(57)【要約】【課題】  計算負荷の軽減と速やかな衝突判定を両立させることを可能とする進路予測装置を提供する。【解決手段】  自車状態検出部２と外界環境検出部３とで検出した自車両、他車両の移動状況に基づいて自車進路候補算出部１０は、自車の進路を予測し、他車進路予測部１１は、他車両の進路を予測する。自車進路選定部１８は、両者の進路から自車両と他車両の衝突可能性を判定し、安全な進路を選定して、車両制御部４により車両の進行を制御する。ここで、各予測時間設定部１２、１５は当該車両の速度に応じて進路予測を行う期間を設定する。【選択図】  図１
2011204124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行状況を検出する自車状態検出手段と、
自車両周辺の他の移動体の移動状況を検出する移動体状態検出手段と、
自車両が現在から第１の期間経過までに走行する軌跡を推定する自車走行軌跡推定手段と、
他の移動体が現在から第２の期間経過までに移動する軌跡を推定する移動体走行軌跡推定手段と、
前記各推定手段の推定軌跡に基づいて、自車と他の移動体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、
前記自車状態検出手段で検出した自車両の速度に応じて前記第１の期間を変化させる推定時間可変手段と、
を備えることを特徴とする進路予測装置。
【請求項２】
前記推定時間可変手段は、前記第２の期間を自車両の速度に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の進路予測装置。
【請求項３】
前記推定時間可変手段は、前記第２の期間を前記移動体状態検出手段で検出した当該他の移動体の移動速度に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の進路予測装置。
【請求項４】
前記各推定手段は、軌跡を推定する期間を分割して各時点の車両位置を予測することにより推定を行うものであり、この分割状況を自車両の速度または軌跡を算出する対象移動体それぞれの速度に応じて変化させる時間間隔設定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の進路予測装置。
【請求項５】
前記各推定手段による軌跡推定を行う演算周期を自車両の速度または軌跡を算出する対象移動体それぞれの速度に応じて変化させる演算周期設定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の進路予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の進路を予測する進路予測装置に関し、特に、自車両と他車両の進路をそれぞれ予測して、その衝突可能性を判定する進路予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両が他の車両等に衝突する可能性を判定する装置が知られている。この種の衝突可能性判定装置としては、自車両と他車両との相対速度や距離に基づいて判定を行う装置があるが、そのほかに特許文献１に記載されているように、移動体各々の所定時間経過後の位置を算出し、その相対距離に基づいて衝突可能性を判定する技術が知られている。この技術によれば、交差点通過時等においても適切な判定を行うことができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０２０６１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、この技術においては、両者が最接近する状態を予測するために現時点から所定のタイムステップごとの両者の位置予測を累積していく手法をとっているため、自車両または他車両の速度が遅い場合には、計算量が増大してしまう。これを避けるために計算を行う時間を短くすると、速度が遅い車両同士が接近する場合には、両者が近接して、進路の変更が困難になるまで衝突予測を行うことができない虞がある。
【０００５】
そこで本発明は、計算負荷の軽減と速やかな衝突判定を両立させることを可能とする進路予測装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る進路予測装置は、（１）自車両の走行状況を検出する自車状態検出手段と、（２）自車両周辺の他の移動体の移動状況を検出する移動体状態検出手段と、（３）自車両が現在から第１の期間経過までに走行する軌跡を推定する自車走行軌跡推定手段と、（４）他の移動体が現在から第２の期間経過までに移動する軌跡を推定する移動体軌跡推定手段と、（５）各推定手段の推定軌跡に基づいて、自車と他の移動体との衝突可能性を判定する衝突判定手段と、（６）自車状態検出手段で検出した自車両の速度に応じて第１の期間を変化させる推定時間可変手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、自車走行軌跡推定手段の軌跡推定期間である第１の期間と移動体軌跡推定手段の軌跡推定期間ある第２の期間とは、一致する必要はなく、固定してもよい。さらに、第２の期間を自車両の速度または移動体状態検出手段で検出した当該他の移動体の移動速度に応じて変化させてもよい。第２の期間を自車両の速度に応じて変化させる場合には、第１の期間と一致させてもよいが、それと異なる期間としてもよい。
