(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の物体を検出する物体検出手段と、自車両の車速を検出する自車速検出手段と、この自車速検出手段による自車速検出値との比較において各検出物体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、上記物体検出手段により検出された検出物体群を路上物体と路側物体とに識別する物体識別手段と、今回検出時に検出された検出物体群の内から前回検出時に検出された各検出物体と同一であるものを検索して捕捉する捕捉手段とを備え、車両の走行に伴い、上記捕捉手段により自車両前方の検出物体を順次捕捉するように構成された車両の物体認識装置であって、
上記捕捉手段は、上記各検出物体の移動速度が検出されている通常捕捉段階であるか上記移動速度が未検出の初期捕捉段階であるかを判定する捕捉段階判定部と、この捕捉段階判定部により捕捉段階が初期捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う初期捕捉部と、上記捕捉段階判定部により捕捉段階が通常捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う通常捕捉部とを備え、
上記初期捕捉部は、前回検出時における各検出物体の位置を中心として、上記検出物体の移動能力に基づく最大想定範囲である第１設定範囲より狭く、かつ、上記物体検出手段の検出能力に基づく最小想定範囲である第２設定範囲より広い範囲を第１検索範囲として上記各検出物体毎に設定し、今回検出時にこの第１検索範囲内に位置する検出物体を同一であるものとして捕捉するように構成されている一方、
上記通常捕捉部は、前回検出時における各検出物体の位置とその各検出物体の移動速度とに基づいて予測した今回検出時における各検出物体の予測位置を中心とする上記第２設定範囲を第２検索範囲として各検出物体毎に設定し、今回検出時にこの第２検索範囲内に位置する検出物体を同一であるものとして捕捉するように構成されている
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項２】
請求項１において、
物体検出手段は、自車両前方の進行路上にレーダ波を照射走査して、その反射波により物体を検出するように構成されている
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
第１設定範囲は、前回検出時から今回検出時までに検出対象物体が移動し得る最大のものとして設定された最大距離を半径とする円である
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
第２設定範囲は、物体検出手段の検出誤差に対応する距離を半径とする円である
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
捕捉手段は、各検出物体の自車両に対する相対速度を物体識別手段による路上物体であるか路側物体であるかの識別結果に基づいて予測する相対速度予測部を備え、
初期捕捉部は、
検索範囲の中心位置として、前回検出時における各検出物体の位置に代えて、上記前回検出時における各検出物体の位置と上記相対速度予測部による予測相対速度とに基づいて予測した今回検出時における各検出物体の予測位置を設定するように構成されている
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
捕捉手段により捕捉された捕捉物体群の内から車両であるものを判定する車両判定手段を備え、
上記車両判定手段は、
上記捕捉物体群の個々についてその捕捉物体が車両である確率を過去の判定結果を用いて指数平滑法により算出する確率算出部を備え、この確率算出部により算出された確率に基づき各捕捉物体が車両であるかを確定するように構成されている
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
自車両前方の進行路上の物体に基づき自車両の走行を制御する走行制御手段、
もしくは、運転者への報知または警報を行う報知・警報手段の少なくとも一方を備えている
ことを特徴とする車両の物体認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両を先行車両に追従させて走行させる追従走行のために用いられる車両の物体認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自車両を先行車両に追従させて走行させる追従走行を行う場合、自車両の前方にレーダ波を照射走査して自車両前方の先行車両等の物体を検出するレーダ装置が用いられている。その際、レーダ装置としてスキャン式のものを用いて水平方向に広角度でもって走査を行うようにしている。そして、その検出結果に応じて自車両の走行を制御する、あるいは、運転者に対して警報等を行うようにしている。
【０００３】
