JP3330624B2 - 車両の障害物検出装置 - Google Patents

車両の障害物検出装置

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JP3330624B2 JP01398792A JP1398792A JP3330624B2 JP 3330624 B2 JP3330624 B2 JP 3330624B2 JP 01398792 A JP01398792 A JP 01398792A JP 1398792 A JP1398792 A JP 1398792A JP 3330624 B2 JP3330624 B2 JP 3330624B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は車両の走行中に進行方向前方の障
害物を検出する車両の障害物検出装置に関する。
【0002】
【背景技術】一般的に、車両の進行方向前方の障害物を
検出する車両の障害物検出装置は車両に取り付けられた
発光源からビーム光を進行方向前方の所定の広がり角を
有する扇型領域に発射し、障害物に反射して戻ってきた
ビーム光を検知することにより障害物の存在を検出して
いる。
【0003】このような障害物検出装置において、ビー
ム光の広がり角を可変に構成することは、例えば、実開
平3−14477号公報に開示されている。同公報に示
された障害物検出装置によれば、車両の高速走行時には
ビーム光の広がり角を小さくし、ビーム光を遠方に到達
させて遠方の狭い範囲での検出性能を向上させ、低速走
行時にはビーム光の広がり角を大きくし、ビーム光を車
両前方近方に照射させて近方の広い範囲での検出性能を
向上させている。
【0004】上記公報に開示された障害物検出装置は1
個の発光源を用いて障害物の検出を行うので、ビーム光
は遠方または近方のいずれか一方にのみしか照射するこ
とができない。これに対して、特公平3−15713号
公報に示されている自動車用レーダは2個の発光源(あ
るいは、レーダ)を用いて遠方及び近方の双方の領域に
おける障害物の検出を行っている。すなわち、遠方の障
害物検出用としてビーム幅の狭いレーダを用い、近方の
障害物検出用としてビーム幅の広いレーダを用いてい
る。
【0005】
【発明の目的】実開平3−14477号公報に示された
障害物検出装置のように、1個の発光源のみを用いて障
害物検出を行う装置ではコスト低減や省スペースを図る
ことができるが、ビーム光の広がり角を小さくして遠方
の障害物を検出する場合には近方における検出領域が小
さくなり、特に旋回時などには十分な障害物検出を期待
できない。
【0006】一方、特公平3−15713号公報に示さ
れた装置のように、2個の発光源を用いると遠方及び近
方の双方の検出領域を確保することができるが、コスト
上昇、取り付けスペース確保の必要性、2個の発光源の
制御の複雑性などの問題を新たに生じる。本発明はこの
ような点に鑑みてなされたものであり、1個の発光源を
用いて遠方及び近方の双方において障害物検出領域を形
成することができる障害物検出装置を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するたの手段】 この目的を達成するた
め、本発明によれば、車両の進行方向前方に所定の広が
り角を有する領域内に位置する障害物を検知する障害物
検出装置であって、該障害物検出装置は上記障害物の検
知領域として、車両から第一所定距離以下の範囲内にお
いて第一の広がり角を有する近距離領域と、車両から上
記第一所定距離以上第二所定距離以下の範囲内において
上記第一の広がり角より狭い第二の広がり角を有する遠
距離領域とを設定しており、視界低下時に上記第一の広
がり角を拡大する角度拡大手段を備えている、ことを特
徴とする車両の障害物検出装置が提供される。このよう
な構成を有する障害物検出装置によれば、遠距離領域の
みならず近距離領域においても同時に、障害物の検出を
行う。そして、視界低下時には、第一の広がり角を拡大
することによって、近距離領域における死角領域を特に
低減させることができる。
【0008】本発明の好ましい態様によれば、上記角度
拡大手段が、ワイパ操作時に上記第一の広がり角を拡大
するよう構成されている。また、本発明の他の好ましい
態様によれば、上記角度拡大手段が、ヘッドライト照射
時に上記第一の広がり角を拡大するよう構成されてい
る。
【0009】本発明の他の態様によれば、車両の進行方
向前方の所定の領域においてその領域内に位置する障害
物を検知する障害物検出装置であって、該障害物検出装
置は車両前方の遠距離の領域と近距離の領域の双方にお
ける障害物を同時に検出可能であり、前記遠距離領域及
び近距離領域に対する車両からの広がり角度は各々変更
可能であり、車両の旋回時には前記近距離領域の外側端
と前記遠距離領域の外側端とを各々つないだ領域におけ
る障害物を検出する、ことを特徴とする車両の障害物検
出装置が提供される。このような構成によれば、旋回時
に、近距離領域の外側端部と遠距離領域の外側端部とを
つないだ領域において障害物の検出を行う。これによ
り、道路の形状等に合わせて複雑な形状の障害物検出領
域を設定する場合に比較して、障害物検出時間を短縮さ
せることができ、さらに、近距離領域と遠距離領域との
中間領域においてもより確実に障害物を検出することが
できる。
【0010】本発明のもう一つの態様によれば、車両の
