(57)【要約】【課題】十分な物理的安全対策が施されていない場合でも、衝突により搭乗者が受ける被害の度合いを効果的に軽減する。【解決手段】対象物と衝突する前に、センサ３により得られた対象物との相対位置データおよび速度ベクトルＶc をもとに、時間Ｔc 後に衝突が発生すると予測した場合に、上記衝突予測時間Ｔc内に回動可能な車両の姿勢の範囲を求め、この姿勢の範囲を複数の小範囲に分割してこれらの小範囲ごとに衝突させることが可能な車両の部位を求める。そして、この車両の部位ごとに衝突被害の度合いを表す衝突被害スコアを求めて、この衝突被害スコアが最少となる車両の部位を選択し、この選択された車両の部位が対象物と衝突するように、駆動装置２により車両の姿勢を制御する。【選択図】図２
2017218011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物との相対的な位置および速度を表す計測情報を得るセンサと、車両の姿勢を可変するための駆動系とに接続される車両姿勢制御装置であって、
前記車両と前記対象物とが衝突する以前に、前記センサにより得られた計測情報に基づいて前記衝突が発生するまでの時間を予測し、当該予測した時間内に制御可能な前記車両の姿勢の範囲を求める第１の手段と、
前記第１の手段により求められた前記姿勢の範囲で前記車両の姿勢を制御した場合に衝突すると予測される前記車両の部位を求める第２の手段と、
前記第２の手段により求められた車両の部位について衝突被害の度合いを表す衝突被害スコアを求め、当該衝突被害スコアが所定の値以下となる車両の部位を選択する第３の手段と、
前記第３の手段により選択された車両の部位が前記対象物と衝突するように、前記駆動系により前記車両の姿勢を制御する第４の手段と
を具備することを特徴とする車両姿勢制御装置。
【請求項２】
前記第１の手段は、
前記車両の運動性能を表す情報を記憶する第１の記憶部と、
前記予測した時間内に制御可能な前記車両の姿勢の範囲を、前記第１の記憶部に記憶された前記車両の運動性能を表す情報に基づいて算出する手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両姿勢制御装置。
【請求項３】
前記第２の手段は、
前記車両の形状を表す情報として、前記車両の所定の部位を原点とする二次元または三次元座標を用いた方程式により表される情報を記憶する第２の記憶部と、
前記第１の手段により求められた前記姿勢の範囲を予め設定した小範囲ごとに分割し、当該分割された小範囲ごとに、前記第２の記憶部に記憶された車両の形状を表す情報と、前記センサにより得られる計測情報とに基づいて、前記車両の姿勢を前記小範囲に制御したと仮定した場合に衝突すると予測される前記車両の部位を求める手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両姿勢制御装置。
【請求項４】
前記第３の手段は、
前記車両の各部位に対応付けて、前記対象物の種類、形状またはサイズに応じて予め設定された衝突被害スコアを記憶した第３の記憶部と、
前記第２の手段により求められた車両の部位に対応する衝突被害スコアを、前記第３の記憶部から読み出す手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両姿勢制御装置。
【請求項５】
対象物との相対的な位置および速度を表す計測情報を得るセンサと、車両の姿勢を可変するための駆動系とに接続される制御装置が実行する車両姿勢制御方法であって、
前記車両と前記対象物とが衝突する以前に、前記センサにより得られた計測情報に基づいて前記衝突が発生するまでの時間を予測し、当該予測した時間内に制御可能な前記車両の姿勢の範囲を求める第１の過程と、
前記第１の過程により求められた前記姿勢の範囲で前記車両の姿勢を制御した場合に衝突すると予測される前記車両の部位を求める第２の過程と、
前記第２の過程により求められた車両の部位について衝突被害の度合いを表す衝突被害スコアを求め、当該衝突被害スコアが所定の値以下となる車両の部位を選択する第３の過程と、
前記第３の過程により選択された車両の部位が前記対象物と衝突するように、前記駆動系により前記車両の姿勢を制御する第４の過程と
