JP3729132B2 - 車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の照射範囲を有し、照射範囲内で検知した物体までの距離を検出するレーダ装置の軸ずれ量を検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載されて、先行車両等の物体を検出するレーザレーダ装置の光軸ずれを検出する技術として、特開平７−１２０５５５号公報に開示されている技術が知られている。この従来技術によれば、車両が直線走行状態であると判断すると、レーザ光を左右に掃引して、ガードレールの支柱等に設置されている反射器で反射される反射光に基づいて、車両の前方方向−横方向特性のデータ群を得て、このデータ群からレーザレーダの光軸ずれを検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光軸ずれを検出する装置では、反射器からの反射光のデータ群を直線近似し、近似した直線の傾きから光軸のずれを検出するようにしていたので、レーザ光の照射範囲（照射角度）の広いレーザレーダに対して上述した従来技術を適用した場合には、光軸のずれ量を精度良く検出することができなかった。この問題を図９（ａ），図９（ｂ）を用いて説明する。
【０００４】
図９（ａ）は、車両２００に搭載されたレーザレーダ装置３０から送出されるレーザ光の照射角度（広がり角）がθａの場合、図９（ｂ）は、照射角度がθｂ（θｂ＞θａ）の場合を示している。図９（ａ）において、反射器Ｘａ，Ｙａは、レーザ光の照射範囲内で、かつ、レーザレーダ装置３０から等しい距離の位置に置かれていると仮定する。この場合、レーザレーダ装置３０から送出されたレーザ光は、反射器Ｘａと反射器Ｙａで反射して、同一のタイミングにてレーザレーダ装置３０で受光される。すなわち、レーザ光が照射角度θａを有するので、照射角度θａ内に存在する反射器がいずれの場所にあるかを識別することができず、反射器の横方向の誤差は、図９（ａ）に示すように、最大でＡとなる。この横方向の誤差は、光軸のずれ量を検出する際に影響するものである。
【０００５】
これに対して、図９（ｂ）に示すように、照射角度がθａよりも大きいθｂの照射角度を有するレーザ光を用いた場合、照射角度θｂ内に存在する反射器Ｘｂと反射器Ｙｂとを識別することができず、横方向の誤差は最大でＢとなる。この場合、図９（ａ），（ｂ）に示すように、横方向の誤差Ｂは、誤差Ａよりも大きいものとなるので、照射範囲の広いレーザ光を用いて上述した従来技術を適用した場合には、レーザレーダ装置の軸ずれ量を精度良く検出することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、照射角度の広いレーザ光を用いた場合でも、精度良く光軸のずれ量を検出することができる車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、複数のレーザビームを備え、複数のレーザビームのそれぞれが所定の照射範囲を有し、照射範囲内で検出した物体までの距離を検出するレーダ装置１１０と、レーダ装置１１０が搭載された車両が直線を走行しているか否かを判定する直線走行判定装置１００と、レーダ装置１１０により検出された物体が停止物体か否かを判定する停止物体判定装置１００と、停止物体判定装置１００により停止物体であると判定された物体と自車両との距離を算出する距離算出装置１００と、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、レーダ装置１１０により停止物体を検出した時点における停止物体までの距離と、レーダ装置１１０により停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離とに基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出する検出装置１００とを備え、レーダ装置１１０は、第１の照射領域を照射する第１のレーザビーム、および、第１の照射領域とは異なる第２の照射領域を照射する第２のレーザビームを有し、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における停止物体までの距離、および、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーダ装置１１０は、第１のレーザビームを照射する第１のレーダ装置１１０と、第２のレーザビームを照射する第２のレーダ装置１１０とを備え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の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、第１または第２のレーザビームにより最初に停止物体を検出した時点における停止物体までの距離を除いて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、第１および第２のレーザビームで停止物体をそれぞれ検出した時点とは、停止物体が第１および第２のレーザビームの非照射範囲から照射範囲にそれぞれ含まれるようになった時点であり、第１および第２のレーザビームで停止物体をそれぞれ検出できなくなった時点とは、停止物体が第１および第２のレーザビームの照射範囲からそれぞれ非照射範囲になった時点であることを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
【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１〜６の発明によれば、照射範囲の異なる第１および第２のレーザビームによって停止物体を検出した時点における停止物体までの距離と、停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離とに基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、照射範囲の広いレーダ装置の軸ずれ量をも精度良く検出することができる。
（２）請求項２の発明によれば、照射範囲の異なる複数のレーダ装置を用いて、精度良く軸ずれを検出することができる。
（３）請求項３の発明によれば、停止物体をレーダ装置の照射範囲に入ってきた時点ではなく、照射範囲の途中にて検出した場合でも、最初に停止物体を検出した時点における停止物体までの距離を除いてレーダ装置の軸ずれを検出するので、軸ずれ量の検出誤差が生じるのを防いで、精度良く軸ずれを検出することができる。
（４）請求項４の発明によれば、停止物体を検出した時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、停止物の横幅が大きい場合でも、精度良く軸ずれを検出することができる。
（５）請求項５の発明によれば、停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、停止物の横幅が大きい場合でも、精度良く軸ずれを検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置は、コントローラ１００と、レーザレーダ装置１１０と、光軸調整アクチュエータ１２０と、車速センサ１３０と、ヨーレートセンサ１４０と、スロットルアクチュエータ１５０と、ブレーキアクチュエータ１６０とを備える。車速センサ１３０は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を搭載した車両の走行車速を検出する。ヨーレートセンサ１４０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。
【００１１】
レーザレーダ装置１１０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複数本送出する。また、レーザレーダ装置１１０は、レーザビームを送出してから、先行車両で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。
【００１２】
コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＲＡＭ１０３とを備え、車速センサ１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０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半径を算出する。また、算出した道路曲率半径に基づいて、レーダ装置１１０を用いて検出した先行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、先行車との距離を一定に保つ制御を行っている時は、スロットルアクチュエータ１５０とブレーキアクチュエータ１６０とを制御して、先行車両までの距離を一定に保つ。
