JP2001126194A - 車両用障害物検出方法、車両用障害物検出装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々の障害物と自車両との衝突の危険性を判
断する。 【解決手段】 レーダ１は電磁波を放射して反射波を検
出する。処理装置３は、レーダによる反射波の検出結果
に基づき障害物となり得る目標を探知し、目標の位置、
目標と自車両との相対速度及び目標と自車両の衝突予測
時間を算出し、この算出結果に基づいて目標と自車両の
衝突の危険性を予測し、衝突の危険性がある場合には音
声出力装置６に警報を出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車、トラック
あるいはモータサイクル等の車両に適用して好適な障害
物検出技術に係り、特に個々の障害物の危険性を判断し
て、衝突の危険性がある場合には警報を発することがで
きる車両用障害物検出方法、車両用障害物検出装置及び
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用の障害物検出装置として
は、超音波によるセンサを用いたものが主流である。乗
用車の場合、通常の超音波センサは、車の４隅に取り付
けられ、５０ｃｍ程度の距離内の目標を探知している。
また、車両の後方に複数個の超音波センサを取り付け、
１〜２ｍの距離内の目標を探知する障害物検出装置もあ
る。コーナーセンサの場合、２０ｋｍ／ｈ程度以下の徐
行速度で作動するものが多い。また、バックセンサの場
合、ギヤがリバースに入った場合のみ作動するのが普通
である。

【０００３】このような従来の障害物検出装置は、超音
波を送信して、探知範囲内で反射信号がある場合、人
間、電柱、ガードレール等の障害物があると判断して、
搭乗者に警報を発するものである。特に、障害物を探知
すると、可聴音を鳴動させると共に、運転席ダッシュボ
ードに組み込まれた液晶表示装置に探知センサの位置を
表示させることにより、搭乗者に警報を発する方式が多
い。この障害物検出装置では、障害物が遠方にある場合
には可聴音を断続的に鳴動させ、障害物が近くにある場
合には可聴音を連続的に鳴動させることにより、搭乗者
に危険度を知らせている。

【０００４】また、超音波センサの代わりに、テレビカ
メラあるいは赤外線カメラを用いる障害物検出装置もあ
る。この障害物検出装置は、カメラで撮像した映像を画
像処理して、障害物を検出するものである。また、特開
平７−２２９９６１号公報では、赤外線レーダを用いて
車両側後方の障害物までの距離と障害物の方向とを検知
して、検知した情報を車載ディスプレイ装置に表示する
障害物検出装置が提案されている。

【０００５】さらに、特開平８−１６６４４８号公報で
は、搬送波をパルス変調または振幅変調した電磁波の変
調信号と反射波の検波信号の位相差に基づいて、対象物
までの距離を求めて表示する障害物検出装置が提案され
ている。そして、特開平９−３１８７４０号公報では、
レーザ光を送受信するレーダを用いて障害物を検出する
障害物検出装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
センサを用いた従来の障害物検出装置では、雨、雪、氷
（氷結）等の現象に対して超音波センサが誤作動すると
いう問題点があった。例えば、寒冷地での早朝始動時
に、障害物がないにも拘わらず氷結した超音波センサか
ら常時警報が発せられ、結局警報機能そのものを停止し
なければならないことが多い。また、超音波センサは探
知距離が短いため、車庫入れまたは発進時の周囲確認程
度にしか使うことができなかった。

【０００７】また、テレビカメラあるいは赤外線カメラ
を用いた従来の障害物検出装置では、温度や天候状態
（例えば逆光等）によりカメラの検出能力が低下すると
いう問題点があった。さらに、従来の障害物検出装置で
は、いずれも測距目的のセンサを用いて車両周囲の障害
物を検出しているが、他の車両あるいは人間等の障害物
の進行方向や速度が勘案されておらず、危険性の度合い
を判定することができないという問題点があった。現在
までに提案されている車両には、先行車両との車間距離
を監視して、この車間距離の監視系とアクセル・ブレー
キの制御系とを連動させて車両の巡航制御を行うものが
ある。しかし、この技術は、車両周囲の障害物による危
険性を判断するものではい。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、気象条件に左右されないセンサを用いて正
確な障害物探知を行い、個々の障害物の危険性を判断し
て、交通事故の防止および搭乗者の安全性向上を実現す
ることができる車両用障害物検出方法、車両用障害物検
出装置及び記録媒体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用障害物検
出方法は、車両に搭載可能な小型レーダから放射した電
磁波の反射波を検出して、この反射波の検出結果に基づ
き障害物となり得る目標を探知する第１の手順（ステッ
プ１０１〜１０３）と、前記目標の位置、前記目標と自
車両との相対速度及び前記目標と自車両の衝突予測時間
を算出する第２の手順（ステップ１０４，１０５）と、
前記目標の位置、相対速度及び衝突予測時間に基づいて
前記目標と自車両の衝突の危険性を予測し、衝突の危険
性がある場合には警報を発する第３の手順（ステップ１
０６，１０７）とを有するものである。重大な事故を未
然に防止するためには、走行中の周囲監視機能が非常に
有効である。例えば、追い越し時の死角監視または左折
時の巻き込み探知等である。車両走行時、周囲には同一
レーンの前後、隣接レーン、反対レーンに車両が同時走
行している。また、歩道との境界にはガードレールや標
識がある。さらに、歩道や横断歩道上の歩行者、二輪車
等もいる。従来のセンサは、単に目標の存在を探知して
いるのみである。そこには危険性の判断機能が全くな
い。例えば、隣接レーンを併走する車両は、相互の距離
が仮に１ｍだとしても危険度は低い。逆に、例えば５ｍ
の距離から自車両に直進する二輪車は危険度が高いと考
えられる。このような危険度をリアルタイムで判断し、
警報を発生できる装置があれば安全性の向上に大きく寄
与すると考えられる。そこで、本発明では、車両に搭載
可能な小型レーダから放射した電磁波の反射波を検出し
て、この反射波の検出結果に基づき車両の周囲数１０ｍ
程度に存在する、障害物となり得る目標を探知し、目標
の位置、目標と自車両との相対速度及び目標と自車両の
衝突予測時間を算出して、目標と自車両の衝突の危険性
を予測し、衝突の危険性がある場合には警報を発する。
これにより、搭乗者の補助装置として安全性の向上を図
ることができる。また、本発明の車両用障害物検出方法
の１構成例として、前記第１の手順は、前記反射波の検
出結果をサンプリングした各サンプル値について、その
前後のサンプル値からしきい値を算出し、このしきい値
を超えるサンプル値を目標として抽出する手順であり、
前記第２の手順は、前回のレーダ走査で探知した追尾中
の目標と新たに探知した目標との相互相関関係を判定し
て追尾中の目標と新たに探知した目標とを対応付け、個
々の目標の運動状態を確定して、前記目標の位置、相対
速度及び衝突予測時間を算出する手順であり、前記第３
の手順は、前記目標の位置、相対速度及び衝突予測時間
を予め設定された値と比較することにより前記目標と自
車両の衝突の危険性があるか否かを判定する手順であ
る。