進行方向前方に所定の広がり角を有する領域内に位置す
る障害物を検知する障害物検出装置であって、該障害物
検出装置は上記障害物の検知領域として、車両から第一
所定距離以下の範囲内において第一の広がり角を有する
近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上第二所定
距離以下の範囲内において上記第一の広がり角より狭い
第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定しており、
車両の挙動が不安定である場合に上記第一の広がり角を
拡大する角度拡大手段を備えている、ことを特徴とする
車両の障害物検出装置が提供される。
【0011】このような構成によれば、車両の挙動が不
安定であるときには、ドライバの心理状態が不安定であ
ると判定し、近距離領域に対する拡がり角度を拡大す
る。これにより、ドライバが見逃したような近距離領域
の障害物を検出することが可能となり、車両の安全走行
を図ることができる。
【0012】本発明のもう一つの態様によれば、車両の
進行方向前方に所定の広がり角を有する領域内に位置す
る障害物を検知する障害物検出装置であって、該障害物
検出装置は上記障害物の検知領域として、車両から第一
所定距離以下の範囲内において第一の広がり角を有する
近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上第二所定
距離以下の範囲内において上記第一の広がり角より狭い
第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定しており、
ウィンカーに入力があった場合にに上記第一の広がり角
を拡大する角度拡大手段を備えている、ことを特徴とす
る車両の障害物検出装置が提供される。
【0013】このような構成によれば、ウインカーに入
力があったときに、近距離領域に対する拡がり角度を拡
大する。ウインカーに入力があると、車両が旋回するこ
とが予測される。車両の旋回時には、特に、前方視界が
悪くなりがちであるので、近距離領域に対する広がり角
度を拡大することによって、車両の前方の安全をより確
実に確認することが可能となる。
【0014】本発明のもう一つの態様によれば、車両の
進行方向前方に所定の広がり角を有する領域内に位置す
る障害物を検知する障害物検出装置であって、該障害物
検出装置は上記障害物の検知領域として、車両から第一
所定距離以下の範囲内において第一の広がり角を有する
近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上第二所定
距離以下の範囲内において上記第一の広がり角より狭い
第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定しており、
車速が大きいほど上記第一所定距離を大きな値に設定す
る一方、上記第二所定距離を車速変化に対して固定する
所定距離設定手段を備えている、ことを特徴とする車両
の障害物検出装置が提供される。
【0015】このような構成によれば、近距離領域内に
存在する障害物を確実に検出するともに、検出する必要
がない遠距離の障害物は検出しないことになる。
【0016】
【実施例】図1に本発明に係る車両の障害物検出装置の
一実施例を示す。障害物検出装置10は車両11のバン
パ12の上方に取り付けられたビーム光を前方に発射す
る発光装置13を備えている。発光装置13は、車幅方
向において一定の幅tを有し、鉛直方向において一定の
広がり角αを有する扇型のビーム光14を発する。
【0017】このビーム光14は2段に分けて照射さ
れ、各々扇型の近距離検出領域15Aと遠距離検出領域
15Bとからなる障害物検出領域15を形成する。図2
に示すように、近距離検出領域15Aは発光装置13か
ら広がり角δA の角度で車両11の前方LA の距離まで
ビーム光14が照射されることにより形成され、遠距離
検出領域15Bは発光装置13から広がり角δB (δB
<δA )の角度で車両11の前方LB (LB >LA )の
距離までビーム光14が照射されることにより形成され
る。
【0018】ここで、車両11の進行方向Yからの任意
の角度をθ(角度θの符号はY軸から時計方向に回転す
る場合を正、反時計方向に回転する場合を負とする)で
表すと、ビーム光14をスキャンする角度θ及びビーム
光14の到達距離Lは次のように示される。 −δA /2≦θ<−δB /2 においては L=LA −δB /2≦θ≦ δB /2 においては L=LB δB /2<θ≦ δA /2 においては L=LA このうち、遠距離検出領域15Bにおけるビーム光14
の最大到達距離LB は発光装置13の最大照射距離とし
て設定する。また、近距離検出領域15Aにおけるビー
ム光14の最大到達距離LA は走行中の車両11が障害
物を発見した後、停止するのに必要な距離に等しく設定
する。すなわち、最大到達距離LA は最大制動距離Lx
に等しく設定し、次式で与えられる。
【0019】LA =Lx=v2 /2μg ・・・(1) ここで、 v:車速 μ:路面摩擦係数 g:重力加速度 である。
【0020】広がり角δA は、一般的な車線幅をb(b
がほぼ3.5mである道路が多い)とすると次式で与え
られる。 δA =b/LA 〔rad〕 ・・・(2) すなわち、最大検出距離Lx前方で一つの車線幅分を検
知することができるように決められる。
