JP2001520389A - ジャイロスコープ装置を使用する自動車用の進路内目標物判定のための方法と装置 - Google Patents

ジャイロスコープ装置を使用する自動車用の進路内目標物判定のための方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ホスト車両の進路内に障害物車両が存在するか否かを判定するという必要を満たす方法と装置と製品とに関する。特に、本発明は、ホスト車両が直線進路内をあるいは湾曲した進路に沿って移動中であるか否かにかかわらず、上記必要を満たす。入力データ（「入力」）が、ホスト車両に取り付けられている機器から収集されることが好ましい。入力は、ホスト車両に関して、平均旋回率（平均旋回速度）と、移動中の進路の曲率半径と、速度と、ホスト車両から障害物車両までの距離とを計算するために使用される。さらに、入力は、障害物車両の偏差を測定するために使用される。さらに、入力は、ホスト車両に装着されたレーダ装置から発信されるレーダビームの中心を通って延びる０°基準方位からの障害物の偏差を測定するために使用される。障害物方位角αiが算出され、ホスト車両の進路内に障害物が存在するか否かを判定するために使用される。ホスト車両の進路内に障害物が存在するかどうかに関して判定が行われた後に、その判定結果が、その結果を表示するセンサ及び表示装置に送られて表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 《発明の分野》 本発明は、車両（乗物）レーダシステムに関し、特に、ホスト車両の進路内に
障害物があるかどうかを判定する車両衝突回避システムのための装置、方法及び
製品に関する。
【０００２】 《従来の技術》 世界の道路を移動する車両の密度を増大させると同時に、静止物体及び移動物
体（例えば、沿道の障害物や他の車両）との公道(highway)車両の衝突を防止す ることによって公道車両の運転の安全性を改善することが、必要とされ続けてい
る。外見上は互いに矛盾するこれらの目標を実現するための手段の１つは、車両
とその進路内のあらゆる障害物との間の相対速度と進行方向と距離とを監視し、
車両の運転者に対して潜在的な危険状態の警告を与えるためにこうした情報を使
用することである。こうした環境条件を監視するための手段としてレーダシステ
ムの使用を考慮することが、自動車エンジニアにとってますます一般的なものに
なりつつある。
【０００３】 時分割ベースで３つの異なった周波数で送信及び受信を行う車両搭載レーダシ
ステムが現在知られており、このシステムでは、３つの周波数の内の２つの周波
数が距離を測定するために使用され、接近速度と衝突可能性とを測定するために
第３の周波数が他の２つの周波数の一方と組み合わされる。こうしたシステムが
、Watanabeらに交付された米国特許第3,952,303号明細書に開示されており、こ こでは、アナログレーダシステムの処理フロントエンドを教示している。
【０００４】 自動車レーダシステムの別の例が、本発明の譲受人に譲渡された「Multi-Freq
uency Automotive Radar System（多周波式自動車用レーダシステム）」という 標題の米国特許第5,402,129号明細書に開示されている。このシステムでは、送 信信号と反射受信信号とがＲＦ（高周波）ミクサ混合器に与えられる。ＲＦミク
サからの関連した出力が、送信周波数と受信周波数の間の差に等しい周波数を有
する信号である。反射受信信号の周波数は、「ドップラー」効果のために、その
戻り時には送信信号の周波数からシフトしているだろう。トランシーバに対して
相対移動する障害物から送信信号が反射して戻ってくる時には、常に、ドップラ
ー効果が生じる。この結果として生じる周波数シフトが「ドップラーシフト」と
呼ばれている。
【０００５】 主としてデジタル方式を使用する自動車用レーダシステムの別の例が、本発明
の譲受人に譲渡された「Multi-Frequency, Multi-Target Vehicular Radar Syst
em Using Digital Signal Processing（デジタル信号処理を使用する多周波式多
目標物自動車用レーダシステム）」という標題の米国特許第5,302,596号明細書 に開示されている。２チャンネルの送信周波数を生成するための送信部を含むそ
のシステムでは、１つのアンテナが送信信号の送信と反射受信信号の受信の両方
を行う。ダイオードミクサが、送信周波数から受信周波数を引いた差に等しい周
波数を有する差信号を発生する。フロントエンド電子回路部内の信号スイッチが
、チャンネル１の信号とチャンネル２の信号とを多重化及び標本化し、その後で
、標本（サンプル）が２チャンネルアナログ／デジタル変換器に入力される。デ
ジタル電子回路部がデジタル情報を受け取り、周波数と２つのチャンネルの位相
差とに基づいて障害物の相対速度と距離とを測定するために、デジタルデータの
各チャンネルに対して高速フーリエ変換を行う。さらに、デジタル電子回路部が
、車両運転状態に関する情報を受け取り、及び／または、識別された障害物によ
ってもたらされる危険状態の度合いの測定を制御する。
【０００６】 車両衝突回避レーダシステムでは、車両の移動進路内に障害物があるか否かを
知ることが必要である。これは、典型的には、障害物が照準線から外れているか
どうかを判定し、そうである場合には角度誤差（照準線からの角度偏差）の方向
と量とを測定することによって行われる。さらに、障害物の遠さや距離を知るこ
とが望ましくまたは必要である。連続的な追尾を実現するために、信号を送信し
、その後でその信号の互いに異なった形で受信される複数のレプリカを組み合わ
せるシステムを含む、いくつかのシステムがこれまでに提案されている。こうし
