運転支援装置
【課題】 車両にレーダ装置を設置し、自車に接近する危険度の高いターゲットを見失うことなく追尾して警報し、確実にドライバーをサポートする運転支援装置を提供する。
【解決手段】 水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒの内部にレーダ１ＬＤ，１ＲＤを設置し、ドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒの折りたたみ機構を利用して回転させる。これにより、危険度の高いターゲット６をできるだけ長い時間観測し、ドライバーに警報・表示を行う。また、レーダの検出結果から、前方には、自車１５が通り抜ける幅がないと判断した場合には、車両後方を視野とする撮像装置を起動し、ドライバーに対して後方の映像を表示して、後退時の後方認知の支援を行う。
【解決手段】 水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒの内部にレーダ１ＬＤ，１ＲＤを設置し、ドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒの折りたたみ機構を利用して回転させる。これにより、危険度の高いターゲット６をできるだけ長い時間観測し、ドライバーに警報・表示を行う。また、レーダの検出結果から、前方には、自車１５が通り抜ける幅がないと判断した場合には、車両後方を視野とする撮像装置を起動し、ドライバーに対して後方の映像を表示して、後退時の後方認知の支援を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーダ装置を用いて障害物との接近を警報する運転支援装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、２つ以上のレーダ装置を車両に設置し、これらが検出するターゲット情報を用いてターゲットとの接近距離に間する情報を、その接近度合いに応じた喚起度で表示・警報する運転支援装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２０４９８号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、自車側方などから危険度の高いターゲットが接近するとき、自車の移動やターゲットの移動に伴い、前記ターゲットが設置されたレーダの視野角から外れ、継続して前記ターゲットを観測したいにも関わらず、観測できなくなるといった問題がある。
【０００５】
また、狭い道でのすれ違いのときに、自車が通り抜けられるだけの幅がなく、後退を余儀なくされるとき、後続車の存在に気付かず後突する場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、危険度の高いターゲットをできるだけ長い時間観測し、ドライバーに表示・警報を行うことのできる運転支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の望ましい実施態様においては、車両のミラーケースにレーダ装置を装着して、ターゲットを検出し、このレーダ装置からのターゲット情報に基いて、このターゲットを、ミラーケースの回転によって追尾する。得られたターゲット情報から、自車とターゲットとの、例えば衝突の可能性のある接近を予測し、ドライバーに警報する。
【０００８】
本発明の望ましい実施態様においては、車両の少なくとも２つのミラーケースにレーダ装置を装着して、ターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を含むターゲット情報を検出する。これら複数のレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近の可能性を予測し、最も接近する可能性が高いと判断されたターゲットを、前記複数のミラーケースの回転によって追尾する。
【０００９】
ここで、ターゲット追尾手段は、複数レーダからのターゲット情報が同一のターゲットからの情報であるか否かを判断し、複数のレーダ装置からの同一ターゲットに関するターゲット情報を繋いで当該ターゲットを追尾することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の望ましい実施態様においては、少なくとも１つのレーダは、水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケースに設置し、このドアミラーケースをほぼ水平方向に回転させる折りたたみ機構を用いて、ターゲット追尾手段を構成する。
【００１１】
ここで、好ましくは、ミラーケースの回転に伴ない、内部のミラーを逆方向に回転させ、ミラー角度を保持する。
【００１２】
また、好ましくは、上記運転支援装置において、自車進行方向に自車が通り抜けられる幅がないと判断した場合は、後方撮像装置を起動し自車後方の映像を警報する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様によれば、ターゲットを追尾するように、ミラーケースに設置したレーダ装置を回転させることにより、危険度の高いターゲットをより確実に観測することができる。これにより、必要に応じてドライバーに表示・警報を行うことにより、より安全な運転支援装置を提供することができる。
【００１４】
また、レーダの検出結果から、前方に自車が通り抜ける幅がないと判断した場合には、後方撮像装置を起動し、自車後方映像を表示・警報装置に表示することで、後退時の後方認知の支援を行う機能を有した運転支援装置を提供することができる。
【００１５】
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図１２を参照して、２周波ＣＷ（ Continuous Wave ）式のミリ波レーダを、車両の左右前方及び左右サイドミラー内の計４つ搭載した本発明の一実施例による運転支援装置を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に用いた２周波ＣＷ式のミリ波レーダ１の概要を示す機能ブロック図である。送信制御部３にて２周波を切り替える変調信号を生成し、この変調信号に基づいて発振器４にて生成されたミリ波帯の電磁波を送信アンテナ５から自車両の前方に送信する。先行車両や路側物、歩行者など（以下ターゲット６と呼ぶ）から反射した電波を受信アンテナ７にて受信し、ミキサ８にて送信波とミキシングすることにより、ミリ波帯の周波数からＩＦ（ Intermediate Frequency；中間周波数）へ周波数変換する。ミキシングによって取り出されたビート信号は、アナログ信号処理部９にて増幅される。増幅されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器１０によりディジタル信号に変換され、ＦＦＴ（ Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理部１１にてＦＦＴ処理され、ターゲットピークが得られる。アナログ信号処理部９、Ａ／Ｄ変換器１０及びＦＦＴ処理部１１の詳細な処理内容は後述する。得られたターゲットピークは、ターゲット処理部１２にて信号処理され、相対速度，距離，及び方位角度（以下ターゲット情報と呼ぶ）が算出される。次に、ＲＣＳ算出部１８にて、ターゲットピークのピーク強度と、ターゲット処理部１２にて算出したターゲット６の距離と、較正データ記録部２５に記録されたレーダ定数を用いて、ＲＣＳ(レーダ散乱断面積)を算出する。算出されたＲＣＳとターゲット情報は、通信ドライバ１３を介して上位システム１４に伝達され、車両制御やドライバーへの警報制御に用いられる。上位システム１４としては、プリクラッシュコントロールユニット，ＡＣＣ（ Adaptive Cruise Control ）制御ユニット，及び車間距離警報ユニットなどがある。
【００１８】
次に、図１におけるアナログ信号処理部９、Ａ／Ｄ変換器１０及びＦＦＴ処理部１１の詳細な処理内容について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１９】
