障害物検出装置
【課題】近距離においても物標の位置を精度良く得る。
【解決手段】センサ２で物標を検出する障害物検出装置１において、センサ２により物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、センサ２により物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、センサ２で物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、センサ２により物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段８３を備える。
【解決手段】センサ２で物標を検出する障害物検出装置１において、センサ２により物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、センサ２により物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、センサ２で物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、センサ２により物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段８３を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の推定進路内に占める障害物の大きさ及び該障害物との相対速度に基づいて制動を開始するタイミングを変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、自車両と障害物との相対速度が低い場合において、自車両が障害物に衝突するか否かの判定を精度良く行うためには、相対速度が高い場合と比較して、より近い距離まで障害物の位置を精度良く検出する必要がある。また、衝突直前まで障害物の位置を正確に求めることができれば、障害物と適正な距離を保って自車両を停止させることが可能となる。
【０００４】
しかし、障害物が至近距離にある場合には、レーダ等のセンサではレーダ波の送信から反射波の受信までの時間が短くなるために、障害物の位置の検出精度が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３２８６７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０２８５０号公報
【特許文献３】特開２００７−２７４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、近距離においても物標の位置を精度良く得ることができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による障害物検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による障害物検出装置は、
センサで物標を検出する障害物検出装置において、
前記センサにより物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、前記センサにより物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、前記センサにより物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、センサにより物標が検出できない状態のときには、物標の位置を推定することで、物標の位置を補完している。推定手段は、物標がセンサに対してどのように相対移動していたのかに基づいて物標の位置を推定している。例えば、センサにより物標が検出できない状態となる直前に物標が相対移動していた状態が、そのまま継続しているものとする。そして、その後の経過時間に応じて位置を推定することができる。なお、速度情報には、センサの速度（センサが搭載されている自車両の速度としても良い。）及び物標の速度を含むことができる。物標の速度は０であっても良い。また、速度情報には、加速度又は速度の方向、曲率半径も含むことができる。
【０００９】
本発明においては、前記物標が検出できない状態となったときとは、前記センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであっても良い。
【００１０】
この最近の距離よりも物標の距離が近くなると、たとえセンサにより物標を検出することができても、その情報は保証されたものではないため、信頼性が低い。したがって、このような状態のときには、センサに検出される情報は用いずに、代わりに推定手段による推定を行なう。これにより、物標の位置を精度良く得ることができる。
【００１１】
本発明においては、前記物標が検出できない状態となったときとは、物標を見失ったときであっても良い。
【００１２】
これは、センサにより物標が検出されない状態である。これは、実際に物標が存在しないことにより物標が検出されない場合もあれば、実際には物標が存在しているにも関わらず該物標が検出されない場合もある。このようなときに物標の位置を推定すれば、物標の位置を精度良く得ることができる。
【００１３】
本発明においては、前記推定手段は、物標との相対速度に基づいて該物標の位置を推定することができる。
【００１４】
これは、センサにより実際に検出される物標との相対速度である。この相対速度によれば、センサと物標との距離がどのように変化するのか分かるため、該物標の位置を推定すること可能となる。
【００１５】
また、本発明においては、前記推定手段は、旋回半径を加味して物標の位置を推定することができる。
【００１６】
この旋回半径とは、センサの旋回半径である。なお、障害物検出装置の旋回半径としても良く、障害物検出装置が搭載されている自車両の旋回半径としても良い。センサが旋回していれば、該センサに対する物標の相対位置が変化するため、旋回半径を加味して物標の位置を推定すれば、精度の向上を図ることができる。例えば、センサにより物標が検出できない状態となる直前のセンサの旋回半径が、その後も継続しているものとする。
【００１７】
本発明においては、前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより離反する物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００１８】
この場合、検出できない状態となった物標と、センサにより検出される離反する物標と、は同じ物標であると考えられる。また、離反する物標が検出されたということは、センサと離反する物標との間に他の物標が存在しないともいえる。そして、センサにより物標を検出することが可能であれば、該センサにより物標を検出すれば良いため、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００１９】
本発明においては、前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより距離が閾値よりも大きな物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００２０】
物標が進路変更又は右左折することにより、センサの検出範囲外に移動すれば、センサにより該物標を検出できない状態となる。ここで、物標が複数存在していた場合に、一方の物標の影に他方の物標が入ることにより、該他方の物標が検出されない場合がある。この場合、一方の物標がセンサの検知範囲外に移動すれば、他方の物標が検出される。この
検出される他方の物標はある程度離れた位置に存在している。すなわち、他方の物標が検出される距離の下限値を閾値として予め設定しておけば、センサにより検出される距離に基づいて、他方の物標が検出されたか否か判定できる。そして、他方の物標が検出されたときには、一方の物標は既に存在していないため、該物標の位置の推定は終了させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記推定手段により推定される物標の位置と、前記センサで検出される物標の位置と、を所定の割合でフュージョンする、フュージョン手段を備えることができる。
【００２２】
