JP5472477B2

JP5472477B2 - 衝突判定装置

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Publication number: JP5472477B2
Application number: JP2012537506A
Authority: JP
Inventors: 和昭麻生; 敏樹金道; 克弘坂井; 将弘原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-10-05
Also published as: EP2626847A4; US10347131B2; US9601020B2; EP2626847A1; EP2626847B1; US20160358476A1; CN103155014A; JPWO2012046297A1; US20130261952A1; CN103155014B; WO2012046297A1

Description

本発明は、衝突判定装置に関する。

移動体の進路を評価する進路評価装置として、従来、複数の物体に含まれる特定物体が取り得る進路を評価して設定する進路設定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この進路設定装置では、複数の物体が時間経過とともに取り得る位置の変化を時間及び空間から構成される時空間上での軌跡として生成する。その軌跡を用いて複数の物体の進路を予測し、その予測結果に基づいて特定の物体の取り得る進路と他の物体の取り得る進路との干渉度を定量的に算出する。そして、特定の物体が他の物体と干渉する可能性が最も低い進路を特定の物体がとるべき進路として決定するというものである。

特許４３５３１９２号公報

ところで、上記従来の進路設定装置にあっては、物体の軌跡を生成して、この軌跡により予測された物体の進路に基づいて干渉度を算出しているが、自車両の走行効率については考慮されていない。従来の進路設定装置において自車両の走行効率を考慮した制御を行おうとすると、演算量の増大に伴い処理負荷が増大し、実現性に乏しくなるといった問題が生じる。したがって、衝突を回避しつつ自車両の走行効率を確保するためには、処理負荷について更に改善する必要がある。

本発明は、上記課題を解決することを目的としてなされたものであり、他物体との衝突を回避しつつ、処理負荷の低減を図ることができる衝突判定装置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、本発明に係る衝突判定装置は、自車両の進路候補を取得する自車両進路候補取得手段と、他物体の状態を取得する他物体状態取得手段と、他物体状態取得手段によって取得された他物体の状態に基づいて、他物体が所定の第１移動量で移動した場合に、進路候補取得手段によって取得された自車両の進路候補上の各点に到達する最短到達時刻を算出する最短到達時刻算出手段と、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻と自車両の進路候補上の各点の通過時刻とに基づいて、自車両と他物体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、を備えることを特徴とする。

この衝突判定装置では、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻と自車両進路候補取得手段によって取得された自車両の進路候補上の各点の通過時刻とに基づいて、自車両と他物体との衝突可能性を判定する。このように、他物体の取り得る軌跡を生成しなくとも、他物体が所定の第１移動量で自車両の進路候補上の各点に到達できる最短到達時刻を求めることで、自車両と他物体との衝突の可能性を判定することができる。したがって、衝突を判定するための演算負荷を軽減できると共に、自車両と他物体との衝突を的確に判定することができる。このように、衝突判定装置では、他物体との衝突を回避しつつ、処理負荷の低減を図ることができる。

また、衝突判定手段は、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定することが好ましい。最短到達時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも大きい場合は、自車両と他物体との衝突が回避されることになる。したがって、最短到達時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さい（最短到達時刻＜通過時刻）といった関係を用いることによって、より適切に他物体と自車両との衝突可能性を判定することができる。

また、衝突判定手段は、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さく、且つ自車両の速度が所定速度よりも大きい場合に自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定することが好ましい。このような構成によれば、衝突可能性の判定に自車両の走行状態が加味されるため、自車両と他物体との衝突可能性の判定をより的確を行うことができる。

また、他物体状態取得手段によって取得された他物体の状態に基づいて、他物体が所定の第２移動量で減速した場合に、進路候補取得手段によって取得された自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻を算出する最長滞留時刻算出手段を更に備え、衝突判定手段は、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さく、且つ最長滞留時刻算出手段によって算出された最長滞留時刻が自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも大きい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定することが好ましい。このような構成によれば、他物体の複数の移動状態に基づいて衝突可能性を判定するため、自車両と他物体との衝突可能性をより精度よく判定することができる。その結果、信頼性の向上を図ることができる。なお、「各点を通過する最長滞留時刻」とは、言い換えると、各点を通り過ぎてしまう、最も遅い時刻を示している。

