(57)【要約】【課題】ピーク周波数成分が低周波領域に埋もれた状態から復帰してきた場合に、このピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを高精度に判定し、衝突寸前まで高精度な物標検出を行うことが可能な物標検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る物標検出装置は、ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出手段と、前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出手段と、低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択手段と、を備えている。【選択図】        図１
2008082973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出手段と、
前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出手段と、
低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択手段と、
を備えたことを特徴とする物標検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記ピーク周波数成分のペアの一方が前記低周波数成分に埋もれて復帰するまでの間、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を予測することを特徴とする請求項１に記載の物標検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記復帰したピーク周波数成分と、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分とが略一致しない場合に、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であると判定することを特徴とする請求項２に記載の物標検出装置。
【請求項４】
前記選択手段は、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分である場合には、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分と、他方のピーク周波数成分とに基づいた物標検出方法を選択する一方、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分でない場合には、前記ピーク周波数成分のペアを用いた物標検出方法を選択することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の物標検出装置。
【請求項５】
ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出工程と、
前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出工程と、
低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択工程と、
を含むことを特徴とする物標検出方法。
【請求項６】
前記判定工程では、前記ピーク周波数成分のペアの一方が前記低周波数成分に埋もれて復帰するまでの間、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を予測することを特徴とする請求項５に記載の物標検出方法。
【請求項７】
前記判定工程では、前記復帰したピーク周波数成分と、前記第２の検出工程の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分とが略一致しない場合に、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であると判定することを特徴とする請求項６に記載の物標検出方法。
【請求項８】
前記選択工程では、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分である場合には、前記第２の検出工程の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分と、他方のピーク周波数成分とに基づいた物標検出方法を選択する一方、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分でない場合には、前記ピーク周波数成分のペアを用いた物標検出方法を選択することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載の物標検出方法。
【請求項９】
請求項５〜請求項８のいずれか１つに記載の物標検出方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータが実行するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標検出装置、物標検出方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関し、詳細には、二つの検出手段を用いて物標を検出する物標検出装置、物標検出方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、先行車を検知して車間距離を適切に保つ車間距離制御装置や、車間距離が必要以上に接近した場合に運転者に報知する車間距離警報装置等に利用される車載レーダの一つとして、ミリ波帯を使用するＦＭＣＷ方式のレーダ（以下「ＦＭＣＷレーダ」という）が知られている。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダでは、時間に対して周波数が三角波状に直線的に増減するよう変調されたレーダ波を使用し、このレーダ波の送信信号と、物標に反射したレーダ波（反射波）の受信信号とを混合することにより得られるビート信号に基づいて、レーダ波を反射した物標についての情報を得るようにされている。
【０００４】
具体的には、レーダ波の周波数が増加する上り区間、及び周波数が減少する下り区間のそれぞれについて、ビート信号に対し高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に代表される周波数解析処理を施すことにより、ビート信号の各区間毎のパワースペクトルを求める。そして、パワースペクトルから抽出したピーク周波数成分を両区間の間で適宜組み合わせて、その組み合わせたピーク周波数成分（以下では「ピークペア」という）の周波数を、ＦＭＣＷレーダにおいて周知の計算式に当てはめることにより、そのピークペアにて特定される物標との距離や相対速度を求めている。
【０００５】
ところで、ＦＭＣＷレーダでは、レーダ波を入出力する開口部分に取り付けられたレドーム等による至近距離からの反射や、送受信アンテナ間の結合等により、ビート信号の低周波領域にノイズが発生する。このため、この低周波ノイズが発生する領域（以下では「低周波領域」という。）ＮＡにピークが発生すると、これを抽出できず、そのピークを発生させた物標を検出することができないという問題があった。
【０００６】
