JP3608991B2 - 車間距離センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載され、ターゲットとの相対距離を検出する車間距離センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、先行車などのターゲットを検知するためのミリ波レーダを使用した車間距離センサを車両に搭載し、検出出力を自動走行制御システム（ＡＣＣ）などに利用していた。この車間距離センサは、ミリ波の電波を車両の前方に向けて照射し、ターゲットによる反射電波を受信し、受信信号を送信信号と混合することにより、ターゲットとの相対距離、相対速度などを検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１を用いて、従来の車間距離センサがゴーストを検出する理由を説明する。
従来のミリ波レーダによる車間距離センサにおいては、先行車１１で反射した電波１２が、トンネル壁、防音壁などの壁１３などで反射すると、壁の中をゴースト１４が走行しているように誤認識することがあった。この誤認識を防止するために、従来の車間距離センサにおいては、自車１５の前方を走行する車両だけを認識するようにすることで対応している。しかし、そのような対策をとった場合でも、カーブ路などでは、ゴーストを自車の前方を走行する車両として誤認識することがあった。
【０００４】
本発明は、ゴーストを実際のターゲットと誤認識することを防止できる車間距離センサを得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。本発明は、車両に搭載され、ターゲットとの相対距離を検出する車間距離センサにおいて、検出したターゲットから、静止物により構成される実際のラインを計算する手段と前記実際のラインに基づいて基本ラインを計算する手段と、検出したターゲットについて、前記基本ラインの内側にあるか外側にあるかを判定し、外側にあるターゲットを消去する手段とを具備し、前記基本ラインを計算する手段は、前記実際のラインと従前の基本ラインとの比較を行い、学習により新たな基本ラインを計算する。
【０００６】
自車が壁などの静止物に沿って走行するとき、車間距離センサは、検出したターゲットの中から、連続した静止物により構成される実際のラインを計算し、これに基づいて基本ラインを計算する。そして、この基本ラインより外側にあるものは、ゴーストであると判定して、これを消去する。これにより、電波の反射により発生するゴーストを実際のターゲットと誤認識することが防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を適用したミリ波レーダ車間距離センサについて図を用いて説明をする。
図２は、車間距離センサ２１の回路構成を示す。
送信機２２が、ランプ波形に変調したミリ波信号を、送信アンテナ２３から照射する。送信アンテナ２３から所定のビーム角度で照射された電波は、先行車などのターゲットが存在する場合、ターゲットにより反射される。受信アンテナ２４が、ターゲットにより反射された電波を受信する。受信した信号は、混合器２５により送信機２２からの局部発振信号と混合され、フィルタ２６、増幅器２７、オートゲインコントローラ２８、Ａ／Ｄ変換器２９を経由して、ディジタル信号プロセッサ３０へ入力される。
【０００８】
ディジタル信号プロセッサ３０では、ＦＦＴ処理部３１、周波数解析部３２、信号処理部３３により、各ターゲットについての相対距離、相対速度、横方向位置を計算する。なお、これらの構成及び作用は、従来の車間距離センサと変わるところはないので、詳細な説明は省略する。車間距離センサ２１の計算結果は、ＡＣＣ装置（自動走行制御装置）３４へ出力される。ＡＣＣ装置３４は、車間距離センサ２１から取得した各ターゲット情報に基づいて、自動走行制御を行う。
【０００９】
図３〜図５を用いて、ゴーストを識別する方法の１例を説明をする。
いま、図３に示すように、自車１５が、トンネル壁、防音壁などの壁１３に沿って直線状のレーン上を走行しており、前方の同一走行レーン上に先行車１１が存在しているとする。このとき、図１を用いて説明したように、車間距離センサ２１は、信号解析により、ターゲットとして、先行車１１だけでなく、壁１３の外側にゴースト１４を検出する。同時に、壁１３に固定された突起物４１，４２，４３を静止物として検出する。
