JP3719691B2

JP3719691B2 - 車両認識装置

Info

Publication number: JP3719691B2
Application number: JP01581196A
Authority: JP
Inventors: 博文東田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09207609A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前車を追尾するレーダ追尾装置を利用した車両認識装置に係り、特に、カーブ路において前車が自車レーンを走行中か否かを適切に判断できる車両認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
追突防止等のためにミリ波の電波を車両の前方に向けて照射して、その反射波から前車の走行速度及び車間距離を算出するミリ波レーダ装置がある。レーダ装置が前車を検出すると、車間距離Ｄ及び相対速度（Ｖ2 −Ｖ1 ）を算出して、追突を防止するための速度制御が必要か否かを判断するものである。
【０００３】
図４は車両の位置関係による車両認識を説明するための図で、（ａ）はターゲット（前方車両）未検出、（ｂ）はターゲット検出である。以下、図を用いて説明する。
片側に２走行レーンある道路では、図４（ａ）のような時刻ｔ１における車両の位置関係ではＡ車（自車）は隣接レーンのＢ車（前車）を検出していない。ところが、図４（ｂ）のような時刻ｔ２における車両の位置関係ではＡ車は隣接レーンのＢ車を検出している。しかし、レーダ装置による検出はレーダビームの中にターゲット（車両）があることが判るだけで、自車の走行レーンを走行している車両を検出したのか、又は、前方道路がカーブしているために隣接レーンを走行中の車両が自車レーンの延長線上にきたために検出（図４（ｂ）に対応）したのかを明確に区別することが難しい。そのために、検出した車両が隣接レーンを走行している車両であるにもかかわらず、車間距離制御走行をしている場合には減速を行うという不具合が生ずる。
【０００４】
自車レーンの前方を走行中の車両はその後も継続してレーダ装置に検出され、カーブしている隣接レーンを走行中の車両は自車レーンの前方を横切るとレーダ装置で検出されなくなることを利用して両者を区別することができる。そこで、レーダ装置で前車が検出されても直ぐには速度制御等の対応はせず、ディレー時間を設けて再度レーダ装置で前車が検出される（又はその間継続して検出される）と、自車レーン上に前車があると判断して車間距離制御等の対応を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の方法では、前車が自車レーンにいるのか、隣接レーンいるのかを判断するために、ディレー時間を長くするほど判断の信頼性が向上する。しかし、判断を長時間保留することは、万一前車が自車レーンにいると判断された場合には、減速が遅れて前車に追突するという問題が生ずる。即ち、判断の信頼性向上と適切に減速すべきタイミングは相反するということになる。
【０００６】
本発明は、前車が自車レーンにいるのか否かを判断するのに必要な時間を最低限に抑えて、信頼性を犠牲にせずに適切なタイミングで前車の位置が判断できる車両認識装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、自車に設けられ、該自車前方に検知レーダを出力し、該検知レーダの領域内に位置する前車を認識する車両認識装置において、
前記自車から前記前車までの車間距離Ｄ及び該前車の速度Ｖを算出する算出手段と、
前記前車の走行レーンの曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定手段と、
前記車間距離Ｄ速度Ｖ及び曲率半径Ｒに基いて前記前車がカーブ路において前記検知レーダの領域を通過する移動時間Ｔを推測する推測手段と、
前記推測手段により推測された時間を超えて、前記前車が継続して前記検知レーダの領域内に位置することを検出すると、前記前車は自車レーンを走行中であると判断する判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記推測手段は、前記曲率半径Ｒ、前記車間距離Ｄを基に、前記前車が前記検知レーダの検知幅Ｘを横切って移動する移動距離Ｌを算出する移動距離算出手段とを備え、
