JPH1062532A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測距精度の低下及びそれに起因する先行車との
相対速度の算出精度の低下を抑制した車両用レーダ装置
を提供する。 【解決手段】自車両から先行車の中央部までと端部まで
との検出距離を計測し、両者の誤差を記憶しておき、端
部までの検出距離しか計測できない場合には、端部まで
の距離と上記の記憶した誤差から中央部までの距離を推
定するように構成した車両用レーダ装置。このように構
成することにより、端部までの検出距離しか計測できな
い場合でも、中央部までの距離、すなわち最も短い車間
距離を推定することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用レーダ装置
に関し、特に、先行車における電磁波が反射される部分
の違いによる測距精度の低下や、生産ばらつきや汚れ付
着等によるビーム毎の測距精度の低下と、それらに起因
する先行車との相対速度の算出精度の低下を抑制する技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用レーダ装置としては、特願
平５−１３１８９３号（特開平６−３４２０７１号公
報）に記載されたものがある。これは、いわゆるスキャ
ンニングレーダであり、車両前方に電磁波（例えばレー
ザ光など）を掃引しながら出力し、該電磁波が前方物体
に反射して得られた反射波を受信し、該電磁波の出力か
ら受信までに要する伝播遅延時問に基づいて反射体、す
なわち前方物体までの距離を検出するものであり、その
検出結果に基づいて自車両から反射体までの方向と距離
の情報を得ることが出来る。

【０００３】また、反射波の受信は、出力タイミングか
らの時間に依存した所定の受信レベルを超える受信信号
を反射波として検出し、その伝播時間から距離を算出し
ている。また、反射体の存在する方向を分解能良く検出
するために、左右方向に幅が狭く、かつ、縦方向に長い
レーザ光（ファンビームレーザ）を、一定角度毎に掃引
しながら出力している。

【０００４】一定角度毎に検出する距離のデータは、一
回の掃引毎に非常に数多くのデータが出力されるため、
一回の掃引毎に先行車までの距離と方向を代表値として
一つづつ算出する。つまり、一回の掃引において、連続
した角度範囲に出力されるほぼ同一の距離を、同じ先行
車からの検出距離とみなし、その距離の最小値や中央値
（検出される角度範囲の中央位置の距離値）を先行車ま
での距離として算出し、記憶するように構成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用レーダ装置においては、以下のような
間題点があった。実際に出力されるビームは、出力方向
を中心として、左右方向に所定の幅を持っており、一般
的に中央の出力値をピークとして両端になるほど弱くな
り、例えば、図３に示すような出力レベルを有してい
る。このような出力ビームが先行車に反射する場合を考
えると、図４に示すように、先行車の中央部に出力ビー
ムが反射された場合には出力ビームのほぼ全てが反射さ
れるため、反射レベルが大きくなる。しかし、先行車の
端部に反射された場合には一部しか反射されないため、
相対的に反射レベルが小さくなる。

【０００６】一方、この反射波を受信する場合、図５に
示すように、出力タイミングからの時間に依存した所定
の受信レベルを越える反射波を検出するため、同一の距
離に存在する反射体からの反射波であっても、その反射
レベルが異なる場合には、検出距離が異なってしまう
（図５のＴとＴ’）。そのため、図６に示すように、先
行車の中央部方向に出力されたビームによる検出距離
は、先行車の端部に向けて出力されたビームによる検出
距離よりも短い値を示す。

【０００７】このような距離の算出誤差を包含している
場合、先行車がレーダの全掃引角度内に全て含まれてい
れば、必ず中央部からの反射波が含まれるので、この場
合には最も短い距離出力値を先行車までの距離として使
用しても間題ない。ところが、先行車がレーダの全掃引
角度内に一部しか含まれなくなった場合には、その中の
最も短い距離出力値は必ずしも先行車中央までの距離で
はなくなり、全て含まれている場合の状態に比べて算出
誤差を生じてしまう。

【０００８】特に、この算出誤差は、この検出車間距離
を用いて先行車までの相対速度を算出する場合に影響が
顕著である。つまり、相対速度の算出には連続して複数
回おこなった掃引における車間距離値が必要であり、そ
の連続した回数の中で距離精度が変化すると、その影響
が算出される相対速度に大きく現れる。そのため、相対
速度誤差が非常に大きくなり、算出される相対速度をそ
のまま先行車への車間距離警報装置に用いた場合には、
実際の車間距離の状況に変化がないのに警報が発生する
ような誤警報を生じてしまう。

【０００９】また、レーザレーダとしては、上記のごと
きいわゆるスキャンニングレーダの他に、掃引を行なわ
ず、決められた方向にのみレーザ光を出力する複数のレ
ーザレーダを用い、上記複数（通常３つ）の方向に存在
する反射体までの距離をそれぞれ検出する、いわゆる固
定ビームレーザレーダがある。このような固定ビームレ
ーザレーダにおいては、自車両の走行状態などに応じて
３本のビームから先行車の方向のビームを選択し、その
ビームによって検出した距離を先行車への車間距離とし
て算出し、それを用いて車間距離の変化から相対速度を
算出するような処理を行っている。そのため、例えば生
産ばらつきや汚れによってビーム毎の送光レベルに差が
生じ、ビーム毎の検出距離に誤差が生じた場合には、先
行車方向のビームが切り替わった場合に、相対速度算出
に誤差を生じ、前記と同様に、誤警報等の支障を生じる
という問題があった。

