JP4019857B2 - 車両用相対速度計測装置および車両用制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両と先行車との相対速度を測定する装置、および、少なくとも相対速度を用いて車両の制御を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両前方に、例えばレーザ光を出射し、対象物にて反射した反射光に基づいて、自車両と先行車両との車間距離を測定する車間距離レーダを備える車間距離制御装置が周知である。この車間距離制御装置では、車間距離レーダで測定した車間距離から自車両と先行車両との相対速度を算出し、先行車両との車間距離や相対速度に基づいて、車間距離を一定に保つようにスロットル開度やブレーキ液圧を制御する。
【０００３】
このような車間距離制御装置では、自車両と先行車両との間に隣接レーンから割り込み車両が進入してきた際に、自車両から割り込み車両の側面までの距離が計測された後に、割り込み車両の後面までの距離が計測されることがある。このような場合には、割り込み車両と自車両との相対速度が同じでも、車間距離に基づいて算出される相対速度が変化するため、自車両が減速制御されてしまい、運転者は違和感を感じることがあった。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば特開２００１−１７９０号公報に記載の車両走行制御装置では、以下の方法により、検出しているのが車両の側面であるのか、車両の後部であるのかを識別している。すなわち、走査型のレーダによって検出された検出点をグルーピングして検出物体の長さを検出し、検出された長さが所定の長さ以上の場合には、車両の側面を検出していると判断している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した車両走行制御装置で用いられている方法では、高分解能のレーダを使用しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、高分解能の高価なレーダ装置を用いずに、割り込み車両の側面までの距離を検出することに起因する誤った相対速度が出力されるのを防止する車両用相対速度計測装置および車両制御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】
（１）本発明による車両用相対速度計測装置は、車両前方に信号を送出する信号送出手段と、信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段とを備え、相対速度算出手段は、（Ａ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値以下で、かつ、割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、相対速度を算出しないことにより、上記目的を達成する。
（２）本発明による車両用制御装置は、車両前方に信号を送出する信号送出手段と、信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、車間距離計測手段により計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段と、少なくとも相対速度算出手段により算出された相対速度に基づいて、車両の制御を行う制御手段とを備え、相対速度算出手段は、（Ａ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値以下で、かつ、割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、相対速度を制御手段に出力しないことにより、上記目的を達成する。
【０００８】
【発明の効果】
（１）本発明による車両用相対速度計測装置によれば、車間距離計測手段により割り込み車両の側面を捉えた後に車両後部を捉えた場合に、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる。
（２）車両用制御装置によれば、車間距離計測手段により割り込み車両の側面を捉えた後に車両後部を捉えた場合に、実際の相対速度と異なる相対速度に基づいた車両制御が行われるのを防ぐことができる。
【０００９】
【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相対速度計測装置の第１の実施の形態における構成を示す図である。第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置は、レーザレーダ１とコントローラ２とを有する。レーザレーダ１は、電源回路３、信号処理装置４、駆動回路５、発光素子６、発光用レンズ７、受光用レンズ８、受光素子９および受光回路１０を備える。
【００１０】
電源回路３は、外部から供給される電源電圧をレーザレーダ１に供給／遮断するための回路である。信号処理装置４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コントローラ２に車間距離信号や相対速度信号を送信したり、コントローラ２からの制御信号に基づいて駆動回路５に発光素子６を駆動するための駆動信号を送信する。信号処理装置４は、また、受光回路１０から入力される信号に基づいて先行車両までの距離を算出するとともに、後述する方法により先行車両との相対速度Ｖを算出する。駆動回路５は、信号処理装置４から送信される駆動信号に基づいて、発光素子６を駆動する。発光素子６は、駆動回路５により駆動され、波長λ＝850〜950mm付近に放射強度のピークを有する近赤外光を発する。発光素子６から発せられたパルス状の光は、発光用レンズ７を介して放射光として放射される。
【００１１】
受光用レンズ８は、先行車両などの物体で反射した反射光を受光する。受光した光は受光素子９に集光され、受光素子９にて、受光した光の光量に応じた電流に変換される。受光回路１０は、受光素子９の出力信号を増幅して、増幅した信号を信号処理装置４に入力する。
【００１２】
コントローラ２は、レーザレーダの信号処理装置４から送信される車間距離信号や相対速度信号を受信して、先行車両までの車間距離を一定に保つように、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエータ等の各装置（不図示）に制御信号を出力する。
【００１３】
レーザレーダ１を用いて先行車両までの車間距離を計測する原理について、図２を用いて説明する。レーザレーダ１は、自車両１１の車両前面のグリルやバンパーなどに取り付けられる。上述したように、レーザレーダ１の発光素子６から発せられたパルス状の光は、発光用レンズ７を介して放射光１３として車両前方に放射される。放射光１３は、先行車両１２で反射されて、反射光１４としてレーザレーダ１に戻ってくる。
【００１４】
信号処理装置４は、放射光１３が発せられてから反射光１４を受光するまでの時間ｔを求めて、次式（１）より、自車両１１と先行車両１２との車間距離ｄを算出する。
ｄ＝（ｃ×ｔ）／２ …（１）
ただし、ｃは光速度である。
【００１５】
自車両１１と先行車両１２との相対速度を算出する方法について説明する。車間距離は、所定の測定周期ごとに算出されるので、今回算出された車間距離と前回算出された車間距離との差を測定周期で除算することにより、瞬時相対速度ｖを算出する。この瞬時相対速度ｖに対して移動平均処理などのフィルタ処理を施すことにより、相対速度Ｖを求める。フィルタ処理について詳述する。
【００１６】
相対速度Ｖを算出する回数が所定数ａ以下の場合には、瞬時相対速度ｖの平均値を出力する。例えば、ｉ（ｉ≦ａ）回目に相対速度を算出したときの出力Ｖ（ｉ）は、次式（２）により表される。
Ｖ(i)＝（v(i)＋v(i-1)＋…＋v(2)＋v(1)）／i （ｉ≦ａ） …（２）
ここで、v(i)はi回目に算出した瞬時相対速度である。
【００１７】
相対速度Ｖを算出する回数ｉが（ａ＋１）以上の場合に相対速度を算出したときの出力Ｖ（i）は、次式（３）にて表される。
V(i)＝（k1×v(i)＋K2×v(i-1)＋K3×v(i-2)）／（K1＋K2＋K3） (i≧a＋1)…（３）
ただし、K1，K2，K3は定数である。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる相対速度演算処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートによる処理は、信号処理装置４により、例えば１００msecごとに行われる。ステップＳ１０では、式（１）により先行車両１２までの車間距離を算出する。車間距離を算出するとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、車間距離を計測した対象先行車両が新たな計測対象車両（以下、新規ターゲットと呼ぶ）であるか否かを判定する。
