(57)【要約】【課題】運転支援が不要作動となることを抑え、自車両の運転支援をより適切に行うことができる運転支援装置、及び運転支援方法を提供する。【解決手段】単眼の撮像装置１０で取得した画像から求めた自車両の進行方向における先行車との相対距離と、相対速度と、相対加速度に相当する情報とを距離情報として取得する距離情報取得部と、相対加速度に相当する情報を加味して自車両が先行車に衝突するまでの衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出部２４と、相対速度を用いて先行車が減速状態であるか否かを判定する減速状態判定部２５と、自車両と先行車との衝突可能性があるか否かを判定する可能性判定部（２６１，２６２，２６３）と、先行車が減速状態であり、且つ衝突可能性があると判定されたことを条件に、自車両の運転支援に衝突予測時間を使用すると判定する使用判定部（２７）と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単眼の撮像装置（１０）で取得した画像から求めた自車両の進行方向における先行車との相対距離と、相対速度と、相対加速度及び前記相対加速度に相当する情報のいずれかを含む加速度情報と、を距離情報として取得する距離情報取得部（２３）と、
前記加速度情報を加味して前記自車両が前記先行車に衝突するまでに要する時間を衝突予測時間として算出する衝突予測時間算出部（２４）と、
前記相対速度を用いて前記先行車が減速状態であるか否かを判定する減速状態判定部（２５）と、
前記自車両と前記先行車との衝突可能性があるか否かを判定する可能性判定部（２６１，２６２，２６３）と、
前記先行車が前記減速状態であり、且つ前記衝突可能性があると判定されたことを条件に、前記衝突予測時間を使用すると判定する使用判定部（２７）と、
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
前記可能性判定部は、運転者が前記自車両を漫然と運転している可能性のある漫然運転状態である場合に、前記衝突可能性があると判定する請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記可能性判定部は、前記自車両と前記先行車との前記相対速度の絶対値が所定値未満となる状態が所定の判定時間継続したことを条件に、前記漫然運転状態であると判定する請求項２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記可能性判定部は、前記漫然運転状態であると判定され、前記先行車の減速が開始された直後の所定の減速開始期間であることを条件に、前記衝突可能性があると判定する請求項２又は３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記可能性判定部は、前記先行車が所定の仮想減速度で減速したと仮定した上で、前記仮想減速度と前記相対距離と前記相対速度とに基づいて、前記自車両が前記先行車に衝突するまでに要する時間を仮時間として算出し、前記仮時間による衝突回避操作が可能な許容時間の下限値より小さいことを条件に、前記衝突可能性があると判定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項６】
前記可能性判定部は、取得された前記画像の信頼度の有無を判定する信頼度判定部（２６３）を備え、
前記距離情報取得部は、前記信頼度があると判定された前記画像を用いて前記距離情報を取得する請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項７】
前記信頼度判定部は、第１手法により、前記画像中における前記先行車の画像領域の大きさの変化の割合を第１画像拡大率として取得するとともに、前記第１手法とは異なる第２手法により、前記画像中における前記先行車の画像領域の大きさの変化の割合を第２画像拡大率として取得するものであって、
前記第１画像拡大率及び前記第２画像拡大率の差分が所定値よりも小さい場合に、前記画像の信頼度があると判定する請求項６に記載の運転支援装置。
【請求項８】
前記信頼度判定部は、前記画像上における無限遠点の位置を判定する学習の進捗状況に基づいて前記画像の信頼度の有無を判定するものであって、前記無限遠点の位置を判定する学習が完了している場合に、前記画像の信頼度があると判定する請求項６又は７のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項９】
前記使用判定部は、前記先行車が前記減速状態であり、且つ前記自車両と前記先行車との衝突可能性がない場合には、前記衝突予測時間を使用しない請求項１〜８のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項１０】
前記衝突予測時間算出部は、前記距離情報のうち前記相対距離及び前記相対速度に基づいて前記自車両が前記先行車に衝突するまでの時間を第２衝突予測時間として算出し、
前記使用判定部は、前記先行車が減速状態であり且つ前記衝突可能性がない場合には、前記第２衝突予測時間を使用すると判定する請求項１〜９のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項１１】
前記自車両が減速状態であると判定された場合に、前記衝突予測時間及び前記第２衝突予測時間のいずれか一方を用いて前記自車両を制御する車両制御部（２０）を備える請求項１０に記載の運転支援装置。
【請求項１２】
単眼の撮像装置（１０）で取得した画像から求めた自車両の進行方向における先行車との相対距離と、相対速度と、相対加速度及び前記相対加速度に相当する情報のいずれかを含む加速度情報と、を距離情報として取得する距離情報取得ステップと、
前記加速度情報を加味して前記自車両が前記先行車に衝突するまでに要する時間を衝突予測時間として算出する算出ステップと、
前記相対速度を用いて前記先行車が減速状態であるか否かを判定する減速判定ステップと、
前記自車両と前記先行車との衝突可能性があるか否かを判定する可能性判定ステップと、
