物体検知方法
【課題】 レーダー装置により至近距離の物体を確実に検知できる物体検知方法を提供する。
【解決手段】 検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定し、ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定し、倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定し、倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定し、補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定し、基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する。このように、検知すべき基本波ターゲットが至近距離において非検知状態になっても、依然として検知されている倍波ターゲットから算出した補間ターゲットにより基本波ターゲットのデータを推定して出力することで、基本波ターゲットを継続的に検知し続けることができる。
【解決手段】 検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定し、ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定し、倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定し、倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定し、補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定し、基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する。このように、検知すべき基本波ターゲットが至近距離において非検知状態になっても、依然として検知されている倍波ターゲットから算出した補間ターゲットにより基本波ターゲットのデータを推定して出力することで、基本波ターゲットを継続的に検知し続けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送受信手段により自車の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲットにより反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲットの方向および距離を検知する物体検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
FM・CW型レーダー装置において、近距離にある物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の一方が欠落した場合にFM・CW波およびCW波を交互に送信し、FM・CW波による非欠落側のピーク周波数とCW波によるピーク周波数とに基づいて物体の距離および相対速度を算出するものが、下記特許文献1により公知である。
【0003】
またFM・CW型レーダー装置において、物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の一方が低周波ノイズに埋もれてしまった場合に、上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の他方から一方を補間して物体の距離および相対速度を算出するものが、下記特許文献2により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−300536号公報
【特許文献2】特開2004−205279号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明は、FM・CW型レーダー装置にCW波を送信する機能を付加しなければならないため、コストアップの要因となる問題がある。また上記特許文献2に記載された発明は、物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の両方が低周波ノイズに埋もれてしまった場合に(物体が近距離で相対速度が小さいとき)、機能を発揮しないという問題がある。
【0006】
ところで、車両用レーダー装置で先行車のようなターゲットを検知するには、送信した電磁波がターゲットで反射された反射波の受信ピーク強度が、ノイズレベルよりも大きく設定した閾値を超える必要がある。その閾値は、電磁波の減衰に合わせて近距離で高く設定されて遠距離で低く設定されており、遠距離で反射波の受信ピーク強度が閾値に埋もれてしまうところが遠距離側の検知限界距離となる。一方、至近距離ではレーダー装置に内在するフロアノイズがターゲットとして誤検知されないように、フロアノイズを超える更に大きい閾値が設定されており、この閾値が近距離側の検知限界距離を規定する。
【0007】
至近距離では、電磁波がターゲットを照射する面積が小さくなって電磁波の反射面が成す三次元曲面の方向の影響を受け易くなるため、照射位置によって反射波の受信ピーク強度が低くなる事象が発生する。このような理由から、図12(A)に示すように、至近距離であっても反射波の受信ピーク強度が閾値に埋もれてターゲットを検知できなくなる場合がある。
【0008】
このような問題に対する一つ目の解決策として、図12(B)に示すように、至近距離における閾値を下げることで受信ピーク強度が閾値に埋もれないようにすることが考えられるが、この場合にはレーダー装置に内在するフロアノイズが閾値を超えて誤検知が発生する問題がある。
【0009】
また二つ目の解決策として、レーダー装置に内在するフロアノイズを低くして閾値を超えないようにすることが考えられるが、そのためにはレーダー装置の大幅な改修が必要となってコスト面で不利になる問題がある。
【0010】
