JP2014235662A - 車両用障害物検出装置、及び車両用障害物検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】障害物が自車線上に存在するか否かの判定を車種に関わらず精度よく行うことができる。
【解決手段】車載用障害物検出装置１００は、車両上の所定位置に設置され、車両の外界の特徴に基づいて前記障害物を検出するための障害物検出部６１と、旋回中心補正量を用いて算出した推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を補正する旋回中心補正部２９２と、補正後の旋回中心から前記障害物までの距離と前記推定軌跡の半径との距離差である自車線偏差が予め決められた範囲内である場合に、車両の制御対象である障害物であると判定する制御対象判定部２９３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の周囲に存在する障害物を検出する車両用障害物検出装置、及び車両用障害物検出プログラムに関するものである。

従来、ミリ波レーダは、車両（自動車を含む）の車体前方に設置され、車間警報または車速制御などに用いられている。車載用のミリ波レーダとしては、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダ、多周波ＣＷ（Continuous Wave）レーダ、及びパルスレーダ等の方式を利用したレーダを用いるのが一般的である。

ミリ波レーダが設置された車両の周囲に障害物（先行車を含む）が存在する場合、自車と障害物との相対的な距離、方位、速度などの情報を有した物標の位置情報を算出する。そして、車間距離警報システム、追突軽減システム、衝突回避システム、又は先行車追従システム等（以下、まとめて「システム」と呼ぶ場合がある）は、その障害物の位置情報に応じて、衝突が予想される場合には警報を発したり、自車と障害物との距離を維持させたり、自車を減速させるといった制御を行う。

このようなシステムとして、例えば、特許文献１の技術が開示されている。特許文献１に記載された技術は、レーダ装置を用いて、カーブ路における自車線上の先行車を検出するために、先行車の位置や先行車までの距離に応じて自車線存在確率のパラメータや重みを変化させるものであった。ここで、車両に搭載されるレーダ装置としては、例えば、特許文献２の技術が開示されている。

特開平１１−４５３９８号公報 特開２０１２−１７３１５２号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、自車線存在確率を可変にするが故に、先行車が自車線車両であるか否かを正確に判定できない場合があった。すなわち、自車線車両を先行車として認識しやすいようにパラメータや重みを調整した場合に、隣接車線車両を先行車として誤認識する可能性があり、逆に、隣接車線車両を先行車として認識しにくいようにパラメータや重みを調整した場合に、自車線車両を先行車として正しく認識できない場合があるという問題があった。

また、特定されない複数の車種に後付けで設置可能な汎用的なレーダを想定した場合に、車両の推定軌跡と実際の軌跡との間に誤差が生じる場合があった。車両が四輪車でかつ前二輪を操舵輪とした場合に、旋回走行中の車両の後輪がおおよそ旋回軸となる。その為、旋回軸を起点に推定軌跡を算出しなければならないが、推定軌跡の計算を簡単にするためにレーダが設置される車両上の位置から推定軌跡を算出するのが一般的であった。その結果、車両の推定軌跡と実際の軌跡との間に誤差が生じていた。

この誤差は、図１１に示すように、遠方になるにつれて、また、ホイールベースが短い車両２００１（図１１（ａ））に比べて長い車両２００２(図１１（ｂ）参照)の場合に大きくなる。その為、推定軌跡Ｌが実際の軌跡Ｍから外れ、自車線車両を走行する先行車Ｎを正しく認識できない可能性があるという問題があった。また、図１１には示していないが、逆に隣接車線車両を先行車として誤認識する可能性があるという問題があった。現在、システムがより高度化し、遠方での障害物である先行車を検出する性能の向上が求められるようになっている。その為、従来の推定軌跡の算出において許容されていた誤差の発生を無くすことが望まれている。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、障害物が自車線上に存在するか否かを車種に関わらず精度よく判定することができる車両用障害物検出装置、及び車両用障害物検出プログラムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両用障害物検出装置は、車両上の所定位置に設置され、前記車両の周囲に存在する障害物を検出すると共に、検出した前記障害物が前記車両の制御対象であるか否かを判定する車載用障害物検出装置であって、前記車両の外界の特徴に基づいて前記障害物を検出する障害物検出部と、前記車両上の前記所定位置を基準にして前記車両の推定軌跡を円弧曲線として算出すると共に、前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を算出する推定軌跡算出部と、前記所定位置と前記車両が旋回走行した場合の旋回中心の位置との進行方向に対する距離差である旋回中心補正量を用いて、算出した前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を補正する旋回中心補正部と、前記補正後の旋回中心から前記障害物までの距離と前記推定軌跡の半径との距離差である自車線偏差が予め決められた範囲内である場合に、前記車両の制御対象である障害物であると判定する制御対象判定部と、を備えることを特徴とする。
ここで、障害物検出部は、反射波又は反射光に基づいて障害物を検出するレーダ部、車両前方の映像信号を出力するカメラ部、又は前記レーダ部と前記カメラ部との双方で構成されることが好ましい。また、推定軌跡算出部は、前記車両の車速及び角速度、車速及び舵角、又は前記カメラ部が出力した映像信号を用いて推定軌跡を算出することが好ましい。

