JP3427817B2 - 車両用障害物認識方法及び装置、記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車幅方向及び高さ
方向それぞれの所定角度範囲内に渡り送信波を照射し、
その反射波に基づいて車両周囲の障害物を認識する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両周囲の所定角度に渡り、
例えば光波、ミリ波などの送信波を照射し、その反射波
を検出することによって、上記車両周囲の障害物を認識
する車両用障害物認識装置が考えられている。この種の
装置としては、例えば、先行車などの障害物を検出して
警報を発生する装置や、先行車と所定の車間距離を保持
するように車速を制御する装置などに適用され、先行車
などの障害物を認識するものが考えられている。

【０００３】このような障害物認識においては、上述し
た警報発生や車速制御の対象として必要な先行車を適切
に認識することが求められ、逆に言えば警報発生や車速
制御の対象として必要でない路側物などを誤って先行車
として認識しないようにすることが重要である。そのた
め、車両とデリニエータ（車道の側方に沿って道路線形
などを明示し、運転者の視点誘導を行うために設置する
もの）とを確実に識別する必要がある。この識別に関し
て、例えば特開平６−５９０３８号には次のような技術
が開示されている。すなわち、隣接する数個の検出物体
に対して、水平基準線からの地上高がほぼ一定、横位置
がほぼ一定、各間隔がほぼ一定、という３条件を同時に
満たすときに、路側のデリニエータ群と判断している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法の場合、道路が坂路の出入り口などで勾配が徐々に変
化していると、検出する路側物の高さは距離によって変
わるので、デリニエータ群と判断することができない。
例えば上り坂の手前あるいは下り坂の出口付近を自車が
走行している場合には、路面上に埋め込まれたデリニエ
ータ（通称「キャッツアイ」）が正面に存在する状況が
生じる。つまり、従来装置は、車幅方向の所定角度に渡
って送信波を照射するだけの構成であり、高さ方向につ
いては先行車を捉えるため所定高さに固定してあるた
め、本来ならば上方の標識や道路上の白線等は認識対象
外であるが、上述した坂路の出入口という状況では認識
対象となってしまうのである。また、車両を認識するの
に２つの強い反射物の存在を前提としているので、二輪
車については車両と認識できない。特に、上述したキャ
ッツアイ群のすぐ横、あるいはその上を二輪車が走行し
ている状況では、その二輪車を車両と判断して、路面上
のデリニエータを「デリニエータ」として判断するのは
困難である。特に米国などにおいては、各車線の車線境
界上に路面上デリニエータが埋め込まれている道路も多
くある。そして、このような道路において二輪車が頻繁
に車線変更する状況を想定すると、二輪車と路面上デリ
ニエータとの識別は非常に重要である。

【０００５】このような課題を解決する手法として、本
願出願人は、特開平１１−３８１４２号において次のよ
うな技術を提案した。つまり、上記課題は、車幅方向の
所定角度に渡って送信波を照射するという１次元走査に
よって障害物を車幅方向と車長方向（車両の前後方向）
の相対位置という２次元的に認識する手法における本質
的な限界であることを鑑み、障害物を３次元的に認識す
るようにした。具体的には、所定時間の検出物体の高さ
変化に基づいて判断することで、道路の勾配変化に対応
できるようにした。つまり、同一物体の高さの時間的経
過も参酌しているのである。

【０００６】しかし、この場合には、時間的経過を前提
とするため、その所定時間内のデータを取り込んで初め
て判断ができることとなる。したがって、より早期に判
断ができる技術が期待される。そこで本発明は、障害物
を３次元的に認識するタイプの車両用障害物認識装置を
前提とし、特に路面上のデリニエータ群とその近辺を走
行する二輪車とを的確に区別して認識可能であり、且つ
その判断も早期に実現できるようにした障害物認識装置
を提供することを目的としてなされた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の車両用障
害物認識方法によれば、反射物体までの距離と車幅方向
及び高さ方向の２方向の角度に基づき、車両前方の障害
物を認識するにあたり、次のような認識を行う、つま
り、距離及び２方向の角度に基づき、少なくとも障害物
の高さ方向の位置を検出し、デリニエータが取り得る物
理的性質を加味した所定の接続条件を満たす複数の障害
物をデリニエータ群として判断する。そして、デリニエ
ータ群と判断されたものの（自車から）最も近い距離に
あるデリニエータの高さが所定値以下の場合には、その
デリニエータ群を路面上に存在するデリニエータ群とし
て判断する。

【０００８】但し、これだけの判断では、上述した問題
点のように、路面上のデリニエータ（キャッツアイ）群
のすぐ横、あるいはその上を二輪車が走行している状況
では、その二輪車もデリニエータ群内に含めてしまう可
能性がある。そこで、さらに次のような判断を行う。す
なわち、路面上デリニエータ群を構成する各デリニエー
タの高さ状況に基づいて、真の路面上デリニエータ群で
あれば取り得ない高さ状況が生じている場合には、該当
するリフレクタを非デリニエータであると判断するので
ある。この「高さ状況」とは、デリニエータ単体で見た
場合の「高さそのもの」でもよいし、前後のデリニエー
タの高さも含めた「高さの変化状況」であってもよい。
もちろん、これら両方を加味しても良い。

