(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物との縦距離及び横位置を検出する車両用電波レーダ装置において、
自車両が進路変更挙動状態か否かを検出する進路変更挙動状態検出手段と、
この進路変更挙動状態検出手段が、自車両が進路変更挙動状態であることを検出したとき、レーダ装置の被測定物の横位置に対する検知応答速度を、自車両が先行車追従である走行状態より大の値に変更する検知応答速度変更手段と、
を備えることを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記検知応答速度変更手段は、被測定物との横位置に対し、平滑化効果があるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、このフィルタ処理手段のゲインを大きくするフィルタゲイン変更手段と有し、フィルタ処理手段のゲインを大きくすることにより、被測定物の横位置に対する検知応答速度を、自車両が先行車追従である走行状態より大の値とすることを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記進路変更挙動状態検出手段は、ヨーレートまたは横加速度センサ、操舵角センサ、操舵トルクセンサ、ヨーレートセンサ、タイヤ圧力センサ、横加速度センサのうち、少なくとも一つを有し、そのセンサの出力に基づいて、自車両の進路変更挙動状態を検出することを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項４】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記進路変更挙動状態検出手段は、操舵角速度変化量またはヨーレート変化量である２次時間微分状態量に相当する状態量を算出し、算出した状態量が所定レベルを超えた場合に、自車両が進路変更挙動状態であると判定する自車両進路判定手段を有することを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記自車の縦方向運動量、横方向運動量の検出または車速度を、車速センサ、加速度センサ、または操舵角センサの出力を用いて検出する自車横方向移動量検出手段を備えることを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項６】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値未満であることを検出したとき、車間距離警報を発生し、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値以上であることを検出したときには、上記車間距離警報を自動停止することを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項７】
請求項１記載の車両用電波レーダ装置において、
上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値未満であることを検出したとき、ブレーキによる減速制御を行い、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値以上であることを検出したときには、上記ブレーキによる減速制御を自動停止することを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか一項記載の車両用電波レーダ装置において、上記進路変更挙動状態検出手段は、自車両の先行車追従状態を解除する急操舵運転状態を検知し、自車両が進路変更挙動状態であるか否かを検出することを特徴とする車両用電波レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ装置に係り、特に、車間距離自動制御と警報や追突防止(軽減)システムなどに用いて好適なレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車間距離自動制御装置(Adaptive Cruise Control）と車間距離警報装置は、例えば特開平１１−３９５８６号公報に記載されているように、設定したターゲットと自車との車間距離が維持されるように、自動的に車速を調整しつつ追従走行を行い、警報をも行う装置である。
【０００３】
また、障害物との衝突の自動回避システムは、例えば特開２０００−１４２２８１号公報に記載されているように、自動制動と運転者の操舵操作との調和を行う装置である。
【０００４】
また、この自動回避システムは、特開２００１−８０４９１号公報に記載されているように、緊急回避時に、ヨーイングモーメント制御のゲインを大として、操舵角速度と操舵角加速度とに応じてヨーイングモーメント量を大きくする操舵力制御装置である。
