(57)【要約】【課題】微小ラップ衝突の場合を判別可能な衝突形態判別装置を提供することを目的とする。【解決手段】制御回路１０は、カメラ２０が撮影した画像及びミリ波レーダー２２が測定した自車両前方に存在する衝突対象との距離に基づいて、自車両と衝突対象とが自車両の車幅方向で重なる長さであるラップ量を算出すると共に、算出したラップ量、自車両の車幅及び自車両のフロントサイドメンバー間の寸法に基づいて微小ラップ衝突の場合を判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方を撮影する撮影手段と、
前記自車両の前方に存在する衝突体との距離を測定可能な測距手段と、
前記撮影手段が撮影した画像及び前記測距手段が測定した前記衝突体との距離に基づいて、前記自車両と前記衝突体とが前記自車両の車幅方向で重なる長さであるラップ量を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出したラップ量、前記自車両の側面から前記自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離に基づいて微小ラップ衝突の場合を判定する判定手段と、
を備えた車両の衝突形態判別装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記ラップ量が、前記自車両の側面から前記自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離に基づいて算出された所定の閾値以下の場合に微小ラップ衝突と判定し、前記ラップ量が、前記所定の閾値を超えた場合は微小ラップ衝突とは異なる衝突と判定する請求項１に記載の車両の衝突形態判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突形態判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突時に、当該衝突の形態を判別する技術がある。例えば、特許文献１には、車両の衝突時において加速度センサが検知した加速度に基いて、車両の正面全面が衝突する対称衝突（フルラップ衝突）と車両の正面の片側が衝突する非対称衝突（オフセット衝突）とを判別する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３３３８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、オフセット衝突の場合と、衝突対象が車両前部におけるサイドメンバーの車両幅方向外側で衝突（微小ラップ衝突）した場合と、を判別できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、微小ラップ衝突の場合を判別可能な衝突形態判別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の車両の衝突形態判別装置は、自車両の前方を撮影する撮影手段と、前記自車両の前方に存在する衝突体との距離を測定可能な測距手段と、前記撮影手段が撮影した画像及び前記測距手段が測定した前記衝突体との距離に基づいて、前記自車両と前記衝突体とが前記自車両の車幅方向で重なる長さであるラップ量を算出する算出手段と、前記算出手段が算出したラップ量、前記自車両の側面から前記自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離に基づいて微小ラップ衝突の場合を判定する判定手段と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、算出手段は、撮影手段が撮影した自車両の前方の画像及び測距手段が測定した自車両の前方に存在する衝突体との距離に基づいて、自車両と衝突体とが前記自車両の車幅方向で重なる長さであるラップ量を算出する。
【０００８】
さらに判別手段が算出したラップ量と自車両の側面から自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離とに基づいて微小ラップ衝突の場合を判定する。
【０００９】
このように自車両の前方の画像及び自車両の前方に存在する衝突体との距離から算出したラップ量と自車両の側面から自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離とに基づいて微小ラップ衝突の場合を判定することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の車両の衝突形態判別装置は、前記判定手段は、前記ラップ量が、前記自車両の側面から前記自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離に基づいて算出された所定の閾値以下の場合に微小ラップ衝突と判定し、前記ラップ量が、前記所定の閾値を超えた場合は微小ラップ衝突とは異なる衝突と判定する。