を具備することを特徴とする車両姿勢制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れかに記載の車両姿勢制御装置の前記各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の衝突による被害を軽減するための車両姿勢制御装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、自転車、電動車いすなど乗り物の交通事故が社会的な問題となっている。交通事故のうち例えば衝突事故を未然に防止するための技術として、カメラやレーダ等の非接触センサを用いた自動ブレーキが提案されている。しかし、衝突までの時間が短い場合や、センサの衝突検知が遅れる場合には、衝突を回避することができない。
【０００３】
一方、衝突時の被害を軽減するための対策として、エアバッグ、シートベルトまたは衝撃吸収ボディ等の物理的な機構または構造を用いたものが挙げられる。このような物理的機構または構造を用いることで、衝突時の衝撃を吸収して運転者の被害を軽減することができる。
【０００４】
しかし、近年需要が増加しているパーソナルモビリティ（１〜２人乗りの電動機を搭載した乗り物）においては、車両の大きさ等の制約を受けるため、このような対策を取ることができないことが多い。例えば電動車いすでは前面に運転者の生身が晒されており、前面から衝突した際には運転者が直接衝撃を受けることとなる。
【０００５】
そこで、エアバッグやシートベルト、衝撃吸収ボディ等の物理的な安全対策を搭載することが困難な乗り物においても衝突時の被害を軽減する技術が提案されている。例えば、非特許文献１では、移動ロボットが衝突する際に「いなし動作」をとることで、衝突する際の被害を軽減している。具体的には、衝突時に衝突物体から受ける力の大きさと向きを６軸力覚センサで測定し、力を吸収するように移動ロボットが移動および回転することで、衝突のエネルギを吸収している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】名取俊、山口友之、PARK Shunhong、中村真吾、小瀬俊介、“いなし行動を有する経路移動ロボットの開発”、日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集、 2A2-F01, 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、非特許文献１に記載された手法は、衝突後に力覚センサにより衝突の力の大きさと向きを測定し、「いなし動作」を行うものとなっている。しかし、例えば電動車いすや立ち乗り電動二輪車等のように、運転者の身体の一部または全部が外部に露出している乗り物においては、衝突による衝撃が運転者に直接加わることがあるため、衝突により運転者が受ける被害が大きくなる。すなわち、非特許文献１のように、衝突後にエネルギを低減する制御を行っても、運転者の被害を十分に軽減することができない。
【０００８】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、十分な物理的安全対策が施されていない場合でも、衝突により搭乗者が受ける被害の度合いを効果的に軽減できるようにした車両姿勢制御装置、方法およびプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、対象物との相対的な位置および速度を表す計測情報を得るセンサと、車両の姿勢を可変するための駆動系とに接続される車両姿勢制御装置または方法にあって、前記車両と前記対象物とが衝突する以前に、先ず前記センサにより得られた計測情報に基づいて前記衝突が発生するまでの時間を予測し、当該予測した時間内に制御可能な前記車両の姿勢の範囲を求める。次に、前記求められた姿勢の範囲で前記車両の姿勢を制御した場合に衝突すると予測される前記車両の部位を求め、この求められた車両の部位について衝突被害の度合いを表す衝突被害スコアを求める。そして、前記求められた衝突被害スコアが所定の値以下となる車両の部位を選択し、この選択された車両の部位が前記対象物と衝突するように、前記駆動系により前記車両の姿勢を制御するようにしたものである。
【００１０】
この発明の第２の態様は、前記車両の運動性能を表す情報を記憶する第１の記憶部を用意しておき、前記予測した時間内に制御可能な前記車両の姿勢の範囲を、前記第１の記憶部に記憶された前記車両の運動性能を表す情報に基づいて算出するようにしたものである。
【００１１】
