JP2903839B2 - 車間距離検出装置 - Google Patents

車間距離検出装置

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JP2903839B2 JP4054044A JP5404492A JP2903839B2 JP 2903839 B2 JP2903839 B2 JP 2903839B2 JP 4054044 A JP4054044 A JP 4054044A JP 5404492 A JP5404492 A JP 5404492A JP 2903839 B2 JP2903839 B2 JP 2903839B2
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車間距離検出装置、特に
測距精度の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高速道路走行などにおける運
転者の運転操作低減や安全性向上などを目的とし、前方
車両との車間距離をレーザ光やミリ波、超音波などを用
いて検出し車両の走行を制御する走行制御システムが提
案されている。
【0003】このような制御システムでは、言うまでも
なく前方車両との車間距離をいかに精度良く計測するか
が最重要課題であり、車間距離検出装置の精度や応答性
を向上させる試みが種々なされている。
【0004】例えば、本願出願人が先に提案した特願平
3−61691号では、レーダ装置からの距離データの
平均値を算出して前方車両との車間距離を検出する際
に、平均処理の演算時間を自車の速度、加速度、相対速
度などによって変化させる構成が示されている。平均化
処理の演算時間を長くすると、それだけ多くの距離デー
タを処理することになり、より正確な車間距離を算出す
ることができ、また演算時間を短くすれば距離データ数
は少ないものの、短時間で車間距離を算出することがで
きる。従って、前方車両と自車との走行状態に応じて平
均化処理の演算時間を適宜増減させることにより、必要
な精度乃至時間で車間距離を算出し、自車の走行制御な
どの制御パラメータとして用いることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、レーダ装
置にて得られた複数の距離データの平均値を算出するこ
とにより、より正確な車間距離を算出することが可能と
なるが、路側物などの車両以外の前方物体を前方車両と
誤認識して距離データを得た場合など、この誤検出距離
データをも平均化処理として用いてしまうため実際の車
間距離と一致しない車間距離が算出されてしまう問題が
あった。
【0006】また、路面の凹凸などにより搭載されたレ
ーダ装置が車両の振動に伴って振動した場合、このレー
ダ装置によって得られる距離データもばらつくこととな
り、このばらつきを解消すべく平均化処理演算時間を長
く設定すると車間距離算出時間が遅れてしまい、従って
この算出車間距離を用いて走行制御を行う際に迅速な制
御を行うことができない問題があった。
【0007】さらに、レーダ装置にて得られる距離デー
タは測距エリアの周辺部ほどばらつく傾向があり、ま
た、車速が大きくなるにつれ振動の増大に伴いばらつき
が大きくなる傾向があり、このような場合にも正確な車
間距離を算出するためには演算時間を長く設定すること
が必要となり制御遅れを招いてしまう問題があった。
【0008】本発明は上記従来技術を有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は複数の距離データの平
均化処理を行うことにより車間距離を算出する車間距離
検出装置において、平均化処理時間を増大させることな
く正確な車間距離を算出することが可能な車間距離検出
装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーダ装置にて検出された所定数の距離
データの標準偏差を算出する標準偏差演算手段と、算出
された前記標準偏差に基づいて前記距離データの有効デ
ータ範囲を設定する範囲設定手段と、前記所定数の距離
データのうち、前記有効データ範囲内の距離データの平
均を算出することにより車間距離を算出する車間距離算
出手段と、を有することを特徴とする。ここで、前記有
効データ範囲は前記距離データの平均値から所定の標準
偏差の範囲であることが好ましく、また、前記範囲設定
手段は車両状態量に応じて前記有効データ範囲を変化さ
せることが好ましい。
【0010】また、本発明は、車両状態量に応じて前記
レーダ装置にて検出された距離データの有効データ範囲
を設定する範囲設定手段と、検出された距離データのう
