JP6729308B2

JP6729308B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6729308B2
Application number: JP2016216623A
Authority: JP
Inventors: 諒森下; 知範秋山; 祐司池戸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: JP2018073365A

Description

本発明は、自車両と物標との衝突を回避するための車両制御（運転支援）を行う車両制御装置に関する。

電波により自車両の周囲の物標を検出し、検出された物標の情報に基づいて自車両と物標との衝突を回避するための車両制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１９１５９５号公報

上記技術では、ガードレールなどによる電波の反射に起因して検出される実際には存在しない物標（以下、ゴースト物標と称す）に対して不要な車両制御を行う可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴースト物標に対する不要な車両制御を抑制できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、自車両の周辺に送信された電波の反射電波によって物標を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記物標に関する情報に基づいて、車両制御を行う車両制御部と、前記物標のレーダー反射断面積が、前記物標の速度が高いほど大きく設定される反射面積閾値より小さい場合に、前記車両制御部による車両制御を禁止する禁止部と、を備える。

この態様によると、ある速度のゴースト物標のレーダー反射断面積は当該速度で動くと想定される実際の物標のレーダー反射断面積より小さいので、検出部で検出された物標のレーダー反射断面積が、物標の速度が高いほど大きく設定される反射面積閾値より小さい場合、この物標はゴースト物標である蓋然性が高い。このような場合に車両制御を禁止することで、ゴースト物標に対する不要な車両制御を抑制できる。

本発明によれば、ゴースト物標に対する不要な車両制御を抑制できる。

一実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。自車両と、他の車両である物標の位置を示す図である。一実施形態に係る物標の速度と物標の反射面積とのマップを示す図である。自車両とゴースト物標の位置を示す図である。図５（ａ）は、一実施形態に係る左側注意喚起の表示を示す図であり、図５（ｂ）は、右側注意喚起の表示を示す図であり、図５（ｃ）は、左右側注意喚起の表示を示す図である。一実施形態に係る警告の表示を示す図である。図１の禁止部の処理を示すフローチャートである。変形例に係る物標の速度と物標の反射面積とのマップを示す図である。

図１は、一実施形態に係る車両制御装置１００のブロック図である。図１に示す車両制御装置１００は、車両に搭載され、歩行者、自転車および他の車両などの物標との衝突を回避するための車両制御を行う装置である。なお、本実施形態における車両制御とは、自車両において直接的に制動や操舵などの介入制御を行うことや、自車両の運転者に対して注意喚起や警告を行うことを含んでおり、運転支援とも称される。

図１に示すように、車両制御装置１００は、外界センサ（検出部）１０と、内界センサ１２と、ＥＣＵ（Electronic ControlUnit）１４と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１６と、ブレーキアクチュエータ１８とを備える。

外界センサ１０は、自車両の周辺に送信された電波の反射電波によって移動体などの物標を検出する。外界センサ１０は、例えば、レーザーレーダーまたはミリ波レーダーなどである。外界センサ１０は、ミリ波レーダーである場合、周波数変調されたミリ波帯のレーダー波を送受信することにより、自車両の前方や前側方に位置する物標を検出し、検出結果に基づいて、物標の位置や速度などの物標に関する情報を生成する。外界センサ１０は、検出した物標に関する情報をＥＣＵ１４に出力する。

内界センサ１２は、自車両の走行状態を検出するセンサである。内界センサ１２は、例えば、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ、および、車両の車速を検出する車速センサなどを含む。内界センサ１２は、検出した自車両の走行状態を示す車両情報をＥＣＵ１４に出力する。

ＥＣＵ１４は、車両制御部２０と、禁止部２２とを有する。ＥＣＵ１４はコンピュータを含み、ＥＣＵ１４の各種機能は、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のＬＳＩで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、ＥＣＵ１４の各種機能はハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

車両制御部２０は、外界センサ１０で検出された物標に関する情報と、内界センサ１２で検出された車両情報に基づいて、車両制御を行う。車両制御の具体的な方法は特に限定されず、周知の各種技術を採用することができるが、以下に一例を説明する。

図２は、自車両Ｃ１と、他の車両である物標Ｃ２の位置を示す図である。ここでは、図２に示すように、道路の交差点において、自車両Ｃ１の進行方向に交差する方向に、物標Ｃ２が進んでいる場合を想定する。

車両制御部２０は、物標Ｃ２に関する情報及び車両情報に基づいて自車両Ｃ１と物標Ｃ２との衝突時間、すなわち自車両Ｃ１と物標Ｃ２とが交差する交差地点に自車両Ｃ１及び物標Ｃ２がそれぞれ到達するまでの時間を算出する。このような時間としては、ＴＴＣ（Time To Collision）などを用いることができる。

