JP3580288B2 - 車間距離計測装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車両を検知して、検知した先行車両までの車間距離を計測する車間距離計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両に搭載され、車両前方の先行車を検出するレーダ装置として、特開平7−128437号公報に開示されているものがある。この従来のレーダ装置は、先行車両を検出している場合には、走行中の道路の曲率と先行車両までの距離とに基づいてレーダ装置のビーム照射方向の偏向角を決定し、先行車両を検出していない場合には、道路の曲率と所定距離とに基づいて偏向角を決定し、これらの偏向角に基づいて、レーダ装置からビームを照射している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーダ装置では、先行車両の中心位置がレーダ装置から照射されるビームの中心線上にくるようにしていたので、先行車両を認識している状態で、先行車両と自車両との間に割り込んでくる車両が存在する場合には、右側車線から割り込まれる場合と、左側車線から割り込まれる場合とで、割込車両を検出するタイミングが異なっている。
【0004】
本発明の目的は、先行車両が照射範囲から外れない範囲で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更する車間距離計測装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図1,図6を参照して本発明を説明する。
(1)請求項1の発明は、所定の照射範囲を有し、自車両と自車線上を走行する先行車両(以下、単に「先行車両」と呼ぶ)との車間距離を検出するレーダ装置130と、自車両が走行する道路の曲率半径を算出する曲率半径算出装置100と、自車両と先行車両との間で、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を想定する想定装置100と、レーダ装置130の照射方向を制御する制御装置100,133とを備え、制御装置100,133は、レーダ装置130により検出された先行車両までの距離と、曲率半径算出装置100により算出された曲率と、想定装置100により想定された距離とに基づいて、先行車両を認識している時は、先行車両が照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが、等しくなるように照射方向を変更することにより、上記目的を達成する。
(2)請求項2の発明は、請求項1の車間距離計測装置において、制御装置100,133は、レーダ装置130により検出された先行車両までの距離と、曲率半径算出装置100により算出された曲率と、想定装置100により想定された距離と、レーダ装置130の照射位置と自車両の中心位置とのオフセット量とに基づいて、先行車両を認識している時は、先行車両が照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする。
(3)請求項3の発明は、請求項1または2の車間距離計測装置において、想定装置100は、先行車両までの距離の半分の距離を、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離に想定することを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1または2の車間距離計測装置において、隣接車線を走行している車両が自車両と先行車両との間に割り込んできた場合に、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との関係を示す距離データを記憶する記憶装置160と、記憶装置160に記憶された距離データに基づいて、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との相関式を算出する相関式算出装置100とをさらに備え、想定装置100は、相関式算出装置100により算出された相関式と、レーダ装置130により検出された先行車両までの距離とに基づいて、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出することを特徴とする。
(5)請求項5の発明は、請求項4の車間距離計測装置において、相関式算出装置100は、記憶装置160に記憶されている距離データの数が所定の数以上の時に、相関式を算出することを特徴とする。
(6)請求項6の発明は、請求項4または5の車間距離計測装置において、相関式算出装置100は、記憶装置160に記憶されている距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とすることを特徴とする。
(7)請求項7の発明は、請求項6の車間距離計測装置において、予め定めた式は、先行車両までの距離をDp、割り込んできた車両までの距離をDcとすると、Dc=0.5×Dpであることを特徴とする。
【0006】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図1,図6と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏する。
