(57)【要約】【課題】車両の動きと障害の動きとを解析して車両が当該障害と衝突するか否かを適切に判定する動作解析装置、動作解析システム、および動作解析方法を提供する。【解決手段】障害検知手段が、障害の車両に対する位置と、車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定する。自車動作検知手段が、車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定する。最短距離算出手段が、障害検知手段の測定結果および自車動作検知手段の測定結果から車両と障害との間の距離が最も短くなる最短距離を算出する。衝突判定手段が、算出された最短距離が所定値以下である場合に車両と障害とが衝突すると判定する。【選択図】図１
2014112348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて前記車両および障害の動きを解析する動作解析装置であって、
前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定する障害検知手段と、
前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定する自車動作検知手段と、
前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果から前記車両と前記障害との間の距離が最も短くなる距離を最短距離として算出する最短距離算出手段と、
算出された前記最短距離が所定値以下である場合に前記車両と前記障害とが衝突すると判定する衝突判定手段と、
を備えたことを特徴とする動作解析装置。
【請求項２】
前記最短距離算出手段は、前記障害検知手段の測定結果と前記自車動作検知手段の測定結果とに基づいて、前記車両と前記障害との間の距離の変化量が０になるタイミングを予測し、予測した前記タイミングにおける前記車両と前記障害との間の距離を前記最短距離として算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の動作解析装置。
【請求項３】
前記障害検知手段は、前記障害の前記車両に対する位置として、前記障害の前記車両に対する縦方向の距離を測定し、
前記最短距離算出手段は、前記車両の前記縦方向の速度と前記障害検知手段により測定された前記障害の前記縦方向の速度との差、および前記車両と前記障害との間の距離を所定の計算式のうち初期の漸化式に代入することにより前記タイミングを予測し、予測した前記タイミングにおける前記車両と前記障害との間の距離を前記最短距離として算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の動作解析装置。
【請求項４】
前記障害検知手段の測定結果に基づいて、前記障害の移動軌跡を予測する障害軌跡予測手段と、
前記自車動作検知手段の測定結果に基づいて、前記車両の移動軌跡を予測する自車軌跡予測手段と、をさらに備え、
前記障害検知手段は、所定の時間間隔で前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定し、
前記自車動作検知手段は、所定の時間間隔で前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定し、
前記最短距離算出手段は、前記障害軌跡予測手段が予測した前記時間間隔ごとの前記障害の移動軌跡と、前記自車軌跡予測手段が予測した前記時間間隔ごとの前記車両の移動軌跡との間の距離に基づいて、前記最短距離を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の動作解析装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の動作解析装置と、
前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果に基づいて、前記障害および前記車両の移動速度を予測する制御手段を含む誤判断防止装置とを備えた動作解析システムであって、
前記障害検知手段は、さらに前記障害の加速度を測定し、
前記自車動作検知手段は、さらに前記車両の加速度を測定し、
前記誤判断防止装置の前記制御手段は、前記障害および前記車両の移動速度の予測結果によって前記障害および前記車両の少なくともいずれかが後退していることが示された場合に、前記動作解析装置の前記衝突判定手段による前記車両と前記障害とが衝突するとの判定を取り消し可能である
ことを特徴とする動作解析システム。
【請求項６】
前記誤判断防止装置の前記制御手段は、前記障害および前記車両の移動速度の予測結果によって前記障害および前記車両の少なくともいずれかが後退していることが示された場合に、前記障害および前記車両の少なくともいずれかの移動速度が０ｍ／ｓであるときの位置で前記車両と前記障害とが衝突するか否かを判定し、前記位置で前記車両と前記障害とが衝突すると判定した場合に、前記動作解析装置の前記衝突判定手段による前記車両と前記障害とが衝突するとの判定は適切であると判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の動作解析システム。
【請求項７】
車両に搭載された動作解析装置が、前記車両および障害の動きを解析する動作解析方法であって、
障害検知手段が、前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定し、
自車動作検知手段が、前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定し、
最短距離算出手段が、前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果から前記車両と前記障害との間の距離が最も短くなる最短距離を算出し、
衝突判定手段が、算出された前記最短距離が所定値以下である場合に前記車両と前記障害とが衝突すると判定する
ことを特徴とする動作解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車の動きと障害の動きとを解析して自車が当該障害と衝突するか否かを適切に判定する動作解析装置、動作解析システム、および動作解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
障害の存在を検知し、衝突回避または被害軽減を目的に自車のブレーキシステムを作動させる先進緊急ブレーキシステム（ＡＥＢＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｂｒａｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）がある。
【０００３】
特許文献１には、レーダ装置が検知した物体が、自車と衝突する可能性があるか否かの判定を行う装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている装置は、検知した他車等の障害と自車との間の縦方向の距離や自車の速度とそれらの閾値とに基づいて衝突するか否かを判定しているので、障害または自車の横方向の動きにより障害が自車から離間するように移動しているような場合であっても、自車と当該障害との間の縦方向の距離が所定距離よりも短く、かつ、自車の速度が所定速度よりも速ければ、自車と当該障害とが衝突すると判定してしまうという問題がある。
【０００６】
