障碍物判定装置制造方法
障碍物判定装置制造方法
【专利摘要】本发明的障碍物判定装置判定存在于本车辆的行进方向上的立体物是否是车辆应避开的障碍物，将立体物的高度与基准高度进行比较，将该立体物判定为障碍物。并且，根据本车辆的行驶车道的车道标线与立体物的相对位置关系来设定基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于将该立体物判定为障碍物。
【专利说明】障碍物判定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在的装置。
【背景技术】
[0002]一直在开发如下这种技术:在检测出存在于本车辆的前方的立体物而预测检测出的立体物与本车辆的碰撞的情况下，执行由警报装置进行的向驾驶员的通知、电气性地使制动器工作而利用该制动器的制动力避开与立体物的碰撞。这里，为了更加可靠地避开碰撞，也需要迅速地识别障碍物的存在，进行碰撞判定。那么，例如在专利文献I所示的技术中，当判 定为障碍物存在于行驶车道内时，进行碰撞判定，而在已判定为障碍物未存在于行驶车道内的情况下，只在已预知了本车辆脱离行驶车道的情况下，进行碰撞判定，从而减少碰撞判定所需的处理量，想要实现迅速的判断。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2009 - 217728号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]在车辆行驶的环境中，在判断存在于本车辆的行进方向的立体物是否是应避开与本车辆的碰撞的障碍物时，该立体物的身长(高度)越低，障碍物判定的精度越低。这是因为，立体物的高度所占的检测误差的比例增大等。在误将立体物判定为障碍物时，结果为了避开本车辆与利用该误检测而检测到的立体物的碰撞，产生控制本车辆的行驶的需要，所以妨碍车辆的顺利的行驶。
[0008]本发明是鉴于上述的实际情况而做成的，其目的在于提供一种判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在的判定装置，且是能够抑制障碍物判定的精度的下降的障碍物判定
>J-U ρ?α装直。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本发明为了解决上述的问题，着眼于在本车辆行驶的区域(行驶车道)的内侧和外侧，原本就可能成为障碍物的立体物的高度大不相同的这一点。一般认为，从确保车辆的安全的行驶的这一侧面出发，妨碍本车辆的行驶的障碍物不应该存在于行驶车道内，假设在障碍物存在于行驶车道内的情况下，因工程工事等的目的而配置立体物等，可能成为障碍物的立体物具有一定程度的高度。另一方面，在行驶车道的外侧，基本上不会想要进行车辆的行驶，所以路缘石、护栏等高度比较低的障碍物也可能存在。这样，存在如下状况:在车辆的行驶车道的内侧和外侧，对于车辆来说可能成为障碍物的立体物的高度大不相同。
[0011]那么，在本发明中，在用于判定沿本车辆的行进方向识别到的立体物是否是本车辆应避开的障碍物的障碍物判定装置中，采用了如下结构:根据表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线与立体物的相对位置关系，使用于进行障碍物判定的基准高度不同。根据该结构，原则上，在进行障碍物判定时，限定性地执行容易发生误判定的判定处理。
[0012]详细而言，本发明的障碍物判定装置判定存在于本车辆的行进方向的立体物是否是车辆应该避开的障碍物，该障碍物判定装置包括识别部、车道标线检测部和障碍物判定部，上述识别部对存在于本车辆的行进方向上的立体物进行识别，上述车道标线检测部对表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线进行检测，上述障碍物判定部将基准高度和利用上述识别部识别到的上述立体物的高度进行比较，将该立体物判定为障碍物。并且，根据利用上述车道标线检测部检测到的上述车道标线，与利用上述识别部识别到的上述立体物的相对位置关系，设定上述基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于利用上述障碍物判定部将该立体物判定为障碍物。
[0013]在本发明的障碍物判定装置中，当在本车辆的行进方向上利用识别部识别到立体物的存在时，利用障碍物判定部比较该立体物的高度与基准高度，从而判定该立体物是否是应避开的障碍物。这里，具有与车辆发生碰撞的可能性的立体物(障碍物)配置在原本设想车辆行驶的区域即行驶车道内的可能性较低，假设存在障碍物的情况限定于因工程工事等特定的目的而设置的情况，认为在该种情况下，障碍物是身长比较高的物体。另一方面，在行驶车道的外侧，用于使车辆不脱离到该区域的路缘石、护栏等身长比较低的物体也可能作为障碍物存在。这样，可以认为，在车辆的行驶区域的内外两侧，对于车辆来说可能成为障碍物的立体物的必要条件不同，基于该点，在本发明的障碍物判定装置中，在车辆的行驶区域的内外两侧，使障碍物判定用的基准高度不同，从而预估准确的障碍物判定的实现。
[0014]更详细而言，根据利用车道标线检测部检测到的车道标线，与利用识别部识别到的立体物的相对位置关系，设定障碍物判定用的基准高度。该车道标线检测部检测表示车辆应行驶的区域即行驶车道的边界的车道标线(通常为白线等)，该车道标线与立体物的相对位置关系说起来是指识别到的立体物，位于本车辆的行驶车道的内外两侧的任一侧。并且，当在本车辆与立体物之间存在车道标线的情况下，该立体物指位于本车辆的行驶车道的外侧，而在本车辆与立体物之间不存在车道标线的情况下，该立体物至少存在于本车辆的行驶车道内。那么，在本发明的障碍物判定装置中，依据车道标线是否存在于识别到的立体物与本车辆之间，使用于将该立体物判定为障碍物的基准高度不同，详细而言，当车道标线存在于本车辆与立体物之间的情况下，该立体物存在于身长比较低的障碍物可能存在的行驶车道外，使基准高度与车道标线不存在于本车辆与立体物之间以易于利用障碍物判定部判定为障碍物的情况不同。
[0015]这里，作为如上述那样地使障碍物判定用的基准高度不同，以易于将立体物判定为障碍物的一例，可以采用如下结构:在利用上述车道标线检测部检测到至少一条车道标线时，在该车道标线不存在于上述立体物与本车辆之间的情况下，将上述基准高度设定为第一基准高度，在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，将该基准高度设定为比该第一基准高度低的第二基准高度。
[0016]采用该种结构，在设想该车道标线不存在于立体物与本车辆之间的情况下，S卩，识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道内的情况下，将基准高度设定为第一基准高度。另夕卜，在设想该车道标线存在于立体物与本车辆之间的情况下，即，识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道外的情况下，将基准高度设定为比第一基准高度低的第二基准高度。在这样设想立体物存在于行驶车道的外侧的情况下，将障碍物判定用的阈值(基准高度)设定为更低的值，从而易于将立体物判定为障碍物。换言之，在设想立体物存在于行驶车道的内侧的情况下，难以将立体物判定为障碍物。结果，将比较容易发生障碍物的误检测的机会，限定于将基准高度设定为易于将立体物判定为障碍物的情况，即，立体物存在于行驶车道的外侧的情况，从而能够抑制由障碍物判定装置产生的误判定。认为这有助于兼顾本车辆的障碍物的避开和顺利的行驶的确保。
[0017]这里，在上述的障碍物判定装置中，也可以当上述车道标线检测部在本车辆的左右两侧检测到两条车道标线时，当上述立体物存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将上述基准高度设定为上述第一基准高度，当该立体物不存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将该基准高度设定为上述第二基准高度。采用该结构，当立体物存在于被两条车道标线夹着的区域内的情况下，车道标线不存在于本车辆与立体物之间。那么在该情况下，将基准高度设定为第一基准高度。另一方面，当立体物不存在于被两条车道标线夹着的区域内的情况下，车道标线存在于本车辆与立体物之间。那么在该情况下，将基准高度设定为第二基准高度。结果，限定于存在于本车辆的行驶车道外的情况，为了易于利用障碍物判定部将立体物判定为障碍物，将为此的基准高度设定为更低。因此，可能发生误判定的机会有限。
