JP2002267751A - 障害物候補運動状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】障害物候補の移動速度を高精度に検出し、例え
ばそれが停止しているか否かを正確に判定できる障害物
候補運動状態検出装置を提供する。 【解決手段】自車両の加速度に応じて自車速度の位相
を、相対速度の位相に合うように調整する。相対速度検
出のためにレーザレーダとミリ波レーダとを併設するよ
うな場合、レーダの切り替わりに際してお互いの位相、
即ち時定数及びむだ時間を次第に変更して切り替わり後
の位相に合わせる。ロストなどにより強制的にレーダが
切り替わるときには、ロスト前後の相対速度の比をゲイ
ンとして設定して、切り替わり後の相対速度の振幅を調
整する。ＡＢＳ等の車両挙動制御装置作動時には車輪速
が変化して自車速度が変化しやすいため、障害物候補停
止判断の閾値を緩めに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自車両周辺の障
害物候補を検出し、その運動状態を検出する障害物候補
運動状態検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような障害物候補運動状態検出装置
としては、例えば特開平９−１５９７５９号公報に記載
されるものがある。この障害物候補運動状態検出装置
は、先行する先行車両に追従して自車両を走行するため
に、先行車両と停止物とを判別する、つまり検出した障
害物候補が停止しているか否かを判定するものであり、
障害物候補と自車両との相対速度を求め、その相対速度
が、自車両速度の関数である所定の閾値範囲内にあり、
且つ過去の履歴から、その状態が連続しているときに当
該障害物候補を先行車両と見なし、そうでないときに停
止物であると判定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
レーダ装置で検出した障害物候補の自車両に対する位置
の変化率から障害物候補と自車両との相対速度を求め、
一方、自車両の従動輪回転速度から自車両の走行速度を
求めるような場合、双方の速度の検出原理が異なるため
に速度検出における位相が異なり、自車両の走行速度か
ら求めた上記閾値は、相対速度に対し、誤差を完全に除
去することが困難であった。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するため、検
出した自車両と障害物候補との相対速度及び自車両の走
行速度を補正して、当該障害物候補の運動状態を正確に
検出することができる障害物候補運動状態検出装置を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に係る障害物候補運動状態検
出装置は、自車両周辺の障害物候補を検出し、自車両に
対する当該障害物候補の相対速度を検出する障害物候補
検出手段と、自車両の走行状態を検出する自車両走行状
態検出手段と、前記障害物候補検出手段で検出された障
害物候補の相対速度及び前記自車両走行状態検出手段で
検出された自車両走行状態に基づいて前記障害物候補の
運動状態を検出する障害物候補運動状態検出手段とを備
えた障害物候補運動状態検出装置において、前記障害物
候補検出手段で検出された障害物候補の相対速度の位相
を調整する相対速度位相調整手段及び前記自車両走行状
態で検出された自車両の走行状態の位相を調整する自車
両走行状態位相調整手段の少なくとも何れか一方を備
え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前記相対速度
位相調整手段及び自車両走行状態位相調整手段の少なく
とも何れか一方で位相調整された相対速度及び自車両の
走行状態の少なくとも何れか一方を用いて前記障害物候
補の運動状態を検出することを特徴とするものである。

【０００６】また、本発明のうち請求項２に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項１の発明におい
て、少なくとも前記自車両走行状態位相調整手段を備
え、前記自車両走行状態検出手段は、自車両の走行速度
を検出する自車速度検出手段と、自車両の加速度を検出
する自車加速度検出手段とを備え、前記自車両走行状態
位相調整手段は、前記自車加速度検出手段で検出された
自車両の加速度に応じて、前記自車速度検出手段で検出
された自車両の走行速度の位相を調整することを特徴と
するものである。

【０００７】また、本発明のうち請求項３に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項１又は２の発明に
おいて、少なくとも前記相対速度位相調整手段を備え、
前記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自車両と
の相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構成さ
れ、前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補と自
車両との相対速度を検出するセンサが切り替わるときの
切り替わり時間を算出する切り替わり時間算出手段を備
えると共に、この切り替わり時間算出手段で算出された
切り替わり時間及び切り替わり前後の障害物候補検出手
段のセンサの時定数及びむだ時間に応じて、前記障害物
候補と自車両との相対速度の位相を調整することを特徴
とするものである。

【０００８】ここで、障害物候補と自車両との相対速度
検出原理の違いによる位相のずれについて説明する。例
えばモノパルス式ミリ波レーダのように、データの更新
周期が短く且つドップラー効果により相対速度を直接検
出できるものでは、相対速度出力までの位相遅れ、即ち
時定数、むだ時間は小さい。一方、スキャニング式レー
ザレーダのように、データ更新周期が長く且つ検出した
障害物候補の位置とその履歴から相対速度を微分演算し
なければならないものでは、相対速度出力までの位相遅
れ、即ち時定数、むだ時間共に大きい。このように相対
速度を直接検出できないセンサで時定数が大きくなるの
は、前述のような相対速度算出のための微分演算がノイ
ジーになるのを回避するため、データ更新周期を考慮し
た遅れ特性の疑似微分器を用いるためであり、時定数は
データ更新周期と相関がある。また、むだ時間について
は、前記相対速度算出のための微分演算に必要なデータ
数とデータ更新周期との積値となる。なお、相対速度を
直接検出できるセンサでは、時定数は問題にならないレ
ベルであり、むだ時間はデータ更新周期となる。

