(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の進行方向にある物体を検出する物体検出装置において、
前記進行方向において前記車両の車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光を投光する投光部と、
前記監視領域内の複数の方向からの前記測定光の反射光を受光し、各方向の前記反射光の強度に応じた受光信号を出力する受光部と、
前記測定光が投光されてから前記反射光を受光するまでの時間差に基づいて、前記監視領域内の各方向の物体までの距離を検出する検出部と、
前記検出部により検出された物体である検出物体の判別を行う判別部と
を備え、
前記判別部は、前記検出物体までの検出距離が、前記車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、前記検出物体が登坂可能な坂でないと判定する
物体検出装置。
【請求項２】
前記判別部は、前記監視領域内の各方向の検出距離の前記車幅方向の変化に基づいて、前記検出物体が坂である可能性があるか否かを判定する
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記判別部は、前記監視領域内の各方向の検出距離の前記車幅方向の変化がなだらかである場合、前記検出物体が坂である可能性があると判定し、前記監視領域内の各方向の検出距離の前記車幅方向の変化がなだらかでない場合、前記検出物体が坂である可能性がないと判定する
請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記判別部は、前記監視領域内の各方向の検出距離の前記車幅方向の変化がなだらかである場合であって、外部からの情報により前記車両の前記検出物体の方向への移動が検出されているにも関わらず、前記検出物体までの検出距離が長くなった場合、前記検出物体が坂であると判定する
請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記投光部は、前記監視領域内に放射状に広がるように前記測定光を投光し、
前記受光部は、前記車幅方向に並べられた複数の受光素子を備え、
各前記受光素子は、前記監視領域内の各方向からの前記反射光をそれぞれ受光し、受光した前記反射光の強度に応じた受光信号を出力する
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記投光部は、前記監視領域内において前記測定光を前記車幅方向に走査する
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項７】
車両用衝突防止制御装置であって、
前記車両の進行方向において車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光を投光する投光部と、
前記監視領域内の複数の方向からの前記測定光の反射光を受光し、各方向の前記反射光の強度に応じた受光信号を出力する受光部と、
前記測定光が投光されてから前記反射光を受光するまでの時間差に基づいて、前記監視領域内の各方向の物体までの距離を検出する検出部と、
前記車両の走行を制御する走行制御部と
を備え、
前記走行制御部は、前記検出部により検出された物体である検出物体までの検出距離が、前記車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、前記車両の前記進行方向への走行を禁止する制御を行う
車両用衝突防止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置、及び、車両用衝突防止制御装置に関し、特に、車両の進行方向にある坂の検出精度を向上させるようにしたレーザレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の発進時に運転者がブレーキとアクセルを踏み間違えたり、アクセルを踏み込み過ぎたりして、車両が周囲の物体に衝突する事故が起きている。これに対して、このような誤発進による衝突を防止又は軽減するシステムを搭載した車両が市販されている。また、以下のような技術が提案されている。
【０００３】
例えば、停車中に車両の周囲に障害物が検出された場合、シフトレバーの位置をパーキングに固定することにより車両の移動を禁止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両から所定の距離以内に障害物が検出された場合、障害物までの距離とスロットルの踏込速度に応じて、エンジンの回転数の上限値を制限する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、停車中に障害物が検出された場合、障害物までの距離が距離Ｄ１より短いとき、発進不能とし、障害物までの距離が距離Ｄ１より長いが衝突の危険性がある距離Ｄ２より短いとき、微速発進するように制御する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４００１３号公報
【特許文献２】特開平５−１２４４５３号公報
【特許文献３】特開２００４−２８０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、車両の周囲で検出される物体の１つに坂があるが、検出された物体を全て障害物とみなして発進を禁止すると、車両が坂の前方に停車した後、発進できなくなり、坂を登れなくなってしまう。また、検出された物体を全て障害物とみなして微速で発進する制御を行ったとしても、駆動力が不足して車両が坂を登れない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、車両の進行方向にある坂の検出精度を向上させるようにするものである。また、本発明は、車両の進行方向にある物体が坂であるか否かに応じて、車両の発進制限又は加速制限を適切に行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面の物体検出装置は、車両に搭載され、車両の進行方向にある物体を検出する物体検出装置において、進行方向において車両の車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光を投光する投光部と、監視領域内の複数の方向からの測定光の反射光を受光し、各方向の反射光の強度に応じた受光信号を出力する受光部と、測定光が投光されてから反射光を受光するまでの時間差に基づいて、監視領域内の各方向の物体までの距離を検出する検出部と、検出部により検出された物体である検出物体の判別を行う判別部とを備え、判別部は、検出物体までの検出距離が、車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、検出物体が登坂可能な坂でないと判定する。
【００１０】
本発明の第１の側面においては、車両の進行方向において車両の車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光が投光され、監視領域内の複数の方向からの測定光の反射光が受光され、各方向の反射光の強度に応じた受光信号が出力され、測定光が投光されてから反射光を受光するまでの時間差に基づいて、監視領域内の各方向の物体までの距離が検出され、検出物体までの検出距離が、車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、検出物体が登坂可能な坂でないと判定される。
【００１１】
従って、登坂可能な坂でない物体を迅速かつ正確に検出することができる。
【００１２】
この投光部は、例えば、駆動回路、発光素子、投光光学系等により構成される。この受光部は、例えば、フォトダイオード等からなる受光素子、受光光学系等により構成される。この検出部、判別部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。
【００１３】
