(57)【要約】【課題】少ないセンサによる簡素な構成で、演算負荷が少なく、かつ死角を小さくして障害物との接触判定を確実に実施可能な運転支援システムおよび運転支援方法を得る。【解決手段】車両周辺において所定の検知エリアを有し、超音波センサを用いて検知エリア内で障害物までの距離を検知する障害物検知部と、障害物検知部によって検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する障害物形状設定部と、障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う接触判定部と、接触判定部による接触判定の結果に基づいて、車両の運転者に接触回避のための報知を行う報知部とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周辺において所定の検知エリアを有し、超音波センサを用いて前記検知エリア内で障害物までの距離を検知する障害物検知部と、
前記障害物検知部によって検知された障害物までの距離と前記所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する障害物形状設定部と、
前記障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と前記車両との接触判定を行う接触判定部と、
前記接触判定部による接触判定の結果に基づいて、前記車両の運転者に接触回避のための報知を行う報知部と、
を備えたことを特徴とする運転支援システム。
【請求項２】
前記障害物形状設定部は、前記障害物検知部によって検知された障害物までの距離を半径とする円と、前記所定の検知エリアとの重なり部分に形成される円弧を、前記仮想形状として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項３】
前記車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記車両の進行方向を検出する進行方向検出部と、をさらに備え、
前記超音波センサは、複数設けられ、
前記接触判定部は、前記操舵角検出部で検出された操舵角、および前記進行方向検出部で検出された進行方向に基づいて、複数設けられた前記超音波センサのうち、使用する超音波センサを選択する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転支援システム。
【請求項４】
前記車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部をさらに備え、
前記接触判定部は、前記操舵角検出部で検出された操舵角に基づいて、前記障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と前記車両とが衝突するまでの車両の移動距離を演算し、演算された移動距離に基づいて接触判定を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の運転支援システム。
【請求項５】
前記車両の進行方向を検出する進行方向検出部と、
前記車両の速度を検出する車速検出部と、をさらに備え、
前記接触判定部は、前記操舵角検出部で検出された操舵角、および前記進行方向検出部で検出された進行方向に基づいて、前記障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と前記車両との接触判定を行い、衝突する可能性がある場合には、衝突までの前記車両の移動距離、および車速検出部で検出された車速に基づいて接触予測時間を演算し、
前記報知部は、演算された接触予測時間に基づいて、前記車両の運転者に接触回避のための報知を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の運転支援システム。
【請求項６】
前記車両の車輪の車輪速を検出する車輪速検出部をさらに備え、
前記接触判定部は、前記車輪速検出部で検出された車輪速に基づいて、前記障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と前記車両とが衝突するまでの車両の移動距離または接触予測時間を演算し、演算された移動距離または接触予測時間に基づいて接触判定を行う
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転支援システム。
【請求項７】
前記報知部は、警報音、画像、前記車両の操舵トルクの変更および前記車両の加減速の少なくとも１つにより、前記車両の運転者に接触回避のための報知を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の運転支援システム。
【請求項８】
車両周辺における所定の検知エリア内で、超音波センサを用いて障害物までの距離を検知する障害物検知ステップと、
前記障害物検知ステップによって検知された障害物までの距離と前記所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する障害物形状設定ステップと、
前記障害物形状設定ステップによって設定された前記障害物の仮想形状と前記車両との接触判定を行う接触判定ステップと、
