JP2005180994A

JP2005180994A - 車両用前方障害物検出装置および方法

Info

Publication number: JP2005180994A
Application number: JP2003419275A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Aoyanagi; 究青柳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】太陽光の影響で先行車両が検出できなくなった場合には、適切な報知ができる。
【解決手段】太陽光障害条件決定部２１３は太陽位置算出部２１２によって算出された暦および時刻における太陽の位置、自車両位置検出部２１６によって算出された自車両位置、自車両姿勢検出部２１７によって算出された自車両の姿勢、照度センサー２０３によって測定された車外の照度から、レーザレーダ１１と太陽を結ぶ直線がレーザレーダ１１の受光部２２２の入射角の範囲内にあるかどうかを算出する。また、太陽光障害条件決定部２１３では、太陽位置算出部２１２によって算出されたレーザレーダ１１と太陽の位置関係に応じて、太陽光障害と判断する閾値および判断に至る経過時間を決定する。
【選択図】図２

Description

車載レーザレーダを用いた車両用前方障害物検出装置および方法に関する。

車両に搭載したレーザレーダを用いて先行車両を検出する技術が知られている。この従来技術では、受光部へ入射される入射光に基づいて先行車両との距離等を検出するため、例えば太陽光が受光部へと入射したような場合には、正確な先行車両との距離を検出することができなくなるので、このような場合には先行車両を検出できないことを報知していた。

特開平６−５９０３８号公報

従来技術においては、所定以上の入射光が所定時間継続して入射した場合に、先行車両を検出できないことを報知していたが、誤検知を防止するため、この所定時間を長く設定していたので、適切な報知をできないという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、太陽光の影響で先行車両が検出できなくなった場合には、適切な報知ができる車両用前方障害物検出装置および方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明においては、車両の前方に向けてレーザ光を照射する照射手段と、照射したレーザ光の反射光を受光する受光手段と、レーザ光の照射時刻と反射光受光時刻との時間差に基づいて前方障害物との距離を算出する障害物検出手段と、障害物検出手段による前方障害物との距離の算出が不可能であることを報知する報知手段とを設け、受光手段への入射光が第１の所定閾値以上であると共に、第１の所定時間維続した場合に、第１の所定時間が経過した時点で、報知手段による報知を行なわせる。

本発明によれば、太陽光の影響で先行車両が検出できなくなった場合には、適切な報知ができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施の形態について図１〜６を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態の構成を示す図であり、車両の車体前端部に取り付けられ、先行車両（前方障害物）までの距離および相対速度を算出するレーザレーダ１１、自車両の位置と姿勢（進行方向、水平方向（Ｘ軸）の傾き、垂直方向（Ｚ軸）の傾き）を算出するナビゲーション装置１２、車外の照度を測定する照度センサー１３から構成されている。

次に本発明の実施の形態における各部の機能を図２の機能ブロック図に基づいて説明する。レーザレーダ１１内の照射部（照射手段）２２１は一定周期でレーザ光をパルス状で発射し、受光部（受光手段）２２２は照射部２２１から発射したレーザ光が先行車両に反射し、戻ってきたレーザ光を検出し、ターゲット距離・相対速計測部（障害物検出手段）２２３では照射部２２１でのレーザ光発射時刻と、受光部２２２でのレーザ反射光検出時刻の差の時間および自車両速度から先行車両までの距離と、先行車両の相対速度を計測する。また、受光部２２２はレーザ反射光とともに、太陽光等による入射光を受光するため、太陽光等による入射光の強度がレーザ反射光に近いか、大きい場合は先行車両までの距離および相対速度の測定ができなくなる。そのため、入射光検出部２１１では太陽光などによる入射光を検出する。太陽位置算出部２１２はＧＰＳ２１９を備えたナビゲーション装置１２の暦・時計部２１５から得た情報に基づき、暦および時刻から太陽の位置を算出する。

