比較し、歩行者ポイントが第１閾値以上である場合、予め定められた所定の条件を満たすと、対象物を歩行者の可能性がある推定歩行者と特定する。

推定歩行者特定部１７４が対象物を推定歩行者と特定すると、当該対象物の情報が車両制御部１７６に伝達される。車両制御部１７６は、対象物が推定歩行者と特定されると、車両１のブレーキ圧を高め（ブレーキ予圧をかけ）、車両１に搭載された、ブレーキパッド（摩擦部材）およびブレーキロータ（被摩擦部材）との間の無効ストロークを減少もしくはキャンセルさせる。このとき、車両制御部１７６は、ブレーキパッドとブレーキロータの間隔は空けておき、ブレーキパッドとブレーキロータの非接触状態を維持する。

このように、外観ポイントのみならず、位置情報に基づいて生成される位置ポイントも導出して歩行者ポイントに加えることで、推定歩行者特定部１７４は、外観が推定歩行者と判定される前から、対象物の位置に関して歩行者らしさを判定することができる。したがって、車両１前方に歩行者が存在する場合に、比較的早期に歩行者ポイントを第１閾値に達成させることができ、飛び出し歩行者に対応して迅速にプレチャージを遂行する（ブレーキ予圧をかける）ことが可能となる。そして、ブレーキ予圧がかけられることで、ブレーキパッドおよびブレーキロータの隙間が狭められ、ブレーキをかけるときの応答性を向上することが可能となる。

図６は、ブレーキ制御の全体的な処理の流れを示したフローチャートである。かかるブレーキ制御処理は、フレーム毎に、検出領域２１４に含まれるようになった対象物それぞれについて実行される。

図６に示すように、まず、位置ポイント導出部１６６、外観ポイント導出部１６８、ポイント生成部１７０によって、対象物についての歩行者ポイント生成処理が遂行される（Ｓ３００）。そして、歩行者特定部１７２は、対象物の歩行者ポイントが有意な値（例えば、１以上の値）を示しているか否かを判定する（Ｓ３０２）。歩行者ポイントが有意な値を示していなかった場合（Ｓ３０２におけるＮＯ）、駆動制御処理Ｓ３１８に処理を移す。

歩行者ポイントが有意な値を示していると（Ｓ３０２におけるＹＥＳ）、歩行者特定部１７２は、歩行者判定処理を遂行する（Ｓ３０４）。そして、歩行者特定部１７２は、対象物を歩行者として特定すると（Ｓ３０６におけるＹＥＳ）、駆動制御処理Ｓ３１８に処理を移す。

対象物が歩行者と特定されなかった場合（Ｓ３０６におけるＮＯ）、推定歩行者特定部１７４は、推定歩行者判定処理を遂行する（Ｓ３０８）。そして、推定歩行者特定部１７４が対象物を推定歩行者として特定すると（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、駆動制御処理Ｓ３１８に処理を移す。

対象物が推定歩行者と特定されなかった場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、ポイント生成部１７０は、当該対象物が、歩行者や推定歩行者として特定されない未定の状態であることを示すフラグをデータ保持部１５２に記憶する（Ｓ３１２）。そして、ポイント生成部１７０は、対象物が検出領域２１４外に外れたか否かを判定する（Ｓ３１４）。対象物が検出領域２１４外に外れていない場合（Ｓ３１４におけるＮＯ）、駆動制御処理Ｓ３１８に処理を移す。

対象物が検出領域２１４外に外れている場合（Ｓ３１４におけるＹＥＳ）、その対象物についての歩行者ポイントなどの各種ポイントを０にして（Ｓ３１６）、駆動制御処理Ｓ３１８に処理を移す。

そして、車両制御部１７６は、駆動制御処理を遂行し（Ｓ３１８）、当該ブレーキ制御処理を終了する。

図７は、歩行者ポイント生成処理Ｓ３００の流れを示したフローチャートである。位置ポイント導出部１６６は、対象物の高さおよび幅が歩行者として判定できる範囲に含まれるか否か判定する（Ｓ４００）。歩行者として判定できる範囲に含まれない場合（Ｓ４００におけるＮＯ）、歩行者ポイントの生成はできないものとして、当該歩行者ポイント生成処理Ｓ３００を終了する。

