(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-05
(45)【発行日】2023-09-13
(54)【発明の名称】衝突判定装置
(51)【国際特許分類】
G08G 1/16 20060101AFI20230906BHJP
【FI】
G08G1/16 C
(21)【出願番号】P 2019187639
(22)【出願日】2019-10-11
【審査請求日】2022-05-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【氏名又は名称】山田 強
(72)【発明者】
【氏名】小林 敦
(72)【発明者】
【氏名】福万 真澄
(72)【発明者】
【氏名】貴田 明宏
【審査官】小林 勝広
(56)【参考文献】
【文献】特開2007-245953(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60R 1/00- 1/04、 1/08- 1/31、
21/00-21/13、21/34-21/38
B60W 10/00-10/30、30/00-60/00
G01C 21/00-21/36、23/00-25/00
G01S 7/00- 7/51、13/00-13/95、
17/00-17/95
G05D 1/00- 1/12
G08G 1/00-99/00
G09B 23/00-29/14
H04N 7/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の位置と、自車両周辺の他車両の走行進路である他車進路(W)とに基づいて、自車両と他車両との衝突可能性を判定する衝突判定装置(22)であって、
自車両の進行方向前面から自車両の幅方向に直線状に延びる延長線(LX)を作成する延長線作成部と、
自車両の進行方向前方に存在する他車両の前記他車進路として、自車両から見て他車両の左側側面に沿う左側進路(WB)と右側側面に沿う右側進路(WC)とを定めるとともに、それら左側進路及び右側進路と前記延長線との交点をそれぞれ第1交点(P1)、第2交点(P2)として算出する交点算出部と、
自車両の進行方向前面における左右の両角部のうち他車両に近い側の角部が前記第1交点と前記第2交点との間に位置している場合に、その角部を、自車両において他車両に最も近い最短衝突点(PX)として算出する
とともに、当該角部が前記第1交点と前記第2交点との間に位置していない場合に、前記第1交点及び前記第2交点のうち他車両に近い側の交点を前記最短衝突点として算出する衝突点算出部と、
前記衝突点算出部により算出された前記最短衝突点と他車両の位置とに基づいて、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離(DX)を算出する衝突距離算出部と、
を備える衝突判定装置。
【請求項2】
前記他車進路が延びる方向において他車両から前記第1交点又は前記第2交点までの距離を基準距離(D1)として算出する基準距離算出部を備え、
前記衝突距離算出部は、前記基準距離に対して、前記他車進路と前記延長線とが交わる交差角度(θ)と、前記最短衝突点と前記第1交点又は前記第2交点との離間距離(D3)とに基づくオフセット補正を行うことで、前記衝突距離を算出する請求項1に記載の衝突判定装置。
【請求項3】
前記衝突距離算出部は、自車両の進行方向前面において他車両に近い側の角部が前記第1交点と前記第2交点との間に位置していれば、前記基準距離をオフセット補正して前記衝突距離を算出し、当該角部が前記第1交点と前記第2交点との間に位置していなければ、前記基準距離をオフセット補正せずに前記衝突距離とする請求項2に記載の衝突判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、衝突判定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自車両周辺の物体を検知し、検知された物体と自車両との衝突を予測する装置が知られている(例えば、特許文献1)。この装置では、自車両の前端部に組み付けられたレーダセンサから送受信される超音波に基づいて、自車両周辺の物体を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
既存の衝突判定装置は、自車両周辺の物体として自車両周辺の他車両を検知した場合、自車両の位置と他車両の他車進路とに基づいて、自車両と他車両との衝突可能性を判定する。この場合において、他車両の幅方向中心の位置で他車進路が定められていると、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離が正しく把握できないことが懸念される。
【0005】