【００１９】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、自車両１１と先行車両１２との間に隣接レーンから割り込み車両１５が進入してきたときの様子を示す図である。レーザレーダ１は、検知エリア１６内に存在する車両までの距離を計測することができる。図４（ａ）に示すように、割り込み車両１５が隣接レーンを走行している時には、２本の道路区分線１７で区切られる自車両が走行しているレーン（以下、走行レーンと記載する）内を走行している先行車両１２までの車間距離ｄ０が計測される。
【００２０】
隣接レーンを走行していた車両１５が割り込んできた際に、図４（ｂ）に示すように、割り込み車両１５の側面が検知エリア１６のエッジにかかる。この場合に計測される車間距離は、車両１５の側面と検知エリア１６のエッジとが交差する点までの距離ｄ１となる。その後、図４（ｃ）に示すように、割り込み車両１５が検知エリア１６内に入ることにより、レーザレーダ１で計測される車間距離はｄ２となる。
【００２１】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、割り込み車両１５が走行レーンに進入してきた際に算出される車間距離、瞬時相対速度、瞬時相対速度変動量、フィルタ処理後の相対速度をそれぞれ示す図である。図５（ａ）に示すように、先行車両までの車間距離は時刻ｔ１まではｄ０が検出されているが、割り込み車両１５が進入してくるとｄ１が計測され、次の距離測定サイクル時には、ｄ２が計測される。
【００２２】
ステップＳ２０の判定は、車間距離の変動量に基づいて行う。車間距離の変動量が小さい場合には、検出したターゲットが新規ターゲットではないと判定してステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、今回算出した車間距離と前回算出した車間距離とに基づいて、瞬時相対速度ｖを算出する。瞬時相対速度ｖを算出すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、上述したフィルタ処理を施してステップＳ１９０に進む。
【００２３】
一方、図５（ａ）に示すように、車間距離の変動量が大きい場合には（ｄ０→ｄ１）、検出したターゲットが新規ターゲットであると判定して、ステップＳ２０からステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、相対速度Ｖを算出する際に行われるフィルタ処理をリセットする。上述したような、過去に算出した瞬時相対速度ｖを用いてのフィルタ処理をリセットすることにより、相対速度Ｖは算出されない。ステップＳ６０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉを０にセットして、ステップＳ７０に進む。
【００２４】
ステップＳ７０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉに１を加えてステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、ステップＳ１０と同じ処理、すなわち、先行車両１２までの車間距離を算出する。車間距離を算出するとステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、ステップＳ２０と同じ判定、すなわち、車間距離を計測したターゲットが新規ターゲットであるか否かを判定する。新規ターゲットであると判定するとステップＳ５０に戻り、新規ターゲットではないと判定するとステップＳ１００に進む。
【００２５】
なお、ステップＳ９０にて再び新規ターゲットであるか否かの判定を行うのは、割り込み車両１５が割り込みを止めた場合には、自車線上に存在する先行車両１２を検出することになるからである。このような場合には、ステップＳ５０に戻って、再び車間距離を計測する処理が行われる（ステップＳ８０）。例えば、図４（ａ）に示す状態から、図４（ｂ）に示す状態に移行して、ステップＳ２０の判定で新規ターゲットであると判定された後、図４（ｃ）に示す状態で車間距離測定（ステップＳ８０）が行われた場合には、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態へ移行した際の車間距離の変動は小さいので（ｄ１→ｄ２）、ステップＳ９０の判定では、新規ターゲットではないと判定される。
【００２６】
ステップＳ１００では、上述した方法により、前回算出した車間距離（ステップＳ１０で算出した車間距離）と今回算出した車間距離（ステップＳ８０で算出した車間距離）とを用いて、瞬時相対速度ｖを算出する。瞬時相対速度ｖを算出すると、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを算出する。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の瞬時相対速度ｖに基づいて算出された瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを示す図である。瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを算出すると、ステップＳ１２０に進む。
【００２７】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出した瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが所定値αを越えているか否かを判定する。図５（ｃ）に示すように、変動量Δｖが所定値αを越えている場合には、レーザレーダ１により測定点が車両の側面から車両後部に移ったと判断してステップＳ１３０に進み、所定値αを越えていない場合にはステップＳ１５０に進む。ステップＳ１３０では、フィルタ処理をリセットしてステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、上述したフィルタ処理を施してステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では、フィルタ処理後の相対速度を出力する。
【００２８】
図５（ｄ）は、フィルタ処理後の相対速度の出力を示す図である。図５（ｃ）に示すように、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが所定値αを越えている場合には、フィルタ処理がリセットされるので、この間（時刻ｔ１からｔ２まで）は、相対速度Ｖが出力されない。すなわち、相対速度Ｖが出力される時は正確な値が出力されることが保証される。なお、相対速度Ｖが出力されない時刻ｔ１〜ｔ２の間は、車速を一定に保つ等の制御が行われることが好ましい。
【００２９】
上述したように、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、隣接レーンから車両１５が割り込んでくる時には、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖに基づいてフィルタ処理をリセットすることにより、正確な相対速度を出力することができる。しかし、割り込み車両１５がゆっくりと自車線に進入してきた場合には、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが小さいために、フィルタ処理がリセットされない可能性がある。
【００３０】
図６（ａ）〜図６（ｆ）は、車両１５がゆっくりと自車両１１と先行車両１２との間に割り込んでくる様子を示す図である。この場合、車間距離を測定した際に、車両１５の側面が測定点として検出され続けるので（図６（ｂ）〜図６（ｅ））、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖも小さい値となる。従って、このような場合にも相対速度Ｖを正確に出力するための処理を図３のフローチャートのステップＳ１５０〜Ｓ１８０にて行う。
【００３１】
ステップＳ１５０では、受光素子９が受光する反射受光量の変動量Δｐを算出する。反射受光量について説明する。通常の車両には、図７に示すように、車両の後部に反射リフレクタ１８が装着されている。反射リフレクタ１８は、入射した光を入射方向に反射させる特性を持っているので、一般的に反射率が非常に高い。一方、車両側面の反射率はそれほど高くなく、レーザレーダ１から放射される放射光が車両側面に垂直に入射することはないため、車両側面で反射した光はレーザレーダ１と異なる方向に反射されやすい。従って、反射リフレクタ１８からの反射受光量と車両側面からの反射受光量には大きな差がある。
