レーダ装置
【課題】
カメラを用いずに、自車の前方に存在する二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することを目的とする。
【解決手段】
レーダシステムは、自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される。第１及び第２のレーダ装置の電波照射範囲は、それぞれ、自車の走行路上で重複し、かつ、左右の隣接車線路上で重複しないように調整されてもよい。又、第１のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果、及び、第２のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果との差異に基づいて、自車の前方に存在する複数の物体を分離して検出してもよい。
カメラを用いずに、自車の前方に存在する二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することを目的とする。
【解決手段】
レーダシステムは、自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される。第１及び第２のレーダ装置の電波照射範囲は、それぞれ、自車の走行路上で重複し、かつ、左右の隣接車線路上で重複しないように調整されてもよい。又、第１のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果、及び、第２のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果との差異に基づいて、自車の前方に存在する複数の物体を分離して検出してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の自動車取付け構成及び衝突判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を用いたレーダ装置を用いて前方の障害物の有無を検出し、ブレーキを自動で作動させることで、衝突の被害を軽減する衝突被害軽減装置の需要がある。ここで、自車左前方と自車右前方に一台ずつ、それぞれ自車から等距離の位置に車両が走行している場合、あたかも前方二台の車両の中間地点に車両が存在しているかのように判断してしまうという課題があったため、当該課題を解決するための手法として、レーダ装置に加えて、カメラによる画像認識で車両位置を計測した結果を照合し、車両検出の精度を高める技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３０１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、カメラを用いているが、カメラには、雨天時や夜間の検知性能が低下するという課題がある。又、カメラのコストは、レーダと比較して割高になるという課題もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、カメラを用いずに、前方二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
【０００７】
レーダシステムは、自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カメラを用いずに、前方二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を用いて実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、レーダ装置の取付け位置を説明するための図である。図１（Ａ）では、自車１０１の前方に、２台の車両１０２ａ，１０２ｂが存在する場合を示している。
【００１１】
ＦＭＣＷ方式のレーダ装置の性能を示す距離分解能ΔＲは、変調幅Δｆに１Ｇｈｚを使用した場合、次式で計算でき、０.１５ｍとなる。ｃは光速を示す。
【００１２】
【数１】
【００１３】
ここで、図１では、自車の中央にレーダ装置１０３ｃを取付けた場合（従来技術）と、自車の中央からoffsetの距離にある左右の位置にレーダ装置１０３ｌと１０３ｒをそれぞれ取付けた場合（本発明）を、図示している。
【００１４】
従来技術の場合、前方車両を分離検知するために、自車前方に存在するそれぞれの車両の距離差は前後方向に０.１５ｍ以上必要となる。一方、本発明の場合、前方車両との距離差を０.１５ｍ以上となるoffsetは下記計算式により、１.０７ｍとなる。尚、下記計算式では、自車と前方車との車間距離は５０ｍ、前方車同士の車間は７ｍ（車線幅３.５ｍ）として計算している。
【００１５】
【数２】
【００１６】
