JP6206815B2 - 衝突可能性判定装置、衝突可能性判定方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、衝突可能性の予測精度を向上させることができる衝突可能性判定装置、衝突可能性判定方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
以下、図面を参照し、本発明の衝突可能性判定装置1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る衝突可能性判定装置1の構成の一例を模式的に示す図である。衝突可能性判定装置1は、例えば、移動物体である車両(以下、自車両Mという)に搭載される装置であり、カメラ10と、レーダ装置20と、制御装置30とを備える。衝突可能性判定装置1は、自車両Mと他車両Bとの衝突可能性を判定する装置である。他車両Bとは、衝突可能性判定装置1により検知される移動物体の一例である。
スピーカ60は、制御装置30からの指示信号に応じて音声を出力する。
制御装置30は、機能構成として、特定部32と、類型化部33と、推定部34と、判定部35と、運転支援部36とを備える。また、制御装置30は、記憶部37を備える。
これらの機能部は、例えば、プロセッサが記憶部37に格納されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。プロセッサが実行するプログラムは、自車両Mの出荷時に予め記憶部37に格納されていてもよいし、可搬型記憶媒体に記憶されたプログラムが制御装置30の記憶部37にインストールされてもよい。また、プログラムは、車載インターネット設備によって他のコンピュータ装置からダウンロードされ、制御装置30の記憶部37にインストールされてもよい。また、上記機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。また、運転支援部36は、その他の機能部とは別体のコンピュータによって実現されてもよい。また、記憶部37は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等である。
距離rは、自車両Mと他車両Bとの距離である。距離rは、X軸方向と平行な自車両Mの車両中心軸C10を延長した仮想直線C11に他車両Bを射影した投影位置p1と自車両Mの車両前端部C12との間の距離r1と定義されてもよいし、自車両Mの車両前端部C12と他車両Bとの間の実際の距離r2と定義されてもよい。以下の説明では、距離rは距離r1と定義されるものとする。なお、投影位置p1とは、他車両Bの車両前端部を仮想直線C11に投影した点である。
横位置qは、他車両Bと仮想直線C11との最短距離と定義される。
他車両Bが将来において走行することが予測される領域(以下、進行予定軌跡γという)は、他車両Bの左側面(左端部)から延出する仮想直線x1と他車両Bの右側面(右端部)から延出する仮想直線x2との間の領域である。なお、仮想直線x1と仮想直線x2は、他車両Bの車両中心軸C20と平行な直線である。
類型化部33は、移動物体の移動履歴に基づき、移動物体の移動状態を類型化する。実施形態では、移動状態の類型としては、一定速度の範囲内で走行する一定速度パターンと、減速パターンと、加速パターンが定義されている。複数の時点における移動物体の速度の変化量が閾値未満である場合、類型化部33は、移動物体の移動状態が一定速度での走行している状態であると判定し、移動物体の移動状態を一定速度パターンに類型化する。また、複数の時点における移動物体の速度が上昇しており、且つ、移動物体の速度の変化量が閾値以上である場合、類型化部33は、移動物体の移動状態が加速している状態であると判定し、移動物体の移動状態を加速パターンに類型化する。また、複数の時点における移動物体の速度が低下しており、且つ、移動物体の速度の変化量が閾値以上である場合、類型化部33は、移動物体の移動状態が減速している状態であると判定し、移動物体の移動状態を減速パターンに類型化する。
図4には、他車両Bの現在の移動状態が一定速度パターンに類型化された場合に、自車両Mが他車両Bと衝突する可能性が高い時点までの時間(以下、衝突時間(TTC;Time To Collision)という)の経過後における他車両Bの将来位置範囲Ga,Gbを示す。実施形態において、TTCは、自車両Mが仮想直線x2に到達するまでの時間であり、推定部34により求められる。
