JP2011227582A

JP2011227582A - 車両用衝突予測装置

Info

Publication number: JP2011227582A
Application number: JP2010094411A
Authority: JP
Inventors: Takuya Kaminade; 琢也上撫; Shinichi Nagata; 真一永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】詳細な衝突予測計算の前に現在の物体の運動状態から簡易的な衝突判定を行った後、衝突する可能性の低い障害物を特定し、当該障害物に対して衝突予測を実施しないことで計算量の低減を行うことができ、当該簡易的な衝突判定により算出した衝突タイミングを利用して予測時間と予測間隔を決定することができる車両用衝突予測装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ＥＣＵは、自車両および他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および他物体の予測軌跡を検出し、検出された自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があるか否か判定し、交差する領域があると判定された場合、第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、自車両および他物体の運動を再予測する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用衝突予測装置に関する。

従来、車両と他物体との衝突可能性を予測する技術が開発されている。

例えば、非特許文献１には、モンテカルロ法を用いて、所定の単位時間ごとに自車両と他物体との将来位置予測を行い、当該予測確率から各時間における自車両と他物体との衝突可能性予測を行う技術が開示されている。具体的には、非特許文献１には、他車両や歩行者など自車両周辺に存在する全ての障害物の将来位置を予測し、確率分布を用いて将来の衝突可能性を予測する技術が開示されている。更に、非特許文献１には、衝突を判定するための自車両周辺マップを用意して所定の予測時間の間、一定時間おきに自車両と障害物とをマップ上で動かし、各時間の衝突判定を行う技術が開示されている。

ここで、図１を参照して、従来技術（非特許文献１）における自車両と他物体との衝突可能性予測の一例について説明する。図１は、従来技術における自車両と他物体との衝突可能性予測の一例を示す図である。

図１に示すように、従来技術においては、自車両周辺マップを用意し、予測に費やす時間である予測時間をＴ＝３［ｓ］、サンプリングの間隔をΔＴ＝１［ｓ］として、当該サンプリング時間ｔ毎に物体（自車両および障害物）の位置を確率分布を用いて計算している。これにより、従来技術においては、自車両と障害物とを移動させて予測位置を１秒おき（ｔ＝０〜３［ｓ］）に予測し、マップ上で全ての移動体を動かし重なる部分を検出することで、自車両がどの障害物と衝突するのかを予測している。

また、特許文献１には、車両が関係する衝突についての種々の要因および衝突が起こる可能性を示唆する要因を監視することで、交通環境を総合的に監視し、衝突可能性を予測する技術が開示されている。すなわち、当該特許文献１には、車両等の物体の位置および動きに基づき当該物体同士の経路が交差する可能性があるかどうかを判断して潜在的衝突を評価する技術が開示されている。

また、特許文献２には、停止物または低速で移動する物体のみに対して、自車両に対する位置および相対速度を求め、物体の移動経路を予測すると共に、自車両に対する物体の相対速度に基づき自車両と物体とが衝突する可能性を判定し、衝突判定された物体に対して自車両の車速制御あるいは当該物体が危険である旨を知らせる技術が開示されている。

特表２００２−５４１５３６号公報特開２０００−１３２７９９号公報

ＬａｍｂｅｒｔＡ．，ＳａｉｎｔＰｉｅｒｒｅＧ．，ＧｒｕｙｅｒＤ．，ＡＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＡｐｐｒｏａｃｈｆｏｒＣｏｌｌｉｓｉｏｎＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ"， "ＩＥＥＥＩＲＯＳ０８２ｎｄＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｌａｎｎｉｎｇ，ＰｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｅｈｉｃｌｅｓ" ，２６Ｓｅｐｔ．，２００８，ＮＩＣＥ，Ｆｒａｎｃｅ．（ｈｔｔｐ：／／ｐｅｒｓｏ．ｌｃｐｃ．ｆｒ／ｇｕｉｌｌａｕｍｅ．ｓａｉｎｔ−ｐｉｅｒｒｅ／Ｐｕｂｌｉｓ／ｌａｍｂｅｒｔ．ｐｄｆ）