【００１０】また、本発明の車両用障害物検出装置は、
電磁波を放射して反射波を検出する、車両に搭載可能な
小型レーダ（１）と、障害物との衝突の危険性があるこ
とを知らせるための警報出力手段（５，６）と、前記レ
ーダによる反射波の検出結果に基づき障害物となり得る
目標を探知し、前記目標の位置、前記目標と自車両との
相対速度及び前記目標と自車両の衝突予測時間を算出
し、この算出結果に基づいて前記目標と自車両の衝突の
危険性を予測し、衝突の危険性がある場合には前記警報
出力手段に警報を出力させる処理手段（３）とを備える
ものである。また、本発明の車両用障害物検出装置の１
構成例として、前記処理手段は、前記反射波の検出結果
をサンプリングした各サンプル値について、その前後の
サンプル値からしきい値を算出し、このしきい値を超え
るサンプル値を目標として探知し、前回のレーダ走査で
探知した追尾中の目標と新たに探知した目標との相互相
関関係を判定して追尾中の目標と新たに探知した目標と
を対応付け、個々の目標の運動状態を確定して、前記目
標の位置、相対速度及び衝突予測時間を算出し、この算
出結果を予め設定された値と比較することにより前記目
標と自車両の衝突の危険性があるか否かを判定するもの
である。

【００１１】また、本発明の車両用障害物検出プログラ
ムを記録した記録媒体は、車両に搭載可能な小型レーダ
から放射した電磁波の反射波を検出して、この反射波の
検出結果に基づき障害物となり得る目標を探知する第１
の手順（ステップ１０１〜１０３）と、前記目標の位
置、前記目標と自車両との相対速度及び前記目標と自車
両の衝突予測時間を算出する第２の手順（ステップ１０
４，１０５）と、前記目標の位置、相対速度及び衝突予
測時間に基づいて前記目標と自車両の衝突の危険性を予
測し、衝突の危険性がある場合には警報を発する第３の
手順（ステップ１０６，１０７）とをコンピュータに実
行させるようにしたものである。そして、本発明の車両
用障害物検出プログラムを記録した記録媒体の１構成例
として、前記第１の手順は、前記反射波の検出結果をサ
ンプリングした各サンプル値について、その前後のサン
プル値からしきい値を算出し、このしきい値を超えるサ
ンプル値を目標として抽出する手順であり、前記第２の
手順は、前回のレーダ走査で探知した追尾中の目標と新
たに探知した目標との相互相関関係を判定して追尾中の
目標と新たに探知した目標とを対応付け、個々の目標の
運動状態を確定して、前記目標の位置、相対速度及び衝
突予測時間を算出する手順であり、前記第３の手順は、
前記目標の位置、相対速度及び衝突予測時間を予め設定
された値と比較することにより前記目標と自車両の衝突
の危険性があるか否かを判定する手順である。

【００１２】

【発明の実施の形態】［実施の形態の１］次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態となる車両用障害物検
出装置の構成を示すブロック図、図２は図１の車両用障
害物検出装置の動作を説明するためのフローチャート図
である。図１の車両用障害物検出装置は、電磁波を放射
して反射波を検出する、車両に搭載可能な小型レーダ１
と、このレーダ１による反射波の検出結果である包絡線
信号Ｅｎｖをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器
２と、ディジタル化された包絡線信号Ｅｎｖに基づき障
害物となり得る目標を探知し、目標の位置、目標と自車
両との相対速度及び目標と自車両の衝突予測時間を算出
し、この算出結果に基づいて目標と自車両の衝突の危険
性を予測する処理装置３と、前回のレーダ走査で探知し
た追尾中の目標の情報と新たに探知した目標の情報とを
記憶するメモリ４と、検出結果を表示するための表示装
置５と、車両の搭乗者に危険を知らせる警報音または警
報メッセージを出力する音声出力装置６とから構成され
る。

【００１３】レーダ１は、図３に示すように、パルス状
に区切った電磁波を連続的に放射するパルスレーダであ
り、物体からの反射波を検出して、物体までの距離を測
定するためのセンサである。物体までの距離は、電波を
発射してから受信するまでの経過時間によって測ること
ができる。

