JP6837708B2

JP6837708B2 - 衝突回避装置

Info

Publication number: JP6837708B2
Application number: JP2016191731A
Authority: JP
Inventors: 陽介栗原; 増田　基; 基増田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: JP2017182768A

Description

本発明は、自車両前方の歩行者を検知して、検知した前記歩行者との衝突を防止する衝突回避装置に関する。

従来、自車両前方の歩行者を検知して、歩行者の動きを予測して自車両と衝突するおそれがある場合に、検知した歩行者との衝突を防止する装置が開発されており、特に自車両前方の横断歩行者が自車両と衝突するおそれがあるかどうかを的確に判断して、衝突を未然に防止できるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−３２１５４号公報（段落００１０〜００１８および図１〜図３参照）

ところで、従来の横断歩行者との衝突防止策では、横断歩行者の速度と自車両の車速とに基づき、横断歩行者との衝突可能性を判断することが一般に行われているが、歩行者と自車両との距離が大きい場合に、歩行者が横断方向ではない別方向に移動したり、横断歩行者ではない障害物を歩行者と誤認したりするなどして、衝突を回避すべき横断歩行者ではないにも拘らず、衝突回避装置である自動ブレーキが不要に作動してドライバに違和感を与えるという問題がある。

本発明は、自車両前方の横断歩行者のうち、自車両と衝突するおそれがある歩行者を的確に検知し、衝突のおそれがない場合には自動ブレーキを作動させず、自動ブレーキの不要な作動を未然に防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の衝突回避装置は、自車両前方の歩行者を検知して、検知した前記歩行者との衝突を防止する衝突回避装置において、自車両前方のカメラ画像の画像認識処理により前方に存在する障害物が歩行者であるかどうかを認識する認識手段と、自車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段による検出車速および前記カメラ画像に基づき、前記自車両と前記歩行者との相対距離および前記歩行者の横断方向への移動速度を導出する導出手段と、前記障害物との衝突を回避すべき作動タイミングに達したときに自動ブレーキを作動させる制動手段と、少なくとも前記導出手段による前記相対距離から、現在時点が前記作動タイミングであるという第１の判断条件、自車両と前記歩行者との相対速度と前記相対距離とに基づいて導出された、自車両が前記歩行者と衝突するまでの衝突予測時間に基づいて、自車両の中心から自車の推定進路内より小さい所定幅の範囲内において自車両と前記歩行者との衝突が予測されるという第２の判断条件、および、前記歩行者の現在位置が自車の推定進路中心に対して所定距離内に位置するという第３の判断条件の３つの判断条件すべてが成立したときに、前記制動手段を作動させる制御を実行する制御手段とを備え、前記第３の判断条件における前記所定距離の範囲が、前記自車両と前記歩行者との自車両進行方向における距離および前記歩行者の前記横断方向への移動速度、または、前記自車両に配置された舵角センサにより検出される舵角に基づくステアリングの操作状態のいずれかに応じて可変されることを特徴としている（請求項１）。

また、前記カメラ画像に基づいて前記自車両が走行している車線である自車線の領域を検出する自車線検出手段をさらに備え、前記制御手段は、少なくとも前記導出手段による前記相対距離から、現在時点が前記作動タイミングであるという前記第１の判断条件、自車両と前記歩行者との相対速度と前記相対距離とに基づいて導出された、自車両が前記歩行者と衝突するまでの衝突予測時間に基づいて、自車両の中心から自車の推定進路内より小さい所定幅の範囲内において自車両と前記歩行者との衝突が予測されるという前記第２の判断条件、前記歩行者の現在位置が自車の推定進路中心に対して所定距離内に位置するという前記第３の判断条件、前記歩行者が前記自車線検出手段による前記自車線の領域内に位置するという第４の判断条件の４つの判断条件すべてが成立したときに、前記制動手段を作動させる制御を実行するようにしてもよい（請求項２）。

請求項１にかかる発明によれば、少なくとも導出手段による相対距離から、現在時点が制動手段の作動タイミングであると判断し、自車両と歩行者との相対速度と前記相対距離とに基づいて導出された衝突予測時間に基づいて、自車両の中心から車幅より小さい所定幅の範囲内において自車両と歩行者との衝突が予測されると判断し、歩行者の現在位置が自車の推定進路中心に対して所定距離内に位置すると判断するという３つの判断条件により横断歩行者を認識することによって、これら３つの判断条件がすべて成立したときに、その歩行者は、障害物ではなく明らかに自車両の前方を横断すると判断する歩行者であって自車両との衝突が予測されるものと判断することができる。したがって、上記した３つの判断条件が成立すれば横断歩行者との衝突のおそれがあるとして、制動手段を作動させることにより、自車両の前方を横断する歩行者との衝突を未然に防止することができ、３つの判断条件の１つでも不成立であれば歩行者との衝突のおそれがないとして、制動手段を不要に作動させないようにすることができる。

