レーダ装置及び物標位置検出方法
【課題】ビーム角度ごとの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別して，精度よく物標位置を検出する。
【解決手段】スキャン式レーダ装置により，所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，スキャンごとに分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標位置として検出する。そして第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは第２の分布形状に基づき１つの物標位置を検出する。
【解決手段】スキャン式レーダ装置により，所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，スキャンごとに分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標位置として検出する。そして第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは第２の分布形状に基づき１つの物標位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，所定のビーム角度ごとにビームを射出してスキャンを行うレーダ装置及びその物標検出方法に関し，特に，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標位置として検出するレーダ装置及びその物標位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，車両の予防安全システムにおいては，車両前方約１００メートルをミリ波やレーザなどを用いたレーダ装置により探索し，前方の車両の位置，自車両との距離及び相対速度を検出して，その検出結果に基づき車間距離制御を行っている。すなわち，レーダ装置により検出される前方の車両の位置情報等に基づき車間距離制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）がブレーキやスロットルなどを制御して，前方の車両との距離を適切に保つように自車両の速度を加減する。かかる車間距離制御に用いられるレーダ装置の例として，車両前方に対し所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行うスキャン式レーダ装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
一般にスキャン式レーダ装置においては，図１（Ａ）に示すようにレーダアンテナ１が一定のスキャン範囲を所定のビーム角度θ度ずつ揺動しながらビームＢｍを射出し，ビーム角度θ１，θ２，…，θｎ−１，θｎごとの反射ビームの強度を求め，その分布形状に基づいて物標Ｔ，つまり前方の車両が存在する角度方向を検出する。具体的には，物標の中心部ではビームの反射量が最も多く，物標の端部では反射量が少なくなることを利用して，ビーム角度をパラメータとして分布する反射ビームの強度を補間し，その結果図１（Ｂ）に示すように極大値Ｓを有する山状の分布形状が形成されるとき，それらの反射ビームは１つの物標からの反射によるものと判断し，極大値Ｓの角度方向θｃを物標Ｔの中心位置Ｃとして検出する。
【特許文献１】特許第３４４７２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のスキャン式レーダ装置によれば，スキャン範囲内に複数の物標が存在している場合は各物標からの反射ビームの強度がそれぞれ極大値を有する複数の山状の分布形状を形成し，それぞれの極大値の角度方向に対応して各物標の中心位置が検出される。そして，検出結果に基づいて車間距離制御ＥＣＵでは複数の物標，つまり前方の車両に対して車間距離制御を行う。
【０００５】
しかしながら，１つの物標によるビームの反射が常に均一とは限らず，例えば前方の車両がトラックなどであって車体表面に突起物を有しておりビームが均一に反射されない場合や，カーブを曲がる前方の車両の側面などでビームが反射される場合には，図１（Ｃ）に示すように１つの物標からの反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値Ｓ１，Ｓ２を有する場合がある。また反射ビームに重畳されるノイズの影響により，複数の極大値を有する分布形状が形成される場合もある。
【０００６】
このような場合，極大値Ｓ１，Ｓ２に対応する角度方向θｃ１，θｃ２はそれぞれ物標Ｔの実際の中心位置Ｃとは異なるので，例えば角度方向θｃ１を物標の中心位置Ｃ１として検出すると，実際の物標の中心位置Ｃとは誤差が生じてしまう。さらにこの場合は，角度方向θｃ２に対応して実際には存在しない物標の位置Ｃ２も検出されることになる。かかる検出結果に基づく物標の位置情報が車間制御ＥＣＵに供給されて車間距離制御が行われると，前方の車両の位置の誤検出や存在しない前方の車両に対する車間距離制御などの誤動作を生じることになり，予防安全システムの信頼性が損なわれてしまう。
【０００７】
そこで，上記に鑑みてなされた本発明の目的は，ビーム角度ごとの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別して，精度よく物標の中心位置を検出することができるレーダ装置及びその物標位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために，本発明の第１の側面によれば，所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出するレーダ装置において，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて近接する複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とする。
【０００９】
上記側面の好ましい実施態様によれば，上記レーダ装置は車両に搭載されて車両周囲に対して前記スキャンを繰り返し行い，前記物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内の場合に，物標の中心位置情報を当該車両の走行制御を行う走行制御装置へ出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記側面によれば，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と第２のスキャンにおいて複数極大値を有する第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下の場合は，第２のスキャンでは１つの物標からの反射ビームにより複数の極大値が形成されたと判断して当該第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出する。よって，一律に１つの極大値から１つの物標の中心位置を求めることにより実際の物標の中心位置とは異なる位置を検出したり，実際には存在しない物標の位置を検出したりすることを防ぎ，精度よく物標の位置を検出することができる。
