JP2018097687A - 車両制御装置、車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物体に対する衝突回避制御を適正なタイミングで実施することができる車両制御装置、及び車両制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ＥＣＵ２０は、物体と自車両とが衝突する可能性があると判定された場合に、撮像画像に基づいて、物体の横方向での大きさを示す物体幅を算出する横幅算出部２３と、自車両の前方に仮想的に設定された判定範囲と算出された物体幅との横方向での重なり量の割合を示すラップ率を算出する重なり率算出部２４と、算出されたラップ率に基づいて、衝突回避制御の作動タイミングを設定するタイミング設定部２５と、を備える。タイミング設定部２５は、ラップ率が所定閾値よりも小さい場合に、ラップ率が所定閾値よりも大きい場合と比べて物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更し、変更後の物体幅と判定範囲とで算出した新たなラップ率に基づいて、衝突回避制御の作動タイミングを設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。

従来、自車前方の物体と自車両との横方向での重なり率を算出し、この重なり率に基づいて、物体と自車両との衝突回避制御の作動タイミングを設定する車両制御装置が知られている。重なり率は、自車前方に位置する物体と自車両との衝突の危険性を判定するための指標値である。例えば、車両制御装置は、自車前方を撮像した撮像画像に基づいて、物体の横方向の大きさを示す物体幅を算出する。そして、自車前方に仮想的に設定された判定幅に重なる物体幅の横方向の長さに基づいて、重なり率を算出する。

特許文献１には、自車両を所定駐車位置へ駐車する場合や、所定駐車位置から発進させる場合に、自車周囲の駐車車両と自車両との重なり率を変更する装置が開示されている。

特開２０１６−１２０９１４号公報

ところで、物体幅を撮像画像から検出する場合、物体の形状を誤認識することで物体幅を大きめに算出してしまう場合があった。例えば、車両制御装置が物体幅を大きめに算出してしまうと重なり率が増加し、衝突回避制御の作動タイミングが変更される場合がある。衝突回避制御の作動タイミングが変更されることで、衝突回避制御の不要作動の要因となるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、物体に対する衝突回避制御を適正なタイミングで実施することができる車両制御装置、及び車両制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では、自車前方の物体との衝突を回避するための衝突回避制御を実施する車両制御装置であって、少なくとも、自車前方を画像センサにより撮像した撮像画像に基づいて、前記物体の位置を認識する物体認識部と、前記位置が認識された物体と自車両との衝突可能性を判定する衝突判定部と、前記物体と自車両とが衝突する可能性があると判定された場合に、前記撮像画像に基づいて、物体の横方向での大きさを示す物体幅を算出する横幅算出部と、自車両の前方に仮想的に設定された判定範囲と算出された前記物体幅との横方向での重なり量の割合を示す重なり率を算出する重なり率算出部と、算出された前記重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定するタイミング設定部と、を備え、前記タイミング設定部は、前記重なり率が所定閾値よりも小さい場合に、前記重なり率が前記所定閾値よりも大きい場合と比べて前記物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更し、変更後の前記物体幅と前記判定範囲とで算出した新たな重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定する。

重なり率が所定閾値より小さい場合、重なり率が所定閾値よりも大きい場合と比べて、判定範囲に重なる物体幅が小さく、物体幅の誤差が占める割合が大きくなる。この点、上記構成では、重なり率が所定閾値よりも小さい場合に、重なり率が所定閾値よりも大きい場合と比べて物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更する。そして、変更された物体幅と判定範囲との新たな重なり率を算出し、算出した新たな重なり率に基づいて、物体との衝突を回避するための衝突回避制御の作動タイミングを設定することとした。この場合、物体幅の誤差の影響を受けやすい重なり率と、誤差の影響を受けにくい重なり率とを閾値により区別し、閾値以下の重なり率では物体幅を小さくする。また、物体幅の誤差の影響を受けにくい閾値以上の重なり率では、物体幅を変更しないことで、この重なり率に応じた作動タイミングの設定を優先する。このため、衝突回避制御の作動タイミングに対する物体幅の誤差の影響を抑制でき、衝突回避制御を適正なタイミングで実施することができる。

車両制御装置の構成図。 物体の同一判定を説明する図。 ラップ率を説明する図。 一例として物体幅の誤差が生じる状況を説明する図。 ＥＣＵより実施される物体の車両制御方法を説明する図。 横軸をラップ率として、縦軸を補正係数としたグラフ。 物体幅の縮小を説明する図。 物体幅の縮小を説明する図。 第２実施形態にかかる補正係数を説明するグラフ。 第２実施形態において、図６のステップＳ１６の処理を説明するフローチャート。 インデックス加算値を説明するグラフ。 第３実施形態において、ＥＣＵが実施する処理を説明するフローチャート。 自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下を説明する図。 自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下を説明する図。 第４実施形態において、横軸をラップ率とし縦軸を補正係数としたグラフ。

