レーダ装置
【課題】自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、前方にある反射物体を自車が跨いで走行可能な低位置物体であると判別できるレーダ装置を提供する。
【解決手段】同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部１８と、相関係数算出部１８が算出した相関係数が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
【解決手段】同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部１８と、相関係数算出部１８が算出した相関係数が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車に搭載されたレーダ装置と該レーダ装置から送信された電波を反射する物体（反射物体）との相対距離や相対速度、反射物体の水平方向角度あるいは反射物体で反射される電波の反射強度などを測定する装置に係わり、特に、自車前方の反射物体が、自車が跨いで走行可能な低位置物体であるか否かを判別可能なレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーダ装置によって測定される「自車と反射物体との相対距離や相対速度」、「反射物体の水平方向角度」あるいは「反射物体で反射される電波の反射強度」などの測定結果は、「自車と自車走行車線上の前方車両との車間距離を一定に保つ車間距離制御システム」、「渋滞環境下で前方車両に追従走行を行う低車速追従走行システム」、「車間距離制御システムの機能を停止制御まで拡張した全車速域車間距離制御システム」、「前方車両に追突する可能性がある場合、自動的に緊急制動を行い、追突被害を軽減する衝突被害軽減ブレーキシステム」などのような、ドライバの運転負荷軽減、利便性向上、危険に対する注意喚起、事故回避、被害軽減などを狙った走行支援システムで活用されている。
【０００３】
一般に、このような走行支援システムで使用されるレーダ装置は、反射物体の水平方向（左右方向）の角度は測定するが、垂直方向（上下方向）方向の角度は測定しないため、反射物体の垂直方向の角度を測定するためのアンテナやビームの方向を切り替える機構が不要となり、構成を簡単化でき、コストも抑えることができるという特長を持つ。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置は、「反射物体の垂直方向の角度である高さ情報」を得ることができないため、「自車が跨いで走行可能な空き缶、鉄板、マンホール蓋、道路鋲（キャッツアイ）、ポールなどの低位置物体」と「自車が跨いで走行不可能な車両、大型障害物などの非低位置物体」とを判別することができない。このため、前方の反射物体が、「低位置物体であるか」あるいは「非低位置物体であるか」にかかわらず、車両の走行支援システムが作動し、運転者に違和感を与えかねないという課題があった。
【０００５】
そこで、特開２０１０−１６２９７５号公報（特許文献１）に示された従来技術では、レーダ装置で検出した反射物体の反射強度が閾値より強く、画像センサによる反射物体画像が探索空間の下部領域以外の撮影画像から検出された場合に、反射物体を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を回避している。
【０００６】
また、特許第３９６６６７３号公報（特許文献２）に示された従来技術では、レーダ装置で検出した反射物体の中から「静止物」を抽出し、抽出された「静止物」の中から「自車の予想進路上にある反射物体」を抽出し、抽出された「自車の予想進路上にある反射物体」の中から「中遠距離での反射強度のばらつきが第１閾値以下の反射物体」を抽出し、抽出された「中遠距離での反射強度のばらつきが第１閾値以下の反射物体」の中から「至近距離での反射強度の減少率が第２閾値以下であり、且つ反射強度が第３閾値以下である反射物体」を抽出する。そして、この抽出された反射物体（すなわち、至近距離での反射強度の減少率が第２閾値以下であり、且つ反射強度が第３閾値以下である反射物体）を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６２９７５号公報
【特許文献２】特許第３９６６６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載されたレーダ装置では、上述したように、反射強度そのものの強弱を低位置物体か否かの判定指標の一つとしている。しかし、元来、レーダ装置で測定される反射強度は、反射物体の材質や形状によって異なるため、反射強度そのものの強弱のみを判定指標とすることは望ましくない。
例えば、低位置物体の中でも鉄板やマンホール蓋などの金属製の反射物体は反射強度が強いため、車両などの非低位置物体と同等の反射強度になる場合があり、一方で、非低位置物体の中でも人やバイクなどの反射物体は反射強度が弱いため、空き缶などの低位置物体と同等の反射強度になる場合がある。
【０００９】
また、反射強度は路面マルチパスによっても変化しうる。路面マルチパスとは、「レーダ装置から電波が送信され、直接反射物体に当たってレーダ装置で受信される電波」と「一度路面に反射してからレーダ装置で受信される電波」との干渉によって生じる現象であって、レーダ装置と反射物体との相対距離に依存して反射物体の反射強度を変動させる。
一般に、反射物体の高さが高いほど、レーダ装置で送信した電波が一度路面に反射してからレーダ装置で受信されやすいため、路面マルチパスによる影響が大きく、一方で、反射物体の高さが低いほど、路面マルチパスによる影響は小さい。特に、反射物体の高さが０ｍｍ（路面）の場合、路面マルチパスの影響はない。
このため、車両等の反射物体の高さが高い反射物体の場合、反射強度は路面マルチパスにより大きく変動しやすく、レーダ装置と反射物体との相対距離によっては、車両などの非低位置物体の反射強度の方が、空き缶などの低位置物体の反射強度よりも弱くなる場合もある。
さらに言えば、レーダ装置の個体差などによっても反射強度は変化しうる。
【００１０】
このように、反射強度そのものの強弱は変化しうるため、特許文献１の方法では、反射強度そのものの強弱だけでなく、画像センサによる反射物体画像が探索空間の下部領域以外の撮影画像から検出された場合、反射物体を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を回避している。
しかし、この方法ではレーダ装置と画像センサを組み合わせた複雑な構成となり、コストが嵩むという課題がある。
【００１１】
一方、特許文献２の方法では、反射強度そのものではなく、高さが高い反射物体が路面マルチパスによる影響を受けて反射強度が大きく変動する点に着目して、反射強度のばらつきという反射強度の相対的な特徴から低位置物体であるか否かを判別している。
そのため、レーダ装置単体で得られる反射物体の測定結果のみから低位置物体であるか否かを判別することができるものの、反射強度のばらつきを算出するためには、レーダ装置で検出された各々の反射物体に対して、過去の信号処理周期での相対距離と反射強度を長期間蓄積する必要があり、メモリなどの記憶領域を圧迫するという課題があった。
また、至近距離での反射強度の減少率を算出する必要があるため、至近距離まで低位置物体であるか否かを判別できず、走行支援システムが作動してしまう可能性がある。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、レーダ装置単体で得られる反射物体の測定結果のうち、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定信号処理周期での相対距離と反射強度の線型性（後述する相関係数あるいは残差）から、反射物体が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができるレーダ装置を提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部と、前記相関係数算出部が算出した前記相関係数が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えるものである。
【００１４】
また、この発明に係るレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部と、前記残差算出部が算出した前記残差が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、相関係数算出部が算出した相関係数あるいは残差算出部が算出した残差が所定条件である場合に、反射物体が低位置物体であると判別するので、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で、前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係わるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係わるレーダ方程式による相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図３】実施の形態１に係わる垂直ビームパターンによる反射強度係数と垂直方向角度との関係を表すグラフである。
【図４】実施の形態１に係わる垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れた場合の相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図５】実施の形態１に係わるマルチパスおよび垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れた場合の相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図６】実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係わるレーダ装置のブロック図である。
【図９】実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明に係るレーダ装置の一実施の形態例について説明する。
なお、図１と図８において、同一符号は同一または相当でものあることを表す。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置について、図１から図７までを参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態1によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１はレーダ装置、２は走行速度測定部、３は走行路推定部、４は車両制御部、５は反射物体である。
また、１０は制御部、１１は送受信部、１２は送受波部、１３は測定部、１４は静止物判別部、１５は予測進路上判別部、１６は記憶部、１７は同定部、１８は相関係数算出部、１９は低位置物体判別部である。
【００１８】
制御部１０は、例えば、専用のロジック回路、汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）内のプログラム、あるいは両者の組み合わせで構成され、以下で述べるようにレーダ
装置１の各構成要素（すなわち、送受信部１１、・・・測定部１３、・・・低位置物体判別部１９など）の動作タイミングなどを制御する。
送受信部１１と送受波部（アンテナ）１２は、制御部１０の制御により、送受信部１１で生成された送信信号が、送受波部１２で送信電波として空間に送波され、反射物体５などで反射した電波を送受波部１２が受波し、送受信部１１が受信信号に変換する。
【００１９】
制御部１０で「受信信号の入力タイミングや測定結果の出力タイミング」が制御される測定部１３は、制御部１０と同様に、専用のロジック回路、汎用のＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）内のプログラム、あるいは両者の組み合わせで構成されている。
そして、測定部１３は、使用するレーダ方式や測角方式に対応する測定用信号処理を実施し、レーダ装置１と反射物体５の相対距離Dstと相対速度Vlc（接近方向が負）、および反射物体の水平方向角度Aglと反射強度Ampなどの「反射物体情報」を測定結果として得る。
なお、送受信部１１で生成された送信信号は、送受波部１２によって送信電波として空間に送波され、反射物体５などで反射される。反射物体５で反射した電波は、送受波部１２で受波し、送受信部１１でデジタルデータの受信信号に変換される。その後、デジタルデータに変換され受信信号は、測定部１３に入力される。
【００２０】
なお、相対距離Dst、相対速度Vlc、反射強度Amを測定するため、送受信部１１は、レーダ方式として公知であるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式や、パ