この判別部には、監視領域内の各方向の検出距離の車幅方向の変化に基づいて、検出物体が坂である可能性があるか否かを判定させることができる。
これにより、車両の進行方向にある坂の検出精度が向上する。
この判別部には、監視領域内の各方向の検出距離の車幅方向の変化がなだらかである場合、検出物体が坂である可能性があると判定させ、監視領域内の各方向の検出距離の車幅方向の変化がなだらかでない場合、検出物体が坂である可能性がないと判定させることができる。
【００１４】
これにより、車両の進行方向にある坂の検出精度がより向上する。
【００１５】
この判別部には、監視領域内の各方向の検出距離の車幅方向の変化がなだらかである場合であって、外部からの情報により車両の検出物体の方向への移動が検出されているにも関わらず、検出物体までの検出距離が長くなった場合、検出物体が坂であると判定させることができる。
【００１６】
これにより、車両の進行方向にある坂を正確に検出することができる。
【００１９】
この投光部には、監視領域内に放射状に広がるように測定光を投光させ、この受光部には、車幅方向に並べられた複数の受光素子を設け、各受光素子には、監視領域内の各方向からの反射光をそれぞれ受光させ、受光した反射光の強度に応じた受光信号を出力させることができる。
【００２０】
この投光部には、監視領域内において測定光を車幅方向に走査させることができる。
【００２５】
本発明の第２の側面の車両用衝突制御防止装置は、車両の進行方向において車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光を投光する投光部と、監視領域内の複数の方向からの測定光の反射光を受光し、各方向の反射光の強度に応じた受光信号を出力する受光部と、測定光が投光されてから反射光を受光するまでの時間差に基づいて、監視領域内の各方向の物体までの距離を検出する検出部と、車両の走行を制御する走行制御部とを備え、走行制御部は、検出部により検出された物体である検出物体までの検出距離が、車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、車両の進行方向への走行を禁止する制御を行う。
【００２６】
本発明の車両用衝突制御防止装置においては、車両の進行方向において車幅方向に放射状に広がる領域である監視領域内に測定光が投光され、監視領域内の複数の方向からの測定光の反射光が受光され、各方向の反射光の強度に応じた受光信号が出力され、測定光が投光されてから反射光を受光するまでの時間差に基づいて、監視領域内の各方向の物体までの距離が検出され、検出部により検出された物体である検出物体までの検出距離が、車両が登坂可能な最大勾配の坂に対して検出されると想定される最短距離未満である場合、車両の進行方向への走行が禁止される。
【００２７】
従って、車両の進行方向にある物体が坂であるか否かに応じて、車両の発進制限を適切に行うことができる。
【００２８】
この投光部は、例えば、駆動回路、発光素子、投光光学系等により構成される。この受光部は、例えば、フォトダイオード等からなる受光素子、受光光学系等により構成される。この検出部、走行制御部は、例えば、マイクロコンピュータ、各種のプロセッサ等の演算装置により構成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の側面又は第２の側面によれば、車両の進行方向にある坂の検出精度が向上する。
【００３０】
また、本発明の第２の側面によれば、車両の進行方向にある物体が坂であるか否かに応じて、車両の発進制限又は加速制限を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用した車載システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】レーザレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】測定光投光部の構成例を示すブロック図である。
【図４】受光部の構成例を示すブロック図である。
【図５】測定光の照射範囲を横から見た模式図である。
【図６】各検出領域の位置を上から見た模式図である。
【図７】各受光素子と各検出領域との関係を示す模式図である。
【図８】測定部の構成例を示すブロック図である。
【図９】演算部の機能の構成例を示すブロック図である。
【図１０】発進時衝突防止制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】坂検出最短距離の算出方法を説明するための図である。
【図１２】坂を登る前と登り始めた後の坂までの検出距離の変化を説明するための図である。
【図１３】物体までの検出距離が坂検出最短距離未満となる第１の例を示す図である。
【図１４】物体までの検出距離が坂検出最短距離未満となる第２の例を示す図である。
【図１５】前方の坂に対する検出距離の水平方向の分布の例を示す図である。
【図１６】斜め前方の坂に対する検出距離の水平方向の分布の例を示す図である。
【図１７】坂の途中に物体が存在する場合の検出距離の水平方向の分布の例を示す図である。
【図１８】左前方に物体が存在する場合の検出距離の水平方向の分布の例を示す図である。
【図１９】検出距離が水平方向になだらかに変化しているか否かの判定方法の例を説明するための図である。
【図２０】前方の物体が登坂可能な坂であるか否かの判定方法を説明するための図である。
【図２１】前方の物体が登坂可能な坂であるか否かの判定方法を説明するための図である。
【図２２】レーザレーダ装置の変形例を示す図である。
【図２３】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００３３】
＜１．実施の形態＞
｛車載システム１の構成例｝
図１は、本発明の一実施の形態である車載システム１の構成例を示している。
【００３４】
車載システム１は、スイッチ１１、車速センサ１２、シフト位置検出器１３、アクセルペダル検出器１４、ブレーキペダル検出器１５、衝突防止制御装置１６、警報装置１７、原動機制御装置１８、及び、ブレーキ制御装置１９を含むように構成される。
【００３５】
なお、以下、車載システム１が設けられている車両を他の車両と区別する必要がある場合、自車両と称する。さらに、以下、自車両の左右方向（車幅方向）と平行な方向を水平方向と称する。
【００３６】
スイッチ１１は、例えば、イグニッションスイッチ又はパワースイッチ等からなる。スイッチ１１は、例えば、自車両の原動機（例えば、エンジンやモータ等）の始動や停止、及び、電装品への電源の供給モードの切り替えに用いられる。スイッチ１１は、設定位置や操作内容を示す信号を衝突防止制御装置１６の衝突防止演算装置３２に供給する。
【００３７】
車速センサ１２は、自車両の速度を検出し、検出結果を衝突防止制御装置１６の衝突防止演算装置３２に供給する。
【００３８】
シフト位置検出器１３は、自車両のシフトレバー（不図示）又はセレクトレバー（不図示）のポジション（設定位置）を検出し、検出結果を衝突防止制御装置１６の衝突防止演算装置３２に供給する。
【００３９】
アクセルペダル検出器１４は、自車両のアクセル開度を検出し、検出結果を衝突防止制御装置１６の衝突防止演算装置３２に供給する。
【００４０】
ブレーキペダル検出器１５は、自車両のブレーキペダル（不図示）の踏込量を検出し、検出結果を衝突防止演算装置３２に供給する。
【００４１】
衝突防止制御装置１６は、自車両が周囲の物体に衝突することを防止する衝突防止機能の制御を行う。衝突防止制御装置１６は、レーザレーダ装置３１及び衝突防止演算装置３２を含むように構成される。
【００４２】
レーザレーダ装置３１は、自車両の前方を監視し、自車両の前方の物体の有無、物体の種類、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等を検出する。また、レーザレーダ装置３１は、検出結果に基づいて、自車両の発進、加速、運転者への警報等に関する指令を衝突防止演算装置３２に行う。
【００４３】
なお、以下、レーザレーダ装置３１により物体の検出が可能な領域を監視領域と称する。
【００４４】
