(57)【要約】【課題】、車両周辺に存在する物体を好適に検出する。【解決手段】車両周辺監視装置（１０）は、車両（１）に設けられたアンテナ部（１）が受信した電波に基づいて、車両の周辺に存在する物標を検出する。車両周辺監視装置は、車両に対するアンテナ部の向きを変更可能な可動制御機構（１２０）と、（ｉ）物標が検出されていない場合には、車両の走行状態に基づいて、アンテナ部の向きを変更するよう可動制御機構を制御し、（ｉｉ）物標が検出されている場合には、物標の検出状態に基づいて、アンテナ部の向きを変更するよう可動制御機構を制御する制御手段（２３０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたアンテナ部が受信した電波に基づいて、前記車両の周辺に存在する物標を検出する車両周辺監視装置であって、
前記車両に対する前記アンテナ部の向きを変更可能な可動制御機構と、
（ｉ）前記物標が検出されていない場合には、前記車両の走行状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御し、（ｉｉ）前記物標が検出されている場合には、前記物標の検出状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする車両周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周辺を監視する車両周辺監視装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車両周辺に存在する物体を、車両に設けられたレーダを用いて検出するものが知られている。例えば特許文献１では、複数の送信アンテナ部及び受信アンテナ部を有する監視装置において、状況に応じて給電するアンテナ部を変更することでビーム方向を形成する技術が開示されている。特許文献１では更に、アンテナの構成方法や、車速センサ及び舵角センサ等から得られる車両の走行情報に基づいてビーム方向を決定する手段も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０６／０３０８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている技術は、本来レーダ個々が持つ観測範囲限界のうち、レーダ感度が低い部分に観測を集中させているに過ぎず、観測範囲の限界が大きく広がるわけではない。また、アンテナへの給電を切り替えてビーム形成を行う場合、使用されないアンテナが生ずるため、レーダ個々の性能を十分に発揮できているとは言えない。加えて、アンテナの角度が固定されている限り、ゴーストの除去やマルチパス（位相打ち消し）による観測困難な領域の解消は極めて難しいという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両周辺に存在する物体を好適に検出することが可能な車両周辺監視装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両周辺監視装置の一態様では、車両に設けられたアンテナ部が受信した電波に基づいて、前記車両の周辺に存在する物標を検出する車両周辺監視装置であって、前記車両に対する前記アンテナ部の向きを変更可能な可動制御機構と、（ｉ）前記物標が検出されていない場合には、前記車両の走行状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御し、（ｉｉ）前記物標が検出されている場合には、前記物標の検出状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御する制御手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
【図２】アンテナ部の可動制御機構の構成を示す概略図である。
【図３】アンテナ部の可動制御機構によるアンテナ角度の変更動作を示す概略図である。
【図４】アンテナ角度の変更による検知範囲の変化を示す概念図である。
【図５】実施形態に係る車両周辺監視装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】高速走行時における検知範囲の制御方法を示す概念図である。
【図７】右折時における検知範囲の制御方法を示す概念図である。
【図８】物標検知時の検知範囲の制御方法を示す概念図である。
【図９】ゴースト除去処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して車両周辺監視装置の実施形態について説明する。
【０００９】
＜装置構成＞
まず、本実施形態に係る車両周辺監視装置が搭載される車両全体の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、車両周辺監視装置１０を備えている。車両周辺監視装置１０は、レーダ１００と、内界センサ１５０と、監視制御部２００とを備えて構成されている。
【００１１】
