JP7409296B2 - 衝突回避システム - Google Patents

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Description

本発明は、自車両としての第１車両と、他車両としての第２車両との間の通信（車車間通信。以下、「Ｖ２Ｖ」とも称す。）を利用して、第２車両の走行安全性を高めるためのシステム及び方法に関する。
特開２０１９－８７０７６号公報は、隊列走行する複数の車両と、これらの車両と個別に通信するサーバと、を備えるシステムを開示する。この従来システムのサーバは、各車両の挙動情報に基づいて、複数の車両のうちの異常車両を検出する。異常車両の検出は、挙動情報の統計処理に基づいて行われる。異常車両が検出された場合、サーバは、異常車両の前又は後を走行する正常車両から受信した当該異常車両の挙動情報に基づいて、異常箇所を特定する。異常箇所の特定は、異常車両と正常車両の間のＶ２Ｖを利用して行われてもよい。異常箇所が特定された場合、サーバは、異常車両又は正常車両に対し、異常箇所の情報を提供する。
特開２０１９－８７０７６号公報
異常箇所の情報は、異常車両及び正常車両にとって有用な情報である。従来システムではこのような情報の提供がサーバを介して行われる。
そこで、自車両としての第１車両と、他車両としての第２車両の間のＶ２Ｖによって、第２車両にとって有用な情報を第２車両に提供することを考える。特に、第１車両が認識した物標に第２車両が衝突する危険が迫っているという情報は有用であり、第２車両に積極的に提供されることが望ましい。
本発明の１つの目的は、自車両としての第１車両と、他車両としての第２車両との間のＶ２Ｖを利用して、第２車両の走行安全性を高めることが可能な技術を提供することにある。
第１の発明は、第１車両と第２車両の間の通信を利用した衝突回避システムであり、次の特徴を有する。
前記第１車両は、車車間通信情報の送受信を行う通信装置と、前記第１車両の運転環境情報を取得する取得装置と、前記第２車両の衝突判定処理を行う処理装置と、を備える。
前記第２車両は、前記車車間通信情報の送受信を行う通信装置を備える。
前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
前記運転環境情報に基づいて、前記第１車両の周辺の物標を認識し、
前記運転環境情報と、前記第２車両から受信した前記車車間通信情報と、に基づいて、前記第２車両と、前記物標との衝突リスクの有無を判定し、
前記衝突リスクが有ると判定された場合、前記物標に対する注意喚起情報を前記第１車両の通信装置を介して前記第２車両の前記通信装置に送信する。
前記第２車両は、前記第２車両の走行制御を行う制御装置を更に備える。
前記注意喚起情報は、前記物標との衝突を回避するための前記第２車両の目標減速度の情報を含む。
前記制御装置は、
前記注意喚起情報に前記第２車両の目標減速度の情報が含まれる場合、車車間通信により受信した緊急制御情報の受け入れを許諾する設定が行われている否かを判定し、
前記受け入れを許諾する設定が行われていると判定された場合、前記走行制御として、前記目標減速度に基づいた前記第２車両の緊急減速制御を行う。
第２の発明は、第１の発明において更に次の特徴を有する。
前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
前記運転環境情報に基づいて、前記第２車両が走行する車線上の静的物標を認識し、
前記運転環境情報及び前記第２車両から受信した前記車車間通信情報の少なくとも一方に基づいて、前記第２車両の将来軌道を予測し、
前記将来軌道が前記静的物標の認識位置を通過するか否かを判定し、
前記将来軌道が前記認識位置を通過すると判定された場合、前記認識位置に対する前記第２車両の衝突余裕時間を計算し、
前記衝突余裕時間が閾値以下の場合に前記衝突リスクが有ると判定する。
第３の発明は、第１の発明において更に次の特徴を有する。
前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
前記運転環境情報に基づいて、前記第２車両が走行する車線上、又は、当該車線外の動的物標を認識し、
前記運転環境情報及び前記第２車両から受信した前記車車間通信情報の少なくとも一方に基づいて、前記動的物標及び前記第２車両の将来軌道をそれぞれ予測し、
前記将来軌道同士が交差するか否かを判定し、
前記将来軌道同士が交差すると判定された場合、これらの将来軌道の交差位置に対する前記第２車両の衝突余裕時間を計算し、
前記衝突余裕時間が閾値以下の場合に前記衝突リスクが有ると判定する。
第１の発明によれば、第１車両の運転環境情報と、第２車両から受信したＶ２Ｖ情報と、に基づいて、第２車両と、第１車両の周辺の物標との衝突リスクの有無が判定される。そして、衝突リスクが有ると判定された場合、物標に対する注意喚起情報が第１車両の通信装置に送信される。第１車両の通信装置に送信された注意喚起情報は、Ｖ２Ｖにより第２車両の通信装置に送信されるので、第２車両の走行安全性を高めることが可能となる。その結果として、第１車両の走行安全性を高めることが可能となる。
