[0001] 本发明涉及一种为了防止与前方立体物的碰撞而执行报警或自动制动的车辆的驾驶辅助控制装置。

[0002] 近年来，关于车辆已开发出利用摄像机、雷达等检测前方存在的车辆及障碍物等立体物并防止与该立体物的碰撞的各种驾驶辅助控制装置，并已推向实用化。在这种驾驶辅助控制装置中，对立体物的精确检测直接关系到驾驶辅助控制的精确性，因此例如在日本特开2003-217099号公报（以下称为专利文献1）中公开了基于拍摄的图像信息而计算物体的位置，并基于照射电波的反射波而计算物体的位置，再基于分别计算出的两个位置而计算观测结果得到的一个观测位置，从而判断前方物体对本车辆接近到预定距离以内的可能性，且在判断为有这种可能性的情况下报告给驾驶员的一种车辆周围监视装置技术。

[0003] 然而，对于这种用于防止碰撞的车辆的驾驶辅助控制装置而言，驾驶辅助技术中的重大问题在于，存在如何在驾驶员需要时提取必要的信息而提示并进行控制的执行判断上的难题。即，即使如上述专利文献1中公开的车辆周围监视装置一样精确地检测出前方障碍物等立体物，如果对驾驶员也充分认识到的危险进行不必要的报警和控制，则可能使驾驶员产生惯性而使紧急情况下的反应变迟钝，或者给驾驶员造成反感而关闭（OFF）驾驶辅助功能本身，从而可能无法发挥原本作为驾驶辅助控制装置的功能。

[0004] [专利文献1]

[0005] 日本特开2003-217099号公报

[0006] 本发明为鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种针对预计驾驶员未能辨识出的障碍物、迎面车等立体物而能够恰当地报告给驾驶员，并能够进行制动驱动等防碰撞控制的车辆的驾驶辅助控制装置。

[0007] 根据本发明的一种形态的车辆的驾驶辅助控制装置，具有：第一环境辨识单元，基于图像信息而检测出前方的行驶车道的白线信息；第二环境辨识单元，基于收发的电波信息而检测出前方的立体物信息；视程估计单元，基于所述白线信息而估计驾驶员的视程；判定单元，判定检测出的所述立体物是否存在于驾驶员的视程之外；碰撞可能性判定单元，判定检测出的所述立体物与本车辆之间的碰撞可能性；防碰撞控制单元，当检测出的所述立体物存在于所述驾驶员的视程之外时，根据与所述本车辆的碰撞可能性而在报告给驾驶员以及附加自动制动的方式中至少执行一种。

[0008] 根据本发明的车辆的驾驶辅助控制装置，可针对预计驾驶员未能辨识出的障碍物、迎面车等立体物，能够恰当地报告给驾驶员，并进行制动驱动等防碰撞控制。附图说明

[0009] 图1为关于本发明的一个实施形态的安装于车辆上的车辆的驾驶辅助控制装置的示意性构成图。

[0010] 图2为关于本发明的一个实施形态的控制单元的功能模块图。

[0011] 图3为关于本发明的一个实施形态的车辆驾驶辅助控制程序的流程图。

[0012] 图4为关于本发明的一个实施形态的第一防碰撞控制程序的流程图。

[0013] 图5为关于本发明的一个实施形态的第二防碰撞控制程序的流程图。

[0014] 图6为关于本发明的一个实施形态的第一防碰撞控制的说明图。

[0015] 图7为关于本发明的一个实施形态的第二防碰撞控制的说明图。

[0016] 符号说明：

[0017] 1：本车辆                 2：驾驶辅助控制装置

[0018] 3：立体摄像单元（第一环境辨识单元）

[0019] 4：毫米波雷达单元（第二环境辨识单元）

[0020] 5：控制单元               6：车速传感器

[0021] 7：方向盘转角传感器       8：路面摩擦系数（μ）估计装置[0022] 9：报警灯                 10：制动驱动部

[0023] 31：立体摄像机            32：第一环境辨识部

[0024] 41：毫米波收发部         42：第二环境辨识部

[0025] 51：视程估计部（视程估计单元）   52：控制判定部（判定单元）[0026] 53：迎面车判定部

[0027] 54：第一防碰撞控制部（碰撞可能性判定单元、防碰撞控制单元）[0028] 55：第二防碰撞控制部（碰撞可能性判定单元、防碰撞控制单元）[0029] 56：报警控制部                 57：制动控制部

