车辆行驶轨迹推定装置的制作方法

专利名称：车辆行驶轨迹推定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种推定对象车辆的行驶轨迹的车辆行驶轨迹推定装置。
背景技术：
以往，公知有一种碰撞防止装置，该碰撞防止装置检测本车辆周围 的障碍物后，判断该障碍物和本车辆的碰撞可能性，并在该碰撞可能性
高时实现碰撞防止(例如、参见日本专利特开平7-104062号公报)。该 碰撞防止装置预测本车辆周围的障碍物的轨迹，当存在本车辆和障碍物 碰撞的可能性时，或者告知驾驶员有碰撞的危险，或者通过自动地对本 车辆进行减速控制来避免碰撞。
然而，在上述日本专利特开平7-104062号公报中公开的碰撞防止 装置，根据障碍物的位置、行进方向、速度等统一预测位于本车辆周围 并且有与本车辆碰撞的可能性的障碍物、例如相向而行车辆之类的对象 车辆的行驶轨迹。因此，既使在例如障碍物的状态或障碍物周围的状况 不同的情况下，如果障碍物的位置、行进方向、速度等条件相同，那么 也会预测出相同的轨迹。
然而，实际上障碍物周围的情况和障碍物本身的行为并不统一。因 此，上述日本专利特开平7-104062号公报中公开的碰撞防止装置中存 在以下问题求出障碍物(对象车辆)的行驶轨迹的精度不高。

发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种能够高精度地推定有与本车辆碰 撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹的车辆行驶轨迹推定装置。
解决上述课题的本发明涉及的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在 于，具有利用彼此不同的方式推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆 的行驶轨迹的多个对象车辆行驶轨迹推定单元，和取得对象车辆的特性的特性检测单元；根据对象车辆的特性切换对象车辆行驶轨迹推定单 元，来推定对象车辆的行驶轨迹。
本发明涉及的车辆行驶轨迹推定装置具有多个利用彼此不同的方 式推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹的对象车辆行
驶轨迹推定单元，并且根据对象车辆的特性切换对象车辆行驶轨迹推定 单元，来推定对象车辆的行驶轨迹。由此，可以根据对象车辆的特性判 断对象车辆的行驶倾向、例如进行安全行驶的可能性是否高。因此，可 以高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
此处，可以采取以下方式特性检测单元具有取得驾驶对象车辆的 驾驶员的特性的驾驶员特性取得单元；根据驾驶员的特性切换对象车辆 行驶轨迹推定单元，来推定对象车辆的行驶轨迹。
这样，通过根据驾驶员特性切换对象车辆行驶轨迹推定单元，可以 判断对象车辆的驾驶员的特性，例如进行粗暴驾驶还是进行平稳驾驶。 因此，可以高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨 迹。
另外，其特征在于，驾驶员特性检测单元具有取得对象车辆的车轴 方向的车轴方向取得单元、取得对象车辆行驶的车道的方向的车道方向 取得单元、取得对象车辆的车轴方向与对象车辆行驶的车道的方向的偏 离大小的轴线偏离取得单元；根据车轴方向与车道的方向的偏离大小切 换对象车辆行驶轨迹推定单元，来推定对象车辆的行驶轨迹。
这样，根据对象车辆的车轴方向与对象车辆行驶的车道的方向的偏 离，可以判断对象车辆的行驶倾向，例如是否要保持本车道不变而行驶。 因此，可以高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨 迹。
另外，可以釆取以下方式驾驶员特性检测单元具有参数取得单元， 该参数取得单元用于取得与对象车辆的驾驶员对其他车辆的反应有关 的反应参数；根据与对象车辆针对其他车辆的反应有关的反应参数切换 对象车辆行驶轨迹推定单元，来推定对象车辆的行驶轨迹。
这样，根据与对象车辆针对其他车辆的反应有关的反应参数来切换对象车辆行驶轨迹推定单元，从而可以将对象车辆针对周围交通环境的 反应反映到对象车辆行驶轨迹的推定中。因此，可以高精度地推定有与 本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
进而，可以采取以下方式反应参数为表示对象车辆的针对碰撞的 危险的容许程度的参数。
这样，反应参数为表示对象车辆的对于碰撞的危险的容许程度的参 数，从而例如对于针对来自左后方车辆的危险的敏感度较低的车辆来 说，既使在左后方有车辆也可以推定为容易变更车道。因此，可以进一 步高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
另外，可以采取以下方式，即反应参数为表示对象车辆对危险的 敏感程度的参数。
这样，反应参数为表示对象车辆对危险的敏感程度的参数，从而例 如在驾驶员注意力分散时可以推定为对危险的反应变差。因此，可以进
一步高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
进而，可以采取以下方式，即表示对危险的敏感程度的参数为对 象车辆的驾驶员的清醒度。
由此，表示对危险的敏感程度的参数为对象车辆的驾驶员的清醒 度，从而可以将驾驶员的困倦反映在行使轨迹的推定中。因此，可以进 一步高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
