JP6451464B2 - 衝突回避装置、及び衝突回避システム - Google Patents

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Description

本発明は、衝突回避装置、及び衝突回避システム関する。
従来、自車両が備えるセンサを用いて、自車両に衝突する可能性がある移動体(他の車両等)を検出する技術が知られている(特許文献1参照)。
特開2008−308024号公報
しかしながら、自車両が備えるセンサでは、自車両に衝突する可能性がある移動体を早期に検出できない場合がある。例えば、対向車両の横をすり抜けてくる二輪車や、自車両の後側方から、後続車両の横をすり抜けてくる二輪車等を自車両が備えるセンサで早期に検出することは困難である。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、移動体との衝突の危険性を低減できる衝突回避装置、及び衝突回避システム提供することを目的としている。
本発明の衝突回避装置は、第1の移動体の位置、速度、及び進行方向を含む第1の情報を作成し、送信する機能を有する第1の情報送信装置から、第1の情報を取得する第1の情報取得ユニットと、第2の移動体の位置、速度、及び進行方向を含む第2の情報を取得する第2の情報取得ユニットと、第1の情報に基づき、将来の時刻Tにおける第1の移動体の位置Pを予測する第1の移動体予測ユニットと、第2の情報に基づき、時刻Tにおける第2の移動体の位置Pを予測する第2の移動体予測ユニットと、位置Pと位置Pとが、予め設定された条件を充足するか否かを判断する判断ユニットと、判断ユニットが前記条件を充足すると判断した場合、その場合に特有の信号を出力する信号出力ユニットとを備える。
本発明の衝突回避装置によれば、仮に、衝突回避装置が直接、第1の移動体を検出できない場合でも、第1の移動体と第2の移動体との衝突の危険性を低減することができる。
本発明の衝突回避システムは、上記の衝突回避装置と、第1の情報送信装置とを備える。本発明の衝突回避システムによれば、仮に、衝突回避装置が直接、第1の移動体を検出できない場合でも、第1の移動体と第2の移動体との衝突の危険性を低減することができる。
衝突回避システム5の構成を表す説明図である。 衝突回避装置1の構成を表すブロック図である。 自車両31におけるカメラ21の配置を表す説明図である。 衝突回避装置1が実行する判定処理を表すフローチャートである。 緯度、経度により表現されている第1の移動体35及び自車両31の位置及び進行方向を表す説明図である。 自車両31の位置を原点とし、自車両31の進行方向をy軸とするxy座標系を表す説明図である。 判定処理の実行例を表す説明図である。 衝突回避装置1が実行する第1の情報送信処理を表すフローチャートである。
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
<第1の実施形態>
1.衝突回避装置1及び衝突回避システム5の構成
衝突回避装置1及び衝突回避システム5の構成を図1〜図3に基づき説明する。図1に示すように、衝突回避装置1は、車両3に搭載された車載装置である。複数の車両3に搭載された、複数の衝突回避装置1は、衝突回避システム5を構成する。なお、車両は移動体の一例である。また、衝突回避装置1は、衝突回避装置であるとともに、第1の情報送信装置の一例でもある。すなわち、衝突回避装置1は、第1の情報送信装置の機能も有している。
複数の車両3のうちの1台に着目し、その車両を以下では自車両とする。自車両は第2の移動体の一例である。自車両に搭載された衝突回避装置1は、CPU、RAM、ROM等を備えた公知のコンピュータである。図2に示すように、衝突回避装置1は、機能的に、第1の情報取得ユニット7、第2の情報取得ユニット9、第1の移動体予測ユニット11、第2の移動体予測ユニット13、判断ユニット15、信号出力ユニット17、及び第1の情報送信ユニット19を備える。各ユニットの機能は後述する。
自車両は、衝突回避装置1に加えて、カメラ21、通信機23、GPS25、操舵角センサ27、車速センサ28、及び車両制御装置29を備える。カメラ21は自車両の周囲を撮影し、画像を取得する。カメラ21は、図3に示すように、自車両31の左側面に設けられており、自車両31の左側に存在する物標(例えば、自車両31の横をすり抜ける二輪車等)33を撮影可能である。