即ち、２台のレーダ装置１０３ｌ，１０３ｒを自車の中央から１.０７ｍ以上のoffsetを設けて取付けると、並列に並ぶ２台の前方車が自車から５０ｍの距離にある場合でも、個別に位置の検出が可能となる。又、図１（Ｂ）に示すように、レーダ装置の受信波をスペクトラム波形で示すと、レーダ装置１０３ｃを中央に取付けた場合は、１１１のように１つの周波数に合成されるが、図１（Ｃ）に示すように、左端に取付けた場合１０３ｌは、１１２のように２つの周波数に分離して検出でき、それぞれの周波数で個別に角度の算出が可能となる。
【００１７】
以上のように、２台のレーダ装置の何れか一方は確実に複数の前方車を分離検知できる。
【００１８】
次に、衝突被害軽減のブレーキを行うか否かの判断を行う障害物検知装置は、左右２台のレーダ装置の検出結果を組み合わせて、前方車両との衝突可能性の有無を判断する。しかし、２台のレーダ装置の結果は、それぞれの取付け位置の誤差や、検出誤差によって、検出した前方車両の位置に多少の誤差を持つため、ある程度の範囲で組み合わせ処理を行う必要がある。ここでは、第一の実施形態で得られる２台のレーダ装置の検出結果を組み合わせる処理方法を、図２を用いて説明する。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、２台のレーダ装置の電波照射範囲にある前方車の実際の位置２０１に対して、左側のレーダ装置で検出した位置が２０２ｌ、右側のレーダ装置で検出した結果が２０２ｒだったと仮定する。この時、障害物検知装置は、２０２ｌを中心に、例えば乗用車の半分の車幅２０３の範囲で、２０２ｒの結果の有無を探索する。２０２ｒの結果があれば同一の車両と判断し、その中間の位置２０４を出力する。ところが、図２（Ｂ）に示すように、右側のレーダ装置において、前方車２０５ａ，２０５ｂのように距離差が少なく、虚像２０５ｃとして検出している場合は、図３に示す処理手順で結果を出力する。以下、図３について説明する。
【００２０】
障害物検知装置は、左側のレーダ装置の結果を中心に上記の組み合わせ処理を行う（ＳＴＥＰ１）。次に、左側のレーダ装置で検出した全ての車両についてＳＴＥＰ１を実施したか否かを判断し、未完の場合はＳＴＥＰ１へ戻る（ＳＴＥＰ２）。そして、左側のレーダ装置で検出した全ての車両について、組み合わせ処理が出来たか否か判断し、できた場合、当該組み合わせ処理の結果を出力する（ＳＴＥＰ３）。
【００２１】
ＳＴＥＰ３において、組み合わせできない車両が残っていた場合、電波照射範囲に応じて判断方法を区別して組み合わせを行う（ＳＴＥＰ４）。まず、車両の位置が左側のレーダ装置のみの電波照射範囲であれば、左側のレーダ装置の検出結果として採用する（ＳＴＥＰ５）。次に、右側のレーダ装置のみの電波照射範囲であれば、同じく、右側のレーダ装置の検出結果として採用する（ＳＴＥＰ６）。最後に、車両の位置が左右のレーダ装置の電波照射範囲が重複する場合、他にも組み合わせが出来ていない車両があるか探索し（ＳＴＥＰ７）、ある場合は、その車両との間で右側のレーダ装置の検出した車両が存在するか探索する（ＳＴＥＰ８）。存在する場合、右側のレーダ装置で虚像を検出したと判断し、ＳＴＥＰ５の左側のレーダ装置の位置を採用する。一方、ＳＴＥＰ８で車両間に組み合わせ出来る車両が存在しなかった場合は、不明な車両として破棄する（ＳＴＥＰ９）。又、ＳＴＥＰ７において、左側のレーダ装置に組み合わせできない車両が１台しかない場合は、右側のレーダに対してａの範囲の処理を実施する（ＳＴＥＰ１０）。
【００２２】
尚、上記処理を、左右のレーダ装置を入れ替えて行ってもよい。
【実施例２】
【００２３】
図４は、自車に２台のレーダ装置を両端に取付けた様子を示す図である。ここでは、自車９００に２台のレーダ装置９０１ｌ，９０１ｒを自車の両端に取付けるもので、かつ、それぞれのレーダ装置の電波照射範囲を、自車の走行路において重複するように調整したものである。
【００２４】
この例では、左端のレーダ装置９０１ｌは自車の走行路及び右側の隣接車線を照射範囲９０２ｌとし、右端のレーダ装置９０１ｒは自車の走行路及び左側の隣接車線を照射範囲９０２ｒとしている。ここでいう照射範囲とは、例えば、レーダ装置が前方車両からの反射波を受信した場合、車両からの反射波と判断できる十分な電波の強度を受信できる範囲としている（一般的には、電波強度を前方車両との距離で正規化したRadar Cross Sectionと呼ばれる単位で算出し、乗用車のRadar Cross Sectionを１０ｄＢｓｍとしている）。
【００２５】
このレーダ装置の取付け方法を採用した場合、図５から図７に示す走行シーンにおいて、左右のレーダ装置の検出結果から、前方車両の正確な位置を計測する方法を以下に説明する。
【００２６】
図５の場合、２台のレーダ装置５０３ｌ，５０３ｒともに電波照射範囲に前方車があるため、それぞれのレーダ装置にて前方車の位置を計測することができ、かつその位置は一致する。従って、電波照射範囲が重複する範囲で、２台のレーダ装置の検出結果が一致する場合は、実際の車両の位置を計測できていると判断し、その結果を採用する。
