JPH10325869A - 車両用レーダ装置及びこれを用いた自動走行制御システム - Google Patents
車両用レーダ装置及びこれを用いた自動走行制御システムInfo
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- JPH10325869A JPH10325869A JP9151652A JP15165297A JPH10325869A JP H10325869 A JPH10325869 A JP H10325869A JP 9151652 A JP9151652 A JP 9151652A JP 15165297 A JP15165297 A JP 15165297A JP H10325869 A JPH10325869 A JP H10325869A
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕安価な車両の自動走行制御システムの実現など
に適した多機能の車両用レーダ装置を提供する。 〔構成〕路肩を含む領域にビームを送信し反射波を受信
するレーダヘッドと、さのレーダヘッドが受信した反射
波に基づき自車両の車道上の幅方向の位置を検出する位
置検出手段とを備える。好適には、上記ビームの送信方
向は車線の中心線に平行な方向から所定の角度θだけ路
肩側に回転せしめられており、受信した反射波から路肩
上の反射体との距離Ｌが検出され、この距離いと確度θ
とから自車両の車道上の幅方向の位置Ｘｄが検出され
る。
に適した多機能の車両用レーダ装置を提供する。 〔構成〕路肩を含む領域にビームを送信し反射波を受信
するレーダヘッドと、さのレーダヘッドが受信した反射
波に基づき自車両の車道上の幅方向の位置を検出する位
置検出手段とを備える。好適には、上記ビームの送信方
向は車線の中心線に平行な方向から所定の角度θだけ路
肩側に回転せしめられており、受信した反射波から路肩
上の反射体との距離Ｌが検出され、この距離いと確度θ
とから自車両の車道上の幅方向の位置Ｘｄが検出され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ミリ波帯の電波やレー
ザ光線などを用いたレーダ装置と、このレーダ装置を用
いて先行車両との車間距離や自車両の走行中の道路の幅
方向の位置を検出し、自車両の走行速度や幅方向の位置
をステアリングによって制御する自動走行制御システム
に関するものである。
ザ光線などを用いたレーダ装置と、このレーダ装置を用
いて先行車両との車間距離や自車両の走行中の道路の幅
方向の位置を検出し、自車両の走行速度や幅方向の位置
をステアリングによって制御する自動走行制御システム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】追突や衝突防止用警報装置などへの応用
を目的として、ミリ波帯の電波やレーザ光線を用いた車
載用のレーダシステムが開発されてきた。この車載用レ
ーダシステムでは、電波や光線のビームの幅を広くし過
ぎると、先行車両など警報の対象とする真の障害物だけ
でなく、ガードレールなど警報の対象としない路肩上の
構築物を偽の障害物として検出してしまう。
を目的として、ミリ波帯の電波やレーザ光線を用いた車
載用のレーダシステムが開発されてきた。この車載用レ
ーダシステムでは、電波や光線のビームの幅を広くし過
ぎると、先行車両など警報の対象とする真の障害物だけ
でなく、ガードレールなど警報の対象としない路肩上の
構築物を偽の障害物として検出してしまう。
【０００３】このような路肩上の構築物を検出しないよ
う、ビームの幅は適当な大きさとなるように絞られる。
しかしながら、ビームの幅を絞った場合でもカーブを走
行する際には前方のガードレールが車両の正面に出現す
るためこれからの反射波の検出は避けられない。この場
合、一定の間隔で配列されたリフレクターからの反射波
を含むことなど反射波の特徴に基づきこれがガードレー
ルからの反射波であることが識別され、警報対象から除
外される。
う、ビームの幅は適当な大きさとなるように絞られる。
しかしながら、ビームの幅を絞った場合でもカーブを走
行する際には前方のガードレールが車両の正面に出現す
るためこれからの反射波の検出は避けられない。この場
合、一定の間隔で配列されたリフレクターからの反射波
を含むことなど反射波の特徴に基づきこれがガードレー
ルからの反射波であることが識別され、警報対象から除
外される。
【０００４】上記車両用レーダ装置の普及に伴い、この
車両用レーダ装置で検出した先行車両との車間距離を安
全車間距離に保つように自車両の速度や舵角を自動的に
制御するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control)システムが
普及しつつある。このＡＣＣシステムは、ＣＤーＲＯＭ
による電子化道路地図の再生装置や、ＧＰＳ受信機など
の自車両の位置決め装置を含むナビゲーションシステム
などと組合されている。
車両用レーダ装置で検出した先行車両との車間距離を安
全車間距離に保つように自車両の速度や舵角を自動的に
制御するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control)システムが
普及しつつある。このＡＣＣシステムは、ＣＤーＲＯＭ
による電子化道路地図の再生装置や、ＧＰＳ受信機など
の自車両の位置決め装置を含むナビゲーションシステム
などと組合されている。
【０００５】上記ＡＣＣシステムによる走行速度の適応
制御機能に加えて、操舵に関する自動制御機能を追加す
るには、自車両が車線内のどの位置を走行しているかと
いう車道上の自車両の位置を検出する必要がある。ま
た、特開平８ー１６９９４号公報などには、ＣＣＤカメ
ラで車線の境界線を検出し、自車両の走行車線からの逸
脱状態が所定時間にわたって持続した場合には、ドライ
バーに警報を発する技術が開示されている。この従来の
技術を利用して、車両の中心を車線の中心に合致させる
ように、自動操舵機能を実現することができる。
制御機能に加えて、操舵に関する自動制御機能を追加す
るには、自車両が車線内のどの位置を走行しているかと
いう車道上の自車両の位置を検出する必要がある。ま
た、特開平８ー１６９９４号公報などには、ＣＣＤカメ
