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JPH036473B2 - - Google Patents
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JPH036473B2 - - Google Patents

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JPH036473B2
JPH036473B2 JP60003209A JP320985A JPH036473B2 JP H036473 B2 JPH036473 B2 JP H036473B2 JP 60003209 A JP60003209 A JP 60003209A JP 320985 A JP320985 A JP 320985A JP H036473 B2 JPH036473 B2 JP H036473B2
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distance
angle
lane
reflector
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Hiroshi Endo
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、車両進行方向に電磁波を送出しそ
の反射体による反射波を受信して該反射体までの
距離、方向を検出する装置に関し、特に湾曲路な
どにおいて先行車が自車両との同一車線上に存在
するか否かを適確に判定し得る車両用レーダ装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a device that transmits electromagnetic waves in the direction of travel of a vehicle, receives reflected waves from a reflector, and detects the distance and direction to the reflector. The present invention relates to a vehicle radar device that can accurately determine whether a preceding vehicle is on the same lane as the host vehicle on a curved road or the like.

[発明の技術的背景および問題点] 近年のエレクトロニクス技術の発展に伴い、レ
ーダ装置を車両に取り付けることにより車両の進
行方向に存在する先行車や障害物等を検出し、走
行の安全性を確保したり、また先行車との間に安
全車間距離を維持しながら先行車に追従走行でき
るように自車速を制御するものが考えられてい
る。
[Technical Background and Problems of the Invention] With the development of electronics technology in recent years, by attaching a radar device to a vehicle, it is possible to detect preceding vehicles and obstacles in the direction of travel of the vehicle, thereby ensuring driving safety. In addition, systems are being considered that control the speed of the vehicle so that the vehicle can follow the vehicle in front while maintaining a safe distance between the vehicle and the vehicle in front.

このような車両用レーダ装置は、例えば光レー
ダ装置を使用して車両前方に光ビームを送出し、
この光ビームの反射体による反射光を受光して前
記光ビームの送出からの前記反射光の受光までの
光伝播遅延時間に基づいて前記反射体までの距離
を検出している(例えば特開昭58−203524)。と
ころで、従来のこのような光レーダ装置は、例え
ば車両の前部に固定的に取り付けられ、送出され
る光ビームは単一ビームであるとともに、その送
出される方向は固定的であるものが多い。このた
め、例えば湾曲路を走行する場合には、その曲率
半径の大きさによつて自車両の走行車線でない隣
接車線等の他車線の車両に光ビームが当り、この
他車線の車両からの反射光を受光してしまうこと
があるわけであるが、このような場合受光した反
射光が自車線を走行している先行車からのもので
あるのかまたは他車線を走行している車両からの
ものであるのか正確に判断することができず、他
車線を走行する車両を自車線を走行する先行車で
あると誤判断してしまうという問題がある。この
ような誤判断は他車線を走行する車両によるだけ
でなく、他車線の片側に存在する路側帯のような
ものによつても誤判断することがある。そして、
このような従来の光レーダ装置を使用して前述し
たごとき先行車に対する自動追従制御または衝突
防止制御などを行なつたものにおいては、上述し
た誤判断により、他車線上の車両または路側帯等
により誤動作し、操作性や安全性を低下させると
いう問題が発生する。
Such a vehicle radar device uses, for example, an optical radar device to send out a light beam in front of the vehicle.
The reflected light of this light beam by the reflector is received, and the distance to the reflector is detected based on the light propagation delay time from the sending of the light beam to the reception of the reflected light (for example, 58−203524). By the way, such conventional optical radar devices are fixedly attached to the front of a vehicle, for example, and the light beam sent out is a single beam, and the direction in which it is sent out is often fixed. . For this reason, when driving on a curved road, for example, depending on the size of the radius of curvature, the light beam may hit vehicles in other lanes, such as adjacent lanes other than the one in which the own vehicle is traveling, and reflect light from vehicles in other lanes. In such cases, it is difficult to determine whether the reflected light received is from the vehicle in front traveling in the own lane or from a vehicle traveling in the other lane. There is a problem in that it is not possible to accurately judge whether a vehicle traveling in another lane is a preceding vehicle traveling in the own lane. Such erroneous judgments may occur not only due to vehicles traveling in the other lane, but also due to things such as roadside strips that exist on one side of the other lane. and,
In systems that use such conventional optical radar devices to perform automatic tracking control or collision prevention control for vehicles in front as described above, due to the above-mentioned erroneous judgment, vehicles in other lanes or on the side of the road may Problems arise in which malfunctions occur, reducing operability and safety.

また、湾曲路を先行する場合において、操舵角
から該湾曲路の曲率半径を検出してこの曲率半径
から反射体が自車線上に存在するものであるのか
または他車線上に存在するものであるかを判断す
る方法も考えられるが、操舵角は走行する湾曲路
の曲率半径に完全に比例するものでなく、車両の
大きさ、重量、車速、タイヤの特性、ハンドルの
遊び、路面状況などによつて大きく変化するた
め、操舵角から湾曲路の曲率半径を正確に知るこ
とができない。従つて、このような方法によつて
は反射体が自車線上に存在するものであるのかま
たは他車線上に存在するものであるかを正確に判
断することができず、上記の場合と同様な問題が
発生する。
In addition, when driving ahead on a curved road, the radius of curvature of the curved road is detected from the steering angle, and from this radius of curvature, it can be determined whether the reflector is on the own lane or on the other lane. However, the steering angle is not completely proportional to the radius of curvature of the curved road you are driving on, and it depends on the size, weight, speed, tire characteristics, steering wheel play, road surface conditions, etc. As a result, the radius of curvature of a curved road cannot be accurately determined from the steering angle. Therefore, with this method, it is not possible to accurately determine whether the reflector is on the own lane or on the other lane, and as in the case above, problems occur.

