JP2008152391A - 車両用周辺監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両周辺の障害物をより適切に監視することが可能な車両用周辺監視装置を提供すること。
【解決手段】自車両前方に延在する所定前方領域内の障害物を監視する前方監視手段と、所定前方領域に比して自車両の側方側に延在する所定前側方領域内の障害物を監視する前側方監視手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両の走行環境を検知する走行環境検知手段と、を備え、走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態及び走行環境検知手段により検知された自車両の走行環境に基づいて、前側方監視手段の監視程度を変更することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両周辺の障害物を監視する車両用周辺監視装置に関する。

近年、レーダーやカメラ等の監視手段を用いて、先行車両や停止車両、歩行者等の障害物の存在を監視し、車間距離制御や衝突予測制御等を行なう技術が実用化されている。

こうした技術の応用例として、遠距離用のレーダー装置と近距離用のレーダー装置とを選択的に使用する周辺監視装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、交差点内やカーブ等を走行するときに近距離用のレーダー装置を選択し、それ以外のときに遠距離用のレーダー装置を選択している。
特開２００５−１６５７５２号公報

しかしながら、上記従来の装置では、近距離用のレーダー装置の監視程度（監視領域の広さや感度等）を、走行環境や走行状態に応じて柔軟に変更することについての記載がなされていない。この結果、車両のおかれた状況に応じた適切な障害物監視を行なうことができない場合が生じる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両周辺の障害物をより適切に監視することが可能な車両用周辺監視装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、自車両前方に延在する所定前方領域内の障害物を監視する前方監視手段と、所定前方領域に比して自車両の側方側に延在する所定前側方領域内の障害物を監視する前側方監視手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両の走行環境を検知する走行環境検知手段と、を備え、走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態及び走行環境検知手段により検知された自車両の走行環境に基づいて、前側方監視手段の監視程度を変更することを特徴とするものである。

この本発明の第１の態様によれば、自車両の走行状態及び走行環境に基づいて前側方監視手段の監視程度を変更するため、側方から道路に進入する障害物の存在確率に応じて適切に前側方監視手段の監視を作動させることができる。この結果、車両周辺の障害物をより適切に監視することができる。

本発明の第１の態様において、走行状態検出手段は、例えば、車速を検出可能な手段であり、この場合、走行状態検出手段により所定車速以上の車速が検出された場合には、走行状態検出手段により所定車速未満の車速が検出された場合に比して、前側方監視手段による監視を抑制することを特徴とするものである。

また、本発明の第１の態様において、走行環境検知手段は、例えば、自車両が事故多発地点を含む所定領域を走行しているか否かを検知可能な手段であり、この場合、走行環境検知手段により自車両が所定領域を走行していることが検知された場合には、走行環境検知手段により自車両が所定領域を走行していないことが検知された場合に比して、前側方監視手段による監視を促進することを特徴とするものである。更にこの場合、走行環境検知手段により自車両が所定領域を走行していることが検知された場合であっても、前方監視手段による監視を維持することが望ましい。

本発明の第２の態様は、自車両の前側方に存在する障害物を監視する前側方監視手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両の走行環境を検知する走行環境検知手段と、を備え、走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態及び走行環境検知手段により検知された自車両の走行環境に基づいて、前側方監視手段の監視程度を変更することを特徴とするものである。

本発明によれば、車両周辺の障害物をより適切に監視することが可能な車両用周辺監視装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る車両用周辺監視装置１について説明する。図１は、車両用周辺監視装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用周辺監視装置１は、主要な構成として、前方レーダー１０と、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂと、車速センサー２５と、周辺監視装置用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、ナビゲーション装置４０と、を備える。なお、本装置の出力を利用して制御を行なうものとして、ＰＣＳ（PreCrush Safety）用ＥＣＵ５０、及びＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）用ＥＣＵ６０を図示する。なお、図中の実線矢印は、有線又は無線通信による主要な情報の流れを示す。

