(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両から先行車両までの距離と方向とを検出する距離方向検出手段と、
自車両の走行経路と前記距離方向検出手段で検出された距離および方向とに基づいて、前記先行車両が自車線上を走行する先行車両か他車線上を走行する先行車両かを判別する対象車両判別手段と、
前記対象車両判別手段で自車線上を走行する先行車両と判別された先行車両と自車両との距離および方向に基づいて、カーブ径を推定するカーブ径推定手段とを備え、
前記カーブ径推定手段は、自車線上を走行する２台以上の先行車両と自車両との距離および方向に基づいて、カーブ径を推定することを特徴とする車両用カーブ径推定装置。
【請求項２】
前記対象車両判別手段は、
前記自車両のステアリング角度を検出するステアリング角度検出手段と、
走行時間を計測する時間計測手段と、
前記自車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリング角度検出手段、前記時間計測手段および前記車速検出手段でそれぞれ検出されたステアリング角度、走行時間および車速に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、
前記ステアリング角度検出手段、前記時間計測手段、前記車速検出手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出されたステアリング角度、走行時間、車速および前記先行車両までの距離と方向に基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両走行経路検出手段と、
前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用カーブ径推定装置。
【請求項３】
前記対象車両判別手段は、
前記自車両の左右の車輪速を検出する左右車輪速検出手段と、
走行時間を計測する時間計測手段と、
前記左右車輪速検出手段および前記時間計測手段でそれぞれ検出された自車両の左右の車輪速の差および走行時間に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、
前記左右車輪速検出手段、前記時間計測手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の左右の車輪速の差、走行時間および前記先行車両までの距離と方向とに基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両検出手段と、
前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用カーブ径推定装置。
【請求項４】
前記対象車両判別手段は、
前記自車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、
走行時間を計測する時間計測手段と、
前記自車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記ヨーレイト検出手段、前記時間計測手段および前記車速検出手段でそれぞれ検出された自車両のヨーレイト、走行時間および自車両の車速に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、
前記ヨーレイト検出手段、前記時間計測手段、前記車速検出手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出された自車両のヨーレイト、走行時間、自車両の車速および前記先行車両までの距離と方向に基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両走行経路検出手段と、
前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用カーブ径推定装置。
【請求項５】
前記距離方向検出手段が、光ビームまたは電波を走査させるスキャニングレーダ装置であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用カーブ径推定装置。
【請求項６】
前記距離方向検出手段が、複数の光ビームまたは電波を発するマルチレーダ装置であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用カーブ径推定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の車両用カーブ径推定装置と、
前記車両用カーブ径推定装置の前記カーブ径推定手段で求められたカーブ径推定値に基づいて、自車線上を走行する先行車を選定する先行車選定手段とを備えたことを特徴とする目標先行車検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両がカーブへ進入する前にそのカーブ径を推定する車両用カーブ径推定装置、および自車線上を走行する目標先行車を検出する目標先行車検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用カーブ径推定装置または目標先行車検出装置として、例えば特開平５−８７，９２２号公報に記載された障害物検出装置が知られている。この障害物検出装置は、目標対象物が移動した場合でも、複数のレーザビームのうちの幾つかのレーザビームが常に目標対象物を検知し続けることができるように、レーダの主軸方向を目標対象物に追従可能にしたものである。
【０００３】
また、特開平４−３６９，８００号公報に記載された車両用カーブ径推定装置は、カーブ路に設置されているリフレクタ（反射器）間の距離を検出することによりカーブ径を推定するものであり、自車両の車速と、自車両からリフレクタまでの距離とによって、リフレクタ間の距離が演算される。そして、高速道路等においては、カーブ径に応じてリフレクタの間隔を変えているので、これを利用してカーブへ進入する前に、そのカーブ径を推定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の車両用カーブ径推定装置または目標先行車検出装置にあっては、以下の問題があった。
