JPH06221815A - スキャンレーザレーダによる先行車両認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、短い処理時間で３０〜９０ｍの
中長距離範囲内にある先行車両を的確に認識できるよう
にすることを目的とする。 【構成】 １回のレーザ光の走査によって得られた各照
射点ごとの演算距離データをデータ処理回路の内蔵メモ
リに格納し、これらの格納データのなかに、距離のばら
つきが１ｍ以内になる測定点が車幅に相当する間隔を置
いて存在するかどうかを検索するものである。 【効果】 従って、１回のレーザ光の走査でよいため、
処理時間が短くて済み、先行車両を的確に認識できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車に搭載したス
キャンレーザレーダにより測距を行う際に対象物が前方
を走行する先行車両かどうかを認識するスキャンレーザ
レーダによる先行車両認識方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車載用の測距装置として、レーザ
レーダを自動車に搭載し、対象物にレーザ光を照射して
対象物からの反射光を受光するまでの時間に基づき自車
から対象物までの間の距離を演算回路により演算するよ
うにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したレー
ザレーダによる場合、前方に対象物が存在することは検
出できても、前方を走行する先行車両かどうか識別する
ことは困難であり、また使用環境を高速道路に限定した
り、自車との相対速度に基づき、即ち単位時間当たりの
距離の変化に基づき、対象物が先行車両かどうか認識す
ることも考えられているが、演算処理に長時間を要する
という不都合がある。

【０００４】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、短い処理時間で先行車
両を的確に認識できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスキャン
レーザレーダによる先行車両認識方法は、自動車に搭載
したスキャンレーザレーダにより前方中長距離の範囲内
の対象物にレーザ光を照射し、前記対象物からの反射光
を受光するまでの時間に基づき自車から前記対象物まで
の間の距離を演算回路により演算して測距を行う際に、
当該対象物が前方を走行する先行車両かどうかを認識す
るスキャンレーザレーダによる先行車両認識方法であっ
て、前記スキャンレーザレーダによりレーザ光を所定角
度ずつ走査して各照射点ごとに当該対象物までの距離を
演算し、前記各照射点ごとの演算距離を記憶手段の各々
の記憶エリアに格納しておき、中長距離の範囲内の距離
データが格納されている記憶エリアを特定し、特定した
前記記憶エリアに隣接する記憶エリアに距離データがな
いときに、前記特定した記憶エリアに該当する第１の照
射点から車幅相当の間隔を置いた第２の照射点に対応す
る前記記憶エリアに、演算距離差が第１の基準値以下と
なる距離データがあるか検索し、距離データがあるとき
に前記第２の照射点における距離データと前記走査方向
に隣接した照射点の距離データとの差が前記第１の基準
値より大なる第２の基準値以上であれば、前記第１の照
射点と第２の照射点との間隔が車幅に相当する値である
か否かを判断し、前記第１，第２の照射点の間隔が車幅
に相当する値以下となる当該対象物を先行車両と認識す
ることを特徴としている。

【０００６】

【作用】この発明においては、３０〜９０ｍの中長距離
範囲では、自動車後部やガードレールに設けられたリフ
レクタなどの高反射体からの反射光しか受光できず、こ
れら高反射体が自動車に設けられたものかどうかを判断
することによって当該対象物が先行車両か否かの認識が
可能となり、先行車両の高反射体（リフレクタ）の場
合、例えば走査角度を１°とすると、左，右の高反射体
へのレーザ光の照射点までの距離のばらつきが例えば１
ｍなどの第１の基準値以下になり、しかもこのような照
射点の間隔が車幅に相当する約１．５ｍ以下になること
から、実際にレーザ光を照射して演算した走査角度ごと
の距離を記憶手段の記憶エリアに格納し、これらの格納
データに先行車両に相当するデータがあるかどうかを検
索することによって先行車両か否かを認識できる。

【０００７】

【実施例】図１，図２はこの発明のスキャンレーザレー
ダによる先行車両認識方法の一実施例の動作説明用フロ
ーチャート、図３は測距装置のブロック図、図４及び図
５は動作説明図である。

【０００８】まず、測距装置の構成について説明する
と、図３に示すように、半導体レーザ等からなる投光器
１により前方にレーザ光が照射され、フォトトランジス
タ等の受光素子からなる受光器２により前方の先行車両
等の対象物からの反射光が受光され、演算回路３によ
り、レーザ光を照射してから反射光を受光するまでの時
間及び光速に基づき自車から対象物までの距離が算出さ
れる。

