(57)【要約】【課題】  機械走査方式のレーダ装置において１チャネルの角度信号からでもアンテナの回動方向を検出する。【解決手段】  アンテナ角度検出手段は、仮決めした回動方向におけるアンテナ角度を検出し、静止物の方位角度の変位方向が前記車両の旋回方向と反対方向であるときには前記仮決めされた回動方向を正しいと判定し、前記変位方向が前記車両の旋回方向と同じ方向であるときには前記仮決めされた回動方向を誤りと判定することでアンテナの回動方向を確定するので、１チャネルの角度信号からでもアンテナの回動方向を検出できる。    【選択図】図１１
2010025613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるとともに左右方向に往復回動するアンテナを有するレーダ送受信機の信号処理装置であって、
前記アンテナの仮決めした回動方向におけるアンテナ角度を検出するアンテナ角度検出手段と、
目標物体に反射されたレーダ信号を前記アンテナにて受信したときの前記アンテナ角度に基づき、当該目標物体の方位角度を検出する方位角度検出手段とを有し、
前記アンテナ角度検出手段は、静止物の方位角度の変位方向と前記車両の旋回方向とに基づいて前記アンテナの回動方向を確定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記アンテナ角度検出手段は、前記仮決めされた回動方向と前記車両の旋回方向とが同じ方向のときには、前記アンテナの回動方向を反対の回動方向に変更して確定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記方位角度検出手段は、前記アンテナの回動方向が前記仮決めされた回動方向と反対の回動方向に確定されたときには、前記仮決めされた回動方向のときに検出した目標物体の方位角度を前記反対の回動方向のときに検出される方位角度に変更することを特徴とする信号処理装置。  
【請求項４】
車両に搭載されるとともに左右方向に往復回動するアンテナを有するレーダ送受信機の信号処理装置であって、
前記アンテナの仮決めした回動方向におけるアンテナ角度を検出するアンテナ角度検出手段と、
目標物体に反射されたレーダ信号を受信したときの前記アンテナ角度に基づき、当該目標物体の方位角度を検出する方位角度検出手段とを有し、
前記アンテナ角度検出手段は、方位角度の変位方向が前記車両の旋回方向と反対方向である静止物の数と、方位角度の変位方向が前記旋回方向と同じ方向である静止物の数との差に基づいて前記アンテナの回動方向を確定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のレーダ送受信機及び信号処理装置とを有するレーダ装置。  
【請求項６】
請求項５に記載のレーダ装置を有し、
前記信号処理装置は、前記目標物体の相対距離を検出する距離検出手段をさらに有し、
前記検出された目標物体の相対距離に基づき、前記車両を前記目標物体に追従走行させることを特徴とする車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるとともに左右方向に往復回動するアンテナを有するレーダ送受信機の信号処理装置に関し、特に、前記アンテナのアンテナ角度を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械走査方式のレーダ装置は、往復回動しながらレーダ信号を送受信するアンテナを有し、アンテナの指向方向の角度（アンテナ角度）をロータリエンコーダにより逐次検出する。そして、目標物体からの反射信号を受信したときのアンテナ角度に基づき、目標物体の方位角度を検出する。特許文献１には、機械走査方式のレーダ装置の一例が記載されている。
【０００３】
図１は、以下の説明における機械走査方式のレーダ装置のアンテナ角度について説明する図である。図１は、上方をレーダ装置１０の正面とする平面図である。アンテナ１２はレーダ装置１０の正面（０度）を中心に、左方向に-α（α＞０）度、右方向に+α度の角度範囲でアンテナ角度を変化させながら、回動角度範囲Ｂを往復回動する。ここでは、左方向を負、右方向を正の角度で表し、αは例えば１５〜２０の任意の数である。すると、例えば、目標物体Ｔ１からの受信信号を受信したときのアンテナ角度はθ１（０＜θ１＜α）度になり、目標物体Ｔ１の方位角度はθ１度である。また、目標物体Ｔ２からの受信信号を受信したときのアンテナ角度は-θ２（０＜θ２＜α）度であり、目標物体Ｔ２の方位角度は-θ２度になる。