これに対して、前サイクルにて検出された認識物標から、その物標（前サイクル物標）が今サイクルでも検出された場合に持っているべき情報（相対速度，距離，方位）の予測値を求め、その予測値に適合するピークが、上り区間又は下り区間のいずれか一方でのみ検出された場合には、未検出ピークの周波数が低周波領域に属するか、或いは前サイクル物標について併走フラグがセットされていれば、未検出ピークは低周波領域又は他の物標のピークに埋もれているものとみなして、前サイクル物標の外挿許可フラグをセットするレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０５２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、ピーク周波数成分が低周波領域に埋もれた状態から復帰してきた場合については、十分には考慮されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ピーク周波数成分が低周波領域に埋もれた状態から復帰してきた場合に、このピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを高精度に判定し、衝突寸前まで高精度な物標検出を行うことが可能な物標検出装置、物標検出方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出手段と、前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出手段と、低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定手段は、前記ピーク周波数成分のペアの一方が前記低周波数成分に埋もれて復帰するまでの間、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を予測することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定手段は、前記復帰したピーク周波数成分と、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分とが略一致しない場合に、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であると判定することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記選択手段は、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分である場合には、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分と、他方のピーク周波数成分とに基づいた物標検出方法を選択する一方、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分でない場合には、前記ピーク周波数成分のペアを用いた物標検出方法を選択することが望ましい。
【００１４】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出工程と、前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出工程と、低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定工程と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定工程では、前記ピーク周波数成分のペアの一方が前記低周波数成分に埋もれて復帰するまでの間、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を予測することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定工程では、前記復帰したピーク周波数成分と、前記第２の検出工程の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分とが略一致しない場合に、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であると判定することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記選択工程では、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分である場合には、前記第２の検出工程の検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分と、他方のピーク周波数成分とに基づいた物標検出方法を選択する一方、前記復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分でない場合には、前記ピーク周波数成分のペアを用いた物標検出方法を選択することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明に係る標検出方法の各工程をコンピュータがプログラムを実行することにより実現することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う第１の検出手段と、前記第１の検出手段と異なる方式で物標検出を行う第２の検出手段と、低周波数成分に埋もれていた前記ピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の検出手段の物標検出方法を選択する選択手段と、を備えているので、ピーク周波数成分が低周波領域に埋もれた状態から復帰してきた場合に、このピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるかを否かを高精度に判定でき、衝突寸前まで高精度な物標検出を行うことが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、この発明に係る物標検出装置、物標検出方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る物標検出装置の機能構成を示すブロック図である。同図に示す物標検出装置１は、四輪自動車等の車両に搭載され、車両の周囲の所定の範囲に存在する物体を検出する装置である。物標検出装置１は、二つのレーダ２および３と、レーダ２および３による検出結果を受信し、この受信した内容に基づいた出力信号を生成する演算部４と、演算部４における演算結果や各種設定情報を記憶する記憶部５と、を備える。
【００２２】
演算部４は、２つのレーダ２および３で検出した物標情報が所定の条件を満たすか否かを判定する判定部４１と、判定部４１での判定結果に基づいて２つのレーダ２および３の検出結果のフュージョン処理を行うフュージョン処理部４２を有する。かかる演算部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて実現される。また、記憶部５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いて実現される。
【００２３】
物標検出装置１で検出した物標情報は、車両制御装置６に出力される。車両制御装置６では、物標検出装置１からの出力に応じて車間距離制御や自動ブレーキ制御等の制御を行う。このように、物標検出装置１および車両制御装置６は、全体としてＡＣＣ（自動車間制御装）、ＰＢＡ（プリクラッシュブレーキアシスト）、ＰＳＢ（プリクラッシュシートベルト）等のシステムを構成する。この意味で、物標検出装置１は、前述したシステムにおけるセンサとしての機能を果たす。
【００２４】
以下、物標検出装置１が備える２つのレーダ２および３について詳細に説明する。図２は、第１の検出手段であるレーダ２の構成を示す図である。同図に示すレーダ２は、連続波に周波数変調を乗じた送信信号を用いるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダである。また、レーダ２は、物標の方向を検出する際にデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）技術によるアンテナビームの形成および走査を行うＤＢＦレーダでもある。