たシステムの例が、Baghdadyの米国特許第4,060,809号明細書、Baghdadyの米国 特許第4,975,710号明細書、Baghdadyの米国特許第5,084,709号明細書及びBaghda
dyの米国特許第5,128,969号明細書によって与えられている。しかし、こうした システムは、車両衝突回避レーダシステム用に使用される時にこうしたシステム
を不適切または非実用的なものにする欠点を有することが、既に判明している。
衝突回避レーダシステムを装備したホスト車両が湾曲した道路上に存在する時は
、角誤差の知識だけでは、障害物の位置に対するホスト車両の進路を衝突回避レ
ーダシステムが予測することを可能にするには不十分なので、こうしたシステム
はデータを提供する能力において限界がある。したがって、システムによって識
別された障害物に対するホスト車両の進路をこうした場合でも予測することが可
能であるシステムが、必要とされている。
【０００７】 《発明の概要》 概略的に述べると、本発明は、ホスト車両の進路内に障害物が存在するか否か
を判定するために使用される方法と装置と製品とに関する。本発明は、旋回半径
情報を得るために、車両の旋回率（旋回速度）を測定する装置からのデジタル化
出力を使用するシステムを提供する。迫りくる衝突事故の警告及び／またはクル
ーズコントロール機能のために、この情報が、レーダシステムによって供給され
る情報と共に使用される。本発明は、ホスト車両が直線進路に沿って移動中であ
るか、または、湾曲した進路に沿って移動中であるかを考慮に入れる。
【０００８】 実施の形態の１つでは、本発明が、ホスト車両の移動進路内に障害物が存在す
るかどうかを判定するための方法として実現される。この判定は、ホスト車両に
装着されたレーダシステム、旋回率インジケータ及び他の機器（例えば速度計や
タコメーター）のような１つ以上の収集装置からの出力データに基づいている。
最初に、収集装置からの出力が、ホスト車両の速度と、平均旋回率と、移動しつ
つある進路の曲率半径と、検出されたあらゆる障害物の相対速度及び距離と、障
害物の方位角、すなわちホスト車両の縦軸線（レーダシステムの照準線(boresig
ht)であることが好ましい）に一致しているゼロ度(０°）基準方位を基準とした
障害物の偏差とを測定するために使用される。ホスト車両の進路内に障害物が存
在するかどうかを判定するために、障害物方位角αが旋回率情報と組み合わされ
る。
【０００９】 別の実施の形態では、本発明は、ホスト車両の進路内に障害物が存在するかど
うかを判定するための装置である。この装置は、レーダ装置とセンシング装置（
検出装置）（例えばジャイロスコープ）とから入力を受け取り、かつ、プロセッ
サとデジタル記憶装置と表示装置とを含む。その好ましい実施の形態では、本発
明の譲受人にその両方が譲渡されている米国特許第5,302,956号明細書または米 国特許第5,402,129号明細書に開示されているレーダ装置のようなレーダ装置が 使用される。したがって、これらの特許明細書が本明細書に引用として組み入れ
られている。
【００１０】 追加の入力データを収集するために、レーダ装置と組み合わせてジャイロスコ
ープが使用されることが好ましい。このジャイロスコープはどんな設計であって
もよいが、低コストのジャイロスコープが使用されることが好ましい。あるいは
、ホスト車両の旋回率を測定するために、上記システムに戻される入力が本発明
によって解釈されることが可能である限りは、例えば横方向加速度計や他の旋回
率センシング装置のような任意の装置をジャイロスコープの代わりに使用するこ
とができる。レーダ装置とジャイロスコープとは、入力を含む計算が行われるこ
とを可能にする回路系に接続される。この計算が、ホスト車両に関する旋回率を
決定し、ホスト車両の進路内に障害物が存在するか否かを判定する。この判定の
結果が、この結果を表示するセンサ及び表示装置に送られて表示される。好まし
い実施の形態では、回路系は、ジャイロスコープから受け取られる異常な入力デ
ータを除去するためのフィルタと、記憶装置と、上記の引用特許に開示されてい
る通りのレーダの実現のために必要な回路系とを含む。
【００１１】 さらに別の実施の形態では、本発明は、ホスト車両の進路内に障害物が存在す
るかどうかを判定するための方法段階を行うためにデジタルデータ処理装置によ
って実行可能である機械可読命令のプログラムを有形に具体化するデータ記憶装
置を含む製品である。
【００１２】 本発明は、その使用者にいくつかの明確な利点を提供する。本発明の利点の１
つは、ホスト車両が湾曲した進路を移動中である場合にさえ、障害物が基準車両
の進路内に存在するかどうかを本発明が判定するということである。このような
システムは、それ自体として、ホスト車両が湾曲した進路上にある時にさえ、車
両の速度を制御するために、クルーズコントロールシステムの構成要素として使
用されてよい。さらに、このシステムは、ホスト車両とそのホスト車両の湾曲し
た進路内の別の車両との間の距離を調節するために使用されてもよい。
【００１３】 全図において同じ参照番号が同じ部分を表わしている添付図面に関連付けて、
以下の詳しい説明を考察することによって、本発明の本質と目的と利点とが当業
者にさらに明らかになるだろう。
【００１４】 《発明の詳しい説明》 概略的に述べると、本発明は、ホスト車両の進路内に障害物が存在か否かを判
定するために進路内障害物測定（ＩＯＤ）装置(in-path obstacle determinatio
n unit)を使用する。本発明は、クルーズコントロールシステム装置や他の様々 な用途においても使用されることが可能である。
【００１５】 図１は、道路１１０の一部分上を移動する、ＩＯＤ装置１１２が装着されたホ
スト車両１１１を示す。ホスト車両１１１は、道路１１０の車線１１６内を矢印
１１４によって示される方向に移動する。車両１１１のＩＯＤ装置１１２が、Ｉ
