JP4407315B2 - ターゲット推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ターゲット推定装置に係り、特に、自車両に対する先行車両などのターゲットの相対位置に基づいてターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率を算出するうえで好適なターゲット推定装置に関する。

従来より、例えば自車両に先行する先行車両との車間距離を制御するうえで、自車両と先行車両との相対位置関係に基づいてその先行車両が自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率（以下、自車線確率と称す）を算出する先行車両推定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、自車両と先行車両との相対位置関係の検出結果にノイズ成分が重畳されることを考慮して、かかるノイズ成分を除去すべく、上記の自車線確率の算出に際しフィルタ処理を施すこととしている。

ここで、上記したフィルタ処理とは、前回処理時に算出された前回の自車線確率と今回処理時に算出された今回の自車線確率の瞬時値とを次式（１）に示す如く適当な重み付けで平滑化する処理のことである。尚、自車線確率の瞬時値は、予め自車両と先行車両との相対位置に応じて設定されている確率を参照して、実際の相対位置に基づいて導出される確率のことである。但し、（１）式に示すα及びβは共にフィルタ定数であり、０＜α＜１及び０＜β＜１が成立し、かつ、β＝１−αが成立するものとする。

自車線確率＝α×前回の自車線確率＋β×今回の自車線確率の瞬時値 ・・・（１）
かかるフィルタ処理によれば、ノイズ成分の重畳に起因して今回の自車線確率の瞬時値が前回確率と比較して大きく異なるときにも、その瞬時値がそのまま直ちに自車線確率に反映されることは抑制され、自車線確率はノイズ成分が除去された後のものになるため、自車線と同一車線上に位置する先行車両の存在の確からしさをある程度正確に導き出すことができる。

一方、上記の如きフィルタ処理が行われると、自車線確率の応答性の低下が招来することとなる。すなわち、例えば先行車両が自車両の前方に割り込んだ場合にも、フィルタ処理においてはその先行車両による今回の自車線確率の瞬時値が反映され難いため、実際には自車両の前方に割り込んだ先行車両が存在するにもかかわらず比較的低い自車両確率が算出されることとなってしまう。そこで、フィルタ処理に伴う応答性の低下を防止するために、まず、割り込みなどの先行車両の運転状態を検出し、そして、フィルタ処理に用いられるフィルタ定数をその先行車両の運転状態に応じて異なる値に設定する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。このようにフィルタ定数が先行車両の運転状態に応じて変更されれば、先行車両の運転状態に追従して今回の自車線確率の瞬時値を反映し易いものとすることができるので、自車線確率の応答性の低下を防止することが可能となる。
特開平８−２７９０９９号公報 特開２００１−１４１８１２号公報

ところで、欧州などの車両の制限速度が高い地域においては、制限速度が低い地域に比べて車両の速度が高くなり、車両間の相対速度が大きくなり易い。先行車両に対する自車両の相対速度が大きいほど、自車両の先行車両への接近タイミングは早くなるので、この場合、制御対象の先行車両を速やかに特定して車間距離制御などの制御を適正に実行するためには、先行車両の自車線確率を速やかに上げることが必要である。そこで、自車両と先行車両との相対速度に基づいてフィルタ処理のフィルタ定数を設定することが考えられる。かかる構成によれば、先行車両に対する自車両の相対速度が大きいほど今回処理時において自車線確率の瞬時値を反映し易いものとすることで、先行車両との相対速度が大きいほどその先行車両の自車線確率が速やかに上がることとなるため、制御対象の特定が遅れることはなく、制御を遅延を生じさせることなく適正に実行することが可能となる。

しかしながら、上記の如くフィルタ定数を自車両と先行車両との相対速度に応じて可変する構成では、以下に示す不都合が生ずる。すなわち、自車両において今後到達する前方の道路状況（直線やカーブ，その曲率など）が把握されない或いはできない状況においては、先行車両の自車線確率が速やかに上がるようにフィルタ定数が設定されると、実際には自車両の走行する車線に隣接する隣接車線に位置する先行車両を自車線上に存在するものと誤認識する可能性が高くなり、先行車両の認識性能が低下する事態が生ずる。一般的な傾向として、自車両の速度が高いほど今後到達する道路が直線路である可能性は高く、自車両の速度が低いほど今度到達する道路が直線路であるかカーブ路であるかの区別が困難となるため、従って、上記の如き先行車両の認識性能の低下は、相対速度が同一であっても自車両の速度が低いほど顕著に現れるものとなる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、先行車両などのターゲットの認識性能の低下を招来させることなく、高速域においてターゲットの自車線確率についての高い応答性を確保することが可能なターゲット推定装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、請求項１に記載する如く、自車両に対するターゲットの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記相対位置検出手段の検出結果に基づいてターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率を算出する自車線確率算出手段と、を備えるターゲット推定装置であって、前記自車線確率算出手段により前記確率が算出される過程で行われるフィルタ処理に用いられるフィルタ定数を、自車両の速度に応じて変更するフィルタ定数変更手段を備えるターゲット推定装置により達成される。

