(57)【要約】【課題】回避可能な経路が存在する場合、又は、その経路が基準経路を逸脱しても安全に道路に戻ることが可能な場合は警報しない車両用警報装置を提供することである。【解決手段】道路形状に基づいて自車両の基準経路を推定する基準経路推定部と、障害物に基づいて、所定時間経過後の障害物の位置を予測する障害物位置予測部と、障害物位置予測部で予測された障害物の位置に基づいて、自車両が障害物を回避できる経路を探索する経路探索部と、基準経路推定部で推定された基準経路と経路探索部で探索された経路と検出された自車両挙動情報に基づいて、自車両が障害物に衝突せずに通過可能な経路が生成できるか否かを判定し、判定結果に基づいて、運転者へ警報を通知する警報信号を警報手段へ出力する判定部と、を有し、判定部は、車両が通過可能な幅と、車両の停止に必要な距離と、が確保できれば経路が存在すると判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出した道路形状に基づいて自車両の基準経路を推定する基準経路推定部と、
検出した障害物に基づいて、所定時間経過後の障害物の位置を予測する障害物位置予測部と、
前記障害物位置予測部で予測された前記障害物の位置に基づいて、自車両が前記障害物を回避できる経路を探索する経路探索部と、
前記基準経路推定部で推定された前記基準経路と前記経路探索部で探索された前記経路と検出された自車両挙動情報に基づいて、自車両が障害物に衝突せずに通過可能な経路が生成できるか否かを判定し、判定結果に基づいて、運転者へ警報を通知する警報信号を警報手段へ出力する判定部と、を有し、
前記判定部は、車両が通過可能な幅と、車両の停止に必要な距離と、が確保できれば経路が存在すると判定する車両用警報装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用警報装置において、
前記障害物は、２つの撮像素子から距離情報を求めるステレオカメラによって検出される車両用警報装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用警報装置において、
前記障害物位置予測部は、検出した前記障害物の位置と相対速度に基づいて、所定時間経過後の障害物の位置を予測する車両用警報装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用警報装置において、
前記所定時間は、検出された障害物の相対速度に応じて決定する車両用警報装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両用警報装置において、
前記基準経路推定部は、検出した道路形状である車道中央線や外側線の位置を取得し、取得した前記車道中央線や前記外側線の位置から、自車両が走行する経路を基準経路として生成する車両用警報装置。
【請求項６】
請求項１記載の車両用警報装置において、
前記経路探索部は、予め定めた探索角度方向に、車両が通過可能な幅と車両の停止に必要な距離とからなる矩形範囲の経路候補を設定し、設定した矩形範囲内に、障害物の位置として検出された点が存在するか否かを判定し、存在する場合、探索角度に自車両の先頭を中心とした所定の角度幅を加算し、次の探索角度とし、前記探索角度が所定の最大探索角度を超えたかどうか判定し、前記探索角度が前記最大探索角度を超えた場合、経路は存在しないと判断する車両用警報装置。
【請求項７】
請求項６記載の車両用警報装置において、
前記最大探索角度は、運転者が操舵で進行方向を変更できる角度である車両用警報装置。
【請求項８】
請求項６記載の車両用警報装置において、
前記道路形状を検出するステレオカメラを有し、
前記ステレオカメラは、路肩やガードレールを検出し、
前記最大探索角度は、検出された前記路肩や前記ガードレールの領域を除外した角度とする車両用警報装置。
【請求項９】
請求項１記載の車両用警報装置において、
前記判定部は、前記基準経路推定部で推定された前記基準経路に対して、前記経路探索部で探索された前記経路が、所定の閾値以上逸脱しているか否かを判定し、前記自車両挙動情報である方向指示器の操作状況により、運転者が方向指示器を操作しているか否かを判定し、方向指示器を操作していないと判定された場合は、警報手段へ前記警報信号を出力する車両用警報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、危険状況を運転者に通知する車両用警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、進行方向の障害物と衝突するまでの時間や、自車両が走行する道路の中央線を横切るまでの時間を推定し、その時間が閾値以下の時、運転者に危険を知らせる車載警報装置が知られている。しかし、ドライバがハンドル操作によって回避が可能な障害物に接近した時や、周辺に走行車両が無く、中央線を逸脱したとしても、問題が無い様な場合に、中央線に近づいた時も、警報が吹鳴することがあった。
【０００３】
