JP2001183462A

JP2001183462A - 物体検知装置

Info

Publication number: JP2001183462A
Application number: JP37094099A
Authority: JP
Inventors: Hayato Kikuchi; 隼人菊池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP3685970B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザーやミリ波よりなる電磁波を物体に向
けて送信し、その反射波を受信することにより前記物体
の距離および方位を検知する物体検知装置において、検
知エリアの数やビームの数を増加させることなくターゲ
ットの方位の分解能を高める。【解決手段】検知エリア内に複数のビームを送信し、
反射波が得られたビームから得たターゲットの距離の積
算値（距離データ加算バッファ）を前記反射波が得られ
たビームの数（距離データ数カウンタ）で除算し、ター
ゲットまでの距離を算出する。一方、反射波が得られた
ビームNo. （距離データNo. ）の積算値を前記ビームの
数で除算することにより、ターゲットの中心に対応する
ビームNo.（距離データNo. ）を算出し、検知エリア内
でのターゲットの相対的な位置（方位）を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーやミリ波
よりなる電磁波を物体に向けて送信し、その反射波を受
信することにより前記物体の距離および方位を検知する
物体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は自車の前方を走行する前走車、
標識や歩道橋のような固定物、路上の落下物等のターゲ
ットの距離や方位を検知するための物体検知装置の機能
を示すもので、車両の前部に設けたレーダー装置から前
方に送信される電磁波でターゲットを上下方向および左
右方向に走査し、ターゲットにより反射された反射波を
受信することにより自車を基準としたターゲットの距離
および方位を検知するようになっている。

【０００３】例えば図１４（Ａ）に示す従来の物体検知
装置は、レーダー装置から前方に送信される電磁波が１
００ｍ前方で幅２８ｍの走査範囲に放射状に拡散するた
め、ターゲットの左右の方位を検知するための検知エリ
アを左右方向に５６等分した場合には、自車の４０ｍ前
方では１本の検知エリアの幅が０．２ｍになってターゲ
ットの左右の方位の分解能が０．２ｍになるが、自車の
８０ｍ前方では１本の検知エリアの幅が０．４ｍになっ
てターゲットの左右の方位の分解能が０．４ｍに低下し
てしまう。その理由は後から詳述する。そこで、自車か
ら遠い位置での分解能を高めるべく、図１４（Ｂ）に示
すように走査範囲を前述の２倍の１１２の検知エリアに
分割すれば、自車の４０ｍ前方では左右の方位の分解能
を０．１ｍに高め、自車の８０ｍ前方では左右の方位の
分解能を０．２ｍに高めることができる。

【０００４】ところで、上記図１４（Ａ）の走査範囲を
ラジアンで表記した図１５（Ａ）に示すように、左右方
向の走査範囲である２８０ｍｒａｄを５６等分した１本
の検知エリアの検知角が５ｍｒａｄであり、走査範囲を
１回走査する間に１６８０回の距離測定を行うとする
と、１本の検知エリアについて３０回の距離測定が行わ
れることになる（図１５（Ｂ）参照）。しかしながら、
図１５（Ｃ）に示すように前記１６８０回の距離測定の
回数を変更せずに、検知エリアの数を５６から１１２に
増加させると、１本の検知エリアについて１５回の距離
測定しか行われなくなり、ターゲットの検知能力の低
下、ターゲットの距離測定精度の低下、検知エリア数の
増加による演算負荷の増加、近距離での分解能が必要以
上に高くなることによる無駄な演算負荷の増加等の問題
が発生する。

【０００５】次に、図１４（Ａ）および図１５（Ａ），
（Ｂ）に示した従来技術において、ターゲットの左右の
方位の分解能を高められない理由を以下に説明する。

【０００６】

【表１】

【０００７】表１は、走査範囲の左端の検知エリア１の
距離計測データを示すものである。検知エリア１の距離
データNo. に対応する第１ビーム〜第３０ビームのうち
の第４、第５、第６、第８、第９、第１０，第１１、第
２５、第２９ビームについて距離データが得られたとす
る。それら９個の距離データのうち第２５ビームおよび
第２９ビームの距離データは距離データが得られた他の
データと相互に離散した単独データであるため、ノイズ
データであると判断して除外する。そして、残りの第
４、第５、第６、第８、第９、第１０、第１１ビームの
７個の距離データは相互に纏まっており、かつ計測誤差
を考慮した範囲（例えば、±２ｍの範囲）内に収まって
いるため、これらをターゲットの距離データとして採用
する。

【０００８】続いて、第４、第５、第６、第８、第９、
第１０、第１１ビームの７個の距離データを全て加算し
た結果を距離データ数７で除算することにより、自車か
らターゲットまでの距離を算出する。即ち、７個の距離
データの加算値は、８０．２＋８０．８＋７９．２＋８
１．３＋８０．１＋８２．２＋７８．６＝５６２．４で
あり、これを７で除算した５６２．４÷７＝８０．３４
が自車からターゲットまでの距離となる。図１６におい
て、従来の手法では、ターゲットの方位は該ターゲット
が検知エリア１の中央に在ると仮定しており、走査範囲
は車体前方から左右にそれぞれ１４０ｍｒａｄであり、
かつ各検知エリアの幅が５ｍｒａｄであることから、こ
の場合のターゲットの方位は自車の前方を基準として左
側に１４０−５／２＝１３７．５ｍｒａｄとなる。