前記移動距離Ｌと前記速度Ｖから前車が移動距離Ｌを移動する移動時間Ｔを推測するものであって、
前記判断手段は、前記検知レーダ内にある前記前車を継続して検出している検出時間ｔを計測する計時手段を備え、
前記検出時間ｔが前記移動時間Ｔより大なるときに、前記前車は自車レーンを走行中であると判断するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記曲率半径推定手段は、自車に設置され前記前車の位置に対応する地図情報に基いて走行レーンの曲率半径Ｒを算出するものであることを特徴とするものである。
また、前記判断手段は、前記自車がカーブ路を走行中であることを検出するカーブ路検出手段を有し、前記カーブ路検出手段により自車がカーブ路を走行中であることを検出すると、判断を中止するものであることを特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明の一実施例の車両認識装置のシステム構成を説明するための図、図２は本発明の一実施例の車両認識装置の原理を説明するための図である。以下、図を用いて説明する。
１は自車（Ａ車）の前方に設置されたドップラ効果を利用したミリ波レーダ装置で、前方に向けて照射されたビームの反射波を検出し、後段へ出力するものである。２は自車（Ａ車）の速度Ｖ1 を計測する車速センサである。３は自車位置を検出しＣＤ−ＲＯＭ３１に記憶された地図情報を基に前方道路のカーブ路半径Ｒを算出するナビゲーション装置である。４は自車がカーブ路を走行中か否かを検出するヨーレートセンサである。５はレーダ装置１が検出した反射波の信号処理を行い、前車（Ｂ車）までの車間距離Ｄと相対速度（Ｖ2 −Ｖ1 ）を計測し、これに基いて前車を認識して車間制御を行い、更に、車速センサ２及びナビゲーション装置３からのデータを基に後述する（１）式〜（５）式を使用して前車が自車レーンにいるか否かを判断するマイコン５１、各種データの記憶されたＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３等のメモリで構成されるミリ波レーダ信号処理ＥＣＵである。６はミリ波レーダ信号処理ＥＣＵ５の指示によりスロットルアクチュエータ７を調整して速度を制御するクルーズＥＣＵである。これにより前車と一定の車間距離が保たれることになる。
【００１１】
図２はＢ車がカーブ路半径Ｒ（ｍ）の道路を走行中に、検出ビーム幅Ｘ（ｍ）のＡ車のレーダ装置１のビームエリアを横切る（斜めに）様子を示したものである。Ｌ区間ではレーダ装置１はＢ車を検出し、その前後ではレーダ装置１はＢ車を検出していない。
レーダ装置１のビームエリアに入る直前のＢ車の位置では、
Ｒ×Ｓｉｎθ1 ＝Ｄ・・・・・・・（１）式
即ち、θ1 ＝Ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ）・・・・（１）’式
の関係が成立し、レーダ装置１のビームエリアを出た直後のＢ車の位置では、
Ｒ×Ｃｏｓθ2 ＋Ｘ＝（Ｒ²−Ｄ²）^1/2・・・・（２）式
即ち、θ2 ＝Ｃｏｓ^-1（（（Ｒ²−Ｄ²）^1/2−Ｘ）／Ｒ）・・・・（２）’式
の関係が成立する。また、その間のＢ車の移動角θは、
θ＝θ2 −θ1 ・・・・（３）式
即ち、θ＝Ｃｏｓ^-1（（（Ｒ²−Ｄ²）^1/2−Ｘ）／Ｒ）
−Ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ）・・・・（３）’式
であり、この間のＢ車の移動距離Ｌ（ｍ）は、
Ｌ＝（πＲ／１８０）×（Ｃｏｓ^-1（（（Ｒ²−Ｄ²）^1/2−Ｘ）／Ｒ）−Ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ））・・・・（４）式
となる。即ち、Ｂ車がレーダに検出されている間に走行する移動距離ＬはＲとＤから求まる。
【００１２】
ここで、カーブ路半径Ｒ（ｍ）としてナビゲーション装置３からの情報を利用する。Ｂ車の速度Ｖ2 （ｍ／ｓ）はドップラ効果を利用したミリ波レーダ装置１から相対速度（Ｖ2 −Ｖ1 ）（ｍ／ｓ）、車速センサ２から自車速度Ｖ1 （ｍ／ｓ）が判るのでＢ車の速度Ｖ2 は算出できる。従って、Ｂ車が移動距離Ｌ（ｍ）を進む移動時間Ｔ（ｓ）は、
Ｔ＝Ｌ／Ｖ2 ・・・・（５）式