ルスドップラー方式などが実現できるよう構成され、制御部１０が送受信のタイミングなどを制御する。
また、水平方向角度Aglを測定するため、送受波部１２は、測角方式として公知である
「モノパルス測角方式用に水平方向について送受電波の向きが変えられる機構」や「アレー信号処理測角方式用に複数の送波、受波素子」などを備え、制御部１０が、送受電波の向きの制御や、複数素子での送波や受波のタイミングなどを制御する。
【００２１】
測定部１３からは、全ての反射物体５（反射物体５は１個とは限らない）に関する測定結果（相対距離Dst、相対速度Vlc、反射物体の水平方向角度Agl、反射強度Amp）が静止物判別部１４へ出力される。
静止物判別部１４は、走行速度測定部２により得られたレーダ搭載車両（すなわち、自車）の走行速度Vselfと測定部１３により得られた反射物体５との相対速度Vlcから、「反射物体５が停止物であるか否か」を判別する。
具体的には、反射物体５の対地速度Vearthを以下の式（１）で算出し、Vearthの絶対値が所定値（例えば１km/h）以下の反射物体５を静止物であると判別する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
さらに、予測進路上判別部１５は、走行速度測定部２と走行路推定部３により得られた自車の予測進路から、反射物体５が自車の予測進路上に存在するか否かを判別する。
具体的には、レーダ搭載車両の走行速度Vself、ヨーレート、ステアリングホイールの
操舵角、横方向加速度などから自車の予測進路を算出する。
【００２４】
また、反射物体５が静止物判別部１４により静止物と判別され、且つ予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に存在すると判別された場合、反射物体５の測定結果（すなわち、レーダ装置１と反射物体５の相対距離Dstと相対速度Vlc、および反射物体の水平方向角度Aglと反射強度Amp）は、制御部１０の制御により記憶部１６へ出力される。
記憶部１６は、制御部１０の制御により今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、反射物体５の測定結果（相対距離Dst、相対速度Vlc、反射物体の水平方向角度Agl、反射強度Amp）を記憶する。
そして、記憶部１６からは、静止物判別部１４で静止物と判別され、予測進路上判別部１５で予測進路上に存在する判別された反射物体５のみの測定結果が同定部１７に出力される。
【００２５】
次に、同定部１７は、記憶部１６により記憶した前回の信号処理周期の測定結果と今回の信号処理周期の測定結果から、時系列で同一の反射物体５を同定する。
この同定は、毎回の信号処理周期（例えば１００ｍｓｅｃ）毎に実施し、同一の反射物体５を同定し続ける。
具体的には、記憶部１６に記憶した所定周期分の測定結果において、前回の信号処理周期の測定結果から今回の予測値を予測（例えば線型予測法にて）し、予測値と今回の信号処理周期の測定結果との差が最も小さい反射物体を同一の反射物体であると判断する。
時系列で同一の反射物体５であると判断されたものには、毎回の信号処理周期で同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられる。なお、同定部１７で実施される処理は、同一の反射物体を毎回の信号処理周期で同定できる方法であれば、他の方法であっても良い。
【００２６】
制御部１０は、同定部１７の処理を終えた後で、相関係数算出部１８、低位置物体判別部１９を順に制御し、反射物体５が低位置物体であるか否かを判別する。
まず、相関係数算出部１８は、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が所定値（例えば１０回）以上の場合、反射強度が相対距離の二乗に反比例すること（レーダ方程式）およびレーダ装置１の垂直ビームパターンに比例することを利用して、測定結果の相対距離、反射強度から相関係数（ピアソンの積率相関係数）を算出する。
具体的には、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去n回までの所定周期（合計n+1回）で得られた測定結果である相対距離Dsti、（i=0,1,2,3,…,n）、反射強度Ampi、（i=0,1,2,3,…,n）から、相関係数r
を以下の式（２）で算出する。
【００２７】
【数２】
【００２８】
式（２）において、“上線付のDst”および“上線付のAmp”は、それぞれDsti,Ampiの
相加平均であり、相関係数rは、Dsti,Ampiの共分散を夫々の標準偏差で割ったものに等しい。
なお、i=0の場合が今回の信号処理周期で得られた測定結果である。
【００２９】
ここで、相関係数算出部１８で算出する相関係数について詳細に説明する。
ある反射物体５の反射強度は、レーダ方程式によりレーダ装置１と反射物体５との相対距離の二乗に反比例する。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ（乗用車のフロントグリル周辺と仮定）、反射物体５の高さを６００ｍｍとした場合について、横軸をレーダ装置１と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度として表すと、図２で示したグラフになる。なお、距離６０ｍにおける反射物体５の反射強度を０ｄＢとした。
【００３０】
次に、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇ（すなわち、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが同じ）である角度を基準とし、他の垂直方向角度（上向きが正）における反射強度が、図３の垂直ビームパターンで表されるレーダ装置１を想定する。
なお、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇである角度を基準とした他の垂直方向角度の反射強度を、垂直ビームパターンによる反射強度係数と呼ぶこととする。
【００３１】
図３に示すように、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度に伴って変化する。レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０．０ｄｅｇの場合、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、０．０ｄＢで、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が−２．０ｄｅｇ（下向き）の場合、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、−６．７ｄＢとなる。
よって、レーダ装置１と反射物体５との反射強度は、レーダ装置１と反射物体５との相対距離の二乗に反比例する値へ、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度に伴う垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れなければならない。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ、反射物体５の高さを６００ｍｍ、０ｍｍ（路面）の２種類とした場合について、横軸をレーダ装置と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度として表すと、図４のようになる。
【００３２】
図４に示すように、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが同じ場合は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇなので、垂直ビームパターンによる反射強度係数が０ｄＢとなり、反射物体５の反射強度は、反射物体５との相対距離の二乗に反比例する。
一方、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが異なる場合は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が相対距離により異なるため、垂直ビームパターンによる反射強度係数も相対距離により異なり、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれて線型に増加し、ある相対距離で急激に減少する。
例えば、相対距離が１７．１ｍで反射物体５の高さが０ｍｍの場合、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が−２．０ｄｅｇのため、反射物体５の高さが６００ｍｍの反射強度と比べ、−６．７ｄＢとなっている。
【００３３】
ところで、反射物体５の反射強度は路面マルチパスにより変化する。一般に、反射物体５の高さが高いほどレーダ装置１で送信した電波が一度路面に反射してからレーダ装置１で受信されやすいため、路面マルチパスによる影響が大きく、一方で、反射物体５の高さが低いほど路面マルチパスによる影響は小さい。特に、反射物体５の高さが０ｍｍ（路面）の場合、路面マルチパスの影響はない。
このため、車両などの反射物体５の高さが高い反射物体５の場合、反射物体５の反射強度は路面マルチパスを考慮しなければならない。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ、反射物体５の高さを６００ｍｍ、０ｍｍの２種類とした場合について、横軸をレーダ装置１と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度（路面マルチパス考慮）として表すと、図５のようになる。
【００３４】
図５に示すように、反射物体５の高さが６００ｍｍで、路面マルチパスの影響が大きい場合、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれて大きく変動する。一方、反射物体５の高さが０ｍｍの場合、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれ、線型に増加する（〜２０ｍ）関係がある。
また、図には示していないが、反射物体５の高さが１００ｍｍ程度以下の低位置物体の場合も同様、路面マルチパスの影響が少なく、相対距離が近づくにつれ、ほぼ線型に増加する（〜２０ｍ）関係がある。
【００３５】
以上より、反射物体５の高さが６００ｍｍで、路面マルチパスの影響が大きい場合は、相関係数は、相対距離が近づくにつれ、大きく変動するため、０に近い値となる。
一方、反射物体５の高さが１００ｍｍ程度以下の低位置物体の場合、相対距離が近づくにつれ、ほぼ線型に増加（〜２０ｍ）するため、相関係数は負の相関となり、−１に近い値となる。
次に、低位置物体判別部１９では、同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、相関係数算出部１８で算出した相関係数が所定範囲（例えば−０．９から―１．０まで）である場合、反射物体５が低位置物体であると判別する。
最後に、低位置物体か否かを判別された反射物体５は、車両制御部４に出力され、車両制御部４は、反射物体５が低位置物体の場合、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和する。
【００３６】
以下、図６および図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１の動作について詳細に説明する。
なお、図６は、実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートであり、図７は、実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
図６を参照して、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理について説明する。
まず、送受信部１１、送受波部１２、測定部１３の処理によって、使用するレーダ方式や測角方式に対応する測定用信号処理を実施して、今回の信号処理周期のレーダ装置１と反射物体５との測定結果を得る（ステップＳ１０１）。
ここで、測定部１３の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５の個数Ｎをカウントして記憶する（ステップＳ１０２）。なお、反射物体の個数Ｎをカウントして記憶するのは、反射物体が１個とは限らないためである。
【００３７】