以下、車両制御装置、及び車両制御方法の実施の形態を、図面を使用して説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に示す、システム１００は、車両に搭載されており、車両前方に位置する物体を検出する。そして、物体と車両とが衝突するおそれがある場合、自車両と物体との衝突の回避動作、又は衝突の緩和動作を実施する。本実施形態では、システム１００は、各種センサ３０と、車両制御装置として機能するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、運転支援装置４０と、を備えている。

各種センサ３０は、ＥＣＵ２０に接続されており、物体に対する検出結果をこのＥＣＵ２０に出力する。図１では、各種センサ３０は、電磁波センサ３１と、撮像画像を取得する画像センサ３２と、自車両の横方向での動きを検出するヨーレートセンサ３３と、を備えている。検出対象となる物体の内、電磁波センサ３１を用いて検出されるものと画像センサ３２を用いて検出されるものとを区別する場合、電磁波センサ３１により検出される物体を電磁波物標と記載し、撮像画像により検出される物体を画像物標と記載する。

電磁波センサ３１は、ミリ波やレーダ等の指向性のある送信波を送信し、この送信波に応じて電磁波物標から反射される反射波により物体の位置や自車両を基準とする相対速度を検出する。

画像センサ３２は、撮像方向を自車前方にむけるように、自車両ＣＳの前側に配置されている。画像センサ３２は、自車正面を撮像した撮像画像を取得し、この撮像画像を所定周期でＥＣＵ２０に出力する。画像センサ３２は、ＣＣＤ（Charge coupled device）等の撮像素子を解像度に応じた数だけ縦横に配置して構成されている。この画像センサ３２により取得される撮像画像は、画像センサ３２の解像度に応じた画素により形成されている。本実施形態では、画像センサ３２は、単眼カメラとして説明を行うが、ステレオカメラを用いるものであってもよい。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた周知のコンピュータとして構成されている。そして、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、自車前方の物体の位置の認識や、認識された物体との衝突を回避するための衝突回避制御の実施を行うための各機能を実現する。

次に、ＥＣＵ２０が実施する各機能の内、衝突回避制御に関係する機能を説明する。

ＥＣＵ２０は、電磁波センサ３１により検出された自車前方の物体の第１位置、及び画像センサ３２により撮像した撮像画像から検出された物体の第２位置を取得する。図２に示すように、ＥＣＵ２０は、第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２を、自車両の横方向をＸ軸方向、画像センサ３２の撮像軸の延びる方向をＹ軸方向とするＸＹ平面上の位置として取得する。なお、図２のＸＹ平面は、自車両ＣＳの先端位置の内、電磁波センサ３１が設けられた位置を基準点Ｐｏとして設定されている。

第１位置Ｐ１は、自車両から物体までの第１距離ｒ１と、自車両を中心とする第１方位θ１とを含んでいる。第１距離ｒ１は、自車両から物体までの直線距離として取得される。また、第１方位θ１は、Ｙ軸を基準軸とする物体までの角度を示している。

第２位置Ｐ２は、自車両から物体までの第２距離ｒ２と、自車両を中心とする第２方位θ２とを含んでいる。第２距離ｒ２は、自車両から物体までの直線距離として取得される。また、第２方位θ２は、Ｙ軸を基準軸とする物体までの角度を示している。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、予め登録されている辞書を用いたテンプレートマッチング処理により撮像画像から物体を認識する。辞書には、物体の全体を対象とし、物体の種類ごとに用意されている。そして、撮像画像内で認識された物体の下端の位置から撮像画像の下端までの長さと、撮像画像内において予め算出されている消失点（Focus of Expansion; FOE）から撮像画像の下端までの長さとの比に基づいて、物体の第２位置を算出する。

物体認識部２１は、取得した第１位置及び第２位置に基づいて、物体が同一物体であるか否かを判定する。本実施形態では、物体認識部２１は、第１位置に基づいて設定された電磁波探索領域Ｒｒと、第２位置に基づいて設定された画像探索領域Ｒｉとの間に重なる領域ＯＬが存在する場合に、電磁波物標と画像物標とを同一の物体として判定する。

図２に示すように、電磁波探索領域Ｒｒは、第１位置Ｐ１を基準として、距離方向及び方位方向のそれぞれについて、電磁波センサ３１の特性に基づき予め設定されている想定誤差分の幅を持たせた領域である。例えば、物体認識部２１は、第１位置Ｐ１（ｒ１，θ１）から、距離方向の想定誤差、及び方位方向の角度の想定誤差分だけ広がる領域を、電磁波探索領域として設定する。