加えて、第１の発明によれば、注意喚起情報に第２車両の目標減速度の情報が含まれる場合において、V２Ｖにより受信した緊急制御情報の受け入れを許諾する設定が行われていると判定されたときには、この目標減速度に基づいた第２車両の緊急減速制御を行うことが可能となる。このような緊急減速制御によれば、Ｖ２Ｖにより受信した緊急制御情報の受け入れを第２車両が許諾しているときに、第２車両との衝突リスクを有する物標と、当該第２車両との衝突を回避することが可能となる。
第２又は第３の発明によれば、第１車両の周辺の物標と、第２車両との衝突リスクを高精度に計算することが可能となる。
実施形態に係る衝突回避システムが行うＶ２Ｖの例を示す図である。 衝突回避システムが行うＶ２Ｖの別の例を示す図である。 衝突回避システムが行うＶ２Ｖのまた別の例を示す図である。 実施形態の第１適用例を説明する図である。 実施形態の第２適用例を説明する図である。 第２適用例において行われる衝突判定処理を説明する図である。 実施形態の第３適用例を説明する図である。 第３適用例において行われる衝突判定処理を説明する図である。 実施形態の第４適用例を説明する図である。 実施形態の第５適用例を説明する図である。 実施形態に係る衝突回避システムの構成例を示すブロック図である。 第１車両の制御装置が行う走行支援制御処理の流れを説明するフローチャートである。 第２車両の制御装置がＶ２Ｖ情報を取得したときに行う処理の流れを説明するフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る衝突回避システム及び衝突回避方法について説明する。なお、実施形態に係る衝突回避方法は、実施形態に係る衝突回避システムにおいて行われるコンピュータ処理により実現される。また、各図において、同一又は相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化し又は省略する。
１．本発明の概要
１－１．Ｖ２Ｖ
図１は、実施形態に係る衝突回避システムが行うＶ２Ｖの例を示す図である。図１には、車線Ｌ１を走行する第１車両Ｍ１と、車線Ｌ２を走行する第２車両Ｍ２と、が描かれている。第２車両Ｍ２は、第１車両Ｍ１の進行方向とは反対方向に進行する対向車両である。ここで、図１に示すＸ方向は第１車両Ｍ１の進行方向であり、Ｙ方向はＸ方向と直交する平面方向である。但し、座標系（Ｘ，Ｙ）は、この例に限られない。第１車両Ｍ１には制御システム１０が搭載されている。第２車両Ｍ２には制御システム２０が搭載されている。制御システム１０と制御システム２０は、実施形態に係る衝突回避システムを構成する。
制御システム１０と制御システム２０は、互いに通信が可能に構成されている。制御システム１０と制御システム２０の間の通信においては、各種のＶ２Ｖ情報がやり取りされる。Ｖ２Ｖ情報としては、第１車両Ｍ１と第２車両Ｍ２の識別情報（以下、「ＩＤ情報」とも称す。）が例示される。第２車両Ｍ２のＩＤ情報を受信することで、第１車両Ｍ１は、Ｖ２Ｖが可能な車両として第２車両Ｍ２を認識する。第１車両Ｍ１のＩＤ情報を受信することで、第２車両Ｍ２は、Ｖ２Ｖが可能な車両として第１車両Ｍ１を認識する。
Ｖ２Ｖ情報には、第１車両Ｍ１と第２車両Ｍ２の走行状況情報が含まれていてもよい。走行状況情報としては、速度情報、進行方向情報及び位置情報が例示される。位置情報は、例えば、緯度経度情報から構成される。第１車両Ｍ１は、第２車両Ｍ２の走行状況情報を受信してもよい。第１車両Ｍ１が地図情報を有している場合、この地図情報と第２車両Ｍ２の走行状況情報とを組み合わせることで、第２車両Ｍ２の具体的な走行状況を第１車両Ｍ１が認識する。具体的な走行状況としては、第２車両Ｍ２が現在走行している車線、第１車両Ｍ１から第２車両Ｍ２までの距離、第２車両Ｍ２に対する第１車両Ｍ１の相対速度が例示される。第２車両Ｍ２は、第１車両Ｍ１の走行状況情報を受信してもよい。第２車両Ｍ２が地図情報を有している場合、第１車両Ｍ１の具体的な走行状況を第２車両Ｍ２が認識する。
図２は、実施形態に係る衝突回避システムが行うＶ２Ｖの別の例を示す図である。図２には、車線Ｌ１を走行する第１車両Ｍ１と、車線Ｌ３を走行する第２車両Ｍ２と、が描かれている。第２車両Ｍ２は、第１車両Ｍ１の進行方向と同じ方向に進行する並走車両である。制御システム１０及び２０については図１で説明したとおりである。
図３は、実施形態に係る衝突回避システムが行うＶ２Ｖのまた別の例を示す図である。図３には、車線Ｌ１を走行する第１車両Ｍ１と、車線Ｌ４を走行する第２車両Ｍ２と、が描かれている。車線Ｌ１と車線Ｌ４は、交差点ＰＩにおいて交差する。交差点ＰＩの周囲には横断歩道ＣＷが敷設されている。第２車両Ｍ２は、第１車両Ｍ１の前方において左側から右側に向かって進行する車両である。制御システム１０及び２０については図１で説明したとおりである。
１－２．本発明の特徴