[0018]另外，也可能发生如下这种情况:利用车道标线检测部并非如上所述地在本车辆的左右两侧各检测到一条、共计两条的车道标线，而是只检测到一条车道标线。那么，接下来说到在本车辆的左右两侧的任一侧检测到车道标线的情况下的障碍物判定。详细而言，在上述的障碍物判定装置中，也可以构成为当上述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与上述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的上述基准高度。这样，在检测到一条车道标线且该车道标线存在于本车辆与立体物之间的情况下，能够判断为该立体物存在于本车辆的行驶车道外的可能性高，但在该情况下，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，本车辆与立体物发生碰撞的可能性不同起来。即，当该立体物存在于本车辆的行进方向上的情况下，可以认为本车辆与该立体物发生碰撞的可能性高，相反，在该立体物不存在于本车辆的行进方向上的情况下，可以认为本车辆与该立体物发生碰撞的可能性低。那么，通过依据碰撞的可能性改变用于将立体物判定为应避开的障碍物的基准高度，能够抑制由障碍物判定装置产生的误判定，并且能够实现可靠的障碍物的判定以及该障碍物的避开。另夕卜，作为其他方法，在上述的障碍物判定装置中，也可以构成为当上述车道标线检测部在本车辆的左右任一侧且本车辆与上述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该检测到的车道标线是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的上述基准高度。
[0019]这里，关于依据上述的碰撞的可能性而进行的基准高度的改变，作为一例，可以构成为在上述立体物位于本车辆的行进方向上的情况下，或者在上述检测到的车道标线位于本车辆的行进方向上的情况下，将上述基准高度设定为上述第二基准高度。在这种结构中，根据识别到的立体物位于本车辆的行进方向上等理由，认为该立体物与本车辆存在发生碰撞的可能性。那么，在这种情况下，为了优先进行与立体物的碰撞的避开，在立体物的高度比第二基准高度高的情况下，将该立体物判定为障碍物，依据该判定结果识别到避开本车辆与该立体物的碰撞的必要性。另外，在识别到的立体物不位于本车辆的行进方向上的情况下等，对于该立体物，可以以上述第一基准高度和上述第二基准高度中的任一个来设定障碍物判定用的基准高度。但是，根据该立体物不位于行进方向上等理由，认为与本车辆的碰撞的可能性较低，所以为了抑制障碍物的误检测，优选将障碍物判定用的基准高度设定为上述第一基准高度。
[0020]另外，也可以将本发明视作进行上述的障碍物判定装置的判定，结果进行被判定为障碍物的立体物与本车辆的碰撞的避开等的驾驶支援的系统。例如当在车辆的行进方向上，利用识别部识别立体物的存在，随后利用障碍物判定部将该立体物判定为应避开的障碍物时，为了进行碰撞的避开，进行本车辆应行驶的轨道的取得、沿着该轨道进行的本车辆的回转、制动控制的执行、或用于将碰撞避开通知给本车辆的驾驶员的警报的执行。在这种驾驶支援系统中，如上述那样地抑制障碍物判定的精度的下降，有助于顺利的行驶和可靠的碰撞避开。
[0021]发明效果
[0022]采用本发明，能够提供判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在，且能够抑制障碍物判定的精度的下降的障碍物判定装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示具有本发明的障碍物判定装置的车辆的驾驶支援系统的结构的图。
[0024]图2是在本发明的障碍物判定装置中执行的障碍物判定处理的流程图。
[0025]图3是表示图2所示的障碍物判定处理中含有的基准高度设定处理的详细内容的流程图。
[0026]图4A是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第一个图。
[0027]图4B是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第二个图。
[0028]图4C是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第三个图。
[0029]图5是包括图2所示的障碍物判定处理在内，用于避开所判定的障碍物与本车辆的碰撞的驾驶支援处理的流程图。
【具体实施方式】
[0030]以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的具体的实施方式。这里，说明针对行驶的本车辆，为了避开碰撞而进行可能成为障碍物的立体物的判定用的处理的障碍物判定装置，以及使用该障碍物判定装置的判定结果进行碰撞避开用的处理的驾驶支援系统。另外，在以下的实施例中说明的结构表示本发明的一实施方式，并不限定本发明的结构。
[0031]图1是按照功能来表示本发明的障碍物判定装置和具有该装置的车辆的驾驶支援系统的结构的框图。如图1所示，在车辆中搭载有各处理用的控制单元(ECU) I。ECUl是包括CPU、ROM、RAM、备用RAM和I/O接口等的电子控制单元。外界识别装置2、横摆率传感器3、车轮速度传感器4、加速度传感器5、制动器传感器6、加速踏板传感器7、转向角传感器8和转向力矩传感器9等各种传感器与ECUl电连接，这些传感器的输出信号向ECUl输入。
[0032]外界识别装置2 例如包括 LIDAR(Laser Imaging Detection And Ranging,激光成像探测及测距系统)、LRF(Laser Range Finder,激光测距仪)、毫米波雷达和立体摄像机等测量装置中的至少I个，检测与存在于车辆周围的立体物与本车辆的相对位置相关的信息(例如相对距离、相对角度)。另外，外界识别装置2可以具有为了对划定本车辆行驶的行驶车道的车道标线(通常是白线等)进行识别而拍摄行驶路面的C⑶照相机。另外，在为了识别立体物而利用立体摄像机的情况下，也可以使用该照相机进行行驶路面上的车道标线的识别。另外，关于由外界识别装置2进行的涉及立体物的信息的检测(立体物的识别和立体物的高度的识别等)、车道标线的检测，在以往技术中已作广泛公开，所以在本说明书中省略详细说明。横摆率传感器3例如安装于本车辆的车身,输出与作用于本车辆的横摆率相关的电信号。车轮速度传感器4安装于本车辆的车轮，是输出与车辆的行驶速度(车速)相关的电信号的传感器。加速度传感器5输出与沿本车辆的前后方向作用的加速度(前后加速度)和沿本车辆的左右方向作用的加速度(横向加速度)相关的电信号。制动器传感器6例如安装于车厢内的制动踏板，输出与制动踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。加速踏板传感器7例如安装于车厢内的加速踏板，输出与加速踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。转向角传感器8例如安装于与车厢内的转向盘相连接的转向杆，输出与转向盘的相对于中立位置的旋转角度(旋转角度)相关的电信号。转向力矩传感器9安装于转向杆，输出与输入到转向盘的转矩(转向力矩)相关的电信号。
[0033]另外，EPS (电动动力转向)10和ECB (电子控制式制动器)11等各种设备与E⑶I相连接。EPSlO是利用电动马达产生的转矩辅助转向盘的转向力矩的装置。ECBll是电气性地调整设置于各车轮的摩擦制动器的工作液压(制动液压)的装置。
[0034]这样构成的图1所示的驾驶支援系统根据来自与ECUl相连接的上述各种传感器等的信息，将存在于本车辆的行进方向的立体物判定为障碍物，ECUl根据该判定结果电气性地控制EPSlO和ECB11，从而实现用于避开与障碍物的碰撞等的支援控制。换言之，E⑶I具有图1所示的功能模块的功能，以利用上述的各种传感器的输出信号，为了进行障碍物判定及碰撞避开等而进行各种设备的控制。即，E⑶I包括路线识别部100、车道标线检测部101、障碍物判定部102和支援控制部103。
[0035]路线识别部100根据自外界识别装置2输出的信息，生成与本车辆行驶的道路(路线)相关的信息。例如，路线识别部100在以本车辆为原点的坐标系中，生成与存在于本车辆的行进方向的立体物(延伸存在于车道旁边的路缘石、护栏、槽、壁和杆等)的位置坐标、高度以及本车辆相对于上述立体物的姿势(距离、横摆角等)相关的信息。另外，路线识别部100相当于本发明的识别部。
[0036]车道标线检测部101根据自上述外界识别装置2输出的信息，进行铺设在本车辆的行驶路面上的表示行驶车道的边界的白线、黄色线等车道标线的位置坐标的检测，生成与本车辆相对于该车道标线的姿势(距离、横摆角等)相关的信息。另外，车道标线检测部101相当于本发明的车道标线检测部。
[0037]另外，障碍物判定部102判定由路线识别部100识别到的立体物对于本车辆来说是否是应该避开碰撞的障碍物。更详细而言，对该立体物的高度和根据识别到的立体物与由车道标线检测部101检测到的车道标线的相对位置关系而设定的“基准高度”进行比较，根据该比较结果判定该立体物是否是障碍物。另外，障碍物判定部102相当于本发明的障碍物判定部。
