JP6358017B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する技術に関する。
カメラやレーダ等のセンサにより検出した車両の周囲に存在する物体と車両との衝突位置を予測し、物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する技術が公知である(例えば、特許文献1参照。)。
運転支援を実行する運転支援装置では、例えば、車両に対する物体の相対速度と車両と物体との距離とに基づいて車両と物体とが衝突するまでの衝突時間(time to collision:TTC)を算出する。そして、車両と物体とが近づいてTTCが短くなり、TTCが自動ブレーキ、自動ステアリング等の運転支援の種類に応じて設定される所定の作動閾値になると運転支援が実行される。
特開2011−113295号公報
物体が車両に接近するときの移動方向が異なると、物体が車両に衝突する衝突予測位置によって物体が車両に衝突する可能性が異なることがある。しかし、特許文献1を含む従来の運転支援では、物体が車両に接近するときの移動方向を考慮せずに作動閾値が設定されるので、衝突可能性が異なる衝突予測位置に対し同じ作動閾値が設定される。その結果、衝突可能性に応じた適切な実行タイミングで運転支援を実行できないという問題がある。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、物体と自車両との衝突可能性に応じた適切な実行タイミングで運転支援を実行する技術を提供することを目的とする。
本発明の運転支援装置は、物体検出手段と、移動方向検出手段と、位置予測手段と、運転支援手段と、設定手段とを備えている。
物体検出手段は自車両の周囲に存在する物体を検出し、移動方向検出手段は物体検出手段により検出された物体が自車両に相対的に接近するときの移動方向を検出し、位置予測手段は物体検出手段により検出された物体が移動する位置を予測する。
運転支援手段は、位置予測手段が予測する物体の移動予測位置が移動予測位置に向かって物体が相対的に移動すると物体と自車両とが衝突する可能性のある衝突予測位置である場合、物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する。
設定手段は、移動方向検出手段が検出する移動方向と衝突予測位置とに基づいて運転支援手段による運転支援の実行タイミングを設定する。
この構成によれば、物体が自車両に相対的に接近するときの移動方向と衝突予測位置とに応じて、物体と自車両との衝突予測位置に対し衝突可能性に応じた適切な実行タイミン
グで運転支援を実行できる。
ここで、物体が自車両の進行方向前方を通って物体の移動方向の奥の車両端側に向かうほうが、自車両の進行方向前方から外れた位置から物体の移動方向の手前の車両端側に向かうよりも、物体と自車両とが衝突する可能性は高いと考えられる。
そこで、衝突予測位置が自車両の進行方向前側の場合、設定手段は、物体の移動方向の奥の車両端側が衝突予測位置であるときの実行タイミングを、移動方向の手前の車両端側が衝突予測位置であるときの実行タイミングよりも早くすることが望ましい。
これにより、物体と自車両との衝突可能性が高い衝突予測位置における運転支援の実行タイミングを、それよりも衝突可能性の低い衝突予測位置における運転支援の実行タイミングよりも早くすることができる。
尚、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
第1実施形態の運転支援装置を示すブロック図。 運転支援処理を示すフローチャート。 物体と自車両との衝突位置の予測を説明する模式図。 物体の相対的な移動方向と運転支援を実行する範囲とを示模式図。 衝突予測位置と運転支援の作動閾値との関係を示す特性図。 物体の相対的な移動方向と運転支援を実行する範囲を示す他の模式図。 衝突予測位置と運転支援の作動閾値との関係を示す他の特性図。 衝突予測位置と運転支援の作動閾値との関係を示す他の特性図。 物体と自車両との相対接近速度に応じた衝突予測位置と運転支援の作動閾値との関係を示す特性図。 第2実施形態による物体の相対的な移動方向と運転支援を実行する範囲とを示模式図。 衝突予測位置と運転支援の作動閾値との関係を示す特性図。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す運転支援システムであるプリクラッシュセーフティシステム(PCS)2は、車両に搭載され、自車両に物体が衝突する可能性がある場合、自車両と物体との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するために、警報やブレーキの作動等といった運転支援を行うシステムである。
PCS2は、運転支援装置10と、各種センサと、制御対象30とを備えている。PCS2は、各種センサとして、例えば、カメラセンサ20、レーダセンサ22、ヨーレートセンサ24、車輪速センサ26等を備えている。
カメラセンサ20は、例えば、物体までの距離を検出可能なステレオカメラとして構成されており、撮像画像に基づいて画像中の物体について、種類、形状、自車両との距離、自車両に対する物体の角度等の物体情報を検出する。カメラセンサ20は、物体の種類として、車両と、歩行者と、車両および歩行者以外とに分類してもよい。
