JP2000306189A - レーダ装置におけるデータ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隊列追従走行の際、一時停止時に他の移動物
体が前走車と自車の間等に近寄ってきた場合でも、移動
物体に影響されることなく前走車の位置を正しく決定で
き、隊列追従走行の再発進を正しく行う。 【解決手段】 受信器から送られてくる複数の距離デー
タの一つを前走車データと決定するとともに、該データ
を記憶更新して次なる前走車データの決定資料とする処
理を行う。後続車の車速が所定値を超えるときには前走
車データとして決定したデータを記憶更新するが、後続
車の速度が所定値以下のときには前走車データとして決
定したデータを記憶更新することなく前回のデータをそ
のまま記憶保持する（ステップ８、９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両隊列追従走行
等にて使用されるレーダ装置におけるデータ処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、運転者により運転される有人の先
導車に対して複数の無人の後続車を自動追従走行させる
自動追従走行システムが提案されている。この自動追従
走行システムによれば、２台目以降の車輌における省力
化が図られる。

【０００３】本発明者等も、高速での追従走行が可能で
かつ前走車の走行軌跡に対する追従精度の高い自動追従
システムを案出し、先に特願平１０−２７８０８４号と
して出願した。

【０００４】上記出願の自動追従走行システムは、有人
運転による先導車の走行軌跡（Ｘ、Ｙ、θ）と操作量
（アクセル、ブレーキ、ステアリング）とを対で、無人
走行される後続車に送信し、後続車は、現時点において
倣うべき操作量を選択するため、現在地を求め、かつ、
対応する先導車の目標位置を求め、この目標位置と対に
なっている操作量を現在の操作量とするフィードフォワ
ード制御を行うとともに、目標位置と現在地との偏差に
基づくフィードバック制御を行うものである。

【０００５】上述の自動追従走行システムでは、後続車
は、自車の走行軌跡が、距離センサあるいは方位センサ
の出力積算値で求まり、隊列走行の場合他車の走行軌跡
も車々間通信で入手できるので、走行軌跡が一致するよ
うにアクセル、ブレーキ、ステアリングを制御すれば、
基本的に高精度の自動追従が行える。しかしながら、実
際上は、たとえ同一車種であっても、路面の違い、走行
性のバラツキ、センサ誤差等の要因によりそれぞれの車
の座標系は徐々にずれ、この座標系のずれ量を補正しな
い限り高精度の自動追従は行えない。この座標系のずれ
量を補正するために、車々間通信で前走車の軌跡情報を
得る他、該前走車と自車（後続車）との相対的な距離と
方向を測定することが必要となる。

【０００６】前走車と後続車との相対的な距離と方向を
測定する手段として、車両搭載用のレーダ装置を用い
る。レーダ装置を用いる場合、確実な距離検知を行うた
めに、前走車の後部に反射器を複数個設置することが多
いが、隊列走行での追従車間距離は短いため、車両搭載
用レーダ装置による計測では前走車の反射器部分だけで
なく後部ボディ全体からも複数の距離データを拾ってし
まう。これらのデータて重心計算等の処理を行うことに
よりグループの代表値を算出し、さらに、この代表値に
フィルタリング処理を行い、前走車と後続車間の相対的
な位置データとする処理を行う。

【０００７】レーダ検知エリア内には前走車のデータ以
外にも路側物等の物体データがいくつか存在することが
あるが、隊列走行の最初にそれらのうちの一つが前走車
データだと決定され、それ以降はその決定データが追尾
されて多数のデータ中から前走車データが決定され続け
る。この前走車決定データが追従走行制御に使用され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のレーダ装置のデータ処理方法にあっては次の問
題があった。すなわち、隊列が一時停止した場合には、
前走車と自車の間や近傍に人間その他の移動物体が近寄
ってくることがあり、その場合、移動物の位置データも
車両の一部と見なされ処理されてしまうことがある。す
ると、その移動物体が再度遠ざかるとそちらのデータの
方を前走車データと誤決定してしまい、それ以降は前走
車が正しく認識できていなくなって、隊列追従走行が正
しく再開できなくなるという問題があった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、隊列追従走行の際、
一時停止時に他の移動物体が前走車と自車の間等に近寄
ってきた場合でも、前走車の位置を正しく決定でき、隊
列追従走行の再発進を正しく行えるレーダ装置における
データ処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
後続車（例えば、実施形態における後続車２）の前部に
設けられた発信器（例えば、実施形態における発光器
４）から、前記後続車の前方を走行する前走車（例え
ば、実施形態における前走車１）の後部に向けて光ある
いは電波を発し、その反射波を受信する前記後続車に設
けられた受信器（例えば、実施形態における受光器５）
から送られてくる複数の距離データの一つを前記前走車
データと決定するレーダ装置（例えば、実施形態におけ
るレーダ装置３）におけるデータ処理方法において、前
記後続車の車速が所定値を超えるときには前走車データ
として決定したデータを記憶更新し、前記後続車の速度
が前記所定値以下のときには前走車データとして決定し
たデータを記憶更新することなく前回のデータをそのま
ま記憶保持する（ステップ８、９）ことを特徴とする。

