(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両と先行車両との車間距離を算出する車間距離算出手段と、
自車両の車速を検出する自車両速度検出手段と、
先行車両の速度を検出する先行車速度検出手段と、
先行車両の減速度を演算する先行車減速度演算手段と、
上記先行車減速度と予め設定しておいた基準減速度とを比較して上記先行車減速度が上記予め設定しておいた基準減速度以上で、上記先行車両が大きな減速をしている場合には、通常の猶予時間を増加補正して猶予時間を設定する猶予時間設定手段と、
上記自車両速度と上記先行車速度と予め定める自車両の設定最大減速度と予め定める先行車両の設定最大減速度とにより求めた値に対し、上記自車両速度と上記猶予時間とを乗算した値を加算して安全車間距離を設定する安全車間距離設定手段と、
上記車間距離と上記安全車間距離とを比較して信号出力する車間距離比較手段と、
上記車間距離比較手段からの信号に基づき所定の応動部に作動信号を出力する作動信号出力手段とを備えたことを特徴とする車両用運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車両との車両間隔を適切に維持できるようにドライバの運転を支援する車両用運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の安全性の向上を図るため、積極的にドライバの運転操作を支援する総合的な運転支援システム（ＡＤＡ；Active Drive Assist system）が開発されている。このＡＤＡシステムは、車両の走行環境情報や自車両の走行状態から先行車両との衝突、物体との接触、車線逸脱等の様々な可能性を推定して、安全を維持できないと予測される場合に、ドライバに対して報知、その他制御等を行なうものである。上記車両の走行環境情報を得るための装置としては、レーザ・レーダ装置等が従来より公知であるが、本願出願人による特開平５−２６５５４７号公報では、車両に搭載した複数のカメラにより捉えた車両前方の風景や物体の画像情報を処理して、道路、交通環境を実用上十分な精度と時間で三次元的に認識することが提案されている。
【０００３】
上記ＡＤＡシステムの機能の一つとしては先行車両との車両間隔を適切に維持できるようにドライバの運転を支援し、先行車両との衝突を防ぐ機能がある。この衝突防止装置の例として、自動車技術Vol.43,No.2,1989.P.65 〜P.73「大型トラック用追突防止警報装置」において、自車両の車速と、レーザ・レーダ装置により検出した自車両と先行車両との車間距離を基に、先行車速度、自車両と先行車両との相対速度等を算出し、この相対速度によって自車両速度を基にして算出する安全車間距離を切り換え、上記車間距離が上記安全車間距離を割り込んだ時に追突の危険性があるとして警報を発するものが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、先行車両と自車両との相対速度で安全車間距離を切り換えるようになっているので、先行車両の挙動により車間距離が変化したのか、あるいは、自車両の挙動により車間距離が変化したのかが考慮されていない。このため、ドライバの意志が反映されず、例えば、先行車両を追い抜くため故意に車間距離を縮めている場合であっても警報が発せられて、ドライバに対して違和感を与え、使いにくいといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、先行車両の挙動による先行車両と自車両との車間距離の減少を確実に検出し、ドライバが故意に車間距離を変化させた場合と区別して制御可能にし、ドライバの意志が反映され自然で使いやすい車両用運転支援装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による車両用運転支援装置は、自車両と先行車両との車間距離を算出する車間距離算出手段と、自車両の車速を検出する自車両速度検出手段と、先行車両の速度を検出する先行車速度検出手段と、先行車両の減速度を演算する先行車減速度演算手段と、上記先行車減速度と予め設定しておいた基準減速度とを比較して上記先行車減速度が上記予め設定しておいた基準減速度以上で、上記先行車両が大きな減速をしている場合には、通常の猶予時間を増加補正して猶予時間を設定する猶予時間設定手段と、上記自車両速度と上記先行車速度と予め定める自車両の設定最大減速度と予め定める先行車両の設定最大減速度とにより求めた値に対し、上記自車両速度と上記猶予時間とを乗算した値を加算して安全車間距離を設定する安全車間距離設定手段と、上記車間距離と上記安全車間距離とを比較して信号出力する車間距離比較手段と、上記車間距離比較手段からの信号に基づき所定の応動部に作動信号を出力する作動信号出力手段とを備えたものである。