JPH08160132A

JPH08160132A - 車両用レーダ検出装置

Info

Publication number: JPH08160132A
Application number: JP6306283A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Iohara; 賢二郎庵原; Yasunaga Kayama; 泰永加山; Kazuto Yamada; 和人山田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、走行路に存在する物標をレーダを
用いて検出する車両用レーダ検出装置に関し、走行状況
の変化に応じて進行方向の物標を検出しつつ、その物標
が車両の通過域に存在する確率を的確に判定することを
目的とする。【構成】車両の進行方向に測定波を送信し、その測定
波の覆域内の物標において生じる反射波を受信して、そ
の物標の距離と方向とを求めるレーダ測位手段１と、そ
の車両が進行する走行路の曲率半径を検出する曲率検出
手段２と、レーダ測位手段１により求められた物標の距
離および方向を取り込み、これらの距離および方向によ
り求められる物標の位置と、曲率検出手段２により検出
された曲率半径を有する円弧との間隔を算出する間隔算
出手段３と、間隔算出手段３により算出された間隔が小
さいほど、走行路上に物標が存在する確率を高く判定す
る判定手段４とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行路上に存在する物
標を検出する車両用レーダ検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、交通事情の悪化に伴い、運転者の
前方不注意や不十分な車間距離を原因とする多数の衝突
事故が発生している。これらの衝突事故を未然に防い
で、走行の安全性を高めるために、先行車、障害物その
他の物標の位置を検出する車両用のレーダ検出装置が開
発されている。

【０００３】このようなレーダ検出装置は、車両の進行
方向に向けて測定波を送信し、物標で生じた反射波を受
信することにより、先行車との車間距離を正確に計測し
たり、障害物の存在を事前に警告する（特開昭５７−７
４２４６号公報）。また、レーダ検出装置が、車両の旋
回時にガードレールを検出しないように、ステアリング
角度から走行路の曲率半径を計測し、その曲率と道路幅
とに基づいて定められる走行路に、レーダの検出範囲を
限定するレーダ検出装置が考えられている（特開平４−
２０１６４１号公報）。

【０００４】さらに、走行路上の物標と他の車線上の物
標とを判別するため、次のような装置が考えられてい
る。一般に、他の車線上に位置する物標は、車両の接近
に従って、車両の前方から横方向へ相対的に移動する。
そこで、例えば、特公平３−６４７３号公報に記載され
た装置では、レーダによる物標の位置検出が行われ、車
両の接近に伴う物標の方向変化が算出される。そして、
この方向変化の値が所定の閾値以上のときには、物標の
位置が他の車線上にあると判定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、曲率に応じ
てレーダの検出範囲を限定する従来のレーダ検出装置で
は、予め定められた車線幅の設定値に基づいて検出範囲
が決定されるので、その設定値以下の車線幅の道路を走
行するたびに、ガードレールが誤検出されるという問題
点があった。

【０００６】また、このようなレーダ検出装置では、物
標が走行路上に存在するか否かを閾値判定しているた
め、刻々と変化する車両の走行方向により、走行路の境
界付近に位置する物標の判定結果が頻繁に反転するとい
う問題点があった。また、物標の方向の変化を判定し
て、走行路上の物標と他車線上の物標とを判別するレー
ダ検出装置では、物標が４０ｍ以上離れている場合、車
両の接近に伴う物標の方向変化が小さく、走行路上の物
標と他の車線上の物標とを正確に判別することが困難で
あるという問題点があった。

【０００７】特に、高速走行時には、車両の制動距離が
４０ｍを越えるため、数百ｍ程度の安全に停止し得る距
離において、走行路上の物標と他の車線上の物標とを確
実に判別することが要望される。さらに、ほぼ等速度で
走行する先行車と自車との相対距離はほとんど変化せ
ず、先行車と自車との接近は僅かである。したがって、
両車の接近に伴う方向の変化を検出することができず、
走行路上の先行車と他車線上の先行車とを判別できない
という問題点があった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めに、直進走行，旋回走行などの走行状況の変化に応じ
て進行方向の物標を検出しつつ、その物標が走行路上に
存在する確率を的確に判定する車両用レーダ検出装置を
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】図１は、請求項１〜３に
記載の発明に対応する原理ブロック図である。