請求項１記載の発明において、自車両とターゲットとの相対位置に基づいてターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率が算出される過程でのフィルタ処理に用いられるフィルタ定数は、自車両の速度に応じて変更される。自車両の速度が高いほど自車両が今度走行する道路が直線路である可能性は高くなる傾向にあり、自車両の速度が低いほど自車両が今度走行する道路が直線路であるかカーブ路であるかの区別が困難となる。従って、自車両の速度が高いほど自車両とターゲットとの現時点での相対位置から算出される上記した確率の瞬時値の重み付けが大きくなるように、すなわち、自車両の速度が低いほど上記瞬時値の重み付けが小さくなるようにフィルタ定数を設定することとすれば、高速域において実際にターゲットが自車線と同一車線上に存在する際にそのターゲットの自車線確率を低速域の場合よりも早いタイミングで上げることができ、高速域における自車線確率の応答性は確保されると共に、また、車速全域にわたって実際にターゲットが自車線に隣接する隣接車線に位置する際にそのターゲットを自車線上に存在すると誤認識する可能性を低く維持することができ、ターゲットの認識性能の低下が招来することは回避される。

尚、上記したターゲット推定装置において、前記自車線確率算出手段は、自車両とターゲットとの相対距離が所定距離を超える場合には前回処理時に算出された前記確率の前回値を反映し易くかつ今回処理時に算出された前記確率の瞬時値を反映し難くして前記確率の今回値を算出し、一方、前記相対距離が前記所定距離以下である場合には前記確率の前回値を反映し難くかつ前記確率の瞬時値を反映し易くして前記確率の今回値を算出すると共に、前記フィルタ定数変更手段は、自車両の速度が高いほど前記フィルタ定数としての前記所定距離を大きくすることとしてもよい。

この態様の発明において、ターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率の今回値は、自車両とターゲットとの相対距離が所定距離を超える場合には前回値を反映し易くかつ今回の瞬時値を反映し難くなり、一方、上記相対距離が所定距離以下である場合には前回値を反映し難くかつ今回の瞬時値を反映し易くなる。そして、この所定距離は、自車両の速度に応じて変更される。自車両の速度が高いほど自車両が今度走行する道路が直線路である可能性は高くなる傾向にあり、自車両の速度が低いほど自車両が今度走行する道路が直線路であるかカーブ路であるかの区別が困難となる。従って、自車両の速度が高いほど所定距離を大きくし、すなわち、自車両の速度が低いほど所定距離を小さくすることとすれば、高速域において実際にターゲットが自車線と同一車線上に存在する際にそのターゲットの自車線確率を低速域の場合よりも早いタイミングで上げることができ、高速域における自車線確率の応答性は確保されると共に、また、車速全域にわたって実際にターゲットが自車線に隣接する隣接車線に位置する際にそのターゲットを自車線上に存在すると誤認識する可能性を低く維持することができ、ターゲットの認識性能の低下が招来することは回避される。

この場合、上記したターゲット推定装置において、前記フィルタ定数変更手段は、自車両の速度が所定速度以上である場合は、該所定速度未満である場合に比して前記所定距離を大きくすることとしてもよい。

本発明によれば、ターゲットの認識性能の低下を招来させることなく、高速域においてターゲットの自車線確率についての高い応答性を確保することができる。

図１は、本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図を示す。本実施例の車載システムは、自車両の走行に影響を与える先行車両などの物標（ターゲット）を検出するために設けられたターゲット推定装置としての物標検出用レーダ装置（以下、単にレーダ装置と称す）１０を備えている。レーダ装置１０には、ターゲットとの相対位置関係に従って自車両の走行を制御する電子制御ユニット１２が接続されている。この電子制御ユニット１２は、自車両をその走行車速を一定に保ちつつ走行させる機能と共に、レーダ装置１０によるターゲットの検出結果から自車両に先行する先行車両が存在する場合には自車両をその先行車両に対して自車両の速度に応じた車間距離に保ちつつ追従走行させる機能を有している。以下、この電子制御ユニット１２をＡＣＣ−ＥＣＵ１２と称す。