【００２５】
レーダ２は、ミリ波帯の高周波送信信号に応じた電磁波（レーダ波）を所定の範囲に放射出力する送信アンテナ１１と、ｎ個の受信用アンテナ素子（ＣＨ１〜ＣＨｎ）を有する受信用アレーアンテナ１２とを備える。各アンテナ素子ＣＨ１〜ＣＨｎは、アイソレータ群１３を構成する個々のアイソレータを介して、対応するミキサ１４−１〜１４−ｎにそれぞれ接続されている。以後、ミキサ１４−１〜１４−ｎを総称する場合には、ミキサ群１４と呼ぶ。
【００２６】
ミキサ１４−１〜１４−ｎは、各アンテナ素子に到達した受信信号に、送信信号の一部をミキシングすることによってビート信号を得る。ミキサ１４−１〜１４−ｎには、ローカル信号としての送信信号成分が与えられる。この送信信号成分は、電圧制御型の発振器（ＶＣＯ）１５から、分岐回路１６およびアイソレータ群１７を介してミキサ１４−１〜１４−ｎに与えられる。
【００２７】
発振器１５は、中心周波数がｆ0（例えば６０ＧＨｚ）のバラクタ制御型ガン発振器であり、変調用の直流電源（ＤＣ）１８から出力される制御電圧によって所定の周波数帯域の被変調波を出力する。発振器１５に入力される制御電圧が上昇すると、発振器１５から出力される電圧の周波数が高くなり、発振器１５に入力される制御電圧が低下すると、発振器１５から出力される電圧の周波数が低くなる。
【００２８】
直流電源１８は、変調用信号源（ＳＧ）１９の制御のもと周期的に出力電圧値を変化させる。発振器１５へ入力される制御電圧は三角波であるとする。発振器１５から出力されたＦＭ被変調波は、分岐回路１６を介して送信アンテナ１１に出力され、電磁波（レーダ波）として所定の範囲に放射出力される。送信アンテナ１１から出力される送信信号の周波数の時間波形は、発振器１５へ入力される制御電圧に比例するので三角波となる。
【００２９】
一方、発振器１５から出力され、分岐回路１６によって分岐されてローカル信号となったＦＭ被変調波は、ミキサ群１４において各チャネルの受信信号とそれぞれミキシングされてチャネル別のビート信号を生成する。各チャネルのビート信号は、物標までの距離や相対速度に応じて変化する。
【００３０】
ここで、図３〜図６を参照して、ＦＭＣＷレーダの探知原理の概要を説明する。図３および図４は、送信周波数の変化を実線で示し、距離Ｒの位置にあって相対速度が零の物標から反射された受信周波数の変化を破線で示した図である。より具体的には、図３は物標の自車両に対する相対速度が０の場合の送信信号と受信信号の時間変化を示した図であり、図４は物標の自車両に対する相対速度が０でない場合の送信信号と受信信号の時間変化を示した図である。なお、両図ともに横軸ｔは時間、縦軸ｆは周波数を表している。これらの図に示す場合、連続波に三角波を乗じて周波数変調した変調信号を送信信号として用いている。
【００３１】
かかる送信信号を放射しているときの受信信号は、物標の相対速度の値によらず、送信信号に対して自車両から物標までの距離Ｒに応じた時間の遅れＴ（Ｔ＝２Ｒ／ｃ，ｃは光速）を生じる。以後、送信信号の中心周波数すなわち搬送波周波数をｆ0、周波数偏移幅をΔＦ、三角波の周波数をｆmとする。
【００３２】
また、受信信号は、物標の相対速度に応じてドップラー効果による周波数偏移を生じる（図３の場合、この周波数偏移は生じない）。なお、図４では、受信信号周波数が送信信号周波数よりも大きな周波数を有するように縦軸方向上方に偏移しているが、これは物標が自車両に対して接近する場合を示している。
【００３３】
ここで、相対速度が「０」のときに送信信号と受信信号をミキシングして得られるビート信号の周波数（ビート周波数）をｆr、ドップラー効果による周波数偏移を示すドップラー周波数をｆd、周波数が増加する区間（アップ区間）のビート周波数をｆｂ1、周波数が減少する区間（ダウン区間）のビート周波数をｆｂ2とそれぞれおくと、
ｆｂ1＝ｆr−ｆd…（１）
ｆｂ2＝ｆr＋ｆd…（２）
が成り立つ。式（１）および（２）において、物標の相対速度が０の場合、ドップラー周波数ｆdは「０」なので、ｆｂ1＝ｆｂ2＝ｆrとなる（図３を参照）。
【００３４】
したがって、変調サイクルのアップ区間とダウン区間のビート周波数ｆｂ1およびｆｂ2を別々に測定することにより、ｆrおよびｆdは、
【００３５】
【数１】
2008082973.tif 000003
と求められる。図５は、送信信号および受信信号が図３に示す時間変化を行う場合（物標の相対速度＝０）のビート周波数ｆｂの時間変化を示す図であり、図３と図５のｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4はそれぞれ同じ時間であることを意味する。また、図６は、送信信号および受信信号が図４に示す時間変化を行う場合（物標の相対速度≠０）のビート周波数ｆｂの時間変化を示す図であり、図４と図６のｔ1、ｔ2、ｔ5、ｔ6もそれぞれ同じ時間であることを意味する。
【００３６】
上述した式（３）および（４）によって求めたｆrおよびｆdを用いることにより、物標の距離Ｒおよび相対速度ｖRは、
【数２】
2008082973.tif 000004
と求めることができる。なお、ここでの相対速度ｖRは、説明の便宜上、正負によって物標の向きを指定する場合を示しているが、より一般には、ベクトルの演算を行うことによって物標の向きを求めればよい。
【００３７】
再び図２を参照してレーダ２の構成の説明を続ける。レーダ２は、アイソレータ群１３および１７、ミキサ群１４、発振器１５、分岐回路１６によって構成される高周波回路２０の後段に、低雑音増幅器２１、高速Ａ／Ｄ変換器２２、ＤＢＦ信号処理部２３、および複素ＦＦＴ演算部２４が設けられている。
【００３８】
低雑音増幅器２１は、ミキサ群１４から出力されたチャネル数ｎのビート信号をパラレルに増幅する。また、低雑音増幅器２１は、アンチエリアシングのために所定のカットオフ周波数（例えば７７ｋＨｚ）のローパスフィルタを内蔵している。
【００３９】
高速Ａ／Ｄ変換器２２は、各ビート信号をパラレルかつ同時にＡ／Ｄ変換する回路である。具体的には、所定のサンプリング周波数（例えば２００ｋＨｚ）で、ＦＭ変調における三角波の周波数アップ区間と周波数ダウン区間の所定数のサンプリングを行う。
【００４０】
ＤＢＦ信号処理部２３は、高速Ａ／Ｄ変換器２２からチャネル別のデジタルビート信号を取得し、ＤＢＦ処理および距離、速度演算を施すことによって物標の認識処理を行う。
【００４１】
複素ＦＦＴ演算部２４は、ＤＢＦ信号処理部２３における一連の処理の中の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を代行して実行する。すなわち、ＤＢＦ信号処理部２３からチャネル別デジタルビート信号を受け取り、これに対して複素ＦＦＴ演算を実施してその結果をＤＢＦ信号処理部２３に戻す。なお、チャネルごとに得られるビート信号を複素ＦＦＴ演算して得られるパワースペクトルは、周波数が物標までの距離Ｒに対応するため、以後の説明では「距離パワースペクトル」と呼ぶ。
【００４２】
距離パワースペクトルは、チャネル毎のアップ区間とダウン区間それぞれ別個に求められるが、各々の距離パワースペクトルには、周波数軸上のビート周波数ｆｂ1およびｆｂ2に対応しているところにピークが現れる。図７は、物標が自車両に対して近づいてくる場合に求めた距離パワースペクトルのピーク周波数成分の概要を模式的に示す図である。具体的には、周波数が小さい方のピークＰ1がアップ成分のビート周波数ｆｂ1によるピークであり、周波数が大きい方のピークＰ2がダウン成分のビート周波数ｆｂ2によるピークである。このようにして得られる２つのピーク周波数成分Ｐ1およびＰ2を「ピークペア」と称する。
【００４３】
ＤＢＦ信号処理部２３では、フェーズドアレーアンテナレーダの移相器の機能をデジタル信号処理によって実現することで、ビーム走査やサイドローブ特性等の調整をデジタル状態で行う。ここでは、全てのアンテナのチャネルからの受信信号をＡ／Ｄ変換後にいったん取り込んだ後、各チャネルのビート信号に基づいて、物標の方位θにおける距離と相対速度を演算する。なお、ビーム走査の方位は任意に設定することができる。
