(57)【要約】【課題】  自車両前方の先行車両を精度よく検出することができる先行車両検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】  先行車両が車線変更動作を行っていると判定された場合に、先行車両を含む所定の左右方向の範囲については検出された先行車両のリフレクタの高さを含む仰角を、次回左右に走査する際の仰角として設定し、先行車両を含まない範囲については所定仰角を次回左右に走査する際の仰角として設定する。これにより、たとえば自車両が走行している走行路において、車線変更動作を行っている先行車両よりも遠い位置に他の先行車両が存在する場合においても、自車両から直近の先行車両を含まない範囲については所定仰角で左右の走査を行うことができ、他の先行車両を正確に発見することができる。【選択図】              図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する出射手段と、該出射手段より出射されたレーザ光を自車両前方左右方向に走査する走査手段と、該レーザ光の反射光を受光する受光手段と、該受光手段によって受光したレーザ光より先行車両を検出する先行車両検出手段とを備えた先行車両検出装置において、
前記検出された先行車両の後部に設けられたリフレクタの高さを検出するリフレクタ高さ検出手段と、
前記先行車両の車線変更動作または自車両の車線変更動作を検出する車線変更動作検出手段とを備え、
前記走査手段は、初期値としてあらかじめ定められた所定仰角で左右方向にレーザ光を走査し、前記先行車両検出手段によって先行車両が検出され、さらに前記車線変更動作検出手段によって先行車両または自車両の車線変更動作が検出された場合には、次回の走査の際に、前記検出された先行車両を含む所定の左右方向範囲においては前記リフレクタ高さ検出手段によって検出された先行車両のリフレクタ高さを照射範囲に含む仰角で左右方向にレーザ光を走査し、前記所定の左右方向範囲以外については前記所定仰角で左右方向にレーザ光を走査することを特徴とする先行車両検出装置。
【請求項２】
前記車線変更動作検出手段は、自車両が走行する車線の車線中心を検出し、
前記先行車両検出手段によって検出された先行車両の幅方向中心位置と車線中心との横偏位量が所定値以上となった場合に、該先行車両が車線変更動作を行っているとして検出することを特徴とする請求項１記載の先行車両検出装置。
【請求項３】
前記車線変更動作検出手段は、前記先行車両検出手段によって検出された先行車両の後部に備えられた２個のリフレクタの中央位置を、前記先行車両の幅方向中心位置とすることを特徴とする請求項２記載の先行車両検出装置。
【請求項４】
自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサまたは舵角を検出する舵角センサを備え、
前記車線変更動作検出手段が前記車線中心を検出する際に、前記ヨーレートセンサまたは舵角センサの出力値より車線の曲率を求め、該曲率にもとづいて前記車線中心を推定することを特徴とする請求項２または３記載の先行車両検出装置。
【請求項５】
自車両のターンシグナルランプの点消灯を検出するターンシグナルランプセンサを備え、
前記車線変更動作検出手段は、前記ターンシグナルランプセンサがターンシグナルランプの点灯を検出し、かつターンシグナルランプの指示方向と、検出されたヨーレートまたは舵角方向とが一致した場合に、自車両が車線変更動作を行っているとして検出することを特徴とする請求項４記載の先行車両検出装置。
【請求項６】
自車両のターンシグナルランプの点消灯を検出するターンシグナルランプセンサと、
自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサまたは舵角を検出する舵角センサとを備え、
