WO2016194900A1 - 車両制御装置、及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

車両制御装置（１０）は、自車両前方の所定距離に存在する物体（Ｍ２，Ｍ３）に対して自車両（Ｍ１）の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出する。そして、車両制御装置（１０）は、回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と運転者の実際の操作とが干渉しないように、運転者に対する警報の出力時期を設定する。更に、車両制御装置（１０）は、自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両の衝突の危険性を判定し、その自車両の衝突の危険性の判定結果に基づいて、警報の出力時期を変更する。

Description

車両制御装置、及び車両制御方法 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１５年６月２日に出願された日本出願番号２０１５－１１２６１３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本発明は、物体と自車両との衝突を防止するために警報を出力する車両制御装置、及び車両制御方法に関する。

　ＰＣＳ（Pre-crash　safety　system）等の衝突回避又は衝突による被害低減のための安全システムが開発されている。安全システムにおいては、自車両に先行車等が接近した際に警報が出力される。しかし警報を行うタイミングが早すぎると、運転者による物体の回避操作と警報出力とが干渉し、運転者の不快感を招くおそれがある。

　そこで特許文献１では、自車両の運転者が先行車両に対して所定距離になった際の回避操作のタイミングの履歴を蓄積する。そして、運転者の実際の操作と回避操作のタイミングの履歴とを比較して、運転者に対する警報を行っている。以上により、運転者による物体の回避操作のタイミングと、警報出力のタイミングとが干渉しないようにしている。

特開２０１２－８６９６号公報

　しかし、自車両と先行車両との車幅方向の位置関係、自車両に対する先行車両の接近状態等によって、自車両の衝突の危険性が変わる。特許文献１では、この点については考慮されておらず、運転者に対する警報をより適切に実施するためには改善の余地があるといえる。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、運転者に対する警報をより適切なタイミングで実施できる車両制御技術を提供することを主たる目的とするものである。

　本発明の一態様による車両制御装置は、自車両前方の所定距離に存在する物体（Ｍ２，Ｍ３）に対して自車両（Ｍ１）の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出する分布算出部と、前記回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と前記運転者の実際の操作とが干渉しないように前記運転者に対する警報の出力時期を設定する警報出力設定部と、前記自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両の衝突の危険性を判定する判定部と、前記自車両の衝突の危険性に基づいて、前記警報出力設定部で設定された警報の出力時期を変更する変更部と、を備える。

　このような車両制御装置によれば、自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両との衝突の危険性を判定する。そして、その判定結果に基づいて、回避操作のタイミングの分布に基づき設定された警報の出力時期を変更するようにした。この場合、運転者の回避操作と警報との干渉を抑えることができ、ひいては、運転者に対する不要な警報の出力を抑制できる。

　本発明の上述およびその他の目的、特徴、および利点は、好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面と共に読めば、容易に明らかになり、十分に理解できるであろう。

本発明の一実施形態による車両制御システムの概略構成図。 車両制御システムにおけるＥＣＵの機能ブロック図。 自車両における撮像装置とレーダとの取り付け状態を示す図。 運転者の回避操作の分布と追突警報の出力タイミングとの関係を示す図。 先行車両と自車両とのラップ状態を示す図。 他車両と自車線とのラップ状態を示す図。 推定Ｒの算出に関する説明図。 先行車両と自車両とのラップ状態の種類を示す図。 自車線ラップ率に関する説明図。 ラップ率と推定モデルの係数αとの関係を示す図。 先行車ラップ率の算出処理のフローチャート。 自車線ラップ率の算出処理のフローチャート。 追突警報の出力時期の演算処理のフローチャート。 警報の出力処理のフローチャート。

　以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら、より詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この発明の開示を徹底的でかつ完全にし、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために、提供される。尚、類似の符号は、図面全体にわたって類似の構成要素を示す。

　本実施形態に係る車両制御システムは、車両に搭載され（以下、この装置搭載車両を自車両と称する）、自車両の前方に存在する物体を検出し、その物体との衝突を回避／軽減すべく各種制御を行うＰＣＳシステムとして機能する。

　図１において、自車両に搭載される車両制御システム１００は、車両制御装置であるＥＣＵ（electrical　control unit）１０、レーダ２１、撮像装置２２、各種センサ、警報装置４０、制動装置５０を備えて構成されている。

　レーダ２１は、ミリ波やレーザ等の指向性のある電磁波を利用して自車両前方の物体をレーダ物標ＬＴとして検出するものであり、図２に示すように、自車両Ｍ１の前部においてその光軸Ｘ１が車両前方を向くように取り付けられている。そして所定時間ごとに、光軸Ｘ１を中心に車両前方に向かって所定角度θ１の範囲に亘って広がる領域６１をレーダ信号により走査するとともに、車外の物体の表面で反射された電磁波を受信し、ＥＣＵ１０に入力する。

　なお、レーダ２１においては、レーダの反射波を所定以上の受信強度で受信できた場合に物体を検出したことになる。そのため、レーダ２１は所定の閾値以上の受信強度で反射波を受信する毎に、１個のレーダ物標ＬＴを受信したとして、そのレーダ物標ＬＴをＥＣＵ１０に入力する。

　レーダ物標ＬＴには、自車両の進行方向の物体との距離や相対速度、自車両の車幅方向の位置を表す横位置等の情報が含まれている。

　撮像装置２２は、ＣＣＤカメラ、単眼カメラ、ステレオカメラ等であり、図２に示すように、自車両Ｍ１のフロントガラスの上端付近等に設置されている。そして所定時間毎に、撮像軸Ｘ２を中心に車両前方に向かって所定角度θ２の範囲で広がる領域６２を撮影して撮影画像を取得する。そして、撮像画像を画像処理することで物体を画像物標ＧＴとして取得し、ＥＣＵ１０に入力する。

