(57)【要約】レーダにより検知した物体の位置を、車体のロールによる傾きに応じて補正することで、車体の傾斜によるレーダの検知精度の低下を防止する。
2019186799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両用物体検知システムであって、
物体を検知する物体検知手段と、
鞍乗型車両の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記物体検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させるように特定した前記位置を補正する位置特定手段と
を有することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段により検知する傾きは、前記鞍乗型車両のローリング挙動およびピッチング挙動もしくはヨー挙動のすくなくともいずれかによる傾きであることを特徴とする鞍乗り型車両用物体検知システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段は、車両側面から見て前記鞍乗型車両の動力源の上方に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記物体検知手段は、前記鞍乗型車両の前方に配置され、前記鞍乗型車両の前方の物体を検知することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記物体検知手段は、レーダもしくはソナー、またはカメラのすくなくともいずれかであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムを搭載したことを特徴とする鞍乗型車両。
【請求項７】
鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法であって、
物体検知手段により物体を検知し、
傾き検知手段により鞍乗型車両の傾きを検知し、
前記検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させるように特定した前記位置を補正する
ことを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は前方検知機能を備えた鞍乗型車両用物体検知システムおよびそれを搭載した鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の前方を走行する車両をレーダ等で検知し、それに追従して走行する適合的巡航制御（ＡＣＣ）機能（以下、先行車追従機能あるいは単に追従機能と呼ぶ。）が開発され、四輪車に搭載され始めている。ＡＣＣには先行車を検知するためのレーダ等のセンサが必要となる。ここで二輪車等の鞍乗型車両には、旋回時等に、旋回中心に向けて車体が傾く（以下この傾きをリーンあるいはローリングと呼ぶ。）という、四輪車にはない特性がある。また、四輪車に比べてホイールベースが短く、制動時や発進時における前後方向の傾斜が大きい（以下この傾きをピッチングと呼ぶ。）。このため、ローリングやピッチングによる車体の傾きとともにレーダ等のセンサも傾き、それにより検知した物体とくに先行車両の位置が、車両正立時の位置とずれて追従機能が解除されるおそれがある。特許文献１には、アタッチメントモジュールを用いて撮像システムを車両の傾きと反対向きに回転させるという提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７１２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、アタッチメントモジュールという複雑な機構を用いているため、システムが高価なものとなる。また、機構の複雑さから故障等の原因ともなりやすい。さらに、撮像システムの回転はローリング軸の一軸についてのみである。【０００５】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、簡易な構成で傾きを補正することができる鞍乗型車両用物体検知システム及び鞍乗型車両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】
【０００６】
本発明の一側面によれば、本発明は、鞍乗型車両用物体検知システムであって、
物体を検知する物体検知手段と、
鞍乗型車両の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記物体検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させるように特定した前記位置を補正する位置特定手段と
を有することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成で傾きを補正することができる鞍乗型車両用物体検知システム及び鞍乗型車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両の右側の側面および制御ブロックを示す図。
【図２】実施形態の適用される状況の一例を示す図。
【図３】レーダによる座標空間の一例を説明する図。
【図４】検知した位置を車体のロール角およびピッチ角に応じて補正する様子を示す図。
