JP2012066774A - 衝突被害軽減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が障害物に衝突するおそれがある場合にブレーキを自動的に作動させる衝突被害軽減装置の作動精度を向上すること。
【解決手段】車両１が進行方向上の障害物に衝突するおそれがあると判定した場合に、車両１のブレーキ２を自動的に作動させる衝突被害軽減装置１００であって、車両１の進行方向の画像を撮像するカメラ１０と、カメラ１０によって撮像され画像から車両１が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定部４２とを備え、車線逸脱判定部４２によって車両１が走行車線を逸脱すると判定された場合には、ブレーキ２の自動的な作動を停止することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両が前方の障害物に衝突するおそれのある場合に、衝突による被害を軽減する衝突被害軽減装置に関する。

従来から、車両に搭載されたレーダなどによって前方の障害物との距離を測定して障害物への衝突の可能性を演算し、車両が障害物に衝突する可能性が高い場合にブレーキを作動させ、衝突による被害を軽減する衝突被害軽減装置が知られている。

特許文献１には、車間距離レーダによって測定された前方の障害物までの距離と、車両と障害物との相対速度とに基づいて、車両が障害物に衝突するまでの衝突時間を演算し、衝突時間が所定値以下になった場合に、車両が障害物に衝突すると判定してブレーキを自動的に作動させる衝突被害軽減装置が開示されている。

特開２００９−１０１７５６号公報

しかしながら、特許文献１の衝突被害軽減装置では、例えば、車両が前方を走行する他の車両を追い越す際に、他の車両との車間距離が短くなったことによって、車両が障害物に衝突すると判定されてブレーキが自動的に作動するおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、衝突被害軽減装置の作動精度を向上することを目的とする。

本発明は、車両が進行方向上の障害物に衝突するおそれがあると判定した場合に、当該車両のブレーキを自動的に作動させる衝突被害軽減装置であって、前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像から前記車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定部と、を備え、前記車線逸脱判定部によって前記車両が走行車線を逸脱すると判定された場合には、前記ブレーキの自動的な作動を停止することを特徴とする。

本発明では、撮像部によって撮像された車両の進行方向の画像に基づいて、車両が走行車線を逸脱すると車線逸脱判定部が判定した場合には、ブレーキの自動的な作動が停止される。よって、車両が走行車線を逸脱する場合、即ち車両が前方の車両を追い越す場合等には、ブレーキの自動的な作動が停止される。したがって、衝突被害軽減装置の作動精度を向上できる。

本発明の実施の形態に係る衝突被害軽減装置の構成図である。 （ａ）から（ｃ）は、車線逸脱判定制御について説明する図である。 本発明の実施の形態に係る衝突被害軽減装置の作用を説明するフローチャート図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の衝突被害軽減装置における誤判定の例を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る衝突被害軽減装置１００について説明する。

まず、主に図１を参照して、車両１に搭載される衝突被害軽減装置１００の構成について説明する。

車両１は、駆動力を発生するエンジン３を制御するエンジン制御装置３ａと、制動力を発生するブレーキ２を制御するブレーキ制御装置２ａとを備える。エンジン制御装置３ａとブレーキ制御装置２ａとは、各種情報を表示するメータ５などの他の電子機器とともに、ＣＡＮ通信などの車両ネットワーク７に、相互にデータ通信可能に接続される。

衝突被害軽減装置１００は、車両１が進行方向上の障害物に衝突するおそれがあると判定した場合に、運転者がブレーキ２を作動させる操作をしていなくても、車両１のブレーキ２を自動的に作動させるものである。ブレーキ２が自動的に作動することによって、車両１の速度を低減させて、車両１が障害物に衝突したときの衝突エネルギを抑制して、衝突による被害を軽減するものである。衝突被害軽減装置１００では、制御に用いる各種閾値を変更することによって、車両１が障害物に衝突する前に車両１を停止させ、車両１と障害物との衝突を防止することも可能である。

衝突被害軽減装置１００は、車両１の進行方向の画像を撮像する撮像部としてのカメラ１０と、車両１と障害物との間の相対距離を測定する相対距離測定部としてのレーダ２０とを備える。

カメラ１０は、車両１におけるフロントウィンドウの上部に、車両１の進行方向に向けて設置される小型の撮像装置である。カメラ１０は、後述する車線逸脱判定制御装置４０に接続され、撮像した画像を送信する。カメラ１０を車線逸脱判定制御装置４０に接続するのではなく、車両ネットワーク７に接続してもよい。