車両制御部２０は、ＴＴＣなどに基づいて、車両制御を行うか否か判定する。具体的には車両制御部２０は、ＴＴＣなどに基づいて、衝突の可能性が無い場合に車両制御を行わず、衝突の蓋然性が高まった場合に、注意喚起信号を出力して自車両の運転者に対して注意喚起を行う。また車両制御部２０は、ＴＴＣなどに基づいて、衝突の蓋然性が注意喚起の場合より高まった場合に、警告信号を出力して自車両の運転者に対して警告を行う。また車両制御部２０は、ＴＴＣなどに基づいて、衝突の蓋然性が警告の場合より高まった場合に、介入制御信号を出力して制動などの介入制御を行う。車両制御部２０は、注意喚起、警告および介入制御の少なくとも何れかを実行可能に構成されていればよい。

禁止部２２は、外界センサ１０で検出された物標に関する情報に基づいて、物標の反射面積が、物標の速度が高いほど大きく設定される反射面積閾値より小さい場合に、車両制御部２０による車両制御を禁止する。即ち反射面積閾値は、物標の速度に応じて変化する。車両制御部２０は、車両制御を禁止されると、車両制御を行わない。ここで反射面積とは、物標と外界センサ１０との距離および外界センサ１０の受信電力に基づくレーダー反射断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）を意味する。

換言すると、禁止部２２は、以下に示す物標の反射面積と物標の速度に関する４つの条件１〜４の全てが満たされていない場合に、即ち、物標の反射面積と物標の速度が図３の範囲Ｒ１〜Ｒ４の外部にある場合に、車両制御部２０による車両制御を禁止する。一方、禁止部２２は、条件１〜４の何れかが満たされている場合に、即ち、物標の反射面積と物標の速度が図３の範囲Ｒ１〜Ｒ４の内部にある場合に、車両制御部２０による車両制御を許可する。

図３は、一実施形態に係る物標の速度と物標の反射面積とのマップを示す図である。マップは、４つの範囲Ｒ１〜Ｒ４を含む。

範囲Ｒ１は、物標の速度＜速度閾値ＬＯＷ、かつ、反射面積閾値Ｌ１≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ１（条件１）を満たす領域である。

範囲Ｒ２は、速度閾値ＬＯＷ≦物標の速度＜速度閾値ＭＩＤ、かつ、反射面積閾値Ｌ２≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ２（条件２）を満たす領域である。

範囲Ｒ３は、速度閾値ＭＩＤ≦物標の速度＜速度閾値ＨＩＧＨ、かつ、反射面積閾値Ｌ３≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ３（条件３）を満たす領域である。

範囲Ｒ４は、速度閾値ＨＩＧＨ≦物標の速度、かつ、反射面積閾値Ｌ４≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ４（条件４）を満たす領域である。

速度閾値ＭＩＤは、速度閾値ＬＯＷより高い。速度閾値ＨＩＧＨは、速度閾値ＭＩＤより高い。

反射面積閾値Ｌ１は、図２の例では０である。反射面積閾値Ｌ２は、反射面積閾値Ｌ１より大きい。反射面積閾値Ｌ３は、反射面積閾値Ｌ２より大きい。反射面積閾値Ｌ４は、反射面積閾値Ｌ３より大きい。つまり、前述のように、反射面積閾値Ｌ１〜Ｌ４は、物標の速度が高いほど大きく設定される。反射面積閾値Ｈ１〜Ｈ４は、反射面積閾値Ｌ１〜Ｌ４より大きい。図３の例では、反射面積閾値Ｈ１〜Ｈ４はそれぞれ等しいが、異なってもよい。

図４は、自車両Ｃ１とゴースト物標Ｇ１の位置を示す図である。図４に示すように、対向車Ｃ３が存在する場合に、自車両Ｃ１の外界センサ１０から送信されたレーダー波が対向車Ｃ３で反射され、一部の反射波ＲＷ１は、道路の側方に配置されたガードレールや看板などの反射物５０により反射されている。外界センサ１０は、反射物５０により反射された反射波ＲＷ１を受信することにより、反射物５０により反射された反射波ＲＷ１の進行方向とは反対方向に、本来は存在しないゴースト物標Ｇ１を検出する。

反射物５０で反射された反射波ＲＷ１の電力は、対向車Ｃ３で反射された後で反射物５０で反射されずに外界センサ１０に直接到達した反射波（図示せず）の電力より小さい。そのため、ある速度のゴースト物標Ｇ１の反射面積は、当該速度で通常動くと想定される実際の車両の反射面積より小さい。従って、速度が車両の通常走行時の速度程度に高く、反射面積が車両の反射面積より小さい物標、即ち条件１〜４を満たさない物標は、ゴースト物標とみなすことができる。物標は自転車や歩行者である場合もあり、このような物標も適切にゴースト物標とみなすため、上述のように物標の速度の所定範囲ごとに、反射面積閾値を設定している。速度閾値ＬＯＷ，ＭＩＤ，ＨＩＧＨと反射面積閾値Ｌ１〜Ｌ４，Ｈ１〜Ｈ４の最適値は、検出された物標がゴースト物標であるか否か適切に判定できるよう、実験などにより求めればよい。

