JP2005100336A - 車両用物体検知装置および追従走行制御装置 - Google Patents

車両用物体検知装置および追従走行制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 レーダー装置の検知エリアを適切に設定して障害物を確実に検知できるようにする。
【解決手段】 ACCシステムは、自車前方の物体を検知するレーダー装置15と、自車の走行軌跡を推定する軌跡推定手段M1と、自車の走行軌跡に基づいて自車前方に所定の検知エリアを設定する検知エリア設定手段M2と、レーダー装置15の検知結果および検知エリアに基づいて先行車を抽出する障害物抽出手段M3と、乗員の加減速意思を検出する加減速意思検出手段M4とを備える。加減速意思検出手段M4により乗員の減速意思が検出された場合に検知エリア設定手段M2が障害物の検知エリアを拡大するので、自車の前方に割り込む割り込み車両等を確実に検知し、その割り込み車両と接触しそうになるのを防止してドライバーの違和感を解消するとともに、ACCシステムの作動を確実なものにすることができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両に搭載した物体検知手段で前方の物体を検知する車両用物体検知装置と、その車両用物体検知装置を用いた追従走行制御装置とに関する。
レーダー装置で自車から先行車までの車間距離を検出し、車間距離が所定値以下になったときにドライバーに警報を発して追突を防止する車間距離検知・警報装置において、自車の車速の増減に応じてレーダー装置の検知エリアを変更するものが、下記特許文献1により公知である。
特開平5−174296号公報
ところで、上記従来のものは、車速に応じてレーダー装置の検知エリアを変更しているが、車速が同じであってもドライバーが車間距離の減少に気づいて減速意思を持った場合と、そうでない場合とでは追突の可能性に差があるため、ドライバーの意思を考慮せずに車速だけに応じて検知エリアを変更するのは必ずしも適切ではない。
またレーダー装置で先行車を検知するために、通常は自車の走行軌跡に沿う車線幅程度の検知エリアを設定しているが、前方に交差点等が存在する場合には、ドライバーの注意は自車の走行軌跡に側方から割り込んで来る割り込み車両に対しても向けられており、車線幅程度の狭い検知エリアに基づく先行車の検知ではドライバーの意識との間にギャップが生じる可能性がある。このような不具合を解消するために、検知エリアを無闇に広くすることは、対向車線の車両を誤検知したり、物体検知手段のデータ処理負荷が増加したりするために好ましくない。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物体検知手段の検知エリアを適切に設定して障害物を確実に検知できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、自車前方の物体を検知する物体検知手段と、自車の走行軌跡を推定する軌跡推定手段と、自車の走行軌跡に基づいて自車前方に所定の検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、物体検知手段の検知結果および検知エリア設定手段で設定した検知エリアに基づいて障害物を抽出する障害物抽出手段とを備えた車両用物体検知装置において、乗員の加速意思あるいは減速意思を検出する加減速意思検出手段を備え、検知エリア設定手段は、加減速意思検出手段の検出結果に基づいて前記所定の検知エリアを変更することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
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、検知エリア設定手段は、加減速意思検出手段により乗員の減速意思が検出された場合に前記所定の検知エリアを拡大することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、検知エリア設定手段は、加減速意思検出手段により乗員の加速意思が検出された場合に前記所定の検知エリアを縮小することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、加減速意思検出手段は、乗員によるブレーキペダルの操作、乗員によるアクセルペダルの操作、乗員によるスイッチの操作、乗員の音声の少なくとも一つに基づいて乗員の加減速意思を検出することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項5に記載された発明によれば、自車前方の物体を検知する物体検知手段と、自車の走行軌跡を推定する軌跡推定手段と、自車の走行軌跡に基づいて自車前方に所定の検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、物体検知手段の検知結果および検知エリア設定手段で設定した検知エリアに基づいて障害物を抽出する障害物抽出手段とを備えた車両用物体検知装置において、車速を検出する車速検出手段と、車速検出手段で検出した車速から加減速度を検出する加減速度検出手段とを備え、検知エリア設定手段は、加減速度検出手段の検出結果に基づいて前記所定の検知エリアを変更することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項6に記載された発明によれば、請求項5の構成に加えて、検知エリア設定手段は、加減速度検出手段により減速度が検出された場合に前記所定の検知エリアを拡大することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項7に記載された発明によれば、請求項5の構成に加えて、検知エリア設定手段は、加減速度検出手段により加速度が検出された場合に前記所定の検知エリアを縮小することを特徴とする車両用物体検知装置が提案される。
また請求項8に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用物体検知装置と、障害物抽出手段が抽出した先行車に自車を追従走行させる車両制御手段とを備え、前記検知エリア設定手段は、自車から前記先行車までの検知エリアと、前記先行車から物体検知手段の最大検知可能距離までの検知エリアとの少なくとも一方を変更することを特徴とする追従走行制御装置が提案される。
また請求項9に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用物体検知装置と、障害物抽出手段が抽出した先行車に自車を追従走行させる車両制御手段とを備え、前記検知エリア設定手段は、自車の走行軌跡の左側および右側の検知エリアをそれぞれ別個に設定可能であり、かつ前記左側および右側の検知エリアのうち、障害物抽出手段が抽出した先行車の進行方向の検知エリアのみを変更することを特徴とする追従走行制御装置が提案される。
尚、実施例のレーダー装置15は本発明の物体検知手段に対応する。
請求項1の構成によれば、検知エリア設定手段が自車の走行軌跡に基づいて自車前方に設定する物体の検知エリアを、加減速意思検出手段が検出した乗員の加減速意思に基づいて変更するので、乗員の加減速意思に応じた適切な検知エリアを設定して乗員の違和感を解消することができる。
請求項2の構成によれば、加減速意思検出手段により乗員の減速意思が検出された場合に検知エリア設定手段が検知エリアを拡大するので、乗員が自車の前方の状況に払う注意量の増加に応じて検知エリアを拡大してより多くの情報を得ることができる。
請求項3の構成によれば、加減速意思検出手段により乗員の加速意思が検出された場合に検知エリア設定手段が検知エリアを縮小するので、乗員が検知不要と判断した制御対象を速やかに排除して不必要な車両制御が行われるのを防止し、乗員の違和感を解消することができる。
請求項4の構成によれば、ブレーキペダルの操作、アクセルペダルの操作、スイッチの操作あるいは乗員の音声に基づいて加減速意思検出手段が乗員の加減速意思を検出するので、その検出を容易かつ確実に行うことができる。
請求項5の構成によれば、検知エリア設定手段が自車の走行軌跡に基づいて自車前方に設定する物体の検知エリアを、加減速度検出手段が検出した自車の加減速度に基づいて変更するので、障害物との接触の可能性に応じた適切な検知エリアを設定して乗員の違和感を解消することができる。
請求項6の構成によれば、加減速度検出手段により減速度が検出された場合に検知エリア設定手段が検知エリアを拡大するので、障害物との接触の可能性の増加に応じて検知エリアを拡大してより多くの情報を得ることができる。
