JP5055169B2

JP5055169B2 - 車両用走行安全装置

Info

Publication number: JP5055169B2
Application number: JP2008055495A
Authority: JP
Inventors: 弘之小池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP2009210485A

Description

本発明は、車両用走行安全装置に関する。

レーダが検知した物体の自車との相対速度からこの物体が静止物体であるか否かを判定し、検知した物体が静止物体である場合に、自車に対するこの物体の相対位置の軌跡の角度に基づいてレーダの軸ずれを検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５７３３４号公報

ところで、検知する物体が移動物体の場合や、自車がカーブを走行中の場合には、送受信手段に軸ずれが生じているか否かを的確に判定することができないという課題がある。

したがって、本発明は、検知する物体が移動物体の場合や、自車がカーブを走行中の場合であっても、送受信手段に軸ずれが生じているか否かを的確に判定することができる車両用走行安全装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の時間間隔で自車（例えば実施形態における自車Ｖ）周辺の所定の検知領域に渡り電磁波を送信するとともに自車周辺に存在する物体（例えば実施形態における物体Ｂ）からの前記電磁波の反射波を受信する送受信手段（例えば実施形態におけるレーダ装置２Ｌ，２Ｒ）と、該送受信手段の受信結果に基づき該送受信手段によって送信された電磁波が物体上で反射する反射点を算出する反射点算出手段（例えば実施形態における反射点算出部１０）と、該反射点算出手段で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメント（例えば実施形態におけるセグメントＳ）を形成するセグメント形成手段（例えば実施形態におけるセグメント形成部１１）と、該セグメント形成手段で形成されたセグメントと自車との相対関係を算出する相対関係算出手段（例えば実施形態における相対関係算出部１３）と、該相対関係算出手段で算出されたセグメントと自車との相対位置に基づいて前記送受信手段に軸ずれが生じているか否かを判定する軸ずれ判定手段（例えば実施形態における軸ずれ判定部１４）と、を備えた車両用走行安全装置（例えば実施形態における車両用走行安全装置１）であって、前記送受信手段が複数備えられており、前記軸ずれ判定手段は、第１の前記送受信手段の受信結果に基づいて前記セグメント形成手段により形成された第１のセグメントと、第２の前記送受信手段の受信結果に基づいて前記セグメント形成手段により形成された第２のセグメントとが、離れた状態から重なった場合に前記送受信手段に軸ずれが生じていると判定することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、送受信手段によって送信された電磁波が物体上で反射する反射点を反射点算出手段が算出すると、セグメント形成手段が反射点算出手段で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメントを形成することになり、このとき、いずれの送受信手段にも軸ずれがなければ、第１の送受信手段の受信結果に基づいてセグメント形成手段により形成された第１のセグメントと、第２の送受信手段の受信結果に基づいてセグメント形成手段により形成された第２のセグメントとが一致することになり、いずれかの送受信手段に軸ずれがあれば、自車との距離の変化によって第１のセグメントと第２のセグメントとが離れた状態から重なった状態になる。軸ずれ判定手段は、このように第１のセグメントと第２のセグメントとが離れた状態から重なった状態になった場合に送受信手段に軸ずれが生じていると判定する。このように判定すれば、物体が移動物体の場合や、自車がカーブを走行中であっても、送受信手段に軸ずれが生じているか否かを的確に判定できる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態における車両用走行安全装置１は、レーダ装置（送受信手段）２Ｌ，２Ｒと、自車各種センサ（走行状態検出手段）３と、制御装置４と、警報装置５と、自動ブレーキ装置６と、で構成されている。また、制御装置４は、反射点算出部（反射点算出手段）１０と、セグメント形成部（セグメント形成手段）１１と、相対関係算出部（相対関係算出手段）１３と、軸ずれ判定部（軸ずれ判定手段）１４と、接触可能性判定部１５と、回避方法設定部１６と、車両制御部１７とで構成されている。

レーダ装置２Ｌ，２Ｒは、自車の周辺情報を所定の時間間隔（例えば、０．１秒間隔）で検知するものであり、具体的には、交差車両、先行車両、他車線先行車両や障害物等の物体の情報を取得する。レーダ装置２Ｌ，２Ｒは、例えばレーザ光やミリ波等の電磁波によるビームスキャン型のレーダ３０と、自車進行方向前方の検知領域に向けて電磁波を発信すると共に、この発信された電磁波が検知領域内に存在する物体によって反射されることで生じた反射波を受信して相対関係算出部１３に出力する制御部３１とを備えて構成されている。レーダ装置２Ｌ，２Ｒの検知領域ＡＬ，ＡＲは、三次元での角度方向に対して設定された複数の走査領域に分割されており、制御部３１は複数の走査領域に分割された検知領域を走査する。

