JP3146809B2 - 車両用環境認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の自動走行や、追
突事故を防止する警報装置等に用いられる車両用環境認
識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の自動走行や、追突事故防止の警報
装置などのための車両用環境認識装置としては、本願出
願人が先に特願平４−１９３９９３号で提案したような
ものがある。これは、障害物や先行車両など前方に存在
する物体までの距離と角度を検出するスキャニング型レ
ーザレーダ装置と、自車走行車線や先行車両の認識を行
うビデオカメラを用いた画像処理装置とを組み合わせた
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
車両用環境認識装置にあっては、自車両に対する物体の
存在方向と、距離とを検出しているが、厳密には物体の
方向は環境認識手段に対する相対的な方向として検出さ
れ、自車両に対する方向は、環境認識手段の光軸方向が
確定されないと正確に求められない。しかし、環境認識
手段の光軸方向は、その装置の自車両に対する取付け精
度によって、ある程度の誤差が発生する。また、実際に
走行を重ねると、その間の振動等によって、取付け時の
光軸方向に対してずれも発生する。このような取付け時
の誤差や、経時的なずれを小さくするためには、車体へ
の取付け点において非常に高い精度や強度を確保する必
要があるとともに、工場等での組み付け時において、非
常に高精度での検査工程が必要となり、これらの要因か
ら原価が高くなってしまうという問題があった。

【０００４】また、複数の環境認識手段を組み合わせて
使用することにより精度を向上させることもできるが、
その前提条件として、複数の環境認識手段の各光軸方向
が自車両に対してどの方向を向いているのかということ
が把握されていることが必須であり、とくにこのような
複数の環境認識手段を組み合わせてより精度の高い環境
認識を行うためには、それぞれの光軸方向を一層しっか
り把握する必要がある。本発明は、このような問題点に
着目してなされたものであり、高い認識精度を得るため
に、環境認識手段の取付角精度をとくに高くする必要が
なく、かつ取付点の強度を高くしたり、高精度の取付角
検査を必要としない車両用環境認識装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、車両進行方向に存在する物体の相対的な
方向と距離を検出する環境認識手段１と、環境認識手段
１で検出された物体の方向を光軸方向データによって補
正する方向補正手段２と、操舵角を検出する操舵角検出
手段３と、車両の走行速度を検出する走行車速検出手段
４と、操舵角検出値と走行車速検出値から直線走行状態
であることを検出する直線走行検出手段５と、直線走行
状態においては進行方向の道路形状が直線であると仮定
して、前記環境認識手段の光軸方向を推定する光軸方向
推定手段６と、該光軸方向推定手段６による光軸方向推
定値を記憶する光軸方向推定値記憶手段７と、直線走行
状態が所定時間連続したとき、前記光軸方向推定値記憶
手段７に記憶された前記所定時間前の光軸方向推定値に
より前記光軸方向データを更新する光軸方向データ更新
手段８とを有するものとした。

【０００６】

【作用】環境認識手段は自車両に対する物体の相対的な
存在方向と距離を検出する。光軸方向推定手段は、上記
環境認識手段の検出データから道路形状を示す情報を抽
出し、その道路形状が直線であると仮定して、環境認識
手段の光軸方向を推定し、光軸方向推定値記憶手段に記
憶させる。そして、直線走行検出手段により自車両の直
線走行状態が所定時間連続して検出されると、当該所定
時間前に推定した光軸方向推定値を光軸方向推定値記憶
手段から引き出して、この光軸方向推定値を光軸方向デ
ータとして、環境認識手段で検出された物体の方向を補
正する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
２は、本発明の実施例の構成を示すブロック図である。
車両にはまずレーザレーダ装置２１が設けられ、レーザ
光掃引装置１３およびレーダ信号処理回路３１とに接続
されている。レーザレーダ装置２１は、レーザ光を出力
する送光器１５、この送光器１５から出力されたレーザ
光の物体による反射光を受光する受光器１７および送光
器１５からのレーザ光の出力から受光器１７における反
射光の受光までのレーザ光の伝播遅延時間により物体ま
での距離を検出する距離検出回路１９を有している。

