JP5679683B2

JP5679683B2 - 物標認識装置

Info

Publication number: JP5679683B2
Application number: JP2010058975A
Authority: JP
Inventors: 坂上　航介; 航介坂上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011191237A

Description

本発明は、自車両の車両中心ラインから車幅方向にずれてオフセット搭載されたレーダにより捕捉して時々刻々検知される前方（または後方）の物標と自車両との衝突可能性を判断する物標認識装置に関し、詳しくは、その物標検出精度の向上に関する。

従来、衝突防止支援機能を備えた車両においては、搭載した物体認識装置により、レーザレーダなどのレーダにより例えば自車両前方の車両等の物標を捕捉して時々刻々検知し、検知した自車両前方の物標と自車両との走行方向や車速等から衝突可能性を判断する。

ところで、前記レーダは、自車両が発生する熱の影響回避や車両デザイン等の都合等に基づき、車両中心ラインから車幅方向（左右方向）にずれて取り付けられてオフセット搭載されることが多く、一般的にはバンパー等の左端部や右端部に搭載される（例えば、特許文献１（要約書、段落［０００４］、［００２６］、図７等）参照）。

特開平１１−３１６２７８号公報

上記特許文献１の物体認識装置のように自車両にレーダがオフセット搭載されると、遠方の物標に対してはレーダ搭載位置のオフセットの影響は少ないが、先行車両や対向車両等の物標が先行車両の減速や対向車両の前進走行によって自車両の１０ｍ程度まで接近すると、レーダ搭載位置のオフセットの影響が大きくなって、衝突可能性を誤判断する可能性がある。

図５は自車両１００のレーダ検知範囲１１１と自車両前方至近距離内の時々刻々接近する車両等の物標２００との模式図である。そして、この模式図からも明らかなように、自車両１００のレーダ１１０がフロントバンパーの左端部に搭載されている場合、レーダ検知範囲１１１のセンター軸は自車両１００の車両中心ライン１００ｃより左側にずれている。この場合、物標２００が正面から自車両１００に近づいているにもかかわらず、物標２００は次第に右側が欠けるようになる。そのため、レーダ１１０が捕捉する物標２００は、その幅方向センター（物標２００の左右方向の中点）の軌跡の時間変化（矢印実線α）から、レーダ１１０の搭載位置側（左側）へずれて進むように予測される。このように予測されると、物標２００が正面から自車両１００に接近しているにもかかわらず、自車両１００との衝突予測時には略自車両の車幅に設定される衝突判定領域から物標２００がはみ出して衝突しないと誤判断する可能性がある。

本発明は、レーダがオフセット搭載されている場合に、自車両に接近する物標が衝突しないと誤判断するのを防止して物標検出精度を向上することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の物標認識装置は、自車両に車両中心ラインから車幅方向にずれてオフセット搭載されたレーダにより時々刻々検知された前方の物標との衝突可能性を判断する物標認識装置であって、自車両と物標との距離が前記レーダの水平方向の検知角と搭載位置のオフセット量とに基づいて設定された所定距離以内になったか否かを判定する接近判定手段と、前記接近判定手段の前記所定距離以内の判定により、前記物標が正面から自車両に接近しているにもかかわらず前記レーダによりその搭載位置側にずれて進むように捕捉されるのを防止するために、前記物標が近づくにつれて所定の幅に設定される衝突判定領域を前記検知角に応じて前記レーダのオフセット搭載位置側へ拡大修正し、前記拡大修正により広がった前記オフセット搭載位置側と反対側は狭くする判定領域修正手段とを備え、修正後の前記衝突判定領域に、前記物標が前記レーダにより捕捉されるかどうか判断することを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る本発明の物標認識装置の場合、物標がレーダの水平方向の検知角と搭載位置のオフセット量とに基づいて設定された所定距離以内に接近すると、接近判定手段の判定に基づき、物標が正面から自車両に接近しているにもかかわらずレーダによりその搭載位置側にずれて進むように捕捉されるのを防止するために、接近するにしたがって判定領域修正手段が所定の幅に設定される衝突判定領域を検知角に応じてレーダのオフセット搭載位置側へ拡大修正し、拡大修正により広がったオフセット搭載位置側と反対側は狭くする。そのため、レーダがオフセット搭載されていて接近する物標がレーダ搭載位置側へずれていくように判断されるときにも、それに応じて衝突判定領域がレーダ搭載位置側に拡大され、衝突しないと誤判断される事態を防止できる。しかも、レーダの水平方向の検知角に応じて衝突判定領域を拡大するので不必要に衝突判定領域を拡大することがない。