となる。即ち、ターゲット（この場合、Ｂ車）を始めて検出してから時間Ｔ以上継続して前方車を検出しておれば、前方車は自車レーンに存在していると判断することができる。
【００１３】
カーブ路半径Ｒに対するナビゲーション装置３からの情報がなければ、予め設定した値（例えば、カーブ路半径１０００ｍ）を代入する。この半径以下のカーブ路では判断時間に余裕のある側（安全な方に）にずれるので実用上不都合が生ずることはない。
尚、以上の方法により前車（Ｂ車）が自車レーンをいるのか、隣接レーンにいるのかの判断を行う場合には、レーダビームの方向が変化せず、つまり、自車が直進していることが前提になっている。従って、自車がカーブ路に進入すると、この方法は誤った判断を行うことになる。そこで、レーダ装置１が前車を検出してから判断保留時間Ｔ内に自車のヨーレートセンサ４からの出力に基づき、自車がカーブ路を走行中であることを検出すると、この判断は中止する必要がある。
【００１４】
図３は本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う処理のフローチャートである。以下、フローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では、前車を検出したか否かを判断して検出すればステップＳ２に移り、検出しなければステップＳ１３に移る。つまり、自車のレーダ装置１で今まで不検出であった状態から検出状態に変化したことを判断する（区間Ｌに入ったことを検出）。
【００１５】
ステップＳ２では、カウンタを１つ進めてステップＳ３に移る。つまり、自車のレーダ装置１に継続して検出されている時間を計時するためにカウンタ（時計）を１つ進める。
ステップＳ３では、前車の速度Ｖ2 を算出してステップＳ４に移る。つまり、ドップラ効果を利用したミリ波レーダ装置１で相対速度（Ｖ1 −Ｖ2 ）を求め、また、車速センサ２から自車の速度Ｖ1 を求めて、前車の速度Ｖ2 を算出する。
【００１６】
ステップＳ４では、車間距離Ｄを算出してステップＳ５に移る。つまり、レーダ装置１により前車との距離を算出する。
ステップＳ５では、ナビゲーション装置３によるカーブ路の曲率半径Ｒのデータがあるか否かを判断してデータがあればステップＳ６に移り、なければステップＳ７に移る。つまり、（４）式による計算を行うためのカーブ路半径Ｒがあるか否かを判断する。
【００１７】
ステップＳ６では、ナビゲーション装置３により検出されたカーブ路半径Ｒを基に、（４）式により前車の移動距離Ｌを算出する。つまり、ナビゲーション装置３により得られた前車の走行している区間の曲率半径Ｒを利用して前車が自車の前方を横切る（レーダに継続して検出される）距離を算出する。ナビゲーション装置による曲率半径を使用することにより算出精度が向上する。
【００１８】
ステップＳ７では、カーブ路半径Ｒを所定値として、（４）式により前車の移動距離Ｌを算出する。つまり、カーブ路半径Ｒに対するナビゲーション装置３からの情報がなければ、予め設定した値（例えば、カーブ路半径１０００ｍ）を代入する。この半径以下のカーブ路では判断時間に余裕のある側（安全な方に）にずれるので実用上不都合は生じない。
【００１９】
ステップＳ８では、前車の移動距離Ｌに対応する移動時間Ｔを算出してステップＳ９に移る。つまり、（５）式により前車が理論上自車レーンの前方を横切る移動時間Ｔを算出する。即ち、カーブ路において、通常前車が検知レーダの領域に差しかかってから抜けるまでの（領域を通過する）時間Ｔを推測する。
ステップＳ９では、ヨーレートセンサ４がカーブを検出したか否かを判断してカーブを検出すればステップＳ１２に移り、カーブを検出しなければステップＳ１０に移る。つまり、前車（Ｂ車）が自車レーンをいるのか、隣接レーンにいるのかの判断を行う場合には、自車が直進してレーダビームの方向が変化しないことが前提になっている。
【００２０】
ステップＳ１０では、カウンタがＴになったか否かを判断し、ＴになっておればステップＳ１１に移り、なっていなければステップＳ１に戻る。つまり、継続して移動時間Ｔの間レーダ装置１が前車を検出しているか否かを判断する。
ステップＳ１１では、前車は自車レーンにいると判断して処理を終える。つまり、前車が自己走行レーンにいると判断されるので、ミリ波レーダ信号処理ＥＣＵ５はクルーズＥＣＵ６に対して車間距離、相対速度に応じた車間距離制御を行うように指示する。
【００２１】
