JP6526832B2 - 衝突前及び衝突中における対象物の追跡 - Google Patents

Description

本発明は、車両における周囲検出システム及び衝突検出システムに関する。

従来技術
自動車には、運転者支援システム、又は、運転者の自動車運転を支援する自動制御が備わっている。この場合、特に、自動車の長手方向制御と横方向制御とが個々に又は共に支援される。制御のために自動車の周囲が、例えば、光学的に及び／又はレーダによって走査され、走査された情報から、自動車の周囲にある対象物及び対象物の相対移動の経過、即ち、対象物の軌跡が特定される。このプロセスは、トラッキングとも呼ばれる。軌跡を確実に特定可能にするために、通常、固定的な時間間隔で情報が収集され、これらの情報が動作モデルを用いて妥当性検査される。自動車の動作モデルは、例えば、自動車の通常動作において予期される最大加速度又は最大ヨーレートの仮定に基づいている。

自動車が事故、特に衝突に遭った場合には、通常、運転者支援システムが即座に遮断される。衝突中に発生する加速度は、動作モデルに含まれている加速度を何倍も上回ることが多いので、事故中における軌跡の妥当性検査は失敗に終わることとなる。事故後に再びトラッキングを確実に特定可能にするためには、通常、自動車の周囲を複数回の走査ステップで走査しなければならず、妥当性検査には、通常、数秒又はそれどころか数分間の期間に収集された複数のデータが必要となる。従って、軌跡の特定は、事故が終了した後にも不正確にしか特定することができず、又は、それどころか、全く特定することができなくなってしまう。

本発明の基礎となる課題は、最初の衝突時に自動車の周囲を検出するための改善された技術を提供することである。本発明は、独立請求項に記載された特徴を有する方法によって上記の課題を解決する。従属請求項は、好ましい実施形態を示す。

発明の開示
本方法は、自動車の周囲にある対象物を検出するステップと、第１のフェーズにおいて、前記自動車の第１の動作モデルを用いて、前記自動車との関連において前記対象物を追跡するステップと、前記自動車と障害物との衝突を検出するステップと、第２のフェーズにおいて、前記自動車の第２の動作モデルを用いて、前記自動車との関連において前記対象物を追跡するステップとを含む。

衝突中に別の動作モデルを使用することにより、自動車との関連において対象物を追跡するために、対象物の検出データを継続的に使用することが可能となる。これによって、事故が発生した場合にも、対象物と自動車との間の相対移動を特定することが可能となる。各動作モデルは、通常、自動車の最高速度値及び最大加速度値、及び／又は、最大ヨーレートの点で相異なっている。第２の動作モデルは、例えば、第１の動作モデルよりも格段に大きい加速度値を許容することできる。

好ましくは、前記第２のフェーズにおいて、前記対象物が、前記第１のフェーズにおける当該対象物の検出データにも基づいて追跡される。自動車との関連における対象物又は対象物の軌跡の追跡を、特に両方のフェーズの検出データに基づいて妥当性検査することができる。これによって、対象物若しくは対象物の軌跡を、より高い信頼性で又はより隙間なく追跡することが可能となる。

別の実施形態ではさらに、前記衝突の終了が特定され、第３のフェーズにおいて、前記自動車の前記第１の動作モデルを用いて、前記自動車との関連において前記対象物又は前記対象物の軌跡が引き続き追跡される。衝突後に通常の処理に切り替えることにより、対象物の検出データをより改善的に妥当性検査することができる。これによって、対象物をより良好に、又は、より精確に追跡することが可能となる。

前記第３のフェーズにおいて、前記対象物を、前記第２のフェーズにおける当該対象物の検出データにも基づいて追跡することが特に好ましい。第２のフェーズにおける対象物の検出データに加えて又はこれに代えて、第１のフェーズにおける対象物の検出データを使用してもよい。時間的に隣り合った、複数のフェーズにおける対象物の複数の検出データを、可能な限り隙間なく使用することが努められる。これによって、検出データの妥当性検査と、ひいては、対象物、又は、対象物と自動車との相対移動の経過の追跡とを、より改善的に実施することが可能となる。