【００１３】
また、コントローラ１００は、算出した道路曲率半径と、レーザレーダ装置１１０により算出した先行車両までの距離とに基づいて、後述する方法により、レーザビームの光軸ずれ量を算出する。さらに、この光軸ずれ量と、道路曲率半径と、検出した車両が自車線を走行しているか否かの判定結果に応じて、レーザレーダ装置１１０から送出するレーザビームを水平方向に偏向させるときのステア角を算出する。光軸アクチュエータ１２０は、コントローラ１００で算出されたステア角に基づいて、レーザビームのステア角を制御する。
【００１４】
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。図２（ａ）に示すように、レーザレーダ装置１１０から送出されるレーザビームは、左から順に、Ｌ２ビーム１１、Ｌ１ビーム１２、中央のＣビーム１３、Ｒ１ビーム１４、Ｒ２ビーム１５の５本のビームから構成される。各ビーム１１〜１５の水平方向の広がり角φ１を２度、各ビームのエッジとエッジとの間の角度φ２を0.5度とする。
【００１５】
まず、自車両１６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
ヨーレートψが０deg／ｓの時、すなわち、自車両１６が直線路を走行している場合には、図２（ａ）に示すように、Ｃビーム１３は車両正面に向けて発射される。
【００１６】
図２（ｂ）は、自車両１６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、Ｃビーム１３の中心軸１７と自車線の中心線１８とが交差するように、レーザービーム全体をステアする。この時のステア角θは、次式（２）により求めることができる。
θ＝sin-１(Ｄｖ／２Ｒ) …（２）
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。
【００１７】
図２（ｃ）は、自車両１６がカーブを走行している時に、先行車両１９を検知している時の状態を示す図である。先行車両１９までの距離がＤｐの場合、距離Ｄｐの地点において、Ｃビーム１３の中心軸１７と自車線の中心線１８とが交差する方向にレーザビーム全体をステアする。これにより、先行車両１９をＣビーム１３の中央で捉えることができる。
【００１８】
次に、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量の算出方法について説明する。通常、高速道路等には、夜間の道路形状の視認性を高めるために、道路脇に反射体（デリニエータ）が複数設置されている。第１の実施の形態では、反射体がデリニエータ２０のような比較的小さい物体であることを前提に説明する。本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置では、自車両が直線路を走行している状態で、このデリニエータをレーザビームの検知範囲にて検知した時の軌跡の移動方向を求めることにより、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量を算出する。
【００１９】
図３（ａ）は、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量が０、すなわち、レーザビームの軸ずれが発生していない正常時の状態を示している。ここでは、自車両１６が高速道路の最左車線、すなわち路側側の車線を走行しているものとする。従って、路側に設置されているデリニエータ２０の横を自車両１６が通過すると、デリニエータ２０は、レーザビームの検知範囲、すなわち、Ｃビーム１３、Ｌ１ビーム１２、Ｌ２ビーム１１の検知範囲を次々に通過していく。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、デリニエータ２０は、レーザビームのうち中央のＣビームにより最初に検知される。その後、自車両１６の走行と共に、Ｃビーム１３の左エッジとデリニエータ２０が交差する点Ｐ１で、Ｃビーム１３の検知範囲外となる。次に、Ｌ１ビーム１２の右エッジとデリニエータ２０が交差する点Ｐ２でＬ１ビーム１２に検知されて、Ｌ１ビーム１２の左エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ３で、Ｌ１ビーム１２の検知範囲外となる。最後に、Ｌ２ビーム１１の右エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ４でＬ２ビーム１１に検知されて、Ｌ２ビーム１１の左エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ５で、Ｌ２ビーム１１の検知範囲外となる。
【００２１】
レーザレーダ装置１１０が設置された位置を原点とし、前（後）左輪と前（後）右輪を結ぶ方向（横方向）をＹ軸、Ｙ軸と直交する方向（縦方向）をＸ軸にとると、上述した点Ｐ１〜Ｐ５の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）はそれぞれ次式（３）のように表せる。ただし、Ｄ１〜Ｄ５は、自車両（レーザレーダ装置１１０）と点Ｐ１〜Ｐ５までの距離（最短距離）である。
【００２２】
図３（ｃ）は、デリニエータ２０の横位置が２ｍ（Ｙ＝−２）、φ1＝２度、φ2＝0.5度の場合に、点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標にプロットしたものである。黒丸で示される点Ｐ１〜Ｐ５を結んだ線は、レーザビームの光軸のずれが無い場合の近似直線であり、四角で示される点Ｐ１〜Ｐ５を結んだ線は、レーザビームの光軸が進行方向左側に0.5度ずれているときの近似直線である。光軸が進行方向左側（マイナス側）に0.5度ずれている状態を図３（ｂ）に示す。ただし、図３（ｃ）の四角で示される点Ｐ１〜Ｐ５は、それぞれ軸ずれが生じていないと仮定して、式（３）を用いてＸＹ座標にプロットした時の点である。
【００２３】
この場合、軸ずれが生じていない時にプロットした点から求めた近似直線と、軸ずれが−0.5度の時にプロットした点から求めた近似直線とが交差する角度Δθが軸ずれ角に相当する。すなわち、予め求めた軸ずれが生じていないときの近似直線と、実際にレーザレーダ装置１１０により検出した距離に基づいて求めた点Ｐ１〜Ｐ５をプロットして得られる近似直線との交差する角度Δθを求めることにより、レーザビームの軸ずれを検出することができる。
【００２４】
基本的には、上述した方法により軸ずれ角を検出することができるが、デリニエータ２０の反射率によっては、上述した方法では軸ずれ角を正確に検出することができないことがある。このことを図４を用いて説明する。図４において、レーザビームの軸ずれは生じていないものとする。図４では、デリニエータ２０の反射率が低いために、Ｃビーム１３ではデリニエータ２０を検知することができず、Ｌ１ビーム１２の検出範囲内の点Ｐａで最初に検知された状態を示している。この場合、点ＰａはＬ１ビーム１２のエッジ上には存在しないので、点Ｐａまでの距離Ｄａに基づいてＸＹ座標上に点Ｐａをプロットすると、点Ｐａを用いて算出される近似直線にも誤差が生じ、軸ずれ角を正確に検出することができない。このため、軸ずれ角を精度良く検出するために、デリニエータ２０を最初に検知した時の点は用いずに、最初に検知範囲外となった時の点以降の点を用いることにする。図４に示す例では、点Ｐ３〜Ｐ５を用いることになる。
【００２５】
図５は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、軸ずれ量（角）を検出する方法を示す一実施の形態の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１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０で検出したヨーレートとに基づいて道路曲率半径Ｒを算出し、算出した曲率半径Ｒに基づいて自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１０１に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。
【００２６】
ステップＳ１０１では、Ｃビーム１３にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０２に進み、検知していないと判定するとステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０３に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０４では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを１にセットしてステップＳ１０９に進む。
