JP3580288B2

JP3580288B2 - 車間距離計測装置

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Publication number: JP3580288B2
Application number: JP2002004838A
Authority: JP
Inventors: 和貴溝口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP2003207570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車両を検知して、検知した先行車両までの車間距離を計測する車間距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載され、車両前方の先行車を検出するレーダ装置として、特開平７−１２８４３７号公報に開示されているものがある。この従来のレーダ装置は、先行車両を検出している場合には、走行中の道路の曲率と先行車両までの距離とに基づいてレーダ装置のビーム照射方向の偏向角を決定し、先行車両を検出していない場合には、道路の曲率と所定距離とに基づいて偏向角を決定し、これらの偏向角に基づいて、レーダ装置からビームを照射している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーダ装置では、先行車両の中心位置がレーダ装置から照射されるビームの中心線上にくるようにしていたので、先行車両を認識している状態で、先行車両と自車両との間に割り込んでくる車両が存在する場合には、右側車線から割り込まれる場合と、左側車線から割り込まれる場合とで、割込車両を検出するタイミングが異なっている。
【０００４】
本発明の目的は、先行車両が照射範囲から外れない範囲で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更する車間距離計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１，図６を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、所定の照射範囲を有し、自車両と自車線上を走行する先行車両（以下、単に「先行車両」と呼ぶ）との車間距離を検出するレーダ装置１３０と、自車両が走行する道路の曲率半径を算出する曲率半径算出装置１００と、自車両と先行車両との間で、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を想定する想定装置１００と、レーダ装置１３０の照射方向を制御する制御装置１００，１３３とを備え、制御装置１００，１３３は、レーダ装置１３０により検出された先行車両までの距離と、曲率半径算出装置１００により算出された曲率と、想定装置１００により想定された距離とに基づいて、先行車両を認識している時は、先行車両が照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが、等しくなるように照射方向を変更することにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１の車間距離計測装置において、制御装置１００，１３３は、レーダ装置１３０により検出された先行車両までの距離と、曲率半径算出装置１００により算出された曲率と、想定装置１００により想定された距離と、レーダ装置１３０の照射位置と自車両の中心位置とのオフセット量とに基づいて、先行車両を認識している時は、先行車両が照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２の車間距離計測装置において、想定装置１００は、先行車両までの距離の半分の距離を、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離に想定することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１または２の車間距離計測装置において、隣接車線を走行している車両が自車両と先行車両との間に割り込んできた場合に、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との関係を示す距離データを記憶する記憶装置１６０と、記憶装置１６０に記憶された距離データに基づいて、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との相関式を算出する相関式算出装置１００とをさらに備え、想定装置１００は、相関式算出装置１００により算出された相関式と、レーダ装置１３０により検出された先行車両までの距離とに基づいて、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項４の車間距離計測装置において、相関式算出装置１００は、記憶装置１６０に記憶されている距離データの数が所定の数以上の時に、相関式を算出することを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項４または５の車間距離計測装置において、相関式算出装置１００は、記憶装置１６０に記憶されている距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とすることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項６の車間距離計測装置において、予め定めた式は、先行車両までの距離をＤｐ、割り込んできた車両までの距離をＤｃとすると、Ｄｃ＝０．