すなわち、レーダの主軸方向を先行車に追従させる技術では、図１８（Ａ）に示すようなカーブの入口などでは、先行車の移動が比較的緩やかに行われるので先行車を追従することはできるものの、同図（Ｂ）に示すように先行車が突然に車線変更を行ったときなどレーダの主軸制御が間に合わない場合には目標先行車の検出ができないという問題があった。このため、自車両のステアリング角度や左右の車輪速差から自車線のカーブ径を推定し、これによりレーダの主軸方向を変えることも考えられるが、このようにすると先行車の車線変更は検出できるものの、カーブ入口において、先行車が自車線上を走行している場合も車線変更したと誤認識するおそれがある。
【０００５】
一方、リフレクタを利用して道路形状を認識する技術には、先行車や他車線走行車が邪魔になってリフレクタを検出できなかったり、一般道などリフレクタの少ない道路では使用できないという問題があった。また、この技術には、看板や停止車両など路側にリフレクタに類似したものがある場合には、道路形状を誤認識してしまうおそれもあった。
【０００６】
また、カメラを用いて前方のカーブ径を検出することも有効な技術ではあるが、逆光や夜間において認識できない場合があり、レーダで道路形状を認識することが必要となる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、先行車とその前方を走行する先々行車までの車間距離と方向から、前方カーブ径を推定し、カーブの入口や出口で目標先行車の検出を精度良く実行できる車両用カーブ径推定装置および目標先行車検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の車両用カーブ径推定装置は、自車両から先行車両までの距離と方向とを検出する距離方向検出手段と、自車両の走行経路と前記距離方向検出手段で検出された距離および方向とに基づいて、前記先行車両が自車線上を走行する先行車両か他車線上を走行する先行車両かを判別する対象車両判別手段と、前記対象車両判別手段で自車線上を走行する先行車両と判別された先行車両と自車両との距離および方向に基づいて、カーブ径を推定するカーブ径推定手段とを備え、前記カーブ径推定手段が、自車線上を走行する２台以上の先行車両と自車両との距離および方向に基づいて、カーブ径を推定することを特徴とする。
【０００９】
この請求項１記載の車両用カーブ径推定装置では、まず捕捉された先行車が自車線上を走行する車両であるかどうかを判別し、自車線上を走行する車両のみを２台以上用いて、これらの先行車両までの距離と方向とに基づいて、前方のカーブ径を推定するので、リフレクタのないカーブ路においても、前方のカーブ路を認識することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用カーブ径推定装置は、車間距離警報装置や車間距離制御装置に利用することができ、この場合、先行車の認識精度が著しく高くなる。さらに、カーブの存在を精度良く認識できるので、車間距離警報装置の誤警報を防止することができる。本発明のカーブ径推定装置は、車速の制御装置にも利用することができ、この場合、カーブの入口での減速制御が可能となる。さらに、本発明のカーブ径推定装置は、車速の警報装置にも利用することができ、カーブ入口での速度過剰状態を検知して、警報を発することができる。
【００１２】
ここで、カーブ径は、少なくとも自車両を含めた３台の車両の走行位置座標を円の方程式に代入することにより推定することができる。この請求項１記載の車両用カーブ径推定装置では、自車両および２台の先行車両、または３台の先行車両の走行位置座標を円の方程式に代入することによりカーブ径を推定する。したがって、全ての車両の走行位置座標がある特定の時間における座標であるため、その前後の走行経路に影響されることがなく、これによりカーブ径の推定値精度が高くなる。
【００１５】
上述した請求項１記載の車両用カーブ径推定装置において、対象車両判別手段の構成は特に限定されないが、請求項２記載の車両用カーブ径推定装置は、前記対象車両判別手段が、前記自車両のステアリング角度を検出するステアリング角度検出手段と、走行時間を計測する時間計測手段と、前記自車両の車速を検出する車速検出手段と、前記ステアリング角度検出手段、前記時間計測手段および前記車速検出手段でそれぞれ検出されたステアリング角度、走行時間および車速に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、前記ステアリング角度検出手段、前記時間計測手段、前記車速検出手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出されたステアリング角度、走行時間、車速および前記先行車両までの距離と方向に基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両走行経路検出手段と、前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
この請求項２記載の車両用カーブ径推定装置では、ステアリング角度、走行時間、車速および車間距離、方向に基づいて、自車両の走行位置座標と先行車両の走行位置座標とを求め、これにより先行車両が自車線上にあるかどうかを判別する。ここで、自車両の走行経路に最も関連があるステアリング角度を利用するので、カーブ径の推定値精度が高くなる。
【００１７】