ところで、追従走行する場合においては、追従目標車両を設定するために、レーダ装置による検出信号から、その検出物体が車両であるのか、路側に設けられた路側リフレクタ等の道路上の構造物であるのかを識別する必要がある。
【０００４】
そこで、従来より、この種の車両の物体識別装置として、検出信号から曲線路に設けられた路側リフレクタと停止車両とを識別するものが知られている（例えば、特開平５−８７９２３号公報参照）。このものでは、自車両の前方の中央及び左右に物体検出手段を取り付け、この各検出手段により検出された自車両前方の中央及び左右にある検出物体の内、中央の検出手段の距離データのみが急激に小さくなり、左右の距離データが変動しない場合には前方に停止車両が存在しているとする一方、左右の距離データの少なくともいずれかが短い時間で変動している場合には上記検出物体が路側リフレクタであると識別するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スキャン式のレーダ装置では、レーダ波を左右にスキャニングしながら前方に存在する物体をサンプリング（検出）するようになっているため、前回のサンプリングと今回のサンプリングとの間には時間差があり、この時間差の間に自車両及び前方の物体も移動していることになる。このため、自車両前方に複数の物体が存在している場合には、各検出時点の前後でそれぞれ検出された２組の検出物体群の内から同一であるものをそれぞれ対応付けて捕捉する必要がある。ところが、例えば上記各検出物体の間隔が近い場合等には、この対応付けが困難になるという不都合があり、そのため各検出物体をそれぞれ捕捉し続けることが困難になるという問題がある。これにより、検出物体が先行車両であるのか、道路上の固定物であるのかを誤って認識してしまい、追従目標車両を設定することが困難になることも起こりうる。
【０００６】
そこで、図９に示すように、自車両Ａの前方に位置する前回検出時の各検出物体Ｆ1，Ｆ2，…毎に物体が移動可能な最大距離を半径とする円の検索範囲Ｒ1′，Ｒ2′，…を設定し、今回検出時にこの検索範囲内で検出された物体を同一物体として対応付けるようにすることで検出物体の捕捉を行うことが考えられる。
【０００７】
ところが、上記の検索範囲を設定してその範囲内で検出された物体を同一物体として対応付けるものにおいても、例えば検出物体間の間隔が小さいため、上記１つの検索範囲内で複数の検出物体を検出してしまう場合、また、隣接する検索範囲が重なり合ってしまい（同図の斜線部分参照）、この重なり合った範囲内に検出物体が存在してしまう場合等には、検出物体群を正確に対応付けることが困難になり、前後の検出時点で異なる物体同士を同一物体と誤認するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各検出物体を正確に対応付けることで、物体の認識精度を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、自車両前方の物体を検出する物体検出手段と、自車両の車速を検出する自車速検出手段と、この自車速検出手段による自車速検出値との比較において各検出物体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、上記物体検出手段により検出された検出物体群を路上物体と路側物体とに識別する物体識別手段と、今回検出時に検出された検出物体群の内から前回検出時に検出された各検出物体と同一であるものを検索して捕捉する捕捉手段とを備え、車両の走行に伴い、上記捕捉手段により自車両前方の検出物体を順次捕捉するように構成された車両の物体認識装置を前提としている。そして、上記捕捉手段として、上記各検出物体の移動速度が検出されている通常捕捉段階であるか上記移動速度が未検出の初期捕捉段階であるかを判定する捕捉段階判定部と、この捕捉段階判定部により捕捉段階が初期捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う初期捕捉部と、上記捕捉段階判定部により捕捉段階が通常捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う通常捕捉部とを備え、上記初期捕捉部を、前回検出時における各検出物体の位置を中心として、上記検出物体の移動能力に基づく最大想定範囲である第１設定範囲より狭く、かつ、上記物体検出手段の検出能力に基づく最小想定範囲である第２設定範囲より広い範囲を第１検索範囲として上記各検出物体毎に設定し、今回検出時にこの第１検索範囲内に位置する検出物体を同一であるものとして捕捉するように構成する一方、上記通常捕捉部を、前回検出時における各検出物体の位置とその各検出物体の移動速度とに基づいて予測した今回検出時における各検出物体の予測位置を中心とする上記第２設定範囲を第２検索範囲として各検出物体毎に設定し、今回検出時にこの第２検索範囲内に位置する検出物体を同一であるものとして捕捉するように構成するものである。
【００１０】
