JP6564424B2

JP6564424B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6564424B2
Application number: JP2017114554A
Authority: JP
Inventors: 雄太福永
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2037-06-09
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Description

本発明は、自車両と対向車両との衝突を回避する制御を行う車両制御装置に関する。

特許文献１には、自車両が走行する走行車線と対向車両が走行する対向車線を区別する中央線を検出し、自車両が対向車線に進入し追い越しを行う場合、自車両と対向車両が衝突するおそれがあれば、自車両を走行車線に戻す制御を行うことについて開示がある。

欧州特許出願公開第２８３７５３８号明細書

しかしながら、特許文献１の従来技術では、例えば、対向車両が対向車線の中央線側を走行し、自車両が走行車線の中央線側を走行するような、両車両が衝突する可能性がある場合において、両車両の衝突を回避するような制御は行われない。このように、特許文献１の従来技術では、自車両が走行車線内を走行している間は、自車両と対向車両との衝突を効果的に回避することはできなかった。

本発明は、このような課題に鑑み、自車両と対向車両との衝突を効果的に回避することが可能な車両制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、自車両が走行する走行車線と対向車両が走行する対向車線を区分する中央線を検出する中央線検出部と、前記対向車線を走行する前記対向車両を検出する対向車両検出部と、前記自車両と前記対向車両が衝突する衝突予測時間を導出する予測時間導出部と、前記中央線から前記対向車線側の所定距離範囲内の領域に複数の前記対向車両が存在すると判定した場合、前記複数の対向車両のうち、前記衝突予測時間が最も短い対向車両を、前記自車両との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両として選出する制御対象対向車両選出部と、を備え、前記対向車両検出部は、前記自車両の進行方向に延びる線と、前記自車両と前記対向車両とを結ぶ線との間の角度が所定角度以内である場合、前記制御対象対向車両の候補とし、前記角度が所定角度より大きい場合、前記制御対象対向車両の候補としない。

前記自車両の進行方向における前記自車両と前記対向車両との間の第１距離を導出する距離導出部を有し、前記制御対象対向車両選出部は、前記複数の対向車両の前記衝突予測時間が等しい場合、前記第１距離が最も短い対向車両を、前記制御対象対向車両として選出してもよい。

前記距離導出部は、前記自車両の進行方向と直交する方向における前記自車両と前記対向車両との間の第２距離を導出し、前記制御対象対向車両選出部は、前記複数の対向車両の前記衝突予測時間が等しく、かつ、前記複数の対向車両の前記第１距離が等しい場合、前記第２距離が最も短い対向車両を、前記制御対象対向車両として選出してもよい。

前記制御対象対向車両が選出された場合、前記自車両と前記制御対象対向車両との衝突を回避するように前記自車両を制御する制御部を備えてもよい。

本発明によれば、自車両と対向車両との衝突を効果的に回避することが可能となる。

車両の構成を示す図である。車両制御装置および車外環境認識装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。輝度画像と距離画像を説明するための説明図である。本実施形態における制御対象対向車両設定処理を説明するフローチャートである。本実施形態における対向車両検出処理を説明するフローチャートである。本実施形態における制御対象対向車両選出処理を説明するフローチャートである。白線検出範囲を説明する図である。

以下に添付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。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

近年では、車両に搭載した車載カメラによって自車両の前方の道路環境を撮像し、画像内における色情報や位置情報に基づいて他車両を特定し、特定された他車両との衝突を回避する所謂衝突防止機能を搭載した車両が普及しつつある。以下では、このような車外環境を認識する車外環境認識装置および車両（自車両）と他車両（対向車両）との衝突を回避する制御を実行する車両制御装置を搭載した車両について詳述する。

図１は、車両（自車両）１００の構成を示す図である。図１中、実線の矢印はデータの伝達の向きを示し、破線の矢印は制御信号の伝達の向きを示す。図１に示すように、車両１００は、エンジン１０２を有する自動車である。なお、ここでは、駆動源をエンジンとしたが、モータジェネレータや、エンジンおよびモータジェネレータであってもよい。

エンジン１０２のクランクシャフト１０４は、トランスミッション１０６を介して前輪側プロペラシャフト１０８に接続されている。前輪側プロペラシャフト１０８は、一端にフロントディファレンシャルギア１１０を介して前輪側ドライブシャフト１１２が接続されており、他端に電子制御カップリング１１４を介して後輪側プロペラシャフト１１６が接続されている。前輪側ドライブシャフト１１２の両端には、前輪１２０が接続されている。

後輪側プロペラシャフト１１６は、電子制御カップリング１１４とは反対側の後端にリアディファレンシャルギア１１８を介して後輪側ドライブシャフト１２２が接続されている。後輪側ドライブシャフト１２２の両端には、後輪１３０が接続されている。

