(57)【要約】【課題】  統合手段により複数の物体候補を一つに纏めたグループが二つに分離するとき、正しいトラッキングが行われるようにする。【解決手段】  物体候補位置検出手段Ｍ２が物体候補の位置を検出すると、統合手段Ｍ３が予め定められた結合領域内に検出された複数の物体候補を一つのグループに纏める。統合情報記憶手段Ｍ７に記憶した物体候補の相対位置が変化して単一のグループが複数のグループに分離した場合には、トラッキング手段Ｍ５は、走行車線推定手段Ｍ８で推定した自車が走行する走行車線上に分離前グループを構成していた物体候補の何れかが引き続き検知されているか否かを判定するとともに、引き続き検知されていると判定された場合には、その物体候補を含む分離後グループと分離前グループとの間に連続性があると判定するので、自車線に検知されていたグループが他車線に分離されたグループに誤って関連付けられて不適切な車両制御が行われるのを防止することができる。【選択図】        図１
2010204027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて自車の進行方向に向けて所定の周期で電磁波を送信するとともに物体からの反射波を受信する送受信手段（Ｍ１）と、
前記送受信手段（Ｍ１）による送受信結果に基づいて物体候補の位置を検出する物体候補位置検出手段（Ｍ２）と、
予め定められた結合領域内に複数の物体候補が検出された場合に前記複数の物体候補を一つのグループに纏める統合手段（Ｍ３）と、
前記統合手段（Ｍ３）により纏められたグループの代表位置を算出するグループ代表位置算出手段（Ｍ４）と、
前記グループ代表位置算出（Ｍ４）に基づいて前回検知サイクルにおけるグループと今回検知サイクルにおけるグループとの連続性を判定するトラッキング手段（Ｍ５）と、
前記グループ代表位置算出手段（Ｍ４）および前記トラッキング手段（Ｍ５）の出力に基づいてグループ分離後のグループ代表位置を出力する物体情報出力手段（Ｍ６）と、
を備える車両用物体検知装置において、
グループを構成する物体候補を記憶する統合情報記憶手段（Ｍ７）と、自車が走行する走行車線を推定する走行車線推定手段（Ｍ８）とを備え、
グループを構成する複数の物体候補の相対位置が変化することにより、単一のグループが異なる車線に代表位置が存在する複数のグループに分離した場合には、
前記トラッキング手段（Ｍ５）は、
前記統合情報記憶手段（Ｍ７）および前記走行車線推定手段（Ｍ８）の出力に基づいて、分離前グループ代表位置を含む走行車線上に分離前グループを構成していた物体候補の何れかが引き続き検知されているか否かを判定するとともに、引き続き検知されていると判定された場合には、前記物体候補を含む分離後グループと分離前グループとの間に連続性があると判定することを特徴とする車両用物体検知装置。
【請求項２】
前記トラッキング手段（Ｍ５）は、
前回検知された物体候補が今回検知されると予測される出現予測領域を設定するとともに、前記分離前グループ代表位置を含む走行車線上に位置する前記出現予測領域内に物体候補が検知された場合には、分離前グループを構成していた物体候補の何れかが分離前グループ代表位置を含む走行車線上に引き続き検知されていると判定することを特徴とする、請求項１に記載の車両用物体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信手段を用いて所定の検知サイクル毎に検知した複数の物標をグループに纏め、前回の検知サイクルで検知したグループと今回の検知サイクルで検知したグループとの連続性を判定するトラッキングを精度良く行うための車両用物体検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダー装置による電磁波の送受信結果に基づいて所定範囲内に複数の物体が検知されたとき、それら複数の物体を統合手段で一つに纏めたグループの代表位置を対象として自車の走行状態を制御する車両の走行制御装置が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９５９１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記従来の技術では、複数の物体を統合手段で一つに纏めたグループが二つのグループに分離するときにトラッキングが適切に行われず、分離後の二つのグループのうち自車の前走車でない方のグループを対象として不適切な車両制御が行われてしまう可能性があった。