　画像物標ＧＴには、自車両の進行方向における物体との距離や相対速度、自車両の車幅方向の位置を表す横位置に加えて、物体の横幅等の情報が含まれている。そのため、ＥＣＵ１０は、画像物標ＧＴを所定の幅を有する情報として認識することとなる。

　各種センサとしては、ヨーレートセンサ２３、車速センサ２４、操舵角センサ２５が設けられている。ヨーレートセンサ２３は、車両の旋回角速度（ヨーレートγ）を検出する周知のセンサであり、車速センサ２４は、車輪の回転速度に基づき自車両の速度（自車速Ｖ）を検出する。操舵角センサ２５は、自車両のステアリングホイールが回転操作された角度を操舵角として検出する。

　警報装置４０は、スピーカやディスプレイ等であり、音声や画像など、運転者が視覚や聴覚を用いて認識可能な状態で警報を出力するのに用いられる。

　制動装置５０は、シートベルト、ブレーキ等であり、シートベルトの巻き上げにより運転者の衝突被害を緩和したり、ブレーキ操作で衝突速度を低減したりするのに用いられる。

　ＥＣＵ１０は、車両制御システムの制御を行う電子制御ユニットであり、ＣＰＵ（central　processing　unit）を主体として構成され、ＲＯＭ（read-only　memory），ＲＡＭ（random　access　memory）、入出力インターフェース等を備えて構成されている。ＥＣＵ１０のこれから述べる各種機能（図１Ｂも参照）は、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することで実現される。ＥＣＵ１０は、レーダ２１及び撮像装置２２で取得した各物標の情報に基づいて、自車両以外の物体（車両、障害物、歩行者等）を検出する。そして、これらの物体と衝突する可能性があるか否かを判定し、衝突する可能性が高いと判定した場合には警報装置４０や制動装置５０を作動させる。

　なおＥＣＵ１０は、自車両と物体（先行車両、対向車両等）との衝突の緊急度に応じて警報装置４０の作動態様を切り替える。例えば衝突の緊急度が低度である場合には、物体の存在について説明するガイド音声の出力を行う。衝突の緊急度が中度の場合には、物体の位置に応じた方向から運転者に指向するように警告音を出力する。そして衝突の緊急度が高度である場合には、その物体に対する衝突回避を促すための追突警報ＰＲＥ（PERCEPTUAL　RISK　ESTIMATE）を出力する。

　ところで、追突警報ＰＲＥについてはいち早く警報装置４０が作動されることが好ましい。しかし、追突警報ＰＲＥのタイミングが早すぎると、運転者による回避操作と警報の出力タイミングとが干渉し、運転者に不快感を与えてしまう。

　そこで、ＥＣＵ１０は、自車両の運転者が先行車両に対して所定距離になった際の運転者の回避操作のタイミングの履歴を蓄積することで、運転者による回避操作の頻度の分布を得る。例えば、自車両Ｍ１と先行車両Ｍ２とが所定距離に接近した場面において、回避操作として運転者がブレーキを踏むタイミングをモニタリングすることで、図３に示すような運転者の回避操作の頻度の分布が得られる。

　なお、図３において、横軸は、自車両前方の先行車両Ｍ２等の物体に衝突するまでの時間に対応する衝突余裕時間ＴＴＣ（Time　to　Collision）である。ＴＴＣとは、このままの自車速度Ｖｓで走行した場合に何秒後に衝突するか示す評価値であり、通常、ＴＴＣが小さいほど衝突の危険度は高くなり（図３右側）、ＴＴＣが大きいほど衝突の危険度は低くなる（図３左側）。

　そして、このような運転者の回避操作の頻度の分布とＴＴＣとの対応関係において、運転者により高頻度で回避操作が行われるＴＴＣの範囲内で、追突警報ＰＲＥが出力されると、運転者の回避操作と追突警報ＰＲＥとが干渉するおそれがある。そこで、運転者の回避操作が行われる可能性のあるＴＴＣ以降のタイミング（例えば時刻ｔ１）を、追突警報ＰＲＥの出力タイミングに設定する。以上により、運転者の回避操作と追突警報ＰＲＥとの干渉を回避できる。

　ところで、自車両と先行車両との位置関係、自車両に対する先行車両の接近状態等に応じて、自車両と先行車両等との衝突の危険性が変化する。そして衝突の危険性が低い状況においては、運転者が自車両前方の物体に気が付いてから回避操作を遅めにすることが考えられる。そのため、衝突の危険性が低い状況においては、運転者の回避モデルに基づき設定されたタイミングで追突警報ＰＲＥを出力したとしても、運転者の回避操作と追突警報ＰＲＥの出力タイミングとが干渉する可能性がある。

　そこで、本実施形態のＥＣＵ１０は、自車両の衝突の危険性を考慮して、追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更することで、より不要な追突警報ＰＲＥの出力が抑制されるようにする。

　例えば、図４に示すように、自車両Ｍ１の前方に先行車両Ｍ２がある状況で、自車両Ｍ１の車幅（自車幅）と先行車両Ｍ２の車幅とがオーバーラップしている場合には、その割合（ラップ率）に応じて衝突の危険性が変化する。すなわち、図４では、自車両Ｍ１と先行車両Ｍ２とのラップ率（以下、先行車ラップ率）が小さくなるほど（紙面左側となるほど）、衝突の危険性が低下し、運転者が先行車両Ｍ２に気が付いてから回避操作をより遅めに実施することが想定される。