このような問題の解決策として特許文献１では、道路形状および検出された障害物の位置に基づき、道路上の各地点へ危険度を設定し、危険度の総和が最も小さくなるリスク最小走行軌跡を算出し、得られたリスク最小走行軌跡上で、危険度が閾値を超えた場合のみ、運転者に危険状況を提示する危険状況警報装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５４９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、障害物の各地点における危険度を算出する際、ある時刻における障害物の位置を中心に、障害物の検出信頼度と障害物からの距離に応じて、危険度が楕円状に広がるように設定している。このため障害物の周りに広い範囲で危険度の領域ができてしまい、障害物が複数存在する場合、危険場が重なりあってしまい、実際には通れる幅が存在しているにも関わらず、警報してしまう場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、回避可能な経路が存在する場合、又は、その経路が基準経路を逸脱しても安全に道路に戻ることが可能な場合は警報しない車両用警報装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用警報装置は、検出した道路形状に基づいて自車両の基準経路を推定する基準経路推定部と、検出した障害物に基づいて、所定時間経過後の障害物の位置を予測する障害物位置予測部と、障害物位置予測部で予測された障害物の位置に基づいて、自車両が障害物を回避できる経路を探索する経路探索部と、基準経路推定部で推定された基準経路と経路探索部で探索された経路と検出された自車両挙動情報に基づいて、自車両が障害物に衝突せずに通過可能な経路が生成できるか否かを判定し、判定結果に基づいて、運転者へ警報を通知する警報信号を警報手段へ出力する判定部と、を有し、判定部は、車両が通過可能な幅と、車両の停止に必要な距離と、が確保できれば経路が存在すると判定する構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
回避可能な経路が存在する場合は警報せず、またその経路が基準経路を逸脱するとしても、安全に道路に戻ることが可能な範囲である場合は警報せずに、本当に衝突しそうな場合に警報をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る車両用警報装置の一実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の車両用警報装置を搭載した車両を示す図である。
【図３】本発明の車両用警報装置の制御の流れを示す図である。
【図４】本発明の車両用警報装置の障害物位置予測部を説明する図である。
【図５】本発明の車両用警報装置の障害物位置予測部を説明する図である。
【図６】本発明の車両用警報装置の経路探索部の制御の流れを示す図である。
【図７】本発明の車両用警報装置の経路探索部を説明する図である。
【図８】本発明の車両用警報装置の判定部を説明する図である。
【図９】本発明の車両用警報装置の判定部を説明する図である。
【図１０】本発明の車両用警報装置の判定部を説明する図である。
【図１１】本発明の車両用警報装置の障害物位置予測部の他の実施例を説明する図である。
【図１２】図１１の障害物位置予測部の効果を説明する図である。
【図１３】図１１の障害物位置予測部の効果を説明する図である。
【図１４】本発明の車両用警報装置の経路探索部の他の実施例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明の実施の形態を実施例により説明する。  
図１は第１の実施例の車両用警報装置１０の構成図、図２は、車両用警報装置１０を搭載した車両を示す図である。
【００１１】
車両用警報装置１０は、障害物検出手段１、道路形状検出手段２、走行状態検出手段３、ＣＰＵ４、警報手段９とからなる。
【００１２】
障害物検出手段１は例えば、自車両前方の障害物を検出するステレオカメラ１１である。本実施例では、更に車両後方の障害物を検出するミリ波レーダ１２を加えた構成である。なお、本実施例ではミリ波レーダ１２を用いたが、単眼カメラやステレオカメラを車両後方に設けた構成でも良い。
【００１３】
ステレオカメラ１１は、車両前部に設置され、左右２つのカメラで撮像された画像の実空間上で同一の地点となる画像間の位置ずれを視差として抽出し、障害物との距離を算出する。また過去の画像から同一の地点の距離の変化により障害物の自車両に対する相対速度を算出する。
【００１４】
ミリ波レーダ１２は、車両後部に設置され、射出される電磁波の反射により、自車両後方に位置する障害物の自車両に対する距離と相対速度を算出する。
【００１５】
また、道路形状検出手段２として、障害物検出手段１と同様に、ステレオカメラ１１を用いて、自車両前方の車道中央線や外側線の自車両に対する位置や距離を検出する。なお、自車両前方の車道中央線や外側線の自車両に対する位置や距離を検出できれば、ステレオカメラに限定することはなく、単眼カメラやミリ波レーダ等の他のセンサでも良い。
【００１６】
これら、障害物、道路形状の情報を、ＣＰＵ４に入力する。  
また、走行状態検出手段３は、車速等の自車両挙動情報を検知する手段である。本実施例では、車速を検出する車速センサ１３、方向指示器スイッチの操作状況を検出する方向指示センサを備える。ここで検出された車速データ、方向指示器の操作状況をＣＰＵ４に入力する。図２では、代表的に車速センサ１３の実装位置を例示している。
【００１７】