したがって、車両１００では、クランクシャフト１０４、トランスミッション１０６、前輪側プロペラシャフト１０８、フロントディファレンシャルギア１１０および前輪側ドライブシャフト１１２を介して、エンジン１０２から出力されるトルクが前輪１２０に伝達される。

また、車両１００では、クランクシャフト１０４、トランスミッション１０６、前輪側プロペラシャフト１０８、電子制御カップリング１１４、後輪側プロペラシャフト１１６、リアディファレンシャルギア１１８、および、後輪側ドライブシャフト１２２を介して、エンジン１０２から出力されるトルクが後輪１３０に伝達される。電子制御カップリング１１４は、走行状態や運転者からの指示に応じて、前輪１２０に伝達されるトルク（駆動力）と、後輪１３０に伝達されるトルク（駆動力）との比を調整可能に構成されている。

操舵機構１３２は、運転者が操作するハンドルの操舵角に応じて車体に対する前輪１２０の角度を変える。また、操舵機構１３２は、不図示の操舵用モータを備え、車両１００と対向車両との衝突を回避する制御を行う際、後述する操舵制御部２１２の制御に応じて操舵用モータが駆動することで、車体に対する前輪１２０の角度を変える。

また、車両１００には、ＥＣＵ１３４が設けられている。ＥＣＵ１３４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、エンジン１０２を統括制御する。

また、車両１００には、車両制御装置１４０が設けられている。車両制御装置１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、車両１００の各部を統括制御する。車両制御装置１４０は、アクセルペダルセンサ１４２、ブレーキペダルセンサ１４４、車速センサ１４６、回転数センサ１４８、角速度センサ１５０、および、操舵角センサ１５２とそれぞれ接続され、各センサで検出された値を示す信号が所定間隔毎に入力される。また、車両制御装置１４０は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１５４、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）１５６、車車間通信装置１５８、および、後述する車外環境認識装置１７２とそれぞれ接続され、各装置から送信される信号（情報）を受信したり、各装置に信号（情報）を送信したりする。

アクセルペダルセンサ１４２は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル踏込み量）を検出し、アクセル踏込み量を示すアクセル踏込み量信号を車両制御装置１４０に送信する。ブレーキペダルセンサ１４４は、ブレーキペダルの踏込み量（ブレーキ踏込み量）を検出し、ブレーキ踏込み量を示すブレーキ踏込み量信号を車両制御装置１４０に送信する。車速センサ１４６は、車両１００の車速を検出し、車速を示す車速信号を車両制御装置１４０に送信する。回転数センサ１４８は、エンジン１０２の回転数を検出し、回転数を示す回転数信号を車両制御装置１４０に送信する。角速度センサ１５０は、前輪１２０の角速度を検出し、角速度を示す角速度信号を車両制御装置１４０に送信する。操舵角センサ１５２は、ハンドルの操舵角を検出し、ハンドルの操舵角を示す操舵角信号を車両制御装置１４０に送信する。

ＥＣＵ１３４は、エンジン１０２と接続され、エンジン１０２に制御信号を送信する。また、車両制御装置１４０は、ブレーキ１６０、電子制御カップリング１１４と接続され、ブレーキ１６０、電子制御カップリング１１４に制御信号を送信する。

ＥＣＵ１３４は、アクセルペダルセンサ１４２から送信されるアクセル踏込み量信号、および、回転数センサ１４８から送信されるエンジン１０２の回転数を示す回転数信号を車両制御装置１４０から受信する。ＥＣＵ１３４は、アクセル踏込み量信号および回転数信号に基づいて、予め記憶されたマップを参照してエンジン１０２の目標トルクおよび目標回転数を導出する。そして、ＥＣＵ１３４は、導出した目標トルクおよび目標回転数となるようにエンジン１０２を駆動させる。

ＨＭＩ１５４は、運転者と車両設備とのインターフェースであり、例えば、車両１００と対向車両が衝突する可能性がある場合に、車両１００の運転者に危険を報知する装置である。このＨＭＩ１５４としては、モニターやスピーカ等を用いることができる。例えば、ＨＭＩ１５４は、車両制御装置１４０から危険報知信号（情報）を受信すると、モニターに危険報知内容を表示し、スピーカにより警告音や危険報知にかかるメッセージを鳴らすことにより、車両１００の運転者に危険を報知する。また、後述するように運転者により車両１００が通行する通行区分（右または左）を設定可能な操作部を有する。

ＧＮＳＳ１５６は、車両１００の位置情報を検出する装置である。このＧＮＳＳ１５６は、図示しないＧＮＳＳアンテナを介して車両１００の緯度・経度の情報を、車両１００の位置情報として検出する。また、ＧＮＳＳ１５６は、車両１００の緯度・経度の情報から、車両１００の進行方位に関する情報を検出することができる。

