(57)【要約】  衝突判定部（４０４）が、車両（１０００）と物体（１００１）との間のドップラー速度成分が第１の基準値まで変化したとき、または、第１の基準値に対応するレンジＲまで車両（１０００）が移動したときに、物体（１００１）に対して車両（１０００）が衝突するか否かを判定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺に送信されて物体で反射された電波の受信信号をフーリエ変換することで、前記車両と前記物体との間の相対距離および相対速度に前記受信信号の信号レベルが対応付けられたＦＲマップを生成するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部によって生成された前記ＦＲマップに基づいて、信号強度レベルのピークを検出するピーク検出部と、
前記ピーク検出部によって検出された信号強度レベルのピークの検出情報に基づいて、前記物体の方位を検出する方位検出部と、
前記方位検出部によって検出された方位の検出情報に基づいて、前記物体が前記車両の移動方向の位置に存在するか否かを判定する物体位置判定部と、
前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体に対する前記車両のドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達したとき、または、前記第１の基準値に対応する距離まで前記車両が移動したときにおける、前記車両の移動速度と、前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体と前記車両との間の相対距離と、の対応関係を示すデータに基づいて、前記物体位置判定部によって前記車両の移動方向の位置に存在すると判定された前記物体に対して前記車両が衝突するか否かを判定する第１の衝突判定部とを備えたこと
を特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記第１の基準値は、前記物体に対する前記車両のドップラー速度の分解能値であり、
前記第１の基準値に対応する距離は、前記ドップラー速度の分解能が高いほど、または、前記車両の移動方向上方に存在する前記物体の位置が高くなるほど、長くなること
を特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記第１の衝突判定部は、前記ドップラー速度成分の変化量が前記第１の基準値に達しており、かつ前記第１の基準値に対応する距離まで前記車両が移動していない場合、前記物体に対して前記車両が衝突しないと判定し、前記ドップラー速度成分の変化量が前記第１の基準値に達しておらず、かつ前記第１の基準値に対応する距離まで前記車両が移動した場合に、前記物体に対して前記車両が衝突すると判定すること
を特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記第１の衝突判定部は、前記車両の周辺に前記物体以外に存在する物体と前記車両との間の相対速度と前記ドップラー速度成分との間に差が生じた場合、前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体に対して前記車両が衝突するか否かを判定すること
を特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記車両の移動速度が低く、かつ、前記車両と前記物体との間の相対速度と前記ドップラー速度成分との差が閾値よりも小さい場合において、時間経過を伴った前記車両と前記物体との間の相対距離の変化量が単調減少であり、かつ相対距離の減少量が第２の基準値以上であれば、前記物体に対して前記車両が衝突すると判定し、相対距離の変化量が単調減少ではない、または、相対距離の減少量が第２の基準値未満であると、前記物体に対して前記車両が衝突しないと判定する第２の衝突判定部を備えたこと
を特徴とする請求項４記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記車両の周辺に送信されて前記物体で反射された電波を受信する入力部と、
前記入力部によって受信された前記受信信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ部と、
前記ＡＤＣ部によってデジタル信号に変換された前記受信信号を入力して、前記物体に対して前記車両が衝突するか否かを判定する、請求項１、請求項４および請求項５のうちのいずれか１項記載のレーダ信号処理装置と、
レーダ信号処理装置による判定結果を出力する出力部とを備えたこと
を特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
フーリエ変換部が、車両の周辺に送信されて物体で反射された電波の受信信号をフーリエ変換することで、前記車両と前記物体との間の相対距離および相対速度に前記受信信号の信号強度レベルが対応付けられたＦＲマップを生成するステップと、
ピーク検出部が、前記フーリエ変換部によって生成された前記ＦＲマップに基づいて、信号強度レベルのピークを検出するステップと、
方位検出部が、前記ピーク検出部によって検出された信号強度レベルのピークの検出情報に基づいて、前記物体の方位を検出するステップと、
物体位置判定部が、前記方位検出部によって検出された方位の検出情報に基づいて、前記物体が前記車両の移動方向の位置に存在するか否かを判定するステップと、
第１の衝突判定部が、前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体に対する前記車両のドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達したとき、または、前記第１の基準値に対応する距離まで前記車両が移動したときにおける、前記車両の移動速度と、前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体と前記車両との間の相対距離と、の対応関係を示すデータに基づいて、前記物体位置判定部によって前記車両の移動方向の位置に存在すると判定された前記物体に対して前記車両が衝突するか否かを判定するステップとを備えたこと
を特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項８】
前記第１の衝突判定部が、前記車両の周辺に前記物体以外に存在する物体と前記車両との間の相対速度と前記ドップラー速度成分との間に差が生じた場合、前記車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する前記物体に対して前記車両が衝突するか否かを判定すること
を特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理方法。
【請求項９】
第２の衝突判定部が、前記車両の移動速度が低く、かつ、前記車両と前記物体との間の相対速度と前記ドップラー速度成分との差が閾値よりも小さい場合において、時間経過を伴った前記車両と前記物体との間の相対距離の変化量が単調減少であり、かつ相対距離の減少量が第２の基準値以上であれば、前記物体に対して前記車両が衝突すると判定し、相対距離の変化量が単調減少ではない、または、相対距離の減少量が第２の基準値未満であると、前記物体に対して前記車両が衝突しないと判定すること