【図５】検知した位置を補正する手順を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して本発明の実施形態に係る鞍乗型車両について説明する。説明において、鞍乗型車両の進行方向に沿った方向を前後方向、運転者が搭乗した状態の左右方向を鞍乗型車両の車幅方向（あるいは左右方向）と呼び、運転者から見た右を右方向、左を左方向と呼ぶ。
【００１０】
●鞍乗型車両
図１は、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両１の右側の側面および各部を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）などの構成を示す図である。
【００１１】
鞍乗型車両１は、長距離の移動に適したツアラー系の自動二輪車であるが、本発明は他の形式の自動二輪車を含む各種の鞍乗型車両に適用可能であり、また、内燃機関を駆動源とする車両のほか、モータを駆動源とする電動車両にも適用可能である。以下、鞍乗型車両１のことを車両１と呼ぶ場合がある。
【００１２】
車両１は、前輪ＦＷと後輪ＲＷとの間にパワーユニット２を備える。パワーユニット２は本実施形態の場合、水平対向六気筒のエンジン２１と変速機２２とを含む。変速機２２の駆動力は不図示のドライブシャフトを介して後輪ＲＷに伝達され、後輪ＲＷを回転する。
【００１３】
パワーユニット２は車体フレーム３に支持されている。車体フレーム３は、Ｘ方向に延設された左右一対のメインフレームを含む。メインフレームの上方には、燃料タンク５やエアクリーナボックス（不図示）が配置されている。燃料タンク５の前方には、ライダに対して各種の情報を表示するメーターパネルＭＰが設けられている。
【００１４】
メインフレームの前側端部には、ハンドル８によって回動される操向軸（不図示）を回動自在に支持するヘッドパイプが設けられている。メインフレームの後端部には、左右一対のピボットプレートが設けられている。ピボットプレートの下端部とメインフレームの前端部とは左右一対のロアアーム（不図示）により接続され、パワーユニット２はメインフレームとロアアームとに支持される。メインフレームの後端部には、また、後方へ延びる左右一対のシートレールが設けられており、シートレールはライダが着座するシート４ａや同乗者が着座するシート４ｂ及びリアトランク等を支持する。シートレールの後端部とピボットプレートとは左右一対のサブフレームにより接続されている。
【００１５】
ピボットプレートには、前後方向に延びるリアスイングアーム（不図示）の前端部が揺動自在に支持されている。リアスイングアームは、上下方向に揺動可能とされ、その後端部に後輪ＲＷが支持されている。後輪ＲＷの下部側方には、エンジン２１の排気を消音する排気マフラ６が延設されている。後輪ＲＷの上部側方には左右のサドルバックが設けられている。
【００１６】
メインフレームの前端部には、前輪ＦＷを支持するフロントサスペンション機構９が構成されている。フロントサスペンション機構９は、アッパリンク、ロワリンク、フォーク支持体、クッションユニット、左右一対のフロントフォークを含む。
【００１７】
●前部構造
車両１の前部には、車両１の前方に光を照射するヘッドライトユニット１１が配置されている。本実施形態のヘッドライトユニット１１は右側の光照射部１１Ｒと、左側の光照射部１１Ｌとを左右対称に備える二眼タイプのヘッドライトユニットである。しかし、一眼タイプや三眼タイプのヘッドライユニット、或いは、左右非対称の二眼タイプのヘッドライトユニットも採用可能である。また、より多くの光照射部を持つ多眼タイプのヘッドライトユニットを採用することもできる。
【００１８】
車両１の前部はフロントカバー１２で覆われ、車両１の前側の側部は左右一対のサイドカバーで覆われている。フロントカバー１２の上方にはスクリーン１３が配置されている。スクリーン１３は走行中にライダが受ける風圧を軽減する風防であり、例えば、透明な樹脂部材で形成されている。フロントカバー１２の側方には左右一対のサイドミラーユニット１５が配置されている。サイドミラーユニット１５にはライダが後方を視認するためのサイドミラー（不図示）が支持されている。
【００１９】
フロントカバー１２の背後には車両１の前方の状況を検知する検知ユニット１６、１７が配置されている。検知ユニット１６，１７は本例ではメインフレームに対して固定した位置に設けられる。本実施形態の場合、検知ユニット１６はレーダ（例えばミリ波レーダ）であるが、フロントカバー１２を透過して前方を検知可能な他の種類のセンサ、たとえば超音波で測距を行うソナーやレーザ光で画像検出と測距を行うライダ（Ｌｉｄａｒ）などであってもよい。検知ユニット１６で車両１の前方に障害物が検知された場合、例えば、メーターパネルＭＰに、ライダに注意を促す表示を行うことができる。検知ユニット１６は、フロントカバー１２の左右のヘッドライトユニットの中央部に配置されている。
【００２０】
本実施形態の場合、検知ユニット１６はカウル部材の背後に配置されている。カウル部材の存在により、車両１の正面視で検知ユニット１６の存在を目立たなくすることができ、車両１の外観が悪化することを回避することができる。カウル部材は樹脂等、電磁波の透過が可能な材料で構成される。
【００２１】