画像探索領域Ｒｉは、第２位置Ｐ２を基準として、距離方向及び方位方向のそれぞれについて、画像センサ３２の特性に基づき予め設定されている想定誤差分の幅を持たせた領域である。例えば、図２では、物体認識部２１は、第２位置Ｐ２（ｒ２，θ２）から、距離方向の想定誤差、及び方位方向の角度の想定誤差分だけ広がる領域を、画像探索領域Ｒｉとして設定する。

衝突判定部２２は、物体認識部２１により位置が認識された物体と自車両との衝突可能性を判定する。衝突判定部２２は、物体認識部２１により同一物体として認識された物体の融合位置に基づいて、物体が自車両に衝突するか否かを判定する。本実施形態では、衝突判定部２２は、第１位置の内、精度の高い第１距離と、第２位置の内、精度の高い第２方位とを組み合わせることで融合位置を算出する。衝突判定部２２は、時系列の異なる複数の融合位置により物体の移動軌跡を算出する。そして、この移動軌跡を自車両に向けて延長した線分が自車両の前面に交わる場合、物体と自車両とが衝突する可能性があると判定する。

横幅算出部２３は、衝突判定部２２が物体と自車両とが衝突する可能性があると判定した場合、撮像画像から物体の横方向での大きさを示す物体幅を算出する。本実施形態では、横幅算出部２３は、撮像画像から、物体のエッジ点を検出し、このエッジ点に基づいて物体の輪郭を認識する。例えば、横幅算出部２３は、周知のテンプレートマッチングを用いてエッジ点から物体の輪郭を抽出する。そして、ＥＣＵ２０は、認識した物体の輪郭の内、左端位置と右端位置とにより物体の横方向での大きさを示す物体幅Ｗを算出する。

なお、画像センサ３２が第２位置として物体のＸ軸方向での左端部と右端部との方位角度の差を示す幅角度をＥＣＵ２０に出力する場合、ＥＣＵ２０は以下のように物体幅を算出するものであってもよい。この場合、ＥＣＵ２０は画像センサ３２から取得した幅角度と、自車両と物体との距離とを用いて物体幅を算出する。自車両と物体との距離は、精度の高い第１距離を用いることができる。

重なり率算出部２４は、算出された物体幅と、自車両の前方に仮想的に設定された判定範囲との横方向での重なり率をラップ率として算出する。図３に示すように、ラップ率は、物体幅Ｗと判定範囲Ｗｃｄとが横方向において重なる長さの割合を示す。また、判定範囲Ｗｃｄは、自車両ＣＳの前方に仮想的に設定され、横方向に所定長さだけ延びた領域である。本実施形態では、判定範囲Ｗｃｄとして自車両の前面における横幅を設定している。ＥＣＵ２０は、物体幅Ｗの内、判定範囲Ｗｃｄと重なる長さを用いてラップ率ＲＲを算出する。

本実施形態では、重なり率算出部２４は、下記式（１）を用いて重なり率を算出する。
ＲＲ＝Ｗｏｒ／Ｗｃｄ … （１）
ここで、Ｗｏｒは、物体の横方向での中心位置を基準として物体幅の位置を設定した場合に、Ｘ軸方向において判定範囲Ｗｃｄと重なる長さを示している。

例えば、図３に示すように、自車両ＣＳの前方に先行車両ＰＶがある状況で、自車両ＣＳの車幅（判定範囲）と先行車両ＰＶの物体幅とがオーバーラップしている場合には、そのラップ率ＲＲに応じて衝突の危険性が変化する。すなわち、図３では、自車両ＣＳと先行車両ＰＶとのラップ率ＲＲが小さくなるほど（紙面左側となるほど）、衝突の危険性が低下する。一方、自車両ＣＳと先行車両ＰＶとのラップ率ＲＲが大きくなるほど、衝突の危険性が増加する。

タイミング設定部２５は、重なり率算出部２４により算出されたラップ率に基づいて、衝突回避制御の作動タイミングを設定する。本実施形態では、ラップ率に応じて作動閾値を設定し、この作動閾値より、衝突回避制御の作動タイミングを設定する。具体的には、ラップ率が小さく衝突の危険性が低くなるほど運転者の回避操作のタイミングに急を要しないため、ラップ率が小さい程、作動閾値が大きく設定されている。一方、ラップ率が大きく衝突の危険性が高くなるほど運転者の回避操作のタイミングに急を要するため、ラップ率が大きい程、作動閾値が小さく設定されている。

制御部２６は、自車前方の物体との衝突を回避するための衝突回避制御を実施する。制御部２６は、タイミング設定部２５により設定された作動閾値と衝突余裕時間（Time to Collision）を比較し、ＴＴＣが作動閾値よりも大きい場合、衝突回避制御を実施する。ＴＴＣとは、このままの自車速度で走行した場合に、何秒後に物体に衝突するかを示す評価値である。