【００１０】本発明は、上記のごとき間題を解決するた
めになされたものであり、測距精度の低下及びそれに起
因する先行車との相対速度の算出精度の低下を抑制した
車両用レーダ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、いわゆるスキャンニングレーダにおいて、掃引
角度毎に検出される複数の距離値から、掃引角度範囲内
に先行車が全て含まれているか否かを判定する先行車存
在範囲判定手段と、前記先行車存在範囲判定手段によ
り、掃引角度範囲内に先行車が全て含まれると判定され
た場合には、検出された先行車までの複数の距離から、
先行車の中央部及び端部までの距離をそれぞれ算出し、
中央部と端部との算出距離の誤差を演算する中央・端部
誤差演算手段と、前記先行車存在範囲判定手段により、
掃引角度範囲内に先行車の一部しか含まれないと判定さ
れた場合には、端部までの検出距離と前記中央・端部誤
差演算手段により演算された誤差とを用いて中央部まで
の距離を推定する中央部距離推定手段と、掃引角度範囲
内に先行車が全て含まれる場合には中央部までの距離
を、一部しか含まれない場合には前記中央部距離推定手
段により推定された中央部までの推定距離を、先行車ま
での距離として選択する先行車車間距離算出手段と、を
備えるように構成している。

【００１２】なお、上記車両の中央部とは、例えば図４
にも示したように、自車両から見て先行車の後面の中央
部であり、この部分による電磁波の反射が最も大きい個
所である。また、車両の端部とは、同様に先行車の後面
の端の部分を意味し、中央部よりも反射が小さくなる個
所である。

【００１３】上記のように、請求項１の発明において
は、先行車の中央部からと端部からとの検出距離を計測
し、両者の誤差を記憶しておき、端部からの検出距離し
か計測できない場合には、端部からの距離と上記の記憶
した誤差から中央部までの距離を推定するようにしたも
のである。このように構成することにより、端部からの
検出距離しか計測できない場合でも、中央部までの距
離、すなわち最も短い車間距離を推定することが出来
る。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の車両用レーダ装置において、一度の掃引におい
て検出される距離の最低値が所定値以下の場合には、そ
の最低値を先行車までの車間距離として選択し、所定値
を越える場合には、前記と同様に先行車中央部までの距
離もしくは中央部までの推定距離を先行車までの距離と
して選択するように構成している。このように構成する
ことにより、車間距離が短い場合には処埋内容を簡略化
でき、算出時間を短縮できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明においては、
いわゆるスキャンニングレーダにおいて、掃引角度毎に
検出される複数の距離値から、先行車の端部までの距離
を算出して記憶する先行車端部距離演算記憶手段を有
し、前記相対速度算出手段における相対速度算出に際し
て、前記先行車端部距離記憶演算手段に連続して記憶さ
れた端部までの距離を用いて先行車との相対速度を算出
するように構成している。このように構成したことによ
り、先行車が検出範囲内に全て含まれるかどうかに関わ
らず、車までの相対速度を精度良く出力することが出来
る。

【００１６】また、請求項４に記載の発明においては、
請求項３に記載の車両用レーダ装置において、一度の掃
引において検出される距離の最低値が所定値以下の場合
には、その最低値を先行車までの車間距離として選択し
て相対速度を算出し、所定値を越える場合には、前記と
同様に先行車の端部までの距離を用いて先行車との相対
速度を算出するように構成している。このように構成し
たことにより、車間距離が短い場合には処埋内容を簡略
化でき、算出時間を短縮できる。

【００１７】また、請求項５に記載の発明においては、
いわゆる固定ビームレーダにおいて、連続して検出され
る各放射手段での検出距離から、各放射手段における相
対速度を算出する相対速度算出手段と、複数の放射手段
の中より先行車が存在する放射手段を選択する放射手段
選択手段と、前記の選択された放射手段における検出距
離を先行車までの車間距離とし、前記の選択された放射
手段における相対速度を先行車との相対速度として、そ
れぞれ選択するように構成している。

【００１８】上記のように、請求項５に記載の発明にお
いては、各放射手段の検出距離からそれぞれの相対速度
を算出し、それらの中から先行車が存在するものを選択
して先行車との相対速度とするので、生産ばらつきや汚
れ付着等によるビーム毎の検出距離に誤差があった場合
でも、ビームの切り替え時に大きな誤差が生じることが
なくなり、先行車までの相対速度を精度良く算出するこ
とが出来る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したごとく、請求項１に記載の
発明においては、いわゆるスキャンニングレーダにおい
て、先行車の中央部及び端部からの検出距離を計測し、
それらの誤差を記憶しておき、端部からの検出距離しか
計測できない場合には、端部からの距離と上記誤差から
中央部までの距離を推定するように構成しているので、
先行車が検出範囲内に全て含まれるかどうかに関わら
ず、先行車までの車間距離を精度良く算出することが出
来る。したがって、その車間距離を用いた相対速度の演
算においても精度の良い演算が出来る。また、請求項２
に記載の発明においては、請求項１に記載の発明におい
て、車間距離の短い場合には処埋内容を簡略化でき、算
出時間を短縮できる。