を特徴とする請求項８記載のレーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダ信号処理装置、これを用いたレーダ装置およびレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載用レーダは、高さ方向の測角精度が低いため、車高よりも十分に高い位置（４．５ｍ以上）にある上方構造物（例えば、標識、高架橋、街路樹など）を、車道上の物体と誤検出することがあった。これに対して、例えば、特許文献１に記載されるレーダ装置では、アンテナの指向性パターンの第１ヌル点を基準として上方構造物を判定している。第１ヌル点とは、アンテナのメインローブと第１サイドローブとの間でアンテナの受信感度が０になる仰角である。特許文献１に記載されるレーダ装置は、車両からアンテナの指向性パターンに第１ヌル点が生じるまでの距離が、検出対象の物体の高さに比例する関係にあることを利用して、検出対象の物体の高さを推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８０５８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に記載されたレーダ装置では、アンテナの指向性パターンに第１ヌル点が生じるまで検出対象の物体に近づく必要があるので、検出対象の物体が上方構造物であるか否かが判定されるまでに時間がかかるという課題があった。
例えば、検出対象の物体の高さが低い場合、レーダ装置が物体に十分に接近しないと、アンテナの指向性パターンに第１ヌル点が生じない。このため、特許文献１に記載されたレーダ装置は、アンテナの指向性パターンに第１ヌル点が生じるまで、物体の高さを推定することができない。【０００５】
また、特許文献１に記載されたレーダ装置は、検出対象の物体が１点であると仮定したシミュレーションによって第１ヌル点を決定している。
しかしながら、実環境下では、複数の物体から反射された信号波の波形に重ね合わせが生じるため、第１ヌル点を正確に求めることが困難になることがある。
この場合、特許文献１に記載されたレーダ装置における上方構造物の高さの推定精度が劣化することになる。【０００６】
この発明は上記課題を解決するものであり、車両と上方に存在する物体との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができるレーダ信号処理装置、レーダ装置およびレーダ信号処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、フーリエ変換部、ピーク検出部、方位検出部、物体位置判定部および第１の衝突判定部を備える。フーリエ変換部は、車両の周辺に送信されて物体から反射されてきた電波の受信信号をフーリエ変換することで、車両と物体との間の相対距離および相対速度に受信信号の信号強度レベルが対応付けられたＦＲマップを生成する。ピーク検出部は、フーリエ変換部によって生成されたＦＲマップに基づいて信号強度レベルのピークを検出する。方位検出部は、ピーク検出部によって検出された信号レベルのピークの検出情報に基づいて、物体の方位を検出する。物体位置判定部は、方位検出部によって検出された方位の検出情報に基づいて、物体が車両の移動方向の位置に存在するか否かを判定する。第１の衝突判定部は、車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する物体に対する車両のドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達したとき、または、第１の基準値に対応する距離まで車両が移動したときにおける、車両の移動速度と、車両の移動方向に垂直な方向に離れた位置に存在する物体と車両との間の相対距離と、の対応関係を示すデータに基づいて、物体位置判定部によって車両の移動方向の位置に存在すると判定された物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、レーダ信号処理装置が、車両と物体との間のドップラー速度成分が第１の基準値まで変化したときまたは第１の基準値に対応する距離まで車両が移動したときに、物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。これにより、レーダ信号処理装置では、車両と上方に存在する物体との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ｂは、実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両と物体との位置関係を示す図である。
【図５】図５Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両と、上記車両の進行方向上方に存在する物体との位置関係を示す図である。図５Ｂは、実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両と、上記車両の進行方向側方に存在する物体との位置関係を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両の車速度と、上記車両と物体との間の相対距離と、の対応関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両の位置と、上記車両が通行可能な水平面からの下限距離にある、上記車両の進行方向上方の位置との関係を示す図である。
【図８】実施の形態１における衝突判定処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両と、上記車両が通行可能な水平面からの下限距離にある位置よりも高い、上記車両の進行方向上方の位置に存在する物体との位置関係を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両の物体に対するドップラー速度成分の変化量の基準値が異なる値であるときの、上記車両の車速度と、上記車両と物体との間の相対距離と、の対応関係を示すグラフである。
【図１１】実施の形態１に係るレーダ装置を搭載した車両の車速度と、上記車両と物体との間の相対距離との対応関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態２に係るレーダ装置を搭載した車両と、上記車両の進行方向上方に存在する物体と、上記車両の先行車両との位置関係を示す図である。
【図１４】実施の形態２における衝突判定処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態２に係るレーダ装置を搭載した車両の車速度、物体に対するドップラー速度、および上記車両と先行車両との間の相対速度との対応関係を示すグラフである。
【図１６】この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態３に係るレーダ装置を搭載した車両と、上記車両の進行方向上方に存在する物体と、上記車両の先行車両との位置関係を示す図である。
【図１８】実施の形態３に係るレーダ装置を搭載した車両の車速度、上記車両の進行方向上方に存在する物体に対する上記車両のドップラー速度成分および上記車両と先行車両との間の相対速度との対応関係を示す図である。