[0030] 以下，根据附图说明本发明的实施形态。

[0031] 在图1中，符号1表示汽车等车辆（本车辆），本车辆1中搭载有驾驶辅助控制装置2。该驾驶辅助控制装置2主要由作为第一环境辨识单元的立体摄像单元3、作为第二环境辨识单元的毫米波雷达单元4、以及控制单元5构成。并且，驾驶辅助控制装置2上连接有用于检测本车车速V0的车速传感器6、用于检测方向盘转角θH的方向盘转角传感器7、用于估计路面摩擦系数（路面μ）的路面摩擦系数估计装置8之类的各种传感器，从而使控制单元5根据需要而向报警灯9以及制动驱动部10输出控制信号。

[0032] 立体摄像单元3由立体摄像机31以及用于处理来自该立体摄像机31的信号的第一环境辨识部32构成。

[0033] 立体摄像机31由左右一组的CCD摄像机构成，该CCD摄像机具有如电荷耦合器件（CCD）等作为立体光学系统的固体摄像器件。构成该立体摄像机31的各CCD摄像机被隔着预定的间距安装于车室内的天花板前方，以用于从不同视点对车外的对象进行立体拍摄，并将拍摄的图像信息输出到第一环境辨识部32。

[0034] 第一环境辨识部32接收来自立体摄像机31的图像信息，并辨识出前方白线数据等而估计本车车道。其中，第一环境辨识部32例如通过以下方式进行对来自立体摄像机31的图像信息的处理。即，针对利用立体摄像机31对本车行进方向进行拍摄而得的左右一组图像（立体图像对），根据三角测量原理而由对应位置的偏移量生成距离信息。具体而言，第一环境辨识部32将基准图像（例如右侧图像）划分为小区域，并将各个小区域的亮度或颜色的图案与比较图像进行比较而找出对应区域，并求出遍及整个基准图像的距离分布。进而，第一环境辨识部32对基准图像上的各像素考察与相邻像素之间的亮度差，并将这些亮度差均超过阈值（对比度的阈值）的像素作为边缘提取，同时给提取的像素（边缘）赋予距离信息，据此生成具有距离信息的边缘的分布图像（距离图像）。而且，第一环境辨识部32例如通过对距离图像进行公知的分组处理而进行与预先设定的各种样本之间的图案匹配，据此辨识出本车前方的白线。对该白线的辨识，在帧之间持续进行监视。其中，第一环境辨识部32在辨识白线之时，将通过左右白线的位置坐标确定的白线宽度W、以及在本车车道内的本车辆1的宽度方向位置（本车辆1到左白线的距离以及到右白线的距离）也作为白线数据进行存储。并且，第一环境辨识部32对于通过来自立体摄像机31的图像信息的亮度、对比度而获得的所述白线以外的白线（例如由于某种事情而中断的白线部分、估计还在远处的本车车道的白线），将利用来自立体摄像机31的图像信息获得的白线向远处延伸而进行外推（extrapolation），并估计为坐标数据而存放。另外，也可以构成为利用未图示的导航系统的地图数据等而求出这一外推的白线的坐标数据。而且，这种利用立体摄像单元3获得的行驶车道的白线信息被输出到控制单元5。

[0035] 毫米波雷达单元4由毫米波收发部41、以及用于处理来自该毫米波收发部41的信号的第二环境辨识部42构成。

[0036] 毫米波收发部41被设置于本车辆1的前端，用于向前方发送预定的毫米波（例如30GHz～100GHz的电波）的同时接收反射回来的毫米波，并将收发数据输入到第二环境辨识部42。

