(57)【要約】【課題】他の車両の装備に依存せず、自車両の走行の障害となる可能性のある障害物を適切に検出することができる障害物検出装置を提供する。【解決手段】方位分解能の高いＦＭＣＷモードでの物体検知により直視物体が検知された場合に、直視物体の背後の物体背後領域を含むパルス検知領域を設定し、このパルス検知領域を対象として距離分解能の高いパルスモードでの物体検知を行う。【選択図】図２
2010181257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調した連続波の電磁波を送信すると共に、送信した電磁波に対応する反射波に基づいて物体を検知するＦＭＣＷレーダ部と、
パルス変調した電磁波を送信すると共に、送信した電磁波に対応する反射波に基づいて物体を検知するパルスレーダ部とを備え、
前記ＦＭＣＷレーダ部により物体を検知した場合に前記パルスレーダ部による物体検知を行って、車両の走行の障害となる可能性のある障害物を検出することを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記ＦＭＣＷレーダ部で物体を検知したときに、当該物体の背後に隠れる物体背後領域が車両の走行に影響を与える可能性があるか否かを判定する影響判定手段と、
前記物体背後領域が車両の走行に影響を与える可能性があると判定されたときに、前記物体背後領域を含むように、前記パルスレーダ部による物体検知を行うパルス検知領域を設定するパルス検知領域設定手段とを備え、
前記パルスレーダ部は、前記パルス検知領域設定手段で設定したパルス検知領域を対象としてパルス変調した電磁波を用いた物体検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記影響判定手段は、車両が走行車線から隣接車線へと車線変更しようとしている場合で、且つ、前記物体背後領域が車両の走行車線または隣接車線と重なる場合に、前記物体背後領域が車両の走行に影響を与える可能性があると判定することを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記パルス検知領域設定手段は、前記ＦＭＣＷレーダ部で検知された物体までの距離と車両の走行車線および隣接車線の車線幅とに基づいて前記パルス検知領域を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
車両の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいて、前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域を補正する第１の補正手段を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域内に電磁波の伝播を遮断する遮断物体が存在する場合に、前記遮断物体の背後の領域を除外するように、前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域を補正する第２の補正手段を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域の近傍に位置する他の物体を前記ＦＭＣＷレーダ部が検知したときに、前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域を前記他の物体が含まれるように補正する第３の補正手段を備えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記影響判定手段は、車両が交差点に進入しようとしている場合で、且つ、前記物体背後領域が前記交差点に繋がる道路と重なる場合に、前記物体背後領域が車両の走行に影響を与える可能性があると判定することを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記ＦＭＣＷレーダ部で検知した物体までの距離と前記パルスレーダ部で物体検知を行う際の電磁波の下向き送信角度とに基づいて、前記パルスレーダ部での物体検知ができない検知不可領域があるか否かを判定し、検知不可領域がある場合に、当該検知不可領域を除外するように、前記パルス検知領域設定手段が設定したパルス検知領域を補正する第４の補正手段を備えることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記ＦＭＣＷレーダ部で検知した物体までの距離に基づいて、前記パルスレーダ部で物体検知を行う際の電磁波の最適下向き送信角度を算出する角度算出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項１１】
前記パルスレーダ部は、一定周波数の信号をパルス変調した電磁波を用いて物体検知を行い、
前記ＦＭＣＷレーダ部による物体検知と前記パルスレーダ部による物体検知とを時分割で切り替えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項１２】
前記パルスレーダ部は、前記ＦＭＣＷレーダ部で用いる周波数変調信号をパルス変調した電磁波を用いて、前記ＦＭＣＷレーダ部による物体検知と同時に物体検知を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダを用いて車両の走行の障害となる可能性のある障害物を検出する障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の車線変更などにおける安全性を確保するための技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の技術では、例えばドライバによる方向指示器の操作などから車線変更の意志を判定し、互いに近い位置を走行している車両間の接近状態と合わせて、これらの車両同士で車車間通信（車両同士間の通信）により車線変更が行われる旨の情報を送受信することで、車両走行の障害となる可能性を精度良く判断し、必要な場合に警告を与えてドライバに注意を促すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２０５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来の技術では、他の車両が自車の走行の障害となるものであるか否かを精度良く判断するためには、各車両が車車間通信を行うための端末を搭載している必要がある。つまり、自車に近い位置を走行している他の車両が車車間通信を行うための端末を搭載していなければ、この車両が自車の走行の妨げとなる車両であるかどうかを精度良く判断できない、といった問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消すべく創案されたものであって、他の車両の装備に依存せず、自車両の走行の障害となる可能性のある障害物を適切に検出することができる障害物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る障害物検出装置は、レーダを用いて車両の走行の障害となる障害物を検出するものであり、周波数変調した連続波の電磁波を用いて物体を検知するＦＭＣＷレーダ部と、パルス変調した電磁波を用いて物体を検知するパルスレーダ部とを備え、ＦＭＣＷレーダ部により物体を検知した場合にパルスレーダ部による物体検知を行うことで、車両の走行の障害となる可能性のある障害物を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る障害物検出装置によれば、方位分解能が高いＦＭＣＷレーダ部で物体が検知された場合に距離分解能が高いパルスレーダ部で物体検知を行うことで、例えばＦＭＣＷレーダ部で検知された車両の背後に隠れる他の車両を、電磁波の路面反射を利用して、距離分解能の高いパルスレーダ部で高精度に分離検知することが可能となり、車両の走行の障害となる可能性のある障害物を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した障害物検出装置の一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図３】パルス検知領域の設定方法の一例を説明する模式図である。