また、進路候補取得手段によって取得された自車両の進路候補を、所定の地点から自車両が回避行動をとった際の進路候補に修正する進路候補修正手段を備え、最短到達時刻算出手段は、他物体が所定の第１移動量で移動した場合に、進路候補修正手段によって修正された自車両の進路候補上の各点に到達する最短到達時刻を算出し、衝突判定手段は、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻が進路候補修正手段によって修正された自車両の進路候補上の各点を通過する時刻よりも小さい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定することが好ましい。このような構成によれば、例えば他物体である歩行者のすぐ側を通過する場合において、歩行者のいる位置の手前側から減速を始める進路候補しか選択されないとった不具合が回避されるため、自車両の走行効率を維持することができる。ここで、「回避行動をとる」には、減速、加速、操舵等の行動が含まれる。

また、最長滞留時刻算出手段は、他物体が所定の第２移動量で減速した場合に、進路候補修正手段によって修正された自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻を算出し、衝突判定手段は、最短到達時刻算出手段によって算出された最短到達時刻が進路候補修正手段によって修正された自車両の進路候補上の各点を通過する時刻よりも小さく、且つ最長滞留時刻算出手段によって算出された最長滞留時刻が自車両の進路候補上の各点の時刻よりも大きい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定することが好ましい。このような構成によれば、他物体の複数の移動状態に基づいて衝突可能性を判定するため、自車両と他物体との衝突可能性をより精度よく判定することができる。その結果、信頼性の向上を図ることができる。

本発明によれば、他物体との衝突を回避しつつ、処理負荷の低減を図ることができる。これにより、自車両の走行効率を確保することができる。

図１は、第１実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。図２は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。図３は、衝突判定装置の動作を説明するための図である。図４は、衝突判定装置の動作を説明するための図である。図５は、衝突判定装置の他の動作を示すフローチャートである。図６は、衝突判定装置の他の動作を説明するための図である。図７は、衝突判定装置の他の動作を説明するための図である。図８は、第２実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。図９は、第２実施形態に係る衝突判定装置の動作を説明するための図である。図１０は、第２実施形態に係る衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る衝突判定装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、衝突判定装置１は、自車両進路候補取得部（自車両進路候補取得手段）１１と、移動体状態取得部（他物体状態取得手段）１２と、移動体判定部１３と、移動体進路候補生成部１４と、最短到達時刻算出部（最短到達時刻算出手段）１５と、最長滞留時刻算出部（最長滞留時刻算出手段）１６と、衝突判定部（衝突判定手段）１７とを備えている。なお、衝突判定装置１は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electrical Control Unit）である。

自車両進路候補取得部１１は、自車両の進路候補を取得する部分である。自車両の進路候補は、図示しない進路候補生成部によって自車両の位置、速度及び向き等の情報から生成される将来の進路候補であり、好ましくは、ある時刻（ｔ）における自車両の各点（位置：ｘ，ｙ）の情報を含んでいる。自車両進路候補取得部１１は、取得した自車両の進路候補を示す自車両進路候補情報を最短到達時刻算出部１５、最長滞留時刻算出部１６及び衝突判定部１７に出力する。なお、進路候補は、位置（ｘ，ｙ）と速度（Ｖｘ，Ｖｙ）との情報からであっても、適切な計算処理により同様の情報を出力することができる。

移動体状態取得部１２は、移動体の現在の状態を取得する部分である。移動体とは、歩行者（自転車も含む）や他車両等であり、移動体の現在の状態とは、ある時刻まで移動体が到達するのに要する時間を計算するために必要な情報であり、好ましくは移動体の位置、速度及び向き、加速度、ヨーレート、タイヤ角等である。なお、移動体に適切な仮定を置く場合には、これらの情報の一部を省略できることは言うまでもない。この移動体状態は、自車両の周囲の物体や他車両の位置等を含む周囲情報から検出されるものでもよいし、車車間通信等によって検出されるものであってもよい。移動体状態取得部１２は、取得した移動体の状態を示す移動体状態情報を最短到達時刻算出部１５及び最長滞留時刻算出部１６に出力する。なお、自車両の周囲の物体や他車両の位置等を含む周囲情報等は、図示しない走行状態取得部によって取得されるものであり、走行状態取得部は、車両の速度、操舵角等の車両走行情報、自車両の周囲の物体や他車両の位置、速度等をセンシングした周囲情報、地図等の走行路情報を含む走行状態を取得する。