ＡＣＣ−ＥＣＵ１２には、車速（車輪速）センサ１４、ヨーレートセンサ１６、及びステアリングセンサ１８がＣＡＮ又はＬＡＮバス２０を介して接続されている。車速センサ１４は、車両の速度（車速）に応じた信号を出力する。ヨーレートセンサ１６は、車両の重心軸回りの回転角速度（ヨーレート）に応じた信号を出力する。また、ステアリングセンサ１８は、車両のステアリングホイールの操舵角に応じた信号を出力する。ＡＣＣ−ＥＣＵ１２は、車速センサ１４の出力信号に基づいて自車両の現車速Ｖｎを検出し、ヨーレートセンサ１６の出力信号に基づいて自車両の鉛直軸回りの回転角速度であるヨーレートを検出し、また、ステアリングセンサ１８の出力信号に基づいて自車両の操舵角を検出する。そして、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２は、これら車速Ｖｎ、ヨーレート、及び操舵角に基づいて車両が現時点で走行する道路の旋回半径（すなわち、曲率半径）Ｒを推定する。ＡＣＣ−ＥＣＵ１２の検出・推定した車速Ｖｎ及び曲率半径Ｒの情報は共に、レーダ装置１０に供給される。レーダ装置１０は、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２から供給される情報に基づいて自車両の車速Ｖｎ及び走行している道路の曲率半径Ｒを検出する。

図２は、本実施例のレーダ装置１０の具体的構成図を示す。レーダ装置１０は、例えばＦＭ−ＣＷ（Frequency
Modulation Continuous Wave）ミリ波などの電磁波を車両前方に照射し、自車両の前方に存在する先行車両や障害物などのターゲットから反射される反射波を受信して、自車両に対するターゲットの相対位置及び相対距離を検出する装置である。尚、レーダ装置１０は、ミリ波に代えてレーザー光を照射し、その反射光を検知してターゲットの相対位置などを検出するものであってもよい。

レーダ装置１０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、図２に示す如く、送信アンテナ２２と、受信アンテナ２４と、送信アンテナ２２に接続する発振回路２６と、受信アンテナ２４に接続する受信部２８と、発振回路２６及び受信部２８に接続するミキサ３０と、ミキサ３０に接続するＡ／Ｄ変換器３２と、Ａ／Ｄ変換器３２に接続する信号処理部３４と、信号処理部３４に接続する相対関係演算部３６と、相対関係演算部３６に接続する瞬時値算出部３８と、相対関係演算部３６及び瞬時値算出部３８に接続するＭＰＵ４０と、ＭＰＵ４０に接続する自車線確率出力部４２と、を有している。ＭＰＵ４０は、フィルタ部４４及び判断部４６を有している。

レーダ装置１０において、発振回路２６は、例えば周波数が経時的に偏移するような交流電力信号である発振信号を発振する。送信アンテナ２２は、指向性を有するアンテナであって、発振回路２６から供給される発振信号に応答して電磁波である送信波をビーム状にして車両前方へ照射する。尚、送信アンテナ３３は水平方向にスキャンされるので、上記したビーム状の送信波は自車両の進行方向に向けて左右に走査される。そして、送信波の送信方向にターゲットが存在する場合は、その送信波がターゲットにより反射され、その反射波が受信アンテナ２４に受信されることとなる。

受信部２８は、受信アンテナ２４に受信される反射波の受信電界強度を表し、受信電界強度が増加するほど信号レベルが増加するような時系列信号を生成する。ミキサ３０には、この時系列信号と共に発振回路２６からの発振信号が供給される。ミキサ３０は、発振信号と時系列信号とを混合し、両者の周波数差を変動周波数（ビート周波数）とするビート信号を生成する。このビート信号は、Ａ／Ｄ変換器３２によりデジタル信号に変換され、信号処理部３４に供給される。

信号処理部３４は、まず、Ａ／Ｄ変換器３２から供給されたビート信号の離散値データに基づいてＦＦＴなどの周波数成分解析手法を用いてスペクトラムを抽出する。尚、この抽出は、ビート周波数が上昇するｕｐ区間、及び、ビート周波数が下降するｄｏｗｎ区間のそれぞれについて行われる。また、この際、複数のターゲットが存在する場合には、ミキサにおいて複数のターゲットのそれぞれについてビート信号が生成されるので、複数のピークを有するスペクトラムが抽出される。信号処理部３４は、スペクトラムを抽出した後、そのスペクトルデータ中からｕｐ区間でのピーク周波数およびｄｏｗｎ区間でのピーク周波数を抽出すると共に、ターゲットに反射される送信波の自車両の進行方向に対するビーム角度を算出する。そして、抽出したｕｐ区間でのピーク周波数とｄｏｗｎ区間でのピーク周波数とをペアリングする。尚、このペアリングは、スペクトルデータ中に複数のピークが得られる場合には複数のスペクトルピークについて行われ、ピークが現れる周波数の順序及びピークの形状等に基づいて同一のターゲットに属すると判断されるスペクトルピーク同士がペアリングされるように行われる。