運転支援装置４０は、ドライバに対して警報音を発する警報装置や、自車両の車速を減速させるブレーキ装置であり、物体が自車両に衝突する可能性がある場合に、物体との衝突を回避するための各種動作を行う。運転支援装置４０がブレーキ装置であれば、ＴＴＣが作動閾値よりも短い場合に、自動ブレーキを作動させる。また、運転支援装置４０が警報装置であれば、ＴＴＣが作動閾値よりも短い場合に、警報音を発する。

ところで、自車前方の物体から検出された物体幅に誤差が生じている場合、ＥＣＵ２０が算出するラップ率が変化することとなる。図４では、走路上に自車両ＣＳと先行車両ＰＶとが存在しており、自車両ＣＳの進行方向に対して先行車両ＰＶの姿勢がＸ軸方向に傾いた状態が示されている。先行車両ＰＶの背面のＸ軸方向での大きさを物体幅Ｗとして算出する場合、ＥＣＵ２０は、先行車両の向きが自車両の進行方向から所定角度だけ傾くことで物体幅を真値と比べて大きく算出してしまう場合がある。

図４の例では、ＥＣＵ２０が、撮像画像から先行車両ＰＶの側面の一部を含む領域を物体幅Ｗ２として算出することで、物体幅Ｗ２が先行車両ＰＶの実際の物体幅Ｗ１よりも大きくなっている。例えば、先行車両の側面において、エッジ点を形成する特徴的な模様や形状等が存在することで、ＥＣＵ２０は側面を含む領域を物体幅Ｗとして誤検出する場合がある。これ以外にも、ブレーキ灯の点灯時において、ブレーキ灯の周囲で膨張する光を含む領域を物体の背面としてＥＣＵ２０が認識する場合、ＥＣＵ２０は、物体幅を実際の先行車両の背面の長さよりも大きく算出する場合がある。

物体幅Ｗが大きく検出されることで、ラップ率が増加し、衝突回避制御の作動タイミングの設定に影響を与える場合がある。例えば、作動閾値が変更されることで、実際には自車両に衝突する危険が低い物体に対して、衝突回避制御の作動タイミングを早めてしまうおそれがある。その結果、衝突回避制御の不要作動の要因となる場合がある。そこで、本実施形態では、タイミング設定部２５は、物体幅が所定閾値よりも小さい場合に、物体幅が所定閾値よりも大きい場合と比べて物体幅を小さくすることで、衝突判定における物体幅の誤差の影響を低減し、衝突回避制御の作動タイミングを適正に設定できるようにしている。

次に、ＥＣＵ２０より実施される物体の車両制御方法を、図５を用いて説明する。図５に示す処理は、ＥＣＵ２０により所定周期で実施される。また、この例では、自車前方に位置する先行車両を検出対象とする例を説明する。

ステップＳ１１では、物体の同一判定を行う。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、第１位置に応じて設定された画像探索範囲と、第２位置に応じて設定された電磁波探索範囲とに重なる領域が存在する場合に、画像物標と電磁波物標とを同一物体と判定する。ステップＳ１１が物体認識工程として機能する。

物体が同一と判定された場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。一方、物体が同一と判定されない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、図５の処理を一旦終了する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１で実施した同一判定の継続回数をカウントする。
同一判定の継続回数は、ステップＳ１１により、画像物標と電磁波物標とを同一物体と判定した回数を示している。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、前回同一と判定した画像物標と、今回同一と判定した画像物標との撮像画像上での類似度を用いて、同一の物体に対して同一判定を継続しているか否かを判定する。

ステップＳ１３では、物体と自車両との衝突可能性を判定する。衝突可能性がないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、図５の処理を一旦終了する。一方、衝突する可能性があると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１３が衝突判定工程として機能する。

ステップＳ１４では、撮像画像に含まれる先行車両から物体幅を算出する。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、先行車両の背面を認識する辞書を用いて先行車両のＸ軸方向での大きさを示す物体幅を算出する。ステップＳ１４が横幅算出工程として機能する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で算出した物体幅を用いてラップ率を算出する。ＥＣＵ２０は、上記式（１）を用いてラップ率を算出する。ステップＳ１５が重なり率算出工程として機能する。

ステップＳ１６では、物体幅を元の物体幅から変更するための補正係数Ｃｏを算出する。図６は、横軸をラップ率ＲＲとして、縦軸を補正係数Ｃｏとしたグラフである。本実施形態では、補正係数Ｃｏは、元の物体幅からの縮小倍率を示す０以上１以下の値として規定されている。また、補正係数Ｃｏは、ラップ率が閾値Ｔｈ１よりも小さい範囲において、ラップ率が減少する程、元の物体幅に対する縮小倍率が小さくなるようその値が規定されている。また、閾値Ｔｈ１よりも大きい範囲では、ラップ率が増加しても値が一定となるよう規定されている。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、図６に示すラップ率ＲＲと補正係数Ｃｏとの関係性を規定したマップを記録しており、このマップを参照することで補正係数Ｃｏを算出する。