【０００８】このレーザレーダ装置２１の送光器１５か
ら出力されるレーザ光は、レーザ光掃引装置１３により
車両の進行方向、すなわちここでは前方方向を中心に左
右に掃引されるように制御される。このレーザ光掃引装
置１３は、例えば、ステップモータで駆動するミラーを
用いて、レーザ光を左右方向に、例えば振幅±１０°程
度、周波数１０Ｈｚで掃引する。この掃引角度は、レー
ザ光掃引装置１３に接続されたレーザ光掃引方向検出装
置１１により検出され、レーダ信号処理回路３１に供給
されるようになっている。レーザ光掃引方向検出装置１
１は、前記レーザ光掃引装置１３のステップモータを駆
動する駆動パルス数に対応して、掃引角度を検出する。

【０００９】車両にはさらに、画像処理装置２９が設け
られている。レーダ信号処理回路３１は、レーザレーダ
装置２１の距離検出回路１９から供給される距離信号
と、レーザ光掃引方向検出装置１１から供給された掃引
角度信号に基づき、画像処理装置２９に対して画像処理
を行うべき画像領域を出力する。その際、距離検出回路
１９に記憶されたレーザレーダ装置２１の光軸方向デー
タに基づき、掃引角度を補正する。

【００１０】画像処理装置２９は、自車両前方の画像を
取り込むためのテレビカメラ２３、取り込まれた画像を
処理するための画像処理回路２５、および画像処理回路
２５によって処理された画像から先行車両を認識するた
めの先行車両検出回路２７で構成され、上記のレーダ信
号処理回路３１からの画像処理領域の指令信号は画像処
理回路２５に入力される。画像処理回路２５は、得られ
た画像データのうち例えばレーンマーカ（道路白線）な
どのデータを用いて、テレビカメラ２３の光軸方向推定
値を算出し、これをカメラ光軸方向記憶回路４９へ出力
する。

【００１１】カメラ光軸方向記憶回路４９は、画像処理
回路２５からのテレビカメラ２３の光軸方向推定値を逐
次記憶するようになっている。併せてレーダ信号処理回
路３１は、路側リフレクタなど道路構造物からのデータ
を用いて、レーザレーダ装置２１の光軸方向推定値を算
出し、レーダ光軸方向記憶回路４７へと出力する。レー
ダ光軸方向記憶回路４７は、レーザレーダ装置２１から
の光軸方向推定値を逐次記憶する。

【００１２】直線走行検出回路４５では、操舵角センサ
４１および車速センサ４３からの出力に基づいて、直線
走行状態を検出する。この直線走行状態の検出は、車速
が所定値以上で、操舵角がほぼ中立状態であり、さらに
単位時間当たりの操舵角の変化量が所定値以下であるこ
とを検出したとき直線走行状態にあるものとする。レー
ダ信号処理回路３１および画像処理回路２５は、それぞ
れ直線走行検出回路４５からの直線走行状態が所定時間
連続したことを示す信号を受けると、先のレーダ光軸方
向記憶回路４７およびカメラ光軸方向記憶回路４９か
ら、上記所定時間前に算出され記憶された光軸方向推定
値を引き出して、これらをレーザレーダ装置２１および
テレビカメラ２３の各光軸方向として、光軸方向データ
を更新するようになっている。そしてレーダ信号処理回
路３１および画像処理回路２５は、それぞれの上記光軸
方向データにより、レーザ光掃引方向検出装置１１で得
られる掃引角度データおよび画像処理回路２５における
方向データを補正する。

【００１３】先行車両検出回路２７は、画像処理回路２
５で処理された画像データから車両進行方向にある先行
車両などを認識し、それまでの距離、方向、速度などの
情報を車両運動制御回路３３へ送出する。車両運動制御
回路３３では、安全車間距離を保って先行車に追従走行
できるように、上記先行車両に関する情報に基づきアク
チュエータ３５に対して指令値を出力し、アクチュエー
タ３５を介してスロットル、ブレーキおよびハンドル系
のユニット３７の制御を行なう。