請求項２にかかる発明によれば、横断歩行者が自車線の外側において赤信号で立ち止まることが予想されるという制動手段の作動が不要な状況において、制動手段の誤作動を防止することができる。また、このような誤作動を防止することで、衝突回避装置の品質をさらに向上させることができる。

本発明に係る衝突回避装置の第１実施形態のブロック図である。第１実施形態の動作説明図である。第１実施形態の動作説明用フローチャートである。本発明に係る衝突回避装置の第２実施形態の動作説明図である。第２実施形態の動作説明用のフローチャートである。

＜第１実施形態＞
本発明に係る衝突回避装置の第１実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態でいう前後、左右とはシートに着座した状態で見た前後、左右を意味する。

図１に示すように、衝突回避装置１は、自車両前方を撮影するカメラ２と、自車両の車速を検出する車速検出手段である車速センサ３と、マイクロコンピュータ構成のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４と、ＥＣＵ４の制御により自動ブレーキをかけるブレーキアクチュエータ５と、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ６とを備える。

ＥＣＵ４は、カメラ２によるカメラ画像を取り込み、例えば内蔵メモリに格納された歩行者、各種車両、道路構造物等の照合用画像パターンとカメラ画像とを照合していわゆるパターン認識による画像認識処理を行い、自車両の前方に存在する障害物が歩行者であるかどうかを認識する認識手段としての機能を有する。

また、ＥＣＵ４は、自車両の前方に存在する障害物が歩行者であると認識すると、車速センサ３による検出車速およびカメラ２によるカメラ画像に基づき、自車両と歩行者と進行方向における相対距離（以下、縦距離ともいう）および歩行者の横断方向への移動速度を導出する導出手段としての機能を有する。

そして、自車両と歩行者等の障害物との縦距離が、所定の減速度で自車両を制動した（ブレーキをかけた）ときに衝突を回避可能な限界である衝突を回避すべき作動タイミングに達したときにブレーキアクチュエータ５を制御して自動ブレーキを作動可能にする機能を有し、係るＥＣＵ４の機能およびブレーキアクチュエータ５により、本発明における制動手段が構成される。

ところで、ＥＣＵ４は不要な自動ブレーキを作動させないようにするために、以下のような制御を行う。すなわち、図２に示すように、カメラ２によるカメラ画像から自車両Ｃの前方を横断する歩行者Ｐを認識した状態で、（１）車速センサ３による検出車速、自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離のほか、検出車速から算出される自車両Ｃの現在加減速度および自車両Ｃと歩行者Ｐとの相対速度などから、現在時点が自動ブレーキを作動させるべき作動タイミングであると判断し、かつ、（２）自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離、自車両Ｃと歩行者Ｐとの相対速度などから自車両Ｃが歩行者Ｐと衝突するまでの衝突予測時間（ＴＴＣ）を導出し、導出した衝突予測時間（ＴＴＣ）に基づき、図２に示す自車両Ｃの中心から車幅より小さい所定幅である第１の作動許可範囲Ｗの範囲内において自車両Ｃと歩行者Ｐとの衝突が予測されると判断し、かつ、（３）歩行者Ｐの現在位置が、図２に示す自車両Ｃの自車の推定進路内Ｌよりも外側であって左右に所定距離である第２の作動許可範囲Ｄ内に位置すると判断したときに、自車両Ｃの前方を横断する歩行者Ｐが、図２に現在位置、ＴＴＣ、横方向速度などから導出する×印で示す衝突予測位置で自車両Ｃと衝突するおそれがあるとして、自動ブレーキを作動させる制御を実行するようになっている。