しかしながら、非特許文献１、特許文献１および特許文献２に記載の従来の車両衝突予測方法においては、衝突可能性の低い物体に対しても経路予測と衝突評価を行うため、計算量が多くなり演算負荷が大きくなるという問題点を有していた。

また、非特許文献１記載の従来の車両衝突予測方法においては、車両と周辺環境の全ての障害物との衝突判定を確率分布を用いた計算に基づき行うため、衝突する可能性の低い障害物との衝突判定も計算に含まれることになり計算量の増加をまねくという問題点も有していた。具体的には、図１に示すように、自車両周辺に存在する全ての障害物を考慮してマップ上で衝突判定を行っている。したがって、従来の車両衝突予測方法においては、各時間ｔ（＝１〜３［ｓ］）に対応する図１の図中右下において真横に移動している障害物Ａのように、自車両と衝突することは無いと思われる障害物に対しても衝突判定を行うことで計算量の増加をまねいていた。

また、非特許文献１記載の従来の車両衝突予測方法においては、予測時間が一定であるため、衝突予測後等の計算不要な状況においても機械的に計算が続行されることで必要以上に予測が行われて計算量が増加するという問題点を有していた。具体的には、図１に示すように、予測時間Ｔが一定であるため、途中の予測ステップ（ｔ＝２［ｓ］）で衝突が発生しても、それ以降（ｔ＝３［ｓ］）の時間で予測が実行されることになる。すなわち、衝突回避を支援するシステムにおいて重要な事項である、未来の衝突がいつどこでで発生するのかという情報以外の情報に計算が費やされてしまっていた。

また、非特許文献１記載の従来の車両衝突予測方法においては、サンプリングの間隔が一定であるため、衝突時間付近を詳細に予測できないため、正確な衝突タイミングがわからないだけでなく、衝突前から衝突までの詳細な動きも知ることができないという問題点を有していた。具体的には、図１に示すように、予測時間Ｔ［ｓ］後まで一定の間隔ΔＴで衝突予測が行われるため、時間ｔ＝２［ｓ］で障害物と衝突すると判定されているが、実際は時間ｔ＝１．５［ｓ］の時点で衝突している可能性があっても判定できなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、詳細な衝突予測計算の前に現在の物体の運動状態から簡易的な衝突判定を行った後、衝突する可能性の低い障害物を特定し、当該障害物に対して衝突予測を実施しないことで計算量の低減を行うことができ、当該簡易的な衝突判定により算出した衝突タイミングを利用して予測時間と予測間隔を決定することができる車両用衝突予測装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両用衝突予測装置であって、自車両と他物体との衝突可能性を判定する車両用衝突予測装置であって、上記自車両および上記他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、上記自車両および上記他物体の予測軌跡を検出する予測軌跡検出手段と、上記予測軌跡検出手段により検出された上記自車両および上記他物体の上記予測軌跡が交差する領域があるか否か判定する交差領域判定手段と、上記交差領域判定手段により上記交差する領域があると判定された場合、上記第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、上記自車両および上記他物体の運動を再予測する再予測手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な衝突予測に基づき詳細な衝突予測を行う計算時間を決定することで、予測される衝突後の時間に対する無駄な演算を最小限に抑えて必要な計算のみ行うことができ、計算量を減すことができるという効果を奏する。また、本発明によれば、周辺の障害物との衝突予測を行う際に複雑な演算を減らすことができるため、高速で演算を終了させて素早く衝突に備えることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、詳細な衝突予測の前に簡易な衝突予測を行うことで演算事項の種類は増加するが、将来障害物と衝突する可能性が無いもしくは低い場合に、詳細な衝突予測をせずに簡易的な衝突判定のみで予測を終了することが可能であるため、最終的には計算量を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、従来技術における自車両と他物体との衝突可能性予測の一例を示す図である。図２は、本実施の形態の基本原理を示すフローチャートである。図３は、本実施形態のＥＣＵの構成の一例を示すブロック図である。図４は、本実施形態における衝突予測処理の一例を示すフローチャートである。図５は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。図６は、本実施形態における衝突予測処理および運転支援処理の一例を示すフローチャートである。図７は、本実施形態における運動状況取得の一例を示した図である。図８は、本実施形態における交差領域判定処理の一例を示す図である。図９は、本実施形態における計算対象除外処理の一例を示す図である。図１０は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。図１１は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。

