(57)【要約】      （修正有）【課題】自車前方の物体の物体位置情報を取得して認識することができる先行物体認識装置を提供する。【解決手段】先行物体認識装置は、第１取得手段Ｒ１からの反射波を取得して物体位置情報を検出する第１検出手段２と、第１取得手段と異なる手法による第２取得手段Ｒ２からの情報を取得して物体位置情報を検出する第２検出手段３と、レベル算出手段を有する判定出力選択手段５とを備え、前記判定出力選択手段は、予め設定された閾値と前記レベル算出手段が反射波に基づいて算出した反射強度のレベルとを比較して、前記閾値を前記レベルが超えなかったと判定したときに、前記第１検出手段２からの物体位置情報を出力するように選択し、前記閾値を前記レベルが超えたときに、前記第１検出手段２又は第２検出手段３において、前記物体が検出されている前記物体位置情報を出力するように選択する。【選択図】図２
2014119348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１取得手段により自車前方の物体からの反射波を取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報を検出する第１検出手段と、
第２取得手段により前記自車前方の物体からの情報を前記第１取得手段とは異なる手法により取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段からの物体位置情報、又は、前記第２検出手段からの物体位置情報を、前記第１検出手段で取得した反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから算出される反射強度のレベルに基づいて選択して出力する判定出力選択手段と、を備え、
前記第１検出手段は、周波数解析して得た前記スペクトラムから信号の前記反射強度のレベルを算出するレベル算出手段を有し、
前記判定出力選択手段は、予め設定された閾値と前記レベルとを比較して、前記閾値を前記レベルが超えなかったと判定したときに、前記第１検出手段からの物体位置情報を出力するように選択し、前記閾値を前記レベルが超えたときに、前記第１検出手段又は第２検出手段において、前記物体が検出されている前記物体位置情報を出力するように選択することを特徴とする先行物体認識装置。
【請求項２】
前記レベル算出手段は、前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムの平均レベルか、
前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られたスペクトラムにおいて、予め設定した信号強度を超える周波数帯域の極大点の数を示すピーク検出数か、
前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られたスペクトラムにおいて、予め設定した信号強度を超える周波数帯域の幅の総和を示す総帯域幅か、
のいずれかを前記反射強度のレベルとして算出することを特徴とする請求項１に記載の先行物体認識装置。
【請求項３】
前記判定出力選択手段は、前記第１検出手段で検出した物体位置情報に含まれる前記物体までの第１距離情報と、前記第２検出手段で検出した物体位置情報に含まれる前記物体までの第２距離情報とを比較して、前記第１距離情報及び前記第２距離情報が同等であれば前記物体位置情報のいずれかを出力し、前記第１距離情報及び前記第２距離情報のうちいずれかが近距離であった場合にはその近距離となる前記物体位置情報を出力するように判定する距離判定部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の先行物体認識装置。
【請求項４】
自車前方の物体を検出して物体位置情報を出力する先行物体認識装置と、前記先行物体認識装置からの出力を受けて車両の制御を行う制御指示装置と、を備える車両制御指示装置であって、
前記先行物体認識装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の先行物体認識装置であり、
前記制御指示装置は、前記先行物体認識装置からの物体位置情報の出力を受けて、前記物体位置情報に基づいて、車両の速度の加減速を行なうアクセル制御部、警報音の制御を行う警報音制御部、ブレーキの制御を行うブレーキ制御部のいずれか一つ以上について、予め設定した条件により制御指示情報を出力して制御することを特徴とする車両制御指示装置。
【請求項５】
第１取得手段により自車前方の物体からの反射波を取得する共に、前記第１取得手段とは異なる手法による第２取得手段により自車前方の物体の情報を取得して、予め設定されている物体条件を満たす前記物体の物体位置情報を出力するためにコンピュータを、
前記第１取得手段が取得した反射波から前記物体の物体位置情報を検出すると共に、取得した反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから、反射強度のレベルを算出する第１検出手段、
前記第２取得手段が取得した情報から前記物体の物体位置情報を検出する第２検出手段、
算出した前記レベルと予め設定した閾値とを比較して前記レベルが前記閾値を超えないと判定したときには、前記第１検出手段からの物体位置情報を出力するように選択し、前記レベルが閾値を超えたと判定したときに、前記第１検出手段及び前記第２検出手段において、前記物体が検出されている前記物体位置情報を出力するように選択する判定出力選択手段、
として機能させるための先行物体認識プログラム。
【請求項６】
第１取得手段により自車前方の物体の反射波を取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報について第１検出手段を介して検出すると共に、第２取得手段により自車前方の物体の情報を前記第１取得手段とは異なる手法により取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報について第２検出手段を介して検出するステップと、
前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから反射強度のレベルをレベル算出手段により算出するステップと、
前記レベル算出手段で算出した前記レベルが、予め設定した閾値を越えないと判定したときには前記第１検出手段からの物体位置情報を出力し、前記レベルが前記閾値を超えたと判定したときに、前記第２検出手段からの物体位置情報ならびに前記第１検出手段からの物体位置情報のうち、前記物体が検出された前記物体位置情報を判定出力選択手段により出力するように選択するステップと、を行なうことを特徴とする先行物体認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行する車両等の先行物体を認識する技術に係り、特に、先行物体を異なる２つの手段により検出して認識する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両にレーザレーダや車両用ミリ波レーダ等の距離を測定する手段と、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の映像を取得する手段とを用いて、精度よく車両等の先行物体の認識を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、車間距離警報システムや、先行車追従システム、衝突回避・軽減ブレーキシステム等の車両制御システムでは、車載用ミリ波レーダが使用されている。ここで、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両で使用される車載用ミリ波レーダを用いた車両の制御について、その一例を説明する。なお、図１４は、特許文献１の車両用ミリ波レーダ波による先行車両の認識状態を模式的に示すものである。
【０００３】
図１４（ａ）に示すように、自車は、前方に先行車両（先行物体）を車載用ミリ波レーダにより反射検出すると、先行車までの車間距離を保つように例えば加速減速制御を行うことで、予め設定した車間距離となるように制御されている。また、図１４（ｂ）に示すように、自車は、前方に先行車両がいないか、あるいは、前方の先行車両が認識できない範囲外であると、予め設定されているスピードになるように速度を上げるアクセル制御を行うように制御されている。
以上のような制御は、車載用ミリ波レーダが適正に使用できる環境において優れた制御を行うことができ、より安全に自車の走行ができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１５７４６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、従来の車載用ミリ波レーダを使用した先行物体の認識装置では、以下に示すような更なる改善が望まれていた。
