JP2734827B2 - 車載用レーダ装置 - Google Patents

車載用レーダ装置

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JP2734827B2 JP3237995A JP23799591A JP2734827B2 JP 2734827 B2 JP2734827 B2 JP 2734827B2 JP 3237995 A JP3237995 A JP 3237995A JP 23799591 A JP23799591 A JP 23799591A JP 2734827 B2 JP2734827 B2 JP 2734827B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車載用レーダ装置、特に
カーブ走路の出入口においても先行車を確実に探知する
改良された車載用レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動追従走行等を行うことを
目的とし、先行車までの車間距離や相対速度等を検出す
る車両用先行車検出装置が周知である。このような先行
車検出装置としては、従来よりレーザレーダ装置が用い
られているが、例えばカーブ走路における場合のよう
に、先行車と自車とが同一直線走路上に存在しない場合
にはレーザレーダ装置から放射されるレーザビームの方
向が固定されていると先行車が検出できなくなる。そこ
で、従来よりレーザビームを所定範囲内で走査するスキ
ャン型レーザレーダ装置あるいはカーブ走路を何等かの
手段により検出し、このカーブ方向に応じてビームを変
向させるステア型レーザレーダ装置等が提案されてい
る。例えば、特開昭51−30490号公報に開示され
た車両用レーダセンサにおいては、レーダセンサの放射
器を車両のハンドルと連動させ、ハンドルの操舵角に応
じて放射器から放射されるレーダビームの方向を変化さ
せるものである。
【0003】従って、先行車及び自車がともにカーブ走
路を走行している場合にも、先行車と自車の操舵角がほ
ぼ同一のため、自車の操舵角に応じてレーダビームを変
向させることにより先行車を捕捉することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにレーダ装置をハンドルの操舵角に応じて回動駆動す
る構成では、車両の走行状態や目標車両である先行車と
の位置関係によっては必ずしも先行車を追尾することが
できない問題があった。
【0005】例えば、カーブ走路の入り口近傍に先行車
及び自車がさしかかった場合を考えると、先行車がカー
ブ走路を走行しているにもかかわらず自車はいまだカー
ブ走路手前の直線走路を走行中である状況が生じる。そ
して、この場合には自車のステアリングは操作されてい
ないためにレーザビームは変向されないことになり、先
行車を捕捉することができない問題があった。
【0006】また、カーブ走路の出口近傍にさしかかっ
た場合においても、先行車がすでにカーブ走路をでて直
線走路を走行中であるにもかかわらず自車がカーブ走路
をいまだ走行している場合には自車の操舵角と先行車の
偏位とは一致しないため先行車を捕捉することができな
くなる問題があった。
【0007】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的はカーブ走路の出入口に
おいても先行車を確実に捕捉しつづけ、先行車に追従す
ることを可能とする車載用レーダ装置を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の車載用レーダ装置は図1に示される
ように先行車を探知するレーダ1と、先行車との車間距
離を検出する距離検出手段2と、前記レーダにて得られ
た先行車のエコー強度及び先行車との車間距離の時間的
変化率を算出する演算手段3と、前記車間距離の時間的
変化率が所定範囲内であり、かつ前記エコー強度の時間
的変化率の大きさが所定値以上である場合に位置ずれ信
号を出力する判定手段4と、前記位置ずれ信号が出力さ
れている場合に前記レーダを先行車のエコー強度が最大
になる位置に回動する駆動手段5とを有することを特徴
とする。
【0009】また、上記目的を達成するために、請求項
2記載の車載用レーダ装置は図2に示されるように先行
車を探知するレーダ1と、自車の車速を検出する車速検
出手段6と、自車の操舵角を検出する操舵角検出手段7
と、先行車との車間距離を検出する距離検出手段2と、