５×Ｄｐであることを特徴とする。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図１，図６と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１〜７の発明によれば、先行車両を認識している時に、先行車両が照射範囲に収まる範囲で、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更するので、左側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間と右側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間とをほぼ等しくすることができる。
（２）請求項２の発明によれば、レーダ装置の照射位置が自車両の中心位置からオフセットしている場合でも、先行車両が照射範囲に収まる範囲で、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更するので、左側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間と右側隣接車線から割り込んでくる車両の検知時間とを等しくすることができる。
（３）請求項４の発明によれば、自車両と先行車両との間に割り込んできた車両までの距離と、先行車両までの距離との関係を示す距離データを記憶し、記憶されている距離データと実際の先行車両までの距離とに基づいて、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出するので、実際の走行環境に応じた割り込み位置までの距離を算出して、レーダ装置の照射方向を定めることができる。
（４）請求項５の発明によれば、距離データの数が所定の数以上の時に、先行車両までの距離と割り込んできた車両までの距離との相関式を算出するので、相関式の精度を向上させることができる。
（５）請求項６の発明によれば、距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とするので、少ない距離データに基づいた信頼性の低い相関式が算出されるのを防ぐことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による車間距離計測装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形態の車間距離計測装置は、コントローラ１００と、車速センサ１１０と、ヨーレートセンサ１２０と、レーダ装置１３０と、スロットルアクチュエータ１４０と、ブレーキアクチュエータ１５０とを備える。車速センサ１１０は、自車両の走行車速を検出する。ヨーレートセンサ１２０は、自車に発生するヨーレート、すなわち、車両の重心を通る鉛直線の周りの回転角（ヨー角）の変わる速さを検出する。
【０００９】
レーダ装置１３０は、送光部１３１と、受光部１３２と、駆動回路１３３とを備える。送光部１３１は、自車両の前方に向けて、所定の広がり角を有するレーザビームを送出する。受光部１３２は、送光部１３１から送出されたレーザビームが、先行車両に反射して戻ってくる光を受光する。このレーザビームが送出されてから先行車両に反射して受光するまでの時間に基づいて、先行車両までの距離を算出することができる。駆動回路１３３は、コントローラ１００からの指示信号に基づいて、送光部１３１と受光部１３２とを駆動することができる。
【００１０】
コントローラ１００は、車速センサ１１０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１２０で検出したヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の自車位置における道路曲率を算出する。また、算出した道路曲率等を参照して、レーダ装置１３０を用いて検出した車両が自車線を走行しているのか、隣接車線を走行しているのかを判定する。この判定結果に応じて、レーダ装置１３０の送光部１３１から送出されるレーザビームを水平方向に偏向させるためのステア角を算出する。ステア角の算出は、後述するように、道路曲率と先行車両情報とに基づいて行う。レーダ装置１３０の駆動回路１３３は、コントローラ１００で算出されたステア角に基づいて、送光部１３１から送出されるレーザビームのステア角を制御する。また、先行車との距離を一定に保つ制御を行っている時は、先行車両が自車線を走行していると判定した場合に、スロットルアクチュエータ１４０とブレーキアクチュエータ１５０とを制御して、先行車までの距離を一定に保つ。
