JP6939723B2 - 衝突判定装置 - Google Patents
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Description
自車周囲の物体と自車との衝突の有無を判定する衝突判定装置に関する。
自車の移動軌跡、及び自車周囲の物体の移動軌跡を推定し、推定した自車及び物体の移動軌跡に基づいて、自車に対する物体の衝突の有無を判定する衝突判定装置が知られている。特許文献1に開示された衝突判定装置では、推定した自車の移動軌跡と、推定した物体の移動軌跡とが交わる交点を算出する。そして、自車が交点に到達するまでの時間と、物体が交点に達するまでの時間をそれぞれ算出し、算出した各時間により自車に対する物体の衝突の有無を判定している。
自車の移動軌跡と物体の移動軌跡とをそれぞれ線で推定して、その線同士の交点を用いて衝突判定を行う場合、自車と物体との位置関係又は物体の移動状態に依っては、衝突判定を適正に実施できない場合がある。
本発明は上記課題に鑑みたものであり、自車に対する物体の位置関係や物体の移動状態に依らず、時間経過を考慮して自車に対する物体の衝突判定を適正に実施することができる衝突判定装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、物体検出装置により検出された自車周囲に位置する物体と、自車との衝突の有無を判定する衝突判定装置に関するものである。衝突判定装置は、現在の自車における自車進行方向での距離及び車幅方向での距離で規定される2次元座標系において、自車の推定経路上での所定時間毎の自車存在領域を算出する自車領域算出部と、前記自車進行方向での距離、前記車幅方向での距離、及び現在からの経過時間により規定される3次元座標系において、算出された前記所定時間毎の前記自車存在領域を補完することにより、前記自車存在領域の推移を示す立体である自車立体を算出する自車情報算出部と、前記物体検出装置により検出された前記物体の位置に基づいて、前記3次元座標系における前記物体の移動経路の推定値を示す推定経路情報を算出する移動経路算出部と、算出された前記自車立体と、算出された前記物体の移動経路との交わりの有無に基づいて、自車に対する前記物体の衝突の有無を判定する判定部と、を備える。
上記構成では、自車を基準とする自車進行方向での距離、車幅方向での距離、及び現在からの経過時間により規定される3次元座標系において、自車の推定経路上に算出される複数の自車存在領域を補完することにより、自車存在領域の推移を示す立体である自車立体が算出される。また、物体検出装置により検出された物体の位置に基づいて、3次元座標系において、物体の移動経路の推定値を示す推定経路情報が算出される。そして、自車立体と前記物体の移動経路との交わりの有無に基づいて、自車に対する物体の衝突の有無が判定される。この場合、自車に対する物体の衝突判定に用いられる自車立体は、自車進行方向、及び車幅方向に広がる自車存在領域が時間軸で連続する3次元の立体として算出される。そして、自車立体と物体の移動経路との交わりの有無により衝突判定が行われることにより、移動軌跡同士が交わる場合よりも、交わりを生じさせる領域が大きくなる。その結果、自車に対する物体の位置関係や、物体の移動状態を含む様々なシーンに対応した衝突判定が可能となるため、自車に対する物体の衝突の有無を適正に判定することができる。さらに、上記3次元座標系において自車立体と物体の移動経路との交わりの有無に基づいて衝突の有無が判定されるため、時間経過を考慮して衝突の有無を適正に判定することができる。
(第1実施形態)
以下、車両に適用される車両制御システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1に示す車両制御システム100は、物体検出装置10及び衝突判定ECU20を備えている。本実施形態では、衝突判定ECU20が衝突判定装置に相当する。
以下、車両に適用される車両制御システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1に示す車両制御システム100は、物体検出装置10及び衝突判定ECU20を備えている。本実施形態では、衝突判定ECU20が衝突判定装置に相当する。
物体検出装置10は、ミリ波を送信し、送信したミリ波が物体に反射することで生じる反射波に基づいて、自車周囲の物体の位置、及び自車に対する物体の相対速度を検出する。物体検出装置10は、ミリ波レーダセンサ11と、レーダECU12とを備えている。
ミリ波レーダセンサ11は、例えば、自車の前部及び後部にそれぞれ取り付けられており、ミリ波を自車周囲に出射し、その反射波を受信する。ミリ波レーダセンサ11は、受信した反射波に関する反射波信号をレーダECU12に出力する。
レーダECU12は、ミリ波レーダセンサ11から出力される反射波信号に基づいて、自車周囲の物体の位置、及び自車に対する物体の相対速度を算出する。レーダECU12は、算出した物体の位置、及び自車に対する物体の相対速度を衝突判定ECU20に出力する。レーダECU12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び入出力インターフェイスなどを備えるコンピュータにより構成されている。