この発明の第３の態様は、前記車両の形状を表す情報として、前記車両の所定の部位を原点として方程式により表現した情報を記憶する第２の記憶部を用意し、前記求められた姿勢の範囲を予め設定した小範囲ごとに分割し、当該分割された小範囲ごとに、前記第２の記憶部に記憶された車両の形状を表す情報と、前記センサにより得られる計測情報とに基づいて、前記車両の姿勢を前記小範囲に制御したと仮定した場合に衝突すると予測される前記車両の部位を求めるようにしたものである。
【００１２】
この発明の第４の態様は、前記車両の各部位に対応付けて、前記対象物の種類、形状またはサイズに応じて予め設定された衝突被害スコアを記憶した第３の記憶部を用意し、前記求められた車両の部位に対応する衝突被害スコアを、前記第３の記憶部から読み出すようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の第１の態様によれば、車両と対象物とが衝突する前に、当該対象物と衝突するまでの時間が予測され、当該予測された時間内に制御可能な車両の姿勢の範囲が求められる。そして、この求められた姿勢の範囲で衝突する車両の部位が特定され、この特定された車両の部位のうち衝突被害スコアが所定値以下となる車両の部位が選択され、この選択された車両の部位が前記対象物と衝突するように車両の姿勢が制御される。すなわち、車両と対象物とが衝突する前に車両の姿勢が制御され、しかも衝突被害スコアが所定値以下となる部位が衝突するように姿勢が制御される。このため、衝突により搭乗者が受ける被害の度合いを効果的に軽減することが可能となる。
【００１４】
この発明の第２の態様によれば、予測した時間内に制御可能な車両の姿勢の範囲が、事前に記憶された車両の運動性能を表す情報に基づいて算出される。このため、制御可能な車両の姿勢の範囲が、車両ごとにその運動性能に応じて的確に算出することが可能となる。
【００１５】
この発明の第３の態様によれば、車両の形状が当該車両の所定の部位を原点として方程式により表現した情報により表される。そして、車両の姿勢の範囲が複数の小範囲に分割され、当該分割された小範囲ごとに、上記車両の形状を方程式により表した情報と、センサの計測情報とに基づいて、衝突すると予測される車両の部位が特定される。このため、衝突予測部位を小範囲単位で方程式による計算で求めることができる。
【００１６】
この発明の第４の態様によれば、車両の各部位に対応付けて、対象物の種類、形状またはサイズに応じて予め設定された衝突被害スコアを記憶した第３の記憶部が用意され、車両の各部位に対応する衝突被害スコアが上記第３の記憶部から読み出すことにより求められる。このため、各部位の衝突被害スコアが第３の記憶部を検索するだけの簡単な処理により求めることが可能となる。
【００１７】
すなわちこの発明の各態様によれば、十分な物理的安全対策が施されていない場合でも、衝突により搭乗者が受ける被害の度合いを効果的に軽減することができる車両姿勢制御装置、方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両姿勢制御装置を搭載した電動車いすの概略構成図。
【図２】この発明の一実施形態に係る車両姿勢制御装置の機能構成を示すブロック図。
【図３】図２に示した車両姿勢制御装置に設けられる車両性能テーブルの一例を示す図。
【図４】図２に示した車両姿勢制御装置に設けられる車両形状テーブルの一例を示す図。
【図５】図２に示した車両姿勢制御装置に設けられる衝突被害スコアテーブルの一例を示す図。
【図６】図２に示した車両姿勢制御装置による制御処理手順と処理内容の前半部分を示すフローチャート。
【図７】図２に示した車両姿勢制御装置による制御処理手順と処理内容の後半部分を示すフローチャート。
【図８】図２に示した車両姿勢制御装置が備える移動可能範囲計算部の処理内容を説明するための図。
【図９】図４に示した車両形状テーブルに車両形状として記憶する方程式の一例を示す図。
【図１０】図２に示した車両姿勢制御装置が備える衝突可能範囲計算部の処理の一例を説明するための図。
【図１１】図２に示した車両姿勢制御装置が備える衝突可能範囲計算部による計算結果の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
［一実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る電動車いす（以後車両と称する）の概略構成図である。車両には、車両姿勢制御装置１と、駆動装置２と、センサ３とが搭載され、車両姿勢制御装置１は駆動装置２およびセンサ３に信号線を介して接続されている。
