(57)【要約】【課題】物標の位置をより正確に予測することができる障害物検知装置の提供。【解決手段】自車両前方の物標を検知する障害物検知手段１１と、検知物標の情報を受け、自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段１２とを備え、障害物検知手段１１は、所定のサンプリング時間ごとに、物標のまでの距離と、物標との相対速度と、物標の方角とを含む物標データを抽出する物標データ抽出部１１１と、物標データに基づいて、次回のサンプリング時の物標位置を予測する物標位置予測部１１２と、検知物標の位置と予測物標の位置とを照合し、同一物標を識別する物標識別部１１３とを有し、物標データ抽出部１１１は、物標の横方向の速度成分を更に求め、物標位置予測部１１２は、相対速度とともに横方向の速度成分を使用して、物標の位置を予測する。【選択図】図１
2008082871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方の物標を検知する障害物検知手段と、
前記障害物検知手段から、検知された物標の情報を受け、自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段と、を備え、
前記障害物検知手段は、
所定のサンプリング時間ごとに、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度を含む物標データを抽出する物標データ抽出部と、
物標データに基づいて、次回のサンプリング時の物標の位置を予測する物標位置予測部と、
前記物標データ抽出部は、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分を更に求め、
前記物標位置予測部は、前記相対速度とともに前記横方向の速度成分を使用して、物標の位置を予測する
ことを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項２】
前記物標データ抽出部は、物標の横方向の速度成分を、前回のサンプリング時の物標の方角と、今回のサンプリング時の物標の方角との角度差から求める
ことを特徴とする請求項１記載の車両の障害物検知装置。
【請求項３】
前記物標データ抽出部は、物標の横方向の速度成分を、３回以上のサンプリング時の物標の方角の角度差の平均値から求める
ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置。
【請求項４】
前記作動機器制御手段は、前記障害物検知手段のサンプリング間隔よりも短い時間間隔で物標の位置を補間予測する補間予測部を備え、
前記補間予測部は、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度とともに、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分を使用して、物標の位置を補間予測する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記作動機器は、ブレーキを作動させるブレーキ作動手段である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の障害物検知装置。
【請求項６】
前記作動機器は、車両の乗員を所定張力で拘束するようにシートベルトを巻き取るプリテンショナ機構である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の前方の障害物を検知する車両の障害物検知装置に係り、より詳細には、物標の横方向の移動成分を使用して、物標の位置予測を行う車両の障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、追従走行制御（adaptive cruise control：ＡＣＣ）や衝突予知等のために、自車両の前方の障害物を検知する種々の障害物検知装置が提案されている。これらの障害物検知装置では、例えば、ミリ波のレーダ電波を車両の前方へ向けて発し、その反射波を受けることによって、障害物（物標）を検知する。また、下記の特許文献１には、障害物がレーダ装置によって検出されなくなった際の障害物と自車両との相対関係の推定を適切なものにして、障害物検出の信頼性を高める技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１５１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ミリ波レーダ装置では、検知された各物標について、次のサンプリング時の位置を予測する。位置予測にあたっては、物標の現在位置から、物標の速度に所定時間を乗算した移動量を変位させる。
【０００５】
ところで、レーダ装置では、物標の速度は、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度として検知される。このため、所定時間後の物標の予測位置が、所定時間後の実際の物標の検出位置と異なることがある。特に、自車両前方を他車両が横切るような場合に、予測位置が実際の位置と大きく異なることがある。
【０００６】
