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技術 車両周辺状況認識装置および車両制御装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 原弘一
出願日 2014年2月17日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-027515
公開日 2015年8月24日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-151040
状態 特許登録済
技術分野 乗員・歩行者の保護 交通制御システム
主要キーワード 軽減システム データペア 電波照射 軽減制御 前方センサ 衝突状況 相対速 衝突対象
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年8月24日)のものです。
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図面 (8)

課題

一次衝突後における車両前方認識精度の低下を抑制することができる車両周辺状況認識装置および車両制御装置を提供すること。

解決手段

車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外障害物衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、認識手段は、衝突が検出された場合(ステップS10−Y)、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する(ステップS20,S30,S90)。

概要

背景

従来、車両前方の状況を認識する装置がある。例えば、特許文献1には、車両周囲物体の存在を検知するレーダと、前記物体を撮影する撮像手段と、前記レーダの出力に基づいて車両走行における障害物を検出する障害物検出手段と、前記撮像手段が撮像した画像の画像情報に基づいて前記障害物検出手段の障害物検出における判断基準値を変更する判断基準値変更手段と、を備えた障害物認識装置の技術が開示されている。

概要

一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができる車両周辺状況認識装置および車両制御装置を提供すること。車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、認識手段は、衝突が検出された場合(ステップS10−Y)、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する(ステップS20,S30,S90)。

目的

本発明の目的は、一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができる車両周辺状況認識装置および車両制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

車両の前部に搭載され、車両前方電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、前記レーダ情報および前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、前記車両が車外障害物衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする車両周辺状況認識装置

請求項2

レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段とを備え、前記レーダ情報は、前記車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出するレーダから取得され、前記画像情報は、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成する画像生成手段から取得され、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする車両周辺状況認識装置。

請求項3

更に、前記衝突の状況を検知する衝突状況検知手段を備え、前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前部との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する請求項1または2に記載の車両周辺状況認識装置。

請求項4

前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前面との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する請求項3に記載の車両周辺状況認識装置。

請求項5

請求項1から4のいずれか1項に記載の車両周辺状況認識装置と、前記認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて前記車両の運動を制御し、前記衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置

技術分野

0001

本発明は、車両周辺状況認識装置および車両制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、車両前方の状況を認識する装置がある。例えば、特許文献1には、車両周囲物体の存在を検知するレーダと、前記物体を撮影する撮像手段と、前記レーダの出力に基づいて車両走行における障害物を検出する障害物検出手段と、前記撮像手段が撮像した画像の画像情報に基づいて前記障害物検出手段の障害物検出における判断基準値を変更する判断基準値変更手段と、を備えた障害物認識装置の技術が開示されている。

先行技術

0003

特開2005−345251号公報

発明が解決しようとする課題

0004

一次衝突の後の二次衝突被害を軽減する技術が検討されている。二次衝突の被害を軽減する被害軽減制御を実行する場合、車両前方の状況を精度よく認識できることが望ましい。車両前方の状況を認識する複数の手段を有する車両において、一次衝突によっていずれかの手段がダメージを受けた場合、ダメージを受けた手段を一次衝突後も使用し続けると、認識精度の低下を招く可能性がある。例えば、車室内画像生成手段が搭載され、車両の前部にレーダが搭載された車両では、一次衝突によってレーダがダメージを受けやすいと考えられる。従って、一次衝突の後にレーダの情報を用いると、認識精度の低下を招きやすいと考えられる。一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制できることが望まれている。

0005

本発明の目的は、一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができる車両周辺状況認識装置および車両制御装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の車両周辺状況認識装置は、車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、前記レーダ情報および前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、前記車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする。

0007

本発明の車両周辺状況認識装置は、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段とを備え、前記レーダ情報は、前記車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に前記電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出するレーダから取得され、前記画像情報は、前記車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成する画像生成手段から取得され、前記認識手段は、前記衝突が検出された場合、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することを特徴とする。

0008

上記車両周辺状況認識装置において、更に、前記衝突の状況を検知する衝突状況検知手段を備え、前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前部との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することが好ましい。

0009

上記車両周辺状況認識装置において、前記認識手段は、前記衝突が前記障害物と前記車両の前面との衝突である場合に、前記レーダ情報に基づかずに前記画像情報に基づいて車両前方の状況を認識することが好ましい。

0010

本発明の車両制御装置は、上記車両周辺状況認識装置と、前記認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて前記車両の運動を制御し、前記衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明に係る車両周辺状況認識装置は、車両の前部に搭載され、車両前方に電磁波を送信すると共に電磁波の反射波を受信して車両前方の状況を検出し、レーダ情報として出力するレーダと、車両の車室内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する画像生成手段と、レーダ情報および画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段と、車両が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段と、を備え、認識手段は、衝突が検出された場合、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。本発明に係る車両周辺状況認識装置によれば、一次衝突後における車両前方の認識精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0012

