JP7229052B2 - 車両制御装置、車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両を制御する車両制御装置に関する。

車両の運転を支援する技術として、車両が搭載しているセンサや路上に設置しているセンサが検出した物体を運転者に対して通知するものがある。車載センサや路上センサは必ずしも車両周辺の全ての物体を検出できるわけではなく、車両にとって死角となるエリアに物体が存在する場合もある。このような死角障害物をどのようにして運転者に対して通知するのかについて、いくつかの技術が開発されている。

下記特許文献１は、『車両が安全に走行を行うことができる車両システム、車両情報処理方法、プログラムおよび交通システムを提供する。』ことを課題として、『車両システム５０は、周囲のオブジェクトを検知するインフラセンサ３１から見た場合における、オブジェクトによって生じる死角領域を示す第１死角情報を、インフラセンサ３１を有するインフラシステム３から取得する取得部と、オブジェクトを検知する車載センサ５１から見た場合における、オブジェクトによって生じる死角領域を示す第２死角情報を生成する検知認識部５２とを備える。そして、検知認識部５２は、第１死角情報および第２死角情報に基づく各々の死角領域に共通する第１共通死角領域を示す共通死角情報を外部装置に出力する統合部を有する。』という技術を記載している（要約参照）。

下記特許文献２は、『対象物が作り出す死角領域を算出して、対象物の死角領域に存在する移動体同士の接触を起こりにくくすることが可能な運転支援装置を提供すること。』を課題として、『死角領域Ｆ_１，Ｆ_２を発生させる死角対象物Ａ_１の位置を認識し、死角対象物Ａ_１とこの死角対象物Ａ_１の近傍に存在する移動体Ｂ_１，Ｂ_２との相対位置に基づいて、死角対象物Ａ_１によって作り出された移動体Ｂ_１，Ｂ_２の死角領域Ｆ_１，Ｆ_２を算出する。これにより、死角対象物Ａ_１による移動体Ｂ_１，Ｂ_２の死角領域Ｆ_１，Ｆ_２を認識することができ、例えば死角領域Ｆ_１，Ｆ_２に存在する移動体Ｂ_１，Ｂ_２に警報を発することで注意喚起を行うことで、死角対象物Ａ_１が作り出す異なる死角領域に存在する移動体Ｂ_１，Ｂ_２同士の接触を起こりにくくすることができる。』という技術を記載している（要約参照）。

特開２０１８－１９５２８９号公報 特開２０１０－０７９５６５号公報

車載センサと路上センサが同じ物体を検出した場合、車載センサが検出した物***置と路上センサが検出した物***置がずれる場合がある。車両と路上センサとの間の通信時間や演算時間が必要だからである。このとき車両としては、その位置に２つの物体が存在するのか、それとも同じ物体の位置がずれて検出されたのかを判断することは困難である。他方で車載センサは検出できず路上センサのみが検出した物体については、そのような判断は必要ない。物***置についての情報は路上センサから取得したもののみだからである。以上に鑑みると、同じ物体について車載センサと路上センサ両者の検出結果が混在することによる影響を緩和することが望ましいと考えられる。

上記特許文献１～２記載の技術においては、死角領域に存在する物体を検出することについては考慮されているが、上記のように同じ物体について車載センサと路上センサ両者の検出結果が混在することによる影響については、格別考慮されていないと考えられる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、車載センサと路上センサが協調して車両周辺の物体を検出する場合において、同じ物体について車載センサと路上センサ両者の検出結果が混在することによる影響を緩和することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、車両の外部に設置された物体監視装置から、第１物体の位置と第２物体の位置を記述した障害物データを受信し、前記第１物体が前記車両である場合は前記第２物体を死角障害物とみなす。

本発明に係る車両制御装置によれば、物体監視装置が送信する障害物データが記述している物体のうち一方が自車である場合は他方を死角障害物とみなすので、死角障害物とみなす物体を絞り込むことができる。これにより、同じ物体について車載センサと路上センサ両者の検出結果が混在することによる影響を緩和することができる。

実施形態１に係る車両制御システム１の構成図である。 車両制御装置１００が検出することができる物体の範囲を模式的に示す図である。 物体監視装置２００が検出した物体を模式的に示す図である。 物体監視装置２００が検出した物***置を車両制御装置１００が受信したときの状態を示す図である。 車両制御システム１が備える各装置の機能ブロック図である。 物体検知部２２０の動作手順を説明するフローチャートである。 物体検知部２２０がＳ４０６を実施する様子を示す概念図である。 地形取得部２３０の動作手順を説明するフローチャートである。 死角関係抽出部２４０の動作手順を説明するフローチャートである。 死角関係抽出部２４０がＳ６０３を実施する様子を示す概念図である。 死角障害物抽出部１４０の動作手順を説明するフローチャートである。 死角障害物抽出部１４０がＳ７０４を実施する様子を示す概念図である。 Ｓ７０４の詳細手順を説明するフローチャートである。 走行制御部１５０の動作手順を説明するフローチャートである。 物体監視装置２００周辺の座標を記述したグリッドの例である。 実施形態２における各装置の機能ブロック図である。 実施形態２において物体検知部２２０が障害物を検出した結果を示す模式図である。 実施形態２において死角関係抽出部２４０が死角関係にある障害物ペアを特定する様子を示す概念図である。 物体監視装置２００と車両制御装置１００との間でエリアデータと障害物データを送受信する様子を示す概念図である。 実施形態３に係る車両制御装置１００の機能ブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る車両制御システム１の構成図である。車両制御システム１は、車両１０の動作を制御するシステムであり、車両制御装置１００と物体監視装置２００を有する。車両制御装置１００は、車両１０に搭載されており、車両１０が備える各機能部を電子的に制御する装置である。物体監視装置２００は、車両１０の外部（例えば路上）に設置されており、物体監視装置２００の周辺に存在する物体を検出する装置である。