【００１１】この発明では、追従走行が行われる通常の
車速走行の場合、つまり、車速が所定値を超えるときに
は前走車データとして決定したデータを記憶更新する。
したがって、後続車と前走車との相対位置が変化しても
その位置変化に対応して、受信器から送られてくる複数
の距離データの一つを選んで前走車データと決定し続け
る。一方、例えば、追従走行を行っている隊列が何らか
の理由により一時停止するような場合、つまり、後続車
の速度が前記所定値以下になるときには、前走車データ
として決定したデータを記憶更新することなく、前回の
データつまり前回の前走車と後続車との距離データはそ
のま記憶保持される。このため、停止中の前走車近傍
に、例え、移動物体データが出現しそれを前走車データ
と決定したとしても、それがその後の前走車データ決定
には何ら影響を受けず、前記移動物体データを誤って前
走車データであると決定し続けることはない。

【００１２】請求項２に係る発明は、後続車の前部に設
けられた発信器から、前記後続車の前方を走行する前走
車の後部に向けて光あるいは電波を発し、その反射波を
受信する前記後続車に設けられた受信器から送られてく
る複数の距離データを、一つの物体として想定される範
囲でまとめてそれぞれグループ分けし、これらグループ
分けした距離データからそれぞれ代表値（例えば、実施
形態におけるブロック化データ）を算出し、該代表値の
一つを前走車データと決定するレーダ装置におけるデー
タ処理方法において、前記後続車の車速が所定値を超え
るときには前走車データとして決定したデータを記憶更
新し、前記後続車の速度が前記所定値以下のときには前
走車データとして決定したデータを記憶更新することな
く前回のデータをそのまま記憶保持することを特徴とす
る。

【００１３】この発明では、請求項１に係る発明に加え
て、複数の距離データをそのまま処理するのではなく、
一旦、一つの物体として想定される距離データごとにま
とめてその代表値を基に処理するので、実際の追従走行
に適した制御が行える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は隊列追従走行を行
う電動車両の走行状態を表している。電動車両は、運転
者が運転する先頭の先導車とそれに続く後続車（単数と
複数の場合がある）に分かれるが、この図で示すもの
は、先導車とその直後の後続車、あるいはある後続車と
その直後の後続車の関係のみを表している。また、ここ
では、進行方向前側の車両を先導車、後続車のいずれに
かかわらず前走車１、該前走車１の直後を走行する車両
を後続車２と呼ぶこととする。

【００１５】後続車２の前部にはレーザレーダ装置３が
搭載されている。レーザレーダ装置３は、レーザダイオ
ード等の発光器４から発せられるパルス変調されたレー
ザ光を所定角度の範囲（例えば、２７０°）にわたって
光学的に走査して照射し、そのときの物体からの反射光
を受光器５で受け、この反射波の遅れ時間から物体まで
の距離とそのときの方向を測定するものである（図２参
照）。前走車１の後部左右には、レーザレーダ装置３の
受光器５に強い反射波を返すための反射器（反射テー
プ）１ａ、１ｂがそれぞれ取り付けられている。また、
レーザレーダ装置３には、受光器５から送信されてくる
データ処理を行うデータ処理装置８が組み込まれてい
る。

