JP2018521401A - 車両用の衝突までの時間の改善された計算 - Google Patents

車両用の衝突までの時間の改善された計算 Download PDF

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Abstract

前方を走行中の車両が、停止に至るまでは制動せず、ある一定の期間速度を低下させただけであろうと想定することにより改善されたＴＴＣを算出することができる。停止に至るまでの制動用のＴＣＣと改善されたＴＣＣの差を考慮することにより、前方を走行中の車両の更なる想定挙動に関する仮定が実現するかもしれない確率値を下げることができる。

Description

本発明は、前方を走行中の車両との衝突タイミングを計算する装置、並びに、方法に関する。
緊急ブレーキ・アシスタントやアダプティブな速度調整（ＡＣＣ）など様々なドライバー・アシスタント・システムが、各々の機能の制御に、障害物との衝突までの時間（ＴＴＣ， ｔｉｍｅ ｔｏ ｃｏｌｌｉｓｏｎ）を採用している。
ＴＴＣの計算に必要な値の割り出しは、例えば、レーダーやライダー・センサー、或いは、カメラセンサー・ユニット、及び／或いは、車両周辺部の情報を提供する無線ベースのＣ２Ｘセンサー類など周辺把握センサー類によって実施される。この情報は、例えば、他の車両乃至外部のインフラストラクチャー（交通標識、ビーコン、サーバーなど）から送られてくる。
特許文献１からは、例えば、衝突回避・警告システムが既知であるが、これは、対象車両とのＴＴＣを、二台の車両の速度、加速、並びに、それらの間隔から割り出すものである。
米国特許第８５２７１７２号明細書
よって、本発明の課題は、ＴＴＣの算出を改善することにある。
この課題は、独立請求項に係る方法と装置によって解決される。更なる、好ましい形態は、従属請求項の対象である。
本発明によれば、前方を走行中の車両との第一衝突時点が、以下のステップによって割り出される：前方を走行中の車両までの間隔の割り出し、前方を走行中の車両に対する自車両の相対速度の割り出し、前方を走行中の車両の減速の割り出し、前方を走行中の車両の減速の継続時間の推定；並びに、相対速度、間隔、減速、並びに、推定した減速の継続時間を基にした前方を走行中の車両との第一衝突時点の割り出し。
この際、該減速は、前方を走行中の車両が停止に至るまでは持続されないと仮定することが好ましい。なぜなら、前方を走行中の車両は、例えば、右左折する際、ある一定の継続時間だけ減速し、その後、該車両の走行レーンから出て行く。また、制限速度がより低速に制限された際も、要求されている速度値まで減速したいだけであるため、前方を走行中の車両は、似たような挙動を取る。
前方を走行中の車両がブレーキをかけた時点においては、これら右左折や減速は、前方を走行中の車両に対してそれぞれ憶測し仮定した挙動である。これらの想定し得る挙動は、前方を走行中の車両が、右左折したいのか、単に減速したいだけなのかを選択するために、実現確率を用いて評価される。該選択が実施された後に、より高い確率で仮定され得る前方を走行中の車両の挙動に対する自車両の対応が実施される。
本発明のある他の実施形態においては、想定した減速の継続時間が経過中に、前方を走行中の車両に対する間隔、前方を走行中の車両と自車両間の相対速度、前方を走行中の車両の減速が、改めて割り出され、前方を走行中の車両の減速の新たな継続時間が推定されると共に、相対速度、間隔、減速、並びに、該減速の新たな継続時間から、最新の前方を走行中の車両との衝突時点が、割り出される。
この様にすることには、衝突時点が、間隔や相対速度、減速の最新の値と新たな想定継続時間から割り出されると言う利点がある。更にこの様にすることには、連続的に衝突時点を算出し続けることも可能であると言う利点がある。
尚、前方を走行中の車両のそれぞれの想定挙動毎に、一つの実現確率を推定することが好ましい。
本発明の好ましい形態においては、前方を走行中の車両の自車両に対する間隔と相対速度から、付加的な衝突時点が割り出され、この付加的な衝突時点と第一、乃至、最新の衝突時点から、前方を走行中の車両の想定され得る挙動に対する実現確率を補正するための補正値が計算される。通常、実現確率は、小さくなる。
前方を走行中の車両の想定挙動に対する実現確率は、補正値によって可変であることが好ましい。該補正値は、前方を走行中の車両の想定挙動への対応のシチュエーションに依存した微調整を可能にする。
特に好ましくは、前方を走行中の車両に対して憶測され仮定された挙動への対応は、補正値を用いて、ある特定の閾まで延期される。
既知及び改善されたＴＴＣの間の差が小さい時、該補正値は、特に好ましくは、１に近い値である、即ち、実現確率が、僅かにだけ下げられる。一方、差が大きい場合、補正ファクターは、略０であり、想定挙動用の実現確率が、該補正ファクターによって低減され、該想定挙動は、あまり考慮されなくなる。この様にすることにより、各々の想定挙動への対応を制限する、乃至、阻止することができる。
