JP4038944B2 - Center axis deflection amount calculation device, center axis deflection amount correction device, steering angle neutral learning device, and inter-vehicle distance control device for obstacle detection device for vehicle - Google Patents

Center axis deflection amount calculation device, center axis deflection amount correction device, steering angle neutral learning device, and inter-vehicle distance control device for obstacle detection device for vehicle Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の照射中心軸を中心に所定角度に渡って送信波を照射し、その反射波に基づいて障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置に対して用いられ、車両直進状態において前記照射中心軸の車両進行軸に対する偏向量を算出する技術や、車両直進状態において操舵角の中立位置を学習する技術などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に搭載され、車幅方向の所定角度に渡って光波や電磁波などを照射し、その反射波に基づいて先行車などの障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置が考えられている。この種の車両用障害物検出装置は、先行車を検出して車間を一定に保つ車間制御や、自車両が障害物に接近したときに警報を発生する警報制御などに利用されている。
【０００３】
この車両用障害物検出装置を車両に固定するときには、送信波を所定角度に渡って照射する場合の中心軸（照射中心軸）を車両進行軸に精度よく合わせる必要がある。もし、両者がずれていると、検出される障害物の角度に誤差が生じる。この場合、隣接車線を走行している車両を先行車と判断したり、逆に、先行車を先行車ではないと判断する可能性がある。しかし、車両用障害物検出装置を車両に固定する際、その照射中心軸を車両進行軸に精度よく合わせるためには、非常に微細な調整が必要になり、きわめて手間がかかる。
【０００４】
そのため、車両進行軸に対する照射中心軸がずれた状態で配設されたとしても、その偏向量を算出することによって照射中心軸の補正を容易にできるようにする技術が提案されている。この発明の技術思想は以下の通りである。
つまり、自車両が先行車に一定の車間で追従している場合、自車両と先行車とが共に直進状態であれば両者の相対的な位置関係は殆ど変化しない。そしてこの場合、先行車は自車両の前方に検出される。そこで、先行車と推定される障害物に対して車両用障害物検出装置が検出した角度に基づき、照射中心軸の偏向量を算出する。例えば、その障害物に対して検出された角度が照射中心軸と一致していれば照射中心軸は偏向しておらず偏向量は０である。また、照射中心軸が偏向していると、先行車は照射中心軸からθだけずれた位置に検出される。この場合は照射中心軸の偏向量は−θとなる。
【０００５】
また、停止物体については次のように対処している。停止物体の相対速度の方向は車両進行軸と平行である。したがって、照射中心軸の偏向がなければ、停止物体の相対速度の方向が車両進行軸と平行でなるのであるが、照射中心軸が偏向していると、停止物体の相対速度の方向が照射中心軸からθだけずれることとなる。この場合は、照射中心軸の偏向量は−θとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来手法の場合には、ステアリングホイールの操作量を検出する操舵角センサの出力を利用して自車両が直進状態であることを検出している。この操舵角センサは、直進状態である中立位置を学習する必要があり、その学習にはある程度の時間を要してしまう。したがって、従来の照射中心軸の偏向量算出に際しては、以下のような問題点があった。
【０００７】
▲１▼車両用障害物検出装置の中心軸偏向量の算出精度が、操舵角センサの検出精度の影響を受けてしまう。したがって、上述したように、照射中心軸を車両進行軸に精度よく合わせるための非常に微細な調整が必要になり、きわめて手間がかかってしまう。
【０００８】
▲２▼操舵角センサの中立点学習が進行してからでないと、車両用障害物検出装置の中心軸偏向量の算出ができない。したがって、中心軸偏向量の算出をするのに比較的長時間要してしまう。
そこで、本発明は、車両進行軸に対する照射中心軸の偏向量を算出するに際して、操舵角センサの出力を前提とせず、車両用障害物検出装置自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できるようにし、従来よりも短時間で中心軸偏向量の算出を実現できるようにすることを第１の目的とする。
【０００９】
また、このように車両用障害物検出装置自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できることを利用して、操舵角センサの中立学習を行うことで、その中立学習も従来に比べて短時間で実現できるようにすることを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
前記第１の目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、車両に搭載され、所定の照射中心軸を中心にして車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射し、その反射波に基づいて障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置に対して用いられる中心軸偏向量算出装置であって、物体認識手段と、直進判定手段と、偏向量算出手段とを備えている。
【００１１】
物体認識手段は、車両用障害物検出装置によって検出された障害物までの距離および角度に基づいて自車両に対する障害物の相対位置および相対速度を算出すると共に、その算出された相対速度に基づいて障害物が移動物体であるか停止物体であるかを判断する。そして、直進判定手段は、この物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じである場合に、車両が直進走行状態であると判定する。
【００１２】
ここで、直進判定手段による直進判定手法に関して詳しく説明する。
図１は、照射中心軸が適切に調整され、車両進行軸と照射中心軸とが一致した状態における、車両の直進運動による静止物標の相対的な移動ベクトルを示す。なお、例えば車両用障害物検出装置としてレーザレーダセンサを用いた場合にはレーザレーダ光軸が照射中心軸である。この場合、車両用障害物検出装置の座標系（ＸＬ−ＺＬ）と車両座標系（ＸＢ−ＺＢ）が一致しており、各座標系下での移動ベクトルの解釈は全く同一のものとなる。つまり、静止物標（イ），（ロ），（ハ）について、それぞれ時刻ｔ＝ｔ１の位置を始点とし、時刻ｔ＝ｔ２（ｔ１＜ｔ２）の位置を終点とするベクトルを移動ベクトルとすると、この場合の静止物標（イ）〜（ハ）の位置は車両から見て平行移動しているだけである。したがって、３つの移動ベクトルは、車両用障害物検出装置の座標系（ＸＬ−ＺＬ）及び車両座標系（ＸＢ−ＺＢ）のいずれにおいても、その大きさ及び方向は同じである。
【００１３】
また、図２は、照射中心軸の調整が不適正であり、車両進行軸と照射中心軸とが一致していない状態における、車両の直進運動による静止物標の相対的な移動ベクトルを示す。この場合、車両座標系（ＸＢ−ＺＢ）においては３つの移動ベクトルがＺ軸に平行となるが、車両用障害物検出装置の座標系（ＸＬ−ＺＬ）においてはＺ軸に平行にはならない。したがって各座標系下での移動ベクトルの解釈は全く同一のものとはならないが、各座標系における３つの移動ベクトル相互間に関しては、いずれも移動ベクトルの大きさ及び方向は同じになる。
【００１４】
これらのことから、車両進行軸と照射中心軸とが一致しているか否かにかかわらず、車両が直進状態の場合には、車両用障害物検出装置の座標系（ＸＬ−ＺＬ）において３つの移動ベクトルの大きさ及び方向が一致することとなる。
しかし、このことだけでは、これら３つの移動ベクトルの大きさ及び方向が一致した場合には車両直進状態であると判定することはできない。そこで、車両直進状態でない場合、すなわち車両旋回状態の場合の移動ベクトルについて検証してみる。
【００１５】
図３に概念的に示したように、車両旋回運動は、並進運動＋回転運動からなる運動と等価である。すなわち、車両の旋回走行運動を行って、時刻ｔ＝ｔ１における車両位置から、時刻ｔ＝ｔ２（ｔ１＜ｔ２）における車両位置へ移動したとすると、旋回走行運動は、車両位置の移動のみを考慮した並進運動と、車両上下軸を中心とした回転運動とに分解可能である。
【００１６】
したがって、車両旋回運動による静止物標の相対移動ベクトルは、並進運動による静止物標の相対移動ベクトル（図４（ａ）参照）と、回転運動による静止物標の相対移動ベクトル（図４（ｂ）参照）の合成ベクトル（図４（ｃ）参照）と一致するはずである。並進運動による相対移動ベクトルは、上述した車両直進運動の場合からも判るように、静止物標の位置が異なっていてもその大きさ及び方向は同一となる。しかし、回転運動による相対移動ベクトルは、静止物標の位置が異なればその大きさあるいは方向のいずれか一方は必ず異なる。したがって、合成ベクトルは、静止物標の位置が異なれば同一とはならないのである。
【００１７】
これらの検証から明らかなように、位置の異なる複数の静止物標に対する相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じであれば、それは車両が直進している状態の場合だけである。したがって、位置の異なる複数の静止物標に対する相対移動ベクトルの同一性に着目することによって、車両が直進走行状態であるか否かを判定することができる。
【００１８】
なお、ここではＸ−Ｚ平面での２次元的な観点でのみ解釈しているが、Ｙ−Ｚ座標系についても同様に考えられる。つまり、平坦な道路上を走行している場合が上述の直進状態に相当し、起伏のある道路を走行している場合が上述の旋回状態に相当する。したがって、Ｘ−Ｙ−Ｚの３次元的に解釈しても、「位置の異なる複数の静止物標に対する相対移動ベクトルの同一性」に着目することで車両が直進走行状態であるか否かを判定できる点は変わらない。つまり、起伏のない直線道路を走行している状態が「直進走行状態」であると言える。
【００１９】
このような観点も踏まえ、理解を容易にするために、以下の説明においては基本的にＹ軸方向については省略する。
そして、本発明の中心軸偏向量算出装置における偏向量算出手段は、前記直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された場合に、前記物体認識手段によって算出された静止物体の相対移動ベクトルを算出し、その相対移動ベクトルが車両用障害物検出装置の照射中心軸となす角を、車両進行軸との偏向量として算出する。
【００２０】
ここで、静止物体の相対移動ベクトルが車両用障害物検出装置の照射中心軸となす角を、車両進行軸との偏向量として算出してよい理由について詳しく説明する。図２を参照して説明したように、車両が直進状態にあるとき、静止物標から発生する相対移動ベクトルは車両進行軸と平行になる。したがって、図５に示すように、幾何学的な関係（錯角）より、静止物体の相対移動ベクトルが車両用障害物検出装置の照射中心軸となす角αは、車両用障害物検出装置の照射中心軸が車両進行軸となす角βと等しくなる。この角βは、すなわち「照射中心軸の車両進行軸に対する偏向量」である。
【００２１】
このように、本発明の中心軸偏向量算出装置によれば、車両進行軸に対する照射中心軸の偏向量を算出するに際して、従来のように操舵角センサの出力を前提とせず、車両用障害物検出装置自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出している。そのため、従来よりも短時間で中心軸偏向量を算出を実現できるようになった。
【００２２】
ところで、車両が直進走行状態にあれば複数の静止物体の相対移動ベクトルは理論的には完全に一致するはずであるが、検出誤差などによって多少のずれが生じる可能性がある。その場合に、完全一致を厳格に解釈しすぎると現実にそぐわないので、「方向がほぼ同じ」状態でもよいこととするのが好ましい。そこで、請求項２に示すように、直進判定手段が、物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの方向の平行度を統計的処理によって算出し、その平行度が所定の閾値以下である場合に車両が直進走行状態であると判定する構成を採用しても良い。平行度を統計的処理によって算出する手法としては、例えば分散を利用すればよい。分散は、平均値からの偏差の平方の平均値であるため、分散が小さいほど、相対移動ベクトルの方向の分布の散らばり度合いが小さいと言える。そこで、分散が所定の閾値以下であれば直進走行状態であると判定することは適切な処理である。もちろん、分散以外の、分布の散らばり度合いを表す散布度を用いて同様の判定をしてもよい。
【００２３】
また、このように複数の相対移動ベクトルの方向が完全には一致しないことを前提とすると、偏向量の算出に際しても請求項３に示すような手法を採用することが考えられる。つまり、直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された場合に物体認識手段によって算出された複数の静止物体の相対移動ベクトルの方向の平均を算出し、その平均の方向が照射中心軸となす角を車両進行軸との偏向量として算出するのである。
【００２４】
一方、請求項４記載の発明は、上述した中心軸偏向量算出装置にて算出された前記偏向量に基づき、前記車両用障害物検出装置にて検出された障害物までの角度を補正する角度補正手段を備えたことを特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量補正装置である。
【００２５】