信号処理部３４における演算結果は、相対関係演算部３６に供給される。相対関係演算部３６は、信号処理部３４から供給される演算結果に基づいて、ペアリングされたすべてのスペクトルピークの組について、自車両とターゲットとの相対距離、相対速度、及び自車両の進行方向に対する垂直方向への離間距離（相対横位置）の各瞬時値Ｄins，Ｖrins，Ｘinsを検出する。尚、相対横位置の瞬時値Ｘinsは、上記の如く検出した道路の曲率半径Ｒを利用して検出される。相対関係演算部３６の検出結果は、瞬時値算出部３８に供給される。

図３は、本実施例の瞬時値算出部３８において用いられるマップを表した図を示す。瞬時値算出部３８は、予め自車両とターゲットとの相対位置に応じて設定されている、ターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率（以下、自車線確率と称す）の瞬時値Ｐrinsを示したマップを予め格納している。このマップは、図３に示す如く、自車両の直進方向に延在するＹ軸とそのＹ軸に垂直な自車両の横方向に延在するＸ軸とによる２次元ＸＹ座標系において、自車両に対するターゲットの相対位置に対応して予め定められている自車線確率の瞬時値Ｐrinsの領域を区分したものである。瞬時値算出部３８は、相対関係演算部３６から供給される各ターゲットの自車両に対する相対位置関係（具体的には、相対距離Ｄins及び相対横位置Ｘins）に基づいて、図３に示す如きマップを参照して、各ターゲットについて自車線確率の瞬時値Ｐrinsを算出する。

ＭＰＵ４０の判断部４６には、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２から供給される自車両の走行している道路の曲率半径Ｒの情報が供給される。判断部４６は、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２から供給される曲率半径Ｒの情報に基づいて自車両の走行する道路の形状が直線であるかカーブであるかを判別する。この判断部４６の判別結果は、ＭＰＵ４０のフィルタ部４４に供給される。フィルタ部４４には、また、瞬時値算出部３８における算出結果が供給されると共に相対関係演算部３６の検出結果が供給される。

ＭＰＵ４０は、前回処理時にフィルタ部４４においてフィルタ処理された結果得られた自車線確率（以下、自車線確率の前回値と称す）Ｐｒ（ｎ−１）を記憶・格納している。フィルタ部４４は、相対関係演算部３６から供給された各ターゲットの相対距離、相対速度、及び相対横位置の各瞬時値Ｄins，Ｖrins，Ｘinsを時間ｎでフィルタ処理することにより時間ｎでの値Ｄ（ｎ），Ｖｒ（ｎ），Ｘ（ｎ）を演算すると共に、その後、自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）と自車線確率の瞬時値Ｐrinsとを用いて以下に示すフィルタ処理を施すことにより各ターゲットについて今回処理時における自車線確率（以下、自車線確率の今回値と称す）Ｐｒ（ｎ）を算出する。

具体的には、フィルタ部４４における自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）を算出するためのフィルタ処理とは、自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）と自車線確率の瞬時値Ｐrinsとを次式（２）に示す如く適当な重み付けで平滑化する処理のことである。尚、この今回値Ｐｒ（ｎ）を算出するうえで用いられるフィルタ定数ＰｒｏｂＫは、道路形状が直線であるか場合とカーブである場合とで異なっていると共に、後に詳述する如く自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）に応じてかつ自車両の車速Ｖｎに応じて変更される。但し、０＜ＰｒｏｂＫ＜１が成立するものとする。

Ｐｒ（ｎ）＝ＰｒｏｂＫ×Ｐｒ（ｎ−１）＋（１−ＰｒｏｂＫ）×Ｐrins（％）
・・・（２）
ＭＰＵ４０のフィルタ部４４における自車線確率の算出結果は、自車線確率出力部４２に供給される。自車線確率出力部４２は、フィルタ部４４から供給される算出結果を、ターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する自車線確率としてＡＣＣ−ＥＣＵ１２へ向けて出力する。また、フィルタ部４４における相対距離、相対速度、及び相対横位置の演算結果は、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２に供給される。ＡＣＣ−ＥＣＵ１２は、レーダ装置１０の自車線確率出力部４２から供給される算出結果に基づいて各ターゲットの自車線確率を検出すると共に、フィルタ部４４から供給される演算結果に基づいてターゲットとの相対距離及び相対速度並びに相対横位置を検出する。