従来の車載用ミリ波レーダは、例えば、図１４（ｃ）に示すように、周囲の環境に例えば凹凸の多い物体が多数存在し、電波の反射が多くなるような場合、先行車からの反射波が他の反射波に埋もれてしまい、先行車の検出ができない場合がある。この場合、自車線上に先行車が存在するにも関わらず、先行車両の認識ができないことにより、システムは設定した速度まで加速制御を行う。そして、先行車に近づいたところで当該先行車が再検出されることがあり、先行車が近接した物体位置情報によりシステムが制御を行うことになってしまう。その結果、システムでは、自車の急激な減速を行うブレーキ制御が行われ、自車の操作者に不快な思いを与えると共に、後続車両が存在する場合には交通の流れを乱す原因となる場合があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、車載用レーダの物標の検出が困難な環境であっても適切に自車前方の物体の物体位置情報を取得して認識することができる先行物体認識装置、車両御装指示装置、先行物体認識プログラム及び先行物体認識方法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】
【０００７】
前記した課題を解決するために、本発明に係る請求項１に記載の先行物体認識装置は、第１取得手段により自車前方の物体からの反射波を取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報を検出する第１検出手段と、第２取得手段により前記自車前方の物体からの情報を前記第１取得手段とは異なる手法により取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段からの物体位置情報、又は、前記第２検出手段からの物体位置情報を、前記第１検出手段で取得した反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから算出される反射強度のレベルに基づいて選択して出力する判定出力選択手段と、を備え、前記第１検出手段は、周波数解析して得た前記スペクトラムから信号の前記反射強度のレベルを算出するレベル算出手段を有し、前記判定出力選択手段は、予め設定された閾値と前記レベルとを比較して、前記閾値を前記レベルが超えなかったと判定したときに、前記第１検出手段からの物体位置情報を出力するように選択し、前記閾値を前記レベルが超えたときに、前記第１検出手段又は第２検出手段において、前記物体が検出されている前記物体位置情報を出力するように選択するように構成した。
【０００８】
かかる構成によれば、先行物体認識装置は、第１取得手段からの反射波を基に生成される信号を周波数解析して得られたスペクトラムから、例えば、レベル算出手段によりスペクトラムの平均レベルを反射強度のレベルとして算出し、算出したレベルと予め設定されている閾値とを判定出力選択手段が比較して判定する。そして、先行物体認識装置は、判定出力選択手段による判定において、算出したレベルが閾値を超えていなければ、自車前方の物体についての距離、大きさ等を示す物体位置情報を、第１検出手段から取得して正確に認識することができる。また、車両物体認識装置は、反射波が多く発生するような環境下において、判定出力選択手段により、レベルが閾値を超えていると判定した場合には、第１検出手段により検出した物体位置情報と第２検出手段により検出した物体位置情報のいずれかで物体が検出されている当該物体位置情報を出力するように選択する。
なお、レベルが閾値を超えた場合に、第１検出手段で検出された物体位置情報に物体が検出されていたか否かの判断について次のようにすることができる。すなわち、他の周波数帯域が大きくなる前に、物標として検出する閾値を超える周波数帯域の信号強度が、他の周波数帯域の反射強度が大きくなっても存在する場合には、物標が検出されていると判定することができる。そして、第２検出手段は、第２取得手段が取得する映像から物体の情報を取得する手段や、レーザレーダ等、第１取得手段と異なる周知の手法により物体の情報を取得する手段が使用される。
【０００９】
また、先行物体認識装置において、前記レベル算出手段は、前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムの平均レベルか、前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られたスペクトラムにおいて、予め設定した信号強度を超える周波数帯域の極大点の数を示すピーク検出数か、前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られたスペクトラムにおいて、予め設定した信号強度を超える周波数帯域の幅の総和を示す総帯域幅か、のいずれかを前記反射強度のレベルとして算出することとしても構わない。
【００１０】
かかる構成により先行物体認識装置は、レベル算出手段が、反射波を用いて周波数解析して得られるスペクトラムの平均レベルを算出する場合には、判定出力選択手段が閾値となる反射強度と、平均レベルとを比較して選択する。また、レベル算出手段が、予め特定される周波数帯域の極大点の数を示すピーク検出数を反射強度のレベルとして算出する場合には、判定出力選択手段が設定される閾値となる数と、予め設定される信号強度を超えるピークのピーク数と、を比較して選択することとなる。また、レベル算出手段が、予め設定した信号強度を超える周波数帯域の幅の総和を示す総帯域幅を反射強度のレベルとして算出する場合には、判定出力選択手段が設定される閾値となる帯域幅に対応する周波数帯域の数と、前記総帯域幅と、を比較して選択することとなる。
【００１１】
なお、レベル算出手段が、予め設定した信号強度を超え、かつ、前回求めた当該周波数帯域の差分の絶対値と比較して得られるターゲットである物標数を示す物標検知数を反射レベルに対応するものとして使用しても構わない。この場合には、判定出力選択手段が設定される閾値となる数と、物標検知数と、を比較して選択する。なお、閾値と比較する物標検知数は、前回求めたターゲットとなる周波数帯域に基づいて算出した距離、相対速度、方位の値等である物体位置情報の各値を周波数帯域の差分とし、その差分の絶対値とを比較して、例えば、基準値の１以内であれば前回と同じ物標であり１以上であれば他の物標であるとして得られるものである。
【００１２】
また、先行物体認識装置において、前記判定出力選択手段は、前記第１検出手段で検出した物体位置情報に含まれる前記物体までの第１距離情報と、前記第２検出手段で検出した物体位置情報に含まれる前記物体までの第２距離情報とを比較して、前記第１距離情報及び前記第２距離情報が同等であれば前記物体位置情報のいずれかを出力し、前記第１距離情報及び前記第２距離情報のうちいずれかが近距離であった場合にはその近距離となる前記物体位置情報を出力するように判定する距離判定部を備えるようにしてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、先行物体認識装置は、反射強度のレベルが閾値を超えた場合で判定出力選択手段の判定した結果、第１検出手段及び第２検出手段からいずれも物体位置情報が検出されていたときには、距離判定部により、それぞれの物体位置情報から物体までの距離である第１距離情報及び第２距離情報を比較して、物体までの距離が近距離となるほうの物体位置情報を判定出力選択手段により出力する。また、先行物体認識装置において判定出力選択手段の距離判定部は、第１距離情報と第２距離情報が同じであった場合は、判定出力選択手段によりそのいずれか一方の物体位置情報を出力するようになる。
【００１４】
さらに、本発明に係る車両制御指示装置は、自車前方の物体位置を取得して物体位置情報を出力する先行物体認識装置と、前記先行物体認識装置からの出力を受けて車両の制御を行う制御指示装置と、を備える車両制御指示装置であって、前記先行物体認識装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の先行物体認識装置であり、前記制御指示装置は、前記先行物体認識装置からの物体位置情報の出力を受けて、前記物体位置情報に基づいて、車両の速度の加減速を行うアクセル制御部、警報音の制御を行う警報音制御部、ブレーキの制御を行うブレーキ制御部のいずれか一つ以上について、予め設定した条件により制御指示情報を出力して制御する指示部を備える構成とした。
【００１５】
かかる構成によれば、車両制御指示装置は、自車前方の予め設定された物体条件に対応する物体の物体位置情報を先行物体認識装置から受け取り、走行している自車のアクセル制御部、警報音制御部あるいはブレーキ制御部に制御指示装置から予め設定された指示情報を送り制御するため、物体位置情報を常に安定して検出できる第１検出手段を常に優先して物体の認識をした結果を使用することができる。
【００１６】
また、本発明に係る先行物体認識プログラムは、コンピュータを、第１検出手段、第２検出手段、判定出力選択手段として機能させることとした。
