JP4421152B2 - 車両の追従走行装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両が追従すべき先行車両を設定して追従制御を行う車両の追従走行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１１−４８８２６号公報に開示された車両の速度制御装置のように、自車の前方の先行車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、自車の前方の先行車両を自動的に追尾すべく自車の速度を制御して、先行車両との間に所定の車間距離を保つ車両の速度制御装置が知られている。
このような車両の速度制御装置は、例えば特開平１０−２９５４号公報に開示されたレーダ装置等のように自車の前方における所定の検知エリア内に存在する物体を検知する物体検出装置と、検知した物体と自車との相対速度等を算出して、物体が移動物あるいは静止物の何れかであると判別する判別手段とを備え、例えば自車の予測移動軌跡内において移動物であると判別した複数の物体の中から、自車が追従すべき先行車両を決定するように設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来技術に係る車両の速度制御装置では、基本的に、自車の予測移動軌跡内において静止物であると判別された物体を追従しないように設定されているが、例えば渋滞等によって、自車が追従すべき先行車両として設定された移動物が自車の予測移動軌跡内において停止した場合には、自車も停止させるように設定されている。
しかしながら、自車が追従すべき先行車両として設定された移動物が、自車の予測移動軌跡内から逸脱した場合には、この移動物を先行車両とする設定は解除される。ここで、先行車両として設定された移動物が自車の予測移動軌跡内から一時的に逸脱して、再度、予測移動軌跡内に戻ったときに、この移動物が停止状態になっていると、単に予測移動軌跡内での静止物であると判別され、この移動物を先行車両とする設定は解除されたままとなってしまう場合がある。すなわち、予測移動軌跡内に戻ってきた移動物の停止に応じて自車の停止が望まれる状況において、例えば追従制御が停止されたり、例えば予め設定されている速度まで加速されてしまう等の不具合が生じる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従すべき先行車両の運動状態に応じて適切な追従制御を行うことが可能な車両の追従走行装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の追従走行装置は、自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段（例えば、後述する実施の形態におけるヨーレートセンサ１５、車輪速センサ１６）と、前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段（例えば、後述する実施の形態における軌跡推定手段３１）と、自車両の進行方向前方に存在する物体を検知する物体検知手段（例えば、後述する実施の形態におけるミリ波レーダ・ＥＣＵ１４、ステレオカメラ・ＥＣＵ１３）と、該物体検知手段にて検知した前記物体を移動物あるいは静止物の何れかに判別する物体種別判定手段（例えば、後述する実施の形態における先行車両決定手段１２）と、前記軌跡推定手段によって推定された前記進行軌跡内において前記物体検知手段によって検知され、前記物体種別判定手段によって静止物以外の移動物であると判別された前記物体を、自車両が追従すべき先行車両であると判定する先行車両判定手段（例えば、後述する実施の形態においては、先行車両決定手段１２が兼ねる）とを備えた車両の追従走行装置であって、前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が、前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された後、再度、前記進行軌跡内の位置で検知されると共に静止物であると判定された場合に、前記物体検知手段による前記先行車両の検知状況の履歴に基づいて、前記静止物であると判定された前記物体を自車両が追従すべき先行車両であると判定し、前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された場合に、この物体は自車両が追従すべき前記先行車両ではないと判定しており、前記先行車両の検知状況の履歴は、前記先行車両として設定されていた前記物体が、前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知されることによって自車両が追従すべき前記先行車両ではないと判定された時点からの経過時間が、所定時間以下であることを具備することを特徴としている。
【０００５】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段は、自車両の進行軌跡内に存在する移動物を、自車両が追従すべき先行車両として設定している場合に、この移動物が一時的に進行軌跡内から逸脱して、再度、進行軌跡内に戻ってきたときに、この移動物が停止状態であっても、追従すべき先行車両であると判定する。すなわち、移動物が進行軌跡内から逸脱した場合であっても、物体検知手段の検知エリア内に存在していれば、この物体検知手段による移動物の検知状況の履歴を記憶しておくことで、先行車両が一時的に進行軌跡内から逸脱しただけであることを確認することができる。これにより、追従すべき先行車両の運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【０００９】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、自車両の進行軌跡内から先行車両とされた移動物が逸脱することで、先行車両としての設定が解除されているときであっても、この解除状態の継続時間が所定時間以下に短い場合には、再度、この移動物を先行車両として設定する。これにより、追従すべき先行車両の運動状態に応じて、より一層、適切な追従制御を行うことができる。