以下に、本発明にかかる車両用衝突予測装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

［１．概要］
以下、本発明の実施の形態の概要について図２を参照して説明し、その後、本実施の形態の構成および動作等について詳細に説明する。図２は、本実施の形態の基本原理を示すフローチャートである。

本発明は、概略的に、以下の基本的特徴を有する。すなわち、本発明のＥＣＵ（本発明にかかる車両用衝突予測装置を含む電子制御ユニット）は、レーダシステム、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、および、ステアリングセンサ、に少なくとも接続されて構成される。

まず、図２に示すように、ＥＣＵは、各センサにより検出されたデータに基づき、自車両および他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および他物体の予測軌跡を検出する（ステップＳＡ−１）。

そして、ＥＣＵは、ステップＳＡ−１にて検出された自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があるか否か判定する（ステップＳＡ−２）。

そして、ＥＣＵは、ステップＳＡ−２にて自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域が無いと判定した場合（ステップＳＡ−２：Ｎｏ）、処理をステップＳＡ−１に移行させる。

一方、ＥＣＵは、ステップＳＡ−２にて自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があると判定した場合（ステップＳＡ−２：Ｙｅｓ）、自車両が交差する領域に到達する時間を衝突時間（領域到達時間）として算出する（ステップＳＡ−３）。

そして、ＥＣＵは、第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、ステップＳＡ−３にて算出された領域到達時間に基づく衝突予測を行う時間である予測時間における自車両および他物体の運動を再予測する（ステップＳＡ−４）。

以上で本発明の概要の説明を終える。

［２．構成］
本実施形態のＥＣＵ（電子制御ユニット）の構成について図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態のＥＣＵの構成の一例を示すブロック図である。

図３において、符号１は車両に搭載されたＥＣＵ（本発明にかかる車両用衝突予測装置を含む）であり、符号２はレーダ前方の物体までの距離を測定する距離測定機能および当該物体に対する速度を測定する速度測定機能等を有するレーダシステム（例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ等）であり、符号３は車速センサであり、符号４は加速度センサであり、符号５は旋回方向への回転角の変化する速度（ヨーレート）を検出するヨーレートセンサ、符号６は舵角等のハンドルの挙動を検出するステアリングセンサであり、符号７はアクチュエータ等の車両の駆動力、制動力、および、操舵力等を制御する機構（例えば、駆動系制御機構など）を含む運転を支援する支援装置であり、符号８は液晶モニタ等の表示装置およびスピーカ等の音声出力装置等を含む出力装置である。図３において、符号１ａは検知データ取得部であり、符号１ｂは予測軌跡検出部であり、符号１ｃは交差領域判定部であり、符号１ｄは算出部であり、符号１ｅは除外部であり、符号１ｆは時間決定部であり、符号１ｇは間隔決定部であり、符号１ｈは再予測部であり、符号１ｉは危険度推定部であり、符号１ｊは支援判定部であり、符号１ｋは支援部である。

検知データ取得部１ａは、自車両と自車両周辺の他物体の動きに関するデータを取得する。ここで、検知データ取得部１ａは、レーダシステム２にて探知された自車両周辺の他物体の挙動データ、車速センサ３にて検知された自車両の速度、加速度センサ４にて検知された自車両の加速度、ヨーレートセンサ５にて検知された自車両のヨーレート、および、ステアリングセンサ６にて検知されたハンドルの舵角等の運動状況を取得してもよい。また、検知データ取得部１ａは、初速ベクトルを取得してもよい。ここで、レーダシステム２にて探知される他物体の挙動データは、他物体の数、他物体の位置、自車両と他物体との距離、他物体の速度（自車両に対する相対速度など）等であってもよい。