【００２０】また、請求項３に記載の発明においては、
いわゆるスキャンニングレーダにおいて、先行車の端部
からの距離を計測、記憶し、連続した端部からの距離の
時間変化から相対速度を算出するように構成しているの
で、先行車が検出範囲内に全て含まれるかどうかに関わ
らず、車までの相対速度を精度良く出力することが出来
る。また、請求項４に記載の発明においては、請求項３
に記載の発明において、車間距離の短い場合には処埋内
容を簡略化でき、算出時間を短縮できる。

【００２１】また、請求項５に記載の発明においては、
いわゆる固定ビームレーダにおいて、ビーム毎の検出距
離からビーム毎の相対速度をそれぞれ算出し、その後、
先行車の方向のビームを選択してそのビームの検出距離
と相対速度を、先行車までの車間距離と相対速度として
出力するように構成しているので、生産ばらつきや汚れ
付着等によるビーム毎の検出距離の誤差によらず、先行
車までの相対速度を精度良く算出することが出来る、等
の効果が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態を示すブロック図である。まず、構成を説明する。レ
ーザレーダ装置２１は、レーザ光を出力する送光器２
３、この送光器２３から出力されたレーザ光の反射光を
受光する受光器２５及び距離検出回路２７を有してい
る。この距離検出回路２７は送光器２３がレーザ光を出
力してから受光器２５で反射光を受光するまでのレーザ
光の伝播遅延時間によって反射体までの距離を検出する
ものである。また、受光器２５は、例えば図５に示すよ
うに、送光タイミングからの時間に依存した受光レベル
を越える毎にその時の伝播遅延時間Ｔを出力する。

【００２３】送光器２３から出力されるレーザ光はレー
ザ光掃引装置３１により、車両の前方方向を中心に左右
に掃引される様に制御されている。このレーザ光掃引装
置３１は、例えばミラーを用いてレーザ光を左右方向に
例えば振幅±１０度程度、周波数１０Ｈｚ程度で掃引す
るものである。このレーザ光掃引装置３１の掃引角度は
レーザ光掃引方向検出装置３３により検出され、信号処
理回路３７に供給されている。

【００２４】このレーザ光掃引方向検出装置３３は、前
記レーザ光掃引装置３１のミラーを制御する手段として
ステップモータを用いている場合にはこのステップモー
タを駆動するパルス数に対応して掃引角度を検出できる
ものであり、また前記レーザ光掃引装置３１としてガル
バノメータ方式のものを用いた場合にはこのガルバノメ
ータを制御する制御信号を掃引角度に対応した信号とし
て使用することが出来る。

【００２５】信号処理回路３７は、前記レーザレーダ装
置２１の距離検出回路２７から供給される距離と前記レ
ーザ光掃引方向検出装置３３から供給された掃引角度と
に基づいて自車両走行車線を走行する先行車を確実に検
出し、その先行車までの車間距離と車速センサ３９で検
出した車速に対応する所定の安全車間距離とを比較し、
両車間距離の差に基づいてアクチュエータ４１を介して
車両エンジンのスロットル４３を制御し、これにより車
速を制御して先行車との車間距離を安全車間距離以上に
維持するよう制御している。

【００２６】前記送光器２３は、例えば上下方向のレー
ザ光広がり角度が約４度で左右方向の広がり角度が０.
３度程度の細長い楕円形または長方形のレーザ光を出力
する。このように、レーザ光を上下方向に細長い楕円形
あるいは長方形のものとすることにより、例えば坂道に
おいても広い上下範囲にわたって確実に照射することが
でき、また左右方向に対して狭いビームとすることによ
って物体の自車両に対する角度を精度良く検出すること
ができるようになっている。このように細長いレーザビ
ームは前記レーザ光掃引装置３１を介して車両の前方を
中心に左右に掃引されながら出力され、受光器２５がこ
の出力されたレーザ光のうち車両前方に存在する反射体
に当たって反射されてきたレーザ光を受光し、光電変換
して増幅した後、前記距離検出回路２７に供給している
のである。

【００２７】また、送光器２３から出力され、レーザ光
掃引装置３１で掃引されるレーザ光は、自車両の中心に
対して左右にそれぞれθＭの角度の範囲内で掃引される
ようになっている。掃引させる角度の振幅θＭは例えば
約１０度程度とすることで一般的な道路をほば網羅でき
る。

【００２８】次に作用を説明する。図８及び図９は第１
の実施の形態における演算処理を示すフローチャートで
あり、とは、それぞれ同符号の部分で接続されてい
ることを示している。図８及び図９に示す処理手順は、
大別すると、掃引角度毎の検出距離を算出して記憶する
角度・距離算出部１０１と、検出された角度・距離情報
より車両とそれ以外の停止物を判別する車両判別部１０
３と、先行車がある場合には算出された車間距離を出力
する車間距離出力部１０７に分けられる。

