車両の障害物検知装置
【課題】急なカーブで障害物検知手段（レーダ装置）が対向車Ｑをいきなり検知したときであっても、その対向車Ｑの進行方向を正確に推定して、自車両Ｗの対向車Ｑへの衝突可能性を正確に予知する。
【解決手段】対向車Ｑについて検出された複数（Ａ点〜Ｅ点）の相対位置（対向車Ｑの自車両Ｗに対する相対位置）に基づいて、該対向車Ｑの前面が自車両Ｗに対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両Ｗの進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両Ｗの該対向車Ｑへの衝突の可能性を予知する。
【解決手段】対向車Ｑについて検出された複数（Ａ点〜Ｅ点）の相対位置（対向車Ｑの自車両Ｗに対する相対位置）に基づいて、該対向車Ｑの前面が自車両Ｗに対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両Ｗの進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両Ｗの該対向車Ｑへの衝突の可能性を予知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物検知装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーダ装置を用いて自車両前方の障害物を検知するようにした障害物検知装置はよく知られている。この種の障害物検知装置の中には、自車両のヨーレートを検出するヨーレート検出センサや、自車両のステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサ等の検出値に基づいて自車両の旋回半径を検出して、この検出された旋回半径に基づいて進行路（進行路中心線の曲率半径）を推定するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。そして、上記検知した障害物が、上記推定された進行路上に位置して、自車両の該障害物への衝突の可能性が高いと予知されるときには、自車両のブレーキや警報装置等の作動機器を作動させるようにしている。
【特許文献１】特開平７−２１５１４７号公報
【特許文献２】特開平８−１６１６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記障害物が対向車である場合には、その対向車が或る瞬間に上記推定された進行路上に位置していても、自車両を避ける方向に移動する可能性が高いため、対向車の進行方向を考慮しないと、自車両の対向車への衝突の可能性を正確に予知することは困難である。
【０００４】
そこで、対向車の進行方向を、該対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化から推定するようにすることが考えられる。しかし、自車両及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合には、対向車を、自車両から比較的離れた地点から検知し続けることで、相対速度ベクトルの向きの変化が分かるが、自車両及び対向車が、曲率半径が小さい急なカーブを走行している場合には、対向車を自車両の近くでいきなり検知するために、現時点での相対速度ベクトルしか分からず、対向車の進行方向を正確に推定することができないという問題がある。このような場合、自車両の対向車への衝突可能性を誤って予知して、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させてしまう。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定して、自車両の対向車への衝突可能性を正確に予知しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、対向車について検出された複数の相対位置（対向車の自車両に対する相対位置）に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両の進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知するようにした。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段とを備えた車両の障害物検知装置を対象とする。
【０００８】
そして、自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、上記障害物検知手段により検知された障害物が、自車両の側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する対向車判定手段と、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定する対向車向き推定手段と、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定する進行方向推定手段とを備え、上記作動機器制御手段は、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、上記進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記進行方向推定手段により推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を有していて、該衝突予知手段による上記衝突可能性の予知結果に基づいて上記作動機器を制御するように構成されているものとする。
【０００９】
上記の構成により、障害物検知手段により障害物が検知されて該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルが検出されると、その相対速度ベクトルと自車両の走行速度ベクトルとの関係等から、その障害物が対向車であるか否かが判定され、対向車である場合には、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向が推定され、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向が推定される。すなわち、対向車について上記相対位置が検出される部分は、基本的に、対向車の前面及び左右いずれか一方の側面であり、それら相対位置を繋げることで、対向車の自車両に対する姿勢、つまり対向車前面が自車両に対してどの方向を向いているかが分かり、この対向車前面が向いている方向が対向車の進行方向であると推定することができる。
【００１０】
そして、作動機器制御手段は、上記障害物が対向車である場合に、進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の対向車への衝突の可能性を予知する。具体的には、上記推定された上記対向車の進行方向に相対速度ベクトルが向いているとし、その相対速度ベクトルの大きさを、例えば、検出された相対速度ベクトルの大きさと同じにして、対向車の基準時間後の相対位置を求め、この相対位置が自車両の進行路上でかつ自車両から所定距離以内であれば、衝突の可能性が高いと予知する。こうして作動機器制御手段は、衝突の可能性が高いと予知したときには、自車両のブレーキや警報装置等を作動させる。
【００１１】
したがって、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定するので、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定することができる。よって、この推定された対向車の進行方向に基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を正確に予知することができて、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させるようなことがない。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記進行方向推定手段は、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に上記相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きと、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点及び上記過去に検出された上記相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するように構成されているものとする。
【００１３】
