車載レーダ装置およびその信号処理方法
複数のアンテナを切り替えるものにおいては、同時に検知できる範囲は１つであるため、遠距離向けのアンテナの使用時は、近距離の検知範囲が細くなり、逆に近距離向けのアンテナの使用時は、最大検知距離が低下する。また、レーダと画像センサを組み合わせるものでは、画像センサは、悪天候や光線条件（逆光，順光等）によってレーダ単体の場合と同様の検知性能になる場合がある。前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、該第１レーダとは検知範囲が異なる第２レーダとを備え、双方とも常時ターゲットの検知を行う。また、上記のようなレーダ装置において、ターゲットが前記第１レーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１レーダから前記第２レーダに引き渡す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は車載レーダ装置およびその信号処理方法に関する。
【背景技術】
車間距離制御装置（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌと称することもある）や車間距離警報などの運転支援装置に用いられるセンサとして電波式レーダが知られている。
ここでセンサに要求される検知範囲は運転支援装置の種類によって異なるが、電波レーダの検知範囲は、送信電力が一定の場合には、最大検知距離を長くすれば検知できる幅が狭くなり、逆に広い検知幅（検知角度）を得ようとすれば、最大検知距離が短くなるため、様々な運転支援装置の要求を同時に満たす検知範囲を構成することは困難である。なお、送信電力を増加させれば所望の検知範囲を満たすことも原理的には可能であるが、レーダの大型化，コストの増大、及び電波による人体への影響から送信電力の増加には限度があるので、現実には困難である。この課題を解決する従来技術として、複数アンテナの切り替えで複数の検知範囲を構成するミリ波レーダ装置が知られている（特開２００１−１１６８３０号公報）。また、距離センサと画像センサを組み合わせて、画像センサの検知情報を用いて距離センサが検知できない範囲を補完する技術も知られている（特開２００２−９９９０７号）。
上記、複数のアンテナを切り替えるものにおいては、同時に検知できる検知範囲は１つであるため、遠距離向けのアンテナを使用しているときは、近距離の検知範囲が細くなり、逆に近距離向けのアンテナを使用しているときは、最大検知距離が低下するという課題がある。
また、レーダと画像センサを組み合わせるものにおいては、画像センサは、悪天候や光線条件（逆光，順光等）によって検出精度が激減することがあるため、条件によってはレーダ単体の場合と同様の検知性能になってしまうという課題がある。
【発明の開示】
本発明は、実質的に送信電力を増加せず、またアンテナの切り替えや画像センサを使用せずに複数の異なる検知範囲を持つレーダ装置の提供を目的とする。前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、該第１レーダとは検知範囲が異なる第２レーダとを備え、前記第１レーダと前記第２レーダとを同じ方向に向けて取り付け、双方とも常時ターゲットの検知を行う。
また、上記のようなレーダ装置において、第１レーダにより車両前方に検知範囲を形成し、第２レーダにより該第１レーダとは異なる検知範囲を形成し、ターゲットが前記第１レーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１レーダから前記第２レーダに引き渡す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、複合レーダの実施例を示す図である。
第２図は、一体化車載複合レーダの実施例を示す図である。
第３図は、独立で車載した複合レーダの実施例を示す図である。
第４図は、ミリ波レーダの２周波ＣＷ方式とＦＭＣＷ方式原理を示す図である。
第５図は、トラッカフィルタのイメージを示す図である。
第６図は、第２図の実施例で再捕捉応答性改善実施例を示す図である。
第７図は、第６図の実施フローチャートを示す図である。
第８図は、第２図の実施例で割り込み車検知の応答性改善実施例を示す図である。
第９図は、第８図の実施フローチャートを示す図である。
第１０図は、重複した検知エリアを照合する実施例を示す図である。
第１１図は、第１０図の実施フローチャートを示す図である。
第１２図は、本発明の他の実施例を示す図である。
第１３図は、車間距離自動制御と警報及び追突低減制御の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図を参照して本発明の実施例について説明する。具体的な複合レーダ装置の構造及び信号処理の実施例を説明する前に、まず第１３図を用いて、運転支援装置及びレーダに要求される性能について説明する。
具体的な運転支援の例としては、自車前方を走る車両（先行車）との車間距離を検知して警報を鳴らす車間距離警報や、先行車との車間距離または車間時間を所定の値に保つように車両の加速，減速を制御する車間距離制御、あるいは、前方の障害物を検出して警報を発する衝突警報や、衝突の可能性が高い場合あるいは衝突を回避できないと予測される場合に、車両に制動力を発生させたり、運転者の操舵を補助したり、シートベルトやエアバッグ等の補助器具を衝突に備えて調整したりする衝突低減制御などが考えられる。
上記のような運転支援装置には、先行車や前方の障害物の情報が必須であり、第１３図に示すように自車両（レーダ搭載車）１に搭載されたレーダ装置によって、ターゲット２との相対速度，方位角度，車間距離４などを検知してブレーキ，パワートレイン，警報等の制御を行う。
具体的には、例えば、車間距離制御であれば、自車両１前方のターゲット２との相対速度あるいは車間距離を測定し、この相対速度や車間距離が目標の値となるように、自車両１のブレーキやパワートレイン（エンジン，トランスミッションなど、原動機及び原動機の出力を車輪に伝達する機構を指す。）を制御し、自車両１の速度を制御する。
また、例えば、衝突低減制御であれば、自車両前方の障害物の有無及び衝突の危険性を判定し、警報装置７を動作させてドライバに衝突回避を促す。さらに、急減速してもターゲット２との追突が避けられないと判定される場合には、非常ブレーキ動作，シートベルト巻取りなどを行って、衝突時の被害軽減を図る。さらに、操舵系の操舵制御により、障害物のない安全側の隣接車線へ回避することもできる。
以上のように、運転支援装置が実現できる運転支援機能は様々なものが考えられるが、これらの運転支援装置がレーダに要求する検知範囲は各々異なっている。
例えば、車間距離制御であれば、自車両１の前方の存在する車両のうち、自車両１が走行している車線に存在する車両、すなわち先行車を検出すればよいので検知範囲は横方向には細いものでも構わないが、高速道路での使用が想定される為、最大検知距離（縦距離）は長く取る必要がある。よって、例えば最大検知距離１５０［ｍ］，検知角度（ビーム角度）１６°のような検知範囲が要求される。
これに対し、例えば衝突低減制御の場合は、正面衝突だけでなく、交差点における出会い頭の衝突のように斜めから衝突の場合も考えられるので、レーダの検知範囲は比較的横方向の幅が広いことが要求されるが、最大検知距離は車間距離制御ほどには必要とされない。このため、例えば、最大検知距離５０［ｍ］，ビーム角度６０°のような検知範囲が要求される。
次に、本発明の複合レーダ装置の実施例について、第１図，第２図，第５図，第６図を用いて説明する。
複合レーダ３は、第２図（ｂ）に示すように、第１レーダ３ａと、この第１レーダ３ａとは検知範囲が異なった少なくとも１個の第２レーダ３ｂとを備えている。この第１レーダ３ａ及び第２レーダ３ｂを同じ方向に向け、双方とも常時ターゲットの検知を行う。常時とは上記２つのレーダを双方同時に稼動する意味であり、全く停止させないことを意味するものではない。