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ラップ量が所定の閾値以下か否かによって、微小ラップ衝突の場合と、非対称衝突又は対称衝突等の微小ラップ衝突とは異なる衝突の場合とを判定できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、自車両の前方の画像及び自車両の前方の衝突体との距離から算出したラップ量と自車両の側面から自車両のフロントサイドメンバー付近までの距離とに基づいて微小ラップ衝突の場合を判別できる、という効果がある。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ラップ量が所定の閾値以下か否かによって、微小ラップ衝突の場合と、微小ラップ衝突以外の非対称衝突又は対称衝突の場合とを判別できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置のカメラ、ミリ波レーダー、制御回路、シートベルトプリテンショナー駆動回路及びエアバッグ駆動回路の配置の一例を示す概略図である。
【図３】本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置が検知する衝突形態の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態における自車両と衝突対象とを真上から俯瞰した模式図の一例である。
【図５】本実施の形態におけるカメラの撮影画像の画像処理の一例を示す概念図である。
【図６】本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置における処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置における処理の変形例の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置１の概略構成を示したブロック図である。本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置１は、乗員保護装置の一種であるシートベルト装置２６とエアバッグ装置３２の起動の制御に係る装置である。本実施の形態では、図１に示すように、主として、制御回路１０と、カメラ２０と、ミリ波レーダー２２と、シートベルトプリテンショナー駆動回路２４と、エアバッグ駆動回路３０と、を備えている。
【００１６】
カメラ２０は、一例としてルームミラーの裏側に設けられ、自車両前方を例えば５０ｍ秒毎に立体画像として撮影するステレオカメラである。カメラ２０が撮影した立体画像は、制御回路１０において、エッジ処理等の公知の手法を用いることによって自車両に衝突するおそれのある衝突対象に係る画素が抽出される。
【００１７】
ミリ波レーダー２２は、例えば、フロントグリル中央付近に設けられ、車両前方にミリ波を出射すると共に衝突体等の対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間又はドップラー効果によって生じる周波数差等を基に対象物までの距離又は自車両との相対速度等を測定する。
【００１８】
本実施の形態では、ミリ波レーダー２２以外にも、例えば、超音波を出射し対象物から反射してきた超音波を受信して対象物までの距離又は自車両との相対速度等を測定するセンサを用いてもよい。その他、レーザーを出射し対象物からの反射光を受光するまでの時間から対象物までの距離又は自車両との相対速度等を測定するレーザーレーダーを用いてもよい。
【００１９】
制御回路１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、入出力回路１４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６及びＲＡＭ（Random Access Memory）１８等を備えており、各構成要素はバスで接続されている。このうち、ＣＰＵ１２はＲＯＭ１６に記憶されたプログラム等に従って起動制御の各種処理動作を行なう。
【００２０】
ＲＡＭ１８はカメラ２０から取得した画像及びミリ波レーダーの検出結果等のデータ、並びにそれらのデータに基づいてＣＰＵ１２が演算した結果などを格納しておくための記憶手段である。また、入出力回路１４はカメラ２０及びミリ波レーダー２２からの信号をＣＰＵ１２に入力すると共に、シートベルトプリテンショナー駆動回路２４又はエアバッグ駆動回路３０に起動信号を出力するための回路である。
【００２１】
ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１６に記憶したプログラム等に従って、カメラ２０が撮影した自車両前方の立体画像とミリ波レーダー２２が検出した衝突対象までの距離とに基づいて、車両の衝突形態を判別する起動判定部３８として機能する。さらにＣＰＵ１２は、判別した車両の衝突形態に基づいてシートベルトプリテンショナー駆動回路２４又はエアバッグ駆動回路３０を制御する起動制御部３６として機能する。
【００２２】
