JP6432423B2 - 物体検知装置、及び物体検知方法 - Google Patents

物体検知装置、及び物体検知方法 Download PDF

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Description

本発明は、物体との相対速度を検出し、その相対速度から相対加速度を算出する物体検知装置、及び、その物体検知装置が実行する物体検知方法に関する。
従来、周囲に存在する物体との相対速度を検出し、その相対速度から相対加速度を算出し、算出した相対加速度に基づいて各種の制御が行われている。算出された相対加速度を用いるものとして、特許文献１に記載の物体検知装置がある。特許文献１に記載の物体検知装置では、自車両と他車両との相対速度を検出し、その相対速度を時間微分して相対加速度を取得している。そして、その相対加速度を用いて、自車両と他車両との相対距離がゼロとなる時間である衝突予測時間を算出し、衝突予測時間に基づいて運転支援を行っている。
特開２０１１−１２１４９１号公報
物体との相対速度を検出する場合、別物体を検出した場合等、相対速度が異常な変化をすることがある。相対速度の微分値により相対加速度を算出する場合、相対速度が異常な変化をすれば、相対加速度の値が大きく算出されることとなる。このような相対加速度を用いて、特許文献１のごとく衝突予測時間を算出すれば、その衝突予測時間は小さくなり、衝突予測時間に基づいて行われる、安全装置の作動を不要に早める可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、相対速度の検出値を用いて相対加速度の算出を行った際に、その相対加速度を用いた制御を精度よく行うことが可能な物体検知装置を提供することにある。
本発明は、物体検知装置であって、周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、前記相対速度を検出する上でその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備えることを特徴とする。
周囲に存在する物体の相対速度を検出し、その速度を微分することにより相対加速度を算出するうえで、相対速度が誤検知された場合等、相対速度の検出値の信頼度が低い場合には、相対加速度が実際の値よりも大きい数値として算出される場合がある。上記構成では、相対速度の検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、相対加速度に対して上限値を設定し、相対加速度が上限値よりも大きい場合には、その相対加速度を上限値に制限している。これにより、相対速度の誤検知等に起因して相対加速度が実際よりも大きい数値となった場合に、その相対加速度の値をすることができる。また、相対速度の信頼度が高く、且つ物体との相対速度が大きく変化した場合には、相対加速度の値を必要以上に制限することはない。ゆえに、その相対加速度を用いる制御の精度を向上させることができる。
物体検知装置の構成図である。 ガード値について説明する図である。 第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。 外挿値について説明する図である。 第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。 遠距離レーダと近距離レーダの検知範囲について説明する図である。 第３実施形態に係る処理を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る物体検知装置は、車両（自車両）に搭載され、自車両の進行方向前方等の周囲に存在する物標を検知し、その物標との衝突を回避すべく、若しくは衝突被害を軽減すべく制御を行うＰＣＳシステムの一部として機能する。
図１において、物体検知装置を含んで構成される運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータである。この運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することでこれら各機能を実現する。
運転支援ＥＣＵ１０には、各種の検知情報を入力するセンサ装置として、レーダ装置２１が接続されている。
レーダ装置２１は、例えば、ミリ波帯の高周波信号を送信波とする公知のミリ波レーダであり、自車両の前端部に設けられ、所定の検知角に入る領域を物標を検知可能な検知範囲とし、検知範囲内の物標の位置を検出する。具体的には、所定周期で探査波を送信し、複数のアンテナにより反射波を受信する。この探査波の送信時刻と反射波の受信時刻とにより、物標との距離を算出する。また、物標に反射された反射波の、ドップラー効果により変化した周波数により、相対速度を算出する。加えて、複数のアンテナが受信した反射波の位相差により、物標の方位を算出する。なお、物標の位置及び方位が算出できれば、その物標の、自車両に対する相対距離を特定することができる。なお、レーダ装置２１は、所定周期毎に、探査波の送信、反射波の受信、反射位置及び相対速度の算出を行い、算出した反射位置と相対速度とを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。
