JPH04245600A - レーダ式自動車用衝突警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーダ式の自動車用衝
突警報装置に関し、特に衝突回避動作に入った後やカー
ブしている道路を正常に走行している場合には煩わしい
警報を発生させないようにしたレーダ式の自動車用衝突
警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突事故を防止するため、走行
方向の前方の所定範囲内に障害物と見なされる物体があ
るかどうかを検出して、もしそのような物体があれば運
転者に警報を与えて注意を促す装置が利用され始めてい
る。このような装置では前方の障害物の有無を検出する
ことが必要であり、種々の検出方法が提案されているが
、レーダ装置によるものが一般的である。

【０００３】レーダの媒体となる電磁波としては、ミリ
波やレーザ光が使用される。レーダ装置は、信号形式に
よりパルスレーダ、ＣＷレーダ及びＦＭ−ＣＷレーダ等
があるが、いずれにしろ発射するレーダビームの角度範
囲に対応する検出角度範囲内にある物体までの距離とレ
ーダ装置が搭載されている物体との相対速度を検出する
ことができる。

【０００４】従来から使用されているレーダ式の自動車
用衝突警報装置の構成を図７に示す。１ｄはレーダ装置
であり、自動車の車体に対して前方に向けて設置されて
いる。２ｄは車輪速センサであり、自車の走行速度を検
出する。４ｄは危険判定処理部であり、レーダ装置１ｄ
が検出した障害物までの距離と相対速度、及び自車の走
行速度から所定の条件に従って衝突の危険があるかを判
定する。もし衝突の危険が有ると判定された場合には、
警報器５ｄで運転者に警告を出す。

【０００５】このような装置に使用されるレーダ装置は
、前記のようにレーダのビーム内にある物体までの距離
と相対速度を検出するものであり、物体の大きさやレー
ダビーム内の位置は検出できないのが一般的である。 レーダビームの放射角度があまり大きいと、走行経路の
周囲、例えば道路の両側の構造物や街路樹等を障害物と
して検出してしまい、衝突の危険がないのに警報が発生
されることになる。そこでレーダビームの広がり角は２
°程度のものが使用されている。この広がり角ならば、
レーダビームは　１００ｍ前方で３．５ｍの大きさにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように衝突の危
険がないのに警報が発生される誤警報を防ぐため、レー
ダビームは広がり角をできるだけ小さくしているが、図
８に示すようなカーブした道路を走行する場合や、交差
点を曲がる時には、レーダ装置が衝突の危険有りと判定
する範囲内に物体が入ることになる。そのためこのよう
な場合には常に警報が発生されることになる。交差点を
曲がる場合は、交差点を通過してしまえば警報は停止す
るが、図８のようなカーブした道路が続く場合には、警
報が出たままになることがあり非常に煩わしい。

【０００７】そこでカーブした道路を走行している時に
は、車体の方向に対するタイヤの方向、すなわちステア
リング角に応じてレーダビームの方向を機械的又は電気
的に変化させることで、誤警報を防ぐ方法が提案されて
いる。しかしこのような装置は複雑でコスト増になると
いう問題がある。また一定の曲率でカーブしているよう
な道路を走行する時には、レーダビームが検出する障害
物までの距離は一定で、検出される相対速度は自車速度
に等しくなることに着目して、距離が一定で相対速度が
自車速度に等しい時にはカーブと見なして警報を発生さ
せない方法も提案されている。しかしこの方法は壁のよ
うなものがある場合には良いが、電柱のような柱状の物
体が連続する場合にはやはり誤警報を発生してしまうと
いう問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、たとえレーダ装置が衝突の危険が有ると判定
される範囲に物体を検出しても、すでに回避動作に入っ
ており、回避可能と判断される場合には不必要な警報を
発生しないような衝突警報装置を実現することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のレーダ式の自動
車用衝突警報装置では、上記問題点を解決するため、自
動車のタイヤの方向、すなわちステアリング角を検出し
て、このステアリング角から予想される走行経路で、前
方の物体が回避可能か判定する。図１は本発明のレーダ
式自動車用衝突警報装置の基本構成を示す図である。な
お他図において同様の機能部分については、同一の番号
にアルファベットの小文字を付してあらわすこととする
。