このことにより、自車両及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合のように、対向車を自車両から比較的離れた地点から検知し続けている場合には、その対向車の進行方向の推定に際して、対向車前面の向きに加えて、該対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味することで、対向車の進行方向をより一層正確に推定することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両の乗員に警報を行う警報装置であるものとする。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段であるものとする。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナであるものとする。
【００１７】
これら請求項３〜５の発明により、警報装置やブレーキ作動手段、シートベルトプリテンショナが誤って作動するのを防止しつつ、乗員の安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の車両の障害物検知装置によると、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両の進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知するようにしたことにより、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定して、自車両の対向車への衝突可能性を正確に予知することができ、この結果、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させるようなことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両Ｗ（自車両に相当）を示し、この車両Ｗの前端部に、車両Ｗの前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段としてのレーダ装置１が設けられている。このレーダ装置１は、ミリ波レーダ装置であって、ミリ波を前方に向けて略水平方向に所定角度範囲を走査しながら発信する発信部と、そのミリ波が車両Ｗの前方の障害物に当たって反射してきた反射波を受信する受信部とを有している。そして、レーダ装置１は、その受信部で受信（検知）した障害物の車両Ｗとの距離、車両Ｗに対する方位（上記走査範囲の中心線（車両Ｗの前後方向に延びるレーダ検知軸）からの角度θで規定）及び相対速度ベクトル（車両Ｃの前後方向に対する方向及び大きさ）を検出して、その検出データを障害物検知情報としてコントロールユニット１１に送信するようになっている。上記障害物の車両Ｗとの距離及び車両Ｗに対する方位は、障害物の車両Ｗに対する相対位置に相当するものである。
【００２１】
上記コントロールユニット１１は、上記レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて車両Ｗの作動機器を制御する作動機器制御手段を構成している。上記作動機器としては、本実施形態では、図２に示すように、警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２であるが、これらに限るものではない。
【００２２】
また、上記車両には、図２に示すように、車両Ｗの車速を検出する車速センサ１２と、車両Ｗに生じるヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３と、車両Ｗの障害物への衝突を検出するＧセンサ１４とが設けられており、これら各センサ１２〜１４からの検出情報が上記コントロールユニット１１に入力されるようになっている。
【００２３】
上記警報装置２０は、後述の如く車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高い場合に車両Ｗの乗員に対して警報を行うためのものであって、ブザーや表示装置で構成される。また、上記ブレーキ作動手段２１は、車両Ｗのブレーキを作動させて各車輪３１に制動力を付与するものである。さらに、シートベルトプリテンショナ２２は、車両Ｗのシート４１に着座している乗員が着用しているシートベルト５１を巻き取って該シートベルト５１に所定張力を付与することで、該乗員を拘束するものである。
【００２４】
ここで、車両Ｗに搭載されているシートベルト装置について説明する。このシートベルト装置は、図１に示すように、上記シートベルト５１を巻き取るリトラクタ部５３と、このリトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１の先端部が取り付けられたラップアンカー部５４と、シートベルト５１の長さ方向中間部に配設されたタング５２が着脱可能に係合するバックル部５５とを有する３点式に構成されている。上記バックル部５５は、シート４１の車幅方向内側で車体に固定されている一方、リトラクタ部５３及びラップアンカー部５４は、シート４１を挟んでバックル部５５とは反対側である車幅方向外側で車体に固定されている。上記リトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１は、シート４１の車幅方向外側の上方位置に設けられたスリップガイド５７により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端部が上記ラップアンカー部５４に取り付けられている。上記タング５２は、上記スリップガイド５７とラップアンカー部５４との間でシートベルト５１に対して摺動可能に設けられており、このタング５２が上記バックル部５５に係合されることで、シートベルト５１の着用状態となる。
【００２５】
上記シートベルト装置のリトラクタ部５３内に、上記シートベルトプリテンショナ２２が設けられている。本実施形態では、シートベルトプリテンショナ２２は、図２に示すように、電動モータ等により上記シートベルト５１を巻き取る第１プリテンショナ機構２２ａと、インフレータで発生するガスにより上記シートベルト５１を巻き取る第２プリテンショナ機構２２ｂとからなっており、上記コントロールユニット１１が上記レーダ装置１からの障害物検知情報に基づいて、車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高いと予知したとき（例えば、車両Ｗが障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いとき）には、第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることで、シートベルト５１に所定張力を付与する一方、コントロールユニット１１がＧセンサ１４により車両Ｗの障害物への衝突を検出したときには、第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、上記第１プリテンショナ機構２２ａを作動させたときよりも大きな張力をシートベルト５１に付与するようになっている。
【００２６】
上記コントロールユニット１１は、車速センサ１２及びヨーレート検出センサ１３の検出値に基づいて車両Ｗの旋回半径、つまり車両Ｗの進行路の曲率半径を推定するように構成されている。このことで、コントロールユニット１１、車速センサ１２及びヨーレート検出センサ１３は、車両Ｗの進行路を推定する進行路推定手段を構成する。尚、車両Ｗの横加速度を検出する横加速度検出センサ、又は車両Ｗのステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサを設けて、この横加速度検出センサ又は舵角センサの検出値を、上記ヨーレート検出センサ１３の検出値の代わりに用いて車両Ｗの旋回半径（車両Ｗの進行路の曲率半径）を求めるようにしてもよい。
【００２７】
また、上記コントロールユニット１１は、上記レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて、検知された障害物の相対速度ベクトル及び車両Ｗの車速（車両Ｗの前方に向かうベクトル）に基づいて、該障害物が、車両Ｗの側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する。このことで、コントロールユニット１１は、検知された障害物が対向車であるか否かを判定する対向車判定手段を構成することになる。
【００２８】
そして、コントロールユニット１１は、障害物が対向車であると判定した場合には、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が車両Ｗに対して向いている方向を推定する。この推定方法について具体的に説明する。例えば図３に示すように、車両Ｗがカーブを走行中に対向車Ｑを検知したとする。尚、車両Ｗの重心位置を基準に車両Ｗの車幅方向をｘ座標とし、車両Ｗの前後方向をｙ座標とする。
【００２９】
上記対向車Ｑについて検知された相対位置は、本例では、Ａ〜Ｅ点の５つであり、上記推定した車両Ｗの進行路から左カーブであることが分かっているので、例えば、上記５点のうち車両Ｗから見て左側において略直線上に並ぶＡ〜Ｃ点が対向車Ｑの右側面であると判断して、該３点の相対位置から最小二乗法で直線Ｌを求めて、対向車Ｑの前面が、この直線Ｌの方向を向いていると推定する。或いは、上記５点のうち車両Ｗから見て右側に並ぶＤ点及びＥ点が対向車Ｑの前面であると判断して、該２点の相対位置を結ぶ直線を求めて、対向車Ｑの前面が、この直線と垂直な方向を向いていると推定してもよい。また、対向車Ｑについて２つの相対位置しか検出されなったときには、対向車Ｑの前面の２点の相対位置が検出されたとして、該２点の相対位置を結ぶ直線を求めて、対向車Ｑの前面が、この直線と垂直な方向を向いているとすればよい。