【０００９】従って、自車位置を原点としたターゲット
の極座標Ｔ（Ｒ，θ）は、Ｔ（Ｒ，θ）＝（８０．３４ｍ，１３７．５ｍｒａｄ） …（１）となる。これを自車位置を原点とし、車体前後方向を
Ｘ、車体左右方向をＹとする直交座標（Ｘ，Ｙ）に変換
すると、ターゲットの位置はＸ＝８０．３４×ｃｏｓ
（１３７．５ｍｒａｄ）＝７９．５８ｍとなり、Ｙ＝８
０．３４×ｓｉｎ（１３７．５ｍｒａｄ）＝１１．０１
ｍとなる。これらの小数点以下第２桁を切り捨てると、
ターゲットの最終的な位置座標Ｔは、Ｔ（Ｘ，Ｙ）＝（７９．５ｍ，１１．０ｍ） …（２）で与えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものは、１本の検知エリア内で検知されたターゲッ
トが該検知エリアの左右方向中央位置に在るものと仮定
してターゲットの座標を算出しているので、図１４の例
では自車位置の８０ｍ前方で０．４ｍの分解能を得るの
が限界であり、自車位置からターゲットまでの距離が増
加するに伴ってターゲットの左右の方位に大きな誤差が
発生する問題があった。

【００１１】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、検知エリアの数やビームの数を増加させることなく
ターゲットの方位の分解能を高めることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載され発明によれば、多数のビームの
集合よりなる電磁波で物体を少なくとも一方向に走査
し、その反射波を受信することで物体の存在を検知する
物体検知装置において、電磁波のビーム毎に受信結果を
検知する検知手段と、隣接する受信信号が得られたビー
ムの受信結果を統合する受信結果統合手段と、受信結果
統合手段の統合結果に基づいて少なくとも物体の方位を
算出する演算手段とを備えたことを特徴とする物体検知
装置が提案される。

【００１３】上記構成によれば、電磁波のビーム毎に受
信結果を検知し、隣接する受信信号が得られたビームの
受信結果を統合した結果に基づいて少なくとも物体の方
位を算出するので、受信信号が得られた特定のビームと
物体との関係に基づいて該物体の方位の分解能を高める
ことができる。

【００１４】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、前記電磁波の走査範囲は複数
の検知エリアに分割されており、前記受信結果統合手段
は前記検知エリア毎に受信結果を統合することを特徴と
する物体検知装置が提案される。

【００１５】上記構成によれば、電磁波の走査範囲を複
数に分割した検知エリア毎に受信結果を統合するので、
各検知エリア内の物体の方位を検知して分解能を更に高
めることができる。

【００１６】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項１または２の構成に加えて、前記受信結果統合手
段は複数の受信結果の平均値を求めるものであることを
特徴とする物体検知装置が提案される。

【００１７】上記構成によれば、複数の受信結果の平均
値を求めることにより受信結果を統合するので、物体の
中心位置の方位を精密に検知することができる。

【００１８】また請求項４に記載された発明によれば、
請求項１または２の構成に加えて、前記受信結果統合手
段は複数の受信結果のうちの最小値および最大値の平均
値を求めるものであることを特徴とする物体検知装置が
提案される。

【００１９】上記構成によれば、受信結果のうちの最小
値および最大値の平均値を求めることにより受信結果を
統合するので、方位の演算を簡略化して演算負荷を軽減
することができる。

【００２０】また請求項５に記載された発明によれば、
請求項２〜４の何れかの構成に加えて、前記検知エリア
内に前記受信結果統合手段の複数の統合結果が得られた
とき、前記演算手段は距離が近いものから所定数の物体
を選択し、その物体の少なくとも方位を算出することを
特徴とする物体検知装置が提案される。

【００２１】上記構成によれば、複数の統合結果が得ら
れたときに距離が近い物体から優先的に該物体の少なく
とも方位を算出するので、自車との接触の可能性が最も
高い物体の方位を確実に検知することができる。

【００２２】また請求項６に記載された発明によれば、
請求項２〜５の何れかの構成に加えて、前記受信結果統
合手段は前記検知エリアにおけるビームの総数を求め、
このビームの総数に基づいて受信結果を統合することを
特徴とする物体検知装置が提案される。

【００２３】上記構成によれば、検知エリアにおけるビ
ームの総数に基づいて受信結果を統合するので、検知エ
リア内に送信されるビームの総数が変化しても物体の方
位を支障なく検知することができる。

【００２４】また請求項７に記載された発明によれば、
請求項２〜５の何れかの構成に加えて、前記受信結果統
合手段は前記検知エリアにおける走査開始から所定周期
でカウントを行ってカウント値を算出し、ビームの受信
結果と前記カウント値とに基づいて前記受信結果を統合
することを特徴とする物体検知装置が提案される。

【００２５】上記構成によれば、ビームの受信結果と検
知エリアにおける走査開始から所定周期でカウントを行
ったカウント値とに基づいて受信結果を統合するので、
ビームを送信する時間間隔が不均一であっても物体の方
位を支障なく検知することができる。

