JP6430907B2

JP6430907B2 - 運転支援システム

Info

Publication number: JP6430907B2
Application number: JP2015142925A
Authority: JP
Inventors: 悠介赤峰; 鶴田　知彦; 知彦鶴田; 康之三宅
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: JP2017027202A; US10446034B2; US20180211536A1; WO2017014080A1

Description

本発明は、自車両の周囲に存在する物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する技術に関する。

従来より、カメラやレーダ等のセンサにより検出した自車両の周囲に存在する物体と自車両との衝突可能性を判断し、物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する技術が知られている。

このような運転支援に際しては、自車両の周囲に存在する物体を検知する物体検知が行われる。例えば、特許文献１には、物体検知を行う物体検知装置において、物体検知を行うレーダを備え、レーダにより検知される物体の追尾範囲を物体が検知される方向に応じて設定する点について記載されている。

特開２００９−７４８０３号公報

しかし、上記特許文献１に記載の技術では、次のような問題があった。すなわち、例えば、図４（ａ）に例示するように、歩行者など低速で移動する物体を追尾する場合には、物体を検出する所定周期（１サイクル）での物体の移動距離が小さいため、所定周期後の追尾範囲（Ａ１）に、予測される所定周期後の物体の位置（Ｐ１）とともに、現在の物体の位置（Ｐ０）が含まれることがある。このような場合に、図４（ｂ）に例示するように、追尾範囲（Ａ１）中に他の物体（Ｒ１）が検出されると、この検出された物体（Ｒ１）も追尾対象となり、仮にこの物体（Ｒ１）が自車（Ｑ１）に接近中であったとしても、この物体（Ｒ１）が現在の物体の位置（Ｐ０）から見て自車（Ｑ１）とは反対側に位置する場合には、この物体（Ｒ１）が自車両から離れていくように認識され、物体（Ｒ１）の移動方向を誤って推定し、いわゆるロストが発生するおそれがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、自車両の周囲に存在する物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援に際して行われる物体検知において、精度良く物体を追尾する技術を提供することにある。

本発明は、次のような着眼点に基づいてなされている。すなわち、自車両から離れていく物体については、自車両と衝突する可能性が低く、運転支援に際して行われる物体検知における追尾対象として適切ではない。また、自車両に接近しているが離れる方向に検出される物体については、ロストの原因となるため、同様に追尾対象として適切ではない。よって、上述のような追尾対象として適切ではない物体が検知される可能性の高い領域については、物体を追尾するための追尾範囲に含めておくことは適切ではない。このような領域として、特に、自車両から見て物体の移動先の背後となる領域が挙げられる。

そこで、本発明では、自車両の周囲に存在する物体を追尾するための追尾範囲を設定する際に、予測された物体の移動先を追尾範囲に含めるが、自車両から見て物体の移動先の背後となる領域を除外領域として追尾範囲から除外することを特徴とする。

本発明によれば、追尾対象として適切ではない物体が検知される可能性の高い領域が、追尾範囲から除外されるので、追尾対象として適切ではない物体が検知される可能性が低くなる。

したがって、本発明によれば、自車両の周囲に存在する物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援に際して行われる物体検知において、精度良く物体を追尾することができる。

運転支援システム１の概略構成を示すブロック図および説明図である。運転支援処理を示すフローチャートである。運転支援処理を示す説明図である。従来の運転支援を示す説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
［１．運転支援システム１の構成の説明］
図１（ａ）に示す運転支援システム１は、車両に搭載され、自車両に物体が衝突する可能性がある場合、自車両と物体との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するために、警報やブレーキの作動等といった運転支援を行うシステムである。

運転支援システム１は、運転支援装置１０と、各種センサと、制御対象３０と、を備えている。そして、運転支援システム１は、各種センサとして、例えば、カメラセンサ２０、レーダセンサ２２、ヨーレートセンサ２４、車輪速センサ２６等を備えている。

カメラセンサ２０は、例えば、物体までの距離を検出可能なステレオカメラとして構成されており、撮像画像に基づいて画像中の物体について、種類、形状、自車両との距離、自車両に対する物体の角度等の物体情報を検出する。カメラセンサ２０は、物体の種類として、車両と、歩行者と、車両および歩行者以外とに分類してもよい。

レーダセンサ２２は、ミリ波等の指向性のある電磁波を物体に対して照射し、その反射波を受信することによって、物体について、自車両との距離、自車両に対する相対速度等の物体情報を検出する。図１（ｃ）中のミリ波レーダがレーダセンサ２２に相当する。なお、本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、４つのミリ波レーダが車両の四隅にそれぞれ設置されており、それぞれが、自車両の左前方向、自車両の右前方向、自車両の左後方向、自車両の右後方向を中心に左右方向の所定角度範囲を走査しながらミリ波を照射する。この所定角度範囲が各ミリ波レーダの物体検知領域となる。