車車間通信装置１５８は、車両１００の周辺における対向車両と情報を通信する装置である。車車間通信装置１５８は、通信により車両１００に関する情報を対向車両に送信し、通信により対向車両に関する情報を受信（検出）して、車両１００の周辺における対向車両と情報を通信する。本実施形態では、車車間通信装置１５８は、車両１００に関する情報として、車両１００の位置・速度・進行方位の情報を送信し、対向車両に関する情報として、対向車両の位置・速度・進行方位の情報を受信する。

また、車両１００には、撮像装置１７０および車外環境認識装置１７２が設けられている。撮像装置１７０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、車両１００の前方に相当する環境を撮像し、カラー画像やモノクロ画像を生成することができる。ここで、カラー値は、１つの輝度（Ｙ）と２つの色差（ＵＶ）からなる、または、３つの色相（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））からなる数値群である。ここでは、撮像装置１７０で撮像されたカラー画像やモノクロ画像を輝度画像と呼び、後述する距離画像と区別する。

また、撮像装置１７０は、車両１００の進行方向側において２つの撮像装置１７０それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置１７０は、車両１００の前方の検出領域に存在する特定物を撮像した画像データを、例えば１／６０秒のフレーム毎（６０ｆｐｓ）に連続して生成する。

車外環境認識装置１７２は、２つの撮像装置１７０それぞれから画像データを取得し、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出し、導出された視差情報（後述する相対距離に相当）を画像データに対応付けて距離画像を生成する。輝度画像および距離画像については後ほど詳述する。また、車外環境認識装置１７２は、輝度画像に基づく輝度値（カラー値）、および、距離画像に基づく車両１００との相対距離情報を用いて車両１００前方の検出領域に表示された対象物がいずれの特定物に対応するかを特定する。ここで、認識対象となる特定物は、車両、人（歩行者）、信号機、道路（進行路）、道路の白線、ガードレールといった独立して存在する物のみならず、テールランプやウィンカー、信号機の各点灯部分等、独立して存在する物の一部として特定できる物も含む。以下の実施形態における各機能部は、このような画像データの更新を契機としてフレーム毎に各処理を遂行する。

以下、車外環境認識装置１７２の構成について詳述する。ここでは、本実施形態に特徴的な、自車両前方（進行方向）に位置する対向車両および白線等の特定物の特定手順について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。

図２は、車両制御装置１４０および車外環境認識装置１７２の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、車外環境認識装置１７２は、Ｉ／Ｆ部１８０と、データ保持部１８２と、中央制御部１８４とを含んで構成される。

Ｉ／Ｆ部１８０は、撮像装置１７０や車両制御装置１４０との双方向の情報交換を行うためのインターフェースである。データ保持部１８２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、以下に示す各機能部の処理に必要な様々な情報を保持し、また、撮像装置１７０から受信した画像データを一時的に保持する。

中央制御部１８４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、システムバス１８６を通じて、Ｉ／Ｆ部１８０、データ保持部１８２等を制御する。また、本実施形態において、中央制御部１８４は、画像処理部１９０、３次元位置情報生成部１９２、グループ化部１９４、道路特定部１９６、白線検出部１９８、移動物特定部２００としても機能する。以下、このような機能部の処理について説明する。

画像処理部１９０は、２つの撮像装置１７０それぞれから画像データを取得し、一方の画像データから任意に抽出したブロック（例えば水平４画素×垂直４画素の配列）に対応するブロックを他方の画像データから検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は、撮像した輝度画像の画面横方向（長手方向）を示し、「垂直」は、撮像した輝度画像の画面縦方向（短手方向）を示す。

このパターンマッチングとしては、２つの画像データ間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度値（Ｙ色差信号）を比較することが考えられる。例えば、輝度値の差分をとるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、差分を２乗して用いるＳＳＤ（Sum of Squared intensity Difference）や、各画素の輝度値から平均値を引いた分散値の類似度をとるＮＣＣ（Normalized Cross Correlation）等の手法がある。画像処理部１９０は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域（例えば水平６００画素×垂直１８０画素）に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平４画素×垂直４画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。

ただし、画像処理部１９０では、検出分解能単位であるブロック毎に視差を導出することはできるが、そのブロックがどのような対象物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、対象物単位ではなく、検出領域における例えばブロックといった検出分解能単位（以下、立体部位という）で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報（相対距離情報に相当）を画像データの各立体部位に対応付けた画像を距離画像という。

