JP2000187800A - 車両用先行車検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーブ路の境界においても、自車線内の追従
先行車を確実に捕捉する。 【解決手段】 スキャン型レーザレーダ１０で先行車を
検出する。クルーズＥＣＵ１８は、検出された先行車の
距離データと角度データ、並びにナビ（ナビゲーショ
ン）ＥＣＵ２６がナビゲーション用の地図データ記憶部
２８から読み出した地図データに含まれる道路形状デー
タに基づいて、検出した先行車が自車線内に存在するか
否かを判定する。これにより、自車がカーブ路手前の直
進路を走行し、先行車がカーブ路を走行している場合で
あっても、自車線内の先行車を捕捉することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用先行車検出装
置、特に自車線内に存在する先行車を確実に捕捉するた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーダ装置で先行車までの車
間距離や相対速度を検出して自車の走行を制御する（例
えば、先行車との車間距離を一定に維持して追従する）
装置が公知である。このような技術においては、自車と
同一車線内を走行している先行車を確実に捕捉すること
が極めて重要である。

【０００３】例えば、特開平８−２７９０９９号公報に
は、自車の操舵角データに基づいてカーブ路を検出し、
スキャン型レーダ装置で得られた先行車の位置データと
検出されたカーブデータから先行車が自車線上に存在す
るか否かを判定する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
自車前方にカーブ路が存在し、自車は未だカーブ路手前
に直線路を走行して先行車のみがカーブ路を走行してい
る場合には、自車の操舵角データからはカーブ路を検出
できないので、検出された先行車が自車線内に存在する
か否かを正確に判定できない問題があった。もちろん、
上記の問題は、自車のみがカーブ路を走行し、先行車が
カーブ路を脱してその先の直線路を走行している場合で
も生じ得る。

【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、道路状況あるいは
走行状況によらず、常に先行車が自車線内に存在するか
否かを高精度に検出できる装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、車両前方の所定範囲を探知するレー
ダ装置と、走行する道路形状データを記憶する記憶手段
と、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記現
在位置前方の道路形状データを前記記憶手段から読み出
し、該道路形状データに基づいて前記レーダ装置で検出
された先行車が自車線内に存在するか否かを判定する判
定手段とを有することを特徴とする。記憶手段に記憶さ
れた道路形状データを用いることで、レーダ装置で検出
された先行車の位置データを補正して自車線内に存在す
るか否かを容易かつ確実に判定できる。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記レーダ装置は水平面内においてスキャンするス
キャン型レーダ装置であり、前記判定手段は、前記スキ
ャン型レーダ装置で検出された先行車の距離データと前
記道路形状データに基づいて前記先行車が自車線内に存
在すると仮定した場合の自車との角度を推定し、前記角
度データと推定された角度との相違に基づいて判定する
ことを特徴とする。道路形状データに基づいて先行車が
自車線内に存在している場合の自車との角度（相対角
度）を推定し、実際にレーダ装置で得られた角度データ
と比較することで、先行車が自車線内に存在しているか
否かを確実に判定できる。すなわち、推定値と実際の角
度データとが大きく相違している場合には、先行車は自
車線内に存在していないと判定できる。

【０００８】また、第３の発明は、第１、第２の発明に
おいて、前記道路形状データはナビゲーション用のデー
タであることを特徴とする。ナビゲーション用のデータ
（地図データ）を用いることで、ナビゲーション機能を
有する車両の先行車捕捉性能を向上させることができる
とともに、ナビゲーション用データの一層の有効活用を
図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１０】図１には、本実施形態の構成ブロック図が
示されている。基本構成は、先行車を検出して追従走行
するシステムと、公知のナビゲーションシステムを組み
合わせたものである。

【００１１】スキャン型レーザレーダ１０は、水平面内
でレーザ光をスキャンすることで自車前方の先行車を検
出する。検出するデータは、先行車までの距離データＲ
と所定方向（例えば車両の前後中心線方向）を基準とし
た角度データθである。なお、距離Ｒ及び角度は先行車
の中心を測定点として検出する。距離データ及び角度デ
ータは追従走行用の制御装置であるクルーズＥＣＵ（電
子制御装置）１８に供給される。