シートベルトプリテンショナー駆動回路２４は、制御回路１０からの駆動信号に応じてシートベルト装置２６のシートベルトを巻き上げるプリテンショナー駆動モーター２８を駆動させる回路である。本実施の形態では、車両の衝突形態によって制御回路１０がプリテンショナー駆動モーター２８の駆動の可否を判定する。
【００２３】
エアバッグ駆動回路３０は、制御回路１０からの駆動信号に応じてエアバッグ装置３２のスクイブ（点火装置）３４を作動させる回路である。本実施の形態では、複数のエアバッグ装置３２が自車両のキャビン内の異なる位置に各々設けられている。制御回路１０は、車両の衝突形態に応じて複数のエアバッグ装置３２のスクイブ３４のいずれを作動させるかに係る信号を出力する。
【００２４】
エアバッグ装置３２は、スクイブ３４の作動によって発生したガスによって膨張するバッグを備え、衝突時には膨張したバッグで乗員を保護する。本実施の形態では、衝突の形態によってバッグの膨張の程度を変更できる可変容量型エアバッグを装備してもよい。可変容量型エアバッグであれば、微小ラップ衝突時に効果的に乗員を保護し得るようにバッグの膨張を制御できる。また、衝突形態に応じて複数のバッグの展開タイミングを可変制御するようにしてもよい。
【００２５】
図２は、本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置１のカメラ２０、ミリ波レーダー２２、制御回路１０、シートベルトプリテンショナー駆動回路２４及びエアバッグ駆動回路３０の配置の一例を示す概略図である。一例として、制御回路１０、シートベルトプリテンショナー駆動回路２４及びエアバッグ駆動回路３０は、図２に示すＥＣＵ（Electronic Control Unit）４２に収納されて、車両４０内のほぼ中央にあるフロアトンネル上に取り付けられる。ＥＣＵ４２の取付位置は、図２に示した態様に限られず、例えばダッシュボードの者室内側面やインストルメントパネルの内部等であってもよい。
【００２６】
図３は、本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置が検知する衝突形態の一例を示す図である。車両の衝突形態は、自車両５０と衝突対象６０とが自車両５０の車幅方向で重なる長さであるラップ量Ｙによって定義される。図３では、左ハンドル車を例にとって示しており、自車両５０のキャビン５６の前方にあって衝突時の衝撃を緩和するバンパーリンフォース５２を支えるための左サイドメンバー５４Ａ及び右サイドメンバー５４Ｂが設けられている。
【００２７】
図３に示したように、ラップ量Ｙが自車両５０の左側面から当該側面に最寄りの左サイドメンバー５４Ａ付近までの距離以内の場合は「微小ラップ衝突」となる。また、ラップ量Ｙが自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離以内の場合は「非対称衝突」となる。さらに、ラップ量Ｙが自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離以上の場合は「対称衝突」となる。
【００２８】
本実施の形態では、ラップ量Ｙが、自車両の車幅及び前記自車両のフロントサイドメンバー間の寸法に基づいて算出された自車両の側面から当該側面に最寄りのサイドメンバー付近までの距離に係る所定の閾値以下の場合に微小ラップ衝突と判別する。
【００２９】
左サイドメンバー５４Ａから右サイドメンバー５４Ｂまでの距離、つまり左右２本設けられているサイドメンバー間の寸法をサイドメンバー間隔Ｗ０とし、自車両の車幅を自車両幅Ｗ１とすると、微小ラップ衝突は以下の式（１）によって定義される。
Ｙ≦（Ｗ１−Ｗ０）／２            ・・・（１）
【００３０】
同様に、非対称衝突は以下の式（２）によって定義される。
Ｙ≦Ｗ１−（Ｗ１−Ｗ０）／２
＝（Ｗ１＋Ｗ０）／２            ・・・（２）
【００３１】
そして、対称衝突は以下の式（３）によって定義される。
（Ｗ１＋Ｗ０）／２＜Ｙ≦Ｗ１       ・・・（３）
【００３２】
なお、左サイドメンバー５４Ａ及び右サイドメンバー５４Ｂは所定の幅を有する。従って、サイドメンバー間隔Ｗ０を用いて算出される自車両５０の左側面から左サイドメンバー５４Ａ付近までの距離及び自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離にはまずは若干の許容幅を持たせておく。その後、衝突実験等のシミュレーションに基づいて、自車両５０の左側面から左サイドメンバー５４Ａ付近までの距離及び自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離について車種又は状況に応じた厳密な数値を確定し、所定の閾値としてもよい。本実施の形態では式（１）〜（３）でサイドメンバー間隔Ｗ０と自車両幅Ｗ１とから自車両５０の左側面から左サイドメンバー５４Ａ付近までの距離及び自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離を定義した。しかしながら、サイドメンバー間隔Ｗ０と自車両幅Ｗ１とによらず、自車両５０の左側面から左サイドメンバー５４Ａ付近までの距離及び自車両５０の左側面から右サイドメンバー５４Ｂ付近までの距離を定義してもよい。