また、請求項３記載の車両用カーブ径推定装置は、前記対象車両判別手段が、前記自車両の左右の車輪速を検出する左右車輪速検出手段と、走行時間を計測する時間計測手段と、前記左右車輪速検出手段および前記時間計測手段でそれぞれ検出された自車両の左右の車輪速の差および走行時間に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、前記左右車輪速検出手段、前記時間計測手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の左右の車輪速の差、走行時間および前記先行車両までの距離と方向とに基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両検出手段と、前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
この請求項３記載の車両用カーブ径推定装置では、ステアリング角度に代えて左右の車輪速を利用するので、道路の傾きやステアリングの遊びの影響がなくなる。
【００１９】
さらに請求項４記載の車両用カーブ径推定装置は、前記対象車両判別手段が、前記自車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、走行時間を計測する時間計測手段と、前記自車両の車速を検出する車速検出手段と、前記ヨーレイト検出手段、前記時間計測手段および前記車速検出手段でそれぞれ検出された自車両のヨーレイト、走行時間および自車両の車速に基づいて、前記自車両の走行経路を検出する自車両走行経路検出手段と、前記ヨーレイト検出手段、前記時間計測手段、前記車速検出手段および前記距離方向検出手段でそれぞれ検出された自車両のヨーレイト、走行時間、自車両の車速および前記先行車両までの距離と方向に基づいて、前記先行車両の走行経路を検出する先行車両走行経路検出手段と、前記自車両走行経路検出手段および前記先行車両走行経路検出手段でそれぞれ検出された前記自車両の走行経路および前記先行車両の走行経路に基づいて、自車線上を走行する先行車両を特定する先行車両判別手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
この請求項４記載の車両用カーブ径推定装置では、ヨーレイトを利用するので、タイヤの摩耗の影響がなくなる。
【００２１】
上記請求項１乃至４記載の車両用カーブ径推定装置において、距離方向検出手段の具体的構成は特に限定されないが、請求項５記載の車両用カーブ径推定装置は、前記距離方向検出手段が、光ビームまたは電波を走査させるスキャニングレーダ装置であることを特徴とする。
【００２２】
また請求項６記載の車両用カーブ径推定装置は、前記距離方向検出手段が、複数の光ビームまたは電波を発するマルチレーダ装置であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１乃至６記載の車両用カーブ径推定装置は、車間距離警報装置、車間距離制御装置、車速警報装置、車速制御装置など広く利用することができるが、請求項７記載の発明は、目標先行車検出装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の車両用カーブ径推定装置と、前記車両用カーブ径推定装置の前記カーブ径推定手段で求められたカーブ径推定値に基づいて、自車線上を走行する先行車を選定する先行車選定手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この請求項７記載の目標先行車検出装置では、請求項１乃至６記載の車両用カーブ径推定装置を利用しているので、先行車の認識精度が著しく高くなる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の車両用カーブ径推定装置によれば、リフレクタのないカーブ路においても、前方のカーブ路を認識することができる。また、車間距離警報装置や車間距離制御装置に利用することができ、この場合、先行車の認識精度が著しく高くなる。さらに、カーブの存在を精度良く認識できるので、車間距離警報装置の誤警報を防止することができる。また、車速の制御装置にも利用することができ、この場合、カーブの入口での減速制御が可能となる。さらに、車速の警報装置にも利用することができ、カーブ入口での速度過剰状態を検知して、警報を発することができる。
【００２６】
また請求項１記載の車両用カーブ径推定装置によれば、全ての車両の走行位置座標がある特定の時間における座標であるため、その前後の走行経路に影響されることがなく、これによりカーブ径の推定値精度が高くなる。
【００２８】
請求項２記載の車両用カーブ径推定装置によれば、自車両の走行経路に最も関連があるステアリング角度を利用するので、カーブ径の推定値精度が高くなる。
【００２９】
請求項３記載の車両用カーブ径推定装置によれば、ステアリング角度に代えて左右の車輪速を利用するので、道路の傾きやステアリングの遊びの影響がなくなる。
【００３０】
請求項４記載の車両用カーブ径推定装置によれば、車両のヨーレイトを利用するので、タイヤの摩耗の影響がなくなる。
【００３１】
請求項５および６記載の車両用カーブ径推定装置によれば、先行車両との距離および方向の検出精度が高く、多方向に対応できるので大きなカーブであっても利用することができる。
【００３２】
請求項７記載の目標先行車検出装置によれば、上述した効果を有する車両用カーブ径推定装置を利用しているので、先行車の認識精度が著しく高くなる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の車両用カーブ径推定装置の実施形態を示すブロック図であり、本実施形態の車両用カーブ径推定装置は、距離方向検出手段１と対象車両判別手段２とカーブ径推定手段３とを備えている。
【００３４】
本実施形態に係る距離方向検出手段１は、自車両の例えば前面に取り付けられ、当該自車両から先行車両までの距離Ｌと方向θとを検出するセンサである。この距離方向検出手段１は、具体的には図５もしくは図６に示すスキャニングレーダ装置または図７もしくは図８に示すマルチレーダ装置により構成することができる。
【００３５】