かかる構成によれば、車両用障害物検出装置は、旋回中心補正量を旋回中心の補正に利用し、さらに、障害物（先行車を含む）が車両の制御対象であるか否かの判定（障害物が自車線上に存在するか否かの判定）に利用する。したがって、車両用障害物検出装置は、車両の制御対象であるか否かの判定（障害物が自車線上に存在するか否かの判定）を車種に関わらず精度よく行うことができる。

本発明によれば、障害物が自車線上に存在するか否かの判定を車種に関わらず精度よく行うことができるので、この判定結果を車両の制御に用いることで、車両を従来よりも正確に制御することができる。

第１実施形態に係る車載用障害物検出装置が設置される車両の概略ブロック図である。 第１実施形態に係る車載用障害物検出装置のブロック図である。 第１実施形態に係る車載用障害物検出装置が備える受信強度算出部の処理を説明するための図である。 第１実施形態に係る車載用障害物検出装置が備える物標出力処理部の処理を説明するための図（１）である。 第１実施形態に係る車載用障害物検出装置が備える物標出力処理部の処理を説明するための図（２）である。 第２実施形態に係る車載用障害物検出装置のブロック図である。 第２実施形態に係る物標出力処理部が有するテーブルの構成図である。 第３実施形態に係る車載用障害物検出装置のブロック図である。 車載用障害物検出装置の設置位置による旋回中心補正量の違いを説明するための図である。 変形例に係る物標出力処理部が有するテーブルの構成図である。 従来技術における推定軌跡の算出における問題点を説明するための図であり、図１１（ａ）はホイールベースの短い車両の旋回走行を示し、図１１（ｂ）はホイールベースの長い車両の旋回走行を示す。

以下、本発明の実施するための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。また、実施形態においては、便宜上、図に対して方向や座標を設定しているが、必ずしも設定した方向や座標に限定されるものではない。

［第１実施形態］
≪第１実施形態に係る車載用障害物検出装置の構成≫
車載用障害物検出装置は、車両に設置され、設置された車両の周囲に存在する障害物を検出するものである。車載用障害物検出装置は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、カメラといったセンサである。本実施形態では、図１に示すように、車載用障害物検出装置としてミリ波レーダ１００を車両１０００の車体前方（ここでは、バンパーとする）に設置した場合を想定して説明する。車両１０００は、前輪（前二輪）２００Ｆを操舵輪とする四輪車である。その為、車両１０００は、旋回走行時に後輪（後二輪）２００Ｒが旋回軸となる。

車両１０００は、車輪速度センサ４１と、角速度センサ４２と、衝突回避制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、ブレーキ制御ＥＣＵ５２と、ミリ波レーダ１００とを備えている。これらの構成は、互いが通信可能であり、情報の送受信には、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）が用いられる。なお、当然ながら車両１０００は、四輪車の走行に必要な公知の各種構成を備えているが、ここでは説明を省略する。

＜車輪速度センサ（車速センサ）＞
車速センサとしての車輪速度センサ４１は、車両１０００の車輪（２００）の回転速度に対応した信号を検出する公知のセンサである。車輪速度センサ４１は、検出した車速をミリ波レーダ１００に出力する。

＜角速度センサ＞
角速度センサ４２は、車両１０００が旋回走行時に旋回中心を起点に発生する角速度（ヨーレート）を検出する公知のセンサである。角速度センサ４２は、検出した角速度をミリ波レーダ１００に出力する。

＜衝突回避制御ＥＣＵ＞
衝突回避制御ＥＣＵ５１は、車両１０００が障害物（例えば、先行車）と衝突するのを回避する制御を行うものである。衝突回避制御ＥＣＵ５１には、ミリ波レーダ１００が検出した障害物を座標空間（例えば、二次元座標空間）で示した物標の識別番号、並びに障害物（物標）の距離を示す情報、相対速度を示す情報、及び方位を示す情報が入力される。衝突回避制御ＥＣＵ５１は、障害物との関係に基づいて自車両に生じている危険度を算出する。そして、衝突回避制御ＥＣＵ５１は、算出した危険度に応じた指令を他の機構（例えば、ブレーキ制御ＥＣＵ５２）に出力し、車両１０００が障害物に衝突するのを回避させる。

＜ブレーキ制御ＥＣＵ＞
ブレーキ制御ＥＣＵ５２は、図示しないブレーキアクチュエータの制御を行うものである。ブレーキ制御ＥＣＵ５２には、衝突回避制御ＥＣＵ５１から危険度に応じた指令が入力される。ブレーキ制御ＥＣＵ５２は、制動時に車輪２００をロックしないアンチロックブレーキ（ＡＢＳ：Antilock Brake System）制御、及び旋回挙動を安定化させる横滑り防止（ＥＳＣ：Electronic Stability Control）制御等を行いながら、車両１０００にブレーキをかける。

＜ミリ波レーダ＞
車載用障害物検出装置であるミリ波レーダ１００（以下、省略して「レーダ」と呼ぶ場合がある）は、ミリ波帯の電波を用いて前方１００ｍ、左右１０〜１５°程度の範囲の障害物を探知する。