ここで、センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであっても、該センサにより物標の位置を検出することができる場合もある。ただし、このときに検出される物標の位置は、保証されたものではないが、物標のおおよその位置を得ることはできる。一方、センサにより物標が検出できない状態となった後に該物標の速度や進行方向が変化すると、物標の位置の推定精度が低下する。そこで、推定手段により推定される物標の位置と、センサで検出される物標の位置と、をフュージョンさせることにより、複数の検出結果に基づいて物標の位置を求めることができるので、物標の検出精度を向上させることができる。例えば、推定手段により推定される物標の位置と、センサで検出される物標の位置と、を結ぶ線分を所定の割合で分ける点の位置をフュージョン手段により得られる物標の位置とする。
【００２３】
なお、所定の割合は、一定の値であっても良いが、変化させても良い。例えば、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間が長いほど、前記センサで検出される物標の位置の影響度が低くなるようにしても良い。センサで物標を検出することができなくなった直後では、センサによる検出値の精度は高い。したがって、センサで検出される物標の位置の割合を高くしてフュージョンさせれば、精度を高くすることができる。また、速度や距離に応じて変化させても良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、近距離においても物標の位置を精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例に係る障害物検出装置を示すブロック図である。
【図２】補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。
【図３】補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。
【図４】補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。
【図５】補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。
【図６】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図７】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図８】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図９】フュージョン位置を求めるときの概要を示した図である。
【図１０】物標の位置の推定開始からの経過時間と混合割合Ｃとの関係の一例を示した図である。
【図１１】実施例に係る障害物検出装置が作動するときのフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る障害物検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明す
る。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係る障害物検出装置１を示すブロック図である。本実施例に係る障害物検出装置１は、道路を走行する自車両に搭載されて、自車両前方の他車両等の物標（障害物）を検出する装置である。なお、本実施例では、物標として自車両前方の他車両を例に挙げて説明する。
【００２８】
障害物検出装置１は、ミリ波レーダ２、レーダＥＣＵ３、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６、システムＥＣＵ８を備えて構成されている。
【００２９】
ミリ波レーダ２は、自車両の前部に設けられて、自車両の前方に存在する物標の自車両からの方向及び距離を検出するものである。ミリ波レーダ２は、自車両の前方の所定範囲においてミリ波を走査して、その反射波を受信することにより、反射波を検出した夫々の方向について、物標までの距離を検出する。このミリ波レーダ２による検出は所定時間毎に行われる。ミリ波レーダ２は、検出した方向及び距離に応じた信号をレーダＥＣＵ３に逐次出力する。
【００３０】
ここで、ミリ波レーダ２には、最低保証距離が設定されている。この最低保証距離よりも近い距離では、ミリ波レーダ２の検出精度が低下するために該ミリ波レーダ２の性能が保証されない。このため、本実施例では、最低保証距離よりも近い距離では、ミリ波レーダ２の検出精度が低下するものとして扱う。
【００３１】
なお、本実施例ではミリ波レーダ２が、本発明におけるセンサに相当する。また、本実施例では、物標の検出をミリ波レーダ２により行うが、物標の距離や速度を検出可能な他のセンサを用いても良い。
【００３２】
レーダＥＣＵ３は、自車両の前方に存在する物標の自車両に対する位置を演算するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成される。レーダＥＣＵ３は、物標相対位置演算部３１及び物標相対速度演算部３２を備えている。
【００３３】
物標相対位置演算部３１は、ミリ波レーダ２から出力される信号を逐次取得し、この信号に基づいて自車両の前方に物標が存在する場合に該物標を検出する。また、物標相対位置演算部３１は、検出した物標の自車両に対する位置（相対位置）を演算する。相対位置は、距離及び横位置で示される。物標が自車両の斜め前方に位置するときには、実際の距離を、自車両の進行方向成分と、自車両の真横方向成分（進行方向と直交する方向成分）と、に分けて考える。そして、自車両の進行方向の成分を「距離」とし、自車両の右側の真横方向の成分を「横位置」として求める。物標相対位置演算部３１は、この演算結果に応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３４】
物標相対速度演算部３２は、検出した物標の自車両に対する速度を演算する。物標相対速度演算部３２は、この演算結果に応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。なお、単に物標の速度を演算しても良い。
【００３５】
なお、ミリ波レーダ２及びレーダＥＣＵ３は、物標の情報を取得する手段として機能する。
【００３６】
操舵角センサ４は、自車両のステアリングシャフトに設けられて、自車両のステアリングの操舵角を検出するセンサである。操舵角センサ４は、ロータリエンコーダ等を備えており、自車両の運転者が入力した操舵角の方向及び大きさを検出する。また、操舵角セン
サ４は、検出した操舵角の方向及び大きさに応じた操舵角信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３７】
ヨーレートセンサ５は、自車両の一部に設けられ、自車両のヨーレートを検出するセンサである。ヨーレートセンサ５は、自車両のヨーレートを検出し、検出したヨーレートに応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３８】
車輪速センサ６は、自車両の各車輪に設けられて、車輪速パルスを検出するセンサである。車輪速センサ６は、各車輪における車輪速パルスを夫々検出し、検出した車輪速パルスに応じた車輪速パルス信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３９】
なお、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６は、自車両の情報を取得する手段として機能する。
【００４０】
システムＥＣＵ８は、検出又は推定される物標の位置に応じて警報等を行なうか否か判定するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。システムＥＣＵ８は、レーダＥＣＵ３、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６の夫々から出力される信号を取得し、取得した各信号に基づいて所定の処理を実行することにより、警報等を行なうか否か判定する。このシステムＥＣＵ８は、補完フラグ演算部８１、補完フラグキャンセル演算部８２、推定位置演算部８３、フュージョン位置演算部８４、及び衝突判定演算部８５を備えている。
【００４１】
補完フラグ演算部８１は、補完フラグの設定を行なう。補完フラグとは、物標の位置をミリ波レーダ２により検出する代わりに、演算により推定するか否かを示すフラグである。補完フラグがＯＮのときには、物標の位置を推定し、補完フラグがＯＦＦのときには、物標の位置をミリ波レーダ２により検出する。