【0021】さらに、広がり角δB は δB =δA /2 ・・・(3) に設定する。なお、これらの最大到達距離LA 、LB
び広がり角δA 、δB の設定の仕方は一例であって、こ
れ以外の設定の仕方を採用することもできる。
【0022】図3に障害物検出装置10の構成を示す。
障害物検出装置10は前述した発光装置13の他に、該
発光装置13からの反射光を受ける受光装置16を有す
る。この発光装置13及び受光装置16はこれらを制御
するコントローラ17に接続されている。コントローラ
17は、車両11の操舵角θ、車速vその他の走行パラ
メータを検出するセンサ18と接続しており、センサ1
8から車両11の操舵角、車速等の信号を受信する。
【0023】コントローラ17はマイクロプロセッサを
備え、所定のプログラムを実行することによって所定の
役割を果たすものであり、センサ18からの信号を受け
車両の進行方向を算出する算出部19と、該算出部19
からの信号を受け、車両11の走行状態に応じて障害物
検出領域15の方向及び広がり角δを変更する検出領域
変更部20と、この検出領域変更部20からの信号を入
力して障害物の存在を判定し、判定結果に基づいて自動
制動装置21または警報装置22に信号を発生する障害
物検出部23を備えている。
【0024】発光装置13は扇型のビーム光14をスキ
ャンするスキャン式レーザーによって構成されており、
受光装置16は、発光装置13によって照射されたビー
ム光の障害物からの反射光を受けるスキャン式センサに
よって構成される。障害物検出部23は、発光装置13
から受光装置16への光の伝播時間及び反射光の方向に
基づいて障害物の位置を検出する。
【0025】算出部19はセンサ18からの信号に基づ
いて車両11の車体横すべり角βと車両旋回半径Rを求
める。車体横すべり角βと車両旋回半径Rは次式にした
がって求められる。 β=〔−1+(m/2s)(sf /sr r )v2 〕(sr /s)(θ/ N)/(1+Av2 ) ・・・・・(4) R=(1+Av2 )s(N/θ) ・・・・・(5) A :スタビリティファクタ 〔s2
2 〕 s :ホイールベース 〔m〕 N :ステアリングギヤ比 m :車両質量 〔kg〕 sf :車両重心から前輪までの距離 〔m〕 sr :車両重心から後輪までの距離 〔m〕 Kr :後輪タイヤのコーナリングパワー 〔N/ra
d〕 Kf :前輪タイヤのコーナリングパワー 〔N/ra
d〕 なお、スタビリティファクタAは次式で表される。
【0026】 A=(m/2s2 )(sr r −sf f )/Kf r また、s、sf 、sr の間の関係は次式で表される。 s=sf +sr 以上のような構成からなる障害物検出装置10を用いて
障害物を検出する例を次に示す。
【0027】図4は車速に応じて近距離検出領域15A
の広がり角δA を拡大する制御の一例である。まず、コ
ントローラ17は、各種センサ18から操舵角θ、車速
vなどの車両11の走行状態を示す信号を入力する(ス
テップS1)。次いで、コントローラ17は、これらの
信号に基づいて前述の式(4)、(5)から車体横すべ
り角β、車両旋回半径Rを算出する(ステップS2)。
【0028】次いで、式(1)、(2)に基づいて近距
離検出領域15Aに対する最大検出距離LA 及び広がり
角δA を算出し(ステップS3)、さらに、式(3)に
基づいて遠距離検出領域15Bに対する広がり角δB
求め、遠距離検出領域15Bに対する最大検出距離LB
を発光装置13の最大照射距離に等しく設定する(ステ
ップS4)。
【0029】このようにして、最大検出距離LA 、LB
及び広がり角δA 、δB から障害物検出領域15が設定
されると、コントローラ17はこの障害物検出領域15
の中に存在する障害物の方向φi 及び障害物までの距離
i を検出し(ステップS5)、それらの障害物のう
ち、車両11から最も近い距離にある障害物の方向φ、
及び距離nを求める(ステップS6)。
【0030】次いで、コントローラ17は、危険判断ル
ーチンを実行して、障害物の危険度を判定する(ステッ
プS7)。図5には危険判断ルーチンのフローチャート
が示されている。コントローラ17はまず、障害物の距
離nj の変化から車両11と障害物との間の相対速度V
jを求める(ステップS1)。
【0031】次に、路面摩擦係数μ、相対速度Vj 、車
速vから危険度を判定するためのしきい値l1、l2、l
3(l1<l2<l3)を設定する(ステップS2)。次に、
コントローラ17は、相対速度Vj が正か否かを判定す
る(ステップS3)。相対速度Vj が正であれば、車両
11は障害物に対して近づいており、相対速度Vj が負
であれば、車両11は障害物に対して遠ざかっている。
【0032】この判定がYESの場合には、さらに障害
物までの距離nがしきい値l2より小さいか否かを判定す
る(ステップS4)。この判定結果がNO、すなわち、
障害物までの距離nがしきい値l2より大きい場合には、
コントローラ17は車両11は安全領域にあると判定し
て、危険度を判定するためのフラグJを0に設定する
(ステップS5)。フラグJ=0は車両11が安全領
域、すなわち、危険度がない領域内にあることを示す。
【0033】また、ステップS4の判断がYES、すな
わち、障害物までの距離nがしきい値l2より小さい場合
には、車両11が障害物と比較的近距離にあり、かつ、
障害物に近づいている場合であるので、コントローラ1
