JP3462939B2 - 自動車の追突予防装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の追突予防装
置に関し、特に一つのレーザレーダによって、障害物が
同一走行車線上のものかを判別できる自動車の追突予防
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用レーザレーダは、発光
部、受光部よりなる送受信部を備えて車両の前部に設け
られるものである。そして、発光側のレーザダイオード
ＬＤよりレーザパルス光（以下レーザ光という）を所定
周期毎（例えば０、１ｍｓｅｃ毎）に発射させて、発射
方向にある障害物、車両等の物標との車間距離を求める
ものである。

【０００３】この、車間距離Ｄは、レーザ光の発射に伴
うリファレンス信号（以下復元信号という）と受光信号
との時間差τを求めた後に、 距離Ｄ＝３０００００（Ｋｍ／ｓ）×τ（ｓ）／２ ＝τ（ｎｓ）／６、６６７（ｎｓ） 但し、τ（ｓ）＝レーザ光の到達時間ｔｉ−レーザ光の
発射時間ｔｈとして、求める。

【０００４】そして、求めた距離を表示器に表示させた
り、距離が非常に近接したときは、警報等を発生するも
のである。

【０００５】しかし、レーザ光というのは、直進するの
で、受光信号が自車走行線上の先行車からのものか、対
向車線上の車のものかガードレール等によるものかが分
らない。そこで、従来においては、３ビーム方式にした
り、スキャニング方式にしたり、若しくはハンドル角セ
ンサを用いて、カーブ等での自車走行線上での障害物か
らの受光を抽出するようにしていた。

【０００６】また、特公平３−６４７２号公報において
は、自車両の走行方向に電磁波をスキャニングし、自車
両の走行方向中心軸から道路両側にある反射体へのそれ
ぞれのスキャニング角度の比較に基づいて、自車両の走
行車線を確認しておき、自車両の前方に存在する前方車
両について、当該前方車両と同一距離にあって道路両側
に存在する反射体から前方車両までの電磁波の自車両に
対するそれぞれのスキャニング角度に基づいて走行車線
を判別し、走行車線の一致を見て当該前方車両までの車
間距離を求めていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３ビー
ム方式は３つのレーザレーダを必要とし、またスキャニ
ング方式はスキャニング機構を必要とし、さらにハンド
ル角センサは、ハンドルの操作角度を検出しなければな
らないので、装置の構成が複雑になるという問題点があ
った。

【０００８】また、特公平３−６４７２号公報の追突予
防装置は、電磁波をスキャニングしながら障害物が同一
走行車線上のものかを判定して距離を測定するものであ
るので、装置が複雑になるという問題点があった。

【０００９】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、前方の障害物を一つのレーザレーダで自
車走行線上の障害物のものかどうかを判別できる自動車
の追突予防装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１は、レーザレー
ダからの受光信号の受光時間と発射時間とに基づいて求
められた自車両の車間距離と自車両の速度とに基づい
て、危険度を判定する危険度算出部を有する自動車の追
突予防装置において、前記車間距離と前回の車間距離と
に基づいて、自車両に対する前記前方車両の所定時間当
たりの移動距離差を求める先車両移動距離算出部と、前
記自車両の速度と前回の自車両の速度とに基づいて、自
車両の所定時間当たりの移動距離を求める自車両移動距
離算出部と、前記移動距離差及び自車両の移動距離に基
づいて、前記前方車両と自車両の相対位置関係を判別す
る距離データ判別部と、前記判別結果を読み、該判別結
果が前記自車両の速度が一定速度以上の場合は、前記自
車両に対して近づく傾向のときに、前記危険度を判定さ
せ、また前記自車両の速度が前記一定速度以下の場合
は、前記前方車両に対して自車両が近づく傾向のとき又
は前記前方車両が静止しているときに、前記危険度を判
定させる障害物判別部とを備えたことを要旨とする。

【００１１】第２の発明は、障害物判別部が前方車両の
移動距離差の割合が自車両の移動距離の割合に対して、
小さくなる傾向のときは、自車両が前方車両に対して近
付くと判定する。