前記レーダにて得られた先行車のエコー強度及び先行車
との車間距離の時間的変化率を算出する第1演算手段3
aと、前記車間距離の時間的変化率が所定の第1範囲内
であり、かつ前記エコー強度の時間的変化率の大きさが
所定値以上である場合に位置ずれ信号を出力する判定手
段4と、前記位置ずれ信号が出力されている場合に前記
レーダを先行車のエコー強度が最大になる位置に回動す
る駆動手段5と、前記レーダの回動角の時間的変化率を
算出する第2演算手段3bと、前記回動角の時間的変化
率が所定の第2範囲内にある場合に先行車がカーブ走路
の出入口に進入したと判定し、車速、操舵角及び距離に
基づき前記レーダを回動駆動するための回動角を演算す
る第3演算手段3cと、自車がカーブ走路の出入口に進
入した場合に前記第3演算手段で算出された回動角に基
づき前記レーダを回動駆動して先行車を捕捉する追尾手
段8とを有することを特徴とする。
【0010】
【作用】このように、本発明の車載用レーダ装置は先行
車までの距離がほとんど変化しないにもかかわらず先行
車のエコー強度が変化した場合には先行車が左右にずれ
始めたと判断し、駆動手段でエコー強度が最大になる位
置にレーダを回動し先行車を捕捉するものである。
【0011】また、この回動角の時間的変化率が所定範
囲内の値を示した場合には、先行車の左右のずれは車線
変更などにより生じたものではなくカーブ走路の出入口
に進入したためであると判定し、先行車を確実に捕捉す
べく車速、操舵角、及び距離に基づいて追尾手段がレー
ダを回動し先行車を追尾する。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る車載用
レーダ装置の好適な実施例を説明する。
【0013】図3には本実施例の構成ブロック図が示さ
れており、また図4及び図5には本実施例の動作フロー
チャートが示されている。レーダとして三角変調波を送
受信する送受信器10が車両前部の所定位置に設けられ
ており、先行車等の前方障害物を探知する。そして、こ
の送受信器10からの検出信号は入力ポートを介してマ
イクロコンピュータ16に入力される。マイクロコンピ
ュータ16はROM、RAM等のメモリ及びCPUを含
んでおり、検出信号を処理して前方障害物までの距離や
相対速度が算出される。具体的には、送信三角変調波と
受信三角変調波との和及び差をとることにより距離や相
対速度が演算される。そして、算出された距離や相対速
度は順次RAMに記憶される。また、マイクロコンピュ
ータ16は検出信号から前方障害物のエコー強度を算出
し、距離と同様にRAMに順次記憶する(S101)。
【0014】次に、マイクロコンピユータ16はRAM
に格納したこれらのデータのパターンをモニタする。す
なわち、RAMに格納された距離及びエコー強度のデー
タを読みだし、その差分を演算して時間的変化率を算出
する(S102)。そして、算出した距離及びエコー強
度の時間的変化率はそれぞれ所定のしきい値と比較さ
れ、距離の時間的変化率が所定の範囲内にあるか否か及
びエコー強度の時間的変化率が所定の負値以下であるか
否かが判定される(S103)。
【0015】ここで、図6(A)に示されるように先行
車が位置Aから位置B、Cに進路変更する場合を考える
と、自車と先行車との車間距離はほとんど変化しないに
もかかわらず、先行車がレーダビームから左右にはずれ
るため先行車のエコー強度は図6(B)に示されるよう
に時間とともに急激に減少することになる。従って、時
間的変化率に着目すると、距離の時間的変化率、すなわ
ち相対速度はほとんど変化せず所定範囲内の値をとる一
方、エコー強度の時間的変化率は大きな負値(急激な減
少)を示すことになる。
【0016】従って、追従すべき先行車がこのように進
路変更した場合にはこのステップでYESと判定され、
S104に移行する。このS104ではマイクロコンピ
ュ−タ16のCPUは出力ポートを介して駆動装置18
に回動信号を送り、駆動装置18は送受信器10を微小
角度左右に回動させる。回動角度としては2deg 毎に左
右10deg 程度回動する。そして、回動して得られた検
出信号からエコー強度を算出し、最もエコー強度が高く
なる位置を探索する。この最も高くなる位置に先行車が
位置することになり、その時のステア角度θTRをRAM
に格納する(S105)。
【0017】このように、先行車との距離の時間的変化
及びエコー強度の時間的変化から先行車が左右にずれ始
めたと判断し、レーダビームを回動してエコー強度が最
も高くなる位置を探索することにより、カーブ走路の入