【００２６】また請求項８に記載された発明によれば、
請求項２〜７の何れかの構成に加えて、前記受信結果統
合手段は物体が検知された検知エリアの走査方向におけ
る両端の中間位置を求め、前記物体の距離が所定値以下
のときに前記演算手段は前記中間位置に基づき物体の方
位を求めることを特徴とする物体検知装置が提案され
る。

【００２７】上記構成によれば、物体の距離が所定値以
下のときに、物体が検知された検知エリアの両端の中間
位置に基づき物体の方位を求めるので、方位の分解能が
既に充分に高い近距離の物体について、方位の演算を簡
略化して演算負荷を軽減することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００２９】図１〜図９は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は物体検知装置のブロック図、図２は物体検
知装置の斜視図、図３は走査方式の説明図、図４および
図５は距離計測処理部の各バッファの構成を示す図、図
６は作用を説明するフローチャートの第１分図、図７は
作用を説明するフローチャートの第２分図、図８は作用
を説明するフローチャートの第３分図、図９はターゲッ
トの移動軌跡の検知結果を示す図である。

【００３０】図１〜図３に示すように、例えば前走車よ
りなるターゲットの距離および方位を検知するための物
体検知装置は、送光部１と、送光走査部２と、受光部３
と、受光走査部４と、距離計測処理部５とから構成され
る。送光部１は、送光レンズを一体に備えたレーザーダ
イオード１１と、レーザーダイオード１１を駆動するレ
ーザーダイオード駆動回路１２とを備える。送光走査部
２は、レーザーダイオード１１が出力したレーザーを反
射させる送光ミラー１３と、送光ミラー１３を上下軸１
４周りに往復回動させるモータ１５と、モータ１５の駆
動を制御するモータ駆動回路１６とを備える。送光ミラ
ー１３から出るレーザービームは左右幅が制限されて上
下方向に細長いパターンを持ち、それが所定周期で左右
方向に走査される。

【００３１】受光部３は、受光レンズ１７と、受光レン
ズ１７で収束させた反射波を受けて電気信号に変換する
フォトダイオード１８と、フォトダイオード１８の出力
信号を増幅する受光アンプ回路１９とを備える。受光走
査部４は、ターゲットからの反射波を反射させて前記フ
ォトダイオード１８に導く受光ミラー２０と、受光ミラ
ー２０を左右軸２１周りに往復回動させるモータ２２
と、モータ２２の駆動を制御するモータ駆動回路２３と
を備える。受光ミラー２０によって前記所定周期よりも
短い周期で上下方向に走査される受光エリアは、上下幅
が制限されて左右方向に細長いパターンを持つ。

【００３２】距離計測処理部５は、送信されたビームの
反射波のそれぞれの受信結果から距離および方位のデー
タを得る検知手段２４と、検知手段２４で得た複数のデ
ータを後述する手法で取捨選択して統合する受信結果統
合手段２５と、受信結果統合手段２５で統合したデータ
に基づいて目的とするターゲットの距離および方位を算
出する演算手段２６と、前記送光部１、送光走査部２、
受光部３、受光走査部４、検知手段２４、受信結果統合
手段２５および演算手段２６を制御する制御回路２７と
を備える。

【００３３】而して、前記図１６に示したように、走査
範囲は自車の正面の方向を基準として左右に各１４０ｍ
ｒａｄの角度を持ち、その走査範囲は各５ｍｒａｄの角
度を有して左右方向に分割された５６個の検知エリアか
らなり、各々の検知エリアには各々３０本のビームが含
まれる。従って、走査範囲を１回走査する間に１６８０
本のビームによる距離測定が行われることになる。

【００３４】前述したように、走査範囲の最も左側に位
置する検知エリア１において、３０本のビームにより得
られたターゲットのデータが表１に示される。本実施例
では、「従来の技術」の欄で説明した手法と異なる手法
で表１のデータを処理することにより、ターゲットの方
位を一層精密に検知するようになっている。

【００３５】即ち、従来と同様に９個の距離データのう
ち第２５ビームおよび第２９ビームの距離データは距離
データが得られた他のデータと相互に離散した単独の距
離データであるため、それらはノイズデータであると判
断して除外する。また同様にして、纏まった第４、第
５、第６、第８、第９、第１０、第１１ビームの７個の
距離データの平均値を算出し、その平均値を自車位置か
らターゲットまでの距離（８０．３４ｍ）とする。

【００３６】続いて、ターゲットの方位を検知する。第
４、第５、第６、第８、第９、第１０、第１１ビームの
７本のビームの番号の加算値は、４＋５＋６＋８＋９＋
１０＋１１＝５３であり、これをビーム数７で除算した
７．５７がターゲットの中央に対応するビームの番号に
なる。ビーム１本の幅は５／３０ｍｒａｄであるため、
ビーム７．５７本分の幅は（５／３０）×７．５７＝
１．３ｍｒａｄになり、従って、自車位置の前方を基準
としたターゲットの方位は走査範囲の左端から右側に
１．３ｍｒａｄ離れた方位、つまり自車の前方から左側
に１３８．７ｍｒａｄの方位がターゲットの正確な方位
になる。