図２に示すように、本実施形態に係るレーダ１００は、受信アンテナ１ａ〜１ｎと、ミキサ２ａ〜２ｎと、送信アンテナ３と、分配器４と、フィルタ５ａ〜５ｎと、ＳＷ（スイッチ）６と、ＡＤＣ（受信波取得部）７と、三角波生成部８と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）９と、メモリ２１と、受信強度算出部２２と、ＤＢＦ処理部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位検出部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、不揮発性メモリ２８と、物標出力処理部２９とを備えて構成される。以下では、受信アンテナ１ａ〜１ｎと、ミキサ２ａ〜２ｎと、送信アンテナ３と、分配器４と、フィルタ５ａ〜５ｎと、ＳＷ６と、ＡＤＣ７と、三角波生成部８と、ＶＣＯ９とをまとめて「レーダ部６１」と呼び、メモリ２１と、受信強度算出部２２と、ＤＢＦ処理部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位検出部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、不揮発性メモリ２８と、物標出力処理部２９とをまとめて「信号処理部６２」と呼ぶ場合がある。

ここで、レーダ１００の構成の内、○○部と表記されている構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより実現するプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現される場合、「○○部」を「○○手段」と呼ぶ場合がある。

＜レーダ部の構成について＞
（受信アンテナ、ミキサ）
受信アンテナ１ａ〜１ｎ（ｎは任意の数：チャネル数）は、送信波が障害物にて反射し、この障害物から到来する反射波、すなわち受信波を受信する。受信アンテナ１ａ〜１ｎは、車両１０００の幅方向に所定間隔をもって一列に配列されている。
ミキサ２ａ〜２ｎは、送信アンテナ３から送信される送信波と、各々の受信アンテナ１ａ〜１ｎにおいて受信された受信波が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する。

（送信アンテナ、分配器）
送信アンテナ３は、三角波生成部８において生成された三角波信号を、ＶＣＯ９において周波数変調した送信信号を送信波として車両１０００の前方向に送信する。
分配器４は、ＶＣＯ９からの周波数変調された送信信号を、上記ミキサ２ａ〜２ｎおよび送信アンテナ３に分配する。

（フィルタ、ＳＷ（スイッチ））
フィルタ５ａ〜５ｎ（ｎは任意の数：チャネル数）は、ミキサ２ａ〜２ｎにおいて生成された各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応したＣＨ１〜ＣＨｎ（ｎは任意の数）のビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）６へ帯域制限されたビート信号を供給する。
ＳＷ６は、サンプリング信号に対応して、各々のフィルタ５ａ〜５ｎを通過した各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応したＣＨ１〜ＣＨｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ（受信波取得部）７に供給する。

（ＡＤＣ）
ＡＤＣ（受信波取得部）７は、ＳＷ６からサンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応したＣＨ１〜ＣＨａのビート信号を、サンプリング信号に同期して所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、メモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。

（三角波生成部、ＶＣＯ）
三角波生成部８は、三角波信号を生成し、生成した三角信号をＶＣＯ９に出力する。
ＶＣＯ９は、入力された三角信号を周波数変調し、周波数変調したものを送信信号として分配器４に出力する。

（メモリ）
メモリ２１は、ＡＤＣ７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応したチャンネルごとに格納する。また、後記する距離検出部２４、速度検出部２５、及び方位検出部２６が算出した情報を、物標引継ぎ処理部２７を介して格納する。

＜信号処理部の構成について＞
（受信強度算出部）
受信強度算出部２２には、メモリ２１に格納された各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応したチャンネルごとのデジタル化されたビート信号が入力される。
受信強度算出部２２は、入力されたビート信号をフーリエ変換し、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数（すなわち距離）に依存した障害物の存在として検出する。そして、受信強度算出部２２は、ビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、障害物が存在していることを判定する。

受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（図３に示すビート信号の上り部分及び下り部分の双方）を障害物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ供給する。また、受信強度算出部２２は、図３に示す周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ供給し、中心周波数ｆ_０を速度検出部２５へ供給する。
一方、受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、障害物がないという情報を物標出力処理部２９に供給する。なお、ビート信号の上り部分のピーク値、またはビート信号の上り部分のピーク値とビート信号の下り部分のピーク値との平均を信号レベルとして使用してもよい。

（距離検出部）
距離検出部２４には、受信強度算出部２２から障害物周波数及び周波数変調幅Δｆが入力される。距離検出部２４は、障害物周波数の上昇部分を障害物周波数ｆ_ｕとし、下降部分を障害物周波数ｆ_ｄとした場合に、下記式により障害物との距離Ｒを算出する。ここで、ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分の時間又は下降部分の時間）である。
Ｒ＝｛ｃ・Ｔ／（２・Δｆ）｝・｛（ｆ_ｕ＋ｆ_ｄ）／２｝
距離検出部２４は、算出した障害物との距離Ｒを示す情報を物標引継ぎ処理部２７へ出力する。

（速度検出部）
速度検出部２５は、受信強度算出部２２から障害物周波数及び中心周波数ｆ_０が入力される。速度検出部２５は、障害物周波数の上昇部分を障害物周波数ｆ_ｕとし、下降部分を障害物周波数ｆ_ｄとした場合に、下記式により障害物の相対速度Ｖを算出する。
Ｖ＝｛ｃ／（２・ｆ_０）｝・｛（ｆ_ｕ−ｆ_ｄ）／２｝
速度検出部２５は、算出した障害物の相対速度を示す情報を物標引継ぎ処理部２７へ出力する。

（ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部）
ＤＢＦ処理部２３には、受信強度算出部２２から各受信アンテナ１ａ〜１ｎにおける複素数データが入力される。ＤＢＦ処理部２３は、各受信アンテナ１ａ〜１ｎが受信する受信波の位相差を利用して、入力される各受信アンテナ１ａ〜１ｎに対応した時間軸でフーリエ変換された複素数データを、アンテナの配列方向（車両１０００の幅方向）にさらにフーリエ変換（すなわち空間軸フーリエ変換）を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャンネル毎のスペクトルの強度を示す受信された電波の強度（受信強度）の関数を算出する。ＤＢＦ処理部２３は、算出した角度チャンネル毎の受信強度の関数を示す情報を方位検出部２６に出力する。

（方位検出部）
方位検出部２６には、ＤＢＦ処理部２３から角度チャンネル毎の受信強度の関数を示す情報が入力される。方位検出部２６は、角度チャンネル毎の受信強度の関数の値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを障害物の方位と決定する。方位検出部２６は、障害物の方位を示す情報を物標引継ぎ処理部２７とへ出力する。

（物標引継ぎ処理部）
物標引継ぎ処理部２７には、距離検出部２４、速度検出部２５、及び方位検出部２６から現在のサイクルで算出した障害物の距離、相対速度、方位を示す情報が入力され、また、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された障害物の距離、相対速度、方位の値が入力される。

物標引継ぎ処理部２７は、現在のサイクルで算出した障害物の距離、相対速度、方位の値と、１サイクル前に算出された障害物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた閾値よりも小さい場合、１サイクル前に検出した障害物と今回検出した障害物とを同じものと判定する。このとき、物標引継ぎ処理部２７は、当該障害物についての物標引継ぎ処理回数を更新する。一方、それぞれの値毎に決められた閾値よりも大きい場合、新しい障害物を検出したものと判定する。

物標引継ぎ処理部２７は、現在のサイクルで算出した障害物の距離を示す情報、相対速度を示す情報、方位を示す情報、及びその障害物の物標引継ぎ処理回数を示す情報を障害物の識別番号に対応付けてメモリ２１に保存する。また、物標引継ぎ処理部２７は、物標出力処理部２９へ現在のサイクルで算出した障害物の識別番号を出力する。

（不揮発性メモリ）
不揮発性メモリ２８（記憶部）には、旋回中心補正量Ｋが記憶される。この旋回中心補正量Ｋは、レーダ１００が車両１０００に設置される設置位置（本実施形態ではバンパー）と、車両１０００が旋回走行した場合の旋回中心の位置との進行方向に対する距離差である。本実施形態では、旋回中心補正量Ｋは、レーダ１００が設置されるバンパーと、後輪軸との距離に置き換えることができる。

（物標出力処理部）
物標出力処理部２９は、推定軌跡算出部２９１と、旋回中心補正部２９２と、制御対象判定部２９３とを備えて構成される。

物標出力処理部２９には、車輪速度センサ４１から車両１０００の車速が入力され、また、角速度センサ４２から車両１０００の角速度が入力される。また、物標出力処理部２９には、不揮発性メモリ２８から旋回中心補正量Ｋが入力される。
また、物標出力処理部２９には、物標引継ぎ処理部２７から障害物（物標）の識別番号が入力され、その識別番号を基にメモリ２１から対応する障害物（物標）の距離を示す情報、相対速度を示す情報、方位を示す情報が入力される。

図４を参照し、物標出力処理部２９の処理の内容を説明する。
推定軌跡算出部２９１は、取得した車速及び角速度から車両１０００の推定軌跡Ｌを半径ｒの円弧曲線として算出する。なお、算出した推定軌跡Ｌは、レーダ１００の設置位置が基準（図４では座標（０，０）と表示）となる。そして、このときの推定軌跡Ｌの旋回中心の座標は（ｒ，０）となる。

旋回中心補正部２９２は、不揮発性メモリ２８に記憶される旋回中心補正量Ｋを用いて、算出した推定軌跡Ｌの旋回中心を補正する。具体的には、図４に示す推定軌跡Ｌを下方向に距離Ｋだけ移動させる。これにより、推定軌跡の旋回中心は、座標（ｒ，０）から座標（ｒ，−Ｋ）に補正される。旋回中心を座標（ｒ，−Ｋ）とする補正後の推定軌跡Ｌは、車両１０００が実際に走行する軌跡に近いものとなる。

制御対象判定部２９３は、旋回中心を補正した後の推定軌跡Ｌと物標Ｂ（ｘ，ｙ）との距離差（自車線偏差）をｄｉｆとした場合に、以下の（式１）を用いて自車線偏差ｄｉｆを算出する。式１は、言い換えれば、補正後の推定軌跡Ｌの中心（ｒ，−Ｋ）から物標Ｂ（ｘ，ｙ）までの距離と、推定軌跡Ｌの半径ｒとの距離差を表している。

