JP2005258570A - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーダ手段で得られる情報と撮像手段で得られる情報との適切な融合によって、安定した先行車情報の認識を行うことのできる車両用運転支援装置を提供する。
【解決手段】 ミリ波レーダ４の測定結果に基づいて検出された先行車情報Ａと、ステレオカメラ３で撮像されたステレオ画像に基づいて検出された先行車情報Ｂとを選択的に用いて最終的な先行車情報Ｃを認識する処理において、先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時、或いは、先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時に、予め設定された過渡時間をかけて漸次的に、先行車情報Ｃを新たに選択された先行車情報に収束させる。これにより、先行車情報Ａと先行車情報Ｂとの間の誤差等に起因して先行車情報Ｃが急変することを抑制することができ、安定した先行車情報Ｃの認識を行うことができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ミリ波レーダや赤外線レーダ等のレーダ手段による検出情報と、ステレオカメラや単眼カメラ等の撮像手段による検出情報とに基づいて車外情報を認識し、認識した車外情報に基づいて各種運転支援制御を行う車両用運転支援装置に関する。

近年、ミリ波レーダや赤外線レーザレーダ等のレーダ手段と、ステレオカメラや単眼カメラ等の撮像手段とを併用して車両前方の車外情報を認識し、認識した車外情報に基づいて自車の走行制御等を行う車両用運転支援装置については様々な提案がされており、特に、この種の車両用運転支援装置では、先行車の認識結果に応じて、定速走行制御や先行車に対する追従走行制御を行う車間距離制御クルーズコントロール（ＡＣＣ；Adaptive Cruise Control）機能が広く実用化されている。

この場合、車両用運転支援装置では、一般に、撮像手段で撮像された画像情報に基づいて自車走行レーンの推定等が行われる。また、一般に、レーダ手段は立体物の測距精度が撮像手段よりも優れているため、通常、自車走行レーン上で検出された先行車の情報（先行車速度や車間距離等）は、レーダ手段の測定結果に基づいて検出される。

ところで、レーダ手段では、出射した赤外線やレーザの立体物や側壁での乱反射等によって、先行車情報等の検出が一時的に不能となる場合がある。これに対処し、例えば、特許文献１には、レーザレーダ（レーダ手段）による測距が不能となった際に、当該レーザレーダの測定結果に基づく先行車情報（車間距離）の認識に代えて、画像入力装置（撮像手段）からの入力画像に基づいて先行車情報の認識を行う技術が開示されている。
特開平１１−４４５３３号公報

しかしながら、レーダ手段の計測結果に基づく先行車情報と、撮像手段からの撮像画像に基づく先行車情報との間には、誤差が生じている場合があるため、上述の技術では、認識方法の切替時に先行車情報が大きく変動し、ＡＣＣ制御等が一時的に不自然となる虞がある。

また、特に、先行車等が遠方に存在する場合、撮像画像に基づく先行車情報は、画像のゆらぎ等に起因して不安定となる場合があり、このような不安定な先行車情報に基づいてＡＣＣ制御等が行われた場合、その制御が不自然となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、レーダ手段で得られる情報と撮像手段で得られる情報との適切な融合によって、安定した先行車情報の認識を行うことのできる車両用運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、レーダ手段と撮像手段とを併用して先行車情報を認識する車両用運転支援装置において、上記レーダ手段の測定結果に基づいて第１の先行車情報を検出する第１の先行車情報検出手段と、上記撮像手段で撮像された画像に基づいて第２の先行車情報を検出する第２の先行車情報検出手段と、上記第１の先行車情報或いは上記第２の先行車情報の何れかに基づいて最終的な先行車情報を認識する先行車情報認識手段と、上記最終的な先行車情報を認識する基となる先行車情報を、予め設定した条件に基づいて上記第１の先行車情報或いは上記第２の先行車情報の何れかに選択的に切り替える先行車情報切換手段とを備え、上記先行車情報認識手段は、上記第１の先行車情報から上記第２の先行車情報への切替時、及び、上記第２の先行車情報から上記第１の先行車情報への切替時に、上記最終的な先行車情報を、予め設定した過渡時間をかけて漸次的に、新たに選択された上記先行車情報に収束させることを特徴とする。

本発明の車両用運転支援装置によれば、レーダ手段で得られる情報と撮像手段で得られる情報との適切な融合によって、安定した先行車情報の認識を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は運転支援装置を搭載した車両の概略構成図、図２は車両用運転支援装置の概略構成を示す機能ブロック図、図３は各検出形態での立体物の説明図、図４，５は先行車情報認識ルーチンを示すフローチャート、図６は先行車情報切替時の状態を示す図表である。