　そこでＥＣＵ１０は、自車線において、自車両Ｍ１の前方に先行車両Ｍ２があり、自車両Ｍ１の横位置と先行車両Ｍ２の横位置とがオーバーラップしている場合には、衝突の危険性を示すパラメータとして先行車ラップ率を求める。そして、先行車ラップ率に基づいて運転者の運転履歴に基づき設定される追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更する。すなわち、先行車ラップ率が小さくなり、運転者による操舵回避のタイミングがより遅めに実施される可能性が高くなるほど、追突警報ＰＲＥを出力するタイミングを遅延側に変更する。

　また、図５（ａ）と図５（ｂ）に示すように、先行車両Ｍ２や対向車両Ｍ３が、自車両Ｍ１が走行する自車線の左右位置にある白線ＷＬ，ＷＲを跨いでいる場合（跨ぐ可能性がある場合）には、先行車両Ｍ２や対向車両Ｍ３が進路変更している可能性があり、この場合にも、自車両Ｍ１に対する衝突の危険性が変化する可能性がある。

　例えば、図５（ａ）において、先行車両Ｍ２が自車両Ｍ１から離反する方向Ａ１，Ａ２（別車線）に横移動していれば衝突の危険性が低下する。一方、先行車両Ｍ２が先行車両Ｍ２に接近する方向Ａ３に横移動していれば衝突の危険性が高まる。また図５（ｂ）に示すように、対向車両Ｍ３が自車両Ｍ１から離反する方向Ａ４に移動する場合には衝突の危険性が低下する。一方、対向車両Ｍ３が自車両Ｍ１に接近する方向Ａ５に横移動していれば衝突の危険性が高まる。

　そこでＥＣＵ１０は、移動状態判定部（３３）として、先行車両Ｍ２（又は対向車両Ｍ３）が白線ＷＬ（又は白線ＷＲ）を超えて自車線ＴＬにオーバーラップしている場合には、先行車両Ｍ２（又は対向車両Ｍ３）が自車両Ｍ１に対して接近しているか離間しているかを判定する。なお接近状態及び離間状態は、先行車両Ｍ２（又は対向車両Ｍ３）の横速度から求められる。横速度とは、自車線ＴＬに直交する方向の移動速度である。

　そして先行車両Ｍ２等が自車両Ｍ１から離間していれば、衝突の危険性を示すパラメータとして先行車両Ｍ２と自車線とのラップ率（以下、自車線ラップ率）を求める。そして自車線ラップ率を用いて、運転者の運転履歴に基づき設定される追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更する。すなわち、自車線ラップ率が小さくなり、運転者による操舵回避のタイミングがより遅く実施される可能性が高くなるほど、追突警報ＰＲＥを出力するタイミングを遅延側に変更する。

　なお、自車両の前方の物体（先行車両、対向車両）が、自車両にオーバーラップするとともに、白線を跨いで自車線にもオーバーラップする状況も想定される。この場合には、先行車ラップ率に基づいて変更した追突警報ＰＲＥの出力タイミングと、自車線ラップ率に基づいて変更した追突警報ＰＲＥの出力タイミングのうち、警報の出力タイミングが早い方を、追突警報ＰＲＥの出力時期に選択する。これにより、運転者の回避操作との干渉を回避しつつ、衝突回避のための追突警報ＰＲＥを適切なタイミングで出力できる。

　図１の説明に戻り、ＥＣＵ１０は、レーダ物標取得部１１、画像物標取得部１２、フュージョン処理部１３、横位置補正部１４、車両判定部３１、予測進路推定部３２、移動状態判定部３３、先行車ラップ率算出部１５、自車線ラップ率算出部１６、推定モデル生成部１７、追突警報設定部１８、車両制御部１９を備えている。

　レーダ物標取得部１１は、所定周期毎にレーダ２１が検出したレーダ物標ＬＴの情報を取得する。画像物標取得部１２は、所定周期毎に撮像装置２２が検出した画像物標ＧＴの情報を取得する。

　フュージョン処理部１３は、レーダ物標ＬＴと画像物標ＧＴとを融合（フュージョン）してフュージョン物標ＦＳＮを生成する。詳しくは、レーダ物標ＬＴの距離や相対速度により、フュージョン物標の自車両の進行方向の位置を特定し、画像物標ＧＴの横幅や横位置によりフュージョン物標の自車両の車幅方向の位置を特定する。

　このように、レーダ物標ＬＴと画像物標ＧＴを用いてフュージョン物標ＦＳＮを生成し、フュージョン物標ＦＳＮにより物体の位置を特定する場合、レーダ２１と撮像装置２２とが取得した情報のうち、精度が高い方の情報を用いて物体の位置が特定されることとなり、物体の位置の認識精度を向上できる。

　なお、フュージョン物標ＦＳＮが生成された場合には、物体の車幅方向の端部の横位置は、フュージョン物標ＦＳＮの横位置により特定できる。これ以外にも、画像物標ＧＴから取得される左右の横位置（左横位置、右横位置）のうち、自車両に接近する側を制御対象の物体の横位置に選択してもよい。

　ところで、自車両がカーブを走行する場合には、自車線に対する物体の横位置の距離がその影響を受けて変化する。そこで、自車両の予測進路の曲率を推定する予測進路推定部３２により、自車両の予測進路のカーブ半径（曲率の逆数）である推定Ｒを求める。そして横位置補正部１４は推定Ｒを用いて物体の横位置を補正する。