将来位置範囲Gaは、推定部34により推定された将来の移動状態候補が「減速状態」である場合において、TTC経過後に他車両Bが存在する将来の位置aに対応する範囲である。将来位置範囲Gbは、推定部34により推定される将来の移動状態候補が「加速状態」である場合において、TTC経過後に他車両Bが存在する将来の位置bに対応する範囲である。なお、将来位置範囲Ga,Gbは、将来の位置a,bに他車両Bが位置した場合の車両の先頭部分から後端部分までの幅(Y軸方向の長さ)を有する。将来位置範囲Ga,Gbの幅は、予め決められた一般的な車長でもよく、推定部34がカメラ10により撮影された画像を解析することにより求められた他車両Bの車長でもよい。
判定部35は、推定部34の推定結果に基づき、移動物体の衝突可能性を判定する。実施形態において、判定部35は、自車両Mの進行予定軌跡βと他車両Bの将来位置範囲Gとが重複するか否かを判定する。自車両Mの進行予定軌跡βと他車両Bの将来位置範囲Gとが重複する場合、自車両Mと他車両Bとが衝突する可能性があると判定する。一方、自車両Mの進行予定軌跡βと他車両Bの将来位置範囲Gとが重複しない場合、自車両Mと他車両Bとが衝突する可能性がないと判定する。
図5を参照して、移動状態に応じた将来の移動状態候補を定義するテーブルの一例について説明する。図5は、移動状態に応じた将来の移動状態候補を定義するテーブルの一例を示す図である。
移動状態に応じた将来の移動状態候補を定義するテーブルは、移動状態のパターンと、将来の移動状態候補とを対応付けるテーブルである。
一定速度パターンには、一定速度状態、加速状態、減速状態が対応付けられている。
加速パターンには、一定速度状態、加速状態が対応付けられている。
減速パターンには、一定速度状態、減速状態が対応付けられている。
車速センサ40は、時刻T(0)における自車両Mの車速が、速度S10であることを検出する。
特定部32は、時刻T(−2),T(−1),T(0)における他車両Bの位置を特定する。具体的に説明すると、特定部32は、時刻T(−2)における他車両Bの位置(横位置q3、距離r1)と、時刻T(−1)における他車両Bの位置(横位置q2、距離r1)と、時刻T(0)における他車両Bの位置(横位置q1、距離r1)とを特定する。
類型化部33は、特定部32が特定した他車両Bの位置の変化に基づき、時刻T(−1)から時刻T(0)の間を他車両Bの速度S21と、時刻T(−2)から時刻T(−1)の間を他車両Bの速度S22とを求める。
なお、類型化部33は、横位置の差分(q3−q2)を時間(T(−1)−T(−2))で除算することにより、時刻T(−2)から時刻T(−1)の間の他車両Bの速度S22を求める。また、類型化部33は、横位置の差分(q2−q1)を時間(T(0)−T(−1))で除算することにより、時刻T(−1)から時刻T(0)の間の他車両Bの速度S21を求める。
特定部32は、カメラ10から入力された画像データと、レーダ装置20から入力された信号に基づいて、移動物体を検出する(ステップST101)。本実施形態において、特定部32は、移動物体として他車両Bを検出する。
移動物体を検出した場合、特定部32は、カメラ10から入力された画像データと、レーダ装置20から入力された他車両Bの位置とに基づいて、検出した移動物体の位置を特定する(ステップST102)。特定部32は、時刻T(−2),T(−1),T(0)において他車両Bを検出し、各時刻における他車両Bの位置を特定する。
例えば、速度S21とS22との差分が予め決められた値未満であった場合、類型化部33は、他車両Bの移動状態を「一定速度パターン」に類型化する。
速度S21とS22との差分が予め決められた値以上であって、且つ、速度S21>S22である場合、類型化部33は、他車両Bの移動状態を「加速パターン」に類型化する。
速度S21とS22との差分が予め決められた値以上であって、且つ、速度S21<S22である場合、類型化部33は、他車両Bの移動状態を「減速パターン」に類型化する。
一方、自車両Mと他車両Bとが衝突する可能性がないと判定した場合(ステップST107−NO)、制御装置30は、処理を終了する。
図8(A)は、移動状態が「一定速度パターン」である場合の他車両Bの移動履歴と将来位置範囲G1の一例を示す図である。この場合、推定部34は、将来の移動状態候補が「減速状態」である場合における将来位置範囲Gaと、将来の移動状態候補が「加速状態」である場合における将来位置範囲Gbとを推定する。なお、将来の移動状態候補が「一定速度状態」である場合における将来位置範囲Gcは、図示の通り、将来位置範囲Gaと将来位置範囲Gbとの間であるため、推定を省略する。将来位置範囲G1は、将来位置範囲Gaと、将来位置範囲Gbと、各範囲に挟まれた領域とを含む範囲である。
図8に示す通り、例えば、現時点における他車両Bの速度が同じであっても、他車両Bの移動状態に応じて将来位置範囲Gを求めることができる。
次に、図9,10を参照して、第2の実施形態に係る衝突可能性判定装置1による処理例について説明する。