【０００８】
各推定手段は、軌跡を推定する期間を分割して各時点の自車両および他の移動体の位置を予測することにより推定を行うものであり、この分割状況を自車両の速度または軌跡を算出する対象移動体それぞれの速度に応じて変化させる時間間隔設定手段をさらに備えていてもよい。この期間分割は、推定期間を等分するだけでなく、不等分分割する場合も含まれる。
【０００９】
さらに、各推定手段による軌跡推定を行う演算周期を自車両の速度または軌跡を算出する対象移動体それぞれの速度に応じて変化させる演算周期設定手段をさらに備えているとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自車両の速度に応じて衝突判定のための軌跡を求める期間を可変とし、例えば、自車両の車速が遅いほどこの対象期間を長くとることで、早期に衝突可能性を予測することを可能とする一方、車速が速い場合にはこれを短くすることで、計算負荷の増大を防ぐ。
【００１１】
移動体についても対象期間を可変とすることで、衝突可能性の早期判定と計算負荷の増大の抑制という効果をさらに発揮することができる。
【００１２】
対象期間を分割する際に、この分割タイミングを可変とすることで、軌跡を求める対象期間が長くなった場合でも、計算量の増大を抑制することができるとともに、特に移動速度、方向が変化している移動体について、その移動を適正に予測することができる。
【００１３】
さらに、演算周期を可変とすることで、特に、移動速度が遅い移動体については、対象期間が増大して、一度の軌跡推定に時間を要する場合でも、その計算周期を長くとることで、時間当たりの演算量を抑制し、計算負荷を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る進路予測装置の好適な実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１の装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る装置による進路予測の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る装置による進路予測の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明に係る進路予測装置の好適な実施形態を示すブロック構成図である。本装置は、進路予測部１を中心に構成される。この進路予測部１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の記憶装置等によって成り立ち、後述する各部１０〜１８を含む。進路予測部１は、専用のハードウェアとして構成されていてもよいが、他の車両用のＥＣＵとそのハードウェアの全部または一部を共有していてもよいし、他の複数のＥＣＵを組み合わせて構成されていてもよい。
【００１７】
進路予測部１には、自車両の進路候補を算出する自車進路候補算出部１０、他の車両の進路を予測する他車進路予測部１１と、算出した自車進路、他車進路に基づいて衝突可能性を予測し、衝突可能性の低い自車進路を選定する自車進路選定部１８を備える。
【００１８】
自車進路候補算出部には、進路候補の予測時間を設定する予測時間設定部１２と、予測を行う際の時間間隔を設定する予測時間間隔設定部１３と、予測計算を行う周期を設定する予測周期設定部１４とが接続されている。
【００１９】
一方、他車進路予測部１１にも同様に、他車進路の予測時間を設定する他車予測時間設定部１５と、予測を行う際の時間間隔を設定する他車予測時間間隔設定部１６と、予測計算を行う周期を設定する他車予測周期設定部１７とが接続されている。
【００２０】
進路予測部１には、自車両の挙動を含む車両状態を検出する自車状態検出部２と、他車両の挙動を含む外界環境を検出する外界環境検出部３の各検出出力が入力され、車両挙動を制御する車両制御部４に選定した自車進路情報が出力される。
【００２１】
ここで、自車状態検出部２としては、車輪パルスセンサ、ヨーレートセンサ、舵角センサ、加速度センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）や自立航法装置を用いたナビゲーション装置の各出力が入力されており、自車両の速度、加速度、位置、向き等が検出される。