図５は本発明に係る距離方向検出手段１の実施形態を示す断面図であり、このスキャニングレーダ装置１は、回転可能に設けられた送信素子１１を有し、ここからスキャニング式の１本の光ビームまたは電波が送信される。この光ビームまたは電波は、送信レンズ１２（電波の場合はアンテナ）を介して出力され、目標物体で反射したのち、その反射光ビームまたは反射電波が、受信レンズ１３（電波の場合はアンテナ）を介して、受信素子１４に入力される。受信素子１４は位置固定に設けられているが、送信素子１１が回転可能に設けられて光ビームまたは電波を走査しながら出力するので、多方向の距離計測が可能となる。
【００３６】
図６は同じく距離方向検出手段１の他の実施形態を示す断面図であり、この距離方向検出手段１もスキャニング方式のレーダ装置である。このスキャニングレーダ装置１は、位置固定に設けられた送信素子１１を有し、ここから１本の光ビームまたは電波が送信される。この光ビームまたは電波は、送信レンズ１２（電波の場合はアンテナ）を介して出力され、目標物体で反射したのち、その反射ビームまたは反射電波が、受信レンズ１３（電波の場合はアンテナ）を介して、移動可能に設けられた受信素子１４に入力される。送信素子１１は位置固定に設けられているものの、受信素子１４が移動可能に設けられているので、光ビームまたは電波を多方向から受信することができ、このスキャニングレーダ装置１にあっても多方向の距離計測が可能となる。
【００３７】
本発明の距離方向検出手段１は、上述したスキャニング方式のレーダ装置以外にも、例えばマルチ方式のレーダ装置を用いることができる。図７は距離方向検出手段１のさらに他の実施形態を示す断面図であり、複数の発光素子１１を有している。この発光素子１１からは、ｎ本の光ビームまたは電波が発生し、このｎ本の光ビームまたは電波は、発光レンズ１２（電波の場合はアンテナ）を介して出力され、目標物体で反射したのち、その反射ビームまたは反射電波が、受光レンズ１３（電波の場合はアンテナ）を介して、一つの受光素子１４に入力される。受光素子１４は一つであるが、発光素子１１がｎ本の光ビームを発するので、ｎ方向の距離計測が可能となる。
【００３８】
図８は同じくマルチレーダ装置１の他の実施形態を示す断面図であり、発光素子１１から１本の光ビームまたは電波が発っせられる。この光ビームまたは電波は、目標物体で反射したのち、その反射ビームまたは反射電波が、発光レンズ１２（電波の場合はアンテナ）を介して受光レンズ１４（電波の場合はアンテナ）に入力される。この受光素子１４は、光ビームまたは電波をｎ方向から受信することができるので、ｎ方向の距離計測が可能となる。
【００３９】
本実施形態に係る対象車両判別手段２は、上述した距離方向検出手段１により検出された距離Ｌおよび方向θに基づいて、その先行車両が自車線上を走行する先行車両か、あるいはその先行車両が他車線上を走行する先行車両かを判別するものであり、具体的にはセンサとマイクロコンピュータなどで構成することができる。
【００４０】
図１に示すように、この対象車両判別手段２は、機能的には、ステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２、車速検出手段２３、自車両走行経路検出手段２４、先行車両走行経路検出手段２５および先行車両判別手段２６から構成されている。
【００４１】
ステアリング角度検出手段２１は、例えばエンコーダであり、自車両のハンドル切り角φを検出する。このステアリング角度検出手段２１からの出力信号φは、後述する自車両走行経路検出手段２４と、先行車両走行経路検出手段２５とのそれぞれに送出される。
【００４２】
時間計測手段２２は、自車両の走行時間ｔを計測する例えばクロック発信器などのタイマであり、ここからの出力信号ｔは、自車両走行経路検出手段２４と、先行車両走行経路検出手段２５とのそれぞれに送出される。
【００４３】
車速検出手段２３は、自車両の車速Ｖを検出するためのセンサであり、例えば車輪速センサなどが用いられ、この出力信号Ｖは、自車両走行経路検出手段２４と、先行車両走行経路検出手段２５とのそれぞれに送出される。
【００４４】
自車両走行経路検出手段２４は、ステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２および車速検出手段２３でそれぞれ検出されたステアリング角度φ、走行時間ｔおよび車速Ｖに基づいて、自車両の走行経路を時間の関数（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））として検出する。
【００４５】
この自車両走行経路検出手段２４における自車両の走行経路の求め方を、図９を参照しながら説明する。
同図（Ａ）に示すように、ある時間ｔ＝０における自車両の位置を原点（０，０）として、それからｔ時間後の自車両の走行経路をＸ−Ｙ座標系で時間の関数として（Ｘｍ（ｔ），Ｙｍ（ｔ））と表す。この自車両の走行経路は、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから演算して求めることができる。
【００４６】
すなわち、まず同図（Ｂ）のように、自車両の進む方向ψと速度Ｖをベクトルで表わすと、自車両の進む方向ψは、ステアリング角度φと車速Ｖから下記（１）式で求められ、当該（１）式の曲率半径Ｒは下記（２）式で求められる。
【００４７】
【数１】
ψ＝（１／Ｒ）・∫Ｖｄｔ                      …（１）
Ｒ＝（１＋ＡＶ2 ）・（Ｎ・Ｌ／φ）            …（２）
（１）式および（２）式において、Ｒは曲率半径、Ａはスタビリティファクタ、Ｎはオーバオールステアリングレシオ、Ｌはホイールベースである。（２）式において、Ａ，Ｎ，Ｌの各値は既知であり、またＶは車速検出手段２３からの出力信号、φはステアリング角度検出手段２１からの出力信号、時間ｔは時間計測手段２２からの出力信号によりそれぞれ求められるので、曲率半径Ｒが求められ、これを（１）式に代入することにより、自車両の進む方向ψが求められる。
【００４８】
よって、自車両の走行経路（Ｘｍ（ｔ），Ｙｍ（ｔ））は、上記（１）式で求められたψを下記（３）式および（４）式に代入することにより求められる。
【数２】
Ｘｍ（ｔ）＝∫Ｖ・ｃｏｓψｄｔ                …（３）
Ｙｍ（ｔ）＝∫Ｖ・ｓｉｎψｄｔ                …（４）
