JP3788312B2

JP3788312B2 - Leading vehicle detection device

Info

Publication number: JP3788312B2
Application number: JP2001336652A
Authority: JP
Inventors: 能史瀧川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP2003139854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出装置に係り、特に、カーブ路が存在する場合であっても高精度に先行車両を検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自車両前方の複数方向に電磁波を照射し、前方物体よりの反射波を検出して先行車両との距離を検出する先行車検出装置が知られている。
【０００３】
このような先行車検出装置では、自車両がカーブ路を走行しているときにおいては、自車両が走行する車線とは異なる車線を走行する先行車両を、自車線上の先行車両と誤認識することや、自車線上を走行している車両を、他の車線を走行している車両であるものと誤認識することがあった。
【０００４】
これを解決するために、特開平７−３３３３３０号公報（以下、従来例１という）や、特開平９−２１１１２５号公報（以下、従来例２という）に記載された技術では、自車両にヨーレートセンサや操舵角センサ等を搭載し、これらの出力値によって、自車両が走行している道路のカーブ曲率を推定し、この曲率に合わせて電磁波の発射方向を変更することにより、カーブ路においても精度の高い先行車両検出を行うようにした技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例１、従来例２に記載された技術では、自車両が現在走行している地点でのカーブ曲率に基づいて電磁波の発射方向を変更しているため、自車両がカーブに進入するまで曲率の推定を行うことができない。よって、自車両が現在直線路を走行しており、その前方に存在するカーブ路に既に先行車両が進入している場合等には、この先行車両の存在を検出することができなくなったり、或いは、他車線を走行している車両を自車線の先行車両と誤検出する可能性があった。
【０００６】
この発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、自車両が現在直線路を走行しており、その前方に存在するカーブ路に既に先行車両が進入している場合でも、自車線上の先行車両を精度良く検出することのできる先行車両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】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、自車両前方に向けて、照射範囲が相違する複数の波動を送信すると共に、前方物体によって反射した前記波動を受信し、この波動の送受信に基づいて先行車両を検出する先行車両検出装置において、前記受信した波動に基づいて、自車両前方の道路形状を推定する道路形状推定手段と、前記照射範囲内で、且つ自車両が走行する車線内であって、自車線上の先行車両を検出する領域を設定する領域設定手段と、を備え、前記領域設定手段によって設定される先行車両検出領域は、前記道路形状推定手段によって推定された道路形状に基づいて、設定されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、自車両前方に向けて、自車両の中心線を第１中心線とする第１の照射範囲へ第１の波動を送信し、前記第１中心線から所定角度右方向へ傾いた中心線を第２中心線とする第２の照射範囲へ第２の波動を送信し、前記第１中心線から所定角度左方向へ傾いた中心線を第３中心線とする第３の照射範囲へ第３の波動を送信し、この第１乃至第３の波動が前方物体によって反射した波動を受信し、この波動の送受信に基づいて、先行車両を検出する先行車両検出装置において、前記第１の波動と第２の波動に基づいて前方停止物体を検出した場合、あるいは前記第１の波動と第３の波動に基づいて前方停止物体を検出した場合に、自車両前方の道路形状がカーブ路であると推定する道路形状推定手段と、前記照射範囲内で、且つ自車両が走行する車線内であって、自車線上の先行車両を検出する領域を設定する領域設定手段と、を備え、前記領域設定手段によって設定される先行車両検出領域は、前記道路形状推定手段によって推定されたカーブ路に基づいて、設定されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の先行車両検出装置において、前記道路形状推定手段は、前記第１の波動と第２の波動とに基づいて前方停止物体を検出した場合には自車両前方の道路形状が左カーブ路であると推定し、前記第１の波動と第３の波動とに基づいて前方停止物体を検出した場合には、自車両前方の道路形状が右カーブ路であると推定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の先行車両検出装置において、前記道路形状推定手段は、前記第１の波動に基づく前方停止物体までの距離より、前記第２の波動に基づく前方停止物体までの距離が小さい場合に、自車両前方の道路形状が左カーブ路であると推定し、前記第１の波動に基づく前方停止物体までの距離より、前記第３の波動に基づく前方停止物体までの距離が小さい場合に、自車両前方の道路形状が右カーブ路であると推定することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の発明においては、照射範囲内で、且つ自車両が走行する車線内であって、自車線上の先行車両を検出する領域を道路形状に基づいて設定するようにしたので、例えば自車両が直線路を走行しており、その前方に存在するカーブ路に既に先行車両が進入している場合でも、自車線上の先行車両を精度よく検出することができるという効果を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る先行車両検出装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、該先行車両検出装置１は、車両の前方に向けて電磁波を発する発信部２と、該発信部２より発せられ、前方物体にて反射した電磁波を受信する受信部３と、発信部２，及び受信部３における発信、受信のタイミングを設定するタイミング発生部４と、Ａ／Ｄ変換器５と、受信部３にて受信された電磁波に基づいて、自車両と同一車線上を走行する先行車両との間の車間距離を求める信号処理部６と、該信号処理部（道路形状推定手段）６にて求められた車間距離の検出データを、外部機器に出力する信号処理出力部８と、外部インターフェース９と、を具備している。更に、信号処理部６における信号処理にて用いる自車線判定テーブル（後述する表２，表３）を記憶するためのメモリ７を有している。
