(57)【要約】【課題】レーダ信号の信号処理装置において、物標の誤検出を防止しつつ、迅速に検出結果を出力する。【解決手段】信号処理装置は、レーダ装置から複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記車載レーダ装置に受信された受信信号から物標の角度方向を検出する物標検出部と、過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定する連続性判定部を有する。そして、前記物標の横位置が所定の範囲内であり、且つ前記所定範囲内の物標数が所定数以下のときは、誤検出の可能性が大きいので連続性の判定回数を多くして誤検出を防止し、それ以外のときは、誤検出の可能性が小さいので連続性の判定回数を少なくして、検出結果をより早く出力できる。【選択図】図８
2008241671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ装置が送受信する信号を処理する信号処理装置において、
複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記レーダ装置に受信された受信信号とに基づき、前記物標の角度方向と横位置とを検出する物標検出部と、
過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定部とを有し、
前記所定回数は、今回検出された横位置が所定の範囲内であり、且つ前記所定範囲内の物標数が所定数以下のときは第１の回数、それ以外のときは前記第１の回数より少ない第２の回数であることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
車載レーダ装置が車両周囲にて送受信する信号を処理する信号処理装置において、
複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記車載レーダ装置に受信された受信信号とに基づき、前記物標の相対速度と角度方向を検出する物標検出部と、
過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定部とを有し、
前記所定回数は、前記車両の走行路の旋回半径、前記受信信号の強度、前記過去に検出された角度方向から予測される今回の角度方向と今回検出された角度方向との差、または物標の相対速度のうち、いずれか１つ以上に基づき決定されることを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
レーダ装置が送受信する信号を処理する信号処理装置において、
複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記レーダ装置に受信された受信信号との周波数差に対応する周波数差信号に基づき、前記物標の角度方向とを検出する物標検出部と、
過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定部とを有し、
前記連続性判定部は、第１の角度方向では、前記周波数差信号の信号強度の角度方向分布の形状が極大値を形成するときに、当該分布の形状に基づいて求められる物標の角度方向について連続性の有無を判定し、第２の角度方向では、前記分布の形状が極大値を形成しなくても、当該分布の形状に基づいて求められる物標の角度方向について連続性の有無を判定することを特徴とする信号処理装置。
【請求項４】
レーダ装置が送受信する信号を処理する信号処理方法において、
複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記レーダ装置に受信された受信信号とに基づき、前記物標の角度方向と横位置とを検出する物標検出工程と、
過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定工程とを有し、
前記所定回数は、今回検出された横位置が所定の範囲内であり、且つ前記所定範囲内の物標数が所定数以下のときは第１の回数、それ以外のときは前記第１の回数より少ない第２の回数であることを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置が送受信する信号を処理する信号処理装置及び信号処理方法に関し、特に、複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されてレーダ装置に受信された受信信号とに基づき物標の角度方向を検出し、過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との差に基づいて、今回検出された角度方向の連続性を判定する信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載レーダ装置で先行車両の角度方向、相対速度、及び相対距離を検出し、先行車両に追従走行するように自車両の走行を制御する追従走行制御システムが普及している。かかる車載レーダ装置の一例として、スキャン式のＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）レーダ装置が知られている。