自車両は、運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により駆動する安全装置として、警報装置３１、ブレーキ装置３２、及びシートベルト装置３３を備えている。
警報装置３１は、自車両の車室内に設置されたスピーカやディスプレイである。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により、警報音や警報メッセージ等を出力して運転者に衝突の危険を報知する。
ブレーキ装置３２は、自車両を制動する制動装置である。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により作動する。具体的には、運転者によるブレーキ操作に対する制動力をより強くしたり（ブレーキアシスト機能）、運転者によりブレーキ操作が行われてなければの自動制動を行ったりする（自動ブレーキ機能）。
シートベルト装置３３は、自車両の各座席に設けられたシートベルトを引き込むプリテンショナである。運転支援ＥＣＵ１０が、障害物に衝突する可能性が高まったと判定した場合には、その運転支援ＥＣＵ１０からの制御指令により、シートベルトの引き込みの予備動作を行う。また衝突を回避できない場合には、シートベルトを引き込んで弛みを除くことにより、運転者等の乗員を座席に固定し、乗員の保護を行う。
レーダ装置２１により検出された、物標の自車両に対する相対速度及び相対距離は、運転支援ＥＣＵ１０の物標認識部１１に入力される。このとき、物標認識部１１は距離取得手段及び相対速度取得手段として機能する。物標認識部１１は、取得した相対距離を、車両の進行方向である縦方向の相対距離Ｄと、進行方向に垂直な方向である横方向の相対距離とに分解し、相対速度を縦方向の相対速度Ｖと、横方向の相対速度とに分解する。
相対速度Ｖは、相対加速度演算部１２に入力される。この相対加速度演算部１２は、相対加速度算出手段として機能し、相対速度Ｖの微分値である相対加速度Ａを算出する。具体的には、取得した相対速度Ｖと、前回の制御周期における相対速度Ｖとの差をとり、その差を制御周期で除算することにより、相対加速度Ａを算出する。
算出された相対加速度Ａは、衝突時間予測部１３に入力される。加えて、衝突時間予測部１３には、物標認識部１１から相対距離Ｄと相対速度Ｖとが入力される。衝突時間予測部１３は、これら相対加速度Ａ、相対速度Ｖ及び相対距離Ｄを用いて次式（１）により、自車両と物体との相対距離Ｄがゼロとなる時間である衝突予測時間ＴＴＣを算出する。なお、相対速度Ｖは、物体が自車両に接近する場合に負の値であり、相対加速度Ａは、物体が自車両方向へと加速する場合に負の値である。
Figure 0006432423
 式（１）では、相対加速度Ａ、相対速度Ｖ及び相対距離Ｄの値によっては、衝突予測時間ＴＴＣが負の値をとる場合や、衝突予測時間ＴＴＣが負の値をとる場合がある。そこで、相対加速度Ａがゼロである場合、衝突予測時間ＴＴＣが虚数を含む場合、及び衝突予測時間ＴＴＣが負の値である場合には、式（１）の代わりに、相対加速度Ａを用いない式（２）により衝突予測時間ＴＴＣを算出する。
Figure 0006432423
 なお、式（２）において、相対速度Ｖが正の値をとる場合、すなわち自車両と物体との距離が広がる場合には、衝突予測時間ＴＴＣが負の値となるため、衝突予測時間ＴＴＣとして、所定の上限値を設定しておく。
衝突時間予測部１３により衝突予測時間ＴＴＣが算出されれば、その衝突予測時間ＴＴＣは作動判定部１４に入力される。作動判定部１４では、衝突予測時間ＴＴＣと各安全装置の作動タイミングとを比較する。この作動タイミングは、警報装置３１が最も早く作動するように設定されている。そして、衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していれば、作動判定部１４は制御処理部１５へ判定結果を送信し、制御処理部１５は、各安全装置へと指令信号を送信する。
ところで、レーダ装置２１の検出値を用いて物体の検出をする場合には、前回の制御周期で検出した物体とは異なる物体を検出した場合でも、検出した位置が近い場合には、同一物体であるとしている。このとき、その別物体の相対速度Ｖの差が大きい場合等には、その相対速度Ｖの差に基づいて算出される相対加速度Ａが、異常な値をとることとなる。
そこで、本実施形態では、相対加速度Ａを制限する値として、基準ガード値と、その基準ガード値よりも絶対値が小さい第１ガード値を用いて、算出された相対加速度Ａの値を制限する。この基準ガード値及び第１ガード値について、図２を用いて説明する。図２では、負側における基準ガード値と第１ガード値を示している。図２では、時刻ｔ１までは、相対加速度Ａの値が安定して算出されており、時刻ｔ２で、物体の誤検知等により、相対加速度Ａについて負の値である異常値が算出される。このとき、算出された相対加速度Ａを用いて、上式（１）により衝突予測時間ＴＴＣを算出すれば、その衝突予測時間ＴＴＣはより小さい値となる。この衝突予測時間ＴＴＣと、安全装置の作動タイミングとを用いて安全装置を作動させれば、その作動が不要な作動となるおそれがある。そのため、相対加速度Ａを第１ガード値又は基準ガード値により制限する。このとき、相対加速度演算部１２は、制限手段として機能する。