[0037] 第二环境辨识部42对来自毫米波收发部41的收发数据例如进行如下处理而辨识立体物。即，在第二环境辨识部42中，基于发送波被目标反射回来为止的时间差而测算从本车辆1到目标的相对距离。并且，由距离值的分布状况，将同一距离值连续的部分作为一个立体物而与大小（宽度法）、坐标数据一并提取。针对这样提取的各立体物求出与本车辆1的距离，并将与本车辆1最接近的立体物作为控制对象立体物（对象立体物）而选择。而且，针对该对象立体物，计算出从本车辆1到对象立体物的距离Lf、本车辆1与对象立体物之间的相对速度V0F（距离Lf随时间的变化）、对象立体物的速度Vf（本车车速V0+V0F）、以及减速度af，并将这些对象立体物的立体物信息输出到控制单元5。

[0038] 控制单元5从所述立体摄像单元3的第一环境辨识部32接收行驶车道的白线信息，从毫米波雷达单元4的第二环境辨识部42接收对象立体物的立体物信息，从车速传感器6接收本车车速V0、从方向盘转角传感器7接收方向盘转角θH，并从路面摩擦系数估计装置8接收路面摩擦系数。

[0039] 而且，控制单元5根据这些输入信息，基于白线信息估计驾驶员的视程（visual range），并判断对象立体物是否存在于驾驶员的视程之外，判定对象立体物与本车辆1的碰撞可能性，从而在对象立体物存在于驾驶员的视程之外的情况下，根据与本车辆1之间的碰撞可能性而在提醒驾驶员以及附加自动制动的方式中至少执行一种。

[0040] 为此，如图2所示，控制单元5主要由视程估计部51、控制判定部52、迎面车判定部53、第一防碰撞控制部54、第二防碰撞控制部55、报警控制部56、制动控制部57构成。

[0041] 视程估计部51从第一环境辨识部32接收行驶车道的白线信息。并且，例如可以基于从第一环境辨识部32接收的行驶车道的白线信息（白线前方的距离信息）并通过实验等而将辨识路面上的白线的人类视觉的平均对比度的值作为阈值而预先进行设定，并将利用高于这一阈值的对比度的值检测出的白线的最远处为止的距离估计为驾驶员的视程Lv，并输出到控制判定部52。即，将视程估计部51作为视程估计单元进行设置。

[0042] 控制判定部52从第二环境辨识部42接收对象立体物的立体物信息，并从视程估计部51接收驾驶员的视程Lv。并且，在从第二环境辨识部42接收到对象立体物的立体物信息不存在的信号的情况、以及判定为从本车辆1到对象立体物的距离Lf为视程Lv以下的情况下，将不执行防碰撞控制的判定结果输出到第一防碰撞控制部54、第二防碰撞控制部55。即，在前方不存在对象立体物的情况下不需要执行防碰撞控制，而且，在判定出从本车辆1到对象立体物的距离Lf为视程Lv以下的情况下，由于可以断定驾驶员也注意到对象障碍物的可能性较高，因此不用执行根据本实施形态的防碰撞控制。正如这样，控制判定部52具有作为判定单元的功能。

[0043] 迎面车判定部53从车速传感器6接收本车车速V0，并从第二环境辨识部42接收对象立体物的立体物信息。并且，通过将本车车速V0与对象立体物的速度Vf进行比较而判定对象立体物是否为迎面车，并将判定结果输出到第一防碰撞控制部54、第二防碰撞控制部55。另外，虽然在本实施形态中根据来自车速传感器6的本车车速V0以及来自第二环境辨识部42的对象立体物的速度Vf而判定对象立体物是否为迎面车，然而此外如果是具备车与车通信系统的车辆，则还可以通过车与车之间的通信而判定是否为迎面车。

[0044] 第一防碰撞控制部54从第一环境辨识部32接收行驶车道的白线信息，从第二环境辨识部42接收对象立体物的立体物信息，从车速传感器6接收本车车速V0，从方向盘转角传感器7接收方向盘转角θH，并从路面摩擦系数估计装置8接收路面摩擦系数。而且，从控制判定部52接收执行/不执行防碰撞控制的判定结果，并从迎面车判定部53接收对象立体物是否为迎面车的判定结果。并且，按照后述的图4所示第一防碰撞控制的流程，在对象立体物为本车车道上的立体物的情况下，在对象立体物接近到比预先设定的阈值Lal1更近时，通过将信号输出到报警控制部56而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告碰撞的可能性。另一方面，在对象立体物进入驾驶员的视程内以后，当判定为没有及时进行制动操作时，则向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10，从而执行自动制动。