前記先行車が前記減速状態であり、且つ前記衝突可能性があると判定されたことを条件に、前記衝突予測時間を使用すると判定する使用判定ステップと、
を備え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】
本発明は、自車両前方の先行車に対する衝突の危険性が増加した場合に、自車両に備えられた安全装置を作動させる運転支援装置、及び運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両と先行車との衝突被害を軽減または防止するために、プリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ：Ｐｒｅ  Ｃｒｕｓｈ  Ｓａｆｅｔｙ）等の自車両の運転支援が行われている。特許文献１では、撮像装置から取得した画像を画像処理することで自車両と先行車との距離情報として、相対距離、相対速度及び相対加速度を算出する。そして、これらのパラメータを用いて、自車両が先行車に衝突するまでの衝突予測時間を算出している。衝突予測時間とは、現在の自車速度で走行した場合に、何秒後に物体に衝突するかを示す評価値である。なお、相対速度は相対距離の微分値として算出される。相対加速度は相対速度の微分値として、すなわち相対距離の二回微分値として算出される。
【０００３】
具体的には、自車両と先行車との相対距離を相対速度で除算することで、衝突予測時間としてＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。また、相対距離、相対速度及び相対加速度を用いて、衝突予測時間としてＥＴＴＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。先行車が急に減速した場合等には、衝突予測時間として相対加速度を考慮したＥＴＴＣを使用することで、相対加速度を考慮しないＴＴＣを使用する場合と比べて、より早いタイミングで車両制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８８６１７９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、単眼の撮像装置（１個のカメラ）を用いる場合には、画像から距離情報を精度よく取得することは難しい。特に相対加速度は、相対速度を時間微分する等の演算処理を行うことで取得されるため、相対距離や相対速度に比べて、ノイズや誤差等の含まれる可能性が高くなる。そのため、衝突予測時間にＥＴＴＣを使用すると、運転支援が不要作動となり、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、運転支援が不要作動となることを抑え、自車両の運転支援をより適切に行うことができる運転支援装置、及び運転支援方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、単眼の撮像装置（１０）で取得した画像から求めた自車両の進行方向における先行車との相対距離と、相対速度と、相対加速度及び前記相対加速度に相当する情報のいずれかを含む加速度情報と、を距離情報として取得する距離情報取得部（２３）と、前記加速度情報を加味して前記自車両が前記先行車に衝突するまでに要する時間を衝突予測時間として算出する衝突予測時間算出部（２４）と、相対速度を用いて先行車が減速状態であるか否かを判定する減速状態判定部（２５）と、自車両と前記先行車との衝突可能性があるか否かを判定する可能性判定部（２６１，２６２，２６３）と、前記先行車が前記減速状態であり、且つ前記衝突可能性があると判定されたことを条件に、前記衝突予測時間を使用すると判定する使用判定部（２７）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、先行車が減速状態であり、且つ自車両と先行車との衝突可能性があることを条件に、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用するようにした。言い換えると、先行車が減速状態であったとしても、自車両と先行車との衝突可能性がない場合には、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しないようにした。以上により、ＥＴＴＣに基づく運転支援の実施機会を制限することで、運転支援が不要作動となることを抑え、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】運転支援装置の構成図。
【図２】相対距離及び相対速度の算出方法の説明図。
【図３】相対速度の変化量の一例を示す図。
【図４】相対速度の変化量に基づく減速状態判定の説明図。
【図５】リスク期間の判定に関する説明図。
【図６】運転支援装置が実施する一連の処理を示すフローチャート。
【図７】運転支援装置が実施する一連の処理を示すフローチャート。
【図８】運転支援装置が実施する一連の処理を示すフローチャート。
【図９】運転支援装置が実施する一連の処理の実行例の説明図。
【図１０】運転支援装置が実施する各処理の実行例の説明図。
【図１１】オプティカルフローの説明図。
【図１２】運転支援装置が実施するＦＯＥ学習処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１１】
図１において、運転支援装置１００は、車両に搭載され（以下、この装置搭載車両を自車両と称する）、自車両の周囲に存在する検出対象の物体を物標として認識する。なお物体には、自車両前方を走行する先行車、対向車、自車両の周囲に存在する歩行者等の移動物体、ガードレール、信号機などの静止物体がある。そして、認識した物標との衝突を回避すべく、若しくは衝突被害を軽減すべく制御を行うＰＣＳ（Ｐｒｅ−ｃｒａｓｈ  Ｓａｆｔｙ）システムとして機能する。ＰＣＳシステムとしては、衝突のおそれがあると判定する場合に、自動で制動を行うプリクラッシュブレーキ制動等がある。
【００１２】
運転支援装置１００は、撮像装置１０、ＥＣＵ２０、被制御対象３０を有しており、これらがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車内ＬＡＮを介して接続されている。
