位置測定方法及び位置測定装置
【目的】 複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置測定する場合において位置測定精度を向上する「位置測定方法及び位置測定装置」を提供することである。
【構成】 複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する場合、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データにフラグを付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにもフラグが付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて加重平均により目標物の位置を決定し、いずれかの位置データにフラグが付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する。
【構成】 複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する場合、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データにフラグを付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにもフラグが付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて加重平均により目標物の位置を決定し、いずれかの位置データにフラグが付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置測定方法及び位置測定装置に係わり、特に複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法及び位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
広角レーダ装置を用いて、周辺の車両や障害物の位置を検出し、その位置情報に基づいて警報をユーザに提示するシステムがある。広角レーダ装置は、少数の送受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子から幅広のビームを繰り返し放射し、ターゲット(目標物)に反射した反射ビームを対応する受信アンテナ素子で受信する。しかる後、レーダ信号解析部において受信波と送信波の時間差より距離を計測し、周波数の変化分より速度を算出する。また、それぞれの送受信アンテナにおける反射強度を比重計算することで、ターゲットの方向を算出する。
【０００３】
図６は広角レーダ装置としてのFM-CWレーダの概略構成図である。FM-CWレーダはCWレーダ(Continuous Wave Rader)の送信信号にFM変調を施して送信し、目標物からの反射波を受信する。すなわち、周波数可変発振器１は入力電圧に応じて発振周波数(中心周波数はf0)を変化し、FM変調電圧発生部２は所定の直流分を中心に周期的に三角状に変化するFM変調電圧を発生して周波数可変発振器１に入力する。方向結合器３は周波数可変発振器１から出力される三角状のFM変調信号を送信アンテナ４と反射信号受信側に入力する。送信アンテナ４はFM変調信号を目標物に向けて放射し、受信アンテナ５は目標物で反射して戻ってきた反射信号を受信する。ミキサ６は反射信号(受信信号)と送信信号を混合して両信号間のビート信号を出力し、信号処理部７はビート信号周波数を検出して目標物までの距離R、目標物との相対速度Vを計算する。
FMを三角波の繰り返しで行なうものとすると、送信信号の周波数と時間の関係は図７の実線で示すようになり、距離Rのところに存在する目標物(静止しているものとする)からの反射信号の周波数と時間の関係は同図の点線で示すようになる。この結果、送信信号と反射信号間のビート信号周波数frは図８に示すようになり、このビート信号周波数を測定すれば、目標物までの距離を検出できるすなわち、FMの繰り返し周波数をfm,FMの周波数偏移幅をΔfとすれば、距離Rの目標物からの反射信号と送信信号間のビート信号周波数frは次式
fr=4R・fm・Δf/c （cは光速） (１)
で与えられる。
【０００４】
以上は目標物が静止している場合であるが、目標物が移動している場合には、ドプラ効果により送信信号と受信信号の周波数対時間の関係は図９に示すようになる。すなわち、ビート信号周波数frは図１０に示すように、固定した目標物の場合のビート信号周波数frにドプラ周波数fdを重畳したものとなる。そして、その方向は各変調サイクル毎に正負と交互に変わるから、目標物が移動している場合のビート信号周波数fbは次式で与えられる。
fb＝fr−fd （負の場合） (２)
fb＝fr＋fd （正の場合） (３)
ただし、
fd＝2V・f0/c （Vは目標物との相対速度） (4)
したがって、変調の各サイクル毎にfb(正)とfb(負)を別々に測定すれば、frとfd、すなわち、目標物までの距離Rと相対速度Vをそれぞれ別々に求めることができる。具体的には、(2)、(3)式より測定したfb(正)とfb(負)を加算して2で割ればfr、すなわち、目標物までの距離Rが求まり、fb(正)から fb(負)を減算して2で割ればfd、すなわち、相対速度Vが求まる。
【０００５】
以上は目標物までの距離R及び相対速度Vを測定する原理であるが、目標物の方向は以下のように測定できる。一般にレーダは非常に鋭い指向性を持ったアンテナ素子を密に配置し、そのアンテナから電磁波を送信し、そのエコーが返ってきたアンテナの方向を目標物の方向とすることができる。しかし、広角レーダは図１１（a）に示すように少ない(図では２個)のアンテナ素子Aw，Bwで構成され、さらにビーム幅が広く指向性が鋭くないため、エコーが返ってきたアンテナの方向を目標物TGの方位角とすることができない。
そこで、広角レーダ装置では、複数のアンテナで受信した信号電力を比較する方法で目標物の方位角を算出する。通常レーダで使用するアンテナは利得を持っており、放射する電力が強ければそれに比例して受信電力が強くなり、また、ビーム中心方向(法線方向)から両側に外れるほど受信電力が小さくなる。図１１(b)はアンテナ素子Awの法線方向を00としたときの利得であり、ビーム幅が680の場合の例である。２つのアンテナ素子Aw,Bwを図１１(a)に示すように、それぞれの法線方向をずらして配置すれば、各アンテナAw,Bwの利得は図１１(c)における実線、点線で示すようになる。したがって、２つのビームの差を演算すれば、図１１（d）に示すように２つのアンテナの法線方向の範囲RA（00〜340）でほぼ直線となる。これより、受信電力の差を演算することにより目標物の方位角θを求めることができる。
【０００６】
図１２は広角レーダ装置の構成図であり、第１、第２の送受信部１１,１２はそれぞれ図６に示す周波数可変発振器１、FM変調電圧発生部２、方向結合器３、ミキサ６、信号処理部７で構成されている。第１、第２の送受信部１１、１２はそれぞれ送受信制御を行い、中心周波数が異なるFM変調信号(ビームAw,Bw)を送信アンテナATS1,ATS2から送信し、目標物TGからの反射波を受信アンテナATR1,ATR2より受信し、目標物までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定し、反射強度検出部１３、１４は第１、第２の受信アンテナATR1,ATR2により受信した信号の強度、すなわち反射波強度を検出し、方向演算部１５は第１、第２の反射波強度の差を演算し、該差に基づいて目標物の方向θを演算して出力する。