【０００４】
図２は、ロータリエンコーダによるアンテナ角度の検出方法を説明する図である。レーダ装置１０に備えられる一般的なロータリエンコーダ３２は、アンテナ１２に付随して回動するロータ３３と、ロータ３３の円周に沿って設けられたスリット３３ｓを検知する２つの光学センサ３４ａ、３４ｂを有する。光学センサ３４ａ、３４ｂは、スリット３３ｓの通過に同期して立ち上がる２チャネルのパルス信号（以下、角度信号という）Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂを、それぞれ信号処理装置１４に出力する。
【０００５】
ここで、スリット３３ｓは等間隔（例えば、中心角１度ごと）で設けられ、これにより、角度信号Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂは、アンテナ１２が一定の角度（アンテナ角度１度）回動するごとに立ち上がる。また、光学センサ３４ａ、３４ｂは、その間隔がスリット３３ｓの開口幅より狭くなるように設けられる。すると、角度信号Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂに１波長以下の位相差が生じるので、アンテナ１２の回動方向に応じて両信号間に位相の遅れまたは進みが生じる。具体的には、アンテナが右方向Ｒｗに回動するときには角度信号Ｓｄ＿ｂの位相の方が進み、その反対に、アンテナが左方向Ｌｗに回動するときには角度信号Ｓｄ＿ａの位相の方が進む。
【０００６】
信号処理装置１４は、このような角度信号Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂの位相情報とパルス数（信号数）とを用いて、次の手順でアンテナ角度を検出する。まず、角度信号Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂの位相の進み方／遅れ方に対応したアンテナの回動方向を検出する。次に、角度信号Ｓｄ＿ａ、Ｓｄ＿ｂの位相の進み／遅れが逆転するとき、すなわち回動方向が反転するときに、アンテナ角度は回動角度範囲Ｂの端部にあることを検出する。このとき、左方向から右方向に反転する場合には左端にあるのでアンテナ角度は-α度であり、反対に右方向から左方向に反転する場合には右端にあるのでアンテナ角度は+α度であることが検出できる。
【０００７】
そして、信号処理装置１４は、回動方向が反転した後に入力される角度信号数をカウントし、信号数に対応した角度を検出した端部からずらしてアンテナ角度を検出する。
【特許文献１】特開２０００−３３８２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年では、上記のような機械走査方式のレーダ装置は、種々の分野で用いられる。例えば、自動車などの車両の走行支援制御や安全制御のために、車両周囲を監視する手段として用いられる。
【０００９】
車載用のレーダ装置の場合、省スペース、低コスト化の要請から部品点数の削減が求められる。その点、上記のレーダ装置１０では、ロータリエンコーダ３２が２つの光学センサを用いているので、光学センサの数を１つ削減する余地がある。しかしながら、光学センサを１つにすると、上記の方法によりアンテナの回動方向を検出することができないので、その結果アンテナ角度を検出することができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、機械走査方式のレーダ装置において１チャネルの角度信号からでもアンテナの回動方向を検出できる信号処理装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、車両に搭載されるとともに左右方向に往復回動するアンテナを有するレーダ送受信機の信号処理装置であって、前記アンテナの仮決めした回動方向におけるアンテナ角度を検出するアンテナ角度検出手段と、目標物体に反射されたレーダ信号を前記アンテナにて受信したときの前記アンテナ角度に基づき、当該目標物体の方位角度を検出する方位角度検出手段とを有し、前記アンテナ角度検出手段は、静止物の方位角度の変位方向と前記車両の旋回方向とに基づいて前記アンテナの回動方向を確定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記側面によれば、前記アンテナ角度検出手段は、前記アンテナの仮決めした回動方向におけるアンテナ角度を検出することで、１チャネルの角度信号からでもアンテナ角度を検出できる。