【００２７】
ここで、１番目のビームエッジとはＣビーム１３の左エッジのことであり、２番目のビームエッジとは、Ｌ１ビーム１２の右エッジのことである。以下、３番目はＬ１ビーム１２の左エッジ、４番目はＬ２ビーム１１の右エッジ、５番目はＬ２ビーム１１の左エッジのことである。
【００２８】
ステップＳ１０５では、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０６に進み、検知していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０７に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０８では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを３にセット、すなわち、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２の検知範囲外となった時の点に設定してしてステップＳ１０９に進む。
【００２９】
ステップＳ１０９では、再び自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１１０に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１０では、レーザレーダ装置１１０にて検出した、ｊ番目のビームエッジと停止物との交点までの距離Ｄｊを読み込んで、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、次の点までの距離を読み込むために変数ｊに１を加えて、ステップＳ１１２に進む。
【００３０】
ステップＳ１１２では、変数ｊが５を越えたか否かを判定する。変数ｊが５を越えていないと判定すると、他の点の距離Ｄｊを読み込むためにステップＳ１０９に戻る。変数ｊが５を越えたと判定した場合、すなわち、Ｌ２ビーム１１の左エッジと停止物との交点までの距離Ｄ５を読み込むと、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、ステップＳ１１０で検出した距離Ｄｊのデータ数ｎが２以上であるか否かを判定する。距離データ数ｎが１の時には、図３（ｃ）に示したような近似直線を求めることができないので、ステップＳ１００に戻る。距離データ数ｎが２以上であると判定するとステップＳ１１４に進む。
【００３１】
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１０で読み込んだ距離データに基づいて、式（３）を用いてビームエッジと停止物との交点をＸＹ座標に変換する。次のステップＳ１１５では、ステップＳ１１４で変換したＸＹ座標に基づいて近似直線を求めて、近似直線の傾きを算出する。近似直線の傾きを算出するとステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５で算出した近似直線の傾きに基づいて、レーザビームの軸ずれ角を算出し、ステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００〜ステップＳ１１６までの処理が繰り返し行われる。
【００３２】
以上、第１の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置によれば、停止物体がレーザビームの検知範囲に入ってきた時と検知範囲外となった時点における停止物体までの距離に基づいてレーザビームの軸ずれ角を検出するので、照射範囲（角度）の広いレーザビームを用いた場合でも、精度良くレーザレーダ装置１１０から送出されるレーザビームの軸ずれ角を検出することができる。また、反射体の反射率が低い場合等、Ｃビーム１３にて停止物を検知できずに、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２にて停止物を検知した場合には、最初に停止物体を検知した時点における停止物体までの距離は用いずに（ステップＳ１０８）、最初に検知範囲外となった時点における停止物体までの距離およびそれ以後に検出する停止物体までの距離を用いて軸ずれ角を検出するので、最初に停止物体が検知された位置を示す点を用いて誤った近似直線が求められるのを防いで、精度良く軸ずれ角を検出することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、反射体がデリニエータ２０のような比較的小さい物体であることを前提に説明した。すなわち、第１の実施の形態で説明したデリニエータ２０は、その大きさがデリニエータ２０の横位置までの距離（図３（ｃ）に示した例では２ｍ）に比べて十分小さいので、デリニエータ２０を点として扱うことができた。しかし、路側に設置されている反射体としては、看板のように横幅の大きい物も存在する。反射体が看板のように横幅の大きい物である場合に、レーザビームを用いて反射体を検出する状態を図６に示す。
【００３４】
図６に示すように、看板２１の内側（車両側）の線をＬ１、外側の線をＬ２とすると、Ｃビーム１３で看板２１を検知してから検知外となるときの位置Ｐ１は、Ｃビーム１３の左エッジと線Ｌ１との交点となる。また、Ｌ１ビーム１２で看板２１を検知するときの位置Ｐ２は、Ｌ１ビーム１２の右エッジと線Ｌ２との交点となる。このようにして、看板２１がレーザビームの検知範囲に入るときの点と検知範囲外となるときの点とを求めると、それらの点Ｐ１〜Ｐ５が１本の直線上に並ぶことはない。
【００３５】
図７は、看板２１の横方向の大きさ（幅）が５０ｃｍ、看板の中心までの横位置が２ｍの場合に、点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標にプロットしたものである。黒丸で示される点は、反射体がデリニエータの場合であり、四角で示される点は反射体が看板である場合を示す。なお、レーザビームの軸ずれは生じていないものとする。図７に示すように、反射体がデリニエータの場合には、Ｙ座標がいずれも−２となっているが、反射体が看板２１の場合には、Ｙ座標は−２とはならないため、点Ｐ１〜Ｐ５が１本の直線上に存在することはない。従って、反射体が看板２１のように横幅が大きい物である場合には、点Ｐ１〜Ｐ５を全て用いてレーザビームの軸ずれ角を算出するのが困難である。
【００３６】
第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置では、停止物がレーザビームの検知範囲に入ってきた時の点のみ、および検知範囲外となった時の点のみを用いて近似直線をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの近似直線の傾きの平均値を求めることによりレーザビームの軸ずれ角を検出する。図６，図７で示される例の場合、点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５が検知範囲に入ってきた時の点であり、点Ｐ２，Ｐ４が検知範囲外となった時の点である。これにより、停止物が看板のように横幅の大きい物であった場合でも、精度良くレーザビームの軸ずれ角を算出することができる。以下、この方法について説明する。
【００３７】
図８は、第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、軸ずれ量（角）を検出する方法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５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。
【００３８】
ステップＳ１００では、車速センサ１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０で検出したヨーレートとに基づいて道路曲率半径Ｒを算出し、算出した曲率半径Ｒに基づいて自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１０１に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０１では、Ｃビーム１３にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０２に進み、検知していないと判定するとステップＳ１００に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０３に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０４では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを１にセットしてステップＳ１０９に進む。