このように構成された中心軸偏向量補正装置では、車両用障害物検出装置にて検出された障害物までの角度を、中心軸偏向量算出手段にて算出された上記偏向量に基づいて角度補正手段が補正する。この補正は、照射中心軸のソフトウェア的な調整であり、図２のような車両進行軸からずれて搭載された物理的な照射中心軸をソフトウェア的に調整し、車両進行軸を一致させることである。
【００２６】
具体的な補正手法の説明の前に、車両用障害物検出装置としてレーザレーダセンサを用いた場合のレーザレーダ座標系とレーザレーダ物標データの表現法について説明する。図６には、車両用障害物検出装置（レーザレーダ）の座標系と極（座標）形式で表現したレーザレーダ物標データを示す。レーザレーダ物標データは、物標までの距離ｒと、物理的な照射中心軸（レーザレーダの光軸）となす角θを用いて、（ｒ，θ）と表される。また、直交座標で表した場合の対象物標座標（Ｘ，Ｚ）は下記の式１のように表される。
【００２７】
（Ｘ，Ｚ）＝（ｒ・ｓｉｎθ，ｒ・ｃｏｓθ） …（式１）
そして、補正は次のように行う。図７は、車両進行軸に対して照射中心軸がβだけずれており、そのずれ方向と同じ方向にθだけ対象物標の位置が照射中心軸からずれている状態を示している。この場合は、上記式１において、θ＝θ＋βとすることによって、極形式表現された物標データ（ｒ，θ）を車両座標系上のデータとして変換可能である。このような処理を施すことによって、車両進行軸と照射中心軸が一致している状態（図１に示す状態）であるかのように取り扱うことができる。
【００２８】
ずれ量β、すなわち「照射中心軸の車両進行軸に対する偏向量β」は、図５を参照して説明したように、静止物体の相対移動ベクトルが車両用障害物検出装置の照射中心軸となす角αと等しくなり、上述した中心軸偏向量算出装置によって算出されている。したがって、この角βを用いれば、適切な補正を行うことができるのである。そして、このような補正をすることで、車両用障害物検出装置の中心軸を、実質的に車両進行軸に合わせることができ、車間制御や警報制御などの制御精度を向上させることができる。
【００２９】
上述したように、この補正の前提となる中心軸偏向量を従来よりも短時間で算出できるため、当然ながら、この補正も従来よりも短時間で行える。したがって、より早期に適切な補正のなされた状態を実現でき、制御精度を向上させた車間制御や警報制御などを、やはりより早期に実現できるのである。
【００３０】
また、このような車両用障害物検出装置の中心軸偏向量補正装置において角度補正する場合には、請求項５に示すように、中心軸偏向量算出装置が一定時間内に個々に算出した複数の偏向量の平均値に基づき、障害物までの角度を補正するようにしてもよい。このようにすれば、検出誤差などの影響をより少なくすることができる。
【００３１】
以上は、照射中心軸の偏向量の算出及びその算出された偏向量に基づく補正について説明した。これらにおいてはいずれも、車両進行軸に対する照射中心軸の偏向量を算出するに際して、操舵角センサの出力を前提とせず、車両用障害物検出装置自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できることが特徴となっている。つまり直進判定手段による判定手法が特徴的である。
【００３２】
そこで、このように車両用障害物検出装置自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できることを利用し、操舵角センサの中立学習を行うこともできる。そして、このようにすれば中立学習も従来に比べて短時間で実現できることとなる。
【００３３】
この目的のためになされた請求項６記載の操舵角中立学習装置は、物体認識手段が、車両用障害物検出装置によって検出された障害物までの距離および角度に基づいて自車両に対する障害物の相対位置および相対速度を算出すると共に、その算出された相対速度に基づいて障害物が移動物体であるか停止物体であるかを判断する。直進判定手段は、この物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じである場合に、車両が直進走行状態であると判定する。そして、学習手段が、直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された際に操舵角検出手段にて検出した車両の操舵角に基づき、操舵角中立位置の学習を行うのである。
【００３４】
従来の操舵角中立位置学習は、操舵角検出手段の出力を利用して自車両が直進状態であることを検出し、その直進状態における操舵角に基づいて中立位置を学習していたため、その学習にはある程度の時間を要してしまっていた。それに対して本発明の操舵角中立学習装置によれば、物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じである、という条件のみで判定できるため、中立位置の学習が従来に比べて短時間で実現できることとなる。
【００３５】
なお、このような操舵角中立学習装置においても、上述した請求項２と同様に平行度を考慮した判定を行うことが好ましい。すなわち、請求項７に示すように、直進判定手段が、物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの方向の平行度を統計的処理によって算出し、その平行度が所定の閾値以下である場合に車両が直進走行状態であると判定するのである。
【００３６】
ところで、ここまでは、車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置や操舵角中立学習装置として実現した場合を説明したが、これらを用いた車間制御装置として実現することもできる。
まず、請求項８は、車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置を用いた車間制御装置として実現した場合の構成である。この車間制御装置によれば、判定手段が、物体認識手段によって算出された物体の相対位置に基づき、物体が自車の進行方向を基準として定められた自車線領域内に存在するか否かを判定する、そして先行車選択手段が、その判定手段による判定結果に基づいて自車に対する先行車を選択する。すると、車間制御手段は、その選択された先行車と自車との間の距離に相当する物理量である実車間物理量と、自車と先行車との目標車間距離に相当する物理量である目標車間物理量との差である車間偏差、及び自車と先行車との相対速度に基づき、加速手段及び減速手段を駆動制御することによって、自車を先行車に追従させて走行させる。
【００３７】
なお、実車間物理量としては、例えばレーザ光あるいは送信波などを先行車に対して照射し、その反射光あるいは反射波の受けるまでの時間を検出する構成を採用した場合には、その検出した時間そのものを用いてもよいし、車間距離に換算した値を用いてもよいし、さらには、車速にて除算した車間時間を用いてもよい。また、車間制御量としては、目標加速度や加速度偏差（目標加速度−実加速度）、あるいは目標トルクや目標相対速度などが考えられる。
【００３８】
このような車間制御を実行する上で、上述した中心軸偏向量算出装置を用いることで、車両用障害物検出装置の中心軸を車両進行軸に合わせる補正が早期に行えるため、自車線領域をより早期に且つより適切に定めることができ、より適切な車間制御の実現に寄与することができるのである。
【００３９】
一方、請求項９は、操舵角中立学習装置を用いた車間制御装置として実現した場合の構成である。この車間制御装置によれば、請求項８の場合と同様の基本的な車間制御を実行する上で、判定手段が自車線領域を定めるための自車の進行方向を決定する場合に、操舵角中立学習装置により得られている操舵角中立位置と、操舵角検出手段にて検出された車両の操舵角との差を用いる。上述したように、中立位置の学習が従来に比べて短時間で実現できるため、そのように学習された中立位置を用いた判定を行えば、自車線領域をより早期に且つより適切に定めることができ、より適切な車間制御の実現に寄与することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明が適用された車両制御装置１について、図面と共に説明する。この車両制御装置１は、自動車に搭載され、警報すべき領域に障害物が所定の状況で存在する場合に警報を出力したり、先行車に合わせて適切な車間となるように車速を制御したりする装置である。
【００４１】
図８は、そのシステムブロック図である。車両制御装置１はコンピュータ３を中心に構成されている。コンピュータ３はマイクロコンピュータを主な構成として入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路や検出回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので詳細な説明は省略する。
【００４２】
コンピュータ３は、車両用障害物検出装置としての距離・角度測定器５、車速センサ７、ブレーキスイッチ９、スロットル開度センサ１１から各々所定の検出データを入力している。
またコンピュータ３は、警報音発生器１３、距離表示器１５、センサ異常表示器１７、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に所定の駆動信号を出力している。
【００４３】
さらにコンピュータ３は、警報感度を設定する警報感度設定器２５、および図示しないステアリングホイールの操作量を検出する操舵角センサ２７を備えている。またコンピュータ３は、電源スイッチ２９を備え、その「オン」により、所定の処理を開始する。
【００４４】
ここで、距離・角度測定器５は、送受信部３１および距離・角度演算部３３を備え、送受信部３１からは所定の光軸（照射中心軸）を中心にして車両前方へレーザ光を所定角度の範囲でスキャンして出力かつ反射光を検出すると共に、距離・角度演算部３３にて反射光を捉えるまでの時間に基づき、前方の物体までの距離を検出する装置である。レーザレーダセンサとも呼ばれ、装置構成も既によく知られているので詳細な説明は省略する。またレーザ光を用いるものの他に、マイクロ波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。さらに、スキャン式ではなく、モノパルス式、すなわち、送受信部３１が二つ以上の受信部を有し、距離・角度演算部３３が受信信号の強度差や位相差（時間差）などに基づいて距離および角度を演算するものであってもよい。
【００４５】
コンピュータ３は、このように構成されていることにより、障害物が所定の警報領域に所定時間存在した場合等に警報する警報判定処理を実施している。障害物としては、自車両の前方を走行する先行車やまたは停止している先行車あるいは路側にある物体（ガードレールや支柱物体等）等が該当する。また、コンピュータ３は、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に駆動信号を出力することにより、先行車の状況に合わせて車速を制御する、いわゆるクルーズ制御も同時に実施している。
【００４６】
図９はコンピュータ３の制御ブロック図を示している。距離・角度測定器５の距離・角度演算部３３から出力された距離ｒとスキャン角度θとのデータは、座標変換ブロック４１により自車両を原点（０，０）とするＸＺ直交座標データに変換される。なお、このＸ方向，Ｚ方向は、図１〜図７で示す方向と同じである。センサ異常検出ブロック４３により、この変換結果の値が異常な範囲を示していれば、センサ異常表示器１７にその旨の表示がなされる。
【００４７】
また、ＸＺ直交座標データからは、物体認識ブロック４５で認識種別、物体の中心位置座標（Ｘ，Ｚ）、相対速度（Ｖｘ，Ｖｚ）などが求められる。認識種別とは停止物体であるか移動物体であるかを認識するものである。物体の中心位置に基づいて距離表示物体選択ブロック４７により走行に影響する物体が選択されて、その距離が距離表示器１５により表示される。また、上述した相対速度は、車速センサ７の検出値に基づいて車速演算ブロック４９から出力される車速（自車速）Ｖと、前記物体の中心位置とに基づき、自車位置を基準とした障害物の相対速度（Ｖｘ，Ｖｚ）として求められる。
【００４８】
そして、警報判定およびクルーズ判定ブロック５５が、自車速、先行車相対速度、先行車加速度、物体中心位置、認識種別、ブレーキスイッチ９の出力、スロットル開度センサ１１からの開度および警報感度設定器２５による感度設定値に基づいて、警報判定ならば警報するか否かを判定し、クルーズ判定ならば車速制御の内容を決定する。その結果を、警報が必要ならば、警報発生信号を警報音発生器１３に出力する。また、クルーズ判定ならば、自動変速機制御器２３、ブレーキ駆動器１９およびスロットル駆動器２１に制御信号を出力して、必要な制御を実施する。
【００４９】
さらに、コンピュータ３には、距離・角度測定器５の照射中心軸（光軸）を補正するための照射中心軸補正ブロック６１が設けられ、上述した自車速、先行車相対速度、物体中心位置、認識種別に加えて、自車速と操舵角センサ２７の出力とに基づいて走行カーブ半径演算ブロック６３が演算したカーブ半径Ｒに基づいて前記照射中心軸の偏向量（ずれ量）を補正するための偏向補正量を算出する。また、コンピュータ３には、照射中心軸補正ブロック６１が前記偏向補正量の算出に当たってデータを記憶するための不揮発性メモリ６７が設けられている。さらに、照射中心軸補正ブロック６１は、距離・角度測定器５および座標変換ブロック４１に後述の信号を出力し、算出した照射中心軸の偏向量を補正する。
【００５０】
次に、照射中心軸補正ブロック６１が実行する照射中心軸補正処理について説明する。
図１０はこの照射中心軸補正処理の全体を示すフローチャートであり、最初のステップＳ１では、複数の静止物についてデータが得られたか否かを判定する。複数の静止物についてのデータが得られていることが、後述する車両直進状態の判定の前提であるので、静止物のデータが得られていない場合、及び静止物のデータが得られていてもそれが１つの場合には（Ｓ１：ＮＯ）、本処理ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、複数の静止物についてデータが得られている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、それら各静止物についての相対移動ベクトルを算出する（Ｓ２）。つまり、時間経過が生じた２つのシーンについて、静止物の座標位置の差分を求め、相対移動ベクトルとする。
【００５２】