移動体判定部１３は、移動体が今後どのように移動し得るのかを判定する部分である。移動体判定部１３は、例えば自車両に搭載されたカメラによって撮影された画像の画像情報に基づいて画像処理を実施し、移動体が歩行者であるか、或いは車両であるのかを判定する。移動体が車両であると判定された場合、移動体は、移動体において移動が許可されている条件（通行区分・道路向き等）を比較的遵守する状態であるとして、以後取り扱われる。移動体が歩行者であると判定された場合、移動体は、移動体において移動が許可されている条件（通行区分・道路向き等）を比較的遵守しない状態であるとして、以後取り扱われる。移動体判定部１３は、判定した結果を示す判定結果情報を移動体進路候補生成部１４、最短到達時刻算出部１５及び最長滞留時刻算出部１６に出力する。なお、移動体の判定は、移動体のこれまでの動きに基づいて行われてもよい。また、移動体の種類として、移動が許可されている条件を比較的遵守しない車両（例えば、二輪車等）や、遵守する歩行者等を判定してもよい。

移動体進路候補生成部１４は、移動体の進路候補を算出する部分である。移動体進路候補生成部１４は、移動体判定部１３から出力された判定結果情報を受け取ると、この判定結果情報において移動体が他車両（車両）であることを示している場合に、他車両が従うべき道路の結合状態を表す道路ネットワーク（進路候補）を他車両の周囲における道路の形状等の情報に基づいて算出する。移動体進路候補生成部１４は、算出した移動体の進路候補を示す移動体進路情報を最短到達時刻算出部１５及び最長滞留時刻算出部１６に出力する。

最短到達時刻算出部１５は、移動体が初速度から所定の第１移動量で移動した場合に、自車両の進路候補上の各点に到達する最短到達時刻を算出する部分である。最短到達時刻算出部１５は、移動体状態取得部１２から出力された移動体状態情報を受け取ると共に、移動体判定部１３から出力された判定結果情報を受け取ると、判定結果情報において移動体が歩行者を示している場合には、自車両の進路候補上の各点に対して、移動体が初速度から所定の最高速度まで所定加速度（第１移動量：例えば、０．３Ｇ）で加速した場合に到達できる最短到達時刻ｔ_ｍｉｎを算出する。最短到達時刻算出部１５は、算出した最短到達時刻ｔ_ｍｉｎに係る情報を道路データに付与し、この道路データに関する道路データ情報を衝突判定部１７に出力する。

また、最短到達時刻算出部１５は、判定結果情報において移動体が車両を示している場合には、移動体進路候補生成部１４から出力された移動体進路情報に基づいて、移動体の道路ネットワークの各点に対して、移動体が初速度から所定の最高速度（道路ネットワークに付与された最高速度＋α）まで所定加速度で加速した場合に到達できる最短到達時刻ｔ_ｍｉｎを算出する。最短到達時刻算出部１５は、算出した最短到達時刻ｔ_ｍｉｎに係る情報を道路ネットワークに付与し、この道路ネットワークに関する道路ネットワーク情報を衝突判定部１７に出力する。

最長滞留時刻算出部１６は、移動体が初速度から所定の第２移動量で減速した場合に、自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻（通り過ぎてしまう最も遅い時刻）を算出する部分である。最長滞留時刻算出部１６は、移動体状態取得部１２から出力された移動体状態情報を受け取ると共に、移動体判定部１３から出力された判定結果情報を受け取ると、判定結果情報において移動体が歩行者を示している場合には、自車両の進路候補上の各点に対して、移動体が初速度から所定の最低速度まで所定減速度（第２移動量：例えば、−０．３Ｇ）で減速した場合に、自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻ｔ_ｍａｘを算出する。最長滞留時刻算出部１６は、算出した最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに係る情報を道路データに付与し、この道路データに関する道路データ情報を衝突判定部１７に出力する。

また、最長滞留時刻算出部１６は、判定結果情報において移動体が車両を示している場合には、移動体進路候補生成部１４から出力された移動体進路情報に基づいて、移動体の道路ネットワークの各点に対して、移動体が初速度から所定の最低速度（道路ネットワークに付与された最低速度−β）まで所定減速度で減速した場合に、道路ネットワーク上の各点を通り過ぎる最長滞留時刻ｔ_ｍａｘを算出する。最長滞留時刻算出部１６は、算出した最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに係る情報を道路ネットワークに付与し、この道路ネットワークに関する道路ネットワーク情報を衝突判定部１７に出力する。なお、最長滞留時刻算出部１６は、ある点の手前で移動体が停止することができ、その点を通り過ぎない場合には、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘを無限（ｔ_ｍａｘ＝∞）に設定する。