衝突判定ECU20には、ヨーレートセンサ13、操舵角センサ14、車輪速センサ15、及び衝突抑制装置30が接続されている。ヨーレートセンサ13は、たとえば自車の中央位置に設けられており、自車の操舵量の変化速度に応じたヨーレート信号を衝突判定ECU20に出力する。操舵角センサ14は、たとえば車両のステアリングロッドに取り付けられており、運転者の操作に伴うステアリングホイールの操舵角の変化に応じた操舵角信号を衝突判定ECU20に出力する。車輪速センサ15は、たとえば車両のホイール部分に取り付けられており、車両の車輪速度に応じた、車輪速度信号を衝突判定ECU20に出力する。
衝突抑制装置30は、自車に対する物体の衝突を抑制する装置であり、本実施形態では、ブレーキECU31と、シートベルトアクチュエータ32とを備えている。
ブレーキECU31は、衝突判定ECU20から出力される減速信号に基づいて、ブレーキアクチュエータの制動力を制御する。ブレーキアクチュエータの制動力が制御されることにより自車の減速量が調整される。シートベルトアクチュエータ32は、衝突判定ECU20から出力される起動信号に基づいて、シートベルトの巻取装置を作動させ、シートベルトを巻き取って緊張させる。
衝突判定ECU20は、物体検出装置10から出力される物体の位置及び自車に対する物体の相対速度に基づいて、自車に対する物体の衝突の有無を判定する。衝突判定ECU20は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイスなどを備えるコンピュータにより構成されている。衝突判定ECU20は、自車に対して物体が衝突すると判定した場合に、衝突抑制装置30を作動させることにより、自車に対する衝突抑制制御を実施する。例えば、衝突判定ECU20は、ブレーキECU31に出力する減速信号及びシートベルトアクチュエータ32に出力する起動信号を生成して出力することにより衝突抑制制御を実施する。
自車及び物体の移動経路として線状の移動軌跡を算出し、算出した移動軌跡同士の交点により、自車に対する物体の衝突の有無を判定する場合、自車と物体との位置関係又は物体の移動状態に依っては、自車に対する物体の衝突判定を適正に実施できない場合がある。例えば、自車と物体とが平行に移動している場合、自車及び物体の移動軌跡は交わることがないため、物体の衝突判定を実施できなくなる。また、物体が静止している場合では、時間経過を考慮したとしても物体の移動軌跡が算出されないため、自車及び物体の移動軌跡の交点が算出されず、自車に対する物体の衝突判定を実施できないおそれがある。
そこで、衝突判定ECU20は、仮想的に形成される3次元座標系において、自車の存在領域の推移を示す立体である自車立体を算出する。また、衝突判定ECU20は、3次元座標系において、物体の移動経路を算出する。そして、自車立体と、物体の移動経路との交わりの有無に基づいて、自車と物体との衝突の有無を判定することにより、自車に対する物体の位置関係や、物体の移動状態を含む様々なシーンに対応した衝突判定を可能としている。
次に、本実施形態の衝突判定に係る衝突判定ECU20の各機能を説明する。
自車経路推定部21は、自車の操舵量の変化速度及び自車速度に基づいて、自車の推定経路を示す自車推定経路PA1を算出する。本実施形態では、自車経路推定部21は、ヨーレートセンサ13からのヨーレート信号を用いて算出される自車のヨーレートψと、車輪速センサ15からの車輪速度信号を用いて算出される自車速度とに基づいて自車の推定カーブ半径を算出する。そして、算出した推定カーブ半径に沿って自車が走行する場合の経路を自車推定経路PA1として算出する。なお、自車の操舵量の変化速度を、操舵角センサ14からの操舵角信号に基づいて算出してもよい。
自車領域算出部22は、現在の自車進行方向での距離Y、及び車幅方向での距離Xで規定される2次元座標系のXY平面上に、自車推定経路PA1上での所定時間毎の自車が存在領する領域を示す自車存在領域EA1を算出する。本実施形態では、自車領域算出部22は、現在T0から推定終了時間TNまでの期間において、自車推定経路PA1上の各位置における自車存在領域EA1を算出する。
図2(a)は、現在T0での自車存在領域EA1を示している。本実施形態では、自車存在領域EA1を、自車を上方から見た場合の自車の外周を全て含む矩形領域として定めている。自車領域算出部22は、自車の大きさを示す車両諸元に基づいて、自車存在領域EA1を形成する矩形領域を定めている。例えば、現在T0での自車存在領域EA1は、X軸とY軸との交点(0,0)が、自車の基準位置P0となるように定められている。また、自車の基準位置P0は、自車前方において車幅方向の中心となるように設定されている。
図2(b)は、現在からT1だけ将来の自車存在領域EA1を示している。なお、図2(b)では、説明を容易にするため、現在T0での自車存在領域EA1と、現在からT2だけ将来(T2>T1)での自車存在領域EA1とを破線により示している。