【００１０】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記進行軌跡内において前記物体種別判定手段によって複数の前記物体が静止物以外の移動物であると判別された場合に、前記複数の前記物体の中、自車両の現在位置に最も近い前記物体を自車両が追従すべき前記先行車両であると判定することを特徴としている。
【００１１】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、自車両の進行軌跡内において自車両の現在位置に最も近い移動物を自車両が追従すべき先行車両であると設定することによって、適切な追従制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置について添付図面を参照しながら説明する。図１および図２は本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置の構成図である。
本実施の形態による車両の追従走行装置は、例えば、制御ＥＣＵ１１と、先行車両決定手段１２と、ステレオカメラ・ＥＣＵ１３と、ミリ波レーダ・ＥＣＵ１４と、ヨーレートセンサ１５と、車輪速センサ１６と、操作スイッチ１７と、ブレーキ油圧アクチュエータ１８と、スロットルアクチュエータ１９と、インジケータ２０とを備えて構成されている。
【００１５】
ミリ波レーダ・ＥＣＵ１４は、ミリ波レーダとＥＣＵが一体的に設けられてなり、例えば自車両のボディのノーズ部に内蔵されており、自車両の前方に向けてミリ波を発信すると共に、この発信信号の前方の検知対象での反射によって生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を発生させ、このビート信号の周波数ｆ（「ビート周波数」）に基づいて、相対的に遠距離の領域における検知対象までの距離や相対速度等を算出する。また、反射信号を受信した際のミリ波の発信方向に基づいて検知対象の方位を算出する。そして、検知対象までの相対距離や相対速度や方位等の算出結果を先行車両決定手段１２へ出力する。
【００１６】
ステレオカメラ・ＥＣＵ１３は、ステレオカメラとＥＣＵが一体的に設けられてなり、検知信号を受信したＥＣＵは、対象物と車両１０との相対距離及び相対速度を算出すると共に、反射波を受信した時のレーダ送信方向に基づいて対象物の方位を算出して、これらの算出結果を制御ＥＣＵ１１へ送出する。
ステレオカメラは、車室内のフロントガラス近傍のルームミラーの位置に設けられており、一対の撮像装置でフロントガラス越しに自車両の前方を撮影し、撮影により得られた撮像信号をＥＣＵへ出力する。
ステレオカメラ用のＥＣＵは、ステレオカメラから出力される撮像信号に所定に処理を行い、自車両の進行方向の相対的に近距離の領域における検知対象までの距離や相対速度等を算出する。そして、検知対象までの距離や相対速度等の算出結果を制御ＥＣＵ１１へ出力する。
【００１７】
ヨーレートセンサ１５は、例えば水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度の角度変化量等を検出する圧電素子やジャイロセンサー等からなり、これらの検出結果の大きさに応じた信号を制御ＥＣＵ１１へ出力する。
車輪速センサ１６は、自車両の車輪速を検知し、検知結果の大きさに応じた信号を制御ＥＣＵ１１へ出力する。
操作スイッチ１７は、例えば運転席前方の所定部位に設けられており、運転者の入力操作に応じた信号を制御ＥＣＵ１１へ出力する。
【００１８】
制御ＥＣＵ１１は、車輪速センサ１６にて検知された車輪速から求めた自車両の速度と、ヨーレートセンサ１５にて検出された自車両のヨーレートとに基づいて、自車両の進行軌跡を予測する軌跡推定手段３１を備えている。
例えば、軌跡推定手段３１は、下記数式（１）に示すように、自車両の速度ｖとヨーレートｙとによってｒ：コーナＲを算出し、このコーナＲによって規定される軌跡に対して所定の車線幅を設定して得た領域を、自車両の進行軌跡として設定する。
【００１９】
【数１】

【００２０】
さらに、制御ＥＣＵ１１は、後述する先行車両決定手段１２にて設定された先行車両に対して、この先行車両の停止状態を含む適宜の運動状態に応じて自車両を追従させるように、ブレーキ油圧アクチュエータ１８およびスロットルアクチュエータ１９を駆動制御すると共に、インジケータ２０に各種の情報及び警報等を表示させる。
【００２１】
先行車両決定手段１２は、後述するように、ミリ波レーダやステレオカメラの所定の検知エリア内にて認識された物体（検知対象）を、自車両が追従する先行車両を決定する際の候補であるターゲット候補に設定し、ターゲット候補が移動物あるいは静止物の何れであるかを判別する。
そして、制御ＥＣＵ１１にて推定された自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補に対して、自車両に対する追従対象として設定するためのロック条件の成立または不成立を決定する。
さらに、ロック条件が成立しているターゲット候補の中から、自車両が追従する先行車両とされる制御ターゲットを選択する。
【００２２】
ブレーキ油圧アクチュエータ１８は、制御ＥＣＵ１１から出力される制御信号に基づいて自車両の制動力を制御する。
スロットルアクチュエータ１９は、制御ＥＣＵ１１から出力される制御信号に基づいて自車両の加減速を制御する。
インジケータ２０は、例えば自車両のインストルメントパネル内に設けられた液晶表示装置等をなしており、各種の情報及び警報等を表示する。
【００２３】
本実施の形態による車両の追従走行装置は上記構成を備えており、次に、この車両の追従走行装置の動作について添付図面を参照しながら説明する。
図３は車両の追従走行装置の動作を示すフローチャートであり、図４は図３に示すロック条件成立判断処理を示すフローチャートであり、図５は図３に示す制御ターゲット選択処理を示すフローチャートである。
【００２４】
