JP6657673B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両制御装置および車両制御方法に関する。

従来、ミリ波レーダやレーザレーダ、カメラの検出結果を組み合わせて物体の認識精度を高める技術が開発されている。そして、このような技術により検出された結果に基づいて制御対象（先行車両）等が認識され、制御対象（先行車両）等との衝突を回避できるように警報が発せられたり、ブレーキが自動で作動したりする。

例えば、特許文献１には、カメラとのセンサフュージョンにより、自車前方の一定範囲内の制御対象を認識可能な画像認識装置が開示されている。

具体的には、この画像認識装置は、検出された物標に識別情報を付与する。そして、画像認識装置は、カメラの検出可能領域内に検出された物標に画像認識処理を施してそれが何かを認識する。そして、物標が制御対象と判断された場合に、警報が発せられる。

特開２００９−２３７８９８号公報

しかしながら、上記したような技術を用いても、悪天候時などにはカメラによる物体の検出が適切に行われない場合がある。例えば、悪天候時に制御対象であると正しく検出されない場合、警報が発せられない可能性がある。

これを防止するため、物体が制御対象であると判定する際の基準を緩和すると、車両がカーブを曲がる際に路側物などの衝突の危険性のない物体が車両前方に現れた場合に、それが制御対象であると判定され、警報が発せられる可能性もある。このような警報は、運転手にとって煩わしいものであり、これを改善する技術の開発が望まれている。

本開示の目的は、不要な警報やブレーキの作動を抑制することにより、運転手が煩わしさを感じることを抑制する車両制御装置および車両制御方法を提供することである。

本開示の車両制御装置は、
自車両が走行する軌跡を推定する軌跡推定部と、
自車両が走行を継続した場合に自車両の前方にある物体が自車両に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定する確信度判定部と、
前記確信度の判定結果に基づいて、警報または自車両に対する制動制御を行うか否かを判定する実行判定部と、
を備え、
前記確信度判定部は、前記軌跡推定部より逐次取得した推定軌跡情報に基づく推定軌跡内に前記物体が位置する時間に応じて前記確信度の高低を判定する。

本開示の車両制御方法は、
自車両が走行する軌跡を推定するステップと、
自車両が走行を継続した場合に自車両の前方にある物体が自車両に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定するステップと、
前記確信度の判定結果に基づいて、警報または自車両に対する制動制御を行うか否かを判定するステップと、
を有し、
前記確信度を判定するステップにおいて、逐次取得した推定軌跡情報に基づく推定軌跡内に前記物体が位置する時間に応じて前記確信度の高低を判定する。

本開示によれば、不要な警報やブレーキの作動を抑制することにより、運転手が煩わしさを感じることを抑制することができる。

本実施の形態に係る車両制御装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態に係る車両制御装置の動作例を示す図 本実施の形態に係る車両制御装置による車両制御処理の処理手順の一例を示すフローチャート

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る車両１００の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態では、車両１００は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載したトラック等の大型車両である。周知の構成なので詳しく図示しないが、車両１００は、車両１００を走行させる駆動系統の構成として、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）、推進軸（プロペラシャフト）、差動装置（デファレンシャルギヤ）、駆動軸（ドライブシャフト）および車輪を有する。エンジンの動力は、クラッチを経由して変速機に伝達され、変速機に伝達された動力は、推進軸、差動装置および駆動軸を介して車輪に伝達される。これにより、エンジンの動力が車輪に伝達されて車両１００が走行する。

図１に示すように、車両１００は、物体検出部１２０、速度検出部１４０、回転角速度検出部１５０、車両制御装置１６０、警報部１８０および制動部２００を備える。

物体検出部１２０は、自車両１００の前方にある物体、その物体と車両１００との間の距離、車両１００に対する物体の相対速度、物体の種別などを検出する。そして、物体検出部１２０は、検出結果を車両制御装置１６０に出力する。この物体検出部１２０は、レーダ部１２１と、カメラ部１２２とを有している。

レーダ部１２１は、ミリ波やレーザー光などの電磁波を利用して自車両１００の前方にある物体を検出し、その物体までの距離や相対速度を検出する。

カメラ部１２２は、自車両１００の前方を撮影し、撮影画像の画像認識により自車両の前方にある物体の種別を検出する。

速度検出部１４０は、例えば車両１００に搭載された車速センサーであり、車両１００の車輪回転数等から車両１００の実速度を検出する。そして、速度検出部１４０は、検出した実速度を車両制御装置１６０に出力する。

回転角速度検出部１５０は、車両１００に搭載されたヨーレートセンサーであり、旋回走行時において車両１００のヨーレートを検出する。そして、回転角速度検出部１５０は、当該ヨーレートの情報を車両制御装置１６０に出力する。