通信機23は、他の車両に搭載された衝突回避装置1との間で無線通信を行う。GPS25は自車両の位置を取得する。操舵角センサ27は自車両の操舵角δを検出する。車両制御装置29は、衝突回避装置1が出力する信号(後述)に応じて、衝突回避処理を実行する。衝突回避処理には、自動ブレーキ(AEB)、ブレーキアシスト、自車両のドライバに対する警報がある。
2.衝突回避装置1が実行する判定処理
衝突回避装置1が所定時間ごとに繰り返し実行する判定処理を図4〜図7に基づき説明する。図4のステップ1では、通信機23によって第1の情報を受信できたか否かを、第1の情報取得ユニット7が判断する。第1の情報とは、自車両以外の車両に搭載された衝突回避装置1が作成し、送信する情報である。第1の情報には、自車両以外の車両に搭載された衝突回避装置1が検出した移動体(以下、第1の移動体とする)の位置、速度、進行方向、及び第1の情報を作成した時刻(以下、第1の時刻とする)が含まれる。
第1の情報において、第1の移動体の位置は、第1の移動体の緯度(latitude_opo)及び第1の移動体の経度(longitude_opo)により特定されている。また、第1の情報において、第1の移動体の進行方向は、北を基準とする方位角(azimuth_opo)により特定されている。
第1の情報を受信できたと判断した場合はステップ2に進み、受信できなかったと判断した場合は本処理を終了する。
ステップ2では、第2の情報取得ユニット9が第2の情報を取得する。第2の情報には、自車両の位置、速度V、進行方向、第2の情報を取得した時刻(以下、第2の時刻とする)、及び自車両の操舵角δが含まれる。
第2の情報取得ユニット9は、GPS25を用いて、自車両の位置及び進行方向を取得する。第2の情報において、自車両の位置は、自車両の緯度(latitude_ego)及び自車両の経度(longitude_ego)により特定されている。また、第2の情報において、自車両の進行方向は、北を基準とする方位角(azimuth_ego)により特定されている。第2の情報取得ユニット9は、車速センサ28を用いて速度Vを取得する。第2の情報取得ユニット9は、操舵角センサ27を用いて操舵角δを取得する。
ステップ3では、第1の移動体予測ユニット11が、前記ステップ1で受信したと判断した第1の情報に基づき、将来の時刻Ta、Tb、Tcにおける第1の移動体の位置Pを予測する。ここで、TbはTaより後の時刻であり、TcはTbよりさらに後の時刻である。以下では、時刻Taにおける第1の移動体の予測位置をP(a)とし、時刻Tbにおける第1の移動体の予測位置をP(b)とし、時刻Tcにおける第1の移動体の予測位置をP(c)とする。なお、以下では、P(a)、P(b)、P(c)を総称してPと呼ぶことがある。また、Ta、Tb、Tcを総称してTと呼ぶことがある。
第1の移動体予測ユニット11は、以下の方法でP(a)、P(b)、P(c)を予測する。まず、緯度、経度により表現されている第1の移動体35の位置及び進行方向(図5参照)を、自車両31の位置を原点とし、自車両31の進行方向をy軸とするxy座標系(図6参照)での値に変換する。
第1の移動体の緯度と、自車両の緯度との差(lati_diff)を数1により算出する。また、第1の移動体の経度と、自車両の経度との差(longi_diff)を数2により算出する。
次に、緯度の差を、数3により、x軸方向での距離(x_diff)に変換する。また、経度の差を、数4によりy軸方向での距離(y_diff)に変換する。
第1の時刻において、xy座標系における第1の移動体のx座標(x_opo)は、数5により表すことができ、y座標(y_opo)は数6により表すことができる。
xy座標系における第1の移動体の進行方向(azimuth_opo_xy)は数7により表すことができる。
第1の時刻からA秒後における第1の移動体のx座標(xA_opo)は数8で表すことができ、y座標(yA_opo)は数9で表すことができる。