そして、そのような問題を内包する特許文献１に記載されている装置と、ＡＥＢＳとを組み合わせると、障害または自車の横方向の動きにより障害が自車から離間するように移動しているような場合であってもＡＥＢＳによって不要な制動動作が行われてしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自車の動きと障害の動きとを解析して自車が当該障害と衝突するか否かを適切に判定する動作解析装置、動作解析システム、および動作解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１の動作解析装置は、車両に搭載されて前記車両および障害の動きを解析する動作解析装置であって、前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定する障害検知手段と、前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定する自車動作検知手段と、前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果から前記車両と前記障害との間の距離が最も短くなる距離を最短距離として算出する最短距離算出手段と、算出された前記最短距離が所定値以下である場合に前記車両と前記障害とが衝突すると判定する衝突判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の動作解析装置では、請求項１において、前記最短距離算出手段が、前記障害検知手段の測定結果と前記自車動作検知手段の測定結果とに基づいて、前記車両と前記障害との間の距離の変化量が０になるタイミングを予測し、予測した前記タイミングにおける前記車両と前記障害との間の距離を前記最短距離として算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の動作解析装置では、請求項２において、前記障害検知手段が、前記障害の前記車両に対する位置として、前記障害の前記車両に対する縦方向の距離を測定し、前記最短距離算出手段が、前記車両の前記縦方向の速度と前記障害検知手段により測定された前記障害の前記縦方向の速度との差、および前記車両と前記障害との間の距離を所定の計算式のうち初期の漸化式に代入することにより前記タイミングを予測し、予測した前記タイミングにおける前記車両と前記障害との間の距離を前記最短距離として算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の動作解析装置では、請求項１において、前記障害検知手段の測定結果に基づいて、前記障害の移動軌跡を予測する障害軌跡予測手段と、前記自車動作検知手段の測定結果に基づいて、前記車両の移動軌跡を予測する自車軌跡予測手段と、をさらに備え、前記障害検知手段が、所定の時間間隔で前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定し、前記自車動作検知手段が、所定の時間間隔で前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定し、前記最短距離算出手段が、前記障害軌跡予測手段が予測した前記時間間隔ごとの前記障害の移動軌跡と、前記自車軌跡予測手段が予測した前記時間間隔ごとの前記車両の移動軌跡との間の距離に基づいて、前記最短距離を算出することを特徴とする。
【００１２】
上記した目的を達成するために、請求項５の動作解析システムは、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の動作解析装置と、前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果に基づいて、前記障害および前記車両の移動速度を予測する制御手段を含む誤判断防止装置とを備えた動作解析システムであって、前記障害検知手段は、さらに前記障害の加速度を測定し、前記自車動作検知手段は、さらに前記車両の加速度を測定し、前記誤判断防止装置の前記制御手段が、前記障害および前記車両の移動速度の予測結果によって前記障害および前記車両の少なくともいずれかが後退していることが示された場合に、前記動作解析装置の前記衝突判定手段による前記車両と前記障害とが衝突するとの判定を取り消し可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の動作解析システムでは、請求項５において、前記誤判断防止装置の前記制御手段が、前記障害および前記車両の移動速度の予測結果によって前記障害および前記車両の少なくともいずれかが後退していることが示された場合に、前記障害および前記車両の少なくともいずれかの移動速度が０ｍ／ｓであるときの位置で前記車両と前記障害とが衝突するか否かを判定し、前記位置で前記車両と前記障害とが衝突すると判定した場合に、前記動作解析装置の前記衝突判定手段による前記車両と前記障害とが衝突するとの判定は適切であると判定することを特徴とする。
【００１４】
上記した目的を達成するために、請求項７の動作解析方法は、車両に搭載された動作解析装置が、前記車両および障害の動きを解析する動作解析方法であって、障害検知手段が、前記障害の前記車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定し、自車動作検知手段が、前記車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定し、最短距離算出手段が、前記障害検知手段の測定結果および前記自車動作検知手段の測定結果から前記車両と前記障害との間の距離が最も短くなる最短距離を算出し、衝突判定手段が、算出された前記最短距離が所定値以下である場合に前記車両と前記障害とが衝突すると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載された本発明の動作解析装置によれば、障害の車両に対する位置と、車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定する障害検知手段と、車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定する自車動作検知手段と、障害検知手段の測定結果および自車動作検知手段の測定結果から車両と障害との間の距離が最も短くなる距離を最短距離として算出する最短距離算出手段と、算出された最短距離が所定値以下である場合に車両と障害とが衝突すると判定する衝突判定手段とを備えるので、車両と障害とが離間しつつあるときに衝突すると判定するような事態を防止することができる。また、障害検知手段が縦方向と横方向とに分けて測定した障害の速度と、自車動作検知手段が縦方向と横方向とに分けて測定した車両の速度とに基づいて２次元で解析されて車両と障害とが衝突するか否かが判定されるので、障害の移動速度と車両の移動速度とをそれぞれ各方向成分に分けずに１次元で解析されて判定される場合に比べてより障害が車両から離間しているか否かを適切に判定することが可能になり、適切に衝突判定を行うことが可能になる。
【００１６】
請求項２の動作解析装置によれば、最短距離算出手段が、車両と障害との間の距離の変化量が０になるタイミングを予測し、予測したタイミングにおいて、車両と障害との間の距離を最短距離として算出するので、衝突予測の処理を行う頻度を車両と障害との間の距離の変化量が０になるタイミングに限定することによって、処理負担を軽減することができる。
【００１７】
請求項３の動作解析装置によれば、最短距離算出手段が、障害検知手段により測定された車両の縦方向の速度と障害の縦方向の速度との差、および車両と障害との間の距離を所定の計算式のうち初期の漸化式に代入して車両と障害との間の距離の変化量が０になるタイミングを予測するので、簡易な処理で車両と障害との間の距離の変化量が０になるタイミングを予測することができる。
【００１８】
請求項４の動作解析装置によれば、障害軌跡予測手段が障害の移動軌跡を予測し、自車軌跡予測手段が車両の移動軌跡を予測するので、車両と障害との間の距離を正確に予測することができる。
【００１９】
請求項５に記載された本発明の動作解析システムによれば、障害および車両の移動速度の予測結果によって障害および車両の少なくともいずれかが後退していることが示された場合に、動作解析装置の衝突判定手段による車両と障害とが衝突するとの判定を取り消し可能であるように構成され、障害が後退して車両と衝突することや、車両が後退して障害と衝突することは極めて稀であり、そのような予測結果は誤りであると考えられるので、動作解析装置の衝突判定手段による誤判定を防ぐことができる。
【００２０】
請求項６の動作解析システムによれば、障害または車両の少なくともいずれかが後退すると予測した場合であっても、障害または車両の少なくともいずれかの移動速度が０ｍ／ｓであるときの位置で車両と障害とが衝突するか否かを判定するので、動作解析装置の衝突判定手段による判定結果の適否を判定することにより、より適切に衝突判定を行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載された本発明の動作解析方法によれば、障害検知手段が、障害の車両に対する位置と、前記車両に対する縦方向の速度および横方向の速度とを測定し、自車動作検知手段が、車両の縦方向の速度および横方向の速度を測定し、最短距離算出手段が、障害検知手段の測定結果および自車動作検知手段の測定結果から車両と障害との間の距離が最も短くなる最短距離を算出し、衝突判定手段が、算出された最短距離が所定値以下である場合に車両と障害とが衝突すると判定するので、車両と障害とが離間しつつあるときに衝突すると判定するような事態を防止することができる。また、障害検知手段が縦方向と横方向とに分けて測定した障害の速度と、自車動作検知手段が縦方向と横方向とに分けて測定した車両の速度とに基づいて２次元で解析されて車両と障害とが衝突するか否かが判定されるので、障害の移動速度と車両の移動速度とをそれぞれ各方向成分に分けずに１次元で解析されて判定される場合に比べてより障害が車両から離間しているか否かを適切に判定することが可能になり、適切に衝突判定を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の動作解析装置を示すブロック図である。