図1は、第1実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。
図2は、第1実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
図3は、第1実施形態に係る車両の概略構成図である。
図4は、第1実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置のブロック図である。
図5は、第1実施形態に係る車両制御の説明図である。
図6は、第2実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。
図7は、第2実施形態の変形例に係る衝突形態の説明図である。

実施例

0013

以下に、本発明の実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

0014

[第1実施形態]
図1から図5を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、車両周辺状況認識装置および車両制御装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャート、図2は、第1実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャート、図3は、第1実施形態に係る車両の概略構成図、図4は、第1実施形態に係る車両周辺状況認識装置および車両制御装置のブロック図、図5は、第1実施形態に係る車両制御の説明図である。

0015

本実施形態に係る車両100は、一次衝突後、二次衝突の被害を軽減するためにブレーキ制御による減速等を実施するシステムを搭載している。このシステムは、前方の状況を認識する前方センサとして、車両の前部に配置されたミリ波レーダセンサと、車室内に配置されたカメラを備えており、ミリ波データと画像データのフュージョンによって前方情報を検出する。本実施形態のシステムは、一次衝突後はカメラ単独による前方情報検出に切り替える。カメラは、搭載位置の関係でレーダセンサよりも故障の可能性が低い。よって、本実施形態のシステムは、二次衝突の可能性を精度よく判定することができる。

0016

図3に示すように、車両100は、レーダ9および画像生成手段10を含んで構成されている。レーダ9は、車両100の前部101に搭載されている。本実施形態のレーダ9は、車両100の前部101に配置されたフロントグリル102上に配置されている。レーダ9は、例えば、フロントグリル102の裏側、すなわちフロントグリル102の車両後方に配置されている。レーダ9は、車両前方に電磁波を送信すると共に当該電磁波の反射波を受信して車両前方の状況(反射物)を検出し、レーダ情報として出力する。ここで、車両前方は、車両100の正面だけでなく、車両の斜め前方も含む領域である。レーダ9としては、例えば、ミリ波電波を送信するミリ波レーダや、レーザ光を送信するレーザレーダ等が用いられる。すなわち、レーダ9が送信する電磁波は、電波には限らず、レーザ光等の光であってもよい。また、レーダ9が送信する電磁波の波長は、ミリ波に分類される波長には限定されない。例えば、レーザレーダが送信するレーザ光は、可視光であっても、紫外光赤外光であってもよい。レーダ9は、受信した反射波に基づいて、反射物の方向および反射物までの距離、反射物の速度等を示すレーダ情報を出力する。

0017

画像生成手段10は、車両100の車室103内に搭載され、車両前方の画像を生成し、画像情報として出力する。本実施形態の画像生成手段10は、車両前方の光景を撮像して当該光景の画像データを生成するカメラであり、例えば、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を含んで構成されている。本実施形態の画像生成手段10は、車両前方を撮像して各画素の色や輝度に係る情報を取得し、取得した情報を各画素と関連付けた画像データを生成する。本実施形態の画像生成手段10は、複数の撮像素子を有し、ステレオ画像を生成するステレオカメラである。画像生成手段10は、生成した画像データを画像情報として出力する。画像生成手段10は、車室103の内部、例えばフロントウィンドウ104の近傍に配置される。

0018

図4に示すように、本実施形態の車両周辺状況認識装置1は、統合制御ECU2と、エアバッグECU7と、車輪速センサ8と、レーダ9と、画像生成手段10とを含んで構成されている。また、本実施形態の車両制御装置11は、車両周辺状況認識装置1と、ブレーキECU3と、ブレーキアクチュエータ4と、EPS_ECU5と、EPSアクチュエータ6とを含んで構成されている。

0019

エアバッグECU7は、図示しないエアバッグを制御するエアバッグ制御装置である。エアバッグECU7は、車両100の加速度を検出する加速度検出手段を含んで構成されている。エアバッグECU7は、車両100が車外の障害物に衝突したことを検知する衝突検知手段として機能する。加速度検出手段は、車両100の前後方向の加速度(以下、単に「前後G」と称する。)や、前後方向と直交する車幅方向の加速度(以下、単に「横G」と称する。)を検出する。加速度検出手段は、例えば、車両100の重心位置および車両100の所謂Bピラーに配置されている。Bピラーに配置された加速度検出手段は、障害物が車室103に向けて側方から衝突したことを検出する。例えば、Bピラーにおいて検出された横Gの値が、所定値以上である場合、エアバッグECU7は、障害物がBピラーに対して衝突する衝突形態や、障害物が車室103に向けて側方から衝突する衝突形態であると判断する。

0020

エアバッグECU7は、加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、エアバッグを展開させる。エアバッグECU7は、前後Gに基づいて、搭乗者の前方に設けられたエアバッグを展開させる。また、エアバッグECU7は、横Gに基づいて、搭乗者の側方に設けられたエアバッグ、例えばサイドエアバッグカーテンシールドエアバッグを展開させる。本実施形態のエアバッグECU7は、予め定められた閾値を超える大きさの前後Gや横Gが検出されると、各エアバッグを展開させる。