レーダ１１０は、電波の送受信によって車両１の周辺に存在する物標（例えば、他車両、自転車、歩行者、障害物等）を検出可能に構成されている。レーダ１１０は、電波を送受信するためのアンテナ部１１０を含んでいる。アンテナ部によって受信された信号は監視制御部２００（具体的には、物標検知部２１０）に出力される構成となっている。また、レーダ１１０は、アンテナ部１１０の向き及び位置を変更可能な可動制御機構１２０を含んでいる。可動制御機構１２０は、監視制御部２００（具体的には、アンテナ制御部２３０によって、その動作が制御可能に構成されている。可動制御機構１２０の具体的な構成については後述する。
【００１２】
内界センサ１５０は、車両１の内部パラメータを検出可能なセンサであり、例えば車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等を含んでいる。内界センサ１５０で検出された車両１の各種パラメータ（以下、適宜「車両情報」と称する）は、監視制御部２００（具体的には、車両情報取得部２２０）に出力される構成となっている。
【００１３】
監視制御部２００は、車両周辺監視装置１０の動作を制御するコントローラユニットである。監視制御部２００は、例えば車両１０に搭載されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）として構成されており、その機能を実現するための論理的な処理ブロック又は物理的な処理回路として、物標検知部２１０、車両情報取得部２２０、アンテナ制御部２３０、物標情報処理部２４０、及び物標情報出力部２５０を備えている。
【００１４】
物標検知部２１０は、アンテナ部１１０が受信した信号に基づいて、車両１の周辺に存在する物標を検知可能に構成されている。なお、物標検知部２１０による具体的な物標の検知方法については、既存の技術を適宜採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。物標検知部２１０で検知された物標に関する情報（以下、適宜「物標情報」と称する）は、物標情報処理部２４０に出力される構成となっている。
【００１５】
車両情報取得部２２０は、内界センサ１５０から車両情報を取得することが可能に構成されている。車両情報取得部２２０で取得された車両情報は、アンテナ制御部２３０に出力される構成となっている。
【００１６】
アンテナ制御部２３０は、物標検知部２１０から出力された物標情報、及び車両情報取得部２２０で取得された車両情報に基づいて、レーダ１００における可動制御機構１２０の動作を制御可能に構成されている。即ち、アンテナ制御部２３０は、可動制御機構１２０の動作を制御することで、アンテナ部１１０の向き及び位置を変更可能に構成されている。アンテナ制御部２３０は、後述する付記における「制御手段」の一具体例である。
【００１７】
物標情報処理部２４０は、物標検知部２１０から出力された物標情報に対して各種処理を実行可能に構成されている。本実施形態に係る物標情報処理部２４０は特に、物標情報からゴーストを除去する処理（即ち、本来であれば検知されるべきでない物標に関する情報を除去する処理）を実行可能に構成されている。物標情報処理部２４０が実行する処理の具体的内容については、動作説明の際に詳述する。物標情報処理部２４０で処理された物標情報は、物標情報出力部２５０に出力される構成となっている。
【００１８】
物標情報出力部２５０は、物標情報処理部２４０から入力された物標情報を装置外部に出力可能に構成されている。物標情報出力部２５０は、例えば、車両１０が備える運転支援装置（図示せず）等に物標情報を出力することが可能に構成されており、この場合の物標情報は、物標に対する衝突回避支援制御等に用いられる。
【００１９】
＜可動制御機構＞
次に、上述した可動制御機構の具体的構成及び動作について、図２から図４を参照して説明する。図２は、アンテナ部の可動制御機構の構成を示す概略図である。図３は、アンテナ部の可動制御機構によるアンテナ角度の変更動作を示す概略図である。図４は、アンテナ角度の変更による検知範囲の変化を示す概念図である。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態に係るレーダ１００（即ち、アンテナ部１１０及び可動制御機構１２０）は、車両１０のサイドミラー５０に備えられている。可動制御機構１２０は、駆動モータ５１０、駆動部５２０、第１ギアＧ１、第２ギアＧ２、第３ギアＧ３を含んで構成されている。
【００２１】
駆動モータ５１０は、第１ギアＧ１を回転するように駆動させる他、第１ギアＧ１を図における左右方向に駆動（移動）可能に構成されている。駆動モータ５１０により第１ギアＧ１が左側に駆動されると、第１ギアＧ１は第２ギアＧ２と噛み合うようになる。第２ギアＧ２は、サイドミラーの開閉動作を行うためのギアである。一方で、駆動モータ５１０により第１ギアＧ１が右側に駆動されると、第１ギアＧ１は第３ギアＧ３と噛み合うようになる。第３ギアＧ３は、駆動部５２０を介してアンテナ部１１０と連結されている。
【００２２】