【００１３】
また、発信部２と受信部３とで送受信手段が構成され、電磁波を発する発信部２は、車両前方に向けてそれぞれ異なる角度で５個の電磁波を出力するように構成されている。即ち、図２の模式図に示すように、自車両１０の前方に向け、センタービームＣ1、第１右ビームＲ1、第２右ビームＲ2、第１左ビームＬ1、及び第２左ビームＬ2の、５つの各電磁波を出力する構成とされている。
【００１４】
センタービームＣ1は、ビームの中心が車両の進行方向（中心方向）と一致しており、左右にθ1ずつ、即ち、全体が２×θ1の広がりを持つ角度で出射される。第１右ビームＲ1は、ビームの中心が車両の進行方向に対して右側にφ1だけ傾いており、２×θ2の広がりを持つ角度で出射される。第２右ビームＲ2は、ビームの中心が車両の進行方向に対して右側にφ2だけ傾いており、２×θ3の広がりを持つ角度で出射される。
【００１５】
同様に、第１左ビームＬ1は、車両の進行方向に対して左側にφ1だけ傾いており、２×θ2の角度をもって出射され、第２左ビームＬ2は、車両の進行方向に対して左側にφ2だけ傾いており、２×θ3の角度をもって出射される。
【００１６】
次に、本実施形態に係る先行車検出装置１の作用について説明する。図３は、自車両１０の走行路が直線路である場合の自車線判定エリアＳ１、即ち、先行車両が自車両１０の走行車線と同一の車線を走行しているかどうかを判定するエリアを示す説明図である。同図において、自車両１０が走行する車線をＡ1とし、この車線幅を２×Ｗとする。
【００１７】
そして、第２右ビームＲ2、及び第２左ビームＬ2の各外側ラインと車線Ａ1との交点までの距離をＤ2とし、第１の右ビームＲ1、及び第１の左ビームＬ2の各外側ラインと車線Ａ1との交点までの距離をＤ1とし、更に、センタービームＣ1の外側ラインと、車線Ａ1との交点までの距離をＤcとする。すると、以下に示す表１のように、先行車両が自車線Ａ1を走行しているかどうかを判定することができる。
【００１８】
【表１】

表１に示すように、認識物体（自車両の前方に存在する物体）と自車両１０との距離Ｄが、Ｄ2（図３参照）以下である場合には、全てのビーム（即ち、Ｃ1，Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，Ｌ2）のうちの、少なくとも３つのビームにて、反射波が検出された際に、この認識物体は、自車両１０の走行車線Ａ1上に存在するものと認識する。
【００１９】
また、認識物体と自車両１０との距離Ｄが、Ｄ1以下である場合には、３つのビームＣ1，Ｒ1，Ｌ1のうちの、少なくとも２つのビームにて、反射波が検出された際に、この認識物体は、自車両１０の走行車線Ａ１上に存在するものと認識する。
【００２０】
更に、認識物体と自車両１０との距離Ｄが、Ｄc以下である場合には、センタービームＣ1にて反射波が検出された際に、この認識物体は、走行車線Ａ１上を走行しているものと認識する。
【００２１】
そして、図１に示した信号処理部６にて求められる先行車両との距離（車間距離）Ｄが、表１に示した条件と一致した場合に、この先行車両が自車両と同一の車線を走行しているものと判断する。例えば、距離Ｄが、Ｄ＜Ｄ1であり、センタービームＣ1、及び第１の右ビームＲ1の反射波が認識されている場合には、この先行車両は、自車両と同一の車線を走行しているものと判断する。
【００２２】
また、車間距離Ｄは、実際に電磁波の送受信のタイミングに基づいて求められる測定距離Ｄsに基づき、下記に示す補正を行うことにより算出される。
【００２３】
（イ）認識しているビームが、第２の右ビームＲ2または第２の左ビームＬ2の場合；Θ＝（φ1＋φ2＋θ3）
（ロ）認識しているビームが、第１の右ビームＲ1または第１の左ビームＬ1の場合；Θ＝（φ1＋θ2）
（ハ）認識しているビームが、センタービームＣ1の場合；Θ＝（θ1）
そして、上記の条件に基づいて求めた角度Θを用いて、下記の（１）式により、車間距離Ｄを求める。
【００２４】
Ｄ＝Ｄs*cos（Θ）・・・（１）
これにより、車間距離の補正が可能となる。
【００２５】
次に、自車両がカーブ路を走行する場合について説明する。上記した方法のみでは、直線路については、高精度な車線認識、及び先行車両との間の車間距離の測定が可能となるが、走行車線がカーブ路にさしかかる場合においては、検出の精度が低下する。以下、これを図４を参照しながら説明する。同図（ａ）は、自車両１０が２車線道路の右側車線を走行し、且つ、自車両１０の前方に左カーブが存在する場合を示している。そして、カーブ路に先行車両１１が存在する場合には、図示のように第１の左ビームＬ1のみにて先行車両１１の存在が認識されるので、表１に示した条件に当てはまらず、先行車両１１が自車線上を走行していると認識することができない。
【００２６】
また、同図（ｂ）は、自車両１０が２車線道路の左側車線を走行し、且つ、自車両１０の前方に左カーブが存在する場合を示している。そして、カーブ路に先行車両１２ａが存在する場合には、図４（ａ）の場合と同様に、この先行車両が自車線を走行していると認識することができない。更に、図４（ｂ）に示すように、他車線（右側車線）に先行車両１２ｂが存在する場合には、この先行車両１２ｂはセンタービームＣ1にて認識されるので、自車線を走行しているものと誤認識してしまう。
【００２７】
本実施形態では、表１に示した条件に加えて、カーブ路においても自車線上を走行する先行車両の存在を高精度に認識することができるような条件設定をしている。以下、これについて詳述する。
【００２８】
図５は、自車両１０が２車線道路の左側車線を走行し、カーブ路にさしかかるときの各ビーム（Ｃ1，Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，Ｌ2）と、路側構造物Ｆ１（側壁、ガードレール等の停止物体）との関係を示す説明図である。また、図６は、自車両１０が２車線道路の右側車線を走行し、カーブ路にさしかかるときの各ビーム（Ｃ1，Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，Ｌ2）と、路側構造物Ｆ１との関係を示す説明図である。
【００２９】
図５，図６から理解されるように、自車両１０が右側車線、または左側車線を走行しているいずれの場合においても、直進路においては、センタービームＣ1以外の左右のビームいずれかが路側構造物Ｆ１を捉えている。
【００３０】