予測軌跡検出部１ｂは、自車両および他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および他物体の予測軌跡を検出する。ここで、予測軌跡検出部１ｂは、検知データ取得部１ａにより取得された自車両の速度、自車両の加速度、自車両のヨーレート、および、ハンドルの舵角等に基づく自車両の運動、および、検知データ取得部１ａにより取得された自車両周辺の他物体（障害物）の挙動データに基づく他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および他物体の予測軌跡（例えば、簡易的な将来位置等）を検出してもよい。

交差領域判定部１ｃは、予測軌跡検出部１ｂにより検出された自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があるか否か判定する。ここで、交差領域判定部１ｃは、予測軌跡検出部１ｂにより自車両および障害物の運動状況を用いて検出された自車両および他物体の予測軌跡に基づき、将来自車両が移動する可能性のある領域を特定し、当該領域の重なる部分である交差する領域があるか否か判定してもよい。また、交差領域判定部１ｃは、更に、予測軌跡検出部１ｂにより検出された自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域がある場合、自車両および他物体の衝突が起こりうる場所（衝突可能領域）を予測してもよい。

算出部１ｄは、自車両が交差する領域に到達する時間を領域到達時間として算出する。

除外部１ｅは、衝突可能性の無い他物体を特定し計算対象から除外する。ここで、除外部１ｅは、交差領域判定部１ｃにより自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があると判定された場合、当該交差する領域以外に存在する他物体を特定し計算対象から除外してもよい。また、除外部１ｅは、衝突可能性の無い障害物を特定し確率分布を用いた衝突予測演算から除外してもよい。また、除外部１ｅは、衝突予測から将来衝突することが考えられない障害物を特定してもよい。

時間決定部１ｆは、自車両および他物体の運動を再予測する時間である予測時間を決定する。ここで、時間決定部１ｆは、算出部１ｄにより算出された領域到達時間に基づき、予測時間（衝突予測を行う時間等）を決定してもよい。

間隔決定部１ｇは、予測間隔を決定する。ここで、間隔決定部１ｇは、時間決定部１ｆにより決定された予測時間に対して、自車両および他物体の運動の再予測を実行する予測間隔を決定してもよい。また、間隔決定部１ｇは、時間決定部１ｆにより決定された予測時間に対して、自車両および他物体の運動の再予測を実行するサンプリング時間を決定してもよい。すなわち、間隔決定部１ｇは、予測時間をどの様な時間幅で演算するのかを決定してもよい。

再予測部１ｈは、交差領域判定部１ｃにより交差する領域があると判定された場合、第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、自車両および他物体の運動を再予測する。

危険度推定部１ｉは、再予測部１ｈにより再予測された自車両および他物体の運動に基づいて、自車両および他物体の衝突予測を行い、将来の衝突危険性を推定する。

支援判定部１ｊは、危険度推定部１ｉにより推定された衝突危険性に基づき自車両のドライバに対する運転支援が必要であるか否か判定する。

支援部１ｋは、支援判定部１ｊにより自車両のドライバに対する運転支援が必要であると判定された場合、ドライバに対する運転支援を行う。ここで、支援部１ｋは、支援判定部１ｊにより自車両のドライバに対する運転支援が必要であると判定された場合、支援装置７を制御することにより、車速および進行方向等を制御させることでドライバに対する運転支援を行ってもよい。また、支援部１ｋは、支援判定部１ｊにより自車両のドライバに対する運転支援が必要であると判定された場合、出力装置８を介してドライバへの警告データ等を出力させることにより、ドライバに対する運転支援を行ってもよい。ここで、支援部１ｋは、警告音声データを出力装置８（例えば、スピーカ等）を介して出力させてもよい。また、支援部１ｋは、警告表示データを出力装置８（例えば、モニタ等）を介して出力させてもよい。

［３．動作］
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われる、車両用衝突予測装置の処理の一例について、図４から図１１を参照して説明する。

［動作（その１）］
まず、図４および図５を参照して、本実施形態における衝突予測処理の一例について説明する。図４は、本実施形態における衝突予測処理の一例を示すフローチャートである。