衝突判定部１７は、自車両と移動体との衝突可能性を判定する部分である。この衝突判定部１７は、自車両進路候補取得部１１から出力された進路候補情報、最短到達時刻算出部１５及び最長滞留時刻算出部１６から出力された道路データ情報を受け取る。そして、衝突判定部１７は、進路候補情報が示す進路候補上の各点（ｘ，ｙ，ｔ）において、自車両がその各点を通過する通過時刻ｔが、最短到達時刻情報が示す最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも大きく最長滞留時刻情報が示す時刻ｔ_ｍａｘよりも小さい（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ）か否かを判定すると共に、自車両の速度ＶがＶ＞Ｖ_ｍである否かを判定する。衝突判定部１７は、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘで且つＶ＞Ｖ_ｍであると判定した場合には、自車両と歩行者との衝突の可能性があるとして、その旨を示す判定結果情報を出力する。なお、Ｖ_ｍは、任意に設定される値であり、好ましくは「０」である。

また、衝突判定部１７は、自車両進路候補取得部１１から出力された進路候補情報、最短到達時刻算出部１５及び最長滞留時刻算出部１６から出力された道路ネットワーク情報を受け取ると、自車両の位置が他車両の道路ネットワークと干渉する場合に、自車両がその地点を通過する通過時刻ｔが、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも大きく最長滞留時刻ｔ_ｍａｘよりも小さい（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ）か否かを判定する。衝突判定部１７は、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであると判定した場合に、自車両と他車両との衝突可能性があるとして、その旨を示す判定結果情報を出力する。出力された判定結果情報は、例えば走行状態設定装置にて受け取られる。走行状態設定装置では、複数の自動車進路候補の判定結果情報に基づいて、最もよい自車進路候補が選択され、駆動制御ユニットや操舵制御ユニット（いずれも図示しない）に制御信号が出力される。

続いて、衝突判定装置１の動作について図２〜図４を参照しながら説明する。最初に、移動体が歩行者である場合をについて説明する。図２は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートであり、図３及び図４は、衝突判定装置の動作を説明するための図である。

図３に示すように、まず自車両の進路候補が自車両進路候補取得部１１によって取得される（ステップＳ０１）。次に、歩行者（移動体）の初期状態（位置・速度・向き等）が移動体状態取得部１２によって取得される（ステップＳ０２）。続いて、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが最短到達時刻算出部１５によって算出される（ステップＳ０３）。また、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘが最長滞留時刻算出部１６によって算出され（ステップＳ０４）、この最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに係る情報が道路データに付与される。具体的には、図３（ａ）に示すように、歩行者Ｈにおいて、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎとして道路上の各点に対して最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ＝１，２，３，…が算出される。また、図３（ｂ）に示すように、歩行者Ｈにおいては、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘとして道路上の各点に対して最長滞留時刻ｔ_ｍａｘ＝１，２，３，…，∞が算出される。なお、図３（ｂ）では、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘ＝１のみを図示している。

そして、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻算出部１６によって算出された最長滞留時刻ｔ_ｍａｘが付与された道路データと、自車両進路候補取得部１１によって取得された自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔとに基づいて、衝突可能性の判定が衝突判定部１７によってなされ（ステップＳ０５）、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘで且つＶ＞Ｖ_ｍであるか否かが判定される（ステップＳ０６）。

具体的には、図４に示すように、例えば自車両Ｍが「Ａ」地点を通過する場合おいては、通過時刻ｔ_Ａが最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも小さい（ｔ_Ａ＜ｔ_ｍｉｎ）ため、歩行者Ｈと自車両Ｍとの衝突の可能性がないと判定される。一方、例えば自車両Ｍが「Ｂ」地点を通過する場合においては、通過時刻ｔ_Ｂが最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも大きい共に最長滞留時刻ｔ_ｍａｘよりも小さく、且つＶ＞Ｖ_ｍである（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ、Ｖ＞Ｖ_ｍ）ため、歩行者Ｈと自車両Ｍとの衝突の可能性があると判定される。ステップＳ０５において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘで且つＶ＞Ｖ_ｍであると判定された場合には、その旨を示す判定結果が出力される（ステップＳ０７）。一方、ステップＳ０６において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘで且つＶ＞Ｖ_ｍと判定されなかった場合には、処理が終了される。