続いて、静止物判定部１４の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５が静止物であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０３において、反射物体５が静止物（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップＳ１０３において、反射物体５が静止物でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。
次に、予測進路上判別部１５の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５が自車の予測進路上に存在するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４において、反射物体５が自車の予測進路上に存在する（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０５に進む。
一方、ステップＳ１０４において、自車の予測進路上に存在しない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。
【００３８】
次に、記憶部１６の処理によって、今回の信号処理周期で静止物、且つ自車の予測進路上と判定された測定結果を記憶する（ステップＳ１０５）。
なお、記憶部１６は、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３による測定結果を記憶することができるものとする。
ここで、測定部１３の処理によって、ステップＳ１０２でカウントした「今回の信号処理周期で得られた反射物体５の個数Ｎ」分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０７に進む。
一方、ステップＳ１０６において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０３に戻って、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理が繰り返し実行される。
【００３９】
続いて、同定部１７の処理によって、前回の信号処理周期と今回の信号処理周期の測定結果から時系列で同一反射物体５であると考えられるものを同定する。
なお、時系列で同一反射物体５であると判断されたものには、毎回の信号処理周期で同じ反射物体番号ＩＤを割り当てる（ステップＳ１０７）。
ここで、同定部１７の処理によって、今回の信号処理周期で割り当てられた反射物体番号ＩＤの個数Ｍをカウントして記憶する（ステップＳ１０８）。
なお、反射物体番号ＩＤの個数Ｍをカウントして記憶するのは、反射物体番号ＩＤが１個とは限らないためである。
【００４０】
次に、図７を参照して、ステップＳ１０８の処理に続いてステップＳ１０９〜ステップＳ１１５の処理について説明する。
同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が測定周期閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。
測定周期が少ないと、誤差の影響が大きく、低位置物体であると判別する精度が十分に得られないため、ステップＳ１０９は、低位置物体であると判別する精度を確保するために必要な条件である。
ステップＳ１０９において、測定周期が測定周期閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１０に進む。
一方、ステップＳ１０９において、測定周期が測定周期閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４１】
次に、同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、反射物体５を初めて測定した信号処理周期から自車移動距離が自車移動距離閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
自車移動距離が十分でない場合は、反射強度の相対距離に対する変化を十分に測定できず、低位置物体の判別を誤る恐れがある。そのため、ステップＳ１１０はこのような判別
誤りを防ぐために必要な判定条件である。
なお、自車の移動した距離は、走行速度測定部２により得られたレーダ搭載車両の走行速度と反射物体５をはじめて測定した信号処理周期からの経過時間によって計算される。
ステップＳ１１０において、自車移動距離が自車移動距離閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１１に進む。一方、ステップＳ１１０において、自車移動距離が自車移動距離閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４２】
次に、同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、反射物体５を最後に測定した信号処理周期の相対距離が相対距離閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
相対距離が相対距離閾値以下であると、反射強度は相対距離が近づくにつれ、急激に減少する。すなわち、相関係数が負の相関でなく、−１から大きく乖離して、低位置物体の判別を誤る恐れがあるため、ステップＳ１１１はこのような判別誤りを防ぐために必要な判定条件である。
ステップＳ１１１において、相対距離が相対距離閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１２に進む。一方、ステップＳ１１１において、相対距離が相対距離閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４３】
なお、図７のフローチャートには記載していないが、ノイズフロアによる影響が大きければ反射物体５の反射強度対ノイズフロア比（信号対雑音比（ＳＮ比））が小さいため、反射物体５のＳＮ比がＳＮ比閾値以下の場合には、ステップＳ１１２へ進まないようにすることも、低位置物体であると判別する精度を向上するために有効な手段である。
【００４４】
次に、相関係数算出部１８の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期で得られた測定結果の相対距離、反射強度から相関係数を算出する（ステップＳ１１２）。
続いて、低位置物体判別部１９の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、ステップＳ１１２で算出した相関係数が所定範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
ステップＳ１１３において、相関係数が所定範囲内（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１４に進む。一方、ステップＳ１１３において、相関係数が所定範囲外（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４５】
最後に、車両制御部４の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、低位置物体と判別された場合、走行支援システムの作動を中止または緩和する（ステップＳ１１４）。
ここで、ステップＳ１０８でカウントした、今回の信号処理周期で割り当てられた反射物体番号ＩＤの個数Ｍ分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
ステップＳ１１５において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図７の処理を終了する。一方、ステップＳ１１５において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０９に戻って、ステップＳ１０９〜ステップＳ１１４の処理が繰り返し実行される。
このような処理により、反射物体５が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができる。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態１によるレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体５に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と反射物体５との相対距離と相対
速度、および反射物体５の水平方向角度と反射強度を測定する測定部１３と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する記憶部１６と、記憶部１６が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部１７と、同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部１８と、相関係数算出部１８が算出した相関係数が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
これにより、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別することができる。
【００４７】
また、実施の形態１によるレーダ装置は、さらに、自車の走行速度を測定する走行速度測定部２と、走行速度測定部２により得られた自車の走行速度と測定部１３により得られた反射物体５との相対速度から反射物体５の対地速度を算出し、算出結果に基づいて反射物体５が静止物であるか否かを判別する静止物判別部１４とを備え、記憶部１６は、静止物判別部１４により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００４８】
また、実施の形態１によるレーダ装置は、さらに、自車の予測進路を予測する走行路推定部３と、反射物体５が走行路推定部３により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部１５とを備え、記憶部１６は、予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に反射物体５が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００４９】
また、実施の形態１によるレーダ装置においては、相関係数算出部１８は、反射物体５の検出回数が測定周期閾値以上の場合に相関係数を算出し、測定周期閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、自車移動距離閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、反射物体５との相対距離が相対距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、相対距離閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、反射物体５の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に相関係数を算出し、信号対雑音比閾値以下では相関係数を算出しない。
これらにより、低位置物体判別部による低位置物体判別の信頼性向上が図れる。
【００５０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
図８は、本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図９は、実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートであり、図１０は、実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
前述した実施の形態１では、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定信号処理周期の相対距離と反射強度の線型性を判別する指標として、相関係数を用いた場合について説明した。
実施の形態２では、線型性を判別する指標として、最小二乗法により算出した一次式との残差を用いた場合について説明する。
【００５１】
図８において、２８は残差算出部であり、その他は、実施の形態１の図１と同じ構成であり、その説明を省略する。
残差算出部２８は、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が所定値（例えば１０回）以上の場合、測定結果の相対距離、反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、求めた一次式との残差を算出する。