【００２９】次に、処理手順を詳細に説明する。角度・
距離算出部１０１では、まず、ステップ１２１で処理用
の変数ｋを０にしている。レーザの掃引は、角度−θＭ
〜θＭ（ｄｅｇ）まで行われるが、この間を２θＭ／Ｋ
ｍａｘ（ｄｅｇ）毎にレーザを出力し、一回の掃引あた
りＫｍａｘ回の出力が行われる。変数ｋはこの一回の掃
引におけるレーザ出力の番号であり、最大値はＫｍａｘ
である。

【００３０】次に、ステップ１２３で自車両の走行車速
Ｖを車速センサ３９から読み込む。また、ステップ１２
５〜１４３はループとなっており、このループが一回の
レーザ光掃引毎に行われ、一回分の掃引が終了すると、
ステップ１４３から次の車両判別部１０３へ進む。上記
のループ内ではまず、掃引角θをレーザ光掃引方向検出
装置３３から読み込み（ステップ１２５、１２７）、距
離検出回路２７から検出距離Ｌを読み込み（ステップ１
２９）、配列Ｄ（ｋ）にデータを取り込む（ステップ１
３１）。

【００３１】距離検出回路２７ではレーザ光の発信タイ
ミングと受光タイミングの間の時間差から検出距離Ｌを
算出するが、発信から所定時間内に受光がない場合には
反射波が検出されなかったとして検出距離Ｌは所定の最
大値Ｌ＝Ｌｍａｘを算出する。配列Ｄ（ｋ）は、角度θ
と距離Ｌのデータを記憶するための２次元の配列であ
り、得られた角度θ（ｋ）＝θと距離Ｌ（ｋ）＝Ｌを入
力する。

【００３２】その後、次の掃引角度指令値を出力し（ス
テップ１４１）、ｋがＫｍａｘ以下であれば今回の掃引
はまだ終わりでないためステップ１２５へ戻り、そうで
なければ今回の掃引によるデータは全て検出、取得され
たとして次の車両判別部１０３、すなわち図９のステッ
プ１５７へ進む。

【００３３】車両判別部１０３のステップ１５７では、
データＤ（ｋ）から車両と思われるデータを判別し、車
両データＳ（ｎ）として算出する。ここで、ｎは移動し
ている車両からのデータの番号を示す。

【００３４】この車両と思われるデータの判別方法とし
ては、下記（１）と（２）の二つの方法がある。

【００３５】（１）反射物の大きさから判別する方法 車両用のリフレックスリフレクタのサイズは大きさが限
定されるため、例えば検出されるデータが１ｍを越える
ような大きな反射体からのものであれば、その反射体の
データは必然的に車両データではない。従って、ほぼ同
じ検出距離が或る掃引角度範囲内に連続して存在し、そ
の角度範囲から推定される反射体の大きさが、標準的な
車両用リフレックスリフレクタのサイズ以上の場合に
は、そのデータは車両データではないと判別する。

【００３６】検出データＤ（ｋ）をθ、Ｌを両軸として
プロットすると、例えば図１０に示すようになる。これ
らのデータＤ（ｋ）から、検出距離がほぼ同一距離（隣
り合うデータの検出距離の差が所定値以下）で、角度θ
が連続している時の角度範囲（θ１〜θ２）を求める。
このとき、角度（θ１〜θ２）のデータは全て同一の反
射体からの検出データであると見做すことができる。こ
の反射体の水平方向の大きさＷは下記（数１）式で求め
ることができる。

【００３７】 大きさＷ＝Ｌ×（ｓｉｎθ２−ｓｉｎθ１） …（数１） このとき、大きさＷが車両用のリフレックスリフレクタ
の水平方向のサイズ範囲に含まれる場合には、車両であ
る可能性が高いため、リフレクタデータＣ（ｍ）として
残す。このリフレクタデータＣ（ｍ）は、下記（数２）
式で与えられる。

【００３８】 Ｃ（ｍ）＝（角度（θ１＋θ２）／２， 距離Ｌ） …（数２） ここで、ｍ：大きさが所定のサイズ内であるリフレック
スリフレクタの個数この例の様に、θ１、θ２がいずれ
も検出角度範囲±θＭ内にある場合には、このリフレク
タデータＣ（ｍ）は、先行車の中央部のデータを示して
おり、この場合にはこの中央部までの距離Ｌと、端部ま
での距離Ｌ’の差を誤差ｄＬ（ｍ）として記憶する。す
なわち誤差ｄＬは下記（数３）式で示される。

【００３９】ｄＬ（ｍ）＝Ｌ’−Ｌ …（数３） 一方、先行車の存在範囲が、検出領域の境界線に接して
いる場合（θ１＝−θＭ、又は、θ２＝θＭ）には、リ
フレクタデータＣ（ｍ）は先行車の中央部のデータを示
しているとは言えないので、端部までの距離Ｌ’（θ１
＝−θＭの場合にはθ＝θ２での距離、θ２＝θＭの場
合にはθ＝θ１での距離）と、前回以前に記憶されてい
る先行車中央部と端部との誤差ｄＬ（ｍ）を用いて中央
部までの距離Ｌを推定し、この値をリフレクタデータＣ
（ｍ）として使用する。すなわち、この場合のＬは下記
（数４）式で示される。

