JP2853442B2 - 車間距離検出装置 - Google Patents

車間距離検出装置

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JP2853442B2 JP4052748A JP5274892A JP2853442B2 JP 2853442 B2 JP2853442 B2 JP 2853442B2 JP 4052748 A JP4052748 A JP 4052748A JP 5274892 A JP5274892 A JP 5274892A JP 2853442 B2 JP2853442 B2 JP 2853442B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車間距離検出装置、特に
割り込み等の急激な車間距離変化があった場合の車間距
離検出の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高速道路走行等における運転
者の運転操作低減や安全性向上などを目的とし、前方車
両との車間距離をレーザ光やミリ波、超音波等を用いて
検出し車両の走行を制御する走行制御システムが提案さ
れている。
【0003】このような制御システムでは、言うまでも
なく前方車両との車間距離をいかに正確に計測するかが
最重要課題であり、車間距離検出装置の精度や応答性を
向上させる試みが種々なされている。
【0004】例えば、本願出願人が先に提案した特願平
3−61691号では、レーダ装置からの距離データの
平均値を算出して前方車両との車間距離を検出する際
に、平均処理の演算時間を自車の速度、加速度、相対速
度等によって変化させる構成が示されている。平均化処
理の演算時間を長くすると、それだけ多くの距離データ
を処理することになり、より正確な車間距離を算出する
ことができ、また演算時間を短くすれば距離データ数は
少ないものの、短時間で車間距離を算出することができ
る。従って、前方車両と自車との走行状態に応じて演算
時間を適宜増減させることにより、必要な精度ないし時
間で車間距離を算出し、自車の走行制御等の制御パラメ
ータに供することができるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前方車
両の状態が急変した場合、例えば前方車両と自車との間
に第3の車両が割り込んできた場合等、車間距離検出装
置は迅速にこの車間距離変化を検出しなければならない
が、車間距離を検出する際にその都度距離データの平均
化処理を行っていたのでは、迅速に新たな車間距離(割
り込み車両との車間距離)を得ることができない問題が
あった。
【0006】例えば、時系列の距離データ5個の平均処
理で車間距離を算出している場合、割り込み車両との実
際の車間距離検出には5回の距離データ処理が必要とな
ってしまい、しかもその間の距離変化は全変化分の1/
5でしかない(時系列距離データのすべてが割り込み車
両との距離データとなるまでには5回のデータ採取が必
要)。従って、割り込まれたにもかかわらず正確な車間
距離検出が遅れてしまい、自車の直前に割り込み車両が
存在しているにもかかわらず表示車間距離は遠くを表示
する、あるいは車間警報が遅れるなどの問題が生じてし
まうのである。また、前方車両との相対速度は車間距離
の時間変化から算出されることが多いが、車間距離検出
の遅れは相対速度検出の遅れをも引き起こし、走行制御
を円滑に行うことができない問題も生じてしまう。
【0007】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は割り込み等の車間距離
の急変にも迅速に対応し、瞬時に正確な車間距離を算出
することが可能な車間距離検出装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の車間距離検出装置は、レーダ装置に
て検出された距離データを用いて前方車両までの車間距
離を算出する車間距離検出装置において、前記レーダ装
置にて時系列に検出された所定数の距離データに対し、
時系列的に大きくなる重みを用いて重み付け平均を算出
することにより車間距離を算出する演算手段とを有する
ことを特徴とする。
【0009】また、上記目的を達成するために、請求項
2記載の車間距離検出装置は、レーダ装置にて検出され
た距離データを用いて前方車両までの車間距離を算出す
る車間距離検出装置において、前記レーダ装置にて時系
列に検出された距離データの内、最新距離データRtと
その直前の距離データRt-1 を比較する比較手段と、こ
の比較手段にて最新距離データRt とその直前の距離デ
ータRt-1 との差が所定値以上であり、かつ次の最新距
離データRt+1 とその直前の距離データRt との差が所
定値以下であると検出された場合には最新距離データR
t+1 とその直前の距離データRt の平均を算出すること
により車間距離を算出する演算手段とを有することを特
徴とする。
【0010】
【作用】このように、請求項1記載の車間距離検出装置
では、割り込み等の急変を示す最新の距離データの重み
を大きくして平均化処理することにより、実際の車間距
離に近い値を応答性よく算出する。
【0011】また、請求項2記載の車間距離検出装置で
は、割り込み等の有無を隣接距離データの差異から判定
