JP2015088049A - 車両制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
誤発進抑制制御は、運転者が例えば駐車時等にシフトを「R」に入れたつもりで「D」に入れた状態でアクセル操作を行ってしまった場合や、駐車等のための徐行中にブレーキとアクセルを踏み間違えてしまったなど、シフトの入れ間違いやペダルの踏み間違いによって生じる事故の防止又は被害軽減を目指したものである。具体的に、誤発進抑制制御としては、停車又は徐行中において、自車両の前方に所定の障害物が検出されている状態でアクセルが不必要に強く踏み込まれたとシステムが判断した場合に、運転者に警報音と警告表示で注意を促すと同時にエンジン出力を抑えることで車両の前進を緩やかにする制御が行われる。
運転者の負担軽減の観点からすると、運転支援制御処理の稼働機会はできるだけ多くすることが望ましいが、上記の従来技術によると運転支援制御処理の稼働機会が制限されてしまう。
自車両が停止中又は徐行中である場合には物体が比較的近距離に検出される可能性が高いため、上記のように自車両から所定距離以内の物体を対象として評価を行うことで、強制停止を解除するにあたっての評価が効率的に行われる。
これにより、物体の確からしさについての評価精度が高まる。
これにより、物体の確からしさについての評価精度が高まる。
これにより、物体の確からしさについての評価精度が高まる。
これにより、検出物体の確からしさの評価に基づき運転支援制御処理の強制停止が一旦解除された後に検出物体の確からしさが低下してしまった場合に、運転支援制御処理を再び強制停止させることが可能とされる。
図1は、本発明に係る実施の形態としての車両制御システム1の構成を示している。なお、図1では、車両制御システム1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
車両制御システム1は、自車両に対して設けられた撮像部2、画像処理部3、メモリ4、運転支援制御部5、表示制御部6、エンジン制御部7、トランスミッション制御部8、ブレーキ制御部9、センサ・操作子類10、表示部11、エンジン関連アクチュエータ12、トランスミッション関連アクチュエータ13、ブレーキ関連アクチュエータ14、及びバス15を備えて構成される。
運転支援制御部5は、同じくマイクロコンピュータで構成された表示制御部6、エンジン制御部7、トランスミッション制御部8、ブレーキ制御部9の各制御部とバス15を介して接続されており、これら各制御部との間で相互にデータ通信を行うことが可能とされる。運転支援制御部5は、上記の各制御部のうち必要な制御部に対して指示を行って運転支援に係る動作を実行させる。
また、操作子としては、エンジンの始動/停止を指示するためのイグニッションスイッチや、AT(オートマティックトランスミッション)車における自動変速モード/手動変速モードの選択や手動変速モード時におけるシフトアップ/ダウンの指示を行うためのセレクトレバーや、後述する表示部11に設けられたMFD(Multi Function Display)における表示情報の切り換えを行うための表示切換スイッチなどがある。
例えばエンジン制御部7は、前述したイグニッションスイッチの操作に応じてエンジンの始動/停止制御を行う。また、エンジン制御部7は、エンジン回転数センサやアクセル開度センサ10C等の所定のセンサからの検出信号に基づき、燃料噴射タイミング、燃料噴射パルス幅、スロットル開度等の制御も行う。
例えばトランスミッション制御部8は、前述したセレクトレバーによって自動変速モードが選択されている際には、所定の変速パターンに従い変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。
また、トランスミッション制御部8は、手動変速モードの設定時には、セレクトレバーによるシフトアップ/ダウン指示に従った変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。
例えばブレーキ制御部9は、運転支援制御部5よりブレーキをONする指示が為された場合に上記の液圧制御アクチュエータを制御して自車両を制動させる。またブレーキ制御部9は、所定のセンサ(例えば車軸の回転速度センサや車速センサ10A)の検出情報から車輪のスリップ率を計算し、スリップ率に応じて上記の液圧制御アクチュエータにより液圧を加減圧させることで、所謂ABS(Antilock Brake System)制御を実現する。
図2により、本実施の形態で実行される画像処理について説明する。
なお、図2では画像処理について説明するため、画像処理部3の構成と共に図1に示した撮像部2の内部構成及びメモリ4も併せて示している。先ず、画像処理に用いる撮像画像データを得るための撮像部2について簡単に説明しておく。