図２Ａは、車両制御装置１００が検出することができる物体の範囲を模式的に示す図である。図１に示す場面において、車両１０が走行している道路の周辺には遮蔽物３０（例えばある程度の高さを有する壁）が存在している。歩行者２１と２２は、車両１０の進行方向に対して直交する方向にそれぞれ進行している。歩行者２１は遮蔽物３０により、車両制御装置１００にとって死角（図２Ａの斜線部分）となる位置に存在している。すなわち車両制御装置１００は、歩行者２１を認識できない。歩行者２２は車両制御装置１００が認識できる位置に存在している。

図２Ｂは、物体監視装置２００が検出した物体を模式的に示す図である。図１に示す場面において、物体監視装置２００は、車両１０、歩行者２１と２２、遮蔽物３０を検出することができる。物体監視装置２００は歩行者２１を検出できるので、歩行者２１の位置を物体監視装置２００から車両制御装置１００に対して送信することにより、車両制御装置１００が歩行者２１を認識できない場合であっても、車両制御装置１００はその位置を把握して回避行動などをとることができる。

図２Ｃは、物体監視装置２００が検出した物***置を車両制御装置１００が受信したときの状態を示す図である。物体監視装置２００が検出した歩行者２１の位置を物体監視装置２００から車両制御装置１００に対して送信したとき、物体監視装置２００と車両制御装置１００との間の通信時間に起因して、歩行者２１の実際の位置と車両制御装置１００が認識する位置との間にずれが生じる場合がある。例えば図２Ｃにおける歩行者２１を物体監視装置２００が認識してその位置を車両制御装置１００に対して送信したとき、車両制御装置１００がその位置を受信した時点では、歩行者２１が位置２１ａまで移動している可能性がある。同様に歩行者２２も位置２２ａまで移動している可能性がある。

車両制御装置１００は歩行者２１を認識できないのであるから、歩行者２１の位置が物体監視装置２００から受信した位置から多少ずれていたとしても、歩行者２１の存在を認識できる限り、その位置を取得するのは有用である。歩行者２２については、車両制御装置１００としては位置２２ａ上に歩行者２２を認識しているのに対して、物体監視装置２００は図２Ｃの実線上に歩行者２２を認識しているので、車両制御装置１００は歩行者２２の位置を２つ取得することになる。そうすると車両制御装置１００としては、その位置に２つの物体が存在するのか、それとも車両制御装置１００と物体監視装置２００がそれぞれ同じ物体をずれて認識したのか、判断することが困難である。

本実施形態１は、以上のような課題に鑑みて、車両制御装置１００にとって死角となる物体についてのみ、物体監視装置２００から車両制御装置１００に対してその位置を通知することができる手法を提供することとした。これにより車両制御装置１００は、歩行者２１については物体監視装置２００からその位置（ただし多少ずれている場合もある）を取得することができるとともに、歩行者２２については車両制御装置１００が認識した位置のみを取得することができる。したがって、同じ物体の位置についての複数の検出結果が車両制御装置１００上で混在する可能性を抑制できると考えられる。

図３は、車両制御システム１が備える各装置の機能ブロック図である。物体監視装置２００は、周辺監視部２１０、物体検知部２２０、地形取得部２３０、死角関係抽出部２４０、障害物データ送信部２５０を備える。車両制御装置１００は、周辺監視部１１０、障害物データ受信部１２０、物体検知部１３０、死角障害物抽出部１４０、走行制御部１５０、制御実行部１６０を備える。

周辺監視部２１０は、物体監視装置２００の周辺に存在する物体の位置を検出する。例えばカメラなどの画像センサやＬｉＤＡＲなどの測距センサによって周辺監視部２１０を構成することができる。画像センサを用いる場合、周辺監視部２１０は物体監視装置２００周辺の監視画像を出力する。測距センサを用いる場合、周辺監視部２１０は物体の境界部分の座標を表す点群データを出力する。その他適当な検出デバイスを用いることもできる。

物体検知部２２０は、後述するフローチャートにしたがって、物体監視装置２００周辺の固定物座標を記述した背景マップを作成するとともに、物体監視装置２００周辺の障害物を検出する。障害物の詳細については後述する。地形取得部２３０は、後述するフローチャートにしたがって、遮蔽物３０の座標を記述した遮蔽物マップを作成する。死角関係抽出部２４０は、後述するフローチャートにしたがって、死角関係にある２つの障害物のペアを特定する。死角関係の詳細については後述する。

障害物データ送信部２５０は、物体監視装置２００が検出した障害物のうち、死角関係を有するペアについて、その位置を記述した障害物データを送信する。死角関係を有する障害物ペアの座標のみを送信することにより、図２Ｃで説明した課題を解消することを図る。ただし障害物データ送信部２５０は、送信先が車両１０であるか否かを区別することなく、ブロードキャスト送信により障害物データを送信する。したがって車両制御装置１００は後述する手順により、障害物データが記述している障害物ペアのうち一方が車両１０自身であるか否か判断する必要がある。

周辺監視部１１０は、車両１０の周辺に存在する物体の位置を検出する。周辺監視部２１０と同様のデバイスによって周辺監視部１１０を構成することができる。障害物データ受信部１２０は、物体監視装置２００から障害物データを受信する。この障害物データは上記の通り、車両１０以外の障害物の座標を含んでいる場合もある。物体検知部１３０は周辺監視部１１０による検出結果にしたがって、車両１０の周辺に存在する障害物を検出する。検出手順は物体検知部１３０と同じでもよいし、その他手順を用いてもよい。死角障害物抽出部１４０は、後述するフローチャートにしたがって、障害物データが記述している障害物のうち、車両制御装置１００にとって死角関係となっているものを特定する。走行制御部１５０と制御実行部１６０は、後述するフローチャートにしたがって、車両１０の動作を制御する。