【０００５】
これらの衝突回避装置やＡＣＣ制御装置に距離計測用センサとしてレーダ装置が使用されている。このレーダ装置としては、レーザレーダを用いるものとミリ波レーダを用いるものとが一般的に知られている。
【０００６】
レーダ装置は、電波ビームやレーザ光を放射し、車や障害物などの物体に反射されて、レーダ装置に戻るまでの時間を計測し、これに基づいて、反射物までの距離を計測する。
【０００７】
このレーダ装置のうち、レーザ光を用いるレーザレーダ装置は細いレーザ線を用いており、安定した受光強度を受信するためには、ターゲットに光反射リフレクタとなるような反射面があると望ましい。
【０００８】
また、レーダ装置のうち、ミリ波を用いるミリ波レーダ装置は、レーザレーダ装置と比較して、雨や霧の状態でも安定してターゲットを捉えることが可能であるため、全天候型のセンサとして期待されている。
【０００９】
ここで、ミリ波レーダ装置においては、物体までの距離や相対速度の計測にはいくつかの方式がある。
【００１０】
つまり、２つの周波数を切換える２周波CW(Continuous Wave）方式や、送信周波数に三角変調を施すＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式などがあり、例えば、電子情報通信学会誌1996年10月号pp977−981の「自動車用ミリ波レーダの開発動向」に各種方式が記載されている。
【００１１】
２周波CW方式やFMCW方式では、受信した信号にFFT処理（Fast Fourier Transform）を施し、得られた周波数スペクトルのピーク信号の周波数・位相・振幅情報から、物体までの距離や相対速度を計測する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術におけるミリ波レーダ装置は、レーザレーダ装置に比べて、全天候型である等の種々の利点を有するが、次のような問題点があった。
【００１３】
車載用ミリ波レーダ装置の電波ビームは、レーザのような狭いビームでは無く、拡がりをもっているため、乗用車のような大きさのターゲットに照射する際、走行中、電波照射角度の変動により、電波照射中心位置から乗用車が外れた場合であっても、その乗用車に電波が照射されていることとなる。このため、自車の中心延長線からターゲットとなる乗用車までの距離である横位置の検知バラツキが大きい。
【００１４】
この横位置の検出バラツキを抑制して、検知精度を良くするために、通常、レーダ出力推定手段に用いられるトラッカフィルタのゲインが小さく設定されている。
【００１５】
しかし、障害物を回避するときには、レーダ搭載車のヨー角と横位置は共に大きく変化し、通常設定している小さいなトラッカフィルタゲインでは、レーダ出力に大きな位相遅れ現象が生じてしまう。
【００１６】
車載ミリ波レーダ装置においては、上述したように、ミリ波は拡がりをもって放射されるため、横位置がオフセットされた状態でターゲット車両に接近する場合、ターゲット車両のサイド面からの電波反射電力強度が増え続け、電波反射中心位置がターゲットの車幅中心位置から車両サイド面へ移動する現象がある。
【００１７】
このため、ドライバが障害物を回避するため車線変更を行う際、検知した障害物の横位置応答はレーダ搭載車の車線変更挙動に比較して、位相遅れ現象が発生してしまい、検出遅れ現象が発生していた。
【００１８】
本発明の目的は、ハードウエアの追加を伴うことなく、車両に搭載された操舵角センサやジャイロセンサなどのセンサ応答を用いて、車線変更する際の横位置検出速度が向上されたレーダ装置を実現することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）被測定物との縦距離及び横位置を検出する車両用電波レーダ装置において、自車両が進路変更挙動状態か否かを検出する進路変更挙動状態検出手段と、この進路変更挙動状態検出手段が、自車両が進路変更挙動状態であることを検出したとき、レーダ装置の被測定物の横位置に対する検知応答速度を、自車両が先行車追従である走行状態より大の値に変更する検知応答速度変更手段とを備える。
【００２０】
（２）好ましくは、上記（１）において、上記検知応答速度変更手段は、被測定物との横位置に対し、平滑化効果があるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、このフィルタ処理手段のゲインを大きくするフィルタゲイン変更手段と有し、フィルタ処理手段のゲインを大きくすることにより、被測定物の横位置に対する検知応答速度を、自車両が先行車追従である走行状態より大の値とする。
【００２１】