【図４】電波信号の周波数の時間変化を示す図であり、（ａ）はＦＭＣＷモードの場合の電波信号、（ｂ）はパルスモードの場合の電波信号をそれぞれ示している。
【図５】電波の路面反射により直視物体の背後の背後物体を検知可能であることを示す模式図である。
【図６】第１の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図８】道路形状に応じてパルス検知領域を補正する方法の一例を説明する模式図である。
【図９】道路形状に応じてパルス検知領域を補正する方法の他の例を説明する模式図である。
【図１０】第２の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図１２】パルス検知領域内に遮断物体が存在する場合にパルス検知領域を補正する方法の一例を説明する模式図である。
【図１３】第３の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第４の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図１５】パルス検知領域の近傍に他の直視物体が存在する場合にパルス検知領域を補正する方法の一例を説明する模式図である。
【図１６】第４の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】自車が交差点に進入しようとしているシーンでのパルス検知領域の設定要否を判定する方法を説明する模式図である。
【図１８】第６の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。
【図１９】路面反射により背後物体を検知するための電波の下向き角度を説明する模式図である。
【図２０】直視物体までの距離ｄ１と、直視物体と背後物体との間の距離ｄ２と、電波の下向き照射角度θとの関係の一例を示すグラフ図である。
【図２１】第６の実施形態の障害物検出装置において、コントローラにより所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出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】
【０００９】
本発明に係る障害物検出装置は、レーダを用いて車両（障害物検出装置を搭載した車両であり、以下、自車という。）の走行の障害となる障害物を検出するものである。車両用として用いられるレーダの方式としては、主に、周波数変調した連続波の電磁波を用いて物体を検知するＦＭＣＷレーダと、パルス変調した電磁波を用いて物体を検知するパルスレーダが知られているが、これらの方式を比較すると、ＦＭＣＷレーダは、例えばＤＢＦ（digital Beam Forming）やＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）アルゴリズムなどを用いることで高い方位分解能が得られるが、距離分解能の点では劣るという特性があり、逆に、パルスレーダは、方位分解能は低い反面、高い距離分解能が得られるという特性がある。本発明に係る障害物検出装置は、これら２つの方式の特性を利用して高精度な障害物検知を行えるようにしたものであり、ＦＭＣＷ方式で物体検知を行うＦＭＣＷレーダ部と、パルス方式で物体検知を行うパルスレーダ部とを備え、ＦＭＣＷレーダ部により物体を検知した場合にパルスレーダ部による物体検知を行うことで、自車の走行の障害となる可能性のある障害物を検出することを基本とする。
【００１０】
自車の周辺の障害物を検出する手法としては、例えば車載カメラで撮影した画像を解析して障害物となる他車両などの物体を検出する手法なども多く用いられている。しかしながら、この手法では、車載カメラで直視できる物体の背後に隠れる他車両などの物体は検知できないという問題がある。この背後に隠れる物体は、例えば、自車が車線変更する際に同じ車線に車線変更することも考えられるため、自車の走行の安全性を確保するためには検知しておくことが望まれる物体である。特許文献１に記載される従来技術では、車車間通信を利用した車両同士の情報共有により、以上のような背後に隠れる他の車両などの影響も認識できるようにしているが、これを実現するためには全ての車両が車車間通信を行う端末を搭載している必要があり、現実的でない。そこで、本発明では、以上のように特性の異なる２つの方式のレーダを、それぞれの方式の特性を活かせるように効果的に利用することによって、背後に隠れる他車両などの物体を含め、自車の走行に影響を及ぼす可能性のある障害物を検出できるようにしている。
【００１１】
レーダを用いた障害物検出の利点として、自車から出射した電磁波が直接当たる物体（以下、直視物体という。）が車両などの路面との間に隙間を持つ物体である場合に、路面反射を利用して電磁波が直視物体の背後に廻りこみ、直視物体の背後に隠れる物体（以下、背後物体という。）の検知が可能であるという点が挙げられる。つまり、物体検知のための電磁波の伝播路としては１回路面を経由した伝播路も有効であり、この伝播路のデータを利用することで背後物体の検知も可能となる。ただし、ＦＭＣＷレーダでは、距離分解能が低いために、このような背後物体を直視物体から正確に分離して検知することが難しい。これに対して、パルスレーダは、方位分解能は低いが距離分解能が高いので、検知対象の範囲がある程度絞られれば背後物体を精度良く検知することが可能となる。このような観点から、本発明に係る障害物検出装置では、ＦＭＣＷレーダ部で比較的広い範囲で直視物体の検知を行い、ＦＭＣＷレーダ部で直視物体が検知された場合に、この直視物体の背後の領域を含む限定された領域をパルス検知領域として設定し、この限定されたパルス検知領域においてパルスレーダ部での物体検知を行うことで、背後物体を含めて自車の走行の障害となる可能性のある障害物を検出するようにしている。
【００１２】
以下、以上のような本発明の技術思想を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では、レーダとして、ミリ波帯周波数の電波を用いて物体検知を行うミリ波レーダを用いることを前提として説明するが、ミリ波レーダ以外のレーダを用いる構成であっても、本発明は有効に適用することができる。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明を適用した車両用の障害物検出装置の一例を示す構成図である。この障害物検出装置は、例えばミリ波帯周波数の電波信号を自車前方或いは後方の所定領域に向けて送信（出射もしくは照射とも言う）する送信部１０と、送信部１０から送信された電波信号が物体（ターゲット）にて反射されて戻ってきた反射波を受信して検知信号を生成する受信部２０と、受信部２０で生成された検知信号に基づいて障害物を検出する処理を行うとともに送信部１０からの電波信号の送信を制御するコントローラ３０とを備える。
【００１４】
送信部１０には、送信信号のキャリアとなるキャリア周波数（例えば、７７．００ＧＨｚ）を送出するキャリア周波数発振器１１と、このキャリアを周波数変調するための変調周波数を送出する変調周波数発振器１２と、キャリア周波数発振器１１から送出されるキャリアと変調周波数発振器１２から送出される変調周波数とをミキシングして、キャリアを周波数変調した電波信号を生成する結合器１３と、パルス信号を発生するパルス発生器１４と、パルス発生器１４からのパルス信号に基づいて、パルス変調した電波信号を生成するパルス変調回路１５と、電波信号を送信するための送信アンテナ１６とが設けられている。
【００１５】
また、受信部２０には、反射波を受信して受信信号を出力する受信アンテナ２１と、受信アンテナ２１からの受信信号と周波数変調した電波信号とをミキシングしてビート信号を生成する結合器２２と、ビート信号を高速フーリエ変換により周波数分析して検知信号を出力する高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２３と、受信アンテナ２１からの受信信号を検波、増幅して検波信号を出力する検波増幅器２４と、検波増幅器２４からの検波信号を閾値と比較して検知信号を出力するコンパレータ２５とが設けられている。