【００４０】Ｌ＝Ｌ’−ｄＬ（ｍ） …（数４） このような処理とすることにより、リフレクタデータＣ
（ｍ）は、先行車が検出領域内に全て含まれているか、
一部のみ含まれているかに関わらず、先行車の中央部ま
での距離を出力することが出来る。

【００４１】なお、ここでは中央部までの距離Ｌと端部
までの距離Ｌ’を用いて処理を行ったが、連続する角度
（θ１〜θ２）の範囲のデータの代表値として、この範
囲での検出距離の最大値及び最小値を用いて処理を行う
こともできる。この場合、中央部までの距離Ｌの代わり
に最小値を用い、端部までの距離Ｌ’の代わりに最大値
を用いることにより、同等の効果が得られる。

【００４２】（２）停止物からのデータを除外する方法 前回の掃引によって得られたリフレクタデータＣ（ｍ）
をＣ'(ｍ’）とし、これら前回のデータに対して、今回
の掃引で得られたリフレクタデータＣ（ｍ）が、どのよ
うに変化しているかを算出して、その移動量から車両で
あるかどうかを判別する。

【００４３】まず、前回の各リフレクタデータＣ'
(ｍ’）から、所定の範囲内に存在する今回のリフレク
タデータＣ（ｍ）を求める。Ｃ'(ｍ’）＝（θｃ、Ｌ
ｃ）とすると、以下の範囲に入るＣ（ｍ）を全て求め
る。

【００４４】 範囲｛θｃ＋△θ±△θｖ，Ｌｃ−△Ｌ±△Ｌｖ｝ ここで、△θおよび△Ｌは、本来自車両の運動によって
全ての物標が変化する量であり、△Ｌは自車速を掃引周
期で割った距離とすればよい。また、△θは自車両のヨ
ーレートに依存する変数であるので、通常は、例えば操
舵角と車速に依存して操舵角、車速が大きくなれば大き
くなるようなマップから読み出すことで算出できる。ま
た、△θｖおよび△Ｌｖは、前方を走行している車が動
くと考えられる移動幅の範囲であり、この値は、車速、
操舵角等の関数として設定すれば良い。

【００４５】この範囲に含まれるデータＣ（ｍ）は、前
回のデータＣ'(ｍ’）と同一データで、かつ車両からの
データであると考えられ、この範囲に含まれるデータを
Ｓ（ｎ）とし、車両データとする。

【００４６】また、範囲内に含まれるＣ（ｍ）が複数個
存在する場合には、他の前回のデータＣ'(ｍ’）との関
連からどちらか一方を同一車両からのデータと識別すれ
ばよいが、単純に、範囲の中心（θｃ＋△θ、Ｌｃ−△
Ｌ）により近いデータを、車両データＳ（ｎ）としても
良い。以上のようにして、検出データＤ（ｋ）から車両
データＳ（ｎ）を判別する。上記車両データＳ（ｎ）の
判別後、次の車間距離出力部１０７へ進む。車間距離出
力部１０７では、まずステップ１５９で先行車までの車
間距離Ｌｍを算出する。車間距離としては自車線内に存
在する車両からの検出距離のうち、最も近距離にあるも
のを出力すればよい。したがって自車両走行車線内にあ
る車両のデータ、すなわち自車両の走行条件に応じて決
定する或る掃引角度・検出距離に存在する車両からの検
出距離のうち、最も小さい検出距離を算出すれば良い。

【００４７】その後、先行車があったかどうかを判断し
て（ステップ１６１）、先行車があれば車間距離Ｌｍを
出力する（ステップ１６３）。その後、最初の角度・距
離算出部１０１のステップ１２１へと戻る。

【００４８】以上のような処理とすることにより、この
第１の実施の形態では、先行車が検出範囲内に全て含ま
れる場合には先行車の中央部までの距離を車間距離とし
て出力し、同時に中央部と端部での距離の差を誤差とし
て記憶しておき、先行車が検出範囲内に一部しか含まれ
ないようになった場合には、検出された端部までの距離
と記憶されている誤差の値とによって中央部までの距離
を推定し、それを車間距離として出力する。そのため、
先行車が検出範囲内に全て含まれるかどうかに関わら
ず、先行車までの車間距離を精度良く出力することが出
来る。

【００４９】また、本実施の形態における処理が効果的
に作用するのは、前記図４におけるレーダの全検知領域
が先行車の存在範囲よりも大きい場合、すなわち、車間
距離が比較的大きな場合である。従って、一回の掃引に
おける検出距離の最小値が所定値以下の場合には、先行
車までの車間距離が比較的小さい状況であると判断し、
図８のフローチャートで説明してきた処理を行う代わり
に、全検知領域の中での最小距離を先行車までの車間距
離として出力すればよい。こうすることによつて、車間
距離の短い場合には処埋内容を簡略化でき、算出時間を
短縮できる。

【００５０】次に第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態は、構成が図１に示した第１の実
施の形態と同様であり、作用のみが異なるものであるた
め、構成の説明は省略する。図１１及び図１２は、第２
の実施の形態における演算処理を示すフローチャートで
あり、とはそれぞれ同符号の部分で接続されている
ことを示している。