【図２】障害検知手段による障害の検知を示す説明図である。
【図３】自車と障害との位置関係、および障害の軌跡を示す説明図である。
【図４】自車と障害との過去、現在および将来における円状の移動軌跡の例を示す説明図である。
【図５】自車の移動軌跡、障害の移動軌跡、および自車と障害との間の距離を示す説明図である。
【図６】第１実施形態の動作解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の動作解析装置を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態の動作解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】誤判断防止装置の適用例を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態の誤判断防止装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】動作解析装置と動作制御手段とが組み合わされた例としてＡＥＢＳの動作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】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の動作解析装置１００を示すブロック図である。動作解析装置１００は、自動車等の車両に搭載される。図１に示すように、動作解析装置１００は、障害検知手段３００と自車動作検知手段４００と衝突判定手段（最短距離算出手段、衝突判定手段）１３０とを含む。そして、図１に示すように、動作解析装置１００は、動作制御装置２００に接続されている。
【００２４】
障害検知手段３００は、動作解析装置１００が搭載されている車両である自車の周囲の他車等の物や人等の障害を検知して、検知した障害の自車に対する位置（縦方向の距離、横方向の距離）、当該障害の速度における自車の縦方向の成分である縦方向速度、当該障害の速度における自車の縦方向に水平面上で垂直となる方向（側面方向、横方向ともいう）である横方向速度、および障害の加速度等を所定の時間ｔ毎に測定し、測定結果を動作解析装置１００に入力する。なお、障害検知手段３００は、路面状況を示す情報や、障害である他車のホイールベースの長さの検出値、障害である他車の移動速度、障害である他車の位置を時間で１回微分した値、障害である他車の加速度、および障害である他車の位置を時間で２回微分した値等を動作解析装置１００に入力してもよい。
【００２５】
障害検知手段３００は、まず、自らが生成した障害までの距離の情報と角度の情報とに基づいて、障害の自車に対する縦方向座標値および横方向座標値を算出する。そして、当該装置は、算出した縦方向座標値および横方向座標値の所定の時間ｔ毎における変化に基づいて、障害の縦方向速度および横方向速度を算出する。
【００２６】
障害検知手段３００は、カメラやＬＩＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）システムなどの既知のレーダ装置や既知の障害検知装置であってもよい。既知のレーダ装置とは、例えば、自車の前面中央部に設置され、水平面上において自車の縦方向に沿って所定の範囲内の前方に電磁波を送信する。そして、出力した電磁波の反射波を受信したことに基づいて自らと障害との間の距離を示す前述した距離情報および縦方向に対する障害の方向を示す前述した角度情報を生成する装置である。また、既知の障害検知装置とは、例えば、自車の前面中央部に設置され、水平面上において自車の縦方向に沿って前方を中心とする所定の範囲内方向を撮影する撮影部と、撮影した映像に基づいて自らと障害との間の距離を示す前述した距離情報および自らからみた障害の方向を示す前述した角度情報を生成する映像処理部とを備えた装置である。
【００２７】
なお、障害の自車に対する縦方向座標値とは、障害と自車との間を結ぶ線分において、前述した縦方向の成分に相当する値をいう。また、障害の自車に対する横方向座標値とは、障害と自車との間を結ぶ線分において、前述した横方向の成分に相当する値をいう。
【００２８】
自車動作検知手段４００は、自車の縦方向に対する操舵輪の舵角と、自車の縦方向速度および横方向速度と、自車の加速度等とを所定の時間ｔ毎に測定し、測定結果を動作解析装置１００に入力する。なお、自車動作検知手段４００は、ジャイロセンサ等を備え、自車の鉛直軸周りの角速度（ヨーレート）を測定してもよい。また、自車動作検知手段４００は、自車の鉛直軸周りの回転角（ヨーアングル）を測定してもよい。また、操舵輪の舵角が、内輪と外輪とで異なる場合にはアッカーマン理論曲線上の値を操舵輪の舵角として採用されてもよい。また、自車動作検知手段４００は、路面状況を示す情報や、自車のホイールベースの長さの検出値、自車の速度、自車の位置を時間で１回微分した値、自車の加速度、および自車の位置を時間で２回微分した値等を動作解析装置１００に入力してもよい。
【００２９】
衝突判定手段１３０は、障害検知手段３００の予測結果および自車動作検知手段４００の予測結果に基づいて、車両と障害との間の距離が最も短くなる最短ユークリッド距離ＤＴＣ（Ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）（以下、ＤＴＣという。）を算出し、算出したＤＴＣが所定値以下である場合に障害と自車とが衝突すると判定する。具体的には、衝突判定手段１３０は、ＤＴＣが最短となるときの、障害と自車との間の縦方向および横方向の距離と、障害と自車との縦方向および横方向の速度とから、障害と自車との間のユークリッド距離の変化量が０になるタイミングをＴＴＣＤ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）と予測する。衝突判定手段１３０は、予測したＴＴＣＤの値を用いて実際のＤＴＣの値を算出する。ここで、ＴＴＣＤの予測は、障害と自車との間の縦方向および横方向の距離と、障害と自車との縦方向および横方向の速度とを後述する所定の計算式や、障害と自車との運動方程式を表す他の式に代入することにより行われる。なお、以下に説明する運動方程式は本発明の一実施例に過ぎず、本発明はこれらの運動方程式に限定されるものではない。動的な力やモーメントを用いた式が含まれるがこれに限定されるものではなく、ＴＴＣＤを求めうる方程式であれば、いずれであっても適用できる。
【００３０】
衝突判定手段１３０は、算出したＤＴＣの値が所定値以下である場合に障害と自車とが衝突すると判定し、所定値よりも大きい場合に障害と自車とが衝突しないと判定する。所定値は、システムの性能や信頼性を向上するために選択的な設定として障害までの現在の距離、自車と障害との速度、自車と障害との曲率（回転半径）、障害の幅、静止障害物などの付加的なパラメータに基づいて調整される。そして、衝突判定手段１３０は、判定結果を動作制御手段２００に入力する。なお、衝突判定手段１３０は、本発明における最短距離算出手段と、衝突判定手段に対応する。
【００３１】
動作制御装置２００は、動作解析装置１００の衝突判定手段１３０が入力した判定結果に応じて、警報動作を行ったり、自車の自動ブレーキを作動させたりする。
【００３２】
図２は、障害検知手段３００による障害の検知を示す説明図である。図２に示す配置は本発明における障害の回転半径を予測する特定の方法の一つに過ぎず、ＴＴＣＤとＤＴＣを決定する式の一部として他の方法を用いてもよい。同様に、以下に言及する方法以外の方法をＴＴＣＤとＤＴＣを決定する式の一部として自車の移動軌跡の取得に用いてもよい。図２に示す例では、車両１０（自車に相当）の前面中央部に設置されている障害検知手段３００が、当該車両１０の進行方向で左折または割り込みをしようとしている車両２０（障害に相当）と車両１０との間の距離を示す距離情報、および水平面上において車両１０の縦方向に対する角度を示す角度情報を生成する。
【００３３】