【００２２】
外界環境検出部３としては、レーザレーダ、ソナー、前方カメラと画像認識装置を用いた障害物検出装置のほか、他車両の車両挙動情報を取得する路車間通信装置、車々間通信装置のほか、道路情報を取得する通信装置や道路情報を記憶する地図データベース等が含まれる。これにより、他車両の速度、加速度、位置、向きのほか、交差点や信号の位置情報、信号の点灯タイミング情報、車線情報等も取得することができる。
【００２３】
車両制御部４としては、エンジン、ブレーキ、操舵制御を自動的に行い、自動走行や衝突回避走行を行う装置のほか、衝突危険性が高いと判定した場合に、運転者に報知する警報システム、衝突に備えて乗員を保護する装置などが含まれる。
【００２４】
続いて、この装置の具体的な動作を説明する。図２は、この装置の進路予測処理を説明するフローチャートである。この処理は、図１の装置において車両の電源キーがオンにされてからオフにされるまで繰り返し実行される。
【００２５】
まず、自車状態検出部２と、外界環境検出部３により、自車の状態と外部環境をセンシングする（ステップＳ１）。これにより、自車両、他車両それぞれの速度、加速度、位置、向きと、両者が走行している道路情報（道幅、車線数、交差点、信号等の情報）を取得する。
【００２６】
次に、各予測時間を設定する（ステップＳ２）。これは、各予測時間設定部１２、１５が進路予測の対象物の速度情報に基づいて予測する期間の設定を行う。例えば、自車両予測時間設定部１２は、自車両の速度Ｖが遅いほど予測する期間（第１の期間）の長さ（ｔＬ１）を長く設定する。この第１の期間は始期が現時点ｔであり、その終期は（ｔ＋ｔＬ１）となる。同様に、他車予測時間設定部１５は、進路を予測する対象他車両の速度が遅いほど当該他車両の予測期間（第２の期間）の長さ（ｔＬ２）を長く設定する。この第２の期間は始期が第１の期間と同じ現時点ｔであり、その終期は（ｔ＋ｔＬ２）となる。この第２の期間は、他車両が複数存在する場合には、それぞれの車両に応じて異なった期間をとる。
【００２７】
続いて設定した予測時間に基づいて自車進路候補算出部１０と、他車進路予測部１１は、自車および他車の進路を予測する（ステップＳ３）。具体的には、各予測時間間隔設定部１３、１６が先に設定した第１の期間、第２の期間を複数の時間間隔に分割する。この分割は、例えば等間隔に分割してもよいし、不等間隔で分割してもよい。不等間隔に分割する場合には、後述するように、推定した車両の位置間隔が均等に近くなるよう車速変化に応じて車速が速い区間では短く、車速が遅い区間では長くなるよう分割するとよい。また、各予測周期設定部１４、１７は、進路予測演算の演算周期を設定する。この演算周期は、進路予測対象車両の速度が速いほど短く、遅いほど長く設定される。
【００２８】
自車進路候補算出部１０と、他車進路予測部１１は、こうして設定した時間間隔ごとの時刻における各車両の位置、速度、向き等を予測し、追跡していくことにより、設定した期間終了までの各車両の移動軌跡として求める。この演算は、先に予測周期設定部１４、１７が設定した演算周期ごとに行われる。手法としては、演算周期を最短の演算周期の整数倍となるよう設定しておき、前回の演算から設定した演算周期を経過していない車両についてはその進路予測をスキップすることで、計算量を削減する。
【００２９】
ここで、道路状況（例えば、交差点や信号の状況）を勘案して、車両の減速や進行方向の変更等も予測するとよい。このとき、車々間通信、ナビゲーション装置等により車両の目的地や目標進路が既知の場合にはこれを参照して進路予測を行うとさらに好ましい。また、移動体ごとに可能性のある進路を複数予測してもよい。例えば、自車両が直進予定の交差点がある場合に、対向車両である他車両が直進するか交差点を右折するか不明な場合は、右折進路と直進進路の双方について予測するようにしてもよい。
【００３０】
ステップＳ４では、こうして求めた各車両の予想軌跡に基づいて、自車両が他車両に衝突する可能性があるか否かを求める。これは、軌跡上で最も最接近した時点での車両間の距離に基づいて判定すればよい。
【００３１】
続く、ステップＳ５では、自車進路選定部１８が、可能性のある自車進路のうち安全で、その中で最短時間で通過可能なルートを自車進路として選定する。他の要素、運転者が優先設定したルートや進路変更の少ないルート等を優先して選定を行ってもよい。自車進路選定部１８は、さらに、この進路を実現できる車両制御量（スロットル操作量、ブレーキ操作量、操舵量等）を計算し（ステップＳ６）、車両制御部４へ出力する。車両制御部４は出力された車両制御量に基づいて車両の挙動を制御する。
【００３２】