【００１７】
かかる構成によれば、先行物体認識プログラムでは、前記第１取得手段が取得した反射波を用いて前記物体の物体位置情報を第１検出手段により検出すると共に、前記第２取得手段が取得した情報から前記物体の物体位置情報を第２検出手段により検出する。なお、第２検出手段は、第２取得手段が取得する映像から物体の情報を取得する手段や、レーザレーダにより物体の情報を取得する手段が使用される。また、先行物体認識プログラムでは、第１検出手段が反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから算出される反射強度のレベルを算出し、算出したレベルと予め設定した閾値とを判定出力選択手段が比較して前記レベルが前記閾値を超えないときには、前記第１検出手段からの物体位置情報を出力するようにし、また、前記反射強度のレベルが閾値を超えたときに、前記第１検出手段及び前記第２検出手段において、前記物体が検出されている前記物体位置情報を選択判定手段が出力するように機能する。
【００１８】
そして、本発明に係る先行物体認識方法は、第１取得手段により自車前方の物体の反射波を取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報について第１検出手段を介して検出すると共に、第２取得手段により自車前方の物体の情報を前記第１取得手段とは異なる手法により取得して、予め設定された物体条件を満たす物体位置情報について第２検出手段を介して検出するステップと、前記反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから算出される反射強度のレベルをレベル算出手段により算出するステップと、前記レベル算出手段で算出した前記レベルが、予め設定した閾値を越えないと判定したときには前記第１検出手段からの物体位置情報を出力し、前記反射強度のレベルが前記閾値を超えたと判定したときに、前記第２検出手段からの物体位置情報ならびに前記第１検出手段からの物体位置情報のうち、前記物体が検出された前記物体位置情報を判定出力選択手段により出力するように選択するステップと、を行うようにした。
【００１９】
かかる手順によれば、先行物体認識方法では、自車前方における物体の物体位置情報を、取得手段の異なる第１取得手段と第２取得手段を介して第１検出手段及び第２検出手段により検出する。なお、第１検出手段は、ミリ波レーダ等の反射波を用いて物体を検出する手段である。また、第２検出手段は、例えば映像やレーザレーダから物体位置情報を検出している。そして、先行物体認識方法では、レベル算出手段により、前記反射波を用いて周波数解析して得られるスペクトラムから算出される反射強度のレベルを算出する。なお、先行物体認識方法では、物体位置情報を検出するステップと、反射強度のレベルを算出するステップは、選択するステップの前であれば、どちらが先あるいは同時に行われても構わない。そして、先行物体認識方法では、算出したレベルを判定出力選択手段が閾値と比較して、閾値よりレベルが小さいときに第１検出手段からの物体位置情報を出力し、閾値よりレベルが大きいときに第１検出手段ならびに第２検出手段のうち物体を検出している物体位置情報を出力することで、常に、第１検出手段からの物体位置情報を主に出力できるようにしている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る先行物体認識装置、車両制御指示装置、先行物体認識プログラム、物体位置認識方法は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
先行物体認識装置は、第１検出手段及び第２検出手段により先行物体の検出をする場合、反射強度のレベルを第１検出手段及び第２検出手段からの情報を使用するための判断する指標となる信号として用い、優先的に第１検出手段を使用している。したがって、先行物体認識装置は、主となる第１検出手段からの物体位置情報を優先して使用して物体を検出する本来の性能を維持し、さらに、第１検出手段での検出が困難なエリアのみ第２検出手段の物体位置情報を利用することで、物体の認識精度を向上させ、車両等の制御を正しく行うことが可能となる。
【００２１】
先行物体認識装置は、レベル算出手段により算出される、スペクトラムの平均レベルか、ピーク検出数、あるいは、周波数帯域の幅の総和を示す総帯域幅のいずれかを、物体位置情報を出力するための情報として使用するので、第１検出手段が、例えばミリ波レーダ等のレーダであるときに物体を検出する検出環境の状態を正確に判断することができる。
【００２２】
先行物体認識装置は、距離判定部により物体位置情報を選択するときに、第１検出手段からの物体位置情報と、第２検出手段からの物体位置情報とが自車と近距離であるほうを選択して出力するため、物体位置情報の認識がより正確となり、車両をより安定して正しく制御する支援を行うことが可能となる。
【００２３】
車両制御指示装置は、先行物体認識装置が反射波を用いて物体を検出する第１検出手段を使用する場合、反射強度のレベルを使用して、第１検出手段からの物体位置情報を優先的に使用し、反射波が目的とする物体以外から多くなる環境下であっても、第２検出手段からの物体位置情報を第１検出手段からの物体位置情報と併せて選択して出力する。したがって、車両制御指示装置は、先行物体の正確な物体位置情報により指示部が適切な車両の速度や車間距離等の制御を行うことができ、ユーザに不快を与えることがなく、かつ、後続車両がいても安全に走行することができる制御を可能としている。
【００２４】
先行物体認識プログラムは、反射強度のレベルを使用して、優先的に使用する第１検出手段からの物体位置情報を出力するようにして、第１検出手段により物体検出が困難なエリアにおいて第１検出手段及び第２検出手段の物体位置情報を選択的に使用するため、物体位置情報の認識がより正確となり、車両をより安定して正しく制御する支援を行うことが可能となる。
【００２５】
先行物体認識方法は、反射強度のレベルを使用して、第１検出手段が検出する物体位置情報を優先的に使用し、レベルが閾値と比較して超えた状態において、例えば映像等から取得する物体の情報から第２検出手段が検出する物体位置情報を、第１検出手段の物体位置情報と併せて選択的に使用するように使い分けているため、物体位置情報の信頼性の高い情報を使用して自車前方の物体を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る先行物体認識装置及び制御指示装置を備える車両制御装置の全体の関係を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る先行物体認識装置及び制御指示装置を備える車両制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る先行物体認識装置の第１検出手段の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る先行物体認識装置の第１検出手段において送信波及び受信波により、三角波の上昇領域及び下降領域におけるビート信号の生成を説明する概念図である。
【図５】本発明に係る先行物体認識装置に使用される複数本のアンテナの配列している面に対して垂直方向の軸に対する反射波の到来角度を算出する方法を示した図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る先行物体認識装置のレベル算出手段の算出状態を模式的に示すグラフ図であり、（ａ）は通常環境下における信号強度のレベルの状態を示すグラフ図、（ｂ）は多反射環境下における信号強度のレベルの状態を示すグラフ図である。
【図７】本発明に係る先行物体認識装置の動作の流れを示すフローチャート図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係る先行物体認識装置における先行物体の検出状態を模式的に示す模式図であり、（ａ）は通常の環境下で先行物体を検出する状態を示す模式図、（ｂ）は通常の環境下で先行物体が検出されない状態を示す模式図、（ｃ）は多反射環境状態で先行物体を検出する状態を示す模式図である。