上記の構成の場合、各検出物体の移動速度が検出されている通常捕捉段階には、この移動速度と前回検出時における各検出物体の位置とに基づいて今回検出時点における各検出物体の位置を予測し、この予測位置を中心として、物体検出手段の検出能力に基づく最小想定範囲である第２設定範囲を第２検索範囲として各検出物体毎に設定すれば、今回検出時には上記第２検索範囲内に同一である検出物体が確実に位置していることになる。このように今回検出時における各検出物体の位置を予測することで、検索範囲を狭く設定することが可能になり、上記検索範囲内に複数の検出物体が存在してしまうこと、また、上記隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことを有効に防止することが可能になり、前後の検出時点で正確に同一物体同士の対応付けを行うことが可能になる。これにより、物体の認識精度を向上させることが可能になる。
【００１１】
一方、検出物体の移動速度が未検出の初期捕捉段階においても、前回検出時の各検出物体の位置を中心として、検出物体の移動能力に基づく最大想定範囲である第１設定範囲より狭く、かつ、上記第２設定範囲より広い範囲を第１検索範囲として上記各検出物体毎に設定することにより、上記検出物体が移動可能な最大距離を半径とする円の検索範囲を設定する場合に生じやすい、上記検索範囲内に複数の検出物体が存在してしまうこと、及び、上記隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうこと等を共に防止することが可能になり、前後の検出時点で正確に同一物体同士を対応付けを行うことが可能になる。これにより、物体の認識精度を向上させることが可能になる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、物体検出手段を、自車両前方の進行路上にレーダ波を照射走査して、その反射波により物体を検出するように構成するものである。
【００１３】
上記の構成の場合、レーダ波のスキャニング（走査）により物体を検出する場合には、前回のサンプリングと今回のサンプリングとの間には時間差があり、この時間差の間に自車両及び前方の物体も移動していることになる。このため、自車両前方に複数の物体が存在している場合には、各検出時点の前後でそれぞれ検出された２組の検出物体群の内から同一であるものをそれぞれ対応付けて捕捉する必要があり、特にこの場合に、異なる検出物体同士を同一の物体として誤認することが起こりうるという不都合が生じることになる。このため、特にこのように物体検出をレーダ波の照射走査により行う場合に、検出物体の誤認防止、及び、認識精度向上が有効になる。
【００１４】
そして、第１設定範囲としては、請求項３記載の発明の如く、前回検出時点から今回検出時点までに検出対称物体が移動し得る最大のものとして設定された最大距離を半径とする円とし、また、第２設定範囲としては、請求項４記載の発明の如く、物体検出手段の検出誤差に対応する距離を半径とする円とすればよい。
【００１５】
上記の構成の場合、第１及び第２設定範囲の具体的な範囲を特定することが可能になる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載の発明のいずれかにおいて、捕捉手段を、各検出物体の自車両に対する相対速度を物体識別手段による路上物体であるか路側物体であるかの識別結果に基づいて予測する相対速度予測部を備えたものとする。そして、初期捕捉部を、検索範囲の中心位置として、前回検出時における各検出物体の位置に代えて、上記前回検出時における各検出物体の位置と上記相対速度予測部による予測相対速度とに基づいて予測した今回検出時における各検出物体の予測位置を設定するように構成するものである。
【００１７】
上記の構成の場合、物体識別手段による識別結果に応じて相対速度予測部により、例えば路側物体であれば路側リフレクタ等の静止物体と考えられるため、移動速度を例えばゼロと予測する一方、路上物体であれば走行車両と考えられるので、移動速度を例えば自車両と等しいと予測し、この予測した移動速度と前回検出時の各検出物体の位置とに基づいて、今回検出時の上記検出物体の位置を予測すれば、その各検出物体の位置をほぼ特定することが可能になる。このため、前回検出時の各検出物体の位置を中心として検索範囲を設定する場合より上記検出範囲を狭くしても、今回検出時にこの検索範囲内に同一である物体が位置することになる。このように検索範囲を狭くすることにより、隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことをより有効に防止することが可能になり、前後の検出時点でより正確に同一物体同士の対応付けを行うことが可能になる。これにより、初期捕捉段階であっても、物体の認識精度をより一層向上させることが可能になる。