【００１１】
また，上記レーダ装置を車両の予防安全システムに適用する場合は，車両周囲のスキャンを行い，検出される物標（前方の車両等）の中心位置に基づいて走行制御を行うので，走行制御装置へ供給される物標の中心位置情報は有る程度以上の信頼性が求められる。具体的には物標の中心位置が一定回数のスキャンで連続して検出され，その位置がスキャンの時間間隔に比べて極端に大きく変化していないことが求められる。上記実施態様によれば，第２のスキャンでは第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出するので，第１のスキャンで検出される物標の中心位置との変化量が極端に大きくなることなく，信頼性の高い物標の位置情報を走行制御装置へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１３】
図２は，本実施形態におけるレーダ装置と，レーダ装置が適用される車両の予防安全システムの構成例を説明する図である。車両に搭載されるレーダ装置２０は，ミリ波のレーダアンテナ１と，レーダアンテナ１のスキャン機構１ａ，レーダアンテナで受信する反射ビームの信号処理を行う信号処理回路２とを有する。信号処理回路２のスキャン角制御部２１はスキャン機構１ａに制御信号を送り，スキャン機構１ａは所定のビーム角度，例えば自車両の前方中央を基準にプラスマイナス８度の範囲を１００ミリ秒ごとに１度ずつ順次アンテナ１を揺動させ，それぞれのビーム角度でビームを射出させてスキャンを実行する。
【００１４】
信号処理回路２のレーダ信号処理部２２はレーダアンテナ１が受信する反射ビームをＦＦＴ処理し，ビーム角度ごとにパワースペクトルを検出して，反射ビームの強度のデータを物標認識部２３へ入力する。すると物標認識部２３は物標の中心位置，距離及び速度を算出してそのデータを車間距離制御ＥＣＵ３へ入力する。車間距離制御ＥＣＵ３は，車両の「走行制御装置」に対応し，ステアリングセンサ５，ヨーレートセンサ６，車速センサ７から自車両の走行情報を，レーダ装置２０の信号処理回路からは前方の車両の位置，距離，速度等の情報を受け，これに基づいて車間距離を適切に保つような自車速度の制御量を算出し，その結果に基づいてブレーキ９，スロットル１０を制御して自車速度を制御し，あるいは警報機８により乗員に警告を行う。
【００１５】
ここで，図３を用いて物標認識部２３による物標の中心位置の検出方法を説明する。図３はレーダ信号処理部１２により検出されて物標認識部２３に入力される，ビーム角度ごとの反射ビームの強度を説明する図である。図３には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ７の７本の反射ビームが示される。
【００１６】
まず，物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングするために，反射ビームの強度の最大値Ｐ４とそのビーム角度θ４とを求める。そして，ビーム角度θ４に隣接するビーム角度θ３，θ２，…，およびθ５，θ６，…，の反射ビームの強度が順次減少するような反射ビームのグループＧ１を求める。すると７本の反射ビームはすべてグループＧ１に含まれる。すなわち，これらの７本の反射ビームの強度は次の補間処理によって１つの極大値を有する分布形状を形成するので，同一の物標からの反射ビームと判断される。なお，「分布形状」は複数の反射ビームの強度を補間して得られる形状をいい，以下の文中では２次補間により得られる２次曲線を例に説明する。
【００１７】
次に物標認識部２３は，グループＧ１に含まれる反射ビームの角度分解能を補間するために強度Ｐ１，…，Ｐ７を２次補間してすべての強度を含む曲線である分布形状Ｍ１を求め，分布形状Ｍ１における極大値Ｓｍとこれに対応する角度方向θｍを算出する。すると，角度方向θｍがグループＧ１に対応する物標の中心位置として検出される。なお，分布形状Ｍ１の全域を求める代わりに強度の最大値Ｐ４とその両隣の反射ビームの強度Ｐ３，Ｐ５とを用いて３点間を２次補間することにより，より少ない処理量で極大値Ｓｍとその角度方向θｍを算出することも可能である。
【００１８】
このように物標認識部２３では，物標の中心部ではビームの反射量が最も多く，物標の端部では反射量が少なくなることを利用して，反射ビームの強度が極大値を示す角度方向が物標の中心位置として検出される。すると，極大値が複数形成されるような分布形状からは物標が複数存在すると判断し複数物標の中心位置が検出されることになる。
【００１９】
しかしながら，１つの物標によるビームの反射が常に均一とは限らず，また反射ビームに重畳されるノイズの影響によっても１つの物標からの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成する場合がある。そのような場合に，一律に１つの極大値から１つの物標の中心位置を求めると，実際の物標の中心位置が誤検出されたり，実際には存在しない物標の位置が検出されたりして，かかる検出結果に基づく車間距離制御の信頼性が損なわれてしまう。そこで，本実施形態では，後述する手順に従って，反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別し，判別結果に応じて物標の中心位置の検出を行う。
【００２０】
図４は物標認識部２３による物標位置の検出手順を説明するフローチャート図である。図５は，反射ビームの強度が１つの極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。図５には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ５１，Ｐ５２，…，Ｐ５７の強度を有する７本の反射ビームが示される。まず，図５を用いつつ，図４に従って反射ビームの強度が１つの極大値を有する分布形状を形成する場合の物標位置検出手順について説明する。その際，図５の結果が得られたスキャンの前回のスキャンでは，上述の図３の結果が得られたものとする。
【００２１】
まず，物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングする（手順Ｓ１）。すなわち，最大値Ｐ５５を有するビーム角度θ５の反射ビームを中心に７本の反射ビームで構成されるグループＧ２を求める。
【００２２】
次に物標認識部２３は，前回のスキャン結果から，グループＧ２に対応する物標と同一の物標を検索する（手順Ｓ２）。具体的には，まずグループＧ２における反射ビームの強度の最大値Ｐ５５とこれに対応するビーム角度θ５に最も近似した極大値と角度方向を有する物標を前回のスキャンの検出結果から検索する。ここで，前回のスキャンでは図３に示した検出結果が得られたので，グループＧ２に対応する物標と同一の物標としてグループＧ１に対応する物標が検索され，グループＧ１とグループＧ２とが対応付けされる。