第１の位置算出部１６は測定された距離R1、相対速度V1、目標物の方向θを用いて目標物の位置X1,Y1を算出し、第２の位置算出部１７は測定された距離R2、相対速度V2、目標物の方向θを用いて目標物の位置X2,Y2を算出し、目標物位置決定部１８は第１、第2の位置算出部１６、１７が算出した位置データを用いて加重平均により例えば次式
XA＝（X1＋X2）／2 (５a）
YA＝（Y1＋Y2）／2 (５b)
により目標物の位置XA,YAを計算して出力する。図１１(a）に示すように広角レーダ装置が１つの目標物TGのみを捕捉している場合には、上式により目標物の位置を正しく測定することができる。しかし、図１３に示すように着目している目標物TGのほかに他の物体（看板などの障害物)OBTを同時に捕捉する場合に問題が生じる。
【０００７】
図１３(a）に示すように目標物(例えば車両)TGまでの距離と看板などの測定障害物(以後単に障害物という)OBTまでの距離が異なれば、広角レーダ装置は目標物TGと障害物OBTを異なる物体として識別でき、第２の位置算出部１７から出力される位置データX2,Y2を目標物TGの位置データXA,YAとして出力できる。しかし、走行により図１３(b)に示すように目標物TGまでの距離と障害物OBTまでの距離がほぼ等しくなると、目標物位置決定部１８は目標物TGと障害物OBTを同一物体として認識し、(5a）,(5b)式により目標物の位置データを算出する。この結果、算出された目標物の位置は目標物TGと障害物OBTの中間点PMとなり、位置測定誤差が大きくなる。
【０００８】
上述のように広角レーダ装置は位置測定精度が低いため、該レーダ装置を複数使用して、それぞれの出力から補完、論理的演算などの手法により（見かけ上の）精度を高める方法が知られている。しかし、等距離に他の反射物があると、レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になっている。図１４、図１５はかかる点を説明する説明図である。
目標物位置測定に際しては、図１５(ａ)に示すように図１２に示す広角レーダ装置２１Ａ，２１Ｂを車両２２の両側に装着し、それぞれの広角レーダ装置で目標物TGまでの位置を測定する。広角レーダ装置２１Ａ，２１Ｂが１つの同一の目標物を捕捉している場合には、図１４(b)に示すように各装置が出力する位置データ(XA,YA)，(XB,YB) の加重平均位置（中間位置）Pcが目標物の位置(XC,YC)となり、何らの問題はない。尚、図１４において、三角形は広角レーダ装置の照射範囲を模式的に表したものである。
しかし、図１５(a)に示ように、第１の広角レーダ装置２１Aが等距離に目標物TGと障害物(看板)OBTを同時に捕捉し、第２の広角レーダ装置２１Bが目標物TGのみを捕捉するような場合に問題が生じる。すなわち、第２の広角レーダ装置２１Bは、図１５(c)に示すように障害物OBTを捕捉せず、目標物TGのみを捕捉している為、位置データPB (XB,YB)をある程度の精度で算出して出力する。しかし、第１の広角レーダ装置２１Aは図１５(b)より明らかなように等距離に目標物である車両TGと障害物である看板OBTの２つを捉えている。このため、前述したように二つの物体TG,OBTは、レーダ装置内部の演算において同一物体と認識され、第１の広角レーダ装置２１Aは、図１５(d)に示すように２物体TG、OBTの中間点の位置データPA′(XA′,YA′)を目標物の位置データとして出力する。この結果、位置決定部は図１５(e)に示すように第１、第２の広角レーダ装置２１A,２１Bが出力する位置データPA′(XA′,YA′)、PB (XB,YB)を加重平均して得られるPA′、PBの中間点Pを目標物の位置として出力することになり、測定誤差が大きくなる。
【０００９】
以上のように、複数の広角レーダ装置を用いた位置測定に際して、１つの広角レーダ装置が等距離に目標物TGと測定障害物(看板)OBTを同時に捕捉すると、該広角レーダ装置が出力する位置データの測定誤差が大きくなり、複数の広角レーダ装置を用いても位置測定精度を向上することができない問題が生じる。
そこで、補足した物体が同一物体であるか異なる物体であるかを識別する第１の従来技術が提案されている(特許文献１参照)。
また、異なる２以上の目標物が接近しても正しく着目している目標物を追尾できるようにした第２の従来技術が提案されている(特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００１−２１６４７号公報
【特許文献２】特開２０００−９８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１従来技術では、複数の探査方向において距離及び速度が等しい２つの物体が検出されたとき、両物体間の角度を調べ、該角度が車線幅に応じた角度以下であれば同一物体、以上であれば異なる物体であると識別する。しかし、第１従来技術は一定の角度毎に探査を行なうレーダ装置を対象とするもので、広角レーダ装置を対象とするものはない。このため、第１従来技術は、複数の広角レーダ装置を使用する位置測定に際して測定誤差を減少する目的に適用できない。
また、第２従来技術の追尾装置は、レーダの受信信号によって得られた目標物の位置情報と受信信号の強度情報とから、目標物の反射断面積を求め、各目標物の位置情報における相関を求めると共に、目標物の反射断面積情報における相関を求め、位置の相関と反射断面積の相関があるかにより着目目標物を識別して航跡情報を求める。この第２従来技術の追尾装置は、着目目標物を識別して航跡情報を求めるものであるが、１台の広角レーダ装置を用いるものであり、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定するものではなく、しかも、複数の広角レーダ装置を用いて測定する目標物の位置測定精度を向上するものではない。
以上から、本発明の目的は、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置測定する場合、位置測定精度を向上することである。
本発明の別の目的は、少なくとも１つの広角レーダ装置が等距離に目標物と障害物(看板)OBTを同時に捕捉しても位置測定精度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は本発明によれば、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法および位置測定装置により達成される。
本発明の位置測定方法は、複数の広角レーダ装置のそれぞれにおいて、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を計算し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を計算する。目標物の位置計算に際して、分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を計算する。
各広角レーダ装置は、目標物の位置を測定する複数の位置測定部を備え、各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する。
本発明の位置測定装置は、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して該目標物の位置を測定すると共に、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったか監視し、分離不可能になったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加する複数の広角レーダ装置、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する目標物位置決定部を備えている。