図２は、アナログ信号処理部９の構成を示す機能ブロック図である。アナログ信号処理部９は、プリアンプ部１６、ＤＣサーボ部１７、復調部１９、Ｓ／Ｈ（Sample & Hold）部２０、及び２次アンプ部２１から構成される。ミキサ８から入力されるビート信号は、プリアンプ部１６で増幅される。ＤＣサーボ部１７は、ビート信号のＤＣオフセットをキャンセルする働きをする。増幅された信号には、送信時に変調された二つの送信周波数（ＣＦ１、ＣＦ２）に対応した位相の異なるビート信号（Ｆ１、Ｆ２）が重畳されているため、復調部１９にて復調している。復調された二種のビート信号は、Ｓ／Ｈ部２０にてサンプルホールドされ、それぞれ２次アンプ部２１で再度増幅後、Ａ／Ｄ変換器１０へと出力される。
【００２０】
図３は、ミリ波レーダのＡ／ＤサンプリングデータとＦＦＴ処理結果の一例図である。図３（ａ）に示すような２次アンプ部２１で増幅されたビート信号２２は、Ａ／Ｄサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］（Ａ／Ｄサンプル周期Ｔ［ｓ］＝１／Ｆｓ）でサンプリングされ、図３（ｂ）のようなサンプルデータ２３が得られる。ＦＦＴ処理部１１にて、このサンプルデータを、ＦＦＴサンプル点数Ｎを１フレームとしてＦＦＴ処理することにより、図３（ｃ）のような、周波数上限がＦｓ／２［Ｈｚ］、周波数分解能がＦｓ／Ｎ［Ｈｚ／ｂｉｎ］の周波数スペクトラム２４が得られる。ここでは簡単のために入力信号を周波数ｆ１の正弦波としたが、複数の周波数成分が含まれた入力信号であっても、ＦＦＴの分解能Ｆｓ／２・Ｎ［Ｈｚ］以上離れていて、かつＦｓ／２より小さい周波数ならば、それぞれの周波数ピークに分解することができる。
【００２１】
図４は、本発明の一実施例による運転支援装置の概略を示す全体システム構成図である。ミリ波レーダ１は、車両の左前方に１ＬＦ、右前方に１ＲＦ、及び左右ドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒ内に１ＤＬ，１ＤＲの計４箇設置している。ドアミラーは、水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒ内に設置される場合が多く、この折りたたみ機構を利用して、後述するターゲット追尾手段を構成することが望ましい。これらのミリ波レーダ１で計測されたターゲット情報は、ＣＡＮ通信を介して障害物距離測定部２６に伝達される。
【００２２】
障害物距離測定部２６では、４つのレーダから得られるターゲット情報を用いて、位置と速度についてターゲットマッチングを行う。ターゲットマッチングとは、複数のレーダから得られた情報のうち、同一ターゲットか否かを判断し、同一と判断されるものを統合することを言う。同一ターゲットか否かの判断に当っては、レーダの取付位置差や、取付角度差及びドアミラーケース角度計測部３２から得られるドアミラーケースの現在の角度情報を考慮する。障害物距離測定部２６の詳細な内容は後述する。
【００２３】
障害物距離測定部２６で選択されたターゲット情報は、接触判断部２７と表示・警報部２８に伝達される。
【００２４】
接触判断部２７では、自車両の形状情報とターゲット情報から、自車に接触する可能性がある距離まで接近するか否かを判断し、接触する可能性がある場合には、その接触可能性情報を表示・警報部２８に伝達する。また、接触判断部２７により障害物を通り抜けることが困難であると判断された場合には、後方撮像部３０を起動し、後方映像を表示・警報部２８に表示して後方認知の支援を行う。接触判断部２７の詳細な内容は後述する。
【００２５】
表示・警報部２８では、障害物距離測定部２６から伝達されるターゲット情報をナビゲーション画面と兼用の又は専用の表示装置に画像及び／又は数値で表示し、接触判断部２７から伝達される接触可能性情報を警報音等でドライバーに伝達する。
【００２６】
次に、図４における障害物距離測定部２６の詳細な内容について、図５〜図９を用いて説明する。障害物距離測定部２６では、大きく分けて位置の座標変換、速度ベクトルの算出、及びターゲットマッチングの３つの処理を行う。
【００２７】
図５は、図４における障害物距離測定部２６の一例機能ブロック図である。まず、ターゲットの位置の座標変換を行う座標変換部３９の処理内容について図６及び図７を用いて説明する。
【００２８】
図６は、自車両１５の右前方に速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］で移動するターゲット６が存在し、ある時刻において、車両右前方に設置された右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーケース３１Ｒ内に設置された右ドアミラーレーダ１ＲＤが同時に検知している状態を示している。簡単化のため、これ以降左側のレーダ１ＬＦ及び１ＬＤの処理については記述しないが、同様の方法で処理を行うことができる。右前方レーダ１ＲＦが検知する距離をＲ１［ｍ］、レーダ取付軸３６からの相対角度をθ１［°］、レーダ散乱断面積をＲＣＳ１［ｄＢｓｍ］とし、同様に、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検知する距離をＲ２［ｍ］、レーダ取付軸３７からの相対角度をθ２［°］、レーダ散乱断面積をＲＣＳ２［ｄＢｓｍ］とする。また、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６の距離Ｒ１の、車両軸３５に平行な成分をＬ１［ｍ］、垂直な成分をＸＲ１［ｍ］、右ドアミラーレーダ１ＲＤとターゲット６の距離Ｒ２の、車両軸３５に平行な成分をＬ２［ｍ］、垂直な成分をＸＲ２［ｍ］とする。また、右前方レーダ１ＲＦの取付軸３６と車両軸３５との角度をζ１［°］、右ドアミラーレーダ１ＲＤの取付軸較正時の取付軸３７と車両軸３５との角度をζ２［°］とする。ζ１、ζ２はレーダ取付軸較正時にレーダ取付角度記録部４２に記録する。また、右ドアミラーレーダ１ＲＤの取付軸較正時の角度を基準とした右ドアミラーケース３１Ｒの相対角度をγ２［°］とする。この相対角度をγ２は、ドアミラーケース角度計測部３２から得られる。このとき、Ｌ１、ＸＲ１、Ｌ２、ＸＲ２は、Ｒ１、θ１、Ｒ２、θ２、ζ１、ζ２、γ２を用いて（数式１）から（数式４）のように表される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ここで、上記Ｌ１、ＸＲ１とＬ２、ＸＲ２は、各々のレーダの取付位置を基準とした異なる座標系の数値であるため、これを共通の座標系に変換するため、各レーダ共通の基準となる車両基準点３８（図７）を導入する。本実施例では、車両基準点３８を、図７のように、右ハンドル車の運転席近辺に設定する。右前方レーダ１ＲＦと車両基準点３８との距離の、車両軸３５に平行な成分をΔＬ１［ｍ］、垂直な成分をΔＸＲ１［ｍ］、右ドアミラーレーダと車両基準点３８との距離の、車両軸３５に平行な成分をΔＬ２［ｍ］、垂直な成分をΔＸＲ２［ｍ］とする。このとき、右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーレーダ１ＲＤのそれぞれが検知したターゲット６の車両基準点３８を基準とした位置Ｌ１’、ＸＲ１’、Ｌ２’、ＸＲ２’は、（数式５）から（数式８）のように表される。
【００３１】
【数２】
【００３２】
図８は、図５における速度ベクトル算出部４０の処理内容を示す図である。
【００３３】
まず、右前方レーダ１ＲＦにおける速度ベクトルの算出方法について説明する。レーダが直接測定する速度は、ターゲット６の速度ベクトルを、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６を結ぶ直線に投影した成分である。右前方レーダ１ＲＦが測定する速度をＶ１［ｋｍ／ｈ］とする。また、ターゲット６の速度ベクトルが、車両軸３５となす角度をθ、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６を結ぶ直線と成す角をθｖ１とする。このとき、Ｖ、Ｖ１、θｖ１には（数式９）に示す関係がある。
【００３４】
【数３】
【００３５】