続くＳ３では、静止物の位置関係が条件に合致するか否かを判定する。この位置関係を規定する条件としては、例えば次のようなものが考えられる。図１１において、Ｄ１は時刻ｔ＝ｔ１における静止物標（イ）と（ロ）との間の３次元距離、Ｄ２は時刻ｔ＝ｔ１における静止物標（イ）と（ハ）との間の３次元距離、Ｄ３は時刻ｔ＝ｔ１における静止物標（ロ）と（ハ）との間の３次元距離をそれぞれ示している。この場合に、位置関係の条件として下式を採用する。
【００５３】
Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＞Ｋ （Ｋは定数）
静止物の位置関係が、直進状態判定あるいは照射中心軸算出の誤差要因となっており、定数Ｋを大きくすると精度が上がり、逆に定数Ｋを小さくすると精度が悪くなる。したがって、精度との関係も考慮して適切な定数Ｋを決定することが好ましい。
【００５４】
なお、条件としては、上述した以外にも、例えば静止物までの距離の分散が定数よりも大きいこと、あるいは静止物へのベクトルの分散が定数よりも大きいこと、などの条件を採用することもできる。
そして、この条件に合致しない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、本処理ルーチンを終了する。
【００５５】
一方、条件に合致している場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、静止物の相対移動ベクトルの平行度を算出し（Ｓ４）、平行度が所定のしきい値以下かどうかを判断する（Ｓ５）。そして、平行度がしきい値以下であれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、車両直進状態であると判断してＳ６へ移行するが、平行度がしきい値よりも大きければ（Ｓ５：ＮＯ）、車両旋回状態であると判断して本処理ルーチンを終了する。
【００５６】
このように平行度に基づく判定を行う理由は次の通りである。すなわち、車両が直進走行状態にあれば複数の静止物体の相対移動ベクトルは理論的には完全に一致するはずであるが、検出誤差などによって多少のずれが生じる可能性がある。その場合に、完全一致を厳格に解釈しすぎると現実にそぐわないので、「方向がほぼ同じ」状態でもよいこととするのが好ましい。そこで、本実施形態においては、複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの方向の平行度を統計的処理によって算出し、その平行度が所定の閾値以下である場合に車両が直進走行状態であると判定するようにしたのである。
【００５７】
なお、平行度は、例えば分散を利用することが考えられる。分散は、平均値からの偏差の平方の平均値であるため、分散が小さいほど、相対移動ベクトルの方向の分布の散らばり度合いが小さいと言える。そこで、分散が所定の閾値以下であれば直進走行状態であると判定することは適切な処理である。もちろん、分散以外の、分布の散らばり度合いを表す散布度を用いて同様の判定をしてもよい。
【００５８】
そして、このように車両直進状態であることが判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ６へ移行して、相対移動ベクトル方向と照射中心軸のなす角αを算出する。上述したように、複数の相対移動ベクトルの方向が完全には一致しないことを前提としてＳ４にて平行度算出したので、このＳ６で用いる相対移動ベクトル方向に関しても、例えばそのベクトル方向の平均を算出し、その平均方向が照射中心軸となす角αを算出すればよい。
【００５９】
このようにして、照射中心軸の偏向補正量である「なす角α」が算出されると（Ｓ６）、続くＳ７では、そのなす角αによって照射中心軸を補正する。具体的な補正は、照射中心軸補正ブロック６１からなす角αのデータが距離・角度測定器５および座標変換ブロック４１に入力されて行われる。
【００６０】
なお、Ｓ６で算出したなす角αが車両進行軸との偏向量βと等しくなる点については、上述の「課題を解決するための手段及び発明の効果」の欄において、図５を用いて詳しく説明し、また偏向量βを用いて補正する手法については、図７を用いて詳しく説明したので、そちらを参照されたい。
【００６１】
このような補正により、物体認識ブロック４５へ入力されるデータは偏向量βが補正された状態となり、物体の中心位置座標（Ｘ，Ｚ）などを正確に算出することができる。従って、警報判定およびクルーズ判定ブロック５５では、警報判定やクルーズ判定の制御を正確に実行することができる。
【００６２】
このように、本実施形態の車両制御装置１によれば、距離・角度測定器５における照射中心軸の、車両進行軸に対する偏向量を算出するに際して、従来のように操舵角センサ２７の出力を前提とせず、距離・角度測定器５自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出している。そのため、従来よりも短時間で中心軸偏向量を算出を実現できるようになった。そして、当然ながら、この算出した中心軸偏向量を用いて行う補正も、従来よりも短時間で行える。したがって、より早期に適切な補正のなされた状態を実現でき、制御精度を向上させた車間制御や警報制御などを、やはりより早期に実現できる。
【００６３】
次に、前記処理により算出された照射中心軸の偏向補正量に対応して実行されるクルーズ制御の内、先行車に所定の車間で追従走行するための車間制御処理を図１２のフローチャートを用いて説明する。
この処理では、まず、距離・角度測定器５を介して検出し、前記偏向補正量βによって補正が施された障害物までの距離・角度データを読み込む（Ｓ３１０）、続いて、その距離・角度データから前方障害物の認識処理を行う（Ｓ３２０）。なお、この処理は、Ｓ３１０にて読み込んだ距離・角度データから、自車両に対する障害物の相対位置を算出すると共に、その障害物の自車両に対する相対速度を算出する処理である。また、この処理は、前述の物体認識ブロック４５や相対速度演算ブロック５１の処理結果に基づいて実行される。
【００６４】
続くＳ３３０では、自車両の走行路のカーブ半径を検出する。なお、この検出は、前述の走行カーブ半径演算ブロック６３が演算したカーブ半径Ｒを読み込んでなされる。次に、そのカーブ半径Ｒに基づいて、前記障害物が自車両と同一車線上に存在する確率を算出する（Ｓ３４０）。すなわち、Ｓ３１０，Ｓ３２０の処理により各障害物の２次元的位置が判明するので、Ｓ３３０で検出したカーブ半径Ｒに基づき、その各障害物が自車両線上に存在する確率を個々に算出する。続く、Ｓ３５０では、その算出された確率に基づいて車間制御すべき先行車としての障害物を選択する。
【００６５】
続いて、Ｓ３６０にて運転者の入力に応じて目標車間を算出し、Ｓ３７０にて目標とする加減速率を算出する。続くＳ３８０では、前記算出された加減速率と前回の処理で算出された目標車速とに基づき、今回の目標車速を算出する。さらに、続くＳ３９０では、ブレーキ駆動器１９やスロットル駆動器２１に駆動信号を出力して、実際の車速を目標車速に近づける車速制御を実行して一旦処理を終了する。以上の処理によって、先行車との車間を一定に保って自車両を追従走行させる制御が実行される。
【００６６】
このように、本実施形態の車間制御処理では、前述の処理によって偏向補正量βによる補正を施した距離・角度データを用いて車間を制御するので、制御の安全性を確保することができる。
なお、本実施形態においては、物体認識ブロック４５が物体認識手段に相当し、照射中心軸補正ブロック６１が直進判定手段、偏向量算出手段に相当する。また、照射中心軸補正ブロック６１及び距離・角度測定器５が角度補正手段に相当する。そして、照射中心軸補正ブロック６１において実行される処理の内、図１０のＳ１〜Ｓ５が直進判定手段としての処理の実行に相当し、Ｓ６が中心軸偏向量算出手段としての処理の実行に相当する。また、Ｓ７が角度補正手段としての処理の実行に相当する。
【００６７】
またさらに、警報判定およびクルーズ判定ブロック５５は、先行車選択手段及び車間制御手段に相当する。そして、警報判定およびクルーズ判定ブロック５５において実行される処理の内、図１１のＳ３５０が先行車選択手段としての処理の実行に相当し、Ｓ３６０〜Ｓ３９０の処理が車間制御手段としての処理の実行に相当する。
【００６８】
［別実施形態］
上述した実施形態では、照射中心軸の偏向量の算出及びその算出された偏向量に基づく補正について説明した。車両進行軸に対する照射中心軸の偏向量を算出するに際して、操舵角センサ２７の出力を前提とせず、距離・角度測定器５自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できることが特徴となっている。つまり直進判定手段による判定手法が特徴的である。
【００６９】
そこで、このように距離・角度測定器５自身の検出データのみに基づいて車両直進状態を検出できることを利用し、操舵角センサ２７の中立学習を行うこともできる。そして、このようにすれば中立学習も従来に比べて短時間で実現できることとなる。
【００７０】
この場合の操舵角中立位置学習処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
図１３のＳ１１〜Ｓ１５の内容は、図１０のＳ１〜Ｓ５の内容と同様である。つまり、車両が直進状態であるか否かを判定するまでの手法は全く同じで構わない。そして、車両直進状態である場合に移行するＳ１６においては、現在の操舵角センサ２７の出力を中立位置として学習するのである。
【００７１】
従来の操舵角中立位置学習は、操舵角センサ２７の出力を利用して自車両が直進状態であることを検出し、その直進状態における操舵角に基づいて中立位置を学習していたため、その学習にはある程度の時間を要していた。それに対して本実施形態のように、複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じ（平行度がしきい値以下）である、という条件のみで判定できるため、中立位置の学習が従来に比べて短時間で実現できることとなる。
【００７２】
そして、この場合も車間制御に利用すれば、自車線領域をより早期に且つより適切に定めることができ、より適切な車間制御の実現に寄与することができる。以上、本発明はこのような実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
【００７３】
（１）例えば、上述した実施形態では物体中心位置（Ｘ，Ｚ）をＸ−Ｚ平面での２次元的な観点でのみ解釈しているが、Ｙ−Ｚ座標系についても同様に考えられる。つまり、平坦な道路上を走行している場合が上述の直進状態に相当し、起伏のある道路を走行している場合が上述の旋回状態に相当する。したがって、Ｘ−Ｙ−Ｚの３次元的に解釈しても、「位置の異なる複数の静止物標に対する相対移動ベクトルの同一性」に着目することで車両が直進走行状態であるか否かを判定できる点は変わらない。つまり、起伏のない直線道路を走行している状態が「直進走行状態」であると言える。
【００７４】
（２）また、上述した実施形態では偏向補正量βに基づき距離・角度測定器５におけるデータ処理の内容をソフトウェア的に補正しているが、特開平５−１５７８４３号に記載のものと同様の機構により送受信部３１そのものを揺動させてもよく、また、偏向補正量βを単にデータとして記憶しておき、車両の整備時に手動で送受信部３１を揺動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 照射中心軸が適切に調整され、車両進行軸と照射中心軸とが一致した状態における、車両の直進運動による静止物標の相対的な移動ベクトルを示す説明図である。
【図２】 照射中心軸の調整が不適正であり、車両進行軸と照射中心軸とが一致していない状態における、車両の直進運動による静止物標の相対的な移動ベクトルを示す説明図である。
【図３】 車両旋回運動を、並進運動と回転運動とに分解した状態を示す説明図である。
【図４】 車両旋回運動による静止物標の相対移動ベクトルを、並進運動、回転運動及びその合成運動による移動ベクトルとして示した説明図である。
【図５】 照射中心軸ずれ角βと移動ベクトルなす角αの説明図である。
【図６】 車両用障害物検出装置の座標系と極形式で表現した物標データを示す説明図である。
【図７】 照射中心軸と車両進行軸の関係を示す説明図である。
【図８】 本発明が適用された車両制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【図９】 車両制御装置のコンピュータの制御ブロック図である。
【図１０】 コンピュータにおいて実行される照射中心軸補正処理を示すフローチャートである。
【図１１】複数の静止物に要求される位置条件を示す説明図である。
【図１２】 コンピュータにおいて実行される車間制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】 コンピュータにおいて実行される操舵角中立位置学習処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…車両制御装置 ３…コンピュータ
５…距離・角度測定器 ７…車速センサ
２７…操舵角センサ ３１…送受信部
３３…距離・角度演算部 ４１…座標変換ブロック
４５…物体認識ブロック ４９…車速演算ブロック
５１…相対速度演算ブロック ５３…先行車加速度演算ブロック
５５…警報判定およびクルーズ判定ブロック
６１…照射中心軸補正ブロック ６３…走行カーブ半径演算ブロック