数8、数9におけるAに、第1の時刻から時刻Taまでの時間差を代入することで、P(a)を得ることができる。また、数8、数9におけるAに、第1の時刻から時刻Tbまでの時間差を代入することで、P(b)を得ることができる。また、数8、数9におけるAに、第1の時刻から時刻Tcまでの時間差を代入することで、P(c)を得ることができる。
なお、上記のP(a)、P(b)、P(c)の算出方法は、第1の時刻を用いてP(a)、P(b)、P(c)を予測する方法の一例である。
ステップ4では、第2の移動体予測ユニット13が、前記ステップ2で取得した第2の情報に基づき、時刻Ta、Tb、Tcにおける自車両の位置Pを予測する。以下では、時刻Taにおける自車両の予測位置をP(a)とし、時刻Tbにおける自車両の予測位置をP(b)とし、時刻Tcにおける自車両の予測位置をP(c)とする。なお、以下では、P(a)、P(b)、P(c)を総称してPと呼ぶことがある。
第2の移動体予測ユニット13は、以下の方法でP(a)、P(b)、P(c)を予測する。まず、第2の情報に含まれる速度V及び操舵角δを用い、数10により、車体スリップ角βを算出し、数11により、ヨーレートγを算出する。
数10、数11において、mは自車両の重量であり、lは自車両のホイールベースであり、lは自車両における重心点から前輪中心までの距離であり、lは自車両における重心点から後輪中心までの距離であり、Kは後輪コーナリングパワーであり、Aは数12で表されるスタビリティファクタである。数12におけるKは前輪コーナリングパワーである。
次に、数13により、ヨー角Φを算出する。
第2の時刻からt秒後における自車両のx座標は数14により表され、第2の時刻からt秒後における自車両のy座標は数15により表される。
数14、数15に、上記のように算出した車体スリップ角β及びヨー角Φを代入するとともに、tとして、第2の時刻からTaまでの時間差を代入することで、P(a)を得ることができる。
また、数14、数15に、上記のように算出した車体スリップ角β及びヨー角Φを代入するとともに、tとして、第2の時刻からTbまでの時間差を代入することで、P(b)を得ることができる。
また、数14、数15に、上記のように算出した車体スリップ角β及びヨー角Φを代入するとともに、tとして、第2の時刻からTcまでの時間差を代入することで、P(c)を得ることができる。
なお、上記のP(a)、P(b)、P(c)の算出方法は、第2の時刻を用いてP(a)、P(b)、P(c)を予測する方法の一例である。
ステップ5では、前記ステップ3で推定したP(a)と、前記ステップ4で推定したP(a)との距離(以下では、D(P(a)、P(a))と表記)が、予め設定された閾値R以下であるという条件を充足するか否かを判断する。D(P(a)、P(a))が閾値R以下である場合はステップ6に進み、それ以外の場合はステップ7に進む。
ステップ6では、信号出力ユニット17が、AEB用信号を出力する。なお、車両制御装置29は、AEB用信号を受信すると、自動ブレーキの処理を実行する。AEB用信号は、前記ステップ5で肯定判断された場合に特有の信号の一例である。
前記ステップ5で否定判断した場合はステップ7に進み、前記ステップ3で推定したP(b)と、前記ステップ4で推定したP(b)との距離(以下では、D(P(b)、P(b))と表記)が、予め設定された閾値R以下であるという条件を充足するか否かを判断する。RはRより大きい値である。D(P(b)、P(b))が閾値R以下である場合はステップ8に進み、それ以外の場合はステップ9に進む。
ステップ8では、信号出力ユニット17が、ブレーキアシスト用信号を出力する。なお、車両制御装置29は、ブレーキアシスト用信号を受信すると、ブレーキアシストの処理を実行する。ブレーキアシスト用信号は、前記ステップ7で肯定判断された場合に特有の信号の一例である。
前記ステップ7で否定判断した場合はステップ9に進み、前記ステップ3で推定したP(c)と、前記ステップ4で推定したP(c)との距離(以下では、D(P(c)、P(c))と表記)が、予め設定された閾値R以下であるという条件を充足するか否かを判断する。RはRより大きい値である。D(P(c)、P(c))が閾値R以下である場合はステップ10に進み、それ以外の場合は本処理を終了する。
ステップ10では、信号出力ユニット17が、警報用信号を出力する。なお、車両制御装置29は、警報用信号を受信すると、警報処理を実行する。警報用信号は、前記ステップ9で肯定判断された場合に特有の信号の一例である。