【００３２】
図８（ａ）〜図８（ｆ）は、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示すように、車両１５がゆっくりと割り込んできたときの車間距離、瞬時相対速度ｖ、瞬時相対速度変動量Δｖ、反射受光量ｐ、反射受光量の変動量Δｐ、フィルタ処理後の相対速度出力をそれぞれ示す図である。車両１５はゆっくりと割り込んでくるために、瞬時相対速度ｖおよび瞬時相対速度ｖの変動量Δｖは小さい値となる。一方、反射受光量ｐは、車両１５の側面が測定点となっている間は小さい値となるが、車両１５の反射リフレクタ１８が検知エリア１６内に入ってくると急増する。従って、反射受光量の変動量Δｐは、レーザレーダ１により反射リフレクタ１８からの反射光を受光したとき、すなわち、車両１５の後部をレーザレーダ１にて捉えたときに大きな値を示す。
【００３３】
図３のフローチャートに戻って説明を続ける。ステップＳ１５０で反射受光量の変動量Δｐを算出すると、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出した変動量Δｐが所定値βより大きいか否かを判定する。図８（ｅ）に示すように、変動量Δｐが所定値βを越えている場合にはステップＳ１３０に進み、フィルタ処理をリセットする。一方、変動量Δｐが所定値β以下であると判定すると、ステップＳ１７０に進む。
【００３４】
ステップＳ１７０では、フィルタ処理を継続して行う。次のステップＳ１８０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉが所定値ｎを越えたか否かを判定する。所定値ｎを越えていないと判定するとステップＳ７０に戻り、上述した瞬時相対速度の変動量Δｖと所定値αとの比較、反射受光量の変動量Δｐと所定値βとの比較を行う。演算回数ｉが所定値ｎを越えたと判定するとステップＳ１９０に進んで相対速度Ｖを出力する。
【００３５】
実際の走行状況下では、車両１５が割り込んできたときに最初から割り込み車両１５の後部を捉えている場合が多い。このような場合には、瞬時相対速度の変動量Δｖおよび反射受光量の変動量Δｐはごくわずかである可能性が高い。従って、新規ターゲットを検出した後のフィルタ処理演算回数ｉに制限（ｎ）を設けることにより、いつまでも相対速度Ｖが出力されないということを防止することができる。すなわち、ステップＳ１２０にて瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えるか、ステップＳ１６０にて反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えてフィルタ処理がリセットされるのは、フィルタ処理演算回数ｉが所定値ｎ以下の場合である。フィルタ処理の演算は、通常一定時間にて行われるので、上述した処理を換言すると、新規ターゲットが検出されてから所定時間内に、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えた場合、または、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えた場合にフィルタ処理がリセットされる。
【００３６】
第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、新規ターゲットが検出された後に、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えると、相対速度を算出するためのフィルタ処理をリセットするので、レーザレーダ１により割り込み車両１５の側面が捉えられた後に車両後部が捉えられるような場合に、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる（図５（ｄ）参照）。
【００３７】
また、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越える場合に相対速度を算出するためのフィルタ処理をリセットするので、割り込み車両１５がゆっくりと割り込んできて、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えないような場合でも、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる（図８（ｆ）参照）。
【００３８】
さらに、新規ターゲットが検出された後、フィルタ処理の演算回数ｉが所定回数ｎを越えるまでは、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐの双方、または一方に基づいてフィルタ処理のリセットの有無を判定し、演算回数ｉが所定回数ｎを越えた場合には相対速度を出力するので、瞬時相対速度の変動量Δｖや反射受光量の変動量Δｐが所定値を越えない場合にいつまでも相対速度が出力されないということを防止することができる。
【００３９】
割り込み車両１５が検出された場合には、所定時間の間、相対速度を出力しない方法も考えられるが、この方法では、割り込み車両１５が検出された時には、相対速度が出力されるまでに常に所定時間の遅れが発生することになる。第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐの双方、または一方に基づいてフィルタ処理のリセットの有無を判定するので、必要な場合にのみフィルタ処理がリセットされる。すなわち、上述したように、相対速度が出力されるまでに常に所定時間の遅れが発生することはない。
【００４０】
図１０（ａ）は、隣接レーンを走行している車両１５が図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、自車両１１の前に割り込んできたときの車間距離を示している。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す車間距離に基づいて、従来技術の方法により算出された相対速度を示している。車両１５が割り込んできた時には、車間距離ｄ０からｄ１に大きく変化するので、新規ターゲットであることが検出され、相対速度演算処理はリセットされる。しかし、車両１５の車両側面までの距離ｄ１と車両後部までの距離ｄ２との差は小さいため、相対速度演算処理はリセットされない。この結果、車間距離がｄ１からｄ２に移行した際に、非常に大きな接近方向（先行車両が減速する方向）の相対速度が検出されることになる。すなわち、相対速度を算出するためのフィルタ処理では、過去に算出された瞬時相対速度が用いられるので、車間距離がｄ１からｄ２に移行したときの瞬時相対速度が所定回数用いられることになり、誤った相対速度が長時間にわたって出力される。しかし、本実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、上述したように、誤った相対速度が出力されるのを防ぐことができる。
【００４１】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成と同じである。第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる相対速度演算処理の内容を図９に示すフローチャートを用いて説明する。図３に示すフローチャートで行われる処理と同一内容の処理については、同一符合を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までの処理は、図３に示すフローチャートで行われる処理と同じであるので、説明は省略する。ステップＳ１２０において、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えたと判定すると、ステップＳ１５０に進み、所定値αを越えていないと判定するとステップＳ１７０に進む。ステップＳ１５０では、受光素子９で受光される反射受光量ｐの変動量Δｐを算出してステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出した反射受光量ｐの変動量Δｐが所定値βを越えたか否かを判定する。変動量Δｐが所定値βを越えたと判定すると、ステップＳ１３０に進んでフィルタ処理をリセットする。一方、変動量Δｐが所定値βを越えていないと判定すると、ステップＳ１７０に進んでフィルタ処理を継続して行う。
【００４３】
