JP5078727B2 - 物体検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダー装置のような物体検知手段で先行車のような物体の位置を検知するための物体検知装置に関する。

レーダー装置で自車前方の物体を所定の時間間隔で検知し、複数回に亘って連続して検知された物体の同一性を確認することで、前記物体の中から制御対象物体を判定する物体検知装置が、下記特許文献１により公知である。
特開２００８−５１６１５号公報

ところで、レーダー装置で検知した物体を制御対象物体として自動制動等の車両制御を実行する場合、従来は以下のような各工程を必要としていた。
・今回のレーダー装置の検知情報から物体の検知データを算出する。
・ノイズ等の影響を除去すべく、今回および前回の検知データを平均して物体の位置データを算出する。
・算出された物体の位置データを車両制御手段に転送する。
・転送された物体の位置データに基づいて車両制御を実行する。

これらの４つの工程が、例えば各々０．１ｓｅｃのサイクルタイムで実行されるとすると、レーダー装置で物体の検知を開始したときから、車両制御の実行が完了するまでに０．４ｓｅｃの時間が必要になり、その分だけ車両制御の制御応答性が低下する問題があった。車両制御の制御応答性を単に高めるだけであれば、物体の将来の位置を予測した予測位置に基づいて車両制御を実行すれば良いが、このようにすると物体の予測位置の信頼性が低くなって車両制御の精度が低下する懸念がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物体検知手段で検知した物体の自車に対する相対位置を速やかに、かつ精度良く算出することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、自車の進行方向の所定の検知領域に存在する物体を所定時間毎に検知する物体検知手段と、前記物体検知手段の検知結果に基づいて自車と物体との相対位置および相対速よりなる相対関係を算出する相対関係算出手段と、前記相対関係算出手段により算出された物体の今回検知時における相対位置および相対速に基づいて、複数の経過時間後における相対位置を予測する相対位置予測手段と、前記相対関係算出手段の算出結果に基づいて前記予測された複数の予測位置の何れか一つを今回検知時点における相対位置として出力する相対位置出力手段とを備え、前記相対位置出力手段は、前記予測された複数の予測位置の信頼性を、前記相対関係算出手段により相対関係を算出された物体との前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化が大きいときほど低いと判定し、かつ前記相対速の変化が小さいときほど高いと判定し、前記信頼性が低いときほど前記経過時間が小さい検知時点での前記予測位置を今回検知時点において自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力し、前記信頼性が高いときほど前記経過時間が大きい検知時点での前記予測位置を今回検知時点において自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化は、前回検知時点および今回検知時点の相対速の差分であることを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記相対位置出力手段は、前記相対関係算出手段により相対関係を算出された物体が停止物である場合には、今回検知時点での前記停止物の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記相対位置出力手段は、前記相対関係算出手段により相対関係を算出された物体との相対距離が所定値を超えた場合には、今回検知時点での物体の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記相対位置予測手段は、複数の経過時間後における前後方向相対位置と横方向相対位置とを予測し、前記相対位置出力手段は、前記相対関係算出手段の算出結果に基づいて前記予測された複数の前後方向相対位置の何れか一つと複数の横方向相対位置の何れか一つとを組み合わせて出力することを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記相対位置出力手段は、前記相対位置予測手段により予測された相対位置が前記物体検知手段の検知領域外となる場合には、検知領域内となるように相対位置を選択して出力することを特徴とする物体検知装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記相対位置出力手段は、前記相対位置予測手段により予測された相対位置が前記物体検知手段の検知領域外となる場合には、検知領域外となる物体の相対位置を出力しないことを特徴とする物体検知装置が提案される。

請求項１の構成によれば、物体検知手段が自車の進行方向の所定の検知領域に存在する物体を所定時間毎に検知すると、相対関係算出手段が物体検知手段の検知結果に基づいて自車と物体との相対位置および相対速よりなる相対関係を算出し、相対位置予測手段が相対関係算出手段により算出された物体の今回検知時における相対位置および相対速に基づいて、複数の経過時間後における相対位置を予測し、相対位置出力手段が相対関係算出手段の算出結果に基づいて前記予測された複数の予測位置の何れか一つを、今回検知時点において自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力する。このとき、相対位置出力手段は、予測された複数の予測位置の信頼性を、相対関係算出手段により相対関係を算出された物体との前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化が大きいときほど低いと判定し、かつ前記相対速の変化が小さいときほど高いと判定し、信頼性が低いときほど経過時間が小さい検知時点での予測位置を物体の相対位置として出力し、信頼性が高いときほど経過時間が大きい検知時点での予測位置を物体の相対位置として出力するので、今回検知時における相対位置に基づいて車両制御を行う場合に比べて、予測した将来の相対位置に基づいて車両制御を行うことでタイムラグを最小限に抑えることができる。しかも予測した複数の相対位置のうちの何れか一つを選択して出力するので、タイムラグの減少および出力する相対位置の精度をバランス良く両立させることができる。

また請求項２に記載された発明によれば、前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化は、前回検知時点および今回検知時点の相対速の差分であるので、信頼性の高低を的確に判定することができる。