レーダ２０は、先行する他の車両などの障害物を検知するものである。レーダ２０は、例えば、出射した電波が障害物に反射して戻ってきたのを受信し、車両１と障害物との相対距離を測定する電波レーダである。レーダ２０は、車両ネットワーク７に接続され、測定した車両１と障害物との相対距離を送信する。

衝突被害軽減装置１００は、車両１のメータ内に設けられ運転者に向けて警報メッセージを表示する警報表示部４４と、車両１の車内に設けられ運転者に向けて警報音を鳴らす警報ブザー４５とを備える。警報表示部４４と警報ブザー４５とによって、ブレーキ２が自動的に作動していることが運転者に通知される。

警報表示部４４は、ブレーキ２が自動的に作動した場合に、車両１の運転者に向けて警報メッセージを表示するものである。警報メッセージは、例えば、「ＥＭＥＲＧＥＮＣＹ」という文字の表示や、警報インジケータの点灯などである。

警報ブザー４５は、ブレーキ２が自動的に作動した場合あるいは作動する直前に、車両１の運転者に向けて警報音を鳴らすものである。警告音は、例えば、「緊急ブレーキを作動します」という音声や、電子音などである。

衝突被害軽減装置１００は、衝突における被害を軽減するための制御を実行する衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０と、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあるか否かを判定する車線逸脱判定制御を実行する車線逸脱判定制御装置４０とを備える。衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０及び車線逸脱判定制御装置４０は、車両ネットワーク７に接続される。衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０と車線逸脱判定制御装置４０とをそれぞれ個別に設けるのではなく、単一の制御装置を用いて各々の制御を実行してもよい。

衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０及び車線逸脱判定制御装置４０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータによってそれぞれ構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによって衝突被害軽減装置１００の制御が実現される。

衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０は、車両１と障害物との相対速度を測定する相対速度測定部３１と、車両１が障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算部３２と、衝突時間が予め定められた所定の衝突時間閾値より小さい場合にブレーキ２を自動的に作動させるブレーキ作動部３３とを備える。

相対速度測定部３１は、レーダ２０によって測定された車両１と障害物との相対距離の変化に基づいて車両１と障害物との相対速度を測定する。衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０に相対速度測定部３１を設けるのではなく、レーダ２０において、出射した電波と反射して戻ってきた電波との間でドップラー効果によって生じる周波数差に基づいて車両１と障害物との相対速度を測定するようにしてもよい。

衝突時間演算部３２は、車両１と障害物との相対速度及び相対距離に基づいて衝突時間を演算する。衝突時間は、車両１と障害物との相対距離を、相対速度で除して求められた時間である。つまり、衝突時間は、車両１と障害物とが現在の速度を維持した場合に、車両１が障害物に衝突するまでの時間である。

ブレーキ作動部３３は、衝突時間演算部３２によって演算された衝突時間が、予め定められた所定の衝突時間閾値より小さい場合に、ブレーキ２を自動的に作動させるものである。これにより、車両１が障害物に衝突する前にブレーキ２が作動して速度を低減できるため、車両１と障害物との間の衝突エネルギを抑制できる。したがって、衝突による車両１の被害を軽減することができる。

なお、衝突時間閾値を、ブレーキ２が自動的に作動してから車両１が停止するまでに要する時間より長い時間に設定すれば、車両１は、障害物の手前で停止することとなる。よって、車両１が障害物に衝突したときの衝突による被害を軽減するだけでなく、障害物に衝突する前に車両１を停止させることも可能である。

ブレーキ作動部３３は、車線逸脱判定制御装置４０によって車両１が走行車線を逸脱すると判定された場合には、ブレーキ２の自動的な作動を停止する。ブレーキ２の自動的な作動を停止する制御については、図３を参照しながら後で詳細に説明する。

車線逸脱判定制御装置４０は、カメラ１０によって撮像された画像を受信して認識する画像認識部４１と、カメラ１０によって撮像された画像から車両１が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定部４２とを備える。また、車線逸脱判定制御装置４０は、車両１の運転者に車線逸脱警報を発する車線逸脱警報部４３を備える。

画像認識部４１は、カメラ１０によって撮像された画像から、路面５０（図２参照）上の左右の白線５１（図２参照）を認識する。画像認識部４１は、画像内の白線５１の位置や角度を車線逸脱判定部４２に出力する。

