JP2008129928A - 車両の障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物検知手段（レーダ装置）により検知した障害物について該検知から所定時間経過後における自車両Ｗに対する相対位置を予測する場合に、該相対位置を正確に予測できるようにする。
【解決手段】移動物体（先行車両Ｑ）について該移動物体の検知から所定時間経過後における自車両Ｗに対する相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数（Ａ点、Ｂ点及びＣ点）の相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定し、該推定された移動方向（Ａ点、Ｂ点及びＣ点から求まる円の中心Ｐに向かう方向と垂直な方向Ｅ）と、該移動物体について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物検知装置に関する技術分野に属する。

従来より、レーダ装置を用いて自車両前方の障害物（先行車両等）を検知するようにした障害物検知装置はよく知られている。この障害物検知装置では、例えば特許文献１に示されているように、レーダ装置により、上記検知した障害物の自車両に対する相対位置（距離及び方位）と相対速度ベクトルとを検出するとともに、その検知した障害物について該検知から所定時間（レーダの走査時間に対応する時間）経過後における自車両に対する相対位置を、該障害物について上記検出した相対位置及び相対速度ベクトルに基づいて予測し、この予測結果に基づいて、上記検知から所定時間経過後に検知した障害物が、上記相対位置を予測した障害物と同じであるか否かを判定するようにしている。
特開平８−１０６５９９号公報

ところが、上記のように検知した障害物について該検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を予測する場合において、この障害物が先行車両のような移動物体であって、カーブ等で自車両の車幅方向（横方向）に急激に移動するようなときには、正確に予測することが困難となる。すなわち、障害物の検知データは、通常、ノイズ除去等のためにフィルタ処理しており、このため、急激に横方向に移動するような場合に応答遅れが生じてしまう。

そこで、自車両の旋回半径に基づいて自車両の進行路を推定して、該進行路に沿って障害物が移動するとして、上記相対位置を予測するようにすることが考えられる。

しかしながら、上記のように自車両の旋回半径に基づいて自車両の進行路を推定しても、自車両前方の道路形状が大きく変化している場合には、上記相対位置を正確に予測することは困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検知した障害物（移動物体）について該検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を予測する場合に、その相対位置を正確に予測できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、移動物体について該移動物体の検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数の相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定し、該推定された移動方向と、該移動物体について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測するように構成した。

具体的には、請求項１の発明では、自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両を制御する制御手段とを備えた車両の障害物検知装置を対象とする。

そして、上記障害物検知手段は、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判定する移動／静止判定手段と、上記検知された障害物について該検知から所定時間経過後の自車両に対する相対位置を予測する位置予測手段とを有し、上記位置予測手段は、上記移動／静止判定手段により判定された移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する、上記移動／静止判定手段により判定された静止物体について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定する移動方向推定手段を有していて、該移動方向推定手段により推定された移動方向と、該移動物体について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測するように構成されているものとする。

上記の構成により、障害物検知手段により障害物が検知されて該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルが検出されると、その相対速度ベクトルと自車両の走行速度ベクトルとの関係等から、その障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかが判定されるとともに、その障害物について上記検知から所定時間経過後の自車両に対する相対位置が予測される。この予測時に、障害物が移動物体であれば、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向が推定される。すなわち、移動物体が、例えば自車両前方を走行する先行車両や対向車両である場合、その移動物体の近傍に位置する静止物体は、高速道路の防音壁や一般道のガードレール等の路側物であると考えられ、複数の上記相対位置から先行車両等が走行する走行路の形状が分かることになる。したがって、移動物体は、その路側物の曲率中心へ向かう方向と垂直な方向、又は路側物に沿った方向に進行すると考えられ、このような方向を移動物体の移動方向と推定することができる。

そして、この推定した移動物体の移動方向に相対速度ベクトルが向いているとし、その大きさを、検出された相対速度ベクトルの大きさと同じとするか、又は検出された相対速度ベクトルに基づいて新たに相対速度ベクトルの大きさを求める。この新たな相対速度ベクトルの大きさは、例えば、新たな相対速度ベクトルの自車両前後方向成分の大きさが、検出された相対速度ベクトルの自車両前後方向成分の大きさと同じであるとして求める。このようにしても、相対速度ベクトルの自車両前後方向成分については大きな誤差がないので、新たな相対速度ベクトルの大きさを正確に求めることができる。こうして求めた相対速度ベクトルから、相対速度ベクトルの自車両車幅方向成分を求めることもできる。