また請求項３の構成によれば、相対関係算出手段により相対関係を算出された物体が停止物であると、相対位置出力手段は今回検知時点での停止物の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力するので、物体が安定して検知可能な停止物である場合に、予測された相対位置を不必要に出力するのを回避することができる。

また請求項４の構成によれば、相対関係算出手段により相対関係を算出された物体との相対距離が所定値を超えると、相対位置出力手段は今回検知時点での物体の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力するので、自車から充分に遠方にあるために衝突の可能性のない物体に対して予測された相対位置を不必要に出力するのを回避することができる。

また請求項５の構成によれば、相対位置予測手段が複数の経過時間後における前後方向相対位置と横方向相対位置とを予測すると、相対位置出力手段が相対関係算出手段の算出結果に基づいて前記予測された複数の前後方向相対位置の何れか一つと複数の横方向相対位置の何れか一つとを組み合わせて出力するので、物体の位置をより精度良く予測することができる。

また請求項６の構成によれば、相対位置予測手段により予測された相対位置が物体検知手段の検知領域外となると、相対位置出力手段は検知領域内となるように相対位置を選択して出力するので、車両制御に対して不必要な検知領域外の物体のデータが出力されるのを回避することができる。

また請求項７の構成によれば、相対位置予測手段により予測された相対位置が物体検知手段の検知領域外となると、相対位置出力手段は検知領域外となった物体の相対位置を出力しないので、検知領域外となって衝突の可能性がなくなった物体に対する過剰あるいは不要な車両制御が行われるのを回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図１６は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は物体検知装置を含む車両制御装置のブロック図、図２はメインルーチンのフローチャート、図３はメインルーチンのステップＳ３のサブルーチンのフローチャート、図４はメインルーチンのステップＳ４のサブルーチンのフローチャート、図５はメインルーチンのステップＳ５のサブルーチンのフローチャート、図６はメインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート、図７は図６のステップＳ８４（ステップＳ８６）のサブルーチンのフローチャート、図８はメインルーチンのステップＳ７のサブルーチンのフローチャート、図９〜図１４は自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム１〜タイム６）、図１５は先行車に接近する自車の車速変化を示すグラフ、図１６はターゲット検知から車両制御の実行までに要する時間を説明する図である。

図１に示すように、本実施の形態の物体検知装置を含む車両制御装置は、例えば、先行車が検知された場合には先行車に対して所定の車間距離を保って追従走行し、先行車が検知されない場合には所定の車速で定車速走行するアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムや、先行車との衝突の可能性が高まった場合に、警報や自動制動を行って衝突の回避や衝突被害の軽減を図る衝突被害軽減ブレーキシステムに用いられる。

この車両制御装置は、ミリ波レーダー装置やレーザーレーダー装置よりなるレーダー装置Ｍ１と、車両の運動状態を判定する車両状態判定手段Ｍ２と、自車とターゲットとの相対位置を予測する相対位置予測手段Ｍ３と、最終的に選択された相対位置を出力する相対位置出力手段Ｍ４、前記選択された相対位置に基づいて車両の加減速を制御する車両制御手段Ｍ５とを備えており、レーダー装置Ｍ１は物体検知手段Ｍ１ａと相対関係算出手段Ｍ１ｂとで構成され、車両状態判定手段Ｍ２は車速センサＭ２ａとヨーレートセンサＭ２ｂとで構成され、相対位置予測手段Ｍ３はターゲットの引き継ぎ確認およびターゲットデータの平均値算出を行う引継ぎ確認・平均値算出手段Ｍ３ａと、今回検知したターゲットデータを記憶する今回検知メモリｍ１と、ターゲットの前回平均データを記憶する前回平均メモリｍ２と、ターゲットの今回予測データを記憶する今回予測メモリｍ３と、ターゲットの今回平均データを記憶する今回平均メモリｍ４と、ターゲットの次回予測データを記憶する次回予測メモリｍ５と、ターゲットの次々回予測データを記憶する次々回予測メモリｍ６とで構成される。相対位置出力手段Ｍ４は相対位置判定手段Ｍ４ａと、相対位置判定手段Ｍ４ａで選択された相対位置を車両制御手段Ｍ５に出力すべく記憶しておく今回出力メモリｍ７とで構成される。

本実施の形態の制御プログラムは１００ｍｓｅｃをサイクルタイムとして実行されるもので、「今回」とは０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃの期間をいい、「次回」とは１００ｍｓｅｃ〜２００ｍｓｅｃの期間をいい、「次々回」とは２００ｍｓｅｃ〜３００ｍｓｅｃの期間をいい、「前回」とは−１００ｍｓｅｃ〜０ｍｓｅｃの期間をいう。

次に、図２のフローチャートに基づいて、車両制御のメインルーチンを説明する。

先ずステップＳ１で車両状態判定手段Ｍ２の車速センサＭ２ａにより自車の車速を検知するとともに、ヨーレートセンサＭ２ｂにより自車のヨーレートを検知する。続くステップＳ２でレーダー装置Ｍ１の物体検知手段Ｍ１ａにより１００ｍｓｅｃ周期で自車前方の検知領域に電磁波を送信し、その反射波から前記検知領域に存在するターゲットを検知するとともに、相対関係算出手段Ｍ１ｂにより今回検知データ、即ちターゲットの反射レベル、相対距離および、相対速、左右位置を算出して今回検知メモリｍ１に記憶する。