【００４２】
図２及び図３は、補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。距離及び横位置の基準点は、ミリ波レーダ２が取り付けられている箇所である。図２は、物標と自車両との距離が最低保証距離よりも短くなった場合を示している（以下同じ）。ここで、ミリ波レーダ２には、最低保証距離が設定されているが、この最低保証距離はミリ波レーダ２の個体差によるばらつきを考慮して決定される。そのため、最低保証距離より短い距離であっても正確に位置を検出できるものもある。しかし、その精度は保証されていないため、最低保証距離よりも短い距離では、ミリ波レーダ２により検出される位置ではなく、推定される位置を用いる。図２では、自車両が物標に接近しているために、物標の相対速度が負の値となる。そして、最低保証距離未満まで物標が接近したときに補完フラグがＯＮとされる。
【００４３】
また、図３は、ミリ波レーダ２により検出されていた物標を見失った場合を示している。ミリ波レーダ２により検出されていた物標を見失った場合において、そのときの物標の距離が離れていれば衝突する虞はないが、近距離の場合には衝突する虞がある。このため、近距離で物標を見失った場合には、位置の推定を行なうようにしている。図３では、自車両が物標に接近しているために、物標の相対速度が負の値となる。そして、途中で物標を見失うことによりロストフラグがＯＮとなる。ロストフラグについては後述する。
【００４４】
すなわち、補完フラグがＯＮとされる条件は以下の（１）または（２）の２通りある。そして、何れかの条件が成立したときに補完フラグがＯＮとされる。また、何れの条件も成立しない場合には、補完フラグはＯＦＦとされる。
（１）物標までの距離が最低保証距離未満のとき（図２参照）。
（２）ロストフラグがＯＮのときで且つロストフラグがＯＮとなったときの物標までの
距離が閾値Ａ未満のとき（図３参照）。
なお、ロストフラグとは、それまで捕捉していた物標を見失ったか否かを示すフラグである。ロストフラグは、それまでミリ波レーダ２により捕捉していた物標を見失ったときにＯＮとされ、これ以外ではＯＦＦとされるフラグである。また、閾値Ａは、物標を見失った後であっても位置を推定する必要のある距離であり、例えば最低保証距離としても良く、実験等により最適値を求めても良い。例えば、捕捉していた物標を見失った際に該物標が衝突する虞のある距離に存在していた場合には、物標の位置の推定を行なうようにする。
【００４５】
補完フラグキャンセル演算部８２は、補完フラグ演算部８１により補完フラグがＯＮとされた後であっても、物標が自車両に衝突する虞がなくなった場合には、補完フラグをＯＦＦとする。
【００４６】
ここで、図４及び図５は、補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。図４は、補完フラグがＯＮとされた後に自車両から離反する物標を検出した場合を示している。例えば渋滞中に自車両前方の至近距離に物標が停止しているときにおいて該物標の位置を推定している場合には、物標が発進して自車両から離反すれば、衝突する虞は無くなる。また、ミリ波レーダ２により物標が検出されたことにより、該物標よりもさらに近い距離に他の物標が存在することなないと判定できる。したがって、自車両の走行車線上にこのようの物標が検出されれば、物標の位置を推定する必要はないので、自車両の走行車線上に離反物となる他の物標が存在するときには、補完フラグがＯＦＦとされる。このときの物標の相対速度は正の値であり、自車両から離反する方向である。なお、最低保証距離未満で離反する物標が検出された場合であっても補完フラグをＯＦＦとして良い。
【００４７】
また、図５は、補完フラグがＯＮとされた後に自車両からの距離が閾値Ｂよりも大きな物標を検出した場合を示している。ここで、物標の位置を推定しているときに、この物標が右折または左折をして自車両の走行車線上に存在しなくなった場合には、衝突の可能性がなくなる。そして、この右左折した物標の更に前方に他の物標が存在する場合には、該他の物標が検出される。したがって、自車両から比較的遠い距離（閾値Ｂよりも大きな距離）に存在する他の物標が検出された場合には、該他の物標と自車両との間に存在していた物標は自車両の走行車線上から移動したと判定し、補完フラグがＯＦＦとされる。
【００４８】
すなわち、物標の位置を推定中にミリ波レーダ２で検出される他の物標に着目して、該位置を推定中の物標が自車両に衝突する可能性がなくなったか否か判定している。そして、以下の（３）または（４）に示す２つの条件のうちの何れかの条件が成立したときに補完フラグがＯＦＦとされ、それ以外のときには補完フラグはそのままの値を維持する。
（３）自車両の走行車線上に離反物となる物標が存在するとき。
（４）自車両の走行車線上に距離が閾値Ｂよりも大きな物標が存在するとき。
なお、閾値Ｂは実験等により最適値を求める。また、（３）及び（４）のどちらの場合にも、操舵角センサ４及びヨーレートセンサ５から自車両の旋回半径を求めて、この旋回半径に基づいて自車両の走行車線を求め、この自車両の走行車線上に物標が存在するか否か判定することができる。
【００４９】
推定位置演算部８３は、補完フラグがＯＮとなる直前にミリ波レーダ２により検出された情報と、自車両の情報と、を用いて物標の位置を演算する。なお、補完フラグがＯＦＦの時には、物標の位置の演算は行なわない。
【００５０】
図６、図７、図８は、物標の位置を推定するときの概要を示した図である。図６は、自車両が直進している場合を示している。また、図７は、自車両が旋回半径Ｒで旋回してい
る場合を示している。図８は、過去の履歴から相対速度を演算する場合を示している。
【００５１】
図６においては、演算周期で１周期前の物標の距離及び横位置を夫々、Ｙ（Ｋ−１）［ｍ］，Ｘ（Ｋ−１）［ｍ］とし、自車両の速度をＶ［ｍ／ｓ］、演算周期をΔＴ［ｓ］として、現時点での推定距離Ｙ（Ｋ）［ｍ］、横位置Ｘ（Ｋ）［ｍ］を求めている。これは、以下の式で求めることができる。
Ｘ（Ｋ）＝Ｘ（Ｋ−１）
Ｙ（Ｋ）＝Ｙ（Ｋ−１）−Ｖ・ΔＴ
【００５２】
すなわち、自車両が直進しているので、物標の横位置は変化しないものとしている。また、物標の距離は、演算周期ΔＴの間にどれだけ接近したのかに基づいて演算している。このように、物標の距離及び横位置を演算していけば、演算時における物標の距離及び横位置を推定することができる。なお、物標の位置の推定を開始したときの該物標の距離から、該物標を見失ってからの経過時間に速度Ｖを乗じた値を減じることによっても、現時点における物標の距離を推定することができる。
【００５３】
なお、上記式では自車両の直進時を想定しており、自車両の速度情報から距離のみを推定している。これに対し、自車両の操舵情報（旋回半径Ｒ）も利用することで、距離と横位置とを同時に求めることもできる（図７参照）。すなわち、物標の位置の推定を開始したときの自車両の旋回半径Ｒがその後も維持されているものとして、物標の距離及び横位置を演算することができる。また、過去の捕捉点の履歴から推定される相対速度から推定を行なうことも可能である（図８参照）。例えば、物標の位置の推定を開始したときの相対加速度を加味して、演算時における物標の相対速度を求め、該物標の距離及び横位置を演算することができる。
【００５４】
なお、推定位置演算部８３により推定される物標の位置は、そのまま用いても良いし、重み付けを行なった後に用いても良い。推定位置演算部８３により推定される物標の位置は、ミリ波レーダ２の検出値に基づいて得られる物標の位置よりも信頼度が低いため、ミリ波レーダ２により実際に物標の位置を検出していたときよりも推定される物標の位置の重みを小さくする（影響度を低くする）。なお、本実施例では推定位置演算部８３が、本発明における推定手段に相当する。
【００５５】
次に、フュージョン位置演算部８４は、物標の位置を推定しているときにミリ波レーダ２により物標が検出されている場合には、この検出されている物標の位置と、推定される位置と、を組み合わせた位置を演算する（フュージョンする）。なお、組み合わせて得られる位置をフュージョン位置と称する。
【００５６】
ここで、物標までの距離が最低保証距離未満のときであっても、ミリ波レーダ２により物標の検出が可能な場合もある。しかし、このときに検出される物標の位置は保証されたものではないため、そのままでは用いない。本実施例では、推定される物標の位置と、ミリ波レーダ２により検出される物標の位置と、を組み合わせることで、物標の位置の推定精度を高めている。
