JP2011247762A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体を迅速かつ精度良く検知する。
【解決手段】物体検知装置１０は、車両（自車両Ｐ）の左前部および右前部に配置されて車両（自車両Ｐ）の前方領域全体を１回で走査可能な広角の右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌと、処理装置１２とを備える。右レーダ１１Ｒは、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑに対して、右レーダ１１Ｒの検出領域ＡＲの左端と先行車両Ｑの後部左端ＱＬとが一致するようにして配置されている。また、左レーダ１１Ｌは、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑに対して、左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＬの右端と先行車両Ｑの後部右端ＱＲとが一致するようにして配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体検知装置に関する。

従来、例えば車両の前方領域全体を広範囲に検知するために、前方に向けて電磁波を発信する２つのレーダ装置を車両の左右の前部に設け、さらに、各レーダ装置の前方側に傾斜した半透過板を配置した装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、前方領域のうち前方側を半透過板を透過した透過波により検知し、前方領域のうち側方側を半透過板で反射された反射波により検知する。

特開２００７−５７４０６号公報

ところで、上記従来技術に係る装置においては、半透過板の配置や、透過波と反射波とのパワー比の設定などに起因して装置構成が複雑になるという問題が生じる。
また、遠距離に存在する物体を所望の精度で検出するためには、細かく分割された角度領域を細いビーム幅の電磁波によって走査する必要が生じる。しかしながら、このような走査設定で近距離に存在する物体に対して走査を実行すると、必要とされる走査角度範囲が広くなり、走査に要する時間が嵩み、物体を迅速に検知することができないという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、物体を迅速かつ精度良く検知することが可能な物体検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る物体検知装置は、自車両の左前部および右前部に配置されて、前記自車両の前方領域全体を１回で走査可能な広角のレーダ装置（例えば、実施の形態での右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌおよび処理装置１２）を備える物体検知装置であって、前記レーダ装置は、前記前方領域に電磁波を発信し、該電磁波の反射波を受信することによって、前記自車両の左右方向における前記反射波の反射位置を検出可能であり、前記左前部の前記レーダ装置の検出領域右端は、前記自車両から前方に所定距離だけ離れた先行車両の後部右端を検出可能、かつ、前記右前部の前記レーダ装置の検出領域左端は、前記先行車両の後部左端を検出可能である。

さらに、本発明の第２態様に係る物体検知装置では、前記所定距離は、前記レーダ装置で検出すべき前方物体の設定距離である。

本発明の第１態様に係る物体検知装置によれば、自車両から前方に所定距離だけ離れた先行車両を検知対象として、左前部および右前部のレーダ装置の検出領域の重複する領域で先行車両を検出することにより、１回の走査で検出可能な角度範囲を増大させつつ、所望の検出精度を確保することができる。

つまり、レーダ装置の検出領域右端周辺および検出領域左端周辺で検出領域中央部に比べて検出精度が低下する場合であっても、２つのレーダ装置の検出領域に重複する領域を形成することで所望の検出精度を確保することができる。そして、少なくとも自車両から前方に所定距離だけ離れた先行車両が重複する領域内に収まるように設定しつつ、左前部および右前部の２つのレーダ装置の検出領域を自車両の前方側から側方側にずらして設定することにより、検出可能な角度範囲を前方側から側方側に拡大させることができる。
これにより、自車両の前方領域全体における広範囲の検出領域に対して、走査に要する時間が嵩むことを防止し、迅速に物体を検知可能とし、さらに、所望の検出精度を容易に確保することができる。

本発明の第２態様に係る物体検知装置によれば、例えば先行車両に対する追従走行時の目標最小車間距離などの設定距離を、レーダ装置の検出領域を設定するための所定距離とすることで、自車両の安全走行制御などで必要とされる所望の物体検出精度を確保しつつ広範囲の角度範囲を検出可能にすることができる。