【００３０】
尚、上記検出された複数の相対位置が、同じ対向車Ｑのものかどうかは、以下のようにして行う。すなわち、検知された各点の車両Ｗに対する方位同士及び相対速度ベクトル同士を比較して、それらの差が所定以下であるものを、同じ対向車Ｑのものとする。
【００３１】
続いて、上記相対位置に基づいて対向車Ｑの重心位置Ｐを求めるとともに、対向車Ｑの進行方向（車両Ｗの前後方向に対する角度で規定する）が上記直線Ｌに沿った方向であると推定する。すなわち、重心位置Ｐの車両Ｗに対する相対速度ベクトルをＶａとすると、この相対速度ベクトルＶａは、上記直線Ｌに沿った方向に向いており、その大きさは、上記相対位置と共に検出された５つの相対速度ベクトルの大きさの平均とする。この相対速度ベクトルＶａをｘ方向とｙ方向とにそれぞれ分解し、相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘ及びｙ方向成分Ｖａｙを求める。
【００３２】
ここで、対向車Ｑの前面の向き（上記相対速度ベクトルＶａの向き）が、対向車Ｑの進行方向であると推定してもよいが、本実施形態では、対向車Ｑについて現時点から予め設定された設定時間（レーダ装置１におけるミリ波の走査時間に所定回数（例えば３回）掛けた時間、つまり対向車Ｑを所定回数検知可能な時間）以内の過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合（上記所定回数連続して検出されている場合が好ましい）には、対向車Ｑの前面の向きに加えて、対向車Ｑについて現時点及び上記過去に検出された相対速度ベクトルの向きも考慮して、対向車Ｑの進行方向を推定し、上記過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていなかった場合には、対向車Ｑの前面の向きが対向車Ｑの進行方向であると推定する。
【００３３】
上記のように過去に検出された相対速度ベクトルの向きを考慮する場合には、例えば以下のように対向車Ｑの進行方向を推定する。すなわち、現時点で検出された上記５点での相対速度ベクトルのｘ方向成分及びｙ方向成分のそれぞれの平均をとることで、重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶｂを求める。過去においても、同様に重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶｂが求まっている。これら現時点及び過去の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙを過去から順にそれぞれフィルタ演算処理することで、新たなｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙ（新たな相対速度ベクトルＶｂ）を求めていく。そして、対向車Ｑの前面の向きが対向車Ｑの進行方向であると推定した場合における重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘと上記フィルタ演算処理して求めた最新の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分とし、上記相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙと上記最新の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分Ｖｂｙとの平均を相対速度ベクトルＶのｙ方向成分として、こうして求まる相対速度ベクトルＶの方向が対向車Ｑの進行方向であると推定する。すなわち、対向車Ｑの進行方向の推定に際して、対向車Ｑの前面の向きに加えて、該対向車Ｑについて現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味する。このことで、コントロールユニット１１は、対向車Ｑの前面の向き（並びに対向車Ｑについて現時点及び過去に検出された相対速度ベクトルの向き）に基づいて、該対向車Ｑの進行方向を推定する進行方向推定手段を構成することになる。尚、必ずしもＶａｘとＶｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分とする必要はなく、いずれか一方の重み付けを大きくしたものを相対速度ベクトルＶのｘ方向成分としてもよい（相対速度ベクトルＶのｙ方向成分についても同様）。
【００３４】
次いで、上記対向車が、上記相対速度ベクトルＶで車両Ｗに対して進行するとして、上記対向車の、予め決めた基準時間経過後の相対位置を予測し、この予測位置が車両Ｗの進行路上でかつ車両Ｗから所定距離以内であれば、衝突の可能性が高いと予知する。したがって、コントロールユニット１１は、車両Ｗの進行路と、対向車の進行方向と、対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、車両Ｗの該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を構成することになる。
【００３５】
尚、今回検知した対向車が、前回検知した対向車と同じであるかどうかは、以下のようにして判断する。すなわち、前回の検知時に、対向車の所定時間（レーダ装置１におけるミリ波の走査時間に対応する時間）経過後の相対位置を予測し、該相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定しておき、その検知から所定時間経過後（つまり今回）に検知した対向車の重心位置が上記エリア内に存在するときに、今回検知した対向車が、上記相対位置を予測した対向車と同じであると判断する一方、エリア外に存在するときには、新規な対向車（或いは障害物）であると判断する。
【００３６】
上記コントロールユニット１１は、上記の如く衝突の可能性が高いと予知したときには、警報装置２０を作動させることで乗員に対して警報を行うとともに、ブレーキ作動手段２１を作動させることで各車輪３１のブレーキを作動させ、かつ、シートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることでシートベルト５１に所定張力を付与する。
【００３７】
次に、上記コントロールユニット１１における処理動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。この処理動作は、上記所定時間毎に繰り返し行われる。
【００３８】
先ず、最初のステップＳ１で、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３の各検出値である車速及びヨーレートを入力し、次のステップＳ２で、その車速Ｖｗ及びヨーレートφに基づいて車両Ｗの旋回半径（進行路の曲率半径）Ｒを、
Ｒ＝Ｖｗ／φ
により求めて、車両Ｗの進行路（車両Ｗと同じか僅かに大きい幅を有するものとする）を推定する。
【００３９】
次のステップＳ３では、レーダ装置１より障害物検知情報を入力し、次のステップＳ４で、検知した障害物への車両Ｗの衝突可能性を判定する衝突可能性判定処理を行う。そして、次のステップＳ５では、その衝突可能性判定処理において衝突可能性が高いと判定されたか否かを判定し、このステップＳ５の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進んで、警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させる。
【００４０】
そして、次のステップＳ７で、Ｇセンサ１４からの情報に基づいて車両Ｗの障害物への衝突があったか否かを判定し、このステップＳ７の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、シートベルトプリテンショナ２２の第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、シートベルト５１に更に大きな張力を付与し、しかる後にリターンする。
【００４１】
上記ステップＳ４における衝突可能性判定処理において障害物が対向車である場合の処理の詳細について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４２】
すなわち、ステップＳ２１で、車両Ｗの進行路上に対向車が存在するか否かを判定し、このステップＳ２１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３０に進む一方、ステップＳ２１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２２に進んで、上述の如く、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、対向車前面の向きを推定するとともに、対向車前面の向きが対向車の進行方向であると推定した場合における重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶａ（ｘ方向成分Ｖａｘ及びｙ方向成分Ｖａｙ）を求める。