図４Ａは、物体検知部２２０の動作手順を説明するフローチャートである。以下図４Ａの各ステップについて説明する。以下では周辺監視部２１０が測距センサによって構成されているものとする。

（図４Ａ：ステップＳ４０１～Ｓ４０２）
物体検知部２２０は、周辺監視部２１０から３次元点群データを取得する（Ｓ４０１）。物体検知部２２０は、３次元点群データを用いて、以下に例示する手順にしたがって２次元マップ（ＸＹマップ）を作成する（Ｓ４０２）。ＸＹマップの範囲と解像度はあらかじめ定めておく。例えば範囲は周辺監視部２１０を中心としてＸ方向に±５０ｍ、Ｙ方向に±５０ｍとし、解像度は１グリッド２０ｃｍとする。

（図４Ａ：ステップＳ４０２：ＸＹマップの作成手順例その１）
周辺監視部２１０は、地面も周辺物体として検出する場合がある。そこで物体検知部２２０は、地面を周辺物体から除外するために、点群データが記述しているＸＹＺ座標のうち、Ｚ方向（鉛直方向）における座標が所定範囲内（例えば３０ｃｍ以上２ｍ以下）にあるもののみを、ＸＹマップ上のＸＹ座標として採用する。以下の例その２と例その３によっても同様の効果を発揮することができる。

（図４Ａ：ステップＳ４０２：ＸＹマップの作成手順例その２）
周辺監視部２１０が測距センサである場合は、例その１に代えて以下の手順を用いることができる。３次元点群データ上でＺ方向において値を有する（物体境界が存在する）座標点をＸＹグリッド上に投影する。同じＸＹグリッドに属する座標点についてはＺ方向の値を加算する。加算後のＺ座標値が所定値以上であるＸＹグリッドのみを、ＸＹマップ上に残す。これにより、Ｚ方向においてある程度の幅を有するＸＹ座標点のみがＸＹマップ上に反映されることになる。

（図４Ａ：ステップＳ４０２：ＸＹマップの作成手順例その３）
周辺監視部２１０が測距センサである場合は、例その１または例その２に代えて以下の手順を用いることができる。同じＸＹグリッドに属するＬｉＤＡＲの反射強度値を加算する。加算後の反射強度値が所定値以上のＸＹグリッドのみを、ＸＹマップ上に残す。これにより、Ｚ方向においてある程度の幅を有するＸＹ座標点のみがＸＹマップ上に反映されることになる。

（図４Ａ：ステップＳ４０２：補足）
周辺監視部２１０がカメラによって構成されている場合、カメラの設置位置と撮影方向を用いて、監視画像のうち地面部分を除去することができる。周辺物体の位置は、例えば監視画像上の境界位置を検出することにより特定することができる。

（図４Ａ：ステップＳ４０３～Ｓ４０４）
物体検知部２２０は、背景マップが完成したか否かを判定する（Ｓ４０３）。完成していればステップＳ４０５へ進む。完成していなければ、ステップＳ４０２の結果を背景マップに対して適用することにより、背景マップを更新する（Ｓ４０４）。ステップＳ４０１に戻って新たな時刻における点群データを取得し、同様の処理を繰り返す。

（図４Ａ：ステップＳ４０３～Ｓ４０４：補足）
ステップＳ４０２において作成したＸＹマップを所定個数以上平均することにより、背景マップを作成することができる。ＸＹマップを時間的に平均化することにより、固定物のＸＹ座標を記述したＸＹマップが得られると考えられるからである。ただし物体監視装置２００周辺に移動物が多い場合や、一時的に載置された物体が多い場合は、ＸＹマップを平均化したとしても、固定物のＸＹ座標の精度は低いと考えられる。そこでＳ４０３において物体検知部２２０は、ＸＹマップの積算個数が所定個数に達していない場合、または平均化したＸＹマップが記述している物***置の分散が所定値以上である場合は、背景マップが完成していないものとみなす。

（図４Ａ：ステップＳ４０５～Ｓ４０６）
物体検知部２２０は、Ｓ４０２において作成したＸＹマップと、完成した背景マップとの間の差分を求めることにより、差分マップを作成する（Ｓ４０５）。物体検知部２２０は、差分マップ上に存在するＸＹグリッド上に、移動物または一時載置物が存在するものとみなし、これらの物体を障害物として特定する（Ｓ４０６）。

図４Ｂは、物体検知部２２０がＳ４０６を実施する様子を示す概念図である。ここでは図１の状況において周辺物体の境界面を点群データとして検出する例を示した。図４Ｂ右図はその点群データである。図４Ｂ左図に図１を転記した。物体検知部２２０は、Ｓ４０５において差分マップを作成することにより、遮蔽物３０以外の物体の境界面を点データとして検出する。物体検知部２２０は、点データをグループ化することにより、各物体の範囲を認識する。例えば距離が近接している点群は同じ物体とみなすことにより、点データを物体としてグループ化できる。図４Ｂの例においては、それぞれ車両１０／歩行者２１／歩行者２２に対応する物体ＩＤ＝１～３を認識した。

図５は、地形取得部２３０の動作手順を説明するフローチャートである。地形取得部２３０は、背景マップが完成した後に本フローチャートを実施する。以下図５の各ステップについて説明する。

（図５：ステップＳ５０１）
地形取得部２３０は、周辺監視部２１０から３次元点群データを取得する。

（図５：ステップＳ５０２）
地形取得部２３０は、遮蔽物候補が存在するＸＹ座標を記述した遮蔽物候補マップを作成する。具体的には、まず各ＸＹ座標における最高点（最も大きいＺ座標）を記述した最高点マップと、各ＸＹ座標における最低点（最も小さいＺ座標）を記述した最低点マップを、それぞれ作成する。地形取得部２３０は、同じＸＹ座標における最高点と最低点との間の差分が所定値以上であるＸＹ座標を特定する。すなわち、高さ方向においてある程度の幅を有する物体のＸＹ座標を特定する。