ラで車線の境界線を検出し、自車両の走行車線からの逸
脱状態が所定時間にわたって持続した場合には、ドライ
バーに警報を発する技術が開示されている。この従来の
技術を利用して、車両の中心を車線の中心に合致させる
ように、自動操舵機能を実現することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記カメラを利用する
自動操舵機能は、先行車両との車間距離の検出に必要な
レーダ装置の他に、比較的高価な画像処理装置を別途に
必要とするためＡＣＣシステム全体が高価になるという
問題がある。従って、本発明の目的は、先行車両との車
間距離の検出機能に加えて、車道上の自車両の位置の検
出機能を備えた車両用レーダ装置を提供することによ
り、ＡＣＣシステムの低廉化を図ることにある。
自動操舵機能は、先行車両との車間距離の検出に必要な
レーダ装置の他に、比較的高価な画像処理装置を別途に
必要とするためＡＣＣシステム全体が高価になるという
問題がある。従って、本発明の目的は、先行車両との車
間距離の検出機能に加えて、車道上の自車両の位置の検
出機能を備えた車両用レーダ装置を提供することによ
り、ＡＣＣシステムの低廉化を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の車両用レーダ装置は、路肩を含む領域に
ビームを送信し反射波を受信するレーダヘッドと、この
レーダヘッドが受信した反射波に基づき車道上の自車両
の位置を検出する幅方向の位置検出手段とを備えてい
る。
決する本発明の車両用レーダ装置は、路肩を含む領域に
ビームを送信し反射波を受信するレーダヘッドと、この
レーダヘッドが受信した反射波に基づき車道上の自車両
の位置を検出する幅方向の位置検出手段とを備えてい
る。
【０００８】上記車両用レーダ装置を用いた本発明のＡ
ＣＣシステムは、上記レーダ装置で検出した自車両の車
道上の幅方向の位置をほぼ車線の中央に一致させるよう
に自動操舵を行う制御手段を備えている。
ＣＣシステムは、上記レーダ装置で検出した自車両の車
道上の幅方向の位置をほぼ車線の中央に一致させるよう
に自動操舵を行う制御手段を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態によれ
ば、路肩を含む領域に車線の中心線に平行な方向から所
定の角度θだけ路肩側に回転させてビームを送信し反射
波を受信するレーダヘッドと、このレーダヘッドが受信
した反射波から自車両と路肩上の反射体との距離Ｌを検
出し、この検出した距離Ｌと上記所定の角度θとから自
車両の車道上の幅方向の位置Ｘｄを検出する位置検出手
段とを備えている。
ば、路肩を含む領域に車線の中心線に平行な方向から所
定の角度θだけ路肩側に回転させてビームを送信し反射
波を受信するレーダヘッドと、このレーダヘッドが受信
した反射波から自車両と路肩上の反射体との距離Ｌを検
出し、この検出した距離Ｌと上記所定の角度θとから自
車両の車道上の幅方向の位置Ｘｄを検出する位置検出手
段とを備えている。
【００１０】本発明の更に好適な実施の形態によれば、
上記反射波は、上記路肩上に離散的に配列されたリフレ
クターその他の構築物による複数の反射体によって生じ
た成分から成り、上記レーダヘッドが受信した反射波に
対して、この反射波に含まれる各成分の伝播損失をほぼ
等しくするための増幅が行われ、この増幅後の反射波に
含まれる最大振幅の成分がビームの中心に位置する反射
体による成分として検出され、このビームの中心に位置
する反射体と自車両との距離が前記距離Ｌとして算定さ
れる。
上記反射波は、上記路肩上に離散的に配列されたリフレ
クターその他の構築物による複数の反射体によって生じ
た成分から成り、上記レーダヘッドが受信した反射波に
対して、この反射波に含まれる各成分の伝播損失をほぼ
等しくするための増幅が行われ、この増幅後の反射波に
含まれる最大振幅の成分がビームの中心に位置する反射
体による成分として検出され、このビームの中心に位置
する反射体と自車両との距離が前記距離Ｌとして算定さ
れる。
【００１１】本発明の更に好適な実施の形態によれば、
自車両が走行中の車道の路肩の幅を推測し、あるいは設
定値や電子化道路地図から自動的に読取り、この路肩の
幅を上記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車線
の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段を
更に備えている。
自車両が走行中の車道の路肩の幅を推測し、あるいは設
定値や電子化道路地図から自動的に読取り、この路肩の
幅を上記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車線
の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段を
更に備えている。
【００１２】本発明の更に好適な実施の形態によれば、
自車両が走行中の車線の幅を推測し、あるいは設定値や
電子化道路地図から自動的に読取り、この車線の幅の整
数値を上記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車
線の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段
を更に備えている。
自車両が走行中の車線の幅を推測し、あるいは設定値や
電子化道路地図から自動的に読取り、この車線の幅の整
数値を上記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車
線の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段
を更に備えている。
【００１３】
【実施例】図２は、本発明の一実施例の車両用レーダ装
置２０の構成をＡＣＣシステム１０との関連と共に示す
機能ブロック図である。この車両用レーダシステム２０
はＦＭレーダヘッド２１と、送受共用アンテナ２２ａ，
２２ｂと、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）２３と、デ
ィジタル処理装置（ＤＳＰ）２４とから構成されてい