本発明の位置測定装置において、広角レーダ装置は、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して目標物の位置をそれぞれ測定する複数の位置測定部、各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した目標物の位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する位置決定部を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき、換言すれば測定した位置データの測定誤差が大きくなったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて例えば加重平均により目標物の位置を計算し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を計算するようにしたから、測定誤差が大きい位置データを特定でき、しかも、該位置データを除外して目標物の位置を決定できるため、目標物の位置測定精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する場合、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて加重平均により目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する。物体分離が可能であるか不可能であるかは、各広角レーダ装置に目標物の位置を測定する複数の位置測定部を設けて行なう。すなわち、広角レーダ装置は各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した目標物の位置データに分離不可能情報を付加して出力する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の広角レーダ装置の構成図であり、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して対象物体の位置を測定する第１、第２の位置測定部５１、５２、反射波の強度を検出する反射強度検出部５３、５４、反射波の強度を用いて目標物の方位を演算する方向演算部５５、第１、第２の位置測定部５１、５２により測定された物体までの距離R1,R2に基づいて同一物体であるか、異なる物体であるかを判定する異物体検出部５６、第１、第２の位置測定部５１、５２が測定した位置データに基づいて目標物の位置を決定する位置決定部５７を備えている。第１、第２の位置測定部５１、５２はそれぞれ送受信部５１a,５２aおよび位置算出部５１b、５２bを有している。
第１、第２の送受信部５１a, ５２aはそれぞれ図６に示す周波数可変発振器１、FM変調電圧発生部２、方向結合器３、ミキサ６、信号処理部７で構成されており、それぞれ中心周波数が異なるFM変調信号(ビームAw,Bw)を送信アンテナATS1,ATS2から送信し、目標物TGからの反射波を受信アンテナATR1,ATR2より受信し、目標物までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定する。第１の位置算出部５１bは、第１の送受信部５１aにより測定された距離R1、相対速度V1並びに方位角θを用いて第１の位置X1,Y1を算出し、また、第２の位置算出部５２bは、第２の送受信部５２aにより測定された距離R2、相対速度V2並びに方位角θを用いて第２の位置X2,Y2を算出して位置決定部５７に入力する。反射強度検出部５３、５４は第１、第２の受信アンテナATR1,ATR2により受信した信号の強度、すなわち反射波強度を検出し、方向演算部５５は第１、第２の反射波強度の差を演算し、該差に基づいて目標物の方向θを演算して出力する。
【００１５】
異物体検出部５６は第１、第２の送受信部５１a,５２aが測定した距離R1,R2が等しいか、換言すれば距離R1,R2の差が設定値以下であるかにより広角レーダ装置が１つの目標物を捕捉しているか、異なる２つの物体を補足しているか判断する。すなわち、距離差が設定値より小さければ第１、第２の送受信部５１a, ５２aは同一物体TGまでの距離を測定したものであり、１つの物体を補足していると判定する(図２(A)参照)。一方、距離差が設定値より大きければ第１、第２の送受信部５１a, ５２aは異なる物体TG,OBTまでの距離を測定したものであり、異なる２つの物体を補足していると判定する(図２(b)参照)。なお、図２(b)に示すように距離差が大きくて異なる物体であると判定されている状態において、走行により図２(c)に示すように距離差が小さくなって設定値以下になると物体TG,OBTは同一物体とみなされ、物体分離不可能となる。
位置決定部５７は、第１、第２の位置測定部５１,５２により算出された第１の位置X1,Y1、第２の位置X2,Y2及び異物体を検出しているか否かに応じて図３のフローにしたがって目標物の位置を決定して出力する。
【００１６】
図３は本発明の広角レーダ装置の位置決定フローである。
第１、第２の位置測定部５１、５２は所定時間T毎に物体までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定すると共に、測定距離R1、相対速度V1、方位角θを用いて第１の位置X1,Y1、第２位置X2,Y2を算出する(ステップ１００)。
異物体検出部５６は第１、第２の位置測定部５１，５２が測定した距離R1,R2の距離差が許容範囲内であるか判断し(ステップ１０１)、最大許容値以下であれば広角レーダ装置は１つの目標物を捕捉しており(図２（a）)、第１、第２の位置測定部５１,５２が算出した第１位置X1,Y1、第２位置X2,Y2は同一の目標物TGの位置データであると判定し、次式
XA＝（X1＋X2）／2 (６a)
YA＝（Y1＋Y2）／2 (６b)
により目標物の位置XA,YAを計算して出力するとともに、物体分離不可能フラグFEAを"０"にして出力する(ステップ１０２)。FEAは物体分離不可能を特定するためのフラグであり、FEA=1は測定誤差が大きく、信頼度が小さいことを意味する。
以上のように、広角レーダ装置が１つの目標物TGのみを捕捉している場合には、上式により目標物の位置を測定することができ、測定精度を向上できる。
ステップ１０１において、距離差が許容範囲外であれば異なる物体(目標物TG、障害物OBT)を検出しているものと判定し(図２（ｂ）)、第１、第２の位置測定部５１，５２が測定した物体のそれぞれの位置履歴データを用いて所定時間T後の各物体の位置を予測する(ステップ１０３)。ついで、各予測点までの距離を計算し、距離差が設定値以下であるかチェックし、チェック結果を保存する(ステップ１０４)。
【００１７】
ついで、所定時間T経過後に第１、第２の位置測定部５１、５２は物体までの距離R1,R2、相対速度V1,V2を測定すると共に、第１、第２の位置（X1,Y1）、（X2,Y2)を計算して位置決定部５７に入力する(ステップ１０５)。位置決定部５７は、ステップ１０４で保存してあるチェック結果を参照し(ステップ１０６)、予測点までの距離差が設定値以上であれば、2物体のうち着目物体である目標物TGのみを捕捉している第２位置測定部５２から入力する第２の位置（X2,Y2)を用いて
XA＝X2
YA＝Y2
とするとともに、物体分離不可能フラグFEAを"０"にして出力する(ステップ１０７)。尚、図２(b)に示す状態では第２位置測定部５２が目標物のみを補足しているが、図２(d)に示す状態では、第１位置測定部５１が目標物のみを補足している。かかる場合には、ステップ１０７において、
XA＝X1
YA＝Y1
とする。