そして、前記アンテナ角度検出手段は、静止物の方位角度の変位方向と前記車両の旋回方向とに基づいて前記アンテナの回動方向を確定する。すなわち、仮決めした回動方向のときに静止状態にある目標物体の方位角度を検出し、その変位方向を監視することで、仮決めされた回動方向の正誤を判定する。よって、１チャネルの角度信号に基づいて、アンテナの回動方向を検出できる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１４】
図３は、本実施形態におけるレーダ装置が、車両の前方監視用レーダ装置として使用されるときの使用状況を説明する図である。機械走査方式のレーダ装置１０は、車両１００の前部バンパー部分やフロントグリル内に搭載され、バンパーやフロントグリルに設けられるレドームを透過して車両１００の前方にレーダ信号を送信する。このとき、車両１００の前方０度を中心とする左右方向に±α度の回動角度範囲Ｂでアンテナを回動させることで、同範囲内をレーダ信号で走査し、目標物体により反射された反射信号を受信する。そして、レーダ装置１０は内部の信号処理装置により送受信信号を処理し、他車両や路側の設置物といった目標物体が位置する方位角度、目標物体の相対速度、相対距離といった目標物体情報を検出する。
【００１５】
検出された目標物体情報は、車両１００の挙動を制御する車両制御装置２００に出力される。車両制御装置２００は、目標物体情報に基づいて、種々の車両制御を行う。具体的には、車両１００のスロットル、ブレーキといったアクチュエータを制御して車両１００を加減速し、先行車両に一定の車間距離で追従する追従走行制御を行う。あるいは、他車両や路側設置物との距離が一定以上接近し衝突の蓋然性が一定以上大きくなると、運転者への警報を表示出力または音声出力したり、車両１００を加減速したりして衝突を回避する衝突回避制御を行う。また、衝突の蓋然性がさらに大きくなると、エアバッグなどの安全装置を作動させ乗員を保護する衝突対応制御を行う。ここで、レーダ装置１０、車両制御装置２００を中心とする車両１００の挙動を制御する構成が「車両制御システム」に対応する。
【００１６】
なお、図３に示す使用状況は一例であり、レーダ装置１０は車両１００の側方を監視するために車両１００の側面に搭載したり、車両１００の後方を監視するために車両１００の後部に搭載したりすることも可能である。
【００１７】
図４は、本実施形態におけるレーダ装置の構成例を説明する図である。機械走査方式のレーダ装置１０は、往復回動するアンテナ１２を有するレーダ送受信機１０ａと、その信号処理装置１４とを有する。ここでは、一例として、レーダ送受信機１０ａは、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated-Continuous Wave）方式で周波数変調した連続波（電磁波）をレーダ信号としてアンテナ１２から送信する。
【００１８】
レーダ送受信機１０ａは、図示しないクランク機構でアンテナ１２と連結されアンテナ１２を図３に示した回動角度範囲Ｂ内で往復回動させるモータ３０と、モータ３０の回転速度を制御する駆動回路２８を有する。また、レーダ送受信機１０ａは、アンテナ１２のアンテナ角度を検出するためのロータリエンコーダ３２ａを有する。
【００１９】
ここで、図５にロータリエンコーダ３２ａの構成を示すと、ロータリエンコーダ３２ａは、アンテナ１２に付随して回動するロータ３３と、ロータ３３の円周に沿って設けられたスリット３３ｓを検知する光学センサ３４を有する。光学センサ３４は、アンテナ１２の角度（例えば１度）に対応したパルス信号を角度信号Ｓｄとして出力する。本実施形態では、ロータリエンコーダ３２は、１つの光学センサ３４から１チャネルの角度信号Ｓｄを出力する。この角度信号Ｓｄは、信号処理装置１４に取り込まれ、アンテナ１２のアンテナ角度を検出するために用いられる。
【００２０】
図４に戻ると、レーダ送受信機１０ａでは、変調信号生成部１６が信号処理装置１４からの指示に応答して三角波状の周波数変調信号Ｓｍを生成し、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１８が周波数変調信号Ｓｍに従った周波数のレーダ信号Ｓｔを出力する。そして、レーダ信号ＳＴは分配器２０により電力分配され、その一部がアンテナ１２に設けられた送信アンテナ素子１２Ｔから送出される。
