(57)【要約】【課題】障害物を確実に検出して車両制御を行うことができる車両制御装置、その方法およびそのプログラムを提供する。【解決手段】車両の外界の特徴に基づいて物標を検出する車載用外界センシング部２と、車両の操作を行う操作部３１を有する車両制御装置において、操作部への操作がない場合は第１動作モード、操作部への操作がある場合は第１動作モードと異なる第２動作モードと判定する判定部２８と、判定部が第２動作モードと判定した場合は、第１動作モードと判定した場合よりも短い時間において、車載用外界センシング部２が出力する物標に基づいて障害物を決定し、決定した障害物に応じて車両を制御する制御部５を備える。【選択図】図１
2014227000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の外界の特徴に基づいて物標を検出する車載用外界センシング部と、
前記車両の操作を行う操作部と、
前記操作部への操作がない場合は第１動作モード、前記操作部への操作がある場合は前記第１動作モードと異なる第２動作モードと判定する判定部と、
前記判定部が前記第２動作モードと判定した場合は、前記第１動作モードと判定した場合よりも短い時間において、前記車載用外界センシング部が検出する物標に基づいて障害物を決定し、前記決定した障害物に応じて車両を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記操作部は、前記車両の進行方向を指示するハンドルおよび前記車両の進行方向を表示する方向指示器の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記車載用外界センシング部が検出する物標は物標情報により表現され、前記物標情報は、前記車両と物標までの距離、前記車両に対する物標の相対速度、および前記物標が存在する方向を含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１動作モードでは、前記車両の速度とハンドルの角速度に基づいて当該車両の推定軌跡を求め、前記推定軌跡に基づき前記物標が障害物であるかどうかを決定し、
前記第２動作モードでは、前記物標の移動方向を求め、前記移動方向に基づいて前記物標が障害物であるかどうかを決定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記決定した障害物に前記車両が衝突することを回避するべく前記車両の制動を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記決定した障害物と前記車両との間隔が一定となるように前記車両を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記車載用外界センシング部は、障害物に電波を照射し、その反射波を受信し前記反射波に基づき物標を検出するレーダ部であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両に搭載され車両前方の映像信号を出力するカメラ部をさらに具備し、
前記制御部は、前記車載用外界センシング部が出力する物標と前記カメラ部が出力する障害物データの両方に基づいて前記障害物を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記車載用外界センシング部は、前記車両に搭載され前記車両の前方の映像信号を出力するカメラ部であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
車両の操作がない場合は第１動作モード、車両の操作がある場合は第２動作モードと判定する判定工程と、
前記判定工程で判定された第１動作モードに応じた第１決定基準または前記第２動作モードに応じた前記第１決定基準とは異なる第２決定基準によって、前記車両に搭載した車載用外界センシング部が検出した物標に基づいて障害物を決定する決定工程と、
前記決定工程が決定した障害物に応じて車両を制御する制御工程と、
を具備することを特徴とする車両制御方法。
【請求項１１】
コンピュータを請求項１記載の車両制御装置として機能させるための車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の運転操作に適応した障害物検出を行う車両制御装置、その方法およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車の運転支援のために、車両前方に搭載したレーダ装置を用いた、車速制動装置や、先行車両追従システムや、衝突軽減ブレーキシステムなどといった車速制御システムが開発され実施されている。
【０００３】
このような車速制御装置や、先行車両追従システムや、衝突軽減ブレーキシステム等の車速制御システムは、レーダ装置によって対象車両や障害物を検知して、その検知結果に応じて、車両の制動等を行うものである。しかし、このような車速制御システムにおいては様々な課題があり、これらの課題について多くの特許文献が知られている。
【０００４】
特許文献１は、レーダで検出した物標データの内、路面に埋め込まれた反射物標を、前方車両等の物標と区別できずに誤認識してしまうという課題を解決するもので、対象物標の相対速度が所定量以上である場合、これを反射物標であるとして除外する車速制御システムを開示している。
なお、ここで物標とは、レーダ波を反射したポイントを表す指標である。物標を特定するための物標情報は、一般に、車両から物標までの距離、車両に対する物標の相対速度、物標が存在する方位を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された車速制御システムは、レーダで検出された物標が回避したり追跡したりすべきである先方障害物であるかどうかについて、運転者の操作状況にかかわらず一律の判断基準により判断している。この結果、例えば、運転者の操作状況が進路変更や車線変更の際には、急減速または急停止した先行車両を先方障害物とする認識が間に合わなくなり異常接近する場合がある。
【０００７】
ここで、図１１を用いて進路変更を行う際に先行車両が異常接近する場合を具体的に説明する。図１１において、市街地などで自己の車両Ｖが前方の駐車している車両Ｃを避けるために進路変更を行う場合、運転者は隣接車線に接近する車両がないか後方確認を実施する。このような場合、例えば、自己の車両Ｖの二つ先の車両Ａが急に減速または停車すると、後続車両Ｂはそれに伴い減速または停車する。しかし、自己の車両Ｖの運転者は後方確認中であるので、このような前方の車両Ａの変化が起きても車両Ｂの減速または停車に気付くのが遅れることがあり、自己の車両Ｖは車両Ｂに異常に接近したり追突する場合も考えられる。
【０００８】
一方、上述した特許文献１が示すような車速制御システムや、障害物検知装置においては、運転者の操作意志がない（例えば、居眠り等）場合、制動や操舵等の操作がない場合に作動するシステムである。そのため、特許文献１に示すシステムでは、図１１のような運転者が運転操作を行っている状況では障害物検出機能が十分適切には作動しない場合があるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、運転操作中でも障害物を確実に検出して安定した車両制御を行うことができる車両制御装置、その方法およびそのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一実施形態である車両制御装置は、前記した課題を解決するために、車両の外界の特徴に基づいて物標を検出する車載用外界センシング部と、前記車両の操作を行う操作部と、前記操作部への操作がない場合は第１動作モード、前記操作部への操作がある場合は前記第１動作モードと異なる第２動作モードと判定する判定部と、前記判定部が前記第２動作モードと判定した場合は、前記第１動作モードと判定した場合よりも短い時間において、前記車載用外界センシング部が検出する物標に基づいて障害物を決定し、前記決定した障害物に応じて車両を制御する制御部を具備している。
【００１１】
これによれば、前記車両制御装置は、運転者の操作が無い場合は通常の第１動作モードによって、運転者の操作、例えば方向指示器や操舵がある場合は第２動作モードによって障害物を決定する。従って、現在の「運転操作」が運転者による進路変更がある際にこれを「進路変更モード（第２動作モード）」と判定する。そして、前記車両制御装置は、「進路変更モード（第２動作モード）」では、例えば対象物データが障害物か否かを確定するための期間を「通常モード（第１動作モード）」よりも早める等の「運転操作」に応じた判断基準の工夫を施す。これにより、前記車両制御装置は、進路変更中に自車両が前方車両と急に接近する場合でも、確実に障害物（前方の車両等）を検出し回避することができる。
【００１２】