以後、走行により、ステップ１０６において、各予測点までの距離差が設定値以下になれば(図２（ｃ）)、位置決定部５７は、物体が１つであると判定して(6a),(6b)式により目標物の位置XA,YAを計算して出力するとともに、物体分離不可能フラグFEAを"１"にして出力する(ステップ１０８)。すなわち、出力する位置データXA,YAは物体分離不可能になった状態における位置データであり、信頼度が低いデータであることを示すフラグFEAを"１"にして出力する。
【００１８】
図４は複数(図では２つ)の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を決定して出力する位置測定装置の構成図である。広角レーダ装置５０，６０は図１に示す構成を備え、第１の広角レーダ装置５０は測定した目標物の位置データXA,YAと物体分離不可能フラグFEAを出力し、第２の広角レーダ装置６０は同様に目標物の位置データXB,YBと物体分離不可能フラグFEBを出力する。目標物位置決定部７０は、物体分離不可能フラグFEA，FEBを参照して位置データXA,YA：XB,YBを用いて目標物の位置X,Yを決定して出力する。
図５は目標物位置決定部７０の位置決定処理フローである。
まず、第１、第２の広角レーダ装置が測定した目標物の位置が近接しているかチェックする(ステップ２０１)。すなわち、位置データXA,YA：XB,YBを用いてそれぞれが測定した２点間の距離を求め、距離が設定値以下であるかチェックする。
第１、第２の広角レーダ装置が測定した２点が近接していれば、第１、第２の広角レーダ装置は同一の１つの目標物の位置を測定したものと判定し、次式
X＝（XA＋XB）／2
Y＝（YA＋YB）／2
により、目標物の位置（X，Y）を計算して出力する(ステップ２０２)。
一方、第１、第２の広角レーダ装置が測定した目標物の位置が近接していなければ、物体分離不可能フラグFEA，FEBが何れも０であるかチェックし(ステップ２０３)、FEA=FEB=0であれば、位置データXA,YA：XB,YBの信頼度は大きいから、第１、第２の広角レーダ装置５０，６０は同一の目標物の位置を測定したものと判定し、ステップ２０２により目標物の位置（X，Y）を計算して出力する。
【００１９】
しかし、FEA，FEBの少なくとも１つが１であれば、FEA，FEBの両方が１であるかチェックし(ステップ２０４)、FEA，FEBの両方が共に１であれば、位置データXA,YA：XB,YBの測定誤差が大きいから、これらの値を採用せずそれまでの位置軌跡データより目標物の位置を推定し、推定値XP,YPを目標物のX,Y座標として出力する(ステップ２０５)。
ステップ２０４において、FEA，FEBの両方が１でなければ、FEAが１であるかチェックし(ステップ２０６)、FEA=１であればFEB=０であり、第２広角レーダ装置６０が測定した位置データXB,YBの信頼度が大きく、第１広角レーダ装置５０が測定した位置データXA,YAの測定誤差が大きいから、X=XB,Y=YBとして出力する(ステップ２０７)。
ステップ２０６において、FEA=１でなければFEB=１であり、第１広角レーダ装置５０が測定した位置データXA,YAの信頼度が大きく、第２広角レーダ装置6０が測定した位置データXB,YBの測定誤差が大きいから、X=XA,Y=YAとして出力する(ステップ２０８)。
以上本発明によれば、測定誤差が大きい位置データを特定でき、しかも、該測定誤差が大きい位置データを除外して目標物の位置を決定できるため、目標物の位置測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の広角レーダ装置の構成図である。
【図２】１つの物体を補足していると判定する場合及び異なる２つの物体を補足していると判定する場合の説明図である。
【図３】本発明の広角レーダ装置の位置決定フローである。
【図４】複数(図では２つ)の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を決定して出力する本発明の位置測定装置の構成図である。
【図５】本発明の目標物位置決定装置の位置決定処理フローである。
【図６】広角レーダ装置としてのFM-CWレーダの概略構成図である。
【図７】送信信号の周波数と時間の関係図である。
【図８】送信信号と反射信号間のビート周波数である。
【図９】目標物が移動している場合における送信信号と受信信号の周波数説明図である。
【図１０】目標物が移動している場合における送信信号と受信信号のビート周波数である。
【図１１】広角レーダにおける角度検出説明図である。
【図１２】従来の広角レーダ装置の構成図である。
【図１３】着目している目標物のほかに他の物体（看板などの測定障害物)を同時に捕捉する場合の説明図である。
【図１４】レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になる場合の第１の説明図である。
【図１５】レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になる場合の第２の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
５１，５２ 第１、第２の位置測定部
５３，５４ 反射強度検出部
５５ 方向演算部
５６ 異物体検出部
５７ 位置決定部
５１ａ，５２ａ 第１、第２の送受信部
５１ｂ，５２ｂ 第１、第２の位置算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置測定方法及び位置測定装置に係わり、特に複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法及び位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
広角レーダ装置を用いて、周辺の車両や障害物の位置を検出し、その位置情報に基づいて警報をユーザに提示するシステムがある。広角レーダ装置は、少数の送受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子から幅広のビームを繰り返し放射し、ターゲット(目標物)に反射した反射ビームを対応する受信アンテナ素子で受信する。しかる後、レーダ信号解析部において受信波と送信波の時間差より距離を計測し、周波数の変化分より速度を算出する。また、それぞれの送受信アンテナにおける反射強度を比重計算することで、ターゲットの方向を算出する。
【０００３】
図６は広角レーダ装置としてのFM-CWレーダの概略構成図である。FM-CWレーダはCWレーダ(Continuous Wave Rader)の送信信号にFM変調を施して送信し、目標物からの反射波を受信する。すなわち、周波数可変発振器１は入力電圧に応じて発振周波数(中心周波数はf0)を変化し、FM変調電圧発生部２は所定の直流分を中心に周期的に三角状に変化するFM変調電圧を発生して周波数可変発振器１に入力する。方向結合器３は周波数可変発振器１から出力される三角状のFM変調信号を送信アンテナ４と反射信号受信側に入力する。送信アンテナ４はFM変調信号を目標物に向けて放射し、受信アンテナ５は目標物で反射して戻ってきた反射信号を受信する。ミキサ６は反射信号(受信信号)と送信信号を混合して両信号間のビート信号を出力し、信号処理部７はビート信号周波数を検出して目標物までの距離R、目標物との相対速度Vを計算する。
FMを三角波の繰り返しで行なうものとすると、送信信号の周波数と時間の関係は図７の実線で示すようになり、距離Rのところに存在する目標物(静止しているものとする)からの反射信号の周波数と時間の関係は同図の点線で示すようになる。この結果、送信信号と反射信号間のビート信号周波数frは図８に示すようになり、このビート信号周波数を測定すれば、目標物までの距離を検出できるすなわち、FMの繰り返し周波数をfm,FMの周波数偏移幅をΔfとすれば、距離Rの目標物からの反射信号と送信信号間のビート信号周波数frは次式