【００１０】
図４は、図３の状態において、車間距離センサ２１が計算した各ターゲットの相対距離と横方向位置を図示するものである。
自車１５の前方にある先行車１１は、横方向位置０の位置に検出される。壁１３の突起物４１，４２，４３が、静止物（相対速度＝自車速度）として検出される。連続して検出される突起物４１，４２，４３によるラインを実際のライン４４とする。
【００１１】
電波が壁１３に反射してゴースト１４が検出されたときは、ゴースト１４の横方向位置は実際のライン４４の外側となる。したがって、実際のライン４４の外側で検出されるターゲットについては、ゴースト１４と判断することができ、ＡＣＣ装置３４へはそのターゲット情報を出力しない。
以上説明した例では、実際のライン４４の外側にあるターゲットをゴースト１４と判断している。しかし、標識などの静止物が実際のライン４４と判定されると、実際に隣接レーンを走行している車両をゴーストと誤判定する可能性がでてくる。このような事態を防止するため、ゴーストを判定する基準として基本ライン４５が使用される。なお、上述の例は、基本ライン４５を実際のライン４４に一致させた場合の例であり、本発明はこの例を技術範囲に含むものである。
【００１２】
次に、基本ライン４５を使用するゴーストの判定方法の具体例を以下に説明する。
１．自車走行レーンの幅として１車線分のライン４６を設定する。また、自車走行レーンから両側に１レーン分の幅を設定する。この合計３車線分の幅を決めるラインが基本ラインの最大値４７となる。
【００１３】
２．ミリ波レーダにより検出した静止物ターゲットの内、自車走行レーンのライン４６より外に存在する静止物ターゲットの情報を集める。
３．集めた静止物ターゲットの横方向位置から実際のライン４４を算出する。このとき、静止物ターゲットを３以上検出したときのみ、実際のライン４４の算出を行い、それ以下のときは、実際のライン４４の算出を行わないようにすることで、偶発的に出現する標識などの静止物を壁などと誤認識することを防止することができる。また、ラインの横方向位置を決める方法としては、各ターゲットの横方向位置を平均化する方法と、最も横方向位置が小さいターゲット（最も内側にあるターゲット）とする方法などがある。
【００１４】
４．実際のライン４４と従前の基本ライン４５との比較により学習を行って新たな基本ライン４５を決定する。ここで、従前の基本ラインとは、前回までの信号処理部３３の処理により更新されてきた基本ラインである。なお、基本ラインのデフォルト値としては、上述の基本ラインの最大値４７が設定される。
実際のライン４４が基本ライン４５より内側である場合、基本ラインを内側へ学習する。例えば、現在記憶している基本ライン４５より一定値だけ内側に新たな基本ラインを設定する。または、実際のライン４４と基本ライン４５との差に比例した値だけ内側に新たな基本ライン４５を設定する。
【００１５】
このように、新たな基本ライン４５を学習により設定することにより、断片的に出現する静止物によって基本ライン４５が大幅に変更されることがなくなり、実際の車両などをゴーストと誤判定することがなくなる。また、静止物が壁などの連続するものであれば、基本ライン４５は実際のライン４４に近づいていく。
また、実際のライン４４が基本ライン４５より外側の場合も、内側の場合と同様に、基本ライン４５を外側へ学習する。ただし、新たな基本ライン４５が、上記の基本ラインの最大値４７より外側となった場合には、基本ライン４５をその最大値４７に保持して、それ以上外側に新たな基本ライン４５を設定しない。
【００１６】
図５のフローチャートを用いて、以上説明した処理を実現する信号処理部３３の動作を説明する。
通常の車間距離センサと同様に、ステップＳ１１までの処理において、各ターゲットについて相対距離、相対速度、ビーム角度などの情報が得られる。
ステップＳ１２で、予め記憶してある自車走行レーンのライン４６より外側に、高相対速度のターゲットがあるか否かが判断される。ここで、高相対速度のターゲット、即ち静止物があればステップＳ１４へ進み、ない場合はステップＳ１３へ進む。
【００１７】