【００４４】
ＤＢＦ方式の利点の一つは、全アンテナ素子（全受信チャネル）の信号をいったんデジタル信号として取り込んでしまうと、それをもとに任意の方向にビーム合成ができるため、一回の信号取り込みで複数のビームを形成することができる点にある（ＤＢＦ方式の詳細については、例えば特開平１１−１３３１４２号を参照）。
【００４５】
ところで、ＦＭＣＷ方式では、至近距離に位置する物標からの反射や送受信アンテナ間の結合によってビート周波数の低周波数領域にノイズが発生する。図８は、アップ成分およびダウン成分の距離パワースペクトルＳｐを示す図であり、本来出現するはずのビート周波数ｆｂ1によるピークＰ1が低周波数領域ＬＡにおけるノイズに埋もれてしまい、そのピークを判別することができなくなった状態を模式的に示す図である。このように、低周波数領域ＬＡにビート周波数に対応するピークが発生すると、アップ成分のビート周波数がノイズに紛れてしまいそのピークを抽出することができず、結果的に物標を検出することができない場合がある。
【００４６】
図８に示すような状況は、例えば空間的には離れていても、物標の相対速度が大きい値を有して自車両に接近してくる場合、すなわち自車両に対する物標までの距離をその物標の自車両に対する相対速度で割って得られる衝突予測時間（ＴＴＣ）が短い場合に起こり得る。換言すれば、物標までの距離が短くても、物標と自車両との相対速度が「０」であれば、図８に示すような状況は起こらない。
【００４７】
図９は、判定部４１の処理の概略を説明するためのフローチャートである。判定部４１では、図８に示すような状況、すなわち、ピークペアの一方（アップ成分のピークＰ1またはダウン成分のピークＰ2）が低周波領域ＬＡに埋もれてピークペアのうちのいずれか一方のピークしか抽出できない状況が発生しているか否かを判定し（ステップＳ１）、かかる状況が発生した場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、ＰＣＳ外挿フラグを「１」とセットする（ステップＳ２）。その後、演算部４では所定の外挿を行う。この外挿を行う際には、それまでに記憶部５で記憶している物標情報（物理量、フラグ）や、ピークペアの他方のピーク値（図８に示す場合にはダウン区間のピーク値）等を参照する。
【００４８】
次に、第２の検出手段であるレーダ３の構成を説明する。図１０は、レーダ３の構成を示す図である。同図に示すレーダ３は、２チャンネルモノパルス方式レーダであり、レーダ２と同じくＦＭＣＷ方式を採用している。ここでいうモノパルス方式とは、互いの一部が重なり合った２個のアンテナビームを一組として用い、角度誤差を検出する方式のことである。
【００４９】
レーダ３は、ミリ波帯の高周波信号を発生する発振器３１、発振器３１で発生した送信信号に応じた電磁波（レーダ波）を所定の範囲に放射出力する送信アンテナ３２、離隔配置されて物標からの反射波をそれぞれ受信する２つの受信アンテナ３３−１および３３−２、受信アンテナ３３−１および３３−２からの信号に発振器３１の出力（ローカル信号）をそれぞれミキシングするミキサ３４−１および３４−２、ならびにミキサ３４−１および３４−２で各々ミキシングしたビート信号を取得する信号処理部３５を備える。
【００５０】
信号処理部３５は、ミキサ３４−１および３４−２から入力される２つの受信信号の位相差Δφを計測し、物標の方向を示す角度θを求める。この際のθは、次のようにして求められる。受信アンテナ３３−１と受信アンテナ３３−２の間隔をｄとし、受信アンテナ３３−１の受信信号と受信アンテナ３３−２の受信信号との経路差をｘとすると、車両の前方方向からの角度、すなわち受信信号の入射角θ（≪１）は、ｘ＝ｄｓｉｎθ≒ｄθで与えられ、経路差ｘに応じた位相差Δφは、Δφ＝２π（ｘ／λ）で与えられる。したがって、θ≒（ｘ／ｄ＝）Δφ・λ／（２πｄ）となる。なお、位相差Δφは、２つの受信信号を方形波に変換し、方形波間の排他的論理和などをとり、その出力の期間をカウンタでカウントすれば求めることができる。
【００５１】
本実施の形態１では、レーダ３もＦＭＣＷ方式を採用しているため、信号処理部３５では、ビート信号を高速フーリエ変換することによって物標までの距離に応じた距離パワースペクトルを得ることができる。この距離パワースペクトルについては、レーダ２の場合と同様に、アップ成分またはダウン成分のいずれか一方のピークが低周波数領域に埋もれてしまい、抽出できないことが起こりうる（図８参照）。この場合も、判定部４１がピークペアの一方のピークが低周波数領域に埋もれているか否かの判定を行い、埋もれていると判定した場合にはＰＣＳ外挿フラグを「１」とし、該当する物標の位置や相対速度を所定の外挿によって求める。
【００５２】
以上説明した二つのレーダ２および３を比較した場合、ＤＢＦ方式を採用するレーダ２の方が距離パワースペクトルを得るのに必要な演算量が多いが、解像度は高い。このため、レーダ２の方がより遠距離に存在する物標を検出を行うことが可能である。
【００５３】
図１１は、レーダ２とレーダ３の検出領域を模式的に示す図である。同図においては、物標検出装置１が車両Ｃ0に搭載されており、レーダ２の検出領域Ｒ2とレーダ３の検出領域Ｒ3はそれぞれ扇型をなしている。各検出領域の扇形の中心角は等しく、その径はレーダ２の検出領域Ｒ2の方がレーダの検出領域Ｒ3よりも大きい。すなわち、レーダ２の方がレーダ３よりも遠方まで検出することができる。なお、本実施の形態１においては、レーダ３の検出領域Ｒ3が、レーダ２の検出領域Ｒ2とレーダ３の検出領域Ｒ3との重複領域Ｒ23と一致するようにレーダ２およびレーダ３の指向性がそれぞれ調整されている。図１１では、車両Ｃ0が道路Ｒｄに沿って速さｖ0で走行し、その重複領域Ｒ23が通過する道路Ｒｄを車両Ｃ1が道路Ｒｄに沿って速さｖ1で走行している場合を示している。
【００５４】
以後の説明においては、上述した各レーダの検出領域に鑑み、レーダ２によって検出された物標を「遠距離ミリ波物標」、レーダ３によって検出された物標を「近距離ミリ波物標」と称する。また、物標検出装置１を搭載している車両Ｃ0を「自車Ｃ0」と称し、物標となる車両Ｃ1を「他車Ｃ1」と称する。
【００５５】
図１２は、図１１に示す状況でレーダ２および３がそれぞれ検知した結果を模式的に示す図である。図１２では、自車Ｃ0のレーダ取付位置を原点とし、鉛直方向（図１１の道路Ｒｄに平行な方向）をｚ軸方向、横方向（図１１の道路Ｒｄに垂直な方向）をｘ軸方向とする座標系を採用している。レーダ２によって検出された遠距離ミリ波物標の位置座標を（ｚf，ｘf）とし、自車Ｃ0に対する他車Ｃ1の相対速度の大きさをｖRfとする。また、レーダ３によって検出された近距離ミリ波物標を（ｚn，ｘn）とし、自車Ｃ0に対する他車Ｃ1の相対速度の大きさをｖRnとする。なお、説明の便宜上、自車Ｃ0および他車Ｃ1は、ｚ軸正の方向の成分のみを有しているとするが、各車両の速度がｘ軸方向の成分を有していてもかまわない。
【００５６】
図１３は、本実施の形態１に係る物標検出方法における物標情報更新処理の概要を示す図である。レーダ２および３は、上述したように物標を検出するまでの計算量が違うため、検出結果を出力するまでの時間も異なる。したがって、検出結果の更新周期も異なり、レーダ２の更新周期Ｔfは、レーダ３の更新周期Ｔnよりも長い（Ｔf＞Ｔn）。本実施の形態１では、レーダ２の更新周期Ｔfとレーダ３の更新周期Ｔnの比が１：２であるとする。すなわち、近距離ミリ波の更新カウンタが更新されるタイミング（図１３でｔ＝Ｔ1、Ｔ2、・・・、Ｔ6）のうち、２回に１回は遠距離ミリ波の更新カウンタも更新される（図１３でｔ＝Ｔ1、Ｔ3、Ｔ5）。なお、より一般には、Ｔf：Ｔn＝ｍ：ｎ（ｍ＜ｎ；ｍおよびｎは正の整数）となるように調整されていればよい。
【００５７】