【００１４】送信電波の搬送波周波数は例えば２４ＧＨ
ｚであり、パルス繰り返し周波数は例えば２ＭＨｚであ
る。このように電磁波を放射するレーダ１を用いること
により、気象条件に左右されない正確な目標探知が可能
となり、超音波センサに比べて誤作動の確率を小さくす
ることができる。また、電磁波の性質上遠距離探知が可
能であり、比較的遠方の目標を早くから探知することが
可能になる。

【００１５】さらに、本実施の形態では、送受信部の回
路のみにおいて高周波を扱い、その他の回路においては
高周波を変換（ダウンコンバート）した低周波を扱うよ
うにしているので、高周波部品の点数を減らすことがで
き、レーダ１の低価格化が可能となる。また、レーダ１
は、その殆どを電気部品で構成できるため、小型化が可
能であり、車両に搭載することが可能となる。

【００１６】図１の車両用障害物検出装置を搭載する車
両としては、乗用車、トラックあるいはモータサイクル
等が考えられる。車両の周囲の障害物を検出するには、
単数あるいは複数のレーダ１を車両に搭載することが必
要となる。例えば、前方の障害物を検出するには、フロ
ントバンパ内にレーダ１を搭載し、後方の障害物を検出
するには、リアバンパ内にレーダ１を搭載し、側方の障
害物を検出するには、ドアミラー内にレーダ１を搭載す
る。また、大型車の側方監視用には、ボディ側方下部に
レーダ１を複数搭載すればよい。

【００１７】なお、公道上で多数のレーダが同時に動作
すると、電波の干渉が発生する可能性がある。そこで、
本実施の形態では、車両用障害物検出装置の動作開始時
刻から送信パルスの発生開始時刻までの時間ｔ（図３）
を乱数化して、装置が立ち上がる度に時間ｔが変わるよ
うにしている。これにより、電波干渉の発生を抑えるこ
とができる。

【００１８】以上のようなレーダ１は、反射波の強度を
示す包絡線信号Ｅｎｖを出力すると共に、レーダ１の１
走査期間毎にトリガ信号Ｔｒｉｇを出力する。以後、ト
リガ信号Ｔｒｉｇが入力されてから次のトリガ信号Ｔｒ
ｉｇが入力されるまでの１走査期間をスイープと呼ぶ。

【００１９】Ａ／Ｄ変換器２は、トリガ信号Ｔｒｉｇが
入力される度に、包絡線信号Ｅｎｖをアナログ／ディジ
タル変換し、変換後のディジタルデータを処理装置３へ
出力する（図２ステップ１０１）。処理装置３は、Ａ／
Ｄ変換器２から入力されたディジタルデータをメモリ４
へいったん格納する（ステップ１０２）。トリガ信号Ｔ
ｒｉｇは１秒当たり例えば１０回出力され、Ａ／Ｄ変換
器２のサンプリングレートは例えば４ｋＨｚであるとす
ると、Ａ／Ｄ変換器２は、１回のトリガ信号入力につき
４００回のサンプリングを行う。

【００２０】次に、処理装置３は、メモリ４へ格納した
包絡線信号のディジタルデータに基づいて、自車両の障
害物となり得る目標を探知する目標探知処理を行う（ス
テップ１０３）。図４は目標探知処理を説明するための
フローチャート図、図５、図６は目標探知処理を説明す
るための信号波形図である。なお、処理装置３で扱う信
号はディジタルデータであるが、記載を簡単にするた
め、図５、図６では各信号をアナログ波形で記載してい
る。

【００２１】また、図５、図６では、横軸を時間として
いるが、この時間は電磁波を反射した物体までの距離に
相当し、１スイープ内では右方向に行くほど物体までの
距離が遠くなる。本実施の形態では、トリガ信号Ｔｒｉ
ｇの入力時刻が０ｍを示し、１スイープの終わりの時刻
が２０ｍを示している。

【００２２】レーダ１の各スイープで得られる、図５
（ｂ）のような包絡線信号Ｅｎｖは、送信波および反射
波の強度が距離の２乗に反比例することと、レーダ１の
出力部で信号増幅していることと、更に地上反射等のク
ラッタが存在することから、必ずしもベースラインが一
定にならない。

【００２３】障害物となり得る目標を抽出するために
は、包絡線信号Ｅｎｖをサンプリングしディジタル化し
た各サンプル値に対してしきい値を設定し、このしきい
値を超える信号を目標として抽出する処理が必要であ
る。しかし、包絡線信号Ｅｎｖのベースラインが一定で
ないことから、前記しきい値は、一定値ではなく、しき
い値設定の対象となるサンプル値の近傍のサンプル値に
基づくダイナミックなしきい値とする必要がある。

【００２４】図６は、このようなしきい値ＴＨ１の求め
方を示している。例えば、図６に示すサンプル値Ｓ１に
ついてしきい値ＴＨ１を求める場合、処理装置３は、サ
ンプル値Ｓ１の前後の時間の複数のサンプル値から平均
値μと標準偏差σを算出して、これらの値を基にしきい
値ＴＨ１を算出する。より正確には、サンプル値Ｓ１を
中心とする第１の所定長Ｌ１の領域よりサンプル値Ｓ１
を中心とする第２の所定長Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）の領域を
除いた領域の複数のサンプル値から平均値μと標準偏差
σを算出して、これらの値を基にしきい値ＴＨ１を次式
のように算出する。