【００４０】
ステップＳ１０９では、再び自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１１０に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１１０では、レーザレーダ装置１１０にて検出した、ｊ番目のビームエッジと停止物との交点までの距離Ｄｊを読み込んでステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、次のビームエッジと停止物との交点までの距離を読み込むために変数ｊに１を加えて、ステップＳ１１２に進む。
【００４１】
ステップＳ１１２では、変数ｊが５を越えたか否かを判定する。変数ｊが５を越えていないと判定すると、他の点の距離Ｄｊを検出するためにステップＳ１０９に戻る。変数ｊが５を越えたと判定した場合、すなわち、停止物がＬ２ビーム１１の検知範囲外となる時点における停止物までの距離Ｄ５を読み込むと、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、ステップＳ１１０で読み込んだ距離データＤ１〜Ｄ５に基づいて、ビームエッジと停止物との交点をＸＹ座標に変換し、ステップＳ２００に進む。
【００４２】
ステップＳ２００では、ステップＳ１１４でＸＹ座標に変換した点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５の３点を用いて近似直線を求めて、近似直線の傾きΔθ１を算出する。点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５は、停止物がレーザビームの照射範囲外となった時の点である。傾きΔθ１を算出するとステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、ステップＳ１１４でＸＹ座標に変換した点Ｐ２，Ｐ４の２点を用いて近似直線を求めて、近似直線の傾きΔθ２を算出する。点Ｐ２，Ｐ４は、停止物がレーザビームの非照射範囲から照射範囲に入ってきた時の点である。傾きΔθ２を算出するとステップＳ２０２に進む。
【００４３】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で算出した傾きΔθ１とステップＳ２０１で算出した傾きθ１との平均値を算出する。次のステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で算出した傾きの平均値に基づいて、レーザビームの軸ずれ角を算出し、ステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００〜ステップＳ２０３までの処理が繰り返し行われる。
【００４４】
以上、第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置によれば、停止物がレーザビームの検知範囲に入ってきた時点における距離に基づいてＸＹ座標に変換された点を用いて得られる近似直線と、検知範囲外となった時点における距離に基づいてＸＹ座標に変換された点を用いて得られる近似直線とをそれぞれ求め、求めた２本の近似直線の傾きの平均値に基づいてレーザビームの軸ずれ角を検出するので、停止物が看板のように横幅の大きい物であっても、精度良く軸ずれ角を検出することができる。
【００４５】
本発明は上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した実施の形態では、レーザビームを５本使用した場合について説明したが、第１の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーザビームを中央、左右の３本使用する場合にも適用することができる。また、第１，第２の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、さらに多くのレーザビームを用いることもできる。これら複数のレーザビームは、レーザレーダ装置１１０から送出されるものであるが、１本のレーザビームを送出するレーザレーダ装置を複数用いても、本発明と同等の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を搭載した車両が最左車線を走行して、Ｃビーム１３、Ｌ１ビーム１２、Ｌ２ビーム１１にて反射体を検知する場合について説明したが、最右車線を走行している時に中央分離帯に設けられた反射体をＣビーム１３、Ｒ１ビーム１４、Ｒ２ビーム１５にて検知することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置の第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】軸ずれ角を算出する方法を説明するための図であり、図３（ａ）は軸ずれが発生していない時の図、図３（ｂ）は軸ずれが発生しているときの図、図３（ｃ）は点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標上にプロットしたときの図である。
【図４】デリニエータの反射率が低いときの状態を示す図である。
【図５】軸ずれ量を検出する方法を示す一実施の形態のフローチャートである。
【図６】反射体が看板であるときの検知状態を示す図である。
【図７】反射体が看板であるときの点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標上にプロットしたときの図である。
【図８】第２の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーザビームの軸ずれ角を検出する方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、従来技術を説明するための図であり、図９（ａ）は、照射角度θａのレーザビームを用いた場合、図９（ｂ）は、照射角度θｂ（θｂ＞θａ）のレーザビームを用いた場合の図を示している。
【符号の説明】
１１…Ｌ２ビーム、１２…Ｌ１ビーム、１３…Ｃビーム、１４…Ｒ１ビーム、１５…Ｒ２ビーム、１６…自車両、１７…Ｃビームの中心軸、１８…自車線の中心線、１９…先行車両、２０…デリニエータ、２１…看板、１００…コントローラ、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１１０…レーザレーダ装置、１２０…光軸調整アクチュエータ、１３０…車速センサ、１４０…ヨーレートセンサ、１５０…スロットルアクチュエータ、１６０…ブレーキアクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の照射範囲を有し、照射範囲内で検知した物体までの距離を検出するレーダ装置の軸ずれ量を検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載されて、先行車両等の物体を検出するレーザレーダ装置の光軸ずれを検出する技術として、特開平７−１２０５５５号公報に開示されている技術が知られている。この従来技術によれば、車両が直線走行状態であると判断すると、レーザ光を左右に掃引して、ガードレールの支柱等に設置されている反射器で反射される反射光に基づいて、車両の前方方向−横方向特性のデータ群を得て、このデータ群からレーザレーダの光軸ずれを検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光軸ずれを検出する装置では、反射器からの反射光のデータ群を直線近似し、近似した直線の傾きから光軸のずれを検出するようにしていたので、レーザ光の照射範囲（照射角度）の広いレーザレーダに対して上述した従来技術を適用した場合には、光軸のずれ量を精度良く検出することができなかった。この問題を図９（ａ），図９（ｂ）を用いて説明する。
【０００４】
図９（ａ）は、車両２００に搭載されたレーザレーダ装置３０から送出されるレーザ光の照射角度（広がり角）がθａの場合、図９（ｂ）は、照射角度がθｂ（θｂ＞θａ）の場合を示している。図９（ａ）において、反射器Ｘａ，Ｙａは、レーザ光の照射範囲内で、かつ、レーザレーダ装置３０から等しい距離の位置に置かれていると仮定する。この場合、レーザレーダ装置３０から送出されたレーザ光は、反射器Ｘａと反射器Ｙａで反射して、同一のタイミングにてレーザレーダ装置３０で受光される。すなわち、レーザ光が照射角度θａを有するので、照射角度θａ内に存在する反射器がいずれの場所にあるかを識別することができず、反射器の横方向の誤差は、図９（ａ）に示すように、最大でＡとなる。この横方向の誤差は、光軸のずれ量を検出する際に影響するものである。