つまり、自車両進行方向の斜め前方から他車両が接近する場合において、他車両の幅方向中心位置、幅方向左端位置、幅方向右端位置では、それぞれ自車両に対する他車両の衝突距離が相違し、それに起因して衝突判定の精度に影響が及ぶことが懸念される。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離を適切に算出できる衝突判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する手段は、自車両の位置と、自車両周辺の他車両の走行進路である他車進路とに基づいて、自車両と他車両との衝突可能性を判定する衝突判定装置であって、自車両の進行方向前面から自車両の幅方向に直線状に延びる延長線を作成する延長線作成部と、自車両の進行方向前方に存在する他車両の前記他車進路として、自車両から見て他車両の左側側面に沿う左側進路と右側側面に沿う右側進路とを定めるとともに、それら左側進路及び右側進路と前記延長線との交点をそれぞれ第1交点、第2交点として算出する交点算出部と、自車両の進行方向前面における左右の両角部のうち他車両に近い側の角部が前記第1交点と前記第2交点との間に位置している場合に、その角部を、自車両において他車両に最も近い最短衝突点として算出する衝突点算出部と、前記衝突点算出部により算出された前記最短衝突点と他車両の位置とに基づいて、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離を算出する衝突距離算出部と、を備える。
【0008】
自車両と他車両との衝突判定では、走行中の自車両の位置と他車両の他車進路とに基づいて衝突可能性が判定される。この場合、他車両の幅方向中心の位置で他車進路が定められていると、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離が正しく把握できないことが懸念される。つまり、自車両進行方向の斜め前方から他車両が接近する場合において、他車両の幅方向中心位置、幅方向左端位置、幅方向右端位置では、それぞれ自車両に対する他車両の衝突距離が相違し、それに起因して衝突判定の精度に影響が及ぶことが懸念される。
【0009】
この点、上記構成では、自車両の進行方向前面から自車両の幅方向に直線状に延びる延長線が作成され、その延長線に対する他車両の左側進路と右側進路との交点がそれぞれ第1交点、第2交点として算出される。自車両の進行方向前面における左右の両角部のうち、他車両に近い側の角部が第1交点と第2交点との間に位置している場合に、その角部が、自車両において他車両に最も近い最短衝突点として算出される。そして、その最短衝突点と他車両の位置とに基づいて、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離が算出される。これにより、自車両進行方向の斜め前方から他車両が接近する場合においても、自車両と他車両との衝突距離を適正に算出することができる。その結果、自車両と他車両との衝突判定を適正に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
(実施形態)
以下、本発明に係る制御装置を、車載の運転支援システム100に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0012】
図1に示すように、本実施形態に係る運転支援システム100は、カメラ11と、ソナー装置12と、画像処理ECU21と、車両ECU22と、安全装置30と、を備えている。
【0013】
カメラ11は、例えば単眼カメラである。カメラ11は、自車両の前端、後端、及び両側面にそれぞれ取り付けられており、自車両周辺を撮像する。カメラ11は、撮像した撮像画像の画像情報を画像処理ECU21に送信する。なお、本実施形態において、カメラ11が「撮像装置」に相当する。
【0014】
ソナー装置12は、例えば、超音波を送信波とする超音波センサ、又はミリ波帯の高周波信号を送信波とするレーダ装置である。ソナー装置12は、自車両の前端、後端、及び両側面にそれぞれ搭載されており、自車両周辺の物体までの距離を計測する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、物体上の複数の検出点を検出し、これにより当該物体までの距離を計測する。加えて、複数のアンテナが受信した反射波の位相差により、物体の方位を算出する。物体までの距離及び物体の方位が算出できれば、その物体の自車両に対する位置情報を特定することができる。
【0015】
また、ソナー装置12は、物体で反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、物体の移動速度を算出する。これにより、自車両周辺に存在している物体が静止物であると検知される。具体的には、物体の移動速度と自車両の車速との和がゼロとなる場合に、物体が静止物であると検知される。ソナー装置12は、自車両周辺の静止物の検知情報を車両ECU22に送信する。なお、静止物の検知情報には、静止物の自車両に対する位置の情報が含まれる。
【0016】
ECU21,22は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた制御装置である。ECU21,22は、各種信号を取得し、取得した情報に基づき、各種制御を実施する。