前方レーダー１０及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂは、例えば、ミリ波レーダー装置であり、出力したミリ波の反射波が帰ってくるまでの時間、反射波の角度、及び周波数変化を利用して物体（障害物）の距離、方位、速度を検出するための装置である。各レーダーは、このような検出を定期的に行なって、検出した物体に関する情報を、通信回線等を介して周辺監視装置用ＥＣＵ３０に出力する。周辺監視装置用ＥＣＵ３０では、各レーダーから受信した情報に基づいて障害物を監視する。各レーダーの作動に用いられる電力は、例えば、クランクシャフトにベルトを介して連結されたオルタネータの発電する高電圧の電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧（例えば、１２［Ｖ］等）の電力に変換された後、補機駆動用バッテリに一時的に蓄電されて用いられる。

なお、物体の距離等を検出する手段としては、ミリ波レーダー装置の他に、レーザーレーダーや赤外線レーダー、音波レーダー（ソナー）、ステレオカメラ装置等が考えられる。

図２は、前方レーダー１０及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域の一例を示す図である。前方レーダー１０は、例えばフロントグリル裏に配設され、自車両前方を検出領域（特許請求の範囲における所定前方領域に相当）とする。前側方レーダー２０Ａは、例えばフロントバンパーの右側部に形成された穴部に配設され、自車両の右斜め前方を検出領域（特許請求の範囲における所定前側方領域の一部に相当）とする。前側方レーダー２０Ｂは、例えばフロントバンパーの左側部に形成された穴部に配設され、自車両の左斜め前方を検出領域（特許請求の範囲における所定前側方領域の一部に相当）とする。

図２に示す如く、前方レーダー１０は、主として自車両の前方に存在する障害物（先行車両（自車両の前方を走行する車両であって、自車両と同一車線を同方向に走行する車両）を含む）を監視するためのものであり、前側方レーダー２０Ａ・２０Ｂは、主として交差点等において側方から自車両前方に進入してくる障害物（例えば、割り込み車両や歩行者、自転車等）を監視するためのものである。

車速センサー２５は、例えば、各輪に取り付けられた車輪速センサーとスキッドコントロールコンピューターからなり、車輪速センサーが出力する車輪速パルス信号をスキッドコントロールコンピューターが車速矩形波パルス信号（車速信号；以下、車速Ｖと称する）に変換して周辺監視装置用ＥＣＵ３０に出力する。

周辺監視装置用ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ハードディスクやＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記憶媒体やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。周辺監視装置用ＥＣＵ３０は、前方レーダー１０及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの出力制御やオンオフ制御を行なうと共に、前方レーダー１０及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂのいずれかが所定閾値以上の強度の反射波を検知した際には、障害物が存在するものと判断し、多重通信線等を介してＰＣＳ用ＥＣＵ５０及びＡＣＣ用ＥＣＵ６０に障害物の位置及び相対速度を出力する。なお、上記多重通信線を介した通信、及び後述する周辺監視装置用ＥＣＵ３０とナビゲーション装置４０との間の通信は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＢＥＡＮ、ＡＶＣ−ＬＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙ等の適切な通信プロトコルを用いて行なわれる。

ＰＣＳ用ＥＣＵ５０は、例えば周辺監視装置用ＥＣＵ３０と同様のハードウエア構成を有するコンピューターユニットである。ＰＣＳ用ＥＣＵ５０は、例えば自車両に対して所定速度以上の相対速度で接近する障害物が、自車両と所定距離以内の範囲に進入した場合に、当該障害物との衝突が不可避であると判断して、種々のプリクラッシュセーフティ制御（衝突予測制御）を行なう。プリクラッシュセーフティ制御としては、例えば、乗員姿勢を適正なものにするためのシートベルト自動巻取り制御や、プリクラッシュ用エアバッグの展開制御（多段式エアバッグの１次展開を含んでよい）、ブレーキ制御、ステアリング制御による障害物回避、ブザー吹鳴等が考えられる。

ＡＣＣ用ＥＣＵ６０は、例えば周辺監視装置用ＥＣＵ３０と同様のハードウエア構成を有するコンピューターユニットである。ＡＣＣ用ＥＣＵ６０は、障害物として検知された先行車両との車間距離を、予め設定された目標車間距離に維持して走行するように、スロットルモータや変速機等の制御を行なう。目標車間距離は、例えば、ユーザーによるハードスイッチやＧＵＩ（Graphical User Interface）の操作、音声入力等によって設定される。