ここで、車間距離制御と衝突低減制御とを実現するような場合には、第１レーダ３ａの検知範囲５１と第２レーダ３ｂの検知範囲５２を第２図（ａ）に示すような構成とする場合が多い。すなわち第１レーダ３ａで車間距離制御のための検知範囲（例えば、最大検知距離１５０［ｍ］，ビーム角度１６度）を実現し、第２レーダ３ｂで衝突低減制御のための検知範囲（例えば、最大検知距離５０［ｍ］，ビーム角度６０度）を実現する。
このように構成することで、車間距離制御等で要求される比較的遠距離の検知性能と、割り込み警報や衝突低減制御に必要となる広角度の検知性能とを両立させることが出来る。
またこのような場合には、最大検知距離を長く設定する第１レーダ３ａは、取り付け角度のずれの影響が大きいので光軸調整を精密に行う必要があるが、近距離広角の検知範囲を形成する第２レーダ３ｂは、第１レーダ３ａほどの検知精度，取り付け精度を要求されないので、第２レーダ３ｂは小型で簡易な構成とすることができる。具体的には、第２レーダ３ｂを第１レーダの基板の一部に集積回路として形成することや、ワンチップレーダを採用することが考えられる。
第１レーダ３ａの構成例を第１図に示す。ここでは２周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式の場合を例にとって説明する。２周波ＣＷ方式とは、ドップラーシフトを利用して前方車両との相対速度を計測するレーダ装置において、２つの周波数を切り替えて送信し、各々の周波数における受信信号の位相情報を用いて前方車両までの距離を計測する方式である。
第１レーダ３ａは、変調器１７から入力された変調信号に基づいて送信信号を出力する発信器１８，発信器１８から出力された送信信号を放射する送信部１１を備えており、第４図（ａ）に示すように２つの周波数Ｆ１，Ｆ２を時間的に切り替えながら送信する。
また、第１レーダ３ａは、ターゲットにより反射された送信信号を受信する受信アンテナ１２，受信信号と送信信号とから中間周波信号（ＩＦ信号）を生成するミキサ部１４，このＩＦ信号を増幅するアナログ回路部１５，増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）するＡ／Ｄ部１６、およびデジタル化された受信信号をタイムフレーム毎にＦＦＴ処理し、レーダ原理に基づいてターゲットまでの距離，相対速度などを算出するＦＦＴ波形解析部２０と、上記各部の動作を制御するタイミング制御部１９とを備えている。
ここで第１レーダ３ａは、ＦＦＴ波形解析部２０によって取得した距離，相対速度などの検知データ（いわゆる生データ）をそのままレーダ出力とするのではなく、距離，相対速度などの検知データについて、測定ノイズやバラツキの影響を低減するトラッカ演算部２１を備える構成とすることが望ましい。
トラッカ演算部２１による処理の具体例としては、時間軸上で検知データに対して何らかのフィルタをかけて数学的な平滑化処理を行い、測定上のバラツキを排除するものや、フィルタ処理によってターゲットのスムーズな動きを反映した推定値を算出し、マルチターゲットの検知判定や移動するターゲットの追跡などの応答性（ターゲットの出現，消滅に対する検知の早さ）の向上や、誤検知の排除を行うものが考えられる。
以下に、測定上のバラツキと応答性、または誤検知排除用を目的としたトラッカフィルタ２１の構成例を説明する。
本実施形態の複合レーダ３のトラッカフィルタ２１は、第５図に示すように、検知データ（距離，相対速度，方位角度（もしくは横位置＝距離×方位角度））を生データ４１とし、前回タイムフレームで推定した前回値４０から真値の予測値４２を予測し、予測値４２と実際の生データ４１から推定値４０を決定するものである。このような構成によれば、このトラッカフィルタを用いて連続的なフィルタ推定値４０を得ることができる。
また、誤検知を排除するため、各タイムフレームにおいて、生データ４１は距離範囲４５に入るか否かにより有効か無効かの判定を実施される。一定時間間隔Ｔ（例えば１秒）４６に有効回数の累積度が一定以上（例えば８０％）に達すると、フィルタ推定値４０をレーダ外部へ検知データとして出力する。
次に、第２レーダ３ｂの構成について説明する。
第２レーダ３ｂは、少なくとも第１レーダ３ａとは検知範囲が異なるレーダ装置であり、上述のように衝突低減制御と車間距離制御を両立させるような場合は、第１レーダ３ａよりも検知範囲の角度が広いものが選択される。また第２レーダの方式は、第１レーダ３ａと同じ２周波ＣＷ方式の電波レーダを用いても良いが、以下に説明するＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式の電波レーダを用いても良い。
ＦＭＣＷ方式とは、送信信号の周波数に三角波の変調を施して送信し、前方車両までの距離と速度を計測するＦＭＣＷ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＷＡＶＥ）方式を適用する場合の例について、第４図（ｂ），第３図（ｂ）を用いて説明する。
第３図（ｂ）は、ＦＭＣＷ方式の第２レーダ３ｂの模式図である。第３図（ｂ）において、送受信ＭＭＩＣ１０５から、第４図（ｂ）に示すような三角波の変調信号を施した送信信号を送信する。送信された電波はターゲットで反射され送受信ＭＭＩＣ１０５で受信される。
この受信信号と送信信号とＭＭＩＣ内部ミキサで掛け合わせて得られるビート信号を変換して、第４図（ｂ）に示すようなビート周波数が得られる。
続いて、得られたビート周波数を信号処理ＩＣ６０で増幅し、内蔵のＡ／Ｄ変換器でサンプリングしてデジタル形式のデータに変換し、信号処理ＩＣ６０のプロセッサで高速フーリエ変換処理し、ビート信号の周波数スペクトラムを取得する。最後に取得したビート信号の周波数スペクトラムに信号処理を施してターゲットを検知する。
また、本実施例では、第２レーダ３ｂを第１レーダ３ａと一体に構成しているが、第３図に示すように第１レーダ３ａと分離して別体で車両に取り付けても良い。
ここで本実施例のように一体に構成した場合は、複合レーダ３をレーダ搭載車１への取り付け及び軸調整が容易になるという効果があり、第３図のように別体で構成した場合は、第１レーダ３ａの検知範囲５１と第２レーダ３ｂの検知範囲５２との相対関係を、車間距離制御や衝突低減制御等の運転支援制御の要求に併せて設定できる、すなわち取り付け位置の自由度が確保されるという効果がある。
続いて、本発明の複合レーダを用いたターゲット検知方式の実施例を、第６図から第１１図を用いて説明する。本発明では、必要な検知範囲を複数のレーダを用いて実現している為、一方のレーダの検知範囲から他方のレーダの検知範囲にターゲットが移動したときには、移動後のレーダ検知範囲においてターゲットが検出されるまでに、トラッカフィルタ処理等に伴う遅れが発生するが、このフィルタ処理はノイズ削減，誤検知排除のため避けられない。以下、本発明の複合レーダを用いたターゲット検知方式の実施例について説明する。
まず、第６図及び第７図を用いて、対向車線を走行するターゲットを検知する場合の例について説明する。
第６図では、対向車線を走行するターゲット７１が遠方から接近してくるので、複合レーダ装置は、まず第１レーダ３ａの検知範囲５１でターゲット７１を検出する。このとき、第１レーダ３ａは検知した生データをトラッカ演算部２１で、検知した生データが誤検知でなく真のターゲットであると判定した場合、検知した軌跡７３などの検知データをレーダ出力として、タイムフレームごとにレーダ外部へ出力する。
ここで、ターゲット７１が第１レーダ３ａの検知範囲５１に入ってから所定の時間は、トラッカ演算部２１がフィルタ処理を行っているのでレーダ出力は得られない。すなわちターゲット７１が第６図中の星印の位置にあるときのデータはレーダ出力に現れない。この遅れ時間をフィルタ判定遅れ７２とする。
次に、ターゲット７１がＡ点より手前へ移動すると、ターゲット７１は第１レーダ３ａの検知範囲外に出てしまうため、第１レーダ３ａでは検知されなくなる（ロスト）。