【００４３】
次のステップＳ２３では、その対向車を上記設定時間以内の過去に検知して、該対向車について相対位置及び相対速度ベクトルを検出していたか否かを判定し、このステップＳ２３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２４に進んで、現時点（今回）及び過去（前回）の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙをそれぞれフィルタ演算処理して、新たな相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙを求める。すなわち、前回に求まったＶｂｘにβ（１よりも小さいフィルタ定数であり、例えば１／２とされる）を掛けたものと、今回の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分であるＶｂｘｎｅｗに（１−β）を掛けたものとを足し合わせて新たなＶｂｘとし、前回に求まったＶｂｙにβを掛けたものと、今回の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分であるＶｂｙｎｅｗに（１−β）を掛けたものとを足し合わせて新たなＶｂｙとする。
【００４４】
次のステップＳ２５では、上記相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘと上記フィルタ演算処理して求めた最新のｘ方向成分Ｖｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分Ｖｘとし、上記相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙと上記最新の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分Ｖｂｙとの平均を相対速度ベクトルＶのｙ方向成分Ｖｙとして、この相対速度ベクトルＶの方向が対向車の進行方向であると推定し、しかる後にステップＳ２７に進む。
【００４５】
一方、上記ステップＳ２３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２６に進んで、上記相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘをそのまま相対速度ベクトルＶのｘ方向成分Ｖｘとし、相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙをそのまま相対速度ベクトルＶのｙ方向成分Ｖｙとし、しかる後にステップＳ２７に進む。すなわち、対向車の前面の向き（相対速度ベクトルＶａの向き）が、対向車Ｑの進行方向であると推定する。
【００４６】
上記ステップＳ２７では、上記対向車の基準時間経過後の相対位置を予測する。つまり、現時点の相対位置の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とし、予測位置の座標を（Ｘ２，Ｙ２）とし、基準時間をｔとして、
Ｘ２＝Ｘ１＋Ｖｘ×ｔ
Ｙ２＝Ｙ１＋Ｖｙ×ｔ
より予測位置を求める。
【００４７】
次のステップＳ２８では、上記予測位置が車両Ｗの進行路上でかつ車両Ｗから所定距離以内であるか否かを判定し、このステップＳ２８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２９に進んで、衝突可能性が高いと判定し、ステップＳ２８の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３０に進んで、衝突可能性が低いと判定する。こうして衝突可能性が高いと判定した場合には、図４のフローチャートのステップＳ５でＹＥＳと判定され、衝突可能性が低いと判定した場合には、ステップＳ５でＮＯと判定されることになる。
【００４８】
したがって、本実施形態では、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が車両Ｗに対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、車両Ｗの進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、車両Ｗの該対向車への衝突の可能性を予知するようにしたので、急なカーブでレーダ装置１が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定することができ、車両の該対向車への衝突の可能性を正確に予知することができる。よって、車両Ｗの乗員の安全性を向上させつつ、車両Ｗの警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２が不必要に作動するのを防止することができる。
【００４９】
また、その対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記推定した対向車前面の向きと、該対向車について現時点及び上記過去に検出された相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するようにしたので、車両Ｗ及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合のように、対向車を車両Ｗから比較的離れた地点から検知し続けている場合に、その対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味することで、対向車の進行方向をより一層正確に推定することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物検知装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両前側の構成図である。
【図２】上記障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】自車両がカーブを走行中に対向車を検知した場合の例を示す図である。
【図４】コントロールユニットにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図５】障害物が対向車である場合の衝突可能性判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
Ｗ 車両（自車両）
１ レーダ装置（障害物検知手段）
１１ コントロールユニット（作動機器制御手段）（進行路推定手段）
（対向車判定手段）（対向車向き推定手段）
（進行方向推定手段）（衝突予知手段）
１２ 車速センサ（進行路推定手段）
１３ ヨーレート検出センサ（進行路推定手段）
２０ 警報装置（作動機器）
２１ ブレーキ作動手段（作動機器）
２２ シートベルトプリテンショナ（作動機器）
５１ シートベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物検知装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーダ装置を用いて自車両前方の障害物を検知するようにした障害物検知装置はよく知られている。この種の障害物検知装置の中には、自車両のヨーレートを検出するヨーレート検出センサや、自車両のステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサ等の検出値に基づいて自車両の旋回半径を検出して、この検出された旋回半径に基づいて進行路（進行路中心線の曲率半径）を推定するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。そして、上記検知した障害物が、上記推定された進行路上に位置して、自車両の該障害物への衝突の可能性が高いと予知されるときには、自車両のブレーキや警報装置等の作動機器を作動させるようにしている。
【特許文献１】特開平７−２１５１４７号公報
【特許文献２】特開平８−１６１６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記障害物が対向車である場合には、その対向車が或る瞬間に上記推定された進行路上に位置していても、自車両を避ける方向に移動する可能性が高いため、対向車の進行方向を考慮しないと、自車両の対向車への衝突の可能性を正確に予知することは困難である。
【０００４】