このように、ＥＣＵ４により、自動ブレーキを作動させる制御を実行すべき上記（１）〜（３）の３つの判断条件がすべて成立したときに、障害物ではなく明らかに自車両の前方を横断すると判断する歩行者であって自車両との衝突が予測されるものと判断することができ、３つの判断条件が成立すれば横断歩行者との衝突のおそれがあるとして、ブレーキアクチュエータ５を制御して自動ブレーキを作動させて、自車両の前方を横断する歩行者との衝突を未然に防止する一方、３つの判断条件の１つでも不成立であれば歩行者との衝突のおそれがないとして、ブレーキアクチュエータ５を非作動に制御して自動ブレーキを不要に作動させない。

このとき、上記した（３）の判断条件の成否を判断する際の基準となる自車両の自車の推定進路中心ＣＬに対して左右に設定すべき第２の作動許可範囲Ｄは、自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離、横断する歩行者Ｐの横移動速度に応じて可変するのが望ましい。例えば、歩行者Ｐの横移動速度が速いときには、或いは、自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離が長いときには、歩行者Ｐは自車両Ｃの中心前方における衝突予測位置に早く到達する可能性があることから、衝突回避対象となる歩行者Ｐの検知領域を広げるために第２の作動許可範囲Ｄを広くする。一方、歩行者Ｐの横移動速度が遅いときには、或いは、自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離が短いときには、歩行者Ｐが自車両Ｃの中心前方における衝突予測位置に到達するのが遅くなるため、衝突回避対象となる歩行者Ｐの検知領域を広げる必要がない。なお、歩行者Ｐの移動速度、縦距離に対して、第２の作動許可範囲Ｄをどのように設定すればよいかを予め実験的に検証しておき、歩行者のＰの移動速度、縦距離と作動許可範囲Ｄとの関係をマップ化してＥＣＵ４の内蔵メモリ等に記憶させておき、現在の歩行者Ｐの移動速度、縦距離に対する最適な作動許可範囲Ｄを読み出して上記した（３）の判断条件の比較基準にすればよい。

次に、ＥＣＵ４の制御動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。いま、図３に示すように、ＥＣＵ４により、上記したようなカメラ画像に基づく画像認識処理により、自車両の前方に存在する障害物が歩行者であるかどうかの判定を行い（ステップＳ１）、この判定結果がＹＥＳであれば、上記した（１）の判断条件に関する現在時点が自動ブレーキを作動させるべき作動タイミングであるかどうか判定する（ステップＳ２）。

そして、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳであれば、上記した（１）の判断条件が成立したとして次のステップＳ３に移行し、導出した衝突予測時間（ＴＴＣ）から、上記した（２）の判断条件に関する自車両の中心から車幅より小さい所定幅である第１の作動許可範囲Ｗ（図２参照）の範囲内において自車両と歩行者との衝突が予測されるかどうかの判定がなされる（ステップＳ３）。

このステップＳ３の判定結果がＹＥＳであれば、上記した（２）の判断条件も成立したとして次のステップＳ４に移行し、上記した（３）の判断条件に関する自車両の左右所定距離の第２の作動許可範囲Ｄ（図２参照）内に歩行者が位置するかどうかの判定がなされ（ステップＳ４）、この判定結果がＹＥＳであれば、上記した（３）の判断条件が成立して、（１）〜（３）の３つの判断条件すべてが成立し、図２中の×印で示す衝突予測位置で自車両と横断歩行者が衝突するおそれがあると判断されたとして次のステップＳ５に移行する。

そして、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ５において自動ブレーキ作動対象物と判断され（ステップＳ５）、ステップＳ４の判定結果がＮＯであれば、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の判定結果がＮＯの場合と共に、自動ブレーキ作動非対象物と判断され（ステップＳ６）、その後、車速センサ３による車速、方向指示器、シフトレンジなどの各種スイッチ情報、舵角センサ６による操舵角、他システムの作動状態などの車両側条件が確認されて車両側作動条件を満たしているかどうかの判定がなされ（ステップＳ７）、この判定結果がＹＥＳであれば自動ブレーキが作動され（ステップＳ８）、判定結果がＮＯであれば自動ブレーキは非作動となり（ステップＳ９）、その後動作は終了する。

したがって、上記した第１実施形態によれば、上記した（１）〜（３）の３つの判断条件が成立すれば横断歩行者との衝突のおそれがあるとして、自動ブレーキを作動させることにより、自車両の前方を横断する歩行者との衝突を未然に防止することができる。

さらに、３つの判断条件の１つでも不成立であれば歩行者との衝突のおそれがないとして、制動手段を不要に作動させないようにすることができ、例えば歩行者が図２に示す第２の作動許可範囲Ｄの範囲よりも外側にいる場合に、当該歩行者との衝突のおそれがないにも拘らず自動ブレーキがむやみに作動してドライバが煩わしく感じることを防止できる。