【００１２】システム作動スイッチ１２は、追従走行の
ＯＮ／ＯＦＦを設定するスイッチで、ＯＮに設定された
場合にクルーズＥＣＵ１８は所定の追従制御を実行す
る。車速センサ１４及びステアリングセンサ１６は、そ
れぞれ自車の車速及び操舵角を検出してクルーズＥＣＵ
１８に供給する。

【００１３】クルーズＥＣＵ１８は、入力ポート１８
ａ、出力ポート１８ｅ、メモリ１８ｆ及びプロセッサを
有し、プロセッサは機能部として前方車両（先行車）検
出部１８ｂ、追従対象車両選択部１８ｃ、及び車間制御
演算部１８ｄを有する。レーダ１０の検出データ及び各
種センサからの検出信号は入力ポート１８ａに入力さ
れ、前方車両検出部１８ｂに供給される。前方車両検出
部１８ｂは、レーダ１０からの検出データをメモリ１８
ｆに格納するとともに、メモリ１８ｆに格納された距離
データをナビゲーション機能を実行する制御装置である
ナビＥＣＵ２６に供給する。

【００１４】ナビＥＣＵ２６は、公知のナビゲーション
機能を実行する装置で、入力ポート２６ａ、メモリ２６
ｃ、及びプロセッサを有する。ナビゲーション機能とし
ては、ＧＰＳセンサ２４で得られた車両の現在位置近傍
の地図データを地図データ記憶部２８から読み出して表
示装置（図示せず）に表示するとともに、検出された現
在位置をこの地図データ上に重畳表示する。また、ユー
ザが入力装置（図示せず）から目的地を設定した場合
に、地図データを用いて目的地に至る経路を探索して表
示装置に表示する機能を有していてもよい。なお、地図
データ記憶部２８はＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤで構成できる
が、路車間通信などで外部から地図データを取得して記
憶することもできる。ナビＥＣＵ２６はこのような公知
のナビゲーション機能を実行するほかに、クルーズＥＣ
Ｕ１８から上述した距離データが送信されてきた場合
に、メモリ２６ｃに格納するとともにプロセッサの機能
部である自車線角度算出部２６ｂで地図データ記憶部２
８から読み出した地図データ（道路形状データ）に基づ
いて自車線角度を算出し、メモリ２６ｃに格納する。自
車線角度については後述する。そして、算出された自車
線角度をクルーズＥＣＵ１８に供給する。

【００１５】再びクルーズＥＣＵ１８の説明に戻り、追
従対象車両選択部１８ｃは、レーダ１０で検出された先
行車の角度データとナビＥＣＵ２６から供給された自車
線角度データに基づいて検出先行車が自車線内に存在す
るか否かを判定し、自車線内に存在すると判定された先
行車を追従対象先行車に選定する。選定された先行車ま
での距離データは車間制御演算部１８ｄに供給され、車
間距離を維持するために必要な制御量を算出して出力ポ
ート１８ｅを介してスロットルアクチュエータ２０やブ
レーキアクチュエータ２２を制御する。なお、車間制御
演算の具体例は、例えば特開平１０−６８７７７号に記
載されているように、自車速、相対速度（距離の時間微
分）、自車の加速度、先行車の加速度に基づいて安全車
間距離を算出し、車間距離がこの安全車間距離以上とな
るように制御すればよい。なお、クルーズＥＣＵ１８及
びナビＥＣＵ２６は具体的にはマイクロコンピュータで
構成され、両ＥＣＵを単一のマイクロコンピュータで構
成することも可能である。