図４に示すように、予測軌跡検出部１ｂは、検知データ取得部１ａにより取得された自車両の速度、自車両の加速度、自車両のヨーレート、および、ハンドルの舵角等に基づく自車両の運動（例えば、運動ベクトル）を第１の所定単位時間毎に予測する（ステップＳＢ−１）。

そして、予測軌跡検出部１ｂは、検知データ取得部１ａにより取得された自車両周辺の他物体の挙動データに基づく他車両および歩行者の運動（例えば、運動ベクトル）を第１の所定単位時間毎に予測する（ステップＳＢ−２）。なお、ステップＳＢ−１およびステップＳＢ−２の処理は順番が入れ替わってもよく、並行して行われてもよい。

そして、ＥＣＵ１は、検知データ取得部１ａにより取得された運動ベクトルから将来発生する衝突を簡易的に予測する（ステップＳＢ−３）。

つまり、予測軌跡検出部１ｂは、ステップＳＢ−１にて予測した運動ベクトルに基づいて自車両の予測軌跡を検出し、ステップＳＢ−２にて予測した運動ベクトルに基づいて他車両および歩行者の予測軌跡を検出する。そして、交差領域判定部１ｃは、予測軌跡検出部１ｂにより検出された自車両、他車両および歩行者の予測軌跡が交差する領域があるか否か判定し、当該予測軌跡が交差する領域がある場合、自車両と、他車両または歩行者と、の衝突が起こりうる場所を予測して将来発生する衝突を簡易的に予測する。

そして、除外部１ｅは、自車両と、他車両または歩行者と、の予測軌跡が交差する領域以外に存在する衝突可能性の無い障害物（他車両または歩行者）を特定し、以降の計算対象から除く（ステップＳＢ−４）。なお、ステップＳＢ−４の処理は、ステップＳＢ−５またはステップＳＢ−６の処理と順番が入れ替わってもよく、並行して行われてもよい。

そして、算出部１ｄは、自車両が交差する領域に到達する時間を領域到達時間として算出する。そして、時間決定部１ｆは、算出部１ｄにより算出された領域到達時間に基づき、衝突予測を行う時間である予測時間を決定する（ステップＳＢ−５）。

そして、間隔決定部１ｇは、ステップＳＢ−５にて時間決定部１ｆにより決定された予測時間に対して、自車両および他物体の運動の再予測を実行するサンプリング時間を決定する（ステップＳＢ−６）。

ここで、図５を参照して、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例について説明する。図５は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。

図５の上図に示すように、従来技術においては、予測時間Ｔが一定値であるため現実世界で衝突が発生した後の予測まで行うことになり、衝突後に３回の衝突予測計算を行っている。また、従来技術においては、サンプリング時間が簡易的な衝突予測から求められた一定間隔ΔＴであるため、実際に衝突を確認するタイミング（Ｔ−２ΔＴ）が実際の衝突が発生するタイミング（ｔ_ｃ）よりも遅れる可能性がある。このように、従来技術においては、衝突を回避する点に関して、衝突後の予測よりもドライバへの支援を早急に行うことが求められる。

一方、図５の下図に示すように、本実施形態においては、領域到達時間に基づき、予測時間Ｔを実際の衝突が発生する時刻の少し後までになるように決定（Ｔ＝ｔ_７）しているため、衝突後においては短い期間に２回の衝突予測計算だけを行うようにしている。そして、本実施形態においては、サンプリング時間ｔ_ｋ（ｋ＝１〜７）を可変とし、衝突近辺での予測計算頻度を上げることで、衝突発生のタイミングをより正確に求めている。これにより、本実施形態においては、衝突を確認するタイミングがサンプリング時間ｔ_６となり、従来技術を用いる場合よりも実際の衝突が発生するタイミング（ｔ_ｃ）に近づけている。この際、予測ステップであるサンプリング時間ｔ_ｋの数を増やしてしまうと計算抑制効果が得られなくなるため、ステップ数を増加させずにサンプリング時間ｔ_ｋのタイミングを変更することが望ましい。

