(57)【要約】【課題】車両に搭載される車載レーダ装置に関し、前方車両の検出漏れを防止し、且つ障害物を車両と認識するのを防止する。【解決手段】車載レーダ装置（１）が、自車に対する物体の相対角度検出範囲を３つ以上の領域に分割し、カーブや、一般／高速道路の別等の道路情報、自車の走行速度、更には、天候による路面状況の変化等、車両の置かれた具体的な走行環境に応じて、各領域に、適切な閾値を設定する信号処理部（１９）を有する。同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うことを可能とし、障害物の検出漏れを引き起こすことを防ぐことを可能にする。【選択図】図８
2008064743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載レーダ装置であって、
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記車両の速度を検出する速度検出装置から供給される走行速度が、所定速度以上である場合に、前記検出範囲の第２の角度領域の前記閾値を、第１の角度領域、及び第３の角度領域の前記閾値より、低く設定する
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２】
車両に搭載される車載レーダ装置であって、
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記車両の走行する道路の形状を認識する道路形状認識装置から供給される道路形状の情報により、前記物体が検出される検出範囲の第１の角度領域と、第３の角度領域との内、いずれか一方の領域の閾値を、他方の領域の閾値より、高く設定する
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項３】
車両に搭載される車載レーダ装置であって、
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、前方の車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記領域に存在する物体が移動している場合に、前記領域の前記閾値を、下げる
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項４】
車両に搭載される車載レーダ装置であって、
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記領域に存在する物体が静止している場合に、前記領域の閾値を、下げる
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置され、電波によって前方の物体を検出する車載レーダ装置に関し、特に、領域ごとに物体からの反射波強度の閾値を設定し、設定された閾値に基づいて物体を検出する車載レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前方に設置され、物体までの距離、及び、車両と物体との相対速度を測定する車載レーダ装置が提案されている。物体までの距離と相対速度を測定することにより、物体との衝突を事前に警告する警報装置を作動させたり、物体との衝突を回避するためにブレーキを作動させたりすることが可能である。
【０００３】
従来の車載レーダ装置として、例えば、ミリ波領域の電波のビームを送信し、物体によって反射された反射波を、複数の受信アンテナで受信し、受信波の位相差から物体の方向を、決定する位相モノパルス方式の車載レーダ装置がある。
【０００４】
図１は、従来の位相モノパルス方式の車載レーダ装置における反射波の受信の例を示す説明図である。図１において、θは、物体の方向を示す角度であり、車両の正面方向を０°としている。また、距離Ｄは、２つの受信アンテナの間隔であり、位相差φは、２つの受信波の位相差である。２つの受信アンテナ１４ａ及び１４ｂは、角度θの方向にある物体によって反射された反射波を受信する。２つの受信アンテナ１４ａ及び１４ｂによって受信される反射波を反射する物体の方向を示す角度θは，次式で求められる。
【０００５】
【数１】
2008064743.tif 000003
ここで、λは波長である。
【０００６】
また、このような車載レーダ装置において、物体検出のための反射波強度の閾値は、どの方向に対しても、一定の値に設定されていた。この閾値を越える強度の反射波を特定の方向から検出した場合に、物体が当該方向に存在すると判定していた。
【０００７】
これに対して、送信波の強度分布に応じて、反射波の検出範囲の中央部と、検出範囲の端部とに対して、別々の閾値を与え、物体の検出を行い易くする技術が、開示されている（例えば、特許文献１，２，３、４参照）。
【０００８】
この技術においては、物体の検出範囲の中央部である０°付近では、反射波検出の閾値を上げ、ノイズを遮断し、物体の検出を行い易くする。逆に、検出範囲の端部付近では、反射波検出用の閾値を下げ、反射波の受信を行い易くする。このような閾値の設定は、送信波の強度が中央で最大となり、端部に向かって減少するアンテナの特性に対応したものである。
【特許文献１】特開２００３−２６７０８４号公報
【特許文献２】特表平９−５０６６９８号公報（ＵＳＰ５６３３６４２）
【特許文献３】特開昭６４−６５４７５号公報
【特許文献４】特開２００５−００９９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような検出方法では、検出範囲の中央部に存在する前方車両を検出しにくくなる。特に、同一車線を走行する前方の車両をレーダ等で検知し、その速度に応じて自動的に速度を調整するアクティブクルーズコントロールシステム（ＡＣＣという）において、追従すべき前方車両の検出漏れが起こる可能性が生じる。
【００１０】
即ち、従来技術のように、送信波の強度に応じて、閾値を設定すると、検出範囲の端部での受信波強度の閾値は小さくなり、中央部における受信波強度の閾値は、大きくなる。このことは、前方車両が検出される可能性の高い中央部の閾値を上げる事を意味するので、追従すべき前方車両の検出が重要であるアクティブクルーズコントロールシステムにおいては、前方車両の検出漏れを招き、前方車両の追従を困難にする。