【００２３】
次に物標認識部２３は，前回のスキャンでグループＧ１に含まれるビームの本数と，今回のスキャンでグループＧ２に含まれるビームの本数とを比較する（手順Ｓ３）。すると，グループＧ１に含まれるビームと，グループＧ２に含まれる反射ビームはともに７本であるので，ビーム本数は等しい（手順Ｓ４の「ＮＯ」）。よって，グループＧ１とグループＧ２とは同一物標からの反射ビームにより構成されていると判断し，手順Ｓ９に進む。
【００２４】
そして手順Ｓ９では，物標認識部２３はグループＧ２に含まれる反射ビームの強度Ｐ５１，…，Ｐ５７を２次補間して分布形状Ｍ２における極大値Ｓｍ２とこれに対応する角度方向θｍ２を求め，角度方向θｍ２をグループＧ２に対応する物標の中心位置として検出する。なお，検出結果は物標認識部２３内のメモリに格納され，次のスキャンにおける比較に用いられる。
【００２５】
さらに，物標認識部２３は前回のスキャンで検出された物標の中心位置と，今回のスキャンで検出された物標の中心位置との変化量が予め定められた所定範囲内，例えば１度以内であれば（手順Ｓ１０のＹＥＳ），今回の物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に出力する（手順Ｓ１１）。このように，過去のスキャンにおける物標の中心位置，つまり極大値の角度方向の変化量を監視してその変化量が所定範囲内の場合に，より信頼性の高い物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に提供できる。また，物標の中心位置の変化量を監視する対象となるスキャンの回数は任意に設定可能であり，あるいは連続したスキャンでなくてもよく，過去複数回のスキャンにおいて一定回数以上のスキャンを対象としてもよい。あるいは，さらに信頼性を高めるために，角度方向に加えて極大値の変化量を監視し，その変化量が一定範囲内であることを車間距離制御ＥＣＵ３へ物標の中心位置情報を出力するための条件としてもよい。
【００２６】
次に，図４，図６，図７を用いて，反射ビームの強度が２つの極大値を有するような分布形状を形成する場合の物標位置検出手順について説明する。図６には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ６１，Ｐ６２，…，Ｐ６７の強度を有する７本の反射ビームが示され，反射ビームの強度を２次補間すると１つの極大値を有する山状の分布形状Ｍ３，Ｍ４がそれぞれ形成される。ここで，分布形状Ｍ３とＭ４とが２つの極大値を有する「第２の分布形状」に対応する。また図７は，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有する場合の物標認識部２３による物標位置の検出方法について説明する図である。
【００２７】
まず物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングする（手順Ｓ１）。すなわち，反射ビームの強度の最大値Ｐ６３とそのビーム角度θ３とを求め，ビーム角度θ３に隣接するビーム角度θ２，θ１，およびθ４の強度が順次減少するような反射ビームのグループＧ３を求める。するとビーム角度θ１〜θ４の４本の反射ビームによりグループＧ３が構成される。次に，グループＧ３に含まれないビーム角度θ５〜θ７の３本の反射ビームに対し同様のグルーピングを行うと，強度Ｐ６６を最大値としてこれらの反射ビームによるグループＧ４が構成される。この時点では，グループＧ３に含まれる反射ビームで構成される分布形状Ｍ３と，Ｇ４に含まれる反射ビームで構成される分布形状Ｍ４とがそれぞれ極大値を有することになるので，それぞれのグループが異なる物標からの反射ビームにより構成されている可能性がある。よって，以降の手順でグループＧ３，Ｇ４が同一の物標からの反射ビームによるものであるかを判別する。
【００２８】
次に物標認識部２３は前回のスキャン結果から，グループＧ３，Ｇ４に対応する物標と同一の物標を検索する（手順Ｓ２）。具体的には，まずグループＧ３における強度の最大値Ｐ６３とこれに対応するビーム角度θ３，またはグループＧ４における強度の最大値Ｐ６６とこれに対応するビーム角度θ６に最も近似した極大値と角度方向を有する物標を前回のスキャンの検出結果から検索する。
【００２９】
ここで再び，前回のスキャンでは図３に示した検出結果が得られたとすると，図３のグループＧ１に含まれる反射ビームで形成される分布形状Ｍ１の極大値Ｓｍとその角度方向θｍは，グループＧ３の最大値Ｐ６３とそのビーム角度θ３と最も近似している。よって，前回のスキャンで検出されたグループＧ１に対応する物標と今回のスキャンで検出されたグループＧ３に対応する物標は同一物標と仮に判断し，グループＧ１とグループＧ３とを対応付ける。
【００３０】
次に物標認識部２３は，前回のスキャンでグループＧ１に含まれる反射ビームの本数の合計と，今回のスキャンでグループＧ３に含まれる反射ビームの本数の合計とを比較する（手順Ｓ３）。すると，グループＧ１に含まれる反射ビームが７本であるのに対し，グループＧ３に含まれる反射ビームは４本であり，ビーム本数が減少しているので（手順Ｓ４の「ＹＥＳ」），手順Ｓ５に進む。
【００３１】
手順５では，物標認識部２３は最も隣接した角度方向の極大値を有するグループＧ４を検索する（手順Ｓ６の「ＹＥＳ」）。そして，グループＧ４と，グループＧ３とが同一の物標からの反射であるか否かを確認するために，グループＧ３を形成する反射ビーム本数（４本）とグループＧ４を形成する反射ビーム本数（３本）との合計（７本）と，前回スキャンのグループＧ１を形成する反射ビーム本数（７本）との差を求め，予め設定される基準値と比較する。ここで，仮に基準値を０本とすると求めた差は基準値以下であり，同一の物標からの反射ビームによりグループＧ３とＧ４とが形成されていると判断される（手順Ｓ７の「ＹＥＳ」）。よって，手順Ｓ８へ進み，グループＧ３，Ｇ４を形成する反射ビームにより形成される分布形状Ｍ３，Ｍ４に基づいて物標の中心位置を検出する。なお，手順Ｓ７における基準値は，上記に限られず，任意に設定することが可能である。
【００３２】
手順Ｓ８で物標認識部２３は，図７（Ａ）〜（Ｃ）で示す方法によって物標の中心位置を検出する。図７（Ａ）に示す第１の例では，物標認識部２３は２つのグループＧ３，Ｇ４を形成する７本のビームのうち両側端のビームＢｍ１，Ｂｍ７のビーム角度θ１，θ７に対応する水平位置の中点ＣＤを物標の中心位置として求める。また，図７（Ｂ）に示す第２の例では，物標認識部２３は分布形状Ｍ３，Ｍ４からなる分布形状が有する極大値Ｓｍ３，Ｓｍ４に対応するビーム角度θｍ３，θｍ４の幅の中心の角度θｃ５を物標の中心位置として求める。
【００３３】
