ふらつき判定装置
【課題】周辺車両の検出範囲を狭めることなく、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることが可能なふらつき判定装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るふらつき判定装置７０は、第１の検出手段２０によって検出された周辺車両の第１の位置情報（距離、横位置）を求める第１の演算手段２０と、第１の検出手段２０と異なる検出原理を用いる第２の検出手段３０によって検出された周辺車両の第２の位置情報（距離、横位置）を求める第２の演算手段３０と、第１及び第２の位置情報を融合して周辺車両の融合位置情報（距離、横位置）を求める融合演算手段７４と、周辺車両の存在位置に基づいて、第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報のうちの何れかを選択する選択手段７５と、選択された位置情報（距離、横位置）の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行う判定手段７６とを備える。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るふらつき判定装置７０は、第１の検出手段２０によって検出された周辺車両の第１の位置情報（距離、横位置）を求める第１の演算手段２０と、第１の検出手段２０と異なる検出原理を用いる第２の検出手段３０によって検出された周辺車両の第２の位置情報（距離、横位置）を求める第２の演算手段３０と、第１及び第２の位置情報を融合して周辺車両の融合位置情報（距離、横位置）を求める融合演算手段７４と、周辺車両の存在位置に基づいて、第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報のうちの何れかを選択する選択手段７５と、選択された位置情報（距離、横位置）の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行う判定手段７６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周辺車両のふらつき判定を行うふらつき判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、先行車両のふらつき（不安定度）判定を行うふらつき判定装置（車両走行状態検出装置）を備え、この判定結果に応じて運転支援を行う運転支援装置（車両走行制御装置）が開示されている。ふらつき判定装置では、ＣＣＤカメラによって自車両前方の画像を撮像して画像処理を行うことによって、先行車両の水平方向の横位置を検出する。そして、このふらつき判定装置では、先行車両の横位置を時間的に追ってその変化パターンを検出し、この変化パターンから先行車両のふらつきを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、先行車両の横位置の変化のみによるふらつき判定では、判定精度が低い。この点に関し、横位置の変化に加えて、先行車両の前後方向の縦位置の変化、すなわち、自車両と先行車両との距離の変化に基づいてふらつき判定を行うことによって、ふらつき判定の精度を高めることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、カメラによる検出では、横位置の検出精度は比較的高いものの、先行車両との距離の検出精度は低い。この点に関し、カメラに代えてミリ波レーダを用いることが考えられる。ところが、ミリ波レーダによる検出では、先行車両との距離の検出精度は比較的高いものの、横方向の検出精度は低い。そのため、先行車両のふらつき検出の精度を高めることが困難であった。
【０００６】
この点に関し、本願発明者らは、センサフュージョンという手法を考案している。センサフュージョンとは、検出原理の異なる２つのセンサ、例えばミリ波レーダとカメラとを用い、ミリ波レーダで検出した高精度の先行車両との距離とカメラで検出した高精度の先行車両の横位置とを融合（フュージョン）する手法である。これにより、先行車両との距離と先行車両の横位置とを共に高精度に検出することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、ミリ波レーダによる検出では、水平方向の分解能とアンテナの大きさの制約から、一般に水平方向の検出範囲が狭く、カメラによる検出では、画像精度や解像度、測距方式の関係から、一般に検出距離が短いので、センサフュージョンによる検出が可能な範囲は狭かった。
【０００８】
そこで、本発明は、周辺車両の検出範囲を狭めることなく、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることが可能なふらつき判定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のふらつき判定装置は、第１の検出手段によって検出された周辺車両の第１の位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める第１の演算手段と、第１の検出手段と異なる検出原理を用いる第２の検出手段によって検出された周辺車両の第２の位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める第２の演算手段と、第１及び第２の位置情報を融合することによって周辺車両の融合位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める融合演算手段と、周辺車両の存在位置に基づいて、第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報のうちの何れかの位置情報を選択する選択手段と、選択手段によって選択された位置情報における周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置それぞれの時間的変動に基づいて、周辺車両のふらつき判定を行う判定手段と、を備える。
【００１０】
このふらつき判定装置によれば、融合演算手段によって、第１の検出手段によって検出された第１の位置情報と第２の検出手段によって検出された第２の位置情報とを融合することによって、検出精度が高い周辺車両との距離と検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを有する融合位置情報を求めることができる。したがって、判定手段によって、この融合位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことにより、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【００１１】
更に、このふらつき判定装置によれば、周辺車両の存在位置が第１及び第２の検出手段のうちの一方の検出手段の検出不可能領域内である場合には、すなわち、融合位置情報を求めることができない場合には、選択手段によって、他方の検出手段の位置情報を選択することができる。したがって、融合位置情報を求めることができない場合であっても、判定手段によって、第１及び第２の検出手段のうちの何れかの位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことができる。故に、このふらつき判定装置によれば、周辺車両の検出範囲を狭めることがない。
【００１２】
上記した前記融合演算手段は、前記第１の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ１及び横方向位置の検出精度±ＺＹ１、前記第２の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ2及び横方向位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、前記第１の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ１及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ１、前記第２の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ２及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ２である場合に、下式によって融合位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ３及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ３を求めることが好ましい。
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
【００１３】
これによれば、上記したように、検出精度が高い周辺車両との距離と検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを有する融合位置情報を求めることができる。
【００１４】
上記した第１の検出手段はレーダであり、上記した第２の検出手段はカメラであることが好ましい。
【００１５】
レーダによる検出では、周辺車両との距離の検出精度が比較的高く、カメラによる検出では、横方向位置の検出精度が比較的高い。したがって、これによれば、融合演算手段によって、レーダによる検出精度が高い周辺車両との距離とカメラによる検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを融合した融合位置情報を求めることができる。
【００１６】
また、上記した第１の検出手段はミリ波レーダであり、上記した第２の検出手段はレーザレーダであってもよい。