[発明の目的] この発明は、上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、湾曲路などにおいても反
射体が自車両と同一車線上に存在するか否かを適
確に判定し得る車両用レーダ装置を提供すること
にある。
[Object of the Invention] This invention has been made in view of the above, and its purpose is to accurately determine whether or not a reflector is on the same lane as the own vehicle even on curved roads. An object of the present invention is to provide a vehicle radar device that can be used in a vehicle.

[発明の概要] 上記目的を達成するため、この発明は、第1図
に示すごとく、車両進行方向に対して左右に掃引
しながら電磁波を送出し、送出した電磁波の反射
体による反射波を受信するレーダ手段1と、前記
レーダ手段1における前記電磁波の送出から前記
反射波の受信までの伝播遅延時間に基づき前記反
射体までの距離を算出する距離算出手段3と、前
記レーダ手段1において前記反射体からの反射波
を受信した時の電磁波送出の掃引角度から前記反
射体が存在する車両の所定方向に対する角度を検
出する角度検出手段5と、前記角度の距離に対す
る変化を検出する角度変化検出手段7と、前記反
射体までの距離および前記角度の変化に基づき前
記車両の走行車線に対する前記反射体の位置を判
定する判定手段9とを有することを要旨とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention, as shown in FIG. a distance calculation means 3 for calculating the distance to the reflector based on the propagation delay time from the transmission of the electromagnetic wave in the radar means 1 to the reception of the reflected wave; angle detection means 5 for detecting an angle with respect to a predetermined direction of the vehicle in which the reflector is present from the sweep angle of electromagnetic wave transmission when receiving a reflected wave from a body; and angle change detection means for detecting a change in the angle with respect to distance. 7, and determining means 9 for determining the position of the reflector with respect to the driving lane of the vehicle based on changes in the distance to the reflector and the angle.

[発明の実施例] 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明す
る。
[Embodiments of the Invention] Examples of the invention will be described below with reference to the drawings.

第2図はこの発明の一実施例に係る車両用レー
ダ装置を示すものであり、第3図は第1図の車両
用レーダ装置の要部の信号波形を示すものであ
る。両図において、パルス変調回路11はパルス
幅Tw、尖頭値数+アンペア、繰返し周期Tpの
パルス電流ipを発生し、これによりレーザダイオ
ード13をパルス変調してパルス幅Tw、尖頭値
数ワツトのパルス状レーザ光を発射する。このレ
ーザ光はシリンドリカルレンズ15により断面が
縦長の楕円形で横方向のビーム広がり角αが数
mrad、縦方向のビーム広がり角βが数+mradの
光ビームに整形され、光偏向装置17に入射され
る。光偏向装置17は、例えば可動ミラー型、電
気光学的、または音響光学的偏向器等で構成さ
れ、車両のたとえば前部に設けられて車両の進行
方向を中心に左右に前記光ビームを掃引するもの
である。この光偏向装置17の掃引動作は偏向制
御回路27により制御されており、偏向制御回路
27はレーザダイオード13を駆動するパルス変
調回路11からのパルス電流ipに同期してパルス
変調回路11から供給される同期信号Stにより制
御されて偏向制御信号Sdを光偏向装置17に供
給する。その結果、光偏向装置17は送光ビーム
Ltを車両の進行方向中心軸gを中心に左右に最
大掃引角度φ=200m radの範囲で偏向しながら
車両の進行方向に送出する。そして、送光ビーム
Ltを車両の中心軸gと一致した場合の偏向角度
θをOradとすると、送光ビームLtを右方向に最
大限偏向した場合の送光ビームLtrの車両の中心
軸gに対する偏向角度θは+φ/2m radであり、
また左方向に最大限偏向した場合の送光ビームの
Ltlの偏向角度θは−φ/2m radである。このよ
うに車両の中心軸gを中心に右方向に最大+φ/
2m rad、左方向に最大−φ/2m radに偏向角度
φで掃引する動作は、周期が前記パルス電流の繰
返し周期Tpの400倍の周期で第4図に示すように
繰返して行なわれている。なお、パルス変調回路
11からの同期信号Stは距離検出回路25にも供
給され、送光ビームLtを送出した時点が距離検
出回路25にもわかるようになつている。
FIG. 2 shows a vehicle radar device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows signal waveforms of essential parts of the vehicle radar device of FIG. In both figures, the pulse modulation circuit 11 generates a pulse current ip with a pulse width Tw, a peak value + ampere, and a repetition period Tp, and pulse modulates the laser diode 13 with this pulse to obtain a pulse width Tw and a peak value number Watt. emits pulsed laser light. This laser beam has a vertically elongated elliptical cross section due to the cylindrical lens 15, and the beam spread angle α in the horizontal direction is several degrees.
mrad, the beam spread angle β in the vertical direction is shaped into a light beam of several + mrad, and the light beam is input to the optical deflection device 17. The optical deflection device 17 is composed of, for example, a movable mirror type, electro-optic, or acousto-optic deflector, and is provided at, for example, the front part of the vehicle, and sweeps the light beam left and right with respect to the traveling direction of the vehicle. It is something. The sweeping operation of the optical deflection device 17 is controlled by a deflection control circuit 27, which is supplied from the pulse modulation circuit 11 in synchronization with the pulse current ip from the pulse modulation circuit 11 that drives the laser diode 13. A deflection control signal Sd is supplied to the optical deflection device 17 under the control of a synchronization signal St. As a result, the optical deflection device 17
Lt is sent in the direction of travel of the vehicle while being deflected to the left and right around the center axis g of the vehicle in the travel direction within a range of a maximum sweep angle φ = 200 m rad. And the light beam
If the deflection angle θ when Lt coincides with the central axis g of the vehicle is Orad, then the deflection angle θ of the transmitted light beam Ltr with respect to the central axis g of the vehicle when the transmitted light beam Lt is deflected to the right as much as possible is +φ /2m rad,
Also, the transmitted light beam when deflected to the left as much as possible
The deflection angle θ of Ltl is −φ/2m rad. In this way, the maximum +φ/
The operation of sweeping the deflection angle φ to a maximum of −φ/2m rad in the left direction by 2 m rad is repeated at a period 400 times the repetition period Tp of the pulse current as shown in Fig. 4. . Note that the synchronization signal St from the pulse modulation circuit 11 is also supplied to the distance detection circuit 25, so that the distance detection circuit 25 can also know the point in time when the transmitted light beam Lt is sent out.