車両制御装置１６０は、警報の出力制御や、車両１００の制動量の制御を行う。車両制御装置１６０は、車両１００の前方の物体に対する衝突の可能性が高くなるにつれ、警報制御、警報ブレーキ制御および緊急ブレーキ制御が順に実行される。

警報制御は、車両制御装置１６０が車両１００の前方にある物体との衝突の可能性があると判断した場合に最初に実行される制御である。警報制御では、警報音の出力やメータ表示等による物体への注意喚起により、ドライバに対してブレーキ操作（制動操作）をはじめとした衝突回避操作が促される。

警報ブレーキ制御は、警報制御に対してドライバの適切な衝突回避操作（ドライバによる操舵やブレーキ操作等）が行われなかった場合に実行される制御である。警報ブレーキ制御では、軽い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによってドライバへの再度の注意喚起が行われる。

緊急ブレーキ制御は、警報ブレーキ制御に対してもなおドライバの適切な衝突回避操作が行われなかった場合に実行される最も制動レベルの高い制御である。緊急ブレーキ制御では、強い自動ブレーキ（制動）の介入が行われ、当該自動ブレーキによって自車両１００と物体との衝突が回避される。

車両制御装置１６０は、衝突余裕時間算出部１６１、警報制御部１６２、目標減速度算出部１６３、制動制御部１６４、軌跡推定部１６５、確信度判定部１６６および実行判定部１６７を備える。

衝突余裕時間算出部１６１は、物体検出部１２０により自車両１００の前方にある物体が検出された場合に、物体検出部１２０から出力された自車両１００と物体との距離および相対速度の情報に基づいて、自車両１００と物体とが衝突する可能性が高い衝突発生前状態であるか否かについて判定する。具体的には、衝突余裕時間算出部１６１は、自車両１００と物体との距離を相対速度で除することによって、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。

衝突余裕時間算出部１６１は、算出した衝突余裕時間の値が例えば３．０［秒］以下、かつ、１．８［秒］以上である場合、自車両１００と物体とが衝突する可能性が高い第１の衝突発生前状態（言い換えると、警報制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６２に通知する。

また、衝突余裕時間算出部１６１は、衝突余裕時間の値が例えば１．８［秒］未満、かつ、０．６［秒］以上である場合、自車両１００と物体とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態よりも高い第２の衝突発生前状態（言い換えると、警報ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６２および目標減速度算出部１６３に通知する。

また、衝突余裕時間算出部１６１は、衝突余裕時間の値が例えば０．６［秒］未満である場合、自車両１００と物体とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態よりも高い第３の衝突発生前状態（言い換えると、緊急ブレーキ制御の実行が必要な状態）であると判定し、その旨を警報制御部１６２および目標減速度算出部１６３に通知する。

警報制御部１６２は、第１の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６１から受けた場合、警報部１８０に警報制御信号を出力し、自車両１００と物体とが衝突する可能性が第１の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報（例えば、メータ表示やスピーカ音）を発生させる。

また、警報制御部１６２は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６１から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と物体とが衝突する可能性が第２の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。

また、警報制御部１６２は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６１から受けた場合、警報部１８０に制御信号を出力し、自車両１００と物体とが衝突する可能性が第３の衝突発生前状態である旨を運転者に報知するための警報を発生させる。

なお、メータ表示やスピーカ音に代えて、ランプ等の発光装置を発光させることによって、自車両１００と物体とが衝突する可能性が高い旨を運転者に報知しても良い。

目標減速度算出部１６３は、第２の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６１から受けた場合、ドライバへの衝突回避操作の注意喚起を行うのに必要な目標減速度（以下、「第１目標減速度」）を制動制御部１６４に出力する。

また、目標減速度算出部１６３は、第３の衝突発生前状態であると判定した旨の通知を衝突余裕時間算出部１６１から受けた場合、自車両１００および物体の衝突回避に必要な目標減速度（以下、「第２目標減速度」）を制動制御部１６４に出力する。

制動制御部１６４は、例えば、ＥＢＳ(Electronic Braking System）などのブレーキ制御装置である。制動制御部１６４は、目標減速度算出部１６３から第１目標減速度が出力された場合、速度検出部１４０から出力された実速度を所定の時間で微分することによって得られた自車両１００の実減速度が第１目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して例えばエンジンブレーキ程度の第１制動力（警報ブレーキ）を発生させる。

また、制動制御部１６４は、目標減速度算出部１６３から第２目標減速度が出力された場合、自車両１００の実減速度が第２目標減速度になるように制動部２００を制御し、自車両１００に対して第１制動力より大きい第２制動力（緊急ブレーキ）を発生させる。