【００２０】
駆動装置２は、バッテリから出力される電力をもとにモータを駆動し、このモータの動力を伝達機構を介して車輪に伝達するように構成される。また駆動装置２は操舵部を備え、図示しない操作部の操作に応じて上記操舵部を駆動することにより車両の移動方向を可変制御する。
【００２１】
センサ３は、カメラまたはレーダ等の非接触センサを備え、自車両の周辺に存在する対象物を検出して、当該対象物と自車両との相対位置および速度ベクトルを表す計測データを出力する。なお、センサ３には、車両の速度を検出する速度センサ、方位を検出する方位センサ、車両の姿勢の変化を検出する３軸加速度センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用した位置センサ等を備えるようにしてもよい。
【００２２】
車両姿勢制御装置１は走行時の車両の姿勢を制御するもので、以下のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。  
すなわち、車両姿勢制御装置１は、制御ユニット１０と、記憶ユニット２０と、入出力インタフェースユニット３０を備えている。入出力インタフェースユニット３０は、上記駆動装置２およびセンサ３との間でそれぞれ駆動制御信号および計測データを送受信するために使用される。
【００２３】
記憶ユニット２０は、記憶媒体として例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）を使用したもので、本実施形態を実施するために必要な記憶領域として、車両性能テーブル２１と、車両形状テーブル２２と、衝突被害スコアテーブル２３を備えている。
【００２４】
車両性能テーブル２１には、車両の姿勢を変化させるときの動作性能を表す情報として、車両が回動動作するときの角速度が記憶されている。図３にその一例を示す。
【００２５】
車両形状テーブル２２には、車両の前後左右の各部位を識別する情報に対応付けて、その形状を表す情報が記憶されている。形状を表す情報は、例えば図９に示すように車両の任意の点を原点とする二次元座標を用いた方程式により表される。図４はその一例を示すものである。
【００２６】
衝突被害スコアテーブル２３には、車両の各部位を識別する情報に対応付けて、当該部位が対象物に衝突したときに受けると予測される被害の度合いを表す情報（衝突被害スコア）が記憶されている。図５にその一例を示す。
【００２７】
制御ユニット１０は、中央処理ユニット（Central Processing Unit：ＣＰＵ）を有するもので、本実施形態を実施するために必要な制御機能部として、衝突予測部１１と、移動可能範囲計算部１２と、衝突可能範囲計算部１３と、衝突被害スコア計算部１４と、目標衝突部位選択部１５と、制御軌道生成部１６と、姿勢制御部１７を備えている。これらの制御機能部は、何れも図示しないプログラムメモリに格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。
【００２８】
衝突予測部１１は、上記センサ３から出力された計測データをもとに対象物の移動軌道ベクトルＱc を予測し、この予測した対象物の移動軌道ベクトルＱc と、対象物との相対速度｜Ｖc ｜と、対象物と衝突するまでの時間Ｔc とをもとに、対象物と自車両とが衝突するか否かを予測する処理を行う。
【００２９】
移動可能範囲計算部１２は、車両性能テーブル２１を参照して車両が回動動作するときの角速度ωw を取得し、上記衝突が発生するまでの時間Ｔc 内に自車両が回動可能な最大角度θw を移動可能範囲を表す情報として算出する処理を行う。
【００３０】
衝突可能範囲計算部１３は、車両形状テーブル２２を参照して車両形状を表す情報を取得する。そして、上記移動可能範囲計算部１２により算出された移動可能範囲を所定の単位角度ごとに複数の小範囲に分割し、この分割された小範囲ごとに、当該小範囲に自車両が回動したと仮定した場合の自車両の衝突部位を求める。
【００３１】
衝突被害スコア計算部１４は、上記衝突可能範囲計算部１３により求めた衝突部位ごとに、衝突の被害度を示すスコア（衝突被害スコア）を、上記衝突被害スコアテーブル２３を参照して求める処理を行う。
【００３２】
目標衝突部位選択部１５は、上記衝突被害スコア計算部１４により求めた衝突部位ごとの衝突被害スコアに基づいて、衝突被害スコアが最も小さい衝突部位を目標衝突部位として選択する処理を行う。