【００１１】
次に、レーザビームのステア角の算出方法を、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。まず、自車両１０が走行している道路の曲率半径Ｒ（ｍ）は、次式（１）にて算出することができる。
１／Ｒ＝π／１８０×ψ／Ｖｓ …（１）
ただし、Ｖｓ（ｍ／ｓ）：自車両の速度、ψ（ｄｅｇ／ｓ）：ヨーレート
【００１２】
ヨーレートψが０ｄｅｇ／ｓの時、すなわち、自車両１０が直線路を走行している場合には、図２（ａ）に示すように、レーザビーム１１は車両正面に向けて発射される。レーザビーム１１は、水平方向に所定の角度の広がり（広がり角φ）を有する。この広がり角φを有するレーザビーム１１のエッジが、自車両が走行しているレーンの両端の線１２と交わる地点までの距離Ｄｒは、次式（２）で表される。
Ｄｒ＝ｗ／２ｔａｎ（φ／２） …（２）
ただし、ｗ：自車線の幅（ｍ）、φ：レーザビームの広がり角（ｄｅｇ）
【００１３】
例えば、車線幅ｗ＝３．５（ｍ）、レーザビーム１１の広がり角φ＝２（ｄｅｇ）の場合には、Ｄｒ＝１００（ｍ）となる。この場合、自車両１０から１００ｍ以内の距離にて車両を検知した場合には、その車両は確実に自車線内に存在すると判断することができる。一方、１００ｍ以遠の距離では、隣接車線を走行している車両も検知可能であるので、１００ｍ以遠の距離において車両を検知しても、自車線を走行している先行車両と断定することはできない。従って、レーザビーム１１のエッジが自車線を定める両端の線１２と交わる距離以内で検知された車両のみを、自車線上の先行車両として認識することができる。これは、自車両がカーブを走行している場合でも同じである。
【００１４】
図２（ｂ）は、自車両１０がカーブを走行している状態を示す図である。先行車両がまだ検知されていない状態では、自車線を走行している先行車を検知するために、所定距離Ｄｖの地点において、レーザービーム１１の中心軸１３と自車線の中心線１４とが交差するように、レーザービーム１１のステア角を決定する。すなわち、ステア角θは、次式（３）により求めることができる。
θ＝ｓｉｎ^−１（Ｄｖ／２Ｒ） …（３）
例えば、道路の曲率Ｒ＝１０００、Ｄｖ＝８０（ｍ）の場合には、θ＝２．２９度となる。また、所定距離Ｄｖは、自車両の速度Ｖｓと道路曲率Ｒとに基づいて決定する。
【００１５】
図２（ｃ）は、自車両１０がカーブを走行している時に、先行車両１５を検知している時の状態を示す図である。本発明による車間距離計測装置のレーザビームのステア角の算出方法を説明する前に、従来技術によるステア角の算出方法について説明しておく。従来の方法では、先行車両１５までの距離がＤｐの場合、距離Ｄｐの地点において、レーザビーム１１の中心軸１３と自車線の中心線１４とが交差する方向にレーザビーム１１をステアする。これにより、先行車両１５をレーザビーム１１の中央で捉えることができる。
【００１６】
先行車両１５を検知している状態にて、隣接車線を走行している車両１６，１７が、距離Ｄｐよりも近い位置に割り込んでくる場合について考える。図２（ｃ）に示すように、距離Ｄｐよりも近い位置では、レーザビーム１１の検知範囲は自車線の右寄りとなっている。従って、右側の隣接車線から割り込んでくる車両１６は早期に検知することができるが、左側の隣接車線から割り込んでくる車両１７の検知は遅くなる。すなわち、隣接車線を走行している車両が右側から割り込んでくる場合と左側から割り込んでくる場合とでは、検知時間が異なることになる。
【００１７】
図２（ｃ）を用いて説明したように、先行車両１５を検知している状態で、先行車両１５の位置において、レーザビーム１１の中心軸１３と自車線の中心線１４とが交差するようにレーザビーム１１のステア角を決定すると、カーブを走行している時には、割り込んでくる車両の検知タイミングが左右で異なる現象が生じる。本発明による車間距離計測装置では、先行車両を非認識とせずに、車両が割り込んでくる可能性の高い距離付近でのレーザビーム１１の検知範囲を、自車線の中心線１４に対して可能な限り左右均等となるようにステア角を決定する。この方法について説明する。
【００１８】
図３（ａ）は、自車両からの距離Ｄ（ｍ）とレーザービームのステア角θとの関係を示す図である。ステア角θは、自車両の進行方向に対して右方向が＋（プラス）、左方向が−（マイナス）である。自車両が走行する車線の車線幅ｗ＝３．５（ｍ）、道路の曲率Ｒ＝１０００（ｍ）、レーザビーム１１の広がり角φ＝２（ｄｅｇ）とする。自車線内に先行車が存在する場合には、先行車を認識エリア（検知範囲）内に収めつつ、レーザービームのステア角θを変更しなければならない。先行車を認識エリア内に収めるためには、
（１）先行車がレーザビーム１１からはずれないこと