したがって、自車両前方の道路形状が大きく変化していても、その道路形状の変化が移動物体の近傍に位置する静止物体から分かり、その移動物体について該移動物体の検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を正確に予測することができるようになる。

そして、上記予測結果に基づいて、上記検知から所定時間経過後に検知した障害物が、上記相対位置を予測した障害物と同じであるか否かを容易にかつ正確に判定することができる。すなわち、例えば上記予測された相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定しておき、上記所定時間経過後に検知した障害物がそのエリア内に存在すれば、上記相対位置を予測した障害物と同じであると判定することができる。この障害物の検知情報を制御手段に送信すれば、制御手段は、例えば自車両を先行車両に対して追従走行させる制御を正確に行うことができるようになる。また、自車両の障害物への衝突を予知したときに、ブレーキやシートベルトプリテンショナを作動させる場合に、衝突の予知を正確に行って、ブレーキやシートベルトプリテンショナの誤作動が生じるのを防止することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記障害物検知手段は、上記移動物体が、自車両前方を走行する先行車両であるか否かを判定する先行車両判定手段を更に有し、上記移動方向推定手段は、上記先行車両判定手段により上記移動物体が先行車両であると判定されたときに、該先行車両が走行する走行路の曲率中心を、該先行車両の近傍に位置する上記静止物体について検出された少なくとも３つの相対位置から求めて、該先行車両の移動方向が、上記曲率中心へ向かう方向と垂直な方向であると推定するように構成されているものとする。

このことにより、先行車両が走行する走行路の曲率中心は、先行車両の近傍に位置する静止物体（路側物）の曲率中心と略一致すると考えられるので、静止物体の自車両に対する相対位置から容易に推定することができる。そして、先行車両は、曲率中心へ向かう方向と垂直な方向に進行すると考えられるので、この方向を先行車両の移動方向であると推定することができる。この推定結果から、上述の如く、検知した障害物について該検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を正確に予測することができる。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記障害物検知手段は、上記位置予測手段により予測された上記所定時間経過後の相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定するエリア設定手段と、上記相対位置を予測した先行車両の検知から上記所定時間経過後に検知された移動物体が上記エリア設定部により設定されたエリア内に存在するときに、該移動物体が上記相対位置を予測した先行車両と同一であると判定する同一判定手段とを更に有していて、該先行車両の検知情報を含む上記障害物検知情報を上記制御手段に送信するように構成されており、上記制御手段は、上記障害物検知手段からの上記障害物検知情報に基づいて、自車両を上記先行車両に対して追従走行させるように構成されているものとする。

こうすることで、自車両を先行車両に対して正確に追従走行させて、乗員の安全性を向上させることができる。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナを備え、上記制御手段は、上記障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて、自車両の上記障害物への衝突を予知したときには、上記シートベルトプリテンショナを作動させるように構成されているものとする。

請求項５の発明では、請求項１の発明において、上記制御手段は、上記障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて、自車両の上記障害物への衝突を予知したときには、自車両のブレーキを作動させるように構成されているものとする。

これら請求項４及び５の発明により、ブレーキやシートベルトプリテンショナの誤作動を防止しつつ、乗員の安全性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の車両の障害物検知装置によると、移動物体について該移動物体の検知から所定時間経過後における自車両に対する相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数の相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定し、該推定された移動方向と、該移動物体について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測するようにしたことにより、自車両前方の道路形状が大きく変化していても、上記所定時間経過後の相対位置を正確に予測することができ、この結果、自車両を先行車両に対して正確に追従走行させたり、自車両の障害物への衝突を正確に予知してブレーキやシートベルトプリテンショナを的確に作動させたりすることができるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両Ｗ（自車両に相当）を示し、この車両Ｗの前端部に、車両Ｗの前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段としてのレーダ装置１が設けられている。このレーダ装置１は、ミリ波レーダ装置であって、図２に示すように、ミリ波を前方に向けて略水平方向に所定角度範囲を走査しながら発信する発信部２と、そのミリ波が車両Ｗの前方の障害物に当たって反射してきた反射波を受信する受信部３と、この受信部３で受信したデータに基づいて、後述の如く障害物の検知処理を行う処理部４とを有してユニット化されたものである。