【００１１】
また、カーブなどの走行状況においては、同一車線の前方を走行中の車両が、異なる車線の前方を走行する車両と混同され、誤検出を引き起こすことがあった。
【００１２】
さらに、車両に搭載されるレーダ装置は、アクティブクルーズコントロールシステムのためだけに用いられるのではなく、ガードレールや対向車両、並走車両などの障害物を事前に察知し、回避するプリクラッシュセーフシステム（ＰＣＳ）にも用いられる。
【００１３】
どちらのシステムがより重要になるかは、その車両の置かれた状況によって変化するので、供給されるべき情報は、システムによって異なる。しかしながら、その状況の変化に対応した情報の供給のための閾値を設定することは、提案されていない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐための車載レーダ装置提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、車両の置かれた走行の状況によって、同一車線の前方を走行中の車両を、異なる車線の前方を走行する車両と混同し、誤検出を引き起こすことを防ぐための車載レーダ装置を提供することにある。
【００１６】
さらに、本発明の他の目的は、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うための車載レーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の車載レーダ装置の第１の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記車両の速度を検出する速度検出装置から供給される走行速度が、所定速度以上である場合に、前記検出範囲の第２の角度領域の前記閾値を、第１の角度領域、及び第３の角度領域の前記閾値より、低く設定する。
【００１８】
また、本発明の車載レーダ装置の第２の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記車両の走行する道路の形状を認識する道路形状認識装置から供給される道路形状の情報により、前記物体が検出される検出範囲の第１の角度領域と、第３の角度領域との内、いずれか一方の領域の閾値を、他方の領域の閾値より、高く設定する。
【００１９】
又、本発明の車載レーダ装置の第３の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、前方の車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記領域に存在する物体が移動している場合に、前記領域の前記閾値を、下げる。
【００２０】
また、本発明の車載レーダ装置の第４の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記領域に存在する物体が静止している場合に、前記領域の閾値を、下げる。
【００２１】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記速度検出装置から供給される走行速度が所定速度以上である場合、前記電波の受信による物体検出範囲の中央における前記領域の前記閾値を低く設定し、前記電波の受信による物体検出範囲の端部における前記領域の前記閾値を高く設定し、前記物体を認識する。
【００２２】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路の形状を認識する、一または複数の道路形状認識装置から供給される道路形状の情報に応じて、各物体検出領域に前記道路形状の情報に対応した前記閾値を設定する。
【００２３】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の前方を撮影し、道路形状を認識する撮像装置である。
【００２４】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行中の位置を認識し、前記位置を地図上に表示するカーナビゲーション装置である。
【００２５】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の方向の変化を検知するヨーレートセンサである。
【００２６】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置の一つは、前記車載レーダ装置を搭載する車両のハンドルの角度を検知するステアリング舵角センサである。
【００２７】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置の一つは、車両制御装置とＵＳＢ（Universal Serial Bus）で接続された携帯電話、或いは、地上デジタル端末装置等の無線装置である。
【００２８】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路の種別を認識する道路種別認識装置から供給される高速道路か一般道路かの区別の情報に応じて、各領域に前記高速道路か一般道路かの区別の情報に対応した前記閾値を設定する。
【００２９】
さらに、好ましい実施例では、前記走行状況は、走行中の道路が左側通行か右側通行かの区別であり、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路が左側通行か右側通行かを設定する道路通行区分設定部の設定に応じて、各領域に前記設定に対応した前記閾値を設定する。
【００３０】
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状、道路種別、或いは走行状況認識装置の一つは、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）、ＤＳＳＳ（Drivers Safety Support System）等のインフラ型道路状況提供手段からのサービスが受信可能な車載装置である。より詳細には、例えば、高速道路の合流部等で，ＤＳＲＣからの情報提供を受け、合流車線側の閾値を下げる。或いは、雨天や霧等、道路環境の危険性やドライバーの認知遅れの危険を惹起する様な天気情報を、例えば、地上デジタル放送等から受け、これに従って、前記閾値を適宜決定する。この最適な組み合わせ情報は、事前に、車両制御装置等の記憶手段に、蓄えられていると、良い。