ＯＤ装置１１２が装着されている、ホスト車両１１１の前端部から延びることが
好ましいレーダビームを送信する。あるいは、ＩＯＤ装置をホスト車両１１１の
側部上または頂部上に取り付けてもよい。レーダビーム１１８が、車両１２０の
ような障害物を取り囲むように示されている。車両１２０が車線１１６内を矢印
１２２で示されているようにホスト車両１１１と同じ方向に移動している。第３
の車両１２４が、矢印１２８で示されているように道路１１０の第２の車線１２
６内をホスト車両１１１及び車両１２０と反対の方向に移動している形で、示さ
れている。
【００１６】 実施の一形態では、ＩＯＤ装置１１２は、特にホスト車両１１１に関する旋回
率（旋回速度）と曲率半径とを測定することが可能であるセンシング装置とレー
ダ装置とを含む。さらに、ＩＯＤ装置１１２は、進路内障害物判定を行うのに必
要な情報を確保するために使用される速さ計または速度計のような他の装置を含
むことが好ましい。
【００１７】 ホスト車両１１１内のＩＯＤ装置１１２が障害物を追尾するためにレーダビー
ム１１８を使用する好ましい方法が、図２に示される実施の形態に示されている
。レーダビーム２１８は、レーダビーム２１８の中心照準線(center boresight)
に沿って延びるゼロ度基準方位２０２を含む。ホスト車両１１１のＩＯＤ装置１
１２が、車両２２０のような障害物をその移動進路の前方と側方の両方で追尾す
ることが可能であることが、好ましい。レーダビーム２１８は、基準方位２０２
に対する車両２２０の方位の連続的な表示と、ホスト車両１１１に対する車両２
２０の距離２０８と相対移動とに関する表示とを与える。ＩＯＤ装置１１２は、
車両２２０によって反射されＩＯＤ装置１１２によって受信される信号に基づい
て、車両２２０の偏差角２０４あるいは照準線外れ状態（図２において角度Ψと
して示されている）を測定する。
【００１８】 実施の一形態では、レーダビーム２１８が、ホスト車両１１１の前方３５０フ
ィート（１０６．６８ｍ）の有効到達距離と、最大到達距離において６０フィー
ト（１８．２８８ｍ）までの幅とを有する。他の実施の形態では、レーダビーム
２１８の到達距離と幅とを、使用されるレーダ装置に応じて増減してもよい。Ｉ
ＯＤ装置は、偏差角２０４に基づいて車両２２０の方位２０６を計算する。偏差
角２０４の符号が、障害物が基準方位２２０のどちら側に位置するかを決定する
。さらに、ＩＯＤ装置は、例えば、当業者に公知の手法であると考えられる二周
波数送受信を使用することなどによって、従来のやり方で、ＩＯＤ装置１１２か
らの車両２２０の距離２０８を測定する。
【００１９】 この実施の形態に関わりなく、ＩＯＤ装置１１２は、ホスト車両と同一方向に
道路上を移動中である他の車両の後端部、左側部もしくは右側部に対する衝突を
警告するかその回避を補助するために、及び、道路の側方にある障害物（例えば
、交通標識柱、岩もしくは歩行者）または隣接する移動車線内の物体を明らかに
するために使用されてもよい。所望であれば、ＩＯＤ装置１１２は、ホスト車両
１１１に向かって進行してくる障害物を検出してもよい。
【００２０】 実施の一形態では、ホスト車両１１１の旋回率、旋回半径３０４及び他の情報
を測定するためにデータを収集するようにセンシング装置が使用される。図３を
参照すると、ホスト車両１１１の進路３２４内に障害物が存在するかどうかを判
定するために、ホスト車両の旋回率と旋回半径３０４とが、レーダビーム３１８
のデータとともに使用される。図３に示されているように、ホスト車両１１１が
、道路３１０の車線３１６内を矢印３１４によって示されている方向に、湾曲し
た進路に沿って移動中である。ホスト車両１１１のＩＯＤ装置１１２は、ＩＯＤ
装置１１２がそこに装着されることが好ましいホスト車両１１１の前端部から延
びるレーダビーム１１８を送信する。レーダビーム３１８が車両３２０を囲むよ
うに示されている。車線３２６内に位置する車両３２０が、矢印３２２で表され
ているように、ホスト車両１１１と同一方向に移動している。
【００２１】 最初に、偏差角（不図示）（好ましい実施の形態では本発明の回路系５００に
よって測定されるように、基準方位３０２と方位３０６との間の角度）がゼロな
ので、レーダによって「探知される」車両３２０が基準車両１１１の進路内にあ
るように、レーダビーム３１８にとって見えるだろう。しかし、ホスト車両の平
均旋回率と旋回半径３０４とを測定するためにＩＯＤ装置１１２のセンシング装
置からの入力を使用することによって、障害物方位角αを本発明によって算出す
ることが可能である。角度αは、以下で説明するように、ホスト車両１１１が湾
曲した進路３２４に沿って移動中である時にホスト車両１１１の進路内に車両３
２０が存在するか否かを判定するために、使用される。進路内に車両３２０が存
在する場合には、警告及び／または回避行動が求められるだろう。平均旋回率と
旋回半径３０４とを測定するために追加の入力を使用することによって、進路内
の障害物を調べるために使用されるレーダ探知ゾーンが、図３Ｂに示されている
ように、道路の針路に対して「整形」されていてもよい。
【００２２】 〔動作〕 ［ハードウェア構成要素と相互接続］ 本発明の装置のさらに詳細な説明は、次の通りである。本発明の実施の一形態
では、プロセッサが、ホスト車両の進路内に障害物が存在するか否かを判定する
。
【００２３】 図４に示されているように、本発明のシステム４００は、レーダ装置４０２と
、センシング装置４０４と、本発明の回路系５００と、表示装置及び制御センサ
４０３とを好ましく備えるＩＯＤ装置１１２を含む。
【００２４】 本発明の実施の一形態では、ＩＯＤ装置１１２のレーダ装置４０２が、本明細
書に引用として組み入れられておりかつ本発明の譲受人に譲渡されている米国特