撮像部2には、第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2、A/D変換器21−1、A/D変換器21−2、及び画像補正部22が設けられている。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、それぞれカメラ光学系と、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子とを備えて構成され、前記カメラ光学系により前記撮像素子の撮像面に被写体像が結像され、該撮像素子にて受光光量に応じた電気信号が画素単位で得られる。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、いわゆるステレオ撮像法による測距が可能となるように設置される。すなわち、視点の異なる複数の撮像画像が得られるように配置されている。本例における第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、自車両のフロントガラス上部近傍において、車幅方向に所定間隔を空けて配置されている。第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2の光軸は平行とされ、焦点距離はそれぞれ同値とされる。また、フレーム周期は同期し、フレームレートも一致している。
図2においては、画像処理部3が実行する各種の画像処理を機能ごとに分けてブロック化して示している。図のように画像処理部3は、機能ごとに大別すると、三次元位置情報生成処理部3A、車線検出処理部3B、車線モデル形成処理部3C、立体物検出処理部3D、対象認識処理部3E、及びフェールセーフ制御処理部3Fを有している。
X=CD/2+Z×PW×(i−IV) …[式1]
Y=CH+Z×PW×(j−JV) …[式2]
Z=CD/{PW×(dp−DP)} …[式3]
このように形成された車線モデルにより、自車両が走行する路面の高さ情報も得られたことになる。
なお、立体物検出処理の手法は、特開2009−8539号公報に記載された手法と同様であり、詳しくは該文献を参照されたい。
例えば、先行車両の認識は、複数フレームにわたって検出立体物の距離Zの情報をモニタすることで、自車両の走行路上に存在する立体物であって、自車両と略同じ進行方向に所定の速度条件を満たす速度で移動するものを先行車両として抽出する。このとき、車両以外の立体物の誤認識を抑制するために、基準画像を用いたパターンマッチング(例えばブレーキランプ等の車両の特徴点に基づくパターンマッチング)も併せて行う。
先行車両を認識した場合は、先行車両認識情報として先行車距離(=自車両との車間距離)、先行車速度(=車間距離の変化割合+自車速)、先行車加速度(=先行車速の微分値)を算出する。
なお、上記の対象認識処理の手法は特開2012−66759号公報に開示された手法と同様であり、詳しくは該文献を参照されたい。
通常処理は、撮像画像の信頼度が低いか否かを判定し、信頼度が低いと判定した場合はフェールセーフの観点から運転支援制御処理を強制停止させ、信頼度が低くないと判定した場合は強制停止を解除する処理である。撮像画像の信頼度が低いか否かの判定は、フレーム画像ごとに撮像画像の信頼度を評価するために予め設定された所定の条件を満たすか否かの判定を繰り返し行い、該判定の結果に応じて撮像画像の信頼度についての評価ポイントを加算/減算した結果に基づき行う。具体的には、このようにフレーム画像ごとの判定処理で加算/減算される評価ポイントが所定の閾値以上であるか否かにより撮像画像の信頼度が低いか否かの判定を行う。評価ポイントが所定の閾値以上であれば撮像画像の信頼度が低いとみなして強制停止を実行する。また、強制停止中において、評価ポイントが所定の閾値を下回った場合は撮像画像の信頼度が回復したとして強制停止の解除を行う。
なお、上記のフレーム画像ごとの判定処理における判定条件としては、例えば上述した特許文献1や特許文献2に記載の条件等を挙げることができるが、判定条件としては前述した雨天時、フロントガラスへの汚れの付着、逆光等、撮像画像の信頼度が低いとみなされる状況を適切に判定できるように設定されたものであればよく、特定の条件に限定されるべきものではない。
これにより、自車両の走行速度が所定速度以下である場合における運転支援制御の稼働機会を増やすと共に、運転支援制御の安全性の維持を図る。
図4及び図5は、上記のような強制停止中で且つ自車両が所定速度以下の場合に実行する処理を含めて画像処理部3が実行する実施の形態としてのフェールセーフ制御処理の具体的処理手順を示したフローチャートである。
なお、これら図4及び図5に示す一連の処理は撮像画像の1フレームごとに繰り返し実行されるものである。
また、立体物の検出情報としては、本例の場合にはその立体物の過去数フレーム分の検出範囲Gの情報、及び検出範囲G内で算出された距離Zの情報を少なくとも取得する。
具体的に、先ずステップS109で画像処理部3は、n番目の立体物(所定距離内に検出されたうちのn番目の立体物)の連続検出フレーム数が閾値TH1以上であるか否かを判別する。本例における閾値TH1は、例えば3秒をフレーム数に換算した値に設定している。
