JPH0714100A - 車両衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行中の車両のレーン逸脱が真に危険である
と判断される場合にのみアラーム等の安全対策を講ず
る。 【構成】 演算制御装置は、初期自車速度Ｖ₀ ，初期対
向車速度Ｖ₁ ，初期相対車間距離Δｘ，自車２１とセン
タライン２３との距離、自車２１の進行方向角θ等か
ら、自車２１と対向車２２との衝突危険度を演算し、そ
の結果、衝突危険度がある基準以上となったときにの
み、警報等を行う。具体的には、所定時間後における自
車２１の地点Ｐを予測し、そのときの対向車線へのはみ
出し量εを算出する。自車２１のはみ出し予測量εが所
定量（例えばｗ／３）以上の場合には、双方の車両がそ
れぞれ所定の減速度で減速した場合の衝突直前の相対速
度が所定速度となるような両車間の安全車間距離を算出
する。そして、現時点での両者間の車間距離Δｘが安全
車間距離より小さいときにのみ、対向車２２との衝突回
避のための警報や自動制動を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両衝突防止装置に係わ
り、特に対向車両との衝突を防止するための車両衝突防
止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両同士の衝突事故の１つとして正面衝
突事故があるが、特にこの事故は双方の車両の相対速度
が大きいため、致死事故となる場合が多い。このような
対向車との衝突事故は、居眠り運転や無理な追越し等に
起因する場合が多いが、いずれにしても対向車が存在す
る場合に対向車線に逸脱することによって発生するもの
である。従って、このような事故を防止すべく、走行車
線からの逸脱を運転者に警告する等の方法が提案されて
いる。

【０００３】その１つとして、例えば特開平２−３０２
９００号公報には、自車と自車走行レーンとの位置関係
を認識して自車の走行軌跡を予測し、自車が自レーンを
逸脱する可能性が大きい場合にアラームを発する方法が
記載されている。この方法では、自レーン上の障害物を
避ける場合のように方向指示器を作動させてレーンを逸
脱するときには意図的なレーン逸脱と判断してアラーム
を発しないようにするなど、不要なアラーム作動を防ぐ
ための考慮もなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、方向指
示器は運転者が手動操作するものであるため、運転者に
よっては、意図的にレーンを逸脱する場合であっても方
向指示器の作動を怠る場合があり、あるいは自レーン上
の障害物を避けるのに精一杯で方向指示器の作動が間に
合わない場合もある。

【０００５】このような場合、上記した従来の方法で
は、対向車の有無にかかわらず必ずアラームが作動して
しまい、場合によっては耳障りとなるなど違和感を免れ
ないため、運転者によっては、アラームの自動作動スイ
ッチを日頃からオフしておくことも考えられる。これで
は、折角の安全装置が作動せず、アラーム備えた意味が
なくなるという問題があった。

【０００６】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、レーン逸脱が真に危険であると判断さ
れる場合にのみアラーム等の安全対策を講ずることがで
きる車両衝突防止装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両衝突
防止装置は、(i) 所定時間後における自車位置を予測
し、自車走行レーンから対向車レーンへの自車のはみ出
し量を算出するはみ出し量算出手段と、(ii)自車及び対
向車がそれぞれ所定の減速度で減速した場合に衝突直前
の相対速度が所定速度となるための両車間の安全車間距
離を算出する安全車間距離算出手段と、(iii) 自車のは
み出し量が所定量以上であって、かつ、自車と対向車と
の現実の相対距離が前記安全車間距離より小さいとき、
対向車との衝突回避のための所定の措置を講ずる衝突回
避手段と、を有することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明に係る車両衝突防止装置では、所定時
間後に自車が対向車レーンに所定量以上はみ出すことが
予測され、かつ、自車と対向車との現時点での相対距離
が前記安全車間距離より小さい場合に限り、対向車との
衝突回避のための所定の措置が講じられることとなる。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づき本発明を詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例における車両衝突
防止装置を表わしたものである。この装置には、装置全
体の機能制御や各種の演算動作を行うための演算制御装
置１１が備えられ、入出力インタフェイス（図示せず）
を介して以下の各デバイスに接続されている。

【００１１】(i) 車速センサ１２：自車の速度を検出す
るためのセンサである。

【００１２】(ii)測距センサ１３：自車と対向車との車
間距離を検出するためのセンサである。

【００１３】(iii) 相対速度センサ１４：自車と対向車
との相対速度を検出するためのセンサであり、例えばド
ップラセンサを用いることができる。また、相対速度
は、測距センサ１３により得られた相対距離を時間で微
分しても得ることができる。