【００５７】
図９は、フュージョン位置を求めるときの概要を示した図である。ミリ波レーダ２により検出される横位置及び距離を夫々ＸＭ（Ｋ），ＹＭ（Ｋ）とすると、フュージョン位置（ＸＦ（Ｋ），ＹＦ（Ｋ））は以下の式で求めることができる。なお、ミリ波レーダ２で物標を捕捉することができない場合には、フュージョン位置は求めない。
ＸＦ（Ｋ）＝（１−Ｃ）・Ｘ（Ｋ）＋Ｃ・ＸＭ（Ｋ）
ＹＦ（Ｋ）＝（１−Ｃ）・Ｙ（Ｋ）＋Ｃ・ＹＭ（Ｋ）
ただし、Ｃはミリ波レーダ２により検出される位置情報を用いる割合（混合割合）であ
り、最適値は実験により求めておく。混合割合Ｃが高いほど、ミリ波レーダ２による検出値の影響度が大きくなる。
【００５８】
なお、混合割合Ｃは、一定の値でも良いが、推定を開始してからの時間、距離、車速等に応じて変更しても良い。
【００５９】
図１０は、物標の位置の推定開始からの経過時間と混合割合Ｃとの関係の一例を示した図である。図１０では、推定開始からの経過時間が長くなるほど、混合割合を小さくしている。すなわち、経過時間が長くなるほど、ミリ波レーダ２により検出される位置の影響度を低くしている。なお、本実施例ではフュージョン位置演算部８４が、本発明におけるフュージョン手段に相当する。
【００６０】
そして、衝突判定演算部８５により、物標の位置及び相対速度が所定の状態にあると判定されると、システムＥＣＵ８は、作動デバイス９に信号を出力する。この所定の状態は、自車両が物標に衝突する虞のある状態である。作動デバイス９は、例えば音や光による警報装置９１や自動でブレーキをかける装置９２（自動ブレーキ装置９２）である。そして、自車両と物標とが所定の状態であるときに作動デバイス９を作動させる。なお、操舵により物標を回避するための装置を作動デバイス９に含むことができる。
【００６１】
図１１は、本実施例に係る障害物検出装置１が作動するときのフローを示したフローチャートである。本ルーチンはシステムＥＣＵ８により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００６２】
ステップＳ１０１では、ミリ波レーダ２により検出される物標までの距離が、最低保証距離未満であるか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２の検出結果をそのまま用いることができない状態であるか否か判定される。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０２へ進んで補完フラグがＯＮとされる。一方、ステップＳ１０１で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０３へ進む。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ロストフラグがＯＮであるか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２が物標を見失ったか否か判定される。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００６４】
ステップＳ１０４では、ミリ波レーダ２が物標を見失ったときに検出されていた物標までの距離（ロスト前検出距離）が閾値Ａ未満であるか否か判定される。すなわち、物標の位置を推定したほうが良いか否か判定している。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０２へ進んで補完フラグがＯＮとされる。一方、ステップＳ１０４で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００６５】
ステップＳ１０５では、離反物が存在するか否か判定する。すなわち、至近距離に存在していた物標（他車両）が、発進して離反しているか否か判定される。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進んで補完フラグがＯＦＦとされる。一方、ステップＳ１０５で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６６】
ステップＳ１０６では、自車両からの距離が閾値Ｂよりも大きな物標が存在するか否か判定される。すなわち、今まで捕捉できなかった他の物標が捕捉可能となったか否か判定される。本ステップでは、至近距離に存在していた物標（他車両）が、右折若しくは左折、又は進路変更をしたか否か判定している。ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０７へ進んで補完フラグがＯＦＦとされる。一方、ステップＳ１０６
で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０８へ進む。
【００６７】
ステップＳ１０８では、補完フラグがＯＮであるか否か判定される。すなわち、物標の位置を推定する必要があるのか否か判定される。ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。なお、補完フラグがＯＦＦの場合には、ミリ波レーダ２により物標の位置が検出される。
【００６８】
ステップＳ１０９では、物標の位置が推定される。そして、ステップＳ１１０では、捕捉点が存在するか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２により最低保証距離未満で物標が捕捉されているか否か判定される。すなわち、フュージョン位置を求めることが可能であるか否か判定される。ステップＳ１１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０９で推定された物標の位置をそのまま用いるため本ルーチンを終了させる。
【００６９】
ステップＳ１１１では、ミリ波レーダ２により得られる位置と、推定された位置と、でフュージョンが行なわれる。すなわち、混合割合Ｃに従ってフュージョン位置が求められる。
【００７０】
このようにして、物標の位置が求められる。そして、物標の位置が所定の位置であると、システムＥＣＵ８は作動デバイス９を作動させる。
【００７１】
以上説明したように本実施例によれば、ミリ波レーダ２の最低保証距離未満であっても物標の位置を推定することにより、物標の位置を得ることができる。これにより、精度の低いミリ波レーダ２の検出結果をそのまま用いる必要がないため、不必要な警報や運転支援が行なわれることを抑制できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 障害物検出装置
２ ミリ波レーダ
３ レーダＥＣＵ
４ 操舵角センサ
５ ヨーレートセンサ
６ 車輪速センサ
８ システムＥＣＵ
９ 作動デバイス
３１ 物標相対位置演算部
３２ 物標相対速度演算部
８１ 補完フラグ演算部
８２ 補完フラグキャンセル演算部
８３ 推定位置演算部
８４ フュージョン位置演算部
８５ 衝突判定演算部
９１ 警報装置
９２ 自動ブレーキ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の推定進路内に占める障害物の大きさ及び該障害物との相対速度に基づいて制動を開始するタイミングを変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、自車両と障害物との相対速度が低い場合において、自車両が障害物に衝突するか否かの判定を精度良く行うためには、相対速度が高い場合と比較して、より近い距離まで障害物の位置を精度良く検出する必要がある。また、衝突直前まで障害物の位置を正確に求めることができれば、障害物と適正な距離を保って自車両を停止させることが可能となる。
【０００４】
しかし、障害物が至近距離にある場合には、レーダ等のセンサではレーダ波の送信から反射波の受信までの時間が短くなるために、障害物の位置の検出精度が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３２８６７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０２８５０号公報