θはレーダから直接測定することはできないが、前述のＬ１’、ＸＲ１’の時間的な履歴から次のように算出することができる。Ｌ１’、ＸＲ１’の今回値（ｎフレーム）をＬ１’（ｎ）、ＸＲ１’（ｎ）、前回値（ｎ−１フレーム）をＬ１’（ｎ−１）、ＸＲ１’（ｎ−１）とすると、それぞれの今回値と前回値の差分ΔＬｔ１、ΔＸＲｔ１は（数式１０）及び（数式１１）のように表される。さらに、右前方レーダ１ＲＦにおけるθの計算値をθｃ１とすると、ΔＬｔ１、ΔＸＲｔ１を用いて（数式１２）のように表される。
【００３６】
【数４】
【００３７】
さらに、θｖ１は、θｃ１、θ１、ζ１を用いて（数式１３）のように表され、（数式１３）と（数式９）から、右前方レーダにおいて算出されるＶの大きさの計算値Ｖｃ１は（数式１４）のように表される。
【００３８】
【数５】
【００３９】
以上のように、ターゲット６の速度ベクトルＶは、（数式１２）から車両軸３５に対する相対角度の計算値θｃ１が、（数式１４）からその大きさの計算値Ｖｃ１が算出される。右ドアミラーレーダ１ＲＤにおける速度ベクトルの算出も同様にして行うことができ、速度ベクトルの車両軸３５に対する相対角度の計算値θｃ２は（数式１５）、大きさの計算値Ｖｃ２は（数式１６）のように表される。算出方法は、前述の右前方レーダ１ＲＦと同様であるが、ドアミラーケースの角度γ２を考慮している点が異なる。
【００４０】
【数６】
【００４１】
図９は、図５におけるターゲットマッチング部４１の処理内容を示しており、この図を用いてターゲットマッチングについて説明する。前述した位置の座標変換及び速度ベクトルの算出後、障害物距離測定部２６では、右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーレーダ１ＲＤがそれぞれ検知したターゲットが同一のものであるかどうかを判定する。
【００４２】
図９（Ａ）は、座標変換後のターゲット位置情報とレーダ散乱断面積（ＸＲ’、Ｌ’、ＲＣＳ）の３次元マップである。右前方レーダ１ＲＦが検出した位置・レーダ散乱断面積情報４３（ＸＲ１’、Ｌ１’、ＲＣＳ１）と、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検出した位置・レーダ散乱断面積情報４４（ＸＲ２’、Ｌ２’、ＲＣＳ２）の空間的距離Ｄを算出し、これがしきい値Ｄｔｈより小さいか否かを判定する。空間的距離Ｄは（数式１７）によって算出される。
【００４３】
【数７】
【００４４】
図９（Ｂ）は速度ベクトルの角度と大きさ（θｃ、Ｖｃ）の２次元マップである。右前方レーダ１ＲＦが検出した速度ベクトル４５（Ｖｃ１、θｃ１）と、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検出した速度ベクトル４６（Ｖｃ２、θｃ２）の空間的距離Ｋを算出し、これがしきい値Ｋｔｈより小さいかどうかを判定する。空間的距離Ｋは（数式１８）によって算出される。
【００４５】
【数８】
【００４６】
Ｄ＜ＤｔｈかつＫ＜Ｋｔｈのとき、これらのターゲット情報が同一ターゲットであると判断し、それらの情報を統合する。１つのレーダで複数のターゲットを検出することが可能であるため、ある１つのレーダの、ある１つのターゲット情報に対し、当該レーダ以外の全てのレーダが検出する全てのターゲットと比較判定処理が行われ、統合するかどうかの判断が行われる。
【００４７】
次に、図１０〜図１１を用いて、接触判断部の処理内容について説明する。
【００４８】
図１０は、図４及び図５における接触判断部２７の詳細を示す機能ブロック図である。接触判断部２７は、大きく分けて、接触可能性判断部４８及び接触危険度判断部４９の２つの処理を行う。
【００４９】
図１１は、図１０における接触可能性判断部４８の処理内容を示す図である。図は、横軸にＸＲ’、縦軸にＬ’を取った２次元マップである。接触可能性判断部４８は、障害物距離測定部２６から出力される統合されたターゲット情報と、予め車両形状記録部４７に記録された車両形状情報を用いて、検出したターゲット６が自車両１５に接触する可能性があるほどに接近するか否かを判断する。
【００５０】
車両形状情報４８は、自車両１５の最大外形となる４隅の点の、車両基準点３８からの相対座標で表される。ここでは、右前方が（ＸＲＲ、ＬＦ）、右後方が（ＸＲＲ、ＬＲ）、左前方が（ＸＲＬ、ＬＦ）、左後方が（ＸＲＬ、ＬＲ）とする。図１１に示すように、検出したターゲット６の情報（ＸＲ１’、Ｌ１’）をマップにプロットし、ここから大きさＶｃ１で車両軸３５に対する角度θｃ１の速度ベクトルを置く。この場合、接触する可能性があるほど接近するか否かは、この速度ベクトルの延長線４９が前記車両形状情報４８と交差するかどうかで判断できる。図１１の例では、右前方のターゲット６が自車両１５の正面方向へ向かっている状態を示しており、接触する可能性がある程度に異常接近する状態である。ここで、速度ベクトルと一致する直線は、（ＸＲ１’、Ｌ１’）を通る傾き１／ｔａｎθｃの直線であるため、（数式１９）のように表される。
【００５１】
【数９】
【００５２】
また、車両形状情報４８で囲まれる範囲は（数式２０）で表される。
【００５３】
【数１０】
【００５４】
したがって、（数式２１）〜（数式２６）のいずれか１つ以上の条件が満たされるとき、（数式１９）と（数式２０）が交点を持つ。すなわち、接触する可能性があるほどに接近すると判断できる。いずれも満たさない場合は接触する可能性はない。
【００５５】
左前方から車両正面への接触の場合：
【００５６】
【数１１】
【００５７】
右前方から車両正面への接触の場合：
【００５８】
【数１２】
【００５９】
左前方から車両左側面への接触の場合：
【００６０】
【数１３】
【００６１】
左後方から車両左側面への接触の場合：
【００６２】
【数１４】
【００６３】
右前方から車両右側面への接触の場合：
【００６４】
【数１５】
【００６５】
右後方から車両右側面への接触の場合：
【００６６】
【数１６】
【００６７】
上記の処理を全てのターゲット情報について行い、接触する可能性があるほど接近するというフレームがある既定数以上連続した場合、後述する接触危険度判断部４９から表示・警報部２８にそのターゲットの位置や接触危険度を送信する。表示・警報部２８は、受信した情報の表示及び警報を行い、ドライバーに注意を促す。また、自車進行方向に複数のターゲットが存在し、かつそれらの間隔が前記車両形状情報から得られる自車両の幅よりも小さい場合、自車両１５が通り抜けられないと判断し、後方撮像部３０を起動し、その映像を表示・警報部２８に表示し、後方認知の支援を行う。
【００６８】
次に、図１０における接触危険度判断部４９の処理について説明する。接触の可能性があるほど接近する場合、その接触危険度はターゲットとの距離と速度ベクトルの大きさＶｃによって決定することができ、距離が小さければ小さいほど、また接近速度が大きければ大きいほど、すなわちＶｃが小さければ小さいほど接触危険度は高くなる。ここで、ターゲットとの距離Ｈは、自車両１５のどの面への接触かによって異なり、それぞれ（数式２７）〜（数式２９）のように表される。
【００６９】
車両正面への接触の場合：
【００７０】
【数１７】
【００７１】
車両左側面への接触の場合：
【００７２】
【数１８】
【００７３】
車両右側面への接触の場合：
【００７４】
【数１９】
【００７５】
接触危険度判断部４９では、図１２に示すようなＶｃとＨと接触危険度の関係のマップを参照し、接触危険度を決定する。このマップでは、Ｖｃが小さいほどＨが大きくても接触危険度が高くなるようになっている。また、Ｖｃが負（接近）のときと正（離間）のときで接触危険度の曲線の傾きを変えており、離間のときでも距離Ｈが小さければ接触危険度が高くなるようにしている。また、ターゲットが移動物の場合は、同じ条件でもより危険度が高くなるように処理を行う。
【００７６】
次に、図４及び図１０における回転指令算出部５０の処理内容について説明する。側方のターゲット６が、自車両１５やターゲット６の移動に伴い、右ドアミラーレーダ１ＲＤの検知範囲外に移動することがある。この場合、前述の接触危険度判断部４９で接触の可能性が高いほどに接近すると判断したターゲットについては、自車両１５の位置関係や接触危険度の観測を継続して行うことが望ましい。そこで、このような最も危険度の高いターゲットをできるだけ長く検知するように、回転指令算出部５０で、回転角度を算出し、その回転指令を右ドアミラーレーダ１ＲＤが設置されているドアミラーケース３１Ｒの駆動制御部２９に送る。このドアミラーケース３１Ｒの駆動制御部２９は、ドアミラーケース３１Ｒの角度を変化させる処理を行う。また、このままでは、ドアミラーケース３１Ｒの回転に伴いドライバーの視点から見たミラーの角度も変化してしまうので、ドライバーの後方視界を維持するように、ケース３１Ｒ内のミラーを、ドアミラーケース３１Ｒの回転と逆方向に同じ角度回転させる。