【００２５】 ＴＨ１＝μ＋γ×σ ・・・（１） 式（１）において、γは定数（例えばγ＝２）である。
処理装置３は、１スイープ内の各サンプル値のうち処理
対象のサンプル値についてしきい値ＴＨ１を前記のよう
に算出した後（図４ステップ２０１）、処理対象のサン
プル値の大きさがしきい値ＴＨ１を超えるか否かを判定
する（ステップ２０２）。

【００２６】処理装置３は、処理対象のサンプル値の大
きさがしきい値ＴＨ１を超える場合、このサンプル値を
目標になり得る候補と認識し、このサンプル値の大きさ
が予め設定されたしきい値ＴＨ２を超えるか否かを判定
する（ステップ２０３）。しきい値ＴＨ２は、図５
（ｂ）に示すように１スイープ内の時間（物体までの距
離）に応じて段階的に大きくなるように設定される。し
きい値ＴＨ２をこのように設定する理由を以下に説明す
る。

【００２７】前述のように送信波および反射波の強度が
距離の２乗に反比例することから、レーダ１の出力部に
設けられた増幅器（不図示）のゲインは、物体までの距
離が遠くなる程、大きくなるように設定されている。こ
れにより、包絡線信号Ｅｎｖのベースラインが一定とな
るのが理想的であるが、実際には前記ゲインのために、
ベースラインは、物体までの距離が遠くなる程、高くな
る傾向にあり、目標探知を誤る原因となる。そこで、本
実施の形態では、図５（ｂ）のようなしきい値ＴＨ２を
設定することで、より正確な目標探知を実現する。

【００２８】処理装置３は、処理対象のサンプル値の大
きさがしきい値ＴＨ２を超える場合、このサンプル値を
障害物となり得る目標と認識する（ステップ２０４） 処理装置３は、ステップ２０３，２０４の処理を終えた
後、１スイープ内の全サンプル値についてステップ２０
１〜２０４の処理が終了したか否かを判定し（ステップ
２０５）、処理が終了していない場合、次のサンプル値
を処理対象として（ステップ２０６）、同様の処理を行
う。

【００２９】１スイープ内の全サンプル値についてステ
ップ２０１〜２０４の処理が終了すると、処理装置３
は、目標として抽出した複数のサンプル値が連続する時
間を調べ、この連続時間ＲＬが所定時間ＬＥを超えてい
るか否かを判定する（ステップ２０７）。この所定時間
ＬＥは、短時間の反射（誤目標）を破棄するフィルタと
して機能する。

【００３０】そして、処理装置３は、連続時間ＲＬが所
定時間ＬＥを超える複数のサンプル値の集まりが存在す
る場合、これらサンプル値を最終的に探知した目標とす
る（ステップ２０８）。以下、この探知した目標をプロ
ットＰと呼ぶ。プロットＰの情報としては、位置（自車
両との距離）ＤＰがある。この位置ＤＰは、プロットＰ
の大きさが最大（反射強度が最大）となる時刻を距離に
換算したものである。プロットＰの情報は、メモリ４に
格納される。こうして、目標探知処理が終了する。

【００３１】次に、処理装置３は、前回のスイープで探
知した追尾中の目標であるトラックＴの情報と目標探知
処理で探知したプロットＰの情報とを基に、個々の目標
の運動状態を確定する目標追尾処理を行う（ステップ１
０４）。図７は目標追尾処理を説明するためのフローチ
ャート図である。

【００３２】各トラックＴｎには、トラック生成の都度
１から昇順にトラック番号ｎが付与され、さらにトラッ
クＴｎの信頼度を表す信頼度値ＴＱｎ（ＴＱｎは０以上
の整数）が付与されている。この信頼度値ＴＱｎは、最
低の信頼度を示す０から最高の信頼度を示す７までの値
を取り得る。その他のトラックＴｎの情報としては、ト
ラックＴｎの予測位置（自車両との距離）ＤＴｎと予測
速度ＶＴｎとがある。これらの情報は、何れもメモリ４
に格納されている。

【００３３】まず、処理装置３は、トラックＴｎとプロ
ットＰとの相互相関関係を調べる相関判定処理を行う
（図７ステップ３０１）。相関判定処理は、近距離のプ
ロットＰから順番に全プロットＰの判定処理を行う。各
トラックＴｎには、目標の識別及び追尾と、他の目標と
の分離のため、トラックＴｎを中心とする所定長の相関
ゲートが設定される。この相関ゲートの大きさは、目標
の追尾性能と他目標との分離性能とが両立するように設
定される。

【００３４】すなわち、相関ゲートは、トラックＴｎの
信頼度値ＴＱｎに応じてトラックＴｎの信頼度が高い場
合には小さくなり、トラックＴｎの信頼度が低い場合に
は大きくなるように設定される。本実施の形態では、信
頼度値ＴＱｎが４以上の場合を信頼度が高いとして、こ
のときの相関ゲートの所定長をＳＭ、信頼度値ＴＱｎが
４未満の場合を信頼度が低いとして、このときの相関ゲ
ートの所定長をＬＡ（ＳＭ＜ＬＡ）とする。

【００３５】処理対象のプロットＰの位置がトラックＴ
ｎの相関ゲート内であるとき、プロットＰとトラックＴ
ｎの間には相関関係があるとみなす。このとき、複数の
プロットＰと複数のトラックＴｎとの間に相関関係が生
じる場合があるので、このような場合には以下の指標に
従ってトラックＴｎとプロットＰとを１対１に対応付け
る。