（２）先行車までの距離の位置におけるレーザビーム１１が自車線の車線幅をはみ出さないこと
の２つの条件を満たす必要がある。
【００１９】
図３（ａ）に示すライン▲１▼は、先行車をレーザビーム１１の中心で捉える場合のステア角である。レーザビーム１１は広がり角φを有しているので、ライン▲１▼を中心として±φ１／２の範囲内であれば、ステア角θを変更しても先行車がレーザビーム１１からはずれることはない。２本のライン▲２▼は、ライン▲１▼を基準として、上下にθ＝±φ／２平行移動させたものである。従って、ステア角θが２本のライン▲２▼で挟まれる領域内であれば、先行車がレーザビーム１１からはずれることはない（条件（１））。
【００２０】
上述した（２）の条件である、先行車までの距離の位置におけるレーザビーム１１が自車線の車線幅をはみ出さないステア角θを求めるためには、その距離の位置において、レーザビーム１１の右エッジと左エッジがそれぞれ自車線と交差するときのステア角θを求めればよい。ここで、右エッジとは広がり角φを有するレーザビーム１１の右端のことであり、左エッジとは左端のことである。この先行車までの距離と角度との関係をライン▲３▼に示す。ライン▲３▼に示すように、先行車までの距離が大きくなるほど、レーザビーム１１の右エッジと自車線とが交差するときのステア角θは小さくなり、左エッジと自車線とが交差するときのステア角θは大きくなる。
【００２１】
以上より、先行車を自車線内に存在する車両と認識できる範囲のステア角θは、２本のライン▲２▼で挟まれる領域とライン▲３▼で挟まれる領域とを満たす必要があるので、ステア角θを変更できる限界領域は、太い破線で示されるライン▲４▼となる。例えば、先行車までの距離Ｄｐが６０ｍの場合には、自車線内に存在する先行車を認識できるステア角θは、図３（ａ）に示す斜線部分の１．０５〜２．３９度である。
【００２２】
次に、自車両と先行車両との間に、隣接車線を走行している車両が割り込んでくる可能性の高い距離について考える。一般的には、自車両と先行車両との中間に割り込んでくるケースが多いので、割り込み可能性の高い距離ＤｃをＤｐ／２とする。従って、先行車までの距離Ｄｐが６０ｍの場合には、Ｄｃ＝３０ｍとなる。
【００２３】
ここで、距離Ｄｃの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためには、レーザビーム１１のステア角θを距離３０ｍの位置におけるライン▲１▼の値に近づければよい。図３（ａ）より、距離３０ｍの位置におけるライン▲１▼の値は、０．８６度である。ただし、上述したように、先行車両を認識できるステア角θは、１．０５度以上２．３９度以下の範囲であるので、６０ｍの距離に存在する先行車両を認識しつつ、３０ｍの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためのステア角θは１．０５度となる。
【００２４】
図３（ｂ）は、従来の方法によりレーザービーム１１の中心で先行車１５を捉えるときの図であり、このときのステア角θはθ１となる。上述したように、自車両１０と先行車両１５との間に車両が割り込んでくる場合、右側の隣接車線から割り込んでくる車両１６は早期に検知することができるが、左側の隣接車線から割り込んでくる車両１７の検知は遅くなる。
【００２５】
これに対し、ステア角θを１．０５度としたときのレーザービームの状態を図３（ｃ）に示す。このときのステア角θ２（＝１．０５度）は、図３（ｂ）に示すステア角θ１よりも小さいので、レーザビーム１１は、図３（ｂ）に示す位置よりもカーブの外側に向けられている。これにより、右側の隣接車線から割り込んでくる車両１６と、左側の隣接車線から割り込んでくる車両１７を、ほぼ同じタイミングにて検知することができる。この場合にも、自車線を走行している先行車両１５はレーザビーム１１にて捉えているので、非認識となることはない。
【００２６】
図４は、第１の実施の形態において、レーザービームのステア角を決定する手順を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ１００にて行われ、図示しないイグニッションキーがオンされた時、もしくは操作者の図示しないスイッチ操作により、レーザービームを作動させる命令が送られてきた時に始まる。ステップＳ１００では、車速センサ１１０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１２０で検出したヨーレートとを読み込んで、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、ステップＳ１００で読み込んだ車速とヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の曲率Ｒを算出する（式（１））。道路の曲率Ｒを算出するとステップＳ１０２に進む。
【００２７】