【０００３】
スキャン式のＦＭ−ＣＷレーダ装置は、上昇区間と下降区間が交互に繰り返される三角波に従って周波数変調したレーダ信号を生成し、一定の角度範囲をスキャンするアンテナからレーダ信号を送信する。このとき、レーダ信号は、スキャン範囲を細分化した角度方向ごとに送信され、その角度方向に存在する物標で反射されてアンテナに受信される。そして、送信信号と受信信号が混合され、角度方向ごとに両信号の周波数差に対応するビート信号が生成される。そして、ビート信号の強度分布から物標の角度方向、周波数から物標の相対速度及び相対距離が検出される。
【０００４】
ところで、このような車載レーダ装置においては、種々の要因で誤検出が生じる場合がある。例えば、障害物の少ない直線道路上で、遠距離にある陸橋などの固定物により反射されたレーダ信号を受信する場合があげられる。このような場合、受信信号は距離による時間的遅れを受けるので、送信信号と受信信号の周波数差が大きくなり、その結果高周波のビート信号が生成される。本来、物標の相対距離はビート信号の周波数に比例して大きくなるが、ビート信号の周波数が車載レーダ装置内の信号処理用プロセッサのサンプリング周波数を上回るような場合には、サンプリングの際に高周波成分が間引かれる。すると、実際は遠距離にある物標が、比較的近距離の物標として誤検出されてしまう。
【０００５】
こうしたことから、従来の車載レーダ装置は、スキャンごとに検出される物標の角度方向の変化量を監視し、複数回のスキャンにおいて検出結果の連続性の有無を判定する。そして、有る程度の回数連続性が有ると判定した検出結果のみを追従走行制御システムに出力することにより、検出結果の信頼性を担保している。特許文献１には、かかる連続性判定を行う車載レーダ装置の例が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３２７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の車載レーダ装置において、連続性を判定するスキャン回数が多いと次のような問題が生じる。例えば、車両が高速で走行している場合において、隣接車線から先行車が割り込んできたときには、その先行車両に対して迅速に追従走行制御を行うことが必要となる。しかし、連続性の判定に要するスキャン回数が多いと、検出結果を車載レーダ装置から追従走行制御システムに出力するタイミングが遅れてしまう。すると、追従走行制御が行われるタイミングも遅れてしまい、追従走行に対するユーザの安心感が損なわれる要因となり得る。
【０００７】
そこで、かかる問題に鑑みてなされた本発明の目的は、物標の誤検出を防止しつつ、迅速に検出結果を出力できるレーダ信号の信号処理装置、及び信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の第１の側面によれば、レーダ装置が送受信する信号を処理する信号処理装置において、複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記レーダ装置に受信された受信信号とに基づき、前記物標の角度方向と横位置とを検出する物標検出部と、過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定部とを有する。そして、前記所定回数は、今回検出された横位置が所定の範囲内であり、且つ前記所定範囲内の物標数が所定数以下のときは第１の回数、それ以外のときは前記第１の回数より少ない第２の回数であることを特徴とする。  
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第２の側面によれば、車載レーダ装置が車両周囲にて送受信する信号を処理する信号処理装置において、複数の角度方向に送信された送信信号と、物標により反射されて前記車載レーダ装置に受信された受信信号とに基づき、前記物標の相対速度と角度方向を検出する物標検出部と、過去に検出された角度方向と今回検出された角度方向との連続性の有無を判定し、前記連続性が有ると所定回数以上判定したときに、今回検出された角度方向を出力する連続性判定部とを有する。