このとき本実施例の複合レーダでは、第１レーダ３ａ検知範囲の境界Ａ付近におけるターゲットの検知情報（例えば距離，相対速度，相対加速度など）を第２レーダ３ｂへ引き渡しする。第２レーダ３ｂは第１レーダ３ａから引き受けたターゲット情報を用いてターゲットの予測軌跡７４を算出し、第２レーダ３ｂの検知範囲５２にターゲットが進入する位置を予測する。このときレーダ外部への出力を保留することができる。
その後、ターゲット７１が再び第２レーダ３ｂの検知境界範囲Ｂ点まで移動した場合、複合レーダ３は第２レーダ３ｂの検知範囲５２でターゲット７１を検出する。このとき第２レーダ３ｂは、検知した生データが第１レーダ３ａから引き渡しを受けたターゲット情報から予測される位置と一致している場合には、検知した生データが誤検知であるか否かを判断することなく、検知した生データ（または軌跡７６）を直ちに第２レーダ３ｂ外部へ出力する。ここで予測位置と実際の検知位置が一致しているか否かは、例えば当該２点間の距離が所定以下の場合に一致とする等の方法により判断することが出来る。
以上の処理により、ターゲットが第２レーダ３ｂの検知範囲５２に入ったときに、第１レーダ３ａにあるようなフィルタ判定遅れ７２を最小０まで短縮することが可能となる。
本実施例のフローチャートを第７図に示す。第７図において。まず第１レーダ３ａでターゲットを検知したか否かを判定する（Ｓ１）。ここでターゲットを検知した場合、その位置が第１レーダ検知範囲５１の境界点Ａにあるか否かを判定する（Ｓ２）。ターゲット位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにある場合は、そのターゲット情報を第２レーダへ引き渡す（Ｓ３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲットが境界点Ａにいない場合には、本処理ルーチンを中止する（Ｓ７）。
次に、第２レーダは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットが第２レーダの検知範囲５２に進入するときの予測位置Ｂを推定する（Ｓ４）。
続いて、第２レーダは予測位置Ｂの周辺で、ターゲットの生データが検出されているか否かを判定する（Ｓ５）。検出されている場合、第２レーダは生データを直ちにターゲットの真の位置としてレーダ外部へ出力する（Ｓ６）。逆に検知しない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ７）。
以上の処理においては、第１レーダから引き渡されるターゲット情報の他に、自車速，ヨーレート，ブレーキ等の自車情報も必要となるので、複合レーダ３はこれらの情報をレーダ外部から取得する車両情報入力部２５を備えることが望ましい。
次に、第８図及び第９図を用いて、割込み車８１の検知する場合の例を示す。
第８図において、割込み車８１は隣接車線の自車後方から出現して、自車の前方に割込むので、複合レーダ装置は、まず第２レーダ３ｂの検知範囲５２で割込み車８１を検出する。このとき、第２レーダ３ｂは、検知した生データが誤検知でなく真のターゲットであると判定するため、フィルタ判定遅れ７２を経過してから割込み車８１を検知する。
その後、割込み車８１が第１レーダ３ａの検知境界点Ｃに来るときに、その検知結果を第１レーダ３ａへ引き渡す。そして、第１レーダ３ａは引き受けた検知点Ｃの周辺に生データを検知した場合、直ちにターゲットとして判定し、連続検知し続けていく。本実施例により、レーダ間の距離，相対速度，相対加速度などの情報を引き渡すことにより、受け側レーダはフィルタ判定遅れ７２を実施例第５図中の一定時間間隔Ｔから最小０まで短縮し、ターゲットを早めに検出することが可能になる。
第９図に本実施例のフローチャートを示す。まず、第２レーダ３ｂにはターゲットを検知したか否かを判定する（Ｓ１２１）。ターゲットを検知した場合は、その位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにあるか否かを判定する（Ｓ１２２）。ターゲット位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにある場合、そのターゲット情報を第２レーダ３ｂから第１レーダ３ａへ引き渡す（Ｓ１２３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲット位置が境界点Ａにない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ１２７）。
次に、第１レーダ３ａは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットの予測位置を推定する（Ｓ１２４）。
続いて予測位置Ｂの周辺において、第１レーダ３ａがターゲットの生データを検知するか否かを判定する（Ｓ１２５）。検知した場合、第１レーダ３ａは生データの推定値を直ちにターゲットの真の位置としてレーダ外部へ出力する（Ｓ１２６）。検知しない場合は、本処理ルーチンを中止する（Ｓ１２７）。
以上のような信号処理を行うことにより、ターゲットが一方のレーダの検知範囲から、他方のレーダの検知範囲に移動したときに発生する、ターゲットロスト（消失）の時間を短縮することが出来る。
よって、上記のような信号処理を行う複合レーダを車間距離制御等の運転支援装置に適用した場合には、ターゲットを見失っている時間を短縮することができるので、制御の精度が向上する。
また、レーダは通常複数のターゲットを検知しているが、車間距離制御では、追従対象として一つのターゲットを選択している。ここで従来のレーダ装置では、割込み車がレーダで検知されたときに、検出されている他のターゲットとの間で、いずれのターゲットを先行車するかの判断を行う必要があるため、先述したフィルタ処理に加えて、先行車選択の遅れも発生する。
これに対して、上記第８図，第９図に示すような処理を行う複合レーダ装置を適用すれば、割込み車がまだ自車両１が走行している車線に入ってくる前に、第２レーダ３ｂによって割込み車を検知し、その情報を第１レーダ３ａに引き渡すことが出来るので、割込み車が実際に自車線に進入して第１レーダ３ａによって検知されたときに、検出されたターゲットを追従対象として選択して車間距離制御を行うことが出来る。
第１０図は第１レーダ３ａと細ビームレーダ３ｃで構成した複合レーダの実施例である。細ビームレーダ３ｃは、誘電体レンズ（図示しない）を有する第２レーダであり、電波ビームを例えば２°以下に収束させて第１レーダ３ａと相当する距離まで照射する。これにより狭いビーム９１を形成する。
２周波ＣＷ方式の第１レーダ３ａは、ドップラー方式のため等距離で停止中のターゲット９２と９３を分離検知しにくい問題が知られている。また、検知できたターゲット位置は等距離ターゲット９２と９３の間にあるように誤検知することがある。この場合、細ビームレーダ３ｃはビーム検知範囲が細いため、ターゲット９２と９３の間にターゲットがないので未検知になる。第１レーダ３ａと細ビームレーダ３ｃの検知結果との照合により、第１レーダ３ａの誤検知をキャンセルことができる。本実施例により、異なる電波方式での複合レーダ間の検知データ照合により、誤検知を無くすことができる。
第１１図に本実施例のフローチャートを示す。まず、第１レーダ３ａがターゲットを検知したかを判定する（Ｓ１３１）。ここでターゲットを検知した場合、その位置は自車線正面位置にあるか否かを判定する（Ｓ１３２）。ターゲット位置が自車線正面位置にある場合、そのターゲット情報を第１レーダ３ａから細ビームレーダ３ｃへ引き渡す（Ｓ１３３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲットの位置が自車線正面位置にない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ１３７）。
次に、細ビームレーダ３ｃは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットの予測位置を推定する（Ｓ１３４）。また、予測位置の周辺において、細ビームレーダ３ｃがターゲットを検知できているかを判定する（Ｓ１３５）。