制御対象判定部２９３は、式１を用いて自車線偏差ｄｉｆが予め決められた範囲内である場合に、障害物（物標）が自車線（車両１０００が走行する車線）上に存在するので、障害物である物標Ｂを車両１０００が備える種々のシステム（例えば、衝突回避制御システム）の制御対象であると判定する。ここで、決められた範囲は、例えば、道路の車線幅に基づいて決定される。一方、制御対象判定部２９３は、自車線偏差ｄｉｆが予め決められた範囲内でない場合に、障害物（物標）が自車線上に存在しないので、障害物である物標Ｂを車両１０００が備える種々のシステム（例えば、衝突回避制御システム）の制御対象でないと判定する。

そして、物標出力処理部２９は、システムの制御対象であると判定した障害物である物標Ｂの識別番号、並びに物標Ｂの距離を示す情報、相対速度を示す情報、及び方位を示す情報（物標Ｂに関する情報）を衝突回避制御ＥＣＵ５１に出力する。この場合、物標出力処理部２９は、障害物である物標Ｂに関する情報を衝突回避制御ＥＣＵ５１に出力しない。

図５を参照し、制御対象判定部２９３の処理例を説明する。図５では、車線幅Ｈ＝３．５ｍを想定した場合に、決められた範囲を推定軌跡Ｌの左右幅ｈ＝１．７５ｍのように決定している。この場合、制御対象判定部２９３は、ｄｉｆ_１＜ｈである物標Ｂ_１を車両１０００のシステムの制御対象であると判定し、ｄｉｆ_２＞ｈである物標Ｂ_２を車両１０００のシステムの制御対象でないと判定する。そして、物標出力処理部２９は、物標Ｂ_１を衝突回避制御ＥＣＵ５１に出力し、一方、物標Ｂ_２を衝突回避制御ＥＣＵ５１に出力しない。なお、車線幅Ｈは可変でもよく、また、推定軌跡の左右幅ｈは左右で異なる値であってもよい。

これによって、衝突回避制御ＥＣＵ５１は、車両１０００と障害物とが衝突の危険性を伴う場合に、衝突を回避するために車両１０００を減速させる制御を行うことができる。
以上で、第１実施形態に係る車載用障害物検出装置であるミリ波レーダ１００の構成についての説明を終了する。

以上のように、第１実施形態に係る車載用障害物検出装置であるレーダ１００は、レーダ１００の工場出荷時、又は、レーダ１００を車両１０００に取り付けるときに、レーダ１００が備える不揮発性メモリ２８（記憶部）に、このレーダ１００を取り付ける車両１０００の旋回中心補正量Ｋを予め書き込んでおくことができる。そして、第１実施形態に係るレーダ１００は、旋回中心補正量Ｋを、旋回中心の補正に利用すると共に、障害物（先行車を含む）が車両１０００の制御対象であるか否かの判定（障害物が自車線上に存在するか否かの判定）を行うときに利用する。したがって、第１実施形態に係るレーダ１００は、検出した障害物が車両１０００の制御対象であるか否かの判定（障害物が自車線上に存在するか否かの判定）を車種に関わらず精度よく行うことができる。

［第２実施形態］
≪第２実施形態に係る車載用障害物検出装置の構成≫
図６は、第２実施形態に係る車載用障害物検出装置であるレーダ１００Ａのブロック図である。第２実施形態に係るレーダ１００Ａは、第１実施形態に係るレーダ１００と比べて、不揮発性メモリ２８Ａ、及び物標出力処理部２９Ａの構成が異なる。以下、第１実施形態と同じ構成に同じ符号を付して説明を省略し、第２実施形態に係るレーダ１００Ａの構成の変更点について説明する。

ここで、レーダ１００Ａの構成の内、○○部と表記されている構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより実現するプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現される場合、「○○部」を「○○手段」と呼ぶ場合がある。

（不揮発性メモリ）
不揮発性メモリ２８Ａには、このレーダ１００Ａを車両１０００に設置するときに当該車両の車種情報が書き込まれる。書き込みは、例えば、ディーラーやユーザが行う。ここで、車種情報とは、車両１０００を識別するための情報（例えば、車両型式）である。また、車種情報は、車両の分類に応じて旋回中心補正量Ｋがある程度決定しているような場合、この分類に関する情報であってもよい。車両の分類は、例えば、軽自動車、乗用車（クーペ、セダン、ワゴン、ＳＵＶ）、トラック（荷台付き（２ｔ、３ｔ、・・）、牽引車）、バス等にすることができる。

（物標出力処理部）
物標出力処理部２９Ａは、推定軌跡算出部２９１と、旋回中心補正部２９２Ａと、制御対象判定部２９３と、ＲＯＭ２９４とを備えて構成される。なお、推定軌跡算出部２９１、及び制御対象判定部２９３は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

物標出力処理部２９Ａには、車輪速度センサ４１から車両１０００の車速が入力され、また、角速度センサ４２から車両１０００の角速度が入力される。また、物標出力処理部２９Ａには、不揮発性メモリ２８Ａからレーダ１００Ａが設置される車両１０００の車種情報が入力される。
また、物標出力処理部２９Ａには、物標引継ぎ処理部２７から障害物の識別番号が入力され、その識別番号を基にメモリ２１から対応する障害物の距離を示す情報、相対速度を示す情報、方位を示す情報が入力される。

