(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両（５０）の周囲の物標を検出する物標検出手段（２１）が取り付けられた車両に適用され、前記物標検出手段の検出結果に基づいて、前記物標に対する衝突回避制御を実施する車両制御装置（１０）であって、
前記物標検出手段による前記物標の検出位置に基づき算出された前記物標検出手段の垂直方向の角度ずれ情報を所定周期で取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した前記角度ずれ情報について起動後における履歴を統計処理することで、前記物標検出手段の垂直方向の取付角度のずれ量である軸ずれ角度を算出する角度算出手段と、
起動後に所定の初期期間が経過するまでは、前記物標検出手段で検出された前記物標のうち、静止物に対応する物標である静止物標に対する衝突回避制御の実施を制限し、前記静止物以外の前記物標に対しては前記衝突回避制御を実施し、前記所定の初期期間の経過後は、前記静止物標及び前記静止物以外の前記物標に対する前記衝突回避制御を実施する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記物標検出手段の垂直方向の軸ずれの有無を判定する垂直軸ずれ判定手段を備え、
前記制御手段は、前記垂直方向の軸ずれがあると判定された際に、前記起動後に所定の初期期間が経過するまでは、前記静止物標に対する衝突回避制御を制限する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
自車両（５０）の周囲の物標を検出する物標検出手段（２１）が取り付けられた車両に適用され、前記物標検出手段の検出結果に基づいて、前記物標に対する衝突回避制御を実施する車両制御装置（１０）により実行される車両制御方法であって、
前記物標検出手段による前記物標の検出位置に基づき算出された前記物標検出手段の垂直方向の角度ずれ情報を所定周期で取得する取得ステップと、
前記角度ずれ情報について起動後における履歴を統計処理することで、前記物標検出手段の垂直方向の取付角度のずれ量である軸ずれ角度を算出する角度算出ステップと、
起動後に所定の初期期間が経過するまでは、前記物標検出手段で検出された前記物標のうち、静止物に対応する物標である静止物標に対する衝突回避制御の実施を制限し、前記静止物以外の前記物標に対しては前記衝突回避制御を実施し、前記所定の初期期間の経過後は、前記静止物標及び前記静止物以外の前記物標に対する前記衝突回避制御を実施する制御ステップと、を実行することを特徴とする車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標検出装置で検出された自車両前方の物標に対して自車両の衝突回避制御を行う車両制御装置、及びその車両制御装置が実行する車両制御方向に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置やレーダ装置等の物標検出装置で検出された自車両前方に存在する他車両、歩行者又は道路構造物等の障害物（物標）と、自車両との衝突被害を軽減又は防止するプリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）が実現されている。ＰＣＳでは、自車両と障害物との相対距離と、相対速度又は相対加速度とに基づいて、自車両と障害物との衝突までの時間である衝突予測時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を求め、衝突予測時間に基づいて、自車両の運転者に対して警報装置により接近を報知したり、自車両の制動装置を作動させたりしている。
【０００３】
しかし物標検出装置の取り付け角度が傾斜する軸ずれが発生した場合、実際には自車両の前方に位置していない障害物が、自車両の前方にあると誤判定されてしまう。なお、物標検出装置の軸ずれは、車両走行中に加わる振動や、自車両に対する軽衝突の発生等により生じうる。
【０００４】
そこで、従来から物標検出装置の軸ずれ検出が行われている。例えば、物標検出装置としてレーダ装置を用いる場合、レーダ装置で検出した路側物の移動軌跡からレーダ装置の取り付け角度の水平方向のずれ情報を取得する。そして、水平方向のずれ情報の履歴を統計処理することで、レーダ装置の軸ずれ角度を算出している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３２９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