【００２７】
図６の場合、２台のレーダ装置６０３ｌ，６０３ｒの検出結果は、６０３ｌは６０２ｂの車両が照射範囲にあるため検出でき、６０３ｒは、６０２ａを検出できる。このように、電波照射範囲が重複しない領域で、２台のレーダ装置が不一致となる検出結果を出力する場合は、隣接車線に前方車があるものと判断し、それぞれの検出結果を採用する。
【００２８】
図７の場合、自車の両端に取付けたレーダ装置７０３ｌ，７０３ｒは、自車の左端に取付けたレーダ装置７０３ｌは、電波照射範囲の７０２ａのみを検出でき、７０３ｒは７０２ａ及び７０２ｂを検出する。この時、レーダ装置７０３ｒに対して２台の前方車が分離検知できない距離差に位置する場合、２台の前方車両の角度が合成され、その間に合成された結果が虚像として検出される場合がある。その場合、電波照射領域の重複する領域で検出結果の不一致が起きているため、電波照射の重複領域で前方車を検出できなかった右側のレーダ装置７０３ｒが虚像を検出していると判断し、左側のレーダ装置７０３ｌの検出結果を採用する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】レーダ装置の取付け位置を説明するための図。
【図２】実施例１の組み合わせ処理方法を説明するための図。
【図３】実施例１の組み合わせ処理順序を説明するための図。
【図４】実施例２のレーダ装置取付けを示す図。
【図５】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【図６】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【図７】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００３０】
１０１ 自車
１０２ 前方車
１０３ レーダ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の自動車取付け構成及び衝突判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を用いたレーダ装置を用いて前方の障害物の有無を検出し、ブレーキを自動で作動させることで、衝突の被害を軽減する衝突被害軽減装置の需要がある。ここで、自車左前方と自車右前方に一台ずつ、それぞれ自車から等距離の位置に車両が走行している場合、あたかも前方二台の車両の中間地点に車両が存在しているかのように判断してしまうという課題があったため、当該課題を解決するための手法として、レーダ装置に加えて、カメラによる画像認識で車両位置を計測した結果を照合し、車両検出の精度を高める技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３０１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、カメラを用いているが、カメラには、雨天時や夜間の検知性能が低下するという課題がある。又、カメラのコストは、レーダと比較して割高になるという課題もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、カメラを用いずに、前方二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
【０００７】
レーダシステムは、自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カメラを用いずに、前方二台の車両の中間地点に車両が存在している、という誤検知を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を用いて実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、レーダ装置の取付け位置を説明するための図である。図１（Ａ）では、自車１０１の前方に、２台の車両１０２ａ，１０２ｂが存在する場合を示している。
【００１１】
ＦＭＣＷ方式のレーダ装置の性能を示す距離分解能ΔＲは、変調幅Δｆに１Ｇｈｚを使用した場合、次式で計算でき、０.１５ｍとなる。ｃは光速を示す。
【００１２】
【数１】
【００１３】
ここで、図１では、自車の中央にレーダ装置１０３ｃを取付けた場合（従来技術）と、自車の中央からoffsetの距離にある左右の位置にレーダ装置１０３ｌと１０３ｒをそれぞれ取付けた場合（本発明）を、図示している。
【００１４】
従来技術の場合、前方車両を分離検知するために、自車前方に存在するそれぞれの車両の距離差は前後方向に０.１５ｍ以上必要となる。一方、本発明の場合、前方車両との距離差を０.１５ｍ以上となるoffsetは下記計算式により、１.０７ｍとなる。尚、下記計算式では、自車と前方車との車間距離は５０ｍ、前方車同士の車間は７ｍ（車線幅３.５ｍ）として計算している。