【００１６】データ処理装置８は、ブロック化処理手段
９と、フィルタリング・補間処理手段１０と、前走車デ
ータ決定処理手段１１とから構成されている。

【００１７】前記ブロック化処理手段９は、受光器５か
ら送信されてくる複数の距離データを一つの物体として
想定される範囲ごとにグループ分けし、かつ、それらグ
ループの代表値（以下、ブロック化データと呼ぶことも
ある）を算出するものである。代表値を算出するには、
例えば、いわゆるデータの重心計算等の手法が用いられ
る。

【００１８】前記フィルタリング・補間処理手段１０
は、前記ブロック化処理手段９より得られたブロック化
データに対してまず最初にフィルタリング処理を行い次
いで補間処理を行う。

【００１９】図５の反射レベルパターンは、レーザレー
ダ装置３の１回のスキャン（走査）による図である。実
際は、該スキャンを所定時間毎（例えば、数ｍｓ〜数十
ｍｓ毎）に行い、時間軸で連続し反射パターンが得られ
る。前記フィルタリング処理は、該時間的に連続した
（実際は計測時間で離散している）測定データに対し
て、時間軸上にフィルタ（例えば、デジタルフィルタに
よるローパスフィルタ）をかけ、データの急変を防止す
る処理を行う。発光器４と受光器５の間の実際の距離は
急には変動しないので、距離の急変動は測定ノイズと見
なせる。

【００２０】また、外乱の影響で、あるスキャン時に反
射波が得られない時があるので、その測定抜けに対して
は計測距離を埋め込む処理を行う。これが補間処理であ
る。つまり、ブロック化処理手段９からいずれかの物体
に関するブロック化データが得られなかった場合に、そ
の得られなかったブロック化データが極短時間の場合に
は、あたかもそのデータが得られたかの如く扱う処理を
行うのである。

【００２１】前記前走車データ決定処理手段１１は、上
記のような過程を経て得られる処理後の複数のブロック
化データから、前走車のものと推定されるブロック化デ
ータを一つ選択して前走車データとして決定し、該デー
タ、すなわち、前走車の（相対）位置（距離と方位）デ
ータを、当該後続車２の全体的な制御処理手段である走
行ＥＣＵ（図示略）に送る処理を行う。なお、図２にお
いて、追従走行性御装置の詳細については記載していな
いが、従来技術の記載、あるいは特願平１０−２７８０
８４号に記載されているような、有人運転による先導車
の走行軌跡（Ｘ、Ｙ、θ）と操作量（アクセル、ブレー
キ、ステアリング）とを対で、無人走行される後続車に
送信し、後続車は、現時点において倣うべき操作量を選
択するため、現在地を求め、かつ、対応する先導車の目
標位置を求め、この目標位置と対になっている操作量を
現在の操作量とするフィードフォワード制御を行うとと
もに、目標位置と現在地との偏差に基づくフィードバッ
ク制御を行う。

【００２２】前記前走車データ決定処理手段１１は、前
走車データとして決定されたデータを記憶する記憶部１
１ａと、複数のブロック化データから、記憶部１１ａに
記憶されているデータを基準に前走車データを選択して
決定する前走車データ決定部１１ｂと、後続車の車速が
一定値以下か否かを判定し、後続車の車速が一定値を超
えるときには前走車データとして決定したデータの記憶
部１１ａへの記憶を更新し、後続車が一定速度以下のと
きには前走車データとして決定したデータを記憶更新す
ることなく前回のデータをそのまま記憶保持させる判定
部１１ｃとを備える（図３参照）。

【００２３】次に、上記構成のレーザレーダ装置３及び
それに付随するデータ処理装置８の作用について図４の
フローチャートを参照しながら説明する。

【００２４】レーザレーダ装置３のメインスイッチがオ
ン操作されると、距離データの読み込みが行われる（ス
テップ１、２）。つまり、発光器４からパルス変調され
たレーザ光が発せられ、物体からの反射光が戻ってくる
までの時間を計算することで、レーダ装置３から物体ま
での距離データが算出される。図４は読み込まれた距離
データを示す。図中×印が距離データを示す。

【００２５】次いで、ブロック化処理手段９にてデータ
ブロック化処理が行われる（ステップ３）。すなわち、
前記複数の距離データのうちいくつかがある距離値以内
にある場合に、それら複数の距離データどうしが一つの
物体から得られたデータであると判断してグループ分け
し、それらグループ分けした一つ一つの物体と想定され
るデータ群からそれぞれ代表値を算出する。代表値の算
出には、前述したように、データの重心計算の手法が用
いられる。このようにして得た代表値をブロック化デー
タとする。