【００１２】

【００１３】また、本発明は、前記危険度算出部は、前
記同一走行車線上の前方車両が静止又は前記前方車両に
対して自車両が近付く傾向と判別されたとき、前記車間
距離と前記速度とに基づいて危険度を算出し、該危険度
が所定レベル以上のとき警報を発生させることを要旨と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
概略構成図である。自動車の追突防止装置は、レーザレ
ーダ１の受光信号と発射信号との時間差に基づいて、車
間距離を求めてメモリ５に記憶する車間距離算出部３
と、受光信号の入力に伴って現在の車間距離とΔｔ前
（例えば１０ｍｓｅｃ前）の車間距離とに基づいて、Δ
ｔ間の自車両に対する先車両の移動距離差を求めてメモ
リ９に記憶し、所定数、メモリ９に収集されたとき、フ
ラグＦ１を距離データ判別部に設定する先車両移動距離
算出７と、車速センサ１１からの速度に比例したパルス
数に基づいて速度を算出する速度算出部１３と、受光信
号の入力に伴って、速度算出部１３の現在の速度とΔｔ
前の速度とに基づいて、Δｔ間の自車両の移動距離を求
め、メモリ１７に記憶し、所定数、メモリ１７に収集さ
れたとき距離データ判別部にフラグＦ２を設定する自車
両移動距離算出部１５とを備えている。さらに、距離デ
ータ判別部１９と障害物判別部２１と危険度算出部２３
と警報部２５とより構成されている。

【００１５】距離データ判別部１９は、受光信号の入力
に伴って、フラグＦ１及びフラグＦ２が設定されている
ときは、メモリ９の複数のΔｔ間の自車両に対する先車
両の移動距離差（以下単に先車両の移動距離差という）
とメモリ１７の複数のΔｔ間の自車両の移動距離を内部
に取込み、先車両の移動距離差がランダムに変動してい
るときは、先車両の移動距離がランダムであることを知
らせる。

【００１６】また、ランダムに変動していないときは、
先車両の移動距離差と自車両の移動距離との割合を判別
した式を障害物判別部２１に出力する。つまり、両車両
の相対位置関係を判別した式を出力する。

【００１７】障害物判別部２１は距離データ判別部１９
の判別結果を読み、判別結果がランダム変動を示してい
るときは、雑音による先車両の移動距離差とし判定し、
またランダム変動していない場合で、先車両の移動距離
差の割合が自車両の移動距離の割合より大きいときは、
同一走行車線上の先車両が自車両から離れていくと判定
する。

【００１８】また、先車両の移動距離差の割合が自車両
の移動距離差より小さいときは、同一車線上の先車両に
対して近付いていくと判定し、危険度算出部２３に危険
度を判定させる命令を出力する。さらに。先車両の移動
距離差の割合が小さくなる傾向で、自車両の移動距離の
割合が同じ程度に小さくなるときは同一走行車線上の先
車両が静止と判定し、危険度算出部２３に危険度を判定
させる命令を出力する。さらに、先車両の移動距離差の
割合が小さくなる傾向で、自車両の移動距離が大きくな
る傾向のときは、先車両は対向車線上の車両と判定す
る。

【００１９】危険度算出部２３は、障害物判別部２１か
ら危険度を判定する命令があるときは、現在の車間距離
及び自車両の速度の関係から危険度を判定し、この危険
度の度合いに基づいて、安全か危険かを判定し、危険な
場合は警報部２５から警報を発生させる。

【００２０】上記のように構成された自動車の追突予防
装置について以下に、動作を説明する。

【００２１】図２、図３及び図４は発明の実施の形態の
動作を説明するフローチャートである。本例では例え
ば、対面通行の２車線の高速道路を自車両と先車両とが
走行しているとし、レーザレーダ１はレーザ光を前方の
先車両に発射し、その反射光を受光しているとする。ま
た、速度算出部１３は、車速センサ１１からの自車両の
速度に応じたパルス数に基づいて速度ｖｉを求めている
とする。

【００２２】このような状態において、例えば危険度判
定の指示が追突予防装置に入力すると、車間距離算出部
３は、レーザレーダ１から受光信号が出力されたかどう
かを判断し（Ｓ２０１）、受光信号の入力があったとき
は、レーザ光の発射時間と受光信号との時間差に基づい
て、自車両から先車両までの車間距離ｄｉ（ｔｉ）を求
め、メモリ５に記憶する（Ｓ２０３）。

【００２３】次に、先車両移動距離算出部７は、Δｔ前
の距離ｄｉ（ｔｉ−Δｔ）と今回の距離ｄｉ（ｔｉ）と
の距離差を、Δｔ間の自車両に対する先車両の移動距離
差Ｄ（Δｔｉ）として求め（Ｓ２０５）、メモリ９に記
憶して（Ｓ２０７）、処理をステップＳ２０１に戻す。