図３に示すように、第１ギアＧ１が第３ギアＧ３に噛み合った状態で回転されると、第３ギアＧ３の回転に伴い、駆動部５２０が駆動される。その結果、駆動部５２０に連結されているアンテナ部１１０も駆動されることになる。ここで特に、本実施形態に係るアンテナ部１１０は、角度変更中心（言い換えれば、第３ギアＧ３の中心）からずれた位置に配置されている。このため、第３ギアＧ３の回転によって、アンテナ部１１０の向き及び位置の両方が変化する。
【００２３】
図４に示すように、アンテナ部１１０の向き及び位置が変化すると、レーダ１１０の物標検知範囲（図中の破線で囲われた領域）が変化する。例えば、アンテナ部１１０が図２に示したような状態にある時は、レーダ１１０の物標検知範囲は、図４（ａ）に示すような車両１の前方よりの領域となる。一方で、アンテナ部１１０が図３に示したような状態にある時は、レーダ１１０の物標検知範囲は、図４（ｂ）に示すような車両１の側方よりの領域となる。
【００２４】
なお、本実施形態では、レーダ１００がサイドミラー５０に搭載される例を挙げているが、サイドミラー５０以外の部分に搭載されても構わない。レーダ１００をサイドミラー５０に搭載する場合には、駆動モータ５１０の負担を軽減するためにも、レーダ１００のうち最低限のユニットだけをサイドラミラー５０に搭載することが望ましい。サイドミラー５０に搭載しないユニットについては、車両１の本体部分等に搭載するようにすればよい。また、車両１の前方ボンネット上、或いは車両１の側面ドアのハンドル部分等にキャリブレーション用の反射材を取り付けておき、自動的にアンテナ部１１０のキャリブレーションを実行できるようにしてもよい。
【００２５】
＜動作説明＞
次に、本実施形態に係る車両周辺監視装置１０の動作の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、実施形態に係る車両周辺監視装置の動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下で説明する一連の動作は、典型的には、車両１０の走行中に実行されるものである。
【００２６】
図５に示すように、本実施形態に係る車両周辺監視装置１０の動作時には、まず物標検知部２１０が、レーダ１００によって物標を検知しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００２７】
物標が検知されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、車両情報取得部２２０が、内界センサ１５０から車両情報を取得する（ステップＳ１０２）。そして、アンテナ制御部２３０が、車両情報に基づいてアンテナ部１１０の向き及び位置を制御する（ステップＳ１０３）。アンテナ制御部２３０は、例えば車速、操舵角、方向指示器等の情報から車両１の走行状態を推定し、推定された走行状態に基づいて、アンテナ部１１０を制御する。
【００２８】
ここで、車両情報に基づいたアンテナ部１１０の具体的な制御例について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、高速走行時における検知範囲の制御方法を示す概念図である。図７は、右折時における検知範囲の制御方法を示す概念図である。
【００２９】
図６に示すように、例えば車両１が高速走行している場合、アンテナ制御部２３０は、レーダ１００の物標検知範囲が車両１の前方に集中するようにアンテナ部１１０を制御する。このような制御によれば、レーダ１００によって車両１の前方に存在する物標を検知し易くなる。よって、高速走行時に発生し易い前方物標との衝突等を好適に回避することが可能となる。
【００３０】
図７に示すように、例えば車両１が交差点を右折している場合、アンテナ制御部２３０は、レーダ１００の物標検知範囲が車両１の側方まで広がるようにアンテナ部１１０を制御する。このような制御によれば、レーダ１００によって車両１の側方に存在する物標を検知し易くなる。よって、右折時に発生し易い巻き込み等を好適に回避することが可能となる。
【００３１】
図５に戻り、物標が検知されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、アンテナ制御部２３０は、レーダ１００の観測スコアを算出する（ステップＳ１０４）。なお、ここでの観測スコアは、物標を精度よく検知できるほど高くなるスコアである。観測スコアは、アンテナ部１１０の向きが相異なる角度となる複数の状態で夫々算出される。また、観測スコアは、物標検知範囲内において複数の物標が検出されている場合には、夫々の物標につい算出される。観測スコアは、例えば、下記式（１）を用いて算出できる。
【００３２】
【数１】
2020094814.tif 000003
【００３３】
上記ｐ（ｋ）は、ｋ番目オブジェクト（即ち、物標）に対するレーダ信頼度であり、ａ（ｋ）は、ｋ番目オブジェクトの反射強度である。レーダ信頼度ｐ（ｋ）は、ｋ番目オブジェクトの推定距離ｒ・推定角度θに対して、レーダ１００の測距精度を参考にした重み付け値ｗｒ（ｒ）、レーダ１００の測角精度を参考にした重み付け値ｗθ（θ）とから、下記式（２）を用いて算出できる。