　詳しくは、図６において、車速センサ２４で検出した自車速Ｖ、ヨーレートセンサ２３で検出したヨーレートγに基づき、推定Ｒ＝Ｖ／γとして算出する。そして、推定Ｒと、先行車両Ｍ２との相対距離Ｄを用いて、横位置の補正値ΔｘをΔｘ＝Ｄ・Ｄ／２Ｒとして算出する。そして算出した補正値Δｘを用いて、ＦＳＮ横位置Ｙ１又は画像物標ＧＴから求められる物体の横位置を補正する。この際、補正後の各横位置を比較することにより、自車線Ｏとの距離が最も短い横位置を、ＰＣＳ制御による制御対象の横位置に選択するとよい。

　なお推定Ｒがゼロとなる自車両の停止中や、推定Ｒが所定の閾値よりも大きくなる自車両の直進走行時には、補正値Δｘによる補正を行わないようにする。これにより、例えば、直進とみなせる推定Ｒの大きい領域においては、運転者のふらつきの影響を排除しつつ、ＰＣＳ横位置の算出精度を向上できる。

　なお、レーダ物標ＬＴと画像物標ＧＴがフュージョンしていない場合、すなわち物体がレーダ２１及び撮像装置２２のいずれか一方のみで検出されている場合には、レーダ２１又は撮像装置２２で取得した物標情報に基づいて物体の位置が特定されてもよい。詳しくは、レーダ物標ＬＴのみが検出された場合には、レーダ物標ＬＴを用いて物体の位置（距離、横位置等）を特定する。画像物標ＧＴのみが検出された場合には、画像物標ＧＴを用いて物体の位置（距離、横位置等）を特定する。

　図１Ｂにおいて、先行車ラップ率算出部１５は、衝突の危険性を示すパラメータとして先行車ラップ率を算出する。例えば、先行車ラップ率は、先行車両と自車両との回避余裕幅を用いて算出できる。回避余裕幅は、自車両の車幅および自車両と先行車両との車幅方向の重なり量から算出できる。自車両と先行車両の車幅方向の重なり量は、例えば先行車両の横位置と、自車両の横位置とを比較することで求められる。

　先行車両と自車両とのラップ状態は、自車両と先行車両との位置関係、車幅の大小関係に応じて、図７に示す３つのパターンに分類できる。すなわち、図７（ａ）に示すように、自車両Ｍ１に対して先行車両Ｍ２がオフセットしている状態。図７（ｂ）に示すように、先行車両Ｍ２の車幅が自車両Ｍ１の車幅よりも大きいことによって、先行車両Ｍ２に自車両Ｍ１の全体がオーバーラップしている状態。図７（ｃ）に示すように、先行車両Ｍ２の車幅が自車両Ｍ１の車幅よりも狭いことによって、先行車両Ｍ２が自車両Ｍ１の車幅内に含まれている状態、以上の３つのパターンである。そしてこれらの各パターンの先行車ラップ率は、例えば次のように算出される。

　図７（ａ）の場合には、自車両Ｍ１の横位置と先行車両の横位置との差から、回避余裕幅Ｘａを算出し、自車両の車幅Ｘ０から回避余裕幅Ｘａを減算することで先行車ラップ率を求める。図７（ｂ）の場合には、自車両の回避余裕幅Ｘａ＝０であるため、先行車ラップ率＝１００％となる。図７（ｃ）の場合には、先行車両Ｍ２に対して自車両Ｍ１の左右に回避余裕幅が生じているが、運転者は回避余裕幅が大きい側に回避操作することが想定される。そこでこの場合には、大きい方の回避余裕幅Ｘａ（ここでは自車両の右側の回避余裕幅Ｘａ）を、自車両の車幅Ｘ０から減算して先行車ラップ率を算出する。

　図１Ｂにおいて、自車線ラップ率算出部１６は、衝突の危険性を示すパラメータとして、自車線ラップ率を算出する。ここで自車線ラップ率の算出について図８を用いて説明する。図８は撮像装置２２で取得された撮影画像であり、自車線ＴＬの左側の白線ＷＬ、右側の白線ＷＲは撮像画像の画像処理で検出される。また、先行車両Ｍ２がＦＳＮ物標として検出されている。この場合、先行車両Ｍ２が左側の白線ＷＬにオーバーラップしているため、左側の白線ＷＬよりも自車線の内側の幅ＬＬが自車線ラップ率として算出される。

　ところで、先に述べたように、先行車両等が白線を跨いでいる場合においては、先行車両等が隣接レーンに移動中の場合、すなわち先行車両等が自車両から離反する方向に移動中の場合には、衝突の危険性が低下する。そこで本実施形態では、先行車両が自車両から離反する方向に横移動していることを条件に、自車線ラップ率を算出し、自車線ラップ率を用いて、追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更する。

　先行車ラップ率算出部１５と自車線ラップ率算出部１６は、自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両の衝突の危険性を判定する判定部３４（図１Ｂ参照）を構成する。自車線ラップ率算出部１６と先行車ラップ率算出部１５はそれぞれ、自車両が走行する自車線に物体がオーバーラップしている際に、該物体と自車線とのラップ率である自車線ラップ率に基づき衝突の危険性を判定する第１判定部１６と、自車両と先行車両とのラップ率である先行車ラップ率に基づき衝突の危険性を判定する第２判定部１５とに相当する。

　推定モデル生成部１７は、運転者による回避操作の頻度の分布を定式化することで、運転者による回避操作のタイミングを推定する推定モデルを生成する。例えば、式（１）を用いて、推定モデルを生成する。

　式（１）において、Ｖｓは車速センサ２４から取得した自車速度である。Ｄは相対距離、Ｖｒは相対速度、Ａｐは相対加速度であり、これらはフュージョン物標ＦＳＮの情報等から取得できる。また、α，β，ｎは適合によって決められる係数である。そして式（１）に基づき推定される回避操作のタイミングと、追突警報ＰＲＥとが干渉しないように、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥを設定する。