続くステップＳ３で相対位置予測手段Ｍ３の引継ぎ確認・平均値算出手段Ｍ３ａにより前回ターゲット（前回検知されたターゲット）と今回ターゲット（今回検知されたターゲット）の引き継ぎ確認（対応関係の確認）と、前回ターゲットデータおよび今回ターゲットデータの平均値を算出する平均処理とを行い、得られた今回平均データを今回平均メモリｍ４に記憶する。

続くステップＳ４で次回ターゲットデータの予測処理を行い、得られた次回予測データを次回予測メモリｍ５に記憶する。

続くステップＳ５で次々回ターゲットデータの予測処理を行い、得られた次々回予測データを次々回予測メモリｍ６に記憶する。

続くステップＳ６で今回ターゲットデータの選択処理を行い、今回平均データ、次回予測データおよび次々回予測データの何れかを選択する。

続くステップＳ７で次回ターゲットデータ処理を行い、ターゲットを一時的に検知できなくなったときに、所定時間に亘って前記ターゲットが検知され続けていると仮定して補完（外挿）処理を行う。

続くステップＳ８で今回平均メモリｍ４に記憶された今回平均データを前回平均データとして前回平均メモリｍ２に移動する。
続くステップＳ９で次回予測メモリｍ５に記憶された次回予測データを今回予測データとして今回予測メモリｍ３に移動する。

そしてステップＳ１０で今回出力メモリｍ７のターゲットデータを車両制御手段Ｍ５に出力して自動制動等の車両制御を実行する。

次に、図３に基づいて、前記ステップＳ３の「前回ターゲットと引継ぎ平均処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ２１で今回ターゲットを今回検知メモリｍ１から呼び出し、ステップＳ２２で前回ターゲットとの引き継ぎを確認する。前回ターゲットとの引き継ぎの確認は以下のようにして行われる。即ち、前回のターゲットの位置と相対速とから今回のターゲットの位置を予測し、今回実際に検知されたターゲットの位置が、前記予測された位置を中心とする所定の範囲に納まっていれば、今回ターゲットは前回ターゲットを引き継いだもの（つまり同一ターゲット）であると判断し、前記所定の範囲に納まっていなければ、今回ターゲットは新規に検知されたターゲットであると判断する。

続くステップＳ２３で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものであれば、ステップＳ２４で今回平均反射レベルを今回予測反射レベルおよび今回検知反射レベルの平均値として算出し、ステップＳ２５で今回平均反射レベルを今回平均メモリｍ４に記憶する。続くステップＳ２６で今回平均距離を今回予測距離および今回検知距離の平均値として算出し、ステップＳ２７で今回平均距離を今回平均メモリｍ４に記憶する。続くステップＳ２８で今回平均相対速を今回予測相対速および今回検知相対速の平均値として算出し、ステップＳ２９で今回平均相対速を今回平均メモリｍ４に記憶する。

続くステップＳ３０で今回平均左右位置を今回予測左右位置および今回検知左右位置の平均値として算出し、ステップＳ３１で今回平均左右位置を今回平均メモリｍ４に記憶する。続くステップＳ３２で今回検知左右相対速を今回検知左右位置から前回平均左右位置を減算した差の１０倍として算出する。１０倍の意味は、相対速の単位が毎秒Ｘｍであり、サイクルタイムが１０分の１秒（１００ｍｓｅｃ）であるからである。続くステップＳ３３で今回平均左右相対速を今回予測左右相対速および前回検知左右相対速の平均値として算出し、ステップＳ３４で今回平均左右相対速を今回平均メモリｍ４に記憶する。

一方、前記ステップＳ２３で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものでなければ、つまり今回ターゲットが新規のターゲットであれば、今回予測データが存在しないため、ステップＳ３５で今回検知反射レベル、距離、相対速、左右位置を今回平均メモリｍ４に記憶するとともに、ステップＳ３６で今回平均左右相対速＝０を今回平均メモリｍ４に記憶する。そしてステップＳ３７で全ての今回ターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ２１〜Ｓ３６を繰り返す。

このように、今回平均データを今回予測データおよび今回検知データの平均値として算出することで、レーダー装置Ｍ１の内部の電気ノイズの影響、路面とのマルチパスの影響、ターゲットの形状や角度による電磁波の反射率の影響等を排除し、ターゲットデータの安定化を図ることができる。

次に、図４に基づいて、前記ステップＳ４の「次回ターゲットデータ予測処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ４１で今回ターゲットを今回平均メモリｍ４から呼び出す。続くステップＳ４２で前記呼び出したターゲットが前回ターゲットを引き継いだターゲットであれば、ステップＳ４３で次回予測反射レベルとして今回平均反射レベルを採用し、ステップＳ４４で次回予測反射レベルを次回予測メモリｍ５に記憶する。続くステップＳ４５で次回予測距離を今回平均距離に今回平均相対速の１０分の１を加算して算出し、ステップＳ４６で次回予測距離を次回予測メモリｍ５に記憶する。今回平均相対速を１０分の１にするのは、相対速の単位が毎秒Ｘｍであり、サイクルタイムが１０分の１秒（１００ｍｓｅｃ）であるからである。