（２）前記（１）記載の車両制御装置であって、前記操作部は、前記車両の進行方向を指示するハンドルおよび前記車両の進行方向を表示する方向指示器の内の一方または両方であることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、前記車両制御装置は、特に、運転者が例えば方向指示器を操作して進路変更する場合（進路変更モード）について、方向指示器を操作しない場合（通常モード）と異なる判断基準によって「障害物」の有無を判断する。これにより、前記車両制御装置は、方向指示器を操作して進路変更中に、急に前方車両が減速し停車するような場合でも、迅速な判断基準で、確実に障害物（前方の車両等）を検出し回避することができる。
【００１４】
（３）前記（１）または（２）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記車載用外界センシング部が検出する物標は物標情報により表現され、前記物標情報は、前記車両と物標までの距離、前記車両に対する物標の相対速度、および前記物標が存在する方向を含むことを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、必要な物標情報により、運転者の操作状況に応じて確実に障害物（前方の車両等）を検出し、これに基づく車両制御が可能となる。
【００１５】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記制御部は、前記第１動作モードでは、前記車両の速度とハンドルの角速度に基づいて推定軌跡を求め、この推定軌跡と物標までの距離に基づいて前記障害物を決定し、前記第２動作モードでは、前記障害物の移動方向を求め、前記障害物の移動方向に基づいて、当該車両から前記障害物までの距離によって前記障害物を決定することを特徴とする。
【００１６】
これによれば、前記車両制御装置は、特に車両が進路変更を行っており前方車両が急に停車し、図５に後述するような方法で車両の軌跡を予測できない場合でも、確実に障害物を検出して、これに基づく車両制御が可能となる。
【００１７】
（５）前記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記制御部は、前記決定した障害物に車両が衝突することを回避するべく車両の制動を制御することを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、運転者の操作状況に応じて検出した障害物に基づいて、車両が障害物に衝突することを確実に回避することができる。
【００１８】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記制御部は、前記決定した障害物と車両との間隔が一定となるように車両の制動を制御することを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、運転者の操作状況に応じて検出した障害物に基づいて、車両と障害物である前方車両との間隔を確実に一定にすることができる。
【００１９】
（７）前記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記車載用外界センシング部は、障害物に電波を照射し、その反射波を受信し前記反射波に基づき物標を検出するレーダ部であることを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、レーダ部のレーダ波を用いることにより確実に障害物を検出して、障害物に応じた車両制御を行うことができる。
【００２０】
（８）前記（１）ないし（７）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記車両に搭載され車両前方の映像信号を出力するカメラ部をさらに具備し、前記制御部は、前記車載用外界センシング部が出力する物標と前記カメラ部が出力する障害物データの両方に基づいて前記障害物を決定することを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、レーダ部からの信号だけでなくカメラ部からの障害物データにより障害物の誤判断を回避して、確実に障害物に対する車両制御を行うことができる。
【００２１】
（９）前記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の車両制御装置であって、前記車載用外界センシング部は、前記車両に搭載され前記車両の前方の映像信号を出力するカメラ部であることを特徴とする。
これによれば、前記車両制御装置は、カメラ部の光学カメラ素子を用いることにより確実に障害物を検出して、障害物に応じた車両制御を行うことができる。
【００２２】
（１０）本発明の一実施形態である車両制御方法は、車両の操作がない場合は第１動作モード、前記車両の操作がある場合は第２動作モードと判定する判定工程と、前記判定工程で判定された第１動作モードに応じた第１決定基準または前記第２動作モードに応じた前記第１決定基準とは異なる第２決定基準によって、前記車両に搭載した車載用外界センシング部が検出した物標に基づいて障害物を決定する決定工程と、前記決定工程が決定した障害物に応じて前記車両を制御する制御工程を有している。
これによれば、前記車両制御方法は、前記車両制御装置と同様に、運転者の現在の運転操作に適合して確実に障害物（前方の車両等）を検出し回避することができる。
【００２３】
（１１）本発明の一実施形態である車両制御プログラムは、コンピュータを前記（１）記載の車両制御装置として機能させることを特徴としている。
これによれば、前記車両制御装置および前記車両制御方法と同様に、前記車両制御プログラムは、運転者の現在の運転操作に適合して確実に障害物（前方の車両等）を検出し回避することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る車両制御装置によれば、障害物を確実に検出して車両制御を行うことができる。同様に、本発明に係る車両制御方法および車両制御プログラムによれば、障害物を確実に検出して車両制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図２】同車両制御装置における全体処理の一例を示すフローチャート。
【図３】同車両制御装置における動作モード判定処理の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の障害物処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の第１実施形態に係る通常モードの際の車両の推定軌跡を示す説明図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の障害物処理を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る進路変更モードの際の車両の移動方向を示す説明図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両制御装置の障害物処理を示すフローチャート。
【図９】本発明の第４実施形態に係る車両制御装置の障害物処理を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車両制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１１】車両が進路変更を行う場合に起こりうる状況の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る車両制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
<<第１実施形態に係る車両制御装置>>
［車両制御装置の構成］
本発明の第１実施形態に係る車両制御装置１は、路上を走行する車両に備えられており、図１において、レーダ部２（車載用外界センシング部）と、信号処理部３と、車両制御装置１の動作を制御する制御部５を有している。
【００２７】
なお、車載用外界センシング部の一例として下記の実施形態では、レーダ部２である電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式ミリ波レーダ）を挙げている。しかし、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置１が用いる車載用外界センシング部は、このレーダ装置に限定されるものではなく、例えば、レーザレーダ装置であってもよい。
【００２８】
すなわち、車載用外界センシング部は、車両に搭載が可能で、車両走行時の障害となる障害物の検出機能を有する装置であればどのようなものでもよい。例えば、車載用外界センシング部は、後記の図１０において説明される光学式のカメラ部３９であってもよく、また、複数の検出装置を組み合わせたものでも良い。
制御部５は、マイクロコンピュータおよびＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only memory）等の記憶装置を少なくとも有している。制御部５は、車両制御装置１の全体的な制御を行うべく、レーダ部２の各構成素子および信号処理部３の各構成素子にそれぞれ接続されている。制御部５は、ＲＯＭ等に格納されたコンピュータプログラムである車両制御プログラムに基づいて、図１に示す車両制御装置１のレーダ部２および信号処理部３の各部の制御を行う。
【００２９】
車両制御装置１の信号処理部３は、車両Ｖ（図１１）の機能である方向指示器等の操作機器（操作部）３１と、車両の操舵を行うためのハンドル３２と、車速センサ等の車両状態検出部３３と、警報音を鳴らすブザー３４と、操作情報や警報情報を表示するディスプレイ３５と、車両の制動機能を有する制動部３６と、車両の加速機能を有する駆動部３７と、車両の進行方向を決定する操舵部３８とにそれぞれ接続されている。
【００３０】
ここで、車両制御装置１のレーダ部２は、一例として前記した電子走査型レーダ装置であり、障害物に電波を照射し、その反射波を受信して、この反射波に基づき物標を検出する検出装置である。図１において、レーダ部２は、受信アンテナ１１ａ〜１１ｎと、ミキサ１２ａ〜１２ｎと、送信アンテナ１３と、分配器１４と、フィルタ１５ａ〜１５ｎと、スイッチ１６と、Ａ／Ｄコンバータ１７と、三角波生成部１９と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２０とを有している。
【００３１】
ここで、受信アンテナ１１ａ〜１１ｎは、物標に到達した送信波が反射し、この対象物から到来する反射波（到来波とも言う）を受信波として受信するアンテナ素子である。
また、各ミキサ１２ａ〜１２ｎは、送信アンテナ１３が送信した送信波と、各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎが受信し増幅器により増幅した受信波とを混合し、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する素子である。
このようにビート信号とは、受信アンテナ１１ａ〜１１ｎが受信した受信波から障害物を検出するために、送信波に対する受信波の大きさに基づいて、複数の周波数毎に生成された複数の信号である。ここで、各ビート信号の各周波数は、受信アンテナ１１ａ〜１１ｎと障害物との距離に対応しており、周波数の大きさに基づいて距離を検出することができる。
【００３２】
送信アンテナ１３は、分配器１４から供給される送信波を放射するアンテナ素子である。
また、分配器１４は、周波数変調されたＶＣＯ２０からの送信波を、前記ミキサ１２ａ〜１２ｎおよび送信アンテナ１３に分配する素子である。
また、フィルタ１５ａ〜１５ｎ各々は、各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎで取得し各々ミキサ１２ａ〜１２ｎにおいて生成されたたＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、この帯域制限されたビート信号をスイッチ１６へ出力する素子である。
【００３３】
また、スイッチ１６は、フィルタ１５ａ〜１５ｎ各々を通過した各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、制御部５が出力するサンプリング信号に対応して順次切り替えて、Ａ／Ｄコンバータ１７に出力する素子である。
また、Ａ／Ｄコンバータ１７は、前記スイッチ１６から前記サンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎ各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、前記サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部３におけるメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる回路である。
【００３４】
また、車両制御装置１の信号処理部３は、上述した制御部５によってその動作が制御される。信号処理部３は、メモリ２１と、受信強度算出部２２と、ＤＢＦ検知部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位検出部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、モード判定部２８と、物標処理部２９と、車両制御部３０を有している。
なお、車両制御部３０の機能（障害物制動機能、先行車両追従機能等）は、車両制御装置１の機能としてではなく、車両Ｖの図示しない車両制御部の本来の制動機能に追加される付加機能として実現することも可能である。
【００３５】
信号処理部３内のメモリ２１は、Ａ／Ｄコンバータ１７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎに対応したチャンネルごとに格納する記憶素子である。
受信強度算出部２２は、メモリ２１に格納された各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をフーリエ変換し、信号レベルを算出して、距離検出部２４、速度検出部２５、ＤＢＦ処理部２３、物標処理部２９に出力する処理部である。
【００３６】
ＤＢＦ（Digital Beam Forming）処理部２３は、受信強度算出部２２から入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行って、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出して方位検出部２６に出力する処理部である。
距離検出部２４は、受信強度算出部２２から入力される周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、距離を算出して物標引継ぎ処理部２７に出力する処理部である。
【００３７】
速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される中心周波数、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、相対速度を算出して物標引継ぎ処理部２７に出力する処理部である。
方位検出部２６は、ＤＢＦ処理部２３から入力されるビート周波数毎の空間複素数のうち、一番振幅が大きな値を取る角度を、対象物が存在する方位として算出して物標引継ぎ処理部２７に出力する処理部である。
【００３８】
物標引継ぎ処理部２７は、距離検出部２４、速度検出部２５、方位検出部２６から入力される今回算出した物標（車両Ｖから物標までの距離、車両Ｖに対する物標の相対速度、車両Ｖを基準とした物標が存在する方位）と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された物標の差分が所定量以下であるとき、同一の物標と判定して物標処理部２９に出力する処理部である。
物標とは、前記したように、レーダ波を反射したポイントを表す指標である。ここで言う物標情報は、車両Ｖから物標までの距離、車両Ｖに対する物標の相対速度、物標が存在する方位（予め規定された検出基準軸に対して反射波が到来した方位）を少なくとも含んでいる。
【００３９】
モード判定部２８は、方向指示器等の操作機器３１からの操作情報に基づいて、物標出力処理部が一例として通常モードで動作すべきか進路変更モード等で動作すべきかを判定して物標処理部２９に出力する処理部である。このモード判定部２８は、ここでは、一例として操作機器３１からの操作情報の少なくとも１つ好ましくは２つを受けることで、動作モードの切替のトリガとしている。
物標処理部２９は、レーダ部２が検出した反射波（到来波）に基づいて検出した複数の物標から「障害物」となる物標を仮定し、所定期間連続して「障害物」と仮定されれば、その物標を「障害物」と決定する。
【００４０】
ここにおいて、物標処理部２９は、一例として通常モードまたは進路変更モード等に準じた判断基準に基づいて、複数の物標の中から「障害物」となる物標を決定して、この「障害物」の物標を車両制御部３０に出力する。
この物標処理部２９が行う障害物処理は、図４、図６、図８、図９のフローチャートに詳細に説明される。
【００４１】
車両制御部３０は、物標処理部２９の判定に基づいて、ブザー３４またはディスプレイ３５に警告を行ったり、車両Ｖの制動または操舵を行う制御部である。車両制御部３０が行う処理は、後記するように図４、図６、図８、図９のフローチャートが示す障害物処理に詳細に説明される。
【００４２】
ここで、操作機器３１とは、車両の進行方向を表示する方向指示器の他に、それぞれ図示しない、車両の加速を指示するべく運転者が踏み込むためのアクセルペダル、車両の走行にブレーキを指示するべく運転者が踏み込むためのブレーキペダル、雨天時等にフロントガラス等を清掃するためのワイパーを動作させるワイパー操作部、変速機のレンジ位置の変更を指示するシフト装置等の車両Ｖの多くの操作部を含む。