7は、フラグJを1に設定する(ステップS6)。フラ
グJ=1は車両11が警報領域、すなわち、危険領域ほ
ど危険度は高くないが、安全領域よりは危険度が高く注
意を促すために警報を発するべき領域内にあることを示
す。
【0034】さらに、コントローラ17は、障害物まで
の距離nがしきい値l1よりも小さいか否かを判断する
(ステップS7)。この判定結果がNO、すなわち、障
害物までの距離nがしきい値l1より大きい場合には、車
両11は障害物に近づいてはいるが、少なくとも距離l1
だけは離れており、さらに、既に警報領域内であること
が示されているのでそれ以上の動作は行われない。
【0035】ステップS7における判定結果がYESの
場合、すなわち、障害物までの距離nがしきい値l1より
小さい場合には、車両11がその障害物に極めて近距離
にあり、かつ、その障害物に近づいている場合であるの
で、コントローラ17はフラグJを2に設定する(ステ
ップS8)。フラグJ=2は、車両11が危険領域すな
わち、危険度が極めて高く、自動制動などの操作が必要
となる領域内にあることを示している。
【0036】また、ステップS3における判定結果がN
Oの場合、すなわち、相対速度Vjが負である場合に
は、コントローラ17はさらに、障害物までの距離nが
しきい値l3より小さいか否かを判断する(ステップS
9)。この判定結果がNOである場合には、コントロー
ラ17は、車両11は安全領域にあると判定してフラグ
Jを0に設定する(ステップS10)。
【0037】判定結果がYESである場合には、障害物
が遠ざかっている場合ではあるが、一応運転者に注意を
促すために、警報領域と判定してフラグJを1に設定す
る(ステップS11)。コントローラ17はフラグJの
値を判定し、その値に応じた制御信号を出力する。例え
ば、J=2(危険領域)の場合には自動制動装置21を
作動させ、J=1(警報領域)の場合には警報装置22
を作動させる。J=0(安全領域)の場合には何れの装
置にも制御信号を出力しない。
【0038】このように、本実施例においては、車速v
により近距離検出領域15Aに対する最大検出距離LA
を設定する。仮に、車速vにより遠距離検出領域15B
に対する最大検出距離LB を設定すると、低速時には最
大検出距離LB が短くなり、相対速度の高い物(例え
ば、高速で向かってくる対向車)が衝突しそうになった
場合に警報その他の制御が間に合わないおそれがある。
また、車速vによらず最大検出距離LA を一定にすると
近距離における障害物検出領域が狭くなる。これに対し
て、本実施例のように、発光装置13の最大照射距離を
遠距離検出領域15Bに対する最大検出距離LB とし、
車速vから求められる距離を近距離検出領域15Aに対
する最大検出距離LA に等しく設定することにより遠距
離における障害物検出領域を確保できるとともに、近距
離における障害物検出領域も拡大することが可能にな
る。
【0039】図6に本発明に係る障害物検出装置10の
第二の実施例を示す。本実施例においては、視界低下時
やドライバーがパニック状態にある時には近距離検出領
域15Aに対する広がり角δA を拡大するものである。
視界低下時か否かは、ワイパが操作されている場合、ヘ
ッドライトが照射されている場合、ウィンカーに入力が
ある場合を視界が低下している場合と判定する。また、
ドライバーがパニック状態にあるか否かは、舵角θの変
化率あるいは横方向重力加速度の推定値Geが所定値以
上である場合をドライバーがパニック状態にあると判定
する。
【0040】まず、コントローラ17は、各種センサ1
8から操舵角θ、車速vなどの車両11の走行状態を示
す信号を入力する(ステップS1)。次いで、コントロ
ーラ17は、これらの信号に基づいて前述の式(4)、
(5)から車体横すべり角β、車両旋回半径Rを算出す
る(ステップS2)。次いで、遠距離検出領域15Bに
対する最大検出距離LB は発光装置13の最大照射距離
に等しく設定し、遠距離検出領域15Bに対する広がり
角δB は次式により設定する(ステップS3)。
【0041】δB =b/LB ここで、bは車両11が現に走行している道路幅の値で
あるが、最も多い道路幅の値を採用し、予めb=3.5
〔m〕としておく。なお、道路幅bについては、車両1
1にカメラを搭載し、そのカメラによる画像認識の手法
を用いて実際の道路幅bを求めることも可能である。
【0042】危険度を判定するためのフラグSをゼロに
設定し(ステップS4)、次いで、近距離検出領域15
Aに対する最大検出距離LA をゼロに設定する(ステッ
プS5)。まず、コントローラ17はワイパが作動して
いるか否かを判定する(ステップS6)。
【0043】この判定結果がNOである場合、すなわ
ち、ワイパが作動していない場合には、さらに、ヘッド
ライトがON状態か否かを判定する(ステップS7)。
この判定結果がNOである場合、すなわち、ワイパも作
動しておらず、ヘッドライトも照射されていない場合に
は、さらに、フォグランプがON状態か否かを判定する
(ステップS8)。
【0044】ワイパ、ヘッドライトまたはフォグランプ
の何れかが作動し、または照射されている場合には、フ
ラグSをS=1に設定する(ステップS9)。それらの
何れもが作動していない場合にはフラグSはゼロのまま
である。次いで、コントローラ17は舵角θの変化率が
所定値Aより大きいか否かを判定する(ステップS1
0)。所定値Aとしては任意の値を用いることができる
が、例えば、A=500度/秒を用いる。