ＲＯＭ２９４には、例えば、このレーダ１００Ａを工場から出荷するタイミングで、図７に示すテーブル２９Ａａが書き込まれる。このテーブル２９Ａａは、レーダ１００Ａが設置可能な複数の車種に対応付けて、レーダ１００Ａが当該車種の車両に設置される設置位置（ここでは、バンパーを想定）と車両が旋回走行した場合の旋回中心の位置との進行方向に対する距離差である旋回中心補正量Ｋが記憶されている。

旋回中心補正部２９２Ａは、不揮発性メモリ２８Ａに記憶される当該車両１０００の車種情報を用いて図７に示すテーブル２９Ａａを参照し、当該車両１０００の車種情報に対応する旋回中心補正量Ｋを取得し、取得した旋回中心補正量Ｋを用いて推定軌跡Ｌの旋回中心を補正する。つまり、旋回中心補正部２９２Ａは、第１実施形態に係る旋回中心補正部２９２と同様に、推定軌跡Ｌの旋回中心を座標（ｒ，０）から座標（ｒ，−Ｋ）に補正する（図４参照）。これにより、旋回中心を座標（ｒ，−Ｋ）とする補正後の推定軌跡Ｌは、車両１０００が実際に走行する軌跡に近いものとなる。

以上のように、第２実施形態に係る車載用障害物検出装置であるレーダ１００Ａは、汎用的に複数の車種に取り付けられる場合において有効である。このような場合、工場出荷時にはレーダ１００Ａを取り付ける対象の車両が特定できず、したがって、旋回中心補正量Ｋを決定することができない。しかしながら、第２実施形態に係るレーダ１００Ａは、車種情報と旋回中心補正量Ｋを対応付けたテーブル２９Ａａを有しているので、レーダ１００Ａを取り付けるときに、車種情報を書き込むことにより旋回中心補正量Ｋが決定される。

また、第２実施形態に係るレーダ１００Ａは、車種情報（例えば、車両型式）のみを不揮発性メモリ２８Ａ（記憶部）に書き込めばよいので、一見して車両の旋回中心補正量Ｋを把握することが困難である車種に対しても有効である。

［第３実施形態］
≪第３実施形態に係る車載用障害物検出装置の構成≫
図８は、第３実施形態に係る車載用障害物検出装置であるレーダ１００Ｂのブロック図である。第３実施形態に係るレーダ１００Ｂは、第１実施形態に係るレーダ１００と比べて、不揮発性メモリ２８を備えず（図２参照）、また、物標出力処理部２９Ｂの構成が異なる。以下、第１実施形態と同じ構成に同じ符号を付して説明を省略し、第３実施形態に係るレーダ１００Ｂの構成の変更点について説明する。

ここで、ミリ波レーダ１００Ｂの構成の内、○○部と表記されている構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより実現するプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現される場合、「○○部」を「○○手段」と呼ぶ場合がある。

（物標出力処理部）
物標出力処理部２９Ｂは、推定軌跡算出部２９１と、旋回中心補正部２９２Ｂと、制御対象判定部２９３とを備えて構成される。なお、推定軌跡算出部２９１、及び制御対象判定部２９３は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

物標出力処理部２９Ｂには、車輪速度センサ４１から車両１０００の車速が入力され、また、角速度センサ４２から車両１０００の角速度が入力される。また、物標出力処理部２９Ｂには、物標引継ぎ処理部２７から障害物の識別番号が入力され、その識別番号を基にメモリ２１から対応する障害物の距離を示す情報、相対速度を示す情報、方位を示す情報が入力される。

また、物標出力処理部２９Ｂには、レーダ１００Ｂ以外の他の制御ユニット（例えば、ブレーキ制御ＥＣＵ５２など）から、旋回中心補正量Ｋが入力される。ここで、車両１０００は、レーダ１００Ｂ以外に複数の制御ユニットを備えるのが通常である。そして、その中には、旋回中心補正量Ｋを有する制御ユニットが存在することが想定される。物標出力処理部２９Ｂは、他の制御ユニットから、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）を用いてレーダ１００Ｂの起動時に旋回中心補正量Ｋを受信する。

なお、基本的には、車両１０００が走行している最中に旋回中心がずれることはないので、前記説明した通り、旋回中心補正量Ｋを起動時に１回受信することで対応が可能である。しかしながら、四輪操舵（４ＷＳ：4 Wheel Steering）の車両などでは、旋回中心が随時変化するので推定軌跡Ｌを算出する毎に旋回中心補正量Ｋを受信するようにするのがよい。これにより、制御対象判定部２９３は、より細やかに障害物の検出を判定することが可能となる。

旋回中心補正部２９２Ｂは、レーダ１００Ｂ以外の他の制御ユニット（例えば、ブレーキ制御ＥＣＵ５２など）から入力された旋回中心補正量Ｋを用いて、算出した推定軌跡Ｌの旋回中心を補正する。

なお、物標出力処理部２９Ｂには、レーダ１００Ｂ以外の他の制御ユニット（例えば、ブレーキ制御ＥＣＵ５２など）から、車種情報が入力されるようにしてもよい。その場合、物標出力処理部２９Ｂは、第２実施形態に係る物標出力処理部２９ＡのようにＲＯＭ２９４にテーブル２９Ａａ（図７参照）を備え、旋回中心補正部２９２Ｂは車種情報から旋回中心補正量Ｋを算出するようにする。