物標検出装置の軸ずれは自車両に対して垂直方向に生じることがある。物標検出装置に垂直方向の軸ずれが生じた場合、自車両の下方にある路上物や、自車両の上方にある構造物等の静止物に対して不要な衝突回避制御が生じるおそれがある。しかし特許文献１においては、自車両の垂直方向の軸ずれが生じることについては考慮されていない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、物標検出装置の垂直方向の軸ずれが生じた際の不要な支援動作を抑制できる車両制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、自車両（５０）の周囲の物標を検出する物標検出手段（２１）が取り付けられた車両に適用され、前記物標検出手段の検出結果に基づいて、前記物標に対する衝突回避制御を実施する車両制御装置（１０）であって、前記物標検出手段による前記物標の検出位置に基づき算出された前記物標検出手段の垂直方向の角度ずれ情報を所定周期で取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記角度ずれ情報について起動後における履歴を統計処理することで、前記物標検出手段の垂直方向の取付角度のずれ量である軸ずれ角度を算出する角度算出手段と、起動後に所定の初期期間が経過するまでは、前記物標検出手段で検出された前記物標のうち、静止物に対応する物標である静止物標に対する衝突回避制御の実施を制限する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、起動後において所定の初期期間が経過するまでは、静止物標への衝突回避制御を制限することとした。この場合、軸ずれ角度の算出精度が低い初期期間において、物標検出手段に垂直方向の軸ずれが生じていたとしても、自車両に対して上下方向に存在する静止物標に対する誤判定及び誤動作が行われることを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両制御装置の構成図。
【図２】撮像装置及びレーダ装置の配置を示す図。
【図３】軸ずれの検知時間と検知精度との関係を示す図。
【図４】レーダ装置の垂直方向の軸ずれの説明図。
【図５】運転支援ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本実施形態に係る車両制御装置は、車両（自車両）に搭載され、自車両の前方に存在する障害物（以下、物標と称する）物標を検出し、その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システムとして機能する。
【００１３】
図１において、車両制御装置である運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータである。この運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することでこれら各機能を実現する。
【００１４】
運転支援ＥＣＵ１０には、各種の検出情報を入力するセンサ装置として、レーダ装置２１、撮像装置２２、及び車速センサ２３、操舵角センサ２４、ヨーレートセンサ２５が接続されている。
【００１５】
レーダ装置２１は、送信波として電磁波を送信し、その反射波を受信することで物標を検出する装置であり、例えばミリ波レーダやレーザレーダ等で構成されている。レーダ装置２１は、図２に示すように、自車両５０の前部においてその光軸Ｘ２が車両前方を向くように取り付けられている。そして、光軸Ｘ２を中心に車両前方に向かって所定角度θ２の範囲に亘って広がる領域６２をレーダ信号により走査する。そして、車両前方に向けて電磁波を送信してから反射波を受信するまでの時間に基づき測距データを作成し、その作成した測距データを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。測距データには、物標が存在する方位、物標までの距離及び相対速度に関する情報が含まれている。なお図示は省略するがレーダ装置２１には、レーダ装置２１の光軸Ｘ２を垂直方向に補正可能なアクチュエータが取り付けられているとする。
【００１６】