【0045】この判定結果がNOである場合は、さら
に、横方向加速度の推定値Ge の値が所定値Bより大き
いか否かを判定する(ステップS11)。所定値Bは任
意の値を用いることができるが、例えば、B=15m/
2 とする。推定値Ge は例えば次の推定式から求める
ことができる。 Ge =v2 θ/(1+Av2 )sN なお、横方向加速度はセンサを用いて実際の値を求める
こともできる。
【0046】この二つの判定(ステップS10、11)
における判定結果の何れかがYESである場合には、フ
ラグSに4を加算する。判定結果の何れもがNOである
場合には、フラグSは変わらない。この二つの判定(ス
テップS10、11)は車両11の挙動の状態を判定す
るためのものである。判定結果の何れかがYESである
場合には、車両の挙動が不安定であり、それはドライバ
ーが何らかの原因で心理的にパニックに陥っていると推
定する。
【0047】次いで、コントローラ17はウィンカーへ
の入力の有無を判定する。ウィンカーに入力があった場
合にはフラグSに2を加算する。入力がない場合にはフ
ラグSの値は変わらない。この後、コントローラ17は
フラグSの値を判定し、その値に応じて近距離検出領域
15Aに対する広がり角δA を決定し(ステップS15
〜19)、その広がり角δA の値に基づいて近距離検出
領域15Aに対する最大検出距離LA を決定する(ステ
ップS20)。
【0048】まず、コントローラ17はフラグSが1よ
り小さいか否か、すなわちS=0か否かを判定する(ス
テップS15)。判定結果がYESの場合、すなわち、
フラグS=0である場合には、近距離検出領域15Aに
対する広がり角δA をδ0 に設定する。判定結果がNO
の場合、すなわちフラグS≧1の場合には、さらに、フ
ラグS<4か否かを判定する(ステップS17)。
【0049】この判定結果がYESの場合、すなわち、
フラグS=1〜3である場合には、広がり角δA をδ1
に設定する(ステップS18)。判定結果がNOの場
合、すなわち、フラグS≧4の場合には、広がり角δA
をδ2 に設定する(ステップS19)。δ0 ,δ1 ,δ
2 相互間の関係は δ0 <δ1 <δ2 となるようにする。すなわち、フラグSの値が大きいほ
ど、換言すれば、危険度が高いと想定されるときほど広
がり角δA を大きく設定する。δ0 ,δ1 ,δ2の設定
の一例を次に掲げる。
【0050】δ0 =1.5×δB δ1 =2.0×δB δ2 =3.0×δB 次いで、このようにして設定した広がり角δA に基づい
て近距離検出領域15Aに対する最大検出距離LA を算
出する(ステップS20)。
【0051】LA =b/δA このようにして、近距離検出領域15Aに対する最大検
出距離LA 、広がり角δA 及び遠距離検出領域15Bに
対する最大検出距離LB 、広がり角δB が求まり、障害
物検出領域15が形成される。以後のステップS21〜
23は第一の実施例におけるステップS5〜7と同様で
ある。
【0052】この第二の実施例においては、以上のよう
に視界低下時やドライバーのパニック時には近距離検出
領域15Aに対する広がり角δB を拡大するので、車両
前方の近距離領域における死角を低減させることがで
き、走行安全性を高めることができる。図7及び図8に
第三の実施例を示す。本実施例においては、車両がカー
ブを走行している場合には、障害物検出領域15を車両
の旋回方向にシフトするとともに、近距離検出領域15
Aに対する広がり角δA を車両の旋回方向とは反対の方
向に拡大する。なお、本実施例中は左コーナー走行中を
正の方向にとる。すなわち、操舵角θは左方向にハンド
ルを切ったときを正とする。
【0053】まず、コントローラ17は、各種センサ1
8から操舵角θ、車速vなどの車両11の走行状態を示
す信号を入力し(ステップS1)、これらの信号に基づ
いて前述の式(4)、(5)から車体横すべり角β、車
両旋回半径Rを算出する(ステップS2)。次いで、コ
ントローラ17はビーム光14の最大到達距離LX を車
速vを用いて次式に基づいて算出する(ステップS
3)。
【0054】LX =v2 /2μg ここで、μは道路摩擦係数、gは重力加速度である。次
いで、コントローラ17は車両旋回半径Rが所定値4R
0 より小さいか否かを判定する(ステップS4)。基準
値R0 の求め方については後述する。この判定結果がN
Oである場合、すなわち、R≧4R0 の場合には、車両
11が走行しているカーブの半径が十分に大きいものと
推定できる。このため、障害物検出領域15として近距
離検出領域15Aのみを形成すれば十分に障害物を検出
することができるので近距離検出領域15Aのみを形成
し、遠距離検出領域15Bは形成しない。近距離検出領
域15Aの広がり角δA 、近距離検出領域15Aの中心
線fが車両11の実際の進行方向Yとなす角度ζA は次
式に従って設定される(ステップS5)。
【0055】δA =b/LX ζA =LX /2R−β ここで、bは道路幅、βは車体横すべり角である。この
ようにして、δA ,ζAが求まると、概略図Hに示すよ
うな近距離検出領域15Aのみを有する障害物検出領域
15が形成される。
【0056】車両11の旋回半径Rが4R0 より小さい
か否かの判定(ステップS4)がYESの場合には、近
距離検出領域15Aに対する広がり角δA を角度δ3
等しく設定する(ステップS6)。角度δ3 は次のよう