図４は、実施形態の第１適用例を説明する図である。図４には、図１に示した第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２に加えて、物標ＯＢ１が描かれている。物標ＯＢ１は、例えば、車線Ｌ２上に存在する静的物標である。物標ＯＢ１は、少なくとも制御システム１０によって認識されている。物標ＯＢ１の認識は、制御システム１０が備える外界センサ（センサ、カメラなど）によって行われる。物標ＯＢ１の認識情報としては、物標ＯＢ１の位置情報及び速度情報が例示される。なお、物標ＯＢ１の認識情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。
本発明では、制御システム１０が物標ＯＢ１の認識情報を取得した場合、物標ＯＢ１についての「注意喚起情報」が、Ｖ２Ｖ情報として制御システム２０に対して送信される。注意喚起情報の送信は、物標ＯＢ１の認識情報の取得の都度行われるものではない。すなわち、注意喚起情報の送信は、制御システム１０において行われる「衝突判定処理」の結果、第２車両Ｍ２と物標ＯＢ１との衝突リスクが有ると判定された場合に行われる。注意喚起情報としては、物標ＯＢ１の認識情報が例示される。
衝突判定処理は、例えば次のように行われる。まず、第２車両Ｍ２の位置情報と、地図情報と、に基づいて、第２車両Ｍ２が現在走行している車線（つまり、車線Ｌ２）が特定される。第２車両Ｍ２の位置情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれている。また、第２車両Ｍ２の進行方向情報の履歴と、第２車両Ｍ２の位置情報の履歴と、に基づいて、第２車両Ｍ２の将来軌道ＴＭ２が予測される。第２車両Ｍ２の進行方向情報及び位置情報がＶ２Ｖにより取得されている場合は、上述した車線の特定及び将来軌道ＴＭ２の予測が、これらの情報を用いて行われてもよい。
物標ＯＢ１の位置情報によれば、物標ＯＢ１が車線Ｌ２上に存在していることが分かる。そこで、衝突判定処理では、物標ＯＢ１の位置情報と、将来軌道ＴＭ２と、に基づいて、将来軌道ＴＭ２が物標ＯＢ１の位置を通過する否かが判定される。そして、将来軌道ＴＭ２が物標ＯＢ１の位置を通過すると判定された場合、物標ＯＢ１の位置に対する第２車両Ｍ２の衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time-To Collision）が計算される。ＴＴＣの計算は、例えば、物標ＯＢ１の位置情報と、第２車両Ｍ２の位置情報と、第２車両Ｍ２の速度情報と、を用いて行われる。ＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。そして、注意喚起情報の送信が行われる。
既に説明したように、注意喚起情報には物標ＯＢ１の認識情報が含まれている。そのため、注意喚起情報によれば、制御システム２０が物標ＯＢ１を未認識の場合に、制御システム２０による物標ＯＢ１の認識に役立てることが可能となる。制御システム２０が物標ＯＢ１を認識済みの場合には、制御システム２０による物標ＯＢ１の認識情報を、制御システム１０から受信したそれに基づいて検証することが可能となる。
注意喚起情報には、緊急制御情報として、第２車両Ｍ２の目標減速度の情報が含まれてもよい。第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２は、Ｖ２Ｖにより受信した緊急制御情報を受け入れるか否かについての設定が選択可能に構成されている。緊急制御情報の受け入れを許諾する設定が行われている場合、制御システム２０は、目標減速度の情報に基づいて第２車両Ｍ２の緊急減速制御を実行してもよい。第２車両Ｍ２の緊急減速制御が行われた場合には、第２車両Ｍ２と物標ＯＢ１の衝突を回避することが可能となる。
図５は、実施形態の第２適用例を説明する図である。図５には、図１に示した第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２に加えて、物標ＯＢ２が描かれている。物標ＯＢ２は、例えば、横断歩道ＣＷを通行する動的物標（歩行者）である。物標ＯＢ２は、少なくとも制御システム１０によって認識されている。物標ＯＢ２の認識情報としては、物標ＯＢ２の速度情報、進行方向情報及び位置情報が例示される。なお、物標ＯＢ２の認識情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。
第１適用例と同様に、第２適用例では、衝突判定処理が行われる。図６は、第２適用例において行われる衝突判定処理を説明する図である。この衝突判定処理は、例えば次のように行われる。まず、第２車両Ｍ２の位置情報と、地図情報と、に基づいて、第２車両Ｍ２が現在走行している車線（つまり、車線Ｌ２）が特定される。また、第２車両Ｍ２の進行方向情報の履歴と、第２車両Ｍ２の位置情報の履歴と、に基づいて、将来軌道ＴＭ２が予測される。ここまでは、図４で説明した例と同様である。
図６に示される衝突判定処理では、更に、物標ＯＢ２の将来軌道ＴＯＢ２が予想される。将来軌道ＴＯＢ２の予測は、例えば、物標ＯＢ２の進行方向情報の履歴と、物標ＯＢ２の位置情報の履歴と、に基づいて行われる。