上記の判定処理の実行例を図7に示す。この例では、D(P(a)、P(a))はRより大きいので、前記ステップ5では否定判断される。また、D(P(b)、P(b))はR以下であるので、前記ステップ7では肯定判断され、ブレーキアシスト用信号が出力される。なお、この例では、D(P(c)、P(c))はRより大きい。
3.衝突回避装置1が実行する第1の情報送信処理
衝突回避装置1(特に第1の情報送信ユニット19)が所定時間ごとに繰り返し実行する第1の情報送信処理を図8に基づき説明する。
ステップ11では、カメラ21を用いて画像を取得する。その画像に対し、周知の画像認識を行い、物標(例えば、他の車両(二輪車を含む)、歩行者等)を検出できたか否かを判断する。物標を検出できた場合はステップ12に進み、物標を検出できなかった場合は本処理を終了する。
ステップ12では、前記ステップ11で検出した物標が移動体であるか否かを判断する。移動体とは、道路に対し移動している物標を意味する。道路に対し位置が変化しない物標に対し、前記ステップ11で検出した物標の相対速度が0でなければ、前記ステップ11で検出した物標は移動体であると判断し、ステップ13に進む。一方、上記の相対速度が0であれば、前記ステップ11で検出した物標は移動体ではないと判断し、本処理を終了する。
ステップ13では、前記ステップ11で検出した物標(移動体)に関する第1の情報を作成する。この場合、前記ステップ11で検出した物標は、第1の移動体に該当する。
第1の情報には、上述したように、第1の移動体の位置、速度、進行方向、及び第1の時刻が含まれる。第1の移動体の位置は、自車両の位置、自車両から第1の移動体までの距離、及び自車両を基準とした第1の移動体の方位から算出することができる。自車両の位置はGPS25を用いて取得することができる。自車両から第1の移動体までの距離、及び自車両を基準とした第1の移動体の方位は、カメラ21で取得した画像における第1の移動体の位置及び大きさから推定することができる。第1の移動体の速度及び進行方向は、第1の移動体の位置における経時的な変化から算出することができる。第1の時刻は、本ステップ13を実行した時刻である。
ステップ14では、前記ステップ11で作成した第1の情報を、通信機23を用いて送信する。なお、送信した第1の情報は、自車両以外の車両に搭載された衝突回避装置1が受信し、判定処理において使用する。
4.衝突回避装置1及び衝突回避システム5が奏する効果
(1A)自車両に搭載された衝突回避装置1は、他の衝突回避装置1から第1の情報を取得するとともに、自車両に関する第2の情報を取得する。また、衝突回避装置1は、将来の時刻Ta、Tb、Tcにおける第1の移動体の位置P(a)、P(b)、P(c)を第1の情報に基づき予測するとともに、将来の時刻Ta、Tb、Tcにおける第2の移動体の位置P(a)、P(b)、P(c)を第2の情報に基づき予測する。
そして、D(P(a)、P(a))がR以下である場合は、AEB用信号を出力し、D(P(b)、P(b))がR以下である場合は、ブレーキアシスト用信号を出力し、D(P(c)、P(c))がR以下である場合は、警報用信号を出力する。そのことにより、仮に、自車両が備えるセンサが第1の移動体を直接検出できない場合でも、第1の移動体と自車両との衝突の危険性を低減することができる。
(1B)衝突回避装置1は、位置Pと位置Pとの距離が閾値以下であるという条件を充足するか否かを判断し、その判断結果に応じて、衝突回避処理用の信号(AEB用信号、ブレーキアシスト用信号、警報用信号)を出力する。そのことにより、衝突回避処理用の信号を出力するか否かの判断を容易に行うことができる。
(1C)第1の情報は、第1の時刻を含み、第2の情報は、第2の時刻を含む。衝突回避装置1は、第1の時刻を用いて位置Pを予測し、第2の時刻を用いて位置Pを予測する。そのことにより、位置P、位置Pを一層正確に予測することができる。
(1D)衝突回避装置1は、複数の時刻Ta、Tb、Tcにおいてそれぞれ位置P及び位置Pを予測する。そして、衝突回避装置1は、複数の時刻Ta、Tb、Tcのそれぞれにおいて、位置Pと位置Pとが所定の条件を充足するか否かを判断する。そのことにより、第1の移動体と自車両との衝突の危険性を一層低減することができる。