(1)請求項1〜7の発明によれば、先行車両を認識している時に、先行車両が照射範囲に収まる範囲で、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更するので、左側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間と右側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間とをほぼ等しくすることができる。
(2)請求項2の発明によれば、レーダ装置の照射位置が自車両の中心位置からオフセットしている場合でも、先行車両が照射範囲に収まる範囲で、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更するので、左側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間と右側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間とを等しくすることができる。
(3)請求項4の発明によれば、自車両と先行車両との間に割り込んできた車両までの距離と、先行車両までの距離との関係を示す距離データを記憶し、記憶されている距離データと実際の先行車両までの距離とに基づいて、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出するので、実際の走行環境に応じた割り込み位置までの距離を算出して、レーダ装置の照射方向を定めることができる。
(4)請求項5の発明によれば、距離データの数が所定の数以上の時に、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との相関式を算出するので、相関式の精度を向上させることができる。
(5)請求項6の発明によれば、距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とするので、少ない距離データに基づいた信頼性の低い相関式が算出されるのを防ぐことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明による車間距離計測装置の第1の実施の形態の構成を示す図である。第1の実施の形態の車間距離計測装置は、コントローラ100と、車速センサ110と、ヨーレートセンサ120と、レーダ装置130と、スロットルアクチュエータ140と、ブレーキアクチュエータ150とを備える。車速センサ110は、自車両の走行車速を検出する。ヨーレートセンサ120は、自車に発生するヨーレート、すなわち、車両の重心を通る鉛直線の周りの回転角(ヨー角)の変わる速さを検出する。
【0009】
レーダ装置130は、送光部131と、受光部132と、駆動回路133とを備える。送光部131は、自車両の前方に向けて、所定の広がり角を有するレーザビームを送出する。受光部132は、送光部131から送出されたレーザビームが、先行車両に反射して戻ってくる光を受光する。このレーザビームが送出されてから先行車両に反射して受光するまでの時間に基づいて、先行車両までの距離を算出することができる。駆動回路133は、コントローラ100からの指示信号に基づいて、送光部131と受光部132とを駆動することができる。
【0010】
コントローラ100は、車速センサ110で検出した車速と、ヨーレートセンサ120で検出したヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の自車位置における道路曲率を算出する。また、算出した道路曲率等を参照して、レーダ装置130を用いて検出した車両が自車線を走行しているのか、隣接車線を走行しているのかを判定する。この判定結果に応じて、レーダ装置130の送光部131から送出されるレーザビームを水平方向に偏向させるためのステア角を算出する。ステア角の算出は、後述するように、道路曲率と先行車両情報とに基づいて行う。レーダ装置130の駆動回路133は、コントローラ100で算出されたステア角に基づいて、送光部131から送出されるレーザビームのステア角を制御する。また、先行車との距離を一定に保つ制御を行っている時は、先行車両が自車線を走行していると判定した場合に、スロットルアクチュエータ140とブレーキアクチュエータ150とを制御して、先行車までの距離を一定に保つ。
【0011】
次に、レーザビームのステア角の算出方法を、図2(a)〜(c)を用いて説明する。まず、自車両10が走行している道路の曲率半径R(m)は、次式(1)にて算出することができる。
1/R=π/180×ψ/Vs …(1)
ただし、Vs(m/s):自車両の速度、ψ(deg/s):ヨーレート
【0012】
ヨーレートψが0deg/sの時、すなわち、自車両10が直線路を走行している場合には、図2(a)に示すように、レーザビーム11は車両正面に向けて発射される。レーザビーム11は、水平方向に所定の角度の広がり(広がり角φ)を有する。この広がり角φを有するレーザビーム11のエッジが、自車両が走行しているレーンの両端の線12と交わる地点までの距離Drは、次式(2)で表される。
Dr=w/2tan(φ/2) …(2)
ただし、w:自車線の幅(m)、φ:レーザビームの広がり角(deg)
【0013】
例えば、車線幅w=3.5(m)、レーザビーム11の広がり角φ=2(deg)の場合には、Dr=100(m)となる。この場合、自車両10から100m以内の距離にて車両を検知した場合には、その車両は確実に自車線内に存在すると判断することができる。一方、100m以遠の距離では、隣接車線を走行している車両も検知可能であるので、100m以遠の距離において車両を検知しても、自車線を走行している先行車両と断定することはできない。従って、レーザビーム11のエッジが自車線を定める両端の線12と交わる距離以内で検知された車両のみを、自車線上の先行車両として認識することができる。これは、自車両がカーブを走行している場合でも同じである。