【００５１】図１１及び図１２に示す処理手順は、大別
すると、掃引角度毎の検出距離を算出し記憶する角度・
距離算出部２０１と、検出された角度・距離情報より車
両とそれ以外の停止物を判別する車両判別部２０３と、
先行車の端部の検出距離より先行車との相対速度を算出
する相対速度算出部２０５と、先行車がある場合には算
出された車間距離と相対速度を出力する車間距離出力部
２０７とに分けられる。

【００５２】次に、処理手順を詳細に説明する。まず、
角度・距離算出部２０１での処理は、第１の実施の形態
における角度・距離算出部１０１での処理内容と同一で
あるので説明は省略する。次の車両判別部２０３では、
第１の実施の形態に対し、反射物の大きさからの判別の
処理内容が異なってくる。すなわち、データＤ（ｋ）か
らリフレクタデータＣ（ｍ）を算出する処理内容は同一
であるが、その際、同時に端部の距離データＬｂ（ｍ）
を記憶する。この端部の距離データＬｂ（ｍ）は、検出
されている範囲の両端であるθ１とθ２における距離デ
ータの内、大きい方の値を記憶する。この端部の距離デ
ータＬｂ（ｍ）は、次の相対速度算出部２０５で相対速
度を算出するために用いられる。

【００５３】相対速度算出部２０５では、過去に記録さ
れた端部の距離データＬｂ（ｍ）を用いて、相対速度を
算出する。ここでの相対速度Ｖｒの算出式は、例えば最
小二乗法により求められる、下記（数５）式が用いられ
る。

【００５４】 Ｖｒ＝（３・Ｌ０＋Ｌ１−Ｌ２−３・Ｌ３）／（１０・ｄｔ）…（数５） ここで、Ｌ０：現在の端部の距離データ Ｌ１〜Ｌ３：過去１〜３周期前の端部の距離データ ｄｔ：掃引周期時間 最後に、車間距離出力部２０７では、第１の実施の形態
と同様の処理を行ってステップ２６３で車間距離を出力
すると共に、ステップ２６４で先行車との相対速度を出
力する。

【００５５】以上のような処理とすることにより、この
第２の実施の形態では、先行車への相対速度を常に先行
車の端部までの検出距離から算出する処理を行うため、
先行車が検出範囲内に全て含まれるかどうかに関わら
ず、先行車までの相対速度を精度良く出力することが出
来る。

【００５６】また、第１の実施の形態と同様、本実施の
形態における処理が効果的に作用するのは、前記図４に
おけるレーダの全検知領域が先行車の存在範囲よりも大
きい場合、すなわち、車間距離が比較的大きな場合であ
る。従って、一回の掃引における検出距離の最小値が所
定値以下の場合には、先行車までの車間距離が比較的小
さい状況であると判断し、図８のフローチャートで説明
してきた処理を行う代わりに、全検知領域の中での最小
距離を先行車までの車間距離として出力し、その車間距
離を用いて相対速度を算出すればよい。こうすることに
よって、車間距離の短い場合には処理内容を簡略化で
き、算出時間を短縮できる。

【００５７】次に第３の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。この第３の実施の形態は、前記第１、第２
の実施の形態のようにレーザ光を掃引することにより反
射体までの距離と方向を検出する、いわゆるスキャンニ
ングレーザレーダの代わりに、決められた方向にのみレ
ーザ光を出力する送光器を複数個用い、複数（通常３
つ）の方向に存在する反射体までの距離をそれぞれ検出
する、いわゆる固定ビームレーザレーダを用いたもので
あり、このような装置においてビーム毎の距離出力誤差
による相対速度算出の誤差を小さくするように構成した
ものである。

【００５８】このような固定ビームレーザレーダは、従
来より広く用いられているが、従来は３本のビームから
自車両の走行状態などに応じて先行車の方向のビームを
選択し、そのビームの距離を先行車までの車間距離とし
て算出し、その後、車間距離の変化から相対速度を算出
するような処理を行っている。そのため、例えば生産ば
らつきや汚れによってビーム毎の送光レベルに差が生
じ、ビーム毎の検出距離に誤差が生じた場合には、先行
車方向のビームが切り替わった場合に、相対速度算出に
誤差を生じていた。

【００５９】この問題点を図７を用いて具体的に説明す
ると、例えば、右側のビームの送光部に汚れが付着し、
相対的に出力レベルが下がった場合、右側ビームと中央
ビームで同じ先行車を検出していても、距離出力値は右
側ビームの方が大きな値を示す（図７の区間）。ここ
での車間距離出力は中央ビームの値が使用される。その
後、先行車の左右移動により中央ビームで距離検出でき
なくなった場合（図７の区間）、右側ビームの距離が
車間距離として出力されるようになり、〜区間を通
しての車間距離出力値は実線のようになる。これを用い
て算出される相対速度は、の区間の時点で大きく誤差
が生じてしまう。この第３の実施の形態は、固定ビーム
レーザレーダにおける上記のごとき欠点を解消したもの
である。