ここで検知しなかった場合、第１レーダ３ａで検出した自車線正面位置にあるターゲットを誤検知としてキャンセルする（Ｓ１３６）。逆に検知した場合は、第１レーダ３ａでの検出データをそのまま外部への出力する（Ｓ１３７）。
第１１図のように、自車両１の両隣の車線に車両が並んで停止しているような場合には、第１レーダのみでは二つの車両がつながって自車線を塞いでいるように検出される場合があるが、これに対して本実施例によれば、細ビームレーダ３ｃによって自車線前方には障害物がないことを検知できるので、車間距離制御において先行車が無い場合にもかかわらず減速が発生したり、衝突低減制御が動作したりすることを防止し、左右の車両の間をすり抜けることが可能となる。
第１２図に第２レーダを複数設けた複合レーダの実施例を示す。この実施例においても、各レーダの検知範囲５１，５２，５３，５４，５５の間で、第６図，第８図に示す実施例と同様に、情報（距離，相対速度，相対加速度など）の引き渡しをすることによって、ターゲットが一つのレーダの検知範囲を出て、次のレーダの検知範囲に入る際のフィルタ判定遅れを最小０まで短縮し、ターゲットを早めに検出することが可能になる。
最後に本発明の実施例を列挙する。
ターゲットとの縦距離，横位置または方位角度及び相対速度のうち少なくとも１つを検出できる複合レーダ装置において、少なくとも送受信が独立する第１レーダ（ここでは長距離または中距離用ミリ波レーダ）と、第２レーダ（ここでは集積化した近距離レーダ）とを有し、前記第１レーダと第２レーダとを同時に同じ方向へ照射して障害物を検知する。
上記において、検知対象物との距離が前記第１レーダの捕捉範囲外になった場合、該レーダで検知した対象物との距離または相対速度の少なくとも一つを前記複数の第２レーダに受け渡し、第２レーダは当該対象物予測位置の周辺に接近物があるとして、他の対象物より優先的に捕捉するように処理することができる。
また、検知対象物との距離が前記第１レーダの捕捉範囲外から捕捉範囲内になった場合、前記第２レーダで検知した対象物との距離または相対速度の少なくとも一つを前記第１レーダに受け渡し、第１レーダは当該対象物位置の周辺に接近物があるとして、他の対象物より優先的に捕捉するように処理することもできる。
また第２レーダは、第１レーダと異なる電波方式での送受信を行い、障害物を検知する構成としても良く、第１レーダと異なる電波ビーム幅での送受信を行う構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
本発明の複合レーダによれば、複数の検知範囲を同時に用いることが出来、検知性能に対する天候の影響も小さくなる。また本発明の信号処理方法によれば、複数の検知範囲間をターゲットが移動する場合の検知応答性及び検知精度が向上される。
【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】
【技術分野】
本発明は車載レーダ装置およびその信号処理方法に関する。
【背景技術】
車間距離制御装置（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌと称することもある）や車間距離警報などの運転支援装置に用いられるセンサとして電波式レーダが知られている。
ここでセンサに要求される検知範囲は運転支援装置の種類によって異なるが、電波レーダの検知範囲は、送信電力が一定の場合には、最大検知距離を長くすれば検知できる幅が狭くなり、逆に広い検知幅（検知角度）を得ようとすれば、最大検知距離が短くなるため、様々な運転支援装置の要求を同時に満たす検知範囲を構成することは困難である。なお、送信電力を増加させれば所望の検知範囲を満たすことも原理的には可能であるが、レーダの大型化，コストの増大、及び電波による人体への影響から送信電力の増加には限度があるので、現実には困難である。この課題を解決する従来技術として、複数アンテナの切り替えで複数の検知範囲を構成するミリ波レーダ装置が知られている（特開２００１−１１６８３０号公報）。また、距離センサと画像センサを組み合わせて、画像センサの検知情報を用いて距離センサが検知できない範囲を補完する技術も知られている（特開２００２−９９９０７号）。
上記、複数のアンテナを切り替えるものにおいては、同時に検知できる検知範囲は１つであるため、遠距離向けのアンテナを使用しているときは、近距離の検知範囲が細くなり、逆に近距離向けのアンテナを使用しているときは、最大検知距離が低下するという課題がある。
また、レーダと画像センサを組み合わせるものにおいては、画像センサは、悪天候や光線条件（逆光，順光等）によって検出精度が激減することがあるため、条件によってはレーダ単体の場合と同様の検知性能になってしまうという課題がある。
【発明の開示】
本発明は、実質的に送信電力を増加せず、またアンテナの切り替えや画像センサを使用せずに複数の異なる検知範囲を持つレーダ装置の提供を目的とする。前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、該第１レーダとは検知範囲が異なる第２レーダとを備え、前記第１レーダと前記第２レーダとを同じ方向に向けて取り付け、双方とも常時ターゲットの検知を行う。
また、上記のようなレーダ装置において、第１レーダにより車両前方に検知範囲を形成し、第２レーダにより該第１レーダとは異なる検知範囲を形成し、ターゲットが前記第１レーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１レーダから前記第２レーダに引き渡す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、複合レーダの実施例を示す図である。
第２図は、一体化車載複合レーダの実施例を示す図である。
第３図は、独立で車載した複合レーダの実施例を示す図である。
第４図は、ミリ波レーダの２周波ＣＷ方式とＦＭＣＷ方式原理を示す図である。
第５図は、トラッカフィルタのイメージを示す図である。
第６図は、第２図の実施例で再捕捉応答性改善実施例を示す図である。
第７図は、第６図の実施フローチャートを示す図である。
第８図は、第２図の実施例で割り込み車検知の応答性改善実施例を示す図である。
第９図は、第８図の実施フローチャートを示す図である。
第１０図は、重複した検知エリアを照合する実施例を示す図である。
第１１図は、第１０図の実施フローチャートを示す図である。
第１２図は、本発明の他の実施例を示す図である。
第１３図は、車間距離自動制御と警報及び追突低減制御の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図を参照して本発明の実施例について説明する。具体的な複合レーダ装置の構造及び信号処理の実施例を説明する前に、まず第１３図を用いて、運転支援装置及びレーダに要求される性能について説明する。
具体的な運転支援の例としては、自車前方を走る車両（先行車）との車間距離を検知して警報を鳴らす車間距離警報や、先行車との車間距離または車間時間を所定の値に保つように車両の加速，減速を制御する車間距離制御、あるいは、前方の障害物を検出して警報を発する衝突警報や、衝突の可能性が高い場合あるいは衝突を回避できないと予測される場合に、車両に制動力を発生させたり、運転者の操舵を補助したり、シートベルトやエアバッグ等の補助器具を衝突に備えて調整したりする衝突低減制御などが考えられる。
上記のような運転支援装置には、先行車や前方の障害物の情報が必須であり、第１３図に示すように自車両（レーダ搭載車）１に搭載されたレーダ装置によって、ターゲット２との相対速度，方位角度，車間距離４などを検知してブレーキ，パワートレイン，警報等の制御を行う。
具体的には、例えば、車間距離制御であれば、自車両１前方のターゲット２との相対速度あるいは車間距離を測定し、この相対速度や車間距離が目標の値となるように、自車両１のブレーキやパワートレイン（エンジン，トランスミッションなど、原動機及び原動機の出力を車輪に伝達する機構を指す。）を制御し、自車両１の速度を制御する。