また三つ目の解決策として、図12(C)に示すように、レーダー装置の電磁波の送信出力を増加させることが考えられるが、電磁波の送信出力の上限値は法規によって規制されているだけでなく、強い電磁波によって本来の先行車のようなターゲット以外の路面の落下物等をターゲットとして誤検知してしまう問題がある。
【0011】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、至近距離の物体を確実に検知できる物体検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、送受信手段により自車の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲットにより反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲットの方向および距離を検知する物体検知方法において、検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定する第1工程と、前記ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定する第2工程と、前記倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定する第3工程と、前記倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定する第4工程と、前記補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定する第5工程と、前記基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に前記補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する第6工程とを含むことを特徴とする物体検知方法が提案される。
【0013】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記第1工程において検知されるターゲットは、距離が所定距離未満のターゲットであることを特徴とする物体検知方法が提案される。
【0014】
尚、実施の形態の先行車Vbは本発明のターゲットに対応する。
【発明の効果】
【0015】
請求項1の構成によれば、第1工程で、検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定し、第2工程で、ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定し、第3工程で、倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定し、第4工程で、倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定し、第5工程で、補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定し、第6工程で、基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する。このように、検知すべき基本波ターゲットが至近距離において非検知状態になっても、依然として検知されている倍波ターゲットから算出した補間ターゲットにより基本波ターゲットのデータを推定して出力することで、基本波ターゲットを継続的に検知し続けることができる。しかもターゲットの検知閾値を低くしたり、電磁波の送信強度を高くしたりする必要がないため、ノイズや本来検知する必要のない物体が誤検知されるのを防止することができる。
【0016】
また請求項2の構成によれば、第1工程において検知されるターゲットを距離が所定距離未満のターゲットとしたので、ターゲットが至近距離にあって倍波ターゲットが検知される可能性がある場合に限って本制御を実行することができ、これにより無駄な制御が行われるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】ミリ波レーダー装置の構造を示す図。
【図2】送受信手段に対して物体が接近移動しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示すグラフ。
【図3】図2に対応するピーク信号を示すグラフ。
【図4】本発明の原理の説明図。
【図5】実施の形態の作用説明図(Time1)。
【図6】実施の形態の作用説明図(Time2)。
【図7】実施の形態の作用説明図(Time3)。
【図8】メインルーチンのフローチャート。
【図9】ステップS8のサブルーチンのフローチャート。
【図10】ステップS9のサブルーチンのフローチャート。
【図11】ステップS10のサブルーチンのフローチャート。
【図12】従来例の問題点の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図1〜図11に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
先ず、図1〜図3に基づいて、FM・CW型レーダー装置Rの構造を説明する。
【0020】
図1に示すように、レーダー装置Rの送受信手段Mは、タイミング信号生成回路1、FM変調制御回路2、発振器3、アンプ4、サーキュレータ5および送受信アンテナ6で構成される。タイミング信号生成回路1から入力されるタイミング信号に基づいて、FM変調制御回路2により発振器3の発振作動が変調制御され、図2(A)に実線で示すように周波数が三角波状に変調され、発振器3からの変調された送波信号がアンプ4およびサーキュレータ5を介して送受信アンテナ6に入力され、送受信アンテナ6からFM・CW波が送信される。送受信アンテナ6の前方に先行車等の物体が存在すると、該物体で反射された反射波が送受信アンテナ6で受信される。この反射波は、例えば、前方の物体が接近してくる場合には、図2(A)に破線で示すように出現するものであり、送信波が直線的に増加する上昇側では送信波よりも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。