ＡＣＣ−ＥＣＵ１２には、車両のエンジン制御を行うエンジンＥＣＵ５０、及び、車両の制動制御を行うブレーキＥＣＵ５２が接続されている。エンジンＥＣＵ５０は、車両エンジンに設けられた電子スロットル５４の開閉を制御することにより車両の加速状態を制御する。また、ブレーキＥＣＵ５２は、車両に設けられたブレーキアクチュエータ５６の駆動を制御することにより車両の減速状態を制御する。ＡＣＣ−ＥＣＵ１２は、レーダ装置１０からの出力信号に基づいて検出した各ターゲットの自車線確率から最大の自車線確率を有するターゲットを抽出し、そして、そのターゲットを自車両が車間距離制御を行うべき先行車両の制御対象として、そのターゲットの相対位置及び相対速度、自車両の走行する道路の曲率半径Ｒなどの形状、並びに自車両の速度Ｖｎに基づいて、自車両がその先行車両に自車両の速度Ｖに応じた車間距離を保ちつつ追従走行するように電子スロットル５４及びブレーキアクチュエータ５６を作動させる制御信号をエンジンＥＣＵ５０及びブレーキＥＣＵ５２に対して供給する。

図４は、本実施例システムにおける特徴的機能を実現すべく、レーダ装置１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。

ステップ１００では、自車両の車速Ｖｎ及び自車両の走行している道路の曲率半径Ｒの情報を、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２から受信する処理が実行される。ステップ１０２では、ミリ波レーダを用いて自車両の前方に存在するターゲットを検出して、ターゲットとの相対距離の瞬時値Ｄins、相対速度の瞬時値Ｖrins、自車進行方向に対する垂直方向への相対横位置の瞬時値Ｘins、及びターゲットの自車線確率の瞬時値Ｐrinsを算出する処理が実行される。そして、ステップ１０４では、上記ステップ１０２で得られたターゲットに関する各瞬時値Ｄins，Ｖrins，Ｘinsから時間ｎでのフィルタ処理を施すことにより、フィルタ後におけるターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）、相対速度Ｖｒ（ｎ）、及び相対横位置Ｘ（ｎ）を演算する処理が実行される。

ステップ１０６では、上記ステップ１００で受信した曲率半径Ｒの情報に基づいて自車両の走行する道路が直線路であるか否かが判別される。尚、この道路が直線路であるか否かは、曲率半径Ｒが例えば６０００ｍを超えるか否かに基づいて判別されることとすればよい。その結果、道路が直線路であると判別された場合は、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、道路が直線路ではなくカーブ路であると判別された場合は、次にステップ１１０の処理が実行される。

ステップ１０８では、直線路に対応して設けられたフィルタ定数（直線用フィルタ定数）ＰｒｏｂＫを演算・設定する処理が実行される。

図５は、本実施例のレーダ装置１０において自車線確率Ｐｒ（ｎ）を算出するうえで用いられる直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫのマップを表した図を示す。尚、図５（Ａ）には自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）と直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫとの関係を示すマップが、また、同図（Ｂ）には自車両の速度Ｖｎと同図（Ａ）に示す関係を規定するしきい値相対距離Ｄｍａｘとの関係を示すマップが、それぞれ示されている。

例えば演算されるターゲットとの相対距離が自車両から遠いものである状態から自車両に極めて近いものとなり、自車線確率の瞬時値Ｐrinsが前回値Ｐｒ（ｎ−１）と比較して極めて大きくなった場合には、その現象が、自車両と現実の制御対象である先行車両との間に別の車両が割り込むことに起因して生ずることもあるが、自車両の前方に割り込む先行車両などが存在しないにもかかわらずノイズ成分の重畳に起因して生ずることがある。従って、自車両がターゲットから比較的遠くに離れている状況下においては、自車線確率の瞬時値Ｐrinsをフィルタ処理における自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の算出に際しできるだけ反映しない方が、ノイズ成分を抑制して自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）を精度よく導き出すうえでは有効であり、車両距離制御を先行車両などに対応させて適切に実行するうえでは望ましい。一方、自車両が先行車両に近接している状態から更に接近して、或いは、自車両と現実の制御対象である先行車両との間に別の車両が割り込むことにより、演算されるターゲットとの相対距離が極めて小さくなる状況下においては、自車線確率の瞬時値Ｐrinsをフィルタ処理における自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の算出に際しできるだけ反映する方が、割り込み車両を考慮して自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の応答性を確保するうえでは有効であり、車両距離制御を割り込み車両に対応させて適切に実行するうえでは望ましい。