0021

車輪速センサ8は、車両100の車輪の回転速度を検出する。車輪速センサ8によって検出された各車輪の車輪速に基づいて、車速等が算出される。エアバッグECU7、車輪速センサ8、レーダ9および画像生成手段10は、それぞれ統合制御ECU2と電気的に接続されており、検出結果等を示す信号を統合制御ECU2に出力する。

0022

エアバッグECU7は、検出された加速度に基づいて、車両100が車外の障害物に衝突したことを示す衝突発生信号を統合制御ECU2に対して出力する。エアバッグECU7は、例えば、一定以上の大きさの加速度が検出された場合に衝突発生信号を出力する。

0023

また、エアバッグECU7は、衝突の状況を検知する衝突状況検知手段としての機能を有する。エアバッグECU7は、衝突の形態を示す衝突形態信号を統合制御ECU2に対して出力する。エアバッグECU7は、一定以上の大きさの前後Gが検出され、かつ同時に検出された横Gが小さな値である場合、前後方向の衝突が発生したことを示す前後衝突信号を出力する。エアバッグECU7は、前後方向の衝突において車両100に後方へ向かう加速度が発生した場合、当該衝突が障害物と車両100の前面との衝突であることを示す前面衝突信号を出力する。一方、エアバッグECU7は、前後方向の衝突において車両100に前方へ向かう加速度が発生した場合、当該衝突が障害物と車両100の後面との衝突であることを示す後面衝突信号を出力する。

0024

エアバッグECU7は、一定以上の大きさの横Gが検出され、かつ同時に検出された前後Gが小さな値である場合、車両100に対して障害物が側方から衝突したことを示す側方衝突信号を出力する。

0025

レーダ9および画像生成手段10は、それぞれ自車前方情報を統合制御ECU2に対して出力する。レーダ9が出力する自車前方情報は、反射波に基づく車両100の前方の反射物に関する情報である。画像生成手段10が出力する自車前方情報は、車両100の前方を撮像して生成された画像データである。

0026

統合制御ECU2は、車両100の統合制御を行う機能を有する。本実施形態の各ECU2,3,5,7は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。統合制御ECU2は、レーダ9から取得したレーダ情報および画像生成手段10から取得した画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する認識手段としての機能を有する。統合制御ECU2は、レーダ情報および画像情報に基づきデータペアリング処理を実行して車両前方の状況を認識する。統合制御ECU2は、同一の物標について、レーダ情報から算出された物標情報と、画像情報から算出された物標情報とを総合して、当該物標に係る制御用データを生成する。データペアリングの方法としては、例えば、特開2001−99930号公報に開示された方法が用いられてもよい。

0027

データペアリングでは、画像情報から得られた物標情報およびレーダ情報から得られた物標情報のいずれか一方の値が制御用データとして採用されても、2つの物標情報から算出された新たな値が制御用データとして用いられてもよい。レーダ情報と画像情報とのデータペアリングにより衝突対象物を認識することにより、認識精度を向上させることが可能となる。

0028

ところで、車両100が他車両等の障害物と衝突した場合、二次衝突が発生する可能性がある。二次衝突は、車両100が障害物と衝突した後に、他の車両や構造物等と衝突するものである。二次衝突における被害、例えば車両100および車両100の搭乗者の被害、他の車両や構造物の被害、周辺歩行者等の被害を軽減できることが望ましい。本実施形態の統合制御ECU2は、認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて車両100の運動を制御し、一次衝突の後の二次衝突による被害を軽減する被害軽減手段としての機能を有している。本実施形態の統合制御ECU2は、自動ブレーキ制御および自動転舵制御により、二次衝突の回避や二次衝突による被害軽減を図る。

0029

具体的には、統合制御ECU2は、障害物との最初の衝突(一次衝突)が発生すると、車両100を制動する。これにより、二次衝突の回避や二次衝突による被害の軽減が可能となる。車両制御装置11は、自動ブレーキ制御を実行する手段として、ブレーキECU3およびブレーキアクチュエータ4を有する。ブレーキアクチュエータ4は、車両100の各車輪に制動力を発生させる制動力発生装置である。統合制御ECU2は、各車輪において発生させる制動力の指令値をブレーキECU3に対する要求値として出力する。ブレーキECU3は、受け取った要求値を実現するように、ブレーキアクチュエータ4によって発生させる各車輪の制動力をコントロールする。制動力の指令値は、例えば、前方の物標との相対距離相対速度等に基づいて定められる。