上記車両Ｗには、上記レーダ装置１の処理部４からの障害物検知情報を受けて車両Ｗを制御する制御手段としてのコントロールユニット１１が設けられている。本実施形態では、コントロールユニット１１は、上記障害物検知情報に基づいて、スロットル弁開閉アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１を作動させることで、車両Ｗを先行車両に対して追従走行させる追従走行制御を行う（先行車両が存在しないときには、乗員が設定した目標車速で走行させる定速走行制御を行う）とともに、上記障害物検知情報を受けて、車両Ｗの障害物への衝突を予知したときには、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２を作動させる衝突回避制御を行うようになっている。

また、上記車両には、図２に示すように、車両Ｗの車速を検出する車速センサ１２と、車両Ｗの障害物への衝突を検出するＧセンサ１４と、乗員が追従走行制御モードに設定したり目標車速を設定したり等するための操作スイッチ１５とが設けられており、これら各センサ１２，１４及び操作スイッチ１５からの検出情報が上記コントロールユニット１１に入力されるようになっている。

上記ブレーキ作動手段２１は、車両Ｗのブレーキを作動させて各車輪３１に制動力を付与するものである。また、シートベルトプリテンショナ２２は、車両Ｗのシート４１に着座している乗員が着用しているシートベルト５１を巻き取って該シートベルト５１に所定張力を付与することで、該乗員を拘束するものである。

ここで、車両Ｗに搭載されているシートベルト装置について説明する。このシートベルト装置は、図１に示すように、上記シートベルト５１を巻き取るリトラクタ部５３と、このリトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１の先端部が取り付けられたラップアンカー部５４と、シートベルト５１の長さ方向中間部に配設されたタング５２が着脱可能に係合するバックル部５５とを有する３点式に構成されている。上記バックル部５５は、シート４１の車幅方向内側で車体に固定されている一方、リトラクタ部５３及びラップアンカー部５４は、シート４１を挟んでバックル部５５とは反対側である車幅方向外側で車体に固定されている。上記リトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１は、シート４１の車幅方向外側の上方位置に設けられたスリップガイド５７により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端部が上記ラップアンカー部５４に取り付けられている。上記タング５２は、上記スリップガイド５７とラップアンカー部５４との間でシートベルト５１に対して摺動可能に設けられており、このタング５２が上記バックル部５５に係合されることで、シートベルト５１の着用状態となる。

上記シートベルト装置のリトラクタ部５３内に、上記シートベルトプリテンショナ２２が設けられている。本実施形態では、シートベルトプリテンショナ２２は、図２に示すように、電動モータ等により上記シートベルト５１を巻き取る第１プリテンショナ機構２２ａと、インフレータで発生するガスにより上記シートベルト５１を巻き取る第２プリテンショナ機構２２ｂとからなっており、上記コントロールユニット１１が上記レーダ装置１の処理部４からの障害物検知情報に基づいて、車両Ｗの障害物への衝突を予知したとき（例えば、車両Ｗが障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いとき）には、第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることで、シートベルト５１に所定張力を付与する一方、コントロールユニット１１がＧセンサ１４により車両Ｗの障害物への衝突を検出したときには、第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、上記第１プリテンショナ機構２２ａを作動させたときよりも大きな張力をシートベルト５１に付与するようになっている。

上記コントロールユニット１１には、予め設定された車間時間（先行車両が停止した場合に該停止から車両Ｗが現在の速度で先行車両に到達するまでの時間）が記憶されており、上記追従走行制御時には、この車間時間と、先行車両の車速（レーダ装置１により検出される相対速度ベクトルと、車速センサ１２により検出される車両Ｗの速度（車両Ｗの前方に向かうベクトル）とから求める）とに基づいて目標車間距離を設定する。そして、この設定した目標車間距離と現在の車間距離との差と上記相対速度ベクトルの大きさとに基づいて目標加減速度を算出し（例えば、目標車間距離と現在の車間距離との差及び相対速度ベクトルの大きさに応じて目標加減速度が決まるようなマップを予め作成しておき、このマップから目標加減速度を算出する）、この算出した目標加減速度に基づいて制御加速度又は制御減速度を演算し、この制御加速度に基づく加速指令又は制御減速度に基づく減速指令を上記スロットル弁開閉アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１に出力する。