【００１７】
レーザレーダでは、ミリ波レーダと比較して波長が短いので、横方向位置の検出精度が比較的高い。したがって、これによれば、融合演算手段によって、ミリ波レーダによる検出精度が高い周辺車両との距離とレーザレーダによる検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを融合した融合位置情報を求めることができる。
【００１８】
上記した選択手段は、周辺車両が第１及び第２の検出手段の検出可能範囲内に存在する場合には融合位置情報を選択し、周辺車両が第１の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には第２の位置情報を選択し、周辺車両が第２の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には第１の位置情報を選択することが好ましい。
【００１９】
これによれば、上記したように、融合位置情報を求めることができない場合であっても、判定手段によって、第１及び第２の検出手段のうちの何れかの位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことができるので、周辺車両の検出範囲を狭めることがない。
【００２０】
上記したふらつき判定装置は、選択手段の選択結果、第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、判定手段によるふらつき判定の信頼度を求める信頼度算出手段を更に備えることが好ましい。
【００２１】
上記したように、前記第１及び第２の検出手段によって検出された第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報の検出精度が異なるので、選択手段によってこれらの何れを選択するかによって判定手段による周辺車両のふらつき判定の精度が異なる。そこで、選択手段の選択結果及び第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、判定手段によるふらつき判定の信頼度を求めることにより、判定手段によるふらつき判定に加えてその信頼度をも考慮した適切な運転支援を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、周辺車両の検出範囲を狭めることなく、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る運転支援装置及び本発明の実施形態に係るふらつき判定装置を示す図である。
【図２】図１に示すミリ波レーダ及びステレオカメラの検出範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るふらつき判定装置によるふらつき判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る運転支援装置を示す図である。図１に示す運転支援装置１は、車両センサ１０と、ミリ波レーダ（第１の検出手段、第１の演算手段）２０と、ステレオカメラ（第２の検出手段、第２の演算手段）３０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unitという。）４０と、各種アクチュエータ５０と、報知部６０とを備える。
【００２６】
車両センサ１０は、自車両の速度、加速度（減速度）、ヨーレート、ステアリングホイール操舵角、ブレーキペダル踏量、アクセルペダル踏量などを検出する。車両センサ１０は、検出した各信号をＥＣＵ４０へ送信する。
【００２７】
ミリ波レーダ２０は、ミリ波帯の電波を利用して物体を検出するためのレーダである。ミリ波レーダ２０は、自車両の前側の中央に取り付けられる。ミリ波レーダ２０では、ミリ波帯の電波を自車両の前方へ向けて送信し、前方車両などの物体表面で反射された電波を受信する。この信号に基づいて、ミリ波レーダ２０は、第１の演算手段として機能し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求める。そして、ミリ波レーダ２０は、検出された先行車両をレーダ物標と設定し、求めた位置情報をレーダ物標に設定し（レーダ物標設定処理）、ＥＣＵ４０へ送信する。
【００２８】
ステレオカメラ３０は、２台のＣＣＤカメラからなり、２台のＣＣＤカメラが水平方向に所定間隔離間されて配置されている。ステレオカメラ３０も、自車両の前側の中央に取り付けられる。ステレオカメラ３０は、第２の演算手段として機能し、２つのＣＣＤカメラで撮像した左右のステレオ画像のデータに基づいて、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求める。そして、ステレオカメラ３０は、検出された先行車両をステレオ画像物標と設定し、求めた位置情報をステレオ画像物標に設定し（ステレオ画像物標設定処理）、ＥＣＵ４０へ送信する。
【００２９】
ＥＣＵ４０は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ（ReadOnly Memory）、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されている。このような構成により、ＥＣＵ４０には、ふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）７０と運転支援ＥＣＵ８０とが構築されている。なお、本実施形態では、ふらつき判定ＥＣＵ７０及び運転支援ＥＣＵ８０が一つのＥＣＵ４０で構成される一例を示すが、ふらつき判定ＥＣＵ７０と運転支援ＥＣＵ８０とは別々のＥＣＵで構成されてもよい。
【００３０】
ふらつき判定ＥＣＵ７０は、ミリ波レーダ２０による検出結果、ステレオカメラ３０による検出結果、及び、これらの検出結果のセンサフュージョンに基づいて、前方車両のふらつき判定を行う。また、ふらつき判定ＥＣＵ７０は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、ふらつき判定の信頼度を求める。
【００３１】
運転支援ＥＣＵ８０は、車両センサ１０によって検出された各種情報に基づいて、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエータなどの各種アクチュエータ５０を制御して、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）走行制御を行うものである。又は、運転支援ＥＣＵ８０は、ディスプレイによる画像表示報知や、スピーカ又はブザー等による音声報知などの報知部６０を制御して、ドライバに安全な運転操作を誘導するものである。運転支援ＥＣＵ８０は、ふらつき判定ＥＣＵ７０のふらつき判定結果及びその信頼度に基づいて、例えば、各種アクチュエータ５０を制御して、ＡＣＣ走行制御において車間距離を空ける制御を行ったり、ＡＣＣ走行制御のキャンセルを行ったりする。又は、運転支援ＥＣＵ８０は、報知部６０を制御して、ドライバに安全な運転操作を誘導する。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係るふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）７０について説明する。ふらつき判定ＥＣＵ７０は、照合部７３と、フュージョン演算部（融合演算部）７４と、選択部７５と、判定部７６と、信頼度算出部７７とを備える。
【００３３】
例えば、ミリ波レーダ（第１の演算手段）２０は、ミリ波の送信から受信までの時間によって自車両と先行車両との距離を求める。また、ミリ波レーダ２０は、ドップラ効果を利用して先行車両との相対速度を求める。また、ミリ波レーダ２０は、反射してきたミリ波の中で最も強く反射してきたミリ波の方向を検出し、その方向から自車両の進行方向と先行車両の方向とのなす角度を求め、その角度から横位置を求める。そして、ミリ波レーダ２０は、これらの距離、相対速度、横位置をレーダ物標に設定する。
【００３４】
なお、ミリ波レーダ２０による検出では、距離及び相対速度の精度が高く、角度（すなわち横位置）の精度が低い。ミリ波レーダ２０では、送信したミリ波が反射して戻るまでの時間により距離を演算するので、距離の精度が高い。また、ミリ波レーダ２０では、ドップラ効果を利用して相対速度を演算するので、相対速度の精度が高い。しかし、ミリ波は検出対象の物体の幅方向のいずれの箇所で最も強く反射してきたかが判らないので、幅方向の位置（横位置）が変動し、角度の精度は低くなる。
【００３５】
例えば、ステレオカメラ（第２の演算手段）３０は、撮像した画像から画像認識（エッジ抽出やパターン認識処理など）によって先行車両を抽出する。また、ステレオカメラ３０は、左右のステレオ画像における物体の見え方のずれを利用して三角測量方式により自車両と先行車両との距離を求める。また、ステレオカメラ３０は、その算出した距離の時間変化から相対速度を求める。また、ステレオカメラ３０は、検出した物体の幅方向の両端部を検出し、自車の進行方向と２つの端部の方向とのなす角度を求め、その角度から横位置を求める。そして、ステレオカメラ３０は、これらの距離、相対速度、横位置をステレオ画像物標に設定する。
【００３６】
なお、ステレオカメラ３０による検出では、距離及び相対速度の精度が低く、角度（すなわち横位置）の精度が高い。左右の画像データから検出対象の物体の幅方向の両端部を高精度に検出できるので、角度（すなわち横位置）の精度は高くなる。しかし、例えば数１０ｃｍ程度離間した左右のＣＣＤカメラによる画像データを利用しているので、距離を計算する際に非常に鋭角な三角測量となり、距離及び相対速度の精度は低くなる。
【００３７】
