JP7439127B2 - 自動運転車両のための低衝撃検出 - Google Patents

Description

現代の車両は、乗員の安全を提供することを助ける多様なシステムを含む。例えば、車両の乗員を保護することを助けるために、エアバッグおよびシートベルトのような１つまたは複数の作動可能な拘束装置を含む車両安全システムを提供することが既知である。車両安全システムは、エアバッグに、ならびに加速度計および圧力センサのような多様な衝突センサに作動的に接続されているエアバッグ制御ユニットを利用する。衝突センサによって提供される情報に基づいた衝突シナリオの決定に応答して、エアバッグ制御ユニットは、膨張流体をエアバッグ内に導くインフレータを作動させることでエアバッグを展開するように作動する。膨張すると、ドライバ側および助手席側エアバッグは、車両の計器盤および／またはハンドルのような車両の部品との衝撃から乗員を保護することを助ける。

別の実施例として、車両の周囲の状態を車両のオペレータに警告する車両警告システムを提供することが既知である。車両警告システムは、レーダ、ライダ（ＬＩＤＡＲ：高精度レーザセンサ）、カメラ、超音波トランスデューサのような各種センサに作動的に接続されているコントローラを含む。これらのセンサは、死角検出、車線逸脱、アクティブクルーズコントロール、前方／後方物体検出、交差交通検出、歩行者検出、能動制動などのような警告表示を、オペレータに提供する。能動的な、車両警告システムの機能がある。例として、車線逸脱、アクティブクルーズコントロール、能動制動が含まれる。また車両警告システムの機能は、受動的でもあり、視覚的／聴覚的／触覚的な警告のみを生成する。これらの例として、死角検出、車線逸脱、前方／後方物体検出、交差交通検出、および歩行者検出が含まれる。

自動運転（「ＡＤ」）への業界での傾向は、車両安全システムとオペレータ警告システムの分野に新たな考察を導入した。過去には、車両オペレータ／ドライバの必要性は、ある程度、標準的な車両客室構成および標準的な安全／警告システムに役立っていた。自動運転により、オペレータ／ドライバが不要となる。これによって、従来のようなオペレータ／ドライバの配置および配向が不要となる。したがって、車室空間は、全ての乗員が前を向くこと、またはハンドル／計器盤構成、センターコンソール構成、フットウェルのペダル制御などのような事前に決められた乗客の配置に制限されて再構成することができる。そのため、車両安全システムを適応させる必要がある。

自動運転システム（「ＡＤシステム」）は、過去には人間のオペレータの車両の状態に対する応答であったものに応答するように適合される必要がある。例えば、車両警告システムによって人間のオペレータに提供される従来の警告は、現在では、ＡＤシステムに入力することができる。ＡＤシステムは、通常の作動のコースとして検出された状態に応答することができる。

対処する必要がある自動運転システムの一態様は、衝突の場合に何をするか、より詳細には衝突後のＡＤシステムの動作である。車両安全システムが車両衝突事象の発生を決定する深刻な衝撃衝突、中程度から高い衝撃衝突では、ＡＤシステムは自動的に、車両を停止する、片側に寄せる、走行不能にするなど、制御することができる。これらのシナリオでは、車両安全システムの衝突センサが事象の発生を検出し、それに応じて応答する。

しかしながら、衝突事象が発生したことを車両安全システムにトリガするには不十分な大きさの低衝撃衝突に関しては、問題がある。これらの低衝撃衝突の例として、他の車両（例えば、駐車場または車道での軽微な衝突）、歩行者、動物、道路上の物体などにぶつかる車両が含まれる。これらの場合、人間のオペレータであれば、停止して、ぶつかった車両、人、動物、または物体をチェックし、また車両のダメージをチェックするであろう。実際、衝突現場を離れることは、オペレータにとって犯罪行為となる可能性がある。

このため、車両安全システムの展開／アクティブ化の閾値よりも低い威力の低衝撃事象を検出することが望ましい。加えて、これらの低衝撃は車両の周囲３６０度で起こり得る。そのため、この低衝撃検出を車両の周囲の領域に拡張することが望ましい。