ステップＳ１３で、距離微分が相対速度と等しいターゲットが存在するか否かが判断される。ここで距離微分が相対速度と等しいターゲット、即ちガードレールなどのターゲットがあればステップＳ１４へ進み、等しくなければステップＳ２０へ進む。
ステップＳ１４では、壁からの突出物４１〜４３又はガードレールなどがターゲットとして検出されたのであるから、そのターゲットの横方向位置から実際のライン４４を算出する。
【００１８】
ステップＳ１５で、実際のライン４４が従前の基本ライン４５より内側か外側かが判定される。ここで、内側であれば、ステップＳ１６で、従前の基本ラインを学習により内側ずらしたものを新たな基本ライン４５として設定する。また、外側であれば、ステップＳ１７で、基本ラインを学習により外側へ一定値又は比例値だけずらしたものを新たな基本ライン４５として設定する。
【００１９】
ステップＳ１７の外側への学習が終了すると、ステップＳ１８で、新たな基本ライン４５が、予め記憶してある最大値４７より外側であるか否かが判定される。ここで、外側でなければステップＳ２０へ進むが、外側にある、即ち得られた基本ラインが前方３車線より外側であれば、ステップＳ１９で、記憶してある最大値４７を新たな基本ライン４５として設定する。これにより、前方３車線より基本ライン４５が広がることがない。
【００２０】
ステップＳ２０では、基本ライン４５は、静止物が検出されて新たに設定されたか又は静止物が検出されずに従前のままとなっている。ステップＳ２０では、実際のライン４４と認識した以外のターゲットについて、基本ライン４５の内側にあるか外側にあるかが判定される。ここで、ターゲットが基本ライン４５の内側にあれば、ステップＳ２１で、そのターゲットは認識すべきターゲットとして確定する。また、外側にあれば、ステップＳ２２で、そのターゲットはゴーストと見なされて消去される。
【００２１】
ステップＳ２２以後は、ターゲット情報をＡＣＣ装置３４に出力し、また、ＦＦＴ処理、周波数解析などの処理に戻る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、車間距離センサにおいてゴーストを実際のターゲットと誤認識することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の車間距離センサにおいてゴーストが検出される理由を示す図。
【図２】本発明を適用した車間距離センサの回路構成を示す図。
【図３】本発明の車間距離センサが置かれた状況を示す図。
【図４】図３の状況における各ターゲット情報を示す図。
【図５】図２の信号処理部における処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…先行車
１２…電波
１３…壁
１４…ゴースト
１５…自車
２１…車間距離センサ
２２…送信装置
２３…送信アンテナ
２４…受信アンテナ
２５…混合器
２６…フィルタ
２７…増幅器
２８…オートゲインコントローラ
２９…Ａ／Ｄ変換器
３０…ディジタル信号プロセッサ
３１…ＦＦＴ処理部
３２…周波数解析部
３３…信号処理部
３４…ＡＣＣ装置
４１，４２，４３…突起物
４４…実際のライン
４５…基本ライン
４６…１車線分のライン
４７…基本ラインの最大値
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載され、ターゲットとの相対距離を検出する車間距離センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、先行車などのターゲットを検知するためのミリ波レーダを使用した車間距離センサを車両に搭載し、検出出力を自動走行制御システム（ＡＣＣ）などに利用していた。この車間距離センサは、ミリ波の電波を車両の前方に向けて照射し、ターゲットによる反射電波を受信し、受信信号を送信信号と混合することにより、ターゲットとの相対距離、相対速度などを検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１を用いて、従来の車間距離センサがゴーストを検出する理由を説明する。