歩行者として判定できる範囲に含まれていれば（Ｓ４００におけるＹＥＳ）、位置ポイントを導出する（Ｓ４０２）。かかる位置ポイントの導出処理Ｓ４０２では、位置ポイント導出部１６６が、図４に示した、進行横位置、速度、累積移動量それぞれに対応したポイントを積算してフレーム位置ポイントを導出し、さらに、導出されたフレーム位置ポイントに対応付けられたポイントを求め、前回のフレームで導出された位置ポイントに加算し、新たな位置ポイントを導出している。

続いて、外観ポイント導出部１６８は、対象物の輪郭を把握できるか否か判定する（Ｓ４０４）。対象物の輪郭を把握できない場合（Ｓ４０４におけるＮＯ）、歩行者ポイントの生成はできないものとして、当該歩行者ポイント生成処理Ｓ３００を終了する。

対象物の輪郭を把握できる場合（Ｓ４０４におけるＹＥＳ）、外観ポイントを導出する（Ｓ４０６）。かかる外観ポイントの導出処理Ｓ４０６では、外観ポイント導出部１６８が、図５を用いて説明した、高さ、縦横比、位置関係、部分性、人工性、輪郭一致度、警戒度それぞれに対応したポイントを積算してフレーム外観ポイントを導出し、さらに、導出されたフレーム外観ポイントに対応付けられたポイントを求め、前回のフレームで導出された外観ポイントに加算し、新たな外観ポイントを導出している。

続いて、ポイント生成部１７０は、位置ポイント導出部１６６が導出した位置ポイントと、外観ポイント導出部１６８が導出した外観ポイントとを加算して歩行者ポイントを生成して（Ｓ４０８）、当該歩行者ポイント生成処理Ｓ３００を終了する。

図８は、歩行者判定処理Ｓ３０４および推定歩行者判定処理Ｓ３０８の流れを示したフローチャートであり、図８（ａ）には、歩行者判定処理Ｓ３０４の流れを示し、図８（ｂ）には、推定歩行者判定処理Ｓ３０８の流れを示す。

図８（ａ）に示すように、歩行者特定部１７２は、処理対象の対象物が、前回、歩行者と判定されていたか否かを判定する（Ｓ４１２）。前回、歩行者として判定されていれば（Ｓ４１２におけるＹＥＳ）、歩行者特定部１７２は、歩行者ポイントが第３閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４１４）。ここで、第３閾値は、第２閾値よりも小さく、例えば、１０ポイントとする。

歩行者ポイントが第３閾値未満であると（Ｓ４１４におけるＮＯ）、当該歩行者判定処理Ｓ３０４を終了する。また、歩行者ポイントが第３閾値以上であると（Ｓ４１４におけるＹＥＳ）、フラグ記憶処理Ｓ４１８に処理を移す。

処理対象の対象物が、前回、歩行者として判定されていなければ（Ｓ４１２におけるＮＯ）、歩行者特定部１７２は、歩行者ポイントが第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４１６）。歩行者ポイントが第２閾値未満であれば（Ｓ４１６におけるＮＯ）、当該歩行者判定処理Ｓ３０４を終了する。また、歩行者ポイントが第２閾値以上であれば（Ｓ４１６におけるＹＥＳ）、フラグ記憶処理Ｓ４１８に処理を移す。

そして、歩行者特定部１７２は、対象物が歩行者として特定された状態であることを示すフラグをデータ保持部１５２に記憶して（Ｓ４１８）、当該歩行者判定処理Ｓ３０４を終了する。

上記のように、歩行者判定処理Ｓ３０４においては、前回、歩行者と判定された対象物については、継続的に歩行者と判定され易くなるように、第２閾値よりも小さい値である第３閾値によってヒステリシスを形成し、歩行者ポイントを比較している。そのため、対象物が、フレーム毎に歩行者と判定されたり、歩行者でないと判定されたりするといった、駆動制御が頻繁に変化する事態の発生を抑制することが可能となる。

