(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度範囲内に渡り送信波を照射し、その反射波に基づいて反射物体までの距離と前記車幅方向及び高さ方向の２方向の角度とを検出するレーダ手段と、
該レーダ手段による検出結果である距離及び前記２方向の角度に基づき、車両周囲の障害物を認識する認識手段と、
を備えた車両用障害物認識装置であって、
前記認識手段は、
前記レーダ手段による検出結果である距離及び前記２方向の角度に基づき、少なくとも前記障害物の高さ方向の位置を検出する障害物高さ検出手段と、
該障害物高さ検出手段によって検出された高さ方向位置が、通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合には、当該障害物は車両ではないと判断する、高さを判断基準とした非車両判断手段とを備えていることを特徴とする車両用障害物認識装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用障害物認識装置において、
前記認識手段は、
前記障害物の移動状態を検出して停止物か移動物かを判断する判断手段を備えており、
前記高さを基準とした非車両判断手段又は形状を基準とした非車両判断手段は、前記判断手段にて前記障害物が停止物であると判断された場合にのみ、前記高さを基準とした非車両判断処理又は形状を基準とした非車両判断処理を実行するよう構成されていることを特徴とする車両用障害物認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度範囲内に渡り送信波を照射し、その反射波に基づいて車両周囲の障害物を認識する車両用障害物認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、車両周囲の所定角度に渡り、例えば光波、ミリ波などの送信波を照射し、その反射波を検出することによって、上記車両周囲の障害物を認識する車両用障害物認識装置が考えられている。この種の装置としては、例えば、先行車などの障害物を検出して警報を発生する装置や、先行車と所定の車間距離を保持するように車速を制御する装置などに適用され、先行車などの障害物を認識するものが考えられている。
【０００３】
このような障害物認識においては、上述した警報発生や車速制御の対象として必要な先行車を適切に認識することが求められ、逆に言えば警報発生や車速制御の対象として必要でない路側物などを誤って先行車として認識しないようにすることが重要である。そのため、従来は、路側物の性質として停止物である点と、自車線上には存在しないということに注目し、路側物を先行車と区別して認識していた。つまり、検出した障害物の相対位置の変化に基づいて停止物であると判断し、さらに障害物の車幅方向の位置に基づいて自車線上以外に存在するものであると判断できれば路側物の可能性が高いのである。
【０００４】
しかしながら、種々の状況の下では路側物と先行車との区別が難しい状況が発生する。例えば自車両が直進路からカーブに入る際、路側物としての道路標識が前方の停止車両として検出されてしまう可能性もある。また、道路については、上述したカーブのように車幅方向へ道路が変化している場合だけでなく、坂路のように高さ方向へ変化している場合もある。したがって、例えば下り坂の手前あるいは上り坂の出口付近を自車が走行している場合には、平坦路では検出しなかった上方の看板や標識を自車の正面に検出してしまう。また、上り坂の手前あるいは下り坂の出口付近を自車が走行している場合には、道路そのもの、あるいは道路上の白線等、さらにはいわゆるキャッツアイのような道路上の設置物が正面に存在する状況が生じる。つまり、従来装置は、車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射するだけの構成であり、高さ方向については先行車を捉えるため所定高さに固定してあるため、本来ならば上方の標識や道路上の白線等は認識対象外であるが、上述した坂路の出入口という状況では認識対象となってしまうのである。
【０００５】
このような状況においては道路や白線等が常に車両から前方の一定距離に存在するように見えるため、前方の走行車両として検出されてしまう可能性がある。また、上方の標識やキャッツアイのような道路上の設置物は、前方の停止車両として検出されてしまう可能性がある。つまり、車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射するという１次元走査によって障害物を車幅方向と車長方向（車両の前後方向）の相対位置という２次元的に認識する手法における本質的な限界である。
【０００６】
そこで、本発明は、障害物を３次元的に認識するタイプの車両用障害物認識装置を前提とし、その高さ方向にも認識できる点を利用して、車両ではない障害物を的確に区別して認識可能な障害物認識装置を提供することを目的としてなされた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、