本発明の実施形態に係る物体検知装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る自車両Ｐおよび先行車両Ｑの相対位置と右レーダおよび左レーダの検出領域の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る物体検知装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の物体検知装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施の形態による物体検知装置１０は、例えば内燃機関（図示略）の駆動力をトランスミッション（図示略）を介して駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、図１に示すように、車両の右前部および左前部に配置された右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌと、処理装置１２と、スロットルアクチュエータ１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ステアリングアクチュエータ１５と、報知装置１６とを備えて構成されている。

右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌは、例えば測角および測距にモノパルス方式（例えば、位相モノパルス方式）を用いるレーダ装置であって、車両の前方領域全体を１回で走査可能な広角の角度検知範囲を有している。
右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌは、車両の前方領域に電磁波の発信信号を発信し、この電磁波が外部の物体（例えば、他車両や構造物や路面など）によって反射されることで生じた反射波の反射信号を受信する。そして、発信信号および反射信号に係る信号を処理装置１２に出力する。

そして、例えば図２に示すように、右レーダ１１Ｒは、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑに対して、右レーダ１１Ｒの検出領域ＡＲの左端と先行車両Ｑの後部左端ＱＬとが一致するようにして配置されている。また、左レーダ１１Ｌは、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑに対して、左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＬの右端と先行車両Ｑの後部右端ＱＲとが一致するようにして配置されている。
これにより、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑの後部は、右レーダ１１Ｒの検出領域ＡＲと左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＬとが重なり合う重複検出領域ＡＲＬ内に含まれるように設定されている。

右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＲ，ＡＬを設定するための所定距離Ｌ、つまり自車両Ｐと重複検出領域ＡＲＬ内に含まれる先行車両Ｑとの間の所定距離Ｌは、例えば先行車両Ｑに対する追従走行時の目標最小車間距離（例えば、３．５ｍなど）などである。
また、所定の先行車両Ｑは、例えば自動走行制御や追従走行制御などの各種の走行制御時に想定される標準的な所定車幅Ｗ（例えば、１．８ｍなど）を有する車両などである。

そして、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの中心軸は車両（自車両Ｐ）の前後方向から左右方向に傾斜角θだけ傾けて配置されており、この傾斜角θは、例えば、所定距離Ｌと、所定車幅Ｗと、右レーダ１１Ｒと左レーダ１１Ｌとの間の距離ＲＬと、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの各検知方位角±αとに基づき設定される。
例えば、所定距離Ｌ（＝３．５ｍ）および所定車幅Ｗ（＝１．８ｍ）および距離ＲＬ（＝１．５ｍ）において、各検知方位角±α（＝±８０°，±７０°，±６０°）に対しては、各傾斜角θ（＝５５°，４５°，３５°）となる。

処理装置１２は、例えば、２つの反射点検出部２１Ｒ，２１Ｌと、反射点分類部２２と、物体位置検知部２３と、物体位置判定部２４と、物体検知部２５と、車両制御部２６とを備えて構成されている。

各反射点検出部２１Ｒ，２１Ｌは、各右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌから出力される信号に基づき、反射波の反射位置（反射点）を検出し、各反射点の角度（少なくとも方位角と、高低角など）および距離を検出する。各反射点は、例えば、各右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＲ，ＡＬ内において各右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌからの距離が最短距離となる反射点である。

反射点分類部２２は、各反射点検出部２１Ｒ，２１Ｌにより検出された各反射点が同一物体上に存在するか否かを判定する。この判定は、例えば、各反射点の前後方向距離（つまり、車両（自車両Ｐ）の前後方向における右レーダ１１Ｒから反射点までの距離および左レーダ１１Ｌから反射点までの距離）が一致するか否かなどの判定である。

物体位置検知部２３は、反射点分類部２２による判定結果で各反射点が同一物体上に存在する場合に、三角法などの重ね合わせの処理によって、この物体の位置を検知する。
物体位置判定部２４は、物体位置検知部２３により検知された物体の位置が車両（自車両Ｐ）の走行路前方の位置であるか否かを判定する。