６７…不揮発性メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for an obstacle detection device for a vehicle that irradiates a transmission wave over a predetermined angle around a predetermined irradiation central axis and detects a distance and an angle to the obstacle based on the reflected wave. The present invention relates to a technique for calculating a deflection amount of the irradiation center axis with respect to a vehicle traveling axis in a straight traveling state of the vehicle, a technique for learning a neutral position of a steering angle in a straight traveling state of the vehicle, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vehicle obstacle detection that is mounted on a vehicle, irradiates light waves or electromagnetic waves over a predetermined angle in the vehicle width direction, and detects the distance and angle to an obstacle such as a preceding vehicle based on the reflected waves. A device is considered. This type of vehicle obstacle detection device is used for inter-vehicle control that detects a preceding vehicle and keeps the distance between the vehicles constant, or for alarm control that generates an alarm when the host vehicle approaches the obstacle.
[0003]
When fixing the vehicle obstacle detection device to the vehicle, it is necessary to accurately align the central axis (irradiation central axis) when the transmission wave is irradiated over a predetermined angle with the vehicle traveling axis. If they are shifted, an error occurs in the angle of the detected obstacle. In this case, there is a possibility that the vehicle traveling in the adjacent lane is determined as the preceding vehicle, or conversely, the preceding vehicle is not determined as the preceding vehicle. However, when the vehicle obstacle detection device is fixed to the vehicle, in order to accurately align the irradiation center axis with the vehicle traveling axis, very fine adjustment is required, which is extremely troublesome.
[0004]
Therefore, even when the irradiation center axis with respect to the vehicle traveling axis is arranged in a shifted state, a technique has been proposed in which the irradiation center axis can be easily corrected by calculating the deflection amount. The technical idea of the present invention is as follows.
That is, when the own vehicle follows the preceding vehicle between a certain distance, if the own vehicle and the preceding vehicle are both in a straight traveling state, the relative positional relationship between the two hardly changes. In this case, the preceding vehicle is detected in front of the host vehicle. Therefore, the deflection amount of the irradiation center axis is calculated based on the angle detected by the vehicle obstacle detection device with respect to the obstacle estimated to be the preceding vehicle. For example, if the angle detected for the obstacle coincides with the irradiation center axis, the irradiation center axis is not deflected and the deflection amount is zero. If the irradiation center axis is deflected, the preceding vehicle is detected at a position shifted by θ from the irradiation center axis. In this case, the deflection amount of the irradiation center axis is −θ.
[0005]
The stop object is dealt with as follows. The direction of the relative speed of the stationary object is parallel to the vehicle traveling axis. Therefore, if there is no deflection of the irradiation center axis, the direction of the relative speed of the stationary object is parallel to the vehicle traveling axis, but if the irradiation center axis is deflected, the direction of the relative speed of the stationary object is the irradiation center. It will deviate from the axis by θ. In this case, the deflection amount of the irradiation center axis is −θ.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of this conventional method, it is detected that the host vehicle is traveling straight using the output of the steering angle sensor that detects the operation amount of the steering wheel. This steering angle sensor needs to learn a neutral position in a straight traveling state, and it takes a certain amount of time to learn. Accordingly, the conventional calculation of the deflection amount of the irradiation center axis has the following problems.
[0007]
(1) The calculation accuracy of the center axis deflection amount of the vehicle obstacle detection device is affected by the detection accuracy of the steering angle sensor. Therefore, as described above, it is necessary to make very fine adjustments for accurately aligning the irradiation center axis with the vehicle traveling axis, which is extremely troublesome.
[0008]
(2) The center axis deflection amount of the vehicle obstacle detection device cannot be calculated until the neutral point learning of the steering angle sensor has progressed. Therefore, it takes a relatively long time to calculate the center axis deflection amount.
Therefore, the present invention does not assume the output of the steering angle sensor when calculating the deflection amount of the irradiation central axis with respect to the vehicle traveling axis, and detects the straight traveling state of the vehicle based only on the detection data of the vehicle obstacle detection device itself. The first object is to enable the calculation of the center axis deflection amount in a shorter time than in the prior art.
[0009]
In addition, by performing neutral learning of the steering angle sensor by utilizing the fact that the vehicle straight traveling state can be detected based only on the detection data of the vehicle obstacle detection device itself, the neutral learning is also shorter than before. A second object is to make it possible to realize in time.
[0010]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the first object, the invention according to claim 1 is mounted on a vehicle, radiates a transmission wave over a predetermined angle in a vehicle width direction around a predetermined irradiation center axis, and reflects the reflected wave. A central axis deflection amount calculation device used for a vehicle obstacle detection device that detects a distance and an angle to an obstacle based on a wave, comprising: an object recognition unit, a straight traveling determination unit, a deflection amount calculation unit, It has.
[0011]
The object recognition means calculates the relative position and relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle based on the distance and angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device, and based on the calculated relative speed. It is determined whether the obstacle is a moving object or a stopped object. The straight traveling determination unit determines that the vehicle is in a straight traveling state when the magnitudes and directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition unit are the same.
[0012]
Here, the straight-ahead determination method by the straight-ahead determination means will be described in detail.
