JP5605395B2 - 車両判定装置、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、自車両周辺の他車両を検出する技術に関する。

従来、自車両の周辺の他車両を、レーダを用いて検出する技術がある。例えば、先行する他車両を検出し、車間距離を算出して警報処理を行ったり、制動や操舵を自動化したりする技術が知られている。

そして近年では、自車両の斜め後方の他車両を検出することも行われる。例えば、自車両の斜め後方の他車両をレーダで検出し、検出された他車両と自車両との距離の時間変化及びレーダでの検出継続時間に基づいて、当該他車両が警報処理の対象であるか否かを判定する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３１９８２７号公報

ところで、レーダで距離を測る場合、他車両からの反射波を基にする。このとき、他車両までの距離が比較的大きい場合は他車両の正面からの反射波を主として受信することになり、一方、他車両までの距離が比較的小さい場合は他車両の正面だけでなく側面からの反射波を受信することになる。すなわち、他車両における反射面が、自車両と他車両との距離によって変化する。

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、このような反射面の移動については考慮していない。そのため、前後方向の長さが大きな大型車両においては、側面からの反射波を長時間にわたって受信することがあり、複数車両であると誤認識する虞がある。結果として、大型車両においては、正確な位置を検出することが困難であった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、自車両の斜め後方に位置する他車両の大きさを適切に判定することが可能な車両判定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の車両判定装置（１）では、レーダ部（２０）が、自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射する。このビームは物体検出のためのものである。また、レーダ部は、他車両からのビームの反射波を受信する。他車両と判断できるのは、反射波に基づく測距によって相対速度などを検出できるためである。

このとき、車両判定手段（１１）は、レーダ部にて受信される反射波のばらつきに基づき、他車両の大きさを判定する。大きさの判定は、例えば基準となる車両があった場合に、これよりも大型のトラック、バン、ミニバンを区別するものであることが考えられる。もちろん、大きさを数値化して求めるような判定であってもよい。

つまり、本発明では、他車両からの反射波が車両の大きさによってばらつくことに着目し、当該ばらつきによって、他車両の大きさを少なくとも大型であるか否かという具合に区別しようとするものである。このようにすれば、自車両の斜め後方に位置する他車両の大きさを適切に判定することができる。

車両判定装置の概略構成を示すブロック図である。 車両判定装置のレーダ部の配置及び照射範囲を示す説明図である。 大型車両判定処理を示すフローチャートである。 大型車両判定のための条件Ｉを具体的に示す説明図である。 （ａ）は大型車両判定のための条件ＩＩを具体的に示す説明図であり、（ｂ）は大型車両判定のための条件ＩＶを具体的に示す説明図である。 大型車両判定のための条件ＩＩＩを具体的に示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す車両判定装置１は、車両に搭載されて用いられ、制御部１０を中心に構成されている。制御部１０は、いわゆるコンピュータシステムとして構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを有している。この制御部１０には、レーダ部２０が接続されている。

図２に示すように、レーダ部２０は、自車両１００のバンパ内部に搭載される。例えば、数十ギガヘルツ（ＧＨｚ）のレーザビームを自車両１００の斜め後方へ照射し、その反射波を受信する。レーザビームは所定角度で広がるように照射され、図２では、実線で挟まれた領域Ｋが検出範囲となる。なお、本実施形態では、車両の高さ方向にも所定角度で広がるようにレーザビームが照射されるようになっている。もちろん、車両の斜め後方への照射が可能となればよいため、バンパ内部に搭載することに限定されるわけではない。

次に、図３に基づき、大型車両判定処理を説明する。この処理は、車両のイグニッションスイッチがオンになった後、繰り返し実行される。
最初のＳ１００では、システムが正常であるか否かを判断する。この処理は、レーダ部２０からの信号などに基づき、車両判定装置１が正常に動作しているか否かを判断するものである。ここでシステムが正常であると判断された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。一方、システムが異常であると判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）、以降の処理を実行せず、大型車両判定処理を終了する。

Ｓ１１０では、自車両が前進しているか否かを判断する。ここでは、シフトポジションが「Ｄ」レンジ又は「Ｎ」レンジにある場合、肯定判断される。ここで自車両が前進していると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ移行する。一方、自車両が前進していないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、以降の処理を実行せず、大型車両判定処理を終了する。

Ｓ１２０では、車両が検出されたか否かを判断する。ここでは、図２に示したレーダ部２０の検出範囲Ｋに、車両と推測される物体が検出された場合に肯定判断される。ここで車両が検出されたと判断された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０へ移行する。一方、車両が検出されない場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、大型車両判定処理を終了する。