【００４９】
先行車両走行経路検出手段２５は、ステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２、車速検出手段２３および距離方向検出手段１でそれぞれ検出されたステアリング角度φ、時間ｔ、車速Ｖおよび距離Ｌと方向θに基づいて、先行車両の走行経路を時間の関数（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））として検出する。
【００５０】
この先行車両走行経路検出手段２５における先行車両の走行経路の求め方を図１０を参照しながら説明する。
同図に示すように、先行車両の走行経路は、自車両との相対位置関係で求めることとし、先行車両の走行経路をＸ−Ｙ座標系で時間ｔの関数として（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））と表す。自車両の走行経路は上述した（３）および（４）式で求められるので、自車両を基準とした先行車両の走行経路は、自車両と先行車両との距離Ｌおよび方向θ、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから演算して求めることができる。
【００５１】
つまり、下記（５）式および（６）式で求めることができる。
【数３】
Ｘｆ（ｔ）＝∫Ｖ・ｃｏｓψｄｔ＋Ｌｓｉｎθ    …（５）
Ｙｆ（ｔ）＝∫Ｖ・ｓｉｎψｄｔ＋Ｌｃｏｓθ    …（６）
この（５）および（６）式において、それぞれの第１項は自車両の走行経路座標であるから、上述した（３）および（４）式と同様に、既知の定数と、ステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２、車速検出手段２３からの入力信号により演算することができる。また、（５）および（６）式の第２項は距離方向検出手段１で検出される距離Ｌおよび方向θを用いて演算することができる。
【００５２】
先行車両判別手段２６は、自車両走行経路検出手段２４および先行車両走行経路検出手段２５でそれぞれ検出された自車両の走行経路および先行車両の走行経路に基づいて、その先行車両が自車線上を走行する先行車両であるかどうかを判別する。
【００５３】
この判別は、具体的には、現在の自車両の位置と、先行車両との車間時間Ｔｆ前の当該先行車両の位置との差Ｌｗを求め、これが道路幅Ｗより小さいかどうかで判断する。つまり、先行車両のＴｆ時間前の走行位置が現在の自車両の走行位置に対して道路幅方向にどれだけずれているかで、当該先行車両が自車線上を走行する車両であるかどうかを判別する。
【００５４】
ここで、先行車両までの車間時間Ｔｆは、現在の自車両と先行車両との距離Ｌと、自車両の車速Ｖを用いて、下記（７）式で求められる。
【数４】
Ｔｆ＝Ｌ／Ｖ                                  …（７）
【００５５】
また、現在の自車両の位置（Ｘｍ（ｔ），Ｙｍ（ｔ））と、記憶させておいた先行車両までの車間時間Ｔｆ前の当該先行車両の位置（Ｘｆ（ｔ−Ｔｆ），Ｙｆ（ｔ−Ｔｆ））との差Ｌｗは、下記（８）式で求め、（９）式により道路幅Ｗより小さいかどうかを判別する。ＬｗがＷより小さい場合には、その先行車両が自車線上に存在すると判断し、カーブ径を演算する際の先行車両の候補となる。
【数５】
0003653862.tif 000002
【００５６】
カーブ径推定手段３は、先行車両判別手段２６で自車線上を走行する先行車両と判別された先行車両と、自車両との距離および方向に基づいて、カーブ径を推定するものである。
【００５７】
このカーブ径の推定方法を図１１および図１２を参照しながら説明する。
図１１は、先行車、先々行車１、先々行車２、すなわち３台の先行車両を距離方向検出手段１で捕捉した場面を示している。また、図１２（Ａ）では、この３台の先行車を検出した場合の道路曲率Ｒの求め方を模式的に示す。
【００５８】
先行車が角度θ１、距離Ｌ１、先々行車１が角度θ２、距離Ｌ２、先々行車２が角度θ３、距離Ｌ３で捕らえられたとする。このとき、自車両の位置を原点として、Ｘ−Ｙ座標系で先行車（Ｘ１，Ｙ１）、先々行車１（Ｘ２，Ｙ２）、先々行車２（Ｘ３，Ｙ３）の座標位置を表わすと、
【数６】
Ｘ１＝Ｌ１ｓｉｎθ１                        …（１０）
Ｙ１＝Ｌ１ｃｏｓθ１                        …（１１）
Ｘ２＝Ｌ２ｓｉｎθ２                        …（１２）
Ｙ２＝Ｌ２ｃｏｓθ２                        …（１３）
Ｘ３＝Ｌ３ｓｉｎθ３                        …（１４）
Ｙ３＝Ｌ３ｃｏｓθ３                        …（１５）
となる。
【００５９】
円の方程式は、図１２（Ｂ）に示すように、カーブ曲率をＲ、円の中心座標を（ａ，ｂ）とすると、
【数７】
（Ｘ−ａ）2 ＋（Ｙ−ｂ）2 ＝Ｒ2             …（１６）
となる。したがって、この方程式（１６）に、上記（１０）〜（１５）の３台の先行車両の座標を代入して、その連立方程式を解けば道路曲率Ｒが求まる。
【００６０】
図１１および図１２に示すカーブ径の推定方法では、３点が決まるとその曲率Ｒが定まるという円の性質を利用して、３台の先行車両の走行位置からカーブ径Ｒを求めたが、本発明では２台の先行車両と自車両との走行位置を用いて、カーブ径を推定することもできる。
【００６１】
図１３は、先行車、先々行車１、すなわち２台の先行車両を距離方向検出手段で捕捉した場面を示している。また、図１４は、２台の先行車と自車両とを用いて道路曲率Ｒを求める方法を模式的に示している。
【００６２】
図１３および図１４に示すように、先行車が角度θ１、距離Ｌ１、先々行車１が角度θ２、距離Ｌ２で捕らえられたとする。自車の位置を原点（０，０）として、Ｘ−Ｙ座標系で先行車（Ｘ１，Ｙ１）、先々行車１（Ｘ２，Ｙ２）の位置を表わすと、上述した（１０）式から（１３）式となる。そして、上記（１６）式に自車両の座標（０，０）と、先行車の座標（Ｘ１，Ｙ１）および先行車１の座標（Ｘ２，Ｙ２）を代入して、その連立方程式を解けば道路曲率Ｒが求まる。