【０００５】
これに対して、図９（ｂ）に示すように、照射角度がθａよりも大きいθｂの照射角度を有するレーザ光を用いた場合、照射角度θｂ内に存在する反射器Ｘｂと反射器Ｙｂとを識別することができず、横方向の誤差は最大でＢとなる。この場合、図９（ａ），（ｂ）に示すように、横方向の誤差Ｂは、誤差Ａよりも大きいものとなるので、照射範囲の広いレーザ光を用いて上述した従来技術を適用した場合には、レーザレーダ装置の軸ずれ量を精度良く検出することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、照射角度の広いレーザ光を用いた場合でも、精度良く光軸のずれ量を検出することができる車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、複数のレーザビームを備え、複数のレーザビームのそれぞれが所定の照射範囲を有し、照射範囲内で検出した物体までの距離を検出するレーダ装置１１０と、レーダ装置１１０が搭載された車両が直線を走行しているか否かを判定する直線走行判定装置１００と、レーダ装置１１０により検出された物体が停止物体か否かを判定する停止物体判定装置１００と、停止物体判定装置１００により停止物体であると判定された物体と自車両との距離を算出する距離算出装置１００と、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、レーダ装置１１０により停止物体を検出した時点における停止物体までの距離と、レーダ装置１１０により停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離とに基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出する検出装置１００とを備え、レーダ装置１１０は、第１の照射領域を照射する第１のレーザビーム、および、第１の照射領域とは異なる第２の照射領域を照射する第２のレーザビームを有し、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における停止物体までの距離、および、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーダ装置１１０は、第１のレーザビームを照射する第１のレーダ装置１１０と、第２のレーザビームを照射する第２のレーダ装置１１０とを備え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の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、第１または第２のレーザビームにより最初に停止物体を検出した時点における停止物体までの距離を除いて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、検出装置１００は、直線走行判定装置１００により車両が直線を走行していると判定されたときに、停止物体を第１および第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置１１０の軸ずれを検出することを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、第１および第２のレーザビームで停止物体をそれぞれ検出した時点とは、停止物体が第１および第２のレーザビームの非照射範囲から照射範囲にそれぞれ含まれるようになった時点であり、第１および第２のレーザビームで停止物体をそれぞれ検出できなくなった時点とは、停止物体が第１および第２のレーザビームの照射範囲からそれぞれ非照射範囲になった時点であることを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
【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１〜６の発明によれば、照射範囲の異なる第１および第２のレーザビームによって停止物体を検出した時点における停止物体までの距離と、停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離とに基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、照射範囲の広いレーダ装置の軸ずれ量をも精度良く検出することができる。
（２）請求項２の発明によれば、照射範囲の異なる複数のレーダ装置を用いて、精度良く軸ずれを検出することができる。
（３）請求項３の発明によれば、停止物体をレーダ装置の照射範囲に入ってきた時点ではなく、照射範囲の途中にて検出した場合でも、最初に停止物体を検出した時点における停止物体までの距離を除いてレーダ装置の軸ずれを検出するので、軸ずれ量の検出誤差が生じるのを防いで、精度良く軸ずれを検出することができる。
（４）請求項４の発明によれば、停止物体を検出した時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、停止物の横幅が大きい場合でも、精度良く軸ずれを検出することができる。
（５）請求項５の発明によれば、停止物体を検出できなくなった時点における停止物体までの距離に基づいて、レーダ装置の軸ずれを検出するので、停止物の横幅が大きい場合でも、精度良く軸ずれを検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置は、コントローラ１００と、レーザレーダ装置１１０と、光軸調整アクチュエータ１２０と、車速センサ１３０と、ヨーレートセンサ１４０と、スロットルアクチュエータ１５０と、ブレーキアクチュエータ１６０とを備える。車速センサ１３０は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を搭載した車両の走行車速を検出する。ヨーレートセンサ１４０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。
【００１１】
レーザレーダ装置１１０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複数本送出する。また、レーザレーダ装置１１０は、レーザビームを送出してから、先行車両で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。
【００１２】
コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＲＡＭ１０３とを備え、車速センサ１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０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半径を算出する。また、算出した道路曲率半径に基づいて、レーダ装置１１０を用いて検出した先行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、先行車との距離を一定に保つ制御を行っている時は、スロットルアクチュエータ１５０とブレーキアクチュエータ１６０とを制御して、先行車両までの距離を一定に保つ。
【００１３】
また、コントローラ１００は、算出した道路曲率半径と、レーザレーダ装置１１０により算出した先行車両までの距離とに基づいて、後述する方法により、レーザビームの光軸ずれ量を算出する。さらに、この光軸ずれ量と、道路曲率半径と、検出した車両が自車線を走行しているか否かの判定結果に応じて、レーザレーダ装置１１０から送出するレーザビームを水平方向に偏向させるときのステア角を算出する。光軸アクチュエータ１２０は、コントローラ１００で算出されたステア角に基づいて、レーザビームのステア角を制御する。
【００１４】
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。図２（ａ）に示すように、レーザレーダ装置１１０から送出されるレーザビームは、左から順に、Ｌ２ビーム１１、Ｌ１ビーム１２、中央のＣビーム１３、Ｒ１ビーム１４、Ｒ２ビーム１５の５本のビームから構成される。各ビーム１１〜１５の水平方向の広がり角φ１を２度、各ビームのエッジとエッジとの間の角度φ２を0.5度とする。
【００１５】
まず、自車両１６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
ヨーレートψが０deg／ｓの時、すなわち、自車両１６が直線路を走行している場合には、図２（ａ）に示すように、Ｃビーム１３は車両正面に向けて発射される。
【００１６】