現在からT1だけ将来の自車存在領域EA1は、自車が自車推定経路PA1に沿って移動する場合に、現在の自車位置から経過時間T1後での自車の存在領域を示している。例えば、自車領域算出部22は、現在の自車位置で算出される自車推定経路PA1と、自車速度とに基づいて、自車推定経路PA1において、現在T0での自車の基準位置P0から所定の経過時間Tn(nは、0以上、N以下の値)だけ将来の通過位置を算出する。そして、各通過位置を基準位置Pnとする矩形領域を、現在からTnだけ将来の自車存在領域EA1として算出する。本実施形態では、各経過時間Tnでの自車存在領域EA1の向きを、各基準位置Pnでの自車推定経路PA1の接線の向きに定めている。
自車情報算出部23は、自車進行方向での距離Y、車幅方向での距離X、及び現在からの経過時間Tにより規定される3次元座標系において、複数の自車存在領域EA1を補完することにより、自車存在領域EA1の推移を示す自車立体D1を算出する。図4に示す3次元座標系において、点(0,0,0)が、現在の自車の基準位置P0を示している。自車立体D1は、3次元座標系において、経過時間Tに伴う自車存在領域EA1の移動推移を示している。図4では、現在T0から、推定終了時間TNまでの予測時間幅において、自車立体D1が算出されている。
本実施形態では、自車情報算出部23は、算出した複数の自車存在領域EA1を3次元座標系の情報に変換する。そして、3次元座標系において、経過時間を定めるT軸が延びる方向で隣り合う自車存在領域EA1間の四隅を直線補完することにより、自車立体D1を算出する。
物体経路推定部24は、物体検出装置10により検出された物体の位置、及び自車に対する物体の相対速度に基づいて、物体の推定経路を示す物体推定経路PA2を算出する。例えば、物体経路推定部24は、物体検出装置10により検出された物体位置の変化に基づいて、物体の移動軌跡を算出し、この移動軌跡を物体推定経路PA2とする。
物体領域算出部25は、XY平面上において、物体推定経路PA2上での所定時間毎の物体が存在する領域を示す物体存在領域EA2を算出する。物体存在領域EA2は、物体が、物体推定経路PA2に沿って移動する場合の、所定時間毎の物体の存在領域を示す。図3(a)は、現在T0での物体存在領域EA2を示している。現在T0でのXY平面上の物体存在領域EA2は、現在の自車位置において、物体検出装置10により検出されている物体の存在領域を示している。物体領域算出部25は、物体存在領域EA2を、物体を上方から見た場合の物体の外周を全て含む矩形領域として設定している。例えば、物体存在領域EA2を形成する矩形領域は、物体検出装置10により算出された物体の大きさに基づいて設定される。
図3(b)は、現在からT1だけ将来の物体存在領域EA2を示している。例えば、物体領域算出部25は、物体推定経路PA2と、自車を基準とする物体の相対速度とに基づいて、物体推定経路PA2上において、現在の物体の基準位置B0から所定の経過時間Tnだけ経過した後の通過位置を算出する。そして、各通過位置を基準位置Bnとする矩形領域を、現在から経過時間Tnだけ将来の物体存在領域EA2として算出する。
物体情報算出部26は、3次元座標系において、複数の物体存在領域EA2を補完することにより、物体存在領域EA2の推移を示す立体である物体立体D2を算出する。図4に示す物体立体D2は、3次元座標系において、経過時間Tに伴う物体存在領域EA2の移動推移を示している。本実施形態では、物体情報算出部26は、経過時間を定めるT軸の延びる方向で隣り合う物体存在領域EA2間の四隅を直線補完することにより、物体立体D2を算出する。本実施形態では、物体立体D2が物体の移動経路に相当し、物体領域算出部25と物体情報算出部26とが移動経路算出部に相当する。
判定部27は、自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無に基づいて、自車に対する物体の衝突の有無を判定する。本実施形態では、判定部27は、所定の経過時間Tでの自車の存在領域を示す第1判定用領域DA1を、自車立体D1を用いて算出する。また、第1判定用領域DA1と同一経過時間Tでの物体の存在領域を示す第2判定用領域DA2を、物体立体D2を用いて算出する。そして、算出した同一経過時間Tでの第1,第2判定用領域DA1,DA2間に重複する領域が存在する場合に、自車立体D1と物体立体D2とが交わると判定する。
図5(a),(b)は、経過時間TaでのXY平面において、自車立体D1を用いて算出される第1判定用領域DA1と、物体立体D2を用いて算出される第2判定用領域DA2とを示す図である。自車立体D1と物体立体D2とが交わる場合、図5(a)に示すように、同一の経過時間TaでのXY平面において、第1判定用領域DA1と第2判定用領域DA2とに重複する領域OAが存在している。そのため、判定部27は、同一経過時間Tでの第1判定用領域DA1と第2判定用領域DA2とに重複する領域OAが存在する場合に、自車と物体とが衝突すると判定する。
一方、自車立体D1と物体立体D2とが交わらない場合、図5(b)に示す経過時間Taを含む全ての経過時間TでのXY平面において、第1判定用領域DA1と第2判定用領域DA2とに重複する領域OAが存在しない。そのため、判定部27は、同一経過時間Tでの第1判定用領域DA1と第2判定用領域DA2とに重複する領域OAが存在しない場合に、自車と物体とが衝突しないと判定する。
本実施形態では、判定部27は、現在T0から推定終了時間TNまでの間で、所定の経過時間間隔ΔT毎に、同一経過時間Tでの第1,第2判定用領域DA1,DA2を算出する。そして、算出した同一経過時間Tでの第1,第2判定用領域DA1,DA2を用いて重複する領域OAの有無を判定する。