第１ガード値は、相対速度Ｖの検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に用いられる値であり、算出された相対加速度Ａの絶対値が第１ガード値の絶対値よりも大きい場合に、その相対加速度Ａの絶対値を第１ガード値に制限する。このとき、相対加速度Ａの符号は、絶対値処理の前の符号を用いる。基準ガード値は、所定条件を満たさず、相対速度Ｖの検出値の信頼度が高い場合に、相対加速度Ａの値を制限する値である。物体が、自車両の進行方向前方を走行する先行車両であり、この先行車両が急ブレーキをかけた場合等、相対加速度Ａとして絶対値が大きな値が算出されることがある。このとき、検出値に対してノイズが乗り、相対加速度Ａの絶対値が実際の値よりも大きな値として算出されることがある。ゆえに、基準ガード値は先行車両が急ブレーキをかけた場合等における、現実的な値、例えば１Ｇ程度に設定されている。
相対速度Ｖの検出値の信頼度が低い所定条件を満たすか否かを判定するために、本実施形態では、検出された相対距離Ｄと、相対速度Ｖに基づいて算出される相対距離Ｄの推定値Ｄｘとの差である距離変動値ΔＤを採用している。
レーダ装置２１における距離計測周期（例えば５０ｍｓ）での物体との相対距離Ｄの推定値Ｄｘは、（３）式により算出される。すなわち、前制御周期における相対距離Ｄの検出値と、相対速度Ｖとを用いて、推定値Ｄｘ（ｉ）が算出される。なお、Ｄ（ｉ−１）は相対距離Ｄの前回値、Ｖ（ｉ）は相対速度Ｖの今回値、Ｖ（ｉ−１）は相対速度Ｖの前回値、ｔｍはレーダ装置２１による距離計測周期である。推定値Ｄｘ（ｉ）と、相対距離Ｄの今回値であるＤ（ｉ）とを用いれば、（４）式に示すように、推定値Ｄｘ（ｉ）と相対距離Ｄの今回値であるＤ（ｉ）との乖離を示す距離変動値ΔＤ（ｉ）を算出することができる。このΔＤ（ｉ）を閾値と比較することにより、距離変動が発生したか否かを判定する。なお、閾値としては、距離計測周期において、ノイズに基づいて生ずる値よりも十分に大きく、通常では起こり得ないような値を採用する。例えば、距離計測周期が５０ｍｓであれば、０．５〜１ｍ程度の距離が設定される。
Figure 0006432423
Figure 0006432423
 この、ガード値を設定する処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に実行される。
まず、レーダ装置２１から検知情報を取得し（Ｓ１０１）、上式（３）及び上式（４）により、距離変動値ΔＤ（ｉ）を算出する（Ｓ１０２）。算出された距離変動値ΔＤ（ｉ）が閾値よりも大きければ（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、検出した物標は、前回の制御周期で検出した物標と別物体である可能性が高いため、ガード値を第１ガード値とする（Ｓ１０４）。一方、算出された距離変動値ΔＤ（ｉ）が閾値以下であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）検出した物標は、前回の制御周期で検出した物標と同一のものである可能性が高いため、ガード値を基準ガード値とする（Ｓ１０５）。
続いて、検知情報に基づいて算出した相対加速度Ａの絶対値が、ガード値よりも大きい値であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。相対加速度Ａの絶対値がガード値よりも大きい値であれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、相対加速度Ａをガード値とする（Ｓ１０７）。なお、Ｓ１０７において、相対加速度Ａの符号は、絶対値処理を行う前の符号を用いる。そして、得られた相対加速度Ａを用いて、上式（１）により、衝突予測時間ＴＴＣを算出する（Ｓ１０８）。
衝突予測時間ＴＴＣが算出されれば、その衝突予測時間ＴＴＣが安全装置の作動タイミングに到達したか否かを判定する（Ｓ１０９）。衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していれば（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、安全装置を作動させて運転支援を実行する。一方、衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していなければ（Ｓ１０９：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。
上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は、以下の効果を奏する。
・相対速度Ｖの検出値の信頼度が低い条件を満たした場合に、相対加速度Ａに対して第１ガード値を設定し、相対加速度Ａが上限値よりも大きい場合には、その相対加速度Ａを第１ガード値に制限している。これにより、相対速度Ｖの誤検知等に起因して相対加速度Ａが実際よりも大きい数値となった場合に、その相対加速度Ａの値を制限することができる。ゆえに、その相対加速度Ａを用いて衝突予測時間ＴＴＣを算出し、安全装置を作動させるか否かを判定するうえで、制御の精度を向上させることができる。