【０００９】このように、本発明方法によれば、障害物
をその高さ方向にも認識できる点を利用してデリニエー
タ群を判断することで、二輪車以外の車両などとは区別
した認識ができる。そして、そのように判断したデリニ
エータ群中から非デリニエータを認識できるため、路面
上デリニエータ群とその近辺を走行する二輪車とを的確
に区別して認識可能である。さらに、時間的変化に基づ
くのではなく、瞬時値に基づいてこれらの判断ができる
ため、判断が早期に実現できる。

【００１０】一方、請求項２に示す発明は、請求項１に
示した車両用障害物認識方法を実現するための装置とし
ての一例であり、この車両用障害物認識装置において
も、上述と同様の効果を発揮できる。なお、デリニエー
タ群であることを判断する際に用いる所定の接続条件
は、例えば請求項３に示すように、障害物の間隔が所定
の近接状態であるとみなせることが考えられる。デリニ
エータ群はある程度規則的に設置されているのが普通だ
からである。

【００１１】また、真の路面上デリニエータ群であれば
取り得ない高さ状況としては、高さの変化状況であるこ
とが考えられる（請求項４）。例えば、請求項５に示す
ように、距離が遠くなるにつれて高さが単調増加してい
る際に減少方向へ変化したことあるいは逆に単調減少し
ている際に増加方向へ変化したことを上記「取り得ない
高さ状況」として考えることができる。路面上に存在す
るデリニエータであれば、このような変化は考えられな
いからである。そして、この場合に非デリニエータ判断
手段は、高さが単調増加から減少方向へ変化する部分あ
るいは逆に単調減少から増加方向へ変化する部分に基づ
いて、非デリニエータを判断することができる。例え
ば、請求項６に示すように、距離が遠くなるにつれて高
さが単調増加している際に減少方向へ変化した場合の変
化直前のデリニエータを、非デリニエータと判断するこ
とができる。つまり、減少方向へ変化したということ
は、その変化直前のデリニエータは、実際には非デリニ
エータであるため高さが大きく増加してしまい、次のデ
リニエータで減少に転じてしまったのである。また、請
求項７に示すように、距離が遠くなるにつれて高さが単
調減少している際に増加方向へ変化した場合の変化直後
のデリニエータを、非デリニエータと判断することがで
きる。

【００１２】これらを整理して、非デリニエータの識別
手法の概念を説明する。路面上デリニエータ群を構成す
る物標を自車から近距離に存在するものから順番に並べ
る。デリニエータだけであれば、平坦路の場合には図５
（ａ）に示すように高さＹは変化せず、下り坂の場合に
は図５（ｂ）に示すように高さＹは単調に減少し、上り
坂の場合には図５（ｃ）に示すように高さＹは単調に増
加する。ここで単調増加については、広義に考え、高さ
が変化しない場合も含むものとする。したがって、デリ
ニエータだけの場合には、デリニエータの位置は、道路
が平坦路か坂路であるかにかかわらず単調に変化（減少
あるいは増加）することとなる。なお、平坦路といって
も実際には多少の凹凸や測定誤差もあるので、例えば２
０ｃｍ程度の値の変動は変化しないものとみなす。

【００１３】これに対して、もしも二輪車などのデリニ
エータ以外のものが混入している場合には高さの変化が
単調でなくなる。平坦路において二輪車が混入している
場合には、図６（ａ）に示すように、高さが変化しない
状態から一旦高さが増加した後、減少することとなる。
また、下り坂において二輪車が混入している場合には、
図６（ｂ）に示すように、減少していた高さが一旦増加
した後、再度減少することとなり、上り坂において二輪
車が混入している場合には、図６（ｃ）に示すように、
増加していた高さが一旦減少した後、再度増加すること
となる。上述したように高さが変化しない場合も単調増
加と解釈することとしたため、図６（ａ）及び（ｃ）の
局面では、単調増加から減少に変化した場合の変化直前
が非デリニエータであり、図６（ｂ）の局面では、単調
減少から増加に変化した場合の変化直後が非デリニエー
タとなっている。このような概念を用いて、非デリニエ
ータを識別する。

【００１４】なお、単調増加といった場合には、狭義に
は値が変化しない場合を含まず、広義には値が変化しな
い場合も含むように解釈されるが、ここでは広義に解釈
し、単調増加には高さが等しい場合も含むようにする。
平坦な道路であれば、路面上のデリニエータの高さは等
しいからである。