以上の説明では、他車予測時間設定部１５を設け、他車両の予測時間を自車両の予測時間に対して独立して設定する形態を説明してきたが、他車予測時間設定部１５を設けることなく、自車予測時間設定部１５で設定した予測期間である第１の期間を他車進路予測部１１の予測期間（第２の期間）として用いればよい。この場合には、第１の期間と第２の期間が同一となる。あるいは、他車両については予測時間を固定してもよい。
【００３３】
同様に、他車予測時間間隔設定部１６や他車予測周期設定部１７を設けることなく、他車両の予測時間間隔や予測周期を自車両と一致させてもよい。また、他車両についてはこれらを固定してもよい。
【００３４】
図３は、本発明に係る進路予測装置による進路予測の一例を示す図である。図３（ａ）に示されるように、自車両１００、他車両２００の車速がともに速い（Ｖhigh）場合には、予測圏内１５０内において、例えば、５秒後まで１秒おきに各進路を予測する。つまり、第１の期間、第２の期間がいずれも５秒で、時間間隔をいずれも１秒に設定することになる。
【００３５】
これらの時間間隔、期間を常に固定していると、自車両１００、他車両２００の車速が遅い（Ｖlow）場合には、図３（ｂ）に示されるように、自車両１００と他車両２００とが十分に接近しないと、最接近位置を予測することができない。上述したように、第１の期間、第２の期間を車速に応じて異ならせた場合には、例えば、ＶlowがＶhighより遅い分だけ、第１の期間、第２の期間を長く（例えば８秒）に設定することにより、図３（ｃ）に示されるように、図３（ａ）に示される場合と同様の位置まで進路を予測することが可能となり、衝突危険性を迅速に判定することができる。このため、車両の進路変更等も容易になる。例えば、中間地点の道路幅が狭く、すれ違いが困難な場合、図３（ｂ）に示される進路予測では、十分に接近してからいずれかの車両が後退せざるを得なくなる事態となりうるが、図３（ｂ）に示されるようにその接近位置まで予測することで、このような場合でも、予め道路幅の広い場所で待機することが容易になる。
【００３６】
さらに、時間間隔を車速が速い場合の倍の長さに設定することで、図３（ｄ）に示されるように、軌跡算出精度を大きく低下させることなく、計算負荷を削減することができる。このように車速が遅い場合には、同じ時刻経過後でも車速が速い場合に比べると位置の変化が小さいので、進路予測の演算周期を長くとっても軌跡の変動は小さい。これにより、さらに計算負荷を削減することができる。
【００３７】
各車両の速度変動が見込まれる場合には、時間間隔を車速に応じて不等間隔で変更するとさらに好ましい。図４は、その場合の予測軌跡を示している。ここでは、交差点３１０の通過に際して自車両１００は、図下側の道路３１１から交差点に進入して、これを右折し、道路３１３へと至るのに対し、対向車両である他車両２００は、図上側の道路３１２から直進して交差点３１０を抜けて道路３１１へと至る場合を例示する。ここで、他車両２００は、信号待ち等により、予測開始時点では停止しているものとする。
【００３８】
予測時間間隔を等分した場合、図４（ａ）に示されるように、自車両１００は、交差点３１０進入時に減速し、交差点３１０を抜けると再加速するため、交差点３１０部分が密な位置情報が得られる。一方、他車両２００は、加速しながら交差点３１０に近づき、これを通過するため、予測期間の開始時点に近いほど接近し、終了時点になるほど間隔の開いた位置情報が得られることになる。
【００３９】
予測時間間隔を、それぞれの速度変化に応じてそれぞれ不等間隔に設定することで、図４（ｂ）に示されるように、位置間隔が略均等となるような予測軌跡が得られる。これにより、位置情報に基づいた衝突判定計算が容易になり、計算効率の確保と衝突判定計算の精度確保が両立できる。
【００４０】
ここでは、車両周辺の移動体としては、車両（取得して自動車）を対象としてその移動状況を予測する形態を説明してきたが、歩行者、自転車、鉄道車両等も含めてその進路を予測する形態をとってもよい。
【００４１】
歩行者や自転車といった車両と異なる移動体を対象とする場合には、それぞれの属性に応じた運動モデルを用いて進路予測を行うとよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…進路予測部、２…自車状態検出部、３…外界環境検出部、４…車両制御部、１０…自車進路候補算出部、１１…他車進路予測部、１２…自車両予測時間設定部、１３…予測時間間隔設定部、１４…予測周期設定部、１５…他車予測時間設定部、１６…他車予測時間間隔設定部、１７…他車予測周期設定部、１８…自車進路選定部、１００…自車両、１５０…予測圏内、２００…他車両、３１０…交差点、３１１〜３１３…道路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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