障害検知手段３００による距離情報および角度情報の解析と自車に対する障害の移動速度および移動方向の算出とについて説明する。図３は、自車と障害との位置関係と、障害の移動軌跡、すなわち回転状態の経過とを示す説明図である。図３に示すように、本例では、仮想的な円弧に置き換えて障害の移動軌跡を予測する。
【００３４】
図３に示す例では、位置Ａに縦方向に移動している自車があり、位置ppastに障害があり、位置Ａから離間した半径ｒの円周に沿って障害の最小回転半径の円の中心を示す位置ppastから位置ｐnowに障害が移動したとする。なお、前述した縦方向をｘ方向として符号にｘやｌｏｎｇ（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌの略）を付すことがあり、水平面上においてｘ方向に直交する方向（つまり、横方向）をｙ方向として符号にｙやｌａｔ（ｌａｔｅｒａｌの略）を付すことがある。
【００３５】
図３に示すように、位置ppastから位置ｐnowまでの縦方向距離をａ1とし、最小回転半径の円の中心から位置ｐnowまでの横方向距離をｒ−ｂ1とすると、
ｒ2＝（ｒ−ｂ1）2＋ａ12・・・（１）
であることから、
ｒ＝（ｂ12＋ａ12）／２ｂ1・・・（２）
となる。
【００３６】
そして、前述した式（２）において、ａ1を縦方向速度Ｖlongと時間ｔとの積として表し、ｂ1を横方向速度Ｖlatと時間ｔとの積とすると、式（２）は、
ｒ＝（Ｖlong2ｔ2＋Ｖlat2ｔ2）／２Ｖlatｔ・・・（３）
で表される。
さらに、ｔ＝１とすると、
ｒ＝（Ｖlong2＋Ｖlat2）／２Ｖlat・・・（４）
となる。
このように、障害や自車の半径ｒは、障害と自車との縦方向および横方向の速度に基づいて推定される。
【００３７】
図４は、自車と障害との動きを表すために用いられる移動軌跡の例を示す説明図である。図４に示すように、自車と障害とについて本例では、仮想的な円弧に置き換えて自車と障害との移動軌跡を示す。図４に示す例では、自車と障害とは、点Ｃを中心とする円弧上において鉛直軸周りに点Ａから点Ｂに向かって移動したこととする。つまり、現在（ｔ＝０）自車と障害とは点Ａにあるとする。そして、ｔ1秒後（ｔ＝ｔ1）の自車と障害との位置を点Ｂとする。すると、円弧上において、点Ｏと点Ｂとの間の距離ｒθは、点Ｂと点Ａとの間の距離ｒθ（ｔ）に点Ａと点Ｏとの間の距離ｒθ0を加算することによって算出できるので、
ｒθ＝ｒθ（ｔ）＋ｒθ0・・・（５）
で表される。なお、θは、点Ｃおよび点Ｏを通る直線と点Ｃおよび点Ｂを通る直線とがなす角であり、θ（ｔ）は、点Ｃおよび点Ａを通る直線と点Ｃおよび点Ｂを通る直線とがなす角であり、θ0は、点Ｃおよび点Ｏを通る直線と点Ｃおよび点Ａを通る直線とがなす角である。
【００３８】
また、自車と障害との移動距離ｒθ（ｔ）は、
ｒθ（ｔ）＝ｖｔ＋０．５ａｔ2で表されるので、式（５）は、
ｒθ＝ｖｔ＋０．５ａｔ2＋ｒθ0・・・（６）
で表される。なお、ｖは、自車と障害との円弧に沿う移動速度を示し、ａは、自車と障害との円弧に沿う加速度を示している。またθ0は、自車と障害との初期の回転角（ヨーアングル）を示している。
【００３９】
そして、自車のステアリング角が曲率半径（回転半径）と同じである場合のｒ＝Ｌ／δ、または式（４）で示したうち障害である場合のｒ＝（Ｖlong2＋Ｖlat2）／２Ｖlatとすると、
θ＝１／ｒ（ｖｔ＋０．５ａｔ2）＋θ0・・・（７）
で表される。なお、Ｌは予め設定されている自車のホイールベース長、δは、自車動作検知手段４００が測定した自車の操舵輪の舵角である。また、予測された自車の回転半径は、正確さと信頼性とを向上するために自車の速度に基づいて調整される。
【００４０】
ここで、
【数１】
2014112348.tif 000003
である。
【００４１】
従って、
【数２】
2014112348.tif 000004
である。すると、
【数３】
2014112348.tif 000005
で表される。
【００４２】
そうすると、自車の時間ｔ毎の縦方向位置Ｐx（ｔ）と横方向位置Ｐy（ｔ）とは以下のように表される。なお、ｘ0は、現在（ｔ＝０）における縦方向位置を示し、ｙ0は、現在（ｔ＝０）における横方向位置を示す。自車の場合には、ｘ0とｙ0とはゼロになり、障害の場合には、ｘ0とｙ0とは自車の前部から障害の後部（障害が対向車である場合は障害の前部）までの縦方向および横方向それぞれの距離となる。
【００４３】
【数４】
2014112348.tif 000006
【００４４】
次に、衝突判定手段１３０によるＴＴＣＤの算出について図面を参照して説明する。以下の計算は特定の運動方程式において最短距離までの時間を求める一つの方法を示し、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。図５は、自車の移動軌跡、障害の移動軌跡、および自車と障害との間の距離を示す説明図である。図５において、自車の移動軌跡は破線で示され、障害の移動軌跡は１点鎖線で示されている。図５に示すように、自車と障害との間の距離は、時間ｔが０から４へと経過するに応じて変化することが２点鎖線で示されている。
【００４５】
そして、図４を参照して前述したように、自車の縦方向位置および横方向位置と、障害の縦方向位置および横方向位置とは、前述した式（１１）および式（１２）によって表される。また、自車と障害との間の距離は、前述した式（１３）で表される。
【００４６】
ここで、簡単のため、θego＝α，θobj＝β，θ0ego＝ε，θ0obj＝φとして表す。つまり、測定開始時（図４において自車が位置Ｏにあるとき）から現在（ｔ＝０）を過ぎてｔ1秒後（ｔ＝ｔ1）までの自車の最小回転半径の円の中心を中心とする鉛直軸周りの回転角度θegoをαとし、障害検知手段３００または自車動作検知手段４００による測定開始時から現在（ｔ＝０）を過ぎてｔ1秒後（ｔ＝ｔ1）までの障害の最小回転半径の円の中心を中心とする鉛直軸周りの回転角度θobjをβとし、測定開始時から現在（ｔ＝０）までの自車の鉛直軸周りの回転角度θ0egoをεとし、測定開始時から現在（ｔ＝０）までの障害の最小回転半径の円の中心を中心とする鉛直軸周りの回転角度θ0objをφとして表す。なお、自車に関してｅｇｏを符号に付し、障害に関してｏｂｊ（ｏｂｊｅｃｔ、ｔｈｅ  ｏｂｓｔａｃｌｅ）を符号に付すことがある。
【００４７】
さらに、自車の移動軌跡の円弧の半径ｒをｒegoと表し、障害の移動軌跡の円弧の半径ｒをｒobjと表す。従って、前述したように、ｒego＝Ｌ／δであり、ｒobj＝（Ｖlong2＋Ｖlat2）／２Ｖlatである。また、現在（ｔ＝０）における自車の縦方向位置をｘ0egoとし、現在（ｔ＝０）における自車の横方向位置をｙ0egoとし、現在（ｔ＝０）における自車の横方向位置をｘ0objとし、現在（ｔ＝０）における自車の縦方向位置をｙ0objとする。
【００４８】
なお、自車と障害との間の距離ＤＴＣ（Ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）は、例えば、自車の縦方向位置をＰxego（ｔ）、自車の横方向位置をＰyego（ｔ）、障害の縦方向位置をＰxobj（ｔ）、および障害の横方向位置をＰyobj（ｔ）として表すと、
【数５】
2014112348.tif 000007
で求められる。
【００４９】
すると、式（１３）は、
【数６】
2014112348.tif 000008
と表すことができる。
【００５０】
そして、
【数７】
2014112348.tif 000009
が成立するようなｔを、本実施形態では、例として全てのｔのＤＴＣの計算を要することなく、つまりＤＴＣ（ｔ＝０．０１）、ＤＴＣ（ｔ＝０．０２）、ＤＴＣ（ｔ＝０．０３）・・・ＤＴＣ（ｔ＝０．０５）を必要とせず、ＤＴＣが最も近い１つのｔをニュートン法を用いて求める。これにより、処理速度を向上させるとともに必要とされるハードウェア資源を減少させることが可能となる。式（１５）が成立するようなｔのとき、自車と障害とは最もユークリッド距離が近いか離れているかのいずれかである。そして、ニュートン法によれば、ｔは、
【数８】
2014112348.tif 000010
という反復回数を増加させることで結果の正確さを向上させる漸化式で表され、初期値ｔ0は以下の式で表される。ここで、所定の計算式に含まれる漸化式（１６−１）〜（１６−ｎ）のうち初期の漸化式（１６−１）に、初期値ｔ0を代入し、次いで、より正確な反復代入としてｔ1が計算される。この方法の信頼性を確保するため、また、最長でなく最短となるＤＴＣを確保するため、合理的な初期予測ｔ0が必要とされる。衝突までの１次元時間（ＴＴＣ）を用いることでｔ0を下記のように予測できる。
【数９】
2014112348.tif 000011
【００５１】