自動運転（ＡＤ）システムと車両安全システム（ＶＳＳ）とを装備している車両の乗員の保護を助ける方法において、車両との低衝撃衝突事象を検出することによって助ける。この方法は、可能性のある低衝撃衝突のリスクを識別するために、ＡＤシステムのＡＤセンサを利用することを含む。この方法は、また、識別された可能性のある低衝撃衝突から生じる低衝撃衝突を決定するために、車両安全システムのＶＳＳセンサを利用することも含む。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＡＤセンサを利用することは、カメラ、短距離レーダセンサ、長距離レーダセンサ、関節結合型レーダセンサ、ライダレーザセンサおよびマイクロフォンセンサのうちの少なくとも１つを利用することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用することは、加速度計および圧力センサのうちの少なくとも１つを利用することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、加速度計は、ＶＳＳの、前部、後部、および側部に取り付けられている中／高域加速度計、ならびにエアバッグコントローラユニット（ＡＣＵ）加速度計のうちの少なくとも１つを含むことができる。これらを、アクティブセーフティおよび／またはパッシブセーフティの作動が保証される車両衝突の発生を検出するためにも利用する。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、圧力センサは、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）および／またはＰＰＳ最適化チューブ圧力センサを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、方法は、識別された可能性のある低衝撃衝突から生じる低衝撃衝突を決定するために、車両安全システムの歩行者保護システム（ＰＰＳ）最適化センサを利用することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＰＰＳ最適化センサは、歩行者衝撃の発生を検出するために最適化されたＰＰＳ最適化加速度計および／またはＰＰＳ最適化圧力センサを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＡＤセンサを利用することは、可能性のある低衝撃衝突のリスクを識別するためにＡＤカメラを利用することを含むことができる。また、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用することは、前部中／高衝撃加速度計、側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計および衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）のうちの少なくとも１つを利用することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、方法は、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用することと、ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計および衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）のうちの、どれが低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別することと、低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサを利用することと、を含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用することは、低衝撃衝突を決定するために歩行者保護システム（ＰＰＳ）加速度計およびＰＰＳチューブ圧力センサをさらに利用する。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＰＰＳ加速度計は、前部、後部、および側部に取り付けられているＰＰＳ加速度計のうちの少なくとも１つを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＰＰＳ加速度計は、多軸加速度計を含むことができる。また、低衝撃衝突を決定することは、ＰＰＳ多軸加速度計を介して低衝撃衝突に関連する方向情報を決定することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、前部および／または側部中／高衝撃加速度計は多軸加速度計を含むことができる。また、低衝撃衝突を決定することは、前部および／または側部中／高衝撃多軸加速度計を介して、低衝撃衝突に関連する方向情報を決定することを含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、方法は、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用することと、前部中／高衝撃加速度計、側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計およびＰＰＳチューブ圧力センサのうちの、どれが低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別することと、低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサを利用することと、を含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用することは、低衝撃衝突を決定するために１つまたは複数のマイクロフォンセンサを利用することをさらに含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、方法は、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用することと、ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計、ＰＰＳチューブ圧力センサおよびマイクロフォンセンサのうちのどれが、低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別することと、低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサおよび／または１つもしくは複数のマイクロフォンセンサを利用することと、を含むことができる。

別の態様によれば、単独で、又は任意の他の態様と組み合わせて、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用することは、低衝撃衝突を決定するために慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサを利用することをさらに含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、方法は、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用することと、ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計、ＰＰＳチューブ圧力センサ、マイクロフォンセンサおよびＩＭＵセンサのうちのどれが、低衝撃衝突の発生を決定するのに最も適しているかを識別することと、低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサおよび／または１つもしくは複数のマイクロフォンセンサおよび／またはＩＭＵセンサを利用することと、を含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＩＭＵセンサを利用することは、低衝撃衝突の検証を助けるために、車両の外部ヨートルクを決定することを含むことができる。

別の態様によれば、単独でまたは任意の他の態様と組み合わせて、車両安全システムは、自動運転（ＡＤ）システムと車両安全システム（ＶＳＳ）とを装備している車両の乗員の保護を、車両との低衝撃衝突事象を検出することによって助ける方法を実施するように構成されているエアバッグコントローラユニット（ＡＣＵ）を含むことができる。

別の態様によれば、単独で、または任意の他の態様と組み合わせて、ＡＣＵを、ＡＤセンサおよびＶＳＳセンサに作動的に接続することができる。

一構成例による、低衝撃を決定する車両安全システムを含む車両の概略図である。 別の構成例による、低衝撃を決定する車両安全システムを含む車両の概略図である。 別の構成例による、低衝撃を決定する車両安全システムを含む車両の概略図である。 別の構成例による、低衝撃を決定する車両安全システムを含む車両の概略図である。 図1乃至図４の各種の車両安全システムを示す概略図である。

本明細書では、車両の左側および右側を参照する場合がある。これらの参照は、車両移動の前進方向を参照するものと理解されるべきである。したがって、車両の「左」側への参照は、車両のドライバ側（「ＤＳ」）に対応することを意味する。車両の「右」側への参照は、車両の助手席側（「ＰＳ」）に対応することを意味する。

また、本明細書では、車両軸、具体的には車両のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対する特定の説明がなされる。Ｘ軸は、車両の中央の前後方向に延在する軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸に対して垂直である、車両の横方向に延在する軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に対して垂直である、車両の垂直に延在する軸である。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、車両重心（「ＣＯＧ」）で、またはその近傍で交差する。

図１を参照すると、例として、車両１０は、車両安全システム１００を含む。車両安全システム１００は、符号１０２で概略的に示される１つまたは複数の作動可能な車両乗員の保護デバイスを含む。保護デバイス１０２は、正面エアバッグ、サイドエアバッグ、カーテンエアバッグ、ニーボルスターエアバッグ、ならびに作動可能なシートベルトプリテンショナおよび／またはリトラクタのような、任意の作動可能な車両乗員の保護デバイスを含むことができる。車両安全システム１００は、また、保護デバイス１０２に作動的に接続されているエアバッグ電子制御ユニット（本明細書では、エアバッグコントローラユニットまたは「ＡＣＵ」と称される）１５０も含む。ＡＣＵ１５０は、ＡＣＵが作動的に接続されている１つまたは複数のセンサを介して感知された車両状態に応答して、保護デバイス１０２の作動を制御するように動作する。