【００１６】
コントローラ３０は、受信部２０にて生成された検知信号と、自車の動作状態を表す車両信号と、自車が走行している道路に関する道路情報とを入力し、自車の走行に障害となる可能性のある障害物を検出する処理を行うとともに、送信部１０から周波数変調した連続波の電波信号を送信させる（ＦＭＣＷモード）か或いはパルス変調した電波信号を送信させる（パルスモード）かを制御する。なお、車両信号としては、例えばウィンカースイッチ信号や舵角信号などが挙げられ、これらの車両信号は、例えばＣＡＮなどの車載ネットワーク経由でコントローラ３０に入力される。また、道路情報としては、例えば自車が走行している道路の車線幅、車線数、形状、曲率、車線内自車位置などの情報が挙げられ、これらの道路情報は、自車に搭載されたナビゲーションコントローラなどから車載ネットワーク経由でコントローラ３０に入力される。
【００１７】
図２は、コントローラ３０により実現する機能をブロック化して示す機能ブロック図である。本実施形態の障害物検出装置において、コントローラ３０は、図２に示すように、ＦＭＣＷモード物体検知部３１と、影響判定部３２と、パルス検知領域設定部３３と、送信モード制御部３４と、パルスモード物体検知部３５の各機能構成を備える。
【００１８】
ＦＭＣＷモード物体検知部３１は、送信部１０がＦＭＣＷモードで動作して周波数変調した連続波の電波信号を送信アンテナ１６から送信している状態で、受信部２０のＦＦＴ２３から出力された検知信号に基づいて直視物体の物体検知を行い、自車に対する直視物体の相対位置（距離や方位）を算出して、その情報を物体情報として出力する。
【００１９】
影響判定部３２は、ＦＭＣＷモード物体検知部３１により直視物体が検知された場合に、ＦＭＣＷモード物体検知部３１から出力された物体情報をもとに、自車から見て直視物体の背後に隠れて影となる領域（以下、物体背後領域という。）を認識し、この物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があるか否かを、車両信号や道路情報を用いて判定する。具体的な例を挙げて説明すると、影響判定部３２は、例えば、道路情報から自車が走行している走行車線や隣接車線を把握し、車両信号として入力されるウィンカースイッチ信号や舵角信号から自車が走行車線から隣接車線へと車線変更しようとしていると判断されるときに、物体背後領域が自車の走行車線または隣接車線と重なっている場合には、物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判定する。影響判定部３２は、以上のようにして物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判定した場合、パルス検知領域設定部３３に対してパルス検知領域を設定する旨の指令を出力する。
【００２０】
パルス検知領域設定部３３は、影響判定部３２からパルス検知領域の設定指令が出力されると、道路情報やＦＭＣＷモード物体検知部３１からの物体情報をもとに、物体背後領域を含む限定された領域を、パルスモード物体検知部３５で物体検知を行う対象となるパルス検知領域として設定する。そして、パルス検知領域設定部３３は、パルス検知領域を設定すると、送信モード制御部３４に対してモード制御指令を出力するとともに、パルスモード物体検知部３５に対して設定したパルス検知領域の情報を出力する。
【００２１】
ここで、パルス検知領域設定部３３により設定するパルス検知領域の一例について、図３に示すような具体的な走行シーンを例示しながら説明する。この図３に例示する走行シーンは、自車Ｖの前方の障害物を検出する場合の例であり、自車Ｖが走行している走行車線の前方を直視物体となる他車両Ｓが走行しており、この他車両Ｓの物体背後領域となる走行車線の前方に他車両Ａ、他車両Ｓの物体背後領域となる隣接車線の前方に他車両Ｂが存在している走行シーンである。この図３の走行シーンの場合、他車両Ｓの背後に隠れる物体背後領域は走行車線と隣接車線とに重なっているため、自車Ｖが走行車線から隣接車線へと車線変更しようとする状況では、この物体背後領域が自車Ｖの走行に影響を与える可能性がある。つまり、走行車線上の物体背後領域に存在する他車両Ａは自車Ｖと同様に隣接車線に車線変更する可能性があり、また隣接車線上の物体背後領域に存在する他車両Ｂは自車Ｖに対する相対速度が低いと車線変更した自車Ｖに接近してくるため、自車Ｖの走行に影響を与えることになる。したがって、図３のような走行シーンにおいて、自車Ｖが走行車線から隣接車線へと車線変更する場合には、自車Ｖから直視物体である他車両Ｓまでの距離ｄと、走行車線および隣接車線の車線幅Ｗとに基づき、パルス検知領域を例えば以下の条件１および条件２に従って設定する。
条件１：自車Ｖからパルス検知領域までの距離がｄ以上
条件２：自車Ｖの向きを基準として車線変更する隣接車線の方向を正とした場合のパルス検知領域の角度範囲が０〜ｔａｎ-1（ｄ／１．５Ｗ）
【００２２】
なお、以上の説明は、自車が直進路である走行車線のほぼ中央を走行していると仮定した場合のパルス検知領域の設定方法の一例であり、パルス検知領域の設定方法としては上記以外にも様々なバリエーションが考えられる。つまり、パルス検知領域は、少なくとも直視物体の背後に隠れる物体背後領域が含まれるように設定されればよく、例えば、ＦＭＣＷモード物体検知部３１により直視物体の大きさを正確に検知でき、物体背後領域の範囲を正確に求められるような場合には、その物体背後領域をパルス検知領域として設定するようにしてもよい。また、本実施形態では、コントローラ３０の処理負荷低減等を考慮して、直視物体の背後に隠れる物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判断した場合にのみパルス検知領域を設定してパルスモードでの物体検知を行うようにしているが、物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があるか否かに関わらず、物体背後領域を含むパルス検知領域を設定してパルスモードでの物体検知を行うようにしてもよい。
【００２３】
送信モード制御部３４は、送信部１０における送信モードを制御するものである。すなわち、送信モード制御部３４は、コントローラ３０にて実行する障害物検出処理（詳細は後述する）の処理サイクルの初期状態においては、送信部１０をＦＭＣＷモードで動作させて周波数変調した連続波の電波信号を送信アンテナ１６から送信させ、パルス検知領域設定部３３からモード制御指令が出力されると、送信部１０をパルスモードで動作させてパルス変調した電波信号を送信アンテナ１６から送信させる。
【００２４】
具体的には、送信モード制御部３４は、送信部１０をＦＭＣＷモードで動作させる際は、変調周波数発振器１２を作動させるとともに、パルス変調回路１５のスイッチを常時オンさせる指令を出力し、キャリア周波数発振器１１からのキャリアを周波数変調した連続波の電波信号を送信アンテナ１６から送信させる。ここで、変調周波数発振器１２が送出する変調周波数としては、図４（ａ）に示すように、キャリア周波数ｆ０に対する周波数変調幅ｆｍが例えば１００ＭＨｚ程度の三角波を用いればよい。
【００２５】
また、送信モード制御部３４は、送信部１０をパルスモードで動作させる際は、変調周波数発振器１２の作動を停止するとともにパルス発生器１４を作動させ、パルス変調回路１５のスイッチをパルス発生器１４からのパルス信号に応じてオンオフさせることで、キャリア周波数発振器１１からのキャリアをパルス変調した電波信号を送信アンテナ１６から送信させる。ここで、パルス発生器１４が発生するパルス信号としては、図４（ｂ）に示すように、パルスオン期間とオン期間との間に受信待ち時間Ｔが設定され、この受信待ち時間Ｔが例えば６６μｓｅｃ程度（検知距離２００ｍ程度を想定した場合）となるような信号を用いればよい。
【００２６】
