特開 2024-57385 車両の運転支援装置、運転支援方法、および記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057385

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】車両の運転支援装置、運転支援方法、および記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20240417BHJP

   B60W 40/114 20120101ALI20240417BHJP

   B60W 30/095 20120101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 D

B60W40/114

B60W30/095

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164085

(22)【出願日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】香園 和也

(72)【発明者】

【氏名】桐原 宇理

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA32

3D241BA33

3D241BA49

3D241BB27

3D241BB31

3D241BC01

3D241CC08

3D241CE05

3D241CE09

3D241DA52Z

3D241DB01Z

3D241DB02Z

3D241DB09Z

3D241DB12Z

3D241DB13Z

3D241DB20Z

3D241DC26Z

5H181AA01

5H181CC04

5H181CC12

5H181CC14

5H181LL01

5H181LL04

5H181LL09

5H181LL15

(57)【要約】

【課題】自車両が旋回して走行している場合の運転支援において、衝突位置の予測や衝突有無の判定は困難である。
【解決手段】複数の時点で得た自車両のヨーレートからヨーレート変化率を算出し、前記ヨーレート変化率が一定に維持される前提で逐次の自車両の位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両の位置を他車位置として予測し、逐次の前記自車位置が前記他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定し、自車両が設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで衝突が無いと判定されると、逐次の前記自車位置と前記他車位置の予測を終了する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の時点で得た自車両のヨーレートからヨーレート変化率を算出し、
前記ヨーレート変化率が一定に維持される前提で逐次の自車両の位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両の位置を他車位置として予測し、
逐次の前記自車位置が前記他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定し、
自車両が設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで衝突が無いと判定されると、逐次の前記自車位置と前記他車位置の予測を終了することを特徴とする車両の運転支援装置。

【請求項2】

２つの時点で得たヨーレートから前記ヨーレート変化率を得ることを特徴とする請求項１に記載された車両の運転支援装置。

【請求項3】

３以上の時点で得たヨーレートから最小二乗法により前記ヨーレート変化率を得ることを特徴とする請求項１に記載された車両の運転支援装置。

【請求項4】

前記自車位置は前記自車両の水平面上の矩形であり、前記他車位置は前記他車両の水平面上の矩形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載された車両の運転支援装置。

【請求項5】

前記他車位置を前記他車両が等速直線運動するとして予測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載された車両の運転支援装置。

【請求項6】

コンピュータに、
複数の時点で得た自車両のヨーレートからヨーレート変化率を算出するステップと、
前記ヨーレート変化率が一定に維持される前提で逐次の自車両の位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両の位置を他車位置として予測するステップと、
逐次の前記自車位置が前記他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定するステップと、
自車両が設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで衝突が無いと判定されれば、逐次の前記自車位置と前記他車位置の予測を終了するステップを実行させることを特徴とする車両の運転支援方法。

【請求項7】

複数の時点で得た自車両のヨーレートからヨーレート変化率を算出するステップと、
前記ヨーレート変化率が一定に維持される前提で逐次の自車両の位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両の位置を他車位置として予測するステップと、
逐次の前記自車位置が前記他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定するステップと、
自車両が設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで衝突が無いと判定されれば、逐次の前記自車位置と前記他車位置の予測を終了するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の衝突の有無を判定する運転支援装置、運転支援方法および記録媒体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自車両と他車両の衝突位置を予測して、運転支援を行う技術が知られている。特許文献１の運転支援装置では、自車両が現時点の車両速度を維持して直進し、且つ他車両が現時点の速度を維持すると仮定する。他車両が通過すると予想される領域と自車両が通過する領域とが重複する交差領域において自車両と他車両とが衝突することが予想される場合に他車両を横断物標として特定する。そして、自車両と横断物標とが衝突すると予想される時点である予測衝突時点よりも前の時点から自車両が減速度にて減速するように自車両の制動装置を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１８７２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の衝突判定装置は、自車両が直進している場合に有効である。しかし、カーブや交差点等で自車両が旋回して走行している場合には衝突判定が機能しにくいという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施例における車両の運転支援装置は、複数の時点で得た自車両のヨーレートからヨーレート変化率を算出し、前記ヨーレート変化率が一定に維持される前提で逐次の自車両の位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両の位置を他車位置として予測し、逐次の前記自車位置が前記他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定し、自車両が設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで衝突が無いと判定されると、逐次の前記自車位置と前記他車位置の予測を終了することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