また、ハンドル３２は、車両Ｖの操舵を行うためのもので、図示しないパワーステアリング機能により、運転者は少ない力で車両の進行方向を操舵することができる。
【００４３】
また、車速センサ３３は、車両Ｖの走行速度を検出して、物標処理部２９等に検出信号を供給する速度検出素子である車速センサを含む。車速センサ３３等は、車速センサ３３以外に、例えば、図示しない変速機のシフトレンジ位置を検出するセンサ、また、それ以外にも、車両Ｖの動作状態を検出して検出信号を出力する複数のセンサを含んでいる。
また、ブザー３４は、例えば車両Ｖが、予め決められた所定距離より接近した場合、先方障害物（他の車両等）に近づいた場合に警報を鳴らすために設けられた警報器である。
ディスプレイ３５は、速度や走行距離等の操作情報を表示すると共に、車両Ｖが、先方障害物（他の車両等）に接近し過ぎた場合に、前記のブザー３４と共に警報画面を表示するための液晶画面等の表示装置である。
【００４４】
制動部３６は、運転者の図示しないブレーキペダルの操作または制御信号等に応じて例えばブレーキ液圧を制御し、車両の減速および停止を制御する、車両Ｖに備えられた機構である。
駆動部３７は、運転者の図示しないアクセルペダルの操作または制御信号等に応じて例えばスロットル開度を制御し、車両の駆動および加速を制御する、車両Ｖに備えられた機構である。
操舵部３８は、運転者の操作に応じて車両の進行方向を決定するべく前輪の角度を決定する、車両Ｖに備えられた機構である。
【００４５】
［車両制御装置のレーダ部２の動作］
次に、図１を参照して、本実施形態による電子走査型のレーダ部２の動作を説明する。制御部５の制御下において、三角波生成部１９は三角波信号を生成し、ＶＣＯ（Voltage Control Oscillator）１０に供給する。分配器１４は、ＶＣＯ２０からの周波数変調された送信波を、前記ミキサ１２ａ〜１２ｎおよび送信アンテナ１３に分配する。
【００４６】
この送信波が、送信アンテナ１３から車両Ｖの進行方向へと照射される。受信アンテナ１１ａ〜１１ｎは、この送信波の対象物からの反射波を受信して受信波を得る。
受信波は、レーダと対象物との距離に応じて遅延されて受信され、さらに、ドップラー効果によって対象物との相対速度に応じて、送信波に対して周波数方向に変動する。
【００４７】
制御部５の制御下において、各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎが受信した各受信波は増幅器により増幅され、ミキサ１２ａ〜１２ｎにより送信アンテナ１３から送信される送信波と混合されて、各周波数差に対応したビート信号が生成される。これらの各ビート信号は、フィルタ１５ａ〜１５ｎ各々を通過し、制御部５から入力されるサンプリング信号に対応してスイッチ１６を順次切り替えてＡ／Ｄコンバータ１７に出力される。Ａ／Ｄコンバータ１７でデジタル化された各ビート信号は、それぞれメモリ２１の波形記憶領域に格納される。
【００４８】
［車両制御装置の信号処理部３の動作］
次に、本実施形態における車両制御装置の信号処理部３において行われる、物標の検出、複数の物標中の「障害物」の決定、決定した「障害物」に応じた車両の制御処理の動作について、詳細に説明する。
【００４９】
受信強度算出部２２は、メモリ２１に格納された複素数データに対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号レベルと呼ぶこととする。受信強度算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数、すなわち距離に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
【００５０】
そして、受信強度算出部２２は、ビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号レベルのピーク値を受信波の強度と称す。
【００５１】
受信強度算出部２２は、信号ビート周波数毎の信号レベルから、レベルのピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数を対象物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ出力する。受信強度算出部２２は、受信波の周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ出力し、受信波の中心周波数ｆ0を速度検出部２５へ出力する。
受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、物標候補がないという情報を物標処理部２９に出力する。
【００５２】
受信強度算出部２２は、複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる。レーダと対象物の距離に比例して受信波が遅延し、レーダと対象物との距離が離れるほど、ビート信号の周波数は小さくなる。
【００５３】
受信強度算出部２２は、複数の対象物に対応する信号レベルのピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号をつけて、物標引継ぎ処理部２７に出力する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【００５４】
ＤＢＦ（デジタル・ビーム・フォーミング）処理部２３は、受信波の位相差を利用して、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。
【００５５】
ここで、ＤＢＦ処理部２３が利用する受信波の位相差は、以下のように与えられる。
すなわち、上述した受信アンテナ１１ａ〜１１ｎは、間隔ｄにより配置されたアレー状のアンテナである。前記受信アンテナ１１ａ〜１１ｎには、アンテナの配列している面に対する垂直方向の軸との角度φ方向から入射される、対象物からの到来波（入射波、すなわち送信アンテナ１３から送信した送信波に対する対象物からの反射波）が入力する。
【００５６】
このとき、前記到来波は、前記受信アンテナ１１ａ〜１１ｎにおいて同一角度φにて受信される。端ともう１端の受信アンテナ間にて発生する受信波の位相差は、受信波の周波数ｆ、端ともう１端の受信アンテナ間の間隔ｄn-1および角度φから、位相差は、２πｆ・（ｄn-1・ｓｉｎφ／Ｃ）で算出される。
【００５７】
ＤＢＦ処理部２３は、上述の位相差を利用して、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトル強度を示す空間複素数データを算出して、方位検出部２６に出力する。
次に、距離検出部２４は、受信強度算出部２２から入力される対象物周波数に基づいて、車両Ｖから物標までの距離ｒを算出して、算出結果を物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
【００５８】
また、速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される対象物周波数に基づいて、車両Ｖに対する物標の相対速度ｖを算出して、算出結果を物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
方位検出部２６は、算出された角度チャネル毎の空間複素数データのうち、最大値を取る角度φを、物標が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する。
【００５９】
物標引継ぎ処理部２７は、距離検出部２４、速度検出部２５、方位検出部２６がそれぞれ算出し供給した物標の距離、相対速度、方位の値と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された物標の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値を求める。そして、物標引継ぎ処理部２７は、差分の絶対値が所定値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した物標と今回検知した物標を同じものと判定する。
【００６０】
物標引継ぎ処理部２７は、今回の算出結果と前回の算出結果の差分の絶対値が、所定値以上である場合、今回算出した物標を新しい物標であると判定する。また、物標引継ぎ処理部２７は今回の物標の距離、相対速度、方位の各値、およびその物標の物標引継ぎ処理回数を０回としてメモリ２１に保存する。
【００６１】
モード判定部２８は、方向指示器等の操作機器３１やハンドル３２の操作に応じた操作信号を受け、後述する物標処理部２９の動作モードを決定する。すなわち、モード判定部２８は、一例として、方向指示器とハンドル３２の操作信号に基づいて、図３で後述するように通常モードと進路変更モードの内の一つに決定する。