【００１４】次に、レーザレーダ装置２１および画像処
理装置２９それぞれの光軸方向の推定要領について説明
する。図３は、レーザ光を一度掃引したときのレーダ信
号処理回路３１で得られる直線走行時の距離（Ｌ）−角
度（θ）データを示す。そして図４は、このＬ−θデー
タを、座標変換により、車両前方をＹ方向、車両右側を
Ｘ方向とするＸ−Ｙデータに変換したものである。自動
車走行路においては、一般に路側のガードレールの支柱
等に反射器と呼ばれる反射体が設置されており、これら
の反射器からの反射波はレーザレーダ装置２１で非常に
明瞭に検出される。例えば、図３および図４には、左側
の路側に規則的に配置された反射器によるデータ群が、
ｒｒ（ｎ）という点列で示されている。

【００１５】この点列ｒｒ（ｎ）から、最小二乗法によ
って、この点列を模擬する直線を求めたものが、直線ｓ
であり、この求められた直線ｓが、 Ｘ＝ａ・Ｙ＋ｂ …（１） で表されるとすると、この直線の傾きａは、反射器の点
列ｒｒ（ｎ）が、レーザレーダ装置２１の光軸に対し
て、どれだけ傾いているかを示しており、道路に対する
相対的な光軸の方向θｒは次の式で求められる。 θｒ＝−ｔａｎ^-1（ａ） …（２） これにより、直線走行状態でありかつ前方の道路形状が
直線であることが検出できれば、レーザレーダ装置２１
の光軸の方向θｒを求めることができる。

【００１６】一方、テレビカメラ２３についても、以下
のようにして、その光軸方向が求められる。図５に示す
ように、道路座標系を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とし、Ｘ軸を車両
横方向、Ｙ軸を車両前方向、Ｚ軸を車両上方の向きにと
って、原点を道路中心にとることとする。また、テレビ
カメラに固定された座標系を（Ｕ、Ｖ、Ｗ）として、そ
の光軸方向にＷ軸をとり、撮像面に平行で水平方向にＵ
軸、垂直方向にＶ軸をとり、原点を道路からの高さＨ、
道路中心からのＸ方向のズレ量ＤX にあるテレビカメラ
位置とする。

【００１７】ここで、テレビカメラの光軸方向が、ヨー
角θｃ（Ｚ軸まわり）、ピッチ角φｃ（Ｘ軸まわり）を
向いているとすると、道路座標系で示された点は次のよ
うな式によって、カメラ座標系へ変換される。

【数１】 但し、座標変換行列Ｒは、次の通りである。

【数２】

【００１８】さらに、カメラ固定座標系で示される点
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、カメラの焦点距離をＦとして、次の
透視変換により、画像上の座標系（ｘ、ｙ）に変換され
る。 ｘ＝−ＦＵ／Ｗ …（５） ｙ＝−ＦＶ／Ｗ …（６）

【００１９】直線走行時にテレビカメラ２３から取り込
まれた車両前方画像例が図６に示される。ここで、走行
車線の左右レーンマーカ（白線）ＬＭ１、ＬＭ２が検出
され、それぞれの画像座標系（ｘ，ｙ）における式を （ＬＭ１）… ｘ＝Ａ1 ・ｙ＋Ｂ1 …（７） （ＬＭ２）… ｘ＝Ａ2 ・ｙ＋Ｂ2 …（８） とする。この二つの直線が検出されると、これらの交点
である消失点の座標（ｘBP，ｙBP）は次のように求めら
れる。 ｘBP＝（Ａ2 Ｂ1 −Ａ1 Ｂ2 ）／（Ａ2 −Ａ1 ） …（９） ｙBP＝（Ｂ1 −Ｂ2 ）／（Ａ2 −Ａ1 ） …（１０）