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の発明では、車間距離算出手段で自車両と先行車両との車間距離を算出し、自車両速度検出手段で自車両の車速を検出し、先行車速度検出手段で先行車両の速度を検出し、先行車減速度演算手段で先行車両の減速度を演算する。そして、猶予時間設定手段で先行車減速度と予め設定しておいた基準減速度とを比較して先行車減速度が予め設定しておいた基準減速度以上で、先行車両が大きな減速をしている場合には、通常の猶予時間を増加補正して猶予時間を設定し、安全車間距離設定手段で自車両速度と先行車速度と予め定める自車両の設定最大減速度と予め定める先行車両の設定最大減速度とにより求めた値に対し、自車両速度と猶予時間とを乗算した値を加算して安全車間距離を設定し、車間距離比較手段は車間距離と安全車間距離とを比較して信号出力し、作動信号出力手段は車間距離比較手段からの信号に基づき所定の応動部に作動信号を出力する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の実施の形態を示し、図１は車両用運転支援装置の機能ブロック図、図２は車両用運転支援装置の概略構成図、図３は運転支援制御のフローチャートである。
【００１７】
図２において、符号１は自動車等の車両であり、この車両に、先行車両との車両間隔を適切に維持できるようにドライバの運転を支援し、先行車両との衝突を防ぐ、いわゆる衝突防止機能を一つの機能として有する車両用運転支援装置２が搭載されている。以下、本発明の実施の形態では、車両用運転支援装置２の衝突防止機能の部分についてのみ説明し、他の機能の部分については説明を省略する。
【００１８】
上記車両用運転支援装置２は、ステレオ光学系３で撮像した自車両の走行方向の画像から距離画像生成装置４で距離画像を生成し、この距離画像と車速センサ５で検出した自車両速度ｖを制御装置６に入力して、この制御装置６が衝突防止機能を達成すべくブザー７に制御出力するように主に構成されている。
【００１９】
上記ステレオ光学系３は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組のＣＣＤカメラからなり、左右のＣＣＤカメラが、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像するようになっている。
【００２０】
また、上記距離画像生成装置４は、主にイメージプロセッサで形成され、上記ステレオ光学系３で撮像した１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成し上記制御装置６に入力するものである。
【００２１】
上記制御装置６は、マルチマイクロプロセッサのシステムで形成され、上記距離画像生成装置４からの距離画像を処理して必要な情報を抽出するとともに、上記車速センサ５で検出した自車両速度ｖを基に、後述する運転支援制御の衝突防止制御を行ない上記ブザー７に制御出力する。
【００２２】
上記制御装置６は、図１に示すように、先行車情報抽出部１１、先行車速度算出部１２、先行車減速度算出部１３、先行車減速度判定部１４、安全車間距離設定部１５、車間距離比較部１６、出力部１７で構成されている。
【００２３】
上記先行車情報抽出部１１は、車間距離算出手段としての機能を有し、上記距離画像生成装置４から入力された距離画像に対して箱形パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行ない、立体物の中から先行車両を特定し、この先行車両との距離（車間距離ｘ）を上記先行車速度算出部１２と上記車間距離比較部１６に出力するようになっている。
【００２４】
