WO2021015065A1 - 衝突被害軽減装置 - Google Patents

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WO2021015065A1
WO2021015065A1 PCT/JP2020/027445 JP2020027445W WO2021015065A1 WO 2021015065 A1 WO2021015065 A1 WO 2021015065A1 JP 2020027445 W JP2020027445 W JP 2020027445W WO 2021015065 A1 WO2021015065 A1 WO 2021015065A1
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WO
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vehicle
obstacle
collision
unit
turning
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PCT/JP2020/027445
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辰弥 堀米
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いすゞ自動車株式会社
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
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    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • This disclosure relates to a collision damage mitigation device that prevents or reduces collision damage when turning left or right.
  • Patent Document 1 calculates a collision determination index based on the speed of the own vehicle, the turning trajectory of the own vehicle, and the current position of an obstacle, and the own vehicle collides with an obstacle based on the collision determination index. It is judged whether there is a possibility.
  • an object of the present disclosure is to determine at an early stage the possibility that the own vehicle and the obstacle collide with each other in a situation where the obstacle is moving.
  • the collision damage mitigation device of the first aspect of the present disclosure is a collision damage mitigation device that reduces collision damage at the time of turning left or right, and determines whether or not the own vehicle turns left or right based on the state of the own vehicle.
  • a right / left turn determination unit an obstacle estimation unit that estimates the movement path of an obstacle in the vicinity of the own vehicle, a speed identification unit that specifies the speed of the own vehicle, and a yaw rate measurement unit that measures the yaw rate of the own vehicle.
  • the turning trajectory estimation unit that estimates the turning trajectory of the own vehicle based on the yaw rate measured by the yaw rate measuring unit and the speed of the own vehicle specified by the speed specifying unit, and the obstacle estimation unit that estimates the turning trajectory.
  • a collision determination unit that determines whether or not the own vehicle and the obstacle collide based on the movement path of the obstacle and the turning trajectory of the own vehicle estimated by the turning trajectory estimation unit, and the own vehicle.
  • the collision damage reduction unit executes a process of reducing the collision damage between the own vehicle and the obstacle. And have.
  • the intersection of the obstacle moving path and the own vehicle's turning trajectory based on the obstacle moving path estimated by the obstacle estimation unit and the turning trajectory of the own vehicle estimated by the turning trajectory estimation unit Collision between the own vehicle and the obstacle based on the positional relationship between the own vehicle and the obstacle when the own vehicle reaches the intersection estimated by the intersection estimation unit and the intersection estimation unit. It further has a collision determination index calculation unit that calculates a dynamic collision determination index for determination, and the collision determination unit is based on the dynamic collision determination index calculated by the collision determination index calculation unit. It may be determined whether or not the vehicle collides with the obstacle.
  • the turning track estimation unit may assume that the turning track of the own vehicle is an arc trajectory having the turning center of the own vehicle as the center of the arc and the front center of the own vehicle as a point on the arc. ..
  • the dynamic collision determination index includes a dynamic offset indicating the amount of entry of the obstacle into the circle formed by extending the turning trajectory estimated by the turning trajectory estimation unit, and the obstacle. Including a dynamic grace time indicating the time until the vehicle collides with the own vehicle.
  • the collision determination unit determines that the own vehicle and the obstacle collide with each other. You may.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a collision damage mitigation device 1 according to the present embodiment.
  • the collision damage mitigation device 1 aims to prevent or reduce collision damage when the vehicle makes a right or left turn.
  • the collision damage mitigation device 1 determines whether or not the own vehicle and the obstacle collide with each other by estimating the movement path of the obstacle and the turning trajectory of the own vehicle. Therefore, the collision damage mitigation device 1 can determine at an early stage the possibility that the own vehicle and the obstacle collide with each other even when the obstacle is moving.
  • the collision damage mitigation device 1 includes a position measuring unit 11, a steering angle measuring unit 12, a yaw rate measuring unit 13, a speed specifying unit 14, a storage unit 15, and a control unit 16.
  • the position measuring unit 11 detects the position of the obstacle.
  • the position measuring unit 11 is, for example, a lidar (Light Detection And Ringing) that measures the position of an obstacle (for example, a pedestrian, a bicycle, a structure, etc.) by scanning with a laser beam.
  • the position measurement unit 11 may be a millimeter-wave radar that detects the position of an obstacle by scanning with radio waves in the millimeter-wave band, or a stereo camera that detects the front distance by matching captured images. There may be.
  • the steering angle measuring unit 12 measures the steering angle of the own vehicle, for example, by measuring the rotation angle of the steering wheel shaft.
  • the steering angle is defined as the direction in which the steering wheel of the own vehicle is operated clockwise.
  • the yaw rate measuring unit 13 measures the yaw rate of the own vehicle by, for example, measuring the Coriolis force applied to the tuning fork during vibration.
  • the direction in which the own vehicle is turned clockwise is defined as the positive direction.
  • the speed specifying unit 14 specifies the speed of the own vehicle by using, for example, a vehicle speed sensor.
  • the storage unit 15 is composed of, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).
  • the storage unit 15 stores various programs and various data for operating the control unit 16.
  • the control unit 16 is, for example, an ECU (Electronic Control Unit). By executing the program stored in the storage unit 15, the control unit 16 executes the right / left turn determination unit 161, the obstacle estimation unit 162, the turning trajectory estimation unit 163, the intersection estimation unit 164, the collision determination index calculation unit 165, and the collision. It functions as a determination unit 166 and a collision damage reduction unit 167.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the right / left turn determination unit 161 determines whether or not the own vehicle makes a right / left turn based on the state of the own vehicle. For example, the right / left turn determination unit 161 determines that the vehicle is turning right when all of the following conditions (1-1) to (1-4) are satisfied.
  • Condition (1-1) The speed is equal to or higher than the speed threshold.
  • Condition (1-2) The yaw rate is equal to or higher than the yaw rate threshold for turning right.
  • Condition (1-4) The angular velocity of the steering angle must be equal to or greater than the angular velocity threshold for turning right.
  • the speed threshold value is, for example, a value for determining whether or not the own vehicle is moving.
  • the yaw rate threshold for turning right is, for example, several degrees per second with clockwise rotation as positive.
  • the angular velocity threshold value for turning right is a value for confirming that the driver has not turned the steering wheel counterclockwise, and as an example, it is minus several tens of degrees per second with clockwise rotation as positive.
  • the right / left turn determination unit 161 determines that the own vehicle is turning left when all of the following conditions (2-1) to (2-4) are satisfied.
  • Condition (2-1) The speed is equal to or higher than the speed threshold.
  • Condition (2-2) The yaw rate must be equal to or higher than the yaw rate threshold for turning left.
  • Condition (2-3) The blinker is turned on.
  • Condition (2-4) The angular velocity of the steering angle is equal to or less than the angular velocity threshold for turning left.
  • the yaw rate threshold for turning left is, for example, several degrees per second with counterclockwise as positive.
  • the angular velocity threshold value for turning left is a value for confirming that the driver has not turned the steering wheel clockwise, and as an example, it is minus several tens of degrees per second with counterclockwise rotation as positive.
  • the obstacle estimation unit 162 estimates the movement route of an obstacle in the vicinity of the own vehicle.
  • the vicinity of the own vehicle is, for example, a range within a few meters from the own vehicle.
  • the obstacle estimation unit 162 estimates the movement routes of all the obstacles in the vicinity of the own vehicle.
  • the obstacle estimation unit 162 obtains the position of the obstacle at the time of the previous measurement by the position measurement unit 11 and the position of the obstacle at the time of the current measurement, respectively.
  • FIG. 2 is a diagram showing a relative coordinate system and an absolute coordinate system for showing the positions of the own vehicle and obstacles.
  • the relative coordinate system of the obstacle seen from the own vehicle is shown by the lowercase x-axis and the y-axis
  • the absolute coordinate system is shown by the uppercase X-axis and the Y-axis.