ち、前記有効データ範囲内の距離データの平均を算出す
ることにより車間距離を算出する車間距離算出手段と、
を有することを特徴とする。
【0011】
【作用】このように、本発明は、正確な車間距離を算出
するために平均化処理時間を増大させて距離データ数を
増大させるのではなく、所定数の距離データから標準偏
差を算出し、この標準偏差に基づいて定められる有効デ
ータ範囲内の距離データのみを抽出して平均化処理する
ことにより、車間距離を算出するものである。
【0012】従って、路側物などの前方車両以外の前方
物体を検出した場合にも、この距離データは標準偏差に
基づいて定められた有効データ範囲外の距離データとな
るため平均化処理には用いられず、真に有効な距離デー
タのみで平均化処理が行われるため、平均化処理時間を
何ら増大させることなく正確な車間距離算出が可能とな
る。
【0013】また、本発明は、距離データのばらつきが
車速等の車両状態量に応じて変化することに着目し、例
えば車速が大きい場合には距離データの有効データ範囲
を大きく設定することにより、有効な距離データを抽出
し、正確な車間距離算出が可能となる。
【0014】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る車間距
離検出装置の好適な実施例を説明する。
【0015】第1実施例 図1には本実施例の車間距離検出装置を用いた走行制御
システムの構成ブロック図が示されている。車両のフロ
ント部にはレーザレーダ装置10が設置される。このレ
ーザレーダ装置10からは所定波長のレーザ光が射出さ
れ、レーザ光が送信されてから物体に反射して返ってく
るまでの時間より物体までの距離が測定される。そして
レーザレーダ装置10からの距離データは制御コンピュ
ータであるECU12に入力される。
【0016】一方、本システムの作動をオン、オフする
システム作動スイッチ18が車両の所定位置、例えば運
転席近傍に設けられ、その作動信号も同様にECU12
に供給される。ECU12は距離データや作動信号が入
力される入力ポート12a、距離データを格納するメモ
リ12f、距離データの標準偏差を演算する標準偏差演
算部12b、標準偏差に基づき有効データ範囲を設定す
る範囲設定部12c、有効データ範囲内の距離データの
平均値を算出することにより車間距離を算出する車間距
離算出部12d及び処理信号をスロットルアクチュエー
タ20乃至ブレーキアクチュエータ22に供給する出力
ポート12eを含んで構成され、算出された車間距離と
目標距離とを比較し、車両の走行を制御する構成であ
る。なお、標準偏差演算部12b、範囲設定部12c、
車間距離算出部12dは具体的にはCPUで構成するこ
とができる。
【0017】以下、図2のフローチャートを用いてこの
ECU12の動作を詳細に説明する。システム作動スイ
ッチ18をオンすると(S101)、システムの初期設
定並びに異常検出が行われる(S102)。そして、レ
ーザレーダ装置10を作動させてレーザ光を射出する
(S103)。物体からの反射光を受信した場合には計
測終了となり(S104)、物体までの距離rn の算出
が行われる(S105)。この距離計算は、前述したよ
うにレーザ光射出から受信までの時間を計測することに
より行われる。なお、反射光を受信できなかった場合に
も、所定時間経過した後には計測終了とし、前方車両が
存在しないと判定して所定の処理、例えばスロットルア
クチュエータ20に指令して設定車速に維持する。
【0018】距離rn が算出された後、この距離rn
補正が行われる(S106)。この距離補正はレーザレ
ーダ装置10のオフセット量であり、予め受信強度C1
(距離関数)や回路定数C2 を求めておき、距離rn
これら定数を加算することにより補正が行われる。すな
わち、距離Rn =rn +C1 +C2 である。具体的に
は、予めこれら補正定数C1 ,C2 をメモリ12fに格
納しておき、rn に応じてこれらの値を読出し、補正す
る。このようにして算出された距離データRn は順次メ
モリ12fに格納される(S107)。
【0019】従来においては、メモリ12fに格納され
たこれら距離データRnの平均化処理を行うことにより
車間距離を得ていたが、前述したように路側物を前方車
両と誤認識した場合やレーザレーダ装置10が振動した
場合のように得られた距離データがばらつく場合には正
確な車間距離を得ることができない問題があった。そこ
で、本実施例においては、メモリ12fに格納された距
離データの標準偏差σを算出し、この標準偏差に基づい
て有効な距離データのみを抽出して平均化処理を行うこ