このようにして光偏向装置17から左右に掃引
されながら送出される走行ビームLtが例えば先
行車に当つて反射された反射光の一部は伝播遅延
時間τ遅れて第3図に示すように反射光Lrとし
てフレネルレンズ19により集光され、ピンフオ
トダイオード、アバランシエフフオトダイオード
等からなる受光素子21に受光されて電気信号に
変換される。受光素子21の出力信号は微小パル
ス信号であるので、広帯域増幅器23で増幅され
てエコー信号S0として距離検出回路25に供給さ
れている。距離検出回路25は前記パルス変調回
路11からから供給された同期信号Stおよびエコ
ー信号S0に基づき送光ビームLtの送出から反射
光Lrの受光までの光伝播遅延時間τを算出し、
更にこの伝播遅延時間τおよび光速c=3×
108m/sに基づき反射体までの距離Lを算出し、
この距離情報Lを例えば16ビツトのマイクロコン
ピユータ等からなる情報処理回路29に供給す
る。また、この反射体を検出した時の前記光偏向
装置17による送光ビームLtの偏向角情報θも
偏向制御回路27から情報処理回路29に供給さ
れている。また更に、車速検出装置20が設けら
れていて、この車速検出装置20から自車速Va
が情報処理回路29に供給されている。そして、
情報処理回路29はこのようにして供給される距
離情報L、偏向角情報θおよび自車速Vaに基づ
き反射体が自車線と同一車線上に存在しているも
のであるか否かを判断するようになつている。
The traveling beam Lt thus sent out while being swept left and right from the optical deflection device 17 hits, for example, a preceding vehicle, and a portion of the reflected light is reflected after a propagation delay time τ as shown in FIG. The light Lr is focused by a Fresnel lens 19, received by a light receiving element 21 including a pin photodiode, an avalanche photodiode, etc., and converted into an electrical signal. Since the output signal of the light receiving element 21 is a minute pulse signal, it is amplified by the broadband amplifier 23 and supplied to the distance detection circuit 25 as an echo signal S 0 . The distance detection circuit 25 calculates the optical propagation delay time τ from sending out the light beam Lt to receiving the reflected light Lr based on the synchronization signal St and the echo signal S0 supplied from the pulse modulation circuit 11,
Furthermore, this propagation delay time τ and the speed of light c=3×
Calculate the distance L to the reflector based on 10 8 m/s,
This distance information L is supplied to an information processing circuit 29 comprising, for example, a 16-bit microcomputer. Further, deflection angle information θ of the transmitted light beam Lt by the optical deflection device 17 when this reflector is detected is also supplied from the deflection control circuit 27 to the information processing circuit 29. Furthermore, a vehicle speed detection device 20 is provided, and the own vehicle speed Va is detected from this vehicle speed detection device 20.
is supplied to the information processing circuit 29. and,
The information processing circuit 29 determines whether or not the reflector is on the same lane as the own lane based on the distance information L, deflection angle information θ, and own vehicle speed Va thus supplied. It's getting old.