はじめに、図9を参照して、第2の実施形態における将来位置範囲Gの一例について説明する。図9は、第2の実施形態における将来位置範囲Gの一例について説明するための図である。なお、自車両Mと他車両Bの移動方向は、図3と同じである。
第1の実施形態では、自車両Mが一定の速度で走行した場合のTTCを求めて、衝突可能性について判定する例について説明したが、これに限られない。第2の実施形態では、自車両Mの移動状態が変化した場合に想定される複数のTTCを求めると共に、複数のTTCごとに他車両Bの将来位置範囲Gを求め、衝突の可能性を判定する。また、第2の実施形態では、他車両Bが一定の速度で自車両Mの進行予定軌跡βに向かって走行していると仮定する。なお、第2の実施形態に係る衝突可能性判定装置1は、第1の実施形態に係る衝突可能性判定装置1の構成と上記違いを除き同じであるため、同一の符号を用いて説明し、各機能部についての詳細な説明は省略する。
図9は、自車両Mが一定速度で走行している例について説明するための図である。この場合、自車両Mは、速度S11を維持して走行する可能性と、減速する可能性と、加速する可能性がある。類型化部33は、車速センサ40により検出される複数の時点における自車両Mの速度S11,S12,S13に基づき、自車両Mの移動状態を一定速度パターンに類型化する。この場合、推定部34は、記憶部37のテーブルを参照して、一定速度パターンに対応付けられている将来の移動状態候補として、一定速度状態、加速状態、減速状態を取得し、各移動状態候補に対応するTCCを求める。実施形態において、推定部34は、一定速度状態に対応するTCC1と、加速状態に対応するTCC2と、減速状態に対応するTCC3とを求める。
図9(B)は、減速状態に対応するTCC3経過後における他車両Bの将来位置範囲G3を示す図である。
図9(A)(B)に示す通り、自車両Mが加速した場合の将来位置範囲G2と、自車両Mが減速した場合の将来位置範囲G3とはズレることが予測される。
なお、図示は省略するが、一定速度状態に対応するTCC1経過後における他車両Bの将来位置範囲をG1とする。
推定部34は、類型化部33により類型化された自車両Mの移動状態に基づき、複数のTTC(例えば、TCC1、TCC2、TCC3等)を求め、求めた複数のTTCごとに、将来位置範囲(例えば、将来位置範囲G1、G2、G3)を推定する。
車速センサ40は、自車両Mの速度を検出する(ステップST201)。本実施形態において、車速センサ40は、時刻T(0),T(+1),T(+2)における自車両Mの速度S11,S12,13を検出する。
特定部32は、カメラ10から入力された画像データと、レーダ装置20から入力された信号に基づいて、移動物体を検出する(ステップST202)。本実施形態において、特定部32は、移動物体として他車両Bを検出する。
移動物体を検出した場合、特定部32は、カメラ10から入力された画像データと、レーダ装置20から入力された他車両Bの位置とに基づいて、検出した他車両Bの位置を特定する(ステップST203)。
例えば、速度S12とS13との差分が予め決められた値未満であった場合、類型化部33は、他車両Bの移動状態を一定速度パターンに類型化する。
速度S12とS13との差分が予め決められた値以上であって、且つ、速度S13>S12である場合、類型化部33は、自車両Mの移動状態を加速パターンに類型化する。
速度S12とS13との差分が予め決められた値以上であって、且つ、速度S13<S12である場合、類型化部33は、自車両Mの移動状態を減速パターンに類型化する。
例えば、特定部32は、自車両Mと他車両Bとの距離r1を、車速センサ40が検出した自車両Mの速度S13で除算して、速度S13で走行し続けた場合に他車両Bの進行予定軌跡γに到達するまでの時間TTC1を求める。
また、特定部32は、自車両Mと他車両Bとの距離r1を、車速センサ40が検出した自車両Mの速度S13よりも速い速度S14(S13<S14)で除算して、速度S13から速度S14に加速した場合に他車両Bの進行予定軌跡γに到達するまでの時間TTC2を求める。
さらに、特定部32は、自車両Mと他車両Bとの距離r1を、車速センサ40が検出した自車両Mの速度S13よりも遅い速度S15(S13>S15)で除算して、速度S13から速度S15に減速した場合に他車両Bの進行予定軌跡γに到達するまでの時間TTC3を求める。
例えば、推定部34は、他車両Bの横位置qを、特定部32が求めたTTC1で除算して、時間TTC1に到達する他車両Bの将来位置範囲G1を求める。
推定部34は、他車両Bの横位置qを、特定部32が求めたTTC2で除算して、時間TTC2に到達する他車両Bの将来位置範囲G2を求める。
推定部34は、他車両Bの横位置qを、特定部32が求めたTTC3で除算して、時間TTC3に到達する他車両Bの将来位置範囲G3を求める。
