(57)【要約】【課題】従来に比してゴーストの発生をより適切に推定でき、ゴーストをより適切に除去することができるゴースト除去方法及びレーダ装置を提供すること。【解決手段】電波を用いてターゲットである移動体の位置及び相対速度と周辺静止物の位置とを検出し（ステップＳ１−Ｓ３）、検出した移動体の位置及び相対速度と周辺静止物の位置とを用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定し（ステップＳ４）、電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外する（ステップＳ５）。【選択図】図９
2018200173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を用いて、ターゲットである移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、を検出するステップと、
検出した前記移動体の位置及び相対速度と、前記周辺静止物の位置と、を用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定するステップと、
電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外するステップと、
を含むゴースト除去方法。
【請求項２】
前記ゴーストの位置及び相対速度を推定するステップでは、
次式を用いてゴーストまでの距離を算出する、
【数１】
2018200173.tif 000016
ここで、Ｒｔは前記電波を出射するレーダ装置から移動体までの距離であり、Ｒｓは移動体からの反射波が再反射する周辺静止物上の所定の反射点までのレーダ装置からの距離であり、θｔ−θｓはレーダ装置から見た移動体と前記反射点との間の角度である、
請求項１に記載のゴースト除去方法。
【請求項３】
前記ゴーストの位置及び相対速度を推定するステップでは、
次式を用いてゴーストの相対速度を算出する、
【数２】
2018200173.tif 000017
ここで、ｖｅは前記電波を出射するレーダ装置の速度であり、φｅはレーダ装置の向きであり、ｖｔは移動体の速度であり、θｔは移動体の方位角であり、φｔは移動体の向きであり、Ｒｔはレーダ装置から移動体までの距離であり、θｓは移動体からの反射波が再反射する周辺静止物上の所定の反射点の方位角であり、Ｒｓは移動体からの反射波が再反射する周辺静止物上の所定の反射点までのレーダ装置からの距離である、
請求項１又は請求項２に記載のゴースト除去方法。
【請求項４】
前記ターゲットである移動体は前方車両であり、前記周辺静止物は壁又はガイドレールである、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のゴースト除去方法。
【請求項５】
電波を用いて、ターゲットである移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、を検出する検出部と、
検出した前記移動体の位置及び相対速度と、前記周辺静止物の位置と、を用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定するゴースト推定部と、
電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外するゴースト除去部と、
を具備するレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴースト除去方法及びレーダ装置に関し、例えば車載レーダ装置におけるゴースト除去技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、先行車両などのターゲットを検知するためのレーダ装置を備えた車間距離センサが自動走行制御システム（ＡＣＣ）などに利用されていた。この車間距離センサが備えるレーダ装置は、ミリ波の電波を車両の前方に向けて照射し、ターゲットからの反射電波を受信し、受信電波より生成した受信信号を送信信号と混合することにより、ターゲットとの相対距離、相対速度などを検出していた。しかしながら、レーダ装置は、電波の反射により発生するゴーストを実際のターゲットと誤認識してしまうと、ターゲットを正しく認識できない可能性があった。
【０００３】
このゴーストについて、図１を用いて説明する。ミリ波レーダによる車間距離センサにおいては、先行車１１で反射した電波１２が、トンネル壁、防音壁、ガードレールなどの壁１３などで反射すると、壁の中をゴースト１４が走行しているように誤認識することがある。この誤認識を防止するために、従来の車間距離センサにおいては、自車１５の前方を走行する車両だけを認識するようにすることで対応している。しかし、そのような対策をとった場合でも、カーブ路などでは、ゴーストを自車の前方を走行する車両として誤認識することがある。
【０００４】
ゴーストを実際のターゲットと誤認識することを防止するレーダ装置としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているものがあった。
【０００５】