另外，可以采取以下方式，即特性检测单元具有检测对象车辆的 车辆特性的车辆特性取得单元；根据对象车辆的车辆特性切换对象车辆 行驶轨迹推定单元，来推定对象车辆的行驶轨迹。
这样，可以根据对象车辆的车辆特性推定行驶轨迹，从而可以推定 与对象车辆的种类相应的行驶轨迹。因此，可以高精度地推定有与本车 辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。另外，作为本发明中的车辆特 性，例如可以例举车辆的各因素(尺寸、最小旋转半径等)、运动性能 (最高速度、最大加速度、最大减速度、转向跟随性等)。
可以从以下的详细说明中，清楚本发明进一步的应用范围。但是，详细说明及特定的事例是本发明优选的实施方式，仅仅作为示例，根据 该详细说明，本发明的思想及范围的各种变形及改进，对本领域技术人 员来说显然是显而易见的。


图l是表示第1实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的框图。
图2是表示第1实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序的 流程图。
图3是示意地表示本车辆和其他车辆的行驶状态的示意图。
图4是示意地表示本车辆可以采取的行驶路线的示意图。
图5的(a)是表示可以推定为遵守交通规则的可能性高的对象车
辆的行驶轨迹的范围的示意图，(b)是表示可以推定为遵守交通规则的
可能性低的对象车辆行驶轨迹的范围的示意图。
图6是表示第2实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的框图。
图7是表示第2实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序的 流程图。
图8是表示第3实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的框图。
图9是表示第3实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置中的驾驶员 特性取得部的构成的框图。
图IO是表示第3实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序 的流程图。
图11是表示第4实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的 框图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在附图的说 明中对相同要素标记相同符号，并省略了重复的说明。并且，为了便于 图示，附图的尺寸比例未必与说明的一致。图1是表示本发明第1实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成
的框图。如图1所示，车辆行驶轨迹推定装置具有车辆轨迹推定ECU1及 车外传感器2。车辆轨迹推定ECU1为进行电子控制的汽车设备的计算机， 构成为具有CPU(Central Processing Unit)、 R0M(Read Only Memory)、 RAM (Random Access Memory)及输入/输出接口等。另夕卜车辆轨迹推定ECU1 具有驾驶员特性取得部10、其他车辆抽出部11、对象车辆确定部12、地 图数据库13、第1轨迹预测部14、第2轨迹预测部15以及利用轨迹切换 部16。另外，驾驶员特性取得部10具有车道方向取得部17、车轴方向取 得部18以及轴线偏离计算部19。
车外传感器2构成为具有毫米波雷达传感器、激光雷达传感器、图
像传感器等，检测位于本车辆周围的车外的其他车辆和行人等。车外传 感器2将检测出的与车外的其他车辆等有关的周围信息发送给车辆轨迹 推定ECU1。
车辆轨迹推定ECU1中的其他车辆抽出部ll从由车辆传感器2发送 来的周围信息中抽出本车辆周围的其他车辆。其他车辆抽出部11例如 在车外传感器2为毫米波雷达传感器和激光雷达传感器的情况下，根据 由其他车辆反射的反射波波长等抽出其他车辆。另外，在车外传感器2 为图像传感器的情况下，例如通过图形匹配等方法将其他车辆作为障碍 物从拍摄的图像中抽出。
进而，在其他车辆抽出部11中计算所抽出的其他车辆的车速及位 置。其他车辆抽出部11将与所抽出的其他车辆以及其他车辆的车速及 位置有关的其他车辆信息输出给对象车辆确定部12。另外，在抽出了多 个其他车辆时，其他车辆抽出部11将与所有的多个其他车辆有关的其 他车辆信息输出给对象车辆确定部12。
在对象车辆确定部12中，根据由其他车辆抽出部ll输出的对象车 辆信息，从其他车辆中确定有与本车辆碰撞的可能性并且成为举动预测 对象的对象车辆。对象车辆确定部12将与所确定的对象车辆以及对象 车辆的车速及位置有关的对象车辆信息输出给车道方向取得部17、车轴
方向取得部18、第1轨迹预测部14和第2轨迹预测部15。
地图数据库13存储本车辆行驶的道路的地图信息。并且，在地图数据库13的地图信息中增加了与地图上的位置对应的交通规则信息。地图数据库13根据车道方向取得部17、第l轨迹预测部14和第2轨迹预测部15的要求，将含有交通规则信息的地图信息分别输出给第1轨迹预测部14、笫2轨迹预测部15和车道方向取得部17。