  • the origin is the center of the front surface of the own vehicle.
  • the origin of the relative coordinate system shall move with the own vehicle.
  • the positive direction of the x-axis of the relative coordinate system indicates the front direction of the own vehicle
  • the positive direction of the y-axis indicates the left direction of the own vehicle.
  • the origin is the center of the rear axis of the own vehicle at the time of this measurement by the position measuring unit 11. It is assumed that the origin of the absolute coordinate system does not move when the own vehicle moves.
  • the traveling direction when the own vehicle is regarded as a mass point is the positive direction of the X-axis
  • the left direction of the vehicle orthogonal to the X-axis is the positive direction of the Y-axis.
  • the vehicle body slips at an angle formed by the traveling direction of the own vehicle, which is the positive direction of the X-axis of the absolute coordinate system, and the front direction of the own vehicle, which is the positive direction of the x-axis of the relative coordinate system. Let the angle ⁇ SAN be.
  • the obstacle estimation unit 162 calculates the vehicle body slip angle ⁇ SAN . More specifically, the obstacle estimation unit 162 uses a device (not shown) such as a GPS (Global Positioning System) or an inertial measurement unit (IMU) to determine the direction of speed when the vehicle body is regarded as a pledge point. And the azimuth of the vehicle body are measured respectively. The obstacle estimation unit 162 calculates the vehicle body slip angle ⁇ SAN from the difference between the two measured azimuth angles.
  • a device such as a GPS (Global Positioning System) or an inertial measurement unit (IMU) to determine the direction of speed when the vehicle body is regarded as a pledge point. And the azimuth of the vehicle body are measured respectively.
  • the obstacle estimation unit 162 calculates the vehicle body slip angle ⁇ SAN from the difference between the two measured azimuth angles.
  • the obstacle estimation unit 162 may estimate the vehicle body slip angle ⁇ SAN by the following equations (1) to (4).
  • Table 1 shows a list of variables used in equations (1) to (4).
  • the obstacle estimation unit 162 When the vehicle speed is equal to or less than the vehicle speed threshold value, the obstacle estimation unit 162 approximately estimates the vehicle body slip angle ⁇ SAN by the following equation (1).
  • the vehicle speed threshold value is, for example, the maximum value assumed as the speed at which the own vehicle turns at an intersection.
  • the obstacle estimating unit 162 assumes that the actual steering angle [delta] n is proportional to the steering angle theta strn, estimates the vehicle body slip angle theta SAn by equation (2).
  • the turning trajectory estimation unit 163 may estimate the vehicle body slip angle ⁇ SAN by the equation (4).
  • FIG. 3 is a diagram showing a method of estimating the movement route of an obstacle by the obstacle estimation unit 162.
  • Figure 3 shows a vehicle body slip angle theta SAn the current measurement time by the position measuring unit 11, and a vehicle body slip angle theta SAn-1 of the previous measurement.
  • the origin of the relative coordinates shown in FIG. 3 is the center of the front surface of the own vehicle and moves together with the own vehicle.
  • the position measurement unit 11 generates a measurement result in which the position of the obstacle is expressed in relative coordinates.
  • the obstacle estimation unit 162 since the origin of the relative coordinates moves, the obstacle estimation unit 162 generates the position of the obstacle expressed in relative coordinates. It is not possible to directly estimate the movement path of obstacles using. Therefore, the obstacle estimation unit 162 converts the relative coordinates of the obstacle into absolute coordinates.
  • the obstacle estimation unit 162 calculates the gain K SA of the vehicle body slip angle ⁇ SAN obtained by the equation (4). Obstacle estimation unit 162 uses the gain K SA of the vehicle body slip angle, the following equation (5), converts the relative coordinate of the obstacle to the absolute coordinates. Table 2 shows a list of variables used in equation (5).
  • the obstacle estimation unit 162 estimates the moving direction and the moving speed of the obstacle by using the converted absolute coordinates.
  • FIG. 3 shows the position of the obstacle at the time of the previous measurement by the position measuring unit 11 and the position of the obstacle at the time of the current measurement, respectively.
  • the obstacle estimation unit 162 uses the positions of the previous and current obstacles measured by the position measurement unit 11 to display the X-direction component of the moving speed of the obstacle. And the Y direction component is estimated.
  • Table 3 shows a list of variables used in equations (6) to (8).
  • the time interval ⁇ t of the measurement by the position measuring unit 11 is expressed by the following equation (6).
  • the obstacle estimation unit 162 obtains the absolute coordinates (X tun-1 , Y tun-1 ) of the obstacle at the time of the previous measurement by the following equation (7).
  • the obstacle estimation unit 162 estimates the X-direction component V tX and the Y-direction component V tY of the moving speed of the obstacle by the following equation (8).
  • the turning track estimation unit 163 estimates the turning track of the own vehicle. Orbiting estimator 163 estimates the turning trajectory of the vehicle based on the yaw rate w h yaw rate measuring unit 13 has measured, with the rate V h of the vehicle speed identification unit 14 has identified.
  • the turning track estimation unit 163 assumes that the turning track of the own vehicle is an arc trajectory having the turning center of the own vehicle as the center of the arc. As shown by the broken line in FIG. 2, the turning track estimation unit 163 may use the center of the rear axis of the own vehicle as a point on the arc, or the center of the front surface of the own vehicle as a point on the arc.
  • the arc having a radius R 0 (hereinafter, referred to as the turning radius), using the yaw rate w h and velocity V h of the vehicle is expressed by the following equation (9).
  • the center of this arc is expressed as (R 0 , 0).
  • the turning track estimation unit 163 may take time to estimate a turning track with high accuracy. Therefore, as shown in the equation (10), the turning trajectory estimation unit 163 may pre- read the subsequent yaw rate wFlt at the rising edge of the yaw rate.
  • hn is the yaw rate at the time of the current measurement
  • w hn-1 is the yaw rate at the time of the previous measurement
  • K w is a predetermined constant for look-ahead.
  • Orbiting estimating unit 163 we estimate the turning radius R 0Flt of the vehicle with a yaw rate w Flt that prefetching.
  • the turning track estimation unit 163 can accurately estimate the turning radius before the steering wheel turning is completed.
  • the intersection estimation unit 164 estimates the intersection of the movement path and the turning trajectory based on the obstacle moving path estimated by the obstacle estimating unit 162 and the turning trajectory of the own vehicle estimated by the turning track estimation unit 163.
  • FIG. 4 is a diagram showing a method of calculating the intersection of the turning track of the own vehicle and the track of an obstacle.
  • the circle of the turning track of the own vehicle estimated by the turning track estimation unit 163 is shown by a broken line.
  • the turning track of the own vehicle and the track of the obstacle have an intersection 1 and an intersection 2.
  • the intersection estimation unit 164 selects an intersection 1 that intersects earlier as an intersection between the moving path of the obstacle and the turning trajectory of the own vehicle.
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates a static collision determination index and a dynamic collision determination index for determining a collision between the own vehicle and an obstacle. First, the calculation of the static collision determination index by the collision determination index calculation unit 165 will be described.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a static collision determination index calculated by the collision determination index calculation unit 165.
  • the collision determination index calculation unit 165 considers the own vehicle as a rectangle and calculates a static collision determination index for each vertex of the rectangle.
  • the position a1 in FIG. 5 indicates one of the vertices of the own vehicle.
  • Position C indicates the center of the turning track of the own vehicle, and position b1 indicates the position of an obstacle.
  • the turning track A at the apex a1 of the own vehicle is shown by a broken line.
  • the static offset DoffsetS is a value indicating the amount of entry in which an obstacle has entered the circle formed by extending the turning track A.
  • the static offset DoffsetS takes a negative value when the obstacle is outside the circle and a positive value when the obstacle is inside the circle.
  • the absolute value of the static offset DoffsetS is the shortest distance from the obstacle position b1 to the turning trajectory A.