・相対速度Ｖの検出値の信頼度が高い場合には、第１ガード値よりも大きい値である基準ガード値により、相対加速度Ａの値の制限を行っている。これにより、相対速度Ｖの検出値の信頼度が高い場合において、物体に急激な制動力が働いた場合等においても、相対加速度Ａの値を必要以上に制限することがない。ゆえに、相対速度Ｖの検出値の信頼度が高い場合には安全装置の不作動を抑制することができる。
・距離変動値ΔＤ（ｉ）が閾値を越えるということは、検出した相対速度Ｖと、相対距離Ｄとの少なくとも一方が正確に検出されていないことを意味する。そのため、距離変動値ΔＤ（ｉ）を用いれば、相対速度Ｖの検出値の信頼度が高いか否かを、判定することができる。
＜第２実施形態＞
本実施形態に係る物体検知装置は、全体構成は第１実施形態と共通しており、処理が一部異なっている。
レーダ装置２１により物体の位置を検出する場合、反射波の検知ミス等により、物体の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖが一時的に検出されない場合がある。本実施形態は、物体の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖが検出されない場合、前回以前の制御周期の検出値を用いて物標の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖを推定し、その値を外挿値として、検出値の代わりに用いている。このとき、物標認識部１１は推定手段として機能する。
この外挿値について、図４を用いて説明する。時刻ｔ３までは、物標の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖが検出されているものとする。続く時刻ｔ４において、物標の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖが検出されなくなった場合、検出値の代わりに、検出値に基づいて推定された値である外挿値を用いる。この外挿値は、時刻ｔ３の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖと同じ値を用いてもよく、また、時刻ｔ３の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖ、及び、それ以前の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖの履歴を用いて、算出するものとしてもよい。時刻ｔ４での相対加速度Ａは、時刻ｔ３での相対速度Ｖと、時刻ｔ４での相対速度Ｖの外挿値とにより算出する。なお、時刻ｔ５でも同様に、物標の相対距離Ｄ及び相対速度Ｖを外挿値としている。なお、この外挿値を用いる処理において、相対速度Ｖが所定期間に亘って検出されない場合には、その物標が存在しなくなったものとし、外挿値を算出する処理を終了する。
続く時刻ｔ６において、物標の検出が再開され、相対距離Ｄ及び相対速度Ｖの取得が再開されたとする。このとき、時刻ｔ５の相対速度Ｖは、時刻ｔ３の値と同じ値、若しくは、時刻ｔ３以前の値により推測された値である。そのため、時刻ｔ５における相対速度Ｖは、信頼度が低く、その相対速度Ｖと、時刻ｔ６の相対速度Ｖとを用いて相対加速度Ａを算出した場合、実際の相対加速度Ａから乖離した異常値が算出される可能性がある。
そこで、本実施形態では、前回の制御周期における検出値が外挿値であり、且つ、今回の制御周期の検出値が存在する場合、すなわち、レーダ装置２１により検出できる状態へと復帰した場合に、所定条件を満たすとし、ガード値を基準ガード値よりも絶対値が小さい値である第２ガード値に設定する。このガード値を設定する処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に実行される。
まず、レーダ装置２１から検知情報を取得し（Ｓ２０１）、その検知情報に基づいて、検出値が存在するか否かを判定する（Ｓ２０２）。検出値が存在すると判定すれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、前回の制御周期における検出値を外挿値としているか否かを判定する（Ｓ２０３）。前回の検出値が外挿値であれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ガード値を第２ガード値とする（Ｓ２０４）。
一方、検出値が存在しない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、検出値を外挿値とし（Ｓ２０５）、ガード値を基準ガード値とする（Ｓ２０６）。なお、検出値が所定期間に亘って存在しない場合は、Ｓ２０５の処理を行わず、一連の処理を終了する。また、検出値が存在しており（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、且つ、前回の検出値が外挿値でない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、算出される相対加速度Ａの値の信頼度が高いため、ガード値を基準ガード値とする（Ｓ２０６）。