すなわち、第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置では、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えており、かつ、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えている場合に、相対速度Ｖを算出するためのフィルタ処理をリセットする。これにより、レーザレーダ１により割り込み車両１５の車両側面を捉えた後に、車両後部を捉えるような状況を確実に検出することができる。
【００４４】
第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理は、隣接レーンを走行している車両１５が割り込み後すぐに急減速するような場合にも有効である。図３に示すフローチャートによる処理では、割り込み車両１５がすぐに急減速するような場合には、瞬時相対速度ｖが大きく変動するため、所定値αの値によっては、割り込み車両１５が急減速している間にフィルタ処理がリセットされてしまう可能性がある。フィルタ処理がリセットされると、相対速度Ｖが出力されないため、相対速度Ｖに基づいた車間距離制御を行うことができなくなる。
【００４５】
しかし、図９に示すフローチャートによる処理によれば、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐとに基づいて、フィルタ処理をリセットするので、割り込み車両１５が急減速するような場合にフィルタ処理がリセットされるのを防ぐことができる。すなわち、割り込み車両１５が急減速している時点では、隣接レーンからの割り込み動作は完了しているため、反射受光量の変動量Δｐは小さい。従って、Δｖ＞αの条件を満たす場合でも、Δｐ＞βの条件を満たさないため、フィルタ処理がリセットされるのを防止することができる。
【００４６】
また、第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理は、割り込み車両１５の反射リフレクタ１８がレーザレーダ１の検知エリア１６内に出たり入ったりする状況下でも有効である。このような状況下では、反射受光量が大きく変動するため、反射受光量の変動量Δｐにのみ基づいてフィルタ処理をリセットする方法では、車両後部を捉え続けている場合でもフィルタ処理がリセットされる可能性がある。しかし、第２の実施の形態で行われる処理のように、Δｖ＞αとΔｐ＞βの双方の条件が満たされた場合にフィルタ処理をリセットするようにすれば、上述した状況下において、不用意にフィルタ処理がリセットされることはなくなる。
【００４７】
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、図３に示すフローチャートでは、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値α以下の場合に、反射受光量の変動量Δｐと所定値βとの大小比較を行ったが、先に反射受光量の変動量Δｐが所定値βより大きいか否かを判定しても良い。この場合には、瞬時相対速度の変動量Δｖの大きさに関わらず、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えた場合に、フィルタ処理がリセットされる。
【００４８】
また、相対速度を算出するためのフィルタ処理の方法を式（２），（３）を用いて説明したが、上述した方法以外の方法を用いてもよい。例えば、次式（４）に示す伝達関数Ｔ(s)を用いてフィルタ処理を行うこともできる。
Ｔ(s)＝１／(τs＋１) …（４）
さらに、レーザレーダ１から送出するレーザ光を近赤外光として説明したが、レーザ光の種類により本発明が限定されることはない。
【００４９】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、レーザレーダ１が車間距離計測手段および割込車両検出手段を、信号処理装置４が瞬時相対速度算出手段、瞬時相対速度変化量算出手段、相対速度算出手段、および、反射信号強度変化量検出手段を、コントローラ２が制御手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成を示す図
【図２】車間距離測定の測定原理を説明するための図
【図３】第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理内容を示すフローチャート
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、隣接レーンを走行している車両が割り込んでくる様子を示す
【図５】図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す状況下において、図５（ａ）は車間距離を示す図、図５（ｂ）は瞬時相対速度を示す図、図５（ｃ）は瞬時相対速度の変動量を示す図、図５（ｄ）はフィルタ処理後の相対速度出力を示す図
【図６】図６（ａ）〜図６（ｆ）は、隣接レーンを走行している車両がゆっくりと割り込んでくる様子を示す図
【図７】車両後部に設けられている反射リフレクタを示す図
【図８】図６（ａ）〜図６（ｆ）に示す状況下において、図８（ａ）は車間距離を示す図、図８（ｂ）は瞬時相対速度を示す図、図８（ｃ）は瞬時相対速度の変動量を示す図、図８（ｄ）は反射受光量を示す図、図８（ｅ）は反射受光量の変動量を示す図、図８（ｆ）はフィルタ処理後の相対速度出力を示す図
【図９】第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理内容を示すフローチャート
【図１０】図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す状況下において、図１０（ａ）は車間距離を示す図、図１０（ｂ）は従来技術により算出された相対速度を示す図
【符号の説明】
１…レーザレーダ、２…コントローラ、３…電源回路、４…信号処理装置、５…駆動回路、６…発光素子、７…発光用レンズ、８…受光用レンズ、９…受光素子、１０…受光回路、１１…自車両、１２…先行車両、１３…放射光、１４…反射光、１５…割り込み車両、１６…検知エリア、１７…道路区分線、１８…反射リフレクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両と先行車との相対速度を測定する装置、および、少なくとも相対速度を用いて車両の制御を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両前方に、例えばレーザ光を出射し、対象物にて反射した反射光に基づいて、自車両と先行車両との車間距離を測定する車間距離レーダを備える車間距離制御装置が周知である。この車間距離制御装置では、車間距離レーダで測定した車間距離から自車両と先行車両との相対速度を算出し、先行車両との車間距離や相対速度に基づいて、車間距離を一定に保つようにスロットル開度やブレーキ液圧を制御する。
【０００３】
このような車間距離制御装置では、自車両と先行車両との間に隣接レーンから割り込み車両が進入してきた際に、自車両から割り込み車両の側面までの距離が計測された後に、割り込み車両の後面までの距離が計測されることがある。このような場合には、割り込み車両と自車両との相対速度が同じでも、車間距離に基づいて算出される相対速度が変化するため、自車両が減速制御されてしまい、運転者は違和感を感じることがあった。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば特開２００１−１７９０号公報に記載の車両走行制御装置では、以下の方法により、検出しているのが車両の側面であるのか、車両の後部であるのかを識別している。すなわち、走査型のレーダによって検出された検出点をグルーピングして検出物体の長さを検出し、検出された長さが所定の長さ以上の場合には、車両の側面を検出していると判断している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した車両走行制御装置で用いられている方法では、高分解能のレーダを使用しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、高分解能の高価なレーダ装置を用いずに、割り込み車両の側面までの距離を検出することに起因する誤った相対速度が出力されるのを防止する車両用相対速度計測装置および車両制御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】