【００２６】図１および図５を参照しながらデータブロ
ック化処理について具体的に説明すると、走査角がＺａ
領域にある距離データは、ある距離範囲内にあるので、
一つの物体Ａに関するデータとして認識する。これらの
距離データに、例えばデータの重心計算等の手法を導入
して代表値Ａａを算出する。同様に、走査角Ｚｂ領域に
ある各距離データを物体Ｂに関するものとして認識し、
上記データの重心計算等の手法を導入して代表値Ｂａを
算出する。同様に、走査角Ｚｃ領域にある各距離データ
に対しても物体Ｃに関するものとして認識し、代表値Ｃ
ａを算出する。

【００２７】次いで、ブロック化処理手段９により処理
されたブロック化データに対し、フィルタリング処理を
行い、測定のばらつきの影響を受けにくくし、多少誤差
が含まれる測定であっても、後処理によって実距離デー
タに近い値が得られるよう補正する。その後、さらにデ
ータ補間処理を行う（ステップ４）。すなわち、前記ブ
ロック化処理手段９から、いずれかの物体に関するブロ
ック化データが得られず途切れた場合であっても、その
得られなかったブロック化データが極短時間の場合に
は、過去のブロック化データを基に、たまたまなんらか
の理由により距離データが得られなかっただけで、実際
には物体があるものと処理し、前回のデータをそのまま
今回のデータとして用いるような処理を行う。そして、
ブロック化データが複数回にわたって連続して得られな
かった場合に、初めてその物体はなくなったものと判断
する。

【００２８】次いで、前走車データ決定処理手段１１に
より、上記フィルタリング・補間処理後の複数のブロッ
ク化データのうち、前回前走車のものと決定されて記憶
されている前走車位置からある一定距離以内にあるもの
を前走車データとして再決定する。それには、まず、当
該処理が初回であるか否か判定し（ステップ５）、初回
であると判定した場合、つまり、隊列追従走行の開始時
には、上記のようにして求められたブロック化データの
中から、１つのデータを前走車のものとして決定する。
隊列追従走行開始時は、必ず車と車の位置関係が既知の
場所から始めるため、最初のデータ決定はその前走車１
の初期想定位置の範囲内にあるデータをそのまま前走車
のデータと見なすことができる（ステップ７）。

【００２９】そして、最初に前走車距離データが決定さ
れた後は、その決定された位置を一旦記憶部１１ａに記
憶する（ステップ９）。その記憶された位置は、次の処
理のときに、前走車データ決定部１１ｂにて、今回処理
すべき複数のブロック化データの中から前走車距離デー
タとして決定する際に利用される（ステップ６）。すな
わち、今回処理すべき複数のブロック化データのうち、
前回前走車のものと決定されて記憶されている前走車位
置からある一定距離以内にあるものを、前走車データと
して再決定する。このときの距離データの位置は記憶部
１１ａに記憶更新される（ステップ６）。前記一連の処
理が繰り返し行なわれる（ステップ２〜９）。

【００３０】ただし、上記の処理が行われるのは、自車
（後続車２）の車速が所定値（例えば、２ｋｍ／ｈｒの
如く極低速）を超えるときのみである。自車（後続車
２）の車速が所定値以下の場合には、複数のブロック化
データから前走車データを決定することは行うが、決定
された前走車距離データを記憶更新することまでは行わ
ず、前回のデータをそのまま記憶保持する（ステップ８
→ステップ２）。このように、前走車データと決定した
データを記憶更新しないのは、隊列追従走行の場合、自
車が停止する場合には前走車も停止しているため、その
ような場合には前走車位置もほとんど変化しないからで
ある。

【００３１】このため、自車車速が所定値以下になった
場合は、その停止前に記憶した前走車距離データを使っ
て今回処理の前走車のデータ決定をすることになる。す
なわち、停止中はずっと前走車と見なすデータの範囲が
固定されることとなり、例え、前走車近傍に、移動物体
データが出現しそれを前走車データと決定したとして
も、それがその後の前走車データ決定には何ら影響を受
けず、移動物体データを誤って前走車データであると決
定し続けることはない。