そして、前記所定回数は、前記車両の走行路の旋回半径、前記受信信号の強度、前記過去に検出された角度方向から予測される今回の角度方向と今回検出された角度方向との差、または物標の相対速度のうち、いずれか１つ以上に基づき決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記第１の側面によれば、今回検出された角度方向と相対距離とに対応する、物標の自車両に対する横位置が所定の範囲内であり、且つ前記所定範囲内の物標数が所定数以下のときは第１の回数、それ以外のときは前記第１の回数より少ない第２の回数連続性を判定した後、検出結果を出力する。すなわち、自車両から一定の横位置において物標が少ない場合、つまり障害物の少ない直線道路を走行していると判断される場合には、遠距離の物標に反射されたレーダ信号により誤検出が生じる可能性が大きいので、ある程度の回数連続性判定を行う。そして、それ以外の場合にはかかる誤検出の可能性が小さいので、連続性判定の回数を少なくする。
【００１１】
また、上記第２の側面によれば、車両の操舵角や地図情報から走行路の旋回半径を取得して、直線道路を走行しているかを判断する。そして、直線道路を走行していないと判断される場合は、遠距離の物標に反射されたレーダ信号による誤検出が生じる可能性は小さいので、連続性判定の回数を少なくする。あるいは、受信信号の強度が大きい場合や、過去に検出された角度方向から予測される今回の角度方向と今回検出された角度方向との差が小さい場合などは、いずれも今回の検出結果の信頼性が高いと判断できるので、連続性判定の回数を少なくする。さらに、物標の相対速度がその物標が路側の設置物や対向車であることを示さない場合には、その物標は先行車両であり追従走行の対象として適切であるので、連続性判定の回数を少なくする。
【００１２】
よって、誤検出の可能性が大きい場合には、連続性の判定回数を多くして誤検出に基づく追従走行制御を防止するとともに、誤検出の可能性が小さい場合には、連続性の判定回数を少なくして検出結果をより早く出力できる。よって、従来のように一律の回数連続性判定を行っていた場合より、より迅速な追従走行制御が可能となる。
【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１は、本実施形態の信号処理装置が車載レーダ装置に適用される例を説明する図である。図２は、本実施形態の信号処理装置の構成を説明する図である。図３は、本実施形態の信号処理装置が処理する各種信号について説明する図である。
【００１５】
車載レーダ装置１０はＦＭ−ＣＷ方式で変調されたレーダ信号を送受信するスキャン式のレーダ装置であり、車両１の前部フロントグリル内に搭載される。車載レーダ装置１０は、車両１の前方正面方向Ｃを基準に例えば±８度の１６度の角度範囲をスキャンするアンテナ１１とそのスキャン機構１２とを有する。ここで、車両の「前方」とは車両が進行する方向をいう。また、車載レーダ装置１０は、アンテナ１１による送信信号と受信信号を混合してビート信号を生成する受信信号処理部２２と、アンテナ１１の送信制御を行うとともに、受信信号処理部２２が生成したビート信号を処理する信号処理装置２０とを有する。
【００１６】
信号処理装置２０の各部について説明する。送信制御部２１は、レーダアンテナ１１から送信するレーダ信号の変調制御と、レーダアンテナ１１のスキャン機構１２の制御とを行う。そして、ビート信号処理部２５は、ビート信号をＡＤ変換し、デジタル信号化されたビート信号をさらにＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理する。また、物標検出部２３は、ビート信号処理部２５の処理結果に基づき物標（先行車両２）の角度方向、相対速度、相対距離等を検出する。そして、連続性判定部２４は、検出された角度方向の連続性を判定する。
【００１７】
信号処理装置２０は、一例としてマイクロコンピュータで構成され、送信制御部２１とビート信号処理部２５は特定用途向けのプロセッサで構成される。また、物標検出部２３と連続性判定部２４は、記憶装置に格納される処理プログラムに従って動作するＣＰＵにより実現される。
【００１８】
送信制御部２１は、上昇区間と下降区間からなる三角波が繰り返される変調信号を発生させ、その変調信号に従い周波数変調されたレーダ信号を生成する。生成されたレーダ信号の一部分は分岐されて受信信号処理部２２に入力され、他の部分はアンテナ１１から送信される。このとき、送信制御部２１はスキャン機構１２を制御し、スキャン機構１２はアンテナ１１を車両前方正面方向Ｃを基準に±１４度、つまり２８度の角度範囲を揺動させる。
【００１９】
図３（Ａ）、（Ｂ）には、横軸を経過時間として、アンテナ１１が揺動する角度範囲と、送信されるレーダ信号の変調周期との対応関係が示される。送信制御部２１は、アンテナ１１が車両の前方正面方向Ｃを基準に±８度、つまり１６度の角度範囲を通過する際に、所定角度θ（例えば、１度）ごとに１組の上昇区間と下降区間が対応するように、アンテナ１１の動作速度と送信信号の変調周期とを同期させる。そして、角度方向θごとに、アンテナ１１からレーダ信号が送信され、レーダ信号は物標で反射されてアンテナ１１に受信される。そして、その受信信号は受信信号処理部２２に入力される。