【０００９】このようにセンサ間で位相遅れ（時定数、
むだ時間）は異なるものの、それらはセンサ固有のもの
であるから、併設されたセンサが切り替わるときには、
各センサの時定数及びむだ時間を考慮して相対速度の補
正を行う。また、本発明のうち請求項４に係る障害物候
補運動状態検出装置は、前記請求項１乃至３の発明にお
いて、少なくとも前記相対速度位相調整手段を備え、前
記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自車両との
相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構成され、
前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補と自車両
との相対速度を検出するセンサが切り替わるときに、そ
の切り替わり前後の障害物候補検出手段のセンサで検出
された前記障害物候補と自車両との相対速度の比に応じ
て、切り替わり後の障害物候補と自車両との相対速度の
振幅を調整することを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項５に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項１乃至４の発明に
おいて、少なくとも前記相対速度位相調整手段を備え、
前記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自車両と
の相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構成さ
れ、前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補検出
手段の複数のセンサで検出された障害物候補と自車両と
の相対速度からノイズを除去するノイズ除去手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のうち請求項６に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項１乃至５の発明に
おいて、前記障害物候補運動状態検出手段は、前記障害
物候補の運動状態として当該障害物候補の移動速度を算
出し、その移動速度が所定値以下であるときに当該障害
物候補が停止しているものと判断することを特徴とする
ものである。

【００１２】また、本発明のうち請求項７に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項６の発明におい
て、自車両の運動性能を向上する車両挙動制御装置を備
え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前記車両挙動
制御装置の作動中に、前記所定値を大きな値に設定する
ことを特徴とするものである。また、本発明のうち請求
項８に係る障害物候補運動状態検出装置は、前記請求項
６又は７の発明において、自車両の運動性能を向上する
車両挙動制御装置を備え、前記障害物候補運動状態検出
手段は、前記車両挙動制御装置の作動中に新たな障害物
候補を検出したとき、前記所定値を大きな値に設定する
ことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明のうち請求項９に係る障害物
候補運動状態検出装置は、前記請求項１乃至８の発明に
おいて、自車両の運動性能を向上する車両挙動制御装置
を備え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前記車両
挙動制御装置が作動する直前であることが検出されたと
き、前記障害物候補の運動状態を、それ以前に検出した
障害物候補の運動状態に維持することを特徴とするもの
である。

【００１４】

【発明の効果】而して、本発明のうち請求項１に係る障
害物候補運動状態検出装置によれば、障害物候補と自車
両との相対速度の位相か、自車両の走行状態の位相の双
方又は何れか一方を調整し、この位相調整された相対速
度又は自車両の走行状態を用いて障害物候補の運動状態
を検出する構成としたため、障害物候補と自車両との相
対速度と、自車両の走行状態との位相ずれを小さくし或
いはなくし、障害物候補の移動速度など、障害物候補の
運動状態を高精度に検出することが可能となる。

【００１５】また、本発明のうち請求項２に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、自車両の加速度に応じ
て、自車両の走行速度の位相を調整する構成としたた
め、自車両の加減速によって変化し易い障害物候補と自
車両との相対速度の位相に、自車両の走行速度の位相を
合わせることができ、障害物候補の移動速度など、障害
物候補の運動状態をより高精度に検出することができ
る。

【００１６】また、本発明のうち請求項３に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、障害物候補と自車両と
の相対速度の検出原理が異なる複数のセンサを備え、セ
ンサ間の切り替わり時間及び切り替わり前後のセンサの
時定数及びむだ時間に応じて、障害物候補と自車両との
相対速度の位相を調整する構成としたため、センサが切
り替わるときに検出される相対速度の位相変化を小さく
し或いはなくし、障害物候補の移動速度など、障害物候
補の運動状態をより高精度に検出することができる。

【００１７】また、本発明のうち請求項４に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、障害物候補と自車両と
の相対速度の検出原理が異なる複数のセンサを備え、障
害物候補と自車両との相対速度を検出するセンサが切り
替わるときに、その切り替わり前後に検出された障害物
候補と自車両との相対速度の比に応じて、切り替わり後
の障害物候補と自車両との相対速度の振幅を調整する構
成としたため、ロストなどによりセンサが切り替わると
きの相対速度の差を小さくし或いはなくし、障害物候補
の移動速度など、障害物候補の運動状態をより高精度に
検出することができる。

【００１８】また、本発明のうち請求項５に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、障害物候補と自車両と
の相対速度の検出原理が異なる複数のセンサを備え、そ
れら複数のセンサで検出された障害物候補と自車両との
相対速度からノイズを除去する構成としたため、障害物
候補の移動速度など、障害物候補の運動状態をより高精
度に検出することができる。

【００１９】また、本発明のうち請求項６に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、障害物候補の運動状態
として当該障害物候補の移動速度を算出し、その移動速
度が所定値以下であるときに当該障害物候補が停止して
いるものと判断する構成としたため、位相調整された相
対速度又は自車両の走行状態から障害物候補の移動速度
の精度が向上し、それに伴って障害物候補の停止判断が
正確になる。