ヨーレートセンサ２４は、自車両の旋回角速度を検出する周知のヨーレートセンサとして構成されている。車輪速センサ２６は、車輪の回転速度に基づき自車両の車速を検出する。ヨーレートセンサ２４が検出するヨーレート、ならびに車輪速センサ２６が検出する車速により、自車両の走行情報を取得できる。

運転支援装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６等を備えた周知のマイクロコンピュータにより主に構成されている。運転支援装置１０は、各種センサによる検出結果等に基づいてＲＯＭ１４に格納されたプログラムをＣＰＵ１２が実行することによって、各種処理を実行する。

運転支援装置１０は、各種センサから取得する検出結果に基づいて運転支援を行うために、制御対象３０を作動させる。制御対象３０としては、例えば、ブレーキ、ステアリング、シートベルト等を駆動するアクチュエータ、警報を発する警報装置等が挙げられる。

また、運転支援装置１０は、ＣＰＵ１２の各種処理の実行により実現される機能的構成として、図１（ｂ）に示すように、物体検知部１０１と、移動予測部１０２と、追尾範囲設定部１０３と、追尾範囲限定部１０４と、衝突判定部１０５と、衝突警報部１０６と、を備える。以下に順に説明する。

物体検知部１０１は、レーダセンサ２２により検出された物体情報（センサ情報）を取得し、取得した物体情報に基づき、自車両の周囲に存在する物体を検知する機能を有する。この物体検知においては、図３（ａ）〜（ｃ）に示す例えば自車両の中央位置を原点とする車幅方向のうちの右方向をＸ軸並びに車長方向のうちの前方方向をＹ軸とした場合のＸＹ平面（水平面）上に、レーダセンサ２２による物体情報が示す物体の位置を特定する。すなわち、物体の位置は自車両の中央位置に対する相対位置として特定される。

移動予測部１０２は、物体検知部１０１により検知された物体の移動先を予測する機能を有する。具体的には、移動予測部１０２は、物体検知部１０１による物体の検知位置をＲＡＭ１６などに時系列順に記憶しておき、記憶した物体の検知位置を物体毎に読み出して、ＸＹ平面における各物体の移動軌跡を算出する。そして、移動予測部１０２は、こうして算出した各物体の移動軌跡を基に物体が所定時間後に到達する位置を移動先として予測する。

追尾範囲設定部１０３は、移動予測部１０２によって予測された物体の移動先に応じて物体を追尾するための追尾範囲を設定する機能を有する。具体的には、追尾範囲設定部１０３は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、移動予測部１０２によって予測された物体の移動先のＸ座標およびＹ座標を基準として、Ｘ座標およびＹ座標のそれぞれについて、所定の幅を持たせた領域を、物体を追尾するための追尾範囲として設定する。

追尾範囲限定部１０４は、追尾範囲設定部１０３によって設定された追尾範囲から追尾除外領域（以下除外領域）を除外する機能を有する。除外領域については、自車両から見て物体の移動先の背後となる領域であり、次の（１）〜（３）のうちの一つの要件を満たす領域として設定される。なお、除外領域の設定については、予め実験等により設定してもよいし、自車両の走行状況や追尾対象である物体に関する物体情報等に基づき適宜設定するようにしてよい。また、物体の移動先自体については追尾範囲から除外せずに含めたままとする。

（１）自車両の前後方向（Ｙ軸方向）に沿うとともに物体の現在位置を通る線分の自車両から見て向こう側となる領域（図３（ａ）参照）
（２）自車両の左右方向（Ｘ軸方向）に沿うとともに物体の現在位置を通る線分の自車両から見て向こう側となる領域（図３（ｂ）参照）
（３）予測される物体の移動方向に水平面（ＸＹ平面）上で直交する方向に沿うとともに物体の現在位置を通る線分の自車両から見て向こう側となる領域（図３（ｃ）参照）
なお、上記（１）〜（３）のうちの一つの要件を満たす領域の全域または一部を限定領域として設定してもよい。また、上記（１）〜（３）のうちの何れかの要件を満たす領域の全域または一部を限定領域として設定してもよい。また、上記（１）〜（３）のうちの複数要件を同時に満たす領域の全域または一部を限定領域として設定してもよい。