また、自車両１０がカーブ路に進入する前では、センタービームＣ1がカーブ路の路側構造物Ｆ１を捉えだし、このとき、センタービームＣ1と隣り合う左右のビーム（Ｒ1，Ｌ1）においては、左カーブのときには第１の右ビームＲ1が路側構造物Ｆ１を捉えている。
【００３１】
そして、各ビームにより求められる距離は、（センタービームＣ1）＞（第１の右ビームＲ1）なる関係が成立する。
【００３２】
その後、更に自車両１０がカーブ路に近づくと、第１の左ビームＬ1においても路側構造物Ｆ１を捉えだし、各ビームにより求められる距離は、（第１の左ビームＬ1）＞（センタービームＣ1）＞（第１の右側ビームＲ1）なる関係が成立する。
【００３３】
また、上記では、左側カーブ路についての例を示したが、右側カーブ路においては、（第１の右ビームＲ1）＞（センタービームＣ1）＞（第１の左側ビームＬ1）なる関係が成立する。そして、上記の関係は、自車両１０が走行する車線、即ち、右側車線を走行しているか、或いは左側車線を走行しているか、によらず成立する。
【００３４】
従って、路側構造物Ｆ１が停止物であることを考慮すれば、上記の条件を用いることにより、自車両１０がカーブ路に進入する以前に、カーブ路の存在を判定することが可能であることが理解される。つまり、従来のように、ヨーレートセンサやステアリングセンサ等を用いることなく、カーブ路の存在を検出することができることになる。
【００３５】
以下、上記の条件に基づいて、自車両１０が走行する車線にカーブ路が存在するかどうかを判定し、且つ、カーブ路である場合に自車両１０が走行する車線上に先行車両が存在するかどうかを判定する具体的な処理手順について、図７，図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３６】
まず、図７のステップＳ１では、図１に示した発信部２より電磁波を照射し、前方物体による反射波を受信部３にて受信する処理が行われる。更に、ステップＳ２では、自車両１０に搭載される車速センサ（図示省略）にて検出される自車両１０の走行速度を取り込む処理が行われる。
【００３７】
次いで、ステップＳ３にて、受信部３にて受信された電磁波の認識処理が行われ、その後、ステップＳ４にて自車両１０が走行している車線の前方にカーブ路が存在するかどうかの処理が行われ、更に、ステップＳ５にて、認識された前方物体が自車線上に存在するものであるかどうかの判定が行われる。
【００３８】
図８は、図７に示したステップＳ４，Ｓ５の詳細な処理手順を示すフローチャートであり、同図に示すステップＳ１１にて、自車両の前方に存在する停止物がセンタービームＣ1、第１の左ビームＬ1、第２の左ビームＬ2で認識することができたか、或いは、センタービームＣ1、第１の右ビームＲ1、第２の右ビームＲ2で認識することができたか、の判断が行われる。
【００３９】
そして、ステップＳ１１では、上記した３つのビームにて停止物の存在が認識された際に、カーブ路の判定を開始する。ステップＳ１２〜Ｓ１４では、左ビーム２本（Ｌ1，Ｌ2）とセンタービームＣ1で停止物が認識され、且つ、認識距離がＬ2＜Ｌ1＜Ｃ1なる関係が成立する場合に、右カーブであると判断する。同様に、右ビーム２本（Ｒ1，Ｒ2）とセンタービームＣ1で停止物が認識され、且つ、認識距離がＲ2＜Ｒ1＜Ｃ1なる関係が成立する場合には、左カーブであると判断する。
【００４０】
そして、ステップＳ１３にて右カーブと判定された場合には、ステップＳ１５にて、図１に示すメモリ７に予め記憶されている右カーブ用テーブル（後述）を用いて先行車両の走行車線を判定する。また、ステップＳ１４にて左カーブと判定された場合には、ステップＳ１６にて、左カーブ用テーブル（後述）を用いて先行車両の走行車線を判定する。
【００４１】
その後、図７に示すステップＳ６にて測定したデータを出力し、ステップＳ７にて終了するかどうかが判断され、終了判断されるまで、ステップＳ１からの処理が繰り返される。
【００４２】
表２に左カーブ用テーブル、表３に右カーブ用テーブルを示す。
【００４３】
【表２】

【表３】

表２、３に示すように、距離Ｄ2、Ｄ1、Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3と、測定距離Ｄとの関係に基づいて、前方を走行する先行車両が自車両１０と同一の車線を走行しているかどうかを判定する。以下、距離Ｄ2、Ｄ1、Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3について、図９を参照しながら説明する。
【００４４】
図３にて説明したように、距離Ｄ2は、第２の右ビームＲ2、及び第２の左ビームＬ2と自車両の走行車線とが交差する位置までの距離であり、距離Ｄ１は、第１の右ビームＲ1及び第１の左ビームＬ1と自車両の走行車線とが交差する位置までの距離である。
【００４５】
次に、距離Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3について説明する。図９に示すように、自車両１０の走行路が左カーブである場合には、第２の右ビームＲ2が路側構造物Ｆ１を認識する。そして、このとき測定される路側構造物までの距離をＤc1とする。
【００４６】
また、第１の右ビームＲ1が路側構造物Ｆ１を認識し、このとき測定される路側構造物までの距離をＤc2とする。同様に、センタービームＣ1により認識される路側構造物までの距離をＤc3とする。
【００４７】
そして、求められた各距離Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3を、それぞれ左側に一つずつシフトさせて、それぞれのビーム認識境界距離として設定する。具体的には、第１の右ビームＲ1のビーム認識境界距離を距離Ｄc1とし、センタービームＣ1のビーム認識境界距離を距離Ｄc2とし、第１の左ビームＬ1のビーム認識境界距離を距離Ｄc3とする。ここで、ビーム認識境界距離とは、図３に示した自車線判定エリアＳ１を設定する際の境界距離である。
【００４８】
つまり、上述した距離Ｄ2、Ｄ1、Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3は、以下のように定義されることになる。
【００４９】
（１）Ｄ2 ：第２の右ビームＲ2／第２の左ビームＬ2の外側エッジと自車線とが交差する交点を結ぶ線と、自車両１０との間の距離。
【００５０】
（２）Ｄ1 ：第１の右ビームＲ1／第１の左ビームＬ1の外側エッジと自車線とが交差する交点を結ぶ線と、自車両１０との間の距離。
【００５１】
（３）Ｄc1：第２の右ビームＲ2が認識した停止物までの距離を、第１の右ビームＲ1の中心線上に置き換えた距離。
【００５２】