【００３３】
制御軌道生成部１６は、上記目標衝突部位選択部１５で選択した目標衝突部位に対象物を衝突させるための、自車両の回動軌道を表すデータを生成する処理を行う。
【００３４】
姿勢制御部１７は、上記制御軌道生成部１６により生成された回動軌道データに基づいて車両の姿勢を制御するための駆動制御信号を生成し、この駆動制御信号を入出力インタフェースユニット３０を介して駆動装置２へ出力する処理を行う。
【００３５】
（動作）
次に、以上のように構成された車両姿勢制御装置１による、対象物との衝突被害度を最少にするための車両姿勢制御動作を説明する。図６および図７は制御ユニット１０の処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
【００３６】
（１）衝突の予測
車両の運用中に制御ユニット１０は、衝突予測部１１の制御の下、ステップＳ１０において以下のように対象物との衝突予測処理を実行する。  
すなわち、先ずステップＳ１１によりセンサ３から一定の周期で計測データを受信する。この計測データには、自車両の周辺に存在する対象物と自車両との相対位置を表すデータと相対速度ベクトルＶc が含まれている。なお、この相対位置および速度ベクトルＶc は、カメラの撮像画像データまたはレーダの検出データをもとに、衝突予測部１１において算出するようにしてもよい。
【００３７】
次ステップＳ１２において、上記受信または計算した対象物との相対位置データおよび速度ベクトルＶc をもとに、対象物の移動軌道ベクトルＱc を線形近似（物体が現在の速度で直進すると仮定した近似）により予測する。そして、ステップＳ１３により、上記相対速度ベクトルＶc をもとに対象物と衝突するまでに要する時間Ｔc を算出し、上記予測した対象物の移動軌道ベクトルＱc が自車両の車体の一部を通過し、かつ衝突物体の速度｜Ｖc ｜が事前に設定した閾値Ｖthよりも大きく、かつ上記衝突までに要する時間Ｔc が事前に設定した閾値Ｔthよりも小さい場合に、「時間Ｔc 後に衝突発生」と予測する。そして、衝突の発生が予測されると、ステップＳ１４により以後の運転者の操作を無効にするための制御を行う。
【００３８】
（２）移動可能範囲の計算
上記衝突予測処理により衝突の発生が予測されると、次に制御ユニット１０は移動可能範囲計算部１２の制御の下、ステップＳ２０により自車両の回動可能な範囲を計算する処理を以下のように実行する。
【００３９】
すなわち、先ずステップＳ２１により、車両性能テーブル２１から自車両が回動動作するときの角速度ωw を取得する。そしてステップＳ２２により、上記衝突予測処理において算出された「衝突までに要する時間Ｔc 」内に自車両が回動可能な最大角度θw を、θw ＝Ｔc ×ωw により算出する。
【００４０】
（３）衝突可能範囲の計算
次に制御ユニット１０は、衝突可能範囲計算部１３の制御の下、ステップＳ３０により衝突可能範囲を求めるための処理を以下のように実行する。  
すなわち、先ずステップＳ３１により、車両形状テーブル２２から自車両の車両形状を表す情報を取得する。形状を表す情報は、図９に示したように車両の任意の点を原点とする二次元座標を用いた方程式により表される。次にステップＳ３２において、上記ステップＳ２２により算出された回動可能な最大角度±θw を、図８に示すように、事前に設定した単位角度θd ごとにＮ個（Ｎ＝２θw ／θd ）の小範囲（角度領域）Ａ1 〜ＡN に分割する。
【００４１】
続いてステップＳ３３により、上記分割された小範囲Ａ1 〜ＡN にごとに、当該小範囲Ａ1 〜ＡN に自車両が回動したと仮定した場合の自車両の衝突部位を特定する。この衝突部位の特定は、上記ステップＳ３１により取得した車両形状を表す情報と、衝突対象物の移動軌道ベクトルＱcとを用いて行われる。例えば、図１０に示すように小範囲Ａ1 に回転した場合には、自車両の「右側面」に衝突すると特定され、その結果が小範囲Ａ1 における衝突部位を表す情報として出力される。同様に他の各小範囲Ａ2 〜ＡN についても衝突部位が特定され、その結果が図１１に示すようなデータとして出力される。
【００４２】
（４）衝突被害スコアの計算
次に制御ユニット１０は、衝突被害スコア計算部１４の制御の下、ステップＳ４０において以下のように衝突被害スコアを求める。  