図３は、輝度画像３００と距離画像３０２を説明するための説明図である。例えば、２つの撮像装置１７０を通じ、検出領域３０４について図３（ａ）のような輝度画像（画像データ）３００が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、２つの輝度画像３００の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部１９０は、このような輝度画像３００から立体部位毎の視差を求め、図３（ｂ）のような距離画像３０２を形成する。距離画像３０２における各立体部位には、その立体部位の視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出された立体部位を黒のドットで表している。

図２に戻って説明すると、３次元位置情報生成部１９２は、画像処理部１９０で生成された距離画像３０２に基づいて検出領域３０４内の立体部位毎の視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび相対距離を含む３次元の位置情報に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、立体部位の視差からその立体部位の撮像装置１７０に対する相対距離を導出する方法である。このとき、３次元位置情報生成部１９２は、立体部位の相対距離と、立体部位と同相対距離にある道路表面上の点から立体部位までの距離画像３０２上の距離とに基づいて、立体部位の道路表面からの高さを導出する。

グループ化部１９４は、距離画像３０２における、３次元位置（水平距離ｘ、高さｙおよび相対距離ｚ）の差分が予め定められた範囲（例えば０．１ｍ）内にある立体部位同士を、同一の特定物に対応すると仮定してグループ化する。こうして、立体部位の集合体である対象物が生成される。上記グループ化の範囲は実空間上の距離で表され、製造者によって任意の値に設定することができる。また、グループ化部１９４は、グループ化により新たに追加された立体部位に関しても、その立体部位を基点として、水平距離ｘの差分、高さｙの差分および相対距離ｚの差分が所定範囲内にある立体部位をさらにグループ化する。結果的に、同一の特定物と仮定可能な立体部位全てが対象物としてグループ化されることとなる。

道路特定部１９６は、対象物が、予め定められた道路に相当する所定の条件を満たしていれば（例えば、白線、他車両、ガードレール等の路側用対象物との位置関係が特定物「道路」に相当すれば）、その対象物を特定物「道路」と特定する。

白線検出部１９８は、距離画像３０２における３次元位置や輝度画像３００に基づく輝度値（カラー値）に基づいて、特定した道路表面上の白線を特定する。ここで、特定対象には、黄色線が含まれる。また、白線、黄色線の破断線も特定対象とする。以下、白線という場合、黄色線、破断線（白線、黄色線）も含むものとする。

白線検出部１９８は、例えば、グループ化部１９４によって道路表面上でグループ化され、かつ、予め設定された白線の輝度範囲に含まれる色であり、道路表面を進路前方に延在しているものを、白線として検出する。ここでは、白線検出部１９８は、撮像装置１７０の画像データに基づいて白線を検出する場合について説明したが、例えば、レーザなど他の手段によって白線を検出してもよい。

移動物特定部２００は、グループ化した対象物が、予め定められた車両に相当する所定の条件を満たしていれば（例えば、対象物が道路上に位置し、対象物全体の大きさが特定物「車両」の大きさに相当すれば）、その対象物を特定物「他車両」と特定する。

また、車両制御装置１４０は、制動制御部２１０、操舵制御部２１２、中央線検出部２１４、対向車両検出部２１６、予測時間導出部２１８、距離導出部２２０、制御対象対向車両選出部２２２として機能する。

制動制御部２１０は、ブレーキペダルセンサ１４４からブレーキ踏込み量信号が送信されると、ブレーキ踏込み量信号に基づいて、ブレーキ１６０を制御して車両１００を制動させる。

操舵制御部２１２は、アクセル踏込み量信号、ブレーキ踏込み量信号、車速信号、エンジン１０２の回転角信号、前輪１２０の角速度信号、操舵角信号に応じ、操舵機構１３２を制御する。

中央線検出部２１４は、白線検出部１９８によって検出された道路上の白線に基づいて、車両１００が走行する走行車線と対向車両が走行する対向車線を区分する中央線を検出する。例えば、中央線検出部２１４は、道路特定部１９６によって特定された道路と、白線検出部１９８によって検出された道路上の白線に基づいて、道路の中央に最も近い白線を中央線として検出する。また、中央線検出部２１４は、中央線を基準として、車両１００が位置する側を走行車線とし、中央線を基準として、車両１００が位置する側とは反対側を対向車線として識別する。

対向車両検出部２１６は、対向車線を走行する対向車両を検出する。対向車両を検出する具体的な内容については、後述する。

予測時間導出部２１８は、車両１００と対向車両が衝突する衝突予測時間を導出する。具体的に、予測時間導出部２１８は、ＧＮＳＳ１５６から取得される情報により、車両１００の位置および進行方向を取得し、車速センサ１４６から取得される情報により、車両１００の速度を取得する。また、予測時間導出部２１８は、取得した車両１００の情報と、対向車両検出部２１６により検出された対向車両の情報（前述した距離画像）に基づいて、対向車両の位置、速度および進行方向を導出する。そして、予測時間導出部２１８は、対向車両の位置、速度および進行方向と、車両１００の位置、速度および進行方向に基づいて、対向車両が車両１００に到達するまでの衝突予測時間を導出する。ここでは、予測時間導出部２１８は、対向車両が車両１００とすれ違うまでの時間を導出する。例えば、予測時間導出部２１８は、対向車両が車両１００の進行方向における前端から進行方向と直交する方向に延びる線に到達するまでの時間を導出する。