第5図はこのようにして自車両Aの前方の距離
Lの所に存在する反射体Orを自車両Aの前部に
設けられた第2図に示すレーダ装置から送出され
る送光ビームLtにより検出した場合の説明図で
あり、反射体Orは自車両Aの中心軸gに対して
偏向角θ離れた位置に存在している。また、自車
両Aは自車速Vaで走行している。
FIG. 5 shows a light beam Lt sent out from the radar device shown in FIG. 2 installed at the front of the vehicle A, which is shown in FIG. This is an explanatory diagram of the case where the reflector Or is located at a position separated by a deflection angle θ with respect to the central axis g of the own vehicle A. Further, the own vehicle A is traveling at the own vehicle speed Va.

次に、上記実施例の作用を説明する前に、自車
両Aが湾曲路を走行していて先行車が存在してい
る場合において、該先行車が自車両Aと同一車線
を走行しているか否かを判断するための考え方ま
たは原理について第6図乃至第9図を参照して説
明する。
Next, before explaining the operation of the above embodiment, when the own vehicle A is traveling on a curved road and there is a preceding vehicle, it is necessary to check whether the preceding vehicle is traveling in the same lane as the own vehicle A. The concept or principle for determining whether or not the data is present will be explained with reference to FIGS. 6 to 9.

まず、第6図を参照して先行車Bが湾曲路にお
いて自車両Aと同じ車線上を走行している場合に
ついて説明する。
First, with reference to FIG. 6, a case where the preceding vehicle B is traveling on the same lane as the own vehicle A on a curved road will be described.

第6図に示すように、半径Rの湾曲路において
自車両Aと先行車Bとは同一車線の部分円弧状の
中心線m上を車間距離L離れて走行していると
し、自車両Aの中心軸gに対する先行車Bの角度
をθとする。また、半径Rの部分円弧状の中心線
m、すなわち円mの中心点をOとする。中心軸g
は円mの点Aにおける接線であるので、図におい
てこの接線と点Oおよび点Bを結んで延長した点
をPとすると、角度∠PAO=90゜である。二等辺
三角形△AOBにおいて頂点Oから底辺ABに垂線
を下しその交点をHとすると、角度∠OHA=90゜
であるから、角度∠AOH=θである。なぜなら、
θ+∠OAH=90゜=∠AOH+∠OAHであるから
である。従つて、距離AH=R・sinθとなるか
ら、自車両Aと先行車Bとの間の距離Lは次式の
ようになる。
As shown in Fig. 6, on a curved road with a radius R, it is assumed that the host vehicle A and the preceding vehicle B are traveling on the center line m of a partially circular arc in the same lane with an inter-vehicle distance L apart. The angle of the preceding vehicle B with respect to the central axis g is assumed to be θ. Also, let O be the center line m of a partial circular arc shape with radius R, that is, the center point of circle m. central axis g
is a tangent to circle m at point A, so if we connect this tangent to points O and B in the figure and extend it to P, then the angle ∠PAO=90°. If we draw a perpendicular from the apex O to the base AB in the isosceles triangle △AOB and let the intersection be H, the angle ∠OHA = 90°, so the angle ∠AOH = θ. because,
This is because θ+∠OAH=90°=∠AOH+∠OAH. Therefore, since the distance AH=R·sinθ, the distance L between the own vehicle A and the preceding vehicle B is expressed as follows.

L=2・AH=2R×sinθ 従つて、角度θと車間距離Lとの関係次式のよう
になる。
L=2・AH=2R×sinθ Therefore, the relationship between the angle θ and the inter-vehicle distance L is as follows.

L/2R=sinθ≒θ ……(1) なぜなら、一般的に角度θ≪1であるからであ
る。
L/2R=sinθ≒θ (1) This is because the angle θ≪1 in general.

次に、第7図を参照して先行車Bが湾曲路にお
いて自車両Aが走行している車線の隣接車線上を
走行している場合について説明する。
Next, referring to FIG. 7, a case will be described in which the preceding vehicle B is traveling on a curved road on a lane adjacent to the lane in which the own vehicle A is traveling.

半径Rの湾曲路において自車線の中心線m上を
自車両Aが走行し、隣接車線の中心線n上を先行
車Bが走行していて、両車両間の距離はLとし、
自車両Aの中心軸gに対する先行車Bの存在する
角度をθ′とし、更に車線幅をdとする。中心軸g
は円mの点Aにおける接線であるので角度∠
OAB=90゜−θである。三角形ΔAOBにおいて余
弦定理を適用すると、次式を得る。
On a curved road with radius R, vehicle A is traveling on the center line m of its own lane, and vehicle B in front is traveling on the center line n of the adjacent lane, and the distance between both vehicles is L,
Let θ' be the angle at which the preceding vehicle B exists with respect to the central axis g of the own vehicle A, and let d be the lane width. central axis g
is the tangent to circle m at point A, so the angle ∠
OAB=90°−θ. Applying the cosine law to triangle ΔAOB, we get the following equation.

R2+L2−2RLcos(90゜−θ′) =(R+d)2 ……(2) また、cos(90゜−θ′)=sinθであるから、式(2)を

形すると、次式のようになる。
R 2 +L 2 −2RLcos(90°−θ′) =(R+d) 2 …(2) Also, since cos(90°−θ′)=sinθ, transforming equation (2) yields the following equation. It becomes like this.