具体的には、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去n回までの所定周期（合計n+1回）で得られた測定結果の相対距離Dsti、（i=0,1,2,3,…,n）、反射強度Ampi、（i=0,1,2,3,…,n）から残差Sを以下の順
に算出する。
まず、求める一次方程式をAmp = ａ×Dst ＋bとおくと、aとbは、次の式（３）で求め
られる。
【００５２】
【数３】
【００５３】
【数４】
【００５４】
次に、残差S(S>0)は、次の式（５）で求められる。
【００５５】
【数５】
【００５６】
なお、i=0の場合が、今回の信号処理周期で得られた測定結果である。
【００５７】
次に、低位置物体判別部１９では、同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、残差算出部２８で算出した残差が所定値（例えば０．１以下）である場合、反射物体５が低位置物体であると判別する。
最後に、低位置物体か否かを判別された反射物体５は、車両制御部４に出力され、車両制御部４は、反射物体５が低位置物体の場合、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和する。
【００５８】
以下、図９および図１０のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１の動作について具体的に説明する。
図９および図１０において、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、実施の形態１のステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同じであり、その説明を省略する。
ステップＳ２１１に続いて、残差算出部２８の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期で得られた測定結果の相対距離、反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、求めた一次式との残差を算出する（ステップＳ２１２）。
【００５９】
続いて、低位置物体判別部１９の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、ステップＳ２１２で算出した残差が所定範囲であるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
ステップＳ２１３において、残差が所定範囲内（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ２１４に進む。一方、ステップＳ２１３において、残差が所定範囲外（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ２１５に進む。
ステップＳ２１４〜Ｓ２１５は、ステップＳ１１４〜Ｓ１１５と同じであり、その説明を省略する。
【００６０】
このように、相関係数算出部１８（実施の形態１）に代えて残差算出部２８を用いても、反射物体５が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができる。
なお、上記実施の形態で挙げた、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期、対地速度閾値、測定周期（検出回数）閾値、自車移動距離閾値、相関係数の所定範囲、残差の所定範囲、ＳＮ比閾値などの各種値はそれぞれ、図３に示すレーダ装置１のビームパターン、レーダ装置１の固体差、レーダ装置１の検出性能などを基に適宜設定される値である。
【００６１】
以上説明したように、実施の形態２によるレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と反射物体５との相対距離と相対速度、および反射物体５の水平方向角度と反射強度を測定する測定部１３と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する記憶部１６と、記憶部１６が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部１７と、同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部２８と、残差算出部２８が算出した前記残差が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
これにより、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別することができる。
【００６２】
また、実施の形態２によるレーダ装置は、さらに、自車の走行速度を測定する走行速度測定部２と、走行速度測定部２により得られた自車の走行速度と測定部１３により得られた反射物体５との相対速度から反射物体５の対地速度を算出し、算出結果に基づいて反射物体５が静止物であるか否かを判別する静止物判別部１４とを備え、記憶部１６は、静止物判別部１４により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００６３】
また、実施の形態２によるレーダ装置は、さらに、自車の予測進路を予測する走行路推定部２と、反射物体５が走行路推定部２により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部１５とを備え、記憶部１６は、予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に反射物体５が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００６４】
また、実施の形態２によるレーダ装置においては、残差算出部２８は、反射物体５の検出回数が測定周期閾値以上の場合に残差を算出し、測定周期閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に残差を算出し、自車移動距離閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、反射物体５との相対距離が相対距離閾値以上の場合に残差を算出し、相対距離閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、反射物体５の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に残差を算出し、信号対雑音比閾値以下では残差を算出しない。
これらにより、低位置物体判別部による低位置物体判別の信頼性向上が図れる。
【００６５】
以上、実施の形態１および実施の形態２の２例について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を加えることができる。
例えば、レーダ装置の搭載高さを６００ｍｍとしたが、本発明はレーダ装置の搭載高さをこの範囲に限定するものではなく、レーダ装置の搭載高さが既知であれば他の高さでもよい。
また、線型性を判別する指標として、相関係数や最小二乗法により算出した一次式との残差としたが、線型性を判別する指標であれば、他の方法でも良い。
さらに、測定結果の相対距離、反射強度から相関係数や最小二乗法により算出した一次式との残差を算出したが、測定結果の相対距離、ＳＮ比から算出しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別できるレーダ装置の実現に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１ レーダ装置 ２ 走行速度測定部 ３ 走行路推定部、
４ 車両制御部 ５ 反射物体 １０ 制御部
１１ 送受信部 １２ 送受波部 １３ 測定部
１４ 静止物判別部 １５ 予測進路上判別部 １６ 記憶部
１７ 同定部 １８ 相関係数算出部 １９ 低位置物体判別部
２８ 残差算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車に搭載されたレーダ装置と該レーダ装置から送信された電波を反射する物体（反射物体）との相対距離や相対速度、反射物体の水平方向角度あるいは反射物体で反射される電波の反射強度などを測定する装置に係わり、特に、自車前方の反射物体が、自車が跨いで走行可能な低位置物体であるか否かを判別可能なレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーダ装置によって測定される「自車と反射物体との相対距離や相対速度」、「反射物体の水平方向角度」あるいは「反射物体で反射される電波の反射強度」などの測定結果は、「自車と自車走行車線上の前方車両との車間距離を一定に保つ車間距離制御システム」、「渋滞環境下で前方車両に追従走行を行う低車速追従走行システム」、「車間距離制御システムの機能を停止制御まで拡張した全車速域車間距離制御システム」、「前方車両に追突する可能性がある場合、自動的に緊急制動を行い、追突被害を軽減する衝突被害軽減ブレーキシステム」などのような、ドライバの運転負荷軽減、利便性向上、危険に対する注意喚起、事故回避、被害軽減などを狙った走行支援システムで活用されている。
【０００３】
一般に、このような走行支援システムで使用されるレーダ装置は、反射物体の水平方向（左右方向）の角度は測定するが、垂直方向（上下方向）方向の角度は測定しないため、反射物体の垂直方向の角度を測定するためのアンテナやビームの方向を切り替える機構が不要となり、構成を簡単化でき、コストも抑えることができるという特長を持つ。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置は、「反射物体の垂直方向の角度である高さ情報」を得ることができないため、「自車が跨いで走行可能な空き缶、鉄板、マンホール蓋、道路鋲（キャッツアイ）、ポールなどの低位置物体」と「自車が跨いで走行不可能な車両、大型障害物などの非低位置物体」とを判別することができない。このため、前方の反射物体が、「低位置物体であるか」あるいは「非低位置物体であるか」にかかわらず、車両の走行支援システムが作動し、運転者に違和感を与えかねないという課題があった。
【０００５】
そこで、特開２０１０−１６２９７５号公報（特許文献１）に示された従来技術では、レーダ装置で検出した反射物体の反射強度が閾値より強く、画像センサによる反射物体画像が探索空間の下部領域以外の撮影画像から検出された場合に、反射物体を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を回避している。
【０００６】
また、特許第３９６６６７３号公報（特許文献２）に示された従来技術では、レーダ装置で検出した反射物体の中から「静止物」を抽出し、抽出された「静止物」の中から「自車の予想進路上にある反射物体」を抽出し、抽出された「自車の予想進路上にある反射物体」の中から「中遠距離での反射強度のばらつきが第１閾値以下の反射物体」を抽出し、抽出された「中遠距離での反射強度のばらつきが第１閾値以下の反射物体」の中から「至近距離での反射強度の減少率が第２閾値以下であり、且つ反射強度が第３閾値以下である反射物体」を抽出する。そして、この抽出された反射物体（すなわち、至近距離での反射強度の減少率が第２閾値以下であり、且つ反射強度が第３閾値以下である反射物体）を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６２９７５号公報
【特許文献２】特許第３９６６６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載されたレーダ装置では、上述したように、反射強度そのものの強弱を低位置物体か否かの判定指標の一つとしている。しかし、元来、レーダ装置で測定される反射強度は、反射物体の材質や形状によって異なるため、反射強度そのものの強弱のみを判定指標とすることは望ましくない。
例えば、低位置物体の中でも鉄板やマンホール蓋などの金属製の反射物体は反射強度が強いため、車両などの非低位置物体と同等の反射強度になる場合があり、一方で、非低位置物体の中でも人やバイクなどの反射物体は反射強度が弱いため、空き缶などの低位置物体と同等の反射強度になる場合がある。
【０００９】
また、反射強度は路面マルチパスによっても変化しうる。路面マルチパスとは、「レーダ装置から電波が送信され、直接反射物体に当たってレーダ装置で受信される電波」と「一度路面に反射してからレーダ装置で受信される電波」との干渉によって生じる現象であって、レーダ装置と反射物体との相対距離に依存して反射物体の反射強度を変動させる。
一般に、反射物体の高さが高いほど、レーダ装置で送信した電波が一度路面に反射してからレーダ装置で受信されやすいため、路面マルチパスによる影響が大きく、一方で、反射物体の高さが低いほど、路面マルチパスによる影響は小さい。特に、反射物体の高さが０ｍｍ（路面）の場合、路面マルチパスの影響はない。