0030

また、統合制御ECU2は、認識手段によって認識された車両前方の状況に基づいて、自動転舵制御を実行する。統合制御ECU2は、車両100の前方に衝突対象の障害物が検出されている場合、自動ブレーキ制御により二次衝突を回避可能であるか否かを判断する。統合制御ECU2は、自動ブレーキ制御のみでは二次衝突を回避できないと予測される場合、当該障害物との衝突を回避できる軌跡を算出し、当該軌跡に沿って車両100を走行させるように自動転舵を実行する。自動転舵制御を実行する手段として、EPS_ECU5とEPSアクチュエータ6を有する。EPSアクチュエータ6は、EPS(Electric Power Steering)装置のアクチュエータである。EPSアクチュエータ6は、車両100の操舵輪転舵させる転舵力を発生させるモータ等の動力源を含んで構成されている。EPSアクチュエータ6は、操舵輪の転舵角を任意の角度に調節することができる。EPS_ECU5は、EPSアクチュエータ6に対して操舵輪の目標転舵角を出力する。EPSアクチュエータ6は、目標転舵角を実現するように、動力源の動作を制御する。

0031

ここで、二次衝突の回避や二次衝突による被害軽減のための制御(以下、「被害軽減制御」と称する。)を実行する場合、衝突対象の認識精度の低下を抑制できることが望ましい。例えば、一次衝突によってレーダ9の軸ずれや故障が発生した場合に、レーダ9のレーダ情報を信頼して車両前方の状況を認識すると、認識精度の低下を招く可能性がある。

0032

本実施形態の車両周辺状況認識装置1は、車両100が車外の障害物に衝突したことが検出された場合、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。これにより、以下に説明するように、車両前方の状況を認識する認識精度の低下が抑制される。レーダ9と画像生成手段10を比較した場合、車両100が障害物に衝突した場合に、レーダ9がダメージを受ける可能性は、画像生成手段10がダメージを受ける可能性よりも高いと考えられる。車両100は、車室103内の搭乗者をダメージから守る構成を有している。このため、車室103内に搭載された画像生成手段10は、レーダ9よりも衝突によるダメージを受けにくい。そこで、車両周辺状況認識装置1は、一次衝突の後は、相対的に信頼性が高いと考えられる画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。

0033

図1を参照して、車両周辺状況認識装置1の動作について説明する。図1に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。

0034

テップS10では、統合制御ECU2により、一次衝突が発生したか否かが判定される。統合制御ECU2は、例えば、エアバッグECU7から取得した衝突発生信号に基づいてステップS10の判定を行う。ステップS10の判定の結果、一次衝突が発生したと判定された場合(ステップS10−Y)にはステップS20に進み、そうでない場合(ステップS10−N)にはステップS40に進む。

0035

ステップS20では、統合制御ECU2により、画像データが取得される。統合制御ECU2は、画像情報としての画像データを画像生成手段10から取得する。ステップS20が実行されると、ステップS30に進む。

0036

ステップS30では、統合制御ECU2により、相対位置および相対速度が推定される。統合制御ECU2は、画像生成手段10から取得したステレオ画像データに基づいて、車両前方の物標を検出し、検出された物標の車両100に対する相対位置や相対速度を推定する。統合制御ECU2は、例えば、2つの画像データの視差や輝度の情報に基づいて、車両前方の物標を抽出し、抽出された物標の位置を推定する。また、統合制御ECU2は、抽出された物標の車両100に対する相対位置の変化に基づいて、当該物標の相対速度を推定する。統合制御ECU2は、パターンマッチングにより、抽出された物標の種類や姿勢等を推定することもできる。ステップS30が実行されると、ステップS90に進む。

0037

ステップS40では、統合制御ECU2により、画像データおよびミリ波データが取得される。統合制御ECU2は、画像情報としての画像データを画像生成手段10から取得する。また、統合制御ECU2は、レーダ情報としてのミリ波データをレーダ9から取得する。ステップS40が実行されると、ステップS50に進む。

0038

ステップS50では、統合制御ECU2により、相対位置および相対速度が推定される。統合制御ECU2は、例えば、ステップS30と同様にして、画像データに基づいて相対位置および相対速度を推定する。また、統合制御ECU2は、レーダ9から取得したレーダ情報に基づいて、車両前方の物標を検出し、検出された物標の車両100に対する相対位置や相対速度を推定する。ステップS50が実行されると、ステップS60に進む。

0039

ステップS60では、統合制御ECU2により、画像データとミリ波データの比較が実行される。統合制御ECU2は、画像データに基づいて認識された物標と、ミリ波データに基づいて認識された物標とを比較して、対応する物標を決定する。画像データに基づいて1つの物標aが検出されており、ミリ波データに基づいて1つの物標Aが検出されている場合、物標aと物標Aとが関連付けられる。画像データとミリ波データの少なくともいずれか一方において物標が複数検出されている場合、最も一致度の高い物標同士が関連付けられる。例えば、画像データに基づいて物標a,b,cが検出されており、ミリ波データに基づいて複数の物標A,B,Cが検出されている場合について説明する。この場合、物標A,B,Cのうち、相対位置や相対速度の値が物標aの相対位置や相対速度の値と最も一致度の高い物標が、物標aと関連付けられる。物標b,cについても、物標A,B,Cのいずれかと関連付けられる。物標aの関連付けと、物標b,cの関連付けとは、同一回のフローにおいて実行されてもよく、制御フローの実行ごとに各物標a,b,cの関連付けが順になされてもよい。ステップS60が実行されると、ステップS70に進む。