L2−d(2R+d)=2RLsinθ′ 通常、車線幅dは約3.5m(d3.5m)であり、湾
曲路の半径Rは約300m以下(R300m)である
ので、2R+d≒2Rと近似して上式は次式のよう
になる。
L 2 - d (2R + d) = 2RLsinθ' Normally, the lane width d is about 3.5 m (d3.5 m), and the radius R of a curved road is about 300 m or less (R300 m), so it can be approximated as 2R + d≒2R. The above equation becomes the following equation.

L/2R−d/L≒sinθ′……(3) また、通常車間距離Lは約100m以下30m以上
(100mL30m)であり、半径Rは1000m以下
300m以上(1000mR300m)であり、車線幅
dは約3.5m(d3.5m)であるとすると、|
sinθ′|<1/6の範囲内でsinθ′≒θ′)と近似で

るので、上式(3)から角度θ′と車間距離Lとの関係
は次式のようになる。
L/2R-d/L≒sinθ′……(3) Also, the normal distance L between vehicles is approximately 100m or less and 30m or more (100mL30m), and the radius R is 1000m or less.
Assuming that it is over 300m (1000mR300m) and the lane width d is approximately 3.5m (d3.5m), |
Since it can be approximated as sin θ'≈θ' within the range of sin θ'|

θ′=L/2R−d/L ……(4) 上式(1)および(4)に示す関係から自車両Aおよび
先行車Bが同一車線上を走行している場合及び先
行車Bが自車両Aが走行している車線の隣接車線
を走行している場合の角度θ,θ′と車間距離Lと
の関係をグラフにすると第8図のようになる。こ
の第8図において、直線Lθで示すものが自車両
Aおよび先行車Bが同一車線上を走行している場
合の関係を示し、曲線Lθ′で示すものが先行車B
が自車両Aが走行している車線の隣接車線を走行
している場合の関係を示し、又曲線Ldは−d/
Lをプロツトしたものである。
θ'=L/2R-d/L...(4) From the relationships shown in equations (1) and (4) above, if vehicle A and preceding vehicle B are traveling on the same lane, and if preceding vehicle B is A graph of the relationship between angles θ, θ' and inter-vehicle distance L when vehicle A is traveling in a lane adjacent to the lane in which it is traveling is shown in FIG. In Fig. 8, the line Lθ indicates the relationship when vehicle A and the preceding vehicle B are traveling on the same lane, and the curve Lθ' indicates the relationship between the vehicle A and the preceding vehicle B.
indicates the relationship when vehicle A is traveling in the lane adjacent to the lane in which it is traveling, and curve Ld is -d/
This is a plot of L.

また、角度θ,θ′の車間距離Lに対する変化
率、すなわち微分値を算出すると、それぞれ次式
のようになる。
Further, when the rate of change of the angles θ and θ' with respect to the inter-vehicle distance L, that is, the differential value, is calculated, the following equations are obtained.

同一車線の場合の角度θの距離Lに対する変化
は式(1)をLで微分して dθ/dL=1/2R ……(5) 隣接車線の場合の角度θ′の距離Lに対する変化は
式(4)をLで微分して dθ′/dL=1/2R+d/L2 ……(6) のようになる。
For the change in angle θ with respect to distance L in the case of the same lane, differentiate equation (1) with respect to L: dθ/dL = 1/2R ...(5) For the change in angle θ' with respect to distance L in case of adjacent lanes, use the formula Differentiating (4) with respect to L gives dθ′/dL=1/2R+d/L 2 ……(6).

上式(5),(6)に示す関係から自車両Aおよび先行
車Bが同一車線上を走行している場合および先行
車Bが自車両Aが走行している車線の隣接車線を
走行している場合の角度θ,θ′の車間距離Lに対
する変化と車間距離Lとの関係をグラフにすると
第9図のようになる。この第9図において、直線
Dθで示すものが自車両Aおよび先行車Bが同一
車線上を走行している場合の関係を示し、曲線
Dθ′で示すものが先行車Bが自車両Aが走行して
いる車線の隣接車線を走行している場合の関係を
示すものである。
From the relationships shown in equations (5) and (6) above, if vehicle A and preceding vehicle B are traveling on the same lane, and if preceding vehicle B is traveling in a lane adjacent to the lane in which vehicle A is traveling, When the relationship between the change in angles θ and θ' with respect to the inter-vehicle distance L and the inter-vehicle distance L is plotted as a graph, it is as shown in FIG. In this figure 9, the straight line
What is indicated by Dθ indicates the relationship when own vehicle A and preceding vehicle B are traveling on the same lane, and the curve
What is indicated by Dθ' shows the relationship when the preceding vehicle B is traveling in the lane adjacent to the lane in which the host vehicle A is traveling.