【図１９】実施の形態３における衝突判定処理を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態３に係るレーダ装置を搭載した車両の車速度が一定であると仮定した場合における、上記車両と上記車両の進行方向上方に存在する物体との間の相対距離と、上記車両と先行車両との間の相対距離と、時間との対応関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１は、車載用レーダであり、車両の周辺に存在する物体と車両との位置関係を検出する。レーダ装置１は、図１に示すように、入力部２、ＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバータ）部３、レーダ信号処理装置４および出力部５を備える。
【００１１】
入力部２は、車両の周辺に送信されて物体から反射されてきた電波を受信する。例えば、入力部２は、送信アンテナから車両の周辺に送信され、物体で反射されてレーダ装置１に到来した電波を受信する受信アンテナによって実現することができる。
ＡＤＣ部３は、入力部２によって受信された電波のアナログ信号を、事前に設定されたサンプリング周波数でサンプリングすることにより、デジタル信号に変換する。
【００１２】
レーダ信号処理装置４は、ＡＤＣ部３から入力したデジタル信号を信号処理した結果に基づいて、車両周辺の物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。その構成要素として、信号処理部４０および記憶部４１を備える。信号処理部４０は、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４を備えて構成される。
【００１３】
出力部５は、レーダ信号処理装置４による物体に対して車両が衝突するか否かの判定結果を出力する。例えば、物体に車両が衝突する可能性があるという判定結果は、車両の走行速度を制御する車速度制御装置に出力される。車速度制御装置は、出力部５から入力した上記判定結果に基づいて、物体に車両が衝突しないように車速度を制御する。
【００１４】
レーダ信号処理装置４における信号処理部４０は、ＡＤＣ部３から入力したデジタル信号を信号処理した結果に基づいて、車両周辺の物体に対して車両が衝突するか否かを判定する構成要素である。記憶部４１は、ＡＤＣ部３によってデジタル信号に変換された受信信号を記憶する記憶部である。また、記憶部４１には、車両と当該車両の進行方向に垂直な方向に離れた位置に存在する物体との間の相対距離（以下、レンジと記載する）と、車両の車速度との対応関係を示すテーブルデータが記憶されている。
【００１５】
フーリエ変換部４００は、ＡＤＣ部３から入力した受信信号をレンジ方向とドップラー速度方向とにフーリエ変換することにより、周波数−レンジマップ（以下、ＦＲマップと記載する）を生成する。また、ＦＲマップは、車両と物体との間の相対距離および相対速度に受信信号の信号強度レベル（以下、信号レベルと記載する）が対応付けられた２次元マップである。
【００１６】
ピーク検出部４０１は、フーリエ変換部４００によって生成されたＦＲマップに基づいて、信号レベルのピークを検出する。例えば、ピーク検出部４０１は、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ）を使用し、ＦＲマップにおいて閾値を超える信号レベルを検出する。閾値を超える信号レベルのピークは、車両周辺に物体が存在することを示している。
ピーク検出部４０１によって検出された信号レベルのピークの検出情報は、方位検出部４０２に出力される。
【００１７】
方位検出部４０２は、ピーク検出部４０１によって検出された信号レベルのピークの検出情報に基づいて、物体の方位を検出する。
例えば、方位検出部４０２は、信号レベルのピークの検出情報に基づいて、受信信号の相関行列と固有ベクトルとを用いた到来方向推定処理を行って、相関行列の固有値を算出する。方位検出部４０２は、熱雑音の電力よりも大きい固有値の数に基づいて到来波数を推定し、推定した到来波数に基づいて物体の方位を検出する。物体の方位の推定には、ＭＵＳＩＣ法またはＥＳＰＲＩＴ法を使用してもよい。
方位検出部４０２によって検出された物体の方位に関する情報は、物体位置判定部４０３に出力され、さらに記憶部４１に記憶される。
【００１８】
物体位置判定部４０３は、方位検出部４０２によって検出された物体の方位の検出情報に基づいて、物体が車両の移動方向の位置に存在するか否かを判定する。
例えば、物体位置判定部４０３は、車両周辺に存在する物体のうち、車両の進行方向との間の距離が一定値以内の位置に存在する物体を、車両と衝突する可能性がある位置に存在する物体であると判定する。
【００１９】
衝突判定部４０４は、物体位置判定部４０３によって車両の移動方向の位置に存在すると判定された物体に対して、車両が衝突するか否かを判定する第１の衝突判定部である。例えば、衝突判定部４０４は、車両の進行方向に垂直な方向に離れた位置に存在する物体に対する車両のドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達したとき、または第１の基準値に対応する距離まで車両が移動したときにおける、車両の車速度と、物体と車両との間のレンジと、の対応関係を示すデータに基づいて、物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。第１の基準値は、上記物体に対する車両のドップラー速度成分の変化量の基準値である。ドップラー速度成分がこの第１の基準値だけ変化すると、そのときの車両の車速度に応じたレンジを決定することができる。
【００２０】
図２Ａは、レーダ信号処理装置４の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。また、図２Ｂは、レーダ信号処理装置４の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示した記憶部４１は、図２Ａおよび図２Ｂに示す記憶装置１０１によって実現される。
【００２１】
レーダ信号処理装置４における、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４のそれぞれの機能は、処理回路によって実現される。すなわち、レーダ信号処理装置４は、後述する図３に示したフローチャートにおける複数の処理のそれぞれを実行するための処理回路を備える。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００２２】
処理回路が図２Ａに示す専用のハードウェアである場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【００２３】
処理回路が図２Ｂに示すプロセッサ１０２であると、レーダ信号処理装置４における、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４のそれぞれの機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０３に記憶される。
【００２４】