あるいは，図７（Ａ）に示した第１の例と図７（Ｂ）に示した第２の例とを組合せ，図７（Ａ）における両側端のビームＢｍ１，Ｂｍ７のビーム角度θ１，θ７の幅の中心の角度を物標の中心位置として求めてもよい。あるいは，図７（Ｂ）に示す極大値Ｓｍ３，Ｓｍ４に対応するビーム角度θｍ３，θｍ４に対応する水平位置の中点を物標の中心位置として求めてもよい。
【００３４】
さらに，図７（Ｃ）に示す第３の例では，物標認識部２３は，分布形状Ｍ３，Ｍ４により形成される領域Ｒの面積を２等分するような角度方向θｃ６を物標の中心位置として求める。あるいは，領域Ｒの面積を２等分するような水平方向の位置ＣＤ２を求めても良い。なおこの例は，分布形状Ｍ３，Ｍ４が図示するように重複した領域を有さない場合にも適用される。
【００３５】
このように図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）では代表的な物標位置検出方法の例を３つ示したが，複数の極大値を有する反射ビームから１つの物標の位置を検出するその他の公知の方法を用いてもよい。
【００３６】
上述のようにしてグループＧ３，Ｇ４を形成する反射ビームの位置，またはその強度により形成される分布形状Ｍ３，Ｍ４に基づいて物標の中心位置を検出した後，物標認識部２３は物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内であれば（手順Ｓ１０のＹＥＳ）物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に出力する（手順Ｓ１１）。
【００３７】
このように，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有するときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別することにより，実際は存在しない物標の位置を検出してしまい，不要なデータを車間制御ＥＣＵ３へ供給することを防ぐことができる。さらに，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有するときであっても，その分布形状に基づいて１つの物標の中心位置を精度よく検出することができる。
【００３８】
なお，本実施形態は，反射ビームの強度が３つ以上の極大値を有する場合にも適用できる。その場合は，物標認識部２３は図４の手順Ｓ５〜手順Ｓ７を繰り返し，最も近接した極大値を有する反射ビームのグループを順次検索してゆき，反射ビームの本数の合計と前回のグループに含まれる反射ビームの本数との差が所定範囲内になるようなグループを求める。そして，求められたグループを対象として手順Ｓ８を実行する。その際，図７（Ａ）の第１の例では，すべてのグループを形成する反射ビームのうち両側端のビームを用いる。また図７（Ｂ）の第２の例では，それぞれの極大値の角度方向のうち，その幅が最大となる２つ角度方向を用いる。また図７（Ｃ）の第３の例では，すべてのグループを形成する反射ビームの強度の分布形状により形成される領域の面積を用いる。
【００３９】
なお上述の説明において反射ビームの分布形状は２次補間により求められるが，１次補間，あるいはさらに高次の補間方法を用いてもよい。
【００４０】
図８は，レーダ装置２０が車両に搭載された例を示す平面図である。レーダ装置２０は車両１００の前部に搭載され，車両１００前面のバンパーやフロントグリル，ナンバープレート板脇などに設けられるレドームを透過して車両１００の前方（矢印Ｆ）へのビームの射出と，反射ビームの受信が行われる。また，レーダ装置２０は車両１００の前方だけでなく，後部や側面部に搭載されてもよく，車両１００の後方や側方をスキャンするように構成することも可能である。その場合も上述した実施形態と同様に実施可能であり，同様の作用効果を奏する。
【００４１】
また，上述のレーダ装置においては，物標認識部２３は物標の中心位置の検出をレーダ１による１回のスキャンごとに行っているが，物標の中心位置検出の頻度はこれに限られず，複数回のスキャンごとに行うようにしてもよい。さらに，本実施形態はミリ波レーダだけでなく，レーザなどの指向性のビームを用いたレーダ装置にも適用できる。
【００４２】
以上説明したように，本実施形態によれば，ビーム角度ごとの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別して，精度よく物標の中心位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のスキャン式レーダ装置による物標位置検出方法を説明する図である。
【図２】本実施形態におけるレーダ装置と，レーダ装置が適用される予防安全システムの構成例を説明する図である。
【図３】物標認識部２３による物標位置の検出方法を説明する図である。
【図４】物標認識部２３による物標位置の検出手順を説明するフローチャート図である。
【図５】反射ビームの強度が１つの極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。
【図６】反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。
【図７】反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有する場合の物標認識部２３による物標位置の検出方法について説明する図である。
【図８】レーダ装置２０が車両に搭載された例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：レーダアンテナ，２：信号処理回路，３：車間距離制御ＥＣＵ，
２０：レーダ装置，２２：レーダ信号処理部，２３：物標認識部
【技術分野】
【０００１】
本発明は，所定のビーム角度ごとにビームを射出してスキャンを行うレーダ装置及びその物標検出方法に関し，特に，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標位置として検出するレーダ装置及びその物標位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，車両の予防安全システムにおいては，車両前方約１００メートルをミリ波やレーザなどを用いたレーダ装置により探索し，前方の車両の位置，自車両との距離及び相対速度を検出して，その検出結果に基づき車間距離制御を行っている。すなわち，レーダ装置により検出される前方の車両の位置情報等に基づき車間距離制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）がブレーキやスロットルなどを制御して，前方の車両との距離を適切に保つように自車両の速度を加減する。かかる車間距離制御に用いられるレーダ装置の例として，車両前方に対し所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行うスキャン式レーダ装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