【００１５】基本的には、このような高さの変化状況に
基づけば非デリニエータを認識できると考えられるが、
請求項８に示すようにしてさらに確実性を増すことが好
ましい。すなわち、真の路面上デリニエータ群であれば
取り得ない高さ状況として、高さそのものも加味し、上
述した「高さが単調増加している際に減少方向へ変化し
た場合の変化直前のデリニエータ」の高さ、あるいは
「高さが単調減少している際に増加方向へ変化した場合
の変化直後のデリニエータ」の高さが、所定の高さ以上
であった場合に限り、その障害物を非デリニエータと判
断するのである。これは特に、単調増加・単調減少に高
さが等しい場合も含むようにした場合の対処として有効
である。例えば道路が局所的に隆起しているような場
合、それ以外の部分の路面上におけるデリニエータ位置
が等しいとすると、局所的に隆起した部分のデリニエー
タ位置だけ高くなり、それが非デリニエータであると判
断されてしまう。しかし、このような局所的に隆起した
部分のデリニエータであっても、ある程度の高さ以上に
はなり得ない。そこで、変化直前あるいは変化直後のデ
リニエータの高さが、所定の高さ以上であった場合に非
デリニエータと判断すれば、実際にはデリニエータであ
るのに非デリニエータであると誤判断してしまうことを
好適に防止できる。なお、このような考え方からも判る
ように、ここでいう「所定の高さ」とは、上述の誤判断
が生じるような部分的な隆起によって生じうるデリニエ
ータ位置よりも高ければよい。

【００１６】また、このように障害物を非デリニエータ
と判断する際の所定の高さは、請求項９に示すように、
距離に応じて設定することも好ましい。具体的には、距
離が近い場合には、遠い場合に比べて、所定の高さを
「より高く」するのである。これは特に、非デリニエー
タの高さが同じでも、前方で下り坂になっている場合、
相対的に近距離での高さよりも相対的に遠距離での高さ
の方が低くなるからである。

【００１７】なお、本発明においては、まずデリニエー
タ群であることを判断した後、その中から非デリニエー
タを判断して除外するようにしている。したがって、最
初のデリニエータ群であることを判断する時点でなるべ
く非デリニエータを排除しておくことが、精度良く判断
するために有効である。そのため、請求項１０に示すよ
うに、物体認識手段によって障害物の形状も認識可能に
し、その認識した形状の観点からデリニエータであると
判断できる障害物のみを対象として（デリニエータ群で
あることの）判断を行うようにすればよい。また、請求
項１１に示すように、物体認識手段が障害物の相対速度
に基づいて移動物か停止物かを認識できれば、デリニエ
ータ群を判断する対象の障害物の前提条件として停止物
であることを加味できる。

【００１８】また、高さに関する各処理を実行する際、
直交座標系で考えてもよいが、請求項１２に示すよう
に、極座標系で考え、高さ方向の角度を用いて実行して
もよい。レーダ手段は、反射物体までの距離と車幅方向
及び高さ方向の２方向の角度を検出するため、その検出
した高さ方向の角度を（直交座標系に変化せず）そのま
ま用いるのである。

【００１９】なお、請求項１３に示すように、車両用障
害物認識装置の障害物認識手段、デリニエータ群判断手
段、路面上デリニエータ群判断手段、非デリニエータ判
断手段をコンピュータシステムにて実現する機能は、例
えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムと
して備えることができる。このようなプログラムの場
合、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気
ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコ
ンピュータシステムにロードして起動することにより用
いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡ
Ｍをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プ
ログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックア
ップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いて
も良い。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明が適用された車両制
御装置１について、図面と共に説明する。この車両制御
装置１は、自動車に搭載され、警報すべき領域に障害物
が所定の状況で存在する場合に警報を出力したり、前車
（先行車両）に合わせて車速を制御したりする装置であ
る。

【００２１】図１は、そのシステムブロック図である。
車両制御装置１はコンピュータ３を中心に構成されてい
る。コンピュータ３はマイクロコンピュータを主な構成
として入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の
駆動回路や検出回路を備えている。これらのハード構成
は一般的なものであるので詳細な説明は省略する。

【００２２】コンピュータ３は、距離・２方位測定器
５、車速センサ７、ブレーキスイッチ９、スロットル開
度センサ１１から各々所定の検出データを入力してい
る。ここで、距離・２方位測定器５は、送受信部５ａお
よび距離・２方位演算部５ｂを備え、送受信部５ａから
は所定の光軸（中心軸）を中心にして車両前方へレーザ
光を車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度の範囲で
不連続に掃引照射（スキャン）して出力し、かつ反射光
を検出すると共に、距離・２方位演算部５ｂにて反射光
を捉えるまでの時間に基づき、前方の物体までの距離ｒ
を検出する装置である。このようにレーザ光を２次元的
に走査するのであるが、その走査パターンを図３（ａ）
を参照して説明する。なお、図３（ａ）において、出射
されたレーザビームのパターン８２は測定エリア８１内
の右端と左端に出射された場合のみを示しており、途中
は省略している。また、出射レーザビームパターン８２
は、図３（ａ）では一例として略円形のものを示してい
るが、この形に限られるものではなく楕円形、長方形等
でもよい。さらに、レーザ光を用いるものの他に、ミリ
波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。ま
た、スキャン方式にこだわる必要はなく、距離以外に２
方位を測定できる方式であればよい。