【００２４】この先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）は、 Ｄ（Δｔｉ）＝ｄｉ（ｔｉ）−ｄｉ（ｔｉ−Δｔ） として求めるものである。

【００２５】次に、先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）が
メモリ９に記憶されると、１００ｍｓｅｃ経過かどうか
を判定し（Ｓ２０９）、１００ｍｓｅｃ経過していない
ときは処理をステップＳ２０１に戻して、車間距離ｄｉ
（ｔｉ）及び先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）を求め
る。

【００２６】また、ステップＳ２０９で１００ｍｓｅｃ
経過と判定したときは、先車両移動距離算出部７は、距
離データ判別部１９に先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）
を収集したことを示すフラグＦ１を設定する（Ｓ２１
１）。

【００２７】また、このとき、自車両移動距離算出部１
５は、先車両移動距離算出部３と同様に、受光信号がレ
ーザレーダ１から受光信号が出力されたかどうかを判断
し（Ｓ２２１）、受光信号があったときは、速度算出部
１３によって求められている現在の速度ｖｉ（ｔｉ）と
Δｔ前の速度ｖｉ（ｔｉ−Δｔ）との速度差に基づい
て、Δｔ当たりの自車両の移動距離ＶＤ（Δｔｉ）を求
め（Ｓ２２３）、メモリ１７に記憶する（Ｓ２２５）。
次に、メモリ１７に自車両の移動距離ＶＤ（Δｔｉ）が
記憶されると、１００ｍｓｅｃ経過したかどうを判定し
（Ｓ２２７）、１００ｍｓｅｃ経過していないときは、
処理をステップＳ２２１に戻して、移自車両の移動距離
ＶＤ（Δｔｉ）を求める。

【００２８】また、ステップＳ２２７で１００ｍｓｅｃ
経過と判定したときは、自車両移動距離算出部１５は、
距離データ判別部１９に自車両の移動距離ＶＤ（Δｔ
ｉ）を収集したことを示すフラグＦ２を設定する（Ｓ２
２９）。

【００２９】つまり、メモリ９とメモリ１７とには、Δ
ｔ間の先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）とΔｔ間の自車
両の移動距離ＶＤ（Δｔｉ）とが時系列的（以下総称し
て距離データ列という）に記憶される。

【００３０】次に、図３に従って、距離データ判別部１
９、障害物判別部２１及び危険度判別部２３の動作を説
明する。

【００３１】距離データ判別部１９は、レーザレーダ１
から受光信号が出力されたかどうかを判断し（Ｓ３０
０）、受光信号があったときは、フラグＦ１及びフラグ
Ｆ２が設定されているかどうかを判断する（Ｓ３０
１）。

【００３２】そして、両フラグが設定されているとき
は、メモリ９及びメモリ１７の、先車両の移動距離差Ｄ
（Δｔｉ）及び自車両の移動距離ＶＤ（Δｔｉ）のデー
タ列を内部に取込み（Ｓ３０３）、これらの距離データ
列の状態を判別する（Ｓ３０５）。

【００３３】この判別は、 （１） 先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）がランダム 又は、 （２） 先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）が、Ｄ（Δｔ
ｉ）＞０ 又は、 （３） −（１−ａ）ＶＤ（Δｔｉ）＜Ｄ（Δｔｉ）＜
０ 但し、ａ：０≦ａ＜１ 又は、 （４） −（１＋ａ）ＶＤ（Δｔｉ）≦Ｄ（Δｔｉ）≦
−（１−ａ）Ｄ（Δｔｉ） 又は、 （５） Ｄ（Δｔｉ）＜−（１＋ａ）ＶＤ（Δｔｉ） の状態かどうかを判別する。

【００３４】上記（２）の判別状態は、例えば、同一走
行車線上を互いに走行しているとし、現在の先車両と自
車両の車間距離ｄｉ（ｔｉ）が５０ｍでΔｔ前の車間距
離ｄｉ（ｔｉ−Δｔ）が４５ｍのときを例にすると、 Ｄ（Δｔｉ）＝ｄｉ（ｔｉ）−ｄｉ（ｔｉ−Δｔ）＝５
０ｍ−４８ｍ＝２ｍ 等に相当する。すなわち、２＞０と判別し、同一走行車
線上の先車両の速度が自車両の速度より速く、先車両が
自車両から離れて行くことを示している。