【００６３】
このように、先行車両が２台であった場合でも、前方のカーブ径を推定することができる。ただし、この方法では自車両も曲率半径Ｒの円上にあるので、前方のカーブ径を精度良く推定するには、上記図１１および図１２に示されるように、３台の先行車両を用いることがより好ましい。
【００６４】
これら自車両走行経路検出手段２４、先行車両走行経路検出手段２５、先行車両判別手段２６およびカーブ径推定手段３は、マイクロコンピュータのソフトウェアにより構成されている。
【００６５】
次に作用を説明する。
図１５は、本実施形態における主動作を示すフローチャートであり、まずステップ１において、距離方向検出手段１により、自車両から先行車両までの距離Ｌと方向θを測定し、先行車両走行経路検出手段２５に送出する。これと同時に、対象車両判別手段２において、ステアリング角度検出手段２１によりステアリング角度φを、時間計測手段２２により走行時間ｔを、車速検出手段２３により自車両の車速Ｖをそれぞれ検出し、自車両走行経路検出手段２４および先行車両走行経路検出手段２５に送出する。
【００６６】
自車両走行経路検出手段２４では、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから自車両走行経路（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））を上述した（１）〜（４）式を用いて演算して求める。先行車両走行経路検出手段２５では、距離Ｌ、方向θ、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから、捕捉された先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））を上述した（１）〜（６）式を用いて演算して求める。
【００６７】
自車線上の先行車両判別手段２６では、上述した（７）〜（９）式を用いて、自車両の走行経路と先行車両の走行経路とを比較し、その先行車両が自車線上に存在するか否かを判別する。以上の判別は、ステップ２〜４に示すように、捕捉された先行車両全てに対して行われ、自車線上に存在する先行車両のみを選択し、カーブ径の推定に用いる。ステップ２〜４において、自車両または先行車両が車線変更するなど、その先行車両が自車線上に存在しない場合には、その先行車両のデータはカーブ径の推定には用いない。
【００６８】
カーブ径推定手段３では、自車線上の３台以上あるいは２台以上の先行車両のデータを用いて、ステップ５にて、上述した（１０）〜（１６）式により、前方のカーブ径を推定する。
【００６９】
このように、本実施形態のカーブ径推定装置は、自車両から自車線上を走行する２台以上の先行車両までの距離と方向とを用いて、前方のカーブ径を推定するように構成されているので、リフレクタのないカーブ路においても、前方のカーブ路を認識することができる。
【００７０】
本実施形態のカーブ径推定装置は車間距離警報装置や車間距離制御装置に利用することができ、この場合、先行車の認識精度が著しく高くなる。また、カーブの存在を精度良く認識できるので、車間距離警報装置の誤警報を防止することができる。本実施形態のカーブ径推定装置は、車速の制御装置にも利用することができ、この場合、カーブの入口での減速制御が可能となる。さらに、本実施形態のカーブ径推定装置は、車速の警報装置にも利用することができ、カーブ入口での速度過剰状態を検知して、警報を発することができる。
【００７１】
第２実施形態
上述した第１実施形態では、カーブ径推定手段３におけるカーブ径の推定方法が、３台の先行車両または２台の先行車両と自車両を用いたものであるが、本実施形態では１台の先行車両を選定し、その先行車両の走行経路からカーブ径を推定する方法である。したがって、カーブ径推定手段３のソフトウェア構成のみが第１実施形態と相違している。
【００７２】
カーブ径推定装置の基本構成は、図１に示す第１実施形態と同じであり、その詳細な説明は省略するが、距離方向検出手段１として、図５および図６に示すスキャニングレーダ装置や図７および図８に示すマルチレーダ装置を用いることができる。
【００７３】
本実施形態のカーブ径推定手段３は、自車線上を走行する先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））から前方のカーブ径を推定するものである。具体的には、自車線上を走行する先行車両の走行経路の時間関数（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））から、所定の時間間隔でその座標位置を３点抽出する。これは、図１０と上記（５）および（６）式を用いて求める。これにより求められた座標位置３点を上記（１６）式に代入して連立方程式を解くことにより、道路曲率Ｒを求める。
【００７４】
なお、本実施形態では、先行車より先々行車１、また先々行車１より先々行車２の走行経路を用いる方が、より前方のカーブ径の推定が精度良く行われるので、複数先行車両を捕捉した場合には、最も先行する車両の走行経路をカーブ径の推定に用いるようにしている。
【００７５】
次に作用を説明する。
図１６は本実施形態の動作を示すフローチャートであり、まずステップ１１において、距離方向検出手段１により、自車両から先行車両までの距離Ｌと方向θを測定し、先行車両走行経路検出手段２５に送出する。これと同時に、対象車両判別手段２において、ステアリング角度検出手段２１によりステアリング角度φを、時間計測手段２２により走行時間ｔを、車速検出手段２３により自車両の車速Ｖをそれぞれ検出し、自車両走行経路検出手段２４および先行車両走行経路検出手段２５に送出する。
【００７６】