また、ＣＰＵ４は上記取得した情報に基づき、内蔵されているプログラムにより、障害物の所定時間後の位置を予測する障害物位置予測部５、検出された道路形状の情報から自車両の基準経路を推定する基準経路推定部７、障害物位置予測部５で予測された障害物位置に基づいて自車両の経路を探索する経路探索部６、経路探索部６で探索された経路と基準経路推定部７で推定した基準経路に基づいて運転者に警報が必要かどうかを判定し、警報を出力させる判定部８と、を備える。
【００１８】
また、警報手段９は、危険状況を運転者に通知する警報装置１４である。警報装置１４は、音声で運転者に通知するだけではなく、文字や光で通知しても良い。
【００１９】
図３は、本発明の車両用警報装置の制御の流れを示すメインのフローチャートである。この制御は、周期的に繰り返される。
【００２０】
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ４の基準経路推定部７が、道路形状検出手段２から車道中央線や外側線の位置を取得し、自車両に対するそれらの位置から、自車両が走行する車線を基準経路として生成する。この時、外側線が無い場合でも、道路形状検出手段２として立体物を検出できるステレオカメラを使用することにより、縁石やガードレールを検出し、それらに対して基準経路を生成する。
【００２１】
ステップＳ１０２では、ＣＰＵ４の障害物位置予測部５が、ステレオカメラ１１から自車両前方の障害物の位置、相対速度を取得し、ミリ波レーダ１２から自車両後方の障害物の位置、相対速度を取得し、障害物の位置を予測する。
【００２２】
図４では、路上駐車の車両２０、自車両と同じ方向へ進行中の車両２１、２２が検出されたとし、検出された位置を黒丸で示す。これらの位置を自車両の先頭を原点とし、進行方向の奥行き方向（奥行き距離）をＺ軸、自車両の幅方向（横位置）をＸ軸として、Ｘ−Ｚ座標系上の点として表す。
【００２３】
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ４の障害物位置予測部５が、取得した障害物との相対速度から、所定時間後の障害物の移動距離をステップＳ１０２で取得した障害物の位置に加算し、所定時間後の障害物の予測位置をステップＳ１０２と同様にＸ−Ｚ座標系上の点として算出する。所定時間後の障害物の位置は、図５では車両２１′、２２′として表せられる。ここで路上駐車の車両２０は、停止しており、所定時間後も同じ位置にいるとしている。
【００２４】
ステップＳ１０４では、ＣＰＵ４の経路探索部６が、障害物位置予測部５から取得した障害物の位置、相対速度に基づいて自車両が最低限通ることが可能な経路を探索する。この詳細を図６のフローチャートと図７を用いて説明する。
【００２５】
図７に示すように、自車両３０の先頭を原点として、進行方向を０°時計回りに角度が増加するように設定する。
【００２６】
ステップＳ２０１では、探索角度の初期値として０°を設定する。
【００２７】
ステップＳ２０２では、探索角度方向に、自車両３０の経路候補を矩形３１として表現する。ここで矩形３１の幅は、自車両３０の走行に最低限必要な通行幅で、例えば自車両３０の幅に余裕代を加えた長さとする。矩形３１の長さは、自車両３０の速度に所定時間をかけた距離（車両の停止に最低限必要な距離）とする。この所定時間は、運転者が自車両３０の経路を判断するのに必要な時間であり、例えば５秒に設定する。
【００２８】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で設定した矩形範囲内に、障害物の位置として検出された点が存在するか確認する。図７の場合、矩形３１内に障害物３３があるため、ステップＳ２０３の判定はＹＥＳとなる。
【００２９】
ステップＳ２０４では、探索角度に自車両の先頭を中心とした所定の角度幅３４を加算し、次の探索角度とする。
【００３０】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で算出した探索角度が最大探索角度を超えたか否かを判定する。ここで最大探索角度は、ドライバが操舵で進行方向を変更できる角度であり、車速によって変化し、運転手が操舵で大きく回避できる低速域では大きくなるように設定する。探索角度が最大探索角度を超えた場合、経路は存在しないと判断し、経路探索処理を終了する。超えていない場合、ステップＳ２０２に戻り、経路探索処理を継続する。図７から最終的に矩形３２の角度で、矩形３２が障害物の位置を含まないことになり、矩形３２を経路として選択し、探索処理を終了する。
【００３１】
また図６のフローチャートには示していないが、ステップＳ２０２では、探索角度のマイナス側つまり自車両から見て左側方向にも矩形を設定し、ステップＳ２０３で障害物の位置が含まれるか確認することとする。
【００３２】
次に図３のフローチャートに戻り、ステップＳ１０５に進む。  
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ４の判定部８が、ステップＳ１０４での経路の探索において、障害物の予測位置を含まない矩形が存在しなければ（ＮＯの場合）、通過可能な経路が存在しないと判断し、ステップＳ１０８で、警報手段９から運転者に危険を報知する。矩形が存在すれば（ＹＥＳの場合）、通過可能な経路が存在するため、ステップＳ１０６へ進む。
【００３３】
以上の状況を図８と図９を用いて説明する。  