【００１４】(iv)テレビカメラ１５：自車前方を監視す
るためのもので、その映像を後段の画像処理装置１６に
入力する。

【００１５】(v) 画像処理装置１６：テレビカメラ１５
から入力された映像を基に、所定の画像処理を行い、自
車レーンと対向車レーンの識別、及び対向車の検出を行
う。

【００１６】(vi)警報器１７：演算制御装置１１からの
指令に応じ、ブザー音等により、衝突の危険性が大きい
ことを運転車に警告する。

【００１７】(vii) 自動制動装置１８ ：演算制御装置
１１からの指令に応じ、自動制動を行う。

【００１８】演算制御装置１１は、以上の各デバイスか
ら得た信号に基づき、自車と対向車との衝突危険度を演
算し、その演算の結果、衝突危険度がある基準以上とな
ったときに、警報器１７及び自動制御装置１８に制御信
号を出力するようになっている。

【００１９】いま、図２に示すように、ある時刻ｔ₀ に
おいて、自車２１がセンタライン２３と角度θをなして
対向車線側に向かって速度Ｖ₀ 〔ｍ／秒〕で走行する一
方、対向車線では対向車２２が速度Ｖ₁ 〔ｍ／秒〕でセ
ンタライン２３にほぼ並行して走行しているものとす
る。このときの自車２１とセンタライン２３との距離を
ｄ〔ｍ〕、両者間の距離をΔｘ〔ｍ〕とする。

【００２０】いま、自車２１の正面前方Ｌ〔ｍ〕の地点
Ｐを仮定し、この点Ｐからセンタライン２３までの垂直
距離をεとする。ここで、Ｌは自車速度Ｖ₀ の関数であ
り、Ｌ＝ｋ×Ｖ₀ で表されるが、定数ｋの値としては、
例えば２秒程度が好適である。すなわち、地点Ｐは、ｋ
秒後の自車２１の位置である。

【００２１】以上のような構成の車両衝突防止装置の動
作を図３とともに説明する。

【００２２】図３は、演算制御装置１１の演算制御フロ
ーを表したものである。このフローにおいては、まず、
図２に示したような位置関係の時点から双方の運転者が
制動を開始するまでのラグタイムをτ〔秒〕にセットす
るとともに、この運転者により行われる制動による自車
の減速度をａ₀ 〔Ｇ〕、対向車の減速度をａ₁ 〔Ｇ〕に
セットする（ステップＳ１０１）。

【００２３】次に演算制御装置１１は、車速センサ１
２、相対速度センサ１４及び測距センサ１３から、それ
ぞれ自車速度Ｖ₀ 、相対速度ΔＶ及び車間距離Δｘを得
るとともに、画像処理装置１６による画像解析結果デー
タから、自車とセンタライン２３との距離ｄ及び角度θ
を得る（ステップＳ１０２）。

【００２４】そして、センタライン２３と地点Ｐとの距
離εを次式により求める（ステップＳ１０３）。

【００２５】ε＝Ｌ×ｓｉｎθ−ｄ ＝ｋ×Ｖ₀ ×ｓｉｎθ−ｄ……（１） この結果、算出された距離εが所定値ε₀ 未満の場合は
（ステップＳ１０４；Ｎ）、対向車との可能性は薄いと
してステップＳ１０２に戻り、新たな計測値を取得す
る。一方、距離εが所定値ε₀ 以上の場合は（ステップ
Ｓ１０４；Ｙ）、対向車との衝突の可能性ありとして、
次のステップＳ１０５で安全車間距離Ｒの演算を行う。
ここに、所定値ε₀ としては、例えば、対向車線幅ｗの
３分の１程度の値に設定するのが好適と思われるが、こ
れに限るものではなく、他の値を採用することも可能で
ある。