（４）Ｄc2：第１の右ビームＲ1が認識した停止物までの距離を、センタービームＣ1の中心線上に置き換えた距離。
【００５３】
（５）Ｄc3：センタービームＣ1が認識した停止物までの距離を、第１の左ビームＬ1の中心線上に置き換えた距離。
【００５４】
そして、表２に示した左カーブ用テーブルを用いることにより、例えば、図１０の符号Ｓ１に示す如くの自車線判定エリアを設定することができる。つまり、先行車両がこのエリアＳ１内に存在するときに、この先行車両が自車両と同一の車線を走行しているものと判定する。
【００５５】
また、距離Ｄc1は必ずしも距離Ｄ1よりも大きいとは限らず、Ｄc1＜Ｄ1となったときには、Ｄc1を使用せずＤ1を使用する。「Ｄc1＜Ｄ1」が成立する例としては、例えば、自車両が直進路の２車線道路の右側車線を走行している場合が挙げられる。
【００５６】
そして、このように自車判定エリアを設定することにより、例えば、自車両１０が２車線道路の右側車線を走行している場合（この場合には、Ｄc1＜Ｄ1が成立する）には、図１１（ａ）に示す如くの自車線判定エリアＳ１が設定され、自車両と同一の車線を走行する前方車両１１を確実に認識することができる。
【００５７】
また、図１１（ｂ）に示すように、自車両１０が２車線道路の左側車線を走行している場合（この場合には、Ｄc1＜Ｄ1は成立しない）には、同図に示す如くの自車線判定エリアＳ１が設定され、自車両１０と同一の車線を走行する先行車両１２ａを確実に認識することができる。
【００５８】
また、自車線１０と同一でない車線を走行している先行車両１２ｂは、自車線判定エリアＳ１内に入らないので、この車両を先行車両と誤認識することを防止することができる。
【００５９】
図１２は、自車両１０がカーブ路の出口付近を走行しているときの様子を示す説明図であり、この場合には、同図に示す如くの自車線判定エリアＳ１が設定されるので、自車両１０と同一の車線上を走行する先行車両の存在を確実に認識することができ、且つ、他の車線を走行している先行車両を誤認識することを防止することができる。
【００６０】
なお、上記の例では、自車線が左側にカーブしていると判定された場合について示したものであり、右側にカーブしていると判定された場合についても、上記の場合と同様にビーム認識境界距離を求めることができる。
【００６１】
このようにして、本実施形態に係る先行車検出装置１では、走行路の前方にカーブ路が存在する場合においても、このカーブの状況に応じて自車線判定エリアＳ１を適宜設定し、自車両と同一の車線を走行する先行車両の存在を認識することができ、且つ、他の車線を走行する先行車両を誤認識することを防止することができるので、道路形状に関わらず、常に高精度な先行車の検出が可能となる。
【００６２】
また、従来のようにカーブ路を検出するためのヨーレートセンサやステアリングセンサ等を用いる必要が無いので、構成を簡素化することができ、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
更に、本実施形態の先行車検出装置は、既存のレーダソフトを変更することにより、容易に構成することができるので、開発期間や開発コストを低減することができる。
【００６４】
以上、本発明の先行車検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００６５】
例えば、上記した実施形態では、５本の電磁波ビームを用いて、先行車両を検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、６本以上、或いは４本以下とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る先行車検出装置の、一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】５本の各ビームの照射方向を示す説明図である。
【図３】直線路を走行しているときに、自車線エリアであると判定する領域を示す説明図である。
【図４】自車両がカーブ路にさしかかるときに、先行車両を検出できない場合、及び誤検出する場合を示す説明図である。
【図５】自車両が２車線道路の左側車線を走行しているときの、各ビームが固定物体を検出する様子を示す説明図である。
【図６】自車両が２車線道路の右側車線を走行しているときの、各ビームが固定物体を検出する様子を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係る先行車両検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したステップＳ４，Ｓ５の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図９】ビーム認識境界距離を設定する様子を示す説明図である。
【図１０】自車線が左カーブ路である場合の、自車線判定エリアを示す説明図である。
【図１１】自車線が左カーブ路である場合の、自車線判定エリアを示す説明図であり、（ａ）は２車線道路の右側を走行している場合、（ｂ）は左側を走行している場合を示す。
【図１２】自車両が左カーブ路から出るときの、自車線判定エリアを示す説明図である。
【符号の説明】
１先行車両検出装置
２発信部
３受信部
４タイミング発生部
５Ａ／Ｄ変換器
６信号処理部（道路形状推定手段）
７メモリ
８信号処理出力部
９外部インターフェース
１０自車両
１１先行車両
１２ａ，１２ｂ先行車両[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a preceding vehicle detection device that detects a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle, and more particularly to a technique for detecting a preceding vehicle with high accuracy even when a curved road exists.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a preceding vehicle detection device that irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions ahead of the host vehicle, detects a reflected wave from a front object, and detects a distance from the preceding vehicle.