本発明のある他の好ましい実施形態においては、推定される減速の継続時間は、前方を走行中の車両において推定される速度低下に相関させることができる。好ましくは、該推定される減速の継続時間は、前方を走行中の車両の推定される速度低下と割り出された減速値から算出できる。該推定される速度低下とは、前方を走行中の車両のブレーキをかける前と、後での速度差を示す値である。速度差を、一定な減速を伴う制動の継続時間から得られるように安定して一定な制動として仮定することが特に好ましい。
尚、減速の想定される継続時間は、前方を走行中の車両の減速の度合いや車間に依存することが好ましい。
減速の度合いが大きい場合、減速の継続時間は、短いと考え得る一方、減速の度合いが小さいときは、減速の継続時間が長くなると考え得る。想定した減速の継続時間は、十分に長く、しかし、適度に短く選択できるように、特に好ましくは、車間も考慮される。
本発明のある他の好ましい実施形態においては、該減速は、１０ｍ／ｓ２未満或いは３ｍ／ｓ２よりも大きい。最大減速値までは、前方を走行中の車両の制動は、停止に至る前にやめられると考えることが好ましい。更に、最低減速値を３ｍ／ｓ２とすることにより測定精度に対する公差を考慮できる。
好ましくは、前方を走行中の車両の減速の想定した継続時間は、少なくとも１秒とすることができる。衝突時点の時間枠の間、最新の値を用いて再計算することが理に適っている。
本発明のある他の好ましい実施形態においては、衝突時点、乃至、その補正値を、自車両の対応のために、特にドライバーへの警告メッセージに用いることができる。これにより、自車両は、該憶測され仮定された前方を走行中の車両の挙動に対しては反応しなくても済む様になるため理に適っている。例えば、高い確率で誤認警告になるであろうことから、ドライバーへの警告を出さなくて済む。
好ましくは、自車両の対応、特に、ドライバーへの警告メッセージの出力は、第一乃至最新の衝突時点に依存して或いは補正値分遅延されることができる。実現確率は、改善されたＴＴＣの継続的割り出しによって更新され、警告メッセージは、前方を走行中の車両に対して憶測され仮定された挙動に対する実現確率が十分に大きくなるまで遅延されることが好ましい。更には、一つの対応として自車両の制動も実施されることが可能であり、特に、これにより快適な制動が可能になる。
本発明に係る装置は、前方を走行中の車両との車間と相対速度を捕捉するための捕捉ユニット、前方を走行中の車両の制動を割り出すための割り出し手段、並びに、改善されたＴＴＣを計算するための計算ユニットを包含している。
該捕捉ユニットは、レーダー乃至カメラ手段として構成されることができる。
前方を走行中の車両との車間が異なっている場合の、二つのＴＴＣの推移を例示する図である。 前方を走行中の車両との車間が短い場合の改善されたＴＴＣの推移を示す図である。 前方を走行中の車両との車間が長い場合の改善されたＴＴＣの推移を示す図である。 前方を走行中の車両の制御の度合いと車間に依存した制動の想定継続時間を表す曲線群を示す図である。 前方を走行中の車両の将来的挙動に関して選ばれた想定が実際に起こる確率を適合させるための補正ファクターの推移の例を示す図である。 改善されたＴＣＣを算出するための装置を示す図である。
障害物としての前方を走行中の車両との衝突までの二つのＴＴＣ（ｔｉｍｅ ｔｏ ｃｏｌｌｉｓｏｎ）の典型的推移が、図１に示されている。ｙ座標には、前方を走行中の車両の制動が、プロットされ、ｘ座標は、時間軸である。座標系の起点１において、前方を走行中の車両が認識される。時間軸に対するＴＴＣ・Ａ，Ｂの推移が例示されている。実線Ｂと点棒線Ａは、それぞれ、ＴＴＣを示しているが、検出時点３における前方を走行中の車両までの車間は、ＴＴＣ・Ｂの方がＴＴＣ・Ａよりも大きい。破線７は、検出時点４においてゼロである前方を走行中の車両の減速を示している。時点５において、前方を走行中の車両が突然急激に減速し、その減速６を維持する。前方を走行中の車両に対する相対速度が減少し、それにとも立ってＴＴＣ・Ａ，Ｂ用の値も減少９する。前方を走行中の車両が、減速を維持するため、ＴＴＣ・Ａ，Ｂは、その後の推移において、可及的衝突、乃至、停止１２，１３に至るまで直線１０，１１である。双方のＴＴＣは、平行に推移しているが、ＴＴＣ・Ａにおける衝突は、車間が短いためＴＴＣ・Ｂよりも前に発生する。
図２は、ＴＴＣ・Ｃ０の改善された推移を、既知の、検出時点３における前方を走行中の車両までの車間が短いＴＴＣ・Ａの推移と、衝突１２に至るまで、比較して示している。ｙ座標には、前方を走行中の車両の制動が、プロットされ、ｘ座標は、時間軸である。座標系の起点１において、前方を走行中の車両が認識される。図１同様、破線７は、検出時点４においてゼロである前方を走行中の車両の減速を示している。時点５において、前方を走行中の車両が突然急激に減速し、その減速６を維持する。ここでも、従来の技術との比較のために図１のＴＴＣ・Ａの推移が（点棒線として）示されている。前方を走行中の車両が制動５した直後、相対速度が低下し、ＴＴＣ・ＡとＴＴＣ・Ｃ０の値が下がる９。