【００３１】
また、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体の相対速度が、前記車両と前記物体とが接近する方向であり、かつ、所定速度よりも高い場合、前記閾値を越える電波を受信した領域の前記閾値を、低く変更する。
【００３２】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、車両が前方車両の走行速度に応じて自動的に速度を調整する状態で、前記前方車両の速度が所定値よりも低い場合、前記閾値を、低く変更する。
【００３３】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体の相対速度が、所定速度よりも低い場合、前記閾値を越える電波を受信した領域の前記閾値を、低く変更する。
【００３４】
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体が領域Ａに存在し、且つ相対速度が、所定速度よりも低い場合、更に前記閾値を越える電波を、Ａと異なる領域Ｂから受信した場合、Ｂの前記閾値を、Ａの前記閾値より低く変更する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の車載レーダ装置は、自車に対する物体の相対角度検出範囲を３つ以上の領域に分割し、カーブや、一般／高速道路の別等の道路情報、自車の走行速度、更には、天候による路面状況の変化等、車両の置かれた具体的な走行環境に応じて、各領域に、前記要領に従って、適切な閾値を設定することによって、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うことを可能とし、障害物の検出漏れを引き起こすことを防ぐことを可能にする。
【００３６】
更に、検出した物体の相対速度から、急速に接近する物体に対して、閾値を下げることで、障害物を検出しやすくし、プリクラッシュシステムに対応することができる。また、相対速度が小さい物体の閾値を下げることで、前方をほぼ同じ速度で走行する車両を検出し易くし、クルーズ制御に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面に従って、本発明の実施の形態を、車載レーダ装置の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、及び第５の実施の形態の順で説明する。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。
【００３８】
車載レーダ装置の第１の実施の形態
図２は、本発明の第一の実施形態における車載レーダ装置の構成図、図３は、車載レーダ装置１による前方車両の観測の様子を示す図、図４は、車載レーダ装置の信号形式としてＦＭＣＷを適用した際の送信波と受信波との周波数の関係を示す図である。
【００３９】
図３に示すように、車載レーダ装置１は、車両２の前方に設置され、検出範囲３にわたってミリ波領域の電波を送信し、前方の車両４からの反射波を受信することによって、車両４を検出する。また、周辺に障害物が存在する場合、これも同様にして、検出する。
【００４０】
図２に示すように、車両２に設置される車載レーダ装置１の送信系は、変調信号発生器１１、ＲＦ発振器１２（ＶＣＯ等）及び、送信アンテナ１３から構成されている。変調信号発生器１１は、例えば、ＲＦ発振器１２から出力されるミリ波搬送波を周波数変調するための変調信号を生成する。車載レーダ装置１の発振器１２は、この変調信号で変調された送信信号を生成し、送信アンテナ１３を介して車両２の前方に送信する。
【００４１】
図４により、信号形式としてＦＭＣＷを用いた場合、送信波と受信波との周波数から、物体の位置、相対速度を検出する方法を説明する。図４において、縦軸は、周波数、横軸は、時間である。図２の変調信号発生器１１の生成する変調信号に基づいて送信された送信波の送信周波数ＳＦは、一定時間にわたって定率で上昇し、その後、同じ割合で下降し、元の周波数に戻る。
【００４２】
送信周波数ＳＦは、この周期的周波数変化を繰り返す。この送信波を物体が反射して得られる受信信号の瞬時周波数ＲＦの時間変化は、送信周波数ＳＦのそれに比べて、時間差ΔＴだけ遅れる。
【００４３】
この時間差ΔＴに基づいて、送信波を反射する物体までの位置が計算できる。また、送信波を反射する物体の相対速度に基づいて、受信周波数ＲＦは、ドップラー変位ＤＳを受ける。このドップラー変位ＤＳに基づいて、物体と車両２との相対速度を求める。
【００４４】
図２に戻り、送信された送信波は、前方に存在する物体によって反射され、複数の受信アンテナ１４ａ，１４ｂ，・・・１４ｚによって、受信される。車載レーダ装置１の受信系は、受信アンテナ１４ａ〜１４ｚ、増幅器（ＡＭＰ）１５ａ〜１５ｚ、ミキサ１６ａ〜１６ｚ、フィルタ１７ａ〜１７ｚ、アナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）１８ａ〜１８ｚ及び、信号処理部１９で構成される。
【００４５】
この例では、増幅器１５ａ〜１５ｚ、ミキサ１６ａ〜１６ｚ、フィルタ１７ａ〜１７ｚ、及び、Ａ／Ｄ変換器１８ａ〜１８ｚは、それぞれ受信アンテナ１４ａ〜１４ｚと同じ数だけ配置される。
【００４６】
この構成による受信処理を説明する。物体によって反射された反射波は、複数の受信アンテナ１４ａ〜１４ｚによって受信される。この複数の受信アンテナ１４ａ〜１４ｚは、それぞれの物体からの反射波を受信し、受信された反射波の位相差に基づいて、反射波を引き起こす物体の方向の判定が行われる。
【００４７】
即ち、受信アンテナ１４ａ〜１４ｚからの受信信号は、増幅器１５ａ〜１５ｚによって、それぞれ増幅される。増幅された信号は、それぞれミキサ１６ａ〜１６ｚによって、発振器１２からの送信信号と混合される。ミキサ１６ａ〜１６ｚは、受信信号と送信信号を混合したビート信号を生成し、出力する。