照合部７３は、一定時間毎に、後述する選択部７５によって選択された前回選択物標と今回レーダ物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、前回選択物標の位置（距離、横位置）及び相対速度に基づいて、前回選択物標の位置（距離、横位置）と今回レーダ物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、前回選択物標の相対速度と今回レーダ物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標が前回選択物標と類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合には類似性がないと判定する。
【００３８】
同様に、照合部７３は、一定時間毎に、前回選択物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、前回選択物標の位置（距離、横位置）及び相対速度に基づいて、前回選択物標の位置（距離、横位置）と今回ステレオ画像物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、前回選択物標の相対速度と今回ステレオ画像物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回ステレオ画像物標が前回選択物標と類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合には類似性がないと判定する。
【００３９】
更に、照合部７３は、前回選択物標に対して類似性のある今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とがそれぞれ存在する場合、その今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、今回レーダ物標の位置（距離、横位置）と今回ステレオ画像物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、今回レーダ物標の相対速度と今回ステレオ画像物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合に類似性がないと判定する。
【００４０】
フュージョン演算部７４は、照合部７３による全ての照合において類似性がある場合に、ミリ波レーダ２０によって求められた位置情報とステレオカメラ３０によって求められた位置情報とを融合（フュージョン）し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などのフュージョン位置情報（融合位置情報）を求める。そして、フュージョン演算部７４は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０によって検出された先行車両をフュージョン物標と設定し、求めたフュージョン位置情報をフュージョン物標に設定する（フュージョン物標設定処理）。
【００４１】
例えば、フュージョン演算部７４は、ミリ波レーダ２０による距離の検出精度±ＺＸ１及び横位置の検出精度±ＺＹ１、ステレオカメラ３０による距離の検出精度±ＺＸ2及び横位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、ミリ波レーダ２０によって求めた周辺車両との距離Ｘ１及び周辺車両の横位置Ｙ１、ステレオカメラ３０によって求めた周辺車両との距離Ｘ２及び周辺車両の横位置Ｙ２である場合に、下式によってフュージョン位置情報における周辺車両との距離Ｘ３及び周辺車両の横位置Ｙ３を求める。
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
【００４２】
例えば、ミリ波レーダ２０による距離Ｘ１の検出精度が±ＺＸ１＝±１０ｃｍ、横位置Ｙ１の検出精度が±ＺＹ１＝±１００ｃｍであり、ステレオカメラ３０による距離Ｘ２の検出精度が±ＺＸ2＝±５０ｃｍ、横位置Ｙ２の検出精度が±ＺＹ2＝±１０ｃｍである場合、フュージョン位置情報における距離Ｘ３及び横位置Ｙ３は、以下のように求められることとなる。
Ｘ３＝（５×Ｘ１＋Ｘ２）／６
Ｙ３＝（Ｙ１＋１０×Ｙ２）／１１
【００４３】
このようにして、フュージョン演算部７４は、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置が何れも高精度であるフュージョン位置情報を求めることとなる。
【００４４】
選択部７５は、先行車両の存在位置に基づいて、レーダ物標（第１の位置情報）、ステレオ画像物標（第２の位置情報）、及び、フュージョン物標（フュージョン位置情報）のうちの何れかの物標（位置情報）を選択する。
【００４５】
図２に、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出範囲を示す。ミリ波レーダ２０による検出では、検出可能な距離は比較的長いものの、検出可能な横方向範囲が比較的狭い。一方、ステレオカメラ３０による検出では、検出可能な横方向範囲は比較的広いものの、検出可能な距離が比較的短い。
【００４６】
そこで、選択部７５は、先行車両がステレオカメラ３０の検出限界距離を越える領域Ｒ１に存在する場合にはレーダ物標を選択し、先行車両がミリ波レーダ２０の検出限界幅を超える領域Ｒ２に存在する場合にはステレオ画像物標を選択する。そして、選択部７５は、先行車両がステレオカメラ３０の検出限界距離以内、かつ、ミリ波レーダ２０の検出限界幅以内の領域Ｒ３に存在する場合にはフュージョン物標を選択する。
【００４７】
判定部７６は、選択部７５によって選択された物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う。ふらつき度としては、例えば、ふらつきの振幅やふらつきの周期である。
【００４８】
信頼度算出部７７は、選択部７５によって選択された物標を検出したセンサの検出精度、すなわちミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める。
【００４９】
例えば、信頼度算出部７７は、選択部７５によってレーダ物標が選択された場合には、ミリ波レーダ２０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定の信頼度を「高」とし、先行車両の横位置のふらつき度判定の信頼度を「低」とする。一方、選択部７５によってステレオ画像物標が選択された場合には、信頼度算出部７７は、ステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定の信頼度を「低」とし、先行車両の横位置のふらつき度判定の信頼度を「高」とする。そして、選択部７５によってフュージョン物標が選択された場合には、信頼度算出部７７は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定及び先行車両の横位置についてのふらつき度判定の信頼度を共に「高＋α」とする。
【００５０】
次に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０の動作について説明する。図３は、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によるふらつき判定処理を示すフローチャートである。
【００５１】
ミリ波レーダ２０、ステレオカメラ３０、照合部７３、及び、フュージョン演算部７４によって、センサフュージョンを行う。
【００５２】
具体的には、ミリ波レーダ（第１の演算手段）２０によって、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求め、レーダ物標に設定する（レーダ物標設定処理）（Ｓ０１）。また、ステレオカメラ（第２の演算手段）３０によって、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求め、ステレオ画像物標に設定する（ステレオ画像物標設定処理）（Ｓ０２）。
【００５３】
次に、照合部７３によって、前回選択物標と今回レーダ物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、及び、前回選択物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、並びに、今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、の照合を行う（Ｓ０３）。そして、全ての照合において類似性がある場合に、フュージョン演算部７４によって、ミリ波レーダ２０によって求められた位置情報とステレオカメラ３０によって求められた位置情報とを融合し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などのフュージョン位置情報を求め、フュージョン物標に設定する（フュージョン物標設定処理）（Ｓ０４）。
【００５４】
次に、選択部７５によって、先行車両の存在位置に基づいて、レーダ物標（第１の位置情報）、ステレオ画像物標（第２の位置情報）、及び、フュージョン物標（フュジョン位置情報）のうちの何れかの物標（位置情報）を選択する。具体的には、選択部７５によって、先行車両がミリ波レーダ２０のみで検出されたか否か、すなわち、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められたか否かの判定を行い（Ｓ０５）、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められた場合に、先行車両はステレオカメラ３０の検出限界距離を越える領域Ｒ１に存在すると判断し、レーダ物標（第１の位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、レーダ物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ０６）。また、信頼度算出部７７によって、ミリ波レーダ２０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ミリ波レーダ単独検出用ふらつき判定）（Ｓ０７）。