従来のミリ波レーダによる車間距離センサにおいては、先行車１１で反射した電波１２が、トンネル壁、防音壁などの壁１３などで反射すると、壁の中をゴースト１４が走行しているように誤認識することがあった。この誤認識を防止するために、従来の車間距離センサにおいては、自車１５の前方を走行する車両だけを認識するようにすることで対応している。しかし、そのような対策をとった場合でも、カーブ路などでは、ゴーストを自車の前方を走行する車両として誤認識することがあった。
【０００４】
本発明は、ゴーストを実際のターゲットと誤認識することを防止できる車間距離センサを得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。本発明は、車両に搭載され、ターゲットとの相対距離を検出する車間距離センサにおいて、検出したターゲットから、静止物により構成される実際のラインを計算する手段と前記実際のラインに基づいて基本ラインを計算する手段と、検出したターゲットについて、前記基本ラインの内側にあるか外側にあるかを判定し、外側にあるターゲットを消去する手段とを具備し、前記基本ラインを計算する手段は、前記実際のラインと従前の基本ラインとの比較を行い、学習により新たな基本ラインを計算する。
【０００６】
自車が壁などの静止物に沿って走行するとき、車間距離センサは、検出したターゲットの中から、連続した静止物により構成される実際のラインを計算し、これに基づいて基本ラインを計算する。そして、この基本ラインより外側にあるものは、ゴーストであると判定して、これを消去する。これにより、電波の反射により発生するゴーストを実際のターゲットと誤認識することが防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を適用したミリ波レーダ車間距離センサについて図を用いて説明をする。
図２は、車間距離センサ２１の回路構成を示す。
送信機２２が、ランプ波形に変調したミリ波信号を、送信アンテナ２３から照射する。送信アンテナ２３から所定のビーム角度で照射された電波は、先行車などのターゲットが存在する場合、ターゲットにより反射される。受信アンテナ２４が、ターゲットにより反射された電波を受信する。受信した信号は、混合器２５により送信機２２からの局部発振信号と混合され、フィルタ２６、増幅器２７、オートゲインコントローラ２８、Ａ／Ｄ変換器２９を経由して、ディジタル信号プロセッサ３０へ入力される。
【０００８】
ディジタル信号プロセッサ３０では、ＦＦＴ処理部３１、周波数解析部３２、信号処理部３３により、各ターゲットについての相対距離、相対速度、横方向位置を計算する。なお、これらの構成及び作用は、従来の車間距離センサと変わるところはないので、詳細な説明は省略する。車間距離センサ２１の計算結果は、ＡＣＣ装置（自動走行制御装置）３４へ出力される。ＡＣＣ装置３４は、車間距離センサ２１から取得した各ターゲット情報に基づいて、自動走行制御を行う。
【０００９】
図３〜図５を用いて、ゴーストを識別する方法の１例を説明をする。
いま、図３に示すように、自車１５が、トンネル壁、防音壁などの壁１３に沿って直線状のレーン上を走行しており、前方の同一走行レーン上に先行車１１が存在しているとする。このとき、図１を用いて説明したように、車間距離センサ２１は、信号解析により、ターゲットとして、先行車１１だけでなく、壁１３の外側にゴースト１４を検出する。同時に、壁１３に固定された突起物４１，４２，４３を静止物として検出する。
【００１０】
図４は、図３の状態において、車間距離センサ２１が計算した各ターゲットの相対距離と横方向位置を図示するものである。
自車１５の前方にある先行車１１は、横方向位置０の位置に検出される。壁１３の突起物４１，４２，４３が、静止物（相対速度＝自車速度）として検出される。連続して検出される突起物４１，４２，４３によるラインを実際のライン４４とする。
【００１１】
電波が壁１３に反射してゴースト１４が検出されたときは、ゴースト１４の横方向位置は実際のライン４４の外側となる。したがって、実際のライン４４の外側で検出されるターゲットについては、ゴースト１４と判断することができ、ＡＣＣ装置３４へはそのターゲット情報を出力しない。