このため、車両等の反射物体の高さが高い反射物体の場合、反射強度は路面マルチパスにより大きく変動しやすく、レーダ装置と反射物体との相対距離によっては、車両などの非低位置物体の反射強度の方が、空き缶などの低位置物体の反射強度よりも弱くなる場合もある。
さらに言えば、レーダ装置の個体差などによっても反射強度は変化しうる。
【００１０】
このように、反射強度そのものの強弱は変化しうるため、特許文献１の方法では、反射強度そのものの強弱だけでなく、画像センサによる反射物体画像が探索空間の下部領域以外の撮影画像から検出された場合、反射物体を低位置物体であると判別し、走行支援システムの作動を回避している。
しかし、この方法ではレーダ装置と画像センサを組み合わせた複雑な構成となり、コストが嵩むという課題がある。
【００１１】
一方、特許文献２の方法では、反射強度そのものではなく、高さが高い反射物体が路面マルチパスによる影響を受けて反射強度が大きく変動する点に着目して、反射強度のばらつきという反射強度の相対的な特徴から低位置物体であるか否かを判別している。
そのため、レーダ装置単体で得られる反射物体の測定結果のみから低位置物体であるか否かを判別することができるものの、反射強度のばらつきを算出するためには、レーダ装置で検出された各々の反射物体に対して、過去の信号処理周期での相対距離と反射強度を長期間蓄積する必要があり、メモリなどの記憶領域を圧迫するという課題があった。
また、至近距離での反射強度の減少率を算出する必要があるため、至近距離まで低位置物体であるか否かを判別できず、走行支援システムが作動してしまう可能性がある。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、レーダ装置単体で得られる反射物体の測定結果のうち、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定信号処理周期での相対距離と反射強度の線型性（後述する相関係数あるいは残差）から、反射物体が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができるレーダ装置を提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部と、前記相関係数算出部が算出した前記相関係数が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えるものである。
【００１４】
また、この発明に係るレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部と、前記残差算出部が算出した前記残差が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、相関係数算出部が算出した相関係数あるいは残差算出部が算出した残差が所定条件である場合に、反射物体が低位置物体であると判別するので、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で、前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係わるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係わるレーダ方程式による相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図３】実施の形態１に係わる垂直ビームパターンによる反射強度係数と垂直方向角度との関係を表すグラフである。
【図４】実施の形態１に係わる垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れた場合の相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図５】実施の形態１に係わるマルチパスおよび垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れた場合の相対距離と反射強度との関係を表すグラフである。
【図６】実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係わるレーダ装置のブロック図である。
【図９】実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明に係るレーダ装置の一実施の形態例について説明する。
なお、図１と図８において、同一符号は同一または相当でものあることを表す。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置について、図１から図７までを参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態1によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１はレーダ装置、２は走行速度測定部、３は走行路推定部、４は車両制御部、５は反射物体である。
また、１０は制御部、１１は送受信部、１２は送受波部、１３は測定部、１４は静止物判別部、１５は予測進路上判別部、１６は記憶部、１７は同定部、１８は相関係数算出部、１９は低位置物体判別部である。
【００１８】
制御部１０は、例えば、専用のロジック回路、汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）内のプログラム、あるいは両者の組み合わせで構成され、以下で述べるようにレーダ
装置１の各構成要素（すなわち、送受信部１１、・・・測定部１３、・・・低位置物体判別部１９など）の動作タイミングなどを制御する。
送受信部１１と送受波部（アンテナ）１２は、制御部１０の制御により、送受信部１１で生成された送信信号が、送受波部１２で送信電波として空間に送波され、反射物体５などで反射した電波を送受波部１２が受波し、送受信部１１が受信信号に変換する。
【００１９】
制御部１０で「受信信号の入力タイミングや測定結果の出力タイミング」が制御される測定部１３は、制御部１０と同様に、専用のロジック回路、汎用のＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）内のプログラム、あるいは両者の組み合わせで構成されている。
そして、測定部１３は、使用するレーダ方式や測角方式に対応する測定用信号処理を実施し、レーダ装置１と反射物体５の相対距離Dstと相対速度Vlc（接近方向が負）、および反射物体の水平方向角度Aglと反射強度Ampなどの「反射物体情報」を測定結果として得る。
なお、送受信部１１で生成された送信信号は、送受波部１２によって送信電波として空間に送波され、反射物体５などで反射される。反射物体５で反射した電波は、送受波部１２で受波し、送受信部１１でデジタルデータの受信信号に変換される。その後、デジタルデータに変換され受信信号は、測定部１３に入力される。
【００２０】
なお、相対距離Dst、相対速度Vlc、反射強度Amを測定するため、送受信部１１は、レーダ方式として公知であるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式や、パ
ルスドップラー方式などが実現できるよう構成され、制御部１０が送受信のタイミングなどを制御する。
また、水平方向角度Aglを測定するため、送受波部１２は、測角方式として公知である
「モノパルス測角方式用に水平方向について送受電波の向きが変えられる機構」や「アレー信号処理測角方式用に複数の送波、受波素子」などを備え、制御部１０が、送受電波の向きの制御や、複数素子での送波や受波のタイミングなどを制御する。
【００２１】
測定部１３からは、全ての反射物体５（反射物体５は１個とは限らない）に関する測定結果（相対距離Dst、相対速度Vlc、反射物体の水平方向角度Agl、反射強度Amp）が静止物判別部１４へ出力される。
静止物判別部１４は、走行速度測定部２により得られたレーダ搭載車両（すなわち、自車）の走行速度Vselfと測定部１３により得られた反射物体５との相対速度Vlcから、「反射物体５が停止物であるか否か」を判別する。
具体的には、反射物体５の対地速度Vearthを以下の式（１）で算出し、Vearthの絶対値が所定値（例えば１km/h）以下の反射物体５を静止物であると判別する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
さらに、予測進路上判別部１５は、走行速度測定部２と走行路推定部３により得られた自車の予測進路から、反射物体５が自車の予測進路上に存在するか否かを判別する。
具体的には、レーダ搭載車両の走行速度Vself、ヨーレート、ステアリングホイールの
操舵角、横方向加速度などから自車の予測進路を算出する。
【００２４】
また、反射物体５が静止物判別部１４により静止物と判別され、且つ予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に存在すると判別された場合、反射物体５の測定結果（すなわち、レーダ装置１と反射物体５の相対距離Dstと相対速度Vlc、および反射物体の水平方向角度Aglと反射強度Amp）は、制御部１０の制御により記憶部１６へ出力される。
記憶部１６は、制御部１０の制御により今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、反射物体５の測定結果（相対距離Dst、相対速度Vlc、反射物体の水平方向角度Agl、反射強度Amp）を記憶する。
そして、記憶部１６からは、静止物判別部１４で静止物と判別され、予測進路上判別部１５で予測進路上に存在する判別された反射物体５のみの測定結果が同定部１７に出力される。
【００２５】
次に、同定部１７は、記憶部１６により記憶した前回の信号処理周期の測定結果と今回の信号処理周期の測定結果から、時系列で同一の反射物体５を同定する。
この同定は、毎回の信号処理周期（例えば１００ｍｓｅｃ）毎に実施し、同一の反射物体５を同定し続ける。
具体的には、記憶部１６に記憶した所定周期分の測定結果において、前回の信号処理周期の測定結果から今回の予測値を予測（例えば線型予測法にて）し、予測値と今回の信号処理周期の測定結果との差が最も小さい反射物体を同一の反射物体であると判断する。
時系列で同一の反射物体５であると判断されたものには、毎回の信号処理周期で同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられる。なお、同定部１７で実施される処理は、同一の反射物体を毎回の信号処理周期で同定できる方法であれば、他の方法であっても良い。
【００２６】
制御部１０は、同定部１７の処理を終えた後で、相関係数算出部１８、低位置物体判別部１９を順に制御し、反射物体５が低位置物体であるか否かを判別する。
まず、相関係数算出部１８は、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が所定値（例えば１０回）以上の場合、反射強度が相対距離の二乗に反比例すること（レーダ方程式）およびレーダ装置１の垂直ビームパターンに比例することを利用して、測定結果の相対距離、反射強度から相関係数（ピアソンの積率相関係数）を算出する。
具体的には、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去n回までの所定周期（合計n+1回）で得られた測定結果である相対距離Dsti、（i=0,1,2,3,…,n）、反射強度Ampi、（i=0,1,2,3,…,n）から、相関係数r
を以下の式（２）で算出する。
【００２７】
【数２】
【００２８】
式（２）において、“上線付のDst”および“上線付のAmp”は、それぞれDsti,Ampiの
相加平均であり、相関係数rは、Dsti,Ampiの共分散を夫々の標準偏差で割ったものに等しい。
なお、i=0の場合が今回の信号処理周期で得られた測定結果である。
【００２９】
ここで、相関係数算出部１８で算出する相関係数について詳細に説明する。
ある反射物体５の反射強度は、レーダ方程式によりレーダ装置１と反射物体５との相対距離の二乗に反比例する。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ（乗用車のフロントグリル周辺と仮定）、反射物体５の高さを６００ｍｍとした場合について、横軸をレーダ装置１と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度として表すと、図２で示したグラフになる。なお、距離６０ｍにおける反射物体５の反射強度を０ｄＢとした。
【００３０】
次に、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇ（すなわち、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが同じ）である角度を基準とし、他の垂直方向角度（上向きが正）における反射強度が、図３の垂直ビームパターンで表されるレーダ装置１を想定する。