続くステップＳ４７で次回予測相対速として今回平均相対速を採用し、ステップＳ４８で次回予測相対速を次回予測メモリｍ５に記憶する。続くステップＳ４９で次回予測左右位置を今回平均左右位置に今回平均左右相対速の１０分の１を加算して算出し、ステップＳ５０で次回予測左右位置を次回予測メモリｍ５に記憶する。今回平均左右相対速を１０分の１にするのは、左右相対速の単位が毎秒Ｘｍであり、サイクルタイムが１０分の１秒（１００ｍｓｅｃ）であるからである。続くステップＳ５１で次回予測左右相対速として今回平均左右相対速を採用し、ステップＳ５２で次回予測左右相対速を次回予測メモリｍ５に記憶する。

一方、前記ステップＳ４２で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものでなければ、つまり今回ターゲットが新規のターゲットであれば、テップＳ５３で今回平均反射レベル、距離、相対速、左右位置を次回予測メモリｍ５に記憶するとともに、ステップＳ５４で今回平均左右相対速＝０を次回予測メモリｍ５に記憶する。そしてステップＳ５５で全てのターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ４１〜Ｓ５４を繰り返す。

次に、図５に基づいて、前記ステップＳ５の「次々回ターゲットデータ予測処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ６１で次回ターゲットを次回予測メモリｍ５から呼び出す。続くステップＳ６２で前記呼び出したターゲットが前回ターゲットを引き継いだターゲットであれば、ステップＳ６３で次々回予測反射レベルとして次回予測反射レベルを採用し、ステップＳ６４で次々回予測反射レベルを次々回予測メモリｍ６に記憶する。続くステップＳ６５で次々回予測距離を次回予測距離に次回予測相対速の１０分の１を加算して算出し、ステップＳ６６で次々回予測距離を次々回予測メモリｍ６に記憶する。次回予測相対速を１０分の１にするのは、相対速の単位が毎秒Ｘｍであり、サイクルタイムが１０分の１秒（１００ｍｓｅｃ）であるからである。

続くステップＳ６７で次々回予測相対速として次回予測相対速を採用し、ステップＳ６８で次々回予測相対速を次々回予測メモリｍ６に記憶する。続くステップＳ６９で次々回予測左右位置を次回予測左右位置に次回予測左右相対速の１０分の１を加算して算出し、ステップＳ７０で次々回予測左右位置を次々回予測メモリｍ６に記憶する。次回予測左右相対速を１０分の１にするのは、左右相対速の単位が毎秒Ｘｍであり、サイクルタイムが１０分の１秒（１００ｍｓｅｃ）であるからである。続くステップＳ７１で次々回予測左右相対速として次回予測左右相対速を採用し、ステップＳ７２で次々回予測左右相対速を次々回予測メモリｍ６に記憶する。

一方、前記ステップＳ６２で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものでなければ、つまり今回ターゲットが新規のターゲットであれば、テップＳ７３で次回予測反射レベル、距離、相対速、左右位置を次々回予測メモリｍ６に記憶するとともに、ステップＳ７４で次々回予測左右相対速＝０を次々回予測メモリｍ６に記憶する。そしてステップＳ７５で全てのターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ６１〜Ｓ７４を繰り返す。

次に、図６に基づいて、前記ステップＳ６の「今回ターゲット選択処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ８１で今回ターゲットを今回平均メモリｍ４から呼び出し、ステップＳ８２で前記今回ターゲットが前回データを引き継いだターゲットであれば、ステップＳ８３で１ｍ／ｓｅｃ≦今回平均相対速、かつ１ｍ／ｓｅｃ≦前回平均相対速が成立しているか否かを判断する。上記条件が成立していれば、つまり今回平均相対速および前回平均相対速が共に１ｍ／ｓｅｃ以上であって自車がターゲットに比較的に高速で離間していれば、ステップＳ８４で相対速差によるターゲットデータ選択処理サブフローを実行する。

一方、前記ステップＳ８３で上記条件が成立していなければ、ステップＳ８５で今回平均相対速≦−１ｍ／ｓｅｃ、かつ前回平均相対速≦−１ｍ／ｓｅｃが成立しているか否かを判断する。上記条件が成立していれば、つまり今回平均相対速および前回平均相対速が共に−１ｍ／ｓｅｃ以上であって自車がターゲットから比較的に高速で接近していれば、ステップＳ８６で相対速差によるターゲットデータ選択処理サブフローを実行する。

また前記ステップＳ８２で前記今回ターゲットが前回データを引き継いだターゲットでない場合と、前記ステップＳ８３，Ｓ８５の条件が共に成立しない場合、つまり今回平均相対速の絶対値および前回平均相対速の絶対値の少なくとも一方が−１ｍ／ｓｅｃ〜１ｍ／ｓｅｃ内であり、自車およびターゲットの相対位置が殆ど変化しない場合には、ステップＳ８７で相対位置出力手段Ｍ４が今回平均メモリｍ４のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。そしてステップＳ８８で全てのターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ８１〜Ｓ８７を繰り返す。