ヨーレート変化率が維持される自車両の位置はクロソイド曲線となる。そして、逐次の自車両の位置を自車位置として、予測基準時点から設定角度に旋回する時点である予測終了時点まで予測することによって、他車両との衝突位置の有無から衝突の有無を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】自車両に搭載される運転支援装置。

【図2】自車両と他車両の予測される走行経路を示す図。

【図3】運転支援処理のフロー図。

【図4】衝突判定処理のフロー図。

【図5】ヨーレート変化率の算出を説明する図。

【図6】予測終了時点まで衝突の予測がない走行経路を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１に本発明の実施形態における運転支援装置１を搭載した車両を示す。衝突の有無を判定する対象の他車両ＶＳと区別するため、車両を自車両ＶＭとして示す。自車両ＶＭの運転支援装置１は、ＥＣＵ１１、カメラ１２、レーダセンサ１３、ＥＣＵ１１とカメラ１２やレーダセンサ１３を接続する配線１４を有する。カメラ１２は車両の左右方向に並べて２台設けられ、レーダセンサ１３は、車両の前方の左右に１台ずつ設置されている。又、ＥＣＵ１１は、自車両ＶＭの制動装置２に通信配線３を介して接続している。

【0009】

２台のカメラ１２で撮影した映像と、２台のレーダセンサ１３により検出されたデータは、配線１４を介してＥＣＵ１１に送られ、メモリ１１２に記憶されたソフトウェアによりＣＰＵ１１１を用いて解析される。ＣＰＵ１１１とメモリ１１２はコンピュータを形成する。そして、ＥＣＵ１１で衝突対応をとるべきと判断すると通信配線３を介して制動装置２に制動命令を送信する等の対応を行う。

【0010】

衝突を判定する際の自車両ＶＭと他車両ＶＳの予測軌跡を図２に示す。実線で示した自車両ＶＭと他車両ＶＳは予測基準時点Ｔｓである現在の位置を示す。点線で示した自車両ＶＭ１と他車両ＶＳ１は、Δｔ時間後の自車両ＶＭと他車両ＶＳの予測位置である。また、点線で示した自車両ＶＭｎと他車両ＶＳｎは、予測衝突時点の自車両ＶＭと他車両ＶＳの予測位置である。曲線は自車両ＶＭの各箇所の予測軌跡を示す。ＭＲ、ＭＣ、ＭＬは、それぞれ自車両ＶＭの前面右端Ｍｆｒ、前面中央Ｍｆｃ、前面左端Ｍｆｌの予測軌跡である。またＳＲ、ＳＬは、それぞれ他車両ＶＳの前面右端Ｓｆｒ、前面左端Ｓｆｌの予測軌跡である。本発明では、自車両ＶＭはクロソイド曲線に沿って進行すると予測する。自車中予測軌跡ＭＣはクロソイド曲線である。また、自車右予測軌跡ＭＲと自車左予測軌跡ＭＬは、自車両ＶＭの車幅と自車中予測軌跡ＭＣから得ることができる。

【0011】

次に、図３、４のフロー図により、運転支援により衝突対応動作を行うまでの制御を説明する。フロー図のステップは運転支援方法を示す。また、この制御はメモリ１１２に記憶されたプログラムによりＣＰＵ１１１で処理を行うことにより実行される。また、このプログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶することができる。

【0012】

図３に示した運転支援処理は、所定時間間隔で開始して繰り返し実行される。ステップＳ１では、判定対象の他車両ＶＳを認識したかを判定する。２台のカメラ１２により撮影された映像と、２台のレーダセンサ１３により検出されたデータは、ＥＣＵ１１で解析される。そして、判定対象の他車両ＶＳを認識したと判定された場合にはステップＳ１でＹＥＳとなり、ステップＳ２に進む。認識したと判定されない場合はＮＯとなって終了する。

【0013】

自車両ＶＭでは、検出した自車両ＶＭの速度と横加速度、ハンドルの回転角度からヨーレートＹｒを算出している。ステップＳ２では、ヨーレートＹｒの絶対値が所定期間継続して旋回基準値以上であるＹＥＳの場合には、ステップＳ３に進んで旋回時における衝突判定処理を行う。そうでないＮＯの場合には、終了して次の運転支援処理の開始時間を待つ。

