JP2013200179A - 車両検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の一台前方に存在する車両（第一車両）の更に前方に存在する車両（第二車両）の存在を、確実に検知することのできる車両検知装置を提供すること。
【解決手段】この車両検知装置１０は、自車両Ｃ０の前方に向けて電波を発信する発信部１１を有している。発信部１１は、発信した電波が前方の第一車両Ｃ１の背面Ｂにおける端部近傍に到達し、その一部が回折して第一車両Ｃ１の一表面に沿って進行した後、更に前方の第二車両Ｃ２に到達するように、電波の発信方向を変化させる。受信部１２が第二車両Ｃ２に到達した電波による反射波を受信することにより、制御部が第二車両Ｃ２の存在を検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載され、自車両の前方に存在する他の車両の存在を検知する車両検知装置に関する。

車両の衝突事故や追突事故を防止するために、自車両の前方を走行する他の車両の存在や位置を検知するための車両検知装置の開発が進められている。このような車両検知装置は、運転者の目視による危険回避等を補助するために車両に搭載されるものである。例えば、前方車両との車間距離が急に短くなったことを車両検知装置が検知した際には、車両の制御装置に対し検知信号を伝達する。これにより、制御装置は運転者に代って制動装置を作動させる等、追突事故を回避するような車両制御を行うことが可能となるため、車両の安全性を向上させることができる。

また、車両検知装置においては、自車両の一台前方を走行する車両（第一車両）の存在を検知するだけではなく、当該車両の更に前方を走行する車両（第二車両）の存在を検知することも有効である。例えば、第二車両が急に減速したこと（第二車両と自車両との距離が急に短くなったこと）を検知することができれば、それに続いて第一車両が減速し始めるよりも前の時点で自車両の減速を開始することができる。第二車両の存在は目視により確認することが困難な場合が多いため、上記のように車両検知装置によって第二車両の存在を確認することは、玉突き衝突事故等の発生を回避するために極めて有効である。

このように、第二車両の存在を検知することのできる車両検知装置の一例が、下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１に記載の車両検知装置は、ミリ波を探知波とするミリ波レーダーであって、発信部から前方の第一車両に向けて発信した電波の一部が回折して第二車両（先々行車両）に到達し、その反射波もまた回折して自車両に戻ってくることを利用している。回折して自車両に戻ってきた反射波を受信部が検知することにより、第二車両の存在を検知している。

特開２００５−２８９９２号公報

上記特許文献１に記載の車両検知装置では、発信部から発信した電波を第一車両のみならず第二車両にも到達させるために、電波を広範囲に渡って広がるように発信している。即ち、第一車両（先行車両）の上方、下方、及び左右方向の空間全てを電波が進行するように発信している。

このように電波を広範囲に発信した場合、当該電波の一部は確実に回折して第二車両に到達し、さらにその反射波の一部が受信部に到達する。しかし、第一車両の側方に存在するガードレールや対向車両等からの反射波、及び、第一車両の下方に存在する路面からの反射波も、全て受信部に到達してしまい、ノイズが多い状態となる。このため、第二車両からの反射波のみをこれらノイズの中から抽出し、第二車両の存在を正確に検知することは容易ではない。

また、広範囲に電波を発信するには多くのエネルギーを必要とするため、車両のエネルギー利用効率の観点からも好ましいものではない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自車両の一台前方に存在する車両（第一車両）の更に前方に存在する車両（第二車両）の存在を、確実に検知することのできる車両検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る車両検知装置は、車両に搭載され、自車両の前方に存在する他の車両の存在を検知する車両検知装置において、自車両の前方に向かう方向のうち第一方向に向けて電波を発信する発信部と、前記発信部から発信した電波による反射波を受信する受信部と、を備え、自車両の前方に存在する車両のうち、自車両に最も近い位置にあるものを第一車両とし、前記第一車両の更に前方に存在する車両を第二車両としたときにおいて、前記発信部は、発信した電波が前記第一車両の背面における端部の近傍に到達し、その一部が回折して前記第一車両の一表面に沿って進行した後に前記第二車両に到達するように、前記第一方向を変化させるものであり、前記受信部が、前記第二車両に到達した電波による反射波を受信することにより、前記第二車両の存在を検知することを特徴としている。