上述した２種類の更新タイミングのうち、遠距離ミリ波物標および近距離ミリ波物標がともに更新されるタイミングでは、フュージョン処理部４２が、レーダ２の検出領域Ｒ2とレーダ３の検出領域Ｒ3との重複領域Ｒ23において、遠距離ミリ波物標の距離、横位置、相対速度を基準として融合すべき近距離ミリ波物標を探索する。以後、このミリ波フュージョン処理によって得られる物標を「フュージョンミリ波物標」と称する。これに対して、近距離ミリ波のみが更新されるタイミングでは、その直前のフュージョン処理の結果に応じた物標情報の更新処理を行う。以下、この２つの場合に分けて各々の処理を説明する。
【００５８】
まず、ミリ波フュージョン処理について説明する。このミリ波フュージョン処理では、物標が検出される検出領域に応じて処理の内容が異なる。図１４は、かかる領域の設定例を示す図である。同図においては、検出領域が４つの領域Ｄ1〜Ｄ4に分けられており、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4の順に自車Ｃ0からの距離が近い領域である。これら４つの領域によって図１０に示す重複領域Ｒ23がカバーされていることはいうまでもない。なお、隣接する領域の境界のｚ座標ｚ1、ｚ2、ｚ3、ｚ4は任意であり、各種条件に応じて定めればよく、分割する領域の数も４に限定されるわけではない。
【００５９】
図１５−１〜１５−４は、各領域Ｄ1〜Ｄ4におけるミリ波フージョン処理の規則を示す図である。これらの図において、「○」は物標が検出された場合を示し、「×」は物標が未検出であった場合を示している。また、「△」は上述したＰＣＳ外挿によって物標が検出された場合を示している。なお、ＰＣＳ外挿以外の外挿によって検出された場合は○に含まれるものとする。
【００６０】
本実施の形態１においては、レーダ２および３はともにＦＭＣＷ方式を採用しているため、遠距離ミリ波物標と近距離ミリ波物標とがともに３通りの検出結果をとり得る。このため、各検出領域における検出結果の組み合わせは９（＝３×３）通りとなり、各々の組み合わせに応じたミリ波フュージョン処理が図１５−１〜図１５−４で規定されている。これらの組み合わせは記憶部５で記憶されており、演算部４のフュージョン処理部４２で検出結果に応じたフュージョン処理を行う際に参照される。
【００６１】
以下、具体的なミリ波フュージョン処理の内容を説明する。まず、遠距離ミリ波物標のＰＣＳ外挿フラグと近距離ミリ波物標のＰＣＳ外挿フラグがともに「０」である場合、すなわち遠距離ミリ波物標および近距離ミリ波物標がＰＣＳ外挿なしで検出された場合（○）には、判定部４１では、近距離ミリ波物標が、遠距離ミリ波物標に対して以下に示す３つの条件
条件１．｜ｚf−ｚn｜＜Δｚmax
条件２．｜ｘf−ｘn｜＜Δｘmax
条件３．｜ｖRf−ｖRn｜＜ΔｖRmax
を満たすか否かを判定する。ここで、Δｚmaxは前後距離差評価最大値、Δｘmaxは左右距離差最大値、ΔｖRmaxは前後相対速度差最大値である。図１２においては、他車Ｃ1の遠距離ミリ波物標Ｏfに対して条件２および３を満たすフュージョン可能領域Ｆ内に他車Ｃ1の近距離ミリ波物標Ｏnが入っている場合を例示している。
【００６２】
上記３つの条件を満たす場合は、検出領域Ｄ1〜Ｄ4のパターンａにしたがう。本実施の形態１では、どの検出領域にある場合にであっても、遠距離ミリ波物標の物理量（物標距離、物標横位置、物標相対速度、物標相対加速度）および各種フラグをフュージョンミリ波物標の物理量および各種フラグとしてそのまま登録する。この場合、近距離ミリ波物標の情報自体は物理量や各種フラグの中に含まれないが、フュージョン対象としての近距離ミリ波物標の情報は記憶部５に登録される。
【００６３】
ところで、上記３つの条件を満たす近距離ミリ波物標が複数ある場合も想定される。この場合には、演算部４で所定の評価値を求める評価値演算処理を行い、求めた評価値が最小または最大（定義による）の近距離ミリ波物標をフュージョンミリ波物標として登録する。評価値Ｈは、例えば
Ｈ＝αZＺ＋βXＸ＋γVRＶR      ・・・（７）
と定義される。ここで、Ｚは前後距離差評価値であり、Ｚ＝｜ｚf−ｚn｜／Δｚmaxである。また、Ｘは左右距離差評価値であり、Ｘ＝｜ｘf−ｘn｜／Δｘmaxである。さらに、ＶR＝前後相対速度差評価値であり、ＶR＝｜ｖRf−ｖRn｜／ΔｖRmaxである。αZ、βX、およびγVRは、Ｚ、Ｘ、およびＶRの和を取るときのウェイトを与える定数であり、３つのウェイトの比は予め定義されている。なお、評価値Ｈも一致した場合には、近距離ミリ波物標を登録する際に付与された物標番号の小さい方（大きい方でも可）を採用すればよい。
【００６４】
次に、遠距離ミリ波物標のＰＣＳ外挿フラグおよび近距離ミリ波物標のＰＣＳ外挿フラグの少なくともいずれか一方が「１」であり、遠距離ミリ波物標に対して近距離ミリ波物標が、上記３つの条件を満たす場合について説明する（各領域のパターンｄ，ｅ，ｆ）。
【００６５】
パターンｄ（遠距離ミリ波物標が○、近距離ミリ波物標が△）では、全ての領域で遠距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成する。この際、近距離ミリ波物標の方は続く処理へは持ち越さず、探索対象から消去する。
【００６６】
パターンｅ（遠距離ミリ波物標が△、近距離ミリ波物標が○）およびパターンｆ（遠距離ミリ波物標が△、近距離ミリ波物標が△）の場合には、低周波領域埋もれから復帰した片ピークが折り返し周波数でない場合は、Ｄ1〜Ｄ3の領域では、近距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成し、遠距離ミリ波物標の方は続く処理へは持ち越さずに探索対象から消去する一方、Ｄ4の領域では、遠距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成し、近距離ミリ波物標の方は続く処理へは持ち越さずに探索対象から消去する。
【００６７】
続いて、ＰＣＳ外挿フラグに関わらず上記３つの条件を満たさない遠距離ミリ波物標と近距離ミリ波物標について説明する（各領域のパターンｂ，ｃ，ｇ，ｈ，ｉ）。まず、遠距離ミリ波物標はＰＣＳ外挿の有無によらず検出され（○または△）、近距離ミリ波物標が未検出（×）の場合（パターンｂおよびｃ）、直前の遠距離ミリ波物標をフュージョンミリ波物標とし、その遠距離ミリ波物標の物理量と各種フラグをそのまま登録する。
【００６８】
パターンｉ（遠距離ミリ波物標と近距離ミリ波物標がともに未検出（×））の場合、「物標なし」として登録する。
【００６９】
パターンｈ（遠距離ミリ波物標が未検出（×）、近距離ミリ波物標が検出（○））では、領域によって処理が異なる。領域Ｄ1では、近距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成する。領域Ｄ2では、先行車に対応する物標があり、この先行車が発進した場合のみ近距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成し、それ以外の場合は「物標なし」として登録する。領域Ｄ3およびＤ4では、「物標なし」として登録する。
【００７０】
パターンｇ（遠距離ミリ波物標が未検出（×）、近距離ミリ波物標がＰＣＳ外挿により検出（△））の場合にも、領域によって処理が異なる。この場合、領域Ｄ1、Ｄ2、およびＤ3では近距離ミリ波物標単独でフュージョンミリ波物標を構成する一方、領域Ｄ4では「物標なし」として登録する。
【００７１】
次に、近距離ミリ波更新処理について、図１６を参照して説明する。同図に示すように、近距離ミリ波更新処理は、その直前（１周期Ｔnの分だけ前）に行われたミリ波フュージョン処理の内容と今回更新すべき近距離ミリ波物標の検出内容に応じて処理が異なる。
【００７２】