次に、図6を用いて、本実施形態に係る衝突判定の手順を説明する。図6に示す処理は、衝突判定ECU20により所定周期で繰り返し実施される。
ステップS10では、車輪速度信号に基づいて算出される自車速度と、ヨーレート信号に基づいて算出される自車のヨーレートψとに基づいて、XY平面上において現在の自車位置での自車推定経路PA1を算出する。
ステップS11では、物体検出装置10により検出された物体位置、及び自車に対する物体の相対速度に基づいて、XY平面上において物体推定経路PA2を算出する。
ステップS12〜S16では、自車推定経路PA1上の複数の自車存在領域EA1を算出する。ここで、自車推定経路PA1に誤差が生じている場合、自車存在領域EA1の位置が自車推定経路PA1において現在から将来に進むほど、自車存在領域EA1の位置に自車推定経路PA1の誤差が蓄積され、自車存在領域EA1の位置の誤差が大きくなる。そこで、本実施形態では、自車存在領域EA1を、自車推定経路PA1において現在から将来に進むほど、面積Sを拡大するように算出する。
まず、ステップS12では、自車の操舵量の変化速度を示すヨーレートψに基づいて、自車の操舵量の変化加速度αを算出する。本実施形態では、前回の演算周期において算出したヨーレートψと、今回の演算周期において算出したヨーレートψとの差を、操舵量の変化加速度αとして算出している。ステップS12が操舵変化量算出部に相当する。なお、自車の操舵量の変化加速度αを、操舵角センサ14からの操舵角信号により算出される操舵角の変化速度から算出するものであってもよい。
ステップS13では、自車が右折するか左折するかを判定する。本実施形態では、現在の自車進行方向に対して右方向に曲がる向きに推定カーブ半径が算出されている場合に、自車が右折すると判定する。また、現在の自車進行方向に対して左方向に曲がる向きに推定カーブ半径が算出されている場合に、自車が左折すると判定する。
ステップS13において、自車が右折すると判定すると、ステップS14では、自車のヨーレートψと、操舵量の変化加速度αとに基づいて、自車が右折する場合の自車存在領域EA1の拡大量ΔS1を設定する。図7(a)は、自車が右折する場合の自車存在領域EA1の拡大量ΔS1にハッチングを付している。なお、図7では、説明を容易にするために、同一のXY平面上に、経過時間Tが異なる複数の自車存在領域EA1を記載している。
自車の操舵量の変化が大きくなるほど、自車位置が車幅方向に変化する可能性が高くなる。更に、自車が右折する場合、自車位置の車幅方向への変化により自車の右側を通過する物体を自車が巻き込む可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、自車が右折すると判定した場合、自車存在領域EA1において自車進行方向に対して右側の領域を拡大することにより、衝突の判定を安全側に設定している。
ここで、自車の操舵量の変化による自車存在領域EA1の変化幅ΔW1を、自車の右方向でのヨーレートψ1及び操舵量の変化加速度α1を用いて算出する。そして、本実施形態では、自車が右折する場合の自車存在領域EA1の拡大量ΔS1を、下記式(1)により算出している。
上記式(1)において、現在T0での拡大量ΔS1は、経過時間T0が0であるため0となる。そして、自車推定経路PA1上での自車の基準位置Pに対応する経過時間Tnが増加するほど、拡大量ΔS1が大きくなる。実施形態では、衝突判定ECU20は、ヨーレートψ1、操舵角の加速度α1、経過時間T、及び拡大量ΔS1の関係を記録するテーブル情報を記憶しており、このテーブル情報を参照することにより、各値ψ1,α1,Tに応じた、自車が右折する場合の拡大量ΔS1を設定する。
例えば、テーブル情報を以下のように算出する。まず、上記式(1)に基づいて、様々なヨーレートψ1及び操舵量の変化加速度α1と拡大量ΔS1との関係を算出する。そして、衝突判定ECU20は、ヨーレートψ1、操舵角の加速度α1、経過時間T、及び拡大量ΔS1の対応関係をテーブル情報として記憶する。
図6に戻り、ステップS13において、自車が左折すると判定すると、ステップS15では、ステップS12で算出した自車のヨーレートψ2と、操舵量の変化加速度α2とに基づいて、自車が左折する場合の自車存在領域EA1の拡大量ΔS2を設定する。
自車が左折する場合、自車の左側を通過する物体を自車が巻き込む可能性がある。そこで、本実施形態では、自車が左折すると判定した場合、図7(b)に示すように、自車存在領域EA1において自車進行方向の左側の領域のみを拡大し、衝突判定を安全側に設定している。
自車が左折する場合の操舵量の変化に伴う自車存在領域EA1の拡大量ΔS2は、自車左方向でのヨーレートψ2及び操舵量の変化加速度α2を用いた下記式(2)により算出する。
上記式(2)において、自車推定経路PA1において、現在T0での拡大量ΔS2は、0となる。そして、各自車存在領域EA1に対応する経過時間Tが大きくなるほど、拡大量ΔS2が大きくなる。実施形態では、衝突判定ECU20は、ヨーレートψ2、操舵量の変化加速度α2、経過時間T、及び拡大量ΔS2の関係を記録するテーブル情報を記憶しており、このテーブル情報を参照することにより、自車が左折する場合の各値ψ2,α2,Tに応じた拡大量ΔS2を設定する。