とを特徴とする(S108〜110)。
【0020】このため、標準偏差演算部12bはメモリ
12fに格納された所定数の距離データRnから、標準
偏差σ={Σ(Rn−Rnave )2 /n}0.5 を算出す
る。ただし、Rnave は距離データRnの平均値であ
る。算出された標準偏差σは範囲設定部12cに供給さ
れる。
【0021】範囲設定部12cではこの標準偏差σに基
づき有効データ範囲(例えば平均値から1σの範囲)を
設定し、この有効データ範囲内にある距離データのみを
メモリ12fから読み出し、車間距離算出部12dに供
給する。そして、車間距離算出部12dでは供給された
有効データ範囲内の距離データの平均化処理を行い、車
間距離を算出して出力する。
【0022】このように、本実施例においては距離デー
タがばらついた場合にも、異常な距離データは有効デー
タ範囲外として除去され、有効と考えられる距離データ
のみを用いて平均化処理を行うことにより、平均化処理
演算時間を増大させることになく、正確な車間距離算出
が可能となる。
【0023】第2実施例 前述した第1実施例においては、有効データ範囲を標準
偏差σに基づき一義的に決定したが、本第2実施例にお
いてはこの有効範囲を標準偏差並びに車速や上下加速度
などの車両状態量に応じて適宜設定することを特徴とし
ている。
【0024】図3には本第2実施例の構成ブロック図が
示されている。
【0025】前述した第1実施例の構成とほぼ同様であ
るが、本第2実施例においては車速センサ14、車両の
上下方向の加速度を検出するGセンサ15並びにヨーレ
ートセンサ16が設けられ、これら各センサからの検出
信号が入力ポート12aを介してECU12に供給され
る構成である。
【0026】図4には本第2実施例のECU12の動作
フローチャートが示されている。S201〜S208ま
での各処理は前述した第1実施例におけるS101〜S
108と同様の処理が行われる。すなわち、レーザレー
ダ装置10にて得られた距離データを補正し、メモリ1
2fに格納した後、所定数の距離データの標準偏差σを
標準偏差演算部12bにて算出する。ここで、本第2実
施例においては算出された標準偏差σに基づき一義的に
有効データ範囲を決定するのではなく、範囲設定部12
cが車速センサ14やGセンサ15、ヨーレートセンサ
16にて検出され、メモリ12fに格納された車速や上
下G、ヨーレートなどの車両状態量に基づいて有効デー
タ範囲を決定している。図5(A)〜(D)にはこれら
車両状態量に対する有効データ範囲設定の一例が示され
ている。同図(A)は検知距離(得られた距離データR
n の平均値など)に対する有効範囲を示すグラフであ
り、例えば検知距離25mに対しては0.5σ、検知距
離50mに対しては有効データ範囲1σが設定される。
従って、距離データの平均値が25mであった場合、平
均値±0.5σを満たさない距離データはノイズとして
除去され、平均化処理が行われない(S210〜S21
1)。また、同図(B)は車速に対する有効範囲を示す
グラフであり、例えば25km/hでは0.5σ、75
km/hでは1σとなる。このように、検知距離あるい
は車速が増加するに従い有効データ範囲を大きく設定し
ている理由は、検知距離がレーザレーダ装置10の測距
エリア周辺に近付くに従い、また車速が増大するに従い
得られる距離データRn にばらつきが生じ易いことに基
づいている。
【0027】また、同図(C)には上下Gに対する有効
範囲が示されており、上下Gが0の場合に最も低い有効
データ範囲0.5σに設定され、上下Gの絶対値が大き
くなるに従い有効データ範囲もそれに応じて大きく設定
される。また、同図(D)にはヨーレートに対する有効
データ範囲が示されており、前述した上下Gと同様にヨ
ーレートが0のときに最も小さい有効データ範囲0.5
σに設定され、−あるいは+のいずれの方向に増大して
も有効データ範囲の値は大きく設定される。
【0028】このように車両状態量に応じて有効データ
範囲が設定された後、前述した第1実施例と同様に車間
距離算出部12dにこの有効範囲内にある距離データの
みをメモリ12fから読み出して供給し、有効距離デー
タの平均化演算を行って車間距離を算出する(S210
〜S212)。
【0029】そして、算出された距離は図示しない表示
器や警報器などに出力され、運転者に現在の車間距離を
報知させるとともに、目標車間距離となるようにスロッ
トルアクチュエータ20ないしブレーキアクチュエータ
22に出力される。
【0030】このように、本第2実施例においては、車
両状態量に応じて有効範囲を適宜設定するため、距離デ
ータにばらつきが生じ易い走行時においても有効と考え