一般にスキャン式レーダ装置においては，図１（Ａ）に示すようにレーダアンテナ１が一定のスキャン範囲を所定のビーム角度θ度ずつ揺動しながらビームＢｍを射出し，ビーム角度θ１，θ２，…，θｎ−１，θｎごとの反射ビームの強度を求め，その分布形状に基づいて物標Ｔ，つまり前方の車両が存在する角度方向を検出する。具体的には，物標の中心部ではビームの反射量が最も多く，物標の端部では反射量が少なくなることを利用して，ビーム角度をパラメータとして分布する反射ビームの強度を補間し，その結果図１（Ｂ）に示すように極大値Ｓを有する山状の分布形状が形成されるとき，それらの反射ビームは１つの物標からの反射によるものと判断し，極大値Ｓの角度方向θｃを物標Ｔの中心位置Ｃとして検出する。
【特許文献１】特許第３４４７２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のスキャン式レーダ装置によれば，スキャン範囲内に複数の物標が存在している場合は各物標からの反射ビームの強度がそれぞれ極大値を有する複数の山状の分布形状を形成し，それぞれの極大値の角度方向に対応して各物標の中心位置が検出される。そして，検出結果に基づいて車間距離制御ＥＣＵでは複数の物標，つまり前方の車両に対して車間距離制御を行う。
【０００５】
しかしながら，１つの物標によるビームの反射が常に均一とは限らず，例えば前方の車両がトラックなどであって車体表面に突起物を有しておりビームが均一に反射されない場合や，カーブを曲がる前方の車両の側面などでビームが反射される場合には，図１（Ｃ）に示すように１つの物標からの反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値Ｓ１，Ｓ２を有する場合がある。また反射ビームに重畳されるノイズの影響により，複数の極大値を有する分布形状が形成される場合もある。
【０００６】
このような場合，極大値Ｓ１，Ｓ２に対応する角度方向θｃ１，θｃ２はそれぞれ物標Ｔの実際の中心位置Ｃとは異なるので，例えば角度方向θｃ１を物標の中心位置Ｃ１として検出すると，実際の物標の中心位置Ｃとは誤差が生じてしまう。さらにこの場合は，角度方向θｃ２に対応して実際には存在しない物標の位置Ｃ２も検出されることになる。かかる検出結果に基づく物標の位置情報が車間制御ＥＣＵに供給されて車間距離制御が行われると，前方の車両の位置の誤検出や存在しない前方の車両に対する車間距離制御などの誤動作を生じることになり，予防安全システムの信頼性が損なわれてしまう。
【０００７】
そこで，上記に鑑みてなされた本発明の目的は，ビーム角度ごとの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別して，精度よく物標の中心位置を検出することができるレーダ装置及びその物標位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために，本発明の第１の側面によれば，所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出するレーダ装置において，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて近接する複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とする。
【０００９】
上記側面の好ましい実施態様によれば，上記レーダ装置は車両に搭載されて車両周囲に対して前記スキャンを繰り返し行い，前記物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内の場合に，物標の中心位置情報を当該車両の走行制御を行う走行制御装置へ出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記側面によれば，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と第２のスキャンにおいて複数極大値を有する第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下の場合は，第２のスキャンでは１つの物標からの反射ビームにより複数の極大値が形成されたと判断して当該第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出する。よって，一律に１つの極大値から１つの物標の中心位置を求めることにより実際の物標の中心位置とは異なる位置を検出したり，実際には存在しない物標の位置を検出したりすることを防ぎ，精度よく物標の位置を検出することができる。
【００１１】
また，上記レーダ装置を車両の予防安全システムに適用する場合は，車両周囲のスキャンを行い，検出される物標（前方の車両等）の中心位置に基づいて走行制御を行うので，走行制御装置へ供給される物標の中心位置情報は有る程度以上の信頼性が求められる。具体的には物標の中心位置が一定回数のスキャンで連続して検出され，その位置がスキャンの時間間隔に比べて極端に大きく変化していないことが求められる。上記実施態様によれば，第２のスキャンでは第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出するので，第１のスキャンで検出される物標の中心位置との変化量が極端に大きくなることなく，信頼性の高い物標の位置情報を走行制御装置へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１３】
図２は，本実施形態におけるレーダ装置と，レーダ装置が適用される車両の予防安全システムの構成例を説明する図である。車両に搭載されるレーダ装置２０は，ミリ波のレーダアンテナ１と，レーダアンテナ１のスキャン機構１ａ，レーダアンテナで受信する反射ビームの信号処理を行う信号処理回路２とを有する。信号処理回路２のスキャン角制御部２１はスキャン機構１ａに制御信号を送り，スキャン機構１ａは所定のビーム角度，例えば自車両の前方中央を基準にプラスマイナス８度の範囲を１００ミリ秒ごとに１度ずつ順次アンテナ１を揺動させ，それぞれのビーム角度でビームを射出させてスキャンを実行する。
【００１４】
信号処理回路２のレーダ信号処理部２２はレーダアンテナ１が受信する反射ビームをＦＦＴ処理し，ビーム角度ごとにパワースペクトルを検出して，反射ビームの強度のデータを物標認識部２３へ入力する。すると物標認識部２３は物標の中心位置，距離及び速度を算出してそのデータを車間距離制御ＥＣＵ３へ入力する。車間距離制御ＥＣＵ３は，車両の「走行制御装置」に対応し，ステアリングセンサ５，ヨーレートセンサ６，車速センサ７から自車両の走行情報を，レーダ装置２０の信号処理回路からは前方の車両の位置，距離，速度等の情報を受け，これに基づいて車間距離を適切に保つような自車速度の制御量を算出し，その結果に基づいてブレーキ９，スロットル１０を制御して自車速度を制御し，あるいは警報機８により乗員に警告を行う。
【００１５】