請求項7の構成によれば、加減速度検出手段により加速度が検出された場合に検知エリア設定手段が検知エリアを縮小するので、障害物との接触の可能性の減少に応じて検知エリアを縮小して不必要な車両制御が行われるのを防止し、乗員の違和感を解消することができる。
請求項8の構成によれば、障害物抽出手段が抽出した先行車に対して車両制御手段が自車を追従走行させる際に、検知エリア設定手段が自車から先行車までの検知エリアと、前記先行車から物体検知手段の最大検知可能距離までの検知エリアとの少なくとも一方を変更するので、検知エリアを必要最小限に設定して物体検知手段の負荷を軽減しながら、所望の検知エリアの物体の情報をより多く収集して安定した追従走行を可能にすることができる。
請求項9の構成によれば、障害物抽出手段が抽出した先行車に対して車両制御手段が自車を追従走行させる際に、検知エリア設定手段が自車の走行軌跡の左側および右側の検知エリアのうち、障害物抽出手段が抽出した先行車の進行方向の検知エリアのみを変更するので、先行車の進行方向と反対側の検知エリアは変更されることがなく、先行車が左折した場合の右側の対向車の検知や、先行車が右折した場合の左側の路側に駐車された車両の検知を通常どおり行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図1〜図5は本発明の第1実施例を示すもので、図1はACCシステムの制御系のブロック図、図2は検知エリアの説明図、図3および図4はドライバーが減速意思を持つ場合の作用を説明するフローチャート、図5はドライバーが加速意思を持つ場合の作用を説明するフローチャートである。
図1に示すように、先行車が存在するときには予め設定した車間距離を保持して前記先行車に追従走行し、先行車が存在しないときには予め設定した車速で定速走行するACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)システムは、軌跡推定手段M1と、検知エリア設定手段M2と、障害物抽出手段M3と、加減速意思検出手段M4と、制御目標値決定手段M5と、車両制御手段M6とを備える。軌跡推定手段M1にはナビゲーションシステム11、ヨーレート検出手段12、操舵角検出手段13および車速検出手段14が接続され、障害物抽出手段M3にはレーダー装置15が接続され、加減速意思検出手段M4にはブレーキペダル操作検出手段16、アクセルペダル操作検出手段17、スイッチ操作検出手段18および音声認識手段19が接続され、車両制御手段M6には加速アクチュエータ20、減速アクチュエータ21およびディスプレイ22が接続される。
軌跡推定手段M1は、ナビゲーションシステム11に記憶された道路情報と、ヨーレート検出手段12で検出したヨーレートと、操舵角検出手段13で検出した操舵角と、車速検出手段14で検出した車速とに基づいて自車の将来の走行軌跡を推定する。
加減速意思検出手段M4は、ドライバーが自車を加速する意思あるいは減速する意思を有しているか否かを判断する。即ち、ブレーキペダル操作検出手段16がブレーキペダルの踏み込み操作を検出すれば減速意思を有すると判断し、アクセルペダル操作検出手段17がアクセルペダルの踏み込み操作を検出すれば加速意思を有すると判断し、アクセルペダルの戻し操作を検出すれば減速意思を有すると判断する。またスイッチ操作検出手段18がACCシステムの定速走行の設定車速を指示する車速設定スイッチや前記設定車速を増減するリジュームスイッチの操作を検出すれば減速意思や加速意思を有すると判断する。また音声認識手段19は乗員の会話の内容やドライバーの独り言の内容から減速意思や加速意思の有無を判断する。
図2(A)に示すように、検知エリア設定手段M2は、軌跡推定手段M1で推定した自車の将来の走行軌跡を中心線として、その中心線に沿う所定幅の検知エリアを設定する。通常、検知エリアの幅は車線幅と同等に設定されるが、加減速意思検出手段M4がドライバーの減速意思を検出すると、図2(B)に示すように検知エリアの幅を増加させる。増加した検知エリアの幅は任意であり、例えば車線幅の整数倍とされる。
レーダー装置15はレーザー光やミリ波等の電磁波を送信し、その電磁波が物体から反射された反射波を受信することで、物体の方向、物体までの距離、物体との相対速度等を検知するもので、障害物抽出手段M3はレーダー装置15で検知した物体のうちから検知エリア内に存在する物体を制御対象となる先行車(障害物)として抽出する。