【００１０】請求項１に記載の発明は、車両の進行方向
に測定波を送信し、その測定波の覆域内の物標において
生じる反射波を受信して、その物標の距離と方向とを求
めるレーダ測位手段１と、その車両が進行する走行路の
曲率半径を検出する曲率検出手段２と、レーダ測位手段
１により求められた物標の距離および方向を取り込み、
これらの距離および方向により求められる物標の位置
と、曲率検出手段２により検出された曲率半径を有する
円弧との間隔を算出する間隔算出手段３と、間隔算出手
段３により算出された間隔が小さいほど、走行路上に物
標が存在する確率を高く判定する判定手段４とを備えた
ことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の車両
用レーダ検出装置において、判定手段４は、予め定めら
れた第１のメンバーシップ関数に基づき、間隔算出手段
３により求められた間隔を第１の入力変数として、走行
路と物標との空間的な隔たりを示した第１のファジー変
数との適合度を算出する前件判定部と、予め定められた
制御規則に従い、第１のファジー変数に対応して、物標
が走行路上に存在する度合を示した第２のファジー変数
を求める制御規則部と、制御規則部により求められた第
２のファジー変数について、第１のファジー変数の適合
度で重み付けを行って補間し、その補間された値を物標
が走行路上に存在する確率とする後件判定部とを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２の車両用レーダ検出装置において、間隔算出手
段３は、レーダ測位手段１により求められた物標の距離
および方向を取り込み、これらの距離および方向が近い
物標を単一の物標とみなすグループ化手段を有し、この
グループ化手段により単一とみなされた物標およびその
他の物標について、これらの各位置と曲率検出手段２に
より検出された曲率半径を有する円弧との間隔を算出す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の車両用レーダ検出装置では、
レーダ測位手段１によって、車両の進行方向に位置する
物標の距離および方向が求められる。一方、曲率検出手
段２は、走行路の曲率半径を検出することにより、車両
が通過すると想定される円弧状の通行範囲を求める。

【００１４】間隔算出手段３は、この円弧から物標の位
置までの空間的な隔たりである間隔を算出する。判定手
段４では、この間隔が小さいほど、車両の通行範囲に物
標が位置する可能性が高いと判定し、走行路上に物標が
存在する確率を高く見積もる。したがって、このように
見積もられた確率の値を用いて、検出された物標に対す
る走行上の危険度が忠実に示される。

【００１５】請求項２に記載の車両用レーダ検出装置で
は、走行路と物標との空間的な隔たりを表現した第１の
ファジ変数が予め設定される。これら第１のファジー変
数（ファジー集合）は、円弧と物標との間隔を入力変数
として適合度を算出する第１のメンバーシップ関数によ
り定義づけられる。前件判定部では、この第１のメンバ
ーシップ関数に基づいて、間隔算出手段３により算出さ
れた間隔について、第１のファジー変数との適合度が算
出される。

【００１６】また、後件判定部では、走行路上に物標が
存在する度合を表現する第２のファジー変数が予め設定
される。

【００１７】制御規則部では、これらのファジー変数の
対応関係を予め定めた制御規則に基づいて、第１のファ
ジー変数に対応する第２のファジー変数を求める。後件
判定部では、このように求められた第２のファジー変数
について、各々に対応する第１のファジー変数の適合度
で重み付けを行って補間することにより、物標が走行路
上に存在する確率を算出する。

【００１８】このように、ファジー推論を用いて、物標
が走行路上に存在する確率を推論するので、検出された
物標に対する走行上の危険度が、人間の感覚に近づけて
判定される。

【００１９】請求項３に記載の車両用レーダ検出装置で
は、グループ化手段は、レーダ測位手段１により検出さ
れた物標の内で、距離および方向が近い物標を単一の物
標とみなし、物標を分類する。このように物標を分類す
ることにより、判定すべき物標の総数が減少し、判定に
要する演算処理その他の処理量が軽減される。

【００２０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、請求項１〜３に対応する実施例の構成を示す図
である。図において、車両１１の前側に配置されたレー
ダ送信部１２はマイクロプロセッサ１３の第１の入力端
子に接続され、レーダ送信部１２に隣接して配置される
レーダ受信部１４はマイクロプロセッサ１３の第２の入
力端子に接続される。