上記先行車速度算出部１２は、車間距離ｘの時間による変化と自車両速度ｖとを基に先行車速度ｖt を算出し、上記先行車減速度算出部１３、上記安全車間距離設定部１５に出力するように形成されている。ここで、前回求めた値に添字（ｎ−１）、今回求めた値に添字（ｎ）を記し、今回の先行車速度ｖt(n)は、以下の式で算出する。尚、Δｔは、計測、演算周期を示す。
ｖt(n)＝（ｘ(n) −ｘ(n-1) ）／Δｔ＋ｖ(n)             …（１）
上記先行車減速度算出部１３は、先行車減速度演算手段として形成され、上記先行車速度算出部１２から入力される先行車速度ｖt を基に先行車の減速度αt を算出し、上記先行車減速度判定部１４に出力するように形成されている。今回算出する先行車減速度αt(n)は、
αt(n)＝（ｖt(n-1)−ｖt(n)）／Δｔ              …（２）
で算出される。
【００２５】
上記先行車減速度判定部１４は、上記先行車減速度算出部１３から入力された先行車減速度αt を、予め実験等により設定しておいた基準減速度αk と比較し、この基準減速度αk 以上か否かを上記安全車間距離設定部１５に出力するようになっている。
【００２６】
上記安全車間距離設定部１５は、上記先行車減速度判定部１４の比較結果に応じて上記車間距離比較部１６に出力する安全車間距離ｘk を算出するように形成されている。この安全車間距離ｘk は、今回求めた自車両速度ｖ(n) 、先行車速度ｖt(n)を基に、以下の式で算出される。
0003726923.tif 000002
ここで、αmax は自車両の設定最大減速度、αtmaxは先行車両の設定最大減速度、Ｔ' は猶予時間である。そして、この猶予時間Ｔ' は、先行車減速度αt が大きい場合には、通常の猶予時間Ｔに時間増分ΔＴ（いづれも予め設定しておいた時間）を加えた値（Ｔ' ←Ｔ＋ΔＴ）に設定され、先行車減速度αt が小さい場合には、通常の猶予時間Ｔ（Ｔ' ←Ｔ）に設定される。換言すると、先行車減速度αt が大きい場合には、猶予時間Ｔ' が大きく設定されて安全車間距離ｘk が大きくなり、先行車減速度αt が小さい場合には、猶予時間Ｔ' が小さく設定されて安全車間距離ｘk が小さくなるようになっている。尚、上記時間増分ΔＴは車両速度に応じて可変に設定できるようにしても良い。
【００２７】
このように、本発明の実施の形態では、上記先行車減速度判定部１４と上記安全車間距離設定部１５とで安全車間距離設定手段が形成されている。
【００２８】
上記車間距離比較部１６は、車間距離比較手段として形成され、上記安全車間距離設定部１５によって設定された安全車間距離ｘk と上記先行車情報抽出部１１からの車間距離ｘ（現在の車間距離ｘ(n) ）とを比較し、上記出力部１７に信号出力するようになっている。
【００２９】
上記出力部１７は、作動信号出力手段として形成され、上記車間距離比較部１６からの信号に基づき、車間距離ｘ(n) が安全車間距離ｘk を割り込んだ場合に、上記ブザー７を作動させるべく信号出力するようになっている。
【００３０】
次に、上記構成によって行なわれる運転支援制御を、図３のフローチャートにより説明する。このプログラムがスタートすると、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、ステレオ光学系３により自車両の走行方向の画像を撮像し、距離画像生成装置４で距離画像を生成し、制御装置６の先行車情報抽出部１１で、入力された距離画像に対して箱形パターンの特徴を抽出する等の画像処理を行ない、立体物の中から先行車両を特定する。
【００３１】
次いで、Ｓ１０２に進んで、上記先行車両の特定の結果、走行車線上に先行車両が有る場合にはＳ１０３に進み、先行車両が無い場合には上記Ｓ１０１に戻る。
【００３２】
上記Ｓ１０２の判定の結果、走行車線上に先行車両が有り、Ｓ１０３に進むと、先行車両と自車両との車間距離ｘが求められ、この求めた車間距離ｘを現在の車間距離ｘ(n) として記憶更新する。また、今まで記憶していた値は前回の車間距離ｘ(n-1) として記憶更新する。
【００３３】
次に、Ｓ１０４に進み、車速センサ５から自車両速度ｖを読み込み、この読み込んだ自車両速度ｖを現在の自車両速度ｖ(n) として記憶更新する。また、今まで記憶していた値は前回の自車両速度ｖ(n-1) として記憶更新する。
【００３４】
次いで、Ｓ１０５に進み、先行車速度算出部１２で、前記（１）式に基づき先行車速度ｖt の算出が行なわれる。この算出した先行車速度ｖt を現在の先行車速度ｖt (n) として記憶更新する。また、今まで記憶していた値は前回の先行車速度ｖt (n-1) として記憶更新する。