【００２１】
送信信号Ｓｔが目標物体により反射されると、その反射信号は、アンテナ１２に設けられた受信アンテナ素子１２Ｒにより受信信号Ｓｒとして受信される。そして、受信信号Ｓｒが電力分配された送信信号Ｓｔの一部とミキサ２２により混合されると、その結果、ミキサ２２からは送信信号Ｓｔと受信信号Ｓｒの周波数差を周波数とするビート信号Ｓｂが出力される。
【００２２】
ここで、図６を用いて、上記の送信信号Ｓｔ、受信信号Ｓｒ、及びビート信号Ｓｂについて説明する。図６（Ａ）に示すように、送信信号Ｓｔは、三角波に従って周波数（縦軸）が時間（横軸）に対し直線的に漸増する期間（アップ期間という）ＵＰと漸減する期間（ダウン期間という）ＤＮとを交互に反復する。ここで、送信信号Ｓｔの周波数偏移幅はΔＦ、その中心周波数はｆ０、周波数変調周期は１／ｆｍである。
【００２３】
この送信信号Ｓｔが目標物体により反射されると、周波数偏移を受けて受信信号Ｓｒとして受信される。図６（Ｂ）の上段に示すように、実線で示す送信信号Ｓｔの時間（横軸）に対する周波数（縦軸）は、受信信号Ｓｒとして受信されるときには、破線で示すように目標物体との相対距離による遅延ΔＴと、相対速度に応じたドップラ効果による周波数偏移ΔＤを受けて偏移する。その結果、アップ期間では周波数ｆｕ、ダウン期間では周波数ｆｄの周波数差が生じる。よって図６（Ｂ）の下段に示すように、ビート信号Ｓｂの時間（横軸）に対する周波数（縦軸）は、アップ期間では周波数ｆｕ、ダウン期間では周波数ｆｄとなる。そして、これらの周波数から、次の公知の数式により目標物体の相対速度Ｖと相対距離Ｒが算出される。ここで、Ｃは光速である。
【００２４】
Ｒ＝Ｃ・（ｆｕ＋ｆｄ）／（８・ΔＦ・ｆｍ）
Ｖ＝Ｃ・（ｆｄ−ｆｕ）／（４・ｆ０）
図４に戻ると、ビート信号Ｓｂは、Ａ／Ｄ変換器２４でサンプリングされてデジタルデータに変換され、信号処理装置１４に取り込まれる。
【００２５】
信号処理装置１４は、ビート信号Ｓｂのサンプリングデータに対し高速フーリエ変換を実行するＦＦＴ手段１４ａ、角度信号Ｓｄに基づきアンテナ１２のアンテナ角度を検出するアンテナ角度検出手段１４ｂ、反射信号を受信したときのアンテナ角度に基づき目標物体の方位角度を検出する方位角度検出手段１４ｃ、ビート信号に基づいて目標物体の相対距離・相対速度を検出する距離・速度検出手段１４ｄ、検出した目標物体情報の連続性を検証して車両制御装置２００に出力する連続性判定手段１４ｅを有する。
【００２６】
ＦＦＴ手段１４ａは、一例としてＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの演算処理装置により構成される。また、信号処理装置１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行する各種処理プログラムや制御プログラム、または各種処理に必要なデータが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵが動作するときに各種データを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する周知のマイクロコンピュータを有し、アンテナ角度検出手段１４ｂ、方位角度検出手段１４ｃ、距離・速度検出手段１４ｄ、連続性判定手段１４ｅの各手段は、ＣＰＵとＣＰＵが実行する処理プログラムにより構成される。
【００２７】
また、信号処理装置１４には、車両の旋回方向を示す旋回方向信号と、車両の走行速度を示す車速信号が入力される。旋回方向信号は、車両１００の横加速度を検知する不図示のヨーレートセンサ、または車両１００の操舵方向を検知する不図示のステアリングセンサから提供される。また、車速信号は、車両の速度を検知する車速センサから提供される。
【００２８】
また、信号処理装置１４は、駆動回路２８にモータ３０の駆動を指示する指示信号Ｓｃ２や、変調信号生成部１６に変調信号Ｓｍの生成を指示する指示信号Ｓｃ１を出力することで、レーダ送受信機１０ａの動作を制御する。
【００２９】