レーダセンサ22は、ミリ波等の指向性のある電磁波を物体に対して照射し、その反射波を受信することによって、物体について、自車両との距離、自車両に対する相対速度等の物体情報を検出する。カメラセンサ20およびレーダセンサ22は、予め設定された所定の周期毎に、自車両前方に存在する物体を検出する。
ヨーレートセンサ24は、自車両の旋回角速度を検出する周知のヨーレートセンサとして構成されている。車輪速センサ26は、車輪の回転速度に基づき自車両の車速を検出する。ヨーレートセンサ24が検出するヨーレート、ならびに車輪速センサ26が検出する車速により、自車両の走行情報を取得できる。
運転支援装置10は、CPU12、ROM14、RAM16等を備えた周知のマイクロコンピュータにより主に構成されている。運転支援装置10は、各種センサによる検出結果等に基づいてROM14に格納されたプログラムをCPU12が実行することによって、各種処理を実行する。
運転支援装置10は、各種センサから取得する検出結果に基づいて運転支援を行うために、制御対象30を作動させる。制御対象30としては、例えば、ブレーキ、ステアリング、シートベルト等を駆動するアクチュエータ、警報を発する警報装置等が挙げられる。
運転支援装置10は、検出された物体毎に、自車両に対する物体の相対速度と自車両と物体との距離とに基づいてTTCを算出する。
運転支援装置10は、物体と自車両とが接近してTTCが短くなり作動閾値に達すると、物体との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援の種類に応じて制御対象30を制御し、警報の出力、ブレーキの作動、ステアリング操作への介入、シートベルトの巻き上げ等の各種運転支援を実行させる。
つまり、TTCの作動閾値は、運転支援の実行タイミングを決定している。TTCに対する作動閾値が大きくなると運転支援の実行タイミングは早くなり、TTCに対する作動閾値が小さくなると運転支援の実行タイミングは遅くなる。
運転支援の作動閾値は、自車両に接近する物体の相対接近速度、相対位置、物体の種類、自車両の走行環境、およびカメラセンサ20およびレーダセンサ22による物体の検出結果の信頼性等に基づき、前述した運転支援の種類毎にTTCマップとして個別に設定されている。自車両の走行環境とは、例えば雪や凍結により路面が滑りやすい状態であるか否か等を表わしている。
運転支援装置10は、物体の検出信頼性が低い場合には、検出信頼性の高い場合に比べて各種運転支援の実行タイミングが遅くなるように作動閾値を設定する。
[1−2.処理]
運転支援装置10が実行する運転支援処理について、図2のフローチャートに基づいて説明する。図2のフローチャートは、運転支援の作動閾値を設定する運転支援処理を示している。図2のフローチャートは、レーダセンサ22による1回のスキャンが終了すると実行される。
S400において、運転支援装置10は、レーダセンサ22が照射したレーザ光の反射波の受信信号、ならびにカメラセンサ20の撮影画像に基づいて自車両の周囲の物体を検出し、自車両と物体との距離、ならびに自車両に対して物体が存在する方向を自車両に対する各物体の相対位置として算出する。
さらに、運転支援装置10は、物体の相対位置の変化から、自車両に接近する物体の相対速度を算出する。自車両に接近する物体の相対速度と自車両に対して物体が存在する方向とから、物体が自車両に接近する横方向の成分である相対横速度、ならびに物体が自車両に接近する正面方向の成分である相対接近速度を算出できる。
検出した物体が自車両100に接近する場合(S402:Yes)、運転支援装置10は、図3に示すように、物体の相対位置の軌跡に基づいて物体が移動する位置を予測し、予測した移動予測位置が移動予測位置に向かって物体が相対的に移動すると物体と自車両100とが衝突する可能性のある衝突予測位置であれば、移動予測位置を衝突予測位置として取得する(S404)。
物体の相対的な横方向の移動方向が右方向である場合(S406:Yes)、運転支援装置10は、物体が相対的に右方向に移動して自車両の進行方向前側に衝突するときの作動閾値を設定する(S408)。
物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合(S406:No、S410:Yes)、運転支援装置10は、物体が相対的に右方向に移動して自車両の進行方向前側に衝突するときの作動閾値を設定する(S412)。
物体が自車両100に対し相対的に正面方向に移動して接近する場合(S406:No、S410:No)、運転支援装置10は、物体が自車両の正面から相対的に接近して自車両に衝突するときの作動閾値を設定する(S414)。
TTCがS408、S412、S414のいずれかで設定された作動閾値に達すると(S416:Yes)、運転支援装置10は、運転支援の種類に応じた制御対象30を制御して運転支援を実行する(S418)。
(作動閾値設定)
以下、S408、S412、S414で運転支援装置10が設定する作動閾値について説明する。
(1)物体が右方向に移動