[0045] 第二防碰撞控制部55从第一环境辨识部32接收行驶车道的白线信息，从第二环境辨识部42接收对象立体物的立体物信息，从车速传感器6接收本车车速V0，从方向盘转角传感器7接收方向盘转角θＨ，并从路面摩擦系数估计装置8接收路面摩擦系数。而且，从控制判定部52接收执行/不执行防碰撞控制的判定结果，并从迎面车判定部53接收对象立体物是否为迎面车的判定结果。并且，按照后述的图5所示第二防碰撞控制的流程，在对象立体物为迎面车的情况下，在对象立体物（迎面车）接近到比预先设定的阈值Lal2更近时，通过将信号输出到报警控制部56而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告碰撞的可能性。另一方面，在本车辆1进入到迎面车所行驶的迎面车车道的情况下，能够根据本车辆1到迎面车的距离而判断为没有及时进行制动操作时，向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10，从而执行自动制动。正如这样，将第一防碰撞控制部54、第二防碰撞控制部55设置为具有作为碰撞可能性判定单元、防碰撞控制单元的功能。

[0046] 接着，根据图3至图5的流程图说明如上所述构成的控制单元5执行的车辆驾驶辅助控制。

[0047] 图3表示车辆驾驶辅助控制的整个程序，在步骤（以下简称为“S”）101中读取行驶车道的白线信息、对象立体物的立体物信息、本车车速V0、方向盘转角θＨ、路面摩擦系数等必要信息。

[0048] 然后，进入S102，通过控制判定部52判定前方是否存在立体物信息，并在前方不存在对象立体物时，由于无需执行防碰撞控制而直接退出程序。相反地，如果前方存在立体物信息，则进入S103。

[0049] 在S103中，由视程估计部51如上所述地例如基于从第一环境辨识部32接收的行驶车道的白线信息（白线前方的距离信息）并通过实验等而将辨识路面上的白线的人类视觉的平均对比度的值作为阈值而预先进行设定，并将利用高于这一阈值的对比度的值检测出的白线的最远处为止的距离估计为驾驶员的视程Lv。

[0050] 然后，进入S104，通过控制判定部52比较与对象立体物的距离Lf和视程Lv，并在判定出到对象立体物的距离Lf为视程Lv以下的情况下，由于可以断定驾驶员也注意到对象障碍物的可能性较高，因此判定不用执行根据本实施形态的防碰撞控制而直接退出程序。相反地，当与对象立体物的距离Lf长于视程Lv而对象立体物不在驾驶员的视程内，从而可以判断为驾驶员没有注意到对象障碍物的可能性较高时，则进入S105。即，如果对驾驶员也注意到的对象障碍物执行防碰撞控制，则导致对驾驶员也充分认识到的危险进行不必要的报警和控制，从而可能使驾驶员产生惯性而使紧急情况下的反应变迟钝，或者给驾驶员造成反感而关闭（OFF）驾驶辅助功能本身，从而可能无法发挥原本作为驾驶辅助控制装置的功能。因此，根据本发明实施形态的驾驶辅助控制装置2被构成为只对预计驾驶员无法辨识的相比视程更远处的对象立体物执行防碰撞控制。

[0051] 如果进入S105，则利用迎面车判定部53而如前所述地判定对象立体物是否为迎面车，并在不是迎面车的情况下进入S106而执行第一防碰撞控制并退出程序。相反地，当对象立体物为迎面车时进入S107而执行第二防碰撞控制并退出程序。