ステップS16では、ステップS14又はステップS15で設定した拡大量に応じて、自車推定経路PA1を通過する複数の自車存在領域EA1を算出する。ステップS17では、3次元座標系において、ステップS16で算出した複数の自車存在領域EA1を補完することにより、自車立体D1を算出する。
ステップS18では、物体推定経路PA2を通過する複数の物体存在領域EA2を算出する。ステップS19では、3次元座標系において、ステップS18で算出した複数の物体存在領域EA2を補完することにより、物体立体D2を算出する。
ステップS20では、ステップS17で算出した自車立体D1と、ステップS19で算出した物体立体D2との交わりの有無を判定する。具体的には、同一経過時間Tでの第1判定用領域DA1と、第2判定用領域DA2とに重なる領域OAが存在する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定する。
ステップS20の処理において、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定した場合、ステップS21において自車に対して物体が衝突すると判定し、ステップS22に進む。なお、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがないと判定すると、図6の処理を一旦終了する。
本実施形態では、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定したことを条件に、ステップS22では現在の自車位置において、自車と物体とが衝突するまでの衝突余裕時間を示すTTCを算出する。例えば、現在の自車位置から物体までの直線距離を、自車に対する物体の相対速度で割ることによりTTCを算出する。
ステップS23では、ステップS22で算出したTTCが閾値TH1以下であるか否かを判定する。まずは、TTCが閾値TH1よりも大きいと判定したとして、図6の処理を一旦終了する。その後に実施されるステップS23の処理により、TTCが閾値TH1以下でると判定すると、ステップS24に進む。
ステップS24では、自車に対する衝突抑制制御を実施する。例えば、ブレーキECU31に対して速度軽減信号を出力することにより、自車速度を減速させる。ステップS24が動作制御部に相当する。
ステップS24の処理を終了すると、図6の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
・衝突判定ECU20は、現在からの経過時間を含む3次元座標系において、自車存在領域EA1の推移を示す立体である自車立体D1と、物体存在領域EA2の推移を示す立体である物体立体D2を算出する。そして、自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無に基づいて、自車に対する物体の衝突の有無を判定する。この場合、3次元座標系において広がりを持った自車立体D1を用いて衝突判定が行われることにより、移動軌跡同士が交わる場合よりも、交わりを生じさせる領域が大きくなる。その結果、自車に対する物体の位置関係や、物体の移動状態を含む様々なシーンに対応した衝突判定が可能となるため、自車に対する物体の衝突の有無を適正に判定することができる。さらに、3次元座標系において自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無に基づいて衝突の有無が判定されるため、時間経過を考慮して衝突の有無を適正に判定することができる。
・自車推定経路PA1に誤差が生じている場合、自車推定経路PA1において、現在から将来に進むほど自車存在領域EA1の位置に自車推定経路PA1の誤差が蓄積され、自車存在領域EA1の位置の誤差が大きくなる。この点、上記構成では、衝突判定ECU20は、自車推定経路PA1において、現在から将来に進むほど自車存在領域EA1を拡大するように算出し、算出した各自車存在領域により自車立体D1を算出する。この場合、自車推定経路PA1の誤差の蓄積を加味して自車立体D1が算出されるため、自車に対する物体の衝突判定を安全側に設定することができる。
・自車の操舵量の変化が大きくなるほど、自車位置が車幅方向に変化する可能性が高くなる。この点、上記構成では、衝突判定ECU20は、ヨーレートψと操舵量の変化加速度αとに基づいて自車存在領域EA1の拡大量を設定する。この場合、自車のふらつきや、急な操舵量の変化を加味して自車存在領域が拡大されるため、例えば、自車が右左折する場合に、自車と、自車の近傍を通過する物体との衝突判定を安全側に設定することができる。
(第1実施形態の変形例)
・ステップS14,S15において、ヨーレートψのみを用いて拡大量ΔSを設定してもよい。この場合、ステップS12での、操舵量の変化加速度αの算出を省略すればよい。
・ステップS14,S15において、ヨーレートψのみを用いて拡大量ΔSを設定してもよい。この場合、ステップS12での、操舵量の変化加速度αの算出を省略すればよい。