プロセッサ１０２は、メモリ１０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、レーダ信号処理装置４における、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４のそれぞれの機能を実現する。すなわち、レーダ信号処理装置４は、プロセッサ１０２によって実行されたときに、図３に示す一連の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０３を備える。これらのプログラムは、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
メモリ１０３には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
【００２６】
フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４のそれぞれの機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１および方位検出部４０２については、専用のハードウェアとしての処理回路１００でその機能を実現する。物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４については、プロセッサ１０２が、メモリ１０３に記憶されたプログラムを実行することによってその機能を実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、これらの組み合わせによって上記機能のそれぞれを実現することができる。
【００２７】
次に動作について説明する。
図３は、実施の形態１に係るレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。
フーリエ変換部４００は、ＡＤＣ部３によってデジタル信号に変換された受信信号をフーリエ変換することで、ＦＲマップを生成する（ステップＳＴ１）。続いて、ピーク検出部４０１は、フーリエ変換部４００から入力したＦＲマップに基づいて、信号レベルのピークを検出する（ステップＳＴ２）。方位検出部４０２は、ピーク検出部４０１によって検出された信号レベルのピークの検出情報に基づいて、物体の方位を検出する（ステップＳＴ３）。
【００２８】
物体位置判定部４０３は、方位検出部４０２により検出された物体の方位の検出情報に基づいて、物体が車両の進行方向の位置に存在するか否かを判定する（ステップＳＴ４）。図４は、レーダ装置１を搭載した車両１０００と物体１００１との位置関係を示す図である。図４において、車両１０００の進行方向がＹ軸方向であり、車両１０００の進行方向に直交する方向がＸ軸方向である。
【００２９】
車両１０００の進行方向と、車両１０００から物体１００１に向かった方向と、がなす角が方位角θである。また、レンジＲは、走行している車両１０００と物体１００１との間の相対距離である。物体位置判定部４０３は、車両１０００の周辺に存在する物体のうち、Ｘ座標ｈ＝Ｒｓｉｎθが一定値以内の位置に存在する物体１００１を、車両１０００と衝突する可能性がある位置に存在する物体と判定する。
なお、位置判定において、物体１００１のＸ座標ｈ＝Ｒｓｉｎθを基準としたが、例えば、車幅または車道幅員を基準としてもよい。
【００３０】
衝突判定部４０４は、車両１０００の進行方向に垂直な方向に離れた位置に存在する物体１００１に対する、車両１０００のドップラー速度成分の変化に基づいて、物体１００１に車両１０００が衝突するか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
図５Ａは、レーダ装置１を搭載した車両１０００と車両１０００の進行方向上方に存在する物体１００１との位置関係を示す図である。また、図５Ｂは、レーダ装置１を搭載した車両１０００と車両１０００の進行方向側方に存在する物体１００１との位置関係を示す図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、車両１０００は車速度Ｖで走行しており、物体１００１は静止しているものとする。
【００３１】
図５Ａおよび図５Ｂに示す物体１００１は、両方とも車両１０００の進行方向に対して垂直な方向に離れた距離ｈが同じであるので、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθが等しい関係にある。図５Ｂに示す物体１００１は、Ｘ座標ｈ＝Ｒｓｉｎθが一定値を超えており、車両１０００の進行方向から外れているので、物体位置判定部４０３によって車両１０００に衝突する可能性がない位置にあると判定される。一方、図５Ａに示す物体１００１は、Ｘ座標ｈ＝Ｒｓｉｎθが一定値以内であることから、物体位置判定部４０３によって車両１０００に衝突する可能性があると判定される。このため、衝突判定部４０４は、車両１０００が走行することで、図５Ａに示す物体１００１に対して車両１０００が衝突するか否かを判定する。
【００３２】
図６は、車両１０００の車速度Ｖと、車両１０００と物体１００１との間のレンジＲとの対応関係を示すグラフである。図６に示す曲線データａは、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達したときの、車両１０００の車速度Ｖと、車両１０００と物体１００１との間のレンジＲとの対応関係を示すデータである。曲線データａから、上記ドップラー速度成分が第１の基準値分変化したときの、車両１０００の車速度Ｖに応じたレンジＲを求めることができる。
【００３３】
例えば、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度の分解能を第１の基準値として設定した場合、車両１０００の車速度ＶがレンジＲに応じて増加する関係を示す曲線データａが得られる。第１の基準値分だけドップラー速度成分が変化した場合、物体１００１は、車両１０００の進行方向に垂直な方向に離れた位置に存在する。曲線データａが示すレンジＲと車速度Ｖとの対応関係は、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度の分解能と物体１００１の垂直方向の距離ｈ（高さ）に応じて変化する。
【００３４】
車両１０００の車速度ＶとレンジＲの値が、図６に示す曲線データａを境としたＡ領域の値であると、大きなレンジＲで、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値（分解能値）に達することになる。Ａ領域における車両１０００の車速度ＶとレンジＲの値は、ドップラー速度の分解能が小さい、すなわち高分解能であり、かつ物体１００１の垂直方向の距離ｈが大きいときの値である。
【００３５】
このように、第１の基準値が、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度の分解能値である場合、ドップラー速度の分解能が高分解能であるほど、または、物体１００１の垂直方向の距離ｈが大きいほど（水平面から高いほど）、大きなレンジＲで、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達することになる。
なお、大きなレンジＲであるほど、物体１００１は、車両１０００に対してより後方の位置に存在することになる。
【００３６】