0040

ステップS70では、統合制御ECU2により、関連付けられた物標同士が同一の物標であるか否かが判定される。物標aと物標AとがステップS60において関連付けられた場合、物標aについての相対位置および相対速度と、物標Aについての相対位置および相対速度との一致度が算出される。一致度が所定値以上である場合、物標aと物標Aとが同一の物標であると判定される。ステップS70の判定の結果、同一物標であると判定された場合(ステップS70−Y)にはステップS80に進み、そうでない場合(ステップS70−N)にはステップS90に進む。

0041

ステップS80では、統合制御ECU2により、データペアリング処理がなされる。統合制御ECU2は、同一物標と判定された物標の組について、データペアリング処理を実行して、当該物標についての情報、例えば車両100に対する相対位置および相対速度の値や、当該物標の幅、高さなどの値を決定する。ステップS80が実行されると、ステップS90に進む。

0042

ステップS90では、統合制御ECU2により、制御用データが生成される。統合制御ECU2は、ステップS80でデータペアリング処理がなされた場合、データペアリングにより決定された物標の相対位置および相対速度その他の値を車両制御用のデータとする。統合制御ECU2は、ステップS70で同一物標でないと判定されてステップS90に進んだ場合、データペアリング処理を実行することなく、当該物標についての相対位置および相対速度を車両制御用のデータとする。この場合、当該物標について、画像情報あるいはレーダ情報のいずれか一方に基づいて相対位置および相対速度が決定されてもよい。例えば、物標までの距離に基づいて、レーダ情報および画像情報のうち、相対的に検出精度が高いと推定される情報のみが用いられてもよい。

0043

統合制御ECU2は、ステップS10で肯定判定がなされてステップS20およびステップS30を経由してステップS90に進んだ場合、すなわち一次衝突の発生後は、画像情報に基づいて制御用データを生成する。統合制御ECU2は、画像情報に基づく車両前方の物標の相対位置および相対速度等の値を車両制御用のデータとする。統合制御ECU2は、例えば、検出された全ての物標について、制御用データを生成する。ステップS90が実行されると、本制御フローは終了する。

0044

次に、図2を参照して、本実施形態の車両制御装置11の動作について説明する。図2に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図2に示す制御フローは、図1の制御フローに続けて実行されてもよい。

0045

ステップS110では、統合制御ECU2により、自車前方に存在する衝突対象が判断される。統合制御ECU2は、図1に示す制御フローで生成された車両制御用のデータに基づいて、ステップS110を実行する。統合制御ECU2は、制御用データとして生成された各物標について、その物標が衝突対象としての条件を満たすか否かを判定する。統合制御ECU2は、例えば、車両100に対する物標の相対距離や車両100から見た物標の方位に基づいて、その物標が衝突対象であるか否かを判定する。この場合、物標の相対距離が所定距離以内であり、かつ物標の方位と車両100の進行方向を示す方位との差分が所定値以下である場合に、当該物標が衝突対象であると判定することができる。統合制御ECU2は、更に、車両100に対する物標の相対速度に基づいて当該物標が衝突対象であると判定するようにしてもよい。統合制御ECU2は、衝突対象としての条件を満たす物標を全て検出する。ステップS110が実行されると、ステップS120に進む。

0046

ステップS120では、統合制御ECU2により、二次衝突回避ブレーキ制御中であるか否かが判定される。統合制御ECU2は、一次衝突の後の自動ブレーキ制御を実行中である場合、ステップS120で肯定判定する。ステップS120の判定の結果、二次衝突回避ブレーキ制御中であると判定された場合(ステップS120−Y)にはステップS130に進み、そうでない場合(ステップS120−N)にはステップS200に進む。

0047

ステップS130では、統合制御ECU2により、自車進行方向が予測される。統合制御ECU2は、現在の自車両の進行方向前方に存在する物標を認識する。ステップS130が実行されると、ステップS140に進む。

0048

ステップS140では、統合制御ECU2により、衝突回避が可能であるか否かが判定される。統合制御ECU2は、自動ブレーキ制御によって車両前方の物標との二次衝突が回避可能か否かを判定する。統合制御ECU2は、例えば、ステップS130で車両前方に存在すると認識された物標について、当該物標の相対位置、相対速度および自動ブレーキ制御によって発生させる制動力に基づいて、当該物標に衝突することなく車両100を停止させることができる場合にステップS140で肯定判定する。ステップS140の判定の結果、前方の物標との衝突回避が可能であると判定された場合(ステップS140−Y)にはステップS180に進み、そうでない場合(ステップS140−N)にはステップS150に進む。