ここで、図２に示すように、レーダ装置２Ｌ，２Ｒは、自車Ｖの前端部における左右両側に取り付けられている。そして、レーダ装置２Ｌは、自車周辺の前方やや左側にあって前方ほど拡大する平面視略二等辺三角形状の所定の検知領域ＡＬに渡り電磁波を送信することになり、レーダ装置２Ｒは、自車周辺の前方やや右側にあって前方ほど拡大する平面視二等辺三角形状の所定の検知領域ＡＲに渡り電磁波を送信することになる。検知領域ＡＬと検知領域ＡＲとは、自車Ｖの車幅方向の中央を通り自車Ｖの前後方向に延びる中心線を中心に鏡面対称となっており、自車Ｖに対し反対側且つ相互近接側の一部領域がラップするラップ領域ＡＡとなっている。そして、レーダ装置２Ｌの制御部３１およびレーダ装置２Ｒの制御部３１は、取得した各情報を図１に示す反射点算出部１０へ向けて出力する。

自車各種センサ３は、自車の走行状態の情報として、例えば自車の速度（車速）を検出する車速センサや、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、自車の横加速度（以下、横Ｇと略す）を検出する横Ｇセンサや、操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）を検出する操舵角センサや、実舵角（操舵輪の転舵角の方向と大きさ）を検出する舵角センサや、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサを備えている。また、人工衛星を利用して自車の位置や交差点情報等の道路データを測定するためのＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）信号等の測位信号や自車の外部の情報発信装置から発信される位置信号等、さらには、適宜のジャイロセンサや加速度センサ等の検出結果に基づいて自車の現在位置および進行方向を検出する位置センサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を検知する各センサ等を備えて構成されている。これらのセンサからなる自車各種センサ３は、自車の走行状態を検出するものであり、上述した各センサで取得した情報を相対関係算出部１３へ向けて出力する。

反射点算出部１０は、レーダ装置２Ｌの送受信結果に基づいて、このレーダ装置２Ｌによって検知領域ＡＬに送信された電磁波が物体上で反射する各反射点を算出し、レーダ装置２Ｒの送受信結果に基づいて、このレーダ装置２Ｒによって検知領域ＡＲに送信された電磁波が物体上で反射する各反射点を算出する。そして、反射点算出部１０は、算出結果をセグメント形成部１１へ向けて出力する。

セグメント形成部１１は、レーダ装置２Ｌの検出結果に基づいて反射点算出部１０で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメントＳを形成するとともに、レーダ装置２Ｒの検出結果に基づいて反射点算出部１０で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメントＳを形成する。つまり、セグメント形成部１１は、反射点のうち、一の反射点と、これとの間隔が予め設定された所定値未満である他の反射点と、これとの間隔が同所定値未満であるさらに他の反射点と、これとの間隔が同所定値未満であるさらに他の反射点と、というようにして集められた、間隔が所定値未満という関係で繋がる一群の反射点を、同一物体の反射点として纏めてセグメントＳを形成する。なお、検知領域ＡＲおよび検知領域ＡＬとが重なるラップ領域ＡＡの物体に対してレーダ装置２Ｌの検出結果に基づいて形成されたセグメントＳとレーダ装置２Ｒの検出結果に基づいて形成されたセグメントＳとは、レーダ装置２Ｌ，２Ｒに軸ずれがなければ図２に示すように一致する。セグメントＳは、その中心の位置と長さとからなる（ｘ，ｙ，ｌ）で表される。セグメント形成部１１は、セグメントＳのデータを相対関係算出部１３に出力する。

相対関係算出部１３は、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの検出データに基づいて形成されたセグメントＳの情報および自車各種センサ３から出力された情報を受信し、自車ＶとセグメントＳとの相対位置および相対速度よりなる相対関係を前記各時間間隔毎に算出する。相対関係算出部１３は、算出した情報を軸ずれ判定部１４および接触可能性判定部１５へ向けて出力する。