以上説明した例では、実際のライン４４の外側にあるターゲットをゴースト１４と判断している。しかし、標識などの静止物が実際のライン４４と判定されると、実際に隣接レーンを走行している車両をゴーストと誤判定する可能性がでてくる。このような事態を防止するため、ゴーストを判定する基準として基本ライン４５が使用される。なお、上述の例は、基本ライン４５を実際のライン４４に一致させた場合の例であり、本発明はこの例を技術範囲に含むものである。
【００１２】
次に、基本ライン４５を使用するゴーストの判定方法の具体例を以下に説明する。
１．自車走行レーンの幅として１車線分のライン４６を設定する。また、自車走行レーンから両側に１レーン分の幅を設定する。この合計３車線分の幅を決めるラインが基本ラインの最大値４７となる。
【００１３】
２．ミリ波レーダにより検出した静止物ターゲットの内、自車走行レーンのライン４６より外に存在する静止物ターゲットの情報を集める。
３．集めた静止物ターゲットの横方向位置から実際のライン４４を算出する。このとき、静止物ターゲットを３以上検出したときのみ、実際のライン４４の算出を行い、それ以下のときは、実際のライン４４の算出を行わないようにすることで、偶発的に出現する標識などの静止物を壁などと誤認識することを防止することができる。また、ラインの横方向位置を決める方法としては、各ターゲットの横方向位置を平均化する方法と、最も横方向位置が小さいターゲット（最も内側にあるターゲット）とする方法などがある。
【００１４】
４．実際のライン４４と従前の基本ライン４５との比較により学習を行って新たな基本ライン４５を決定する。ここで、従前の基本ラインとは、前回までの信号処理部３３の処理により更新されてきた基本ラインである。なお、基本ラインのデフォルト値としては、上述の基本ラインの最大値４７が設定される。
実際のライン４４が基本ライン４５より内側である場合、基本ラインを内側へ学習する。例えば、現在記憶している基本ライン４５より一定値だけ内側に新たな基本ラインを設定する。または、実際のライン４４と基本ライン４５との差に比例した値だけ内側に新たな基本ライン４５を設定する。
【００１５】
このように、新たな基本ライン４５を学習により設定することにより、断片的に出現する静止物によって基本ライン４５が大幅に変更されることがなくなり、実際の車両などをゴーストと誤判定することがなくなる。また、静止物が壁などの連続するものであれば、基本ライン４５は実際のライン４４に近づいていく。
また、実際のライン４４が基本ライン４５より外側の場合も、内側の場合と同様に、基本ライン４５を外側へ学習する。ただし、新たな基本ライン４５が、上記の基本ラインの最大値４７より外側となった場合には、基本ライン４５をその最大値４７に保持して、それ以上外側に新たな基本ライン４５を設定しない。
【００１６】
図５のフローチャートを用いて、以上説明した処理を実現する信号処理部３３の動作を説明する。
通常の車間距離センサと同様に、ステップＳ１１までの処理において、各ターゲットについて相対距離、相対速度、ビーム角度などの情報が得られる。
ステップＳ１２で、予め記憶してある自車走行レーンのライン４６より外側に、高相対速度のターゲットがあるか否かが判断される。ここで、高相対速度のターゲット、即ち静止物があればステップＳ１４へ進み、ない場合はステップＳ１３へ進む。
【００１７】
ステップＳ１３で、距離微分が相対速度と等しいターゲットが存在するか否かが判断される。ここで距離微分が相対速度と等しいターゲット、即ちガードレールなどのターゲットがあればステップＳ１４へ進み、等しくなければステップＳ２０へ進む。
ステップＳ１４では、壁からの突出物４１〜４３又はガードレールなどがターゲットとして検出されたのであるから、そのターゲットの横方向位置から実際のライン４４を算出する。
【００１８】
ステップＳ１５で、実際のライン４４が従前の基本ライン４５より内側か外側かが判定される。ここで、内側であれば、ステップＳ１６で、従前の基本ラインを学習により内側ずらしたものを新たな基本ライン４５として設定する。また、外側であれば、ステップＳ１７で、基本ラインを学習により外側へ一定値又は比例値だけずらしたものを新たな基本ライン４５として設定する。
【００１９】
ステップＳ１７の外側への学習が終了すると、ステップＳ１８で、新たな基本ライン４５が、予め記憶してある最大値４７より外側であるか否かが判定される。ここで、外側でなければステップＳ２０へ進むが、外側にある、即ち得られた基本ラインが前方３車線より外側であれば、ステップＳ１９で、記憶してある最大値４７を新たな基本ライン４５として設定する。これにより、前方３車線より基本ライン４５が広がることがない。