Ｓ１３０では、条件Ｉが成立したか否かを判断する。条件Ｉとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の横幅が所定値以上である、というものである。ここで一定以上の距離が要求されるのは、他車両の正面からの反射波での判断を行うためである。すなわち、このときの反射波の横幅は、他車両の車幅に起因する。反射波の幅は、反射波の水平方向のばらつきで判断する。以下でも同様である。

具体的には、図４（ａ）に示すように、他車両１０１が乗用車である場合には、その車幅Ｗ１は比較的小さくなる。一方、図４（ｂ）に示すように、他車両１０２が大型車両である場合には、その車幅Ｗ２は比較的大きくなる。そこで、所定値Ｗｔｈ（Ｗ１＜Ｗｔｈ＜Ｗ２）を設定することで、条件Ｉを判断する。すなわち、反射波から求められる横幅Ｗが、Ｗ＞Ｗｔｈとなっている場合には、条件Ｉが成立したものと判断する。

ここで条件Ｉが成立したと判断された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０にて大型車両であると判定し、その後、大型車両判定処理を終了する。一方、条件Ｉが成立していないと判断された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１４０へ移行する。

Ｓ１４０では、条件ＩＩが成立したか否かを判断する。条件ＩＩとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の縦幅に対する横幅の比が所定値以下である、というものである。ここで一定以上の距離が要求されるのは、他車両の正面からの反射波での判断を行うためである。すなわち、このときの反射波の縦幅は他車両の車高に起因し、横幅は他車両の車幅に起因する。

具体的には、図５（ａ）に示すように、他車両１０１が乗用車である場合、車高Ｈ１に対する車幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｈ１）を考える。このとき、他車両１０２が大型車両である場合、車高Ｈ２に対する車幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｈ２）は、（Ｈ２−Ｈ１）＞（Ｗ２−Ｗ１）であるため、乗用車の場合の比（Ｗ１／Ｈ１）よりも小さくなる。そこで、（Ｗ２／Ｈ２）＜Ｒｔｈ＜（Ｗ１／Ｈ１）を満たすような所定値Ｒｔｈを設定することで、条件ＩＩを判断する。すなわち、反射波から求められる縦幅に対する横幅の比Ｒが、Ｒ＜Ｒｔｈとなっている場合に条件ＩＩが成立したものと判断する。

ここで条件ＩＩが成立したと判断された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０にて大型車両であると判定し、その後、大型車両判定処理を終了する。一方、条件ＩＩが成立していないと判断された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１５０へ移行する。

Ｓ１５０では、条件ＩＩＩが成立したか否かを判断する。条件ＩＩＩとは、他車両との間に一定以上の距離がある状態の反射波の横幅と、自車両後方の比較的近い距離に他車両がある状態の反射波の横幅とを比較するものである。そのため、厳密には、ある時刻における反射波の横幅を記憶し、所定時間後に同一他車両からの反射波の横幅を取得して比較する。ただし、ここでは、フローチャートを煩雑にしないために一つのステップで記述した。

具体的には、図６（ａ）に示すように、他車両１０２が大型車両である場合、自車両１００から一定距離以上にある場合の反射波の横幅は、図６（ｂ）に示すように他車両１０２が自車両１００へ接近することによって増加する。これは他車両１０２の左側面からの反射波が検出されるためである。同様に、図６（ｃ）に示すように、他車両１０１が乗用車である場合であっても、自車両１００から一定距離以上にある場合の反射波の横幅は、図６（ｄ）に示すように他車両１０１が自車両１００へ接近することによって増加する。ただし、大型車両である場合は、前後方向の長さが大きいため、反射波の横幅の増加率が大きくなる。したがって、反射波の横幅が所定値以上増加している場合に、条件ＩＩＩが成立したものと判断する。なお、増加率が所定値以上になっている場合を判断するようにしてもよい。

ここで条件ＩＩＩが成立したと判断された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０にて大型車両であると判定し、その後、大型車両判定処理を終了する。一方、条件ＩＩＩが成立していないと判断された場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１６０へ移行する。

Ｓ１６０では、条件ＩＶが成立したか否かを判断する。条件ＩＶとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の強度が所定値以上である、というものである。ここで一定以上の距離が要求されるのは、他車両の正面からの反射波での判断を行うためである。すなわち、このときの反射波の強度は他車両の正面の面積に起因する。