特許文献１に開示されたレーダ装置は、連続して検出される静止物などから、壁１３に相当するラインを求め、このラインより外側にあるターゲットを全てゴーストと見なし消去する。特許文献２に開示されたレーダ装置は、仮想壁を設定し、仮想壁と対称な位置にある他のターゲットをゴーストと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１６８３９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３３７６１号公報
【特許文献３】特開２００８−８２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の方法を用いた場合には、壁に相当するラインより外側にあるターゲットを全てゴーストと見なし消去してしまうので、そのラインの外側に歩行者などの消去すべきでない物体が存在する場合には不都合が生じる。
【０００８】
また、特許文献２の方法では、壁に対して対称な位置にある他のターゲットをゴーストと判定しているが、状況によっては、壁に対して対称でない位置にゴーストが発生することもあり、ゴーストの除去が不十分になるおそれがある。
【０００９】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ゴーストの発生をより適切に推定でき、ゴーストをより適切に除去することができるゴースト除去方法及びレーダ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のゴースト除去方法の一つの態様は、
電波を用いて、ターゲットである移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、を検出するステップと、
検出した前記移動体の位置及び相対速度と、前記周辺静止物の位置と、を用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定するステップと、
電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外するステップと、
を含む。
【００１１】
本発明のレーダ装置の一つの態様は、
電波を用いて、ターゲットである移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、を検出する検出部と、
検出した前記移動体の位置及び相対速度と、前記周辺静止物の位置と、を用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定するゴースト推定部と、
電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外するゴースト除去部と、
を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来に比してゴーストの発生をより適切に推定でき、ゴーストをより適切に除去することができるようになる。例えば、壁の向こうの歩行者などは、車両の速度と一致しないのでゴーストとは推定されずに除去せずに済むようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ゴーストの説明に供する図
【図２】実施の形態で用いるパラメータの説明に供する図
【図３】前方車両による反射点１点がどのように広がって見えるかを示した図
【図４】実施の形態で用いる、レーダ（自車両）、移動体（前方車両）、静止物(壁・ガードレール)のパラメータの定義の説明に供する図
【図５】Ｒｔ、Ｒｓ、θｔ、θｓの関係を示す図
【図６】前方車両、ガードレール、ゴーストが発生する状況でのレーダの検出結果を示した図であり、Ｘ−Ｙ座標における反射点の位置を示した図
【図７】前方車両、ガードレール、ゴーストが発生する状況でのレーダの検出結果を示した図であり、角度と相対速度の関係を示した図
【図８】実施の形態によるレーダ装置の全体構成を示す概略図
【図９】実施の形態のレーダ装置によるゴースト除去動作の説明に供するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜実施の形態の原理＞
先ず、実施の形態の具体的な構成を説明する前に、実施の形態の原理について説明する。
【００１６】
図２は、左側の壁からｈｒメートルの位置にレーダがあり、前方の物体に反射、左側の壁の反射を経由してレーダに戻る経路を考えたもので、このとき測定される距離Ｒは次式で表される。
【数１】
2018200173.tif 000003
【００１７】
また、図２中のａ、ｃ、ｂ、ｄは次式で表すことができる。
【数２】
2018200173.tif 000004
【００１８】
図３は、前方車両による反射点１点がどのように広がって見えるか（つまりゴーストの見え方）を示した図である。ゴーストターゲットの距離は前方車両の距離が支配的で、厳密には等距離ではないがほぼ円弧のようになる。このように壁との距離が近く、前方車両との距離が遠く、伝搬経路長が前方車両の距離が支配的となる場合、反射物体が前方１点であっても壁の反射によってゴーストターゲットは大きく見えることになる。
【００１９】
移動体と静止物体を含むマルチパス環境下の場合に、レーダで測定される相対速度を考える。ここで、図４に示したように、レーダ（自車両）、移動体（前方車両）、静止物(壁・ガードレール)のパラメータを定義する。そして、レーダ→移動体→静止物体→レーダという電波伝搬経路を考える。
【００２０】
レーダと移動体との間の距離（つまり自車（ego-vehicle）とターゲットと間の距離は、次式で表すことができる。
【数３】
2018200173.tif 000005
【００２１】