られる距離データを確実に抽出することができるので、
種々の走行条件においても精度良く車間距離を算出する
ことができる。
【0031】なお、本第2実施例では車両状態量として
車間距離、車速、上下G、ヨーレートを例示したが、こ
れらの物理量以外の車両状態量、例えばロール角等、レ
ーザレーダ装置の精度に影響を与えると考えられる全て
の物理量を用いることが可能であり、これら複数の物理
量を同時に扱う場合、例えばファジィ推論やニューラル
ネットワークを用いて有効データ範囲を統合的に決定す
ればよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車間
距離検出装置によれば、得られた距離データにばらつき
が生じていても、平均化処理演算時間を増加させること
なく高精度の車間距離算出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成ブロック図である。
【図2】同実施例の動作フローチャートである。
【図3】本発明の第2実施例の構成ブロック図である。
【図4】同実施例の動作フローチャートである。
【図5】同実施例における車両状態量と有効データ範囲
との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 レーザレーダ装置 12 ECU 14 車速センサ 15 Gセンサ 16 ヨーレートセンサ 18 システム作動スイッチ 20 スロットルアクチュエータ 22 ブレーキアクチュエータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 13/00 - 13/95 G01S 15/00 - 15/96 G01S 17/00 - 17/95

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ装置にて検出された距離データを
    用いて前方車両までの車間距離を算出する車間距離検出
    装置において、 前記レーダ装置にて検出された所定数の距離データの標
    準偏差を算出する標準偏差演算手段と、 算出された前記標準偏差に基づいて前記距離データの有
    効データ範囲を設定する範囲設定手段と、 前記所定数の距離データのうち、前記有効データ範囲内
    の距離データの平均を算出することにより車間距離を算
    出する車間距離算出手段と、 を有し、前記有効データ範囲は、前記距離データの平均
    値から所定の標準偏差の範囲であることを特徴とする車
    間距離検出装置。
  2. 【請求項2】 レーダ装置にて検出された距離データを
    用いて前方車両までの車間距離を算出する車間距離検出
    装置において、 前記レーダ装置にて検出された所定数の距離データの標
    準偏差を算出する標準偏差演算手段と、 算出された前記標準偏差に基づいて前記距離データの有
    効データ範囲を設定する範囲設定手段と、 前記所定数の距離データのうち、前記有効データ範囲内
    の距離データの平均を算出することにより車間距離を算
    出する車間距離算出手段と、 を有し、前記範囲設定手段は、車両状態量に応じて前記
    有効データ範囲を変化させることを 特徴とする車間距離
    検出装置。
  3. 【請求項3】 レーダ装置にて検出された距離データを
    用いて前方車両までの車間距離を算出する車間距離検出
    装置において、 車両状態量に応じて前記レーダ装置にて検出された距離
    データの有効データ範囲を設定する範囲設定手段と、 検出された距離データのうち、前記有効データ範囲内の
    距離データの平均を算出することにより車間距離を算出
    する車間距離算出手段と、 を有することを特徴とする車間距離検出装置。
JP4054044A 1992-03-13 1992-03-13 車間距離検出装置 Expired - Fee Related JP2903839B2 (ja)

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JP3314007B2 (ja) * 1997-06-25 2002-08-12 本田技研工業株式会社 車両の物体検知装置
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JP2018063259A (ja) * 2017-11-29 2018-04-19 株式会社日立産機システム 測距端末および測距システム

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