また、上記した（３）の判断条件の基準となる自車両の自車の推定進路中心ＣＬに対して左右に設定する所定距離の第２の作動許可範囲Ｄを、自車両Ｃと歩行者Ｐとの縦距離、横断する歩行者Ｐの移動速度に応じて可変するようにしたため、移動速度、縦距離の異なる横断歩行車に対する自動ブレーキの作動条件を絞ることができ、衝突回避の精度のいっそうの向上を図ることが可能になる。

＜第２実施形態＞
上記した第１実施形態では、ＥＣＵ４は、不要な自動ブレーキの作動を回避するために、（１）〜（３）の判断条件を用いたが、さらに条件を付加して第２実施形態としてもよい。

ＥＣＵ４が、カメラ画像から前方に歩行者を認識し、（１）〜（３）の判断条件のすべてを満たしていた場合であっても、自動ブレーキの作動が不要の場合がある。例えば、自車両の前方に横断歩行者が検出された場合であっても、その歩行者の進行方向の信号が赤信号であった場合は、自車両の走行する車線（自車線）を横断せずに、停止する蓋然性が高い。このような状況で自動ブレーキを作動させるのはお節介となる可能性が高い。

そこで、図４に示すように、自車両が進行している車線（自車線）の領域（範囲）と横断歩行者との位置関係を判断条件に加える。自車線の範囲の検出は、ＥＣＵ４がカメラ２によるカメラ画像を取り込み、自車両の進行方向の左右両側で、自車両の進行方向と平行方向に引かれた白線７を検出する。ＥＣＵ４による白線７の検出方法としては、例えば、取り込んだカメラ画像を２値化した上で、エッジ検出処理を行うことにより検出する。このとき、進行方向の左右両側で白線７を検出できた場合は、これらの白線７の間隔（自車線の幅ＬＷ）が、自車両の車幅よりも広い一定幅である場合、ＥＣＵ４は、当該両白線７が自車線を規定する白線７であって、両白線７に挟まれた領域を自車線の領域として検出する。このように、ＥＣＵ４が、カメラ画像に基づいて自車線の領域を検出する機能が、本発明の自車線検出手段に相当する。

そして、ＥＣＵ４は、（１）〜（３）の判断条件のすべてを満たした際、（４）当該横断歩行者が自車線の領域内にいると判断した場合に、自動ブレーキを作動させる制御を実行し、自車線の領域外にいた場合は、自動ブレーキを作動させる制御を実行しない（後述する未指定走行モード）。なお、ＥＣＵ４は、自車線の認定ができない場合は、（１）〜（３）の判断条件のすべてを満たせば、自動ブレーキを作動させる制御を実行する。自車線を規定するための白線７の検出方法は、適宜変更することができる。

なお、左側走行の場合は、判断条件（１）〜（３）のすべてを満たす横断歩行者が赤信号で停止するのは、自車両進行方向の左側であるため、左側走行の場合は、自車線の左側に位置する歩行者と左側の白線７の位置関係を比較して、（４）の判断条件の成否を判断してもよい。一方、右側走行の場合は、自車線の右側に位置する歩行者と右側の白線７の位置関係を比較して、（４）の判断条件の成否を判断してもよい。また、左側走行モード、右側走行モード、未指定走行モードの３種類を設け、（４）の判断条件の成否の判断方法を切り換え設定できるようにしてもよい。

次に、本例のＥＣＵ４の制御動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、ステップＳ１〜Ｓ４の処理については、上記した第１実施形態の処理（図３のステップＳ１〜ステップＳ４参照）と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ４の判定結果がＹＥＳであれば、一定幅の自車線が検出されたか否かの判定がなされ（ステップＳ１０）、この判定がＹＥＳであれば、歩行者の現在位置が自車線の領域内にあるか否かが判定される（ステップＳ１１）。この判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０で一定幅の自車線が検出されなかった場合（ステップＳ１０でＮＯの場合）とともに、自動ブレーキ作動対象物と判断される（ステップＳ５）。一方、ステップＳ１１の判定結果がＮＯであれば、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の判定結果がＮＯの場合と共に、自動ブレーキ作動非対象物と判断される（ステップＳ６）。その後、車速センサ３による車速、方向指示器、シフトレンジなどの各種スイッチ情報、舵角センサ６による操舵角、他システムの作動状態などの車両側条件が確認されて車両側作動条件を満たしているかどうかの判定がなされ（ステップＳ７）、この判定結果がＹＥＳであれば自動ブレーキが作動され（ステップＳ８）、判定結果がＮＯであれば自動ブレーキは非作動となり（ステップＳ９）、その後動作は終了する。