【００３７】このようにして得られたターゲットの極座
標Ｔ（Ｒ，θ）＝（８０．３４ｍ，１３８．７ｍｒａ
ｄ）を直交座標Ｔ（Ｘ，Ｙ）に変換すると、ターゲット
の位置はＸ＝８０．３４×ｃｏｓ（１３８．７ｍｒａ
ｄ）＝７９．５７ｍとなり、Ｙ＝８０．３４×ｓｉｎ
（１３８．７ｍｒａｄ）＝１１．１１ｍとなる。これら
の小数点以下第２桁を切り捨てると、ターゲットの最終
的な位置座標Ｔは、Ｔ（Ｘ，Ｙ）＝（７９．５ｍ，１
１．１ｍ）で与えられる。

【００３８】而して、自車位置を原点としたターゲット
の極座標Ｔ（Ｒ，θ）は、Ｔ（Ｒ，θ）＝（８０．３４ｍ，１３８．７ｍｒａｄ） …（３）で与えられ、これを変換した直交座標Ｔ（Ｘ，Ｙ）は、Ｔ（Ｘ，Ｙ）＝（７９．５ｍ，１１．１ｍ） …（４）で与えられる。

【００３９】（１）式および（３）式を比較すると明ら
かなように、従来の手法を採用した（１）式のθ座標は
単に検知エリア１の中央位置をターゲットの方位として
いるのに対し、（３）式のθ座標は検知エリア１内の実
際のターゲットの方位を表しているため、その精度が
１．２ｍｒａｄ向上していることが分かる。そして
（１）式および（３）式の極座標を直交座標に変換した
（２）式および（４）式を比較すると明らかなように、
Ｙ座標の値が０．１ｍ異なっていて本実施例の手法の方
が高い精度が得られることが分かる。

【００４０】次に、距離計測処理部５において行われる
前記ターゲットの位置座標Ｔの算出過程を、図４および
図５に基づいて説明する。

【００４１】受光部３から距離計測処理部５の検知手段
２４に入力された検知エリア１の第１ビーム、第２ビー
ム、第３ビーム…の距離データは、受信結果統合手段２
５の「エリアNo. 」の欄に「１」として記憶され、「エ
リア起点角」の欄には走査領域の左端位置である「−
０．１４ｒａｄ」が入力され、「エリア分解能」の欄に
は１つの検知エリアの幅である「０．００５ｒａｄ」が
記憶され、「最後の距離データNo. 」の欄には検知エリ
ア１の３０本のビームの最後のビームNo. である「３
０」が入力される。「最後の距離データNo. 」である３
０は本実施例では固定値である。

【００４２】また距離計測処理部５の受信結果統合手段
２５には複数の距離算出バッファが設けられており、最
初に検知された「距離データ」がその「距離データNo.
」（つまりビームの番号４）と共に「バッファ１」に
記憶される。その次に得られた距離データ（ここではN
o. ５のデータ）が、既に距離データが記憶されたバッ
ファ（ここではバッファ１）の距離データに対して±２
ｍ以内の場合は同一のバッファ（ここではバッファ１）
に距離データNo. と共に距離データが記憶される。即
ち、距離データNo. ５，６，８，９，１０，１１の距離
データは距離データNo. ４の距離データに対して全て±
２ｍ以内であるので、バッファ１に記憶されることにな
る。

【００４３】また得られた距離データが既に距離データ
が記憶されたバッファ（ここではバッファ１）内の距離
データに対して±２ｍ以内になければ、新しいバッファ
に距離データNo. と共に距離データが記憶される。即
ち、距離データNo. ２５の距離データは距離データNo.
と共にバッファ２に記憶される。このように既に記憶さ
れている距離データに対して±２ｍ以内ではないデータ
が得られる度に新しいバッファに記憶されることにな
る。よって、距離データNo. ２９の距離データは、既に
データが記憶されているバッファ１，２の距離データの
何れとも±２ｍ以内のデータではないので、新しいバッ
ファ３に記憶されることとなる。

【００４４】図４の実施例ではバッファ１〜Ｎのうち、
距離データが記憶されたバッファについて、先ず距離デ
ータが１つしかない単独データのバッファ（ここではバ
ッファ２，３）のデータをノイズデータと見なして削除
する。そして距離計測処理部５の演算手段２６は残った
バッファのうち、自車から距離が最も近いデータが記憶
されたバッファ（ここではバッファ１）のデータを「タ
ーゲット候補バッファ」として採用してターゲットの距
離および方位の検知を行う（図５参照）。その理由、自
車に最も近いターゲットが自車と接触する可能性が最も
高いため、その挙動を充分に把握する必要があるためで
ある。

【００４５】続いて、図５においてターゲットの方位を
検知する。距離計測処理部５の受信結果統合手段２５
は、「距離データNo. 加算バッファ」で「ターゲット候
補バッファ」に記憶された距離データNo. を加算して加
算値５３を得、更に「距離データ数カウンタ」で距離デ
ータ数を加算して加算値７を得、更に距離データNo. の
加算値５３を距離データ数の加算値７で除算して距離デ
ータNo. 平均値７．５７を得る。そして実際のターゲッ
トの検知エリア１内の位置である前記７．５７を検知エ
リア１内のビーム数３０で除算することにより、ターゲ
ットの検知エリア１内の相対的な位置０．２５を得る。
この値「０．２５」は、検知エリア１の左右方向の幅の
左端から２５％位置（左端から１．２５ｍｒａｄの位
置）にターゲットが存在していることを示しており、従
ってターゲットの方位θは自車の前方から左側に１４０
−１．２５＝１３８．７５ｍｒａｄ（小数点以下第２桁
を切り捨てて１３８．７ｍｒａｄ）となる。