衝突判定処理では、将来軌道ＴＯＢ２と、将来軌道ＴＭ２とに基づいて、これらの将来軌道同士が交差するか否かが判定される。例えば、将来軌道ＴＯＢ２と、将来軌道ＴＭ２との間の横方向（Ｙ方向）における距離が所定距離以下となる位置（以下、「交差位置ＣＰＯＢ２」とも称す。）が存在する場合、将来軌道同士が交差すると判定される。将来軌道同士が交差すると判定された場合、交差位置ＣＰＯＢ２に対する第２車両Ｍ２のＴＴＣが計算される。ＴＴＣの計算は、例えば、交差位置ＣＰＯＢ２と、第２車両Ｍ２の位置情報と、第２車両Ｍ２の速度情報と、を用いて行われる。ＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。そして、注意喚起情報の送信が行われる。
注意喚起情報によれば、制御システム２０が物標ＯＢ２を未認識の場合に、制御システム２０による物標ＯＢ２の認識に役立てることが可能となる。制御システム２０が物標ＯＢ２を認識済みの場合には、制御システム２０による物標ＯＢ２の認識情報を、制御システム１０から受信したそれに基づいて検証することが可能となる。注意喚起情報に第２車両Ｍ２の目標減速度の情報が含まれてもよいことは、図４で説明したとおりである。
図７は、実施形態の第３適用例を説明する図である。図７には、図１に示した第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２に加えて、物標ＯＢ３が描かれている。物標ＯＢ３は、例えば、第１車両Ｍ１の後方において、第１車両Ｍ１の進行方向と同じ方向に進行する動的物標（後続車両）である。物標ＯＢ３は、少なくとも制御システム１０によって認識されている。物標ＯＢ３の認識情報としては、物標ＯＢ３の速度情報、進行方向情報及び位置情報が例示される。なお、物標ＯＢ３の認識情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。
第１及び第２適用例と同様に、第３適用例では、衝突判定処理が行われる。図８は、第３適用例において行われる衝突判定処理を説明する図である。この衝突判定処理は、例えば次のように行われる。まず、第２車両Ｍ２の位置情報と、地図情報と、に基づいて、第２車両Ｍ２が現在走行している車線（つまり、車線Ｌ２）が特定される。また、第２車両Ｍ２の進行方向情報の履歴と、第２車両Ｍ２の位置情報の履歴と、に基づいて、将来軌道ＴＭ２が予測される。ここまでは、図４で説明した例と同様である。
図８に示される衝突判定処理では、更に、物標ＯＢ３の将来軌道ＴＯＢ３が予想される。将来軌道ＴＯＢ３の予測は、物標ＯＢ３による車線Ｌ２側の方向指示器（ウインカ）の点灯が制御システム１０により認識された場合に行われる。或いは、物標ＯＢ３による車線Ｌ１から車線Ｌ２に向かう横方向（Ｙ方向）の速度変化量が所定量以上の場合に、将来軌道ＴＯＢ３の予測が行われる。つまり、将来軌道ＴＯＢ３の予測は、物標ＯＢ３による第１車両Ｍ１の追い越し動作が制御システム１０において認識又は予測された場合に行われる。将来軌道ＴＯＢ３の予測は、物標ＯＢ３の位置情報と、物標ＯＢ３の速度情報と、事前に設定した追い越し動作用の軌道と、に基づいて行われる。
追い越し動作用の軌道は、例えば、車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する軌道と、車線Ｌ２から車線Ｌ１に車線変更する軌道と、を組み合わせた軌道である。追い越し動作用の軌道の進行方向（Ｘ方向）の長さは、物標ＯＢ３の速度情報に応じて変更される。
衝突判定処理では、将来軌道ＴＯＢ３と、将来軌道ＴＭ２とに基づいて、これらの将来軌道同士が交差するか否かが判定される。例えば、将来軌道ＴＯＢ３と、将来軌道ＴＭ２との間の横方向（Ｙ方向）における距離が所定距離以下となる位置（以下、「交差位置ＣＰＯＢ３」とも称す。）が存在する場合、将来軌道同士が交差すると判定される。将来軌道同士が交差すると判定された場合、交差位置ＣＰＯＢ３に対する第２車両Ｍ２のＴＴＣが計算される。ＴＴＣの計算は、例えば、交差位置ＣＰＯＢ３と、第２車両Ｍ２の位置情報と、第２車両Ｍ２の速度情報と、を用いて行われる。
図８に示される例では、交差位置ＣＰＯＢ３が２箇所示されている。これは、将来軌道ＴＯＢ３が、追い越し動作用の軌道から形成されていることに起因する。交差位置ＣＰＯＢ３が２箇所以上含まれる場合は、交差位置ＣＰＯＢ３のそれぞれについて上述した交差判定が行われる。そして、交差位置ＣＰＯＢ３の何れかにおいてＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。そして、注意喚起情報の送信が行われる。注意喚起情報による効果については、第１及び第２適用例と同様である。
図９は、実施形態の第４適用例を説明する図である。図９には、図２に示した第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２に加えて、物標ＯＢ４が描かれている。物標ＯＢ４は、例えば、横断歩道ＣＷを通行する動的物標（歩行者）である。物標ＯＢ４は、少なくとも制御システム１０によって認識されている。物標ＯＢ４の認識情報としては、物標ＯＢ４の速度情報、進行方向情報及び位置情報が例示される。なお、物標ＯＢ４の認識情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。