【０００９】このとき、スキャニング手段４により投光
器１からのレーザ光が走査されて水平方向に所定の角度
で広がる測距範囲内に所定の走査角度，例えば１°ごと
にレーザ光が照射され、この測距範囲内に対象物が存在
すればこの対象物からの反射光が受光器２により受光さ
れ、各照射点ごとの距離が演算回路３により算出され
る。

【００１０】そして、演算回路３によって算出された各
照射点ごとの距離が記憶手段としてのデータ処理回路５
の内蔵メモリの各々の記憶エリアに格納され、格納され
た各距離データが処理されて前方を走行する先行車両か
それ以外の道路構造物かの判断が行われ、このデータ処
理の結果に基づき、ビーム方向制御回路６によりスキャ
ニング手段４が制御されてレーザ光の照射方向が制御さ
れるようになっており、図３において１点鎖線で囲まれ
た回路，即ち投光器１，受光器２，演算回路３，スキャ
ニング手段４，データ処理回路５及びビーム方向制御回
路６によりスキャンレーザレーダ７が構成されている。

【００１１】さらに、データ処理回路５によるデータ処
理の結果に基づいて、追突判断装置８により、対象車両
との追突のおそれの有無が判断され、この判断の結果、
追突のおそれがある場合には、車両自動制御装置９によ
り自車のブレーキ制御等追突の回避が自動的に行われ
る。

【００１２】ところで、図４（ａ）に示すように、自車
に搭載した上記のスキャンレーザレーダ７の投光器１か
らレーザ光を照射し（同図中の１点鎖線）、対象物から
の反射光を受光器２により受光し、演算回路３により距
離を演算する場合、自車の正面を基準として左側，右側
に１°刻みに角度を設定し、これを走査角度としてレー
ザ光を走査し、左側に２０°〜３０°の位置から右側に
１°の走査角度ごとに走査すると、３０〜９０ｍの中長
距離範囲では、ガードレール１１や先行車両１２の後部
に設けられたリフレクタからの反射光しか受光できず、
しかもガードレール１１のリフレクタは１個の点，先行
車両１２のリフレクタは１或いは２個の点として検出さ
れ、これらリフレクタが先行車両１２に設けられたもの
かどうかを判断することによって当該対象物が先行車両
１２か否かの認識が可能となり、先行車両１２のリフレ
クタの場合、左，右のリフレクタへのレーザ光の照射点
までの距離のばらつきが第１の基準値である１ｍ以下に
なり、しかもこのような照射点の間隔が車幅に相当する
約１．５ｍ以下になる。

【００１３】この測距結果を模式的に図示すると、図４
（ｂ）に示すようになり、図中のＡがガードレールのリ
フレクタ、Ｂが先行車両のリフレクタに相当する。

【００１４】そして、実際に１°ごとにレーザ光を走査
して得られた各走査角度ごとの演算距離のデータは、デ
ータ処理回路５の内蔵メモリの図５に示すような各々の
記憶エリアに格納され、このとき左から右にレーザ光が
走査されるため、左側の走査角度が最も大きいときのデ
ータから順次格納され、これらの距離データが処理され
て対象物が先行車両かどうかの判断がなされるが、以下
に図１，図２のフローチャートを参照しつつ距離データ
の処理について説明する。

【００１５】上記したように１回の走査によって得られ
た演算距離データがデータ処理回路５の内蔵メモリに格
納されると、図１に示すように、データ処理回路５によ
りメモリの各記憶エリアのうち距離データが格納されて
いる最初の記憶エリアａ１（ａ１はアドレス）の格納デ
ータが距離Ｍ１として読み込まれ（ステップＳ１）、こ
の距離Ｍ１が無限大でないかどうかの判定がなされ（ス
テップＳ２）、この判定結果がＮＯであれば、距離Ｍ１
は無限大であって前方に対象物がない状態であり、現在
チェックしている記憶エリアａ１が最後の記憶エリアか
否かの判定がなされ（ステップＳ３）、この判定結果が
ＹＥＳであればスタートに戻り、判定結果がＮＯであれ
ば次の記憶エリアの格納データが距離Ｍ１として読み込
まれたのち（ステップＳ４）、ステップＳ２に戻る。