[0003]
In such a preceding vehicle detection device, when the host vehicle is traveling on a curved road, a preceding vehicle traveling in a lane different from the lane in which the host vehicle is traveling is erroneously recognized as a preceding vehicle on the host lane. In some cases, a vehicle traveling in the own lane is erroneously recognized as a vehicle traveling in another lane.
[0004]
In order to solve this problem, the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-333330 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2111125 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) provide a yaw rate to the host vehicle. Sensors, steering angle sensors, etc. are installed, and the curve curvature of the road on which the vehicle is traveling is estimated from these output values, and the emission direction of electromagnetic waves is changed according to this curvature. A technique for detecting a preceding vehicle with high accuracy is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technologies described in Conventional Example 1 and Conventional Example 2 described above, the direction of emission of electromagnetic waves is changed based on the curve curvature at the point where the host vehicle is currently traveling. Curvature cannot be estimated until approaching. Therefore, when the host vehicle is currently traveling on a straight road and a preceding vehicle has already entered a curved road ahead, the presence of the preceding vehicle cannot be detected, or There is a possibility that a vehicle traveling in another lane is erroneously detected as a preceding vehicle in the own lane.
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is that the host vehicle is currently traveling on a straight road and a preceding vehicle is already on a curved road ahead. An object of the present invention is to provide a preceding vehicle detection device capable of accurately detecting a preceding vehicle on the own lane even when the vehicle is approaching.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application transmits a plurality of waves with different irradiation ranges toward the front of the host vehicle, receives the waves reflected by a front object, and receives the waves. In the preceding vehicle detection device for detecting the preceding vehicle based on transmission / reception of the vehicle, road shape estimation means for estimating the road shape in front of the own vehicle based on the received wave, and within the irradiation range and the own vehicle is traveling An area setting means for setting an area for detecting a preceding vehicle on the own lane, and the preceding vehicle detection area set by the area setting means is estimated by the road shape estimating means. It is set based on the road shape.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the first wave is transmitted to the first irradiation range with the center line of the host vehicle as the first center line toward the front of the host vehicle, and a predetermined angle from the first center line. A second wave is transmitted to a second irradiation range having a center line inclined to the right as a second center line, and a center line inclined to the left by a predetermined angle from the first center line is set as a third center line. A preceding vehicle detection device that transmits a third wave to the third irradiation range, receives a wave reflected by a front object from the first to third waves, and detects a preceding vehicle based on transmission / reception of the wave When a front stop object is detected based on the first wave and the second wave, or when a front stop object is detected based on the first wave and the third wave, Road shape estimating means for estimating that the road shape is a curved road, and within the irradiation range And an area setting means for setting an area for detecting a preceding vehicle on the own lane in a lane in which the own vehicle is traveling, and the preceding vehicle detection area set by the area setting means is the road shape It is set based on the curved road estimated by the estimation means.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the preceding vehicle detection device according to the second aspect, when the road shape estimating means detects a forward stop object based on the first wave and the second wave When it is estimated that the road shape ahead of the host vehicle is a left curve road and a forward stop object is detected based on the first wave and the third wave, the road shape ahead of the host vehicle is a right curve road. It is estimated that it is.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the preceding vehicle detection device according to the third aspect, the road shape estimation means is based on the second wave based on the distance to the forward stop object based on the first wave. When the distance to the stop object is small, it is estimated that the road shape ahead of the host vehicle is a left curve road, and the forward stop based on the third wave is based on the distance to the forward stop object based on the first wave When the distance to the object is small, it is estimated that the road shape ahead of the host vehicle is a right curve road.
[0011]
【The invention's effect】
In the first to fourth aspects of the present invention, the region for detecting the preceding vehicle on the own lane is set based on the road shape in the irradiation range and in the lane in which the own vehicle travels. For example, even when the host vehicle is traveling on a straight road and a preceding vehicle has already entered a curved road ahead, the preceding vehicle on the own lane can be accurately detected. .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a preceding vehicle detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the preceding vehicle detection device 1 includes a transmission unit 2 that emits electromagnetic waves toward the front of the vehicle, and a reception unit 3 that receives the electromagnetic waves emitted from the transmission unit 2 and reflected by a front object. Based on the electromagnetic wave received by the transmission unit 2 and the reception unit 3, the timing generation unit 4 for setting the transmission and reception timings, the A / D converter 5, and the reception unit 3. A signal processing unit 6 for obtaining an inter-vehicle distance from a preceding vehicle traveling on a lane, and a signal for outputting detection data of the inter-vehicle distance obtained by the signal processing unit (road shape estimating means) 6 to an external device A processing output unit 8 and an external interface 9 are provided. Furthermore, it has the memory 7 for memorize | stores the own lane determination table (Table 2, Table 3 mentioned later) used by the signal processing in the signal processing part 6. FIG.
[0013]
The transmitter 2 and the receiver 3 constitute transmission / reception means, and the transmitter 2 that emits electromagnetic waves is configured to output five electromagnetic waves at different angles toward the front of the vehicle. That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, the center beam C1, the first right beam R1, the second right beam R2, the first left beam L1, and the second left beam L2 are directed toward the front of the host vehicle 10. The five electromagnetic waves are output.
[0014]
The center beam C1 is emitted with an angle of θ1 on the left and right, that is, the whole has a spread of 2 × θ1, with the center of the beam coinciding with the traveling direction (center direction) of the vehicle. The first right beam R1 is emitted at an angle with the center of the beam inclined by φ1 to the right with respect to the traveling direction of the vehicle and having a spread of 2 × θ2. The second right beam R2 is emitted at an angle with the center of the beam inclined by φ2 to the right with respect to the traveling direction of the vehicle and having a spread of 2 × θ3.