一方、車両１０００の車速度ＶとレンジＲの値が、図６に示す曲線データａを境としたＢ領域の値であると、小さなレンジＲで、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達することになる。Ｂ領域における車両１０００の車速度ＶとレンジＲの値は、ドップラー速度の分解能が大きい、すなわち低分解能であり、かつ物体１００１の垂直方向の距離ｈが小さいときの値である。
【００３７】
第１の基準値が、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度の分解能値である場合、ドップラー速度の分解能が低分解能であるほど、または、物体１００１の垂直方向の距離ｈが小さいほど（水平面から低いほど）、小さなレンジＲで、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達することになる。
なお、小さなレンジＲであるほど、車両１０００は、物体１００１により近づかないと、ドップラー速度成分が第１の基準値分だけ変化しないことになる。
【００３８】
図７は、レーダ装置１を搭載した車両１０００の位置と、車両１０００が通行可能な水平面からの下限距離ｈにある、車両１０００の進行方向上方の位置との関係を示す図である。図７に示す車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθに一定値（第１の基準値）の変化が生じたときの車両１０００の車速度ＶとレンジＲは、図６に示した曲線データａとして得られる。衝突判定部４０４は、図６に示した曲線データａに基づいて、走行している車両１０００の進行方向上方にある物体が、車両１０００が通過可能な水平面からの距離ｈに位置しているか否かを判定することができる。
なお、車速度ＶとレンジＲの対応関係を示す曲線データａは、実験などによって事前に算出したものを記憶部４１に記憶してもよい。
【００３９】
次に、衝突判定処理の詳細について説明する。
図８は、実施の形態１における衝突判定処理を示すフローチャートであり、図３のステップＳＴ５の処理の詳細を示している。また、図９は、車両１０００と、車両１０００が通行可能な水平面からの下限距離ｈにある位置よりも高い、車両１０００の進行方向上方の位置に存在する物体１００１との位置関係を示す図である。
【００４０】
衝突判定部４０４は、計測時刻における、図９に示す物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθを測定する（ステップＳＴ１ａ）。
衝突判定部４０４は、ステップＳＴ１ａで測定したドップラー速度成分Ｖｃｏｓθが、第１の基準値以上変化したか否かを判定する（ステップＳＴ２ａ）。
第１の基準値は、例えば、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度分解能の整数倍（１以上の整数）であってもよい。
【００４１】
ここで、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が第１の基準値以上であると判定した場合（ステップＳＴ２ａ；ＹＥＳ）、衝突判定部４０４は、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が第１の基準値に達したときの、車両１０００の車速度ＶおよびレンジＲを取得する（ステップＳＴ３ａ）。例えば、衝突判定部４０４は、車両１０００に搭載された不図示の車両制御部から車速度Ｖを取得し、物体位置判定部４０３からレンジＲを取得する。車速度Ｖが時間変化しても、衝突判定部４０４は、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が第１の基準値に達した時刻の車速度Ｖを取得する。
【００４２】
次に、衝突判定部４０４は、ステップＳＴ３ａで取得した車速度ＶおよびレンジＲが、図６に示した曲線データａを境としたＡ領域の値であるか否かを確認する（ステップＳＴ４ａ）。なお、ドップラー速度成分の変化量について、異なる複数の第１の基準値を設定することで、衝突判定の基準となる複数の曲線データが得られる。
【００４３】
図１０は、車両１０００の物体１００１に対するドップラー速度成分の変化量についての第１の基準値が異なる値であるときの、車両１０００の車速度ＶとレンジＲとの対応関係を示すグラフである。図１０において、曲線データａ１および曲線データａ２のそれぞれは、第１の基準値として異なるドップラー速度分解能値を設定したときの車速度ＶとレンジＲとの対応関係を示している。記憶部４１には、計測時刻における第１の基準値に対応した曲線データａが記憶されている。
【００４４】
ステップＳＴ４ａでは、衝突判定部４０４が、計測時刻における第１の基準値に対応した曲線データａを記憶部４１から読み出し、ステップＳＴ３ａで取得した車速度ＶおよびレンジＲが、読み出した曲線データａを境としたＡ領域の値であるか否かを確認する。ここで、車速度ＶおよびレンジＲが曲線データａを境としたＡ領域の値である場合（ステップＳＴ４ａ；ＹＥＳ）、衝突判定部４０４は、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する（ステップＳＴ５ａ）。
【００４５】
図１１は、車両１０００の車速度ＶとレンジＲとの対応関係を示すグラフに、Ａ領域に属する車速度ＶおよびレンジＲをプロットした場合を示している。図１１に示すように、車速度ＶおよびレンジＲのプロットｄが曲線データａを境としたＡ領域の値である場合、物体１００１が存在する位置の垂直方向の距離ｈは、車速度ＶおよびレンジＲが第１の基準値に達したときの距離ｈよりも大きい（高い）。これにより、衝突判定部４０４は、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定することができる。従って、車両１０００は、物体１００１の真下を通行可能である。
【００４６】
一方、車速度ＶおよびレンジＲが曲線データａを境としたＢ領域の値である場合（ステップＳＴ４ａ；ＮＯ）、衝突判定部４０４は、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する（ステップＳＴ６ａ）。車速度ＶおよびレンジＲが曲線データａを境としたＢ領域の値である場合、物体１００１が存在する位置の垂直方向の距離ｈは、車速度ＶおよびレンジＲが基準値に達したときの距離ｈよりも小さい（低い）。これにより、衝突判定部４０４は、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定することができる。従って、車両１０００は、物体１００１の真下を通行不可能である。
【００４７】
ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が基準値未満であると判定した場合（ステップＳＴ２ａ；ＮＯ）、衝突判定部４０４は、現在の車両１０００の車速度Ｖで曲線データａ上のレンジＲに達したか否かを確認する（ステップＳＴ７ａ）。
図１０に示した直線ｂは、車速度Ｖの時間変化を示している。直線ｂと曲線データａ１との交点ｃ１は、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が曲線データａ１に対応する基準値に達した時刻における、車速度ＶおよびレンジＲの値である。同様に、直線ｂと曲線データａ２との交点ｃ２は、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化量が曲線データａ２に対応する基準値に達した時刻における、車速度ＶおよびレンジＲの値である。