【００３６】（Ａ）１つのプロットＰが複数のトラック
Ｔｎと相関関係がある場合には、このプロットＰに一番
近いトラックＴｎを選定して、プロットＰと対応付け
る。プロットＰと対応付けられたトラックＴｎは以降の
相関判定の対象外とする。 （Ｂ）複数のプロットＰが１つのトラックＴｎと相関関
係がある場合には、このトラックＴｎに一番近いプロッ
トＰを選定して、トラックＴｎと対応付ける。プロット
Ｐと対応付けられたトラックＴｎは以降の相関判定の対
象外とする。 （Ｃ）相関するトラックＴｎがないプロットＰについて
は、新規のトラックとする。

【００３７】図８は相関判定処理の具体例を説明するた
めの信号波形図である。図８の例では、トラックＴ１の
信頼度が高く、トラックＴ２，Ｔ３の信頼度が低い。し
たがって、トラックＴ１に設定される相関ゲートの大き
さはＳＭであり、トラックＴ２，Ｔ３に設定される相関
ゲートの大きさはＬＡである。

【００３８】プロットＰ１はトラックＴ１，Ｔ２の両方
と相関関係があるが、プロットＰ１により近いトラック
Ｔ１が選定される。これで、プロットＰ１とトラックＴ
１とが対応付けられ、トラックＴ１は相関判定の対象外
となる。プロットＰ２もトラックＴ１，Ｔ２の両方と相
関関係があるが、トラックＴ１は相関判定の対象外であ
る。これにより、トラックＴ２が選定される。これで、
プロットＰ２とトラックＴ２とが対応付けられ、トラッ
クＴ２は相関判定の対象外となる。

【００３９】プロットＰ３には、相関関係のあるトラッ
クが存在しないので、新規のトラックとなる。そして、
プロットＰ４はトラックＴ３と相関関係があるので、ト
ラックＴ３と対応付けられる。以上のようにして、相関
判定処理が終了する。

【００４０】次に、処理装置３は、次回のスイープ時に
おける各トラックＴｎの位置（距離）と速度とを予測す
るために、各トラックＴｎの位置と速度とを平滑化す
る。まず、処理装置３は、現スイープにおけるトラック
Ｔｎの平滑化位置ＤＳｎ（ｔ）を次式のように算出する
（ステップ３０２）。

【００４１】 ＤＳｎ（ｔ）＝ＤＴｎ（ｔ）＋α×｛ＤＰｎ（ｔ）−ＤＴｎ（ｔ）｝ ・・・（２） 式（２）において、ＤＴｎ（ｔ）は前回のスイープ時に
算出されたトラックＴｎの予測位置、ＤＰｎ（ｔ）はこ
のトラックＴｎと対応付けられたプロットＰｎの位置、
αは後述する位置平滑化定数である。処理装置３は、こ
のような算出をトラックＴｎ毎に行う。

【００４２】続いて、処理装置３は、現スイープにおけ
るトラックＴｎの平滑化速度ＶＳｎ（ｔ）を次式のよう
に算出する（ステップ３０３）。 ＶＳｎ（ｔ）＝ＶＴｎ（ｔ）＋β×｛ＤＰｎ（ｔ）−ＤＴｎ（ｔ）｝／Δｔ ・・・（３）

【００４３】式（３）において、ＶＴｎ（ｔ）は前回の
スイープ時に算出されたトラックＴｎの予測速度、Δｔ
は１スイープの時間（周期）、βは後述する速度平滑化
定数である。処理装置３は、このような算出をトラック
Ｔｎ毎に行う。位置平滑化定数αと速度平滑化定数βと
は、各トラックＴｎの信頼度値ＴＱｎに応じて例えば表
１のように設定される。

【００４４】

【表１】

【００４５】図９は位置平滑化処理の様子を示す図であ
る。後述する予測によって得られたトラックＴｎの予測
位置ＤＴｎ（ｔ）とこれに対応するプロットＰの位置Ｄ
Ｐｎ（ｔ）、同予測によって得られたトラックＴｎの予
測速度ＶＴｎ（ｔ）とこれに対応するプロットＰの速度
が、完全に一致することはない。その理由は、目標の運
動の変化によるばらつきがあるからである。

【００４６】そこで、本実施の形態では、トラックＴｎ
の信頼度が高い（ＴＱｎ大）場合には、平滑化位置ＤＳ
ｎ（ｔ）と平滑化速度ＶＳｎ（ｔ）とがトラックＴｎの
予測位置ＤＴｎ（ｔ）と予測速度ＶＴｎ（ｔ）とに近く
なるよう位置平滑化定数αと速度平滑化定数βとを設定
する。

【００４７】逆に、トラックＴｎの信頼度が低い（ＴＱ
ｎ小）場合には、平滑化位置ＤＳｎ（ｔ）と平滑化速度
ＶＳｎ（ｔ）とがプロットＰの位置ＤＰｎ（ｔ）と速度
とに近くなるよう位置平滑化定数αと速度平滑化定数β
とを設定する。こうして、トラックＴｎの予測位置およ
び予測速度とプロットＰの位置から、トラックＴｎの現
在の位置および速度を確定する。

【００４８】次に、処理装置３は、メモリ４に格納され
たトラックＴｎの情報を更新する目標更新処理を行う
（図２ステップ１０５）。図１０は目標更新処理を説明
するためのフローチャート図である。

【００４９】まず、処理装置３は、次回のスイープ時に
おけるトラックＴｎの予測位置ＤＴｎ（ｔ＋１）を次式
のように算出する（図１０ステップ４０１）。 ＤＴｎ（ｔ＋１）＝ＤＳｎ（ｔ）＋ＶＳｎ（ｔ）×Δｔ ・・・（４） 処理装置３は、このような算出をトラックＴｎ毎に行
う。算出後、処理装置３は、メモリ４に格納された、ト
ラックＴｎの予測位置ＤＴｎ（ｔ）をＤＴｎ（ｔ＋１）
に更新する。