制動部２００は、例えば車両１００の車輪に対して抵抗力を与えるフットブレーキであり、制動制御部１６４の制御を受けて、車両１００に対する制動力の付与を行う。なお、制動部２００は、車両１００に対する制動力を発生するものであれば、フットブレーキに限らない。例えば、制動部２００は、推進軸（プロペラシャフト）に対して抵抗力を与えるリターダや、エンジンに対して負荷を与える排気ブレーキ等の補助ブレーキであっても良い。

ところで、通常、車両以外の停止物やカーブ路に沿って配置されたガードレール等の路側物は、物体検出部１２０におけるセンサフュージョンにより車両とは検知されない。

しかし、カーブ路走行時などに車両以外の停止物に対して制御対象であると判定される場合がある。この場合について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る車両制御装置１６０の動作例を示す図である。図２Ａは、車両１００がカーブ路Ｒ２に進入する前の直線道路Ｒ１を走行しているときの様子を示す図であり、図２Ｂは、車両１００がカーブ路Ｒ２に進入したときの様子を示す図である。

例えば、物体Ｘ３がレーダ部１２１の検知範囲内（例えば、図２Ａに示す車両１００の前端部から所定角度αをなす範囲Ｗ内）に入った場合、自車両１００の前方にある制御対象と判定される可能性がある。その結果、自車両１００が、物体Ｘ３に接近すると、運転者が物体Ｘ３に自車両１００が衝突しないと認識しているにも関わらず、警報や緊急ブレーキが作動してしまう。

そこで、本実施の形態の車両制御装置１６０は、自車両１００が走行を継続した場合に、自車両１００の前方にある物体が自車両１００に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度（判定結果の確からしさ）を判定し、さらにその判定結果に基づいて、警報または自車両に対する制動制御を行うか否かを判定する。以下、軌跡推定部１６５、確信度判定部１６６および実行判定部１６７について説明する。

軌跡推定部１６５は、車両１００が将来走行する可能性のある範囲である走行軌跡を推定する。例えば、軌跡推定部１６５は、車両１００の速度およびヨーレートの情報を取得し、当該速度をヨーレートで除することにより曲率半径を算出し、算出した曲率半径と車両１００の現在位置の情報に基づいて車両１００が走行する将来の軌跡を推定する。ただし、ヨーレートが０の場合、軌跡推定部１６５は、直線状の軌跡を走行軌跡として推定する。この推定は、例えば、速度およびヨーレートの情報が新たに得られるたびに行われる。

なお、軌跡推定部１６５は、カーナビ等の車載装置から取得する地図情報等に基づいて車両１００が走行する軌跡を推定してもよい。また、軌跡推定部１６５は、上記方法以外の従来の軌跡推定方法により車両１００が走行する軌跡を推定してもよい。

例えば、図２Ａに示すように、軌跡推定部１６５は、車両１００が直線道路Ｒ１を走行している場合、ヨーレートが０であるため、車両１００がまっすぐ進行する軌跡である第１推定軌跡Ｔ１を推定する。また、図２Ｂに示すように、軌跡推定部１６５は、車両１００がカーブ路Ｒ２を走行している場合、速度、現在位置およびヨーレートの情報に基づいて、例えば、当該カーブ路Ｒ２の形状に沿うような軌跡である第２推定軌跡Ｔ２を推定する。図１に示すように、軌跡推定部１６５は、推定した推定軌跡情報を確信度判定部１６６に出力する。

確信度判定部１６６は、自車両１００が走行を継続した場合に自車両１００の前方にある物体が自車両１００に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定する。例えば、確信度判定部１６６は、自車両１００がカーブ路を走行する場合、または、物体が車両以外の停止物であると判定された場合に、上記確信度を判定する。

この場合、確信度判定部１６６は、物体の位置情報および自車両１００の推定軌跡情報を受けて、軌跡推定部１６５が推定した軌跡内に物体が位置するか否かについて判定する。

そして、確信度判定部１６６は、物体が軌跡内に位置した場合、当該物体をターゲットとしてロックオンし、当該物体の位置情報を物体検出部１２０から逐次取得する。

また、確信度判定部１６６は、自車両１００の推定軌跡情報を逐次取得し、ロックオンした物体が、ロックオン後から所定時間の間に、当該物体が自車両１００の軌跡内に入っている時間の合計値を算出する。なお、所定時間は、例えば、確信度判定部１６６が物体をロックオンしてから、第１の衝突発生前状態になるまでの時間であり、自車両１００の速度やロックオン時の自車両１００と物体の距離に応じて、適宜設定される。