図４に戻り、再予測部１ｈは、ステップＳＢ−５にて時間決定部１ｆにより決定される予測時間と、ステップＳＢ−６にて間隔決定部１ｇにより決定されるサンプリング時間と、を用いて対象時間を限定し、当該予測時間に対して当該サンプリング時間毎に、ステップＳＢ−４にて除外部１ｅにより特定された障害物を計算対象から除外して対象物を限定し、自車両、他車両および歩行者の運動（例えば、将来発生する衝突等）を予測する（ステップＳＢ−７）。

［動作（その２）］
次に、図６から図１１を参照して、本実施形態における衝突予測処理および運転支援処理の一例について説明する。図６は、本実施形態における衝突予測処理および運転支援処理の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、検知データ取得部１ａは、レーダシステム２にて探知された自車両周辺に存在する総数ｉ＝Ｎの他車両、歩行者、および、静止物等の障害物の位置、速度および加速度等の挙動データ、車速センサ３にて検知された自車両の速度、加速度センサ４にて検知された自車両の加速度、ヨーレートセンサ５にて検知された自車両のヨーレート、および、ステアリングセンサ６にて検知されたハンドルの舵角等の運動状況を取得する（ステップＳＣ−１）。

ここで、図７を参照して、本実施形態における運動状況取得の一例について説明する。図７は、本実施形態における運動状況取得の一例を示した図である。

図７に示すように、検知データ取得部１ａは、車速センサ３にて検知された自車両の速度、加速度センサ４にて検知された自車両の加速度、ヨーレートセンサ５にて検知された自車両のヨーレート、および、ステアリングセンサ６にて検知されたハンドルの舵角等の運動状況を取得し、当該運動状況に基づく自車両の初速ベクトルを把握している。また、検知データ取得部１ａは、レーダシステム２にて探知された自車両周辺の障害物（障害物ｐおよび障害物ｑ）の挙動データ等の運動状況を取得し、当該運動状況に基づく障害物ｐおよび障害物ｑの初速ベクトルを把握している。

図６に戻り、ＥＣＵ１は、ステップＳＣ−１にて検知データ取得部１ａにより取得されたデータを基に簡易的な衝突予測を開始する（ステップＳＣ−２）。

そして、ＥＣＵ１は、自車両と障害物ｉとが衝突する可能性が高いか否か判定する（ステップＳＣ−３）。

すなわち、予測軌跡検出部１ｂは、ステップＳＣ−１にて検知データ取得部１ａにより取得された自車両の速度、自車両の加速度、自車両のヨーレート、および、ハンドルの舵角等に基づく自車両の運動、および、検知データ取得部１ａにより取得された自車両周辺の障害物ｉの挙動データに基づく他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および障害物の予測軌跡を検出する。そして、交差領域判定部１ｃは、予測軌跡検出部１ｂにより検出された自車両および障害物ｉの予測軌跡が交差する領域があるか否か判定する。

ここで、図８を参照して、本実施形態における交差領域判定処理の一例について説明する。図８は、本実施形態における交差領域判定処理の一例を示す図である。

図８に示すように、予測軌跡検出部１ｂは、検知データ取得部１ａにより取得された自車両の速度、自車両の加速度、自車両のヨーレート、および、ハンドルの舵角等に基づく自車両の運動、および、検知データ取得部１ａにより取得された自車両周辺の障害物ｐおよび障害物ｑの挙動データに基づく他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両、障害物ｐおよび障害物ｑの予測軌跡を検出している。そして、交差領域判定部１ｃは、予測軌跡検出部１ｂにより検出された自車両、障害物ｐおよび障害物ｑの予測軌跡が交差する領域（２つの三角形が重なる領域）があるか否か判定している。

再び図６に戻り、算出部１ｄは、ステップＳＣ−３にてＥＣＵ１により自車両と障害物ｉとが衝突する可能性が高いと判定された場合（ステップＳＣ−３：Ｙｅｓ）、自車両が自車両および障害物ｉの予測軌跡が交差する領域に到達する領域到達時間、すなわち、障害物との衝突までの時間τ_ｉを計算する（ステップＳＣ−４）。