図２（ｂ）は、自車両１６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、Ｃビーム１３の中心軸１７と自車線の中心線１８とが交差するように、レーザービーム全体をステアする。この時のステア角θは、次式（２）により求めることができる。
θ＝sin-１(Ｄｖ／２Ｒ) …（２）
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。
【００１７】
図２（ｃ）は、自車両１６がカーブを走行している時に、先行車両１９を検知している時の状態を示す図である。先行車両１９までの距離がＤｐの場合、距離Ｄｐの地点において、Ｃビーム１３の中心軸１７と自車線の中心線１８とが交差する方向にレーザビーム全体をステアする。これにより、先行車両１９をＣビーム１３の中央で捉えることができる。
【００１８】
次に、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量の算出方法について説明する。通常、高速道路等には、夜間の道路形状の視認性を高めるために、道路脇に反射体（デリニエータ）が複数設置されている。第１の実施の形態では、反射体がデリニエータ２０のような比較的小さい物体であることを前提に説明する。本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置では、自車両が直線路を走行している状態で、このデリニエータをレーザビームの検知範囲にて検知した時の軌跡の移動方向を求めることにより、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量を算出する。
【００１９】
図３（ａ）は、レーザレーダ装置１１０の軸ずれ量が０、すなわち、レーザビームの軸ずれが発生していない正常時の状態を示している。ここでは、自車両１６が高速道路の最左車線、すなわち路側側の車線を走行しているものとする。従って、路側に設置されているデリニエータ２０の横を自車両１６が通過すると、デリニエータ２０は、レーザビームの検知範囲、すなわち、Ｃビーム１３、Ｌ１ビーム１２、Ｌ２ビーム１１の検知範囲を次々に通過していく。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、デリニエータ２０は、レーザビームのうち中央のＣビームにより最初に検知される。その後、自車両１６の走行と共に、Ｃビーム１３の左エッジとデリニエータ２０が交差する点Ｐ１で、Ｃビーム１３の検知範囲外となる。次に、Ｌ１ビーム１２の右エッジとデリニエータ２０が交差する点Ｐ２でＬ１ビーム１２に検知されて、Ｌ１ビーム１２の左エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ３で、Ｌ１ビーム１２の検知範囲外となる。最後に、Ｌ２ビーム１１の右エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ４でＬ２ビーム１１に検知されて、Ｌ２ビーム１１の左エッジとデリニエータ２０が交わる点Ｐ５で、Ｌ２ビーム１１の検知範囲外となる。
【００２１】
レーザレーダ装置１１０が設置された位置を原点とし、前（後）左輪と前（後）右輪を結ぶ方向（横方向）をＹ軸、Ｙ軸と直交する方向（縦方向）をＸ軸にとると、上述した点Ｐ１〜Ｐ５の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）はそれぞれ次式（３）のように表せる。ただし、Ｄ１〜Ｄ５は、自車両（レーザレーダ装置１１０）と点Ｐ１〜Ｐ５までの距離（最短距離）である。
図３（ｃ）は、デリニエータ２０の横位置が２ｍ（Ｙ＝−２）、φ1＝２度、φ2＝0.5度の場合に、点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標にプロットしたものである。黒丸で示される点Ｐ１〜Ｐ５を結んだ線は、レーザビームの光軸のずれが無い場合の近似直線であり、四角で示される点Ｐ１〜Ｐ５を結んだ線は、レーザビームの光軸が進行方向左側に0.5度ずれているときの近似直線である。光軸が進行方向左側（マイナス側）に0.5度ずれている状態を図３（ｂ）に示す。ただし、図３（ｃ）の四角で示される点Ｐ１〜Ｐ５は、それぞれ軸ずれが生じていないと仮定して、式（３）を用いてＸＹ座標にプロットした時の点である。
【００２３】
この場合、軸ずれが生じていない時にプロットした点から求めた近似直線と、軸ずれが−0.5度の時にプロットした点から求めた近似直線とが交差する角度Δθが軸ずれ角に相当する。すなわち、予め求めた軸ずれが生じていないときの近似直線と、実際にレーザレーダ装置１１０により検出した距離に基づいて求めた点Ｐ１〜Ｐ５をプロットして得られる近似直線との交差する角度Δθを求めることにより、レーザビームの軸ずれを検出することができる。
【００２４】
基本的には、上述した方法により軸ずれ角を検出することができるが、デリニエータ２０の反射率によっては、上述した方法では軸ずれ角を正確に検出することができないことがある。このことを図４を用いて説明する。図４において、レーザビームの軸ずれは生じていないものとする。図４では、デリニエータ２０の反射率が低いために、Ｃビーム１３ではデリニエータ２０を検知することができず、Ｌ１ビーム１２の検出範囲内の点Ｐａで最初に検知された状態を示している。この場合、点ＰａはＬ１ビーム１２のエッジ上には存在しないので、点Ｐａまでの距離Ｄａに基づいてＸＹ座標上に点Ｐａをプロットすると、点Ｐａを用いて算出される近似直線にも誤差が生じ、軸ずれ角を正確に検出することができない。このため、軸ずれ角を精度良く検出するために、デリニエータ２０を最初に検知した時の点は用いずに、最初に検知範囲外となった時の点以降の点を用いることにする。図４に示す例では、点Ｐ３〜Ｐ５を用いることになる。
【００２５】
図５は、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、軸ずれ量（角）を検出する方法を示す一実施の形態の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１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０で検出したヨーレートとに基づいて道路曲率半径Ｒを算出し、算出した曲率半径Ｒに基づいて自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１０１に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。
【００２６】
ステップＳ１０１では、Ｃビーム１３にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０２に進み、検知していないと判定するとステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０３に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０４では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを１にセットしてステップＳ１０９に進む。
【００２７】
ここで、１番目のビームエッジとはＣビーム１３の左エッジのことであり、２番目のビームエッジとは、Ｌ１ビーム１２の右エッジのことである。以下、３番目はＬ１ビーム１２の左エッジ、４番目はＬ２ビーム１１の右エッジ、５番目はＬ２ビーム１１の左エッジのことである。
【００２８】
ステップＳ１０５では、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０６に進み、検知していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０７に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０８では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを３にセット、すなわち、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２の検知範囲外となった時の点に設定してしてステップＳ１０９に進む。
【００２９】
ステップＳ１０９では、再び自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１１０に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１０では、レーザレーダ装置１１０にて検出した、ｊ番目のビームエッジと停止物との交点までの距離Ｄｊを読み込んで、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、次の点までの距離を読み込むために変数ｊに１を加えて、ステップＳ１１２に進む。