fr=4R・fm・Δf/c （cは光速） (１)
で与えられる。
【０００４】
以上は目標物が静止している場合であるが、目標物が移動している場合には、ドプラ効果により送信信号と受信信号の周波数対時間の関係は図９に示すようになる。すなわち、ビート信号周波数frは図１０に示すように、固定した目標物の場合のビート信号周波数frにドプラ周波数fdを重畳したものとなる。そして、その方向は各変調サイクル毎に正負と交互に変わるから、目標物が移動している場合のビート信号周波数fbは次式で与えられる。
fb＝fr−fd （負の場合） (２)
fb＝fr＋fd （正の場合） (３)
ただし、
fd＝2V・f0/c （Vは目標物との相対速度） (4)
したがって、変調の各サイクル毎にfb(正)とfb(負)を別々に測定すれば、frとfd、すなわち、目標物までの距離Rと相対速度Vをそれぞれ別々に求めることができる。具体的には、(2)、(3)式より測定したfb(正)とfb(負)を加算して2で割ればfr、すなわち、目標物までの距離Rが求まり、fb(正)から fb(負)を減算して2で割ればfd、すなわち、相対速度Vが求まる。
【０００５】
以上は目標物までの距離R及び相対速度Vを測定する原理であるが、目標物の方向は以下のように測定できる。一般にレーダは非常に鋭い指向性を持ったアンテナ素子を密に配置し、そのアンテナから電磁波を送信し、そのエコーが返ってきたアンテナの方向を目標物の方向とすることができる。しかし、広角レーダは図１１（a）に示すように少ない(図では２個)のアンテナ素子Aw，Bwで構成され、さらにビーム幅が広く指向性が鋭くないため、エコーが返ってきたアンテナの方向を目標物TGの方位角とすることができない。
そこで、広角レーダ装置では、複数のアンテナで受信した信号電力を比較する方法で目標物の方位角を算出する。通常レーダで使用するアンテナは利得を持っており、放射する電力が強ければそれに比例して受信電力が強くなり、また、ビーム中心方向(法線方向)から両側に外れるほど受信電力が小さくなる。図１１(b)はアンテナ素子Awの法線方向を00としたときの利得であり、ビーム幅が680の場合の例である。２つのアンテナ素子Aw,Bwを図１１(a)に示すように、それぞれの法線方向をずらして配置すれば、各アンテナAw,Bwの利得は図１１(c)における実線、点線で示すようになる。したがって、２つのビームの差を演算すれば、図１１（d）に示すように２つのアンテナの法線方向の範囲RA（00〜340）でほぼ直線となる。これより、受信電力の差を演算することにより目標物の方位角θを求めることができる。
【０００６】
図１２は広角レーダ装置の構成図であり、第１、第２の送受信部１１,１２はそれぞれ図６に示す周波数可変発振器１、FM変調電圧発生部２、方向結合器３、ミキサ６、信号処理部７で構成されている。第１、第２の送受信部１１、１２はそれぞれ送受信制御を行い、中心周波数が異なるFM変調信号(ビームAw,Bw)を送信アンテナATS1,ATS2から送信し、目標物TGからの反射波を受信アンテナATR1,ATR2より受信し、目標物までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定し、反射強度検出部１３、１４は第１、第２の受信アンテナATR1,ATR2により受信した信号の強度、すなわち反射波強度を検出し、方向演算部１５は第１、第２の反射波強度の差を演算し、該差に基づいて目標物の方向θを演算して出力する。
第１の位置算出部１６は測定された距離R1、相対速度V1、目標物の方向θを用いて目標物の位置X1,Y1を算出し、第２の位置算出部１７は測定された距離R2、相対速度V2、目標物の方向θを用いて目標物の位置X2,Y2を算出し、目標物位置決定部１８は第１、第2の位置算出部１６、１７が算出した位置データを用いて加重平均により例えば次式
XA＝（X1＋X2）／2 (５a）
YA＝（Y1＋Y2）／2 (５b)
により目標物の位置XA,YAを計算して出力する。図１１(a）に示すように広角レーダ装置が１つの目標物TGのみを捕捉している場合には、上式により目標物の位置を正しく測定することができる。しかし、図１３に示すように着目している目標物TGのほかに他の物体（看板などの障害物)OBTを同時に捕捉する場合に問題が生じる。
【０００７】
図１３(a）に示すように目標物(例えば車両)TGまでの距離と看板などの測定障害物(以後単に障害物という)OBTまでの距離が異なれば、広角レーダ装置は目標物TGと障害物OBTを異なる物体として識別でき、第２の位置算出部１７から出力される位置データX2,Y2を目標物TGの位置データXA,YAとして出力できる。しかし、走行により図１３(b)に示すように目標物TGまでの距離と障害物OBTまでの距離がほぼ等しくなると、目標物位置決定部１８は目標物TGと障害物OBTを同一物体として認識し、(5a）,(5b)式により目標物の位置データを算出する。この結果、算出された目標物の位置は目標物TGと障害物OBTの中間点PMとなり、位置測定誤差が大きくなる。
【０００８】
上述のように広角レーダ装置は位置測定精度が低いため、該レーダ装置を複数使用して、それぞれの出力から補完、論理的演算などの手法により（見かけ上の）精度を高める方法が知られている。しかし、等距離に他の反射物があると、レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になっている。図１４、図１５はかかる点を説明する説明図である。
目標物位置測定に際しては、図１５(ａ)に示すように図１２に示す広角レーダ装置２１Ａ，２１Ｂを車両２２の両側に装着し、それぞれの広角レーダ装置で目標物TGまでの位置を測定する。広角レーダ装置２１Ａ，２１Ｂが１つの同一の目標物を捕捉している場合には、図１４(b)に示すように各装置が出力する位置データ(XA,YA)，(XB,YB) の加重平均位置（中間位置）Pcが目標物の位置(XC,YC)となり、何らの問題はない。尚、図１４において、三角形は広角レーダ装置の照射範囲を模式的に表したものである。
しかし、図１５(a)に示ように、第１の広角レーダ装置２１Aが等距離に目標物TGと障害物(看板)OBTを同時に捕捉し、第２の広角レーダ装置２１Bが目標物TGのみを捕捉するような場合に問題が生じる。すなわち、第２の広角レーダ装置２１Bは、図１５(c)に示すように障害物OBTを捕捉せず、目標物TGのみを捕捉している為、位置データPB (XB,YB)をある程度の精度で算出して出力する。しかし、第１の広角レーダ装置２１Aは図１５(b)より明らかなように等距離に目標物である車両TGと障害物である看板OBTの２つを捉えている。このため、前述したように二つの物体TG,OBTは、レーダ装置内部の演算において同一物体と認識され、第１の広角レーダ装置２１Aは、図１５(d)に示すように２物体TG、OBTの中間点の位置データPA′(XA′,YA′)を目標物の位置データとして出力する。この結果、位置決定部は図１５(e)に示すように第１、第２の広角レーダ装置２１A,２１Bが出力する位置データPA′(XA′,YA′)、PB (XB,YB)を加重平均して得られるPA′、PBの中間点Pを目標物の位置として出力することになり、測定誤差が大きくなる。
【０００９】
以上のように、複数の広角レーダ装置を用いた位置測定に際して、１つの広角レーダ装置が等距離に目標物TGと測定障害物(看板)OBTを同時に捕捉すると、該広角レーダ装置が出力する位置データの測定誤差が大きくなり、複数の広角レーダ装置を用いても位置測定精度を向上することができない問題が生じる。