一方、除外部１ｅは、ステップＳＣ−３にてＥＣＵ１により自車両と障害物ｉとが衝突する可能性が高くないと判定された場合（ステップＳＣ−３：Ｎｏ）、障害物ｉを衝突予測の計算対象から除く（ステップＳＣ−５）。なお、ステップＳＣ−３からステップＳＣ−５の処理は、障害物ｉがｉ＝１から開始してｉ＝Ｎになるまでｉを１ずつ増加させて繰り返し実行される。

ここで、図９を参照して、本実施形態における計算対象除外処理の一例について説明する。図９は、本実施形態における計算対象除外処理の一例を示す図である。

図９に示すように、除外部１ｅは、衝突可能性の無い障害物ｑを特定し衝突予測の計算対象から除外している。

再び図６に戻り、ＥＣＵ１は、ステップＳＣ−３にて自車両周辺に存在する障害物の一つでも自車両と衝突する可能性が高いと判断した障害物が存在するか否か判定する（ステップＳＣ−６）。

そして、ＥＣＵ１は、ステップＳＣ−６にて自車両周辺に存在する障害物の一つでも自車両と衝突する可能性が高いと判断した障害物が存在しないと判定した場合（ステップＳＣ−６：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、ＥＣＵ１は、ステップＳＣ−６にて自車両周辺に存在する障害物の一つでも自車両と衝突する可能性が高いと判断した障害物が存在すると判定した場合（ステップＳＣ−６：Ｙｅｓ）、ステップＳＣ−４にて算出部１ｄにより計算された最小なτ_ｉに基づき、予測時間Ｔとサンプリング時間とを決定する（ステップＳＣ−７）。

すなわち、時間決定部１ｆは、ステップＳＣ−４にて算出部１ｄにより計算された最小なτ_ｉに基づき、衝突予測を行う時間である予測時間Ｔを決定する。そして、間隔決定部１ｇは、時間決定部１ｆにより決定された予測時間Ｔに対して、自車両および障害物ｉの運動の再予測を実行するサンプリング時間を決定する。

ここで、図１０およぶ図１１を参照して、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例について説明する。図１０は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。図１１は、従来技術および本実施形態における予測時間およびサンプリング時間の一例を示す概念図である。

図１０の上図に示すように、従来技術においては、予測時間Ｔが固定されており、当該予測時間Ｔを７回のステップに均等に分割した間隔（ΔＴ＝Ｔ／７）において衝突予測計算を行っている。

一方、図１０の下図に示すように、本実施形態においては、従来技術と予測回数７回は同じであるが、簡易的に予測された自車両と障害物との衝突までの時間である衝突予測時間τ_ｉまでを不均等に７回のサンプリング時間ｔ_ｋ（ｋ＝１〜７）に分けて計算している。すなわち、本実施形態においては、簡易的に求めた衝突予測時間τ_ｉを用い、最後の４回の計算はそれ以前のΔＴを三等分する時間を設定し、詳細に予測することを可能にしている。これにより、本実施形態においては、ステップ数は変わらないため計算量を減らすことはできないが予測精度は高めることを可能としている。

次に、図１１の上図は、図１０の上図と同一であるため説明を省略する。

そして、図１１の下図に示すように、本実施形態においては、予測時間Ｔを従来技術よりも短い簡易的に予測された衝突予測時間τ_ｉに設定し、従来技術よりも少ない５回のサンプリング時間ｔ_ｋ（ｋ＝１〜５）を設定している。そして、本実施形態においては、サンプリング時間ｔ_ｋを衝突予測時間τ_ｉ（＝ｔ_５）に近づくにつれて狭めるように設定して衝突予測計算を行うことで、衝突予測時間τ_ｉに近づくほどより詳細な予測が可能となる。これにより、本実施形態においては、予測ステップを少なくすることで従来技術に比べて計算量を減らし、且つ、予測精度も高めることを可能としている。