【００１６】本実施形態の構成は以上のようであり、図
２のフローチャートを用いてクルーズＥＣＵ１８の処理
をより詳細に説明する。

【００１７】図２において、まずレーザレーダ１０で検
出した物体データを入力し（Ｓ１０１）、検出データか
ら前方車両（先行車）の検出データを識別する（Ｓ１０
２）。識別は、例えば検出した物体が所定値以上の大き
さを有し、かつ、移動しているか否かで行うことができ
る。先行車を識別した後、先行車の距離データ及び角度
データを算出する（Ｓ１０３）。先行車が複数存在する
場合には、距離データ及び角度データも複数とする。い
ま、距離データをＸｉ（ｉ＝１、２、・・・）、角度デ
ータをαｉ（ｉ＝１、２、・・・）とする。次に、クル
ーズＥＣＵ１８はナビ（ナビゲーション）ＥＣＵ２６に
対して距離データＸｉを送信する（Ｓ１０４）。ナビＥ
ＣＵ２６は距離データＸｉを受信し、自車から距離Ｘｉ
前方の自車線中央への方向と自車進行方向との角度α
ｉ’（自車線角度）を現在位置前方の地図データに含ま
れる道路形状データに基づいて算出する。

【００１８】図３には、ナビＥＣＵ２６での自車線角度
算出の説明図が示されている。図において、自車１００
はカーブ路手前の直線路を走行し、先行車２００、３０
０はカーブ路を走行している。レーダ１０で先行車２０
０との距離データＸ１、角度データα１、先行車３００
との距離データＸ２、角度データα２が得られたとす
る。先行車２００について、ナビＥＣＵ２６は、まず自
車から距離Ｘ１前方の自車線中央Ｐの位置を算出する。
具体的には、道路形状データとして各車線に沿って所定
間隔毎にその中央の座標が付与されている場合、距離Ｘ
１に最も近い自車線上の座標点を選択するか、あるいは
距離Ｘ１に近い２つの自車線上の座標点の補間値を採用
することで位置Ｐを算出する。この位置Ｐは、その定義
から明らかなように先行車が自車線の中央を走行してい
ると仮定した場合の推定位置である。そして、自車の現
在位置と位置Ｐを結ぶ直線と自車の進行方向（車両の前
後中心線）とのなす角度を先行車２００の自車線角度α
１’とする。先行車３００についても同様である。検出
した全ての先行車の自車線角度αｉ’を算出すると、ナ
ビＥＣＵ２６はクルーズＥＣＵ１８に自車線角度α’を
送信する。

【００１９】再び図２に戻り、クルーズＥＣＵ１８はナ
ビＥＣＵ２６で算出された自車線角度αｉ’を受信する
と（Ｓ１０５）、先行車の角度データαｉと受信した自
車線角度αｉ’とを用いて、自車及び先行車がともに直
進路を走行していたと仮定した場合の先行車の角度βｉ
を算出する（Ｓ１０６）。具体的には、

【数１】βｉ＝αｉ−αｉ’ である。図３には、βｉも図示されており、先行車が自
車線内に存在する場合にはβｉはほとんど０となり、先
行車が自車線外を走行している場合にはβｉは大きくな
る。

【００２０】そして、クルーズＥＣＵ１８は、算出した
このβｉを用いて先行車が自車線内に存在するか否かを
判定する。すなわち、存在確率パラメータＴＰｉを

【数２】ＴＰｉ＝（Ｔ／（Ｘｉ×βｉ））×１００ で定義し（但し、Ｔは定数：Ｓ１０７）、ＴＰｉの絶対
値が１００を超えるか否かを判定する（Ｓ１０８）。Ｔ
Ｐｉの定義から明らかなように、存在確率パラメータは
（Ｘｉ×βｉ）が小さい程大きくなる。これは、βｉが
小さいか、あるいはβｉが小さくても距離Ｘｉが小さけ
れば先行車は自車線内に存在する可能性が高いという実
状を考慮したものであり、ＴＰｉの絶対値が所定値（例
えば１００）以下と低い場合には自車線存在確率Ｐｉと
してパラメータＴＰｉの値をそのまま採用し（Ｓ１０
９）、ＴＰｉの絶対値が所定値を超える場合には自車線
存在確率Ｐｉを１００％（自車線内に存在する）とする
（Ｓ１１０）。