許第5,402,129号明細書に示されている通りであってよい。レーダ装置４０２は 、調節が可能でありかつホスト車両の前方に位置している目標物を追尾するよう
に選択されるレーダビームを発信する。例えば、ホスト車両１１１のＩＯＤ装置
１１２で使用されるレーダ装置４０２は、ホスト車両１１１がその中を移動中で
ある図３Ａに示されている車線３１６の中に、エネルギーを発信することが好ま
しい。これと同時に、レーダビームは、ホスト車両１１１が道路３１０内のカー
ブを通過する時に隣接車線３２６の中に向けて送信するのに十分なだけの幅を有
することが好ましい。しかし、レーダビームは、ホスト車両１１１の側方に非常
に接近した位置にある、図１に示されている車両１２４のような潜在的目標を含
むことがないような幅である。車両１２４の進路が、車両１２４がホスト車両１
１１の傍らを安全に通過するようなものであるので、本発明の好ましい実施の形
態は、車両１２４を追尾しない。
【００２５】 別の実施の形態では、レーダ装置４０２が、本明細書に引用として組み入れら
れておりかつ本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第5,302,596号明細書に 示されている通りのレーダ装置である。このレーダ装置は上記レーダ装置とは異
なっているが、障害物を追尾する能力は実質的に同一である。さらに、結果的に
得られる追尾能力がここで言及したレーダ装置の追尾能力と同様であるならば、
超音波距離検出システムのような他の任意の追尾装置を上記レーダ装置の代わり
に使用することも可能である。
【００２６】 別の実施の形態では、ＩＯＤ装置１１２のセンシング装置４０４がジャイロス
コープであってよい。低コストのジャイロスコープが好ましい。しかし、当業者
には公知であるように、ジャイロスコープ、特に低コストのジャイロスコープは
、その特徴として、偏り（バイアス）のある出力を有する。言い換えると、ホス
ト車両１１１が概ね直線の進路に沿って移動中である時に、このジャイロスコー
プが依然としていくらかの出力を有するだろう。この出力は非線形である。さら
に、低コストのジャイロスコープは、様々な作用、特に外界温度の変化及びその
ジャイロスコープの品質に起因するドリフトの影響を受けやすい。ジャイロスコ
ープ（特に低コストのジャイロスコープ）の出力は、摂氏８０度（８０℃）の温
度変化に関して、ドリフトが１秒間当たり数度の角速度と同等であり得るような
出力である。例えば、摂氏−２０度（−２０℃）から摂氏＋５０度（＋５０℃）
の温度サイクルにわたって温度チャンバ内で試験したジャイロスコープは、１秒
間当たり摂氏約２度（２℃）に等しい偏り（バイアス）の変化を被るだろう。ジ
ャイロスコープが「電源投入(powered up)」されている時間の長さに応じて偏り
（バイアス）がドリフトするので、好ましくはハイパス（高域通過）フィルタを
使用してジャイロスコープから受け取ったデータを処理することによって、こう
したドリフトを以下に述べるようにフィルタリングによって除去しなければなら
ない。
【００２７】 実施の一形態では、表示装置及びセンサ４０３が、追加の情報を収集して表示
し、進路内目標物判定の結果を表示するために使用される。さらに、表示装置及
びセンサ４０３が、警告チャイムや運転者オーバーライドシステム(driver over
ride system)等のような衝突回避システムを起動してもよい。上記センサは、速
さ計、速度計、加速度計、ピトー管、またはホスト車両の速度を測定するための
同様のタイプのセンサを含んでもよい。表示装置は、ビデオ表示装置、信号音の
ようなオーディオ出力、または、ホスト車両の進路内に障害物があるという事実
に注意を引く同様の出力を含んでもよい。
【００２８】 図５は、本発明の回路系５００の実施の一形態に含まれておりかつセンシング
装置４０４の入力をフィルタリング５０２するために使用されるフィルタ５０２
を示している。好ましい実施の形態では、フィルタは、特に、反対の進行方向に
移動中の自動車のような、ホスト車両１１１に向かって進行しているあらゆる障
害物に関する進路内目標物判定データを排除する。しかし、別の実施の形態では
、反対方向に移動する物体も検出されよう。この好ましい実施の形態では、回路
系５００はプロセッサ５０６である。別の実施の形態では、回路系５００は、プ
ロセッサ５０６と、記憶装置５０４と、ＩＯＤ装置１１２を実現するために必要
とされる公知の要素５０８とを含む。回路系５００が、レーダ装置４０２とセン
シング装置４０４と表示装置及びセンサ４０３とを接続する。回路系５００は、
その構成に応じて、データ及びコマンドを、転送、記憶、送信または受信しても
よい。別の実施の形態では、回路系５００は、プロセッサ５０６に対する入力デ
ータの転送のために種々のハードウェア装置が協働することを可能にするインタ
フェースを含む。
【００２９】 ［動作の全体的シーケンス］ 図６は、本発明の一実施例に基づく方法ステップ６００のシーケンスを示して
いる。説明を容易にするために、ただし、それによりいかなる限定も行うことも
意図せずに、上記の発明の様々な実施の形態に関連して、図６の例を説明する。
実施の一形態では、ステップはタスク６０１で開始され、ステップ６０２におい
て入力データがＩＯＤ装置１１２から受け取られる。ＩＯＤ装置１１２からのデ
ータは、ホスト車両の速度と、障害物車両からのホスト車両の距離と、ホスト車
両の方位からの障害物車両の偏差とに関する情報を含んでよい。この情報を収集
し計算するための様々な方法が、引用として組み入れている上記特許の中で言及
されている。これに加えて、上記の速度測定装置のようなホスト車両自体の測定
機器から少なくとも一部の情報が受け取られてよい。
【００３０】 タスク６０４では、ＩＯＤ装置１１２のセンシング装置４０４から受け取られ
たデータが、その受け取られたデータを正規化するためのデータの操作の前に、
