JP2010009232A - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のリスク対象が存在する状況においても、所定のリスクが取り除かれることによるドライバのリスク認識低下を有効に防止し、予防安全性を向上する。
【解決手段】自車両周辺の各対象物が自車両の進路を横切るまでの衝突余裕時間Ｔ_nを演算し（Ｓ２）、最小時間Ｔ_minを閾値Ｔsetと比較する（Ｓ４）。Ｔ_min＜Ｔsetの場合には第１回目の警報出力を実行し（Ｓ５）、その後、下位の対象物の衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}を演算し（Ｓ７）、最小時間Ｔ_minを閾値Ｔset'と比較する（Ｓ９）。そして、Ｔ_min＜Ｔset'の場合、第２回以降の警報出力を実行し、衝突の危険性が残っていることドライバに警報する（Ｓ１０）。これにより、より高いリスク等が取り除かれることによるドライバのリスク認識低下を有効に防止し、予防安全性を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自車両周辺の対象物にリスクを設定し、該リスクに基づいてドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、車載のカメラやレーザレーダ装置で取得した情報、車車間通信や路車間通信で取得した情報等を用いて走行環境に存在する障害物や他車両等を認識し、警報・自動ブレーキ・自動操舵といった各種運転支援制御を実行することで、車両の衝突事故等を防止して安全性を向上させる技術が開発・実用化されている。

例えば、特許文献１（特開２００７−２０００５２号公報）には、交差点での相手車両の挙動変化に基づいて自車の被認知度を推定し、交差点への進入を規制する技術が開示されている。
特開２００７−２０００５２号公報

ところで、ドライバが危険度（リスク）の認知・判断を誤りやすい場面として、複数のリスク対象が存在するにも拘わらず、最も（第１の）リスクの高い対象物へ意識を集中し過ぎるあまり、第２以降のリスクに対する注意が薄れ、第１のリスクが無くなった際に、第２以降のリスクに対する安全確認を忘れてしまうケースがある。このようなケースに対して、特許文献１に開示されるような従来の技術では、第１のリスクが優先されて第２以降のリスクが過小評価となる虞があり、必要な警報を与えられない等、有効に運転支援を行えない可能性がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数のリスク対象が存在する状況においても、所定のリスクが取り除かれることによるドライバのリスク認識低下を有効に防止し、予防安全性を向上することのできる車両の運転支援装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車両の運転支援装置は、自車両周辺の対象物にリスクを設定し、該リスクに基づいてドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置において、少なくとも自車両の進路と交差する方向に移動する複数の対象物の情報を検出する対象物検出部と、上記複数の対象物の各々に、各対象物の走行状況の変化を推定して自車両との衝突のリスクを設定するリスク設定部と、上記複数の対象物の情報を、各対象物のリスクが高い順に上位から下位に順位付けて整列する対象物情報整列部と、各対象物と自車両との衝突可能性を、順位付けられた各対象物の情報に基づいて順次判断する衝突判断部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数のリスク対象が存在する状況においても、ドライバの意識が集中しやすい高いリスク等の所定のリスクが取り除かれることによるドライバのリスク認識低下を有効に防止し、予防安全性を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係り、図１は運転支援装置の全体構成図、図２は交差点周辺における他車両の状況を示す説明図、図３は警報判断処理のフローチャートである。

本発明による運転支援装置は、自動車等の車両に搭載され、主として自車両の交差点への進入時等に、自車両の進路と交差する方向に移動する複数の対象物との衝突可能性を判断してドライバに対する運転支援を行うものであり、その際、衝突の可能性のある複数の対象物の走行状況の変化を推定して衝突の危険度（リスク）を動的に設定し、各対象物を上位から下位に順位付け、この順位付けに従って衝突判断を順次実行する。

本実施の形態においては、図１に示すように、運転支援装置１は、主要構成として、自車両と衝突の可能性がある複数の対象物を検出する対象物検出部２、複数の対象物の各々に衝突のリスクを動的に設定するリスク設定部３、リスクの高さに基づいて対象物の位置や速度等の情報を順位付けて整列する対象物情報整列部４、順位付けられた各対象物の情報に基づいて各対象物と自車両との衝突可能性を時系列的に判断する衝突判断部５を備えている。衝突判断部５には警報装置６が接続され、自車両と対象物との衝突の可能性有りと判断したとき、警報装置６を介してドライバに警報を与える。尚、これらの各機能部は、単一或いは複数のコンピュータユニットで構成され、車内ネットワークを形成する通信バスを介して互いにデータを交換する。