（１）車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度範囲内に渡り送信波を照射し、その反射波に基づいて反射物体までの距離と車幅方向及び高さ方向の２方向の角度とを検出するレーダ手段と、レーダ手段による検出結果である距離及び２方向の角度に基づき、車両周囲の障害物を認識する認識手段と、を備えた車両用障害物認識装置であって、
（２）前記認識手段が、
（２ａ）レーダ手段による検出結果である距離及び２方向の角度に基づき、少なくとも前記障害物の高さ方向の位置を検出する障害物高さ検出手段と、
（２ｂ）障害物高さ検出手段によって検出された高さ方向位置が、通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合には、当該障害物は車両ではないと判断する、高さを判断基準とした非車両判断手段と
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の車両用障害物認識装置によれば、認識手段が車両周囲の障害物を認識する際に、次のようにして非車両を区別して認識する。つまり、障害物高さ検出手段によって障害物の高さ方向の位置を検出し、高さを基準とした非車両判断手段が、その高さ方向位置が通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合には、当該障害物は車両ではないと判断するのである。
【０００９】
本発明におけるレーダ手段は、反射物体までの距離と車幅方向及び高さ方向の２方向の角度とを検出できるため、障害物の相対位置を、車幅方向、車長方向（車両の前後方向）及び高さ方向の３次元データとして捉えることが可能である。そこで、その内の高さ方向位置に基づき非車両を区別して認識するのであるが、上述したように、高さ方向位置が通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合に車両ではないと判断している。
【００１０】
ここで、「高さ方向位置が通常の車両ではとり得ない領域」としては、例えば４ｍより高い領域とほぼ０ｍとなる領域が考えられる。これは、レーダ手段からの送信波は車両の車体（ボディー）部分に反射し、その反射波に基づいて障害物認識を行なうため、大型のトラックやセミトレーラの車高が約３．８ｍであることと、車体部分の下端は少なくとも地上から数ｃｍ以上は離間しているという認識に基づけば、上述した４ｍより高い領域とほぼ０ｍとなる領域において認識される障害物は車両でないと判断できる。
【００１１】
但し、下り坂の手前あるいは上り坂の出口付近を自車が走行している場合には、平坦路では検出しなかった上方の看板や標識を自車の正面に検出してしまう。本来ならば上述した排除条件の具体例である「４ｍより高い領域」に存在する看板や標識等が誤って認識される可能性がある。坂路の状況に加えてさらに前方がカーブしている状況では、なお一層「４ｍより高い領域」に存在する看板や標識等が誤って認識される可能性がある。また、上り坂の手前あるいは下り坂の出口付近を自車が走行している場合には、道路そのものあるいは道路上の白線等、さらにはいわゆるキャッツアイのような道路上の設置物が正面に存在する状況が生じる。この状況においては、本来ならば上述した排除条件の具体例である「ほぼ０ｍとなる領域」に存在する道路上の白線等が誤って認識される可能性がある。
【００１２】
このような誤認識を回避するための工夫として、上述したように、高さ方向位置が、通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合に車両ではないと判断するのである。つまり、高さ方向位置の瞬時値としては通常の車両でもとり得る領域（車両存在領域）に属する場合もあるが、上述したようにこのような誤認識状態が生じるのは、坂路の出入口を自車が走行している場合などである。したがって、本来はほぼ０ｍの領域や４ｍより高い領域に属する障害物であれば、所定時間内において少なくとも一度はその本来の高さで認識される可能性が高くなるため、より適切に非車両を区別することができる。なお、この場合の所定時間は適宜設定すればよいが、所定時間内の全ての認識状況を把握してから判断するのではなく、例えばある認識時点で車両存在領域に属していた場合には、１秒前の認識時点でどうであったかを判断し、さらに１秒前の認識時点でも車両存在領域に属していた場合には、２秒前の認識時点でどうであったかを判断する、というように過去の認識状況を遡って参照していくようにしてもよい。
【００１３】
このように、障害物を車幅方向と車長方向（車両の前後方向）の相対位置という２次元的に認識する従来手法では、その２次元的な認識による本質的な限界のため、上述した状況での非車両を区別して認識することができなかったが、本車両用障害物認識装置によれば、障害物をその高さ方向にも認識できる点を利用し、さらに瞬時値だけに基づくのではなく所定期間内の認識状況にも基づくことで、車両でない障害物を的確に区別して認識することができるのである。
【００２０】