衝突防止演算装置３２は、例えば、制御プログラムが組み込まれたECU（Electronic Control Unit）であり、マイクロコンピュータ、記憶素子、入出力インタフェース等により構成される。衝突防止演算装置３２は、走行制御部４１及び通知制御部４２を含むように構成される。
【００４５】
走行制御部４１は、レーザレーダ装置３１からの指令に基づいて、原動機制御装置１８及びブレーキ制御装置１９を制御し、自車両の発進又は加速を抑制する。また、走行制御部４１は、車速センサ１２による車速の検出結果、及び、シフト位置検出器１３によるシフトレバー又はセレクトレバーのポジションの検出結果等の外部からの情報に基づいて、自車両の移動方向を検出する。走行制御部４１は、自車両の移動方向の検出結果をレーザレーダ装置３１に供給する。
【００４６】
通知制御部４２は、レーザレーダ装置３１からの指令に基づいて、警報装置１７による警報の制御を行う。
【００４７】
警報装置１７は、例えば、カーナビゲーションシステムやインストルメントパネルに設けられているディスプレイ等の表示装置、インジケータランプ、LED（Light Emitting Diode）等の発光装置、ブザー等の音声出力装置等により構成される。
【００４８】
原動機制御装置１８は、自車両の原動機（例えば、エンジン、モータ等）の制御を行う。例えば、原動機制御装置１８は、自車両の原動機がエンジンである場合、エンジンのスロットル開度等を制御する。また、例えば、原動機制御装置１８は、自車両の原動機がモータである場合、モータの回転数等を制御する。
【００４９】
ブレーキ制御装置１９は、例えば、自車両のブレーキの動作の制御、及び、自動ブレーキの制御を行う。
【００５０】
｛レーザレーダ装置３１の構成例｝
図２は、レーザレーダ装置３１の構成例を示している。レーザレーダ装置３１は、制御部６１、測定光投光部６２、受光部６３、測定部６４、及び、演算部６５を含むように構成される。
【００５１】
制御部６１は、衝突防止演算装置３２からの指令や情報等に基づいて、レーザレーダ装置３１の各部の制御を行う。
【００５２】
測定光投光部６２は、物体の検出に用いるパルス状のレーザ光（レーザパルス）である測定光を監視領域に投光する。
【００５３】
受光部６３は、測定光の反射光を受光し、水平方向のそれぞれ異なる方向からの反射光の強度（明るさ）を検出する。そして、受光部６３は、各方向の反射光の強度に応じた電気信号である複数の受光信号を出力する。
【００５４】
測定部６４は、受光部６３から供給されるアナログの受光信号に基づいて、受光部６３における反射光に対する受光値の測定を行い、測定した受光値を示すデジタルの受光信号を演算部６５に供給する。
【００５５】
演算部６５は、測定部６４から供給される受光信号に基づいて、監視領域内の物体の有無、物体の種類、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出を行う。演算部６５は、検出結果を制御部６１に供給する。また、演算部６５は、検出結果に基づいて、自車両の発進、加速、運転者への警報等に関する指令を衝突防止演算装置３２に行う。
【００５６】
｛測定光投光部６２の構成例｝
図３は、レーザレーダ装置３１の測定光投光部６２の構成例を示している。測定光投光部６２は、駆動回路１０１、発光素子１０２、及び、投光光学系１０３を含むように構成される。
【００５７】
駆動回路１０１は、制御部６１の制御の下に、発光素子１０２の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。
【００５８】
発光素子１０２は、例えば、レーザダイオードからなり、駆動回路１０１の制御の下に、測定光（レーザパルス）の発光を行う。発光素子１０２から発光された測定光は、レンズ等により構成される投光光学系１０３を介して、自車両の前方において水平方向（車幅方向）に放射状に広がる監視領域に投光される。
【００５９】
｛受光部６３の構成例｝
図４は、レーザレーダ装置３１の受光部６３の構成例を示している。受光部６３は、受光光学系２０１及び受光素子２０２−１乃至２０２−１６を含むように構成される。
【００６０】
なお、以下、受光素子２０２−１乃至２０２−１６を個々に区別する必要がない場合、単に受光素子２０２と称する。
【００６１】
受光光学系２０１は、レンズ等により構成され、光軸が車両の前後方向を向くように設置される。そして、受光光学系２０１は、監視領域内の物体等により反射された測定光の反射光が入射し、入射した反射光を各受光素子２０２の受光面に入射させる。
【００６２】
各受光素子２０２は、例えば、入射した光電荷をその光量に応じた電流値の受光信号に光電変換するフォトダイオードからなる。また、各受光素子２０２は、受光光学系２０１に入射した反射光が集光する位置において、受光光学系２０１の光軸に対して垂直、かつ、自車両の車幅方向に平行（すなわち、水平方向）に一列に並ぶように設けられている。そして、受光光学系２０１に入射した反射光は、受光光学系２０１への水平方向の入射角度に応じて、各受光素子２０２に振り分けられて入射する。従って、各受光素子２０２は、監視領域からの反射光のうち、水平方向においてそれぞれ異なる方向からの反射光を受光する。これにより、監視領域は水平方向の複数の方向における複数の領域（以下、検出領域と称する）に分割され、各受光素子２０２は、それぞれ対応する検出領域からの反射光を個別に受光する。そして、受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部６４に供給する。
【００６３】
｛監視領域及び検出領域の具体例｝
ここで、図５乃至図７を参照して、監視領域及び検出領域の具体例について説明する。図５は、レーザレーダ装置３１が設けられた車両Ｃを横から見た場合の測定光の照射範囲を模式的に示している。図６は、車両Ｃを上から見た場合の各検出領域の位置を模式的に示している。図７は、受光部６３を上から見た場合の各受光素子２０２と各検出領域との関係を模式的に示している。なお、図７では、図を分かりやすくするために、各検出領域からの反射光のうち受光光学系２０１のレンズの中央を通る光線のみを模式的に示している。
【００６４】
レーザレーダ装置３１は、例えば、図５に示されるように、車両Ｃのフロントガラス（不図示）の内側（車内）であって、ルームミラー（不図示）の裏側に設置される。そして、レーザレーダ装置３１の測定光投光部６２から車両Ｃの前方に、水平方向及び上下方向（垂直方向）に放射状に広がるように測定光ＬＢが投光される。
【００６５】
なお、以下、図５に示されるように、測定光ＬＢの出射位置を位置Ｐ１とする。また、以下、位置Ｐ１の路面からの高さを高さｈ０とする。さらに、以下、車両Ｃの前輪の下端Ｐ２と位置Ｐ１との間の距離を距離ｄ０とする。また、以下、測定光ＬＢの垂直方向の視野角を角度θ１とし、測定光ＬＢの視野軸Ａ１の傾きを角度θ２とし、測定光ＬＢの下端の傾きを角度θ３とする。
【００６６】
また、図７に示されるように、各受光素子２０２は、車両Ｃの進行方向に向かって右から受光素子２０２−１、２０２−２、２０２−３・・・の順に一列に並べられている。これに対して、図６に示されるように、レーザレーダ装置３１の監視領域は、車両Ｃの前方に放射状に広がる検出領域Ａ１乃至Ａ１６により構成され、各検出領域は、車両Ｃの進行方向に向かって左から検出領域Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・の順に並んでいる。例えば、受光素子２０２−１は、監視領域内の左端であって、車両Ｃの左前方の斜線で示される検出領域Ａ１からの反射光を受光する。また、受光素子２０２−１６は、監視領域内の右端であって、車両Ｃの右前方の斜線で示される検出領域Ａ１６からの反射光を受光する。さらに、受光素子２０２−８及び２０２−９は、監視領域の中央の網掛けで示される検出領域Ａ８及びＡ９からの反射光を受光する。
【００６７】
｛測定部６４の構成例｝