そこで、対向車の進行方向を、該対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化から推定するようにすることが考えられる。しかし、自車両及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合には、対向車を、自車両から比較的離れた地点から検知し続けることで、相対速度ベクトルの向きの変化が分かるが、自車両及び対向車が、曲率半径が小さい急なカーブを走行している場合には、対向車を自車両の近くでいきなり検知するために、現時点での相対速度ベクトルしか分からず、対向車の進行方向を正確に推定することができないという問題がある。このような場合、自車両の対向車への衝突可能性を誤って予知して、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させてしまう。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定して、自車両の対向車への衝突可能性を正確に予知しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、対向車について検出された複数の相対位置（対向車の自車両に対する相対位置）に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両の進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知するようにした。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段とを備えた車両の障害物検知装置を対象とする。
【０００８】
そして、自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、上記障害物検知手段により検知された障害物が、自車両の側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する対向車判定手段と、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定する対向車向き推定手段と、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定する進行方向推定手段とを備え、上記作動機器制御手段は、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、上記進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記進行方向推定手段により推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を有していて、該衝突予知手段による上記衝突可能性の予知結果に基づいて上記作動機器を制御するように構成されているものとする。
【０００９】
上記の構成により、障害物検知手段により障害物が検知されて該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルが検出されると、その相対速度ベクトルと自車両の走行速度ベクトルとの関係等から、その障害物が対向車であるか否かが判定され、対向車である場合には、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向が推定され、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向が推定される。すなわち、対向車について上記相対位置が検出される部分は、基本的に、対向車の前面及び左右いずれか一方の側面であり、それら相対位置を繋げることで、対向車の自車両に対する姿勢、つまり対向車前面が自車両に対してどの方向を向いているかが分かり、この対向車前面が向いている方向が対向車の進行方向であると推定することができる。
【００１０】
そして、作動機器制御手段は、上記障害物が対向車である場合に、進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の対向車への衝突の可能性を予知する。具体的には、上記推定された上記対向車の進行方向に相対速度ベクトルが向いているとし、その相対速度ベクトルの大きさを、例えば、検出された相対速度ベクトルの大きさと同じにして、対向車の基準時間後の相対位置を求め、この相対位置が自車両の進行路上でかつ自車両から所定距離以内であれば、衝突の可能性が高いと予知する。こうして作動機器制御手段は、衝突の可能性が高いと予知したときには、自車両のブレーキや警報装置等を作動させる。
【００１１】
したがって、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定するので、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定することができる。よって、この推定された対向車の進行方向に基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を正確に予知することができて、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させるようなことがない。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記進行方向推定手段は、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に上記相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きと、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点及び上記過去に検出された上記相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するように構成されているものとする。
【００１３】
このことにより、自車両及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合のように、対向車を自車両から比較的離れた地点から検知し続けている場合には、その対向車の進行方向の推定に際して、対向車前面の向きに加えて、該対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味することで、対向車の進行方向をより一層正確に推定することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両の乗員に警報を行う警報装置であるものとする。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段であるものとする。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１又は２の発明において、上記作動機器は、自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナであるものとする。
【００１７】
これら請求項３〜５の発明により、警報装置やブレーキ作動手段、シートベルトプリテンショナが誤って作動するのを防止しつつ、乗員の安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の車両の障害物検知装置によると、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、自車両の進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知するようにしたことにより、急なカーブで障害物検知手段が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定して、自車両の対向車への衝突可能性を正確に予知することができ、この結果、自車両のブレーキや警報装置等を不必要に作動させるようなことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両Ｗ（自車両に相当）を示し、この車両Ｗの前端部に、車両Ｗの前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段としてのレーダ装置１が設けられている。このレーダ装置１は、ミリ波レーダ装置であって、ミリ波を前方に向けて略水平方向に所定角度範囲を走査しながら発信する発信部と、そのミリ波が車両Ｗの前方の障害物に当たって反射してきた反射波を受信する受信部とを有している。そして、レーダ装置１は、その受信部で受信（検知）した障害物の車両Ｗとの距離、車両Ｗに対する方位（上記走査範囲の中心線（車両Ｗの前後方向に延びるレーダ検知軸）からの角度θで規定）及び相対速度ベクトル（車両Ｃの前後方向に対する方向及び大きさ）を検出して、その検出データを障害物検知情報としてコントロールユニット１１に送信するようになっている。上記障害物の車両Ｗとの距離及び車両Ｗに対する方位は、障害物の車両Ｗに対する相対位置に相当するものである。
【００２１】
上記コントロールユニット１１は、上記レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて車両Ｗの作動機器を制御する作動機器制御手段を構成している。上記作動機器としては、本実施形態では、図２に示すように、警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２であるが、これらに限るものではない。