【００３５】上記（３）の判別状態は、例えば、同一走
行車線上を互いに走行しているとし、現在の先車両と自
車両の車間距離ｄｉ（ｔｉ）が４８ｍでΔｔ前の車間距
離ｄｉ（ｔｉ−Δｔ）が５０ｍのときを例にすると、 Ｄ（Δｔｉ）＝ｄｉ（ｔｉ）−ｄｉ（ｔｉ−Δｔ）＝５
０ｍ−４８ｍ＝−２ｍ である。そして、例えばａ＝０、２とし、このときの現
在の自車両の速度ｖｉ（ｔｉ）とΔｔ前の自車両の速度
ｖｉ（ｔｉ−Δｔ）とに基づいて求められてメモリ１７
に記憶されている、Δｔ間の自車両の移動距離ＶＤ（Δ
ｔｉ）が３ｍであった場合等に相当する。すなわち、−
２、４＜−２＜０と判別し、同一走行車線上の先車両の
速度より、自車両の速度が速く、先車両に近接して行く
ことを示している。

【００３６】上記（４）の判別状態は、先車両が静止し
た場合に相当し、先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）と自
車両の移動移動距離ＶＤ（Δｔｉ）との割合がほぼ等し
い場合である。

【００３７】上記（５）の判別状態は、先車両が対向車
線上を走行している場合に相当し、先車両の移動距離差
Ｄ（Δｔｉ）が自車両の移動距離ＶＤ（Δｔｉ）に対し
て小さな値を示していく傾向で、自車両の移動距離ＶＤ
（Δｔｉ）が先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）に対して
大きくなる傾向を示す場合である。

【００３８】このような判別結果を障害物判別部２１は
読み、上記（１）と判別されているかどうかを判断し
（Ｓ３０７）、上記（１）と判別さているときは、メモ
リ９の先車両の移動距離差Ｄ（Δｔｉ）は、雑音等によ
るものとして、危険度判定の処理を行わないで処理を終
了する。

【００３９】また、ステップＳ３０７で上記（１）と判
別していないときは、上記（２）と判別されているかど
うかを判断する（Ｓ３０９）。

【００４０】上記（２）と判別されている場合というの
は、同一走行車線上の先車両が自車両から離れていく場
合であるから、危険度判定の処理を行わないで処理を終
了する。

【００４１】また、ステップＳ３０９で上記（２）と判
別されているときは、上記（５）と判別されたかどうか
を判断し（Ｓ３１１）、上記（５）と判別されていると
きは、対向車線上の車両として、危険度判定の処理を行
わないで処理を終了する。

【００４２】また、ステップＳ３１１で上記（５）では
ないと判別されているときは、Δｔ前の自車両の速度ｖ
ｉ（ｔｉ−Δｔ）が７０Ｋｍ／Ｈ以上かどうかを判定す
る（Ｓ３１３）。自車両の速度ｖｉ（ｔｉ−Δｔ）が７
０Ｋｍ／Ｈ以下のときは、上記（３）又は（４）と判別
しているかどうかを判断し（Ｓ３１５）、いずれでもな
いときは、処理をステップＳ３０１に移す。

【００４３】さらに、上記（３）又は（４）と判別して
いるとき、すなわち、同一車線上の先に障害部があると
きは危険度判別を行わせる（Ｓ３１７）。

【００４４】さらに、ステップＳ３１３で自車両の速度
ｖｉ（ｔｉ−Δｔ）が７０Ｋｍ／Ｈ以上と判定したとき
は、上記（３）と判別されているかどうかを判断し（Ｓ
３１９）、上記（３）と判別していないときは、処理を
ステップＳ３０１に戻す。また、ステップＳ３１９で上
記（３）と判別しているときは、先車両に自車両が近付
いていくとして、ステップＳ３１７に処理を戻して危険
度の判定を行わせる。次に、危険度算出部２３の動作を
図４に従って説明する。危険度算出部２３は、障害物車
両判別部２１から危険度判別命令が有るかどうかを判定
し（Ｓ４０１）、危険度判別命令があったときは、メモ
リ５から現在の車間距離ｄｉ（ｔｉ）を読み（Ｓ４０
３）、現在の車間距離ｄｉ（ｔｉ）が所定距離以下（例
えば５０ｍ）かどうかを判定する（Ｓ４０５）。

【００４５】次に、現在の車間距離ｄｉ（ｔｉ）が所定
距離以下ではないときは、現在の速度ｖｉ（ｔｉ）を速
度算出部１３から読み（Ｓ４０７）、現在の車間距離ｄ
ｉ（ｔｉ）は、速度ｖｉ（ｔｉ）で規定されている安全
距離かどうかを判定し（Ｓ４０９）、安全距離のときは
処理をステップＳ４０１に戻す。