図１において、符号１は自動車等の車両（自車）を示し、この車両１には運転支援装置（ＡＤＡ；Active Drive Assist system）２が搭載されている。図２に示すように、運転支援装置２は、撮像手段としてのステレオカメラ３と、レーダ手段としてのミリ波レーダ４と、イメージプロセッシングユニット（ＩＰＵ）５と、プレビューコントロールユニット（ＰＣＵ）６と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７と、ビークルダイナミクスコントロールユニット（ＶＤＣ）８と、統合ユニット９とを有し、これらがＣＡＮ（Controller Area Network）等の多重通信系で接続されている。また、統合ユニット９には、例えば、通信速度の異なる他の通信系（車体側通信系）を介して、センターディスプレイ１０と、コンビネーションメータ１１と、オーディオ装置１２とが接続されている。

ステレオカメラ３は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラを有して構成されている。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取付けられ（図１参照）、車外の対象を異なる視点で撮像する。そして、ステレオカメラ３は、左右のＣＣＤカメラで撮像した各画像（基準画像及び比較画像）にＡ／Ｄ変換やアフィン変換等を行い、これらの画像信号をＩＰＵ５に出力する。

ミリ波レーダ４は、例えば、車両１のフロントバンパ構造材に取り付けられている（図１参照）。このミリ波レーダ４は送受信部（図示せず）を有し、送受信部は、車両１の水平方向に、所定の走査範囲で、一定の間隔毎にミリ波を送受信する。そして、ミリ波レーダ４は、送信したミリ波が立体物等の反射対象で反射されて戻ってくるまでの時間差の測定結果を基に、自車前方の立体物の二次元分布情報からなるレーダ画像を生成し、これをＩＰＵ５に出力する。

ＩＰＵ５は、ステレオカメラ３及びミリ波レーダ４からの各画像信号に基づいて、車外環境の認識を行う。

具体的に説明すると、ＩＰＵ５は、ステレオ画像に基づき、三角測量の原理等を用いた周知の演算処理により、道路上の白線、道路に沿って存在するガードレールや縁石等の側壁、車両等の立体物を検出する。そして、ＩＰＵ５は、検出された白線、側壁、立体物に係る各情報（例えば、自車１との相対速度Ｖｉ、相対加速度Ａｉ、及び相対距離Ｚｉ等）毎に、それぞれ異なったＩＤを割り当てる。その際、車両等の立体物は２以上の面がコーナーを介して連続して検出されることが多いため、ＩＰＵ５は、このような車両等の可能性が高い立体物を、コーナー状立体物として別途登録する。

また、ＩＰＵ５は、レーダ画像上の距離値が連続する部分を１つの立体物として抽出することで、レーダ画像に基づく立体物検出を行う。そして、ＩＰＵ５は、検出された立体物に係る各情報（例えば、自車１との相対速度Ｖｍ、相対加速度Ａｍ、及び相対距離Ｚｍ等）毎に、それぞれ異なったＩＤを割り当てる。

そして、ＩＰＵ５は、ステレオ画像に基づいて検出した立体物（以下、画像立体物と称す）とレーダ画像に基づいて検出した立体物（以下、レーダ立体物と称す）とを融合することで、最終的な立体物認識を行う。

すなわち、ＩＰＵ５は、各画像立体物と各レーダ立体物の位置や移動速度に基づいて、各画像立体物と各レーダ立体物の各組合せ全てについての同一確率の判定を行い、同一確率が所定以上で最も一致する画像立体物とレーダ立体物の各組み合わせをフュージョン立体物として認識する。これにより、ＩＰＵ５では、画像立体物単体により認識された立体物（例えば、図３中に丸で示す立体物）、レーダ立体物単体により認識された立体物（例えば、図３中に、四角で示す立体物）、画像立体物とレーダ立体物との組み合わせにより認識されたフュージョン立体物（例えば、図３中に丸と四角とで示す立体物）の何れかからなる各立体物を自車前方に認識する。

また、ＩＰＵ５は、ステレオ画像から認識した白線、側壁等の情報や、ＶＤＣ８から得られる自車１の走行状態情報等に基づいて自車走行レーンの推定を行い、さらに、推定した自車走行レーン上での先行車の捕捉・離脱判定を行う。すなわち、ＩＰＵ５は、推定した自車走行レーン上に立体物が存在するとき、その中から自車１の最も近くに存在する立体物を先行車として捕捉（検出）する。