前記ステップＳ８７で今回平均メモリｍ４のターゲットデータをそのまま今回出力メモリｍ７に記憶する一つの理由は、自車およびターゲットの相対速が極めて小さい場合には、次回予測データおよび次々回予測データは今回平均データと大差がないからであり、また他の理由は、相対速の反転（接近と離間との反転）が起きた場合に、次回予測データおよび次々回予測データにハンチングが発生する可能性があるからである。

次に、図７に基づいて、前記ステップＳ８４の「相対速差によるターゲットデータ選択処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ２０１で−１ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦１ｍ／ｓｅｃが成立していれば、つまり前回平均相対速および今回平均相対速の変化が充分に小さくて自車およびターゲットの位置関係が充分に安定していれば、次々回の予測データの信頼性が充分に高いと判断し、ステップＳ２０３で相対位置出力手段Ｍ４が次々回予測メモリｍ６のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０１で−１ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦１ｍ／ｓｅｃが成立せず、ステップＳ２０２で−２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦２ｍ／ｓｅｃが成立していれば、つまり前回平均相対速および今回平均相対速の変化が小さくて自車およびターゲットの位置関係が安定していれば、次々回の予測データの信頼性は不充分であるが次回の予測データは信頼性が充分に高いと判断し、ステップＳ２０４で相対位置出力手段Ｍ４が次回予測メモリｍ５のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０２で−２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦２ｍ／ｓｅｃが成立せず、前回平均相対速および今回平均相対速の変化が大きくて自車およびターゲットの位置関係が安定していなければ、次々回の予測データの信頼性も次回の予測データも信頼性が不充分であると判断し、ステップＳ２０５で相対位置出力手段Ｍ４が今回平均メモリｍ４のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

尚、図６のフローチャートの前記ステップＳ８６の「相対速差によるターゲットデータ選択処理サブフロー」の詳細は、図７で説明した前記ステップＳ８４の「相対速差によるターゲットデータ選択処理サブフロー」の詳細と同一である。

次に、図８に基づいて、前記ステップＳ７の「前回ターゲット処理サブフロー」の詳細を説明する。

先ずステップＳ１０１で前回ターゲットを前回平均メモリｍ２から呼び出す。続くステップＳ１０２で前記呼び出したターゲットが今回ターゲットに引き継いだターゲットでなければ、つまり前回検知されていたターゲットが今回検知されていなければ、ステップＳ１０３で外挿カウンタを１インクリメントする。そしてステップＳ１０４で外挿カウンタが５以下であれば、次のような外挿処理を行う。外挿処理とは、検知できなくなったターゲットが依然として検知されていると見做し、前記検知できなくなったターゲットの予測位置をサイクルタイム毎に算出し、６回連続して検知できなかった場合に始めてターゲットのロストを確定する処理である。

即ち、ステップＳ１０４で外挿カウンタ≦５であれば、ステップＳ１０５で今回平均距離を前回平均距離＋前回平均相対速／１０により算出し、ステップＳ１０６で今回平均距離を今回平均メモリｍ４および今回出力メモリｍ７に記憶する。続いてステップＳ１０７で今回平均左右位置を前回平均左右距離＋前回平均左右相対速／１０により算出し、ステップＳ１０８で今回平均左右位置を今回平均メモリｍ４および今回出力メモリｍ７に記憶する。続いてステップＳ１０９で前回平均反射レベル、相対速、左右相対速を今回平均メモリｍ４および今回出力メモリｍ７に記憶し、併せて外挿カウンタのカウント値も記憶する。

そしてステップＳ１１０で全ての前回ターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ１０１〜ステップＳ１０９を繰り返す。

次に、図９〜図１４に基づいて、自車よりも遅い先行車が自車の車線に割り込んでくる場合の作用を、本実施の形態と従来例とを対比して説明する。尚、図９〜図１４において、（Ａ）は従来のロジックによる制御を示し、（Ｂ）は本実施の形態のロジックによる制御を示している。

図９はタイム１の状態であって、自車Ｖａの左隣の車線を、自車Ｖａよりも低速の先行車Ｖｂが走行している状態を示している。先行車Ｖｂはレーダー装置Ｍ１の検知領域に入っており、従来ロジックでは先行車Ｖｂの位置が今回平均距離データとなるが、本ロジックでは自車Ｖａが先行車Ｖｂに接近しつつあることから、先行車Ｖｂの次々回予測距離データが実際の先行車Ｖｂの位置よりも手前（自車Ｖａに近い位置）になる。しかしながら、先行車Ｖｂが自車Ｖａの走行軌跡上のロックオン領域に入っていないため、先行車Ｖｂに対する自車Ｖａの制御は行われない。

タイム２の状態を示す図１０では、先行車Ｖｂが左隣車線から自車Ｖａの車線へと右側に寄ってくるが、未だロックオン領域に入っていないため、先行車Ｖｂに対する自車Ｖａの制御は行われない。タイム３の状態を示す図１１では、先行車Ｖｂが自車Ｖａの車線へと更に右側に寄ってくるが、従来ロジックでは未だロックオン領域に入っていないため、先行車Ｖｂに対する自車Ｖａの制御は行われない。しかしながら本ロジックでは、先行車Ｖｂの次々回予測距離データがロックオン領域に入るため、先行車Ｖｂを障害物と判断して車間距離を設定値に維持すべく自動制動が開始される。