ステップＳ１０２では、自車線にて先行車を認識しているか否かを判定する。先行車を認識していると判定するとステップＳ１０４に進み、認識していないと判定するとステップＳ１０３に進む。なお、先行車を認識しているか否かの判定は、レーダ装置１３０から送られる信号に基づいて行う。ステップＳ１０３では、先行車を認識していないので、所定距離ＤｖとステップＳ１０１で算出した道路の曲率Ｒとに基づいて、ステア角θを算出する（式（３））。ステア角θを算出するとステップＳ１０６に進む。
【００２８】
一方、ステップＳ１０４では、先行車までの距離Ｄｐに基づいて、自車両と先行車との間に割り込んでくる可能性の高い距離Ｄｃを算出する。なお、先行車までの距離Ｄｐは、レーダ装置１３０を用いて検出する。距離Ｄｃを算出するとステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、先行車までの距離Ｄｐ、ステップＳ１０４で算出した距離Ｄｃ、ステップＳ１０１で算出した道路の曲率Ｒとに基づいて、ステア角θを算出する。ステア角θの算出は、図３（ａ）を用いて説明した方法により行えばよいが、予め隣接車線を走行している車両までの距離Ｄｃと先行車までの距離Ｄｐとに基づいてステア角θを算出するためのテーブルを用意しておいてもよい。ステア角θを算出するとステップＳ１０６に進む。
【００２９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０３，Ｓ１０５で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアするための信号をレーダ装置１３０の駆動回路１３３に送信する。信号を受信した駆動回路１３３は、この信号に基づいて送光部１３１を駆動して、レーザビームをステアする。例えば、ステップＳ１０３で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアした場合には、ビーム全体が距離Ｄｖの位置にて、中央ビームの中心軸と自車線の中央線とが交差する方向に向けられる。また、ステップＳ１０５で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアした場合には、先行車を非認識としない範囲で、かつ、距離Ｄｃの位置において、隣接車線から割り込んでくる車両の検知タイミングが左右にて、できるだけ均等となるような方向に向けられる。
【００３０】
ステップＳ１０６で、レーザビームをステアするとステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００からステップＳ１０６までの処理が繰り返し行われる。
【００３１】
以上、第１の実施の形態における車間距離計測装置によれば、認識している先行車両を非認識とせずに、隣接車線から割り込んでくる可能性の高い距離の位置において、隣接車線から割り込んでくる車両の検知タイミングが左右においてできるだけ均等となるようにレーザビーム１１のステア角を決定するので、カーブの外側の隣接車線から車両が割り込んできた場合の検知時間が遅くなるという不都合を解消することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態の車間距離計測装置では、自車両の中心位置からレーザビームを送出するようにしている。第２の実施の形態の車間距離計測装置では、レーザビームを送出するレーダ装置１３０の送光部１３１が自車両の中心に対してオフセットした位置に取り付けられている。以下では、レーザビームが自車両の中心に対してずれた位置から送出される場合について、図５を用いて説明する。
【００３３】
図５（ｂ）は、レーダ装置１３０の送光部１３１が、自車両１０の中心から左側にオフセットした位置に取り付けられている場合を示している。この場合、自車両が直線路を走行している場合でも、従来技術のように、先行車両１５をレーザビーム１１の中心軸１３にて捉えるためには、レーザビーム１１を偏向させる必要がある。先行車両１５までの距離をＤｐとすると、距離Ｄｐの位置においてレーザビーム１１の中心軸１３と自車線の中心線１４とが交差するときのステア角θは、次式（４）により求めることができる。
θ＝ｓｉｎ^−１（Ｘ／Ｄｐ） …（４）
ただし、Ｘは、自車両の中心に対するレーザビーム１１の送出位置のオフセット量（ｍ）である。
【００３４】
例えば、オフセット量Ｘ＝０．５ｍ、Ｄｐ＝６０ｍの場合、ステア角θは０．４８度となる。この場合、図５（ｂ）に示すように、左側の隣接車線から割り込んでくる車両１７は早期に検知することができるが、右側の隣接車線から割り込んでくる車両１６の検知は遅くなる。このため、左側と右側から割り込んでくる車両の検知タイミングを等しくするためには、レーザビーム１１のステア角を変更する必要がある。この方法について説明する。
【００３５】