ここで、自車両の位置を原点、つまりｘｅ＝０、ｙｅ＝０とし、ｘｅｔ、ｙｅｔ、Ｒｅｔを次式のように定義する。
【数４】
2018200173.tif 000006
【００２２】
すると、（３）式で表したレーダと移動体との間の距離は、次式のように表すことができる。
【数５】
2018200173.tif 000007
【００２３】
静止物と自車との間の距離は、次式で表すことができる。
【数６】
2018200173.tif 000008
【００２４】
ここで、ｘｓｅ、ｙｓｅ、Ｒｓｅを次式のように定義する。
【数７】
2018200173.tif 000009
【００２５】
すると、（６）式で表した静止物と自車との間の距離は、次式のように表すことができる。
【数８】
2018200173.tif 000010
【００２６】
移動体（ターゲット）と静止物との間の距離は、次式で表すことができる。
【数９】
2018200173.tif 000011
【００２７】
ここで、ｘｔｓ、ｙｔｓ、Ｒｔｓを次式のように定義する。
【数１０】
2018200173.tif 000012
【００２８】
すると、（９）式で表した移動体（ターゲット）と静止物との間の距離は、次式のように表すことができる。
【数１１】
2018200173.tif 000013
【００２９】
以上の３経路の合計から、レーダから見える相対速度の成分は、次式で表すことができる。
【数１２】
2018200173.tif 000014
【００３０】
実際にレーダ信号処理で計算される相対速度は、（１２）式に係数１／２が乗算された相対速度である。
【００３１】
ゴーストの距離は、レーダと前方車両との間の距離、前方車両と静止物との間の距離、静止物とレーダとの間の距離の３つの合計の半分となる。レーダで測定される前方車両の距離及び相対速度と、静止物の距離及び相対速度とから、ゴーストの発生する距離は、次式により計算できる。
【数１３】
2018200173.tif 000015
【００３２】
このように、本実施の形態では、レーダからの前方車両までの距離、角度、相対速度と、レーダからの静止物までの距離、角度とを用いて、レーダからの距離が所定値を満たし（具体的には（１３）式を満たし）かつレーダから相対距離が所定値を満たす（具体的には（１２）式に１／２を乗じた値を満たす）測定ポイントをゴーストであると推定し、電波を用いて検出したターゲットである移動体の検出候補点から、推定したゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外する。
【００３３】
このようにすることで、従来の方法と比較してゴーストの発生をより適切に推定でき、ゴーストをより適切に除去することができるようになる。
【００３４】
因みに、（１３）式におけるＲｔ、Ｒｓ、θｔ、θｓの関係は、図５の通りである。
【００３５】
図６及び図７は、前方車両、ガードレール、ゴーストが発生する状況でのレーダの検出結果を示した図である。図６は、はＸ−Ｙ座標における反射点の位置を示している。図７は、角度と相対速度の関係を示している。
【００３６】
レーダは図６における（０，０）の位置にある。図６及び図７において、□印はガードレールからの反射点を示し、○印は前方車両（すなわちターゲット）からの反射点を示し、小さい○印は測定されるゴースト（すなわち実際のゴースト）を示し、＋印は上述したような方法で推定したゴーストを示す。ここで、＋印で示したゴーストの推定点は、○印で示す前方車両（すなわちターゲット）からの反射点ｎの中でもっとも電力が強かった点と、ガードレール(ここでは距離１０ｍ以下の点を使用している)とを用いて、上記の計算式により求めた点である。
【００３７】
図６及び図７から、本実施の形態の方法により推定されるゴーストは、測定されるゴースト（つまり実際のゴースト）に合っていることが分かる。
【００３８】
＜実施の形態＞
図８は、実施の形態によるレーダ装置の全体構成を示す概略図である。レーダ装置１００は、送信機１０１、送信アンテナ１０２、受信アンテナ１０３、混合器１０４、フィルタ１０５、増幅器１０６、ＡＧＣ（オートゲインコントローラ）１０７、Ａ／Ｄ変換器１０８、及び信号処理部１０９を有する。
【００３９】
送信機１０１は、ランプ波形に変調したミリ波信号を、送信アンテナ１０２から照射する。送信アンテナ１０２から所定のビーム角度で照射された電波は、先行車などのターゲットが存在する場合、ターゲットにより反射される。受信アンテナ１０３は、ターゲットにより反射された電波を受信する。受信された信号は、混合器１０４によって送信機１０１からの局部発振信号と混合され、フィルタ１０５、増幅器１０６、ＡＧＣ１０７、Ａ／Ｄ変換器１０８を経由して、信号処理部１０９へ入力される。
【００４０】
信号処理部１０９では、各ターゲットについての相対距離、相対速度、及び位置等を計算する。なお、これらの構成及び作用は、従来のレーダ装置と変わるところはないので、詳細な説明は省略する。信号処理部１０９は、例えば、ＡＣＣ（自動走行制御装置）１１０と接続され、信号処理部１０９の計算結果は、ＡＣＣ装置１１０へ出力される。ＡＣＣ装置１１０は、レーダ装置１００から取得した各ターゲット情報に基づいて、自動走行制御を行う。
【００４１】
ここで、本実施の形態の信号処理部１０９は、上述したような方法を用いて、電波を用いて検出したターゲットである移動体の候補検出点から、推定したゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外する処理を行う。