検知ユニット１６をフロントカバー１２の中央部に配置することで、車両１の前方の左右に、より広い検知範囲を得ることができ、車両１の前方の状況をより見落としなく検知できる。また、一つの検知ユニット１６により車両１の前方を、左右均等に監視することができることから、検知ユニット１６を複数設けずに、一つ設けた構成において、特に有利である。
【００２２】
また検知ユニット１７は前方を撮影するカメラである。検知ユニット１７をカメラ１７とも呼ぶ。カメラ１７の前方のカウル部材には開口部が設けられ、あるいはカメラ１７の前方は透明部材で形成され、その開口または透明部材を通してカメラ１７は前方を撮影する。
【００２３】
次に制御ユニット１００について説明する。車両１には制御ユニット１００が備えられており、制御ユニット１００は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ１１０〜１６０を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。
【００２４】
以下、各ＥＣＵ１１０〜１６０が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。
【００２５】
ＥＣＵ１１０は、車両１の自動運転、特に適応的巡航制御（ＡＣＣと呼ぶ。）に関わる制御を実行する。本実施形態のＡＣＣにおいては、車両１の加減速を自動制御する。後述する制御例では、検知ユニット１６（レーダ１６）及び／又は検知ユニット１７（カメラ１７）により検知される先行車に、設定された間隔で追従するよう車両の速度および加減速を制御する。ＥＣＵ１１０は、他のＥＣＵたとえばＥＣＵと協調動作することで、ＡＣＣを実現する。なお、本例では、手動によるブレーキ操作が行われると、ＡＣＣは解除され、非ＡＣＣの手動運転に復帰する。
【００２６】
ＥＣＵ１２０は、車両１の周囲状況、特に前方の物標を検知する検知ユニット１６、１７の制御および検知結果の情報処理を行う。前方に検知される物標は主として先行車であり、先行車の情報、特にその車両１に対する方向及び距離を含む情報を先行車情報と呼ぶ。これら先行車情報を得るための検知ユニット１６，１７およびその制御を行うＥＣＵ１２０をまとめて検知部や前方監視装置または前方監視部などとも呼ぶ。検知ユニット１７は、車両１の前方を撮影するカメラであり、本実施形態の場合、車両１のカウル部材の内部の検知ユニット１６の上部に設けられている。カメラ１７が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出などが可能である。さらに検出した輪郭の特徴を分析することで、検出した車両の種類を特定することも可能である。車両の種類には例えば二輪車と四輪車という種類が含まれる。さらに四輪車でも、レーダ１６で検知した距離からそのサイズを特定し、普通車や大型車などの区別が可能である。
【００２７】
またＥＣＵ１２０は前方監視部としての機能に加えて、ジャイロセンサ３０による検知信号の処理を行って、たとえば車体の傾きを特定する。ジャイロセンサ３０は、車体の重心位置に配置されるのが望ましく、少なくともピッチング軸周りの傾きと、ローリング軸周りの傾きとを検知する。ローリング軸は車両の進行方向の軸であり、ピッチング軸はローリング軸に直交する車体幅方向の軸である。なおエンジン（すなわち動力源）や補機などの機器が重心位置を占めている場合には、ジャイロセンサ３０は、例えば配置可能な位置のうち、車体の重心の近傍に配置されればよく、望ましくは重心に最も近い位置に配置される。実際上は、重心位置に近いたとえば動力源の上方などでよい。
【００２８】
検知ユニット１６はたとえばミリ波レーダであり、車両１の周囲の物標を検知し、物標の方向および距離を測定する。本実施形態の場合、レーダ１６は前方に向けて１つ設けられているが、他の方向に向けて設けてもよい。またレーダ１６は前方の車幅方向の所定範囲を走査し、走査範囲内の物標を検知できる。走査範囲はおおむねレーダ１６を要とする扇型となる。ＥＣＵ１２０は、カメラ１７とレーダ１６の制御および検知結果の情報処理などを行う。
【００２９】
ＥＣＵ１３０は、パワーユニット２を制御する。パワーユニット２は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジン２１と変速機２２とを含む。ＥＣＵ１３０は、例えば、ハンドル８に設けたアクセルグリップの操作検知センサ８ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジン２１の出力を制御する。車両１の運転状態がＡＣＣ（自動運転）の場合、ＥＣＵ１３０は、ＥＣＵ１１０からの指示に対応してパワーユニット２を自動制御し、車両１の速度や加減速を制御する。さらにＡＣＣモードにおいては車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機２２の変速段を切り替えてもよい。
【００３０】
ＥＣＵ１４０は、ブレーキ装置１０を制御する。ブレーキ１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ１４０は、例えば、ブレーキペダルに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態がＡＣＣの場合、ＥＣＵ１４０は、ＥＣＵ１１０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０は車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。