自車両走行経路検出手段２４では、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから自車両走行経路（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））を上述した（１）〜（４）式を用いて演算して求める。先行車両走行経路検出手段２５では、距離Ｌ、方向θ、ステアリング角度φ、走行時間ｔ、車速Ｖから、捕捉された先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））を上述した（１）〜（６）式を用いて演算して求める。
【００７７】
自車線上の先行車両判別手段２６では、上述した（７）〜（９）式を用いて、自車両の走行経路と先行車両の走行経路とを比較し、その先行車両が自車線上に存在するか否かを判別する。以上の判別は、ステップ１２，１３，１５に示すように、捕捉された先行車両全てに対して行われ、自車線上に存在する先行車両のみを選択し、カーブ径の推定に用いる。ステップ１２，１３，１５において、自車両または先行車両が車線変更するなど、その先行車両が自車線上に存在しない場合には、その先行車両のデータはカーブ径の推定には用いない。
【００７８】
カーブ径推定手段３では、自車線上の先行車両の走行経路のデータを用いて、ステップ１７にて、前方のカーブ径を推定するが、ステップ１２，１３，１５に示されるように、３台の先行車両が全て自車線上にある場合には、最も先行する先々行車２の走行経路が用いられる。また、この先々行車２が車線変更等により自車線上に存在しない場合には、次に最も先行する先々行車１の走行経路を用いてカーブ径を推定する（ステップ１６）。同様に、この先々行車１も車線変更等により自車線上に存在しない場合には、先行車の走行経路を用いてカーブ径を推定する（ステップ１４）。
【００７９】
このように、本実施形態のカーブ径推定装置は、自車両から自車線上を走行する先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））を用いて、前方のカーブ径Ｒを推定するように構成されているので、第１実施形態と同様、リフレクタのないカーブ路においても、前方のカーブ路を認識することができる。特に、本実施形態によれば、先行車が２台以上存在しなくても、前方のカーブ路を認識することができる。
【００８０】
第３実施形態
本実施形態は、上述した第１実施形態または第２実施形態のカーブ径推定装置を用いて、そのカーブ径の推定値と先行車両の走行経路から自車線上の先行車両を選定する目標先行車検出装置である。
【００８１】
本実施形態の目標先行車検出装置は、図２に示すように、第１実施形態のカーブ径推定装置に先行車選定手段４を付加したものであり、マイクロコンピュータのソフトウェアで構成されている。
距離方向検出手段１、対象車両判別手段２およびカーブ径推定手段３は、第１実施形態または第２実施形態と同じであるため、その説明は省略する。
【００８２】
本実施形態の先行車選定手段４は、カーブ径推定手段３により求められたカーブ径Ｒの推定値を取り込み、このカーブ径に基づいて先行車を選定する信号を外部に出力する。カーブ径の推定方法は、第１実施形態に示す自車線上の２台以上の先行車両の座標を用いる方法、あるいは第２実施形態に示す自車線上の走行車両の走行経路を用いる方法の何れでも良い。
【００８３】
このカーブ径Ｒを用いて、先行車選定手段４は、例えば（１７）式によりカーブ径Ｒに応じたビーム角度θを演算し、光ビームの照射角度を変更するなどして、先行車を検出する（ステップ６）。
【数８】
θ＝Ｃ／Ｒ  （Ｃ：定数）    …（１７）
【００８４】
本実施形態の目標先行車検出装置は、カーブ径の推定値を用いて目標とする先行車を検出するので、先行車の認識精度が向上することになる。
【００８５】
第４実施形態
上述した第１実施形態および第２実施形態のカーブ径推定装置、および第３実施形態の目標先行車検出装置は、ステアリング角度φと走行時間ｔと車速Ｖとにより自車両および先行車両の走行経路を求めたが、本実施形態では、自車両の左右の車輪速を用いて、自車両および先行車両の走行経路を求める。
【００８６】
すなわち、図３に示すように、対象車両判別手段２には、上述した実施形態におけるステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２および車速検出手段２３の代わりに、左右車輪速検出手段２７が設けられており、具体的には左右の車輪にそれぞれ設けられた車輪速センサで構成されている。
この左右車輪速検出手段２７により、左輪速度Ｖｌと右輪速度Ｖｒとが検出され、自車両走行経路検出手段２４および先行車両走行経路検出手段２５のそれぞれに送出される。
【００８７】
そして、自車両走行経路検出手段２４では、左輪速度Ｖｌと右輪速度Ｖｒとを用いて、下記（１８）式により平均車速Ｖを求める。
【数９】
Ｖ＝（Ｖｌ＋Ｖｒ）／２          …（１８）
【００８８】
また、（２）式に代えて下記（１９）式により道路曲率Ｒを求める。
【数１０】
Ｒ＝Ｖ・Ｔｔ／（Ｖｌ−Ｖｒ）    …（１９）
ただし、Ｔｔはトレッドである。
【００８９】
（１８）式により車速Ｖ、（１９）式により道路曲率Ｒが求められるので、これらを上記（１）式に代入して自車両の進行方向ψを求め、このψを上記（３）および（４）式に代入することにより、自車両の走行経路（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））を求める。
【００９０】
一方、先行車両走行経路検出手段２５においては、左右車輪速検出手段２７からの左輪速度Ｖｌと右輪速度Ｖｒとを用いて、上述した手順で車速Ｖと自車両の進行方向ψを求め、距離方向検出手段１からの距離Ｌおよび方向θとともに上記（５）および（６）式に代入することにより、先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））を求める。
【００９１】
以下の手順は第１実施形態と同様であるのでその説明は省略するが、本実施形態によれば、左右の車輪速センサから自車両および先行車両の走行経路を検出する構成としたため、道路の傾きや、ステアリングの遊びの影響が少なくなり、道路曲率Ｒの検出精度が向上することになる。
【００９２】
第５実施形態