FIG. 1 shows a relative movement vector of a stationary target due to a straight movement of the vehicle in a state where the irradiation center axis is appropriately adjusted and the vehicle traveling axis and the irradiation center axis coincide with each other. For example, when a laser radar sensor is used as the vehicle obstacle detection device, the laser radar optical axis is the irradiation central axis. In this case, the coordinate system (XL-ZL) and the vehicle coordinate system (XB-ZB) of the vehicle obstacle detection device coincide with each other, and the interpretation of the movement vector under each coordinate system is exactly the same. That is, for the stationary targets (A), (B), and (C), a vector having a start point at the time t = t1 and an end point at the time t = t2 (t1 <t2) is defined as a movement vector. In this case, the positions of the stationary targets (a) to (c) are merely translated as viewed from the vehicle. Accordingly, the three movement vectors have the same size and direction in both the coordinate system (XL-ZL) and the vehicle coordinate system (XB-ZB) of the vehicle obstacle detection device.
[0013]
FIG. 2 shows a relative movement vector of the stationary target due to the straight movement of the vehicle in a state where the adjustment of the irradiation center axis is inappropriate and the vehicle traveling axis and the irradiation center axis do not coincide with each other. In this case, the three movement vectors are parallel to the Z axis in the vehicle coordinate system (XB-ZB), but are not parallel to the Z axis in the coordinate system (XL-ZL) of the vehicle obstacle detection device. Accordingly, the interpretation of the movement vector under each coordinate system is not exactly the same, but the magnitude and direction of the movement vector are the same for the three movement vectors in each coordinate system.
[0014]
Therefore, regardless of whether the vehicle traveling axis and the irradiation central axis coincide with each other or not, when the vehicle is in a straight traveling state, there are three in the coordinate system (XL-ZL) of the vehicle obstacle detection device. The magnitude and direction of the movement vector will coincide.
However, it is not possible to determine that the vehicle is traveling straight when the magnitudes and directions of these three movement vectors coincide with each other. Therefore, the movement vector when the vehicle is not in a straight traveling state, that is, when the vehicle is in a turning state, will be verified.
[0015]
As conceptually shown in FIG. 3, the vehicle turning motion is equivalent to a motion composed of a translational motion and a rotational motion. That is, if the vehicle travels in a turning motion and moves from the vehicle position at time t = t1 to the vehicle position at time t = t2 (t1 <t2), the turning travel motion only considers the movement of the vehicle position. Can be broken down into a translational motion and a rotational motion about the vehicle vertical axis.
[0016]
Therefore, the relative movement vector of the stationary target due to the vehicle turning motion includes the relative movement vector of the stationary target due to the translational motion (see FIG. 4A) and the relative movement vector of the stationary target due to the rotational motion (see FIG. 4B). ))) (See FIG. 4C). The relative movement vector by the translational motion is the same in size and direction even if the positions of the stationary targets are different, as can be seen from the case of the vehicle linear motion described above. However, if the position of the stationary target is different, either the magnitude or direction of the relative movement vector due to the rotational movement is always different. Therefore, the combined vector is not the same if the position of the stationary target is different.
[0017]
As is clear from these verifications, if the magnitude and direction of the relative movement vector for a plurality of stationary targets at different positions are the same, it is only when the vehicle is traveling straight. Therefore, it is possible to determine whether or not the vehicle is traveling straight by paying attention to the identity of relative movement vectors for a plurality of stationary targets at different positions.
[0018]
Here, the interpretation is made only from the two-dimensional viewpoint on the XZ plane, but the YZ coordinate system can be considered similarly. That is, the case where the vehicle is traveling on a flat road corresponds to the above-described straight traveling state, and the case where the vehicle is traveling on a road with undulations corresponds to the above-described turning state. Therefore, whether or not the vehicle is traveling straight by paying attention to “identity of relative movement vectors for a plurality of stationary targets at different positions” even if it is interpreted three-dimensionally in XYZ. The point that can be judged does not change. That is, it can be said that the state where the vehicle is traveling on a straight road without ups and downs is the “straight traveling state”.
[0019]
In view of this point of view, the Y-axis direction is basically omitted in the following description for easy understanding.
The deflection amount calculation means in the central axis deflection amount calculation apparatus of the present invention is configured to make the relative movement of the stationary object calculated by the object recognition means when the straight traveling determination means determines that the vehicle is traveling straight ahead. A vector is calculated, and an angle between the relative movement vector and the irradiation center axis of the vehicle obstacle detection device is calculated as a deflection amount with respect to the vehicle traveling axis.
[0020]
Here, the reason why the angle formed by the relative movement vector of the stationary object and the irradiation center axis of the vehicle obstacle detection device may be calculated as the deflection amount with respect to the vehicle traveling axis will be described in detail. As described with reference to FIG. 2, when the vehicle is traveling straight, the relative movement vector generated from the stationary target is parallel to the vehicle traveling axis. Therefore, as shown in FIG. 5, the angle α formed by the relative movement vector of the stationary object and the irradiation center axis of the vehicle obstacle detection device is represented by the irradiation of the vehicle obstacle detection device due to the geometrical relationship (angle). The central axis becomes equal to the angle β formed with the vehicle traveling axis. This angle β is “a deflection amount of the irradiation central axis with respect to the vehicle traveling axis”.
[0021]
As described above, according to the center axis deflection amount calculation apparatus of the present invention, when calculating the deflection amount of the irradiation center axis with respect to the vehicle traveling axis, the vehicle obstacle is not predicated on the output of the steering angle sensor as in the prior art. The vehicle straight traveling state is detected based only on the detection data of the detection device itself. For this reason, the calculation of the center axis deflection amount can be realized in a shorter time than before.
[0022]
By the way, if the vehicle is in a straight traveling state, the relative movement vectors of a plurality of stationary objects should theoretically completely coincide with each other, but there may be some deviation due to a detection error or the like. In that case, it is preferable that the “direction is substantially the same” state because it is not appropriate if the exact match is interpreted too strictly. Therefore, as shown in claim 2, the straight-ahead determining means calculates the parallelism of the directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition means by statistical processing, and the parallelism is a predetermined value. A configuration may be adopted in which it is determined that the vehicle is traveling straight when it is equal to or less than the threshold value. As a method for calculating the parallelism by statistical processing, for example, dispersion may be used. Since the variance is an average value of squares of deviations from the average value, it can be said that the smaller the variance is, the smaller the degree of dispersion of the distribution in the direction of the relative movement vector is. Therefore, it is an appropriate process to determine that the vehicle is traveling straight if the variance is equal to or less than a predetermined threshold. Of course, the same determination may be made using a distribution degree representing the degree of distribution dispersion other than the dispersion.
[0023]
Further, assuming that the directions of the plurality of relative movement vectors do not completely coincide with each other as described above, it is conceivable to employ the method as shown in claim 3 in calculating the deflection amount. That is, the average of the relative movement vector directions of a plurality of stationary objects calculated by the object recognition unit when the vehicle is determined to be in a straight traveling state by the straight traveling determination unit, and the average direction is the irradiation center axis The calculated angle is calculated as a deflection amount with respect to the vehicle traveling axis.
[0024]
On the other hand, the invention according to claim 4 is an angle for correcting the angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device based on the deflection amount calculated by the central axis deflection amount calculation device. A center axis deflection correction apparatus for a vehicle obstacle detection apparatus, comprising a correction means.
[0025]
In the center axis deflection correction apparatus configured as described above, the angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device is determined based on the deflection amount calculated by the center axis deflection amount calculation means. Correction means corrects. This correction is a software adjustment of the irradiation center axis, and the physical irradiation center axis that is mounted with a deviation from the vehicle traveling axis as shown in FIG. 2 is adjusted by software to match the vehicle traveling axis. is there.
[0026]
Before describing a specific correction method, a laser radar coordinate system and a method for expressing laser radar target data when a laser radar sensor is used as an obstacle detection device for a vehicle will be described. FIG. 6 shows laser radar target data expressed in the coordinate system and polar (coordinate) format of the vehicle obstacle detection device (laser radar). The laser radar target data is expressed as (r, θ) using a distance r to the target and an angle θ formed with a physical irradiation central axis (laser radar optical axis). Further, the object target coordinates (X, Z) when expressed in orthogonal coordinates are expressed as the following Expression 1.
[0027]
(X, Z) = (r · sin θ, r · cos θ) (Expression 1)
The correction is performed as follows. FIG. 7 shows a state in which the irradiation center axis is deviated by β with respect to the vehicle traveling axis, and the position of the target is deviated from the irradiation central axis by θ in the same direction as the deviation direction. In this case, the target data (r, θ) expressed in the polar format can be converted as data on the vehicle coordinate system by setting θ = θ + β in the above-described equation 1. By performing such a process, it can be handled as if the vehicle traveling axis and the irradiation center axis coincide (the state shown in FIG. 1).
[0028]
As described with reference to FIG. 5, the deviation amount β, that is, “the deflection amount β of the irradiation center axis with respect to the vehicle traveling axis” is determined by the relative movement vector of the stationary object as the irradiation center axis of the vehicle obstacle detection device. It is equal to the angle α and is calculated by the central axis deflection amount calculation device described above. Therefore, if this angle β is used, appropriate correction can be performed. By performing such correction, the center axis of the vehicle obstacle detection device can be substantially aligned with the vehicle traveling axis, and control accuracy such as inter-vehicle control and alarm control can be improved.
[0029]
As described above, since the center axis deflection amount that is the premise of this correction can be calculated in a shorter time than before, naturally, this correction can also be performed in a shorter time than before. Therefore, it is possible to realize a state in which appropriate correction has been made earlier, and it is also possible to realize vehicle-to-vehicle control and alarm control with improved control accuracy at an earlier stage.
[0030]
Further, when the angle correction is performed in the center axis deflection correction device of such an obstacle detection device for a vehicle, as shown in claim 5, the center axis deflection amount is calculated. apparatus However, the angle to the obstacle may be corrected based on the average value of a plurality of deflection amounts calculated individually within a predetermined time. In this way, detection error etc. of The influence can be reduced.
[0031]
The calculation of the deflection amount of the irradiation center axis and the correction based on the calculated deflection amount have been described above. In any of these cases, when calculating the deflection amount of the irradiation center axis with respect to the vehicle traveling axis, the output of the steering angle sensor is not assumed, and the straight traveling state of the vehicle is detected based only on the detection data of the vehicle obstacle detection device itself. It is characterized by being able to do it. That is, the determination method by the straight traveling determination means is characteristic.