（１）本発明による車両用相対速度計測装置は、車両前方に信号を送出する信号送出手段と、信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段とを備え、相対速度算出手段は、（Ａ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値以下で、かつ、割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、相対速度を算出しないことにより、上記目的を達成する。
（２）本発明による車両用制御装置は、車両前方に信号を送出する信号送出手段と、信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、車間距離計測手段により計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段と、少なくとも相対速度算出手段により算出された相対速度に基づいて、車両の制御を行う制御手段とを備え、相対速度算出手段は、（Ａ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の瞬時相対速度の変化量が第１の所定値以下で、かつ、割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、相対速度を制御手段に出力しないことにより、上記目的を達成する。
【０００８】
【発明の効果】
（１）本発明による車両用相対速度計測装置によれば、車間距離計測手段により割り込み車両の側面を捉えた後に車両後部を捉えた場合に、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる。
（２）車両用制御装置によれば、車間距離計測手段により割り込み車両の側面を捉えた後に車両後部を捉えた場合に、実際の相対速度と異なる相対速度に基づいた車両制御が行われるのを防ぐことができる。
【０００９】
【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相対速度計測装置の第１の実施の形態における構成を示す図である。第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置は、レーザレーダ１とコントローラ２とを有する。レーザレーダ１は、電源回路３、信号処理装置４、駆動回路５、発光素子６、発光用レンズ７、受光用レンズ８、受光素子９および受光回路１０を備える。
【００１０】
電源回路３は、外部から供給される電源電圧をレーザレーダ１に供給／遮断するための回路である。信号処理装置４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コントローラ２に車間距離信号や相対速度信号を送信したり、コントローラ２からの制御信号に基づいて駆動回路５に発光素子６を駆動するための駆動信号を送信する。信号処理装置４は、また、受光回路１０から入力される信号に基づいて先行車両までの距離を算出するとともに、後述する方法により先行車両との相対速度Ｖを算出する。駆動回路５は、信号処理装置４から送信される駆動信号に基づいて、発光素子６を駆動する。発光素子６は、駆動回路５により駆動され、波長λ＝850〜950mm付近に放射強度のピークを有する近赤外光を発する。発光素子６から発せられたパルス状の光は、発光用レンズ７を介して放射光として放射される。
【００１１】
受光用レンズ８は、先行車両などの物体で反射した反射光を受光する。受光した光は受光素子９に集光され、受光素子９にて、受光した光の光量に応じた電流に変換される。受光回路１０は、受光素子９の出力信号を増幅して、増幅した信号を信号処理装置４に入力する。
【００１２】
コントローラ２は、レーザレーダの信号処理装置４から送信される車間距離信号や相対速度信号を受信して、先行車両までの車間距離を一定に保つように、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエータ等の各装置（不図示）に制御信号を出力する。
【００１３】
レーザレーダ１を用いて先行車両までの車間距離を計測する原理について、図２を用いて説明する。レーザレーダ１は、自車両１１の車両前面のグリルやバンパーなどに取り付けられる。上述したように、レーザレーダ１の発光素子６から発せられたパルス状の光は、発光用レンズ７を介して放射光１３として車両前方に放射される。放射光１３は、先行車両１２で反射されて、反射光１４としてレーザレーダ１に戻ってくる。
【００１４】
信号処理装置４は、放射光１３が発せられてから反射光１４を受光するまでの時間ｔを求めて、次式（１）より、自車両１１と先行車両１２との車間距離ｄを算出する。
ｄ＝（ｃ×ｔ）／２ …（１）
ただし、ｃは光速度である。
【００１５】
自車両１１と先行車両１２との相対速度を算出する方法について説明する。車間距離は、所定の測定周期ごとに算出されるので、今回算出された車間距離と前回算出された車間距離との差を測定周期で除算することにより、瞬時相対速度ｖを算出する。この瞬時相対速度ｖに対して移動平均処理などのフィルタ処理を施すことにより、相対速度Ｖを求める。フィルタ処理について詳述する。
【００１６】
相対速度Ｖを算出する回数が所定数ａ以下の場合には、瞬時相対速度ｖの平均値を出力する。例えば、ｉ（ｉ≦ａ）回目に相対速度を算出したときの出力Ｖ（ｉ）は、次式（２）により表される。
Ｖ(i)＝（v(i)＋v(i-1)＋…＋v(2)＋v(1)）／i （ｉ≦ａ） …（２）
ここで、v(i)はi回目に算出した瞬時相対速度である。
【００１７】
相対速度Ｖを算出する回数ｉが（ａ＋１）以上の場合に相対速度を算出したときの出力Ｖ（i）は、次式（３）にて表される。
V(i)＝（k1×v(i)＋K2×v(i-1)＋K3×v(i-2)）／（K1＋K2＋K3） (i≧a＋1)…（３）
ただし、K1，K2，K3は定数である。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる相対速度演算処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートによる処理は、信号処理装置４により、例えば１００msecごとに行われる。ステップＳ１０では、式（１）により先行車両１２までの車間距離を算出する。車間距離を算出するとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、車間距離を計測した対象先行車両が新たな計測対象車両（以下、新規ターゲットと呼ぶ）であるか否かを判定する。
【００１９】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、自車両１１と先行車両１２との間に隣接レーンから割り込み車両１５が進入してきたときの様子を示す図である。レーザレーダ１は、検知エリア１６内に存在する車両までの距離を計測することができる。図４（ａ）に示すように、割り込み車両１５が隣接レーンを走行している時には、２本の道路区分線１７で区切られる自車両が走行しているレーン（以下、走行レーンと記載する）内を走行している先行車両１２までの車間距離ｄ０が計測される。
【００２０】
隣接レーンを走行していた車両１５が割り込んできた際に、図４（ｂ）に示すように、割り込み車両１５の側面が検知エリア１６のエッジにかかる。この場合に計測される車間距離は、車両１５の側面と検知エリア１６のエッジとが交差する点までの距離ｄ１となる。その後、図４（ｃ）に示すように、割り込み車両１５が検知エリア１６内に入ることにより、レーザレーダ１で計測される車間距離はｄ２となる。
【００２１】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、割り込み車両１５が走行レーンに進入してきた際に算出される車間距離、瞬時相対速度、瞬時相対速度変動量、フィルタ処理後の相対速度をそれぞれ示す図である。図５（ａ）に示すように、先行車両までの車間距離は時刻ｔ１まではｄ０が検出されているが、割り込み車両１５が進入してくるとｄ１が計測され、次の距離測定サイクル時には、ｄ２が計測される。
【００２２】
ステップＳ２０の判定は、車間距離の変動量に基づいて行う。車間距離の変動量が小さい場合には、検出したターゲットが新規ターゲットではないと判定してステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、今回算出した車間距離と前回算出した車間距離とに基づいて、瞬時相対速度ｖを算出する。瞬時相対速度ｖを算出すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、上述したフィルタ処理を施してステップＳ１９０に進む。
【００２３】