図８は、レーザレーダ装置３１の測定部６４の構成例を示している。測定部６４は、電流電圧変換部２５１、増幅部２５２、及び、サンプリング部２５３を含むように構成される。電流電圧変換部２５１は、トランス・インピーダンス・アンプ（ＴＩＡ）２６１−１乃至２６１−１６を含むように構成される。増幅部２５２は、プログラマブル・ゲイン・アンプ（ＰＧＡ）２６２−１乃至２６２−１６を含むように構成される。サンプリング部２５３は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２６３−１乃至２６３−１６を含むように構成される。また、ＴＩＡ２６１−ｉ、ＰＧＡ２６２−ｉ及びＡＤＣ２６３−ｉ（ｉ＝１乃至１６）は、それぞれ直列に接続されている。
【００６８】
なお、以下、ＴＩＡ２６１−１乃至２６１−１６、ＰＧＡ２６２−１乃至２６２−１６、及び、ＡＤＣ２６３−１乃至２６３−１６をそれぞれ個々に区別する必要がない場合、それぞれ単にＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２、及び、ＡＤＣ２６３と称する。
【００６９】
各ＴＩＡ２６１は、制御部６１の制御の下に、受光素子２０２から供給される受光信号の電流−電圧変換を行う。すなわち、各ＴＩＡ２６１は、入力された電流としての受光信号を電圧としての受光信号に変換するとともに、制御部６１により設定されたゲインで変換後の受光信号の電圧を増幅する。そして、各ＴＩＡ２６１は、増幅後の受光信号を後段のＰＧＡ２６２に供給する。
【００７０】
各ＰＧＡ２６２は、制御部６１の制御の下に、ＴＩＡ２６１から供給される受光信号の電圧を、制御部６１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６３に供給する。
【００７１】
各ＡＤＣ２６３は、受光信号のＡ／Ｄ変換を行う。すなわち、各ＡＤＣ２６３は、制御部６１の制御の下に、ＰＧＡ２６２から供給されるアナログの受光信号のサンプリングを所定のサンプリング間隔で行うことにより、各サンプリング時刻における受光値の測定を行う。そして、各ＡＤＣ２６３は、受光値のサンプリング結果（測定結果）を示すデジタルの受光信号を演算部６５に供給する。
【００７２】
｛演算部６５の構成例｝
図９は、演算部６５の機能の構成例を示している。演算部６５は、検出部３０１、判別部３０２、及び、指令部３０３を含むように構成される。
【００７３】
検出部３０１は、監視領域内の物体の検出を行う。検出部３０１は、ピーク検出部３１１及び物体検出部３１２を含むように構成される。
【００７４】
ピーク検出部３１１は、各ＡＤＣ２６３から供給される受光信号に基づいて、各受光素子２０２の受光値のピーク検出を行う。これにより、測定光の反射光の強度の水平方向及び時間方向（距離方向）のピークが検出される。ピーク検出部３１１は、検出結果を物体検出部３１２に供給する。
【００７５】
物体検出部３１２は、受光値（反射光の強度）の水平方向及び時間方向（距離方向）の分布並びにピークの検出結果に基づいて、監視領域内の物体の有無、物体が存在する方向、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出を行う。物体検出部３１２は、検出結果を判別部３０２に供給する。また、物体検出部３１２は、検出領域毎の検出距離の検出結果を判別部３０２に供給する。
【００７６】
判別部３０２は、自車両の移動方向の検出結果を走行制御部４１から取得する。判別部３０２は、物体検出部３１２により検出された物体までの検出距離、検出領域毎の検出距離、走行制御部４１により検出された自車両の移動方向等に基づいて、物体検出部３１２により検出された物体の判別を行う。例えば、判別部３０２は、例えば、物体検出部３１２により検出された物体が坂の可能性があるか否か、及び、登坂可能な坂であるか否か等の判定を行う。ここで、坂とは、例えば、車両の通行用の道が設けられている坂道に限定されるものではなく、例えば、道が設けられていない坂も含む。判別部３０２は、物体の判別結果を含む物体の検出結果を制御部６１及び指令部３０３に供給する。
【００７７】
指令部３０３は、判別部３０２から供給される物体の検出結果に応じて、自車両の発進、加速等に関する指令を走行制御部４１に行う。また、指令部３０３は、判別部３０２から供給される物体の検出結果に応じて、運転者への警報等に関する指令を通知制御部４２に行う。
【００７８】
｛監視処理｝
次に、図１０のフローチャートを参照して、車載システム１により実行される発進時衝突防止制御処理について説明する。なお、この処理は、例えば、自車両の発進が可能な位置にスイッチ１１が設定されたとき開始される。
【００７９】
ステップＳ１において、レーザレーダ装置３１は、監視を開始する。すなわち、レーザレーダ装置３１は、以下の処理を開始することにより自車両の前方の監視領域内の監視を開始する。
【００８０】
駆動回路１０１は、制御部６１の制御の下に、発光素子１０２からパルス状の測定光を出射させる。発光素子１０２から出射された測定光は、投光光学系１０３を介して監視領域全体に投光される。
【００８１】
各受光素子２０２は、受光光学系２０１を介して、測定光投光部６２から投光された測定光に対する反射光のうち、それぞれ対応する方向の検出領域からの反射光を受光する。そして、各受光素子２０２は、受光した反射光をその受光量に応じた電気信号である受光信号に光電変換し、得られた受光信号を後段のＴＩＡ２６１に供給する。
【００８２】
各ＴＩＡ２６１は、制御部６１の制御の下に、各受光素子２０２から供給された受光信号の電流−電圧変換を行うとともに、制御部６１により設定されたゲインにより受光信号の電圧を増幅する。各ＴＩＡ２６１は、増幅後の受光信号を後段のＰＧＡ２６２に供給する。
【００８３】
各ＰＧＡ２６２は、制御部６１の制御の下に、各ＴＩＡ２６１から供給される受光信号の電圧を、制御部６１により設定されたゲインで増幅し、後段のＡＤＣ２６３に供給する。
【００８４】
各ＡＤＣ２６３は、制御部６１の制御の下に、各ＰＧＡ２６２から供給される受光信号のサンプリングを行い、受光信号をＡ／Ｄ変換する。そして、各ＡＤＣ２６３は、各サンプリング時刻におけるサンプリング値（受光値）を示すデジタルの受光信号をピーク検出部３１１に供給する。
【００８５】
ピーク検出部３１１は、受光素子２０２毎に受光値がピークとなるサンプリング時刻を検出する。すなわち、ピーク検出部３１１は、各受光素子２０２に対応する水平方向の検出領域毎に受光値の時間方向のピークを検出する。ピーク検出部３１１は、検出結果を物体検出部３１２に供給する。
【００８６】
物体検出部３１２は、例えば、測定光が投光されてから受光値がピークとなるまでの時間差に基づいて、各検出領域において測定光を反射する物体までの自車両からの距離（以下、検出距離と称する）を検出する。すなわち、物体検出部３１２は、監視領域内の各方向の物体までの検出距離を検出する。そして、物体検出部３１２は、今回の各検出領域における検出距離、及び、過去の各検出領域における検出距離等に基づいて、監視領域内の物体の有無、物体が存在する方向、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出を行う。
【００８７】
ここで、例えば、１つの物体が複数の検出領域にわたって存在する場合、当該物体に対して検出領域毎に複数の検出距離が検出される。この場合、例えば、当該物体に対して検出された複数の検出距離の最小値又は平均値等が、当該物体までの検出距離として求められる。
【００８８】
物体検出部３１２は、監視領域内の物体の有無、物体が存在する方向、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出結果を判別部３０２に供給する。また、物体検出部３１２は、検出領域毎の検出距離の検出結果を判別部３０２に供給する。
【００８９】
なお、物体検出部３１２の物体検出方法には、任意の方法を採用することができる。また、物体検出部３１２が検出する物体には、例えば、他の車両、歩行者、道路付帯物、坂等が含まれる。
【００９０】
ステップＳ２において、判別部３０２は、物体検出部３１２からの最新の検出結果に基づいて、物体が検出されたか否かを判定する。物体が検出されたと判定された場合、処理はステップＳ３に進む。