車両安全システム１００は、車両乗員の保護デバイス１０２を作動させるべきか否かを決定するために利用される、車両１０の特定の状態を測定する複数のセンサを含む。加速度計および／または圧力センサなどであるこれらのセンサは、それに対してセンサが意図される特定の車両状態を感知することを可能にするように選択された、車両１０全体の多様な位置に取り付けることができる。本明細書では、車両安全システム１００は、異なるタイプおよび車両１０における異なる位置の複数の衝突センサを含むものとして記載されている。車両安全システム１００は、任意のタイプの衝突センサを、任意の数で、車両１０の任意の位置に含むことができる。そのため、この記載は限定的なものではない。

例として、図１に示す車両安全システム１００は、複数のタイプの衝突センサを含む。車両安全システム１００は、中／高域衝突加速度計１１０、歩行者保護感知（「ＰＰＳ」）最適化加速度計１２０、衛星側部衝撃圧力センサ（「ＰＳＡＴ」）１３０、およびＰＰＳチューブ圧力センサ１４０を含む。

衝突加速計１１０は、衝突事象が発生したことを示すのに十分な閾値を満たす、または閾値を超える大きさの車両加速度を感知するように構成されている。図１において、衝突加速度計１１０は、特定の方向の加速度を検出するように構成されている単軸加速度計である。これらは、全体的に、各デバイスについて示す矢印によって示される。車両１０の前端（「ＦＲ」）の衝突センサ１１０は、Ｘ軸に平行な前方／後方方向の加速度を測定する。車両１０の後端（「ＲＲ」）の衝突センサ１１０は、Ｘ軸に平行な前方／後方方向の加速度を測定する。車両１０のドライバ側ＤＳおよび助手席側ＰＳの衝突センサ１１０は、Ｙ軸に平行な方向の横方向の加速度を測定する。

ＰＰＳ加速度計１２０は、衝突加速度計１１０によって測定された閾値加速度未満であるが、車両が歩行者にぶつかったことを示すのに十分ではない閾値を満たす、または閾値を超える大きさの車両加速度を感知するように構成される。図１において、ＰＰＳ加速度計１２０は、特定の方向の加速度を検出するように構成されている単軸加速度計である。ＰＰＳ加速度計１２０は、全体的に、各デバイスについて示す矢印によって示される。車両１０の前端ＦＲにおけるＰＰＳセンサ１２０は、Ｘ軸に平行な前方／後方方向の加速度を測定する。車両１０の後端（「ＲＲ」）のＰＰＳセンサ１２０は、Ｘ軸に平行な前方／後方方向の加速度を測定する。

車両１０のドライバ側ＤＳおよび助手席側ＰＳに配置されている衛星側部衝撃圧力センサＰＳＡＴ１３０は、側部衝撃事象が発生したことを示すのに十分な閾値を満たす、または閾値を超える大きさの、車両との側部衝撃に対する圧力応答を検出する。ＰＳＡＴ１３０は、サイドドアのような衝撃ゾーンに閉鎖体積が配置されている既知の構造を有する。そのため、側部衝撃は、体積内部の流体圧力の急激な増加をもたらす。この圧力上昇が、圧力センサによって感知される。圧力センサは、応答して、衝突信号を生成する。

ＰＰＳチューブ圧力センサ１４０は、前部および後部車両バンパー１２および１４にそれぞれ配置されている。ＰＰＳチューブ圧力センサ１４０は、歩行者の衝撃を示す大きさの前部／後部のバンパー１２、１４との衝撃に対する圧力応答を検出する。ＰＰＳチューブ圧力センサ１４０は、閉じたチューブ１４２が、エネルギ吸収フォーム１４８の後方で、バンパークロスビーム１４４とバンパーフェイシャ１４６との間に配置されている既知の構造を有する。歩行者のバンパー１２、１４との衝撃に応答して、フェイシャ１４６およびフォーム１４８は、それらの通常の位置（破線で示す）から衝撃状態（実線で示す）に移動する。これが発生すると、チューブ１４２は、その通常の丸い断面（破線）から圧縮された状態（実線）に圧縮される。この形状の変化は、チューブ１４２内部の流体圧力の急激な増加をもたらす。この圧力上昇は、圧力センサによって感知される。圧力センサは、応答して、衝突信号を生成する。

衝突センサ、すなわち、衝突加速度計１１０、ＰＰＳ加速度計１２０、ＰＳＡＴ１３０およびＰＰＳチューブ圧力センサ１４０は、ＡＣＵ１５０に作動的に接続されている。ＡＣＵ１５０は、衝突センサによって生成される衝突信号に応答して、既知の方法で車両乗員の保護デバイス１０２を作動させるように動作する。

車両安全システム１００は、また、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１６０も含む。慣性測定ユニットは、車両重心（ＣＯＧ）に、またはその近傍に取り付けられ、ＡＣＵ１５０に作動的に接続されている。ＩＭＵセンサ１６０は、慣性測定センサと、場合によって車両衝突状態の発生を検出する衝突センサと、を含む。車両ＣＯＧにＩＭＵセンサ１６０を位置決めすることは、センサが、Ｘ軸（ピッチ）、Ｙ軸（ロール）およびＺ軸（ヨー）を中心とする車両１０の感知された加速度およびロール運動の正確な読みを提供できるという点で有益である。衝突表示は、車両ＣＯＧの、またはその近傍の加速度を測定することによって最良に決定することができる。車両回転表示は、車両Ｘ、ＹおよびＺ軸に関して最良に測定される。そのため、ＣＯＧをＩＭＵ１６０の取り付け位置とすることが、有利となり得る。