撮像装置２２は車載カメラであり、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳイメージセンサ、近赤外線カメラ等で構成されている。撮像装置２２は、自車両５０の走行道路を含む周辺環境を撮影し、その撮影した画像を表す画像データを生成して運転支援ＥＣＵ１０に逐次出力する。本実施形態の撮像装置２２は、図２に示すように、自車両５０の例えばフロントガラスの上端付近に設置されており、撮像軸Ｘ１を中心に車両前方に向かって所定角度θ１（θ１＞θ２）の範囲で広がる領域６１を撮影する。そして、撮像装置２２は、撮像した画像における、物標の存在を示す特徴点を抽出する。具体的には、撮像した画像の輝度情報に基づきエッジ点を抽出し、抽出したエッジ点に対してハフ変換を行う。ハフ変換では、例えば、エッジ点が複数個連続して並ぶ直線上の点や、直線どうしが直交する点が特徴点として抽出される。なお、撮像装置２２は、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。
【００１７】
車速センサ２３は、自車両５０の車輪に動力を伝達する回転軸に設けられており、その回転軸の回転数に基づいて、自車両５０の速度を求める。操舵角センサ２４は、自車両５０のステアリングホイールが回転操作された角度を操舵角として検出する。ヨーレートセンサ２５は、自車両５０に実際に発生したヨーレート、すなわち車両の重心点回りの角速度を検出する。ヨーレートセンサ２５は、例えば音叉等の振動子を有し、自車両５０のヨーモーメントに基づいて振動子に生じた歪を検出することで自車両５０のヨーレートを検出する。これらの車速センサ２３、操舵角センサ２４、ヨーレートセンサ２５は、自車両５０の走行状態（挙動）が検出される。
【００１８】
自車両５０は、運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により駆動する安全装置として、警報装置４１、ブレーキ装置４２、及びシートベルト装置４３を備えている。
【００１９】
警報装置４１は、自車両５０の車室内に設置されたスピーカやディスプレイである。運転支援ＥＣＵ１０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、その運転支援ＥＣＵ１０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。
【００２０】
ブレーキ装置４２は、自車両５０を制動する制動装置である。運転支援ＥＣＵ１０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、その運転支援ＥＣＵ１０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自動制動を行ったりする（自動ブレーキ機能）。
【００２１】
シートベルト装置４３は、自車両５０の各座席に設けられたシートベルトを引き込むプリテンショナである。運転支援ＥＣＵ１０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、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により、シートベルトの引き込みの予備動作を行う。また衝突を回避できない場合には、シートベルトを引き込んで弛みを除くことにより、運転者等の乗員を座席に停止し、乗員の保護を行う。
【００２２】
物標検出部１１は、レーダ装置２１から第１検出情報を取得し、撮像装置２２から第２検出情報を取得する。そして、第１検出情報から得られる位置である第１位置と、第２検出情報から得られる特徴点である第２位置とについて、近傍に位置するものを、同じ物標に基づくものであるとして対応付ける。第１位置の近傍に、第２位置が存在する場合、その第１位置に実際に物標が存在する可能性が高い。この、レーダ装置２１及び撮像装置２２により物標の位置が精度よく所得できている状態を、フュージョン状態と称する。フュージョン状態であると判定された物標については、検出履歴を参照し、その物標が継続してフュージョン状態であるか否かの判定がなされる。そして、継続してフュージョン状態であると判定されたならば、その位置に物標が存在していると決定される。また、フュージョン状態である物標について、未検出状態となれば、検出履歴を参照し、所定期間はその過去位置にその物標が存在するものとして扱う。
【００２３】
このフュージョン状態であると判定された物標について、第２検出情報に対して、予め用意されたパターンを用いるパターンマッチングを行う。そして、物標検出部１１が種別判別手段として機能し、物標が車両であるか歩行者であるかを判別し、その物標に種別として対応付ける。なお、歩行者という概念に、自転車に乗る人も含んでもよい。
【００２４】