【００１８】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５記載の発明のいずれかにおいて、捕捉手段により捕捉された捕捉物体群の内から車両であるものを判定する車両判定手段を備えたものとする。そして、上記車両判定手段として、上記捕捉物体群の個々についてその捕捉物体が車両である確率を過去の判定結果を用いて指数平滑法により算出する確率算出部を備え、上記確率算出部により算出された確率に基づき各捕捉物体が車両であるかを確定するように構成するものである。
【００１９】
上記の構成の場合、過去の判定結果を用いて車両である確率を算出することで、車両であるかの判定結果の確からしさを確認することが可能になる。そして、この確率に基づいて判定を確定することにより、より精度の高い判定を行うことが可能になり、判定結果の信頼性を向上させることが可能になる。
【００２０】
さらに、請求項７記載の発明は、請求項１〜６記載の発明のいずれかにおいて、認識された自車両前方の進行路上の物体に基づき自車両の走行を制御する走行制御手段、もしくは、運転者への報知または警報を行う報知・警報手段の少なくとも一方を備える構成とするものである。
【００２１】
上記の構成の場合、車両の物体認識装置を備えた車両の追従走行システムの具体的な構成が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る車両の物体認識装置を備えた車両の追従走行装置の構成図を示し、１は自車両に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ、２は自車両の車速を検出する自車速検出部としての車速センサ、３は自車両前方の進行路上にレーダ波を照射走査して物体を検出する物体検出手段としてのレーダ装置、４は上記ヨーレートセンサ１、車速センサ２、及び、レーダ装置３からの信号が入力されるコントロールユニット、５は上記コントロールユニット４からの信号が入力される走行制御手段としての走行制御装置、６１はエンジンのスロットル弁の開度を調整するスロットル制御装置、６２は各車輪に付与する制動力を調整するブレーキ制御装置、６３は自動変速機のシフトを制御する自動変速機制御装置、７は上記コントロールユニット４からの警報信号を受けて運転者に知らせる報知・警報手段としての情報表示装置である。
【００２４】
上記レーダ装置３は、自車両の前方に存在する物体、例えば先行車両を検出するものであり、レーダ波としてレーザを用いたものである。上記レーダ装置３は細いビームのレーザレーダ波を自車両の前方に向けて発信する発信装置（図示省略）と、上記レーザレーダ波が前方の物体に当たって反射してくる反射波を受信する受信装置（図示省略）とにより構成されている。上記発信装置はレーザレーダ波を水平方向に左右にスキャニングしながら発信するようになっており、このレーザレーダ波の反射波を上記受信装置により受信して、その発信時点と受信時点との時間差により上記前方物体と自車両との間の距離を測定し、上記レーザレーダ波のスキャン角により上記前方対象物の自車両の進行方向に対する角度を測定するようになっている。
【００２５】
上記情報表示装置７は、車室内のインストルメントパネル等に設けられ、上記コントロールユニット４からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、上記コントロールユニット４からの自己診断信号を受けて画面表示する表示部とを備えている。
【００２６】
上記コントロールユニット４は、走行制御手段５に対し、目標スロットル開度信号、目標ブレーキ量信号及び目標シフト信号をそれぞれ出力し、上記走行制御手段５は、上記各信号を受けて上記スロットル制御装置６１、ブレーキ制御装置６２及び自動変速機制御装置６３をそれぞれ制御するようになっている。
【００２７】
そして、上記コントロールユニット４は、図２に示すように、上記ヨーレートセンサ１及び車速センサ２の出力を受ける進行路推定手段４１と、上記レーダ装置３の出力を受ける物体識別手段４２と、上記車速センサ２及びレーダ装置３の出力を受ける移動速度検出手段４３と、上記物体識別手段４２及び移動速度検出手段４３の出力を受ける捕捉手段４４と、この捕捉手段４４の出力を受ける車両判定手段４５と、この車両判定手段４５及び上記移動速度検出手段４３の出力を受ける追従目標設定手段４６と、この追従目標設定手段４６の出力を受けて上記走行制御装置５及び情報表示装置７に信号を出力する出力情報処理部４７とにより構成されている。
【００２８】
上記進行路推定手段４１は、上記ヨーレートセンサ１により検出された自車両に発生するヨーレートと、上記車速センサ２により検出された自車速とから自車両の進行路を推定するようにしている。
【００２９】
上記物体識別手段４２は、上記レーダ装置３による物体検出信号からその検出物体が進行路外の路側物体としての路側リフレクタであるか、進行路上の路上物体、例えば車両であるかを識別するようになっている。
【００３０】