図１に戻り、ＨＭＩ１６は、ＥＣＵ１４から注意喚起信号を受け取ると、運転者に対して注意喚起を行い、ＥＣＵ１４から注意喚起信号を受け取ると、運転者に対して警告を行う。ＨＭＩ１６は、例えばメーターパネルに設けられたＭＩＤ（Multi Information Display）である。

図５（ａ）は、一実施形態に係る左側注意喚起の表示を示す図であり、図５（ｂ）は、右側注意喚起の表示を示す図であり、図５（ｃ）は、左右側注意喚起の表示を示す図である。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＨＭＩ１６は、運転者に注意を促すべき物標が存在する場合、その物標の存在する方向に記号や物標の模式図を表示し、注意喚起する文を表示し、運転者に対して物標の存在を報知する。

図６は、一実施形態に係る警告の表示を示す図である。図６に示すように、ＨＭＩ１６は、ブレーキ操作を促す「ＢＲＡＫＥ！」という文を表示し、運転者に対して物標がより近づいていることを警告する。

なお、ＨＭＩ１６として、ＭＩＤの他に、例えばフロントガラスに設けられたＨＵＤ（Head Up Display）、ブザー、スピーカ、ナビゲーションシステムのモニタなどを更に備えていてもよい。ＨＭＩ１６がブザーを含む場合、ＥＣＵ１４から注意喚起信号を受け取ると、ブザーは、物標が存在することを運転者に知らせる音、例えば、”ピィピィピィ”という音を出力する。ＥＣＵ１４から警告信号を受け取ると、ブザーは、物標がより近づいていることを運転者に知らせる音、例えば、”ピピピピ”という音を出力する。

図１に戻り、ブレーキアクチュエータ１８は、ＥＣＵ１４から介入制御信号を受け取ると、ブレーキを動作させる。

続いて、車両制御装置１００の全体の動作について説明する。車両制御部２０は、物標に関する情報と車両情報に基づいて、運転者に対して注意喚起、警告または介入制御を行うか否か、定期的に判定する。この動作と並行して、禁止部２２が次のように動作する。

図７は、図１の禁止部２２の処理を示すフローチャートである。図７の処理は、定期的に行われる。まず、禁止部２２は、外界センサ１０から物標に関する情報を取得する（Ｓ１）。次に、禁止部２２は、条件１〜４の何れかが満たされているか判定し（Ｓ２）、満たされている場合（Ｓ２のＹ）、車両制御部２０による車両制御を許可して（Ｓ３）、今回の処理を終了する。一方、条件１〜４が満たされていない場合（Ｓ２のＮ）、車両制御部２０による車両制御を禁止して（Ｓ３）、今回の処理を終了する。

このように本実施形態によれば、物標の反射面積が、物標の速度が高いほど大きく設定される反射面積閾値より小さい場合に、車両制御部２０による車両制御を禁止するので、自転車、歩行者および車両などの異なる種類のゴースト物標を適切に判定して、ゴースト物標に対する不要な車両制御を抑制できる。

以上、実施形態をもとに本発明を説明した。実施形態はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、以上の実施形態では、禁止部２２は、４つの条件１〜４（範囲Ｒ１〜Ｒ４）に基づいて、車両制御部２０による車両制御を禁止するか否か判定したが、条件の数は特に限定されない。一例として、５つの条件１〜５（範囲Ｒ１〜Ｒ５）について説明する。

図８は、変形例に係る物標の速度と物標の反射面積とのマップを示す図である。図３との相違点を説明する。図８では、範囲Ｒ４は、速度閾値ＨＩＧＨ１≦物標の速度＜速度閾値ＨＩＧＨ２、かつ、反射面積閾値Ｌ４≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ４（条件４）を満たす領域である。範囲Ｒ５は、速度閾値ＨＩＧＨ２≦物標の速度、かつ、反射面積閾値Ｌ５≦物標の反射面積≦反射面積閾値Ｈ５（条件５）を満たす領域である。反射面積閾値Ｌ１〜Ｌ５は、物標の速度が高いほど大きく設定される。この変形例では、より細かく条件を設定できるので、ゴースト物標をより適切に判定できる。

Ｃ１…自車両、Ｃ２…物標、１０…外界センサ（検出部）、２０…車両制御部、２２…禁止部、１００…車両制御装置。

Claims

自車両の周辺に送信された電波の反射電波によって物標を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記物標に関する情報に基づいて、車両制御を行う車両制御部と、
前記物標のレーダー反射断面積が、前記物標の速度が高いほど大きく設定される反射面積閾値より小さい場合に、前記車両制御部による車両制御を禁止する禁止部と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。