【００１０】すなわち本発明のレーダ式自動車用衝突警
報装置は、前方に向いて設置され所定の角度範囲にある
物体との距離及び相対速度を検出するレーダ装置１と、
自車の走行速度を検出する走行速度検出手段２と、レー
ダ装置１が検出した物体との距離及び相対速度と、自車
走行速度に基づいて衝突の危険があるかを判定する危険
判定手段４と、及び危険判定手段４が衝突の危険がある
と判定した時に、運転者に対して警報を発生する警報手
段５とを備えたレーダ式自動車用衝突警報装置において
、自車のタイヤの方向であるステアリング角を検出する
ステアリング角検出手段（３）を備え、危険判定手段４
はステアリング角から前記物体が回避可能であるかを更
に判定した上で警報発生の判定を行なうことを特徴とす
るレーダ式自動車用衝突警報装置である。

【００１１】

【作用】従来はレーダ装置１で検出した物体までの距離
と相対速度、及び走行速度検出手段２の検出した自車速
度に基づいて衝突の危険があるかどうかの判定を危険判
定手段４が行っていたため、カーブした道路や交差点で
既にハンドルを回転して前方の物体を避ける動作を起こ
していても警報手段５から警報が発生されていた。しか
し本発明のレーダ式自動車用衝突警報装置では、ステア
リング角検出手段３がタイヤの方向であるステアリング
角を検出し、危険判定手段４がこのステアリング角に基
づいて予想される走行軌跡を算出して回避できるかどう
かを更に判定した上で、回避できないと判定された場合
のみ警報を発生する。従って一旦ハンドルを回転して回
避動作に入った場合や、カーブした道や交差点で不必要
な警報が発っせられることがなく、運転に集中できるの
で安全上も好ましい。

【００１２】

【実施例】本発明のレーダ式自動車用衝突警報装置の実
施例の構成を図２に示す。１ａはレーダ装置であり、こ
こではミリ波によるＦＭ−ＣＷ　型のレーダ装置を使用
しているが、他のレーザレーダ等の所定の検出角度範囲
を有し、その範囲内にある物体までの距離と相対速度が
検出できるレーダ装置ならば良い。２ａは車輪速センサ
で、自車の走行速度を検出する。３ａはステアリング角
検出器であり、タイヤの方向に対応するステアリング角
を検出する。５ａは警報音を発生するための警報音発生
器で、スピーカ５１ａから警報音を発生させる。

【００１３】本実施例では、各検出器よりのデータの読
み取りや衝突の危険の判定に必要な処理は、すべてマイ
クロコンピュータシステムで行なわれる。６ａはマイク
ロコンピュータ、７ａはＲＯＭ、８ａはＲＡＭである。 まずレーダ装置１ａについて説明する。レーダ装置１ａ
はミリ波を用いるＦＭ−ＣＷ　型のレーダであり、基本
構成を図３に示す。１１ｂはＦＭ変調器であり、１２ｂ
は発振器であり、１３ｂは送信用アンテナである。送信
用アンテナ１３ｂより出た電波は物体１８ｂで反射され
受信用アンテナ１４ｂで捕捉される。１５ｂはミキサで
、受信用アンテナ１４ｂで捕えた反射信号ともとの送信
信号を混ぜ合せる。１６ｂは増幅器であり、１７ｂは解
析器である。解析器１７ｂで物体１８ｂまでの距離Ｄと
相対速度ｖを求める。

【００１４】いま送信アンテナ１３ｂから出力する電波
を、図４に示すように中心周波数をｆＯ　としてｆＯ　
＋△Ｆ／２とｆＯ　−△Ｆ／２の範囲で１／ｆｍ　の周
期で変調して出力するとする。反射波の信号と送信信号
をミキサ１５ｂで混ぜると、送信周波数を低下させるｆ
ｄｏｗｎ期間と増加させるｆｕｐ期間では図４に示すよ
うな周波数の信号が得られる。これらを数式で表わすと
次式のようになる。

【００１５】

【数１】

【００１６】上式よりｆｄｏｗｎとｆｕｐを測定すれば
、△Ｆ，ｆｍ　及びｆＯ　は既知であるから、物体まで
の距離Ｄと相対速度ｖが求まる。次に検出した物体が回
避可能であるかをどのようにして判定するかについて説
明する。 図５はこの関係を説明するための図である。前述の通り
このレーダ装置では、放射されるレーダビームは広がり
角θＢ　を有し、このレーダビーム内に物体１８ｃがあ
る場合に物体１８ｃまでの距離Ｄと相対速度ｖｓ　が検
出できる。しかし物体１８ｃの大きさやレーダビーム内
での位置は検出できない。そこで本実施例では物体１８
ｃの大きさはレーダビームの幅に等しいと仮定する。す
ると物体１８ｃの幅Ｗは次式で表わされる。 Ｗ＝２Ｄｔａｎ　θＢ　／２ 更に本発明の警報装置が搭載された車両１９ｃのステア
リング角より、回転半径Ｒを求める。タイヤと路面との
すべりがないとすれば、回転半径Ｒはステアリング角に
より決定される。いま車両１９ｃがＯ点を中心として半
径Ｒの軌跡を描くとすると、物体１８ｃの位置では物体
１８ｃの中心、すなわちレーダビームの中心から回避量
Ｌだけずれる。ＬはＤとＲにより次式の通り表わされる
。 Ｌ＝Ｒ−ＲＣＯＳ　（ｓｉｎ　−１Ｄ／Ｒ）上式よりＬ
を求め、これがＷ／２より大きければ衝突は回避できる
と考える。この際に当然自動車の幅等も考慮しているが
ここでは説明を省くこととする。