また、判定領域修正手段により、衝突判定領域の拡大修正により広がったオフセット搭載位置側と反対側を狭くするため、衝突可能性の判断が不要な部分を削ってその部分での誤った不要な衝突判定を防止して衝突判定精度を一層向上できる。

本発明の一実施形態の物標認識装置のブロック図である。図１の衝突判定領域の拡大修正の説明図である。図１の衝突判定領域の拡大修正と縮小修正の説明図である。図１の動作説明用のフローチャートである。従来例の誤判断の可能性の説明図である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図４を参照して詳述する。

図１は自車両１に搭載された本実施形態の物体認識装置を示し、図１において、２は制御モードの切り替え等を操作設定する制御スイッチ、３はワイパー動作に連動するワイパースイッチである。

４は自車両１の車速センサ、５は測距用のレーダであり、レーザレーダ、ミリ波レーダ等のスキャン式の種々のレーダからなり、本実施形態の場合、例えばフロントバンパーの左端部にオフセット搭載されて自車両１の前方を左右方向（横幅方向）にスキャンしながら探査する。６、７は舵角センサ、ヨーレートセンサであり、自車両１の挙動の舵角、ヨーレートを検出する。

８はマイクロコンピュータ等からなるＥＣＵの衝突判定回避処理部であり、予め設定された図２の衝突予測プログラムを実行し、レーダ５の前方探査に基づいて先行車両、対向車両のような車両や障害物等の自車両前方の物標を認識して衝突の可能性を判断し、判断結果に応じて衝突回避の警報、制御の指令等を行なう。

９、１０は衝突回避処理部８の指令等にしたがって動作する表示警報ユニット、ブレーキ制御ユニットであり、表示警報ユニット９は例えばインストルメントパネルの適当な位置に設けられて衝突の注意報や回避等を表示、警報し、ブレーキ制御ユニット１０は制動指令にしたがって自車両１のブレーキ機構を制御する。

つぎに、衝突判定回避処理部８が有する主な処理手段について説明する。

衝突判定回避処理部８は、ソフトウェア（プログラム）の実行により、データ取得手段、横速度演算手段、衝突予測時間演算手段、予測衝突横位置演算手段、接近判定手段、判定領域修正手段、衝突判定手段、回避支援処理手段等の衝突予測の各種手段を有する。

データ取得手段は、スイッチ２、３の接点信号、センサ４、６、７の検知信号および、レーダ５の探査結果を繰り返し取り込む。

横速度演算手段は、レーダ５によって捕捉している物標の所定時間内の横位置（レーダ検知範囲内の車幅方向のセンター位置）の変化量から、物標の横方向（車幅方向）の速度（横速度）を求める。

衝突予測時間演算手段は、レーダ５によって捕捉している物標のレーダ反射距離から求まる距離（車間距離）と、その変化および車速センサ４の自車速から求められる物標の衝突予測時間を求める。

予測衝突横位置演算手段は、衝突予測時間演算手段が求めた衝突予測時間が経過したときの物標の横位置を、元の（現在の）横位置に、横速度演算手段が求めた横速度と、前記衝突予測時間演算手段が求めた衝突予測時間から得られる衝突回避の車間時間（ＴＴＣ）との積の水平方向の移動距離を加算して求める。