[0052] 通过图4、图6对上述的S106（即，由第一防碰撞控制部54执行的第一防碰撞控制）进行说明。

[0053] 首先，在S201中，利用第一环境辨识部32来判定如前所述地外推了的本车车道上是否存在对象立体物。该S201的判定结果，如果判定为对象立体物不在外推了的本车车道上，则由于不需要执行防碰撞控制，因此直接退出程序。并且，如果S201的判定结果为对象立体物存在于外推了的本车车道上，则进入S202而将从本车辆1到对象立体物的距离Lf和预先设定的阈值Lal1进行比较。其中，预先设定的阈值Lal1例如为将本车车速V0和预先设定的预定的车辆间时间THWc相乘而求得的距离值（Lal1=V0·THWc）。

[0054] 而且，S202的比较结果，如果从本车辆1到对象立体物的距离Lf为预先设定的阈值Lal1以上（Lf≧Lal1），则判定为不需要对驾驶员提出警告并直接退出程序。相反地，当从本车辆1到对象立体物的距离Lf比预先设定的阈值Lal1更近（Lf＜Lal1）时，进入S203而通过向报警控制部56输出信号而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告碰撞的可能性。

[0055] 然后（S203之后），进入S204而将视程Lv和预先设定的制动驱动距离Lc1进行比较。其中，制动驱动距离Lc1例如可以根据以下的式（1）进行计算。

[0056] Lc1=V0F2/（2·Δa0）…（1）

[0057] 在式（1）中，Δa0为可由本车辆1控制的相对减速度，表示根据路面摩擦系数计算（或者通过参照映射等）并设定的本车辆1的最大减速度与对象立体物的减速度之差。而且，由于在视程Lv为预先设定的制动驱动距离Lc1以上（Lv≧Lc1）的情况下，在对象立体物进入到视程Lv内之际驾驶员可自行应对，因此直接退出程序。另一方面，在视程Lv小于预先设定的制动驱动距离Lc1（Lv＜Lc1）的情况下，可以判断为等到对象立体物进入驾驶员的视程内之后进行制动操作则不够及时，因此进入S205。

[0058] 若进入S205，则如图6所示，基于本车车速V0和方向盘转角θＨ并例如通过下式（2）而将本车辆1的行驶轨迹近似估计为转弯半径为ρa的行驶路径。另外，在图6中，用S1表示对象立体物。

[0059] ρa=（1+A·V02）·l·n/θHe…（2）

[0060] 其中，A表示转向特性，l表示轴距，n表示转向齿轮比，θHe表示方向盘转角预测值，且方向盘转角预测值θHe例如可根据下式（3）进行计算。

[0061] θHe=θH+（dθH/dt）·Δt…（3）

[0062] 其中，（dθH/dt）为方向盘角速度，Δt为预测时间。

[0063] 然后，进入S206而基于在S205中估计的本车辆1的行驶轨迹的转弯半径ρa而例如通过下式（4）估计出从本车辆1到对象立体物的距离Lf处的本车辆1的横向距离Wa。

[0064] Wa=ρa-ρa·sin（cos-1（Lf/ρa））…（4）

[0065] 然后，进入S207而比较对应于从本车辆1到对象立体物的距离Lf处的本车辆1的横向距离Wa和对象立体物端部的横向距离Wf，并在Wa大于Wf（Wa>Wf）时判断为已经由驾驶员执行避让操作并直接退出程序。

[0066] 相反地，如果Wa为Wf以下（Wa≦Wf），则判断为驾驶员尚未执行避让操作，并进入S208而向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10，从而执行自动制动，并退出程序。

[0067] 正如这样，如果按照根据本发明实施形态的第一防碰撞控制，则在对象立体物为本车车道上的立体物的情况下，在对象立体物接近到比预先设定的阈值Lal1更近时，通过将信号输出到报警控制部56而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告碰撞的可能性。另一方面，在对象立体物进入驾驶员的视程内以后，当判断为没有及时进行制动操作时，则向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10，从而执行自动制动。因此，可将预计为驾驶员确实没有辨识出的对象立体物恰当地报告给驾驶员，以执行制动驱动等防碰撞控制。

[0068] 接着，通过图5和图7对前述图3中的车辆驾驶辅助控制程序流程图的S107（即，由第二防碰撞控制部55执行的第二防碰撞控制）进行说明。

[0069] 首先，在S301中，比较从本车辆1到对象立体物的距离Lf和预先设定的阈值Lal2。其中，预先设定的阈值Lal2例如为将本车车速V0和预先设定的预定时间Tc相乘而求出的距离值（Lal2=V0·Tc）。