制御目標値決定手段M5は、障害物抽出手段M3で抽出した先行車を制御対象とし、それに自車を追従走行させるためのパラメータである目標車速、目標加減速度、目標車間距離等を決定するとともに、加減速意思検出手段M4で検出したドライバーの加減速意思に応じて前記目標車速、目標加減速度、目標車間距離等を補正する。
そして車両制御手段M6は、制御目標値決定手段M5で決定した制御目標値に基づいて加速アクチュエータ20や減速アクチュエータ21を駆動し、スロットルバルブを開閉したりブレーキ装置を作動させたりして追従走行制御や定速走行制御を実行するとともに、ディスプレイ22に現在の車両の制御状態を表示してドライバーに報知する。
上記作用を図3〜図5のフローチャートに基づいて更に説明する。
図3および図4のフローチャートは加減速意思検出手段M4がドライバーの減速意思を検出した場合のもので、先ずステップS1でレーダー装置15により物体を検知し、ステップS2で軌跡推定手段M1により自車の走行軌跡を推定し、ステップS3で検知エリア設定手段M2により第1検知エリア、つまり推定走行軌跡に沿う車線幅相当の検知エリアを設定する。続くステップS4で第1検知エリア内に第1障害物が存在すれば、ステップS5で障害物抽出手段M3が第1障害物を制御対象として設定し、ステップS6で車両制御手段M6が第1障害物に対して自車が予め設定された車間距離を維持して追従走行するように車速を制御する。一方、前記ステップS4で第1検知エリア内に第1障害物が存在しなければ、ステップS7で車両制御手段M6が予め設定された車速で定速走行するように車速を制御する。
続くステップS8で加減速意思検出手段M4がドライバーの減速意思を検出すると、ステップS9で検知エリア設定手段M2が第2検知エリアを設定する。図2で説明したように、第2検知エリアは側方から割り込む割り込み車両等を検知できるように、前記第1検知エリアよりも広い幅を持つように設定される。続くステップS10で第2検知エアリアに第2障害物が存在し、かつステップS11で第2障害物が自車の走行軌跡に近い位置にあるか、あるいは前記ステップS11で第2障害物が自車の走行軌跡から遠い位置にあっても、ステップS12で第2障害物が自車の走行軌跡に向かって接近していれば、以下のステップS13〜S17で第2障害物との接触を回避すべく、その緊急度に応じて車両制御手段M6による車両制御の内容を変更する。
即ち、ステップS13で自車が加速制御中であれば、ステップS15で自車の加速制御を中止するか、加速ゲインを小さくするか、追従走行制御の設定車間距離を増加させる。またステップS14で自車が定速走行制御中であれば、ステップS16で自車の加速開始タイミングを遅延するか、追従走行制御の設定車間距離を増加させるか、定速走行制御の設定車速を減少させる。またステップS14で自車が減速制御中であれば、ステップS17で追従走行制御の設定車間距離を増加させるか、定速走行制御の設定車速を減少させる。
以上のように、ドライバーが自車の前方の状況に不安を感じて減速意思を持つと障害物を検知する検知エリアが拡大されるので、自車の前方に割り込む割り込み車両等を確実に検知し、その割り込み車両と接触しそうになるのを防止してドライバーの違和感を解消するとともに、ACCシステムの作動を確実なものにすることができる。しかもドライバーの減速意思の検出をブレーキペダルの操作、アクセルペダルの操作、スイッチの操作あるいは乗員の音声に基づいて行うので、その検出を容易かつ確実に行うことができる。
図5のフローチャートは加減速意思検出手段M4がドライバーの加速意思を検出した場合のもので、先ずステップS21でレーダー装置15により物体を検知し、ステップS22で軌跡推定手段M1により自車の走行軌跡を推定し、ステップS23で検知エリア設定手段M2により第1検知エリア、つまり推定走行軌跡に沿う通常の車線幅相当の検知エリアを設定する。続くステップS24で第1検知エリア内に第1障害物が存在すれば、ステップS25で障害物抽出手段M3が第1障害物を制御対象として抽出し、ステップS26で車両制御手段M6が第1障害物に対して自車が予め設定された車間距離を維持して追従走行するように車速を制御する。一方、前記ステップS24で第1検知エリア内に第1障害物が存在しなければ、ステップS27で車両制御手段M6が予め設定された車速で定速走行するように車速を制御する。