接近判定手段は、衝突予測時間演算手段が得た自車両１と物標との距離から、物標が、レーダ５の水平方向の検知角とレーダ５の搭載位置のオフセット量とに基づいて予め設定される所定距離（数メートル程度）以内に自車両１に接近してきたか否かを判定する。

判定領域修正手段は、接近判定手段による前記所定距離以内の接近の判定に基づき、前記所定距離以内の物標に対して、少なくとも、物標が近づくにつれて自車両１の前に設定される略自車両１の車幅の衝突判定領域の車両横幅方向の範囲をレーダ５の水平方向の検知角に応じてレーダ５の搭載位置側へ拡大修正する。より具体的には、前記所定距離の時には修正量は０、距離が０ｍのとき（すなわち衝突時）には衝突判定領域のセンタ位置がレーダ搭載位置になるように接近距離に応じて拡大修正する。

図２は前記拡大修正を模式的に示し、レーダ５のオフセット搭載により、図５で説明したように物標２００が例えば減速して正面から自車両１に近づいているにもかかわらず、レーダ５が捕捉する物標２００の左右方向の中点の軌跡がレーダ５の搭載位置側（左側）へずれて進むようになるので、例えば時刻ｔｎ、ｔｎ＋１、ｔｎ＋２における物標２００の予測進路ベクトルは図中の矢印線ａ、ｂ、ｃに示すように、車両センタ位置からレーダ５の搭載側にずれる。そこで、図中の衝突判定領域Ｗを物標２００が近づくにつれて破線に示すようにレーダ５の搭載位置側へ拡大修正する。

また、本実施形態の場合、判定領域修正手段は、前記拡大修正を行なうと同時に、さらに衝突判定領域Ｗの拡大修正により広がったオフセット搭載位置側と反対側は同じ量（長さ）だけ狭く縮小修正する。その部分は衝突判定には不要だからであり、その部分での誤った衝突判定を防止して衝突判定精度を一層向上する。

図３は判定領域修正手段による衝突判定領域Ｗの拡大修正と縮小修正を模式的に示し、自車両１と物標２００とが前記所定距離に近づく時刻ｔｘには衝突判定領域Ｗは自車両１の車両センタ位置を中央とする範囲であるが、それから物標２００が接近するにしたがって衝突判定領域Ｗのオフセット搭載位置側（紙面左側）は拡大修正により広がり、同時に、オフセット搭載位置側と反対側は同じ量（長さ）だけ狭く縮小修正される。図中のｔｙは衝突位置まで接近したタイミングである。

衝突判定手段は、時々刻々の物標２００の接近の速度ベクトルと上記のように修正される衝突判定領域Ｗとから周知の手法で衝突の可能性を判定し、衝突の可能性があると衝突フラグをオン（ＯＮ）し、衝突の可能性がなければ衝突フラグをオフ（ＯＦＦ）に保持する。なお、衝突判定領域Ｗの走行軌跡上の位置や向きは自車両１の舵角センサ６やヨーレートセンサ７による自車の走行姿勢（挙動）によって変わる。

回避支援処理手段は、衝突判定手段の衝突フラグのオンの連続時間等に基づき、回数やに基づき判定結果に基づき、表示警報ユニット９に衝突の警報を指令し、さらには、ブレーキ制御ユニット１０に自動ブレーキを指令する。

図４は衝突判定回避処理部８の前記した衝突判定領域Ｗの修正および衝突判定の処理の手順を示し、まず、データ取得手段により、レーダ５から物標２００の距離、横位置、相対速度などのデータを取り込む（ステップＳ１）。つぎに、横速度演算手段により物標２００の横速度を演算し（ステップＳ２）、衝突予測時間演算手段により衝突予測時間を求める（ステップＳ３）。つぎに、予測衝突横位置演算手段により、衝突予測時間演算手段が求めた衝突予測時間が経過したときの物標２００の横位置を求める。つぎに、接近判定手段により物標２００が所定距離以内に接近してきたか否かを判定し、判定領域修正手段により衝突判定領域Ｗのレーダ５の搭載位置側への拡大修正および反対側への縮小修正を行って衝突判定手段により衝突可能性を判定する（ステップＳ５、Ｓ６）。