【００４８】
この時、受信信号と送信信号とが、共に上昇する区間のビート信号と、共に下降する区間のビート信号とを用いて、距離と相対速度が算出される。即ち、このビート信号は、それぞれフィルタ１７ａ〜１７ｚに入力する。フィルタ１７ａ〜１７ｚによって帯域制限された信号は、Ａ／Ｄ変換器１８ａ〜１８ｚに入力し、それぞれデジタル信号に変換される。各デジタル信号は、信号処理部１９に入力し、処理が施され、必要な情報が求められる。
【００４９】
信号処理部１９では、図５以下に、後述するように、入力したデジタル信号に基づいて、送信波を反射する物体の距離及び相対速度を算出し、さらに、測角方法を用いて送信波を反射する物体の方向を算出する。算出された物体の方向、距離、及び、相対速度は、信号処理部１９から出力され、車載レーダ装置１の外部に設置されるＥＣＵ（Electric Control Unit）５に供給される。
【００５０】
ＥＣＵ５には、車両２の各部から、車速信号Ｐ１、ステアリング角情報Ｐ２、ヨーレート信号Ｐ３などの様々な情報が供給されている。これらの情報と、決定された物体の方向、距離、及び、相対速度に基づいて、ＥＣＵ５が、警報信号Ｐ５や表示信号Ｐ６を介して、車両を運転しているドライバーに警告する。また、ＥＣＵ５は、スロットル信号Ｐ４を介して、アクセルを強めたり、弱めたりして、一定にする速度制御を行うことも可能である。
【００５１】
次に、信号処理部１９における処理を、図５から図７により、詳細に説明する。    図５は、本発明の一実施形態における信号処理部１９の処理フローチャートである。信号処理部１９には、Ａ／Ｄ変換器１８ａ〜１８ｚからのデジタル信号が供給される。信号処理部１９は、先ず、供給されたデジタル信号を、フーリエ変換する（ステップＳ１）。
【００５２】
信号処理部１９は、ステップＳ１において、フーリエ変換によって、求められた周波数情報から、送信波を反射した物体までの距離ｄｎと、物体との相対速度を算出する（ステップＳ２）。物体までの距離ｄｎは、図４で説明したように、送信波と受信波との時間差ΔＴに基づいて、算出される。また、反射波のうけるドップラー変位ＤＳの周波数成分に基づいて、物体との相対速度が算出される。
【００５３】
一度の観測によって、複数の物体を観測する可能性があり、ここでは、距離の異なる物体の判別に関して、説明する。
【００５４】
図６は、距離の異なる物体の観測を示す図である。図３に示した検出範囲３にわたって送信される送信波は、物体Ｂ１及びＢ２によって、反射される。図６に示すように、物体Ｂ１は、距離Ｌ９の地点に存在し、物体Ｂ２は、距離Ｌ７の地点に存在している。
【００５５】
信号処理部１９は、反射波の周波数の違いから、物体Ｂ１による反射波と、物体Ｂ２による反射波とを区別する。このようにして、距離が異なる位置に存在する物体を判別する。次に、同一距離における物体の方位の観測について述べる。
【００５６】
図５に戻り、求められた物体までの距離ｄｎと同じ距離からの反射波に対しては、測角方法を用いて、物体の方向の推定を行う（ステップＳ３）。例えば、測角方法は、Ｃａｐｏｎ法やＭｕｓｉｃ（Multiple Signal Classification）などの電波到来方向推定手法である。
【００５７】
図７は、ある特定の距離における反射信号を測角方法によって、処理して得られる、信号強度分布例を示す。以下、横軸に角度をとって表した図は、同一距離の信号について、測角処理を施して得られた信号強度分布を示すものとする。
【００５８】
図７は、信号処理部１９によって得られた反射波強度の角度分布である。横軸は、車両２の前方方向を、０ラジアンとした角度であり、縦軸は、その角度において検出された反射波の強度である。ここで、閾値を越える反射波強度の部分に、送信波を反射する物体が存在すると判定される。
【００５９】
図８は、本発明の第１の実施形態の図７の場合に対する閾値の設定例である。図８に示すように、検出領域を、３つに分け、各々に、閾値を設定する。図８では、閾値ＴＨ２は、車両２の中央部に設定され、角度θ１からθ２までの方向から到来する反射波の検出に適用される。また、閾値ＴＨ１は、車両２の左側に設定され、角度θ1から左の方向（角度θ１以下）から到来する反射波の検出に適用される。さらに、閾値ＴＨ３は、車両２の右側に設定され、角度θ２から右の方向（角度θ２以上）から到来する反射波の検出に適用される。
【００６０】
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を３つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、左右の閾値を高く設定する。これによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。これとともに、左右の閾値は、高いので、ガードレールや対向車両などの障害物が、追従すべき前方車両として誤検出されることを防ぐ。
【００６１】
このような閾値の設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に追従するために有効である。
【００６２】
車載レーダ装置の第２の実施の形態
第２の実施形態として、本発明のレーダ装置を搭載する車両の速度に応じて、閾値を設定する例を説明する。ここで、閾値の設定モードは、３種類が存在する。本実施の形態における車載レーダ装置１は、第１の実施形態における車載レーダ装置１と同様の構成を有する。以下の説明において、図８〜図１０を使用して説明する。
【００６３】
図８、図９及び、図１０は、走行速度に基づいて、閾値を設定する例である。なお、図８は、第１の実施形態の説明で用いたが、結果的に閾値の設定の仕方は、同じなので、第２の実施形態の説明にも使用する。
【００６４】
この例では、本発明の車載レーダ装置１に、ＥＣＵ５を介して、車速信号Ｐ１が入力されている。信号処理部１９は、車速信号Ｐ１に基づいて閾値の設定を行う。
【００６５】