　また本実施形態の推定モデル生成部１７は、先行車ラップ率がある場合には、先行車ラップ率から上記の演算に使用する係数を求める。そして求めた係数を式（１）に代入することで、推定モデルを変更する。

　本実施形態では、式（１）の係数αに代えて、先行車ラップ率に基づき算出した係数α１を使用して、推定モデルを変更する。なお係数α１は、図９（ａ）に示す先行車ラップ率と係数α１との相関関係を用いて算出される。なお、図９（ａ）では先行車ラップ率が小さくなるほど係数α１が小さい値に設定されるようになっている。そのため、先行車ラップ率が小さく衝突の危険性が低くなるほど、推定モデルにより推定される運転者の回避操作のタイミングが遅延側にシフトされることとなり、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＥＲを遅延側に変更することができる。以上により、運転者の回避操作と追突警報ＰＲＥとの干渉を抑えつつ、不要な警報が出力されることを抑制することができる。

　同様に、推定モデル生成部１７は、自車線ラップ率がある場合には、自車線ラップ率から上記の演算に使用する係数を求める。詳しくは、式（１）の係数αに代えて、自車線ラップ率に基づき算出した係数α２を使用して、推定モデルを変更する。なお係数α２は、図９（ｂ）に示す自車線ラップ率と係数α２との相関関係を用いて算出される。図９（ｂ）においても自車線ラップ率が小さくなるほど係数α２が小さい値に設定されるようになっている。そのため、自車線ラップ率が小さく衝突の危険性が低くなるほど、推定モデルにより推定される運転者の回避操作のタイミングが遅延側にシフトされることとなり、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＥＲを遅延側に変更することができる。以上により、運転者の回避操作と追突警報ＰＲＥとの干渉を抑えつつ、不要な警報が出力されることを抑制することができる。

　図１Ｂに示すように、推定モデル生成部１７は、機能ブロックとして、分布算出部３５と、警報出力設定部３６と、変更部３７とを有する。
　分布算出部３５は、自車両前方の所定距離に存在する物体に対して自車両の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出するものであるが、本実施形態では、上記の様に、運転者による回避操作の頻度の分布を定式化することで、運転者による回避操作のタイミングを推定する推定モデルを使用している。

　警報出力設定部３６は、回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と運転者の実際の操作とが干渉しないように運転者に対する警報の出力時期を設定するものであるが、本実施形態では、推定モデルから推定される回避操作のタイミングに基づいて、その回避操作と運転者の実際の操作とが干渉しないように運転者に対する警報の出力時期（本実施形態では追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥを）を設定している。

　変更部３７は、判定部３４で判定された自車両の衝突の危険性に基づいて、警報出力設定部３６で設定された警報の出力時期を変更する。本実施形態では、衝突の危険性としては、判定部３４の自車線ラップ率算出部１６において、前記自車両が走行する自車線に前記物体がオーバーラップしている際に、前記物体と前記自車線とのラップ率である自車線ラップ率に基づき判定されたものと、判定部３４の先行車ラップ率算出部１５において、前記自車両と先行車両とのラップ率である先行車ラップ率に基づき判定されたものとがある。変更部３７は、判定部３４からの自車線ラップ率に基づき警報の出力時期を変更する第１変更部３８と、判定部３４からの先行車ラップ率に基づき警報の出力時期を変更する第２変更部３９とを備える。

　追突警報設定部１８は、同一の物体（先行車両、対向車両）について、第２変更部３９において先行車ラップ率に基づき算出された追突警報ＰＲＥの出力タイミングと、第１変更部３８において自車線ラップ率に基づき算出された追突警報ＰＲＥの出力タイミングとの両方がある場合には、これらのうちで警報の出力タイミングが早い方を出力時期に選択する選択部として機能する。すなわち複数の追突警報ＰＲＥの出力タイミングが算出された場合には、より危険度の高い方の出力タイミングを優先する。以上により、運転者に対する警報を適切に実施しつつ、不要な警報の出力を抑制する。

　車両制御部１９は、自車両と先行車両等との相対位置及び相対速度等に基づいて衝突余裕時間ＴＴＣ（Time　to　collision）を算出する。そしてＴＴＣが、追突警報設定部１８で設定した追突警報ＰＲＥの出力タイミングとなる際に、警報装置４０に作動指令を出力する。これにより警報装置４０から警報が出力される。なおＴＴＣは、自車両と先行車両等との相対加速度を加味して算出されてもよい。

　次に、上記構成のＥＣＵ１０の演算処理の一例を、図１０～図１３を参照しつつ説明する。図１０は、先行車ラップ率の算出処理のフローチャートである。図１１は、自車線ラップ率の算出処理のフローチャートである。図１２は、追突警報ＰＲＥの出力タイミングの演算処理のフローチャートである。図１３は、本実施形態のＰＣＳ制御における警報の出力処理のフローチャートである。なおこれらの各処理は、ＥＣＵ１０が所定周期で繰り返し実施する。

　図１０において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１において、自車両の情報を取得する。例えば、自車両の情報として、車速、操舵角、加速情報及び減速情報などを取得する。

　次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、先行車両等の物体の情報を取得する。本実施形態では、ＦＳＮ物標等から物体の相対距離、相対速度、相対横位置および車幅等の情報を取得する。次にＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において、物体が車両であるか否かを判定する。本処理は、車両判定部３１により、撮像装置２２の撮影画像に対して、テンプレートマッチング等の周知の画像処理を行うことにより、撮像範囲内に存在する所定の物体の種類（他車両、歩行者、路上障害物等）を検出し、その検出結果に基づき判定する。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３を肯定した場合には、ステップＳ１４において、他車両（つまり先行車両）が自車両とオーバーラップしているか否かを判定する。本処理は、自車両の横位置と他車両の横位置との位置関係から判定できる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４で他車両が自車両とオーバーラップしていると判定した場合には、ステップＳ１５～Ｓ１９で、先行車ラップ率を算出する。