ところで、これまでの説明では、非車両として認識する条件に「停止物」であるという限定はしなかった。これは、停止物であるかどうかの判断をしなくても、上述した物体の高さ方向位置や形状に基づけば非車両の認識が可能であるからである。但し、非車両の場合にはほとんどの場合は停止物として認識されるため、上述の物体の高さ方向位置や形状に基づくと共に、停止物であるという条件にも基づいて非車両判断を行なうようにしてもよい。こうすることで、坂路の出入口等において移動物である走行車両を非車両と判断するおそれがなくなる。
【００２１】
この場合には、上述した車両用障害物認識装置において、認識手段が、さらに障害物の移動状態を検出して停止物か移動物かを判断する判断手段を備え、高さを基準とした非車両判断手段又は形状を基準とした非車両判断手段が、障害物が停止物であると判断された場合にのみ、高さを基準とした非車両判断処理又は形状を基準とした非車両判断処理を実行するよう構成すればよい。
【００２２】
このように、まず停止物であるかどうかを判断し、停止物と判断されたものについて、物体の高さ方向位置や形状に基づく非車両判断を行なうようにすることで、移動物である走行車両が非車両であると判断されるおそれがなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明が適用された車両制御装置１について、図面と共に説明する。この車両制御装置１は、自動車に搭載され、警報すべき領域に障害物が所定の状況で存在する場合に警報を出力したり、先行車に合わせて車速を制御したりする装置である。
【００２４】
図１は、そのシステムブロック図である。車両制御装置１はコンピュータ３を中心に構成されている。コンピュータ３はマイクロコンピュータを主な構成として入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路や検出回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので詳細な説明は省略する。
【００２５】
コンピュータ３は、先行車用障害物検出装置としての距離・２方位測定器５、車速センサ７、ブレーキスイッチ９、スロットル開度センサ１１から各々所定の検出データを入力している。ここで、距離・２方位測定器５は、送受信部３１および距離・角度演算部３３を備え、送受信部３１からは所定の光軸（中心軸）を中心にして先行車前方へレーザ光を車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度の範囲で不連続に掃引照射（スキャン）して出力し、かつ反射光を検出すると共に、距離・角度演算部３３にて反射光を捉えるまでの時間に基づき、前方の物体までの距離ｒを検出する装置である。このようにレーザ光を２次元的に走査するのであるが、その走査パターンを図３を参照して説明する。なお、図３において、出射されたレーザビームのパターン８２は測定エリア８１内の右端と左端に出射された場合のみを示しており、途中は省略している。また、出射レーザビームパターン８２は、図３では一例として略円形のものを示しているが、この形に限られるものではなく楕円形、長方形等でもよい。さらに、レーザ光を用いるものの他に、マイクロ波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。また、スキャン方式にこだわる必要はなく、距離以外に２方位を測定できる方式であればよい。
【００２６】
図３に示すように、測定エリアの中心方向をＺ軸としたとき、これに垂直なＸＹ平面内の所定エリアを順次走査する。本実施形態では、高さ方向であるＹ軸を基準方向、車幅方向であるＸ軸を走査方向とし、スキャンエリアは、Ｘ軸方向には０．１５ｄｅｇ×１０５点＝１６ｄｅｇであり、Ｙ軸方向には０．７ｄｅｇ×６ライン＝４ｄｅｇである。また、スキャン方向はＸ軸方向については図３において左から右へ、Ｙ軸方向については図３において上から下へである。具体的には、まずＹ軸方向に見た最上部に位置する第１走査ラインについてＸ軸方向にスキャンする。これで１走査ライン分の検出がなされるので、次に、Ｙ軸方向に見た次の位置にある第２走査ラインにおいても同様にＸ軸方向にスキャンする。このようにして第６走査ラインまで同様のスキャンを繰り返す。したがって、左上から右下に向かって順に走査がされ、１０５点×６ライン＝６３０点分のデータが得られることとなる。ここで、第４走査ラインが水平であるとする。
【００２７】
そして、距離・角度演算部３３で得られるデータは、走査方向を示すスキャン角度θｘ，θｙと測距された距離ｒとで構成されることとなる。なお、２つのスキャン角度θｘ，θｙは、それぞれ出射されたレーザビームとＸＺ平面との角度を縦スキャン角θｙ、出射されたレーザビームをＸＺ平面に投影した線とＺ軸との角度を横スキャン角θｘと定義する。
【００２８】
またコンピュータ３は、警報音発生器１３、距離表示器１５、センサ異常表示器１７、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に所定の駆動信号を出力している。
さらにコンピュータ３は、警報音量を設定する警報音量設定器２４、後述の警報判定処理における感度を設定する警報感度設定器２５、クルーズコントロールスイッチ２６、図示しないステアリングホイールの操作量を検出するステアリングセンサ２７及びヨーレートセンサ２８を備えている。またコンピュータ３は、電源スイッチ２９を備え、その「オン」により、所定の処理を開始する。