すなわち、先ずステップＳ４１により衝突被害スコアテーブル２３をアクセスし、ステップＳ４２により、上記ステップＳ３０により小範囲Ａ1 〜ＡN ごとに求められた各衝突部位に対応する衝突被害スコアをそれぞれ読み出す。
【００４３】
（５）目標衝突部位の選択
続いて制御ユニット１０は、目標衝突部位選択部１５の制御の下、ステップＳ５０により、上記ステップＳ４０により小範囲Ａ1 〜ＡN ごとに求められた各衝突部位に対応する衝突被害スコアを相互に比較し、衝突被害スコアが最も小さい衝突部位を選択する。
【００４４】
（６）制御軌道の生成
次に制御ユニット１０は、制御軌道生成部１６の制御の下、ステップＳ６０により、上記目標衝突部位の選択処理により選択された衝突部位に対象物を衝突させるための、自車両の回動軌道を表すデータを生成する。例えば、小範囲Ａi に車両を回動させるための回動軌道（角度）は、θw −（ｉ−１）×θd により求められる。
【００４５】
（７）車両の姿勢制御
上記回動軌道データが得られると、制御ユニット１０は姿勢制御部１７の制御の下、ステップＳ７０により、上記回動軌道データに基づいて車両の姿勢を制御するための駆動制御信号を生成し、この駆動制御信号を入出力インタフェースユニット３０を介して駆動装置２へ出力する。この結果駆動装置２では、上記駆動制御信号に従い操舵機構が制御され、これにより自車両の向きが可変制御されて、例えば右側面が衝突方向に対向するように設定される。
【００４６】
（８）衝突発生の判定
制御ユニット１０は、上記車両の姿勢制御後、ステップＳ８０により上記時間Ｔc 以内に衝突が発生したか否かをセンサ３の計測データをもとに判定する。そして、衝突が検出されればそのまま制御を終了するが、衝突が検出されなければステップＳ１０に戻って、先に述べたステップＳ１０〜Ｓ８０までの処理を繰り返す。
【００４７】
（効果）
以上詳述したように一実施形態では、以下のような対策を講じている。すなわち、対象物と衝突する前に、センサ３により得られた対象物との相対位置データおよび速度ベクトルＶc をもとに、対象物の移動軌道ベクトルＱc を予測すると共に、対象物と衝突するまでに要する時間Ｔc を算出する。そして、上記予測した対象物の移動軌道ベクトルＱc が自車両の車体の一部を通過し、かつ衝突物体の速度｜Ｖc ｜が事前に設定した閾値Ｖthよりも大きく、かつ上記衝突までに要する時間Ｔc が事前に設定した閾値Ｔthよりも小さい場合に、時間Ｔc 後に衝突が発生すると予測する。そして、衝突の発生が予測されると、上記衝突予測時間Ｔc内に回動可能な車両の姿勢の範囲を求め、この姿勢の範囲を複数の小範囲に分割してこれらの小範囲ごとに衝突させることが可能な車両の部位を求める。そして、この車両の部位ごとに衝突被害の度合いを表す衝突被害スコアを求めて、この衝突被害スコアが最少となる車両の部位を選択し、この選択された車両の部位が対象物と衝突するように、駆動装置２により車両の姿勢を制御するようにしている。
【００４８】
従って、対象物と衝突する前に、衝突被害スコアが最小となる部位が衝突軌道上に対向するように姿勢が制御される。このため、エアバッグやシートベルト、衝突安全ボディ等の物理的な安全対策が十分になされていない場合でも、衝突により搭乗者が受ける被害の度合いを最小にすることが可能となる。
【００４９】
また、衝突が予測される時間Ｔc 内に制御可能な車両の姿勢の範囲が、事前に車両性能テーブル２１に記憶された自車両の運動性能を表す情報に基づいて算出される。このため、制御可能な車両の姿勢の範囲が、車両ごとにその運動性能に応じて的確に算出することが可能となる。
【００５０】
さらに、車両の形状が当該車両の所定の部位を原点として方程式により表現した情報により表される。このため、予測衝突部位を小範囲Ａ1 〜ＡN ごとで方程式による計算で求めることができる。
【００５１】
さらに、車両の各部位に対応付けて衝突被害スコアを記憶した衝突被害スコアテーブル２３が用意され、車両の各部位に対応する衝突被害スコアが上記衝突被害スコアテーブル２３から読み出すことにより求められる。このため、各部位の衝突被害スコアを衝突被害スコアテーブル２３を検索するだけの簡単な処理により求めることが可能となる。
【００５２】
［その他の実施形態］
前記一実施形態では、車両の移動動作の形態として、「回転」動作を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、車両が「前進」、「後進」または「横移動」する場合にも、この発明は適用可能である。その場合は、車両の「回転」、「前進」、「後進」、「横移動」等の全ての移動動作を総合して移動可能範囲を求めることにより、この発明を実施可能である。このようにすると、例えば自転車等のように「回転」動作し難いタイプの車両についても、この発明を適用し効果を奏することができる。