し、割り込み等の場合には割り込み後の隣接距離データ
のみを用いて平均化処理を行うことにより、応答性よ
く、かつ精度よく車間距離を算出する。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る車間距
離検出装置の好適な実施例を説明する。
【0013】第1実施例 図1には本実施例の車間距離検出装置を用いた走行制御
システムの構成ブロック図が示されている。車両のフロ
ント部にはスキャン型レーザレーダ装置10が設置され
る。周知のごとく、スキャン型レーザレーダ装置は細く
絞ったレーザビームを一定角度毎に水平面内でスキャン
させ、そのレーザビームが送信されてから物体に反射し
て返ってくるまでの時間より物体までの距離を測定する
装置であり、スキャン角度毎に物体までの距離が算出さ
れる。そして、スキャン型レーザレーダ装置10からの
距離データ及び角度データは制御コンピュータであるE
CU12に入力される。
【0014】一方、自車の車速を検出する車速センサ1
4、自車のステアリング角度を検出するステアリングセ
ンサ16及び本装置の作動をオン、オフするシステム作
動スイッチ18がそれぞれ車両の所定位置に設けられ、
その検出信号がECU12に供給される。ECU12は
各センサからの検出信号が入力される入力ポート12
a、入力された検出信号から車両前方に存在する障害物
を抽出する車両障害物認識部12b、抽出された前方車
両との車間距離や相対速度を算出する演算部12d、処
理信号を外部へ出力する出力ポート12e及びデータを
格納するメモリ12fを含んで構成されており、前方車
両との車間距離や相対速度に応じて出力ポート12eか
ら制御信号を出力し、スロットルアクチュエータ20や
ブレーキアクチュエータ22を作動させて車両の走行を
制御する構成である。
【0015】ここで、本実施例において特徴的なこと
は、スキャン型レーザレーダ装置10で得られた時系列
距離データに対し、演算部12dが重み付け平均を算出
することにより車間距離を算出する点にある。
【0016】以下、図2のフローチャートを用いてEC
U12の動作を説明する。システム作動スイッチ18を
ONすると(S101)、システムの初期設定ならびに
異常検出が行われる(S102)。そして、レーザレー
ダ装置10を作動させてレーザ光を射出する(S10
3)。物体からの反射光を受信した場合には計測終了と
なり(S104)、距離rt の算出が行われる(S10
5)。この距離計算は、レーザ光射出から受信までの時
間を計測して行われる。なお、反射光を受信できなかっ
た場合にも、所定時間経過した後には計測終了とし、前
方車両が存在しないと判定する。
【0017】距離rt が算出された後、この距離rt の
補正が行われる(S106)。この距離補正はレーザレ
ーダ装置10のオフセット量であり、予め受信強度C1
や回路定数C2 を求めておき、距離rt にこれら定数を
加算することにより補正が行われる。すなわち、距離R
t =rt +C1 +C2 である。順次算出された距離デー
タRt はメモリ12fに順次格納される(S107)。
【0018】そして、演算部12dではメモリ12fに
格納された所定数(本実施例では5個)の時系列距離デ
ータRt を平均化処理して前方車両との車間距離を算出
するが、演算部12dはこれら時系列距離データRt の
単純な平均値を算出するのではなく、時系列的に大きく
なる重みで重み付け平均を算出することにより車間距離
を算出する(S108)。例えば、最新の距離データか
ら順次過去に遡った場合の5個の距離データをRt 、R
t-1 、Rt-2 、Rt-3 、Rt-4 とし、これらの距離デー
タに対し、それぞれ10、5、3、2、1の重みを割り
当てて重み付け平均を算出する。すなわち、車間距離R
Rt は、 RRt =(10・Rt +5・Rt-1 +3・Rt-2 +2・
Rt-3 +1・Rt-4 )/21となる。
【0019】このように、最新の距離データの重みを大
きくすることにより、第3の車両が割り込んできた場合
でも、この割り込み後の実際の距離データRt の値が大
きな重みをもっているため平均化された値もこの実際の
車間距離に近い値をとることが可能となる。
【0020】なお、本実施例では時系列距離データ5個
に対し、上述した重みをそれぞれ割り当ててある程度の
精度を維持しつつ変化への応答性に優れた車間距離検出
を行ったが、データ数及び重み付けの配分は本実施例の
車間距離検出装置が使用されるシステムの性格、例えば
精度が求められるもの、あるいは応答の速さが求められ
るもの、に応じて適宜設定することができるのは言うま
でもない。
【0021】第2実施例 前述した第1実施例においては、データ数を5個に固定
して平均化処理を行ったが、本第2実施例では割り込み
発生を距離データの急変から自動判定し、この場合には
暫定的に2個の距離データを用いて平均化処理を行う場
合を示す。
【0022】基本構成は前述した第1実施例と同様であ
り、スキャン型レーザレーダ装置10にて得られた距離
データはECU12に入力され、さらに補正が行われた
後メモリ12fに格納される。そして、演算部12dが
平均化処理して車間距離を算出した後、出力ポート12
eを介してスロットルアクチュエータ20、ブレーキア
クチュエータ22を制御する構成である。
【0023】図3には本第2実施例におけるECU12