フィルタリングされることが好ましい。例えば、実施の一形態では、センシング
装置４０４はジャイロスコープである。ジャイロスコープの偏り（バイアス）の
ドラフトが、そのジャイロスコープが「電源投入」されていた経過時間に応じて
変化するので、上記の通りに図５に示されているフィルタ５０２を使用してジャ
イロスコープから受け取ったデータを処理することにより、偏り（バイアス）は
フィルタリング除去されなければならない。実施の一形態では、フィルタ５０２
が、ハイパス（高域通過）フィルタリングのための離散定式化を使用して、ジャ
イロスコープから出力されたデータを処理する。このハイパスフィルタの出力シ
ーケンスは、 ｙn＝exp(−Ｔ/τ)*ｙn-1＋(１−１/τ)*ｘn−exp(−Ｔ/τ)*ｘn-1 に等しく、ここで、Ｔが標本化間隔であり、τがフィルタのコーナー周波数に関
する定数であり、ｘnがジャイロの入力シーケンスを表し、ｙnがフィルタの出力
シーケンスを表している。
【００３１】 ホスト車両１１１の１秒間当たりの旋回率（旋回速度）の４つの測定値を得る
ために、フィルタシーケンスを１５個ずつ平均化することが好ましい。一様でな
い表面に沿って移動するホスト車両１１１の振動とジャイロスコープ内部の雑音
とによって生じさせられるランダムな変動の影響を平滑化して取り除くために、
このフィルタリングが行われる。その上でＩＯＤ装置１１２がランダムな変動の
振幅と一様性と被る路面に応じて、より少ない個数またはより多い個数のフィル
タシーケンスが平均化され、かつ、精度が維持されてよい。例えば所望のデータ
レートが小さい場合には、１秒間当たり数個のサンプリングとすることができ、
ローパス（低域通過）フィルタさえ使用可能である。
【００３２】 タスク６０６では、ホスト車両１１１の平均旋回率が、本発明の好ましい実施
の形態内の回路系５００のプロセッサ５０６によって算出される。平均旋回率を
計算するために様々な方法を使用できるが、平均旋回率ωavが次のように表され
ることが好ましい。
【００３３】
【数４】 ここでｙiはハイパスフィルタの出力シーケンスであり、測定値は、１秒間当た りの単位またはラジアンに変換される。しかし、平均旋回率を測定するために任
意の方法を使用してよく、かつ、測定値を任意の測定単位で表してよい。
【００３４】 タスク６０８では、ホスト車両１１１が移動する進路の曲率半径Ｒturnが測定
される。この曲率半径は、次のようにプロセッサ５０６によって計算されること
が好ましい。
【００３５】 Ｒturn＝Ｖ／ωav ここでＶは、１秒間当たりのフィート値（１フィート＝３０．４８ｃｍ）値とし
て測定されたホスト車両１１１の速度である。曲率半径を計算できる方法の１つ
が示されているが、半径の測定のために任意の方法が使用されてよく、測定値は
任意の単位で表されてよい。
【００３６】 この好ましい実施の形態では、タスク６１０において、本発明のレーダによっ
て追尾される各々の障害物に関して、障害物の方位角αiがプロセッサ５０６に よって計算される。角度αiが、ホスト車両の進路内に所与の障害物が存在する かどうかを判定するために使用される。αiは次のように計算されることが好ま しい。
【００３７】 αi＝Ｒi／(２*Ｒturn) ここでＲiは、ＩＯＤ装置１１２によって追尾されるｉ番目の障害物に対する距 離である。
【００３８】 タスク６１２では、プロセッサ５０６が、ホスト車両１１１の進路内に障害物
が存在するか否かを判定する。障害物方位角αiが決定され、次に、基準方位角 Ψと比較される。好ましい実施の形態では、Ｎ個の目標物がＩＯＤ装置１１２に
よって追尾されていると仮定すると、ｉ＝１，２，３，…，Ｎとして、プロセッ
サ５０６がαiがΨiに等しいと判定した場合に、障害物車両がホスト車両の進路
内に存在する可能性がきわめて大きい。別の実施の形態では、ｉ＝１，２，３，
…，Ｎとしεを定数として、プロセッサ５０６が｜Ψi−αi｜＜εと判定したと
きに、障害物車両がホスト車両の進路内に存在する可能性がきわめて高い。好ま
しい実施の形態では、εが０．４度に等しい。別の実施の形態では、ＩＯＤ装置
１１２の方位角出力、速度計出力、旋回率における誤差や、本発明の特定の用途
に基づく他の誤差に適応するように、定数εがプロセッサ５０６によって選択さ
れる。
【００３９】 タスク６１２では、２つ以上の障害物が上記不等式の条件を満たす場合には、
プロセッサ５０６は、最小の距離Ｒiを有する障害物を最重要のものと優先順序 付ける。当業者には明らかであるように、湾曲した移動進路に沿ってホスト車両
１１１が移動していた場合には、障害物車両に最も近い照準線の側に位置した障
害物車両だけを考慮するだけでよい。大きな半径の進路の場合には、障害物方位
角αiはゼロに近い値をとり、したがって、直線移動に関して予想されるように 、進路内判定において考慮される目標物は、この照準線の上または付近にある目
標物だけである。この方法はタスク６１４で終了する。
【００４０】 例えば、図７は、ホスト車両１１１の進路７１５内に存在する第１の障害物車
両（ＦＯＶ；first obstacle vehicle）７２０を示す。ホスト車両１１１は、道
路７１０の車線７１６内を矢印７１４で示される方向に移動している。ホスト車
両１１１のＩＯＤ装置１１２が、ホスト車両１１１の前端部から延びるレーダビ
ーム７１８を発信する。レーダビーム７１８が、ＦＯＶ７２０と第２の障害物車
両（ＳＯＶ；second obstacle vehicle）７２２とを囲む形で示されている。Ｆ ＯＶ７２０とＳＯＶ７２２とが、同様に矢印７１４で示されるように、ホスト車
両１１１と同じ方向に移動中である。
【００４１】 偏差角７０４（基準方位７０２とプロセッサ５０６によって計算される方位７
０６との間の角度）がゼロなので、ＦＯＶ７２０がホスト車両１１１の進路内に