詳細には、運転支援装置１の各構成部は、以下のように機能する。先ず、対象物検出部２は、例えば車載のステレオカメラやミリ波レーダ等の認識センサによる情報、車車間通信・路車間通信によって取得した情報、自車両位置の測位情報や地図情報等を処理して、自車両の走行環境に存在する障害物（例えば、ガードレール、縁石、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等）を認識し、これらの中から自車両の進路と交差する方向に移動する対象物を検出する。そして、検出した対象物の位置や速度等を演算し、リスク設定部３に送信する。

リスク設定部３は、対象物検出部２で検出した複数の対象物の各々に、自車両との衝突のリスクを、各対象物の走行状況の変化を推定して動的に設定する。本実施の形態においては、衝突のリスクを、各対象物が自車両の進路と交差するまでの時間（衝突余裕時間）に基づいて設定し、この衝突余裕時間を、より上位の順位の対象物の衝突余裕時間に基づいて修正・再設定することでリスクを動的に設定する。このため、リスク設定部３は、衝突余裕時間演算部３ａと衝突余裕時間再設定部３ｂとを備えて構成されている。

衝突余裕時間演算部３ａは、各対象物の位置と速度とから衝突余裕時間を演算し、対象物情報整列部４に送信する。ここで、図２に示すように、自車両１_Ｓが信号機の無い交差点に進入するような状況において、自車両１_Ｓの進路と交差する左右の道路に、交差点に向かって走行してくる他車両（対象物）Ｏｂ１，Ｏｂ２を検出した場合を例に取って説明する。

このような状況では、他車両Ｏｂ１，Ｏｂ２，…が自車進路Ｌを横切るまでの距離をＤ_n（図２においては、ｎ＝１，２）、他車両Ｏｂ１，Ｏｂ２の速度をＶ_n（図２においては、ｎ＝１，２）とすると、それぞれの衝突余裕時間Ｔ_n（ｎ＝１，２）は、以下の（１）式によって演算される。
Ｔ_n＝Ｄ_n／Ｖ_n …（１）

後述するように、対象物情報整列部４では、衝突余裕時間が短い順に上位から下位に順位付けを行い、衝突判断部５では、上位の対象物から、順次、衝突可能性を判断する。従って、衝突余裕時間再設定部３ｂは、上位の対象物に対する衝突可能性が判断された後、上位の対象物が自車両の進路を完全に通過するまでの通過時間Ｔ_eを、上位の対象物の衝突余裕時間、すなわち下位の対象物の衝突余裕時間を再設定する時点で最小となる衝突余裕時間（最小時間）Ｔ_minと、上位の対象物が自車両の進路を通過した後に若干の余裕を見込むための所定時間Ｔsとを用いて、以下の（２）式により演算する。
Ｔ_e＝Ｔ_min＋Ｔs …（２）

更に、衝突余裕時間再設定部３ｂは、上記（２）式による通過時間Ｔ_eを用いて、下位の対象物が自車両の進路と交差するまでの時間を予測し、以下の（３）式により、下位の対象物の衝突余裕時間を再設定する。すなわち、最初にｎ個の対象物が検出され、衝突余裕時間が最も短い最上位の対象物についての最初の衝突判断がなされた後、残りのｎ−１個の対象物に対して衝突余裕時間が再設定される。以下では、この予測処理によって再設定されるｎ−１個の対象物の衝突余裕時間を、衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}と記載する。
Ｔ_{n_e}＝Ｄ_{n_e}／Ｖ_n＝(Ｄ_n−Ｖ_n・Ｔ_e）／Ｖ_n …（３）

尚、（３）式による衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}の演算においては、対象物の速度Ｖ_nは一定であるとし、通過時間Ｔ_eが経過した時点での下位の対象物の位置と自車進路との距離をＤ_{n_e}としている。

図２に示す例では、当初、自車両１_Ｓの進路Ｌに対して他車両Ｏｂ２より他車両Ｏｂ１の方が近い距離におり、他車両Ｏｂ１が最上位、他車両Ｏｂ２が次の順位とされる。従って、他車両Ｏｂ１の衝突余裕時間Ｔ_n（ｎ＝１）が最小の衝突余裕時間Ｔ_minとなり、この衝突余裕時間Ｔ_minと所定時間Ｔsとから、他車両Ｏｂ１が自車進路Ｌを完全に通過するまでの時間Ｔ_eが（２）式により演算される。

また、下位の他車両Ｏｂ２の衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}は、他車両Ｏｂ２の速度Ｖ_n（ｎ＝２）と、上位の他車両Ｏｂ１が自車進路Ｌを完全に通過するときの他車両Ｏｂ２の自車進路Ｌまでの距離Ｄ_{n_e}（ｎ＝２；Ｄ_{2_e}＝Ｄ₂−Ｖ₂・Ｔ_e：図２中に破線で示す位置からの距離）とから、（３）式により演算される。