【0014】

ステップＳ３の衝突判定処理のフローを図４で説明する。ステップＳ３１では、複数の時点における自車両ＶＭのヨーレートＹｒからヨーレート変化率Ｙｒｃを算出する。本実施形態では、図５に黒点で示す過去の２時点とｔ＝０である現時点の、合計３時点におけるヨーレートＹｒから、最小二乗法により直線Ｌの式を算出する。ヨーレート変化率Ｙｒｃは直線Ｌの傾きである。ヨーレートＹｒは、４時点以上の値を直線Ｌの式の算出に用いてもよく、２時点でのヨーレートＹｒを結んで直線Ｌの式の算出に用いてもよい。直線Ｌが傾いていれば、即ち、ヨーレート変化率Ｙｒｃが０以外であれば、予測軌跡はクロソイド曲線となる。そして、直線Ｌの式を用いることにより、予測基準時点Ｔｓである現時点より後にヨーレート変化率Ｙｒｃが維持される前提で、逐次の自車両ＶＭの位置を自車位置として算出して、自車両ＶＭの予測軌跡である自車中予測軌跡ＭＣを得ることができる。

【0015】

次のステップＳ３２では、ヨーレート変化率Ｙｒｃが維持されたまま自車両ＶＭが設定角度の９０°に回転する時点を算出して、予測終了時点Ｔｅとする。本実施形態では、自車両ＶＭが９０°回転するまでしか予測を行わない。実施の形態では、設定角度を９０°としているが、他の角度でもよい。

【0016】

次のステップＳ３３では、レーダセンサ１３により検出されたデータも用いてカメラ１２から得た映像を認識し、他車両ＶＳが水平面上に占める矩形を他車両矩形として決定する。映像が小型車両と認識するか大型車両と認識するかにより、他車両矩形の大きさと形状は異なる。メモリ１１２には複数の他車両矩形が記憶されており、映像の認識によって他車両矩形を選択する。また、複数の時点での映像を認識することにより他車両ＶＳの位置、速度、方向を算出する。自車両ＶＭが水平面上に占める矩形は設定値としてメモリ１１２に記憶されており、現時点での速度も計測によりメモリ１１２に記憶されている。

【0017】

次のステップＳ３４では、Δｔ時間後の予測時点ｔにおける自車両ＶＭと他車両ＶＳの場所を算出する。自車両ＶＭの自車位置と他車両ＶＳの他車位置は図２に示すように矩形で表される。この時の座標は、図２に示すように現時点における自車両ＶＭの位置と方向を基準とする。そして、自車両ＶＭの速度とヨーレート変化率Ｙｒｃが一定として予測したヨーレートＹｒから、Δｔ時間後の予測時点ｔにおける自車両ＶＭの自車両矩形が算出される。自車両矩形は、自車両ＶＭのまた、他車両ＶＳは算出した位置、速度、方向を用い、等速直線運動するとしてΔｔ時間後の他車両矩形を算出する。このようにして、図２に枠を点線で示す、現時点からΔｔ時間後の予測時点ｔにおける自車両ＶＭ１と他車両ＶＳ１の矩形が自車位置および他車位置として予測される。

【0018】

次のステップＳ３５では、自車両ＶＭの自車位置と他車両ＶＳの他車位置を示す矩形である自車両矩形と他車両矩形に、重なる部分があるかを判断する。この判断により、自車位置が他車位置と接する衝突位置の有無により衝突の有無が判定される。自車両矩形は範囲が限られた４つの直線の式で表される。他車両矩形も同様である。したがって、例えば、自車両矩形の直線の式と他車両矩形の直線の式の連立方程式で解があるかを判定することにより、重なる部分があるか判断することができる。図２の自車両ＶＭ１と他車両ＶＳ１は重なる部分がないＮＯであるため、ステップＳ３６に進む。

【0019】

ステップＳ３６では、予測時点ｔが予測終了時点Ｔｅに達したかを判断する。予測終了時点Ｔｅに達していないＮＯであれば、ステップＳ３４に戻る。このようにして、ステップＳ３４からステップＳ３６を繰り返すことにより、Δｔ時間毎の逐次の予測時点ｔにおける自車両ＶＭの自車位置と他車両ＶＳの他車位置の矩形が重なるか否かの判定を繰り返す。繰り返しは、自車位置と他車位置の矩形が重なるか、予測終了時点Ｔｅが経過するまで行われる。