前記第３のフェーズにおいて、前記自動車の動作を、追跡している前記対象物に基づいて制御することがさらに好ましい。特に、自動車が、衝突の領域であると見なされる危険ゾーンから退出するように、自動車の動作を制御することができる。さらに別の制御を実施することも可能である。例えば、さらなる衝突の危険が存在するかどうかを特定することができ、第２の衝突を回避するための、又は、衝突の連続を軽減するための手段を講じることができる。例えば、自動車の乗員のためのアクティブ又はパッシブな安全システムを新たに作動させることができる。

どの方向から障害物が前記自動車に衝突するかを特定することができ、前記第２のフェーズにおいて、前記対象物は、前記衝突の方向とは反対側にあるセンサに対応するセンサデータのみに基づいて追跡される。第２のフェーズは、通常、センサ又は検出データの妥当性検査を実施するためには短時間すぎる。衝突によって機能が損傷した可能性が高いセンサのセンサデータを省略することにより、それでもなお第２のフェーズにおいて、対象物の改善的な追跡を実施することが可能となる。

１つの実施形態では、前記衝突が、加速度センサのデータに基づいて特定される。加速度センサは、自動車の中央又は非中央に取り付けることができる。複数の加速度センサを使用することも可能である。

１つの変形形態では、前記衝突によって引き起こされた加速と、加速方向とが、前記第２のフェーズにおける前記対象物の追跡の際に計算に入れられる。これによって、衝突中の測定技術的及び処理技術的に困難な状況下においても、対象物又は対象物の軌跡の追跡を実施することが可能となる。

さらに別の実施形態では、アップフロントセンサのデータが、前記第２のフェーズにおける前記対象物の追跡の際に計算に入れられる。アップフロントセンサは、通常、走行方向で自動車の前方に取り付けられており、例えば、正面衝突の経過及び深刻度をより早期の時点に特定するために使用することができる。さらには、複数のアップフロントセンサを用いて、部分的にオーバーラップした正面事故を特定することができる。第２及び第３のフェーズにおいて、部分的にオーバーラップした正面事故が識別された場合には、該当する部分的なオーバーラップ領域に設けられている１つ又は複数の周辺センサをもはや評価しないようにすることができる。

さらには、周辺センサのデータ、ロールレートセンサのデータ、又は、ヨーレートセンサのデータを、前記第２のフェーズにおける前記対象物の追跡の際に計算に入れることができる。これにより、特性データを使用することができ、これらの特性データによって対象物の動作を改善的に引き続き追跡することが可能となる。

コンピュータプログラム製品は、処理装置で実行されるときに、又は、コンピュータ可読データ担体に記憶されている場合に、上述した方法を実施するためのプログラムコード手段を含む。

図面の簡単な説明
以下では、本発明を、添付の図面を参照しながら、より詳細に説明する。

自動車に搭載された装置を示す図である。 図１の自動車と対象物との衝突の各フェーズを示す図である。 図１の自動車を制御するための方法のフローチャートである。

実施例の詳細な説明
図１は、装置１０５を有する自動車１００を示す。装置１０５は、運転者支援システム又は自動車両制御を実現する。装置１０５は、複数のコンポーネントを含んでいてよく、これらのコンポーネントは、自動車１００に搭載されている他のシステム、例えば、駐車システム又はナビゲーションシステムにも対応付けられている。特に、装置１０５は、自動車との関連において周囲にある対象物又は対象物の相対移動の経過を特定するように構成されている。

装置１０５は、処理装置１１５を含み、この処理装置１１５には、自動車１００の周囲１１０にある対象物１２５を走査するための少なくとも１つのセンサ１２０が設けられている。対象物１２５は、周囲に対して不動の物体、例えば縁石とすることができ、又は、可動の物体若しくは移動する物体、例えば他車両若しくは歩行者を含み得る。通常、複数の対象物１２５が検出されるが、以下では主としてただ１つの例示的な対象物１２５に関連して本提案の技術が説明される。