物体検知部２５は、物体位置判定部２４による判定結果に基づき、車両（自車両Ｐ）の走行路前方の位置に検知された物体が、車両（自車両Ｐ）から前後方向前方に所定距離だけ離れた位置に存在する所定の先行車両Ｑを含む所定の物体であるか否かを判定する。
また、物体検知部２５は、右レーダ１１Ｒまたは左レーダ１１Ｌのみで反射点が検出された場合には、例えば、車両（自車両Ｐ）の前方領域の側方側に物体が存在すると判定する。

車両制御部２６は、物体検知部２５から出力される判定結果の信号に基づき、例えば車両（自車両Ｐ）の走行路前方に存在する先行車両Ｑに対する追従走行や、車両（自車両Ｐ）の走行路前方に存在する他車両に対する衝突の回避や衝突時の衝撃の軽減などを行なうようにして、車両（自車両Ｐ）の走行状態を制御する制御信号を出力する。この制御信号は、例えば、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）の変速動作を制御する制御信号およびスロットルアクチュエータ１３により内燃機関の駆動力を制御する制御信号およびブレーキアクチュエータ１４により減速を制御する制御信号およびステアリングアクチュエータ１５により転舵を制御する制御信号などである。
また、車両制御部２６は、物体検知部２５から出力される判定結果の信号に基づき、例えば車両（自車両Ｐ）の運転者に各種の情報を報知するようにして、報知装置１６を制御する制御信号を出力する。

なお、報知装置１６は、例えば、触覚的伝達装置と、視覚的伝達装置と、聴覚的伝達装置とを備えて構成されている。
触覚的伝達装置は、例えばシートベルト装置や操舵制御装置などであって、車両制御部２６から出力される制御信号に応じて、例えばシートベルトに所定の張力を発生させて自車両の乗員が触覚的に知覚可能な締め付け力を作用させたり、例えばステアリングホイールに自車両の運転者が触覚的に知覚可能な振動（ステアリング振動）を発生させる。
視覚的伝達装置は、例えば表示装置などであって、車両制御部２６から入力される制御信号に応じて、例えば表示装置に所定の情報を表示したり、所定の灯体を点滅させる。
聴覚的伝達装置は、例えばスピーカなどであって、車両制御部２６から入力される制御信号に応じて所定の音や音声などを出力する。

この実施形態による物体検知装置１０は上記構成を備えており、次に、この物体検知装置１０の動作について説明する。

先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、各右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌから出力される信号に基づき、各右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの検出領域内の物体で反射された反射波の反射位置（反射点）を検出する。
次に、ステップＳ０２においては、例えば右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌにより反射点が検出されか否かを判定することによって、車両（自車両Ｐ）の前方領域に存在する物体が右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌにより検知されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０５に進む。

次に、ステップＳ０３においては、例えば左レーダ１１Ｌのみにより反射点が検出されか否かを判定することによって、車両（自車両Ｐ）の前方領域に存在する物体が左レーダ１１Ｌのみにより検知されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
次に、ステップＳ０４においては、例えば右レーダ１１Ｒのみにより反射点が検出されか否かを判定することによって、車両（自車両Ｐ）の前方領域に存在する物体が左レーダ１１Ｒのみにより検知されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。

また、ステップＳ０５においては、各反射点が存在する物体の位置を検出する。
次に、ステップＳ０６においては、各反射点が存在する物体の位置が車両（自車両Ｐ）の走行路前方の位置であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進み、このステップＳ０７においては、各反射点が存在する物体は車両（自車両Ｐ）の走行路前方に存在する先行車両Ｑなどの物体であると判断して、ステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、各反射点が存在する物体は車両（自車両Ｐ）の走行路前方に存在しないと判断して、ステップＳ０９に進む。
そして、ステップＳ０９においては、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌで反射点が検出された物体、あるいは、右レーダ１１Ｒまたは左レーダ１１Ｌのみで反射点が検出された物体に対して、例えば追従走行や衝突の回避や衝突時の衝撃の軽減などを行なうようにして、車両の走行状態を制御する制御信号を出力し、エンドに進む。