第9図を観察すると、先行車Bが自車両Aと同
一車線上を走行しているかまたは先行車Bが自車
両Aが走行している車線と異なる隣接車線等の他
の車線を走行しているかを判断するための基準と
して次のような結論を得ることができる。
Observing FIG. 9, it can be seen that either the preceding vehicle B is traveling on the same lane as the own vehicle A, or the preceding vehicle B is traveling in another lane such as an adjacent lane different from the lane in which the own vehicle A is traveling. The following conclusions can be drawn as criteria for determining whether

(1) 角度変化dθ/dL、dθ′/dLを算出してその値
を調べれば湾曲路の半径Rが不明であつても、
半径R300m、車間距離L40mの範囲にお
いては先行車Bが同一車線上に存在しているの
かまたは他車線上に存在しているのかを識別し
得る。なお、R<300mの急な湾曲路を走行し
ている場合には人間の目でさえも路側物は阻ま
れて走路の前方を十分に見通せない状況とな
り、このような状況下ではレーダの検知能力も
実用上期待できないので、考慮外としている。
(1) If the angle changes dθ/dL and dθ'/dL are calculated and their values are examined, even if the radius R of the curved road is unknown,
In the range of a radius R of 300 m and an inter-vehicle distance L of 40 m, it is possible to identify whether the preceding vehicle B is on the same lane or on the other lane. Furthermore, when driving on a steeply curved road with R<300m, even the human eye is obstructed by roadside objects and cannot see the road in front of the road.In such situations, radar detection is difficult. Since the ability cannot be expected in practical terms, it is excluded from consideration.

(2) 車間距離L40mの場合でもdθ/dLがほぼ
一定であるか否かによつて先行車Bが存在する
車線をほぼ判別し得る。
(2) Even when the inter-vehicle distance L is 40 m, it is possible to approximately determine the lane in which the preceding vehicle B exists depending on whether dθ/dL is approximately constant.

(3) ビーム掃引型光レーダの場合にはビーム掃引
の分解能が1mrad乃至数mrad程度必要である。
(3) In the case of a beam-sweeping optical radar, the beam-sweeping resolution is required to be approximately 1 mrad to several mrad.

すなわち、先行車Bの角度θの距離Lに対す
る変化dθ/dLまたは変化dθ/dLの距離Lに対
する変化をチエツクすることにより先行車Bが
自車両Aと同一車線上に存在するものであるか
または他車線上に存在するものであるかを適確
に識別し得るのである。
That is, by checking the change dθ/dL of the angle θ of the preceding vehicle B with respect to the distance L or the change of the change dθ/dL with respect to the distance L, it is possible to determine whether the preceding vehicle B is on the same lane as the host vehicle A or It is possible to accurately identify whether the vehicle is on another lane.

次に、第10図のフローチヤートを参照して上
記実施例の車線および反射体識別動作を説明す
る。
Next, the lane and reflector identification operation of the above embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG.

まず、情報処理回路29は距離検出回路25で
検出した反射体までの距離L、偏向制御回路27
からの該反射体に対する角度θ、および自車速
Vaを取り込み(ステツプ110)、前記距離Lか
ら該反射体の自車両に対する相対速度dL/dt、
すなわち距離Lの時間微分dL/dtを算出する
(ステツプ120)。また、前記角度θおよび距離
Lから角度θの距離Lに対する変化、すなわち角
度θの距離Lによる微分dθ/dLを算出する(ス
テツプ130)。次に、距離Lが40m以上である
か否かをチエツクする(ステツプ140)。これ
は第9図からもわかるように、距離Lが40m以下
の場合には角度θの距離微分dθ/dLの値から反
射体が自車両と同一車線上に存在しているかまた
は反射体が自車線以外の他の車線上に存在してい
るかを直接明確に識別し得るからこのステツプを
距離Lが40m以上であるか否かをチエツクしてい
るのである。
First, the information processing circuit 29 calculates the distance L to the reflector detected by the distance detection circuit 25 and the deflection control circuit 27.
The angle θ from the reflector to the vehicle speed
Va is taken in (step 110), and from the distance L, the relative speed of the reflector with respect to the own vehicle is dL/dt,
That is, the time differential dL/dt of the distance L is calculated (step 120). Further, from the angle θ and the distance L, a change in the angle θ with respect to the distance L, that is, a differential dθ/dL of the angle θ with respect to the distance L is calculated (step 130). Next, it is checked whether the distance L is 40 m or more (step 140). As can be seen from Figure 9, if the distance L is 40m or less, the value of the distance differential dθ/dL of the angle θ indicates that the reflector is on the same lane as the own vehicle or that the reflector is behind the own vehicle. This step is used to check whether the distance L is 40 m or more because it is possible to directly and clearly identify whether the vehicle is on a lane other than the lane.