そこで、本実施例において、上記の直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫは、演算されるターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）がしきい値相対距離Ｄｍａｘを超えているか否かに応じて異なっている。具体的には、図５（Ａ）に示す如く、演算されるターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）がしきい値相対距離Ｄｍａｘを超え、自車両とターゲットとが比較的離れているときには、自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが大きくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが小さくなるように比較的大きな値ｐ０に設定される。一方、演算されるターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）がしきい値相対距離Ｄｍａｘ以下であり、自車両とターゲットとが比較的近接しているときには、自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが小さくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが大きくなるように比較的小さな値ｐ１（＜ｐ０）に設定される。

ここで、上記した相対距離Ｄ（ｎ）と直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫとの関係を規定するしきい値相対距離Ｄｍａｘが、自車両の速度に関係なく一定値であるものとすると、不都合が生ずる。すなわち、自車両の速度が高いほど先行車両への接近が短時間で生ずるにもかかわらず、自車両と先行車両との相対距離が自車速に関係なく一定のしきい値相対距離Ｄｍａｘ以下とならない限り直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫが小さな値Ｐ１へ移行しないため、自車両と先行車両との相対距離がある程度小さくなっても自車線確率の瞬時値Ｐrinsが今回値Ｐｒ（ｎ）に反映され難いものに維持されることとなり、車間距離制御の対象である先行車両を特定するタイミングが遅延して、その車間距離制御が適正に実行されないおそれがある。

一方、上記のしきい値相対距離Ｄｍａｘを比較的大きな値に設定することとすれば、自車両と先行車両との相対距離について比較的早いタイミングで自車線確率の瞬時値Ｐrinsが今回値Ｐｒ（ｎ）に反映され易いものとなるため、自車線確率の応答性が確保されて、車間距離制御の対象である先行車両を特定するタイミングを遅延させることなく車間距離制御を適正に実行することは可能となる。

しかし、単に上記のしきい値相対距離Ｄｍａｘを大きな一定値に設定するだけでは、別の不都合が生ずる。すなわち、本実施例においては、車速センサ１４による車速Ｖｎ、ヨーレートセンサ１６によるヨーレート、及びステアリングセンサ１８による操舵角に基づいて自車両が現時点で走行している道路の曲率半径Ｒを検出することはできるが、自車両が今度到達する道路状況（直線やカーブの別及びカーブの曲率など）を把握することができない。また、一般的な車両運転者の運転特性によれば、直線路走行中、自車両の速度が高いほど今度到達する道路が直線路である可能性は高く、自車両の速度が低いほど今度到達する道路が直線路であるかカーブ路であるかの区別は困難となる傾向にある。従って、単に上記のしきい値相対距離Ｄｍａｘを大きな一定値に設定すると、例えば自車両がカーブの手前を走行しかつ先行車両が既にカーブに進入しているとき、自車両と先行車両との相対距離がある程度大きい状態でも自車線確率の瞬時値Ｐrinsが今回値Ｐｒ（ｎ）に反映され易いため、実際には自車両の走行する車線に隣接する隣接車線に位置する先行車両を自車線上に存在するものと誤認識する可能性が高くなり、先行車両の認識性能が低下する事態が生ずる。

そこで、本実施例において、上記のしきい値相対距離Ｄｍａｘは、検出される自車両の速度Ｖｎに応じて変更され異なっている。具体的には、図５（Ｂ）に示す如く、自車両の速度Ｖｎが大きいほど早いタイミングで自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが小さくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが大きくなるように大きくされ、すなわち、自車両の速度Ｖｎが１００ｋｍ／ｈに達すれば比較的小さな値ｄ１（例えば１００ｍ）に設定され、自車両の速度Ｖｎが１５０ｋｍ／ｈに達すればｄ１よりも大きな値ｄ２（例えば１２０ｍ）に設定され、自車両の速度Ｖｎが１６０ｋｍ／ｈに達すればｄ２よりも大きな値ｄ３（例えば１３０ｍ）に設定され、自車両の速度Ｖｎが１７０ｋｍ／ｈに達すればｄ３よりも大きな値ｄ４（例えば１４０ｍ）に設定される。

上記ステップ１０８において、直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫの演算・設定は、演算される自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）及び自車両の速度Ｖｎに基づいて、図５に示すマップを参照することにより行われる。

ステップ１１０では、カーブ路に対応して設けられたフィルタ定数（カーブ用フィルタ定数）ＰｒｏｂＫを演算・設定する処理が実行される。尚、本実施例において、自車線確率Ｐｒ（ｎ）を算出するうえで用いられるカーブ用フィルタ定数ＰｒｏｂＫのマップは、上記した図５（Ａ）に示す直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫのマップと同様に、自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）とカーブ用フィルタ定数ＰｒｏｂＫとの関係を示しているが、カーブ用フィルタ定数ＰｒｏｂＫの値ｐ０及びｐ１が直線用フィルタ定数ＰｒｏｂＫの値ｐ０及びｐ１よりも小さくなるように設定されている。ステップ１１０において、カーブ用フィルタ定数ＰｒｏｂＫの演算・設定は、演算される自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）に基づいてマップを参照することにより行われる。