（図５：ステップＳ５０３）
地形取得部２３０は、Ｓ５０２において特定したＸＹ座標と背景マップを重ね合わせることにより、静止しておりかつ高さ方向においてある程度の幅を有する物体が存在するＸＹグリッドを特定する。このＸＹグリッドは、遮蔽物３０の座標とみなすことができる。本ステップによって作成するＸＹグリッドを、遮蔽物マップと呼ぶことにする。

（図５：ステップＳ５０３：補足）
周辺監視部２１０は、物体監視装置２００の周辺物体の３次元座標を取得することができるので、障害物データ送信部２５０はその３次元座標を記述した障害物データを送信することも可能である。しかし３次元座標データを処理するのは演算負荷が大きく、また衝突回避のためには車両制御装置１００が２次元座標を取得できれば足りる。そこで障害物データは２次元座標によって記述するとともに、遮蔽物３０の候補を特定するときのみ高さ方向のデータを用いることとした。これにより障害物データに関する通信負荷や演算負荷を抑制できる利点がある。

図６Ａは、死角関係抽出部２４０の動作手順を説明するフローチャートである。死角関係抽出部２４０は、遮蔽物マップが完成した後に本フローチャートを実施する。以下図６Ａの各ステップについて説明する。

（図６Ａ：ステップＳ６０１～Ｓ６０２）
死角関係抽出部２４０は、物体検知部２２０が特定した障害物の位置を取得する（Ｓ６０１）。死角関係抽出部２４０は、その障害物のうちいずれか２つを選択し、遮蔽物マップ上へ投影する（Ｓ６０２）。

（図６Ａ：ステップＳ６０３～Ｓ６０５）
死角関係抽出部２４０は、Ｓ６０２において選択した２つの障害物の間に遮蔽物があるか否かを判定する（Ｓ６０３）。Ｓ６０３の具体的手順については後述する。死角関係抽出部２４０は、間に遮蔽物がある２つの障害物を、死角関係にある障害物ペアとして保存する（Ｓ６０４）。死角関係抽出部２４０は、Ｓ６０２～Ｓ６０４を全ての障害物の組み合わせについて実施する（Ｓ６０５）。

図６Ｂは、死角関係抽出部２４０がＳ６０３を実施する様子を示す概念図である。ここでは図４Ｂと同じ例を示した。死角関係抽出部２４０は、２つの障害物の各重心を線分で結び、その線分上に遮蔽物が存在するか否かにより、その２つの障害物が死角関係であるか否かを判定する。図６Ｂの例においては、物体ＩＤ＝１（車両１０）と物体ＩＤ＝２（歩行者２１）との間に遮蔽物３０が存在するので、これら物体は死角関係にあることが分かる。

図７は、死角障害物抽出部１４０の動作手順を説明するフローチャートである。以下図７の各ステップについて説明する。

（図７：ステップＳ７０１～Ｓ７０２）
死角障害物抽出部１４０は、例えば車両１０が搭載しているＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）システムから、車両１０の位置を取得する（Ｓ７０１）。死角障害物抽出部１４０は、障害物データが記述している任意の障害物ペアを取得する（Ｓ７０２）。

（図７：ステップＳ７０３）
死角障害物抽出部１４０は、Ｓ７０２において選択した障害物ペアのうちいずれかが車両１０であるか否かを判定する。具体的には、Ｓ７０１において取得した車両１０の位置と、障害物ペアのうちいずれか一方の位置とが一致する（両位置の差分が判定閾値以内である）か否かを判定する。障害物ペアのうちいずれかが車両１０であればＳ７０４へ進み、いずれも車両１０でなければＳ７０６へスキップする。

（図７：ステップＳ７０３：補足）
物体監視装置２００は、障害物データの送信先が車両１０であるか否かを判断することなく、ブロードキャスト送信により障害物データを送信する。したがって車両１０は、例えば図６Ｂにおける物体ＩＤ＝１と物体ＩＤ＝２以外の障害物ペアを受信する可能性がある。本ステップは、物体監視装置２００が送信する障害物データのうち、車両１０にとって死角関係となる障害物を記述した障害物ペアを抽出するためのものである。障害物データは死角関係となる２物体のペアを記述しているので、その２物体のうち一方が車両１０であれば、他方は車両１０にとって死角障害物だからである。

（図７：ステップＳ７０４～Ｓ７０６）
死角障害物抽出部１４０は、後述するフローチャートにしたがって、Ｓ７０２～Ｓ７０３において取得した障害物の位置を補正する（Ｓ７０４）。死角障害物抽出部１４０は、補正後の障害物の位置を保存する（Ｓ７０５）。死角障害物抽出部１４０は、障害物データが記述している全ての障害物ペアの組み合わせについて、Ｓ７０２～Ｓ７０５を実施する（Ｓ７０６）。

図８Ａは、死角障害物抽出部１４０がＳ７０４を実施する様子を示す概念図である。ここでは車両１０が右方向に直進しており、その進行方向の延長上に周辺監視部２１０の検出面が配置されているものとする（図８Ａ（１））。周辺監視部２１０が例えばＬｉＤＡＲなどの測距センサによって構成されている場合、周辺監視部２１０はビームの照射方向と反射強度によって周辺物体の位置を検出する。したがって物体監視装置２００の設置角度が例えば環境変化などの影響によってずれると、周辺監視部２１０による検出結果は、物体の検出方向がずれる可能性が高まる（図８Ａ（２））。そこで死角障害物抽出部１４０は、この方向ずれを補正する。