したがって、上記した第２実施形態によれば、横断歩行者が自車線の外側において赤信号で立ち止まることが予想されるという自動ブレーキの作動が不要な状況において、自動ブレーキの誤作動を防止することができる。また、このような誤作動を防止することで、衝突回避装置１の品質をさらに向上させることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態における歩行者かどうかの認識は、上記したパターン認識による画像認識処理に限るものではない。

また、車速センサ３による検出車速およびカメラ２によるカメラ画像に基づき、自車両と歩行者と進行方向における相対距離（縦距離）および歩行者の横断方向への移動速度を導出するようにしたが、相対距離（縦距離）および歩行者の横断方向への移動速度の導出方法はこれに限るものではない。

また、上記した実施形態では、自車両と歩行者との縦距離、横断歩行者の移動速度に応じて、図２に示す第２の作動許可範囲Ｄを可変にするとしたが、自車両に配置された舵角センサにより検出される舵角に基づくステアリングの操作状態に応じて第２の作動許可範囲Ｄを可変するようにしてもよく、例えば左方向にステアリング操作しているときには自車両の左側の作動許可範囲Ｄを広げ、右方向にステアリング操作しているときには自車両の右側の作動許可範囲Ｄを広げるとよい。こうすると、自車両のステアリングの操作状態に応じて横断歩行車に対する自動ブレーキの作動条件を絞ることができて衝突回避の精度の向上を図ることが可能になる。

１ …衝突回避装置
２ …カメラ（認識手段）
３ …車速センサ（車速検出手段）
４ …ＥＣＵ（認識手段、導出手段、制動手段、制御手段、自車線検出手段）
５ …ブレーキアクチュエータ

Claims

自車両前方の歩行者を検知して、検知した前記歩行者との衝突を防止する衝突回避装置において、
自車両前方のカメラ画像の画像認識処理により前方に存在する障害物が歩行者であるかどうかを認識する認識手段と、
自車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段による検出車速および前記カメラ画像に基づき、前記自車両と前記歩行者との相対距離および前記歩行者の横断方向への移動速度を導出する導出手段と、
前記障害物との衝突を回避すべき作動タイミングに達したときに自動ブレーキを作動させる制動手段と、
少なくとも前記導出手段による前記相対距離から、現在時点が前記作動タイミングであるという第１の判断条件、自車両と前記歩行者との相対速度と前記相対距離とに基づいて導出された、自車両が前記歩行者と衝突するまでの衝突予測時間に基づいて、自車両の中心から自車の推定進路内より小さい所定幅の範囲内において自車両と前記歩行者との衝突が予測されるという第２の判断条件、および、前記歩行者の現在位置が自車の推定進路中心に対して所定距離内に位置するという第３の判断条件の３つの判断条件すべてが成立したときに、前記制動手段を作動させる制御を実行する制御手段と
を備え、
前記第３の判断条件における前記所定距離の範囲が、前記自車両と前記歩行者との自車両進行方向における距離および前記歩行者の前記横断方向への移動速度、または、前記自車両に配置された舵角センサにより検出される舵角に基づくステアリングの操作状態のいずれかに応じて可変されることを特徴とする衝突回避装置。
前記カメラ画像に基づいて前記自車両が走行している車線である自車線の領域を検出する自車線検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、少なくとも前記導出手段による前記相対距離から、現在時点が前記作動タイミングであるという前記第１の判断条件、自車両と前記歩行者との相対速度と前記相対距離とに基づいて導出された、自車両が前記歩行者と衝突するまでの衝突予測時間に基づいて、自車両の中心から自車の推定進路内より小さい所定幅の範囲内において自車両と前記歩行者との衝突が予測されるという前記第２の判断条件、前記歩行者の現在位置が自車の推定進路中心に対して所定距離内に位置するという前記第３の判断条件、前記歩行者が前記自車線検出手段による前記自車線の領域内に位置するという第４の判断条件の４つの判断条件すべてが成立したときに、前記制動手段を作動させる制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の衝突回避装置。