【００５５】
一方、ステップ０５において、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められていない場合には、選択部７５によって、先行車両がステレオカメラ３０のみで検出されたか否か、すなわち、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められたか否かの判定を行い（Ｓ０８）、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められた場合に、先行車両はミリ波レーダ２０の検出限界幅を超える領域Ｒ２に存在すると判断し、ステレオ画像物標（第２の位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、ステレオ画像物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ０９）。また、信頼度算出部７７によって、ステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ステレオカメラ単独検出用ふらつき判定）（Ｓ１０）。
【００５６】
一方、ステップ０８において、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められていない場合、すなわち、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０で求められた場合、選択部７５によって、先行車両はステレオカメラ３０の検出限界距離以内、かつ、ミリ波レーダ２０の検出限界幅以内の領域Ｒ３に存在すると判断し、フュージョン物標（フュージョン位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、フュージョン物標におけるフュージョン位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ１１）。また、信頼度算出部７７によって、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ミリ波レーダ及びステレオカメラ検出用ふらつき判定）（Ｓ１２）。
【００５７】
なお、上述したように、図３に示す各処理は一定時間毎に繰り返されるので、２回目以降のフローよりふらつき判定が可能となる。
【００５８】
その後、このふらつき判定結果及びその信頼度に基づいて、上述したように、運転支援ＥＣＵ８０による運転支援が行われることとなる。
【００５９】
このように、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、フュージョン演算部７４によって、ミリ波レーダ２０によって検出された位置情報とステレオカメラ３０によって検出された位置情報とを融合することによって、検出精度が高い先行車両との距離と検出精度が高い先行車両の横位置とを有するフュージョン位置情報を求めることができる。したがって、判定部７６によって、このフュージョン位置情報における先行車両との距離の時間的変動及び先行車両の横位置の時間的変動に基づいて先行車両のふらつき判定を行うことにより、先行車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【００６０】
更に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、先行車両の存在位置がミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０のうちの一方のセンサの検出不可能領域内である場合には、すなわち、フュージョン位置情報を求めることができない場合には、選択部７５によって、他方のセンサの位置情報を選択することができる。したがって、フュージョン位置情報を求めることができない場合であっても、判定部７６によって、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０のうちの何れかの位置情報における先行車両との距離の時間的変動及び先行車両の横位置の時間的変動に基づいて先行車両のふらつき判定を行うことができる。故に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、先行車両の検出範囲を狭めることがない。
【００６１】
上述したように、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０によって検出された第１及び第２の位置情報、並びにフュージョン位置情報の検出精度が異なるので、選択部７５によってこれらの何れを選択するかによって判定部７６による周辺車両のふらつき判定の精度が異なる。そこで、選択部７５の選択結果、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき判定の信頼度を求めることにより、判定部７６によるふらつき判定に加えてその信頼度をも考慮した適切な運転支援を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、先行車両のふらつき検出センサの組合せとして、ミリ波レーダとステレオカメラとを例示したが、ミリ波帯以外の電波センサ、レーザレーダ、単眼画像カメラなど様々なセンサの組合せが適用可能である。例えば、レーザレーダでは、ミリ波レーダと比較して波長が短いので、横方向位置の検出精度が比較的高く、横方向の検出範囲が比較的広いので、ミリ波レーダとレーザレーダとの組合せであっても、本実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、先行車両のふらつき判定を例示したが、各種センサの搭載位置によって、後続車両などの周辺車両のふらつき判定を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態では、距離や横位置の短期的な変動を用いてふらつき判定を行ったが、ドライバの意識低下に相関する様々な物理量を用いてふらつき判定が行われてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…運転支援装置、１０…車両センサ、２０…ミリ波レーダ（第１の検出手段、第１の演算手段）、３０…ステレオカメラ（第２の検出手段、第２の演算手段）、４０…ＥＣＵ、５０…各種アクチュエータ、６０…報知部、７０…ふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）、７３…照合部、７４…フュージョン演算部（融合演算手段）、７５…選択部（選択手段）、７６…判定部（判定手段）、７７…信頼度算出部（信頼度算出手段）、８０…運転支援ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周辺車両のふらつき判定を行うふらつき判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、先行車両のふらつき（不安定度）判定を行うふらつき判定装置（車両走行状態検出装置）を備え、この判定結果に応じて運転支援を行う運転支援装置（車両走行制御装置）が開示されている。ふらつき判定装置では、ＣＣＤカメラによって自車両前方の画像を撮像して画像処理を行うことによって、先行車両の水平方向の横位置を検出する。そして、このふらつき判定装置では、先行車両の横位置を時間的に追ってその変化パターンを検出し、この変化パターンから先行車両のふらつきを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、先行車両の横位置の変化のみによるふらつき判定では、判定精度が低い。この点に関し、横位置の変化に加えて、先行車両の前後方向の縦位置の変化、すなわち、自車両と先行車両との距離の変化に基づいてふらつき判定を行うことによって、ふらつき判定の精度を高めることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、カメラによる検出では、横位置の検出精度は比較的高いものの、先行車両との距離の検出精度は低い。この点に関し、カメラに代えてミリ波レーダを用いることが考えられる。ところが、ミリ波レーダによる検出では、先行車両との距離の検出精度は比較的高いものの、横方向の検出精度は低い。そのため、先行車両のふらつき検出の精度を高めることが困難であった。
【０００６】
この点に関し、本願発明者らは、センサフュージョンという手法を考案している。センサフュージョンとは、検出原理の異なる２つのセンサ、例えばミリ波レーダとカメラとを用い、ミリ波レーダで検出した高精度の先行車両との距離とカメラで検出した高精度の先行車両の横位置とを融合（フュージョン）する手法である。これにより、先行車両との距離と先行車両の横位置とを共に高精度に検出することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、ミリ波レーダによる検出では、水平方向の分解能とアンテナの大きさの制約から、一般に水平方向の検出範囲が狭く、カメラによる検出では、画像精度や解像度、測距方式の関係から、一般に検出距離が短いので、センサフュージョンによる検出が可能な範囲は狭かった。
【０００８】