【0014】
図2(b)は、自車両10がカーブを走行している状態を示す図である。先行車両がまだ検知されていない状態では、自車線を走行している先行車を検知するために、所定距離Dvの地点において、レーザービーム11の中心軸13と自車線の中心線14とが交差するように、レーザービーム11のステア角を決定する。すなわち、ステア角θは、次式(3)により求めることができる。
θ=sin−1(Dv/2R) …(3)
例えば、道路の曲率R=1000、Dv=80(m)の場合には、θ=2.29度となる。また、所定距離Dvは、自車両の速度Vsと道路曲率Rとに基づいて決定する。
【0015】
図2(c)は、自車両10がカーブを走行している時に、先行車両15を検知している時の状態を示す図である。本発明による車間距離計測装置のレーザビームのステア角の算出方法を説明する前に、従来技術によるステア角の算出方法について説明しておく。従来の方法では、先行車両15までの距離がDpの場合、距離Dpの地点において、レーザビーム11の中心軸13と自車線の中心線14とが交差する方向にレーザビーム11をステアする。これにより、先行車両15をレーザビーム11の中央で捉えることができる。
【0016】
先行車両15を検知している状態にて、隣接車線を走行している車両16,17が、距離Dpよりも近い位置に割り込んでくる場合について考える。図2(c)に示すように、距離Dpよりも近い位置では、レーザビーム11の検知範囲は自車線の右寄りとなっている。従って、右側の隣接車線から割り込んでくる車両16は早期に検知することができるが、左側の隣接車線から割り込んでくる車両17の検知は遅くなる。すなわち、隣接車線を走行している車両が右側から割り込んでくる場合と左側から割り込んでくる場合とでは、検知時間が異なることになる。
【0017】
図2(c)を用いて説明したように、先行車両15を検知している状態で、先行車両15の位置において、レーザビーム11の中心軸13と自車線の中心線14とが交差するようにレーザビーム11のステア角を決定すると、カーブを走行している時には、割り込んでくる車両の検知タイミングが左右で異なる現象が生じる。本発明による車間距離計測装置では、先行車両を非認識とせずに、車両が割り込んでくる可能性の高い距離付近でのレーザビーム11の検知範囲を、自車線の中心線14に対して可能な限り左右均等となるようにステア角を決定する。この方法について説明する。
【0018】
図3(a)は、自車両からの距離D(m)とレーザービームのステア角θとの関係を示す図である。ステア角θは、自車両の進行方向に対して右方向が+(プラス)、左方向が−(マイナス)である。自車両が走行する車線の車線幅w=3.5(m)、道路の曲率R=1000(m)、レーザビーム11の広がり角φ=2(deg)とする。自車線内に先行車が存在する場合には、先行車を認識エリア(検知範囲)内に収めつつ、レーザービームのステア角θを変更しなければならない。先行車を認識エリア内に収めるためには、
(1)先行車がレーザビーム11からはずれないこと
(2)先行車までの距離の位置におけるレーザビーム11が自車線の車線幅をはみ出さないこと
の2つの条件を満たす必要がある。
【0019】
図3(a)に示すライン▲1▼は、先行車をレーザビーム11の中心で捉える場合のステア角である。レーザビーム11は広がり角φを有しているので、ライン▲1▼を中心として±φ1/2の範囲内であれば、ステア角θを変更しても先行車がレーザビーム11からはずれることはない。2本のライン▲2▼は、ライン▲1▼を基準として、上下にθ=±φ/2平行移動させたものである。従って、ステア角θが2本のライン▲2▼で挟まれる領域内であれば、先行車がレーザビーム11からはずれることはない(条件(1))。
【0020】
上述した(2)の条件である、先行車までの距離の位置におけるレーザビーム11が自車線の車線幅をはみ出さないステア角θを求めるためには、その距離の位置において、レーザビーム11の右エッジと左エッジがそれぞれ自車線と交差するときのステア角θを求めればよい。ここで、右エッジとは広がり角φを有するレーザビーム11の右端のことであり、左エッジとは左端のことである。この先行車までの距離と角度との関係をライン▲3▼に示す。ライン▲3▼に示すように、先行車までの距離が大きくなるほど、レーザビーム11の右エッジと自車線とが交差するときのステア角θは小さくなり、左エッジと自車線とが交差するときのステア角θは大きくなる。
【0021】
以上より、先行車を自車線内に存在する車両と認識できる範囲のステア角θは、2本のライン▲2▼で挟まれる領域とライン▲3▼で挟まれる領域とを満たす必要があるので、ステア角θを変更できる限界領域は、太い破線で示されるライン▲4▼となる。例えば、先行車までの距離Dpが60mの場合には、自車線内に存在する先行車を認識できるステア角θは、図3(a)に示す斜線部分の1.05〜2.39度である。
【0022】
次に、自車両と先行車両との間に、隣接車線を走行している車両が割り込んでくる可能性の高い距離について考える。一般的には、自車両と先行車両との中間に割り込んでくるケースが多いので、割り込み可能性の高い距離DcをDp/2とする。従って、先行車までの距離Dpが60mの場合には、Dc=30mとなる。
【0023】