その結果、次のサンプリング時に、同一物標を別の物標と誤認識してしまい、物標検知の継続性が失われてしまうことがあった。また、物標の誤った予測位置に基づいて衝突を予知してしまうことがあった。その場合、現実には衝突する可能性が低いにもかかわらず、プリテンショナ機構等が誤作動してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、物標の位置をより正確に予測することができる障害物検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の車両の障害物検知装置は、自車両の前方の物標を検知する障害物検知手段と、障害物検知手段から、検知された物標の情報を受け、自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段と、を備え、障害物検知手段は、所定のサンプリング時間ごとに、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度を含む物標データを抽出する物標データ抽出部と、物標データに基づいて、次回のサンプリング時の物標の位置を予測する物標位置予測部と、を有し、物標データ抽出部は、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分を更に求め、物標位置予測部は、相対速度とともに横方向の速度成分を使用して、物標の位置を予測することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明の車両の障害物検知装置によれば、相対速度とともに横方向の速度成分を使用して、物標の位置を予測する。これにより、物標の位置をより正確に予測することができる。
【００１０】
また、本発明において好ましくは、物標データ抽出部は、物標の横方向の速度成分を、前回のサンプリング時の物標の方角と、今回のサンプリング時の物標の方角との角度差から求める。これにより、横方向の速度成分が容易に求められる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、物標データ抽出部は、物標の横方向の速度成分を、３回以上のサンプリング時の物標の方角の角度差の平均値から求める。これにより、より正確な横方向の速度成分が容易に求められる。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、作動機器制御手段は、障害物検知手段のサンプリング間隔よりも短い時間間隔で物標の位置を補間予測する補間予測部を備え、補間予測部は、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度とともに、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分を使用して、物標の位置を補間予測する。
このように、物標の補間予測において、相対速度とともに横方向の速度成分を使用すれば、物標の位置がより正確に補間予測される。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、作動機器は、ブレーキを作動させるブレーキ作動手段である。物標の位置をより正確に予測することにより、衝突予知精度が向上し、ブレーキの誤作動の発生が抑制される。
【００１４】
また、本発明において好ましくは、作動機器は、車両の乗員を所定張力で拘束するようにシートベルトを巻き取るプリテンショナ機構である。物標の位置をより正確に予測することにより、衝突予知精度が向上し、プリテンショナ機構の誤作動の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の車両の障害物検知装置によれば、物標の位置をより正確に予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の車両の障害物検知装置の実施形態を説明する。
まず、図１のブロック図を参照して、実施形態の車両の障害物検知送致の構成について説明する。図１に示すように、実施形態の車両の障害物検知装置１は、自車両の前方の物標を検知する障害物検知手段１１と、障害物検知手段１１から、検知された物標の情報を受け、自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段１２とを備えている。
【００１７】
図１では、作動機器として、ブレーキ作動手段２とプリテンショナ機構３とを示す。ブレーキ作動手段２は、衝突予知時に自動ブレーキを作動させる。また、プリテンショナ機構３は、衝突予知時に車両の乗員を所定張力で拘束するようにシートベルトを巻き取る。
【００１８】
さらに、障害物検知手段１１は、ミリ波レーダー装置から構成され、物標データ抽出部１１１と、物標位置予測部１１２と、物標識別部１１３とを有する。また、作動機器制御手段１２は、ＥＣＵ（electric control unit：電子制御装置）１から構成される。
【００１９】
物標データ抽出部１１１では、所定のサンプリング時間ごとに、自車両から物標のまでの距離Ｌと、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度Ｖｓと、自車両から見た物標の方角θと、を含む物標データを抽出する。サンプリング時間間隔は、レーダの掃引時間に対応し、例えば、１００ミリ秒（ｍｓ）である。物標までの距離Ｌは、レーダ波の送信から受信までの時間差によって求まる。また、相対速度は、送信波の周波数に対する受信波の周波数のドップラーシフトによって求まる。そして、物標までの距離Ｌと物標の方角θとによって、物標の現在位置が求まる。