続いて、検知情報に基づいて算出した相対加速度Ａの絶対値が、ガード値よりも大きい値であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。相対加速度Ａの絶対値がガード値よりも大きい値であれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、相対加速度Ａをガード値とする（Ｓ２０８）。なお、Ｓ２０８において、相対加速度Ａの符号は、絶対値処理を行う前の符号を用いる。そして、得られた相対加速度Ａを用いて、上式（１）により、衝突予測時間ＴＴＣを算出する（Ｓ２０９）。
衝突予測時間ＴＴＣが算出されれば、その衝突予測時間ＴＴＣが安全装置の作動タイミングに到達したか否かを判定する（Ｓ２１０）。衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、安全装置を作動させて運転支援を実行する（Ｓ２１１）。一方、衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。
上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は、第１実施形態に係る物体検知装置が奏する効果に加えて以下の効果を奏する。
・検出値として外挿値を用いる場合には、その値の信頼度は一般的には低い。本実施形態では、外挿値を用いた状態から、相対速度Ｖを検出できている状態へと復帰した場合に、第２ガード値により相対加速度Ａを制限するものとしている。したがって、信頼度の低い値を用いて相対加速度Ａを算出する際に、その相対加速度Ａの値が異常な値をなることを抑制することができる。
＜第３実施形態＞
本実施形態では、レーダ装置２１として、送信する探査波の周波数帯及び検出範囲が異なる遠距離レーダと近距離レーダとを併用している。遠距離レーダは探査波を送信する角度範囲が近距離レーダよりも狭く構成され、且つ、物体の位置を検出することが可能な距離は、近距離レーダよりも大きくなっている。なお、遠距離レーダと近距離レーダとの一方が第１検出手段として機能し、他方が第２検出手段として機能する。
これら遠距離レーダ及び近距離レーダの検知範囲を図６に示す。近距離レーダ波による検出のみ可能な範囲を第１領域５１としており、遠距離レーダ波による検出のみが可能な範囲を第２領域５２としている。また、近距離レーダ波による検出及び遠距離レーダ波による検出が共に可能な範囲を第３領域５３としている。
物体が第１領域５１内の第１位置６１に位置していれば、近距離レーダのみにより、その位置が検出される。物体が第２領域５２内の第２位置６２に位置していれば、遠距離レーダのみにより、その位置が検出される。
この場合、例えば、近距離レーダのみによって物体の位置が検出されている状態から、近距離レーダ及び遠距離レーダによって物体の位置が検出される状態へと変化すれば、その位置は、別の物体の位置である可能性がある。
そこで、物標認識部１１は、種別判定手段として機能し、物体の検出状態が、近距離レーダ及び遠距離レーダの両方により位置が取得できている状態と、近距離レーダのみにより位置が取得できている状態と、遠距離レーダのみにより位置が取得できている状態とのいずれであるかに応じて、それぞれ異なるフュージョン種別として判定する。そして、今回判定されたフュージョン種別と、前回の制御周期におけるフュージョン種別が異なる場合には、相対速度Ｖの信頼度が低いとして、その相対加速度Ａを制限する値として第３ガード値を設定する。この第３ガード値としては、第１実施形態の第１ガード値と同じ値を採用してもよいし、第２実施形態の第２ガード値と同じ値を採用してもよい。
このガード値を設定する処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に実行される。
まず、レーダ装置２１から検知情報を取得し（Ｓ３０１）、その検知情報に基づいて、検出値が存在するか否かを判定する（Ｓ３０２）。検出値が存在すると判定すれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、前回の検出値も存在するか否かを判定する（Ｓ３０３）。前回の検出値も存在していれば（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、今回の検出値のフュージョン種別と、前回の検出値のフュージョン種別とが異なるものであるかを判定する（Ｓ３０４）。フュージョン種別が異なるものであれば（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、前回の制御周期で検出した物体は異なる物体を検出している可能性が高いため、ガード値を第３ガード値とする。一方、フュージョン種別が同じものであれば（Ｓ３０４：ＮＯ）、前回の制御周期で検出した物体と同じ物体を検出している可能性が高いため、ガード値を基準ガード値とする（Ｓ３０６）。なお、今回の検出値と前回の検出値の少なくとも一方が存在しない場合には（Ｓ３０２：ＮＯ，Ｓ３０３：ＮＯ）、一連の処理を終了する。