【００９１】
ステップＳ３において、判別部３０２は、物体までの検出距離が危険距離以内であるか否かを判定する。なお、危険距離とは、自車両が誤って急発進すると衝突するおそれがある距離のことである。例えば、危険距離は、自車両の加速性能等に基づいて設定される。そして、物体までの検出距離が危険距離以内であると判定された場合、処理はステップＳ４に進む。
【００９２】
ステップＳ４において、判別部３０２は、物体までの検出距離が坂検出最短距離未満であるか否かを判定する。なお、坂検出最短距離とは、自車両が登坂可能な坂に対してレーザレーダ装置３１により検出されると想定される最短距離のことである。
【００９３】
ここで、図１１を参照して、図５を参照して上述した車両Ｃの坂検出最短距離の算出方法の例について説明する。
【００９４】
車両Ｃが登坂可能な坂までの検出距離が最短になるのは、車両Ｃが登坂可能な坂のうち最も急勾配な坂Ｓ０に車両Ｃが最も接近したときである。このとき、図１１の上の図に示されるように、車両Ｃの前輪の下端Ｐ２が、坂Ｓ０の下端にほぼ接した状態となる。
【００９５】
なお、以下、坂Ｓ０の勾配角をγ０とする。また、以下、図１１の上の図に示される状態において、坂Ｓ０と測定光ＬＢの下端とが接する点を点Ｐ３とし、点Ｐ３の高さをｈｔとする。さらに、以下、この状態においてレーザレーダ装置３１により検出される坂Ｓ０までの距離、すなわち、坂検出最短距離をＬｍｉｎとする。
【００９６】
図１１の下の図は、点Ｐ１乃至点Ｐ３の位置関係を模式的に示している。この図より、以下の式（１）及び式（２）が成り立つ。
【００９７】
ｔａｎγ０＝ｈｔ／（Ｌｍｉｎ−ｄ０）  ・・・（１）
ｔａｎθ３＝（ｈ０−ｈｔ）／Ｌｍｉｎ  ・・・（２）
【００９８】
式（１）より、高さｈｔは、次式（３）で表される。
【００９９】
ｈｔ＝ｔａｎγ０×（Ｌｍｉｎ−ｄ０）  ・・・（３）
【０１００】
そして、式（３）を式（２）に代入し、整理することにより、次式（４）に示されるように、坂検出最短距離Ｌｍｉｎが求まる。
【０１０１】
Ｌｍｉｎ＝（ｈ０＋ｄ０・ｔａｎγ０）／（ｔａｎγ０＋ｔａｎθ３）  ・・・（４）
【０１０２】
例えば、ｈ０＝１．４２ｍ、ｄ０＝０．５６ｍ、θ３＝７．０度であるとし、γ０を日本で施工可能な上り坂の最大勾配角である６．８度とした場合、坂検出最短距離Ｌｍｉｎは、６．１４３ｍとなる。
【０１０３】
また、例えば、ｈ０＝１．４２ｍ、ｄ０＝０．５６ｍ、θ３＝７．０度であるとし、γ０を一般車が登坂可能な最大勾配角である１７．７度とした場合、坂検出最短距離Ｌｍｉｎは、３．６１８ｍになる。ここで、一般車が登坂可能な最大勾配角である１７．７度は、国土技術政策総合研究所発行の国総研資料第６６７号の「３．縦断勾配の限界に関する検討」に基づいて設定した値である。
【０１０４】
なお、実際の勾配角γ０は、例えば、排気量や重量等の要因に基づいて車種毎に設定される。
【０１０５】
また、図１２の上の図は、図１１の上の図と同様に、車両Ｃが坂Ｓ０に最も接近した状態を示しており、図１２の下の図は、車両Ｃが坂Ｓ０を登り始めた状態を示している。この例に示されるように、車両Ｃが坂Ｓ０を登り始めると、レーザレーダ装置３１の検出距離Ｌ１は、坂検出最短距離Ｌｍｉｎより長くなる。従って、車両Ｃが登坂可能な坂までの検出距離が、坂検出最短距離Ｌｍｉｎ未満になることはない。逆に、物体までの検出距離が坂検出最短距離Ｌｍｉｎ未満である場合、その物体は、少なくとも車両Ｃが登坂可能な坂ではないと判定することができる。
【０１０６】
図１３及び図１４は、物体までの検出距離が、坂検出最短距離Ｌｍｉｎ未満となる例を示している。具体的には、図１３は、車両Ｃが障害物４０１に接近し、レーザレーダ装置３１の検出距離Ｌ２が、坂検出最短距離Ｌｍｉｎより短くなっている状態を示している。図１４は、車両Ｃが坂Ｓ０より急勾配な坂Ｓ２に接近し、レーザレーダ装置３１の検出距離Ｌ３が、坂検出最短距離Ｌｍｉｎより短くなっている状態を示している。
【０１０７】
このように、車両Ｃが、障害物４０１に接近した場合だけでなく、坂Ｓ０より急勾配な坂Ｓ１に接近した場合にも、物体までの検出距離が坂検出最短距離未満となることがある。
【０１０８】
そして、ステップＳ４において、物体までの検出距離が坂検出最短距離以上であると判定された場合、処理はステップＳ５に進む。
【０１０９】
ステップＳ５において、判別部３０２は、検出された物体が坂の可能性があるか否かを判定する。具体的には、判別部３０２は、検出領域毎（受光素子２０２毎）の検出距離の水平方向（車幅方向）の変化に基づいて、検出された物体が坂の可能性があるか否かを判定する。
【０１１０】
図１５は、自車両が、坂の前方において、坂の斜面に対してほぼ垂直な方向（坂が延びる方向にほぼ平行な方向）を向くように停車している場合の検出距離の水平方向の分布の例を示している。グラフの横軸は、自車両の正面方向を０度とした場合の水平方向の角度を示し、自車両に対して右方向の角度が正の値で示され、左方向の角度が負の値で示されている。グラフの縦軸は、各方向の検出距離を示している。
【０１１１】
この例のように、自車両が前方の坂の斜面に対してほぼ垂直な方向を向くように停車している場合、水平方向の検出距離はほぼ一定になる。ただし、自車両の前方に車幅より広い範囲にわたり水平方向に広がる面を持つ物体（例えば、壁等）があり、自車両がその面に対してほぼ垂直な方向に向くように停車している場合も、水平方向の検出距離は、図１５と同様に変化する。もちろん、この自車両の車幅より広い範囲にわたり水平方向に広がる面を持つ物体には、坂も含まれる。従って、判別部３０２は、水平方向の検出距離がほぼ一定であっても、前方の物体が坂であると確定することはできない。
【０１１２】
図１６は、自車両が、坂の前方において、坂の斜面に対してやや右斜め方向を向くように停車している場合の検出距離の水平方向の分布の例を示している。グラフの横軸及び縦軸は、図１５と同様である。
【０１１３】
この例のように、自車両が前方の坂の斜面に対してやや右斜め方向を向くように停車している場合、検出距離は、右に行くに従って徐々に長くなるようになだらかに変化する。また、この場合、検出距離は、理想的には水平方向の角度に対して線形に変化する。ただし、例えば、自車両の前方に車幅より広い範囲にわたり水平方向に広がる面を持つ物体があり、自車両がその面に対してやや右斜め方向を向くように停車している場合も、水平方向の検出距離は、図１６と同様に変化する。従って、判別部３０２は、検出距離が水平方向になだらかに変化していても、前方の物体が坂であると確定することはできない。
【０１１４】
一方、自車両の前方に、車幅より広い範囲にわたり水平方向に広がる面を持つ物体とは異なる物体が存在する場合、検出領域毎の検出距離は、水平方向になだらかに変化しなくなる。
【０１１５】
例えば、図１７は、自車両が、坂の前方において、坂の斜面に対してやや右斜め方向を向くように停車している場合に、坂の途中に物体が存在するときの検出距離の水平方向の分布の例を示している。グラフの横軸及び縦軸は、図１５と同様である。
【０１１６】
この例のように、坂の途中に物体が存在する場合、物体が存在する方向の検出距離が急激に変化し、検出距離は、水平方向になだらかに変化しなくなる。なお、例えば、自車両が、車幅より広い壁の前方において、壁面に対してやや右斜め方向を向くように停車している場合に、壁面の一部に突起がある場合も、水平方向の検出距離は、図１７と同様に変化する。
【０１１７】
図１８は、自車両の前方左方向に大きな物体が存在する場合の検出距離の水平方向の分布の例を示している。グラフの横軸及び縦軸は、図１５と同様である。
【０１１８】
この例のように、自車両の前方に大きな物体が存在する場合、物体が存在する方向の検出距離が急激に変化し、検出距離は、水平方向になだらかに変化しなくなる。
【０１１９】
以上により、判別部３０２は、検出領域毎の検出距離が水平方向になだらかに変化している場合、物体検出部３１２により検出された物体が坂の可能性があると判定する。なお、検出領域毎の検出距離が水平方向になだらかに変化している場合には、図１５に示されるように、水平方向の検出距離がほぼ一定の場合も含まれる。