第１～第３適用例と同様に、第４適用例でも衝突判定処理が行われる。この衝突判定処理の内容は、図６で説明した衝突判定処理のそれと同じである。すなわち、この衝突判定処理では、物標ＯＢ４の将来軌道と、第２車両Ｍ２のそれとが交差するか否かが判定される。これらの将来軌道が交差すると判定された場合、これらの軌道の交差位置に対する第２車両Ｍ２のＴＴＣが計算される。ＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。そして、注意喚起情報の送信が行われる。注意喚起情報による効果については、第１～第３適用例と同様である。
なお、図９に示される例では、物標ＯＢ４から第１車両Ｍ１までの距離の方が物標ＯＢ４から第２車両Ｍ２までの距離よりも短いケースを説明した。しかしながら、前者の距離の方が後者の距離よりも長い場合にも実施形態が適用されることは言うまでもない。第２車両Ｍ２が何らかの理由により物標ＯＢ４を認識できない場合が想定されるためである。
図１０は、実施形態の第５適用例を説明する図である。図１０には、図３に示した第１車両Ｍ１及び第２車両Ｍ２に加えて、物標ＯＢ５が描かれている。物標ＯＢ５は、例えば、車線Ｌ４の横断歩道ＣＷを通行する動的物標（歩行者）である。物標ＯＢ５は、少なくとも制御システム１０によって認識されている。物標ＯＢ５の認識情報としては、物標ＯＢ５の速度情報、進行方向情報及び位置情報が例示される。なお、物標ＯＢ５の認識情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。
第１～第４適用例と同様に、第５適用例でも衝突判定処理が行われる。この衝突判定処理の内容は、図６で説明した衝突判定処理のそれと同じである。
このように、実施形態に係る衝突回避システム及び衝突回避方法によれば、第２車両Ｍ２の走行安全性が高められ、その結果として、第１車両Ｍ１の走行安全性が高められることになる。
以下、実施形態に係る衝突回避システム及び衝突回避方法について詳細に説明する。
２．衝突回避システムの構成例
２－１．全体構成例
図１１は、実施形態に係る衝突回避システムの構成例を示すブロック図である。図１１に示されるように、衝突回避システム１００は、制御システム１０と制御システム２０とを備えている。制御システム１０は、第１車両Ｍ１に搭載される制御システムである。制御システム２０は、第２車両Ｍ２に搭載される制御システムである。
制御システム１０は、外界センサ１１と、内界センサ１２と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機１３と、地図データベース１４と、を備えている。制御システム１０は、また、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット１５と、各種アクチュエータ１６と、通信装置１７と、制御装置１８と、を備えている。
外界センサ１１は、第１車両Ｍ１の周辺の状況を検出する機器である。外界センサ１１としては、レーダセンサ及びカメラが例示される。レーダセンサは、電波（例えば、ミリ波）又は光を利用して、第１車両Ｍ１の周辺の物標を検出する。物標には、静的物標と動的物標が含まれる。静的物標としては、ガードレール、建物が例示される。動的物標としては、歩行者、自転車、オートバイ及び第１車両Ｍ１以外の車両が含まれる。カメラは、第１車両Ｍ１の外部の状況を撮像する。
内界センサ１２は、第１車両Ｍ１の走行状態を検出する機器である。内界センサ１２としては、車速センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサが例示される。車速センサは、第１車両Ｍ１の走行速度を検出する。加速度センサは、第１車両Ｍ１の加速度を検出する。ヨーレートセンサは、第１車両Ｍ１の重心の鉛直軸周りのヨーレートを検出する。
ＧＮＳＳ受信機１３は、３個以上の人工衛星からの信号を受信する装置である。ＧＮＳＳ受信機１３は、第１車両Ｍ１の位置の情報を取得する装置でもある。ＧＮＳＳ受信機１３は、受信した信号に基づいて、第１車両Ｍ１の位置及び姿勢（方位）を算出する。
地図データベース１４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図情報としては、道路の位置情報、道路形状の情報（例えば、カーブ、直線の種別）、交差点及び構造物の位置情報が例示される。地図情報には、交通規制情報も含まれている。地図データベース１４は、車載の記憶装置（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ）内に形成されている。地図データベース１４は、第１車両Ｍ１と通信可能な施設（例えば、管理センタ）のコンピュータ内に形成されていてもよい。
外界センサ１１により取得される周辺状況の情報、内界センサ１２により取得される走行状態の情報、ＧＮＳＳ受信機１３により取得される位置及び姿勢の情報、及び地図情報は、第１車両Ｍ１の「運転環境情報」に含まれる。つまり、外界センサ１１、内界センサ１２、ＧＮＳＳ受信機１３及び地図データベース１４は、本発明の「取得装置」に該当する。