第1轨迹预测部14存储第1预测模型，该第1预测模型用于预测在遵守交通规则这一约束条件下的对象车辆的轨迹。第l轨迹预测部14通过对基于对象车辆确定部12输出的对象车辆信息的对象车辆的车速及位置、和从地图数据库13中读取的地图信息套用第l预测模型，来求出对象车辆的第1对象车辆行驶轨迹。第1轨迹预测部14将与求出的第l对象车辆行驶轨迹有关的第l预测轨迹信息输出给利用轨迹切换部16。
第2轨迹预测部15存储第2预测模型，该第2预测模型用于预测在不遵守交通规则 这一条件下的对象车辆的轨迹。第2轨迹预测部15通过对基于对象车辆确定部12输出的对象车辆信息的对象车辆的车速及位置、和从地图数据库13中读取的地图信息套用第2预测模型，来求出对象车辆的预测轨迹作为第2对象车辆行驶轨迹。第2轨迹预测部15将与所求出的第2对象车辆行驶轨迹有关的第2对象车辆行驶轨迹信息输出给利用轨迹切换部16 。
驾驶员特性取得部10中的车道方向取得部17在对象车辆确定部12输出了对象车辆信息之时，从地图数据库读取地图信息。车道方向取得部17将对象车辆信息中包含的对象车辆的位置与地图信息进行对照，取得对象车辆所在的道路的车道的方向、即车道方向。车道方向取得部17将所取得的与车道方向有关的车道方向信息输出给轴线偏离计算部19。
车轴方向取得部18根据基于对象车辆确定部12输出的对象车辆信息的对象车辆的车速与位置的经时变化，取得对象车辆的车轴方向。车道方向取得部17将所取得的与对象车辆的车轴方向有关的车轴方向信息输出给轴线偏离计算部19。
轴线偏离计算部19将基于车道方向取得部17输出的车道方向信息的对象车辆所在道路的车道方向、和基于车轴方向取得部18输出的车
9轴方向信息的对象车辆的车轴方向进行比较，计算出道路的车道方向与对象车辆的车轴方向之间的偏离(以下称为"轴线偏离")的量、即轴线偏离量。
另外，轴线偏离计算部19与轴线偏离相关地存储与对象车辆遵守交通规则的可能性相应的轴线偏离阈值。在计算出的轴线偏离量超过轴线偏离阈值的情况下，将用于切换成第l对象车辆行驶轨迹的第2预测切换信号输出给利用轨迹切换部16。另一方面，在计算出的轴线偏离量在轴线偏离阈值以下的情况下，不输出切换信号。
利用轨迹切换部16根据轴线偏离计算部19输出的切换信号，对基于第1轨迹预测部14输出的第1对象车辆行驶轨迹信息的第1对象车辆行驶轨迹预测、和基于第2轨迹预测部15输出的第2对象车辆行驶轨迹信息的第2对象车辆行驶轨迹进行切换。在轴线偏离计算部19未输出切换信号的情况下，采用笫l对象车辆行驶轨迹作为对象车辆的推定轨迹。另外，在轴线偏离计算部19输出了切换信号的情况下，采用第2对象车辆行驶轨迹作为对象车辆的推定轨迹。
接下来，对本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序进行说明。图2表示本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序的流程图。
如图2所示，在车辆轨迹推定ECU1中，首先在其他车辆抽出部11中从由车外传感器2发送来的周边信息中抽出其他车辆(Sl)。接着在对象车辆确定部12中，从其他车辆之中确定有与本车辆碰撞的可能性并且成为举动预测对象的对象车辆(S2)。在这里，例如在从周边信息中抽出的其他车辆仅有1辆时，可以将该其他车辆作为对象车辆。另外，可以将从周边信息之中抽出的其他车辆当中的例如最靠近本车辆而存在的其他车辆作为对象车辆，或者将车速最快的其他车辆作为对象车辆，另外，也可以通过综合判断其他车辆的位置和车速来确定对象车辆。
在确定了对象车辆之后，在第1轨迹预测部14中使用第1预测模型计算第l对象车辆行驶轨迹(S3)。在第l预测模型中，求出对象车辆可能移动的第l可能行进路线，作为第l对象车辆行驶轨迹。按照如下方式进行第1可能行进路线的计算。作为对象车辆可能移动的第1可能行进路线，并不是规定某到达点，并计算出到该到达点的第l可能行 进路线，而是求出对象车辆要移动的直到经过规定的移动时间为止的行 进路线。 一般而言，由于在本车辆要行驶的道路中，没有事先保证安全 的场所，所以为了判断本车辆与对象车辆的碰撞可能性，既使求出本车 辆和对象车辆的到达点，也并不能说能够可靠地避免碰撞。例如，如图3所示，在3条车道的道路R中，假设本车辆M在第1 车道rl行驶，第1对象车辆H1在第2车道r2行驶，第2对象车辆H2 在第3车道行驶。此时，本车辆M为了避免与分别在第2、第3车道r2、 r3行驶的对象车辆Hl、 H2碰撞，可以i人为优选本车辆M以分别到达位 置Q1、 Q2、 Q3的方式进行行驶。然而，在第2对象车辆H2将行进路线 改变为第2车道r2而釆取行进路线B3的情况下，可以认为为了避免与 第2对象车辆H2碰撞，第1对象车辆Hl采取行进路线B2而进入到第1 车道rl。在这种情况下，如果本车M以分别到达位置Q1、 Q2、 Q3的方 式进行行驶，便会有与第1对象车辆Hl碰撞的危险。因此，并不是预先针对本车辆及对象车辆规定所要到达的位置，而 是随时预测本车辆及对象车辆的行进路线。通过随时预测本车辆及对象 车辆的行进路线，例如可以将图4所示那样的行进路线Bl作为本车辆 的行进路线，所以可以可靠地避免本车辆M行驶时的危险而确保安全性。另外，也可以代替规定直到经过对象车辆进行移动的规定的移动时 间为止，而采取求出直到对象车辆行驶的行驶距离达到规定的距离为止 的对象车辆的第l可能行进路线的方式。这种情况下，可以根据对象车 辆的速度(或本车辆的速度)适当改变规定距离。按照如下方式，对每个对象车辆计算对象车辆的第1可能行进路线。 