続いて、検知情報に基づいて算出した相対加速度Ａの絶対値が、ガード値よりも大きい値であるか否かを判定する（Ｓ３０７）。相対加速度Ａの絶対値がガード値よりも大きい値であれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、相対加速度Ａをガード値とする（Ｓ３０８）。なお、Ｓ３０８において、相対加速度Ａの符号は、絶対値処理を行う前の符号を用いる。そして、得られた相対加速度Ａを用いて、上式（１）により、衝突予測時間ＴＴＣを算出する（Ｓ３０９）。
衝突予測時間ＴＴＣが算出されれば、その衝突予測時間ＴＴＣが安全装置の作動タイミングに到達したか否かを判定する（Ｓ３１０）。衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していれば（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、安全装置を作動させて運転支援を実行する（Ｓ３１１）。一方、衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していなければ（Ｓ３１０：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。
上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は、第１実施形態に係る物体検知装置が奏する効果に加えて以下の効果を奏する。
・検知範囲の異なるレーダ装置２１を用いて物体の位置を検出する際に、フュージョン種別が異なるということは、異なる位置に存在する物体の位置を検出しているといえる。異なる物体を検出していれば、その相対速度Ｖから算出される相対加速度Ａは異常な値をとることがある。上記構成ではフュージョン種別により第３ガード値を用いるか否かを判定しているため、相対加速度Ａの制限をより正確に行うことができる。
＜第４実施形態＞
本実施形態に係る物体検知装置は、全体構成は第１〜第３実施形態と共通しており、処理が一部異なっている。具体的には、第１〜第３実施形態に係る処理を共に行うものとしている。
本実施形態におけるガード値を設定する処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートの処理は、所定の制御周期毎に実行される。
まず、レーダ装置２１から検知情報を取得し（Ｓ４０１）、検出値が存在するか否かを判定する（Ｓ４０２）。検出値が存在しなければ（Ｓ４０２：ＮＯ）、第２実施形態のごとく検出値を外挿値とし（Ｓ４０３）、基準ガード値を取得する（Ｓ４０４）。検出値が存在していれば（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、前回の制御周期で検出値が存在しているか、すなわち、前回の制御周期で、検出値として外挿値が用いられていないかを判定する（Ｓ４０５）前回の制御周期で検出値が存在していなければ（Ｓ４０５：ＮＯ）、第２実施形態のごとく第２ガード値を取得する（Ｓ４０６）。
前回の制御周期の検出値も存在していれば（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、第３実施形態のごとく、今回の制御周期におけるフュージョン種別と前回の制御周期におけるフュージョン種別とが異なるものであるかを判定する（Ｓ４０７）。フュージョン種別が異なっていれば（Ｓ４０７：ＹＥＳ）、第３ガード値を取得する（Ｓ４０８）。一方、フュージョン種別が同じであれば（Ｓ４０７：ＮＯ）、基準ガード値を取得する（Ｓ４０９）。
続いて、第１実施形態のごとく、上式（３）及び上式（４）により、距離変動値ΔＤ（ｉ）を算出する（Ｓ４１０）。このとき、検出値が存在しない場合（Ｓ４０２：ＮＯ）や、前回の検出値が外挿値である場合（Ｓ４０５：ＮＯ）には、外挿値を用いて距離変動値ΔＤ（ｉ）を算出する。距離変動値ΔＤ（ｉ）が閾値よりも大きければ（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、第１ガード値を取得し（Ｓ４１２）、距離変動値ΔＤ（ｉ）が閾値以下であれば（Ｓ４１１：ＮＯ）、基準ガード値を取得する（Ｓ４１３）。なお、検出値が存在しない場合（Ｓ４０２：ＮＯ）や、前回の検出値が外挿値である場合（Ｓ４０５：ＮＯ）には、Ｓ４１０〜Ｓ４１３の処理を省略してもよい。
そして、取得した各ガード値を比較し、最も小さいものをガード値として設定する（Ｓ４１４）。すなわち、第１〜第３ガード値のうち、２以上が取得された場合には、これらのうち最も小さい値をガード値として採用し、第１〜第３ガード値のうち、いずれかひとつ値が取得された場合には、それをガード値として採用する。また、基準ガード値のみが取得された場合には、基準ガード値をガード値として採用する。
続いて、検知情報に基づいて算出した相対加速度Ａの絶対値が、ガード値よりも大きい値であるか否かを判定する（Ｓ４１５）。相対加速度Ａの絶対値がガード値よりも大きい値であれば（Ｓ４１５：ＹＥＳ）、相対加速度Ａをガード値とする（Ｓ４１６）。なお、Ｓ４１６において、相対加速度Ａの符号は、絶対値処理を行う前の符号を用いる。そして、得られた相対加速度Ａを用いて、上式（１）により、衝突予測時間ＴＴＣを算出する（Ｓ４１７）。