[0015]
Similarly, the first left beam L1 is inclined to the left by φ1 with respect to the traveling direction of the vehicle and is emitted at an angle of 2 × θ2, and the second left beam L2 is disposed to the left with respect to the traveling direction of the vehicle. It is inclined by φ2 and is emitted with an angle of 2 × θ3.
[0016]
Next, the operation of the preceding vehicle detection device 1 according to this embodiment will be described. FIG. 3 shows the own lane determination area S1 when the travel path of the host vehicle 10 is a straight path, that is, an area for determining whether the preceding vehicle is traveling in the same lane as the travel lane of the host vehicle 10. It is explanatory drawing. In the figure, the lane in which the host vehicle 10 travels is A1, and the lane width is 2 × W.
[0017]
The distance from the outer line of the second right beam R2 and the second left beam L2 to the intersection of the lane A1 is D2, and the outer lines of the first right beam R1 and the first left beam L2 Let D1 be the distance to the intersection with the lane A1, and Dc be the distance to the intersection between the outer line of the center beam C1 and the lane A1. Then, as shown in Table 1 below, it can be determined whether or not the preceding vehicle is traveling in the own lane A1.
[0018]
[Table 1]

As shown in Table 1, when the distance D between the recognized object (the object existing in front of the host vehicle) and the host vehicle 10 is equal to or less than D2 (see FIG. 3), all the beams (that is, C1, When a reflected wave is detected by at least three beams among R1, R2, L1, and L2), this recognition object is recognized as existing on the travel lane A1 of the host vehicle 10.
[0019]
When the distance D between the recognition object and the vehicle 10 is equal to or less than D1, when reflected waves are detected by at least two of the three beams C1, R1, and L1, This recognized object is recognized as existing on the travel lane A1 of the host vehicle 10.
[0020]
Further, when the distance D between the recognized object and the host vehicle 10 is equal to or less than Dc, the recognized object is traveling on the travel lane A1 when the reflected wave is detected by the center beam C1. Recognize that.
[0021]
Then, when the distance (inter-vehicle distance) D with the preceding vehicle determined by the signal processing unit 6 shown in FIG. 1 matches the condition shown in Table 1, the preceding vehicle has the same lane as the own vehicle. Judge that it is running. For example, when the distance D is D <D1 and the reflected waves of the center beam C1 and the first right beam R1 are recognized, the preceding vehicle travels in the same lane as the own vehicle. Judge that there is.
[0022]
The inter-vehicle distance D is calculated by performing the following correction based on the measured distance Ds that is actually obtained based on the timing of electromagnetic wave transmission / reception.
[0023]
(A) When the recognized beam is the second right beam R2 or the second left beam L2; Θ = (φ1 + φ2 + θ3)
(B) When the recognized beam is the first right beam R1 or the first left beam L1; Θ = (φ1 + θ2)
(C) When the recognized beam is the center beam C1; Θ = (θ1)
Then, the inter-vehicle distance D is obtained by the following equation (1) using the angle Θ obtained based on the above conditions.
[0024]
D = Ds * cos (Θ) (1)
As a result, the inter-vehicle distance can be corrected.
[0025]
Next, a case where the host vehicle travels on a curved road will be described. Only the method described above enables high-accuracy lane recognition and measurement of the inter-vehicle distance from the preceding vehicle for straight roads, but the accuracy of detection decreases when the driving lane approaches a curved road. To do. This will be described below with reference to FIG. FIG. 4A shows a case where the host vehicle 10 travels in the right lane of a two-lane road and a left curve exists in front of the host vehicle 10. When the preceding vehicle 11 exists on the curved road, the presence of the preceding vehicle 11 is recognized only by the first left beam L1 as shown in the figure, so the conditions shown in Table 1 are not applied, and the preceding vehicle 11 It cannot be recognized that the vehicle 11 is traveling on the own lane.
[0026]
FIG. 5B shows a case where the host vehicle 10 travels in the left lane of a two-lane road and a left curve exists in front of the host vehicle 10. When the preceding vehicle 12a is present on the curved road, it cannot be recognized that the preceding vehicle is traveling in the own lane as in the case of FIG. Furthermore, as shown in FIG. 4B, when the preceding vehicle 12b is present in the other lane (right lane), the preceding vehicle 12b is recognized by the center beam C1, so that the vehicle travels in its own lane. Misunderstood as being.
[0027]
In the present embodiment, in addition to the conditions shown in Table 1, conditions are set so that the presence of a preceding vehicle traveling on the own lane can be recognized with high accuracy even on a curved road. This will be described in detail below.
[0028]
FIG. 5 shows each beam (C1, R1, R2, L1, L2) when the host vehicle 10 travels on the left lane of a two-lane road and approaches a curved road, and the roadside structure F1 (stops such as side walls and guardrails). It is explanatory drawing which shows the relationship with an object. FIG. 6 also shows the relationship between each beam (C1, R1, R2, L1, L2) and the roadside structure F1 when the host vehicle 10 travels on the right lane of a two-lane road and approaches a curved road. It is explanatory drawing.
[0029]
As can be understood from FIGS. 5 and 6, in any case where the host vehicle 10 is traveling in the right lane or the left lane, either of the left and right beams other than the center beam C1 is on the road side on the straight road. The structure F1 is captured.
[0030]
Before the host vehicle 10 enters the curved road, the center beam C1 captures the roadside structure F1 on the curved road. At this time, the left and right beams (R1, L1) adjacent to the center beam C1 At the time of the curve, the first right beam R1 captures the roadside structure F1.
[0031]
The distance obtained by each beam satisfies the relationship of (center beam C1)> (first right beam R1).
[0032]
Thereafter, when the host vehicle 10 further approaches the curved road, the roadside structure F1 is captured also in the first left beam L1, and the distance obtained by each beam is (first left beam L1)> (center beam C1 )> (First right beam R1).