（３）また、好ましくは、上記（１）において、上記進路変更挙動状態検出手段は、ヨーレートまたは横加速度センサ、操舵角センサ、操舵トルクセンサ、ヨーレートセンサ、タイヤ圧力センサ、横加速度センサのうち、少なくとも一つを有し、そのセンサの出力に基づいて、自車両の進路変更挙動状態を検出する。
【００２２】
（４）また、好ましくは、上記（１）において、上記進路変更挙動状態検出手段は、操舵角速度変化量またはヨーレート変化量である２次時間微分状態量に相当する状態量を算出し、算出した状態量が所定レベルを超えた場合に、自車両が進路変更挙動状態であると判定する自車両進路判定手段を有する。
【００２４】
（５）また、好ましくは、上記（１）において、上記自車の縦方向運動量、横方向運動量の検出または車速度を、車速センサ、加速度センサ、または操舵角センサの出力を用いて検出する自車横方向移動量検出手段を備える。
【００２５】
（６）また、好ましくは、上記（１）において、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値未満であることを検出したとき、車間距離警報を発生し、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値以上であることを検出したときには、上記車間距離警報を自動停止する。
【００２６】
（７）また、好ましくは、上記（１）において、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値未満であることを検出したとき、ブレーキによる減速制御を行い、上記被測定物との横位置が自車の中心から所定値以上であることを検出したときには、上記ブレーキによる減速制御を自動停止する。
【００２８】
（８）また、好ましくは、上記（１）〜（７）において、上記進路変更挙動状態検出手段は、自車両の先行車追従状態を解除する急操舵運転状態を検知し、自車両が進路変更挙動状態であるか否かを検出する。
【００３０】
車両が進路変更（車線変更）時には、前方車両の横位置検出バラツキより、検出応答性を重視し、検出応答性を最大とする。
【００３１】
また、車両の進路変更判断は、既存の操舵角センサ、角速度センサ、方向指示器等を使用して判断する。
【００３２】
これにより、ハードウエアの追加を伴うことなく、車両に搭載された操舵角センサやジャイロセンサなどのセンサ応答を用いて、車線変更する際の横位置検出速度が向上されたレーダ装置を実現することが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１〜図5を参照して、本発明の一実施形態である車載レーダ装置における衝突警報と、自動回避との概要を説明する。
【００３４】
図１は、ミリ波レーダの応用例としてレーダ衝突警報と自動回避の機能説明図である。
図１において、レーダ搭載車１のミリ波レーダ装置３からターゲット車２に向けてミリ波信号を発し、ターゲット車２との相対速度、方位角度、車間距離４などを検知する。そして、レーダ装置３は、警報・制御判定ロジック5を用いて自車両が位置する車線内における障害物の有無及び衝突危険性を判定し、衝突危険がある場合には、左右隣接車線内の障害物の有無を判定する。
【００３５】
さらに、ブレーキやパワートレイン及び操舵系などのアクチュエータ6を用いて加、減速制御を行うことにより、ターゲット車２との車間距離４を自動制御する。そして、追突の恐れがある場合には、警報発生、または操舵回避制御を行う。
【００３６】
本発明の一実施形態では、ミリ波レーダ装置３によりターゲット車２との車間距離・相対速度・方位角度の計測を行う。警報・制御判定ロジック5は、これら車間距離・相対速度・方位角度であるレーダ検知データとヨーレート情報とを用いて、ターゲット所在車線の車線判断を行う。
【００３７】
ターゲット２が自車線上にあると判断した場合、検知した車間距離・相対速度・方位角度、または設定された車間距離しきい値を用いて自車の加・減速度を判定する。
【００３８】
また、自車進行に障害になるターゲット２がある場合、衝突を回避するために移動する隣接車線に障害物が存在するか否かの判定も行う。
【００３９】
これらの判定に基づき、ブレーキやパワートレイン及び操舵系などから構成するアクチュエータ系6を加、減速制御して、ターゲット２との車間距離４を自動調整する。また、急減速制御してもターゲット２との追突が避けならない場合には警報装置７によりドライバに警報を発するか、操舵系の操舵制御で安全側の隣接車線へ自車両を移動し、衝突を回避する。
【００４０】
次に、上述したレーダ衝突警報と自動回避装置に使用されるミリ波レーダ装置３について、図２を参照して説明する。
【００４１】
ミリ波レーダでの方位角度の検出にはいくつかの方式があるが、例として二つのアンテナを用いるモノパルス方式について説明する。
