JPH04295787A - 車間距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザレーダの検出結
果に基づいて自車と先行車との車間距離を検出する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、運転者の負担軽減、安全性の
確保などを目的として、各種の走行制御装置が提案され
ている。この中で、定速走行装置はもっとも普及されて
いるものである。すなわち、定速走行装置は走行速度が
一定となるようにアクセル開度などを自動制御するもの
であり、高速道路などにおける定速走行の際に利用され
ている。ところが、この定速走行の際に、先行車があっ
た場合には、安全性を確保するため、先行車との車間距
離を一定値以上に保持する必要があり、このため、車両
に車間距離検出装置を取り付け、先行車が所定距離以内
に存在する場合には、車間距離を所定値に維持するよう
に走行制御する追従走行装置が提案されている。このよ
うに、追従走行を定速走行に組み合わせることにより、
走行制御装置の利用範囲を大幅に広げることができる。

【０００３】ここで、このような追従走行を行うために
は、車間距離検出装置が必要となる。一般に、この車間
距離検出装置としては、レーザビームを用いたレーダを
備え、そのレーダからの距離データに基づいて車間距離
を検出するものが採用される。即ち、レーザビームを用
いたレーダは、パルスレーザビームを発射するとともに
、そのパルスレーザビームの先行車からの反射光を検知
して、発射から受光までの時間を計測することにより車
間距離を検出し、その検出結果をアクセルとブレーキを
自動制御する車間制御装置へ出力する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の車間距
離検出装置においては、常に一定の状態でレーザビーム
を発射し、これを受光して車間距離を検出しているため
に、走行状態に合わせた車間距離の検出が行えないとい
う問題点があった。すなわち、高速走行時においては、
早いレスポンスが要求され、また低速車走行時にはレス
ポンスは遅くてもよいが正確な車間距離の測定が要求さ
れる。

【０００５】一方、従来より、車間距離検出装置におい
て、レーザビーム発射のタイミングを自車速度に応じて
変更するものが提案されている。すなわち、特開昭６３
−５５４０９号公報においては、同一の被測定対象に対
するエネルギー蓄積量を所定値以下に制限するために、
レーザビーム発射の間隔を自車の速度が大きいときほど
短かくすることが提案されている。この従来例において
は、結果的に走行速度に応じた車間距離検出が行える。

【０００６】しかし、自車の速度が小さくても、先行車
の速度がそれよりかなり小さい場合や、自車が大きく加
速する場合のように、車間距離が急激に縮まる走行状態
がある。このような場合、上記従来の車間距離検出装置
のように、自車の速度だけを考慮して検出の時間を変更
していたのでは、レスポンスが遅くなり、その結果円滑
に車間制御を行うこができないという問題点があった。

【０００７】更に、上記従来の車間距離検出装置は、タ
イミング信号の周期を自車の速度に応じて変化させるた
めの回路を付加するために、構成が複雑化するという問
題もある。

【０００８】本発明は、これらの問題点を解決すること
を課題としてなされたものであり、自車と先行車との様
々な走行状態に応じた精度と時間で車間距離を検出する
ことができ、しかも構成が複雑化することのない車間距
離検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車間距離検
出装置は、所定時間間隔でレーザビームを発射するとと
もに、そのレーザビームの先行車からの反射光を検知す
るレーザレーダと、このレーザレーダによるレーザビー
ム発射から先行車による反射光受光までの時間より車間
距離データを順次検出する距離データ検出部と、この距
離データ検出部から出力される距離データを複数平均し
て車間距離を算出する演算部と、自車の速度を検出する
速度センサと、上記距離データ検出部により検出した距
離データおよび上記速度センサにより検出した速度の両
方に基づいて、上記距離データの平均処理時間を決定し
、この平均処理時間に応じて、上記演算部における平均
処理の対象となる距離データの個数を制御する演算時間
設定部と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記演算時間を長くすると、それだけ多くの距
離データの平均をとることになり、時間はかかるが、よ
り正確な車間距離を算出し得ることになる。また逆に、
演算時間を短くすれば、それだけ短時間で車間距離を算
出することができる。

【００１１】従って、速度と距離データの両方に基づい
て上記演算時間を設定すれば、自車と先行車との様々な
走行状態に応じた精度と時間で車間距離を検出すること
が可能になる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明に係る車間距離検出装置の構成
を示すブロック図である。図のように、この車間距離検
出装置は、レーダ１と速度センサ２と加速度センサ３と
コンピュータ４とから構成されている。