(1E)衝突回避装置1は、車両に搭載された車載装置である。そのことにより、衝突回避装置1が搭載された車両と第1の移動体との衝突の危険性を低減することができる。
(1F)衝突回避装置1は、第1の移動体を検出したとき、第1の情報を作成し、送信することができる。他の衝突回避装置1は、その第1の情報を受信し、判定処理を実行することができる。そのため、他の衝突回避装置1が搭載された車両が直接、第1の移動体を検出できない場合でも、第1の移動体と車両との衝突の危険性を低減することができる。
(1G)衝突回避装置1は車両に搭載されている。そのため、例えば、その車両の側方をすり抜ける第1の移動体(例えば二輪車等)を検出し、その第1の移動体に関する第1の情報を作成することができる。
<その他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
(1)前記ステップ5、7、9において充足しているか否かを判断する条件は、他のものであってもよい。例えば、図7において、位置Pを中心とする楕円を想定し、その楕円内に位置Pがあるという条件を用いてもよい。また、図7におけて、位置Pを中心とする楕円を想定し、その楕円内に位置Pがあるという条件を用いてもよい。
(2)第1の情報は第1の時刻を含まなくてもよい。この場合、前記ステップ3において、数8、数9におけるAに、ステップ3の実行時点から、時刻Tまでの時間差を代入し、Pを得ることができる。
また、第2の情報は第2の時刻を含まなくてもよい。この場合、前記ステップ4において、数14、数15におけるtに、ステップ4の実行時点から時刻Tまでの時間差を代入して、Pを得ることができる。
(3)衝突回避システム5を構成する衝突回避装置1のうち一部は、車両に搭載されていなくてもよい。車両に搭載されていない衝突回避装置1は、例えば、路側に設置された路側装置とすることができる。
(4)第2の情報は、操舵角δを含んでいなくてもよい。この場合、自車両は、第1の情報を作成した時点での自車両の方位に直進し続けると仮定して、Pを予測することができる。
(5)自車両は、カメラ21に代えて、あるいは、カメラ21に加えて、他のセンサ(例えばミリ波センサ、レーザーレーダー等)を備えていてもよい。この場合、上記の他のセンサを用いて第1の移動体を検出し、第1の情報を作成することができる。
(6)衝突回避システム5を構成する衝突回避装置1のうち一部は、第1の情報を作成し、送信する機能に特化した装置であってもよい。すなわち、一部の衝突回避装置1は、判定処理を実行する機能を備えていなくてもよい。第1の情報を作成し、送信する機能に特化した装置は、車載装置であってもよいし、路側に設置された路側装置であってもよい。また、衝突回避システム5を構成する衝突回避装置1のうち一部は、第1の情報を作成し、送信する機能を備えていなくてもよい。
(7)衝突回避システム5は、データセンタを備えていてもよい。そのデータセンタは、1つの衝突回避装置1から、その衝突回避装置1のIDと第1の情報とを受信する。また、データセンタは、他の衝突回避装置1から、その衝突回避装置1のIDと第2の情報とを受信する。そして、データセンタは、前記第1の実施形態と同様に、判定処理を実行する。さらに、データセンタは、判定処理の結果と、第1の情報及び第2の情報の送信元である衝突回避装置1のIDとを含む情報(以下、データセンタ情報とする)を周囲に送信する。第1の情報及び第2の情報の送信元である衝突回避装置1は、IDを手がかりにデータセンタ情報を取得し、データセンタ情報に含まれる判定処理の結果を活用することができる。上記の衝突回避システム5によれば、衝突回避装置1の処理負担を軽減できる。上記のデータセンタは衝突回避装置の一例である。
(8)R、R、Rの値は同じであってもよい。
(9)上記実施形態における1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1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又は置換してもよい。なお、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。