コンピュータ３は、このように構成されていることにより、障害物が所定の警報領域に所定時間存在した場合等に警報する警報判定処理を実施している。障害物としては、自車の前方を走行する前車やまたは停止している前車あるいは路側にある物体（ガードレールや支柱物体等）等が該当する。また、コンピュータ３は、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に駆動信号を出力することにより、前車の状況に合わせて車速を制御する、いわゆるクルーズ制御も同時に実施している。
【００２９】
図２はコンピュータ３の制御ブロック図を示している。距離・２方位測定器５の距離・角度演算部３３から出力された距離ｒと２方位のスキャン角度θｘ，θｙとのデータは、極座標−直交座標間の座標変換ブロック４１により自車を原点（０，０，０）とするＸＹＺ直交座標に変換される。センサ異常検出ブロック４４により、この変換結果の値が異常な範囲を示していれば、センサ異常表示器１７にその旨の表示がなされる。
【００３０】
また、座標変換ブロック４１にて変換されたＸＹＺ直交座標データは、物体認識ブロック４３に出力され、その物体認識ブロック４３において認識種別、物体の中心位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、物体の大きさ（Ｗ，Ｄ，Ｈ）、物体の形状情報が求められる。なお、認識種別とは自車速Ｖと下記の相対速度に基づいて停止物体であるか移動物体であるかを認識するものである。物体の中心位置に基づいて走行に影響する物体が選択され、その距離が距離表示器１５により表示される。また、大きさを示す（Ｗ，Ｄ，Ｈ）は、物体を内包する最小の直方体の各辺の長さであり、それぞれ（横幅，奥行き，高さ）である。そして、物体の形状は上述の大きさ（Ｗ，Ｄ，Ｈ）によっても示すことができるが、それ以外で形状を示すのに有効なデータを形状情報とする。本実施形態では物体のＸＹ平面上における上端幅Ｗｕ及び下端幅Ｗｄをその形状情報とする。
【００３１】
また、物体認識ブロック４３では、上記物体の中心位置の時間的な変化に基づいて、自車位置を基準とする障害物の相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）が求められる。
また、ステアリングセンサ２７からの信号に基づいて操舵角演算ブロック４９にて操舵角が求められ、ヨーレートセンサ２８からの信号に基づいてヨーレート演算ブロック５１にてヨーレートが演算される。
【００３２】
カーブ半径（曲率半径）算出ブロック６３では、車速演算ブロック４７からの車速と操舵角演算ブロック４９からの操舵角とヨーレート演算ブロック５１からのヨーレートとに基づいて、自車走行路のカーブ半径（曲率半径）Ｒを算出する。先行車判定ブロック５３では、このカーブ半径Ｒおよび物体認識ブロック４３にて求められた認識種別、中心位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、物体の大きさ（Ｗ，Ｄ，Ｈ）、相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）から先行車が選択されて、その距離Ｚおよび相対速度Ｖｚが求められる。
【００３３】
この先行車との距離Ｚおよび相対速度Ｖｚ、自車速Ｖｎ、クルーズコントロールスイッチ２６の設定状態およびブレーキスイッチ９の踏み込み状態に基づいて、車間制御部及び警報判定部ブロック５５にて、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に、先行車との車間距離を調整するための信号を出力するとともに、距離表示器１５に対して必要な表示信号を出力して、状況をドライバーに告知している。
【００３４】
また、車間制御部及び警報判定部ブロック５５が、自車速、前車相対速度、前車加速度、物体中心位置、物体幅、認識種別、ブレーキスイッチ９の出力、スロットル開度センサ１１からの開度および警報感度設定器２５による感度設定値に基づいて、警報判定ならば警報するか否かを判定し、クルーズ判定ならば車速制御の内容を決定する。その結果を、警報が必要ならば、警報発生信号を警報音発生器１３に出力する。また、クルーズ判定ならば、自動変速機制御器２３、ブレーキ駆動器１９およびスロットル駆動器２１に制御信号を出力して、必要な制御を実施する。
【００３５】
次に、以上のように構成される車両制御装置１において実行される障害物認識にかかる動作について説明する。
その障害物認識の全体の処理の概要は、図４に示すように、まず、物体認識を行い（Ｓ１０）、続いて先行車判定を行い（Ｓ２０）、最後に路側物除外を行って（Ｓ３０）、本処理を終了する。なお、ここでの障害物認識は、車間距離制御を実行する場合に制御対象となる先行車の認識を行なうこととする。続いて、これらＳ１０〜Ｓ３０での詳しい処理内容について説明する。
［Ｓ１０の物体認識処理］