衝突判定部１０５は、物体と自車両との衝突可能性を判断する機能を有する。具体的には、衝突判定部１０５は、物体毎に、自車両に対する物体の相対速度と自車両と物体との距離とに基づいて車両と物体とが衝突するまでの衝突時間（time to collision：ＴＴＣ）を算出する。さらに、衝突判定部１０５は、物体と自車両とが接近してＴＴＣが短くなり閾値に達すると、自車両と物体とが衝突する可能性があると判断する。なお、閾値については、自車両に接近する物体の相対接近速度、相対位置、物体の種類、自車両の走行環境、カメラセンサ２０およびレーダセンサ２２による物体の検出結果の信頼性等に基づいて適宜設定される。また、自車両の走行環境とは、例えば雪や凍結により路面が滑りやすい状態であるか否か等を表わしている。

衝突警報部１０６は、自車両と物体とが衝突する可能性があると衝突判定部１０５によって判断された場合に、自車両と物体との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援として警報を発生させる機能を有する。具体的には、衝突警報部１０６は、衝突判定部１０５によって自車両と物体とが衝突する可能性があると判断された場合に、制御対象３０を制御して、警報装置による警報を発生させる。

［２．運転支援処理の説明］
次に、運転支援システム１が実行する運転支援処理を、図２のフローチャートおよび図３を参照して説明する。

本処理は、例えば自車両が完全に停止している状態から車速が所定速度を上回ると起動され、自車両が完全に停止するまで繰り返し実行される。
最初のステップＳ１１０では、物体検知処理を実行する。具体的には、運転支援装置１０が、レーダセンサ２２により検出された物体情報を取得し、取得した物体情報に基づき、自車両の周囲に存在する物体を検知する。その後、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０では、移動先を予測する。具体的には、運転支援装置１０が、検知された物体の位置をＲＡＭ１６などの記憶手段に時系列順に記憶しておき、記憶した物体の検知位置を物体毎に読み出して、ＸＹ平面における各物体の移動軌跡を算出し、こうして算出した各物体の移動軌跡を基に物体が所定時間後に到達する位置を移動先として予測する。その後、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、追尾範囲を設定する。具体的には、運転支援装置１０が、Ｓ１２０にて予測された物体の移動先のＸ座標およびＹ座標を基準として、Ｘ座標およびＹ座標のそれぞれについて、所定の幅を持たせた領域を、物体を追尾するための追尾範囲として設定する。その後、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０では、追尾範囲を限定する。具体的には、運転支援装置１０が、Ｓ１３０にて設定された追尾範囲から除外領域を除外することで、追尾範囲を限定する。除外領域の設定方法については既に説明したので、ここでは省略する。その後、Ｓ１５０に移行する。

Ｓ１５０では、追尾範囲内に物体を検知したか否かを判断する。具体的には、運転支援装置１０が、レーダセンサ２２により検出された物体情報を取得し、取得した物体情報に基づき、Ｓ１４０にて除外領域を除外された後の追尾範囲内に物体を検知したか否かを判断する。肯定判断である場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に移行する。一方、否定判断である場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１７０に移行する。

Ｓ１６０では、追尾処理を実行する。具体的には、運転支援装置１０が、今回の運転支援処理実行時（以下今回サイクル時）のＳ１５０にて検知された物体毎に、これら物体が前回の運転支援処理実行時（以下前回サイクル時）に検知された物体と履歴継続があって同一の物標であることを判定する。より具体的には、ＲＡＭ１６などの記憶手段の記憶内容を参照して、前回サイクル時に検知された物体について、ＸＹ平面における各物体の移動軌跡を算出し、算出した各物体の移動軌跡を基に各物体が今回サイクル時に到達する位置とその位置での移動方向および移動速度とを予測する。そして、予測した位置、移動方向および速度と今回サイクル時のＳ１５０にて検知された物体の位置、移動方向および速度との差分が、それぞれ予め設定された上限値より小さい場合に、履歴接続があると判断する。なお、今回サイクル時のＳ１５０にて検知された物体には、履歴接続のあると判断された前サイクル時に検知された物体に関する情報が順次引き継がれていく。その後、Ｓ１８０に移行する。

Ｓ１７０では、外挿処理を実行する。具体的には、運転支援装置１０が、今回サイクル時のＳ１５０にて物体が検知されなかったことを受けて、今回サイクル時のＳ１５０にて物体が検知されたと仮定して、前回サイクル時に検知された物体に対する履歴継続を行う。より具体的には、ＲＡＭ１６などの記憶手段の記憶内容を参照して、前回サイクル時に検知された物体について、ＸＹ平面における各物体の移動軌跡を算出し、算出した各物体の移動軌跡を基に各物体が今回サイクル時に到達する位置とその位置での移動方向および移動速度とを予測する。そして、予測した位置、移動方向および速度の通りに物標が検出されたと仮定し、このような物標を今回サイクル時にて検知された物体として外挿する。なお、このように外挿された物体には、仮定の基となった前サイクル時に検知された物体に関する情報が順次引き継がれていく。その後、Ｓ１８０に移行する。