車線逸脱判定部４２は、画像認識部４１によって認識された白線５１の位置や角度に基づいて、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあるか否かを判定する。車線逸脱判定部４２は、車両１が走行車線を逸脱するまでの逸脱時間を演算し、この逸脱時間が予め定められた所定の逸脱時間閾値より小さいか否かを判定する。

車線逸脱判定部４２は、演算した逸脱時間が逸脱時間閾値より小さい場合には、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあると判定し、逸脱時間が逸脱時間閾値より大きい場合には、車両１が走行車線を逸脱するおそれがないと判定する。なお、運転者によってウィンカーレバーの操作が行われた場合など、運転者が意図的に車線変更を行う場合には、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあると強制的に判定するようにしてもよい。

ここで、逸脱時間閾値は、車両１に対する白線５１の角度と、車両１の速度とに応じて設定される値である。逸脱時間閾値は、車両１の白線５１に対する角度が同じ場合について比較すると、車両１の速度が速くなるにつれて小さく設定される。

逸脱時間閾値は、上述した衝突時間閾値と比べて大きく設定される。例えば、逸脱時間閾値が０．５秒に設定され、衝突時間閾値が０．３秒に設定されているとする。この状態で、車両１が前方の他の車両に近付いてから追い越す場合について検討する。

車両１が他の車両を追い越そうとすると、まず、車両１が走行車線を逸脱する０．５秒前に、演算された逸脱時間が逸脱時間閾値より小さくなることによってブレーキ２の自動的な作動が停止される。そのため、車両１が他の車両に近付き、他の車両に衝突する０．３秒前の地点まで近づいても、ブレーキ２が自動的に作動することはない。よって、車両１が前方の他の車両を追い越す場合に、ブレーキ２が自動的に作動することはない。

これとは逆に、逸脱時間閾値が衝突時間閾値と比べて小さく設定される場合について検討する。例えば、逸脱時間閾値が０．５秒に設定され、衝突時間閾値が０．８秒に設定されているとする。この状態で、車両１が前方の他の車両に近付いてから追い越す場合について検討する。

車両１が他の車両を追い越そうとして、車両１が他の車両に衝突する０．８秒前の地点まで近づくと、演算された衝突時間が衝突時間閾値より小さくなることによってブレーキ２が自動的に作動する。よって、車両１が前方の他の車両を追い越す場合であっても、ブレーキ２が自動的に作動することとなる。そして、車両１が走行車線を逸脱する０．５秒前になると、演算された逸脱時間が逸脱時間閾値より小さくなることによってブレーキ２の自動的な作動が停止される。

以上より、逸脱時間閾値が衝突時間閾値と比べて大きく設定されることによって、ブレーキ２が自動的に作動する前に、ブレーキ２の自動的な作動を確実に停止することができる。よって、ブレーキ２が自動的に作動した後に、ブレーキ２の自動的な作動が停止されて、車両１の動作がぎくしゃくすることが防止される。

車線逸脱判定部４２は、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあると判定した場合には、車線逸脱警報を発する指令を車線逸脱警報部４３に出力する。

車線逸脱警報部４３は、演算された逸脱時間が逸脱時間閾値より小さい場合に、車両１の運転者に車線逸脱警報を発するものである。車線逸脱警報が発せられることによって、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあることが、車両１の運転者に通知される。

車両１が走行車線を逸脱するおそれがある場合には、警報表示部４４には、車両１の運転者に向けて警報メッセージが表示され、警報ブザー４５からは、車両１の運転者に向けて警報音が鳴らされる。

これにより、運転者による運転ミスなどによって車両１が走行車線を逸脱するおそれがある場合には、運転者に車線逸脱警報が発せられることによって、車両１が走行車線を逸脱することを防止できる。

なお、車線逸脱警報が発せられるときには、同時にブレーキ２の自動的な作動も停止しているため、ブレーキ２の自動的な作動が停止している旨の警報を、警報表示部４４及び警報ブザー４５から発してもよい。これにより、車両１の運転者にブレーキ２の自動的な作動が停止していることが通知され、注意を促すことができる。

衝突被害軽減装置１００は、衝突被害軽減ブレーキ制御装置３０と車線逸脱判定制御装置４０とに接続されるスイッチ６を備える。スイッチ６は、車両１の運転者によって操作可能な位置に設けられる。このスイッチ６が操作されることによって、衝突被害軽減装置１００がオン又はオフに切り替えられる。