【００２０】
物標位置予測部１１２は、物標データに基づいて、次回のサンプリング時の物標の位置を予測する。所定時間後の物標位置は、物標の現在位置から、演算した移動量だけ、物標の移動させた位置となる。移動量は、物標の速度と、時間との積として求められる。
【００２１】
物標識別部１１３とは、検知された物標の位置と予測された物標の位置とを照合して、同一物標を識別する。すなわち、次回のサンプリング時に予測位置付近に検知された物標を、位置の予測された物標と同一の物標と認識する。具体的には、同一の識別番号等を付けて管理する。
【００２２】
ところで、従来は、物標の位置予測にあたり、物標の速度として、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度Ｖｓだけを使用していた。このため、従来は、物標の予測位置に誤差が生じていた。特に、カーブで対向車両を検知した場合や、自車両の前方を他車両が横切る場合に、所定時間後の他車両の実際の位置と予測位置とが大きく異なることがあった。
【００２３】
ここで、図２を参照して、物標の位置予測について簡単に説明する。
図２では、三叉路において、自車両Ｓの前方を、他車両Ｊ（０）が右から左へ横切る様子を示している。今回のサンプリング時に検知された物標の位置を、他車両Ｊ（０）として示す。検知された他車両Ｊ（０）には、物標の識別番号として、例えば、「ＩＤ１」が付与される。なお、他車両Ｊ（０）の現在位置は、例えば、自車両Ｓからの距離と、方角θとによって求められる。
【００２４】
そして、１００ｍｓ後の次回のサンプリング時の他車両Ｊ（０）の位置を予測するにあたり、従来は、自車両と物標とを通る直線Ｄ上における自車両と物標との相対速度Ｖｓだけを使用していた。このため、従来の予測方法では、１００ｍｓ後の他車両の予測位置は、図２にＰ（１）で示す位置となる。
【００２５】
これに対して、１００ｍｓ後の他車両の実際に位置は、図２にＪ（１）に示す位置である。このように、次回のサンプリング時の他車両の実際の位置が、予測位置と大きく異なるため、次回サンプリング時に検知された他車両Ｊ（１）は、今回サンプリング時に検知された他車両Ｊ（０）と異なる物標と認識される。その結果、他車両Ｊ（１）には、新たな識別番号として、例えば、「ＩＤ２」が付与される。
【００２６】
さらに、次回のサンプリング時には、当然ながら、予測位置Ｐ（１）付近に他車両は検知されない。しかし、一旦検知された物標が、ノイズ等により、次回のサンプリング時に検知されないことは良くあることである。このため、レーダ装置は、予測位置Ｐ（１）付近に該当する物標が検知されなくても、識別番号「ＩＤ１」の物標の予測位置を外挿して複数回求める。その結果、今回のサンプリング時から２００ｍｓ後の次次回のサンプリング時の物標「ＩＤ１」の予測位置Ｐ（２）、３００ｍｓ後の予測位置Ｐ（３）、及び、４００ｍｓ後の予測位置Ｐ（４）が次々に演算される。
【００２７】
その結果、従来の位置予測方法では、他車両の外挿による予測位置が自車両に急速に接近する。その結果、実際には、他車両は自車両に接近していないにもかかわらず、誤って他車両との衝突が予知されてしまう場合がある。その場合、危険回避のために自動的にブレーキが作動したり、乗員保護のためにシートベルトのプリテンショナ機構が作動して、突然シートベルトが巻き取られたり、或いは、エアバッグが展開したりすることがある。このような車載機器の誤作動を回避するためには、他車両の位置予測を正確に行う必要がある。
【００２８】
そこで、本発明では、図３に示すように、物標データ抽出部１１１は、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分Ｖｔを更に求める。他車両Ｊ（０）の横方向の速度成分Ｖｔは、例えば、レーダー装置により前回のサンプリング時に検知された他車両Ｊ（−１）の方角θ（−１）と、今回のサンプリング時に検知された他車両Ｊ（０）の方角θ（０）との角度差Δθから求めるとよい。また、物標の横方向の速度成分Ｖｔは、３回以上のサンプリング時の物標の方角の角度差の平均値から求めてもよい。さらに、横方向の速度成分Ｖｔは、角度差Δθと、他車両Ｊ（０）までの距離Ｌとの積から求めてもよい。
【００２９】
さらに、物標位置予測部１１２は、相対速度Ｖｓとともに横方向の速度成分Ｖｔを使用して、物標の位置を予測する。具体的には、図３に示すように、自車両の方向へ向いた相対速度Ｖｓの速度ベクトルと、横方向の速度成分Ｖｔの速度ベクトルとの和として、他車両の速度ベクトルＶ１、即ち、速度の大きさ及び方向が求められる。そして、他車両Ｊ（０）の現在位置から、この速度ベクトルＶとサンプリング時間間隔との積の移動量分だけ移動させた位置に、１００ｍｓ後の他車両の位置が予測される。その結果、他車両Ｊ（０）の予測位置は、図３にＪ（１）で示す１００ｍｓ後の実際の他車両Ｊ（１）の位置付近に正確に予測される。図３に示すように、相対速度Ｖｓだけを使用した予測位置Ｐ（１）と、横方向の速度成分Ｖｔをも使用した予測位置Ｊ（１）とは、大きく離れている。
【００３０】