図２の(ａ)は１個の送信アンテナ１１と、互いの左右位置に配置された２個の受信アンテナ（左）１２および受信アンテナ（右）１３により構成される２周波CW方式レーダ３のアンテナ構造を示す。また、図２の(ｂ)はレーダ信号処理ブロックの構成を示している。
【００４２】
ミリ波レーダ３は、例えば図２の(b)に示すように、送信アンテナ１１に接続され、レーダ送信波を照射する発信器１８と、この発信器１８に供給する信号を変調する変調器１７と、受信アンテナ１２及び１３に接続され、ターゲット等から反射されたレーダ波を受信するミキサ１４と、アナログ回路部１５と、Ａ／Ｄデータ変換部１６と、信号処理部１００とを備える。
【００４３】
信号処理部１００は、タイムフレーム毎に受信信号をＦＦＴ処理してターゲットまでの距離、相対速度、方位角度などをレーダ原理に基づいて算出するＦＦＴ波形解析部２０と、装置内の各部の動作を制御するタイミング制御部１９と、ＦＦＴ波形解析部２０の検知データを入力として測定ノイズやバラツキを除いて推定値を求めるトラッカ演算部２１とを備える。
【００４４】
ＦＦＴ波形解析部２０と、トラッカ演算部２１とは、自車速、ヨーレート、ブレーキ状態等の車両運動状態検出部２５からのレーダ情報が入力される。
【００４５】
ここで、トラッカ演算部２１とは、レーダ測定によって取得した、いわゆる生の検知データをそのまま検知データとして出力に用いるのではなく、測定上のバラツキと応答性の補正、またはノイズ除去と、時間軸上で検知データに対して何らかのフィルタをかける数学的な平滑化処理と、マルチターゲットの検知と追跡などのフィルタ処理とを行い、ターゲットのスムーズな動きを反映する推定値を出力するフィルタを指すものとする。
【００４６】
ここでは、本発明の一実施形態に関わる測定上のバラツキと応答性に直接影響する数学的な平滑化処理を行う部分についてのトラッカフィルタを説明する。
【００４７】
本発明の一実施形態におけるミリ波レーダ装置３のトラッカフィルタ２１は、図３の（ａ）に示すように、検知データ（距離、相対速度、方位角度（もしくは横位置＝距離×方位角度））を観測値４１とし、前回のタイムフレームでの推定値４０から真値の予測値４２を予測し、この予測値４２と実際の観測値４１とから推定値４０を決定するものである。
【００４８】
このように決定すれば、このトラッカフィルタ２１を用いて連続的なフィルタ推定値４０を得ることができる。これは数式で表現すると、次式（１）、（２）のように表わされる。
（ａ）トラッカフィルタ更新式
ｒ[ｎ]＝ｒ[ｎ−１]＋Ｋ{ｒM[ｎ]−ｒP[ｎ]}        −−−（１）
（ｂ）予測方程式
ｒP[ｎ]＝ｒ[ｎ−１]＋(∂ｒP／∂ｔ)・Δｔ        −−−（２）
ただし、上記式（１）、（２）において、ｒは距離、相対速度、方位角度（もしくは横位置）についてのトラッカフィルタの推定値４０、ｒMはその毎回の観測値４１（実測値）、ｒPはその予測値４２、Ｋはフィルタゲイン、ｎはタイムフレームの回数である。なお、以上の変数はいずれもベクトル表現とする。
【００４９】
このようなフィルタ推定値４０とフィルタ処理されていない生の検知データ４４との関係の具体例を図３の(ｂ)に示す。
【００５０】
図３の(ｂ)の左側のグラフは、縦距離（自車両とターゲット車両との直線距離）に関する検知データ４４のバラツキと、それに対応するフィルタ推定値４０の時間変化を示している。
【００５１】
また、図３の(ｂ)の右側のグラフは、横位置（自車両の中心線の延長線に水平方向に直交する方向におけるターゲット車両との直線距離）についての検知データ４４とフィルタ推定値４０の時間変化を示している。
【００５２】
ところで、従来技術における車載用レーダのトラッカフィルタにおいて、上記式(１)のフィルタゲインＫは固定値を用いている。具体的には、距離測定値のバラツキの真値に対する比率は一定であるという前提のもとに、ある大きさのバラツキを仮定して、これに対して最適な計測精度と応答性とを確保すように、定数ゲインＫを設定している(例えば、図６の(ｂ)に示すようなＡ点のゲイン値を用いる)。
【００５３】
しかしながら、従来の技術においては、自車の急操舵操作で車線変更の際、上述したように、横位置の変動が通常走行より急に大きく増大するため、バラツキ度を抑えながら一定の位相遅れを許す定ゲインＫのトラッカフィルタを用いている。このため、ゲインＫを一定値として固定されたトラッカフィルタの応答速度は、緊急回避または進路変更ための操舵挙動によって、実際の位置変化より約０．７秒以上大きく遅れる現象がある(図7に示す遅れＴ２参照)。
【００５４】
しかし、自車操舵で車線変更を行う時に、ミリ波レーダ装置３は、検知した障害物との横位置から、衝突警報を継続するか中止するかを判定し、また、衝突回避ができているかの判定によって自動ブレーキ及び操舵制御を行う。
【００５５】