その際、ＩＰＵ５は、先行車として捕捉された立体物がフュージョン立体物である場合に、当該フュージョン立体物を構成するレーダ立体物の情報に基づく先行車情報を第１の先行車情報（以下、先行車情報Ａともいう）として登録するとともに、画像立体物の情報に基づく先行車情報を第２の先行車情報（以下、先行車情報Ｂともいう）として登録する。また、ＩＰＵ５は、先行車として捕捉された立体物がレーダ立体物である場合に、当該レーダ立体物の情報に基づく先行車情報を第１の先行車情報として登録し、第２の先行車情報を無効と登録する。また、ＩＰＵ５は、先行車として捕捉された立体物が画像立体物である場合に、当該立体物の情報に基づく先行車情報を第２の先行車情報として登録し、第１の先行車情報を無効と登録する。すなわち、ＩＰＵ５は、ミリ波レーダ４の測定結果に基づいて第１の先行車情報を検出する第１の先行車情報検出手段としての機能と、ステレオカメラ３で撮像されたステレオ画像に基づいて第２の先行車情報を検出する第２の先行車情報検出手段としての機能を有する。

さらに、ＩＰＵ５は、予め設定された条件に基づいて第１の先行車情報或いは第２の先行車情報の何れかを選択し、選択された先行車情報に基づいて最終的な先行車情報Ｃを認識する。すなわち、ＩＰＵ５は、先行車情報選択手段、及び先行車情報認識手段としての機能を有する。

ＰＣＵ６は、運転支援装置２の各機能を統括するもので、ＩＰＵ５やＶＤＣ８から得られる各種情報等に基づいて警報や加減速制御等の要否判定を行う。そして、これらの判定結果に応じて、ＰＣＵ６は、センターディスプレイ１０やコンビネーションメータ１１への表示信号の出力、コンビネーションメータ１１、オーディオ装置１２に接続するスピーカ１１ａ、１２ａへのブザー（或いは音声）信号の出力、ＥＣＵ７、ＶＤＣ８への制御信号の出力等を適宜行うことで、各種運転支援機能を実現する。

例えば、ＰＣＵ６は、自車走行レーン上に先行車を捕捉している場合において、先行車との車間距離が所定の警報車間距離以下になったとき、コンビネーションメータ１１の警報灯を表示するとともに、スピーカ１１ａからブザーを出力する（車間距離警報機能）。

また、ＰＣＵ６は、自車走行レーンの白線と自車１との位置関係から、予め設定された前方距離内で、白線と自車１の外側側壁の延長線の間隔とが略”０”となると判定したとき、コンビネーションメータ１１の警報灯を点灯表示するとともに、スピーカ１１ａからブザーを出力する（車線逸脱警報機能）。

また、ＰＣＵ６は、ＥＣＵ７やＶＤＣ８を通じた加減速制御によって、自車走行レーン上での先行車の捕捉時に先行車に対する追従走行制御を行うとともに、自車走行レーンからの先行車の離脱を判定したとき、設定車速での定速走行制御へと移行する（ＡＣＣ機能；車間距離制御クルーズコントロール機能）。

また、ＰＣＵ６は、自車１と白線との関係に基づいて自車走行レーン上でのふらつきを計測し、その周波数分析からよそ見や居眠りに関係の深いふらつきを検出したとき、車線逸脱警報の警報タイミングを早める。さらに、車線逸脱を検出した際にスピーカ１２ａからの音声による警報を行う（ふらつき警報機能）。

また、ＰＣＵ６は、ドライバによるブレーキ踏み込み時の前後輪の車輪速差を検出し、この値が所定値を越えたとき、タイヤがスリップしやすい状態にあると判断し、センターディスプレイ１０を通じてその旨を表示する（グリップ予測機能）。

また、ＰＣＵ６は、自車走行レーン上を走行する先行車や、対向車との車間距離情報をセンターディスプレイ１０を通じて表示する。また、先行車に自車が一定速度以上の速さで接近しているとき、スピーカ１２ａからブザーを出力する（視界支援機能）。

ここで、センターディスプレイ１０には、タッチスイッチ機能が設けられており、ＰＣＵ６は、ドライバによるタッチスイッチの操作に応じて、各運転支援機能の実行／解除やセンターディスプレイ１０の表示切り替え等を行う。

次に、ＩＰＵ５で実行される先行車情報Ｃの認識処理について、図４，５に示す先行車情報認識ルーチンに従って詳細に説明する。ここで、本形態では、例えば、自車１に対する先行車速度Ｖ及び車間距離Ｚが先行車情報Ｃとして認識される。