連続検出フレーム数が閾値TH1以上であるとの肯定結果が得られた場合はステップS110に進んで確実性ポイントαを加算し、ステップS112に進む。一方、連続検出フレーム数が閾値TH1以上ではないとの否定結果が得られた場合はステップS111に進んで確実性ポイントαを減算し、ステップS112に進む。
なお、サイズ変化量が大きいか否かの判別は検出範囲Gの面積を基準としてもよく、また毎フレームで完結する判別処理としてもよい。何れにしても、判別手法は上記の手法に限定されるべきものではなく多様な手法が考えられるものである。
本例の場合、OK距離データ数が多いか否かの判別は、立体物の検出範囲G内に占めるOK距離データの割合(%)を基準として行う。具体的には、「OK距離データ数/検出範囲Gの画素数」が例えば60%以上である場合はOK距離データ数が多いとの肯定結果を得、それ以外の場合は否定結果を得る。上記のように割合を基準としたことで、立体物のサイズに関わらずOK距離データの多さを適正に見積もることができる。
なお、OK距離データ数が多いか否かの判別は、例えばOK距離データ数が所定値以上であるか否かを判別するなど、上記の手法に限定されるべきものではなく多様な手法が考えられる。
OK距離データ数が多いか否かの判別は、立体物の検出範囲G内に算出された距離Zのばらつき度合いが小さいか否かの判別を行っていることに相当する。
本例の場合、NG距離データ数が少ないか否かの判別は、立体物の検出範囲G内に占めるNG距離データの割合(%)を基準として行い、具体的には、「NG距離データ数/検出範囲Gの画素数」が例えば20%以下である場合はNG距離データ数が少ないとの肯定結果を得、それ以外の場合は否定結果を得る。
なお、NG距離データ数が少ないか否かの判別についても、例えばNG距離データ数が所定値以下であるか否かを判別するなど、上記の手法に限定されるべきものではなく多様な手法が考えられる。
NG距離データ数が少ないか否かの判別は、立体物の検出範囲G内に算出された距離Zのばらつき度合いが小さいか否かの判別を行っていることに相当する。
最も近距離の立体物の確実性ポイントαが閾値THa以上であるとの肯定結果が得られた場合、画像処理部3はステップS124に進んで強制停止解除を行う。ここで、本例の場合、運転支援制御処理の強制停止の解除は、少なくとも先に説明した誤発進抑制制御処理(5A)及びプリクラッシュブレーキ制御処理(5B)について実行する。
ステップS124の解除処理が実行されることにより、運転支援制御処理が強制停止中で且つ自車両が低速中(停止中も含む)の状態においても、検出された立体物が確からしいと評価される場合には強制停止が解除される。
一方、最も近距離の立体物の確実性ポイントαが閾値THa以上ではないとの否定結果が得られた場合、画像処理部3は強制停止解除は実行せずに図4,5に示す処理を終える。
画像処理部3は、図5に示すステップS126で低速中であるか否か(自車両の走行速度が前述の所定速度以下であるか否か)を判別する。低速中であるとの肯定結果が得られた場合(すなわち強制停止中且つ低速中の状況下でステップS124の強制停止解除が行われた後に走行速度が所定速度以下を維持している場合)は、ステップS127〜S135に示す処理を実行する。これらステップS127〜S135に示す処理は、立体物の確からしさを引き続き評価し、該評価の結果に基づいて運転支援制御処理を強制停止させるための処理である。
次のステップS130で画像処理部3は、n番目の立体物についての確実性ポイントαの算出処理を実行する。すなわち、先のステップS109〜S120と同様の処理を実行する。
一方、立体物識別子nが処理対象立体物数N以上である場合、画像処理部3はステップS133に進み、最も近距離の立体物の確実性ポイントαが閾値THa未満であるか否かを判別する。すなわち、所定距離内に検出された立体物のうち最も近距離に位置する立体物について算出された確実性ポイントαが閾値THa未満であるか否かを判別する。
一方、最も近距離の立体物の確実性ポイントαが閾値THa未満ではないとの否定結果が得られた場合、画像処理部3は再強制停止処理は実行せずに図4,5に示す処理を終える。
これにより、強制停止中で且つ走行速度が所定速度以下の状態からステップS124で強制停止が解除された後に走行速度が所定速度を超える速度に復帰した場合には、通常処理が実行される。
上記のように本実施の形態の車両制御システム1は、自車両の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段(三次元位置情報生成処理部3A及び立体物検出処理部3D)と、物体検出手段による物体の検出結果に基づいて運転者を支援するための運転支援制御処理を実行する運転支援制御手段(運転支援制御部5)と、運転支援制御処理の強制停止及び強制停止の解除を行うフェールセーフ制御手段(フェールセーフ制御処理部3F)とを備えている。
そして、フェールセーフ制御手段が、運転支援制御処理が強制停止され且つ自車両の走行速度が所定速度以下であると判定された場合に、物体検出手段により検出中の物体の確からしさを物体検出手段による物体の検出情報に基づいて評価し、該評価の結果に基づいて運転支援制御処理の強制停止を解除するものである。