[0033]
In the above description, the example of the left curved road is shown. However, in the right curved road, the relationship of (first right beam R1)> (center beam C1)> (first left beam L1) is established. . The above relationship is established regardless of whether the host vehicle 10 is traveling in the lane, that is, the right lane or the left lane.
[0034]
Therefore, in consideration of the fact that the roadside structure F1 is a stationary object, it is possible to determine the existence of a curved road before the host vehicle 10 enters the curved road by using the above conditions. Is understood. That is, the presence of a curved road can be detected without using a yaw rate sensor, a steering sensor, or the like as in the prior art.
[0035]
Hereinafter, based on the above conditions, it is determined whether or not there is a curved road on the lane in which the host vehicle 10 travels, and if the vehicle has a curved road, a preceding vehicle exists on the lane in which the host vehicle 10 travels. A specific processing procedure for determining whether or not will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0036]
First, in step S <b> 1 of FIG. 7, a process of irradiating an electromagnetic wave from the transmitting unit 2 illustrated in FIG. Further, in step S2, a process of taking in the traveling speed of the host vehicle 10 detected by a vehicle speed sensor (not shown) mounted on the host vehicle 10 is performed.
[0037]
Next, in step S3, a process for recognizing the electromagnetic wave received by the receiving unit 3 is performed, and then, in step S4, a process for determining whether a curved road exists ahead of the lane in which the host vehicle 10 is traveling. Further, in step S5, it is determined whether or not the recognized forward object is present on the own lane.
[0038]
FIG. 8 is a flowchart showing the detailed processing procedure of steps S4 and S5 shown in FIG. 7. In step S11 shown in FIG. 8, the stop object existing in front of the host vehicle is the center beam C1, the first one. It is determined whether the left beam L1 and the second left beam L2 can be recognized, or whether the center beam C1, the first right beam R1, and the second right beam R2 can be recognized. .
[0039]
In step S11, when the presence of a stationary object is recognized by the three beams described above, the determination of the curved road is started. In steps S12 to S14, when a stop object is recognized by the two left beams (L1, L2) and the center beam C1, and the relationship that the recognition distance is L2 <L1 <C1 is established, it is determined that the curve is a right curve. To do. Similarly, if the stop object is recognized by the two right beams (R1, R2) and the center beam C1 and the relationship that the recognition distance is R2 <R1 <C1 is established, it is determined that the curve is the left curve.
[0040]
If the right curve is determined in step S13, the driving lane of the preceding vehicle is determined in step S15 using a right curve table (described later) stored in the memory 7 shown in FIG. To do. If it is determined in step S14 that the curve is a left curve, the travel lane of the preceding vehicle is determined in step S16 using a left curve table (described later).
[0041]
Thereafter, the data measured in step S6 shown in FIG. 7 is output, and it is determined whether or not to end in step S7, and the processing from step S1 is repeated until it is determined to end.
[0042]
Table 2 shows the left curve table, and Table 3 shows the right curve table.
[0043]
[Table 2]

[Table 3]

As shown in Tables 2 and 3, based on the relationship between the distances D2, D1, Dc1, Dc2, Dc3 and the measured distance D, is the preceding vehicle traveling ahead traveling in the same lane as the own vehicle 10? Determine if. Hereinafter, the distances D2, D1, Dc1, Dc2, and Dc3 will be described with reference to FIG.
[0044]
As described in FIG. 3, the distance D2 is the distance to the position where the second right beam R2 and the second left beam L2 intersect the traveling lane of the host vehicle, and the distance D1 is the first distance D1. The distance to the position where the right beam R1 and the first left beam L1 of the vehicle intersect with the traveling lane of the host vehicle.
[0045]
Next, the distances Dc1, Dc2, and Dc3 will be described. As shown in FIG. 9, when the traveling road of the host vehicle 10 is a left curve, the second right beam R2 recognizes the roadside structure F1. The distance to the roadside structure measured at this time is defined as Dc1.
[0046]
Further, the first right beam R1 recognizes the roadside structure F1, and the distance to the roadside structure measured at this time is Dc2. Similarly, the distance to the roadside structure recognized by the center beam C1 is Dc3.
[0047]
Then, the obtained distances Dc1, Dc2, and Dc3 are shifted one by one to the left and set as the respective beam recognition boundary distances. Specifically, the beam recognition boundary distance of the first right beam R1 is a distance Dc1, the beam recognition boundary distance of the center beam C1 is a distance Dc2, and the beam recognition boundary distance of the first left beam L1 is a distance Dc3. . Here, the beam recognition boundary distance is a boundary distance when the own lane determination area S1 shown in FIG. 3 is set.
[0048]
That is, the distances D2, D1, Dc1, Dc2, and Dc3 described above are defined as follows.
[0049]
(1) D2: Distance between the vehicle 10 and the line connecting the intersection of the outer edge of the second right beam R2 / second left beam L2 and the own lane.
[0050]
(2) D1: Distance between the vehicle 10 and the line connecting the intersection of the outer edge of the first right beam R1 / first left beam L1 and the own lane.
[0051]
(3) Dc1: A distance obtained by replacing the distance to the stop recognized by the second right beam R2 with the center line of the first right beam R1.
[0052]
(4) Dc2: A distance obtained by replacing the distance to the stop recognized by the first right beam R1 with the center line of the center beam C1.
[0053]
(5) Dc3: A distance obtained by replacing the distance to the stop recognized by the center beam C1 with the center line of the first left beam L1.
[0054]
Then, by using the left curve table shown in Table 2, for example, it is possible to set the own lane determination area as shown by reference numeral S1 in FIG. That is, when the preceding vehicle is present in this area S1, it is determined that the preceding vehicle is traveling in the same lane as the own vehicle.
[0055]
Further, the distance Dc1 is not necessarily larger than the distance D1, and when Dc1 <D1, D1 is used without using Dc1. As an example in which “Dc1 <D1” is satisfied, for example, a case where the host vehicle is traveling in the right lane of a two-lane road on a straight road is cited.