このため、横位置検出の応答遅れは、不要な警報を発したり、自動ブレーキと操舵制御の制御遅れの原因となる。
【００５６】
したがって、障害物と自車との横位置関係を早期に検出して判定するためには、前方障害物の横位置計測の応答性が重要なパラメータであることがわかる。
【００５７】
図4は、進路変更中、ミリ波レーダ装置３による前方障害物の横位置検知状況を示す説明図である。
【００５８】
図４において、ミリ波レーダ装置３の横位置検知位置M２１２は、電波ビームの反射中心位置と照射ビーム中心軸の横方向距離である。
【００５９】
進路変更中、レーダ照射ビームの照射方向は変化し、ターゲット２の車両サイド側に移動していく。このため、ビームの照射方向変化に伴い、ターゲット２の車両サイド面からの電波反射強度が強くなり、電波ビームの反射中心位置は、ターゲット車２に近づく方向へ変動することがわかる。
【００６０】
このレーダの照射角度の変化によるターゲット２からの電波反射中心位置の変動は、従来技術における検知遅れＴ２(約０．７秒)の一つの発生要因と考える。
【００６１】
本発明においては、上述したレーダ装置による測定において、自車操舵による車線変更する際の横位置生データの変化量は、一般追従走行状態より大きく増大すること、このとき、レーダ検知結果の応答速度指標はバラツキ度指標より重要であることを考慮し、一般追従走行状態と車線変更状態との両状態において、応答速度とバラツキ度とを適切に設定するものである。
【００６２】
レーダ応答速度は、フィルタゲインが大きくなるほど速くなる。自車両が通常の追従走行状態から急操舵運転状態へ移行するタイミングを自動的に検知することができれば、トラッカフィルタゲイン値をA点からＢ点(図６の(ｂ)を参照)へ大きく変更することによって、車線変更中の横位置応答性を改善することができる。
【００６３】
なお、図６の（ｂ）における実線は応答性の遅れとゲインとの関係を示し、破線は横位置の検出バラツキとゲインとの関係を示す。図６の（ｂ）において、トラッカフィルタゲイン値は、追従走行ではA点であるが、車線変更時にはＢ点に変更することにより、横位置検出のバラツキは大となるが、応答性は大幅に向上する。
【００６４】
図5は、本発明の一実施形態におけるフィルタゲインを調整するための機能ブロック図である。
【００６５】
図５に示したフィルタゲイン調整部は、操舵角センサからの操舵角度や、角速度センサからのヨーレート応答などを用いて、急操舵による車線変更状態を検知する車線変更判定手段（進路変更挙動状態検出手段）２１５と、フィルタゲインを切り替える手段（検知応答速度変更手段）２２１とを備え、レーダトラッカ応答遅れを改善する例である。
【００６６】
また、車線変更状態を検知する車線変更判定手段２１５は、操舵角センサ２１０、角速度センサ２１１、横加速度センサ２１２からの横加速度応答、方向指示器からの方向指示操作信号２１３、タイヤ圧力センサ２１４からのいずれかの信号又はこれらの組み合わせから、車線変更状態を検知する。
【００６７】
なお、車両が通常の追従走行状態から急操舵運転状態へ移行中、フィルタゲイン設定手段２２１によりトラッカフィルタのゲイン値を自動的にＡ点からＢ点へ切替えるてもよいし、ゲイン値をＡ点からＢ点へアナログ的に変化させてもよい。
【００６８】
図6の(ａ)は、図5に示したフィルタゲイン調整部の動作フローチャートである。
図６において、まず、車線変更判定手段２１５は、操舵角センサ２１０や角速度センサ２１１などのセンサ手段からヨーレート応答を入力する(ステップＳ６０)。次に、車線変更（進路変更）のための操舵動作があるか否かを判定する(ステップＳ６１)。
【００６９】
ステップＳ６１において、車両が通常走行状態から車線変更状態へ移行中と判断すると、ステップＳ６３に進み、フィルタゲイン設定手段２２１により、トラッカゲイン値をＡ点の値からＢ点の値に切り替え、ステップＳ６４に進む。
【００７０】
ステップＳ６１において、車線変更はなく、通常走行状態のままであると判断した場合には、ステップＳ６２に進み、ゲイン値はＡ点の値を使用し、ステップするＳ６４に進む。
【００７１】
そして、ステップＳ６４において、ステップＳ６２又はＳ６３にて設定したゲイン値を用いて、フィルタ処理２２２によるトラッカ結果から縦距離、横位置及び相対速度などを算出する。
【００７２】
続いて、ステップＳ６５において、ステップＳ６４で算出した縦距離、横位置及び相対速度などを用いて、制御判定手段２２３により、衝突危険があるかないか、自動ブレーキ作動するかしないか、及びさらなるの操舵回避操作が必要か否かを判定する。
【００７３】
そして、ステップＳ６６において、応用手段２２４により、衝突危険がある場合には車間距離警報と、自動ブレーキを作動する制御信号を発生し、自動操舵する必要がある場合には自動操舵制御信号を発生する。
【００７４】