一方、図５（ａ）に示すように、車間距離の変動量が大きい場合には（ｄ０→ｄ１）、検出したターゲットが新規ターゲットであると判定して、ステップＳ２０からステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、相対速度Ｖを算出する際に行われるフィルタ処理をリセットする。上述したような、過去に算出した瞬時相対速度ｖを用いてのフィルタ処理をリセットすることにより、相対速度Ｖは算出されない。ステップＳ６０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉを０にセットして、ステップＳ７０に進む。
【００２４】
ステップＳ７０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉに１を加えてステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、ステップＳ１０と同じ処理、すなわち、先行車両１２までの車間距離を算出する。車間距離を算出するとステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、ステップＳ２０と同じ判定、すなわち、車間距離を計測したターゲットが新規ターゲットであるか否かを判定する。新規ターゲットであると判定するとステップＳ５０に戻り、新規ターゲットではないと判定するとステップＳ１００に進む。
【００２５】
なお、ステップＳ９０にて再び新規ターゲットであるか否かの判定を行うのは、割り込み車両１５が割り込みを止めた場合には、自車線上に存在する先行車両１２を検出することになるからである。このような場合には、ステップＳ５０に戻って、再び車間距離を計測する処理が行われる（ステップＳ８０）。例えば、図４（ａ）に示す状態から、図４（ｂ）に示す状態に移行して、ステップＳ２０の判定で新規ターゲットであると判定された後、図４（ｃ）に示す状態で車間距離測定（ステップＳ８０）が行われた場合には、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態へ移行した際の車間距離の変動は小さいので（ｄ１→ｄ２）、ステップＳ９０の判定では、新規ターゲットではないと判定される。
【００２６】
ステップＳ１００では、上述した方法により、前回算出した車間距離（ステップＳ１０で算出した車間距離）と今回算出した車間距離（ステップＳ８０で算出した車間距離）とを用いて、瞬時相対速度ｖを算出する。瞬時相対速度ｖを算出すると、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを算出する。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の瞬時相対速度ｖに基づいて算出された瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを示す図である。瞬時相対速度ｖの変動量Δｖを算出すると、ステップＳ１２０に進む。
【００２７】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出した瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが所定値αを越えているか否かを判定する。図５（ｃ）に示すように、変動量Δｖが所定値αを越えている場合には、レーザレーダ１により測定点が車両の側面から車両後部に移ったと判断してステップＳ１３０に進み、所定値αを越えていない場合にはステップＳ１５０に進む。ステップＳ１３０では、フィルタ処理をリセットしてステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、上述したフィルタ処理を施してステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では、フィルタ処理後の相対速度を出力する。
【００２８】
図５（ｄ）は、フィルタ処理後の相対速度の出力を示す図である。図５（ｃ）に示すように、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが所定値αを越えている場合には、フィルタ処理がリセットされるので、この間（時刻ｔ１からｔ２まで）は、相対速度Ｖが出力されない。すなわち、相対速度Ｖが出力される時は正確な値が出力されることが保証される。なお、相対速度Ｖが出力されない時刻ｔ１〜ｔ２の間は、車速を一定に保つ等の制御が行われることが好ましい。
【００２９】
上述したように、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、隣接レーンから車両１５が割り込んでくる時には、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖに基づいてフィルタ処理をリセットすることにより、正確な相対速度を出力することができる。しかし、割り込み車両１５がゆっくりと自車線に進入してきた場合には、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖが小さいために、フィルタ処理がリセットされない可能性がある。
【００３０】
図６（ａ）〜図６（ｆ）は、車両１５がゆっくりと自車両１１と先行車両１２との間に割り込んでくる様子を示す図である。この場合、車間距離を測定した際に、車両１５の側面が測定点として検出され続けるので（図６（ｂ）〜図６（ｅ））、瞬時相対速度ｖの変動量Δｖも小さい値となる。従って、このような場合にも相対速度Ｖを正確に出力するための処理を図３のフローチャートのステップＳ１５０〜Ｓ１８０にて行う。
【００３１】
ステップＳ１５０では、受光素子９が受光する反射受光量の変動量Δｐを算出する。反射受光量について説明する。通常の車両には、図７に示すように、車両の後部に反射リフレクタ１８が装着されている。反射リフレクタ１８は、入射した光を入射方向に反射させる特性を持っているので、一般的に反射率が非常に高い。一方、車両側面の反射率はそれほど高くなく、レーザレーダ１から放射される放射光が車両側面に垂直に入射することはないため、車両側面で反射した光はレーザレーダ１と異なる方向に反射されやすい。従って、反射リフレクタ１８からの反射受光量と車両側面からの反射受光量には大きな差がある。
【００３２】
図８（ａ）〜図８（ｆ）は、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示すように、車両１５がゆっくりと割り込んできたときの車間距離、瞬時相対速度ｖ、瞬時相対速度変動量Δｖ、反射受光量ｐ、反射受光量の変動量Δｐ、フィルタ処理後の相対速度出力をそれぞれ示す図である。車両１５はゆっくりと割り込んでくるために、瞬時相対速度ｖおよび瞬時相対速度ｖの変動量Δｖは小さい値となる。一方、反射受光量ｐは、車両１５の側面が測定点となっている間は小さい値となるが、車両１５の反射リフレクタ１８が検知エリア１６内に入ってくると急増する。従って、反射受光量の変動量Δｐは、レーザレーダ１により反射リフレクタ１８からの反射光を受光したとき、すなわち、車両１５の後部をレーザレーダ１にて捉えたときに大きな値を示す。
【００３３】
図３のフローチャートに戻って説明を続ける。ステップＳ１５０で反射受光量の変動量Δｐを算出すると、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出した変動量Δｐが所定値βより大きいか否かを判定する。図８（ｅ）に示すように、変動量Δｐが所定値βを越えている場合にはステップＳ１３０に進み、フィルタ処理をリセットする。一方、変動量Δｐが所定値β以下であると判定すると、ステップＳ１７０に進む。
【００３４】
ステップＳ１７０では、フィルタ処理を継続して行う。次のステップＳ１８０では、フィルタ処理を行う演算回数ｉが所定値ｎを越えたか否かを判定する。所定値ｎを越えていないと判定するとステップＳ７０に戻り、上述した瞬時相対速度の変動量Δｖと所定値αとの比較、反射受光量の変動量Δｐと所定値βとの比較を行う。演算回数ｉが所定値ｎを越えたと判定するとステップＳ１９０に進んで相対速度Ｖを出力する。
【００３５】