る。
置２０の構成をＡＣＣシステム１０との関連と共に示す
機能ブロック図である。この車両用レーダシステム２０
はＦＭレーダヘッド２１と、送受共用アンテナ２２ａ，
２２ｂと、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）２３と、デ
ィジタル処理装置（ＤＳＰ）２４とから構成されてい
る。
【００１４】上記実施例のレーダ装置２０との間でデー
タを授受しながら動作するＡＣＣシステム１０は、演算
部１１、ＧＰＳ受信機１２、ＧＰＳ補正データ受信機１
３、電子化地図データ１４、車速センサやヨーレイトセ
ンサやステアリグ・センサなどを含む各種センサ１５ａ
〜１５ｎ、スロットルやブレーキやステアリグなどへの
駆動機構を含む各種アクチュエータ１６ａ〜１６ｍ、キ
ー入力部１７及び表示・出力部１８から構成されてい
る。
タを授受しながら動作するＡＣＣシステム１０は、演算
部１１、ＧＰＳ受信機１２、ＧＰＳ補正データ受信機１
３、電子化地図データ１４、車速センサやヨーレイトセ
ンサやステアリグ・センサなどを含む各種センサ１５ａ
〜１５ｎ、スロットルやブレーキやステアリグなどへの
駆動機構を含む各種アクチュエータ１６ａ〜１６ｍ、キ
ー入力部１７及び表示・出力部１８から構成されてい
る。
【００１５】ＡＣＣシステム１０において、ＧＰＳ受信
機１２で衛星から受信した航法メッセージと、補正デー
タ受信機１３で受信したＧＰＳ補正データとから自車両
の位置が算定され、演算部１１に通知される。演算部１
１は、ＧＰＳ受信機１２から通知された自車両の位置を
電子化地図データ再生部１４に通知し、この再生部１４
は通知された自車両の位置を含む電子化地図データの一
部をＣＤーＲＯＭから再生し演算部１１に転送する。こ
の電子化地図データは、演算部１１における演算のため
のデータとして使用されると共に、表示・出力部１８に
転送され、液晶表示パネルなどで構成される表示装置に
表示される。
機１２で衛星から受信した航法メッセージと、補正デー
タ受信機１３で受信したＧＰＳ補正データとから自車両
の位置が算定され、演算部１１に通知される。演算部１
１は、ＧＰＳ受信機１２から通知された自車両の位置を
電子化地図データ再生部１４に通知し、この再生部１４
は通知された自車両の位置を含む電子化地図データの一
部をＣＤーＲＯＭから再生し演算部１１に転送する。こ
の電子化地図データは、演算部１１における演算のため
のデータとして使用されると共に、表示・出力部１８に
転送され、液晶表示パネルなどで構成される表示装置に
表示される。
【００１６】演算部１１は、車速センサ１５ａなどの各
種のセンサから入力される自車両の走行状態を示す各種
のデータを、ＧＰＳ受信機で検出された自車両の位置
や、再生された地図データとの関連において処理するこ
とにより、走行状態を制御するための各種の制御データ
を作成し、これらをスロットル弁１６ａなどを含む各種
のアクチュエータに出力することにより自動走行制御を
行う。この際、演算部１１は、レーダ装置２０で検出さ
れ通知される先行車両との車間距離を上記自車両の走行
状態などに応じて決定される安全車間距離に保つと共
に、レーダ装置２０で検出され通知される車道上の自車
両の位置が走行中の車線（レーン）のほぼ中央に位置す
るように操舵角の制御を行う。
種のセンサから入力される自車両の走行状態を示す各種
のデータを、ＧＰＳ受信機で検出された自車両の位置
や、再生された地図データとの関連において処理するこ
とにより、走行状態を制御するための各種の制御データ
を作成し、これらをスロットル弁１６ａなどを含む各種
のアクチュエータに出力することにより自動走行制御を
行う。この際、演算部１１は、レーダ装置２０で検出さ
れ通知される先行車両との車間距離を上記自車両の走行
状態などに応じて決定される安全車間距離に保つと共
に、レーダ装置２０で検出され通知される車道上の自車
両の位置が走行中の車線（レーン）のほぼ中央に位置す
るように操舵角の制御を行う。
【００１７】レーダ装置２０は、主として先行車両との
車間距離を検出するのに使用される送受共用アンテナ２
２ａと、主として車道上の自車両の位置を検出するのに
使用される送受共用のアンテナ２２ｂとを備えている。
送受共用のアンテナ２２ｂからは、車両の前方の路肩を
含む領域にＦＭ信号のビームが放射され、反射波が受信
される。
車間距離を検出するのに使用される送受共用アンテナ２
２ａと、主として車道上の自車両の位置を検出するのに
使用される送受共用のアンテナ２２ｂとを備えている。
送受共用のアンテナ２２ｂからは、車両の前方の路肩を
含む領域にＦＭ信号のビームが放射され、反射波が受信
される。
【００１８】図１（ａ）は、送受共用のアンテナ２２ｂ
から車両の前方の路肩を含む領域に電波のビームが放射
される様子を例示している。この電波は、例えば、ミリ
波帯のＦＭ信号から成ると共に、θｗの広がり角を有し
ており、ビームの中心が車道の中心線に平行な自車両の
進行方向からθだけ路肩側に回転せしめられている。路
肩の外縁部には、通常リフレクター（反射板）Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ・・などの構築物が一定の周期で配列されて
いる。
から車両の前方の路肩を含む領域に電波のビームが放射
される様子を例示している。この電波は、例えば、ミリ
波帯のＦＭ信号から成ると共に、θｗの広がり角を有し
ており、ビームの中心が車道の中心線に平行な自車両の
進行方向からθだけ路肩側に回転せしめられている。路
肩の外縁部には、通常リフレクター（反射板）Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ・・などの構築物が一定の周期で配列されて
いる。
【００１９】リフレクターで反射され送受共用アンテナ
２２ｂで受信された反射ＦＭビームは、ＦＭレーダヘッ
ド２１でローカルＦＭ信号と混合されて低周波のビート
信号に変換される。この低周波のビート信号は、ＦＭレ
ーダヘッド２１から後段の高速フーリエ変換回路２３に
転送され、図１の（ｂ）に例示するような周波数スペク
トルに変換される。図１の（ｂ）において、横軸は各リ
フレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・からの反射波によっ