車両安全システム１００は、他の車両システムと協働するように実装され、構成されている。ＡＣＵ１５０は、車両コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス１７０を介して、車体制御モジュール（ＢＣＭ）１８０に作動的に接続することができる。ＢＣＭ１８０は、ＣＡＮバスを介して、シャーシ制御、安定性制御、トラクション／スキッド制御、アンチロックブレーキング（ＡＢＳ）、衝突回避、タイヤ空気圧監視（ＴＰＭＳ）、ナビゲーションシステム、計装（速度、スロットル位置、ブレーキペダル位置など）、情報および娯楽（「インフォテインメント」）システムおよび他のシステムなどの、他の車両システムと通信することができる。ＣＡＮバス１７０インターフェースを介して、ＡＣＵ１５０は、これらの外部システムのいずれかと通信して、データを供給および／または受信することができる。

図１は、従来の車両安全システムの構成要素と考えられているものを表す。図１に示す各種のセンサは、必ずしもどんな車両のプラットフォームにでも含まれているとは限らないが、現在利用可能な技術であると考えられる。すべての乗用車がこれらのセンサのすべてを含む車両安全システムを含むわけではない。しかしながら、すべての乗用車ではないとしても、ほとんどの乗用車は、これらのセンサのいくつかの組み合わせを含むであろう。したがって、図１の車両安全システム１００は、システムハードウェアを追加することなく、低衝撃検出システムを実施できるタイプのシステムを表す。

図２は、強化された低衝撃検出機能性を提供することを目的として追加のハードウェア、すなわちセンサを含む車両安全システム１００の構成例を表す。図２に示すように、車両安全システム１００は、車両１０のドライバ側および助手席側に沿って配置されている追加のＰＰＳ最適化加速度計１２０を含む。この低衝撃検出強化型車両安全システム１００に含まれる追加のＰＰＳ最適化加速度計１２０の数および配置は、例えば、車両１０のサイズ、車両アーキテクチャおよびセンサの範囲などに応じて変化させることができる。

図３は、強化された低衝撃検出機能性を提供することを目的として追加のハードウェア、すなわちセンサを含む車両安全システム１００の、別の構成例を表す。図３に示すように、車両安全システム１００は、単軸加速度計とは対照的に、多軸加速度計を含む。より具体的には、車両安全システム１００が、ＰＰＳ最適化多軸中／高域衝撃加速度計１１５および多軸ＰＰＳ最適化加速度計１２５を含む。ＰＰＳ最適化多軸加速度計１２５は、車両１０の外周の周り、すなわち、車両の前部、後部および側部に沿って配置されている。多軸加速度計は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に沿った加速度を測定するため、衝撃の方向を決定するために補間することができる。他の構成例と同様に、多軸加速度計１１５、１２５の数および配置は、例えば、車両１０のサイズ、車両のアーキテクチャおよびセンサの範囲などに応じて変化させることができる。

図４を参照すると、車両１０は、自動運転システム２００も含む。自動運転システム２００は、自動運転コントローラまたはユニット（「ＡＤＵ」）２１０を含む。ＡＤＵ２１０は、車両の作動環境に関連するデータを提供する自動運転センサから受信した情報に応答して、車両１０の運転操作を制御するように動作する。

自動運転センサは、車両１０が作動している環境を評価するために、多様な異なる技術を使用する。自動運転センサは、車両１０全体の多様な位置に取り付けられる必要がある。自動運転センサとそれらの各位置は、車両の作動環境を３６０度カバーするように選択される。本明細書では、自動運転システム２００は、車両１０において異なるタイプおよび位置の複数の衝突センサを含むものとして記載されている。自動運転システム２００は、任意のタイプの衝突センサを、任意の数で、車両１０の任意の位置に含むことができる。そのため、この記載は限定的なものではない。

例として、図４に示す自動運転システム２００は、複数のタイプの自動運転センサを含む。自動運転システム２００は、近距離レーダセンサ２２０、長距離レーダセンサ２３０、関節結合型レーダセンサ２４０、カメラセンサ２５０およびレーザ（「ＬＩＤＡＲ」）センサ２６０を含む。短距離レーダセンサ２２０は、車両に近接する物体を検出する。長距離レーダセンサ２３０は、交通内の他の車両などの、より遠く離れた物体を検出し、速度も測定する。関節結合型レーダセンサ２４０は、広い視野にわたる長距離の移動車両を検出する。カメラセンサ２５０は、歩行者、自転車に乗車する人、信号機、自由空間および他の物体を検出し、追跡する。ライダセンサ２６０は、固定物体と移動物体の両方を検出する高精度レーザセンサである。