続くステップS28で加減速意思検出手段M4がドライバーの加速意思を検出すると、ステップS29で検知エリア設定手段M2が第1検知エリアよりも狭い第2検知エリアを設定する。そしてステップS30で新たな第2検知エリアに第1障害物が存在しない場合と、前記ステップS30で第2検知エリアに第1障害物が存在し、かつステップS31で第1障害物の横方向の相対速度が所定値以上である場合、つまり第1障害物が自車から横方向に高速で離れて行く場合とには、ステップS32で第1障害物に対する追従走行制御を解除して定速走行制御を継続する。そしてステップS33で自車の減速制御を中止するか、減速ゲインを小さくするか、追従走行制御の設定車間距離を減少させる。
尚、前記ステップS31で第1障害物の横方向の相対速度が所定値未満である場合には、前記ステップS26による追従走行制御がそのまま継続される。
以上のように、ドライバーが自車の前方の安全を確認して加速意思を持つと障害物を検知する検知エリアが縮小されるので、左折や右折をして自車の走行軌跡から遠ざかる先行車を速やかに制御対象から除外し、不要な追従走行制御が行われてドライバーが違和感を覚えるのを防止することができる。しかもドライバーの加速意思の検出をブレーキペダルの操作、アクセルペダルの操作、スイッチの操作あるいは乗員の音声に基づいて行うので、その検出を容易かつ確実に行うことができる。
次に、図6に基づいて本発明の第2実施例を説明する。
第2実施例は、第1実施例の加減速意思検出手段M4に代えて加減速度検出手段M7を備えており、加減速度検出手段M7は車速検出手段14から入力された車速を時間微分して車両の加減速度を検出する。
しかして、第1実施例ではドライバーの減速意思や加速意思に基づいて検知エリアの拡大・縮小やACCシステムの制御内容の変更を行っているが、第2実施例では車両の実際の加速度や減速度に基づいて検知エリアの拡大・縮小やACCシステムの制御内容の変更を行っている。加減速度検出手段M7が検出する車両の加減速度はドライバーの加減速意思を反映する以外に、ドライバーの意思によらない車両制御手段M6による自動的な加減速をも反映するため、ACCシステムの一層的確な作動を可能にすることができる。
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。
例えば、実施例ではドライバーの減速意思が検出された場合、あるいは車両の減速が検出された場合に検知エリアを一律に拡大しているが、検知エリアを自車から先行車までの第1エリアと、先行車からレーダー装置15の最大検知可能距離までの第2エリアとに分け、その少なくとも一方だけを拡大することができる。第1、第2エリアの何れを拡大するかは種々の条件により設定可能である。
幾つかの例を挙げると、割り込み車両が存在する可能性が高い交差点や分岐点を含むエリアを優先的に拡大しても良く、また自車と先行車との車間距離が短いために第1エリアに他車が割り込む可能性が低い場合には第2エリアだけを拡大しても良く、自車と先行車との車間距離が長いために第2エリアに他車が割り込んでも危険がない場合には第1エリアだけを拡大しても良い。
このように、検知エリアの一部だけを拡大することで、対向車線の車両を先行車として誤検知したり、レーダー装置15のデータ処理負荷が増加したりする問題を最小限に抑えることができる。
また実施例ではドライバーの加速意思が検出された場合、あるいは車両の加速が検出された場合に検知エリアを一律に縮小しているが、検知エリアを自車の走行軌跡の左側と右側とに分け、左右の検知エリアのうち先行車の進行方向の検知エリアだけを縮小することができる。これにより、先行車が左折して左側の検知エリアが縮小されても対向車を検知する右側の検知エリアは変更されず、また先行車が右折して右側の検知エリアが縮小されても路側に駐車中の車両を検知する左側の検知エリアは変更されないため、それらの対向車や駐車中の車両を通常どおりに検知することができる。
また実施例ではACCシステムについて説明したが、本発明はACCシステム以外の任意の用途の車両用物体検知装置や追従走行制御装置に対して適用することができる。
第1実施例に係るACCシステムの制御系のブロック図 検知エリアの説明図 ドライバーが減速意思を持つ場合の作用を説明するフローチャートの第1分図 ドライバーが減速意思を持つ場合の作用を説明するフローチャートの第2分図 ドライバーが加速意思を持つ場合の作用を説明するフローチャート 第2実施例に係るACCシステムの制御系のブロック図