軸ずれ判定部１４は、相対関係算出部１３で算出されたセグメントＳと自車Ｖとの相対位置に基づいてレーダ装置２Ｌ，２Ｒに軸ずれが生じているか否かを判定する。軸ずれ判定部１４は、判定結果から、レーダ装置２Ｌ，２Ｒに軸ずれが生じている場合には、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの制御部３１に物体検知作動を中止させる中止信号を出力する。

接触可能性判定部１５は、相対関係算出部１３の算出結果である、セグメントＳと自車Ｖとの相対関係に基づいてセグメントＳと自車Ｖとの接触の可能性の有無を判定する。具体的には、セグメントＳの予測進路、および自車Ｖの進路予測等から、セグメントＳと自車Ｖとの接触の可能性を判定する。

回避方法設定部１６は、接触可能性判定部１５による接触の可能性の判定結果に基づいて、車両制御部１７によって自車Ｖに備えた警報装置５および自動ブレーキ装置６の少なくともいずれか一方を作動させる。つまり、接触可能性判定部１５で算出される、セグメントＳと自車Ｖとの接触するまでの時間が、予め設定された第１設定時間以下の場合は、警報装置５のみを作動させる指令信号を車両制御部１７へ向けて出力し、第１設定時間より短い第２設定時間以下の場合は、警報装置５の作動に加えて自動ブレーキ装置６による警報ブレーキ作動を行う指令信号を車両制御部１７へ向けて出力し、第２設定時間より短い第３設定時間以下の場合は、警報装置５の作動に加えて自動ブレーキ装置６による緊急ブレーキ作動を行う指令信号を車両制御部１７へ向けて出力する。

車両制御部１７は、回避方法設定部１６から出力された指令信号を受信し、この指令信号に基づいて警報装置５および自動ブレーキ装置６を作動させる。

なお、警報装置５は、視覚的に警報を発生させる表示装置および聴覚的に警報を発生させる音声発生装置である。警報装置５は、車両制御部１７から入力される制御信号に応じて、表示装置に所定の警報情報を表示したり、所定の警報灯を点滅させることによって、物体との接触発生の可能性があることを乗員に認識させたり、音声発生装置によって、車両制御部１７から入力される制御信号に応じて所定の警報音や音声案内等を出力する。

自動ブレーキ装置６は、車両制御部１７から入力される指令信号に応じて自車の制動装置を駆動するものであり、警報ブレーキ作動の指令信号を入力されると、弱いブレーキをかけて自車に比較的小さい第１設定値（例えば０．２５Ｇ）の減速度を発生させ、この減速度を体感させることによって物体との接触の可能性があることを乗員に認識させる。また、緊急ブレーキ作動の指令信号が入力されると、強いブレーキをかけて自車に第１設定値よりも大きな第２設定値（例えば０．６Ｇ）の減速度を発生させ、物体と自車との接触を回避する。

次に、図３のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る車両用走行安全装置１におけるレーダ装置２Ｌ，２Ｒの軸ずれ検出制御の制御内容を説明する。なお、図３のフローチャートの処理が所定の時間間隔で実行される。

まず、ステップＳ１において、自車各種センサ３およびレーダ装置２Ｌ，２Ｒの検知情報を取り込み、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの検知情報から反射点算出部１０およびセグメント形成部１１がセグメントを形成する。

つまり、反射点算出部１０が、レーダ装置２Ｒによって検知領域ＡＲに送信された電磁波が物体上で反射する各反射点を算出し、レーダ装置２Ｌによって検知領域ＡＬに送信された電磁波が物体上で反射する各反射点を算出することになり、セグメント形成部１１が、レーダ装置２Ｒの検出結果に基づいて反射点算出部１０で算出された反射点のうち所定の関係がある反射点を同一物体の反射点として纏めてセグメントＳを形成するとともに、レーダ装置２Ｌの検出結果に基づいて反射点算出部１０で算出された反射点のうち所定の関係がある反射点を同一物体の反射点として纏めてセグメントＳを形成する。