【００６０】まず、図２を用いて構成を説明する。レー
ザレーダ装置６１は、レーザ光を出力する３つの送光器
６３Ｌ、６３Ｃ、６３Ｒ、これらの送光器６３から出力
されたレーザ光の反射光を受光する受光器６５、および
送光器６３からレーザ光が出力されてから受光器６５に
おいて反射光を受光するまでのレーザ光の伝播遅延時間
により、各ビーム方向に存在する反射体までの距離をそ
れぞれ検出する距離検出回路６７から構成されている。

【００６１】このレーザレーダ装置６１の受光器６５
は、例えば図５に示すように、送光タイミングからの時
間に依存した受光レベルを越える毎にその時の伝播遅延
時間Ｔを出力する。また、送光器６３から出力されるレ
ーザ光は、それぞれ車両前方の固定された方向に送出さ
れており、例えば送光器６３Ｌは車両中心から左方向に
２度程度、送光器６３Ｃはまっすぐ前方へ、送光器６３
Ｒは右方向に２度程度の方向にそれぞれ向けられてい
る。さらにそれぞれのレーザ光は±１度程度の拡がり角
を有している。

【００６２】また、信号処理回路７７は、前記レーザレ
ーダ装置６１の距離検出回路６７から供給される距離に
基づき自車両走行車線を走行する先行車までの車間距離
を検出し、その先行車との車間距離と車速センサ７９で
検出した車速に対応する所定の安全車間距離とを比較
し、両車間距離の差に基づいてアクチュエータ８１を介
して車両エンジンのスロットル８３を制御し、これによ
り車速を制御して先行車との車間距離を安全車間距離以
上に維持するよう制御している。

【００６３】次に作用を説明する。図１３は、第３の実
施の形態における演算処理を示すフローチャートであ
る。図１３において、まず、ステップ３２１で、送光器
６３Ｌ、６３Ｃ、６３Ｒに対応する検出距離ＬＬ、Ｌ
Ｃ、ＬＲを読み込む。次に、ステップ３２３で自車両の
走行車速Ｖを車速センサ７９から読み込む。ステップ３
３１では、各検出距離に対応するビーム毎の相対速度Ｖ
ｒＬ、ＶｒＣ、ＶｒＲを算出する。

【００６４】この各ビーム毎の相対速度の算出は以下の
ように行われる。基本的な相対速度の算出式は第２の実
施の形態と同様であり、下記（数６）式が用いられる。

【００６５】Ｖｒ＝（３・Ｌ０＋Ｌｌ−Ｌ２−３・Ｌ
３）／（１０・ｄｔ） ここで、Ｌ０：現在の各ビーム距離データ Ｌｌ〜Ｌ３：過去１〜３周期前の各ビーム距離データ ｄｔ：距離検出周期時間 また、各ビームにおいて、３周期前から現在までの間に
距離検出が出来なかった周期があったり、連続する２回
の検出距離の差が所定値以上の場合には、同一の反射体
を連続して検出していないと見なして、相対速度を算出
しない。

【００６６】続いて、ステップ３５９で先行車までの車
間距離Ｌｍを算出する。３つのビームでの各検出距離Ｌ
Ｌ、ＬＣ、ＬＲのうちから、最も先行車らしい検出距離
を自車両の走行条件に応じて決定する。例えば、操舵角
や自車速の情報から直進しているのが明らかならば中央
のビームを選択すればよいし、旋回中であれば、従来か
ら行われているように旋回の度合いに応じて各ビームの
検出距離に制限（レンジカット）を加え、その制限より
小さい距離を出力するビームを選択すればよい。また、
このとき選択されたビームの相対速度を先行車との相対
速度Ｖｒとして算出する。その後、先行車があったかど
うかを判断して（ステップ３６１）、先行車があれば車
間距離Ｌｍと相対速度Ｖｒを出力する（ステップ３６
３、３６４）。

【００６７】以上のような処理とすることにより、この
第３の実施の形態では、固定ビームレーザレーダを用い
た場合であっても、各ビーム毎にそれぞれ相対速度を算
出した後に、自車両の状態に応じてビームを選択する処
理を行うことにより、例えば、生産ばらつきや、付着し
た汚れ等によって送光器６３Ｌ、６３Ｃ、６３Ｒの出力
レベルのばらつきが大きく、それによるビーム毎の検出
距離の誤差が大きい場合であっても、先行車までの相対
速度を精度良く出力することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第２の実施の形態における構成を示す
ブロック図。