【００１３】
撮像装置１０は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等の単眼撮像装置（１個のカメラ）である。撮像装置１０は、車両の車幅方向中央の所定高さに取り付けられており、車両前方へ向けて所定角度範囲で広がる領域を所定の制御周期毎に撮像する。そして取得した画像をＥＣＵ２０へ送信する。
【００１４】
車両制御装置であるＥＣＵ２０は、ＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備えている。ＥＣＵ２０のこれから述べる各種機能は、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することで実現される。また、ＥＣＵ２０が取得した各種データの履歴は、ＲＡＭに記憶される。
【００１５】
ＥＣＵ２０は、自車両の周囲に存在する検出対象の物体を物標として認識する物標認識部２１と、物標の距離情報を取得する距離情報取得部２３と、物標と自車両との衝突予測時間を複数パターン算出する衝突予測時間算出部２４と、先行車が減速状態であるか否かを判定する減速状態判定部２５と、自車両と先行車との衝突可能性があるか否かを判定する可能性判定部２６と、衝突予測時間算出部２４が算出した複数パターンの衝突予測時間のうち、使用する衝突予測時間を選択する使用判定部２７と、の機能を備えている。これらの各機能の詳細は後述する。
【００１６】
被制御対象３０は、ＥＣＵ２０からの制御指令により駆動する安全装置であり、警報装置３１及びブレーキ装置３２を備えている。
【００１７】
警報装置３１は、自車両の車室内に設置されたスピーカやディスプレイである。ＥＣＵ２０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、ＥＣＵ２０からの制御指令により、警報音や警報メッセージ等を出力して運転者に衝突の危険を報知する。
【００１８】
ブレーキ装置３２は、自車両を制動する制動装置である。ＥＣＵ２０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、そのＥＣＵ２０からの制御指令により作動する。具体的には、運転者によるブレーキ操作に対する制動力をより強くしたり（ブレーキアシスト機能）、運転者によりブレーキ操作が行われてなければの自動制動を行ったりする（自動ブレーキ機能）。
【００１９】
次にＥＣＵ２０が備える各機能について詳しく説明する。
【００２０】
物標認識部２１は、撮像装置１０が取得した画像に含まれる検出対象の物体を物標として認識する。例えば、画像に対して識別辞書を用いたパターンマッチングを行うことで抽出した物体を物標として認識する。識別辞書としては、先行車、対向車等の車両を識別するための車両辞書、歩行者を識別するための歩行者辞書、道路上の静止物体（ガードレール等）を識別するための静止物標辞書等が用意されている。
【００２１】
距離情報取得部２３は、距離情報として、自車両と各物標との相対距離Ｄ、相対速度Ｖ、相対加速度αを取得する。本実施形態では図２に示すように、現在の画像中における物標の座標（ｘ，ｙ）と、画像拡大率ｋとを、周知の演算モデルに代入して相対距離Ｄを求める。例えば演算モデルには、カルマンフィルタが使用される。そして相対距離Ｄを時間微分して相対速度Ｖを求め、更に、相対速度Ｖを時間微分して相対加速度αを求める。すなわち、相対加速度αは相対距離Ｄの時間微分を２回行うことで求められる。
【００２２】
ここで、画像拡大率ｋとは、過去の画像上の物標の大きさ（画像領域）に対する現在の画像上の物標の大きさ（画像領域）の比率である。本実施形態では、複数の異なる演算手法を用いて画像拡大率ｋを算出する。例えば、第１手法として、周知の最小二乗法及び山登り法を組み合わせたＬＫ法（Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ法）を用いて、画像拡大率ｋとして第１画像拡大率ｋ１を求める。第２手法として、撮像装置１０の時間変化する画像、すなわち異なる２フレームの画像における物標の大きさ（画像領域）の変化に基づき、画像拡大率ｋとして第２画像拡大率ｋ２を求める。
【００２３】
そして、本実施形態では、第１画像拡大率ｋ１と第２画像拡大率ｋ２とが整合しているか否かに基づいて、画像の信頼度を評価する。画像信頼度の評価の詳細は後述する。
【００２４】
衝突予測時間算出部２４は、複数パターンの衝突予測時間を算出する。衝突予測時間とは、現在の自車速度で走行した場合に、何秒後に物体に衝突するかを示す評価値であり、衝突予測時間が小さいほど衝突の危険性は高くなり、衝突予測時間が大きいほど衝突の危険性は低くなる。本実施形態では、衝突予測時間としてＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）と、ＥＴＴＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＴＴＣ）とを算出する。
【００２５】
ＴＴＣは、自車両と物標との進行方向の相対距離Ｄを、自車両と物標との相対速度Ｖで除算して求めた値であり、例えば式（１）に示すように、等速直線運動の運動方程式を用いて算出される。
【００２６】
【数１】
2018097582.tif 000003
ＥＴＴＣは、自車両と物標との相対加速度αを考慮して求めた値であり、例えば式（２）に示すように、等加速度直線運動の運動方程式を用いて算出される。
【００２７】
【数２】
2018097582.tif 000004
物標が先行車であって、先行車が減速をしていると、自車両に対して先行車が速く接近する。そこで衝突予測時間として、先行車との相対加速度αを考慮したＥＴＴＣを用いることで、より早いタイミングでの運転支援が可能となる。
【００２８】
しかし、単眼の撮像装置１０を用いる場合には、画像から物標の距離情報を精度よく取得することは難しい。特に相対距離の時間微分を二回行って求められる相対加速度αは、相対距離Ｄ及び相対速度Ｖに比べて、ノイズや誤差等の含まれる可能性が高くなる。そのため、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用すると、不要なタイミングで、警報や自動制動等が作動してしまい、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【００２９】