上記移動速度検出手段４３は、上記レーダ装置３の前回の検出時点と今回の検出時点との時間差と、この時間差の間に検出物体が移動する距離とに基づいて、この検出物体の自車両に対する相対速度を検出し、さらに、上記車速センサ２により検出された自車速に基づき上記検出物体の移動速度を検出するようになっている。
【００３１】
上記捕捉手段４４は、各検出物体の移動速度が検出されている通常捕捉段階であるか上記移動速度が未検出の初期捕捉段階であるかを判定する捕捉段階判定部４４ａと、この捕捉段階判定部４４ａにより捕捉段階が初期捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う初期捕捉部４４ｂと、捕捉段階が通常捕捉段階と判定された場合に各検出物体の捕捉処理を行う通常捕捉部４４ｃと、物体識別手段による路上物体であるか路側物体であるかの識別結果に基づいて各検出物体の自車両に対する相対速度を予測する相対速度予測部４４ｄとを備えている。
【００３２】
上記車両判定手段４５は、上記捕捉手段４４により捕捉された捕捉物体が車両に取り付けられた車両リフレクタであるか路側リフレクタであるかを判定する車両リフレクタ判定部４５ａと、過去の判定結果を用いて車両リフレクタであるか否かの確率を算出し、この確率に基づき上記捕捉物体が車両であるかを確定する確率算出部４５ｂとにより構成されている。
【００３３】
上記追従目標設定手段４６は、上記車両判定手段４５により車両であると判定されたものの内から追従目標を選択して設定するようになっており、この追従目標設定部４６は、上記移動速度検出手段４３により予測された先行車両の移動速度に基づいてこの先行車両が追従目標となりうるかを判定する速度判定部４６ａと、上記進行路推定手段４１により推定された自車両の進行路上を上記先行車両が走行しているかを判定する進行路判定部４６ｂと、上記速度判定部４６ａ及び進行路判定部４６ｂによる判定結果に基づいて追従目標を選択して設定する追従目標設定部４６ｃとにより構成されている。
【００３４】
次に、上記コントロールユニット４による車両の物体認識について、図３に示すフローチャートに基いて説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、初期捕捉段階であるか通常捕捉段階であるか、つまり対象とする検出物体の自車両に対する相対速度が検出されているか否かを判断し、通常捕捉段階である、つまり上記相対速度が検出されていればステップＳ２に進み、初期捕捉段階である、つまり上記相対速度が検出されていなければステップＳ３に進むようにする。
【００３６】
上記ステップＳ２では、上記対象物体の自車両に対する相対速度に基づいて現時点で位置していると予測される位置を次式により算出するようにする。
【００３７】
xn=xn-1＋Vr×dt      但しn=1,2,3,…                       （１）
ここで、ｎは物体の検出時点を表し、xn-1は前回検出時の対象物体の位置、Vrはこの対象物体の自車両に対する相対速度、dtは前回検出時点と今回検出時点との時間差である。そして、図４に示すように、前回検出時における上記対象物体Ｆ1，Ｆ2，…毎に上記予測位置xnを中心として、第２設定範囲Ｒ1，Ｒ2，…を第２検索範囲として設定するようにする。ここで、上記第２設定範囲は、対象物体の想定される最大加速度または最大減速度に基づいて設定すれば、上記第２検索範囲内に上記対象物体が確実に存在することになるため、上記第２設定範囲を例えば次式に基づいて設定するようにすればよい。
【００３８】
D2=1/2×a×dt2＋e                                         （２）
式（２）において、aは加速度、eは上記レーダ装置３の計測誤差であり、この加速度aは車両である場合には最大0.7Gと想定される。また、検出時間間隔dtは0.1secで、上記レーダ装置３の計測誤差eは１ｍとする。これらの数値を上記の式（２）に代入すると、上記第２設定範囲の半径が算出される。
【００３９】
D2=1/2×0.7×9.8×0.12＋１=1.034［ｍ］
これは、ほぼ上記レーダ装置３の計測誤差程度となり、上記第２設定範囲は上記レーダ装置３の計測誤差に対応した距離を半径とする円とすればよいことになる。
【００４０】
一方、ステップＳ３では、上記物体識別手段４２による識別結果に基づいて、上記対象物体が路側リフレクタであるか否かを判断するようにする。そして、路側リフレクタであればステップＳ４に進み、路側リフレクタでなければステップＳ５に進むようにする。
【００４１】
上記ステップＳ４では、上記対象物体は路側リフレクタであることから静止物体であるため、上記の式（１）において、相対速度Vrの値をマイナス自車速と予測するようにする。そして、この予測した相対速度Vrに基づき上記の式（１）により予測位置xnを設定し、上記予測位置xnを中心として、上記第２設定範囲、つまりレーダ装置３の計測誤差に対応した距離を半径とする円より大きく、第１設定範囲、つまり前回検出時点から今回検出時点までに検出対象物体が移動し得る最大のものとして設定された最大距離を半径とする円よりも小さい円である第１検索範囲を設定するようにする。また、上記ステップＳ５においては、対象物体が車両であると考えられるため、上記の式（１）において、上記相対速度Vrの値をゼロと予測して予測位置を設定し、検索範囲としてこの予測位置を中心とする第１検索範囲を設定するようにする。