【００１６】一方、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳで
あれば、距離Ｍ１は無限大ではなく前方に対象物がある
状態であり、上記したステップＳ３と同様現在チェック
している記憶エリアａ１が最後の記憶エリアか否かの判
定がなされ（ステップＳ５）、この判定結果がＹＥＳで
あればスタートに戻り、判定結果がＮＯであれば次の記
憶エリアの格納データが距離Ｍ２として読み込まれたの
ち（ステップＳ６）、この距離Ｍ２が無限大でないかど
うかの判定がなされ（ステップＳ７）、この判定結果が
ＮＯであれば後述するステップＳ１４に移行し、判定結
果がＹＥＳであれば、すでに読み込んだ距離Ｍ１とＭ２
とが比較され（ステップＳ８）、これらの距離の差が第
１の基準値である１ｍ以内かどうかの判定がなされ（ス
テップＳ９）、この判定結果がＹＥＳであれば距離Ｍ２
がＭ１として置き換え設定される（ステップＳ１０）。

【００１７】つぎに、ステップＳ５と同様現在チェック
している記憶エリアが最後の記憶エリアか否かの判定が
なされ（ステップＳ１１）、この判定結果がＹＥＳであ
ればスタートに戻り、判定結果がＮＯであれば次の記憶
エリアの格納データが距離Ｍ２として読み込まれたのち
（ステップＳ１２）、この距離Ｍ２が無限大でないかど
うかの判定がなされ（ステップＳ１３）、この判定結果
がＹＥＳであれば、ステップＳ９の判定結果がＮＯの場
合と共に後述するステップＳ２２に移行する。

【００１８】一方、ステップＳ１３の判定結果がＮＯで
あれば、図２に示すように、ステップＳ１０により距離
Ｍ１と設定された記憶エリアに対応するレーザ光の照射
点が先行車両の一方のテールランプのリフレクタである
と判断され、この記憶エリアの距離Ｍ１，当該照射点ま
での基準点からの走査角度θ_M1に基づき下記数式１及び
数式２の演算によって他方のテールランプのリフレクタ
に相当する照射点の距離データを格納した記憶エリアの
アドレスａＸが演算される（ステップＳ１４）。ただ
し、数式２において、ａＭ１は上記した距離データＭ１
を格納したエリアのアドレス、θ_S は走査角度（本実施
例では１°）を表す。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】このとき、図６に示すように、アドレスａ
Ｍ１，ａＸの記憶エリアにそれぞれ対応する照射点それ
ぞれと自車を表す点Ｏとを結ぶ直線のなす角Δθは数式
１によって与えられ、この数式１における“１．５”は
車幅に相当する代表的数値であり、記憶エリアａＭ１に
はそれぞれ先行車両の後部の一方のリフレクタまでの距
離データが格納されており、記憶エリアａＸには他方の
リフレクタまでの距離データが格納されているとの予想
の下に数式１の演算が行われ、得られたΔθを用いた数
式２の演算によって他方のリフレクタまでの距離データ
が格納されていると予想される記憶エリアのアドレスａ
Ｘが演算されることになる。

【００２２】つぎに、図２に示すように記憶エリアａＭ
１からａＸまでの各エリアに格納されている距離データ
がチェックされ（ステップＳ１５）、これらが無限大で
ないかどうかの判定がなされ（ステップＳ１６）、この
判定結果がＹＥＳであれば後述するステップＳ２２に移
行し、判定結果がＮＯであれば、記憶エリアａＭ１の距
離Ｍ１と，記憶エリアａＸに隣接する次の記憶エリアの
距離とが比較され（ステップＳ１７）、これら両距離の
差が第２の基準値である１０ｍ以上かどうかの判定がな
され（ステップＳ１８）、この判定結果がＮＯであれ
ば、当該対象物は車両ではないと判断されて後述するス
テップＳ２２に移行する。

【００２３】一方、ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳ
であれば当該対象物が車両である可能性があると判断さ
れ、距離Ｍ１と記憶エリアａＸの距離ＭＸとに基づき、
下記の数式３の演算によって記憶エリアａＭ１，ａＸそ
れぞれに対応する照射点間の間隔Ｌが近似的に求められ
（ステップＳ１９）、この間隔Ｌが代表的な車幅に相当
する１．５ｍ以下か否かの判定がなされる（ステップＳ
２０）。