上記レーダ装置１の処理部４は、図２に示すように、受信部３で受信したデータに対してフィルタ処理やＦＦＴ処理等のデータ処理を行って、障害物の検知を行うデータ処理部４ａと、このデータ処理部４ａより、上記処理されたデータを入力し、かつ、上記コントロールユニット１１より車両Ｗの車速を入力して、これら入力情報に基づいて、上記検知された障害物の属性の決定と、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかの判定と、移動物体である場合に、該移動物体が、車両Ｗの前方を走行する先行車両であるか否かの判定とを行うとともに、上記検知された障害物について該検知から所定時間（ミリ波の走査時間に対応する時間）経過後の車両Ｗに対する相対位置を予測する位置予測部４ｂと、この位置予測部４ｂにより予測された相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定するエリア設定手段としてのエリア設定部４ｃと、上記検知から上記所定時間経過後に検知された障害物が、前回に（上記所定時間前に）検知された障害物について上記エリア設定部４ｃにより設定されたエリア内に存在するときには、前回に上記相対位置を予測した障害物と同一であると判定する一方、エリア外に存在するときには、新規な障害物であると判定する同一判定手段としての同一判定部４ｄとを有している。

上記障害物の属性は、具体的には、車両Ｗとの距離、車両Ｗに対する方位（上記走査範囲の中心線（車両Ｗの前後方向に延びるレーダ検知軸）からの角度θで規定）、及び車両Ｗに対する相対速度ベクトル（車両Ｃの前後方向に対する方向及び大きさ）であり、車両Ｗとの距離及び方位は、障害物の車両Ｗに対する相対位置に相当するものである。

上記位置予測部４ｂは、上記相対速度ベクトル及び車速（ベクトル）に基づいて、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるか否かを判定しかつ移動物体である場合に先行車両であるか否かを判定する。したがって、位置予測部４ｂは、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判定する移動／静止判定手段、及び、該移動／静止判定手段により判定された移動物体が、車両Ｗの前方を走行する先行車両であるか否かを判定する先行車両判定手段を構成することになる。

また、位置予測部４ｂは、上記障害物の属性に基づいて、上記検知された障害物について該検知から所定時間経過後の車両Ｗに対する相対位置を予測する。上記移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測する際には、先ず、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数（本実施形態では、３つ）の上記相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定する。そして、この推定した移動方向と、該移動物体について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測する。したがって、位置予測部４ｂは、上記検知された障害物について該検知から所定時間経過後の車両Ｗに対する相対位置を予測する位置予測手段と、移動物体の移動方向を推定する移動方向推定手段をも構成する。

上記位置予測部４ｂにおける移動物体の移動方向の推定方法について具体的に説明する。例えば図３に示すように、車両Ｗが、Ｓ字カーブ手前の直線路を走行中であり、車両Ｗの前方を走行する先行車両Ｑ（移動物体）がＳ字カーブの第１カーブ（車両Ｗに近い右カーブ）から第２カーブ（左カーブ）に差し掛かっている箇所を走行しているとする。車両Ｗの重心位置を基準に車両Ｗの車幅方向をｘ座標とし、車両Ｗの前後方向をｙ座標として、現在検出された先行車両Ｑの位置座標（検出された相対位置）は（ｘ１，ｙ１）とし、検出された相対速度ベクトルはＶ１とする。

そして、先行車両Ｑの近傍（先行車両Ｑの位置から所定距離以内）に位置する静止物体（防音壁やガードレール等）について検出された３つ（Ａ点、Ｂ点及びＣ点）の位置座標を、円の方程式
ｘ^２＋ｙ^２＋ｌｘ＋ｍｙ＋ｎ＝０
に代入して、連立３元１次方程式を解くことでｌ、ｍ及びｎを求めて、当該円の中心Ｐの位置座標を求める。この円の中心Ｐが先行車両Ｑが走行する走行路の曲率中心であるとして、先行車両Ｑの移動方向を、その曲率中心Ｐへ向かう方向と垂直な方向Ｅであると推定する。尚、上記３つの位置座標は、１つの静止物体（例えば防音壁やガードレール等）の互いに異なる部分の位置座標であってもよく、３つの異なる静止物体（例えば道路に沿って等間隔で植えられた木等）の各位置座標であってもよい。