【０１２０】
ここで、図１９を参照して、検出距離が水平方向になだらかに変化しているか否かの判定方法の例について説明する。図１９は、検出領域毎の検出距離の例を示すグラフである。グラフの横軸は、検出領域の番号を示し、縦軸は各検出領域の検出距離を示している。
【０１２１】
例えば、判別部３０２は、図１９に示されるように、検出領域毎の検出距離の最大値と最小値の差が所定の閾値Ｄｔｈ以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。或いは、例えば、判別部３０２は、水平方向に隣接する各検出領域間の検出距離の差が全て所定の閾値以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。
【０１２２】
また、例えば、判別部３０２は、統計的な手法を用いて、検出距離が水平方向になだらかに変化しているか否かを判定することも可能である。例えば、判別部３０２は、検出領域毎の検出距離の分散が所定の閾値以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。
【０１２３】
以上の判定方法により、自車両が前方の坂の斜面に対してほぼ垂直な方向を向くように停車している場合、判別部３０２は、検出距離が水平方向になだらかに変化していると確実に判定することができる。一方、自車両が前方の坂の斜面に対して斜め方向を向くように停車している場合、以上の判定方法では、判別部３０２が、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定できない場合が想定される。すなわち、自車両が坂の斜面に対して斜め方向を向く角度が大きくなるほど、図１６を参照して上述した検出距離の水平方向の分布のグラフの傾きが大きくなる。そのため、例えば、検出領域毎の検出距離の最大値と最小値の差が閾値Ｄｔｈを超え、検出距離が水平方向になだらかに変化していないと判定される場合が想定される。
【０１２４】
そこで、例えば、判別部３０２は、水平方向に隣接する各検出領域間の検出距離の差について、さらに隣接する領域間毎に差分をとる。例えば、検出領域Ａ１と検出領域Ａ２の間の検出距離の差をＤ１、検出領域Ａ２と検出領域Ａ３の間の検出距離の差をＤ２、検出領域Ａ３と検出領域Ａ４の間の検出距離の差をＤ３とすると、判別部３０２は、差Ｄ１と差Ｄ２の差分値ＤＤ１、差Ｄ２と差Ｄ３の差分値ＤＤ２を算出する。そして、判別部３０２は、算出した検出距離の差の差分値に基づいて、検出距離が水平方向になめらかに変化しているか否かを判定する。
【０１２５】
例えば、判別部３０２は、検出距離の差の差分値が全て所定の閾値以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。或いは、例えば、判別部３０２は、検出距離の差の差分値の最大値と最小値の差が所定の閾値以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。或いは、例えば、判別部３０２は、検出距離の差の差分値の分散が所定の閾値以内である場合、検出距離が水平方向になだらかに変化していると判定する。
【０１２６】
上述したように、自車両が前方の坂の斜面に対して斜め方向を向くように停車している場合、検出距離は、理想的には水平方向の角度に対して線形に変化する。従って、検出距離の差の差分値は、誤差を加味したとしても、ほぼ一定になる。そこで、以上のように検出距離の差の差分値に基づいて判定処理を行うことにより、自車両が前方の坂の斜面に対して斜め方向を向くように停車していても、検出距離が水平方向になだらかに変化していると確実に判定されるようになる。
【０１２７】
そして、ステップＳ５において、判別部３０２は、検出領域毎の検出距離（監視領域内の各方向の検出距離）が水平方向になだらかに変化している場合、検出された物体が坂の可能性があると判定し、処理はステップＳ６に進む。
【０１２８】
ステップＳ６において、衝突防止制御装置１６は、発進制限を行う。具体的には、判別部３０２は、自車両の前方に坂の可能性がある物体が検出されたことを指令部３０３に通知する。指令部３０３は、発進制限信号を衝突防止演算装置３２に供給する。
【０１２９】
衝突防止演算装置３２の走行制御部４１は、アクセルペダル検出器１４により検出されるアクセルペダルの踏込量に関わらず、自車両の加速を抑制するように原動機制御装置１８を制御する。例えば、走行制御部４１は、自車両の加速度が所定の制限値以上にならないように、アクセルペダルの踏込量に対するスロットル開度を制限する。或いは、例えば、走行制御部４１は、自車両の加速度が所定の制限値以上にならないように、アクセルペダルの踏込量に対するモータの回転数を制限する。そして、走行制御部４１は、制限したスロットル開度又はモータの回転数の指令を原動機制御装置１８に与える。
【０１３０】
このように自車両の加速が抑制されるため、自車両が急発進し、危険距離の範囲内にある前方の物体に衝突することが防止される。
【０１３１】
なお、このとき、後述するステップＳ８の処理で、自車両の前進が禁止されている場合、前進の禁止が解除された上で、発進制限が行われる。これは、例えば、坂の途中や壁の前に物体が存在し、検出された物体が坂の可能性がないと一旦判定された後、その物体が移動することにより、検出された物体が坂の可能性があると改めて判定された場合等が想定される。
【０１３２】
ステップＳ７において、判別部３０２は、検出された物体が登坂可能な坂であるか否かを判定する。
【０１３３】
ここで、図２０及び図２１を参照して、前方の物体が登坂可能な坂であるか否かの判定方法の例について説明する。図２０及び図２１は、車両Ｃが坂Ｓ２に接近した場合と、壁４１１に接近した場合の検出距離の変化を比較した図である。
【０１３４】
図２０は、車両Ｃが発進する前の状態の例を示している。上側の図においては、車両Ｃは、坂Ｓ２の前方に停車している。下側の図においては、車両Ｃは、壁４１１の前方に停車している。なお、車両Ｃから坂Ｓ２までの検出距離、及び、車両Ｃからの壁４１１までの検出距離とも、危険距離より短い距離Ｌ４であるものとする。また、坂Ｓ２の勾配角は、図１１の坂Ｓ０の勾配角γ０より小さいものとする。
【０１３５】
この例の場合、上述したように、ステップＳ５において、自車両の前方の物体（坂Ｓ２又は壁４１１）が坂の可能性があると判定され、発進制限が行われる。そして、車両Ｃは、前進を開始した後、徐行しながら坂Ｓ２及び壁４１１に接近する。
【０１３６】
図２１は、図２０に示される状態から、車両Ｃが同じ距離だけ坂Ｓ２及び壁４１１に接近した状態の例を示している。上側の図においては、車両Ｃは坂Ｓ２を登り始めた状態であり、車両Ｃから坂Ｓ２までの検出距離Ｌ５は、図２０の検出距離Ｌ４より長くなる。一方、下側の図においては、車両Ｃから壁４１１までの検出距離Ｌ６は、図２０の検出距離Ｌ４より短くなり、最終的に、坂検出最短距離Ｌｍｉｎより短くなる。
【０１３７】
例えば、走行制御部４１は、車速センサ１２による車速の検出結果、及び、シフト位置検出器１３によるシフトレバー又はセレクトレバーのポジションの検出結果等に基づいて、自車両の移動方向を検出する。走行制御部４１は、検出結果を判別部３０２に供給する。
【０１３８】
なお、自車両の移動方向の検出方法には、任意の方法を採用することができる。例えば、走行制御部４１は、自車両の走行制御装置から供給される走行情報に基づいて、自車両の移動方向を検出するようにしてもよい。
【０１３９】
判別部３０２は、自車両の移動方向が物体に接近する方向であるにも関わらず（自車両の物体の方向への移動が検出されているにも関わらず）、物体までの検出距離が、坂検出最短距離Ｌｍｉｎ未満になる前に長くなった場合、検出された物体が登坂可能な坂であると判定する。一方、判別部３０２は、物体までの検出距離が坂検出最短距離Ｌｍｉｎ未満になった場合、検出された物体は登坂可能な坂でないと判定する。
【０１４０】
そして、ステップＳ７において、検出された物体が登坂可能な坂でないと判定された場合、処理はステップＳ８に進む。
【０１４１】