前記車線変更動作検出手段は、前記ターンシグナルランプセンサがターンシグナルランプの点灯を検出し、かつターンシグナルランプの指示方向と、検出されたヨーレートまたは舵角方向とが一致した場合に、自車両が車線変更動作を行っているとして検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の先行車両検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を走査して先行車両の検出を行う先行車両検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の仰角で自車両前方の左右にレーザ光を走査すると共に、先行車両によって反射された反射光を受光し、レーザ光の出射から反射光の受光までの時間によって先行車両と自車両との距離や相対速度などを検出する先行車両検出装置が知られている（たとえば、特開２００３−５７３３９号、特開平２００３−１２１５４６号）。このような先行車両検出装置においては先行車両からの反射光強度を確保するために、通常、出射レーザ光の仰角および上下方向の広がり角度は自車両から所定距離前方の先行車両のリフレクタにレーザ光が照射される角度に設定されている。
【特許文献１】特開２００３−５７３３９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の先行車両検出装置にあっては、先行車両と自車両との車間距離が上記所定距離よりも短い場合にはレーザ光が先行車両のリフレクタに照射されなくなる場合もあるため、反射強度が低下して先行車両の検出精度が悪化する可能性があった。
これを解決するために、たとえばレーザ光を左右に走査する際の上下位置を先行車のリフレクタ高さを含む位置に変更することが考えられるが、先行車両が車線変更を行った場合に、自車両の走行車線上の他車両（たとえば先行車両の前方を走行している他の先行車両）のリフレクタにレーザ光が照射されず、先行車両の検出精度が悪いという問題があった。
【０００４】
そこで本発明はこのような問題点に鑑み、自車両前方の先行車両を精度よく検出することができる先行車両検出装置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】
【０００５】
本発明は、レーザ光を出射する出射手段と、該出射手段より出射されたレーザ光を自車両前方左右方向に走査する走査手段と、該レーザ光の反射光を受光する受光手段と、該受光手段によって受光したレーザ光より先行車両を検出する先行車両検出手段とを備えた先行車両検出装置において、検出された先行車両の後部に設けられたリフレクタの高さを検出するリフレクタ高さ検出手段と、先行車両の車線変更動作または自車両の車線変更動作を検出する車線変更動作検出手段とを備え、走査手段は、初期値としてあらかじめ定められた所定仰角で左右方向にレーザ光を走査し、先行車両検出手段によって先行車両が検出され、さらに車線変更動作検出手段によって先行車両または自車両の車線変更動作が検出された場合には、次回の走査の際に、検出された先行車両を含む所定の左右方向範囲においてはリフレクタ高さ検出手段によって検出された先行車両のリフレクタ高さを照射範囲に含む仰角で左右方向にレーザ光を走査し、所定の左右方向範囲以外については所定仰角で左右方向にレーザ光を走査するものとした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、先行車両または自車両の車線変更動作が検出された場合に、先行車両を含む所定の左右方向範囲以外については所定仰角で左右にレーザ光を走査することにより、先行車両が車線変更動作を行った場合には、自車両前方の該先行車両以外の他の先行車両を正確に検出することができ、また自車両が車線変更動作を行った場合には、車線変更先の走行路上にいる他の先行車を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず第１の実施例について説明する。
図１は先行車両検出装置の取り付け位置を示し、図２は先行車両検出装置の全体構成を示す。
図１に示すように、自車両１２の前方の車両を検出する先行車両検出装置１６が、自車両１２の前部の幅方向中心位置に設置される。先行車両検出装置１６は、自車両１２の前方に向けてレーザ光を出射し、反射光が返ってくるまでの時間をもとに先行車両との車間距離を検出するものである。
【０００９】
次に図２を用いて先行車両検出装置１６の構成について説明する。