以上のように、第３実施形態に係る車載用障害物検出装置であるレーダ１００Ｂは、車両１０００の旋回中心補正量Ｋ、又は車種情報を書き込む不揮発性メモリ２８，２８Ａ（記憶部）を備えず、車両１０００のレーダ１００Ｂ以外の他の制御ユニット（例えば、ブレーキ制御ＥＣＵ５２など）から旋回中心補正量Ｋ、又は車種情報を受信する。そして、第３実施形態に係るレーダ１００Ｂは、第１実施形態又は第２実施形態と同様に旋回中心補正量Ｋ又は車種情報を旋回中心の補正に利用すると共に、障害物（先行車を含む）が車両１０００の制御対象であるか否かの判定（障害物が自車線上に存在するか否かの判定）を行うときに利用する。したがって、第３実施形態に係るレーダ１００Ｂは、第１実施形態や第２実施形態のように、工場出荷時や取り付け時に、不揮発性メモリ２８，２８Ａ（記憶部）に旋回中心補正量Ｋ、又は車種情報を書き込む工程を行う必要がない。

［変形例］
以上、本発明の実施形態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、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。

第１ないし第３実施形態では、障害物検出部としてレーダ部６１を想定していた。しかしながら、障害物検出部は、例えば、車両１０００の前方の映像を信号として出力する公知のカメラを用いたカメラ部（図示せず）であってもよい。さらに、障害物検出部は、レーダ部６１とカメラ部（図示せず）との双方を組み合わせて構成し、障害物検出の精度を向上するようにしてもよい。

また、第１ないし第３実施形態では、推定軌跡算出部２９１は、角速度センサ４２から入力された角速度を用いて推定軌跡Ｌを算出していたが、例えば、図示しないステアリング（操舵部）の舵角を用いて推定軌跡Ｌを算出してもよい。また、車両１０００が走行する自車線を他の車線と区別するための線（例えば、白線）が描かれている場合に、推定軌跡算出部２９１は、カメラ部（図示せず）が認識した白線を用いて推定軌跡Ｌを算出してもよい。

第１ないし第３実施形態では、車載用障害物検出装置であるレーダ１００，１００Ａ，１００Ｂを車両１０００の車体前方（例えば、バンパー）に設置する場合を想定していたが、レーダ１００，１００Ａ，１００Ｂは、車両１０００の他の部分（例えば、バックミラー）に設置してもよい。その場合に、旋回中心補正量Ｋｂは、図９（ｂ）に示す距離になる。なお、図９（ａ）は、実施形態で説明したように、レーダ１００，１００Ａ，１００Ｂを車体前方（例えば、バンパー）に設置した場合の旋回中心補正量Ｋａを示している。

なお、第２実施形態において、車両１０００の他の部分（例えば、バックミラー付近）にレーダ１００Ａを設置する場合、第２実施形態に係る不揮発性メモリ２８Ａには、車種情報に加えて、レーダ１００Ａの設置位置を書き込むようにする。そして、第２実施形態に係る物標出力処理部２９Ａは、ＲＯＭ２９４に図１０に示すテーブル２９Ａｂを備えるようにする。このテーブル２９Ａｂは、車両の車種情報、及びレーダ１００Ａの設置位置に対応付けて、旋回中心補正量Ｋａ，Ｋｂ（Ｋ）が記憶されている。

また、第１ないし第３実施形態では、車載用障害物検出装置であるレーダ１００，１００Ａ，１００Ｂは、衝突回避制御を行う衝突回避制御ＥＣＵ５１に対して検出した物標の情報を出力していた。つまり、実施形態では、検出した物標の情報を衝突回避システムに用いる場合について説明していた。しかしながら、レーダ１００，１００Ａ，１００Ｂが検出した物標の情報は、車両が備える他のシステム（例えば、車間距離警報システム、追突軽減システム、先行車追従システム等）に用いることもできる。その場合、レーダ１００，１００Ａ，１００Ｂは、これらのシステムを制御するそれぞれのＥＣＵに、検出した物標に関する情報を出力する。そして、それぞれのＥＣＵは、車両が備える操舵部、駆動部、制動部等を制御すると共に、ブザーやディスプレイ等を用いて車両の運転者にこれらのシステムが起動していることを報知する。

また、レーダ部やカメラ部は各種制御ＥＣＵ機能を取り込む形態でもよい。

１ａ〜１ｎ 受信アンテナ
２ａ〜２ｎ ミキサ
３ 送信アンテナ
４ 分配器
５ａ〜５ｎ フィルタ
６ ＳＷ
７ ＡＤＣ
８ 三角波生成部
９ ＶＣＯ
２１ メモリ
２２ 受信強度算出部
２３ ＤＢＦ処理部
２４ 距離検出部
２５ 速度検出部
２６ 方位検出部
２７ 物標引継ぎ処理部
２８ 不揮発性メモリ（記憶部）
２９，２９Ａ，２９Ｂ 物標出力処理部
２９１ 推定軌跡算出部
２９２，２９２Ａ，２９２Ｂ 旋回中心補正部
２９３ 制御対象判定部
２９４ ＲＯＭ
２９Ａａ，２９Ａｂ テーブル
４１ 車輪速度センサ（センサ）
４２ 角速度センサ（センサ）
５１ 衝突回避制御ＥＣＵ
５２ ブレーキ制御ＥＣＵ
６１ レーダ部（障害物検出部）
６２ 信号処理部
１００，１００Ａ，１００Ｂ ミリ波レーダ（車載用障害物検出装置）
２００Ｆ 前輪
２００Ｒ 後輪
１０００ 車両
１００１ 牽引車
Ｋ 旋回中心補正量
Ｂ 障害物（物標）
Ｌ 推定軌跡
Ｍ 実際の軌跡
Ｈ 車線幅