即，进行如下初始化处理将用于识别对象车辆的计数器k的值设为1， 并且将表示针对相同的对象车辆的第l可能行进路线生成次数的计数器 n的值设为1。接下来，将基于从由车外传感器2发送来的对象车辆相 关信息中提取出的对象车辆信息的对象车辆的位置和移动状态(速度和 移动方向)i殳为初始状态。接下来，在之后的一定时间At的期间，依据预先赋予给各举动的 第l举动选择概率，从可选择的多个举动中选择一个举动作为假定的对ii象车辆的举动。第l举动选择概率被设定为对象车辆的驾驶员在遵守交 通规则这一前提下操作对象车辆时所表现的举动选择概率。基于这样的举动选择概率，在一定时间At的期间中，反复选择假 定的对象车辆的举动，选择直到成为对象车辆进行移动的规定的移动时 间的时间为止的对象车辆的举动。由此，根据这样选择的对象车辆的举 动，计算出对象车辆的笫l可能行进路线作为第l对象车辆行驶轨迹。计算出第1对象车辆行驶轨迹之后，计算第2对象车辆行驶轨迹 (S4)。按照与计算上述第1对象车辆行驶轨迹的顺序相同的顺序计算 第2对象车辆行驶轨迹，但是不同点是使用第2预测模型。第2预测模 型，设定了与第l预测模型相比较举动选择概率不同的概率.第l预测 模型中使用以对象车辆的驾驶员遵守交通规则为前提的第1举动选择概 率，而第2预测模型中使用以对象车辆的驾驶员有不遵守交通规则的可 能性为前提的笫2举动选择概率。这样计算出第2对象车辆行驶轨迹。在这里，关于举动选择概率，例如通过将可选择的举动的集合的要 素与规定的随机数建立对应关系，来定义选择一个举动之时的举动选择 概率。其含义，可以是对每个举动赋予不同的举动选择概率，也可以对 举动的集合的全部要素赋予相等的概率。另外，也可以采用使举动选择 概率依赖于对象车辆的位置和行驶状态、周围的道路环境的方式。计算出第2对象车辆行驶轨迹之后，在车轴方向取得部18中取得 对象车辆的车轴方向(S5)。根据对象车辆确定部12输出的车速和位置 的经时变化来取得对象车辆的车轴方向。接下来，在车道方向取得部17 中取得对象车辆行驶的道路的车道方向(S6)。在车道方向取得部17中， 将对象车辆行驶的位置与从地图数据库13中读取的地图相对照，取得 对象车辆行驶的道路的车道方向。然后，在轴线偏离计算部19中计算车轴方向与车道方向的偏离量 (S7)。 一般而言，有遵守交通规则倾向的驾驶员，车轴方向与车道方 向一致的倾向较高。因此，可以认为，车轴方向与车道方向的偏离量较 小时，驾驶对象车辆的驾驶员遵守交通规则的可能性高；相反，车轴方 向与车道方向的偏离量较大时，驾驶对象车辆的驾驶员不遵守交通规则 的可能性高。因此，判断计算出的车轴方向与车道方向的偏离量是否超过轴线偏离阈值(S8)。其结果，在判断为计算出的车轴方向与车道方向的偏离 量在规定的阈值以下的情况下，不向利用轨迹切换部16输出切换信号。 因此，在利用轨迹切换部16中，维持笫1对象车辆行驶轨迹作为所推 定的对象车辆行驶轨迹(S9)。另一方面，在判断为计算出的车轴方向 与车道方向的偏离量超过规定的阈值的情况下，向利用轨迹切换部16 输出切换信号。因此，在利用轨迹切换部16中，将所推定的对象车辆 行驶轨迹切换为第2对象车辆行驶轨迹(S10)。这样来预测对象车辆的 行驶轨迹。例如，如图5中(a)所示，对于在本车道RM行驶的本车辆M而言， 当在相向而行车道RH行驶的对象车辆Hl大致平行于车线CL行驶时， 推定对象车辆H的驾驶员遵守交通规则的可能性高的第l对象车辆行驶 轨迹作为对象车辆行驶轨迹。在比较窄的范围内推定该第l对象车辆行 驶轨迹。另外，如图5中(b)所示，对于在本车道RM行驶的本车辆M 而言，当在相向而行车道RH行驶的对象车辆Hl向相对于车道CL倾斜 了规定角度以上的方向行驶时，推定对象车辆Hl的驾驶员不遵守交通 规则的可能性高的第2对象车辆行驶轨迹作为对象车辆行驶轨迹。在比 较宽的范围内推定该第2对象车辆行驶轨迹。在此，在统一判断对象车辆的行驶轨迹的情况下，如果以与对象车 辆碰撞的可能性变高的方式进行碰撞判断，那么判定为要碰撞的可能性 变高，从而导致较多地发出不需要的警报等。另一方面，如果以与对象 车辆碰撞的可能性变低的方式进行碰撞判断，则会导致难以有效地进行 碰撞判断。在这点，在本实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置中，判断对象 车辆的驾驶员的特性，并且参考遵守交通规则的可能性是否高。因此， 可以高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。另 外，由于可以高精度地推定对象车辆的行驶轨迹，所以可以进行可靠的 碰撞判断。因此，可以在减少不需要的警报等的同时，进行有效的碰撞 判断。接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式与上述第 l实施方式相比较，主要是驾驶员特性取得部的构成有所不同。图6是的构成的框图。如图6所示，本实施方式涉及的车辆轨迹推定装置中的车辆轨迹推 定ECU4具有驾驶员特性取得部20、其他车辆抽出部11、对象车辆确定 部12、地图数据库13、笫1轨迹预测部14、第2轨迹预测部15、和利 用轨迹切换部16。进而，车辆轨迹推定ECU4具有抽出车辆存储部21、 车辆读取部22。另外，驾驶员特性取得部20具有第3轨迹预测部23、 第4轨迹预测部24、交通环境预测部25、和容许危险评价部26。其他车辆抽出部11将与抽出的其他车辆和其他车辆的车速及位置 有关的其他车辆信息输出给对象车辆确定部12和抽出车辆存储部21。 