一方、自車両Mと他車両Bとが衝突する可能性がないと判定した場合(ステップST208−NO)、制御装置30は、処理を終了する。
次に、図11,12を参照して、第3の実施形態に係る衝突可能性判定装置1による処理例について説明する。
第3の実施形態では、第1の実施形態と第2の実施形態での処理を組み合わせ、衝突可能性について判定する例について説明する。なお、第3の実施形態に係る衝突可能性判定装置1は、第1の実施形態に係る衝突可能性判定装置1の構成と同じであるため、同一の符号を用いて説明し、各機能部についての詳細な説明は省略する。
将来位置範囲G2は、TCC2経過後における他車両Bの将来位置範囲である。将来位置範囲G2には、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが減速した場合のTCC2経過後における将来位置範囲Gaと、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが加速した場合のTCC2経過後における将来位置範囲Gbと、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが一定速度で移動した場合のTCC2経過後における将来位置範囲Gcとを含む。
将来位置範囲G3は、TCC3経過後における他車両Bの将来位置範囲である。将来位置範囲G3には、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが減速した場合のTCC3経過後における将来位置範囲Gaと、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが加速した場合のTCC3経過後における将来位置範囲Gbと、移動状態が一定速度パターンに類型化された他車両Bが一定速度で移動した場合のTCC3経過後における将来位置範囲Gcとを含む。
類型化部33は、特定部32が特定した他車両Bの位置に基づき、他車両Bの移動履歴が示す他車両Bの移動状態を類型化する(ステップST301)。
推定部34は、類型化部33により類型化された他車両Bの移動状態に基づき、他車両Bの複数の将来の移動状態候補を推定する(ステップST302)。例えば、類型化部33により他車両Bの移動状態が「一定速度パターン」に類型化された場合、推定部34は、記憶部37を参照して、「一定速度パターン」に対応する将来の移動状態候補として、「一定速度状態」と、「加速状態」と、「減速状態」とを取得する。
10 カメラ
20 レーダ装置
30 制御装置
32 特定部
33 類型化部
34 推定部
35 判定部
36 運転支援部
37 記憶部
40 車速センサ
60 スピーカ
70 電子制御式ブレーキ装置
80 パワーステアリング装置
Claims (13)
- 移動物体の移動履歴に基づき、前記移動物体の移動状態を類型化する類型化部と、
前記類型化部により類型化された前記移動状態に応じて移動状態を拡張する範囲を決定し、決定した範囲内で前記類型化部により類型化された前記移動状態を他の移動状態まで拡張して得られる複数の将来の移動状態候補に基づき、前記移動物体の将来の位置を推定する推定部と、
前記推定部の推定結果に基づき前記移動物体の衝突可能性を判定する判定部と、
を備える衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記複数の将来の移動状態候補に応じてそれぞれ異なる前記将来の位置を推定する請求項1に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記類型化部により類型化された前記移動状態に応じて、加速する際に上昇する速度の変化量、又は、減速する際に低下する速度の変化量を変更する請求項1又は2に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記複数の将来の移動状態候補に基づき、他の移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記移動物体が到達する時間を推定して、前記他の移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記移動物体が到達する時間ごとに、前記他の移動物体の将来の位置を推定する請求項1から3のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記類型化部により類型化された前記移動状態が加速状態である場合、前記将来の移動状態候補が加速状態である場合の前記移動物体の将来の位置と、前記将来の移動状態候補が一定速度状態である場合の前記移動物体の将来の位置との