図８は、高速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号Ｐ１が、速度が、例えば、８０ｋｍ以上となっていることを、伝えてきた場合に設定される。図８中の閾値ＴＨ２は、車両２の中央部に設定され、角度θ1からθ２までの方向から到来する反射波に適用される。また、閾値ＴＨ１は、車両２の左側に設定され、角度θ１より左の方向から到来する反射波に適用される。さらに、閾値ＴＨ３は、車両２の右側に設定され、角度θ２より右の方向から到来する反射波に適用される。
【００６６】
図８における閾値の設定では、左右の２つの閾値ＴＨ１，ＴＨ３において設定される値よりも、中央の閾値ＴＨ２の値が小さくされている。図８における閾値と反射波強度の分布の場合、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲の中央に、１つの物体を検出する。このような設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に正確に追従する際に行われる。
【００６７】
高速走行では、前方車両に追従して走行すれば、障害物に接触する可能性は低い。つまり、この設定では、検出範囲の中央においても、左右両側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報（物体検出、位置等）の供給が、重要視される事になる。
【００６８】
次に、図９は、中速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号Ｐ１によって、例えば、時速３０ｋｍ以上８０ｋｍ未満の速度で走行していることが、伝えられた場合に設定される。図９における閾値の設定では、検出範囲の中央と右側の２つの閾値ＴＨ２，ＴＨ３の設定値よりも、左側の閾値ＴＨ１の値が大きくされている。
【００６９】
図９における閾値と反射波強度の分布の場合、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲の中央に１つと右側に２つの、計３つの物体を検出する。このような設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に正確に追従しつつ、接近してくる対向車への警戒を行う際に用いられる。
【００７０】
左側通行の道路においては、前方車両に追従して走行すれば、左側の障害物に接触する可能性が低く、対向車のみについて警戒を行えばよい。つまり、この閾値の設定では、検出範囲の中央においても、左側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、右側においてのみ、プリクラッシュセーフシステムが重要視される設定となっている。
【００７１】
図１０は、停車中または低速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号Ｐ１によって、例えば、時速３０ｋｍ未満の速度で走行していることが、伝えられた場合に設定される。
【００７２】
図１０における閾値の設定では、３つの閾値ＴＨ１，ＴＨ２及び、ＴＨ３には、同一の値が設定されている。この理由は、検出範囲の左右と中央に存在する障害物の検知を行うためである。
【００７３】
停車中、もしくは、非常に遅い速度で走行中の車両は、狭い道路を走行中である可能性が高く、障害物に対する警戒が必要となる。また、前方の車両に、単純に、追従することは危険を伴う。つまり、この設定においては、検出範囲の中央においても、左右両側においても、プリクラッシュセーフシステムに対する情報の供給が重要視され、アクティブクルーズコントロールシステムは使用しない設定である。
【００７４】
このように、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を３つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、端部の閾値を高く設定する。これによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。また、車両の走行速度に応じて閾値を設定することにより、検出の目的物を選択することを可能にする。
【００７５】
尚、本実施の形態においては、車載レーダ装置１は、図示されない通行区分切換スイッチを備えており、左側通行か右側通行かを選択することが可能である。日本やイギリスなどのような左側通行の国においては、左側通行が、アメリカやフランスのような右側通行の国においては、右側通行がセットされる。
【００７６】
これまでの説明において、車載レーダ装置１の通行区分切換スイッチに、左側通行がセットされているものとして説明を行った。通行区分切換スイッチに、右側通行がセットされた場合には、本実施の形態の図８、図９、図１０における左側の反射波強度の閾値と右側の閾値とが、入れ換えられる。
【００７７】
さらに、本実施の形態においては、反射波強度の角度分布の領域を３分割し、それぞれの領域に対して閾値を設けたが、３分割である必要は必ずしもない。
【００７８】
図１１は、反射波強度の角度分布の領域を９分割した場合の高速走行中の閾値設定を示す図である。反射波強度の角度分布の領域が３分割された場合、高速走行中の閾値の設定は、図８で説明したようになる。これを、さらに分割し、閾値ＴＨ１からＴＨ９までを設定することによって、より細かく、追従すべき前方車両の誤検出や、障害物の検出漏れを、防ぐことが可能になる。
【００７９】
車載レーダ装置の第３の実施の形態
図１２は、本発明の第３の実施形態における車載レーダ装置の他装置との接続例の構成図である。図１２における車載レーダ装置１は、第１の実施形態における車載レーダ装置１と同様の構成を有する。このため、車載レーダ装置１の詳細な説明は、省略する。本実施形態における車載レーダ装置１には、道路形状認識装置６が接続される。
【００８０】
道路形状認識装置６は、カメラ６１と画像処理装置６２とで構成されている。この場合、カメラ６１は、車両２の前方の映像を撮像して、画像処理装置６２に供給する。そして、この画像は、道路上の白線の認識に用いられる。
【００８１】
即ち、画像処理装置６２は、カメラ６１からの画像信号を受けて、道路上の白線を認識し、白線の位置を、車載レーダ装置１の信号処理部１９に供給する。信号処理部１９は、供給された白線の位置が、右に移動した場合、道路が右にカーブしていることを認識し、左に移動した場合、左にカーブしていると認識する。