【００２０】
受信信号処理部２２は、角度方向θごとに、受信信号と送信制御部２１から入力された送信信号とを混合して、両者の周波数差に対応するビート信号を生成する。すなわち、ビート信号が「周波数差信号」に対応する。
【００２１】
ここで、図３（Ｃ）に１つの角度方向における送信信号と受信信号、図３（Ｄ）にこれらから生成されるビート信号を示す。周期１／ｆｍ、中心周波数ｆ０、周波数偏移幅ΔＦの三角波に従って周波数変調された送信信号（実線で図示）は、物標により反射されると距離による時間的遅れと相対速度によるドップラ効果を受け、受信される時点では点線で表されるように周波数偏移する。よって、これらの送信信号と受信信号の周波数差は上昇区間でｆｂ１、下降区間でｆｂ２となり、周波数ｆｂ１、ｆｂ２を周波数とするビート信号が生成される。そして、生成されたビート信号はビート信号処理部２５に入力される。
【００２２】
ビート信号処理部２５は、受信信号処理部２２が生成したビート信号をＡＤ変換する。そして、ビート信号処理部２５は、デジタル信号化されたビート信号をそれぞれ上昇区間、下降区間ごとにＦＦＴ処理して周波数ごとの信号強度を検出する。このビート信号処理部２５による処理は角度方向ごとに行われる。これにより、１６度の角度範囲に対する１回分のスキャンから、図３（Ｅ）に示すように上昇区間における信号強度の角度方向分布ＵＰと、下降区間における信号強度の角度方向分布ＤＮが得られる。そして、ビート信号処理部２５は、このような検出結果を物標検出部２３に渡す。
【００２３】
物標検出部２３は、後述する手順に従い、ビート信号処理部２５の検出結果に基づいて、上昇区間における信号強度の角度方向分布ＵＰと、下降区間における信号強度の角度方向分布ＤＮそれぞれから物標の角度方向を検出する。
【００２４】
また物標検出部２３は、上昇区間でのビート信号の周波数ｆｂ１と下降区間でのビート信号の周波数ｆｂ２とに基づいて、物標の相対速度Ｖ、相対距離Ｒを検出する。ここで、相対速度Ｖ、相対距離Ｒはそれぞれ、Ｖ＝Ｃ・（ｆｂ２−ｆｂ１）／（４．ｆ０）、Ｒ＝Ｃ・（ｆｂ１＋ｆｂ２）／（８・ΔＦ・ｆｍ）として求められる。なお、Ｃは光速、ｆｍは三角波の周波数、ｆ０は三角波の中心周波数、ΔＦは三角波の周波数偏移幅である。
【００２５】
さらに、物標検出部２３は、物標の角度方向θｃと相対距離Ｒとから、図１に示す自車両１の前方正面方向Ｃに対する物標（先行車両２）の横位置の絶対値Ｄを検出する。ここで、自車両の前方正面方向Ｃを基準線として、その基準線に対しほぼ直交する方向を横方向とすると、物標の角度方向θｃは、横方向における物標の中心を基準として検出される。また、物標の横位置は、自車両の前方正面方向Ｃを基準線としたときに、横方向における物標の中心と、基準線との距離として検出される。
【００２６】
スキャンごとの検出結果は、信号処理装置２０内のメモリに格納される。そして、物標検出部２３は、メモリに格納された前回のスキャンにおける角度方向、横位置、相対速度、及び相対速度と、１スキャン分の経過時間とに基づいて、今回のスキャンにおける角度方向を予測する。
【００２７】
連続性判定部２４は、後述する手順に従い、今回のスキャンで検出された角度方向と、前回のスキャンで検出された角度方向との連続性の有無を判定する。このとき、今回のスキャンで検出された角度方向と前回のスキャンにおける結果から予測された角度方向とが比較され、その差が所定範囲内であるかにより連続性の有無が判定される。そして、連続性判定部２４は、所定回数のスキャンで連続して連続性有りと判定した角度方向と、そのときの相対速度、相対距離とを、制御ＥＣＵ３０に出力する。さらに、連続性判定部２４は、後述する手順に従い、自車両の操舵角、自車両の位置、道路交通情報、車両周囲の画像認識結果を連続性判定に用いる。
【００２８】
制御ＥＣＵ３０は、ステアリングセンサ３２からは自車両の操舵角を、ナビゲーション装置３８からは地図上の自車両の位置情報を、通信装置４０からは外部から受信した道路交通情報を、画像センサ４２からは車両周囲の画像認識結果をそれぞれ取得し、これら情報を連続性判定部２４に提供する。また、制御ＥＣＵ３０は、レーダ信号処理回路２０からは先行車両２の角度方向、相対距離、相対速度を取得し、ヨーレートセンサ３４からは横方向の加速度、車速センサ３６からは走行速度といった自車両の走行情報を取得する。そして、制御ＥＣＵ３０は、これらの情報に基づいて、先行車両２に対し車間距離を適切に保つような自車両１の走行速度の制御量を算出する。そして、その算出結果は図示しないブレーキＥＣＵ、エンジンＥＣＵに出力され、これらのＥＣＵが各種アクチュエータを制御して、自車両１の追従走行制御が行われる。あるいは、制御ＥＣＵ３０は、警報機８によりドライバに衝突の危険性を警告する。