また、例えば、衝突低減制御であれば、自車両前方の障害物の有無及び衝突の危険性を判定し、警報装置７を動作させてドライバに衝突回避を促す。さらに、急減速してもターゲット２との追突が避けられないと判定される場合には、非常ブレーキ動作，シートベルト巻取りなどを行って、衝突時の被害軽減を図る。さらに、操舵系の操舵制御により、障害物のない安全側の隣接車線へ回避することもできる。
以上のように、運転支援装置が実現できる運転支援機能は様々なものが考えられるが、これらの運転支援装置がレーダに要求する検知範囲は各々異なっている。
例えば、車間距離制御であれば、自車両１の前方の存在する車両のうち、自車両１が走行している車線に存在する車両、すなわち先行車を検出すればよいので検知範囲は横方向には細いものでも構わないが、高速道路での使用が想定される為、最大検知距離（縦距離）は長く取る必要がある。よって、例えば最大検知距離１５０［ｍ］，検知角度（ビーム角度）１６°のような検知範囲が要求される。
これに対し、例えば衝突低減制御の場合は、正面衝突だけでなく、交差点における出会い頭の衝突のように斜めから衝突の場合も考えられるので、レーダの検知範囲は比較的横方向の幅が広いことが要求されるが、最大検知距離は車間距離制御ほどには必要とされない。このため、例えば、最大検知距離５０［ｍ］，ビーム角度６０°のような検知範囲が要求される。
次に、本発明の複合レーダ装置の実施例について、第１図，第２図，第５図，第６図を用いて説明する。
複合レーダ３は、第２図（ｂ）に示すように、第１レーダ３ａと、この第１レーダ３ａとは検知範囲が異なった少なくとも１個の第２レーダ３ｂとを備えている。この第１レーダ３ａ及び第２レーダ３ｂを同じ方向に向け、双方とも常時ターゲットの検知を行う。常時とは上記２つのレーダを双方同時に稼動する意味であり、全く停止させないことを意味するものではない。
ここで、車間距離制御と衝突低減制御とを実現するような場合には、第１レーダ３ａの検知範囲５１と第２レーダ３ｂの検知範囲５２を第２図（ａ）に示すような構成とする場合が多い。すなわち第１レーダ３ａで車間距離制御のための検知範囲（例えば、最大検知距離１５０［ｍ］，ビーム角度１６度）を実現し、第２レーダ３ｂで衝突低減制御のための検知範囲（例えば、最大検知距離５０［ｍ］，ビーム角度６０度）を実現する。
このように構成することで、車間距離制御等で要求される比較的遠距離の検知性能と、割り込み警報や衝突低減制御に必要となる広角度の検知性能とを両立させることが出来る。
またこのような場合には、最大検知距離を長く設定する第１レーダ３ａは、取り付け角度のずれの影響が大きいので光軸調整を精密に行う必要があるが、近距離広角の検知範囲を形成する第２レーダ３ｂは、第１レーダ３ａほどの検知精度，取り付け精度を要求されないので、第２レーダ３ｂは小型で簡易な構成とすることができる。具体的には、第２レーダ３ｂを第１レーダの基板の一部に集積回路として形成することや、ワンチップレーダを採用することが考えられる。
第１レーダ３ａの構成例を第１図に示す。ここでは２周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式の場合を例にとって説明する。２周波ＣＷ方式とは、ドップラーシフトを利用して前方車両との相対速度を計測するレーダ装置において、２つの周波数を切り替えて送信し、各々の周波数における受信信号の位相情報を用いて前方車両までの距離を計測する方式である。
第１レーダ３ａは、変調器１７から入力された変調信号に基づいて送信信号を出力する発信器１８，発信器１８から出力された送信信号を放射する送信部１１を備えており、第４図（ａ）に示すように２つの周波数Ｆ１，Ｆ２を時間的に切り替えながら送信する。
また、第１レーダ３ａは、ターゲットにより反射された送信信号を受信する受信アンテナ１２，受信信号と送信信号とから中間周波信号（ＩＦ信号）を生成するミキサ部１４，このＩＦ信号を増幅するアナログ回路部１５，増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）するＡ／Ｄ部１６、およびデジタル化された受信信号をタイムフレーム毎にＦＦＴ処理し、レーダ原理に基づいてターゲットまでの距離，相対速度などを算出するＦＦＴ波形解析部２０と、上記各部の動作を制御するタイミング制御部１９とを備えている。
ここで第１レーダ３ａは、ＦＦＴ波形解析部２０によって取得した距離，相対速度などの検知データ（いわゆる生データ）をそのままレーダ出力とするのではなく、距離，相対速度などの検知データについて、測定ノイズやバラツキの影響を低減するトラッカ演算部２１を備える構成とすることが望ましい。
トラッカ演算部２１による処理の具体例としては、時間軸上で検知データに対して何らかのフィルタをかけて数学的な平滑化処理を行い、測定上のバラツキを排除するものや、フィルタ処理によってターゲットのスムーズな動きを反映した推定値を算出し、マルチターゲットの検知判定や移動するターゲットの追跡などの応答性（ターゲットの出現，消滅に対する検知の早さ）の向上や、誤検知の排除を行うものが考えられる。
以下に、測定上のバラツキと応答性、または誤検知排除用を目的としたトラッカフィルタ２１の構成例を説明する。
本実施形態の複合レーダ３のトラッカフィルタ２１は、第５図に示すように、検知データ（距離，相対速度，方位角度（もしくは横位置＝距離×方位角度））を生データ４１とし、前回タイムフレームで推定した前回値４０から真値の予測値４２を予測し、予測値４２と実際の生データ４１から推定値４０を決定するものである。このような構成によれば、このトラッカフィルタを用いて連続的なフィルタ推定値４０を得ることができる。
また、誤検知を排除するため、各タイムフレームにおいて、生データ４１は距離範囲４５に入るか否かにより有効か無効かの判定を実施される。一定時間間隔Ｔ（例えば１秒）４６に有効回数の累積度が一定以上（例えば８０％）に達すると、フィルタ推定値４０をレーダ外部へ検知データとして出力する。
次に、第２レーダ３ｂの構成について説明する。
第２レーダ３ｂは、少なくとも第１レーダ３ａとは検知範囲が異なるレーダ装置であり、上述のように衝突低減制御と車間距離制御を両立させるような場合は、第１レーダ３ａよりも検知範囲の角度が広いものが選択される。また第２レーダの方式は、第１レーダ３ａと同じ２周波ＣＷ方式の電波レーダを用いても良いが、以下に説明するＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式の電波レーダを用いても良い。
ＦＭＣＷ方式とは、送信信号の周波数に三角波の変調を施して送信し、前方車両までの距離と速度を計測するＦＭＣＷ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＷＡＶＥ）方式を適用する場合の例について、第４図（ｂ），第３図（ｂ）を用いて説明する。
第３図（ｂ）は、ＦＭＣＷ方式の第２レーダ３ｂの模式図である。第３図（ｂ）において、送受信ＭＭＩＣ１０５から、第４図（ｂ）に示すような三角波の変調信号を施した送信信号を送信する。送信された電波はターゲットで反射され送受信ＭＭＩＣ１０５で受信される。
この受信信号と送信信号とＭＭＩＣ内部ミキサで掛け合わせて得られるビート信号を変換して、第４図（ｂ）に示すようなビート周波数が得られる。
続いて、得られたビート周波数を信号処理ＩＣ６０で増幅し、内蔵のＡ／Ｄ変換器でサンプリングしてデジタル形式のデータに変換し、信号処理ＩＣ６０のプロセッサで高速フーリエ変換処理し、ビート信号の周波数スペクトラムを取得する。最後に取得したビート信号の周波数スペクトラムに信号処理を施してターゲットを検知する。
また、本実施例では、第２レーダ３ｂを第１レーダ３ａと一体に構成しているが、第３図に示すように第１レーダ３ａと分離して別体で車両に取り付けても良い。