ここで、本実施形態におけるアンテナ角度検出方法について説明する。本実施形態においては、上述したように、ロータリエンコーダ３２ａから信号処理装置１４に１チャネルの角度信号Ｓｄが入力される。１チャネルの角度信号Ｓｄは、２チャネルの場合における角度信号間の位相差のように、アンテナ１２の回動方向を示す情報を有さない。よって、アンテナ角度検出手段１４ｂは、まず角度信号Ｓｄの入力速度の変化から、回動方向の反転、すなわちアンテナ角度が回動角度範囲Ｂの端部（±α度）のいずれかであることを検出する。
【００３０】
図７は、アンテナ１２のアンテナ角度と角度信号Ｓｄの入力速度との関係を説明する図である。アンテナ１２が回動角度範囲Ｂを往復回動するとき、左右の両端部では回動方向を反転するので回動動作が一瞬停止する。よって、図７（Ａ）に示すように、アンテナ角度（横軸）に対応する回動速度（縦軸）は、回動角度範囲Ｂの端部におけるアンテナ角度±α度のとき最小となる。
【００３１】
一方、角度信号Ｓｄは、アンテナ１２の角度１度ごとに入力される。よって、時間あたりに入力される信号数、つまり角度信号Ｓｄの入力速度は、アンテナ角度に対応して増減する。すると、図７（Ｂ）に時間区間Δｔｄごと（横軸）に入力される角度信号Ｓｄの信号数（縦軸）の変化曲線、つまり角度信号Ｓｄの入力速度を示すと、入力速度が極小値を形成する時間ｔ０、ｔ１、ｔ２、…では、アンテナ角度は±αのいずれかになる。
【００３２】
よって、アンテナ角度検出手段１４ｂは、所定の時間区間（例えば数十ミリ秒ごと）に入力される角度信号Ｓｄの信号数の時間変化を逐次算出することで、入力速度が極小値のときにアンテナ角度が±αのいずれかであることを検出する。しかし、この時点では、アンテナ角度が左右いずれの端部であるかは不明であり、そのため、回動方向も左右いずれか不明である。よって、アンテナ角度検出手段１４ｂは、アンテナの回動方向を任意に仮決めすることで、その始点となる回動角度範囲Ｂの端部のアンテナ角度を仮決めする。そして、角度信号Ｓｄの信号数を用いて仮のアンテナ角度を求める。
【００３３】
例として、上記の時点ｔ０〜ｔ１までの間の時点ｔｍにおけるアンテナ角度を検出する場合を説明する。まず、図８（Ａ）に示すように、時点ｔｍでは、アンテナ１２が実際にアンテナ角度-α度から+α度に向け、右方向Ｒｗに回動しており、アンテナ角度-θｍ（θｍ＞０）とする。
【００３４】
このとき、回動方向を右方向Ｒｗに仮決めする。すると、図８（Ｂ）に示すように、始点となる端部のアンテナ角度は-α度に仮決めされる。そして、時点ｔ０からｔｍまでに入力される角度信号数Ｓｄ＿ｍに対応する角度θｄだけ右にずれた角度を検出すると、アンテナ角度-θｍが求められる。すなわち、図８（Ａ）で示した実際のアンテナ角度が求められる。
【００３５】
一方、回動方向を左方向と仮決めした場合には、図８（Ｃ）に示すように、始点となる端部のアンテナ角度は+α度に仮決めされる。そして、角度信号数Ｓｄ＿ｍに対応する角度θｄだけ左にずれた角度を検出すると、アンテナ角度+θｍが求められる。すなわち、図８（Ｂ）、（Ｃ）とで、符号が逆転したアンテナ角度が検出される。
【００３６】
このように、仮決めした回動方向からは、実際のアンテナ角度と同じ正しいアンテナ角度か、または符号が正負逆転した誤ったアンテナ角度のいずれかが検出される。そこで、まず、アンテナ角度検出手段１２ｂは、仮決めした回動方向をアンテナ１２が左右端部に達するごとに反転させて用い、アンテナ角度を検出する。すなわち、このときのアンテナ角度は、仮決めのアンテナ角度である。
【００３７】
次に、上記のようにして検出されるアンテナ角度に基づいて、方位角度検出手段１４ｃは目標物体の仮の方位角度を検出する。すなわち、受信信号を得たときのアンテナ角度に対応する目標物体の方位角度を検出する。そして、アンテナ角度検出手段１４ｂは、方位角度の正誤を検証することで、仮決めした回動方向の正誤を判定する。このとき、アンテナ角度検出手段１４ｂは、静止状態にある目標物体（静止物）の仮の方位角度が自車両の旋回に対して相対的に変位する方向を監視する。
【００３８】
図９は、静止物の方位角度の変位について説明する図である。図９（Ａ）は、実際に方位角度-θｓ（θｓ＞０）に静止物Ｔｓが存在する場合を示す。このとき、自車両１００が例えば右方向（矢印Ｒｄ１）に旋回すると、静止物Ｔｓの方位角度-θｓは自車両１００に対し相対的に左方向（矢印Ｌｄ２）に変位する。反対に、自車両が左方向（矢印Ｌｄ１）に旋回するときは、静止物Ｔｓの方位角度-θｓは相対的に右方向（矢印Ｒｄ２）に変位する。
【００３９】