て発生したビート信号の周波数、従って、各リフレクタ
ーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅまでの距離を示しており、縦軸
は、各リフレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・からの反射
波の振幅のレベルを示している。
２２ｂで受信された反射ＦＭビームは、ＦＭレーダヘッ
ド２１でローカルＦＭ信号と混合されて低周波のビート
信号に変換される。この低周波のビート信号は、ＦＭレ
ーダヘッド２１から後段の高速フーリエ変換回路２３に
転送され、図１の（ｂ）に例示するような周波数スペク
トルに変換される。図１の（ｂ）において、横軸は各リ
フレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・からの反射波によっ
て発生したビート信号の周波数、従って、各リフレクタ
ーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅまでの距離を示しており、縦軸
は、各リフレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・からの反射
波の振幅のレベルを示している。
【００２０】リフレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・の順
に、車両からの距離が増大するために、放射されたビー
ムとその反射波の伝播損失が同順に増大してそのレベル
が減少する。この距離に依存する伝播損失を補償するよ
うに、図１の（ｃ）に示すように、周波数（距離）が増
大するほど受信反射波に対する増幅利得を増大させる。
このことは、全てのリフレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・
・が車両から等距離に存在するという仮想的な状態のも
とで得られるはずのビート信号の周波数スペクトルに変
換することを意味する。
に、車両からの距離が増大するために、放射されたビー
ムとその反射波の伝播損失が同順に増大してそのレベル
が減少する。この距離に依存する伝播損失を補償するよ
うに、図１の（ｃ）に示すように、周波数（距離）が増
大するほど受信反射波に対する増幅利得を増大させる。
このことは、全てのリフレクターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・
・が車両から等距離に存在するという仮想的な状態のも
とで得られるはずのビート信号の周波数スペクトルに変
換することを意味する。
【００２１】この伝播損失を各リフレクターからの反射
波についてほぼ等しくなるように補償することにより、
図１の（ｄ）に例示するようなビート信号の周波数スペ
クトルが得られる。この反射波から得られるビート信号
の周波数スペクトルは、ビームの周辺部からその中央部
に接近するにつれて放射される電波のレベルが増大する
という、アンテナ２２ｂの指向性を反映したものとな
る。図１の（ｄ）から、最大レベルの周波数成分が照射
ビームの中央部分に位置するリフレクター（この例で
は、リフレクターＣ）からの反射波であることを意味し
ている。
波についてほぼ等しくなるように補償することにより、
図１の（ｄ）に例示するようなビート信号の周波数スペ
クトルが得られる。この反射波から得られるビート信号
の周波数スペクトルは、ビームの周辺部からその中央部
に接近するにつれて放射される電波のレベルが増大する
という、アンテナ２２ｂの指向性を反映したものとな
る。図１の（ｄ）から、最大レベルの周波数成分が照射
ビームの中央部分に位置するリフレクター（この例で
は、リフレクターＣ）からの反射波であることを意味し
ている。
【００２２】自車両からリフレクターＣまでの車道上の
幅方向の距離をＬｃとおくと、 Xd＝Lc・ sinθ ・・・（１） で与えられる。路肩の幅をｄとすれば、自車線の路肩側
の外縁からの距離Ｘｗは、 Xw＝ Xd −ｄ ＝Lc・ sinθ−ｄ ・・・（２） で与えられる。
幅方向の距離をＬｃとおくと、 Xd＝Lc・ sinθ ・・・（１） で与えられる。路肩の幅をｄとすれば、自車線の路肩側
の外縁からの距離Ｘｗは、 Xw＝ Xd −ｄ ＝Lc・ sinθ−ｄ ・・・（２） で与えられる。
【００２３】片側複数車線の車道において、各車線の幅
がＤで、ｎが自然数の場合、Ｘｗ＞ｎ・Ｄ であれば、
自車線の路肩側の境界線からの距離Ｘｗは、 Xw＝ Xd −ｄ− n・D ＝Lc・ sinθ−ｄ− n・D ・・・（３） で与えられる。
がＤで、ｎが自然数の場合、Ｘｗ＞ｎ・Ｄ であれば、
自車線の路肩側の境界線からの距離Ｘｗは、 Xw＝ Xd −ｄ− n・D ＝Lc・ sinθ−ｄ− n・D ・・・（３） で与えられる。
【００２４】上記（２）式や（３）式の路肩の幅ｄや車
線の幅Ｄは、典型的な値で近似することもできるし、Ａ
ＣＣシステム１０内に電子化地図データとして記録して
おき自車両の走行位置に相当する値を読出してくること
もできるし、あるいは、ドライバーが道路の様子を見て
判断した数字をキー入力することもできる。
線の幅Ｄは、典型的な値で近似することもできるし、Ａ
ＣＣシステム１０内に電子化地図データとして記録して
おき自車両の走行位置に相当する値を読出してくること
もできるし、あるいは、ドライバーが道路の様子を見て
判断した数字をキー入力することもできる。
【００２５】図１の例は、自車両の進行方向が路肩と平
行な場合であったが、短期的には、この平行の関係が崩
れる場合がある。この場合の、算定方法を図３を参照し
ながら説明する。図３は、自車両の進行方向が車線の中
心線から角度θoff だけ路肩側に回転した場合を例示し
ている。
行な場合であったが、短期的には、この平行の関係が崩
れる場合がある。この場合の、算定方法を図３を参照し
ながら説明する。図３は、自車両の進行方向が車線の中
心線から角度θoff だけ路肩側に回転した場合を例示し
ている。
【００２６】自車両からビームの中心部と外縁部に存在
するリフレクターＭ，Ｓまでの距離をＲｍ、Ｒｓとお
く。リフレクターＭ，Ｓから自車両の中心線を延長した
線分上に下ろした垂線ＭＪ，ＳＫの長さをそれぞれＬ