【００２０】また、左右のレーンマーカＬＭ１、ＬＭ２
は、道路座標系で表すと、 （ＬＭ１）… Ｘ＝ａ1 ・Ｙ＋ｂ1 、 Ｚ＝０ …（１１） （ＬＭ２）… Ｘ＝ａ2 ・Ｙ＋ｂ2 、 Ｚ＝０ …（１２） と表すことができる。ここで、直線走行であるというこ
とから、傾きａ1 、ａ2はヨー角θｃに対して、 ａ1 ＝ａ2 ＝−ｔａｎθｃ …（１３） となる。この、式（１１）または（１２）を、式（３）
に代入し、さらに得られた結果を式（５）、（６）に代
入して、消失点座標を求めるために、Ｙ→∞の極限値を
とると、次のようになる。 ｘBP＝Ｆ・ｓｉｎ（２θｃ）（１−ｃｏｓφｃ）／（２ｃｏｓφｃ） …（１４） ｙBP＝Ｆ・ｔａｎφｃ …（１５）

【００２１】これより、テレビカメラの光軸のピッチ角
φｃとヨー角θｃは、画像上の消失点座標から求めるこ
とができ、次のようになる。

【数３】 以上のようにして求められたレーザレーダ装置２１およ
びテレビカメラのそれぞれの光軸方向θｒ、θｃを用い
てデータが補正される。

【００２２】図７、図８は、上記構成における処理手順
を示すフローチャートである。大別すると、レーザ光の
掃引角度毎の検出距離を算出し記憶する角度・距離算出
処理１０１と、得られた角度・距離情報に基づいてレー
ダの光軸を推定するレーダ光軸推定処理１１１と、テレ
ビカメラ２３から自車両前方の画像を取り込む画像取り
込み処理１０３と、取り込まれた画像からテレビカメラ
２３の光軸を推定するカメラ光軸推定処理１１３と、直
線走行状態が連続していることを判別して角度補正用の
光軸データを補正する直線連続判定処理１１５と、得ら
れた角度・距離情報の角度データを光軸データで補正す
るデータ補正処理１１７と、取り込まれた画像の画像処
理を行なう領域を決定して、その領域で画像処理を行な
って先行車を認識する先行車検出処理１０５と、先行車
がある場合には算出された先行車の位置を出力する先行
車位置出力処理１０７とに分けられる。

【００２３】角度・距離算出処理１０１では、まずステ
ップ１２１、１２３において、処理用の変数ｋ、ｊが０
にセットされる。レーザ光掃引装置１３でのレーザの掃
引は角度−θM 〜θM の間を行われ、この間２θM ／Ｋ
ｍａｘ毎にレーザ光を出力し、１回の掃引あたりＫｍａ
ｘ回の出力が行われる。変数ｋはこの１回の掃引におけ
るレーザ出力の番号であり、最大値はＫｍａｘである。
また、変数ｊは１回の掃引において、距離検出があった
回数を示す。

【００２４】次のステップ１２５で、自車両の走行車速
ｖが車速センサ４３から直線走行検出回路４５に読み込
まれる。ステップ１２７〜１４１がループとなってお
り、このループが１回のレーザ出力毎に行われる。ステ
ップ１２７では、レーダ信号処理回路３１において、レ
ーザ出力の番号ｋをｋ＋１とし、ステップ１２９でレー
ザ光掃引装置１３の掃引角θがレーザ光掃引方向検出装
置１１から読み込まれ、ステップ１３１で距離検出回路
１９から検出距離Ｌが読み込まれる。ステップ１３３で
は、反射体からのレーザ光反射に基づく実際の距離検出
があったかどうかがチェックされ、検出があればステッ
プ１３５に進み、なければステップ１３９に進む。

【００２５】ステップ１３５では、距離検出回数ｊをｊ
＋１とし、ステップ１３６で配列Ｄ（ｊ）にデータが取
り込まれる。配列Ｄ（ｊ）は、前記掃引角θと距離Ｌの
２つのデータを記憶するための配列であり、得られたθ
とＬを入力する。その後、ステップ１３９に進み、次の
掃引角度指令値が出力される。そしてステップ１４１
で、ｋ＜Ｋｍａｘであるか否かがチェックされ、ｋがＫ
ｍａｘより小さければ掃引はまだ終りでないのでステッ
プ１２７に戻る。ｋがＫｍａｘとなったときには、今回
の掃引によるデータが全て検出、取得されたものとし
て、ステップ１４３へ進む。ステップ１４３では、今回
の掃引における距離検出のあった回数をＪｍａｘに代入
して角度・距離算出処理１０１を終了し、レーダ光軸推
定処理１０３へ進む。