【００４８】
ステップＳＴ７ａが実施されたときの車両１０００の車速度Ｖで曲線データａ上のレンジＲに達した、すなわち、直線ｂと曲線データａが交わった場合（ステップＳＴ７ａ；ＹＥＳ）、ステップＳＴ１ａが実施された計測時刻から、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化がほとんど生じていないと考えられる。この場合、衝突判定部４０４は、物体１００１が存在する位置の垂直方向の距離ｈが、車速度ＶおよびレンジＲが基準値に達したときの距離ｈよりも小さい（低い）と判断し、物体１００１に車両１０００が衝突すると判定する（ステップＳＴ６ａ）。
【００４９】
ステップＳＴ７ａが実施されたときの車両１０００の車速度Ｖで曲線データａ上のレンジＲに達していない、すなわち、直線ｂと曲線データａが交わらない場合（ステップＳＴ７ａ；ＮＯ）、衝突判定部４０４は、次の計測時刻で、ステップＳＴ１ａの処理に戻る。
曲線データａ上のレンジＲは、第１の基準値に対応する距離に相当する。車両１０００の車速度Ｖで曲線データａ上のレンジＲに達したということは、車速度Ｖで走行する車両１０００が第１の基準値に対応する距離に達したことを意味する。
【００５０】
このように、衝突判定部４０４は、ステップＳＴ２ａでドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの変化が第１の基準値未満であると、車両１０００が曲線データａ上のレンジＲに達したときに、物体１００１に車両１０００が衝突すると判定する。一方、ステップＳＴ２ａの判定を実施した後に車速度Ｖが変化してレンジＲが大きくなった場合、衝突判定部４０４は、ステップＳＴ１ａに戻って、その車速度Ｖでの衝突判定を実施する。
【００５１】
以上のように、実施の形態１に係るレーダ信号処理装置４において、衝突判定部４０４が、車両１０００と物体１００１との間のドップラー速度成分が第１の基準値まで変化したとき、または第１の基準値に対応するレンジＲまで車両１０００が移動したときに、物体１００１に対して車両１０００が衝突するか否かを判定する。例えば、第１の基準値は、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度の分解能値である。第１の基準値に対応するレンジＲは、ドップラー速度分解能が高いほど、または、車両１０００の進行方向上方に存在する物体１００１の位置が高くなるほど、長くなる。
また、衝突判定部４０４は、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達し、かつ第１の基準値に対応するレンジＲまで車両１０００が移動していない場合に、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する。一方、衝突判定部４０４は、ドップラー速度成分の変化量が第１の基準値に達しておらず、かつ第１の基準値に対応するレンジＲまで車両１０００が移動した場合に、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する。これにより、レーダ信号処理装置４では、車両１０００と上方に存在する物体１００１との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができる。
【００５２】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１Ａの構成を示すブロック図である。図１２において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
レーダ装置１Ａは、車載用レーダであり、車両の周辺に存在する物体と車両との位置関係を検出する。レーダ装置１Ａは、図１２に示すように、入力部２、ＡＤＣ部３、レーダ信号処理装置４Ａおよび出力部５を備える。
【００５３】
レーダ信号処理装置４Ａは、ＡＤＣ部３から入力したデジタル信号を信号処理した結果に基づいて、車両周辺の物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。その構成要素として、信号処理部４０Ａ、記憶部４１および物体情報管理部４２を備える。信号処理部４０Ａは、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３および衝突判定部４０４Ａを備えて構成される。衝突判定部４０４Ａは、第１の衝突判定部である。
【００５４】
物体情報管理部４２は、受信信号の信号レベルのピーク検出情報ごとに管理番号を割り当てて、管理番号ごとに、車両の状態および車両周辺に存在する物体との関係に関連するパラメータ、および、車両が存在する場所の属性データを管理する。ピーク検出情報は、受信信号の信号レベルのピーク位置を特定するためのデータを含む情報であり、例えば、信号レベルのピークが発生したときの、車両と物体との間のレンジおよびドップラー速度が含まれる。また、管理番号ごとに管理される上記パラメータには、車両と物体との間のレンジ、相対速度、物体が存在する方位などが含まれる。属性データは、例えば、車両が道路上に存在していることを示すデータである。
【００５５】
車両周辺に送信された電波が複数の物体で反射して入力部２に受信されたことにより、ピーク検出部４０１が受信信号の信号レベルの複数のピークを検出しても、物体情報管理部４２は、ピーク点ごとに物体が存在するものとして、前述した各種情報を管理する。
各種情報（パラメータおよび属性データ）は、記憶部４１に記憶される。
【００５６】
図１３は、レーダ装置１Ａを搭載した車両１０００と、車両１０００の進行方向上方に存在する物体１００１と、車両１０００の先行車両１００２との位置関係を示す図である。車両１０００は、車速度Ｖで走行しており、先行車両１００２は、車速度Ｖ２で走行している。衝突判定部４０４Ａは、車両１０００の周辺に物体１００１以外に存在する物体（先行車両１００２）と車両１０００との間の相対速度Ｖ−Ｖ２と、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθとの間に差が生じた場合、物体１００１に対して車両１０００が衝突するか否かを判定する。
【００５７】
レーダ信号処理装置４Ａにおける、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３、および衝突判定部４０４Ａのそれぞれの機能は、処理回路により実現される。すなわち、レーダ信号処理装置４Ａは、図１４を用いて後述するステップＳＴ１ｂからステップＳＴ８ｂまでの処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
【００５８】
次に動作について説明する。
図１４は、実施の形態２における衝突判定処理を示すフローチャートであって、図３のステップＳＴ５の処理の詳細を示している。図１４のステップＳＴ３ｂからステップＳＴ８ｂまでは、図８のステップＳＴ２ａからステップＳＴ７ａまでの処理と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