ここで本実施例のように一体に構成した場合は、複合レーダ３をレーダ搭載車１への取り付け及び軸調整が容易になるという効果があり、第３図のように別体で構成した場合は、第１レーダ３ａの検知範囲５１と第２レーダ３ｂの検知範囲５２との相対関係を、車間距離制御や衝突低減制御等の運転支援制御の要求に併せて設定できる、すなわち取り付け位置の自由度が確保されるという効果がある。
続いて、本発明の複合レーダを用いたターゲット検知方式の実施例を、第６図から第１１図を用いて説明する。本発明では、必要な検知範囲を複数のレーダを用いて実現している為、一方のレーダの検知範囲から他方のレーダの検知範囲にターゲットが移動したときには、移動後のレーダ検知範囲においてターゲットが検出されるまでに、トラッカフィルタ処理等に伴う遅れが発生するが、このフィルタ処理はノイズ削減，誤検知排除のため避けられない。以下、本発明の複合レーダを用いたターゲット検知方式の実施例について説明する。
まず、第６図及び第７図を用いて、対向車線を走行するターゲットを検知する場合の例について説明する。
第６図では、対向車線を走行するターゲット７１が遠方から接近してくるので、複合レーダ装置は、まず第１レーダ３ａの検知範囲５１でターゲット７１を検出する。このとき、第１レーダ３ａは検知した生データをトラッカ演算部２１で、検知した生データが誤検知でなく真のターゲットであると判定した場合、検知した軌跡７３などの検知データをレーダ出力として、タイムフレームごとにレーダ外部へ出力する。
ここで、ターゲット７１が第１レーダ３ａの検知範囲５１に入ってから所定の時間は、トラッカ演算部２１がフィルタ処理を行っているのでレーダ出力は得られない。すなわちターゲット７１が第６図中の星印の位置にあるときのデータはレーダ出力に現れない。この遅れ時間をフィルタ判定遅れ７２とする。
次に、ターゲット７１がＡ点より手前へ移動すると、ターゲット７１は第１レーダ３ａの検知範囲外に出てしまうため、第１レーダ３ａでは検知されなくなる（ロスト）。
このとき本実施例の複合レーダでは、第１レーダ３ａ検知範囲の境界Ａ付近におけるターゲットの検知情報（例えば距離，相対速度，相対加速度など）を第２レーダ３ｂへ引き渡しする。第２レーダ３ｂは第１レーダ３ａから引き受けたターゲット情報を用いてターゲットの予測軌跡７４を算出し、第２レーダ３ｂの検知範囲５２にターゲットが進入する位置を予測する。このときレーダ外部への出力を保留することができる。
その後、ターゲット７１が再び第２レーダ３ｂの検知境界範囲Ｂ点まで移動した場合、複合レーダ３は第２レーダ３ｂの検知範囲５２でターゲット７１を検出する。このとき第２レーダ３ｂは、検知した生データが第１レーダ３ａから引き渡しを受けたターゲット情報から予測される位置と一致している場合には、検知した生データが誤検知であるか否かを判断することなく、検知した生データ（または軌跡７６）を直ちに第２レーダ３ｂ外部へ出力する。ここで予測位置と実際の検知位置が一致しているか否かは、例えば当該２点間の距離が所定以下の場合に一致とする等の方法により判断することが出来る。
以上の処理により、ターゲットが第２レーダ３ｂの検知範囲５２に入ったときに、第１レーダ３ａにあるようなフィルタ判定遅れ７２を最小０まで短縮することが可能となる。
本実施例のフローチャートを第７図に示す。第７図において。まず第１レーダ３ａでターゲットを検知したか否かを判定する（Ｓ１）。ここでターゲットを検知した場合、その位置が第１レーダ検知範囲５１の境界点Ａにあるか否かを判定する（Ｓ２）。ターゲット位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにある場合は、そのターゲット情報を第２レーダへ引き渡す（Ｓ３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲットが境界点Ａにいない場合には、本処理ルーチンを中止する（Ｓ７）。
次に、第２レーダは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットが第２レーダの検知範囲５２に進入するときの予測位置Ｂを推定する（Ｓ４）。
続いて、第２レーダは予測位置Ｂの周辺で、ターゲットの生データが検出されているか否かを判定する（Ｓ５）。検出されている場合、第２レーダは生データを直ちにターゲットの真の位置としてレーダ外部へ出力する（Ｓ６）。逆に検知しない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ７）。
以上の処理においては、第１レーダから引き渡されるターゲット情報の他に、自車速，ヨーレート，ブレーキ等の自車情報も必要となるので、複合レーダ３はこれらの情報をレーダ外部から取得する車両情報入力部２５を備えることが望ましい。
次に、第８図及び第９図を用いて、割込み車８１の検知する場合の例を示す。
第８図において、割込み車８１は隣接車線の自車後方から出現して、自車の前方に割込むので、複合レーダ装置は、まず第２レーダ３ｂの検知範囲５２で割込み車８１を検出する。このとき、第２レーダ３ｂは、検知した生データが誤検知でなく真のターゲットであると判定するため、フィルタ判定遅れ７２を経過してから割込み車８１を検知する。
その後、割込み車８１が第１レーダ３ａの検知境界点Ｃに来るときに、その検知結果を第１レーダ３ａへ引き渡す。そして、第１レーダ３ａは引き受けた検知点Ｃの周辺に生データを検知した場合、直ちにターゲットとして判定し、連続検知し続けていく。本実施例により、レーダ間の距離，相対速度，相対加速度などの情報を引き渡すことにより、受け側レーダはフィルタ判定遅れ７２を実施例第５図中の一定時間間隔Ｔから最小０まで短縮し、ターゲットを早めに検出することが可能になる。
第９図に本実施例のフローチャートを示す。まず、第２レーダ３ｂにはターゲットを検知したか否かを判定する（Ｓ１２１）。ターゲットを検知した場合は、その位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにあるか否かを判定する（Ｓ１２２）。ターゲット位置が第１レーダ検知範囲の境界点Ａにある場合、そのターゲット情報を第２レーダ３ｂから第１レーダ３ａへ引き渡す（Ｓ１２３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲット位置が境界点Ａにない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ１２７）。
次に、第１レーダ３ａは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットの予測位置を推定する（Ｓ１２４）。
続いて予測位置Ｂの周辺において、第１レーダ３ａがターゲットの生データを検知するか否かを判定する（Ｓ１２５）。検知した場合、第１レーダ３ａは生データの推定値を直ちにターゲットの真の位置としてレーダ外部へ出力する（Ｓ１２６）。検知しない場合は、本処理ルーチンを中止する（Ｓ１２７）。
以上のような信号処理を行うことにより、ターゲットが一方のレーダの検知範囲から、他方のレーダの検知範囲に移動したときに発生する、ターゲットロスト（消失）の時間を短縮することが出来る。
よって、上記のような信号処理を行う複合レーダを車間距離制御等の運転支援装置に適用した場合には、ターゲットを見失っている時間を短縮することができるので、制御の精度が向上する。
また、レーダは通常複数のターゲットを検知しているが、車間距離制御では、追従対象として一つのターゲットを選択している。ここで従来のレーダ装置では、割込み車がレーダで検知されたときに、検出されている他のターゲットとの間で、いずれのターゲットを先行車するかの判断を行う必要があるため、先述したフィルタ処理に加えて、先行車選択の遅れも発生する。
これに対して、上記第８図，第９図に示すような処理を行う複合レーダ装置を適用すれば、割込み車がまだ自車両１が走行している車線に入ってくる前に、第２レーダ３ｂによって割込み車を検知し、その情報を第１レーダ３ａに引き渡すことが出来るので、割込み車が実際に自車線に進入して第１レーダ３ａによって検知されたときに、検出されたターゲットを追従対象として選択して車間距離制御を行うことが出来る。