そこで、補足した物体が同一物体であるか異なる物体であるかを識別する第１の従来技術が提案されている(特許文献１参照)。
また、異なる２以上の目標物が接近しても正しく着目している目標物を追尾できるようにした第２の従来技術が提案されている(特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００１−２１６４７号公報
【特許文献２】特開２０００−９８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１従来技術では、複数の探査方向において距離及び速度が等しい２つの物体が検出されたとき、両物体間の角度を調べ、該角度が車線幅に応じた角度以下であれば同一物体、以上であれば異なる物体であると識別する。しかし、第１従来技術は一定の角度毎に探査を行なうレーダ装置を対象とするもので、広角レーダ装置を対象とするものはない。このため、第１従来技術は、複数の広角レーダ装置を使用する位置測定に際して測定誤差を減少する目的に適用できない。
また、第２従来技術の追尾装置は、レーダの受信信号によって得られた目標物の位置情報と受信信号の強度情報とから、目標物の反射断面積を求め、各目標物の位置情報における相関を求めると共に、目標物の反射断面積情報における相関を求め、位置の相関と反射断面積の相関があるかにより着目目標物を識別して航跡情報を求める。この第２従来技術の追尾装置は、着目目標物を識別して航跡情報を求めるものであるが、１台の広角レーダ装置を用いるものであり、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定するものではなく、しかも、複数の広角レーダ装置を用いて測定する目標物の位置測定精度を向上するものではない。
以上から、本発明の目的は、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置測定する場合、位置測定精度を向上することである。
本発明の別の目的は、少なくとも１つの広角レーダ装置が等距離に目標物と障害物(看板)OBTを同時に捕捉しても位置測定精度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は本発明によれば、複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法および位置測定装置により達成される。
本発明の位置測定方法は、複数の広角レーダ装置のそれぞれにおいて、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を計算し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を計算する。目標物の位置計算に際して、分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を計算する。
各広角レーダ装置は、目標物の位置を測定する複数の位置測定部を備え、各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する。
本発明の位置測定装置は、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して該目標物の位置を測定すると共に、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったか監視し、分離不可能になったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加する複数の広角レーダ装置、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する目標物位置決定部を備えている。
本発明の位置測定装置において、広角レーダ装置は、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して目標物の位置をそれぞれ測定する複数の位置測定部、各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した目標物の位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する位置決定部を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき、換言すれば測定した位置データの測定誤差が大きくなったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて例えば加重平均により目標物の位置を計算し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を計算するようにしたから、測定誤差が大きい位置データを特定でき、しかも、該位置データを除外して目標物の位置を決定できるため、目標物の位置測定精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する場合、各広角レーダ装置は、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、位置決定部は、各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて加重平均により目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する。物体分離が可能であるか不可能であるかは、各広角レーダ装置に目標物の位置を測定する複数の位置測定部を設けて行なう。すなわち、広角レーダ装置は各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した目標物の位置データに分離不可能情報を付加して出力する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の広角レーダ装置の構成図であり、送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して対象物体の位置を測定する第１、第２の位置測定部５１、５２、反射波の強度を検出する反射強度検出部５３、５４、反射波の強度を用いて目標物の方位を演算する方向演算部５５、第１、第２の位置測定部５１、５２により測定された物体までの距離R1,R2に基づいて同一物体であるか、異なる物体であるかを判定する異物体検出部５６、第１、第２の位置測定部５１、５２が測定した位置データに基づいて目標物の位置を決定する位置決定部５７を備えている。第１、第２の位置測定部５１、５２はそれぞれ送受信部５１a,５２aおよび位置算出部５１b、５２bを有している。
第１、第２の送受信部５１a, ５２aはそれぞれ図６に示す周波数可変発振器１、FM変調電圧発生部２、方向結合器３、ミキサ６、信号処理部７で構成されており、それぞれ中心周波数が異なるFM変調信号(ビームAw,Bw)を送信アンテナATS1,ATS2から送信し、目標物TGからの反射波を受信アンテナATR1,ATR2より受信し、目標物までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定する。第１の位置算出部５１bは、第１の送受信部５１aにより測定された距離R1、相対速度V1並びに方位角θを用いて第１の位置X1,Y1を算出し、また、第２の位置算出部５２bは、第２の送受信部５２aにより測定された距離R2、相対速度V2並びに方位角θを用いて第２の位置X2,Y2を算出して位置決定部５７に入力する。反射強度検出部５３、５４は第１、第２の受信アンテナATR1,ATR2により受信した信号の強度、すなわち反射波強度を検出し、方向演算部５５は第１、第２の反射波強度の差を演算し、該差に基づいて目標物の方向θを演算して出力する。