図８Ａに示す位置関係において、車両１０の実際の位置と、物体監視装置２００が認識した車両１０の位置との間の方向ずれが角度θであるものとする。死角障害物抽出部１４０は、歩行者２１の位置に対して角度θを適用することにより、歩行者２１の位置を補正することができる。これにより、物体監視装置２００から受信した歩行者２１の位置をより正確な位置へ補正することができる（図８Ａ（３））。

車両１０が物体監視装置２００に向かって進行している場合、車両１０の進行にともなって物体監視装置２００が検出する車両１０の方向はほぼ変化しない。したがって死角障害物抽出部１４０が車両１０と物体監視装置２００の位置関係を取得するなどの処理時間中においても車両１０の方向は変化しないので、歩行者２１の位置を正確に補正することができる。これに対して車両１０が物体監視装置２００に向かって進行していない場合（図８Ａ（４））、死角障害物抽出部１４０が車両１０と物体監視装置２００の位置関係を取得するなどのごく短い処理時間内で、物体監視装置２００が検出する車両１０の方向が大きく変化する。そうすると、わずかな角度θを補正しても補正の効果が乏しいと考えられる。したがって死角障害物抽出部１４０は、車両１０が物体監視装置２００に向かっているときのみ、角度θを補正することが望ましい。

図８Ｂは、Ｓ７０４の詳細手順を説明するフローチャートである。周辺監視部２１０が測距センサではない場合、Ｓ７０４は省略することができることを付言しておく。以下図８Ｂの各ステップについて説明する。

（図８Ｂ：ステップＳ８０１）
死角障害物抽出部１４０は、車両１０の進行方向の延長上に物体監視装置２００が配置されているか否かを判定する。車両１０の現在位置はＳ７０１において取得できる。車両１０の進行方向は、例えば車両１０の操舵角などから判定することができる。物体監視装置２００の位置は、例えばあらかじめ搭載している地図データなどに記述しておくこともできるし、物体監視装置２００から取得することもできる。車両１０の進行方向の延長上に物体監視装置２００が配置されている場合はステップＳ８０２へ進み、それ以外であれば補正不可とみなして本フローチャートを終了する。

（図８Ｂ：ステップＳ８０１：補足）
本ステップは、図８Ａ（４）のような状況を除外するためのものである。ただし車両１０の進行方向の延長線上から僅かに外れた位置に物体監視装置２００が配置されているのであれば、車両１０の進行にともなって物体監視装置２００が検出する車両１０の方向がほぼ変化しない場合もある。したがって、車両１０と物体監視装置２００を結ぶ線分が車両１０の進行方向との間でなす角度θが０度以上閾値未満であれば、Ｓ８０２以降を実施してもよい。具体的な閾値は、例えば車両１０の進行速度にしたがって動的に定めてもよいし、あらかじめ固定値を定めておいてもよい。

（図８Ｂ：ステップＳ８０２～Ｓ８０４）
死角障害物抽出部１４０は、物体監視装置２００の位置を取得する（Ｓ８０２）。死角障害物抽出部１４０はさらに、車両１０が搭載している車載センサ（Ｓ８０３）と物体監視装置２００（Ｓ８０４）からそれぞれ、車両１０の位置を取得する。車載センサとしては例えばＧＰＳ装置などの位置検出装置を用いることができる。

（図８Ｂ：ステップＳ８０５～Ｓ８０６）
死角障害物抽出部１４０は、物体監視装置２００の位置／車載センサから取得した車両１０の位置（第１車両位置）／物体監視装置２００から取得した車両１０の位置（第２車両位置）、の３座標を用いて、図８Ａで説明した角度θを算出する（Ｓ８０５）。すなわち、物体監視装置２００の位置と第１車両位置を結ぶ第１直線が、物体監視装置２００の位置と第２車両位置を結ぶ第２直線との間で形成する角度θを算出する。Ｓ８０１における角度θも同様に算出することができるので、Ｓ８０１とＳ８０５において角度θを共用してもよい。死角障害物抽出部１４０は、角度θを用いて、障害物ペアのうち車両１０ではない側の位置を補正する（Ｓ８０６）。

図９は、走行制御部１５０の動作手順を説明するフローチャートである。以下図９の各ステップについて説明する。

（図９：ステップＳ９０１）
走行制御部１５０は、車両１０が検出した障害物と物体監視装置２００から受信した障害物それぞれの位置を取得する。本ステップにおいて取得する障害物は、車両１０にとって死角にある死角障害物、車両１０の周辺に存在する物体、物体監視装置２００の周辺に存在する物体、などが含まれる。

（図９：ステップＳ９０２）
走行制御部１５０は、障害物ｉと車両１０が衝突するまでに要すると予測される時間ＴＴＣ［ｉ］を算出する（Ｓ９０２）。ＴＴＣ［ｉ］は、例えば障害物ｉが停止していると仮定した上で、車両１０の進行方向、車両１０の速度、障害物ｉと車両１０との間の距離、などを用いて算出することができる。車両１０の進行方向は、例えば操舵角などから判定することができる。車両１０の速度は、例えば車速センサから取得することができる。走行制御部１５０が車両１０を自動運転させる場合は、その走行計画から車両１０の速度や進行方向を取得することもできる。

（図９：ステップＳ９０３）
走行制御部１５０は、車両１０と障害物ｉが衝突する可能性を表す危険度ＤＲＥＣＩ［ｉ］を算出する。算出手法としては例えば、車両１０と障害物ｉとの間の距離が短いほど、ＤＲＥＣＩ［ｉ］を高くすることが考えられる。走行制御部１５０は、全ての障害物ｉについてＳ９０１～Ｓ９０３を実施する。