タイム４の状態を示す図１２では、先行車Ｖｂが左隣車線から自車Ｖａの車線へと更に右側に寄ってくるため、従来ロジックでも今回平均距離データがロックオン領域に入り、先行車Ｖｂを障害物と判断して車間距離を設定値に維持すべく自動制動が開始されるが、このとき車間距離が本ロジックに比べて小さくなっているため、急激な自動制動が行われて運転者に違和感を与える可能性がある。一方、本ロジックでは、既にタイム３から自動制動が開始されているため、滑らかな減速によって先行車Ｖｂへの接近を防止することができる。

タイム５の状態を示す図１３では、先行車Ｖｂが完全に自車Ｖａの車線に入り込み、従来ロジックでは先行車Ｖｂに対する接近を防止するために急激な自動制動が継続される。一方、本ロジックでは、依然として滑らかな減速によって先行車Ｖｂへの接近を防止することができる。

タイム６の状態を示す図１４では、従来ロジックでは依然として自動制動が行われているが、本ロジックでは自車Ｖａの車速調整が既に完了し、先行車Ｖｂに対する定車間距離での追従走行制御が開始されている。このとき、自車Ｖａおよび先行車Ｖｂの相対速が０になるため、次々回予測距離データに代えて今回平均距離データが出力される。

図１５は前記タイム１〜タイム６の間の自車Ｖａの車速の変化を示すものである。自車Ｖａよりも低速でかつ一定速の先行車Ｖｂが前方に割り込んできたために自車Ｖａは先行車Ｖｂの速度まで減速するが、従来ロジックでは減速の開始が遅れて急制動が行われるだけでなく、先行車Ｖｂの車速に一致するまでに車速のオーバーシュートが発生しているが、本ロジックでは減速の開始が早いために急制動が回避されるだけでなく、先行車Ｖｂの車速に一致するまでに車速のオーバーシュートが発生していないことが分かる。

図１６は、ターゲット検知から車両制御の実行までに要する時間を説明するもので、図１６（Ａ）は従来ロジックに対応し、図１６（Ｂ）は実施の形態に対応している。前述したように、レーダー装置Ｍ１によるターゲット検知は１００ｍｓｅｃ（０．１ｓｅｓ）周期で行われるものであり、その他の処理もターゲット検知周期に合わせて０．１ｓｅｃ周期で行われる。

図１６（Ａ）に示す従来ロジックでは、レーダー装置により０ｓｅｃ〜０．１ｓｅｃの期間に検知されたターゲットデータＴ１は、次の０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃの期間にレーダー装置内の認識処理が行われ、次の０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの期間に車両制御手段への転送処理が行われ、次の０．３ｓｅｃ〜０．４ｓｅｃの期間に車両制御手段での制御処理が行われるため、結果としてターゲットを検知してから車両制御が実行されるまでに０．４ｓｅｃのタイムラグが発生することになる。

それに対して図１６（Ｂ）に示す本ロジックでは、レーダー装置により０ｓｅｃ〜０．１ｓｅｃの期間に検知されたターゲットデータＴ１は、次の０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃの期間にレーダー装置内の認識処理が行われるが、その０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃの期間内に、０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃの期間に検知されるターゲットデータＴ２に対応する次回予測データＴ２′の算出処理と、０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの期間に検知されるターゲットデータＴ３に対応する次々回予測データＴ３′の算出処理とが同時並行して行われる。そして次々回予測データＴ３″が選択された場合には、０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの期間に前記次々回予測データＴ３″が車両制御手段に転送され、次の０．３ｓｅｃ〜０．４ｓｅｃの期間に車両制御手段での制御処理が行われることになる。

従って、０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの期間に検知されるターゲットデータＴ３に対応する次々回予測データＴ３″による車両制御が０．３ｓｅｃ〜０．４ｓｅｃの期間に実行されることになり、タイムラグは０．２ｓｅｃに抑えられることになる。同様に、次回予測データＴ２″が選択された場合には、タイムラグは０．３ｓｅｃに抑えられることになる。しかして、データの演算処理時間による車両制御の遅れを最小限に抑えることができる。

このように、本実施の形態によれば、今回平均データ、次回予測データおよび次々回予測データのうちの何れかを、自車Ｖａおよびターゲットの相対関係に応じて選択し、その選択したターゲットデータに基づいて車両制御を行うので、車両制御のタイムラグの減少と車両制御の精度の向上（ターゲットデータの精度の向上）とをバランス良く両立させることができる。

次に、図１７に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、図２のメインルーチンのステップＳ６の「今回ターゲット選択処理サブフロー」の内容が、第１の実施の形態（図６参照）と異なっている。図６および図１７を比較すると明らかなように、二重枠のステップが第２の実施の形態で付け加えられたステップである。