【００２６】レーダ光軸推定処理１０３では、図９のフ
ローチャートに従い、車両前方の反射器のデータを基に
レーダの光軸方向を推定する。まずステップ２０１にお
いて、角度・距離データの配列Ｄ（ｊ）から、車両前方
の路側に設置された反射器のデータｒｒ（ｎ）が算出さ
れる。これには、例えば配列Ｄ（ｊ）の時間変化から移
動速度を算出し、その移動速度が自車速度にほぼ一致す
る場合には、その反射物は停止していると考えられるの
でこれを反射器であると判別する方法や、反射器はほぼ
等間隔に連続して存在するので、データの間隔や位置が
規則的に連続しているものを抽出する方法など、適宜の
手法が使用できる。

【００２７】続いてステップ２０３で、得られた反射器
のデータｒｒ（ｎ）が次式でＸＹ座標に変換される。 Ｘ＝Ｌ・ｃｏｓθ …（１８） Ｙ＝Ｌ・ｓｉｎθ …（１９） この後、ステップ２０５でデータｒｒ（ｎ）を近似する
直線Ｘ＝ａＹ＋ｂが求められ、ステップ２０７でこの直
線の傾きａから、前述した式（２）を用いてレーダの光
軸方向推定値θｒが求められる。そして最後に、ステッ
プ２０９において、光軸方向推定値θｒがレーダ光軸方
向記憶回路４７に記憶されたあと、画像取り込み処理１
１１に進む。

【００２８】画像取り込み処理１１１では、テレビカメ
ラ２３から自車両前方の画像が取り込まれ、画像処理回
路２５でのカメラ光軸推定処理１１３に進む。カメラ光
軸推定処理１１３では、図１０に示すフローチャートに
従って、車両前方の画像からカメラの光軸方向が推定さ
れる。まずステップ２１１において、画像取り込み処理
１１１で取り込まれた画像に対しエッジ検出、２値化処
理等の前処理が行なわれ、ステップ２１３で自車両の走
行車線を構成する左右のレーンマーカＬＭ１、ＬＭ２の
認識処理が行なわれる。

【００２９】続いて、ステップ２１５で前述した式
（９）、（１０）を用いて消失点の座標（ｘBP、ｙBP）
が算出される。そしてステップ２１７で、この消失点座
標から式（１６）、（１７）を用いてカメラの光軸推定
値θｃが算出され、これがステップ２１９でカメラ光軸
方向記憶回路４９に記憶されたあと、直線連続判定処理
１１５に進む。ステップ２０１〜２０７、およびステッ
プ２１１〜２１７が発明の光軸方向推定手段を構成し、
ステップ２０９および２１９が光軸方向推定値記憶手段
を構成している。

【００３０】直線連続判定処理１１５では、直線走行検
出回路４５において、図１１のフローチャートに従っ
て、直線走行状態が所定時間以上連続したことを判別す
る。すなわち、まずステップ２２１で、操舵角センサ４
１から操舵角δを読み込んでおき、ステップ２２３で、
車速センサ４３から先に読み込まれた車速が所定値ｖ0
以上であるかどうかがチェックされる。車速がｖ0 以上
であるときは、ステップ２２５へ進み、操舵角δの絶対
値が所定値δ0 以下であるかどうかがチェックされる。
さらにここでδ0 以下であるときはステップ２２７に進
む。

【００３１】ステップ２２７では、操舵角の単位時間当
たりの

【外１】 の絶対値が

【外２】 以下であるかどうかがチェックされ、

【外３】 以下であればステップ２３１へ進む。

【００３２】そして、ステップ２３１で、直線走行の条
件が満されているものとしてタイマーＴを増加させたあ
と、ステップ２３３へ進んで、タイマーＴが所定値Ｔ0
以上であるかどうかがチェックされる。ここでＴがＴ0
以上であるときは直線走行状態が連続しているので、そ
の旨の信号を出力してステップ２３５へ進む。