【００２２】
また、上記車両には、図２に示すように、車両Ｗの車速を検出する車速センサ１２と、車両Ｗに生じるヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３と、車両Ｗの障害物への衝突を検出するＧセンサ１４とが設けられており、これら各センサ１２〜１４からの検出情報が上記コントロールユニット１１に入力されるようになっている。
【００２３】
上記警報装置２０は、後述の如く車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高い場合に車両Ｗの乗員に対して警報を行うためのものであって、ブザーや表示装置で構成される。また、上記ブレーキ作動手段２１は、車両Ｗのブレーキを作動させて各車輪３１に制動力を付与するものである。さらに、シートベルトプリテンショナ２２は、車両Ｗのシート４１に着座している乗員が着用しているシートベルト５１を巻き取って該シートベルト５１に所定張力を付与することで、該乗員を拘束するものである。
【００２４】
ここで、車両Ｗに搭載されているシートベルト装置について説明する。このシートベルト装置は、図１に示すように、上記シートベルト５１を巻き取るリトラクタ部５３と、このリトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１の先端部が取り付けられたラップアンカー部５４と、シートベルト５１の長さ方向中間部に配設されたタング５２が着脱可能に係合するバックル部５５とを有する３点式に構成されている。上記バックル部５５は、シート４１の車幅方向内側で車体に固定されている一方、リトラクタ部５３及びラップアンカー部５４は、シート４１を挟んでバックル部５５とは反対側である車幅方向外側で車体に固定されている。上記リトラクタ部５３から引き出されたシートベルト５１は、シート４１の車幅方向外側の上方位置に設けられたスリップガイド５７により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端部が上記ラップアンカー部５４に取り付けられている。上記タング５２は、上記スリップガイド５７とラップアンカー部５４との間でシートベルト５１に対して摺動可能に設けられており、このタング５２が上記バックル部５５に係合されることで、シートベルト５１の着用状態となる。
【００２５】
上記シートベルト装置のリトラクタ部５３内に、上記シートベルトプリテンショナ２２が設けられている。本実施形態では、シートベルトプリテンショナ２２は、図２に示すように、電動モータ等により上記シートベルト５１を巻き取る第１プリテンショナ機構２２ａと、インフレータで発生するガスにより上記シートベルト５１を巻き取る第２プリテンショナ機構２２ｂとからなっており、上記コントロールユニット１１が上記レーダ装置１からの障害物検知情報に基づいて、車両Ｗの障害物への衝突の可能性が高いと予知したとき（例えば、車両Ｗが障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いとき）には、第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることで、シートベルト５１に所定張力を付与する一方、コントロールユニット１１がＧセンサ１４により車両Ｗの障害物への衝突を検出したときには、第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、上記第１プリテンショナ機構２２ａを作動させたときよりも大きな張力をシートベルト５１に付与するようになっている。
【００２６】
上記コントロールユニット１１は、車速センサ１２及びヨーレート検出センサ１３の検出値に基づいて車両Ｗの旋回半径、つまり車両Ｗの進行路の曲率半径を推定するように構成されている。このことで、コントロールユニット１１、車速センサ１２及びヨーレート検出センサ１３は、車両Ｗの進行路を推定する進行路推定手段を構成する。尚、車両Ｗの横加速度を検出する横加速度検出センサ、又は車両Ｗのステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサを設けて、この横加速度検出センサ又は舵角センサの検出値を、上記ヨーレート検出センサ１３の検出値の代わりに用いて車両Ｗの旋回半径（車両Ｗの進行路の曲率半径）を求めるようにしてもよい。
【００２７】
また、上記コントロールユニット１１は、上記レーダ装置１からの障害物検知情報を受けて、検知された障害物の相対速度ベクトル及び車両Ｗの車速（車両Ｗの前方に向かうベクトル）に基づいて、該障害物が、車両Ｗの側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する。このことで、コントロールユニット１１は、検知された障害物が対向車であるか否かを判定する対向車判定手段を構成することになる。
【００２８】
そして、コントロールユニット１１は、障害物が対向車であると判定した場合には、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が車両Ｗに対して向いている方向を推定する。この推定方法について具体的に説明する。例えば図３に示すように、車両Ｗがカーブを走行中に対向車Ｑを検知したとする。尚、車両Ｗの重心位置を基準に車両Ｗの車幅方向をｘ座標とし、車両Ｗの前後方向をｙ座標とする。
【００２９】
上記対向車Ｑについて検知された相対位置は、本例では、Ａ〜Ｅ点の５つであり、上記推定した車両Ｗの進行路から左カーブであることが分かっているので、例えば、上記５点のうち車両Ｗから見て左側において略直線上に並ぶＡ〜Ｃ点が対向車Ｑの右側面であると判断して、該３点の相対位置から最小二乗法で直線Ｌを求めて、対向車Ｑの前面が、この直線Ｌの方向を向いていると推定する。或いは、上記５点のうち車両Ｗから見て右側に並ぶＤ点及びＥ点が対向車Ｑの前面であると判断して、該２点の相対位置を結ぶ直線を求めて、対向車Ｑの前面が、この直線と垂直な方向を向いていると推定してもよい。また、対向車Ｑについて２つの相対位置しか検出されなったときには、対向車Ｑの前面の２点の相対位置が検出されたとして、該２点の相対位置を結ぶ直線を求めて、対向車Ｑの前面が、この直線と垂直な方向を向いているとすればよい。
【００３０】
尚、上記検出された複数の相対位置が、同じ対向車Ｑのものかどうかは、以下のようにして行う。すなわち、検知された各点の車両Ｗに対する方位同士及び相対速度ベクトル同士を比較して、それらの差が所定以下であるものを、同じ対向車Ｑのものとする。
【００３１】
続いて、上記相対位置に基づいて対向車Ｑの重心位置Ｐを求めるとともに、対向車Ｑの進行方向（車両Ｗの前後方向に対する角度で規定する）が上記直線Ｌに沿った方向であると推定する。すなわち、重心位置Ｐの車両Ｗに対する相対速度ベクトルをＶａとすると、この相対速度ベクトルＶａは、上記直線Ｌに沿った方向に向いており、その大きさは、上記相対位置と共に検出された５つの相対速度ベクトルの大きさの平均とする。この相対速度ベクトルＶａをｘ方向とｙ方向とにそれぞれ分解し、相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘ及びｙ方向成分Ｖａｙを求める。
【００３２】
ここで、対向車Ｑの前面の向き（上記相対速度ベクトルＶａの向き）が、対向車Ｑの進行方向であると推定してもよいが、本実施形態では、対向車Ｑについて現時点から予め設定された設定時間（レーダ装置１におけるミリ波の走査時間に所定回数（例えば３回）掛けた時間、つまり対向車Ｑを所定回数検知可能な時間）以内の過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合（上記所定回数連続して検出されている場合が好ましい）には、対向車Ｑの前面の向きに加えて、対向車Ｑについて現時点及び上記過去に検出された相対速度ベクトルの向きも考慮して、対向車Ｑの進行方向を推定し、上記過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていなかった場合には、対向車Ｑの前面の向きが対向車Ｑの進行方向であると推定する。
【００３３】