ステップＳＴ１ｂにおいて、衝突判定部４０４Ａは、計測時刻における、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθ、および車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ−Ｖ２を測定する。これらの測定情報は、物体情報管理部４２によって管理される。
【００６０】
衝突判定部４０４は、物体情報管理部４２が管理している上記情報に基づいて、ステップＳＴ１ｂの計測時刻で検出された複数のピーク点のそれぞれに関係する複数の物体のうち、ドップラー速度成分と相対速度とが一致するものがあるか否かを判定する（ステップＳＴ２ｂ）。ドップラー速度成分と相対速度とが一致すると判定した場合（ステップＳＴ２ｂ；ＹＥＳ）、衝突判定部４０４Ａは、次の計測時刻で、ステップＳＴ１ｂに戻る。
一方、ドップラー速度成分と相対速度が一致しない、すなわち、両者に差があると判定した場合（ステップＳＴ２ｂ；ＮＯ）、衝突判定部４０４Ａは、ステップＳＴ３ｂの処理に進み、図８のステップＳＴ２ａからステップＳＴ７ａまでの処理を実行する。
【００６１】
図１５は、車両１０００の車速度Ｖ、物体１００１に対するドップラー速度、および、車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ−Ｖ２との対応関係を示すグラフである。図１５において、データｂ１は、車両１０００の車速度Ｖの時間変化を示しており、車両１０００が徐々に減速しているときの速度変化である。また、データｅは、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの時間変化を示すデータである。データｆは、車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ２−Ｖ１の時間変化を示すデータである。
【００６２】
データｅとデータｆとの交点ｇでは、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθと、車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ−Ｖ２とが一致している。このとき、ドップラー速度ビンに物体１００１と先行車両１００２が存在するため、衝突判定部４０４Ａは両者を分離することができない。
すなわち、レンジＸが、物体１００１との間のレンジであるか、先行車両１００２との間のレンジであるかを区別できない。このため、衝突判定部４０４Ａは、ドップラー速度成分と相対速度とが一致すると、衝突判定を実施しない。
【００６３】
なお、実際の環境下では、ドップラー速度成分と相対速度とが一時的に一致することがあり得るが、車両１０００の車速度Ｖが一定値以上である場合、時間経過によって両者が一致する関係が崩れる可能性が高い。この場合、図１４に示したように、次回の計測時刻で衝突判定を行えばよい。
【００６４】
以上のように、実施の形態２に係るレーダ信号処理装置４Ａにおいて、衝突判定部４０４Ａが、車両１０００の周辺に物体１００１以外に存在する物体（先行車両１００２）と車両１０００との間の相対速度Ｖ−Ｖ２と、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθとの間に差が生じた場合、物体１００１に対して車両１０００が衝突するか否かを判定する。
これにより、レーダ信号処理装置４Ａでは、物体１００１以外に先行車両１００２などの物体が車両１０００の周辺に存在しても、車両１０００と物体１００１との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができる。
【００６５】
実施の形態３．
図１６は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置１Ｂの構成を示すブロック図である。図１６において、図１および図１２と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。レーダ装置１Ｂは、車載用レーダであり、車両の周辺に存在する物体と車両との位置関係を検出する。レーダ装置１Ｂは、図１６に示すように、入力部２、ＡＤＣ部３、レーダ信号処理装置４Ｂおよび出力部５を備える。
【００６６】
レーダ信号処理装置４Ｂは、ＡＤＣ部３から入力したデジタル信号を信号処理した結果に基づいて、車両周辺の物体に対して車両が衝突するか否かを判定する。その構成要素として、信号処理部４０Ｂ、記憶部４１および物体情報管理部４２を備える。信号処理部４０Ｂは、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３、衝突判定部４０４Ｂ−１および衝突判定部４０４Ｂ−２を備える。衝突判定部４０４Ｂ−１は第１の衝突判定部であり、衝突判定部４０４Ｂ−２は第２の衝突判定部である。
【００６７】
図１７は、レーダ装置１Ｂを搭載した車両１０００と、車両１０００の進行方向上方に存在する物体１００１と、車両１０００の先行車両１００２との位置関係を示す図である。衝突判定部４０４Ｂ−１は、実施の形態２と同様に、車両１０００の周辺に物体１００１以外に存在する物体（先行車両１００２）と車両１０００との間の相対速度Ｖ−Ｖ２と、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθとの間に差が生じた場合、物体１００１に対して車両１０００が衝突するか否かを判定する。
【００６８】
図１８は、レーダ装置１Ｂを搭載した車両１０００の車速度Ｖ、車両１０００の進行方向上方に存在する物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分および車両１０００と先行車両１００２の間の相対速度Ｖ−Ｖ２との対応関係を示す図である。図１８において、データｂ２は車両１０００の車速度Ｖの時間変化を示すデータであり、データｅ１は、物体１００１に対する車両１０００のドップラー速度成分Ｖｃｏｓθの時間変化を示すデータである。データｆ１は、車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ２−Ｖ１の時間変化を示すデータである。
【００６９】
図１８では、データｂ２から明らかなように、車両１０００が、直ちに停止できる程度に低い車速度（以下、低速と記載する）で走行している。車両１０００が低速であると、データｅ１およびデータｆ１から明らかなように、ドップラー速度成分Ｖｃｏｓθと相対速度Ｖ−Ｖ２との差がほとんど生じない状況になる。この場合、実施の形態１および実施の形態２で示したようなドップラー速度成分の変化に基づく衝突判定を行うことができない。
【００７０】
衝突判定部４０４Ｂ−２は、車両１０００周辺で検出された物体との間のレンジの変化から、衝突判定の可否を判断する。
具体的には、衝突判定部４０４Ｂ−２は、時間経過を伴った車両１０００と先行車両１００２との間のレンジＲの変化量が単調減少であり、かつレンジＲの減少量が第２の基準値以上であれば、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する。
また、衝突判定部４０４Ｂ−２は、レンジＲの変化量が単調減少ではない、または、レンジＲの減少量が第２の基準値未満である場合、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する。