【００３３】ステップ２３５では、レーダ信号処理回路
３１および画像処理回路２５において、後のデータ補正
処理１１７で使用されるレーザレーダ装置２１およびテ
レビカメラ２３のそれぞれの光軸方向データθｒ0 、θ
ｃ0 が更新される。この際、更新に使用されるデータ
は、所定時間Ｔ0 だけ前にレーダ光軸方向記憶回路４
７、カメラ光軸方向記憶回路４９に記憶された光軸方向
推定値が用いられる。これにより、Ｔ0 だけ連続して直
線走行したときに、Ｔ0 だけ前の時点での自車両前方の
道路形状は間違いなく直線であるから、この道路形状よ
り推定された光軸方向推定値は正しい値を示しているこ
ととなる。更新が完了すると、このあとステップ２３７
で、タイマーＴがリセットされて、次のデータ補正処理
１１７に進む。ステップ１２５とステップ２２１〜２３
３が、発明の直線走行検出手段を構成し、ステップ２３
５が光軸方向データ更新手段を構成している。

【００３４】ステップ２３３のチェックでタイマーＴが
Ｔ0 に達しない間は、ステップ２２１へ戻って上記のフ
ローが繰り返される。先のステップ２２３のチェックで
車速がｖ0 より小さいとき、ステップ２２５のチェック
で操舵角δの絶対値がδ0 より大きいとき、あるいはス
テップ２２７のチェックで操舵角の単位時間当たりの変
化量が

【外４】 より大きいときには、直線走行の条件が満されていない
ものとして、それぞれステップ２２９でタイマーＴがリ
セットされたあと、次の処理に移る。

【００３５】データ補正処理１１７では、レーダ信号処
理回路と画像処理回路を通じて、図１２に示すフローチ
ャートにしたがって、配列Ｄ（ｊ）＝（θ，Ｌ）の角度
データθを補正する。すなわち、ステップ２４１でまず
距離検出回数ｊが０にセットされる。そしてステップ２
４３において、配列Ｄ（ｊ）＝（θ，Ｌ）の方向データ
（＝角度データθ）が次式により補正される。 θ＝θ＋θｒ0 −θｃ0 …（２０） このあとステップ２４５で、ｊ＜Ｊｍａｘであるかどう
かがチェックされ、Ｊｍａｘより小さい間は、ステップ
２４３へ戻って上記補正が繰り返される。そして、ｊが
Ｊｍａｘに達すると、次の先行車検出処理１０５に進
む。ステップ２４１〜２４５が発明の方向補正手段を構
成している。

【００３６】先行車検出処理１０５では、まずステップ
１４５で処理のための変数ｊが０にセットされたあと、
ステップ１４７で、角度・距離情報の配列Ｄ（ｊ）＝
（θ，Ｌ）から画像処理を行う注目領域の範囲が算出さ
れる。この算出は次のように行なわれる。 中心点Ｐのｘ座標… ｘ0 ＝Ｋ1 ×θ …（２１） （Ｋ1 は定数） 中心点Ｐのｙ座標… ｙ0 ＝Ｋ2 ×Ｌ＋Ｔ1 …（２２） （Ｋ2 、Ｔ1 は定数） 左右方向の幅… ｗ＝Ｋ3 ／Ｌ …（２３） 上下方向の幅… ｈ＝Ｋ4 ／Ｌ …（２４） （Ｋ3 、Ｋ4 は定数） 以上から、注目領域（長方形）の各頂点の座標が次のよ
うに算出される。 点Ａ… （ｘ0 −ｗ／２，ｙ0 −ｈ／２） 点Ｂ… （ｘ0 ＋ｗ／２，ｙ0 −ｈ／２） 点Ｃ… （ｘ0 ＋ｗ／２，ｙ0 ＋ｈ／２） 点Ｄ… （ｘ0 −ｗ／２，ｙ0 ＋ｈ／２）