ｍ，Ｌｓとおくと、 Lm ＝Rm・ sinθ ・・・（４） Ls ＝Rs・ sinθw ・・・（５） を得る。
するリフレクターＭ，Ｓまでの距離をＲｍ、Ｒｓとお
く。リフレクターＭ，Ｓから自車両の中心線を延長した
線分上に下ろした垂線ＭＪ，ＳＫの長さをそれぞれＬ
ｍ，Ｌｓとおくと、 Lm ＝Rm・ sinθ ・・・（４） Ls ＝Rs・ sinθw ・・・（５） を得る。
【００２７】リフレクターＭから垂線ＳＫ上に垂線を下
ろし、これをＭＴとすれば、四辺形ＭＴＫＪは長方形で
なる。この結果、対辺ＭＴとＪＫとは平行となり、角
（ＳＭＴ）はθoff となる。これから、 tan θoff ＝線分MT／線分ST ・・・（６） を得る。
ろし、これをＭＴとすれば、四辺形ＭＴＫＪは長方形で
なる。この結果、対辺ＭＴとＪＫとは平行となり、角
（ＳＭＴ）はθoff となる。これから、 tan θoff ＝線分MT／線分ST ・・・（６） を得る。
【００２８】また、 線分ST＝Ls−Ｌm ＝Rs・ sinθw −Rm・ sinθ ・・・（７） 線分MT＝Rm・ cosθ−Rs・cos θｗ ・・・（８） の関係が成立する。従って、（６）式乃至（７）式か
ら、 θoff ＝tan ー1(Rs ・ sinθw −Rm・ sinθ)/(Rm ・ cosθ−Rs・ cosθw) ・・・（９） 従って、（１）式乃至（３）のθに（９）式から算定さ
れるθoff を加算したθ＋θoff を代入すると共に、Lc
をRmで置換すればよい。
ら、 θoff ＝tan ー1(Rs ・ sinθw −Rm・ sinθ)/(Rm ・ cosθ−Rs・ cosθw) ・・・（９） 従って、（１）式乃至（３）のθに（９）式から算定さ
れるθoff を加算したθ＋θoff を代入すると共に、Lc
をRmで置換すればよい。
【００２９】次に、カーブの箇所において自車両の車道
上の位置を検出する方法を図４を参照しながら説明す
る。まず、ディジタル信号処理部２４は自車両の位置を
原点とする直交（ｘ，ｙ）座標を想定すると共に、道路
の曲率半径Ｒの通知を、ＡＣＣシステム１０に要求す
る。ＡＣＣシステム１０の演算部１１は、対応のセンサ
が検出した車速とヨーレイトとから演算するか、あるい
は、電子化地図データから読取った道路の曲率半径Ｒ
を、車両用レーダ装置２０のディジタル信号処理部２４
に通知する。
上の位置を検出する方法を図４を参照しながら説明す
る。まず、ディジタル信号処理部２４は自車両の位置を
原点とする直交（ｘ，ｙ）座標を想定すると共に、道路
の曲率半径Ｒの通知を、ＡＣＣシステム１０に要求す
る。ＡＣＣシステム１０の演算部１１は、対応のセンサ
が検出した車速とヨーレイトとから演算するか、あるい
は、電子化地図データから読取った道路の曲率半径Ｒ
を、車両用レーダ装置２０のディジタル信号処理部２４
に通知する。
【００３０】ディジタル信号処理部２４は、ＡＣＣシス
テム１０から通知された道路の曲率半径Ｒに基づき、自
車両の推定走行軌跡を次式で近似する。 （ｘ−R ）2 ＋ｙ2 ＝ R2 ・・・(10) また、路肩上のリフレクター群の軌跡を次式で近似す
る。 （ｘ−R ＋Xd )2 ＋ｙ2 ＝ R2 ・・・(11)
テム１０から通知された道路の曲率半径Ｒに基づき、自
車両の推定走行軌跡を次式で近似する。 （ｘ−R ）2 ＋ｙ2 ＝ R2 ・・・(10) また、路肩上のリフレクター群の軌跡を次式で近似す
る。 （ｘ−R ＋Xd )2 ＋ｙ2 ＝ R2 ・・・(11)
【００３１】ディジタル信号処理部２４は、自車両の正
面を向いて設置されているアンテナ２２ａからビームを
放射させ、既に説明した方法に従って、ビームの中心の
リフレクターＣＣまでの距離Y を算定する。リフレクタ
ーＣＣの位置（0,Y)が上記(11)式で与えられるリフレク
ター群の軌跡上に存在することから、 （−R ＋Xd）2 ＋ Y2 ＝R2 ・・・(12) を得る。(12)式を解いて、路肩の縁から計った車道上の
位置Ｘｄとして、 Xd＝ R−（ R2 − Y2 ）1/2 ・・・(13) を得る。
面を向いて設置されているアンテナ２２ａからビームを
放射させ、既に説明した方法に従って、ビームの中心の
リフレクターＣＣまでの距離Y を算定する。リフレクタ
ーＣＣの位置（0,Y)が上記(11)式で与えられるリフレク
ター群の軌跡上に存在することから、 （−R ＋Xd）2 ＋ Y2 ＝R2 ・・・(12) を得る。(12)式を解いて、路肩の縁から計った車道上の
位置Ｘｄとして、 Xd＝ R−（ R2 − Y2 ）1/2 ・・・(13) を得る。
【００３２】図４では、ビームの中心に位置するリフレ
クターＣＣの位置を、車両の正面に向けて放射するビー
ムを用いて検出する例を示した。車両の正面からθだけ
路肩側に回転した方向に照射されるビームを用いてその
中心に位置するリフレクターＣＣを検出する例を、図５
を参照しながら説明する。
クターＣＣの位置を、車両の正面に向けて放射するビー
ムを用いて検出する例を示した。車両の正面からθだけ
路肩側に回転した方向に照射されるビームを用いてその
中心に位置するリフレクターＣＣを検出する例を、図５
を参照しながら説明する。
【００３３】既に説明したように、ビームの中心に位置
するリフレクターＣＣまでの距離を検出し、これを Yと
する。このＣＣの座標（X'，Y'）とすれば、 X' ＝Y ・ sinθ、Y'＝Y ・ cosθ ・・・(14) これを（１１）式に代入すると、 ( Y・sin θ−R ＋Xd )2 ＋ ( Y・cos θ)2＝R2 ・・・(15) （15) 式を解いて、 Xｄ＝( R − Y・sin θ) −〔 R2 −( Y ・cos θ)2〕1/2 ・・・(16) を得る。
するリフレクターＣＣまでの距離を検出し、これを Yと
する。このＣＣの座標（X'，Y'）とすれば、 X' ＝Y ・ sinθ、Y'＝Y ・ cosθ ・・・(14) これを（１１）式に代入すると、 ( Y・sin θ−R ＋Xd )2 ＋ ( Y・cos θ)2＝R2 ・・・(15) （15) 式を解いて、 Xｄ＝( R − Y・sin θ) −〔 R2 −( Y ・cos θ)2〕1/2 ・・・(16) を得る。
【００３４】図６は、自車両の前方に同一あるいは異な