前記接触判定ステップによる接触判定の結果に基づいて、前記車両の運転者に接触回避のための報知を行う報知ステップと、
を有することを特徴とする運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に適用され、車両周辺の障害物を検知し、障害物との接触判定の結果に基づいて、運転を支援する運転支援システムおよび運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の前部や後部に超音波センサ等のセンサを設け、センサからの信号に基づいて車両周辺に存在する障害物を検知する障害物検知装置が知られている。また、障害物を検知した場合に、障害物と車両との相対位置に応じて、障害物との接触可能性を運転者に報知することにより、運転を支援する運転支援装置が知られている。
【０００３】
ここで、超音波センサは、あらかじめ定められた検知エリア内で、センサ位置から最も近い障害物までの距離のみを検知する。そのため、センサの検知エリアを広げると、車両周辺のどの位置に障害物があるのかを特定することができないという問題があった。
【０００４】
これに対して、障害物の位置を特定するためには、センサの検知エリアを狭める必要があるが、検知エリアを狭めると、死角が大きくなって障害物を検知することができないという問題があった。さらに、死角をなくすために多数のセンサを車両全周に配置すると、コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、このような課題を解決するために、できるだけ水平面における検知角（検知エリア）が狭い超音波センサを用いて障害物と車両との相対位置を特定するとともに、車両の移動量および移動方向に基づいて、特定された相対位置を更新する障害物検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、旋回を伴う車両の後退発進時における車両の旋回方向を方向情報として取得し、車両が移動可能な領域と車両の両サイドにおいて障害物が存在する領域との境界を表す境界情報を演算する対象領域を方向情報に基づいて設定するとともに、超音波センサを用いて車両の両サイドに存在する障害物を検知して、対象領域において境界情報を演算する運転支援装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１１４２７６号公報
【特許文献２】特開２０１２−５６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の障害物検知装置および運転支援装置では、超音波センサを用いて車両周辺に存在する障害物と車両との相対位置を特定するために、センサの検知エリアを狭める必要があるので、死角が大きくなるという問題が残ることになる。
【０００９】
すなわち、検知された障害物については、車両の移動量および移動方向に基づいて、障害物と車両との相対位置を更新することにより、センサの検知エリアから外れた後も監視を継続することができるが、死角が大きいと、そもそも死角に存在する障害物を検知することができないという問題がある。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、少ないセンサによる簡素な構成で、演算負荷が少なく、かつ死角を小さくして障害物との接触判定を確実に行うことができる運転支援システムおよび運転支援方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る運転支援システムは、車両周辺において所定の検知エリアを有し、超音波センサを用いて検知エリア内で障害物までの距離を検知する障害物検知部と、障害物検知部によって検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する障害物形状設定部と、障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う接触判定部と、接触判定部による接触判定の結果に基づいて、車両の運転者に接触回避のための報知を行う報知部とを備えたものである。
【００１２】
また、この発明に係る運転支援方法は、車両周辺における所定の検知エリア内で、超音波センサを用いて障害物までの距離を検知する障害物検知ステップと、障害物検知ステップによって検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する障害物形状設定ステップと、障害物形状設定ステップによって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う接触判定ステップと、接触判定ステップによる接触判定の結果に基づいて、車両の運転者に接触回避のための報知を行う報知ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る運転支援システムおよび運転支援方法によれば、障害物形状設定部（ステップ）は、障害物検知部（ステップ）によって、超音波センサを用いて検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定し、接触判定部（ステップ）は、障害物形状設定部（ステップ）によって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う。