そこで、本発明は、周辺車両の検出範囲を狭めることなく、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることが可能なふらつき判定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のふらつき判定装置は、第１の検出手段によって検出された周辺車両の第１の位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める第１の演算手段と、第１の検出手段と異なる検出原理を用いる第２の検出手段によって検出された周辺車両の第２の位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める第２の演算手段と、第１及び第２の位置情報を融合することによって周辺車両の融合位置情報として周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置を求める融合演算手段と、周辺車両の存在位置に基づいて、第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報のうちの何れかの位置情報を選択する選択手段と、選択手段によって選択された位置情報における周辺車両との距離及び周辺車両の横方向位置それぞれの時間的変動に基づいて、周辺車両のふらつき判定を行う判定手段と、を備える。
【００１０】
このふらつき判定装置によれば、融合演算手段によって、第１の検出手段によって検出された第１の位置情報と第２の検出手段によって検出された第２の位置情報とを融合することによって、検出精度が高い周辺車両との距離と検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを有する融合位置情報を求めることができる。したがって、判定手段によって、この融合位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことにより、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【００１１】
更に、このふらつき判定装置によれば、周辺車両の存在位置が第１及び第２の検出手段のうちの一方の検出手段の検出不可能領域内である場合には、すなわち、融合位置情報を求めることができない場合には、選択手段によって、他方の検出手段の位置情報を選択することができる。したがって、融合位置情報を求めることができない場合であっても、判定手段によって、第１及び第２の検出手段のうちの何れかの位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことができる。故に、このふらつき判定装置によれば、周辺車両の検出範囲を狭めることがない。
【００１２】
上記した前記融合演算手段は、前記第１の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ１及び横方向位置の検出精度±ＺＹ１、前記第２の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ2及び横方向位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、前記第１の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ１及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ１、前記第２の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ２及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ２である場合に、下式によって融合位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ３及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ３を求めることが好ましい。
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
【００１３】
これによれば、上記したように、検出精度が高い周辺車両との距離と検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを有する融合位置情報を求めることができる。
【００１４】
上記した第１の検出手段はレーダであり、上記した第２の検出手段はカメラであることが好ましい。
【００１５】
レーダによる検出では、周辺車両との距離の検出精度が比較的高く、カメラによる検出では、横方向位置の検出精度が比較的高い。したがって、これによれば、融合演算手段によって、レーダによる検出精度が高い周辺車両との距離とカメラによる検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを融合した融合位置情報を求めることができる。
【００１６】
また、上記した第１の検出手段はミリ波レーダであり、上記した第２の検出手段はレーザレーダであってもよい。
【００１７】
レーザレーダでは、ミリ波レーダと比較して波長が短いので、横方向位置の検出精度が比較的高い。したがって、これによれば、融合演算手段によって、ミリ波レーダによる検出精度が高い周辺車両との距離とレーザレーダによる検出精度が高い周辺車両の横方向位置とを融合した融合位置情報を求めることができる。
【００１８】
上記した選択手段は、周辺車両が第１及び第２の検出手段の検出可能範囲内に存在する場合には融合位置情報を選択し、周辺車両が第１の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には第２の位置情報を選択し、周辺車両が第２の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には第１の位置情報を選択することが好ましい。
【００１９】
これによれば、上記したように、融合位置情報を求めることができない場合であっても、判定手段によって、第１及び第２の検出手段のうちの何れかの位置情報における周辺車両との距離の時間的変動及び周辺車両の横方向位置の時間的変動に基づいて周辺車両のふらつき判定を行うことができるので、周辺車両の検出範囲を狭めることがない。
【００２０】
上記したふらつき判定装置は、選択手段の選択結果、第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、判定手段によるふらつき判定の信頼度を求める信頼度算出手段を更に備えることが好ましい。
【００２１】
上記したように、前記第１及び第２の検出手段によって検出された第１及び第２の位置情報、並びに融合位置情報の検出精度が異なるので、選択手段によってこれらの何れを選択するかによって判定手段による周辺車両のふらつき判定の精度が異なる。そこで、選択手段の選択結果及び第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、判定手段によるふらつき判定の信頼度を求めることにより、判定手段によるふらつき判定に加えてその信頼度をも考慮した適切な運転支援を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、周辺車両の検出範囲を狭めることなく、周辺車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る運転支援装置及び本発明の実施形態に係るふらつき判定装置を示す図である。
【図２】図１に示すミリ波レーダ及びステレオカメラの検出範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るふらつき判定装置によるふらつき判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る運転支援装置を示す図である。図１に示す運転支援装置１は、車両センサ１０と、ミリ波レーダ（第１の検出手段、第１の演算手段）２０と、ステレオカメラ（第２の検出手段、第２の演算手段）３０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unitという。）４０と、各種アクチュエータ５０と、報知部６０とを備える。
【００２６】
車両センサ１０は、自車両の速度、加速度（減速度）、ヨーレート、ステアリングホイール操舵角、ブレーキペダル踏量、アクセルペダル踏量などを検出する。車両センサ１０は、検出した各信号をＥＣＵ４０へ送信する。
【００２７】
ミリ波レーダ２０は、ミリ波帯の電波を利用して物体を検出するためのレーダである。ミリ波レーダ２０は、自車両の前側の中央に取り付けられる。ミリ波レーダ２０では、ミリ波帯の電波を自車両の前方へ向けて送信し、前方車両などの物体表面で反射された電波を受信する。この信号に基づいて、ミリ波レーダ２０は、第１の演算手段として機能し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求める。そして、ミリ波レーダ２０は、検出された先行車両をレーダ物標と設定し、求めた位置情報をレーダ物標に設定し（レーダ物標設定処理）、ＥＣＵ４０へ送信する。
【００２８】
ステレオカメラ３０は、２台のＣＣＤカメラからなり、２台のＣＣＤカメラが水平方向に所定間隔離間されて配置されている。ステレオカメラ３０も、自車両の前側の中央に取り付けられる。ステレオカメラ３０は、第２の演算手段として機能し、２つのＣＣＤカメラで撮像した左右のステレオ画像のデータに基づいて、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求める。そして、ステレオカメラ３０は、検出された先行車両をステレオ画像物標と設定し、求めた位置情報をステレオ画像物標に設定し（ステレオ画像物標設定処理）、ＥＣＵ４０へ送信する。
【００２９】