　まず、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５において、自車両の車幅よりも先行車両の車幅が小さいか否かを判定する。自車両の車幅よりも先行車両の車幅が小さいか否かは、フュージョン物標ＦＳＮ等から取得される物体の横位置や横幅の検出結果に基づき判定する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５で肯定した場合には、ステップＳ１６において、自車両に対する先行車両の左右方向の回避余裕幅を算出する。なお回避余裕幅は、自車両の左右の横位置と、先行車両の左右の横位置とをそれぞれ比較し、その差分を算出することで取得できる。次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、左右の回避余裕幅のうちで大きい方を用いて先行車ラップ率を算出する。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５で否定した場合には、ステップＳ１８において、自車両に対して先行車両がオフセットしているか否かを判定する。オフセットしているか否かについても、フュージョン物標ＦＳＮ等から取得される物体の横位置の検出結果に基づき判定できる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８においてオフセットしていると判定した場合にもステップＳ１６に進み、回避余裕幅を算出する。この場合、自車両に対して先行車両がオフセットしている側の回避余裕幅を算出する。そしてＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、回避余裕幅を用いて先行車ラップ率を算出する。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８で否定した場合には、ステップＳ１９に進み、先行車両に対して自車両がフルラップ（ラップ率が１００％）であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、先行車両に対して自車両がフルラップであると判定した場合には、ステップＳ１７に進み先行車ラップ率を１００％に設定する。なおＳ１３，Ｓ１４で否定した場合には処理を終了する。

　次に、図１１を用いて自車線ラップ率の演算処理を説明する。

　まず、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３１において、自車両の情報を取得する。例えば、自車両の情報として、車速、操舵角、加速情報及び減速情報などを取得する。次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２において、先行車両等の物体の情報を取得する。本実施形態では、ＦＳＮ物標等により物体の相対距離、相対速度、相対横位置および車幅等の情報を取得する。

　次にＥＣＵ１０は、ステップＳ３３において、物体が車両であるか否かを判定する。本処理は、車両判定部３１により、撮像装置２２の撮影画像に対して、テンプレートマッチング等の周知の画像処理を行うことにより、撮像範囲内に存在する所定の物体の種類（他車両、歩行者、路上障害物等）を検出し、その検出結果に基づき判定する。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ３３を肯定した場合には、ステップＳ３４において、その車両（他車両）が自車線の白線にオーバーラップしているか否かを判定する。本処理は、他車両の横位置と白線の位置を比較することにより判定できる。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ３４で肯定した場合には、ステップＳ３５において、他車両が停止状態であるか否かを判定する。本処理は当該車両の横移動速度がゼロの際に肯定する。処理の流れは、他車両が停止状態の場合にはステップＳ３６に進む。

　ＥＣＵ１０は、ステップＳ３５で他車両が停止状態ではないと判定した場合には、ステップＳ３７において、他車両が自車両から離間しているか否かを判定する。ステップＳ３７で否定した場合には処理を終了する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ３７で肯定した場合には、ステップＳ３６において、他車両において、白線よりも自車線側の幅を、自車線ラップ率として取得する。なおＳ３３，Ｓ３４で否定した場合には処理を終了する。

　次に図１２を用いて追突警報ＰＲＥの出力タイミングの演算処理について説明する。本処理は、自車両前方の車両ごとに実施される。

　まず、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４１において、先行車ラップ率及び自車線ラップ率の両方が取得されているか否かを判定する。肯定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４２において、先行車ラップ率から求めた係数α１を用いて算出した推定モデルを用いて、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥ＝Ｔａを算出する。またＥＣＵ１０は、ステップＳ４３において、自車線ラップ率から求めた係数α２を用いて算出した推定モデルを用いて、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥ＝Ｔｂを算出する。次にＥＣＵ１０は、ステップＳ４４において、出力タイミングＴａ＞Ｔｂであるか否か、すなわち出力タイミングＴａよりも出力タイミングＴｂが早いか否かを判定する。ステップＳ４４を肯定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４５において、出力タイミングＴｂを追突警報ＰＲＥの出力時期に設定する。ステップＳ４４を否定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４６において、出力タイミングＴａを追突警報ＰＲＥの出力時期に設定する。

　ステップＳ４１で否定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４７において、先行車ラップ率のみを取得したか否かを判定する。ステップＳ４７を肯定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４８において、先行車ラップ率から算出した係数α１を用いて求めた推定モデルを用いて、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴａを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４９において、出力タイミングＴａを、追突警報ＰＲＥの出力時期に設定する。

　ステップＳ４７を否定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５０において、自車線ラップ率のみを取得したか否かを判定する。ステップＳ５０を肯定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５１において、自車線ラップ率から算出した係数α２を用いて求めた推定モデルを用いて、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴｂを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５２において、出力タイミングＴｂを追突警報ＰＲＥの出力時期に設定する。

　ステップＳ５０を否定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５３において、適合により決定されるα（初期値）を用いて算出した推定モデルを用いて算出された出力タイミングＴＰＲＥ＝Ｔ０を、追突警報ＰＲＥの出力時期に設定する。