このルーチンは、設定時間毎（例えば、１００ｍｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行されるもので、ルーチンがスタートすると、ＩＰＵ５は、先ず、ステップＳ１０１において、現在、自車走行レーン上に先行車が検出されているか否かを調べる。そして、ステップＳ１０１において、自車走行レーン上に先行車が検出されていないと判定した場合、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０２に進み、先行車情報Ｃが無効であると認識した後、ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１０１で自車走行レーン上に先行車が検出されていると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０３に進み、検出された先行車がレーダ立体物或いはフュージョン立体物に基づくものであるか否か（すなわち、少なくともミリ波レーダ４で先行車が検出されているか否か）を調べる。

そして、ステップＳ１０３において、ミリ波レーダ４で先行車が検出されていると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０４に進み、レーダ立体物の情報に基づく先行車情報Ａとして、先行車速度Ｖａ＝Ｖｍ、車間距離Ｚａ＝Ｚｍ、先行車加速度Ａａ＝Ａｍを登録した後、ステップＳ１０６に進む。

一方、ステップＳ１０３において、ミリ波レーダ４で先行車が検出されていないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０５に進み、レーダ立体物の情報に基づく先行車情報Ａは無効であると登録した後、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０４或いはステップＳ１０５からステップＳ１０６に進むと、ＩＰＵ５は、検出された先行車が画像立体物或いはフュージョン立体物に基づくものであるか否か（すなわち、少なくともステレオカメラ３で先行車が検出されているか否か）を調べる。

そして、ステップＳ１０６において、ステレオカメラ３で先行車が検出されていないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０７に進み、画像立体物に基づく先行車情報Ｂは無効であると登録した後、ステップＳ１２１に進む。

一方、ステップＳ１０６において、ステレオカメラ３で先行車が検出されていると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１０８に進み、以下のステップＳ１２０までの処理により、先行車として捕捉された画像立体物の情報に基づく先行車情報Ｂの登録を行う。具体的には、先行車情報Ｂとして、先行車速度Ｖｂと車間距離Ｚｂが登録される。その際、画像のゆらぎ等に起因して先行車情報Ｂが不安定に変動することを防止するため、ＩＰＵ５は、現在の相対速度Ｖｉを含む過去所定時間（所定サンプル数）の相対速度Ｖｉを平均化した値（移動平均値）を先行車速度Ｖｂとして登録するとともに、現在の相対距離Ｚｉを含む過去所定時間（所定サンプル数）の相対距離Ｚｉを平均化した値（移動平均値）を車間距離Ｚｂとして登録する。

すなわち、先ず、ステップＳ１０８において、ＩＰＵ５は、先行車がステレオカメラ３で継続して検出された回数を表すカウンタＴｉをインクリメント（Ｔｉ←Ｔｉ＋１）した後、ステップＳ１０９に進む。

続くステップＳ１０９において、ＩＰＵ５は、先行車情報Ａが無効、或いは、先行車情報Ａの先行車加速度Ａａが−２ｋｍ／ｈ²〜２ｋｍ／ｈ²の範囲外であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０９において、先行車情報Ａが無効であると判定した場合、或いは、先行車情報Ａの先行車加速度Ａａが−２ｋｍ／ｈ²〜２ｋｍ／ｈ²の範囲外であると判定した場合には、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１０に進み、サンプルカウンタＳをデクリメント（Ｓ←Ｓ−１）した後、ステップＳ１１２に進む。ここで、サンプルカウンタＳとは、先行車情報Ｂを平均化する際のサンプル数を規定するためのカウント値である。

一方、ステップＳ１０９において、先行車情報Ａが有効であり、且つ、先行車情報Ａの先行車加速度Ａａが−２ｋｍ／ｈ²〜２ｋｍ／ｈ²の範囲内であると判定した場合には、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１１に進み、サンプルカウンタＳをインクリメント（Ｓ←Ｓ＋１）した後、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１０或いはステップＳ１１１からステップＳ１１２に進むと、ＩＰＵ５は、サンプルカウンタＳが予め設定された上限値（例えば、Ｓ＝５０）よりも大きいか否かを調べる。

そして、ステップＳ１１２において、サンプルカウンタＳ＞５０であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１３に進み、サンプルカウンタＳを上限値に補正（Ｓ←５０）した後、ステップＳ１１６に進む。

一方、ステップＳ１１２において、サンプルカウンタＳ≦５０であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１４に進み、サンプルカウンタＳが予め設定された下限値（例えば、Ｓ＝２０）よりも小さいか否かを調べる。