まず測距処理がなされ、この測距データに基づいて物体認識が行われる。測距処理は距離・２方位測定器５にて実行されるのであるが、上述したように、図３に示すＸＹ平面内の所定エリアを順次走査する。本実施形態では、横方向（Ｘ軸方向）には０．１５ｄｅｇ×１０５点＝１６ｄｅｇ、縦方向（Ｙ軸方向）には０．７ｄｅｇ×６ライン＝４ｄｅｇをスキャンエリアとする。また、スキャン方向は横方向には左から右へ、縦方向には上から下へである。したがって、左上から右下に向かって順に走査がされ、１ラインにつき１０５点が６ライン分で計６３０点分のデータが最大得られることとなる。
【００３６】
そして、距離・２方位測定器５の距離・角度演算部３３で得られるデータは、走査方向を示すスキャン角度θｘ，θｙと測距された距離ｒとで構成されることとなるため、極座標−直交座標間の座標変換ブロック４１により自車を原点（０，０，０）とするＸＹＺ直交座標に変換され、物体認識ブロック４３に出力されることとなる。
【００３７】
物体認識ブロック４３では、このＸＹＺ直交座標データに基づいて、前方の物体の認識種別（移動物又は停止物）、中心位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、物体の大きさ（Ｗ，Ｄ，Ｈ）、物体の形状に関する情報、自車位置を基準とする障害物の相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を求める。障害物の相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は上記物体の中心位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の時間的な変化に基づいて求める。認識種別は、例えば、自車が走行しているにもかかわらず物体の相対位置がほとんど移動していない場合は移動物と認識できる。また次第に遠ざかる物体も移動物と認識できる。また物体の相対位置が自車に対して自車車速と同じ速度（絶対値）で近づく場合は停止物と認識できる。認識種別は、車速センサ７からの検出値に基づいて車速演算ブロック４７から出力される車速Ｖと上記相対速度とから判断される。
［Ｓ２０の先行車判定処理］
この先行車判定においては、まず自車の走行路のカーブ半径を検出する。この検出は、カーブ半径演算ブロック６３が演算したカーブ半径Ｒを読み込んでなされる。次に、そのカーブ半径Ｒに基づいて、上記障害物が自車と同一車線上に存在する確率を算出する。Ｓ１０での物体認識処理で求まった各障害物のＸＺ平面上の位置と上記カーブ半径Ｒに基づき、その各障害物が自車線上に存在する確率を個々に算出する。そして、その算出された確率に基づき車間距離制御をすべき先行車としての障害物を選択する。
［Ｓ３０の路側物除外処理］
上記Ｓ２０での先行車判定において先行車であると一応判定された場合であっても、路側物が誤って先行車であると判定されてしまう場合もある。つまり、障害物が自車線上に存在する確率に基づいて先行車とみなされても、道路標識や陸橋、道路そのものあるいは道路上の白線、さらにはいわゆるキャッツアイのような道路上の設置物が自車線上に存在する状況は生じる。したがって、このＳ３０での路側物除外処理では、このような路側物が非先行車であることを的確に把握し、先行車の対象から除外する処理を行なう。
【００３８】
具体的な路側物除外処理については図５〜図７のフローチャートを参照して説明する。
図５に示すように、路側物除外ルーチンは、Ｓ１００にて路側物除外ルーチンその１を実行し、その後にＳ２００にて路側物除外ルーチンその２を実行する。
【００３９】
まず、Ｓ１００の「路側物除外ルーチンその１」の処理内容について図６のフローチャートを参照して説明する。
図６の最初のステップＳ１１０においては、停止物であるか否かを判断する。そして、停止物でない、つまり移動物であると判断された場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１２０以降の処理を実行することなく本ルーチンを終了する。上述したように、本実施形態における路側物除外処理は、先行車判定（図４のＳ２０）において先行車であると一応判定された場合であっても、路側物が誤って先行車であると判定されてしまっていることを考慮し、路側物が非先行車であることを的確に把握して先行車の対象から除外することを目的としている。そして、路側物が誤って先行車であると判定されるのは、停止物が先行車として判定された場合がほとんどであることを鑑み、まず最初に停止物であるかどうかを判断し、停止物であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）Ｓ１２０以降の実質的な路側物除外を行なうが、移動物であれば（Ｓ１１０：ＮＯ）あえてＳ１２０以降の実質的な路側物除外は実行しないのである。また、こうすることで、坂路の出入口などにおいて移動物である走行車両を非車両と判断するおそれがなくなる。
【００４０】
続いて、Ｓ１１０にて停止物であると判断されて移行するＳ１２０からの説明を行なう。Ｓ１２０では、物体の中心の高さが４．０ｍよりも大きいかどうかを判断し、Ｓ１２０にて否定判断されて移行するＳ１３０では、物体の中心の高さがほぼ０ｍであるかどうかを判断する。そして、Ｓ１２０，Ｓ１３０のいずれかにおいて肯定判断された場合には、Ｓ２００へ移行し、判断対象の物体が図４のＳ２０にて先行車であるとされていたかどうかを判断する。そして、先行車であるとされていた場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、それを非先行車であると訂正し（Ｓ２１０）、本ルーチンを終了する。