対象物情報整列部４は、リスク設定部３で設定された各対象物のリスクすなわち各対象物の衝突余裕時間Ｔ_n或いは衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}の大小関係を調べ、時間Ｔ_n，Ｔ_{n_e}が短い順に、対象物の位置や速度等の情報を上位から下位に順位付けして整列する。この整列処理は、１つの対象物に対する衝突判断がなされ、衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}が更新される毎に実施され、順位の並び替えが発生する毎に対象物の情報が衝突判断部５に出力される。

衝突判断部５は、順位付けられて整列された複数の対象物の情報から、最上位となる対象物と自車両との衝突可能性を時系列的に判断し、衝突の可能性があると判断したとき、運転支援制御の実行を指示する。本実施の形態においては、衝突判断部５は、衝突の可能性があると判断したとき、警報装置６に信号を出力してドライバに警報を与える構成となっており、衝突判断部５には、第１の衝突警報判断部５ａと第２の衝突警報判断部５ｂとが備えられている。

第１の衝突警報判断部５ａは、最初に検出された複数個ｎの対象物の中から最上位の対象物の衝突判断を行う。具体的には、最上位の対象物の衝突余裕時間すなわち最小時間Ｔ_minを予め設定した閾値Ｔsetと比較し、Ｔ_min＜Ｔsetの場合、自車両との衝突可能性有りと判断して警報装置６に作動信号を出力する。

第２の衝突警報判断部５ｂは、第１の衝突警報判断部５ａによる衝突判断の後、残されたｎ−１個の対象物の中で、最も上位となる対象物の衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e_min}すなわち衝突判断の時点で最小となる時間Ｔ_minを、予め設定した閾値Ｔset'と比較する。そして、Ｔ_min＜Ｔset'の場合、自車両との衝突可能性有りと判断して警報装置６に作動信号を出力する。尚、閾値Ｔset’は、通常、閾値Ｔsetと同じ値で良い。

警報装置６を介したドライバへの警報は、音声とディスプレイ表示との少なくとも何れか一方によって行われ、対象物の順位に応じて可変される。例えば、第１の衝突警報判断部５ａによる警報は、最も差し迫ったリスクに対する警報であり、既にドライバの意識が集中していると考えられることから、ディスプレイ表示のみ或いは全く警報無しとすることも可能である。続く第２の衝突警報判断部５ａによる警報は、例えば、第１の衝突警報判断部５ｂとは異なった音声や音量、異なったディスプレイ表示とすることにより、効果的にドライバの注意を喚起することが可能となる。

尚、警報装置６は、自車両にナビゲーション装置を搭載する場合、このナビゲーション装置で構成することが可能である。

次に、運転支援装置１で実行される運転支援制御に係る警報判断のプログラム処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

この警報判断処理では、先ず、最初のステップＳ１において、自車両周辺の走行環境を認識して自車進路と交差する方向に移動する複数の対象物を検出し、位置や速度等の情報を取得する。次いで、ステップＳ２へ進み、各対象物の位置と速度とから各対象物が自車両の進路を横切るまでの時間すなわち衝突余裕時間Ｔ_nを、前述の（１）式に従って演算する。

次に、ステップＳ３へ進み、各対象物の衝突余裕時間Ｔ_nを比較し、最も短い衝突余裕時間である最小時間Ｔ_minを抽出すると共に、衝突余裕時間Ｔ_nが短い順に上位から下位に順位付けを行い、各対象物の情報を整列する。尚、このステップＳ３では、最小時間Ｔ_minの抽出のみで順位付けを省略することも可能である。

続くステップＳ４では、最上位の対象物の衝突余裕時間である最小時間Ｔ_minを閾値Ｔsetと比較し、自車両との衝突可能性を判断する。その結果、Ｔ_min≧Ｔsetである場合には、衝突の可能性は無いと判断してステップＳ６へジャンプし、Ｔ_min＜Ｔsetの場合、ステップＳ５において、警報装置６を介して第１回目の警報出力を実行し、対象物との衝突の危険性があることをドライバに警報してステップＳ６へ進む。尚、前述したように、この第１回目の警報は省略可能である。

ステップＳ６では、ステップＳ４で衝突判断を実施した上位の対象物が自車両の進路を完全に通過するまでの通過時間Ｔ_eを、前述の（２）式に従って演算する。更に、ステップＳ７へ進み、未だ衝突判断を実施していない下位の対象物の衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}を、前述の（３）式に従って演算する。