[0038]接着，支援控制部103为了避免本车辆与利用障碍物判定部102判定为障碍物的立体物的碰撞，而借助EPSlO和ECBll等进行本车辆的回转、制动等的驾驶支援控制。详细而言，支援控制部103运算EPS10、ECB11的控制量，并且依据算得的控制量使EPS10、ECB11进行工作。例如，支援控制部103运算为了避开本车辆与障碍物的碰撞而需要的目标横摆率，将EPSlO的控制量(转向力矩)和ECBll的控制量(制动液压)决定为使本车辆的实际的横摆率(横摆率传感器3的输出信号)与目标横摆率一致。届时，可以预先将目标横摆率与转向力矩的关系、以及目标横摆率与制动液压的关系映射化。
[0039]另外，使车辆减速的方法不限定于利用ECBll使摩擦制动器工作的方法，也可以使用将车辆的动能转换(再生)为电能的方法、改变变速器的变速比而增大发动机制动的方法。另外，改变车辆的横摆率的方法不限定于利用EPSlO使转向角变化的方法，也可以使用对本车辆的左右车轮施加不同的制动液压的方法。
[0040]在这样构成的图1所示的驾驶支援系统中，利用路线识别部100、车道标线检测部101和障碍物判定部102形成本发明的障碍物判定装置。并且，根据由该障碍物判定装置得到的判定结果，驾驶支援系统进行用于避免本车辆与障碍物的碰撞的驾驶支援。这里，根据图2说明在障碍物判定装置中执行的障碍物判定用的处理。图2所示的处理是利用ECUl反复执行的处理例程，作为控制程序预先存储在ECUl的ROM等中。首先，在SlOl中，利用路线识别部100进行存在于本车辆的行进方向的立体物的识别。即，ECUl在以本车辆为原点的坐标系中，生成与存在于该行进方向的立体物的位置坐标和高度相关的信息，并且生成与本车辆相对于该立体物的姿势相关的信息。当SlOl的处理结束时，进入S102。在S102中，利用车道标线检测部101进行在本车辆的侧旁出现的车道标线(白线等)的检测。即，E⑶I与上述同样在以本车辆为原点的坐标系中，生成车道标线的位置坐标。当S102的处理结束时，进入S103。
[0041]在S103中，判定在SlOl中识别到的立体物是否存在于在S102中检测到的车道标线的内侧。这里所说的车道标线的内侧是指利用车道标线划定的本车辆应行驶的区域，即，行驶车道。因而，在S103中，可以说是判定识别到的立体物是否存在于行驶车道的内侧的处理。这里，当在S103中进行肯定判定时，进入S104，当进行否定判定时，进入S105。
[0042]在S104中，根据S103的判定的结果为识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道的内侧，如上所述地将由障碍物判定部102进行的障碍物判定中使用的基准高度设定为第一基准高度。该第一基准高度是，原则上障碍物不存在于车辆的行驶车道的内侧，是当假设存在时以存在身长比较高的障碍物为前提而设定的基准值。因而，比后述的第二基准高度高。另一方面，在S105中，根据S103的判定的结果为识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道的外侧的结果，如上所述地将由障碍物判定部102进行的障碍物判定中使用的基准高度设定为第二基准高度。该第二基准高度是以路缘石、护栏等身长比较低的障碍物可能存在于车辆的行驶车道的外侧为前提而设定的基准值。因此，与上述第一基准高度不同，设定为比上述第一基准高度低。当S104或S105的处理结束时，进入S106。
[0043]在S106中，判定识别到的立体物的高度是否超过基准高度。即，当在S104中将第一基准高度设定为基准高度的情况下，在S106中判定立体物的高度是否超过第一基准高度，当在S105中将第二基准高度设定为基准高度的情况下，在S106中判定立体物的高度是否超过第二基准高度。并且，当在S106中进行肯定判定时，进入S107，将该立体物判定为在应该避免碰撞的障碍物，而当在S106中进行否定判定时,进入S108,不将该立体物判定为障碍物。
[0044]在这样进行的障碍物判定处理中，依据识别到的立体物是否存在于车道标线的内侧，即，本车辆的行驶车道的内侧，而将用于进行障碍物判定的基准高度设定为第一基准高度或第二基准高度。换言之，根据划定行驶车道的车道标线与立体物的相对位置关系，切换基准高度。并且，在将基准高度设定为第二基准高度的情况下，由于第二基准高度比第一基准高度低，所以能够将身长比较低的立体物判定为障碍物，换言之，为了易于进行立体物的障碍物判定而设定高度基准。但是，由于易于将身长低的立体物判定为障碍物，所以发生甚至将不必判定为障碍物的立体物也判定为障碍物的误判定的可能性提高。但是，在上述障碍物判定处理中，基于第二基准高度的障碍物判定限定于识别到的立体物不存在于车道标线的内侧的情况(存在于车道标线的外侧的情况)，所以限定了可能发生障碍物的误判定的机会。因此，能够提高作为障碍物判定装置的障碍物判定的精度。
[0045]另外，在上述障碍物判定处理中，S103?S108的处理利用障碍物判定部102来执行。这里，车道标线检测部101根据本车辆的行驶状态等的不同，不一定能在本车辆的左右两侧分别检测到一条车道标线、共计两条车道标线。因此，有时难以严密地特定本车辆的行驶车道。那么，根据图3和图4A?图4C，详细说明依据检测到的车道标线的状态进行相当于S103的判定处理的处理、以及S104、S105的处理(以下将这些处理总称为“基准高度设定处理”，在图2中标注SllO的附图标记)的实施例。
[0046]图3是基准高度设定处理的流程图，更加详细地表示相当于图2所示的障碍物判定处理中的SllO处的处理的流程。并且，图3中的Slll?S114的处理相当于图2所示的S103的处理，进行Slll?S114的处理的结果，利用S104或S105进行基准高度的设定。更详细而言，首先在Slll中，判定在障碍物判定处理的S102中检测到的车道标线是否在本车辆的左右两侧各存在一条、共计两条。即，判定是否处于能利用两条车道标线明确地特定本车辆应行驶的行驶车道的状态。并且，当在Slll中进行肯定判定时，进入SI 12，当进行否定判定时，进行S113。
[0047]在处理进入到S112的情况下，根据在Slll进行了肯定判定的结果，如图4A所示，处于能够利用检测到的车道标线明确地特定本车辆的行驶车道的状态。因而，当立体物存在于行驶车道的内侧的情况(图4A中的立体物Hbl)下，在本车辆与立体物Hbl之间不存在车道标线。另一方面，当在行驶车道的外侧存在立体物的情况(图4A中的立体物Lbl)下，在本车辆与立体物Lbl之间存在车道标线。然后，在S112中，判定识别到的立体物是否存在于被两条车道标线夹着形成的本车辆的行驶车道内。当在S112中进行肯定判定时，进入S104，将基准高度设定为第一基准高度，而当进行否定判定时，进入S105，将基准高度设定为第二基准高度。结果，如图4A所示，将身长比较低的立体物判定为障碍物的情况，限定于如立体物Lbl那样该立体物位于行驶车道的外侧的情况，关于存在于行驶车道的内侧的立体物，只将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hbl那样的立体物)判定为障碍物。
[0048]接着，在处理进入到S113的情况下，根据在Slll中进行了否定判定的结果，如图4B、图4C所示，处于不能够利用检测到的车道标线明确地特定本车辆的行驶车道的状态。那么，在这种情况下，依据在本车辆与立体物之间是否存在白线，判定识别到的立体物存在于行驶车道的内侧或存在于外侧。例如在如图4B的立体物Hb2那样在本车辆与该立体物之间不存在车道标线的情况下，设想立体物Hb2存在于行驶车道的内侧。另一方面，在如图4B的立体物Lb2那样在本车辆与该立体物之间存在车道标线的情况下，设想立体物Lb2存在于行驶车道的外侧。通过这样设想，在利用车道标线检测部102进行的车道标线的检测不充分的情况下，也能稳定地执行图2所示的障碍物判定处理和图3所示的基准高度设定处理。
[0049]根据以上说明，在S113中，判定在识别到的立体物与本车辆之间是否存在车道标线。当在SI 13中进行肯定判定时，进入SI 14。而在进行否定判定时，进入S104，如上所述地将基准高度设定为第一基准高度。这样进入S104的情况是指立体物存在于本车辆的行驶车道内，但在该情况下，如图4B或图4C所示，相对于存在于本车辆的行驶车道的立体物，只将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hb2、Hb3那样的立体物)判定为障碍物。结果，避免容易发生误判定的身长低的立体物的障碍物判定。