ここで、距離Dcの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためには、レーザビーム11のステア角θを距離30mの位置におけるライン▲1▼の値に近づければよい。図3(a)より、距離30mの位置におけるライン▲1▼の値は、0.86度である。ただし、上述したように、先行車両を認識できるステア角θは、1.05度以上2.39度以下の範囲であるので、60mの距離に存在する先行車両を認識しつつ、30mの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためのステア角θは1.05度となる。
【0024】
図3(b)は、従来の方法によりレーザービーム11の中心で先行車15を捉えるときの図であり、このときのステア角θはθ1となる。上述したように、自車両10と先行車両15との間に車両が割り込んでくる場合、右側の隣接車線から割り込んでくる車両16は早期に検知することができるが、左側の隣接車線から割り込んでくる車両17の検知は遅くなる。
【0025】
これに対し、ステア角θを1.05度としたときのレーザービームの状態を図3(c)に示す。このときのステア角θ2(=1.05度)は、図3(b)に示すステア角θ1よりも小さいので、レーザビーム11は、図3(b)に示す位置よりもカーブの外側に向けられている。これにより、右側の隣接車線から割り込んでくる車両16と、左側の隣接車線から割り込んでくる車両17を、ほぼ同じタイミングにて検知することができる。この場合にも、自車線を走行している先行車両15はレーザビーム11にて捉えているので、非認識となることはない。
【0026】
図4は、第1の実施の形態において、レーザービームのステア角を決定する手順を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ100にて行われ、図示しないイグニッションキーがオンされた時、もしくは操作者の図示しないスイッチ操作により、レーザービームを作動させる命令が送られてきた時に始まる。ステップS100では、車速センサ110で検出した車速と、ヨーレートセンサ120で検出したヨーレートとを読み込んで、ステップS101に進む。ステップS101では、ステップS100で読み込んだ車速とヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の曲率Rを算出する(式(1))。道路の曲率Rを算出するとステップS102に進む。
【0027】
ステップS102では、自車線にて先行車を認識しているか否かを判定する。先行車を認識していると判定するとステップS104に進み、認識していないと判定するとステップS103に進む。なお、先行車を認識しているか否かの判定は、レーダ装置130から送られる信号に基づいて行う。ステップS103では、先行車を認識していないので、所定距離DvとステップS101で算出した道路の曲率Rとに基づいて、ステア角θを算出する(式(3))。ステア角θを算出するとステップS106に進む。
【0028】
一方、ステップS104では、先行車までの距離Dpに基づいて、自車両と先行車との間に割り込んでくる可能性の高い距離Dcを算出する。なお、先行車までの距離Dpは、レーダ装置130を用いて検出する。距離Dcを算出するとステップS105に進む。ステップS105では、先行車までの距離Dp、ステップS104で算出した距離Dc、ステップS101で算出した道路の曲率Rとに基づいて、ステア角θを算出する。ステア角θの算出は、図3(a)を用いて説明した方法により行えばよいが、予め隣接車線を走行している車両までの距離Dcと先行車までの距離Dpとに基づいてステア角θを算出するためのテーブルを用意しておいてもよい。ステア角θを算出するとステップS106に進む。
【0029】
ステップS106では、ステップS103,S105で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアするための信号をレーダ装置130の駆動回路133に送信する。信号を受信した駆動回路133は、この信号に基づいて送光部131を駆動して、レーザビームをステアする。例えば、ステップS103で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアした場合には、ビーム全体が距離Dvの位置にて、中央ビームの中心軸と自車線の中央線とが交差する方向に向けられる。また、ステップS105で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアした場合には、先行車を非認識としない範囲で、かつ、距離Dcの位置において、隣接車線から割り込んでくる車両の検知タイミングが左右にて、できるだけ均等となるような方向に向けられる。
【0030】
ステップS106で、レーザビームをステアするとステップS100に戻る。以後、ステップS100からステップS106までの処理が繰り返し行われる。
【0031】
以上、第1の実施の形態における車間距離計測装置によれば、認識している先行車両を非認識とせずに、隣接車線から割り込んでくる可能性の高い距離の位置において、隣接車線から割り込んでくる車両の検知タイミングが左右においてできるだけ均等となるようにレーザビーム11のステア角を決定するので、カーブの外側の隣接車線から車両が割り込んできた場合の検知時間が遅くなるという不都合を解消することができる。
【0032】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態の車間距離計測装置では、自車両の中心位置からレーザビームを送出するようにしている。第2の実施の形態の車間距離計測装置では、レーザビームを送出するレーダ装置130の送光部131が自車両の中心に対してオフセットした位置に取り付けられている。以下では、レーザビームが自車両の中心に対してずれた位置から送出される場合について、図5を用いて説明する。