【００３１】
ＥＣＵ１５０は、入力装置１５３と、音声出力装置１５１と表示部１５２とを含む出力装置の制御を行う。入力装置１５３運転者からの情報の入力の受け付けを行う。図１の例では種々の入力部のうち、選択及び決定キー（十字キーとも呼ぶ）１５２ａと、ＡＣＣ指示ボタン１５３ｂとを含む。音声出力装置１５１は音声出力装置であり、運転者に対して音声により情報を報知する。なお二輪車では音声は伝わりにくいので、それに代えて画像の表示装置としてもよい。表示部１５２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示部１５２はメーターパネルＭＰ中に設けられており、本例では特に、ＡＣＣモードにおける追従対象の決定および表示のために用いられる。入力装置１５３は、望ましくは運転者がハンドルを握った状態で操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群である。ボタン１５３ｂの押下により、ＡＣＣモードの入切を指定できる。たとえば非ＡＣＣモード（手動運転モード）でボタン１５３ｂを押下するとＡＣＣモードに遷移し、ＡＣＣモードでボタン１５３ｂを押下すると非ＡＣＣモードへと遷移する。ＡＣＣモードではレーダ１６で捕捉した先行車に追従走行する。なお、表示部１５２が設けられる場所はメーターパネルＭＰに限られず、ヘッドアップディスプレイやウインドスクリーンミラー、バイザーなどに設けてもよい。
【００３２】
ＥＣＵ１６０は通信装置１６０ａによる通信を制御する。この通信は、例えば不図示のナビゲーション装置の地図情報の取得など、サーバ装置との通信や、ＧＰＳアンテナによる衛星からの信号の受信を含んでよい。なお図1に示した制御構成は一例であって、一つのＥＣＵによる制御対象はさらに細分化されてもよいし、逆に統合されていてもよい。またライトなど、さらに他の部分を自動制御の対象としていてもよい。
【００３３】
●ＡＣＣモードにおける追従走行
次に、車両１によるＡＣＣモード化における追従走行について説明する。図２にその様子を上から見た一例を示す。車両１がＡＣＣで走行可能な二輪車であり、車両２０２は車両１の隣のレーンを走行中の四輪車である。車両２０１は車両１と同じレーンを走行中の二輪車である。車両１は前方の物標を検知するレーダ１６を備えており、レーダ１６により検知可能な範囲が走査範囲２１０である。なおレーダ１６には検知可能な距離の限度もあるが、図２には特に示していない。
【００３４】
図２の状況において、レーダ１６の走査範囲には車両２０１と車両２０２とが存在しており、車両１がＡＣＣモードで追従走行する場合、選択した車両やあるいはあらかじめ特定した位置の車両を追従対象の車両とすることができる。追従対象として設定された車両に対して、車両１のＥＣＵ１１０は、追従対象車両との距離を一定の距離、たとえばＡＣＣが指示された時点における距離を維持するように、速度を維持し、必要に応じて加減速の制御を行う。ここで維持される距離は、車両間の距離Ｌであってもよいが、本例では進行方向の距離Ｚｐとしている。追従対象車両の方向が多少変化しても、車両の同一性を認定できる程度であれば、当該車両に追従を続けるが、追従対象車両が走査範囲２１０から外れた時や、あるいは同一性を認定できないほど急にその位置を変えた場合には、追従走行は中止される。このとき、追従対象のロスト（見失い）により急速にスロットルが絞られて急減速すると、特に高速道路などでは危険である。そこでこのような場合でも急減速しないよう、運転者に対してロストを通知するとともに、前方に接近している物標を検知していない限り、緩やかに減速するか、あるいは速度を維持することが望ましい。
【００３５】
●レーダによる物標の特定
まず図３を参照して、レーダにより捕捉した物標の位置を特定するための座標系の一例を説明する。図３において、原点Ｏは、レーダ１６（及びカメラ１７も）で捕捉した物標の位置を表す空間の原点であり、具体的には、車両１が正立した状態で、レーダ１６の中央部から下に向けた鉛直線と地表との交点であってよい。Ｙ軸は、二輪車が正立した状態で原点Ｏとレーダ１６の中央部Ｏｒ（これをレーダ原点と呼ぶことにする）とを結ぶ軸であり、高さ成分に相当する軸である。レーダ１６の中央部の位置をＹｏｒとする。すなわちＹｏｒとは、二輪車が正立した状態におけるレーダ１６の地表からの高さに相当する。すなわち、二輪車が正立した状態において、原点Ｏからレーダ１６の車幅方向の走査範囲の中央線に沿って伸びる軸である。Ｚ軸は原点Ｏから車両の前後方向の軸に平行な軸であり、運転者から見て奥行き方向の成分を表す。Ｘ軸はＹ軸とＺ軸とに直交する軸であり、車幅方向の成分を表す。
【００３６】
レーダ１６は、本例ではある方向へと電波（ビーム）を照射し、その反射により物標までの距離を検知する。その方向を、方位角αと仰角βとで表す。また、レーダ原点Ｏｒを通りＺ軸に平行な軸をＺ'軸とし、レーダ原点Ｏｒを通りＸ軸に平行な軸をＸ'軸（不図示）とする。方位角αは、電波のビームをＸ'−Ｚ'平面に直交するように投影した場合の投影線３０１とＺ'軸とのなす角度である。仰角βは投影線３０１と電波のビームとのなす角度である。
【００３７】
たとえばレーダ１６により位置Ｐの物標が検知され、その位置は（距離Ｌ、方位角α、仰角β）で特定されるとする。その場合、下式でレーダ原点Ｏｒを原点とした直交座標（Ｘｐ、Ｙｐ'、Ｚｐ）に変換できる。