【特許文献３】特開２００７−２７４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、近距離においても物標の位置を精度良く得ることができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による障害物検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による障害物検出装置は、
センサで物標を検出する障害物検出装置において、
前記センサにより物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、前記センサにより物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、前記センサにより物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、センサにより物標が検出できない状態のときには、物標の位置を推定することで、物標の位置を補完している。推定手段は、物標がセンサに対してどのように相対移動していたのかに基づいて物標の位置を推定している。例えば、センサにより物標が検出できない状態となる直前に物標が相対移動していた状態が、そのまま継続しているものとする。そして、その後の経過時間に応じて位置を推定することができる。なお、速度情報には、センサの速度（センサが搭載されている自車両の速度としても良い。）及び物標の速度を含むことができる。物標の速度は０であっても良い。また、速度情報には、加速度又は速度の方向、曲率半径も含むことができる。
【０００９】
本発明においては、前記物標が検出できない状態となったときとは、前記センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであっても良い。
【００１０】
この最近の距離よりも物標の距離が近くなると、たとえセンサにより物標を検出することができても、その情報は保証されたものではないため、信頼性が低い。したがって、このような状態のときには、センサに検出される情報は用いずに、代わりに推定手段による推定を行なう。これにより、物標の位置を精度良く得ることができる。
【００１１】
本発明においては、前記物標が検出できない状態となったときとは、物標を見失ったときであっても良い。
【００１２】
これは、センサにより物標が検出されない状態である。これは、実際に物標が存在しないことにより物標が検出されない場合もあれば、実際には物標が存在しているにも関わらず該物標が検出されない場合もある。このようなときに物標の位置を推定すれば、物標の位置を精度良く得ることができる。
【００１３】
本発明においては、前記推定手段は、物標との相対速度に基づいて該物標の位置を推定することができる。
【００１４】
これは、センサにより実際に検出される物標との相対速度である。この相対速度によれば、センサと物標との距離がどのように変化するのか分かるため、該物標の位置を推定すること可能となる。
【００１５】
また、本発明においては、前記推定手段は、旋回半径を加味して物標の位置を推定することができる。
【００１６】
この旋回半径とは、センサの旋回半径である。なお、障害物検出装置の旋回半径としても良く、障害物検出装置が搭載されている自車両の旋回半径としても良い。センサが旋回していれば、該センサに対する物標の相対位置が変化するため、旋回半径を加味して物標の位置を推定すれば、精度の向上を図ることができる。例えば、センサにより物標が検出できない状態となる直前のセンサの旋回半径が、その後も継続しているものとする。
【００１７】
本発明においては、前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより離反する物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００１８】
この場合、検出できない状態となった物標と、センサにより検出される離反する物標と、は同じ物標であると考えられる。また、離反する物標が検出されたということは、センサと離反する物標との間に他の物標が存在しないともいえる。そして、センサにより物標を検出することが可能であれば、該センサにより物標を検出すれば良いため、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００１９】
本発明においては、前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより距離が閾値よりも大きな物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることができる。
【００２０】
物標が進路変更又は右左折することにより、センサの検出範囲外に移動すれば、センサにより該物標を検出できない状態となる。ここで、物標が複数存在していた場合に、一方の物標の影に他方の物標が入ることにより、該他方の物標が検出されない場合がある。この場合、一方の物標がセンサの検知範囲外に移動すれば、他方の物標が検出される。この
検出される他方の物標はある程度離れた位置に存在している。すなわち、他方の物標が検出される距離の下限値を閾値として予め設定しておけば、センサにより検出される距離に基づいて、他方の物標が検出されたか否か判定できる。そして、他方の物標が検出されたときには、一方の物標は既に存在していないため、該物標の位置の推定は終了させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記推定手段により推定される物標の位置と、前記センサで検出される物標の位置と、を所定の割合でフュージョンする、フュージョン手段を備えることができる。
【００２２】
ここで、センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであっても、該センサにより物標の位置を検出することができる場合もある。ただし、このときに検出される物標の位置は、保証されたものではないが、物標のおおよその位置を得ることはできる。一方、センサにより物標が検出できない状態となった後に該物標の速度や進行方向が変化すると、物標の位置の推定精度が低下する。そこで、推定手段により推定される物標の位置と、センサで検出される物標の位置と、をフュージョンさせることにより、複数の検出結果に基づいて物標の位置を求めることができるので、物標の検出精度を向上させることができる。例えば、推定手段により推定される物標の位置と、センサで検出される物標の位置と、を結ぶ線分を所定の割合で分ける点の位置をフュージョン手段により得られる物標の位置とする。
【００２３】
なお、所定の割合は、一定の値であっても良いが、変化させても良い。例えば、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間が長いほど、前記センサで検出される物標の位置の影響度が低くなるようにしても良い。センサで物標を検出することができなくなった直後では、センサによる検出値の精度は高い。したがって、センサで検出される物標の位置の割合を高くしてフュージョンさせれば、精度を高くすることができる。また、速度や距離に応じて変化させても良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、近距離においても物標の位置を精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例に係る障害物検出装置を示すブロック図である。
【図２】補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。
【図３】補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。
【図４】補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。
【図５】補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。
【図６】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図７】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図８】物標の位置を推定するときの概要を示した図である。
【図９】フュージョン位置を求めるときの概要を示した図である。
【図１０】物標の位置の推定開始からの経過時間と混合割合Ｃとの関係の一例を示した図である。