【００７７】
ただし、一般的に、ドアミラーケース３１Ｒの回転速度は車両の動きに比べて低いため、ある相対速度以下のターゲットだけに対してのみ、追尾動作を行うように構成している。
【００７８】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求項に記載された範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施例では、２周波ＣＷ方式のミリ波レーダに適用したが、ＦＭＣＷ方式など、どのレーダでも適用できる。その中でも、接触可能性の判断に重要な、相対速度の検知精度に優れ、かつ、複数設置しても相互干渉を生じにくい２周波ＣＷ方式が有利である。
【００７９】
また、上記実施例では、ミリ波レーダ１の設置場所を左右前方及び左右ドアミラー内の４箇所としたが、検知範囲が確保できるのであればこれ以外の場所、例えば、フェンダーミラーケースに取付けてもよい。また、個数も必要に応じて増減させることができる。さらに、後方に設置して後退時の運転支援等に利用することもできる。また、表示・警報部２８での機能をナビゲーション画面への画像による表示と音による警報としたが、表示場所はインパネやヘッドアップディスプレイでもよいし、警報は音だけでなくシートベルトの巻き取りやシートの振動等でもよい。また、車両基準点３８を右ハンドル車の運転席に設置したが、各レーダとの相対位置が予め既定できる位置であればどこでもよい。例えば、車両中心軸上の先端部でもよいし、車両の中心部でもよい。ただし、レーダの検知結果は、車両基準点３８を基準とした数値になるため、これを表示・警報部２８を介してドライバーに表示する場合は、ドライバーの視覚と一致する運転席に設置することが望ましい。また、車両形状情報を車両４隅の４点の情報としたが、精度を上げるために点数を増やしてもよい。この場合、接触可能性判断部４８での接触可能性判断の式（数式２１）〜（数式２６）やターゲットとの距離の算出式（数式２７）〜（数式２９）をその点数に合わせて変更する必要がある。さらに、接触危険度判断部４９の危険度の特性マップに２直線を組み合わせたものを３段階にして用いたが、特性マップは人間の感覚に合わせて曲線にしてもよく、危険度の段階は必要に応じて増減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例に用いた２周波ＣＷ式ミリ波レーダの機能ブロック図。
【図２】図１におけるアナログ信号処理部９の構成を示す機能ブロック図。
【図３】ミリ波レーダのＡ／ＤサンプリングデータとＦＦＴ処理結果の一例図。
【図４】本発明の一実施例による運転支援装置の概略を示す全体システム構成図。
【図５】図４における障害物距離測定部２６の詳細を示す機能ブロック図。
【図６】図５における座標変換部３９の座標変換前の状態を示す図。
【図７】図５における座標変換部３９の座標変換後の状態を示す図。
【図８】図５における速度ベクトル算出部４０の処理内容を示す図。
【図９】図５におけるターゲットマッチング部４１の処理内容を示す図。
【図１０】図４における接触判断部２７の詳細を示す機能ブロック図。
【図１１】図１０における接触可能性判断部４８の処理内容を示す図。
【図１２】図１０における接触危険度判断部４９の処理内容を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ＬＦ，１ＲＦ，１ＬＤ，１ＲＤ…ミリ波レーダ、６…ターゲット、１１…ＦＦＴ処理部、１２…ターゲット処理部、１５…自車両、２６…障害物距離測定部、２７…接触判断部、２８…表示・警報部、２９…ドアミラーケース駆動制御部、３０…後方撮像部、３１Ｌ…左ドアミラーケース、３１Ｒ…右ドアミラーケース、３２…ドアミラーケース角度計測部、３８…車両基準点、４２…レーダ取付角度記録部、４７…車両形状記録部、５０…回転指令算出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーダ装置を用いて障害物との接近を警報する運転支援装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、２つ以上のレーダ装置を車両に設置し、これらが検出するターゲット情報を用いてターゲットとの接近距離に間する情報を、その接近度合いに応じた喚起度で表示・警報する運転支援装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２０４９８号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、自車側方などから危険度の高いターゲットが接近するとき、自車の移動やターゲットの移動に伴い、前記ターゲットが設置されたレーダの視野角から外れ、継続して前記ターゲットを観測したいにも関わらず、観測できなくなるといった問題がある。
【０００５】
また、狭い道でのすれ違いのときに、自車が通り抜けられるだけの幅がなく、後退を余儀なくされるとき、後続車の存在に気付かず後突する場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、危険度の高いターゲットをできるだけ長い時間観測し、ドライバーに表示・警報を行うことのできる運転支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の望ましい実施態様においては、車両のミラーケースにレーダ装置を装着して、ターゲットを検出し、このレーダ装置からのターゲット情報に基いて、このターゲットを、ミラーケースの回転によって追尾する。得られたターゲット情報から、自車とターゲットとの、例えば衝突の可能性のある接近を予測し、ドライバーに警報する。
【０００８】
本発明の望ましい実施態様においては、車両の少なくとも２つのミラーケースにレーダ装置を装着して、ターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を含むターゲット情報を検出する。これら複数のレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近の可能性を予測し、最も接近する可能性が高いと判断されたターゲットを、前記複数のミラーケースの回転によって追尾する。
【０００９】
ここで、ターゲット追尾手段は、複数レーダからのターゲット情報が同一のターゲットからの情報であるか否かを判断し、複数のレーダ装置からの同一ターゲットに関するターゲット情報を繋いで当該ターゲットを追尾することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の望ましい実施態様においては、少なくとも１つのレーダは、水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケースに設置し、このドアミラーケースをほぼ水平方向に回転させる折りたたみ機構を用いて、ターゲット追尾手段を構成する。
【００１１】
ここで、好ましくは、ミラーケースの回転に伴ない、内部のミラーを逆方向に回転させ、ミラー角度を保持する。
【００１２】
また、好ましくは、上記運転支援装置において、自車進行方向に自車が通り抜けられる幅がないと判断した場合は、後方撮像装置を起動し自車後方の映像を警報する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様によれば、ターゲットを追尾するように、ミラーケースに設置したレーダ装置を回転させることにより、危険度の高いターゲットをより確実に観測することができる。これにより、必要に応じてドライバーに表示・警報を行うことにより、より安全な運転支援装置を提供することができる。
【００１４】