【００２０】また、本発明のうち請求項７に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、車両挙動制御装置の作
動中に、障害物候補停止判断の所定値を大きな値に設定
する構成としたため、車両挙動制御装置の作動によって
変化する自車両の走行状態を考慮しながら障害物候補の
停止判断を行うことが可能となる。また、本発明のうち
請求項８に係る障害物候補運動状態検出装置によれば、
車両挙動制御装置の作動中に新たな障害物候補を検出し
たとき、障害物候補停止判断の所定値を大きな値に設定
する構成としたため、車両挙動制御装置の作動によって
変化する自車両の走行状態を考慮しながら障害物候補の
停止判断を行うことが可能となる。

【００２１】また、本発明のうち請求項９に係る障害物
候補運動状態検出装置によれば、車両挙動制御装置が作
動する直前であることが検出されたとき、障害物候補の
運動状態を、それ以前に検出した障害物候補の運動状態
に維持する構成としたため、車両挙動制御装置の作動に
よって自車両の走行状態が変化する前の正確な障害物候
補の運動状態を維持することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の障害物候補運動状
態検出装置を適用した先行車両追従走行装置付き車両の
第１実施形態を示すシステム構成図である。この実施形
態の障害物候補運動状態検出装置は、図中の外界認識装
置１内に組み込まれている。この外界認識装置１には、
スキャニング式レーザレーダ２で走査した結果から、自
車両前方の障害物候補を抽出するレーダ処理装置３が接
続されている。このレーダ処理装置３は、検出された一
つ或いは複数の障害物候補に対して自車両を原点とする
二次元座標値、即ち障害物候補の位置を算出する機能が
付加されている。

【００２３】また、前記外界認識装置１には、ＣＣＤカ
メラ４で撮像された自車両前方の画像から自車両の走行
レーンを検出する画像処理装置５が接続されている。前
記ＣＣＤカメラ４は、自車両前方の状況を広角且つ高速
に把握できるプログレッシブスキャン式のものであり、
また前記画像処理装置５は、前記レーダ処理装置３で検
出された障害物候補の位置が、自車両走行レーンの内側
にあるのか外側にあるのかを判定する機能が付加されて
いる。

【００２４】更に、前記外界認識装置１には、自車両の
走行状態を検出するための車速センサ６及び操舵角セン
サ７が接続されている。前記車速センサ６は、従動輪で
ある後輪の回転速度から自車両の走行速度ｕを検出する
ものである。また、前記操舵角センサ７は、ステアリン
グホイールの操舵角を検出するものである。そして、前
記外界認識装置１では、例えば後述する演算処理から、
前記障害物候補が停止しているのか否かを判定し、それ
が停止していると判断された場合には、障害物であると
して自動ブレーキ制御装置８に指令を出力する。自動ブ
レーキ制御装置８は、負圧ブレーキブースタ９を作動
し、各車輪に制動力を付与して障害物との衝突を回避す
る。また、外界認識装置１で、前記障害物候補が停止し
ておらず、自車両と同等の速度で走行する先行車両であ
ると判断された場合には、図示されない先行車両追従走
行制御装置に判断結果を出力し、当該先行車両追従走行
制御装置は、エンジンの出力と各車輪への制動力とを制
御して先行車両に追従走行する制御を行う。また、この
車両は、車両挙動制御装置としてアンチスキッド制御装
置（図ではＡＢＳ制御装置）１０を備え、その作動状態
が前記外界認識装置１に出力される。

【００２５】前記外界認識装置１、レーダ処理装置３、
画像処理装置５、自動ブレーキ制御装置８、アンチスキ
ッド制御装置１０等は、夫々マイクロコンピュータとそ
の周辺機器、並びに各アクチュエータを駆動するための
駆動回路等を備えており、互いに通信回路を介して情報
を送受信できるようになっている。次に、前記外界認識
装置１で行われる障害物候補停止判断の演算処理につい
て、図２のフローチャートを用いて説明する。この演算
処理は、所定の周期ΔＴ（例えば１０msec. ）毎にタイ
マ割込処理される。なお、このフローチャートでは、特
に通信のためのステップを設けていないが、例えばフロ
ーチャート中で得られた情報は随時記憶装置に記憶され
るし、必要な情報は随時記憶装置から読出される。

【００２６】この演算処理のステップＳ１では、前記車
速センサ６で検出された自車速度ｕを読込み、それを微
分して自車加速度ａｃｃを算出する。次にステップＳ３
に移行して、例えばこの演算処理が行われる１０回に一
度、つまりレーザレーダ２のサンプリング周期である１
００msec. 毎に前記レーザレーダ２（実質的にはレーザ
レーダの処理装置３）から障害物候補の位置を読込み、
それを下記１式で示す疑似微分器で微分して相対速度Ｖ
ｒを算出する。

【００２７】 Ｇ（Ｚ）＝（ｃＺ² −ｃ）／（Ｚ² −ａＺ＋ｂ） ……… (1) 但し、式中、Ｚは時間進み演算子、ａ、ｂ、ｃは夫々正
数である。また、障害物候補をロストしたときや新たに
捕捉したときのように、測距状況に変化が生じると、入
出力変数の全ての過去値を現在の測距値にセットし直す
ように構成されている。