・自車が右折する場合の拡大量ΔS1を、図8(a)に示すように、各自車存在領域EA1に対応する経過時間Tの増加に比例して、値を大きくしてもよい。また、自車が左折する場合の拡大量ΔS2を、図8(b)に示すように、各自車存在領域EA1に対応する経過時間Tの増加に比例して、値を大きくしてもよい。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第2実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第2実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
一旦、自車に対して衝突抑制制御が実施された後は、自車と物体とが衝突する可能性が高い状態であるため、不用意に、衝突抑制制御が解除されることは好ましくない。そこで、本実施形態では、衝突判定ECU20は、自車に対して衝突抑制制御が実施された後に、自車存在領域EA1の拡大量ΔSを大きくすることにより、以後の演算において、自車立体D1と物体立体D2とを交わり易くしている。
図9を用いて、本実施形態に係る自車に対する物体の衝突判定の手順を説明する。図9に示す処理は、衝突判定ECU20により所定周期で繰り返し実施される。
ステップS21では、自車に対して物体が衝突すると判定すると、ステップS22に進み、TTCを算出する。ステップS23では、ステップS22で算出したTTCが閾値TH1以下であるか否かを判定する。TTCが閾値TH1以下でると判定すると、ステップS24に進み、自車に対する衝突抑制制御を実施する。
ステップS31では、衝突抑制制御の実施に伴う自車立体D1の拡大を、実施しているか否かを判定する。まずは、衝突抑制制御の実施に伴う自車立体D1の拡大を実施していないとして、ステップS32に進む。
ステップS32では、同一の経過時間Tでの自車存在領域EA1の拡大量ΔSを、衝突抑制制御が実施される前よりも大きくする。本実施形態では、以後の演算周期においてステップS14,S15において設定する拡大量ΔS1,ΔS2を、衝突抑制制御が実施される前の拡大量ΔS1,ΔS2よりも大きくする。そのため、ステップS16では、同一の経過時間Tでの自車存在領域EA1を、衝突抑制制御を実施する前よりも拡大する。ステップS16,S32が自車領域拡大部に相当する。ステップS32に処理が終了すると、図9の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態では、衝突判定ECU20は、TTCが閾値TH1以下となることにより、自車に対して衝突抑制制御が実施された後は、自車立体D1の算出に用いられる自車存在領域EA1を拡大する。そのため、以後の演算周期毎に実施するステップS20での判定において、自車立体D1と物体立体D2とが交わり易くなり、ひいては、自車に対して物体が衝突すると判定され易くなる。その結果、自車に対して衝突抑制制御が実施された後は、不用意に、衝突抑制制御が解除されるのを防止することができる。
(第2実施形態の変形例)
衝突判定ECU20は、TTCが閾値TH1以下となることにより、自車に対して衝突抑制制御が実施された後に、自車存在領域EA1の拡大量を大きくすることに換えて、物体存在領域EA2を拡大してもよい。この場合において、ステップS32において、ステップS16での物体立体D2の拡大量を、衝突抑制制御を実施する前よりも大きな値に設定すればよい。これ以外にも、ステップS32において、自車存在領域EA1の拡大量の増加と共に、物体存在領域EA2の拡大量の増加とを実施してもよい。本実施形態では、ステップS19,S32が物体領域拡大部に相当する。
衝突判定ECU20は、TTCが閾値TH1以下となることにより、自車に対して衝突抑制制御が実施された後に、自車存在領域EA1の拡大量を大きくすることに換えて、物体存在領域EA2を拡大してもよい。この場合において、ステップS32において、ステップS16での物体立体D2の拡大量を、衝突抑制制御を実施する前よりも大きな値に設定すればよい。これ以外にも、ステップS32において、自車存在領域EA1の拡大量の増加と共に、物体存在領域EA2の拡大量の増加とを実施してもよい。本実施形態では、ステップS19,S32が物体領域拡大部に相当する。
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第3実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
第3実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第3実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
物体存在領域EA2の位置が、物体推定経路PA2において、現在よりも将来に進むほど、物体存在領域EA2の位置に物体推定経路PA2の誤差が蓄積され、物体存在領域EA2の位置の誤差が大きくなる。そこで、本実施形態では、衝突判定ECU20は、物体存在領域EA2を、対応する経過時間Tが物体推定経路PA2において現在から将来となるほど面積を拡大するように算出する。
図10は、本実施形態において、図6のステップS18の処理の手順を示している。
物体推定経路PA2は物体検出装置10により検出された物体の位置に基づいて算出されるため、物体検出装置10の誤差を示すセンサ誤差σに応じて、物体推定経路PA2の位置の誤差が変化する。そこで、ステップS41では、物体検出装置10のセンサ誤差σを取得する。本実施形態では、物体検出装置10のセンサ誤差σを予めROM等のメモリに記憶している。