【００４１】
Ｓ１２０，Ｓ１３０での判断対象となる物体中心の高さは、図２の物体認識ブロック４３にて求められた中心位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて得られる。そして、物体の中心の高さが４．０ｍより大きいかあるいはほぼ０ｍである場合に非先行車とするのは、通常の車両においてはこの領域に物体中心が存在することはないと考えられるからである。つまり、現状では大型のトラックやセミトレーラの車高が約３．８ｍであり、また車体部分の下端は地上から数ｃｍ以上離間しているため、上述した４ｍより高い領域とほぼ０ｍとなる領域において認識される障害物は先行車でないと判断できる。
【００４２】
一方、物体の中心の高さが４．０ｍ以下であり（Ｓ１２０：ＮＯ）、物体の中心の高さがほぼ０ｍという条件を満たさない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、一応、高さ方向位置を基準として考えた場合に車両が存在する可能性のある領域となる。しかし、本実施形態ではそのことだけで処理を終了して先行車であるとはせず、過去に認識した同一物体の高さ情報も参照する。つまり、１秒前から検出していた場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、Ｓ１５０，Ｓ１６０において、上記Ｓ１１０，Ｓ１２０での処理と同様に、物体の中心の高さが４．０ｍよりも大きいかどうか（Ｓ１５０）、物体の中心の高さがほぼ０ｍであるかどうか（Ｓ１６０）をそれぞれ判断する。そして、Ｓ１５０，Ｓ１６０のいずれかにおいて肯定判断された場合には、やはりＳ２００，Ｓ２１０の処理を実行する。つまり、判断対象の物体が先行車であるとされていた場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、それを非先行車であると訂正するのである（Ｓ２１０）。
【００４３】
そして、本実施形態では、さらに２秒前に認識した同一物体の高さ情報も参照する。つまり、１秒前においても、物体の中心の高さが４．０ｍ以下であり（Ｓ１５０：ＮＯ）、物体の中心の高さがほぼ０ｍという条件を満たさない場合であっても（Ｓ１６０：ＮＯ）、さらに、Ｓ１７０〜Ｓ１９０において、上述した１秒前の物体中心高さに基づくＳ１４０〜Ｓ１６０と同様の処理を行なう。なお、２秒前に認識した物体の中心の高さであってもやはり車両が存在する可能性のある領域内にしか高さがない場合には（Ｓ１８０：ＮＯ，Ｓ１９０：ＮＯ）、本処理を終了する。
【００４４】
次に、図５のＳ３００の「路側物除外ルーチンその２」の処理内容について図７のフローチャートを参照して説明する。
図７の最初のステップＳ３１０においては、停止物であるか否かを判断する。そして、停止物でない、つまり移動物であると判断された場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｓ３２０以降の処理を実行することなく本ルーチンを終了する。この点については、上述した図４の路側物除外ルーチンその１の場合と同様の理由である。つまり、最初に停止物であるかどうかを判断し、停止物であれば（Ｓ３１０：ＹＥＳ）Ｓ３２０以降の実質的な路側物除外を行なうが、移動物であれば（Ｓ３１０：ＮＯ）あえてＳ３２０以降の実質的な路側物除外は実行しない。また、こうすることで、走行中の先行車を誤って非先行車とすることがなくなる。
【００４５】
続いて、Ｓ３１０にて停止物であると判断されて移行するＳ３２０からの説明を行なう。Ｓ３２０では、物体のＸＹ平面上における上端の横幅（上端幅Ｗｕ）と下端の横幅（下端幅Ｗｄ）の比（Ｗｕ／Ｗｄ）が３よりも大きいかどうかを判断する。また、Ｓ３２０にて否定判断されて移行するＳ３３０では、物体の高さ（Ｈ）と横幅（Ｗ）の比（Ｈ／Ｗ）である縦横比が３よりも大きいかどうかを判断する。さらに、Ｓ３３０にて否定判断されて移行するＳ３４０では、横幅Ｗが３．５ｍよりも大きいかどうかを判断する。
【００４６】
そして、Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３４０のいずれかにおいて肯定判断された場合には、Ｓ３５０へ移行し、判断対象の物体が図４のＳ２０にて先行車であるとされていたかどうかを判断する。そして、先行車であるとされていた場合には（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、それを非先行車であると訂正し（Ｓ３６０）、本ルーチンを終了する。
【００４７】
上述したＳ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３４０は、通常の車両においては存在しない形状であるかどうかを判断しているのであるが、それぞれの判断の目的を説明する。