なお、以上の説明は、ＦＭＣＷモードとパルスモードとを時分割で切替える場合を想定して、パルスモード時には一定周波数のキャリアをパルス変調した電波信号を送信させるとしたが、ＦＭＣＷモードの動作とパルスモードの動作とを同時に行うことも可能である。すなわち、送信モード制御部３４が、パルス検知領域設定部３３からモード制御信号が出力されたときに、変調周波数発振器１２の作動を継続させたままパルス発生器１４からパルス信号を出力させるように制御すれば、周波数変調したキャリアをパルス変調した電波信号を出力させることができる。この場合には、パルス検知領域を対象としたパルスモード物体検知部３５での物体検知処理と、パルス検知領域以外の領域を対象としたＦＭＣＷモード物体検知部３１での物体検知処理とを並行して行うことが可能となり、効率的である。
【００２７】
パルスモード物体検知部３５は、送信部１０がパルスモードで動作してパルス変調した電波信号を送信アンテナ１６から送信している状態で、受信部２０のコンパレータ２５から出力された検知信号に基づいて、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域を対象としたパルスモードによる物体検知を行う。そして、パルス検知領域内に他車両などの物体が存在すれば、その物体の自車に対する相対位置（距離や方位）を算出して、その情報を物体情報として出力する。ＦＭＣＷモード物体検知部３１により検知された直視物体が車両などの路面との間に隙間を持つ物体であれば、このパルスモード物体検知部３５による物体検知処理により、図５に示すような路面反射を利用して、この直視物体の背後に隠れる背後物体を直視物体から分離して検知することが可能となる。なお、図５は、図３に示した走行シーンにおいて、自車Ｖから送信される電波が路面反射により自車Ｖ前方の直視物体である他車両Ｓの背後に廻りこむことで、背後物体である他車両Ａが検知可能であることを示す模式図である。
【００２８】
本実施形態の障害物検出装置は、コントローラ３０が以上の各機能構成を備えることで本発明の技術思想を具現化し、自車の走行の障害となる可能性のある障害物を適切に検出できるようにしている。なお、上述した障害物検出装置の構成において、送信部１０のキャリア周波数発振器１１、変調周波数発振器１２、結合器１３、送信アンテナ１６と、受信部２０の受信アンテナ２１、結合器２２、ＦＦＴ２３と、コントローラ３０のＦＭＣＷモード物体検知部３１とが、本発明の「ＦＭＣＷレーダ部」に相当する。また、送信部１０のキャリア周波数発振器１１、パルス発生器１４、パルス変調回路１５、送信アンテナ１６と、受信部２０の検波増幅器２４、コンパレータ２５と、コントローラ３０のパルスモード物体検知部３５とが、本発明の「パルスレーダ部」に相当する。
【００２９】
次に、以上のように構成される本実施形態の障害物検出装置の動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。図６のフローチャートは、コントローラ３０により所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示したものである。
【００３０】
図６の処理フローが開始されると、コントローラ３０は、まずステップＳ１０１において、送信部１０をＦＭＣＷモードで動作させ、送信アンテナ１６からキャリアを周波数変調した連続波の電波信号を、自車前方或いは後方の所定領域（上述したパルス検知領域よりも広い探索領域）に向けて送信させる（送信モード制御部３４）。
【００３１】
次に、コントローラ３０は、ステップＳ１０２において、受信部２０のＦＦＴ２３から出力される検知信号に基づいて、ＦＭＣＷモードでの物体検知を行う（ＦＭＣＷモード物体検知部３１）。そして、ステップＳ１０３において、ＦＭＣＷモードでの物体検知により物体（直視物体）が検知されたかどうかを判定し、直視物体が検知されない場合は今回の処理周期における処理を終了する。一方、ＦＭＣＷモードでの物体検知により直視物体が検知された場合には、次のステップＳ１０４において、このＦＭＣＷモードで検知した直視物体の背後の物体背後領域が、自車の走行に影響を与える可能性があるか否かを判定する（影響判定部３２）。
【００３２】
そして、コントローラ３０は、ステップＳ１０４での判定の結果、ＦＭＣＷモードで検知した直視物体の背後の物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性がないと判定した場合は、今回の処理周期における処理を終了する。一方、ＦＭＣＷモードで検知した直視物体の背後の物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判定した場合には、次のステップＳ１０５において、この物体背後領域が含まれるように、パルスモードで物体検知を行うためのパルス検知領域を設定する（パルス検知領域設定部３３）。
【００３３】
次に、コントローラ３０は、ステップＳ１０６において、送信部１０をパルスモードで動作させ、送信アンテナ１６からキャリアをパルス変調した電波信号を、自車前方或いは後方のパルス検知領域を含む所定領域に向けて送信させる（送信モード制御部３４）。なお、このとき送信部１０が電波信号の送信角度を高精度に制御可能であれば、ステップＳ１０５で設定したパルス検知領域のみに対応する角度範囲で電波信号を送信するようにしてもよい。
【００３４】
次に、コントローラ３０は、ステップＳ１０７において、受信部２０のコンパレータ２５から出力される検知信号に基づき、ステップＳ１０５で設定したパルス検知領域を対象として、パルスモードでの物体検知を行う（パルスモード物体検知部３５）。そして、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０２のＦＭＣＷモードでの物体検知により得られた物体情報と、ステップＳ１０７のパルスモードでの物体検知により得られた物体情報とを出力し、今回の処理周期における一連の処理を終了する。
【００３５】
以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、方位分解能の高いＦＭＣＷモードでの物体検知により直視物体が検知された場合に、直視物体の背後の物体背後領域を含むパルス検知領域を設定し、このパルス検知領域を対象として距離分解能の高いパルスモードでの物体検知を行うようにしているので、直視物体と背後物体とを高精度に分離検知することが可能となり、自車の走行の障害となる可能性のある障害物を適切に検出することができる。
【００３６】
また、本実施形態の障害物検出装置によれば、直視物体の背後の物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があるか否かを判定し、影響があると判断した場合にのみパルス検知領域を設定してパルスモードでの物体検知を行うようにしているので、コントローラ３０での処理負荷を低減できるとともに、必要性の高い物体情報のみを抽出して自車のドライバに提示することができる。
【００３７】
また、本実施形態の障害物検出装置によれば、自車が走行車線から隣接車線へと車線変更しようとしている場合で、且つ、物体背後領域が自車の走行車線または隣接車線と重なる場合に、物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判断するようにしているので、パルスモードでの物体検知の必要性を的確且つ簡便に判断することができる。
【００３８】
また、本実施形態の障害物検出装置によれば、自車が車線変更しようとしている状況でパルス検知領域を設定する場合に、ＦＭＣＷモードで検知した自車から直視物体までの距離と、道路情報として取得した自車の走行車線および隣接車線の車線幅とに基づいてパルス検知領域を設定するようにしているので、パルス検知領域の設定を的確且つ簡便に行うことができる。
【００３９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいて、第１の実施形態で説明したパルス検知領域を補正するようにした例である。すなわち、第１の実施形態では、自車が直進路で車線変更するシーンを想定してパルス検知領域の設定方法の一例を説明したが、例えば自車がカーブ路の近傍で車線変更する場合などでは、第１の実施形態で説明したパルス検知領域が必ずしも適切とはならない場合もある。そこで、本実施形態では、道路情報として取得される道路形状に基づいて、必要な場合には第１の実施形態で説明したパルス検知領域を補正するようにしている。また、本実施形態では、ＦＭＣＷモードでの物体検知とパルスモードでの物体検知との双方で同一の物体を検知していると判断される場合には、ＦＭＣＷモードでの物体検知により得られた物体情報を優先して出力するようにしている。なお、その他の構成および基本的な動作は第１の実施形態と同様であるので、以下の説明では、第１の実施形態と共通若しくは対応する構成要素については同一の符号を用い、第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００４０】