また、レーダの検出結果から、前方に自車が通り抜ける幅がないと判断した場合には、後方撮像装置を起動し、自車後方映像を表示・警報装置に表示することで、後退時の後方認知の支援を行う機能を有した運転支援装置を提供することができる。
【００１５】
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図１２を参照して、２周波ＣＷ（ Continuous Wave ）式のミリ波レーダを、車両の左右前方及び左右サイドミラー内の計４つ搭載した本発明の一実施例による運転支援装置を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に用いた２周波ＣＷ式のミリ波レーダ１の概要を示す機能ブロック図である。送信制御部３にて２周波を切り替える変調信号を生成し、この変調信号に基づいて発振器４にて生成されたミリ波帯の電磁波を送信アンテナ５から自車両の前方に送信する。先行車両や路側物、歩行者など（以下ターゲット６と呼ぶ）から反射した電波を受信アンテナ７にて受信し、ミキサ８にて送信波とミキシングすることにより、ミリ波帯の周波数からＩＦ（ Intermediate Frequency；中間周波数）へ周波数変換する。ミキシングによって取り出されたビート信号は、アナログ信号処理部９にて増幅される。増幅されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器１０によりディジタル信号に変換され、ＦＦＴ（ Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理部１１にてＦＦＴ処理され、ターゲットピークが得られる。アナログ信号処理部９、Ａ／Ｄ変換器１０及びＦＦＴ処理部１１の詳細な処理内容は後述する。得られたターゲットピークは、ターゲット処理部１２にて信号処理され、相対速度，距離，及び方位角度（以下ターゲット情報と呼ぶ）が算出される。次に、ＲＣＳ算出部１８にて、ターゲットピークのピーク強度と、ターゲット処理部１２にて算出したターゲット６の距離と、較正データ記録部２５に記録されたレーダ定数を用いて、ＲＣＳ(レーダ散乱断面積)を算出する。算出されたＲＣＳとターゲット情報は、通信ドライバ１３を介して上位システム１４に伝達され、車両制御やドライバーへの警報制御に用いられる。上位システム１４としては、プリクラッシュコントロールユニット，ＡＣＣ（ Adaptive Cruise Control ）制御ユニット，及び車間距離警報ユニットなどがある。
【００１８】
次に、図１におけるアナログ信号処理部９、Ａ／Ｄ変換器１０及びＦＦＴ処理部１１の詳細な処理内容について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１９】
図２は、アナログ信号処理部９の構成を示す機能ブロック図である。アナログ信号処理部９は、プリアンプ部１６、ＤＣサーボ部１７、復調部１９、Ｓ／Ｈ（Sample & Hold）部２０、及び２次アンプ部２１から構成される。ミキサ８から入力されるビート信号は、プリアンプ部１６で増幅される。ＤＣサーボ部１７は、ビート信号のＤＣオフセットをキャンセルする働きをする。増幅された信号には、送信時に変調された二つの送信周波数（ＣＦ１、ＣＦ２）に対応した位相の異なるビート信号（Ｆ１、Ｆ２）が重畳されているため、復調部１９にて復調している。復調された二種のビート信号は、Ｓ／Ｈ部２０にてサンプルホールドされ、それぞれ２次アンプ部２１で再度増幅後、Ａ／Ｄ変換器１０へと出力される。
【００２０】
図３は、ミリ波レーダのＡ／ＤサンプリングデータとＦＦＴ処理結果の一例図である。図３（ａ）に示すような２次アンプ部２１で増幅されたビート信号２２は、Ａ／Ｄサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］（Ａ／Ｄサンプル周期Ｔ［ｓ］＝１／Ｆｓ）でサンプリングされ、図３（ｂ）のようなサンプルデータ２３が得られる。ＦＦＴ処理部１１にて、このサンプルデータを、ＦＦＴサンプル点数Ｎを１フレームとしてＦＦＴ処理することにより、図３（ｃ）のような、周波数上限がＦｓ／２［Ｈｚ］、周波数分解能がＦｓ／Ｎ［Ｈｚ／ｂｉｎ］の周波数スペクトラム２４が得られる。ここでは簡単のために入力信号を周波数ｆ１の正弦波としたが、複数の周波数成分が含まれた入力信号であっても、ＦＦＴの分解能Ｆｓ／２・Ｎ［Ｈｚ］以上離れていて、かつＦｓ／２より小さい周波数ならば、それぞれの周波数ピークに分解することができる。
【００２１】
図４は、本発明の一実施例による運転支援装置の概略を示す全体システム構成図である。ミリ波レーダ１は、車両の左前方に１ＬＦ、右前方に１ＲＦ、及び左右ドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒ内に１ＤＬ，１ＤＲの計４箇設置している。ドアミラーは、水平方向に回転する折りたたみ機構を有するドアミラーケース３１Ｌ，３１Ｒ内に設置される場合が多く、この折りたたみ機構を利用して、後述するターゲット追尾手段を構成することが望ましい。これらのミリ波レーダ１で計測されたターゲット情報は、ＣＡＮ通信を介して障害物距離測定部２６に伝達される。
【００２２】
障害物距離測定部２６では、４つのレーダから得られるターゲット情報を用いて、位置と速度についてターゲットマッチングを行う。ターゲットマッチングとは、複数のレーダから得られた情報のうち、同一ターゲットか否かを判断し、同一と判断されるものを統合することを言う。同一ターゲットか否かの判断に当っては、レーダの取付位置差や、取付角度差及びドアミラーケース角度計測部３２から得られるドアミラーケースの現在の角度情報を考慮する。障害物距離測定部２６の詳細な内容は後述する。
【００２３】
障害物距離測定部２６で選択されたターゲット情報は、接触判断部２７と表示・警報部２８に伝達される。
【００２４】
接触判断部２７では、自車両の形状情報とターゲット情報から、自車に接触する可能性がある距離まで接近するか否かを判断し、接触する可能性がある場合には、その接触可能性情報を表示・警報部２８に伝達する。また、接触判断部２７により障害物を通り抜けることが困難であると判断された場合には、後方撮像部３０を起動し、後方映像を表示・警報部２８に表示して後方認知の支援を行う。接触判断部２７の詳細な内容は後述する。
【００２５】
表示・警報部２８では、障害物距離測定部２６から伝達されるターゲット情報をナビゲーション画面と兼用の又は専用の表示装置に画像及び／又は数値で表示し、接触判断部２７から伝達される接触可能性情報を警報音等でドライバーに伝達する。
【００２６】
次に、図４における障害物距離測定部２６の詳細な内容について、図５〜図９を用いて説明する。障害物距離測定部２６では、大きく分けて位置の座標変換、速度ベクトルの算出、及びターゲットマッチングの３つの処理を行う。
【００２７】
図５は、図４における障害物距離測定部２６の一例機能ブロック図である。まず、ターゲットの位置の座標変換を行う座標変換部３９の処理内容について図６及び図７を用いて説明する。
【００２８】