【００１３】レーダ１としては、例えばスキャン型レー
ザレーダが用いられる。このスキャン型レーザレーダは
、一定周期のタイミング信号に同期させて細いレーザビ
ームを発射するとともに、一定角度ごとに水平面内でス
キャンさせ、そのレーザビームが発射されてから先行車
で反射して戻るまでの時間に基づいて先行車までの距離
を測定するもので、測定結果を距離データｌとして、ス
キャンの角度データθと共に出力する。この距離データ
ｌは、タイミング信号の一つ一つに対応して、スキャン
の一定角度ごとに刻々出力される。

【００１４】速度センサ２と加速度センサ３は、それぞ
れ自車の速度ｖと加速度ａを検出する。なお、加速度セ
ンサ３は特別に設けず、速度センサ２にからの所定の微
小時間ごとの値の差分により加速度を検出してもよい。

【００１５】コンピュータ４は、上記レーダ１からの先
行車に対する距離データｌの平均をとって車間距離Ｌを
算出するとともに、その平均処理の演算時間ｔｌ、つま
り平均をとる距離データｌの数を、上記速度センサ２に
より得られる自車の速度ｖと、上記加速度センサ３によ
り得られる自車の加速度ａと、距離データｌ自体の値と
、その距離データｌの時間微分により得られる自車と先
行車との相対速度ｖｒとに応じて設定する。また本実施
例の車間距離検出装置では、上記相対速度ｖｒについて
も、より正確な制御用相対速度ＶＲを得るために平均を
とるとともに、その平均処理の演算時間ｔｖ、つまり平
均をとる相対速度ｖｒのデータ数を、距離データｌの場
合と同様に、速度ｖと加速度ａと距離データｌと相対速
度ｖｒ自体の値とに応じて設定する。

【００１６】上記各演算時間ｔｌ，ｔｖを長くすると、
それだけ多くのデータの平均をとることになり、時間は
かかるが、より正確な車間距離Ｌと制御用相対速度ＲＶ
を算出し得ることになる。また逆に、各演算時間ｔｌ，
ｔｖを短くすれば、それだけ短時間で車間距離Ｌと制御
用相対速度ＲＶを算出することができる。

【００１７】すなわち、演算時間ｔｌ，ｔｖはそれぞれ
、ｖ，ａ，ｌ，ｖｒを変数とする関数ｆ，ｇを用いて、 ｔｌ＝ｆ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ）， ｔｖ＝ｇ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ） のように表される。そして、これらの演算時間設定関数
ｆ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ），ｇ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ）は、
ｖ，ａ，ｌ，ｖｒを変数とするものであり、各値に応じ
て変化するものである。したがって、これら関数をあら
かじめ設定することにより、検出されたｖ，ａ，ｌ，ｖ
ｒの値によって一義的に決定でき、決定された時間ｔｌ
、ｔｖに応じた演算（平均）処理を行うことができる。

【００１８】ここで、この関数ｆ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ）
，ｇ（ｖ，ａ，ｌ，ｖｒ）は、簡単な式で表せない場合
もある。そこで、上記ｖ，ａ，ｌ，ｖｒの各値に対する
複数の演算時間設定条件を図２（Ａ）〜（Ｄ）の演算時
間マップとして持っておき、それぞれ求められた値を組
み合わせて演算時間ｔｌ、ｔｖを求めることができる。 すなわち、それぞれの変数に対する演算時間ｔｌ，ｔｖ
を自車の速度ｖに対しては速度ｖが大きくなるほど短く
（図２（Ａ））、自車の加速度ａに対しては加速，減速
が大きくなるほど短く（図２（Ｂ））、距離データｌ自
体の値に対してはその値が大きくなるほど長く（図２（
Ｃ））、また相対速度ｖｒに対しては、遠ざかる場合に
は長く、近づく場合にはその度合が大きいほど短く（図
２（Ｄ））設定する。

【００１９】そして、求められた各値について演算処理
を行い、演算時間ｔｌ、ｔｖを算出する。この演算処理
としては、例えば各算出値を重み付け平均することなど
が考えられる。また、このような演算としてはファジー
理論を応じたものが向いており、この場合には、各変数
に応じたメンバーシップ関数を用意しておき、これらの
値を利用して、ｔｌ、ｔｖが算出される。なお、この演
算方法としては、ニューラルネットワークを利用するな
ど、他の方法によってもよい。