存在することがレーダビーム１１８によって「探知」される。しかし、レーダビ
ーム７１８はさらに、同じ理由から、ＳＯＶ７２２がホスト車両１１１の進路内
に存在していることも「探知」するだろう。ＦＯＶ７２０がホスト車両１１１の
進路７１５内に本当に存在するか否かを判定するために、プロセッサ５０６が、
上記の通りにＩＯＤ装置１１２の入力データを使用して角度αを計算する。プロ
セッサ５０６によって角度αが角度Ψと比較され、進路内の判定が完了される。
好ましい実施の形態では、ＦＯＶ７２０に関してはαがΨに等しく、ＳＯＶ７２
２に関してはα≠Ψであろう。したがって、プロセッサ５０６が、ＦＯＶ７２０
がホスト車両１１１の移動進路７１５内に存在しているが、ＳＯＶ７２２は移動
進路７１５内に存在していないと判定するだろう。ＳＯＶ７２２は、ＳＯＶ７２
２の移動方向に関わりなく、ホスト車両１１１の進路内には存在しないと判断さ
れるだろう。
【００４２】 上記の好ましい例では、プロセッサ５０６が計算を行い、進路内の判定を行う
が、プロセッサ５０６は必ずしもこの計算だけに専用に使用されるものであるこ
とはない。プロセッサ５０６が、進路内障害物の判定を行うことに直接関係して
いない他の機能を果たしてもよい。さらに、計算ステップとインタフェースステ
ップとが回路系５００内に含まれる他の装置によって行われてもよい。別の実施
の形態では、プロセッサが再プログラム可能である。
【００４３】 ［データ記憶装置］ 上記のような装置が、例えば、機械可読命令のシーケンスを実行するためにＩ
ＯＤ装置１１２を動作させることによって、実現されてよい。これらの命令が、
種々のタイプのデータ記憶媒体内に存在する。この点で、本発明の一側面は、進
路内を判定するように上記方法ステップを実行するためにデジタルデータプロセ
ッサ５０６によって実行可能な機械可読命令のプログラムを有形に具体化するデ
ータ記憶媒体を含む製品に関する。
【００４４】 このデータ記憶媒体は、例えば、ＩＯＤ装置１１２の記憶装置５０４内に含ま
れているＲＡＭであってもよい。あるいは、命令は、磁気データ記憶ディスケッ
ト８０２（図８）のような別のデータ記憶媒体に格納されていてもよい。ＩＯＤ
装置１１２内にその命令が含まれていようと他の場所に含まれていようと、直接
アクセス記憶装置（例えば従来タイプのハードディスクドライブ）、磁気テープ
、電子的読取りメモリ（例えば、ＣＤ−ＲＯＭまたはＷＯＲＭ）、光学式記憶装
置（例えば、ＷＯＲＭ）、または他のデータ記憶媒体のような、別のタイプのデ
ータ記憶媒体上に命令が代わりに記憶されてもよい。本発明を例示する実施の形
態では、機械可読命令が、例えばコンパイル済みのＣ＋＋言語コードの行を含ん
でもよい。
【００４５】 ［他の実施の形態］ 本発明の好ましい実施の形態であると現時点で考えられるものを上記において
示してきたが、添付の特許請求の範囲に定義されている通りの本発明の範囲から
逸脱することなしに、様々な変更と改変とが上記の実施の形態に対してなされる
ことが可能であることが当業者には明らかだろう。したがって、本発明が上記の
特定の実施の形態によっては限定されず、添付の特許請求の範囲だけによって本
発明が限定されるということが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施の一形態による、他の障害物を除外してある障害物を追
尾するための、ホスト車両から発信される所望のビーム幅を示す、道路部分の平
面図である。
【図２】 図２は、本発明の実施の一形態による、レーダシステムが目的物の照準線から
の外れ偏差と距離とを測定する様態を示す平面図である。
【図３Ａ】 図３Ａは、本発明の実施の一様態による、湾曲した進路に沿って移動中である
時にレーダシステムが照準線外れ偏差を測定する様態を示す平面図である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、本発明の実施の一形態による進路内障害物判定装置によって調べら
れる区域を示す平面図である。
【図４】 図４は、本発明の実施の一形態による、使用された機器の簡略化されたブロッ
ク図である。
【図５】 図５は、本発明の実施の一形態による処理回路系の１つの具体例の簡略化され
たブロック図である。
【図６】 図６は、本発明の実施の一形態の方法ステップのフローチャートである。
【図７】 図７は、ホスト車両の進路内の障害物を示す、湾曲した道路部分の平面図であ
る。
【図８】 図８は、本発明に従って使用されるデジタルデータ処理装置によって実行可能
である機械可読命令のプログラムを有形に具体化するデータ記憶装置の典型的な
図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月１０日（２０００．４．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【数１】 として求められ、ここでηは２以上の値であって前記平均旋回率を求めるために
使用された標本の総数であり、Ｙiが各標本に対するフィルタ出力であるセンシ ング装置と、 （ｃ）前記ホスト車両の移動進路内に障害物が存在するかどうかを判定するた
めの、前記入力装置と前記センシング装置とに接続されている回路系と、 を含む進路内障害物判定装置。
【数２】 により決定され、ここで、Ｇiが１回からη回までの標本測定値である請求項３ に記載の装置。
【数３】 として求められ、ここでηは２以上の値であって前記平均旋回率を求めるために
使用された標本の総数であり、Ｙiが各標本に対するフィルタ出力である段階と 、 （ｄ）前記ホスト車両の前記移動速度を決定する段階と、 （ｅ）前記移動進路に関する前記曲率半径を計算する段階と、 （ｆ）各障害物に対する前記ホスト車両からの距離を決定する段階と、 （ｇ）前記基準方位からの各障害物の偏差を測定する段階と、 （ｈ）角度αiを計算する段階と、 （ｉ）前記角度αiを使用して前記ホスト車両の進路内に障害物が存在するか どうかを判定する段階と、 を有する進路内障害物判定のための方法。