【0017】
具体的には、画像処理ECU21は、カメラ11の撮像画像に基づいて、自車両周辺の移動物を検知する。具体的には、画像処理ECU21は、カメラ11の撮像画像に写る各物体の自車両に対する位置を算出する。また、画像処理ECU21は、この位置に基づいて、各物体の移動速度を算出する。画像処理ECU21は、カメラ11から所定周期毎に送信される画像情報に基づき、物体のオプティカルフローを算出し、算出したオプティカルフローに基づいて当該物体の移動速度を算出する。ここで、オプティカルフローとは、画像中において輝度変化した境界線を構築する点としての境界点を複数検出し、検出した複数の境界点を動きベクトルとして表したものである。これにより、自車両周辺に存在している移動物が検知される。
【0018】
そして、画像処理ECU21は、位置及び移動速度に基づいて、移動物の移動進路を算出する。つまり、画像処理ECU21は、カメラ11の撮像画像に基づいて移動物の移動進路を算出する。画像処理ECU21は、移動物の検知情報を車両ECU22に送信する。なお、検知情報には、検知された移動物の自車両に対する位置、移動速度、及び移動進路の情報が含まれる。
【0019】
車両ECU22は、画像処理ECU21から送信される自車両周辺の移動物の検知情報に基づいて、安全装置30を作動させる。安全装置30は、自車両と物体との衝突を回避又は衝突被害を軽減する装置であり、ブレーキ装置31と、シートベルト装置32と、警報装置33と、を備えている。なお、本実施形態において、車両ECU22が「衝突判定装置」に相当する。
【0020】
ブレーキ装置31は、車両ECU22から出力される衝突回避信号に基づいて、自車両を減速させる。シートベルト装置32は、車両ECU22から出力される衝突回避信号に基づいて、シートベルトを巻き取ってシートベルトを緊張させる。警報装置33は、車両ECU22から出力される衝突回避信号に基づいて、運転者等に衝突可能性を報知する装置であり、例えば自車の車室内に設置されたスピーカやブザー等の聴覚的に報知する装置、ディスプレイ等の視覚的に報知する装置が存在する。
【0021】
車両ECU22には、ヨーレートセンサ13、操舵角センサ14、車速センサ15が接続されている。ヨーレートセンサ13は、たとえば自車両の中央位置に設けられており、自車両の操舵量の変化速度に応じたヨーレート信号を車両ECU22に出力する。操舵角センサ14は、たとえば車両のステアリングロッドに取り付けられており、運転者の操作に伴うステアリングホイールの操舵角の変化に応じた操舵角信号を車両ECU22に出力する。車速センサ15は、たとえば自車両のホイール部分に取り付けられており、車輪の回転方向を検出するとともに、車輪速度に応じた車速信号を車両ECU22に出力する。車両ECU22は、ヨーレート信号、操舵角信号、及び車速信号に基づいて、自車両の走行進路である自車進路を算出する。
【0022】
ところで、自車両周辺の物体として自車両周辺の他車両を検知した場合、自車両の位置と他車両の移動進路(走行進路)である他車進路Wとに基づいて、自車両と他車両との衝突可能性を判定する。ここで他車進路Wは、例えば他車両の幅方向の中心位置における中心進路WAであり、例えば画像処理ECU21において移動物の検知情報として算出される。この場合において、他車両の幅方向中心の位置で他車進路Wが定められていると、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離DXが正しく把握できないことが懸念される。
【0023】
つまり、自車両進行方向の斜め前方から他車両が接近する場合において、他車両の幅方向中心位置、幅方向左端位置、幅方向右端位置では、それぞれ自車両に対する他車両の衝突距離DXが相違し、それに起因して衝突判定の精度に影響が及ぶことが懸念される。
【0024】
そこで、本実施形態では、衝突回避処理を実施する。衝突回避処理では、自車両の進行方向前面から自車両の幅方向に直線状に延びる延長線LXを作成し、その延長線LXに対する他車両の左側進路WBと右側進路WCとの交点をそれぞれ第1交点P1、第2交点P2として算出する。自車両の進行方向前面における左右の両角部のうち、他車両に近い側の角部が第1交点P1と第2交点P2との間に位置している場合に、その角部が、自車両において他車両に最も近い最短衝突点PXとして算出する。そして、最短衝突点PXと他車両の位置とに基づいて、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離DXを算出するようにしている。
【0025】
図2に、自車両CAの進行方向前方に存在する他車両CBに基づき実施される衝突回避処理のフローチャートを示す。車両ECU22は、自車両の走行時において、所定周期毎に距離算出処理を繰り返し実施する。また、
図3(a),(b)は、自車両CAと他車両CBとの位置関係を示す説明図である。
【0026】