複数のセンサ１２０を使用することができ、これらのセンサ１２０は、周囲１１０のそれぞれ異なる領域を走査することができ、及び／又は、それぞれ異なるように構成することができる。例えば、対象物１２５を走査するために１つ若しくは複数のカメラ又はレーダセンサ１３０を用意することができる。これらのセンサ１２０は、自動車１００の中央の位置に取り付けることができ、又は、自動車１００の輪郭の領域に取り付けることができる。

自動車１００の動作挙動をさらに検出するために、さらに別のセンサを設けてもよい。このようなセンサには、１つ若しくは複数の空間方向における加速度を検出する慣性センサ、又は、１つ若しくは複数の空間軸に対する回転速度センサを含めることができる。第２のフェーズのために、衝突動作モデルを特定するための衝突センサを使用してもよい。

衝突の時点又は衝突の方向を特定するために、例えば、中央の加速度センサ１３５、及び／又は、１つ若しくは複数のアップフロントセンサ１４０、及び／又は、１つ若しくは複数の周辺センサ１４１，１４２を使用することができる。例えば、自動車１００のフロント部又はリア部において、少なくとも２つのアップフロントセンサ１４０が車両に取り付けられている場合には、衝突時における対象物１２５と自動車１００との部分的なオーバーラップを識別することも可能である。側面衝突は、１つ若しくは複数の周辺センサ、及び／又は、中央の加速度センサによって識別することができる。周辺センサに関して、例えば車両ドアに取り付け可能な圧力センサ１４１、及び／又は、例えばドアの敷居又はＢピラー及び／又はＣピラーに取り付け可能な加速度センサを評価することが可能である。車両の転覆は、自動車１００の長手軸を中心とした回転速度（ロール角速度）を検出するためのロールレートセンサ１４３を追加的に評価することによって識別することができる。垂直軸を中心とした自動車１００の回転速度（ヨーレート）を検出するために、ヨーレートセンサ１４４を設けることも可能である。加速度センサ１３５、ロールレートセンサ１４３、及び／又は、ヨーレートセンサ１４４は、好ましくは自動車１００の長手軸上に配置されている。複数のセンサ１３０乃至１４４を互いに組み合わせて、例えば、１つのマルチチャネルの加速度センサの形態で構成することも可能である。

１つの実施形態では、処理装置１１５は、対象物１２５に関する動作情報をインターフェース１５０に供給するように構成されている。運転者支援システム又は自動車両制御は、例えば、安全システムを作動させることによって、又は、自動車１００の動作を制御することにもよって、自動車１００をさらに制御するためにデータを使用することができる。特に、自動車１００が障害物１４５に衝突した後に自動車を駆動して、周囲１１０における危険ゾーンからこの自動車１００を退出させることができる。この危険ゾーンは、対象物１２５を含み得る。別の実施形態では、例えば、道路の路肩又は緊急車線を含み得る安全ゾーンに向けて操舵することができる。このために、自動車１００の長手方向制御又は横方向制御にアクティブに影響を与えることができる。このようにして、自動車１００との連続事故を回避することができる。

センサ１２０は通常、所定の期間中に複数回にわたって走査され、従って、時間的調整された複数の測定値が存在する。これらの測定値は、自動車１００の動作モデルに関連して妥当性検査される。この動作モデルは、特に、自動車１００に対する最高速度値又は最大加速度値を含み得る。例えば、対象物１２５に対する自動車１００の加速度を指示する走査値が、動作モデルの限界値を上回っている場合には、この走査値を拒絶することができる。自動車１００と障害物１４５との間の衝突を検出し、衝突中にセンサ１２０のセンサデータを評価するために、変更された動作モデルを使用することが提案される。このようにして、対象物１２５に対する自動車１００の相対移動を、特に衝突前のセンサ値を利用して、衝突中にも適切に特定することが可能となる。

障害物１４５を、衝突前に対象物１２５として見なすこともでき、自動車１００に対する障害物１４５の移動を追跡することができる。１つの実施形態では、対象物１２５としての障害物１４５の追跡を、衝突後にも維持することができる。これに対してさらに別の実施形態では、障害物１４５は、衝突後にはもはや対象物１２５としては見なされず、追跡もされない。