[0032]
Thus, neutral learning of the steering angle sensor can also be performed by utilizing the fact that the vehicle straight traveling state can be detected based only on the detection data of the vehicle obstacle detection device itself. In this way, neutral learning can be realized in a shorter time than in the prior art.
[0033]
The steering angle neutral learning device according to claim 6 made for this purpose is characterized in that the object recognizing means detects the obstacle to the host vehicle based on the distance and angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detecting device. A relative position and a relative speed are calculated, and it is determined whether the obstacle is a moving object or a stopped object based on the calculated relative speed. The straight traveling determination unit determines that the vehicle is in a straight traveling state when the magnitudes and directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition unit are the same. Then, the learning means learns the steering angle neutral position based on the steering angle of the vehicle detected by the steering angle detection means when the straight traveling determination means determines that the vehicle is traveling straight.
[0034]
Conventional steering angle neutral position learning uses the output of the steering angle detection means to detect that the host vehicle is in a straight traveling state and learns the neutral position based on the steering angle in the straight traveling state. Took a certain amount of time. On the other hand, according to the steering angle neutral learning device of the present invention, the determination can be made only under the condition that the magnitude and direction of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition means are the same. Position learning can be realized in a shorter time than conventional.
[0035]
In such a steering angle neutral learning device, it is preferable to perform the determination in consideration of the parallelism as in the second aspect described above. That is, as shown in claim 7, the straight-ahead determination means calculates the parallelism of the directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition means by statistical processing, and the parallelism is a predetermined value. When it is below the threshold, it is determined that the vehicle is traveling straight.
[0036]
By the way, although the case where it implement | achieved as a center axis | shaft deflection amount calculation apparatus and steering angle neutral learning apparatus of the obstacle detection apparatus for vehicles was demonstrated so far, it can also be implement | achieved as an inter-vehicle distance control apparatus using these.
First, claim 8 is a configuration in the case where it is realized as an inter-vehicle distance control device using the central axis deflection amount calculation device of the vehicle obstacle detection device. According to this inter-vehicle distance control device, the determination means determines whether or not the object exists in the own lane area determined based on the traveling direction of the own vehicle based on the relative position of the object calculated by the object recognition means. The determination and the preceding vehicle selection means select the preceding vehicle for the own vehicle based on the determination result by the determination means. Then, the inter-vehicle control means, the physical inter-vehicle physical quantity that is the physical quantity corresponding to the distance between the selected preceding vehicle and the own vehicle, and the target inter-vehicle distance that is the physical quantity corresponding to the target inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle. Based on the inter-vehicle deviation, which is a difference from the physical quantity, and the relative speed between the host vehicle and the preceding vehicle, the host vehicle is caused to follow the preceding vehicle by driving and controlling the acceleration means and the deceleration means.
[0037]
As the actual inter-vehicle physical quantity, for example, when a configuration is adopted in which the time until the preceding vehicle is irradiated with a laser beam or a transmission wave and the reflected light or reflected wave is received is detected. As such, a value converted into an inter-vehicle distance may be used, or an inter-vehicle time divided by the vehicle speed may be used. Further, as the inter-vehicle control amount, a target acceleration, an acceleration deviation (target acceleration-actual acceleration), a target torque, a target relative speed, or the like can be considered.
[0038]
In executing such inter-vehicle distance control, by using the above-described central axis deflection amount calculation device, correction for aligning the central axis of the vehicle obstacle detection device with the vehicle traveling axis can be performed at an early stage. It can be determined earlier and more appropriately, and can contribute to the realization of more appropriate inter-vehicle distance control.
[0039]
On the other hand, claim 9 is a configuration in the case of realizing as an inter-vehicle distance control device using a steering angle neutral learning device. According to this inter-vehicle distance control device, when executing the basic inter-vehicle distance control similar to the case of claim 8, the steering angle is determined when the determining means determines the traveling direction of the own vehicle for determining the own lane region. The difference between the steering angle neutral position obtained by the neutral learning device and the vehicle steering angle detected by the steering angle detection means is used. As described above, since neutral position learning can be realized in a shorter time than in the past, if the determination using the neutral position learned in this way is performed, the own lane region can be determined earlier and more appropriately. Can contribute to the realization of more appropriate inter-vehicle control.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a vehicle control device 1 to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. This vehicle control device 1 is mounted on a vehicle and outputs a warning when an obstacle exists in a predetermined area in a predetermined situation, or controls the vehicle speed so that the distance between vehicles is appropriate according to the preceding vehicle. Device.
[0041]
FIG. 8 is a block diagram of the system. The vehicle control device 1 is configured around a computer 3. The computer 3 mainly includes a microcomputer and includes an input / output interface (I / O) and various drive circuits and detection circuits. Since these hardware configurations are general, detailed description thereof is omitted.
[0042]
The computer 3 inputs predetermined detection data from a distance / angle measuring device 5, a vehicle speed sensor 7, a brake switch 9, and a throttle opening sensor 11 as an obstacle detection device for a vehicle.
Further, the computer 3 outputs predetermined drive signals to the alarm sound generator 13, the distance indicator 15, the sensor abnormality indicator 17, the brake driver 19, the throttle driver 21, and the automatic transmission controller 23.
[0043]
Further, the computer 3 includes an alarm sensitivity setting unit 25 that sets an alarm sensitivity, and a steering angle sensor 27 that detects an operation amount of a steering wheel (not shown). Further, the computer 3 includes a power switch 29, and starts predetermined processing when the power switch 29 is turned on.
[0044]
Here, the distance / angle measuring instrument 5 includes a transmission / reception unit 31 and a distance / angle calculation unit 33, and the transmission / reception unit 31 emits laser light at a predetermined angle forward of the vehicle around a predetermined optical axis (irradiation center axis). The device detects the distance to the object ahead based on the time taken to capture the reflected light by the distance / angle calculation unit 33 while scanning and detecting the output and reflected light. It is also called a laser radar sensor, and since the apparatus configuration is already well known, detailed description is omitted. In addition to the laser beam, a radio wave such as a microwave or an ultrasonic wave may be used. Furthermore, not the scan type, but the monopulse type, that is, the transmission / reception unit 31 has two or more reception units, and the distance / angle calculation unit 33 determines the distance and the angle based on the intensity difference or phase difference (time difference) of the received signals. An angle may be calculated.
[0045]
With this configuration, the computer 3 performs an alarm determination process for alarming when an obstacle exists in a predetermined alarm area for a predetermined time. Examples of the obstacle include a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle, a preceding vehicle that is stopped, or an object on the roadside (such as a guardrail or a pillar object). The computer 3 also performs so-called cruise control that controls the vehicle speed in accordance with the situation of the preceding vehicle by outputting drive signals to the brake driver 19, the throttle driver 21 and the automatic transmission controller 23. ing.
[0046]
FIG. 9 shows a control block diagram of the computer 3. The data of the distance r and the scan angle θ output from the distance / angle calculation unit 33 of the distance / angle measuring device 5 is converted into XZ orthogonal coordinate data with the vehicle as the origin (0, 0) by the coordinate conversion block 41. Is done. The X direction and the Z direction are the same as the directions shown in FIGS. If the value of the conversion result indicates an abnormal range by the sensor abnormality detection block 43, a message to that effect is displayed on the sensor abnormality indicator 17.
[0047]
Further, from the XZ orthogonal coordinate data, the recognition type, the center position coordinates (X, Z) of the object, the relative speed (Vx, Vz), etc. are obtained by the object recognition block 45. The recognition type recognizes whether the object is a stopped object or a moving object. Based on the center position of the object, the distance display object selection block 47 selects an object that affects traveling, and the distance indicator 15 displays the distance. The relative speed described above is based on the vehicle speed (own vehicle speed) V output from the vehicle speed calculation block 49 based on the detection value of the vehicle speed sensor 7, and the obstacle based on the vehicle position based on the center position of the object. It is determined as the relative velocity (Vx, Vz) of the object.
[0048]
The alarm determination and cruise determination block 55 includes the own vehicle speed, the preceding vehicle relative speed, the preceding vehicle acceleration, the object center position, the recognition type, the output of the brake switch 9, the opening from the throttle opening sensor 11, and the alarm sensitivity setting device. On the basis of the sensitivity set value of 25, it is determined whether or not an alarm is issued if it is an alarm determination, and the content of vehicle speed control is determined if it is a cruise determination. As a result, if an alarm is required, an alarm generation signal is output to the alarm sound generator 13. If the cruise is determined, a control signal is output to the automatic transmission controller 23, the brake driver 19 and the throttle driver 21 to perform necessary control.
[0049]
Further, the computer 3 is provided with an irradiation center axis correction block 61 for correcting the irradiation center axis (optical axis) of the distance / angle measuring device 5, and the above-described own vehicle speed, preceding vehicle relative speed, object center position, In addition to the recognition type, the deflection amount (deviation amount) of the irradiation center axis is corrected based on the curve radius R calculated by the travel curve radius calculation block 63 based on the vehicle speed and the output of the steering angle sensor 27. A deflection correction amount is calculated. Further, the computer 3 is provided with a nonvolatile memory 67 for storing data when the irradiation center axis correction block 61 calculates the deflection correction amount. Further, the irradiation center axis correction block 61 outputs a signal to be described later to the distance / angle measuring device 5 and the coordinate conversion block 41, and corrects the calculated deflection amount of the irradiation center axis.
[0050]
Next, the irradiation center axis correction process executed by the irradiation center axis correction block 61 will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing the entire irradiation center axis correction process. In the first step S1, it is determined whether or not data has been obtained for a plurality of stationary objects. Since it is a precondition for determining the vehicle straight-ahead state that will be described later that data on a plurality of stationary objects is obtained, even if stationary object data is not obtained and even if stationary object data is obtained If there is only one (S1: NO), this processing routine is terminated.
[0051]
On the other hand, when data is obtained for a plurality of stationary objects (S1: YES), a relative movement vector for each stationary object is calculated (S2). That is, with respect to two scenes in which time has elapsed, a difference between the coordinate positions of the stationary objects is obtained and used as a relative movement vector.
[0052]
In subsequent S3, it is determined whether or not the positional relationship of the stationary object matches the condition. As conditions for defining this positional relationship, for example, the following can be considered. In FIG. 11, D1 is the three-dimensional distance between the stationary targets (b) and (b) at time t = t1, and D2 is the distance between the stationary targets (b) and (c) at time t = t1. A three-dimensional distance D3 indicates the three-dimensional distance between the stationary targets (b) and (c) at time t = t1. In this case, the following equation is adopted as the positional relationship condition.