なお、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇである角度を基準とした他の垂直方向角度の反射強度を、垂直ビームパターンによる反射強度係数と呼ぶこととする。
【００３１】
図３に示すように、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度に伴って変化する。レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０．０ｄｅｇの場合、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、０．０ｄＢで、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が−２．０ｄｅｇ（下向き）の場合、垂直ビームパターンによる反射強度係数は、−６．７ｄＢとなる。
よって、レーダ装置１と反射物体５との反射強度は、レーダ装置１と反射物体５との相対距離の二乗に反比例する値へ、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度に伴う垂直ビームパターンによる反射強度係数を組み入れなければならない。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ、反射物体５の高さを６００ｍｍ、０ｍｍ（路面）の２種類とした場合について、横軸をレーダ装置と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度として表すと、図４のようになる。
【００３２】
図４に示すように、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが同じ場合は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が０ｄｅｇなので、垂直ビームパターンによる反射強度係数が０ｄＢとなり、反射物体５の反射強度は、反射物体５との相対距離の二乗に反比例する。
一方、レーダ装置１の搭載高さと反射物体５の高さが異なる場合は、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が相対距離により異なるため、垂直ビームパターンによる反射強度係数も相対距離により異なり、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれて線型に増加し、ある相対距離で急激に減少する。
例えば、相対距離が１７．１ｍで反射物体５の高さが０ｍｍの場合、レーダ装置１と反射物体５との垂直方向角度が−２．０ｄｅｇのため、反射物体５の高さが６００ｍｍの反射強度と比べ、−６．７ｄＢとなっている。
【００３３】
ところで、反射物体５の反射強度は路面マルチパスにより変化する。一般に、反射物体５の高さが高いほどレーダ装置１で送信した電波が一度路面に反射してからレーダ装置１で受信されやすいため、路面マルチパスによる影響が大きく、一方で、反射物体５の高さが低いほど路面マルチパスによる影響は小さい。特に、反射物体５の高さが０ｍｍ（路面）の場合、路面マルチパスの影響はない。
このため、車両などの反射物体５の高さが高い反射物体５の場合、反射物体５の反射強度は路面マルチパスを考慮しなければならない。例えば、レーダ装置１の搭載高さを６００ｍｍ、反射物体５の高さを６００ｍｍ、０ｍｍの２種類とした場合について、横軸をレーダ装置１と反射物体５との相対距離、縦軸を反射強度（路面マルチパス考慮）として表すと、図５のようになる。
【００３４】
図５に示すように、反射物体５の高さが６００ｍｍで、路面マルチパスの影響が大きい場合、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれて大きく変動する。一方、反射物体５の高さが０ｍｍの場合、反射物体５の反射強度は、相対距離が近づくにつれ、線型に増加する（〜２０ｍ）関係がある。
また、図には示していないが、反射物体５の高さが１００ｍｍ程度以下の低位置物体の場合も同様、路面マルチパスの影響が少なく、相対距離が近づくにつれ、ほぼ線型に増加する（〜２０ｍ）関係がある。
【００３５】
以上より、反射物体５の高さが６００ｍｍで、路面マルチパスの影響が大きい場合は、相関係数は、相対距離が近づくにつれ、大きく変動するため、０に近い値となる。
一方、反射物体５の高さが１００ｍｍ程度以下の低位置物体の場合、相対距離が近づくにつれ、ほぼ線型に増加（〜２０ｍ）するため、相関係数は負の相関となり、−１に近い値となる。
次に、低位置物体判別部１９では、同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、相関係数算出部１８で算出した相関係数が所定範囲（例えば−０．９から―１．０まで）である場合、反射物体５が低位置物体であると判別する。
最後に、低位置物体か否かを判別された反射物体５は、車両制御部４に出力され、車両制御部４は、反射物体５が低位置物体の場合、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和する。
【００３６】
以下、図６および図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１の動作について詳細に説明する。
なお、図６は、実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートであり、図７は、実施の形態１に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
図６を参照して、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理について説明する。
まず、送受信部１１、送受波部１２、測定部１３の処理によって、使用するレーダ方式や測角方式に対応する測定用信号処理を実施して、今回の信号処理周期のレーダ装置１と反射物体５との測定結果を得る（ステップＳ１０１）。
ここで、測定部１３の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５の個数Ｎをカウントして記憶する（ステップＳ１０２）。なお、反射物体の個数Ｎをカウントして記憶するのは、反射物体が１個とは限らないためである。
【００３７】
続いて、静止物判定部１４の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５が静止物であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０３において、反射物体５が静止物（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップＳ１０３において、反射物体５が静止物でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。
次に、予測進路上判別部１５の処理によって、今回の信号処理周期で得られた反射物体５が自車の予測進路上に存在するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４において、反射物体５が自車の予測進路上に存在する（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０５に進む。
一方、ステップＳ１０４において、自車の予測進路上に存在しない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。
【００３８】
次に、記憶部１６の処理によって、今回の信号処理周期で静止物、且つ自車の予測進路上と判定された測定結果を記憶する（ステップＳ１０５）。
なお、記憶部１６は、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３による測定結果を記憶することができるものとする。
ここで、測定部１３の処理によって、ステップＳ１０２でカウントした「今回の信号処理周期で得られた反射物体５の個数Ｎ」分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１０７に進む。
一方、ステップＳ１０６において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０３に戻って、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理が繰り返し実行される。
【００３９】
続いて、同定部１７の処理によって、前回の信号処理周期と今回の信号処理周期の測定結果から時系列で同一反射物体５であると考えられるものを同定する。
なお、時系列で同一反射物体５であると判断されたものには、毎回の信号処理周期で同じ反射物体番号ＩＤを割り当てる（ステップＳ１０７）。
ここで、同定部１７の処理によって、今回の信号処理周期で割り当てられた反射物体番号ＩＤの個数Ｍをカウントして記憶する（ステップＳ１０８）。
なお、反射物体番号ＩＤの個数Ｍをカウントして記憶するのは、反射物体番号ＩＤが１個とは限らないためである。
【００４０】
次に、図７を参照して、ステップＳ１０８の処理に続いてステップＳ１０９〜ステップＳ１１５の処理について説明する。
同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が測定周期閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。
測定周期が少ないと、誤差の影響が大きく、低位置物体であると判別する精度が十分に得られないため、ステップＳ１０９は、低位置物体であると判別する精度を確保するために必要な条件である。
ステップＳ１０９において、測定周期が測定周期閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１０に進む。
一方、ステップＳ１０９において、測定周期が測定周期閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４１】
次に、同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、反射物体５を初めて測定した信号処理周期から自車移動距離が自車移動距離閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
自車移動距離が十分でない場合は、反射強度の相対距離に対する変化を十分に測定できず、低位置物体の判別を誤る恐れがある。そのため、ステップＳ１１０はこのような判別
誤りを防ぐために必要な判定条件である。
なお、自車の移動した距離は、走行速度測定部２により得られたレーダ搭載車両の走行速度と反射物体５をはじめて測定した信号処理周期からの経過時間によって計算される。
ステップＳ１１０において、自車移動距離が自車移動距離閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１１に進む。一方、ステップＳ１１０において、自車移動距離が自車移動距離閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４２】
次に、同定部１７の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、反射物体５を最後に測定した信号処理周期の相対距離が相対距離閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
相対距離が相対距離閾値以下であると、反射強度は相対距離が近づくにつれ、急激に減少する。すなわち、相関係数が負の相関でなく、−１から大きく乖離して、低位置物体の判別を誤る恐れがあるため、ステップＳ１１１はこのような判別誤りを防ぐために必要な判定条件である。
ステップＳ１１１において、相対距離が相対距離閾値以上（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１２に進む。一方、ステップＳ１１１において、相対距離が相対距離閾値以上でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４３】
なお、図７のフローチャートには記載していないが、ノイズフロアによる影響が大きければ反射物体５の反射強度対ノイズフロア比（信号対雑音比（ＳＮ比））が小さいため、反射物体５のＳＮ比がＳＮ比閾値以下の場合には、ステップＳ１１２へ進まないようにすることも、低位置物体であると判別する精度を向上するために有効な手段である。
【００４４】
次に、相関係数算出部１８の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期で得られた測定結果の相対距離、反射強度から相関係数を算出する（ステップＳ１１２）。