　次に図１３を用いて、ＥＣＵ１０が実施する警報出力処理について説明する。

　まず、ＥＣＵ１０は、ステップＳ６１において、物体（先行車両等）に対する自車両の衝突余裕時間ＴＴＣ（Time　to　collision）を算出する。例えばＴＴＣは、自車両と先行車両との相対距離及び相対速度に基づいて算出されたものであってもよいし、相対加速度を加味して算出されたものであってもよい。

　次にＥＣＵ１０は、ステップＳ６２において、ステップＳ６１で算出したＴＴＣが、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥであるか否かを判定する．ステップＳ６２で否定した場合には処理を終了する。ステップＳ６２で肯定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ６３において、追突警報ＰＲＥを出力する。

　本発明によれば以下の効果を奏することができる。

　（Ａ１）自車両前方の所定距離に存在する物体（先行車両等）に対して自車両の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出する。そして算出された回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と運転者の実際の回避操作とが干渉しないように運転者に対する警報の出力時期を設定する。これにより、運転者に関する統計的データを考慮して、ことで、不要な警報の出力を抑制できる。

　しかし、自車両と物体との衝突の危険性が低い状況においては、運転者が自車両前方の物体に気が付いた状態で、意図的に回避操作を遅めにすることが考えられる。そのため、運転者の回避操作のタイミングの分布に基づき設定されたタイミングで警報が出力されると、運転者の回避操作と警報とが干渉するおそれがあり、運転者の不快感を招くことに繋がる。

　そこで、自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両との衝突の危険性を判定する。そして、その判定結果に基づいて、回避操作のタイミングの分布に基づき設定された警報の出力時期を変更するようにした。この場合、運転者の回避操作との干渉を抑えつつ、運転者に対する不要な警報の出力を抑制することができる。

　（Ａ２）物体が自車線上にオーバーラップしている場合には、物体と自車線とのラップ率である自車線ラップ率に応じて自車両の衝突の危険性が変わる。そこで、自車線ラップ率に基づいて警報の出力時期を変更するようにしたため、自車線ラップ率を考慮して、運転者の回避操作との干渉を抑えつつ、不要な警報の出力を抑えることができる。

　（Ａ３）自車線上の物体が白線を超えて他車線に移動する場合など、自車線ラップ率が小さくなる場合には、自車両が物体に衝突する危険性が低くなるため、運転者が自車両前方の物体に気が付いた状態で、意図的に回避操作を遅めにすることが考えられる。そこで、自車線ラップ率が小さいほど警報の出力時間が遅延側に設定されるようにしたため、自車両の衝突可能性に応じて、不要な警報を抑制する効果を高めることができる。

　（Ａ４）自車線に物体がオーバーラップしている場合において、物体が自車両から離間する方向に横移動している場合には、自車両と物体との衝突の危険性が低下するため、運転者が自車両前方の物体に気が付いた状態で、意図的に回避操作を遅めにすることが考えられる。このことを条件として、自車線ラップ率に応じて警報の出力時期を遅延側に変更するようにしたため、自車両に対する物体の接近状態を考慮して、運転者に対する不要な警報の出力を抑制することができる。

　（Ａ５）自車線において自車両と先行車両とがオーバーラップしている場合には、自車両と先行車両とのラップ率である先行車ラップ率に応じて自車両の衝突の危険性が変わる。そこで、先行車ラップ率に基づいて警報の出力時期を変更するようにしたため、自車両と先行車両とのラップ率に応じて、運転者の回避操作との干渉を抑えつつ、運転者に対する不要な警報の出力を抑えることができる。

　（Ａ６）先行車ラップ率が小さくなるほど、運転者が操舵回避を遅めに行う可能性が高くなる。そこで、先行車ラップ率が小さいほど警報の出力時期を遅延側となるように変更することで、不要な警報出力を抑制する効果を高めることができる。

　（Ａ７）物体が自車線にラップしていると共に、物体が自車両ともラップしている場合には、自車線ラップ率及び先行車ラップ率の各々に基づき警報の出力時期が変更されることとなる。この場合、警報の出力タイミングが早い方を前記出力時期に選択するようにしたため、運転者に対する警報を適切に行いつつ、不要な警報の出力を抑制することができる。

　（Ａ８）物体の横位置に基づいて衝突の危険性を判定する場合には、物体の横位置の算出精度が高いことが好ましい。そこで、自車両の予測進路の曲率（推定カーブ）を推定し、当該曲率に基づいて、物体の横位置の各々を補正し、補正後の横位置を用いて衝突の危険性を判定するようにした。この場合、物体との衝突の危険性をより精度よく判定することができるようになる。

　（Ａ９）曲率が所定の閾値よりも大きくなる自車両の直進状態の際には、横位置の補正を実施しないこととしたため、演算負荷の軽減を図りつつ、警報の出力時期を適切に設定できる。

　（Ａ１０）自車両の運転車が回避する対象を車両に限定することで、自車線上のその他の物体に対する不要な警報が出力されることを抑制できる。

（変形例）
　本発明は上記実施形態に限定されず次のように実施してもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成については同じ図番号を付し詳述を省略する。

　（Ｍ１）上記実施形態では、先行車両等がＦＳＮ物標として検出されていることを前提として、衝突回避制御を行っている。これ以外にも、先行車両がレーダ２１又は撮像装置２２のいずれか一方のみで検出されている場合にも、レーダ２１で検出したレーダ物標ＬＴ、又は撮像装置２２で検出した画像物標ＧＴのいずれかの情報を用いて、上記の処理を実施してもよい。

　（Ｍ２）上記実施形態では、先行車両と白線とがオーバーラップしており、かつ先行車両が自車両から離反した方向に移動することを条件として、追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更するようにしたが、先行車両が自車線にオーバーラップしていることのみを条件として、追突警報ＰＲＥの出力タイミングを変更してもよい。