即ち、ステップＳ８２で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだターゲットであるとき、ステップＳ８２ａでそのターゲットが移動物ターゲットであり、かつステップＳ８２ｂでそのターゲットの今回平均距離が１００ｍ以下である場合に限って前記ステップＳ８３〜Ｓ８７に移行し、前記ステップＳ８２ａでそのターゲットが移動物ターゲットでないか、あるいは前記ステップＳ８２ｂでそのターゲットの今回平均距離が１００ｍを超えている場合には、前記ステップＳ８７で相対位置出力手段Ｍ４が今回平均メモリｍ４のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

その理由は、ターゲットが停止物である場合には、そのターゲットを安定して検知することが可能であるため、あえて次回予測データや次々回予測データを使用する必要がなく、今回平均メモリｍ４のターゲットデータをそのまま利用できるからである。またターゲットの今回平均距離が１００ｍを超えている場合には、そのターゲットは車間距離制御や衝突回避制御の対象外であるため、今回平均メモリｍ４のターゲットデータをそのまま利用しても支障がないからである。

次に、図１８に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態は、図６のステップＳ８４（ステップＳ８６）のサブルーチンのフローチャートの内容が、第１の実施の形態（図７参照）と異なっている。図７および図１８を比較すると明らかなように、二重枠のステップが第３の実施の形態で付け加えられたステップである。

即ち、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５で、前回平均相対速−今回平均相対速の大きさに応じて、次々回予測メモリ、次回予測メモリあるいは今回平均メモリの距離および相対速データを今回出力メモリに記憶させた後、ステップＳ２０６で−０．２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均左右相対速−今回平均左右相対速）≦０．２ｍ／ｓｅｃが成立していれば、つまり前回平均左右相対速および今回平均左右相対速の変化が充分に小さくて自車およびターゲットの左右方向の位置関係が充分に安定していれば、次々回の予測データの信頼性が充分に高いと判断し、ステップＳ２０８で相対位置判定手段Ｍ４ａが次々回予測メモリｍ６の左右位置および左右相対速を今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０６で−０．２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均左右相対速−今回平均左右相対速）≦０．２ｍ／ｓｅｃが成立せず、ステップＳ２０７で−０．４ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均左右相対速−今回平均左右相対速）≦０．４ｍ／ｓｅｃが成立していれば、つまり前回平均左右相対速および今回平均左右相対速の変化が小さくて自車およびターゲットの左右方向の位置関係が安定していれば、次々回の予測データの信頼性は不充分であるが次回の予測データは信頼性が充分に高いと判断し、ステップＳ２０９で相対位置判定手段Ｍ４ａが次回予測メモリｍ５の左右位置および左右相対速を今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０７で−０．４ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均左右相対速−今回平均左右相対速）≦０．４ｍ／ｓｅｃが成立せず、前回平均左右相対速および今回平均左右相対速の変化が大きくて自車およびターゲットの左右方向の位置関係が安定していなければ、次々回の予測データの信頼性も次回の予測データは信頼性も不充分であると判断し、ステップＳ２１０で相対位置判定手段Ｍ４ａが今回平均メモリｍ４の左右位置および左右相対速を今回出力メモリｍ７に記憶する。そしてステップＳ２１１で今回平均メモリの反射レベルを今回出力メモリｍ７に記憶する。

本実施の形態のよれば、次々回予測データ、次回予測データおよび今回平均データの何れかを選択する際に、ターゲットの前後方向の位置および相対速のデータと、左右方向の位置および相対速のデータとをターゲットとの相対速の安定度に応じて別個に選択できるので、ターゲットの位置および相対速を一層精度良く算出することが可能となる。

次に、図１９および図２０に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態は、図６のステップＳ８４（ステップＳ８６）のサブルーチンのフローチャートの内容が、第１の実施の形態（図７参照）と異なっている。図７および図１９を比較すると明らかなように、二重枠のステップが第４の実施の形態で付け加えられたステップである。

即ち、ステップＳ２０１で−１ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦１ｍ／ｓｅｃが成立していれば、ステップＳ２０１ａで次々回予測メモリｍ６のデータが検知領域内のデータであるか否か判断し、検知領域内のデータである場合に限り、ステップＳ２０３で相対位置判定手段Ｍ４ａが次々回予測メモリｍ６のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０１で−１ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦１ｍ／ｓｅｃが成立せず、ステップＳ２０２で−２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦２ｍ／ｓｅｃが成立したときと、前記ステップＳ２０１ａで次々回予測メモリｍ６のデータが検知領域内のデータでないときとには、ステップＳ２０２ａで次回予測メモリｍ５のデータが検知領域内のデータであるか否か判断し、検知領域内のデータである場合に限り、ステップＳ２０４で相対位置判定手段Ｍ４ａが次回予測メモリｍ５のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

前記ステップＳ２０２で−２ｍ／ｓｅｃ≦（前回平均相対速−今回平均相対速）≦２ｍ／ｓｅｃが成立しないときと、前記ステップＳ２０２ａで次回予測メモリｍ５のデータが検知領域内のデータでないときとには、ステップＳ２０５で相対位置判定手段Ｍ４ａが今回平均メモリｍ４のターゲットデータを今回出力メモリｍ７に記憶する。