【図２】第３の実施の形態における構成を示すブロック
図。

【図３】レーザレーダから出力されるビームの出力レベ
ルと出力角度との関係を示す特性図。

【図４】出力ビームが先行車の中央部に反射された場合
と端部に反射された場合との状況を示す平面図。

【図５】送光パルスと受光パルスのタイミングチャー
ト。

【図６】先行車の中央部方向に出力されたビームによる
検出距離と端部に向けて出力されたビームによる検出距
離とを示す図。

【図７】固定ビームレーザレーダにおいて、先行車方向
のビームが切り替わった場合における検出距離の変動を
示す出力波形図。

【図８】第１の実施の形態における演算処理を示すフロ
ーチャートの一部。

【図９】第１の実施の形態における演算処理を示すフロ
ーチャートの他の一部。

【図１０】検出距離Ｌと検出角度θとの関係を示す図。

【図１１】第２の実施の形態における演算処理を示すフ
ローチャートの一部。

【図１２】第２の実施の形態における演算処理を示すフ
ローチャートの他の一部。

【図１３】第３の実施の形態における演算処理を示すフ
ローチャートの一部。

【符号の説明】

２１…レーザレーダ装置 ２３…送光器 ２５…受光器 ２７…距離検出回
路 ３１…レーザ光掃引装置 ３３…レーザ光掃
引方向検出装置 ３７…信号処理回路 ３９…車速センサ ４１…アクチュエータ ４３…スロットル ６１…レーザレーダ装置 ６３Ｌ、６３Ｃ、
６３Ｒ…送光器 ６５…受光器 ６７…距離検出回
路 ７７…信号処理回路 ７９…車速センサ ８１…アクチュエータ ８３…スロットル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自車両の前方の所定角度範囲に向かって電
   磁波を掃引しながら放射する放射手段と、 前記放射手段により掃引角度毎に放射された電磁波が反
   射体に反射して得られた反射波を受信する反射波受信手
   段と、 前記反射波受信手段により受信された反射波の伝播遅延
   時間に基づいて掃引角度毎の反射体までの距離を演算
   し、記憶する距離演算記憶手段と、 得られた反射体までの距離から先行車までの車間距離を
   算出する先行車車間距離算出手段と、 連続して算出された先行車までの車間距離の時間変化よ
   り、先行車との相対速度を算出する相対速度算出手段
   と、を有する車両用レーダ装置において、 掃引角度毎に検出される複数の距離値から、掃引角度範
   囲内に先行車が全て含まれているか否かを判定する先行
   車存在範囲判定手段と、 前記先行車存在範囲判定手段により、掃引角度範囲内に
   先行車が全て含まれると判定された場合には、検出され
   た先行車までの複数の距離から、先行車の中央部及び端
   部までの距離をそれぞれ算出し、中央部と端部との算出
   距離の誤差を演算する中央・端部誤差演算手段と、 前記先行車存在範囲判定手段により、掃引角度範囲内に
   先行車の一部しか含まれないと判定された場合には、端
   部までの検出距離と前記中央・端部誤差演算手段により
   演算された誤差とを用いて中央部までの距離を推定する
   中央部距離推定手段と、 掃引角度範囲内に先行車が全て含まれる場合には中央部
   までの距離を、一部しか含まれない場合には前記中央部
   距離推定手段により推定された中央部までの推定距離
   を、先行車までの距離として選択する先行車車間距離算
   出手段と、を備えたことを特徴とする車両用レーダ装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用レーダ装置におい
   て、 一度の掃引において検出される距離の最低値が所定値以
   下の場合には、その最低値を先行車までの車間距離とし
   て選択し、所定値を越える場合には、前記と同様に先行
   車中央部までの距離もしくは中央部までの推定距離を先
   行車までの距離として選択することを特徴とする車両用
   レーダ装置。
3. 【請求項３】自車両の前方の所定角度範囲に向かって電
   磁波を掃引しながら放射する放射手段と、 前記放射手段により掃引角度毎に放射された電磁波が反
   射体に反射して得られた反射波を受信する反射波受信手
   段と、 前記反射波受信手段により受信された反射波の伝播遅延
   時間に基づいて掃引角度毎の反射体までの距離を演算
   し、記憶する距離演算記憶手段と、 得られた反射体までの距離から先行車までの車間距離を
   算出する先行車車間距離算出手段と、 連続して算出された先行車までの車間距離の時間変化よ
   り、先行車との相対速度を算出する相対速度算出手段
   と、を有する車両用レーダ装置において、 掃引角度毎に検出される複数の距離値から、先行車の端
   部までの距離を算出して記憶する先行車端部距離演算記
   憶手段を有し、 前記相対速度算出手段における相対速度算出に際して、
   前記先行車端部距離記憶演算手段に連続して記憶された
   端部までの距離を用いて先行車との相対速度を算出する
   ことを特徴とする車両用レーダ装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の車両用レーダ装置におい
   て、 一度の掃引において検出される距離の最低値が所定値以
   下の場合には、その最低値を先行車までの車間距離とし
   て選択して相対速度を算出し、所定値を越える場合に
   は、前記と同様に先行車端部までの距離を用いて先行車
   との相対速度を算出することを特徴とする車両用レーダ
   装置。
5. 【請求項５】自車両の前方の所定角度範囲に向かって電
   磁波を放射する複数の放射手段と、 前記複数の放射手段により放射された電磁波が反射体に
   反射して得られた反射波を受信する反射波受信手段と、 前記反射波受信手段により受信された反射波の伝播遅延
   時間に基づいてそれぞれの放射手段における反射体まで
   の距離を演算し、記憶する距離演算記憶手段と、を有す
   る車両用レーダ装置において、 連続して検出される各放射手段での検出距離から、各放
   射手段における相対速度を算出する相対速度算出手段
   と、 複数の放射手段の中より先行車が存在する放射手段を選
   択する放射手段選択手段と、 前記の選択された放射手段における検出距離を先行車ま
   での車間距離とし、前記の選択された放射手段における
   相対速度を先行車との相対速度として、それぞれ選択す
   ることを特徴とする車両用レーダ装置。