にして求める。図9に示すように、車両11は旋回半径
Rの接線方向を向く速度ベクトルvを有しているが、実
際には車両11に横すべり角βが生じているので、車両
11の実際の進行方向は速度ベクトルvから角度βだけ
ずれた方向Yである。
【0057】角度δ3 は道路の旋回方向内側の路肩25
に接するビーム光26と速度ベクトルvの方向に進むビ
ーム光とがなす角度に等しく設定する。この角度δ3
より画定される障害物検出領域15は車両11の進行方
向において必要最小限度の障害物検出領域として選定し
たものである。次いで、障害物検出領域15を旋回方向
にシフトする角度、すなわち、近距離検出領域15Aの
中心線fが車両11の進行方向Yとなす角度ζA を次式
に従って設定する(ステップS7)。
【0058】 ζA =(δA /2)(θの絶対値/θ)−β さらに、近距離検出領域15Aに対する最大検出距離L
A を次式に従って設定する(ステップS8)。 LA =b/δA このようにして、δA ,ζA ,LA が設定されることに
より、概略図Jに示されるような近距離検出領域15A
が形成される。この後、旋回半径Rに応じて遠距離検出
領域15Bを設定し(ステップS9〜13)、近距離検
出領域15Aと遠距離検出領域15Bとを合成して障害
物検出領域15が形成される(図8(A),(B))。
【0059】まず、コントローラ17は旋回半径Rが基
準値R0 よりも小さいか否かを判定する(ステップS
9)。この判定結果がNOである場合、すなわち、R0
≦R<4R0 である場合には、遠距離検出領域15Bを
次のように設定する(ステップS10)。 δB =b/LX ζB =LX /2R−β δB は遠距離検出領域15Bの広がり角であり、ζB
遠距離検出領域15Bの中心線hが車両11の進行方向
Yとなす角度である。この広がり角δB 及び傾き角度ζ
B により形成される遠距離検出領域15Bは概略図Lに
示すような形状になり、ステップS6〜8により形成さ
れた近距離検出領域15A(概略図J)とこの遠距離検
出領域15Bとを合成した障害物検出領域15は図8
(B)に示すような形状になる。
【0060】旋回半径Rが基準値R0 よりも小さいか否
かを判定(ステップS9)がYESの場合には、コント
ローラ17はビーム光14の最大到達距離LX をステッ
プS3において求めた値から次式により求められる値に
変更する(ステップS11)。 LX =2〔b(2Rの絶対値−b/2)/2〕1/2 次いで、遠距離検出領域15Bに対する広がり角δB
び角度ζB を次式に基づいて求める(ステップS1
2)。
【0061】δB =b/2LX ζB =Φ0 −(δB /2)(θの絶対値/θ) 二つの角度δB ,ζB により形成される遠距離検出領域
15Bは概略図Kに示すような形状である。ステップS
6〜8により形成された近距離検出領域15A(概略図
J)とこの遠距離検出領域15Bとを合成した障害物検
出領域15は図8(A)に示すような形状になる。
【0062】以上のようにして旋回半径Rの大きさに応
じて、障害物検出領域15の形状が設定される。概略図
Hに示した形状はカーブが緩い場合(4R0 ≦|R
|)、図8(B)に示した形状はカーブがやや急である
場合(R0 ≦|R|<4R0 )、図8(A)に示した形
状はカーブが急である場合(|R|<R0 )の障害物検
出領域15の形状である。
【0063】車両11が緩いカーブ(4R0 ≦|R|)
を走行している場合(概略図Hに示す場合)、LX <L
b (Lb は車両11からビーム光の道路内側への接点B
までの距離)となるので、障害物検出領域15は接点B
までは到達せず、車両11の前方検知領域は直進時と同
じ検知距離LX によってのみで定めることができる。車
両11がやや急なカーブ(R0 ≦|R|<4R0 )を走
行している場合(図8(B)に示す場合)、Lb <LX
<La (La は車両11の推定軌道と接点Bを通るビー
ム光との交点Aと車両11との間の距離)となるので、
障害物検出領域15は図8(B)に示すような2段の形
状となる。すなわち、近距離検出領域15Aは接点Bま
で到達し、遠距離検出領域15Bは交点Aより前方の地
点まで到達する。
【0064】車両11が急なカーブ(|R|<R0 )を
走行している場合(図8(A)に示す場合)、La <L
X となるが、障害物検出領域15は交点Aまでをとる。
すなわち、近距離検出領域15Aは接点Bまで到達し、
遠距離検出領域15Bは交点Aまで到達する。図9を参
照して前述の基準値R0 の算定の仕方を示す。車両11
が旋回半径Rで旋回を行っている場合を考える。車両1
1の駆動力は速度ベクトルv方向を向いているが、車両
11には横すべり角βが生じているため、車両11の実
際の進行方向はY方向である。車両11から道路の旋回
方向内側の端部25に接線26を引き、端部25との交
点をB、接線26と車両11の推定軌道(半径Rの円)
との交点をAとする。車両11から接点Bまでの距離を
xとすると、車両11から交点Aまでの距離は2xであ
る。ここで、xは次式で表される。
【0065】 x=〔R2 −(|R|−b/2)21/2 =〔(2|R|−b/2)b/2〕1/2 ここで、ビーム光14の最大到達距離Lx がLx >2x
である場合を考えると、車両11の進行方向において車
両11から最大到達距離Lx の点は車両11から見て点
Aよりも遠方に位置することになるので、車両11の視
界には入らない。このときの旋回半径RをR0 とする