図４に示す構成例では、短距離レーダ２２０は、車両１０の前端を挟んで、また車両の後端を挟んで配置されている。短距離レーダ２２０の限られた範囲は、車両および他の物体が車両に接近する際の表示および警告を提供するために使用される。短距離レーダ２２０は、例えば、後方のバックアップおよび前方の駐車の指示および警告を提供することができる。

図４に示す構成例では、長距離レーダ２３０が車両１０の前端および後端に配置されている。長距離レーダの範囲が広がるために、長距離レーダによって、車両からより遠くにある車両およびその他の物体に関する表示および警告を提供することが可能である。例えば、前部に配置されている長距離レーダ２３０は、アダプティブクルーズコントロールのために使用することが可能であり、また、リスク識別用および自動ブレーキングのような回避システム用に車両と他の車両および／または物体との間の相対速度を決定するために使用することができる。後部に配置されている長距離レーダ２４０は、交差交通および死角検出のような後方リスクの識別を提供することができる。

図４に示す構成例では、関節結合型レーダ２４０は、車両１０の側部に配置されている。関節結合型レーダ２４０は、近距離および長距離の両方の車両／物体の検出を提供することができる。関節結合型レーダ２４０は、交差交通および死角検出のようなリスク識別用とすることができる。

図４に示すように、自動運転システム２００は、ＣＡＮバス１７０を介して他の車両システムと協働するように実装および構成することができる。ＡＤＵ２１０は、例えば、ＣＡＮバス１７０およびＣＡＮバスに接続されている他の車両システムのいずれかを介して、ＢＣＭ１８０と通信し、データを提供および／または受信する。多様なシステム、例えば、車両安全システム１００、自動運転システム２００、およびＢＣＭ１８０とインターフェースで接続する車両システムによって得られた情報は、相互に通信することができる。さらに、ＡＤＵ２１０によって利用される各種のセンサは、それ自体が、専用の電子コントローラユニット（「ＥＣＵ」）を有することができる。例えば、カメラ２５０、レーダ２２０、２３０、２４０、ライダ２６０およびマイクロフォンセンサ２７０は、それぞれ、専用のＥＣＵを備えることができる。専用のＥＣＵは、センサに電力を供給し、問い合わせを行い、センサから受信したデータを解釈し、そのデータをＡＤＵ２１０に送信する。

作動中、自動運転システム２００は、既知の方法で車両を作動させる。車両の自動運転中、ＡＤＵ２００は、自動運転センサからの情報環境データを積極的に収集し、その情報を用いて車両の運転コマンドを実行する。同時に、車両安全システム１００は、受動的に作動し、衝突を示す状態について、衝突センサを介して感知された状態（例えば、加速度、圧力）を監視し、そのような事象が発生したときに衝突信号を提供する。

上記の、図４の自動運転システム２００の構成例の説明は、従来の自動運転システムの構成要素と考えられるものを表している。これまでに説明した図４に例示される各種のセンサは、必ずしもどんな車両のプラットフォームにでも含まれているとは限らないが、現在利用可能な技術であると考えられる。すべての自動運転車両がこれらのセンサのすべてを含むわけではない。しかしながら、すべての自動運転車両ではないとしても、ほとんどの自動運転車両は、これらのセンサのいくつかの組み合わせを含むであろう。したがって、これまでに説明した図４の自動運転システム２００は、システムハードウェアを追加することなく、低衝撃検出システムを実装できるタイプのシステムを表す。

図４はまた、強化された低衝撃検出機能性を提供することを目的とした追加のハードウェア、すなわちセンサを含む。図４に示すように、自動運転２００は、聴覚、すなわち、低衝撃車両衝突をさらに識別するために使用できるマイクロフォンセンサ２７０を含む。マイクロフォンセンサ２７０は、システムの自動運転機能に実装されるリスク識別評価機能を強化することができる。そのため、マイクロフォンセンサ２７０を、自動運転システム２００に含めることができる。マイクロフォンセンサ２７０は、例えば、緊急車両のサイレン、車両のクラクション、タイヤの金切り音などを検出するために使用することができる。

図４の構成例では、マイクロフォンセンサ２７０は、車両１０の前端部を挟んで、また車両の後端を挟んで、そして車両の側部に沿って配置されている。追加のマイクロフォンセンサ２７０を、車両１０における他の位置に含むこともできる。この低衝撃検出強化型自動運転システム２００に含まれるマイクロフォンセンサ２７０の数および配置は、例えば、車両１０のサイズ、車両アーキテクチャおよびセンサの範囲などに応じて変化させることができる。

有利にも、車両安全システム１００および自動運転システム２００によって開発された情報を、車両との低衝撃を検出するシステムを実装するために使用できる。本明細書で使用される「低衝撃」とは、衝突センサをトリガするには不十分であり、また車両安全システム１００が車両の衝突状態を識別するにも不十分である大きさの、低レベルの衝突または衝撃を指すことを意味する。これらの低衝撃事象の例として、他の車両（例えば、駐車場などでの軽微な衝突）、歩行者、動物、道路上の物体などにぶつかる車両が含まれる。低衝撃検出によって、自動運転システム２００は、低衝撃事象に応答して適切なアクションをとることができる。