【００５０】続いて、処理装置３は、次回のスイープ時
におけるトラックＴｎの予測速度ＶＴｎ（ｔ＋１）を次
式のように算出する（ステップ４０２）。 ＶＴｎ（ｔ＋１）＝ＶＳｎ（ｔ） ・・・（５） 処理装置３は、このような算出をトラックＴｎ毎に行
う。算出後、処理装置３は、メモリ４に格納された、ト
ラックＴｎの予測速度ＶＴｎ（ｔ）をＶＴｎ（ｔ＋１）
に更新する。

【００５１】なお、相関がなかった、すなわちステップ
３０１の相関判定処理において対応するプロットＰが存
在しなかったトラックＴｎについては、平滑化位置ＤＳ
ｎ（ｔ）および平滑化速度ＶＳｎ（ｔ）を求めることが
できないので、平滑化位置ＤＳｎ（ｔ）の代わりに予測
位置ＤＴｎ（ｔ）を用い、平滑化速度ＶＳｎ（ｔ）の代
わりに予測速度ＶＴｎ（ｔ）を用いる。

【００５２】次に、処理装置３は、自車両とトラックＴ
ｎの衝突に要する時間を示す衝突予測時間ｔｎを次式の
ように各トラック毎に算出する（ステップ４０３）。 ｔｎ＝ＤＴｎ（ｔ＋１）／ＶＴｎ（ｔ＋１） ・・・（６） 衝突予測時間ｔｎが正の値であれば自車両から離れてい
くことを示し、負の値であれば自車両に接近しているこ
とを示す。算出後、処理装置３は、衝突予測時間ｔｎを
メモリ４に格納する。

【００５３】次に、処理装置３は、メモリ４に格納され
た、各トラックＴｎの信頼度値ＴＱｎを更新する（ステ
ップ４０４）。すなわち、処理装置３は、プロットＰと
の相関があったトラックＴｎについては、信頼度値ＴＱ
ｎを例えば２増やす。なお、信頼度値ＴＱｎの最大値は
例えば７で、７より大きくなることはない。また、処理
装置３は、プロットＰとの相関がなかったトラックＴｎ
については、信頼度値ＴＱｎを例えば１減らす。なお、
信頼度値ＴＱｎの最低値は０で、０より小さくなること
はない。

【００５４】続いて、処理装置３は、更新後の信頼度値
ＴＱｎが０かどうかを判定し（ステップ４０５）、更新
後の信頼度値ＴＱｎが０である場合、対応するトラック
Ｔｎをメモリ４から削除する（ステップ４０６）。

【００５５】次に、処理装置３は、非相関プロット、す
なわち対応するトラックＴｎがなかったプロットＰが存
在するかどうかを判定し（ステップ４０７）、非相関プ
ロットが存在する場合は、この非相関プロットＰを新規
のトラックＴｎとしてメモリ４に格納する（ステップ４
０８）。このとき、非相関プロットＰの位置ＤＴｎ
（ｔ）を新規のトラックＴｎの位置とし、このトラック
Ｔｎの信頼度値ＴＱｎを例えば２とする。なお、新規の
トラックは、表示及び警報処理の対象外であるため、速
度情報は存在せず、次の相関時に移動距離と経過時間か
ら速度情報が得られる。こうして、目標更新処理が終了
する。

【００５６】次に、処理装置３は、トラックＴｎの更新
後の予測位置ＤＴｎ（ｔ＋１）、更新後の予測速度ＶＴ
ｎ（ｔ＋１）、衝突予測時間ｔｎに基づいて警報発生処
理を行う（ステップ１０６）。図１１は警報発生処理を
説明するためのフローチャート図である。

【００５７】トラックＴｎの予測位置ＤＴｎ（ｔ＋１）
は、自車両とトラックＴｎとの距離を示している。した
がって、処理装置３は、各トラックＴｎの予測位置ＤＴ
ｎ（ｔ＋１）が予め設定された距離以下であるか否かを
判定し（図１１ステップ５０１）、予測位置ＤＴｎ（ｔ
＋１）が予め設定された距離以下になったトラックＴｎ
がある場合には、衝突の危険があると判断して、車両の
搭乗者に危険を知らせる警報音または警報メッセージを
音声出力装置６に出力させる（ステップ５０２）。

【００５８】また、トラックＴｎの予測速度ＶＴｎ（ｔ
＋１）は、自車両とトラックＴｎとの相対速度を示して
おり、予測速度ＶＴｎ（ｔ＋１）が正の値であれば自車
両から離れていくことを示し、負の値であれば自車両に
接近していることを示す。さらに、予測速度ＶＴｎ（ｔ
＋１）の絶対値が例えば自車速度±１０ｋｍ／ｈの範囲
内であれば、トラックＴｎは静止目標であると見なすこ
とができる。

【００５９】したがって、処理装置３は、各トラックＴ
ｎの接近速度が予め設定された速度以上、すなわち予測
速度ＶＴｎ（ｔ＋１）が負の値で、かつ予測速度ＶＴｎ
（ｔ＋１）の絶対値が予め設定された速度以上であるか
否かを判定し（ステップ５０３）、接近速度が予め設定
された速度以上になったトラックＴｎがある場合、衝突
の危険があると判断して、警報音あるいは警報メッセー
ジを音声出力装置６に出力させる（ステップ５０２）。