【0021】
レーダー装置Rは、更にミキサ7、アンプ8、アンプ9、A/Dコンバータ10、メモリ11および演算処理装置12を備える。
【0022】
送受信アンテナ6で受信した受信波はサーキュレータ5を介してミキサ7に入力される。ミキサ7には、サーキュレータ5からの受信波の他に発振器3から出力される送信波から分配された送信波がアンプ8を介して入力されており、ミキサ7で送信波および受信波が混合されることにより、図2(B)に示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側でピーク周波数Fupを有し、送信波の周波数が直線的に減少する下降側でピーク周波数Fdnを有するビート信号が生成される。
【0023】
ミキサ7で得られたビート信号はアンプ9で必要なレベルの振幅に増幅され、A/Dコンバータ10によりサンプリングタイム毎にA/D変換され、デジタル化されたデータがメモリ11に時系列的に記憶保持される。このメモリ11には、タイミング信号生成回路1からタイミング信号が入力されており、そのタイミング信号に応じてメモリ11は、送受信波の周波数が増加する上昇側および前記周波数が減少する下降側毎にデータを記憶保持することになる。
【0024】
前記メモリ11に記憶されたデータに基づいて、演算処理装置12は、後述するように自車を基準とする物体の方向(検知角度)、距離および相対速度を算出するとともに、電子制御ユニットUに通信する。電子制御ユニットUで構成される車両制御手段は、演算処理装置12からの信号を受けて、先行車との衝突を回避すべく、あるいは衝突時の被害を軽減すべく、自車を自動制動するためのブレーキアクチュエータAaや、運転者に自発的な制動操作を促すためのブザーやランプのような警報手段Abの作動を制御する。
【0025】
尚、レーダー装置Rによるターゲットの検知は、例えば100msecのサイクルで行われる。
【0026】
演算処理装置12は、メモリ11に記憶されたビート信号のデータをFFT(高速フーリエ変換)により周波数分析してスペクトル分布を求め、そのスペクトルデータを基に検知レベルが所定の閾値以上で極大値となるスペクトル(ピーク信号)を検出する。図3(A)に示す上昇側のピーク信号と図3(B)に示す下降側のピーク信号とは、物体との相対速度が「0」であるときのピーク位置を挟んで対称的に検知される。そして上昇側のピーク周波数Fupおよび下降側のピーク周波数Fdnに基づいて、物体の距離および相対速度を算出する。具体的には、両ピーク周波数Fup,Fdnの和に基づいて物体までの距離を算出し、両ピーク周波数Fup,Fdnの差に基づいて物体との相対速度を算出する。また物体が検知されたときの送信波の送信方向に基づいて物体の方向(検知角度)を算出する。
【0027】
次に、図4に基づいて本発明の基本原理を説明する。
【0028】
自車Vaに対して先行車Vbが至近距離に存在するとき、自車Vaのレーダー装置Rから送信した電磁波は先行車Vbに反射されて受信されることで、距離aに先行車Vbが検知される。この場合の先行車Vbを基本波ターゲットという。一方、自車Vaのレーダー装置Rから送信した電磁波は先行車Vbに反射された後に、自車Vaの前面で反射して前方に向かい、先行車Vbに再び反射されて受信されることで、距離2aに実際には存在しない先行車Vbを検知する場合がある。この場合の先行車Vbを倍波ターゲットという。この倍波ターゲットは、基本波ターゲットに対して同方向に検知されて距離が2倍になるだけでなく、相対速度も2倍になる。よって、基本波ターゲットが至近距離において非検知になったとき、倍波ターゲットと同方向であって位置および相対速度が2分の1の補間ターゲットを算出し、この補間ターゲットで非検知になった基本波ターゲットを補うことができる。
【0029】
尚、電磁波が自車Vaおよび先行車Vb間で更に一往復反射して3倍波ターゲットが検知されることが考えられるが、実際には反射回数が多いと電磁波の減衰量が大きいため、3倍波以上のターゲットは殆ど検知されることはない。また先行車Vbの距離が遠い場合には電磁波の減衰量が大きいため、倍波ターゲットが検知されるのは先行車Vbの距離が至近距離(例えば、10m以下)の場合に限られる。
【0030】
次に、図5〜図7に基づいて本発明の具体的なロジックを説明する。
【0031】
図5(Time1)に示すように、自車Vaに近い距離aの位置に先行車Vbのターゲット(基本波ターゲット)を検知した場合、その基本波ターゲットと同方向で距離が2倍の2aの位置にダミーターゲットを設定するとともに、ダミーターゲットを中心とする所定の大きさの倍波ターゲット検索範囲を設定する。倍波ターゲット検索範囲の前後方向(自車Vaの進行方向)の幅は、ダミーターゲットの位置に対して±α(αは例えば1m)であり、倍波ターゲット検索範囲の左右方向(自車Vaの進行方向に直交する方向)の幅は、ダミーターゲットの位置に対して角度が±β(βは例えば3deg)である。
【0032】
図6(Time2)に示すように、前記倍波ターゲット検索範囲にターゲットが検知されていれば、そのターゲットは基本波ターゲットに対応する倍波ターゲットであると判定され、その倍波ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与される。
【0033】
図7(Time3)に示すように、前回の処理で倍波ターゲットが検知されると、その距離bの2分の1の距離b/2の位置に補間ターゲットを設定するとともに、その補間ターゲットを中心とする所定の大きさの基本波ターゲット検索範囲を設定する。基本波ターゲット検索範囲の前後方向の幅は、補間ターゲットの位置に対して±α(αは例えば1m)であり、基本波ターゲット検索範囲の左右方向の幅は、補間ターゲットの位置に対して角度が±β(βは例えば3deg)である。もちろん、基本波ターゲット検索範囲の位置は、自車Vaおよび先行車Vbの位置関係の変化に応じてループ毎に更新される。
【0034】