本発明では、自車両の前方に向かう方向のうち第一方向に電波を発信する発信部を備えている。自車両の前方に存在する車両のうち、自車両に最も近い位置にあるものを第一車両とし、当該第一車両の更に前方に存在する車両を第二車両としたときにおいて、発信部は、発信した電波の一部が回折して第二車両に到達するように、第一方向を変化させる。

発信部から前方に向けて発信された電波は、高い確率で第一車両の背面に直接当たる。しかし、発信部が第一方向を変化させることにより、電波は当該背面における端部の近傍に到達するようになり、少なくともその一部が当該背面を外れることとなる。尚、「背面における端部」とは、第一車両を後方から見た場合において、その上下方向または左右方向における端部のことである。

電波が第一車両の背面における端部の近傍において当該背面を外れた電波は、回折することによって第一車両の一表面（天面、底面、左側面、及び右側面のうちいずれか一面）に沿って進行した後、第二車両に到達することとなる。

第二車両に到達した電波は、反射波となって後方に向かい、その一部が上記と逆の経路に沿って進行し、車両検知装置の受信部に到達する。受信部が、このように第二車両からの反射波を受信することにより、車両検知装置は第二車両の存在を検知する。

以上のように、本発明に係る車両検知装置では、発信部から発信された電波が、第一車両の上方、下方、及び左右方向の空間全てを通過するように広範囲を進行するのではなく、第一車両の一表面に沿って進行して第二車両に到達するよう、比較的狭い範囲を進行する。このため、第一車両の周囲に存在する物（ガードレールや路面等）からの反射波として受信部に到達するノイズが低減され、かかるノイズと第二車両からの反射波とを識別することが容易となる。その結果、第二車両の存在を正確に検知することが可能となる。

また本発明に係る車両検知装置では、前記発信部は、発信した電波が前記第一車両の背面における上端部の近傍に到達し、前記第一車両の天面に沿って進行した後に前記第二車両に到達するよう、前記第一方向を上方に変化させるものであることも好ましい。

第一車両の底面は路面に近い位置にあるため、第一車両の底面に沿って電波を進行させようとすると、路面からの反射波が受信部に多く到達してしまう。また、第一車両の左右側面に沿って電波を進行させようとすると、ガードレールや対向車等からの反射波が受信部に多く到達してしまう。

この好ましい態様では、発信部が発信した電波が、第一車両の背面における上端部の近傍に到達し、第一車両の天面に沿って進行した後に第二車両に到達するよう、第一方向を上方に変化させる。第一車両の天面は、その上方において電波を反射するような物が存在しないため、受信部に到達する反射波（ノイズ）が少ない。このため、かかるノイズと第二車両からの反射波とを識別することが更に容易となる。その結果、第二車両の存在をより正確に検知することが可能となる。

また本発明に係る車両検知装置では、前記発信部は、前記第一方向を、所定範囲内において周期的に変化させるものであることも好ましい。

発信部から発信した電波が第一車両の背面における上端部の近傍に到達するような第一方向、すなわち、第二車両に電波を到達させるために最適な第一方向は、自車両と第一車両との距離、第一車両の車高等によって異なり、また時間と共に変化する。

この好ましい態様では、発信部が、第一方向を所定範囲内において周期的に変化させる。このため、自車両と第一車両との距離等が時間と共に変化しても、上記のような最適な第一方向に向けて確実に電波を発信し、第二車両に到達させることができる。

また本発明に係る車両検知装置では、前記発信部は、フェーズドアレイアンテナから電波を発信するものであることも好ましい。

この好ましい態様では、発信部は、フェーズドアレイアンテナから電波を発信する。フェーズドアレイアンテナは、複数のアンテナから発信される電波の位相差を変化させることにより、電波の発信方向を変化させるものである。物理的な可動部を有することなく、第一方向を変化させることができるため、摩耗部品を交換する等のメンテナンスを要することなく、長期間に渡って車両検知装置を動作させることができる。

また本発明に係る車両検知装置では、前記第二車両の存在を検知することに加えて、前記第二車両の位置を検知することも好ましい。

この好ましい態様では、前記第二車両の存在を検知することに加えて、前記第二車両の位置、すなわち、自車両と第二車両との相対的な距離をも検知する。これにより、第二車両の位置に応じて適切な車両制御を行うことが可能となるため、車両の安全性を更に向上させることができる。