【００２３】図３（ａ）に示すように、測定エリアの中
心方向をＺ軸としたとき、これに垂直なＸＹ平面内の所
定エリアを順次走査する。本実施形態では、高さ方向で
あるＹ軸を基準方向、車幅方向であるＸ軸を走査方向と
し、スキャンエリアは、Ｘ軸方向には０．１５ｄｅｇ×
１０５点＝１６ｄｅｇであり、Ｙ軸方向には０．７ｄｅ
ｇ×６ライン＝４ｄｅｇである。また、スキャン方向は
Ｘ軸方向については図３（ａ）において左から右へ、Ｙ
軸方向については図３（ａ）において上から下へであ
る。具体的には、まずＹ軸方向に見た最上部に位置する
第１走査ラインについてＸ軸方向にスキャンする。これ
で１走査ライン分の検出がなされるので、次に、Ｙ軸方
向に見た次の位置にある第２走査ラインにおいても同様
にＸ軸方向にスキャンする。このようにして第６走査ラ
インまで同様のスキャンを繰り返す。したがって、左上
から右下に向かって順に走査がされ、１０５点×６ライ
ン＝６３０点分のデータが得られることとなる。なお、
本実施形態においては、第４走査ラインが水平であると
する。

【００２４】そして、距離・２方位演算部５ｂで得られ
るデータは、走査方向を示すスキャン角度θｘ，θｙと
測距された距離ｒとで構成されることとなる。なお、２
つのスキャン角度θｘ，θｙは、それぞれ出射されたレ
ーザビームとＸＺ平面との角度を縦スキャン角θｙ、出
射されたレーザビームをＸＺ平面に投影した線とＺ軸と
の角度を横スキャン角θｘと定義する。

【００２５】またコンピュータ３は、警報音発生器１
３、距離表示器１５、センサ異常表示器１７、ブレーキ
駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制
御器２３に所定の駆動信号を出力している。更にコンピ
ュータ３は、警報音量を設定する警報音量設定器２４、
後述の警報判定処理における感度を設定する警報感度設
定器２５、クルーズコントロールスイッチ２６、図示し
ないステアリングホイールの操作量を検出するステアリ
ングセンサ２７及びヨーレートセンサ２８を備えてい
る。またコンピュータ３は、電源スイッチ２９を備え、
その「オン」により、所定の処理を開始する。

【００２６】コンピュータ３は、このように構成されて
いることにより、障害物が所定の警報領域に所定時間存
在した場合等に警報する警報判定処理を実施している。
障害物としては、自車の前方を走行する前車やまたは停
止している前車あるいは路側にある物体（ガードレール
や支柱物体等）等が該当する。また、コンピュータ３
は、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および
自動変速機制御器２３に駆動信号を出力することによ
り、前車の状況に合わせて車速を制御する、いわゆる車
間制御も同時に実施している。

【００２７】続いてコンピュータ３の内部構成について
制御ブロックとして説明する。距離・２方位測定器５の
距離・２方位演算部５ｂから出力された距離ｒと２方向
のスキャン角度θｘ，θｙとのデータは、物体認識ブロ
ック４３に送られる。この内、距離ｒと横スキャン角θ
ｘについては、レーザレーダ中心を原点（０，０）と
し、車幅方向をＸ軸、車両前方方向をＺ軸とするＸＺ直
交座標に変換される。そして、この直交座標に変換され
た計測データに基づいて、物体の中心位置（Ｘ，Ｚ）、
大きさ（Ｗ，Ｄ）を求めると共に、中心位置（Ｘ，Ｚ）
の時間的変化に基づいて、自車位置を基準とする前車等
の障害物の相対速度（Ｖｘ，Ｖｚ）を求める。一方、物
体の垂直方向位置については、縦スキャン角θｙのデー
タのままで、物体の上下端角度番号（Ｎtop ，Ｎbotto
m）としてデータを持つ（図３（ｂ）参照）。さらに物
体認識ブロック４３では、車速センサ７の検出値に基づ
いて車速演算ブロック４７から出力される車速（自車
速）Ｖと上記求められた相対速度（Ｖｘ，Ｖｚ）とから
物体が停止物体であるか移動物体であるかの認識種別が
求められ、この認識種別と物体の中心位置とに基づいて
自車両の走行に影響する物体が選択され、その距離が距
離表示器１５により表示される。なお、物体の大きさを
示す（Ｗ，Ｄ）は、それぞれ（横幅，奥行き）である。

【００２８】この物体認識ブロック４３にて求めたデー
タが異常な範囲の値がどうかがセンサ異常検出ブロック
４４にて検出され、異常な範囲の値である場合には、セ
ンサ異常表示器１７にその旨の表示がなされる。また、
ステアリングセンサ２７からの信号に基づいて操舵角演
算ブロック４９にて操舵角が求められ、ヨーレートセン
サ２８からの信号に基づいてヨーレート演算ブロック５
１にてヨーレートが演算される。

【００２９】カーブ半径（曲率半径）算出ブロック６３
では、車速演算ブロック４７からの車速と操舵角演算ブ
ロック４９からの操舵角とヨーレート演算ブロック５１
からのヨーレートとに基づいて、カーブ半径（曲率半
径）Ｒを算出する。先行車判定ブロック５３では、この
カーブ半径Ｒおよび物体認識ブロック４３にて求められ
た認識種別、中心位置座標（Ｘ，Ｚ）、物体の大きさ
（Ｗ，Ｄ）、相対速度（Ｖｘ，Ｖｚ）及び上下端角度番
号（Ｎtop ，Ｎbottom）に基づいて先行車を選択し、そ
の先行車に対する距離Ｚおよび相対速度Ｖｚを求める。