【図９】本発明に係る先行物体認識装置の第１検出手段において周波数のピーク数を使用する構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る先行物体認識装置の第１検出手段の他の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る先行物体認識装置の他の動作の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】本発明に係る先行物体認識装置の動作の流れの応用例を示すフローチャート図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る先行体認識装置における先行物体の検出状態を模式的に示すグラフ図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の先行物体認識装置における先行物体の検出状態を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る先行物体認識装置及び車両制御指示装置について図面を参照して説明する。なお、使用される対象となる車体は、四輪車両、三輪車両、二輪車両等、路面上を走行するもの、あるいは、飛行機等であっても路面上を走行しているときに車輪を使用するものをいう。また、船舶等の水上を航行する船体にも使用できるものである。さらに、ここで使用される物体、物標、対象物、検出物は、第１検出手段及び第２検出手段で検出されるものを示すものであり、自車の走行路上において検出された先行車両等のものを示す。
【００２８】
図１及び図２に示すように、先行物体認識装置１は、例えば、４輪自動車（自車）ＭＣＡに搭載されて使用されることとして説明する。この先行物体認識装置１は、車載用ミリ波レーダである第１取得手段Ｒ１からの反射波を用いて物体位置情報を検出する第１検出手段２と、車載用として使用される車載カメラである第２取得手段Ｒ２からの映像を受け取り物体位置情報を検出する第２検出手段３と、予め設定した閾値と前記算出した反射強度のレベルを比較して第１検出手段２の物体位置情報を出力するか第２検出手段３からの物体位置情報を出力するかを判定して選択する判定出力選択手段５を備え、ここでは、第１検出手段２が第１取得手段Ｒ１からの反射強度のレベルを算出するレベル算出手段４を有している。
【００２９】
第１取得手段Ｒ１は、ミリ波レーダが例えば自車ＭＣＡのフロント部分に設定され、ミリ波レーダを自車前方に出力し、戻って来たミリ波レーダの反射波を取得して第１検出手段２に出力する。
図３に示すように、第１取得手段Ｒ１は、ミリ波レーダの送信を行う送信アンテナ１３と、反射波を受信する複数の受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）とを備えている。そして、受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）は、送信波が対象物にて反射し、この対象物から到来する反射波、すなわち受信波を受信する。
この受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）は、図５に示すように、間隔ｄ1により配置されたアレー状のアンテナである。上記受信アンテナ１１には、アンテナの配列している面に対する垂直方向の軸との角度φ方向から入射される、対象物からの到来波（入射波、すなわち送信アンテナ１３から送信した送信波に対する対象物からの反射波）が入力する。このとき、上記到来波は、上記受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）において同一角度φにて受信される。一端と他端の受信アンテナ間にて発生する受信信号の位相差は、受信信号の周波数ｆ、一端と他端の受信アンテナ間の間隔ｄｎ−１および角度φから、位相差は、２πｆ・（ｄｎ−１・ｓｉｎφ／Ｃ）で算出される。
【００３０】
第２取得手段Ｒ２は、ここでは例えば、自車前方の映像を取得する車載カメラであり、取得した映像を第２検出手段３に出力するものである。この第２取得手段Ｒ２は、公知の手段を使用することができる。
【００３１】
第１検出手段２は、第１取得手段Ｒ１から受け取った反射波を用いて予め設定された物体条件となる物体位置情報を検出すると共に、反射波を基に生成された信号を周波数解析して得られるスペクトラムから反射強度のレベルを算出するものである。この第１検出手段２は、例えば、受け取った反射波と送信波とを混合したビート信号を、周波数分解して離散時間に周波数解析し、ビート周波数ごとの信号強度からピーク値を検出し、予め設定された物体条件の存在を検出している。また、第１検出手段２は、周波数解析したビート周波数ごとの信号強度から反射強度のレベルを算出するレベル算出手段４を備えている。
【００３２】
図３に示すように、第１検出手段２は、第１取得手段Ｒ１である複数の受信アンテナ１１及び送信アンテナ１３からの信号によりビード信号を生成するために、ミキサ１２、分配器１４、フィルタ１５、スイッチ１６、Ａ／Ｄコンバータ１７、制御部１８、三角波生成部１９、ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御可変発振器）１０１を備える前処理部１００と、この前処理部１００からの信号を処理する信号処理部２００とを有している。そして、前処理部１００のＡ／Ｄコンバータ１７からの信号を信号処理部２００が処理して、信号処理部２００のレベル算出手段４、距離検出部２４、速度検出部２５、方位検出部２６から出力するように構成されている。
つまり、第１検出手段２は、複数の受信アンテナ１１及び送信アンテナ１３を介してレーダ装置として動作し、検出した物体の有無、検出した物体の距離、相対速度、方位等である物体位置情報を出力するものである。なお、図４は、図３の三角波生成部１９にて生成された信号をＶＣＯ１０１において、中心周波数ｆ0、変調幅Δｆで周波数変調した送信信号と、その送信信号が対象物に反射されて受信信号として入力される状態を示している。また、図４の例は対象物が１つの場合を示している。
【００３３】
図３に示すように、ミキサ１２（１２ａ〜１２ｎ）の各々は、送信アンテナ１３から送信される送信波と、各受信アンテナ１１それぞれにおいて受信された受信波が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号をそれぞれ生成する。
送信アンテナ１３は、三角波生成部１９において生成された三角波信号を、ＶＣＯ１００において周波数変調されて送信信号となった当該送信信号を対象物に対して送信波として送信している。
【００３４】
分配器１４は、ＶＣＯ１００からの周波数変調された送信信号を、それぞれのミキサ１２および送信アンテナ１３に分配する。
フィルタ１５（１５ａ〜１５ｎ）の各々は、それぞれミキサ１２（１２ａ〜１２ｎ）において生成された各受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）１６へ帯域制限されたビート信号を出力する。
【００３５】
ＳＷ１６は、制御部１８から入力されるサンプリング信号に対応して、フィルタ１５の各々を通過した各受信アンテナ１１に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１７に出力する。
ＡＤＣ１７は、ＳＷ１６から前記したサンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１の各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、前記したサンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部２００におけるメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。
制御部１８は、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、レーダ装置全体の制御を行う。
【００３６】
図３に示すように、信号処理部２００は、ここでは、メモリ２１と、受信強度算出部２２と、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位検出部２６と、物標引継ぎ処理部２７とを備えている。この信号処理部２００は、デジタル信号に変換された各ビート信号を周波数解析してスペクトラムとし、そのスペクトラムを基に算出した物体位置情報を出力している。
【００３７】
信号処理部２００内のメモリ２１は、Ａ／Ｄコンバータ１７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１（１１ａ〜１１ｎ）に対応したチャンネルごとに格納する。このメモリ２１は、ハードディスク、光ディスク等の一般的な記憶手段で構成されている。
図４（ａ）に示すように、送信する信号に対し、対象物からの反射波である受信信号が、レーダと対象物との距離に応じて右方向（時間遅れ方向）に遅延されて受信される。さらに、ドップラー効果によって対象物（物標）との相対速度に応じて、送信信号に対して上下方向（周波数方向）に変動する。
【００３８】
受信強度算出部２２は、メモリ２１に格納された各受信アンテナ１１に対応したチャンネルごとのビート信号（図４（ａ）の下図）に対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号強度と呼ぶこととする。受信強度算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数、すなわち距離に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