なお、車線進路変更が終了すれば、ステップＳ６１で車線変更終了と判断でき、ステップＳ６２でゲインＡを使用する状態に復帰する。
【００７５】
図6の(ｂ)は、上述したように、横位置応答フィルタのゲイン値とレーダ出力のバラツキ度及び応答性の遅れとの関係を示している。
【００７６】
通常走行では、応答性の遅れとバラツキとを考慮して、Ａ点に示す中間値のゲインを選択する。そして、車線変更時においては、バラツキより応答性を重視し、最も応答性が良い値であるＢ点の値を選択する。
【００７７】
図７は、フィルタゲインを図６に示すＡ点の値からＢ点に示す値への切替えによる応答遅れの改善効果を示すグラフである。
【００７８】
図７に示すように、フィルタゲイン切替ロジックの使用によって、横位置応答遅れが、従来技術（太い実線で示す横位置２０３）では約０．７秒（遅れ時間Ｔ２）であったものが、本発明の一実施形態（破線で示す横位置２３０）では約０．５秒（遅れ時間Ｔ３）となり、大幅に改善できることがわかる。
【００７９】
なお、自車両の前方に車両が存在していない場合に、車線変更するときであっても、横位置検出の応答性を向上するため、フィルタゲインを大に変更する。この場合、フィルタゲインが大となっているため、変更先の車線に車両が存在するか否かの判断の応答性が向上されることとなる。
【００８０】
ところで、図７に示すように、ゲイン切替後のミリ波レーダ横位置２３０は、ヨー角センサ応答２０２と比較して、時間軸上オフセットの遅れがあることがわかる。
【００８１】
フィルタゲインを切り替えることにより、車線変更操作時の横位置応答遅れを大幅に改善することができるが、横位置応答遅れをさらに改善するためには、上述した時間軸上オフセットによる時間遅れを改善する必要がある。
【００８２】
以下では、ミリ波レーダ横位置応答遅れ２３０の、時間軸上オフセットによる時間遅れを改善する例を説明する。
【００８３】
図8は、フィルタゲインの切り替えを行なった上で、さらに横位置を自車両の横速度を用いて補正した場合の結果を示すグラフである。
【００８４】
図4に示したように、車線変更時に、変更前の車線に前方車両が存在する場合には、レーダ反射中心位置が変更前の車線方向へ移動する特性があるために、ミリ波レーダ横位置２３０がヨー角センサ応答２０２と比べて時間軸上オフセット遅れの発生原因になると考える。
【００８５】
この遅れを解消するため、トラッカ前の横位置は次式（３）を用いて補正計算することができるレーダ検知値補正手段をさらに備える。
XRＡ＝XRＢ＋(車速＊sin(操舵角))＊ΔT            −−−（３）
ただし、上記式（３）において、XRＡは補正後の横位置、XRＢは補正前の横位置、△Tはレーダ出力周期である。
【００８６】
上記の補正式(３)を用いて、レーダで測定した生データの横位置を修正した上で、上述したように、トラッカフィルタのゲインを変更することによって、レーダ出力の横位置応答性をさらに向上することができる。
【００８７】
つまり、図8の太い実線で示すように、横位置のレーダ検知遅れＴ４は約０．３秒となり、さらに改善できることがわかる。
【００８８】
図9は、レーダで測定した生データの横位置を修正した上で、上述したように、トラッカフィルタのゲインを変更する場合の動作フローチャートである。
【００８９】
図９において、まず、車両運動状態を検知できる操舵角センサや、ヨーレートセンサなどのセンサ出力を入力して車両運動状態を検知し(ステップＳ９０)、検知した車両運動状態が車線変更は否かを判定する(ステップＳ９３)。
【００９０】
ステップＳ９３において、車線変更である場合は、上記式(３)を用いて、ミリ波レーダで検知した生データ２２０の横位置に対して補正を行う(ステップＳ９４)。その後、ゲインを切り替え、トラッカフィルタを用いて、この補正後のミリ波レーダ検知した生データ２２０の平滑化処理を行う(ステップＳ９５)。なお、このステップＳ９５においては、ステップＳ９２で検知した車速度を取り込む。
【００９１】
一方、ステップＳ９３で車線変更ではないと判断した場合には、直接ステップＳ９５に進み、平滑化処理を行う。
【００９２】
次に、レーダで検知した横位置、車間距離及び相対速度を用いて、衝突可能性と衝突恐れがある場合の回避方向を判定し、衝突可能性や衝突恐れがあるときは、車間距離警報を発生させるとともに自動ブレーキを動作させる(ステップＳ９６)。そして、衝突警報を発しながら自動ブレーキを掛けても衝突恐れがある場合には、車線変更のための操舵を車両が自動的に行う(ステップＳ９７)。
【００９３】
この時、レーダで検知した横位置が１．５ｍ以上であれば、衝突恐れがないと判定することができ、車間距離警報と、自動ブレーキによる減速操作を中止し（警報停止手段と、ブレーキ減速キャンセル手段とをさらに備える）、自動操舵系では逆方向へ操舵し、通常の直進走行状態へ戻る(ステップＳ９９)。そして、処理は終了する（ステップＳ１００）。