【００２１】車両１１のトランスミッションに配置され
た車速センサ１５はマイクロプロセッサ１３の第３の入
力端子に接続され、マイクロプロセッサ１３の第４の入
力端子は横加速度センサ１６に接続される。マイクロプ
ロセッサ１３の第１の出力端子は、車両１１の運転席に
配置された警報器１７に接続される。

【００２２】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、レーダ送信部１２，レーダ受信
部１４およびマイクロプロセッサ１３はレーダ測位手段
１に対応し、車速センサ１５，横加速度センサ１６およ
びマイクロプロセッサ１３は曲率検出手段２に対応し、
その他のマイクロプロセッサ１３の機能は間隔算出手段
３および判定手段４に対応する。

【００２３】図３は、本実施例の動作を示す流れ図であ
る。以下、これらの図を参照して本実施例の動作を説明
する。レーダ送信部１２は、車両１１の前方に電磁波を
掃引する。このように掃引された電磁波は、車両１１の
前方に位置する物標において反射され、レーダ受信部１
４により反射波として受信される。

【００２４】マイクロプロセッサ１３は、電磁波が物標
までの往復に要した伝搬時間に基づいて、車両１１から
物標までの距離Ｄを算出する。また、マイクロプロセッ
サ１３は、レーダ受信部１４によって電磁波が受信され
た時点における電磁波の送信方向に基づいて、物標の位
置する方向θを求める（ステップＳ１）。マイクロプロ
セッサ１３は、このように求められた物標の内、図４に
示すように方向θが隣接し、かつ距離Ｄの差が所定範囲
内である物標を単一の物標と判断して、これらの物標の
中央の距離Ｄと方向θを算出する（ステップＳ２）。

【００２５】車速センサ１５は、車両１１のトランスミ
ッション部におけるタイヤの回転数を計測して、車速Ｖ
を求める。また、横加速度センサ１６は、車両１１に作
用する横方向の加速度ａを計測する（ステップＳ３）。
マイクロプロセッサ１３は、このように検出された車速
Ｖおよび横加速度ａの値を取り込んで、Ｒ＝Ｖ²／ａ・・・（式１）に示す演算を行なうことにより、車両１１が進行する走
行路の曲率半径Ｒを算出する（ステップＳ４）。

【００２６】また、マイクロプロセッサ１３は、図５に
示すように、曲率半径Ｒを有する曲率円の円弧上におい
て車両１１から距離Ｄだけ離れた点を定め、Ｅｃ＝Ｄ²／２Ｒ・・・（式２）に示す演算を行うことにより、この点と車両１１の中心
線とのずれ量Ｅｃを算出する。

【００２７】さらに、マイクロプロセッサ１３は、Ｅｒ＝Ｄｓｉｎθ ・・・（式３）に示す演算を行うことにより、物標の位置と車両１１の
中心線とのずれ量Ｅｒを算出する。

【００２８】このように求められた中心ずれ量の差Ｅｃ
−Ｅｒが、物標と円弧との空間的な隔たりとして算出さ
れる（ステップＳ５）。ここで、図６に示すように、第
１のファジー変数として、物標と円弧との空間的な隔た
りを表現する「ほぼゼロ」，「正で大」などが、中心ず
れ量の差Ｅｃ−Ｅｒを入力変数とするメンバーシップ関
数を用いて予め設定される。

【００２９】また、図７に示すように、第２のファジー
変数として、物標が走行路上に存在する度合を表現する
「（存在する度合が）極めて高い」，「極めて低い」な
どが、確率の値を入力変数とするメンバーシップ関数を
用いて予め設定される。これらの第１のファジー変数お
よび第２のファジー変数の間には、図８に示すような制
御規則に基づいて、「（物標と円弧との空間的な隔たり
が）ほぼゼロ」ならば「（物標が走行路上に存在する度
合が）極めて高い」などの命題による対応付けがなされ
ている。

【００３０】以上の設定に基づいて、マイクロプロセッ
サ１３は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、第１のフ
ァジー変数の適合度で、対応した第２のファジー変数の
メンバーシップ関数の最大値を制限することにより、第
２のファジー変数を個別に重み付けする。このように最
大値が制限されたメンバーシップ関数全体の最大値をと
ることにより、図９（ｃ）に示すような、推論値の分布
を示すメンバーシップ関数が求められる。