距離Lが40mより小さい場合にはステツプ15
0に進んで角度の距離微分dθ/dLが2m rad/m
以上であるか否かをチエツクする。すなわち、こ
れも第9図からわかるように、距離Lが40mより
小さく、dθ/dLが2m rad/mより小さい場合に
は、反射体が自車両と同一車線上に存在している
場合であり、またdθ/dLが2m rad/m以上の場
合には反射体が自車線以外の他の車線上に存在し
ている場合であるからであり、これをこのステツ
プでチエツクしているのである。従つて、このチ
エツクの結果、dθ/dLが2m rad/mより小さい
場合には、反射体が少なくとも自車両と同一車線
上を存在している先行車または障害物と判断する
ことができるわけであり、次に反射体が先行車で
あるかまたはは障害物であるかを識別するために
ステツプ160に進む。すなわち、ステツプ16
0においては、反射体の自車両に対する相対速度
dL/dtが自車速Vaに等しいか否かをチエツクす
る。相対速度dL/dtが自車速Vaに等しい場合
は、該検出した反射体は移動していない障害物と
判断することができる(ステツプ180)。しか
しながら、相対速度dL/dtが自車速Vaに等しく
ない場合には、該検出した反射体はある速度で走
行している先行車であると判断することができる
(ステツプ170)。
If distance L is less than 40m, step 15
Proceed to 0 and the distance differential of the angle dθ/dL is 2m rad/m
Check whether it is or not. In other words, as can be seen from Figure 9, if the distance L is less than 40 m and dθ/dL is less than 2 m rad/m, this means that the reflector is on the same lane as the own vehicle. , and if dθ/dL is 2m rad/m or more, this is because a reflector exists on a lane other than the own lane, and this is checked in this step. Therefore, as a result of this check, if dθ/dL is smaller than 2m rad/m, it can be determined that the reflector is at least a preceding vehicle or an obstacle that is on the same lane as the host vehicle. If so, the process then proceeds to step 160 to identify whether the reflector is a preceding vehicle or an obstacle. That is, step 16
At 0, the relative speed of the reflector to the own vehicle
Check whether dL/dt is equal to own vehicle speed Va. If the relative speed dL/dt is equal to the own vehicle speed Va, it can be determined that the detected reflector is a non-moving obstacle (step 180). However, if the relative speed dL/dt is not equal to the host vehicle speed Va, it can be determined that the detected reflector is a preceding vehicle traveling at a certain speed (step 170).

また、上記ステツプ140におけるチエツクの
結果、距離Lが40m以上の場合には、第9図から
もわかるように、反射体が自車両と同一車線上に
存在している場合と反射体が自車線以外の他の車
線上に存在している場合において距離Lに対する
dθ/dLはほぼ同じ値になる場合があるが、反射
体が自車両と同一車線上を走行している場合には
dθ/dLはほぼ一定の直線であるので、次のステ
ツプ190においてはこの関係、すなわちdθ/
dL一定か否かをチエツクする。これが一定で
ある場合には反射体が自車両と同一車線上に存在
している場合であるので、前記ステツプ160に
進んで前述した同じ処理を行なう。しかしなが
ら、dθ/dLが一定でない場合には、反射体が自
車線以外の他の車線上に存在している場合である
と判断し得るので、次のステツプ200に進む。
また、前記ステツプ150におけるチエツクの結
果、dθ/dLが2m rad/m以上の場合には第9図
からもわかるように、反射体が自車線以外の他の
車線上に存在している場合であるので、同様にス
テツプ200に進む。ステツプ200において
は、自車線以外の他の車線上に存在している反射
体が先行車であるのかまたは反射体であるのかを
識別するために、前記ステツプ160と同様に反
射体の自車両に対する相対速度dL/dtが自車速
Vaに等しいか否かをチエツクする。相対速度
dL/dtが自車速Vaに等しい場合には反射体は路
側に存在する静止物標、すなわち看板、標識、ガ
ードレール、樹木などの路側物標と判断すること
ができる(ステツプ220)。また、相対速度
dL/dtが自車速Vaに等しくない場合には反射体
はある速度で走行する先行車と判断することがで
きるのである(ステツプ210)。
Further, as a result of the check in step 140, if the distance L is 40 m or more, as can be seen from FIG. For the distance L when the vehicle is on another lane other than
dθ/dL may be approximately the same value, but if the reflector is traveling on the same lane as the own vehicle,
Since dθ/dL is a nearly constant straight line, in the next step 190, this relationship, ie, dθ/
Check whether dL is constant. If this is constant, this means that the reflector is on the same lane as the host vehicle, so the process proceeds to step 160 and performs the same process as described above. However, if dθ/dL is not constant, it can be determined that the reflector is present on a lane other than the own lane, and the process proceeds to the next step 200.
Furthermore, as a result of the check in step 150, if dθ/dL is 2m rad/m or more, as can be seen from FIG. Therefore, the process similarly proceeds to step 200. In step 200, in order to identify whether a reflector existing on a lane other than the own vehicle is a preceding vehicle or a reflector, the reflector is detected relative to the own vehicle in the same way as in step 160. Relative speed dL/dt is own vehicle speed
Checks whether it is equal to Va. relative speed
If dL/dt is equal to the own vehicle speed Va, it can be determined that the reflector is a stationary object existing on the roadside, that is, a roadside object such as a signboard, sign, guardrail, or tree (step 220). Also, the relative speed
If dL/dt is not equal to the own vehicle speed Va, it can be determined that the reflector is a preceding vehicle traveling at a certain speed (step 210).