の動作フローチャートが示されている。S201〜S2
07は前述したS101〜S107と同様のステップで
あり、レーザレーダ装置10にて得られた距離データが
補正された後、順次メモリ12fに格納される。
【0024】次に、演算部12dは格納された時系列距
離データの内、最新の距離データRt とその直前の距離
データRt-1 との差分の絶対値を算出し、その差分の絶
対値を所定値Aと比較する(S208)。第3の車両が
割り込んできた場合、最新の距離データRt は割り込み
後の値を示しているが、その直前の距離データRt-1は
割り込み前の値を示しているため、その差分の絶対値は
大きくなり、所定値A以上となる。また、何らかのノイ
ズが最新距離データRt-1 に混入した場合にも同様に所
定値A以上となると考えられる。そこで、差分の絶対値
が所定値A以上となった場合には、とりあえず前回に算
出した車間距離RRt-1 を今回の車間距離Rt として採
用し(S209)、再び最新の距離データRt+1 をRt
としてメモリ12fに格納してS208の比較ステップ
に移行する。
【0025】割り込みがあった場合、前述の時刻tにお
ける最新距離データRtはこの割り込み後の距離を示
し、かつ次の処理時刻t+1における最新距離データR
t (この場合、時刻tにおける最新の距離データはRt-
1 となっている)も割り込み後の距離を示しているから
両データに大きな相違はなく、従ってS208にてNO
と判定される。一方、前回の最新距離データRt-1 にノ
イズが混入している場合には今回もYESと判定され、
引き続いて前回の車間距離RRt-1 が車間距離として採
用される。そして、NOと判定された場合には前回の処
理におけるS208のステップでYESと判定されたか
否か、すなわち|Rt-1 −Rt-2 |>Aであるか否かが
判定される(S210)。
【0026】割り込みの場合には前述したように|Rt-
1 −Rt-2 |>Aの条件を満たしていたのでYESと判
定され、この場合には今回の最新距離データRt (時刻
t+1における最新データ)とその直前の距離データR
t-1 (時刻tにおける最新距離データ)だけを用いて、
車間距離RRt を RRt =(RRt +RRt-1 )/2 により算出する(S211)。
【0027】一方、前回も今回も|Rt-1 −Rt-2 |>
Aの条件を満たさなかった場合には、割り込み等の急変
やノイズの混入もなかったと判定し、5個の距離データ
の単純平均を算出して車間距離を算出する(S21
2)。
【0028】このように、本第2実施例では割り込みが
あったことを距離データの急変から判定し、割り込み後
の距離データのみを用いて車間距離を算出しているの
で、より精度よく、かつ応答性よく車間距離を算出する
ことが可能となる。
【0029】なお、本実施例のS212では単純平均に
より車間距離を算出したが、前述した第1実施例のごと
く重み付け平均を算出して車間距離を算出してもよい。
【0030】また、上記第1、第2実施例ではレーザレ
ーダ装置を用いたが、超音波やミリ波レーダ装置等を用
いてもよいことは言うまでもない。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車間
距離検出装置によれば、割り込み等の車間距離の急変を
応答性よく、かつ精度よく検出することができ、走行制
御システムに組み込んだ場合などのシステムの信頼性を
著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図2】同実施例の動作フローチャート図である。
【図3】他の実施例の動作フローチャート図である。
【符号の説明】
10 レーザレーダ装置 12 ECU 20 スロットルアクチュエータ 22 ブレーキアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/00 - 7/62 G01S 13/00 - 17/88

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ装置にて検出された距離データを
    用いて前方車両までの車間距離を算出する車間距離検出
    装置において、 前記レーダ装置にて時系列に検出された所定数の距離デ
    ータに対し、時系列的に大きくなる重みを用いて重み付
    け平均を算出することにより車間距離を算出する演算手
    段と、 を有することを特徴とする車間距離検出装置。
  2. 【請求項2】 レーダ装置にて検出された距離データを
    用いて前方車両までの車間距離を算出する車間距離検出
    装置において、 前記レーダ装置にて時系列に検出された距離データの
    内、最新距離データRtとその直前の距離データRt-1
    を比較する比較手段と、 この比較手段にて最新距離データRt とその直前の距離
    データRt-1 との差が所定値以上であり、かつ次の最新
    距離データRt+1 とその直前の距離データRtとの差が
    所定値以下であると検出された場合には最新距離データ
    Rt+1 とその直前の距離データRt の平均を算出するこ
    とにより車間距離を算出する演算手段と、 を有することを特徴とする車間距離検出手段。
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