【００３０】
ステップＳ１１２では、変数ｊが５を越えたか否かを判定する。変数ｊが５を越えていないと判定すると、他の点の距離Ｄｊを読み込むためにステップＳ１０９に戻る。変数ｊが５を越えたと判定した場合、すなわち、Ｌ２ビーム１１の左エッジと停止物との交点までの距離Ｄ５を読み込むと、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、ステップＳ１１０で検出した距離Ｄｊのデータ数ｎが２以上であるか否かを判定する。距離データ数ｎが１の時には、図３（ｃ）に示したような近似直線を求めることができないので、ステップＳ１００に戻る。距離データ数ｎが２以上であると判定するとステップＳ１１４に進む。
【００３１】
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１０で読み込んだ距離データに基づいて、式（３）を用いてビームエッジと停止物との交点をＸＹ座標に変換する。次のステップＳ１１５では、ステップＳ１１４で変換したＸＹ座標に基づいて近似直線を求めて、近似直線の傾きを算出する。近似直線の傾きを算出するとステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５で算出した近似直線の傾きに基づいて、レーザビームの軸ずれ角を算出し、ステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００〜ステップＳ１１６までの処理が繰り返し行われる。
【００３２】
以上、第１の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置によれば、停止物体がレーザビームの検知範囲に入ってきた時と検知範囲外となった時点における停止物体までの距離に基づいてレーザビームの軸ずれ角を検出するので、照射範囲（角度）の広いレーザビームを用いた場合でも、精度良くレーザレーダ装置１１０から送出されるレーザビームの軸ずれ角を検出することができる。また、反射体の反射率が低い場合等、Ｃビーム１３にて停止物を検知できずに、Ｒ１ビーム１４またはＬ１ビーム１２にて停止物を検知した場合には、最初に停止物体を検知した時点における停止物体までの距離は用いずに（ステップＳ１０８）、最初に検知範囲外となった時点における停止物体までの距離およびそれ以後に検出する停止物体までの距離を用いて軸ずれ角を検出するので、最初に停止物体が検知された位置を示す点を用いて誤った近似直線が求められるのを防いで、精度良く軸ずれ角を検出することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、反射体がデリニエータ２０のような比較的小さい物体であることを前提に説明した。すなわち、第１の実施の形態で説明したデリニエータ２０は、その大きさがデリニエータ２０の横位置までの距離（図３（ｃ）に示した例では２ｍ）に比べて十分小さいので、デリニエータ２０を点として扱うことができた。しかし、路側に設置されている反射体としては、看板のように横幅の大きい物も存在する。反射体が看板のように横幅の大きい物である場合に、レーザビームを用いて反射体を検出する状態を図６に示す。
【００３４】
図６に示すように、看板２１の内側（車両側）の線をＬ１、外側の線をＬ２とすると、Ｃビーム１３で看板２１を検知してから検知外となるときの位置Ｐ１は、Ｃビーム１３の左エッジと線Ｌ１との交点となる。また、Ｌ１ビーム１２で看板２１を検知するときの位置Ｐ２は、Ｌ１ビーム１２の右エッジと線Ｌ２との交点となる。このようにして、看板２１がレーザビームの検知範囲に入るときの点と検知範囲外となるときの点とを求めると、それらの点Ｐ１〜Ｐ５が１本の直線上に並ぶことはない。
【００３５】
図７は、看板２１の横方向の大きさ（幅）が５０ｃｍ、看板の中心までの横位置が２ｍの場合に、点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標にプロットしたものである。黒丸で示される点は、反射体がデリニエータの場合であり、四角で示される点は反射体が看板である場合を示す。なお、レーザビームの軸ずれは生じていないものとする。図７に示すように、反射体がデリニエータの場合には、Ｙ座標がいずれも−２となっているが、反射体が看板２１の場合には、Ｙ座標は−２とはならないため、点Ｐ１〜Ｐ５が１本の直線上に存在することはない。従って、反射体が看板２１のように横幅が大きい物である場合には、点Ｐ１〜Ｐ５を全て用いてレーザビームの軸ずれ角を算出するのが困難である。
【００３６】
第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置では、停止物がレーザビームの検知範囲に入ってきた時の点のみ、および検知範囲外となった時の点のみを用いて近似直線をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの近似直線の傾きの平均値を求めることによりレーザビームの軸ずれ角を検出する。図６，図７で示される例の場合、点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５が検知範囲に入ってきた時の点であり、点Ｐ２，Ｐ４が検知範囲外となった時の点である。これにより、停止物が看板のように横幅の大きい物であった場合でも、精度良くレーザビームの軸ずれ角を算出することができる。以下、この方法について説明する。
【００３７】
図８は、第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、軸ずれ量（角）を検出する方法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５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。
【００３８】
ステップＳ１００では、車速センサ１３０で検出した車速と、ヨーレートセンサ１４０で検出したヨーレートとに基づいて道路曲率半径Ｒを算出し、算出した曲率半径Ｒに基づいて自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１０１に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０１では、Ｃビーム１３にて物体を検知したか否かを判定する。検知したと判定するとステップＳ１０２に進み、検知していないと判定するとステップＳ１００に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検知した物体が停止物であるか否かを判定する。停止物であると判定するとステップＳ１０３に進み、停止物ではないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で検知した停止物に対してレーザビームによる追尾処理を開始する。次のステップＳ１０４では、何番目のビームエッジであるのかを示す変数ｊを１にセットしてステップＳ１０９に進む。
【００４０】
ステップＳ１０９では、再び自車両が直線路を走行しているか否かを判定する。直線を走行していると判定するとステップＳ１１０に進み、直線を走行していないと判定するとステップＳ１００に戻る。ステップＳ１１０では、レーザレーダ装置１１０にて検出した、ｊ番目のビームエッジと停止物との交点までの距離Ｄｊを読み込んでステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、次のビームエッジと停止物との交点までの距離を読み込むために変数ｊに１を加えて、ステップＳ１１２に進む。
【００４１】
ステップＳ１１２では、変数ｊが５を越えたか否かを判定する。変数ｊが５を越えていないと判定すると、他の点の距離Ｄｊを検出するためにステップＳ１０９に戻る。変数ｊが５を越えたと判定した場合、すなわち、停止物がＬ２ビーム１１の検知範囲外となる時点における停止物までの距離Ｄ５を読み込むと、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、ステップＳ１１０で読み込んだ距離データＤ１〜Ｄ５に基づいて、ビームエッジと停止物との交点をＸＹ座標に変換し、ステップＳ２００に進む。
【００４２】
ステップＳ２００では、ステップＳ１１４でＸＹ座標に変換した点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５の３点を用いて近似直線を求めて、近似直線の傾きΔθ１を算出する。点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５は、停止物がレーザビームの照射範囲外となった時の点である。傾きΔθ１を算出するとステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、ステップＳ１１４でＸＹ座標に変換した点Ｐ２，Ｐ４の２点を用いて近似直線を求めて、近似直線の傾きΔθ２を算出する。点Ｐ２，Ｐ４は、停止物がレーザビームの非照射範囲から照射範囲に入ってきた時の点である。傾きΔθ２を算出するとステップＳ２０２に進む。