図4に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向であり、物体が移動方向の奥の車両端側に向かって自車両100に接近する場合、物体は自車両100の進行方向前方を通って自車両100に接近する。これに対し、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向であり、物体が移動方向の手前の車両端側に向かって自車両100に接近する場合、物体は自車両100の進行方向前方から外れた位置から自車両100に接近する。
したがって、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、物体が移動方向の奥の車両端側に向かって自車両100に接近する方が、物体が移動方向の手前の車両端側に向かって自車両100に接近するよりも、物体と自車両100とが衝突する可能性は高いと考えられる。
したがって、第1実施形態では、図5に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値を、物体の移動方向の手前の車両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値よりも大きくする。
これにより、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端側が衝突予測位置であるときの運転支援の実行タイミングは、物体の移動方向の手
前の車両端側が衝突予測位置であるときの運転支援の実行タイミングよりも早くなる。
また、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向であり、物体が移動方向の奥の車両端よりも外側に向かって自車両100に接近する場合、物体が移動方向の奥の車両端よりも外側にそのまま移動すれば、物体は自車両100に衝突しない。
しかし、物体または自車両100の絶対速度、あるいは物体または自車両100の絶対的な進行方向が変化し、自車両100に対する物体の相対速度または相対的な移動方向が変化すると、物体と自車両100とは衝突する可能性がある。
一方、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向であり、物体が移動方向の手前の車両端よりも外側に向かって自車両100に接近する場合、物体または自車両100の絶対速度、あるいは物体または自車両100の絶対的な進行方向が変化し、自車両100に対する物体の相対速度または相対的な移動方向が変化しても、物体と自車両100とが衝突する可能性は低い。
したがって、図4および図5に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端よりも外側に作動閾値を設定する範囲を広げる拡大範囲(d)が設定される。これにより、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端よりも外側が衝突予測位置である場合も、運転支援が実行される。
図5に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が右方向の場合、作動閾値は、手前の車両端から徐々に大きくなり、中央部から奥の車両端を過ぎたところまで一定になり、拡大範囲(d)の終了端に向けて小さくなる。つまり、進行方向前側の中央部が衝突予測位置であるときの作動閾値は、作動閾値が設定される進行方向前側の横方向両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値よりも大きくなっている。
(2)物体が左方向に移動
図6に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合も、前述した移動方向が右方向の場合と同様に、物体が移動方向の奥の車両端側に向かって自車両100に接近する方が、物体が移動方向の手前の車両端側に向かって自車両100に接近するよりも、物体と自車両100とが衝突する可能性は高いと考えられる。
したがって、第1実施形態では、図7に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値を、物体の移動方向の手前の車両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値よりも大きくする。
これにより、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端側が衝突予測位置であるときの運転支援の実行タイミングは、物体の移動方向の手前の車両端側が衝突予測位置であるときの運転支援の実行タイミングよりも早くなる。
また、図6および図7に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端よりも外側に作動閾値を設定する範囲を広げる拡大範囲(d)が設定される。これにより、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合、物体の移動方向の奥の車両端よりも外側が衝突予測位置である場合も、運転支援が実行される。
図7に示すように、物体の相対的な横方向の移動方向が左方向の場合、作動閾値は、移