[0050]这里，在处理进入到S114的情况下，根据在S113中进行了肯定判定的结果，识别到的立体物处于如图4B中的立体物Lb2那样位于行驶车道的外侧的状态。在这种情况下，在本实施例中，进一步判定识别到的立体物是否存在于本车辆的行进方向上(S114的处理)。在立体物存在于本车辆的行进方向上的情况下，即使该立体物存在于行驶车道的外侧，也可以考虑假设当本车辆脱离行驶车道时发生本车辆与该立体物的碰撞的可能性较高，反言之，在立体物未存在于本车辆的行进方向上的情况下，发生本车辆与该立体物的碰撞的可能性较低，这里发现将用于将立体物判定为障碍物的必要条件(即基准高度)缓和的余地。根据以上说明，当在S114中进行否定判定时(即，判定为与立体物的碰撞的可能性较低时)，进入S104，如上所述地将基准高度设定为第一基准高度。而在S114中进行肯定判定时(即，判定为与立体物的碰撞的可能性较高时)，进入S105，如上所述地将基准高度设定为第二基准高度。
[0051 ] 另外，本车辆的行进方向的特定利用以往的技术适当地进行即可，但例如也可以根据加速度传感器5的输出信号，取得本车辆的当下的横向加速度GyO，在假设本车辆维持当下的横向加速度GyO不变地行驶了的情况下，将认为本车辆通过的路径特定为本车辆的行进方向。并且，当位于行驶车道的外侧的立体物存在于以该本车辆的行进方向为中心具有一定宽度的带状区域内时，也可以判定为“该立体物存在于本车辆的行进方向上”。在本实施例中，在图4B和图4C中用虚线箭头表示本车辆的行进方向。
[0052]在S114中进行了否定判定的结果是，进入S104，从而将基准高度设定为第一基准高度，但在该情况下，如图4C所示，关于存在于本车辆的行驶车道的外侧的立体物，将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hb4那样的立体物)判定为障碍物，而不将具有未超过的第一基准高度的高度的身长比较低的立体物(立体物Lb3那样的立体物)判定为障碍物。另外，在S114中进行了肯定判定的结果是，进入S105，从而将第二基准高度设定为基准高度，但在该情况下，如图4B所示，关于存在于本车辆的行驶车道的外侧的立体物，也将身长比较低的立体物(立体物Lb2那样的立体物)判定为障碍物。这如上所述，基于立体物Lb2和本车辆处于碰撞的可能性较高的相对的位置关系，与误判定的避开相比，更要把握立体物的存在，旨在使随后的驾驶支援控制优先。
[0053]这样，采用图3所示的基准高度设定处理，能够依据由车道标线检测部101检测到的车道标线的状况，适当地设定障碍物判定用的基准高度。结果，在图2所示的障碍物判定处理中，能够尽量抑制误判定，同时为了谋求碰撞的避免而适当地判定障碍物的存在。
[0054]另外，在图3所示的基准高度设定处理中，接着S113的车道标线的存在判定，进行S114的立体物的存在判定，但两个判定处理的顺序也可以与图3所示的顺序相反。另外，在图3所示的基准高度设定处理中，当在S114的判定处理中进行否定判定时，进入S104，将基准高度设定为第一基准高度，但也可以代替此做法地，不论SI 14的判定处理的结果如何，都进入S105而将基准高度设定为第二基准高度，换言之，实际上将SI 14的判定处理省略。因此，在该情况下，当检测到一条车道标线时，在该车道标线存在于检测到的立体物与本车辆之间的情况下，将基准高度设定为第二基准高度，相反当车道标线不存在于检测到的立体物与本车辆之间的情况下，将基准高度设定为第一基准高度。
[0055]变形例
[0056]这里，在图3所示的基准高度设定处理中，在检测到的车道标线为一条的情况下，进行S113的车道标线的存在判定以及S114的立体物的存在判定，在该S114中，如上所述判断立体物是否存在于本车辆的行进方向上，从而进行基于该立体物与本车辆的碰撞的可能性的基准高度的设定。作为与这种基于碰撞的可能性的基准高度的设定相关的变形例，可以代替S114的处理地，进行“检测到的车道标线存在于本车辆的行进方向上？ ”或者“检测到的车道标线与本车辆的车道标线交叉？ ”这样的判定。当在这些判定处理中进行肯定判定时，能够合理地判断为与本车辆的碰撞的可能性高，由此在该情况下进入S105。另一方面，当在该判定处理中进行否定判定时，能够合理地判断与本车辆的碰撞的可能性低，由此在该情况下进入S104。另外，在该变形例中，S113的判定处理与成为上述S114的代替的判定处理，哪一方先进行都可以。
[0057]驾驶支援处理
[0058]这里，根据图5说明用于利用以上说明的障碍物判定处理的判定结果，避免本车辆与障碍物的碰撞的驾驶支援处理。另外，该驾驶支援处理主要利用支援控制部103执行。
[0059]首先，在S201中进行上述障碍物判定处理，随后进入S202。在S202中进行障碍物判定处理，结果判定被判定为障碍物的立体物和本车辆是否存在发生碰撞的可能性。详细而言，根据障碍物是否存在于本车辆的行进方向上来判断碰撞的可能性。另外，本车辆的行进方向如上所述。并且，当在S202中进行肯定判定时，进入S203，当进行否定判定时，结束本驾驶支援处理。
[0060]在S203中，为了避开具有碰撞的可能性的立体物(障碍物)，进行本车辆应行驶的避开线的算出。详细而言，借助加速度传感器5读入本车辆的在当下时刻的横向加速度GyO,以读入的横向加速度GyO为基准使横向加速度增加或减掉规定的变化量AGy，从而算出本车辆能行驶的行驶范围，考虑该行驶范围与立体物的干涉程度而决定避开线。当S203的处理结束时，进入S204。
[0061]在S204中，为了避免立体物(障碍物)与本车辆的碰撞，利用由EPSlO进行的转向角的变化，或者对本车辆的左右车轮施加不同的制动液压，来进行本车辆的回转，以使本车辆追寻在S203中算得的避开线。或者，除了进行该回转以外，还利用由ECBll施加的制动力进行减速，从而能够更加安全地避免与立体物的碰撞。另外，也可以与上述EPS10、ECB11的控制一并或者代替上述EPS10、ECBll的控制地，利用未图示的警报装置唤起驾驶员对碰
撞的注意。
[0062]附图标记说明
[0063]1、E⑶；2、外界识别装置；3、横摆率传感器；4、车轮速度传感器；5、加速度传感器；
6、制动器传感器；7、加速踏板传感器；8、转向角传感器；9、转向力矩传感器；10、EPS(电动动力转向);11、ECB(电子控制式制动器);100、路线识别部;101、车道标线检测部；102Jf碍物判定部；103、支援控制部。
【权利要求】
1.一种障碍物判定装置，判定存在于本车辆的行进方向上的立体物是否是车辆应该避开的障碍物，其中， 该障碍物判定装置包括识别部、车道标线检测部和障碍物判定部， 所述识别部对存在于本车辆的行进方向上的立体物进行识别， 所述车道标线检测部对表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线进行检测， 所述障碍物判定部将基准高度和利用所述识别部识别到的所述立体物的高度进行比较，将该立体物判定为障碍物， 根据利用所述车道标线检测部检测到的所述车道标线与利用所述识别部识别到的所述立体物的相对位置关系，设定所述基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于利用所述障碍物判定部将该立体物判定为障碍物。
2.根据权利要求1所述的障碍物判定装置，其中， 在利用所述车道标线检测部检测到至少一条车道标线时，在该车道标线不存在于所述立体物与本车辆之间的情况下，将所述基准高度设定为第一基准高度，在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，将该基准高度设定为比该第一基准高度低的第二基准高度。
3.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右两侧检测到两条车道标线时，在所述立体物存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将所述基准高度设定为所述第一基准高度，在该立体物不存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将该基准高度设定为所述第二基准高度。
4.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与所述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的所述基准高度。
5.根据权利要求4所述的障碍物判定装置，其中， 在所述立体物位于本车辆的行进方向上的情况下，将所述基准高度设定为所述第二基准高度。
6.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与所述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该检测到的车道标线是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的所述基准高度。
【文档编号】H04N7/18GK104011780SQ201180075910