  • ⁇ apex is an angle formed by a straight line extending from the apex a1 of the own vehicle to the turning center C and the Y axis.
  • ⁇ ts is the angle formed by the straight line extending from the obstacle position b1 to the turning center C and the Y axis.
  • the static mileage D mileageS is the length of the arc on the turning trajectory A corresponding to the angle obtained by subtracting ⁇ apex from ⁇ ts .
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the static collision determination index by the following equations (12) to (18). Table 4 shows a list of variables used in equations (12) to (18).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the absolute coordinates of the vertices of the own vehicle by the equation (12).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the turning radius R apex of each apex of the own vehicle by the following equation (13).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the angle ⁇ apex formed by the straight line extending from the apex a1 of the own vehicle to the turning center C and the Y axis shown in FIG. 5 by the following equation (14).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the angle ⁇ ts formed by the straight line extending from the obstacle position b1 shown in FIG. 5 to the turning center C and the Y axis by the following equation (15).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the static offset DoffsetS by the following equation (16).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the static grace time T 1S by the following equation (17).
  • Collision determination index calculation unit 165 calculates the following formula static mileage D mileageS (18).
  • the collision determination index calculation unit 165 estimates the absolute coordinates of the obstacle when the own vehicle reaches the intersection of the turning trajectory of the own vehicle and the movement path of the obstacle by the following equations (19) to (29). .. Table 5 shows a list of variables used in equations (19) to (29).
  • Absolute coordinates of the origin of the relative coordinate (X S, Y S) is expressed by the following equation (20).
  • the collision determination index calculation unit 165 obtains the length k (see FIG. 4) of the perpendicular line drawn from the turning center to the straight line L by the following equation (23).
  • the collision determination index calculation unit 165 obtains the distance S (see FIG. 4) from the foot of the perpendicular line drawn from the turning center to the straight line L to the intersection 1 of the arc and the straight line L by the following equation (25).
  • the collision determination index calculation unit 165 uses (X is , Y is ) shown in the equation (26) to set the central angle ⁇ Reach (see FIG. 4) at the turning center from the apex a1 to the intersection 1 of the own vehicle as follows. It is calculated by the formula (27).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the time T Reach until the obstacle comes into contact with the apex of the own vehicle at the intersection 1 by the following equation (28).
  • the collision determination index calculation unit 165 estimates the absolute coordinates (X tF , Y tF ) of the obstacle when the own vehicle reaches the intersection 1 by the following equation (29).
  • the collision determination index calculation unit 165 is a motion for determining a collision between the own vehicle and the obstacle based on the positional relationship between the own vehicle and the obstacle when the own vehicle reaches the intersection estimated by the intersection estimation unit 164. Calculate the target collision judgment index.
  • the dynamic collision detection index includes, for example, a dynamic offset indicating the amount of approach that an obstacle has entered into a circle formed by extending the turning trajectory estimated by the turning track estimation unit 163, and the obstacle colliding with the own vehicle. Includes a dynamic grace time that indicates the time to do.
  • FIG. 6A indicates the position of the apex of the own vehicle at the time of this measurement by the position measuring unit 11.
  • the position b1 indicates the position of the obstacle at the time of the current measurement, and the position b0 indicates the position of the obstacle at the time of the previous measurement by the position measuring unit 11.
  • FIG. 6 (b) shows a forecast diagram in which Treach seconds have elapsed from the state of FIG. 6 (a).
  • the apex a2 of the own vehicle when the Treach second has elapsed has reached the intersection of the turning trajectory of the own vehicle and the movement path of the obstacle. At this time, the obstacle has reached the position b2 on the movement path B.
  • FIG. 7 shows an example of a dynamic collision determination index at the same time point as in FIG. 6 (b).
  • ⁇ apex is the same as in FIG.
  • ⁇ tD is the angle formed by the straight line extending from the obstacle position b2 to the turning center C after the lapse of Treach seconds and the Y axis.
  • the dynamic offset D offsetD is a value indicating the amount of approach in which an obstacle has entered the circle formed by extending the turning trajectory A.
  • the dynamic offset DoffsetD takes a negative value when the obstacle is outside the circle and a positive value when the obstacle is inside the circle.
  • the absolute value of the dynamic offset DoffsetD is the shortest distance from the obstacle to the turning trajectory A.
  • the dynamic mileage D mileageD is the length of the arc on the turning trajectory A corresponding to the angle obtained by subtracting ⁇ apex from ⁇ tD .
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the dynamic collision determination index by the following equations (30) to (33).
  • the variables used in equations (30) to (33) are shown in Table 6.
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates ⁇ tD in FIG. 7 by the following equation (30).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the dynamic offset DoffsetD by the following equation (31).
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates the dynamic grace time T 1D by the following equation (32).
  • Collision determination index calculation unit 165 calculates the dynamic Mileage D MileageD by the following equation (33).
  • the collision determination unit 166 determines whether or not the own vehicle collides with an obstacle. More specifically, the collision determination unit 166 collides with the own vehicle and the obstacle based on the movement path of the obstacle estimated by the obstacle estimation unit 162 and the turning trajectory of the own vehicle estimated by the turning trajectory estimation unit 163. Determine whether or not to do so.
  • the collision determination unit 166 determines whether or not the own vehicle collides with an obstacle based on the static collision determination index calculated by the collision determination index calculation unit 165.
  • the collision detection unit 166 indicates the own vehicle and the obstacle. Judge that an object collides.
  • the collision detection unit 166 determines that the static offset is less than the minimum threshold value, the static offset is larger than the maximum threshold value, or the static grace time is equal to or longer than the time threshold value at all the vertices of the own vehicle. , Judge that the own vehicle and obstacles do not collide.
  • the offset minimum threshold value and the offset maximum threshold value are values for determining the presence or absence of a risk of collision.
  • the minimum offset threshold is, for example, minus several meters, and a different value may be assigned to each vertex of the own vehicle.
  • the maximum offset threshold is, for example, several meters, and different values may be assigned to each vertex of the own vehicle.
  • the time threshold value is a value that is assumed to be required to avoid a collision by, for example, an avoidance operation of the driver of the own vehicle or an automatic braking of the own vehicle.
  • the collision determination unit 166 determines the collision by the static collision determination index based on the vehicle speed of the own vehicle, the turning trajectory of the own vehicle, and the position of the obstacle at the time of the current measurement by the position measurement unit 11. However, when the obstacle is approaching from the lateral direction when viewed from the own vehicle, the collision determination unit 166 cannot determine whether or not there is a risk of collision until immediately before the collision in the collision determination using the static collision determination index. There is.
  • the collision determination unit 166 determines whether or not the own vehicle and the obstacle collide with each other based on the dynamic collision determination index calculated by the collision determination index calculation unit 165. judge. First, the collision determination unit 166 determines whether or not the movement speed of the obstacle estimated by the obstacle estimation unit 162 is equal to or higher than a predetermined value.
  • the predetermined value is, for example, a value for determining whether or not an obstacle is moving.
  • the collision determination unit 166 makes a determination based on the dynamic collision determination index when the movement speed of the obstacle estimated by the obstacle estimation unit 162 is equal to or higher than a predetermined value.
  • the collision determination unit 166 calculates that the dynamic offset calculated by the above equation (31) at any apex of the own vehicle is equal to or more than the offset minimum threshold value and equal to or less than the offset maximum threshold value, and is calculated by the above equation (32). If the dynamic grace time is smaller than the time threshold, it is determined that the own vehicle and an obstacle collide.
  • the dynamic offset is less than the offset minimum threshold value, the dynamic offset is larger than the offset maximum threshold value, or the dynamic grace time is greater than or equal to the time threshold value. In some cases, it is determined that the own vehicle and obstacles do not collide.
  • the collision determination unit 166 identifies the position of the obstacle when the own vehicle reaches the intersection, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not the own vehicle and the obstacle collide. Further, since the collision determination unit 166 determines whether or not the dynamic offset and the value of the dynamic grace time are appropriate, the lateral position of the obstacle as seen from the own vehicle and the time until the collision occur. The presence or absence of a collision risk can be determined in consideration of the margin.