【００３７】次のステップ１４９において、上に算出決
定された注目領域に関して画像処理が行なわれる。ここ
では、例えばエッジ検出、２値化など次のステップで車
両の形状を認識しやすくするよう処理される。ステップ
１５１では、先行車両検出回路２７において、画像処理
後の画像に車両の形状が含まれているかどうかの検出が
行なわれる。すなわち、あらかじめ車両に該当する例え
ば長方形などの形状パターンを記憶しておいて、画像処
理後の画像内における上記形状パターンの存否を判別す
ることにより、先行車両が認識されることになる。例え
ば、距離データが得られた反射体が、道路の路側帯に設
けられた反射器など車両以外のものであった場合には、
その周辺を注目領域として画像処理、先行車検出を行っ
ても記憶された形状パターンに合致する画像は得られな
いので、先行車両ではないと認識される。

【００３８】この先行車認識が終了すると、次のステッ
プ１５３でｊをｊ＋１としたあと、ステップ１５５で、
ｊ＜Ｊｍａｘであるかどうかがチェックされる。ｊ＜Ｊ
ｍａｘであればステップ１４７に戻り、次の反射体デー
タに対して同じ処理が行なわれ、データが今回の掃引に
おける距離検出回数に達するまで繰り返される。そして
ｊがＪｍａｘに達すると、この先行車検出処理は終了
し、次の先行車位置出力処理１０７に進む。

【００３９】先行車位置出力処理１０７では、ステップ
１５７において、先行車があったかどうかがチェックさ
れ、先行車がなければそのまま、また先行車があればス
テップ１５９に進んで、先行車の位置、すなわち角度・
距離情報Ｄ（ｊ）が出力されて、全体処理フローの１サ
イクルが終わる。このあと最初の角度・距離算出処理１
０１に戻って次の掃引に移る。ステップ１２１、１２
３、１２７〜１４３、およびステップ１１１、１４５〜
１５９が発明の環境認識手段を構成している。

【００４０】本実施例は以上のように構成され、テレビ
カメラで車両前方画像を得て、レーザレーダ装置で検出
した反射体データに基づいて定めた画像処理領域で先行
車両などを認識するようにし、その際、レーザレーダ装
置で掃引して得た路側の反射器などのデータから道路に
対するレーザレーダ装置の相対的な光軸の方向を求めて
記憶し、またテレビカメラによる車両前方画像から得た
走行車線の左右レーンマーカの消失点の座標に基づいて
テレビカメラの光軸方向を求めて記憶し、所定時間直線
走行状態が続いたとき上記記憶された同所定時間前のレ
ーザレーダ装置およびテレビカメラの各光軸方向をもっ
て光軸データとし、この光軸データで上記反射体データ
を補正するものとしたので、レーザレーダ装置やテレビ
カメラの取付角度の精度をとくに高くする必要がなく、
したがってまたこれらの取付部の強度・精度を高くした
り、高精度の検査工程が不要で、このためコストも低減
されるという効果がある。

【００４１】なお、実施例ではレーザ光掃引装置として
ステップモータで駆動するミラー方式を例示したが、こ
れに限定されず、このほか例えばガルバノメータ方式の
ものを用いることもでき、この場合にはガルバノメータ
を制御する制御信号を掃引角度に対応した信号として使
用する。さらにまた、上記実施例では環境認識手段とし
てレーザレーダ装置と画像処理装置とを組み合わせたも
のを示したが、いずれか一方のみを用いたもの、あるい
は他の種類の環境認識手段を組み合わせた構成であって
も、同様の効果を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、自車両に対す
る物体の相対的な存在方向と距離を検出する環境認識手
段に対して、環境認識手段の検出データから抽出した道
路形状が直線であると仮定して環境認識手段の光軸方向
を推定してこれを逐次記憶し、自車両の直線走行状態が
所定時間連続したとき当該所定時間前に推定した光軸方
向推定値を環境認識手段の光軸方向データとして、これ
を用いて環境認識手段で検出された物体の方向を補正す
るようにしたので、環境認識手段の車両への取付角度の
精度を特に高くする必要がなく、したがって取付点につ
いて高い精度や強度を確保しないで済み、高精度の検査
工程も不要で、またコストも低減するという効果を有す
る。また、複数の環境認識手段を組み合わせて使用する
ことによって、さらに知的な認識を行う場合にも、各環
境認識手段ごとの光軸方向補正を的確に行うことができ
るので、一層認識精度を向上させることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】直線走行時にレーザ光を一度掃引したときの距
離Ｌ〜角度θの関係を示す図である。