【図１１】実施例に係る障害物検出装置が作動するときのフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る障害物検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明す
る。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係る障害物検出装置１を示すブロック図である。本実施例に係る障害物検出装置１は、道路を走行する自車両に搭載されて、自車両前方の他車両等の物標（障害物）を検出する装置である。なお、本実施例では、物標として自車両前方の他車両を例に挙げて説明する。
【００２８】
障害物検出装置１は、ミリ波レーダ２、レーダＥＣＵ３、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６、システムＥＣＵ８を備えて構成されている。
【００２９】
ミリ波レーダ２は、自車両の前部に設けられて、自車両の前方に存在する物標の自車両からの方向及び距離を検出するものである。ミリ波レーダ２は、自車両の前方の所定範囲においてミリ波を走査して、その反射波を受信することにより、反射波を検出した夫々の方向について、物標までの距離を検出する。このミリ波レーダ２による検出は所定時間毎に行われる。ミリ波レーダ２は、検出した方向及び距離に応じた信号をレーダＥＣＵ３に逐次出力する。
【００３０】
ここで、ミリ波レーダ２には、最低保証距離が設定されている。この最低保証距離よりも近い距離では、ミリ波レーダ２の検出精度が低下するために該ミリ波レーダ２の性能が保証されない。このため、本実施例では、最低保証距離よりも近い距離では、ミリ波レーダ２の検出精度が低下するものとして扱う。
【００３１】
なお、本実施例ではミリ波レーダ２が、本発明におけるセンサに相当する。また、本実施例では、物標の検出をミリ波レーダ２により行うが、物標の距離や速度を検出可能な他のセンサを用いても良い。
【００３２】
レーダＥＣＵ３は、自車両の前方に存在する物標の自車両に対する位置を演算するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成される。レーダＥＣＵ３は、物標相対位置演算部３１及び物標相対速度演算部３２を備えている。
【００３３】
物標相対位置演算部３１は、ミリ波レーダ２から出力される信号を逐次取得し、この信号に基づいて自車両の前方に物標が存在する場合に該物標を検出する。また、物標相対位置演算部３１は、検出した物標の自車両に対する位置（相対位置）を演算する。相対位置は、距離及び横位置で示される。物標が自車両の斜め前方に位置するときには、実際の距離を、自車両の進行方向成分と、自車両の真横方向成分（進行方向と直交する方向成分）と、に分けて考える。そして、自車両の進行方向の成分を「距離」とし、自車両の右側の真横方向の成分を「横位置」として求める。物標相対位置演算部３１は、この演算結果に応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３４】
物標相対速度演算部３２は、検出した物標の自車両に対する速度を演算する。物標相対速度演算部３２は、この演算結果に応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。なお、単に物標の速度を演算しても良い。
【００３５】
なお、ミリ波レーダ２及びレーダＥＣＵ３は、物標の情報を取得する手段として機能する。
【００３６】
操舵角センサ４は、自車両のステアリングシャフトに設けられて、自車両のステアリングの操舵角を検出するセンサである。操舵角センサ４は、ロータリエンコーダ等を備えており、自車両の運転者が入力した操舵角の方向及び大きさを検出する。また、操舵角セン
サ４は、検出した操舵角の方向及び大きさに応じた操舵角信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３７】
ヨーレートセンサ５は、自車両の一部に設けられ、自車両のヨーレートを検出するセンサである。ヨーレートセンサ５は、自車両のヨーレートを検出し、検出したヨーレートに応じた信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３８】
車輪速センサ６は、自車両の各車輪に設けられて、車輪速パルスを検出するセンサである。車輪速センサ６は、各車輪における車輪速パルスを夫々検出し、検出した車輪速パルスに応じた車輪速パルス信号をシステムＥＣＵ８へ出力する。
【００３９】
なお、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６は、自車両の情報を取得する手段として機能する。
【００４０】
システムＥＣＵ８は、検出又は推定される物標の位置に応じて警報等を行なうか否か判定するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。システムＥＣＵ８は、レーダＥＣＵ３、操舵角センサ４、ヨーレートセンサ５、車輪速センサ６の夫々から出力される信号を取得し、取得した各信号に基づいて所定の処理を実行することにより、警報等を行なうか否か判定する。このシステムＥＣＵ８は、補完フラグ演算部８１、補完フラグキャンセル演算部８２、推定位置演算部８３、フュージョン位置演算部８４、及び衝突判定演算部８５を備えている。
【００４１】
補完フラグ演算部８１は、補完フラグの設定を行なう。補完フラグとは、物標の位置をミリ波レーダ２により検出する代わりに、演算により推定するか否かを示すフラグである。補完フラグがＯＮのときには、物標の位置を推定し、補完フラグがＯＦＦのときには、物標の位置をミリ波レーダ２により検出する。
【００４２】
図２及び図３は、補完フラグがＯＮとなるときの条件を示した図である。距離及び横位置の基準点は、ミリ波レーダ２が取り付けられている箇所である。図２は、物標と自車両との距離が最低保証距離よりも短くなった場合を示している（以下同じ）。ここで、ミリ波レーダ２には、最低保証距離が設定されているが、この最低保証距離はミリ波レーダ２の個体差によるばらつきを考慮して決定される。そのため、最低保証距離より短い距離であっても正確に位置を検出できるものもある。しかし、その精度は保証されていないため、最低保証距離よりも短い距離では、ミリ波レーダ２により検出される位置ではなく、推定される位置を用いる。図２では、自車両が物標に接近しているために、物標の相対速度が負の値となる。そして、最低保証距離未満まで物標が接近したときに補完フラグがＯＮとされる。
【００４３】
また、図３は、ミリ波レーダ２により検出されていた物標を見失った場合を示している。ミリ波レーダ２により検出されていた物標を見失った場合において、そのときの物標の距離が離れていれば衝突する虞はないが、近距離の場合には衝突する虞がある。このため、近距離で物標を見失った場合には、位置の推定を行なうようにしている。図３では、自車両が物標に接近しているために、物標の相対速度が負の値となる。そして、途中で物標を見失うことによりロストフラグがＯＮとなる。ロストフラグについては後述する。
【００４４】
すなわち、補完フラグがＯＮとされる条件は以下の（１）または（２）の２通りある。そして、何れかの条件が成立したときに補完フラグがＯＮとされる。また、何れの条件も成立しない場合には、補完フラグはＯＦＦとされる。
（１）物標までの距離が最低保証距離未満のとき（図２参照）。
（２）ロストフラグがＯＮのときで且つロストフラグがＯＮとなったときの物標までの
距離が閾値Ａ未満のとき（図３参照）。
なお、ロストフラグとは、それまで捕捉していた物標を見失ったか否かを示すフラグである。ロストフラグは、それまでミリ波レーダ２により捕捉していた物標を見失ったときにＯＮとされ、これ以外ではＯＦＦとされるフラグである。また、閾値Ａは、物標を見失った後であっても位置を推定する必要のある距離であり、例えば最低保証距離としても良く、実験等により最適値を求めても良い。例えば、捕捉していた物標を見失った際に該物標が衝突する虞のある距離に存在していた場合には、物標の位置の推定を行なうようにする。
【００４５】
補完フラグキャンセル演算部８２は、補完フラグ演算部８１により補完フラグがＯＮとされた後であっても、物標が自車両に衝突する虞がなくなった場合には、補完フラグをＯＦＦとする。
【００４６】