ステップS42では、ステップS41で取得したセンサ誤差σに基づいて、物体存在領域EA2の拡大量ΔS3を設定する。本実施形態では、図11に示すように、物体推定経路PA2において、経過時間Tが現在から将来となるほど拡大量ΔS3を大きな値に設定する。また、センサ誤差σが大きいほど、拡大量ΔS3を大きな値に設定する。
ステップS43では、ステップS42で設定した拡大量ΔS3を用いて、物体存在領域EA2を算出する。そのため、物体存在領域EA2は、物体存在領域EA2が物体推定経路PA2を現在から将来に進むほど、面積が拡大されるように算出される。
ステップS43の処理が終了すると、図6のステップS19に進む。
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
・衝突判定ECU20は、物体存在領域EA2を、物体推定経路PA2において現在から将来に進むほど面積を拡大するように算出する。この場合、物体推定経路PA2の検出誤差を加味して物体存在領域EA2が算出されるため、自車に対する物体の衝突判定を安全側に設定することができる。
・衝突判定ECU20は、物体検出装置10の検出誤差に基づいて、物体存在領域EA2の面積の拡大量ΔS3を設定する。この場合、物体存在領域EA2が不要に拡大されるのが抑制され、自車に対する物体の衝突判定をより適正に実施することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第4実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
第4実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第4実施形態と第1実施形態とで同じ箇所には、同一の符号を付しており、その説明は繰り返さない。
物体の移動経路を、3次元座標系において、立体として算出せず、3次元座標系において線状に形成してもよい。
図12を用いて、本実施形態に係る自車に対する物体の衝突判定の手順を説明する。図12に示す処理は、衝突判定ECU20により所定周期で繰り返し実施される。
ステップS17において、自車立体D1を算出すると、ステップS50に進む。ステップS50では、物体推定経路PA2上の経過時間Tの異なる複数の位置Cnを算出する。即ち、本実施形態では、物体存在領域EA2が算出されない。
ステップS51では、3次元座標系において、ステップS50で算出した物体推定経路PA2上の複数の位置Cnを補完することにより、3次元座標系での物体の移動経路D3を算出する。即ち、本実施形態では、物体立体D2が算出されない。
ステップS52では、自車立体D1と、ステップS51で算出した物体の移動経路D3との交わりを算出する。即ち、本実施形態では、自車立体D1が物体の移動経路D3に交わる場合を、自車に対して物体が衝突すると判定している。
ステップS52において、自車立体D1と物体の移動経路D3とに交わりがあると判定すると、ステップS53では、自車に対して物体が衝突すると判定する。そして、ステップS22に進み、TTCを算出する。一方、ステップS52において、自車立体D1と物体の移動経路D3とに交わりがないと判定すると、ステップS53で自車に対して物体が衝突しないと判定し、図12の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態では、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
(その他の実施形態)
・図6,9のステップS20における、自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無の判定を以下のように実施してもよい。まず、所定の時間幅での自車立体D1を形成する外周面を算出する。また、同一の時間幅での物体立体D2において、T軸方向に延びる各辺を算出する。そして、自車立体D1から算出した外周面を、物体立体D2から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定する。同様に、物体立体D2から算出した外周面を、自車立体D1から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定してもよい。
・図6,9のステップS20における、自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無の判定を以下のように実施してもよい。まず、所定の時間幅での自車立体D1を形成する外周面を算出する。また、同一の時間幅での物体立体D2において、T軸方向に延びる各辺を算出する。そして、自車立体D1から算出した外周面を、物体立体D2から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定する。同様に、物体立体D2から算出した外周面を、自車立体D1から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定してもよい。