これにより、障害物と車両との相対位置を特定する必要がなくなるので、センサの検知エリアを狭める必要がなく、死角を小さくすることができる。そのため、障害物と接触（衝突）する可能性があるのに衝突しないと判定される誤判定を防止することができ、運転者に障害物との接触可能性を確実に報知することができる。
すなわち、少ないセンサによる簡素な構成で、演算負荷が少なく、かつ死角を小さくして障害物との接触判定を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る運転支援システムが適用される車両１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る運転支援システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る運転支援システムにおける障害物形状設定部の処理を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る運転支援システムにおける報知部の処理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明に係る運転支援システムおよび運転支援方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る運転支援システムが適用される車両１を示す構成図である。図１において、車両１には、左側超音波センサ１１、右側超音波センサ１２、操舵角センサ１３、シフトポジションセンサ１４、左車輪速センサ１５、右車輪速センサ１６および制御装置２０が設けられている。
【００１７】
左側超音波センサ１１および右側超音波センサ１２は、それぞれ車両１の前方左側面付近および前方右側面付近に設置され、それぞれ車両１の左側面周辺および右側面周辺の障害物を検知する。操舵角センサ（操舵角検出部）１３は、ステアリングホイール１７の操舵角を検出する。
【００１８】
シフトポジションセンサ（進行方向検出部）１４は、車両１の進行方向であるシフトポジションを検出する。左車輪速センサ（車輪速検出部）１５および右車輪速センサ（車輪速検出部）１６は、それぞれ左車輪および右車輪の車輪速を検出する。
【００１９】
制御装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とメモリとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。また、制御装置２０のメモリには、障害物検知部、障害物形状設定部、接触判定部および報知部が、ソフトウェアとして記憶されている。
【００２０】
障害物検知部は、車両１周辺において所定の検知エリアを有し、左側超音波センサ１１および右側超音波センサ１２を用いて検知エリア内で障害物までの距離を検知する。障害物形状設定部は、障害物検知部によって検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する。
【００２１】
接触判定部は、障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う。報知部は、接触判定部による接触判定の結果に基づいて、車両の運転者に接触回避のための報知を行う。なお、この実施の形態１において、報知部は、電動パワーステアリングのモータ１８を用いて報知を行う。
【００２２】
以下、図２のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る運転支援システムの動作について説明する。
【００２３】
まず、操舵角センサ１３は、ステアリングホイール１７の操舵角を検出して、制御装置２０のメモリに記憶する（ステップＳ１）。また、同様にステップＳ１において、シフトポジションセンサ１４は、車両１の進行方向であるシフトポジションを検出して、制御装置２０のメモリに記憶する。
【００２４】
さらに、同様にステップＳ１において、左車輪速センサ１５および右車輪速センサ１６は、それぞれ左車輪および右車輪の車輪速を検出して、制御装置２０のメモリに記憶する。なお、制御装置２０は、左右車輪の車輪速の平均から車速を演算して、メモリに記憶する。
【００２５】
続いて、接触判定部は、操舵角センサ１３が検出したステアリングホイール１７の操舵角、およびシフトポジションセンサ１４が検出した車両１の進行方向に基づいて、左側超音波センサ１１および右側超音波センサ１２のうち、障害物を検知するのに使用する超音波センサを選択する（ステップＳ２）。
【００２６】
次に、障害物検知部は、ステップＳ２で選択された超音波センサを用いて、検知エリア内で障害物までの距離を検知し、選択された超音波センサが検知した障害物までの距離を、メモリに記憶する（ステップＳ３）。ここで、障害物検知部は、具体的には、以下に示すように障害物検知を行う。
【００２７】
すなわち、シフトポジションが後退（Ｒ（Ｒｅｖｅｒｓｅ）レンジ）であり、かつ操舵角が右操舵であれば、車両１の左前方コーナ付近が最も外側の円弧を描き、左側面にある障害物と衝突する可能性があるので、障害物検知部は、左側超音波センサ１１を用いた障害物検知を行う。