そして、ステップＳ１１４において、サンプルカウンタＳ＜２０であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１５に進み、サンプルカウンタＳを下限値に補正（Ｓ←２０）した後、ステップＳ１１６に進む。

一方、ステップＳ１１４において、サンプルカウンタＳ≧２０であると判定すると、ＩＰＵ５は、そのままステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１３、ステップＳ１１５、或いは、ステップＳ１１４からステップＳ１１６に進むと、ＩＰＵ５は、前フレームにおいて現フレームと同一の先行車がステレオカメラ３で検出されていたか否かを調べる。ここで、前フレームと同一の先行車が検出されていない場合とは、ステレオカメラ３によって、例えば、前フレームで先行車が検出されておらず今回検出された先行車が新たに検出された場合や、先行車の車線変更等によって前フレームとは異なる先行車が新たに検出された場合等をいう。

ステップＳ１１６において、前フレームと同一の先行車がステレオカメラ３で検出されていると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１７に進み、カウンタＴｉがサンプルカウンタＳ以下であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１１７において、カウンタＴｉ＞サンプルカウンタＳであると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１８に進み、画像立体物の情報に基づく先行車情報Ｂとして、
先行車速度Ｖｂ＝（現フレームを含む過去Ｓフレームで検出されたＶｉの平均値）
車間距離Ｚｂ＝（現フレームを含む過去Ｓフレームで検出されたＺｉの平均値）
を登録した後、ステップＳ１２１に進む。

一方、ステップＳ１１７において、カウンタＴｉ≦サンプルカウンタＳであると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１９に進み、画像立体物の情報に基づく先行車情報Ｂとして、
先行車速度Ｖｂ＝（現フレームを含む過去Ｔｉフレームで検出されたＶｉの平均値）
車間距離Ｚｂ＝（現フレームを含む過去Ｔｉフレームで検出されたＺｉの平均値）
を登録する。さらに、ステップＳ１１９において、ＩＰＵ５は、サンプルカウンタＳを下限値に補正（Ｓ←２０）した後、ステップＳ１２１に進む。

また、ステップＳ１１６において、前フレームと同一の先行車をステレオカメラ３で検出していないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２０に進み、画像立体物の情報に基づく先行車情報Ｂとして、先行車速度Ｖｂ＝Ｖｉ、車間距離Ｚｂ＝Ｚｉを登録する。さらに、ステップＳ１２０において、ＩＰＵ５は、カウンタＴｉを初期値に補正（Ｔｉ←０）し、サンプルカウンタＳを下限値に補正（Ｓ←２０）した後、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１１８、ステップＳ１１９、或いはステップＳ１２０からステップＳ１２１に進むと、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３９までの処理により、先行車情報Ａ或いは先行車情報Ｂを選択的に用いて最終的な先行車情報Ｃの認識を行う。具体的には、最終的な先行車情報Ｃとして、先行車速度Ｖと車間距離Ｚが認識される。その際、ＩＰＵ５は、先行車情報Ａが有効である場合、当該先行車情報Ａを、先行車情報Ｃを認識するための基となる先行車情報として優先的に選択する。また、先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時、或いは、先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時において、ＩＰＵ５は、先行車情報Ｃの急激な変動を抑制するため、切替直前に認識された先行車情報Ｃを、予め設定した過渡時間をかけて漸次的に、新たに選択された先行車情報（Ａ或いはＢ）に収束させる。

先ず、ＩＰＵ５は、ステップＳ１１８、ステップＳ１１９、或いはステップＳ１２０からステップＳ１２１に進むと、先行車情報Ａが有効であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１２１において、先行車情報Ａが有効であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２２に進み、前フレームで現フレームと同一の先行車がステレオカメラ３或いはミリ波レーダ４の少なくとも何れか一方で検出されていたか否かを調べる。ここで、前フレームと同一の先行車が検出されていない場合とは、例えば、ステレオカメラ３及びミリ波レーダ４の何れからも前フレームで先行車が検出されておらず今回新たに先行車が検出された場合や、先行車の車線変更等によって前フレームとは異なる先行車が新たに検出された場合等をいう。