その理由は、「発明の詳細な説明」の欄において、図５〜図７に基づいて詳述してある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、統合手段により複数の物体候補を一つに纏めたグループが二つ以上に分離するとき、正しいトラッキングが行われるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両に搭載されて自車の進行方向に向けて所定の周期で電磁波を送信するとともに物体からの反射波を受信する送受信手段と、前記送受信手段による送受信結果に基づいて物体候補の位置を検出する物体候補位置検出手段と、予め定められた結合領域内に複数の物体候補が検出された場合に前記複数の物体候補を一つのグループに纏める統合手段と、前記統合手段により纏められたグループの代表位置を算出するグループ代表位置算出手段と、前記グループ代表位置に基づいて前回検知サイクルにおけるグループと今回検知サイクルにおけるグループとの連続性を判定するトラッキング手段と、前記グループ代表位置算出手段および前記トラッキング手段の出力に基づいてグループ分離後のグループ代表位置を出力する物体情報出力手段とを備える車両用物体検知装置において、グループを構成する物体候補を記憶する統合情報記憶手段と、自車が走行する走行車線を推定する走行車線推定手段とを備え、グループを構成する複数の物体候補の相対位置が変化することにより、単一のグループが異なる車線に代表位置が存在する複数のグループに分離した場合には、前記トラッキング手段は、前記統合情報記憶手段および前記走行車線推定手段の出力に基づいて、分離前グループ代表位置を含む走行車線上に分離前グループを構成していた物体候補の何れかが引き続き検知されているか否かを判定するとともに、引き続き検知されていると判定された場合には、前記物体候補を含む分離後グループと分離前グループとの間に連続性があると判定することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記トラッキング手段は、前回検知された物体候補が今回検知されると予測される出現予測領域を設定するとともに、前記分離前グループ代表位置を含む走行車線上に位置する前記出現予測領域内に物体候補が検知された場合には、分離前グループを構成していた物体候補の何れかが分離前グループ代表位置を含む走行車線上に引き続き検知されていると判定することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、送受信手段による電磁波の送受信結果に基づいて、物体候補位置検出手段が物体候補の位置を検出すると、統合手段が予め定められた結合領域内に検出された複数の物体候補を一つのグループに纏め、グループ代表位置算出手段が前記纏められたグループの代表位置を算出し、トラッキング手段がグループの代表位置に基づいて前回検知サイクルにおけるグループと今回検知サイクルにおけるグループとの連続性を判定する。その際に、統合情報記憶手段に記憶した物体候補の相対位置が変化して単一のグループが複数のグループに分離した場合には、トラッキング手段は、走行車線推定手段で推定した自車が走行する走行車線上に分離前グループを構成していた物体候補の何れかが引き続き検知されているか否かを判定するとともに、引き続き検知されていると判定された場合には、その物体候補を含む分離後グループと分離前グループとの間に連続性があると判定するので、自車線に検知されていたグループが他車線に分離されたグループに誤って関連付けられて不適切な車両制御が行われるのを防止することができる。
【０００９】
また請求項２の構成によれば、トラッキング手段は、前回検知された物体候補が今回検知されると予測される出現予測領域を設定するとともに、分離前グループ代表位置を含む走行車線上に位置する出現予測領域内に物体候補が検知された場合には、分離前グループを構成していた物体候補の何れかが分離前グループ代表位置を含む走行車線上に引き続き検知されていると判定するので、分離前グループの物体候補と異なる物体候補を含む分離後グループが誤って関連付けられるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両用物体検知装置の全体構成図。
【図２】ＦＭ・ＣＷ型レーダー装置の構造を示す図。
【図３】送受信手段に対して物体が接近移動しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示すグラフ。
【図４】図３に対応するピーク信号を示すグラフ。
【図５】統合手段およびグループ代表位置算出手段の作用を説明する図。
【図６】前走車および隣接車が一つのグループに纏められた場合の説明図。