上記推定した先行車両Ｑの移動方向Ｅに相対速度ベクトルが向いているとし、この相対速度ベクトルをＶ２とする。そして、この相対速度ベクトルＶ２の大きさを求める。このとき、相対速度ベクトルＶ２の大きさを相対速度ベクトルＶ１の大きさと同じとしてもよいが、本実施形態では、相対速度ベクトルＶ２のｙ方向成分Ｖ２ｙの大きさが、相対速度ベクトルＶ１のｙ方向成分Ｖ１ｙの大きさと同じであるとして相対速度ベクトルＶ２の大きさを求める。こうして求めた相対速度ベクトルＶ２と、上記検出された先行車両Ｑの座標（ｘ１，ｘ２）とから先行車両Ｑについて上記所定時間経過後の座標（ｘ２，ｙ２）を予測することができる。すなわち、相対速度ベクトルＶ２のｘ方向成分をＶ２ｘとして、ｘ２及びｙ２の値は、
ｘ２＝ｘ１＋Ｖ２ｘ・ｔ
ｙ２＝ｙ１＋Ｖ２ｙ・ｔ
となる。

上記先行車両Ｑは、第１カーブを走行してきて、その延長方向に相対速度ベクトルＶ１があり、その方向に進行すると推定したとすると、先行車両Ｑが第２カーブの方向に曲がろうとしているため、所定時間経過後の相対位置を誤って予測することになる。特に先行車両Ｑの横移動量（ｘ方向への移動量）をＶ１ｘ・ｔと大きく誤ってしまう（Ｖ１ｘは相対速度ベクトルＶ１のｘ方向成分）。しかし、本実施形態では、先行車両Ｑが第２カーブの方向に曲がろうとしていることが、先行車両Ｑの近傍に位置する静止物体から分かり、相対速度ベクトルの向きを第２カーブの方向に修正して、横移動量もＶ２ｘ・ｔと修正することができる。

尚、本実施形態では、静止物体について検出された３つの座標から、先行車両Ｑが走行する走行路の曲率中心の座標を求めたが、静止物体について検出された４つ以上の座標から曲率中心の座標を求めるようにしてもよい。この場合、例えば、その４つ以上の座標の中から任意に３つを抽出してその円の座標を求め、これを抽出可能な全ての組み合わせについて繰り返して、それら全ての円の座標の重心位置を走行路の曲率中心の座標とすればよい。

また、静止物体について検出された２つの座標からも、走行路の形状は分かる。つまり、走行路は、その２つの座標を結ぶ直線に沿った方向に延びているとし、この方向を先行車両Ｑの移動方向としてもよい。さらに、３つ以上の座標から最小二乗法で直線を求めて、その直線に沿った方向を先行車両Ｑの移動方向としてもよい。

ここで、上記コントロールユニット１１における衝突回避制御の処理動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この処理動作は、上記所定時間毎に繰り返し行われる。

先ず、最初のステップＳ１で、レーダ装置１の処理部４における同一判定部４ｄより障害物検知情報（障害物の属性）を入力し、次のステップＳ２で、その障害物検知情報に基づいて車両Ｗの障害物への衝突が予知されるか否かを判定する。

上記ステップＳ２の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進んで、ブレーキ作動手段２１を作動させることで、各車輪３１のブレーキを作動させるとともに、シートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることで、シートベルト５１に所定張力を付与する。

そして、次のステップＳ４で、Ｇセンサ１４からの情報に基づいて車両Ｗの障害物への衝突があったか否かを判定し、このステップＳ４の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５に進んで、シートベルトプリテンショナ２２の第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、シートベルト５１に更に大きな張力を付与し、しかる後にリターンする。

次いで、上記コントロールユニット１１における追従走行制御の処理動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。この処理動作も、上記所定時間毎に繰り返し行われる。

先ず、最初のステップＳ１１で、レーダ装置１の処理部４における同一判定部４ｄより、先行車両の検知情報を含む障害物検知情報を入力し、次のステップＳ１２で、先行車両の車両Ｗに対する相対速度ベクトルと、車速センサ１２により検出された車両Ｗの車速（ベクトル）とから、先行車両の車速を演算する。

次のステップＳ１３では、予め設定記憶された車間時間と上記先行車両の車速とから目標車間距離を演算し、次のステップＳ１４で、目標車間距離と現在の車間距離との差と、上記相対速度ベクトルの大きさとに基づいて上記マップより目標加減速度を算出する。