【００２６】ステップＳ１０５では、安全車間距離Ｒ
〔ｍ〕を算出する。ここで、安全車間距離とは、自車２
１と対向車２２が同一直線上を走行しているものと仮定
し、現時点（図２に示した状況の時点）からラグタイム
τ〔秒〕後に自車２１が減速度ａ₀ 〔Ｇ〕、対向車２２
が減速度ａ₁ 〔Ｇ〕で減速（制動）を開始したときに衝
突直前の両者の相対速度がある一定の許容相対速度Ｖ^*
〔ｍ／秒〕となるような当該現時点での車間距離をいう
ものとする。この安全車間距離Ｒを求める演算式は、図
４〜図６に示すように、自車の減速開始から完全停止ま
での時間ｔ₀ 〔秒〕、対向車の減速開始から完全停止ま
での時間ｔ₁ 〔秒〕、及び減速開始時から両者の相対速
度がＶ^* となるまでの時間ｔ^* 〔秒〕の大小関係に依存
して異なり、後述する３つのケース１〜３のいずれかと
なる。これらの３つのパラメータ（ｔ₀ ，ｔ₁ ，ｔ^* ）
の大小関係は、自車２１の減速度ａ₀ と現時点の車速
（以下、初期自車速度という）Ｖ₀ 、及び対向車２２の
減速度ａ₁ と現時点の車速（以下、初期対向車速度とい
う）Ｖ₁ の各値に依存する。

【００２７】次に、ステップＳ１０２で求めた自車２１
と対向車２２との車間距離Δｘと、ステップＳ１０５で
求めた安全車間距離Ｒとの大小関係を比較する（ステッ
プＳ１０６）。この結果、車間距離Δｘが安全車間距離
Ｒ以上の場合は（ステップＳ１０６；Ｎ）、衝突可能性
が薄いとしてステップＳ１０２に戻り、新たな計測値を
取得する。一方、車間距離Δｘが安全車間距離Ｒ以下の
場合は（ステップＳ１０６；Ｙ）、対向車との衝突の可
能性ありとして、警報器１７及び自動制動装置１８に指
令を出力する（ステップＳ１０７）。これにより、警報
器１７から運転者に対する警告が行われるとともに、自
動制動装置１８が作動して減速が行われる。

【００２８】次に、安全車間距離Ｒの演算方法について
説明する。上記したように、安全車間距離Ｒの計算式
は、３つのパラメータｔ₀ ，ｔ₁ 、及びｔ^* の大小関係
に依存して相違し、以下の３つのケースに分かれる。

【００２９】ケース１（ｔ₁ ＞ｔ^* かつｔ₀ ＞ｔ^* の場
合：図４） 図４より、この場合の各パラメータ間の関係は以下のよ
うになる。

【００３０】 ｔ₁ ＞ｔ^* ，ｔ₀ ＞ｔ^* ……（２） ｔ₀ ＝Ｖ₀ ／ａ₀ ……（３） ｔ₁ ＝Ｖ₁ ／ａ₁ ……（４） Ｖ₀ ′＝Ｖ₀ −ａ₀ ×ｔ^* ……（５） Ｖ₁ ′＝Ｖ₁ −ａ₁ ×ｔ^* ……（６） ΔＶ＝Ｖ₀ ＋Ｖ₁ ……（７） ここに、Ｖ₀ ′及びＶ₁ ′はそれぞれ、衝突直前での自
車及び対向車の車速であって、Ｖ^* ＝Ｖ₀ ′＋Ｖ₁ ′の
関係がある。また、ΔＶは当初の両者の相対速度（以
下、初期相対速度という）。

【００３１】（５）〜（７）式より、 Ｖ^* ＝Ｖ₀ ′＋Ｖ₁ ′ ＝（Ｖ₀ −ａ₀ ×ｔ^* ）＋（Ｖ₁ −ａ₁ ×ｔ^* ） ＝ΔＶ−（ａ₀ ＋ａ₁ ）×ｔ^* 従って、 ｔ^* ＝（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）……（８） 従って、（８），（３），（４）式より、条件式（２）
は次のようになる。