ところで、先行車が減速していたとしても、自車両と先行車とが衝突する可能性がなければ、ＥＴＴＣによる早いタイミングでの運転支援は不要と考えられる。そこで本実施形態のＥＣＵ２０は、先行車が減速していたとしても、自車両と先行車とが衝突する可能性がなければ、ＥＴＴＣに基づく運転支援の実施をしない。言い換えると、ＥＣＵ２０は、先行車が減速しており且つ自車両と先行車とが衝突する可能性がある場合に、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用する。
【００３０】
ＥＣＵ２０の各機能の説明に戻る。
【００３１】
減速状態判定部２５は、先行車が減速状態であるか否かを判定する。なお、先行車の減速状態は相対加速度αから求められるが、上述したように、相対加速度αに相当する情報は、ノイズや誤差等の影響を受けやすい。そこで、減速状態判定部２５は、相対速度Ｖを用いて先行車の減速状態を判定する。なお、ここでは自車両の速度から先行車の速度を減算した値を相対速度Ｖとしている。
【００３２】
すなわち図３の例に示すように、先行車との相対速度Ｖの過去値Ｐを複数点サンプリングして、その相対速度Ｖの変化量ΔＲＳを算出し、この変化量ΔＲＳを用いて先行車が減速傾向にあるかを判定する。例えば、変化量ΔＲＳは最小二乗法等を用いて算出した速度変化線を用いて、その変化線の単位時間当たりの速度変化量として算出する。なお、変化量ΔＲＳは、先行車の減速の大まかな傾向をつかむための指標であり、相対速度Ｖの過去値Ｐが少なくとも２つあれば算出できる。
【００３３】
そして、図４の例に示すように、時刻ｔａで、変化量ΔＲＳが所定の閾値Ｔｈ１よりも超えた際に、先行車が減速状態であると判定する。なお閾値Ｔｈ１は、運転者が危険を感じる先行車の減速度を予め求めること等により設定できる。
【００３４】
一方、変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ１よりも大きくなった後に、変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜Ｔｈ１）よりも小さくなった場合、すなわち図３で期間Δｔ０の経過後には、先行車が減速状態であるとの判定結果を解除する。なお、閾値Ｔｈ２は、閾値Ｔｈ１に対して所定のヒステリシス幅を持たせた値などに設定されればよい。
【００３５】
図１の説明に戻り、可能性判定部２６は、リスク期間判定部２６１、仮想減速度判定部２６２、信頼度判定部２６３の各機能を備えており、各判定部の判定結果に基づいて、自車両と先行車との衝突可能性の有無を判定する。
【００３６】
詳しく説明すると、リスク期間判定部２６１は、運転者が自車両を漫然と運転している可能性がある状態であるか、すなわち漫然運転状態であるかを判定する。ここで漫然運転状態とは、自車両の運転者が先行車の挙動に対して反応しにくくなっている可能性のある状態であり、例えば、前方不注意等で運転者が運転に集中していない可能性のある状態をいう。なお、漫然運転状態は、自車両と先行車との相対速度Ｖが変化していない状態（車間距離が変化していない状況）が、一定時間以上継続している場合に生じる可能性がある。そして、運転者が漫然運転状態となっている場合には、先行車が減速を開始した直後には、運転者の対応が遅れる可能性が高く、衝突の危険性が高まることとなる。
【００３７】
そこで、リスク期間判定部２６１は、まず、自車両と先行車との相対速度が変化しない状況が所定期間（例えば数秒から数分間）継続している場合に、漫然運転状態であると判定する。そして漫然運転状態であると判定された際には、先行車が減速を開始することに伴って相対速度Ｖの上昇が開始した直後の所定の減速開始期間（数秒間）を、先行車との衝突リスクの高まるリスク期間であると判定する。
【００３８】
図５を用いて詳しく説明すると、まず自車両と先行車との相対速度Ｖの絶対値が所定値未満（ゼロ近傍、例えば自車両と先行車との速度差が１〜５ｋｍ／ｈ未満）の状態が、判定期間Δｔ１継続した場合に、漫然運転状態であると判定する。そして漫然運転状態であると判定された後、先行車の減速に伴って相対速度Ｖの上昇が開始した直後の所定の減速開始期間を、リスク期間Δｔ２として判定する。
【００３９】
仮想減速度判定部２６２は、先行車が所定の減速度（仮想減速度）で減速したと仮定した場合に、自車両と先行車とが衝突する可能性があるか否かを判定する。詳しくは、先行車が所定の仮想減速度ＶＤで減速をしたと仮定した上で、その仮想減速度ＶＤと相対距離Ｄと相対速度Ｖとに基づいて、自車両が先行車に衝突するまでに要する時間を仮時間ＥＴＴＣ２として算出する。なお仮想減速度ＶＤは、自車両の運転者が衝突の危険を感じる先行車の減速度の値を求めることで設定される。
【００４０】
【数３】
2018097582.tif 000005
そして仮想減速度判定部２６２は、式（３）を用いて算出した仮時間ＥＴＴＣ２が、衝突回避操作が可能な許容時間の下限値Ｔｈ３よりも小さい場合に、自車両と先行車とが衝突する可能性があると判定する。なお許容時間の下限値Ｔｈ３は、実験などに基づき予め設定できる。
【００４１】
信頼度判定部２６３は、撮像装置１０が取得した画像の信頼度の有無を判定する。本実施形態では、第１画像拡大率ｋ１と第２画像拡大率ｋ２との差分Δｋが所定値よりも小さい場合に、画像の信頼度があると判定する。第１画像拡大率ｋ１と第２画像拡大率ｋ２との差分Δｋが所定値よりも大きい場合には、画像の信頼度が無いと判定する。画像の信頼度があると判定した場合には、その画像を距離情報の算出に使用する。一方、画像の信頼度が無いと判定した場合には、その画像を距離情報の算出に使用しない。
【００４２】