【００４６】また、安全距離ではないときは、危険度算
出部２３は、警報部２５から警報を発生させる（Ｓ４１
１）。

【００４７】また、ステップＳ４０５で所定距離以下と
判定したときは、処理をステップＳ４１１に移して警報
を発生させる。

【００４８】なお、危険度の判定は、時速７０Ｋｍ／Ｈ
以上で走行しなければならない高速道路では停止車両が
ないので、上記（３）の場合のみを特に考慮して判定を
行い、一般道路では、停止車両が多く道路上に存在する
ので、特に上記（３）及び（４）の場合を考慮して判定
を行ってもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、自車
両に対する前方車両の所定時間当たりの移動距離差と、
自車両の速度と前回の自車両の速度とに基づいた自車両
の所定時間当たりの移動距離を求め、これらの移動距離
差及び自車両の移動距離に基づいた相対位置関係の判別
結果を読み、判別結果が自車両の速度が一定速度以上の
場合で、前方車両に対して自車両が近付く傾向のとき
は、危険度を判定させ、また自車両の速度が前記一定速
度以下の場合で、前方車両に対して前記自車両が近付く
傾向のとき又は前記前方車両が静止しているとき、危険
度を判定させるので、一つのレーザレーダによって、同
一車線上の前方の障害物のみに対して危険度を判定で
き、装置構成が複雑にならないと共に、装置が安価にな
り、かつ高速道路又は一般道路を走行するときに、使い
分けができるという効果が得られている。

【００５０】第２の発明によれば、前方車両の移動距離
差の割合が自車両の移動距離の割合に対して、小さくな
る傾向のときは、自車両が前方車両に対して近付くと判
定するので、正確に前方車両に対して自車両が近付くこ
とを判別できるという効果が得られている。

【００５１】

【００５２】また、同一走行車線上の前方車両が静止又
は前方車両に対して自車両が近付く傾向のときは、車間
距離と速度とに基づいて危険度を判定し、危険度が所定
レベル以上のときは警報を発生させることにより、前方
車両との距離が所定車間距離以下になったことを知らせ
ることをができるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】実施の形態の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図３】実施の形態の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図４】実施の形態の動作を説明するフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ レーザレーダ ３ 車間距離算出部 ７ 先車両移動距離差算出部 １１ 車速センサ １３ 速度算出部 １５ 自車両移動距離算出部 １９ 距離データ判別部 ２１ 障害物判別部 ２３ 危険度算出部 ２５ 警報部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザレーダからの受光信号の受光時間
   と発射時間とに基づいて求められた自車両の車間距離と
   自車両の速度とに基づいて、危険度を判定する危険度算
   出部を有する自動車の追突予防装置において、 前記車間距離と前回の車間距離とに基づいて、自車両に
   対する前記前方車両の所定時間当たりの移動距離差を求
   める先車両移動距離算出部と、 前記自車両の速度と前回の自車両の速度とに基づいて、
   自車両の所定時間当たりの移動距離を求める自車両移動
   距離算出部と、 前記移動距離差及び自車両の移動距離に基づいて、前記
   前方車両と自車両の相対位置関係を判別する距離データ
   判別部と、 前記判別結果を読み、該判別結果が前記自車両の速度が
   一定速度以上の場合は、前記自車両に対して近づく傾向
   のときに、前記危険度を判定させ、また前記自車両の速
   度が前記一定速度以下の場合は、前記前方車両に対して
   自車両が近づく傾向のとき又は前記前記前方車両が静止
   しているときに、前記危険度を判定させる障害物判別部
   と を有することを特徴とする自動車の追突予防装置。
2. 【請求項２】 前記障害物判別部は、前記前方車両の移
   動距離差の割合が前記自車両の移動距離の割合に対し
   て、小さくなる傾向のときは、前記自車両が前記前方車
   両に対して近づくと判定することを特徴とする請求項１
   記載の自動車の追突予防装置。
3. 【請求項３】 前記危険度算出部は、前記同一走行車線
   上の前方車両が静止又は前記前方車両に対して自車両が
   近づく傾向と判別されたとき、前記車間距離と前記速度
   とに基づいて危険度を算出し、該危険度が所定レベル以
   上のとき警報を発生させることを特徴とする請求項１又
   は２記載の自動車の追突予防装置。