フーリエ変換の結果、図４（ｂ）に示されるように、対象物が１つの場合、上昇領域及び下降領域にそれぞれに１つのピーク値を有することなる。ここで、図４（ｂ）は横軸が周波数、縦軸が信号強度となっている。受信強度算出手段２２は、このフーリエ変換の結果、すなわちスペクトラムをレベル算出手段４へ出力する。
【００３９】
そして、受信強度算出部２２は、図４（ｂ）に示すビート周波数毎の信号強度から、予め設定された数値（閾値）を超える信号強度を検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号強度のピーク値を受信波の強度と称す。
受信強度算出部２２は、信号強度のピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（ビート信号の上り部分及び下り部分の双方）を対象物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ出力する。受信強度算出部２２は、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ出力し、中心周波数ｆ0を速度検出部２５へ出力する。また、受信強度算出部２２は、検出したピーク値をレベル算出手段４に出力する。受信強度算出部２２は、複数の対象物に対応する信号強度のピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値を予め定められた条件によって対応づけ、同一の対象物からの信号と判断されたものには、同一の番号をつけて、距離検出部２４、速度検出部２５へ出力する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【００４０】
複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる（図示せず）。レーダと対象物の距離に比例して、受信信号が遅延し、図４（ａ）における受信信号は右方向にシフトするので、レーダと対象物との距離が離れるほど、ビート信号の周波数は、小さくなる。
【００４１】
図３に示すように、レベル算出手段４は、受信強度算出部２２から周波数解析したスペクトラムを受け取り、反射強度のレベルとして反射波の信号強度のレベルを算出するものである。このレベル算出手段４は、ここでは反射強度のレベルとしてスペクトラムの平均レベルを算出している。レベル算出手段４は、図６（ａ）に示すように、信号強度Ｌｖと周波数帯域ごととなる１〜Ｎの信号強度を求め、それらの平均レベルとなるスペクトラムの平均レベルを算出している。このレベル算出手段４は、受信強度算出部２２から受け取ったスペクトラムから周波数スペクトラムを検出した周波数帯域ごと（信号強度の１〜Ｎ）の信号の各レベルを算出している。なお、レベル算出手段４は、求めた周波数帯域ごとの信号強度の各レベルから、式（１）によりスペクトラムの平均レベルを算出している。また、式（１）においてＬｖは信号強度、Ｎは信号強度の数である。
なお、式（１）ではスペクトラム全体の1からNまでの連続した信号強度による算出方法を示したが、前記スペクトラムから予め定められた条件で信号強度のデータを間引いたもので、スペクトラムの平均レベルを算出しても構わない。
【００４２】
【数１】
2014119348.tif 000003
【００４３】
距離検出部２４は、図３及び図４に示すように、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式（２）により距離ｒを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｒ＝｛Ｃ・Ｔ／（２・Δｆ）｝・｛（ｆｕ＋ｆｄ）／２｝    …  式（２）
また、速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式（３）により相対速度ｖを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｖ＝｛Ｃ／（２・ｆ０）｝・｛（ｆｕ−ｆｄ）／２｝    …  式（３）
上記距離ｒ及び相対速度ｖを算出する式において、Ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分/下降部分）、ｆｕは上昇部分における対象物周波数、ｆｄは下降部分における対象物周波数である。
【００４４】
ＤＢＦ処理部２３は、受信アンテナ１１の位相差を利用して、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部２６に出力する。
【００４５】
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する。
【００４６】
物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定する。その場合、物標引継ぎ処理部２７は、メモリ２１から読み出したその対象物の物標引継ぎ処理回数を１増やす。
物標引継ぎ処理部２７は、差分の絶対値が決められた値よりも大きな場合には、新しい対象物を検知したとみなす。また、物標引継ぎ処理部２７は今回の対象物の距離、相対速度、方位およびその対象物の物標引継ぎ処理回数をメモリ２１に保存する。
【００４７】
以上のように構成された第１検出手段２では、受信した反射波を基にして生成された信号であるビート信号を周波数解析して得られるスペクトラムを用い、対象物との距離、相対速度、角度（方位）等の物体位置情報と、を検出することができ、また、レベル算出手段４を備えることで、周波数帯域ごとの信号強度の各レベルから、式（１）によりスペクトラムの平均レベルを算出することができる。
【００４８】
図１及び図２に示すように、第２検出手段３は、第１取得手段Ｒ１とは異なる手法により物体位置情報を検出するものであり、ここでは、映像から物体の情報を取得してその映像の物体の情報から物体位置情報を検出するものである。この第２検出手段３は、例えば、取得した映像から映像内のオブジェクトの奥行き値を検出して物体の距離情報や、あるいは、映像の特徴量から物体の大きさの情報等を検出して、予め設定された物体の物体位置情報を検出している。この第２検出手段３は、公知の手段を用いることができる。
【００４９】
図２に示すように、判定出力選択手段５は、レベル算出手段４で算出した反射強度のレベルとなるスペクトラムの平均レベルと、予め設定した閾値とを比較して第１検出手段２及び第２検出手段３のいずれかからの物体位置情報を出力するか判定して選択する。この判定出力選択手段５は、距離判定部６を備えている。
【００５０】
判定出力選択手段５は、レベル算出手段４で算出したスペクトラムの平均レベルＦＬｖ（反射強度のレベル）と、閾値ＴｈＦＬｖとを比較し、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖより低いときに（図６（ａ）参照）、第１検出手段２からの物体位置情報を出力する。この判定出力選択手段５は、メモリ等の記憶手段７に閾値ＴｈＦＬｖが予め設定されて記憶されており、レベル算出手段４からのスペクトラムの平均レベルＦＬｖを受け取り、記憶している閾値ＴｈＦＬｖと比較することでスペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えているか否かを判定し、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えていなければ、第１検出手段２の物体位置情報を後記する制御指示装置１０に出力する。また、判定出力選択手段５は、閾値ＴｈＦＬｖをスペクトラムの平均レベルＦＬｖが超えている場合（図６（ｂ）参照）、第１検出手段２及び第２検出手段３から受け取った物体位置情報について、物体が検出されているものを選択して制御指示装置１０に出力する。
【００５１】
なお、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えていると判定出力選択手段５が判定した場合には、自車ＭＣＡは、反射波が予め設定した物体条件となる物体以外から多く反射する多反射環境を走行中であることを示している。例えば、凹凸の多い設置物体が路面の近くに数多く存在する場合、目的とする物体の検出を行うこと以外の雑音となる反射波が多数存在することになる。そして、本来なら物体を示す周波数帯が突出して分かる状況が図６（ｂ）に示すように埋もれて分かりにくくなってしまう。
【００５２】
そこで、図２に示すように、判定出力選択手段５は、第２検出手段３の物体位置情報を選択的に使用することとし、第２検出手段３の物体位置情報及び第１検出手段２の物体位置情報のいずれかに検出された物体が存在した当該物体位置情報を優先的に使用している。すなわち、判定出力選択手段５は、第１検出手段２の物体位置情報及び第２検出手段３の物体位置情報のいずれかに物体が検出された物体位置情報を優先的に出力するように選択している。