【００３０】そして、車間制御部及び警報判定部ブロッ
ク５５が、この先行車との距離Ｚ、相対速度Ｖｚ、自車
速Ｖｎ、先行車加速度、物体中心位置、物体幅、認識種
別、クルーズコントロールスイッチ２６の設定状態およ
びブレーキスイッチ９の踏み込み状態、スロットル開度
センサ１１からの開度および警報感度設定器２５による
感度設定値に基づいて、警報判定ならば警報するか否か
を判定し、クルーズ判定ならば車速制御の内容を決定す
る。その結果を、警報が必要ならば、警報発生信号を警
報音発生器１３に出力する。また、クルーズ判定なら
ば、自動変速機制御器２３、ブレーキ駆動器１９および
スロットル駆動器２１に制御信号を出力して、必要な制
御を実施する。そして、これらの制御実行時には、距離
表示器１５に対して必要な表示信号を出力して、状況を
ドライバーに告知している。

【００３１】次に、以上のように構成される車両制御装
置１において実行される障害物認識にかかる動作につい
て、図２のフローチャートに従って説明する。図２の最
初のステップであるＳ１０００では、距離・角度計測デ
ータの読み込みを行う。この処理は距離・２方位測定器
５にて実行されるのであるが、１スキャン分の距離・２
方向の角度計測データを取り込む。このスキャン周期は
１００ｍｓｅｃとし、１００ｍｓｅｃ毎にデータを取り
込むこととする。

【００３２】続くＳ２０００では、距離・２方向角度計
測データに基づいて物体認識ブロック４３にて物体認識
を行う。この物体認識の内容は上述した通りである。こ
こで認識された物体は、物標あるいは物標モデルと呼ぶ
こととする。Ｓ３０００では、デリニエータ群の認識を
行う。具体的には、Ｓ２０００で認識した物標中で、ま
ず、例えば余計な看板や車両などのデリニエータ以外の
物標を排除するために、次の，の条件を共に満たす
ものをグルーピングする。

【００３３】横幅Ｗが小さい 条件：横幅Ｗ＜１．０ｍ 近接している 条件：中心間距離が｜ΔＸ｜＜１ｍ且つ｜ΔＺ｜＜２０
ｍ 次に、この条件を満たすグループの内で、３つ以上の物
標によって構成されているものを「デリニエータ群」と
して採用する（図３（ｃ）参照）。

【００３４】続くＳ４０００では、Ｓ３０００で得たデ
リニエータ群が路面上に設置された路面上デリニエータ
（いわゆる「キャッツアイ」）であるかどうかを判断す
る。具体的には、デリニエータ群を構成する物標の内、
自車に最も近い距離（つまりＺ最小）の物標に関して、
上端角度番号（Ｎtop ）≧５であるかどうか判断し、Ｎ
top ≧５であれば（つまりＮtop ＝５，６）路面上デリ
ニエータであると判断して、Ｓ５０００へ移行し、Ｎto
p ＜５であれば（つまりＮtop ＝１〜４）そのまま本処
理を終了する。

【００３５】なお、ここで自車に最も近い距離の物標デ
ータを使う意図は次の通りである。つまり、遠方のデー
タは坂路の勾配のために、同じ路面上のデリニエータで
あっても相対的に上方に検出されたり、下方に検出され
たりする可能性が高くなる。それに対して最も近い距離
のデータであれば、相対的な高さのずれが小さいため、
坂路の出入り口であってもデリニエータ群が路面上に設
置されたものであるかどうかを精度よく判定できると考
えられるからである。

【００３６】ここで、上端角度番号Ｎtop 及び下端角度
番号Ｎbottomは、それぞれ１〜６の値を取り、前述のよ
うに第４走査ラインのビームが水平軸に対して平行であ
る。したがって、第１走査ラインのビームは、上向きに
３×０．７ｄｅｇ、第６走査ラインのビームは、下向き
に２×０．７ｄｅｇの向きとなる。したがって、Ｓ４０
００にて判断に用いたＮtop ≧５という条件は、物標の
上端角度が水平軸よりも下であることを意味している。

【００３７】そして、Ｓ５０００では、路面上デリニエ
ータ群として判断された物標グループの中に、実際には
路面上デリニエータでないもの（例えば路面上デリニエ
ータ群近辺を走行している二輪車などの移動体）が混じ
っている可能性があるため、それを識別する。

【００３８】本実施例では、Ｙ軸方向（高さ方向）の角
度分解能が高々６レベルであるので、路面上デリニエー
タ群を構成する物標の上端角度番号Ｎtop に着目して識
別する。角度番号は下方に行くほど数値が大きくなるの
で、番号を用いた場合には増加と減少が入れ替わる。つ
まり、高さが単調増加とは角度番号が単調減少であり、
逆に高さが単調減少とは角度番号が単調増加することと
なる。なお、高さが単調増加には高さが変化しない場合
も含めているので、「角度番号が単調減少」には、角度
番号が変化しない場合も含めることとなる。