このように、各レーダーが検出した障害物に関する情報は、衝突予測に基づく安全制御や、運転負荷を軽減するための車間距離制御等に用いられる。特に、前方レーダー１０と前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂとを併用することにより、自車両前方の障害物と、交差点等から自車両前方に侵入してくる（飛び出してくる）障害物と、の双方を監視することができ、漏れの少ない車両周辺監視が実現される。

ところが、ミリ波レーダー装置を複数（本実施例では３個）備える場合、その個数に応じて電力消費が増大するという問題が生じ得る。ミリ波レーダー装置の電力消費は、車両のエネルギー消費を考慮する上で無視できない程度に大きいものであるため、エネルギー消費を抑制する観点から何らかの抑制策が望まれる。更に、ミリ波レーダー装置の発熱も、特に渋滞時には無視できないものである。

また、ミリ波レーダー装置を複数備える場合、自車両周辺における種々のノイズ要素により障害物等を誤検出する頻度が高くなるという問題が生じ得る。障害物等の誤検出も、車間距離制御におけるハンチングや、衝突予測制御におけるシートベルト自動巻取り制御又はプリクラッシュ用エアバッグの不要な作動を招くため、抑制すべき問題点である。

これらの問題は、ミリ波レーダー装置の代替手段として、レーザーレーダーや赤外線レーダー、音波レーダー（ソナー）、ステレオカメラ装置等を用いる場合においても、程度の差こそあれ、同様に生じ得る。

そこで、本実施例の車両用周辺監視装置１では、車速センサー２５により検出される車速Ｖが所定車速Ｖ１（例えば、４０〜８０［ｋｍ］程度）以上である場合には、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの作動を抑制することとした。このように自車両が高速走行するときは、高速道路や自動車専用道路、見通しの良い国道等、側方からの飛び出しを警戒する必要性が小さい場所を走行している可能性が高いと考えられるからである。

ここで、「作動を抑制する」とは、（１）出力するミリ波の強度を小さくする（すなわち出力を小さくする）、（２）障害物であると検知する際の閾値を大きくする（すなわち感度を低くする）、（３）出力を小さくすると共に感度を低くする、（４）作動自体を停止する、等が考えられる。出力を小さくすることにより、ミリ波レーダー装置の消費電力を減少させると共に発熱を抑制することができる。また、感度を低くすることにより、障害物等の不要な誤検出を抑制することができる。本実施例では、（３）を採用することとした。

ところが、高速走行しているか否かに拘りなく、事故多発地点等を走行している場合等、側方から車両前方に進入してくる障害物の存在確率が高くなる場面が存在する。こうした場面において前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの作動を抑制したままであると、折角これらのレーダー装置を備えた意義が減殺されることとなる。

そこで、事故多発地点を含む、側方からの障害物に対する注意が必要な所定領域においては、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの作動を促進することとした。ここで、「作動を促進する」とは、上記の抑制の例の如く、出力及び感度の変更により実現されるが、更に検出角度の拡大を伴うものとした。

また、これらの変更の前後において、前方レーダー１０による監視は維持される。車間距離制御や前方監視に基づくプリクラッシュセーフティ制御の継続性を維持するためである。

図３は、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域及び感度を変更する具体例を示す図である。図３（Ａ）は、車速Ｖが所定車速Ｖ１以上である高速走行時（所定領域走行時を除く）における、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域及び感度を示す。図３（Ｂ）は、高速走行時でも所定領域走行時でもない通常時における前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域及び感度を示す。図３（Ｃ）は、所定領域走行時における前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域及び感度を示す。図示する如く、高速走行時においては前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域を縮小し、且つ感度を低下させるため、消費電力、発熱及び障害物等の不要な誤検出が抑制される。また、所定領域走行時においては前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域を拡大し、且つ感度を上昇させるため、側方から自車両前方に進入する障害物を迅速に検知して種々の制御を行なうことができる。

このような制御により、側方から道路に進入する障害物の存在確率に応じて適切に前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂを作動させることができる。この結果、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの消費電力や発熱、障害物等の不要な誤検出を抑制しつつ、車両周辺の障害物をより適切に監視することができる。