次に、相対関係算出手段１３が、ステップＳ２において、自車各種センサ３の検知情報から、自車Ｖの進路の図２に示す軌跡Ｋを推定することになり、また、ステップＳ３において、セグメント形成部１１から出力された情報と自車各種センサ３から出力された情報とに基づいて自車ＶとセグメントＳとの相対位置および相対速度よりなる相対関係を算出し、算出された相対速度から検出されたセグメントＳが静止物体のセグメントであるか移動物体のセグメントであるかを判定する。つまり、自車Ｖの車速と、自車ＶおよびセグメントＳの相対速度との差が所定値以内にあれば、セグメントＳが静止物体であると判定し、自車Ｖの車速と、自車ＶおよびセグメントＳの相対速度との差が所定値以内になければ、セグメントＳが移動物体であると判定する。

次に、ステップＳ４において、ステップＳ２の推定結果から自車Ｖが直進中であるか否かを判定し、直進中である場合、ステップＳ５において、ステップＳ３で算出された自車ＶとセグメントＳとの相対位置から、検出されたセグメントＳの中に静止物体があるか否かを判定する。

静止物体がある場合は、ステップＳ６において、軸ずれ判定部１４が、この静止物体のセグメントＳの移動軌跡と自車Ｖの推定軌跡とから軸ずれ量Δθを算出する。つまり、図４に示すように、例えばレーダ装置２Ｌによって検知領域ＡＬに静止物体を検出した場合、その実際の移動軌跡（図４に示す物体Ｂの移動軌跡）は、直進中の自車Ｖの推定軌跡Ｋに対して平行をなし、レーダ装置２Ｌに軸ずれがなければ、レーダ装置２Ｌにより検出された物体のセグメントの移動軌跡（図４に示す二点鎖線の物体ｂのセグメントＳＬの移動軌跡）は、左右方向に移動しないことになるが、図５に示すように、例えばレーダ装置２Ｌに左方向の軸ずれがあった場合には、レーダ装置２Ｌにより検出された物体のセグメントの移動軌跡（図５に示す二点鎖線の物体ｂのセグメントＳＬの移動軌跡）は、静止物体であるにもかかわらず直進中の自車の推定軌跡Ｋに対して傾斜角度Δθをもつことになる。よって、静止物体のセグメントＳの中心位置が（ｘ１，ｙ１）から（ｘ２，ｙ２）に移動したとすると、軸ずれ量Δθを以下の式にしたがって算出する。
Δθ＝ｔａｎ^−１（（ｘ２−ｘ１）／（ｙ２−ｙ１））

レーダ装置２Ｒについても、自車が直進中に静止物体を検出した場合には、上記と同様にして軸ずれ量Δθを算出することになる。

そして、ステップＳ７において、軸ずれ判定部１４は、軸ずれ量Δθが予め設定された許容値θ以上であるか否かを判定し、軸ずれ量Δθが予め設定された許容値θ（例えば３ｄｅｇ）以上である場合には、軸ずれが生じていると判定して、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの制御部３１に物体検知作動を中止させる中止信号を出力する。これにより、レーダ装置２Ｌ，２Ｒは電磁波の送受信を行わなくなり、車両用走行安全装置１が作動停止状態となる。他方、ステップＳ７において、軸ずれ量Δθが予め設定された許容値θ未満である場合には、軸ずれが生じていないと判定して今回の制御サイクルを終了する。

一方、上記したステップＳ４において自車Ｖが直進中でない場合、つまり、自車Ｖがコーナリング走行中である場合と、ステップＳ５において検出されたセグメントＳの中に静止物体がない場合とにおいては、上記したステップＳ６による軸ずれの判定が不可であるため、軸ずれ判定部１４が、ステップＳ９において、別の軸ずれ判定を行う。つまり、前回の制御サイクルで、レーダ装置２Ｌの移動物体に対する受信結果に基づいてセグメント形成部１１により形成された第１のセグメントとレーダ装置２Ｒの移動物体に対する受信結果に基づいてセグメント形成部１１により形成された第２のセグメントとが水平方向で離れた状態にあり、今回の制御サイクルで、これら第１のセグメントと第２のセグメントとが水平方向で重なった場合に、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの少なくともいずれか一方に軸ずれが生じていると判定する。