【００２８】次にステップＳ１２に移行して、下記２式
に従って、前記ステップＳ１で読み込んだ自車速度ｕの
位相を、前記ステップＳ２で算出した相対速度Ｖｒの位
相に合わせるように調整して、位相調整後の自車速度Ｖ
ｏｗｎを算出する。

【００２９】

【数１】

【００３０】 δ＝ｆ₁ （ａｃｃ）、β＝１−δ ……… (2) 但し、式中、Ｚは時間進み演算子である。また、δは位
相調整用の時定数を表す“１”未満の正数であり、ステ
ップＳ１で算出された自車加速度ａｃｃが大きいほど大
きくなるように図３の制御マップに基づいて設定され
る。また、εは位相調整用のむだ時間であり、周期ΔＴ
を乗じると、前記相対速度算出におけるむだ時間となる
整数であり、前記ステップＳ３で用いるレーダのむだ時
間に基づいて決まるものである。なお、前記２式は離散
系の表記であり、自車速度ｕの位相を相対速度Ｖｒの位
相に合わせる詳細は後段に詳述する。

【００３１】次にステップＳ１３に移行して、前記ステ
ップＳ１２で算出した位相調整後の自車速度Ｖｏｗｎと
前記ステップＳ３で算出した相対速度Ｖｒとを加算して
障害物候補の移動速度Ｖｏｂｊを算出する。次にステッ
プＳ１４に移行して、前記アンチスキッド制御装置（図
ではＡＢＳ）が作動中であるか否かを判定し、アンチス
キッド制御装置が作動中である場合にはステップＳ１５
に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行す
る。

【００３２】前記ステップＳ１５では、現在検出してい
る障害物候補はアンチスキッド制御装置の作動中に検出
されたものであるか否かを判定し、当該障害物候補がア
ンチスキッド盛業中に検出されたものである場合にはス
テップＳ１７に移行し、そうでない場合にはステップＳ
１９に移行する。前記ステップＳ１７では、障害物候補
停止判断閾値αを比較的大きな所定値“１”ｍ／sec.に
設定してからステップＳ２０に移行する。

【００３３】一方、前記ステップＳ１６では、障害物候
補停止判断閾値αを比較的小さな所定値“０．５”ｍ／
sec.に設定してからステップＳ１８に移行する。前記ス
テップＳ１８では、前記アンチスキッド制御装置が作動
する直前であるか否かを判定し、当該アンチスキッド制
御装置が作動する直前である場合には前記ステップＳ１
９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ２０に
移行する。

【００３４】前記ステップＳ２０では、前記ステップＳ
１３で算出した障害物候補の移動速度Ｖｏｂｊが前記ス
テップＳ１７又はステップＳ１６で設定した障害物候補
停止判断閾値α以下であるか否かを判定し、当該障害物
候補の移動速度Ｖｏｂｊが障害物候補停止判断閾値α以
下である場合にはステップＳ２１に移行し、そうでない
場合にはステップＳ２２に移行する。

【００３５】前記ステップＳ２１では、障害物候補は停
止していると判断してからメインプログラムに復帰す
る。また、前記ステップＳ２２では、障害物候補は停止
していないと判断してからメインプログラムに復帰す
る。また、前記ステップＳ１９では、前回のサンプリン
グ周期に設定された障害物候補の停止判断結果を維持
し、それを後段に出力し、プログラムを終了してからメ
インプログラムに復帰する。

【００３６】次に、前記自車速度ｕの位相を相対速度Ｖ
ｒの位相に合わせる原理について説明する。離散系で表
された前記２式を連続系表記にすると下記３式で表され
る。

【００３７】

【数２】

【００３８】但し、Ｌは相対速度算出におけるむだ時
間、Ａは時定数、ｓはラプラス演算子、Ｖは位相調整前
の自車速度、Ｙは位相調整後の自車速度である。相対速
度算出における位相遅れは、自車速度算出における位相
遅れより大きいため、自車両が加速し、算出される自車
速度が変化しても、算出される相対速度は直ちには変化
しない。即ち、自車速度と相対速度の間に位相差が生
じ、該位相差は、自車両の加速度が大きいほど顕著にな
る。そこで、予め自車両の加速度に対する両者の位相差
を実験的に把握し、マップ化する。この特性から位相差
の時定数をマップ化（但し、離散系）したのが前記図３
である。従って、検出又は算出した自車両の加速度から
マップを用いて位相差、つまり前記３式では時定数Ａ、
前記２式では時定数δを設定し、当該３式又は２式で位
相調整を行うことにより、自車速度の位相を相対速度算
出の位相に合わせることができる。

【００３９】従って、このようにして位相合わせされた
前記図２の演算処理の位相合わせ後の自車速度Ｖｏｗｎ
と相対速度Ｖｒとの加算値から障害物候補の移動速度Ｖ
ｏｂｊを高精度に算出することができ、それが障害物候
補停止判断閾値α以下であるときに障害物候補が停止し
ていると判断することができ、そうでないときに障害物
候補は停止していないと判断することができる。