る指向性の複数本のビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３を放射し、
反射波を受信する電子走査の一種であるマルチビーム式
の車両用レーダ装置の実施例を示している。このマルチ
ビーム式の車両用レーダ装置では、対応の反射波を受信
して車道上の幅方向の位置に関する情報を各ビームごと
に独立に取得し、この後、各ビームの情報を統合するこ
とにより、高精度で高確度の位置情報の検出が行われ
る。
る指向性の複数本のビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３を放射し、
反射波を受信する電子走査の一種であるマルチビーム式
の車両用レーダ装置の実施例を示している。このマルチ
ビーム式の車両用レーダ装置では、対応の反射波を受信
して車道上の幅方向の位置に関する情報を各ビームごと
に独立に取得し、この後、各ビームの情報を統合するこ
とにより、高精度で高確度の位置情報の検出が行われ
る。
【００３５】上述した車両用レーダ装置では、自車両を
原点とする相対的な直交（ｘ，ｙ）座標を設定すること
により、自車両の車道上の幅方向の位置決めを行った。
これに対して、図７に例示するように、自車両の近傍の
適宜な点を原点とする絶対的な直交（ｘ，ｙ）座標を設
定すると共に、時間の経過と共に変化する自車両の位置
〇、△、□、▽と、これら各自車両の位置で検出した路
肩上の複数のリフレクターの位置●、▲、■、▼につい
て最小２乗法などの統計的処理を施すことにより、高精
度、高確度の自車両の走行軌跡と路肩の軌跡とを得、こ
れらの軌跡に基づいて自車両の車道上の幅方向の位置を
算定する構成を採用することもできる。
原点とする相対的な直交（ｘ，ｙ）座標を設定すること
により、自車両の車道上の幅方向の位置決めを行った。
これに対して、図７に例示するように、自車両の近傍の
適宜な点を原点とする絶対的な直交（ｘ，ｙ）座標を設
定すると共に、時間の経過と共に変化する自車両の位置
〇、△、□、▽と、これら各自車両の位置で検出した路
肩上の複数のリフレクターの位置●、▲、■、▼につい
て最小２乗法などの統計的処理を施すことにより、高精
度、高確度の自車両の走行軌跡と路肩の軌跡とを得、こ
れらの軌跡に基づいて自車両の車道上の幅方向の位置を
算定する構成を採用することもできる。
【００３６】以上、ＦＭレーダ方式を採用した場合を例
にとって本発明を説明した。しかしながら、パルス状の
電波を路肩を含む領域に放射し、各リフレクターからの
反射波を受信するパルスレーダ方式を採用することもで
きる。この場合、各リフレクターからのパルス状の反射
波を時間と共に増幅利得が増大する増幅器で増幅された
のち時間軸上に配列され、このうちの最大振幅のパルス
の位置から放射ビームの中心に位置するリフレクターま
での距離が算定される。
にとって本発明を説明した。しかしながら、パルス状の
電波を路肩を含む領域に放射し、各リフレクターからの
反射波を受信するパルスレーダ方式を採用することもで
きる。この場合、各リフレクターからのパルス状の反射
波を時間と共に増幅利得が増大する増幅器で増幅された
のち時間軸上に配列され、このうちの最大振幅のパルス
の位置から放射ビームの中心に位置するリフレクターま
での距離が算定される。
【００３７】また、電波のビームを放射する場合を例示
した。しかしながら、鈍い指向性のパルス状のレーザビ
ームを放射し反射波を受信したり、鋭い指向性のパルス
状のレーザビームを適宜な角度範囲走査して放射し反射
波を受信したりすることにより、自車両の車道上の幅方
向の位置を検出する構成とすることもできる。
した。しかしながら、鈍い指向性のパルス状のレーザビ
ームを放射し反射波を受信したり、鋭い指向性のパルス
状のレーザビームを適宜な角度範囲走査して放射し反射
波を受信したりすることにより、自車両の車道上の幅方
向の位置を検出する構成とすることもできる。
【００３８】さらに、ビームの走査方式は電子式だけに
限定されず機械式走査でもよい。また、本発明のレーダ
装置で検出した道路の幅方向の位置と、カメラで検出し
た幅方向の位置とを照合することにより一層高精度の幅
方向の位置検出を行う構成とすることもできる。
限定されず機械式走査でもよい。また、本発明のレーダ
装置で検出した道路の幅方向の位置と、カメラで検出し
た幅方向の位置とを照合することにより一層高精度の幅
方向の位置検出を行う構成とすることもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
両用レーダ装置によれば、路肩を含む領域にビームを送
信し反射波を受信するレーダヘッドと、このレーダヘッ
ドが受信した反射波に基づき車道上の自車両の位置を検
出する位置検出手段とを備える構成であるから、先行車
両との車間距離の検出機能に加えて自車両の車道上の幅
方向の位置の検出機能を備えた車両用レーダ装置を使用
することにより、比較的高価な画像処理装置を不要とな
る。また、前方の障害物までの距離を測定するためのレ
ーダ装置を利用して幅方向の位置を測定できるため、自
動走行制御システム全体を廉価に実現できるという効果
が奏される。
両用レーダ装置によれば、路肩を含む領域にビームを送
信し反射波を受信するレーダヘッドと、このレーダヘッ
ドが受信した反射波に基づき車道上の自車両の位置を検
出する位置検出手段とを備える構成であるから、先行車
両との車間距離の検出機能に加えて自車両の車道上の幅
方向の位置の検出機能を備えた車両用レーダ装置を使用
することにより、比較的高価な画像処理装置を不要とな
る。また、前方の障害物までの距離を測定するためのレ
ーダ装置を利用して幅方向の位置を測定できるため、自
動走行制御システム全体を廉価に実現できるという効果
が奏される。
【００４０】また、本発明によれば、先行車両との車間
距離の検出に必要なレーダ装置を搭載したＡＣＣシステ
ムに対してわずかな変更を加えるだけでレーンキーピン
グ機能を実現できる。このため、低コストで高機能のＡ
ＣＣシステムを実現できる。
距離の検出に必要なレーダ装置を搭載したＡＣＣシステ
ムに対してわずかな変更を加えるだけでレーンキーピン
グ機能を実現できる。このため、低コストで高機能のＡ
ＣＣシステムを実現できる。
【図１】車両の前方の路肩を含む領域に電波のビームを
放射し、反射波を受信して解析することにより、車道上