次に、移動体が他車両である場合について説明する。図５は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートであり、図６及び図７は、衝突判定装置の動作を説明するための図である。

図５に示すように、まず自車両の進路候補が自車両進路候補取得部１１によって取得される（ステップＳ１１）。次に、他車両（移動体）の初期状態（位置・速度・向き等）が移動体状態取得部１２によって取得される（ステップＳ１２）。続いて、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが最短到達時刻算出部１５によって算出される（ステップＳ１３）。また、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘが最長滞留時刻算出部１６によって算出され（ステップＳ１４）、この最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに係る情報が道路ネットワークに付与される。具体的には、図６（ａ）に示すように、他車両Ｍ２において、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎとして他車両Ｍ２の進路候補における道路ネットワークの各点に対して最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ＝１，２，３，４，５，…が算出される。また、図６（ｂ）に示すように、他車両Ｍ２において、最長滞留時刻ｔ_ｍａｘとして他車両Ｍ２の進路候補における道路ネットワークの各点に対して最長滞留時刻ｔ_ｍａｘ＝１，２，３，…，∞が算出される。

そして、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻算出部１６によって算出された最長滞留時刻ｔ_ｍａｘが付与された道路ネットワークと、自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔに基づいて、衝突可能性の判定が衝突判定部１７によってなされ（ステップＳ１５）、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであるか否かが判定される（ステップＳ１６）。

具体的には、図７に示すように、例えば自車両Ｍが「Ａ」地点を通過する場合おいては、通過時刻ｔ_Ａが最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも小さい（ｔ_Ａ＜ｔ_ｍｉｎ）ため、他車両Ｍ２と自車両Ｍとの衝突の可能性がないと判定される。一方、例えば自車両Ｍが「Ｂ」地点を通過する場合においては、通過時刻ｔ_Ｂが最短到達時刻ｔ_ｍｉｎよりも大きく最長滞留時刻ｔ_ｍａｘよりも小さい（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ）ため、他車両Ｍ２と自車両Ｍとの衝突の可能性があると判定される。ステップＳ１６において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであると判定された場合には、その旨を示す判定結果が出力される（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１５において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであると判定されなかった場合には、処理が終了される。

以上説明したように、衝突判定装置１では、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎと自車両進路候補取得部１１によって取得された自車両の各点の通過時刻ｔとに基づいて、自車両と他物体との衝突可能性を判定する。このように、他物体の取り得る軌跡を生成しなくとも、他物体が所定の第１移動量で自車両の進路候補の各点に到達できる最短到達時刻を求めることで、自車両と他物体との衝突の可能性を判定することができる。したがって、衝突を判定するための演算負荷を軽減できると共に、自車両と他物体との衝突を的確に判定することができる。このように、衝突判定装置では、他物体との衝突を回避しつつ、処理負荷の低減を図ることができる。

衝突判定部１７は、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも小さい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定する。最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも小さい場合は、自車両と他物体との衝突が回避されることになる。したがって、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも小さい（最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ＜通過時刻ｔ）といった関係を用いることによって、より適切に他物体と自車両との衝突可能性を判定することができる。

また、衝突判定部１７は、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも小さく、且つ自車両の速度Ｖが所定速度Ｖ_ｍよりも大きい場合に自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定する。このような構成によれば、衝突可能性の判定に自車両の走行状態が加味されるため、自車両と他物体との衝突可能性の判定をより的確を行うことができる。なお、本実施形態では、速度を用いて衝突判定を行ったが、衝突を定量的に評価できるものであれば何でもよい。例えば、移動体の大きさ等から指定される衝突エネルギ、力積といった物理量を用いてもよい。或いは、移動体に対人、対物毎に経済的価値を与え、経済的損失量を推定し、その損失量を用いてもよい。

また、移動体状態取得部１２によって取得された移動体の状態に基づいて、移動体が減速した場合に、自車両進路候補取得部１１によって取得された自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻ｔ_ｍａｘを算出する最長滞留時刻算出部１６を備え、衝突判定部１７は、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも小さく、且つ最長滞留時刻算出部１６によって算出された最長滞留時刻ｔ_ｍａｘが自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔよりも大きい場合に、自車両と他物体とが衝突する可能性があると判定する。このような構成によれば、他物体の複数の移動状態に基づいて衝突可能性を判定するため、自車両と他物体との衝突可能性をより精度よく判定することができる。その結果、信頼性の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態に係る衝突判定装置について説明する。図８に示すように、第２実施形態に係る衝突判定装置１Ａは、自車両進路候補修正部（進路候補修正手段）１８を備える点で第１実施形態と異なっている。