【0020】

予測終了時点Ｔｅが経過するまで、自車両矩形と他車両矩形の重なりがなければ、ステップＳ３６でＹＥＳとなり、衝突判定処理のステップＳ３を終了する。図６に、予測終了時点Ｔｅまで矩形の重なりがない走行経路の予測図を示す。自車両ＶＭｅと他車両ＶＳｅは、予測終了時点Ｔｅでの自車位置と他車位置の矩形を示している。実線で示した自車両ＶＭと他車両ＶＳは現在の位置を示す。点線で示した自車両ＶＭ１と他車両ＶＳ１は、Δｔ時間後の自車両ＶＭと他車両ＶＳの予測位置である。曲線は自車両ＶＭの各箇所の予測軌跡を示す。ＭＬ、ＭＲは、それぞれ自車両ＶＭの前面左端、前面右端の予測軌跡である。またＳｆｌ、Ｓｆｒは、それぞれ他車両ＶＳの前面左端、前面右端の予測軌跡である。

【0021】

一方、図２の自車両ＶＭｎと他車両ＶＳｎのように自車位置と他車位置の矩形が重なった場合には、図４におけるステップＳ３５でＹＥＳとなり、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、衝突ありと記憶して、衝突判定処理のステップＳ３を終了する。

【0022】

このようにして、ヨーレート変化率Ｙｒｃが一定に維持される前提で逐次の自車両ＶＭの位置を自車位置として予測すると共に、逐次の他車両ＶＳの位置を他車位置として予測する。そして、逐次の自車位置が他車位置と部分的に重なる衝突位置の有無により、衝突の有無を判定する。自車両ＶＭが設定角度に旋回する時点である予測終了時点Ｔｅまで衝突が無いと判定されれば、逐次の自車位置と他車位置の予測を終了する。上記のように、ヨーレート変化率Ｙｒｃを用いて自車位置を予測することにより、少ない計算量で予測を行うことができ、ＣＰＵ１１１の処理負荷を抑えることができる。

【0023】

ステップＳ３が終了すると図３のステップＳ４に進む。ステップＳ４では衝突ありとの記憶があり対応緊急性が高いかを判定する。例えば、矩形が重なった衝突時点が予測基準時点Ｔｓである現時点よりも所定時間以上経過した時点である場合には、衝突まで十分な時間があるため、自動的な衝突対応動作は行わない。また、衝突ありと記憶されていない場合も自動的な衝突対応動作を行わない。ステップＳ４で緊急性等についてＮＯとなった場合には終了して、次の運転支援処理の開始まで待つ。ＹＥＳとなった場合には、衝突対応動作を行う。そして、実施の形態では、衝突対応動作として、制動装置２に制動命令を送ってブレーキを作動させる。

【0024】

実施形態では設定角度を９０°として、自車両が９０°まで旋回する時点を予測終了時点としたが、他の角度でもよい。設定角度としては、４５°以上、１８０°以下に設定して、自車両が設定角度まで旋回する時点を予測終了時点とすることが好ましい。

【0025】

また、実施形態では、カメラ１２とレーダセンサ１３から得た情報により他車両の位置等を検出したが、カメラ１２とレーダセンサ１３の何れか一方から得た情報により他車両の位置等を検出してもよい。カメラ１２とレーダセンサ１３とその他の装置の全部または一部から得た情報により他車両の位置等を検出してもよい。

【0026】

実施形態では、ステップＳ２において、旋回基準値との比較により衝突判定処理を開始するか否かを決めるヨーレートＹｒは、検出した自車両ＶＭの速度と横加速度、ハンドルの回転角度から算出している。ステップＳ３１でヨーレート変化率Ｙｒｃを算出するためのヨーレートＹｒも同様である。しかし、これらのヨーレートＹｒの両方、または、いずれか一方は、過去のヨーレートＹｒから算出したヨーレート変化率Ｙｒｃによる補正を行って算出したものでもよい。

【0027】

その他、具体的な構成は実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0028】

ＶＭ 自車両
ＶＳ 他車両
ｔ 予測時点
Ｔｓ 予測基準時点
Ｔｅ 予測終了時点
Ｙｒ ヨーレート
Ｙｒｃ ヨーレート変化率
Ｍｆｒ 前面右端
Ｍｆｃ 前面中央
Ｍｆｌ 前面左端
ＭＲ 自車右予測軌跡
ＭＣ 自車中予測軌跡
ＭＬ 自車左予測軌跡
Ｓｆｒ 前面右端
Ｓｆｌ 前面左端
ＳＲ 他車右予測軌跡
ＳＬ 他車左予測軌跡
１ 運転支援装置
１１ ＥＣＵ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メモリ
１２ カメラ
１３ レーダセンサ
１４ 配線
２ 制動装置
３ 通信配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】