Ｓ１８０では、衝突の可能性があるか否かを判断する。具体的には、運転支援装置１０が、物体毎に、自車両に対する物体の相対速度と自車両と物体との距離とに基づいてＴＴＣを算出し、物体と自車両とが接近してＴＴＣが短くなり閾値に達すると、自車両と物体とが衝突する可能性があると判断する。肯定判断である場合には（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、Ｓ１９０に移行する。一方、否定判断である場合には（Ｓ１８０：ＮＯ）、本処理を終了する。

Ｓ１９０では、警報を発生させる。具体的には、運転支援装置１０が、Ｓ１８０にて自車両と物体とが衝突する可能性があると判断されたことを受けて、制御対象３０を制御して、警報装置による警報を発生させる。その後、本処理を終了する。

［３．実施形態の効果］
このように本実施形態の運転支援システム１によれば、次のような作用効果を奏する。すなわち、本実施形態の運転支援システム１においては、自車両の周囲に存在する物体を追尾するための追尾範囲を設定する際に、予測された物体の移動先を追尾範囲に含めるが、自車両から見て物体の移動先の背後となる領域を除外領域として追尾範囲から除外する。つまり、追尾対象として適切ではない物体が検知される可能性の高い領域が、追尾範囲から除外されるので、追尾対象として適切ではない物体が検知される可能性が低くなる。したがって、精度良く物体を追尾することができる。

［４．他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。

（１）上記実施形態では、運転支援処理のＳ１９０において、自車両と物体とが衝突する可能性があると判断されたことを受けて、制御対象３０を制御して、警報装置による警報を発生させるが、これには限られず、他の手法を用いて、自車両の周囲に存在する物体と自車両との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行してもよい。一例を挙げると、制御対象３０を制御して、ブレーキやステアリング、シートベルト等を駆動するといった具合である。

（２）上述した運転支援システムの他、当該運転支援システムを構成する運転支援装置、当該運転支援装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体、運転支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…運転支援システム、１０…運転支援装置、１２…ＣＰＵ、１４…ＲＯＭ、１６…ＲＡＭ、２０…カメラセンサ、２２…レーダセンサ、２４…ヨーレートセンサ、２６…車輪速センサ、３０…制御対象１０１…物体検知部、１０２…移動予測部、１０３…追尾範囲設定部、１０４…追尾範囲限定部、１０５…衝突判定部、１０６…衝突警報部。

Claims

自車両の周囲に存在する物体を検知する物体検知手段（Ｓ１１０）と、
前記物体検知手段により検知された前記物体の移動先を予測する移動予測手段（Ｓ１２０）と、
前記移動予測手段によって予測された前記物体の移動先に応じて前記物体を追尾するための追尾範囲を前記物体の移動先を含めるが前記自車両から見て前記物体の移動先の背後となる領域を除外領域として除外するよう設定する範囲設定手段（Ｓ１３０、Ｓ１４０）と、
前記範囲設定手段によって設定された追尾範囲を用いて前記物体を追尾する物体追尾手段（Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０）と、
前記物体追尾手段によって追尾される前記物体と前記自車両との衝突可能性を判断する衝突判断手段（Ｓ１８０）と、
前記衝突判断手段によって前記自車両と前記物体とが衝突する可能性があると判断された場合に、前記自車両と前記物体との衝突を回避するか、あるいは衝突による被害を軽減するための運転支援を実行する運転支援手段（Ｓ１９０）と、
を備えることを特徴とする運転支援システム（１）。
請求項１に記載の運転支援システムにおいて、
前記除外領域には、
前記自車両と予測される前記物体の移動先との間の前記自車両の左右方向の距離が前記自車両と前記物体の現在位置との間の前記自車両の左右方向の距離よりも小さい場合に、前記自車両の前後方向に沿うとともに前記物体の現在位置を通る線分の前記自車両から見て向こう側となる領域が含まれること
を特徴とする運転支援システム。
請求項１または請求項２に記載の運転支援システムにおいて、
前記除外領域には、
前記自車両と予測される前記物体の移動先との間の前記自車両の前後方向の距離が前記自車両と前記物体の現在位置との間の前記自車両の前後方向の距離よりも小さい場合に、前記自車両の左右方向に沿うとともに前記物体の現在位置を通る線分の前記自車両から見て向こう側となる領域が含まれること
を特徴とする運転支援システム。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の運転支援システムにおいて、
前記除外領域には、
前記自車両と予測される前記物体の移動先との間の距離が前記自車両と前記物体の現在位置との間の距離よりも小さい場合に、予測される前記物体の移動方向に水平面上で直交する方向に沿うとともに前記物体の現在位置を通る線分の前記自車両から見て向こう側となる領域が含まれること
を特徴とする運転支援システム。