0049

ステップS150では、統合制御ECU2により、衝突回避軌跡が推定される。例えば、図5に示すように、前方に他車両200が検出されており、自動ブレーキ制御だけでは他車両200との二次衝突が回避できない場合、衝突回避軌跡22が算出される。車両100が走行している道路20上には、車両100の前方に他車両200が検出されている。他車両200は、停車しているか、あるいは車両100よりも低い速度で同方向に走行している。図5に示されているのは、他車両200と車両100との車両間隔が十分でなく、自動ブレーキ制御のみでは他車両200との衝突が回避できないと判定されている状況である。統合制御ECU2は、他車両200の側方に、車両100が通過可能なスペース21が存在する場合、衝突回避軌跡22を算出する。衝突回避軌跡22は、他車両200と接触することなく車両100を走行させることができると推定される軌跡である。統合制御ECU2は、例えば、将来の各時点での他車両200の道路20上における予測位置に基づいて、衝突回避軌跡22を生成する。ステップS150が実行されると、ステップS160に進む。

0050

ステップS160では、統合制御ECU2により、目標とする操舵トルク演算される。統合制御ECU2は、生成された衝突回避軌跡22を追従して車両100を走行させるための目標転舵角を算出し、目標転舵角を実現するための目標操舵トルクを演算する。ステップS160が実行されると、ステップS170に進む。

0051

ステップS170では、統合制御ECU2により、制御要求が出力される。統合制御ECU2は、ステップS160で算出された目標操舵トルクをEPS_ECU5に対する要求値として出力する。EPS_ECU5は、EPSアクチュエータ6を制御して要求された目標操舵トルクを出力させる。ステップS170が実行されると、ステップS180に進む。

0052

ステップS180では、統合制御ECU2により、二次衝突回避制御終了条件成立したか否かが判定される。統合制御ECU2は、二次衝突回避ブレーキ制御中であり、かつ自動転舵制御の実行中である場合、少なくとも車両100が停車するまで二次衝突回避ブレーキ制御による制動を終了させない。本実施形態の統合制御ECU2は、二次衝突回避ブレーキ制御(自動ブレーキ制御)の開始から所定時間が経過するまでは、ブレーキ解除禁止し、所定時間が経過すると、ブレーキ解除を許可する。ブレーキ解除が許可された後に車両100が停車状態であると判定されると、二次衝突回避ブレーキ制御による自動的なブレーキ制御が終了される。なお、二次衝突回避ブレーキ制御の開始から所定時間が経過する前に既に車両100が停車していた場合には、所定時間の経過後も予め定められた延長時間が経過するまで、ブレーキ解除が許可されない。つまり、二次衝突回避ブレーキ制御の開始から所定時間が経過したときに、まだ車両100が停車していなければ、その後に車両100が停車したときにブレーキ解除が許可され、所定時間が経過したときに既に車両100が停車していれば、その後さらに所定の延長時間が経過した時点でブレーキ解除が許可される。統合制御ECU2は、ブレーキ解除が許可されている場合、ステップS180で肯定判定する。

0053

なお、二次衝突回避ブレーキ制御中であるものの、自動転舵制御の実行中でない場合、例えば、以下の条件1乃至条件3の少なくともいずれか1つが成立する場合にステップS180で肯定判定されてもよい。ステップS180の判定の結果、二次衝突回避制御の終了条件が成立したと判定された場合(ステップS180−Y)にはステップS190に進み、そうでない場合(ステップS180−N)には本制御フローは終了する。
(条件1)自車両の車速が、終了車速設定値(例えば、10km/h)以下である。
(条件2)制御継続時間が、制御最大時間以上である。
(条件3)ドライバーアクセル操作をしている(アクセルオンである)。

0054

ステップS190では、統合制御ECU2により、ブレーキ制御の終了処理および転舵制御の終了処理がなされる。統合制御ECU2は、ブレーキECU3に対する要求値を二次衝突回避のための自動ブレーキ制御の要求値から、通常の要求値、例えばドライバーによるブレーキ操作量に応じた要求値に切り替える。また、統合制御ECU2は、EPS_ECU5に対する要求値を二次衝突回避のための自動転舵制御の要求値から、通常の要求値、例えばドライバーによる操舵操作量に応じた要求値に切り替える。ステップS190が実行されると、本制御フローは終了する。

0055

ステップS120で否定判定がなされてステップS200に進むと、ステップS200では、統合制御ECU2により、一次衝突が検知されているか否かが判定される。統合制御ECU2は、エアバッグECU7から取得した情報に基づいて、ステップS200の判定を行う。ステップS200の判定の結果、一次衝突が検知されていると判定された場合(ステップS200−Y)にはステップS210に進み、そうでない場合(ステップS200−N)には、本制御フローは終了する。

0056

ステップS210では、統合制御ECU2により、二次衝突回避ブレーキ制御が開始される。統合制御ECU2は、速やかに車両100の車速を低減させて停車させるように、各車輪の目標制動量をブレーキECU3に対する要求値として出力する。目標制動量は、例えば、予め定められた最大制動量とされる。ブレーキECU3は、要求された目標制動量を実現するように、ブレーキアクチュエータ4を制御する。ステップS210が実行されると、本制御フローは終了する。