上記作用を図２０に基づいて説明すると、図２０（Ａ）で次々回予測データが検知領域から外れると図２０（Ｂ）で次回予測データが選択され、別の例では次々回予測データおよび次回予測データが共に検知領域から外れると図２０（Ｃ）で今回平均データが選択されることになる。これにより、車両制御に対して不要な検知領域外のデータを今回出力メモリｍ７に記憶するのを回避することができる。

次に、図２１および図２２に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。

第５の実施の形態は、図６のステップＳ８４（ステップＳ８６）のサブルーチンのフローチャートの内容が、第１の実施の形態（図７参照）と異なっている。図７および図２１を比較すると明らかなように、二重枠のステップが第５の実施の形態で付け加えられたステップである。

即ち、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５で、前回平均相対速−今回平均相対速の大きさに応じて、次々回予測メモリ、次回予測メモリあるいは今回平均メモリのターゲットを今回出力メモリに記憶させた後、ステップＳ２１２で次回予測データが検知領域外のデータであるか、あるいはステップＳ２１３で次々回予測データが検知領域外のデータであれば、ステップＳ２１４で今回出力メモリｍ７のデータをクリアする。

上記作用を図２２に基づいて説明すると、図２２（Ａ）で次々回予測データが検知領域から外れると図２２（Ｂ）で次々回予測データ、次回予測データおよび今回平均データが全て削除され、図２０（Ｃ）で次回予測データが検知領域から外れた場合にも、次々回予測データ、次回予測データおよび今回平均データが全て削除される。その理由は、次々回予測データあるいは次回予測データが検知領域を外れるということは、そのターゲットに対する衝突の可能性がなくなるということであり、この場合に当該ターゲットのデータを削除することで、過剰あるいは不要な車両制御が行われるのを防止できるからである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の用途はアダプティブ・クルーズ・コントロール・システムおよび衝突被害軽減ブレーキシステムに限定されるものではない。

第１の実施の形態に係る物体検知装置を含む車両制御装置のブロック図 メインルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ３のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ４のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ５のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート 図６のステップＳ８４（ステップＳ８６）のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ７のサブルーチンのフローチャート 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム１） 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム２） 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム３） 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム４） 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム５） 自車が先行車に接近する場合の作用説明図（タイム６） 先行車に接近する自車の車速変化を示すグラフ ターゲット検知から車両制御の実行までに要する時間を説明する図 第２の実施の形態に係る、前記図６に対応する図 第３の実施の形態に係る、前記図７に対応する図 第４の実施の形態に係る、前記図７に対応する図 前記図１９に対応する作用説明図 第５の実施の形態に係る、前記図７に対応する図 前記図２１に対応する作用説明図

Ｍ１ａ 物体検知手段
Ｍ１ｂ 相対関係算出手段
Ｍ３ 相対位置予測手段
Ｍ４ 相対位置出力手段

Claims (7)

1. 自車の進行方向の所定の検知領域に存在する物体を所定時間毎に検知する物体検知手段（Ｍ１ａ）と、
   前記物体検知手段（Ｍ１ａ）の検知結果に基づいて自車と物体との相対位置および相対速よりなる相対関係を算出する相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）と、
   前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）により算出された物体の今回検知時における相対位置および相対速に基づいて、複数の経過時間後における相対位置を予測する相対位置予測手段（Ｍ３）と、
   前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）の算出結果に基づいて前記予測された複数の予測位置の何れか一つを今回検知時点における相対位置として出力する相対位置出力手段（Ｍ４）とを備え、
   前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、前記予測された複数の予測位置の信頼性を、前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）により相対関係を算出された物体との前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化が大きいときほど低いと判定し、かつ前記相対速の変化が小さいときほど高いと判定し、前記信頼性が低いときほど前記経過時間が小さい検知時点での前記予測位置を今回検知時点において自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力し、前記信頼性が高いときほど前記経過時間が大きい検知時点での前記予測位置を今回検知時点において自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする物体検知装置。
2. 前回検知時点および今回検知時点の相対速の変化は、前回検知時点および今回検知時点の相対速の差分であることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
3. 前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、
   前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）により相対関係を算出された物体が停止物である場合には、今回検知時点での前記停止物の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の物体検知装置。
4. 前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、
   前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）により相対関係を算出された物体との相対距離が所定値を超えた場合には、今回検知時点での物体の相対位置を自車の車両制御を行うための物体の相対位置として出力することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の物体検知装置。
5. 前記相対位置予測手段（Ｍ３）は、複数の経過時間後における前後方向相対位置と横方向相対位置とを予測し、
   前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、前記相対関係算出手段（Ｍ１ｂ）の算出結果に基づいて前記予測された複数の前後方向相対位置の何れか一つと複数の横方向相対位置の何れか一つとを組み合わせて出力することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の物体検知装置。
6. 前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、
   前記相対位置予測手段（Ｍ３）により予測された相対位置が前記物体検知手段（Ｍ１ａ）の検知領域外となる場合には、検知領域内となるように相対位置を選択して出力することを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の物体検知装置。
7. 前記相対位置出力手段（Ｍ４）は、
   前記相対位置予測手段（Ｍ３）により予測された相対位置が前記物体検知手段（Ｍ１ａ）の検知領域外となる場合には、検知領域外となる物体の相対位置を出力しないことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の物体検知装置。

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