そして、衝突可能性があれば衝突フラグをオンし（ステップＳ７）、衝突の可能性がなければ衝突フラグをオフする（ステップＳ８）。

したがって、前記実施形態の場合、物標２００がレーダ５の水平方向の検知角と搭載位置のオフセット量とに基づいて設定された所定距離以内に接近すると、接近判定手段の判定に基づき、物標２００が接近するにしたがって判定領域修正手段が所定の幅（本実施形態の場合は略自車両１の車幅）に設定される衝突判定領域Ｗを前記検知角に応じてレーダ５の搭載位置側へ拡大修正し、レーダ５がオフセット搭載されていることに起因する衝突しないとの誤判断を防止できる。その際、レーダ５の水平方向の検知角に応じて衝突判定領域Ｗを拡大するので不必要に衝突判定領域Ｗを拡大することがなく衝突判定制度を不用意に低下させることがない。

しかも、判定領域修正手段により、衝突判定領域Ｗの拡大修正により広がったオフセット搭載位置側と反対側を狭くするため、衝突可能性の判断が不用な部分を削ってその部分での誤った衝突判定を防止し、衝突判定精度を一層向上できる利点もある。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、衝突判定領域Ｗにつぎのような修正（補正）も加えて衝突判定精度を一層向上するようにしてもよい。（１）走行路の推定カーブ半径を考慮して衝突判定領域Ｗをさらに修正（補正）する。具体的には、走行路の推定カーブ半径の絶対値が小さいときに衝突判定領域Ｗを狭くする。（２）物標２００の移動物(トラッキング有り)／停止物を区別して衝突判定領域Ｗをさらに修正（補正）する。具体的には、停止物であれば物標２００が路側物の可能性が高いので、衝突判定領域Ｗを狭くする。（３）レーダ５の公差（例えばｌｄｅｇ）を考慮（遠距離ではばらつきが大きい）し、物標２００の距離に比例した衝突判定領域Ｗの修正（補正）も加える。例えば、遠距離ではフィルタを重くしたり、横速度変化を抑制する方向へ衝突判定領域Ｗを修正（補正）する。

つぎに、自車両１におけるレーダ５の搭載位置は例えばフロントバンパーの右端部であってもよく、その他の位置であってもよい。また、本発明の「所定の幅」は前記した略自車両１の車幅に限られず、予め好適に設定した幅であってもよい。

また、本発明は、レーダ５をリアバンパー等に搭載して後方の車両等の物標と自車両との衝突可能性を判断する物標認識装置にも同様に適用できる。

さらに、自車両１は前方や後方を撮影するカメラも搭載し、レーダ５とカメラとのいわゆるセンサフュージョンで物標と自車両との衝突可能性を判断する物標認識装置にも適用できる。

そして、本発明は、種々の車両の物標認識装置に適用できる。

１自車両
５レーダ
８衝突判定回避処理部
２００物標

Claims

自車両に車両中心ラインから車幅方向にずれてオフセット搭載されたレーダにより時々刻々検知された前方の物標との衝突可能性を判断する物標認識装置であって、
自車両と物標との距離が前記レーダの水平方向の検知角と搭載位置のオフセット量とに基づいて設定された所定距離以内になったか否かを判定する接近判定手段と、
前記接近判定手段の前記所定距離以内の判定により、前記物標が正面から自車両に接近しているにもかかわらず前記レーダによりその搭載位置側にずれて進むように捕捉されるのを防止するために、前記物標が近づくにつれて所定の幅に設定される衝突判定領域を前記検知角に応じて前記レーダのオフセット搭載位置側へ拡大修正し、前記拡大修正により広がった前記オフセット搭載位置側と反対側は狭くする判定領域修正手段とを備え、
修正後の前記衝突判定領域に、前記物標が前記レーダにより捕捉されるかどうか判断することを特徴とする物標認識装置。