図２は、図１の自動車１００と障害物１４５との衝突の各フェーズを示す。ここでは、例として正面衝突が示されているが、本提案の技術を他の任意の衝突形式と共に、例えば、後面衝突、オフセット衝突、又は、側面衝突と共に使用することも可能である。

図２ａは、通常動作における自動車１００が障害物１４５に向かって移動している第１のフェーズを示す。この第１のフェーズの間、自動車１００の動作は、上で詳細に説明したように第１の動作モデルによって特定することができる。

図２ｂは、第１のフェーズから、自動車１００が障害物１４５に衝突する第２のフェーズへの移行を示す。例えば第２のフェーズの間には、例えば、長手方向若しくは横方向若しくは垂直方向における加速度値、又は、自動車１００の長手軸若しくは垂直軸を中心にした回転速度が、第１の動作モデルの限界値を上回ることがある。このような加速度値又は回転速度は、例えば、衝突、横滑り、転覆、又は、その他の連続事故の間に発生する可能性がある。

図２ｃは、障害物１４５に衝突中である第２のフェーズにおける自動車１００を示す。本選択例では、自動車１００の前進速度が急速に低下し、それと同時に自動車１００が垂直軸を中心にして強く加速される。第２のフェーズの間には、第２の動作モデルに関連して、特にこのような挙動において発生し得るような自動車１００の加速度値を許容する第２の動作モデルに関連して、自動車１００の動作を特定することが好ましい。

図２ｄは、第２のフェーズに後続し得る第３のフェーズにおける自動車１００を示す。障害物１４５との衝突が終了し、動作の特定を再び第１の動作モデルに基づいて実施することができる。この場合には、特に自動車をより安全な場所又は位置に移動させるために自動車１００の制御を実施することができる。この制御は、運転者支援又は自動車両制御によって実施することができる。

図３は、図１の自動車１００を制御するための方法３００のフローチャートを示す。第１のステップ３０５では、センサ１２０のデータが時間的に間隔をおいて記録される。障害物１４５の動作が、自動車１００との関連において追跡され、この際、自動車１００の第１の動作モデルが基礎とされる。特に自動車１００の長手方向制御又は横方向制御を実施する運転者支援システム又は自動車両制御に、特定された動作を供給することができる。運転者支援システム又は自動車両制御は、例えば、図１の処理装置１１５に組み込むことができる。

ステップ３１０では、自動車１００と障害物１４５との事故又は衝突が発生したかどうかが特定される。この特定は、特にセンサ１３５及び／又は１４０及び／又は１４１及び／又は１４２及び／又は１４３に基づいて、実施することができる。１つの改善形態では、衝突がどのくらい深刻であるかを特定することができ、ここから、衝突の終了後にもまだ自動車１００が動作可能又は制御可能であるかが導出される。衝突が確認されなかった場合には、方法３００はステップ３０５に戻り、改めて進行することができる。

そうでない場合にはステップ３１５において、自動車１００との関連における障害物１４５の追跡の基礎とされる動作モデルが変更される。動作モデル、又は、自動車１００と障害物１４５との間における動作は、特に障害物１４５が自動車１００に与える影響の方向と、自動車１００の減速度とに基づいて特定することができる。追加的に、衝突加速度値の他にさらに回転速度信号も評価することができる。

ステップ３２０では、対象物１２５の追跡を、障害物１４５が自動車１００に与える影響の方向とは反対側にあるセンサ１２０のセンサデータに限定することができる。実際には通常、複数の対象物１２５が存在しており、この場合には、これら複数の対象物１２５のうち、影響の方向とは反対側にある対象物だけを引き続き追跡することができる。このようにして、衝突による巻き添えとなったセンサ１４０に対応する信号が、妥当性検査又は追跡のために使用されることを回避することができる。さらには、衝突によって特定が困難になった動作を実施するおそれのある障害物１４５が、対象物１２５として引き続き追跡されることを回避することができる。

ステップ３２５では、特に障害物１４５との衝突後における自動車１００の姿勢及び／又は方向を特定することができる。このために、センサ１２０のデータに基づいた対象物１２５の追跡を、複数回の測定サイクルにわたって妥当性検査する必要はない。