ステップＳ１２では、判断を中止してステップＳ１３に移る。つまり、自車がカーブ路に進入するとレーダビームの方向が変化するので、この方法では誤った判断を行うことになる。そこで、レーダ装置１が前車を検出してから判断保留時間Ｔ内に自車のヨーレートセンサ４がカーブを検出するとステップＳ１からステップＳ１３の処理を中止し、別処理に移行する。例えば、判断を中止したことを警報等で知らせ、運転者は必要に応じてマニュアル制御を併用する。ヨーレートセンサを使用することにより判断の精度が向上する。
【００２２】
ステップＳ１３では、カウンタをリセットして処理を終える。つまり、継続して前車を検出している場合、又は、自車が直進している場合しかこの判断は行えないのでカウンタをリセットして始めからやり直す。この場合は前車のカーブ路横切り、或いは前車の一時的な割り込みと判断し、前車に対して減速する等の車間制御は行わない。
【００２３】
尚、このフローチャートにおいてステップＳ３からステップＳ８の処理は最初の１回のみで２回目以降は省略してもよい。つまり、前車が移動距離Ｌを進む間に前車の速度Ｖ2 、車間距離Ｄ、カーブ路半径Ｒは変化しないものと見做して移動時間Ｔを算出しても殆ど誤差は生じない。
以上のように本実施例では、前車がカーブ路を走行中にレーダビームを横切る理論的時間を基に、自車レーンにいるか否かの判断保留時間を決定するので信頼性が高く、また、判断が遅れることによる不都合も生じない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では前車が自車レーンにいるか否かを判断するのに必要な時間を最低限に抑えて、信頼性を犠牲にせずに適切なタイミングで判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の車両認識装置のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例の車両認識装置の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例の車両認識装置のマイコンの行う処理のフローチャートである。
【図４】車両の位置関係による車両認識を説明するための図で、（ａ）はターゲット（前方車両）未検出、（ｂ）はターゲット検出である。
【符号の説明】
１・・・レーダ装置４・・・ヨーレートセンサ
２・・・車速センサ５・・・ミリ波レーダ信号処理ＥＣＵ
３・・・ナビゲーション装置６・・・クルーズＥＣＵ

Claims

自車に設けられ、該自車前方に検知レーダを出力し、該検知レーダの領域内に位置する前車を認識する車両認識装置において、
前記自車から前記前車までの車間距離Ｄ及び前記前車の速度Ｖを算出する算出手段と、
前記前車の走行レーンの曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定手段と、
前記車間距離Ｄ速度Ｖ及び曲率半径Ｒに基いて前記前車がカーブ路において前記検知レーダの領域を通過する移動時間Ｔを推測する推測手段と、
前記推測手段により推測された時間を超えて、前記前車が継続して前記検知レーダの領域内に位置することを検出すると、前記前車は自車レーンを走行中であると判断する判断手段とを備えたことを特徴とする車両認識装置。
前記推測手段は、前記曲率半径Ｒ、前記車間距離Ｄを基に、前記前車が前記検知レーダの検知幅Ｘを横切って移動する移動距離Ｌを算出する移動距離算出手段とを備え、
前記移動距離Ｌと前記速度Ｖから前車が移動距離Ｌを移動する移動時間Ｔを推測するものであって、
前記判断手段は、前記検知レーダ内にある前記前車を継続して検出している検出時間ｔを計測する計時手段を備え、
前記検出時間ｔが前記移動時間Ｔより大なるときに、前記前車は自車レーンを走行中であると判断するものであることを特徴とする請求項１記載の車両認識装置。
前記曲率半径推定手段は、自車に設置され前記前車の位置に対応する地図情報に基いて走行レーンの曲率半径Ｒを算出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の車両認識装置。
前記判断手段は、前記自車がカーブ路を走行中であることを検出するカーブ路検出手段を有し、前記カーブ路検出手段により自車がカーブ路を走行中であることを検出すると、判断を中止するものであることを特徴とする請求項１または２記載の車両認識装置。