以上のようにして、本実施例においては反射体
が自車両と同一車線上に存在しているかまたは自
車線以外の他の車線上に存在しているものである
か、また該反射体が先行車であるのかまたは障害
物であるのかまたは路側物標であるのかを適確に
識別することができるのである。そして、本実施
例の装置を適用することにより自車線上を走行す
る先行車に自車両を適確に自動追従させることも
可能であり、また衝突警報装置として自車線上前
方に存在する障害物を確実に検出して衝突回避の
ための警報を発することも可能であり、これらの
実現に当つては路側物、他車線の車両による誤動
作を防止することができるのである。
As described above, in this embodiment, it is possible to determine whether the reflector is on the same lane as the own vehicle or on another lane other than the own vehicle, and whether the reflector is in front of the vehicle. It is possible to accurately identify whether it is a car, an obstacle, or a roadside object. By applying the device of this embodiment, it is also possible to have the vehicle accurately and automatically follow the preceding vehicle traveling on the own lane, and also as a collision warning system, it is possible to automatically follow the preceding vehicle traveling on the own lane. It is also possible to reliably detect this and issue a warning to avoid a collision, and in realizing this, it is possible to prevent malfunctions caused by roadside objects or vehicles in other lanes.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、レー
ダ手段からの光ビームを掃引しながら反射体まで
の距離および反射体が存在する自車両の所定方向
に対する角度を検出し、この角度の距離に対する
変化に基づいて反射体の位置、すなわち自車線に
対する位置を識別しているので、例えば操舵角に
よつて識別する従来の場合のように種々の影響を
受けることなく、湾曲路を走行する場合において
も適確に反射体が自車線上に存在しているものか
または他の車線上に存在しているものであるかを
識別することができる。また、本発明を例えば自
動追従装置や衝突防止装置等に適用した場合には
誤動作がなく信頼性が高いものを実現でき、走行
の安全性を向上させることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the distance to the reflector and the angle at which the reflector exists with respect to a predetermined direction of the own vehicle are detected while sweeping the light beam from the radar means, and the distance to the reflector is detected. Since the position of the reflector, that is, the position relative to the own lane, is identified based on the change in angle with respect to distance, it is possible to navigate curved roads without being affected by various influences, such as in the conventional case of identifying based on the steering angle. Even when driving, it is possible to accurately identify whether a reflector is present on the own lane or on another lane. Further, when the present invention is applied to, for example, an automatic tracking device, a collision prevention device, etc., it is possible to realize a highly reliable device that does not malfunction and improves driving safety.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は
この発明の一実施例を示す車両用レーダ装置の構
成図、第3図は第2図の装置の要部の信号波形
図、第4図は第2図の装置の送光ビームの偏向角
θの変化を示す図、第5図は第2図の装置におけ
る自車両、反射体、送光ビーム等の関係を示す説
明図、第6図および第7図はそれぞれ自車両と先
行車が同一車線および隣接車線を走行する場合の
説明図、第8図は距離Lに対する偏向角θを示す
グラフ、第9図は距離Lに対する偏向角θの変化
率dθ/dL,dθ′/dLを示すグラフ、第10図は第
2図の装置の作用を示すフローチヤートである。 11……パルス変調回路、13……レーザダイ
オード、17……光偏向装置、21……受光素
子、25……距離検出回路、27……偏向制御回
路、29……情報処理回路。
FIG. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a vehicle radar device showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a signal waveform diagram of the main part of the device in FIG. 2, and FIG. The figure is a diagram showing changes in the deflection angle θ of the light beam transmitted by the device shown in FIG. 2, FIG. Fig. 7 and Fig. 7 are explanatory diagrams when the host vehicle and the preceding vehicle drive in the same lane and an adjacent lane, respectively. Fig. 8 is a graph showing the deflection angle θ versus distance L, and Fig. 9 is a graph showing the deflection angle θ versus distance L. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the apparatus shown in FIG. 2. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Pulse modulation circuit, 13... Laser diode, 17... Light deflection device, 21... Light receiving element, 25... Distance detection circuit, 27... Deflection control circuit, 29... Information processing circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 車両進行方向に対して左右に掃引しながら電
磁波を送出し、送出した電磁波の反射体による反
射波を受信するレーダ手段と、前記レーダ手段に
おける前記電磁波の送出から前記反射波の受信ま
での伝播遅延時間に基づき前記反射体までの距離
を算出する距離算出手段と、前記レーダ手段にお
いて前記反射体からの反射波を受信した時の電磁
波送出の掃引角度から前記反射体が存在する車両
の所定方向に対する角度を検出する角度検出手段
と、前記角度の距離に対する変化を検出する角度
変化検出手段と、前記反射体までの距離および前
記角度の距離に対する変化に基づき前記車両の走
行車線に対する前記反射体の位置を判定する判定
手段とを有することを特徴とする車両用レーダ装
置。
1 Radar means that sends out electromagnetic waves while sweeping left and right with respect to the direction of vehicle travel and receives reflected waves of the sent electromagnetic waves by a reflector, and propagation from sending out the electromagnetic waves to receiving the reflected waves in the radar means distance calculation means for calculating the distance to the reflector based on the delay time; and a predetermined direction of the vehicle where the reflector is present based on the sweep angle of electromagnetic wave transmission when the radar means receives the reflected wave from the reflector. angle detection means for detecting an angle relative to the vehicle; angle change detection means for detecting a change in the angle with respect to the distance; and angle change detection means for detecting a change in the angle with respect to the distance; 1. A vehicle radar device comprising: determining means for determining a position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028144A1 (en) * 1997-12-01 1999-06-10 Hitachi, Ltd. Running controller for automobile
US9385277B2 (en) 2012-05-22 2016-07-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Nitride semiconductor light emitting device

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