(10)上述した衝突回避装置の他、当該衝突回避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媒体、衝突回避方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。
1…衝突回避装置、3…車両、5…衝突回避システム、7…第1の情報取得ユニット、9…第2の情報取得ユニット、11…第1の移動体予測ユニット、13…第2の移動体予測ユニット、15…判断ユニット、17…信号出力ユニット、19…第1の情報送信ユニット、21…カメラ、23…通信機、25…GPS、27…操舵角センサ、28…車速センサ、29…車両制御装置、31…自車両、35…第1の移動体

Claims (7)

  1. 第1の移動体(35)の位置、速度、及び進行方向を含む第1の情報を作成し、送信する機能を有する第1の情報送信装置(1)から、前記第1の情報を取得する第1の情報取得ユニット(7)と、
    第2の移動体(31)の位置、速度、及び進行方向を含む第2の情報を取得する第2の情報取得ユニット(9)と、
    前記第1の情報に基づき、将来の時刻Tにおける前記第1の移動体の位置Pを予測する第1の移動体予測ユニット(11)と、
    前記第2の情報に基づき、前記時刻Tにおける前記第2の移動体の位置Pを予測する第2の移動体予測ユニット(13)と、
    前記位置Pと前記位置Pとが、予め設定された条件を充足するか否かを判断する判断ユニット(15)と、
    前記判断ユニットが前記条件を充足すると判断した場合、その場合に特有の信号を出力する信号出力ユニット(17)と、
    を備え
    前記第1の移動体予測ユニットは、複数の前記時刻Tにおいてそれぞれ前記位置P を予測し、
    前記第2の移動体予測ユニットは、複数の前記時刻Tにおいてそれぞれ前記位置P を予測し、
    前記判断ユニットは、複数の前記時刻Tのそれぞれにおいて、前記位置P と前記位置P とが前記条件を充足するか否かを判断し、
    前記特有の信号は、警報作動の信号又は衝突回避制御作動の信号であり、
    複数の前記時刻Tは、時刻Taと、前記時刻Taよりも後の時刻Tbとを含み、
    前記信号出力ユニットは、前記時刻Taにおいて前記条件を充足すると前記判断ユニットが判断した場合、前記衝突回避制御作動の信号を出力し、前記時刻Tbにおいて前記条件を充足すると前記判断ユニットが判断した場合、前記警報作動の信号を出力することを特徴とする衝突回避装置(1)。
  2. 請求項1に記載の衝突回避装置であって、
    前記条件は、前記位置Pと前記位置Pとの距離が閾値以下という条件であることを特徴とする衝突回避装置。
  3. 請求項1又は2に記載の衝突回避装置であって、
    前記第1の情報は、前記第1の情報を作成した時刻である第1の時刻を含み、
    前記第2の情報は、前記第2の情報を取得した時刻である第2の時刻を含み、
    前記第1の移動体予測ユニットは、前記第1の時刻を用いて前記位置Pを予測し、
    前記第2の移動体予測ユニットは、前記第2の時刻を用いて前記位置Pを予測することを特徴とする衝突回避装置。
  4. 請求項1〜のいずれか1項に記載の衝突回避装置であって、
    前記第2の移動体は車両であり、
    前記第2の情報取得ユニットは、前記車両の操舵状態又は旋回状態を取得し、
    前記第2の移動体予測ユニットは、前記車両の操舵状態又は旋回状態に基づき、前記時刻Tにおける前記車両の位置Pを予測することを特徴とする衝突回避装置。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の衝突回避装置であって、
    前記第2の移動体に搭載されていることを特徴とする衝突回避装置。
  6. 請求項1〜のいずれか1項に記載の衝突回避装置と、
    前記第1の情報送信装置と、
    を備えることを特徴とする衝突回避システム(5)。
  7. 請求項に記載の衝突回避システムであって、
    前記第1の情報送信装置は、車両に搭載された車載装置、又は路側に設置された路側装置であることを特徴とする衝突回避システム。
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