再び図６に戻り、再予測部１ｈは、現時点から予測時間Ｔ後までサンプリング時間毎に、自車両および障害物ｉの運動を再予測する。そして、危険度推定部１ｉは、再予測部１ｈにより再予測された自車両および障害物ｉの運動に基づいて、自車両および障害物ｉの衝突予測を行い（ステップＳＣ−８）、将来の衝突危険性（危険度）を推定する（ステップＳＣ−９）。

そして、支援判定部１ｊは、危険度推定部１ｉにより推定された衝突危険性に基づき自車両のドライバに対する運転支援が必要であるか否か判定する（ステップＳＣ−１０）。

そして、支援判定部１ｊは、ステップＳＣ−１０にて自車両のドライバに対する運転支援が必要では無いと判定した場合（ステップＳＣ−１０：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、支援部１ｋは、ステップＳＣ−１０にて支援判定部１ｊにより自車両のドライバに対する運転支援が必要であると判定された場合（ステップＳＣ−１０：Ｙｅｓ）、支援装置７を制御することにより、車速および進行方向等を制御させることでドライバに対する運転支援を行い、ならびに、出力装置８を介してドライバへの警告データ等を出力させることにより、ドライバに対する運転支援を行う（ステップＳＣ−１１）。

［４．本実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態では、自車両および他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、自車両および他物体の予測軌跡を検出し、検出された自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域があるか否か判定し、交差する領域があると判定された場合、第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、自車両および他物体の運動を再予測する。換言すると、本実施形態では、簡易な衝突予測を行い、絞込みをかけた対象に対して詳細な衝突予測の演算を行う。これにより、簡易な衝突予測に基づく衝突予測時間周辺において短いインターバルで詳細な衝突予測をすることができ、より正確な衝突予測時間の特定が可能となる。

また、本実施形態では、自車両が自車両および他物体の予測軌跡が交差する領域に到達する時間を領域到達時間として算出する。これにより、詳細な衝突予測を行う場合に、簡易な衝突予測に基づく衝突予測時間周辺までに予測時間を変更することで、ほとんどの場合で計算量を抑制することができる。

そして、本実施形態では、衝突可能性の無い他物体を特定し計算対象から除外する。これにより、簡易な衝突予測の後の詳細な衝突予測において、除外された障害物以外に対して確率分布による予測計算を行うことができるため計算量を抑制できる。

そして、本実施形態では、自車両および他物体の詳細な衝突予測を行い、将来の衝突危険性を推定し、推定された衝突危険性に基づき自車両のドライバに対する運転支援が必要であるか否か判定し、自車両のドライバに対する運転支援が必要であると判定された場合、ドライバに対する運転支援を行う。これにより、従来よりも正確な車両制御や的確な警告等の運転支援を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる車両用衝突予測装置は、自動車製造産業に有用であり、特に、車両の衝突予測技術等に基づく車両の危険回避制御を実行するのに適している。

１ＥＣＵ
１ａ検知データ取得部
１ｂ予測軌跡検出部
１ｃ交差領域判定部
１ｄ算出部
１ｅ除外部
１ｆ時間決定部
１ｇ間隔決定部
１ｈ再予測部
１ｉ危険度推定部
１ｊ支援判定部
１ｋ支援部
２レーダシステム
３車速センサ
４加速度センサ
５ヨーレートセンサ
６ステアリングセンサ
７支援装置
８出力装置

Claims

自車両と他物体との衝突可能性を判定する車両用衝突予測装置であって、
上記自車両および上記他物体の運動を第１の所定単位時間毎に予測し、上記自車両および上記他物体の予測軌跡を検出する予測軌跡検出手段と、
上記予測軌跡検出手段により検出された上記自車両および上記他物体の上記予測軌跡が交差する領域があるか否か判定する交差領域判定手段と、
上記交差領域判定手段により上記交差する領域があると判定された場合、上記第１の所定単位時間よりも短い第２の所定単位時間毎に、上記自車両および上記他物体の運動を再予測する再予測手段と、
を備えたことを特徴とする、車両用衝突予測装置。