Ｘｐ＝Ｌ・ｃｏｓβ・ｓｉｎα
Ｙｐ'＝Ｌ・ｓｉｎβ・ｓｉｎα
Ｚｐ＝Ｌ・ｃｏｓβ・ｃｏｓα
このＹ成分にレーダ１６の高さＹｏｒを加えれば、直立状態の二輪車のレーダ１６の直下の位置、すなわち二輪車の前輪の接地点付近を原点Ｏとした三次元直交座標（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）に変換できる。
Ｘｐ＝Ｌ・ｃｏｓβ・ｓｉｎα
Ｙｐ＝Ｌ・ｓｉｎβ・ｓｉｎα＋Ｙｏｒ
Ｚｐ＝Ｌ・ｃｏｓβ・ｃｏｓα
レーダ１６で検知された物標は、このような車両１を基準とした三次元空間においてその位置が特定され、特定された位置が検知位置として記憶される。レーダ１６は方位角αや仰角βを変えつつ前方の走査範囲を走査し、検知した物標の位置は走査によって更新される。なお仰角方向については特に走査せず、方位角についてのみ走査してもよい。逆に仰角方向について走査範囲を広げることで、車両１が前傾あるいは後傾した際でも前方を検知範囲に含め易くなる。
【００３８】
上述したように、レーダ１６により特定される物標の位置は、車両１を基準とした相対位置である。相対位置が特定されることにより、先行車を追従するＡＣＣにおいては、相対位置を一定に保てばよいことから制御が容易になる。その一方、二輪車の特性である、左右方向への傾き（ローリング或いはローリング挙動）と前後方向への傾き（ピッチング或いはピッチング挙動）などの姿勢変化により、座標空間も車体に合わせて傾き、先行車の位置が急激にずれる。図４に左右の傾きと前後の傾きとを例示した。図４において、例４Ａは車両１を正面から見た場合のレーダ１６に着目した図である。原点Ｏは前輪ＦＷの接地点であり、そこを中心としてレーダ１６はレーダ１６'へと角度θ（これをロール角と呼ぶ）傾く。また例４Ｂは車両１をその左側から見た様子であり、この場合には座標空間の原点Ｏではなく、車両１の重心Ｏ'を中心としてレーダ１６はレーダ１６"へと角度ψ（これをピッチ角と呼ぶ）傾く。もちろんそれぞれの傾きは一方だけでなく図示した反対方向へも生じ得る。
【００３９】
●物標の位置座標の補正
そこで本実施形態では、レーダ１６で検知した物標の座標を、ロール角θおよびピッチ角ψだけ戻すように補正する。図５に、レーダ１６により検知した物標の座標（これをレーダ座標と呼ぶことにする）を補正する処理の一例を示す。この手順は例えばＥＣＵ１２０により実行される。しかしＥＣＵ１１０など他のＥＣＵにより実行してもよい。まずジャイロセンサ３０から現在の車体の傾きを検知する（Ｓ５０１）。検知する傾きは少なくともロール角とピッチ角とを含む。次にセンサすなわちレーダ１６により物標を検知し、その座標を検出する（Ｓ５０３）。ここで検出される座標は極座標であってもよいし、直交座標であってもよい。極座標であれば、本例で前述のように直交座標に変換する。また直交座標の場合にも、座標原点を図３等に示した原点Ｏとするよう必要に応じて平行移動変換しておく。次にレーダ１６で検出した物標の座標を補正する（Ｓ５０５）。最後に補正した座標で、物標の位置情報を更新し（Ｓ５０７）、処理を終了する。
【００４０】
ここでステップＳ５０５の補正処理に説明する。図４で説明したように、ロール角θとピッチ角ψとは回転軸が異なる。そこで厳密にはそれぞれの回転軸を考慮して補正を行う必要がある。しかし、レーダ１６により測定する距離に比べてピッチングによりレーダ１６が移動する距離は十分に小さいため、ピッチ角ψによる位置ずれの補正を、原点Ｏを中心として行っても精度は大幅に低下しないと考えられる。そこでこの例ではこの簡易的な補正について説明する。
【００４１】
ロール角θの補正は、ロール角θだけ戻す回転変換である。したがって補正前の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、補正後の座標を（Ｘ'、Ｙ'、Ｚ'）とすれば、式１で補正できる。
Ｘ'＝Ｘ・ｃｏｓ（−θ）−Ｙ・ｓｉｎ（−θ）  ...  (式１)
Ｙ'＝Ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋Ｙ・ｃｏｓ（−θ）
Ｚ'＝Ｚ
一方、ピッチ角ψの補正も、簡略な方法によればピッチ角ψだけ戻す回転変換である。したがって補正前の座標を（Ｘ'、Ｙ'、Ｚ'）とし、の座標を（Ｘ"、Ｙ"、Ｚ"）とすれば、式２で補正できる。
Ｘ"＝Ｘ'
Ｙ"＝Ｙ'・ｓｉｎ（−ψ）＋Ｙ'・ｃｏｓ（−ψ）  ...  (式２)
Ｚ"＝Ｚ'・ｃｏｓ（−ψ）−Ｚ'・ｓｉｎ（−ψ）
これらを合成すると式３となる。
Ｘ"＝Ｘ・ｃｏｓ（−θ）−Ｙ・ｓｉｎ（−θ）
Ｙ"＝（Ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋Ｙ・ｃｏｓ（−θ））・ｓｉｎ（−ψ）＋（Ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋Ｙ・ｃｏｓ（−θ））・ｃｏｓ（−ψ）  ...（式３）
Ｚ"＝Ｚ・ｃｏｓ（−ψ）−Ｚ・ｓｉｎ（−ψ）
このようにして得られた座標（Ｘ"、Ｙ"、Ｚ"）が補正後の座標となる。なおここでは各座標を変換する線形方程式を示したが、もちろんそれぞれの傾き角を補正するための２段階の行列を用いて変換してもよい。
【００４２】