使用判定部２７は、減速状態判定部２５及び可能性判定部２６による判定結果に基づいて、衝突予測時間としてＴＴＣ、ＥＴＴＣのいずれを使用するかを選択する。すなわち使用判定部２７は、減速状態判定部２５によって先行車が減速状態であると判定されており、且つ可能性判定部２６が先行車との衝突の可能性があると判定されている場合には、衝突予測時間にＥＴＴＣを使用すると判定する。一方、先行車が減速状態でない場合や、先行車との衝突可能性がない場合には、衝突予測時間にＴＴＣを使用すると判定する。すなわち衝突予測時間にＥＴＴＣを使用しないと判定する。
【００４３】
次に上記処理の実施例を図６〜図８のフローチャートを用いて説明する。なお以下の処理はＥＣＵ２０が所定周期で繰り返し実施する。
【００４４】
まず図６において、単眼の撮像装置１０によって自車両前方の画像を取得し（Ｓ１１）、Ｓ１１で取得した画像に含まれる検出対象の物体を物標として認識する（Ｓ１２）。次にＳ１２で認識した物標のうち、先行車があるか否かを判定する（Ｓ１３）。先行車があると判定した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、距離情報として先行車との相対距離Ｄ、相対速度Ｖ及び相対加速度αを取得する（Ｓ１４）。なお、取得したこれらの距離情報は履歴としてＲＡＭに記憶する。
【００４５】
次に、先行車が減速状態であるか否かを判定する（Ｓ１５）。次に、自車両と先行車とに衝突可能性があるリスク期間であるか否かを判定する（Ｓ１６）。なお、Ｓ１５及びＳ１６の各処理の詳細は後述する。次に、先行車が仮想減速度で減速した場合に、自車両と先行車とに衝突可能性があるか否かを判定する（Ｓ１７）。本処理では、上述の式（３）で算出した仮時間ＥＴＴＣ２が許容時間の下限値Ｔｈ３よりも小さくなることを条件に、衝突可能性があると判定する。なお、Ｓ１６、Ｓ１７で示す衝突可能性とは、運転者もしくは車体の性能に依存して潜在的に生じている衝突の危険性であって、衝突予測時間（ＴＴＣ、ＥＴＴＣ）に基づく衝突予測とは異なる指標として用いている。
【００４６】
続いて、撮像装置１０が取得した画像の信頼度があるか否かを判定する（Ｓ１８）。ここでは、第１画像拡大率ｋ１と第２画像拡大率ｋ２との差分Δｋが所定値よりも小さい場合に、画像の信頼度があると判定される。
【００４７】
Ｓ１５〜Ｓ１８の各処理を肯定した場合には、衝突予測時間にＥＴＴＣを使用すると判定する（Ｓ１９）。Ｓ１５〜Ｓ１８のいずれかの処理を否定した場合には、衝突予測時間にＴＴＣを使用すると判定する（Ｓ２０）。すなわちＳ１５〜Ｓ１８のいずれかの処理が否定された場合には、衝突予測時間としてＥＴＴＣが使用されないこととなる。
【００４８】
次にＳ２１に進み、運転支援として、使用する衝突予測時間（ＥＴＴＣ又はＴＴＣ）と被制御対象３０の作動タイミングとを比較する。その結果、衝突予測時間が作動タイミング以下となっていれば、被制御対象３０について各機能のいずれかを実施する。一方、衝突予測時間が作動タイミングよりも大きければ、被制御対象３０を作動せずに、処理を終了する。なおＳ１３で、画像に含まれる物体に先行車がいないと判定した場合には、処理を終了する。
【００４９】
次に図７を用いて、Ｓ１５の先行車の減速状態の判定処理を詳しく説明する。まず、図６のＳ１４で距離情報として取得した相対速度Ｖの変化量ΔＲＳを求める（図３参照）（Ｓ３１）。次に減速判定フラグＦ１がオンであるか否かを判定する（Ｓ３２）。減速判定フラグＦ１は、後述のＳ３５の処理で、変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ１よりも大きいと判定した場合にオンとなる。減速判定フラグＦ１がオンであると判定した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ２よりも小さいか否かを判定する（Ｓ３３）。変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（Ｓ３３：ＹＥＳ）、減速判定フラグＦ１をオフにする（Ｓ３４）。変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、処理を終了する。この場合には、減速判定フラグＦ１がオンの状態が継続されることとなる。
【００５０】
一方、減速判定フラグＦ１がオフの場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３５）。変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ１よりも大きい場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、減速判定フラグＦ１をオンにする（Ｓ３６）。変化量ΔＲＳが閾値Ｔｈ１よりも小さい場合には（Ｓ３５：ＮＯ）、処理を終了する。この場合には、減速判定フラグＦ１がオフの状態が継続されることとなる。
【００５１】
図６のＳ１５の判定処理では、減速判定フラグＦ１がオンの場合に、先行車が減速状態であると判定する（Ｓ１５：ＹＥＳ）。一方、減速判定フラグＦ１がオフの場合には、先行車が減速状態ではないと判定する（Ｓ１５：ＮＯ）。
【００５２】
次に図８〜図９を用いて、Ｓ１６のリスク期間の判定処理を詳しく説明する。まず、図８において、図６のＳ１４で取得した相対速度Ｖの履歴に基づき、相対速度Ｖがゼロ近傍の状態であるか否かを判定する（Ｓ４１）。相対速度Ｖがゼロ近傍の状態の場合には（Ｓ４１：ＹＥＳ）、相対速度Ｖがゼロ近傍の状態が判定期間Δｔ１よりも長く継続しているか否かを判定する（Ｓ４２）。相対速度Ｖがゼロ近傍の状態が判定期間Δｔ１よりも長い場合には（Ｓ４２：ＹＥＳ）、漫然運転状態であると判定して、漫然運転状態フラグＦ２をオンにする（Ｓ４３）。一方、相対速度Ｖがゼロ近傍の状態でない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、または、相対速度Ｖがゼロ近傍の状態が判定期間Δｔ１よりも短い場合には（Ｓ４２：ＮＯ）、漫然運転状態ではないと判定して、漫然運転状態フラグＦ２をオフにする（Ｓ４４）。
【００５３】