【００４６】続いて、図５においてターゲットの距離を
検知する。「ターゲット候補バッファ」に記憶された７
つの距離データを「距離データ加算バッファ」で加算し
て加算値５６２．４を得、これを距離データ数の加算値
７で除算して距離データ平均値８０．３４を得る。而し
て、距離計測処理部５の演算手段２６は、ターゲットの
局座標Ｔ（Ｒ，θ）＝（８０．３４ｍ，１３８．７ｍｒ
ａｄ）を直交座標に変換し、小数点以下第２桁を切り捨
てることにより、ターゲットの前後位置Ｘ＝７９．５
ｍ、左右位置Ｙ＝１１．１ｍを得る。

【００４７】次に、上記作用を図６〜図８のフローチャ
ートを参照しながら更に詳細に説明する。

【００４８】先ず、ステップＳ１で、検知エリア１の３
０本のビーム毎に距離データNo. および距離データを読
み込む。続いてステップＳ２で、読み込んだ距離データ
の値が存在するか否かを判断し、ターゲットからの反射
波が受信されたために距離データの値が存在すれば、ス
テップＳ３で、読み込んだ距離データの±２ｍ以内の距
離データがある距離算出バッファがあるか否かを判断
し、該当する距離算出バッファがあれば、ステップＳ４
で、読み込んだ距離データNo. と距離データとを、±２
ｍ以内の距離データがある距離算出バッファに追加す
る。一方、前記ステップＳ３で、該当する距離算出バッ
ファがなければ、ステップＳ５で、読み込んだ距離デー
タNo. と距離データとを、新しい距離算出バッファに追
加する。そしてステップＳ６で、検知エリア１内の３０
本のビームの全てについてのデータの読み込みを完了す
ると、ステップＳ７に移行して最後の距離データNo.
（本実施例では３０）を記憶する。

【００４９】続くステップＳ８で、距離算出バッファ内
の距離データを読み込み、続くステップＳ９で、読み込
んだ距離データが２個以上あればステップＳ１０に移行
し、そこで今回読み込んだ複数の距離データの最小値が
ターゲット候補バッファ内の複数の距離データの最小値
よりも小さいか否かを判断し、今回読み込んだ距離デー
タの最小値の方が小さければ、ステップＳ１１で、今回
読み込んだ距離算出バッファを新たにターゲット候補バ
ッファとして更新する。そしてステップＳ１２で、全て
の距離算出バッファ内の距離データを読み込むと、ステ
ップＳ１３に移行する。

【００５０】以上のようにして、距離データが最も小さ
いターゲットの距離データが含まれるターゲット候補バ
ッファが選択されると、ステップＳ１３で、ターゲット
候補バッファ内の距離データNo. を読み込み、更にステ
ップＳ１４で、距離データNo. 加算バッファに距離デー
タNo. を加算した後に、ステップＳ１５で、距離データ
数カウンタをインクリメントする。そしてステップＳ１
６で、ターゲット候補バッファ内の距離データNo. を全
て読み込むと、ステップＳ１７に移行する。

【００５１】続くステップＳ１７で、距離データNo. 加
算バッファの加算値を距離データ数カウンタのカウント
値で除算することにより、距離データNo. の平均値を算
出する。続くステップＳ１８で、距離データNo. の平均
値を最後の距離データNo. で除算することにより、検知
エリア１内のターゲットの方位を算出する。続くステッ
プＳ１９で、ターゲット候補バッファ内の距離データを
読み込み、更にステップＳ２０で、前記読み込んだ距離
データを距離データ加算バッファに加算する。そしてス
テップＳ２１でターゲット候補バッファ内の距離データ
を全て読み込むと、ステップＳ２２で、距離データ加算
バッファで加算した加算値を距離データ数カウンタのカ
ウント値で除算して距離データ平均値を算出する。

【００５２】而して、ステップＳ２３で、前記ステップ
Ｓ２２で算出したターゲットの距離データ平均値と、前
記ステップＳ１８で算出した検知エリア１内のターゲッ
トの方位とに基づいてターゲットのＹ座標を算出し、続
くステップＳ２４で前記Ｙ座標の小数点以下２桁目を切
り捨ててターゲットの最終的なＹ座標を算出する。また
ステップＳ２５で、前記ステップＳ２２で算出したター
ゲットの距離データ平均値と、前記ステップＳ１８で算
出した検知エリア１内のターゲットの方位とに基づいて
ターゲットのＸ座標を算出し、続くステップＳ２６で前
記Ｘ座標の小数点以下２桁目を切り捨ててターゲットの
最終的なＸ座標を算出する。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２および図９には、ターゲットが自車正
面方向に対して徐々に左方から右方に移動した場合の４
回の走査でターゲットの移動軌跡をトレースした結果が
示される。図９から明らかなように、従来の手法（図９
（Ａ）参照）ではターゲットが左右に蛇行する不自然な
移動軌跡を示しているが、本実施例の手法（図９（Ｂ）
参照）ではターゲットの移動軌跡が、実際のターゲット
の移動を表す自然なものとなっている。