また、モード判定部２８は、進路変更モードだけでなく、運転者の操作状況を認識して、操作状況に適合した後述する様々な動作モードを判定し、物標処理部２９および車両制御部３０に、その動作モードに固有の「障害物処理」を行わせることが可能である。
【００６２】
物標処理部２９は、物標引継ぎ処理部２７から与えられる物標およびメモリ２１から与えられる検出物データに基づく、障害物処理を行う。すなわち、物標処理部２９は、検出された複数の物標の中から、その物標が衝突回避または車両追跡等の車両の対象となる「障害物」であるかどうかを決定する。「障害物」の具体的な決定方法については、図４（図６、図８、図９）のフローチャートを用いて詳細に後述する。
【００６３】
車両制御部３０は、物標処理部２９が決定した「障害物」の物標データ（対象物の距離・速度・方向等）に基づいて、例えば、「障害物」である先行車両との衝突回避のための車両制御を、運転者の運転操作が無い場合でも自動的に行うものである。ここで、車両制御とは、運転者の運転操作が無い場合でも、車両の制動、駆動、操舵等を自動的に行うことである。
【００６４】
また、車両制御部３０は、物標処理部２９が決定した「障害物」の物標（対象物の距離・速度・方向等のデータ）に基づいて、例えば、「障害物」である先行車両と自己の車両Ｖとを常に一定間隔とする、または、先行車両Ｂに追従するべく、運転者の運転操作が無い場合でも車両制御、すなわち、車両Ｖの制動、駆動、操舵等を自動的に行う。
このように、本発明に係る車両制御装置によれば、進路変更等がない通常の場合では通常モードを用いて、また、進路変更がある場合では進路変更モードを用いて、または、所定の条件下により他の動作モードにより、運転状況に応じた適切な障害物処理を行う。
【００６５】
［車両制御装置の全体処理のフローチャートによる説明］
前記した車両制御装置１の動作は、車両制御装置１の制御部５が記憶領域に格納するコンピュータプログラムに従って制御部５が各部を制御することにより実行される全体処理として、図２のフローチャートにより表現することも可能である。
【００６６】
制御部５は、まず初めに、図２の全体処理のフローチャートに示すように、ＡＤ変換された各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をメモリ２１に格納する（ステップＳ１）。
【００６７】
次に、受信強度算出部２２は、制御部５の制御下において、各受信アンテナ１１ａ〜１１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をフーリエ変換し、信号レベルを算出する（ステップＳ２）。受信強度算出部２２は、制御部５の制御下において、アンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値をＤＢＦ処理部２３へ出力する。
【００６８】
また、受信強度算出部２２は、制御部５の制御下において、周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を距離検出部２４へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、中心周波数ｆ0、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を速度検出部２５へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、制御部５の制御下において、受信波の強度を検出できなかった場合、物標候補がないことを物標処理部２９に出力する。
【００６９】
次に、ＤＢＦ処理部２３は、デジタル・ビーム・フォーミング処理を行う。すなわち、ＤＢＦ処理部２３は、制御部５の制御下において、受信強度算出部２２から入力されたアンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換を行い、角度分解能に対応した角度チャネル毎の空間複素数を計算し、ビート周波数毎に方位検出部２６へ出力する（ステップＳ３）。
【００７０】
次に、距離検出部２４は、制御部５の制御下において、受信強度算出部２２から入力される周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、距離を算出する。また、速度検出部２５は、制御部５の制御下において、受信強度算出部２２から入力される中心周波数、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、相対速度を算出する（ステップＳ４）。
【００７１】
方位検出部２６は、制御部５の制御下において、算出されたビート周波数毎の空間複素数のうち、一番振幅が大きな値を取る角度を対象物が存在する方位と判断して、物標引継ぎ処理部２７に出力する（ステップＳ５）。
【００７２】
次に、物標引継ぎ処理部２７は、制御部５の制御下において、前記の距離検出処理部２４、速度検出部２５、方位検出部２６が各々出力した、車両Ｖから物標までの距離、車両Ｖに対する物標の相対速度、車両Ｖを基準とした物標が存在する方位の値を、一つの物標として管理する。
【００７３】
そして、物標引継ぎ処理部２７は、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された物標（対象物の距離、相対速度、方位の値）と、いま管理している物標（対象物の距離、相対速度、方位の値）との差分を求める。物標引継ぎ処理部２７は、物標の差分の絶対値が所定値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した物標といま管理している物標とを同一と判定し、メモリ内の物標を更新し、物標の識別番号を物標処理部２９へ出力することで物標を引き継ぐ。
【００７４】
また、物標引継ぎ処理部２７は、物標の差分の絶対値が所定値以上である場合、いま管理している物標は、１サイクル前に検知した物標とは異なる新規な物標と判定し、新たな物標の識別番号を物標処理部２９へ出力する（ステップＳ６）。
【００７５】
・モード判定部
次に、モード判定部２８は、制御部５の制御下において、物標処理部２９が行う障害物処理のための動作モード、一例として通常モード／進路変更モードについて、動作モード判定処理を行う（ステップＳ７）。
【００７６】
すなわち、この動作モード判定処理を図３のフローチャートを用いて詳細に説明すると、モード判定部２８は、最初に操作機器３１の一つである方向指示器が操作されたかどうかを判定する（ステップＳ１１）。モード判定部２８は、方向指示器が操作されたとする操作信号を受信しなければ（ステップＳ１１でＮｏ）、通常モードであると判定して判定処理を終了する（ステップＳ１２）。
【００７７】
モード判定部２８は、操作機器３１の中の方向指示器が操作されたとする操作信号を受信した場合は（ステップＳ１１でＹｅｓ）、次に、その操作方向が左方向か否かを判断し（ステップＳ１３）、左方向の方向指示器の操作があれば、次に、ハンドル３２の左方向への旋回操舵があるかどうかを判断する（ステップＳ１４）。モード判定部２８は、左方向の方向指示器の操作と共に左方向へのハンドル３２の旋回操舵があると判断すると、進路変更モードであると判定して判定処理を終了する（ステップＳ１５）。
【００７８】
また、ステップＳ１４において、モード判定部２８は、左方向の方向指示器の操作と共に右方向へのハンドル３２の旋回操舵があると判断すると、通常モードであると判定して判定処理を終了する（ステップＳ１６）。
【００７９】
モード判定部２８は、ステップＳ１３において、右方向の方向指示器が操作されたとする操作信号を受信した場合は、次に、ハンドル３２の右方向への旋回操舵があるかどうかを判断する（ステップＳ１７）。モード判定部２８は、右方向の方向指示器の操作と共に右方向へのハンドル３２の旋回操舵があると判断すると、進路変更モードであると判定して判定処理を終了する（ステップＳ１８）。
【００８０】
また、ステップＳ１７において、モード判定部２８は、右方向の方向指示器の操作と共に左方向へのハンドル３２の旋回操舵があると判断すると、通常モードであると判定して判定処理を終了する（ステップＳ１９）。
【００８１】
モード判定部２８は、判定した動作モード（通常モード／進路変更モード）を後段の物標処理部２９に供給する。物標処理部２９は、供給された動作モード（通常モード／進路変更モード）に準じた判断基準に基づいて、障害物処理を行うことにより、運転者の操作状況に応じて確実な「障害物」の検出および検出結果に応じた車両制御を行うことができる。
【００８２】
次に、図２のフローチャートに戻り、モード判定部２８が通常モードと判定すれば（ステップＳ９）制御部５は、物標処理部２９と車両制御部３０を用いて、通常モードに基づき障害物処理を行う（ステップＳ９）。すなわち、物標処理部２９は、制御部５の制御下において、通常モードに応じた決定基準に基づき、物標引継ぎ部処理部２７が出力した複数の物標の中から「障害物」となる物標を決定してその物標を車両制御部３０に出力する。