図５を参照すると、低衝撃検出システム３００は、車両安全システム１００および自動運転システム２００によって提供される情報を利用する。低衝撃検出システム３００は、ＡＤＳベースのリスク識別機能３１０と、ＶＳＳベースの衝撃検出機能３２０と、を含む。また、低衝撃検出システム３００は、低衝撃決定機能３３０も含む。低衝撃決定機能３３０は、低衝撃衝突が発生したか否かを決定するために、リスク識別機能３１０および衝撃検出機能３２０から得られたデータを利用する。自動運転システム２００は、低衝撃決定機能３３０から低衝撃衝突データを得ることができる。そのため、自動運転システムが、それに応じて反応することができる。

低衝撃検出システム３００のリスク識別機能３１０、衝撃検出機能３２０および低衝撃決定機能３３０は、多様な態様で実施可能なソフトウェアアルゴリズムを含む。一実施形態において、リスク識別および低衝撃決定機能３１０、３３０は、自動運転システム２００のＡＤＵ２１０に実装することができる。この例では、衝撃検出機能３２０は、車両安全システム１００のＡＣＵ１６０に実装することができる。別の例として、低衝撃検出システム３００は、自動運転システム２００のみに実装することができる。さらなる例として、低衝撃検出システム３００、またはその一部は、それ自体の専用コントローラに実装することができる。このことから、低衝撃検出システムは、任意の車両システム、または本明細書に記載される低衝撃決定を行うために必要な車両情報にアクセスできるシステムに実装できる、と理解されるべきである。

リスク識別機能３１０は、レーダセンサ２２０、２３０、２４０、カメラ２５０およびライダ２６０を介して得られた情報に基づいてリスクを識別する。図５に示すように、リスク識別機能３１０は、また、可聴なマイクロフォンセンサ２７０から提供されるデータによって強化することができる。

衝撃検出機能３２０は、中／高域衝撃加速度計１１０、ＰＰＳ最適化加速度計１２０、ＰＳＡＴ衛星側部衝撃圧力センサ１３０およびＰＰＳチューブ圧力センサ１４０を介して得られた情報に基づいて、衝撃を検出する。図５に示すように、車両安全システム１００の衝撃検出決定は、追加のＰＰＳ最適化加速度計１１０、ＰＰＳ最適化多軸中／高域衝撃加速度計１１５およびＰＰＳ最適化多軸加速度計１２５から提供されるデータによっても強化することができる。

低衝撃検出システム３００の各種機能によって利用されるハードウェアは、システムの実装のタイプに左右される。実装のタイプは、従来のセンサハードウェアのみを含むのとは対照的に、低衝撃検出システム３００が低衝撃検出に特有のセンサハードウェアを含むか否かに左右される。低衝撃検出システム３００の実施例について、以下の段落で説明する。

ベースライン実施
ベースライン実施において、低衝撃検出システム３００は、限られた低衝撃検出能力を提供するために、従来の車両安全システム１００および自動運転システム２００から利用可能な情報を利用するように構成することができる。この実施例では、車両安全システム１００は、前部および側部中／高衝撃加速度計１１０（図１参照）、ＡＣＵ１６０およびＰＳＡＴセンサ１３０を含むことができる。衝撃検出機能３２０は、これらのＶＳＳセンサを介して感知されたデータを、ＡＣＵ１５０から取得することができる。自動運転システム２００は、リスク識別のために、１つまたは複数のカメラ２５０を含むことができる。リスク識別機能３１０は、１つまたは複数のカメラを介して感知されたデータを、ＡＤＵ２１０から取得することができる。

この実施例については、車両安全システム１００は、ＰＰＳ最適化された入力を全く含まないことに留意し、低衝撃決定機能３３０は、自動運転システム２００の機能性に依存してリスクを識別し、そしてＶＳＳ衝突センサを監視して、検出されたリスクが低衝撃衝突に進展したか否かを決定する。従来の車両安全システム１００の衝突センサは、低衝撃を示す衝撃加速度および／または圧力変化を検出するように特別に構成されていない。そのため、低衝撃決定機能３３０は、衝撃検出機能によって決定されたデータを、リスク識別機能によって決定されたデータに基づいて条件付けるアルゴリズムを実装することができる。このように、低衝撃衝突を検証するために必要な衝撃検出機能３２０によって決定される加速度の大きさは、リスク識別機能３１０によって決定されるリスクのタイプに基づいている。

ＰＰＳが可能である実施
低衝撃検出システム３００のＰＰＳ可能型実施は、ベースライン実施に基づいて構築される。ベースライン実施によって利用される情報に加えて、ＰＰＳが可能な実施では、衝撃検出機能３２０は、車両安全システム１００の歩行者保護感知（ＰＰＳ）部分から利用可能な情報を追加的に利用して、低衝撃衝突を検出することができる。ＰＰＳが可能な実施は、ＰＰＳ加速度計１２０および／またはＰＰＳチューブ圧力センサ１４０を利用して、ＰＰＳ検出を車両１０の前部および後部に拡張する。この情報を衝撃検出機能３２０に提供することによって、車両１０との低衝撃が検出される忠実度が向上する。