【００１５】
異物体検出部５６は第１、第２の送受信部５１a,５２aが測定した距離R1,R2が等しいか、換言すれば距離R1,R2の差が設定値以下であるかにより広角レーダ装置が１つの目標物を捕捉しているか、異なる２つの物体を補足しているか判断する。すなわち、距離差が設定値より小さければ第１、第２の送受信部５１a, ５２aは同一物体TGまでの距離を測定したものであり、１つの物体を補足していると判定する(図２(A)参照)。一方、距離差が設定値より大きければ第１、第２の送受信部５１a, ５２aは異なる物体TG,OBTまでの距離を測定したものであり、異なる２つの物体を補足していると判定する(図２(b)参照)。なお、図２(b)に示すように距離差が大きくて異なる物体であると判定されている状態において、走行により図２(c)に示すように距離差が小さくなって設定値以下になると物体TG,OBTは同一物体とみなされ、物体分離不可能となる。
位置決定部５７は、第１、第２の位置測定部５１,５２により算出された第１の位置X1,Y1、第２の位置X2,Y2及び異物体を検出しているか否かに応じて図３のフローにしたがって目標物の位置を決定して出力する。
【００１６】
図３は本発明の広角レーダ装置の位置決定フローである。
第１、第２の位置測定部５１、５２は所定時間T毎に物体までの距離R1,R2及び相対速度V1,V2を測定すると共に、測定距離R1、相対速度V1、方位角θを用いて第１の位置X1,Y1、第２位置X2,Y2を算出する(ステップ１００)。
異物体検出部５６は第１、第２の位置測定部５１，５２が測定した距離R1,R2の距離差が許容範囲内であるか判断し(ステップ１０１)、最大許容値以下であれば広角レーダ装置は１つの目標物を捕捉しており(図２（a）)、第１、第２の位置測定部５１,５２が算出した第１位置X1,Y1、第２位置X2,Y2は同一の目標物TGの位置データであると判定し、次式
XA＝（X1＋X2）／2 (６a)
YA＝（Y1＋Y2）／2 (６b)
により目標物の位置XA,YAを計算して出力するとともに、物体分離不可能フラグFEAを"０"にして出力する(ステップ１０２)。FEAは物体分離不可能を特定するためのフラグであり、FEA=1は測定誤差が大きく、信頼度が小さいことを意味する。
以上のように、広角レーダ装置が１つの目標物TGのみを捕捉している場合には、上式により目標物の位置を測定することができ、測定精度を向上できる。
ステップ１０１において、距離差が許容範囲外であれば異なる物体(目標物TG、障害物OBT)を検出しているものと判定し(図２（ｂ）)、第１、第２の位置測定部５１，５２が測定した物体のそれぞれの位置履歴データを用いて所定時間T後の各物体の位置を予測する(ステップ１０３)。ついで、各予測点までの距離を計算し、距離差が設定値以下であるかチェックし、チェック結果を保存する(ステップ１０４)。
【００１７】
ついで、所定時間T経過後に第１、第２の位置測定部５１、５２は物体までの距離R1,R2、相対速度V1,V2を測定すると共に、第１、第２の位置（X1,Y1）、（X2,Y2)を計算して位置決定部５７に入力する(ステップ１０５)。位置決定部５７は、ステップ１０４で保存してあるチェック結果を参照し(ステップ１０６)、予測点までの距離差が設定値以上であれば、2物体のうち着目物体である目標物TGのみを捕捉している第２位置測定部５２から入力する第２の位置（X2,Y2)を用いて
XA＝X2
YA＝Y2
とするとともに、物体分離不可能フラグFEAを"０"にして出力する(ステップ１０７)。尚、図２(b)に示す状態では第２位置測定部５２が目標物のみを補足しているが、図２(d)に示す状態では、第１位置測定部５１が目標物のみを補足している。かかる場合には、ステップ１０７において、
XA＝X1
YA＝Y1
とする。
以後、走行により、ステップ１０６において、各予測点までの距離差が設定値以下になれば(図２（ｃ）)、位置決定部５７は、物体が１つであると判定して(6a),(6b)式により目標物の位置XA,YAを計算して出力するとともに、物体分離不可能フラグFEAを"１"にして出力する(ステップ１０８)。すなわち、出力する位置データXA,YAは物体分離不可能になった状態における位置データであり、信頼度が低いデータであることを示すフラグFEAを"１"にして出力する。
【００１８】
図４は複数(図では２つ)の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を決定して出力する位置測定装置の構成図である。広角レーダ装置５０，６０は図１に示す構成を備え、第１の広角レーダ装置５０は測定した目標物の位置データXA,YAと物体分離不可能フラグFEAを出力し、第２の広角レーダ装置６０は同様に目標物の位置データXB,YBと物体分離不可能フラグFEBを出力する。目標物位置決定部７０は、物体分離不可能フラグFEA，FEBを参照して位置データXA,YA：XB,YBを用いて目標物の位置X,Yを決定して出力する。
図５は目標物位置決定部７０の位置決定処理フローである。
まず、第１、第２の広角レーダ装置が測定した目標物の位置が近接しているかチェックする(ステップ２０１)。すなわち、位置データXA,YA：XB,YBを用いてそれぞれが測定した２点間の距離を求め、距離が設定値以下であるかチェックする。
第１、第２の広角レーダ装置が測定した２点が近接していれば、第１、第２の広角レーダ装置は同一の１つの目標物の位置を測定したものと判定し、次式
X＝（XA＋XB）／2
Y＝（YA＋YB）／2
により、目標物の位置（X，Y）を計算して出力する(ステップ２０２)。
一方、第１、第２の広角レーダ装置が測定した目標物の位置が近接していなければ、物体分離不可能フラグFEA，FEBが何れも０であるかチェックし(ステップ２０３)、FEA=FEB=0であれば、位置データXA,YA：XB,YBの信頼度は大きいから、第１、第２の広角レーダ装置５０，６０は同一の目標物の位置を測定したものと判定し、ステップ２０２により目標物の位置（X，Y）を計算して出力する。
【００１９】
しかし、FEA，FEBの少なくとも１つが１であれば、FEA，FEBの両方が１であるかチェックし(ステップ２０４)、FEA，FEBの両方が共に１であれば、位置データXA,YA：XB,YBの測定誤差が大きいから、これらの値を採用せずそれまでの位置軌跡データより目標物の位置を推定し、推定値XP,YPを目標物のX,Y座標として出力する(ステップ２０５)。
ステップ２０４において、FEA，FEBの両方が１でなければ、FEAが１であるかチェックし(ステップ２０６)、FEA=１であればFEB=０であり、第２広角レーダ装置６０が測定した位置データXB,YBの信頼度が大きく、第１広角レーダ装置５０が測定した位置データXA,YAの測定誤差が大きいから、X=XB,Y=YBとして出力する(ステップ２０７)。
ステップ２０６において、FEA=１でなければFEB=１であり、第１広角レーダ装置５０が測定した位置データXA,YAの信頼度が大きく、第２広角レーダ装置6０が測定した位置データXB,YBの測定誤差が大きいから、X=XA,Y=YAとして出力する(ステップ２０８)。
以上本発明によれば、測定誤差が大きい位置データを特定でき、しかも、該測定誤差が大きい位置データを除外して目標物の位置を決定できるため、目標物の位置測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の広角レーダ装置の構成図である。
【図２】１つの物体を補足していると判定する場合及び異なる２つの物体を補足していると判定する場合の説明図である。
【図３】本発明の広角レーダ装置の位置決定フローである。