【００８３】
その後、車両制御部３０は、制御部５の制御下において、物標処理部２９が出力した「障害物」となる物標に基づいて、一例として「障害物」に車両Ｖが衝突することを回避するべく車両の制動を行う。または、車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」となる物標に基づいて、一例として「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従するべく車両の制御を行う。
【００８４】
ステップＳ８において、モード判定部２８が進路変更モードと判定すれば、物標処理部２９は、制御部５の制御下において、一例として進路変更モードに基づいて、障害物処理を行う（ステップＳ１０）。すなわち、物標処理部２９は、進路変更モード応じた決定基準に基づいて、物標引継ぎ部処理部２７が出力した複数の物標の中から「障害物」となる物標を決定して、その物標を車両制御部３０に出力する。
なお、その後、車両制御部３０が行う車両の制御処理については、動作モードが通常モードであっても進路変更モードであっても同一である。
【００８５】
［車両制御装置の障害物処理のフローチャートによる説明］
次に、ステップＳ８の障害物処理を、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、ステップＳ８の障害物処理においては、レーダ部２が検出する物標および信号処理部３の物標の扱いについて、以下の四段階が存在する。
１）物標なし
２）物標あり
３）物標が障害物と仮定される
４）物標が障害物と決定される  →障害物と決定された物標を標的として車両制御する
【００８６】
第１実施形態は、後記する第２実施形態以降の実施形態と比較するとき、障害物判断の時間を短縮したこと、および、障害物に基づいて衝突回避処理を行うことを特徴の一つとしている。
物標処理部２９は、制御部５の制御下において、モード判定部２８が通常モードと判定すれば、通常モードに応じた決定基準に基づいて障害物処理を行う。ここで、通常モードに応じた決定基準とは、例えば図４の左のフローチャートでは、ステップＳ２２で「障害物」と仮定した物標をステップＳ２３で「障害物」と決定するための時間であり、図４の右のフローチャートのステップＳ３３での進路変更モードにおける時間よりも長い時間である。
【００８７】
ここで、障害物処理とは、図４（または図６、図８、図９）のフローチャートに示されている一連の処理である。障害物処理とは、レーダ部２が検出した複数の物標について、その物標が車両Ｖの走行の障害となる「障害物」かどうかを判断・決定し、決定後は「障害物」を標的として車両を制御する処理をいう。
【００８８】
すなわち、物標処理部２９は、図４の左のフローチャートに示すように、車速センサ３３が出力する車速情報と、ハンドル３２が出力するハンドルの角速度情報に基づいて、車両Ｖの推定軌跡Ｌを図５の説明図に示すように算出する（ステップＳ２１）。物標処理部２９は、制御部５の制御下において、算出した車両Ｖの推定軌跡Ｌと、レーダ部２が検出して物標引継ぎ処理部２７が出力した物標Ｈとの偏差を求め、偏差が閾値以下なら、物標Ｈは「障害物」であると仮定する（ステップＳ２２）。
【００８９】
さらに物標処理部２９は、制御部５の制御下において、当該物標を「障害物」であると閾値（track_th＝１０）以上の時間、連続して仮定したかどうかを判断する（ステップＳ２３）。物標処理部２９は、当該物標が「障害物」であるとする仮定が閾値（track_th＝１０）以上の時間、連続したと判断した場合、当該物標は「障害物」であると決定する（ステップＳ２４）。
【００９０】
「障害物」が決定すると、物標処理部２９は、それ以降、「障害物」の物標を追跡して検出し続けて物標を車両制御部３０に出力し続ける（いわゆる、ロックオンする）。
図１に示す制御部５または車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」の物標と、車速センサ３３からの車両Ｖの車速信号とに基づき、「障害物」と車両Ｖとの衝突予測時刻を算出する。制御部５または車両制御部３０は、衝突予測時刻が閾値ttc_th以下である場合、車両制御部３０に接続された制動部３６を制御して車両の制動を行い、車両Ｖと「障害物」との衝突を回避する（ステップＳ２５）。
【００９１】
一方、モード判定部２８が進路変更モードと判定した場合は、図４の右のフローチャートに示すように、物標処理部２９は、制御部５の制御下において、進路変更モードに応じた決定基準に基づいて、障害物処理を行う。ここで、進路変更モードに応じた決定基準とは、「障害物」と仮定した物標を「障害物」であると決定するための時間であり、通常モードにおける時間よりも短い時間である。
【００９２】
なお、進路変更モードの決定のための時間が通常モードにおける時間よりも短い理由は、図１１で上述したように、進路変更時は通常時よりも前方車両の動静の予測が困難であり、車両と障害物（前方車両等）との衝突の可能性が高く、瞬時の判断が必要なためである。
【００９３】
すなわち、物標処理部２９は、図４の右のフローチャートおよび図５の説明図に示すように、車速センサ３３が出力する車速情報と、ハンドル３２が出力するハンドルの角速度信号ωに基づいて、車両Ｖの推定軌跡Ｌを算出して求める（ステップＳ３１）。物標処理部２９は、制御部５の制御下において、算出した車両Ｖの推定軌跡Ｌと、レーダ部２が検出して物標引継ぎ処理部２７が出力した物標Ｈとの偏差を求め、偏差が閾値以下なら、物標Ｈは「障害物」であると仮定する（ステップＳ３２）。
【００９４】
さらに物標処理部２９は、制御部５の制御下において、当該物標を「障害物」であると閾値（track_th＝５）以上の時間、連続して仮定したかどうかを判断する（ステップＳ３３）。物標処理部２９は、物標Ｈが「障害物」であるとする仮定が閾値（track_th＝５）以上の時間、連続したと判断した場合、物標Ｈは「障害物」であると決定する（ステップＳ３４）。
なお、この進路変更モードの閾値（track_th＝５）は、通常モードの閾値（track#th＝１０）よりも短い時間であり、進路変更モードの判断は通常モードより迅速に行われる。
【００９５】
「障害物」が決定すると、物標処理部２９は、それ以降、「障害物」の物標を追跡して検出し続けて物標を車両制御部３０に出力し続ける（いわゆる、ロックオンする）。
図１に示す制御部５または車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」の物標と、車速センサ３３が出力した車両Ｖの車速信号とに基づき、衝突予測時刻を算出する。制御部５または車両制御部３０は、衝突予測時刻が閾値ttc_th以下である場合、車両制御部３０に接続された制動部３６を制御して、車両の制動を行う（ステップＳ３５）。
【００９６】
これにより、車両制御装置１は、進路変更モードにおいては、通常モードよりも迅速に「障害物」の決定を行うことができるので、図１１で上述したように、進路変更時の車両Ｖと前方車両との衝突を確実に回避することができる。
【００９７】
・モード判定部の変形例
なお、前記のモード判定部２８は、上述した方向指示器およびハンドル３２の旋回操舵によって、動作モード（通常モード／進路変更モード）を判定した。しかし、モード判定部２８は、以下のような方法によって動作モード（通常モード／進路変更モード）を決定することも可能である。
１）ハンドル操作（操舵）のみ
２）ハンドル操作（操舵）とアクセルペダルの踏み込み（加速）
３）ハンドル操作（操舵）とブレーキペダルの踏み込み（減速）
４）ハンドル操作（操舵）とハザード操作（周囲への警告意志）
【００９８】
さらに、モード判定部２８は、必ずしもハンドル操作の検出に基づく「通常モード／進路変更モード」を判定することに限定されない。モード判定部２８は、ハンドル操作の検出に限定されずに、何らかの操作機器の操作情報の検出または車両の運転状況の検出に基づいて、例えば、「通常モード／操作モード」、「通常モード／高速モード」、「通常モード／雨天モード」、「通常モード／慎重モード（通常よりもより慎重・迅速な障害物検出を意図する）」等、多くの動作モードを判定することも可能である。
【００９９】
例えば、モード判定部２８は、何らかの操作機器の操作信号を検出すると、「操作モード」と判定し、物標処理部２９および車両制御部３０に「操作モード」固有の「障害物処理」を行わせることが可能である。
ここで、「操作モード」とは、何らかの必要に迫られた操作がある状態の動作モードであり、「通常モード」のように、何らの操作も行っていない状態とは異なる。この「操作モード」固有の「障害物処理」は、例えば、上述した「進路変更モード」と同一でも可能であり、「進路変更モード」を一部、変更したものでもよい。
【０１００】