基本波ターゲット(実ターゲット)が検知されている間は、その基本波ターゲットは基本波ターゲット検索範囲に存在する筈であるが、自車Vaに接近することで先行車Vbが非検知になると、非検知になった基本波ターゲットを補間ターゲットで置き替える。これにより、自車Vaおよび先行車Vbの距離が小さくなって基本波ターゲットが非検知になっても、補間ターゲットを基本波ターゲットとして使用することで車両制御を支障なく継続することが可能となる。
【0035】
またターゲットの検知閾値を低く設定したり、レーダー装置Rの出力を増加させたりする必要がないため、レーダー装置Rのフロアノイズを誤検知したり、路面の落下物を誤検知したりする不具合が発生することもない。しかもレーダー装置Rのハードウエアを変更することなく、ソフトウエアの変更のみで実現することができるので低コストである。
【0036】
上記作用を図8〜図11のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。
【0037】
先ず図8のステップS1でレーダー装置Rの受信信号を演算処理装置12に入力し、ステップS2で受信信号をFFT(高速フーリエ変換)により周波数分析してスペクトル分布を求め、ステップS3でスペクトルデータを基に受信強度が所定の閾値以上で極大値となるスペクトル(ピーク信号)を検出する。続くステップS4で複数のピーク信号のうちの同一ターゲットに起因するものを一纏めにするグルーピング処理を行ってグルーピングデータを取得し、ステップS5で上昇側のグルーピングデータと下降側のグルーピングデータとのうちの同一ターゲットに起因するものをペアリングすることで、ステップS6でターゲットの距離および相対速度を算出する。そして前記ステップS6で検知したターゲットを、ステップS7で仮ターゲットとして決定する。
【0038】
続くステップS8で仮ターゲットに対応する距離および相対速度が2倍の倍波ターゲットが存在するか否かを判定し、続くステップS9で倍波ターゲットから逆算した距離および相対速度が2分の1の補間ターゲットで基本波ターゲットを補間する。そしてステップS10で最終的な出力ターゲットを決定する。
【0039】
前記ステップS1〜ステップS7の処理は従来のレーダー装置における処理と実質的に同じであり、前記のステップS8〜ステップS10が新規な部分となる。
【0040】
次に前記ステップS8(倍波ターゲット予測処理)のサブルーチンを、図9のフローチャートに基づいて説明する。
【0041】
先ずステップS11で全仮ターゲットのチェックが完了していれば本ルーチンを終了し、完了していなければ、ステップS12で仮ターゲットの距離が所定値(例えば、10m)未満であるか否かを判断する。前記所定値は、それ未満の距離で倍波ターゲットが検知される可能性がある値として設定される。前記ステップS12で仮ターゲットの距離が所定値未満であれば、ステップS13で倍波ターゲット検索範囲(図5参照)を設定する。続くステップS14で倍波ターゲット検索範囲に他の仮ターゲットが存在すれば、その仮ターゲットを倍波ターゲットであると判定して倍波ターゲットフラグ(図6参照)を付与する。
【0042】
次に前記ステップS9(基本波ターゲット補間処理)のサブルーチンを、図10のフローチャートに基づいて説明する。
【0043】
先ずステップS21で全仮ターゲットのチェックが完了していれば本ルーチンを終了し、完了していなければ、ステップS22で前回ループで仮ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与されたか否かを判断する。前記ステップS22で仮ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与されていれば、ステップS23で基本波ターゲット検索範囲(図7参照)を設定する。続くステップS24で基本波ターゲット検索範囲に他の仮ターゲットが存在しなければ、ステップS25で倍波ターゲットの距離および相対速度を2分の1にした補間ターゲット(図7参照)を算出する。
【0044】
次に前記ステップS10(出力ターゲット決定処理)のサブルーチンを、図11のフローチャートに基づいて説明する。
【0045】
先ずステップS31で補間ターゲットフラグを付与された補間ターゲットが設定されていれば、ステップS32で仮ターゲットおよび補間ターゲットを車両制御のための出力ターゲットとして出力し、前記ステップS31で補間ターゲットが設定されていなければ、ステップS33で仮ターゲットを車両制御のための出力ターゲットとして出力する。
【0046】
以上のように、自車Vaおよび先行車Vbの距離が接近して先行車Vbに対応する基本波ターゲットがロストしたとき、倍波ターゲットの距離および相対距離を2分の1にした補間ターゲットでロストした基本波ターゲットを補うので、基本波ターゲットがロストしても車両制御を支障なく継続することができる。
【0047】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、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行うことが可能である。
【0048】
例えば、倍波ターゲット検索範囲および基本波ターゲット検索範囲の広さは実施の形態に限定されず、適宜変更可能である。
【0049】
また本発明のターゲットは実施の形態の先行車Vbに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0050】
M 送受信手段
Va 自車
Vb 先行車(ターゲット)
【技術分野】
【0001】
本発明は、送受信手段により自車の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲットにより反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲットの方向および距離を検知する物体検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