具体的に、レーダ装置２Ｌ，２Ｒのいずれにも軸ずれが生じていない場合に、検知領域ＡＬと検知領域ＡＲとの重なり部分にある同一物体をレーダ装置２Ｌ，２Ｒで検出し、これらに基づいてセグメント形成部１１で形成された第１のセグメントＳおよび第２のセグメントＳは、図２に示すように、一致することになる。これに対し、軸ずれが生じていた場合には、図６に示すように、第１のセグメントＳおよび第２のセグメントＳは、自車Ｖとの相対位置によって左右方向の距離が変化することになる。よって、正常な状態では生じ得ない、レーダ装置２Ｌの受信結果に基づく第１のセグメントＳＬとレーダ装置２Ｒの受信結果に基づく第２のセグメントＳＲとが水平方向において離れた状態から重なるという状況が生じることになり、このような状況が生じると、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの少なくともいずれか一方に軸ずれが生じていると判定する。

そして、軸ずれ判定部１４は、ステップＳ９において、軸ずれが生じていると判定した場合、ステップＳ８において、レーダ装置２Ｌ，２Ｒの制御部３１に物体検知作動を中止させる中止信号を出力する。これにより、レーダ装置２Ｌ，２Ｒは電磁波の送受信を行わなくなり、車両用走行安全装置１が作動停止状態となる。他方、ステップＳ９において、軸ずれが生じていないと判定した場合は、今回の制御サイクルを終了する。

以上に述べた本実施形態に係る車両用走行安全装置１によれば、レーダ装置２Ｌ，２Ｒによって送信された電磁波が物体上で反射する反射点を反射点算出部１０が算出すると、セグメント形成部１１が反射点算出部１０で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメントＳを形成することになり、このとき、いずれのレーダ装置２Ｌ，２Ｒにも軸ずれがなければ、レーダ装置２Ｌの受信結果に基づいてセグメント形成部１１により形成された第１のセグメントＳと、レーダ装置２Ｒの受信結果に基づいてセグメント形成部１１により形成された第２のセグメントＳとが一致することになり、レーダ装置２Ｌ，２Ｒのいずれか一方に軸ずれがあれば、自車Ｖとの距離の変化によって第１のセグメントＳと第２のセグメントＳとが離れた状態から重なった状態になる。軸ずれ判定部１４は、このように第１のセグメントＳと第２のセグメントＳとが離れた状態から重なった状態になった場合にレーダ装置２Ｌ，２Ｒのいずれか一方に軸ずれが生じていると判定する。このように判定すれば、レーダ装置２Ｌ，２Ｒで検出する物体が移動物体の場合や、自車Ｖがカーブを走行中であっても、レーダ装置２Ｌ，２Ｒに軸ずれが生じているか否かを的確に判定できる。

本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置のレーダ装置の検知領域等を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置におけるレーダ装置の軸ずれ検出制御の制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置におけるレーダ装置の正常時の静止物体の検出状況を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置におけるレーダ装置の軸ずれ発生時の静止物体の検出状況を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る車両用走行安全装置におけるレーダ装置の軸ずれ発生時の移動物体の検出状況を示す平面図である。

符号の説明

１車両用走行安全装置
２Ｌ，２Ｒレーダ装置（送受信手段）
３自車各種センサ（走行状態検出手段）
４制御装置
１０反射点算出部（反射点算出手段）
１１セグメント形成部（セグメント形成手段）
１３相対関係算出手段
１４軸ずれ判定部（軸ずれ判定手段）
ＡＬ，ＡＲ検知領域
Ｖ自車

Claims

所定の時間間隔で自車周辺の所定の検知領域に渡り電磁波を送信するとともに自車周辺に存在する物体からの前記電磁波の反射波を受信する送受信手段と、
該送受信手段の受信結果に基づき該送受信手段によって送信された電磁波が物体上で反射する反射点を算出する反射点算出手段と、
該反射点算出手段で算出された反射点のうち所定の関係にある同一物体の反射点を纏めてセグメントを形成するセグメント形成手段と、
該セグメント形成手段で形成されたセグメントと自車との相対関係を算出する相対関係算出手段と、
該相対関係算出手段で算出されたセグメントと自車との相対位置に基づいて前記送受信手段に軸ずれが生じているか否かを判定する軸ずれ判定手段と、
を備えた車両用走行安全装置であって、
前記送受信手段が複数備えられており、
前記軸ずれ判定手段は、第１の前記送受信手段の受信結果に基づいて前記セグメント形成手段により形成された第１のセグメントと、第２の前記送受信手段の受信結果に基づいて前記セグメント形成手段により形成された第２のセグメントとが、離れた状態から重なった場合に前記送受信手段に軸ずれが生じていると判定することを特徴とする車両用走行安全装置。