【００３１】マイクロプロセッサ１３は、このメンバー
シップ関数の面積部分の重心を求め、物標が走行路上に
存在する確率の推論値とする。運転席の警報器１７は、
この推論値に応じて音量，周波数，回数，メッセージ，
メロディなどを変化させた警報音を発する。

【００３２】このように、本実施例のレーダ検出装置で
は、車両１１の通過が想定される円弧と物標との間隔に
基づいて物標が存在する確率を判定するので、直進走行
や旋回走行などの走行状況に応じて通行範囲内の物標を
検出しつつ、車両１１の通行範囲外に位置するガードレ
ールなどの誤検出を確実に防止することができる。ま
た、物標の相対的な方向変化を計測できない数百ｍ先の
物標に対しても、現在の走行路の曲率半径に基づいて、
走行路上に存在する確率を判定できるので、物標まで安
全に停止できる十分な距離をおいて、警報を発っするこ
とができる。

【００３３】さらに、ほぼ等速度で走行する先行車に対
しても、静止した障害物と同様に走行路上に存在する確
率を判定することができるので、同一車線上に位置する
先行車を的確に判別することができる。

【００３４】また、物標が走行路上に存在する確率に応
じて警報が変化するので、運転者は、物標に衝突する危
険の度合を判断することができる。特に、本実施例のレ
ーダ検出装置は、判定手段にファジー推論を適用したの
で、物標が走行路上に存在する度合を人間の感覚に合わ
せて柔軟に判定することができる。

【００３５】さらに、本実施例のレーダ検出装置では、
近接する物標が１つの物標とみなされるので、判定すべ
き物標の総数が減少し、演算処理その他の処理量を大幅
に軽減することができる。なお、本実施例では、物標の
位置を検出するために電磁波を使用しているが、それに
限定されるものではなく、物標に反射する測定波であれ
ばよいので、例えば、光、音波などを用いても良い。

【００３６】また、本実施例では、反射波の受信時にお
ける電磁波の送信方向に基づいて、物標の方向θを求め
ているが、それに限定されるものではなく、例えば、反
射波が受信された方向を物標の方向θとしても良い。さ
らに、本実施例では、車速Ｖおよび横加速度ａに基づい
て走行路の曲率半径を求めているが、車両１１のステア
リング角度を計測することにより走行路の曲率半径を求
めても良い。

【００３７】また、本実施例では、車両１１の進行方向
に対する物標の中心ずれ量と円弧の中心ずれ量との差Ｅ
ｃ−Ｅｒの値に基づいて、物標が走行路上に存在する確
率を推定しているが、円弧と物標との空間的な隔たりを
示す量を用いればよいので、例えば、円弧と物標との距
離に基づいて確率を推定したり、車両１１および物標を
結ぶ直線と円弧との交点を求め、この交点と物標との距
離に基づいて確率を推定しても良い。

【００３８】さらに、本実施例では、ファジー演算を行
って、物標が走行路上に存在する確率を算出している
が、それに限定されるものではなく、例えば、物標が走
行路上に存在する確率として、円弧と物標との空間的な
隔たりを示す量に対応する単調非増加な値を予め設定
し、このような対応関係に基づいて確率を求めても良
い。また、本実施例では、車両１１の前側にレーダ送信
部１２およびレーダ受信部１４を配置しているが、本発
明のレーダ検出装置は、車両１１の進行方向に位置する
物標を検出する装置なので、例えば、レーダ送信部１２
およびレーダ受信部１４を車両１１の後側に配置し、車
両１１の後進時に後方の物標を検出しても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明では、走行路の曲率半径を有する円弧と物標との間隔
に基づいて、走行路上に物標が存在する確率を判定して
いるので、直進走行，旋回走行その他の走行状況に応じ
て円弧の曲率半径が柔軟に変化し、物標が走行路上に存
在する確率を的確に判定することができる。