上述したように、本発明の実施形態による物体検知装置１０によれば、車両（自車両Ｐ）から前方に所定距離だけ離れた先行車両Ｑを検知対象として、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの検出領域ＡＲ，ＡＬの重複検出領域ＡＲＬ内で先行車両Ｑを検出することにより、検出可能な角度範囲を増大させつつ、所望の検出精度を確保することができる。

つまり、各レーダ１１Ｒ，１１Ｌの検出領域右端周辺および検出領域左端周辺で検出領域中央部に比べて検出精度が低下する場合であっても、重複検出領域ＡＲＬを設けることで所望の検出精度を確保することができる。そして、少なくとも車両（自車両Ｐ）から前方に所定距離だけ離れた所定の先行車両Ｑが重複検出領域ＡＲＬ内に収まるように設定しつつ、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌの各検出領域ＡＲ，ＡＬを車両（自車両Ｐ）の前方側から側方側にずらして設定することにより、検出可能な角度範囲を前方側から側方側に拡大させることができる。

しかも、広角の角度検知範囲を有する右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌにより、車両（自車両Ｐ）の前方領域における広範囲の検出領域に対して、走査に要する時間が嵩むことを防止し、車両（自車両Ｐ）から近距離に存在する物体を迅速に検知可能とし、さらに、所望の検出精度を容易に確保することができる。
さらに、例えば細かく分割された角度領域を細いビーム幅の電磁波によって走査するレーダ装置に比べて、広角の角度検知範囲を有する右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌは、２台であっても、より安価であり、装置構成に要する費用を削減することができる。

さらに、例えば先行車両Ｑに対する追従走行時の目標最小車間距離などの設定距離を、各レーダ１１Ｒ，１１Ｌの検出領域ＡＲ，ＡＬを設定するための所定距離Ｌとすることで、車両（自車両Ｐ）の安全走行制御などで必要とされる所望の物体検出精度を確保しつつ広範囲の角度範囲を検出可能にすることができる。

なお、上述した実施の形態において、右レーダ１１Ｒおよび左レーダ１１Ｌは測角および測距にモノパルス方式（例えば、位相モノパルス方式）を用いるレーダ装置であるとしたが、これに限定されず、測角に他の方式を用いるレーダ装置であってもよい。また、測距にパルス方式以外の他の方式、例えばＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave：周波数変調連続波）方式などを用いるレーダ装置であってもよい。

１０ 物体検知装置
１１Ｒ 右レーダ（レーダ装置）
１１Ｌ 左レーダ（レーダ装置）
１２ 処理装置（レーダ装置）
２１Ｒ，２１Ｌ 反射点検出部
２２ 反射点分類部
２３ 物体位置検知部
２４ 物体位置判定部
２５ 物体検知部
２６ 車両制御部

Claims (2)

1. 自車両の左前部および右前部に配置されて、前記自車両の前方領域全体を１回で走査可能な広角のレーダ装置を備える物体検知装置であって、
   前記レーダ装置は、前記前方領域に電磁波を発信し、該電磁波の反射波を受信することによって、前記自車両の左右方向における前記反射波の反射位置を検出可能であり、
   前記左前部の前記レーダ装置の検出領域右端は、前記自車両から前方に所定距離だけ離れた先行車両の後部右端を検出可能、かつ、前記右前部の前記レーダ装置の検出領域左端は、前記先行車両の後部左端を検出可能であることを特徴とする物体検知装置。
2. 前記所定距離は、前記レーダ装置で検出すべき前方物体の設定距離であることを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。

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