先行車両検出装置１６のケース１７に、レンズ機能を有する投光窓２０１および受光窓２０２が設けられている。このケース１７の内部に、近赤外線波長域のレーザ発光素子（ＬＤ）２０６、レーザ発光素子２０６から送出されたレーザ光が先行車両等に反射して戻ってくるレーザ光を受光するレーザ受光素子（ＰＤ）２０５、レーザ発光素子２０６を駆動する駆動回路２０８、レーザ受光素子２０５からの微弱な受光信号を増幅する増幅回路２０７を備える。
【００１０】
さらにケース１７内部には、レーザ発光素子２０６から送出されたレーザ光を自車両前方に反射させる反射ミラー２０３を備える。反射ミラー２０３は上下左右に回転し、モータ駆動回路２０９によって駆動されるステッピングモータ２０４によって反射ミラー２０３が所定の角度分解能（ｎ本×ｍ本）で回転する。これにより左右方向の所定角度範囲にｎ本のビーム、垂直方向の所定角度範囲にｍ本のビームとして自車両前方の走査が行われる。
【００１１】
また増幅回路２０７、駆動回路２０８およびモータ駆動回路２０９を制御するＣＰＵ２１０を備える。ＣＰＵ２１０が駆動回路２０８や増幅回路２０７を制御することによってレーザ発光素子２０６から出射光としてレーザ光が送出され、レーザ受光素子２０５によって反射光が受光される。
【００１２】
ＣＰＵ２１０は、舵角センサ１１によって検出された舵角や、ターンシグナルランプセンサ２１によって検出されたターンシグナルランプのオンオフ信号、車速センサ２２によって検出された自車両の速度などが入力情報として入力される
またＣＰＵ２１０が、レーザ受光素子２０５によって受光される受光信号の強度を時間分解して記録し、先行車両との距離や検出方向、相対速度などを算出し、舵角センサによって検出された検出結果より、進行方向の走行路の曲率を推定する。
ＣＰＵ２１０による算出結果は出力情報として、図示しない表示装置へ出力されたり、車両の制御装置へ出力される。
【００１３】
図３にレーザ光の照射範囲と先行車両に取り付けられたリフレクタとの関係について説明する。
ここで、車両後方に設置されるリフレクタは、たとえば道路運送車両の保安基準によると、路面からの高さが２５０ｍｍ以上、１５００ｍｍ以下の位置に装着されている。
【００１４】
先行車両検出装置１６は、たとえば車両の前側バンパー上部に設置され、その取り付け角度は自車両１２から先行車両１３までの検出を行いたい距離（たとえば１００ｍ）において、初期値の出射光の光軸で走査した場合に当該出射光のビーム内に先行車両１３の後部に取り付けられたリフレクタ１９の高さの上限と下限とが含まれるように設定される。
以降、この先行車両検出装置１６が初期値において出射光を左右に走査する際の仰角を所定仰角と呼ぶ。
【００１５】
次にＣＰＵ２１０が行う仰角設定の処理の流れについて、図４のフローチャートを用いて説明する。
ステップ４００において、初期値における所定仰角で左右の走査を行う。または後述のステップ４０５、４０８、４０９、４１０において左右に走査を行う際の上下方向の仰角が設定されている場合には、設定された仰角で左右の走査を行う。
【００１６】
ステップ４０１において、前回走査を行った際に先行車両が検出されているか否かをチェックし、先行車両が検出されている場合にはステップ４０２へ進み、検出されていない場合にはステップ４０７へ進む。初回のフローにおいては、先行車両が検出されていないのでステップ４０７へ進む
ステップ４０２において、ステップ４００で実行した今回の走査によって先行車両のリフレクタからの反射光があり先行車両が検出されたか否かを判定する。先行車両が検出された場合にはステップ４０３へ進み、検出されていない場合にはステップ４１０へ進む。
【００１７】
ステップ４０３において、先行車両のリフレクタの高さを検出する。
ステップ４０４において、先行車両が現在走行している走行車線から車線変更動作をしているか否かを判定する。
ここで、自車両１２に取り付けられた舵角センサ１１の出力値より自車両１２の走行経路を推定することができる。また自車両１２が走行車線１５の車線中心を走行しているものとすると、推定した走行経路を走行車線１５の車線中心１４として推定することができる。
車線変更動作の判定は図５に示されるように、舵角センサ１１によって検出された曲率より推定した車線中心１４と先行車両１３の先行車両中心との横偏位量が所定値を超えた場合に、走行車線１５から先行車両１３が車線変更動作をしているものとして判定する。