【００１７】次に上記のような判定を行なうためのマイ
クロコンピュータ６ａでの処理を、図６のフローチャー
トに基づいて説明する。図６においてステップ１０４　
から１０８　が本発明により新たに加えられた部分であ
り、それ以外は従来からの警報装置での処理と同じであ
る。ステップ１０１　では、レーダ装置１ａから障害物
の有無、及び障害物が存在する場合に障害物までの距離
と相対速度を読み取る。ステップ１０２　では、これら
の読み取ったデータを処理し、ステップ１０３　で衝突
の危険があり、警報を出力する必要があるかを判定する
。ここまでの処理は従来の装置と同様である。

【００１８】もし衝突の危険があると判定された場合、
ステップ１０４　でレーダビームの角度θＢ　と距離Ｌ
から前記の式に従って物体の幅Ｗを算出する。ステップ
１０５　ではステアリング角を検出し、ステップ１０６
　で予想走行経路、すなわち回転半径Ｒを算出する。ス
テップ１０７　では物体までの距離Ｄと回転半径Ｒより
回避量Ｌを算出する。そしてステップ１０８　で回避可
能かどうかを判定し、回避できないと予想される時にの
みステップ１０９　で衝突に対する警報を発生させる。

【００１９】本実施例では、障害物である物体の幅をレ
ーダビームの幅に等しいと仮定したが、レーダビームの
広がり角に応じてビーム幅の二倍や半分であると仮定す
るというようにしても良い。またステアリング角だけか
ら回転半径Ｒを算出したが、車両の走行速度やタイヤの
すべり等を考慮して回転半径を算出すれば判定の精度向
上が図れる。

【００２０】また物体との相対速度と自車の走行速度か
ら、物体が静止しているかどうかを判定し、静止してい
る場合にのみ本発明を適用するようにしても良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、たとえ前方に障害物があ
っても、障害物を回避する動作に入っており、回避でき
ると予想される時には、警報を発生しないようにしたレ
ーダ式自動車用衝突警報装置が実現できる。これにより
、カーブした道や交差点を走行する時に、不必要で煩わ
しい警報がなくなり、運転に集中できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーダ式自動車用衝突警報装置の基本
構成を示す図である。

【図２】制御用にマイクロコンピュータを用いた実施例
の構成を示す図である。

【図３】図２の実施例で使用されるＦＭ−ＣＷ　型のレ
ーダの構成を示す図である。

【図４】図３のレーダ装置での測定原理と解析方法を説
明する図である。

【図５】障害物までの距離と自動車の回転半径の関係か
ら、回避可能かどうかの判定を説明する図である。

【図６】図２の装置でのマイクロコンピュータの処理を
示すフローチャートである。

【図７】レーダ式自動車用衝突警報装置の従来例の構成
を示す図である。

【図８】カーブしている道路沿に障害物があるところで
の走行とレーダ装置による障害物の検出を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１…レーダ装置 ２…走行速度検出手段 ３…ステアリング角検出手段 ４…危険判定手段 ５…警報手段 ６ａ…マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前方に向いて設置され、所定の角度範
   囲にある物体との距離及び相対速度を検出するレーダ装
   置（１）と、自車の走行速度を検出する走行速度検出手
   段（２）と、該レーダ装置（１）が検出した該物体との
   距離及び相対速度と、自車走行速度に基づいて衝突の危
   険があるかを判定する危険判定手段（４）と、該危険判
   定手段（４）が衝突の危険があると判定した時に、運転
   者に対して警報を発生する警報手段（５）とを備えたレ
   ーダ式自動車用衝突警報装置において、自車のタイヤの
   方向であるステアリング角を検出するステアリング角検
   出手段（３）を備え、該危険判定手段（４）は該ステア
   リング角から該物体が回避可能であるかを更に判定した
   上で警報発生の判定を行なうことを特徴とするレーダ式
   自動車用衝突警報装置。