つまり、判定出力選択手段５は、第１検出手段２の物体位置情報に物体が検出されていないと判定した場合、第２検出手段３の物体位置情報を出力し、第１検出手段２の物体位置情報に検出された物体が存在し、かつ、第２検出手段３からの物体位置情報に物体が検出されていると判定すれば、いずれかの物体位置情報を距離判定部６の距離の判定により出力するように選択している。
【００５３】
判定出力選択手段５は、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えていると判定した場合で、第１検出手段２の物体位置情報に検出された物体が存在し、かつ、第２検出手段３からの物体位置情報に物体が検出されていれば、距離判定部６によって、それぞれの物体位置情報に含まれている物体までの距離を比較判定する。なお、判定出力選択手段５では、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えている場合で、物体が検出されているかどうかについての判断を次のようにしている。すなわち、判定出力選択手段５は、前回の判定で使用された周波数と信号強度Ｌｖのグラフで示される、突出している周波数帯域が存在していれば、物標が検出されていると判断し、突出していた周波数帯域が存在していなければ物標が検出されていないと判断している。あるいは、
判定出力選択手段５では、物体が検出されているかどうかについて前回と今回のデータの相関から判定している。
【００５４】
距離判定部６は、第１検出手段２の物体位置情報に含まれている、自車ＭＣＡから検出した物体までの距離である第１距離と、第２検出手段３の物体位置情報に含まれている、自車ＭＣＡから検出した物体までの距離である第２距離とを比較してどちらが自車ＭＣＡに対して近距離であるかを判定する。この距離判定部６で、比較して判定された結果に基づいて、自車ＭＣＡに近いほうの物体位置情報を判定出力選択手段５が選択して制御指示装置１０に出力している。なお、距離判定部６で比較した結果、第１距離及び第２距離が同じ値であった場合には、判定出力選択手段５は、そのいずれか一方を制御指示装置１０に出力している。
【００５５】
したがって、判定出力選択手段５は、スペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えていると判定したときにも、第１検出手段２の物体位置情報を優先するため、第１検出手段２の物体位置情報に物体が存在するか否かを判定し、物体が存在しない場合のみ第２検出手段３の物体位置情報を用いている。
そして、判定出力選択手段５は、いずれの選択においても物体位置情報を出力するときに、当該物体位置情報に物体が検出されていても、物体が検出されていなくても物体位置情報として出力している。つまり、物体位置情報に物体が検出されている場合には、その物体までの距離や、物体の大きさ等の情報が存在し、物体位置情報に物体が検出されていなければ、物体の情報がなしとして出力されている。
【００５６】
以上説明したように、先行物体認識装置１は、例えば、ミリ波レーダを物体の検出する主な手法として第１検出手段２で優先的に使用することができる。そして、先行物体認識装置１は、本来必要とする先行物体以外のミリ波レーダの反射波が多く存在する場合においても、第２検出手段３からの物体位置情報を選択して使用するために、本来発揮できる先行物体の認識状態を維持することが可能となる。つまり、先行物体認識装置では、例えばミリ波レーダ等の反射波を用いて自車前方の物体位置情報を検出する第１検出手段を優先的に使用し、第１検出手段からの物体位置情報が検出しにくい環境下に限定されるエリアを反射強度のレベル（スペクトラムの平均レベル）と閾値とを比較して判定し、レベルが閾値を超えたときに、画像等を用いて検出する第２検出手段からの物体位置情報を第１検出手段からの物体の物体位置情報と併せて選択対象として、そのどちらかを使用することで、認識精度を向上させることができるようにしている。
【００５７】
つぎに、先行物体認識装置１の動作について、適宜図２を参照しながら図７及び図８に基づいて説明する。
自車ＭＣＡは、図８（ａ）に示すように、自車ＭＣＡは、一般道路あるいは高速道路等の路面を走行しているときには、第１取得手段Ｒ１及び第２取得手段Ｒ２から、予め設定された物体条件に対応する先行物体の情報が取得できるようになっている。つまり、走行中の自車ＭＣＡは、第１取得手段Ｒ１から所定範囲に亘るようにミリ波を出射し、反射して戻ってくる反射波を取得すると共に、第２取得手段Ｒ２により先方の映像を取得している。
【００５８】
図７に示すように、自車ＭＣＡでは、先行物体認識装置１が第１取得手段Ｒ１からの反射波を用いて物体位置情報を第１検出手段２が検出する（ステップＳ１）。なお、第１検出手段２では、レーダの反射波に基づいて生成した信号（ビート信号）を周波数解析したスペクトラムにおいて、予め設定された信号強度を超えたときに、その周波数帯域に対応する位置に先行物体があると判定している。そして、先行物体認識装置１は、レベル算出手段４が反射波を基にして生成された信号から周波数解析して得られるスペクトラムによりスペクトラムの平均レベルＦＬｖを算出して（ステップＳ２）、判定出力選択手段５により算出したスペクトラムの平均レベルＦＬｖが閾値ＴｈＦＬｖを超えないか否かを判定し（ステップＳ３）、閾値ＴｈＦＬｖをスペクトラムの平均レベルＦＬｖが超えなければ、第１検出手段２から物体位置情報を出力するように判定する（ステップＳ４）。なお、出力される物体位置情報には、予め設定された先行物体を検出しなかった場合（図８（ｂ）の状態）には、先行物体なしの物体位置情報が出力され（ステップＳ５）、先行物体を検出した場合（図８（ａ）の状態）には、先行物体あり（物体までの距離や大きさ）の物体位置情報が出力される（ステップＳ６）。
【００５９】
つぎに、図８（ｃ）に示すように、自車ＭＣＡが目的とする物体以外からの反射が多数存在する領域（エリア）の路上を走行する場合には、スペクトラムの平均レベルが閾値を超えてしまう。したがって、自車ＭＣＡの先行物体認識装置１では、第１検出手段２により通常の環境と異なり先行物体となる先行車両ＦＣＡを直ぐに検出できない可能性がある。
そこで、先行物体認識装置１では、図７に示すように、判定出力選択手段５の判定でスペクトラムの平均レベルが閾値を超えた場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、第２検出手段３が検出している物体位置情報を判定に使用する（ステップＳ７）。
【００６０】
つまり、判定出力選択手段５は、スペクトラムの平均レベルが閾値レベルを超えていた場合、第１検出手段２からの物体位置情報に物体が検出されているかを認識して、第１検出手段２の物体位置情報に物体が検出されていなければ（ステップ８のＮＯ）、第２検出手段３からの物体位置情報に物体が検出されたかを確認する（ステップＳ９）。そして、判定出力選択手段５は、第２検出手段３からの物体位置情報に物体が検出されていなければ、先行物体なしを出力し（ステップＳ１０）、第２検出手段３からの物体位置情報に物体が検出されていれば、その物体検出ありの物体位置情報を出力するように選択する（ステップＳ１１）。
【００６１】
さらに、判定出力選択手段５は、第１検出手段２の物体位置情報に物体が検出されていた場合（ステップＳ８のＹＥＳ）で、かつ、第２検出手段３の物体位置情報に物体が検出されていた場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）には、距離判定部６によって、第１検出手段２の物体位置情報において、自車ＭＣＡから検出した物体までの距離である第１距離と、第２検出手段３の物体位置情報において、自車ＭＣＡから検出した物体までの距離である第２距離と、を比較する（ステップＳ１４）。
【００６２】
そして、距離判定部６は、第１距離と第２距離とが異なる場合（ステップＳ１４のＮＯ）、第１検出手段２の情報である第１距離が自車ＭＣＡに対して近距離かどうかを比較して、第２検出手段３の情報である第２距離が近距離であれば（ステップＳ１５のＮＯ）、第２距離が近距離であることを判定出力選択手段５に通知して判定出力選択手段５から第２検出手段３の物体位置情報を出力する（ステップＳ１６）。また、距離判定部６は、第１検出手段２の情報である第１距離が近距離であれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、第１距離が近距離であることを判定出力選択手段５に通知して判定出力選択手段５から第１検出手段２の物体位置情報を出力する（ステップＳ１７）。
【００６３】