距離導出部２２０は、車両１００の進行方向における車両１００と対向車両との間の第１距離および車両１００の進行方向と直交する方向における車両１００と対向車両との間の第２距離を導出する。具体的に、距離導出部２２０は、ＧＮＳＳ１５６から取得される情報により、車両１００の位置および進行方向を取得する。また、距離導出部２２０は、取得した車両１００の情報と、対向車両検出部２１６により検出された対向車両の情報（前述した距離画像）に基づいて、対向車両の位置および進行方向を導出する。そして、距離導出部２２０は、対向車両の位置および進行方向と、車両１００の位置および進行方向とに基づいて、上記第１距離および第２距離を導出する。

制御対象対向車両選出部２２２は、車両１００との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両を選出する。制御対象対向車両を選出する具体的な内容については、後述する。

図４は、本実施形態における制御対象対向車両設定処理を説明するフローチャートである。

制御対象対向車両選出部２２２は、まず、ＨＭＩ１５４から通行区分に関する情報を取得する。ＨＭＩ１５４は、運転者により走行車線カスタマイズ切り替え操作ができるように構成されている。運転者は、予め走行車線カスタマイズ切り替え操作を行い、ＨＭＩ１５４に通行区分に関する情報を入力することができる。

制御対象対向車両選出部２２２は、ＨＭＩ１５４から取得した通行区分に関する情報から、通行区分は右に設定されているか否かを判定する（ステップＳ４０１）。通行区分が右である場合、ステップＳ４０３に進み、通行区分が左である場合、ステップＳ４０２に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、通行区分が左である場合（ステップＳ４０１においてＮＯ）、車両１００の右側に白線が検出されているか否かを判定する（ステップＳ４０２）。車両１００の右側に白線が検出されている場合は、ステップＳ４０４に進み、車両１００の右側に白線が検出されない場合は、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、通行区分が右である場合（ステップＳ４０１においてＹＥＳ）、車両１００の左側に白線が検出されているか否かを判定する（ステップＳ４０３）。車両１００の左側に白線が検出されている場合は、ステップＳ４０４に進み、車両１００の左側に白線が検出されない場合は、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、ステップＳ４０２においてＹＥＳ、または、ステップＳ４０３においてＹＥＳである場合、対向車両検出部２１６により対向車両検出処理を実行させる。

図５は、本実施形態における対向車両検出処理を説明するフローチャートである。

対向車両検出部２１６は、まず、移動物特定部２００により特定された対象物の情報（前述した距離画像）に基づいて、対象物の速度を導出する。そして、対象物の速度（対向車速）が所定速度以上（例えば、１５ｋｍ／ｈ以上）であるか否かを確認する（ステップＳ５０１）。ここで、対象物速度が所定速度未満である場合は、対象物が低速走行中あるいは停止状態であると考えられ、所定速度未満の対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、移動物特定部２００により特定された対象物の情報に基づいて、特定された対象物の検出回数が所定回数以上であるか否かを確認する（ステップＳ５０２）。ここで、所定回数は、特定された対象物の位置（または、車両１００から対象物までの距離）または速度に応じて変化する値である。ここで、対象物の検出回数が所定回数未満である場合は、検出された対象物が誤検出である可能性が高いため、所定回数未満の対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、移動物特定部２００により特定された対象物の情報に基づいて、対象物のサイズが所定サイズ以上であるか否かを確認する（ステップＳ５０３）。ここでは、対象物の縦（高さ）、横（幅）、面積を確認し、それぞれの値が所定サイズ以上であるか否かを確認する。ここで、所定サイズは、対象物の位置（または、車両１００から対象物までの距離）に応じて変化する値である。また、所定サイズは、車両１００の車外環境（例えば、昼または夜）によっても変化する値である。ここで、対象物のサイズが所定サイズ未満である場合は、対象物が車両サイズではないと判定され、所定サイズ未満の対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、移動物特定部２００により特定された対象物の情報に基づいて、対象物のアスペクト比が所定範囲の比率であるか否かを確認する（ステップＳ５０４）。ここでは、対象物の縦（高さ）と横（幅）の比率を確認し、比率が所定範囲内であるか否かを確認する。ここで、対象物のアスペクト比が所定範囲外である場合は、その対象物が車両とは異なる対象物である可能性が高いため、所定範囲外の対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、移動物特定部２００により特定された対象物の情報に基づいて、対象物の視差密度が所定密度範囲内であるか否かを確認する（ステップＳ５０５）。ここで、視差密度は、距離点数を横幅（距離画像の画面横方向（長手方向））で割ったものである。所定密度範囲は、実験により得られた実測値の範囲である。ここで、対象物の視差密度が所定密度範囲外である場合は、その対象物が車両とは異なる対象物である可能性が高いため、所定密度範囲外の対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、移動物特定部２００により特定された対象物の情報に基づいて、対象物の傾きが所定角度以内（例えば、４５°以内）であるか否かを確認する（ステップＳ５０６）。ここで、対象物の傾きは、車両１００の進行方向に延びる線と、車両１００と対象物とを結ぶ線との間の角度である。ここで、対象物の傾きが所定角度より大きい場合は、対象物が対向車線の延びる方向と交差する方向に移動し、対向車線から離脱または対向車線に合流する車両であると判定され、所定角度より大きい対象物を、車両１００との衝突を回避する対象となる対向車両ではないと判定する。