本発明によれば、自車両の一台前方に存在する車両（第一車両）の更に前方に存在する車両（第二車両）の存在を、確実に検知することのできる車両検知装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である車両検知装置を搭載した車両が、前方に存在する他の車両を検知する様子を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態である車両検知装置を搭載した車両が、前方に存在する他の車両を検知する様子を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態である車両検知装置が、前方に存在する他の車両を検知するための制御の内容を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態である車両検知装置１０を搭載した車両（自車両Ｃ０）が、前方に存在する他の車両（第一車両Ｃ１、第二車両Ｃ２）を検知する様子を模式的に示す図である。車両検知装置１０は、電波を発信してその反射波を受信することにより、自車両Ｃ０の周囲における障害物の存在や位置を検知するための装置である。

車両検知装置１０は、自車両Ｃ０の最前端に取り付けられており、特に、自車両Ｃ０の前方を走行する他の車両の存在や位置を検知する装置として構成されている。車両検知装置１０は、前方に向けて電波を発信する発信部１１と、発信部１１が発信した電波の反射波を受信する受信部１２と、これらの動作を制御し、他の車両の存在や位置（自車両からの距離）を検知するための演算等を行う制御部１３（図示略）とを有している。発信部１１及び受信部１２は、車両検知装置１０の前面において、ほぼ同じ高さとなる位置に並んだ状態で備えられている。

車両検知装置１０は、自車両Ｃ０の前方を走行する他の車両のうち、自車両Ｃ０の一台前方を走行する第一車両Ｃ１の存在を検知するだけではなく、第一車両Ｃ１の更に前方を走行する第二車両Ｃ２の存在をも検知する。第二車両Ｃ２の存在は目視により確認することが困難な場合が多く、特に第一車両Ｃ１がトラックなどの大型車である場合には、第二車両Ｃ２を視認することは不可能である。車両検知装置１０は第二車両Ｃ２の存在をも検知することで、玉突き衝突事故等の発生を防止するものである。

車両検知装置１０が第一車両Ｃ１を検知するための具体的な動作や制御は、従来の車両検知装置と同様であるため、その詳細な説明を省略する。以下では、主に第二車両Ｃ２の存在を検知する動作及び制御について説明することとする。

図１は、自車両Ｃ０の前方側（図１では左側）に第一車両Ｃ１が存在し、更にその前方側に第二車両Ｃ２が存在している状態を示している。自車両Ｃ０、第一車両Ｃ１、第二車両Ｃ２は、いずれも前方に向かって走行している。

自車両Ｃ０が走行している間、発信部１１は常に前方に向けて電波を発信している。発信される電波の範囲は比較的狭小であって、第一車両Ｃ１の背面Ｂに電波が直接当たるような方向に電波が発信された場合（図１の矢印Ａ１や矢印Ａ２の方向に発信された場合）には、第二車両Ｃ２には電波はほとんど到達しない。

ここで発信部１１はフェーズドアレイアンテナにより構成されており、電波の発信方向（第一方向）を変更することが可能となっている。フェーズドアレイアンテナとは、複数のアンテナから発信される電波の位相差を変化させることにより、電波の発信方向を変化させるものである。

発信部１１は、フェーズドアレイアンテナの位相差を制御することによって、電波の発信方向を上下に周期的に変化させる。その範囲は、電波の発信方向と水平方向とのなす角度が０度（図の矢印Ａ１）から７０度までの範囲となっている。このため、第一車両Ｃ１が大型車であって且つ自車両Ｃ０と第一車両Ｃ１とが近接しているような場合を除き、発信部１１から発信された電波が第一車両Ｃ１に到達する位置は、電波の発信方向の変化に伴い第一車両Ｃ１の背面Ｂにおいて次第に上方に移動した後、第一車両Ｃ１の上端部Ｅを超えることとなる。

発信部１１から発信された電波が第一車両Ｃ１の背面Ｂに直接当たっている間（図１の矢印Ａ１、矢印Ａ２）は、受信部１２は第一車両Ｃ１からの反射波を受信し、これに基づく受信信号を制御部１３に伝達する。制御部１３は、受信部１２からの受信信号に基づいて第一車両Ｃ１の存在を検知する。更に、発信された電波が受信されるまでに要した時間に基づいて、第一車両Ｃ１の位置（自車両から第一車両Ｃ１までの距離）をも検知する。