衝突回避処理を開始すると、まずステップS11において、画像処理ECU21から受信した他車両CBの検知情報に基づいて、自車両CAの進行方向前方に他車両CBが存在しているか否かを判定する。ステップS11で否定判定すると、衝突回避処理を終了する。一方、ステップS11で肯定判定すると、後続のステップS12に進む。
【0027】
ステップS12では、他車両CBの走行進路である他車進路Wとして、他車両CBの幅方向中央の中心進路WAを取得し、続くステップS13において、他車両CBの中心進路WAに基づいて、自車両CAから見て他車両の左側側面に沿う左側進路WBと右側側面に沿う右側進路WCとを設定する。
【0028】
なお、画像処理ECU21から受信した他車両の検知情報に、他車両の中心進路WAに加えて、他車両の左側進路WB及び右側進路WCが含まれている場合には、ステップS13の処理は不要である。
【0029】
図3(a),(b)では、自車両CAの左前方から他車両CBが接近しており、車両ECU22は、他車両CBについて中心進路WA、左側進路WB、右側進路WCをそれぞれ把握する。
【0030】
続くステップS14において、自車両CAの進行方向前面から自車両CAの幅方向に直線状に延びる延長線LXを作成する。延長線LXは、例えば自車両CAの所定高さにおける進行方向前面の断面を、直線近似することで作成する。延長線LXには、自車両CAの進行方向前面における左右の両角部が含まれる。なお、本実施形態において、ステップS14の処理が「延長線作成部」に相当する。
【0031】
ステップS15において、他車両CBの左側進路WB及び右側進路WCと延長線LXとの交点をそれぞれ第1交点P1、第2交点P2として算出する。続くステップS16において、自車両CAの進行方向前面における左右の両角部のうち、他車両CBに近い側の角部が第1交点P1と第2交点P2との間に位置しているか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップS15の処理が「交点算出部」に相当する。
【0032】
図3(a),(b)で言えば、
図3(a)では、自車両CAの進行方向前面において左角部が他車両CBに近い側の角部であり、その角部が第1交点P1と第2交点P2との間に位置している。この場合には、ステップS16で肯定判定して、ステップS17に進む。これに対して、
図3(b)では、自車両CAの進行方向前面において左角部(他車両CBに近い側の角部)が第1交点P1と第2交点P2との間に位置していない。この場合には、ステップS16で否定判定して、ステップS20に進む。
【0033】
ステップS17では、自車両CAの進行方向前面において他車両CBに近い側の角部を、自車両CAにおいて他車両CBに最も近い最短衝突点PXとして算出する。このとき、他車両CBが自車両CAの左斜め前方から接近する場合には、最短衝突点PXが、自車両CAの進行方向前面の左角部とされ、他車両CBが自車両CAの右斜め前方から接近する場合には、最短衝突点PXが、自車両CAの進行方向前面の右角部とされる。なお、本実施形態において、ステップS17の処理が「衝突点算出部」に相当する。
【0034】
続くステップS18,S19において、最短衝突点PXと他車両CBの位置とに基づいて、他車両CBが自車両CAに衝突するまでに要する衝突距離DXを算出する。衝突距離DXの算出について
図3(a)を用いて具体的に説明する。まず、ステップS18において、他車両CBの左側進路WB上において第1交点P1までの距離を基準距離D1として算出する。
【0035】
続くステップS19において、ステップS18で算出した基準距離D1に対して、他車両CBの左側進路WBと延長線LXとが交わる交差角度θと、最短衝突点PX及び第1交点P1の離間距離D2とに基づいてオフセット距離D3を算出する。そして、基準距離D1にオフセット距離D3を加算して衝突距離DXを算出する。つまり、基準距離D1に、交差角度θと離間距離D2とに基づくオフセット補正を行うことで、衝突距離DXを算出する。オフセット距離D3は、交差角度θと離間距離D2とを用いて、(式1)のように表される。
【0036】
D3=D2×cosθ・・・(式1)
なお、図示は省略するが、衝突距離DXは、他車両CBの右側進路WC上の距離を用いて算出してもよい。この場合、他車両CBの右側進路WC上において第2交点P2までの距離を基準距離D1として算出し、その基準距離D1に対して、他車両CBの右側進路WCと延長線LXとが交わる交差角度θと、最短衝突点PX及び第2交点P2の離間距離D2とに基づいてオフセット距離D3を算出する。そして、基準距離D1からオフセット距離D3を減算して衝突距離DXを算出する。
【0037】
一方、ステップS20では、第1交点P1又は第2交点P2のうち他車両CBに近い側の交点を最短衝突点PXとして算出する。
図3(b)では、第1交点P1が他車両CBに近い交点であり、第1交点P1を最短衝突点PXとして算出する。続くステップS18において、他車両CBの左側進路WB上において第1交点P1までの距離を基準距離D1として算出する。なお、本実施形態において、ステップS18,S21の処理が「基準距離算出部」に相当する。なお、本実施形態において、ステップS19,S22の処理が「衝突距離算出部」に相当する。