【００１５】
【数２】
【００１６】
即ち、２台のレーダ装置１０３ｌ，１０３ｒを自車の中央から１.０７ｍ以上のoffsetを設けて取付けると、並列に並ぶ２台の前方車が自車から５０ｍの距離にある場合でも、個別に位置の検出が可能となる。又、図１（Ｂ）に示すように、レーダ装置の受信波をスペクトラム波形で示すと、レーダ装置１０３ｃを中央に取付けた場合は、１１１のように１つの周波数に合成されるが、図１（Ｃ）に示すように、左端に取付けた場合１０３ｌは、１１２のように２つの周波数に分離して検出でき、それぞれの周波数で個別に角度の算出が可能となる。
【００１７】
以上のように、２台のレーダ装置の何れか一方は確実に複数の前方車を分離検知できる。
【００１８】
次に、衝突被害軽減のブレーキを行うか否かの判断を行う障害物検知装置は、左右２台のレーダ装置の検出結果を組み合わせて、前方車両との衝突可能性の有無を判断する。しかし、２台のレーダ装置の結果は、それぞれの取付け位置の誤差や、検出誤差によって、検出した前方車両の位置に多少の誤差を持つため、ある程度の範囲で組み合わせ処理を行う必要がある。ここでは、第一の実施形態で得られる２台のレーダ装置の検出結果を組み合わせる処理方法を、図２を用いて説明する。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、２台のレーダ装置の電波照射範囲にある前方車の実際の位置２０１に対して、左側のレーダ装置で検出した位置が２０２ｌ、右側のレーダ装置で検出した結果が２０２ｒだったと仮定する。この時、障害物検知装置は、２０２ｌを中心に、例えば乗用車の半分の車幅２０３の範囲で、２０２ｒの結果の有無を探索する。２０２ｒの結果があれば同一の車両と判断し、その中間の位置２０４を出力する。ところが、図２（Ｂ）に示すように、右側のレーダ装置において、前方車２０５ａ，２０５ｂのように距離差が少なく、虚像２０５ｃとして検出している場合は、図３に示す処理手順で結果を出力する。以下、図３について説明する。
【００２０】
障害物検知装置は、左側のレーダ装置の結果を中心に上記の組み合わせ処理を行う（ＳＴＥＰ１）。次に、左側のレーダ装置で検出した全ての車両についてＳＴＥＰ１を実施したか否かを判断し、未完の場合はＳＴＥＰ１へ戻る（ＳＴＥＰ２）。そして、左側のレーダ装置で検出した全ての車両について、組み合わせ処理が出来たか否か判断し、できた場合、当該組み合わせ処理の結果を出力する（ＳＴＥＰ３）。
【００２１】
ＳＴＥＰ３において、組み合わせできない車両が残っていた場合、電波照射範囲に応じて判断方法を区別して組み合わせを行う（ＳＴＥＰ４）。まず、車両の位置が左側のレーダ装置のみの電波照射範囲であれば、左側のレーダ装置の検出結果として採用する（ＳＴＥＰ５）。次に、右側のレーダ装置のみの電波照射範囲であれば、同じく、右側のレーダ装置の検出結果として採用する（ＳＴＥＰ６）。最後に、車両の位置が左右のレーダ装置の電波照射範囲が重複する場合、他にも組み合わせが出来ていない車両があるか探索し（ＳＴＥＰ７）、ある場合は、その車両との間で右側のレーダ装置の検出した車両が存在するか探索する（ＳＴＥＰ８）。存在する場合、右側のレーダ装置で虚像を検出したと判断し、ＳＴＥＰ５の左側のレーダ装置の位置を採用する。一方、ＳＴＥＰ８で車両間に組み合わせ出来る車両が存在しなかった場合は、不明な車両として破棄する（ＳＴＥＰ９）。又、ＳＴＥＰ７において、左側のレーダ装置に組み合わせできない車両が１台しかない場合は、右側のレーダに対してａの範囲の処理を実施する（ＳＴＥＰ１０）。
【００２２】
尚、上記処理を、左右のレーダ装置を入れ替えて行ってもよい。
【実施例２】
【００２３】
図４は、自車に２台のレーダ装置を両端に取付けた様子を示す図である。ここでは、自車９００に２台のレーダ装置９０１ｌ，９０１ｒを自車の両端に取付けるもので、かつ、それぞれのレーダ装置の電波照射範囲を、自車の走行路において重複するように調整したものである。
【００２４】
この例では、左端のレーダ装置９０１ｌは自車の走行路及び右側の隣接車線を照射範囲９０２ｌとし、右端のレーダ装置９０１ｒは自車の走行路及び左側の隣接車線を照射範囲９０２ｒとしている。ここでいう照射範囲とは、例えば、レーダ装置が前方車両からの反射波を受信した場合、車両からの反射波と判断できる十分な電波の強度を受信できる範囲としている（一般的には、電波強度を前方車両との距離で正規化したRadar Cross Sectionと呼ばれる単位で算出し、乗用車のRadar Cross Sectionを１０ｄＢｓｍとしている）。
【００２５】
このレーダ装置の取付け方法を採用した場合、図５から図７に示す走行シーンにおいて、左右のレーダ装置の検出結果から、前方車両の正確な位置を計測する方法を以下に説明する。