と、 LX =2〔(2R0 −b/2)b/2〕1/2 が成り立つ。この式からR0 を求めると、 R0 =(LX 2 /2b+b/2)/2 となる。
【0066】また、車両11の実際の進行方向Yから接
線26までの角度をΦ0 とすると、 Φ0 =θ0 −β である。ここで、θ0 は車両11の速度ベクトルvと接
線26とがなす角度であり、この角度θ0 は旋回中心O
と車両11及び接点Bとがなす角度に等しい。ここで、
θ0 は θ0 =sin-1(x/R)≒〔(2|R|−b/2)b/2〕1/2 /R である。
【0067】例えば、LX =100m、b=3.5mと
すると、 R0 =715m Φ0 ≒4°−β であり、LX =50m、b=3.5mとすると、 R0 =180m Φ0 =8°−β である。
【0068】なお、R0 、Φ0 は次の簡略式を用いて表
してもよい。 R0 ≒LX 2 /4b Φ0 =(b|R|)1/2 /R−β 接点Bに着目して、LX =xとおくと、 R0 ′=(2LX 2 /b+b/2)/2≒LX 2 /b≒4R0 δ3 =b/x=b/〔(2|R|−b/2)b/2〕1/2 ≒(b/R)1/2 となる。
【0069】図10及び図11に第四の実施例を示す。
本実施例においては、図10(B)に示すように、車両
11の旋回時に近距離検出領域15Aと遠距離検出領域
15Bとからなる障害物検出領域15を車両11の旋回
方向にシフトするとともに、近距離検出領域15Aの外
側端部と遠距離検出領域15Bの外側端部とを各々つな
いだ領域を障害物検出領域15として設定する。
【0070】まず、コントローラ17は、各種センサ1
8から操舵角θ、車速vなどの車両11の走行状態を示
す信号を入力し(ステップS1)、これらの信号に基づ
いて前述の式(4)、(5)から車体横すべり角β、車
両旋回半径Rを算出する(ステップS2)。次いで、例
えば前述の第三の実施例と同様にして、近距離検出領域
15Aに対する広がり角δA 、最大検出距離LA 、シフ
ト角度ζA 及び遠距離検出領域15Bに対する広がり角
δB 、最大検出距離LB 、シフト角度ζB を算定する
(ステップS3)。
【0071】さらに、近距離検出領域15Aの二つの外
側端部31、34及び遠距離検出領域15Bの二つの外
側端部32、33の各点が車両11の実際の進行方向Y
となす角度Φ1 〜Φ4 を次式に基づいて算定する(ステ
ップS4)。 Φ1 =ζA −δA /2 Φ2 =ζB −δB /2 Φ3 =ζB +δB /2 Φ4 =ζA +δA /2 次いで、発光装置13の最大照射範囲内に存在する全て
の障害物の方向ΦJ ,距離nJ を検出する(ステップS
5)。
【0072】次いで、次式に基づいて、障害物検出領域
15内の任意の点が車両11の実際の進行方向Yとなす
角度Φに対して障害物検出を行う最大検出距離LX を計
算する(ステップS6)。 Φ >Φ4 の場合は LX =0 Φ4 >Φ>Φ3 の場合は LX =〔(Φ3 −Φ)LA +(Φ−Φ4 )LB 〕 /(Φ3 −Φ4 ) Φ3 >Φ>Φ2 の場合は LX =LB Φ2 >Φ>Φ1 の場合は LX =〔(Φ1 −Φ)LB +(Φ−Φ2 )LA 〕 /(Φ1 −Φ2 ) Φ1 >Φ の場合は LX =0 次いで、ステップS5において検出した各障害物の距離
J がステップS6において求めた任意の角度Φに対す
る各最大検出距離LX より小さいか否か、すなわち、各
障害物が障害物検出領域内に位置しているか否かを判定
する(ステップS7)。
【0073】次いで、この判定結果がYESである障害
物の中から車両11に最も近接している障害物を選定
し、その方向Φ及び距離nを算出する(ステップS
8)。この後、危険判断ルーチンを実行する(ステップ
S9)。このように、障害物検出領域15を図10に示
すような五角形形状とすることにより、比較的簡単な計
算を行うだけで障害物検出領域を拡大し、より高精度に
障害物の検出を行うことが可能になる。
【0074】なお、前述の各実施例においては、障害物
検出領域15を近距離検出領域15Aと遠距離検出領域
15Bとの2段に分けて形成しているが、検出精度を向
上させるため3段以上に分けて形成させることも可能で
ある。ただし、多くの段数を設定すると検出精度は向上
するが、障害物までの距離の計算に時間を要し、障害物
検出までの反応時間が遅くなるので、2段が最も好まし
い。
【0075】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、単一の
発光源のみを用いるだけで近距離領域と遠距離領域の双
方において障害物を検出することができる。また、視界
低下時や車両旋回時の場合には近距離領域を拡大するの
で、車両の走行状況に応じた障害物検出領域を形成する
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の障害物検出領域を概念的に示す斜視図で
ある。
【図2】図1に示した障害物検出領域の平面図である。
【図3】本発明に係る障害物検出装置の概略構成を示す
概念図である。
【図4】本発明に係る障害物検出装置の制御の一例のフ
ローチャートである。
【図5】危険度の判定を行うルーチンのフローチャート
である。
【図6】本発明に係る障害物検出装置の制御の一実施例
のフローチャートである。
【図7】本発明に係る障害物検出装置の制御の他の実施
例のフローチャートである。
【図8】(A)、(B)ともに、車両旋回時において拡