また、モード判定部２８は、ワイパーの操作信号を検出すると、「雨天モード」と判定し、物標処理部２９および車両制御部３０に「雨天モード」固有の「障害物処理」を行わせることが可能である。この「雨天モード」固有の「障害物処理」は、例えば、上述した「進路変更モード」と同一でも可能であり、「進路変更モード」を一部、変更したものでもよい。
【０１０１】
同様に、モード判定部２８は、車速センサ３３が出力する速度が一定速度を超えたことを検出すると「高速モード」と判定し、物標処理部２９および車両制御部３０に「高速モード」固有の「障害物処理」を行わせることが可能である。
この「高速モード」固有の「障害物処理」は、例えば、上述した「進路変更モード」と同一でも可能であり、「進路変更モード」を一部、変更したものでもよい。
【０１０２】
同様に、モード判定部２８は、図示しない変速機のシフトレンジ位置の検出信号や、変速機のレンジ位置の変更を指示する図示しないシフト装置からの操作信号等を受け、「ローレンジモード」、「ハイレンジモード」等を判定して、物標処理部２９および車両制御部３０に「ローレンジモード」、「ハイレンジモード」固有の「障害物処理」を行わせることが可能である。
【０１０３】
このように、モード判定部２８は、運転者の操作状況に応じて適切な動作モードを判定し、物標処理部２９および車両制御部３０にその動作モードに固有の「障害物処理」を行わせることが好適である。また、ここで述べたモード判定部２８および動作モードの変形例は、第１実施形態だけでなく、後述する第２実施形態〜第４実施形態についても適用することができる。
【０１０４】
<<第２実施形態に係る車両制御装置>>
第２実施形態は、前記した第１実施形態と比較すると、図６、図７に示すように、物標移動方向ｄによる障害物判定・衝突回避を行うことを特徴としている。
物標処理部２９は、制御部５の制御下において、モード判定部２８が通常モードと判定すれば、通常モードに応じた決定基準に基づいて障害物処理を行う。
ここで、通常モードに応じた決定基準とは、物標を「障害物」と仮定する方法（推定軌跡Ｌの利用）、および、「障害物」と仮定した物標を「障害物」と決定するための時間（進路変更モードにおける時間よりも長い時間）である。
【０１０５】
ステップＳ４１およびステップＳ４２は、第１実施形態の図４のステップＳ２１およびステップＳ２２と全く同一なので、ここでは説明を省略する。
さらに物標処理部２９は、制御部５の制御下において、物標Ｈを「障害物」であると閾値（track_th１）以上の時間、連続して仮定したかどうかを判断する（ステップＳ４３）。物標処理部２９は、物標Ｈが「障害物」であるとする仮定が閾値（track_th１）以上の時間、連続したと判断した場合、物標Ｈは「障害物」であると決定する（ステップＳ４４）。
【０１０６】
「障害物」が決定すると、物標処理部２９は、それ以降、「障害物」の物標を追跡して検出し続けて物標を車両制御部３０に出力し続ける（いわゆる、ロックオンする）。
制御部５または車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」の物標と、車速センサ３３からの車両Ｖの車速信号とに基づき、「障害物」と車両Ｖとの衝突予測時刻を算出する。制御部５または車両制御部３０は、衝突予測時刻が閾値（ttc_th１）以下である場合、車両制御部３０に接続された制動部３６を制御して車両の制動を行い、運転者の操作が無くとも、車両Ｖと「障害物」との衝突を自動的に回避することができる（ステップＳ４５）。
【０１０７】
一方、モード判定部２８が進路変更モードと判定した場合は、図６の右のフローチャートに示すように、物標処理部２９は、制御部５の制御下において、進路変更モードに応じた決定基準に基づいて、障害物処理を行う。
ここで、進路変更モードに応じた決定基準とは、物標を「障害物」と仮定する方法（物標Ｈの移動方向ｄの利用）、および、「障害物」と仮定した物標を「障害物」と決定するための時間（通常モードにおける時間よりも短い時間）、および、車両制動のための衝突予測時刻の閾値（通常モードにおける時間よりも短い時間）である。
【０１０８】
すなわち、物標処理部２９は、図７の説明図に示すように、物標Ｈに関する物標情報（距離、相対速度、方位等）をメモリ２１等から収集して、その時間的変化に基づいて、物標Ｈの移動方向ｄを算出する（ステップＳ５１）。物標処理部２９は、算出した物標Ｈの移動方向ｄに基づいて、車両Ｖと物標Ｈの軌跡を予測して、車両Ｖと物標Ｈとの偏差を求める。物標処理部２９は、車両Ｖと物標Ｈとの偏差が閾値以下なら、物標Ｈは「障害物」であると仮定する（ステップＳ５２）。
ここで、物標処理部２９が進路変更モードにおいて、通常モードで利用した車両Ｖの推定軌跡Ｌを利用せず物標Ｈの移動方向ｄのみを利用した理由は、進路変更モードではハンドルの角速度の振れが大きく、推定軌跡Ｌを求めても正しく算出されないためである。
【０１０９】
さらに物標処理部２９は、制御部５の制御下において、物標Ｈを「障害物」であると閾値（track_th２、ここでtrack_th２＜track_th１）以上の時間、連続して仮定したかどうかを判断する（ステップＳ５３）。物標処理部２９は、物標Ｈが「障害物」であるとする仮定が閾値（track_th１）以上の時間、連続したと判断した場合、物標Ｈは「障害物」であると決定する（ステップＳ５４）。
なお、この進路変更モードの閾値（track_th２）は、通常モードの閾値（track_th１）よりも短い時間であり、進路変更モードの判断は通常モードより迅速に行われる。
【０１１０】
「障害物」が決定すると、物標処理部２９は、それ以降、「障害物」の物標を追跡して検出し続けて物標を車両制御部３０に出力し続ける（いわゆる、ロックオンする）。
制御部５または車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」の物標と、車速センサ３３が出力した車両Ｖの車速信号とに基づき、衝突予測時刻を算出する。制御部５または車両制御部３０は、衝突予測時刻が閾値（ttc_th２、ここでttc_th２＜ttc_th１）以下である場合、車両制御部３０に接続された制動部３６を制御して、運転者の操作がなくとも車両の制動を行うことで、衝突を自動的に回避することができる（ステップＳ５５）。
【０１１１】
この車両の制動のタイミングを決定する進路変更モードの閾値（ttc_th２）は、通常モードの閾値（ttc_th１）よりも短い時間であり、進路変更モードでの車両の制動の判断は通常モードより迅速に行われる。
【０１１２】
これにより、車両制御装置１は、進路変更モードにおいては、通常モードよりも迅速に「障害物」の決定および車両の制動が行われるため、図１１で上述したように、進路変更時の車両Ｖと前方車両等との衝突を確実に回避することができる。
【０１１３】
<<第３実施形態に係る車両制御装置>>
第３実施形態は、前記した第１・第２実施形態と比較すると、図８に示すように、障害物判断の時間を短縮すること、および、車両追従制御を行うことを特徴としている。
第３実施形態の図８のフローチャートのステップＳ６１〜ステップＳ６４およびステップＳ７１〜ステップＳ７４は、第１実施形態の図４のフローチャートのステップＳ２１〜ステップＳ２４およびステップＳ３１〜ステップＳ３４と同一であり、ステップＳ６５およびステップＳ７５のみが異なっている。
従って、ステップＳ６５およびステップＳ７５だけを説明して、それ以外のステップの説明を省略する。
【０１１４】
ステップＳ６４において、物標処理部２９が物標を「障害物」であると決定すると、制御部５または車両制御部３０は、「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従するべく、運転者の操作がなくとも、車両制御部３０に接続された制動部３６、駆動部３７および操舵部３８を制御して車両の制御を行う（ステップＳ６５）。
これにより、車両制御装置１は、運転者の運転状況に応じて、前方車両等の「障害物」を確実に検出し、運転者の操作がなくとも、先行車両に自動的に追従することができる。
【０１１５】
また、ステップＳ７４において、物標処理部２９が物標を「障害物」であると決定すると、制御部５または車両制御部３０は、「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従するべく、運転者の操作がなくとも、車両制御部３０に接続された制動部３６、駆動部３７および操舵部３８を制御して車両の制御を行う（ステップＳ７５）。
これにより、車両制御装置１は、進路変更モードにおいて、通常モードよりも迅速に「障害物」の決定を行うことができるので、運転者の操作がなくとも、先行車両に自動的に追従することができる。
【０１１６】
<<第４実施形態に係る車両制御装置>>
第４実施形態は、前記した第１乃至第３実施形態と比較すると、図７および図９に示すように、物標移動方向ｄによる障害物判定を行うこと、および、車両追従制御を行うことを特徴としている。
第４実施形態の図９のフローチャートのステップＳ８１〜ステップＳ８４およびステップＳ９１〜ステップＳ９４は、第２実施形態の図６のフローチャートのステップＳ４１〜ステップＳ４４およびステップＳ５１〜ステップＳ５４と同一であり、ステップＳ４５およびステップＳ５５のみが異なっている。