図８において、自車両４０は、路上駐車の車両４１を避けるため、自車両４０の基準経路から外れて、隣接車線にはみ出している。この時点での自車両４０が、路上駐車の車両４１と自車両４０と同じ方向へ進行中の車両４２の間を通り抜ける経路は存在しないが、所定時間後、車両４２は、車両４２′の位置へ移動するため、回避経路４３が見つかり警報は鳴らさない。一方で、図９において、同様に自車両は、基準経路から外れているが、所定時間後、車両５３が車両５３′の位置へ移動して来るため、自車両５０が通り抜けられる経路が見つからず、運転者に危険を報知する。
【００３４】
次に回避経路が見つかった後の処理を図３のフローチャートに戻り、ステップＳ１０６から説明する。
【００３５】
ステップＳ１０６では、ＣＰＵ４の判定部８が、ステップＳ１０１において、基準経路推定部７で算出された自車両の基準経路に対して、ステップＳ１０４で探索した経路が所定の閾値以上逸脱している場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０７へ進む。逸脱していない場合（ＹＥＳの場合）は、本フローチャートの処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ４の判定部８が、走行状態検出手段３によって検出された自車両挙動情報である方向指示器の操作状況により、運転手が方向指示器を操作しているか判断し、操作している場合（ＹＥＳの場合）は、運転者の意思で基準経路を逸脱しようとしていると判断し、本フローチャートの処理を終了する。方向指示器を操作していない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１０８で、警報手段９から運転者に危険を報知する。
【００３７】
これは例えば図１０のように、自車両６０の位置では、通過可能な経路６１が存在するとしても、基準経路からの逸脱距離６２が所定の距離を超え、運転手が車線変更の意思として方向指示器を出していない場合は、運転者に危険を報知する。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。第１の実施例では、図３のフローチャートＳ１０３において、障害物位置予測部５が、障害物の予測位置を、障害物との相対速度から所定時間後の移動距離を求め、現在の位置に加算して算出していた。第２の実施例では、その所定時間を障害物との相対速度に応じて変化する時間とする。
【００３９】
まず、図１１のように、横軸を相対速度、縦軸を時間としたグラフから、障害物の予測位置を計算するのに使う時間を相対速度からテーブル引きする。ここで、相対速度は、グラフに向かって右側を障害物が遠ざかる側、向かって左側を近づく側とする。このグラフを使うことにより、相対速度が大きい程、つまり自車との速度差が大きい場合は、短い時間後の予測位置を算出し、逆に相対速度が小さい程、つまり自車との速度差が小さい場合には、長い時間後の予測位置を算出することとなる。
【００４０】
これによる効果を図１２、図１３において説明する。ここでは、車両７３が、自車両７１と比較してより速い速度で移動しているとする。自車両７１の経路を探索する時、車両７３の所定時間後の予測位置を算出し、それが車両７３′になったとする。この場合、自車両７１の経路は矩形７４の位置に存在する。しかし、この経路は車両７３の経路と重なるため、車両７３が予測位置に到達する前に、自車両７１と接触する可能性が出てきてしまう。これに対して、予測位置を算出する時間を図１１からテーブル引きした場合、車７３の速度は、自車両７１と比較して早いため、相対速度は近づく側に大きく、その時間は小さくなる。よって車両７３の予測位置は、図１３の車両７３″で示され、この場合、自車両７１の経路を探索することができず、適切に警報することができる。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。第１の実施例では、図６のフローチャートＳ２０５において、経路探索部６が、経路を探索する最大の角度を、ドライバが操舵で進行方向を変更できる角度としていた。しかし、図１４の領域８１で示されるように道路に沿って、縁石やガードレールを検出した場合には、探索する経路からこれらを含む経路は除外するようにする。このようなことは、道路形状検出手段２として立体物を検出できるステレオカメラを使用した場合、可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  障害物検出手段
２  道路形状検出手段
３  走行状態検出手段
４  ＣＰＵ
５  障害物位置予測部
６  経路探索部
７  基準経路推定部
８  判定部
９  警報手段
１０  車両用警報装置
１１  ステレオカメラ
１２  ミリ波レーダ
１３  車速センサ
１４  警報装置
【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】
2013186767.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013186767.tif 000012
【図１１】
2013186767.tif 000013
【図１２】
2013186767.tif 000014
【図１３】
2013186767.tif 000015
【図１４】
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