【００８２】
図１３は、本実施の形態における道路形状認識の説明図である。車両２に搭載された車載レーダ装置２は、カメラ６１の視野範囲８内の２本の白線７を認識する。白線７が、右にカーブしていく場合、走行中の道路が右にカーブしていると認識し、左にカーブしていれば、走行中の道路が左にカーブしていると認識する。
【００８３】
図１４は、右カーブを検出した際に、車載レーダ装置に設定される閾値の例である。図１４の閾値の設定では、検出範囲の中央及び右側の２つの閾値ＴＨ２，ＴＨ３の設定値よりも、左側の閾値ＴＨ１の設定値を大きくする。
【００８４】
この理由は、右カーブでは、ガードレールなどの障害物は、左側に存在するため、反射波強度が大きくなるそれらの障害物を、追従すべき前方車両と誤認することを防ぐためである。また、右側の閾値を低く設定するのは、接近する対向車の接触などを警戒するためと、追従すべき前方車両が、右側の領域に移動する可能性があるからである。
【００８５】
従って、この閾値の設定では、検出範囲の中央と、左側においては、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、右側においては、アクティブクルーズコントロールシステムとプリクラッシュコントロールシステムとの双方のシステムのための設定となる。
【００８６】
また、図１５は、左カーブを検出した際に設定される閾値の例の説明図である。図１５における閾値の設定では、検出範囲の中央及び左側の２つの閾値ＴＨ１，ＴＨ２の設定値より、右側の閾値ＴＨ３の値を大きくする。
【００８７】
この理由は、左カーブでは、対向車や並走車などが、右側に存在するため、障害物の反射波強度が大きくなるそれらの障害物と、追従すべき前方車両との誤認が発生することを防ぐためである。また、左側の閾値を低く設定するのは、道路脇の障害物との接触などを警戒するためと、追従すべき前方車両が、左側の領域に移動する可能性があるからである。
【００８８】
従って、この設定においては、検出範囲の中央においても、右側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視される設定であり、左側においては、アクティブクルーズコントロールシステムとプリクラッシュコントロールシステムとの双方のシステムのための設定となっている。
【００８９】
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を３つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、端部の閾値を高く設定することによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。
【００９０】
また、走行中の道路のカーブに応じて閾値を設定することにより、ガードレール、対向車、並走車との混同による前方車両の誤検出を防ぐことを可能にする。
【００９１】
尚、本実施の形態においては、車載レーダ装置１に接続される道路形状認識装置６は、カメラ６１と画像処理装置６２とで構成した例で説明した。しかし、道路形状認識装置６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）による位置認識により車両が走行中の位置を認識し、地図上に位置を表示するカーナビゲーション装置であってもよい。
【００９２】
また、道路形状認識装置６は、ハンドルの角度を検出するステアリング舵角センサであってもよい。ハンドルの角度を検知することにより、走行中の道路形状を間接的に認識することができる。また、道路形状認識装置６は、車両の方向の変化を検知するヨーレートセンサであってもよい。車両の方向の変化を検知することにより、走行中の道路の形状を間接的に認識することができる。
【００９３】
さらに、道路形状認識装置６は、道路上に埋め込まれた磁石からの磁気を検知する磁気ネイルセンサであってもよい。道路に埋め込まれた磁石からの磁気を検知することにより、走行中の道路の形状を直接的に認識することができる。さらに、これらの道路形状認識装置を複数組み合わせ、道路の形状に関する検出情報の確度を高めることも可能である。
【００９４】
また、道路形状認識装置６は、車両制御装置とＵＳＢ等の手段で接続された携帯電話、或いは地上デジタル放送端末等の無線装置であっても良い。携帯電話を介して受信される地図情報若しくは、ローカル地上デジタル放送の情報を取得して、道路形状の認識をサポートしても良い。
【００９５】
さらに、道路形状認識装置６は、ＤＳＲＣ、ＤＳＳＳ等のインフラ型道路状況提供手段からのサービスが受信可能な車載装置であっても良い。
【００９６】
車載レーダ装置の第４の実施の形態
図１６は、本発明の第４の実施形態における車載レーダ装置の接続例の構成図である。図１６における車載レーダ装置１は、第１の実施形態における車載レーダ装置１と同様の構成を有する。本実施の形態における車載レーダ装置１には、高速道路か一般道路かを認識する道路種別認識装置９が接続される。具体的には、道路種別認識装置９は、カーナビゲーション装置９１で構成される。
【００９７】
カーナビゲーション装置９１は、ＧＰＳによって、車両２の現在位置を認識し、記憶する地図情報と照合することで、走行中の道路が、高速道路であるか、一般道路であるかを判断して、車載レーダ装置１に通知する。
【００９８】
図１７は、高速道路を走行中に設定される閾値の例の説明図である。図１７における閾値の設定では、検出範囲の中央及び左側の２つの閾値ＴＨ１，ＴＨ２に設定される値より、右側の閾値ＴＨ３の値を大きくする。
【００９９】
左側の閾値を下げるのは、高速道路において、道路の左脇（左側通行時）に現れる看板などの障害物が、一般道路よりも少なく、前方車両の認識のための障害にならないからである。また、右側の閾値を上げるのは、高速道路は、中央分離帯で対向車線と分離されているため、対向車に対する警戒を行う必要がないため、又は警戒を行う必要性が少ないためである。
【０１００】