まず、Ｓ３２０にて物体の上端幅Ｗｕと下端幅Ｗｄの比（Ｗｕ／Ｗｄ）が３よりも大きい場合に非先行車とするのは次の理由からである。例えば図８に示すような路側式設置方式の道路標識あるいは図９に示すような片持式（オーバーハング式）設置方式の道路標識においては、支柱の上端などに標識部分が設けられていることが多く、上下端幅の比（Ｗｕ／Ｗｄ）が３よりも大きくなることがほとんどである。そして、逆に通常の車両の上下端幅ではありえない値となる。このように、上下端幅の比（Ｗｕ／Ｗｄ）に着目すれば、上端幅と下端幅の差があまりない通常の車両の形状と、道路標識のようないわゆる「頭でっかち」の形状のものとは明確に区別が付く。
【００４８】
次に、Ｓ３３０にて、物体の高さ（Ｈ）と横幅（Ｗ）の比である縦横比（Ｈ／Ｗ）が３よりも大きい場合に非先行車とするのは次の理由からである。例えば図８，９に示した道路標識の標識部分はその役割などから地上２ｍ、あるいは３ｍよりも大きいといった比較的上方に存在することが多い。但し、その横幅はあまり大きくないことが多く、その場合には高さと幅の比（Ｈ／Ｗ）である縦横比が３よりも大きくなる。また、例えば図９（ａ），（ｂ）に示すような「逆Ｌ型」あるいは図９（ｃ）に示すような「Ｆ型」にあっては、車道部にせりだした標識部分は車道を走行する車両の妨げにならないように、地上から５ｍというような比較的上方に存在することが多い。したがって、標識の横幅がたとえ１ｍあっても縦横比（Ｈ／Ｗ）は５となり、３よりも大きくなる。そして、逆に通常の車両の縦横比ではありえない値となる。このように縦横比（Ｈ／Ｗ）に着目しても車両以外であることを区別できる。
【００４９】
なお、図８，９に示した一般的な道路標識のタイプを考慮すると、上記（ａ）及び（ｂ）の基準がいずれも該当する場合と、いずれか一方が該当する場合が考えられる。したがって、本実施形態のようにこれら２つの基準によっていずれか一方でも該当する場合には非先行車とすることが有効である。例えば、図９（ｅ），（ｆ）に示すような「Ｔ型」の場合には縦横比（Ｈ／Ｗ）が１に近いが、この場合には上下端幅の比（Ｗｕ／Ｗｄ）で見れば３よりも大きいため、非先行車であることが適切に判断できる。
【００５０】
このように、図８，９に示した一般的な道路標識については、Ｓ３２０及びＳ３３０での判断結果に基づけば非先行車であることが適切に判断できるが、本実施形態においては、さらにＳ３４０の判断を行っている。つまり、横幅Ｗが３．５ｍよりも大きい場合に非先行車とするのは次の理由からである。
【００５１】
例えば図１０には少し特殊な標識の設置方式として、（ａ），（ｂ）に示すような門型式（オーバーヘッド式）、あるいは（ｃ）に示すような添架式がある。門型式（オーバーヘッド式）の場合には、車道部を挟んで両側の歩道部に支柱を設け、それらの間の梁状部分に標識を設けている。また、添架式の場合、例えば（ｃ）に示すように横断歩道橋のような陸橋の側面に標識を配置している。このような場合には、縦横比（Ｈ／Ｗ）が１以下になる。また上下端幅の比（Ｗｕ／Ｗｄ）の場合にも、どの部分が下端幅であるかの特定が難しく、結果的にＳ３２０，Ｓ３３０にていずれも否定判断される可能性がある。さらには、図９（ｅ），（ｆ）に示すような「Ｔ型」の場合に、上方の梁状部分だけを物体として認識してしまうとやはり上述した２つの条件では除外できない。
そこで、Ｓ３４０にて横幅の閾値との比較を行なうことで、物体形状の最大幅が通常の車両においては存在しない値である場合に先行車ではないと判断するのである。例えば上述した図１０（ａ），（ｂ）に示すような門型式、あるいは（ｃ）に示すような添架式の場合、最大幅Ｗは通常１車線以上の横幅を有することになり、当然３．５ｍよりは大きい。したがって、通常１車線以上の横幅を有する点に着目し、物体形状の最大幅が通常の車両においては存在しない値の場合には先行車ではないと判断するのである。このようにすれば、さらに適切な認識が実現される。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１では、その障害物認識処理において自車線上に障害物があるかどうかを主な基準として先行車判定を行い（図４のＳ２０）、その後に、路側物除外処理（図４のＳ３０）を行なう。この際に、図６に示す路側物除外ルーチンその１では、「高さ方向位置が通常の車両ではとり得ない領域にある」ことを条件に非先行車であるとしている。但し、例えば下り坂の手前あるいは上り坂の出口付近を自車が走行している場合には、平坦路では検出しなかった上方の看板や標識を自車の正面に検出してしまう。本来ならば上述した排除条件の具体例である「４ｍより高い領域」に存在する看板や標識等が誤って認識される可能性がある。坂路の状況に加えてさらに前方がカーブしている状況では、なお一層「４ｍより高い領域」に存在する看板や標識等が誤って認識される可能性がある。また、上り坂の手前あるいは下り坂の出口付近を自車が走行している場合には、道路そのものあるいは道路上の白線等、さらにはいわゆるキャッツアイのような道路上の設置物が正面に存在する状況が生じる。
【００５３】
このような誤認識を回避するための工夫として、上述したように、１秒前、あるいは２秒前の高さ方向位置までを参照して、結果的には２秒前から現在迄において通常の車両ではとり得ない領域に所定時間内に少なくとも一度でも存在した場合に先行車ではないと判断している。