そして、ステップＳ１２２において、現フレームと同一の先行車が前フレームで検出されていたと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２５に進み、前フレームでの先行車情報Ａが無効であったか否かを調べる。すなわち、ステップＳ１２２において、ＩＰＵ５は、前フレームでの先行車情報Ａが無効であったか否かを調べることにより、現在、先行車情報Ｃの基となる先行車情報が先行車情報Ｂから先行車情報Ａに切り替えられた直後であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１２５において、前フレームで先行車情報Ａが無効であり、現在、先行車情報Ｂから先行車情報Ａに切り替えられた直後であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２６に進み、カウンタＣＴを初期値（例えば、ＣＴ←１９）に設定した後、ステップＳ１２７に進む。ここで、カウンタＣＴは、最終的な先行車情報の基となる先行車情報の切替時に過渡時間の残時間を規定するためのカウンタであり、先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時には、例えば、カウンタＣＴが”１９”に初期設定されることにより、過渡時間が２秒に設定される。

一方、ステップＳ１２５において、前フレームでの先行車情報Ａが有効であると判定すると、ＩＰＵ５は、そのままステップＳ１２７に進む。

ステップＳ１２５或いはステップＳ１２６からステップＳ１２７に進むと、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴが”０”であるか否かを調べる。すなわち、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴが”０”であるか否かの判定により、現在、先行車情報Ａへの切り替えによる過渡時間が満了しているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１２７において、カウンタＣＴ≠０であり、未だ過渡時間が満了していないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２８に進み、現フレームの先行車情報Ａ（先行車速度Ｖａ、車間距離Ｚａ）に対する補正量を規定するための補正係数ΔＶ、ΔＺを、
ΔＶ＝（前フレームの先行車速度Ｖ−Ｖａ）／（ＣＴ＋１）
ΔＺ＝（前フレームの車間距離Ｚ−Ｚａ）／（ＣＴ＋１）
によって算出する。

そして、ステップＳ１２８からステップＳ１２９に進むと、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴをデクリメント（ＣＴ←ＣＴ−１）した後、ステップＳ１３０に進む。

一方、ステップＳ１２７において、カウンタＣＴ＝０であり、過渡時間が満了していると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２４に進み、補正係数ΔＶ、ΔＺをそれぞれ”０”に設定した後、ステップＳ１３０に進む。

また、ステップＳ１２２において、前フレームで現フレームと同一の先行車が検出されていないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１２３に進み、カウンタＣＴを”０”に設定し、ステップＳ１２４で、補正係数ΔＶ、ΔＺをそれぞれ”０”に設定した後、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１２４或いはステップＳ１２９からステップＳ１３０に進むと、ＩＰＵ５は、先行車情報Ａに基づいて認識される最終的な先行車情報Ｃ（先行車速度Ｖ、車間距離Ｚ）を、
先行車速度Ｖ＝Ｖａ＋（ΔＶ・ＣＴ）
車間距離Ｚ＝Ｚａ＋（ΔＶ・ＣＴ）
によって算出した後、ルーチンを抜ける。

これにより、先行車情報Ｃは、認識の基となる先行車情報が先行車情報Ｂから先行車情報Ａに切り替えられた後に、所定の過渡時間（例えば２秒）かけて漸次的に、先行車情報Ａに収束される。すなわち、例えば、図６に示すように、先行車速度Ｖ認識の基となる先行車速度が先行車速度Ｖｂから先行車速度Ｖａに切り替えられると、先行車速度Ｖは、２秒間の過渡時間を経て漸次的に、先行車速度Ｖａに収束される。図示しないが同様に、車間距離Ｚ認識の基となる車間距離が車間距離Ｚｂから車間距離Ｚａに切り替えられると、車間距離Ｚは、２秒間の過渡時間を経て漸次的に、車間距離Ｚａに収束される。また、過渡時間を満了した場合、或いは、新たな先行車が検出された場合には、ΔＶ、ΔＺがともに”０”に設定されるので、先行車速度Ｖａ及び車間距離Ｚａがそのまま、先行車速度Ｖ及び車間距離Ｚとして認識される。

一方、ステップＳ１２１において、先行車情報Ａが無効であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３１に進み、前フレームで現フレームと同一の先行車がステレオカメラ３或いはミリ波レーダ４の少なくとも何れか一方で検出されていたか否かを調べる。

そして、ステップＳ１３４において、現フレームと同一の先行車が前フレームで検出されていたと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３４に進み、前フレームでの先行車情報Ａが有効であったか否かヲ調べる。すなわち、ステップＳ１３４において、ＩＰＵ５は、前フレームでの先行車情報Ａが有効であったか否かヲ調べることにより、現在、先行車情報Ｃの基となる先行車情報が先行車情報Ａから先行車情報Ｂに切り替えられた直後であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１３４において、前フレームで先行車情報Ａが有効であり、現在、先行車情報Ａから先行車情報Ｂに切り替えられた直後であると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３５に進み、カウンタＣＴを初期値（例えば、ＣＴ←４９）に設定した後、ステップＳ１３６に進む。ここで、先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時には、例えば、カウンタＣＴが”４９”に設定されることにより、過渡時間が５秒に設定される。