【００４２】
なお、上記第１設定範囲の大きさは対象物体の想定される最大相対速度に基づいて設定すればよく、例えば次式により設定すればよい。
【００４３】
D1=Vr×dt                                                 （３）
式（３）において、Vrは自車両に対する相対速度であり、この相対速度Vrは車両である場合に最大120km/hであると想定される。また、前回検出時点と今回検出時点との時間差dtは上述の如く0.1secであり、これらの数値を上記の式（３）に代入すると、上記第１設定範囲の半径が算出される。
【００４４】
D1=120×1000／3600×0.1=3.3［ｍ］
そして、ステップＳ６において、上記ステップＳ３、Ｓ４及びＳ５においてそれぞれ設定された検索範囲内に位置する検出物体をそれぞれ前回検出時の検出物体と同一のものであるとして対応付けて捕捉するようにする。
【００４５】
次いで、ステップＳ７において、上記捕捉された物体について、車両リフレクタであるか否かを判定するようにする。これは、図５に示すフローチャートにより行うようにする。
【００４６】
まずステップＳ７１において、図６に示すように、隣り合った検出物体Ｆ1，Ｆ2の自車両Ａに対する距離r1，r2、及び、自車両に対する相対速度V1，V2がそれぞれほぼ等しいか否かを判定するようにする。そして、両者がほぼ等しいときには、ステップＳ７２に進み、等しくないときにはステップＳ７３に進むようにする。
【００４７】
上記ステップＳ７２では、上記隣り合った検出物体Ｆ1，Ｆ2間の物体間距離、つまり間隔Wを次式により算出するようにする。
【００４８】
W=r2×sinθ2−r1×sinθ1
ここで、θ1，θ2はそれぞれ上記各検出物体の自車両の進行方向に対する角度である（図６参照）。そして、ステップＳ７４に進むようにする。
【００４９】
上記ステップＳ７３では、検出物体Ｆ1は過去において車両リフレクタであると判定されているかを判定するようにする。そして、車両であると判定されていないときにはステップＳ７５に進み、上記検出物体Ｆ1は車両リフレクタではない判定するようにする一方、車両であると判定されているときにはステップＳ７６に進むようにする。
【００５０】
上記ステップＳ７６では、検出物体Ｆ2は過去において車両リフレクタであると判定されているかを判定するようにする。そして、車両であると判定されていないときにはステップＳ７７に進み、上記検出物体Ｆ2は車両リフレクタではない判定するようにする。
【００５１】
上記ステップＳ７４では、上記間隔Wが設定値Wd、つまり車幅より小さいかどうかを判定するようにする。そして、間隔Wが上記設定値Wdより小さいときにはステップＳ７８に進むようにし、上記検出物体Ｆ1，Ｆ2が一対の車両リフレクタであると判定し、間隔Wが上記設定値Wdより大きいときにはステップＳ７３に進むようにする。
【００５２】
そして、図３に示すフローチャートのステップＳ７において上述の如く車両リフレクタの判定を行えば、ステップＳ８に進むようにする。
【００５３】
上記ステップＳ８では、対象物体が路側リフレクタであるか、車両リフレクタであるかの確率Pnを過去の判定結果を用いて指数平滑法により算出するようにする。
【００５４】
Pn=Pn-1×(1-K)+C×K      但し、0<K<1，n=1,2,3,…           （４）
ここで、ｎは物体検出時点を表している。そして、Cの値は、上記ステップＳ７において路側リフレクタと判定されたときには、C=100とする一方、車両リフレクタと判定されたときには、C=0とするようにする。また、フィルタ係数Kは例えば0.5とすればよい。
【００５５】
そして、ステップＳ９において、上記確率Pnの値が５０より大きいか否かを判定するようにする。そして、確率Pnが５０より大きいときにはステップＳ１０に進み上記対象物体は路側リフレクタであると判定しステップＳ１０に進むようにし、確率Pnが５０以下であるときにはステップＳ１２に進み上記対象物体は車両リフレクタであると判定するようにする。
【００５６】
ステップＳ１１では、上記対象物体を追従目標としない確定をするようにする。
【００５７】
また、ステップＳ１３では、上記対象物体の自車両に対する相対速度と自車速とから上記対象物体の絶対速度Vaを算出するようにする。
【００５８】
ステップＳ１４では、上記対象物体の絶対速度Vaが設定速度Vd以上であるか否かを判定するようにし、上記設定速度Vd以上であればステップＳ１５に進み、設定速度Vdより小さいときにはステップＳ１１に進み、追従目標としない確定をするようにする。上記設定速度Vdは、例えば10km/hとすればよい。
【００５９】