【００５５】次に、図１０に基づいて本発明の第２実施
例を説明する。

【００５６】図１０（Ａ）の三角波は、右下がりのライ
ンが左から右への走査を示し、右上がりのラインが右か
ら左への走査を示しており、両ラインの傾きは走査速度
を示している。この場合には走査速度が常に一定である
ため、ビームの出力間隔が一定であると仮定すると、例
えば検知エリア１でも検知エリア２３でも各３０回の測
定が行われる。一方、図１０（Ｂ）のサイン波は傾き
（つまり走査速度）が周期的に変化しているため、例え
ば走査速度（ラインの傾き）が小さい検知エリア１で３
０回の測定が行われても、走査速度（ラインの傾き）が
大きい検知エリア２３で２０回の測定しか行われないこ
とになる。

【００５７】このように１つの検知エリアでの測定回数
が変化する場合には、その検知エリアにおける最後の距
離データNo. を記憶することにより、検知エリア内のタ
ーゲットの位置を正しく測定することができる。

【００５８】即ち、第１実施例を示す図４の「最後の距
離データNo. 」の欄、および図６のフローチャートのス
テップＳ７で固定値である「３０」を記憶する代わり
に、本実施例では、距離計測処理部５の受信結果統合手
段２５が、その検知エリア毎に最後の距離データNo.
（例えば、２０）を記憶する。そして図７のフローチャ
ートのステップＳ１８で、距離データNo. 平均値７．５
７を３０で除算する代わりにその検知エリア毎に最後の
距離データNo. （例えば、２０）で除算することによ
り、該検知エリア内のターゲットの位置を測定すること
ができる。

【００５９】つまり、検知エリア内の最後の距離データ
No. が変化しても、その最後の距離データNo. に対する
距離データNo. 平均値の関係を計算することにより、検
知エリア内のターゲットの位置を測定することができ
る。

【００６０】次に、図１１に基づいて本発明の第３実施
例を説明する。

【００６１】並走する複数台の車両が同じ時間間隔でビ
ームを送信する場合、他車が送信したビームの反射波と
自車が送信したビームの反射波とを識別できなくなる場
合がある。従って、図１１（Ａ）の三角波状の走査の場
合にも図１１（Ｂ）のサイン波状の走査の場合にも、ラ
ンダムな時間間隔でビームを送信することにより、自車
が送信したビームの反射波を識別することができる。

【００６２】

【表３】

【００６３】第１実施例の表１と第３実施例の表３とを
比較すると明らかなように、表１では左欄の３０個の
「距離データNo. 」に対応して右欄の「距離データ」を
記憶しているが、表３では左欄の３０個の「エリア内位
置カウンタ値」に対応して右欄の距離データを記憶して
いる。距離計測処理部５の受信結果統合手段２５は所定
時間間隔でカウントを行うカウンタを持ち、「エリア内
位置カウンタ値」の欄には各々のビームの送信が終了し
た時点でのカウント値が記憶される。本実施例では第１
ビームが送信された時点でのカウンタ値は６であり、第
２ビームが送信された時点でのカウンタ値は９であり、
第３ビームが送信された時点でのカウンタ値は１３であ
り、最後の第３０ビームが送信された時点でのカウンタ
値は１５４であり、その間隔はビームが送信される時間
間隔に応じてランダムになる。

【００６４】このように１つの検知エリアでビームがラ
ンダムな時間間隔で出力される場合には、「距離データ
No. 」に代えて「エリア内位置カウンタ値」を記憶する
ことにより、検知エリア内のターゲットの位置を正しく
測定することができる。

【００６５】即ち、図７〜図９のフローチャートの「距
離データNo. 」を「エリア内位置カウンタ値」で置き換
え、「距離データNo. 平均値」を「エリア内位置カウン
タ値平均値」で置き換えることにより、第１実施例と同
様にして該検知エリア内のターゲットの位置を測定する
ことができる。この場合、第１実施例の「距離データN
o. 平均値」の代わりに「エリア内位置カウンタ値平均
値」が得られ、この「エリア内位置カウンタ値平均値」
はランダムなビームの送信間隔の影響を考慮したもので
あるため、検知エリア１内のターゲットの方位を正しく
示している。

【００６６】そして「エリア内位置カウンタ値」の最大
値である１５４は５ｍｒａｄに相当するため、（５／１
５４）ｍｒａｄに「エリア内位置カウンタ値平均値」を
乗算してターゲットの方位を知ることができる。具体的
には、表３において７本のビームのエリア内位置カウン
タ値の加算値は２０＋２５＋２９＋４５＋４６＋４９＋
５５＝２６９であり、これをデータ数の７で除算した３
８．４が「エリア内位置カウンタ値平均値」となる。従
って、検知エリア１の幅である５ｍｒａｄに（３８．４
／１５４）を乗算した１．２ｍｒａｄが検知エリア１の
左端からのターゲットの方位となり、自車の前方を基準
としたターゲットの方位は１４０−１．２＝１３８．８
ｍｒａｄとなる。