【数４】 として求め、ここでＧiが１回からη回における標本測定値である請求項１９に 記載の方法。
【数５】 として求められ、ここでηは２以上の値であって前記平均旋回率を求めるために
使用された標本の総数であり、Ｙiが各標本に対するフィルタ出力である段階と 、 （ｄ）前記ホスト車両の前記移動速度を決定する段階と、 （ｅ）前記移動進路に関する前記曲率半径を計算する段階と、 （ｆ）各障害物に対する前記ホスト車両からの距離を決定する段階と、 （ｇ）前記基準方位からの各障害物の偏差を測定する段階と、 （ｈ）角度αiを計算する段階と、 （ｉ）前記角度αiを使用して前記ホスト車両の進路内に障害物が存在するか どうかを判定する段階と、 を含む、製品。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｄ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F105 AA02 BB09 5H180 AA01 CC14 CC27 LL01 LL04 LL07 LL09 LL15 5J070 AC02 AC06 AE01 AF03 AH40 BD10 BF02 BF03 BF19

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）基準方位からの障害物の偏差を測定できる入力装置と
    、 （ｂ）平均旋回率と移動速度とホスト車両が移動する進路の曲率半径とを測定
    できるセンシング装置と、 （ｃ）前記ホスト車両の移動進路内に障害物が存在するかどうかを判定するた
    めの、前記入力装置と前記センシング装置とに接続されている回路系と、 を含む進路内障害物判定装置。
  2. 【請求項２】 回路系がプロセッサ及び記憶装置を含む請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 センシング装置がジャイロスコープである請求項１または２
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】 ジャイロスコープの初期偏り（バイアス）が、 【数１】 により決定され、ここで、Ｇiが１回からη回までの標本測定値である請求項３ に記載の装置。
  5. 【請求項５】 回路系が、ホスト車両が静止している時間期間にわたって旋
    回入力(turn input)を記憶し、記憶された入力がジャイロスコープの初期偏りを
    測定するために使用される請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 時間期間が、旋回入力が最初に発生したときからそれぞれ計
    測される４つの積分値を含み、前記積分値が、 （ａ）０−２分、 （ｂ）２−５分、 （ｃ）５−１０分、 （ｄ）１０分以降、 からなる請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 Ｇiが２０マイクロ秒ごとに測定され、かつ、ηが６４であ る請求項４乃至６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 回路系が、ジャイロスコープからの出力をフィルタリングす
    るために使用されるフィルタを含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置
    。
  9. 【請求項９】 フィルタが、 Ｙη＝exp(−Ｔ/τ)*Ｙη-1＋(１−１/τ)*χη−exp(−Ｔ/τ)*χη-1 の離散定式化を使用し、ここで、Ｔが標本化間隔であり、τがフィルタのコー
    ナー周波数に関連した定数であり、χηが、除去される偏りを伴うジャイロスコ
    ープの入力シーケンスを表し、Ｙηがフィルタの出力シーケンスを表わす、請求
    項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 平均旋回率が、 【数２】 として求められ、ここでηが、前記平均旋回率を求めるために使用された標本の
    総数であり、Ｙiが各標本に対するフィルタ出力である請求項８または９に記載 の装置。
  11. 【請求項１１】 曲率半径がＲturn＝Ｖ／ωavとして求められ、ここでＶが
    ホスト車両の移動速度である請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 ホスト車両が移動する進路内に障害物が存在するかどうか
    を判定するための回路系が、 （ａ）角度αiを計算する手段であって、ここでαi＝Ｒi／(２*Ｒturn)であり
    、Ｒiがｉ番目の障害物に対する距離である手段と、 （ｂ）αiをΨと比較する手段であって、ここでΨが所与の時点における基準 方位からの前記障害物の偏差である手段と、 （ｃ）αiに対するΨの比較に基づいて前記ホスト車両の進路内に前記障害物 が存在するかどうかを判定するための手段と、 を含む請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 ホスト車両の進路内に障害物が存在するかどうかを判定す
    るための回路系が、 （ａ）角度αiを計算するための手段であって、ここでαi＝Ｒi／(２*Ｒturn)で
    あり、Ｒiがｉ番目の障害物に対する距離である手段と、 （ｂ）障害物の横断距離(cross-range)Ｒciを計算するための手段であって、 ここでＲciがｉ番目の障害物に対する横方向距離であり、Ｒci＝Ｒi*(Ψi−αi)
    であり、Ψが所与の時点における基準方位からの前記障害物の偏差である手段と