り口あるいは出口に先行車のみが進入した場合でかつ自
車のステアリング変化がない場合でも左右にずれ始めた
先行車をレーダで捕捉することが可能となる。
【0018】そして、本実施例では先行車を捕捉するだ
けでなく、さらにRAMに格納したこの角度θTRデータ
を用いて先行車の走行動作を判断し、より確実に追従走
行を行うことが可能な処理を採用している。すなわち、
次のS106ではCPUはRAMからステア角度データ
θTRを読みだし、その時間的変化率を算出して所定のし
きい値と比較する。このしきい値は例えば高速道路走行
において最低曲率カーブ(つまり最も曲がりのきついカ
ーブ)を走行する場合の平均変化率(最低曲率カーブ内
でのステア角度/自車がカーブに入るまでの予想時間)
の2倍程度に設定される。このステップでYES、すな
わちステア角度θTRの時間的変化率がこのしきい値以上
であると判定された場合には、先行車の左右のずれ量が
カーブ走路に進入する場合には起こり得ない量であり、
従って先行車が車線変更等をした結果であると判断され
てS110に移行する。そして、すでに先行車は自車の
車線上には位置しないから追従走行を停止すべく先行車
追従フラグをOFFに設定する。
【0019】一方、このS106でNOと判定された場
合には先行車がカーブ走路の入り口に進入して左右にず
れたか、あるいはカーブ走路から出て左右にずれたかの
いずれかであると判定してS107に移行する。このS
107ではカーブ走路において先行車を捕捉するために
レーダを回動すべき回動角θSLが車速センサ12や操舵
角センサ14、及び送受信器からの検出信号により演算
される。具体的には、以下の式に基づき回動角θSLが演
算される。
【0020】θSL=sin-1(L/2ρ) ρ=(1+K1 ・V2 )・K2 /θH 但し、ρはカーブ走路の曲率半径であり、Lは先行車と
の距離、Vは車速、θHは操舵角角、K1 、K2 は定数
である。ここで、単に操舵角のみから回動角を決定しな
いのは、同一曲率半径を有するカーブ走路を走行する場
合でも車速が異なれば操舵角は異なり、また曲率半径及
び車速が同一でも先行車との距離が相違すれば回動角も
異なってくるからである。
【0021】S107でレーダの回動角θSLを演算した
後、次のS108に移行して所定時間T経過したか否か
が判定される。この所定時間Tの値は車速V及び先行車
との距離から算出され、自車がカーブ走路に進入あるい
はカーブ走路から脱出するまでの時間を表している。そ
して、先行車のエコー強度が低下してレーダを左右にス
キャンしはじめた時からタイマが作動して所定時間T経
過したかが判定され、YESと判定された場合に次のS
109に移行する。
【0022】このS109ではS105にて得られたス
テア角θTRとS107にて得られた回動角θSLとが比較
される。比較の結果、両角度がほとんど同一である場
合、カーブ走路に入っても、あるいはカーブ走路から出
ても先行車が自車と同一の車線に位置していると判定
し、後述のS111に移行して先行車追従処理を行う。
一方、先行車が車線変更した場合にはステア角θTRと回
動角θSLが異なるのでこのステップでNOと判定され、
この場合にはもはや先行車に追従する必要がないので前
述のS110に移行して追従走行を停止する。
【0023】図5にはS111の先行車追従ステップの
詳細が示されている。まず、S301にて自車がほぼ直
進しているか否かが操舵角センサからの検出信号により
判定される。カーブ走路を走行している場合にはS30
8に移行し、先行車追従フラグがONかOFFかが判定
される。前述したように、先行車と自車とが同一車線上
にいない場合には先行車追従フラグがOFFされている
ためこの先行車を捕捉することはせず、S311にて操
舵角及び車速各検出信号を入力した後S312にて所定
距離R0 先を探知すべく回動角θSLを前式に従い演算す
る。一方、先行車が自車と同一車線上を走行している場
合には先行車追従フラグはONとなっているためS30
9及びS310にて回動角を前式に従い演算する。
【0024】回動角θSLを演算した後、マイクロコンピ
ュータは出力ポートを介して駆動装置に回動信号を送
り、送受信器10を回動駆動してターゲットである先行
車を捕捉する(S313〜S315)。捕捉の結果、距
離や相対速度が危険な状態にあると判定した場合にはマ
イクロコンピュータは警報装置20に制御信号を送って
ドライバに警告を与える(S318〜S319)。
【0025】一方、S301にて自車が直線走路を走行