の幅方向の位置を検出するという本発明の動作原理の一
つを説明するための概念図である。
放射し、反射波を受信して解析することにより、車道上
の幅方向の位置を検出するという本発明の動作原理の一
つを説明するための概念図である。
【図２】本発明の一実施例の車両用レーダ装置２０の構
成をＡＣＣシステム１０との関連と共に示す機能ブロッ
ク図である。
成をＡＣＣシステム１０との関連と共に示す機能ブロッ
ク図である。
【図３】本発明の動作原理の他の一つを説明するための
概念図である。
概念図である。
【図４】本発明の動作原理の更に他の一つを説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
【図５】本発明の動作原理の更に他の一つを説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
【図６】本発明の動作原理の更に他の一つを説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
【図７】本発明の動作原理の更に他の一つを説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
10 ＡＣＣシステム 11 演算部 12 ＧＰＳ受信機 13 ＧＰＳ用補正データ受信機 14 電子化地図データ再生部 15 各種センサ 16 各種アクチュエータ 20 車両用レーダ装置 21 ＦＭレーダヘッド 22a,22b 送受共用アンテナ 23 高速フーリエ変換回路 24 ディジタル処理処理部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｂ６２Ｄ 137:00
Claims (9)
- 【請求項１】路肩を含む領域にビームを送信し反射波を
受信するレーダヘッドと、 このレーダヘッドが受信した反射波に基づき自車両の車
道上の幅方向の位置を検出する位置検出手段とを備えた
ことを特徴とする車両用レーダ装置。 - 【請求項２】路肩を含む領域に車線の中心線に平行な方
向から所定の角度θだけ路肩側に回転させてビームを送
信し反射波を受信するレーダヘッドと、 このレーダヘッドが受信した反射波から自車両と路肩上
の反射体との距離Ｌを検出し、この検出した距離Ｌと前
記所定の角度θとから自車両の車道上の幅方向の位置Ｘ
ｄを検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とする
車両用レーダ装置。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記反射波は、前記路肩上に離散的に配列されたリフレ
クターその他の構築物による複数の反射体によって生じ
た成分から成り、 前記レーダヘッドが受信した反射波に対して、この反射
波に含まれる各成分の伝播損失をほぼ等しくするための
補正が行われ、この補正後の反射波に含まれる最大振幅
の成分がビームの中心に位置する反射体による成分とし
て検出され、このビームの中心に位置する反射体と自車
両との距離が前記距離Ｌとして算定されることを特徴と
する車両用レーダ装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３において、 自車両が走行中の車道の路肩の幅を推測し、あるいは設
定値や電子化道路地図から自動的に読取り、この路肩の
幅を前記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車線
の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段を
更に備えたことを特徴とする車両用レーダ装置。 - 【請求項５】 請求項４において、 自車両が走行中の車線の幅を推測し、あるいは設定値や
電子化道路地図から自動的に読取り、この車線の幅の整
数値を前記Ｘｄから減算することにより自車両の走行車
線の路肩側の境界線からの幅方向の位置を検出する手段
を更に備えたことを特徴とする車両用レーダ装置。 - 【請求項６】 請求項２乃至５のそれぞれにおいて、 前記所定の角度θは、予め設定された車両の中心線から
路肩側への回転角度と、この車両の中心線と前記車線の
中心線との間のずれ角度θoff との和で与えられ、前記
反射波のレベルの分布から前記ずれ角度θoff が検出さ
れることを特徴とする車両用レーダ装置。 - 【請求項７】 請求項２乃至５のそれぞれにおいて、 曲線状の車道上における自車両の予定走行軌跡が曲率半
径Ｒの第１の円弧で近似され、前記路肩の外縁線が前記
第１の円弧をほぼ前記Ｘｄだけ中心から外側にずらした
第２の円弧で近似され、前記車両用レーダ装置で検出さ
れた路肩上の反射体を前記第２の円弧上の所定の位置に
配置させることにより、前記自車両の車道上の幅方向の
位置ｘｄが検出されることを特徴とする車両用レーダ装
置。 - 【請求項８】自車両の前方にビームを放射し、反射体か
らの反射波を受信することにより、前方車両との距離と
自車両の車道上の幅方向の位置とを検出することを特徴
とする車両用レーダ装置。 - 【請求項９】路肩を含む領域にビームを送信し反射波を
受信するレーダヘッドと、 このレーダヘッドが受信した反射波に基づき自車両の車
道上の幅方向の位置を検出する位置検出手段と、 この位置検出手段によって検出された幅方向の位置をほ
ぼ車線の中央に一致させるように自動操舵を行う制御手