次のステップＳ１５では、上記ステップＳ１４で算出した目標加減速度に基づいて制御加速度又は制御減速度を演算し、次のステップＳ１６で、この制御加速度に基づく加速指令又は制御減速度に基づく減速指令をスロットル弁アクチュエータ２０やブレーキ作動手段２１に出力し、しかる後にリターンする。

次に、上記レーダ装置１の処理部４における障害物検知の処理動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この処理動作も、上記所定時間毎に繰り返し行われる。

先ず、最初のステップＳ２１で、データ処理部４ａにおいて、受信部３で受信した障害物のデータに対してフィルタ処理やＦＦＴ処理等のデータ処理を行い、次のステップＳ２２では、位置予測部４ｂにおいて、上記データ処理部４ａより、上記処理されたデータを入力するとともに、コントロールユニット１１より、車両Ｗの車速を入力する。

次のステップＳ２３では、位置予測部４ｂにおいて位置予測処理等を行う。すなわち、上述の如く、上記入力情報に基づいて、上記障害物の属性の決定と、上記障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかの判定と、移動物体である場合に、該移動物体が、車両Ｗの前方を走行する先行車両であるか否かの判定を行うとともに、上記障害物について該検知から所定時間経過後の車両Ｗに対する相対位置を予測する。

次のステップＳ２４では、エリア設定部４ｃ及び同一判定部４ｄにおいて、連続性判定処理を行う。すなわち、エリア設定部４ｃにおいて、上記位置予測部４ｂにより予測された相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定するとともに、同一判定部４ｄにおいて、今回検知された障害物が、前回に（上記所定時間前に）検知された障害物について設定されたエリア内に存在するときには、前回に上記相対位置を予測した障害物と同一であると判定する一方、エリア外に存在するときには、新規な障害物であると判定する。

次のステップＳ２５〜Ｓ３３の各処理動作は、同一判定部４ｄにおいて行われ、ステップＳ２５では、連続性が取れたか否かを判定する。つまり、今回検知された障害物が、前回に検知された障害物（後述の連続性が取れなかった障害物を含む）と同一であると判定したか否かを判定する。このステップＳ２５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２６に進んで、当該障害物についての連続カウンタの値を１だけカウントアップし、しかる後にステップＳ２８に進む。

一方、上記ステップＳ２５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２７に進んで、上記連続カウンタの値を１だけカウントダウンし、しかる後にステップＳ２８に進む。

上記ステップＳ２８では、今回検知された障害物の属性データを用いて、前回に検知された障害物の属性データをアップデートする処理を行う。具体的には、連続性が取れた場合には、今回検知された障害物の属性データと、前回に検知された障害物について、今回に位置予測部４ｂで予測した相対位置等を含む予測データとの平均をとって、その平均を、当該障害物の属性データとして保存し、連続性が取れなかった場合における、前回に検知された障害物については、上記予測データを当該障害物の属性データとして保存し、連続性が取れなかった場合における今回検知された障害物については、新規の障害物として、その属性データを保存する。

次のステップＳ２９では、上記連続カウンタの値が第１閾値よりも大きいか否かを判定し、このステップＳ２９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３０に進んで、上記保存した属性データ（連続性が取れた障害物の属性データ）を、障害物検知情報としてコントロールユニット１１へ出力し、しかる後にリターンする。

一方、上記ステップＳ２９の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３１に進んで、上記連続カウンタの値が第２閾値（上記第１閾値よりも小さい）よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ３１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３２に進んで、上記保存した予測データを属性データ（障害物検知情報）としてコントロールユニット１１へ出力し、しかる後にリターンする。尚、新規の障害物についての属性データはコントロールユニット１１へ出力しない。

一方、上記ステップＳ３１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３３に進んで、属性データ（上記保存した予測データ）を消去する。すなわち、上記第１閾値と第２閾値との差である所定回数（例えば５〜１０回）だけ連続性がとれずに予測し続けた場合には、その障害物が存在しなくなったとして消去する。

したがって、本実施形態では、移動物体について該移動物体の検知から所定時間経過後における車両Ｗに対する相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する静止物体について検出された複数の相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定し、該推定された移動方向と、該移動物体について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測するようにしたので、車両Ｗの前方の道路形状が大きく変化していても、その道路形状の変化が移動物体の近傍に位置する静止物体から分かり、その移動物体について該移動物体の検知から所定時間経過後における車両Ｗに対する相対位置を正確に予測することができる。この結果、車両Ｗを先行車両に対して追従走行させる追従走行制御を行う際には、その先行車両を見失う（上記障害物検知の処理動作のフローチャートにおいて連続性が取れない場合に相当する）ことなく、先行車両の位置を的確に認識しながら正確に追従走行させることができる。