以下、図２を参照して、車線逸脱判定制御について説明する。

図２（ａ）は、カメラ１０によって撮像された画像であり、車両１が走行車線を逸脱するおそれのない場合である。画像には、車両１のボンネット１ａと、進行方向の路面５０とが映されている。

この状態では、車両１は白線５１と平行に走行しているため、車両１が走行車線を逸脱するおそれがない。よって、逸脱時間は無限大である。このとき、車線逸脱判定部４２では、演算された逸脱時間が、逸脱時間閾値より大きいため、車両１が走行車線を逸脱するおそれがないと判定される。

図２（ｂ）は、カメラ１０によって撮像された画像であり、車両１が白線５１を跨いで走行車線を逸脱するおそれがある場合である。これは、図２（ｃ）に示すように、車両１が左車線から右車線に車線変更している場合である。画像に映っている車両１の左側の白線５１は、右側の白線５１と比べて垂直に近い角度である。

この状態では、車両１は白線５１と平行ではないため、車両１が走行車線を逸脱するおそれがある。車線逸脱判定部４２では、車両１がこのままの角度及び速度で走行を続けた場合に走行車線を逸脱するまでの逸脱時間が演算される。演算された逸脱時間が逸脱時間閾値以下である場合には、車線逸脱判定部４２では、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあると判定される。

次に、図３及び図４を参照して、衝突被害軽減装置１００の作用について説明する。

車両１のイグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされると、図３に示す制御が実行される。

ステップ３０１では、衝突被害軽減装置１００が起動される。

ステップ３０２では、レーダ２０によって車両１と障害物との相対距離を検出し、相対距離の変化に基づいて相対速度を演算する。これにより、車両１に対する障害物の位置や、障害物の速度などの情報を得ることができる。

ステップ３０３では、ステップ３０２にて検出された相対距離を、演算された相対速度で除すことによって、車両１が障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する。これにより、車両１と障害物との速度が変化しない場合に、あとどのくらいの時間で車両１が障害物に衝突することとなるかが演算される。

ステップ３０４では、衝突時間が衝突時間閾値以下であるか否かを判定する。ステップ３０４において、衝突時間が衝突時間閾値以下であると判定された場合には、車両１が障害物に衝突するおそれがあるとして、ステップ３０５に移行する。一方、ステップ３０４において、衝突時間が衝突時間閾値より大きいと判定された場合には、車両１が障害物に衝突するおそれがないとして、ブレーキ２を自動的に作動させることなくステップ３０２にリターンする。

続くステップ３０５からステップ３０９では、車両１が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定が実行される。

従来は、図４（ａ）に示すように、車両１が前方の他の車両を追い越すような場合には、運転者によっては車両１が他の車両に近付いてから車線変更を行うため、車両１が他の車両に衝突するおそれがあると判定してブレーキ２が自動的に作動するおそれがあった。同様に、図４（ｂ）に示すように、車両１が前方の他の車両からオフセットした位置を走行し、そこから追い越しをかけるような場合にもまた、車両１が他の車両に衝突するおそれがあると誤判定してブレーキ２が自動的に作動するおそれがあった。

ステップ３０５では、カメラ１０によって、車両１の進行方向の画像を撮像する。

ステップ３０６では、ステップ３０５にて撮像された画像から、白線５１の認識が可能であるか否かを判定する。ステップ３０６において、白線５１の認識が可能であると判定された場合には、ステップ３０７へ移行する。

一方、白線５１の認識が可能でないと判定された場合には、車両１が走行車線を逸脱するか否かを判定することは不可能であるため、ステップ３１０へ移行してブレーキ２を自動的に作動させる。これにより、例えば、路面５０の状況，天候，カメラ１０への日射しなどの外乱によって白線５１を認識できない場合には、ブレーキ２の自動的な作動は停止されない。

ステップ３０７では、ステップ３０５にて撮像された画像から、車両１に対する白線５１の位置や角度などの位置関係を演算する。

ステップ３０８では、ステップ３０７で演算された車両１と白線５１との位置関係や車両１の速度などに基づいて、車両１が走行車線を逸脱するまでの逸脱時間を演算する。

ステップ３０９では、ステップ３０８にて演算された逸脱時間が、逸脱時間閾値以下であるか否かを判定する。ステップ３０９において、逸脱時間が逸脱時間閾値以下でないと判定された場合には、車両１が走行車線を逸脱するおそれがないため、ステップ３１０に移行して、ブレーキ２を自動的に作動させる。一方、ステップ３０９において、逸脱時間が逸脱時間閾値以下であると判定された場合には、車両１が走行車線を逸脱するおそれがあるため、車線変更中であるとしてブレーキ２を自動的に作動させることなくステップ３０２にリターンする。