発信部１１から発信された電波が、第一車両Ｃ１の上端部Ｅの近傍に到達するような状態となった場合、一部の電波は上端部Ｅを上方に外れて進行するため、第一車両Ｃ１の表面で反射されて受信部１２に到達する電波の量（強度）は減少する。このような状態では、第一車両Ｃ１の存在及び位置を検知することが困難となる。本実施形態に係る車両検知装置１０では、このような状態となった直後において、第一車両Ｃ１の存在及び位置を検知することを中断し、第二車両Ｃ２の存在及び位置の検知を開始する。

図２は、図１と同様に、自車両Ｃ０が前方に存在する他の車両（第一車両Ｃ１、第二車両Ｃ２）を検知する様子を模式的に示す図であって、自車両Ｃ０、第一車両Ｃ１、第二車両Ｃ２の位置関係は図１に示したものと同一である。図２では、発信部１１から発信された電波の発信方向を上方に変化させた結果、一部の電波が上端部Ｅを上方に外れて進行（矢印Ａ３に沿って進行）することとなった直後の状態を示している。

発信部１１から発信された電波の殆どは、そのまま矢印Ａ３に沿って直進する。しかし、一部の電波は回折してその進行方向を変え、第一車両Ｃ１の天面Ｔに沿って水平方向に進行する（矢印Ａ４）。その後、当該電波は第一車両Ｃ１の前端部Ｆに到達するが、その殆どは前端部Ｆを超えて更に水平方向に直進する。一方、一部の電波は前端部Ｆの近傍において回折し、前方且つ下方にその進行方向を変え、第二車両Ｃ２に向かって進行した後、第二車両Ｃ２に到達する。

第二車両Ｃ２に到達した電波は、第二車両Ｃ２の車体表面において反射され、反射波となって後方に向かって進行する。この反射波の一部は、以上に説明したような矢印Ａ３、矢印Ａ４、及び矢印Ａ５に沿った経路とは同一且つ逆方向の経路をたどって第一車両Ｃ１に到達し、受信部１２により受信される。

このように、発信部１１から発信された電波は、その一部が第二車両Ｃ２により反射された後、受信部１２により受信されることとなる。このため、制御部１３は受信部１２からの受信信号に基づいて、第二車両Ｃ２の存在を検知することができる。また、第一車両Ｃ１の位置を検知する場合と同様に、発信された電波が受信されるまでに要した時間に基づいて、第二車両Ｃ２の位置（自車両から第二車両Ｃ２までの距離）をも検知することができる。

尚、受信部１２により受信される電波の強度は、発信部１１から発信された電波の強度に比べると小さい。しかし、かかる電波の強度が、受信部１２が第二車両Ｃ２の存在及び位置を検知するために十分なものとなるように、発信部１１から発信される電波の強度が調整されている。

続いて、第二車両Ｃ２の存在及び位置を検知するために、制御部１３が行う制御の内容について、図３を参照しながら説明する。図３は、車両検知装置１０が、前方に存在する第二車両Ｃ２を検知するための制御の内容を示すフローチャートである。図３に示した一連の処理は、車両検知装置１０の動作中において、所定時間が経過するごとに制御部１３によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１では、発信部１１から発信される電波の発信方向が変更される。具体的には、フェーズドアレイアンテナの位相差を制御することにより、電波の発信方向を上方に向けて所定量（例えば５度）変更する。このため、電波が第一車両Ｃ１に到達する位置は、上方に移動する。

続くステップＳ２では、発信部１１から発信された電波が第一車両Ｃ１に到達する位置が、上端部Ｅを超えたかどうかが判断される。制御部１３は、第一車両Ｃ１から反射されて受信部１２に到達する反射波の強度の変化によって当該判断を行っている。すなわち、ステップＳ１が実行されることにより、受信部１２に到達する反射波の強度が著しく低下した場合には、電波の到達位置が上端部Ｅを超えたと判断する。

ステップＳ２において、電波の到達位置が上端部Ｅを超えていないと判断した場合（すなわち、電波の殆どが背面Ｂに当たっていると判断した場合）には、ステップＳ１に戻り、電波の発信方向が更に変更される。尚、ステップＳ２とステップＳ１を繰り返している状態においては、制御部１３により、第一車両Ｃ１の存在及び位置の検知が並行して行われている。