ここで、ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）は１次元モデルにおいて自車と障害とが衝突するまでの時間であり、ｄは障害と自車との間の縦方向の距離であり、ｖrelは、自車と障害との縦方向の速度の差である。
そして、
【数１０】
2014112348.tif 000012
となり、従って、
【数１１】
2014112348.tif 000013
となる。
【００５２】
ここで、
【数１２】
2014112348.tif 000014
と表される。
【００５３】
次に、ｆ'（ｔ）は、
【数１３】
2014112348.tif 000015
となる。
【００５４】
よって、
【数１４】
2014112348.tif 000016
と表され、ＴＴＣＤを求めることができる。なお、ＤＴＣＶlongは、自車の縦方向速度と他車の縦方向速度との差である。また、ＤＴＣＰlongは、自車の縦方向位置と他車の縦方向位置との差である。ＤＴＣＡlongは、自車の縦方向加速度と他車の縦方向加速度との差である。また、ＤＴＣＶlatは、自車の横方向速度と他車の横方向速度との差である。ＤＴＣＰlatは、自車の横方向位置と他車の横方向位置との差である。ＤＴＣＡlatは、自車の横方向加速度と他車の横方向加速度との差である。
【００５５】
そして、式（２３）を用いて求めたＴＴＣＤの初期予測のタイミングは、精度を向上するために式（１６−２）〜（１６−ｎ）を用いて求められた一連の予測ｔ（ｔ＝ｔ1）により示され、ｔ（ｔ＝ｔ1）として式（１１）〜（１３）によって、ＴＴＣＤにおける自車と障害との間の距離を予測することができる。
【００５６】
なお、合理的な値のＴＴＣＤを予測するために、自車および障害の移動軌跡における円弧は、例えば、障害と自車とが小さい円の中で移動すると予測されないように、半径の最小値を制限する必要がある。具体的には、５ｍ以上に制限したり、Ｖobj×ＴＴＣ＝Ｖobj×（Ｄlong／（Ｖego-long−Ｖobj-long））の最大値に制限したりしてもよい。なお、Ｄlongは自車と障害との間の縦方向の距離であり、Ｖego-longは自車の縦方向の速度であり、Ｖobj-longは障害の縦方向の速度である。これにより、最小の許容可能な回転半径が、小さすぎる回転半径とならないようにし、自車と障害との速度および自車と障害との間の距離の比例とすることができ、Ｖego-longとＶobj-longとの差が大きい場合に安全性と信頼性とをより高めることができる。
【００５７】
ＴＴＣＤはニュートン法によって、解に収束することが保障される。すなわち、連続反復によって差が小さくなっていく。ｔ＜０であれば、障害が自車から離れていくように加速している場合のように、その予測は信頼してはならないものである。
【００５８】
例えば、障害が、障害の最小回転半径の４分の１以上の半径の円に沿って移動しているときに、減速や方向転換による移動方向の変化によって縦方向速度や横方向速度の向きが反対にならない（つまり、縦方向速度の値や横方向速度の値がマイナスにならない）ようにするために、更なる方法が用いられてもよい。
【００５９】
横断している障害のように縦方向速度が速い障害の場合は、線形動的システムに基づく式を用いてもよい。なお、自車と障害とが加減速せずに直線的に移動している場合には、ＴＴＣＤの算出は円運動の場合よりも容易である。具体的には、下記に示すように、
【数１５】
2014112348.tif 000017
で自車の予測位置と障害の予測位置とを算出することができる。
そして、ＤＴＣは、
【数１６】
2014112348.tif 000018
で算出することができる。
【００６０】
そうすると、
【数１７】
2014112348.tif 000019
であるから、
【数１８】
2014112348.tif 000020
となる。
【００６１】
この方法は、ＴＴＣＤを算出する方法として、他の様々な運動方程式にも同様に適切に適用することができる。しかし、加速等を考慮すると、運動方程式はより複雑になる。
【００６２】
図６は、本実施形態の動作解析装置１００の動作を示すフローチャートである。動作解析装置１００は、第１実施形態と同様に、以下に述べる図６に示す動作を、例えば、運転者によってキーオン操作がなされてからキーオフ操作がなされるまで繰り返し実行する。まず、動作解析装置１００は、障害検知手段３００から、障害の自車に対する位置、障害の縦方向速度、および障害の横方向速度の測定結果の入力を受け付け、自車動作検知手段４００から、自車の縦方向に対する操舵輪の舵角、自車の縦方向速度、および自車の横方向速度の測定結果の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。
【００６３】
衝突判定手段１３０が、例えば、ニュートン法により、自車と障害との間の距離の変化を予測して、自車と障害との間の距離が最短となるタイミング（ＴＴＣＤ）を予測する（ステップＳ１０２）。具体的には、式（１５）が成立するｔ（つまりＴＴＣＤ）を前述した式（１６）〜（２４）を用いたニュートン法によって求める。これにより、計算の処理負荷を軽減するとともに、全てのｔを求めるＤＴＣを計算するシステムと比較したときに簡易にＴＴＣＤを求めることができる。つまり、ＤＴＣ（ｔ＝０．０１）、ＤＴＣ（ｔ＝０．０２）、ＤＴＣ（ｔ＝０．０３）・・・ＤＴＣ（ｔ＝５．００）が不要となり、処理速度を向上させ、必要とされるハードウェア資源を減少させることができる。そして、衝突判定手段１３０は、ニュートン法の信頼性を保障し、最短ＤＴＣと最長でないＤＴＣの算出を保障するために、ニュートン法を用いた所期の漸化式（１６−１）に初期値ｔ0を代入する。求めたｔであるＴＴＣＤが、０以上であり、かつ、実数であれば、ステップＳ１０３の処理に移行し、そうでなければ処理を終了する。
【００６４】
衝突判定手段１３０が、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２において求められたＴＴＣＤを式（１１）〜（１３）のｔに代入して、予測したＴＴＣＤにおける自車と障害との間の距離を予測する（ステップＳ１０３）。
【００６５】
衝突判定手段１３０が、ステップＳ１０３の処理で予測した自車と障害との間の距離に基づいて、障害と自車とが衝突するか否かを判定し（ステップＳ１０４）、判定結果を動作制御手段２００に入力する。具体的には、例えば、衝突判定手段１３０は、ステップＳ１０３の処理で予測した自車と障害との間の距離ＤＴＣが所定の値（例えば、１ｍ）よりも小さい場合に、障害と自車とが衝突すると判定する。
【００６６】
衝突判定手段１３０が障害と自車とが衝突すると判定した場合、ＴＴＣＤは、ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ：自車が障害に衝突するまでの時間）となる。
【００６７】
本実施形態によれば、衝突判定手段１３０は、障害の移動速度を縦方向成分と横方向成分とに分けて２次元で解析して衝突判定を行うので、自車と障害との間の１次元の距離で衝突判定を行う場合に比べて、障害が自車から離間しているか否かを適切に判定することが可能になる。
【００６８】
つまり、本実施形態によれば、自車と障害との間の距離を、自車と障害との縦方向速度と横方向速度とを用いて予測するので、障害が右左折によって自車から離間していく場合や、自車が操舵により障害から離れていく場合などには自車と障害とが衝突しないと判定し、障害が自車の走行レーンに割り込むこと等によって自車との間の距離が近づいている場合には自車と障害とが衝突する恐れがあると判定することができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、ｔ＝０．０１、ｔ＝０．０１・・・ｔ＝５．００、と全てのＤＴＣの計算を要することなく、自車と障害との間の距離ＤＴＣが最短になるタイミングＴＴＣＤにおける衝突可能性の判定を行うように構成されているので、リアルタイムに衝突の判定を行う場合に問題となりうる処理負荷や使用メモリ量を減少させることができる。
【００７０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の動作解析装置１００では、自車と障害との間の距離ＤＴＣが最短になるタイミングＴＴＣＤを予測して算出し、当該タイミングにおける衝突可能性の判定を行うことにより、実時間での処理で問題となりうる処理負荷や使用メモリ量を減少させた。これに対し、第２実施形態の動作解析装置１０２は、測定結果が入力される毎に自車の移動軌跡と他車の移動軌跡を比較して衝突判定を行うことで、衝突判定を高い頻度で行うことによって安全性を高めることができる。