一方、ステップＳ５において、判別部３０２は、検出領域毎の検出距離が水平方向になだらかに変化していない場合、検出された物体が坂の可能性がないと判定し、ステップＳ６及びＳ７の処理はスキップされ、処理はステップＳ８に進む。
【０１４２】
また、ステップＳ４において、物体までの検出距離が坂検出最短距離未満であると判定された場合、すなわち、検出された物体が登坂可能な坂でない場合、ステップＳ５乃至Ｓ７の処理はスキップされ、処理はステップＳ８に進む。
【０１４３】
ステップＳ８において、衝突防止制御装置１６は、前進を禁止する。具体的には、判別部３０２は、自車両の前方に衝突する可能性がある物体が検出されたことを指令部３０３に通知する。指令部３０３は、前進禁止信号を衝突防止演算装置３２に供給する。
【０１４４】
衝突防止演算装置３２の走行制御部４１は、自車両が前進していない場合、シフトレバー又はセレクトレバーのポジション、及び、アクセルペダルの踏込量に関わらず、自車両が前方に発進しないように原動機制御装置１８を制御する。また、走行制御部４１は、自車両が前進している場合、まず自車両を停止させた後、自車両が前方に発進しないように原動機制御装置１８を制御する。
【０１４５】
なお、ここで、自車両の後方への発進については、必ずしも禁止する必要はない。以下、自車両の後方への発進を禁止しない場合について説明する。
【０１４６】
その後、処理はステップＳ２に戻る。そして、ステップＳ２において、物体が検出されなかったと判定されるか、ステップＳ３において、物体までの検出距離が危険距離を超えていると判定されるか、ステップＳ７において、検出された物体が登坂可能な坂であると判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ８の処理が繰り返し実行される。
【０１４７】
一方、ステップＳ７において、検出された物体が登坂可能な坂であると判定された場合、処理はステップＳ９に進む。
【０１４８】
ステップＳ９において、衝突防止制御装置１６は、発進制限を解除する。具体的には、判別部３０２は、自車両の前方に登坂可能な坂が検出されたことを指令部３０３に通知する。指令部３０３は、発進制限解除信号を衝突防止演算装置３２に供給する。衝突防止演算装置３２の走行制御部４１は、発進制限を解除する。例えば、走行制御部４１は、アクセルペダルの踏込量に対するスロットル開度又はモータの回転数の制限を解除する。これにより、自車両の通常走行が可能になる。
【０１４９】
その後、発進時衝突防止制御処理は終了する。
【０１５０】
一方、ステップＳ２において、物体が検出されなかったと判定されるか、ステップＳ３において、物体までの検出距離が危険距離を超えていると判定された場合、処理はステップＳ１０に進む。
【０１５１】
ステップＳ１０において、指令部３０３は、前進が禁止されているか否かを判定する。具体的には、判別部３０２は、危険距離の範囲内に物体が存在しないことを指令部３０３に通知する。指令部３０３は、上述したステップＳ８の処理で自車両の前進を禁止した状態のまま解除していない場合、前進を禁止していると判定し、処理はステップＳ１１に進む。
【０１５２】
これは、例えば、自車両の前方の危険距離以内に登坂可能な坂以外の物体が検出され、前進が禁止されている場合に、物体が移動したり、自車両が後方に移動したりして、危険距離以内に当該物体が存在しなくなった場合等が想定される。
【０１５３】
ステップＳ１１において、衝突防止制御装置１６は、前進の禁止を解除する。具体的には、指令部３０３は、前進禁止解除信号を衝突防止演算装置３２に供給する。衝突防止演算装置３２の走行制御部４１は、前進の禁止を解除する。これにより、自車両の通常走行が可能になる。
【０１５４】
その後、発進時衝突防止制御処理は終了する。
【０１５５】
一方、ステップＳ１０において、前進が禁止されていないと判定された場合、ステップＳ１１の処理はスキップされ、発進時衝突防止制御処理は終了する。
【０１５６】
以上のようにして、自車両が急発進し、前方の物体に衝突することが防止される。
【０１５７】
また、自車両の前方における坂の検出精度が向上し、登坂可能な坂が障害物と誤検出されことが防止される。これにより、自車両の前方が登坂可能な坂であるにも関わらず、自車両の発進が禁止されたり、加速が過度に抑制され、自車両が坂を登れなくなったりすることが防止される。
【０１５８】
＜２．変形例＞
以下、上述した本発明の実施の形態の変形例について説明する。
【０１５９】
｛衝突防止制御装置の構成の変形例｝
衝突防止制御装置の構成は、図１及び図２に示される例に限定されるものではなく、必要に応じて変更することが可能である。
【０１６０】
例えば、レーザレーダ装置３１と衝突防止演算装置３２を統合したり、機能の分担を変更したりすることが可能である。
【０１６１】
例えば、レーザレーダ装置３１と衝突防止演算装置３２を一体化するようにしてもよい。この場合、例えば、レーザレーダ装置３１が、警報装置１７、原動機制御装置１８、及び、ブレーキ制御装置１９を制御する。
【０１６２】
また、例えば、レーザレーダ装置３１の指令部３０３の機能を、衝突防止演算装置３２に設けるようにしてもよい。この場合、例えば、監視領域内の物体の有無、物体の種類、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出結果が、レーザレーダ装置３１から衝突防止演算装置３２に供給される。そして、衝突防止演算装置３２が、レーザレーダ装置３１から供給される検出結果に基づいて、発進制限又は前進の禁止を行うか否かを判定する。
【０１６３】
或いは、例えば、レーザレーダ装置３１の判別部３０２及び指令部３０３の機能を、衝突防止演算装置３２に設けるようにしてもよい。この場合、例えば、監視領域内の物体の有無、物体までの距離、物体の相対距離、物体の方向、検出領域毎の検出距離等の検出結果が、レーザレーダ装置３１から衝突防止演算装置３２に供給される。そして、衝突防止演算装置３２が、検出された物体の種類の判別を行い、その結果に基づいて、発進制限又は前進の禁止を行うか否かを判定する。
【０１６４】
また、例えば、レーザレーダ装置３１の制御部６１と演算部６５を統合したり、機能の分担を変更したりすることが可能である。
【０１６５】
さらに、例えば、受光素子２０２、ＴＩＡ２６１、ＰＧＡ２６２、ＡＤＣ２６３の数を、必要に応じて増減することが可能である。
【０１６６】
｛坂の可能性があるか否かの判定方法の変形例｝
以上の説明では、検出領域毎の検出距離が水平方向になだらかに変化している場合に、検出された物体が坂の可能性があると判定する例を示した。
【０１６７】
しかし、例えば、道端にガードレールが存在する場合、ガードレールは路面より高い位置にあるため、ガードレールの検出距離は、路面の検出距離より若干短くなる。従って、坂の道端にガードレールが存在する場合、検出距離が水平方向になだらかに変化せず、坂の可能性がないと判定される可能性がある。しかし、図１０のステップＳ３の処理で用いられる危険距離はせいぜい数ｍ程度であり、危険距離の範囲内においてレーザ光の広がりは、せいぜい車幅程度である。そのため、危険距離の範囲内に坂が存在する場合、坂の道端にあるガードレールが検出される可能性は非常に低いと想定される。従って、危険距離の範囲内に坂があるにも関わらず、道端のガードレール等の物体により、坂の可能性がないと誤判定される可能性は非常に低いと考えられる。
【０１６８】
ただし、例えば、道端の物体による誤判定をより確実に防止する対策を施すようにしてもよい。例えば、判別部３０２が、監視領域の左右の端部の所定の範囲を除いた範囲内において、検出距離が水平方向になだらかに変化している場合に、坂の可能性があると判定するようにしてもよい。或いは、例えば、判別部３０２が、監視領域の左端及び右端の少なくとも一方において、ガードレールの高さに相当する距離だけ検出距離が短く、他の範囲において、検出領域が水平方向になだらかに変化している場合に、道端にガードレールが設置された坂であると判定するようにしてもよい。
【０１６９】
｛その他の変形例｝