【００３２】なお、上記実施の形態で表したものはあく
まで本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲
で適宜設計変更可能である。例えば、上記の実施の形態
では、レーザ光を用いたレーダ装置を用いているが、こ
れに限られることなく、例えばミリ波を用いたものであ
ってもよい。また、上記実施の形態では、受信器から送
られてくる複数の距離データを、一つの物体として想定
される範囲でまとめてそれぞれグループ分けし、これら
グループ分けした距離データからそれぞれ代表値を算出
し、該代表値の一つを前走車データと決定するようにし
ているが、一つの物体から一つの距離データしか得られ
ない場合には、複数の距離データをグループ分けする必
要はなくそれら複数の距離データから直接前走車データ
を決定するようにしてもよい。また、上記実施の形態で
は、本発明方法を隊列追従走行を例にとって説明した
が、本発明方法は、これに限られることなく、障害物検
知や、運転者の報知、自動回避等の場合にも、適用可能
である。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に係るレーダ装置におけるデー
タ処理方法によれば、追従走行を行っている隊列が何ら
かの理由により一時停止するような場合、つまり、後続
車の速度が一定値以下になるときには、前走車データと
して決定したデータを記憶更新することなく、前回のデ
ータつまり前回の前走車と後続車との距離データはその
ま記憶保持されることとなり、停止中の前走車近傍に、
例え、移動物体データが出現しそれを前走車データと決
定したとしても、それがその後の前走車データ決定には
何ら影響を受けず、前記移動物体データを誤って前走車
データであると決定し続けることはない。この結果、追
従走行再開時には、再度正しい前走車データを決定で
き、もって、正しい追従走行を再開できる。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、複数の距離
データをそのまま処理するのではなく、一旦、一つの物
体として想定される複数の距離データごとにまとめてそ
の代表値を基に前走車データを決定する処理を行うもの
であるから、実際の追従走行に適した制御が行える。よ
り一層信頼性の高い追従走行が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態によるレーダ装置におけ
るデータ処理方法により追従走行を行った状況を示す概
略平面図。

【図２】 レーダ装置及びそれに付随するデータ処理装
置のブロック図。

【図３】 ブロック化処理手段の内容を示すブロック
図。

【図４】 データ処理装置の処理を示すフローチャー
ト。

【図５】 レーダ装置により検出された距離データの例
を示す図。

【符号の説明】

１……前走車、 ２……後続車、
３……レーザレーダ装置、 ４……発光器
（発信器）、５……受光器、 ８
……データ処理装置、９……ブロック化処理手段、
１０……フィルタリング・補間処理手段、１１…
…前走車データ決定処理手段、 １１ａ……記憶部、１
１ｂ……前走車データ決定部、 １１ｃ……判定
部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後続車の前部に設けられた発信器から、
   前記後続車の前方を走行する前走車の後部に向けて光あ
   るいは電波を発し、その反射波を受信する前記後続車に
   設けられた受信器から送られてくる複数の距離データの
   一つを前走車データと決定するレーダ装置におけるデー
   タ処理方法において、 前記後続車の車速が所定値を超えるときには前走車デー
   タとして決定したデータを記憶更新し、 前記後続車の速度が前記所定値以下のときには前走車デ
   ータとして決定したデータを記憶更新することなく前回
   のデータをそのまま記憶保持することを特徴とするレー
   ダ装置におけるデータ処理方法。
2. 【請求項２】 後続車の前部に設けられた発信器から、
   前記後続車の前方を走行する前走車の後部に向けて光あ
   るいは電波を発し、その反射波を受信する前記後続車に
   設けられた受信器から送られてくる複数の距離データ
   を、一つの物体として想定される範囲でまとめてそれぞ
   れグループ分けし、これらグループ分けした距離データ
   からそれぞれ代表値を算出し、該代表値の一つを前走車
   データと決定するレーダ装置におけるデータ処理方法に
   おいて、 前記後続車の車速が所定値を超えるときには前走車デー
   タとして決定したデータを記憶更新し、 前記後続車の速度が前記所定値以下のときには前走車デ
   ータとして決定したデータを記憶更新することなく前回
   のデータをそのまま記憶保持することを特徴とするレー
   ダ装置におけるデータ処理方法。