前方を走行中の車両との車間が短い場合、改善されたＴＴＣ・Ｃ０の計算と、既知のＴＴＣ・Ａとの差は、僅かである。よって、双方のＴＴＣの推移は、制動５の時点まで同じである。
図３は、ＴＴＣ・Ｃ１の改善された推移を、既知の、検出時点３における前方を走行中の車両までの車間が長いＴＴＣ・Ｂの推移と、衝突１３に至るまで、比較して示している。ｙ座標には、前方を走行中の車両の制動が、プロットされ、ｘ座標は、時間軸である。座標系の起点１において、前方を走行中の車両が認識される。図１と２同様、破線７は、検出時点４においてゼロである前方を走行中の車両の減速を示している。時点５において、前方を走行中の車両が減速し、その減速６を維持する。ここでも、従来の技術との比較のために図１のＴＴＣ・Ｂの推移が（点棒線として）示されている。前方を走行中の車両が制動５した直後、相対速度が低下し、ＴＴＣ・ＢとＴＴＣ・Ｃ１の値が下がる９。
ＴＴＣ・Ｃ１の改善された計算は、前方を走行中の車両との車間が長い場合、前方を走行中の車両の制動９の直後２３、異なっている。改善されたＴＣＣ・Ｃ１は、ＴＴＣ・Ｂと比較して緩やかに下がる。ＴＴＣ・Ｃ１の緩やかになった降下の根拠は、前方を走行中の車両は、制動しているが、該減速は、短期的なものであり、静止に至るまで維持されるものではないであろうと言う推定である。
図４は、これらに基づいて改善されたＴＣＣが計算される曲線群３０に属する二本の曲線が例示されている。相対速度から算出される前方を走行中の車両の速度の変化から、前方を走行中の車両のリアルタイムな制動が、割り出され、前方を走行中の車両の速度低下が推定される。速度低下の度合いに関する推定は、割り出された前方を走行中の車両の減速の度合いと車間を基準としている。該推定的速度低下と割り出された減速から前方を走行中の車両が、該推定的速度低下に達するのに必要な継続時間を算出することができる。算出された減速の継続時間が、該推定的速度低下を基準としているため、この継続時間も推定にすぎない。図４の符号３７は、その時点では、減速されていないゼロ点である。
曲線３１は、車間を２５ｍとした時の、制動の推定された継続時間である。例えば、前方を走行中の車両が、車間が２５ｍの時に、１０ｍ／ｓ分減速すると仮定する。割り出された前方を走行中の車両の減速に応じて、減速の継続時間は、図４の様になる。仮に減速が１０ｍ／ｓ２・３５であったとすると前方を走行中の車両は、推定した値に速度を落とすのに、１ｓ・３３必要とする。減速の推定された継続時間が経過した後、改めて最新の値（制動、車間）が求められ、減速の継続時間、乃至、速度低下の度合いに関する新しい推定が、曲線群３０に従って割り出される。
更なる曲線３９は、車間が１００ｍの時の前方を走行中の車両の減速の推定された継続時間と割り出された減速との相関関係を示している。
車間が短い場合（例えば、曲線３１の場合２５ｍ）、大きな速度低下が推定されるため、穏やかな減速の場合は、長い減速の継続時間が推定される。車間が短いため、長くなるであろうと推定された減速の継続時間では、制動が、静止状態まで維持されるであろうと言う仮定に基づいたＴＴＣ計算をすることになる。よって、ＴＴＣの改善された計算は、車間が短い場合は、減速が、停止に至るまで維持されるものとして実施される既知のＴＴＣ計算と近いものになる。
一方、車間３９が長い場合、僅かな速度低下が推定される為、制動の継続時間は、短いと推定される。前方を走行中の車両までの車間が長いため、推定された制動の継続時間の経過後、改めたＴＴＣの計算が可能である。ここでは、減速の継続時間は、短く、その後は、減速されないと推定されるため、ＴＴＣが、長くなり、対策なしでは短いはずのＴＴＣへの対応が遅延して実行されるようになる。一方、減速が、前方を走行中の車両の停止に至るような場合は、制動時間が非常に長くなると想定され、ＴＴＣが短縮される。
想定された減速の継続時間が経過した後、新しく割り出した値を用いてＴＴＣの計算が改めて実施される。これにより、停止に至る減速では、改善されたＴＴＣは、既知のＴＴＣと類似している。言い換えれば、減速が長く維持されればされるほど、改善された計算は、既知の計算により似通る。
図５は、既知のＴＴＣと改善されたＴＴＣから、例えば、以下の式を用いて算出される補正ファクターの特性曲線４０を示している。
Figure 2018521401
該補正ファクターは、前方を走行中の車両の次に考え得る挙動に関する想定の確率を減らすために用いられる。既知のＴＴＣと改善されたＴＴＣの差が小さいときは、補正ファクター４１は、略１である、即ち、確率は、僅かにだけ下げられる。一方、その差が大きいときは、確率は、小さな値４３によって抑制され、該想定に対する対応は、制限、乃至、阻止される。
図５の装置５０は、前方を走行中の車両との車間と相対速度を測定するレーダー・センサー５１を包含している。その際、該レーダー・センサー５１は、ドップラー効果を応用している。同定ユニット５３が、相対速度を同定し、その経時的偏差から前方を走行中の車両の制動を割り出す。計算ユニット５５が、測定され、同定された情報に基づいて改善されたＴＴＣを算出する。