衝突予測時間ＴＴＣが算出されれば、その衝突予測時間ＴＴＣが安全装置の作動タイミングに到達したか否かを判定する（Ｓ４１８）。衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していれば（Ｓ４１８：ＹＥＳ）、安全装置を作動させて運転支援を実行する（Ｓ４１９）。一方、衝突予測時間ＴＴＣが作動タイミングに到達していなければ（Ｓ４１８：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。
上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は、第１〜第３実施形態に係る物体検知装置が奏する効果に準ずる効果を奏する。
＜変形例＞
・上記各実施形態において、基準ガード値を設けるものとしているが、基準ガード値については、必ずしも設ける必要はない。
・第１実施形態及び第２実施形態では、物体との相対速度Ｖ及び相対距離Ｄをレーダ装置２１により検出しているが、撮像装置等により検出するものとしてもよい。
・物体との衝突を回避する制御のために用いるものであるため、物体が自車両の方向へと移動する状態、すなわち、相対加速度Ａが負の値をとる場合に、各ガード値及び基準ガード値をより小さな値としてもよい。
・上記各実施形態では、相対加速度Ａの値をガード値により制限するものとしているが、相対加速度Ａの変化量をガード値により制限するものとしてもよい。
・第２実施形態において、相対速度Ｖが取得できておらず、相対速度Ｖとして外挿値を用いた状態から、相対速度Ｖを取得した状態へと復帰した場合に、第２ガード値を用いるものとしているが、時系列で前後する相対速度Ｖのうち、少なくとも一方が外挿値である場合に第２ガード値を用いるものとしてもよい。
・第３実施形態及び第４実施形態において、遠距離レーダと近距離レーダとのフュージョン種別を判定している。この点、自車両にレーダ装置２１とは検出方法が異なる撮像装置を設け、撮像装置とレーダ装置２１により同一物体を検出しているか否かをフュージョン種別としてもよい。
・第４実施形態において、第１〜第３実施形態に準ずる処理を混在させているが、第１〜第３実施形態に準ずる処理をそれぞれ独立して行った後、各ガード値のうち最も小さいものを選択する処理を行うものとしてもよい。また、第１〜第３実施形態のうち、２つの実施形態に準ずる処理をおこなうものとしてもよい。
・上記各実施形態では、相対加速度Ａを用いて衝突予測時間ＴＴＣを算出するものとしたが、自車両の進行方向前方を走行する車両に追従させて走行させる機能に対しても、同様に適用できる。
・上記実施形態では、車両の前方に存在する障害物に対して衝突を回避するものとしているが、これに限定されるものではなく、車両の後方に存在する障害物を検出するようにして、その障害物に対して衝突を回避するシステムに適用しても良い。また、車両に対して接近してくるような障害物に対して衝突を回避するシステムに適用してもよい。なお、進行方向前方とは、車両が前進している場合には車両の前方のことを意味するが、車両が後退している場合には車両の後方ことを意味する。
・自車両に備えられる安全装置としては、上記実施形態で示したものに限られず、操舵装置等により物体との衝突を回避するものとしてもよい。
・上記実施形態では、運転者により車両が運転されるものとしているが、ＥＣＵにより自動的に運転されるものに対しても同様に適用可能である。また、搭載対象は車両に限られることもない。
１０…運転支援ＥＣＵ。

Claims (13)

  1. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対してゼロを含まない上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備えることを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  2. 前記制限手段は、前記所定条件を満たさない場合には所定値により前記相対加速度を制限し、前記上限値の絶対値は、その所定値の絶対値よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  3. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備え、
    前記制限手段は、前記所定条件を満たさない場合には所定値により前記相対加速度を制限し、前記上限値の絶対値は、その所定値の絶対値よりも小さいことを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  4. 前記物体との距離を、所定周期毎に取得する距離取得手段をさらに備え、
    前記所定条件は、前記距離取得手段により取得された前記距離の変化量と、前記相対速度に基づいて演算された距離の変化量との差が、閾値を超えることであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置。