第１０図は第１レーダ３ａと細ビームレーダ３ｃで構成した複合レーダの実施例である。細ビームレーダ３ｃは、誘電体レンズ（図示しない）を有する第２レーダであり、電波ビームを例えば２°以下に収束させて第１レーダ３ａと相当する距離まで照射する。これにより狭いビーム９１を形成する。
２周波ＣＷ方式の第１レーダ３ａは、ドップラー方式のため等距離で停止中のターゲット９２と９３を分離検知しにくい問題が知られている。また、検知できたターゲット位置は等距離ターゲット９２と９３の間にあるように誤検知することがある。この場合、細ビームレーダ３ｃはビーム検知範囲が細いため、ターゲット９２と９３の間にターゲットがないので未検知になる。第１レーダ３ａと細ビームレーダ３ｃの検知結果との照合により、第１レーダ３ａの誤検知をキャンセルことができる。本実施例により、異なる電波方式での複合レーダ間の検知データ照合により、誤検知を無くすことができる。
第１１図に本実施例のフローチャートを示す。まず、第１レーダ３ａがターゲットを検知したかを判定する（Ｓ１３１）。ここでターゲットを検知した場合、その位置は自車線正面位置にあるか否かを判定する（Ｓ１３２）。ターゲット位置が自車線正面位置にある場合、そのターゲット情報を第１レーダ３ａから細ビームレーダ３ｃへ引き渡す（Ｓ１３３）。逆に、ターゲット未検知またはターゲットの位置が自車線正面位置にない場合は本処理ルーチンを中止する（Ｓ１３７）。
次に、細ビームレーダ３ｃは上記受け取ったターゲット情報から、ターゲットの予測位置を推定する（Ｓ１３４）。また、予測位置の周辺において、細ビームレーダ３ｃがターゲットを検知できているかを判定する（Ｓ１３５）。
ここで検知しなかった場合、第１レーダ３ａで検出した自車線正面位置にあるターゲットを誤検知としてキャンセルする（Ｓ１３６）。逆に検知した場合は、第１レーダ３ａでの検出データをそのまま外部への出力する（Ｓ１３７）。
第１１図のように、自車両１の両隣の車線に車両が並んで停止しているような場合には、第１レーダのみでは二つの車両がつながって自車線を塞いでいるように検出される場合があるが、これに対して本実施例によれば、細ビームレーダ３ｃによって自車線前方には障害物がないことを検知できるので、車間距離制御において先行車が無い場合にもかかわらず減速が発生したり、衝突低減制御が動作したりすることを防止し、左右の車両の間をすり抜けることが可能となる。
第１２図に第２レーダを複数設けた複合レーダの実施例を示す。この実施例においても、各レーダの検知範囲５１，５２，５３，５４，５５の間で、第６図，第８図に示す実施例と同様に、情報（距離，相対速度，相対加速度など）の引き渡しをすることによって、ターゲットが一つのレーダの検知範囲を出て、次のレーダの検知範囲に入る際のフィルタ判定遅れを最小０まで短縮し、ターゲットを早めに検出することが可能になる。
最後に本発明の実施例を列挙する。
ターゲットとの縦距離，横位置または方位角度及び相対速度のうち少なくとも１つを検出できる複合レーダ装置において、少なくとも送受信が独立する第１レーダ（ここでは長距離または中距離用ミリ波レーダ）と、第２レーダ（ここでは集積化した近距離レーダ）とを有し、前記第１レーダと第２レーダとを同時に同じ方向へ照射して障害物を検知する。
上記において、検知対象物との距離が前記第１レーダの捕捉範囲外になった場合、該レーダで検知した対象物との距離または相対速度の少なくとも一つを前記複数の第２レーダに受け渡し、第２レーダは当該対象物予測位置の周辺に接近物があるとして、他の対象物より優先的に捕捉するように処理することができる。
また、検知対象物との距離が前記第１レーダの捕捉範囲外から捕捉範囲内になった場合、前記第２レーダで検知した対象物との距離または相対速度の少なくとも一つを前記第１レーダに受け渡し、第１レーダは当該対象物位置の周辺に接近物があるとして、他の対象物より優先的に捕捉するように処理することもできる。
また第２レーダは、第１レーダと異なる電波方式での送受信を行い、障害物を検知する構成としても良く、第１レーダと異なる電波ビーム幅での送受信を行う構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
本発明の複合レーダによれば、複数の検知範囲を同時に用いることが出来、検知性能に対する天候の影響も小さくなる。また本発明の信号処理方法によれば、複数の検知範囲間をターゲットが移動する場合の検知応答性及び検知精度が向上される。
【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】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、
該第１レーダとは検知範囲が異なる第２レーダとを備え、
前記第１レーダと前記第２レーダとを同じ方向に向けて取り付け、前記第１および第２のレーダで常時ターゲットの検知を行うことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２レーダは、前記第１レーダよりも検知角度が広いことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２レーダは、前記第１レーダよりも最大検知距離が短いことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第２レーダを、前記第１レーダの基板上に一体に設けたことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１レーダ及び前記第２レーダは、検知した情報が誤検知か否かを判定する手段と、
前記第１レーダと前記第２レーダとの間で、ターゲットの検知情報を引き渡す手段と、を有することを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１レーダがターゲットを検知している状況において、
前記ターゲットが前記第１レーダの検知範囲外に出たときは、
その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第２レーダに引き渡すことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項７】
請求項５において、
レーダ外部から、少なくとも自車速を含む車両情報を取り込む車両情報入力部を備え、
前記第２レーダは、前記引き渡された検知情報と、前記車両情報とに基づいて、前記ターゲットの移動経路を予測する手段を備えることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項８】
請求項５において、
前記第２レーダは、検知した前記ターゲットの位置と、前記予測したターゲットの進入位置とを比較する手段を備えることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記第２レーダは、最大検知距離が前記第１レーダと略同一であり、検知角度が前記第１レーダよりも小さいことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記第２レーダは、誘電体レンズを備え、
送信信号を収束して放射することを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記第１レーダは２周波ＣＷミリ波レーダであり、第２レーダはＦＭＣＷミリ波レーダであることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１２】
前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、
最大検知距離が前記第１レーダと略同一であり、検知角度が前記第１レーダよりも小さい第２レーダとを備えた複合レーダを有し、
前記複合レーダによって検出されるターゲットとの距離または相対速度に基づいて車両を制御する運転支援装置において、