そして、確信度判定部１６６は、所定時間に対する合計値の割合であるラップ率が所定値以下であるか否かについて判定する。

確信度判定部１６６は、ラップ率が所定値より大きい場合、物体が自車両１００に衝突する確からしさ、つまり、確信度が高いと判定する。また、確信度判定部１６６は、ラップ率が所定値以下である場合、物体が自車両１００に衝突する確からしさ、つまり、確信度が低いと判定する。確信度判定部１６６は、確信度の判定結果を実行判定部１６７に出力する。

実行判定部１６７は、確信度の判定結果に基づいて警報または自車両１００に対する制動制御を行うか否かについて判定する。実行判定部１６７は、確信度が高い場合には、衝突余裕時間算出部１６１の判定に応じて、警報制御部１６２に警報の出力指令を出力するか、あるいは警報の出力指令とともに制動制御部１６４に制動制御の実行指令を出力する。実行判定部１６７は、確信度が低い場合、警報制御部１６２にこれらの指令を出力しない。

警報制御部１６２は、実行判定部１６７から警報の出力指令を受けた場合、警報部１８０に警報を出力させる。

また、制動制御部１６４は、実行判定部１６７から制動制御の実行指令を受けた場合、目標減速度算出部１６３の出力に応じた制動力を制動部２００に発生させる。

＜車両制御装置を備えた車両における確信度判定の動作例＞
ここで、車両制御装置１６０を備えた車両１００における確信度判定の動作例について説明する。

図２Ａに示すように、車両１００が、前方がカーブ路Ｒ２である直線道路Ｒ１を走行中の場合、軌跡推定部１６５が推定した第１推定軌跡Ｔ１内に、カーブ路Ｒ１上の物体Ｘ１が入った場合、車両制御装置１６０は、物体Ｘ１をロックオンする。また、カーブ路Ｒ２外に位置する看板等の物体Ｘ２や、カーブ路Ｒ２に沿って設けられたガードレール等の路側物である物体Ｘ３も、第１推定軌跡Ｔ１内に入る場合がある。この場合も、車両制御装置１６０は、物体Ｘ２および物体Ｘ３をロックオンする。

車両制御装置１６０は、レーダ部１２１により、物体Ｘ１、物体Ｘ２および物体Ｘ３の位置を検知しながら、軌跡推定部１６５が推定する推定軌跡内に各物体が入っているか否かを所定の時間間隔で検出する。

図２Ｂに示すように、車両１００が、そのまま直線道路Ｒ１を進行して、カーブ路Ｒ２に進入すると、軌跡推定部１６５は、第２推定軌跡Ｔ２のようなカーブ路Ｒ２に沿う軌跡を推定する。このとき、物体Ｘ１は、カーブ路Ｒ２上に位置するので、車両１００がカーブ路Ｒ２に進入後に推定された推定軌跡から外れない。すなわち、ラップ率が、所定値よりも大きくなりやすいので、車両制御装置１６０は、確信度が高いと判定し、警報の出力指令、あるいは警報の出力指令とともに制動制御の実行指令を出力する。

一方、物体Ｘ２，Ｘ３は、カーブ路Ｒ２の外に位置しているので、車両１００がカーブ路Ｒ２に進入する際の第２推定軌跡Ｔ２から外れる。そして、車両１００がそのまま物体Ｘ２，Ｘ３に近づいていっても、車両１００の推定軌跡Ｔ２がカーブ路Ｒ２内に位置する以上、物体Ｘ２，Ｘ３は、推定軌跡Ｔ２から外れたままである。

このように車両１００がカーブ路Ｒ２に進入した場合、物体Ｘ２，Ｘ３が推定軌跡から外れるので、ラップ率が所定値以下となりやすい。このようにしてラップ率が所定値以下となった場合、車両制御装置１６０は、確信度が低いと判定し、警報の出力指令および制動制御の実行指令を出力しない。

これにより、運転者が障害物でないと認識できる物体Ｘ２、Ｘ３に対して不要な警報や緊急ブレーキが作動しないので、運転者が煩わしさを感じるのを抑制することができる。

＜車両制御装置による車両制御処理の処理手順＞
次に、車両制御装置１６０による車両制御処理の処理手順について説明する。

図３は、本実施の形態に係る車両制御装置１６０による車両制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。図３における処理は、車両１００の走行が開始したときに実行される。

まず、車両制御装置１６０は、車両１００の走行情報、つまり、速度、位置およびヨーレートの情報を取得し（ステップＳ１０１）、走行軌跡を推定する（ステップＳ１０２）。次に、車両制御装置１６０は、車両の前方にある物体の位置情報を取得する（ステップＳ１０３）。