【００３２】 Ｖ₁ ／ａ₁ ＞（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）， Ｖ₀ ／ａ₀ ＞（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ） これに（７）式を代入して、 （ΔＶ−Ｖ₀ ）／ａ₁ ＞（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋
ａ₁ ），Ｖ₀ ／ａ₀ ＞（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ） これを整理すると、 ａ₀ ×（ΔＶ−Ｖ^* ) ／（ａ₀ ＋ａ₁ ）＜Ｖ₀ ＜（ａ₀ ×ΔＶ＋ａ₁ ×Ｖ^* ） ／（ａ₀ ＋ａ₁ ）……（９） 結局、ケース１は、自車の当初の車速Ｖ0 が（９）式を
満たす場合となる。この場合、安全車間距離Ｒは、自車
と対向車の相対速度が初期相対速度ΔＶから許容相対速
度Ｖ^* になるまでの両者の走行距離の和であるから、図
４のそれぞれ斜線を施した領域Ｓ₀ ，Ｓ₁ ，及びＳ₂ の
面積の和で表される。ここに、 Ｓ₀ ＝（τ＋ｔ^* ）×Ｖ^* Ｓ₁ ＝（τ＋τ＋ｔ^* ）×（Ｖ₀ −Ｖ₀ ′）／２ Ｓ₂ ＝（τ＋τ＋ｔ^* ）×（Ｖ₁ −Ｖ₁ ′）／２ であるから、Ｒは次の（１０）式となる。 Ｒ＝Ｓ₀ ＋Ｓ₁ ＋Ｓ₂ ＝〔２τ＋（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）〕／２ ＋〔τ＋（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）〕×Ｖ^* ……（１０）ケース２ （ｔ₁ ＜ｔ^* ＜ｔ₀ の場合：図５） 図５より、この場合の各パラメータ間の関係は以下のよ
うになる。

【００３３】 ｔ₁ ＜ｔ^* ＜ｔ₀ ……（１１） ｔ₀ ＝Ｖ₀ ／ａ₀ ……（１２） ｔ₁ ＝Ｖ₁ ／ａ₁ ……（１３） Ｖ^* ＝Ｖ₀ ′＝Ｖ₀ −ａ₀ ×ｔ^* ……（１４） ΔＶ＝Ｖ₀ ＋Ｖ₁ ……（１５） 従って、（１２）〜（１４）より、条件式（１０）は次
のようになる。

【００３４】 Ｖ₁ ／ａ₁ ＜（Ｖ₀ −Ｖ^* ）／ａ₀ ＜Ｖ₀ ／ａ₀ これを（１５）式を用いて整理し、次の（１６）式を得
る。

【００３５】 Ｖ₀ ＞（ａ₀ ×ΔＶ＋ａ₁ ×Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）……（１６） 結局、ケース２は、自車の当初の車速Ｖ₀ が（１６）式
を満たす場合となる。この場合安全車間距離Ｒは、ケー
ス１の場合と同様、図５の領域Ｓ₀ ，Ｓ₁ ，及びＳ₂ の
面積の和で表される。ここに、 Ｓ₀ ＝（τ＋ｔ^* ）×Ｖ^* Ｓ₁ ＝（τ＋τ＋ｔ^* ）×（Ｖ₀ −Ｖ^* ）／２ Ｓ₂ ＝（τ＋τ＋ｔ₁ ）×Ｖ₁ ／２ であるから、Ｒは次の（１７）式となる。

【００３６】 Ｒ＝Ｓ₀ ＋Ｓ₁ ＋Ｓ₂ ＝τ×（ΔＶ−Ｖ^* ）＋（Ｖ₀ −Ｖ^* ）² ／（２ａ₀ ） ＋（ΔＶ−Ｖ₀ ）² ／（２ａ¹ ） ＋〔τ＋（Ｖ₀ −Ｖ^* ）／ａ₀ 〕×Ｖ^* ……（１７）ケース３ （ｔ₀ ＜ｔ^* ＜ｔ₁ の場合：図６） 図６より、この場合の各パラメータ間の関係は以下のよ
うになる。

【００３７】 ｔ₀ ＜ｔ^* ＜ｔ¹ ……（１８） ｔ₀ ＝Ｖ₀ ／ａ₀ ……（１９） ｔ₁ ＝Ｖ₁ ／ａ₁ ……（２０） Ｖ^* ＝Ｖ₁ ′＝Ｖ₁ −ａ₁ ×ｔ^* ……（２１） ΔＶ＝Ｖ₀ ＋Ｖ₁ ……（２２） 従って、（１９）〜（２１）式より、条件式（１８）は
次のようになる。

【００３８】 Ｖ₀ ／ａ₀ ＜（Ｖ₁ −Ｖ^* ）／ａ₁ ＜Ｖ₁ ／ａ₁ これを（２２）式を用いて整理し、次の（２３）式を得
る。

【００３９】 Ｖ₀ ＜ａ₀ ×（ΔＶ−Ｖ^* ）／（ａ₀ ＋ａ₁ ）……（２３） 結局、ケース３は、自車の当初の車速Ｖ₀ が（２３）式
を満たす場合となる。この場合、安全車間距離Ｒは、ケ
ース１及び２の場合と同様、図６の領域Ｓ₀ ，Ｓ₁ ，及
びＳ₂ の和で表される。ここに、 Ｓ₀ ＝（τ＋ｔ^* ）×Ｖ^* Ｓ₁ ＝（τ＋τ＋ｔ₀ ）×Ｖ₀ ／２ Ｓ₂ ＝（τ＋τ＋ｔ^* ）×（Ｖ₁ −Ｖ^* ）／２ であるから、Ｒは次の（２４）式となる。