【００７１】
レーダ信号処理装置４Ｂにおける、フーリエ変換部４００、ピーク検出部４０１、方位検出部４０２、物体位置判定部４０３、衝突判定部４０４Ｂ−１および衝突判定部４０４Ｂ−２のそれぞれの機能は、処理回路により実現される。
すなわち、レーダ信号処理装置４Ｂは、図１９を用いて後述するステップＳＴ１ｃからステップＳＴ５ｃまでの処理を実行するための処理回路を備える。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
【００７２】
次に動作について説明する。
図１９は、実施の形態３における衝突判定処理を示すフローチャートであって、図３のステップＳＴ５の処理の詳細を示している。図１９に示す衝突判定処理は、衝突判定部４０４Ｂ−１による衝突判定で、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定された場合に実施される。
【００７３】
衝突判定部４０４Ｂ−２は、車両１０００の周辺で検出された物体と車両１０００との間のレンジを数周期分測定する（ステップＳＴ１ｃ）。例えば、車両１０００周辺に送信されて、車両１０００周辺に存在する物体で反射された電波が受信されるまでの時間間隔を１周期とする。衝突判定部４０４Ｂ−２は、車両１０００周辺で検出された複数の物体のそれぞれについて複数の周期分のレンジを測定する。
【００７４】
図２０は、レーダ装置１Ｂを搭載した車両１０００の車速度Ｖが一定であると仮定した場合における、車両１０００と物体１００１との間のレンジと、車両１０００と先行車両１００２との間のレンジと、時間との対応関係を示すグラフである。図２０において、データｈは、車両１０００と物体１００１との間のレンジの時間変化を示すデータであり、データｉは、車両１０００と先行車両１００２との間のレンジの時間変化を示すデータである。
【００７５】
車両１０００が一定の低速で走行している場合、データｈから明らかなように、車両１０００と物体１００１との間のレンジは、時間経過とともに単調に減少する。
一方、データｉから明らかなように、車両１０００と先行車両１００２との間のレンジは、不規則に増減を繰り返す。
衝突判定部４０４Ｂ−２は、このようなレンジの時間変化の特性を利用して、レンジの変化量から物体１００１と先行車両１００２を区別する。
【００７６】
衝突判定部４０４Ｂ−２は、ステップＳＴ１ｃで測定したレンジの時間変化が単調減少であるか否かを確認する（ステップＳＴ２ｃ）。レンジの時間変化が単調減少である場合（ステップＳＴ２ｃ；ＹＥＳ）、このレンジが物体１００１との間のレンジであると判断できる。この場合、衝突判定部４０４Ｂ−２は、単調減少量が第２の基準値以上であるか否かを確認する（ステップＳＴ３ｃ）。
【００７７】
第２の基準値は、実施の形態１および実施の形態２で示したドップラー速度成分の変化量を用いて決定してもよい。例えば、物体１００１の水平面からの高さ（距離ｈ）を、図７に示した車両１０００が通行可能な下限距離とすると、図２０に示したデータｈが得られる。すなわち、データｈは、レンジの変化量が第２の基準値であるときのレンジの時間変化を示している。そこで、実験などによって、データｈが示すレンジと時間との対応関係を事前に求めて記憶部４１に記憶しておく。
【００７８】
単調減少量が第２の基準値以上である場合（ステップＳＴ３ｃ；ＹＥＳ）、衝突判定部４０４Ｂ−２は、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する（ステップＳＴ４ｃ）。単調減少量が第２の基準値以上であると、図２０の計測終了時間で実測されたレンジが、データｈを境とした下側の領域の値であることを意味する。この場合、物体１００１は、車両１０００が通行可能な下限距離よりも小さい（低い）位置に存在する。このため、衝突判定部４０４Ｂ−２は、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する。
【００７９】
レンジの時間変化が単調減少ではない場合（ステップＳＴ２ｃ；ＮＯ）、このレンジが先行車両１００２との間のレンジであると判断できる。この場合、衝突判定部４０４Ｂ−２は、衝突判定部４０４Ｂ−１の判定結果を採用して、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する（ステップＳＴ５ｃ）。
【００８０】
単調減少量が第２の基準値未満である場合（ステップＳＴ３ｃ；ＮＯ）、図２０の計測終了時間で実測されたレンジは、データｈを境とした上側の領域の値である。この場合、物体１００１は、車両１０００が通行可能な下限距離よりも大きい（高い）位置に存在する。このため、衝突判定部４０４Ｂ−２は、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する。
【００８１】
以上のように、実施の形態３に係るレーダ信号処理装置４Ｂは、衝突判定部４０４Ｂ−２を備える。実施の形態３では、車両１０００が低速かつ車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ−Ｖ２とドップラー速度成分との差が閾値よりも小さい場合が前提となる。この場合、衝突判定部４０４Ｂ−２は、時間経過を伴った車両１０００と先行車両１００２との間のレンジＲの変化量が単調減少であり、かつレンジＲの減少量が第２の基準値以上であれば、物体１００１に対して車両１０００が衝突すると判定する。また、衝突判定部４０４Ｂ−２は、レンジＲの変化量が単調減少ではない、または、レンジＲの減少量が第２の基準値未満であると、物体１００１に対して車両１０００が衝突しないと判定する。この構成を有することで、レーダ信号処理装置４Ｂは、車両１０００が低速かつ車両１０００と先行車両１００２との間の相対速度Ｖ−Ｖ２とドップラー速度成分との差が閾値よりも小さい場合においても、車両１０００と物体１００１との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができる。
【００８２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態のそれぞれの自由な組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、車両と上方に存在する物体との衝突判定を正確かつ迅速に行うことができるので、例えば、様々な種類の車両に搭載される車載用レーダに利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ａ，１Ｂ  レーダ装置、２  入力部、３  ＡＤＣ部、４，４Ａ，４Ｂ  レーダ信号処理装置、５  出力部、４０，４０Ａ，４０Ｂ  信号処理部、４１  記憶部、４２  物体情報管理部、１００  処理回路、１０１  記憶装置、１０２  プロセッサ、１０３  メモリ、４００  フーリエ変換部、４０１  ピーク検出部、４０２  方位検出部、４０３  物体位置判定部、４０４，４０４Ａ，４０４Ｂ−１，４０４Ｂ−２  衝突判定部、１０００  車両、１００１  物体、１００２  先行車両。
【図１】
2019116548.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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