抽出车辆存储部21以与其他车辆相关联的方式存储与由其他车辆抽出 部11抽出的车辆的车速及位置有关的其他车辆信息。此处的其他车辆 是指相对于对象车辆而成为其他车辆的车辆，也包含本车辆。这种情况 下，另外设置用于检测本车辆的车速及位置的本车辆传感器，本车辆传 感器将所取得的本车辆信息输出给抽出车辆存储部21。车辆读取部22读取存储在抽出车辆存储部21中的其他车辆信息 后，识别其他车辆的车速及位置。对作为此处的其他车辆的、包含确定 车辆的多个、甚至所有其他车辆的车速及位置进行识别。车辆读取部22 将与识别出的其他车辆的车速及位置有关的其他车辆信息输出给驾驶 员特性取得部20中的第3轨迹预测部23。驾驶员特性取得部20中的第3轨迹预测部23存储有第l预测模型， 并且根据基于从车辆读取部22中读取的其他车辆信息的其他车辆的车 速及位置，预测各其他车辆的行驶轨迹并将其作为第3轨迹。预测第3 轨迹(其他车辆的行驶轨迹)时，使用第l轨迹预测部14中使用的第1 预测模型.第3轨迹预测部23将基于预测出的其他车辆行驶轨迹的其 他车辆轨迹信息输出给交通环境预测部25。第4轨迹预测部24存储有第1预测模型，并且通过将基于由对象 车辆确定部12输出的对象车辆信息的对象车辆的车速及位置、从地图 数据库13中读取的地图信息套用第l预测模型，来预测对象车辆的第4 行驶轨迹。第4轨迹预测部24将基于预测出的第4轨迹的第4轨迹信 息输出给容许危险评价部26.交通环境预测部25根据第3轨迹预测部23输出的其他车辆轨迹信 息，预测由包括对象车辆的多个其他车辆形成的交通环境。此处的交通 环境由其他车辆的数量、各其他车辆的车速和相对位置关系形成。例如， 在其他车辆数量较多的情况、其他车辆车速较快的情况、相对位置关系 较近的情况下，在后述的容许危险评价部25中，利用规定的方法对第4 轨迹预测部24输出的第4轨迹的全部计算出较高的危险。交通环境预 测部25将基于预测出的交通环境的交通环境信息输出给容许危险评价 部26。容许危险评价部26,利用规定的方法根据基于第4轨迹预测部24 输出的第4轨迹信息的对象车辆的第4轨迹和基于由交通环境预测部25 输出的交通环境信息的交通环境，计算出第4轨迹的危险。危险计算方 法是任意的，但是，优选是根据笫3轨迹和第4轨迹对与对象车辆之间 的碰撞概率、发生碰撞的时间(Time to collision)等发生事故的可 能性进行定量的方法。上述危险是对象车辆在各计算出的时间点所容许 的危险(容许危险)。对于容许危险的评价，例如在交通环境恶劣的情 况下车速较快时或与其他车辆的相对位置关系较近时，判断为容许危险 较大。该容许危险是对象车辆中的驾驶员针对其他车辆的反应。另外， 优选将容许危险设为施加一定时间的平均值等统计处理后的结果。容许危险评价部26判断评价出的容许危险是否超过规定的容许危 险阈值。在容许危险超过规定的容许危险阈值的情况下，将用于切换成 第l对象车辆行驶轨迹的第2预测切换信号输出给利用轨迹切换部16。 另一方面，在容许危险在容许危险阈值以下的情况下，不输出切换信号。接下来，对本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序进行 说明。图7是表示本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序的 流程图。如图7所示，与上述第1实施方式相同，在本实施方式涉及的车辆 轨迹推定ECU4中，首先在其他车辆抽出部11中根据从由车外传感器2 发送来的周边信息中抽出其他车辆(Sll)。接着，将与所抽出的抽出车 辆、即其他车辆的车速及位置有关的其他车辆信息存储到抽出车辆存储 部21中(S12)。然后，在对象车辆确定部12中，从其他车辆中确定有 与本车辆碰撞的可能性并且成为举动预测的对象的对象车辆(S13)。对象车辆的确定顺序与上述第1实施方式相同。
然后，在第1轨迹预测部14中计算第1对象车辆行驶轨迹(S14 )， 接着，在第2轨迹预测部15中计算第2对象车辆行驶轨迹(S15 )。第1 对象车辆行驶轨迹和第2对象车辆行驶轨迹的计算顺序与上述第1实施 方式相同。
之后，在车辆读取部22中读取存储在抽出车辆存储部21中的抽出 车辆(S16)。然后，在第3轨迹预测部23中，计算并预测出其他车辆 的行驶轨迹作为第3轨迹(S17)。第3轨迹的计算顺序，与第l对象车 辆行驶轨迹的计算顺序相同。接下来，在交通环境预测部25中预测交 通环境(S18)。根据作为第3轨迹而求出的多个其他车辆的车速和相对 位置关系，进行交通环境的预测。
进而，在第4轨迹预测部24中，预测出第4对象车辆行驶轨迹作 为第4轨迹(S19)。按照与第l对象车辆行驶轨迹相同的顺序计算第4 对象车辆行驶轨迹.之后，在容许危险评价部26中评价作为对象车辆 容许的危险的对象车辆容许危险(S20)。利用容许危险的评价来表示对 象车辆中的驾驶员针对其他车辆的反应。
接下来，在容许危险评价部26中，获取计算出的容许危险作为确 定车辆中的驾驶员针对其他车辆的反应参数，并判断计算出的容许危险
是否超过容许危险阈值(S21)。其结果，在判断为在容许危险以下的情 况下，不向利用轨迹切换部16输出切换信号。因此，在利用轨迹切换 部16中维持笫1对象车辆行驶轨迹作为所推定的对象车辆行驶轨迹
(522) 。另一方面，在判断为计算出的容许危险超过容许危险阈值的情 况下，向利用轨迹切换部16输出切换信号。因此，在利用轨迹切换部 16中，将所推定的对象车辆行驶轨迹切换为第2对象车辆行驶轨迹
(523) 。这样来预测对象车辆的行驶轨迹.