図５（ａ）は、自車両からの距離Ｄ（ｍ）とレーザービームのステア角θとの関係を示す図である。ステア角θは、自車両の進行方向に対して右方向がプラス、左方向がマイナスである。自車両が走行する車線の車線幅ｗ＝３．５（ｍ）、オフセット量Ｘ＝０．５（ｍ）、レーザビーム１１の広がり角φ＝２（ｄｅｇ）とする。また、図５（ａ）に示すライン▲１▼〜▲４▼の意味は、それぞれ図３（ａ）に示すライン▲１▼〜▲４▼と同じである。すなわち、ライン▲１▼は、先行車をレーザビーム１１の中心で捉える場合のステア角、ライン▲２▼は、ライン▲１▼を基準として、上下にθ＝±φ／２平行移動させたときのステア角を示す。また、ライン▲３▼は、先行車までの距離の位置において、レーザビーム１１の右エッジと左エッジがそれぞれ自車線と交差するときのステア角、ライン▲４▼は、先行車両を非認識としない限界のステア角を示す。
【００３６】
先行車までの距離Ｄｐが６０ｍの場合、図３（ａ）を用いて説明した方法と同様の方法により、すなわち、ライン▲４▼に基づいて先行車を自車線内に存在する車両として認識できるステア角θを求めると、−０．１９度〜１．１５度となる。ここで、第１の実施の形態と同様に、割り込み可能性の高い距離Ｄｃを３０ｍとすると、距離Ｄｃの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためには、レーザビーム１１のステア角θを距離３０ｍの位置におけるライン▲１▼の値に近づければよい。図５（ａ）より、距離３０ｍの位置におけるライン▲１▼の値は、０．９５度である。この値は、上述した先行車両を認識できるステア角の範囲、すなわち、−０．１９度以上１．１５度以下であるので、６０ｍの距離に存在する先行車両を認識しつつ、３０ｍの位置において割り込んでくる車両の検知タイミングを左右均等にするためのステア角θは０．９５度となる。
【００３７】
ステア角θを０．９５度としたときのレーザービームの状態を図５（ｃ）に示す。このときのステア角θ４（＝０．９５度）は、図５（ｂ）に示すステア角θ３（＝０．４８度）よりも大きいので、レーザビーム１１は、図５（ｂ）に示す位置よりも進行方向右側に向けられている。これにより、右側の隣接車線から割り込んでくる車両１６と、左側の隣接車線から割り込んでくる車両１７を、ほぼ同じタイミングにて検知することができる。この場合にも、自車線を走行している先行車両１５はレーザビーム１１にて捉えているので、非認識となることはない。
【００３８】
なお、レーザービームのステア角を決定する手順は、図４に示すフローチャートと同じものとなるので、フローチャートおよびその説明は省略する。
【００３９】
以上、第２の実施の形態における車間距離計測装置によれば、レーザビーム１１の送出位置が自車両の中心からオフセットした位置にある場合でも、認識している先行車両を非認識とせずに、隣接車線から割り込んでくる可能性の高い距離の位置において、左右から割り込んでくる車両の検知タイミングをほぼ均等とすることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
第１，第２の実施の形態では、割り込み可能性の高い距離Ｄｃを先行車までの距離Ｄｐの半分として算出した。しかし、実際の走行環境では、車両が割り込んでくる位置までの距離は異なることが予測される。この場合、様々な道路環境において、先行車までの距離と割り込み車両までの距離とのデータを取得しておき、取得したデータに基づいて、実際の走行環境下での距離Ｄｃを算出することも考えられるが、全ての道路環境におけるデータを取得することは、事実上不可能である。第３の実施の形態における車間距離計測装置は、割り込み可能性の高い距離Ｄｃを、実際の走行環境に応じて走行中に学習させることによって、様々な道路環境下で割り込み検知タイミングを左右で均等にする。
【００４１】
図６は、第３の実施の形態における車間距離計測装置の構成を示す図である。第３の実施の形態における車間距離計測装置は、第１，第２の実施の形態における車間距離計測装置の構成に記憶装置１６０を加えたものである。この記憶装置１６０には、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出したときに、先行車両までの距離Ｄｐと割り込み車両までの距離Ｄｃとが１組として記憶される。
【００４２】
図７は、第３の実施の形態において、レーザービームのステア角を決定する手順を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ１００にて行われ、図示しないイグニッションキーがオンされた時、もしくは操作者の図示しないスイッチ操作により、レーザービームを作動させる命令が送られてきた時に始まる。なお、図４に示すフローチャートの処理手順と同じ処理を行うステップには、同一の符号を付す。以下では、図４に示すフローチャートの処理と異なる処理を中心に説明する。
【００４３】