【００２８】
また、シフトポジションが後退（Ｒレンジ）であり、かつ操舵角が左操舵であれば、車両１の右前方コーナ付近が最も外側の円弧を描き、右側面にある障害物と衝突する可能性があるので、障害物検知部は、右側超音波センサ１２を用いた障害物検知を行う。
【００２９】
一方、シフトポジションが前進（Ｄ（Ｄｒｉｖｅ）レンジ）であり、かつ操舵角が右操舵であれば、車両１の右後方コーナ付近が最も内側の円弧を描き、右側面にある障害物を巻き込む可能性があるので、障害物検知部は、右側超音波センサ１２を用いた障害物検知を行う。
【００３０】
また、シフトポジションが前進（Ｄレンジ）であり、かつ操舵角が左操舵であれば、車両１の左後方コーナ付近が最も内側の円弧を描き、左側面にある障害物を巻き込む可能性があるので、障害物検知部は、左側超音波センサ１１を用いた障害物検知を行う。
【００３１】
なお、車両１の左側面周辺の障害物を検知する左側超音波センサ１１として、車両１の後方左側面付近に設置された左側超音波センサ（１１Ａと表記する）、および車両１の右側面周辺の障害物を検知する右側超音波センサ１２として、車両１の後方右側面付近に設置された右側超音波センサ（１２Ａと表記する）を備える場合は、障害物検知部は、具体的には、以下に示すように障害物検知を行う。
【００３２】
すなわち、シフトポジションが後退（Ｒレンジ）であり、かつ操舵角が右操舵であれば、車両１の右後方コーナ付近が最も内側の円弧を描くので、障害物検知部は、右側超音波センサ１２Ａを用いた障害物検知を行う。
【００３３】
また、シフトポジションが後退（Ｒレンジ）であり、かつ操舵角が左操舵であれば、車両１の左後方コーナ付近が最も内側の円弧を描くので、障害物検知部は、左側超音波センサ１１Ａを用いた障害物検知を行う。
【００３４】
一方、シフトポジションが前進（Ｄレンジ）であり、かつ操舵角が右操舵であれば、障害物検知部は、右側超音波センサ１２Ａを用いた障害物検知を行う。
【００３５】
また、シフトポジションが前進（Ｄレンジ）であり、かつ操舵角が左操舵であれば、障害物検知部は、左側超音波センサ１１Ａを用いた障害物検知を行う。
【００３６】
続いて、障害物形状設定部は、超音波センサが検知した障害物までの距離と、超音波センサの検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定する（ステップＳ４）。ここで、超音波センサが検知した障害物までの距離と、超音波センサの検知エリアとから設定される障害物の仮想形状を図３に示す。
【００３７】
図３において、障害物３１が左側超音波センサ１１の検知エリア３２内に存在する場合には、障害物３１と左側超音波センサ１１との最短距離が検知距離Ｌとして検知され、制御装置２０のメモリに記憶される。
【００３８】
このとき、障害物３１の位置までは判別することができないので、障害物形状設定部は、記憶された検知距離Ｌと、左側超音波センサ１１の所定の検知エリア３２とに基づいて設定される円弧３３を、障害物の仮想形状として設定する。すなわち、左側超音波センサ１１の位置を中心とし、半径Ｌの円と検知エリア３２との重なり部分に形成される円弧３３を、障害物の仮想形状とする。
【００３９】
次に、接触判定部は、検出された操舵角、演算された車速、および障害物の仮想形状と車両１との相対位置に基づいて、検出された操舵角および演算された車速で車両１が移動した際の、将来の障害物の仮想形状と車両１との相対位置を演算する（ステップＳ５）。また、接触判定部は、演算された相対位置に基づいて、障害物の仮想形状と車両１とが接触するまでの接触予測時間を演算する。
【００４０】
続いて、報知部は、ステップＳ５で演算された接触予測時間に基づいて、電動パワーステアリングのモータ１８に発生させるアシストトルク（操舵トルク）を変更して、車両１の運転者に報知し、接触回避のための操舵を促す（ステップＳ６）。
【００４１】
ここで、ステップＳ５において、接触予測時間が小さく、接触の可能性が高い場合には、例えば図４に示されるように、アシストトルクを大きく減少させ、運転者の操舵トルクを増加させて、運転者に報知する。その後、ステップＳ１に戻る。
【００４２】
なお、ステップＳ５において、接触予測時間が十分に大きいか、または接触の可能性がない場合には、報知部が運転者に報知することなく、ステップＳ１に戻る。以上の動作は、所定の時間間隔で実行される。
【００４３】
以上のように、実施の形態１によれば、障害物形状設定部は、障害物検知部によって検知された障害物までの距離と所定の検知エリアとに基づいて、想定される障害物の形状を仮想形状として設定し、接触判定部は、障害物形状設定部によって設定された障害物の仮想形状と車両との接触判定を行う。
これにより、障害物と車両との相対位置を特定する必要がなくなるので、センサの検知エリアを狭める必要がなく、死角を小さくすることができる。そのため、障害物と接触（衝突）する可能性があるのに衝突しないと判定される誤判定を防止することができ、運転者に障害物との接触可能性を確実に報知することができる。
すなわち、少ないセンサによる簡素な構成で、演算負荷が少なく、かつ死角を小さくして障害物との接触判定を確実に行うことができる。
【００４４】