ステップ１１２では、上記ステップ１０８又は１１０で演算されたフィルタ定数ＰｒｏｂＫを用いて上記（２）式に従って、今回処理時における自車線確率Ｐｒ（ｎ）を算出する処理が実行される。そして、ステップ１１４では、上記ステップ１０４で演算された相対距離Ｄ（ｎ）、相対速度Ｖｒ（ｎ）、及び相対横位置Ｘ（ｎ）と共に、上記ステップ１１２で算出された自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）をＡＣＣ−ＥＣＵ１２へ向けて送信する処理が実行される。本ステップ１１４の処理が実行されると、以後、ＡＣＣ−ＥＣＵ１２において自車両とターゲットである先行車両との車間距離を上記の如く制御する処理が実行される。本ステップ１１４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。

上記図４に示すルーチンによれば、自車両とターゲットとがしきい値相対距離Ｄｍａｘを基準にして近接している場合は、離間している場合に比して、自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが小さくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが大きくなるようにフィルタ定数ＰｒｏｂＫを設定することができる。かかる構成においては、自車両とターゲットとがしきい値相対距離Ｄｍａｘを基準にして近接している場合は、離間している場合に比して、自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の算出に際し前回値Ｐｒ（ｎ−１）が反映され難くなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsが反映され易くなる。

このため、本実施例によれば、自車両がターゲットから比較的遠くに離れている状況においては、ノイズ成分の重畳に起因して自車両に比較的近い位置にターゲットが存在することが誤検知され、そのノイズに起因して自車線確率の瞬時値Ｐrinsが前回値Ｐｒ（ｎ−１）に比べて極めて大きな確率になったときにも、その瞬時値Ｐrinsが反映され難いため、自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）をノイズ成分を抑制してある程度精度よく算出することができ、車間距離制御を適切に実行することができる。また、自車両がターゲットに比較的近接している状況においては、自車両とそのターゲットとの間に別車両が割り込むときにも、その瞬時値Ｐrinsが反映され易いため、自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の応答性を確保することができ、車間距離制御を適切に実行することができる。

また、上記図４に示すルーチンによれば、直線路走行時において自車両の速度Ｖｎが高いほど、早いタイミングで自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが小さくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが大きくなるようにしきい値相対距離Ｄｍａｘを大きくすることができる。かかる構成においては、直線路において自車速Ｖｎが高いほど、自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の算出に際し前回値Ｐｒ（ｎ−１）が反映され難くなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsが反映され易くなる。

上記の如く、一般的な車両運転者の運転特性として、直線路走行中において自車両の速度が高いほど今度到達する道路が直線路である可能性は高く、自車両の速度が低いほど今度到達する道路が直線路であるかカーブ路であるかの区別は困難となる傾向にある。従って、本実施例の構成の如く、直線路において自車速Ｖｎが高いほど、自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）の算出に際し前回値Ｐｒ（ｎ−１）が反映され難くなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsが反映され易くなれば、高速域において実際に先行車両などのターゲットが自車両の走行する自車線と同一車線上に存在する際にそのターゲットについての自車線確率の今回値Ｐｒ（ｎ）を低速域の場合よりも距離的に早いタイミングで上げることができ、高速域における自車線確率の応答性が確保される。

また、このように、自車速Ｖｎが高いほど自車線確率の瞬時値Ｐrinsが反映され易くなっても、直線路走行中においては自車両が今度到達する道路が直線路である可能性は高くすなわちカーブ路の手前に位置する可能性は低いので、高速域において自車線に隣接する隣接車線に位置するターゲットを自車線上に存在するものと誤認識する可能性は低く維持され、ターゲットの認識性能の低下を招くことはほとんどない。更に、自車速Ｖｎが低い場合は自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）が反映され易く瞬時値Ｐrinsが反映され難いので、自車両の今度到達する道路がカーブ路であっても、低速域において自車線に隣接する隣接車線に位置するターゲットを自車線上に存在するものと誤認識する可能性は低く維持され、ターゲットの認識性能の低下を招くことはほとんどない。

このように、本実施例のレーダ装置１０によれば、自車両の速度全域においてターゲットの認識性能の低下を招来させることなく、高速域においてターゲットの自車線確率についての高い応答性を確保することが可能となっている。このため、本実施例のシステムによれば、車間距離制御の対象であるターゲットをタイミングよく特定することが可能であり、これにより、車間距離制御を適正に実行することが可能となっている。