ここで，図３を用いて物標認識部２３による物標の中心位置の検出方法を説明する。図３はレーダ信号処理部１２により検出されて物標認識部２３に入力される，ビーム角度ごとの反射ビームの強度を説明する図である。図３には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ７の７本の反射ビームが示される。
【００１６】
まず，物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングするために，反射ビームの強度の最大値Ｐ４とそのビーム角度θ４とを求める。そして，ビーム角度θ４に隣接するビーム角度θ３，θ２，…，およびθ５，θ６，…，の反射ビームの強度が順次減少するような反射ビームのグループＧ１を求める。すると７本の反射ビームはすべてグループＧ１に含まれる。すなわち，これらの７本の反射ビームの強度は次の補間処理によって１つの極大値を有する分布形状を形成するので，同一の物標からの反射ビームと判断される。なお，「分布形状」は複数の反射ビームの強度を補間して得られる形状をいい，以下の文中では２次補間により得られる２次曲線を例に説明する。
【００１７】
次に物標認識部２３は，グループＧ１に含まれる反射ビームの角度分解能を補間するために強度Ｐ１，…，Ｐ７を２次補間してすべての強度を含む曲線である分布形状Ｍ１を求め，分布形状Ｍ１における極大値Ｓｍとこれに対応する角度方向θｍを算出する。すると，角度方向θｍがグループＧ１に対応する物標の中心位置として検出される。なお，分布形状Ｍ１の全域を求める代わりに強度の最大値Ｐ４とその両隣の反射ビームの強度Ｐ３，Ｐ５とを用いて３点間を２次補間することにより，より少ない処理量で極大値Ｓｍとその角度方向θｍを算出することも可能である。
【００１８】
このように物標認識部２３では，物標の中心部ではビームの反射量が最も多く，物標の端部では反射量が少なくなることを利用して，反射ビームの強度が極大値を示す角度方向が物標の中心位置として検出される。すると，極大値が複数形成されるような分布形状からは物標が複数存在すると判断し複数物標の中心位置が検出されることになる。
【００１９】
しかしながら，１つの物標によるビームの反射が常に均一とは限らず，また反射ビームに重畳されるノイズの影響によっても１つの物標からの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成する場合がある。そのような場合に，一律に１つの極大値から１つの物標の中心位置を求めると，実際の物標の中心位置が誤検出されたり，実際には存在しない物標の位置が検出されたりして，かかる検出結果に基づく車間距離制御の信頼性が損なわれてしまう。そこで，本実施形態では，後述する手順に従って，反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別し，判別結果に応じて物標の中心位置の検出を行う。
【００２０】
図４は物標認識部２３による物標位置の検出手順を説明するフローチャート図である。図５は，反射ビームの強度が１つの極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。図５には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ５１，Ｐ５２，…，Ｐ５７の強度を有する７本の反射ビームが示される。まず，図５を用いつつ，図４に従って反射ビームの強度が１つの極大値を有する分布形状を形成する場合の物標位置検出手順について説明する。その際，図５の結果が得られたスキャンの前回のスキャンでは，上述の図３の結果が得られたものとする。
【００２１】
まず，物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングする（手順Ｓ１）。すなわち，最大値Ｐ５５を有するビーム角度θ５の反射ビームを中心に７本の反射ビームで構成されるグループＧ２を求める。
【００２２】
次に物標認識部２３は，前回のスキャン結果から，グループＧ２に対応する物標と同一の物標を検索する（手順Ｓ２）。具体的には，まずグループＧ２における反射ビームの強度の最大値Ｐ５５とこれに対応するビーム角度θ５に最も近似した極大値と角度方向を有する物標を前回のスキャンの検出結果から検索する。ここで，前回のスキャンでは図３に示した検出結果が得られたので，グループＧ２に対応する物標と同一の物標としてグループＧ１に対応する物標が検索され，グループＧ１とグループＧ２とが対応付けされる。
【００２３】
次に物標認識部２３は，前回のスキャンでグループＧ１に含まれるビームの本数と，今回のスキャンでグループＧ２に含まれるビームの本数とを比較する（手順Ｓ３）。すると，グループＧ１に含まれるビームと，グループＧ２に含まれる反射ビームはともに７本であるので，ビーム本数は等しい（手順Ｓ４の「ＮＯ」）。よって，グループＧ１とグループＧ２とは同一物標からの反射ビームにより構成されていると判断し，手順Ｓ９に進む。
【００２４】
そして手順Ｓ９では，物標認識部２３はグループＧ２に含まれる反射ビームの強度Ｐ５１，…，Ｐ５７を２次補間して分布形状Ｍ２における極大値Ｓｍ２とこれに対応する角度方向θｍ２を求め，角度方向θｍ２をグループＧ２に対応する物標の中心位置として検出する。なお，検出結果は物標認識部２３内のメモリに格納され，次のスキャンにおける比較に用いられる。
【００２５】
さらに，物標認識部２３は前回のスキャンで検出された物標の中心位置と，今回のスキャンで検出された物標の中心位置との変化量が予め定められた所定範囲内，例えば１度以内であれば（手順Ｓ１０のＹＥＳ），今回の物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に出力する（手順Ｓ１１）。このように，過去のスキャンにおける物標の中心位置，つまり極大値の角度方向の変化量を監視してその変化量が所定範囲内の場合に，より信頼性の高い物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に提供できる。また，物標の中心位置の変化量を監視する対象となるスキャンの回数は任意に設定可能であり，あるいは連続したスキャンでなくてもよく，過去複数回のスキャンにおいて一定回数以上のスキャンを対象としてもよい。あるいは，さらに信頼性を高めるために，角度方向に加えて極大値の変化量を監視し，その変化量が一定範囲内であることを車間距離制御ＥＣＵ３へ物標の中心位置情報を出力するための条件としてもよい。
【００２６】
次に，図４，図６，図７を用いて，反射ビームの強度が２つの極大値を有するような分布形状を形成する場合の物標位置検出手順について説明する。図６には，ビーム角度θ１，θ２，…，θ７ごとに，強度Ｐ６１，Ｐ６２，…，Ｐ６７の強度を有する７本の反射ビームが示され，反射ビームの強度を２次補間すると１つの極大値を有する山状の分布形状Ｍ３，Ｍ４がそれぞれ形成される。ここで，分布形状Ｍ３とＭ４とが２つの極大値を有する「第２の分布形状」に対応する。また図７は，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有する場合の物標認識部２３による物標位置の検出方法について説明する図である。