【００４３】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で算出した傾きΔθ１とステップＳ２０１で算出した傾きθ１との平均値を算出する。次のステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で算出した傾きの平均値に基づいて、レーザビームの軸ずれ角を算出し、ステップＳ１００に戻る。以後、ステップＳ１００〜ステップＳ２０３までの処理が繰り返し行われる。
【００４４】
以上、第２の実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置によれば、停止物がレーザビームの検知範囲に入ってきた時点における距離に基づいてＸＹ座標に変換された点を用いて得られる近似直線と、検知範囲外となった時点における距離に基づいてＸＹ座標に変換された点を用いて得られる近似直線とをそれぞれ求め、求めた２本の近似直線の傾きの平均値に基づいてレーザビームの軸ずれ角を検出するので、停止物が看板のように横幅の大きい物であっても、精度良く軸ずれ角を検出することができる。
【００４５】
本発明は上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した実施の形態では、レーザビームを５本使用した場合について説明したが、第１の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーザビームを中央、左右の３本使用する場合にも適用することができる。また、第１，第２の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、さらに多くのレーザビームを用いることもできる。これら複数のレーザビームは、レーザレーダ装置１１０から送出されるものであるが、１本のレーザビームを送出するレーザレーダ装置を複数用いても、本発明と同等の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置を搭載した車両が最左車線を走行して、Ｃビーム１３、Ｌ１ビーム１２、Ｌ２ビーム１１にて反射体を検知する場合について説明したが、最右車線を走行している時に中央分離帯に設けられた反射体をＣビーム１３、Ｒ１ビーム１４、Ｒ２ビーム１５にて検知することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置の第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】軸ずれ角を算出する方法を説明するための図であり、図３（ａ）は軸ずれが発生していない時の図、図３（ｂ）は軸ずれが発生しているときの図、図３（ｃ）は点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標上にプロットしたときの図である。
【図４】デリニエータの反射率が低いときの状態を示す図である。
【図５】軸ずれ量を検出する方法を示す一実施の形態のフローチャートである。
【図６】反射体が看板であるときの検知状態を示す図である。
【図７】反射体が看板であるときの点Ｐ１〜Ｐ５をＸＹ座標上にプロットしたときの図である。
【図８】第２の実施の形態の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、レーザビームの軸ずれ角を検出する方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、従来技術を説明するための図であり、図９（ａ）は、照射角度θａのレーザビームを用いた場合、図９（ｂ）は、照射角度θｂ（θｂ＞θａ）のレーザビームを用いた場合の図を示している。
【符号の説明】
１１…Ｌ２ビーム、１２…Ｌ１ビーム、１３…Ｃビーム、１４…Ｒ１ビーム、１５…Ｒ２ビーム、１６…自車両、１７…Ｃビームの中心軸、１８…自車線の中心線、１９…先行車両、２０…デリニエータ、２１…看板、１００…コントローラ、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１１０…レーザレーダ装置、１２０…光軸調整アクチュエータ、１３０…車速センサ、１４０…ヨーレートセンサ、１５０…スロットルアクチュエータ、１６０…ブレーキアクチュエータ
Claims (6)
- 複数のレーザビームを備え、前記複数のレーザビームのそれぞれが所定の照射範囲を有し、前記照射範囲内で検出した物体までの距離を検出するレーダ装置と、
前記レーダ装置が搭載された車両が直線を走行しているか否かを判定する直線走行判定装置と、
前記レーダ装置により検出された物体が停止物体か否かを判定する停止物体判定装置と、
前記停止物体判定装置により停止物体であると判定された物体と自車両との距離を算出する距離算出装置と、
前記直線走行判定装置により前記車両が直線を走行していると判定されたときに、前記レーダ装置により前記停止物体を検出した時点における前記停止物体までの距離と、前記レーダ装置により前記停止物体を検出できなくなった時点における前記停止物体までの距離とに基づいて、前記レーダ装置の軸ずれを検出する検出装置とを備え、
前記レーダ装置は、第１の照射領域を照射する第１のレーザビーム、および、前記第１の照射領域とは異なる第２の照射領域を照射する第２のレーザビームを有し、
前記検出装置は、前記直線走行判定装置により前記車両が直線を走行していると判定されたときに、前記停止物体を前記第１および前記第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における前記停止物体までの距離、および、前記停止物体を前記第１および前記第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における前記停止物体までの距離に基づいて、前記レーダ装置の軸ずれを検出することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。 - 請求項１に記載の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
前記レーダ装置は、前記第１のレーザビームを照射する第１のレーダ装置と、前記第２のレーザビームを照射する第２のレーダ装置とを備えることを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。 - 請求項１または２に記載の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
前記検出装置は、前記第１または前記第２のレーザビームにより最初に前記停止物体を検出した時点における前記停止物体までの距離を除いて、前記レーダ装置の軸ずれを検出することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
前記検出装置は、前記直線走行判定装置により前記車両が直線を走行していると判定されたときに、前記停止物体を前記第１および前記第２のレーザビームでそれぞれ検出した時点における前記停止物体までの距離に基づいて、前記レーダ装置の軸ずれを検出することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
前記検出装置は、前記直線走行判定装置により前記車両が直線を走行していると判定されたときに、前記停止物体を前記第１および前記第２のレーザビームでそれぞれ検出できなくなった時点における前記停止物体までの距離に基づいて、前記レーダ装置の軸ずれを検出することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
前記第１および前記第２のレーザビームで前記停止物体をそれぞれ検出した時点とは、前記停止物体が前記第１および前記第２のレーザビームの非照射範囲から照射範囲にそれぞれ含まれるようになった時点であり、
前記第１および前記第２のレーザビームで前記停止物体をそれぞれ検出できなくなった 時点とは、前記停止物体が前記第１および前記第２のレーザビームの照射範囲からそれぞれ非照射範囲になった時点であることを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
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