ステップＳ２において、電波の到達位置が上端部Ｅを超えたと判断した場合（すなわち、電波の殆どが上端部Ｅを上方に超えて通過していると判断した場合）には、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３に移行した時点では、発信部１１から発信された電波は、第一車両Ｃ１の背面Ｂにおける上端部Ｅの近傍において上端部Ｅを上方に越えて進行している（図２の矢印Ａ３で示したように進行している）。既に説明したように、かかる状態においては一部の電波が第二車両Ｃ２に到達し、第二車両Ｃ２からの反射波が受信部１２に到達する。ステップＳ３では、受信部１２がかかる反射波を受信する。

続くステップＳ４では、受信部１２に到達した第二車両Ｃ２からの反射波に基づいて、制御部１３が第二車両Ｃ２の存在（有無）及び位置を判定（検知）する。制御部１３は、判定した第二車両Ｃ２の存在（有無）及び位置に基づき、必要に応じて車両の制動装置をさせる等、追突事故を回避するような車両制御を行う。

続くステップＳ５では、発信部１１から発信される電波の発信方向を、初期状態である水平方向に戻す。これにより、車両検知装置１０は、再び第一車両Ｃ１の検知を開始することとなる。

以上のように、本実施形態に係る車両検知装置１０は、発信部１１から発信された電波が、第一車両Ｃ１の上方、下方、及び左右方向の空間全てを通過するように広範囲を進行するのではなく、第一車両Ｃ１の一表面（天面Ｔ）に沿って進行して第二車両Ｃ２に到達するよう、比較的狭い範囲を進行する。このため、第一車両Ｃ１の周囲に存在する物（ガードレールや路面Ｒ等）からの反射波として受信部１２に到達するノイズが低減され、かかるノイズと第二車両Ｃ２からの反射波とを識別することが容易となっている。その結果、第二車両Ｃ２の存在及び位置を正確に検知することが可能となっている。

また、発信部１１が発信した電波が、第一車両Ｃ１の背面Ｂにおける上端部Ｅの近傍に到達し、第一車両Ｃ１の天面Ｔに沿って進行した後に第二車両Ｃ２に到達するよう、電波の発信方向を上方に変化させる。第一車両Ｃ１の天面Ｔは、その上方において電波を反射するような物が存在しないため、受信部１２に到達する反射波（ノイズ）が少ない。このため、かかるノイズと第二車両Ｃ２からの反射波とを識別することが更に容易となっている。その結果、第二車両Ｃ２の存在及び位置をより正確に検知することが可能である。

発信部１１が、電波の発信方向を所定範囲内において周期的に変化させている。このため、自車両Ｃ０と第一車両Ｃ１との距離等が時間と共に変化しても、電波を第二車両に確実に到達させることができる。

発信部１１は、フェーズドアレイアンテナから電波を発信する。このため、摩耗部品を交換する等のメンテナンスを要することなく、長期間に渡って車両検知装置１０を動作させることができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：車両検知装置
１１：発信部
１２：受信部
１３：制御部
Ｃ０：自車両
Ｃ１：第一車両
Ｃ２：第二車両
Ｒ：路面
Ｂ：背面
Ｔ：天面
Ｅ：上端部
Ｆ：前端部

Claims (5)

1. 車両に搭載され、自車両の前方に存在する他の車両の存在を検知する車両検知装置において、
   自車両の前方に向かう方向のうち第一方向に向けて電波を発信する発信部と、
   前記発信部から発信した電波による反射波を受信する受信部と、を備え、
   自車両の前方に存在する車両のうち、自車両に最も近い位置にあるものを第一車両とし、前記第一車両の更に前方に存在する車両を第二車両としたときにおいて、
   前記発信部は、発信した電波が前記第一車両の背面における端部の近傍に到達し、その一部が回折して前記第一車両の一表面に沿って進行した後に前記第二車両に到達するように、前記第一方向を変化させるものであり、
   前記受信部が、前記第二車両に到達した電波による反射波を受信することにより、前記第二車両の存在を検知することを特徴とする車両検知装置。
2. 前記発信部は、発信した電波が前記第一車両の背面における上端部の近傍に到達し、前記第一車両の天面に沿って進行した後に前記第二車両に到達するよう、前記第一方向を上方に変化させるものであることを特徴とする、請求項１に記載の車両検知装置。
3. 前記発信部は、前記第一方向を、所定範囲内において周期的に変化させるものであることを特徴とする、請求項２に記載の車両検知装置。
4. 前記発信部は、フェーズドアレイアンテナから電波を発信するものであること特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両検知装置。
5. 前記第二車両の存在を検知することに加えて、前記第二車両の位置を検知することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車両検知装置。

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