次に図９において、漫然運転状態フラグＦ２のオンからオフへの切り替わり時であるか否かを判定する（Ｓ５１）。本処理は、先行車の減速が開始されることで、相対速度Ｖが上昇するタイミングとなった際に肯定される。漫然運転状態フラグＦ２のオンからオフへの切り替わり時の場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、リスク期間フラグＦ３をオンにする（Ｓ５２）。一方、漫然運転状態フラグＦ２のオンからオフへの切り替わり時ではない場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、リスク期間フラグＦ３がオンであるか否かを判定する（Ｓ５３）。先行車の減速が開始されていない場合等、リスク期間フラグＦ３がオフの場合には（Ｓ５３：ＮＯ）、処理を終了する。この場合には、リスク期間フラグＦ３がオフの状態が継続されることとなる。
【００５４】
一方、先行車の減速開始後であって、リスク期間フラグＦ３がオンとなっている場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、減速開始からの経過時間が所定のリスク期間Δｔ２よりも長いか否かを判定する（Ｓ５４）。減速開始からの経過時間がリスク期間Δｔ２よりも短い場合には（Ｓ５４：ＮＯ）、リスク期間フラグＦ３がオンの状態を継続する（Ｓ５２）。一方、減速開始からの経過時間がリスク期間Δｔ２よりも長い場合には（Ｓ５４：ＹＥＳ）、リスク期間フラグＦ３をオフにする（Ｓ５５）。
【００５５】
図６のＳ１６の判定処理では、リスク期間フラグＦ３がオンの場合に、リスク期間であると判定され（Ｓ１６：ＹＥＳ），リスク期間フラグＦ３がオフの場合に、リスク期間ではないと判定されることとなる（Ｓ１６：ＮＯ）。
【００５６】
次に上記処理の実行例について図１０を用いて説明する。なお以下では、先行車が仮想減速度で減速したと仮定した場合に、自車両と先行車とが衝突する可能性があると判定されているとする。また、第１画像拡大率ｋ１と第２画像拡大率ｋ２との差分Δｋが所定値よりも小さくなる画像を用いて距離情報が取得されている。
【００５７】
図１０において、時刻ｔ１において、先行車Ｍ２は減速をしておらず、自車両Ｍ１と先行車Ｍ２との相対速度Ｖはゼロ近傍（ΔＶ未満）となっており、衝突予測時間としてＴＴＣが使用されている。その後、相対速度Ｖがゼロ近傍の状態が判定期間Δｔ１経過した後の時刻ｔ２となると、漫然運転状態フラグＦ２がオンとなる。
【００５８】
その後、時刻ｔ３で先行車がブレーキを掛けることにより、先行車の減速に伴って自車両Ｍ１と先行車Ｍ２との相対速度Ｖが上昇すると、相対速度Ｖの変化量ΔＲＳが所定の閾値Ｔｈ１よりも大きくなり、減速判定フラグＦ１がオンとなることで、先行車が減速状態であると判定される。また、時刻ｔ３のタイミングで、漫然運転状態フラグＦ２がオンからオフに切り替わると共に、減速開始からの経過時間がリスク期間Δｔ２よりも短いことによって、リスク期間フラグＦ３がオンに切り替わる。その後、リスク期間Δｔ２の経過前であって、リスク期間フラグＦ３がオンの状態が維持されている間は、衝突予測時間としてＥＴＴＣが使用される。そして、リスク期間Δｔ２が経過する時刻ｔ４となると、減速判定フラグＦ１がオンであり、先行車が減速状態であったとしても、衝突予測時間としてＴＴＣが使用される状態に戻される。すなわち図１０において、期間Δｔ３では、先行車が減速状態の際に、衝突予測時間としてはＴＴＣが使用されることとなる。
【００５９】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【００６０】
・先行車が減速している場合には、衝突予測時間として、先行車との相対加速度を考慮したＥＴＴＣを用いることで、先行車の減速度を考慮した早いタイミングでの運転支援を行うことができる。しかし、単眼の撮像装置１０の画像からは先行車の距離情報（相対距離、相対速度、相対加速度）を精度よく取得することは難しい。特に相対加速度αに関する情報を取得するためには、相対速度の時間微分等の処理が必要となるため、相対距離や相対速度等に比べて、ノイズや誤差等の含まれる可能性が高くなる。そのため、衝突予測時間としてＥＴＴＣを用いた運転支援を行った際に、運転者が必要としないタイミングで、警報や自動制動等が行われる運転支援の不要作動が生じ、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【００６１】
ところで先行車が減速していたとしても、自車両と先行車との衝突可能性がない場合には、ＥＴＴＣを用いた早いタイミングでの運転支援は不要となる。そこで、先行車が減速状態であり、且つ自車両と先行車との衝突可能性がある場合に、衝突予想時間としてＥＴＴＣを使用する。言い換えると、先行車が減速状態であったとしても、自車両と先行車との衝突可能性がない場合には、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しないようにした。以上により、先行車の減速状態でＥＴＴＣによる運転支援の実施機会が制限されることとなり、ひいては、運転支援が不要作動となることを抑えつつ、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【００６２】
・運転者が漫然運転状態の場合には、先行車が減速をした際に、運転者の衝突回避動作が遅れることで衝突の危険性が高まるおそれがあるため、ＥＴＴＣによる早いタイミングでの衝突回避が行われることが好ましい。これに対して、漫然運転状態ではない場合には、先行車の減速に対して運転者の操作で衝突回避できる可能性が高いため、ＥＴＴＣを用いた早いタイミングでの運転支援が不要と考えられる。そこで、先行車が減速状態であったとしても、漫然運転状態では無い場合には衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しないようにした。以上により、運転支援が不要作動となることを抑えつつ、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【００６３】