本発明のカーブ径推定装置および目標先行車検出装置は、さらに改変することができる。本実施形態では、第１〜３実施形態のステアリング角度検出手段２１、時間計測手段２２および車速検出手段２３、第４実施形態の左右車輪速検出手段２７の代わりに、ヨーレイト検出手段２８および車速検出手段２３が設けられており、ヨーレイト検出手段２８は具体的にはヨーレイトセンサで構成されている。なお、ヨーレイト（ｙａｗ  ｒａｔｅ）とは車両のｚ軸廻りの揺動レイトをいう。
【００９３】
このヨーレイト検出手段２８で検出された自車両のヨーレイトは、車速検出手段２３で検出された自車両の車速Ｖとともに、自車両走行経路検出手段２４および先行車両検出手段２５のそれぞれに送出される。
【００９４】
そして、自車両走行経路検出手段２４では、上記（２）式に代えて、ヨーレイトηおよび車速Ｖを用いて、道路曲率Ｒを下記（２０）式より求める。
【数１１】
Ｒ＝Ｖ／η          （２０）
【００９５】
この（２０）式により道路曲率Ｒが求められるので、これらを上記（１）式に代入して自車両の進行方向ψを求め、このψを上記（３）および（４）式に代入することにより、自車両の走行経路（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））を求める。
【００９６】
一方、先行車両走行経路検出手段２５においては、ヨーレイト検出手段２８からのヨーレイトηと車速Ｖとを用いて、上述した手順で自車両の進行方向ψを求め、距離方向検出手段１からの距離Ｌおよび方向θとともに上記（５）および（６）式に代入することにより、先行車両の走行経路（Ｘｆ（ｔ），Ｙｆ（ｔ））を求める。
【００９７】
以下の手順は第１実施形態と同様であるのでその説明は省略するが、本実施形態によれば、ヨーレイトセンサから走行経路を検出する構成としたため、タイヤの摩耗の影響がなくなり、道路曲率Ｒの検出精度が向上することになる。
【００９８】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２実施形態（車両用カーブ径推定装置）を示すブロック図である。
【図２】本発明の第３実施形態（目標先行車検出装置）を示すブロック図である。
【図３】本発明の第４実施形態（目標先行車検出装置）を示すブロック図である。
【図４】本発明の第５実施形態（目標先行車検出装置）を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る距離方向検出手段の実施形態（スキャニングレーダ装置）を示す断面図である。
【図６】本発明に係る距離方向検出手段の他の実施形態（スキャニングレーダ装置）を示す断面図である。
【図７】本発明に係る距離方向検出手段の他の実施形態（マルチレーダ装置）を示す断面図である。
【図８】本発明に係る距離方向検出手段の他の実施形態（マルチレーダ装置）を示す断面図である。
【図９】本発明に係る自車両走行経路検出手段における自車両の走行経路の求め方を説明するための模式図である。
【図１０】本発明に係る先行車両走行経路検出手段における先行車両の走行経路の求め方を説明するための模式図である。
【図１１】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の求め方を説明するための模式図である。
【図１２】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の求め方を説明するための模式図である。
【図１３】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の他の求め方を説明するための模式図である。
【図１４】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の他の求め方を説明するための模式図である。
【図１５】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の求め方（第１実施形態）を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明に係るカーブ径推定手段におけるカーブ径の他の求め方（第２実施形態）を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図２に示す目標先行車検出装置における先行車の検出手順を示すフローチャートである。
【図１８】従来の車両用カーブ径推定装置の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１…距離方向検出手段
１１…送信素子
１２…送信レンズ
１３…受信レンズ
１４…受信素子
２…対象車両判別手段
２１…ステアリング角度検出手段
２２…時間計測手段
２３…車速検出手段
２４…自車両走行経路検出手段
２５…先行車両走行経路検出手段
２６…先行車両判別手段
２７…左右車輪速検出手段
２８…ヨーレイト検出手段
３…カーブ径推定手段
４…先行車選定手段
【図１】
0003653862.tif 000003
【図２】
0003653862.tif 000004
【図３】
0003653862.tif 000005
【図４】
0003653862.tif 000006
【図５】
0003653862.tif 000007
【図６】
0003653862.tif 000008
【図７】
0003653862.tif 000009
【図８】
0003653862.tif 000010
【図９】
0003653862.tif 000011
【図１０】
0003653862.tif 000012
【図１１】
0003653862.tif 000013
【図１２】
0003653862.tif 000014
【図１３】
0003653862.tif 000015
【図１４】
0003653862.tif 000016
【図１５】
0003653862.tif 000017
【図１６】
0003653862.tif 000018
【図１７】
0003653862.tif 000019
【図１８】
0003653862.tif 000020