次に、ステップＳ８へ進み、衝突判断を実施していない各対象物の衝突余裕予測時間Ｔ_{n_e}を比較し、衝突余裕時間Ｔ_{n_e}が短い順に並び替えを行って各対象物の順位を更新し、最も短い衝突余裕予測時間である最小時間Ｔ_minを抽出する。

尚、ステップＳ８での衝突余裕時間Ｔ_{n_e}に基づく並び替えは、最初に複数の対象物を検出した時点で各対象物の位置と速度とから順位関係が変化するか否かを判断することが可能であるため、ステップＳ３での初期の順位、或いはステップＳ８で最初に設定された順位を適用することも可能である。

その後、ステップＳ９へ進み、現時点で最上位となる対象物の衝突余裕側時間である最小時間Ｔ_minを閾値Ｔset'と比較し、自車両との衝突可能性を判断する。前述したように、閾値Ｔset,Ｔset'は、同じ値（例えば、２，３秒）で特に支障はなく、Ｔ_min≧Ｔset'である場合には、衝突の可能性は無いと判断してステップＳ１１へジャンプする。一方、Ｔ_min＜Ｔset'の場合には、ステップＳ１０で警報装置６を介して第２回以降の警報出力を実行し、対象物との衝突の危険性が依然として残っていることをドライバに警報してステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、検出した全ての対象物についての衝突判断が終了したか否かを調べる。そして、衝突判断を実施していない対象物がある場合には、ステップＳ１１からステップＳ６へ戻って以上の処理を繰り返し、全ての対象物に対して衝突判断が終了した場合、ステップＳ１１から本処理を抜ける。

このように本実施の形態においては、複数の対象物にリスクを設定して衝突の可能性を判断する際に、予想される衝突タイミングが早い順に上位から下位に順位付け、下位の対象物に対しては、上位の衝突タイミング時から所定時間が経過した後の状況を推定してリスクを設定するようにしている。これにより、上位のリスクが無くなった後も下位のリスクを適切に評価することができ、複数の危険を予知しながらの運転を強いられる状況下において、ドライバの意識が集中しやすい高いリスクが取り除かれて他のリスク認識が低下することによるヒューマンエラーを有効に防止することができ、予防安全性を向上することができる。

尚、本実施の形態においては、ドライバに対する運転支援として、対象物と自車両との衝突可能性有りと判断したとき、ドライバに警報を与える例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、警報と同時に自動ブレーキによる減速や発進防止、更には自動操舵による制御等を実行するようにしても良い。

運転支援装置の全体構成図 交差点周辺における他車両の状況を示す説明図 警報判断処理のフローチャート

符号の説明

１ 運転支援装置
２ 対象物検出部
３ リスク設定部
４ 対象物情報整列部
５ 衝突判断部
６ 警報装置
Ｔ_n 衝突余裕時間
Ｔ_{n_e} 衝突余裕予測時間

Claims (6)

1. 自車両周辺の対象物にリスクを設定し、該リスクに基づいてドライバに対する運転支援を行う車両の運転支援装置において、
   少なくとも自車両の進路と交差する方向に移動する複数の対象物の情報を検出する対象物検出部と、
   上記複数の対象物の各々に、各対象物の走行状況の変化を推定して自車両との衝突のリスクを設定するリスク設定部と、
   上記複数の対象物の情報を、各対象物のリスクが高い順に上位から下位に順位付けて整列する対象物情報整列部と、
   各対象物と自車両との衝突可能性を、順位付けられた各対象物の情報に基づいて順次判断する衝突判断部と
   を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 各対象物のリスクを、各対象物が自車両の進路と交差するまでの衝突余裕時間に基づいて設定し、この衝突余裕時間を、より上位の対象物の衝突余裕時間を用いて再設定することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 上記衝突余裕時間を、上位の対象物が自車両の進路を通過した後に下位の対象物が自車両の進路と交差するまでの時間を予測して再設定することを特徴とする請求項２記載の車両の運転支援装置。
4. 所定時点での上記衝突余裕時間が最も短い対象物を最上位として、この最上位の対象物の衝突余裕時間と閾値とを比較して衝突可能性を時系列的に判断することを特徴とする請求項２又は３記載の車両の運転支援装置。
5. 上記対象物と自車両との衝突可能性有りと判断したとき、衝突可能性有りと判断された対象物の順位に応じて運転支援制御を可変することを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の車両の運転支援装置。
6. 上記運転支援制御をドライバに対する警報出力として、この警報出力を衝突可能性有りと判断された対象物の順位に応じて可変することを特徴とする請求項５記載の車両の運転支援装置。

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