図６は、自車両１５の右前方に速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］で移動するターゲット６が存在し、ある時刻において、車両右前方に設置された右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーケース３１Ｒ内に設置された右ドアミラーレーダ１ＲＤが同時に検知している状態を示している。簡単化のため、これ以降左側のレーダ１ＬＦ及び１ＬＤの処理については記述しないが、同様の方法で処理を行うことができる。右前方レーダ１ＲＦが検知する距離をＲ１［ｍ］、レーダ取付軸３６からの相対角度をθ１［°］、レーダ散乱断面積をＲＣＳ１［ｄＢｓｍ］とし、同様に、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検知する距離をＲ２［ｍ］、レーダ取付軸３７からの相対角度をθ２［°］、レーダ散乱断面積をＲＣＳ２［ｄＢｓｍ］とする。また、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６の距離Ｒ１の、車両軸３５に平行な成分をＬ１［ｍ］、垂直な成分をＸＲ１［ｍ］、右ドアミラーレーダ１ＲＤとターゲット６の距離Ｒ２の、車両軸３５に平行な成分をＬ２［ｍ］、垂直な成分をＸＲ２［ｍ］とする。また、右前方レーダ１ＲＦの取付軸３６と車両軸３５との角度をζ１［°］、右ドアミラーレーダ１ＲＤの取付軸較正時の取付軸３７と車両軸３５との角度をζ２［°］とする。ζ１、ζ２はレーダ取付軸較正時にレーダ取付角度記録部４２に記録する。また、右ドアミラーレーダ１ＲＤの取付軸較正時の角度を基準とした右ドアミラーケース３１Ｒの相対角度をγ２［°］とする。この相対角度をγ２は、ドアミラーケース角度計測部３２から得られる。このとき、Ｌ１、ＸＲ１、Ｌ２、ＸＲ２は、Ｒ１、θ１、Ｒ２、θ２、ζ１、ζ２、γ２を用いて（数式１）から（数式４）のように表される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ここで、上記Ｌ１、ＸＲ１とＬ２、ＸＲ２は、各々のレーダの取付位置を基準とした異なる座標系の数値であるため、これを共通の座標系に変換するため、各レーダ共通の基準となる車両基準点３８（図７）を導入する。本実施例では、車両基準点３８を、図７のように、右ハンドル車の運転席近辺に設定する。右前方レーダ１ＲＦと車両基準点３８との距離の、車両軸３５に平行な成分をΔＬ１［ｍ］、垂直な成分をΔＸＲ１［ｍ］、右ドアミラーレーダと車両基準点３８との距離の、車両軸３５に平行な成分をΔＬ２［ｍ］、垂直な成分をΔＸＲ２［ｍ］とする。このとき、右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーレーダ１ＲＤのそれぞれが検知したターゲット６の車両基準点３８を基準とした位置Ｌ１’、ＸＲ１’、Ｌ２’、ＸＲ２’は、（数式５）から（数式８）のように表される。
【００３１】
【数２】
【００３２】
図８は、図５における速度ベクトル算出部４０の処理内容を示す図である。
【００３３】
まず、右前方レーダ１ＲＦにおける速度ベクトルの算出方法について説明する。レーダが直接測定する速度は、ターゲット６の速度ベクトルを、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６を結ぶ直線に投影した成分である。右前方レーダ１ＲＦが測定する速度をＶ１［ｋｍ／ｈ］とする。また、ターゲット６の速度ベクトルが、車両軸３５となす角度をθ、右前方レーダ１ＲＦとターゲット６を結ぶ直線と成す角をθｖ１とする。このとき、Ｖ、Ｖ１、θｖ１には（数式９）に示す関係がある。
【００３４】
【数３】
【００３５】
θはレーダから直接測定することはできないが、前述のＬ１’、ＸＲ１’の時間的な履歴から次のように算出することができる。Ｌ１’、ＸＲ１’の今回値（ｎフレーム）をＬ１’（ｎ）、ＸＲ１’（ｎ）、前回値（ｎ−１フレーム）をＬ１’（ｎ−１）、ＸＲ１’（ｎ−１）とすると、それぞれの今回値と前回値の差分ΔＬｔ１、ΔＸＲｔ１は（数式１０）及び（数式１１）のように表される。さらに、右前方レーダ１ＲＦにおけるθの計算値をθｃ１とすると、ΔＬｔ１、ΔＸＲｔ１を用いて（数式１２）のように表される。
【００３６】
【数４】
【００３７】
さらに、θｖ１は、θｃ１、θ１、ζ１を用いて（数式１３）のように表され、（数式１３）と（数式９）から、右前方レーダにおいて算出されるＶの大きさの計算値Ｖｃ１は（数式１４）のように表される。
【００３８】
【数５】
【００３９】
以上のように、ターゲット６の速度ベクトルＶは、（数式１２）から車両軸３５に対する相対角度の計算値θｃ１が、（数式１４）からその大きさの計算値Ｖｃ１が算出される。右ドアミラーレーダ１ＲＤにおける速度ベクトルの算出も同様にして行うことができ、速度ベクトルの車両軸３５に対する相対角度の計算値θｃ２は（数式１５）、大きさの計算値Ｖｃ２は（数式１６）のように表される。算出方法は、前述の右前方レーダ１ＲＦと同様であるが、ドアミラーケースの角度γ２を考慮している点が異なる。
【００４０】
【数６】
【００４１】
図９は、図５におけるターゲットマッチング部４１の処理内容を示しており、この図を用いてターゲットマッチングについて説明する。前述した位置の座標変換及び速度ベクトルの算出後、障害物距離測定部２６では、右前方レーダ１ＲＦと右ドアミラーレーダ１ＲＤがそれぞれ検知したターゲットが同一のものであるかどうかを判定する。
【００４２】
図９（Ａ）は、座標変換後のターゲット位置情報とレーダ散乱断面積（ＸＲ’、Ｌ’、ＲＣＳ）の３次元マップである。右前方レーダ１ＲＦが検出した位置・レーダ散乱断面積情報４３（ＸＲ１’、Ｌ１’、ＲＣＳ１）と、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検出した位置・レーダ散乱断面積情報４４（ＸＲ２’、Ｌ２’、ＲＣＳ２）の空間的距離Ｄを算出し、これがしきい値Ｄｔｈより小さいか否かを判定する。空間的距離Ｄは（数式１７）によって算出される。
【００４３】
【数７】
【００４４】
図９（Ｂ）は速度ベクトルの角度と大きさ（θｃ、Ｖｃ）の２次元マップである。右前方レーダ１ＲＦが検出した速度ベクトル４５（Ｖｃ１、θｃ１）と、右ドアミラーレーダ１ＲＤが検出した速度ベクトル４６（Ｖｃ２、θｃ２）の空間的距離Ｋを算出し、これがしきい値Ｋｔｈより小さいかどうかを判定する。空間的距離Ｋは（数式１８）によって算出される。
【００４５】
【数８】
【００４６】
Ｄ＜ＤｔｈかつＫ＜Ｋｔｈのとき、これらのターゲット情報が同一ターゲットであると判断し、それらの情報を統合する。１つのレーダで複数のターゲットを検出することが可能であるため、ある１つのレーダの、ある１つのターゲット情報に対し、当該レーダ以外の全てのレーダが検出する全てのターゲットと比較判定処理が行われ、統合するかどうかの判断が行われる。
【００４７】
次に、図１０〜図１１を用いて、接触判断部の処理内容について説明する。
【００４８】
図１０は、図４及び図５における接触判断部２７の詳細を示す機能ブロック図である。接触判断部２７は、大きく分けて、接触可能性判断部４８及び接触危険度判断部４９の２つの処理を行う。
【００４９】
図１１は、図１０における接触可能性判断部４８の処理内容を示す図である。図は、横軸にＸＲ’、縦軸にＬ’を取った２次元マップである。接触可能性判断部４８は、障害物距離測定部２６から出力される統合されたターゲット情報と、予め車両形状記録部４７に記録された車両形状情報を用いて、検出したターゲット６が自車両１５に接触する可能性があるほどに接近するか否かを判断する。
【００５０】
車両形状情報４８は、自車両１５の最大外形となる４隅の点の、車両基準点３８からの相対座標で表される。ここでは、右前方が（ＸＲＲ、ＬＦ）、右後方が（ＸＲＲ、ＬＲ）、左前方が（ＸＲＬ、ＬＦ）、左後方が（ＸＲＬ、ＬＲ）とする。図１１に示すように、検出したターゲット６の情報（ＸＲ１’、Ｌ１’）をマップにプロットし、ここから大きさＶｃ１で車両軸３５に対する角度θｃ１の速度ベクトルを置く。この場合、接触する可能性があるほど接近するか否かは、この速度ベクトルの延長線４９が前記車両形状情報４８と交差するかどうかで判断できる。図１１の例では、右前方のターゲット６が自車両１５の正面方向へ向かっている状態を示しており、接触する可能性がある程度に異常接近する状態である。ここで、速度ベクトルと一致する直線は、（ＸＲ１’、Ｌ１’）を通る傾き１／ｔａｎθｃの直線であるため、（数式１９）のように表される。
【００５１】
【数９】
【００５２】
また、車両形状情報４８で囲まれる範囲は（数式２０）で表される。
【００５３】
【数１０】
【００５４】
したがって、（数式２１）〜（数式２６）のいずれか１つ以上の条件が満たされるとき、（数式１９）と（数式２０）が交点を持つ。すなわち、接触する可能性があるほどに接近すると判断できる。いずれも満たさない場合は接触する可能性はない。
【００５５】
左前方から車両正面への接触の場合：
【００５６】
【数１１】
【００５７】
右前方から車両正面への接触の場合：
【００５８】
【数１２】
【００５９】
左前方から車両左側面への接触の場合：
【００６０】
【数１３】
【００６１】
左後方から車両左側面への接触の場合：
【００６２】
【数１４】
【００６３】
右前方から車両右側面への接触の場合：
【００６４】
【数１５】
【００６５】