    、 （ｃ）Ｌに対するＲciの比較によって前記ホスト車両の前記進路内に前記障害
    物が存在するかどうかを判定するための手段であって、ここでＬが前記ホスト車
    両のが移動する前記進路の幅の半分に等しい手段と、 を含む請求項１１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 ｜Ｒci｜≦Ｌならば、障害物がホスト車両の進路内に存在
    すると判定される請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 ｉが１からηまでの障害物総数に等しいとして、Ψ＝αi ならば、障害物がホスト車両の進路内に存在すると判定される請求項１２に記載
    の装置。
  16. 【請求項１６】 ｉが１からηまでの障害物総数に等しくかつεを定数とし
    て、｜Ψ−αi｜＜εならば、障害物が前記ホスト車両の進路内に存在すると判 定される請求項１２に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 １からηまでの障害物の２つ以上に関して｜Ψ−αi｜＜ εが満たされるならば、Ｒiに関して最小値を有する障害物が優先される請求項 １６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 （ａ）基準方位からの障害物の偏差を決定できる入力を受
    け取る段階と、 （ｂ）平均旋回率と移動速度とホスト車両が移動する進路の曲率半径とを決定
    できる、前記ホスト車両に関する旋回入力を受け取る段階と、 （ｃ）前記平均旋回率を計算する段階と、 （ｄ）前記ホスト車両の前記移動速度を決定する段階と、 （ｅ）前記移動進路に関する前記曲率半径を計算する段階と、 （ｆ）各障害物に対する前記ホスト車両からの距離を決定する段階と、 （ｇ）前記基準方位からの各障害物の偏差を測定する段階と、 （ｈ）角度αiを計算する段階と、 （ｉ）前記角度αiを使用して前記ホスト車両の進路内に障害物が存在するか どうかを判定する段階と、 を有する進路内障害物判定のための方法。
  19. 【請求項１９】 ホスト車両の進路内に障害物が存在するかどうかを判定す
    ることが、角度αiを使用して前記障害物に対する横断距離を算出することを含 む、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 旋回入力を測定するために使用される任意の機器における
    固有の初期偏りを排除するために、前記旋回入力をフィルタリングする段階を含
    む、請求項１８または１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 旋回入力をジャイロスコープから受け取り、かつ、前記ジ
    ャイロスコープの初期偏りを、 【数３】 として求め、ここでＧiが１回からη回における標本測定値である請求項２０に 記載の方法。
  22. 【請求項２２】 ホスト車両が静止している時間期間にわたって旋回入力を
    記憶し、かつ、記憶した前記旋回入力を、ジャイロスコープの初期偏りを測定す
    るために使用する段階を含む、請求項２０に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 時間期間が、旋回入力が最初に発生したときからそれぞれ
    計測される４つの積分値を含み、前記積分値が、 （ａ）０−２分、 （ｂ）２−５分、 （ｃ）５−１０分、 （ｄ）１０分以降、 からなる請求項２０に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 Ｇiが２０マイクロ秒ごとに測定され、かつ、ηが６４で ある請求項２０に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 進路内障害物判定のための方法段階を行うようにデジタル
    処理装置によって実行されることが可能な機械可読命令のプログラムを有形に具
    体化するデータ記憶媒体を含む製品であって、前記方法が、 （ａ）基準方位からの障害物の偏差を決定できる入力を受け取る段階と、 （ｂ）平均旋回率と移動速度とホスト車両が移動する進路の曲率半径とを決定
    できる、前記ホスト車両に関する旋回入力を受け取る段階と、 （ｃ）前記平均旋回率を計算する段階と、 （ｄ）前記ホスト車両の前記移動速度を決定する段階と、 （ｅ）前記移動進路に関する前記曲率半径を計算する段階と、 （ｆ）各障害物に対する前記ホスト車両からの距離を決定する段階と、 （ｇ）前記基準方位からの各障害物の偏差を測定する段階と、 （ｈ）角度αiを計算する段階と、 （ｉ）前記角度αiを使用して前記ホスト車両の進路内に障害物が存在するか どうかを判定する段階と、 を含む、製品。
  26. 【請求項２６】 旋回入力を測定するために使用される任意の機器における
    固有の初期偏りを排除するために、前記旋回入力をフィルタリングする段階を含
    む、請求項２５に記載の製品。
  27. 【請求項２７】 ホスト車両が静止している時間期間にわたって旋回入力を
    記憶し、かつ、記憶した前記旋回入力を、ジャイロスコープの初期偏りを測定す
    るために使用する段階を含む、請求項２５または２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 時間期間が、旋回入力が最初に発生したときからそれぞれ
    計測される４つの積分値を含み、前記積分値が、 （ａ）０−２分、 （ｂ）２−５分、 （ｃ）５−１０分、 （ｄ）１０分以降、 からなる請求項２７に記載の製品。
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