【００４０】また、前記図２の演算処理では、車両挙動
制御装置であるアンチスキッド制御装置の作動中、或い
はアンチスキッド制御装置の作動中に障害物候補を検出
したときには、障害物候補停止判断閾値αを比較的大き
な所定値“１”ｍ／sec.とする。周知のように、アンチ
スキッド制御装置のような車両挙動制御装置では、車輪
への駆動力や制動力を制御するので、例えば本実施形態
のように従動輪回転速度で自車両の走行速度を検出する
場合、アンチスキッド制御装置の作動中は検出される自
車速度が不安定になる可能性がある。検出される自車速
度が不安定になると、自車速度と相対速度とから求める
障害物候補の移動速度の精度が低下するので、そのよう
な場合には障害物候補停止判断閾値αを大きめにするこ
とにより、障害物候補が停止していると誤判断するのを
抑制防止することができる。つまり、車両挙動制御装置
による自車両の走行状態の変化を考慮して障害物候補の
運動状態を検出することができる。

【００４１】また、前記図２の演算処理では、車両挙動
制御装置であるアンチスキッド制御装置が作動する直前
であることを検出したら、そのときの障害物候補の停止
判断を中止し、前回の停止判断結果を維持する。このと
きも、車両挙動制御装置であるアンチスキッド制御装置
の作動で自車速度が不安定になる以前に検出した正確な
障害物候補の運動状態を維持することができる。

【００４２】以上より、前記レーザレーダ２、レーダ処
理装置３、図２の演算処理のステップＳ３が障害物候補
検出手段を構成し、以下同様に、前記車速センサ６、図
２の演算処理のステップＳ１が自車両走行状態検出手段
を構成し、前記図２の演算処理のステップＳ１３からス
テップＳ２２が障害物候補運動状態検出手段を構成し、
前記図２の演算処理のステップＳ１２が自車両走行状態
位相調整手段を構成し、前記車速センサ６、図２の演算
処理のステップ１が自車速度検出手段を構成し、前記図
２の演算処理のステップＳ１が自車加速度検出手段を構
成している。

【００４３】次に、本発明の障害物候補運動状態検出装
置の第２実施形態について説明する。図４は、本実施形
態の障害物候補運動状態検出装置を備えた先行車両追従
走行装置付き車両のシステム構成図である。この実施形
態では、前記第１実施形態の車両構成に加えて、自車両
前方の障害物候補を検出するためのセンサとしてミリ波
レーダ１１と、当該ミリ波レーダ１１の出力信号から自
車両前方の障害物候補の位置及び自車両と障害物候補と
の相対速度を検出するミリ波レーダ処理装置１２とを備
えている。前記ミリ波レーダ処理装置１２は外界認識装
置１に接続されており、前述のようにミリ波のドップラ
ー効果によって自車両と障害物候補との相対速度を直接
検出することができる。つまり、この実施形態では、自
車両と障害物候補との相対速度を検出するために、検出
原理の異なる二つのセンサが障害物候補検出手段として
備えられていることになる。ちなみに、レーザレーダの
障害物候補検出範囲は自車両前方１０〜１００ｍ程度で
あり、ミリ波レーダの障害物候補検出範囲は自車両前方
１〜６０ｍ程度であることから、この実施形態では自車
両前方３０ｍで障害物候補検出のためのセンサを切り替
える、つまり障害物候補検出のためにレーザレーダから
ミリ波レーダに切り替わるものとする。

【００４４】そして、この実施形態では、前記外界認識
装置１で行われる障害物候補停止判断のための演算処理
が前記第１実施形態の図２のものから図５のものに変更
されている。図５の演算処理には図２の演算処理と同等
のステップもあり、同等のステップには同等の符号を付
して説明を省略する。図５の演算処理では、前記図２の
演算処理のステップＳ１とステップＳ３との間にステッ
プＳ２が追加されているほか、同ステップＳ３とステッ
プＳ１２との間にステップＳ４〜ステップＳ１１が追加
されている。また、図５の演算処理では、前記図２の演
算処理のステップＳ１２が削除されており、また図２の
演算処理のステップＳ１３がステップＳ１３’に変更さ
れている。ステップＳ１４からステップＳ２２までは全
く同等である。

【００４５】前記ステップＳ２では、例えばこの演算処
理が行われる５回に一度、つまりミリ波レーダ１１のサ
ンプリング周期である５０msec. 毎に前記ミリ波レーダ
１１（実質的にはミリ波レーダの処理装置１２）から障
害物候補の位置及び自車両と障害物候補との相対速度Ｖ
ｒを読込む。前記ステップＳ４では、前記ステップＳ２
で読込んだミリ波レーダ１１からの相対速度Ｖｒ及び前
記ステップＳ３で算出したレーザレーダ２からの相対速
度Ｖｒに対し、適切な特性のローパスフィルタ処理を施
してノイズを除去する。

【００４６】次にステップＳ５に移行して、同ステップ
内で行われる個別の演算処理に従って、何れか一方のレ
ーダが急に障害物候補をロストしたか否かを判定し、一
方のレーダが障害物候補をロストした場合にはステップ
Ｓ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行
する。前記ステップＳ７では、相対速度Ｖｒの振幅を調
整するためのゲインｋを“１”に設定してからステップ
Ｓ８に移行する。

【００４７】前記ステップＳ８では、障害物候補との距
離が前記切り替わり時期に相当して、一方のレーダから
他方のレーダに切り替わるか否かを判定し、レーダが切
り替わるときにはステップＳ９に移行し、そうでないと
きにはステップＳ１０に移行する。前記ステップＳ１０
では、現在使用しているレーダの応答特性から相対速度
算出の時定数ζ及びむだ時間γを算出してから前記ステ
ップＳ１１に移行する。