【００３９】上端角度番号Ｎtop が以下の（ａ），
（ｂ）の条件を共に満たすときに、その物標を非デリニ
エータ（ここでは二輪車など）と判断する。 （ａ）Ｚ＜４０ｍの場合には、Ｎtop ＝１〜３ Ｚ≧４０ｍの場合には、Ｎtop ＝１〜４ （ｂ）路面上デリニエータ群を構成する物標で、自車か
ら近距離に存在するものから順番に並べたとき、Ｎtop
が単調減少（同一値も該当）から増加に転じたときの変
化直前の物標 なお、上記条件（ａ）において、相対的に近距離（Ｚ＜
４０ｍ）の場合と、相対的に遠距離（Ｚ≧４０ｍ）の場
合とで、条件を変えたのは、図４（ａ），（ｂ）に例示
するように、認識物標の高さが同じであっても、前方で
下り坂になっている場合（図４（ｂ））には、近距離で
の高さよりも遠距離での高さの方が低くなるからであ
る。もちろん、図４（ｃ）に例示するような上り坂の場
合も、当然この前提条件は適用される。

【００４０】一方、この（ａ）の条件だけだと、特に図
４（ｃ）に示す上り坂の場合に、真の路面上デリニエー
タが非デリニエータと判断されてしまう場合も想定され
る。つまり、この図６（ｃ）で示されている最も遠いデ
リニエータは角度番号が４となっているため、条件
（ａ）だけではこれが非デリニエータと判断されてしま
う。そこで、上記（ｂ）の条件でさらに絞り込む。

【００４１】この（ｂ）の条件を適用することで、図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各局面において二輪車を
識別できることとなる。図４（ａ）は、自車前方の平坦
路に設置されている路面上デリニエータ近辺に二輪車が
存在する局面である。この局面では、二輪車のＮtop は
４であるが、その二輪車よりも前方に存在する路面上デ
リニエータのＮtop は５である。そのため、これらの識
別をしなくてはならない。ここで、上記（ｂ）の条件の
ように、路面上デリニエータ群を構成する物標のＮtop
を自車から近距離に存在するものから順番に並べると、
６→５→４→５である。これを検討すると、６→５→４
までは単調減少であるが、その後４から５に増加してい
る。したがって、この場合の変化直前の物標（つまり角
度番号４の物体）が非デリニエータ（ここでは二輪車）
であることを判断できる。距離が遠くなるにつれて高さ
が単調増加している際に減少方向へ変化すること（ここ
では角度番号が単調減少している際に増加方向へ変化す
ること）は、真の路面上デリニエータ群であれば考えら
れない。つまり、減少方向へ変化したということは、そ
の変化直前のデリニエータ（と考えていた物体）は、実
際には非デリニエータであるため高さが大きく増加して
しまい、次の（真の）デリニエータで減少に転じてしま
ったのである。

【００４２】図４（ｂ）は、自車前方の下り坂の途中に
おいて、路面上デリニエータ近辺に二輪車が存在する局
面である。この局面では、二輪車のＮtop は４である
が、その二輪車よりも前方に存在する路面上デリニエー
タのＮtop は５である。そのため、これらの識別をしな
くてはならない。この場合は、上述した図４（ａ）に示
す平坦路の場合と同様に考えることができ、路面上デリ
ニエータ群を構成する物標のＮtop を自車から近距離に
存在するものから順番に並べた場合の６→５→４まで単
調減少した後５に増加しているため、変化直前の物標が
非デリニエータであることを判断できる。

【００４３】図４（ｃ）は、自車前方の上り坂の途中に
おいて、路面上デリニエータ近辺に二輪車が存在する局
面である。この状況では、二輪車のＮtop は３である
が、その二輪車よりも前方に存在する路面上デリニエー
タのＮtop は４である。したがって、これらの識別をし
なくてはならない。上記（ｂ）の条件のように、路面上
デリニエータ群を構成する物標のＮtop を自車から近距
離に存在するものから順番に並べると、６→４→３→４
である。これを検討すると、６→４→３までは単調減少
であるが、その後３から４に増加している。そして、そ
の変化直前の物標のＮtop は３であるため、上記（ｂ）
の条件を満たす。したがって、この場合の変化直前の物
標が非デリニエータであることを判断できる。

【００４４】なお、本実施形態においては、距離・２方
位測定器５がレーダ手段に相当し、コンピュータ３の極
・直交座標変換ブロック４１及び物体認識ブロック４３
及び先行車判定ブロック４５が認識手段に相当する。但
し、その内の極・直交座標変換ブロック４１及び物体認
識ブロック４３が物体認識手段に相当し、先行車判定ブ
ロック４５がデリニエータ群判断手段、路面上デリニエ
ータ群判断手段、非デリニエータ判断手段に相当する。