（図９：ステップＳ９０４～Ｓ９０８）
走行制御部１５０は、衝突危険度ＤＲＥＣＩが閾値以上である障害物のうち、衝突予測時間ＴＴＣが最小である障害物ｋを特定する（Ｓ９０４）。ＴＴＣ［ｋ］がブレーキ閾値以下であれば、走行制御部１５０は制御実行部１６０を介してブレーキを作動させる（Ｓ９０５～Ｓ９０６）。ＴＴＣ［ｋ］がブレーキ閾値超かつ警報閾値以下であれば、走行制御部１５０は制御実行部１６０を介して警報を出力する（Ｓ９０７～Ｓ９０８）。ブレーキ閾値は警報閾値よりも小さい値である。障害物ｋを特定するのは、障害物ｋと衝突する可能性を回避できるのであれば、その他物体と衝突する可能性も回避できると考えられるからである。

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る物体監視装置２００は、死角関係にある２つの物体のみについてそれらの位置を記述した障害物データを送信する。これにより、障害物データを受信した車両制御装置１００において、車両１０が検出した物体の位置と物体監視装置２００が検出した同じ物体の位置が混在する可能性を抑制できる。またこれにより、物体監視装置２００から車両制御装置１００に対して送信するデータ量を抑制することができる。換言すると、車両制御装置１００が処理すべきデータ量を抑制することができるので、通信負荷や演算負荷を抑制することができる。

本実施形態１に係る車両制御装置１００は、障害物データが記述している障害物ペアのうちいずれか一方が車両１０であるか否かを判定し、車両１０であれば障害物ペアの他方は死角障害物とみなす。これにより、車両制御装置１００が認識できない死角障害物の位置を取得できるとともに、同じ物体の位置が混在する可能性を抑制できる。さらに障害物データのデータ量も抑制できる。

＜実施の形態２＞
実施形態１では、物体監視装置２００が検出するＸＹマップ上で物体を検出する例を説明した。物体監視装置２００は死角関係にある障害物ペアについてのみその位置を送信するので、障害物データ量を抑制することができる。ただし障害物の位置はＸＹマップ上の座標によって記述されているので、ＸＹマップのグリッドが小さければ相応の処理負荷が生じる。そこで本発明の実施形態２では、障害物データを記述する座標系のグリッドを粗くすることにより、処理負荷をさらに抑制する構成例を説明する。

図１０は、物体監視装置２００周辺の座標を記述したグリッドの例である。物体監視装置２００は、周辺監視部２１０が検出することができる空間解像度よりも大きいグリッド幅を用いて、物体監視装置２００周辺の空間座標系を設定する。この粗いグリッド上の各矩形領域のことを、本実施形態２では「エリア」と呼ぶことにする。各エリアにはエリアＩＤが割り当てられる。

本実施形態２において物体監視装置２００は、周辺監視部２１０が検出する座標系に代えて、図１０のような粗いグリッド上における各障害物の位置を、障害物データとして車両制御装置１００に対して送信する。これにより、障害物データのサイズや演算負荷を抑制することを図る。

図１１は、本実施形態２における各装置の機能ブロック図である。物体監視装置２００は実施形態１で説明した構成に加えて、エリア作成部２６０とエリアデータ送信部２７０を備える。車両制御装置１００は実施形態１で説明した構成に加えて、エリアデータ受信部１７０と位置変換部１８０を備える。

エリア作成部２６０は、図１０で例示したような物体監視装置２００周辺の粗い座標系を記述したエリアデータを作成する。エリアデータは、各エリアの座標とＩＤによって記述することができる。エリアの座標は、車両制御装置１００がエリアの範囲を特定することができればどのような形式で記述してもよい。例えばＧＰＳ上の座標によってエリアの４隅座標を記述することができる。あるいはエリアのサイズが規定されていれば、当該エリアの代表位置（例えば左上端部）によって当該エリアの座標を記述することができる。エリアデータ送信部２７０は、エリアデータをブロードキャストにより送信する。障害物データ送信部２５０は、後述するように、障害物が存在するエリアのＩＤを、障害物データとして送信する。

エリアデータ受信部１７０は、物体監視装置２００からエリアデータを受信する。障害物データ受信部１２０は、障害物が存在するエリアのＩＤを記述した障害物データを受信する。位置変換部１８０は、障害物データが記述しているエリアＩＤをエリアデータと照合することにより、障害物が存在しているエリアの座標を取得する。

図１２は、本実施形態２において物体検知部２２０が障害物を検出した結果を示す模式図である。物体検知部２２０は実施形態１と同様に障害物を検出する。ただしその検出結果は、エリアデータ上のエリアによって記述する。すなわち物体検知部２２０は、障害物が存在しているエリアのＩＤによって、障害物の位置を記述する。図１２における斜線エリアは、障害物が存在していると判断したエリアである。

図１３は、本実施形態２において死角関係抽出部２４０が死角関係にある障害物ペアを特定する様子を示す概念図である。実施形態１においては、各物体の重心を線分で結ぶことにより、間に遮蔽物が存在するか否かを判定した。本実施形態２においては物体の重心に代えて、障害物が存在するエリアの中心（または重心）を線分で結ぶことにより、同様の判定を実施する。エリアの座標は、位置変換部１８０が特定する。以後の処理は実施形態１と同様である。

図１４は、物体監視装置２００と車両制御装置１００との間でエリアデータと障害物データを送受信する様子を示す概念図である。図１０で説明した粗いグリッドによる座標系は、物体監視装置２００が作成したものであるので、車両制御装置１００に対して各エリアの座標とＩＤを通知する必要がある。物体監視装置２００はエリアデータを送信し、車両制御装置１００はそのエリアデータを受信することにより、物体監視装置２００が設定したエリアの座標とＩＤを認識する。障害物データは、障害物が存在するエリアを特定することができれば足りるので、２つの障害物がそれぞれ存在する２つのエリアＩＤによって記述することができる。

物体監視装置２００は、エリアデータと障害物データを同時に送信してもよいし、例えば交互に送信してもよい。ただし車両制御装置１００はエリアデータをいったん受信すれば、物体監視装置２００がエリア構成を変更するまではそのエリアデータを再使用することができる。したがって、エリアデータの送信頻度は障害物データの送信頻度よりも少なくてよい。