太陽光障害条件決定部（太陽光照射方向検出手段および太陽光入射判断手段）２１３は太陽位置算出部２１２によって算出された暦および時刻における太陽の位置、自車両位置検出部（自車両位置検出部２１６と自車両姿勢検出部２１７で自車両検出手段を構成）２１６によって算出された自車両位置、自車両姿勢検出部２１７によって算出された自車両の姿勢、照度センサー２０３によって測定された車外の照度から、レーザレーダ１１と太陽を結ぶ直線がレーザレーダ１１の受光部２２２の入射角の範囲内にあるかどうかを算出する。また、太陽光障害条件決定部２１３では、太陽位置算出部２１２によって算出されたレーザレーダ１１と太陽の位置関係に応じて、太陽光障害と判断する閾値（第１の所定の閾値）および判断に至る経過時間（第１の所定の時間）を決定する。太陽光障害判定部（報知制御手段）２１４は、太陽光による入射光が所定の閾値（第１の所定の閾値、第２の所定の閾値）を越えている状態が、所定の時間（第１の所定の時間、第２の所定の時間）続いた場合に、太陽光による測距不能状態（太陽光障害）と判定し、報知部（報知手段）２１８から、異常の報知を行う。なお、以上の説明では太陽光からの入射光として説明したが、太陽光以外の入射光でも入射光の強度が所定の閾値を超えた場合には測距不能状態と判断する。

ターゲット距離・相対速計測部２２３はレーザレーダ１１の本来の機能である先行車両までの距離と、先行車両と自車両との相対速度を算出し、太陽光障害判定部２１４によって太陽光による測距不能状態と判定された場合は、先行車までの距離および相対速度の計測を行なわない。

次に、図３に示すフローチヤートに基づいて本実施の形態の動作を説明する。

まずステップＳ３０１では受光部２２２への入射光の内、レーザ反射光以外の入射光を入射光検出部２１１で検出する。入射光は図５に示すようにレーザレーダ１１の測距の１サイクル中に太陽等からの光（レーザ反射光検出にはノイズとなる）が積分された値に、レーザ反射光（パルス）が重畳された状態で検出されるが、通常では太陽光等の入射が少なく、レーザ反射光が検出できる。しかし、太陽光等の入射が大きくなり、レーザ反射光の強度に近づき、あるいはレーザ反射光の強度以上になるとレーザ反射光が検出できない測距不能状態となる。

ステップＳ３０２では入射光の強度が第３の所定の閾値Ｓ０以上であるかどうかを太陽光障害判定部２１４で判断する。図５に示すように第３の所定の閾値Ｓ０未満ではレーザ反射光の検出ができるため、入射光が第３の所定の閾値Ｓ０未満である場合は、ステップＳ３１１でレーザレーダ１１の本来の機能であるターゲット距離および相対速度測定をターゲット距離・相対速度計測部２２３で行なう。このように先ず第３の所定の閾値Ｓ０で入射光を異常の報知を行う可能性があるか否かを判断することにより、異常の可能性がない場合には、直ちに先行車両との距離等を算出することにより、演算負荷を低減できる。入射光が第３の所定の閾値Ｓ０以上である場合は次のステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では照度センサー２０３から車外の照度を取り込み、ステップＳ３０４では車外の照度が所定値以上であるかどうかの判断を行ない、車外の照度が所定値以上の場合は太陽光が受光部２２２に入射した際に、入射光の上昇によって測距不能状態となる可能性があると判断して、次のステップＳ３０５に進む。車外の照度が所定値より少ない場合はステップＳ３０８に進み、太陽光障害判定条件を「入射光・大」（閾値を第２の所定の閾値Ｓ１に設定）として、ステップＳ３ｌ０の太陽光障害判定を太陽光障害判定部２１４で第２の所定の閾値Ｓ１を用いて行なう。図５に示すように入射光が第２の所定の閾値Ｓ１以上となった時点から連続して、第２の所定の閾値Ｓ１以上を継続しておれば、第２の所定の閾値Ｓ１以上となった時点から第２の所定の時間Ｔ１経過した時点で異常の報知を報知部２１８から行う。

ステップＳ３０５では自車両位置検出部２１６および自車両姿勢検出部２１７から自車両の位置および姿勢を読み込む。次に、ステップＳ３０６では暦・時計部２１５の情報を用いて、太陽位置算出部２１２で太陽の位置を算出する。