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】秋山知范 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】本发明的障碍物判定装置判定存在于本车辆的行进方向上的立体物是否是车辆应避开的障碍物，将立体物的高度与基准高度进行比较，将该立体物判定为障碍物。并且，根据本车辆的行驶车道的车道标线与立体物的相对位置关系来设定基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于将该立体物判定为障碍物。
【专利说明】障碍物判定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在的装置。
【背景技术】
[0002]一直在开发如下这种技术:在检测出存在于本车辆的前方的立体物而预测检测出的立体物与本车辆的碰撞的情况下，执行由警报装置进行的向驾驶员的通知、电气性地使制动器工作而利用该制动器的制动力避开与立体物的碰撞。这里，为了更加可靠地避开碰撞，也需要迅速地识别障碍物的存在，进行碰撞判定。那么，例如在专利文献I所示的技术中，当判 定为障碍物存在于行驶车道内时，进行碰撞判定，而在已判定为障碍物未存在于行驶车道内的情况下，只在已预知了本车辆脱离行驶车道的情况下，进行碰撞判定，从而减少碰撞判定所需的处理量，想要实现迅速的判断。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2009 - 217728号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]在车辆行驶的环境中，在判断存在于本车辆的行进方向的立体物是否是应避开与本车辆的碰撞的障碍物时，该立体物的身长(高度)越低，障碍物判定的精度越低。这是因为，立体物的高度所占的检测误差的比例增大等。在误将立体物判定为障碍物时，结果为了避开本车辆与利用该误检测而检测到的立体物的碰撞，产生控制本车辆的行驶的需要，所以妨碍车辆的顺利的行驶。
[0008]本发明是鉴于上述的实际情况而做成的，其目的在于提供一种判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在的判定装置，且是能够抑制障碍物判定的精度的下降的障碍物判定
>J-U ρ?α装直。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本发明为了解决上述的问题，着眼于在本车辆行驶的区域(行驶车道)的内侧和外侧，原本就可能成为障碍物的立体物的高度大不相同的这一点。一般认为，从确保车辆的安全的行驶的这一侧面出发，妨碍本车辆的行驶的障碍物不应该存在于行驶车道内，假设在障碍物存在于行驶车道内的情况下，因工程工事等的目的而配置立体物等，可能成为障碍物的立体物具有一定程度的高度。另一方面，在行驶车道的外侧，基本上不会想要进行车辆的行驶，所以路缘石、护栏等高度比较低的障碍物也可能存在。这样，存在如下状况:在车辆的行驶车道的内侧和外侧，对于车辆来说可能成为障碍物的立体物的高度大不相同。
[0011]那么，在本发明中，在用于判定沿本车辆的行进方向识别到的立体物是否是本车辆应避开的障碍物的障碍物判定装置中，采用了如下结构:根据表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线与立体物的相对位置关系，使用于进行障碍物判定的基准高度不同。根据该结构，原则上，在进行障碍物判定时，限定性地执行容易发生误判定的判定处理。
[0012]详细而言，本发明的障碍物判定装置判定存在于本车辆的行进方向的立体物是否是车辆应该避开的障碍物，该障碍物判定装置包括识别部、车道标线检测部和障碍物判定部，上述识别部对存在于本车辆的行进方向上的立体物进行识别，上述车道标线检测部对表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线进行检测，上述障碍物判定部将基准高度和利用上述识别部识别到的上述立体物的高度进行比较，将该立体物判定为障碍物。并且，根据利用上述车道标线检测部检测到的上述车道标线，与利用上述识别部识别到的上述立体物的相对位置关系，设定上述基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于利用上述障碍物判定部将该立体物判定为障碍物。
[0013]在本发明的障碍物判定装置中，当在本车辆的行进方向上利用识别部识别到立体物的存在时，利用障碍物判定部比较该立体物的高度与基准高度，从而判定该立体物是否是应避开的障碍物。这里，具有与车辆发生碰撞的可能性的立体物(障碍物)配置在原本设想车辆行驶的区域即行驶车道内的可能性较低，假设存在障碍物的情况限定于因工程工事等特定的目的而设置的情况，认为在该种情况下，障碍物是身长比较高的物体。另一方面，在行驶车道的外侧，用于使车辆不脱离到该区域的路缘石、护栏等身长比较低的物体也可能作为障碍物存在。这样，可以认为，在车辆的行驶区域的内外两侧，对于车辆来说可能成为障碍物的立体物的必要条件不同，基于该点，在本发明的障碍物判定装置中，在车辆的行驶区域的内外两侧，使障碍物判定用的基准高度不同，从而预估准确的障碍物判定的实现。
[0014]更详细而言，根据利用车道标线检测部检测到的车道标线，与利用识别部识别到的立体物的相对位置关系，设定障碍物判定用的基准高度。该车道标线检测部检测表示车辆应行驶的区域即行驶车道的边界的车道标线(通常为白线等)，该车道标线与立体物的相对位置关系说起来是指识别到的立体物，位于本车辆的行驶车道的内外两侧的任一侧。并且，当在本车辆与立体物之间存在车道标线的情况下，该立体物指位于本车辆的行驶车道的外侧，而在本车辆与立体物之间不存在车道标线的情况下，该立体物至少存在于本车辆的行驶车道内。那么，在本发明的障碍物判定装置中，依据车道标线是否存在于识别到的立体物与本车辆之间，使用于将该立体物判定为障碍物的基准高度不同，详细而言，当车道标线存在于本车辆与立体物之间的情况下，该立体物存在于身长比较低的障碍物可能存在的行驶车道外，使基准高度与车道标线不存在于本车辆与立体物之间以易于利用障碍物判定部判定为障碍物的情况不同。
[0015]这里，作为如上述那样地使障碍物判定用的基准高度不同，以易于将立体物判定为障碍物的一例，可以采用如下结构:在利用上述车道标线检测部检测到至少一条车道标线时，在该车道标线不存在于上述立体物与本车辆之间的情况下，将上述基准高度设定为第一基准高度，在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，将该基准高度设定为比该第一基准高度低的第二基准高度。
[0016]采用该种结构，在设想该车道标线不存在于立体物与本车辆之间的情况下，S卩，识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道内的情况下，将基准高度设定为第一基准高度。另夕卜，在设想该车道标线存在于立体物与本车辆之间的情况下，即，识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道外的情况下，将基准高度设定为比第一基准高度低的第二基准高度。在这样设想立体物存在于行驶车道的外侧的情况下，将障碍物判定用的阈值(基准高度)设定为更低的值，从而易于将立体物判定为障碍物。换言之，在设想立体物存在于行驶车道的内侧的情况下，难以将立体物判定为障碍物。结果，将比较容易发生障碍物的误检测的机会，限定于将基准高度设定为易于将立体物判定为障碍物的情况，即，立体物存在于行驶车道的外侧的情况，从而能够抑制由障碍物判定装置产生的误判定。认为这有助于兼顾本车辆的障碍物的避开和顺利的行驶的确保。
[0017]这里，在上述的障碍物判定装置中，也可以当上述车道标线检测部在本车辆的左右两侧检测到两条车道标线时，当上述立体物存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将上述基准高度设定为上述第一基准高度，当该立体物不存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将该基准高度设定为上述第二基准高度。采用该结构，当立体物存在于被两条车道标线夹着的区域内的情况下，车道标线不存在于本车辆与立体物之间。那么在该情况下，将基准高度设定为第一基准高度。另一方面，当立体物不存在于被两条车道标线夹着的区域内的情况下，车道标线存在于本车辆与立体物之间。那么在该情况下，将基准高度设定为第二基准高度。结果，限定于存在于本车辆的行驶车道外的情况，为了易于利用障碍物判定部将立体物判定为障碍物，将为此的基准高度设定为更低。因此，可能发生误判定的机会有限。