【００２０】このように、本実施例によれば、車間距離
Ｌと制御用相対速度ＶＲを算出する演算時間ｔｌ，ｔｖ
を、上述のようにｖ，ａ，ｌ，ｖｒの各値を考慮して設
定する。このため、自車の速度ｖが小さく、先行車の速
度がそれよりかなり小さい場合や自車が大きく加速する
ような場合には演算時間ｔｌ，ｔｖは短く、また渋滞時
のように車間距離が短く、高い精度で車間距離Ｌと制御
用相対速度ＲＶを検出する必要があるときには、演算時
間ｔｌ，ｔｖは長く設定される。つまり、自車と先行車
との様々な走行状態に応じた精度と時間で車間距離Ｌと
制御用相対速度ＲＶを検出し、円滑に車間制御を行うこ
とが可能になる。

【００２１】上記コンピュータ４には、演算時間設定部
４１とメモリ４２が設けられており、そのメモリ４２に
上述のような演算時間マップと演算時間設定関数ｆ，ｇ
とが予め記憶され、演算時間設定部４１で上記演算時間
ｔｌ，ｔｖの設定が行われる。これらの演算時間設定部
４１とメモリ４２は、既製のコンピュータのロジック上
の改良だけで設けられる。従って、車間距離検出装置の
構成が複雑化することがない。

【００２２】次に、上記構成の車間距離検出装置を用い
た自動追従走行システムの車間制御を、図３のフローチ
ャートに従って説明する。

【００２３】先ず、運転者による速度設定等、この走行
システムの初期設定が行われた（ステップＳ−１）後、
コンピュータ４は、レーダ１から距離データｌとスキャ
ンの角度データθを入力する（Ｓ−２）とともに、速度
センサ２から自車の速度ｖ、加速度センサ３から自車の
加速度ａをそれぞれ入力する（Ｓ−３，４）。そして、
入力された距離データｌの時間微分によって、相対速度
ｖｒを算出する（Ｓ−５）。

【００２４】次に、コンピュータ４は、上記距離データ
ｌ，角度データθ，速度ｖ，加速度ａ，相対速度ｖｒか
ら先行車の認識を行う（Ｓ−６）とともに、先行車の有
無を判断する（Ｓ−７）。その結果、先行車が有れば、
上述のように演算時間ｔｌ，ｔｖをｖ，ａ，ｌ，ｖｒの
各値に応じて設定し（Ｓ−８）、その設定した演算時間
ｔｌ，ｔｖでそれぞれ車間距離Ｌと制御用相対速度ＶＲ
を算出する（Ｓ−９，１０）。そしてその車間距離Ｌと
制御用相対速度ＶＲに基づいてアクセルとブレーキを自
動制御することにより車間制御を行う（Ｓ−１１）。

【００２５】以上のステップＳ−２〜１１の動作を繰り
返して自動追従走行を行うことになる。

【００２６】また先行車が無ければ、指定された速度に
よる通常の低速走行制御を行う（Ｓ−１２）。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の車間距離
検出装置によれば、自車と先行車との様々な走行状態に
応じた精度と時間で車間距離を検出することができ、そ
のために車間制御を円滑に行うことができる。しかも構
成が簡単であるため、コストおよびサイズの増大を抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車間距離検出装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例における演算時間マ
ップを示す図である。

【図３】実施例における車間制御を説明するフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１　　レーダ ２　　速度センサ ３　　加速度センサ ４　　コンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定時間間隔でレーザビームを発射すると
   ともに、そのレーザビームの先行車からの反射光を検知
   するレーザレーダと、このレーザレーダによるレーザビ
   ーム発射から先行車による反射光受光までの時間より車
   間距離データを順次検出する距離データ検出部と、この
   距離データ検出部から出力される距離データを複数平均
   して車間距離を算出する演算部と、自車の速度を検出す
   る速度センサと、上記距離データ検出部により検出した
   距離データおよび上記速度センサにより検出した速度の
   両方に基づいて、上記距離データの平均処理時間を決定
   し、この平均処理時間に応じて、上記演算部における平
   均処理の対象となる距離データの個数を制御する演算時
   間設定部と、を有することを特徴とする車間距離検出装
   置。