このことを利用し、まず、方位角度検出手段１４ｃが、静止物Ｔｓの方位角度-θｓを検出する。なお、静止物Ｔｓは、距離・速度検出手段１４ｄが検出する相対速度と自車速との和がゼロになることから検出される。あるいは、相対速度が予め定めた基準値（例えば、時速±数メートル）未満であり、略静止状態にある目標物体を静止物として検出してもよい。
【００４０】
また、アンテナ角度検出手段１４ｂは、旋回方向信号から車両の旋回方向を検出する。
【００４１】
そして、図９（Ａ）に示すように、静止物Ｔｓの方位角度-θｓが自車両の旋回方向Ｒｄ１またはＬｄ１と反対方向Ｌｄ２またはＲｄ２に変位する場合には、仮決めした回動方向が正しいと判断する。
【００４２】
一方、図９（Ｂ）に示すように、静止物Ｔｓの方位角度-θｓが自車両の旋回方向Ｒｄ１またはＬｄ１と同じ方向Ｒｄ２２またはＬｄ２２に変位する場合には、図８で示したように、実際には方位角度+θｓに存在している静止物Ｔｓ１が、アンテナ１２の回動方向を誤って仮決めしたことにより正負の符号が逆転した方位角度-θｓに検出されたと判断する。すなわち、本来であれば、静止物Ｔｓ１の方位角度+θｓは、自車両の旋回方向Ｒｄ１またはＬｄ１と反対方向Ｌｄ２３またはＲｄ２３に変位する。しかし、回動方向を誤って仮決めしたことにより実際の変位方向とは正負の符号が逆転した方位角度-θｓが検出されるため、本来とは反対方向に変位する。よって、この場合は、アンテナ角度検出手段１４ｂは、仮の回動方向が誤りと判断する。
【００４３】
そして、アンテナ角度検出手段１４ｂは、仮の回動方向が正しければ仮の回動方向を確定し、誤っていれば反対の回動方向に修正して確定する。そして、それ以降は、アンテナ角度が回動角度範囲Ｂの端部に達するごとに回動方向を反転させるだけで、正確な回動方向が検出できる。このようにして、信号処理装置１４は、１チャネルの角度信号からでもアンテナ１２の回動方向を検出できる。
【００４４】
かかる正誤判断処理は、次のような状況で実行できる。すなわち、車両１００が駐車場や車庫から出て道路に進入するときには、車両１００は旋回し、かつ車両周囲にパーキングメータや車庫の壁面など種々の静止物が存在すると考えられる。よって、走行開始直後の比較的低速走行時におけるかかる状況を利用することで、上記の処理を実行できる。そして、回動方向を一旦確定すれば、それ以降レーダ装置が作動している間は回動方向を正確に検出できるので、高速走行に以降してから回動方向が誤っていることに起因して目標物体の方位角度を誤検出するという事態を回避できる。
【００４５】
図１０は、本実施形態における信号処理装置１４の動作手順を示すフローチャート図である。図１０の手順は、アンテナ１２が回動角度範囲Ｂを一方向に回動するごとに実行される。ＦＦＴ手段１４ａは、角度信号ごとにビート信号をＦＦＴ処理して周波数スペクトラムを検出し（Ｓ２）、アンテナ角度検出手段１４ｂは角度信号からアンテナ角度を検出する（Ｓ４）。このとき、後述する手順にしたがい上記したアンテナ角度の正誤判定を行う。
【００４６】
そして、方位角検出手段１４ｃは、アンテナ角度検出手段１４ｂが検出したアンテナ角度を用いて、受信信号のピークが形成される方位角度を目標物体の方位角度として検出する（Ｓ６）。そして、距離・速度検出手段１４ｄは、ピークが形成された方位角度におけるビート信号を用いて、目標物体の相対速度と相対距離とを検出する（Ｓ８）。
【００４７】
そして、連続性判定手段１４ｅは、過去のスキャンで検出した目標物体情報の履歴が所定回数（例えば３回）接続されるか否かにより、検出結果の出力可否を判定する（Ｓ１０）。そして、信頼性が有り出力可と判定した目標物体情報を車両制御装置２００に向けて出力する（Ｓ１２）。
【００４８】
図１１は、信号処理装置１４によるアンテナ角度検出手順のサブルーチンの手順を説明するフローチャート図である。
【００４９】
アンテナ角度検出手段１４ｂは、回動方向が確定しているか否かを確認し（Ｓ６２）、確定していない場合には（Ｓ６２のＮＯ）、回動方向を例えば「右方向」に仮決めし（Ｓ６４）、角度信号Ｓｄの入力速度に基づき仮の端部アンテナ角度、つまり-α度を検出する（Ｓ６６）。そして、仮のアンテナ角度を検出する（Ｓ６８）。
【００５０】
次に、旋回信号に基づいて自車両が旋回しているかを判断し（Ｓ７０）、旋回している場合には（Ｓ７０のＹＥＳ）、前回スキャンで検出された目標物体のうち、静止物があるか否かを判断する（Ｓ７２）。ここで、前回の処理サイクルで検出された目標物体の相対速度と、自車速とから、相対速度がゼロもしくはゼロに近い目標物体を静止物として検出する。そして、静止物がある場合には（Ｓ７２のＹＥＳ）、その静止物の過去の検出履歴に基づき、方位角度の変位方向を検出する（Ｓ７４）。そして、方位角度の変位方向が自車両の旋回方向と一致するかを判断する（Ｓ７６）。