【００１８】
また横偏位量の所定値としては、標準的な車幅の車が区分線をまたぎだす値を設定したり、先行車両が走行車線を逸脱していると人間が判断する値を実験的に求めることによって設定する。
なお先行車両中心は、先行車両１３の検出された一対のリフレクタ間の中央位置とする。
【００１９】
先行車両が車線変更動作をしていると判定された場合、ステップ４０５において、次回左右に走査を行う際の仰角を設定する。
この仰角の設定は図６に示すように、ステップ４０２において検出された先行車両を含む所定の左右方向の範囲（図中右側）においては、検出された先行車両のリフレクタ１９の高さが出射光のビーム（レーザ照射範囲１８）内に含まれるように、次回左右に走査を行う際の仰角を設定する。
【００２０】
なお、先行車両を含む所定の左右方向の範囲として、先行車両中心を中心にして左右方向に車両として存在する最大幅（たとえば２．５ｍ）の範囲を設定する。
一方、先行車両を含まない左右方向の範囲（図中左側）においては、次回左右に走査を行う際の仰角として、初期値における所定仰角を設定する。
【００２１】
このように仰角を設定することによって、図６に示すように先行車両を含む所定の範囲については、レーザ照射範囲１８が先行車両のリフレクタ高さを含む仰角で出射光が左右に走査され、先行車両を含む範囲と含まない範囲との境界において出射光の上下方向の向きが変化し、先行車を含まない範囲においては所定仰角で、左右の走査が行われる。
【００２２】
ステップ４０６において、ステップ４００で実行された走査によって先行車両が検出されたか否か、先行車両までの距離、先行車両との相対速度などを、出力情報として出力する。
ステップ４０４のチェックで先行車両が車線変更動作をしていないときはステップ４０９において、ステップ４０３で検出された先行車両のリフレクタ高さをレーザ照射範囲１８に含む仰角を、次回左右に走査を行う際の仰角として設定し、ステップ４０６へ進む。
【００２３】
ステップ４０１のチェックで前回の走査で先行車両が検出されていないときはステップ４０７において、ステップ４００で実行された走査によって先行車両が検出されたか否かを判定する。先行車両が検出されている場合にはステップ４０３へ進み、検出されていない場合にはステップ４０８へ進む。
ステップ４０８において、所定仰角を次回左右に走査を行う際の仰角として設定し、ステップ４０６へ進む。
【００２４】
ステップ４０２における走査において先行車両が検出されていない場合には、ステップ４１０において前回の走査において検出された先行車両の位置をもとに、先行車両のリフレクタを捉えることができる仰角を推定し、この推定した仰角を次回左右に走査を行う際の仰角として設定する。
なおこの仰角の推定の際には、たとえば自車両の速度から先行車両に近づいたか否かを判定し、急速に自車両の速度が上がった場合には先行車両に近づいたものとして、仰角をを前回設定された仰角よりも上方向に変更する。
【００２５】
本実施例において、ステップ４００、４０５、４０８、４０９および４１０が本発明における走査手段を構成する。またステップ４０２が本発明における先行車両検出手段を構成し、ステップ４０３が本発明におけるリフレクタ高さ検出手段を構成する。さらにステップ４０４が本発明における車線変更動作検出手段を構成する。またレーザ受光素子２０５が本発明における受光手段を構成し、レーザ発光素子２０６が本発明における出射手段を構成する。
【００２６】
本実施例は以上のように構成され、先行車両が車線変更動作を行っていると判定された場合に、先行車両を含む所定の範囲については検出された先行車両のリフレクタの高さをレーザ照射範囲に含む仰角を、次回左右に走査を行う際の仰角として設定し、先行車両を含まない範囲については所定仰角を次回左右に走査を行う際の仰角として設定する。
これにより、たとえば自車両が走行している走行路において、車線変更動作を行っている先行車両よりも遠い位置に他の先行車両が存在する場合においても、自車両から直近の先行車両を含まない左右方向の範囲については所定仰角で走査を行うことができ、他の先行車両を正確に発見することができる。