ここで、図４及び図５は、補完フラグがＯＮとされた後にＯＦＦとされるときの条件を示した図である。図４は、補完フラグがＯＮとされた後に自車両から離反する物標を検出した場合を示している。例えば渋滞中に自車両前方の至近距離に物標が停止しているときにおいて該物標の位置を推定している場合には、物標が発進して自車両から離反すれば、衝突する虞は無くなる。また、ミリ波レーダ２により物標が検出されたことにより、該物標よりもさらに近い距離に他の物標が存在することなないと判定できる。したがって、自車両の走行車線上にこのようの物標が検出されれば、物標の位置を推定する必要はないので、自車両の走行車線上に離反物となる他の物標が存在するときには、補完フラグがＯＦＦとされる。このときの物標の相対速度は正の値であり、自車両から離反する方向である。なお、最低保証距離未満で離反する物標が検出された場合であっても補完フラグをＯＦＦとして良い。
【００４７】
また、図５は、補完フラグがＯＮとされた後に自車両からの距離が閾値Ｂよりも大きな物標を検出した場合を示している。ここで、物標の位置を推定しているときに、この物標が右折または左折をして自車両の走行車線上に存在しなくなった場合には、衝突の可能性がなくなる。そして、この右左折した物標の更に前方に他の物標が存在する場合には、該他の物標が検出される。したがって、自車両から比較的遠い距離（閾値Ｂよりも大きな距離）に存在する他の物標が検出された場合には、該他の物標と自車両との間に存在していた物標は自車両の走行車線上から移動したと判定し、補完フラグがＯＦＦとされる。
【００４８】
すなわち、物標の位置を推定中にミリ波レーダ２で検出される他の物標に着目して、該位置を推定中の物標が自車両に衝突する可能性がなくなったか否か判定している。そして、以下の（３）または（４）に示す２つの条件のうちの何れかの条件が成立したときに補完フラグがＯＦＦとされ、それ以外のときには補完フラグはそのままの値を維持する。
（３）自車両の走行車線上に離反物となる物標が存在するとき。
（４）自車両の走行車線上に距離が閾値Ｂよりも大きな物標が存在するとき。
なお、閾値Ｂは実験等により最適値を求める。また、（３）及び（４）のどちらの場合にも、操舵角センサ４及びヨーレートセンサ５から自車両の旋回半径を求めて、この旋回半径に基づいて自車両の走行車線を求め、この自車両の走行車線上に物標が存在するか否か判定することができる。
【００４９】
推定位置演算部８３は、補完フラグがＯＮとなる直前にミリ波レーダ２により検出された情報と、自車両の情報と、を用いて物標の位置を演算する。なお、補完フラグがＯＦＦの時には、物標の位置の演算は行なわない。
【００５０】
図６、図７、図８は、物標の位置を推定するときの概要を示した図である。図６は、自車両が直進している場合を示している。また、図７は、自車両が旋回半径Ｒで旋回してい
る場合を示している。図８は、過去の履歴から相対速度を演算する場合を示している。
【００５１】
図６においては、演算周期で１周期前の物標の距離及び横位置を夫々、Ｙ（Ｋ−１）［ｍ］，Ｘ（Ｋ−１）［ｍ］とし、自車両の速度をＶ［ｍ／ｓ］、演算周期をΔＴ［ｓ］として、現時点での推定距離Ｙ（Ｋ）［ｍ］、横位置Ｘ（Ｋ）［ｍ］を求めている。これは、以下の式で求めることができる。
Ｘ（Ｋ）＝Ｘ（Ｋ−１）
Ｙ（Ｋ）＝Ｙ（Ｋ−１）−Ｖ・ΔＴ
【００５２】
すなわち、自車両が直進しているので、物標の横位置は変化しないものとしている。また、物標の距離は、演算周期ΔＴの間にどれだけ接近したのかに基づいて演算している。このように、物標の距離及び横位置を演算していけば、演算時における物標の距離及び横位置を推定することができる。なお、物標の位置の推定を開始したときの該物標の距離から、該物標を見失ってからの経過時間に速度Ｖを乗じた値を減じることによっても、現時点における物標の距離を推定することができる。
【００５３】
なお、上記式では自車両の直進時を想定しており、自車両の速度情報から距離のみを推定している。これに対し、自車両の操舵情報（旋回半径Ｒ）も利用することで、距離と横位置とを同時に求めることもできる（図７参照）。すなわち、物標の位置の推定を開始したときの自車両の旋回半径Ｒがその後も維持されているものとして、物標の距離及び横位置を演算することができる。また、過去の捕捉点の履歴から推定される相対速度から推定を行なうことも可能である（図８参照）。例えば、物標の位置の推定を開始したときの相対加速度を加味して、演算時における物標の相対速度を求め、該物標の距離及び横位置を演算することができる。
【００５４】
なお、推定位置演算部８３により推定される物標の位置は、そのまま用いても良いし、重み付けを行なった後に用いても良い。推定位置演算部８３により推定される物標の位置は、ミリ波レーダ２の検出値に基づいて得られる物標の位置よりも信頼度が低いため、ミリ波レーダ２により実際に物標の位置を検出していたときよりも推定される物標の位置の重みを小さくする（影響度を低くする）。なお、本実施例では推定位置演算部８３が、本発明における推定手段に相当する。
【００５５】
次に、フュージョン位置演算部８４は、物標の位置を推定しているときにミリ波レーダ２により物標が検出されている場合には、この検出されている物標の位置と、推定される位置と、を組み合わせた位置を演算する（フュージョンする）。なお、組み合わせて得られる位置をフュージョン位置と称する。
【００５６】
ここで、物標までの距離が最低保証距離未満のときであっても、ミリ波レーダ２により物標の検出が可能な場合もある。しかし、このときに検出される物標の位置は保証されたものではないため、そのままでは用いない。本実施例では、推定される物標の位置と、ミリ波レーダ２により検出される物標の位置と、を組み合わせることで、物標の位置の推定精度を高めている。
【００５７】
図９は、フュージョン位置を求めるときの概要を示した図である。ミリ波レーダ２により検出される横位置及び距離を夫々ＸＭ（Ｋ），ＹＭ（Ｋ）とすると、フュージョン位置（ＸＦ（Ｋ），ＹＦ（Ｋ））は以下の式で求めることができる。なお、ミリ波レーダ２で物標を捕捉することができない場合には、フュージョン位置は求めない。
ＸＦ（Ｋ）＝（１−Ｃ）・Ｘ（Ｋ）＋Ｃ・ＸＭ（Ｋ）
ＹＦ（Ｋ）＝（１−Ｃ）・Ｙ（Ｋ）＋Ｃ・ＹＭ（Ｋ）
ただし、Ｃはミリ波レーダ２により検出される位置情報を用いる割合（混合割合）であ
り、最適値は実験により求めておく。混合割合Ｃが高いほど、ミリ波レーダ２による検出値の影響度が大きくなる。
【００５８】
なお、混合割合Ｃは、一定の値でも良いが、推定を開始してからの時間、距離、車速等に応じて変更しても良い。
【００５９】
図１０は、物標の位置の推定開始からの経過時間と混合割合Ｃとの関係の一例を示した図である。図１０では、推定開始からの経過時間が長くなるほど、混合割合を小さくしている。すなわち、経過時間が長くなるほど、ミリ波レーダ２により検出される位置の影響度を低くしている。なお、本実施例ではフュージョン位置演算部８４が、本発明におけるフュージョン手段に相当する。
【００６０】
そして、衝突判定演算部８５により、物標の位置及び相対速度が所定の状態にあると判定されると、システムＥＣＵ８は、作動デバイス９に信号を出力する。この所定の状態は、自車両が物標に衝突する虞のある状態である。作動デバイス９は、例えば音や光による警報装置９１や自動でブレーキをかける装置９２（自動ブレーキ装置９２）である。そして、自車両と物標とが所定の状態であるときに作動デバイス９を作動させる。なお、操舵により物標を回避するための装置を作動デバイス９に含むことができる。
【００６１】
図１１は、本実施例に係る障害物検出装置１が作動するときのフローを示したフローチャートである。本ルーチンはシステムＥＣＵ８により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００６２】
ステップＳ１０１では、ミリ波レーダ２により検出される物標までの距離が、最低保証距離未満であるか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２の検出結果をそのまま用いることができない状態であるか否か判定される。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０２へ進んで補完フラグがＯＮとされる。一方、ステップＳ１０１で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０３へ進む。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ロストフラグがＯＮであるか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２が物標を見失ったか否か判定される。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００６４】