【００４０】 Ｒ＝Ｓ₀ ＋Ｓ₁ ＋Ｓ₂ ＝τ×（ΔＶ−Ｖ^* ）＋（ΔＶ−Ｖ₀ −Ｖ^* ）² ／（２ａ₁ ） ＋Ｖ₀ ² ／（２ａ₀ ） ＋〔τ＋（Ｖ₁ −Ｖ^* ）／ａ₁ 〕×Ｖ^* ……（２４） なお、演算制御装置１１は、ステップＳ１０５での安全
車間距離Ｒの算出に用いる安全車間距離Ｒの算出式の選
択を、パラメータ（ｔ₀ ，ｔ₁ ，ｔ^* ）の大小関係に応
じて行う。具体的には、各測定値を基に、Ｖ₀ が式
（９）、（１６）、（２３）のいずれを満たすかを判定
し、その判定結果に応じて、それぞれ式（１０）、（１
７）、（２４）のいずれかを選択して演算を行う。

【００４１】図７は、各初期相対速度ΔＶにおける初期
自車速度Ｖ₀ と安全車間距離Ｒとの関係の一例を表した
ものである。この例は、ラグタイムτ＝０、自車２１の
減速度ａ₀ ＝１．０〔Ｇ〕、対向車２２の減速度ａ₁ ＝
０．５〔Ｇ〕、衝突直前の両者の許容相対速度Ｖ^* ＝４
０〔ｋｍ／時〕として計算したものである。この図に示
すように、安全車間距離Ｒは、初期相対速度ΔＶが同じ
であっても初期自車速度Ｖ₀ によって異なることが判
る。

【００４２】このようにして、本実施例では、自車が対
向車線に所定量はみ出すことが予測され、かつ現時点の
車間距離が安全車間距離以下になった場合にのみ衝突の
警報が出力されるため、たとえ対向車線へのはみ出しが
予測される場合であっても、衝突の可能性がない限り、
不要な警報出力が行われることはない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定時間後に自車が対向車レーンに所定量以上はみ出す
ことが予測され、かつ、自車と対向車との現時点での相
対距離が前記安全車間距離より小さい場合に限り、対向
車との衝突回避のための措置を講ずることとしたので、
自車のレーン逸脱が真に危険であると判断される場合に
のみアラーム等の安全対策が行われる。従って、従来の
ように、レーン逸脱時に対向車の有無にかかわらず不要
なアラームが作動してしまうことがなくなり、違和感を
軽減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における車両衝突防止装置の
概略構成を示すブロック図である。

【図２】この車両衝突防止装置の動作原理を説明するた
めの説明図である。

【図３】この車両衝突防止装置の動作を説明するための
流れ図である。

【図４】ケース１における安全車間距離Ｒの求め方を説
明するための説明図である。

【図５】ケース２における安全車間距離Ｒの求め方を説
明するための説明図である。

【図６】ケース３における安全車間距離Ｒの求め方を説
明するための説明図である。

【図７】安全車間距離Ｒの数値例を示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 演算制御装置 １２ 車速センサ １３ 測距センサ １４ 相対速度センサ １５ テレビカメラ １６ 画像処理装置 １７ 警報器 １８ 自動制動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行路上における所定時間後の自車位置
   を予測し、自車走行レーンから対向車レーンへの自車の
   はみ出し量を算出するはみ出し量算出手段と、 自車及び対向車がそれぞれ所定の減速度で減速した場合
   に衝突直前の相対速度が所定速度以下となるのに必要な
   両車間の安全車間距離を算出する安全車間距離算出手段
   と、 前記はみ出し量算出手段により算出されたはみ出し量が
   所定量以上であって、かつ、自車と対向車との現実の相
   対距離が前記安全車間距離算出手段により算出された安
   全車間距離より小さいとき、対向車との衝突回避のため
   の所定の措置を講ずる安全対策手段と、 を具備することを特徴とする車両衝突防止装置。