まず、直前で実質的にフュージョンされている場合、すなわち直前のミリ波フュージョン処理が図１５−１〜１５−４のパターンａのいずれかに該当する場合を説明する（パターンｊ、ｋ、ｌ）。この場合、フュージョンミリ波物標は遠距離ミリ波物標の物理量と各種フラグを受け継いでいるため、今回更新する近距離ミリ波物標の検出内容に応じて縦方向距離ｚfのみを推定し、更新する。各種フラグは前回値を保持するが、新規フラグに関しては、その値が「１」ならば「０」へと更新する。
【００７３】
続いて、直前がフュージョンされていない場合について説明する。まず、直前が近距離ミリ波物標単独で構成されており（例えば領域Ｄ1のパターンｅ，ｆ，ｇ，ｈ等）、今回の近距離ミリ波物標がＰＣＳ外挿の有無によらず検出（○または△）された場合（パターンｍおよびｎ）、新たな近距離ミリ波物標を単独でフュージョンミリ波物標として記憶部５へ登録する。また、直前が近距離ミリ波物標単独で構成されており、近距離ミリ波物標が未検出（×）である場合（パターンｏ）、物理量は更新しない。この場合、各種フラグは前回値を保持するが、物標ロストフラグに関しては、その値が「１」ならば「０」へと更新する。
【００７４】
これに対して、直前がフュージョンされてなく、その際のフュージョンミリ波物標が遠距離ミリ波物標単独で構成されている場合（領域Ｄ1〜Ｄ3のパターンｂ，ｃ，ｄ、領域Ｄ4のパターンｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）は、今回近距離ミリ波物標として更新すべき情報がない。この場合には、遠距離の縦方向距離ｚfのみを推定し、更新する。各種フラグについては原則として前回値を保持するが、新規フラグの値が「１」である場合には「０」へ更新する。
【００７５】
なお、図１６には示していないが、直前のミリ波フュージョン処理が物標登録されていない場合であっても、図１５−１〜１５−４において「近距離単独」条件を満たす場合が起こり得る。この場合には、近距離ミリ波物標の物理量および各種フラグを出力物標として記憶部５へ登録すればよい。
【００７６】
上述したように、ＰＳＣの衝突判定で重要となる近距離領域において、低周波領域に遠距離ミリ波レーダ（レーダ２）の片側のピーク周波数成分が埋もれた場合、ＰＣＳ外挿フラグを「１」として、遠距離ミリ波物標を外挿によって求めているが、さらに、本実施の形態では、衝突寸前まで高精度な物標検出を行うために、低周波領域に埋もれた遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分が復帰してきた場合に、近距離ミリ波レーダの検出結果に基づいて、このピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、遠距離ミリ波物標の検出方法（演算方法）を選択する。
【００７７】
図１７は、遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダの送信信号の一例を示す図である。同図において、横軸は時間、縦軸は周波数を示しており、遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダの送信信号の変調パターンをそれぞれ示している。
【００７８】
図１８は、他車Ｃ1が自車Ｃ0に対して近づいてくる状態を示す図である。図１９は、図１８に示すような状況で、遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダの受信信号の距離パワースペクトルにおけるアップ成分およびダウン成分のピーク周波数成分Ｐ1，Ｐ2を模式的に示す図である。同図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、遠距離ミリ波レーダの受信信号の距離パワースペクトル、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、近距離ミリ波レーダの受信信号の距離パワースペクトルを示しており、（ａ）と（ｄ）、（ｂ）と（ｅ）、（ｃ）と（ｆ）は、それぞれ同じ時間であるものとする。
【００７９】
図１８に示すように、他車Ｃ1が自車両Ｃ0に遠距離領域から近距離領域に近づいてくる場合、ミリ波フージョン処理の規則（図１５−１〜図１５−４）は、規則ｂ→規則ａ（図１９の（ａ）、（ｄ））→規則ｅ（図１９の（ｂ）、（ｅ））となる。図１９の（ａ）、（ｄ）に示すように、遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダのピーク周波数成分Ｐ1，Ｐ2のピークペアの検出が可能である状態（規則ａ）から、さらに他車Ｃ1が自車Ｃ0に近づくと、図１９の（ｂ）に示すように、遠距離ミリ波レーダのアップ成分のピーク周波数成分Ｐ1が低周波ノイズに紛れて検出できなくなる。この場合、上述したように、遠距離ミリ波物標については、ＰＳＣ外挿フラグをＯＮさせて、ＰＳＣ外挿を行う（規則ｅ）。
【００８０】
さらに、図１９（ｃ）に示すように、低周波領域に埋もれた片側のピーク周波数成分Ｐ1が復帰してきた場合、この片側のピーク周波数成分Ｐ1は、０Ｈｚを折り返して復帰した折り返しピーク周波数成分である場合と、０Ｈｚを折り返すことなく復帰した通常のピーク周波数成分である場合がある。
【００８１】
具体的には、ＰＣＳの制御タイミングが衝突寸前になると、片側のピーク周波数成分が０Ｈｚを折り返し、上記式（３）〜（６）より、本来は自車Ｃ0に向かってきている物標があたかも減速したかのように見えてしまう。図１９（ｃ）の波線部分は、実際の片側のピーク周波数成分Ｐ1を示している。これは、ピーク周波数成分が０Ｈｚ以下になると周波数の低い方から高い方へシフトするためのである。特に、相対速度が大きいほど、顕著にシフトする傾向がある。他方、対象となる物標の急減速等で０Ｈｚを折り返すことなく、片側のピーク周波数成分Ｐ1が低周波数領域の埋もれから復帰する場合がある。
【００８２】
そこで、フュージョン処理部４２では、遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1が低周波領域に埋もれた場合、片側のピーク周波数成分Ｐ1が再度復帰するまで、近距離ミリ波レーダのピークペアの検出が可能であるので（図１９の（ｅ）、（ｆ）参照）、近距離ミリ波レーダの物標情報（距離情報と相対速度情報等）を用いて、遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1の位置を推定し、遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1の推移を予測する。
【００８３】
図２０は、上記フュージョン処理部４２の折り返し判定処理の概略を説明するためのフローチャートである。同図において、遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1が低周波領域から復帰したか否かを判定する（ステップＳ１１）。遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1が復帰した場合には（ステップＳ１１の「Ｙｅｓ」）、近距離ミリ波レーダの物標情報で予測した片側のピーク周波数成分Ｐ1‘の推移状況に基づいて、０Ｈｚを折り返して低周波数領域の埋もれから復帰した折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、低周波数領域の埋もれから復帰した片側のピーク周波数成分Ｐ1（遠距離ミリ波レーダの検出結果）と、近距離ミリ波レーダの物標情報で予測した遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1‘とが略一致する場合に、０Ｈｚを折り返すことなく低周波数成分の埋もれから復帰したと判断し、略一致しない場合には、折り返しピーク周波数成分であると判定する。
【００８４】