自車両進路候補修正部１８は、自車両進路候補取得部１１によって取得された自車両の進路候補を修正する部分である。自車両進路候補修正部１８は、自車両進路候補取得部１１から出力された進路候補情報を受け取ると、自車両にて必ず実行される部分（所定の地点）から先を、その時点から自車両の進路を回避行動として、部分的に変更して修正する（置き換える）。好ましくは、自車両進路候補修正部１８は、自車両進路候補情報が示す進路候補において減速、つまり速度制御量を変更した進路候補を生成する。より具体的には、図９（ａ）に示すように、自車両進路候補修正部１８は、進路候補上の必ず実行される部分から先（次に計算周期では変更されるかもしれない部分）を、その時点から減速を伴う回避行動をとった場合の進路候補に置き換える。回避行動は、予めｎ（１，２，…，ｎ）個設定されており、例えば急ブレーキ、通常ブレーキ等がある。その他にも、回避行動として、急操舵や急加速を設定してもよい。

自車両進路候補修正部１８は、図９（ｂ）に示すように、回避行動をとる進路として、例えば自車両Ｍが急ブレーキを掛けた進路又は通常ブレーキ（例えば、−０．１Ｇ）を掛けた回避行動に応じて進路を修正する。自車両進路候補修正部１８がどの回避行動を選択（適用）するかについては、移動体判定部１３から出力された判定結果情報に基づいて、衝突可能性を判定する対象の移動体において移動が許可されている条件（通行区分、道路の向き等）を比較的遵守するか否かにより切り替える。つまり、移動体が歩行者であるのか、あるいは他車両であるのかにより、回避行動を選択して適用する。自車両進路候補修正部１８は、修正した自車両の進路候補を示す修正進路候補情報を最短到達時刻算出部１５、最長滞留時刻算出部１６及び衝突判定部１７に出力する。

最短到達時刻算出部１５は、自車両進路候補修正部１８から出力された修正進路候補情報を受け取ると、この修正進路候補情報が示す自車両の進路候補上の各点に対して、最短到達時刻として、修正進路候補情報に含まれる自車両の回避行動に対応付けられた行動範囲（ｎ個：１、…、ｎ）の行動（例えば、通常の加減速や操舵を行う、急加減速や急操舵）を移動体がとった場合に進路候補上の各点に最も早く到達できる時刻ｔ_ｍｉｎを算出する。最短到達時刻算出部１５は、算出した最短到達時刻ｔ_ｍｉｎに係る情報を道路データ又は道路ネットワークに付与し、この道路データ又は道路ネットワークに関する最短到達時刻情報を衝突判定部１７に出力する。

最長滞留時刻算出部１６は、自車両進路候補修正部１８から出力された修正進路候補情報を受け取ると、この修正進路候補情報が示す自車両の進路候補上の各点に対して、最長滞留時刻として、修正進路候補情報に含まれる自車両の回避行動に対応付けられた行動範囲（ｎ個：１、…、ｎ）の行動（例えば、通常の加減速や操舵を行う、急加減速や急操舵）を移動体がとった場合に進路候補上の各点を通過する時刻（通り過ぎてしまう最も遅い時刻）ｔ_ｍａｘを算出する。最長滞留時刻算出部１６は、算出した最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに係る情報を道路データ又は道路ネットワークに付与し、この道路データ又は道路ネットワークに関する最長滞留時刻情報を衝突判定部１７に出力する。

衝突判定部１７は、最短到達時刻算出部１５から出力された最短到達時刻情報、及び最長滞留時刻算出部１６から出力された最長滞留時刻情報を受け取ると、自車両が進路候補上の各点を通過する通過時刻ｔが、最短到達時刻情報が示す最短到達時刻ｔ_ｍｉｎより大きく、且つ最長滞留時刻情報が示す最長滞留時刻ｔｍａｘよいも小さいか（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ）否かを判定する。衝突判定部１７は、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであると判定した場合には、自車両と歩行者との衝突可能性があると評価して、その旨を示す評価結果情報を出力する。

続いて、衝突判定装置１Ａの動作について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。

図１０に示すように、まず自車両の進路候補が自車両進路候補取得部によって取得される（ステップＳ２１）。次に、取得された自車両の進路候補が自車両進路候補修正部１８によって減速を伴う回避行動をとった場合の進路候補に修正される（ステップＳ２２）。