なおピッチ角ψの補正を厳密に行うならば、ピッチング回転の中心を車両１の側面から見た重心Ｏ'（図４の例４Ｂ参照）を中心としてピッチ角ψを補正するように（Ｘ'、Ｙ'、Ｚ'）から（Ｘ"、Ｙ"、Ｚ"）を算出すればよい。たとえば原点ＯをＯ'に平行移動し、原点を中心に回転補正し、原点Ｏ'を原点Ｏに戻すよう平行移動する。なお平行移動はアフィン変換で実現できるので、この補正もまたロール角θとピッチ角ψとをそれぞれ補正する２段階の行列を用いて実現できる。
【００４３】
以上のようにしてロール角およびピッチ角について補正できる。これにより、レーダで検知した物標とくに先行車の位置が、自車のローリングやピッチングにより急速に変化することを防止でき、自車の姿勢変化に起因する追従対象のロスト（見失い）を防止できる。
【００４４】
このように補正した先行車の位置を、所定時間間隔、例えば数１０ミリ秒から１００ミリ秒などの時間間隔で更新する。そして更新ごとの検知位置の近さや移動予測、あるいはカメラ１７で撮影した画像に基づいて物体の同一性を判定し、追従対象の先行車を識別してその位置を特定する。特定した先行車を追従対象としてアクセルやブレーキなどをたとえばＥＣＵ１１０が制御することで、追従対象の先行車との距離をあらかじめ設定した値に維持しつつ走行できる。距離の設定は、たとえば追従対象を選択してＡＣＣの開始を指示したときの追従対象との距離であってよい。また、追従走行中にレーダ１６で検知した追従対象を見失うと、その時点でＡＣＣは解除される。このようにして、レーダ１６で検知したつ中対象の位置を自社の姿勢に応じて補正し、補正した位置に基づいてＡＣＣを実行することで、より正確で持続的な追従走行が可能となる。
【００４５】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、ロール角とピッチ角の両方を補正したが、いずれか一方のみでもよい。その場合、ロール角については上記実施形態と同様でよい。一方ピッチ傾きについては、補正後の座標（Ｘ"、Ｙ"、Ｚ"）を求めた式２の右辺のＸ'、Ｙ'、Ｚ'をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚと読み替えることで補正することができる。
【００４６】
さらに、上記実施形態では左右方向の位置変化（この変化の角度をヨー角と呼び、この変化をもたらす動きをヨーイングまたはヨー挙動と呼ぶことにする）についてはそのままとしているが、これを補正してもよい。図１に示したように、本実施形態では、レーダ１６は、メインフレームを前方に延長した部材に設けられ、メインフレームに対する位置は固定されている。しかしながらフロントカバーが無いような車種では、レーダ１６はハンドルに設けられ、ハンドル操作によってレーダの方向が変化することもあり得る。この場合には車両１の方向とハンドルの方向とが相違するので、そのようなハンドル操作によって生じるレーダ１６による検出位置の位置ずれを補正してもよい。
【００４７】
その場合には、メインフレームの向いている方向とハンドルが向いた方向との差をヨー角として補正の対象とする。この場合、ハンドルの操向軸が直進方向を向いた状態を基準（ヨー角が０度）とし、フレームに対して固定されたヘッドパイプに対する操向軸の回転角をヨー角として検知する。したがってそのための検知ユニット（たとえばロータリエンコーダなど）が操向軸付近に設けられる。ヨー角の補正は、例えば図１の車両１を上から見て、図３の座標空間のＸ−Ｚ面上で行うことになる。なおヘッドパイプは若干後傾していることからハンドル操作による傾きはヨー成分のみならずロール成分もいくらか含むが、ここでは主要成分であるヨー角のみに着目する。また操向軸と原点Ｏとは若干ずれるが、レーダ１６の検知距離から見て十分小さいので、ヨー角の補正も図３の原点Ｏを中心とした回転変換で行うものとする。
【００４８】
したがってヨー角のみの補正であれば、レーダ１６で検出した座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、補正後の座標を（Ｘ"'、Ｙ"'、Ｚ"'）、ヨー角をφとして下記の式４により算出される。
Ｘ"'＝Ｘ・ｃｏｓ（−φ）−Ｚ・ｓｉｎ（−φ）
Ｙ"'＝Ｙ                                      ...  (式４)
Ｚ"'＝Ｘ・ｓｉｎ（−φ）＋Ｚ・ｃｏｓ（−φ）
式４のＸ，Ｙ，Ｚに式３の（Ｘ"、Ｙ"、Ｚ"）を適用すれば、ピッチ角、ロール角について補正済みの座標に対して、さらにヨー角（ハンドル操向角）を補正した座標が得られる（式５）。
Ｘ"'＝（Ｘ・ｃｏｓ（−θ）−Ｙ・ｓｉｎ（−θ））・ｃｏｓ（−φ）−（Ｚ・ｃｏｓ（−ψ）−Ｚ・ｓｉｎ（−ψ））・ｓｉｎ（−φ）
Ｙ"'＝（Ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋Ｙ・ｃｏｓ（−θ））・ｓｉｎ（−ψ）＋（Ｘ・ｓｉｎ（−θ）＋Ｙ・ｃｏｓ（−θ））・ｃｏｓ（−ψ）  ...  (式５)
Ｚ"'＝（Ｘ・ｃｏｓ（−θ）−Ｙ・ｓｉｎ（−θ））・ｓｉｎ（−φ）＋（Ｚ・ｃｏｓ（−ψ）−Ｚ・ｓｉｎ（−ψ））・ｃｏｓ（−φ）
この式５も３段階の行列変換によって実現することができる。またこれら式の組み合わせにより、ロール角、ピッチ角、ヨー角のうちの所望の状態変化について補正を行うこともできる。
【００４９】