動方向の手前の車両端から徐々に大きくなり、中央部から奥の車両端を過ぎたところまで一定になり、拡大範囲(d)の終了端に向けて小さくなる。つまり、進行方向前側の中央部が衝突予測位置であるときの作動閾値は、作動閾値が設定される進行方向前側の横方向両端側が衝突予測位置であるときの作動閾値よりも大きくなっている。
(3)物体が正面方向に移動
物体が自車両100に正面方向に接近する場合、前述した接近方向が右方向または左方向の場合ほど、衝突予測位置が異なっても物体と自車両100との衝突可能性に差は生じないと考えられるので、運転支援の作動閾値は衝突予測位置に関係なく同じ値に設定される。
ここで、物体が自車両100に対し相対的に左右横方向に移動して接近する場合、衝突予測位置と作動閾値との関係は、図5および図7に示す形状ではなく、図8に示すように階段状でもよい。
また、物体が自車両100に対し向き合った方向に接近する相対接近速度が速くなるほど、物体と自車両100とが衝突するときの被害は大きくなる。したがって、図9に示すように、物体と自車両100との相対接近速度が速くなるほど、衝突予測位置に関わらず作動閾値の大きさを大きくしてもよい。同様に、自車両100のヨーレートが高くなるほど、衝突予測位置に関わらず作動閾値の大きさを大きくしてもよい。
また、物体の移動方向の奥の車両端の外側に物体が向かう場合、物体の相対横速度が速いほど、自車両100に対する物体の相対速度または相対的な移動方向が変化すると、物体と自車両100とが衝突する可能性は高くなる。したがって、物体の移動方向の奥の車両端の外側に作動閾値を設定する拡大範囲を、物体の相対横速度が速いほど広くしてもよい。
[1−3.効果]
以上説明した第1実施形態によると、以下の効果を得ることができる。
(1)物体が自車両100に相対的に接近する横移動方向と衝突予測位置とに基づいて運転支援の作動閾値を設定することにより、衝突予測位置における衝突可能性に応じた適切な実行タイミングで運転支援を実行できる。
(2)物体が自車両100に相対的に接近するときの移動方向の奥の車両端よりも外側に作動閾値の設定範囲を広げるので、自車両100の車幅の外側であっても物体が自車両100に衝突する可能性があれば、作動閾値を設定して運転支援を実行できる。
[2.第2実施形態]
[2−1.構成]
第2実施形態では、物体が自車両100の側方に衝突する場合の作動閾値を、物体と自車両100との衝突可能性に応じて設定する。
図10に示すように、物体が自車両100の進行方向前方から相対的に正面方向に移動して自車両100に接近し、衝突予測位置が自車両100の側方の右側または左側である場合、物体と自車両100との衝突可能性は、自車両100の進行方向前端側の方が進行方向後端側よりも高いと考えられる。
したがって、図11に示すように、自車両100の進行方向後端から進行方向前端に向かうにしたがい、作動閾値は大きくなるように設定されている。つまり、進行方向前端側の運転支援の作動タイミングは進行方向後端側の作動支援の実行タイミングよりも早くな
る。
[2−2.効果]
物体と自車両100との衝突予測位置が自車両100の側方であっても、物体が自車両100に相対的に接近する移動方向と衝突予測位置とに基づいて運転支援の作動閾値を設定することにより、衝突予測位置における衝突可能性に応じた適切な実行タイミングで運転支援を実行できる。
[3.他の実施形態]
(1)本実施形態の運転支援装置10では、運転支援の種類毎にTTCマップが設けられている。さらに、運転支援装置10が用いられる地域や国等である仕向け地毎にTTCマップを設けてもよいし、運転支援装置10が搭載される車両の種別やサイズ等に応じてTTCマップを設けてもよい。運転支援装置10は、仕向け地や車両の種別やサイズの指定を受け付け、受け付けた指定に応じてTTCマップを使い分けてもよい。
これにより、仕向け地や車両の種別等に応じた適切な実行タイミングで運転支援を実行できる。
(2)上記実施形態の図では、車両の進行方向として前進方向の場合を例示している。これに対し、車両が後進する場合も前進する場合と同様に進行方向とし、物体と自車両100との衝突予測位置における衝突可能性に基づいて作動閾値を設定してもよい。
(3)上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
(4)上述した運転支援装置の他、当該運転支援装置を構成要素とする運転支援システム、当該運転支援装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体、運転支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
2:PCS(運転支援システム)、10:運転支援装置、20:カメラセンサ、22:レーダセンサ、24:ヨーレートセンサ、26:車輪速センサ、30:制御対象、100:自車両

Claims (8)

  1. 自車両(100)の周囲に存在する物体を検出する物体検出手段(S400)と、
    前記物体検出手段により検出された前記物体が前記自車両に相対的に接近するときの移動方向を検出する移動方向検出手段(S402)と、
    前記物体検出手段により検出された前記物体が移動する位置を予測する位置予測手段(S404)と、