先ず、図３に示すステップＳ０１において、ロック条件成立判断処理を実行する。ここでは、後述するように、認識されたすべてのターゲット候補に対して、ロック条件が成立しているか否かを判断する。
そして、ステップＳ０２において、制御ターゲット選択処理を行い、一連の処理を終了する。
この制御ターゲット選択処理においては、後述するように、ロック条件が成立しているターゲット候補の中から制御ターゲットつまり追従対象となる先行車両を選択する。
なお、上述したステップＳ０１〜ステップＳ０２の処理は、所定時間周期（例えば、１０〜数１０ｍｓ）によって繰り返し実行されるように設定されている。
【００２５】
以下に、上述したステップＳ０１における、ロック条件成立判断処理について説明する。
先ず、図４に示すステップＳ１１においては、所定の検知エリア内で認識したターゲット候補が、自車両の推定走行軌跡内に存在するか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
【００２６】
ステップＳ１２においては、自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補が、自車両の進行方向に移動する走行物体であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１３に進み、ターゲット候補に対してロック条件が成立していると判断して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、例えばターゲット候補が停止車両あるいは対向車両等である場合には、ステップＳ１４に進む。
【００２７】
ステップＳ１４においては、ターゲット候補が前回の処理における制御ターゲットであったか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ１３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１５に進む。
【００２８】
ステップＳ１５においては、ターゲット候補が過去に制御ターゲットとして設定されており、かつ、この制御ターゲットとしての設定が解除されてからの経過時間が所定時間以内か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ１３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６においては、ターゲット候補に対してロック条件が成立していないと判断して、一連の処理を終了する。
【００２９】
すなわち、自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補が、例えば停止車両や対向車両等のように、現時点で制御ターゲットとして設定されていない場合であっても、少なくとも所定時間以内の過去において、制御ターゲットとして設定されていた場合には、ロック条件を成立させる。
これにより、単に、自車両の進行方向に移動していないという条件のみで、ターゲット候補をロック条件の成立対象から除外してしまうことを防止して、追従対象である先行車両の多様な走行状態に応じて、適切な追従制御を行うことが可能となる。
【００３０】
以下に、上述したステップＳ０２における制御ターゲット選択処理について説明する。
先ず、図５に示すステップＳ２１においては、ロック条件が成立しているターゲット候補の中から、自車両の現在位置に最も近い位置に存在するターゲット候補を最有力ターゲット候補として設定する。
そして、ステップＳ２２においては、最有力ターゲット候補が、前回の処理における制御ターゲットと同一であるか否かを判定する。ここで、各ターゲット候補に対しては、所定の検知エリア内における移動の履歴が記憶されており、この移動の履歴に基づいて、最有力ターゲット候補と前回の処理における制御ターゲットとが同一であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２３に進み、最有力ターゲットを今回の処理における制御ターゲットに設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２４に進む。
【００３１】
ステップＳ２４においては、最有力ターゲット候補の現在位置と自車両の現在位置との間の距離が、前回の処理における制御ターゲットの現在位置と自車両の現在位置との間の距離以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、例えば最有力ターゲット候補が前回の処理における制御ターゲットと自車両との間に割り込んできた車両である場合等には、上述したステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
【００３２】
ステップＳ２５においては、最有力ターゲット候補と、前回の処理における制御ターゲットとが同一ではないと判定されてから、所定の時間（例えば、１．５秒等）以上経過したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、例えば前回の処理における制御ターゲットが、一時的に自車両の推定走行軌跡内から逸脱した後に、再度、自車両の推定走行軌跡内に戻った場合等には、ステップＳ２６に進み、前回の処理における制御ターゲットを今回の処理における制御ターゲットに設定して、一連の処理を終了する。
【００３３】
すなわち、ロック条件が成立しているターゲット候補中から、最も自車両に接近している最有力ターゲット候補を選択したときに、この最有力ターゲット候補が、前回の処理における制御ターゲットと異なる場合には、直ちに最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定するのではなく、前回の処理における制御ターゲットを今回の処理における制御ターゲットとして維持する。そして、所定時間以上に亘って継続して最有力ターゲット候補が変化しないことを確認してから、最有力ターゲット候補を制御ターゲットに設定する。これにより、自車両および追従対象となる先行車両の走行状態の変化度合いに応じて、適切な追従制御を行うことが可能となる。
【００３４】