なおこの実施形態ではレーダで検知した位置の座標系は直交座標である。しかしながら、物体の距離、方位角、仰角で位置を特定する極座標系であってもよい。この場合には、ピッチ角とヨー角による位置ずれについては、仰角からピッチ角を除去し、方位角からヨー角を除去することで補正できる。ロール角による位置ずれは、仰角と方位角の両方に影響する。そのため、最も簡単には、いったん直交座標系に変換し、ロール角を除去するよう回転変換し、再度極座標系に戻せばよい。
【００５０】
前述したように、式５等はピッチ角とヨー角とについて、それぞれの回転中心と、補正のための回転変換の中心とのずれを許容した簡易な式である。より正確を期するのであれば、それぞれの変換について、補正のための回転変換の際に、実際の回転軸とのずれを平行移動変換によって調整すればよい。このように簡易的な式とした理由は、レーダ１６により検知される対象の距離が大きいために、特にレーダ１６の向きの変化による位置ずれが大きく、それに比べるとレーダ位置のずれは十分小さいためである。
【００５１】
以上の実施形態及び変形例をまとめると以下のとおりである。
（１）本願発明の第一の側面によれば、鞍乗型車両用物体検知システムであって、
物体を検知する物体検知手段と、
鞍乗型車両の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記物体検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させるように特定した前記位置を補正する位置特定手段と
を有することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムが提供される。
この構成により、位置座標を用いて回転座標変換することで、別体のモジュールを備えることなく、他の車両の位置を正確に検知できる。
【００５２】
（２）本願発明の第二の側面によれば、（１）に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段により検知する傾きは、前記鞍乗型車両のローリング挙動およびピッチング挙動もしくはヨー挙動のすくなくともいずれかによる傾きであることを特徴とする鞍乗り型車両用物体検知システムが提供される。
この構成により、位置座標を用いてローリング挙動およびピッチング挙動のすくなくともいずれかについて回転座標変換することで、別体のモジュールを備えることなく、他の車両の位置を正確に検知できる。
【００５３】
（３）本願発明の第三の側面によれば、（１）または（２）に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段は、車両側面から見て前記鞍乗型車両の動力源の上方に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムが提供される。
この構成により、傾き検知手段を車両の重心に設けたジャイロセンサとすることで、車両全体の傾きを検知しやすくすることが可能となる。
【００５４】
（４）本願発明の第四の側面によれば、（１）乃至（３）のいずれかに記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記物体検知手段は、前記鞍乗型車両の前方に配置され、前記鞍乗型車両の前方の物体を検知することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムが提供される。
この構成により、物体検知手段を車両前方に配置することで、車両前方の情報の取得がしやすくなり、より物体の認識に関して向上する。
【００５５】
（５）本願発明の第五の側面によれば、（１）乃至（４）のいずれかに記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記物体検知手段は、レーダもしくはソナー、またはカメラのすくなくともいずれかであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムが提供される。
この構成により、レーダもしくはソナー、またはカメラで認識した物体について、車体挙動に応じて検知した位置を補正することができる。
【００５６】
（６）本願発明の第六の側面によれば、（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムを搭載したことを特徴とする鞍乗型車両が提供される。
この構成により、車体挙動による検知位置のずれを補正でき、選択した追従対象をより正確に追従することができる。
【００５７】
（７）本願発明の第七の側面によれば、鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法であって、
物体検知手段により物体を検知し、
傾き検知手段により鞍乗型車両の傾きを検知し、
前記検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させるように特定した前記位置を補正する
ことを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法が提供される。
この構成により、位置座標を用いて回転座標変換することで、別体のモジュールを備えることなく、他の車両の位置を正確に検知できる。
【００５８】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【図１】
2019186799.tif 000003
【図２】