図７は、第２の実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０の機能ブロック図である。本実施形態の障害物検出装置では、図７に示すように、コントローラ３０の機能構成として、第１の実施形態で説明した構成に加えて、第１のパルス検知領域補正部３６と、検知物体同一性判定部３７とが付加されている。
【００４１】
第１のパルス検知領域補正部３６は、パルス検知領域設定部３３によりパルス検知領域が設定された場合に、道路情報として入力される自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいてパルス検知領域の補正の必要性を判定し、補正の必要ありと判断した場合には、パルス検知領域設定部３３により設定したパルス検知領域を補正する。
【００４２】
具体的な例を挙げて説明すると、例えば図８に示すように、自車Ｖが左旋回のカーブ路を越えた直後に走行車線から隣接車線に車線変更しようとしているシーンにおいて、自車Ｖの走行車線の後方には直視物体となる後続車両Ｃが走行しており、さらにその後方のカーブの手前では、隣接車線を他車両Ｄが走行しているものとする。なお、この図８の例は、自車Ｖの後方の障害物を障害物検出装置で検出する場合の例である。この図８に例示する走行シーンにおいては、第１の実施形態で説明した条件１および条件２に従ってパルス検知領域を設定すると、他車両Ｄが走行している位置はパルス検知領域から外れることになり、自車Ｖが車線変更を行う上で障害となる可能性がある他車両Ｄを適切に検出できなくなる虞がある。そこで、第１のパルス検知領域補正部３６は、道路情報として入力される自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいて、自車が図８のような走行シーンにあると判定した場合には、パルス検知領域設定部３３により設定したパルス検知領域を補正する必要があると判断し、例えば第１の実施形態で説明した条件２に代えて、下記の条件３を用いてパルス検知領域を再設定することで、パルス検知領域の補正を行う。
条件３：自車Ｖの向きを基準として車線変更する隣接車線の方向を正とした場合のパルス検知領域の角度範囲が−ｔａｎ-1（ｄ／０．５Ｗ）〜ｔａｎ-1（ｄ／１．５Ｗ）
【００４３】
また、例えば図９に示すように、自車Ｖが右旋回のカーブ路を越えた直後に走行車線から隣接車線に車線変更しようとしているシーンにおいて、自車Ｖの走行車線の後方に直視物体となる後続車両Ｅが走行しており、さらにその後方のカーブの手前の隣接車線を他車両Ｆが走行している場合には、後続車両Ｅの背後に隠れる物体背後領域が隣接車線と重なることはなく、カーブ手前で隣接車線を走行している他車両Ｆも直視物体となる。したがって、この図９に例示する走行シーンにおいては、第１の実施形態で説明した条件１および条件２に従ってパルス検知領域を設定すると、不要な領域に対してもパルスモードによる物体検知が行われることになり、効率的でない。そこで、第１のパルス検知領域補正部３６は、道路情報として入力される自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいて、自車が図９のような走行シーンにあると判定した場合には、パルス検知領域設定部３３により設定したパルス検知領域を補正する必要があると判断し、例えば第１の実施形態で説明した条件２に代えて、下記の条件４を用いてパルス検知領域を再設定することで、パルス検知領域の補正を行う。
条件４：自車Ｖの向きを基準として車線変更する隣接車線の方向を正とした場合のパルス検知領域の角度範囲が０〜ｔａｎ-1（ｄ／０．５Ｗ）
【００４４】
本実施形態では、以上のように第１のパルス検知領域補正部３６によってパルス検知領域が補正された場合、パルスモード物体検知部３５は、この補正されたパルス検知領域を対象としてパルスモードによる物体検知処理を行う。
【００４５】
検知物体同一性判定部３７は、ＦＭＣＷモード物体検知部３１での物体検知処理により得られた物体情報と、パルスモード物体検知部３５での物体検知処理により得られた物体情報とのマッチングを行い、重複若しくは近似する物体情報が存在する場合、つまりＦＭＣＷモード物体検知部３１とパルスモード物体検知部３５との双方で検知されていると推定される物体が存在する場合に、この物体に関する物体情報としてＦＭＣＷモード物体検知部３１で得られたものを選択して出力する。
【００４６】
次に、以上のように構成される本実施形態の障害物検出装置の動作について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。図１０のフローチャートは、本実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０によって所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示したものであり、図６に示した第１の実施形態での処理に加え、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理を追加したものである。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
本実施形態では、ステップＳ１０５においてパルス検知領域を設定した後、コントローラ３０が、ステップＳ２０１において、道路情報として入力される自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいて、ステップＳ１０５で設定したパルス検知領域を補正する必要があるか否かを判定する。そして、パルス検知領域の補正が必要であると判断した場合は、次のステップＳ２０２において、ステップＳ１０５で設定したパルス検知領域を例えば上述した手法により補正してステップＳ１０６に進む。一方、パルス検知領域の補正が必要ないと判断した場合は、そのままステップＳ１０６に進む（第１のパルス検知領域補正部３６）。
【００４８】
また、本実施形態では、ステップＳ１０７においてパルス検知領域を対象としたパルスモードでの物体検知処理を行った後、コントローラ３０が、ステップＳ２０３において、ステップＳ１０２のＦＭＣＷモードでの物体検知処理により得られた物体情報と、ステップＳ１０７のパルスモードでの物体検知処理により得られた物体情報とのマッチングを行って、ＦＭＣＷモードとパルスモードの双方で同一物体を検知しているか否かを判定する。そして、ＦＭＣＷモードとパルスモードの双方で検知している物体があれば、次のステップＳ２０４において、当該物体に関する物体情報として、ステップＳ１０２のＦＭＣＷモードでの物体検知処理により得られた物体情報を選択してステップＳ１０８に進む。一方、ＦＭＣＷモードとパルスモードの双方で検知している物体がない場合には、そのままステップＳ１０８に進む（検知物体同一性判定部３７）。
【００４９】
以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、自車の走行車線および隣接車線の道路形状に基づいてパルス検知領域の補正の要否を判定し、補正の必要ありと判断した場合には、自車の走行シーンに対応するようにパルス検知領域を補正するようにしているので、自車の走行に影響を与える可能性のある障害物をより精度良く検出することが可能になる。
【００５０】
また、本実施形態の障害物検出装置によれば、ＦＭＣＷモードとパルスモードとの双方で同一物体を検知していると判断される場合には、この物体に関する物体情報として、ＦＭＣＷモードでの物体検知処理により得られた物体情報を優先して出力するようにしているので、自車の走行に影響を与える可能性のある障害物をより精度良く検出することが可能になる。