【００４８】一方、前記ステップＳ９では、切り替わり
時間ｔ₁ 、相対速度算出の時定数の増減値ｔ₂ 、相対速
度算出のむだ時間の増減値ｔ₃ を算出してから前記ステ
ップＳ１１に移行する。ここで、切り替わり時間ｔ
₁ は、障害物候補までの距離がＤ、レーダの切り替わり
距離、即ち前記３０ｍをＤ₀ として下記４式で求められ
る。

【００４９】 ｔ₁ ＝｜（Ｄ−Ｄ₀ ）／Ｖｒ｜ ……… (4) ちなみに、前記ステップＳ８でレーダの切り替わりを判
定する場合には、この切り替わり時間ｔ₁ が所定値、例
えば“１”秒以下であるか否かを用いてもよい。また、
相対速度算出の時定数の増減値ｔ₂ は、図６の制御マッ
プに従って算出設定する。この制御マップは、横軸を前
記切り替わり時間ｔ₁ とし、双方のレーダによる相対速
度算出の時定数の差ζ_d をパラメータとし、切り替わり
時間ｔ₁が小さいほど、また相対速度算出の時定数の差
ζ_d が大きいほど、大きく設定される（但し、１より小
さい）。

【００５０】また、相対速度算出のむだ時間の増減値ｔ
₃ は、図７の制御マップに従って算出設定する。この制
御マップは、横軸を前記切り替わり時間ｔ₁ とし、双方
のレーダによる相対速度算出のむだ時間の差γ_d をパラ
メータとし、切り替わり時間ｔ₁ が小さいほど、また相
対速度算出のむだ時間の差γ_d が大きいほど、大きく設
定される（但し、正の整数）。

【００５１】一方、前記ステップＳ６では、前記ステッ
プＳ４でノイズ除去されたロスト後の相対速度Ｖｒａｆ
ｔをロスト前の相対速度Ｖｒｂｆｒで除した値を振幅調
整用のゲインｋに設定してから前記ステップＳ１１に移
行する。勿論、ロスト後の相対速度Ｖｒａｆｔは、ロス
トしていないレーダからの相対速度である。前記ステッ
プＳ１１では、下記５式に従って、現在用いられている
レーダからの相対速度Ｖｒの位相（振幅）を調整して位
相調整後の相対速度Ｖｒ−ｓｙｎｃを算出する。

【００５２】

【数３】

【００５３】但し、式中のηは“１”未満の正数であ
る。また、式中のζ、γ、ηは、夫々前記ステップＳ１
０で算出された値を初期値とするが、このステップＳ１
０を通過しないフローの場合は、ζは前記相対速度算出
の時定数の増減値ｔ₂ ずつ、γは前記相対速度算出のむ
だ時間の増減値ｔ₃ ずつ大きくなり、相対速度Ｖｒの位
相が徐々に調整される。また、ロストによる強制的なレ
ーダ切り替わり時には、前記ロスト前後、つまり切り替
わり前後の相対速度比からなるゲインで振幅が調整され
る。

【００５４】そして、前記ステップＳ１３’に移行し、
ここでは前記ステップＳ１１で位相（振幅）調整された
位相調整後の相対速度Ｖｒ−ｓｙｎｃとステップＳ１で
読込まれた自車速度ｕとの加算値から障害物候補の移動
速度Ｖｏｂｊが算出される。次に、前記相対速度の位相
調整の原理について説明する。前記離散系で表される５
式の相対速度の位相調整は、前記連続系で表される３式
と同じ意味である（位相調整される対象が自車速度か相
対速度かの違いはある）。各センサ、つまりレーザレー
ダ２、ミリ波レーダ１１の相対速度算出における時定数
やむだ時間は予め分かっているので、それらを用いて各
レーダで検出される相対速度の位相調整が行われる。ま
た、レーダが切り替わるときには、時定数やむだ時間を
互いのレーダの値に変更しなければならない。そこで、
本実施形態では、切り替わりを事前に検出し、切り替わ
るときには、この切り替わり時間ｔ₁ に応じて、時定数
ζは前記増減値ｔ₂ ずつ、むだ時間γは前記増減値ｔ₃
ずつ次第に変化させて、切り替わり前後の相対速度の差
を小さくすることができる。

【００５５】従って、このようにして位相合わせされた
前記図５の演算処理の位相合わせ後の相対速度Ｖｒ−ｓ
ｙｎｃと自車速度ｕとの加算値から障害物候補の移動速
度Ｖｏｂｊを高精度に算出することができ、それが障害
物候補停止判断閾値α以下であるときに障害物候補が停
止していると判断することができ、そうでないときに障
害物候補は停止していないと判断することができる。

【００５６】また、本実施形態の障害物候補運動状態検
出装置によれば、前記第１実施形態の障害物候補運動状
態検出装置の効果に加えて、レーザレーダとミリ波レー
ダ、即ち自車両と障害物候補との相対速度の検出原理が
異なるセンサがロストなどにより強制的に切り替わると
きに、その切り替わり前後に検出された障害物候補と自
車両との相対速度の比をゲインｋとして、切り替わり後
の障害物候補と自車両との相対速度の振幅を調整するこ
とにより、切り替わり前後の相対速度の差を小さくし或
いはなくし、障害物候補の移動速度など、障害物候補の
運動状態をより高精度に検出することができる。