这样，在本实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置中，根据作为对 象车辆针对其他车辆的反应参数的容许危险，对第l对象车辆行驶轨迹 和第2对象车辆行驶轨迹进行切换。因此，可以将对象车辆针对周围交
通环境的反应反映在对象车辆的行驶轨迹的推定中，所以可以高精度地 推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。另外，通过将表
16示对象车辆针对碰撞的危险容许程度的参数作为反应参数，例如对于针 对来自左后方车辆的危险的敏感度较低的车辆来说，既使在左后方有车 辆也可以推定为容易变更车道。因此，可以进一步高精度地推定有与本 车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
接下来，对本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式与上述第 l实施方式相比较，主要是驾驶员特性取得部的构成有所不同。图8表 示本实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的框图，图9是驾驶 员特性取得部的构成的框图。
如图8所示，本实施方式涉及的车辆轨迹推定装置中的车辆轨迹推 定ECU5具有驾驶员特性取得部30、其他车辆抽出部11、对象车辆确定 部12、地图数据库13、第l轨迹预测部14、第2轨迹预测部15、和利 用轨迹切换部16。进而，车辆轨迹推定ECU5具有抽出车辆存储部31、 车辆读取部32。另外，驾驶员特性取得部30具有车辆行动存储部33、 第3轨迹预测部34、预测结果存储部35、预测变化计算部36、和危险 变化响应评价部37.
抽出车辆存储部31和车辆读取部32具有与上述第2实施方式中的 抽出车辆存储部21和车辆读取部22相同的构成。图9所示的驾驶员特 性取得部30中的车辆行动存储部33存储对象车辆存储信息，该对象车 辆存储信息与基于从对象车辆确定部12输出的对象车辆信息的对象车 辆的车速、和参照从地图数据库13中读取的地图信息而得到的对象车 辆的位置有关。
第3轨迹预测部34存储有从车辆读取部32读取的第1预测模型， 并且根据基于从车辆读取部22中读取的其他车辆信息的其他车辆的车 速及位置，预测各其他车辆的行驶轨迹作为第3轨迹。第3轨迹预测部 34将预测出的其他车辆的行驶轨迹输出给交通预测部36。第4轨迹预 测部35按照与上述第2实施方式相同的顺序预测第4轨迹，并将预测 出的第4轨迹输出给危险评价部38。
交通环境预测部36按照与上述第2实施方式相同的处理进行交通 环境预测，并将交通环境信息输出给交通环境存储部37和危险评价部 38。交通环境存储部37存储交通环境预测部36输出的交通环境信息，并根据实现危险评价部42的要求，将所存储的交通环境信息输出给实 现危险评价部40。
危险评价部38根据交通环境预测部36输出的交通环境信息和第4 轨迹预测部35输出的第4轨迹，评价对象车辆在当前时间点的危险(对 象车辆可获取的危险)。危险评价部38将基于经过评价的危险和对危险 进行了评价的时刻的危险信号输出给危险存储部39。危险存储部39存 储基于危险评价部38输出的危险信号的危险和时刻。此处，作为要存 储的危险信号，可以设为最低的危险，也可以设为危险分布。下面，对 危险存储部39所存储的危险为最低危险的情况进行说明。
实现危险评价部40读出直到预先设定的过去的时刻T(例如、从当 前开始过去1秒)为止的车辆行动存储部33中所存储的车辆行动信息 中的对象车辆已实现的轨迹，并且，读取直到过去的时刻T为止的交通 环境信息存储部37中存储的交通环境信息中的交通环境。根据这些直 到过去的时刻T为止的对象车辆已实现的轨迹和交通环境信息，计算出 选择了对象车辆已实现的轨迹的情况下的实现危险。实现危险评价部40 将基于计算出的实现危险的实现危险信息输出给危险变化响应评价部 41。
危险变化响应评价部41从危险存储部39中读取与基于从实现危险 评价部40输出的实现危险信息的实现危险有关的时刻(优选从过去的 时刻T又追溯过去的数秒的时刻)和该时刻的危险信号。危险变化响应 评价部41将实现危险评价部40输出的实现危险信号与从危险存储部39 中读取的危险信号进行比较，求出响应敏感度。此处读取的危险信号表 示优选对交通环境的变动进行响应的情况下的危险。另一方面，所读取 的实现危险信号反映对象车辆针对交通环境的响应。因此，在两者的背 离随着时间的变化越来越大的情况下，响应敏感度降低，可以判定为对 象车辆未适当地对交通环境的变动作出响应。
最为简单的是，可以根据将实现危险与危险的差进行线性近似后的 斜率是否超过规定的值来进行该判定。但是，在危险本身低于规定的阈 值的情况下，即使在实现危险与危险之间的背离较大的情况下，响应敏 感度也较高，也可以判定为对交通环境变动已作出响应。该判定的本质 在于，判定驾驶员是否适当地对交通环境的变动作出了响应，作为判定方法不限于上述方法。例如，在危险评价部39的输出是危险的分布的 情况下，也可以利用其均值和方差，根据实现危险的偏差或者该偏差的 增长率来进行判定。进而，也可以采取利用该偏差和该偏差的增长率双 方进行双变量判定的方式。
此处，在驾驶对象车辆的驾驶员的响应敏感度较高，且驾驶员具有 一定的驾驶能力进行驾驶的情况下，对象车辆的车速及位置与其他车辆 的预测变化量相同地进行变化。例如，在对象车辆的车速变快的情况下、 和其他车辆向接近对象车辆的方向变化的情况下，减小车速，或者远离 其他车辆。
然而，例如因驾驶员打瞌睡等，驾驶员的响应敏感度较低、驾驶员 的清醒度较低的情况下，对象车辆的对应程度相对于其他车辆的预测变 化量的大小变小。例如，即使在对象车辆的车速变快的情况下、和其他 车辆向接近对象车辆的方向变化的情况下，对象车辆的车速仍然变快， 或仍然位于与其他车辆较近的位置。因此，通过根据对象车辆的车速及 位置和其他车辆的预测变化量来进行危险变化响应评价，可以求出对象 车辆的驾驶员的清醒度。