【００２６】
図５の場合、２台のレーダ装置５０３ｌ，５０３ｒともに電波照射範囲に前方車があるため、それぞれのレーダ装置にて前方車の位置を計測することができ、かつその位置は一致する。従って、電波照射範囲が重複する範囲で、２台のレーダ装置の検出結果が一致する場合は、実際の車両の位置を計測できていると判断し、その結果を採用する。
【００２７】
図６の場合、２台のレーダ装置６０３ｌ，６０３ｒの検出結果は、６０３ｌは６０２ｂの車両が照射範囲にあるため検出でき、６０３ｒは、６０２ａを検出できる。このように、電波照射範囲が重複しない領域で、２台のレーダ装置が不一致となる検出結果を出力する場合は、隣接車線に前方車があるものと判断し、それぞれの検出結果を採用する。
【００２８】
図７の場合、自車の両端に取付けたレーダ装置７０３ｌ，７０３ｒは、自車の左端に取付けたレーダ装置７０３ｌは、電波照射範囲の７０２ａのみを検出でき、７０３ｒは７０２ａ及び７０２ｂを検出する。この時、レーダ装置７０３ｒに対して２台の前方車が分離検知できない距離差に位置する場合、２台の前方車両の角度が合成され、その間に合成された結果が虚像として検出される場合がある。その場合、電波照射領域の重複する領域で検出結果の不一致が起きているため、電波照射の重複領域で前方車を検出できなかった右側のレーダ装置７０３ｒが虚像を検出していると判断し、左側のレーダ装置７０３ｌの検出結果を採用する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】レーダ装置の取付け位置を説明するための図。
【図２】実施例１の組み合わせ処理方法を説明するための図。
【図３】実施例１の組み合わせ処理順序を説明するための図。
【図４】実施例２のレーダ装置取付けを示す図。
【図５】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【図６】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【図７】実施例２の前方車位置の判断方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００３０】
１０１ 自車
１０２ 前方車
１０３ レーダ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、
自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、
前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される、レーダシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２のレーダ装置の電波照射範囲は、それぞれ、前記自車の走行路上で重複し、かつ、左右の隣接車線路上で重複しないように調整される、請求項１記載のレーダシステム。
【請求項３】
前記第１のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果、及び、前記第２のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果との差異に基づいて、前記自車の前方に存在する複数の物体を分離して検出する、請求項２記載のレーダシステム。
【請求項１】
自車左前方に設置された第１のレーダ装置と、
自車右前方に設置された第２のレーダ装置と、を備え、
前記第１及び第２のレーダ装置は、それぞれ、前方に存在する複数の物体を分離して検出するための分解能の間隔をおいて設置される、レーダシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２のレーダ装置の電波照射範囲は、それぞれ、前記自車の走行路上で重複し、かつ、左右の隣接車線路上で重複しないように調整される、請求項１記載のレーダシステム。
【請求項３】
前記第１のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果、及び、前記第２のレーダ装置の電波照射範囲から得られる検出結果との差異に基づいて、前記自車の前方に存在する複数の物体を分離して検出する、請求項２記載のレーダシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２２４５５（Ｐ２００９−２２２４５５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６５０７４（Ｐ２００８−６５０７４）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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