  5. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、
    前記物体との距離を、所定周期毎に取得する距離取得手段と、を備え、
    前記所定条件は、前記距離取得手段により取得された前記距離の変化量と、前記相対速度に基づいて演算された距離の変化量との差が、閾値を超えることであることを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  6. 前記相対速度取得手段は、前記相対速度を所定周期毎に取得するものであり、
    前記相対速度を取得できない場合に、以前の制御周期の相対速度に基づいて、前記物体との相対速度を推定する推定手段をさらに備え、
    前記所定条件は、時系列で前後する前記相対速度のうちの少なくとも一方が、推定されたものであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検知装置。
  7. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備え、
    前記相対速度取得手段は、前記相対速度を所定周期毎に取得するものであり、
    前記相対速度を取得できない場合に、以前の制御周期の相対速度に基づいて、前記物体との相対速度を推定する推定手段をさらに備え、
    前記所定条件は、時系列で前後する前記相対速度のうちの少なくとも一方が、推定されたものであることを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  8. 前記所定条件は、前記相対速度を推定した状態から、前記相対速度を検出した状態へと復帰したことである、請求項６又は７に記載の物体検知装置。
  9. 前記相対速度取得手段は、互いに検出方法及び検出範囲の少なくとも一方が異なる第１検出手段及び第２検出手段により検出された前記相対速度を、所定周期毎に取得するものであり、
    前記第１検出手段及び前記第２検出手段により前記物体が検出されている状態と、前記第１検出手段及び前記第２検出手段の一方により前記物体が検出されている状態とのうち、検出状態の種別がいずれであるかを判定する種別判定手段をさらに備え、
    前記所定条件は、前記種別判定手段が取得した前記種別が、前回の制御周期における前記種別と異なることである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体検知装置。
  10. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備え、
    前記相対速度取得手段は、互いに検出方法及び検出範囲の少なくとも一方が異なる第１検出手段及び第２検出手段により検出された前記相対速度を、所定周期毎に取得するものであり、
    前記第１検出手段及び前記第２検出手段により前記物体が検出されている状態と、前記第１検出手段及び前記第２検出手段の一方により前記物体が検出されている状態とのうち、検出状態の種別がいずれであるかを判定する種別判定手段をさらに備え、
    前記所定条件は、前記種別判定手段が取得した前記種別が、前回の制御周期における前記種別と異なることであることを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  11. 前記所定条件は、複数の条件であり、
    前記上限値は、条件ごとにそれぞれ設定されており、
    前記制限手段は、複数の所定条件を満たす場合には、それぞれの上限値を比較し、最も小さい上限値により前記相対加速度を制限することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物体検知装置。
  12. 周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得手段と、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出手段と、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対して上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限手段と、を備え、
    前記所定条件は、複数の条件であり、
    前記上限値は、条件ごとにそれぞれ設定されており、
    前記制限手段は、複数の所定条件を満たす場合には、それぞれの上限値を比較し、最も小さい上限値により前記相対加速度を制限することを特徴とする、物体検知装置（１０）。
  13. 物体検知装置が実行する物体検知方法であって、
    周囲に存在する物体との相対速度を取得する相対速度取得ステップと、
    前記相対速度から、前記物体との相対加速度を算出する相対加速度算出ステップと、
    前記相対速度を検出するうえでその検出値の信頼度が低い所定条件を満たした場合に、前記相対加速度に対してゼロを含まない上限値を設定し、前記上限値により相対加速度の制限を実施する制限ステップと、を実行する物体検知方法。
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