対向車両検出部２１６は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の条件をすべて満たしているか否か判定する（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の条件をすべて満たしている場合は、ステップＳ５０８に進み、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の条件のうち、いずれかを満たしていない場合は、ステップＳ５０９に進む。

対向車両検出部２１６は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の条件をすべて満たしている場合（ステップＳ５０７においてＹＥＳ）、対向車両を検出したと判定し（ステップＳ５０８）、対向車両検出処理を終了する。

対向車両検出部２１６は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の条件のうち、いずれかを満たしていない場合（ステップＳ５０７においてＮＯ）、対向車両を検出しなかった（無検出である）と判定し（ステップＳ５０９）、対向車両検出処理を終了する。

図４に戻り、制御対象対向車両選出部２２２は、対向車両が検出されたか否か判定する（ステップＳ４０５）。対向車両が検出された場合、ステップＳ４０６に進み、対向車両が検出されなかった場合、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、対向車両が検出された場合（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、予測時間導出部２１８から、対向車両と車両１００との衝突までの時間である衝突予測時間（ＴＴＣ：ＴｉｍｅＴｏＣｏｌｌｉｓｉｏｎ）を取得する。そして、ＴＴＣが所定時間以内（例えば、１．５ｓｅｃ以内）であるか否か判定する（ステップＳ４０６）。ＴＴＣが所定時間以内である場合は、ステップＳ４０７に進み、ＴＴＣが所定時間より大きい場合は、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、ＴＴＣが所定時間以内である場合（ステップＳ４０６においてＹＥＳ）、車両１００の進行方向における車両１００と対向車両との距離が、白線検出距離以内に存在するか否か判定する（ステップＳ４０７）。ここで、制御対象対向車両選出部２２２は、白線検出部１９８により検出された白線（中央線）の、車両１００の進行方位における長さ（距離）を取得している。そして、白線検出部１９８により検出された白線の長さと、車両１００と対向車両との距離を比較している。ここでは、制御対象対向車両選出部２２２は、白線が検出可能な距離より、車両１００と対向車両との距離が大きい場合、その対向車両は、対向車両としての信頼性がないとして、対向車両として判定しないようにしている。白線が検出可能な距離以内である場合、ステップＳ４０８に進み、白線が検出可能な距離より離れている場合、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、車両１００と対向車両との距離が白線検出距離以内である場合（ステップＳ４０７においてＹＥＳ）、制御対象対向車両選出処理を実行する（ステップＳ４０８）。

図６は、本実施形態における制御対象対向車両選出処理を説明するフローチャートである。

制御対象対向車両選出部２２２は、対向車両が中央線に基づいて導出される白線検出範囲内に存在するか否か判定する（ステップＳ６０１）。白線検出範囲内である場合、ステップＳ６０２に進み、白線検出範囲外である場合、ステップＳ６０５に進む。

ここで、白線検出範囲について説明する。図７は、白線検出範囲Ａを説明する図である。図７に示すように、車両１００は、片側一車線の道路Ｓの走行車線Ｓ１を走行し、対向車両４００は、道路Ｓの対向車線Ｓ２を走行している。走行車線Ｓ１は、白線Ｈ１（走行車線Ｓ１側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ２（中央線）により区分けされる車線である。対向車線Ｓ２は、白線Ｈ３（対向車線Ｓ２側の車両通行帯境界線）および白線Ｈ２により区分けされる車線である。白線検出範囲Ａは、白線Ｈ２（中央線）に基づいて導出され、例えば、白線Ｈ２から対向車線Ｓ２側に所定距離Ｌ以内（例えば、１．４ｍ以内）の領域である。