続いて、修正された自車両の進路候補上の各点に対して、最短到達時刻として、自車両の回避行動に対応付けられた行動範囲の行動を移動体がとった場合に最も早く進路候補上の各点に到達できる最短到達時刻ｔ_ｍｉｎが最短到達時刻算出部１５によって算出される（ステップＳ２３）。また、修正された自車両の進路候補上の各点に対して、最長滞留時刻として、自車両の回避行動に対応付けられた行動範囲の行動を移動体がとった場合に進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻（通り過ぎてしまう最も遅い時刻）ｔ_ｍａｘが最長滞留時刻算出部１６によって算出される（ステップＳ２４）。

そして、最短到達時刻算出部１５によって算出された最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻算出部１６によって算出された最長滞留時刻ｔ_ｍａｘと、自車両進路候補修正部１８によって修正された自車両の進路候補上の各点の通過時刻ｔに基づいて、衝突可能性の判定が衝突判定部１７によってなされ（ステップＳ２５）、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであるか否かが判定される（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘであると判定された場合には、その旨を示す判定結果が出力される（ステップＳ２７）。一方、ステップＳ２６において、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘと判定されなかった場合には、処理が終了される。

以上説明したように、衝突判定装置１Ａでは、自車両の進路候補の必ず実行される部分から先の時点において、減速を伴う回避行動（例えば急ブレーキ、通常ブレーキ等）をとった場合の進路候補に自車両進路候補修正部１８が修正する。そして、衝突判定部１７は、自車両が進路候補上の各点を通過する時刻ｔが、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎより大きく、且つ最長滞留時刻ｔ_ｍａｘよりも小さいか（ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘ）否かを判定し、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘである場合には、自車両と歩行者との衝突可能性があると判定する。したがって、例えば自車両が右折待ちをする際に、右折待ちの地点直前まで減速せずに進入して、その後急ブレーキを掛けて停車するといった不自然な行動を回避できる。そのため、他車両が直進してくるといった通常行動に対して、自車両も緩やかな加速度で対応することができ、右折待ち状態等においても緩やかな減速により自然な行動をとることができる。

また、歩行者に対しては、最低限の減速で横を通り抜け、歩行者が仮に道路に出てきた場合には、急ブレーキを掛けて衝突前に自車両の速度を「０」にすることができる。更に、自車両の進路候補を生成する際に、必ず実行される部分（最初の操作等）だけ生成することにより、移動体と自車両との衝突可能性を判定できるといった計算量削減の効果もある。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態では、最短到達時刻算出部１５にて最短到達時刻ｔ_ｍｉｎを算出すると共に、最長滞留時刻算出部１６にて最長滞留時刻ｔ_ｍａｘを算出し、この最短到達時刻ｔ_ｍｉｎ及び最長滞留時刻ｔ_ｍａｘに基づいて自車両と移動体との衝突可能性の判定を衝突判定部１７にて行っているが、最短到達時刻ｔ_ｍｉｎのみを用いて衝突可能性を判定してもよい。具体的には、衝突判定部１７では、自車両が進路候補上の各点を通過する通過時刻ｔに対して、ｔ_ｍｉｎ＜ｔの場合に衝突の可能性があると判定する。この場合には、少ない演算量で自車両と移動体との衝突可能性を判定することができるため、演算負荷の軽減を更に図ることができる。そのため、数秒後以降の予測が必要な場合であっても、実時間（リアルタイム）で自車両を制御する運転支援装置を実現することができる。

また、衝突判定部１７では、自車両が進路候補上の各点を通過する通過時刻ｔに対して、ｔ_ｍｉｎ＜ｔで且つＶ＞Ｖ_ｍの場合に衝突の可能性をあると判定してもよい。この場合には、自車両Ｍの速度が考慮されているため、停車している自車両に歩行者等が突っ込んでくるような状態における衝突可能性ありの判定を回避することができる。

また、第２実施形態では、道路ネットワークの必ず実行される部分から先の時点において、減速を伴う回避行動（例えば急ブレーキ、通常ブレーキ等）をとった場合となるように進路候補を修正しているが、自車両にて実行される回避行動は、急ブレーキだけに設定されてもよい。この場合、自車両進路候補修正部１８では、進路候補を自車両が急ブレーキを掛けて停止する進路に修正し、衝突判定部１７では、ｔ_ｍｉｎ＜ｔ＜ｔ_ｍａｘで且つＶ＞Ｖ_ｍの場合に衝突の可能性をあると判定する。これにより、「次計算周期において進路を変更することで衝突回避がまだ可能か」といった観点で衝突の可能性を判定できるため、衝突しないことを担保としたまま減速を先送りし、結果として自車両が効率を確保したまま走行することが可能となる。