従って、この設定においては、検出範囲の中央と右側とについて、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、左側においては、プリクラッシュセーフシステムに対する情報の供給が重要視されることになる。
【０１０１】
尚、一般道路を走行する場合の閾値は、これまでに説明した実施形態に従い、速度や道路形状に応じて設定される。
【０１０２】
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を３つ以上の領域に分割し、検出範囲の中央の閾値を低く設定し、右側の閾値を高く設定することによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。また、走行中の道路が一般道路か高速道路かに応じて閾値を設定することにより、前方車両の誤検出を防ぐことを可能にする。
【０１０３】
車載レーダ装置の第５の実施の形態
これまでに示した第１から第４の実施形態では、車両の速度、道路の形状、高速道路と一般道路の区別といった、自車の走行状況に応じて、閾値を設定する例を説明した。しかし、この第５の実施形態は、検出結果に基づいて、閾値の設定を変化させるものである。
【０１０４】
図１８は、本発明の第５の実施形態における閾値の設定例の説明図、図１９は、送信アンテナによって送信される電波強度の角度分布である。図１９に示す様に、送信アンテナ１３から送信された電波は、検出範囲の中央で大きな強度を持ち、左右両端では、小さな強度を持つことがわかる。また、本実施の形態における車載レーダ装置１は、第１の実施形態における車載レーダ装置１と同様の構成を有する。
【０１０５】
この様な送信波強度の角度分布は、通常、実験等によって得られるが、これに応じて、図１８のような閾値を設定する。これは、例えば、アクティブクルーズコントロールシステムを用いずに、障害物に対する警戒のみを行う場合に設定される。即ち、第２の実施形態における低速走行中の閾値設定に対応する。
【０１０６】
図１８においては、図１９における送信波の強度分布に応じて、ＴＨ１からＴＨ９までの閾値が設定される。このように閾値を設定することにより、様々な角度に存在する障害物を高確度に検知することが可能になる。
【０１０７】
また、本実施の形態において、図２０で説明するように、実際に物体が検知された領域には、さらに新しい閾値が設定される。更に、物体が検知された領域には、検知された物体の速度に基づいて、新しい閾値を設定する。検知された物体の速度としては、図５のフローチャートのステップＳ２において得られる相対速度を用いる。
【０１０８】
即ち、前方を走行する車両を検出し、車間距離を自動調節するアクティブクルーズコントロールシステムにおいては、物体の速度から、それが走行中の車両であると判断できる場合は、物体が観測された角度における反射波強度の検出閾値を下げる。例えば、１秒前から現在までの間に、走行中の車両と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、１０％を低下させる。
【０１０９】
また、同様にアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、物体の速度から、それが静止物体であると判断された場合には、物体が観測された角度における反射波強度の閾値を上げる。例えば、１秒前から現在までの間に、静止物と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、１０％を上昇させる。
【０１１０】
図２０は、アクティブクルーズコントロールシステムにおいて、観測した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。前述の図１１で示したような反射波強度が観測された場合、閾値ＴＨ１からＴＨ９を、それぞれの範囲で、観測された物体の速度に応じて変化する。
【０１１１】
ここで、具体的な運用の例として、時速３０ｋｍ/ｈを検出物体の判別基準として採用し、３０ｋｍ/ｈ未満なら静止物体、３０ｋｍ/ｈ以上なら前方車両、として判断する様なケースについて考える。
【０１１２】
図１１において、閾値ＴＨ４からＴＨ６が設定されている角度範囲において、前方を走行する車両が検出されたものとする。また、それ以外の範囲で、静止物が検出されたものとする。
【０１１３】
この場合、図２０に示すとおり、走行車両が検出された領域に設定されていた閾値ＴＨ４からＴＨ６は、１０％ずつ引き下げられ、静止物が検出された領域に設定された閾値ＴＨ１からＴＨ３、及びＴＨ７からＴＨ８は、１０％ずつ引き上げられる。尚、物体の観測が行われなかった閾値ＴＨ９は、変化しない。
【０１１４】
これらの閾値の変化によって、前方の車両に対応するピークＴＡＡは、幅が拡大する結果、物体の観測がし易くなる。また、静止物に対応するピークＴＡＢ，ＴＡＣ，ＴＡＤ及びＴＡＥは、幅が縮小する結果、時には観測されなくなる。
【０１１５】
このように閾値を変化させる手法は、アクティブクルーズコントロールシステム以外にも適用できる。
【０１１６】
例えば、障害物を検知し、衝突前にブレーキをかけるプリクラッシュセーフシステムにおいては、物体の速度から、それが前方を走行中の車両であると判断される場合には、その物体が観測された角度における反射波強度の閾値を上げる。例えば、１秒前から現在までの間に、走行中の車両と判断される物体が観測され場合には、設定されていた閾値を、１０％上昇させる。
【０１１７】
また、同様にプリクラッシュセーフシステムにおいて、物体の速度から、それが静止物体であると判断された場合には、その物体が観測された角度における反射波強度の閾値を下げる。例えば、１秒前から現在までの間に、静止物と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、１０％下げる。
【０１１８】
図２１は、プリクラッシュセーフシステムにおいて、検出した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。図１１で示したような反射波強度が観測された場合、閾値ＴＨ１からＴＨ９は、観測された物体の速度に応じて変化する。
【０１１９】