・自車両と先行車との相対速度Ｖが小さく、自車両と他車両との間に距離変化が生じない状況が続くと、運転が単調となるため自車両が漫然運転状態となる可能性が高い。そこで、画像から距離情報として取得した自車両と先行車との相対速度Ｖが所定値未満の状態が所定の判定時間継続したことを条件に、漫然運転状態であると判定するようにした。このように、画像から取得した距離情報（相対速度Ｖ）を用いる場合、新たな構成を追加することなく、簡単に漫然運転状態を判定することができる。
【００６４】
・漫然運転状態では、先行車の減速が開始された直後に、自車両と先行車とが衝突する可能性が高まることとなる。そこで漫然運転状態であると判定され、先行車の減速が開始された直後の減速開始期間である場合に、衝突予測時間としてＥＴＴＣが使用されるようにする。言い換えると、先行車による減速開始直後であったとしても、漫然運転状態であると判定されていなければ、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しない。また、漫然運転状態であったとしても、先行車による減速開始直後でなければ、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しない。以上により、運転支援が不要作動となることを抑えつつ、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【００６５】
・先行車の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖに加えて、先行車が所定の仮想減速度ＶＤで減速したと仮定した上で、その仮想減速度ＶＤと相対距離Ｄと相対速度Ｖとに基づいて、自車両が先行車に衝突するまでに要する衝突予測時間を仮時間として算出する。そして仮時間が運転者による衝突回避操作が可能な許容時間の下限値よりも小さいことを条件に、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用するようにした。この場合、仮時間が許容時間の下限値よりも長く、運転者の操作で衝突回避が可能な場合には、衝突予測時間として精度の低いＥＴＴＣが使用されないこととなる。以上により、運転支援が不要作動となることを抑えつつ、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【００６６】
・画像の信頼度がない場合には、画像から取得した距離情報を用いて算出されるＥＴＴＣの精度が低くなる。そこで画像の信頼度があることを条件に、その画像を距離情報の算出に使用する。以上により、画像の精度が低いことに起因して、ＥＴＴＣの算出精度が低下することを抑えることができる。
【００６７】
・異なる手法で求めた画像拡大率ｋ（ｋ１，ｋ２）の一致度合を比較することで、画像の信頼度を簡単に評価することができる。
【００６８】
・先行車が減速状態であり、且つ自車両と先行車との衝突可能性がない場合には、ＥＴＴＣによる早いタイミングでの車両制御は不要となるため、衝突予測時間としてＥＴＴＣを使用しない。以上により、ＥＴＴＣに基づく運転支援の実施機会が制限されることで、運転支援が不要作動となることを抑えつつ、自車両の運転支援をより適切に行うことができる。
【００６９】
・ＴＴＣは、相対加速度を使用しないため、ＥＴＴＣよりもノイズや誤差等が含まれる可能性の低い。そこで、先行車が減速状態であるが、自車両と先行車とが衝突する衝突可能性がない場合には、衝突予測時間としてＴＴＣを使用することで、運転支援が不要作動となることを抑えることができる。
【００７０】
・自車両の減速状態において、相対加速度αを考慮したＥＴＴＣと、相対加速度αを考慮しないＴＴＣとのいずれかを用いて車両制御を行うようにした。この場合、自車両の減速状態において衝突予測時間にＥＴＴＣのみが使用される場合と比べて、自車両の減速状態でのＥＴＴＣに基づく運転支援の実施機会が制限されることとなり、ひいては、運転支援が不要作動となることを抑えることができる。
【００７１】
上記の実施形態は例えば次のように変更してもよい。なお以下の説明において上述の構成と同様の構成については同じ図番号を付し、詳述は省略する。
【００７２】
・上記において、可能性判定部２６は、リスク期間判定部２６１、仮想減速度判定部２６２、信頼度判定部２６３の少なくともいずれかの機能を備えていればよい。すなわち、図６の処理では、Ｓ１６〜Ｓ１８の各処理は少なくとも一つが実行されればよく、各処理はそれぞれ省略することができる。また図６において、Ｓ１５〜Ｓ１８の各処理の順番は入れ替えることができる。
【００７３】
・上記において、信頼度判定部２６３は、画像ＦＯＥの学習が完了している条件下で、信頼度ありと判定するものであってもよい。すなわち、単眼の撮像装置１０の無限遠点（ＦＯＥ：Ｆｏｃｕｓ  ｏｆ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）の学習が未完了の状態では、画像から取得される距離情報の精度を確保できない可能性がある。そこでＦＯＥの学習が完了していることを条件に、画像の信頼度があると判定する。
【００７４】
図１１，図１２を用いて詳しく説明すると、まず、図１１のフローチャートにおいて、自車両の走行時において、まず、オプティカルフローによる学習を開始する（Ｓ６１）。
【００７５】
この処理では、図１２に示すように、例えば、画像のエッジに多数の特徴点を設定し、これら多数の特徴点が時系列に従ってどのように移動するかをベクトル（オプティカルフロー）として求め、オプティカルフローを用いてＦＯＥの位置を求める。
【００７６】
例えば、オプティカルフローにおいて、白線や樹木等の静止物は、ＦＯＥから出現するように移動することが検出される。また、飛び出し歩行者や自転車等の画像左右から移動してくる移動物は、ＦＯＥとは異なる消失点に対して移動するよう検出される。つまり、物体の出現点を求めれば、ＦＯＥの位置が分かる。オプティカルフローを用いてＦＯＥの位置を検出する処理は、数フレーム分の画像についての画像処理を行うことで完了するため、比較的短時間でＦＯＥの位置を判定できる。
【００７７】
続いて、白線認識によるＦＯＥの位置の学習を開始する（Ｓ６２）。この処理では、例えば図１２に示すような画像から自車両の左右に位置する白線を認識し、これらの白線の延長線上の交点を求めることによってＦＯＥの位置を判定する。このように白線の位置に基づいてＦＯＥの位置を求める処理では、ＦＯＥの位置を精度よく求められるが、自車両が起伏のない直線道路を走行しており、かつ自車両の左右に白線が存在している必要があるため、ＦＯＥの位置の判定に時間が掛かることがある。