段とを備えたことを特徴とする自動走行制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151652A JPH10325869A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 車両用レーダ装置及びこれを用いた自動走行制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151652A JPH10325869A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 車両用レーダ装置及びこれを用いた自動走行制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325869A true JPH10325869A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15523264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9151652A Pending JPH10325869A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 車両用レーダ装置及びこれを用いた自動走行制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10325869A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11321377A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-24 | Hitachi Ltd | 環境認識車両制御装置 |
| JP2001116839A (ja) * | 1999-10-22 | 2001-04-27 | Fujitsu Ten Ltd | 車間距離センサ |
| FR2812438A1 (fr) * | 2000-07-25 | 2002-02-01 | Daimler Chrysler Ag | "procede et dispositif de determination multisensorielle de la position d'un vehicule par rapport a une trajectoire de deplacement" |
| JP2003058997A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | 走行路環境検出装置 |
| JP2006349568A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Mitsubishi Electric Corp | エイミング誤差推定装置 |
| JP2010083244A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Denso Corp | 車両操舵制御装置 |
| KR101405193B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-06-27 | 현대자동차 주식회사 | 차로 인식 방법 및 시스템 |
| CN109188379A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-01-11 | 深圳市保途者科技有限公司 | 驾驶辅助雷达工作角度的自动校准方法 |
| JP2021088212A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | いすゞ自動車株式会社 | 操舵制御装置及び操舵制御方法 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP9151652A patent/JPH10325869A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11321377A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-24 | Hitachi Ltd | 環境認識車両制御装置 |
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| JP2002098758A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-04-05 | Daimlerchrysler Ag | 走行車線に関する自動車の位置を求めるための方法および装置 |
| US6597984B2 (en) | 2000-07-25 | 2003-07-22 | Daimlerchrysler Ag | Multisensory correlation of traffic lanes |
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| JP2006349568A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Mitsubishi Electric Corp | エイミング誤差推定装置 |
| JP2010083244A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Denso Corp | 車両操舵制御装置 |
| US8195363B2 (en) | 2008-09-30 | 2012-06-05 | Denso Corporation | Steering control device for vehicle |
| KR101405193B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-06-27 | 현대자동차 주식회사 | 차로 인식 방법 및 시스템 |
| US9470788B2 (en) | 2012-10-26 | 2016-10-18 | Hyundai Motor Company | Lane recognition method and system |
| CN109188379A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-01-11 | 深圳市保途者科技有限公司 | 驾驶辅助雷达工作角度的自动校准方法 |
| CN109188379B (zh) * | 2018-06-11 | 2023-10-13 | 深圳市保途者科技有限公司 | 驾驶辅助雷达工作角度的自动校准方法 |
| JP2021088212A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | いすゞ自動車株式会社 | 操舵制御装置及び操舵制御方法 |
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