ここで、具体的な運用の例として、時速３０ｋｍ/ｈを検出物体の判別基準として採用し、３０ｋｍ/ｈ未満なら静止物体、３０ｋｍ/ｈ以上なら前方車両、として判断する様なケースについて考える。
【０１２０】
ここで、図１１において、閾値ＴＨ４からＴＨ６が設定される角度範囲において、前方を走行する車両が検出されたものとする。また、それ以外の範囲では、静止物が検出されたものとする。
【０１２１】
この場合、図２１に示すとおり、閾値ＴＨ４からＴＨ６は、１０％ずつ引き上げられ、閾値ＴＨ１からＴＨ３及びＴＨ７からＴＨ８は、１０％ずつ引き下げられる。尚、物体が検出されなかった領域に対応する閾値ＴＨ９は、変化しない。
【０１２２】
これらの閾値の変化によって、前方の車両に対応するピークＴＡＡは、その検出に用いられる領域が、２分され、縮小する結果、時には、物体が観測されなくなる。また、静止物に対応するピークＴＡＢ，ＴＡＣ，ＴＡＤ及びＴＡＥは、検出に用いられる領域の幅が拡大する結果、検出が容易になる。
【０１２３】
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、物体の検出範囲を複数の領域に分割し、それぞれの領域に反射波強度の閾値を設定し、その閾値を用いて、検出された物体の速度に応じて、閾値の変更を行う。
【０１２４】
そして、物体が静止物か走行中の車両かを判断し、プリクラッシュセーフシステムに重点をおきたい場合には、静止物が観測された領域の閾値を下げ、アクティブクルーズコントロールステムに重点をおきたい場合には、走行中の車両が観測された領域の閾値を下げる。こうすることにより、追従すべき前方車両の誤検出や、障害物の検出漏れを防ぐことが可能となる。
【０１２５】
尚、本明細書においては、フェーズドアレイアンテナを有する車載レーダ装置を用いて説明を行ったが、本発明に用いられるアンテナは、モノパルスアンテナであっても、デジタルビームフォーミングアンテナであってもよい。又、アンテナは、特定の形状や配置等に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
車載レーダ装置が、自車に対する物体の相対角度検出範囲を３つ以上の領域に分割し、カーブや、一般／高速道路の別等の道路情報、自車の走行速度、更には、天候による路面状況の変化等、車両の置かれた具体的な走行環境に応じて、各領域に、適切な閾値を設定することによって、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うことを可能とし、障害物の検出漏れを引き起こすことを防ぐことを可能にする。更に、検出した物体の相対速度から、急速に接近する物体に対して、閾値を下げることで、障害物を検出しやすくし、プリクラッシュシステムに対応することができる。また、相対速度が小さい物体の閾値を下げることで、前方をほぼ同じ速度で走行する車両を検出し易くし、クルーズ制御に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】従来の位相モノパルス方式の車載レーダ装置における反射波の受信の例である。
【図２】本発明の実施の形態における車載レーダ装置の構成図である。
【図３】図２の車載レーダ装置における前方車両の観測の様子を示す図である。
【図４】図２の送信波と受信波の周波数の関係を示す図である。
【図５】図２の信号処理部の処理フローチャートである。
【図６】図５における距離の異なる物体の観測状況を示す図である。
【図７】図６の信号処理部によって得られた反射波強度の角度分布の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の高速走行中に設定される閾値の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の中速走行中に設定される閾値の説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の停車中または低速走行中に設定される閾値の説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の反射波強度の角度分布の領域を９分割した場合の高速走行中の閾値設定を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における車載レーダ装置の他装置との接続構成図である。
【図１３】図１２の実施の形態における道路形状の認識を示す図である。
【図１４】図１２の実施の形態における右カーブを検出した際に設定される閾値の説明図である。
【図１５】図１２の実施の形態における左カーブを検出した際に設定される閾値の説明図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態における車載レーダ装置の接続構成図である。
【図１７】図１６の実施の形態における高速道路を走行中に設定される閾値の説明図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態における閾値の設定例の説明図である。
【図１９】図１８の実施の形態における送信アンテナによって送信される電波強度の角度分布図である。
【図２０】図１８の実施の形態におけるアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、観測した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。
【図２１】図１８の実施の形態におけるプリクラッシュセーフシステムにおいて、観測した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  車載レーダ装置
２  車両
３  検出範囲
５  ＥＣＵ
６  道路形状認識装置
１１  変調信号発生器
１２  ＲＦ発振器
１３  送信アンテナ
１４  受信アンテナ
１５  増幅器
１６  ミキサ
１７  フィルタ
１８  Ａ／Ｄ変換器
１９  信号処理部
【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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