また、接触判定部は、操舵角検出部で検出された操舵角、および進行方向検出部で検出された進行方向に基づいて、複数設けられた超音波センサのうち、使用する超音波センサを選択する。そのため、前進および後退、並びに切返し操舵に対して、障害物と車両１との接触判定が可能となり、さらに、演算負荷を削減することができる。
【００４５】
なお、上述した特許文献２においては、運転者が旋回方向を設定する必要があるが、自動操舵ではなく、運転者が操舵する場合には、設定した旋回方向とは逆方向に旋回する操舵を行う可能性があるので、対象領域設定を間違える恐れがあった。
【００４６】
これに対して、この発明の実施の形態１によれば、運転者の操舵角に基づいて、接触判定部が超音波センサを選択するので、適切な超音波センサを確実に選択することができる。また、この発明の実施の形態１によれば、運転者が旋回方向を選択する必要がないので、操作の煩わしさを解消することができる。
【００４７】
具体的には、進行方向が後退で、操舵角が左操舵であれば、車両１の右側面周辺の障害物を検出する超音波センサのうち、車両前方側に配置された右側超音波センサ１２が優先的に使用される。また、車両１の左側面周辺の障害物を検出する超音波センサのうち、車両後方側に配置された左側超音波センサ１１Ａが優先的に使用される。
【００４８】
また、同様に進行方向が後退で、操舵角が右操舵であれば、車両１の左側面周辺の障害物を検出する超音波センサのうち、車両前方側に配置された左側超音波センサ１１が優先的に使用される。また、車両１の右側面周辺の障害物を検出する超音波センサのうち、車両後方側に配置された右側超音波センサ１２Ａが優先的に使用される。
【００４９】
一方、進行方向が前進で、操舵角が左操舵であれば、車両後方側に配置された左側面側の左側超音波センサ１１Ａが優先的に使用され、また、操舵角が右操舵であれば、車両後方側に配置された右側面側の右側超音波センサ１２Ａが優先的に使用される。
【００５０】
なお、上記実施の形態１では、左右車輪の車輪速の平均から車速を演算すると説明したが、これに限定されるものではなく、別途車速センサを設けてもよい。また、接触予測時間に応じて報知の必要性を判断せず、障害物の仮想形状と車両１とが接触するまでの車両１の移動距離に応じて報知する場合には、車両１が検出された操舵角で動いたときに、車両１が障害物の仮想形状に接触するか否かを判定することができるので、車速センサや車輪速センサは、不要になる。
【００５１】
また、上述した図２のステップＳ５において、操舵角を用いず、左右の車輪速センサで検出された車輪速の差から車両１のヨー角速度を演算し、左右車輪の車輪速の平均から車速を演算した上で、接触判定部が、演算されたヨー角速度および車速、並びに障害物の仮想形状と車両１との相対位置に基づいて、演算されたヨー角速度および車速で車両１が移動した際の、将来の障害物の仮想形状と車両１との相対位置を演算してもよい。
【００５２】
これにより、障害物の仮想形状と車両１とが接触するか否かを判定することができるので、接触予測時間を演算することができる。
【００５３】
さらに、シフトポジションは、進行方向の判定に用いられるものであり、回転方向が判別できる車輪速センサや車速センサ等、進行方向が判定できるその他のセンサを代替してもよい。
【００５４】
また、検知された障害物までの距離と、操舵角に対応する障害物と接触するまでの車両の移動距離とをマップとしてメモリに記憶しておき、マップから障害物と接触するまでの車両１の移動距離を演算してもよい。同様に、障害物と接触するまでの車両１の移動距離と車速とから、接触予測時間を演算することもできる。この場合には、演算負荷をさらに削減することができる。
【００５５】
また、上記実施の形態１では、障害物との接触可能性を運転者に報知する方法として、電動パワーステアリングのモータ１８による操舵トルクの変更を例に挙げて説明したが、これに限定されず、警報音やディスプレイに示される画像、車両の加減速その他の方法によって、運転者に報知してもよい。
【００５６】
また、上記実施の形態１では、車両１の側面に超音波センサが設置されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば車両１の前方および後方側に超音波センサを設置してもよい。これにより、車両１の前方側、または後方側に存在する障害物との接触の可能性を確実に報知することができる。また、車両１の上方に超音波センサを設置してもよい。これにより、車高が高い車両１が、天井に接触する可能性を確実に報知することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  車両、１１  左側超音波センサ、１２  右側超音波センサ、１３  操舵角センサ（操舵角検出部）、１４  シフトポジションセンサ（進行方向検出部）、１５  左車輪速センサ（車輪速検出部）、１６  右車輪速センサ（車輪速検出部）、１７  ステアリングホイール、１８  モータ、２０  制御装置、３１  障害物、３２  検知エリア、３３  円弧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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