【００２９】
次に、上述のように構成される信号処理装置２０の動作手順を、図４〜図１０を用いて説明する。
【００３０】
図４は、信号処理装置２０の動作手順を説明するフローチャート図である。まず、物標検出部２３は、前回のスキャンで検出された物標の角度方向、相対距離、及び相対速度に基づき、今回の角度方向を予測する（Ｓ１）。次に、物標検出部２３は、ビート信号処理部２５から渡される上昇区間と下降区間におけるビート信号の信号強度の角度方向分布に基づいて、今回の物標の角度方向を検出する（Ｓ２）。そして、連続性判定部２４は、今回検出した角度方向の連続性の有無を判定し、所定回数連続性が有ると判定した検出結果を制御ＥＣＵへ出力する（Ｓ３）。
【００３１】
図５は、物標検出部２３が今回の角度方向を予測する手順について説明するフローチャート図である。図５に示す手順は、図４の手順Ｓ１に対応する。
【００３２】
物標検出部２３は、前回のスキャンにおける角度方向、横位置、相対距離、及び相対速度を信号処理装置２０内のメモリから読み出し（Ｓ１１）、１スキャン分の経過時間を信号処理装置２０内のタイマ回路から取得する（Ｓ１２）。そして、物標検出部２３は、前回の物標の相対速度と経過時間から、１スキャン分の物標の移動量を算出する。そして、物標検出部２３は、前回の相対距離と横位置、及び算出された移動量から、今回の物標の相対距離と横位置とを予測し、さらに予測した相対距離と横位置とに対応する角度方向を予測する（Ｓ１３）。そして、これらの予測結果を信号処理装置２０内のメモリに格納する（Ｓ１４）。
【００３３】
図６は、物標検出部２３が今回の角度方向を検出する手順について説明するフローチャート図である。図６に示す手順は、図４の手順Ｓ２に対応する。
【００３４】
物標検出部２３は、ビート信号処理部２５から渡された上昇区間の信号強度分布ＵＰ（図３（Ｅ））のピークを２次近似することにより、分布の形状を求める（Ｓ２１）。そして、分布形状が極大値を形成する場合は（Ｓ２２のＹＥＳ）、その極大値の角度方向θｃを検出する（Ｓ２３）。ここで、極大値を形成する分布形状全体が、１つの物標から反射された受信信号の信号強度の分布として処理される。よって、極大値を形成する分布形状が複数検出される場合は、複数の物標が検出され、それぞれの極大値の角度方向が検出される。
【００３５】
同様にして、物標検出部２３は、ビート信号処理部２５から渡された下降区間の信号強度分布ＤＮ（図３（Ｅ））の形状を求める（Ｓ２４）。そして、分布形状が極大値を形成する場合は（Ｓ２５のＹＥＳ）、その極大値の角度方向θｃを検出する（Ｓ２６）。そして、上昇区間で求めた角度方向θｃと、下降区間で求めた角度方向θｃとが一致することを確認し（Ｓ２７のＹＥＳ）、その一致した角度方向θｃを検出結果として信号処理装置２０内のメモリに格納する（Ｓ２８）。
【００３６】
図７、図８は、連続性判定部２４が検出結果の連続性の有無を判定する動作手順を説明するフローチャート図である。いずれの手順も、図４の手順Ｓ３に対応する。図７では従来の動作手順を、図８では本実施形態における手順を示す。説明の便宜上、まず、図７を用いて従来の動作手順について説明する。
【００３７】
まず、連続性判定部２４は、予測された今回の角度方向と、検出された今回の角度方向とを比較して、両者が所定の誤差範囲内、例えば±１度の範囲内にあるかを判定する（Ｓ３２）。そして、一定の誤差範囲内にない場合（Ｓ３２のＮＯ）、つまり連続性がない場合は、カウンタ変数である「連続性カウンタ」の値を初期値の「１」に設定する（Ｓ３３）。反対に、一定の誤差範囲内にある場合（Ｓ３２のＹＥＳ）、つまり連続性がある場合は、連続性カウンタの値を「１」インクリメントさせる（Ｓ３４）。そして、連続性カウンタの値が「３」に満たない場合は（Ｓ５０のＮＯ）、今回の検出結果をメモリに格納して（Ｓ５４）、処理を終了する。反対に、連続性カウンタの値が「３」に達した場合は（Ｓ５０のＹＥＳ）、検出された角度方向、相対速度、及び相対距離を制御ＥＣＵ３０に出力し（Ｓ５２）、これらの検出結果をメモリに格納して（Ｓ５４）、処理を終了する。そして、同様の処理が毎スキャン反復される。
【００３８】
上述した手順によれば、３回のスキャン連続して連続性があることが判定された場合に、検出結果が制御ＥＣＵ３０に出力される。しかし、例えば、車両が高速で走行しているときなどには、隣接車線からの割り込み車両に対して３回スキャンのすべてで連続性を判定していると、その分検出結果を制御ＥＣＵに出力するのが遅くなる。その結果、追従走行制御が行われるタイミングが遅れてしまい、追従走行に対するユーザの安心感が損なわれてしまうという問題が生じる。そこで、本実施形態においては、図８に示す手順により連続性判定を行う。