【００２１】以上のようにして先行車毎に自車線存在確
率Ｐｉを算出し、自車線存在確率Ｐｉが７０％を超え、
かつ距離Ｘｉが最小の車両を追従すべき先行車に選定し
（Ｓ１１１）、追従走行を実行する。また、追従先行車
の角度データαｉに基づいてレーザレーダ装置１０に補
正データを供給し（図１参照）、レーザレーダ１０のス
キャン幅中心を追従先行車の方向に修正する（Ｓ１１
２）。なお、レーザレーダ１０のスキャン幅中心は通常
は車両進行方向であるため、自車線角度αｉ’を算出す
る際に車両進行方向を基準としたが、Ｓ１１２でレーザ
レーダ１０のスキャン幅中心を変更した後は、先行車の
角度データαｉはこのスキャン幅中心を０度として検出
されることになるので、Ｓ１０６でβｉを算出する際に
は、検出されたαｉにスキャン幅中心の修正角度を加算
することで角度データを補正した上で自車線角度との差
を演算することが必要となる。

【００２２】このように、本実施形態では、先行車の距
離データとナビゲーション用の道路形状データから先行
車が自車線内に存在すると仮定した場合に得られる角度
（自車線角度）を推定し、実際に検出された先行車の角
度データと自車線角度との差に基づいて先行車が自車線
に存在するか否かを判定するので、先行車がカーブ路に
存在するが自車は未だカーブ路を走行しておらず操舵角
が中立状態である場合、あるいは逆に先行車が直進路を
走行し自車は未だカーブ路を走行している場合でも、確
実に先行車を捕捉することができる。

【００２３】なお、本実施形態において図２に示す処理
は自車走行中に常時行ってもよいが、Ｓ１０３とＳ１０
４の間に自車前方所定距離内で曲率が変化するか否かを
地図データに基づいて判定する処理を挿入し、曲率が変
化する場合にのみＳ１０４の処理に移行し、曲率が変化
しない場合にはＳ１０４〜Ｓ１０６の処理を行わず、β
i＝αｉとしてＳ１０７の処理に移行することで処理を
簡略化することもできる。

【００２４】また、本実施形態では、Ｓ１０７で存在確
率パラメータＴＰｉを算出し、この存在確率パラメータ
に基づいて自車線存在確率を算出しているが、この存在
確率パラメータ自体を自車線存在確率とみなして処理す
ることも可能である。

【００２５】また、本実施形態では、先行車の距離デー
タと角度データを用いているが、先行車の位置をＸ−Ｙ
座標系で検出し、検出された位置（ｘ、ｙ）とナビゲー
ション用の道路形状データに基づいて自車線内の存在確
率を計算してもよい。

【００２６】さらに、本実施形態では自車線角度αｉ’
をナビＥＣＵ２６が算出しているが、ナビＥＣＵ２６は
クルーズＥＣＵ１８に対して道路形状データを送信し、
クルーズＥＣＵ１８で自車線角度αｉ’を算出してもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行している道路状況によらず常に先行車を捕捉するこ
とができ、追従走行制御の精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の構成ブロック図である。

【図２】 実施形態の処理フローチャートである。

【図３】 自車線角度算出の説明図である。

【符号の説明】

１０ スキャン型レーザレーダ、１８ クルーズＥＣ
Ｕ、２６ ナビ（ナビゲーション）ＥＣＵ、２８ 地図
データ記憶部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方の所定範囲を探知するレーダ装
   置と、 走行する道路形状データを記憶する記憶手段と、 車両の現在位置を検出する位置検出手段と、 前記現在位置前方の道路形状データを前記記憶手段から
   読み出し、該道路形状データに基づいて前記レーダ装置
   で検出された先行車が自車線内に存在するか否かを判定
   する判定手段と、 を有することを特徴とする車両用先行車検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記レーダ装置は水平面内においてスキャンするスキャ
   ン型レーダ装置であり、 前記判定手段は、前記スキャ
   ン型レーダ装置で検出された先行車の距離データと前記
   道路形状データに基づいて前記先行車が自車線内に存在
   すると仮定した場合の自車との角度を推定し、前記角度
   データと推定された角度との相違に基づいて判定するこ
   とを特徴とする車両用先行車検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の装置に
   おいて、 前記道路形状データはナビゲーション用のデータである
   ことを特徴とする車両用先行車検出装置。