【００５４】
このように、障害物を車幅方向と車長方向（車両の前後方向）の相対位置という２次元的に認識する従来手法では、その２次元的な認識による本質的な限界のため、上述した状況での非先行車を区別して認識することができなかったが、本車両用障害物認識装置によれば、障害物をその高さ方向にも認識できる点を利用し、さらに瞬時値だけに基づくのではなく所定期間内の認識状況にも基づくことで、先行車でない障害物を的確に区別して認識することができるのである。
【００５５】
そして、このような高さを基準とした路側物除外処理を実行した後、さらに図７に示す路側物除外ルーチンその２を実行することで、今度は形状を基準とした非先行車の除外を行なう。このように、高さを基準とした除外だけでなく、形状を基準とした除外も実行しているので、より適切な非先行車の認定及びその除外が実現できる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、距離・２方位測定器５が「レーダ手段」に相当し、コンピュータ３を構成する座標変換ブロック４１、物体認識ブロック４３、先行車判定ブロック５３及び車間制御部及び警報判定部ブロック５５が「認識手段」に相当する。但し、その内の座標変換ブロック４１及び物体認識ブロック４２が「障害物高さ検出手段」、「物体形状検出手段」及び「停止物か移動物かを判断する判断手段」に相当する。また、車間制御部及び警報判定部ブロック５５が「高さを基準とした非先行車判断手段」、「形状を基準とした非先行車判断手段」に相当する。
【００５７】
以上、本発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
例えば、上記実施形態では、比を３としたが、これ以外の数値でもよい。つまり、これは通常の車両においてはあり得ないが、対象とする道路標識では該当するような数値を設定すればよい。したがって、例えば２．５といった数値でもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、図６の路側物除外ルーチンその１において、２秒前の物体中心の高さが４．０ｍ以下であり（Ｓ１８０：ＮＯ）、２秒前の物体中心の高さがほぼ０ｍという条件を満たさない場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、そのまま処理ルーチンを終了しているが、例えばさらに３秒前あるいは４秒前までのデータに基づく判断をしてもよい。但し、あまり長くなると同一物体として捉えることが難しくなることも予想されるため、２秒程度までが好ましいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】車両制御装置のコンピュータの制御ブロック図である。
【図３】距離・２方位測定器の走査パターンを示す概略斜視図である。
【図４】車両制御装置にて実行される障害物認識処理の概要を示す説明図である。
【図５】車両制御装置にて実行される障害物認識処理の内、路側物除外処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】車両制御装置にて実行される路側物除外処理の内、路側物除外ルーチンその１の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】車両制御装置にて実行される路側物除外処理の内、路側物除外ルーチンその２の処理内容を示すフローチャートである。
【図８】路側式設置方式の道路標識の一例を示す説明図である。
【図９】片持式（オーバーハング式）設置方式の道路標識の一例を示す説明図である。
【図１０】門型式（オーバーヘッド式）、添架式設置方式の道路標識の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…車両制御装置                    ３…コンピュータ
５…距離・２方位測定器              ７…車速センサ
９…ブレーキスイッチ              １１…スロットル開度センサ
１９…ブレーキ駆動器                ２１…スロットル駆動器
２３…自動変速機制御器              ２７…ステアリングセンサ
２８…ヨーレートセンサ              ２９…電源スイッチ
３１…送受信部                      ３３…距離・角度演算部
４１…座標変換ブロック              ４３…物体認識ブロック
４７…車速演算ブロック              ４９…操舵角演算ブロック
５１…ヨーレート演算ブロック        ５３…先行車判定ブロック
５５…車間制御部及び警報判定部ブロック
６３…カーブ半径算出ブロック        ８１…測定エリア
８２…出射レーザビームパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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