ＥＣＵ４０は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ（ReadOnly Memory）、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されている。このような構成により、ＥＣＵ４０には、ふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）７０と運転支援ＥＣＵ８０とが構築されている。なお、本実施形態では、ふらつき判定ＥＣＵ７０及び運転支援ＥＣＵ８０が一つのＥＣＵ４０で構成される一例を示すが、ふらつき判定ＥＣＵ７０と運転支援ＥＣＵ８０とは別々のＥＣＵで構成されてもよい。
【００３０】
ふらつき判定ＥＣＵ７０は、ミリ波レーダ２０による検出結果、ステレオカメラ３０による検出結果、及び、これらの検出結果のセンサフュージョンに基づいて、前方車両のふらつき判定を行う。また、ふらつき判定ＥＣＵ７０は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、ふらつき判定の信頼度を求める。
【００３１】
運転支援ＥＣＵ８０は、車両センサ１０によって検出された各種情報に基づいて、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエータなどの各種アクチュエータ５０を制御して、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）走行制御を行うものである。又は、運転支援ＥＣＵ８０は、ディスプレイによる画像表示報知や、スピーカ又はブザー等による音声報知などの報知部６０を制御して、ドライバに安全な運転操作を誘導するものである。運転支援ＥＣＵ８０は、ふらつき判定ＥＣＵ７０のふらつき判定結果及びその信頼度に基づいて、例えば、各種アクチュエータ５０を制御して、ＡＣＣ走行制御において車間距離を空ける制御を行ったり、ＡＣＣ走行制御のキャンセルを行ったりする。又は、運転支援ＥＣＵ８０は、報知部６０を制御して、ドライバに安全な運転操作を誘導する。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係るふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）７０について説明する。ふらつき判定ＥＣＵ７０は、照合部７３と、フュージョン演算部（融合演算部）７４と、選択部７５と、判定部７６と、信頼度算出部７７とを備える。
【００３３】
例えば、ミリ波レーダ（第１の演算手段）２０は、ミリ波の送信から受信までの時間によって自車両と先行車両との距離を求める。また、ミリ波レーダ２０は、ドップラ効果を利用して先行車両との相対速度を求める。また、ミリ波レーダ２０は、反射してきたミリ波の中で最も強く反射してきたミリ波の方向を検出し、その方向から自車両の進行方向と先行車両の方向とのなす角度を求め、その角度から横位置を求める。そして、ミリ波レーダ２０は、これらの距離、相対速度、横位置をレーダ物標に設定する。
【００３４】
なお、ミリ波レーダ２０による検出では、距離及び相対速度の精度が高く、角度（すなわち横位置）の精度が低い。ミリ波レーダ２０では、送信したミリ波が反射して戻るまでの時間により距離を演算するので、距離の精度が高い。また、ミリ波レーダ２０では、ドップラ効果を利用して相対速度を演算するので、相対速度の精度が高い。しかし、ミリ波は検出対象の物体の幅方向のいずれの箇所で最も強く反射してきたかが判らないので、幅方向の位置（横位置）が変動し、角度の精度は低くなる。
【００３５】
例えば、ステレオカメラ（第２の演算手段）３０は、撮像した画像から画像認識（エッジ抽出やパターン認識処理など）によって先行車両を抽出する。また、ステレオカメラ３０は、左右のステレオ画像における物体の見え方のずれを利用して三角測量方式により自車両と先行車両との距離を求める。また、ステレオカメラ３０は、その算出した距離の時間変化から相対速度を求める。また、ステレオカメラ３０は、検出した物体の幅方向の両端部を検出し、自車の進行方向と２つの端部の方向とのなす角度を求め、その角度から横位置を求める。そして、ステレオカメラ３０は、これらの距離、相対速度、横位置をステレオ画像物標に設定する。
【００３６】
なお、ステレオカメラ３０による検出では、距離及び相対速度の精度が低く、角度（すなわち横位置）の精度が高い。左右の画像データから検出対象の物体の幅方向の両端部を高精度に検出できるので、角度（すなわち横位置）の精度は高くなる。しかし、例えば数１０ｃｍ程度離間した左右のＣＣＤカメラによる画像データを利用しているので、距離を計算する際に非常に鋭角な三角測量となり、距離及び相対速度の精度は低くなる。
【００３７】
照合部７３は、一定時間毎に、後述する選択部７５によって選択された前回選択物標と今回レーダ物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、前回選択物標の位置（距離、横位置）及び相対速度に基づいて、前回選択物標の位置（距離、横位置）と今回レーダ物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、前回選択物標の相対速度と今回レーダ物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標が前回選択物標と類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合には類似性がないと判定する。
【００３８】
同様に、照合部７３は、一定時間毎に、前回選択物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、前回選択物標の位置（距離、横位置）及び相対速度に基づいて、前回選択物標の位置（距離、横位置）と今回ステレオ画像物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、前回選択物標の相対速度と今回ステレオ画像物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回ステレオ画像物標が前回選択物標と類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合には類似性がないと判定する。
【００３９】
更に、照合部７３は、前回選択物標に対して類似性のある今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とがそれぞれ存在する場合、その今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否かの照合を行う。例えば、照合部７３は、今回レーダ物標の位置（距離、横位置）と今回ステレオ画像物標の位置（距離、横位置）との差分がしきい値以内であるか否か、及び、今回レーダ物標の相対速度と今回ステレオ画像物標の相対速度との差分がしきい値以内であるか否か、を判定する。この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合に類似性がないと判定する。
【００４０】
フュージョン演算部７４は、照合部７３による全ての照合において類似性がある場合に、ミリ波レーダ２０によって求められた位置情報とステレオカメラ３０によって求められた位置情報とを融合（フュージョン）し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などのフュージョン位置情報（融合位置情報）を求める。そして、フュージョン演算部７４は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０によって検出された先行車両をフュージョン物標と設定し、求めたフュージョン位置情報をフュージョン物標に設定する（フュージョン物標設定処理）。
【００４１】
例えば、フュージョン演算部７４は、ミリ波レーダ２０による距離の検出精度±ＺＸ１及び横位置の検出精度±ＺＹ１、ステレオカメラ３０による距離の検出精度±ＺＸ2及び横位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、ミリ波レーダ２０によって求めた周辺車両との距離Ｘ１及び周辺車両の横位置Ｙ１、ステレオカメラ３０によって求めた周辺車両との距離Ｘ２及び周辺車両の横位置Ｙ２である場合に、下式によってフュージョン位置情報における周辺車両との距離Ｘ３及び周辺車両の横位置Ｙ３を求める。
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
【００４２】
例えば、ミリ波レーダ２０による距離Ｘ１の検出精度が±ＺＸ１＝±１０ｃｍ、横位置Ｙ１の検出精度が±ＺＹ１＝±１００ｃｍであり、ステレオカメラ３０による距離Ｘ２の検出精度が±ＺＸ2＝±５０ｃｍ、横位置Ｙ２の検出精度が±ＺＹ2＝±１０ｃｍである場合、フュージョン位置情報における距離Ｘ３及び横位置Ｙ３は、以下のように求められることとなる。
Ｘ３＝（５×Ｘ１＋Ｘ２）／６
Ｙ３＝（Ｙ１＋１０×Ｙ２）／１１
【００４３】
このようにして、フュージョン演算部７４は、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置が何れも高精度であるフュージョン位置情報を求めることとなる。
【００４４】
選択部７５は、先行車両の存在位置に基づいて、レーダ物標（第１の位置情報）、ステレオ画像物標（第２の位置情報）、及び、フュージョン物標（フュージョン位置情報）のうちの何れかの物標（位置情報）を選択する。
【００４５】
図２に、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出範囲を示す。ミリ波レーダ２０による検出では、検出可能な距離は比較的長いものの、検出可能な横方向範囲が比較的狭い。一方、ステレオカメラ３０による検出では、検出可能な横方向範囲は比較的広いものの、検出可能な距離が比較的短い。
【００４６】