双方を推定する請求項1から4のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記類型化部により類型化された前記移動状態が減速状態である場合、前記将来の移動状態候補が減速状態である場合の前記移動物体の将来の位置と、前記将来の移動状態候補が一定速度状態である場合の前記移動物体の将来の位置との双方を推定する請求項1から5のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記類型化部により類型化された前記移動状態が一定速度状態である場合、前記将来の移動状態候補が減速状態である場合の前記移動物体の将来の位置と、前記将来の移動状態候補が一定速度状態である場合の前記移動物体の将来の位置と、前記将来の移動状態候補が加速状態である場合の前記移動物体の将来の位置との全てを推定する請求項1から6のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記推定部は、
前記複数の将来の移動状態候補に基づき、他の移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記移動物体が到達する時間を推定して、前記他の移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記移動物体が到達する時間ごとに、前記他の移動物体の将来の位置を推定する請求項1から7のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記移動物体には、前記衝突可能性判定装置を搭載する自車、及び、前記衝突可能性判定装置が検知する検知物体のうち少なくともいずれか一方が含まれる請求項1から8のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。
- 第1移動物体を検知し、前記第1移動物体の位置を特定する特定部をさらに備え、
前記類型化部は、前記特定部が特定した前記第1移動物体の位置に基づき、前記第1移動物体の移動状態を類型化し、
前記推定部は、前記類型化部により類型化された前記第1移動物体の前記移動状態を、前記類型化部により類型化された前記移動状態とは異なる移動状態まで拡張して得られる複数の将来の移動状態候補に基づき、前記第1移動物体の将来の位置を推定し、
前記判定部は、前記推定部の推定結果に基づき前記第1移動物体との衝突可能性を判定する判定部と、
を備える請求項1から9のうちいずれか一項に記載の衝突可能性判定装置。 - 前記衝突可能性判定装置が搭載される第2移動物体の速度を検出する車速センサをさらに備え、
前記類型化部は、
前記車速センサが検出した前記第2移動物体の速度に基づき、前記第2移動物体の移動状態を類型化し、
前記推定部は、
前記類型化部により類型化された前記第2移動物体の移動状態を、前記類型化部により類型化された前記第2移動物体の移動状態とは異なる移動状態まで拡張して得られる複数の将来の移動状態候補に基づき、前記第1移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記第2移動物体が到達する時間を推定して、前記第1移動物体と衝突する可能性の高い領域に前記第2移動物体が到達する時間ごとに、前記第1移動物体の将来の位置を推定し、
前記判定部は、
前記推定部の推定結果に基づき、前記第1移動物体と前記第2移動物体との衝突可能性を判定する
請求項10に記載の衝突可能性判定装置。 - コンピュータが、
移動物体の移動履歴に基づき、前記移動物体の移動状態を類型化する類型化ステップと、
前記類型化ステップにより類型化された前記移動状態に応じて移動状態を拡張する範囲を決定し、決定した範囲内で前記類型化ステップにより類型化された前記移動状態を他の移動状態まで拡張して得られる複数の将来の移動状態候補に基づき、前記移動物体の将来の位置を推定する推定ステップと、
前記推定ステップの推定結果に基づき前記移動物体の衝突可能性を判定する判定ステップと、
を実行する衝突可能性判定方法。 - コンピュータを、
移動物体の移動履歴に基づき、前記移動物体の移動状態を類型化する類型化手段、
前記類型化手段により類型化された前記移動状態を、前記類型化手段により類型化された前記移動状態に応じて移動状態を拡張する範囲を決定し、決定した範囲内で前記類型化手段により類型化された前記移動状態を他の移動状態まで拡張して得られる複数の将来の移動状態候補に基づき、前記移動物体の将来の位置を推定する推定手段、
前記推定手段の推定結果に基づき前記移動物体の衝突可能性を判定する判定手段、
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