ステップＳ１０４では、ミリ波レーダ２が物標を見失ったときに検出されていた物標までの距離（ロスト前検出距離）が閾値Ａ未満であるか否か判定される。すなわち、物標の位置を推定したほうが良いか否か判定している。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０２へ進んで補完フラグがＯＮとされる。一方、ステップＳ１０４で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００６５】
ステップＳ１０５では、離反物が存在するか否か判定する。すなわち、至近距離に存在していた物標（他車両）が、発進して離反しているか否か判定される。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進んで補完フラグがＯＦＦとされる。一方、ステップＳ１０５で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６６】
ステップＳ１０６では、自車両からの距離が閾値Ｂよりも大きな物標が存在するか否か判定される。すなわち、今まで捕捉できなかった他の物標が捕捉可能となったか否か判定される。本ステップでは、至近距離に存在していた物標（他車両）が、右折若しくは左折、又は進路変更をしたか否か判定している。ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０７へ進んで補完フラグがＯＦＦとされる。一方、ステップＳ１０６
で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０８へ進む。
【００６７】
ステップＳ１０８では、補完フラグがＯＮであるか否か判定される。すなわち、物標の位置を推定する必要があるのか否か判定される。ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。なお、補完フラグがＯＦＦの場合には、ミリ波レーダ２により物標の位置が検出される。
【００６８】
ステップＳ１０９では、物標の位置が推定される。そして、ステップＳ１１０では、捕捉点が存在するか否か判定される。すなわち、ミリ波レーダ２により最低保証距離未満で物標が捕捉されているか否か判定される。すなわち、フュージョン位置を求めることが可能であるか否か判定される。ステップＳ１１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０９で推定された物標の位置をそのまま用いるため本ルーチンを終了させる。
【００６９】
ステップＳ１１１では、ミリ波レーダ２により得られる位置と、推定された位置と、でフュージョンが行なわれる。すなわち、混合割合Ｃに従ってフュージョン位置が求められる。
【００７０】
このようにして、物標の位置が求められる。そして、物標の位置が所定の位置であると、システムＥＣＵ８は作動デバイス９を作動させる。
【００７１】
以上説明したように本実施例によれば、ミリ波レーダ２の最低保証距離未満であっても物標の位置を推定することにより、物標の位置を得ることができる。これにより、精度の低いミリ波レーダ２の検出結果をそのまま用いる必要がないため、不必要な警報や運転支援が行なわれることを抑制できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 障害物検出装置
２ ミリ波レーダ
３ レーダＥＣＵ
４ 操舵角センサ
５ ヨーレートセンサ
６ 車輪速センサ
８ システムＥＣＵ
９ 作動デバイス
３１ 物標相対位置演算部
３２ 物標相対速度演算部
８１ 補完フラグ演算部
８２ 補完フラグキャンセル演算部
８３ 推定位置演算部
８４ フュージョン位置演算部
８５ 衝突判定演算部
９１ 警報装置
９２ 自動ブレーキ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサで物標を検出する障害物検出装置において、
前記センサにより物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、前記センサにより物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、前記センサにより物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段を備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記物標が検出できない状態となったときとは、前記センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記物標が検出できない状態となったときとは、物標を見失ったときであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記推定手段は、物標との相対速度に基づいて該物標の位置を推定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記推定手段は、旋回半径を加味して物標の位置を推定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより離反する物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより距離が閾値よりも大きな物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記推定手段により推定される物標の位置と、前記センサで検出される物標の位置と、を所定の割合でフュージョンする、フュージョン手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項１】
センサで物標を検出する障害物検出装置において、
前記センサにより物標が検出されていた状態から該物標が検出できない状態となったときに、前記センサにより物標が検出されていた状態のときの該物標の位置及び速度情報と、前記センサで物標を検出することができなくなったときからの経過時間と、から、前記センサにより物標を検出できないときの該物標の位置を推定する推定手段を備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記物標が検出できない状態となったときとは、前記センサの性能が保証されている最近の距離よりも物標の距離が近くなったときであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記物標が検出できない状態となったときとは、物標を見失ったときであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記推定手段は、物標との相対速度に基づいて該物標の位置を推定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記推定手段は、旋回半径を加味して物標の位置を推定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより離反する物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記物標が検出できない状態となった後で、前記センサにより距離が閾値よりも大きな物標が検出されたときには、物標の位置の推定を終了させることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記推定手段により推定される物標の位置と、前記センサで検出される物標の位置と、を所定の割合でフュージョンする、フュージョン手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１２３５３５（Ｐ２０１１−１２３５３５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８３４２（Ｐ２００９−２７８３４２）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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