【図４】複数(図では２つ)の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を決定して出力する本発明の位置測定装置の構成図である。
【図５】本発明の目標物位置決定装置の位置決定処理フローである。
【図６】広角レーダ装置としてのFM-CWレーダの概略構成図である。
【図７】送信信号の周波数と時間の関係図である。
【図８】送信信号と反射信号間のビート周波数である。
【図９】目標物が移動している場合における送信信号と受信信号の周波数説明図である。
【図１０】目標物が移動している場合における送信信号と受信信号のビート周波数である。
【図１１】広角レーダにおける角度検出説明図である。
【図１２】従来の広角レーダ装置の構成図である。
【図１３】着目している目標物のほかに他の物体（看板などの測定障害物)を同時に捕捉する場合の説明図である。
【図１４】レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になる場合の第１の説明図である。
【図１５】レーダ装置を複数個使用してデータの補完、論理的演算などを行っても、動作が不安定になる場合の第２の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
５１，５２ 第１、第２の位置測定部
５３，５４ 反射強度検出部
５５ 方向演算部
５６ 異物体検出部
５７ 位置決定部
５１ａ，５２ａ 第１、第２の送受信部
５１ｂ，５２ｂ 第１、第２の位置算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法において、
各広角レーダ装置において、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、
各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、
いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する、
ことを特徴とする位置測定方法。
【請求項２】
分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の位置測定方法。
【請求項３】
各広角レーダ装置に目標物の位置を測定する複数の位置測定部を設け、
各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、
２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、
各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の位置測定方法。
【請求項４】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定装置において、
送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して該目標物の位置を測定すると共に、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったか監視し、分離不可能になったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加する複数の広角レーダ装置、
各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する目標物位置決定部、
を備えたことを特徴とする位置測定装置。
【請求項５】
前記目標物位置決定部は、分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を決定する手段、
を備えることを特徴とする請求項４記載の位置測定装置。
【請求項６】
前記各広角レーダ装置は、
送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して目標物の位置をそれぞれ測定する複数の位置測定部、
各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する位置決定部、
を備えたことを特徴とする請求項４記載の位置測定装置。
【請求項１】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定方法において、
各広角レーダ装置において、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったとき該広角レーダ装置から出力する位置データに分離不可能情報を付加し、
各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、
いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する、
ことを特徴とする位置測定方法。
【請求項２】
分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を決定する、
ことを特徴とする請求項１記載の位置測定方法。
【請求項３】
各広角レーダ装置に目標物の位置を測定する複数の位置測定部を設け、
各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、
２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、
各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の位置測定方法。
【請求項４】
複数の広角レーダ装置を用いて目標物の位置を測定する位置測定装置において、
送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して該目標物の位置を測定すると共に、目標物を含む複数の物体を分離することが不可能になったか監視し、分離不可能になったとき、出力する位置データに分離不可能情報を付加する複数の広角レーダ装置、
各広角レーダ装置から出力されるいずれの位置データにも分離不可能情報が付加されていなければ、各広角レーダ装置から出力される位置データを用いて目標物の位置を決定し、いずれかの位置データに分離不可能情報が付加されていれば、該位置データを除外して目標物の位置を決定する目標物位置決定部、
を備えたことを特徴とする位置測定装置。
【請求項５】
前記目標物位置決定部は、分離不可能情報が付加されていない位置データの加重平均により目標物の位置を決定する手段、
を備えることを特徴とする請求項４記載の位置測定装置。
【請求項６】
前記各広角レーダ装置は、
送信波を目標物に向けて発射し、反射波を受信して目標物の位置をそれぞれ測定する複数の位置測定部、
各位置測定部が測定する目標物までの距離に基づいて１つの広角レーダ装置が２以上の物体を捕捉しているか判断し、２以上の物体を捕捉している際、それぞれの位置測定部が次に測定する位置を予測し、各予測点までの距離の差が設定値以下であれば、各位置測定部が測定した位置データを用いて算出した位置データに前記分離不可能情報を付加して出力する位置決定部、
を備えたことを特徴とする請求項４記載の位置測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−９３５４２（Ｐ２００７−９３５４２Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８６７５６（Ｐ２００５−２８６７５６）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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