【００２７】
また図７に示されるように、先行車両１３のリフレクタ１９の高さが高い位置にありレーザ光の照射範囲Ｚが上方を向いている状態で、先行車両１３が車線変更動作を行った場合でも、先行車両１３を含まない左右方向の走査範囲においては、所定仰角でレーザ光が照射される。この所定仰角で照射されたレーザ光の照射範囲Ｗによって先行車両１３Ａのリフレクタ１９Ａを捉えることができる。
したがって、先行車両１３よりも遠くにいる他の先行車両１３Ａがレーザ光の照射範囲Ｚの下方に潜り込んでしまい発見することができなくなるといったことや、遠方にある高位置の標識２３等で反射した反射光を受光し、該標識２３を先行車両として誤検知してしまうといったことがなくなる。
【００２８】
先行車両の幅方向の中心と、車線中心との横偏位量が所定値以上となった場合に先行車両が車線変更動作を行っていると判定することにより、容易に車線変更動作を判定することができる。
また、反射強度が大きくて識別の簡単な１対のリフレクタ間の中央位置を、先行車両中心とすることにより、他のセンサなどを用いることなく容易に先行車両中心を検出することができる。
舵角センサ１１の出力値より車線の曲率を算出するものとしたので、車線の曲率を求めるための道路地図などを備える必要がなく、演算によって容易に車線の曲率を求めることができる。
【実施例２】
【００２９】
次に第２の実施例について説明する。
本実施例は第１の実施例におけるＣＰＵ２１０が行う処理内容のみを変更したものである。他の構成は第１の実施例と同様であり説明を省略する。
ＣＰＵ２１０が行う仰角設定の処理の流れについて、図８のフローチャートを用いて説明する。
ステップ７００からステップ７０３は、第１の実施例におけるステップ４００からステップ４０３と同様であり説明を省略する。
【００３０】
ステップ７０４において、自車両が車線変更動作をしているか否かを判定する。
この判定は、自車両のターンシグナルランプがＯＮであり、かつ所定の値以上の舵角がターンシグナルランプが操作された方向と同一方向に出ている場合に車線変更動作を行っていると判定するものである。
【００３１】
自車両が車線変更動作をしていると判定された場合には、ステップ７０５において、次回左右に走査を行う際の仰角を設定する。
この仰角の設定は図９に示すように、走査可能範囲内において先行車両を含まない左右方向の範囲（図中右側）においては、所定仰角を次回左右に走査を行う際の仰角として設定する。
【００３２】
一方、ステップ７０２で検出された先行車両を含む所定の左右方向の範囲（図中左側）においては、検出された先行車両のリフレクタ１９の高さが出射光のビーム内に含まれるように、次回左右に走査を行う際の仰角を設定する。
【００３３】
このように仰角を設定することによって図９に示すように、先行車両を含まない範囲においては出射光が所定仰角で左右に走査され、先行車両を含む範囲と含まない範囲との境界において出射光の上下方向の向きが変化し、先行車両を含む所定の範囲については、レーザ照射範囲１８が先行車両のリフレクタ高さを含む仰角で出射光が左右に走査される。
【００３４】
ステップ７０６において、ステップ７００で実行された走査によって先行車両が検出されたか否か、先行車両までの距離、先行車両との相対速度などを、出力情報として出力する。
ステップ７０４のチェックで自車両が車線変更動作をしていないときはステップ７０９において、ステップ７０３で検出された先行車両のリフレクタ高さをレーザ照射範囲１８に含む仰角を、左右に走査を行う際の仰角として設定し、ステップ７０６へ進む。
【００３５】
ステップ７０１のチェックで前回の走査で先行車両が検出されていないときはステップ７０７において、ステップ７００での走査で先行車両が検出されたか否かを判定する。先行車両が検出されている場合にはステップ７０３へ進み、検出されていない場合にはステップ７０８へ進む。
ステップ７０８において、所定仰角を、次回左右に走査を行う際の仰角として設定し、ステップ７０６へ進む。
【００３６】
ステップ７０２における走査において先行車両が検出されていない場合には、ステップ７１０において前回の走査において検出された先行車両の位置をもとに、先行車両のリフレクタを捉えることができる仰角を推定し、この推定した仰角を、次回左右に走査を行う際の仰角として設定する。