  • the collision damage mitigation unit 167 determines that the vehicle makes a right / left turn, the right / left turn determination unit 161 determines, and then the collision determination unit 166 determines that the vehicle collides with an obstacle. Take action to prevent or mitigate. For example, the collision damage mitigation unit 167 causes a speaker (not shown) to output an alarm for notifying the driver of the approach of an obstacle when the collision determination unit 166 determines that the own vehicle collides with an obstacle. .. When the collision determination unit 166 determines that the vehicle and an obstacle collide with each other, the collision damage mitigation unit 167 automatically causes a collision between the vehicle and the obstacle by an automatic braking device or an automatic steering device (not shown). You may avoid it.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a collision damage mitigation processing procedure by the collision damage mitigation device 1. This processing procedure starts, for example, while the own vehicle is running.
  • the right / left turn determination unit 161 creates own vehicle data indicating a state such as the speed and steering angle of the own vehicle (S1).
  • the right / left turn determination unit 161 determines whether or not the own vehicle makes a right / left turn based on the generated own vehicle data (S2).
  • the collision determination index calculation unit 165 determines that the vehicle turns left or right when the vehicle turns left or right (YES in S2)
  • the collision determination index calculation unit 165 determines that the obstacle 1 is among a plurality of obstacles 1 to N in the vicinity of the vehicle. Create data (S3-1).
  • the collision determination unit 166 determines whether or not the own vehicle collides with the obstacle 1 (S4-1).
  • the collision damage mitigation unit 167 executes a process of reducing the collision damage between the own vehicle and the obstacle (YES in S4-1). S5), the process is terminated.
  • the collision determination index calculation unit 165 and the collision determination unit 166 determine that the own vehicle does not collide with the obstacle 1 (NO in S4-1)
  • the collision determination index calculation unit 165 and the collision determination unit 166 are among the obstacles 2 to N.
  • the same processing as in S3-1 and S4-1 is repeated for the obstacle 2 (S3-2, S4-2).
  • the collision determination index calculation unit 165 and the collision determination unit 166 repeat the same processing as in S3-1 and S4-1 for the following obstacles 3 to N (S3-3, S4-3, ... , S3-N, S4-N).
  • the collision damage mitigation unit 167 executes a process of reducing the collision damage between the own vehicle and the obstacle. (S5), the process is terminated.
  • the collision damage mitigation unit 167 determines in the determination of S4-N that the own vehicle does not collide with any of the obstacles 2 to N (NO of S4-N)
  • the collision damage mitigation unit 167 and the own vehicle The process is terminated without executing the process to reduce the damage caused by the collision with the obstacle.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a detailed procedure of the data creation process (S3-1) of the obstacle 1 of FIG.
  • the data creation process for obstacles 2 to N (S3-2, S3-3, ..., S3-N) is the same as the data creation process for obstacle 1.
  • the obstacle estimation unit 162 estimates the movement route of the obstacle 1 (S11).
  • the turning track estimation unit 163 estimates the turning track of the own vehicle (S12).
  • the intersection estimation unit 164 estimates the intersection of the obstacle movement path estimated by the obstacle estimation unit 162 and the turning trajectory of the own vehicle estimated by the turning trajectory estimation unit 163 (S13).
  • the collision determination index calculation unit 165 obtains the position of an obstacle when the own vehicle reaches the intersection estimated by the intersection estimation unit 164.
  • the collision determination index calculation unit 165 calculates a dynamic collision determination index based on the positional relationship between the own vehicle and obstacles when the own vehicle reaches the intersection (S14).
  • the collision determination unit 166 collides with its own vehicle and obstacles based on the movement path of the obstacle estimated by the obstacle estimation unit 162 and the turning trajectory estimated by the turning trajectory estimation unit 163. Determine whether or not to do so.