Claims (10)

  1. 以下のステップ：
    前方を走行中の車両までの車間を割り出すステップ；
    前方を走行中の車両と自車両の相対速度を割り出すステップ；
    前方を走行中の車両の制動を割り出すステップ；
    を包含する自車両用に前方を走行中の車両との第一衝突時点を割り出すための方法であって
    以下のステップ：
    前方を走行中の車両の減速の継続時間を推定するステップ；
    前方を走行中の車両との第一衝突時点を、相対速度、車間、減速、並びに、推定した該減速の継続時間から算出するステップ；
    も包含することを特徴とする自車両用に前方を走行中の車両との第一衝突時点を割り出すための方法。
  2. 想定した減速の継続時間の経過中に、前方を走行中の車両に対する間隔、前方を走行中の車両と自車両間の相対速度、前方を走行中の車両の減速が、改めて割り出され；
    前方を走行中の車両の減速の新たな継続時間が推定される；と共に、
    相対速度、間隔、減速、並びに、該減速の新たな継続時間から、最新の前方を走行中の車両との衝突時点が、割り出される；
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前方を走行中の車両の想定挙動に対して実現確率を推定し；
    特に好ましくは、これに対して、
    前方を走行中の車両と自車両との車間と相対速度から、付加的な衝突時点が割り出され；且つ、
    該付加的な衝突時点と第一乃至最新の衝突時点から、前方を走行中の車両の想定挙動の確率を補正する補正値が算出される
    ことを特徴とする先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法。
  4. 推定される減速の継続時間が、前方を走行中の車両において推定される速度低下に依存している
    ことを特徴とする先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法。
  5. 想定される速度低下の度合いが、１０ｍ／ｓ未満或いは３ｍ／ｓよりも大きい
    ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 推定される減速の継続時間が、前方を走行中の車両の減速の度合い乃至車間に依存している
    ことを特徴とする先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法。
  7. 前方を走行中の車両の推定される減速の継続時間が、少なくとも１秒である
    ことを特徴とする先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法。
  8. 衝突時点、乃至、その補正値を、自車両の対応のために、特にドライバーへの警告メッセージに用いる
    ことを特徴とする先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法。
  9. 自車両の対応、特に、ドライバーへの警告メッセージの出力が、第一乃至最新の衝突時点に依存して或いは補正値分遅延される
    ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 以下：
    前方を走行中の車両との車間乃至相対速度を捕捉するための、捕捉ユニット（５１）、特に好ましくは、レーダー乃至カメラ手段；
    前方を走行中の車両の減速を同定するための同定ユニット（５３）；並びに、
    先行請求項のうちいずれか一項に記載の方法を実施するための計算ユニット（５５）
    を包含することを特徴とする装置。
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