【００５１】
ここで、一致していなければ（Ｓ７６のＮＯ）手順Ｓ６４で正しい回動方向「右方向」に仮決めされたと判断し、回動方向を「右方向」に確定する（Ｓ７８）。反対に、一致していれば誤った回動方向に仮決めされたと判断し、反対の回動方向「左方向」に修正して確定する（Ｓ８０）。
【００５２】
そして、方位角度検出手段１４ｃの処理を呼び出し、検出した方位角度の符号を正負逆転させる（Ｓ８２）。そうすることで、誤った方位角度を検出した場合に、正負逆転させるだけで、正しい方位角度に修正できる。
【００５３】
図１２は、図１０におけるアンテナ角度検出手順（Ｓ４）と、出力可否判定手順（Ｓ１０）のサブルーチンとして、アンテナ１２の仮の回動方向の正誤判定を行う場合の手順例を示す。
【００５４】
図１２（Ａ）はアンテナ角度検出手順（Ｓ４）のサブルーチンを示し、図１２（Ｂ）は出力可否判定手順（Ｓ１０）のサブルーチンを示す。
【００５５】
図１２（Ａ）に示すように、アンテナ角度検出手段１４ｂは、回動方向を仮決めし（Ｓ６４）、仮の端部アンテナ角度を検出し（Ｓ６６）、そして、仮のアンテナ角度を検出する（Ｓ６８）。
【００５６】
また、図１２（Ｂ）に示すように、同じ処理サイクル中に、連続性判定手段１４ｅは、回動方向が確定しているか否かを確認し（Ｓ６２）、確定していない場合には（Ｓ６２のＮＯ）、図１１で示した手順Ｓ７０からＳ７８、またはＳ８２までを実行する。
【００５７】
なお、図１２の手順が実行される場合は、図１２（Ａ）の手順を実行するアンテナ角度検出手段１４ｄと、図１２（Ｂ）の手順を実行する連続性判定手段１４ｅとが、本発明の「アンテナ角度検出手段」に対応する。
【００５８】
このように、回動方向の正誤を判定して、正しい回動方向に確定する処理は、１つの処理サイクル中において、任意のタイミングで実行することができる。その場合、その手順を示すプログラムとこれを実行する信号処理装置１４内のプロセッサとが、本発明の「アンテナ角度検出手段」に対応する。
【００５９】
このような手順によれば、正しい回動方向に確定した後はアンテナ角度が回動角度範囲Ｂの端部に達するごとに回動方向を反転させるだけで、正確な回動方向が検出できる。よって、１チャネルの角度信号からでもアンテナ１２の回動方向を検出できる。
【００６０】
なお、先行車両に対する追従走行制御を目的として先行車両の位置を検出する場合には、進行方向における相対距離が重要な制御量となる。よって、先行車両の方位角度は、車線幅内にある限り左右が反転していたとしても制御に大きな影響を及ぼさない。よって、走行開始直後に正誤判定を行う機会が得られない場合であっても、とりあえず仮決めした回動方向に基づき制御を実行し、アンテナ１２が回動角度範囲Ｂを一方向に回動するごとに上記手順を実行することで、アンテナの回動方向を修正する機会を確保できる。
【００６１】
また、上記の手順において、正誤判定の履歴を１つの処理サイクルごとに信号処理装置１４内のマイクロコンピュータのＲＡＭに格納しておき、正しいと判定された回数が基準回数（例えば３回）に達したときに回動方向を確定してもよい。具体的には、図１１または図１２（Ｂ）の手順Ｓ７６で「ＹＥＳ」の場合、つまり回動方向が誤っているという判定がされた場合であっても、手順Ｓ８０においては回動方向を変更だけしてこれを確定せず、次の処理サイクルを実行する。そして、手順Ｓ７６で「ＮＯ」の場合に、手順Ｓ７８において回動方向が正しいと判定された回数の確認を行い、基準回数に達していれば回動方向を確定するという手順としてもよい。
【００６２】
そうすることで、静止物を誤検出した場合の誤判定を回避できる。具体的には、レーダ信号の反射断面積が大きい静止物であって、その反射強度に不均一があるとき、１つの静止物から複数の方位角度が検出される場合がある。そのような場合に、方位角度の変位が、車両の旋回方向と一致すると、正誤判定を誤る可能性がある。よって、判定回数を多くすることで、判定結果の信頼性を向上できる。
【００６３】
その場合さらに、判定回数を静止物の数に応じて動的に決定してもよい。すなわち、正誤判定結果の信頼性を担保する静止物の数が多いほど、判定回数を減らす手順としてもよい。本実施形態では、正誤判定を実行できる状況が周囲に静止物があるときであって、自車両が旋回するときであるから、少ない判定回数で回動方向を確定するのが望ましい。その点、かかる手順によれば、判定回数を減らすことで早期に回動方向を確定できる。