[0056]
By setting the own vehicle determination area in this way, for example, when the own vehicle 10 is traveling on the right lane of a two-lane road (in this case, Dc1 <D1 is established) The own lane determination area S1 as shown in 11 (a) is set, and the forward vehicle 11 traveling in the same lane as the own vehicle can be reliably recognized.
[0057]
As shown in FIG. 11B, when the host vehicle 10 is traveling on the left lane of a two-lane road (in this case, Dc1 <D1 does not hold), as shown in FIG. The own lane determination area S1 is set, and the preceding vehicle 12a traveling in the same lane as the own vehicle 10 can be reliably recognized.
[0058]
In addition, since the preceding vehicle 12b traveling in a lane that is not the same as the own lane 10 does not enter the own lane determination area S1, it is possible to prevent the vehicle from being erroneously recognized as the preceding vehicle.
[0059]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the situation when the host vehicle 10 is traveling near the exit of a curved road. In this case, the host lane determination area S1 as shown in FIG. The presence of a preceding vehicle traveling in the same lane as that of the host vehicle 10 can be reliably recognized, and erroneous recognition of a preceding vehicle traveling in another lane can be prevented.
[0060]
In the above example, the case where it is determined that the own lane is curved to the left is shown, and the beam recognition is also performed in the case where it is determined that the lane is curved to the right. The boundary distance can be obtained.
[0061]
Thus, in the preceding vehicle detection device 1 according to the present embodiment, even when there is a curved road ahead of the traveling road, the own vehicle lane determination area S1 is appropriately set according to the situation of the curve, and the own vehicle It is possible to recognize the presence of a preceding vehicle traveling in the same lane and to prevent erroneous recognition of a preceding vehicle traveling in another lane, so it is always highly accurate regardless of the road shape. It is possible to detect a preceding vehicle.
[0062]
In addition, since it is not necessary to use a yaw rate sensor, a steering sensor, or the like for detecting a curved road as in the prior art, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
[0063]
Furthermore, the preceding vehicle detection device of the present embodiment can be easily configured by changing existing radar software, so that the development period and development cost can be reduced.
[0064]
Although the preceding vehicle detection device of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. be able to.
[0065]
For example, in the above-described embodiment, an example in which a preceding vehicle is detected using five electromagnetic wave beams has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number is six or more or four or less. It is also possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a preceding vehicle detection device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing irradiation directions of five beams.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a region that is determined to be the own lane area when traveling on a straight road.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where a preceding vehicle cannot be detected and a case where it is erroneously detected when the host vehicle approaches a curved road.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing how each beam detects a fixed object when the host vehicle is traveling in the left lane of a two-lane road.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing how each beam detects a fixed object when the host vehicle is traveling in the right lane of a two-lane road.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the preceding vehicle detection device according to the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a detailed processing procedure of steps S4 and S5 shown in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing how a beam recognition boundary distance is set.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an own lane determination area when the own lane is a left curve road.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the own lane determination area when the own lane is a left curve road, where (a) is driving on the right side of a two-lane road, and (b) is driving on the left side. Indicates the case.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an own lane determination area when the own vehicle leaves a left curve road.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Leading vehicle detection apparatus 2 Transmission part 3 Reception part 4 Timing generation part 5 A / D converter 6 Signal processing part (road shape estimation means)
7 Memory 8 Signal processing output unit 9 External interface 10 Own vehicle 11 Preceding vehicle 12a, 12b Preceding vehicle

Claims

In the preceding vehicle detection device that transmits a plurality of waves with different irradiation ranges toward the front of the host vehicle, receives the waves reflected by a front object, and detects a preceding vehicle based on transmission and reception of the waves,
Road shape estimation means for estimating a road shape ahead of the host vehicle based on the received wave;
An area setting means for setting an area within the irradiating range and within a lane in which the host vehicle travels, and detecting a preceding vehicle on the host lane;
With
The preceding vehicle detection device set by the region setting means is set based on the road shape estimated by the road shape estimation means.

A first wave is transmitted toward the first irradiation range with the center line of the host vehicle as the first center line toward the front of the host vehicle, and a center line tilted to the right by a predetermined angle from the first center line A second wave is transmitted to a second irradiation range having two center lines, and a third center line having a center line inclined to the left by a predetermined angle from the first center line is set to a third irradiation range. In the preceding vehicle detection device that transmits the wave, receives the wave reflected by the front object of the first to third waves, and detects the preceding vehicle based on transmission and reception of the wave,
When a forward stop object is detected based on the first wave and the second wave, or when a forward stop object is detected based on the first wave and the third wave, the road shape ahead of the host vehicle Road shape estimation means for estimating that is a curved road,
An area setting means for setting an area within the irradiating range and within a lane in which the host vehicle travels, and detecting a preceding vehicle on the host lane;
With
The preceding vehicle detection device set by the region setting means is set based on a curved road estimated by the road shape estimating means.

In the preceding vehicle detection device according to claim 2,
The road shape estimating means includes
When a forward stop object is detected based on the first wave and the second wave, it is estimated that the road shape ahead of the host vehicle is a left curve road,
A preceding vehicle detection apparatus, wherein when a forward stop object is detected based on the first wave and the third wave, the road shape ahead of the host vehicle is estimated to be a right curve road.

In the preceding vehicle detection device according to claim 3,
The road shape estimating means includes
When the distance to the front stop object based on the second wave is smaller than the distance to the front stop object based on the first wave, the road shape in front of the host vehicle is estimated to be a left curve road,
When the distance to the forward stop object based on the third wave is smaller than the distance to the forward stop object based on the first wave, the road shape ahead of the host vehicle is estimated to be a right curve road. A preceding vehicle detection device.