上記ステップＳ１５では、進行路推定手段４１において推定された進行路上に上記対象物体が位置しているか否かを判定するようにし、位置しているときにはステップＳ１６に進み、位置していないときには上記ステップＳ１１に進むようにする。
【００６０】
上記ステップＳ１６では、追従目標車両を選択し、ステップＳ１７において追従目標の設定を行うようにする。
【００６１】
上述の如く、追従目標が決定すれば、レーダ装置３により検出された追従目標及び前方物体の検出信号は、コントロールユニット４に出力され、このコントロールユニット４が走行制御手段５に対し上記追従目標等の自車両に対する相対位置及び相対速度に応じて目標スロットル開度信号、目標ブレーキ量信号及び目標シフト信号をそれぞれ出力する、もしくは、情報表示装置７に対し警報信号を出力するようにする。そして、上記走行制御手段５は、上記各信号を受けてスロットル制御装置６１、ブレーキ制御装置６２及び自動変速機制御装置６３を制御するようになっており、上記情報表示装置７は、運転者に対して報知・警報を行うようになっている。
【００６２】
つぎに、上記実施形態の作用・効果を説明する。
【００６３】
検出物体の相対速度が検出されている通常捕捉段階のときには、この相対速度と前回検出時における上記各検出物体の位置とに基づいて今回検出時における検出物体の位置を予測し、図４に示すように、前回検出時における各検出物体Ｆ1，Ｆ2，…毎に検索範囲として上記レーダ装置３の誤差に対応する距離を半径とする円である第２設定範囲Ｒ1，Ｒ2，…を第２検索範囲として設定すれば、この第２検索範囲内に同一である検出物体が確実に位置していることになる。このように今回検出時における検出物体の位置を予測することで検索範囲を狭くすることが可能になるため、検索範囲内に複数の検出物体が存在してしまうこと、また、隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことを有効に防止することができるようになり、前後の検出時点で正確に同一物体同士の対応付けを行うことができるようになる。これにより、物体の認識精度を向上させることができるようになる。
【００６４】
一方、相対速度が検出されていない初期捕捉段階のときには、上記物体識別手段４２による識別結果に応じて、路側リフレクタであれば自車両に対する相対速度をマイナス自車速とし、路上物体であれば相対速度をゼロと予測し、この予測した移動速度と前回検出時の各検出物体の位置とに基づいて、今回検出時の上記検出物体の位置を予測すれば、その各検出物体の位置をほぼ特定することができるようになる。このため、前回検出時の各検出物体の位置を中心として検索範囲を設定する場合より狭い範囲である第１検索範囲として設定しても、今回検出時には、この第１検索範囲内に同一の物体が位置していることになる。このため、隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことをより有効に防止することができ、前後の検出時点でより正確に同一物体同士の対応付けを行うことができるようになる。これにより、物体の認識精度をより一層向上させることができるようになる。
【００６５】
また、車両リフレクタの判定においては、過去の判定結果を用いて車両である確率を算出することで、判定手段４４により判定された結果の確からしさを確認することができるようになる。そして、この確率により判定を確定することにより、より精度の高い判定を行うことができるようになり、判定結果の信頼性を向上させることができるようになる。
【００６６】
なお、上記の物体認識装置においては処理能力の限界のため、捕捉し続けることが可能な物体の数に制限がある。そこで、自車両に対して近い位置にある物体は捕捉する、または、自車両に接近する物体を捕捉する等の処理を行い、物体の数を減少させるようにすることが考えられる。しかしながら、追従走行を行う場合において、例えば、図７に示すように、自車両Ａと追従目標車両Ｂとの間に割り込む車両Ｃが発生した場合、あるいは、図８に示すように、自車両Ａが分岐路に進入した場合には、設定した追従目標車両Ｂに追従することが不可能になり、例えば、上記割り込み車両Ｃまたは分岐路を走行している車両Ｄ（図８参照）を新たな追従目標として設定する必要がある。ところがこの場合、追従目標の設定には時間を要し、自動ブレーキまたは運転者に対する警報等の処理が遅れてしまうという問題がある。そこで、上記割り込みする可能性のある車両Ｃまたは分岐路を走行する車両Ｄは、追従目標となり得るかの判定を常に行い捕捉し続けるようにし、図７または図８に示すような場合においても、迅速な処理ができるようにする。