図６に戻り、制御対象対向車両選出部２２２は、対向車両が白線検出範囲Ａ内に存在する場合（ステップＳ６０１においてＹＥＳ）、白線検出範囲Ａ内に複数の対向車両が存在するか否か判定する（ステップＳ６０２）。複数の対向車両が存在する場合は、ステップＳ６０３に進み、複数の対向車両が存在しない（すなわち、１の対向車両のみ存在する）場合は、ステップＳ６０４に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、白線検出範囲Ａ内に複数の対向車両が存在する場合（ステップＳ６０２においてＹＥＳ）、複数の対向車両のうち、１の制御対象対向車両を選出する（ステップＳ６０３）。ここで、複数の対向車両のうち、１の制御対象対向車両を選出するのは、対向車両を正確に特定しておかないと、車両１００と対向車両との衝突を具体的にどのように回避する制御を行えばよいのかが不明になるからである。

ステップＳ６０３において、制御対象対向車両選出部２２２は、まず、予測時間導出部２１８から、複数の対向車両それぞれと、車両１００とが衝突する衝突予測時間（ＴＴＣ）を取得する。そして、複数の対向車両のうち、ＴＴＣが最も短い対向車両を、車両１００との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両として選出する。ここで、ＴＴＣが最も短い対向車両が車両１００に最も早く衝突すると考えられる。そのため、制御対象対向車両選出部２２２は、ＴＴＣが最も短い対向車両を制御対象対向車両として選出している。

ＴＴＣが等しい複数の対向車両が存在する場合、制御対象対向車両選出部２２２は、距離導出部２２０から、車両１００の進行方向における車両１００と対向車両との間の第１距離を取得する。そして、ＴＴＣが等しい複数の対向車両のうち第１距離が最も短い対向車両を、制御対象対向車両として選出する。ここで、白線検出範囲Ａ内に存在する複数の対向車両のうち、車両１００との距離が遠い側の対向車両は車両１００との距離が近い側の対向車両との衝突を回避するため、スピードを落とすまたは進路を変更すると考えられる。そのため、制御対象対向車両選出部２２２は、第１距離が最も短い対向車両を制御対象対向車両として選出している。

ＴＴＣが等しく、かつ、第１の距離が等しい複数の対向車両が存在する場合、距離導出部２２０から、車両１００の進行方向と直交する方向における車両１００と対向車両との間の第２距離を取得する。そして、ＴＴＣが等しく、かつ、第１の距離が等しい複数の対向車両のうち第２距離が最も短い対向車両を、制御対象対向車両として選出する。ここで、ＴＴＣが等しく、かつ、第１距離が等しい複数の対向車両とは、複数の対向車両が並走している状態であり、並走している対向車両のうち第２距離が最も短い対向車両の方が、車両１００に衝突する可能性が高いと考えられる。そのため、制御対象対向車両選出部２２２は、第２距離が最も短い対向車両を制御対象対向車両として選出している。

制御対象対向車両選出部２２２は、１の制御対象対向車両を選出した場合、または、白線検出範囲Ａ内に１の対向車両のみ存在する場合、その１の対向車両を、車両１００との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両として判定する（ステップＳ６０４）。

一方、制御対象対向車両選出部２２２は、白線検出範囲Ａ内に対向車両が存在しない場合（ステップＳ６０１においてＮＯ）、車両１００との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両がないと判定する（ステップＳ６０５）。

図４に戻り、制御対象対向車両選出部２２２は、１の制御対象対向車両が存在するか否か判定する（ステップＳ４０９）。１の制御対象対向車両が存在する場合は、ステップＳ４１０に進み、制御対象対向車両が存在しない場合は、ステップＳ４１１に進む。

制御対象対向車両選出部２２２は、１の制御対象対向車両が存在する場合（ステップＳ４０９においてＹＥＳ）、制御対象対向車両ありとして、その対向車両を、制御対象対向車両として設定する（ステップＳ４１０）。

一方、制御対象対向車両選出部２２２は、ステップＳ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０５、Ｓ４０６、Ｓ４０７、Ｓ４０９においてＮＯである場合、制御対象対向車両が無かったとして、制御対象対向車両なしに設定する（ステップＳ４１１）。

その後、操舵制御部２１２は、制御対象対向車両が選出された場合、車両１００と制御対象対向車両との衝突を回避するように操舵機構１３２を制御する。また、制動制御部２１０は、制御対象対向車両が選出された場合、車両１００と制御対象対向車両との衝突を回避するようにブレーキ１６０を制御する。これにより、対向車線を走行する対向車両のうち、制御対象対向車両選出部２２２が選出した制御対象対向車両のみに対し、車両１００と制御対象対向車両との衝突を回避するように車両１００を制御することができる。