ＨＭＩユニット１５は、第１車両Ｍ１のドライバに情報を提供し、また、このドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。ＨＭＩユニット１５は、例えば、入力装置、表示装置、スピーカ及びマイクを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。ドライバに提供される情報には、第１車両Ｍ１の走行状況情報、Ｖ２Ｖ情報（例えば、ＩＤ情報、走行状況情報、注意喚起情報）が含まれる。ドライバへの情報の提供は、表示装置及びスピーカを用いて行われる。ドライバからの情報の受け付けは、入力装置及びマイクを用いて行われる。Ｖ２Ｖにより受信した緊急制御情報を受け入れるか否かについての設定は、この受け付けにより行われる。
各種アクチュエータ１６は、第１車両Ｍ１の走行装置が備えるアクチュエータである。各種アクチュエータ１６としては、駆動アクチュエータ、制動アクチュエータ及び操舵アクチュエータが例示される。駆動アクチュエータは、第１車両Ｍ１を駆動する。制動アクチュエータは、第１車両Ｍ１に制動力を付与する。操舵アクチュエータは、第１車両Ｍ１のタイヤを転舵する。
通信装置１７は、第１車両Ｍ１の周辺の車両（例えば、第１車両Ｍ１の前方又は後方の車両）と無線通信を行うための送信アンテナ及び受信アンテナを備えている。無線通信は、例えば、指向性の送信アンテナによって形成した狭ビームからなる指向性ビームを用いて行われる。狭ビームを用いてＶ２Ｖを行う場合、パイロット信号を用いてビーム合わせを行う同期システムが用いられてもよい。無線通信の周波数は、例えば、１ＧＨｚよりも低い数百ＭＨｚでもよいし、１ＧＨｚ以上の高周波数帯であってもよい。
狭ビームを用いてＶ２Ｖを行う場合、パイロット信号を用いてビームを同期させてもよい。例えば、第１車両Ｍ１からパイロット信号を周囲の車両に対して送信し、その狭ビームのパイロット信号を周辺の車両が広いビームモード又は無指向性ビームモードで検知し、その検知結果に基づいて周辺の車両の狭ビームの方向を調整する。
制御装置１８は、少なくとも１つのプロセッサ１８ａと、少なくとも１つのメモリ１８ｂと、を有するマイクロコンピュータから構成される。メモリ１８ｂには、少なくとも１つのプログラムが記憶されている。運転環境情報を含む各種の情報も、メモリ１８ｂに格納される。メモリ１８ｂに記憶されているプログラムが読み出されてプロセッサ１８ａで実行されることにより、制御装置１８の各種の機能が実現される。この機能には、上述した衝突判定処理の機能も含まれる。この機能には、各種アクチュエータ１６を用いた第１車両Ｍ１の走行制御を行う機能も含まれる。
制御システム２０は、外界センサ２１と、内界センサ２２と、ＧＮＳＳ受信機２３と、地図データベース２４と、を備えている。制御システム２０は、また、ＨＭＩユニット２５と、各種アクチュエータ２６と、通信装置２７と、制御装置２８と、を備えている。つまり、制御システム２０の基本的な構成は、制御システム１０のそれと共通する。よって、制御システム２０の個々の構成要素の例については、制御システム１０の説明を参照されたい。
なお、制御システム２０の構成は図１１に示した例に限られず、一部の構成要素が省略されていてもよい。例えば、制御システム２０は、外界センサ２１と、内界センサ２２と、ＧＮＳＳ受信機２３と、地図データベース２４と、を備えていなくてもよい。
２－２．制御システム１０での処理例
図１２は、制御装置１８（プロセッサ１８ａ）が行う衝突判定処理の流れを説明するフローチャートである。図１２に示されるルーチンは、所定の制御周期で繰り返し実行される。
図１２に示されるルーチンでは、まず、各種の情報が取得される（ステップＳ１１）。取得される各種の情報としては、Ｖ２Ｖ情報及び運転環境情報が例示される。Ｖ２Ｖ情報としては、第２車両Ｍ２のＩＤ情報が例示される。Ｖ２Ｖ情報には、第２車両Ｍ２の走行状況情報が含まれていてもよい。運転環境情報には、外界センサ１１により取得される周辺状況の情報、内界センサ１２により取得される走行状態の情報、ＧＮＳＳ受信機１３により取得される第１車両Ｍ１の位置及び姿勢の情報、及び、地図データベース１４からの地図情報が含まれる。
ステップＳ１１の処理に続いて、第１車両Ｍ１の周辺の物標ＯＢの認識が行われる（ステップＳ１２）。物標ＯＢの認識は、主として、外界センサ１１から得られる周辺状況の情報と、第１車両Ｍ１の位置及び姿勢の情報と、地図情報と、に基づいて行われる。物標ＯＢの認識に際しては、物標ＯＢの認識情報（具体的には、物標ＯＢの速度情報、進行方向情報及び位置情報）が計算される。
ステップＳ１２の処理に続いて、第２車両Ｍ２が設定される（ステップＳ１３）。第２車両Ｍ２の設定は、例えば、ステップＳ１１において認識された物標ＯＢの内から、Ｖ２Ｖが可能な車両として認識されている車両、かつ、対向車両を選び出すことにより行われる。設定される第２車両Ｍ２の総数は、少なくとも１台である。