ステップＳ１００では、車速センサ１１０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１２０で検出したヨーレートとを読み込んで、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、ステップＳ１００で読み込んだ車速とヨーレートとに基づいて、自車両が走行している道路の曲率Ｒを算出し、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、自車線にて先行車を認識しているか否かを判定する。先行車を認識していると判定するとステップＳ２００に進み、認識していないと判定するとステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、先行車を認識していないので、所定距離ＤｖとステップＳ１０１で算出した道路の曲率Ｒとに基づいて、ステア角θを算出する（式（３））。ステア角θを算出するとステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ２００では、割り込みが発生したか否か、すなわち、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両があったか否かを判定する。割り込みが発生したと判定するとステップＳ２０１に進み、割り込みが発生していないと判定するとステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０１では、割り込みが発生した時の先行車までの距離Ｄｐと、割り込んできた車両までの距離Ｄｃａとを１組として、記憶装置１６０に記憶する。なお、以下では、距離Ｄｐと距離Ｄｃａとの組み合わせを１組の距離データと呼ぶ。１組の距離データを記憶するとステップＳ２０２に進む。
【００４５】
ステップＳ２０２では、記憶装置に記憶された１組の距離データの数Ｎが、所定数ｐ以上であるか否かを判定する。この判定は、データ数が少ないと、割り込んでくる可能性の高い距離Ｄｃを精度良く算出することができなくなるからである。所定数ｐは、例えば１０である。１組の距離データの数Ｎが、所定数ｐ以上であると判定するとステップＳ２０３に進み、所定数ｐよりも少ないと判定するとステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０３では、記憶装置１６０に所定数ｐ以上記憶されている距離データに基づいて、先行車までの距離Ｄｐと、割り込んでくる可能性の高い位置までの距離Ｄｃとの相関式を算出する。相関式を算出するとステップＳ２０６に進む。一方、ステップＳ２０４では、予め設定されている式Ｄｃ＝０．５×Ｄｐを相関式として設定し、ステップＳ２０６に進む。
【００４６】
ステップＳ２０５では、前回のフローにて使用した割り込んできた車両までの距離Ｄｃを算出するための相関式を、コントローラ１００の図示しないメモリから読み込む。相関式を読み込むとステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、距離ＤｐとＤｃとの相関式と、レーダ装置１３０により検出される実際の先行車までの距離Ｄｐとに基づいて、割り込んでくる可能性の高い距離Ｄｃを算出する。距離ＤｐとＤｃとの相関式は、ステップＳ２０５を経てステップＳ２０６に進んだ場合にはステップＳ２０５で読み込んだ式、ステップＳ２０３を経てステップＳ２０６に進んだ場合にはステップＳ２０３で算出した式、ステップＳ２０４を経てステップＳ２０６に進んだ場合にはステップＳ２０４で設定した式を用いる。このステップＳ２０６で用いた相関式は、コントローラ１００の図示しないメモリに記憶される。距離Ｄｃを算出するとステップＳ１０５に進む。
【００４７】
ステップＳ１０５では、先行車までの距離Ｄｐ、ステップＳ２０６で算出した距離Ｄｃ、ステップＳ１０１で算出した道路の曲率半径Ｒに基づいて、ステア角θを算出する。ステア角θを算出するとステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアし、ステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００からステップＳ１０６までの処理が繰り返し行われる。
【００４８】
以上、第３の実施の形態の車間距離計測装置によれば、割り込みが発生したときの先行車両までの距離Ｄｐと割り込み車両までの距離Ｄｃに関するデータを収集し、このデータに基づいて隣接車線から車両が割り込んでくる可能性の高い距離Ｄｃを算出するので、実際の走行環境に対応した距離Ｄｃを算出することができ、その距離の位置において左右から割り込んでくる車両の検知タイミングをほぼ均等とすることができる。
【００４９】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、レーダ装置１３０から送出されるレーザビームは、所定の広がり角を有するものであり、このレーザビームのステア角θを変更する制御を行ったが、例えば、広がり角が小さいレーザビームを左右方向に振ることによって、左右から割り込んでくる車両の検知タイミングが均等になるような構成としてもよい。
【００５０】