例えば、図６に示すように、制御ターゲットとして設定されていた先行車両ＶＡが、前方の交差点にて左折するために車線変更を行ったことによって、自車両ＶＢの検知エリアα内ではあるが、自車両ＶＢの推定走行軌跡β内から外れる位置に移動すると、この先行車両ＶＡに対するロック条件が不成立となって、先行車両ＶＡは制御ターゲットではなくなる。
ここで、例えば図７に示すように、自車両ＶＢが先行車両ＶＡと同様の車線変更を行うと、自車両ＶＢの推定走行軌跡β内に、再度、先行車両ＶＡが認識されるようになる。このとき、例えば先行車両ＶＡが交差点の手前位置にて停止している場合であっても、直ちに先行車両ＶＡが単なる静止物であると判断して、ロック条件を不成立に設定することはせずに、この先行車両ＶＡが、少なくとも所定時間以内の過去において、制御ターゲットとして設定されていた先行車両ＶＡと同一であることを確認して、再度、ロック条件を成立させる。
これにより、先行車両ＶＡの停止状態をも含む多様な走行状態に応じて、適切に追従制御を行うことができる。
【００３５】
上述したように、本実施の形態による車両の追従走行装置によれば、単に、自車両の進行方向に移動していないという条件のみで、ターゲット候補をロック条件の成立対象から除外してしまうことを防止して、追従対象である先行車両の多様な走行状態に応じて、適切な追従制御を行うことが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、移動物が進行軌跡内から逸脱した場合であっても、物体検知手段の検知エリア内に存在していれば、この移動物の検知状況の履歴を記憶しておくことで、先行車両が一時的に進行軌跡内から逸脱しただけであることを確認することができる。これにより、追従すべき先行車両の運動状態に応じて適切な追従制御を行うことができる。
【００３７】
さらに、自車両の進行軌跡内から先行車両とされた移動物が逸脱することで、先行車両としての設定が解除されているときであっても、この解除状態の継続時間が所定時間以下に短い場合には、再度、この移動物を先行車両として設定することにより、追従すべき先行車両の運動状態に応じて、より一層、適切な追従制御を行うことができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、自車両の進行軌跡内において自車両の現在位置に最も近い移動物を自車両が追従すべき先行車両であると設定することによって、適切な追従制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置の構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置の構成図である。
【図３】 車両の追従走行装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 図３に示すロック条件成立判断処理を示すフローチャートである。
【図５】 図３に示す制御ターゲット選択処理を示すフローチャートである。
【図６】 自車両ＶＢと先行車両ＶＡとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図７】 自車両ＶＢと先行車両ＶＡとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１２ 先行車決定手段（物体種別判定手段、先行車両判定手段）
１３ ステレオカメラ・ＥＣＵ（物体検知手段）
１４ ミリ波レーダ・ＥＣＵ（物体検知手段）
１５ ヨーレートセンサ（車両状態検出手段）
１６ 車輪速センサ（車両状態検出手段）
３１ 軌跡推定手段

Claims (2)

1. 自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記車両状態検出手段が検出した前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段と、
   自車両の進行方向前方に存在する物体を検知する物体検知手段と、
   該物体検知手段にて検知した前記物体を移動物あるいは静止物の何れかに判別する物体種別判定手段と、
   前記軌跡推定手段によって推定された前記進行軌跡内において前記物体検知手段によって検知され、前記物体種別判定手段によって静止物以外の移動物であると判別された前記物体を、自車両が追従すべき先行車両であると判定する先行車両判定手段とを備えた車両の追従走行装置であって、
   前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が、前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された後、再度、前記進行軌跡内の位置で検知されると共に静止物であると判定された場合に、前記物体検知手段による前記先行車両の検知状況の履歴に基づいて、前記静止物であると判定された前記物体を自車両が追従すべき先行車両であると判定し、
   前記先行車両判定手段は、前記先行車両として設定されていた前記物体が前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知された場合に、この物体は自車両が追従すべき前記先行車両ではないと判定しており、
   前記先行車両の検知状況の履歴は、前記先行車両として設定されていた前記物体が、前記進行軌跡内から逸脱した位置で検知されることによって自車両が追従すべき前記先行車両ではないと判定された時点からの経過時間が、所定時間以下であること
   を具備することを特徴とする車両の追従走行装置。
2. 前記先行車両判定手段は、前記進行軌跡内において前記物体種別判定手段によって複数の前記物体が静止物以外の移動物であると判別された場合に、前記複数の前記物体の中、自車両の現在位置に最も近い前記物体を自車両が追従すべき前記先行車両であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の追従走行装置。

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