上記のように過去に検出された相対速度ベクトルの向きを考慮する場合には、例えば以下のように対向車Ｑの進行方向を推定する。すなわち、現時点で検出された上記５点での相対速度ベクトルのｘ方向成分及びｙ方向成分のそれぞれの平均をとることで、重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶｂを求める。過去においても、同様に重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶｂが求まっている。これら現時点及び過去の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙを過去から順にそれぞれフィルタ演算処理することで、新たなｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙ（新たな相対速度ベクトルＶｂ）を求めていく。そして、対向車Ｑの前面の向きが対向車Ｑの進行方向であると推定した場合における重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘと上記フィルタ演算処理して求めた最新の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分とし、上記相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙと上記最新の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分Ｖｂｙとの平均を相対速度ベクトルＶのｙ方向成分として、こうして求まる相対速度ベクトルＶの方向が対向車Ｑの進行方向であると推定する。すなわち、対向車Ｑの進行方向の推定に際して、対向車Ｑの前面の向きに加えて、該対向車Ｑについて現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味する。このことで、コントロールユニット１１は、対向車Ｑの前面の向き（並びに対向車Ｑについて現時点及び過去に検出された相対速度ベクトルの向き）に基づいて、該対向車Ｑの進行方向を推定する進行方向推定手段を構成することになる。尚、必ずしもＶａｘとＶｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分とする必要はなく、いずれか一方の重み付けを大きくしたものを相対速度ベクトルＶのｘ方向成分としてもよい（相対速度ベクトルＶのｙ方向成分についても同様）。
【００３４】
次いで、上記対向車が、上記相対速度ベクトルＶで車両Ｗに対して進行するとして、上記対向車の、予め決めた基準時間経過後の相対位置を予測し、この予測位置が車両Ｗの進行路上でかつ車両Ｗから所定距離以内であれば、衝突の可能性が高いと予知する。したがって、コントロールユニット１１は、車両Ｗの進行路と、対向車の進行方向と、対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、車両Ｗの該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を構成することになる。
【００３５】
尚、今回検知した対向車が、前回検知した対向車と同じであるかどうかは、以下のようにして判断する。すなわち、前回の検知時に、対向車の所定時間（レーダ装置１におけるミリ波の走査時間に対応する時間）経過後の相対位置を予測し、該相対位置を基準にしてその周囲に所定の大きさのエリアを設定しておき、その検知から所定時間経過後（つまり今回）に検知した対向車の重心位置が上記エリア内に存在するときに、今回検知した対向車が、上記相対位置を予測した対向車と同じであると判断する一方、エリア外に存在するときには、新規な対向車（或いは障害物）であると判断する。
【００３６】
上記コントロールユニット１１は、上記の如く衝突の可能性が高いと予知したときには、警報装置２０を作動させることで乗員に対して警報を行うとともに、ブレーキ作動手段２１を作動させることで各車輪３１のブレーキを作動させ、かつ、シートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させることでシートベルト５１に所定張力を付与する。
【００３７】
次に、上記コントロールユニット１１における処理動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。この処理動作は、上記所定時間毎に繰り返し行われる。
【００３８】
先ず、最初のステップＳ１で、車速センサ１２及びヨーレートセンサ１３の各検出値である車速及びヨーレートを入力し、次のステップＳ２で、その車速Ｖｗ及びヨーレートφに基づいて車両Ｗの旋回半径（進行路の曲率半径）Ｒを、
Ｒ＝Ｖｗ／φ
により求めて、車両Ｗの進行路（車両Ｗと同じか僅かに大きい幅を有するものとする）を推定する。
【００３９】
次のステップＳ３では、レーダ装置１より障害物検知情報を入力し、次のステップＳ４で、検知した障害物への車両Ｗの衝突可能性を判定する衝突可能性判定処理を行う。そして、次のステップＳ５では、その衝突可能性判定処理において衝突可能性が高いと判定されたか否かを判定し、このステップＳ５の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進んで、警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２の第１プリテンショナ機構２２ａを作動させる。
【００４０】
そして、次のステップＳ７で、Ｇセンサ１４からの情報に基づいて車両Ｗの障害物への衝突があったか否かを判定し、このステップＳ７の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、シートベルトプリテンショナ２２の第２プリテンショナ機構２２ｂを作動させることで、シートベルト５１に更に大きな張力を付与し、しかる後にリターンする。
【００４１】
上記ステップＳ４における衝突可能性判定処理において障害物が対向車である場合の処理の詳細について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４２】
すなわち、ステップＳ２１で、車両Ｗの進行路上に対向車が存在するか否かを判定し、このステップＳ２１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３０に進む一方、ステップＳ２１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２２に進んで、上述の如く、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、対向車前面の向きを推定するとともに、対向車前面の向きが対向車の進行方向であると推定した場合における重心位置Ｐの相対速度ベクトルＶａ（ｘ方向成分Ｖａｘ及びｙ方向成分Ｖａｙ）を求める。
【００４３】
次のステップＳ２３では、その対向車を上記設定時間以内の過去に検知して、該対向車について相対位置及び相対速度ベクトルを検出していたか否かを判定し、このステップＳ２３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２４に進んで、現時点（今回）及び過去（前回）の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙをそれぞれフィルタ演算処理して、新たな相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分Ｖｂｘ及びｙ方向成分Ｖｂｙを求める。すなわち、前回に求まったＶｂｘにβ（１よりも小さいフィルタ定数であり、例えば１／２とされる）を掛けたものと、今回の相対速度ベクトルＶｂのｘ方向成分であるＶｂｘｎｅｗに（１−β）を掛けたものとを足し合わせて新たなＶｂｘとし、前回に求まったＶｂｙにβを掛けたものと、今回の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分であるＶｂｙｎｅｗに（１−β）を掛けたものとを足し合わせて新たなＶｂｙとする。
【００４４】
次のステップＳ２５では、上記相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘと上記フィルタ演算処理して求めた最新のｘ方向成分Ｖｂｘとの平均を相対速度ベクトルＶのｘ方向成分Ｖｘとし、上記相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙと上記最新の相対速度ベクトルＶｂのｙ方向成分Ｖｂｙとの平均を相対速度ベクトルＶのｙ方向成分Ｖｙとして、この相対速度ベクトルＶの方向が対向車の進行方向であると推定し、しかる後にステップＳ２７に進む。
【００４５】
一方、上記ステップＳ２３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２６に進んで、上記相対速度ベクトルＶａのｘ方向成分Ｖａｘをそのまま相対速度ベクトルＶのｘ方向成分Ｖｘとし、相対速度ベクトルＶａのｙ方向成分Ｖａｙをそのまま相対速度ベクトルＶのｙ方向成分Ｖｙとし、しかる後にステップＳ２７に進む。すなわち、対向車の前面の向き（相対速度ベクトルＶａの向き）が、対向車Ｑの進行方向であると推定する。
【００４６】
上記ステップＳ２７では、上記対向車の基準時間経過後の相対位置を予測する。つまり、現時点の相対位置の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とし、予測位置の座標を（Ｘ２，Ｙ２）とし、基準時間をｔとして、
Ｘ２＝Ｘ１＋Ｖｘ×ｔ
Ｙ２＝Ｙ１＋Ｖｙ×ｔ
より予測位置を求める。
【００４７】