FM・CW型レーダー装置において、近距離にある物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の一方が欠落した場合にFM・CW波およびCW波を交互に送信し、FM・CW波による非欠落側のピーク周波数とCW波によるピーク周波数とに基づいて物体の距離および相対速度を算出するものが、下記特許文献1により公知である。
【0003】
またFM・CW型レーダー装置において、物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の一方が低周波ノイズに埋もれてしまった場合に、上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の他方から一方を補間して物体の距離および相対速度を算出するものが、下記特許文献2により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−300536号公報
【特許文献2】特開2004−205279号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明は、FM・CW型レーダー装置にCW波を送信する機能を付加しなければならないため、コストアップの要因となる問題がある。また上記特許文献2に記載された発明は、物体の上昇側ピーク信号および下降側ピーク信号の両方が低周波ノイズに埋もれてしまった場合に(物体が近距離で相対速度が小さいとき)、機能を発揮しないという問題がある。
【0006】
ところで、車両用レーダー装置で先行車のようなターゲットを検知するには、送信した電磁波がターゲットで反射された反射波の受信ピーク強度が、ノイズレベルよりも大きく設定した閾値を超える必要がある。その閾値は、電磁波の減衰に合わせて近距離で高く設定されて遠距離で低く設定されており、遠距離で反射波の受信ピーク強度が閾値に埋もれてしまうところが遠距離側の検知限界距離となる。一方、至近距離ではレーダー装置に内在するフロアノイズがターゲットとして誤検知されないように、フロアノイズを超える更に大きい閾値が設定されており、この閾値が近距離側の検知限界距離を規定する。
【0007】
至近距離では、電磁波がターゲットを照射する面積が小さくなって電磁波の反射面が成す三次元曲面の方向の影響を受け易くなるため、照射位置によって反射波の受信ピーク強度が低くなる事象が発生する。このような理由から、図12(A)に示すように、至近距離であっても反射波の受信ピーク強度が閾値に埋もれてターゲットを検知できなくなる場合がある。
【0008】
このような問題に対する一つ目の解決策として、図12(B)に示すように、至近距離における閾値を下げることで受信ピーク強度が閾値に埋もれないようにすることが考えられるが、この場合にはレーダー装置に内在するフロアノイズが閾値を超えて誤検知が発生する問題がある。
【0009】
また二つ目の解決策として、レーダー装置に内在するフロアノイズを低くして閾値を超えないようにすることが考えられるが、そのためにはレーダー装置の大幅な改修が必要となってコスト面で不利になる問題がある。
【0010】
また三つ目の解決策として、図12(C)に示すように、レーダー装置の電磁波の送信出力を増加させることが考えられるが、電磁波の送信出力の上限値は法規によって規制されているだけでなく、強い電磁波によって本来の先行車のようなターゲット以外の路面の落下物等をターゲットとして誤検知してしまう問題がある。
【0011】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、至近距離の物体を確実に検知できる物体検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、送受信手段により自車の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲットにより反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲットの方向および距離を検知する物体検知方法において、検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定する第1工程と、前記ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定する第2工程と、前記倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定する第3工程と、前記倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定する第4工程と、前記補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定する第5工程と、前記基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に前記補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する第6工程とを含むことを特徴とする物体検知方法が提案される。
【0013】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記第1工程において検知されるターゲットは、距離が所定距離未満のターゲットであることを特徴とする物体検知方法が提案される。
【0014】
尚、実施の形態の先行車Vbは本発明のターゲットに対応する。
【発明の効果】
【0015】