１，１Ａ…衝突判定装置、１１…自車両進路候補取得部（自車両進路候補取得手段）、１２…移動体状態検出部（他物体状態検出手段）、１５…最短到達時刻算出部（最短到達時刻算出手段）、１６…最長滞留時刻算出部（最長滞留時刻算出手段）、１７…衝突判定部（衝突判定手段）、２０…自車両進路候補修正部（進路候補修正手段）、Ｍ…自車両。

Claims

自車両の進路候補を取得する自車両進路候補取得手段と、
他物体の状態を取得する他物体状態取得手段と、
前記他物体状態取得手段によって取得された前記他物体の状態に基づいて、前記他物体が所定の第１移動量で移動した場合に、前記進路候補取得手段によって取得された前記自車両の進路候補上の各点に到達する最短到達時刻を算出する最短到達時刻算出手段と、
前記他物体状態取得手段によって取得された前記他物体の状態に基づいて、前記他物体が所定の第２移動量で減速した場合に、前記進路候補取得手段によって取得された前記自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻を算出する最長滞留時刻算出手段と、
前記最短到達時刻算出手段によって算出された前記最短到達時刻及び前記最長滞留時刻算出手段によって算出された前記最長滞留時刻と、前記自車両の前記各点の通過時刻とに基づいて、前記自車両と前記他物体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、
を備え、
前記衝突判定手段は、前記最短到達時刻算出手段によって算出された前記最短到達時刻が前記自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さく、且つ前記最長滞留時刻算出手段によって算出された前記最長滞留時刻が前記自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも大きい場合に、前記自車両と前記他物体とが衝突する可能性があると判定することを特徴とする衝突判定装置。
前記衝突判定手段は、前記最短到達時刻算出手段によって算出された前記最短到達時刻が前記自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも小さく、且つ前記最長滞留時刻算出手段によって算出された前記最長滞留時刻が前記自車両の進路候補上の各点の通過時刻よりも大きいと共に、前記自車両の速度が所定速度よりも大きい場合に前記自車両と前記他物体とが衝突する可能性があると判定する請求項１記載の衝突判定装置。
前記進路候補取得手段によって取得された前記自車両の進路候補を、所定の地点から前記自車両が回避行動をとった際の進路候補に修正する進路候補修正手段を備え、
前記最短到達時刻算出手段は、前記他物体が所定の第１移動量で移動した場合に、前記進路候補修正手段によって修正された前記自車両の進路候補上の各点に到達する最短到達時刻を算出し、
前記衝突判定手段は、前記最短到達時刻算出手段によって算出された前記最短到達時刻が前記進路候補修正手段によって修正された前記自車両の進路候補上の各点を通過する時刻よりも小さい場合に、前記自車両と前記他物体とが衝突する可能性があると判定する請求項１又は３記載の衝突判定装置。
前記最長滞留時刻算出手段は、前記他物体が所定の第２移動量で減速した場合に、前記進路候補修正手段によって修正された前記自車両の進路候補上の各点を通過する最長滞留時刻を算出し、
前記衝突判定手段は、前記最短到達時刻算出手段によって算出された前記最短到達時刻が前記進路候補修正手段によって修正された自車両の進路候補上の各点を通過する時刻よりも小さく、且つ前記最長滞留時刻算出手段によって算出された前記最長滞留時刻が前記自車両の進路候補上の各点の時刻よりも大きい場合に、前記自車両と前記他物体とが衝突する可能性があると判定する請求項５記載の衝突判定装置。
前記他物体の進路候補を算出する他物体進路候補生成手段を備え、
前記最短到達時刻算出手段は、前記他物体状態取得手段によって取得された前記他物体の状態に基づいて、前記他物体が所定の第１移動量で移動した場合に、前記進路候補取得手段によって取得された前記自車両の進路候補上において、前記他物体が従うべき進路候補と、前記他物体周囲における道路情報に基づいて算出された前記他物体が取り得る進路候補とが干渉する各点に前記他物体が到達する最短到達時刻を算出する請求項１記載の衝突判定装置。