【００３３】
図４は、本実施の形態における自車両５０と衝突対象６０とを真上から俯瞰した概略図の一例である。図４では、右ハンドル車を例にとって示しており、図４に示したθは、自車両５０のカメラ２０の画角である。カメラ２０は、少なくとも自車両５０の前端部を収めるだけの十分な画角を要することが好ましい。本実施の形態では、説明を簡略化するために、カメラ２０は、自車両５０の左前端Ａ１から右前端Ｂ１までがちょうど収まるように撮影が可能な画角を有するものとする。
【００３４】
Ｗ３は、衝突対象６０の自車両５０に対向している面を含む撮影範囲長である。図４において、カメラ２０の撮影範囲は、撮影範囲長Ｗ３を底辺の長さとし、頂点をカメラ２０の取付位置であるＯ、撮影範囲長Ｗ３の左端点Ａ２及び撮影範囲長Ｗ３の右端点Ｂ２とする二等辺三角形である△ＯＡ２Ｂ２を呈している。
【００３５】
また、カメラ２０の取付位置Ｏと自車両５０の左前端Ａ１と自車両５０の右前端Ｂ１とを各々頂点とし、底辺の長さが自車両幅Ｗ１である△ＯＡ１Ｂ１は、△ＯＡ２Ｂ２と相似の関係にある。△ＯＡ１Ｂ１の高さは、カメラ取付位置Ｏからミリ波レーダー取付位置Ｐまでの距離ｄ０である。また、△ＯＡ２Ｂ２の高さは、ミリ波レーダー取付位置Ｐから衝突対象６０の点Ｑまでの距離ｄ１に前述のｄ０を加算した距離ｄ２である。ｄ１はミリ波レーダー２２の探知結果から算出されるし、ｄ０は自車両５０に固有の数値であるから、ｄ２は一意に算出できる。
【００３６】
したがって、△ＯＡ１Ｂ１と△ＯＡ２Ｂ２との相似比は、ｄ０：ｄ２となり、自車両幅Ｗ１と撮影範囲長Ｗ３との関係は、以下の式（４）の通りとなる。
Ｗ３＝Ｗ１・（ｄ２／ｄ０）            ・・・（４）
【００３７】
本実施の形態では、一例として、このような幾何学的な関係から自車両５０と衝突対象６０との位置関係を把握し、かかる把握に基づいて衝突形態を判定する。
【００３８】
図５は、本実施の形態におけるカメラ２０の撮影画像の画像処理の一例を示す概念図である。図５に示した画像は、カメラ２０が撮影した立体画像から奥行きがある衝突対象６０等の衝突体を抽出し、さらにエッジ処理等の公知の画像処理によって衝突体の輪郭に相当する画素を強調したものである。当該画像には道路の左路側７２及び右路側７４が示されており、衝突対象は右路側７４寄りに存在している。
【００３９】
また、図５に示した画像は、横方向の画素数が２ｌ０であり、画像の下端に記した０、ｌ１、ｌ３、ｌ０、ｌ２、及び２ｌ０は、当該画像の横方向での画素の座標を表すものとする。さらに、画像左下の座標０には自車両５０の左前端Ａ１が、画像右下の座標２ｌ０には自車両５０の右前端Ｂ１が、各々写っているものとする。
【００４０】
図５には、自車両５０が衝突対象６０までの距離と同一の距離をもって自車両５０の進行方向に存在する場合の仮想的な位置を仮想自車両５６として後述する座標ｌ１、ｌ２の算出のために便宜上示している。また、図５には、図４に示した撮影範囲長Ｗ３を仮想撮影範囲長Ｗ３Ｖとして、自車両幅Ｗ１を仮想自車両幅Ｗ１Ｖとして各々挿入している。
【００４１】
式（４）に示したように、Ｗ３＝Ｗ１・（ｄ２／ｄ０）であることから、仮想自車両幅Ｗ１Ｖと仮想撮影範囲長Ｗ３Ｖとの関係は、以下の式（５）の通りとなる。
Ｗ３Ｖ＝Ｗ１Ｖ・（ｄ２／ｄ０）            ・・・（５）
【００４２】
図５より、Ｗ３Ｖ＝２ｌ０、またＷ１Ｖ＝ｌ２−ｌ１＝２（ｌ０−ｌ１）なので、これらと式（５）とから、ｌ１は以下の式（６）で表される。
ｌ１＝ｌ０−ｌ０・（ｄ０／ｄ２）         ・・・（６）
【００４３】
同様にして、ｌ２は以下の式（７）で表される。
ｌ２＝ｌ０＋ｌ０・（ｄ０／ｄ２）         ・・・（７）
【００４４】
さらに、図５の画像から衝突対象６０の左端の座標ｌ３を算出することにより、本実施の形態ではラップ量Ｙを算出し、式（１）を用いて微小ラップ衝突を判別することができる。しかしながら、本実施の形態では、実寸でラップ量Ｙを求めるよりも、図５におけるｌ２−ｌ３と仮想自車両幅Ｗ１Ｖとの比を算出する方が制御回路１０の演算処理の負荷が小さくなる。図５におけるｌ２−ｌ３と仮想自車両幅Ｗ１Ｖとの比は、以下の式（８）に百分率として示すラップ率Ｌと同義である。
Ｌ＝（Ｙ／Ｗ１）×１００                ・・・（８）
【００４５】
式（８）を用いて前述の式（１）〜（３）は以下の式（９）〜（１１）に変形でき、例えば、微小ラップ衝突は以下の式（９）によって定義される。
Ｌ≦{（１−Ｗ０／Ｗ１）／２}            ・・・（９）
【００４６】
同様に、非対称衝突は以下の式（１０）によって定義される。
Ｌ≦{（１＋Ｗ０／Ｗ１）／２}            ・・・（１０）
【００４７】
そして、対称衝突は以下の式（１１）によって定義される。
（１＋Ｗ０／Ｗ１）／２＜Ｌ≦１００       ・・・（１１）