【００３７】
本実施例において、ステップ７００、７０５、７０８、７０９および７１０が本発明における走査手段を構成する。またステップ７０２が本発明における先行車両検出手段を構成し、ステップ７０３が本発明におけるリフレクタ高さ検出手段を構成する。さらにステップ７０４が本発明における車線変更動作検出手段を構成する。
【００３８】
本実施例は以上のように構成され、自車両が車線変更動作中である場合に、先行車両を含む所定の範囲については検出された先行車両のリフレクタの高さをレーザ照射範囲に含む仰角を、次回、左右に走査を行う際の仰角として設定し、先行車両を含まない範囲については所定仰角を次回左右に走査を行う際の仰角として設定する。
これにより、たとえば車線変更前の走行路に先行車両が存在し、さらに車線変更を行う先の走行路にも他の先行車両が存在する場合において、車線変更前の走行路に存在する先行車両を含まない左右方向の範囲については所定仰角で走査を行うので、車線変更先に存在する他の先行車両を正確に発見することができる。
【００３９】
また特に車線変更前の走行路に存在する先行車両のリフレクタの高さが高い位置にある場合にはレーザの走査範囲が上方を向いているが、先行車両を含まない左右方向の範囲においては、所定仰角で左右に走査を行うので、自車両が車線変更動作を行った場合、車線変更先の走行路に存在する他の先行車両がレーザ走査範囲の下方に潜り込んでしまったり、遠方にある標識等を誤検出してしまうといったことがなくなる。
【００４０】
ターンシグナルランプの指示方向と、検出された舵角方向とが一致した場合に、自車両が車線変更動作を行っているものと判定することにより、容易に自車両の車線変更動作を判定することができる。
なお上記各実施例において、舵角センサ１１によって検出された舵角を用いて道路曲率を算出するものとしたが、自車両１２にヨーレートセンサを取り付け、検出されたヨーレートより道路曲率を算出することもできる。
また舵角の替わりにヨーレートを用いて、ターンシグナルランプの指示方向とヨーレートとが一致した場合に自車両が車線変更動作を行っているとして判定することもできる。
さらに図６および図９に示すように、リフレクタ１９をレーザ照射範囲１８の高さ方向の中央位置で捉えられるように仰角を設定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】先行車両検出装置の取り付け位置を示す図である。
【図２】先行車両検出装置の構成を示す図である。
【図３】レーザ光の照射範囲と先行車両に取り付けられたリフレクタとの関係を示す図である。
【図４】ＣＰＵが行う仰角の設定処理の流れを示す図である。
【図５】先行車両の車線変更動作を示す図である。
【図６】レーザ光を左右に走査する際の仰角を示す図である。
【図７】レーザ光の照射範囲を示す図である。
【図８】ＣＰＵが行う仰角の設定処理の流れを示す図である。
【図９】レーザ光を左右に走査する際の仰角を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１    舵角センサ
１２    自車両
１３    先行車両
１４    車線中心
１５    走行車線
１６    先行車両検出装置
１７    ケース
１８    レーザ照射範囲
１９    リフレクタ
２１    ターンシグナルランプセンサ
２２    車速センサ
２３    標識
２０１    投光窓
２０２    受光窓
２０３    反射ミラー
２０４    ステッピングモータ
２０５    レーザ受光素子
２０６    レーザ発光素子
２０７    増幅回路
２０８    駆動回路
２０９    モータ駆動回路
２１０    ＣＰＵ
【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】
2005043247.tif 000007
【図６】
2005043247.tif 000008
【図７】
2005043247.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005043247.tif 000011