続いて、低位置物体判別部１９の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、ステップＳ１１２で算出した相関係数が所定範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
ステップＳ１１３において、相関係数が所定範囲内（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ１１４に進む。一方、ステップＳ１１３において、相関係数が所定範囲外（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１１５に進む。
【００４５】
最後に、車両制御部４の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、低位置物体と判別された場合、走行支援システムの作動を中止または緩和する（ステップＳ１１４）。
ここで、ステップＳ１０８でカウントした、今回の信号処理周期で割り当てられた反射物体番号ＩＤの個数Ｍ分の処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
ステップＳ１１５において、処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図７の処理を終了する。一方、ステップＳ１１５において、処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０９に戻って、ステップＳ１０９〜ステップＳ１１４の処理が繰り返し実行される。
このような処理により、反射物体５が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができる。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態１によるレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体５に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と反射物体５との相対距離と相対
速度、および反射物体５の水平方向角度と反射強度を測定する測定部１３と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する記憶部１６と、記憶部１６が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部１７と、同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部１８と、相関係数算出部１８が算出した相関係数が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
これにより、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別することができる。
【００４７】
また、実施の形態１によるレーダ装置は、さらに、自車の走行速度を測定する走行速度測定部２と、走行速度測定部２により得られた自車の走行速度と測定部１３により得られた反射物体５との相対速度から反射物体５の対地速度を算出し、算出結果に基づいて反射物体５が静止物であるか否かを判別する静止物判別部１４とを備え、記憶部１６は、静止物判別部１４により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００４８】
また、実施の形態１によるレーダ装置は、さらに、自車の予測進路を予測する走行路推定部３と、反射物体５が走行路推定部３により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部１５とを備え、記憶部１６は、予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に反射物体５が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００４９】
また、実施の形態１によるレーダ装置においては、相関係数算出部１８は、反射物体５の検出回数が測定周期閾値以上の場合に相関係数を算出し、測定周期閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、自車移動距離閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、反射物体５との相対距離が相対距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、相対距離閾値以下では相関係数を算出しない。
また、相関係数算出部１８は、反射物体５の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に相関係数を算出し、信号対雑音比閾値以下では相関係数を算出しない。
これらにより、低位置物体判別部による低位置物体判別の信頼性向上が図れる。
【００５０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
図８は、本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図９は、実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の前半を表すフローチャートであり、図１０は、実施の形態２に係わるレーダ装置による処理内容の後半を表すフローチャートである。
前述した実施の形態１では、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定信号処理周期の相対距離と反射強度の線型性を判別する指標として、相関係数を用いた場合について説明した。
実施の形態２では、線型性を判別する指標として、最小二乗法により算出した一次式との残差を用いた場合について説明する。
【００５１】
図８において、２８は残差算出部であり、その他は、実施の形態１の図１と同じ構成であり、その説明を省略する。
残差算出部２８は、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、測定周期（検出回数）が所定値（例えば１０回）以上の場合、測定結果の相対距離、反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、求めた一次式との残差を算出する。
具体的には、同定部１７により同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去n回までの所定周期（合計n+1回）で得られた測定結果の相対距離Dsti、（i=0,1,2,3,…,n）、反射強度Ampi、（i=0,1,2,3,…,n）から残差Sを以下の順
に算出する。
まず、求める一次方程式をAmp = ａ×Dst ＋bとおくと、aとbは、次の式（３）で求め
られる。
【００５２】
【数３】
【００５３】
【数４】
【００５４】
次に、残差S(S>0)は、次の式（５）で求められる。
【００５５】
【数５】
【００５６】
なお、i=0の場合が、今回の信号処理周期で得られた測定結果である。
【００５７】
次に、低位置物体判別部１９では、同じＩＤが割り当てられた反射物体５について、残差算出部２８で算出した残差が所定値（例えば０．１以下）である場合、反射物体５が低位置物体であると判別する。
最後に、低位置物体か否かを判別された反射物体５は、車両制御部４に出力され、車両制御部４は、反射物体５が低位置物体の場合、走行支援システムの作動を中止あるいは緩和する。
【００５８】
以下、図９および図１０のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１の動作について具体的に説明する。
図９および図１０において、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、実施の形態１のステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同じであり、その説明を省略する。
ステップＳ２１１に続いて、残差算出部２８の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期で得られた測定結果の相対距離、反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、求めた一次式との残差を算出する（ステップＳ２１２）。
【００５９】
続いて、低位置物体判別部１９の処理によって、同じ反射物体番号ＩＤが割り当てられた反射物体５について、ステップＳ２１２で算出した残差が所定範囲であるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
ステップＳ２１３において、残差が所定範囲内（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップＳ２１４に進む。一方、ステップＳ２１３において、残差が所定範囲外（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ２１５に進む。
ステップＳ２１４〜Ｓ２１５は、ステップＳ１１４〜Ｓ１１５と同じであり、その説明を省略する。
【００６０】
このように、相関係数算出部１８（実施の形態１）に代えて残差算出部２８を用いても、反射物体５が低位置物体であるか非低位置物体であるかを判別することができる。
なお、上記実施の形態で挙げた、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期、対地速度閾値、測定周期（検出回数）閾値、自車移動距離閾値、相関係数の所定範囲、残差の所定範囲、ＳＮ比閾値などの各種値はそれぞれ、図３に示すレーダ装置１のビームパターン、レーダ装置１の固体差、レーダ装置１の検出性能などを基に適宜設定される値である。
【００６１】
以上説明したように、実施の形態２によるレーダ装置は、車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と反射物体５との相対距離と相対速度、および反射物体５の水平方向角度と反射強度を測定する測定部１３と、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する記憶部１６と、記憶部１６が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部１７と、同定部１７が同定した同一の反射物体について、記憶部１６が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部２８と、残差算出部２８が算出した前記残差が所定条件である場合に、反射物体５が低位置物体であると判別する低位置物体判別部１９とを備える。
これにより、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、レーダ装置単体で前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別することができる。
【００６２】
また、実施の形態２によるレーダ装置は、さらに、自車の走行速度を測定する走行速度測定部２と、走行速度測定部２により得られた自車の走行速度と測定部１３により得られた反射物体５との相対速度から反射物体５の対地速度を算出し、算出結果に基づいて反射物体５が静止物であるか否かを判別する静止物判別部１４とを備え、記憶部１６は、静止物判別部１４により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００６３】
また、実施の形態２によるレーダ装置は、さらに、自車の予測進路を予測する走行路推定部２と、反射物体５が走行路推定部２により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部１５とを備え、記憶部１６は、予測進路上判別部１５により自車の予測進路上に反射物体５が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、測定部１３が測定した測定結果を記憶する。
これにより、記憶部の記憶領域を節約できる。
【００６４】
また、実施の形態２によるレーダ装置においては、残差算出部２８は、反射物体５の検出回数が測定周期閾値以上の場合に残差を算出し、測定周期閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に残差を算出し、自車移動距離閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、反射物体５との相対距離が相対距離閾値以上の場合に残差を算出し、相対距離閾値以下では残差を算出しない。