そこで、選択部７５は、先行車両がステレオカメラ３０の検出限界距離を越える領域Ｒ１に存在する場合にはレーダ物標を選択し、先行車両がミリ波レーダ２０の検出限界幅を超える領域Ｒ２に存在する場合にはステレオ画像物標を選択する。そして、選択部７５は、先行車両がステレオカメラ３０の検出限界距離以内、かつ、ミリ波レーダ２０の検出限界幅以内の領域Ｒ３に存在する場合にはフュージョン物標を選択する。
【００４７】
判定部７６は、選択部７５によって選択された物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う。ふらつき度としては、例えば、ふらつきの振幅やふらつきの周期である。
【００４８】
信頼度算出部７７は、選択部７５によって選択された物標を検出したセンサの検出精度、すなわちミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める。
【００４９】
例えば、信頼度算出部７７は、選択部７５によってレーダ物標が選択された場合には、ミリ波レーダ２０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定の信頼度を「高」とし、先行車両の横位置のふらつき度判定の信頼度を「低」とする。一方、選択部７５によってステレオ画像物標が選択された場合には、信頼度算出部７７は、ステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定の信頼度を「低」とし、先行車両の横位置のふらつき度判定の信頼度を「高」とする。そして、選択部７５によってフュージョン物標が選択された場合には、信頼度算出部７７は、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、先行車両との距離のふらつき度判定及び先行車両の横位置についてのふらつき度判定の信頼度を共に「高＋α」とする。
【００５０】
次に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０の動作について説明する。図３は、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によるふらつき判定処理を示すフローチャートである。
【００５１】
ミリ波レーダ２０、ステレオカメラ３０、照合部７３、及び、フュージョン演算部７４によって、センサフュージョンを行う。
【００５２】
具体的には、ミリ波レーダ（第１の演算手段）２０によって、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求め、レーダ物標に設定する（レーダ物標設定処理）（Ｓ０１）。また、ステレオカメラ（第２の演算手段）３０によって、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などの位置情報を求め、ステレオ画像物標に設定する（ステレオ画像物標設定処理）（Ｓ０２）。
【００５３】
次に、照合部７３によって、前回選択物標と今回レーダ物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、及び、前回選択物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、並びに、今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標とが同一の先行車両を検出したものであるか否か、の照合を行う（Ｓ０３）。そして、全ての照合において類似性がある場合に、フュージョン演算部７４によって、ミリ波レーダ２０によって求められた位置情報とステレオカメラ３０によって求められた位置情報とを融合し、先行車両の有無や、先行車両と自車両との距離及び相対速度、並びに自車両に対する先行車両の横位置などのフュージョン位置情報を求め、フュージョン物標に設定する（フュージョン物標設定処理）（Ｓ０４）。
【００５４】
次に、選択部７５によって、先行車両の存在位置に基づいて、レーダ物標（第１の位置情報）、ステレオ画像物標（第２の位置情報）、及び、フュージョン物標（フュジョン位置情報）のうちの何れかの物標（位置情報）を選択する。具体的には、選択部７５によって、先行車両がミリ波レーダ２０のみで検出されたか否か、すなわち、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められたか否かの判定を行い（Ｓ０５）、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められた場合に、先行車両はステレオカメラ３０の検出限界距離を越える領域Ｒ１に存在すると判断し、レーダ物標（第１の位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、レーダ物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ０６）。また、信頼度算出部７７によって、ミリ波レーダ２０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ミリ波レーダ単独検出用ふらつき判定）（Ｓ０７）。
【００５５】
一方、ステップ０５において、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０のみで求められていない場合には、選択部７５によって、先行車両がステレオカメラ３０のみで検出されたか否か、すなわち、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められたか否かの判定を行い（Ｓ０８）、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められた場合に、先行車両はミリ波レーダ２０の検出限界幅を超える領域Ｒ２に存在すると判断し、ステレオ画像物標（第２の位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、ステレオ画像物標における位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ０９）。また、信頼度算出部７７によって、ステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ステレオカメラ単独検出用ふらつき判定）（Ｓ１０）。
【００５６】
一方、ステップ０８において、先行車両の位置情報がステレオカメラ３０のみで求められていない場合、すなわち、先行車両の位置情報がミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０で求められた場合、選択部７５によって、先行車両はステレオカメラ３０の検出限界距離以内、かつ、ミリ波レーダ２０の検出限界幅以内の領域Ｒ３に存在すると判断し、フュージョン物標（フュージョン位置情報）を選択する。すると、判定部７６によって、フュージョン物標におけるフュージョン位置情報（距離、横位置）に基づいて、先行車両との距離及び先行車両の横位置それぞれについてふらつき度の判定を行う（Ｓ１１）。また、信頼度算出部７７によって、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき度判定の信頼度を求める（ミリ波レーダ及びステレオカメラ検出用ふらつき判定）（Ｓ１２）。
【００５７】
なお、上述したように、図３に示す各処理は一定時間毎に繰り返されるので、２回目以降のフローよりふらつき判定が可能となる。
【００５８】
その後、このふらつき判定結果及びその信頼度に基づいて、上述したように、運転支援ＥＣＵ８０による運転支援が行われることとなる。
【００５９】
このように、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、フュージョン演算部７４によって、ミリ波レーダ２０によって検出された位置情報とステレオカメラ３０によって検出された位置情報とを融合することによって、検出精度が高い先行車両との距離と検出精度が高い先行車両の横位置とを有するフュージョン位置情報を求めることができる。したがって、判定部７６によって、このフュージョン位置情報における先行車両との距離の時間的変動及び先行車両の横位置の時間的変動に基づいて先行車両のふらつき判定を行うことにより、先行車両のふらつき判定の精度を高めることができる。
【００６０】
更に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、先行車両の存在位置がミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０のうちの一方のセンサの検出不可能領域内である場合には、すなわち、フュージョン位置情報を求めることができない場合には、選択部７５によって、他方のセンサの位置情報を選択することができる。したがって、フュージョン位置情報を求めることができない場合であっても、判定部７６によって、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０のうちの何れかの位置情報における先行車両との距離の時間的変動及び先行車両の横位置の時間的変動に基づいて先行車両のふらつき判定を行うことができる。故に、本実施形態のふらつき判定ＥＣＵ７０によれば、先行車両の検出範囲を狭めることがない。
【００６１】