請求項1の構成によれば、第1工程で、検知されたターゲットと同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定し、第2工程で、ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定し、第3工程で、倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲットを倍波ターゲットとして判定し、第4工程で、倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定し、第5工程で、補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定し、第6工程で、基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する。このように、検知すべき基本波ターゲットが至近距離において非検知状態になっても、依然として検知されている倍波ターゲットから算出した補間ターゲットにより基本波ターゲットのデータを推定して出力することで、基本波ターゲットを継続的に検知し続けることができる。しかもターゲットの検知閾値を低くしたり、電磁波の送信強度を高くしたりする必要がないため、ノイズや本来検知する必要のない物体が誤検知されるのを防止することができる。
【0016】
また請求項2の構成によれば、第1工程において検知されるターゲットを距離が所定距離未満のターゲットとしたので、ターゲットが至近距離にあって倍波ターゲットが検知される可能性がある場合に限って本制御を実行することができ、これにより無駄な制御が行われるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】ミリ波レーダー装置の構造を示す図。
【図2】送受信手段に対して物体が接近移動しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示すグラフ。
【図3】図2に対応するピーク信号を示すグラフ。
【図4】本発明の原理の説明図。
【図5】実施の形態の作用説明図(Time1)。
【図6】実施の形態の作用説明図(Time2)。
【図7】実施の形態の作用説明図(Time3)。
【図8】メインルーチンのフローチャート。
【図9】ステップS8のサブルーチンのフローチャート。
【図10】ステップS9のサブルーチンのフローチャート。
【図11】ステップS10のサブルーチンのフローチャート。
【図12】従来例の問題点の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図1〜図11に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
先ず、図1〜図3に基づいて、FM・CW型レーダー装置Rの構造を説明する。
【0020】
図1に示すように、レーダー装置Rの送受信手段Mは、タイミング信号生成回路1、FM変調制御回路2、発振器3、アンプ4、サーキュレータ5および送受信アンテナ6で構成される。タイミング信号生成回路1から入力されるタイミング信号に基づいて、FM変調制御回路2により発振器3の発振作動が変調制御され、図2(A)に実線で示すように周波数が三角波状に変調され、発振器3からの変調された送波信号がアンプ4およびサーキュレータ5を介して送受信アンテナ6に入力され、送受信アンテナ6からFM・CW波が送信される。送受信アンテナ6の前方に先行車等の物体が存在すると、該物体で反射された反射波が送受信アンテナ6で受信される。この反射波は、例えば、前方の物体が接近してくる場合には、図2(A)に破線で示すように出現するものであり、送信波が直線的に増加する上昇側では送信波よりも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。
【0021】
レーダー装置Rは、更にミキサ7、アンプ8、アンプ9、A/Dコンバータ10、メモリ11および演算処理装置12を備える。
【0022】
送受信アンテナ6で受信した受信波はサーキュレータ5を介してミキサ7に入力される。ミキサ7には、サーキュレータ5からの受信波の他に発振器3から出力される送信波から分配された送信波がアンプ8を介して入力されており、ミキサ7で送信波および受信波が混合されることにより、図2(B)に示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側でピーク周波数Fupを有し、送信波の周波数が直線的に減少する下降側でピーク周波数Fdnを有するビート信号が生成される。
【0023】
ミキサ7で得られたビート信号はアンプ9で必要なレベルの振幅に増幅され、A/Dコンバータ10によりサンプリングタイム毎にA/D変換され、デジタル化されたデータがメモリ11に時系列的に記憶保持される。このメモリ11には、タイミング信号生成回路1からタイミング信号が入力されており、そのタイミング信号に応じてメモリ11は、送受信波の周波数が増加する上昇側および前記周波数が減少する下降側毎にデータを記憶保持することになる。
【0024】
前記メモリ11に記憶されたデータに基づいて、演算処理装置12は、後述するように自車を基準とする物体の方向(検知角度)、距離および相対速度を算出するとともに、電子制御ユニットUに通信する。電子制御ユニットUで構成される車両制御手段は、演算処理装置12からの信号を受けて、先行車との衝突を回避すべく、あるいは衝突時の被害を軽減すべく、自車を自動制動するためのブレーキアクチュエータAaや、運転者に自発的な制動操作を促すためのブザーやランプのような警報手段Abの作動を制御する。
【0025】
尚、レーダー装置Rによるターゲットの検知は、例えば100msecのサイクルで行われる。
【0026】
演算処理装置12は、メモリ11に記憶されたビート信号のデータをFFT(高速フーリエ変換)により周波数分析してスペクトル分布を求め、そのスペクトルデータを基に検知レベルが所定の閾値以上で極大値となるスペクトル(ピーク信号)を検出する。図3(A)に示す上昇側のピーク信号と図3(B)に示す下降側のピーク信号とは、物体との相対速度が「0」であるときのピーク位置を挟んで対称的に検知される。そして上昇側のピーク周波数Fupおよび下降側のピーク周波数Fdnに基づいて、物体の距離および相対速度を算出する。具体的には、両ピーク周波数Fup,Fdnの和に基づいて物体までの距離を算出し、両ピーク周波数Fup,Fdnの差に基づいて物体との相対速度を算出する。また物体が検知されたときの送信波の送信方向に基づいて物体の方向(検知角度)を算出する。
【0027】
次に、図4に基づいて本発明の基本原理を説明する。
【0028】