従って、運転支援制御の安全性を加味しつつ、稼働機会を増やすことができる。すなわち、運転支援制御について安全性の維持と稼働機会を増やすことによる運転者の負担軽減との両立を図ることができる。
自車両が停止中又は徐行中である場合には物体が比較的近距離に検出される可能性が高い。
従って、上記のように自車両から所定距離以内の物体を対象として評価を行うことで、強制停止を解除するにあたっての評価を効率的に行うことができる。
物体が連続して検出されていれば、その物体はより確からしいとみなすことができる。
このため、連続検出数を確からしさの指標の一つとして評価を行うことで、物体の確からしさについての評価精度が高まり、従って安全性を高めることができる。
撮像画像の信頼度が高く物体が安定して検出されている状況では、検出物体のサイズの変化量は少ない傾向にあり、雨天時や逆光時、夜間ヘッドライトを消灯しているなどの悪環境下では環境の変化(例えば光の当たり具合等)に起因して検出物体のサイズの変化量が大きくなり易い傾向にある。
このため、物体のサイズの変化量を確からしさの指標の一つとして評価を行うことで、物体の確からしさについての評価精度が高まり、従って安全性を高めることができる。
撮像画像の信頼度が高く物体が安定して検出されている状況では、物体の検出範囲G内で算出された距離Zのばらつき度合いは少ない傾向にあり、悪環境下では環境の変化(例えば光の当たり具合等)に起因して検出範囲G内で算出された距離Zのばらつき度合いが大きくなり易い傾向にある。
従って、物体の検出範囲G内で算出された距離Zのばらつき度合いを確からしさの指標の一つとして評価を行うことで、物体の確からしさについての評価精度が高まり、従って安全性を高めることができる。
これにより、検出物体の確からしさの評価に基づき運転支援制御処理の強制停止が一旦解除された後に検出物体の確からしさが低下してしまった場合に、運転支援制御処理を再び強制停止させることが可能とされる。
従って、検出物体が確からしくない状況下での運転支援制御の稼働を防止でき、安全性をより高めることができる。
なお、本発明は上記で説明した具体例に限定されず、多様な変形例が考えられるものである。
例えば、上記では、自車両の進行方向を撮像して得られた撮像画像に基づいて物体検出(距離Zの算出も含む)を行う場合を例示したが、本発明は、例えばミリ波レーダーなどレーダー装置を用いた物体検出を行う場合にも好適に適用できる。
Claims (6)
- 自車両の進行方向に存在する物体を検出する物体検出手段と、
前記物体検出手段による前記物体の検出結果に基づいて運転者を支援するための運転支援制御処理を実行する運転支援制御手段と、
前記運転支援制御処理の強制停止及び強制停止の解除を行うフェールセーフ制御手段とを備え、
前記フェールセーフ制御手段は、
前記運転支援制御処理が強制停止され且つ自車両の走行速度が所定速度以下であると判定された場合に、前記物体検出手段により検出中の前記物体の確からしさを前記物体検出手段による前記物体の検出情報に基づいて評価し、該評価の結果に基づいて前記運転支援制御処理の強制停止を解除する
車両制御システム。 - 前記物体検出手段は、
前記物体までの距離を前記検出情報の一つとして算出し、
前記フェールセーフ制御手段は、
自車両から所定距離以内の前記物体を対象として前記評価を行う
請求項1に記載の車両制御システム。 - 前記フェールセーフ制御手段は、
前記物体の連続検出数を前記確からしさの指標の一つとして前記評価を行う
請求項1又は請求項2に記載の車両制御システム。 - 前記物体検出手段は、
自車両の進行方向を撮像して得られた撮像画像に基づき前記物体のサイズを前記検出情報の一つとして算出し、
前記フェールセーフ制御手段は、
前記物体のサイズの変化量を前記確からしさの指標の一つとして前記評価を行う
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の車両制御システム。 - 前記物体検出手段は、
ステレオ撮像された一対の画像データ間の対応点をパターンマッチングにより検出し、該検出された対応点間の座標のずれを視差として算出した結果に基づき、実空間上における前記対応点までの距離を算出し、該算出した前記対応点ごとの距離の情報に基づいて前記物体を検出し、
前記フェールセーフ制御手段は、
前記物体の検出範囲内に算出された前記距離のばらつき度合いを前記確からしさの指標の一つとして前記評価を行う
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の車両制御システム。 - 前記フェールセーフ制御手段は、
前記評価の結果に基づき前記強制停止を解除した後に、引き続き前記物体検出手段により検出中の前記物体の確からしさを前記物体検出手段による前記物体の検出情報に基づいて評価し、該評価の結果に基づいて前記運転支援制御処理を強制停止させる
請求項1乃至請求項5の何れかに記載の車両制御システム。
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