上述したように、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０によって検出された第１及び第２の位置情報、並びにフュージョン位置情報の検出精度が異なるので、選択部７５によってこれらの何れを選択するかによって判定部７６による周辺車両のふらつき判定の精度が異なる。そこで、選択部７５の選択結果、ミリ波レーダ２０及びステレオカメラ３０の検出精度に基づいて、判定部７６によるふらつき判定の信頼度を求めることにより、判定部７６によるふらつき判定に加えてその信頼度をも考慮した適切な運転支援を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、先行車両のふらつき検出センサの組合せとして、ミリ波レーダとステレオカメラとを例示したが、ミリ波帯以外の電波センサ、レーザレーダ、単眼画像カメラなど様々なセンサの組合せが適用可能である。例えば、レーザレーダでは、ミリ波レーダと比較して波長が短いので、横方向位置の検出精度が比較的高く、横方向の検出範囲が比較的広いので、ミリ波レーダとレーザレーダとの組合せであっても、本実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、先行車両のふらつき判定を例示したが、各種センサの搭載位置によって、後続車両などの周辺車両のふらつき判定を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態では、距離や横位置の短期的な変動を用いてふらつき判定を行ったが、ドライバの意識低下に相関する様々な物理量を用いてふらつき判定が行われてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…運転支援装置、１０…車両センサ、２０…ミリ波レーダ（第１の検出手段、第１の演算手段）、３０…ステレオカメラ（第２の検出手段、第２の演算手段）、４０…ＥＣＵ、５０…各種アクチュエータ、６０…報知部、７０…ふらつき判定ＥＣＵ（ふらつき判定装置）、７３…照合部、７４…フュージョン演算部（融合演算手段）、７５…選択部（選択手段）、７６…判定部（判定手段）、７７…信頼度算出部（信頼度算出手段）、８０…運転支援ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の検出手段によって検出された周辺車両の第１の位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める第１の演算手段と、
前記第１の検出手段と異なる検出原理を用いる第２の検出手段によって検出された前記周辺車両の第２の位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める第２の演算手段と、
前記第１及び第２の位置情報を融合することによって前記周辺車両の融合位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める融合演算手段と、
前記周辺車両の存在位置に基づいて、前記第１及び第２の位置情報、並びに前記融合位置情報のうちの何れかの位置情報を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された位置情報における前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置それぞれの時間的変動に基づいて、前記周辺車両のふらつき判定を行う判定手段と、
を備える、ふらつき判定装置。
【請求項２】
前記融合演算手段は、前記第１の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ１及び横方向位置の検出精度±ＺＹ１、前記第２の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ2及び横方向位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、前記第１の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ１及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ１、前記第２の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ２及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ２である場合に、下式によって融合位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ３及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ３を求める、
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
請求項１に記載のふらつき判定装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段はレーダであり、
前記第２の検出手段はカメラである、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【請求項４】
前記第１の検出手段はミリ波レーダであり、
前記第２の検出手段はレーザレーダである、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記周辺車両が前記第１及び第２の検出手段の検出可能範囲内に存在する場合には前記融合位置情報を選択し、前記周辺車両が前記第１の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には前記第２の位置情報を選択し、前記周辺車両が前記第２の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には前記第１の位置情報を選択する、
請求項１に記載のふらつき判定装置。
【請求項６】
前記選択手段の選択結果、前記第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、前記判定手段によるふらつき判定の信頼度を求める信頼度算出手段を更に備える、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【請求項１】
第１の検出手段によって検出された周辺車両の第１の位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める第１の演算手段と、
前記第１の検出手段と異なる検出原理を用いる第２の検出手段によって検出された前記周辺車両の第２の位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める第２の演算手段と、
前記第１及び第２の位置情報を融合することによって前記周辺車両の融合位置情報として前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置を求める融合演算手段と、
前記周辺車両の存在位置に基づいて、前記第１及び第２の位置情報、並びに前記融合位置情報のうちの何れかの位置情報を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された位置情報における前記周辺車両との距離及び前記周辺車両の横方向位置それぞれの時間的変動に基づいて、前記周辺車両のふらつき判定を行う判定手段と、
を備える、ふらつき判定装置。
【請求項２】
前記融合演算手段は、前記第１の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ１及び横方向位置の検出精度±ＺＹ１、前記第２の検出手段による距離の検出精度±ＺＸ2及び横方向位置の検出精度±ＺＹ2に基づいて、前記第１の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ１及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ１、前記第２の位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ２及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ２である場合に、下式によって融合位置情報における前記周辺車両との距離Ｘ３及び前記周辺車両の横方向位置Ｙ３を求める、
Ｘ３＝（ＺＸ２×Ｘ１＋ＺＸ１×Ｘ２）／（ＺＸ１＋ＺＸ２）
Ｙ３＝（ＺＹ２×Ｙ１＋ＺＹ１×Ｙ２）／（ＺＹ１＋ＺＹ２）
請求項１に記載のふらつき判定装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段はレーダであり、
前記第２の検出手段はカメラである、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【請求項４】
前記第１の検出手段はミリ波レーダであり、
前記第２の検出手段はレーザレーダである、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記周辺車両が前記第１及び第２の検出手段の検出可能範囲内に存在する場合には前記融合位置情報を選択し、前記周辺車両が前記第１の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には前記第２の位置情報を選択し、前記周辺車両が前記第２の検出手段の検出可能範囲外に存在する場合には前記第１の位置情報を選択する、
請求項１に記載のふらつき判定装置。
【請求項６】
前記選択手段の選択結果、前記第１及び第２の検出手段の検出精度に基づいて、前記判定手段によるふらつき判定の信頼度を求める信頼度算出手段を更に備える、
請求項１又は２に記載のふらつき判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１６４９８９（Ｐ２０１１−１６４９８９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９１０（Ｐ２０１０−２７９１０）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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