このＰＰＳが強化された実施のために、低衝撃決定機能３３０は、自動運転システム２００の機能性に依存してリスクを識別し、そしてＰＰＳセンサを含むＶＳＳ衝突センサを監視して、検出されたリスクが低衝撃衝突に発展したか否かを決定することができる。ＰＰＳセンサは、低衝撃、例えば歩行者の衝撃を示す衝撃加速度および／または圧力変化を検出するように特別に構成されている。そのため、低衝撃決定機能３３０によって実施されるアルゴリズムは、識別されたリスクが前方／後方のリスクである低衝撃衝突を検証するための条件付けを必要としない場合がある。なぜなら、ＰＰＳセンサは、これらのタイプの衝突を検証するように、特別に構成されているためである。低衝撃側部衝突に関しては、低衝撃検出システム３００は、上述のように、ベースライン機能性に依存する。その際、低衝撃衝突を検証するために必要な衝撃検出機能３２０によって決定される加速度の大きさは、リスク識別機能３１０によって決定されるリスクのタイプに基づく。

強化されたＰＰＳの実施
低衝撃検出システム３００の強化されたＰＰＳ実施において、従来の衝突センサ１１０、１３０、１６０、および前部／後部ＰＰＳセンサ１２０、１４０に加えて、低衝撃決定機能３３０は、追加のＰＰＳセンサから利用可能な情報を追加的に利用することができる。図２を参照すると、車両１０は、追加的な低衝撃検出能力を提供するために、ドライバ側および助手席側に取り付けられているＰＰＳ加速度計１１０を含むことができる。この実施例では、自動運転システム２００を介して検出されたリスクを、ＰＰＳ加速度計１１０を介して、実際の衝撃として検証することができる。したがって、低衝撃決定機能３３０は、検出されたリスクが実際に低衝撃事象に発展したという肯定的な検証を提供することができる。これは、低衝撃決定システム３００の忠実度の更なる向上である。

強化された衝突およびＰＰＳの実施
低衝撃検出システム３００の、強化された衝突およびＰＰＳの実施において、車両安全システム１００は、強化型衝突およびＰＰＳセンサを利用することができる。図３を参照すると、多軸中／高域衝撃加速度計１１５および多軸ＰＰＳ強化型加速度計１２５を含む車両安全システム１００は、改善された衝撃識別情報を提供することができる。その結果、車両安全システム１００は、中／高域衝突と低衝撃衝突との間の差異を識別することができる。また、ＶＳＳ１００は、多軸センサ１１５、１２５から方向情報も識別することができる。これによって、低衝撃検出システム３００の、衝突検証と衝突規模決定能力との両方を改善することができる。その結果、この実施例では、自動運転システム２００を介して検出されたリスクを、多軸加速度計１１５、１２５の識別機能性を介して、実際の低衝撃として検証することができる。したがって、低衝撃決定機能３３０は、検出されたリスクが実際に低衝撃事象に発展したという肯定的な検証を提供することができる。これは、低衝撃決定システム３００の忠実度の更なる向上である。

マイクロフォンによって強化された実施
低衝撃決定システム３００の別の実施例において、自動運転システム２００のマイクロフォンセンサ２７０から得られた情報を利用して、低衝撃衝突の発生の検証を助けることができる。図４を参照すると、マイクロフォンセンサ２７０は、自動運転システム２００を介して検出されたリスクが実際の低衝撃衝突に発展したことをさらに検証することができる。マイクロフォンセンサ２７０が車両の前部、後部、および側部に沿って配置されている実施において、低衝撃衝突を検証するために使用されるマイクロフォンセンサ２７０は、ＡＤＳ２００によってリスクが識別される領域に最も近いものとすることができる。したがって、低衝撃決定機能３１０は、検出されたリスクが実際に低インパクト事象に発展したという肯定的な検証を提供することができる。これは、低衝撃決定システム３００の忠実度のさらなる向上である。

ＩＭＵによって強化された実施
低衝撃決定システム３００の別の実施例では、ＩＭＵ１６０から得られた情報を使用して、外部ヨートルクを決定することができる。これを使用して、自動運転システム２００を介して検出されたリスクが実際の低衝撃衝突に発展したことの検証を助けることができる。

上述の低衝撃決定システム３００の実施において、自動運転システム２００は、ＶＳＳ１００から取得された衝突データを用いて衝撃検出アルゴリズム３２０によって検証されるリスクを識別するために、カメラ２５０を介して取得された情報に依存するものとして説明されている。しかしながら、自動運転システム２００は、利用可能な場合には、ＡＤＳ２００の他のセンサから取得される情報を利用することができる。例えば、ＡＤＳ２００は、レーダセンサ２２０、２３０、２４０、１つまたは複数のカメラ２５０、複数のライダセンサ２６０から取得される情報を、任意の組み合わせで利用することができる。

ＡＤＳセンサを利用するリスク識別機能によって、識別されたリスクは、車両の特定のゾーン、例えば、前部、後部、左、右、左前部、右前部、左後部、右後部、左中部、右中部などに位置するものとして、分類することができる。そうすることにより、ゾーン識別を使用して、衝撃検出機能３２０を事前に条件付けすることができる。その結果、その特定のゾーンのＶＳＳ加速度計からの衝撃表示を探すことができる。

Claims (21)