【００６０】また、衝突予測時間ｔｎが正の値であれば
自車両から離れていくことを示し、負の値であれば自車
両に接近していることを示している。したがって、処理
装置３は、衝突予測時間ｔｎが負の値で、かつ衝突予測
時間ｔｎの絶対値が予め設定された時間以内であるか否
かを判定し（ステップ５０４）、衝突予測時間ｔｎが負
の値で、かつその絶対値が予め設定された時間以内であ
るトラックＴｎがある場合には、衝突の危険があると判
断して、警報音あるいは警報メッセージを音声出力装置
６に出力させる（ステップ５０２）。こうして、警報発
生処理が終了する。

【００６１】次に、処理装置３は、検出結果の表示処理
を行う。この表示処理では、まず現時刻が表示すべきタ
イミングであるかどうかを判定する（ステップ１０
７）。表示周期は、１スイープあるいは所定の時間（例
えば１秒）に設定されている。処理装置３は、現時刻が
表示すべきタイミングであれば、検出結果を表示装置５
の画面に表示させる。

【００６２】図１２は検出結果の１表示例を示す図であ
る。図１２（ａ）は、表示装置５の画面に、包絡線信号
Ｅｎｖ、プロットＰ、包絡線信号Ｅｎｖの４秒間の履
歴、トラックＴｎの４秒間の履歴等を表示した様子を示
す図である。図１２（ｂ）は、表示装置５の画面に、ト
ラックＴｎの予測位置ＤＴｎ（ｔ＋１）、予測速度ＶＴ
ｎ（ｔ＋１）、衝突予測時間ｔｎ、信頼度値ＴＱ等を表
示した様子を示す図である。

【００６３】以上のようなステップ１０１〜１０８の処
理がトリガ信号Ｔｒｉｇが入力される度、すなわち１ス
イープ毎に繰り返される。なお、本実施の形態では、レ
ーダ１が単数の場合について記載しているが、レーダ１
が複数の場合には、レーダ毎に同様の処理を行えばよ
い。

【００６４】また、本実施の形態では、表示装置５の画
面に図１２に示すような検出結果を表示しているが、実
際の車両に搭載する場合には、より簡単な表示形態の方
が好ましい。図１３は検出結果の他の表示例を示す図で
ある。図１３の例では、画面の中央に自車両と自車両に
搭載されたレーダとを表示し、その周囲に各レーダによ
って検出された目標を表示している。目標に付加された
矢印は、目標の予測速度ベクトルを示している。処理装
置３は、ステップ１０６の警報発生処理において衝突の
危険があると判断した場合、該当する目標を例えば赤色
で表示させることで警報を発する。これと同時に、音声
出力装置６からの警報出力を行ってもよい。

【００６５】また、本実施の形態では、物体までの距離
を測定するセンサとして、電磁波を放射するレーダを用
いているが、レーザ光を放射して受光するレーダを用い
てもよい。ただし、本発明では、障害物を探知する関係
上、車両の周囲を広い範囲にわたって走査する必要があ
る。電磁波を使用する場合には、レーダを動かすことな
く広い範囲にわたって走査することができる。これに対
して、レーザ光は鋭い指向性を有しているので、レーザ
光を使用する場合には、レーザ光を所定角度にわたって
掃引照射する必要があり、このための駆動機構が必要と
なる。したがって、車両用の障害物検出装置としては、
電磁波を放射するレーダを用いる方が好ましい。

【００６６】［実施の形態の２］実施の形態の１におけ
る処理装置３はコンピュータで実現することができる。
本発明の車両用障害物検出方法を実現させるためのプロ
グラムは、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリ
カード等の記録媒体に記録された状態で提供される。こ
の記録媒体をコンピュータの補助記憶装置に挿入する
と、媒体に記録されたプログラムが読み取られる。そし
て、コンピュータのＣＰＵは、読み込んだプログラムを
ＲＡＭあるいは大容量の記憶装置に書き込み、このプロ
グラムに従って図２で説明したような処理を実行する。
こうして、実施の形態の１と同様の動作を実現すること
ができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、電磁波を放射するレー
ダを用いることにより、気象条件に左右されない正確な
目標探知が可能となり、超音波センサに比べて誤作動の
確率を小さくすることができる。また、電磁波の性質上
遠距離探知が可能であり、比較的遠方の目標を早くから
探知することが可能になる。また、反射波の検出結果に
基づき障害物となり得る目標を探知し、目標の位置、目
標と自車両との相対速度及び目標と自車両の衝突予測時
間をリアルタイムで算出して、個々の目標と自車両の衝
突の危険性を予測し、衝突の危険性がある場合には警報
を発するので、交通事故を未然に防止し、搭乗者の安全
性向上を実現することができる。

【００６８】また、反射波の検出結果をサンプリングし
た各サンプル値について、その前後のサンプル値からし
きい値を算出し、このしきい値を超えるサンプル値を目
標として抽出することにより、目標を容易に探知するこ
とができ、前回のレーダ走査で探知した追尾中の目標と
新たに探知した目標との相互相関関係を判定して追尾中
の目標と新たに探知した目標とを対応付け、個々の目標
の運動状態を確定することにより、目標の位置、相対速
度及び衝突予測時間を容易に算出することができ、目標
の位置、相対速度及び衝突予測時間を予め設定された値
と比較することにより、目標と自車両の衝突の危険性を
容易に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態となる車両用障害
物検出装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の車両用障害物検出装置の動作を説明す
るためのフローチャート図である。