走行状態算出部１２は、車速センサ２３、操舵角センサ２４、ヨーレートセンサ２５の検出結果から、自車両５０の走行状態を判定する。詳しくは、車速センサ２３、操舵角センサ２４、ヨーレートセンサ２５による車速、ヨーレート、車両重心スリップ角に基づき、自車両５０の単位時間当たりの横方向の移動量、前後方向の移動量、回転角度を算出する。なおこれらの各パラメータの算出方法は周知であり詳述は省略する。
【００２５】
角度算出部３０は、レーダ装置２１の取り付け角度のずれ量である軸ずれ角度を算出する。本実施形態の角度算出部３０は、レーダ装置２１が検出した全ての物標から静止物に対応する物標（以下、静止物標Ｆと称する）を判定する。そして静止物標Ｆが自車両５０に対して相対的に移動する移動軌跡に基づいてレーダ装置２１の水平方向及び垂直方向の軸ずれ情報を取得し、運転支援ＥＣＵ１０のＲＡＭ等の記憶部に蓄積する。そして、記憶部に蓄積された水平方向及び垂直方向の軸ずれ情報を統計処理することでレーダ装置２１の水平方向及び垂直方向の軸ずれ角度を算出する。
【００２６】
軸ずれ補正部３１は、角度算出部３０から出力された水平方向及び垂直方向の軸ずれ角度に基づき、レーダ装置２１の光軸Ｘ２の位置情報を補正することで、運転支援ＥＣＵ１０が認識する物標の位置情報を補正する。
【００２７】
規制値算出部１３は、自車両５０の前方に存在する物標を検出するための検出領域を設定する。この検出領域は、自車両５０の進行方向の前方に設定される領域であり、この検出領域に含まれる物標に対して衝突回避制御の実施の可否が判定されることとなる。
【００２８】
作動判定部１４は、規制値算出部１３が設定した検出領域内に、物標が存在するか否かを判定する。すなわち、軸ずれ補正部３１による補正後の物標の位置情報に基づき、検出領域内に含まれる物標を特定する。そして、検出領域内に含まれる物標に対しては、自車両５０と物標との衝突までの時間である衝突予測時間を算出する。例えば、自車両５０と物標との距離及び相対速度に基づいて、衝突予測時間を算出する。
【００２９】
制御処理部１５は、作動判定部１４で算出した衝突予測時間と、安全装置である警報装置４１、ブレーキ装置４２、及びシートベルト装置４３の各々について個別に設定された作動タイミングとを比較する。そして、衝突予測時間が各安全装置の作動タイミングよりも小さければ、該当する安全装置に対して指令信号を送信する。これにより、警報装置４１、ブレーキ装置４２、及びシートベルト装置４３の少なくともいずれかの安全装置が作動され、運転者に対して衝突の危険が報知される。
【００３０】
ところで、軸ずれ情報の履歴を統計処理することで軸ずれ角度を算出する場合、図３に示すように、運転支援ＥＣＵ１０の起動後において所定の期間（以下、初期期間Ｔ１と称する）が経過するまでは、軸ずれ角度の算出精度が低いため、軸ずれ角度が算出できていないか、軸ずれ角度が算出されていてもその精度は低くなる。すなわち軸ずれ角度が不確定な状態となってしまう。
【００３１】
そのため、初期期間Ｔ１において、レーダ装置２１に垂直方向の軸ずれが生じていた場合には、自車両５０の下方にある路上物や、自車両５０の上方にある構造物等が、自車両５０の前方（走行進路上）にあると誤判定される可能性がある。例えば、図４（ａ）に示すように、レーダ装置２１に上向きの軸ずれが生じていた場合には、トンネルや高架橋等の上方構造物Ａが自車両５０の前方にあると誤判定されるおそれがある。また、図４（ｂ）に示すように、レーダ装置２１に下向きの軸ずれが生じていた場合には、道路上にあるマンホール等の路上物Ｂが自車両５０の前方にあると誤判定されるおそれがある。
【００３２】
そこで本実施形態では、初期期間Ｔ１の経過前は、レーダ装置２１で検出された移動物に対応する物標（以下、移動物標と称する）及び静止物に対応する物標（以下、静止物標と称する）のうち、静止物標に対する衝突回避制御を制限する。すなわち自車両５０の前方において衝突回避制御の対象となるのは、主に先行車両や歩行者等の移動物であることに鑑みて、静止物標に対する衝突回避制御を制限する。例えば、静止物標に対する警報装置４１、ブレーキ装置４２、及びシートベルト装置の少なくともいずれかの作動を制限する。
【００３３】
この場合、初期期間Ｔ１の経過前において、レーダ装置２１に垂直方向の軸ずれが生じていたとしても、自車両５０に対して上下方向にある静止物標に対する不要な支援動作が行われることを抑制ができる。そして、初期期間Ｔ１の経過後、軸ずれ情報が蓄積されることにより、レーダ装置２１の軸ずれ角度を所定の精度で算出可能となった際に、静止物標に対する衝突回避制御の規制を解除する。
【００３４】
次に、運転支援ＥＣＵ１０が実行する処理について説明する。なお以下の処理は、図示を略すイグニッションスイッチのオン後、運転支援ＥＣＵ１０が所定周期で繰り返し実施する。
【００３５】