ステップＳ１３の処理に続いて、第２車両Ｍ２の将来軌道ＴＭ２の予測が行われる（ステップＳ１４）。将来軌道ＴＭ２の予測は、例えば、第２車両Ｍ２の進行方向情報の履歴と、第２車両Ｍ２の位置情報の履歴と、に基づいて行われる。
ステップＳ１４の処理に続いて、第２車両Ｍ２との衝突リスクを有する物標ＯＢが存在するか否かが判定される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理の内容は、ステップＳ１１において認識された物標ＯＢの種類に応じて変わる。
物標ＯＢが静的物標の場合（図４参照）は、物標ＯＢの位置情報と、将来軌道ＴＭ２とに基づいて、将来軌道ＴＭ２が物標ＯＢの位置を通過する否かが判定される。将来軌道ＴＭ２が物標ＯＢの位置を通過すると判定された場合、物標ＯＢの位置に対する第２車両Ｍ２のＴＴＣが計算される。そして、ＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。将来軌道ＴＭ２が物標ＯＢの位置を通過しないと判定された場合、衝突リスクが無いと判定される。ＴＴＣが閾値ＴＨ超の場合も、衝突リスクが無いと判定される。
物標ＯＢが動的物標の場合（図５，６，９及び１０参照）は、まず、この動的物標の将来軌道ＴＯＢが予測される。将来軌道ＴＯＢの予測は、例えば、物標ＯＢの進行方向情報の履歴と、物標ＯＢの位置情報の履歴と、に基づいて行われる。続いて、将来軌道ＴＯＢと、将来軌道ＴＭ２との間の横方向（Ｙ方向）における距離が所定距離以下となる位置（以下、「交差位置ＣＰＯＢ」とも称す。）が存在するか否かが判定される。そして、交差位置ＣＰＯＢが存在すると判定された場合、交差位置ＣＰＯＢに対する第２車両Ｍ２のＴＴＣが計算される。ＴＴＣが閾値ＴＨ以下の場合、衝突リスクが有ると判定される。交差位置ＣＰＯＢが存在しないと判定された場合、衝突リスクが無いと判定される。ＴＴＣが閾値ＴＨ超の場合も、衝突リスクが無いと判定される。
物標ＯＢが後続車両の場合（図７及び８参照）は、まず、後続車両による第１車両Ｍ１の追い越し動作が認識又は予測されるか否かが判定される。そして、追い越し動作が認識又は予測されると判定された場合、後続車両の将来軌道ＴＯＢが予測される。将来軌道ＴＯＢの予測は、例えば、後続車両の位置情報と、後続車両の速度情報と、追い越し動作用の軌道と、に基づいて行われる。続いて、交差位置ＣＰＯＢが存在するか否かが判定される。この判定の内容は、上述した物標ＯＢが動的物標の場合（図６及び８参照）に行われるそれと同じである。
ステップＳ１５の判定結果が肯定的な場合、注意喚起情報が生成される（ステップＳ１６）。注意喚起情報としては、ステップＳ１５の処理において第２車両Ｍ２との衝突リスクを有すると判定された物標ＯＢの認識情報が例示される。注意喚起情報には、緊急制御情報として、第２車両Ｍ２の目標減速度の情報が含まれてもよい。第２車両Ｍ２の目標減速度は、物標ＯＢの位置（図４参照）、又は、交差位置ＣＰＯＢ（図４及び６参照）の手前において第２車両Ｍ２を停止させるための減速度の目標値である。
ステップＳ１６の処理に続いて、注意喚起情報が送信される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の処理では、ステップＳ１６の処理において生成された注意喚起情報が、通信装置１７に送信される。通信装置１７に送信された注意喚起情報は、Ｖ２Ｖ情報として通信装置２７に送信される。
２－３．制御システム２０での処理例
図１３は、制御装置２８（プロセッサ２８ａ）がＶ２Ｖ情報を取得したときに行う処理の流れを説明するフローチャートである。図１３に示されるルーチンは、所定の制御周期で繰り返し実行される。
図１３に示されるルーチンでは、まず、Ｖ２Ｖ情報として注意喚起情報を受信したか否かが判定される（ステップＳ２１）。既に説明したように、注意喚起情報には、第２車両Ｍ２との衝突リスクを有する物標ＯＢの認識情報が含まれている。
ステップＳ２１の判定結果が肯定的な場合、注意喚起情報の処理が行われる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理では、例えば、ステップＳ２１の処理において受信した物標ＯＢの位置情報が、外界センサ２１により取得された周辺状況情報と統合（Fusion）される。この統合処理により、ステップＳ２１の処理において受信した物標ＯＢが、制御システム２０によって認識される。制御システム２０が物標ＯＢ１を認識済みの場合は、制御システム２０による物標ＯＢ１の認識情報を、ステップＳ２１の処理において受信した物標ＯＢの位置情報に基づいて検証してもよい。
ステップＳ２２の処理では、注意喚起情報をＨＭＩユニット２５から出力するための処理が行われてもよい。例えば、注意喚起情報に物標ＯＢの位置情報が含まれる場合は、この位置情報をＨＭＩユニット２５から出力するための処理が行われてもよい。
ステップＳ２２の処理に続いて、注意喚起情報に緊急制御情報が含まれるか否かが判定される（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２３の判定結果が肯定的な場合、緊急制御情報を受け入れるか否かが判定される（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理は、緊急制御情報の受け入れを許諾する設定が行われているか否かにより判定される。