図８（ｂ）に示すように、推定歩行者特定部１７４は、歩行者ポイントが第１閾値以上であるか否か判定する（Ｓ４２２）。歩行者ポイントが第１閾値未満であれば（Ｓ４２２におけるＮＯ）、当該推定歩行者判定処理Ｓ３０８を終了する。また、歩行者ポイントが第１閾値以上であれば（Ｓ４２２におけるＹＥＳ）、推定歩行者特定部１７４は、対象物が所定の条件を満たすか否かを判定する（Ｓ４２４）。

ここで、所定の条件は、対象物が、車両１の正面において、水平方向に１．８ｍ以内の範囲に位置していること、対象物と車両１の衝突までの推定時間であるＴＴＣ（Time To Collision）が所定値（例えば、２〜３秒）未満であることなどが含まれる。

対象物が所定の条件を満たさない場合（Ｓ４２４におけるＮＯ）、当該推定歩行者判定処理Ｓ３０８を終了する。対象物が所定の条件を満たす場合（Ｓ４２４におけるＹＥＳ）、対象物が推定歩行者として特定された状態であることを示すフラグをデータ保持部１５２に記憶して（Ｓ４２６）、当該推定歩行者判定処理Ｓ３０８を終了する。

図９は、駆動制御処理Ｓ３１８の流れを示したフローチャートである。図９に示すように、車両制御部１７６は、上記のフラグを参照して、対象物が歩行者として特定されているか否かを判定する（Ｓ４３２）。対象物が歩行者として特定されている場合（Ｓ４３２におけるＹＥＳ）、車両制御部１７６は、歩行者と特定された対象物について、位置などの詳細な条件判定を行った後、対象物への衝突を回避するように、操舵機構１４２、駆動機構１４４、制動機構１４６を制御し（Ｓ４３４）、当該駆動制御処理Ｓ３１８を終了する。

対象物が歩行者として特定されていない場合（Ｓ４３２におけるＮＯ）、車両制御部１７６は、上記のフラグを参照して、対象物が推定歩行者として特定されているか否かを判定する（Ｓ４３６）。対象物が推定歩行者として特定されている場合（Ｓ４３６におけるＹＥＳ）、車両制御部１７６は、ブレーキ圧の上昇が完了して、ブレーキ予圧がすでに十分に作用しているか否かを判定する（Ｓ４３８）。

ブレーキ圧の上昇が完了している場合（Ｓ４３８におけるＹＥＳ）、当該駆動制御処理Ｓ３１８を終了する。ブレーキ圧の上昇が完了していない場合（Ｓ４３８におけるＮＯ）、車両制御部１７６は、ブレーキ予圧をかけて、ブレーキパッドおよびブレーキロータの隙間を狭める（Ｓ４４０）。そして、当該駆動制御処理Ｓ３１８を終了する。

対象物が推定歩行者として特定されていない場合（Ｓ４３６におけるＮＯ）、車両制御部１７６は、ブレーキ圧の上昇が行われているか否かを判定する（Ｓ４４２）。ブレーキ圧の上昇が行われていない場合（Ｓ４４２におけるＮＯ）、当該駆動制御処理Ｓ３１８を終了する。ブレーキ圧の上昇が行われている場合（Ｓ４４２におけるＹＥＳ）、ブレーキ圧を予圧がかかっていない初期状態に戻し（Ｓ４４４）、当該駆動制御処理Ｓ３１８を終了する。

図１０は、歩行者ポイントの生成例を示した説明図であり、図１０（ａ）に従来の処理を、図１０（ｂ）に本実施形態の処理を示している。図１０（ａ）、（ｂ）の時点１では、対象物の位置情報としては歩行者として判定できるものの、まだ、外観情報が歩行者として判定できない。したがって、対象物の外観のみによって歩行者か否か判定する従来の処理では、図１０（ａ）の時点１での歩行者ポイントは０ポイントとなる。一方、本実施形態では、位置情報が歩行者として判定できれば、位置ポイントが積算されるので、図１０（ｂ）の時点１においても歩行者ポイントが既に上限値の５ポイントとなっている場合もある。