【0033】
図5(b)は、レーダ装置130の送光部131が、自車両10の中心から左側にオフセットした位置に取り付けられている場合を示している。この場合、自車両が直線路を走行している場合でも、従来技術のように、先行車両15をレーザビーム11の中心軸13にて捉えるためには、レーザビーム11を偏向させる必要がある。先行車両15までの距離をDpとすると、距離Dpの位置においてレーザビーム11の中心軸13と自車線の中心線14とが交差するときのステア角θは、次式(4)により求めることができる。
θ=sin−1(X/Dp) …(4)
ただし、Xは、自車両の中心に対するレーザビーム11の送出位置のオフセット量(m)である。
【0034】
例えば、オフセット量X=0.5m、Dp=60mの場合、ステア角θは0.48度となる。この場合、図5(b)に示すように、左側の隣接車線から割り込んでくる車両17は早期に検知することができるが、右側の隣接車線から割り込んでくる車両16の検知は遅くなる。このため、左側と右側から割り込んでくる車両の検知タイミングを等しくするためには、レーザビーム11のステア角を変更する必要がある。この方法について説明する。
【0035】
図5(a)は、自車両からの距離D(m)とレーザービームのステア角θとの関係を示す図である。ステア角θは、自車両の進行方向に対して右方向がプラス、左方向がマイナスである。自車両が走行する車線の車線幅w=3.5(m)、オフセット量X=0.5(m)、レーザビーム11の広がり角φ=2(deg)とする。また、図5(a)に示すライン▲1▼〜▲4▼の意味は、それぞれ図3(a)に示すライン▲1▼〜▲4▼と同じである。すなわち、ライン▲1▼は、先行車をレーザビーム11の中心で捉える場合のステア角、ライン▲2▼は、ライン▲1▼を基準として、上下にθ=±φ/2平行移動させたときのステア角を示す。また、ライン▲3▼は、先行車までの距離の位置において、レーザビーム11の右エッジと左エッジがそれぞれ自車線と交差するときのステア角、ライン▲4▼は、先行車両を非認識としない限界のステア角を示す。
【0036】
先行車までの距離Dpが60mの場合、図3(a)を用いて説明した方法と同様の方法により、すなわち、ライン▲4▼に基づいて先行車を自車線内に存在する車両として認識できるステア角θを求めると、−0.19度〜1.15度となる。ここで、第1の実施の形態と同様に、割り込み可能性の高い距離Dcを30mとすると、距離Dcの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためには、レーザビーム11のステア角θを距離30mの位置におけるライン▲1▼の値に近づければよい。図5(a)より、距離30mの位置におけるライン▲1▼の値は、0.95度である。この値は、上述した先行車両を認識できるステア角の範囲、すなわち、−0.19度以上1.15度以下であるので、60mの距離に存在する先行車両を認識しつつ、30mの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためのステア角θは0.95度となる。
【0037】
ステア角θを0.95度としたときのレーザービームの状態を図5(c)に示す。このときのステア角θ4(=0.95度)は、図5(b)に示すステア角θ3(=0.48度)よりも大きいので、レーザビーム11は、図5(b)に示す位置よりも進行方向右側に向けられている。これにより、右側の隣接車線から割り込んでくる車両16と、左側の隣接車線から割り込んでくる車両17を、ほぼ同じタイミングにて検知することができる。この場合にも、自車線を走行している先行車両15はレーザビーム11にて捉えているので、非認識となることはない。
【0038】
なお、レーザービームのステア角を決定する手順は、図4に示すフローチャートと同じものとなるので、フローチャートおよびその説明は省略する。
【0039】
以上、第2の実施の形態における車間距離計測装置によれば、レーザビーム11の送出位置が自車両の中心からオフセットした位置にある場合でも、認識している先行車両を非認識とせずに、隣接車線から割り込んでくる可能性の高い距離の位置において、左右から割り込んでくる車両の検知タイミングをほぼ均等とすることができる。
【0040】
(第3の実施の形態)
第1,第2の実施の形態では、割り込み可能性の高い距離Dcを先行車までの距離Dpの半分として算出した。しかし、実際の走行環境では、車両が割り込んでくる位置までの距離は異なることが予測される。この場合、様々な道路環境において、先行車までの距離と割り込み車両までの距離とのデータを取得しておき、取得したデータに基づいて、実際の走行環境下での距離Dcを算出することも考えられるが、全ての道路環境におけるデータを取得することは、事実上不可能である。第3の実施の形態における車間距離計測装置は、割り込み可能性の高い距離Dcを、実際の走行環境に応じて走行中に学習させることによって、様々な道路環境下で割り込み検知タイミングを左右で均等にする。
【0041】
図6は、第3の実施の形態における車間距離計測装置の構成を示す図である。第3の実施の形態における車間距離計測装置は、第1,第2の実施の形態における車間距離計測装置の構成に記憶装置160を加えたものである。この記憶装置160には、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出したときに、先行車両までの距離Dpと割り込み車両までの距離Dcとが1組として記憶される。