【００２７】
まず物標認識部２３は１つの物標からの反射ビームをグルーピングする（手順Ｓ１）。すなわち，反射ビームの強度の最大値Ｐ６３とそのビーム角度θ３とを求め，ビーム角度θ３に隣接するビーム角度θ２，θ１，およびθ４の強度が順次減少するような反射ビームのグループＧ３を求める。するとビーム角度θ１〜θ４の４本の反射ビームによりグループＧ３が構成される。次に，グループＧ３に含まれないビーム角度θ５〜θ７の３本の反射ビームに対し同様のグルーピングを行うと，強度Ｐ６６を最大値としてこれらの反射ビームによるグループＧ４が構成される。この時点では，グループＧ３に含まれる反射ビームで構成される分布形状Ｍ３と，Ｇ４に含まれる反射ビームで構成される分布形状Ｍ４とがそれぞれ極大値を有することになるので，それぞれのグループが異なる物標からの反射ビームにより構成されている可能性がある。よって，以降の手順でグループＧ３，Ｇ４が同一の物標からの反射ビームによるものであるかを判別する。
【００２８】
次に物標認識部２３は前回のスキャン結果から，グループＧ３，Ｇ４に対応する物標と同一の物標を検索する（手順Ｓ２）。具体的には，まずグループＧ３における強度の最大値Ｐ６３とこれに対応するビーム角度θ３，またはグループＧ４における強度の最大値Ｐ６６とこれに対応するビーム角度θ６に最も近似した極大値と角度方向を有する物標を前回のスキャンの検出結果から検索する。
【００２９】
ここで再び，前回のスキャンでは図３に示した検出結果が得られたとすると，図３のグループＧ１に含まれる反射ビームで形成される分布形状Ｍ１の極大値Ｓｍとその角度方向θｍは，グループＧ３の最大値Ｐ６３とそのビーム角度θ３と最も近似している。よって，前回のスキャンで検出されたグループＧ１に対応する物標と今回のスキャンで検出されたグループＧ３に対応する物標は同一物標と仮に判断し，グループＧ１とグループＧ３とを対応付ける。
【００３０】
次に物標認識部２３は，前回のスキャンでグループＧ１に含まれる反射ビームの本数の合計と，今回のスキャンでグループＧ３に含まれる反射ビームの本数の合計とを比較する（手順Ｓ３）。すると，グループＧ１に含まれる反射ビームが７本であるのに対し，グループＧ３に含まれる反射ビームは４本であり，ビーム本数が減少しているので（手順Ｓ４の「ＹＥＳ」），手順Ｓ５に進む。
【００３１】
手順５では，物標認識部２３は最も隣接した角度方向の極大値を有するグループＧ４を検索する（手順Ｓ６の「ＹＥＳ」）。そして，グループＧ４と，グループＧ３とが同一の物標からの反射であるか否かを確認するために，グループＧ３を形成する反射ビーム本数（４本）とグループＧ４を形成する反射ビーム本数（３本）との合計（７本）と，前回スキャンのグループＧ１を形成する反射ビーム本数（７本）との差を求め，予め設定される基準値と比較する。ここで，仮に基準値を０本とすると求めた差は基準値以下であり，同一の物標からの反射ビームによりグループＧ３とＧ４とが形成されていると判断される（手順Ｓ７の「ＹＥＳ」）。よって，手順Ｓ８へ進み，グループＧ３，Ｇ４を形成する反射ビームにより形成される分布形状Ｍ３，Ｍ４に基づいて物標の中心位置を検出する。なお，手順Ｓ７における基準値は，上記に限られず，任意に設定することが可能である。
【００３２】
手順Ｓ８で物標認識部２３は，図７（Ａ）〜（Ｃ）で示す方法によって物標の中心位置を検出する。図７（Ａ）に示す第１の例では，物標認識部２３は２つのグループＧ３，Ｇ４を形成する７本のビームのうち両側端のビームＢｍ１，Ｂｍ７のビーム角度θ１，θ７に対応する水平位置の中点ＣＤを物標の中心位置として求める。また，図７（Ｂ）に示す第２の例では，物標認識部２３は分布形状Ｍ３，Ｍ４からなる分布形状が有する極大値Ｓｍ３，Ｓｍ４に対応するビーム角度θｍ３，θｍ４の幅の中心の角度θｃ５を物標の中心位置として求める。
【００３３】
あるいは，図７（Ａ）に示した第１の例と図７（Ｂ）に示した第２の例とを組合せ，図７（Ａ）における両側端のビームＢｍ１，Ｂｍ７のビーム角度θ１，θ７の幅の中心の角度を物標の中心位置として求めてもよい。あるいは，図７（Ｂ）に示す極大値Ｓｍ３，Ｓｍ４に対応するビーム角度θｍ３，θｍ４に対応する水平位置の中点を物標の中心位置として求めてもよい。
【００３４】
さらに，図７（Ｃ）に示す第３の例では，物標認識部２３は，分布形状Ｍ３，Ｍ４により形成される領域Ｒの面積を２等分するような角度方向θｃ６を物標の中心位置として求める。あるいは，領域Ｒの面積を２等分するような水平方向の位置ＣＤ２を求めても良い。なおこの例は，分布形状Ｍ３，Ｍ４が図示するように重複した領域を有さない場合にも適用される。
【００３５】
このように図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）では代表的な物標位置検出方法の例を３つ示したが，複数の極大値を有する反射ビームから１つの物標の位置を検出するその他の公知の方法を用いてもよい。
【００３６】
上述のようにしてグループＧ３，Ｇ４を形成する反射ビームの位置，またはその強度により形成される分布形状Ｍ３，Ｍ４に基づいて物標の中心位置を検出した後，物標認識部２３は物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内であれば（手順Ｓ１０のＹＥＳ）物標の中心位置情報を車間距離制御ＥＣＵ３に出力する（手順Ｓ１１）。
【００３７】
このように，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有するときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別することにより，実際は存在しない物標の位置を検出してしまい，不要なデータを車間制御ＥＣＵ３へ供給することを防ぐことができる。さらに，反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有するときであっても，その分布形状に基づいて１つの物標の中心位置を精度よく検出することができる。
【００３８】
なお，本実施形態は，反射ビームの強度が３つ以上の極大値を有する場合にも適用できる。その場合は，物標認識部２３は図４の手順Ｓ５〜手順Ｓ７を繰り返し，最も近接した極大値を有する反射ビームのグループを順次検索してゆき，反射ビームの本数の合計と前回のグループに含まれる反射ビームの本数との差が所定範囲内になるようなグループを求める。そして，求められたグループを対象として手順Ｓ８を実行する。その際，図７（Ａ）の第１の例では，すべてのグループを形成する反射ビームのうち両側端のビームを用いる。また図７（Ｂ）の第２の例では，それぞれの極大値の角度方向のうち，その幅が最大となる２つ角度方向を用いる。また図７（Ｃ）の第３の例では，すべてのグループを形成する反射ビームの強度の分布形状により形成される領域の面積を用いる。