【００５７】また、レーザレーダ、ミリ波レーダによる
相対速度ノイズを除去することにより、障害物候補の運
動状態をより高精度に検出することができる。以上よ
り、前記レーザレーダ２、レーダ処理装置３、図５の演
算処理のステップＳ３が障害物候補検出手段を構成し、
以下同様に、前記車速センサ６、図５の演算処理のステ
ップＳ１が自車両走行状態検出手段を構成し、前記図５
の演算処理のステップＳ１３からステップＳ２２が障害
物候補運動状態検出手段を構成し、図５の演算処理のス
テップＳ４からステップＳ１１が相対速度位相調整手段
を構成し、図５の演算処理のステップＳ９が切り替わり
時間算出手段を構成し、図５の演算処理のステップＳ４
がノイズ除去手段を構成している。

【００５８】次に、本発明の障害物候補運動状態検出装
置の第３実施形態について説明する。本実施形態におけ
る車両のシステム構成は、前記第２実施形態の図４に示
すものと同等である。そして、この実施形態では、前記
外界認識装置１で行われる障害物候補停止判断のための
演算処理が前記第２実施形態の図５のものから図８のも
のに変更されている。図８の演算処理には図５の演算処
理と同等のステップもあり、同等のステップには同等の
符号を付して説明を省略する。図８の演算処理では、前
記図５の演算処理のステップＳ１１とステップＳ１３’
との間に、前記第１実施形態の図２の演算処理のステッ
プＳ１２が介入されている。また、図８の演算処理で
は、前記図５の演算処理のステップＳ１３’がステップ
Ｓ１３”に変更されている。ステップＳ１からステップ
Ｓ１１まで、及びステップＳ１４からステップＳ２２ま
では全く同等である。

【００５９】そして、前記ステップＳ１３”では、前記
ステップＳ１１で位相（振幅）調整された相対速度Ｖｒ
−ｓｙｎｃとステップＳ１２で位相調整された自車速度
Ｖｏｗｎとの加算値から障害物候補の移動速度Ｖｏｂｊ
が算出される。従って、本実施形態では、前記第１実施
形態及び第２実施形態の夫々の効果が相乗するようにし
てより一層正確に障害物候補の運動状態を検出すること
が可能となる。

【００６０】以上より、前記レーザレーダ２、レーダ処
理装置３、図８の演算処理のステップＳ３が障害物候補
検出手段を構成し、以下同様に、前記車速センサ６、図
８の演算処理のステップＳ１が自車両走行状態検出手段
を構成し、前記図８の演算処理のステップＳ１３からス
テップＳ２２が障害物候補運動状態検出手段を構成し、
図８の演算処理のステップＳ４からステップＳ１１が相
対速度位相調整手段を構成し、前記図８の演算処理のス
テップＳ１２が自車両走行状態位相調整手段を構成し、
前記車速センサ６、図８の演算処理のステップ１が自車
速度検出手段を構成し、前記図８の演算処理のステップ
Ｓ１が自車加速度検出手段を構成し、図８の演算処理の
ステップＳ９が切り替わり時間算出手段を構成し、図８
の演算処理のステップＳ４がノイズ除去手段を構成して
いる。

【００６１】なお、前記実施形態では、自車両の走行速
度として従動輪の回転速度を用いたが、例えば前記操舵
角センサ７で検出された操舵角θを入力とし、自車両の
走行速度をパラメータとする二輪モデルからスリップ角
を算出し、そのスリップ角と自車両の走行速度とを合わ
せて平身速度ベクトルとして扱ってもよい。また、同様
に障害物候補と自車両との相対速度を相対速度ベクトル
として扱ってもよい。

【００６２】また、前記実施形態では、車両挙動制御装
置としてアンチスキッド制御装置が搭載されている場合
についてのみ詳述したが、車両挙動制御装置としては、
これ以外にも、駆動力制御装置や車両運動制御装置等が
挙げられ、それら単独、或いは複数の車両挙動制御装置
が設けられている場合にも同様に展開可能である。ま
た、前記実施形態では、夫々の演算処理装置にマイクロ
コンピュータを用いたが、これに代えて各種の論理回路
を用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の障害物候補運動状態検出装置を備えた
先行車両追従走行制御付き車両の一例を示す車両構成図
である。