【００４２】
図９は、本実施の形態のレーダ装置１００によるゴースト除去動作の説明に供するフローチャートである。
【００４３】
レーダ装置１００は、先ず、ステップＳ１においてレーダ測定、つまり送信アンテナ１０２から電波を照射し、反射された電波を受信アンテナ１０３で受信し、信号処理部１０９によって測定ポイントについての相対距離、相対速度、及び位置等を計算する。
【００４４】
次に、レーダ装置１００は、ステップＳ２において測定ポイントのうちターゲットである前方車両がどれかを特定し、ステップＳ３において壁、ガードレール等の周辺静止物がどれかを特定する。ここで、周辺静止物とは、移動体からの反射波を再度反射させるおそれのある例えばガイドレール等の静止物である。実際にこのような周辺静止物が多数存在するような環境下では、ガイドレール等の特定の物体のみを周辺静止物として検出するとよい。この処理は、信号処理部１０９によって行われる。前方車両の特定は、例えば測定ポイントの中で強度の最も高い測定ポイントを検出することで行うことができる。周辺静止物の特定は、例えば、レーダ装置が搭載された自車の速度ｖと、物体の角度θ（つまり電波が到来する方向）とから、相対速度がｖ×ｃｏｓθに近い測定ポイントを検出することで行うことができる。なお、静止物の特定については、例えば特許文献３等に記載されている。
【００４５】
次に、レーダ装置１００の信号処理部１０９は、ステップＳ４において、ゴーストの発生する距離、角度及び速度を、前方車両と周辺静止物とから推定する。つまり、検出した移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、に基づいて、上述の計算式を用いて、ゴーストの発生する距離、角度及び速度を推定する。
【００４６】
次に、レーダ装置１００の信号処理部１０９は、ステップＳ５において、検出物体（すなわち電波を用いて検出したターゲットである移動体の候補検出点）から、推定したゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外する。
【００４７】
なお、上述の実施の形態において、送信機１０１、送信アンテナ１０２、受信アンテナ１０３、混合器１０４、フィルタ１０５、増幅器１０６、ＡＧＣ（オートゲインコントローラ）１０７、Ａ／Ｄ変換器１０８、及び信号処理部１０９は、電波を用いて、ターゲットである移動体の位置及び相対速度と、周辺静止物の位置と、を検出する検出部として機能する。信号処理部１０９は、検出した前記移動体の位置及び相対速度と、前記周辺静止物の位置と、を用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定するゴースト推定部として機能する。また、信号処理部１０９は、電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外するゴースト除去部として機能する。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、（ｉ）電波を用いてターゲットである移動体の位置及び相対速度と周辺静止物の位置とを検出し、（ｉｉ）検出した移動体の位置及び相対速度と周辺静止物の位置とを用いて、ゴーストの位置及び相対速度を推定し、（ｉｉｉ）電波を用いて検出した前記ターゲットである移動体の候補検出点から、前記推定した前記ゴーストの位置及び相対速度の検出点をゴーストとして除外したことにより、ゴーストの発生を従来に比してより適切に推定でき、ゴーストをより適切に除去することができるようになる。例えば、壁の向こうの歩行者などは、車両の速度と一致しないので除去せずに済むようになる。
【００４９】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【００５０】
上述の実施の形態では、本発明によるゴースト除去方法及びレーダ装置を車載のレーダ装置に適用して、自車両の前方車両を検出する際に発生するゴーストを除去する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、レーダ装置を用いた際に生じるゴーストを除去する方法及びその方法を用いたレーダ装置として広く適用可能である。特に、ターゲットが移動体であり、移動体から反射した電波を再反射する周辺静止物が存在するような電波伝搬環境下でのゴーストを除去する場合に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、例えば車載のレーダ装置に適用し得る。
【符号の説明】
【００５２】
１００  レーダ装置
１０１  送信機
１０２  送信アンテナ
１０３  受信アンテナ
１０４  混合器
１０５  フィルタ
１０６  増幅器
１０７  ＡＧＣ
１０８  Ａ／Ｄ変換器
１０９  信号処理部
１１０  ＡＣＣ装置（自動走行制御装置）
【図１】
2018200173.tif 000018
【図２】
2018200173.tif 000019
【図３】
2018200173.tif 000020
【図４】
2018200173.tif 000021
【図５】
2018200173.tif 000022
【図６】
2018200173.tif 000023
【図７】
2018200173.tif 000024
【図８】
2018200173.tif 000025
【図９】
2018200173.tif 000026