0057

本実施形態の車両周辺状況認識装置1によれば、一次衝突によりレーダ9の電波照射方向がずれた場合などに、ずれた電波照射方向で認識した結果に基づく二次衝突被害軽減システムの誤制御を未然に抑制しつつ、一次衝突によりずれにくい車室103内の画像生成手段10により周辺状況の認識を行うので、周辺状況を精度よく認識することができ、二次衝突被害軽減システムの制御を精度よく実行することができる。

0058

なお、ステップS10では、例えば、一次衝突においてエアバッグが作動した場合に限り肯定判定がなされてもよい。すなわち、障害物と衝突した場合であっても、エアバッグが作動しなかった場合には、ステップS10で否定判定がなされるようにしてもよい。

0059

[第2実施形態]
図6を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図6は、第2実施形態に係る車両周辺状況認識装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、上記第1実施形態と異なる点は、衝突形態が前突以外である場合には、一次衝突後であってもデータペアリング処理を実行する点である。一次衝突が、障害物と車両100の前面との衝突、所謂前突である場合、一次衝突によってレーダ9がダメージを受けた可能性が高い。一方、一次衝突の衝突形態が前突以外の形態、例えば後突や側突である場合、一次衝突によってレーダ9がダメージを受けた可能性は、前突の場合に比べて低いと考えられる。このように、衝突形態に応じてデータペアリング処理を実行するか否かが決定されることで、車両前方の認識精度の低下を抑制することが可能となる。

0060

図6を参照して、第2実施形態の車両周辺状況認識装置1の動作について説明する。図6に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。また、車両制御装置11の動作フロー図2)は、例えば、図6に示す制御フローに続けて実行される。

0061

ステップS310では、統合制御ECU2により、一次衝突が発生したか否かが判定される。その判定の結果、一次衝突が発生したと判定された場合(ステップS310−Y)にはステップS320に進み、そうでない場合(ステップS310−N)にはステップS360に進む。

0062

ステップS320では、統合制御ECU2により、衝突方向の判断がなされる。統合制御ECU2は、エアバッグECU7から取得した衝突形態信号に基づいて、車両100に対する障害物の衝突方向を判断する。統合制御ECU2は、一次衝突の衝突形態信号が前面衝突信号である場合、一次衝突が前突であると判断する。一方、統合制御ECU2は、一次衝突の衝突形態信号が前面衝突信号以外である場合、一次衝突が前突でないと判断する。ステップS320が実行されると、ステップS330に進む。

0063

ステップS330では、統合制御ECU2により、一次衝突が前突であるか否かが判定される。統合制御ECU2は、ステップS320の判断結果に基づいて、ステップS330の判定を行う。ステップS320で一次衝突が前突であると判断されていれば、ステップS330で肯定判定がなされる。ステップS330の判定の結果、一次衝突が前突であると判定された場合(ステップS330−Y)にはステップS340に進み、そうでない場合(ステップS330−N)にはステップS360に進む。

0064

ステップS340では、統合制御ECU2により、画像データが取得される。ステップS340が実行されると、ステップS350に進み、統合制御ECU2により、画像データに基づいて相対位置および相対速度が推定される。ステップS350が実行されると、ステップS410に進む。

0065

ステップS360では、統合制御ECU2により、画像データおよびミリ波データが取得される。ステップS360が実行されると、ステップS370に進み、統合制御ECU2により相対位置および相対速度が推定される。統合制御ECU2は、例えば、上記第1実施形態(図1)のステップS50と同様にして、各データに基づく相対位置および相対速度をそれぞれ推定する。ステップS370が実行されると、ステップS380に進む。

0066

ステップS380では、統合制御ECU2により、画像データとミリ波データの比較がなされる。統合制御ECU2は、例えば、上記第1実施形態(図1)のステップS60と同様にして、両データを比較して対応する物標同士を関連付ける。ステップS380が実行されると、ステップS390に進む。

0067

ステップS390では、統合制御ECU2により、関連付けられた物標同士が同一の物標であるか否かが判定される。統合制御ECU2は、例えば、上記第1実施形態のステップS70と同様にして、ステップS390の判定を行う。ステップS390の判定の結果、同一物標であると判定された場合(ステップS390−Y)にはステップS400に進み、そうでない場合(ステップS390−N)には、ステップS410に進む。

0068

ステップS400では、統合制御ECU2により、データペアリング処理がなされる。統合制御ECU2は、例えば、上記第1実施形態のステップS80と同様にして、データペアリング処理を実行する。ステップS400が実行されると、ステップS410に進む。