尚、上記の実施例においては、レーダ装置１０が特許請求の範囲に記載した「ターゲット推定装置」に、フィルタ定数ＰｒｏｂＫおよびしきい値相対距離Ｄｍａｘが特許請求の範囲に記載した「フィルタ定数」に、しきい値相対距離Ｄｍａｘが特許請求の範囲に記載した「所定距離」に、Ｖｎ＝１５０ｋｍ／ｈ、１６０ｋｍ／ｈ、又は１７０ｋｍ／ｈが特許請求の範囲に記載した「所定速度」に、それぞれ相当している。

また、上記の実施例においては、レーダ装置１０が、上記図４に示すルーチン中ステップ１０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「相対位置検出手段」が、ステップ１１２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「自車線確率算出手段」が、図５に示すマップを参照してステップ１０８の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「フィルタ定数変更手段」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、自車両の速度Ｖｎに応じて、フィルタ定数としてのしきい値相対距離Ｄｍａｘを４段階に変更することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも２段階に変更することとすればよく、自車両の速度Ｖｎに応じて連続的にリニアにフィルタ定数を変更することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、自車両とターゲットとの相対距離Ｄ（ｎ）がしきい値相対距離Ｄｍａｘを超えているか否かに応じてフィルタ定数ＰｒｏｂＫを２段階に変更することとしているが、しきい値相対距離を２つ以上設けてフィルタ定数ＰｒｏｂＫを３段階以上に変更することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、自車両の速度Ｖｎに応じて、フィルタ定数としてのしきい値相対距離Ｄｍａｘを変更することとしているが、フィルタ定数ＰｒｏｂＫそのものを変更することとしてもよい。具体的には、自車両の速度Ｖｎが高いほど自車線確率の前回値Ｐｒ（ｎ−１）の重み付けが小さくなりかつ自車線確率の瞬時値Ｐrinsの重み付けが大きくなるようにフィルタ定数ＰｒｏｂＫを小さくすることとしてもよい。

また、上記の実施例においては、算出した自車線確率を、自車両とターゲットとの車間距離を運転者の運転操作によらずに自動的に制御するシステムに用いているが、警報や表示等により自車両のターゲットへの近接を車両運転者に知らせるシステムに適用することとしてもよい。

更に、上記の実施例においては、自車両の前方に存在するターゲットの自車線確率を算出するうえで、車両前方へ電磁波を照射し、ターゲットで反射する反射波を受信するレーダ装置を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両前方を撮影するカメラの撮像画像からターゲットの相対位置を検出し、その相対位置からターゲットの自車線確率を算出するターゲット推定装置に適用することとしてもよい。

本発明の一実施例である車両に搭載されるシステムの構成図である。 本実施例のターゲット推定装置の具体的構成図である。 本実施例において自車線確率の瞬時値を算出するうえで用いられるマップを表した図である。 本実施例のターゲット推定装置において実行される制御ルーチンのフローチャートである。 本実施例のターゲット推定装置において自車線確率を算出するうえで用いられるフィルタ定数のマップを表した図である。

符号の説明

１０ レーダ装置
１２ ＡＣＣ−ＥＣＵ
１４ 車速センサ
３６ 相対関係演算部
３８ 瞬時値算出部
４０ ＭＰＵ
４４ フィルタ部

Claims (2)

1. 自車両に対するターゲットの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記相対位置検出手段の検出結果に基づいてターゲットが自車両の走行する車線と同一車線上に存在する確率を算出する自車線確率算出手段と、前記自車線確率算出手段により前記確率が算出される過程で行われるフィルタ処理に用いられるフィルタ定数を、自車両の速度に応じて変更するフィルタ定数変更手段と、を備えるターゲット推定装置であって、
   前記自車線確率算出手段は、自車両とターゲットとの相対距離が所定距離を超える場合には前回処理時に算出された前記確率の前回値を反映し易くかつ今回処理時に算出された前記確率の瞬時値を反映し難くして前記確率の今回値を算出し、一方、前記相対距離が前記所定距離以下である場合には前記確率の前回値を反映し難くかつ前記確率の瞬時値を反映し易くして前記確率の今回値を算出すると共に、
   前記フィルタ定数変更手段は、自車両の速度が高いほど前記フィルタ定数としての前記所定距離を大きくすることを特徴とするターゲット推定装置。
2. 前記フィルタ定数変更手段は、自車両の速度が所定速度以上である場合は、該所定速度未満である場合に比して前記所定距離を大きくすることを特徴とする請求項１記載のターゲット推定装置。

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