一方、ステップＳ１３４において、前フレームでの先行車情報Ａが無効であると判定すると、ＩＰＵ５は、そのままステップＳ１３６に進む。

ステップＳ１３４或いはステップＳ１３５からステップＳ１３６に進むと、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴが”０”であるか否かを調べる。すなわち、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴが”０”であるか否かの判定により、現在、先行車情報Ｂへの切り替えによる過渡時間が満了しているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１３６において、カウンタＣＴ≠０であり、未だ過渡時間が満了していないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３７に進み、現フレームの先行車情報Ｂ（先行車速度Ｖｂ、車間距離Ｚｂ）に対する補正量を規定するための補正係数ΔＶ、ΔＺを、
ΔＶ＝（前フレームの先行車速度Ｖ−Ｖｂ）／（ＣＴ＋１）
ΔＺ＝（前フレームの車間距離Ｚ−Ｚｂ）／（ＣＴ＋１）
によって算出する。

そして、ステップＳ１３７からステップＳ１３８に進むと、ＩＰＵ５は、カウンタＣＴをデクリメント（ＣＴ←ＣＴ−１）した後、ステップＳ１３９に進む。

一方、ステップＳ１３６において、カウンタＣＴ＝０であり、過渡時間が満了していると判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３３に進み、補正係数ΔＶ、ΔＺをそれぞれ”０”に設定した後、ステップＳ１３９に進む。

また、ステップＳ１３１において、前フレームで現フレームと同一の先行車が検出されていないと判定すると、ＩＰＵ５は、ステップＳ１３２に進み、カウンタＣＴを”０”に設定し、ステップＳ１３３で、補正係数ΔＶ、ΔＺをそれぞれ”０”に設定した後、ステップＳ１３９に進む。

ステップＳ１３３或いはステップＳ１３７からステップＳ１３９に進むと、ＩＰＵ５は、先行車情報Ｂに基づいて認識される最終的な先行車情報Ｃ（先行車速度Ｖ、車間距離Ｚ）を、
先行車速度Ｖ＝Ｖｂ＋ΔＶ・ＣＴ
車間距離Ｚ＝Ｚｂ＋ΔＶ・ＣＴ
によって算出した後、ルーチンを抜ける。

これにより、先行車情報Ｃは、認識の基となる先行車情報が先行車情報Ａから先行車情報Ｂに切り替えられた後に、所定の過渡時間（例えば５秒）かけて漸次的に、先行車情報Ｂに収束される。すなわち、先行車速度Ｖ認識の基となる先行車速度が先行車速度Ｖａから先行車速度Ｖｂに切り替えられると、先行車速度Ｖは、５秒間の過渡時間を経て漸次的に、先行車速度Ｖｂに収束される。同様に、車間距離Ｚ認識の基となる車間距離が車間距離Ｚａから車間距離Ｚｂに切り替えられると、車間距離Ｚは、５秒間の過渡時間を経て漸次的に、車間距離Ｚｂに収束される。また、過渡時間を満了した場合、或いは、新たな先行車が検出された場合には、ΔＶ、ΔＺがともに”０”に設定されるので、先行車速度Ｖｂ及び車間距離Ｚｂがそのまま、先行車速度Ｖ及び車間距離Ｚとして認識される。

このような形態によれば、ミリ波レーダ４の測定結果に基づいて検出された先行車情報Ａと、ステレオカメラ３で撮像されたステレオ画像に基づいて検出された先行車情報Ｂとを選択的に用いて最終的な先行車情報Ｃを認識する処理において、先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時、或いは、先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時に、予め設定された過渡時間をかけて漸次的に、先行車情報Ｃを新たに選択された先行車情報に収束させる構成であるため、先行車情報Ａと先行車情報Ｂとの間に誤差が発生している場合等にも先行車情報Ｃの急激な変動を抑制でき、安定した先行車情報Ｃの認識を行うことができる。従って、違和感のないＡＣＣ制御等を実現することができる。

その際、先行車情報Ｃの認識には、先行車情報Ａ，Ｂが何れも検出されている場合には、ステレオカメラ３に基づく先行車情報Ｂよりも測距性に優れたミリ波レーダ４に基づく先行車情報Ａを優先的に選択することにより、精度の高い先行車情報Ｃを認識することができる。