【００６７】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、レーダ装置３としてレーザレーダを用いているが、これに限らず、例えばミリ波等の電波を用いてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明における車両の物体認識装置によれば、各検出物体の移動速度が検出されている通常捕捉段階には、検索範囲を狭くすることができるため、上記検索範囲内に複数の検出物体が存在してしまうこと、また、上記隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことを有効に防止することができ、前後の検出時点で正確に同一物体同士の対応付けを行うことができる。これにより、物体の認識精度を向上させることができる。
【００６９】
一方、検出物体の移動速度が未検出の初期捕捉段階においても、前回検出時の各検出物体の位置を中心として、検出物体の移動能力に基づく最大想定範囲である第１設定範囲より狭く、かつ、物体検出手段の検出能力に基づく最小想定範囲である第２設定範囲より広い範囲を第１検索範囲として上記各検出物体毎に設定することにより、検索範囲内に複数の検出物体が存在してしまうこと、及び、隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことを等を共に防止することができ、前後の検出時点で正確に同一物体同士を対応付けを行うことができる。これにより、物体の認識精度を向上させることができる。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、各検出時点毎に検出物体の対応付けが必要となり、検出物体の誤認識が起こりうる態様を特定することができる。
【００７１】
請求項３または請求項４記載の発明によれば、上記請求項１または請求項２記載の発明による効果に加えて、第１及び第２設定検索範囲の具体的な範囲を特定することができる。
【００７２】
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１〜４記載の発明のいずれかによる効果に加えて、物体識別手段による識別結果に応じて、移動速度を予測し、この予測した移動速度と前回検出時の各検出物体の位置とに基づいて、今回検出時の上記検出物体の位置を予測すれば、その各検出物体の位置をほぼ特定することができる。このため、前回検出時の各検出物体の位置を中心として検索範囲を設定する場合より上記検出範囲を狭くしても、今回検出時にこの検索範囲内に同一である物体が位置することになる。このように検索範囲を狭くすることにより、隣り合った検索範囲がそれぞれ重なり合ってしまうことをより有効に防止することができ、前後の検出時点でより正確に同一物体同士の対応付けを行うことができる。これにより、初期捕捉段階であっても、物体の認識精度をより一層向上させることができる。
【００７３】
請求項６記載の発明によれば、上記請求項１〜５記載の発明のいずれかによる効果に加えて、過去の判定結果を用いて車両である確率を算出することで、判定手段により判定された結果の確からしさを確認することができる。そして、この確率により判定を確定することにより、より精度の高い判定を行うことができ、判定結果の信頼性を向上させることができる。
【００７４】
請求項７記載の発明によれば、上記請求項１〜６記載の発明のいずれかによる効果に加えて、車両の物体認識装置を備えた車両の追従走行システムの具体的な構成を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の物体認識装置を備えた車両の走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両の物体認識装置のコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】車両の物体認識装置における物体認識のフローチャートである。
【図４】検出物体の自車両に対する相対速度が検出されているときの検索範囲を示す説明図である。
【図５】車両リフレクタ判定のフローチャートである。
【図６】車両リフレクタ判定の説明図である。
【図７】自車両と追従目標車両との間に割り込み車両が発生した場合の説明図である。
【図８】自車両が分岐路に進入した場合の説明図である。
【図９】検出物体が移動し得る最大のものとして設定された最大距離を半径とする円の検索範囲を設定した場合を示す図４対応図である。
【符号の説明】
２            車速センサ（自車速検出手段）
３            レーダ装置（物体検出手段）
５            走行制御装置（走行制御手段）
７            情報表示装置（報知・警報手段）
４２          物体識別手段
４３          移動速度検出手段
４４          捕捉手段
４５          車両判定手段
４４ａ        捕捉段階判定部
４４ｂ        初期捕捉部
４４ｃ        通常捕捉部
４４ｄ        相対速度予測部
４５ｂ        確率算出部
【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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