ステップＳ３０７ではステップＳ３０５およびステップＳ３０６で得られた自車両と太陽の位置から太陽光障害条件決定部２１３で自車両と太陽の相対位置を算出し、受光部２２２への入射角内に太陽が存在する場合は、太陽光による障害を受けやすい状態であると判断する。具体的には図４に示すように、レーザレーダ１１と太陽４０を結ぶ線分４１と、レーザレーダ１１の受光エリアの中心軸４２が成す水平角θ_ｘと、レーザレーダ１１と太陽４０を結ぶ線分４３と、レーザレーダ１１の受光エリアの中心軸４２が成す垂直角θ_ｚを算出し、レーザレーダ１１の受光範囲の水平角をβ_ｘ、垂直角をβ_ｚとすると、以下の式（１）、（２）を満足するときに受光部２２２の入射角内に太陽が存在すると判断する。

−β_ｘ／２＜θ_ｘ−γ_ｘ＜β_ｘ／２（１）
−β_ｚ／２＜θ_ｚ−γ_ｚ＜β_ｚ／２（２）
上式において、γ_ｘおよびγ_ｚはそれぞれレーザレーダ受光エリア中心軸４２と車両進行方向の水平角および垂直角の補正角を表す。すなわち、図４に示すようにレーザレーダ１１は水平方向においては、車両の中心線に設置されておらず、また、垂直方向においては、地面ではなく、地面から上がった車両に付けられているためである。

ステップＳ３０７では、太陽光障害条件決定部２１３において受光部２２２の入射角内に太陽４０が存在しないと判断した場合はステップＳ３０８に進み、太陽光障害判定条件を「入射光・大」として、ステップＳ３１０の太陽光障害判定を太陽光障害判定部２１４で第２の所定の閾値Ｓ１を用いて行なう。ステップＳ３０７で太陽光障害条件決定部２１３において受光部２２２の入射角内に太陽４０が存在すると判断した場合は、ステップＳ３０９に進み、太陽光障害判定条件を「太陽光入射状態」（閾値を第１の所定の閾値Ｓ２に設定）として、ステップＳ３１０の太陽光障害判定を太陽光障害判定部２１４で第１の所定の閾値Ｓ２を用いて行う。図６に示すように入射光の強度が第１の所定の閾値Ｓ２以上となった時点から連続して、第１の所定の閾値Ｓ２以上を継続しておれば、第１の所定の閾値Ｓ２以上となった時点から第１の所定の時間Ｔ２経過した時点で異常の報知を報知部２１８から行う。このように受光部２２２の入射角内に太陽４０が存在すると判断することにより、強い西日等に起因して、前方障害物の検出ができないことを確実にドライバー報知できる。図５、６から分かるように第１の所定の時間Ｔ２は第２の所定の時間Ｔ１より短く設定しているため、太陽光入射状態時には異常の報知が素早くできる。

ステップＳ３１０では太陽光障害判定条件に基づく判定を行ない、太陽光障害でないと判定された場合は、ステップＳ３１１でターゲット距離および相対速度測定をターゲット距離・相対速度計測部２２３で行なう。

太陽光障害であると判定された場合は、ステップＳ３１２の異常の報知を報知部２１８にて行なう。

以上に述べたように、第１の所定の閾値Ｓ２以上の入射光が第１の所定の時間Ｔ２継続して入射した場合には、第１の所定の時間Ｔ２が経過した時点で、報知部２１８で異常の報知を行い、第１の所定の閾値Ｓ２より低い第２の所定の閾値Ｓ１以上の入射光が第２の所定の時間Ｔ１継続して入射した場合には、第２の所定の時間Ｔ２経過した時点で、報知部２１８で異常の報知を行うので、第１の所定の閾値Ｓ２を超える、例えば、西日等の強い太陽光が受光部２２２に入射した場合には、第１の所定の時間Ｔ２が経過した時点で、素早く異常の報知を行うことで、ドライバーが先行車両の検出ができない状態であることが把握できる。また、例えば、車外のネオンサインなどのような光源からの光が、構造体に反射して受光部２２２に入射するような、太陽の西日よりも低いものの、強い光が一時的に入射するような場合には、第１の所定の時間Ｔ２よりも長い、第２の所定の時間Ｔ１継続した時点で異常の報知を行うので、一時的な強い入射光に起因して先行車両の検出ができない場合には、異常の報知が行われないことになり、誤報値を防止することができる。

更に受光部２２２への入射光の強度が第２の所定の閾値Ｓ１以上で、第１の所定の閾値Ｓ２未満の場合、受光部２２２が受光した瞬時の入射光の強度に応じて所定の時間を第１の所定の時間から第２の所定の時間の間に設定することにより、入射光の強度に応じて異常の報知を知らせる時間が設定できる。