[0053]
D1 + D2 + D3> K (K is a constant)
The positional relationship of the stationary object is an error factor in determining whether the vehicle travels straight or calculating the irradiation center axis. Increasing the constant K increases the accuracy, and conversely decreasing the constant K decreases the accuracy. Therefore, it is preferable to determine an appropriate constant K in consideration of the relationship with accuracy.
[0054]
In addition to the above-mentioned conditions, for example, conditions such as the dispersion of the distance to the stationary object being larger than the constant, or the dispersion of the vector to the stationary object being larger than the constant may be adopted. it can.
If this condition is not met (S3: NO), this processing routine is terminated.
[0055]
On the other hand, if the condition is met (S3: YES), the parallelism of the relative movement vector of the stationary object is calculated (S4), and it is determined whether the parallelism is below a predetermined threshold (S5). . If the parallelism is equal to or less than the threshold value (S5: YES), it is determined that the vehicle is traveling straight, and the process proceeds to S6. If the parallelism is greater than the threshold value (S5: NO), the vehicle It is determined that the vehicle is in a turning state, and this processing routine is terminated.
[0056]
The reason for performing the determination based on the parallelism in this way is as follows. That is, if the vehicle is traveling straight, the relative movement vectors of a plurality of stationary objects should theoretically completely match, but there may be some deviation due to detection errors and the like. In that case, it is preferable that the “direction is substantially the same” state because it is not appropriate if the exact match is interpreted too strictly. Therefore, in the present embodiment, the parallelism in the direction of the relative movement vector of a plurality of different stationary objects is calculated by statistical processing, and the vehicle is in a straight traveling state when the parallelism is equal to or less than a predetermined threshold value. Judgment was made.
[0057]
For example, the parallelism may be dispersion. Since the variance is an average value of squares of deviations from the average value, it can be said that the smaller the variance is, the smaller the degree of dispersion of the distribution in the direction of the relative movement vector is. Therefore, it is an appropriate process to determine that the vehicle is traveling straight if the variance is equal to or less than a predetermined threshold. Of course, the same determination may be made using a distribution degree representing the degree of distribution dispersion other than the dispersion.
[0058]
If it is determined that the vehicle is traveling straight (S5: YES), the process proceeds to S6, and the angle α formed by the relative movement vector direction and the irradiation center axis is calculated. As described above, since the parallelism is calculated in S4 on the assumption that the directions of the plurality of relative movement vectors do not completely coincide with each other, for example, the average of the vector directions is also calculated for the relative movement vector direction used in S6. Then, the angle α formed by the average direction and the irradiation center axis may be calculated.
[0059]
In this way, when the “formed angle α” that is the deflection correction amount of the irradiation center axis is calculated (S6), in the subsequent S7, the irradiation center axis is corrected by the formed angle α. The specific correction is performed by inputting the data of the angle α formed from the irradiation center axis correction block 61 to the distance / angle measuring device 5 and the coordinate conversion block 41.
[0060]
The point that the angle α calculated in S6 is equal to the deflection amount β with respect to the vehicle traveling axis is described in detail in FIG. 5 in the above-mentioned section “Means for Solving the Problems and Effects of the Invention”. The method for correcting and correcting using the deflection amount β has been described in detail with reference to FIG. 7, so please refer to that.
[0061]
By such correction, the data input to the object recognition block 45 is in a state in which the deflection amount β is corrected, and the center position coordinates (X, Z) of the object can be accurately calculated. Therefore, in the alarm determination and cruise determination block 55, alarm determination and cruise determination control can be executed accurately.
[0062]
As described above, according to the vehicle control apparatus 1 of the present embodiment, when calculating the deflection amount of the irradiation central axis in the distance / angle measuring device 5 with respect to the vehicle traveling axis, the output of the steering angle sensor 27 is conventionally used. Without being premised, the vehicle straight traveling state is detected based only on the detection data of the distance / angle measuring device 5 itself. For this reason, the calculation of the center axis deflection amount can be realized in a shorter time than before. Needless to say, the correction performed using the calculated center axis deflection amount can be performed in a shorter time than in the past. Therefore, it is possible to realize a state in which appropriate correction has been made earlier, and it is also possible to realize vehicle-to-vehicle control and alarm control with improved control accuracy at an earlier stage.
[0063]
Next, among the cruise control executed corresponding to the deflection correction amount of the irradiation center axis calculated by the above process, the inter-vehicle distance control process for following the preceding vehicle between predetermined cars is shown in the flowchart of FIG. I will explain.
In this process, first, the distance / angle data to the obstacle detected by the distance / angle measuring device 5 and corrected by the deflection correction amount β is read (S310), and then the distance / angle is read. A forward obstacle recognition process is performed from the data (S320). This process is a process for calculating the relative position of the obstacle with respect to the host vehicle and calculating the relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle from the distance / angle data read in S310. This processing is executed based on the processing results of the object recognition block 45 and the relative speed calculation block 51 described above.
[0064]
In subsequent S330, the curve radius of the traveling path of the host vehicle is detected. This detection is performed by reading the curve radius R calculated by the travel curve radius calculation block 63 described above. Next, based on the curve radius R, the probability that the obstacle is on the same lane as the host vehicle is calculated (S340). That is, since the two-dimensional position of each obstacle is determined by the processing of S310 and S320, the probability that each obstacle exists on the own vehicle line is calculated individually based on the curve radius R detected in S330. In S350, an obstacle as a preceding vehicle to be controlled is selected based on the calculated probability.
[0065]
Subsequently, in S360, the target distance is calculated according to the driver's input, and the target acceleration / deceleration rate is calculated in S370. In subsequent S380, the current target vehicle speed is calculated based on the calculated acceleration / deceleration rate and the target vehicle speed calculated in the previous process. Further, in the subsequent S390, a drive signal is output to the brake driver 19 and the throttle driver 21, vehicle speed control is performed to bring the actual vehicle speed closer to the target vehicle speed, and the process is temporarily terminated. With the above processing, control is performed to keep the host vehicle following the vehicle while keeping the distance from the preceding vehicle constant.
[0066]
As described above, in the inter-vehicle distance control process according to the present embodiment, the inter-vehicle distance is controlled using the distance / angle data corrected by the deflection correction amount β by the above-described process, so that the safety of the control can be ensured.
In the present embodiment, the object recognition block 45 corresponds to an object recognition unit, and the irradiation center axis correction block 61 corresponds to a straight travel determination unit and a deflection amount calculation unit. Further, the irradiation center axis correction block 61 and the distance / angle measuring device 5 correspond to angle correction means. Of the processes executed in the irradiation center axis correction block 61, S1 to S5 in FIG. 10 correspond to the execution of the process as the straight travel determination means, and S6 corresponds to the execution of the process as the center axis deflection amount calculation means. To do. S7 corresponds to execution of processing as an angle correction unit.
[0067]
Furthermore, the warning determination and cruise determination block 55 corresponds to a preceding vehicle selection means and an inter-vehicle control means. Of the processes executed in the warning determination and cruise determination block 55, S350 in FIG. 11 corresponds to the execution of the process as the preceding vehicle selection means, and the processes of S360 to S390 are executed as the inter-vehicle control means. Equivalent to.
[0068]
[Another embodiment]
In the embodiment described above, the calculation of the deflection amount of the irradiation center axis and the correction based on the calculated deflection amount have been described. When calculating the deflection amount of the irradiation center axis with respect to the vehicle traveling axis, it is possible to detect the straight traveling state of the vehicle based only on the detection data of the distance / angle measuring device 5 without assuming the output of the steering angle sensor 27. ing. That is, the determination method by the straight traveling determination means is characteristic.
[0069]
Therefore, neutral learning of the steering angle sensor 27 can also be performed by utilizing the fact that the vehicle straight traveling state can be detected based only on the detection data of the distance / angle measuring device 5 itself. In this way, neutral learning can be realized in a shorter time than in the prior art.
[0070]
The steering angle neutral position learning process in this case will be described with reference to the flowchart of FIG.
The contents of S11 to S15 in FIG. 13 are the same as the contents of S1 to S5 in FIG. That is, the method for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state may be exactly the same. And in S16 which transfers when it is a vehicle straight running state, the present output of the steering angle sensor 27 is learned as a neutral position.
[0071]
Conventional steering angle neutral position learning uses the output of the steering angle sensor 27 to detect that the host vehicle is in a straight traveling state, and learns the neutral position based on the steering angle in the straight traveling state. Took some time. On the other hand, as in this embodiment, since the determination can be made only under the condition that the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects have the same magnitude and direction (parallelism is equal to or less than a threshold value), the neutral position is learned. However, it can be realized in a shorter time than conventional.
[0072]
And also in this case, if it uses for vehicle distance control, the own lane area can be determined earlier and more appropriately, and it can contribute to realization of more appropriate vehicle distance control. As described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
[0073]
(1) For example, in the above-described embodiment, the object center position (X, Z) is interpreted only from a two-dimensional viewpoint on the XZ plane, but the YZ coordinate system can be similarly considered. That is, the case where the vehicle is traveling on a flat road corresponds to the above-described straight traveling state, and the case where the vehicle is traveling on a road with undulations corresponds to the above-described turning state. Therefore, whether or not the vehicle is traveling straight by paying attention to “identity of relative movement vectors for a plurality of stationary targets at different positions” even if it is interpreted three-dimensionally in XYZ. The point that can be judged does not change. That is, it can be said that the state where the vehicle is traveling on a straight road without ups and downs is the “straight traveling state”.
[0074]
(2) In the above-described embodiment, the content of data processing in the distance / angle measuring device 5 is corrected by software based on the deflection correction amount β, but the same as that described in JP-A-5-157843. The transmission / reception unit 31 itself may be oscillated by a mechanism, or the deflection correction amount β may be simply stored as data, and the transmission / reception unit 31 may be manually oscillated during vehicle maintenance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relative movement vector of a stationary target due to a straight movement of a vehicle in a state where an irradiation center axis is appropriately adjusted and a vehicle traveling axis and an irradiation center axis coincide with each other.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relative movement vector of a stationary target due to a straight movement of the vehicle in a state where the adjustment of the irradiation center axis is inappropriate and the vehicle traveling axis and the irradiation center axis do not coincide with each other. is there.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which the turning motion of the vehicle is broken down into a translational motion and a rotational motion.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relative movement vector of a stationary target due to a vehicle turning motion as a movement vector due to a translational motion, a rotational motion, and a combined motion thereof.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an irradiation center axis deviation angle β and an angle α formed by a movement vector.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing target data expressed in a coordinate system and polar format of the vehicle obstacle detection device;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between an irradiation center axis and a vehicle traveling axis.