【図４】図３における距離Ｌ〜角度θの関係を道路座標
に変換した図である。

【図５】テレビカメラ座標系と道路座標系の関係を示す
説明図である。

【図６】直線走行時にテレビカメラから取り込まれた車
両前方画像を示す図である。

【図７】実施例における処理手順を示すフローチャート
である。

【図８】レーダ光軸推定処理の詳細を示すフローチャー
トである。

【図９】レーダ光軸推定処理の詳細を示すフローチャー
トである。

【図１０】カメラ光軸推定処理の詳細を示すフローチャ
ートである。

【図１１】直線連続判定処理の詳細を示すフローチャー
トである。

【図１２】データ補正処理の詳細を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ 環境認識手段 ２ 方向補正手段 ３ 操舵角検出手段 ４ 走行車速検出手段 ５ 直線走行検出手段 ６ 光軸方向推定手段 ７ 光軸方向推定値記憶手段 ８ 光軸方向データ更新手段 １１ レーザ光掃引方向検出装置 １３ レーザ光掃引装置 １４ レーザレーダ装置 １５ 送光器 １７ 受光器 １９ 距離検出回路 ２１ 画像処理装置 ２３ テレビカメラ ２５ 画像処理回路 ２７ 先行車両検出回路 ３１ レーダ信号処理回路 ３３ 車両運動制御回路 ３５ アクチュエータ ３７ ユニット ４１ 操舵角センサ ４３ 車速センサ ４５ 直線走行検出回路 ４７ レーダ光軸方向記憶回路 ４９ カメラ光軸方向記憶回路

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両進行方向に存在する物体の相対的な
   方向と距離を検出する環境認識手段と、環境認識手段で
   検出された物体の方向を光軸方向データによって補正す
   る方向補正手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段
   と、車両の走行速度を検出する走行車速検出手段と、操
   舵角検出値と走行車速検出値から直線走行状態であるこ
   とを検出する直線走行状態検出手段と、直線走行状態に
   おいては進行方向の道路形状が直線であると仮定して、
   前記環境認識手段の光軸方向を推定する光軸方向推定手
   段と、該光軸方向推定手段による光軸方向推定値を記憶
   する光軸方向推定値記憶手段と、直線走行状態が所定時
   間連続したとき、前記光軸方向推定値記憶手段に記憶さ
   れた前記所定時間前の光軸方向推定値により前記光軸方
   向データを更新する光軸方向データ更新手段とを有する
   ことを特徴とする車両用環境認識装置。
2. 【請求項２】 前記環境認識手段が、自車両の進行方向
   に電磁波を掃引しながら放射し、その反射波の伝播遅延
   時間に基づいて前記物体位置の相対的な方向と距離を検
   出するスキャニング型のレーダ装置であることを特徴と
   する請求項１記載の車両用環境認識装置。
3. 【請求項３】 前記環境認識手段が、自車両の進行方向
   の映像を撮影し画像処理によって前記物体を認識する画
   像処理装置であることを特徴とする請求項１記載の車両
   用環境認識装置。
4. 【請求項４】 前記光軸方向推定手段は、前記環境認識
   手段で検出した路側反射器群の配列から前記道路形状を
   求めるものであることを特徴とする請求項１または２記
   載の車両用環境認識装置。
5. 【請求項５】 前記光軸方向推定手段は、前記環境認識
   手段で検出した走行車線両側のレーンマーカから前記道
   路形状を求めるものであることを特徴とする請求項１ま
   たは３記載の車両用環境認識装置。