  • the collision damage mitigation device 1 determines whether or not the own vehicle collides with the obstacle using the estimated movement route of the obstacle, so that the obstacle is moving. Even in this case, the possibility of collision between the own vehicle and an obstacle can be determined at an early stage.
  • the collision damage mitigation device of the present disclosure is useful in that it is possible to determine at an early stage the possibility of a collision between the own vehicle and an obstacle in a situation where an obstacle is moving.
  • Collision damage mitigation device 11 Position measurement unit 12 Steering angle measurement unit 13 Yaw rate measurement unit 14 Speed identification unit 15 Storage unit 16 Control unit 161 Right / left turn determination unit 162 Obstacle estimation unit 163 Turning trajectory estimation unit 164 Intersection estimation unit 165 Collision detection Index calculation unit 166 Collision detection unit 167 Collision damage reduction unit

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Abstract

右左折時の衝突被害を軽減する衝突被害軽減装置（１）であって、自車両の状態に基づいて自車両が右左折するか否かを判定する右左折判定部（１６１）と、自車両近傍の障害物の移動経路を推定する障害物推定部（１６２）と、自車両の速度を特定する速度特定部（１４）と、自車両のヨーレートを測定するヨーレート測定部（１３）と、自車両の旋回軌道を推定する旋回軌道推定部（１６３）と、障害物推定部（１６２）が推定した障害物の移動経路と、旋回軌道推定部（１６３）が推定した自車両の旋回軌道とに基づいて、自車両及び障害物が衝突するか否かを判定する衝突判定部（１６６）と、自車両が右左折すると右左折判定部（１６１）が判定した後に自車両と障害物とが衝突すると判定した場合、自車両と障害物との衝突被害を軽減する処理を実行する衝突被害軽減部（１６７）と、を有する。

Description

衝突被害軽減装置
　本開示は、右左折時の衝突被害を予防又は軽減する衝突被害軽減装置に関する。
　従来、右左折時に自車両と障害物とが衝突する可能性の有無を判定し、自車両と障害物とが衝突する可能性がある場合、ドライバに警告したり、運転操作に介入したりすることで、右左折時の衝突被害を予防又は軽減する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
日本国特開２０１９－１２３４５号公報
　特許文献１に記載の技術は、自車両の速度、自車両の旋回軌道及び障害物の現在位置に基づいて衝突判定指標を算出し、衝突判定指標に基づいて自車両と障害物とが衝突する可能性の有無を判定している。
　しかし、自車両の速度、自車両の旋回軌道及び障害物の現在位置だけでは、障害物が自車両に向かって接近している状況においては衝突の間際にならないと自車両と障害物とが衝突する可能性を判定することができないという問題が生じていた。
　そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、障害物が移動している状況において、自車両と障害物とが衝突する可能性を早期に判定することを目的とする。
　本開示の第１の態様の衝突被害軽減装置は、右左折時の衝突被害を軽減する衝突被害軽減装置であって、自車両の状態に基づいて前記自車両が右左折するか否かを判定する右左折判定部と、前記自車両近傍の障害物の移動経路を推定する障害物推定部と、前記自車両の速度を特定する速度特定部と、前記自車両のヨーレートを測定するヨーレート測定部と、前記ヨーレート測定部が測定したヨーレート及び前記速度特定部が特定した前記自車両の速度に基づいて前記自車両の旋回軌道を推定する旋回軌道推定部と、前記障害物推定部が推定した前記障害物の移動経路と、前記旋回軌道推定部が推定した前記自車両の旋回軌道とに基づいて、前記自車両及び前記障害物が衝突するか否かを判定する衝突判定部と、前記自車両が右左折すると前記右左折判定部が判定した後に前記自車両と前記障害物とが衝突すると判定した場合、前記自車両と前記障害物との衝突被害を軽減する処理を実行する衝突被害軽減部と、を有する。
　また、前記障害物推定部が推定した前記障害物の移動経路及び前記旋回軌道推定部が推定した前記自車両の旋回軌道に基づいて前記障害物の移動経路と前記自車両の旋回軌道との交点を推定する交点推定部と、前記交点推定部が推定した前記交点に前記自車両が到達したときの前記自車両及び前記障害物の位置関係に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突を判定するための動的衝突判定指標を算出する衝突判定指標算出部と、をさらに有し、前記衝突判定部は、前記衝突判定指標算出部が算出した前記動的衝突判定指標に基づいて前記自車両と前記障害物とが衝突するか否かを判定してもよい。
　また、前記旋回軌道推定部は、前記自車両の旋回軌道を、前記自車両の旋回中心を円弧の中心とし、前記自車両の前面中心を円弧上の点とした円弧軌道と仮定してもよい。
　また、前記動的衝突判定指標は、前記旋回軌道推定部が推定した前記旋回軌道を延長することにより形成される円に前記障害物が進入した進入量を示す動的オフセット、及び前記障害物が前記自車両と衝突するまでの時間を示す動的猶予時間を含み、
　前記衝突判定部は、前記動的オフセットが最小閾値以上であって最大閾値以下であり、かつ、前記動的猶予時間が時間閾値よりも小さい場合、前記自車両と前記障害物とが衝突すると判定してもよい。
　本開示によれば、障害物が移動している状況において、自車両と障害物とが衝突する可能性を早期に判定することができるという効果を奏する。
本実施形態に係る衝突被害軽減装置１の構成を示す図である。 自車両及び障害物の位置を示すための相対座標系及び絶対座標系を示す図である。 障害物推定部による障害物の移動経路の推定方法を示す図である。 自車両の旋回軌道と障害物の軌道との交点の算出方法を示す図である。 衝突判定指標算出部が算出する静的衝突判定指標を説明するための図である。 動的衝突判定指標を説明するための図である。 動的衝突判定指標を説明するための図である。 衝突被害軽減装置により衝突被害軽減の処理手順を示すフローチャートである。 図８の障害物のデータ作成の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。
［衝突被害軽減装置の構成］
　図１は、本実施形態に係る衝突被害軽減装置１の構成を示す図である。衝突被害軽減装置１は、自車両の右左折時の衝突被害を予防又は軽減することを目的とする。詳細については後述するが、衝突被害軽減装置１は、障害物の移動経路と、自車両の旋回軌道とをそれぞれ推定することにより、自車両と障害物とが衝突するか否かを判定する。このため、衝突被害軽減装置１は、障害物が移動している場合においても、自車両と障害物とが衝突する可能性を早期に判定することができる。
　衝突被害軽減装置１は、位置測定部１１と、操舵角測定部１２と、ヨーレート測定部１３と、速度特定部１４と、記憶部１５と、制御部１６とを有する。位置測定部１１は、障害物の位置を検出する。位置測定部１１は、例えば、レーザ光でスキャンすることにより障害物（例えば歩行者、自転車及び構造物等）の位置を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection And Ranging）である。位置測定部１１は、ミリ波帯の電波でスキャンすることにより障害物の位置を検出するミリ波レーダや、撮像画像のマッチングにより前方距離を検出するステレオカメラであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
　操舵角測定部１２は、例えば、ハンドルシャフトの回転角度を測定することにより、自車両の操舵角を測定する。本明細書の例では、操舵角は、自車両のステアリングホイールを右回りに操作した向きを正の向きとする。
　ヨーレート測定部１３は、例えば、振動中の音叉に加わるコリオリ力を測定することにより、自車両のヨーレートを測定する。本明細書の例では、自車両を右回りに旋回させた向きを正の向きとする。速度特定部１４は、例えば車速センサを用いて、自車両の速度を特定する。
　記憶部１５は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。記憶部１５は、制御部１６を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。
　制御部１６は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御部１６は、記憶部１５に記憶されたプログラムを実行することにより、右左折判定部１６１、障害物推定部１６２、旋回軌道推定部１６３、交点推定部１６４、衝突判定指標算出部１６５及び衝突判定部１６６及び衝突被害軽減部１６７として機能する。
［右左折の判定］
　右左折判定部１６１は、自車両の状態に基づいて自車両が右左折するか否かを判定する。例えば、右左折判定部１６１は、以下の条件（１－１）から（１－４）をいずれも満たす場合に、車両が右折していると判定する。条件（１－１）速度が速度閾値以上であること。条件（１－２）ヨーレートが右折用のヨーレート閾値以上であること。条件（１－３）ウィンカーがＯＮに操作されていること。条件（１－４）操舵角の角速度が右折用の角速度閾値以上であること。