0069

ステップS410では、統合制御ECU2により、制御用データが生成される。統合制御ECU2は、例えば、上記第1実施形態のステップS90と同様にして、制御用データを生成する。例えば、統合制御ECU2は、データペアリング処理がなされた場合、データペアリングにより決定された物標の相対位置および相対速度その他の値を車両制御用のデータとする。また、統合制御ECU2は、ステップS390で同一物標でないと判定されている場合、例えば、画像情報あるいはレーダ情報のいずれか一方から算出された相対位置および相対速度を車両制御用のデータとする。統合制御ECU2は、ステップS330で前突と判定されてステップS340およびステップS350を経由してステップS410に進んだ場合、画像情報に基づく相対位置および相対速度等の値を車両制御用のデータとする。ステップS410が実行されると、本制御フローは終了する。

0070

以上説明したように、本実施形態の車両周辺状況認識装置1は、検出された衝突が障害物と車両100の前面との衝突である場合(ステップS330−Y)に、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識する。よって、本実施形態によれば、一次衝突後のレーダ9の信頼性を適切に判断してレーダ情報を用いるか否かを切り替えることができ、車両前方の認識精度の低下を抑制することができる。

0071

[第2実施形態の変形例]
第2実施形態の変形例について説明する。図7は、第2実施形態の変形例に係る衝突形態の説明図である。上記第2実施形態では、一次衝突の衝突形態が前突でない場合には、一次衝突後もミリ波データを信用して車両前方の認識がなされた。ここで、側突と称される衝突形態であっても、レーダ9がダメージを受けやすい場合と、そうでない場合とがある。例えば、図7破線で示す他車両200の衝突形態は、他車両200が車両100に対して側方から衝突する形態のうち、他車両200が車室103に向けて衝突してくる形態である。図7実線で示す他車両200の衝突形態は、他車両200が車両100の前部101に向けて側方から衝突してくる形態である。

0072

他車両200が車両100の前部101に衝突する場合、側突であってもレーダ9がダメージを受けやすいと考えられる。そこで、統合制御ECU2は、一次衝突が障害物と車両100の前部101との衝突である場合に、レーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識するようにしてもよい。例えば、障害物が車両100の前部101と衝突した場合には、衝突方向によらず、その後にレーダ情報に基づかずに画像情報に基づいて車両前方の状況を認識するようにしてもよい。

0073

一次衝突が障害物と車両100の前部101との衝突(以下、単に「車両前部との衝突」と称する。)であるかを判定する方法の一例について説明する。統合制御ECU2は、一次衝突が前突である場合、車両前部との衝突であると判定することができる。また、統合制御ECU2は、一次衝突が側突であって、かつサイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグが作動しない場合に、車両前部との衝突であると判定するようにしてもよい。サイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグが作動しない場合、障害物がBピラーから離れた箇所に衝突した可能性が大きく、車両前部との衝突に該当する可能性が高い。

0074

統合制御ECU2は、更に、ヨーレートセンサの検出結果に基づいて、一次衝突が車両前部との衝突であるか否かを判定するようにしてもよい。例えば、一次衝突によって車両100に一定以上の回転運動が発生した場合に、車両前部との衝突が発生したと判定するようにしてもよい。例えば、図7に示すように、障害物が車両100に対して進行方向右側から衝突してきた場合に、車両100が上方からみて反時計回りに回転したとすれば、車両前部との衝突である可能性が高い。あるいは、統合制御ECU2は、車両100の前部101に配置されたサテライトセンサ等の衝突検知センサの検出結果に基づいて、車両前部との衝突を判定することも可能である。

0075

[上記各実施形態の変形例]
上記第1実施形態および第2実施形態の変形例について説明する。車両周辺状況認識装置1は、レーダ9あるいは画像生成手段10の少なくともいずれか一方を含まずに構成されてもよい。例えば、車両周辺状況認識装置1は、レーダ9および画像生成手段10を含まずに構成され、車両周辺状況認識装置1の外部に存在するレーダ9および画像生成手段10からレーダ情報および画像情報を取得するものであってもよい。

0076

レーダ9の搭載位置は、上記実施形態で例示したものには限定されない。レーダ9は、例えば、フロントバンパの中央下部やナンバープレートの近傍、フロントバンパの左右端部等に搭載されてもよい。すなわち、レーダ9は、車両前方の状況を検出できるように車両100の前部101に搭載されていればよい。画像生成手段10は、1つの撮像素子によってステレオ画像を撮像するものであってもよい。また、画像生成手段10は、ステレオカメラには限定されない。

0077

画像生成手段10は、所謂カメラに限定されるものではなく、例えば、距離画像センサであってもよい。距離画像センサは、レーザ等により測距を行い、各画素と当該画素について取得した距離データとを関連付けた距離画像データを生成する。距離画像センサは、生成した距離画像データを画像情報として出力する。こうした距離画像センサ等が画像生成手段10として車室103内に配置される場合にも、上記各実施形態の車両周辺状況認識装置および車両制御装置は効果を奏する。

0078

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

0079

1車両周辺状況認識装置
2統合制御ECU
3ブレーキECU
4ブレーキアクチュエータ
5EPS_ECU
6EPSアクチュエータ
7エアバッグECU
9レーダ
10画像生成手段
11車両制御装置
100 車両
101 前部
103 車室
200他車両

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