閾値Ｔｈ１は、物体幅の誤差が生じた場合に、ラップ率がばらつくことで作動閾値の設定に影響を与える可能性が高いラップ率の値に基づいて設定されている。本実施形態では、先行車両と自車両とがＸ軸方向でぶつからない位置関係にある場合に、物体幅が大きく算出されてしまうことで衝突回避制御の不要作動が生じる可能性のある物体幅に基づいて閾値Ｔｈ１を設定している。言い換えれば、先行車両における自車両側の側面のＸ軸方向での位置と、自車両における先行車両側の側面のＸ軸方向での位置とが一致する場合に、先行車両の物体幅が真値と比べて大きく算出されることで衝突回避制御の不要作動が生じる可能性がある場合のラップ率に基づいて閾値Ｔｈ１を設定している。一例として、閾値Ｔｈ１として、０％以上、２０％以下のラップ率を用いている。

また、同一判定してまもない期間では、ＥＣＵ２０の同一判定の信頼度が低く、物体幅の誤差が大きくなるおそれがある。そのため、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１２で取得した同一判定の継続回数Ｎが増加するに従い、元の物体幅からの縮小倍率が大きくなるよう補正係数Ｃｏを算出する。図６では、ラップ率が閾値Ｔｈ１以上となる場合でも、同一判定の継続回数Ｎが少なく程、変更後の物体幅が元の物体幅よりも小さくなるよう補正係数Ｃｏが規定されている。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６で算出した補正係数を用いて物体幅を変更する。ＥＣＵ２０は、下記式（２）を用いて、物体幅を変更する。
Ｗａｄ＝ＷＯ×Ａｄ … （２）
なお、ＷＯは、ステップＳ１４で算出した元の物体幅である。Ｗａｄは、補正後の物体幅を示す。Ａｄは、補正係数を示す。

図７は、変更前の物体幅を示し、図８は、変更後の物体幅を示している。なお、図７，図８では、説明を容易にするため、物体幅の変更対象となるラップ率を実際のものと比べて大きく示している。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１６で算出された補正係数に応じて先行車両の物体幅をＸ軸方向での中心位置Ｍを基準として左右それぞれに均等に縮小している。無論、これ以外にも、ＥＣＵ２０は、自車両に近い側の物体幅のみを縮小するものであってもよい。

ステップＳ１８では、補正後の物体幅を用いて、ラップ率を算出する。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１７における変更後の物体幅Ｗａｄと、判定範囲とを用いて上記式（１）によりラップ率ＲＲを算出する。本実施形態では、まず、ＥＣＵ２０は、変更後の物体幅Ｗａｄを、先行車両の中心位置を基準として左右に延びる横幅範囲として設定する。そして、物体幅Ｗａｄを用いて設定された横幅範囲の内、Ｘ軸方向において判定範囲の左端位置と右端位置とに含まれる長さを重なる長さＷｏｒとして算出する。また、ＥＣＵ２０は、先行車両の横方向（Ｘ軸方向）での中心位置を、ステップＳ１１の同一判定に応じて算出された融合位置により算出する。

ステップＳ１９では、ステップＳ１８で算出したラップ率を用いて作動閾値を算出する。作動閾値は、ラップ率が小さくなる程、衝突回避制御の作動タイミングが遅くなるようその値が設定されている。ステップＳ１６〜Ｓ１９がタイミング設定工程として機能する。

ステップＳ２０では、ステップＳ１９で算出した作動閾値を用いて、衝突回避制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ２０は、先行車両に対するＴＴＣを算出し、この衝突余裕時間を作動閾値と比較する。そして、ＴＴＣが作動閾値よりも小さい場合、運転支援装置４０に自動ブレーキを実施させる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

ＥＣＵ２０は、ラップ率が作動閾値よりも小さい場合に、ラップ率が作動閾値よりも大きい場合と比べて物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更する。そして、変更された物体幅と判定範囲との新たな重なり率を算出し、算出した新たな重なり率に基づいて、物体との衝突を回避するための自車両に対する衝突回避制御の作動タイミングを設定することとした。この場合、物体幅の誤差の影響を受け易いラップ率と誤差の影響を受けにくいラップ率とを閾値により区別し、閾値以下のラップでは物体幅を小さくする。また、物体幅の誤差の影響を受けにくい閾値以上のラップ率では、物体幅を変更しないことで、元のラップ率に応じた作動タイミングの設定を優先する。このため、衝突回避制御の作動タイミングに対する物体幅の誤差の影響を抑制することで、衝突回避制御を適正なタイミングで実施することができる。