　（Ｍ３）上記実施形態では、レーダ２１と撮像装置２２との複数の物体検出装置を用いて、自車両前方にある物体を特定するようにしているが、レーダ２１及び撮像装置２２の少なくとも一方が設けられていればよい。

　（Ｍ４）上記実施形態では、先行車ラップ率又は自車線ラップ率に基づき、式（１）の係数αを変更する例を示した。これ以外にも、先行車ラップ率や自車線ラップ率に基づき、式（１）の他の係数（例えばβ等）を変更することで、衝突の危険性に応じて推定モデルを変更するものであってもよい。

　（Ｍ５）上記実施形態では運転者の回避操作としてブレーキを踏むタイミングをモニタリングすることで、運転者の回避操作のモデルを求める例を示した。これ以外にも、運転者の回避操作としてステアリング操作が行われるタイミングをモニタリングすることで、運転者の回避操作のモデルが求められてもよい。

　（Ｍ６）上記実施形態では、運転者による回避操作の頻度の分布を定式化している。これ以外にも、運転者による回避操作の頻度の分布をマップ等で表すようにしてもよい。この場合には、当該マップを用いて、運転者の回避操作のタイミングと、追突警報ＰＲＥとが干渉しないように、追突警報ＰＲＥの出力タイミングＴＰＲＥが設定されることとなる。

Claims (12)

1. 　自車両前方の所定距離に存在する物体（Ｍ２，Ｍ３）に対して自車両（Ｍ１）の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出する分布算出部（３５）と、
   　前記回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と前記運転者の実際の操作とが干渉しないように前記運転者に対する警報の出力時期を設定する警報出力設定部（３６）と、
   　前記自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両の衝突の危険性を判定する判定部（３４）と、
   　前記自車両の衝突の危険性に基づいて、前記警報出力設定部で設定された警報の出力時期を変更する変更部（３７）と、
   　を備えることを特徴とする車両制御装置（１０）。
2. 　前記判定部（３４）は、前記自車両が走行する自車線に前記物体がオーバーラップしている際に、前記物体と前記自車線とのラップ率である自車線ラップ率に基づき前記衝突の危険性を判定するものであって、
   　前記変更部（３７）は、前記自車線ラップ率に基づいて前記警報の出力時期を変更する請求項１に記載の車両制御装置（１０）。
3. 　前記変更部（３７）は、前記自車線ラップ率が小さいほど前記警報の出力時期を遅延側に変更する請求項２に記載の車両制御装置（１０）。
4. 　前記自車線に前記物体がオーバーラップしている場合において、前記自車線に直交する横方向において前記物体が前記自車両に接近しているか離間しているかを判定する移動状態判定部（３３）を備え、
   　前記変更部（３７）は、前記物体が前記自車両に接近していると判定されたことを条件に、前記自車線ラップ率に応じて前記警報の出力時期を遅延側に変更する請求項２又は３に記載の車両制御装置（１０）。
5. 　前記判定部（３４）は、前記自車両と先行車両とのラップ率である先行車ラップ率に基づき前記衝突の危険性を判定するものであって、
   　前記変更部（３７）は、前記先行車ラップ率に基づいて前記警報の出力時期を変更する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）。
6. 　前記変更部（３７）は、前記先行車ラップ率が小さいほど前記警報の出力時期を遅延側となるように変更する請求項５に記載の車両制御装置（１０）。
7. 　前記判定部（３４）は、前記自車両が走行する自車線に前記物体がオーバーラップしている際に、前記物体と前記自車線とのラップ率である自車線ラップ率に基づき前記衝突の危険性を判定する第１判定部（１６）と、前記自車両と先行車両とのラップ率である先行車ラップ率に基づき前記衝突の危険性を判定する第２判定部（１５）とを備え、
   　前記変更部は、前記自車線ラップ率に基づき警報の出力時期を変更する第１変更部（３８）と、前記先行車ラップ率に基づき警報の出力時期を変更する第２変更部（３９）とを備え、
   　前記第１変更部及び前記第２変更部により変更された前記警報の出力時期のうち警報のタイミングが早い方を前記出力時期に選択する選択部（１８）手段を備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）。
8. 　前記判定部は、前記自車両に対する前記物体の横位置に基づいて前記衝突の危険性を判定するものであって、
   　自車両の予測進路の曲率から、その逆数であるカーブ半径を推定する予測進路推定部（３２）と、
   　前記予測進路推定部が推定したカーブ半径に基づいて、前記物体の横位置を補正する横位置補正部（１４）と、備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）。
9. 　前記横位置補正部（１４）は、前記曲率が所定の閾値よりも大きくなる自車両の直進状態の際には、前記横位置の補正を実施しない請求項８に記載の車両制御装置（１０）。
10. 　前記自車両の物体が車両であるか否かを判定する車両判定部（３１）を備え、
    　前記変更部は、前記物体が車両であることを条件に、前記警報の出力時期を変更する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）。
11. 　前記回避操作は、運転者によるブレーキ操作又はステアリング操作である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）。
12. 　自車両前方の所定距離に存在する物体（Ｍ２，Ｍ３）に対して自車両（Ｍ１）の運転者が行った回避操作のタイミングの履歴を蓄積して、回避操作のタイミングの分布を算出するステップと、
    　前記回避操作のタイミングの分布に基づいて、その回避操作と前記運転者の実際の操作とが干渉しないように前記運転者に対する警報の出力時期を設定するステップと、
    　前記自車両前方の物体の位置に基づいて、自車両の衝突の危険性を判定するステップと、
    　前記自車両の衝突の危険性に基づいて、警報の出力時期を変更するステップと、を備えることを特徴とする車両制御方法。

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