＜実施の形態２：まとめ＞
本実施形態２に係る物体監視装置２００は、物体監視装置２００の周辺座標を複数のエリアに区分して記述したエリアデータを送信するとともに、障害物データとして、障害物が存在するエリアのＩＤを送信する。これにより、障害物データのサイズを抑制し、通信負荷や演算負荷を抑制することができる。

＜実施の形態３＞
実施形態１～２においては、車両制御装置１００と物体監視装置２００との間で障害物データを送受信する例を説明した。これに代えてまたはこれに加えて、車両制御装置１００が物体監視装置２００と同様の構成を備え、各車両が搭載する車両制御装置１００間で障害物データを送受信することもできる。本発明の実施形態３では、その構成例を説明する。

図１５は、本実施形態３に係る車両制御装置１００の機能ブロック図である。本実施形態３における車両制御装置１００は、実施形態１～２で説明した構成に加えて、物体監視装置２００が備える各機能部を備える。ここでは実施形態１と同様の構成例を示した。ただし周辺監視部１１０と物体検知部１３０は、それぞれ周辺監視部２１０と物体検知部２２０によって代用することとした。

障害物データ送信部２５０は障害物データをブロードキャストにより送信し、他の車両制御装置１００はこれを受信する。障害物データ受信部１２０は、他の車両制御装置１００から障害物データを受信する。その他構成は実施形態１～２と同様である。車両制御装置１００間で障害物データを送受信することにより、物体監視装置２００と通信することができない場所であっても、車両制御装置１００にとって死角となっている物体を認識することができる。さらに、車両制御装置１００間で送受信する障害物データのサイズを抑制することができる。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

実施形態２において、エリアデータが記述する座標系として直交座標系を例示したが、エリアの構成はこれに限らない。例えば回転座標系などその他座標系によってエリアデータを記述することもできる。

以上の実施形態において、車両制御装置１００と物体監視装置２００が備える各機能部は、その機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアによって構成することもできるし、その機能を実装したソフトウェアを演算装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔなど）が実行することにより構成することもできる。

１：車両制御システム
１０：車両
２１：歩行者
２２：歩行者
３０：遮蔽物
１００：車両制御装置
１１０：周辺監視部
１２０：障害物データ受信部
１３０：物体検知部
１４０：死角障害物抽出部
１５０：走行制御部
１６０：制御実行部
１７０：エリアデータ受信部
１８０：位置変換部
２００：物体監視装置
２１０：周辺監視部
２２０：物体検知部
２３０：地形取得部
２４０：死角関係抽出部
２５０：障害物データ送信部
２６０：エリア作成部
２７０：エリアデータ送信部

Claims (13)