自車前方の物体を同一物体として判定したことを条件に、この物体との衝突判定を行う場合、同一判定してまもない期間では、物体の同一判定の信頼度が低く、物体幅の誤差が大きくなる場合がある。この点、ＥＣＵ２０は、同一判定の継続回数が増加する程、物体幅の縮小倍率を大きくする、こととした。この場合、同一判定の信頼度が低い期間においては、物体幅を小さめに算出することで、誤判定時の物体に対する不要作動を防止することができる。一方、同一判定の信頼度が高い期間においては、物体幅の縮小倍率を大きくすることで、ラップ率の算出精度を優先させることができ、衝突判定の判定精度を高めることができる。

ＥＣＵ２０は、同一判定の継続回数が増加しても、算出したラップ率が閾値Ｔｈ１以下の場合は、変更後の物体幅が元の物体幅よりも大きくならないように縮小倍率を変更する。この場合、継続回数の増加に応じて、物体幅が元の物体幅よりも大きくなるのを防止することができ、ラップ率を適正に算出することができる。

（第２実施形態）
この第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。この第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、同一判定の継続回数の増加に応じた元の物体幅からの縮小倍率の増加速度をラップ率が小さい程遅くする。

まずは、第２実施形態にかかる補正係数Ｃｏを、図９を用いて説明する。図９は、横軸を幅係数インデックスＩｎ＿ｗとして、縦軸を補正係数Ｃｏとしたグラフを示している。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、図９に示す幅係数インデックスＩｎ＿ｗと補正係数Ｃｏとの関係性を規定したマップを記録しており、ラップ率に応じて幅係数インデックスＩｎ＿ｗを変更させることでマップ上の補正係数Ｃｏを算出する。

幅係数インデックスＩｎ＿ｗは、補正係数Ｃｏの参照位置を決定するための値であり、同一判定の継続回数の増加に応じて増加する値である。そのため、継続回数が増加するに従い、幅係数インデックスＩｎ＿ｗが増加し、算出される補正係数Ｃｏが大きくなる。

補正係数Ｃｏは、幅係数インデックスＩｎ＿ｗが閾値Ｔｈ２よりも小さい範囲において、元の物体幅からの縮小倍率が小さくようその値が規定されている。また、補正係数Ｃｏは、閾値Ｔｈ２よりも大きい範囲では、幅係数インデックスＩｎ＿ｗが増加しても値が一定となるよう規定されている。

図１０は、第２実施形態において、図６のステップＳ１６の処理を説明するフローチャートである。この実施形態においても、同一判定の継続回数が増加する毎に物体幅を変更する例を説明する。

まず、ステップＳ３１では、ラップ率に応じてインデックス加算値を算出する。インデックス加算値は、継続回数の増加に応じた幅係数インデックスの増加分を示す値である。そのため、インデックス加算値が小さい程、幅係数インデックスの増加分が少なくなり、補正係数の増加速度が遅くなる。また、インデックス加算値が大きくなる程、幅係数インデックスの増加分が多くなり、補正係数の増加速度が速くなる。

図１１は、横軸をラップ率ＲＲとし、縦軸をインデックス加算値Ａｄｄとするグラフである。図１１に示すインデックス加算値Ａｄｄは、ラップ率ＲＲが小さい程小さな値となるよう規定されている。言い換えれば、ラップ率ＲＲが小さい程、物体幅の縮小倍率を示す補正係数Ｃｏの増加速度が遅くなる。また、ラップ率ＲＲが０からＲ１までの範囲では、値が一定であり、Ｒ１からＲ２までの範囲ではラップ率ＲＲの増加に応じて値が単調増加する。そして、ラップ率ＲＲがＲ２以上の範囲では、値が一定値となっている。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１で算出したインデックス加算値Ａｄｄを用いて幅係数インデックスＩｎ＿ｗを算出する。ＥＣＵ２０は、下記式（３）を用いて、幅係数インデックスＩｎ＿ｗを算出する。
Ｉｎ＿ｗ（ｉ）＝Ｉｎ＿ｗ（ｉ−１）＋Ａｄｄ … （３）
ここで、ｉは、物体の同一判定の継続回数を示し、１以上の整数である。また、Ｉｎ＿ｗ（ｉ）は、同一判定がｉ回継続された場合に算出される幅係数インデックスを示す。

そのため、図９に示すように、ｎ−１番目の幅係数インデックスＩｎ＿ｗ（ｎ−１）の位置から、ｎ番目の幅係数インデックスＩｎ＿ｗ（ｎ）までの増加分Δｗはラップ率に応じて算出されたインデックス加算値Ａｄｄとなる。ここで、補正係数Ｃｏの増加速度は、前回のインデックス加算値から今回のインデックス加算値までの幅により規定されるため、ラップ率に応じて、補正係数Ｃｏの増加速度が決定されることとなる。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２で算出した幅係数インデックスに対応する補正値を算出する。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ステップＳ３２で算出した幅係数インデックスに対応する補正係数を図９に示すマップを用いて算出する。