【００４０】また、車両の通過が想定される円弧と物標
との間隔に基づいて、車両の通行範囲内に位置する物標
のみを判定するので、車両の通行範囲外に位置するガー
ドレールなどの誤検出を確実に防止することができる。
さらに、物標の相対的な方向変化を計測できない遠方に
位置する物標に対しても、現在の走行路の曲率半径に基
づいて、走行路上にその物標が存在する確率を判定する
ことができる。

【００４１】したがって、高速道路のように見晴らしの
良い道路では、数百ｍ程度の安全に停止し得る距離をお
いて、走行路上の物標と他の車線上の物標とを判定する
ことができる。さらに、自車との相対距離が一定である
先行車に対しても、障害物と同様に走行路上に存在する
確率を判定することができるので、同一車線上に位置す
る先行車を的確に判別し、安全な車間距離を警報するこ
とができる。

【００４２】また、円弧と物標との間隔の変化に応じ
て、連続的に確率の値が変化するので、車両の走行状況
の変化によって判定結果が頻繁に反転することがなく、
確率の値に応じた警報を発生させることができる。請求
項２に記載の発明では、判定手段にファジー推論を適用
したので、円弧と物標との間隔の変化に応じて、物標が
走行路上に存在する可能性を人間の感覚に近づけて柔軟
に判定することができる。

【００４３】請求項３に記載の発明では、グループ化手
段により近接する物標が１つの物標とみなされるので、
判定すべき物標の総数が減少し、演算処理その他の処理
量が大幅に軽減されて、判定に要する時間が短縮され
る。このように本発明を搭載した車両は、走行状況の変
化に応じて進行方向の物標を確実に検出しつつ、その物
標が走行路上に存在する確率を的確に判定することがで
きるので、衝突事故を未然に防ぎ、車両走行の安全性を
大幅に高めることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３に記載の発明に対応する原理ブロ
ック図である。

【図２】請求項１〜３に対応する実施例の構成を示す図
である。

【図３】本実施例の動作を示す流れ図である。

【図４】物標の距離Ｄおよび方向θの一例を示す図であ
る。

【図５】本実施例の判定動作を説明する図である。

【図６】第１のファジー変数を示す図である。

【図７】第２のファジー変数を示す図である。

【図８】制御規則を示す図である。

【図９】ファジー推論の過程を示す図である。

【符号の説明】

１レーダ測位手段２曲率検出手段３間隔算出手段４判定手段１１車両１２レーダ送信部１３マイクロプロセッサ１４レーダ受信部１５車速センサ１６横加速度センサ１７警報器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向に測定波を送信し、その
測定波の覆域内の物標において生じた反射波を受信し
て、その物標の距離と方向とを求めるレーダ測位手段
と、前記車両が進行する走行路の曲率半径を検出する曲率検
出手段と、前記レーダ測位手段により求められた前記物標の距離お
よび方向を取り込み、これらの距離および方向により求
められる前記物標の位置と、前記曲率検出手段により検
出された曲率半径を有する円弧との間隔を算出する間隔
算出手段と、前記間隔算出手段により算出された間隔が小さいほど、
前記走行路上に前記物標が存在する確率を高く判定する
判定手段とを備えたことを特徴とする車両用レーダ検出
装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両用レーダ検出装置
において、前記判定手段は、予め定められた第１のメンバーシップ関数に基づき、前
記間隔算出手段により求められた間隔を第１の入力変数
として、前記走行路と前記物標との空間的な隔たりを示
した第１のファジー変数との適合度を算出する前件判定
部と、予め定められた制御規則に従い、前記第１のファジー変
数に対応して、物標が走行路上に存在する度合を示した
第２のファジー変数を求める制御規則部と、前記制御規則部により求められた第２のファジー変数に
ついて、前記第１のファジー変数の適合度で重み付けを
行って補間し、その補間された値を前記物標が前記走行
路上に存在する確率とする後件判定部とを備えたことを
特徴とする車両用レーダ検出装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用
レーダ検出装置において、前記間隔算出手段は、前記レーダ測位手段により求められた物標の距離および
方向を取り込み、これらの距離および方向が近い物標を
単一の物標とみなすグループ化手段を有し、前記グループ化手段により単一とみなされた物標および
その他の物標について、これらの位置と前記曲率検出手
段により検出された曲率半径を有する円弧との間隔を算
出することを特徴とする車両用レーダ検出装置。