【００５１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態または第２の実施形態で説明したパルス検知領域内に例えば路側壁などの電波を遮断する物体（以下、遮断物体という。）が存在する場合に、この遮断物体の背後の領域をパルス検知領域から除外するように、パルス検知領域を補正するようにした例である。なお、その他の構成および基本的な動作は第１および第２の実施形態と同様であるので、以下の説明では、第１および第２の実施形態と共通若しくは対応する構成要素については同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００５２】
図１１は、第３の実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０の機能ブロック図である。本実施形態の障害物検出装置では、図１１に示すように、コントローラ３０の機能構成として、第１および第２の実施形態で説明した構成に加えて、第２のパルス検知領域補正部３８が付加されている。
【００５３】
第２のパルス検知領域補正部３８は、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域、或いは第１のパルス検知領域補正部３６により補正されたパルス検知領域内に遮断物体が存在するか否かを判断し、遮断物体が存在する場合には、この遮断物体の背後の領域をパルス検知領域から除外するように、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域、或いは第１のパルス検知領域補正部３６により補正されたパルス検知領域を補正する。
【００５４】
具体的な例を挙げて説明すると、例えば図１２に示すように、自車Ｖが左旋回のカーブ路を越えた直後に走行車線から隣接車線に車線変更しようとしているシーンにおいて、自車Ｖの走行車線の後方には直視物体となる後続車両Ｇが走行しており、走行車線の側方には遮断物体となる路側壁Ｈが存在しているものとする。なお、この図１２の例は、自車Ｖの後方の障害物を障害物検出装置で検出する場合の例である。この図１２に例示する走行シーンにおいては、第２の実施形態で説明したように、第１のパルス検知領域補正部３６により上述した条件３に基づいてパルス検知領域が再設定されるが、第１のパルス検知領域補正部３６により再設定されたパルス検知領域内に遮断物体である路側壁Ｈが存在し、路側壁Ｈにより電波が遮断されるため、その背後の領域では物体検知を行うことができない。そこで、第２のパルス検知領域補正部３８は、パルス検知領域の角度範囲を遮断物体である路側壁Ｈと重ならない範囲に限定することで、パルス検知領域を補正する。なお、パルス検知領域内に遮断物体が存在するか否かは、例えば、道路情報に路側壁などの情報が含まれている場合にはその情報を用いて判断するようにしてもよいし、自車が車載カメラを搭載している場合にはその撮影画像を用いて判断してもよい。また、ＦＭＣＷモードでの物体検知により得られた物体情報から判断することも可能である。
【００５５】
次に、以上のように構成される本実施形態の障害物検出装置の動作について、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。図１３のフローチャートは、本実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０によって所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示したものであり、図１０に示した第２の実施形態での処理に加え、ステップＳ３０１とステップＳ３０２の処理を追加したものである。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理は第１の実施形態と同様であり、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理は第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、ステップＳ２０１において道路形状に応じたパルス検知領域の補正が必要であると判断してステップＳ２０２でパルス検知領域の補正を行った後、或いはステップＳ２０１において道路形状に応じたパルス検知領域の補正は必要ないと判断した後に、コントローラ３０が、ステップＳ３０１において、パルス検知領域内に遮断物体が存在するか否かを判定する。そして、パルス検知領域内に遮断物体が存在すると判断した場合は、次のステップＳ３０２において、遮断物体の背後の領域を除外するようにパルス検知領域を補正してステップＳ１０６に進む。一方、パルス検知領域内に遮断物体が存在しないと判断した場合には、そのままステップＳ１０６に進む（第２のパルス検知領域補正部３８）。
【００５７】
以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、パルス検知領域内に例えば路側壁などの電波を遮断する遮断物体が存在するか否かを判定し、パルス検知領域内に遮断物体が存在すると判断した場合には、遮断物体の背後の領域を除外するようにパルス検知領域を補正するようにしているので、パルスモードでの物体検知処理をより効率的に行うことが可能となる。
【００５８】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態または第２の実施形態で説明したパルス検知領域の近傍に他の直視物体が存在する場合に、この直視物体が存在する位置がパルス検知領域内に含まれるように、パルス検知領域を補正するようにした例である。なお、その他の構成および基本的な動作は第１および第２の実施形態と同様であるので、以下の説明では、第１および第２の実施形態と共通若しくは対応する構成要素については同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００５９】
図１４は、第４の実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０の機能ブロック図である。本実施形態の障害物検出装置では、図１４に示すように、コントローラ３０の機能構成として、第１および第２の実施形態で説明した構成に加えて、第３のパルス検知領域補正部３９が付加されている。
【００６０】
第３のパルス検知領域補正部３９は、ＦＭＣＷモード物体検知部３１から出力された物体情報を入力し、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域、或いは第１のパルス検知領域補正部３６により補正されたパルス検知領域の近傍に、当該パルス検知領域を設定する基準となった直視物体とは異なる他の直視物体が存在するか否かを判定する。そして、パルス検知領域の近傍に他の直視物体が存在する場合には、この直視物体が存在する位置がパルス検知領域内に含まれるように、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域、或いは第１のパルス検知領域補正部３６により補正されたパルス検知領域を補正する。
【００６１】
具体的な例を挙げて説明すると、例えば図１５に示すように、自車Ｖが左旋回のカーブ路を越えた直後に走行車線から隣接車線に車線変更しようとしているシーンにおいて、自車Ｖの走行車線の後方には直視物体となる後続車両Ｉが走行しており、カーブ手前の自車Ｖから離れた位置に、他車両Ｊが隣接車線上を走行しているものとする。なお、この図１５の例は、自車Ｖの後方の障害物を障害物検出装置で検出する場合の例である。この図１５に例示する走行シーンにおいては、第２の実施形態で説明したように、第１のパルス検知領域補正部３６により上述した条件３に基づいてパルス検知領域が再設定されるが、自車Ｖから離れた位置の他車両Ｊが第１のパルス検知領域補正部３６により再設定されたパルス検知領域の近傍を走行しており、短時間のうちにパルス検知領域内に入り込むことが予想される。そこで、第３のパルス検知領域補正部３９は、ＦＭＣＷモード物体検知部３１から出力された他車両Ｊに関する物体情報から、この他車両Ｊの位置がパルス検知領域の近傍であると判断した場合に、パルス検知領域の角度範囲をこの他車両Ｊの位置が含まれるように拡大することで、パルス検知領域を補正する。これにより、他車両ＪがＦＭＣＷモードで検知されている間にパルスモードでも検知されるようにして、双方のモードで得られる物体情報の関連付けを行うことができ、他車両Ｊをロストすることなくトラッキングを継続することが可能となる。