【００３９】
まず、連続性判定部２４は、上記同様にして検出結果の連続性の有無を判定する（Ｓ３２）。そして、連続性が無ければ連続性カウンタの値を「１」に設定し（Ｓ３３）、連続性が有れば連続性カウンタの値を「１」インクリメントさせる（Ｓ３４）。次に、連続性判定部２４は、制御ＥＣＵ３０を介して、ステアリングセンサ３２から車両１の操舵角を、ナビゲーション装置３８から地図上の自車両の位置情報を、通信装置４０から道路環境情報を、画像センサ４２からは車両前方の画像認識結果を取得する（Ｓ３６）。
【００４０】
そして、連続性判定部２４は、連続性が有ると判定した回数が、制御ＥＣＵ３０に出力する検出結果の信頼性を十分担保できるものかを、次のようにして判定する。すなわち、連続性判定部２４は、検出された角度方向と相対距離に基づく物標の横位置の絶対値が所定の基準値、例えば２メートル以下であるかを判断する（Ｓ３８）。横位置がこの基準値を上回る場合は（Ｓ３８のＮＯ）、検出した物標は直線道路上にあるものではないので、手順Ｓ４１へ進む。この場合は、直線道路上で遠距離にある物標で反射された信号による誤検出の可能性は小さいので、連続性カウンタの値が２以上であれば（手順Ｓ４１のＹＥＳ）、今回検出された物標の角度方向と、相対速度、相対距離を制御ＥＣＵ３０へ出力し（Ｓ５２）、これらをメモリに格納して（Ｓ５４）、処理を終了する。なお、横位置の絶対値の基準値は、予め任意に設定可能である。あるいは、ナビゲーション装置３８から自車両が走行中の道路の車線幅を取得し、その車線幅に対応して自動的に基準値を設定してもよい。
【００４１】
手順Ｓ３８の説明に戻り、物標の横位置の絶対値が所定の基準値以下である場合は（Ｓ３８のＹＥＳ）、その物標が直線道路上の遠距離の物標である可能性が大きいので、手順Ｓ４０へ進み、所定の横位置範囲内における物標数を物標数の基準値と比較する。ここで、物標数は次のようにして求められる。例えば、ビート信号の信号強度の角度方向分布の形状が複数の極大値を形成する場合は、極大値の数に応じた数の物標が検出される。または、画像センサ４２から取得した画像認識結果から物標数が取得される。あるいは、通信装置４０から道路交通情報を取得し、道路の渋滞状況から物標数、つまり他車両の数が取得される。
【００４２】
そして、物標数が基準値より大きければ（Ｓ４０のＮＯ）、直線道路であっても他の物標（車両）により遠距離の物標で反射されたレーダ信号が遮られるため、そのレーダ信号を直接受信される可能性は小さく、誤検出の可能性も小さい。よって、その場合は手順Ｓ４１に進み、上記した手順が実行される。一方、物標数が基準値以下の場合は（Ｓ４０のＹＥＳ）、手順Ｓ４２に進む。
【００４３】
連続性判定部２４は、手順Ｓ４２で、ステアリングセンサ３２から取得した操舵角から車両１の走行路の旋回半径を算出して、旋回半径の基準値と比較する。あるいは、ナビゲーション装置３８から取得した地図上の自車両の位置情報から、走行路の旋回半径を検出し、これを旋回半径の基準値と比較することも可能である。ここで、旋回半径の基準値は、走行路がほぼ直線とみなされるような値、例えば１００００メートルが用いられる。すると、旋回半径が基準値より小さい場合（Ｓ４２のＮＯ）、走行路はカーブとみなされるので、遠距離の物標で反射されるレーダ信号により誤検出が生じる可能性は小さい。よって、手順Ｓ４１に進み、上記した手順が実行される。一方、旋回半径が基準値以上の場合は（Ｓ４２のＹＥＳ）、手順Ｓ４６に進む。
【００４４】
連続性判定部２４は、手順Ｓ４６で、受信信号の信号強度を信号強度の基準値と比較する。ここで、信号強度の基準値には、受信信号が物標で反射されたレーダ信号か、ノイズによるものかを判定できる信号強度が用いられる。そして、受信信号の信号強度が基準値値より大きい場合は（Ｓ４６のＮＯ）、手順Ｓ４１に進み、上記した手順が実行される。一方、手順Ｓ４６において、受信信号の信号強度が基準値値以下の場合は（Ｓ４６のＹＥＳ）、手順Ｓ４８に進む。
【００４５】
連続性判定部２４は、手順Ｓ４８で、手順Ｓ３２で比較した予測された角度方向と検出された角度方向との差を所定の基準値、例えば±１度と比較する。そして、差が基準値より小さければ（Ｓ４８のＮＯ）、検出結果が安定しておりノイズによる影響が小さいので、手順Ｓ４１に進み、上記した手順が実行される。一方、差が基準値以上の場合は（Ｓ４８のＹＥＳ）、手順Ｓ４９に進む。
【００４６】