ステップＳ２４の判定結果が肯定的な場合、緊急減速制御が実行される（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の処理では、緊急制御情報としての目標減速度に基づいて、第２車両Ｍ２の制動アクチュエータが制御される。
３．効果
以上説明した実施形態に係る衝突回避システム及び衝突回避方法によれば、第１車両Ｍ１（制御システム１０）において、第２車両Ｍ２と衝突リスクを有する物標ＯＢが存在するか否かが判定される。そして、衝突リスクを有する物標ＯＢが存在すると判定された場合には、この物標ＯＢについての注意喚起情報が第１車両Ｍ１（制御システム１０）から第２車両Ｍ２（制御システム２０）に提供される。よって、第２車両Ｍ２の走行安全性を高めることが可能となり、その結果として、第１車両Ｍ１の走行安全性を高めることが可能となる。
１０，２０ 制御システム
１１，２１ 外界センサ
１２，２２ 内界センサ
１３，２３ ＧＮＳＳ受信機
１４，２４ 地図データベース
１５，２５ ＨＭＩユニット
１６，２６ 各種アクチュエータ
１７，２７ 通信装置
１８，２８ 制御装置
１８ａ，２８ａ プロセッサ
１８ｂ，２８ｂ メモリ
１００ 衝突回避システム
ＣＰＯＢ２，ＣＰＯＢ３ 交差位置
ＣＷ 横断歩道
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 車線
Ｍ１ 第１車両
Ｍ２ 第２車両
ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３，ＯＢ４，ＯＢ５ 物標
ＴＨ 閾値
ＴＭ２，ＴＯＢ，ＴＯＢ２，ＴＯＢ３ 将来軌道

Claims (3)

  1. 第１車両と第２車両の間の通信を利用した衝突回避システムであって、
    前記第１車両は、車車間通信情報の送受信を行う通信装置と、前記第１車両の運転環境情報を取得する取得装置と、前記第２車両の衝突判定処理を行う処理装置と、を備え、
    前記第２車両は、前記車車間通信情報の送受信を行う通信装置を備え、
    前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
    前記運転環境情報に基づいて、前記第１車両の周辺の物標を認識し、
    前記運転環境情報と、前記第２車両から受信した前記車車間通信情報と、に基づいて、前記第２車両と、前記物標との衝突リスクの有無を判定し、
    前記衝突リスクが有ると判定された場合、前記物標に対する注意喚起情報を前記第１車両の通信装置を介して前記第２車両の前記通信装置に送信し、
    前記第２車両は、前記第２車両の走行制御を行う制御装置を更に備え、
    前記注意喚起情報は、前記物標との衝突を回避するための前記第２車両の目標減速度の情報を含み、
    前記制御装置は、
    前記注意喚起情報に前記第２車両の目標減速度の情報が含まれる場合、車車間通信により受信した緊急制御情報の受け入れを許諾する設定が行われている否かを判定し、
    前記受け入れを許諾する設定が行われていると判定された場合、前記走行制御として、前記目標減速度に基づいた前記第２車両の緊急減速制御を行う
    ことを特徴とする衝突回避システム。
  2. 請求項１に記載の衝突回避システムであって、
    前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
    前記運転環境情報に基づいて、前記第２車両が走行する車線上の静的物標を認識し、
    前記運転環境情報及び前記第２車両から受信した前記車車間通信情報の少なくとも一方に基づいて、前記第２車両の将来軌道を予測し、
    前記将来軌道が前記静的物標の認識位置を通過するか否かを判定し、
    前記将来軌道が前記認識位置を通過すると判定された場合、前記認識位置に対する前記第２車両の衝突余裕時間を計算し、
    前記衝突余裕時間が閾値以下の場合に前記衝突リスクが有ると判定する
    ことを特徴とする衝突回避システム。
  3. 請求項１に記載の衝突回避システムであって、
    前記処理装置は、前記衝突判定処理において、
    前記運転環境情報に基づいて、前記第２車両が走行する車線上、又は、当該車線外の動的物標を認識し、
    前記運転環境情報及び前記第２車両から受信した前記車車間通信情報の少なくとも一方に基づいて、前記動的物標及び前記第２車両の将来軌道をそれぞれ予測し、
    前記将来軌道同士が交差するか否かを判定し、
    前記将来軌道同士が交差すると判定された場合、これらの将来軌道の交差位置に対する前記第２車両の衝突余裕時間を計算し、
    前記衝突余裕時間が閾値以下の場合に前記衝突リスクが有ると判定する
    ことを特徴とする衝突回避システム。
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