そして、時点２では、外観ポイントが８ポイントとなり、時点３で外観ポイントが１６ポイントとなる場合、従来の処理では、図１０（ａ）の時点３に示すように、歩行者ポイントが１６ポイントであり、閾値（ここでは２０ポイント）に達していないので、最終的に外観ポイントのみで閾値に達する時点４において、車両１の具体的な対応、例えば、車両の停止処理が為される。

一方、本実施形態では、位置ポイントと外観ポイントとが加算された歩行者ポイントで判定するので、図１０（ｂ）の時点２で歩行者ポイントは１３ポイントとなり、第１閾値である１０ポイントを超える。そのため、車両制御部１７６は、ブレーキ予圧をかけて、ブレーキパッドおよびブレーキロータの隙間を狭める。

ここで、１フレームで加算される歩行者ポイントの最大値は、例えば、８ポイントに設定されている。そのため、第１閾値を１０ポイントとすると、少なくとも２フレーム分の分析結果が反映されることから、歩行者検出の精度を向上することが可能となる。

そして、時点３では、歩行者ポイントが２１ポイントとなり、第２閾値である２０ポイントを超える。したがって、第２閾値に達した時点３において、車両１の停止処理を遂行することができる。このとき、予めブレーキ予圧がかけられていることから、ブレーキの応答性が向上している。こうして、図１０（ａ）と比較して、車両１が車外環境に早期に対応できることが理解できる。

以上、説明したように、本実施形態では、まだ、外観上歩行者と判定できない時点から、予め位置情報に基づいて対象物を推定歩行者と特定することで、飛び出し歩行者に対応して迅速にプレチャージを遂行することができる。その後、まだ、外観上歩行者と判定できない時点で、予め位置情報に基づいて対象物を歩行者と特定することで、従来の処理よりも早い段階で、車両１にブレーキをかけることができる。このとき、ブレーキ予圧がかけられていることから、さらに迅速なブレーキが可能となるという相乗効果を奏する。

また、コンピュータを、車両制御装置１２０として機能させるプログラムや当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本明細書のブレーキ制御処理の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、撮像した画像から歩行者らしい物体の飛び出しを推定し、ブレーキ制御する飛び出し歩行者向けの車両制御装置に利用することができる。

１ 車両
１２０ 車両制御装置
１６２ ３次元位置導出部
１６４ 対象物特定部
１６６ 位置ポイント導出部
１６８ 外観ポイント導出部
１７０ ポイント生成部
１７２ 歩行者特定部
１７４ 推定歩行者特定部
１７６ 車両制御部（ブレーキ制御部）

Claims (2)

1. 車両に搭載され、該車両を制御する車両制御装置であって、
   検出領域を撮像した画像における複数の対象部位の実空間における３次元位置を導出する３次元位置導出部と、
   前記３次元位置の差分が所定範囲内にある対象部位同士をグループ化して対象物を特定する対象物特定部と、
   前記対象物の位置に関する位置情報に基づく位置ポイントを導出する位置ポイント導出部と、
   前記対象物の外観に関する外観情報に基づく外観ポイントを導出する外観ポイント導出部と、
   少なくとも前記位置ポイントと前記外観ポイントとの和に基づいて導出された歩行者ポイントが予め定められた第１閾値以上である場合、前記対象物を歩行者の可能性がある推定歩行者と特定する推定歩行者特定部と、
   前記歩行者ポイントが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合、前記対象物を歩行者と特定する歩行者特定部と、
   前記対象物が前記歩行者と特定されると、前記車両のブレーキ圧を高め、摩擦力によってブレーキの制動力を発生させる摩擦部材と被摩擦部材を当接させて該車両にブレーキをかけるブレーキ制御部と、
   を備え、
   前記ブレーキ制御部は、前記対象物が前記推定歩行者と特定されると、前記車両のブレーキ圧を高め、該車両に搭載された、前記摩擦部材と被摩擦部材との間の無効ストロークを減少もしくはキャンセルさせることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記歩行者特定部は、前記歩行者ポイントが前記第１閾値よりも大きく、前記位置ポイントの上限値よりも大きい第２閾値以上である場合、前記対象物を歩行者と特定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

Images