連続性判定部２４は、手順Ｓ４９で、物標の相対速度からその物標が路側のガードレール等の設置物、または対向車線の対向車であるかを判定する。そして、いずれでもなければ（Ｓ４９のＮＯ）、検出結果が安定しておりノイズによる影響が小さいので、手順Ｓ４１に進み、上記した手順が実行される。一方、物標が、路側の設置物、または対向車線の対向車と判定した場合は（Ｓ４９のＹＥＳ）、追従走行の対象として適切でないので、手順Ｓ５０へ進む。そして、連続性カウンタの値が「３」に満たない場合は（Ｓ５０のＮＯ）、今回の検出結果をメモリに格納して（Ｓ５４）、処理を終了する。反対に、連続性カウンタの値が「３」に達した場合は（Ｓ５０のＹＥＳ）、検出された角度方向、相対速度、及び相対距離を制御ＥＣＵ３０に出力し（Ｓ５２）、今これら検出結果をメモリに格納して（Ｓ５４）、処理を終了する。そして、同様の処理が毎スキャン反復される。
【００４７】
上述した手順によれば、連続性判定部２４は、直線道路上で遠距離の物標に反射されたレーダ信号により誤検出が生じる可能性が大きい場合には、かかる誤検出結果を出力することを防止するためにある程度の回数連続性判定を行い、それ以外の場合には、かかる誤検出の可能性が小さいので連続性判定の回数を少なくする。そうすることにより、制御ＥＣＵ３０への検出結果の出力のタイミングを早くすることができ、迅速な追従走行制御が可能となる。
【００４８】
なお、図８に示したように全ての手順を実行することにより、より正確な検出結果を得るとともに、検出結果出力に必要な連続性判定の所要回数を減らす機会を得ることができる。しかし、手順Ｓ３８、手順Ｓ４０、手順Ｓ４２、手順Ｓ４４、手順Ｓ４６、手順Ｓ４８、及び手順Ｓ４９はいずれか１つのみ、あるいはこれらのうち複数の組合せで用いることも可能であり、またその順序も任意に組合せが可能である。そして、そのような場合も本実施形態の範囲内に含まれる。
【００４９】
また、上述した手順では、誤検出の可能性が大きい場合は連続３回、誤検出の可能性が小さい場合は連続２回連続性有りと判定した場合に検出結果が制御ＥＣＵ３０に出力されるが、連続性判定の所要回数はこれに限られない。誤検出の可能性が大きい場合より誤検出の可能性が小さい場合の所要回数が少なければ、上記同様の作用効果を奏することができる。また、連続性判定が所要回数連続して行われる場合に限定されず、例えば一定時間内に所要回数連続性を判定した場合には制御ＥＣＵ３０へ検出結果を出力してもよい。
【００５０】
また、上述した手順では、ビート信号の信号強度の角度方向分布が図３（Ｅ）に示すように極大値を形成する場合に、物標検出部２３は物標の角度方向を検出する。しかし、本実施形態における物標検出部２３は、極大値を形成しない信号強度の角度方向分布に基づいて、角度方向を検出することも可能である。かかる場合について、図９、図１０を用いて説明する。
【００５１】
図９は、検出物標検出部２３が、極大値を形成しない信号強度の角度方向分布に基づいて、角度方向を検出する場合について説明する図である。図１０は、その場合の動作手順を説明するフローチャート図である。図１０の手順のうち、図６で示した手順と重複する部分については図６と同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【００５２】
図９（Ａ）には、レーダ装置１０によるスキャン対象範囲、つまりアンテナ１１の揺動にあわせてレーダ信号が送受信される角度範囲の外から、このスキャン対象範囲内へ物標が移動する場合、例えば、隣接車線から車両２が割り込んでくる場合が示される。この場合、スキャン対象範囲における１回目のスキャンの時点では、車両２による反射信号はスキャン対象範囲外へ反射される（矢印Ｒ１）割合が大きく、車両２から検出されるビート信号の信号強度の分布は図９（Ｂ）に示すように極大値を形成しない。そして、車両２がスキャン対象範囲の中央へ相対的に移動し、例えば２回目のスキャンの時点では、車両２による反射信号はスキャン対象範囲内へ反射される（矢印Ｒ２）割合が大きくなるので、ビート信号の信号強度の分布は図９（Ｂ）に示すように極大値を形成する。ここで、極大値を形成してから物標の角度方向θ２を求める手順によると、１回目のスキャンでは角度方向θ１が検出されないので、角度方向の連続性判定は２回目のスキャンから開始される。すると、制御ＥＣＵ３０へ物標の角度方向等が出力されるタイミングが遅くなり、高速走行時には、追従走行制御のタイミングが遅れる要因となり得る。
【００５３】
そこで、本実施形態の物標検出部２３は、スキャン対象範囲の中心部の角度方向においては、ビート信号の信号強度の分布が極大値を形成している場合に、その極大値の角度方向θ２を検出する。そして、物標検出部２３は、スキャン対象範囲の端部の角度方向においては、ビート信号の信号強度の分布が極大値を形成しなくても、所定値以上の信号強度が複数の角度方向において検出されていれば、そのピークの最大値の角度方向θ１を物標の角度方向として検出する。ここで、スキャン対象範囲の中心部とは、車両１の前方正面方向Ｃを基準とした所定範囲をいい、スキャン対象範囲の端部とは、スキャン対象範囲を規定する角度範囲における中心部の外側の範囲をいう。例えば、車両１の前方正面方向Ｃを基準に、中心部は１０度〜−１０度の範囲、端部は１０度〜１６度と−１０度〜―１６度の範囲のように設定される。