実際の走行状況下では、車両１５が割り込んできたときに最初から割り込み車両１５の後部を捉えている場合が多い。このような場合には、瞬時相対速度の変動量Δｖおよび反射受光量の変動量Δｐはごくわずかである可能性が高い。従って、新規ターゲットを検出した後のフィルタ処理演算回数ｉに制限（ｎ）を設けることにより、いつまでも相対速度Ｖが出力されないということを防止することができる。すなわち、ステップＳ１２０にて瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えるか、ステップＳ１６０にて反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えてフィルタ処理がリセットされるのは、フィルタ処理演算回数ｉが所定値ｎ以下の場合である。フィルタ処理の演算は、通常一定時間にて行われるので、上述した処理を換言すると、新規ターゲットが検出されてから所定時間内に、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えた場合、または、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えた場合にフィルタ処理がリセットされる。
【００３６】
第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、新規ターゲットが検出された後に、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えると、相対速度を算出するためのフィルタ処理をリセットするので、レーザレーダ１により割り込み車両１５の側面が捉えられた後に車両後部が捉えられるような場合に、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる（図５（ｄ）参照）。
【００３７】
また、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越える場合に相対速度を算出するためのフィルタ処理をリセットするので、割り込み車両１５がゆっくりと割り込んできて、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えないような場合でも、実際の相対速度と異なる相対速度が出力されるのを防ぐことができる（図８（ｆ）参照）。
【００３８】
さらに、新規ターゲットが検出された後、フィルタ処理の演算回数ｉが所定回数ｎを越えるまでは、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐの双方、または一方に基づいてフィルタ処理のリセットの有無を判定し、演算回数ｉが所定回数ｎを越えた場合には相対速度を出力するので、瞬時相対速度の変動量Δｖや反射受光量の変動量Δｐが所定値を越えない場合にいつまでも相対速度が出力されないということを防止することができる。
【００３９】
割り込み車両１５が検出された場合には、所定時間の間、相対速度を出力しない方法も考えられるが、この方法では、割り込み車両１５が検出された時には、相対速度が出力されるまでに常に所定時間の遅れが発生することになる。第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐの双方、または一方に基づいてフィルタ処理のリセットの有無を判定するので、必要な場合にのみフィルタ処理がリセットされる。すなわち、上述したように、相対速度が出力されるまでに常に所定時間の遅れが発生することはない。
【００４０】
図１０（ａ）は、隣接レーンを走行している車両１５が図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、自車両１１の前に割り込んできたときの車間距離を示している。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す車間距離に基づいて、従来技術の方法により算出された相対速度を示している。車両１５が割り込んできた時には、車間距離ｄ０からｄ１に大きく変化するので、新規ターゲットであることが検出され、相対速度演算処理はリセットされる。しかし、車両１５の車両側面までの距離ｄ１と車両後部までの距離ｄ２との差は小さいため、相対速度演算処理はリセットされない。この結果、車間距離がｄ１からｄ２に移行した際に、非常に大きな接近方向（先行車両が減速する方向）の相対速度が検出されることになる。すなわち、相対速度を算出するためのフィルタ処理では、過去に算出された瞬時相対速度が用いられるので、車間距離がｄ１からｄ２に移行したときの瞬時相対速度が所定回数用いられることになり、誤った相対速度が長時間にわたって出力される。しかし、本実施の形態における車両用相対速度計測装置によれば、上述したように、誤った相対速度が出力されるのを防ぐことができる。
【００４１】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成と同じである。第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる相対速度演算処理の内容を図９に示すフローチャートを用いて説明する。図３に示すフローチャートで行われる処理と同一内容の処理については、同一符合を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までの処理は、図３に示すフローチャートで行われる処理と同じであるので、説明は省略する。ステップＳ１２０において、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えたと判定すると、ステップＳ１５０に進み、所定値αを越えていないと判定するとステップＳ１７０に進む。ステップＳ１５０では、受光素子９で受光される反射受光量ｐの変動量Δｐを算出してステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出した反射受光量ｐの変動量Δｐが所定値βを越えたか否かを判定する。変動量Δｐが所定値βを越えたと判定すると、ステップＳ１３０に進んでフィルタ処理をリセットする。一方、変動量Δｐが所定値βを越えていないと判定すると、ステップＳ１７０に進んでフィルタ処理を継続して行う。
【００４３】
すなわち、第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置では、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値αを越えており、かつ、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えている場合に、相対速度Ｖを算出するためのフィルタ処理をリセットする。これにより、レーザレーダ１により割り込み車両１５の車両側面を捉えた後に、車両後部を捉えるような状況を確実に検出することができる。
【００４４】
第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理は、隣接レーンを走行している車両１５が割り込み後すぐに急減速するような場合にも有効である。図３に示すフローチャートによる処理では、割り込み車両１５がすぐに急減速するような場合には、瞬時相対速度ｖが大きく変動するため、所定値αの値によっては、割り込み車両１５が急減速している間にフィルタ処理がリセットされてしまう可能性がある。フィルタ処理がリセットされると、相対速度Ｖが出力されないため、相対速度Ｖに基づいた車間距離制御を行うことができなくなる。
【００４５】
しかし、図９に示すフローチャートによる処理によれば、瞬時相対速度の変動量Δｖと反射受光量の変動量Δｐとに基づいて、フィルタ処理をリセットするので、割り込み車両１５が急減速するような場合にフィルタ処理がリセットされるのを防ぐことができる。すなわち、割り込み車両１５が急減速している時点では、隣接レーンからの割り込み動作は完了しているため、反射受光量の変動量Δｐは小さい。従って、Δｖ＞αの条件を満たす場合でも、Δｐ＞βの条件を満たさないため、フィルタ処理がリセットされるのを防止することができる。
【００４６】
また、第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理は、割り込み車両１５の反射リフレクタ１８がレーザレーダ１の検知エリア１６内に出たり入ったりする状況下でも有効である。このような状況下では、反射受光量が大きく変動するため、反射受光量の変動量Δｐにのみ基づいてフィルタ処理をリセットする方法では、車両後部を捉え続けている場合でもフィルタ処理がリセットされる可能性がある。しかし、第２の実施の形態で行われる処理のように、Δｖ＞αとΔｐ＞βの双方の条件が満たされた場合にフィルタ処理をリセットするようにすれば、上述した状況下において、不用意にフィルタ処理がリセットされることはなくなる。
【００４７】
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、図３に示すフローチャートでは、瞬時相対速度の変動量Δｖが所定値α以下の場合に、反射受光量の変動量Δｐと所定値βとの大小比較を行ったが、先に反射受光量の変動量Δｐが所定値βより大きいか否かを判定しても良い。この場合には、瞬時相対速度の変動量Δｖの大きさに関わらず、反射受光量の変動量Δｐが所定値βを越えた場合に、フィルタ処理がリセットされる。