【００２０】
ステップＳ２０では、基本ライン４５は、静止物が検出されて新たに設定されたか又は静止物が検出されずに従前のままとなっている。ステップＳ２０では、実際のライン４４と認識した以外のターゲットについて、基本ライン４５の内側にあるか外側にあるかが判定される。ここで、ターゲットが基本ライン４５の内側にあれば、ステップＳ２１で、そのターゲットは認識すべきターゲットとして確定する。また、外側にあれば、ステップＳ２２で、そのターゲットはゴーストと見なされて消去される。
【００２１】
ステップＳ２２以後は、ターゲット情報をＡＣＣ装置３４に出力し、また、ＦＦＴ処理、周波数解析などの処理に戻る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、車間距離センサにおいてゴーストを実際のターゲットと誤認識することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の車間距離センサにおいてゴーストが検出される理由を示す図。
【図２】本発明を適用した車間距離センサの回路構成を示す図。
【図３】本発明の車間距離センサが置かれた状況を示す図。
【図４】図３の状況における各ターゲット情報を示す図。
【図５】図２の信号処理部における処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…先行車
１２…電波
１３…壁
１４…ゴースト
１５…自車
２１…車間距離センサ
２２…送信装置
２３…送信アンテナ
２４…受信アンテナ
２５…混合器
２６…フィルタ
２７…増幅器
２８…オートゲインコントローラ
２９…Ａ／Ｄ変換器
３０…ディジタル信号プロセッサ
３１…ＦＦＴ処理部
３２…周波数解析部
３３…信号処理部
３４…ＡＣＣ装置
４１，４２，４３…突起物
４４…実際のライン
４５…基本ライン
４６…１車線分のライン
４７…基本ラインの最大値
Claims (4)
- 車両に搭載され、ターゲットとの相対距離を検出する車間距離センサにおいて、
検出したターゲットから、静止物により構成される実際のラインを計算する手段と、
前記実際のラインに基づいて基本ラインを計算する手段と、
検出したターゲットについて、前記基本ラインの内側にあるか外側にあるかを判定し、外側にあるターゲットを消去する手段とを具備し、
前記基本ラインを計算する手段は、前記実際のラインと従前の基本ラインとの比較を行い、学習により新たな基本ラインを計算するものであることを特徴とする車間距離センサ。 - 前記実際のラインを計算する手段は、静止物として検出したターゲットの横方向位置の平均値を計算し、この平均化した横方向位置を実際のラインの横方向位置とする請求項１に記載の車間距離センサ。
- 前記実際のラインを計算する手段は、静止物として検出したターゲットのうち最も内側にあるターゲットの横方向位置を実際のラインの横方向位置とする請求項１に記載の車間距離センサ。
- 前記基本ラインを計算する手段は、前記新たな基本ラインの横方向位置が予め定めてある最大値より大きい場合は、前記最大値を新たな基本ラインの横方向位置として保持する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車間距離センサ。
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| JP2001116839A JP2001116839A (ja) | 2001-04-27 |
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| JP3960228B2 (ja) * | 2003-01-20 | 2007-08-15 | 株式会社デンソー | レーダ装置，プログラム |
| JP4416078B2 (ja) * | 2003-10-21 | 2010-02-17 | アルパイン株式会社 | 物体認知装置および物体認知方法 |
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