【００７１】
図７は、本発明の第２実施形態の動作解析装置１０２を示すブロック図である。動作解析装置１０２は、自動車等の車両に搭載される。図７に示すように、動作解析装置１０２は、障害検知手段３００と自車動作検知手段４００と障害軌跡予測手段１１０と自車軌跡予測手段１２０と衝突判定手段（最短距離算出手段、衝突判定手段）１３２とを含む。そして、図７に示すように、動作解析装置１０２は、動作制御装置２００に接続されている。なお、障害軌跡予測手段１１０、自車軌跡予測手段１２０、および衝突判定手段１３２以外の各手段の構成および機能は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７２】
障害軌跡予測手段１１０は、障害検知手段３００の測定結果（障害の位置、障害の縦方向速度、障害の横方向速度を示す情報）に基づいて障害の以後の移動軌跡を予測する。
【００７３】
ここで、障害軌跡予測手段１１０は、第１実施形態と同様に、図３で説明した式（１）〜式（４）を用いて、障害の移動軌跡を、半径ｒの円弧に沿って障害検知手段３００が測定した位置から縦方向速度Ｖlongおよび横方向速度Ｖlatで移動すると予測する。具体的には、式（４）に示すようにｒ＝（Ｖlong2＋Ｖlat2）／２Ｖlatとして式（１１）および式（１２）に代入することで、障害軌跡予測手段１１０が、障害の時間ｔ毎の横方向位置と縦方向位置とを算出して、障害の以後の位置を予測することによって障害の以後の移動軌跡を予測する。
【００７４】
自車軌跡予測手段１２０は、自車動作検知手段４００の測定結果（自車の縦方向に対する操舵輪の舵角、および自車の移動速度を示す情報）に基づいて自車の以後の移動軌跡を予測する。具体的には、第１実施形態と同様に、図４で説明した式（５）〜式（１２）を用いて、自車軌跡予測手段１２０は、ｒ＝Ｌ／δとして自車の時間ｔ毎の横方向位置と縦方向位置とを算出して、自車の以後の位置を予測することによって自車の以後の移動軌跡を予測する。
【００７５】
衝突判定手段１３２は、障害検知手段３００の予測結果および自車動作検知手段４００の予測結果に基づいてＤＴＣを算出し、算出したＤＴＣが所定値以下である場合に障害と自車とが衝突すると判定する。具体的には、衝突判定手段１３２は、障害軌跡予測手段１１０により予測された障害の移動軌跡と、自車軌跡予測手段１２０により予測された自車の移動軌跡とを比較し、二つの移動軌跡が描く最も短い距離をＤＴＣとして算出する。
【００７６】
衝突判定手段１３２は、ＤＴＣが所定値以下である場合に障害と自車とが衝突すると判定し、所定値よりも大きい場合に衝突しないと判定し、判定結果を動作制御手段２００に入力する。なお、衝突判定手段１３２は、本発明における最短距離算出手段と、衝突判定手段に対応する。
【００７７】
次に、動作解析装置１０２の動作について図面を参照して説明する。図８は、本実施形態の動作解析装置１０２の動作を示すフローチャートである。動作解析装置１０２は、以下に述べる図８に示す動作を、例えば、運転者によってキーオン操作がなされてからキーオフ操作がなされるまで繰り返し実行する。
【００７８】
動作解析装置１０２は、障害検知手段３００から、障害の自車に対する位置、障害の縦方向速度、および障害の横方向速度の測定結果の入力を受け付け、自車動作検知手段４００から、自車の縦方向に対する操舵輪の舵角、自車の縦方向速度、および自車の横方向速度の測定結果の入力を受け付ける（ステップＳ２０１）。
【００７９】
障害軌跡予測手段１１０が、入力された障害検知手段３００の測定結果に基づいて障害の以後の移動軌跡を予測する（ステップＳ２０２）。具体的には、障害軌跡予測手段１１０は、式（１）から式（４）を用いて障害の以後の移動軌跡を予測する。
【００８０】
自車軌跡予測手段１２０が、入力された自車動作検知手段４００の測定結果に基づいて自車の以後の移動軌跡を予測する（ステップＳ２０３）。具体的には、自車軌跡予測手段１２０は、式（５）から式（７）を用いて自車の以後の移動軌跡を予測する。
【００８１】
自車軌跡予測手段１２０が、ステップＳ２０３の処理で予測した移動軌跡に基づいて、自車の以後の位置を予測する（ステップＳ２０４）。具体的には、自車軌跡予測手段１２０は、式（１１）および式（１２）を用いて自車の以後の位置を予測する。
【００８２】
障害軌跡予測手段１１０が、ステップＳ２０２の処理で予測した移動軌跡に基づいて、障害の以後の位置を予測する（ステップＳ２０５）。具体的には、障害軌跡予測手段１１０は、式（４）を式（１１）および式（１２）にそれぞれ代入して、障害の以後の位置を予測する。
【００８３】
衝突判定手段１３２が、自車軌跡予測手段１２０がステップＳ２０４の処理で予測した位置、および障害軌跡予測手段１１０がステップＳ２０５の処理で予測した位置に基づいて、自車と障害との間の距離を予測する（ステップＳ２０６）。なお、ＤＴＣは、式（１３）で求められる。
【００８４】
衝突判定手段１３２が、ステップＳ２０６の処理で予測した自車と障害との間の距離に基づいて、障害と自車とが衝突するか否かを判定し（ステップＳ２０７）、判定結果を動作制御手段２００に入力する。
【００８５】
具体的には、例えば、衝突判定手段１３２は、ステップＳ２０６の処理で予測した自車と障害との間の距離ＤＴＣが所定の値（例えば、１ｍ）よりも小さい場合に、障害と自車とが衝突すると判定する。
【００８６】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、自車と障害との間の距離を、自車と障害との縦方向速度と横方向速度とを用いて予測するので、障害が右左折等によって自車から離間していく場合には自車と障害とが衝突しないと判定し、障害が割り込み等によって自車との間の距離が近づいている場合には自車と障害とが衝突する恐れがあると判定することができる。
【００８７】
つまり、本実施形態によれば、衝突判定手段１３２は、障害の移動速度を縦方向成分と横方向成分とに分けて２次元で解析して障害の移動軌跡を予測して衝突判定を行うので、自車と障害との間の１次元の距離で衝突判定を行う場合に比べて、障害が自車から離間しているか否かを適切に判定することが可能になり、適切に衝突判定を行うことが可能になる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、自車と障害との移動軌跡を予測するので、移動軌跡を予測することなく自車と障害との間の距離および自車の速度に基づいて自車と障害とが衝突するか否かを判定する場合に比べて、衝突判定の精度を高め、適切に衝突判定を行うことができる。
【００８９】
＜第３実施形態＞
以上に述べた各実施形態において、他車等の障害の移動の予測に用いられる障害検知手段３００には、レーダや撮影装置、レーザセンサのような検知装置が用いられ、他車等の障害のブレーキが作動したことによって減速したことに基づいて他車等の障害が後退すると予測して衝突予測がなされることがある。しかし、現実には、他車等の障害や自車は、完全に停止しても、障害や自車が後退することはほとんどない。ここで、障害や自車が後退した場合には、移動速度は負の値になる。従って、障害や自車の移動速度が正の値から０ｍ／ｓに変化するとき、自車や障害は、自車や障害の移動速度が０ｍ／ｓとなる位置で、つまり後退の動きが始まる前の位置に固定されるべきである。
【００９０】
ここで、２秒後（ｔ＝２）に自車と障害とが衝突するという単純な例で障害が後退することについて説明する。障害に対する自車の相対速度Ｖrelが１０ｍ／ｓであり、自車の速度Ｖegoが１５ｍ／ｓであり、障害の速度Ｖobjが５ｍ／ｓであり、障害に対する自車の相対加速度Ａrelが４ｍ／ｓ2であり、自車の加速度Ａegoが０ｍ／ｓ2であり、障害の加速度Ａobjが−４ｍ／ｓ2であるとする。
【００９１】
すると、時間ｔのときの障害の速度Ｖobj（ｔ）は、Ｖobj（ｔ）＝Ｖobjoriginal＋Ａobj＊ｔで表される。なお、Ｖobjoriginalは、障害の初期速度である。
【００９２】
従って、
Ｖobj（０）＝５ｍ／ｓ
Ｖobj（１）＝１ｍ／ｓ
Ｖobj（２）＝−３ｍ／ｓ
つまり、自車と障害とが衝突するｔ＝２のときには、障害が後退していることになる。
【００９３】
障害の相対速度と相対加速度とに基づくシステムでは、障害が負の値の縦方向の速度で移動することに基づいて衝突を予測しうるが、前述したように、障害は完全に停止していると判断すべきであって、障害が後退しているとの判断は明らかに誤りであると考えられる。
【００９４】
同様に、自車が後退することについて説明する。障害に対する自車の相対速度Ｖrelが１０ｍ／ｓであり、自車の速度Ｖegoが１５ｍ／ｓであり、障害の速度Ｖobjが５ｍ／ｓであり、障害に対する自車の相対加速度Ａrelが−４ｍ／ｓ2であり、自車の加速度Ａegoが−４ｍ／ｓ2であり、障害の加速度Ａobjが０ｍ／ｓ2であるとする。