【００５４】
このような物標検出部２３の動作を、第１回目のスキャンを例に図１０に示す。物標検出部２３は、ビート信号処理部２５から渡された上昇区間の信号強度分布の形状を求め（Ｓ２１）、分布形状が極大値を形成しない場合において（Ｓ２２のＮＯ）、±１０度より端部の角度方向であれば（Ｓ２２０のＮＯ）、その最大値の角度方向θ１を検出する（Ｓ２２２）。同様にして、物標検出部２３は、ビート信号処理部２５から渡された下降区間の信号強度分布の形状を求め（Ｓ２４）、分布形状が極大値を形成しない場合において（Ｓ２５のＮＯ）、±１０度より端部の角度方向であれば（Ｓ２５０のＮＯ）その最大値の角度方向θ１を検出する（Ｓ２５２）。そして、上昇区間で求めた角度方向θ１と、下降区間で求めた角度方向θ１とが一致することを確認し（Ｓ２７のＹＥＳ）、その一致した角度方向θ１を検出結果として信号処理装置２０内のメモリに格納する（Ｓ２８）。
【００５５】
このようにして、物標検出部２３が１回目のスキャンで角度方向θ１を検出する。よって、連続性判定部２４は、１回目のスキャンから連続性判定を開始できる。すなわち、連続性判定部２４は、スキャン対象範囲の端部の角度方向においては、ビート信号の信号強度の角度方向分布が極大値を形成しない場合であっても、その分布形状から検出された角度方向を対象にして、連続性の有無を判定できる。よって、２回目のスキャンで極大値が形成されてから検出される角度方向に対して連続性判定を開始する場合に比べ、より早く連続性判定を開始でき、そのためより早い時期に制御ＥＣＵ３０へ検出結果を出力することができる。
【００５６】
なお、上記の説明では、信号強度の最大値の角度方向θ１を検出したが、この他にも、信号強度の分布形状中心の角度方向を検出するなど、角度方向を特定する方法は種々可能である。
【００５７】
また、図１０を用いて説明した物標検出部２３の手順と、図８を用いて説明した連続性判定部２４の手順とは、それぞれ個別に用いることもできるし、組み合わせて用いることもできる。
【００５８】
また、上記説明では、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置を例として説明したが、物標の角度方向、相対速度、及び相対距離を検出することが可能な方式のレーダ装置、例えば、指向性のレーザビームを用いたレーダ装置にも本実施形態は適用できる。また、本実施形態の信号処理装置は、車両前方だけでなく、車両後方を探索するレーダ装置に対しても適用できる。さらに、本実施形態の信号処理装置は、車両以外の移動体に搭載されるレーダ装置に対しても適用できる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、誤検出の可能性が大きい場合にはこれを防止するとともに、誤検出の可能性が小さい場合には検出結果をより早く制御ＥＣＵに出力できる。よって、従来のように一律の回数連続性判定を行っていた場合より、より迅速な追従走行制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態の信号処理装置が車載レーダ装置に適用される例を説明する図である。
【図２】本実施形態の信号処理装置の構成を説明する図である。
【図３】本実施形態の信号処理装置が処理する各種信号について説明する図である。
【図４】信号処理装置２０の動作手順を説明するフローチャート図である。
【図５】物標検出部２３が今回の角度方向を予測する手順について説明するフローチャート図である。
【図６】物標検出部２３が今回の角度方向を検出する手順について説明するフローチャート図である。
【図７】連続性判定部２４が検出結果の連続性の有無を判定するときの、従来の動作手順を説明するフローチャート図である。
【図８】連続性判定部２４が検出結果の連続性の有無を判定するときの、本実施形態での動作手順を説明するフローチャート図である。
【図９】検出物標検出部２３が極大値を形成しない信号強度の角度方向分布に基づいて角度方向を検出する場合について説明する図である。
【図１０】検出物標検出部２３が極大値を形成しない信号強度の角度方向分布に基づいて角度方向を検出する場合の動作手順を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：レーダ装置、２０：信号処理装置、２５：ビート信号処理部、
２３：物標検出部、２４：連続性判定部
【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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