また、第１，第２の実施の形態では、隣接車線から車両が割り込んで来る可能性の高い位置までの距離を、先行車両までの距離の半分としたが、この距離は、自車両と先行車両との間の任意の位置までの距離とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車間距離計測装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】レーザービームのステア角の算出方法について説明するための図であり、図２（ａ）は直進走行時、図２（ｂ）はカーブを走行時、図２（ｃ）はカーブ走行時に先行車両を認識している時を示している。
【図３】図３（ａ）は、自車両からの距離Ｄ（ｍ）とレーザービームのステア角θとの関係を示す図、図３（ｂ）は、ステア角θを０度としたときの図、図３（ｃ）は算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアしたときの図である。
【図４】レーザービームのステア角を決定する手順を示す第１の実施の形態のフローチャートである。
【図５】レーザビームの送出位置が自車両の中心からオフセットした状態で、図５（ａ）は、自車両からの距離Ｄ（ｍ）とレーザービームのステア角θとの関係を示す図、図３（ｂ）は、ステア角θを０度としたときの図、図３（ｃ）は算出したステア角θに基づいてレーザビームをステアしたときの図である。
【図６】本発明による車間距離計測装置の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】レーザービームのステア角を決定する手順を示す第３の実施の形態のフローチャートである。
【符号の説明】
１１…レーザビーム、１２…自車線、１３…レーザビームの中心軸、１４…自車線の中心線、１５…先行車両、１６，１７…隣接車線走行車両、１００…コントローラ、１１０…車速センサ、１２０…ヨーレートセンサ、１３０…レーダ装置、１３１…送光部、１３２…受光部、１３３…駆動回路、１４０…スロットルアクチュエータ、１５０…ブレーキアクチュエータ、１６０…記憶装置

Claims

所定の照射範囲を有し、自車両と自車線上を走行する先行車両（以下、単に「先行車両」と呼ぶ）との車間距離を検出するレーダ装置と、
自車両が走行する道路の曲率半径を算出する曲率半径算出装置と、
自車両と先行車両との間で、隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を想定する想定装置と、
前記レーダ装置の照射方向を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離と、前記曲率半径算出装置により算出された曲率と、前記想定装置により想定された距離とに基づいて、先行車両を認識している時は、前記先行車両が前記照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする車間距離計測装置。
請求項１に記載の車間距離計測装置において、
前記制御装置は、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離と、前記曲率半径算出装置により算出された曲率と、前記想定装置により想定された距離と、前記レーダ装置の照射位置と自車両の中心位置とのオフセット量とに基づいて、先行車両を認識している時は、前記先行車両が前記照射範囲に収まる範囲内で、かつ、左側隣接車線から照射範囲の外側までの距離と右側隣接車線から照射範囲の外側までの距離とが等しくなるように照射方向を変更することを特徴とする車間距離計測装置。
請求項１または２に記載の車間距離計測装置において、
前記想定装置は、前記先行車両までの距離の半分の距離を、前記隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離に想定することを特徴とする車間距離計測装置。
請求項１または２に記載の車間距離計測装置において、
隣接車線を走行している車両が自車両と先行車両との間に割り込んできた場合に、前記先行車両までの距離と前記割り込んできた車両までの距離との関係を示す距離データを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された距離データに基づいて、前記先行車両までの距離と前記割り込んできた車両までの距離との相関式を算出する相関式算出装置とをさらに備え、
前記想定装置は、前記相関式算出装置により算出された相関式と、前記レーダ装置により検出された先行車両までの距離とに基づいて、前記隣接車線から車両が割り込んでくる位置までの距離を算出することを特徴とする車間距離計測装置。
請求項４に記載の車間距離計測装置において、
前記相関式算出装置は、前記記憶装置に記憶されている距離データの数が所定の数以上の時に、前記相関式を算出することを特徴とする車間距離計測装置。
請求項４または５に記載の車間距離計測装置において、
前記相関式算出装置は、前記記憶装置に記憶されている距離データの数が所定の数よりも少ないときは、予め定めた式を相関式とすることを特徴とする車間距離計測装置。
請求項６に記載の車間距離計測装置において、
前記予め定めた式は、前記先行車両までの距離をＤｐ、前記割り込んできた車両までの距離をＤｃとすると、Ｄｃ＝０．５×Ｄｐであることを特徴とする車間距離計測装置。