【００３５】
次に、Ｓ１０６に進んで、先行車減速度算出部１３で、前記（２）式に基づき先行車減速度αt(n)の算出が行なわれる。
【００３６】
その後、Ｓ１０７に進み、先行車減速度判定部１４で、上記Ｓ１０６において今回算出した先行車減速度αt(n)を、予め実験等により設定しておいた基準減速度αk と比較する。この結果、先行車減速度αt(n)が基準減速度αk 以上（先行車が大きな減速）の場合は、Ｓ１０８に進み、安全車間距離ｘk に用いる猶予時間Ｔ' を、通常の猶予時間Ｔに時間増分ΔＴ（いづれも予め設定しておいた時間）を加えた値（Ｔ' ←Ｔ＋ΔＴ）に設定する一方、先行車減速度αt(n)が基準減速度αk に満たない（先行車が大きな減速をしていない）場合は、Ｓ１０９に進んで、猶予時間Ｔ' を通常の猶予時間Ｔ（Ｔ' ←Ｔ）に設定する。
【００３７】
上記Ｓ１０８あるいは上記Ｓ１０９で猶予時間Ｔの設定を終えると、Ｓ１１０に進み、前記（３）式に基づき安全車間距離ｘk の算出を行なう。すなわち、上記Ｓ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１０が、安全車間距離設定部１５で行なわれる処理になっている。
【００３８】
そして、Ｓ１１１に進み、車間距離比較部１６で、現在の車間距離ｘ(n) と安全車間距離ｘk とを比較して、現在の車間距離ｘ(n) が安全車間距離ｘk 以下になる（ｘ(n) ≦ｘk ）とＳ１１２に進み、出力部１７がブザー７を作動させるべく信号出力する。一方、現在の車間距離ｘ(n) が安全車間距離ｘk より大きな場合（ｘ(n) ＞ｘk ）はＳ１０１に戻る。
【００３９】
このように、本発明の実施の形態によれば、先行車両の減速に応じて安全車間距離が設定され、例えば、先行車が所定の値より大きな減速度で減速した場合、すなわち急減速した場合は安全車間距離が長く設定され、警報の作動が早められるので安全が確保される。一方、先行車を追い越すため自車両を加速させ先行車との相対速度に変化が生じるような場合は、警報の作動が早められることがないので、ドライバの意志が反映され自然で使いやすいものとなる。
【００４０】
尚、本発明の実施の形態は、他の複数の支援形態（例えば、準備警報と危険警報の２段警報）を有する車両用運転支援装置においても適応できるものである。
【００４１】
また、本発明の実施の形態で示したブザーは、警報ランプ、表示案内、アナウンス等の他の報知手段や自動ブレーキ装置、あるいはそれらの組み合わせであっても良い。
【００４２】
さらに、本発明の実施の形態では、先行車両の減速に応じてブザーのタイミングを変える例について説明したが、その他、音量、音質等を変えるものであっても良い。
【００４３】
また、先行車の減速度の算出は、本発明の実施の形態に限ることなく、他の方法、例えば、自車両に前後加速度を検出する加速度センサを設け、相対速度の微分値との差で求めるようにしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、先行車両の挙動による先行車両と自車両との車間距離の減少を、先行車両の減速度で確実に検出し、この先行車減速度を制御に用いることでドライバが故意に車間距離を変化させた場合と区別して制御可能であり、ドライバの意志が反映され自然で使いやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用運転支援装置の機能ブロック図
【図２】車両用運転支援装置の概略構成図
【図３】運転支援制御のフローチャート
【符号の説明】
１    車両
２    車両用運転支援装置
３    ステレオ光学系
４    距離画像生成装置
５    車速センサ
６    制御装置
７    ブザー
１１    先行車情報抽出部（車間距離算出手段）
１２    先行車速度算出部
１３    先行車減速度算出部（先行車減速度演算手段）
１４    先行車減速度判定部（安全車間距離設定手段）
１５    安全車間距離設定部（安全車間距離設定手段）
１６    車間距離比較部（車間距離比較手段）
１７    出力部（作動信号出力手段）
【図１】
0003726923.tif 000003
【図２】
0003726923.tif 000004
【図３】
0003726923.tif 000005