右後方から車両右側面への接触の場合：
【００６６】
【数１６】
【００６７】
上記の処理を全てのターゲット情報について行い、接触する可能性があるほど接近するというフレームがある既定数以上連続した場合、後述する接触危険度判断部４９から表示・警報部２８にそのターゲットの位置や接触危険度を送信する。表示・警報部２８は、受信した情報の表示及び警報を行い、ドライバーに注意を促す。また、自車進行方向に複数のターゲットが存在し、かつそれらの間隔が前記車両形状情報から得られる自車両の幅よりも小さい場合、自車両１５が通り抜けられないと判断し、後方撮像部３０を起動し、その映像を表示・警報部２８に表示し、後方認知の支援を行う。
【００６８】
次に、図１０における接触危険度判断部４９の処理について説明する。接触の可能性があるほど接近する場合、その接触危険度はターゲットとの距離と速度ベクトルの大きさＶｃによって決定することができ、距離が小さければ小さいほど、また接近速度が大きければ大きいほど、すなわちＶｃが小さければ小さいほど接触危険度は高くなる。ここで、ターゲットとの距離Ｈは、自車両１５のどの面への接触かによって異なり、それぞれ（数式２７）〜（数式２９）のように表される。
【００６９】
車両正面への接触の場合：
【００７０】
【数１７】
【００７１】
車両左側面への接触の場合：
【００７２】
【数１８】
【００７３】
車両右側面への接触の場合：
【００７４】
【数１９】
【００７５】
接触危険度判断部４９では、図１２に示すようなＶｃとＨと接触危険度の関係のマップを参照し、接触危険度を決定する。このマップでは、Ｖｃが小さいほどＨが大きくても接触危険度が高くなるようになっている。また、Ｖｃが負（接近）のときと正（離間）のときで接触危険度の曲線の傾きを変えており、離間のときでも距離Ｈが小さければ接触危険度が高くなるようにしている。また、ターゲットが移動物の場合は、同じ条件でもより危険度が高くなるように処理を行う。
【００７６】
次に、図４及び図１０における回転指令算出部５０の処理内容について説明する。側方のターゲット６が、自車両１５やターゲット６の移動に伴い、右ドアミラーレーダ１ＲＤの検知範囲外に移動することがある。この場合、前述の接触危険度判断部４９で接触の可能性が高いほどに接近すると判断したターゲットについては、自車両１５の位置関係や接触危険度の観測を継続して行うことが望ましい。そこで、このような最も危険度の高いターゲットをできるだけ長く検知するように、回転指令算出部５０で、回転角度を算出し、その回転指令を右ドアミラーレーダ１ＲＤが設置されているドアミラーケース３１Ｒの駆動制御部２９に送る。このドアミラーケース３１Ｒの駆動制御部２９は、ドアミラーケース３１Ｒの角度を変化させる処理を行う。また、このままでは、ドアミラーケース３１Ｒの回転に伴いドライバーの視点から見たミラーの角度も変化してしまうので、ドライバーの後方視界を維持するように、ケース３１Ｒ内のミラーを、ドアミラーケース３１Ｒの回転と逆方向に同じ角度回転させる。
【００７７】
ただし、一般的に、ドアミラーケース３１Ｒの回転速度は車両の動きに比べて低いため、ある相対速度以下のターゲットだけに対してのみ、追尾動作を行うように構成している。
【００７８】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求項に記載された範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施例では、２周波ＣＷ方式のミリ波レーダに適用したが、ＦＭＣＷ方式など、どのレーダでも適用できる。その中でも、接触可能性の判断に重要な、相対速度の検知精度に優れ、かつ、複数設置しても相互干渉を生じにくい２周波ＣＷ方式が有利である。
【００７９】
また、上記実施例では、ミリ波レーダ１の設置場所を左右前方及び左右ドアミラー内の４箇所としたが、検知範囲が確保できるのであればこれ以外の場所、例えば、フェンダーミラーケースに取付けてもよい。また、個数も必要に応じて増減させることができる。さらに、後方に設置して後退時の運転支援等に利用することもできる。また、表示・警報部２８での機能をナビゲーション画面への画像による表示と音による警報としたが、表示場所はインパネやヘッドアップディスプレイでもよいし、警報は音だけでなくシートベルトの巻き取りやシートの振動等でもよい。また、車両基準点３８を右ハンドル車の運転席に設置したが、各レーダとの相対位置が予め既定できる位置であればどこでもよい。例えば、車両中心軸上の先端部でもよいし、車両の中心部でもよい。ただし、レーダの検知結果は、車両基準点３８を基準とした数値になるため、これを表示・警報部２８を介してドライバーに表示する場合は、ドライバーの視覚と一致する運転席に設置することが望ましい。また、車両形状情報を車両４隅の４点の情報としたが、精度を上げるために点数を増やしてもよい。この場合、接触可能性判断部４８での接触可能性判断の式（数式２１）〜（数式２６）やターゲットとの距離の算出式（数式２７）〜（数式２９）をその点数に合わせて変更する必要がある。さらに、接触危険度判断部４９の危険度の特性マップに２直線を組み合わせたものを３段階にして用いたが、特性マップは人間の感覚に合わせて曲線にしてもよく、危険度の段階は必要に応じて増減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例に用いた２周波ＣＷ式ミリ波レーダの機能ブロック図。
【図２】図１におけるアナログ信号処理部９の構成を示す機能ブロック図。
【図３】ミリ波レーダのＡ／ＤサンプリングデータとＦＦＴ処理結果の一例図。
【図４】本発明の一実施例による運転支援装置の概略を示す全体システム構成図。
【図５】図４における障害物距離測定部２６の詳細を示す機能ブロック図。
【図６】図５における座標変換部３９の座標変換前の状態を示す図。
【図７】図５における座標変換部３９の座標変換後の状態を示す図。
【図８】図５における速度ベクトル算出部４０の処理内容を示す図。
【図９】図５におけるターゲットマッチング部４１の処理内容を示す図。
【図１０】図４における接触判断部２７の詳細を示す機能ブロック図。
【図１１】図１０における接触可能性判断部４８の処理内容を示す図。
【図１２】図１０における接触危険度判断部４９の処理内容を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ＬＦ，１ＲＦ，１ＬＤ，１ＲＤ…ミリ波レーダ、６…ターゲット、１１…ＦＦＴ処理部、１２…ターゲット処理部、１５…自車両、２６…障害物距離測定部、２７…接触判断部、２８…表示・警報部、２９…ドアミラーケース駆動制御部、３０…後方撮像部、３１Ｌ…左ドアミラーケース、３１Ｒ…右ドアミラーケース、３２…ドアミラーケース角度計測部、３８…車両基準点、４２…レーダ取付角度記録部、４７…車両形状記録部、５０…回転指令算出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、送信アンテナから電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットを検出する複数のレーダ装置と、これらのレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近情報をドライバーに警報する警報手段を備えた運転支援装置において、複数の前記レーダ装置は、ミラーケースに装着されたレーダ装置を含み、前記ターゲットを追尾するように、前記ミラーケースを回転させるターゲット追尾手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