また、例えば、発進制限や前進の禁止を行う場合に、レーザレーダ装置３１の指令部３０３が、運転者への警報を通知制御部４２に指令するようにしてもよい。そして、通知制御部４２が、運転者への警報を警報装置１７に実行させるようにしてもよい。例えば、通知制御部４２が、ディスプレイに警告画面を表示させたり、インジケータランプを点灯又は点滅させたり、警告音やブザー等を鳴らしたりして、運転者への警報を行うようにしてもよい。
【０１７０】
｛本発明の適用範囲等について｝
本発明は、上述した例以外にも、車両に設けられ、所定の監視方向に測定光を投光し、測定光の反射光の強度に基づいて物体の検出を行う装置やシステムに適用することができる。
【０１７１】
例えば、本発明は、測定光を監視方向に同時に投光し、複数の受光素子により反射光を同時に受光する形式のレーザレーダ装置だけでなく、測定光を水平方向に走査しながら反射光を受光する走査型のレーザレーダ装置を用いる場合にも適用することができる。
【０１７２】
図２２は、走査型のレーザレーダ装置５０１の構成例を示している。レーザレーダ装置５０１は、制御部５１１、駆動回路５１２、スキャナ５１３、走査位置検出部５１４、測定部５１５、及び、演算部５１６を含むように構成される。スキャナ５１３は、発光素子５２１、投光レンズ５２２、受光レンズ５２３、及び、受光素子５２４を含むように構成される。
【０１７３】
駆動回路５１２は、制御部５１１の制御の下に、発光素子５２１の発光強度や発光タイミング等の制御を行う。
【０１７４】
発光素子５２１は、例えば、レーザダイオードからなり、駆動回路５１２の制御の下に、測定光（レーザパルス）の発光を行う。発光素子５２１から発光された測定光は、投光レンズ５２２を介して、自車両の前方に投光される。このとき、スキャナ５１３は、制御部５１１の制御の下に、測定光を監視領域内において水平方向に走査する。
【０１７５】
走査位置検出部５１４は、スキャナ５１３における測定光の水平方向の走査位置を検出し、検出結果を制御部５１１及び演算部５１６に供給する。
【０１７６】
受光素子５２４は、例えば、フォトダイオードからなる。受光素子５２４は、受光レンズ５２３を介して、測定光の反射光を受光する。受光素子５２４は、受光した反射光をその受光量に応じた電流値の受光信号に光電変換し、得られた受光信号を測定部５１５に供給する。
【０１７７】
測定部５１５は、図８の測定部６４と同様に、受光素子５２４から供給されるアナログの受光信号に基づいて、反射光に対する受光値の測定を行い、測定した受光値を示すデジタルの受光信号を演算部５１６に供給する。なお、受光素子５２４が１つのみなので、測定部５１５は、図８の測定部６４と異なり、ＴＩＡ、ＰＧＡ及びＡＤＣ（いずれも不図示）は、それぞれ１つずつ設けられる。
【０１７８】
演算部５１６は、図９の演算部６５と同様に、測定部５１５から供給される受光信号に基づいて、監視領域内の物体の有無、物体の種類、物体までの距離、物体の方向、物体の相対速度等の検出を行う。演算部５１６は、検出結果を制御部５１１に供給する。また、演算部５１６は、検出結果に基づいて、自車両の発進、加速、運転者への警報等に関する指令を衝突防止演算装置３２に行う。
【０１７９】
また、本発明は、レーザ以外の測定光やミリ波等を用いたレーダ装置を用いる場合にも適用することが可能である。
【０１８０】
さらに、以上の説明では、車両が前方に進む場合を例に挙げて説明したが、本発明は、車両が後方に進む場合にも適用することができる。例えば、車両の後方への発進時も同様に、図１０を参照して上述した処理と同様の処理により、車両の後方を監視して、後方の物体への衝突を防止するとともに、後方の坂を登れるようにすることができる。
【０１８１】
また、本発明を適用する車両の種類は、特に限定されるものではない。例えば、本発明は、二輪車、三輪トラック、小型トラック、小型乗用車、大型乗用車、大型バス、大型トラック、大型特殊車、小型特殊車等の車両に適用することができる。
【０１８２】
｛コンピュータの構成例｝
なお、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１８３】
図２３は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１８４】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）６０１，ROM（Read Only Memory）６０２，RAM（Random Access Memory）６０３は、バス６０４により相互に接続されている。
【０１８５】
バス６０４には、さらに、入出力インタフェース６０５が接続されている。入出力インタフェース６０５には、入力部６０６、出力部６０７、記憶部６０８、通信部６０９、及びドライブ６１０が接続されている。
【０１８６】
入力部６０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部６０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部６０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部６０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ６１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア６１１を駆動する。
【０１８７】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU６０１が、例えば、記憶部６０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース６０５及びバス６０４を介して、RAM６０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１８８】
コンピュータ（CPU６０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア６１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１８９】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア６１１をドライブ６１０に装着することにより、入出力インタフェース６０５を介して、記憶部６０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部６０９で受信し、記憶部６０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM６０２や記憶部６０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１９０】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１９１】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９２】
１  車載システム
１１  スイッチ
１２  車速センサ
１３  シフト位置検出器
１４  アクセルペダル検出器
１５  ブレーキペダル検出器
１６  衝突防止制御装置
１８  原動機制御装置
１９  ブレーキ制御装置
３１  レーザレーダ装置
３２  衝突防止演算装置
４１  走行制御部
６１  制御部
６２  測定光投光部
６３  受光部
６４  測定部
６５  演算部
１０２  発光素子
２０２−１乃至２０２−１６  受光素子
３０１  検出部
３０２  判別部
３０３  指令部
３１１  ピーク検出部
３１２  物体検出部
５０１  レーザレーダ装置
５１１  制御部
５１２  駆動回路
５１３  スキャナ
５１４  走査位置検出部
５１５  測定部
５１６  演算部
５２１  発光素子
５２４  受光素子
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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