【図２】図１の外界認識装置で行われる障害物候補運動
状態検出のための演算処理の第１実施形態を示すフロー
チャートである。

【図３】図２の演算処理で用いられる制御マップであ
る。

【図４】本発明の障害物候補運動状態検出装置を備えた
先行車両追従走行制御付き車両の他例を示す車両構成図
である。

【図５】図４の外界認識装置で行われる障害物候補運動
状態検出のための演算処理の第２実施形態を示すフロー
チャートである。

【図６】図５の演算処理で用いられる制御マップであ
る。

【図７】図５の演算処理で用いられる制御マップであ
る。

【図８】図４の外界認識装置で行われる障害物候補運動
状態検出のための演算処理の第３実施形態を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１は外界認識装置 ２はレーザレーダ ３はレーザレーダ処理装置 ４はＣＣＤカメラ ５は画像処理装置 ６は車速センサ ７は操舵角センサ ８は自動ブレーキ制御装置 ９は負圧ブレーキブースタ １０はアンチスキッド制御装置 １１はミリ波レーダ １２はミリ波レーダ処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正行 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 岩崎 英城 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D044 AA01 AA03 AA04 AA25 AA31 AB01 AC26 AC56 AC59 AD21 AE04 AE05 AE06 AE14 AE18 AE21 5H180 AA01 CC03 CC04 CC12 CC14 LL01 LL02 LL04 LL08 LL09 5J070 AB24 AC01 AC06 AH14 AK04 BA01 BD06 BD08 BF03 5J084 AA05 AA07 AB01 AC02 AD01 BA03 CA22 CA43 DA07 EA15 EA22 FA03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車両周辺の障害物候補を検出し、自車
   両に対する当該障害物候補の相対速度を検出する障害物
   候補検出手段と、自車両の走行状態を検出する自車両走
   行状態検出手段と、前記障害物候補検出手段で検出され
   た障害物候補の相対速度及び前記自車両走行状態検出手
   段で検出された自車両走行状態に基づいて前記障害物候
   補の運動状態を検出する障害物候補運動状態検出手段と
   を備えた障害物候補運動状態検出装置において、前記障
   害物候補検出手段で検出された障害物候補の相対速度の
   位相を調整する相対速度位相調整手段及び前記自車両走
   行状態で検出された自車両の走行状態の位相を調整する
   自車両走行状態位相調整手段の少なくとも何れか一方を
   備え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前記相対速
   度位相調整手段及び自車両走行状態位相調整手段の少な
   くとも何れか一方で位相調整された相対速度及び自車両
   の走行状態の少なくとも何れか一方を用いて前記障害物
   候補の運動状態を検出することを特徴とする障害物候補
   運動状態検出装置。
2. 【請求項２】 少なくとも前記自車両走行状態位相調整
   手段を備え、前記自車両走行状態検出手段は、自車両の
   走行速度を検出する自車速度検出手段と、自車両の加速
   度を検出する自車加速度検出手段とを備え、前記自車両
   走行状態位相調整手段は、前記自車加速度検出手段で検
   出された自車両の加速度に応じて、前記自車速度検出手
   段で検出された自車両の走行速度の位相を調整すること
   を特徴とする請求項１に記載の障害物候補運動状態検出
   装置。
3. 【請求項３】 少なくとも前記相対速度位相調整手段を
   備え、前記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自
   車両との相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構
   成され、前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補
   と自車両との相対速度を検出するセンサが切り替わると
   きの切り替わり時間を算出する切り替わり時間算出手段
   を備えると共に、この切り替わり時間算出手段で算出さ
   れた切り替わり時間及び切り替わり前後の障害物候補検
   出手段のセンサの時定数及びむだ時間に応じて、前記障
   害物候補と自車両との相対速度の位相を調整することを
   特徴とする請求項１又は２に記載の障害物候補運動状態
   検出装置。
4. 【請求項４】 少なくとも前記相対速度位相調整手段を
   備え、前記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自
   車両との相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構
   成され、前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補
   と自車両との相対速度を検出するセンサが切り替わると
   きに、その切り替わり前後の障害物候補検出手段のセン
   サで検出された前記障害物候補と自車両との相対速度の
   比に応じて、切り替わり後の障害物候補と自車両との相
   対速度の振幅を調整することを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れかに記載の障害物候補運動状態検出装置。
5. 【請求項５】 少なくとも前記相対速度位相調整手段を
   備え、前記障害物候補検出手段は、前記障害物候補と自
   車両との相対速度の検出原理が異なる複数のセンサで構
   成され、前記相対速度位相調整手段は、前記障害物候補
   検出手段の複数のセンサで検出された障害物候補と自車
   両との相対速度からノイズを除去するノイズ除去手段を
   備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
   の障害物候補運動状態検出装置。
6. 【請求項６】 前記障害物候補運動状態検出手段は、前
   記障害物候補の運動状態として当該障害物候補の移動速
   度を算出し、その移動速度が所定値以下であるときに当
   該障害物候補が停止しているものと判断することを特徴
   とする請求項１乃至５の何れかに記載の障害物候補運動
   状態検出装置。
7. 【請求項７】 自車両の運動性能を向上する車両挙動制
   御装置を備え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前
   記車両挙動制御装置の作動中に、前記所定値を大きな値
   に設定することを特徴とする請求項６に記載の障害物候
   補運動状態検出装置。
8. 【請求項８】 自車両の運動性能を向上する車両挙動制
   御装置を備え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前
   記車両挙動制御装置の作動中に新たな障害物候補を検出
   したとき、前記所定値を大きな値に設定することを特徴
   とする請求項６又は７に記載の障害物候補運動状態検出
   装置。
9. 【請求項９】 自車両の運動性能を向上する車両挙動制
   御装置を備え、前記障害物候補運動状態検出手段は、前
   記車両挙動制御装置が作動する直前であることが検出さ
   れたとき、前記障害物候補の運動状態を、それ以前に検
   出した障害物候補の運動状態に維持することを特徴とす
   る請求項１乃至８の何れかに記載の障害物候補運動状態
   検出装置。