【００７８】
続いて、オプティカルフローによるＦＯＥの位置の学習が終了（完了）したか否かを判定する（Ｓ６３）。オプティカルフローによるＦＯＥの位置の学習が終了していれば（Ｓ６３：ＹＥＳ）、白線認識によるＦＯＥの位置の学習が終了したか否かを判定する（Ｓ６４）。白線認識によるＦＯＥの位置の学習が終了していれば（Ｓ６４：ＹＥＳ）、ＦＯＥの位置をＲＡＭ等のメモリに記録するとともに、ＦＯＥ学習処理を終了する（Ｓ６５）。なお、ＦＯＥ学習処理は、一定時間毎、或いは任意のタイミングにおいて、繰り返し実施されることで、ＦＯＥの位置をメモリにおいて蓄積する。なおＳ６３、Ｓ６４の処理を否定判定した場合には、Ｓ６３の処理に戻る。以上の処理により、画像の信頼度が低いことに起因してＥＴＴＣの算出精度が低下することを抑えることができる。
【００７９】
・上記の図９の処理において、漫然運転状態であると判定された後、相対速度Ｖの上昇の度合いに応じて、リスク期間Δｔ２の長さが可変設定されてもよい。例えば、相対速度Ｖの変化量ΔＲＳが小さいほど、先行車の減速開始後に、衝突のリスクの高まる期間が長くなることが想定されるため、リスク期間Δｔ２が長めに設定する。このように、先行車の減速の度合いに応じてリスク期間Δｔ２を可変設定することで、先行車の減速度合に応じてＥＴＴＣに基づく運転支援の実施する期間を設定することができ、ＥＴＴＣを用いた運転支援を実施することによる不要作動を抑える効果を高められる。
【００８０】
・上記の図９の処理において、相対速度Ｖの変化が生じた際に（Ｓ５１：ＹＥＳ）、自車両と先行車とが近づいている状態か遠ざかる状態かを判定し、その判定結果に基づいて、リスク期間フラグＦ３のオンオフが選択されるとよい。すなわち、自車両の漫然運転状態において相対速度Ｖが変化した際に、自車両と先行車とが接近状態の場合には、リスク期間フラグＦ３をオンにする。自車両と先行車とが離間状態であると判定した場合には、リスク期間フラグＦ３をオフにする。なお、自車両と先行車が接近状態であるか離間状態であるかは、相対速度Ｖのベクトルを求めることにより判定できる。以上により、自車両の漫然運転状態において、自車両と先行車とが接近状態であることを条件に、リスク期間を判定することができる。
【００８１】
・上記において、リスク期間判定部２６１は、自車両と先行車との相対速度Ｖに基づいて漫然運転状態であるか否かを判定している。これ以外にも、自車両の車室内に運転者の表情を撮影するカメラを設ける。そしてカメラが取得した画像を画像処理することで、運転者が運転に集中していない表情が検出された場合に、漫然運転状態であると判定してもよい。例えば、よそ見、前方不注意等の表情が検出された場合に、漫然運転状態であると判定してもよい。
【００８２】
・上記において、リスク期間判定部２６１は、減速開始からの経過時間に関わらず運転者が漫然運転状態であると判定されているか否かに基づいて、リスク期間を判定するものであってもよい。すなわち図６のＳ１６のリスク期間の判定処理では、図８の処理を行い、図９の処理を省略する。この場合、図６のＳ１６では、図８の処理で、漫然運転状態フラグＦ２がオンであると判定された場合に（Ｓ４３：ＹＥＳ）、リスク期間であると判定される（Ｓ１６：ＹＥＳ）。一方、漫然運転状態フラグＦ２がオフであると判定された場合に（Ｓ４３：ＮＯ）、リスク期間でないと判定される（Ｓ１６：ＮＯ）。なお、漫然運転状態は、運転者による自車両の操作が行われた際に解除されたと判定されてもよい。
【００８３】
・上記において運転支援装置１００は、レーダ装置を備えていてもよい。レーダ装置は、例えば、ミリ波帯の高周波信号を送信波とする公知のミリ波レーダであり、自車両の前端部に設けられ、所定の検知角に入る領域を物標を検知可能な検知範囲とし、検知範囲内の物標の位置を検出する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、物標との相対距離Ｄを算出する。また、物標に反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、相対速度Ｖを算出する。
【００８４】
このようにレーダ装置と撮像装置１０の両方を備える構成において、レーダ装置が故障した場合には、撮像装置１０の画像から相対距離Ｄ、相対速度Ｖ及び相対加速度αを算出することになる。この場合にも、上述した図６〜図９の各処理を行うことによって、衝突予測時間としてのＥＴＴＣに基づく運転支援を適切な条件下で実施することができる。
【００８５】
・上記の図１において、距離情報取得部２３は、相対加速度に相当する情報として、画像拡大率の微分値（変化量）を取得する。そして、衝突予測時間算出部２４は、画像拡大率の微分値を加味してＥＴＴＣを算出するものであってもよい。なお、画像拡大率の微分値を用いたＥＴＴＣの算出方法の詳細は、米国特許第８８６１７９号公報を参照されたい。
【００８６】
・上記の図１において、撮像装置１０が、距離情報取得部２３及び衝突予測時間算出部２４を備えていてもよい。すなわち、撮像装置１０が、自車両と各物標との距離情報を取得するとともに、取得した距離情報に基づいて衝突予測時間を算出するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…撮像装置、２０…ＥＣＵ、２４…衝突予測時間算出部、２５…減速状態判定部、２６１…リスク期間判定部、２６２…仮想減速度判定部、２６３…信頼度判定部。
【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】
2018097582.tif 000013
【図９】
2018097582.tif 000014
【図１０】
2018097582.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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