在计算出的危险变化响应敏感度超过危险变化响应敏感度阈值的 情况下，危险变化响应评价部37将用于切换到第l对象车辆行使轨迹 的第2预测切换信号输出给利用轨迹切换部16。另一方面，在危险变化 响应敏感度在危险变化响应敏感度阈值以下的情况下，不输出切换信 号。
接下来，对本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序进行 说明。图10是表示本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU中的处理顺序 的流程图。
如图10所示，在本实施方式涉及的车辆轨迹推定ECU5中，首先在 其他车辆抽出部11中，从由车外传感器2发送来的周边信息中抽取出 其他车辆(S41)，并将与所抽出的其他车辆的车速及位置有关的其他车 辆信息存储在抽出车辆存储部31中(S42)。接着，在对象车辆确定部 12中，从其他车辆之中确定有与本车辆碰撞的可能性并且成为举动预测 的对象的对象车辆(S43)。之后，在第1轨迹预测部14中计算出第1对象车辆行驶轨迹(S44)，在第2轨迹预测部15中计算出第2对象车 辆行驶轨迹(S45),然后，在车辆读取部32中读取抽出车辆存储部31 中所存储的抽出车辆(S46)。接下来，在第3轨迹预测部34中计算并 预测出其他车辆的行驶轨迹作为第3轨迹(S47)。到此为止，按照与上 述第2实施方式中的步骤Sll到步骤S16相同的顺序进行。
接下来，将在第3轨迹预测部34中预测出的其他车辆的行驶轨迹 存储于预测结果存储部35中(S48)。在预测结果存储部35中存储了多 个在第3轨迹预测部34中预测出的关于相同的其他车辆的轨迹。然后， 在预测变化计算部36中，根据第3轨迹预测部34输出的其他车辆的行 驶轨迹和预测结果存储部35中存储的其他车辆的行驶轨迹计算出其他 车辆的预测变化量(S49)。
之后，在危险变化响应评价部37中，对基于从车辆行动存储部33 中读取的对象车辆存储信息的对象车辆的车速及位置、与基于从预测变 化计算部36输出的预测变化量信息的其他车辆的预测变化量进行比较， 来进行危险变化响应评价(S50)，求出危险变化响应敏感度。接着，在 危险变化响应评价部37中，判断计算出的危险变化响应敏感度是否超 过所存储的危险变化响应敏感度阈值(S51)。其结果，在判断为危险变 化响应敏感度在危险变化响应敏感度阈值以下的情况下，不向利用轨迹 切换部16输出切换信号。因此，在利用轨迹切换部16中，维持第l对 象车辆行驶轨迹作为所推定的对象车辆行驶轨迹(S52)。另一方面，在 判断为危险变化响应敏感度超过危险变化响应敏感度阈值的情况下，向 利用轨迹切换部16输出切换信号。因此，在利用轨迹切换部16中，将 所推定的对象车辆行驶轨迹切换为第2对象车辆行驶轨迹(S53)。这样 来预测对象车辆的行驶轨迹。
这样，在本实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置中，根据作为对 象车辆的针对其他车辆的反应参数的危险变化响应敏感度，对笫l对象 车辆行驶轨迹与第2对象车辆行驶轨迹进行切换。因此，由于能够将对 象车辆的驾驶员的清醒度反映在对象车辆的行驶轨迹的推定中，所以， 能够高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
接下来，对本发明的第4实施方式进行说明。图11是表示本发明 的第4实施方式涉及的车辆行驶轨迹推定装置的构成的框图。
20如图11所示，本实施方式涉及的车辆轨迹推定装置中的车辆轨迹
推定ECU6具有其他车辆抽出部11、对象车辆确定部12、地图数据库13、 第1轨迹预测部14、第2轨迹预测部15、利用轨迹切换部16、和车辆 特性取得部40。这里，其他车辆抽出部ll、对象车辆确定部12、地图 数据库13、第l轨迹预测部14、笫2轨迹预测部15、和利用轨迹切换 部16具有与上述第1实施方式相同的构成。
对象车辆确定部12除了具有与上述第1实施方式相同的确定对象 车辆的功能之外，还具有判别对象车辆的种类的车种判别功能。在对象 车辆确定部12进行车种判别时，例如，车外传感器2由图像传感器构 成，从车辆抽出部11输出的其他车辆信息为与其他车辆的图像有关的 信息。这种情况下，对象车辆确定部12存储每个车种的模板，并且通 过将对象车辆的图^象与此模板比对来进行对象车辆的车种判别。对象车 辆确定部12将与所判别出的对象车辆的车种有关的车种信息输出给车 辆特性取得部40。
车辆特性取得部40存储有关于能够成为对象车辆的车辆的各种数 据库。例如，作为参数，存储有能够成为对象车辆的车辆的车种、与其 车种相应的各要素(外侧尺寸、最小旋转半径等)、运动性能(最高速 度、最高加速度、最大减速度、转向跟随性)。车辆特性取得部40根据 对象车辆确定部12输出的车种信息，取得与对象车辆的车种相应的各 要素和运动性能。另外，车辆特性取得部40存储了各要素阈值和运动 性能阈值作为与车辆的各要素和运动性能对应的阈值。车辆特性取得部 40判断所取得的对象车辆的各要素和运动性能是否分别超过所存储的 各要素阈值和运动性能阈值。其结果，在各要素和运动性能的一者或两 者超过各自的阈值的情况下，向利用轨迹切换部16输出切换信号。在 其他方面，具有与上述第1实施方式相同的构成。
在具有以上构成的本实施方式涉及的车辆轨迹推定装置中，在对象 车辆确定部12中判别根据从其他车辆抽出部ll输出的其他车辆信息所 确定的确定车辆的车种。在其他车辆的车种判别中使用了利用了上述模 板的方法。对象车辆确定部12将与判别出的对象车辆的车种有关的车 种信息输出给车辆特性取得部40，在车辆特性取得部40中，^L据从对 象车辆确定部12输出的车种信息取得与对象车辆的车种相应的各要素和运动性能。另外，判断所取得的各要素和运动性能是否超过各自的阔