【図３】 レーダの送信波形を示す図である。

【図４】 目標探知処理を説明するためのフローチャー
ト図である。

【図５】 目標探知処理を説明するための信号波形図で
ある。

【図６】 目標探知処理を説明するための信号波形図で
ある。

【図７】 目標追尾処理を説明するためのフローチャー
ト図である。

【図８】 相関判定処理の具体例を説明するための信号
波形図である。

【図９】 位置平滑化処理の様子を示す図である。

【図１０】 目標更新処理を説明するためのフローチャ
ート図である。

【図１１】 警報発生処理を説明するためのフローチャ
ート図である。

【図１２】 検出結果の１表示例を示す図である。

【図１３】 検出結果の他の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１…レーダ、２…Ａ／Ｄ変換器、３…処理装置、４…メ
モリ、５…表示装置、６…音声出力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｓ 13/42 Ｇ０１Ｓ 13/42 13/60 13/60 Ｃ 13/93 13/93 Ｚ Ｇ０８Ｂ 21/00 Ｇ０８Ｂ 21/00 Ｈ Ｆターム(参考） 5C086 AA54 BA22 CA06 DA01 DA08 EA15 EA41 EA45 5H180 AA01 BB13 CC03 CC12 CC14 LL01 LL07 5J070 AB01 AB24 AC01 AC02 AC06 AE01 AF03 AH04 AH31 AK22 BF03 BF12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載可能な小型レーダから放射し
   た電磁波の反射波を検出して、この反射波の検出結果に
   基づき障害物となり得る目標を探知する第１の手順と、 前記目標の位置、前記目標と自車両との相対速度及び前
   記目標と自車両の衝突予測時間を算出する第２の手順
   と、 前記目標の位置、相対速度及び衝突予測時間に基づいて
   前記目標と自車両の衝突の危険性を予測し、衝突の危険
   性がある場合には警報を発する第３の手順とを有するこ
   とを特徴とする車両用障害物検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用障害物検出方法に
   おいて、 前記第１の手順は、前記反射波の検出結果をサンプリン
   グした各サンプル値について、その前後のサンプル値か
   らしきい値を算出し、このしきい値を超えるサンプル値
   を目標として抽出する手順であり、 前記第２の手順は、前回のレーダ走査で探知した追尾中
   の目標と新たに探知した目標との相互相関関係を判定し
   て追尾中の目標と新たに探知した目標とを対応付け、個
   々の目標の運動状態を確定して、前記目標の位置、相対
   速度及び衝突予測時間を算出する手順であり、 前記第３の手順は、前記目標の位置、相対速度及び衝突
   予測時間を予め設定された値と比較することにより前記
   目標と自車両の衝突の危険性があるか否かを判定する手
   順であることを特徴とする車両用障害物検出方法。
3. 【請求項３】 電磁波を放射して反射波を検出する、車
   両に搭載可能な小型レーダと、 障害物との衝突の危険性があることを知らせるための警
   報出力手段と、 前記レーダによる反射波の検出結果に基づき障害物とな
   り得る目標を探知し、前記目標の位置、前記目標と自車
   両との相対速度及び前記目標と自車両の衝突予測時間を
   算出し、この算出結果に基づいて前記目標と自車両の衝
   突の危険性を予測し、衝突の危険性がある場合には前記
   警報出力手段に警報を出力させる処理手段とを備えるこ
   とを特徴とする車両用障害物検出装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の車両用障害物検出装置に
   おいて、 前記処理手段は、前記反射波の検出結果をサンプリング
   した各サンプル値について、その前後のサンプル値から
   しきい値を算出し、このしきい値を超えるサンプル値を
   目標として探知し、前回のレーダ走査で探知した追尾中
   の目標と新たに探知した目標との相互相関関係を判定し
   て追尾中の目標と新たに探知した目標とを対応付け、個
   々の目標の運動状態を確定して、前記目標の位置、相対
   速度及び衝突予測時間を算出し、この算出結果を予め設
   定された値と比較することにより前記目標と自車両の衝
   突の危険性があるか否かを判定することを特徴とする車
   両用障害物検出装置。
5. 【請求項５】 車両の周囲の障害物を検出する車両用障
   害物検出プログラムを記録した記録媒体であって、 車両に搭載可能な小型レーダから放射した電磁波の反射
   波を検出して、この反射波の検出結果に基づき障害物と
   なり得る目標を探知する第１の手順と、 前記目標の位置、前記目標と自車両との相対速度及び前
   記目標と自車両の衝突予測時間を算出する第２の手順
   と、 前記目標の位置、相対速度及び衝突予測時間に基づいて
   前記目標と自車両の衝突の危険性を予測し、衝突の危険
   性がある場合には警報を発する第３の手順とをコンピュ
   ータに実行させるための車両用障害物検出プログラムを
   記録した記録媒体。
6. 【請求項６】 請求項５記載の記録媒体において、 前記第１の手順は、前記反射波の検出結果をサンプリン
   グした各サンプル値について、その前後のサンプル値か
   らしきい値を算出し、このしきい値を超えるサンプル値
   を目標として抽出する手順であり、 前記第２の手順は、前回のレーダ走査で探知した追尾中
   の目標と新たに探知した目標との相互相関関係を判定し
   て追尾中の目標と新たに探知した目標とを対応付け、個
   々の目標の運動状態を確定して、前記目標の位置、相対
   速度及び衝突予測時間を算出する手順であり、 前記第３の手順は、前記目標の位置、相対速度及び衝突
   予測時間を予め設定された値と比較することにより前記
   目標と自車両の衝突の危険性があるか否かを判定する手
   順であることを特徴とする記録媒体。