また、先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時の過渡時間よりも先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時の過渡時間を長く設定することにより、精度の高い先行車情報Ａを先行車情報Ｃの認識に用いる比重を高くすることができ、先行車情報Ｃの認識精度をより向上することができる。

また、所定サンプル数の画像立体物の情報を平均化して先行車情報Ｂの検出を行うことにより、先行車の画像上でのゆらぎ等に起因する先行車情報Ｂの不要な変動を抑制することができる。

その際、先行車情報Ａが無効な場合、或いは、先行車情報Ａ（先行車加速度Ａａ）に基づいて先行車が所定以上の加速度で加減速していることが確認された場合には、サンプルカウンタＳをデクリメントすることにより、先行車速度Ｖｂ及び車間距離Ｚｂを、実際の先行車の走行状態に応じてレスポンスよく変動させることができる。また、先行車情報Ａ（先行車加速度Ａａ）に基づいて先行車が略定速走行していることが確認された場合には、サンプルカウンタＳがインクリメントすることにより、先行車速度Ｖｂ及び車間距離Ｚｂの不要な変動をより効果的に抑制することができる。

なお、上述の形態においては、撮像手段としてステレオカメラ３を用い、レーダ手段としてミリ波レーダ４を用いた一例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、撮像手段として単眼カメラ等を用いてもよく、また、レーダ手段として赤外線レーザレーダ等を用いてもよいことは勿論である。

また、上述の形態においては、ミリ波レーダ４がステレオカメラ３よりも一般的に測距性に優れることから、最終的な先行車情報Ｃを認識する際に、先行車情報Ａを優先的に用い、また、先行車情報Ａから先行車情報Ｂへの切替時の過渡時間よりも先行車情報Ｂから先行車情報Ａへの切替時の過渡時間を短く設定した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、撮像手段がレーダ手段よりも測距性に優れる場合には逆の設定としてもよいことは勿論である。

運転支援装置を搭載した車両の概略構成図 車両用運転支援装置の概略構成を示す機能ブロック図 各検出形態での立体物の説明図 先行車情報認識ルーチンを示すフローチャート 先行車情報認識ルーチンを示すフローチャート 先行車情報切替時の状態を示す図表

符号の説明

１ … 車両
２ … 運転支援装置
３ … ステレオカメラ（撮像手段）
４ … ミリ波レーダ（レーダ手段）
５ … イメージプロセッシングユニット（第１の先行車情報検出手段、第２の先行車情報検出手段、先行車情報認識手段、先行車情報選択手段）
Ａ … 先行車情報（第１の先行車情報）
Ｂ … 先行車情報（第２の先行車情報）
Ｃ … 先行車情報（最終的な先行車情報）
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (5)

1. レーダ手段と撮像手段とを併用して先行車情報を認識する車両用運転支援装置において、
   上記レーダ手段の測定結果に基づいて第１の先行車情報を検出する第１の先行車情報検出手段と、
   上記撮像手段で撮像された画像に基づいて第２の先行車情報を検出する第２の先行車情報検出手段と、
   上記第１の先行車情報或いは上記第２の先行車情報の何れかに基づいて最終的な先行車情報を認識する先行車情報認識手段と、
   上記最終的な先行車情報を認識する基となる先行車情報を、予め設定した条件に基づいて上記第１の先行車情報或いは上記第２の先行車情報の何れかに選択的に切り替える先行車情報切換手段とを備え、
   上記先行車情報認識手段は、上記第１の先行車情報から上記第２の先行車情報への切替時、及び、上記第２の先行車情報から上記第１の先行車情報への切替時に、上記最終的な先行車情報を、予め設定した過渡時間をかけて漸次的に、新たに選択された上記先行車情報に収束させることを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 上記先行車情報選択手段は、上記第１の先行車情報及び上記第２の先行車情報の何れもが検出されている際に、上記第１の先行車情報を優先して選択することを特徴とする請求項１記載の車両用運転支援装置。
3. 上記第１の先行車情報から上記第２の先行車情報への切替時の過渡時間を、上記第２の先行車情報から上記第１の先行車情報への切替時の過渡時間よりも長く設定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用運転支援装置。
4. 上記第２の先行車情報検出手段は、画像毎に継続的に検出される所定サンプル数の先行車情報を平均化処理して上記第２の先行車情報を求めることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の車両用運転支援装置。
5. 上記第２の先行車情報検出手段は、上記第１の先行車情報に基づいて上記サンプル数を可変に設定することを特徴とする請求項４記載の車両用運転支援装置。

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