[0018]另外，也可能发生如下这种情况:利用车道标线检测部并非如上所述地在本车辆的左右两侧各检测到一条、共计两条的车道标线，而是只检测到一条车道标线。那么，接下来说到在本车辆的左右两侧的任一侧检测到车道标线的情况下的障碍物判定。详细而言，在上述的障碍物判定装置中，也可以构成为当上述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与上述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的上述基准高度。这样，在检测到一条车道标线且该车道标线存在于本车辆与立体物之间的情况下，能够判断为该立体物存在于本车辆的行驶车道外的可能性高，但在该情况下，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，本车辆与立体物发生碰撞的可能性不同起来。即，当该立体物存在于本车辆的行进方向上的情况下，可以认为本车辆与该立体物发生碰撞的可能性高，相反，在该立体物不存在于本车辆的行进方向上的情况下，可以认为本车辆与该立体物发生碰撞的可能性低。那么，通过依据碰撞的可能性改变用于将立体物判定为应避开的障碍物的基准高度，能够抑制由障碍物判定装置产生的误判定，并且能够实现可靠的障碍物的判定以及该障碍物的避开。另夕卜，作为其他方法，在上述的障碍物判定装置中，也可以构成为当上述车道标线检测部在本车辆的左右任一侧且本车辆与上述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该检测到的车道标线是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的上述基准高度。
[0019]这里，关于依据上述的碰撞的可能性而进行的基准高度的改变，作为一例，可以构成为在上述立体物位于本车辆的行进方向上的情况下，或者在上述检测到的车道标线位于本车辆的行进方向上的情况下，将上述基准高度设定为上述第二基准高度。在这种结构中，根据识别到的立体物位于本车辆的行进方向上等理由，认为该立体物与本车辆存在发生碰撞的可能性。那么，在这种情况下，为了优先进行与立体物的碰撞的避开，在立体物的高度比第二基准高度高的情况下，将该立体物判定为障碍物，依据该判定结果识别到避开本车辆与该立体物的碰撞的必要性。另外，在识别到的立体物不位于本车辆的行进方向上的情况下等，对于该立体物，可以以上述第一基准高度和上述第二基准高度中的任一个来设定障碍物判定用的基准高度。但是，根据该立体物不位于行进方向上等理由，认为与本车辆的碰撞的可能性较低，所以为了抑制障碍物的误检测，优选将障碍物判定用的基准高度设定为上述第一基准高度。
[0020]另外，也可以将本发明视作进行上述的障碍物判定装置的判定，结果进行被判定为障碍物的立体物与本车辆的碰撞的避开等的驾驶支援的系统。例如当在车辆的行进方向上，利用识别部识别立体物的存在，随后利用障碍物判定部将该立体物判定为应避开的障碍物时，为了进行碰撞的避开，进行本车辆应行驶的轨道的取得、沿着该轨道进行的本车辆的回转、制动控制的执行、或用于将碰撞避开通知给本车辆的驾驶员的警报的执行。在这种驾驶支援系统中，如上述那样地抑制障碍物判定的精度的下降，有助于顺利的行驶和可靠的碰撞避开。
[0021]发明效果
[0022]采用本发明，能够提供判定本车辆的行进方向上的障碍物的存在，且能够抑制障碍物判定的精度的下降的障碍物判定装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示具有本发明的障碍物判定装置的车辆的驾驶支援系统的结构的图。
[0024]图2是在本发明的障碍物判定装置中执行的障碍物判定处理的流程图。
[0025]图3是表示图2所示的障碍物判定处理中含有的基准高度设定处理的详细内容的流程图。
[0026]图4A是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第一个图。
[0027]图4B是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第二个图。
[0028]图4C是表示行驶中的本车辆、与划定本车辆行驶的行驶车道的白线及识别到的立体物的相对的位置关系的第三个图。
[0029]图5是包括图2所示的障碍物判定处理在内，用于避开所判定的障碍物与本车辆的碰撞的驾驶支援处理的流程图。
【具体实施方式】
[0030]以下，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的具体的实施方式。这里，说明针对行驶的本车辆，为了避开碰撞而进行可能成为障碍物的立体物的判定用的处理的障碍物判定装置，以及使用该障碍物判定装置的判定结果进行碰撞避开用的处理的驾驶支援系统。另外，在以下的实施例中说明的结构表示本发明的一实施方式，并不限定本发明的结构。
[0031]图1是按照功能来表示本发明的障碍物判定装置和具有该装置的车辆的驾驶支援系统的结构的框图。如图1所示，在车辆中搭载有各处理用的控制单元(ECU) I。ECUl是包括CPU、ROM、RAM、备用RAM和I/O接口等的电子控制单元。外界识别装置2、横摆率传感器3、车轮速度传感器4、加速度传感器5、制动器传感器6、加速踏板传感器7、转向角传感器8和转向力矩传感器9等各种传感器与ECUl电连接，这些传感器的输出信号向ECUl输入。
[0032]外界识别装置2 例如包括 LIDAR(Laser Imaging Detection And Ranging,激光成像探测及测距系统)、LRF(Laser Range Finder,激光测距仪)、毫米波雷达和立体摄像机等测量装置中的至少I个，检测与存在于车辆周围的立体物与本车辆的相对位置相关的信息(例如相对距离、相对角度)。另外，外界识别装置2可以具有为了对划定本车辆行驶的行驶车道的车道标线(通常是白线等)进行识别而拍摄行驶路面的C⑶照相机。另外，在为了识别立体物而利用立体摄像机的情况下，也可以使用该照相机进行行驶路面上的车道标线的识别。另外，关于由外界识别装置2进行的涉及立体物的信息的检测(立体物的识别和立体物的高度的识别等)、车道标线的检测，在以往技术中已作广泛公开，所以在本说明书中省略详细说明。横摆率传感器3例如安装于本车辆的车身,输出与作用于本车辆的横摆率相关的电信号。车轮速度传感器4安装于本车辆的车轮，是输出与车辆的行驶速度(车速)相关的电信号的传感器。加速度传感器5输出与沿本车辆的前后方向作用的加速度(前后加速度)和沿本车辆的左右方向作用的加速度(横向加速度)相关的电信号。制动器传感器6例如安装于车厢内的制动踏板，输出与制动踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。加速踏板传感器7例如安装于车厢内的加速踏板，输出与加速踏板的操作转矩(踏力)相关的电信号。转向角传感器8例如安装于与车厢内的转向盘相连接的转向杆，输出与转向盘的相对于中立位置的旋转角度(旋转角度)相关的电信号。转向力矩传感器9安装于转向杆，输出与输入到转向盘的转矩(转向力矩)相关的电信号。
[0033]另外，EPS (电动动力转向)10和ECB (电子控制式制动器)11等各种设备与E⑶I相连接。EPSlO是利用电动马达产生的转矩辅助转向盘的转向力矩的装置。ECBll是电气性地调整设置于各车轮的摩擦制动器的工作液压(制动液压)的装置。
[0034]这样构成的图1所示的驾驶支援系统根据来自与ECUl相连接的上述各种传感器等的信息，将存在于本车辆的行进方向的立体物判定为障碍物，ECUl根据该判定结果电气性地控制EPSlO和ECB11，从而实现用于避开与障碍物的碰撞等的支援控制。换言之，E⑶I具有图1所示的功能模块的功能，以利用上述的各种传感器的输出信号，为了进行障碍物判定及碰撞避开等而进行各种设备的控制。即，E⑶I包括路线识别部100、车道标线检测部101、障碍物判定部102和支援控制部103。
[0035]路线识别部100根据自外界识别装置2输出的信息，生成与本车辆行驶的道路(路线)相关的信息。例如，路线识别部100在以本车辆为原点的坐标系中，生成与存在于本车辆的行进方向的立体物(延伸存在于车道旁边的路缘石、护栏、槽、壁和杆等)的位置坐标、高度以及本车辆相对于上述立体物的姿势(距离、横摆角等)相关的信息。另外，路线识别部100相当于本发明的识别部。
[0036]车道标线检测部101根据自上述外界识别装置2输出的信息，进行铺设在本车辆的行驶路面上的表示行驶车道的边界的白线、黄色线等车道标线的位置坐标的检测，生成与本车辆相对于该车道标线的姿势(距离、横摆角等)相关的信息。另外，车道标线检测部101相当于本发明的车道标线检测部。
[0037]另外，障碍物判定部102判定由路线识别部100识别到的立体物对于本车辆来说是否是应该避开碰撞的障碍物。更详细而言，对该立体物的高度和根据识别到的立体物与由车道标线检测部101检测到的车道标线的相对位置关系而设定的“基准高度”进行比较，根据该比较结果判定该立体物是否是障碍物。另外，障碍物判定部102相当于本发明的障碍物判定部。