従って、ステップＳ８５およびステップＳ９５だけを説明して、それ以外のステップの説明を省略する。
【０１１７】
ステップＳ８４において、物標処理部２９が物標を「障害物」であると決定すると、制御部５または車両制御部３０は、「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従するべく、運転者の操作がなくとも、車両制御部３０に接続された制動部３６、駆動部３７および操舵部３８を制御して車両の制御を行う（ステップＳ８５）。
これにより、車両制御装置１は、運転者の運転状況に応じて、前方車両等の「障害物」を確実に検出し、運転者の操作がなくとも、先行車両に自動的に追従することができる。
【０１１８】
ステップＳ９４において、物標処理部２９が物標を「障害物」であると決定すると、制御部５または車両制御部３０は、物標処理部２９が出力した「障害物」の物標と、車速センサ３３が出力した車両Ｖの車速信号とに基づき、「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従するべく、運転者の操作がなくとも、車両制御部３０に接続された制動部３６、駆動部３７および操舵部３８を制御して車両の制御を行う（ステップＳ９５）。
【０１１９】
これにより、車両制御装置１は、進路変更モードにおいて、通常モードよりも迅速に「障害物」の決定を行うことができるので、運転者の操作がなくとも、前方車両の動きに自動的に追従することができる。
【０１２０】
<<第５実施形態に係る車両制御装置>>
第５実施形態は、図１０に示すように、車両制御装置１にカメラ部３９を追加して障害物検出の精度を向上させたことを特徴としている。
【０１２１】
図１０は、第５実施形態に係る車両制御装置の電気的構成を示すブロック図である。車両制御装置１’は、図１０に示すように、カメラ部３９を追加することにより、障害物検出の精度を向上させることが可能となる。
車両制御装置１’において、図１の車両制御装置１と共通した構成については説明を省略し、異なる構成のみの説明を行う。
【０１２２】
カメラ部３９は、図１０に示すように、車両の進行方向の映像光線を受けて映像信号を出力するＣＣＤカメラ４１と、映像信号に応じて障害物を検出して障害物データとして出力する障害物検知部４２と、映像信号に応じて路上の車線を検出して検出信号を出力する車線検出部４３を有している。
【０１２３】
フュージョン部４２は、カメラ部３９からの障害物データと物標処理部２９からの物標を統合するために設けられた処理部である。フュージョン部４２は、物標処理部２９が出力する物標を受け、カメラ部３９の障害物検知部４２が出力する障害物データおよび車線検知部４３が出力する車線データを受けて、車両制御に必要な物標および車線データを後段の車両制御部３０に出力する。
【０１２４】
また、図１０に示す車両制御装置１’の場合の動作の違いを以下に説明する。
カメラ部３９のＣＣＤカメラ４１は、車両前方の映像光を受け、映像信号を後段の障害物検知部４２および車線検出部４３に出力する。障害物検知部４２は、ＣＣＤカメラ４１から出力される映像信号を解析して、障害物とみなされる対象物を検出し、検出した障害物データを後段のフュージョン部４２に出力する。同様に、車線検出部４３は、ＣＣＤカメラ４１から出力される映像信号を解析して、路上の車線とみなされる車線データを検出し、後段の車両制御部３０に出力する。
【０１２５】
フュージョン部４２は、物標処理部２９が出力した物標と、カメラ部３９の障害物検知部４２が出力した障害物データとを受け、両者を加味した上で、障害物を特定した物標を後段の車両制御部３０に出力する。
【０１２６】
同時に、フュージョン部４２は、車線検知部４３が出力する車線データを受け、この車線データをそのまま後段の車両制御部３０に出力する。または、フュージョン部４２は、車線検知部４３が出力する車線データに、物標処理部２９が出力する物標、カメラ部３９の障害物検知部４２が出力する障害物データ、および特定された障害物等を加味して新たな車線データに置き換えて、後段の車両制御部３０に出力してもよい。
【０１２７】
車両制御部３０は、物標処理部２９が決定しフュージョン部４０が関与した「障害物」の物標（対象物の距離・速度・方向等）および車線データに基づいて、例えば、「障害物」である先行車両との衝突回避のための車両制御（車両の制動等）を行い、または、「障害物」である先行車両と車両Ｖとが常に一定間隔となるように先行車両に追従する車両制御（車両の制動、駆動、操舵等）を、運転者の運転操作が無い場合でも自動的に行う。
これにより、前記車両制御装置１’は、レーダ部２のレーダ検出結果だけでなくカメラ部３９からの障害物データが加味されたことで障害物検出の精度を向上させ、一層確実な障害物検出に基づく車両制御を実現することができる。
【０１２８】
第５実施形態に係る車両制御装置１’においては、カメラ部３９を追加したことにより、車両制御部３０は、衝突回避処理または先行車両追従処理の際の標的を、物標処理部２９が「障害物」と決定した物標とカメラ部３９の障害物検知部４２の出力である障害物データとの両者を加味してフュージョン部４０が「障害物」と決定した物標とする（図４のステップＳ２５、ステップＳ３５、図６のステップＳ４５、ステップＳ５５、図８のステップＳ６５、ステップＳ７５、図９のステップＳ８５、ステップＳ９５）。
【０１２９】
すなわち、車両制御装置１’の車両制御部３０は、カメラ部３９の障害物検知部４２が出力した障害物データを加味することにより、例えば路上に存在する本当の障害物ではない路面の反射物などを「障害物」であると誤判断することが減少する。これにより、車両制御装置１’の車両制御部３０は、一層正確な「先行車両との衝突回避のための車両制御」または「先行車両への追従のための車両制御」を行うことができる。
また、車両制御部３０は、カメラ部３９の車線検出部４３からフュージョン部４０を介して車線データを受信することで、道路の車線を予測することができるため、より確実な車両制御を行うことが可能となる。
【０１３０】
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
【０１３１】
例えば、前記実施形態においては、車両制御装置１は、レーダ部２、信号制御部３および制御部５の各構成素子により構成されることが記載されている。しかし、車両制御装置１は、受信アンテナ１１ａ〜１１ｎおよび送信アンテナ１４以外の構成は、ＡＤコンバータ１７を伴うマイクロコンピュータシステムとこのマイクロコンピュータシステムを動作させる適切なコンピュータプログラムにより同等の機能を実現することも可能である。
【０１３２】
また、前記実施形態においては、車載用外界センシング部として、電子走査型レーダ装置であるレーダ部２を用いて説明している。しかし、前記したように、車載用外界センシング部は、レーダ装置に限定されることはなく、車両に搭載が可能で、車両走行時の障害となる障害物の検出機能を有する装置であればどのようなものでもよい。
車載用外界センシング部は、例えば、図１０において前記した光学式のカメラ部３９を用いてもよく、また、複数種類の検出装置を組み合わせたものでもよく、これらの装置を用いた場合でも、本発明に係る車両制御装置は、同等の機能を実現することが可能である。
【０１３３】
なお、光学式のカメラ部３９が車載用外界センシング部としてレーダ部２に代わり単独で使用される際は、一例として、カメラ部３９のＣＣＤカメラ４１が車両Ｖの前方の映像信号を障害物検知部４２に出力する。障害物検知部４２は、映像信号に基づいて障害物の物標情報「車両から物標までの距離、車両に対する物標の相対速度、物標が存在する方位」を車両制御部３０に出力する。車両制御部３０は、カメラ部が出力した障害物の物標に基づいて、車両制御を行う。
【符号の説明】
【０１３４】
Ｖ、Ａ、Ｂ、Ｃ      車両
Ｈ      物標
１      車両制御装置
２      レーダ部（車載用外界センシング部）
３      信号処理部
８      制御部
２１    メモリ部
２４    距離検出部
２５    速度検出部
２６    方位検出部
２７    物標引継ぎ処理部
２８    モード判定部
２９    物標処理部
３０    車両制御部
３１    操作機器（操作部）
３２    ハンドル
３３    車速センサ
３４    ブザー
３５    ディスプレイ
３６    制御部
３７    駆動部
３８    操舵部
３９    カメラ部
４０    フュージョン部
【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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【図１１】
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