自車Vaに対して先行車Vbが至近距離に存在するとき、自車Vaのレーダー装置Rから送信した電磁波は先行車Vbに反射されて受信されることで、距離aに先行車Vbが検知される。この場合の先行車Vbを基本波ターゲットという。一方、自車Vaのレーダー装置Rから送信した電磁波は先行車Vbに反射された後に、自車Vaの前面で反射して前方に向かい、先行車Vbに再び反射されて受信されることで、距離2aに実際には存在しない先行車Vbを検知する場合がある。この場合の先行車Vbを倍波ターゲットという。この倍波ターゲットは、基本波ターゲットに対して同方向に検知されて距離が2倍になるだけでなく、相対速度も2倍になる。よって、基本波ターゲットが至近距離において非検知になったとき、倍波ターゲットと同方向であって位置および相対速度が2分の1の補間ターゲットを算出し、この補間ターゲットで非検知になった基本波ターゲットを補うことができる。
【0029】
尚、電磁波が自車Vaおよび先行車Vb間で更に一往復反射して3倍波ターゲットが検知されることが考えられるが、実際には反射回数が多いと電磁波の減衰量が大きいため、3倍波以上のターゲットは殆ど検知されることはない。また先行車Vbの距離が遠い場合には電磁波の減衰量が大きいため、倍波ターゲットが検知されるのは先行車Vbの距離が至近距離(例えば、10m以下)の場合に限られる。
【0030】
次に、図5〜図7に基づいて本発明の具体的なロジックを説明する。
【0031】
図5(Time1)に示すように、自車Vaに近い距離aの位置に先行車Vbのターゲット(基本波ターゲット)を検知した場合、その基本波ターゲットと同方向で距離が2倍の2aの位置にダミーターゲットを設定するとともに、ダミーターゲットを中心とする所定の大きさの倍波ターゲット検索範囲を設定する。倍波ターゲット検索範囲の前後方向(自車Vaの進行方向)の幅は、ダミーターゲットの位置に対して±α(αは例えば1m)であり、倍波ターゲット検索範囲の左右方向(自車Vaの進行方向に直交する方向)の幅は、ダミーターゲットの位置に対して角度が±β(βは例えば3deg)である。
【0032】
図6(Time2)に示すように、前記倍波ターゲット検索範囲にターゲットが検知されていれば、そのターゲットは基本波ターゲットに対応する倍波ターゲットであると判定され、その倍波ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与される。
【0033】
図7(Time3)に示すように、前回の処理で倍波ターゲットが検知されると、その距離bの2分の1の距離b/2の位置に補間ターゲットを設定するとともに、その補間ターゲットを中心とする所定の大きさの基本波ターゲット検索範囲を設定する。基本波ターゲット検索範囲の前後方向の幅は、補間ターゲットの位置に対して±α(αは例えば1m)であり、基本波ターゲット検索範囲の左右方向の幅は、補間ターゲットの位置に対して角度が±β(βは例えば3deg)である。もちろん、基本波ターゲット検索範囲の位置は、自車Vaおよび先行車Vbの位置関係の変化に応じてループ毎に更新される。
【0034】
基本波ターゲット(実ターゲット)が検知されている間は、その基本波ターゲットは基本波ターゲット検索範囲に存在する筈であるが、自車Vaに接近することで先行車Vbが非検知になると、非検知になった基本波ターゲットを補間ターゲットで置き替える。これにより、自車Vaおよび先行車Vbの距離が小さくなって基本波ターゲットが非検知になっても、補間ターゲットを基本波ターゲットとして使用することで車両制御を支障なく継続することが可能となる。
【0035】
またターゲットの検知閾値を低く設定したり、レーダー装置Rの出力を増加させたりする必要がないため、レーダー装置Rのフロアノイズを誤検知したり、路面の落下物を誤検知したりする不具合が発生することもない。しかもレーダー装置Rのハードウエアを変更することなく、ソフトウエアの変更のみで実現することができるので低コストである。
【0036】
上記作用を図8〜図11のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。
【0037】
先ず図8のステップS1でレーダー装置Rの受信信号を演算処理装置12に入力し、ステップS2で受信信号をFFT(高速フーリエ変換)により周波数分析してスペクトル分布を求め、ステップS3でスペクトルデータを基に受信強度が所定の閾値以上で極大値となるスペクトル(ピーク信号)を検出する。続くステップS4で複数のピーク信号のうちの同一ターゲットに起因するものを一纏めにするグルーピング処理を行ってグルーピングデータを取得し、ステップS5で上昇側のグルーピングデータと下降側のグルーピングデータとのうちの同一ターゲットに起因するものをペアリングすることで、ステップS6でターゲットの距離および相対速度を算出する。そして前記ステップS6で検知したターゲットを、ステップS7で仮ターゲットとして決定する。
【0038】
続くステップS8で仮ターゲットに対応する距離および相対速度が2倍の倍波ターゲットが存在するか否かを判定し、続くステップS9で倍波ターゲットから逆算した距離および相対速度が2分の1の補間ターゲットで基本波ターゲットを補間する。そしてステップS10で最終的な出力ターゲットを決定する。
【0039】
前記ステップS1〜ステップS7の処理は従来のレーダー装置における処理と実質的に同じであり、前記のステップS8〜ステップS10が新規な部分となる。
【0040】
次に前記ステップS8(倍波ターゲット予測処理)のサブルーチンを、図9のフローチャートに基づいて説明する。
【0041】
先ずステップS11で全仮ターゲットのチェックが完了していれば本ルーチンを終了し、完了していなければ、ステップS12で仮ターゲットの距離が所定値(例えば、10m)未満であるか否かを判断する。前記所定値は、それ未満の距離で倍波ターゲットが検知される可能性がある値として設定される。前記ステップS12で仮ターゲットの距離が所定値未満であれば、ステップS13で倍波ターゲット検索範囲(図5参照)を設定する。続くステップS14で倍波ターゲット検索範囲に他の仮ターゲットが存在すれば、その仮ターゲットを倍波ターゲットであると判定して倍波ターゲットフラグ(図6参照)を付与する。