[0038]接着，支援控制部103为了避免本车辆与利用障碍物判定部102判定为障碍物的立体物的碰撞，而借助EPSlO和ECBll等进行本车辆的回转、制动等的驾驶支援控制。详细而言，支援控制部103运算EPS10、ECB11的控制量，并且依据算得的控制量使EPS10、ECB11进行工作。例如，支援控制部103运算为了避开本车辆与障碍物的碰撞而需要的目标横摆率，将EPSlO的控制量(转向力矩)和ECBll的控制量(制动液压)决定为使本车辆的实际的横摆率(横摆率传感器3的输出信号)与目标横摆率一致。届时，可以预先将目标横摆率与转向力矩的关系、以及目标横摆率与制动液压的关系映射化。
[0039]另外，使车辆减速的方法不限定于利用ECBll使摩擦制动器工作的方法，也可以使用将车辆的动能转换(再生)为电能的方法、改变变速器的变速比而增大发动机制动的方法。另外，改变车辆的横摆率的方法不限定于利用EPSlO使转向角变化的方法，也可以使用对本车辆的左右车轮施加不同的制动液压的方法。
[0040]在这样构成的图1所示的驾驶支援系统中，利用路线识别部100、车道标线检测部101和障碍物判定部102形成本发明的障碍物判定装置。并且，根据由该障碍物判定装置得到的判定结果，驾驶支援系统进行用于避免本车辆与障碍物的碰撞的驾驶支援。这里，根据图2说明在障碍物判定装置中执行的障碍物判定用的处理。图2所示的处理是利用ECUl反复执行的处理例程，作为控制程序预先存储在ECUl的ROM等中。首先，在SlOl中，利用路线识别部100进行存在于本车辆的行进方向的立体物的识别。即，ECUl在以本车辆为原点的坐标系中，生成与存在于该行进方向的立体物的位置坐标和高度相关的信息，并且生成与本车辆相对于该立体物的姿势相关的信息。当SlOl的处理结束时，进入S102。在S102中，利用车道标线检测部101进行在本车辆的侧旁出现的车道标线(白线等)的检测。即，E⑶I与上述同样在以本车辆为原点的坐标系中，生成车道标线的位置坐标。当S102的处理结束时，进入S103。
[0041]在S103中，判定在SlOl中识别到的立体物是否存在于在S102中检测到的车道标线的内侧。这里所说的车道标线的内侧是指利用车道标线划定的本车辆应行驶的区域，即，行驶车道。因而，在S103中，可以说是判定识别到的立体物是否存在于行驶车道的内侧的处理。这里，当在S103中进行肯定判定时，进入S104，当进行否定判定时，进入S105。
[0042]在S104中，根据S103的判定的结果为识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道的内侧，如上所述地将由障碍物判定部102进行的障碍物判定中使用的基准高度设定为第一基准高度。该第一基准高度是，原则上障碍物不存在于车辆的行驶车道的内侧，是当假设存在时以存在身长比较高的障碍物为前提而设定的基准值。因而，比后述的第二基准高度高。另一方面，在S105中，根据S103的判定的结果为识别到的立体物存在于本车辆的行驶车道的外侧的结果，如上所述地将由障碍物判定部102进行的障碍物判定中使用的基准高度设定为第二基准高度。该第二基准高度是以路缘石、护栏等身长比较低的障碍物可能存在于车辆的行驶车道的外侧为前提而设定的基准值。因此，与上述第一基准高度不同，设定为比上述第一基准高度低。当S104或S105的处理结束时，进入S106。
[0043]在S106中，判定识别到的立体物的高度是否超过基准高度。即，当在S104中将第一基准高度设定为基准高度的情况下，在S106中判定立体物的高度是否超过第一基准高度，当在S105中将第二基准高度设定为基准高度的情况下，在S106中判定立体物的高度是否超过第二基准高度。并且，当在S106中进行肯定判定时，进入S107，将该立体物判定为在应该避免碰撞的障碍物，而当在S106中进行否定判定时,进入S108,不将该立体物判定为障碍物。
[0044]在这样进行的障碍物判定处理中，依据识别到的立体物是否存在于车道标线的内侧，即，本车辆的行驶车道的内侧，而将用于进行障碍物判定的基准高度设定为第一基准高度或第二基准高度。换言之，根据划定行驶车道的车道标线与立体物的相对位置关系，切换基准高度。并且，在将基准高度设定为第二基准高度的情况下，由于第二基准高度比第一基准高度低，所以能够将身长比较低的立体物判定为障碍物，换言之，为了易于进行立体物的障碍物判定而设定高度基准。但是，由于易于将身长低的立体物判定为障碍物，所以发生甚至将不必判定为障碍物的立体物也判定为障碍物的误判定的可能性提高。但是，在上述障碍物判定处理中，基于第二基准高度的障碍物判定限定于识别到的立体物不存在于车道标线的内侧的情况(存在于车道标线的外侧的情况)，所以限定了可能发生障碍物的误判定的机会。因此，能够提高作为障碍物判定装置的障碍物判定的精度。
[0045]另外，在上述障碍物判定处理中，S103?S108的处理利用障碍物判定部102来执行。这里，车道标线检测部101根据本车辆的行驶状态等的不同，不一定能在本车辆的左右两侧分别检测到一条车道标线、共计两条车道标线。因此，有时难以严密地特定本车辆的行驶车道。那么，根据图3和图4A?图4C，详细说明依据检测到的车道标线的状态进行相当于S103的判定处理的处理、以及S104、S105的处理(以下将这些处理总称为“基准高度设定处理”，在图2中标注SllO的附图标记)的实施例。
[0046]图3是基准高度设定处理的流程图，更加详细地表示相当于图2所示的障碍物判定处理中的SllO处的处理的流程。并且，图3中的Slll?S114的处理相当于图2所示的S103的处理，进行Slll?S114的处理的结果，利用S104或S105进行基准高度的设定。更详细而言，首先在Slll中，判定在障碍物判定处理的S102中检测到的车道标线是否在本车辆的左右两侧各存在一条、共计两条。即，判定是否处于能利用两条车道标线明确地特定本车辆应行驶的行驶车道的状态。并且，当在Slll中进行肯定判定时，进入SI 12，当进行否定判定时，进行S113。
[0047]在处理进入到S112的情况下，根据在Slll进行了肯定判定的结果，如图4A所示，处于能够利用检测到的车道标线明确地特定本车辆的行驶车道的状态。因而，当立体物存在于行驶车道的内侧的情况(图4A中的立体物Hbl)下，在本车辆与立体物Hbl之间不存在车道标线。另一方面，当在行驶车道的外侧存在立体物的情况(图4A中的立体物Lbl)下，在本车辆与立体物Lbl之间存在车道标线。然后，在S112中，判定识别到的立体物是否存在于被两条车道标线夹着形成的本车辆的行驶车道内。当在S112中进行肯定判定时，进入S104，将基准高度设定为第一基准高度，而当进行否定判定时，进入S105，将基准高度设定为第二基准高度。结果，如图4A所示，将身长比较低的立体物判定为障碍物的情况，限定于如立体物Lbl那样该立体物位于行驶车道的外侧的情况，关于存在于行驶车道的内侧的立体物，只将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hbl那样的立体物)判定为障碍物。
[0048]接着，在处理进入到S113的情况下，根据在Slll中进行了否定判定的结果，如图4B、图4C所示，处于不能够利用检测到的车道标线明确地特定本车辆的行驶车道的状态。那么，在这种情况下，依据在本车辆与立体物之间是否存在白线，判定识别到的立体物存在于行驶车道的内侧或存在于外侧。例如在如图4B的立体物Hb2那样在本车辆与该立体物之间不存在车道标线的情况下，设想立体物Hb2存在于行驶车道的内侧。另一方面，在如图4B的立体物Lb2那样在本车辆与该立体物之间存在车道标线的情况下，设想立体物Lb2存在于行驶车道的外侧。通过这样设想，在利用车道标线检测部102进行的车道标线的检测不充分的情况下，也能稳定地执行图2所示的障碍物判定处理和图3所示的基准高度设定处理。
[0049]根据以上说明，在S113中，判定在识别到的立体物与本车辆之间是否存在车道标线。当在SI 13中进行肯定判定时，进入SI 14。而在进行否定判定时，进入S104，如上所述地将基准高度设定为第一基准高度。这样进入S104的情况是指立体物存在于本车辆的行驶车道内，但在该情况下，如图4B或图4C所示，相对于存在于本车辆的行驶车道的立体物，只将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hb2、Hb3那样的立体物)判定为障碍物。结果，避免容易发生误判定的身长低的立体物的障碍物判定。