次のステップＳ２８では、上記予測位置が車両Ｗの進行路上でかつ車両Ｗから所定距離以内であるか否かを判定し、このステップＳ２８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２９に進んで、衝突可能性が高いと判定し、ステップＳ２８の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３０に進んで、衝突可能性が低いと判定する。こうして衝突可能性が高いと判定した場合には、図４のフローチャートのステップＳ５でＹＥＳと判定され、衝突可能性が低いと判定した場合には、ステップＳ５でＮＯと判定されることになる。
【００４８】
したがって、本実施形態では、対向車について検出された複数の相対位置に基づいて、該対向車前面が車両Ｗに対して向いている方向を推定し、この推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定し、車両Ｗの進行路と、上記推定された対向車の進行方向と、該対向車について検出された相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、車両Ｗの該対向車への衝突の可能性を予知するようにしたので、急なカーブでレーダ装置１が対向車をいきなり検知したときであっても、その対向車の進行方向を正確に推定することができ、車両の該対向車への衝突の可能性を正確に予知することができる。よって、車両Ｗの乗員の安全性を向上させつつ、車両Ｗの警報装置２０、ブレーキ作動手段２１及びシートベルトプリテンショナ２２が不必要に作動するのを防止することができる。
【００４９】
また、その対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記推定した対向車前面の向きと、該対向車について現時点及び上記過去に検出された相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するようにしたので、車両Ｗ及び対向車が直線路又は緩やかなカーブを走行している場合のように、対向車を車両Ｗから比較的離れた地点から検知し続けている場合に、その対向車について現時点までに検出されてきた相対速度ベクトルの向きの変化を加味することで、対向車の進行方向をより一層正確に推定することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、自車両前方の障害物を検知するレーダ装置等の障害物検知手段を備えた車両の障害物検知装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両前側の構成図である。
【図２】上記障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】自車両がカーブを走行中に対向車を検知した場合の例を示す図である。
【図４】コントロールユニットにおける処理動作を示すフローチャートである。
【図５】障害物が対向車である場合の衝突可能性判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
Ｗ 車両（自車両）
１ レーダ装置（障害物検知手段）
１１ コントロールユニット（作動機器制御手段）（進行路推定手段）
（対向車判定手段）（対向車向き推定手段）
（進行方向推定手段）（衝突予知手段）
１２ 車速センサ（進行路推定手段）
１３ ヨーレート検出センサ（進行路推定手段）
２０ 警報装置（作動機器）
２１ ブレーキ作動手段（作動機器）
２２ シートベルトプリテンショナ（作動機器）
５１ シートベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段とを備えた車両の障害物検知装置であって、
自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、
上記障害物検知手段により検知された障害物が、自車両の側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する対向車判定手段と、
上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定する対向車向き推定手段と、
上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定する進行方向推定手段とを備え、
上記作動機器制御手段は、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、上記進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記進行方向推定手段により推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を有していて、該衝突予知手段による上記衝突可能性の予知結果に基づいて上記作動機器を制御するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の障害物検知装置において、
上記進行方向推定手段は、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に上記相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きと、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点及び上記過去に検出された上記相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両の乗員に警報を行う警報装置であることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段であることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナであることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項１】
自車両前方の障害物を検知して、該障害物の自車両に対する相対位置及び相対速度ベクトルを検出する障害物検知手段と、該障害物検知手段からの障害物検知情報を受けて自車両の作動機器を制御する作動機器制御手段とを備えた車両の障害物検知装置であって、
自車両の進行路を推定する進行路推定手段と、
上記障害物検知手段により検知された障害物が、自車両の側に向かって走行する対向車であるか否かを判定する対向車判定手段と、
上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、該対向車について検出された複数の上記相対位置に基づいて、該対向車前面が自車両に対して向いている方向を推定する対向車向き推定手段と、
上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きに基づいて、該対向車の進行方向を推定する進行方向推定手段とを備え、
上記作動機器制御手段は、上記対向車判定手段により上記障害物が対向車であると判定された場合に、上記進行路推定手段により推定された自車両の進行路と、上記進行方向推定手段により推定された上記対向車の進行方向と、該対向車について検出された上記相対位置及び相対速度ベクトルの大きさとに基づいて、自車両の該対向車への衝突の可能性を予知する衝突予知手段を有していて、該衝突予知手段による上記衝突可能性の予知結果に基づいて上記作動機器を制御するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の障害物検知装置において、
上記進行方向推定手段は、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点から予め設定された設定時間以内の過去に上記相対位置及び相対速度ベクトルが検出されていた場合には、上記対向車向き推定手段により推定された対向車前面の向きと、上記障害物検知手段により上記対向車について現時点及び上記過去に検出された上記相対速度ベクトルの向きとに基づいて、該対向車の進行方向を推定するように構成されていることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両の乗員に警報を行う警報装置であることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段であることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の車両の障害物検知装置において、
上記作動機器は、自車両の乗員が着用しているシートベルトを巻き取って該シートベルトに所定張力を付与することで該乗員を拘束するシートベルトプリテンショナであることを特徴とする車両の障害物検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１３７３９６（Ｐ２００８−１３７３９６Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２２４２７（Ｐ２００６−３２２４２７）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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