【0042】
次に前記ステップS9(基本波ターゲット補間処理)のサブルーチンを、図10のフローチャートに基づいて説明する。
【0043】
先ずステップS21で全仮ターゲットのチェックが完了していれば本ルーチンを終了し、完了していなければ、ステップS22で前回ループで仮ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与されたか否かを判断する。前記ステップS22で仮ターゲットに倍波ターゲットフラグが付与されていれば、ステップS23で基本波ターゲット検索範囲(図7参照)を設定する。続くステップS24で基本波ターゲット検索範囲に他の仮ターゲットが存在しなければ、ステップS25で倍波ターゲットの距離および相対速度を2分の1にした補間ターゲット(図7参照)を算出する。
【0044】
次に前記ステップS10(出力ターゲット決定処理)のサブルーチンを、図11のフローチャートに基づいて説明する。
【0045】
先ずステップS31で補間ターゲットフラグを付与された補間ターゲットが設定されていれば、ステップS32で仮ターゲットおよび補間ターゲットを車両制御のための出力ターゲットとして出力し、前記ステップS31で補間ターゲットが設定されていなければ、ステップS33で仮ターゲットを車両制御のための出力ターゲットとして出力する。
【0046】
以上のように、自車Vaおよび先行車Vbの距離が接近して先行車Vbに対応する基本波ターゲットがロストしたとき、倍波ターゲットの距離および相対距離を2分の1にした補間ターゲットでロストした基本波ターゲットを補うので、基本波ターゲットがロストしても車両制御を支障なく継続することができる。
【0047】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、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行うことが可能である。
【0048】
例えば、倍波ターゲット検索範囲および基本波ターゲット検索範囲の広さは実施の形態に限定されず、適宜変更可能である。
【0049】
また本発明のターゲットは実施の形態の先行車Vbに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0050】
M 送受信手段
Va 自車
Vb 先行車(ターゲット)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送受信手段(M)により自車(Va)の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲット(Vb)により反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲット(Vb)の方向および距離を検知する物体検知方法において、
検知されたターゲット(Vb)と同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定する第1工程と、
前記ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定する第2工程と、
前記倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲット(Vb)を倍波ターゲットとして判定する第3工程と、
前記倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定する第4工程と、
前記補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定する第5工程と、
前記基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に前記補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する第6工程と、
を含むことを特徴とする物体検知方法。
【請求項2】
前記第1工程において検知されるターゲット(Vb)は、距離が所定距離未満のターゲット(Vb)であることを特徴とする、請求項1に記載の物体検知方法。
【請求項1】
送受信手段(M)により自車(Va)の進行方向に設定された所定領域に向けて電磁波を送信するとともに該電磁波がターゲット(Vb)により反射されて生じる反射波を受信し、受信された反射波に基づいて少なくともターゲット(Vb)の方向および距離を検知する物体検知方法において、
検知されたターゲット(Vb)と同方向で距離が2倍の位置にダミーターゲットを設定する第1工程と、
前記ダミーターゲットの位置を含む所定範囲に倍波ターゲット検知範囲を設定する第2工程と、
前記倍波ターゲット検知範囲に検知されたターゲット(Vb)を倍波ターゲットとして判定する第3工程と、
前記倍波ターゲットと同方向で距離が2分の1の位置に補間ターゲットを設定する第4工程と、
前記補間ターゲットの位置を含む所定範囲に基本波ターゲット検知領域を設定する第5工程と、
前記基本波ターゲット検知領域に基本波ターゲットが検知されない場合に前記補間ターゲットを基本波ターゲットとして出力する第6工程と、
を含むことを特徴とする物体検知方法。
【請求項2】
前記第1工程において検知されるターゲット(Vb)は、距離が所定距離未満のターゲット(Vb)であることを特徴とする、請求項1に記載の物体検知方法。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2010−286245(P2010−286245A)
【公開日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−137829(P2009−137829)
【出願日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
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