　速度閾値は、例えば、自車両が移動しているか否かを判定するための値である。右折用のヨーレート閾値は、例えば、右回りを正として毎秒数度である。右折用の角速度閾値は、運転者がステアリングホイールを左回りに切り戻していないことを確認するための値であり、一例としては、右回りを正として毎秒マイナス数十度である。
　右左折判定部１６１は、以下の条件（２－１）から（２－４）をいずれも満たす場合に、自車両が左折していると判定する。条件（２－１）速度が速度閾値以上であること。条件（２－２）ヨーレートが左折用のヨーレート閾値以上であること。条件（２－３）ウィンカーがＯＮに操作されていること。条件（２－４）操舵角の角速度が左折用の角速度閾値以下であること。
　左折用のヨーレート閾値は、例えば、左回りを正として毎秒数度である。左折用の角速度閾値は、運転者がステアリングホイールを右回りに切り戻していないことを確認するための値であり、一例としては、左回りを正として毎秒マイナス数十度である。
［障害物の移動経路の推定］
　障害物推定部１６２は、自車両近傍の障害物の移動経路を推定する。自車両近傍とは、例えば、自車両から数メートル以内の範囲である。障害物推定部１６２は、自車両近傍に複数の障害物が存在する場合には、自車両近傍の全ての障害物の移動経路を推定する。障害物推定部１６２は、位置測定部１１による前回測定時の障害物の位置と、今回測定時の障害物の位置とをそれぞれ求める。
　図２は、自車両及び障害物の位置を示すための相対座標系及び絶対座標系を示す図である。図２の例では、自車両からみた障害物の相対座標系を小文字のｘ軸及びｙ軸で示し、絶対座標系を大文字のＸ軸及びＹ軸で示す。相対座標系では、自車両の前面中心を原点とする。相対座標系の原点は、自車両とともに移動するものとする。相対座標系のｘ軸の正の向きは、自車両の前方方向を示し、ｙ軸の正の向きは、自車両の左方向を示す。
　絶対座標系では、位置測定部１１による今回測定時の自車両の後軸中心を原点とする。自車両が移動した際に、絶対座標系の原点は移動しないものとする。絶対座標系では、自車両を質点とみなしたときの進行方向をＸ軸の正の向きとし、Ｘ軸と直交する車両左方向をＹ軸の正の向きとする。図２に示すように、絶対座標系のＸ軸の正の向きである自車両の進行方向と、相対座標系のｘ軸の正の向きである自車両の前方方向とのなす角を車体スリップ角θＳＡｎとする。
　この車体スリップ角θＳＡｎは、障害物の移動経路を推定するために必要であるため、障害物推定部１６２は、車体スリップ角θＳＡｎを算出する。より詳しくは、障害物推定部１６２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）や慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）などの装置（不図示）を用いて、車体を質点とみなしたときの速度の向きの方位角と、車体の方位角とをそれぞれ測定する。障害物推定部１６２は、測定した２つの方位角の差から車体スリップ角θＳＡｎを算出する。
　また、障害物推定部１６２は、以下の式（１）～（４）により車体スリップ角θＳＡｎを推定してもよい。式（１）～（４）に用いられる変数のリストを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　障害物推定部１６２は、車速が車速閾値以下である場合、以下の式（１）により近似的に車体スリップ角θＳＡｎを推定する。車速閾値は、例えば、交差点における自車両の旋回時の速度として想定される最大値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　しかしながら、今のところ量産可能な車載用のセンサでは、実舵角δｎを得ることはできない。このため、障害物推定部１６２は、実舵角δｎが操舵角θｓｔｒｎに比例すると仮定し、式（２）により車体スリップ角θＳＡｎを推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　車速が車速閾値以下である場合、式（３）が成立すると仮定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　式（３）を変形して式（１）に代入すると、以下の式（４）が得られる。旋回軌道推定部１６３は、式（４）により車体スリップ角θＳＡｎを推定してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　図３は、障害物推定部１６２による障害物の移動経路の推定方法を示す図である。図３は、位置測定部１１による今回測定時の車体スリップ角θＳＡｎと、前回測定時の車体スリップ角θＳＡｎ－１とを示す。図３に示す相対座標の原点は、自車両の前面中心であり、自車両とともに移動する。位置測定部１１は、障害物の位置を相対座標で表現した測定結果を生成するが、相対座標の原点が移動することから、障害物推定部１６２は、相対座標で表現された障害物の位置を用いて障害物の移動経路を直接推定することはできない。このため、障害物推定部１６２は、障害物の相対座標を絶対座標に変換する。
　具体的には、障害物推定部１６２は、式（４）により求めた車体スリップ角θＳＡｎのゲインＫＳＡを算出する。障害物推定部１６２は、車体スリップ角のゲインＫＳＡを用いて、以下の式（５）により、障害物の相対座標を絶対座標に変換する。式（５）に用いられる変数のリストを表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　図３の例では、障害物が直線Ｂ上を一定速度で移動中であると仮定している。障害物推定部１６２は、変換した絶対座標を用いて、障害物の移動方向及び移動速度を推定する。
　位置測定部１１による前回測定時の障害物の位置と、今回測定時の障害物の位置とをそれぞれ図３に示す。障害物推定部１６２は、式（６）～式（８）に示すように、位置測定部１１が測定した前回及び今回の障害物の位置を用いることにより、障害物の移動速度のＸ方向成分及びＹ方向成分を推定する。式（６）～（８）に用いられる変数のリストを表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　位置測定部１１による測定の時間間隔Δｔは、以下の式（６）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　障害物推定部１６２は、以下の式（７）により前回測定時の障害物の絶対座標（Ｘｔｎ－１，Ｙｔｎ－１）を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　障害物推定部１６２は、以下の式（８）により障害物の移動速度のＸ方向成分ＶｔＸ及びＹ方向成分ＶｔＹを推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
［自車両の旋回軌道の推定］
　旋回軌道推定部１６３は、自車両の旋回軌道を推定する。旋回軌道推定部１６３は、ヨーレート測定部１３が測定したヨーレートｗｈと、速度特定部１４が特定した自車両の速度Ｖｈとに基づいて自車両の旋回軌道を推定する。旋回軌道推定部１６３は、自車両の旋回軌道を、自車両の旋回中心を円弧の中心とする円弧軌道と仮定する。旋回軌道推定部１６３は、図２の破線に示すように自車両の後軸中心を円弧上の点としてもよく、自車両の前面中心を円弧上の点としてもよい。この円弧の半径Ｒ０（以下、旋回半径という）は、ヨーレートｗｈ及び自車両の速度Ｖｈを用いて、以下の式（９）で表される。絶対座標系では、この円弧の中心は、（Ｒ０，０）と表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
［ヨーレートの先読み］
　なお、旋回軌道推定部１６３は、交差点の右左折等において運転者が徐々にステアリングを切り増ししていく場合、精度の良い旋回軌道を推定するのに時間がかかることがある。そこで、旋回軌道推定部１６３は、式（１０）に示すように、ヨーレートの立ち上がりにおいてその後のヨーレートｗＦｌｔを先読みしてもよい。式（１０）中、ｗｈｎは、今回測定時のヨーレートであり、ｗｈｎ－１は、前回測定時のヨ－レートである。Ｋｗは、先読みのための所定の定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 　旋回軌道推定部１６３は、式（１１）に示すように、先読みしたヨーレートｗＦｌｔを用いて自車両の旋回半径Ｒ０Ｆｌｔを推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 　このような構成により、旋回軌道推定部１６３は、運転者が徐々にステアリングを切り増ししていく場合に、ステアリングの切り増しが完了する前の段階で旋回半径を精度よく推定することができる。
［移動経路と旋回軌道の交点の推定］
　交点推定部１６４は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動経路と、旋回軌道推定部１６３が推定した自車両の旋回軌道とに基づいて、移動経路及び旋回軌道の交点を推定する。図４は、自車両の旋回軌道と障害物の軌道との交点の算出方法を示す図である。障害物推定部１６２が推定した障害物の移動経路は、直線Ｌ：ａＸ＋ｂＹ＋ｃ＝０で表される。旋回軌道推定部１６３が推定した自車両の旋回軌道の円を破線で示す。
　図４に示すように、自車両の旋回軌道と、障害物の軌道とは交点１及び交点２を有する。交点推定部１６４は、障害物の移動経路と自車両の旋回軌道との交点として、より早く交わる交点１を選択する。
　衝突判定指標算出部１６５は、自車両と障害物との衝突を判定するための静的衝突判定指標及び動的衝突判定指標を算出する。まず、衝突判定指標算出部１６５による静的衝突判定指標の算出について説明する。
［静的衝突判定指標の算出］
　静的衝突判定指標は、例えば、静的オフセット、静的猶予時間及び静的マイレージである。図５は、衝突判定指標算出部１６５が算出する静的衝突判定指標を説明するための図である。衝突判定指標算出部１６５は、自車両を長方形とみなして、この長方形の各頂点について静的衝突判定指標を算出する。図５の位置ａ１は、自車両の頂点の一つを示す。位置Ｃは、自車両の旋回軌道の中心を示し、位置ｂ１は、障害物の位置を示す。自車両の頂点ａ１の旋回軌道Ａを破線で示す。