    前記位置予測手段が予測する前記物体の移動予測位置が前記移動予測位置に向かって前記物体が相対的に移動すると前記物体と前記自車両とが衝突する可能性のある衝突予測位置である場合、前記物体と前記自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する運転支援手段(S418)と、
    前記移動方向検出手段が検出する前記移動方向と前記衝突予測位置とに基づいて前記運転支援手段による前記運転支援の実行タイミングを設定し、前記衝突予測位置が前記自車両の進行方向前側の場合、前記移動方向の奥の車両端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングを、前記移動方向の手前の車両端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングよりも早くする設定手段(S408、S412、S414)と、
    を備えることを特徴とする運転支援装置(10)。
  2. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記衝突予測位置が前記自車両の進行方向前側の場合、前記設定手段は前記移動方向の奥の車両端よりも外側に前記実行タイミングの設定範囲を広げる、
    ことを特徴とする運転支援装置。
  3. 請求項2に記載の運転支援装置において、
    前記設定手段は、前記物体が前記自車両に対し横方向に接近する相対横速度が速いほど、前記物体の前記移動方向の奥の前記車両端よりも外側に広げる前記実行タイミングの設定範囲を広くする、
    ことを特徴とする運転支援装置。
  4. 自車両(100)の周囲に存在する物体を検出する物体検出手段(S400)と、
    前記物体検出手段により検出された前記物体が前記自車両に相対的に接近するときの移動方向を検出する移動方向検出手段(S402)と、
    前記物体検出手段により検出された前記物体が移動する位置を予測する位置予測手段(S404)と、
    前記位置予測手段が予測する前記物体の移動予測位置が前記移動予測位置に向かって前記物体が相対的に移動すると前記物体と前記自車両とが衝突する可能性のある衝突予測位置である場合、前記物体と前記自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する運転支援手段(S418)と、
    前記移動方向検出手段が検出する前記移動方向と前記衝突予測位置とに基づいて前記運転支援手段による前記運転支援の実行タイミングを設定し、前記衝突予測位置が前記自車両の進行方向前側の場合、前記移動方向の奥の車両端よりも外側に前記実行タイミングの設定範囲を広げ、前記物体が前記自車両に対し横方向に接近する相対横速度が速いほど、前記物体の前記移動方向の奥の前記車両端よりも外側に広げる前記実行タイミングの設定範囲を広くする設定手段(S408、S412、S414)と、
    を備えることを特徴とする運転支援装置(10)。
  5. 請求項4に記載の運転支援装置において、
    前記衝突予測位置が前記自車両の進行方向前側の場合、前記設定手段は、前記移動方向の奥の車両端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングを、前記移動方向の手前の車両端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングよりも早くする、
    ことを特徴とする運転支援装置。
  6. 請求項1または2または4または5に記載の運転支援装置において、
    前記衝突予測位置が前記自車両の進行方向前側の場合、前記設定手段は、前記進行方向前側の中央部が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングを、前記実行タイミングが設定される前記進行方向前側の横方向両端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングよりも早くする、
    ことを特徴とする運転支援装置。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の運転支援装置において、
    前記物体が前記自車両の進行方向前方から前記自車両の側方に相対的に接近し、前記衝突予測位置が前記自車両の側方の右側または左側である場合、前記設定手段は、前記自車両の前記右側または前記左側において前記自車両の進行方向前端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングを進行方向後端側が前記衝突予測位置であるときの前記実行タイミングよりも早くする、
    ことを特徴とする運転支援装置。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の運転支援装置において、
    前記物体が前記自車両に対し向き合った方向に接近する相対接近速度が速くなるほど前記実行タイミングを早くする、
    ことを特徴とする運転支援装置。
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