符号の説明
M1 軌跡推定手段
M2 検知エリア設定手段
M3 障害物抽出手段
M4 加減速意思検出手段
M6 車両制御手段
M7 加減速度検出手段
14 車速検出手段
15 レーダー装置(物体検知手段)

Claims (9)

  1. 自車前方の物体を検知する物体検知手段(15)と、
    自車の走行軌跡を推定する軌跡推定手段(M1)と、
    自車の走行軌跡に基づいて自車前方に所定の検知エリアを設定する検知エリア設定手段(M2)と、
    物体検知手段(15)の検知結果および検知エリア設定手段(M2)で設定した検知エリアに基づいて障害物を抽出する障害物抽出手段(M3)と、
    を備えた車両用物体検知装置において、
    乗員の加速意思あるいは減速意思を検出する加減速意思検出手段(M4)を備え、
    検知エリア設定手段(M2)は、加減速意思検出手段(M4)の検出結果に基づいて前記所定の検知エリアを変更することを特徴とする車両用物体検知装置。
  2. 検知エリア設定手段(M2)は、加減速意思検出手段(M4)により乗員の減速意思が検出された場合に前記所定の検知エリアを拡大することを特徴とする、請求項1に記載の車両用物体検知装置。
  3. 検知エリア設定手段(M2)は、加減速意思検出手段(M4)により乗員の加速意思が検出された場合に前記所定の検知エリアを縮小することを特徴とする、請求項1に記載の車両用物体検知装置。
  4. 加減速意思検出手段(M4)は、乗員によるブレーキペダルの操作、乗員によるアクセルペダルの操作、乗員によるスイッチの操作、乗員の音声の少なくとも一つに基づいて乗員の加減速意思を検出することを特徴とする、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両用物体検知装置。
  5. 自車前方の物体を検知する物体検知手段(15)と、
    自車の走行軌跡を推定する軌跡推定手段(M1)と、
    自車の走行軌跡に基づいて自車前方に所定の検知エリアを設定する検知エリア設定手段(M2)と、
    物体検知手段(15)の検知結果および検知エリア設定手段(M2)で設定した検知エリアに基づいて障害物を抽出する障害物抽出手段(M3)と、
    を備えた車両用物体検知装置において、
    車速を検出する車速検出手段(14)と、車速検出手段(14)で検出した車速から加減速度を検出する加減速度検出手段(M7)とを備え、
    検知エリア設定手段(M2)は、加減速度検出手段(M7)の検出結果に基づいて前記所定の検知エリアを変更することを特徴とする車両用物体検知装置。
  6. 検知エリア設定手段(M2)は、加減速度検出手段(M7)により減速度が検出された場合に前記所定の検知エリアを拡大することを特徴とする、請求項5に記載の車両用物体検知装置。
  7. 検知エリア設定手段(M2)は、加減速度検出手段(M7)により加速度が検出された場合に前記所定の検知エリアを縮小することを特徴とする、請求項5に記載の車両用物体検知装置。
  8. 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用物体検知装置と、
    障害物抽出手段(M3)が抽出した先行車に自車を追従走行させる車両制御手段(M6)と、
    を備え、前記検知エリア設定手段(M2)は、自車から前記先行車までの検知エリアと、前記先行車から物体検知手段(15)の最大検知可能距離までの検知エリアとの少なくとも一方を変更することを特徴とする追従走行制御装置。
  9. 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の車両用物体検知装置と、
    障害物抽出手段(M3)が抽出した先行車に自車を追従走行させる車両制御手段(M6)と、
    を備え、前記検知エリア設定手段(M2)は、自車の走行軌跡の左側および右側の検知エリアをそれぞれ別個に設定可能であり、かつ前記左側および右側の検知エリアのうち、障害物抽出手段(M3)が抽出した先行車の進行方向の検知エリアのみを変更することを特徴とする追従走行制御装置。
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