　静的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＳは、旋回軌道Ａを延長することにより形成される円内に障害物が進入した進入量を示す値である。静的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＳは、障害物が円の外側にある場合には負の値をとり、障害物が円の内側にある場合には、正の値をとる。図５に示すように、静的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＳの絶対値は、障害物の位置ｂ１から旋回軌道Ａまでの最短距離である。
　θａｐｅｘは、自車両の頂点ａ１から旋回中心Ｃまで延びる直線と、Ｙ軸とのなす角である。θｔｓは、障害物の位置ｂ１から旋回中心Ｃまで延びる直線と、Ｙ軸とのなす角である。静的マイレージＤｍｉｌｅａｇｅＳは、θｔｓからθａｐｅｘを差し引いた角度に対応する旋回軌道Ａ上の円弧の長さである。衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（１２）～式（１８）により、静的衝突判定指標を算出する。式（１２）～式（１８）に用いられる変数のリストを表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　衝突判定指標算出部１６５は、自車両の頂点の絶対座標を式（１２）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　衝突判定指標算出部１６５は、自車両の各頂点の旋回半径Ｒａｐｅｘを以下の式（１３）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　衝突判定指標算出部１６５は、図５に示す自車両の頂点ａ１から旋回中心Ｃまで延びる直線と、Ｙ軸とのなす角θａｐｅｘを以下の式（１４）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 　衝突判定指標算出部１６５は、図５に示す障害物の位置ｂ１から旋回中心Ｃまで延びる直線と、Ｙ軸とのなす角θｔｓを以下の式（１５）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 　衝突判定指標算出部１６５は、静的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＳを以下の式（１６）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 　衝突判定指標算出部１６５は、静的猶予時間Ｔ１Ｓを以下の式（１７）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 　衝突判定指標算出部１６５は、静的マイレージＤｍｉｌｅａｇｅＳを以下の式（１８）により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
［自車両が交点に到達したときの障害物の位置の推定］
　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（１９）～（２９）により、自車両の旋回軌道と障害物の移動経路との交点に自車両が到達したときの障害物の絶対座標を推定する。式（１９）～（２９）に用いられる変数のリストを表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
　旋回軌道の中心の絶対座標（ＸＲｃ，ＹＲｃ）は、以下の式（１９）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
 　相対座標の原点の絶対座標（ＸＳ，ＹＳ）は以下の式（２０）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
 　障害物の絶対速度の単位ベクトルのＸ，Ｙ成分（ＶｅＸ，ＶｅＹ）は、以下の式（２１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
 　衝突判定指標算出部１６５は、障害物の移動経路を示す直線Ｌ：ａＸ＋ｂＹ＋ｃ＝０の各係数ａ，ｂ，ｃを以下の式（２２）により求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
 　衝突判定指標算出部１６５は、旋回中心から直線Ｌへ引いた垂線の長さｋ（図４参照）を以下の式（２３）により求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
 　旋回中心から直線Ｌへ引いた垂線の足の絶対座標（Ｘｐ，Ｙｐ）は、垂線の長さｋを用いて、以下の式（２４）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
 　衝突判定指標算出部１６５は、旋回中心から直線Ｌへ引いた垂線の足から円弧と直線Ｌの交点１までの距離Ｓ（図４参照）を以下の式（２５）により求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
 　衝突判定指標算出部１６５は、式（２６）に示す（Ｘｉｓ，Ｙｉｓ）を用いて、自車両の頂点ａ１から交点１までの旋回中心における中心角θＲｅａｃｈ（図４参照）を以下の式（２７）により求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
 　衝突判定指標算出部１６５は、障害物が交点１において自車両の頂点と接触するまでの時間ＴＲｅａｃｈを以下の式（２８）により求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
 　衝突判定指標算出部１６５は、自車両が交点１に到達したときの障害物の絶対座標（ＸｔＦ，ＹｔＦ）を以下の式（２９）により推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
［動的衝突判定指標の算出］
　衝突判定指標算出部１６５は、交点推定部１６４が推定した交点に自車両が到達したときの自車両及び障害物の位置関係に基づいて、自車両と障害物との衝突を判定するための動的衝突判定指標を算出する。動的衝突判定指標は、例えば、旋回軌道推定部１６３が推定した旋回軌道を延長することにより形成される円に障害物が進入した進入量を示す動的オフセット、及び障害物が自車両と衝突するまでの時間を示す動的猶予時間を含む。
　図６（ａ）、（ｂ）及び図７は、動的衝突判定指標を説明するための図である。図６（ａ）に示す位置ａ１は、位置測定部１１による今回測定時の自車両の頂点の位置を示す。位置ｂ１は、今回測定時の障害物の位置を示し、位置ｂ０は、位置測定部１１による前回測定時の障害物の位置を示す。
　図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態からＴｒｅａｃｈ秒が経過した状態を予想した予想図を示す。Ｔｒｅａｃｈ秒が経過した時の自車両の頂点ａ２は、自車両の旋回軌道と、障害物の移動経路との交点に到達している。このとき、障害物は、移動経路Ｂ上の位置ｂ２に到達している。
　図７は、図６（ｂ）と同じ時点における動的衝突判定指標の例を示す。θａｐｅｘは、図５と同様である。θｔＤは、Ｔｒｅａｃｈ秒経過後の障害物の位置ｂ２から旋回中心Ｃまで延びる直線と、Ｙ軸とのなす角である。
　動的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＤは、旋回軌道Ａを延長することにより形成される円内に障害物が進入した進入量を示す値である。動的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＤは、障害物が円の外側にある場合には負の値をとり、障害物が円の内側にある場合には、正の値をとる。図７に示すように、動的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＤの絶対値は、障害物から旋回軌道Ａまでの最短距離である。動的マイレージＤｍｉｌｅａｇｅＤは、θｔＤからθａｐｅｘを差し引いた角度に対応する旋回軌道Ａ上の円弧の長さである。
　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（３０）～（３３）により、動的衝突判定指標を算出する。式（３０）～式（３３）に用いられる変数を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
 　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（３０）により図７のθｔＤを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
 　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（３１）により動的オフセットＤｏｆｆｓｅｔＤを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
 　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（３２）により動的猶予時間Ｔ１Ｄを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
　衝突判定指標算出部１６５は、以下の式（３３）により動的マイレージＤｍｉｌｅａｇｅＤを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
　衝突判定部１６６は、自車両が障害物に衝突するか否かを判定する。より詳しくは、衝突判定部１６６は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動経路と、旋回軌道推定部１６３が推定した自車両の旋回軌道とに基づいて、自車両及び障害物が衝突するか否かを判定する。
［静的衝突判定指標を用いた判定］
　衝突判定部１６６は、衝突判定指標算出部１６５が算出した静的衝突判定指標に基づいて、自車両と障害物とが衝突するか否かを判定する。衝突判定部１６６は、自車両のいずれかの頂点において静的オフセットがオフセット最小閾値以上であってオフセット最大閾値以下であり、かつ、静的猶予時間が時間閾値よりも小さい場合、自車両及び障害物が衝突すると判定する。
　一方、衝突判定部１６６は、自車両の全ての頂点において、静的オフセットが最小閾値未満であるか、静的オフセットが最大閾値より大きいか、あるいは、静的猶予時間が時間閾値以上である場合、自車両及び障害物が衝突しないと判定する。オフセット最小閾値及びオフセット最大閾値は、衝突の危険性の有無を判定するための値である。オフセット最小閾値は、例えば、マイナス数メートルであり、自車両の頂点ごとに異なる値が割り当てられてもよい。