ステップＳ３３の処理が終了すると、図５のステップＳ１７では、算出した補正係数を用いて、物体幅Ｗを補正する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

ＥＣＵ２０は、同一判定の継続回数の増加に応じた元の物体幅からの縮小倍率の増加分をラップ率に基づいて算出するものであり、縮小倍率の増加速度をラップ率が小さい程遅くする。この場合、ラップ率が小さい場合は、継続回数の増加に応じた補正係数の増加速度をラップ率が大きい場合と比べて遅くすることで、物体幅の誤差の影響を低減することができる。また、補正係数を算出するための１つのマップにより、継続回数の増加に応じた補正係数を算出することができるため、ＥＣＵ２０が必要とするメモリ容量を低減することができる。

（第３実施形態）
この第３実施形態では、第２実施形態と異なる構成を中心に説明する。この第３実施形態では、自車両から先行車両までの横方向（車幅方向）での距離が大きくなる状況下であると判定した場合に、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定しない場合と比べて物体幅を小さくする。ここで、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下とは、先行車両が自車両から横方向に遠ざかる場合や、自車両が先行車両から横方向に遠ざかる場合のいずれをも含んでいる。

図１２は、第３実施形態において、ＥＣＵ２０が実施する処理を説明するフローチャートである。ＥＣＵ２０は、図１２に示す処理を所定周期で実施する。

ステップＳ４１では、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であるか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、ヨーレートセンサ３３からの出力に応じた自車両の横方向での位置の変化の検出と、撮像画像上での先行車両の位置の変化の検出とを組み合わせることで、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であるか否かを判定する。ステップＳ４１が状況判定部として機能する。

例えば、ＥＣＵ２０は、ヨーレートセンサ３３の出力により自車両が直進していると判定でき、かつ先行車両のウィンカーの点灯を検出した場合、図１３に示すように、近い将来において先行車両が右左折することで、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定する。また、ＥＣＵ２０は、ヨーレートセンサ３３の出力により、自車両が横方向に旋回していると判定でき、かつ、撮像画像上での先行車両の位置が横方向に変化している場合、図１４に示すように、自車両が右左折することで、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定する。

なお、先行車両が停止していると判定し、かつ、区画線の曲率変化が大きいと判定した場合、自車両がカーブ路を走行中であるとして、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定するものであってもよい。

自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ステップＳ４３では、幅係数インデックスを現在の値よりも小さくする。そのため、継続回数の増加に応じた補正係数の増加速度が、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定しない場合と比べて遅くなる。その結果、補正係数が小さい値に維持されやすくなり、物体幅が大きくなりにくくなる。

一方、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定されない場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、図１２に示す処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下では、先行車両と自車両とが同一方向に移動している場合と比べて、衝突の可能性が低くなる。この点、上記構成では、ＥＣＵ２０は、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定した場合に、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定しない場合と比べて物体幅を小さくする、こととした。この場合、先行車両と自車両とが衝突する可能性が低い場合は物体幅を小さくすることで、衝突回避制御の作動タイミングを遅くし、衝突回避制御の不要作動を抑制することができる。

（第４実施形態）
この第４実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる構成を中心に説明する。

この第４実施形態では、ＥＣＵ２０は、ラップ率が所定閾値Ｔｈ１よりも小さい場合に、物体幅を同じ縮小倍率で小さくする。図１５は、第４実施形態において、横軸をラップ率ＲＲとし縦軸を補正係数Ｃｏとしたグラフである。補正係数Ｃｏは、ラップ率が閾値Ｔｈ１よりも小さい範囲において、元の物体幅からの縮小倍率が同じ値となるようその値が規定されている。

そのため、図５のステップＳ１６では、ＥＣＵ２０は、図１５に示すマップを参照することで、補正係数Ｃｏを算出する。

（その他の実施形態）
・車両制御装置は、画像センサ３２の検出結果を用いて、物体と自車両との衝突を判定するものであってもよい。この場合、車両制御装置は、画像センサ３２のみを備える構成となる。

・第３実施形態において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ４１において、周知のオプティカルフローを用いて、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であるか否かを判定してもよい。オプティカルフローは、撮像画像において、先行車両に対応する画素のベクトル場を示している。横方向での相対位置の変化は、先行車両のオプティカルフローにおいて、横方向において自車両と反対側に延びるベクトルの大きさとして算出される。そのため、ＥＣＵ２０は、このベクトルの大きさを閾値と比較することで、自車両から先行車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であるか否かを判定する。

・物体が同一であるか否かの判定方法として、以下のものを採用するものであってもよい。第１位置に基づいて、電磁波物標が自車両と衝突するまでの余裕時間としてＴＴＣを算出し、かつ第２位置に基づいて、画像物標が自車両と衝突するまでの余裕時間を算出する。そして、図５のステップＳ１１において、算出された各ＴＴＣの差が閾値以下である場合に、電磁波物標と画像物標とを同一物体として判定する。また、ステップＳ１１において、各ＴＴＣの差が閾値以下であることと、電磁波探索範囲と画像探索範囲との間に重なる範囲が存在することの両条件を、物体が同一であることの判定条件とするものであってもよい。