前記第１レーダが自車線上にターゲットを検出した場合であって、前記第２レーダが、前記第１レーダがターゲットを検出した位置にターゲットを検出しないときは、自車線上にターゲットは検知されていないものとして車両を制御することを特徴とする運転支援装置。
【請求項１３】
第１のレーダにより車両前方に検知範囲を形成し、
第２のレーダにより該第１レーダとは異なる検知範囲を形成し、
前記第１及び第２のレーダで常時ターゲットの検知を行い、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡すことを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡し、
引き渡された前記ターゲットの検知情報に基づいてターゲットの移動軌跡を予測することを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１５】
請求項１３において、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、
その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡し、
レーダ外部から、少なくとも自車速が含まれた車両情報を取り込み、
前記引き渡された検知情報と前記車両情報とに基づいて、前記ターゲットが前記第２レーダの検知範囲に進入する位置を予測することを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第２のレーダがターゲットを検知したときは、
検知した前記ターゲットの位置と、前記予測したターゲットの進入位置とを比較し、一致するときは、該検知結果をレーダ外部に出力することを特徴とする複合レーダの信号処理方法。
【請求項１】
前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、
該第１レーダとは検知範囲が異なる第２レーダとを備え、
前記第１レーダと前記第２レーダとを同じ方向に向けて取り付け、前記第１および第２のレーダで常時ターゲットの検知を行うことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２レーダは、前記第１レーダよりも検知角度が広いことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２レーダは、前記第１レーダよりも最大検知距離が短いことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第２レーダを、前記第１レーダの基板上に一体に設けたことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１レーダ及び前記第２レーダは、検知した情報が誤検知か否かを判定する手段と、
前記第１レーダと前記第２レーダとの間で、ターゲットの検知情報を引き渡す手段と、を有することを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１レーダがターゲットを検知している状況において、
前記ターゲットが前記第１レーダの検知範囲外に出たときは、
その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第２レーダに引き渡すことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項７】
請求項５において、
レーダ外部から、少なくとも自車速を含む車両情報を取り込む車両情報入力部を備え、
前記第２レーダは、前記引き渡された検知情報と、前記車両情報とに基づいて、前記ターゲットの移動経路を予測する手段を備えることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項８】
請求項５において、
前記第２レーダは、検知した前記ターゲットの位置と、前記予測したターゲットの進入位置とを比較する手段を備えることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記第２レーダは、最大検知距離が前記第１レーダと略同一であり、検知角度が前記第１レーダよりも小さいことを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記第２レーダは、誘電体レンズを備え、
送信信号を収束して放射することを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記第１レーダは２周波ＣＷミリ波レーダであり、第２レーダはＦＭＣＷミリ波レーダであることを特徴とする複合レーダ装置。
【請求項１２】
前方に電波を照射して反射波を受信することにより、少なくともターゲットとの相対速度又はターゲットの位置を検出する第１レーダと、
最大検知距離が前記第１レーダと略同一であり、検知角度が前記第１レーダよりも小さい第２レーダとを備えた複合レーダを有し、
前記複合レーダによって検出されるターゲットとの距離または相対速度に基づいて車両を制御する運転支援装置において、
前記第１レーダが自車線上にターゲットを検出した場合であって、前記第２レーダが、前記第１レーダがターゲットを検出した位置にターゲットを検出しないときは、自車線上にターゲットは検知されていないものとして車両を制御することを特徴とする運転支援装置。
【請求項１３】
第１のレーダにより車両前方に検知範囲を形成し、
第２のレーダにより該第１レーダとは異なる検知範囲を形成し、
前記第１及び第２のレーダで常時ターゲットの検知を行い、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡すことを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡し、
引き渡された前記ターゲットの検知情報に基づいてターゲットの移動軌跡を予測することを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１５】
請求項１３において、
ターゲットが前記第１のレーダの検知範囲から外に出たときは、
その直前の前記ターゲットの検知情報を前記第１のレーダから前記第２のレーダに引き渡し、
レーダ外部から、少なくとも自車速が含まれた車両情報を取り込み、
前記引き渡された検知情報と前記車両情報とに基づいて、前記ターゲットが前記第２レーダの検知範囲に進入する位置を予測することを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第２のレーダがターゲットを検知したときは、
検知した前記ターゲットの位置と、前記予測したターゲットの進入位置とを比較し、一致するときは、該検知結果をレーダ外部に出力することを特徴とする複合レーダの信号処理方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６６６５６
【国際公開日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【発行日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１３１０１（Ｐ２００５−５１３１０１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６９６９
【国際出願日】平成１５年１２月２６日（２００３．１２．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【発行日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６９６９
【国際出願日】平成１５年１２月２６日（２００３．１２．２６）
【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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