車両の少なくとも２つのミラーケースに装着され、送信アンテナから電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を検出する２以上のレーダ装置と、これらレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの衝突の可能性のある接近を予測する接近予測手段と、この接近予測手段によって接近する可能性が高いと判断されたターゲットを追尾するように、前記ミラーケースを回転させるターゲット追尾手段と、これらのレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近情報をドライバーに警報する警報手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ミラーケースの回転に伴ない、当該ミラーケース内のミラーを逆回転させるミラー角度保持手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ターゲット追尾手段は、複数レーダからのターゲット情報が同一のターゲットからの情報か否かを判断するターゲット判断手段と、このターゲット判断手段の判断に基き、複数のレーダ装置からの同一ターゲットに関するターゲット情報を繋いで当該ターゲットを追尾する手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ミラーケースは、ドアミラーケースを含むことを特徴とする運転支援装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記レーダ装置の少なくとも１つは、手動操作により、ほぼ水平方向に回転する折りたたみ機構を有するミラーケースに設置され、前記ターゲット追尾手段は、前記折りたたみ機構による水平方向回転を利用して構成したことを特徴とする運転支援装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記ターゲット追尾手段は、ターゲットとの相対速度の絶対値があるしきい値以下のときに、前記ミラーケースを回転させることを特徴とする運転支援装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、前記ターゲットが移動物か停止物かを判定する移動物／停止物判定手段と、このターゲットと自車との所定の接近を予測する接近予測手段と、この接近予測手段の判定基準を、前記移動物／停止物判定手段の判定結果に応じて変更する判定基準変更手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、接近予測手段の情報に基いて、自車進行方向に自車が通り抜けられる幅がないことを判断する前方通過不能検出手段と、この前方通過不能検出手段の出力に応じて、後方撮像装置を起動し自車後方の映像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項１０】
車両の前方，後方または側方に装着され、送信アンテナからミリ波帯の電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を検出する複数のレーダ装置と、これらレーダ装置の初期角度を記録するレーダ取付角度記録手段と、複数の前記レーダ装置からのターゲット情報を、前記レーダ装置の取付角度から車両基準点と車両軸を基準とした変換後ターゲット情報に変換し、同一のターゲットであるか否かを判断するターゲット判断手段と、前記車両基準点を基準とした自車の車両形状情報を記録する車両形状記録手段と、前記車両形状情報と前記変換後ターゲット情報とに基いて、ターゲットと自車の接触の可能性のある接近を判断する接触可能性判断手段と、この接触可能性判断手段の判断結果を警報する警報手段とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項１】
車両に搭載され、送信アンテナから電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットを検出する複数のレーダ装置と、これらのレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近情報をドライバーに警報する警報手段を備えた運転支援装置において、複数の前記レーダ装置は、ミラーケースに装着されたレーダ装置を含み、前記ターゲットを追尾するように、前記ミラーケースを回転させるターゲット追尾手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
車両の少なくとも２つのミラーケースに装着され、送信アンテナから電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を検出する２以上のレーダ装置と、これらレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの衝突の可能性のある接近を予測する接近予測手段と、この接近予測手段によって接近する可能性が高いと判断されたターゲットを追尾するように、前記ミラーケースを回転させるターゲット追尾手段と、これらのレーダ装置から得られたターゲット情報に基いて、自車とターゲットとの接近情報をドライバーに警報する警報手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ミラーケースの回転に伴ない、当該ミラーケース内のミラーを逆回転させるミラー角度保持手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ターゲット追尾手段は、複数レーダからのターゲット情報が同一のターゲットからの情報か否かを判断するターゲット判断手段と、このターゲット判断手段の判断に基き、複数のレーダ装置からの同一ターゲットに関するターゲット情報を繋いで当該ターゲットを追尾する手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ミラーケースは、ドアミラーケースを含むことを特徴とする運転支援装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記レーダ装置の少なくとも１つは、手動操作により、ほぼ水平方向に回転する折りたたみ機構を有するミラーケースに設置され、前記ターゲット追尾手段は、前記折りたたみ機構による水平方向回転を利用して構成したことを特徴とする運転支援装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記ターゲット追尾手段は、ターゲットとの相対速度の絶対値があるしきい値以下のときに、前記ミラーケースを回転させることを特徴とする運転支援装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、前記ターゲットが移動物か停止物かを判定する移動物／停止物判定手段と、このターゲットと自車との所定の接近を予測する接近予測手段と、この接近予測手段の判定基準を、前記移動物／停止物判定手段の判定結果に応じて変更する判定基準変更手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、接近予測手段の情報に基いて、自車進行方向に自車が通り抜けられる幅がないことを判断する前方通過不能検出手段と、この前方通過不能検出手段の出力に応じて、後方撮像装置を起動し自車後方の映像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項１０】
車両の前方，後方または側方に装着され、送信アンテナからミリ波帯の電波を放射し、ターゲットからの反射波を受信してターゲットとの距離，相対速度，及び方位角度を検出する複数のレーダ装置と、これらレーダ装置の初期角度を記録するレーダ取付角度記録手段と、複数の前記レーダ装置からのターゲット情報を、前記レーダ装置の取付角度から車両基準点と車両軸を基準とした変換後ターゲット情報に変換し、同一のターゲットであるか否かを判断するターゲット判断手段と、前記車両基準点を基準とした自車の車両形状情報を記録する車両形状記録手段と、前記車両形状情報と前記変換後ターゲット情報とに基いて、ターゲットと自車の接触の可能性のある接近を判断する接触可能性判断手段と、この接触可能性判断手段の判断結果を警報する警報手段とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２２１４９８（Ｐ２００６−２２１４９８Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５５６２（Ｐ２００５−３５５６２）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]