【００５３】
移動可能範囲を計算する際には、車両性能テーブル２１に記憶された車両の性能に加えて、障害物や路面等のセンシングした周囲の環境を加味してもよい。例えば、車両の後方に歩行者がいることをカメラで認識し、後方への移動は移動可能範囲に含めないようにしてもよい。さらには、路面が滑りやすいことを検知した場合には、その時の摩擦係数をもとに車両性能テーブルの値を一時的に変更してもよい。
【００５４】
衝突被害スコアは、車両の正面と両側面について定義するだけでなく、衝突の角度に対応付けて定義してもよい。一般に、正面衝突よりも斜めからの衝突のほうが被害は小さいことが知られている。従って、車両の斜め方向の部位を目標衝突部位として選択できるようにすれば、衝突時の被害の度合いをより効果的に軽減することが可能となる。
【００５５】
衝突被害スコアは、運転者の被害だけでなく、同乗者や車両自体の被害、車両の状態（ドアの開閉等）等の他の要素を加味して設定してもよい。例えば、助手席や後席に乗車員がいることをシートセンサにより検知し、その検知結果に応じて衝突被害スコアテーブルを逐次変更したり、運転者の姿勢等の状態を検出してその検出結果に応じて衝突被害スコアテーブルを随時変更してもよい。また、電動車いすにおいて運転者の手が側面から出していることを検知した場合には、車両の該当部位の衝突被害スコアを一時的に高くするようにしてもよい。
【００５６】
衝突被害スコアは、対象物が受ける被害の度合いを加味して設定してもよい。例えば、衝突する対象物が人である場合と、自動車である場合とで、衝突被害スコアを変更する。
【００５７】
前記実施形態では、車両形状を表す情報や衝突被害スコアを、車両の二次元的部位、つまり前面、両側面および後面に対応付けて定義したが、車高等を考慮して三次元的部位に対応付けて定義してもよい。このようにすることで、例えばガードレールの突起物のような、ある高さだけが危険な対象物についても、被害の度合いを効果的に軽減することができる。
【００５８】
車両形状を表す情報は、車両の物理的な形状が同じであっても、任意に分割して設定してもよい。例えば、左側面を左側面１、左側面２と分割して定義することで、より粒度の高い被害軽減制御を行うことが可能となる。
【００５９】
目標衝突部位を選択する際には、必ずしも最小の衝突被害スコアをもつ衝突部位を選択しなくてもよい。例えば、最小の衝突被害スコアを持つ部位の周辺に、高い衝突被害スコアを持つ部位が存在する場合は、制御遅延や衝突時間の予測誤差により、衝突被害が高くなるリスクがある。その場合は、より確実に移動可能であり、衝突被害スコアが最小ではないが十分小さい部位を目標衝突部位とすればよい。
【００６０】
前記実施形態では、センサ３を車両に搭載した場合を例にとって説明したが、例えば街路等に設置された監視カメラやドローンに搭載されたカメラのような外部のカメラにより衝突を検知するようにしてもよい。この場合は、外部のカメラにより得られた映像データを無線回線を介して車両の車両姿勢制御装置に伝送することにより実現できる。
【００６１】
前記実施形態では車両として電動車いすを使用した場合を例にとって説明したが、自転車や自動二輪車、ゴルフカート、一般的な自動車にも、本発明は適用可能である。その他、車両姿勢制御装置の構成と処理手順および処理内容、車両の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００６２】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…制御装置、２…駆動装置、３…センサ、１０…制御ユニット、１１…衝突予測部、１２…移動可能範囲計算部、１３…衝突可能範囲計算部、１４…衝突被害スコア計算部、１５…目標衝突部位選択部、１６…制御軌道生成部、１７…姿勢制御部、２０…記憶ユニット、２１…車両性能テーブル、２２…車両形状テーブル、２３…衝突被害スコアテーブル、３０…入出力インタフェースユニット。
【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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