本実施の形態の構成図。本実施の形態の機能ブロック図。本実施の形態の動作を示すフローチャート。本実施の形態の太陽光入射を示す図。本実施の形態の第２の所定の閾値と第２の所定の時間を示す図。本実施の形態の第１の所定の閾値と第１の所定の時間を示す図。

符号の説明

２１３太陽光障害条件決定部２１４太陽光障害判定部
２１６自車両位置検出部２１７自車両姿勢検出部
２１８報知部２２１照射部
２２２受光部
２２３ターゲット距離・相対速計測部
Ｓ０第３の所定閾値Ｓ１第２の所定閾値
Ｓ２第１の所定閾値Ｔ１第２の所定時間
Ｔ２第１の所定時間

Claims

車両の前方に向けてレーザ光を照射する照射手段と、
照射した前記レーザ光の反射光を受光する受光手段と、
前記レーザ光の照射時刻と反射光受光時刻との時間差に基づいて前方障害物との距離を算出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による前記前方障害物との距離の算出が不可能であることを報知する報知手段と、
前記受光手段への入射光の強度が第１の所定閾値以上であると共に、第１の所定時間維続した場合に、前記第１の所定時間が経過した時点で、前記報知手段による報知を行なわせ、前記受光手段に対する前記入射光の強度が、前記第１の所定閾値より低い第２の所定閾値以上であると共に、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間維続した場合に、前記第２の所定時間が経過した時点で、前記報知手段による報知を行なわせる報知制御手段と
、を備えたことを特徴とする車両用前方障害物検出装置。
太陽光の照射方向を検出する太陽光照射方向検出手段と、自車両の位置と姿勢を検出する自車両検出手段と、前記自車両の前記位置と前記姿勢と、太陽光照射方向とに基づいて、前記受光手段に前記太陽光が入射するかを判断する太陽光入射判断手段と、を備え、前記報知制御手投は、前記太陽光入射判断手段により前記受光手段に前記太陽光が入射すると判断し、かつ前記受光手段に対する前記入射光が前記第１の所定閾値以上であると共に、前記第１の所定時間維続した場合には、前記第１の所定時間が経過した時点で、前記報知手投による報知を行なわせること、を特徴とする請求項１に記載の車両用前方障害物検出装置。
前記報知制御手段は、前記受光手段への前記入射光の強度が前記第２の所定閾値より低い第３の所定閾値未満である場合には、前記報知手段による報知を行なわず、前記障害物検出手段により前記前方障害物との距離を算出すること、を特徴とする請求項１または２に記載の車両用前方障害物検出装置。
車両の前方に向けてレーザ光を照射する照射手段と、
照射した前記レーザ光の反射光を受光する受光手段と、
前記レーザ光の照射時刻と反射光受光時刻との時間差に基づいて前方障害物との距離を算出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段により前記前方障害物との距離の算出が不可能であることを報知する報知手段と、
前記受光手段への入射光の強度が第１の所定閾値以上であると共に、第１の所定時間維続した場合に、前記第１の所定時間が経過した時点で、前記報知手段による報知を行なわせ、前記受光手段に対する前記入射光の強度が、前記第１の所定閾値より低い第２の所定の閾値以上であると共に、前記第１の所定の閾値未満である場合には、前記受光手段が受光した瞬時の前記入射光の強度に応じて前記第１の所定の時間から前記第１の所定の時間より長い第２の所定の時間の間で設定した時間が経過した時点で、前記報知手段による報知を行わせる報知制御手段と
、を備えたことを特徴とする車両用前方障害物検出装置。
照射手段により車両の前方に向けてレーザ光を照射し、受光手段により照射した前記レーザ光の反射光を受光し、障害物検出手段により受光した反射光受光時刻と前記レーザ光の照射時刻との時間差に基づいて前方障害物との距離を算出し、報知手段により前記前方障害物との距離の算出が不可能であることを報知し、前記受光手段への入射光の強度が第１の所定閾値以上であると共に、第１の所定時間維続した場合に、前記第１の所定時間が経過した時点で、報知を行なわせ、前記受光手段に対する前記入射光の強度が、前記第１の所定閾値より低い第２の所定閾値以上であると共に、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間維続した場合に、前記第２の所定時間が経過した時点で、報知を行なわせること
、を特徴とする車両用前方障害物検出方法。