ステップ３３０では、特に、例えば加速度センサ１３５及び／又はアップフロントセンサ１４０及び／又は周辺センサ１４１，１４２及び／又はロールレートセンサ１４３の加速度データに基づいて、衝突の終了を特定することができる。衝突が終了すると、再び第１の動作モデルをアクティブにして、自動車１００と対象物１２５との間のトラッキングを引き続き特定することができる。

ステップ３３５では、自動車１００が危険ゾーンにいるかどうか、又は、連続衝突の危険が存在するかどうかを特定することができる。この場合には、周囲１１０におけるより安全な場所につかせるために自動車１００を制御することができる。このために、上述した運転者支援システム及び／又は自動車両制御の機能を使用することができる。

Claims (13)

1. ・自動車（１００）の周囲（１１０）にある対象物（１２５）を検出するステップと、
   ・前記自動車（１００）が衝突前の障害物（１４５）に向かって移動している第１のフェーズにおいて、前記自動車（１００）の第１の動作モデルを用いて、前記自動車（１００）との関連において前記対象物（１２５）を追跡するステップと、
   を含む方法（３００）において、
   ・前記自動車（１００）と前記障害物（１４５）との衝突を検出するステップと、
   ・前記自動車（１００）が前記障害物（１４５）と衝突する第２のフェーズにおいて、前記第１の動作モデルよりも大きい加速度値を許容する、前記自動車（１００）の第２の動作モデルを用いて、前記自動車（１００）との関連において前記対象物（１２５）を追跡するステップと、
   ・前記自動車（１００）と前記障害物（１４５）との前記衝突の終了を特定するステップと、
   ・前記自動車（１００）と前記障害物（１４５）との前記衝突の終了後の第３のフェーズにおいて、前記自動車（１００）の前記第１の動作モデルを用いて、前記自動車（１００）と前記障害物（１４５）との再度の衝突の回避又は軽減のために、前記自動車（１００）との関連において前記対象物（１２５）を引き続き追跡するステップと、
   を含むことを特徴とする方法（３００）。
2. 前記第２のフェーズにおいて、前記対象物（１２５）を、前記第１のフェーズにおける当該対象物（１２５）の検出データにも基づいて追跡する、
   請求項１に記載の方法（３００）。
3. 前記第３のフェーズにおいて、前記対象物（１２５）を、前記第２のフェーズにおける当該対象物（１２５）の検出データにも基づいて追跡する、
   請求項１又は２に記載の方法（３００）。
4. 前記第３のフェーズにおいて、前記自動車（１００）の動作を、追跡している前記対象物（１２５）に基づいて制御する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法（３００）。
5. どの方向から前記障害物（１４５）が前記自動車（１００）に衝突するかを特定し、
   前記第２のフェーズにおいて、前記対象物（１２５）を、前記衝突の方向とは反対側にあるセンサに対応するセンサデータのみに基づいて追跡する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法（３００）。
6. 前記衝突を、加速度センサ（１３５）のデータに基づいて特定する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法（３００）。
7. 前記衝突によって引き起こされた加速と、加速方向とを、前記第２のフェーズにおける前記対象物（１２５）の追跡の際に計算に入れる、
   請求項６に記載の方法（３００）。
8. 前記自動車（１００）の前方に取り付けられたアップフロントセンサ（１４０）のデータを、前記第２のフェーズにおける前記対象物（１２５）の追跡の際に計算に入れる、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法（３００）。
9. 前記自動車（１００）に設けられた周辺センサ（１４１，１４２）のデータを、前記第２のフェーズにおける前記対象物（１２５）の追跡の際に計算に入れる、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法（３００）。
10. 前記自動車（１００）に設けられたロールレートセンサ（１４３）のデータを、前記第２のフェーズにおける前記対象物（１２５）の追跡の際に計算に入れる、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法（３００）。
11. 前記自動車（１００）に設けられたヨーレートセンサ（１４４）のデータを、前記第２のフェーズにおける前記対象物（１２５）の追跡の際に計算に入れる、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法（３００）。
12. 処理装置（１１５）で実行されるときに、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法（３００）を実施するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
13. 請求項１２に記載のコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読データ担体。

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