【0042】
図7は、第3の実施の形態において、レーザービームのステア角を決定する手順を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ100にて行われ、図示しないイグニッションキーがオンされた時、もしくは操作者の図示しないスイッチ操作により、レーザービームを作動させる命令が送られてきた時に始まる。なお、図4に示すフローチャートの処理手順と同じ処理を行うステップには、同一の符号を付す。以下では、図4に示すフローチャートの処理と異なる処理を中心に説明する。
【0043】
ステップS100では、車速センサ110で検出した車速と、ヨーレートセンサ120で検出したヨーレートとを読み込んで、ステップS101に進む。ステップS101では、ステップS100で読み込んだ車速とヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の曲率Rを算出し、ステップS102に進む。ステップS102では、自車線にて先行車を認識しているか否かを判定する。先行車を認識していると判定するとステップS200に進み、認識していないと判定するとステップS103に進む。ステップS103では、先行車を認識していないので、所定距離DvとステップS101で算出した道路の曲率Rとに基づいて、ステア角θを算出する(式(3))。ステア角θを算出するとステップS106に進む。
【0044】
ステップS200では、割り込みが発生したか否か、すなわち、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両があったか否かを判定する。割り込みが発生したと判定するとステップS201に進み、割り込みが発生していないと判定するとステップS205に進む。ステップS201では、割り込みが発生した時の先行車までの距離Dpと、割り込んできた車両までの距離Dcaとを1組として、記憶装置160に記憶する。なお、以下では、距離Dpと距離Dcaとの組み合わせを1組の距離データと呼ぶ。1組の距離データを記憶するとステップS202に進む。
【0045】
ステップS202では、記憶装置に記憶された1組の距離データの数Nが、所定数p以上であるか否かを判定する。この判定は、データ数が少ないと、割り込んでくる可能性の高い距離Dcを精度良く算出することができなくなるからである。所定数pは、例えば10である。1組の距離データの数Nが、所定数p以上であると判定するとステップS203に進み、所定数pよりも少ないと判定するとステップS204に進む。ステップS203では、記憶装置160に所定数p以上記憶されている距離データに基づいて、先行車までの距離Dpと、割り込んでくる可能性の高い位置までの距離Dcとの相関式を算出する。相関式を算出するとステップS206に進む。一方、ステップS204では、予め設定されている式Dc=0.5×Dpを相関式として設定し、ステップS206に進む。
【0046】
ステップS205では、前回のフローにて使用した割り込んできた車両までの距離Dcを算出するための相関式を、コントローラ100の図示しないメモリから読み込む。相関式を読み込むとステップS206に進む。ステップS206では、距離DpとDcとの相関式と、レーダ装置130により検出される実際の先行車までの距離Dpとに基づいて、割り込んでくる可能性の高い距離Dcを算出する。距離DpとDcとの相関式は、ステップS205を経てステップS206に進んだ場合にはステップS205で読み込んだ式、ステップS203を経てステップS206に進んだ場合にはステップS203で算出した式、ステップS204を経てステップS206に進んだ場合にはステップS204で設定した式を用いる。このステップS206で用いた相関式は、コントローラ100の図示しないメモリに記憶される。距離Dcを算出するとステップS105に進む。
【0047】
ステップS105では、先行車までの距離Dp、ステップS206で算出した距離Dc、ステップS101で算出した道路の曲率半径Rに基づいて、ステア角θを算出する。ステア角θを算出するとステップS106に進む。ステップS106では、ステップS105で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアし、ステップS100に戻る。以後、ステップS100からステップS106までの処理が繰り返し行われる。
【0048】
以上、第3の実施の形態の車間距離計測装置によれば、割り込みが発生したときの先行車両までの距離Dpと割り込み車両までの距離Dcに関するデータを収集し、このデータに基づいて隣接車線から車両が割り込んでくる可能性の高い距離Dcを算出するので、実際の走行環境に対応した距離Dcを算出することができ、その距離の位置において左右から割り込んでくる車両の検知タイミングをほぼ均等とすることができる。
【0049】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、レーダ装置130から送出されるレーザビームは、所定の広がり角を有するものであり、このレーザビームのステア角θを変更する制御を行ったが、例えば、広がり角が小さいレーザビームを左右方向に振ることによって、左右から割り込んでくる車両の検知タイミングが均等になるような構成としてもよい。
【0050】