具体的には、図５（ｂ）に示すように、他車両１０１が乗用車である場合、正面における反射面Ｓ１を考える。このとき、他車両１０２が大型車両である場合、図５（ａ）に示したようにＷ２＞Ｗ１，Ｈ２＞Ｈ１であるため、図５（ｂ）に示すように反射面Ｓ２は、Ｓ２＞Ｓ１となる。そこで、反射波の強度に基づき、条件ＩＶを判断する。すなわち、反射波の強度が、所定値以上となっている場合に条件ＩＶが成立したものと判断する。

ここで条件ＩＶが成立したと判断された場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０にて大型車両であると判定し、その後、大型車両判定処理を終了する。一方、条件ＩＶが成立していないと判断された場合（Ｓ１６０：ＮＯ）、大型車両判定処理を終了する。

以上詳述したように、本実施形態では、レーダ部２０が、自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射し、他車両からのビームの反射波を受信する。制御部１０では、レーダ部２０にて受信される反射波に基づき他車両を検出し（Ｓ１２０）、当該反射波のばらつきを判断して（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）、大型車両であることを判定する（Ｓ１７０）。

つまり、本実施形態では、他車両からの反射波が車両の大きさによってばらつくことに着目し、当該ばらつきによって、他車両の大きさを少なくとも大型であるか否かという具合に区別する。このようにすれば、自車両の斜め後方に位置する他車両の大きさを適切に判定することができる。

また、本実施形態では、反射波の縦幅や横幅など、反射波の受信方向の情報を考慮した判定を行っている（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）。すなわち、車両判定手段１１は、反射波の受信方向のばらつきに基づき、他車両の大きさを判定する。これにより、他車両の大きさを適切に判定することができる。

具体的には、条件Ｉが成立したか否かを判断する（図３中のＳ１３０）。条件Ｉとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の横幅が所定値以上である、というものである。すなわち、レーダ部２０は、水平方向の予め定められた角度範囲にビームを照射するようになっており、車両判定手段１１は、反射波の横幅に基づき、他車両の大きさを判定する。これにより、他車両の大きさを適切に判定することができる。

また、具体的には、条件ＩＩが成立したか否かを判断する（図３中のＳ１４０）。条件ＩＩとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の縦幅に対する横幅の比が所定値以下である、というものである。すなわち、レーダ部２０は、水平方向に加え垂直方向の予め定められた角度範囲にビームを照射するようになっており、車両判定手段１１は、反射波の縦幅及び横幅の比率に基づき、他車両の大きさを判定する。これにより、他車両の大きさを適切に判定することができる。

さらにまた、具体的には、条件ＩＩＩが成立したか否かを判断する（図３中のＳ１５０）。条件ＩＩＩとは、他車両との間に一定以上の距離がある状態の反射波の横幅と、自車両後方の比較的近い距離に他車両がある状態の反射波の横幅とを比較するものである。すなわち、車両判定手段１１は、同一他車両における反射波の横幅の変化に基づき、他車両の大きさを判定する。これにより、他車両の大きさを適切に判定することができる。

また、本実施形態では、反射波の受信強度の情報を考慮した判定を行っている。具体的には、条件ＩＶが成立したか否かを判断する（図３中のＳ１６０）。条件ＩＶとは、他車両との間に一定以上の距離があって、かつ、反射波の強度が所定値以上である、というものである。すなわち、車両判定手段１１は、反射波の受信強度のばらつきに基づき、他車両の大きさを判定する。これにより、他車両の大きさを適切に判定することができる。

以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的範囲を逸脱しない限りにおいて、種々なる形態で実施可能である。
（イ）上記実施形態では、他車両との間に一定以上の距離がある状態の反射波の横幅と、自車両後方の比較的近い距離に他車両がある状態の反射波の横幅とを比較し、反射波の横幅の変化に基づいて大型車両であるか否かを判定している（図３中のＳ１５０，Ｓ１７０）。

これに対し、Ｓ１５０の処理を、他車両との間に一定以上の距離がある状態の反射波の受信方向と、自車両後方の比較的近い距離に他車両がある状態の反射波の受信方向とを比較し、反射波の受信方向の変化に基づいて大型車両であるか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、車両判定手段１１は、同一他車両における反射波の方向の変化に基づき、他車両の大きさを判定するようにしてもよい。

具体的には、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、他車両１０１，１０２の左側最後部からの反射波Ｐ，Ｑの方向の変化に基づいて大型車両であるか否かを判定することが考えられる。つまり、他車両１０２は大型車両であるため、反射波Ｐの角度変化は、図６（ａ）と（ｂ）とで小さくなるが、他車両１０１は乗用車であるため、反射波Ｑの角度変化は反射波Ｐと比べて、図６（ｃ）と（ｄ）とで大きくなる。なお、ここでは、他車両１０１，１０２の左側最後部からの反射波Ｐ，Ｑを例に挙げたが、例えば横方向に幅をもって受信される反射波の中央の反射波など、比較対象となり得る反射波の方向を比べるようにすればよい。