【００４５】以上説明したように、本実施形態の車両制
御装置１では、その障害物認識処理において、障害物を
その高さ方向にも認識できる点を利用して路面上に存在
するデリニエータ群を判断することで、二輪車以外の車
両などとは区別した認識ができる（図２のＳ３０００，
Ｓ４０００）。そして、そのように判断したデリニエー
タ群中から非デリニエータを認識できるため（Ｓ５００
０）、路面上デリニエータ群とその近辺を走行する二輪
車とを的確に区別して認識可能である。この識別に際し
ては、従来のように同一物標の時間的変化に基づいてお
らず、路面上デリニエータ群を構成する物標の高さ状況
の変化などに基づいて認識しているため、瞬時値に基づ
いてこれらの判断が早期に実現できる。

【００４６】そして、このように路面上デリニエータ群
から非デリニエータを識別することで、例えば二輪車で
ある可能性の非デリニエータを、先行車の対象とするこ
ともできるため、より適切な先行車選択や車間制御・警
報の実現にも有効である。なお、本発明はこのような実
施形態に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を
逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。

【００４７】（１）例えば、上記実施形態では各種判定
のための数値を挙げたが、これはあくまで一例であり、
適宜状況を加味した数値に変更することは可能である。
例えば、上端角度番号Ｎtop 及び下端角度番号Ｎbottom
は、それぞれ１〜６の値を取ると説明したが、これは、
高さ方向には６本の走査ラインが存在するためである。
したがって、この走査ライン数が変化すれば、当然Ｎto
p などを用いた条件における数値は変更される。

【００４８】（２）上記実施形態では「レーダ手段」と
してレーザ光を用いた距離・角度測定器５を採用した
が、ミリ波等を用いてもよいことは既に述べた。そし
て、例えばミリ波でＦＭＣＷレーダ又はドップラーレー
ダなどを用いた場合には、反射波（受信波）から先行車
までの距離情報と先行車の相対速度情報が一度に得られ
るため、レーザ光を用いた場合のように、距離情報に基
づいて相対速度を算出するという過程は不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用された車両制御装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】 車両制御装置にて実行される障害物認識処理
の概要を示す説明図である。

【図３】 （ａ）は距離・２方位測定器の走査パターン
を示す概略斜視図であり、（ｂ）は上下端角度番号の説
明図であり、（ｃ）は物標をデリニエータ群としてグル
ーピングする際の説明図である。

【図４】 平坦路・下り坂・上り坂において、路面上デ
リニエータ近辺に存在する二輪車を識別する手法の説明
図である。

【図５】 平坦路・下り坂・上り坂において、路面上デ
リニエータの高さの変化を示す説明図である。

【図６】 平坦路・下り坂・上り坂において、路面上デ
リニエータ近辺に存在する二輪車も含めた高さの変化を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…車両制御装置 ３…コンピュー
タ ５…距離・２方位測定器 ５ａ…送受信部 ５ｂ…距離・角度演算部 ７…車速セン
サ ９…ブレーキスイッチ １１…スロットル
開度センサ １９…ブレーキ駆動器 ２１…スロット
ル駆動器 ２３…自動変速機制御器 ２７…ステアリ
ングセンサ ２８…ヨーレートセンサ ２９…電源スイ
ッチ ４３…物体認識ブロック ４７…車速演算
ブロック ４９…操舵角演算ブロック ５１…ヨーレー
ト演算ブロック ５３…先行車判定ブロック ５５…車間制御部及び警報判定部ブロック ６３…カーブ半径算出ブロック ８１…測定エリ
ア ８２…出射レーザビームパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６Ｂ ６２６Ｆ ６２８ ６２８Ｆ Ｇ０１Ｓ 17/93 Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｚ // Ｇ０１Ｓ 13/93 15/93 15/93 17/88 Ａ (56)参考文献 特開 平11−38142（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−144198（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−239436（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−203458（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−265547（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/16 B60R 21/00 624 B60R 21/00 626 B06R 21/00 628 G01S 17/93 G01S 13/93 G01S 15/93