大された障害物検出領域の一例を示す平面図である。
【図9】障害物検出領域の設定方法を示す説明図であ
る。
【図10】拡大された障害物検出領域の他の例を示す平
面図である。
【図11】図10に示した障害物検出領域を形成すると
きの制御のフローチャートである。
【符号の説明】
11 車両 13 発光装置 14 ビーム光 15A 近距離検出領域 15B 遠距離検出領域 15 障害物検出領域 16 受光装置 17 コントローラ 18 センサ 19 算出部 20 検出領域変更部 21 自動制動装置 22 警報装置 23 障害物検出部 25 道路内側端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 ▲高▼木 真顕 (56)参考文献 特開 昭59−198377(JP,A) 特開 平3−263199(JP,A) 特開 平5−157831(JP,A) 実開 平3−95980(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/16 B60R 21/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の進行方向前方に所定の広がり角を
    有する領域内に位置する障害物を検知する障害物検出装
    置であって、 該障害物検出装置は上記障害物の検知領域として、車両
    から第一所定距離以下の範囲内において第一の広がり角
    を有する近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上
    第二所定距離以下の範囲内において上記第一の広がり角
    より狭い第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定し
    ており、 視界低下時に上記第一の広がり角を拡大する角度拡大手
    段を備えている、 ことを特徴とする車両の障害物検出装置。
  2. 【請求項2】 上記角度拡大手段が、ワイパ操作時に上
    記第一の広がり角を拡大するよう構成されている、 請求項1に記載の車両の障害物検出装置。
  3. 【請求項3】 上記角度拡大手段が、ヘッドライト照射
    時に上記第一の広がり角を拡大するよう構成されてい
    る、 請求項1に記載の車両の障害物検出装置。
  4. 【請求項4】 車両の進行方向前方の所定の領域におい
    てその領域内に位置する障害物を検知する障害物検出装
    置であって、 該障害物検出装置は車両前方の遠距離の領域と近距離の
    領域の双方における障害物を同時に検出可能であり、前
    記遠距離領域及び近距離領域に対する車両からの広がり
    角度は各々変更可能であり、車両の旋回時には前記近距
    離領域の外側端と前記遠距離領域の外側端とを各々つな
    いだ領域における障害物を検出する、 ことを特徴とする車両の障害物検出装置。
  5. 【請求項5】 車両の進行方向前方に所定の広がり角を
    有する領域内に位置する障害物を検知する障害物検出装
    置であって、 該障害物検出装置は上記障害物の検知領域として、車両
    から第一所定距離以下の範囲内において第一の広がり角
    を有する近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上
    第二所定距離以下の範囲内において上記第一の広がり角
    より狭い第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定し
    ており、車両の挙動が不安定である場合に上記第一の広
    がり角を拡大する角度拡大手段を備えている、 ことを特徴とする車両の障害物検出装置。
  6. 【請求項6】 車両の進行方向前方に所定の広がり角を
    有する領域内に位置する障害物を検知する障害物検出装
    置であって、 該障害物検出装置は上記障害物の検知領域として、車両
    から第一所定距離以下の範囲内において第一の広がり角
    を有する近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上
    第二所定距離以下の範囲内において上記第一の広がり角
    より狭い第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定し
    ており、ウィンカーに入力があった場合にに上記第一の
    広がり角を拡大する角度拡大手段を備えている、 ことを特徴とする車両の障害物検出装置。
  7. 【請求項7】 車両の進行方向前方に所定の広がり角を
    有する領域内に位置する障害物を検知する障害物検出装
    置であって、 該障害物検出装置は上記障害物の検知領域として、車両
    から第一所定距離以下の範囲内において第一の広がり角
    を有する近距離領域と、車両から上記第一所定距離以上
    第二所定距離以下の範囲内において上記第一の広がり角
    より狭い第二の広がり角を有する遠距離領域とを設定し
    ており、車速が大きいほど上記第一所定距離を大きな値
    に設定する一方、上記第二所定距離を車速変化に対して
    固定する所定距離設定手段を備えている、 ことを特徴とする車両の障害物検出装置。
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