次に、車両制御装置１６０は、推定した走行軌跡内に物体があるか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、走行軌跡内に物体がない場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、処理はステップＳ１０９に遷移する。一方、走行軌跡内に物体がある場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、車両制御装置１６０は、その物体をロックオンし（ステップＳ１０５）、その物体が走行軌跡内に位置するかを所定の時間間隔で検出する。

次に、車両制御装置１６０は、ラップ率が所定値以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、ラップ率が所定値よりも大きい場合（ステップＳ１０６、ＮＯ）、車両制御装置１６０は、確信度が高いと判定し、衝突余裕時間算出部１６１による判定結果に基づいて、警報の出力指令を警報制御部１６２に出力し、または、警報の出力指令とともに制動制御の実行指令を制動制御部１６４に出力する（ステップＳ１０７）。

一方、ラップ率が所定値以下である場合（ステップＳ１０６、ＹＥＳ）、車両制御装置１６０は、確信度が低いと判定し、警報の出力指令を警報制御部１６２に出力せず、また、制動制御の実行指令を制動制御部１６４に出力しない（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０７またはステップＳ１０８の後、車両制御装置１６０は、車両１００の走行が終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０９）。判定の結果、車両１００の走行が終了してない場合（ステップＳ１０９、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻り、車両１００の走行が終了した場合（ステップＳ１０９、ＹＥＳ）、車両制御装置１６０は、図３における処理を終了する。

＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る車両制御装置１６０は、自車両１００が走行を継続した場合に自車両１００の前方にある物体が自車両１００に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定する確信度判定部１６６と、前記確信度の判定結果に基づいて、警報または自車両１００に対する制動制御を行うか否かを判定する実行判定部１６７と、を備える。

これにより、物体に対して不要な警報や緊急ブレーキが作動されるようなことがないので、運転者が煩わしさを感じるのを抑制することができる。

また、確信度判定部１６６は、軌跡推定部１６５が推定する軌跡内に物体が位置するか否かを判定することにより確信度を判定するので、実行判定部１６７による判定をより正確に行うことができる。

＜本実施の形態の変形例＞
なお、本実施の形態では、ロックオン後から所定時間の間に、当該物体が自車両１００の軌跡内に入っている時間の合計値を算出し、その所定時間に対する合計値の割合であるラップ率を確信度の判定基準としていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、車両制御装置１６０は、ロックオン後から所定時間の間に、当該物体が自車両１００の軌跡内に入っていると判定された回数を算出し、その回数を確信度判定の判定基準としてもよい。

本開示の車両制御装置および車両制御方法は、物体に対して不要な警報や緊急ブレーキが作動されるようなことがないので、運転者が煩わしさを感じるのを抑制することができる車両制御装置および車両制御方法として有用である。

１００ 車両
１６０ 車両制御装置
１６５ 軌跡推定部
１６６ 確信度判定部
１６７ 実行判定部

Claims (5)

1. 自車両が走行する軌跡を推定する軌跡推定部と、
   自車両が走行を継続した場合に自車両の前方にある物体が自車両に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定する確信度判定部と、
   前記確信度の判定結果に基づいて、警報または自車両に対する制動制御を行うか否かを判定する実行判定部と、
   を備え、
   前記確信度判定部は、前記軌跡推定部より逐次取得した推定軌跡情報に基づく推定軌跡内に前記物体が位置する時間に応じて前記確信度の高低を判定する、
   車両制御装置。
2. 前記確信度判定部は、
   前記軌跡内に位置する前記物体をターゲットとしてロックオンし、
   ロックオンした物体が、ロックオン後から所定時間の間に、逐次取得される推定軌跡内に入っている時間の合計値を用いて前記確信度を判定する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記確信度判定部は、自車両がカーブ路を走行する場合に、前記確信度を判定する請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記確信度判定部は、前記物体が車両以外の停止物であると判定された場合に、前記確信度を判定する請求項１〜３の何れか１項に記載の車両制御装置。
5. 自車両が走行する軌跡を推定するステップと、
   自車両が走行を継続した場合に自車両の前方にある物体が自車両に衝突する物体であるとの判定結果に対する確信度を判定するステップと、
   前記確信度の判定結果に基づいて、警報または自車両に対する制動制御を行うか否かを判定するステップと、
   を有し、
   前記確信度を判定するステップにおいて、逐次取得した推定軌跡情報に基づく推定軌跡内に前記物体が位置する時間に応じて前記確信度の高低を判定する、
   車両制御方法。

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