【図７】従来のトラッキング手段の作用の問題点の説明図。
【図８】本実施の形態のトラッキング手段の作用説明図。
【図９】メインルーチンのフローチャート。
【図１０】メインルーチンのステップＳ８のサブルーチンのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１に示すように、ＦＭ・ＣＷ型レーダー装置Ｒは、送受信手段Ｍ１と、物体候補位置検出手段Ｍ２と、統合手段Ｍ３と、グループ代表位置算出手段Ｍ４と、トラッキング手段Ｍ５と、物体情報出力手段Ｍ６と、統合情報記憶手段Ｍ７と、走行車線推定手段Ｍ８とを備える。走行車線推定手段Ｍ８には車速センサＳａおよびヨーレートセンサＳｂが接続され、物体情報出力手段Ｍ６には電子制御ユニットＵよりなる車両制御手段Ｍ９が接続され、車両制御手段Ｍ９にはブレーキアクチュエータＡａおよびスロットルアクチュエータＡｂが接続される
次に、図２〜図４に基づいて、ＦＭ・ＣＷ型レーダー装置Ｒの構造を説明する。
【００１３】
図２に示すように、送受信手段Ｍ１は、タイミング信号生成回路１、ＦＭ変調制御回路２、発振器３、アンプ４、サーキュレータ５および送受信アンテナ６で構成される。タイミング信号生成回路１から入力されるタイミング信号に基づいて、ＦＭ変調制御回路２により発振器３の発振作動が変調制御され、図３（Ａ）に実線で示すように周波数が三角波状に変調され、発振器３からの変調された送波信号がアンプ４およびサーキュレータ５を介して送受信アンテナ６に入力され、送受信アンテナ６からＦＭ・ＣＷ波が送信される。送受信アンテナ６の前方に前走車等の物体が存在すると、該物体で反射された反射波が送受信アンテナ６で受信される。この反射波は、例えば、前方の物体が接近してくる場合には、図３（Ａ）に破線で示すように出現するものであり、送信波が直線的に増加する上昇側では送信波よりも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。
【００１４】
レーダー装置Ｒは、更にミキサ７、アンプ８、アンプ９、Ａ／Ｄコンバータ１０、メモリ１１および演算処理装置Ｃを備える。演算処理装置Ｃは、前記物体候補位置検出手段Ｍ２、統合手段Ｍ３、グループ代表位置算出手段Ｍ４、トラッキング手段Ｍ５、物体情報出力手段Ｍ６、統合情報記憶手段Ｍ７および走行車線推定手段Ｍ８を構成する。
【００１５】
送受信アンテナ６で受信した受信波はサーキュレータ５を介してミキサ７に入力される。ミキサ７には、サーキュレータ５からの受信波の他に発振器３から出力される送信波から分配された送信波がアンプ８を介して入力されており、ミキサ７で送信波および受信波が混合されることにより、図３（Ｂ）に示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側でピーク周波数Ｆｕｐを有し、送信波の周波数が直線的に減少する下降側でピーク周波数Ｆｄｎを有するビート信号が生成される。
【００１６】
ミキサ７で得られたビート信号はアンプ９で必要なレベルの振幅に増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１０によりサンプリングタイム毎にＡ／Ｄ変換され、デジタル化されたデータがメモリ１１に時系列的に記憶保持される。このメモリ１１には、タイミング信号生成回路１からタイミング信号が入力されており、そのタイミング信号に応じてメモリ１１は、送受信波の周波数が増加する上昇側および前記周波数が減少する下降側毎にデータを記憶保持することになる。
【００１７】
前記メモリ１１に記憶されたデータに基づいて、演算処理装置Ｃは、後述するように自車を基準とする物体の検知角度、距離および相対速を算出するとともに、電子制御ユニットＵに通信する。電子制御ユニットＵで構成される車両制御手段Ｍ９は、演算処理装置Ｃからの信号を受けて、例えば前走車との車間距離を一定に維持すべく、ブレーキアクチュエータＡａやスロットルアクチュエータＡｂの作動を制御する。
【００１８】
尚、レーダー装置Ｒによる物体の検知は、例えば１００ｍｓｅｃのサイクルで行われる。
【００１９】
演算処理装置Ｃの物体候補位置検出手段Ｍ２は、先ずメモリ１１に記憶されたビート信号のデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分析してスペクトル分布を求め、そのスペクトルデータを基に検知レベルが所定の閾値以上で極大値となるスペクトル（ピーク信号）を検出する。図４（Ａ）に示す上昇側のピーク信号と図４（Ｂ）に示す下降側のピーク信号とは、物体との相対速が「０」であるときのピーク位置を挟んで対称的に検知される。そして上昇側のピーク周波数Ｆｕｐおよび下降側のピーク周波数Ｆｄｎに基づいて、物体の距離および相対速を算出する。具体的には、両ピーク周波数Ｆｕｐ，Ｆｄｎの和に基づいて物体までの距離を算出し、両ピーク周波数Ｆｕｐ，Ｆｄｎの差に基づいて物体との相対速を算出する。また物体が検知されたときの送信波の送信方向に基づいて物体の角度（方向）を算出する。