即ち、車両１が車線変更中である場合には、ブレーキ２の自動的な作動が停止される。よって、図４（ａ）に示すように車両１が前方の他の車両を追い越す場合や、図４（ｂ）に示すように車両１が前方の他の車両とオフセットした位置を走行している場合などには、車両１が走行車線を逸脱すると車線逸脱判定部４２が判定することによって、ブレーキ２の自動的な作動が停止される。したがって、衝突被害軽減装置１００の作動精度を向上できる。

衝突被害軽減装置１００の作動精度が向上すると、車両１が障害物からより離れた位置にて、車両１が障害物に衝突するおそれがあるか否かを判断することが可能となる。よって、ブレーキ２の自動的な作動をより早めることができる。これにより、車両１が障害物に衝突する前に車両１を停止させることも可能となる。

ステップ３１０では、ブレーキ２を自動的に作動させる。これにより、車両１が障害物に衝突するときの車両１の速度を低減できるため、車両１と障害物との間の衝突エネルギが抑制される。したがって、衝突による車両１の被害を軽減することができる。

同時に、警報表示部４４に警報メッセージが表示され、警報ブザー４５から警報音が鳴らされることによって、ブレーキ２が自動的に作動していることが運転者に通知される。なお、ブレーキ２の自動的な作動だけでなく、エンジンブレーキや他の補助ブレーキを作動させてもよい。

以上の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。

カメラ１０によって撮像された車両１の進行方向の画像に基づいて、車両１が走行車線を逸脱すると車線逸脱判定部４２が判定した場合には、ブレーキ２の自動的な作動が停止される。よって、車両１が前方の他の車両を追い越す場合など車両１が走行車線を逸脱する場合には、ブレーキ２の自動的な作動が停止される。したがって、衝突被害軽減装置１００の作動精度を向上できる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の衝突被害軽減装置は、走行中の車両が進行方向の障害物に衝突した際の被害を軽減する装置としてだけでなく、車両が障害物に衝突するのを防止する装置や、前方の他の車両との車間距離を維持する装置としても利用することができる。

１００ 衝突被害軽減装置
１ 車両
２ ブレーキ
１０ カメラ
２０ レーダ
３０ 衝突被害軽減ブレーキ制御装置
３１ 相対速度測定部
３２ 衝突時間演算部
３３ ブレーキ作動部
４０ 車線逸脱警報制御装置
４１ 画像認識部
４２ 車線逸脱判定部
４３ 車線逸脱警報部

Claims (5)

1. 車両が進行方向上の障害物に衝突するおそれがあると判定した場合に、当該車両のブレーキを自動的に作動させる衝突被害軽減装置であって、
   前記車両の進行方向の画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された画像から前記車両が走行車線を逸脱するか否かを判定する車線逸脱判定部と、を備え、
   前記車線逸脱判定部によって前記車両が走行車線を逸脱すると判定された場合には、前記ブレーキの自動的な作動を停止することを特徴とする衝突被害軽減装置。
2. 前記車線逸脱判定部は、前記車両が走行車線を逸脱するまでの逸脱時間を演算し、前記逸脱時間が所定の逸脱時間閾値より小さい場合に前記車両が走行車線を逸脱すると判定することを特徴とする請求項１に記載の衝突被害軽減装置。
3. 前記車両と前記障害物との相対距離を測定する相対距離測定部と、
   前記車両と前記障害物との相対速度を測定する相対速度測定部と、
   前記相対速度と前記相対距離とに基づいて、前記車両が前記障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算部と、
   前記衝突時間が所定の衝突時間閾値以下である場合には、前記ブレーキを自動的に作動させるブレーキ作動部と、更にを備え、
   前記逸脱時間閾値は、前記衝突時間閾値より大きく設定されることを特徴とする請求項２に記載の衝突被害軽減装置。
4. 前記逸脱時間が前記逸脱時間閾値より小さい場合に前記車両の運転者に車線逸脱警報を発する車線逸脱警報部を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の衝突被害軽減装置。
5. 前記車線逸脱警報が発せられるときには、ブレーキの自動的な作動を停止する警報が更に発せられることを特徴とする請求項４に記載の衝突被害軽減装置。