1. 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
   前記車両の周辺に存在する車両周辺物体の物***置を検出する周辺監視部、
   前記車両の外部に設置された物体監視装置が検出した第１物体の第１物***置と前記物体監視装置が検出した第２物体の第２物***置のペアを記述した障害物データを受信する障害物データ受信部、
   前記障害物データが記述している前記第１物体が前記車両であるか否かを判定するとともに、前記第１物体が前記車両である場合は前記周辺監視部が検出できない死角障害物として前記第２物体の前記第２物***置を取得する、死角障害物抽出部、
   を備え、
   前記死角障害物抽出部は、前記物体監視装置の位置を取得するとともに、前記車両の第１車両位置を前記物体監視装置から取得し、
   前記死角障害物抽出部は、前記車両が備える位置検出装置から前記車両の第２車両位置を取得し、
   前記死角障害物抽出部は、前記物体監視装置の位置と前記第１車両位置を結ぶ第１直線が、前記物体監視装置の位置と前記第２車両位置を結ぶ第２直線との間で形成する角度が０よりも大きくかつ所定角度以下である場合は、前記角度を用いて前記第２物***置を補正する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両制御装置はさらに、前記車両の走行計画を作成する走行制御部を備え、
   前記走行制御部は、前記物***置、前記死角障害物の位置、および前記走行計画を用いて、前記車両と前記車両周辺物体が衝突するか否かおよび前記車両と前記死角障害物が衝突するか否かを判定する衝突判定を実施し、
   前記走行制御部は、前記車両周辺物体と前記車両がまたは前記死角障害物と前記車両が衝突するまでに要する衝突予測時間を算出し、
   前記走行制御部は、前記衝突予測時間が第１閾値以下である場合は、前記車両のブレーキを動作させることにより前記車両の速度を下げ、
   前記走行制御部は、前記衝突予測時間が前記第１閾値よりも大きく第２閾値以下である場合は、その旨を表すアラートを出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記走行制御部は、前記車両周辺物体または前記死角障害物と前記車両とが衝突する可能性を表す衝突危険度を算出し、
   前記走行制御部は、前記車両周辺物体と前記死角障害物のうち前記衝突危険度が最も高い危険物体を特定し、
   前記走行制御部は、前記危険物体について前記衝突予測時間を算出することにより、前記危険物体と前記車両が衝突する可能性が低下するように、前記車両を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記車両制御装置はさらに、前記車両の周辺座標を複数のエリアに区分して記述したエリアデータを受信するエリアデータ受信部を備え、
   前記障害物データ受信部は、前記障害物データとして、前記第１物体が存在する前記エリアの第１ＩＤと前記第２物体が存在する前記エリアの第２ＩＤのペアを記述したデータを受信する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
5. 前記車両制御装置はさらに、
   前記周辺監視部が検出した第３物体と前記周辺監視部が検出した第４物体との間に遮蔽物が存在するか否かを判定するとともに、存在する場合は、前記第３物体と前記第４物体が互いに死角となっている死角関係を有すると判定する、死角関係抽出部、
   前記第３物体と前記第４物体それぞれの位置を記述した障害物データを送信する障害物データ送信部、
   を備え、
   前記障害物データ送信部は、前記第３物体と前記第４物体が前記死角関係を有する場合は、前記障害物データを送信し、
   前記障害物データ送信部は、前記第３物体と前記第４物体が前記死角関係を有さない場合は、前記障害物データを送信しない
   ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
6. 車両の動作を制御する車両制御システムであって、
   前記車両の動作を制御する車両制御装置、
   前記車両の外部に設置され、前記車両の周辺に存在する物体を監視する物体監視装置、 を備え、
   前記車両制御装置は、
   前記車両の周辺に存在する車両周辺物体の物***置を検出する周辺監視部、
   前記車両の外部に設置された物体監視装置が検出した第１物体の第１物***置と前記物体監視装置が検出した第２物体の第２物***置のペアを記述した障害物データを受信する障害物データ受信部、
   前記障害物データが記述している前記第１物体が前記車両であるか否かを判定するとともに、前記第１物体が前記車両である場合は前記周辺監視部が検出できない死角障害物として前記第２物体の前記第２物***置を取得する、死角障害物抽出部、
   を備え、
   前記死角障害物抽出部は、前記物体監視装置の位置を取得するとともに、前記車両の第１車両位置を前記物体監視装置から取得し、
   前記死角障害物抽出部は、前記車両が備える位置検出装置から前記車両の第２車両位置を取得し、
   前記死角障害物抽出部は、前記物体監視装置の位置と前記第１車両位置を結ぶ第１直線が、前記物体監視装置の位置と前記第２車両位置を結ぶ第２直線との間で形成する角度が０よりも大きくかつ所定角度以下である場合は、前記角度を用いて前記第２物***置を補正し、
   前記物体監視装置は、
   前記物体監視装置の周辺に存在する周辺物体の位置を検出する周辺監視部、
   前記周辺監視部が検出した第３物体と前記周辺監視部が検出した第４物体との間に遮蔽物が存在するか否かを判定するとともに、存在する場合は、前記第３物体と前記第４物体が互いに死角となっている死角関係を有すると判定する、死角関係抽出部、
   前記第３物体と前記第４物体それぞれの位置を記述した障害物データを送信する障害物データ送信部、
   を備え、
   前記障害物データ送信部は、前記第３物体と前記第４物体が前記死角関係を有する場合は、前記障害物データを送信し、
   前記障害物データ送信部は、前記第３物体と前記第４物体が前記死角関係を有さない場合は、前記障害物データを送信しない
   ことを特徴とする車両制御システム。
7. 前記周辺監視部は、前記周辺物体の境界位置を検出するように構成されており、
   前記物体監視装置はさらに、前記周辺監視部が検出した前記境界位置を用いて前記周辺物体の範囲を特定する物体検知部を備え、
   前記物体検知部は、前記境界位置の地面からの高さが所定範囲内である場合は、前記境界位置を前記周辺物体の境界として特定し、
   前記物体検知部は、前記境界位置の地面からの高さが前記所定範囲外である場合は、前記境界位置を前記周辺物体の境界として取り扱わない
   ことを特徴とする請求項６記載の車両制御システム。
8. 前記物体監視装置はさらに、前記周辺物体のうち位置が変化しないものを固定物として特定するとともに前記固定物の座標を記述した背景マップを作成する物体検知部を備え、
   前記物体検知部は、前記周辺物体の位置を記述した物体マップを平均することによって平均マップを作成するとともに、前記平均マップが記述している物***置の分散が所定閾値未満となるまで前記平均マップを繰り返し作成することにより、前記背景マップを作成する
   ことを特徴とする請求項６記載の車両制御システム。
9. 前記物体検知部は、前記周辺物体の位置と前記背景マップとの間の差分を求めることにより、前記周辺物体のなかから移動物または一時的に載置された一時載置物を特定する
   ことを特徴とする請求項８記載の車両制御システム。
10. 前記物体監視装置はさらに、前記固定物のうち高さが所定高さ以上のものを前記遮蔽物の候補として特定する地形取得部を備え、
    前記死角関係抽出部は、前記地形取得部が特定した前記遮蔽物の候補を用いて、前記死角関係の有無を判定する
    ことを特徴とする請求項８記載の車両制御システム。
11. 前記物体監視装置はさらに、前記周辺物体のうち位置が変化しないものを固定物として特定するとともに前記固定物の座標を記述した背景マップを作成する物体検知部を備え、
    前記物体検知部は、前記固定物の平面座標を特定することにより２次元マップとして前記背景マップを作成し、
    前記地形取得部は、前記固定物の高さを記述した高さマップを前記背景マップと照合することにより、前記遮蔽物の候補を特定する
    ことを特徴とする請求項１０記載の車両制御システム。
12. 前記物体監視装置はさらに、前記固定物のうち高さが所定高さ以上のものを前記遮蔽物の候補として特定する地形取得部を備え、
    前記死角関係抽出部は、前記背景マップ上で前記第３物体と前記第４物体を結ぶ直線を求めるとともに、前記地形取得部が特定した前記遮蔽物の候補が前記直線上に存在するか否かを判定することにより、前記第３物体と前記第４物体が前記死角関係を有するか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項８記載の車両制御システム。
13. 前記物体監視装置はさらに、前記物体監視装置の周辺座標を複数のエリアに区分して記述したエリアデータを作成するエリアデータ作成部を備え、
    前記物体監視装置はさらに、前記エリアデータを送信するエリアデータ送信部を備え、 前記障害物データ送信部は、前記障害物データとして、前記第３物体が存在する前記エリアの第１ＩＤと前記第４物体が存在する前記エリアの第２ＩＤのペアを記述したデータを送信する
    ことを特徴とする請求項６記載の車両制御システム。

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