また、車両Ｗの障害物への衝突の予知を正確に行って、ブレーキ作動手段２１やシートベルトプリテンショナ２２を的確に作動させることができる。この結果、ブレーキ作動手段２１やシートベルトプリテンショナ２２の誤作動が生じるのを防止しつつ、乗員の安全性を向上させることができる。

尚、上記実施形態では、レーダ装置１をミリ波レーダ装置としたが、どのような種類のレーダ装置であってもよい。また、レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて行う制御は、上記追従走行制御や衝突回避制御に限られない。

本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両を制御する制御手段とを備えた車両の障害物検知装置に有用であり、特に制御手段が、自車両を先行車両に追従走行させたり、自車両の障害物への衝突を予知したときに、シートベルトプリテンショナやブレーキを作動させたりする場合に有用である。

本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両前側の構成図である。 上記障害物検知装置の構成を示すブロック図である。 自車両がＳ字カーブ手前の直線路を走行し、先行車両がＳ字カーブを走行している場合の例を示す図である。 コントロールユニットにおける衝突回避制御の処理動作を示すフローチャートである。 コントロールユニットにおける追従走行制御の処理動作を示すフローチャートである。 レーダ装置の処理部における障害物検知の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｗ 車両（自車両）
１ レーダ装置（障害物検知手段）
４ｂ 位置予測部（移動／静止判定手段）（位置予測手段）
（移動方向推定手段）（先行車両判定手段）
４ｃ エリア設定部（エリア設定手段）
４ｄ 同一判定部（同一判定手段）
１１ コントロールユニット（制御手段）
２１ ブレーキ作動手段
２２ シートベルトプリテンショナ
５１ シートベルト

Claims (5)

1. 自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両を制御する制御手段とを備えた車両の障害物検知装置であって、
   上記障害物検知手段は、上記検知された障害物が移動物体であるか又は静止物体であるかを判定する移動／静止判定手段と、上記検知された障害物について該検知から所定時間経過後の自車両に対する相対位置を予測する位置予測手段とを有し、
   上記位置予測手段は、上記移動／静止判定手段により判定された移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測する際、該移動物体の近傍に位置する、上記移動／静止判定手段により判定された静止物体について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該移動物体の移動方向を推定する移動方向推定手段を有していて、該移動方向推定手段により推定された移動方向と、該移動物体について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、該移動物体について上記所定時間経過後の相対位置を予測するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
2. 請求項１記載の車両の障害物検知装置において、
   上記障害物検知手段は、上記移動物体が、自車両前方を走行する先行車両であるか否かを判定する先行車両判定手段を更に有し、
   上記移動方向推定手段は、上記先行車両判定手段により上記移動物体が先行車両であると判定されたときに、該先行車両が走行する走行路の曲率中心を、該先行車両の近傍に位置する上記静止物体について検出された少なくとも３つの相対位置から求めて、該先行車両の移動方向が、上記曲率中心へ向かう方向と垂直な方向であると推定するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
3. 請求項２記載の車両の障害物検知装置において、
   上記障害物検知手段は、上記位置予測手段により予測された上記所定時間経過後の相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定するエリア設定手段と、上記相対位置を予測した先行車両の検知から上記所定時間経過後に検知された移動物体が上記エリア設定部により設定されたエリア内に存在するときに、該移動物体が上記相対位置を予測した先行車両と同一であると判定する同一判定手段とを更に有していて、該先行車両の検知情報を含む上記障害物検知情報を上記制御手段に送信するように構成されており、
   上記制御手段は、上記障害物検知手段からの上記障害物検知情報に基づいて、自車両を上記先行車両に対して追従走行させるように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
4. 請求項１記載の車両の障害物検知装置において、
   自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナを備え、
   上記制御手段は、上記障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて、自車両の上記障害物への衝突を予知したときには、上記シートベルトプリテンショナを作動させるように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
5. 請求項１記載の車両の障害物検知装置において、
   上記制御手段は、上記障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて、自車両の上記障害物への衝突を予知したときには、自車両のブレーキを作動させるように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。

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