【００６２】
次に、以上のように構成される本実施形態の障害物検出装置の動作について、図１６のフローチャートを参照しながら説明する。図１６のフローチャートは、本実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０によって所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示したものであり、図１０に示した第２の実施形態での処理に加え、ステップＳ４０１とステップＳ４０２の処理を追加したものである。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理は第１の実施形態と同様であり、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理は第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６３】
本実施形態では、ステップＳ２０１において道路形状に応じたパルス検知領域の補正が必要であると判断してステップＳ２０２でパルス検知領域の補正を行った後、或いはステップＳ２０１において道路形状に応じたパルス検知領域の補正は必要ないと判断した後に、コントローラ３０が、ステップＳ４０１において、パルス検知領域の近傍にＦＭＣＷモードでの物体検知によって検知された他の物体が存在するか否かを判定する。そして、パルス検知領域の近傍に他の物体が存在すると判断した場合は、次のステップＳ４０２において、他の物体の位置が含まれるようにパルス検知領域を補正してステップＳ１０６に進む。一方、パルス検知領域の近傍に他の物体が存在しないと判断した場合には、そのままステップＳ１０６に進む（第３のパルス検知領域補正部３９）。
【００６４】
以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、パルス検知領域の近傍に当該パルス検知領域を設定する基準となった直視物体とは異なる他の直視物体が存在するか否かを判定し、パルス検知領域の近傍に他の直視物体が存在すると判断した場合には、この直視物体が存在する位置が含まれるようにパルス検知領域を補正するようにしているので、この物体をＦＭＣＷモードでの物体検知によりトラッキングしていた場合に、パルスモードでの物体検知に切り替わることでロストするといった不都合を有効に抑制することができる。
【００６５】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態は、ＦＭＣＷモードで検知した直視物体の背後の物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があるか否かの判定の他の例を示したものである。すなわち、上述の第１乃至第４の実施形態では、自車が車線変更するシーンを想定してコントローラ３０の影響判定部３２による判定手法の一例を説明したが、本実施形態では、自車が交差点に進入しようとしているシーンでの影響判定部３２による判定手法について説明する。なお、障害物検出装置の構成および基本的な動作は上述した各実施形態と同様であるので、以下では、本実施形態の特徴である影響判定部３２での判定方法についてのみ説明する。
【００６６】
影響判定部３２は、第１の実施形態で説明したように、ＦＭＣＷモード物体検知部３１により直視物体が検知された場合に、ＦＭＣＷモード物体検知部３１から出力された物体情報をもとに、この直視物体の物体背後領域を認識して、この物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があるか否かを判定する。ここで、影響判定部３２は、車両信号や道路情報に基づいて自車の走行シーンを推定し、自車が交差点に進入しようとしていると判断した場合には、交差点に繋がる道路の位置と物体背後領域の位置とを比較する。そして、交差点に繋がる道路の位置と物体背後領域の位置とが重なる場合に、物体背後領域が自車の走行に影響を与える可能性があると判断する。
【００６７】
具体的な例を挙げて説明すると、例えば図１７に示すように、自車Ｖが道路Ｌ１と道路Ｌ２とが交わる交差点に進入しようとしているシーンにおいて、交差点の周囲には街路樹Ｍ，Ｎがあり、さらに道路Ｌ２上を他車両Ｏが交差点に向かって走行しているものとする。なお、この図１７の例は、自車Ｖの前方の障害物を障害物検出装置で検出する場合の例である。この図１７に例示する走行シーンにおいては、街路樹Ｍと街路樹Ｎとがそれぞれ直視物体となるが、街路樹Ｍの背後の物体背後領域は道路Ｌ２と重なり、街路樹Ｎの物体背後領域は道路Ｌ１にも道路Ｌ２にも重ならない。したがって、影響判定部３２は、街路樹Ｍの背後の物体背後領域が、自車Ｖの走行に影響を与える可能性があると判断する。そして、この街路樹Ｍの背後の物体背後領域を含むように、パルス検知領域設定部３２によってパルスモードで物体検知を行うためのパルス検知領域が設定される。
【００６８】
なお、パルス検知領域設定部３２は、街路樹Ｍの背後の物体背後領域の範囲が正確に求められている場合には、この物体背後領域の範囲をパルス検知領域として設定すればよく、また、物体背後領域の角度幅に対して余裕を持たせた角度範囲でパルス検知領域を設定するようにしてもよい。また、ＦＭＣＷモードでの物体検知により検知された直視物体が例えばビルや路側壁などの遮断物体の場合には、第３の実施形態で説明したように、この遮断物体の背後の背後領域にはパルス検知領域を設定しないようにしてもよい。
【００６９】
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、自車が交差点に進入する走行シーンにおいても直視物体と背後物体とを高精度に分離検知することが可能となり、自車の走行の障害となる可能性がある障害物を適切に検出することができる。
【００７０】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態は、送信部１０をパルスモードで動作させてパルス変調した電波信号を送信アンテナ１６から送信する際に、電波信号の下向き送信角度を最適化して、上述した路面反射を利用した背後物体の検知を効率良く行えるようにした例である。また、本実施形態では、電波信号の下向き送信角度と直視物体までの距離とから、パルス検知領域内に背後物体を検知できない検知不可領域があるか否かを判定し、検知不可領域がある場合にそれを除外するように、パルス検知領域を補正するようにしている。なお、その他の構成および基本的な動作は第１の実施形態と同様であるので、以下の説明では、第１の実施形態と共通若しくは対応する構成要素については同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００７１】
図１８は、第６の実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０の機能ブロック図である。本実施形態の障害物検出装置では、図１８に示すように、コントローラ３０の機能構成として、第１の実施形態で説明した構成に加えて、最適下向き角度範囲算出部４０と、第４のパルス検知領域補正部４１とが付加されている。
【００７２】
最適下向き角度範囲算出部４０は、ＦＭＣＷモード物体検知部３１からの物体情報を用いて、路面反射を利用した背後物体の検知を効率良く行うための電波の下向き送信角度の最適範囲を算出する。すなわち、ＦＭＣＷモード物体検知部３１で検知された直視物体が車両などの路面との間に隙間を持つ物体である場合に、この直視物体の背後に存在する背後物体を電波の路面反射を利用して効率良く検知するには、電波の下向き送信角度を最適化することが有効である。ここで、例えば図１９のように、自車Ｖの前方に直視物体である先行車Ｐが走行しており、さらに先行車両Ｐの前方に背後物体である先々行車Ｑが走行しているシーンにおいて、電波の路面反射を利用して先々行車Ｑを検知する場合を考えると、電波の下向き送信角度θは、下記式（１）のようになる。
θ＝ｍａｘ［ｔａｎ-1（（ｈ２＋ｈ１）／（ｄ１＋Ｌ２）），ｔａｎ-1（（ｈ３＋ｈ１）／（ｄ１＋Ｌ２＋ｄ２））］  ・・・（１）