【００９４】
横位置の検出遅れを改善することができるため、横位置が所定値以上となったことを早期に検出できることから、横位置が１．５ｍ以上であれば衝突恐れがないと早期に判定でき、車間距離警報と、減速操作を中止し、自動操舵系で逆方向へ操舵することができるものである。
【００９５】
図１０は、上述した例において、車線変更判定に用いるためのヨーレートの変化量の状態量を示すグラフである。この図１０において、破線はヨーレートを示し、実線はヨーレートの変化量を示す。
【００９６】
ところで、ヨーレート（deg/sec）の状態量は、通常のカープ路走行においても大きな出力があるため、車線変更か通常のカーブ路走行かの判定には適用しにくい。
【００９７】
そこで、本発明の一実施形態においては、車線変更か否かの判断をヨーレートの状態量ではなく、変化量で判断する自車両進路判定手段をさらに備える。
【００９８】
図１０に示すように、ヨーレート変化量２５０の状態量を用いて、その大きさが６[deg/sec２]以上にあるときには、車両の運動状態は通常の追従走行から車線変更状態へ移行していると判定する。
【００９９】
なお、上述した例においては、車線変更時には、フィルタゲインを通常走行より大とし、かつ、横位置オフセットも補正することとしたが、フイルタゲインのみ大と変更することもできるし、フィルタゲインは変更せず、横位置オフセットを補正するのみであっても、横位置応答性を改善することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハードウエアの追加を伴うことなく、車両に搭載された操舵角センサやジャイロセンサなどのセンサ応答を用いて、車線変更する際の横位置検出速度が向上されたレーダ装置を実現することができる。
【０１０１】
【図面の簡単な説明】
【図１】ミリ波レーダの応用例としてレーダ衝突警報と自動回避の機能説明図である。
【図２】レーダ衝突警報と自動回避装置に使用されるミリ波レーダ装置の概略構造と信号処理ブロックを示す図である。
【図３】レーダ出力の平滑化処理用フィルタの説明図である。
【図４】車線変更際のレーダ検知状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるフィルタゲイン切替できるフィルタの概略構成図である。
【図６】本発明の一実施形態の動作フローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による応答性改善結果を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態により、さらに応答性が改善された結果を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態において、さらに応答性を改善するための動作フローチャートである。
【図１０】車線変更動作を判定するための二次微分状態量の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１                レーダ搭載車
２                ターゲット車
３                ミリ波レーダ装置
４                車間距離
５                警報・制御判定ロジック
６                操舵アクチェータ系
７                警報装置
１１              送信アンテナ
１２、１３        受信アンテナ
１４              ミキサ
１５              アナログ回路部
１６              Ａ／Ｄ変換部
１７              変調器
１８              発信器
１９              タイミング制御部
２０              ＦＦＴ波形解析部
２１              トラッカ演算部
２５              車両運動状態検出部(センサ系)
２１５            車線変更判定手段
２２１            フィルタゲイン設定手段
【図１】
0004043276.tif 000002
【図２】
0004043276.tif 000003
【図３】
0004043276.tif 000004
【図４】
0004043276.tif 000005
【図５】
0004043276.tif 000006
【図６】
0004043276.tif 000007
【図７】
0004043276.tif 000008
【図８】
0004043276.tif 000009
【図９】
0004043276.tif 000010
【図１０】
0004043276.tif 000011