また、第1,第2の実施の形態では、隣接車線から車両が割り込んで来る可能性の高い位置までの距離を、先行車両までの距離の半分としたが、この距離は、自車両と先行車両との間の任意の位置までの距離とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車間距離計測装置の第1の実施の形態の構成を示す図である。
【図2】レーザービームのステア角の算出方法について説明するための図であり、図2(a)は直進走行時、図2(b)はカーブを走行時、図2(c)はカーブ走行時に先行車両を認識している時を示している。
【図3】図3(a)は、自車両からの距離D(m)とレーザービームのステア角θとの関係を示す図、図3(b)は、ステア角θを0度としたときの図、図3(c)は算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアしたときの図である。
【図4】レーザービームのステア角を決定する手順を示す第1の実施の形態のフローチャートである。
【図5】レーザビームの送出位置が自車両の中心からオフセットした状態で、図5(a)は、自車両からの距離D(m)とレーザービームのステア角θとの関係を示す図、図3(b)は、ステア角θを0度としたときの図、図3(c)は算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアしたときの図である。
【図6】本発明による車間距離計測装置の第3の実施の形態の構成を示す図である。
【図7】レーザービームのステア角を決定する手順を示す第3の実施の形態のフローチャートである。
【符号の説明】
11…レーザビーム、12…自車線、13…レーザビームの中心軸、14…自車線の中心線、15…先行車両、16,17…隣接車線走行車両、100…コントローラ、110…車速センサ、120…ヨーレートセンサ、130…レーダ装置、131…送光部、132…受光部、133…駆動回路、140…スロットルアクチュエータ、150…ブレーキアクチュエータ、160…記憶装置
Claims (7)
- 所定の照射範囲を有し、自車両と自車線上を走行する先行車両(以下、単に「先行車両」と呼ぶ)との車間距離を検出するレーダ装置と、
自車両が走行する道路の曲率半径を算出する曲率半径算出装置と、
自車両と先行車両との間で、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を想定する想定装置と、
前記レーダ装置の照射方向を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離と、前記曲率半径算出装置により算出された曲率と、前記想定装置により想定された距離とに基づいて、先行車両を認識している時は、前記先行車両が前記照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項1に記載の車間距離計測装置において、
前記制御装置は、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離と、前記曲率半径算出装置により算出された曲率と、前記想定装置により想定された距離と、前記レーダ装置の照射位置と自車両の中心位置とのオフセット量とに基づいて、先行車両を認識している時は、前記先行車両が前記照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項1または2に記載の車間距離計測装置において、
前記想定装置は、前記先行車両までの距離の半分の距離を、前記隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離に想定することを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項1または2に記載の車間距離計測装置において、
隣接車線を走行している車両が自車両と先行車両との間に割り込んできた場合に、前記先行車両までの距離と前記割り込んできた車両までの距離との関係を示す距離データを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された距離データに基づいて、前記先行車両までの距離と前記割り込んできた車両までの距離との相関式を算出する相関式算出装置とをさらに備え、
前記想定装置は、前記相関式算出装置により算出された相関式と、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離とに基づいて、前記隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出することを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項4に記載の車間距離計測装置において、
前記相関式算出装置は、前記記憶装置に記憶されている距離データの数が所定の数以上の時に、前記相関式を算出することを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項4または5に記載の車間距離計測装置において、
前記相関式算出装置は、前記記憶装置に記憶されている距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とすることを特徴とする車間距離計測装置。 - 請求項6に記載の車間距離計測装置において、
前記予め定めた式は、前記先行車両までの距離をDp、前記割り込んできた車両までの距離をDcとすると、Dc=0.5×Dpであることを特徴とする車間距離計測装置。
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