また、残差算出部２８は、反射物体５の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に残差を算出し、信号対雑音比閾値以下では残差を算出しない。
これらにより、低位置物体判別部による低位置物体判別の信頼性向上が図れる。
【００６５】
以上、実施の形態１および実施の形態２の２例について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を加えることができる。
例えば、レーダ装置の搭載高さを６００ｍｍとしたが、本発明はレーダ装置の搭載高さをこの範囲に限定するものではなく、レーダ装置の搭載高さが既知であれば他の高さでもよい。
また、線型性を判別する指標として、相関係数や最小二乗法により算出した一次式との残差としたが、線型性を判別する指標であれば、他の方法でも良い。
さらに、測定結果の相対距離、反射強度から相関係数や最小二乗法により算出した一次式との残差を算出したが、測定結果の相対距離、ＳＮ比から算出しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、自車と反射物体との相対距離や相対速度に関わらず、前方にある反射物体を自車が跨いで走行することが可能な低位置物体であると判別できるレーダ装置の実現に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１ レーダ装置 ２ 走行速度測定部 ３ 走行路推定部、
４ 車両制御部 ５ 反射物体 １０ 制御部
１１ 送受信部 １２ 送受波部 １３ 測定部
１４ 静止物判別部 １５ 予測進路上判別部 １６ 記憶部
１７ 同定部 １８ 相関係数算出部 １９ 低位置物体判別部
２８ 残差算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、
今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、
前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数算出部が算出した前記相関係数が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記自車の走行速度を測定する走行速度測定部と、
前記走行速度測定部により得られた前記自車の走行速度と前記測定部により得られた前記反射物体との相対速度から前記反射物体の対地速度を算出し、算出結果に基づいて前記反射物体が静止物であるか否かを判別する静止物判別部とを備え、
前記記憶部は、前記静止物判別部により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記自車の予測進路を予測する走行路推定部と、
前記反射物体が前記走行路推定部により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部とを備え、
前記記憶部は、前記予測進路上判別部により自車の予測進路上に前記反射物体が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記相関係数算出部は、前記反射物体の検出回数が測定周期閾値以上の場合に相関係数を算出し、測定周期閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記相関係数算出部は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、自車移動距離閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記相関係数算出部は、前記反射物体との相対距離が相対距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、相対距離閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記相関係数算出部は、前記反射物体の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に相関係数を算出し、信号対雑音比閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力する
レーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、
今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、
前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部と、
前記残差算出部が算出した前記残差が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
前記自車の走行速度を測定する走行速度測定部と、
前記走行速度測定部により得られた前記自車の走行速度と前記測定部により得られた前記反射物体との相対速度から前記反射物体の対地速度を算出し、算出結果に基づいて前記反射物体が静止物であるか否かを判別する静止物判別部とを備え、
前記記憶部は、前記静止物判別部により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記自車の予測進路を予測する走行路推定部と、
前記反射物体が前記走行路推定部により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部とを備え、
前記記憶部は、前記予測進路上判別部により自車の予測進路上に前記反射物体が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項８または９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記残差算出部は、前記反射物体の検出回数が測定周期閾値以上の場合に残差を算出し、測定周期閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記残差算出部は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に残差を算出し、自車移動距離閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記残差算出部は、前記反射物体との相対距離が相対距離閾値以上の場合に残差を算出し、相対距離閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記残差算出部は、前記反射物体の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に残差を算出し、信号対雑音比閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１】
車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力するレーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、
今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、
前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数算出部が算出した前記相関係数が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記自車の走行速度を測定する走行速度測定部と、
前記走行速度測定部により得られた前記自車の走行速度と前記測定部により得られた前記反射物体との相対速度から前記反射物体の対地速度を算出し、算出結果に基づいて前記反射物体が静止物であるか否かを判別する静止物判別部とを備え、
前記記憶部は、前記静止物判別部により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記自車の予測進路を予測する走行路推定部と、
前記反射物体が前記走行路推定部により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部とを備え、
前記記憶部は、前記予測進路上判別部により自車の予測進路上に前記反射物体が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記相関係数算出部は、前記反射物体の検出回数が測定周期閾値以上の場合に相関係数を算出し、測定周期閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記相関係数算出部は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、自車移動距離閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記相関係数算出部は、前記反射物体との相対距離が相対距離閾値以上の場合に相関係数を算出し、相対距離閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記相関係数算出部は、前記反射物体の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に相関係数を算出し、信号対雑音比閾値以下では相関係数を算出しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
車両に搭載されて、周辺に存在する反射物体に関する反射物体情報を測定して出力する
レーダ装置であって、
所定の信号処理周期で、前記反射物体情報である自車と前記反射物体との相対距離と相対速度、および前記反射物体の水平方向角度と反射強度を測定する測定部と、
今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶した前記所定周期分の測定結果から、時系列で同一の反射物体を同定する同定部と、
前記同定部が同定した同一の反射物体について、前記記憶部が記憶した今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分の測定結果から得る前記相対距離および反射強度から最小二乗法を用いて一次式を求め、前記一次式との残差を算出する残差算出部と、
前記残差算出部が算出した前記残差が所定条件である場合に、前記反射物体が低位置物体であると判別する低位置物体判別部とを備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
前記自車の走行速度を測定する走行速度測定部と、
前記走行速度測定部により得られた前記自車の走行速度と前記測定部により得られた前記反射物体との相対速度から前記反射物体の対地速度を算出し、算出結果に基づいて前記反射物体が静止物であるか否かを判別する静止物判別部とを備え、
前記記憶部は、前記静止物判別部により静止物として判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記自車の予測進路を予測する走行路推定部と、
前記反射物体が前記走行路推定部により得られた自車の予測進路上に存在するか否かを判別する予測進路上判別部とを備え、
前記記憶部は、前記予測進路上判別部により自車の予測進路上に前記反射物体が存在すると判別された場合に、今回の信号処理周期と直近の過去数回までの所定周期分、前記測定部が測定した測定結果を記憶することを特徴とする請求項８または９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記残差算出部は、前記反射物体の検出回数が測定周期閾値以上の場合に残差を算出し、測定周期閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記残差算出部は、自車移動距離が自車移動距離閾値以上の場合に残差を算出し、自車移動距離閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１３】
前記残差算出部は、前記反射物体との相対距離が相対距離閾値以上の場合に残差を算出し、相対距離閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１４】
前記残差算出部は、前記反射物体の反射強度の信号対雑音比が信号対雑音比閾値以上の場合に残差を算出し、信号対雑音比閾値以下では残差を算出しないことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２１５４８９（Ｐ２０１２−２１５４８９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１５４１（Ｐ２０１１−８１５４１）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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