図５において、初期期間Ｔ１の経過前であるか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１で肯定した場合には、検出範囲内に物標があるか否かを判定する（Ｓ１２）。物標が無いと判定した場合には処理を終了する。Ｓ１２で物標があると判定した場合には、静止物標があるか否かを判定する（Ｓ１３）。静止物標があると判定した場合には、検出範囲内の物標のうち、静止物標に対する衝突回避制御を制限する（Ｓ１４）。静止物標が無いと判定した場合には、検出範囲内の物標に対する衝突回避制御を制限しない（Ｓ１５）。Ｓ１１で否定判定した場合、すなわち初期期間Ｔ１の経過後の場合には、静止物標に対する衝突回避制御の制限を実施しない通常処理を行う（Ｓ１６）。すなわち通常処理では、静止物標に対する衝突回避制御の制限を解除することにより、移動物標であるか静止物標であるかに関わらず同様に衝突回避制御を実施する。
【００３６】
上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。
【００３７】
・運転支援ＥＣＵ１０の起動後に取得したずれ情報履歴の統計処理で軸ずれ角度を算出する構成では、起動後において所定の初期期間Ｔ１が経過するまでは、レーダ装置２１の垂直方向の軸ずれの有無が分かっておらず、又は垂直方向の軸ずれの有無が分かってもその精度は低いものとなる。そのため初期期間においては、レーダ装置２１の取付角度が垂直方向にずれていた場合に、自車両５０に対して上下方向にある物標に対して不要な衝突回避制御が行われる可能性がある。ところで、自車両の前方に存在する物標のうち、衝突回避制御の対象となるのは主に先行車両等となる。そこで、起動後において所定の初期期間が経過するまでは、静止物標への衝突回避制御を制限することとした。この場合、軸ずれ角度の算出精度が低い初期期間Ｔ１において、レーダ装置２１に垂直方向の軸ずれが生じていたとしても、自車両５０に対して上下方向に存在する静止物標に対する誤判定及び誤動作が行われることを抑えることができる。
【００３８】
・初期期間Ｔ１の経過後は、レーダ装置２１の軸ずれ角度の算出精度が向上するため、静止物に対応する物標に対する衝突回避制御を解除することとしたため、物標検出装置の軸ずれ角度の算出結果に基づいて、衝突回避制御を行うことができる。
【００３９】
本発明は上記に限定されず次のように実施してもよい。
【００４０】
・上記において、初期期間Ｔ１の際に、撮像装置２２とレーダ装置２１の両方で検出された静止物標は、自車両５０の前方（走行進路上）に存在する可能性が高いため、衝突回避制御の制限対象から除外してもよい。すなわち初期期間Ｔ１の際には、撮像装置２２及びレーダ装置２１のうち、レーダ装置２１のみで検出された静止物標のみに対する衝突回避制御を制限してもよい。
【００４１】
・上記において、初期期間Ｔ１の際に、レーダ装置２１による物標の検出範囲を制限することにより、自車両５０の上下方向に存在する静止物標が検出され難くなるようにしてもよい。すなわち、規制値算出部１３によって設定される検出範囲の奥行き方向の距離（自車両５０の進行方向の距離）を制限してもよい。これにより、自車両５０から離れた位置にある上下方向の物標が検出されにくくなるため、自車両５０に対して上下に位置する静止物標に対する不要な衝突回避制御を抑える効果を高めることができる。
【００４２】
・上記の図５の処理において、初期期間Ｔ１の経過前に物標が検出された場合、その物標の位置情報を用いて垂直方向の軸ずれがあるか否かを判定する。そして垂直方向の軸ずれが生じている可能性がある場合にのみ、静止物標に対する支援動作を制限してもよい。例えば、初期期間Ｔ１の経過前において、物標が検出された場合には、当該物標の移動軌跡からレーダ装置２１の垂直方向の角度を算出する。そして撮像装置２２の撮像軸Ｘ１に対して、レーダ装置２１の光軸Ｘ２が所定以上、垂直方向にずれていることが検出された場合に、静止物標に対する衝突回避制御を制限する。一方、撮像装置２２の撮像軸Ｘ１とレーダ装置２１の光軸Ｘ２とが略一致していれば、静止物標に対する衝突回避制御が制限されないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…運転支援ＥＣＵ、１５…制御処理部、３０…角度算出部、５０…自車両。
【図１】
0006527369.tif 000002
【図２】
0006527369.tif 000003
【図３】
0006527369.tif 000004
【図４】
0006527369.tif 000005
【図５】
0006527369.tif 000006