同一判定の継続回数の増加に応じた補正係数の変更頻度は、継続回数の増加毎以外にも、継続回数の増加が複数回に達した場合に、補正係数を変更するものであってもよい。

・物体幅を算出する物体として、車両に代えて、歩行者や二輪車を対象とするものであってもよい。
・ＥＣＵ２０は、ラップ率に応じて作動閾値を変更することに加えて、ラップ率に応じて衝突回避制御の各動作の強度を変更するものであってもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、ラップ率が減少する程、自動ブレーキの制動力を弱くし、また、警報音の音量を小さくする。

２０…車両制御装置としてのＥＣＵ、２１…物体認識部、２２…衝突判定部、２３…横幅算出部、２４…重なり率算出部、２５…タイミング設定部、３２…画像センサ。

Claims (7)

1. 自車（ＣＳ）前方の物体（ＰＶ）との衝突を回避するための衝突回避制御を実施する車両制御装置（２０）であって、
   少なくとも、自車前方を画像センサ（３２）により撮像した撮像画像に基づいて、前記物体の位置を認識する物体認識部（２１）と、
   前記位置が認識された物体と自車両との衝突可能性を判定する衝突判定部（２２）と、
   前記物体と自車両とが衝突する可能性があると判定された場合に、前記撮像画像に基づいて、物体の横方向での大きさを示す物体幅を算出する横幅算出部（２３）と、
   自車両の前方に仮想的に設定された判定範囲と算出された前記物体幅との横方向での重なり量の割合を示す重なり率を算出する重なり率算出部（２４）と、
   算出された前記重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定するタイミング設定部（２５）と、を備え、
   前記タイミング設定部は、前記重なり率が所定閾値よりも小さい場合に、前記重なり率が前記所定閾値よりも大きい場合と比べて前記物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更し、変更後の前記物体幅と前記判定範囲とで算出した新たな重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定する、車両制御装置。
2. 前記タイミング設定部は、前記重なり率が所定閾値よりも小さい場合において、算出された前記重なり率が小さい程、前記物体幅を小さくする、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記物体認識部は、自車前方を画像センサにより撮像した撮像画像に基づいて検出した物体の位置と、電磁波センサ（３１）により検出された前記物体の位置とを用いて前記物体が同一物体であるか否かを判定し、判定結果に基づいて前記物体の位置を認識するものであって、
   前記タイミング設定部は、前記物体の同一判定の継続回数が増加するに従い、前記物体幅を変更する際の元の物体幅に対する縮小倍率を変更するものであって、
   前記同一判定の継続回数が増加する程、前記縮小倍率を大きくする、請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記タイミング設定部は、前記同一判定の継続回数が増加しても、算出された前記重なり率が前記閾値以下の場合は、変更後の前記物体幅が前記元の物体幅よりも大きくならないように前記縮小倍率を変更する、請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記タイミング設定部は、前記継続回数の増加に応じた前記元の物体幅からの縮小倍率の増加速度を前記重なり率に基づいて算出するものであり、
   前記重なり率が小さい程、前記縮小倍率の増加速度が遅くなるよう前記縮小倍率の増加分を算出する、請求項３又は請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記物体から自車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であるか否かを判定する状況判定部を備え、
   前記タイミング設定部は、前記物体から自車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定された場合に、前記物体から自車両までの横方向での距離が大きくなる状況下であると判定されない場合と比べて前記物体幅を小さくする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
7. 自車前方の物体との衝突を回避するための衝突回避制御を実施する車両制御方法であって、
   少なくとも、自車前方を画像センサにより撮像した撮像画像に基づいて、前記物体の位置を認識する物体認識工程と、
   前記位置が認識された物体と自車両との衝突可能性を判定する衝突判定工程と、
   前記物体と自車両とが衝突する可能性があると判定された場合に、前記撮像画像に基づいて、物体の横方向での大きさを示す物体幅を算出する横幅算出工程と、
   自車両の前方に仮想的に設定された判定範囲と算出された前記物体幅との横方向での重なり量の割合を示す重なり率を算出する重なり率算出工程と、
   算出された前記重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定するタイミング設定工程と、を備え、
   前記タイミング設定工程では、前記重なり率が所定閾値よりも小さい場合に、前記重なり率が前記所定閾値よりも大きい場合と比べて前記物体幅が小さくなるよう当該物体幅を変更し、変更後の前記物体幅と前記判定範囲とで算出した新たな重なり率に基づいて、前記衝突回避制御の作動タイミングを設定する、車両制御方法。

Images