このように、制御対象対向車両選出部２２２は、白線検出範囲Ａに基づいて、車両１００との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両を選出している。すなわち、対向車線Ｓ２のうち白線Ｈ２（中央線）近傍を走行し、車両１００と衝突する可能性の高い対向車両を、制御対象対向車両として選出している。したがって、対向車両が対向車線の中央線側を走行し、自車両が走行車線の中央線側を走行するような、両車両が衝突する可能性がある場合においても、両車両の衝突を回避することができる。これにより、車両１００と対向車両との衝突を効果的に回避することができる。

また、制御対象対向車両選出部２２２は、対向車線Ｓ２を走行するすべての対向車両を制御対象対向車両として選出せずに、白線検出範囲Ａを基準として制御対象対向車両を選出している。そのため、対向車線を走行する対向車両が現れるたびに車両１００と対向車両が衝突しないように回避制御が行われ、運転者に違和感を与えることを回避することができる。

また、制御対象対向車両選出部２２２は、白線検出範囲Ａ内に複数の対向車両が存在する場合、複数の対向車両のうち、衝突予測時間が最も短い対向車両を、制御対象対向車両として選出している。なお、複数の対向車両の衝突予測時間が等しい場合、車両１００の進行方向における車両１００と対向車両との間の第１距離が最も短い対向車両を、制御対象対向車両として選出している。さらに、複数の対向車両の衝突予測時間が等しく、かつ、複数の対向車両の第１距離が等しい場合、車両１００の進行方向と直交する方向における車両１００と対向車両との間の第２距離が最も短い対向車両を、制御対象対向車両として選出している。ここで、第１距離および第２距離よりも衝突予測時間を優先している理由は、第１距離および第２距離に関わらず、衝突予測時間が最も短い対向車両が車両１００に最も早く衝突する可能性が高いためである。また、第２距離よりも第１距離を優先している理由は、第２距離に関わらず、複数の対向車両のうち第１距離が短い方の対向車両と衝突する可能性が高いためである。これは、複数の対向車両のうち第１距離が長い方の対向車両は、第１距離が短い方の対向車両を避けるため、スピードを落とすまたは進路を変更すると考えられるためである。したがって、本実施形態では、第２距離よりも第１距離を優先し、第１距離が短い方の対向車両を、制御対象対向車両としている。これにより、白線検出範囲Ａ内に複数の対向車両が存在する場合でも、制御対象対向車両を的確に選出することができ、車両１００と対向車両との衝突を効果的に回避することができる。

また、上述した自車両と対向車両との衝突を回避する車両制御方法や、コンピュータを車両制御装置１４０として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、自車両と対向車両との衝突を回避する制御を行う車両制御装置に利用することができる。

１４０車両制御装置
２１４中央線検出部
２１６対向車両検出部
２１８予測時間導出部
２２２制御対象対向車両選出部

Claims

自車両が走行する走行車線と対向車両が走行する対向車線を区分する中央線を検出する中央線検出部と、
前記対向車線を走行する前記対向車両を検出する対向車両検出部と、
前記自車両と前記対向車両が衝突する衝突予測時間を導出する予測時間導出部と、
前記中央線から前記対向車線側の所定距離範囲内の領域に複数の前記対向車両が存在すると判定した場合、前記複数の対向車両のうち、前記衝突予測時間が最も短い対向車両を、前記自車両との衝突を回避する対象となる制御対象対向車両として選出する制御対象対向車両選出部と、
を備え、
前記対向車両検出部は、前記自車両の進行方向に延びる線と、前記自車両と前記対向車両とを結ぶ線との間の角度が所定角度以内である場合、前記制御対象対向車両の候補とし、前記角度が所定角度より大きい場合、前記制御対象対向車両の候補としない車両制御装置。
前記自車両の進行方向における前記自車両と前記対向車両との間の第１距離を導出する距離導出部を有し、
前記制御対象対向車両選出部は、前記複数の対向車両の前記衝突予測時間が等しい場合、前記第１距離が最も短い対向車両を、前記制御対象対向車両として選出する請求項１に記載の車両制御装置。
前記距離導出部は、
前記自車両の進行方向と直交する方向における前記自車両と前記対向車両との間の第２距離を導出し、
前記制御対象対向車両選出部は、前記複数の対向車両の前記衝突予測時間が等しく、かつ、前記複数の対向車両の前記第１距離が等しい場合、前記第２距離が最も短い対向車両を、前記制御対象対向車両として選出する請求項２に記載の車両制御装置。
前記制御対象対向車両が選出された場合、前記自車両と前記制御対象対向車両との衝突を回避するように前記自車両を制御する制御部を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。