【００３９】
なお上述の説明において反射ビームの分布形状は２次補間により求められるが，１次補間，あるいはさらに高次の補間方法を用いてもよい。
【００４０】
図８は，レーダ装置２０が車両に搭載された例を示す平面図である。レーダ装置２０は車両１００の前部に搭載され，車両１００前面のバンパーやフロントグリル，ナンバープレート板脇などに設けられるレドームを透過して車両１００の前方（矢印Ｆ）へのビームの射出と，反射ビームの受信が行われる。また，レーダ装置２０は車両１００の前方だけでなく，後部や側面部に搭載されてもよく，車両１００の後方や側方をスキャンするように構成することも可能である。その場合も上述した実施形態と同様に実施可能であり，同様の作用効果を奏する。
【００４１】
また，上述のレーダ装置においては，物標認識部２３は物標の中心位置の検出をレーダ１による１回のスキャンごとに行っているが，物標の中心位置検出の頻度はこれに限られず，複数回のスキャンごとに行うようにしてもよい。さらに，本実施形態はミリ波レーダだけでなく，レーザなどの指向性のビームを用いたレーダ装置にも適用できる。
【００４２】
以上説明したように，本実施形態によれば，ビーム角度ごとの反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成したときに，１つの物標からの反射ビームによるものであるかを判別して，精度よく物標の中心位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のスキャン式レーダ装置による物標位置検出方法を説明する図である。
【図２】本実施形態におけるレーダ装置と，レーダ装置が適用される予防安全システムの構成例を説明する図である。
【図３】物標認識部２３による物標位置の検出方法を説明する図である。
【図４】物標認識部２３による物標位置の検出手順を説明するフローチャート図である。
【図５】反射ビームの強度が１つの極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。
【図６】反射ビームの強度が複数の極大値を有するような分布形状を形成するスキャン結果の例を示す図である。
【図７】反射ビームの強度の分布形状が複数の極大値を有する場合の物標認識部２３による物標位置の検出方法について説明する図である。
【図８】レーダ装置２０が車両に搭載された例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：レーダアンテナ，２：信号処理回路，３：車間距離制御ＥＣＵ，
２０：レーダ装置，２２：レーダ信号処理部，２３：物標認識部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出するレーダ装置において，
第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１において，
車両に搭載されて車両周囲に対して前記スキャンを繰り返し行い，
前記物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内の場合に，前記物標の中心位置情報を当該車両の走行制御を行う走行制御装置へ出力することを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１において，
前記第２の分布形状に基づく物標の中心位置の検出を行う場合は，当該第２の分布形状を形成する反射ビームのうち両側端の反射ビームのビーム角度に対応する水平位置の中点，当該第２の分布形状の複数の極大値に対応する角度方向の幅の中心の角度方向，または当該第２の分布形状により形成される領域の面積を２等分する角度方向のいずれかを前記物標の中心位置とすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行うレーダ装置の物標位置検出方法において，
前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出する工程を有し，
前記工程では，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とする物標位置検出方法。
【請求項１】
所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行い，前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出するレーダ装置において，
第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１において，
車両に搭載されて車両周囲に対して前記スキャンを繰り返し行い，
前記物標の中心位置のスキャンごとの変化量が所定範囲内の場合に，前記物標の中心位置情報を当該車両の走行制御を行う走行制御装置へ出力することを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１において，
前記第２の分布形状に基づく物標の中心位置の検出を行う場合は，当該第２の分布形状を形成する反射ビームのうち両側端の反射ビームのビーム角度に対応する水平位置の中点，当該第２の分布形状の複数の極大値に対応する角度方向の幅の中心の角度方向，または当該第２の分布形状により形成される領域の面積を２等分する角度方向のいずれかを前記物標の中心位置とすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
所定のビーム角度ごとに順次ビームを射出してスキャンを行うレーダ装置の物標位置検出方法において，
前記ビーム角度ごとの反射ビームの強度の分布形状を求め，前記スキャンごとに前記分布形状が極大値を示す角度方向を１つの物標の中心位置として検出する工程を有し，
前記工程では，第１のスキャンにおいて１つの極大値を有する第１の分布形状が形成された後，第２のスキャンにおいて複数の極大値を有する第２の分布形状が形成され，且つ前記第１の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計と前記第２の分布形状を形成する反射ビーム本数の合計との差が基準値以下である場合は，当該第２のスキャンでは前記第２の分布形状に基づき１つの物標の中心位置を検出することを特徴とする物標位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２２２４１（Ｐ２００８−１２２２４１Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６７２１（Ｐ２００６−３０６７２１）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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