　オフセット最大閾値は、例えば、数メートルであり、自車両の頂点ごとに異なる値が割り当てられてもよい。時間閾値は、例えば、自車両の運転者の回避操作又は自車両の自動ブレーキ等により、衝突を回避するために要すると想定される値である。
［動的衝突判定指標を用いた判定］
　衝突判定部１６６は、自車両の車速、自車両の旋回軌道、及び位置測定部１１による今回測定時の障害物の位置に基づいて、静的衝突判定指標による衝突の判定を行う。しかしながら、衝突判定部１６６は、障害物が自車両からみて横方向から接近している場合には、静的衝突判定指標による衝突の判定において衝突直前まで衝突の危険性の有無の判定ができないことがある。
　そこで、衝突判定部１６６は、障害物が移動している場合には、衝突判定指標算出部１６５が算出した動的衝突判定指標に基づいて、自車両と障害物とが衝突するか否かを判定する。まず、衝突判定部１６６は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動速度が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、例えば、障害物が移動しているか否かを判定するための値である。
　衝突判定部１６６は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動速度が所定値以上である場合に、動的衝突判定指標に基づく判定を行う。衝突判定部１６６は、自車両のいずれかの頂点において上記式（３１）により算出された動的オフセットがオフセット最小閾値以上であってオフセット最大閾値以下であり、かつ、上記式（３２）により算出された動的猶予時間が時間閾値よりも小さい場合、自車両及び障害物が衝突すると判定する。一方、衝突判定部１６６は、自車両の全ての頂点において、動的オフセットがオフセット最小閾値未満であるか、動的オフセットがオフセット最大閾値より大きいか、あるいは、動的猶予時間が時間閾値以上である場合に、自車両及び障害物が衝突しないと判定する。
　自車両の旋回軌道と障害物の移動経路とが交点を有する場合であっても、自車両が交点に到達したときに障害物が交点から離れていれば、自車両及び障害物の衝突は発生しない。衝突判定部１６６は、自車両が交点に到達したときの障害物の位置を特定するので、自車両及び障害物が衝突するか否かの判定の精度を向上させることができる。また、衝突判定部１６６は、動的オフセットと、動的猶予時間の値とが適切であるか否かを判定するので、自車両からみた障害物の横方向の位置や衝突までの時間的な余裕を考慮して、衝突の危険性の有無を判定することができる。
［２つの衝突判定指標に基づく判定］
　衝突判定部１６６は、静的衝突判定指標に基づく判定と、動的衝突判定指標に基づく判定との少なくともいずれか一方において自車両及び障害物が衝突すると判定した場合に、自車両及び障害物が衝突するという判定結果を衝突被害軽減部１６７に出力する。
［衝突被害の予防又は軽減］
　衝突被害軽減部１６７は、自車両が右左折すると右左折判定部１６１が判定した後に自車両と障害物とが衝突すると衝突判定部１６６が判定した場合に、自車両と障害物との衝突被害を予防又は軽減する処理を実行する。例えば、衝突被害軽減部１６７は、自車両と障害物とが衝突すると衝突判定部１６６が判定した場合に、障害物の接近を運転者に通知するための警報をスピーカ（不図示）に出力させる。衝突被害軽減部１６７は、自車両と障害物とが衝突すると衝突判定部１６６が判定した場合に、自動ブレーキ装置又は自動操舵装置（不図示）により自車両と障害物との衝突を自動的に回避してもよい。
［衝突被害軽減の処理手順］
　図８は、衝突被害軽減装置１により衝突被害軽減の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、自車両の走行中に開始する。
　まず、右左折判定部１６１は、自車両の速度や操舵角等の状態を示す自車両データを作成する（Ｓ１）。右左折判定部１６１は、生成した自車両データに基づいて自車両が右左折するか否かを判定する（Ｓ２）。衝突判定指標算出部１６５は、自車両が右左折すると右左折判定部１６１が判定した場合に（Ｓ２のＹＥＳ）、自車両近傍の複数の障害物１～障害物Ｎのうち、障害物１のデータを作成する（Ｓ３－１）。衝突判定部１６６は、自車両が障害物１と衝突するか否かを判定する（Ｓ４－１）。
　衝突被害軽減部１６７は、自車両が障害物１と衝突すると衝突判定部１６６が判定した場合に（Ｓ４－１のＹＥＳ）、自車両と障害物との衝突被害を軽減する処理を実行し（Ｓ５）、処理を終了する。
　衝突判定指標算出部１６５及び衝突判定部１６６は、自車両が障害物１と衝突しないと衝突判定部１６６が判定した場合に（Ｓ４－１のＮＯ）、障害物２～障害物Ｎのうち、障害物２についてＳ３－１及びＳ４－１と同様の処理を繰り返す（Ｓ３－２、Ｓ４－２）。衝突判定指標算出部１６５及び衝突判定部１６６は、次以降の障害物３～障害物ＮについてもＳ３－１及びＳ４－１と同様の処理を繰り返す（Ｓ３－３、Ｓ４－３、・・・、Ｓ３－Ｎ、Ｓ４－Ｎ）。衝突被害軽減部１６７は、自車両が複数の障害物２～障害物Ｎのいずれかと衝突すると衝突判定部１６６が判定した場合に、自車両と障害物との衝突被害を軽減する処理を実行し（Ｓ５）、処理を終了する。
　衝突被害軽減部１６７は、Ｓ４－Ｎの判定において、自車両が障害物２～障害物Ｎのいずれとも衝突しないと衝突判定部１６６が判定した場合に（Ｓ４－ＮのＮＯ）、自車両と障害物との衝突被害を軽減する処理を実行することなく、処理を終了する。
　図９は、図８の障害物１のデータ作成処理（Ｓ３－１）の詳細な手順を説明するためのフローチャートである。障害物２～障害物Ｎのデータ作成処理（Ｓ３－２、Ｓ３－３、・・・、Ｓ３－Ｎ）についても、障害物１のデータ作成処理と同様である。
　まず、障害物推定部１６２は、障害物１の移動経路を推定する（Ｓ１１）。次に、旋回軌道推定部１６３は、自車両の旋回軌道を推定する（Ｓ１２）。交点推定部１６４は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動経路と、旋回軌道推定部１６３が推定した自車両の旋回軌道との交点を推定する（Ｓ１３）。衝突判定指標算出部１６５は、交点推定部１６４が推定した交点に自車両が到達したときの障害物の位置を求める。衝突判定指標算出部１６５は、自車両が交点に到達したときの自車両及び障害物の位置関係に基づいて、動的衝突判定指標を算出する（Ｓ１４）。
［本実施形態の衝突被害軽減装置１による効果］
　本実施形態によれば、衝突判定部１６６は、障害物推定部１６２が推定した障害物の移動経路と、旋回軌道推定部１６３が推定した旋回軌道とに基づいて、自車両及び障害物が衝突するか否かを判定する。このようにすることで、衝突被害軽減装置１は、推定した障害物の移動経路を用いて自車両と障害物とが衝突するか否かを判定しているため、障害物が移動している場合であっても自車両と障害物とが衝突する可能性を早期に判定することができる。
　以上、本開示を実施の形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本開示の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
　本出願は、2019年7月22日付で出願された日本国特許出願（特願2019-134274）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示の衝突被害軽減装置は、障害物が移動している状況において、自車両と障害物とが衝突する可能性を早期に判定することができる点において有用である。
１　衝突被害軽減装置
１１　位置測定部
１２　操舵角測定部
１３　ヨーレート測定部
１４　速度特定部
１５　記憶部
１６　制御部
１６１　右左折判定部
１６２　障害物推定部
１６３　旋回軌道推定部
１６４　交点推定部
１６５　衝突判定指標算出部
１６６　衝突判定部
１６７　衝突被害軽減部

Claims (4)

  1. 　右左折時の衝突被害を軽減する衝突被害軽減装置であって、
    　自車両の状態に基づいて前記自車両が右左折するか否かを判定する右左折判定部と、
    　前記自車両近傍の障害物の移動経路を推定する障害物推定部と、
    　前記自車両の速度を特定する速度特定部と、
    　前記自車両のヨーレートを測定するヨーレート測定部と、
    　前記ヨーレート測定部が測定したヨーレート及び前記速度特定部が特定した前記自車両の速度に基づいて前記自車両の旋回軌道を推定する旋回軌道推定部と、
    　前記障害物推定部が推定した前記障害物の移動経路と、前記旋回軌道推定部が推定した前記自車両の旋回軌道とに基づいて、前記自車両及び前記障害物が衝突するか否かを判定する衝突判定部と、
    　前記自車両が右左折すると前記右左折判定部が判定した後に前記自車両と前記障害物とが衝突すると判定した場合、前記自車両と前記障害物との衝突被害を軽減する処理を実行する衝突被害軽減部と、
    　を有する、衝突被害軽減装置。
  2. 　前記障害物推定部が推定した前記障害物の移動経路及び前記旋回軌道推定部が推定した前記自車両の旋回軌道に基づいて前記障害物の移動経路と前記自車両の旋回軌道との交点を推定する交点推定部と、
    　前記交点推定部が推定した前記交点に前記自車両が到達したときの前記自車両及び前記障害物の位置関係に基づいて前記自車両と前記障害物との衝突を判定するための動的衝突判定指標を算出する衝突判定指標算出部と、
    　をさらに有し、
    　前記衝突判定部は、前記衝突判定指標算出部が算出した前記動的衝突判定指標に基づいて前記自車両と前記障害物とが衝突するか否かを判定する、
    　請求項１に記載の衝突被害軽減装置。
  3. 　前記旋回軌道推定部は、前記自車両の旋回軌道を、前記自車両の旋回中心を円弧の中心とし、前記自車両の前面中心を円弧上の点とした円弧軌道と仮定する、
    　請求項２に記載の衝突被害軽減装置。
  4. 　前記動的衝突判定指標は、前記旋回軌道推定部が推定した前記旋回軌道を延長することにより形成される円に前記障害物が進入した進入量を示す動的オフセット、及び前記障害物が前記自車両と衝突するまでの時間を示す動的猶予時間を含み、
    　前記衝突判定部は、前記動的オフセットが最小閾値以上であって最大閾値以下であり、かつ、前記動的猶予時間が時間閾値よりも小さい場合、前記自車両と前記障害物とが衝突すると判定する、
    　請求項３に記載の衝突被害軽減装置。
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