なお、所定領域を車両が走行しているか否かの検知は、ナビゲーション装置４０の機能を用いて実現される。以下、ナビゲーション装置４０の機能について述べる。

ナビゲーション装置４０は、主要な構成として、ＧＰＳ受信機４２と、基準局電波受信機４４と、メモリ４６と、ナビゲーションコンピューター４８と、を備える。

ＧＰＳ受信機４２は、ＧＰＳ衛星から衛星の軌道と時刻のデータを含む電波信号を受信する。当該受信されたデータは、ナビゲーションコンピューター４８に送信され、自車両の現在位置の特定に用いられる。基準局電波受信機４４は、DGPS（Diffrential GPS；相対測位方式）やRTK-GPS(Real Time Kinematic GPS；干渉測位方式)に用いられる基準局からの電波を受信する。

メモリ４６は、例えば、ハードディスクやＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体が用いられ、地図情報が記憶されている。当該地図情報は、ノード、及びノードを接続するリンクにより道路形状が表現されている。また、事故多発地点の座標が併せて記憶されている。

ナビゲーションコンピューター４８は、ＧＰＳ受信機４２が受信する衛星からの電波信号、及び基準局電波受信機４４が受信する基準局からの電波信号に基づいて、前述したDGPSやRTK-GPS等の方式に基づく補正演算を行ない、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を取得する。DGPSやRTK-GPS等の方式を用いることにより、ＧＰＳ測位の精度が向上し、より精緻な制御を行なうことが可能となる。なお、DGPSやRTK-GPS等の方式を用いない場合、基準局電波受信機４４は不要となるが、ＧＰＳ測位の精度が若干低下することとなる。そして、このように特定される自車両の現在位置から、ユーザーにより入力された目的地に至るまでの推奨経路を生成し、液晶ディスプレイ装置やスピーカー用いた既知の経路案内を行なう。

更に、ナビゲーションコンピューター４８は、自車両の現在位置と地図情報に記憶された情報とを比較し、自車両が所定領域を車両が走行しているか否かを判定し、当該判定結果を周辺監視装置用ＥＣＵ３０に出力する。ここで、所定領域は、例えば、事故多発地点を中心とした等距離以内の領域であってもよいし（図４（Ａ）参照）、自車両の進行方向を加味して、事故多発地点に接近する側を大きくした領域であってもよい（図４（Ｂ）参照）。

図５は、車両用周辺監視装置１により実行される、特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えば所定時間毎に繰り返し実行される。

まず、自車両が事故多発地点を含む所定領域を走行しているか否かを判定する（Ｓ１００）。自車両が所定領域を走行している場合は、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂによる監視を促進する（Ｓ１４０；図３（Ｃ）参照）。

自車両が所定領域を走行していない場合は、車速Ｖが所定車速Ｖ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。

車速Ｖが所定車速Ｖ１以上である場合は、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂによる監視を抑制する（Ｓ１３０；図３（Ａ）参照）。一方、車速Ｖが所定車速Ｖ１未満である場合は、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂによる通常時の監視を行なう（Ｓ１２０；図３（Ｂ）参照）。

本実施例の車両用周辺監視装置１によれば、車速、及び事故多発地点を含む所定領域を走行しているか否か、に基づいて前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの監視程度を変更するため、側方から道路に進入する障害物の存在確率に応じて適切に前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂを作動させることができる。この結果、車両周辺の障害物をより適切に監視することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの監視程度を変更する際の感度、及び検出領域の組み合わせは、高速走行時において抑制、所定領域走行時において促進する傾向を維持することを前提に、如何様に変更してもよい。前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの「作動を抑制する」際に感度のみを低下させるものとしてもよいし、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの「作動を促進する」際に検出領域のみを拡大するものとしてもよい。

また、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの監視程度を変更するための具体的手法の他の例として、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂによる検出周期を変更することにより、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの作動を抑制（又は促進）するものとしてもよい。例えば、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの作動を抑制すべき時にはＸ［ｓｅｃ］周期で障害物等の検出を行なうが、それ以外の時には上記Ｘ［ｓｅｃ］よりも短いＹ［ｓｅｃ］周期で障害物等の検出を行なうことが考えられる。このような制御によっても、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの消費電力や発熱、障害物等の不要な誤検出を抑制しつつ、車両周辺の障害物をより適切に監視することができる。また、検出周期の変更を上記の出力値や感度の変更と組み合わせてもよい。