【００４８】
本実施の形態では式（９）を、後述する本実施の形態に係る変形例では式（９）〜（１１）を用いて衝突形態を判定する。また、本実施の形態では、衝突対象６０との衝突直前まで上記のｌ１、ｌ２、ｌ３の算出及び算出したｌ１、ｌ２、ｌ３に基づくラップ率Ｌの算出を逐次実行して微小ラップ衝突の恐れがあるか否かを判定する。
【００４９】
本実施の形態では、ミリ波レーダー２２を用いているので、衝突対象６０との相対速度が測定できる。衝突対象６０との相対速度によって、衝突直前までに逐次実行できるラップ率Ｌの算出回数は異なるので、相対速度が高い場合ほど、微小ラップ衝突の恐れがあるか否かを判定するタイミングを早くする。
【００５０】
図６は、本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置における処理の一例を示すフローチャートである。ステップ６００では、ラップ率Ｌは式（９）の右辺で示された閾値以下か否かが判定される。ステップ６００で肯定判定の場合には、微小ラップ衝突が起こることを見越して、ステップ６０２で微小ラップ衝突時に作動させるべきエアバッグ装置３２のエアバッグ駆動回路又はシートベルトプリテンショナー駆動回路２４の作動を制御して処理を終了する。
【００５１】
また、エアバッグ装置３２が可変容量型エアバッグの場合には、微小ラップ衝突に最適化された態様でバッグを膨張させることが可能となる。微小ラップ衝突に最適化されたバッグの膨張の態様は、衝突実験等を通じて決定する。
【００５２】
ステップ６００で否定判定の場合には、微小ラップ衝突を見越した制御は行わずに処理を終了する。この場合には、微小ラップ衝突とは異なる衝突であると判定し、微小ラップ衝突とは異なる衝突である非対称衝突又は対称衝突に対応したエアバッグ装置３２のエアバッグ駆動回路３０又はシートベルトプリテンショナー駆動回路２４の作動を制御する。
【００５３】
図７は、本実施の形態に係る車両の衝突形態判別装置における処理の変形例の一例を示すフローチャートである。図７では、ステップ７００、７０２は、ステップ７００で式（９）の右辺を第１の閾値として扱う以外は図６のステップ６００、６０２と同様なので説明は省略する。
【００５４】
ステップ７００で否定判定の場合には、ステップ７０４でラップ率Ｌが式（１０）の右辺で示された第２の閾値以下か否かが判定される。ステップ７０４で肯定判定の場合には、非対称衝突の可能性を見越して、ステップ７０６で非対称衝突時に作動させるべきエアバッグ装置３２のエアバッグ駆動回路３０又はシートベルトプリテンショナー駆動回路２４の作動を制御して処理を終了する。また、エアバッグ装置３２が可変容量型エアバッグの場合には、非対称衝突に最適化された態様でエアバッグを膨張させて乗員の保護を図ることができる。
【００５５】
ステップ７０４で否定判定の場合には、ステップ７０８でラップ率Ｌが式（１１）の右辺で示された第３の閾値を超え、かつ１００以下か否かが判定される。ステップ７０８で肯定判定の場合には、対称衝突を見越して、ステップ７０６で対称衝突時に作動させるエアバッグ装置３２のエアバッグ駆動回路３０又はシートベルトプリテンショナー駆動回路２４の作動を制御して処理を終了する。また、エアバッグ装置３２が可変容量型エアバッグの場合には、対称衝突に最適化された態様でエアバッグを膨張させて乗員の保護を図ることができる。
【００５６】
ステップ７０８で否定判定の場合には、衝突を見越しての制御はせず、車体に設けられた加速度センサ等が検知した衝撃に基づき、エアバッグ装置３２のエアバッグ駆動回路３０及びシートベルトプリテンショナー駆動回路２４の制御を行う。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、自車両と衝突対象とが重なる長さであるラップ量に基づいて、非対称衝突から微小ラップ衝突を判別できる。これにより、自車両に複数設けられているエアバッグ装置又はシートベルト装置等のうち、乗員の保護に最適な装置を微小ラップ衝突を見越して制御することが可能となる。特にエアバッグ装置が可変容量型エアバッグの場合には、微小ラップ衝突に最適化された態様でエアバッグを膨張させて乗員の保護を図ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  衝突形態判別装置
１０  制御回路
１４  入出力回路
２０  カメラ
２２  ミリ波レーダー
２４  シートベルトプリテンショナー駆動回路
２６  シートベルト装置
２８  プリテンショナー駆動モーター
３０  エアバッグ駆動回路
３２  エアバッグ装置
３６  起動制御部
３８  起動判定部
５０  自車両
５４Ａ  左サイドメンバー
５４Ｂ  右サイドメンバー
Ｌ  ラップ率
Ｗ０  サイドメンバー間隔
Ｗ１  自車両幅
Ｙ  ラップ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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