【００６７】次に、図１２に基づいて本発明の第４実施
例を説明する。

【００６８】前述したように、車体前方に送信されるビ
ームが１００ｍ前方で幅２８ｍに拡散する場合、ターゲ
ットの左右の方位を検知するための検知エリアを左右方
向に５６等分すると、自車の８０ｍ前方では１本の検知
エリアの幅が０．４ｍになってターゲットの左右の方位
の分解能が０．４ｍになる。一方、自車の３０ｍ前方で
は１本の検知エリアの幅が０．１５ｍになってターゲッ
トの左右の方位の分解能が０．１５ｍになり、実用上充
分な分解能が確保される。従って、自車とターゲットと
の距離の大小に関わらず前記第１〜第３実施例の手法で
ターゲットの方位の検知精度を高めると、近距離のター
ゲットに対しては分解能が過剰になり、距離計測処理部
５に不必要な演算負荷を強いることになる。そこで、本
実施例では、例えば３０ｍ未満の近距離のターゲットに
対しては、距離計測処理部５の演算手段２６が従来の手
法、つまり検知エリア内で検知されたターゲットが該検
知エリアの中央位置に存在するものと仮定し、例えば３
０ｍ以上の遠距離のターゲットに対しては前記第１〜第
３実施例の手法を採用して検知エリア内のターゲットの
位置を精密に検知するようにしている。

【００６９】この実施例によれば、ターゲットの方位の
検知精度を実用上支障のない程度に確保しながら、距離
計測処理部５の演算負荷を軽減するとともに演算時間を
短縮することができる。

【００７０】次に、表１に基づいて本発明の第５実施例
を説明する。

【００７１】前記第１実施例では、ターゲットの方位を
検知すべく距離データが得られた第４、第５、第６、第
８、第９、第１０、第１１ビームの７個の距離データN
o. （ビーム番号）の加算値を、４＋５＋６＋８＋９＋
１０＋１１＝５３により算出し、これをビーム数７で除
算した７．５７をターゲットの中央に対応するビームの
番号として求めていた。本第５実施例は上記演算過程を
簡略化したもので、距離計測処理部５の受信結果統合手
段２５は、７本のビームの番号を加算する代わりに、最
初の距離データNo. である４（最小値）と、最後の距離
データNo. である１１（最大値）との平均値（４＋１
１）／２＝７．５をターゲットの中央に対応する距離デ
ータNo. とするものである。この第５実施例と前記第１
実施例との間の誤差は、７．５７−７．５＝０．０２で
あり、検知エリアの幅の僅かに２％に過ぎない。

【００７２】尚、第４、第５、第６、第８、第９、第１
０、第１１ビームの７個の距離データの加算値である８
０．２＋８０．８＋７９．２＋８１．３＋８０．１＋８
２．２＋７８．６＝５６２．４を７で除算してターゲッ
トまでの距離８０．３４ｍを算出する代わりに、最初の
第４ビームの距離データである８０．２と最後の第１１
ビームの距離データである７８．６との平均値７９．４
ｍをターゲットまでの距離として算出することも考えら
れる。しかしながら、この手法を採用すると、最初の距
離データあるいは最後の距離データが他の距離データに
対して大きく外れているような場合に誤差が大きくなる
ため、この手法は採用しない。

【００７３】次に、図１３に基づいて本発明の第６実施
例を説明する。

【００７４】前記第１〜第５実施例によれば、ターゲッ
トの方位の検知精度が高まるため、それまで５６分割し
ていた走査範囲を半分の２８分割にしても０．１ｍの分
解能を得ることが可能になり、走査範囲の分割数を減少
させたことにより距離計測処理部５の演算負荷を軽減す
ることができる。

【００７５】しかしながら、走査範囲を２８分割すると
１つの検知エリアの幅が５ｍｒａｄから１０ｍｒａｄに
増加するため、１つの検知エリア内に複数のターゲット
が存在する可能性が高くなる。前記第１〜第５実施例で
は、１つの検知エリア内で自車からの距離が最も小さい
ターゲットのデータをターゲット候補バッファに記憶し
ているが、本第６実施例では自車からの距離が近い順に
複数（例えば、２個あるいは３個）のターゲットをそれ
ぞれ第１、第２…ターゲット候補バッファに記憶し、そ
れぞれのターゲットについて距離および方位を算出する
ようにしている。これにより、検知エリア数を減らして
演算負荷を軽減しながら複数のターゲットを確実に検知
することが可能になる。

【００７６】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００７７】例えば、実施例の物体検知装置はレーザー
を用いているが、レーザーに代えてミリ波等の他の電磁
波を用いることができる。

【００７８】また実施例では自車の真っ直ぐ前方と斜め
前方とで左右方向の分解能を同一にしているが、自車の
真っ直ぐ前方の分解能を高く設定し、自車の斜め前方の
分解能を低く設定してもよい。

【００７９】また実施例ではターゲットの左右の方位の
分解能を高めるものであるが、上下（高さ方向）の方位
の分解能を高めるものにも適用可能である。

【００８０】また実施例ではターゲットの方位を検知す
る際にビームを１本ずつ独立して扱っているが、複数本
のビームを纏めたものとを１単位のビームとして扱うこ
とも可能である。

【００８１】また実施例では検知エリア１内でのターゲ
ットの方位について説明したが、他の検知エリアの方位
も既知であるため（図１５参照）、その検知エリア内で
のターゲットの方位についても同様にして検知可能であ
る。