【００３４】
【数２】
2020094814.tif 000004
【００３５】
ここでの重み付け値ｗｒ（ｒ）は、対象とするオブジェクトの推定距離が遠いときに値が低くなる。また、重み付け値ｗθ（θ）は、対象とするオブジェクトの推定角度がレーダ１００の測距範囲限界に近いときに値が低くなる。
【００３６】
なお、レーダ１００の他に、同一のオブジェクト（ｋ）を観測する検知手段が存在している場合には、その検知手段の信頼度情報ｐ’（ｋ）を上記式（２）で算出されたレーダ信頼度ｐ（ｋ）の値に加算してもよい。また、レーダ信頼度ｐ（ｋ）は、左右のサイドミラー５０に夫々設けられた２つのレーダ１００に対して、別々の値として算出されてもよい。
【００３７】
観測スコアが算出されると、アンテナ制御部２３０は、観測スコアが最大となる角度となるようにアンテナ部１１０を制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、下記式（３）を用いて求められる角度θとなるようにアンテナ部１１０を制御する。
【００３８】
【数３】
2020094814.tif 000005
【００３９】
なお、α及びβは、アンテナ部１１０の可動範囲を示す値である。
【００４０】
ここで、上述したステップＳ１０５におけるアンテナ部１１０の具体的な制御例について、図８を参照して説明する。図８は、物標検知時の検知範囲の制御方法を示す概念図である。
【００４１】
図８に示すように、例えば車両１の側方に、物標としての歩行者２０が検知されているとする。この場合、アンテナ制御部２３０は、レーダ１００の観測スコアが最大となるように（例えば、図に示すように、物標検知範囲が歩行者２０側に向くように）アンテナ部１１０を制御する。このような制御によれば、すでに検知している物標をより高い精度で検知できるようになる。よって、物標との衝突等を極めて好適に回避することが可能となる。
【００４２】
再び図５に戻り、物標検知部２１０は、レーダ１００の物標検知範囲内に、信頼度の低いオブジェクトが時間的に連続して存在しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、信頼度の低いオブジェクトが存在していると判定された場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、物標情報処理部２４０が、物標情報からゴーストを除去するための処理（以下、適宜「ゴースト除去処理」と称する）を実行する（ステップＳ１０７）。
【００４３】
なお、信頼度の低いオブジェクトが存在していないと判定された場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、車速が所定の閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。なお、ここでの閾値は、ゴースト除去処理の効果が十分に得られると判断できる程度に車速が低いことを判定するために設定されたものであり、例えば事前のシミュレーション等によって最適な値が決定されている。車速が所定の閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ゴースト除去処理が実行される（ステップＳ１０７）。一方、車速が所定の閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ゴースト除去処理は省略され、一連の動作が終了する。
【００４４】
ここで、ステップＳ１０７のゴースト除去処理について、図９を参照して具体的に説明する。図９は、ゴースト除去処理の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
図９に示すように、ゴースト除去処理では、まず図５で示した一連の動作によるアンテナ部１１０の角度θの更新サイクルが遅くなるよう制御される（ステップＳ２０１）。そして、ステップＳ１０３又はステップＳ１０５で決定された角度θを中心として、アンテナ部１１０の角度をθ±εとなるよう微小に変化させて、レーダ１１０による観測を実施する（ステップＳ２０２）。
【００４６】
本実施形態では、すでに説明したように、アンテナ部１１０の角度（向き）を変化させることで、アンテナ部１１０の位置も変化する（図２及び図３等を参照）。このため、アンテナ部１１０の角度が変わることによって「物標方向推定相対角度の変化」及び「受信電力値の変化」が生じる他、アンテナ部１１０の位置が変わることによる「物標とアンテナ部１１０間の距離変化」及び「（建造物等からの）間接反射経路変化」も生じる。このうち、アンテナ部１１０の位置が変わることに起因して生ずる変化は、ゴーストのみが影響を受ける（言い換えれば、実際に存在している物標は影響を受けない）。よって、アンテナ部１１０の角度を微小角度変化させて観測を実施すれば、検知結果が物標であるのか、それともゴーストであるのかを好適に判別できる。
【００４７】