【００２０】
図５に示すように、自車線の前方を走行する前走車Ｖａから３個の物標Ｔ１〜Ｔ３が検知され、それらが所定の結合範囲内に存在するとき、同じ前走車Ｖａから検知された３個の物標Ｔ１〜Ｔ３の自車に対する相対速は同一であることから、統合手段Ｍ３は、前記３個の物標Ｔ１〜Ｔ３を一つのグループＧに纏める。グループ代表位置算出手段Ｍ４は、前記グループの代表位置Ｐの左右方向位置を、最も左側の物標Ｔ１および最も右側の物標Ｔ３の中央位置として算出し、前記代表位置Ｐの前後方向位置を、自車に最も近い物標Ｔ１（あるいはＴ３）の位置として算出する。
【００２１】
図６に示すように、自車線の前走車Ｖａと隣車線の隣接車Ｖｂとが同速度で並走している状態を考える。隣接車Ｖｂからは１個の物標Ｔ１が検知され、前走車Ｖａからは２個の物標Ｔ２，Ｔ３が検知されたとする。所定の結合範囲内に３個の物標Ｔ１〜Ｔ３が検知され、かつ３個の物標Ｔ１〜Ｔ３の自車に対する相対速が一致していれば、統合手段Ｍ３は、それら３個の物標Ｔ１〜Ｔ３を一つのグループＧに統合し、破線で囲んだ一つの物体として認識する。グループ代表位置算出手段Ｍ４は、そのグループＧの代表位置Ｐの左右方向位置を、最も左側の物標Ｔ１および最も右側の物標Ｔ３の中央位置に設定し、前記代表位置Ｐの前後方向位置を、自車に最も近い物標Ｔ１の位置に設定する。
【００２２】
統合情報記憶手段Ｍ７は、統合手段Ｍ３により統合された３個の物標Ｔ１〜Ｔ３の位置を記憶する。
【００２３】
ところで、３個の物標Ｔ１〜Ｔ３が、図６に示す前回の検知サイクルにおける位置から図７（Ａ）に示す今回の検知サイクルにおける位置へと変化した場合、今回の検知サイクルでは３個の物標Ｔ１〜Ｔ３が同じ結合範囲内に入らず、物標Ｔ１が左側の結合範囲に入ってグループＧ１を構成し、物標Ｔ２，Ｔ３が右側の結合範囲に入ってグループＧ２を構成することがある。このような場合に、トラッキング手段Ｍ５は、前回グループＧは、今回第１グループＧ１および今回第２グループＧ２の何れかに関連付け（トラッキング）する。
【００２４】
従来は、このトラッキングが以下のようにして行われていた。
【００２５】
即ち、図７（Ａ）に示す今回代表推定位置Ｐ′が、図６に示す前回グループＧの前回代表位置Ｐを基準とし、前回代表位置Ｐの自車に対する相対位置および相対速から推定される。そして今回第１グループＧ１の代表位置Ｐ１および今回代表推定位置Ｐ′の距離と、今回第２グループＧ２の代表位置Ｐ２および今回代表推定位置Ｐ′の距離とを比較し、後者の距離の方が小さい場合には、前回グループＧは今回第２グループＧ２にトラッキングされる。
【００２６】
この場合には、前回までは自車線に存在するグループＧを対象として車間距離制御が行われていたものが、今回も自車線に存在する第２グループＧ２を対象として車間距離制御が行われるため、そのまま自車線の前走車を対象とする車間距離制御を支障なく継続することができる。
【００２７】
一方、図７（Ｂ）に示すように、今回第１グループＧ１の代表位置Ｐ１および今回代表推定位置Ｐ′の距離と、今回第２グループＧ２の代表位置Ｐ２および今回代表推定位置Ｐ′の距離とを比較し、前者の距離の方が小さい場合には、前回グループＧは今回第１グループＧ１にトラッキングされる。この場合には、前回までは自車線に存在するグループＧを対象として車間距離制御が行われていたものが、今回から隣車線の隣接車Ｖｂを対象として車間距離制御が行われるようになり、自車線に実際に存在する前走車Ｖａとの車間距離が不適切に減少したり増加したりする可能性がある。
【００２８】
それに対して本実施の形態によれば、上記不具合が以下のようにして解消される。
【００２９】
即ち、図１の走行車線推定手段Ｍ８が、車速センサＳａで検出した車速とヨーレートセンサＳｂで検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の推定軌跡、つまり自車が将来走行する車線を推定する。トラッキング手段Ｍ５は、図６に示すように、前回は同じ結合範囲に入っていた３個の物標Ｔ１〜Ｔ３が、図８（Ａ）に示すように、今回は同じ結合範囲内に入らず、物標Ｔ１が左側の結合範囲に入ってグループＧ１を構成し、物標Ｔ２，Ｔ３が右側の結合範囲に入ってグループＧ２を構成する場合に、各物標Ｔ１〜Ｔ３の前回位置を中心に設定した今回の出現予測領域（前後±１ｍ、左右±１ｍの正方形の領域）に、各物標Ｔ１〜Ｔ３の今回位置が存在するか確認する。