本実施形態における正確な位置予測の結果、他車両Ｊ（０）の次回のサンプリング時の予測位置付近に、実際に他車両Ｊ（１）が検知される。このため、次回のサンプリングに検知された他車両Ｊ（１）は、今回のサンプリング時に検知された他車両Ｊ（０）と同一の物標と認識される。その結果、検知された他車両Ｊ（１）には、他車両Ｊ（０）と同一の識別番号「ＩＤ１」が付与される。これにより、検知された物標が適切に管理される。
【００３１】
また、物標の正確な位置予測により、誤った位置予測の外挿の繰り返しが回避される。その結果、誤った衝突予知が回避され、車載機器の誤作動の発生が防止される。また、所定回数の外挿後の予測位置付近に現実の物標が検知されず、物標を見失う（ロスト）ことが低減される。
【００３２】
また、図１に示すように、本実施形態の作動機器制御手段１２は、障害物検知手段１１のサンプリング間隔よりも短い時間間隔で物標の位置を補間予測する補間予測部１２１を備えている。補間予測部１２１は、自車両と物標とを通る直線上における自車両と物標との相対速度Ｖｓとともに、物標の、自車両と物標とを通る直線に沿った方向に対して横方向の速度成分Ｖｔを使用して、物標の位置を補間予測する。
【００３３】
障害物検知手段１１のレーダ装置のサンプリング時間間隔が１００ｍｓの場合、例えば、時速７２キロメートルで走行する車両は、サンプリング時間間隔の間に、２メートルも進むことになる。このため、自動ブレーキ等の車両走行制御やエアバッグ及びプリテンショナ機構等の乗員保護装置を作動させるには、もっと短い時間間隔で、衝突予知を行うことが好ましい。そこで、作動機器制御手段１２は、レーダ装置のサンプリング時間間隔１００ｍｓより短い２０ｍｓ間隔で、物標の位置を補間予測する。
【００３４】
図４に、検知した物標の相対速度Ｖｓだけを使用して補間予測した場合と、相対速度Ｖｓと横方向の速度成分Ｖｔとを使用して補間予測した場合の予測位置を、それぞれ模式的に示す。図４に示す例では、今回のサンプリング時に検知した他車両Ｊ（０）について、次回のサンプリング時までの間に、補間予測を２０ｍｓ間隔で４回行う。
【００３５】
図４では、相対速度Ｖｓだけを使用して補間予測した場合の、２０ｍｓ、４０ｍｓ、６０ｍｓ及び８０ｍｓ後の予測位置を、それぞれ、Ｐ（０１）、Ｐ（０２）、Ｐ（０３）及びＰ（０４）で示す。これに対して、相対速度Ｖｓと横方向の速度成分Ｖｔとを使用した場合の、２０ｍｓ、４０ｍｓ、６０ｍｓ及び８０ｍｓ後の予測位置を、それぞれ、Ｊ（０１）、Ｊ（０２）、Ｊ（０３）及びＪ（０４）で示す。図４に示すように、予測時間が長くなるほど、相対速度Ｖｓだけを使用した予測位置と、相対速度Ｖｓと横方向の速度成分Ｖｔとを使用した予測位置とが離れていく。そして、１００ｍｓ後の次回のサンプリング時には、他車両は、Ｐ（１）ではなく、Ｊ（１）で示す予測位置の付近に検知される。
【００３６】
図５のフローチャートを参照して、作動機器制御手段１２における横方向の速度成分をも使用した補間予測の処理内容について説明する。補間予測部は、図５に示すように、まず、障害物検知手段１１から、検知した物標のデータを取得する（ステップＳ１）。例えば、図４に示す他車両Ｊ（０）のデータを取得する。
【００３７】
次いで、物標データを処理する（ステップＳ２）。ここでは、他車両Ｊ（０）の横方向の速度成分と、相対速度と、他車両Ｊ（０）までの距離とを演算する。横方向成分は、上述の障害物検知手段１１において行ったのと同様に、例えば、前回のサンプリング時の他車両の検知位置と、今回のサンプリング時の他車両の検知位置とから求めるとよい。
【００３８】
次いで、２０ｍｓ後の他車両の位置を補間予測する（ステップＳ３）。横方向の移動量は、横方向の速度成分Ｖｔと、時間２０ｍｓとの積で求められる。また、他車両と自車両とを結ぶ直線に沿った縦方向の移動量は、相対速度Ｖｓと、時間２０ｍｓとの積で求められる。そして、今回のサンプリング時に検知された物標の位置から、横方向及び縦方向の移動量分だけ移動させた位置が、２０ｍｓ後の位速位置となる。同様にして、４０ｍｓ、６０ｍｓ及び８０ｍｓ後の位置が予測される。
【００３９】
このように、横方向の速度成分Ｖｔをも使用して補間予測を行うことにより、正確な予測が可能となる。これにより、衝突予知精度が向上し、ブレーキの誤作動の発生が抑制され、また、プリテンショナ機構の誤作動の発生が抑制される。
【００４０】
上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態の車両の障害物検知装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】障害物検知手段における物標の位置予測の説明図である。
【図３】障害物検知手段における物標の位置予測の説明図である。
【図４】作動機器制御手段における物標位置の補間予測の説明図である。
【図５】作動機器制御手段の補間予測部における処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１  障害物検知装置
２  ブレーキ作動手段
３  プリテンショナ機構
１１  障害物検知手段
１２  作動機器制御手段
１１１  物標データ抽出部
１１２  物標位置予測部
１１３  物標識別部
１２１  補間予測部
【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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