折り返した周波数成分の場合は（ステップＳ１２の「Ｙｅｓ」）、０Ｈｚを折り返した周波数成分を考慮して、遠距離ミリ波レーダのピークペアリングを行って物標情報を生成する（ステップＳ１３）。具体的には、近距離ミリ波レーダの物標情報に基づいて予測した遠距離ミリ波レーダの片側のピーク周波数成分Ｐ1‘と、遠距離ミリ波レーダの他方のピーク周波数成分Ｐ2とのピークペアリングを行って物標情報を生成する。すなわち、遠距離ミリ波物標は、ＰＣＳ外挿状態のままとして、遠距離ミリ波物標を生成する（規則ｅ）。
【００８５】
他方、折り返し周波数成分ではなく、通常のピーク周波数成分である場合には（ステップＳ１２の「Ｎｏ」）、遠距離ミリ波レーダのアップ成分とダウン成分のピーク周波数成分Ｐ1、Ｐ2のピークペアリングを行って、物標情報を生成する（ステップＳ１４）。すなわち、外挿ではなく、遠距離ミリ波レーダのアップ成分とダウン成分のピーク周波数成分Ｐ1、Ｐ2のピークペアリングを行って、遠距離ミリ波物標を生成する（規則ａ）。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＦＭＣＷ方式を用いて検出した信号に周波数解析処理を施すことによって得られるピーク周波数成分のペアを用いて物標検出を行う遠距離ミリ波レーダと、遠距離ミリ波レーダと異なる方式で物標検出を行う近距離ミリ波レーダと、低周波数成分に埋もれていた遠距離ミリ波レーダのピーク周波数成分のペアの一方が復帰した場合、近距離ミリ波レーダの検出結果に基づいて、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを判定し、判定結果に基づいて、遠距離ミリ波レーダの物標検出方法を選択するフュージョン処理部４２とを備えているので、低周波領域から出現したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かを高精度に判定することができ、衝突寸前まで高精度な物標検出を行うことが可能となる。
【００８７】
また、本実施の形態によれば、フュージョン処理部４２は、遠距離ミリ波レーダのピーク周波数成分のペアの一方が低周波数成分に埋もれて復帰するまでの間、近距離ミリ波レーダの検出結果に基づいて、当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を予測することとしたので、ピーク周波数成分のペアの一方が低周波数成分に埋もれた場合でも当該ピーク周波数成分のペアの一方の推移を高精度に予測することが可能となる。
【００８８】
また、本実施の形態によれば、フュージョン処理部４２は、遠距離ミリ波レーダの復帰したピーク周波数成分と、近距離ミリ波レーダの検出結果に基づいて予測したピーク周波数成分とが略一致しない場合に、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であると判定することとしたので、低周波領域から出現したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かの判定精度を向上させることが可能となる。
【００８９】
また、本実施の形態によれば、フュージョン処理部４２は、遠距離ミリ波レーダの復帰した片側のピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分である場合には、近距離ミリ波レーダの検出結果に基づいて予測した片側のピーク周波数成分と、遠距離ミリ波レーダの他方のピーク周波数成分とに基づいた物標検出方法を選択する一方、当該復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分でない場合には、遠距離ミリ波レーダの通常のピークペアを用いた物標検出方法を選択することとしたので、復帰したピーク周波数成分が折り返しピーク周波数成分であるか否かに応じて、高精度な物標検出方法を選択することが可能となる。
【００９０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、物標までの衝突予測時間（ＴＴＣ）を用いてミリ波フュージョン処理する遠距離ミリ波物標と近距離ミリ波物標との混合比を制御することを特徴とする。すなわち、本実施の形態２では、ミリ波フュージョン処理によって物理量を求める際、遠距離ミリ波物標の物理量と近距離ミリ波物標の物理量を物標までの衝突予測時間に応じた所定のウェイトで混合する。
【００９１】
本実施の形態２に係る物標検出装置の構成は、上記実施の形態１に係る物標検出装置１の構成と同じである。また、ミリ波フュージョン処理を行う際の規則は、図１５−１〜１５−４にしたがうものとする。
【００９２】
以下、ミリ波フュージョン処理で行う物理量の演算処理を説明する。この際、各領域のパターンａに相当するフュージョンミリ波物標は、遠距離ミリ波物標のＴＴＣに基づいて遠距離ミリ波物標の物理量と近距離ミリ波物標の物理量とを所定のウェイトによってフュージョンする。具体的には、遠距離ミリ波物標の物理量をＰf、近距離ミリ波物標の物理量をＰnとしたとき、対応するフュージョンミリ波物標の物理量Ｐfusionは、遠距離ミリ波物標の物理量Ｐfのウェイトをｗとして、
Ｐfusion＝ｗＰf＋（１−ｗ）Ｐn    ・・・（８）
と定義される。演算部４のフュージョン処理部４２では、この定義に従って物理量の演算を行い、記憶部５に登録する。図２１は、式（８）に基づいて算出されたフュージョンミリ波物標Ｏfusionの例を示す図である。同図においては、遠距離ミリ波物標Ｏfや近距離ミリ波物標Ｏnの中間付近にフュージョンミリ波物標Ｏfusionが生成された状況を模式的に示している。
【００９３】
図２２は、遠距離ミリ波物標の物理量のウェイトｗと物標までの衝突予測時間（ＴＴＣ）の関係を示す図である。同図に示すウェイト曲線Ｌｗは、ＴＴＣの値が大きいときには１であるが、ＴＴＣが０に近づくにつれて徐々に減少していき、ＴＴＣが所定の閾値ｔ0（＞０）よりも小さいときにｗ＝０となる。すなわち、ＴＴＣが小さいほど近距離ミリ波物標の物理量をより重視したフュージョン処理を行う。なお、閾値ｔ0の値は、各種条件に応じて適宜設定すればよい。
【００９４】
本実施の形態２では、各種フラグに関しても、フュージョンミリ波物標を構成する際に所定の規則に従ったフラグの設定の切り替えを行う。この規則は予め記憶部５に格納しておき、フュージョン処理部４２で適宜読み出す構成としておけばよい。
【００９５】
次に、近距離ミリ波更新処理について説明する。図２３は、本実施の形態２における近距離ミリ波更新処理の概要を示す図であり、実施の形態１で説明した図１６に対応する図である。本実施の形態２における近距離ミリ波更新処理において、上記実施の形態１における近距離ミリ波更新処理と異なるのは、直前がフュージョンされており、今回の近距離ミリ波物標が検出（○）、またはＰＣＳ外挿による検出（△）の場合、すなわちパターンｊおよびｋの場合である。この場合、物理量の演算に関しては、直前のミリ波フュージョン処理更新と同じウェイトｗを用いることによって遠距離の縦方向距離ｚfのみを推定し更新する。この点を除く近距離ミリ波更新処理は、上記実施の形態１と同じである。
【００９６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、ミリ波フュージョン処理で物理量を演算する際に、ＴＴＣに基づくウェイトに加えて、物標を一時的にロストした場合に補間する外挿カウンタの値に応じたウェイトを加味することによってフュージョンミリ波物標の物理量を算出することを特徴とする。
【００９７】
本実施の形態３に係る物標検出装置は、上記実施の形態１および２に係る物標検出装置と同じ構成を有する。また、本実施の形態３に係る物標検出方法は、上述したフュージョンミリ波物標の物理量演算処理を除いて、上記実施の形態２に係る物標検出方法と同じである。
【００９８】