なお、ｄ１は自車Ｖから先行車Ｐまでの距離であり、ｄ２は先行車Ｐから先々行車Ｑまでの距離であり、Ｌ２は先行車Ｐの長さである。また、ｈ１はレーザ設置高さ、ｈ２は先行車Ｐの最低地上高、ｈ３は先々行車Ｑの反射面高さ（バンパ高さ）である。
【００７３】
ここで、先行車Ｐから先々行車Ｑまでの距離ｄ２の取りうる範囲を例えば１ｍ〜１００ｍと設定した場合、自車Ｖから先行車Ｐまでの距離ｄ１と電波の下向き照射角度θとの関係は図２０のようになる。なお、図２０のグラフは、先行車Ｐの長さＬ２を４．５ｍ、レーザ設置高さｈ１を５０ｃｍ、先行車Ｐの最低地上高ｈ２を法定最低地上高である９ｃｍ、先々行車Ｑの反射面高さを法定最高地上高＋５ｃｍの３０ｃｍとおき、先行車Ｐから先々行車Ｑまでの距離ｄ２を１ｍ〜１００ｍの範囲で振ったときのｄ１とθとの関係を、上記の式（１）により求めたものである。
【００７４】
この図２０を参照すると、ｄ２の範囲を１ｍ〜１００ｍと設定した場合、直視物体である先行車Ｐまでの距離ｄ１が例えば１０ｍであれば、電波の下向き送信角度θを０．８〜３．４程度の範囲に設定することで、電波の路面反射を利用して背後物体である先々行車Ｑを的確に検知できることが分かる。また、距離ｄ１が例えば２０ｍであれば電波の下向き送信角度θを０．７〜２．０程度の範囲とし、距離ｄ１が例えば３０ｍであれば電波の下向き送信角度θを０．６〜１．５程度の範囲とすることで、電波の路面反射を利用して背後物体である先々行車Ｑを的確に検知できることが分かる。
【００７５】
最適下向き角度範囲算出部４０は、以上のようなｄ２の設定範囲に応じたｄ１とθとの関係を示すデータを予め保持しており、ＦＭＣＷモード物体検知部３１からの物体情報を用いて直視物体までの距離ｄ１を特定して、この距離ｄ１に応じた電波の下向き送信角度θの最適範囲を算出する。ただし、自車にピッチングが生じている場合には、路面に対して電波が照射される角度が変化することになるので、最適下向き角度範囲算出部４０は、車両信号を入力して自車の挙動を把握し、自車に加減速や旋回によるピッチングが生じると判定した場合には、上記の角度範囲を自車のピッチングの特性に応じて例えば±０．５°〜±２°程度拡張する。この最適下向き角度範囲算出部４０により電波の下向き送信角度の最適範囲が算出されると、送信部１０がパルスモードで動作する際に、送信アンテナ１６からその角度範囲でパルス変調された電波信号が送信される。
【００７６】
なお、送信部１０の送信アンテナ１６（受信アンテナ１８）の可動範囲が限定されている場合、直視物体までの距離ｄ１に応じて求めた電波の下向き送信角度の最適範囲が、送信部１０の送信アンテナ１６（受信アンテナ１８）の可動範囲外となることも想定される。このような場合には、最適下向き角度範囲算出部４０は、直視物体までの距離ｄ１に応じて求めた電波の下向き送信角度の最適範囲を、送信アンテナ１６の可動範囲の最大値により制限する。このように電波の下向き送信角度の最適範囲を制限すると、直視物体までの距離ｄ１によっては、直視物体に近い位置に背後物体を検知できない検知不可領域が生じる。そこで、このような検知不可領域が生じた場合には、第４のパルス検知領域補正部４１によりパルス検知領域を補正して、検知不可領域をパルスモードでの物体検知の対象から除外する。
【００７７】
第４のパルス検知領域補正部４１は、最適下向き角度範囲算出部４０で算出された角度範囲と、ＦＭＣＷモード物体検知部３１からの物体情報（直視物体までの距離）とに基づいて、電波の下向き送信角度の制限により背後物体を検知できない検知不可領域が生じているか否かを判定する。そして、検知不可領域が生じている場合には、この検知不可領域をパルス検知領域から除外するように、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域を補正する。また、第４のパルス検知領域補正部４１は、送信部１０から電波信号を送信している方向の道路の傾斜を道路情報から把握し、道路の傾斜により路面反射した電波が遮断されて背後物体を検知できない検知不可領域が生じているか否かを判定する。そして、このような検知不可領域が生じている場合にも、この検知不可領域をパルス検知領域から除外するように、パルス検知領域設定部３３により設定されたパルス検知領域を補正する。
【００７８】
次に、以上のように構成される本実施形態の障害物検出装置の動作について、図２１のフローチャートを参照しながら説明する。図２１のフローチャートは、本実施形態の障害物検出装置におけるコントローラ３０によって所定周期ごとに繰り返し実行される障害物検出処理の流れを示したものであり、図６に示した第１の実施形態での処理に加え、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３の処理を追加したものである。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７９】
本実施形態では、ステップＳ１０５においてパルス検知領域を設定した後、コントローラ３０が、ステップＳ６０１において、送信部１０をパルスモードで動作させる際の電波信号の下向き送信角度の最適範囲を算出する（最適下向き角度範囲算出部４０）。次に、コントローラ３０は、ステップＳ６０２において、電波の下向き送信角度が制限されることにより背後物体を検知できない検知不可領域、或いは道路の傾斜で電波が遮断されることにより背後物体を検知できない検知不可領域が存在するか否かを判定する。そして、検知不可領域が存在すると判断した場合は、次のステップＳ６０３において、検知不可領域を除外するようにパルス検知領域を補正してステップＳ１０６に進む。一方、検知不可領域が存在しないと判断した場合には、そのままステップＳ１０６に進む（第４のパルス検知領域補正部４１）。なお、本実施形態では、ステップＳ１０６において、パルスモードで送信部１０を動作させる際に、パルス変調した電波信号の下向き送信角度の角度範囲がステップＳ６０１で算出した最適範囲となるように、電波信号の送信を制御する。
【００８０】
以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態の障害物検出装置によれば、送信部１０をパルスモードで動作させる際の電波信号の下向き送信角度が最適範囲となるように制御しているので、パルスモードでの物体検知において路面反射を利用した背後物体の検知を効率良く行うことができる。
【００８１】
また、本実施形態の障害物検出装置によれば、パルス検知領域内に路面反射を利用した背後物体の検知ができない検知不可領域が存在するか否かを判定し、検知不可領域が存在すると判断した場合には、パルス検知領域を補正して検知不可領域を除外するようにしているので、パルスモードでの物体検知処理をより効率的に行うことが可能となる。
【００８２】
なお、以上説明した本発明の実施形態は、本発明の一適用例を例示的に示したものであり、本発明の技術的範囲が上記の実施形態として開示した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、上記の実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
【符号の説明】
【００８３】
１０  送信部
１１  キャリア周波数発振器
１２  変調周波数発振器
１３  結合器
１４  パルス発生器
１５  パルス変調回路
１６  送信アンテナ
２０  受信部
２１  受信アンテナ
２２  結合器
２３  高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
２４  検波増幅器
２５  コンパレータ
３１  ＦＭＣＷモード物体検知部
３２  影響判定部
３３  パルス検知領域設定部
３４  送信モード制御部
３５  パルスモード物体検知部
３６  第１のパルス検知領域補正部
３７  検知物体同一性判定部
３８  第２のパルス検知領域補正部
３９  第３のパルス検知領域補正部
４０  最適下向き角度範囲算出部
４１  第４のパルス検知領域補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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