このようにすれば、上記実施形態と同様、他車両の大きさを適切に判定することができる。
（ロ）また、Ｓ１５０の処理を、他車両との間に一定以上の距離がある状態の反射波の縦幅及び横幅の比率と、自車両後方の比較的近い距離に他車両がある状態の反射波の縦幅及び横幅の比率とを比較し、反射波の縦幅及び横幅の比率の変化に基づいて大型車両であるか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、車両判定手段１１は、反射波の縦幅及び横幅の比率の変化に基づき、他車両の大きさを判定するようにしてもよい。このようにすれば、上記実施形態と同様、他車両の大きさを適切に判定することができる。

（ハ）上記実施形態は大型車両であるか否かを判定するものであったが（図３中のＳ１３０〜Ｓ１７０）、大型車両についての長さや幅などの情報を記憶するようにし、その後の車両の検知などに利用するようにしてもよい。すなわち、車両判定手段１１にて判定された他車両に係る情報を記憶手段１３に記憶する記憶制御手段１２をさらに備えるようにしてもよい。このようにすれば、他車両の大きさの適切な判定に寄与する。

１…車両判定装置、１０…制御部、１１…車両判定手段、１２…記憶制御手段、１３…記憶手段、２０…レーダ部、１００…自車両、１０１，１０２…他車両、Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ…条件

Claims (7)

1. 自車両の斜め後方における水平方向の予め定められた角度範囲にビームを照射し、他車両からの前記ビームの反射波を受信して、自車両と前記他車両との距離を測定するレーダ部（２０）と、
   自車両と前記他車両との間に前記他車両の正面からの反射波を受信可能な一定以上の距離がある状態での前記レーダ部にて受信される反射波の受信方向から求められる前記他車両の横幅と、前記一定以上の距離よりも近い距離に同一の前記他車両がある状態で前記レーダ部にて受信される反射波の受信方向から求められる前記同一の他車両の横幅とを比較して、前記他車両の接近に伴う前記横幅の増加率が所定値以上である場合に、前記他車両が所定以上の大きさの車両であると判定する車両判定手段（１１）と、
   を備えていることを特徴とする車両判定装置。
2. 請求項１に記載の車両判定装置において、
   前記車両判定手段は、自車両と前記他車両との間に一定以上の距離がある状態での前記反射波の受信方向と、前記一定以上の距離よりも近い距離に同一の前記他車両がある状態で前記レーダ部にて受信される反射波の受信方向とを比較して、前記他車両の接近に伴う前記受信方向の角度変化が所定値以下である場合に、前記他車両が所定以上の大きさの車両であると判定すること
   を特徴とする車両判定装置。
3. 自車両の斜め後方における水平方向の予め定められた角度範囲にビームを照射し、他車両からの前記ビームの反射波を受信して、自車両と前記他車両との距離を測定するレーダ部（２０）と、
   自車両と前記他車両との間に前記他車両の正面からの反射波を受信可能な一定以上の距離がある状態での前記レーダ部にて受信される前記他車両の自車両側の最後部からの反射波の受信方向と、前記一定以上の距離よりも近い距離に同一の前記他車両がある状態で前記レーダ部にて受信される前記他車両の前記最後部からの反射波の受信方向とを比較して、前記他車両の接近に伴う前記受信方向の角度変化が所定値以下である場合に、前記他車両が所定以上の大きさの車両であると判定する車両判定手段（１１）と、
   を備えていることを特徴とする車両判定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両判定装置において、
   前記レーダ部は、水平方向に加え垂直方向の予め定められた角度範囲にビームを照射するようになっており、
   前記車両判定手段は、自車両と前記他車両との間に一定以上の距離がある状態での前記反射波の受信方向から求められる前記他車両の縦幅に対する横幅の比率が所定値以下である場合に、前記他車両が所定以上の大きさの車両であると判定すること（Ｓ１４０）
   を特徴とする車両判定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両判定装置において、
   前記車両判定手段は、自車両と前記他車両との間に一定以上の距離がある状態での前記反射波の受信強度から求められる前記他車両の正面の面積が所定値以上である場合に、前記他車両が所定以上の大きさの車両であると判定すること（Ｓ１６０）
   を特徴とする車両判定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両判定装置において、
   前記車両判定手段にて判定された前記他車両に係る情報を記憶手段に記憶する記憶制御手段をさらに備えていること
   を特徴とする車両判定装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両判定装置の各手段としての機能を実現するプログラム。