続いて、観測結果から信頼度の低い推定結果点を除外する処理を実行する（ステップ２０３）。具体的には、観測結果である推定距離ｒ（ｎ）、推定角度θ（ｎ）（ｎ＝１，・・・,Ｎ、Ｎは角度を変更して観測を行う回数）に対して、夫々アンテナ部１１０の角度変更、位置変更の値に応じた補正を行った上で、レーダ１００に対する相対位置座標上に推定結果をプロットし、推定点群密集度の低い位置に孤立している推定結果点を除外する。このような処理により、観測結果からゴーストを除去することができる。なお、推定点群密集度の具体的な評価方法としては、例えば、各推定点について、ユークリッド平面上でガウシアンフィルタをかけ、その積算値から評価するという手法を採用することができる。
【００４８】
その後、推定点群密集度の高いピーク点を物標の推定位置情報であるとすることで、一度の観測から得られる物標の距離・角度推定結果が補正される（ステップＳ２０４）。
【００４９】
なお、上述した例では、観測結果を座標情報に変換しているが、例えば受信電波から直接求めることも可能である。この場合、アンテナ部１１０の角度を変更しながら観測した各受信電波に対して、アンテナ部１１０の角度変更及び位置変更による補正を、受信信号の位相変化及び到達遅延として補正した上で加算し、推定距離に応じて閾値電力を超えるピーク点を取る手法を採用できる。ただし、送信電力の安定性が前提として要求される他、他の検知手段やセンサ等の情報を統合して処理することが難しくなる。
【００５０】
＜技術的効果＞
次に、本実施形態に係る周辺監視装置１０によって得られる技術的効果について説明する。
【００５１】
図１から図９を用いて説明したように、本実施形態に係る車両周辺監視装置１０によれば、物標の検知状況に応じて、アンテナ部１１０の角度及び位置が変更される。具体的には、物標が検知されていない場合には、車両情報に基づく制御が行われ、物標が検知されている場合には、検知されている物標情報に基づく制御が実行される。この結果、車両１の周辺に存在する物標を好適に検知することが可能となる。
【００５２】
なお、アンテナ部１１０の角度を変更することで、マルチパス（位相打ち消し）に起因して特定領域における物標検知が困難になるという現象を解消することも可能である。また、本実施形態では特に、アンテナ部１１０の角度を変更した場合に、アンテナ部１１０の位置も変更されるため、検知結果に含まれるゴーストを好適に除去することが可能である。
【００５３】
＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
【００５４】
（付記１）
付記１に記載の車両周辺監視装置は、車両に設けられたアンテナ部が受信した電波に基づいて、前記車両の周辺に存在する物標を検出する車両周辺監視装置であって、前記車両に対する前記アンテナ部の向きを変更可能な可動制御機構と、（ｉ）前記物標が検出されていない場合には、前記車両の走行状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御し、（ｉｉ）前記物標が検出されている場合には、前記物標の検出状態に基づいて、前記アンテナ部の向きを変更するよう前記可動制御機構を制御する制御手段とを備える。
【００５５】
付記１に記載の車両周辺監視装置によれば、物標の検出状態に応じてアンテナ部の向きが変更される。具体的には、物標が検出されていない場合には、車両の走行状態に基づいて、アンテナ部の向きが変更される。よって、現時点では物標が検出されていない場合でも、車両の状態から想定される適切な方向へとアンテナ部の向きが制御されることになる。一方、物標が検出されている場合には、物標の検出状態に基づいて、アンテナ部の向きが変更される。よって、すでに物標が検出されている場合には、その物標をより精度よく検出できるような方向へとアンテナ部の向きが制御される。以上の結果、アンテナ部の能力を十分に発揮させつつ、より好適に車両周辺の物標を検出することが可能となる。
【００５６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両周辺監視装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１  車両
１０  車両周辺監視装置
２０  歩行者
５０  サイドミラー
１００  レーダ
１１０  アンテナ部
１２０  可動制御機構
１５０  内界センサ
２００  監視制御部
２１０  物標検知部
２２０  車両情報取得部
２３０  アンテナ制御部
２４０  物標情報処理部
２５０  物標情報出力部
５１０  駆動モータ
５２０  駆動部
Ｇ１  第１ギア
Ｇ２  第２ギア
Ｇ３  第３ギア
【図１】
2020094814.tif 000006
【図２】
2020094814.tif 000007
【図３】
2020094814.tif 000008
【図４】
2020094814.tif 000009
【図５】
2020094814.tif 000010
【図６】
2020094814.tif 000011
【図７】
2020094814.tif 000012
【図８】
2020094814.tif 000013
【図９】
2020094814.tif 000014