していると判定された場合には距離及び相対速度をモニ
タして先行車を捕捉する(S301〜S303)。捕捉
した場合には相対速度が所定値Vro以下であるか否かが
判定される。これは先行車と自車とがほぼ同一の車速で
走行しているか否かを判定するものであり、一定時間こ
の状態が継続した場合には先行車追従状態と認定して追
従フラグをONにして追従走行に移行する(S304〜
S307)。
【0026】このように、本実施例では先行車に追従走
行を行う際、距離がほとんど変化しないにもかかわらず
エコー強度が低下した場合(なお、先行車が図6におい
てCあるいはBからAに変化する場合はエコー強度は増
大することになり、この場合もエコー強度の変化率の大
きさが所定値以上の場合は同様の処理が行われる)には
レーダビームを回動して先行車を捕捉し、この回動角度
から先行車が車線変更したか否か、つまり先行車が自車
と同一車線にいるかどうかを確認して先行車に追従走行
を行うものであり、カーブ走路の出入口においても確実
に先行車を捕捉し続けることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車載
用レーダ装置によれば先行車がカーブ走路の出入口に進
入した場合にもレーダにより先行車を確実に捕捉して先
行車までの距離や相対速度を検出することができ、追従
走行システムなどの信頼性及び安定性を高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成ブロック図である。
【図2】本発明の構成ブロック図である。
【図3】本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図4】同実施例の処理フローチャート図である。
【図5】同実施例の処理フローチャート図である。
【図6】同実施例における先行車とレーダビームの位置
関係を示す平面図である。
【符号の説明】
10 送受信器 12 車速センサ 14 操舵角センサ 16 マイクロコンピュータ 18 駆動装置 20 警報装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先行車を探知するレーダと、 先行車との車間距離を検出する距離検出手段と、 前記レーダにて得られた先行車のエコー強度及び先行車
    との車間距離の時間的変化率を算出する演算手段と、 前記車間距離の時間的変化率が所定範囲内であり、かつ
    前記エコー強度の時間的変化率の大きさが所定値以上で
    ある場合に位置ずれ信号を出力する判定手段と、 前記位置ずれ信号が出力されている場合に前記レーダを
    先行車のエコー強度が最大になる位置に回動する駆動手
    段と、 を有することを特徴とする車載用レーダ装置。
  2. 【請求項2】 先行車を探知するレーダと、 自車の車速を検出する車速検出手段と、 自車の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 先行車との車間距離を検出する距離検出手段と、 前記レーダにて得られた先行車のエコー強度及び先行車
    との車間距離の時間的変化率を算出する第1演算手段
    と、 前記車間距離の時間的変化率が所定の第1範囲内であ
    り、かつ前記エコー強度の時間的変化率の大きさが所定
    値以上である場合に位置ずれ信号を出力する判定手段
    と、 前記位置ずれ信号が出力されている場合に前記レーダを
    先行車のエコー強度が最大になる位置に回動する駆動手
    段と、 前記レーダの回動角の時間的変化率を算出する第2演算
    手段と、 前記回動角の時間的変化率が所定の第2範囲内にある場
    合に先行車がカーブ走路の出入口に進入したと判定し、
    車速、操舵角及び距離に基づき前記レーダを回動駆動す
    るための回動角を演算する第3演算手段と、 自車がカーブ走路の出入口に進入した場合に前記第3演
    算手段で算出された回動角に基づき前記レーダを回動駆
    動して先行車を捕捉する追尾手段と、 を有することを特徴とする車載用レーダ装置。
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JP5741508B2 (ja) * 2011-07-05 2015-07-01 株式会社デンソー 距離,速度測定装置

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