[0050]这里，在处理进入到S114的情况下，根据在S113中进行了肯定判定的结果，识别到的立体物处于如图4B中的立体物Lb2那样位于行驶车道的外侧的状态。在这种情况下，在本实施例中，进一步判定识别到的立体物是否存在于本车辆的行进方向上(S114的处理)。在立体物存在于本车辆的行进方向上的情况下，即使该立体物存在于行驶车道的外侧，也可以考虑假设当本车辆脱离行驶车道时发生本车辆与该立体物的碰撞的可能性较高，反言之，在立体物未存在于本车辆的行进方向上的情况下，发生本车辆与该立体物的碰撞的可能性较低，这里发现将用于将立体物判定为障碍物的必要条件(即基准高度)缓和的余地。根据以上说明，当在S114中进行否定判定时(即，判定为与立体物的碰撞的可能性较低时)，进入S104，如上所述地将基准高度设定为第一基准高度。而在S114中进行肯定判定时(即，判定为与立体物的碰撞的可能性较高时)，进入S105，如上所述地将基准高度设定为第二基准高度。
[0051 ] 另外，本车辆的行进方向的特定利用以往的技术适当地进行即可，但例如也可以根据加速度传感器5的输出信号，取得本车辆的当下的横向加速度GyO，在假设本车辆维持当下的横向加速度GyO不变地行驶了的情况下，将认为本车辆通过的路径特定为本车辆的行进方向。并且，当位于行驶车道的外侧的立体物存在于以该本车辆的行进方向为中心具有一定宽度的带状区域内时，也可以判定为“该立体物存在于本车辆的行进方向上”。在本实施例中，在图4B和图4C中用虚线箭头表示本车辆的行进方向。
[0052]在S114中进行了否定判定的结果是，进入S104，从而将基准高度设定为第一基准高度，但在该情况下，如图4C所示，关于存在于本车辆的行驶车道的外侧的立体物，将具有超过第一基准高度的高度的身长比较高的立体物(立体物Hb4那样的立体物)判定为障碍物，而不将具有未超过的第一基准高度的高度的身长比较低的立体物(立体物Lb3那样的立体物)判定为障碍物。另外，在S114中进行了肯定判定的结果是，进入S105，从而将第二基准高度设定为基准高度，但在该情况下，如图4B所示，关于存在于本车辆的行驶车道的外侧的立体物，也将身长比较低的立体物(立体物Lb2那样的立体物)判定为障碍物。这如上所述，基于立体物Lb2和本车辆处于碰撞的可能性较高的相对的位置关系，与误判定的避开相比，更要把握立体物的存在，旨在使随后的驾驶支援控制优先。
[0053]这样，采用图3所示的基准高度设定处理，能够依据由车道标线检测部101检测到的车道标线的状况，适当地设定障碍物判定用的基准高度。结果，在图2所示的障碍物判定处理中，能够尽量抑制误判定，同时为了谋求碰撞的避免而适当地判定障碍物的存在。
[0054]另外，在图3所示的基准高度设定处理中，接着S113的车道标线的存在判定，进行S114的立体物的存在判定，但两个判定处理的顺序也可以与图3所示的顺序相反。另外，在图3所示的基准高度设定处理中，当在S114的判定处理中进行否定判定时，进入S104，将基准高度设定为第一基准高度，但也可以代替此做法地，不论SI 14的判定处理的结果如何，都进入S105而将基准高度设定为第二基准高度，换言之，实际上将SI 14的判定处理省略。因此，在该情况下，当检测到一条车道标线时，在该车道标线存在于检测到的立体物与本车辆之间的情况下，将基准高度设定为第二基准高度，相反当车道标线不存在于检测到的立体物与本车辆之间的情况下，将基准高度设定为第一基准高度。
[0055]变形例
[0056]这里，在图3所示的基准高度设定处理中，在检测到的车道标线为一条的情况下，进行S113的车道标线的存在判定以及S114的立体物的存在判定，在该S114中，如上所述判断立体物是否存在于本车辆的行进方向上，从而进行基于该立体物与本车辆的碰撞的可能性的基准高度的设定。作为与这种基于碰撞的可能性的基准高度的设定相关的变形例，可以代替S114的处理地，进行“检测到的车道标线存在于本车辆的行进方向上？ ”或者“检测到的车道标线与本车辆的车道标线交叉？ ”这样的判定。当在这些判定处理中进行肯定判定时，能够合理地判断为与本车辆的碰撞的可能性高，由此在该情况下进入S105。另一方面，当在该判定处理中进行否定判定时，能够合理地判断与本车辆的碰撞的可能性低，由此在该情况下进入S104。另外，在该变形例中，S113的判定处理与成为上述S114的代替的判定处理，哪一方先进行都可以。
[0057]驾驶支援处理
[0058]这里，根据图5说明用于利用以上说明的障碍物判定处理的判定结果，避免本车辆与障碍物的碰撞的驾驶支援处理。另外，该驾驶支援处理主要利用支援控制部103执行。
[0059]首先，在S201中进行上述障碍物判定处理，随后进入S202。在S202中进行障碍物判定处理，结果判定被判定为障碍物的立体物和本车辆是否存在发生碰撞的可能性。详细而言，根据障碍物是否存在于本车辆的行进方向上来判断碰撞的可能性。另外，本车辆的行进方向如上所述。并且，当在S202中进行肯定判定时，进入S203，当进行否定判定时，结束本驾驶支援处理。
[0060]在S203中，为了避开具有碰撞的可能性的立体物(障碍物)，进行本车辆应行驶的避开线的算出。详细而言，借助加速度传感器5读入本车辆的在当下时刻的横向加速度GyO,以读入的横向加速度GyO为基准使横向加速度增加或减掉规定的变化量AGy，从而算出本车辆能行驶的行驶范围，考虑该行驶范围与立体物的干涉程度而决定避开线。当S203的处理结束时，进入S204。
[0061]在S204中，为了避免立体物(障碍物)与本车辆的碰撞，利用由EPSlO进行的转向角的变化，或者对本车辆的左右车轮施加不同的制动液压，来进行本车辆的回转，以使本车辆追寻在S203中算得的避开线。或者，除了进行该回转以外，还利用由ECBll施加的制动力进行减速，从而能够更加安全地避免与立体物的碰撞。另外，也可以与上述EPS10、ECB11的控制一并或者代替上述EPS10、ECBll的控制地，利用未图示的警报装置唤起驾驶员对碰
撞的注意。
[0062]附图标记说明
[0063]1、E⑶；2、外界识别装置；3、横摆率传感器；4、车轮速度传感器；5、加速度传感器；
6、制动器传感器；7、加速踏板传感器；8、转向角传感器；9、转向力矩传感器；10、EPS(电动动力转向);11、ECB(电子控制式制动器);100、路线识别部;101、车道标线检测部；102Jf碍物判定部；103、支援控制部。
【权利要求】
1.一种障碍物判定装置，判定存在于本车辆的行进方向上的立体物是否是车辆应该避开的障碍物，其中， 该障碍物判定装置包括识别部、车道标线检测部和障碍物判定部， 所述识别部对存在于本车辆的行进方向上的立体物进行识别， 所述车道标线检测部对表示本车辆的行驶车道的边界的道路上的车道标线进行检测， 所述障碍物判定部将基准高度和利用所述识别部识别到的所述立体物的高度进行比较，将该立体物判定为障碍物， 根据利用所述车道标线检测部检测到的所述车道标线与利用所述识别部识别到的所述立体物的相对位置关系，设定所述基准高度，且在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，与该车道标线不存在于该立体物与本车辆之间的情况相比，将该基准高度设定为易于利用所述障碍物判定部将该立体物判定为障碍物。
2.根据权利要求1所述的障碍物判定装置，其中， 在利用所述车道标线检测部检测到至少一条车道标线时，在该车道标线不存在于所述立体物与本车辆之间的情况下，将所述基准高度设定为第一基准高度，在该车道标线存在于该立体物与本车辆之间的情况下，将该基准高度设定为比该第一基准高度低的第二基准高度。
3.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右两侧检测到两条车道标线时，在所述立体物存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将所述基准高度设定为所述第一基准高度，在该立体物不存在于被该两条车道标线夹着的区域内的情况下，将该基准高度设定为所述第二基准高度。
4.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与所述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该立体物是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的所述基准高度。
5.根据权利要求4所述的障碍物判定装置，其中， 在所述立体物位于本车辆的行进方向上的情况下，将所述基准高度设定为所述第二基准高度。
6.根据权利要求2所述的障碍物判定装置，其中， 当所述车道标线检测部在本车辆的左右任一方且在本车辆与所述立体物之间检测到一条车道标线时，根据该检测到的车道标线是否位于本车辆的行进方向上，改变与该立体物相关的障碍物判定用的所述基准高度。
【文档编号】H04N7/18GK104011780SQ201180075910
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】秋山知范 申请人:丰田自动车株式会社
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