【００４８】
また、相対速度を算出するためのフィルタ処理の方法を式（２），（３）を用いて説明したが、上述した方法以外の方法を用いてもよい。例えば、次式（４）に示す伝達関数Ｔ(s)を用いてフィルタ処理を行うこともできる。
Ｔ(s)＝１／(τs＋１) …（４）
さらに、レーザレーダ１から送出するレーザ光を近赤外光として説明したが、レーザ光の種類により本発明が限定されることはない。
【００４９】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、レーザレーダ１が車間距離計測手段および割込車両検出手段を、信号処理装置４が瞬時相対速度算出手段、瞬時相対速度変化量算出手段、相対速度算出手段、および、反射信号強度変化量検出手段を、コントローラ２が制御手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置の構成を示す図
【図２】車間距離測定の測定原理を説明するための図
【図３】第１の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理内容を示すフローチャート
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、隣接レーンを走行している車両が割り込んでくる様子を示す
【図５】図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す状況下において、図５（ａ）は車間距離を示す図、図５（ｂ）は瞬時相対速度を示す図、図５（ｃ）は瞬時相対速度の変動量を示す図、図５（ｄ）はフィルタ処理後の相対速度出力を示す図
【図６】図６（ａ）〜図６（ｆ）は、隣接レーンを走行している車両がゆっくりと割り込んでくる様子を示す図
【図７】車両後部に設けられている反射リフレクタを示す図
【図８】図６（ａ）〜図６（ｆ）に示す状況下において、図８（ａ）は車間距離を示す図、図８（ｂ）は瞬時相対速度を示す図、図８（ｃ）は瞬時相対速度の変動量を示す図、図８（ｄ）は反射受光量を示す図、図８（ｅ）は反射受光量の変動量を示す図、図８（ｆ）はフィルタ処理後の相対速度出力を示す図
【図９】第２の実施の形態における車両用相対速度計測装置で行われる処理内容を示すフローチャート
【図１０】図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す状況下において、図１０（ａ）は車間距離を示す図、図１０（ｂ）は従来技術により算出された相対速度を示す図
【符号の説明】
１…レーザレーダ、２…コントローラ、３…電源回路、４…信号処理装置、５…駆動回路、６…発光素子、７…発光用レンズ、８…受光用レンズ、９…受光素子、１０…受光回路、１１…自車両、１２…先行車両、１３…放射光、１４…反射光、１５…割り込み車両、１６…検知エリア、１７…道路区分線、１８…反射リフレクタ
Claims (6)
- 車両前方に信号を送出する信号送出手段と、
前記信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、
前記信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、
前記車間距離計測手段により計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、
前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、
前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、
自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段とを備え、
前記相対速度算出手段は、（Ａ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値以下で、かつ、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、前記相対速度を算出しないことを特徴とする車両用相対速度計測装置。 - 請求項１に記載の車両用相対速度計測装置において、
前記相対速度算出手段は、前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度にフィルタ処理を施すことにより前記相対速度を算出し、（Ａ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値以下で、かつ、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が前記第２の所定値より大きい場合には、前記フィルタ処理をリセットすることを特徴とする車両用相対速度計測装置。 - 請求項１または２に記載の車両用相対速度計測装置において、
前記相対速度算出手段は、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の所定時間内に、（Ａ）前記瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）前記瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値以下で、かつ、前記反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が前記第２の所定値より大きい場合には、前記相対速度を算出しないことを特徴とする車両用相対速度計測装置。 - 請求項２に記載の車両用相対速度計測装置において、
前記相対速度算出手段で行われるフィルタ処理は、前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度のうち、現在の瞬時相対速度から過去所定回数前までの瞬時相対速度に基づいて、前記相対速度を算出する処理であることを特徴とする車両用相対速度計測装置。 - 請求項２または請求項４に記載の車両用相対速度計測装置において、
前記相対速度算出手段は、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値以下で、かつ、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記反射信号強度の変化量が前記第２の所定値以下の場 合、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後に行われる前記フィルタ処理の回数が所定値を越えると、前記相対速度を算出することを特徴とする車両用相対速度計測装置。 - 車両前方に信号を送出する信号送出手段と、
前記信号送出手段から送出された信号に基づいて、自車両から先行車両までの距離を計測する車間距離計測手段と、
前記信号送出手段により送出された信号の反射信号の強度変化量を検出する反射信号強度変化量検出手段と、
前記車間距離計測手段により計測された車間距離に基づいて、自車両と先行車両との瞬時相対速度を算出する瞬時相対速度算出手段と、
前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量を算出する瞬時相対速度変化量算出手段と、
前記瞬時相対速度算出手段により算出された瞬時相対速度に基づいて、自車両と先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、
自車両と先行車両との間に割り込んでくる車両を検出する割込車両検出手段と、
少なくとも前記相対速度算出手段により算出された相対速度に基づいて、車両の制御を行う制御手段とを備え、
前記相対速度算出手段は、（Ａ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度変化量算出手段により算出された瞬時相対速度の変化量が第１の所定値より大きい場合、または（Ｂ）前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記瞬時相対速度の変化量が前記第１の所定値以下で、かつ、前記割込車両検出手段により割り込み車両が検出された後の前記反射信号強度変化量検出手段により検出された反射信号強度の変化量が第２の所定値より大きい場合には、前記相対速度を前記制御手段に出力しないことを特徴とする車両用制御装置。
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