また、図５に例示したフローチャートは、例えば、図６に例示するフローチャートに置換可能である。すなわち、所定領域を走行しており、且つ高速走行している場合は、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂにより通常時の監視を行なうものとしてよい。

また、前方レーダー１０、及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂは、夫々別体として構成しないものとすることも可能である。例えば、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域を車両前方にまで至らせるものとし、所定警戒領域を通過する際には検出領域を側方側にシフトすることが考えられる。この際の検出領域を可変にする機構としては、例えば首振り式のレーダー装置等を備えるものとすればよい。

また、制御主体として本装置専用の周辺監視装置用ＥＣＵ３０を備えるものとして説明したが、ナビゲーションコンピューター４８、ＰＣＳ用ＥＣＵ５０、ＡＣＣ用ＥＣＵ６０等の他のＥＣＵ類が本装置の制御主体となる（周辺監視装置用ＥＣＵ３０が他のＥＣＵに統合される）ものとしてもよい。

また、前方レーダー１０を備えず、前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂによる前側方の監視のみを行なうものとしても構わない。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

車両用周辺監視装置１の全体構成の一例を示す図である。 前方レーダー１０及び前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域の一例を示す図である。 前側方レーダー２０Ａ、２０Ｂの検出領域及び感度を変更する具体例を示す図である。 事故多発地点、所定領域、自車両の位置関係を示す図である。 車両用周辺監視装置１により実行される、特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。 車両用周辺監視装置１により実行される、特徴的な処理の流れを示すフローチャートの他の例である。

符号の説明

１ 車両用周辺監視装置
１０ 前方レーダー
２０Ａ、２０Ｂ 前側方レーダー
２５ 車速センサー
３０ 周辺監視装置用ＥＣＵ
４０ ナビゲーション装置
４２ ＧＰＳ受信機
４４ 基準局電波受信機
４６ メモリ
４８ ナビゲーションコンピューター
５０ ＰＣＳ用ＥＣＵ
６０ ＡＣＣ用ＥＣＵ

Claims (5)

1. 自車両前方に延在する所定前方領域内の障害物を監視する前方監視手段と、
   前記所定前方領域に比して自車両の側方側に延在する所定前側方領域内の障害物を監視する前側方監視手段と、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   自車両の走行環境を検知する走行環境検知手段と、を備え、
   前記走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態及び前記走行環境検知手段により検知された自車両の走行環境に基づいて、前記前側方監視手段の監視程度を変更することを特徴とする、車両用周辺監視装置。
2. 請求項１に記載の車両用周辺監視装置であって、
   前記走行状態検出手段は、車速を検出可能な手段であり、
   該走行状態検出手段により所定車速以上の車速が検出された場合には、該走行状態検出手段により所定車速未満の車速が検出された場合に比して、前記前側方監視手段による監視を抑制することを特徴とする、車両用周辺監視装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用周辺監視装置であって、
   前記走行環境検知手段は、自車両が事故多発地点を含む所定領域を走行しているか否かを検知可能な手段であり、
   該走行環境検知手段により自車両が前記所定領域を走行していることが検知された場合には、該走行環境検知手段により自車両が前記所定領域を走行していないことが検知された場合に比して、前記前側方監視手段による監視を促進することを特徴とする、車両用周辺監視装置。
4. 請求項３に記載の車両用周辺監視装置であって、
   前記走行環境検知手段により自車両が前記所定領域を走行していることが検知された場合であっても、前記前方監視手段による監視を維持することを特徴とする、車両用周辺監視装置。
5. 自車両の前側方に存在する障害物を監視する前側方監視手段と、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   自車両の走行環境を検知する走行環境検知手段と、を備え、
   前記走行状態検出手段により検出された自車両の走行状態及び前記走行環境検知手段により検知された自車両の走行環境に基づいて、前記前側方監視手段の監視程度を変更することを特徴とする、車両用周辺監視装置。

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