值，在至少一者超过阈值的情况下，向利用轨迹切换部16输出切换信 号。
这样，在本实施方式涉及的车辆轨迹推定装置中，以对象车辆的车 种的性能(各要素和运动性能)为参数来推定对象车辆的轨迹。因此， 可以按照与车种相应的驾驶员的特性来推定对象车辆的行驶轨迹，所以 可以高精度地推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹。
在这里，在车辆特性取得部40中，对与车种相应的各要素和运动 性能设定了阈值，但是，可以简单地根据车种判断是否输出切换信号。 在这种情况下，例如可以采取以下方式在作为车种信息输出的车种为 通用车种模型时不输出切换信号，而为其他特定的车种时则输出切换信 号。另外，作为此处设定的通用车种模型，从安全的角度出发优选设为 作为各要素的尺寸比较大、运动性能也比较高的车种。
以上，对本发明优选的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于 上述各实施方式。例如，在上述第1实施方式中使用轴线偏离的大小作 为驾驶员特性，但是，也可以使用确定车辆的驾驶员的操作量倾向。作 为此处的操作量，可以例举加速度、减速度、转向角速度等。在使用操 作量倾向的情况下，也可以采取以下方式对对象车辆中的确定的操作 量的频率设定规定的阈值，在操作量的频率超过了规定的阈值的情况 下，输出切换信号。例如，可以采取如下方式在确定车辆的驾驶员进 行急加速的频率较高，判断为"好急加速"的情况下，输出切换信号。 另外，作为其他驾驶员特性，可以例举包含是否易进行超车、是否易进 行加速驾驶在内的油门和制动器的操作特性等。
进而，作为驾驶员特性也可以使用当前状态倾向。作为此处的当前 状态，可以例举绝对位置、相对于道路的相对位置、车速、朝向、轮胎 角等。在使用当前状态倾向的情况下，可以采取以下方式对对象车辆 的特定的当前状态的频率设定规定的阔值，在当前状态的频率超过规定 的阈值的情况下输出切换信号。进而，在上述第4实施方式中，作为车 辆特性对对象车辆的车种进行判别，但是，并不限于车种，例如也可以 采取对"大型车"、"小型车"进行区别的方式。另一方面，在上述各实施方式中，在笫1轨迹预测部14和第2轨 迹预测部15中求出2个行驶轨迹，并对它们进行切换，但是也可以采 取求出3个以上的行驶轨迹，根据驾驶员特性或车辆特性对这些行驶轨 迹进行切换的方式。另外，在上述各实施方式中，在第l预测模型中赋 予遵守交通规则这一条件，在第2预测模型中赋予不遵守交通规则这一 条件，但是，也可以使用基于其他条件的预测模型。
本发明可以用于推定对象车辆的行驶轨迹的车辆行驶轨迹推定装 置中。
权利要求
1.一种车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于，具有利用彼此不同的方式推定有与本车辆碰撞的可能性的对象车辆的行驶轨迹的多个对象车辆行驶轨迹推定单元，和取得上述对象车辆的特性的特性检测单元；根据上述对象车辆的特性切换上述对象车辆行驶轨迹推定单元，来推定上述对象车辆的行驶轨迹。
2. 根据权利要求l所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于， 上述特性检测单元具有取得驾驶上述对象车辆的驾驶员的特性的驾驶员特性取得单元；根据上述驾驶员的特性切换上述对象车辆行驶轨迹推定单元，来推 定上述对象车辆的行驶轨迹。
3. 根据权利要求2所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于， 上述驾驶员特性检测单元，具有 取得上述对象车辆的车轴方向的车轴方向取得单元， 取得上述对象车辆行驶的车道的方向的车道方向取得单元，和 取得上述对象车辆的车轴方向与上述对象车辆行驶的车道的方向的偏离大小的轴线偏离取得单元；根据上述车轴方向与上述车道的方向的偏离大小切换上述对象车 辆行驶轨迹推定单元，来推定上述对象车辆的行驶轨迹。
4. 根据权利要求2所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于， 上述驾驶员特性检测单元具有参数取得单元，该参数取得单元用于取得与上述对象车辆的驾驶员对其他车辆的反应有关的反应参数；根据与上述对象车辆对其他车辆的反应有关的反应参数切换上述 对象车辆行驶轨迹推定单元，来推定上述对象车辆的行驶轨迹。
5. 根据权利要求4所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于，上述反应参数为表示上述对象车辆的针对碰撞的危险的容许程度 的参数。
6. 根据权利要求4或5所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于，上述反应参数为表示上述对象车辆对危险的敏感程度的参数。
7. 根据权利要求6所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于，表示上述对危险的敏感程度的参数为上述对象车辆的驾驶员的清 醒度。
8. 根据权利要求1所述的车辆行驶轨迹推定装置，其特征在于， 上述特性检测单元具有检测上述对象车辆的车辆特性的车辆特性取得单元；根据上述对象车辆的车辆特性切换上述对象车辆行驶轨迹推定单 元，来推定上述对象车辆的行驶轨迹。
全文摘要
本发明涉及一种车辆行驶轨迹推定装置。本车辆危险度取得ECU(1)计算并取得位于本车辆周围的其他车辆的多条行进路线，并且取得本车辆的预测行进路线。根据该本车辆的预测行进路线和其他车辆的多条行进路线，计算出本车辆的碰撞概率作为碰撞可能性。
文档编号B60R21/00GK101681562SQ20088001976
公开日2010年3月24日 申请日期2008年6月19日 优先权日2007年6月20日
发明者原田将弘, 金道敏树, 麻生和昭 申请人:丰田自动车株式会社