【００６４】
図１３は、図１１に示した手順に基づく、上記変形例の手順について説明するフローチャート図である。アンテナ角度検出手段１４ｂは、手順Ｓ６２〜Ｓ７２の後、手順Ｓ７６ａに進む。そして、方位角度の変位方向が旋回方向と一致しない静止物数が、方位角度の変位方向が旋回方向と一致する静止物数より多い場合（手順Ｓ７６ａのＹＥＳ）、すなわち、回動方向が正しいという判定結果を担保する静止物の数が多い場合に、手順Ｓ７７で、その差分に応じた正誤判定の必要回数を求める。このとき、例えば図１４（Ａ）に示すようなマップデータを信号処理装置１４内のマイクロコンピュータのＲＯＭに記憶しておき、これを参照することで判定回数を求めることができる。具体的には、静止物の数の差が大きいほど、必要判定回数は少なくなる。あるいは、静止物の全体数における、旋回方向と一致しない静止物数の比率に応じた正誤判定の必要回数を求めても良い。その場合、図１４（Ｂ）に示すようなマップデータに基づいて判定必要回数が求められる。
【００６５】
そして、アンテナ角度検出手段１４ｂは、判定回数の履歴が必要回数に達したとき（Ｓ７７ｂのＹＥＳ）に、仮決めした回動方向を正しいと判定し、確定する（Ｓ７８）。
【００６６】
なお、上述の説明における回動方向の仮決めは「右方向」、「左方向」いずれでも任意に設定可能である。また、上述の説明においては、ＦＭ−ＣＷ方式を用いて、目標物体の相対速度を検出した。しかし、ＣＷ方式により目標物体のドップラ周波数から目標物体の相対速度を検出することも可能である。その場合、例えば、アンテナ１２が回動角度範囲Ｂを一回回動する間を１サイクルとしたとき、ＦＭ−ＣＷ方式のサイクルとＣＷ方式のサイクルを適宜に切り替えて実行する手順とすることが可能である。さらに、本実施形態は、アンテナの回動方向の正誤を車両の旋回方向から判定できる場合であれば、自動車以外の車両であっても適用可能である。
【００６７】
以上説明した本実施形態によれば、前記アンテナ角度検出手段は、アンテナの回動方向を仮に決定することで、仮のアンテナ角度を検出する。そして、仮のアンテナ角度に基づき略静止状態にある目標物体の方位角度を検出し、その変位方向を監視することで、仮の回動方向の正誤を判定する。よって、１チャネルの角度信号に基づいて、アンテナの回動方向を検出できる。  
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】機械走査方式のレーダ装置のアンテナ角度について説明する図である。
【図２】ロータリエンコーダによるアンテナ角度の検出方法を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるレーダ装置が、車両の前方監視用レーダ装置として使用されるときの使用状況を説明する図である。
【図４】本実施形態におけるレーダ装置の構成例を説明する図である。
【図５】ロータリエンコーダ３２ａの構成を示す図である。
【図６】送信信号Ｓｔ、受信信号Ｓｒ、及びビート信号Ｓｂについて説明する図である。
【図７】アンテナ１２のアンテナ角度と角度信号Ｓｄの入力速度との関係を説明する図である。
【図８】アンテナ角度の検出例を説明する図である。
【図９】静止物の方位角度の変位方向について説明する図である。
【図１０】本実施形態における信号処理装置１４の動作手順を示すフローチャート図である。
【図１１】信号処理装置１４によるアンテナ角度検出手順のサブルーチンの手順を説明するフローチャート図である。
【図１２】信号処理装置１４によるアンテナ角度検出手順の別のサブルーチンの手順を説明するフローチャート図である。
【図１３】変形例の手順について説明するフローチャート図である。
【図１４】必要判定回数を求めるマップデータの例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０：レーダ装置、１０ａ：レーダ送受信機、１２：アンテナ、１４：信号処理装置、１４ｂ：アンテナ角度検出手段、１４ｃ：方位角度検出手段
【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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