【００３０】
その結果、前記出現予測領域に、各物標Ｔ１〜Ｔ３の今回位置が存在することが確認されると、図８（Ｂ）に示すように、前回グループＧの代表位置Ｐが存在した車線と同じ車線（自車線）内に存在する物標Ｔ２，Ｔ３により構成される第２グループＧ２を、前回グループＧと関連付けてトラッキングする。よって、今回二つに分離した第１グループおよび第２グループＧ２のうち、前回代表位置Ｐから推定した今回予測位置Ｐ′に対して、仮に第１グループＧ１の代表位置Ｐ１の方が第２グループＧ２の代表位置Ｐ２よりも近い場合であっても（図７（Ｂ）参照）、第１グループＧ１は新規に出現したグループと見なされ、第２グループＧ２は前回グループＧにトラッキングされて引き続き車間距離制御の対象とされる。
【００３１】
上記トラッキングの作用を、図９および図１０のフローチャートに基づいて再度説明する。
【００３２】
先ずステップＳ１で前回グループを構成していた物標が今回は何個のグループに分離しているかを確認し、ステップＳ２で二つ以上のグループに分離していれば、ステップＳ３で前回グループを構成していた物標のうち、前回グループの代表位置が存在していた車線と同一車線に存在する物標を検索する。その結果、ステップＳ４で該当する物標が存在する場合、ステップＳ５で前記何れかの物標が出現予測領域内に検知されれば、ステップＳ６で二つ以上に分離したグループのうち、前回グループの代表位置があった車線と同じ車線に物標が存在するグループを優先して前回グループに関連付けする。
【００３３】
そしてステップＳ７で全ての前回グループについてのグループ割れを調査が済むまで前記ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返した後、ステップＳ８で今回優先して関連付けされなかった全ての前回グループと今回グループとを関連付ける。この処理は、従来より行われていものと同じであり、以下、そのサブルーチンを図１０にフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
先ずステップＳ１１で前回グループ代表位置の今回予測位置を算出し、続くステップＳ１２で今回グループの代表位置のうちから、前記今回予測位置を中心とする所定範囲内に存在し、かつ未だ関連付けられていないものを探す。その結果、ステップＳ１３で該当するものが存在しなければ、ステップＳ１４で今回グループのうちで前回グループから連続しているものは無いと判断し、逆に該当するものが存在すれば、ステップＳ１５で該当した今回グループが前回グループから連続していると関連付ける。
【００３５】
そしてステップＳ１６で全ての前回グループについて調査するまで前記ステップＳ１１〜Ｓ１５を繰り返し、ステップＳ１７で関連付けられなかった今回グループを新たに出現した新規グループであると判断する。
【００３６】
このようにして、前回グループと今回グループとのトラッキングが終了すると、物体情報出力手段Ｍ６はトラッキング後のグループ代表位置を車両制御手段Ｍ９に出力し、車両制御手段Ｍ９は前記トラッキング後のグループ代表位置を制御対象として車間距離制御を実行する。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、実施の形態では本発明の物体検知装置を車間距離制御装置に適用しているが、それを車間距離制御付きクルーズコントロール装置や、衝突被害軽減ブレーキ装置や、渋滞追従走行制御装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
Ｍ１        送受信手段
Ｍ２        物体候補位置検出手段
Ｍ３        統合手段
Ｍ４        グループ代表位置算出手段
Ｍ５        トラッキング手段
Ｍ６        物体情報出力手段
Ｍ７        統合情報記憶手段
Ｍ８        走行車線推定手段
【図１】
2010204027.tif 000003
【図２】
2010204027.tif 000004
【図３】
2010204027.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010204027.tif 000010
【図９】
2010204027.tif 000011
【図１０】
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