・図6,9のステップS20における、自車立体D1と物体立体D2との交わりの有無の判定を以下のように実施してもよい。まず、所定時間幅の自車立体D1をポリゴンにより形成される立体に変換する。また、所定の時間幅での物体立体D2において、経過時間を示すT軸方向に延びる各辺を算出する。そして、変換後の自車立体D1のポリゴンにより形成された外周面を、物体立体D2から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定する。同様に、物体立体D2をポリゴンにより形成される立体に変換する。そして、変換後の物体立体D2のポリゴンにより形成された外周面を、自車立体D1から算出したいずれかの辺が通過する場合に、自車立体D1と物体立体D2とに交わりがあると判定する。
・自車存在領域EA1及び物体存在領域EA2の形状を、矩形形状以外の形状としてもよい。例えば、衝突判定ECU20が物体検出装置10により検出した物体の種別を判定できる場合に、判定した物体の種別に応じて、物体存在領域EA2の形状を変更するものであってもよい。衝突判定ECU20が判定する物体種別としては、4輪車両、2輪車両、歩行者、動物、構造物等を用いることができる。
・自車立体D1の算出に用いる自車存在領域EA1の面積Sを、経過時間Tに伴い拡大しなくともよい。この場合、図6,9,12のステップS16での自車存在領域EA1の算出において、経過時間Tに係わらず、面積Sを一定とすればよい。これに伴い、図6,9,12のステップS12〜S15の処理も省略される。
・物体検出装置10を、ミリ波レーダセンサ11と、レーダECU12とで構成される装置に換えて、撮像画像を用いて物体の位置を検出する画像センサや、レーザ光を用いて物体の位置を検出するレーザセンサを備える装置としても良い。これ以外にも、自車が、自車周囲を走行する他車との間で車車間通信を実施可能な場合に、他車が備える物体検出装置により検出された物体の位置を、自車が車車間通信により取得するものであってもよい。
・衝突判定ECU20は、自車のヨーレートψと自車速度とに加えて、自車の加速度を用いて、自車推定経路PA1を算出してもよい。
10…物体検出装置、20…衝突判定ECU。
Claims (8)
- 物体検出装置(10)により検出された自車周囲に位置する物体と、自車との衝突の有無を判定する衝突判定装置(20)であって、
現在の自車における自車進行方向での距離及び車幅方向での距離で規定される2次元座標系において、自車の推定経路上での所定時間毎の自車存在領域を算出する自車領域算出部と、
前記自車進行方向での距離、前記車幅方向での距離、及び現在からの経過時間により規定される3次元座標系において、算出された前記所定時間毎の前記自車存在領域を補完することにより、前記自車存在領域の推移を示す立体である自車立体を算出する自車情報算出部と、
前記物体検出装置により検出された前記物体の位置に基づいて、前記3次元座標系における前記物体の移動経路を算出する移動経路算出部と、
算出された前記自車立体と、算出された前記物体の移動経路との交わりの有無に基づいて、自車に対する前記物体の衝突の有無を判定する判定部と、を備える衝突判定装置。 - 前記自車領域算出部は、前記自車存在領域を、前記自車の推定経路において現在から将来に進むほど面積が拡大されるように算出する請求項1に記載の衝突判定装置。
- 自車の操舵量の変化速度及び前記操舵量の変化加速度の少なくともいずれかを算出する変化量算出部を備え、
前記自車領域算出部は、前記変化量算出部により算出された前記操舵量の変化速度及び前記操舵量の変化加速度の少なくともいずれかに基づいて、前記自車存在領域の前記面積の拡大量を設定する請求項2に記載の衝突判定装置。 - 前記移動経路算出部は、
前記2次元座標系において、前記物体の位置に基づく前記物体の推定経路上での所定時間毎の物体存在領域を算出し、
前記3次元座標系において、算出した所定時間毎の前記物体存在領域を補完することにより、前記物体存在領域の推移を示す立体を前記物体の移動経路として算出する請求項1〜3のいずれか一項に記載の衝突判定装置。 - 前記移動経路算出部は、前記物体存在領域を、前記物体の推定経路において、現在から将来に進むほど面積が拡大されるように算出する請求項4に記載の衝突判定装置。
- 前記移動経路算出部は、前記物体検出装置の検出誤差に基づいて、前記物体存在領域の前記面積の拡大量を設定する請求項5に記載の衝突判定装置。
- 算出された前記自車立体と、算出された前記物体の移動経路とに交わりがあることを条件に、自車に対して物体との衝突を抑制するための衝突抑制制御を実施する動作制御部と、
自車に対する前記衝突抑制制御が実施された後に、前記衝突抑制制御が実施される前よりも前記自車立体の算出に用いられる前記自車存在領域を拡大する自車領域拡大部と、を備える請求項1〜6のいずれか一項に記載の衝突判定装置。 - 算出された前記自車立体と、算出された前記物体の移動経路とに交わりがあることを条件に、自車に対して物体との衝突を抑制するための衝突抑制制御を実施する動作制御部と、
自車に対する前記衝突抑制制御が実施された後に、前記衝突抑制制御が実施される前よりも前記物体の移動経路の算出に用いられる前記物体存在領域を拡大する物体領域拡大部と、を備える請求項4〜6のいずれか一項に記載の衝突判定装置。
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