さらに、距離判定部６は、第１検出手段２の第１距離と第２検出手段３の第２距離とが同等であった場合には、そのいずれか一方の物体位置情報（ここでは第１検出手段２の物体位置情報）を判定出力選択手段５に通知する（ステップＳ１８）。したがって、判定出力選択手段５は、スペクトラムの平均レベルが閾値を超えて、第１検出手段２及び第２検出手段３に物体位置情報が存在する場合には、距離判定部６からの判定結果に基づいて、第１検出手段２又は第２検出手段３の物体位置情報を制御指示装置１０に出力している。
【００６４】
以上説明したように、先行物体認識装置１では、例えば、ミリ波レーダとなる第１検出手段２を優先的に使用し、第１検出手段２による先行物体の検出が困難な環境下において、第１検出手段２とは異なる検出手法（カメラ映像、レーザレーダ等）の第２検出手段３の物体位置情報を使用するように限定していることにより、先行物体となる障害物を検出できる第１検出手段２の本来性能を維持することが可能となる。つまり、第１検出手段２及び第２検出手段３を切換るタイミングについて認識性能が下がることがない状態で行っているため、第１検出手段２の本来性能を維持することが可能となる。また、先行物体認識装置１では、自車ＭＣＡの走行中にレーダにおける多反射環境か否かを、レベル算出手段４及び判定出力選択手段５である判定する手段により行っているので、第１検出手段２を優先的に使用して先行物体を認識することができる。
【００６５】
なお、先行物体認識装置１により先行物体の物体位置情報を受け取った制御指示装置１０は、予め設定された条件により、物体位置情報の距離や大きさ、自車ＭＣＡの速度、降雨降雪晴天などの路面状態等の条件と併せて、自車ＭＣＡを運転しているユーザに対して操作が安全あるいは容易となるような制御を行う。
例えば、図１及び図２に示すように、制御指示装置１０は、物体位置情報に物体が検出されていない場合には、予め設定されている速度までスピードを上げるようにアクセル制御部Ａｓに制御信号を送り当該アクセル制御部Ａｓを制御して、アクセルペダルＡＰ（を踏み込むことと同等の動作を行う。
【００６６】
また、制御指示装置１０は、物体位置情報に物体が検出されている場合で、自車ＭＣＡから所定の距離であることが分かれば、ブレーキバイワイヤ等の構成によりブレーキ制御部Ｂｓを介してブレーキの油圧制御を行い（ブレーキペダルとアクチュエータがコンピュータを介して電線（ワイヤ）によって接続されている）速度を落とし、車間距離を一定に保つように操作する。
あるいは、制御指示装置１０は、物体位置情報を受けて、警告音制御部Ｓｓに制御信号を送り車内スピーカＳＰを介して先行物体の位置や危険が近づいていることをユーザに知らせるように音声制御することを行うことができる。
さらに、制御指示装置１０は、物体位置情報を受けて予め設定された走行速度の範囲であれば、先行物体との衝突回避支援を行うために自動的にステアリングを左右どちらかに操作し易くするか、あるいは、強制的に車輪の方向を変更するようにステアリング側の油圧を制御する等を行うことができる。
【００６７】
なお、先行物体認識装置１は、周波数帯域の反射強度のレベルとして反射波を基にして生成した信号を用いて周波数解析して得られるスペクトラムの平均レベルを使用して第１検出手段２及び第２検出手段３からの物体位置情報を使用して先行物体を認識するようにしたが、第１検出手段２及び第２検出手段３とを切換えることを他の指標となる信号から行っても構わない。
【００６８】
例えば、図９に示すように、先行物体認識装置１Ａは、スペクトラムの平均レベルを用いる代わりに、反射波を基に生成された信号を用いて周波数解析して予め設定した信号強度を超える周波数帯域の極大点の数を示すピーク検出数と、予め設定した閾値とを比較して、前記したと同様の判定選択を行い、物体位置情報を出力している。つまり、図９に示すように、先行物体認識装置１Ａは、ピーク数算出部３４を備え、受信強度算出部２２で算出されるビート信号ごとの周波数帯域の信号強度から、予め設定された数値（閾値）を超える周波数帯域の極大点の数を算出し判定出力選択手段５に出力する構成としてもよい。したがって、この先行物体認識装置１Ａは、算出したピーク検出数と、閾値とを比較することで、前記したと同様に第１検出手段２及び第２検出手段３の物体位置情報を切換えることができる。
【００６９】
また、図１０に示すように、先行物体認識装置１Ｂは、反射強度のレベルとして、検出した物体を示す物標数を用いて、第１検出手段２及び第２検出手段３の物体位置情報を使用する指標としても構わない。すなわち、先行物体認識装置１Ｂは、物標出力処理部２９を備え、物標出力処理部２９からの出力される物標の検知数を閾値と比較する構成としても構わない。先行物体認識装置１Ｂは、物標出力処理部２９を備え、物標出力処理部２９から出力される物標の検知数を閾値と比較する構成としても構わない。先行物体認識装置１Ｂは、反射波に基づいて生成した信号を周波数解析したスペクトラムから、予め設定した信号強度を超える周波数帯域を検出する。そして、先行物体認識装置１Ｂは、物標出力部２９で、検出された周波数帯域から求めた物体位置情報と前回求めた物体位置情報の差分の絶対値と比較して例えば比較した値が１より小さなときには前回求めた物標と同じものとして示す物標検知数とする。先行物体認識装置１Ｂは、求めた物標検知数が設定した閾値の数を超えていたときに、第１検出手段２及び第２検出手段３を切換える指標としてもよい。
【００７０】
先行物体認識装置１Ｂは、物標検知数を閾値と比較する場合には、物標出力処理部２９が、図６の横軸で示す１〜Ｎの物標検知数において、所定の信号強度を超えた数を算出する。そして、判定出力選択手段５は、物標検知数の数が、例えば所定の信号強度を超える数（１０、１５，２０等の数）を閾値として、前記物標検知数と比較して、前記したと同様の判定選択を行い、物体位置情報を出力することとしてもよい。
【００７１】
なお、先行物体認識装置１Ｂでは、受信強度算出部２２が、信号強度のピークを検出できなかった場合、物標候補がないという情報を物標出力処理部２９に出力する。
受信強度算出部２２は、複数の対象物に対応する信号強度のピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号をつけて、物標出力処理部２９へ出力する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【００７２】
物標出力処理部２９は、対象物が前方構造物である場合に、その対象物の識別番号を物標として出力する。物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標が存在する物体位置情報として出力する。また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、メモリ２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標が存在する物体位置情報として出力する。
【００７３】
なお、物標出力処理部２９は、受信強度算出部２２から物標候補がないという情報が入力された場合には、物標なしとしてゼロを物体位置情報として出力する。そして、判定出力選択手段５は、物標出力処理部２９からの物体位置情報に基づいて予め設定された閾値と比較することで第１検出手段２あるいは第２検出手段３の物体位置情報を使用するか選択している。
【００７４】
以上ように物標検知数あるいはピーク検出数を反射強度のレベルとして使用することでも、ミリ波レーダの反射波を基にして生成した信号を用いて周波数解析した情報として使用することができる。
【００７５】
なお、前記した先行物体認識装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段及び各部として機能させるプログラムにより動作させることで実現することができる。このプログラムは、通信回線Ｎを介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００７６】
また、先行物体認識装置１では、判定出力選択手段５が前回検出サイクルにおいて一定時間連続して検出していた物体位置情報のデータで、今回検出サイクルで検出できなかったデータに対して、カメラで検出したカメラ映像からの先行物体を示す物体位置情報とが紐付けされれば、トラッキングを継続させる判断を行い、第１検出手段２からの物体位置情報を優先的に出力するようにしても構わない。また、判定出力選択手段５を一つの機能として説明したが、レベル判定手段及び選択出力手段の２つに分けて構成しても構わない。つまり、判定出力選択手段５は、レベル判定手段で閾値を反射強度のレベルが超えないか否かを判定し、選択出力手段が判定結果に基づいて閾値を反射強度のレベルが超えないときに第１検出手段２の物体位置情報を出力し、閾値を反射強度のレベルが超えたときに、第１検出手段２及び第２検出手段３の物体位置情報のいずれかを前記同様に選択して出力する構成としても構わない。
【００７７】