Claims (14)

1. 車両上の所定位置に設置され、前記車両の周囲に存在する障害物を検出すると共に、検出した前記障害物が前記車両の制御対象であるか否かを判定する車載用障害物検出装置であって、
   前記車両の外界の特徴に基づいて前記障害物を検出する障害物検出部と、
   前記車両上の前記所定位置を基準にして前記車両の推定軌跡を円弧曲線として算出すると共に、前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を算出する推定軌跡算出部と、
   前記所定位置と前記車両が旋回走行した場合の旋回中心の位置との進行方向に対する距離差である旋回中心補正量を用いて、算出した前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を補正する旋回中心補正部と、
   前記補正後の旋回中心から前記障害物までの距離と前記推定軌跡の半径との距離差である自車線偏差が予め決められた範囲内である場合に、前記車両の制御対象である障害物であると判定する制御対象判定部と、
   を備えることを特徴とする車載用障害物検出装置。
2. 前記制御対象判定部は、前記推定軌跡の半径をｒとし、前記旋回中心補正量をＫとし、前記障害物の位置を座標（ｘ，ｙ）とし、補正後の旋回中心の位置を座標（ｒ，−Ｋ）とした場合における前記自車線偏差を以下の（式１）で計算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車載用障害物検出装置。
   

   
3. 前記障害物検出部は、
   電波又はレーザ光を送信する送信アンテナと、
   前記送信された電波又はレーザ光が前記障害物に反射して戻ってきた反射波又は反射光を受信する受信アンテナと、を具備するレーダ部であり、
   前記レーダ部は、前記反射波又は前記反射光に基づいて前記障害物を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用障害物検出装置。
4. 前記障害物検出部は、
   前記車両に搭載され車両前方の映像信号を出力するカメラ部をさらに具備し、
   前記レーダ部が出力する前記障害物と前記カメラ部が出力する前記車両の前方の映像信号との両方に基づいて前記障害物を決定することを特徴とする請求項３に記載の車載用障害物検出装置。
5. 前記障害物検出部は、
   前記車両の前方の映像信号を出力するカメラ部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用障害物検出装置。
6. 前記推定軌跡算出部は、
   前記車両が備えるセンサから取得した車速及び角速度を用いて、前記推定軌跡を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
7. 前記推定軌跡算出部は、
   前記車両が備えるセンサから取得した車速及び舵角を用いて、前記推定軌跡を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
8. 前記推定軌跡算出部は、
   前記カメラ部が認識した白線を用いて、前記推定軌跡を算出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車載用障害物検出装置。
9. 前記障害物は、先行車であり、
   前記予め決められた範囲は、前記車両が走行可能な道路の車線幅から決定される値である、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
10. 前記旋回中心補正量が記憶された記憶部をさらに備え、
    前記旋回中心補正部は、前記記憶部から前記旋回中心補正量を取得する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
11. 前記車両の車種情報が記憶された記憶部をさらに備え、
    前記旋回中心補正部は、前記車種情報に対応付けて前記旋回中心補正量が記憶されるテーブルを有し、前記車種情報をキーにして前記テーブルを参照して対応する旋回中心補正量を取得する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
12. 前記旋回中心補正部は、前記車両が備える制御システムから前記旋回中心補正量を取得する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
13. 前記旋回中心補正部は、前記車両の車種情報に対応付けて前記旋回中心補正量が記憶されるテーブルを有し、前記車両が備える制御システムから車種情報を取得し、前記車種情報をキーにして前記テーブルを参照して対応する旋回中心補正量を取得する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の車載用障害物検出装置。
14. 車両上の所定位置に設置され、前記車両の周囲に存在する障害物を検出すると共に、検出した前記障害物が前記車両の制御対象であるか否かを判定する車載用障害物検出装置としてコンピュータを機能させる車載用障害物検出プログラムであって、
    前記コンピュータは、
    前記車両の外界の特徴に基づいて前記障害物を検出する障害物検出手段と、
    前記車両上の前記所定位置を基準にして前記車両の推定軌跡を円弧曲線として算出すると共に、前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を算出する推定軌跡算出手段と、
    前記所定位置と前記車両が旋回走行した場合の旋回中心の位置との進行方向に対する距離差である旋回中心補正量を用いて、算出した前記推定軌跡の円弧曲線における旋回中心を補正する旋回中心補正手段と、
    前記補正後の旋回中心から前記障害物までの距離と前記推定軌跡の半径との距離差である自車線偏差が予め決められた範囲内である場合に、前記車両の制御対象である障害物であると判定する制御対象判定手段と、
    して機能する車載用障害物検出プログラム。

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