2019186799.tif 000004
【図３】
2019186799.tif 000005
【図４】
2019186799.tif 000006
【図５】
2019186799.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月13日(2019.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両用物体検知システムであって、
車体に対して回動可能なハンドルに設けられて物体を検知する物体検知手段と、
鞍乗型車両の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記車体に対する前記ハンドルの操向角を検知する操向角検知手段と、
前記物体検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させ、前記操向角の検知手段により検知した前記ハンドルの操向角を直進方向へと補正するように、特定した前記位置を補正する位置特定手段と
を有することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段により検知する傾きは、前記鞍乗型車両のローリング挙動およびピッチング挙動もしくはヨー挙動のすくなくともいずれかによる傾きであることを特徴とする鞍乗り型車両用物体検知システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、
前記傾き検知手段は、車両側面から見て前記鞍乗型車両の動力源の上方に設けられたジャイロセンサであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、前記物体検知手段は、前記鞍乗型車両の前方に配置され、前記鞍乗型車両の前方の物体を検知することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムであって、前記物体検知手段は、レーダもしくはソナー、またはカメラのすくなくともいずれかであることを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用物体検知システムを搭載したことを特徴とする鞍乗型車両。
【請求項７】
鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法であって、
車体に対して回動可能なハンドルに設けられた物体検知手段により物体を検知し、
傾き検知手段により鞍乗型車両の傾きを検知し、
前記車体に対する前記ハンドルの操向角を検知し、
前記検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させ、前記操向角の検知手段により検知した前記ハンドルの操向角を直進方向へと補正するように、特定した前記位置を補正する
ことを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムによる位置補正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
グ軸の一軸についてのみである。
［０００５］
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、簡易な構成で傾きを補正することができる鞍乗型車両用物体検知システム及び鞍乗型車両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
［０００６］
本発明の一側面によれば、本発明は、鞍乗型車両用物体検知システムであって、
車体に対して回動可能なハンドルに設けられて物体を検知する物体検知手段と、
鞍乗型車両の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記車体に対する前記ハンドルの操向角を検知する操向角検知手段と、
前記物体検知手段により検知した前記物体の位置を特定し、前記傾き検知手段により検知した前記傾きを正立させ、前記操向角の検知手段により検知した前記ハンドルの操向角を直進方向へと補正するように、特定した前記位置を補正する位置特定手段と
を有することを特徴とする鞍乗型車両用物体検知システムである。
発明の効果
［０００７］
本発明によれば、簡易な構成で傾きを補正することができる鞍乗型車両用物体検知システム及び鞍乗型車両を提供することができる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両の右側の側面および制御ブロックを示す図。
［図２］実施形態の適用される状況の一例を示す図。
［図３］レーダによる座標空間の一例を説明する図。
［図４］検知した位置を車体のロール角およびピッチ角に応じて補正する様子を示す図。
［図５］検知した位置を補正する手順を示すフロー図。
発明を実施するための形態
［０００９］
図面を参照して本発明の実施形態に係る鞍乗型車両について説明する。説明において、鞍乗型車両の進行方向に沿った方向を前後方向、運転者が搭乗
【国際調査報告】
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2019186799.tif 000010
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