さらに、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、図１１及び図１２で示すように、レベル算出手段４及び判定出力選択手段５の動作のタイミングとしても構わない。
図１１に示すように、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、第１検出手段２により先行物体の検出を行う（ステップＳ２１）と共に、第２検出手段３により先行物体の検出を行う（ステップＳ２２）。そして、第１検出手段２では、レーダの反射波を基に生成された信号を周波数解析したスペクトラムにおいて、予め設定された信号強度を超えたときに、先行物体を検出したとし（ステップＳ２３のＹｅｓ）、さらに、判定出力選択手段５により、その第１検出手段２からの物体位置情報を出力している（ステップＳ２４）。
【００７８】
また、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、第１検出手段２で先行物体の検出がない場合（ステップＳ２３のＮｏ）、レベル算出手段４によりスペクトラムの平均レベルＦＬｖを算出し（ステップＳ２５）、判定出力選択手段５により閾値ＴｈＦＬｖと、平均レベルＦＬｖとを比較する（ステップＳ２６）。そして、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、閾値ＴｈＦＬｖを平均レベルＦＬｖが超えていなければ（ステップＳ２６のＮｏ）、先行物体なしの物体位置情報を出力する（ステップＳ２７）。
【００７９】
また、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、閾値ＴｈＦＬｖを平均レベルＦＬｖが超えていれば（ステップＳ２６のＹｅｓ）、第２検出手段３により撮影していた情報から先行物体の検出を行う（ステップＳ２８）。そして、第２検出手段３での先行物体の検出がない場合（ステップＳ２８のＮｏ）は、先行物体なしの物体位置情報を出力し（ステップＳ２９）、第２検出手段３での先行物体の検出がある場合（ステップＳ２８のＹｅｓ）は、先行物体の物体位置情報を出力する（ステップＳ３０）。
先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、以上のような手順で先行物体の物体位置情報を出力することで、図７の手順と比較して省力化を図ることができる。
【００８０】
つぎに、図１２に示すように、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、以下に示す手順であっても構わない。すなわち、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、第１検出手段２により先行物体の検出を行う（ステップＳ３１）。そして、第１検出手段２では、レーダの反射波を基に生成された信号を周波数解析したスペクトラムにおいて、予め設定された信号強度を超えたときに、先行物体を検出したとされる（ステップＳ３２のＹｅｓ）。
【００８１】
さらに、判定出力選択手段５では、先行物体を検出したときに（ステップＳ３２のＹｅｓ）、その第１検出手段２からの物体位置情報を出力している（ステップＳ３３）。また、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、第１検出手段２で先行物体の検出がない場合（ステップＳ３２のＮｏ）、レベル算出手段４によりスペクトラムの平均レベルＦＬｖを算出し（ステップＳ３４）、判定出力選択手段５により閾値ＴｈＦＬｖと、平均レベルＦＬｖとを比較して（ステップＳ３５）、閾値ＴｈＦＬｖを平均レベルＦＬｖが超えていなければ先行物体なしの物体位置情報を出力する（ステップＳ３６）。
【００８２】
また、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、閾値ＴｈＦＬｖを平均レベルＦＬｖが超えていれば（ステップＳ３５のＹｅｓ）、第２検出手段３により撮影していた情報から先行物体の検出を行い（ステップＳ３７）、第２検出手段３であるカメラ映像から先行物体の検出ができたか否かを判定する（ステップＳ３８）。そして、先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、第２検出手段３での先行物体の検出がない場合（ステップＳ３８のＮｏ）は、先行物体なしの物体位置情報を出力し（ステップＳ３９）、第２検出手段３での先行物体の検出がある場合（ステップＳ３８のＹｅｓ）は、第２検出手段３（撮影カメラからの情報）の先行物体の物体位置情報を出力する（ステップＳ４０）。
【００８３】
先行物体認識装置１（１Ａ，１Ｂ）では、以上のような手順で先行物体の物体位置情報を出力することで、図１１に示す手順よりもさらに省力化を図ることができる。
なお、図１１及び図１２に示す手順であっても、レベル算出手段４、ピーク検出数算出手段３４あるいは物標出力処理部２９が出力する信号を用いて、第１検出手段２あるいは第２検出手段３の物体位置情報を切換えるようにしても構わないことはもちろんである。
【００８４】
また、先行物体認識装置１において、レベル算出手段４を第１検出手段２とは別体として独立して第１検出手段２と並列して設け、レベル算出手段４からの信号と第１検出手段２からの物体位置情報とを別々に判定出力選択手段５に入力する構成としても構わない。
つまり、レベル検出手段４を独立して設置する場合には、レベル検出手段４は、受信強度算出部２２と同等の機能を備える構成となる。このレベル検出手段４は、第１取得手段Ｒ１からの反射波（各受信アンテナごとの反射波）を受け取り、前記したようにビート信号を生成し、その生成したビート信号ごとにフーリエ変換等の処理を行うスペクトラム解析により周波数に変換して、周波数ごとのスペクトラムを算出してそのスペクトラムの平均レベルを算出する構成としてもよい。
【００８５】
さらに、レベル算出４において、反射強度のレベルとしてのスペクトラムの平均レベルの算出を、以下の式で行うようにしても構わない。つまり、Ｎは既定値であるので、式（４）とすることができる。
【００８６】
【数２】
2014119348.tif 000004
…  式（４）
【００８７】
この式（２）では、閾値をＮ倍することで、前記した式（１）と同様にスペクトラムの平均レベルと対比する値を算出することができる。もちろん、レベル算出手段４では、特に、前記した式（１）、（４）に限定されるものではなく、閾値と比較するための値を算出することができるものであればその他の式による算出方法であっても構わない。
【００８８】
また、図１３に示すように、先行物体認識装置では、総帯域幅（帯域幅の総和）を第１検出手段２及び第２検出手段３の切換える指標としても構わない。つまり、先行物体認識装置では、すでに説明した手順により周波数解析した周波数帯域について、信号強度と周波数とを示すグラフに示すように、帯域幅の総和と、閾値である値（周波数帯域幅に対応する数）とを比較して判定している。図１３（ａ）に示すように、周波数帯域の帯域幅の総和が５である場合には、例えば閾値で設定されている数が１５のときには超えていないと判定される。また、図１３（ｂ）に示すように、周波数帯域の帯域幅の総和が２２である場合には、閾値で設定されている１５を超えているので、第１検出手段２と第２検出手段４とのいずれかを既に説明したようにして選択することとなる。
なお、本発明に係る先行物体認識装置、車両制御指示装置、先行物体認識プログラム及び先行物体認識方法では、説明した構成以外においても、請求項の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００８９】
１      先行物体認識装置
２      第１検出手段
３      第２検出手段
４      レベル算出手段
５      判定出力選択手段
６      距離判定部
７      記憶手段
１０    制御指示装置
２０    車両制御指示装置
ＡＰ    アクセルペダル
ＦＣＡ  先行車両
Ｌｖ    信号強度
ＭＣＡ  自車
Ｎ      通信回線
Ｒ１    第１取得手段
Ｒ２    第２取得手段
ＳＰ    車内スピーカ
【図１】
2014119348.tif 000005
【図２】
2014119348.tif 000006
【図３】
2014119348.tif 000007
【図４】
2014119348.tif 000008
【図５】
2014119348.tif 000009
【図６】
2014119348.tif 000010
【図７】
2014119348.tif 000011
【図８】
2014119348.tif 000012
【図９】
2014119348.tif 000013
【図１０】
2014119348.tif 000014
【図１１】
2014119348.tif 000015
【図１２】
2014119348.tif 000016
【図１３】
2014119348.tif 000017
【図１４】
2014119348.tif 000018