【0038】
ステップS16~S22では、他車進路Wが自車両CAに対して斜めに交わる場合において、自車両CAの進行方向前面において他車両CBに近い側の角部がP1-P2間に位置していれば、他車両CBから第1交点P1(又は第2交点P2)までの基準距離D1と、他車両CBが自車両CAに衝突するまでに要する衝突距離DXとが相違する。そのため、基準距離D1をオフセット補正して衝突距離DXが算出される。これに対して、同角部がP1-P2間に位置していなければ、他車両CBから第1交点P1(又は第2交点P2)までの基準距離D1と、他車両CBが自車両CAに衝突するまでに要する衝突距離DXとが一致する。そのため、基準距離D1が、オフセット補正されずに衝突距離DXとされる。
【0039】
その後、ステップS23において、ステップS19,S22で算出された衝突距離DXに基づいて、他車両CBに対する衝突を回避するための衝突回避制御を実施し、衝突回避処理を終了する。
【0040】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【0041】
・本実施形態では、自車両の進行方向前面から自車両の幅方向に直線状に延びる延長線LXが作成され、その延長線LXに対する他車両の左側進路WBと右側進路WCとの交点がそれぞれ第1交点P1、第2交点P2として算出される。自車両の進行方向前面における左右の両角部のうち、他車両に近い側の角部が第1交点P1と第2交点P2との間に位置している場合に、その角部が、自車両において他車両に最も近い最短衝突点PXとして算出される。そして、最短衝突点PXと他車両の位置とに基づいて、他車両が自車両に衝突するまでに要する衝突距離DXが算出される。これにより、自車両進行方向の斜め前方から他車両が接近する場合においても、自車両と他車両との衝突距離DXを適正に算出することができる。その結果、自車両と他車両との衝突判定を適正に実施することができる。
【0042】
・本実施形態では、左側進路WB(又は右側進路WC)が延びる方向において他車両から第1交点P1(又は第2交点P2)までの基準距離D1を算出するとともに、基準距離D1に対して、左側進路WB(又は右側進路WC)と延長線LXとが交わる交差角度θと、最短衝突点PXと第1交点P1(又は第2交点P2)との離間距離D2とに基づくオフセット補正を行うことで、衝突距離DXを算出するようにした。この場合、他車両について、自車両に対する交差角度θと自車両幅方向のオフセット量とを加味しつつ、衝突距離DXを適正に算出することができる。
【0043】
・本実施形態では、他車進路Wが自車両CAに対して斜めに交わる場合において、自車両CAの進行方向前面において他車両CBに近い側の角部がP1-P2間に位置していれば、他車両CBから第1交点P1(又は第2交点P2)までの基準距離D1と、他車両CBが自車両CAに衝突するまでに要する衝突距離DXとが相違する。そのため、基準距離D1をオフセット補正して衝突距離DXが算出される。これに対して、同角部がP1-P2間に位置していなければ、他車両CBから第1交点P1(又は第2交点P2)までの基準距離D1と、他車両CBが自車両CAに衝突するまでに要する衝突距離DXとが一致する。そのため、基準距離D1が、オフセット補正されずに衝突距離DXとされる。この場合、自車両CAに対する他車両CBの接近の向き及び位置を加味しつつ、衝突距離DXを適正に算出することができる。
【0044】
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【0045】
・カメラ11は、単眼カメラに限られず、例えばステレオカメラでもよい。
【0046】
・上記実施形態では、自車両CAの進行方向前面における左右の両角部のうち他車両CBに近い側の角部を選出する際に、左側進路WB(又は右側進路WC)と延長線LXとが交わる交差角度θに基づいて、同角部を選出してもよい。
【0047】
また、自車両幅方向における他車両の移動方向に基づいて、自車両CAの進行方向前面における左右の両角部のうち他車両CBに近い側の角部を選出してもよい。具体的には、自車両幅方向において、他車両が左側から右側に移動している場合には、左角部を他車両CBに近い側の角部として選出してもよい。また、自車両幅方向において、他車両が右側から左側に移動している場合には、右角部を他車両CBに近い側の角部として選出してもよい。
【0048】
・上記実施形態では、車両ECU22が制御装置に相当する例を示したが、これに限られず、画像処理ECU21と車両ECU22とを合わせたものが制御装置に相当してもよい。つまり、制御装置が撮像装置の撮像画像に基づいて、自車両周辺の移動物の検知情報を生成してもよい。
【符号の説明】
【0049】
22…車両ECU、DX…衝突距離、LX…延長線、P1…第1交点、P2…第2交点、PX…最短衝突点、W…他車進路、WB…左側進路、WC…右側進路。