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射物体までの距離と車幅方向及び高さ方
   向の２方向の角度に基づき、車両前方の障害物を認識す
   る車両用障害物認識方法であって、 前記距離及び２方向の角度に基づき、少なくとも障害物
   の高さ方向の位置を検出し、 デリニエータが取り得る物理的性質を加味した所定の接
   続条件を満たす複数の障害物をデリニエータ群として判
   断し、 前記デリニエータ群と判断されたものの最も近い距離に
   あるデリニエータの高さが所定値以下の場合には、当該
   デリニエータ群を路面上に存在するデリニエータ群とし
   て判断し、 前記路面上に存在するデリニエータ群と判断された場合
   には、その路面上デリニエータ群を構成する各デリニエ
   ータの高さ状況に基づいて、真の路面上デリニエータ群
   であれば取り得ない高さ状況が生じている場合には、該
   当するリフレクタを非デリニエータであると判断するこ
   とを特徴とする車両用障害物認識方法。
2. 【請求項２】車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度
   範囲内に渡り送信波を照射し、その反射波に基づいて反
   射物体までの距離と前記車幅方向及び高さ方向の２方向
   の角度とを検出するレーダ手段と、 該レーダ手段による検出結果である距離及び前記２方向
   の角度に基づき、車両前方の障害物を認識する認識手段
   とを備えた車両用障害物認識装置であって、 前記認識手段は、 前記レーザ手段による検出結果である距離及び２方向の
   角度に基づき、少なくとも前記障害物の３次元位置を検
   出する障害物認識手段と、 デリニエータが取り得る物理的性質を加味した所定の接
   続条件を満たす複数の前記障害物をデリニエータ群とし
   て判断するデリニエータ群判断手段と、 該デリニエータ群判断手段によってデリニエータ群と判
   断されたものの内で最も近い距離にあるデリニエータの
   高さが所定値以下の場合には、当該デリニエータ群を路
   面上に存在するデリニエータ群として判断する路面上デ
   リニエータ群判断手段と、 該路面上デリニエータ群判断手段によって路面上に存在
   するデリニエータ群と判断された場合には、その路面上
   デリニエータ群を構成する各デリニエータの高さ状況に
   基づいて、真の路面上デリニエータ群であれば取り得な
   い高さ状況が生じている場合には、該当するリフレクタ
   を非デリニエータであると判断する非デリニエータ判断
   手段とを備えることを特徴とする車両用障害物認識装
   置。
3. 【請求項３】請求項２記載の車両用障害物認識装置にお
   いて、 前記デリニエータ群判断手段が前記判断に際して用いる
   所定の接続条件は、前記障害物の間隔が所定の近接状態
   であるとみなせることを特徴とする車両用障害物認識装
   置。
4. 【請求項４】請求項２〜３のいずれか記載の車両用障害
   物認識装置において、 前記真の路面上デリニエータ群であれば取り得ない高さ
   状況は、高さの変化状況であることを特徴とする車両用
   障害物認識装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の車両用障害物認識装置にお
   いて、 前記高さの変化状況とは、距離が遠くなるにつれて、高
   さが単調増加している際に減少方向へ変化あるいは逆に
   単調減少している際に増加方向へ変化したことであり、 前記非デリニエータ判断手段は、前記高さが単調増加か
   ら減少方向へ変化する部分あるいは逆に単調減少から増
   加方向へ変化する部分に基づいて、非デリニエータと判
   断することを特徴とする車両用障害物認識装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の車両用障害物認識装置にお
   いて、 前記非デリニエータ判断手段は、前記距離が遠くなるに
   つれて高さが単調増加している際に減少方向へ変化した
   場合の変化直前のデリニエータを、非デリニエータと判
   断することを特徴とする車両用障害物認識装置。
7. 【請求項７】請求項５記載の車両用障害物認識装置にお
   いて、 前記非デリニエータ判断手段は、前記距離が遠くなるに
   つれて高さが単調減少している際に増加方向へ変化した
   場合の変化直後のデリニエータを、非デリニエータと判
   断することを特徴とする車両用障害物認識装置。
8. 【請求項８】請求項６又は７記載の車両用障害物認識装
   置において、 前記真の路面上デリニエータ群であれば取り得ない高さ
   状況として、高さそのものも加味し、 前記非デリニエータ判断手段は、前記距離が遠くなるに
   つれて高さが単調増加している際に減少方向へ変化した
   場合の変化直前のデリニエータあるいは逆に高さが単調
   減少している際に増加方向へ変化した場合の変化直後の
   デリニエータの高さが、所定の高さ以上であった場合に
   限り、当該障害物を非デリニエータと判断することを特
   徴とする車両用障害物認識装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の車両用障害物認識装置にお
   いて、 前記障害物を非デリニエータと判断する際の所定の高さ
   は、距離に応じて設定されていることを特徴とする車両
   用障害物認識装置。
10. 【請求項１０】請求項２〜９のいずれか記載の車両用障
    害物認識装置において、 前記物体認識手段は、前記障害物の形状も認識可能であ
    り、 前記デリニエータ群判断手段は、形状の観点から前記デ
    リニエータであると判断できる障害物のみを対象とし
    て、前記判断を行うことを特徴とする車両用障害物認識
    装置。
11. 【請求項１１】請求項２〜１０のいずれか記載の車両用
    障害物認識装置において、 前記物体認識手段は、前記障害物の相対速度も求め、さ
    らに、その相対速度及び自車速に基づいて移動物体か停
    止物体という認識種別も判定し、 前記デリニエータ群判断手段は、前記停止物体であるこ
    とを、前記デリニエータ群を構成する障害物として判断
    する前提条件とすることを特徴とする車両用障害物認識
    装置。
12. 【請求項１２】請求項２〜１１のいずれか記載の車両用
    障害物認識装置において、 高さ方向の角度を用いて、前記高さに関する各処理を実
    行することを特徴とする車両用障害物認識装置。
13. 【請求項１３】請求項２〜１２のいずれか記載の車両用
    障害物認識装置の障害物認識手段、デリニエータ群判断
    手段、路面上デリニエータ群判断手段、非デリニエータ
    判断手段としてコンピュータシステムを機能させるため
    のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
    録媒体。