【００２４】

【数３】

【００２５】そして、ステップＳ２０の判定結果がＮＯ
であれば当該対象物は先行車両ではないとして後述する
ステップＳ２２に移行し、判定結果がＹＥＳであれば当
該対象物は先行車両であると判断され、データ処理回路
５の車両認識フラグがセットされると共に、車両存在範
囲として記憶エリアａＭ１，ａＸが記憶保持されたのち
（ステップＳ２１）、現在チェックしている記憶エリア
が最後の記憶エリアか否かの判定がなされ（ステップＳ
２２）、この判定結果がＹＥＳであればスタートに戻
る。

【００２６】また、ステップＳ２２の判定結果がＮＯで
あれば次の記憶エリアの格納データが距離Ｍ２として読
み込まれ（ステップＳ２３）、上記した距離Ｍ１とこの
距離Ｍ２とが比較され（ステップＳ２４）、これらの距
離の差が１０ｍ以上かどうかの判定がなされ（ステップ
Ｓ２５）、この判定結果がＮＯであればステップＳ２２
に戻り、判定結果がＹＥＳであれば、距離Ｍ２が無限大
でないか否かの判定がなされる（ステップＳ２６）この
判定結果がＹＥＳであれば、新たな先行車両が存在する
と判断され、距離Ｍ１がＭ２に設定されたのち（ステッ
プＳ２５）、ステップＳ５に戻り、ステップＳ２６の判
定結果がＮＯであればステップＳ３に戻る。

【００２７】従って、１回のレーザ光の走査によって得
られた各照射点ごとの演算距離データをデータ処理回路
５の内蔵メモリに格納し、これらの格納データのなか
に、距離のばらつきが１ｍ以内になる測定点が車幅に相
当する１．５ｍの間隔を置いて存在するかどうかを検索
することによって対象物が先行車両であるかガードレー
ル等の道路構造物であるか容易に認識することができ、
１回の走査でよいことから短い処理時間で先行車両を的
確に認識することができる。

【００２８】なお、車幅に相当する値は上記した１．５
ｍに限定されるものではなく、１〜３ｍの範囲内で設定
すればよく、第１，第２の基準値も上記した数値に限定
されるものではない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明のスキャンレー
ザレーダによる先行車両認識方法によれば、レーザ光を
１回走査するだけでよいため、短い処理時間で３０〜９
０ｍの中長距離範囲内の対象物が先行車両かどうかを的
確に認識することができ、安全走行の補助手段として極
めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のスキャンレーザレーダによる先行車
両認識方法の一実施例の動作説明用フローチャートであ
る。

【図２】この発明の一実施例の動作説明用フローチャー
トである。

【図３】この発明に適用される車載用の測距装置のブロ
ック図である。

【図４】この発明の動作説明図である。

【図５】この発明の動作説明図である。

【図６】この発明の動作説明図である。

【符号の説明】

３ 演算回路 ５ データ処理回路 ７ スキャンレーザレーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車に搭載したスキャンレーザレーダ
   により前方中長距離の範囲内の対象物にレーザ光を照射
   し、前記対象物からの反射光を受光するまでの時間に基
   づき自車から前記対象物までの間の距離を演算回路によ
   り演算して測距を行う際に、当該対象物が前方を走行す
   る先行車両かどうかを認識するスキャンレーザレーダに
   よる先行車両認識方法であって、 前記スキャンレーザレーダによりレーザ光を所定角度ず
   つ走査して各照射点ごとに当該対象物までの距離を演算
   し、前記各照射点ごとの演算距離を記憶手段の各々の記
   憶エリアに格納しておき、中長距離の範囲内の距離デー
   タが格納されている記憶エリアを特定し、特定した前記
   記憶エリアに隣接する記憶エリアに距離データがないと
   きに、前記特定した記憶エリアに該当する第１の照射点
   から車幅相当の間隔を置いた第２の照射点に対応する前
   記記憶エリアに、演算距離差が第１の基準値以下となる
   距離データがあるか検索し、距離データがあるときに前
   記第２の照射点における距離データと前記走査方向に隣
   接した照射点の距離データとの差が前記第１の基準値よ
   り大なる第２の基準値以上であれば、前記第１の照射点
   と第２の照射点との間隔が車幅に相当する値であるか否
   かを判断し、前記第１，第２の照射点の間隔が車幅に相
   当する値以下となる当該対象物を先行車両と認識するこ
   とを特徴とするスキャンレーザレーダによる先行車両認
   識方法。