図２４は、遠距離ミリ波物標／近距離ミリ波物標の物理量のウェイトと対応する物理量の外挿回数との関係を示す図である。同図においてウェイト曲線は４本あるが、これは、遠距離ミリ波物標と近距離ミリ波物標の各々に対して、ＴＴＣの範囲に応じた２種類のウェイト曲線を適用しているからである。具体的には、ウェイト曲線Ｌｕf1およびＬｕf2が遠距離ミリ波物標のウェイトと外挿回数の関係であり、ウェイト曲線Ｌｕn1およびＬｕn2が近距離物標のウェイトと外挿回数の関係を示している。このうち、ウェイト曲線Ｌｕf1およびＬｕn1はＴＴＣが相対的に大きい領域におけるウェイト曲線であり、ウェイト曲線Ｌｕf2およびＬｕn2はＴＴＣが相対的に小さい領域におけるウェイト曲線である。
【００９９】
図１９からも明らかなように、どのウェイト曲線も、所定の外挿回数を超えるとウェイトｕの値が一定となる。また、ウェイト曲線相互間の大小関係は、同じ外挿回数で比較した場合に常に変わらないが、設定によってある外挿回数を超えると等しくなる場合がある。
【０１００】
本実施の形態３では、フュージョンミリ波物標の物理量Ｐfusionは、
【数３】
2008082973.tif 000005
と求められる。式（９）において、Ｐfは遠距離ミリ波物標の物理量、Ｐnは近距離ミリ波物標の物理量、ｗは遠距離ミリ波物標の物理量Ｐfのウェイトである。また、ｕfは外挿回数に基づく遠距離ミリ波物標に対応するウェイト（ウェイト曲線Ｌｕf1およびＬｕf2に対応）であり、ｕnは外挿回数に基づく近距離ミリ波物標に対応するウェイト（ウェイト曲線Ｌｕn1およびＬｕn2に対応）である。
【０１０１】
なお、本発明を実施するための最良の形態として、実施の形態１〜３を詳述してきたが、本発明はそれら３つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、２つの検出手段の組み合わせは、必ずしも上述した２つのレーダに限られるわけではなく、一方が高解像度のレーダであり、２つのレーダの検出領域が異なっていれば如何なる形式のレーダを適用しても構わない。また、レーダ２，３のハードウェア構成を物理的に分離した構成（図２，１０参照）としたが、一体の構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係る物体検出装置、物体検出方法、およびコンピュータが実行するためのプログラムは、ＡＣＣ（自動車間制御）、ＰＢＡ（プリクラッシュブレーキアシスト）、ＰＳＢ（プリクラッシュシートベルト）等の走行安全システムに使用されるレーダ装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る物標検出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る物標検出装置が備えるレーダ（第１の検出手段）の構成を示す図である。
【図３】ＦＭＣＷレーダの探知原理の概要を説明するための図（物標の相対速度が０の場合）である。
【図４】ＦＭＣＷレーダの探知原理の概要を説明するための図（物標の相対速度≠０の場合）である。
【図５】物標の相対速度が０の場合のビート周波数の時間変化を示す図である。
【図６】物標の相対速度が０でない場合のビート周波数の時間変化を示す図である。
【図７】デジタルビート信号に信号処理を施すことによって得られた距離パワースペクトルの例を示す図である。
【図８】距離パワースペクトルにおいて一方のピークが低周波ノイズ領域に埋もれた状況を示す図である。
【図９】判定部４１の処理の概略を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る物標検出装置が備えるレーダ（第２の検出手段）の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る物標検出装置が備える二つのレーダの検出領域を模式的に示す図である。
【図１２】図１１に示す状態での二つのレーダの検知結果を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る物標検出方法の概要を示す図である。
【図１４】ミリ波フュージョン処理を行う領域を示す図である。
【図１５−１】図１４の領域Ｄ1におけるフージョン処理の規則を示す図である。
【図１５−２】図１４の領域Ｄ2におけるフージョン処理の規則を示す図である。
【図１５−３】図１４の領域Ｄ3におけるフージョン処理の規則を示す図である。
【図１５−４】図１４の領域Ｄ4におけるフージョン処理の規則を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における近距離ミリ波更新処理の概要を示す図である。
【図１７】遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダの送信信号の一例を示す図である。
【図１８】他車Ｃ1が自車Ｃ0に対して近づいてくる状態を示す図である。
【図１９】図１８に示すような状況で、遠距離ミリ波レーダおよび近距離ミリ波レーダの受信信号の距離パワースペクトルにおけるアップ成分およびダウン成分のピーク周波数成分Ｐ1，Ｐ2を模式的に示す図である。
【図２０】折り返し判定処理の概略を説明するためのフローチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態２に係る物標検出方法の物理量算出処理で算出されたフュージョンミリ波物標の例を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態２に係る物標検出方法の物理量算出処理で用いるウェイトと衝突予測時間との関係を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態２における近距離ミリ波更新処理の概要を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態３に係る物標検出方法の物理量算出処理で用いるウェイトと外挿回数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  物標検出装置
２、３  レーダ
４  演算部
５  記憶部
６  車両制御装置
１１、３２  送信アンテナ
１２  受信用アレーアンテナ
１３、１７  アイソレータ群
１４  ミキサ群
１４−１、１４−２、・・・、１４−ｎ  ミキサ
１５、３１  発振器
１６  分岐回路
１８  直流電源
２０  高周波回路
２１  低雑音増幅器
２２  高速Ａ／Ｄ変換器
２３  ＤＢＦ信号処理部
２４  複素ＦＦＴ演算部
３３−１、３３−２  受信アンテナ
３４−１、３４−２  ミキサ
３５  信号処理部
４１  判定部
４２  フュージョン処理部
Ｃ0  自車（車両）
Ｃ1  他車（車両）
ＣＨ１、ＣＨ２、・・・ＣＨｎ  アンテナ素子
Ｆ  フュージョン可能領域
ＬＡ  低周波数領域
Ｌｕf1、Ｌｕf2、Ｌｕn1、Ｌｕn2、Ｌｗ  ウェイト曲線
Ｏf  遠距離ミリ波物標
Ｏfusion  フュージョンミリ波物標
Ｏn  近距離ミリ波物標
Ｒ2、Ｒ3  検出領域
Ｒ23  重複領域
Ｒｄ  道路
Ｓｐ  距離パワースペクトル
【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１５−１】
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【図１５−２】
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【図１５−３】
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【図１５−４】
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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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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