【００９５】
すると、時間ｔのときの自車の速度Ｖego（ｔ）は、Ｖego（ｔ）＝Ｖegooriginal＋Ａego＊ｔで表される。なお、Ｖegooriginalは、自車の初期速度である。
【００９６】
従って、
Ｖego（０）＝１５ｍ／ｓ
Ｖego（１）＝１１ｍ／ｓ
Ｖego（２）＝７ｍ／ｓ
Ｖego（３）＝３ｍ／ｓ
Ｖego（４）＝−１ｍ／ｓ
つまり、ｔ＝４のときには、自車が後退していることになる。このような場合には、自車は前方の障害に衝突することはほとんどない。つまり、自車の移動速度が負の値になった場合に当該自車が障害に衝突するとする判断は誤りであると考えられる。
【００９７】
そこで、本実施形態では、そのような誤判断を防ぐことができる誤判断防止装置５００について述べる。図９は、誤判断防止装置５００の接続例を示すブロック図である。図９に示すように、誤判断防止装置５００は、障害検知手段３００、自車動作検知手段４００および動作解析装置１００に接続されている。そして、誤判断防止装置５００には、障害検知手段３００から障害の位置、障害の縦方向速度、および障害の横方向速度の測定結果が入力され、自車動作検知手段４００から自車の操舵輪の舵角、自車の縦方向速度、および自車の横方向速度の測定結果が入力される。なお、動作解析装置１００、障害検知手段３００および自車動作検知手段４００の構成は、図１に示す構成と同様であるので、説明を省略する。また、本実施例では、誤判断防止装置５００が動作解析装置１００に接続されている例を説明するが、これに限定されず動作解析装置１０２に接続されていてもよい。
【００９８】
誤判断防止装置５００には、動作解析装置１００の障害軌跡予測手段１１０の予測結果、自車軌跡予測手段１２０の予測結果、および衝突判定手段の判定結果も入力される。動作解析装置１００の衝突判定手段１３０は、誤判断防止装置５００の判断に従って判定結果を動作制御装置２００に出力する。
【００９９】
誤判断防止装置５００は、入力された各測定結果および各予測結果に基づいて入力された判定結果が適切か否かを判断し、判断結果を動作解析装置１００に入力する制御手段５０１を含む。
【０１００】
まず、誤判断防止装置５００による判断について説明する。前述したように、本発明において、障害の速度は、自車の縦方向に沿う移動速度である縦方向速度と、水平面上において縦方向に垂直となる方向の速度である横方向速度とに成分が分けられて算出される。また、障害の位置も、自車の縦方向に沿った位置である縦方向位置と、水平面上において縦方向に垂直となる方向の位置である横方向位置とに分けられて算出される。
【０１０１】
そこで、まず、障害の縦方向速度Ｖx＝０になるタイミングについて検討する。式（１２）に示されている縦方向位置を時間で１回微分した解が縦方向速度Ｖxであるので、縦方向速度Ｖxは、
【数１９】
2014112348.tif 000021
で表される。従って、Ｖx＝０となるためには、（ｖ＋ａｔ）＝０である場合と、ｃｏｓθ＝０である場合とがある。なお、
【数２０】
2014112348.tif 000022
である。
【０１０２】
ここで、（ｖ＋ａｔ）＝０が成立するｔ（ｔ1とする）は、
ｔ1＝−ｖ／ａ
・・・（２６）
である。
また、ｃｏｓθ＝０が成立するためには、
【数２１】
2014112348.tif 000023
であればよいので、そうするとｔは、
【数２２】
2014112348.tif 000024
を満たせばよい。そうするとｔ（ｔ2およびｔ3とする）は、
【数２３】
2014112348.tif 000025
となる。
【０１０３】
つまり、ｔ＝ｔ1、ｔ2およびｔ3のうち、いずれかのタイミングで障害の縦方向速度Ｖx＝０になる。
【０１０４】
もし、ＴＴＣＤまたはＴＴＣのタイミングでＶxが負の値であった場合には、算出したｔ1、ｔ2およびｔ3のうち、最小であり、実数であり、かつ、負の値でないものを障害が縦方向には移動していないときの時間Ｔsxとして選択する。そして、選択されたＴsxのタイミングにおける障害の縦方向位置を算出し、当該縦方向位置との関係で自車が衝突するか否かが判断されるのである。
【０１０５】
次に、横方向速度Ｖy＝０になるタイミングについて検討する。式（１１）に示されている横方向位置を時間で１回微分した解が横方向速度Ｖyであるので、横方向速度Ｖyは、
【数２４】
2014112348.tif 000026
で表される。従って、Ｖy＝０となるためには、（ｖ＋ａｔ）＝０である場合と、ｓｉｎθ＝０である場合とがある。なお、
【数２５】
2014112348.tif 000027
である。
【０１０６】
ここで、（ｖ＋ａｔ）＝０が成立するｔ（ｔ1とする）は、
ｔ1＝−ｖ／ａ
・・・（３３）
である。
また、ｓｉｎθ＝０が成立するためには、
【数２６】
2014112348.tif 000028
であればよいので、そうするとｔは、
【数２７】
2014112348.tif 000029
を満たせばよい。そうするとｔ（ｔ2およびｔ3とする）は、
【数２８】
2014112348.tif 000030
となる。
【０１０７】
つまり、ｔ＝ｔ1、ｔ2およびｔ3のうち、いずれかのタイミングで横方向速度Ｖy＝０になる。
【０１０８】
もし、ＴＴＣＤまたはＴＴＣのタイミングでＶyが負の値であった場合には、算出したｔ1、ｔ2およびｔ3のうち、最小であり、実数であり、かつ、負の値でないものを障害が横方向には移動していないときの時間Ｔsyとして選択する。
【０１０９】
ここで、ｔ2およびｔ3における
【数２９】
2014112348.tif 000031
について検討すると、本例では障害の加速度ａは負の値であることを前提にしているので、ｔ2はｔ1よりも大きな値になり、ｔ3は負の値となることが明らかである。なお、ｒとθ0との符号が横方向において互いに異なるような状態は物理的に無関係である。なぜなら障害としての車両がヨーモーメントの方向と操舵方向とが反対方向となっただけでは停止しないからである。従って、Ｔsyにはｔ1が選択されることになる。そして、選択されたＴsxのタイミングにおける障害の縦方向位置を算出し、当該縦方向位置との関係で自車が衝突するか否かが判断されるのである。
【０１１０】
次に、本実施形態の誤判断防止装置５００の動作について詳細に説明する。図１０は、本実施形態の誤判断防止装置５００の動作を示すフローチャートである。なお、誤判断防止装置５００は、動作解析装置１００の衝突判定手段１３０によって自車が障害に衝突すると判定されたときに処理を開始する。
【０１１１】
誤判断防止装置５００の制御手段５０１は、まず、式（３１）〜（３７）を用いて、Ｖx＝０ｍ／ｓとなるときのＴsxを算出する（ステップＳ３０１）。また、誤判断防止装置５００の制御手段５０１は、式（２４）〜（３０）を用いて、Ｖy＝０ｍ／ｓとなるときのＴsyを算出する（ステップＳ３０２）。
【０１１２】
そして、誤判断防止装置５００の制御手段５０１は、ステップＳ３０１の処理で算出したＴsxを用いてＰxlongおよびＰxlatを算出し（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０２の処理で算出したＴsyを用いてＰylongおよびＰylatを算出する（ステップＳ３０４）。
【０１１３】
なお、Ｐxlongは、式（１１）においてｔ＝Ｔsxである場合のＰx（ｔ）である。また、Ｐxlatは、式（１２）においてｔ＝Ｔsxである場合のＰy（ｔ）である。Ｐylongは、式（１１）においてｔ＝Ｔsyである場合のＰx（ｔ）である。また、Ｐylatは、式（１２）においてｔ＝Ｔsyである場合のＰy（ｔ）である。このように、縦方向だけでなく横方向もチェックすることで、道路形状が直線でない場合（例えば、オイラー螺旋形状のカーブ路等である場合）であっても、正確に誤判断の判定をすることができる。
【０１１４】
誤判断防止装置５００の制御手段５０１は、ＴsxとＴＴＣおよびＴＴＣＤとの比較を行うとともに、ＴsyとＴＴＣおよびＴＴＣＤとの比較を行う。そして、誤判断防止装置５００の制御手段５０１は、Ｔsx＜ＴＴＣまたはＴＴＣＤ、Ｔsy＜ＴＴＣまたはＴＴＣＤのいずれかが成立する場合に（ステップＳ３０５のＹｅｓ）、ステップＳ３０６の処理に移行し、そうでない場合に（ステップＳ３０５のＮｏ）、後述するステップＳ３０９の処理に移行する。
【０１１５】