1. 自動運転（ＡＤ）システムと車両安全システム（ＶＳＳ）とを装備している車両の乗員の保護を、前記車両との低衝撃衝突事象を検出することによって助ける方法であって、
   可能性のある低衝撃衝突のリスクを識別するために、前記ＡＤシステムのＡＤセンサを利用するステップと、
   識別された前記可能性のある低衝撃衝突から生じる低衝撃衝突を決定するために、前記車両安全システムのＶＳＳセンサを利用するステップと、を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、ＡＤセンサを利用するステップは、カメラ、短距離レーダセンサ、長距離レーダセンサ、関節結合型レーダセンサ、ライダレーザセンサおよびマイクロフォンセンサのうちの少なくとも１つを利用するステップを含む、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用するステップは、加速度計および圧力センサのうちの少なくとも１つを利用するステップを含む、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記加速度計は、前記ＶＳＳの、前部、後部、および側部に取り付けられている中／高域加速度計、ならびにエアバッグコントローラユニット（ＡＣＵ）加速度計のうちの少なくとも１つを備え、これらを、アクティブセーフティおよび／またはパッシブセーフティの作動が保証される車両衝突の発生を検出するためにも利用する、方法。
5. 請求項３に記載の方法であって、前記圧力センサは、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）および／またはＰＰＳ最適化チューブ圧力センサを含む、方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、識別された前記可能性のある低衝撃衝突から生じる低衝撃衝突を決定するために、前記車両安全システムの歩行者保護システム（ＰＰＳ）最適化センサを利用するステップを含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、前記ＰＰＳ最適化センサは、歩行者衝撃の発生を検出するために最適化されたＰＰＳ最適化加速度計および／またはＰＰＳ最適化圧力センサを含む、方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、ＡＤセンサを利用するステップは、可能性のある低衝撃衝突のリスクを識別するためにＡＤカメラを利用するステップを含み、また、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用するステップは、前部中／高衝撃加速度計、側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計および衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）のうちの少なくとも１つを利用するステップを含む、方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用するステップと、前記ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計および衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）のうちの、どれが前記低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別するステップと、前記低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサを利用するステップと、をさらに含む、方法。
10. 請求項８に記載の方法であって、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用するステップは、前記低衝撃衝突を決定するために歩行者保護システム（ＰＰＳ）加速度計およびＰＰＳチューブ圧力センサをさらに利用する、方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、前記ＰＰＳ加速度計は、前部、後部、および側部に取り付けられているＰＰＳ加速度計のうちの少なくとも１つを含む、方法。
12. 請求項１０に記載の方法であって、前記ＰＰＳ加速度計は、多軸加速度計を含み、また、低衝撃衝突を決定するステップは、ＰＰＳ多軸加速度計を介して前記低衝撃衝突に関連する方向情報を決定するステップを含む、方法。
13. 請求項１０に記載の方法であって、前部および／または側部中／高衝撃加速度計は多軸加速度計を含み、また、低衝撃衝突を決定するステップは、前部および／または側部中／高衝撃多軸加速度計を介して、前記低衝撃衝突に関連する方向情報を決定するステップを含む、方法。
14. 請求項１０に記載の方法であって、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用するステップと、前部中／高衝撃加速度計、側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計およびＰＰＳチューブ圧力センサのうちの、どれが前記低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別するステップと、前記低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサを利用するステップと、を含む、方法。
15. 請求項１０に記載の方法であって、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用するステップは、前記低衝撃衝突を決定するために１つまたは複数のマイクロフォンセンサを利用するステップをさらに含む、方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用するステップと、前記ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計、ＰＰＳチューブ圧力センサおよびマイクロフォンセンサのうちのどれが、前記低衝撃衝突の発生を決定するために最も適しているかを識別するステップと、前記低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサおよび／または１つもしくは複数のマイクロフォンセンサを利用するステップと、をさらに含む、方法。
17. 請求項１５に記載の方法であって、低衝撃衝突を決定するためにＶＳＳセンサを利用するステップは、前記低衝撃衝突を決定するために慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサを利用するステップをさらに含む、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、低衝撃衝突のリスクのための車両ゾーンを識別するためにＡＤカメラを利用するステップと、前記ＶＳＳの前部および側部中／高衝撃加速度計、ＡＣＵ加速度計、衛星側部衝撃圧力センサ（ＰＳＡＴ）、ＰＰＳ加速度計、ＰＰＳチューブ圧力センサ、マイクロフォンセンサおよびＩＭＵセンサのうちのどれが、前記低衝撃衝突の発生を決定するのに最も適しているかを識別するステップと、前記低衝撃衝突を決定するために、識別された１つもしくは複数の加速度計および／または１つもしくは複数の圧力センサおよび／または１つもしくは複数のマイクロフォンセンサおよび／またはＩＭＵセンサを利用するステップと、をさらに含む、方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、前記ＩＭＵセンサを利用するステップは、前記低衝撃衝突の検証を助けるために、前記車両の外部ヨートルクを決定するステップを含む、方法。
20. 車両安全システムであって、前記車両との低衝撃衝突事象を決定する請求項１に記載の方法を実施するように構成されているエアバッグコントローラユニット（ＡＣＵ）を含む、車両安全システム。
21. 請求項２０に記載の車両安全システムであって、前記ＡＣＵは前記ＡＤセンサおよび前記ＶＳＳセンサに作動的に接続されている、車両安全システム。