[0070] 而且，S301的比较结果，如果从本车辆1到对象立体物的距离Lf为预先设定的阈值Lal2以上（Lf≧Lal2），则判定为不需要对驾驶员进行警告而直接退出程序。相反地，如果从本车辆1到对象立体物的距离Lf小于预先设定的阈值Lal2（Lf＜Lal2），则进入S302而通过将信号输出到报警控制部56而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告与迎面车碰撞的可能性。

[0071] 然后，进入S303，如图7所示，基于本车车速V0和方向盘转角θＨ并例如通过前述的式（2）而将本车辆1的行驶轨迹近似估计为转弯半径为ρa的行驶路径。需要说明的是，在图7中，用S2表示迎面车。

[0072] 然后，进入S304，基于S303中估计的行驶轨迹的转弯半径ρa以及从本车辆1到迎面车车道的宽度方向距离Wｌ，例如通过下式（5）计算本车辆1进入迎面车车道所需的距离Ld。

[0073] Ld=ρa·cos（sin-1（（ρa-Wｌ）/ρa））…（5）

[0074] 然后进入S305而比较从本车辆1到对象立体物的距离Lf与本车辆1进入迎面车车道所需的距离Ld，并判定是否满足Ld＜Lf以及本车辆1是否进入迎面车车道的迎面车行驶过来的前方。

[0075] S305的判定结果，如果是Ld≧Lf，则本车辆1进入迎面车车道位置是在迎面车通过了以后，从而可以判断本车辆1与迎面车之间的碰撞可以避免，因此直接退出程序。

[0076] 相反地，如果Ld＜Lf，则存在本车辆1进入迎面车车道的迎面车行驶过来的前方而引起碰撞的可能性，因此进入S306。

[0077] 若进入S306，则将从本车辆1到对象立体物的距离Lf（=Ld+Lc：Lc为从进入迎面车车道开始到迎面车的距离）和预先设定的制动驱动距离Lc2进行比较。其中，Lc2例如可根据下式（6）求出。

[0078] Lc2=Ld+V0F2/（2·Δac）…（6）

[0079] 在式（6）中，Δac为本车辆1的最大减速度，是根据路面摩擦系数计算（或者通过参照映射等）并设定的。

[0080] S306的判定结果，如果从本车辆1到对象立体物的距离Lf（=Ld+Lc）为预先设定的制动驱动距离Lc2以上（Lf≧Lc2），则判定为不存在本车辆1与迎面车碰撞的可能性，并直接退出程序。另一方面，如果从本车辆1到对象立体物的距离Lf（=Ld+Lc）小于预先设定的制动驱动距离Lc2（Lf＜Lc2），则判断为本车辆1与视程外的迎面车车道中行驶的迎面车碰撞的可能性高而进入S307，从而向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10以执行自动制动，并退出程序。

[0081] 正如这样，按照根据本发明实施形态的第二防碰撞控制，在对象立体物为迎面车的情况下，在对象立体物（迎面车）接近到比预先设定的阈值Lal2更近时，通过将信号输出到报警控制部56而使报警灯9点亮等方式来向驾驶员报告碰撞的可能性。另一方面，在本车辆1进入到迎面车所行驶的迎面车车道的情况下，能够根据本车辆1到迎面车的距离而判断没有及时进行制动操作时，向制动控制部57输出信号而驱动制动驱动部10，从而执行自动制动。因此，可将预计驾驶员确实没有辨识出的迎面车恰当地报告给驾驶员，以执行制动驱动等防碰撞控制。

[0082] 需要说明的是，在本发明的实施形态中是基于来自立体摄像单元3的图像信息而进行了白线的检测及视程的设定，然而此外也可以基于来自单眼摄像单元、彩色摄像单元的图像信息而进行。并且，在本实施形态中是通过作为第二环境辨识单元的毫米波雷达提供的电波信息而检测了立体物信息，然而也可以通过激光雷达提供的光波信息检测出立体物信息。