【００８２】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、電磁波のビーム毎に受信結果を検知し、隣接
する受信信号が得られたビームの受信結果を統合した結
果に基づいて少なくとも物体の方位を算出するので、受
信信号が得られた特定のビームと物体との関係に基づい
て該物体の方位を分解能を高めることができる。

【００８３】また請求項２に記載された発明によれば、
電磁波の走査範囲を複数に分割した検知エリア毎に受信
結果を統合するので、各検知エリア内の物体の方位を検
知して分解能を更に高めることができる。

【００８４】また請求項３に記載された発明によれば、
複数の受信結果の平均値を求めることにより受信結果を
統合するので、物体の中心位置の方位を精密に検知する
ことができる。

【００８５】また請求項４に記載された発明によれば、
受信結果のうちの最小値および最大値の平均値を求める
ことにより受信結果を統合するので、方位の演算を簡略
化して演算負荷を軽減することができる。

【００８６】また請求項５に記載された発明によれば、
複数の統合結果が得られたときに距離が近い物体から優
先的に該物体の少なくとも方位を算出するので、自車と
の接触の可能性が最も高い物体の方位を確実に検知する
ことができる。

【００８７】また請求項６に記載された発明によれば、
検知エリアにおけるビームの総数に基づいて受信結果を
統合するので、検知エリア内に送信されるビームの総数
が変化しても物体の方位を支障なく検知することができ
る。

【００８８】また請求項７に記載された発明によれば、
ビームの受信結果と検知エリアにおける走査開始から所
定周期でカウントを行ったカウント値とに基づいて受信
結果を統合するので、ビームを送信する時間間隔が不均
一であっても物体の方位を支障なく検知することができ
る。

【００８９】また請求項８に記載された発明によれば、
物体の距離が所定値以下のときに、物体が検知された検
知エリアの両端の中間位置に基づき物体の方位を求める
ので、方位の分解能が本来定に高い近距離の物体につい
て、方位の演算を簡略化して演算負荷を軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】物体検知装置のブロック図

【図２】物体検知装置の斜視図

【図３】走査方式の説明図

【図４】距離計測処理部の各バッファの構成を示す図

【図５】距離計測処理部の各バッファの構成を示す図

【図６】作用を説明するフローチャートの第１分図

【図７】作用を説明するフローチャートの第２分図

【図８】作用を説明するフローチャートの第３分図

【図９】ターゲットの移動軌跡の検知結果を示す図

【図１０】ビームの送信間隔を異ならせた実施例を説明
する図

【図１１】ビームの送信間隔を不等間隔にした実施例を
説明する図

【図１２】ターゲットの距離に応じて分解能を変化させ
た実施例の説明図

【図１３】１つの検知エリア内で複数のターゲットを検
知する実施例の説明図

【図１４】検知エリアの分割とターゲットの分解能との
関係を説明する図

【図１５】検知エリアとビームの本数との関係を説明す
る図

【図１６】ターゲットの方位の定義を説明する図

【符号の説明】

５距離計測処理部２４検知手段２５受信結果統合手段２６演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G005 DA04 5H180 AA01 BB15 CC03 LL01 LL04 5J070 AB01 AC02 AC13 AE01 AF03 AG01 AK22 5J084 AA02 AA05 AA10 AB01 AC02 BA04 BA11 BA36 BB02 BB21 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のビームの集合よりなる電磁波で物
体を少なくとも一方向に走査し、その反射波を受信する
ことで物体の存在を検知する物体検知装置において、電磁波のビーム毎に受信結果を検知する検知手段と、隣接する受信信号が得られたビームの受信結果を統合す
る受信結果統合手段と、受信結果統合手段の統合結果に基づいて少なくとも物体
の方位を算出する演算手段と、を備えたことを特徴とす
る物体検知装置。
【請求項２】前記電磁波の走査範囲は複数の検知エリ
アに分割されており、前記受信結果統合手段は前記検知
エリア毎に受信結果を統合することを特徴とする、請求
項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】前記受信結果統合手段は複数の受信結果
の平均値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に記載の物体検知装置。
【請求項４】前記受信結果統合手段は複数の受信結果
のうちの最小値および最大値の平均値を求めるものであ
ることを特徴とする、請求項１または２に記載の物体検
知装置。
【請求項５】前記検知エリア内に前記受信結果統合手
段の複数の統合結果が得られたとき、前記演算手段は距
離が近いものから所定数の物体を選択し、その物体の少
なくとも方位を算出することを特徴とする、請求項２〜
４の何れかに記載の物体検知装置。
【請求項６】前記受信結果統合手段は前記検知エリア
におけるビームの総数を求め、このビームの総数に基づ
いて受信結果を統合することを特徴とする、請求項２〜
５の何れかに記載の物体検知装置。
【請求項７】前記受信結果統合手段は前記検知エリア
における走査開始から所定周期でカウントを行ってカウ
ント値を算出し、ビームの受信結果と前記カウント値と
に基づいて前記受信結果を統合することを特徴とする、
請求項２〜５の何れかに記載の物体検知装置。
【請求項８】前記受信結果統合手段は物体が検知され
た検知エリアの走査方向における両端の中間位置を求
め、前記物体の距離が所定値以下のときに前記演算手段
は前記中間位置に基づき物体の方位を求めることを特徴
とする、請求項２〜７の何れかに記載の物体検知装置。