FIG. 8 is a system block diagram showing a configuration of a vehicle control device to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a control block diagram of a computer of the vehicle control device.
FIG. 10 is a flowchart showing irradiation center axis correction processing executed in a computer.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing position conditions required for a plurality of stationary objects.
FIG. 12 is a flowchart showing a main routine of an inter-vehicle distance control process executed in the computer.
FIG. 13 is a flowchart showing a steering angle neutral position learning process executed in a computer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle control apparatus 3 ... Computer
5 ... Distance / angle measuring instrument 7 ... Vehicle speed sensor
27 ... Steering angle sensor 31 ... Transmitter / receiver
33 ... Distance / angle calculation unit 41 ... Coordinate conversion block
45 ... Object recognition block 49 ... Vehicle speed calculation block
51 ... Relative speed calculation block 53 ... Preceding vehicle acceleration calculation block
55. Alarm judgment and cruise judgment block
61 ... Irradiation center axis correction block 63 ... Travel curve radius calculation block
67 ... Non-volatile memory

Claims (9)

車両に搭載され、所定の照射中心軸を中心にして車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射し、その反射波に基づいて障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置に対して用いられ、
前記車両用障害物検出装置によって検出された障害物までの距離および角度に基づいて自車両に対する前記障害物の相対位置および相対速度を算出すると共に、その算出された相対速度に基づいて障害物が移動物体であるか停止物体であるかを判断する物体認識手段と、
該物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じである場合に、車両が直進走行状態であると判定する直進判定手段と、
該直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された場合に前記物体認識手段によって算出された静止物体の相対移動ベクトルを算出し、その相対移動ベクトルが前記車両用障害物検出装置の前記照射中心軸となす角を、車両進行軸との偏向量として算出する偏向量算出手段と、
を備えることを特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置。Vehicle obstacle detection that is mounted on a vehicle and radiates a transmission wave over a predetermined angle in the vehicle width direction around a predetermined irradiation center axis, and detects the distance and angle to the obstacle based on the reflected wave Used for equipment,
The relative position and relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle are calculated based on the distance and angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device, and the obstacle is detected based on the calculated relative speed. An object recognition means for determining whether the object is a moving object or a stop object;
A straight traveling determination unit that determines that the vehicle is in a straight traveling state when the magnitude and direction of relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition unit are the same;
When the straight traveling determination means determines that the vehicle is in a straight traveling state, a relative movement vector of the stationary object calculated by the object recognition means is calculated, and the relative movement vector is calculated by the vehicle obstacle detection device. A deflection amount calculating means for calculating an angle formed with the irradiation central axis as a deflection amount with respect to the vehicle traveling axis;
A center axis deflection amount calculation device for an obstacle detection device for a vehicle. 請求項１記載の中心軸偏向量算出装置において、
前記直進判定手段は、前記物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの方向の平行度を統計的処理によって算出し、その平行度が所定の閾値以下である場合に車両が直進走行状態であると判定すること
を特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置。In the central axis deflection amount calculation apparatus according to claim 1,
The straight traveling determination means calculates the parallelism of the directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition means by statistical processing, and when the parallelism is equal to or less than a predetermined threshold, the vehicle A center axis deflection amount calculation device for a vehicle obstacle detection device, characterized in that it is determined that the vehicle is running straight. 請求項１又は２記載の中心軸偏向量算出装置において、
前記偏向量算出手段は、前記直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された場合に前記物体認識手段によって算出された複数の静止物体の相対移動ベクトルの方向の平均を算出し、その平均の方向が前記照射中心軸となす角を前記車両進行軸との偏向量として算出すること
を特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置。In the central axis deflection amount calculation apparatus according to claim 1 or 2,
The deflection amount calculating means calculates an average of directions of relative movement vectors of a plurality of stationary objects calculated by the object recognizing means when the vehicle is determined to be in a straight traveling state by the straight traveling determining means, A center axis deflection amount calculation device for a vehicle obstacle detection device, characterized in that an angle formed by an average direction and the irradiation center axis is calculated as a deflection amount with respect to the vehicle traveling axis. 請求項１〜３のいずれか記載の車両用障害物検出装置の中心軸偏向量算出装置にて算出された前記偏向量に基づき、前記車両用障害物検出装置にて検出された障害物までの角度を補正する角度補正手段を備えたことを特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量補正装置。Based on the deflection amount calculated by the central axis deflection amount calculation device of the vehicle obstacle detection device according to any one of claims 1 to 3, up to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device. A center axis deflection correction apparatus for an obstacle detection apparatus for a vehicle, comprising angle correction means for correcting an angle. 請求項４記載の車両用障害物検出装置の中心軸偏向量補正装置において、
前記角度補正手段は、前記中心軸偏向量算出装置が一定時間内に算出した複数の前記偏向量の平均値に基づき、前記障害物までの角度を補正することを特徴とする車両用障害物検出装置の中心軸偏向量補正装置。In the center axis deflection correction apparatus of the vehicle obstacle detection device according to claim 4,
The vehicle angle detection means corrects an angle to the obstacle based on an average value of the plurality of deflection amounts calculated by the central axis deflection amount calculation device within a predetermined time. Center axis deflection correction device for the device. 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
車両に搭載され、所定の照射中心軸を中心にして車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射し、その反射波に基づいて障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置と、
該車両用障害物検出装置によって検出された障害物までの距離および角度に基づいて、自車両に対する前記障害物の相対位置および相対速度を算出すると共に、その算出された相対速度に基づいて障害物が移動物体であるか停止物体であるかを判断する物体認識手段と、
該物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの大きさ及び方向が同じである場合に、車両が直進走行状態であると判定する直進判定手段と、
該直進判定手段によって車両が直進走行状態であると判定された際に前記操舵角検出手段にて検出した車両の操舵角に基づき、操舵角中立位置の学習を行う学習手段と、
を備えることを特徴とする操舵角中立学習装置。Steering angle detection means for detecting the steering angle of the vehicle;
Vehicle obstacle detection that is mounted on a vehicle, radiates a transmission wave over a predetermined angle in the vehicle width direction around a predetermined irradiation center axis, and detects the distance and angle to the obstacle based on the reflected wave Equipment,
Based on the distance and angle to the obstacle detected by the vehicle obstacle detection device, the relative position and relative speed of the obstacle with respect to the host vehicle are calculated, and the obstacle is calculated based on the calculated relative speed. Object recognition means for determining whether is a moving object or a stop object;
A straight traveling determination unit that determines that the vehicle is in a straight traveling state when the magnitude and direction of relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition unit are the same;
Learning means for learning a steering angle neutral position based on a steering angle of the vehicle detected by the steering angle detection means when the straight-ahead determination means determines that the vehicle is in a straight traveling state;
A steering angle neutral learning device comprising: 請求項６記載の操舵角中立学習装置において、
前記直進判定手段は、前記物体認識手段によって算出された複数の異なる静止物体の相対移動ベクトルの方向の平行度を統計的処理によって算出し、その平行度が所定の閾値以下である場合に車両が直進走行状態であると判定すること
を特徴とする操舵角中立学習装置。In the steering angle neutral learning device according to claim 6,
The straight traveling determination means calculates the parallelism of the directions of the relative movement vectors of a plurality of different stationary objects calculated by the object recognition means by statistical processing, and when the parallelism is equal to or less than a predetermined threshold, the vehicle A steering angle neutral learning device characterized by determining that the vehicle is running straight. 車両を加減速させる加速手段及び減速手段と、
車両に搭載され、所定の照射中心軸を中心にして車幅方向の所定角度に渡って送信波を照射し、その反射波に基づいて障害物までの距離および角度を検出する車両用障害物検出装置と、
その車両用障害物検出装置に対して用いられる請求項４又は５記載の中心軸偏向量補正装置と、
前記物体認識手段によって算出された物体の相対位置に基づき、前記物体が自車の進行方向を基準として定められた自車線領域内に存在するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段による判定結果に基づいて自車に対する先行車を選択する先行車選択手段と、
該先行車選択手段にて選択された先行車との車間を制御する車間制御手段と
を備えることを特徴とする車間制御装置。Acceleration means and deceleration means for accelerating and decelerating the vehicle;
Vehicle obstacle detection that is mounted on a vehicle, radiates a transmission wave over a predetermined angle in the vehicle width direction around a predetermined irradiation center axis, and detects the distance and angle to the obstacle based on the reflected wave Equipment,
The central axis deflection correction apparatus according to claim 4 or 5, which is used for the vehicle obstacle detection apparatus;
Determining means for determining whether or not the object is present in the own lane region determined based on the traveling direction of the own vehicle based on the relative position of the object calculated by the object recognizing means;
Preceding vehicle selection means for selecting a preceding vehicle for the host vehicle based on the determination result by the determination means;
An inter-vehicle distance control device comprising: an inter-vehicle distance control unit that controls an inter-vehicle distance between the preceding vehicle selected by the preceding vehicle selection unit. 車両を加減速させる加速手段及び減速手段と、
請求項６又は７記載の操舵角中立学習装置と、
前記物体認識手段によって算出された物体の相対位置に基づき、前記物体が自車の進行方向を基準として定められた自車線領域内に存在するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段による判定結果に基づいて自車に対する先行車を選択する先行車選択手段と、
該先行車選択手段にて選択された先行車との車間を制御する車間制御手段と、
を備えた車間制御装置であって、
前記判定手段は、
前記自車線領域を定めるための自車の進行方向を決定する場合に、前記操舵角中立学習装置により得られている操舵角中立位置と、前記操舵角検出手段にて検出された車両の操舵角との差を用いること、
を特徴とする車間制御装置。Acceleration means and deceleration means for accelerating and decelerating the vehicle;
The steering angle neutral learning device according to claim 6 or 7,
Determining means for determining whether or not the object is present in the own lane region determined based on the traveling direction of the own vehicle based on the relative position of the object calculated by the object recognizing means;
Preceding vehicle selection means for selecting a preceding vehicle for the host vehicle based on a determination result by the determination means;
An inter-vehicle control means for controlling the inter-vehicle distance with the preceding vehicle selected by the preceding vehicle selecting means;
An inter-vehicle control device comprising:
The determination means includes
When determining the traveling direction of the own vehicle for determining the own lane region, the steering angle neutral position obtained by the steering angle neutral learning device and the steering angle of the vehicle detected by the steering angle detecting means Using the difference between
An inter-vehicle control device characterized by the above.
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