ステップＳ３０１の処理で算出されたＴsxがＴＴＣまたはＴＴＣＤよりも小さい場合（ステップＳ３０５のＹｅｓ）とは、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する前に、Ｔsxが到来する場合であり、従って、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する前に横方向速度Ｖxが０ｍ／ｓになる場合である。換言すれば、横方向速度Ｖxが負の値になってから、つまり障害が後退して、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する場合である。
【０１１６】
また、ステップＳ３０２の処理で算出されたＴsyがＴＴＣまたはＴＴＣＤよりも小さい場合（ステップＳ３０５のＹｅｓ）とは、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する前に、Ｔsyが到来する場合であり、従って、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する前に縦方向速度Ｖyが０ｍ／ｓになる場合である。換言すれば、縦方向速度Ｖyが負の値になってから、つまり障害が後退して、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する場合である。
【０１１７】
ステップＳ３０１の処理で算出されたＴsxがＴＴＣまたはＴＴＣＤよりも小さくない場合（ステップＳ３０５のＮｏ）とは、Ｔsxが、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来した後、またはＴＴＣまたはＴＴＣＤと同じタイミングで到来する場合であり、従って、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来した後に横方向速度Ｖxが０ｍ／ｓになる場合である。換言すれば、横方向速度Ｖxが０ｍ／ｓになる前に、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する場合である。
【０１１８】
また、ステップＳ３０２の処理で算出されたＴsyがＴＴＣまたはＴＴＣＤよりも小さくない場合（ステップＳ３０５のＮｏ）とは、Ｔsyが、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来した後、またはＴＴＣまたはＴＴＣＤと同じタイミングで到来する場合であり、従って、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来した後に縦方向速度Ｖyが０ｍ／ｓになる場合である。換言すれば、縦方向速度Ｖyが０ｍ／ｓになる前に、ＴＴＣまたはＴＴＣＤが到来する場合である。
【０１１９】
そして、制御手段５０１は、ステップＳ３０１の処理で算出したＴsxとステップＳ３０２の処理で算出したＴsyとを比較し、Ｔsx＜Ｔsyである場合に（ステップＳ３０６のＹｅｓ）、Ｐxlong，Ｐxlatの位置で自車が障害に衝突するか否かを判定する（ステップＳ３０７）。一方、制御手段５０１は、Ｔsy≧Ｔsxである場合に（ステップＳ３０６のＮｏ）、Ｐylong，Ｐylatの位置で自車が障害に衝突するか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
【０１２０】
なお、制御手段５０１は、ステップＳ３０７の処理におけるＰxlong，Ｐxlatの位置で自車が障害に衝突するか否かの判定、およびステップＳ３０８の処理におけるＰylong，Ｐylatの位置で自車が障害に衝突するか否かの判定を、式（１３）〜（１５）を用いて行う。具体的には、制御手段５０１は、式（１５）が成立するｔにおいて、自車と障害との距離が所定の値よりも小さければ自車が障害に衝突すると判定する。
【０１２１】
そして、制御手段５０１は、ステップＳ３０７の処理で衝突が生じると判定した場合（ステップＳ３０７のＹｅｓ）、ステップＳ３０８の処理で衝突が生じると判定した場合（ステップＳ３０８のＹｅｓ）、またはステップＳ３０５の処理でＮｏと判定した場合に、算出されたＴＴＣまたはＴＴＣＤに基づく衝突判断は適切であると判定し（ステップＳ３０９）、適切であると判定したことを示す情報である肯定情報を動作解析装置１００に入力する。肯定情報が入力された動作解析装置１００の衝突判定手段１３０は、自らの判定結果を動作制御手段２００に入力する。
【０１２２】
また、制御手段５０１は、ステップＳ３０７の処理で衝突が生じないと判定した場合（ステップＳ３０７のＮｏ）、またはステップＳ３０８の処理で衝突が生じないと判定した場合に（ステップＳ３０８のＮｏ）、算出されたＴＴＣまたはＴＴＣＤに基づく衝突判断は不適切であると判定し（ステップＳ３１０）、不適切であると判定したことを示す情報である否定情報を動作解析装置１００に入力する。動作解析装置１００の衝突判定手段１３０は、自車は障害に衝突しないとする判定結果を動作制御手段２００に入力する。
【０１２３】
本実施形態によれば、動作解析装置１００によって障害が後退することを予測したとしても障害が後退して自車と衝突することは極めて稀であり、そのような予測結果は誤りであると考えられるので、誤判断防止装置５００は、誤った予測結果を取り消して、動作解析装置１００の衝突判定手段１３０による誤判定結果の出力を防ぐことができる。
【０１２４】
また、前述したように、自車の移動速度が負の値になった場合に当該自車が障害に衝突するとする判断は誤りであると考えられるので、誤判断防止装置５００は、そのような場合に誤った予測結果を取り消して、動作解析装置１００の衝突判定手段１３０による誤判定結果の出力を防ぐことができる。
【０１２５】
図１１は、以上に述べた各実施形態の動作解析装置１００と動作制御手段２００とが組み合わされた例としてＡＥＢＳの動作を示すフローチャートである。なお、ＡＥＢＳは、以下に述べる図１１に示す動作を、例えば、動作解析装置１００と同様に、運転者によってキーオン操作がなされてからキーオフ操作がなされるまで繰り返し実行する。
【０１２６】
ＡＥＢＳは、例えば、動作解析装置１００の障害検知手段３００を利用して障害の存在を検知し（ステップＳ４０１）、障害との距離および障害と自車との相対速度を測定して、測定結果に基づいて、自車が障害と衝突するまでの時間である衝突予測時間を算出する（ステップＳ４０２）。
【０１２７】
そして、ＡＥＢＳは、ステップＳ４０２の処理で算出した衝突予測時間が所定の自動ブレーキ作動タイミングに対応する時間でない（具体的には、算出した衝突予測時間が、衝突を回避するために自動ブレーキを作動させる所定のタイミングよりも遅い）と判定した場合には（ステップＳ４０３のＮｏ）、所定の自動ブレーキ作動タイミングに到達するまでの時間が所定時間内であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。ＡＥＢＳは、所定時間内であると判断したときに（ステップＳ４０４のＹｅｓ）、警報動作を行ってステップＳ４０２の処理に移行する（ステップＳ４０５）。一方、ＡＥＢＳは、所定の自動ブレーキ作動タイミングに到達するまでの時間が所定時間内でないと判断したときに（ステップＳ４０４のＮｏ）、警報動作を行わずにステップＳ４０２の処理に移行する。
【０１２８】
また、ＡＥＢＳは、ステップＳ４０２の処理で算出した衝突予測時間が所定の自動ブレーキ作動タイミングに対応する時間である（具体的には、衝突予測時間が、衝突を回避するために自動ブレーキを作動させる所定のタイミングになった）と判定した場合には（ステップＳ４０３のＹｅｓ）、自動ブレーキを作動させる（ステップＳ４０６）。
【０１２９】
本実施形態によれば、第１実施形態または第２実施形態において述べた方法によって障害が後退すると予測した誤判断を訂正し、衝突判定をより適切に行うことができる。そして、そのようなそのような誤判断の結果を、例えば、動作制御手段２００に入力することを防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、ＡＥＢＳ等による警報動作や自動ブレーキの作動をより高い精度で適切に行わせることができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１００、１０２    動作解析装置
１１０    障害軌跡予測手段
１２０    自車軌跡予測手段
１３０、１３２    衝突判定手段
２００    動作制御装置
３００    障害検知手段
４００    自車動作検知手段
５００    誤判断防止装置
５０１    制御手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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