(57)【要約】【課題】  雨等又は路面を他と区別して的確に検知できる車両用レーダ装置を提供する。【解決手段】  路面が検出されないように、レーダの視野を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データのうち、受信強度及び受信までの遅延時間（距離データ）が規定時間以上変化しない検出データを雨等の検出データとして判別し、路面が確実に検出されるようにレーダの視野を垂直方向において比較的下向きに変更した下向き状態で検出動作を行い、この下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して前記遅延時間が変化した検出データを、路面の検出データとして判別する制御回路１７を設ける。【選択図】  図１
2005043201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、雨等を判別するための雨等判別時には、少なくとも路面が検出されないように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データのうち、受信強度及び受信までの遅延時間が規定時間以上変化しない検出データを雨等の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項２】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、雨等を判別するための雨等判別時には、路面と他車両が検出されないように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データを雨等の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項３】
前記雨等判別時とは、前記通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、雨等と推定される検出データが存在した時であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用レーダ装置。
【請求項４】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、路面を判別するための路面判別時には、路面が確実に検出されるように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的下向きに変更した下向き状態で検出動作を行い、この下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して受信までの遅延時間が変化した検出データを、路面の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項５】
前記路面判別時とは、前記通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、路面と推定される検出データが存在した時であることを特徴とする請求項７に記載の車両用レーダ装置。
【請求項６】
前記制御処理手段は、前記下向き状態への変更により、前記遅延時間が短くなる方向に変化した検出データに限り、路面の検出データとして判別することを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の車両用レーダ装置。
【請求項７】
前記制御処理手段は、受信までの遅延時間が規定の範囲内にある検出データに限り、路面の検出データとして判別することを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の車両用レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載され、レーザ光などの電磁波を利用して先行車等の有無やその位置情報を測定する車両用レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両における前方障害物の監視や追従走行制御等のためのレーダ（車両用レーダ装置）の開発は広く進められており、方式としては電波方式、或いはレーザ方式が知られている。これは、所定の検出エリア内の物体に対して電波やレーザ光などの電磁波を送信し、その反射波を受信するまでの遅延時間から検出対象までの距離を求め、また電磁波をスキャニング（走査）して送信することにより、検出対象の方位などを検知するものもある。
【０００３】
ところで、このような車両用レーダ装置では、当然ながら、雨、雪、霧等や路面を誤って監視対象（他車両や障害物等）と誤検知しないように、これらを車両等と区別して検知して、その観測データを監視対象から排除する必要がある。
また、この種の車両用レーダ装置（特にレーザレーダ）は、雨、雪、霧等の影響を受けて検知距離性能の低下が生じるので、この雨等を監視対象である車両等と識別して検出することが必要となる。というのは、例えば図７（ａ）に示すように、雨などの悪天候によってレーダの検知距離性能が低下している場合、自車Ｃ１に対する先行車Ｃ２の距離が、符号Ｃ３で示すような近距離の位置に接近するまでその先行車Ｃ２を検知できなくなる。この状況では、レーダの送信出力や受信感度を通常時よりも高めて通常と同程度に距離性能を維持する、或いは、ドライバに距離性能が落ちていることを報知する警告を出力するなどの対策をとることが望ましいからである。
【０００４】
なお、図８（ｂ）は、雨量３０ｍｍの悪天候時に所定のターゲットを近距離（２０ｍ）に設置した場合における受光波形の実測データ（横軸が距離（ｍ）で、縦軸が受光量）である。また図８（ｃ）は、同様の悪天候時に所定のターゲットを遠距離（４０ｍ）に設置した場合における受光波形の同様の実測データである。悪天候時には、近距離のターゲットの波形は受光量のしきい値を超えて検出できるが、遠距離のターゲットの波形は受光量のしきい値を超えずに検出できず、検知距離性能が悪天候時に低下することが分かる。ここで、しきい値は、ノイズによる誤検知を排除すべく、実験等に基づいて予め設定されるものである。
【０００５】
そこで従来、例えば特許文献１には、受信波形に基づいて霧等からの反射光であることを判断するようにしたレーザレーダが提案されている。
また特許文献２には、スキャン角度の所定範囲に渡って検知対象物の距離が同程度と認識したときには（或いはさらに、その検知対象物の相対速度がゼロであると認識したときには）、検知対象物が雪又は霧であると判断する車両用光レーダ装置が提案されている。
【０００６】
また特許文献３には、物体からの反射光無しと判定された測定データに基づいて基準データを設定し、この基準データに基づいて測定データを補正することにより、水滴や雪による散乱光を含む測定データの中から物体の反射光だけを抽出する車両用レーダ装置が提案されている。
また特許文献４には、車両等の監視対象が存在する可能性が低い領域については、送信波の出力や受信感度を相対的に低くするなどして、スプラッシュなどの非監視対象が検出されないようにした車両前方の物体認識方法が提案されている。
また特許文献５には、検知距離と受信波形（反射光の特徴量）に基づいて、検出対象物が路面であるか否かを判断する車両用測距装置が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特許２７７６２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−６５９３２号公報
【特許文献３】実開平９−１５９７６５号公報
【特許文献４】特開２０００−４０１３９号公報
【特許文献５】特開２００３−４２７５７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、上記従来の技術では、検知距離性能への影響が軽微な路面を、雨等と区別して判別することができず、雨等によって検知距離性能が落ちている状態を正確に判断することが困難で問題となっていた。
例えば図７（ｂ）のように、レーダの取付位置や角度、あるいは路面の起伏や形状によって路面反射が現れた場合、路面を雨等と誤判定して検知距離性能が落ちている状態と誤って判断し、前述の警告を誤って出力してしまうといった不具合が発生する恐れがあったからである。
【０００９】
また、車両等の監視対象が存在する距離範囲や、車両等の形状や反射率等によっては、車両等を誤って路面と判断して監視対象から排除する恐れもあった。例えば、特許文献５の装置は、検知距離と受信波形（反射光の特徴量）に基づいて路面か否か判断するため、受信波形が上記特徴量を示すような形状や反射率を持つ車両が、所定の距離範囲に存在している場合には、この車両は路面と判断されて監視対象から誤って排除されてしまう。
例えば図７（ｃ），（ｄ）に示すように、自車Ｃ１，Ｃ５のレーダ設置高さと先行車Ｃ４，Ｃ６の高さに差がある場合に、自車Ｃ１，Ｃ５と先行車Ｃ４，Ｃ６との距離が接近すると、レーザ光が先行車Ｃ４，Ｃ６に十分当らず、先行車Ｃ４，Ｃ６からの受光波形は、後述する図８（ａ）の路面等と同じような受光波形（低受光量かつ比較的広範囲な分布）となる。このため、受光波形（検知距離含む）によって検出対象を判別する方法では、路面と車両を確実に区別して検知することができない。
【００１０】
なお図８（ａ）は、路面や雨等と、車両（先行車）の受光波形のデータ例である。このように、車両の受光波形は比較的高受光量で一定範囲にしか分布しないため、低受光量で広範囲に分布する傾向のある雨等と車両とは、受光波形の違い（検知距離の違い含む）によって判別することがある程度可能である。しかし、路面と雨等の受光波形は、特徴が酷似しているため、受光波形の違いによって路面と雨等を判別することは極めて困難である。また上述したように、車両の形状や反射率によっては、車両からの受光量が低く、路面と車両の受光波形が酷似する場合があるため、受光波形の違いによって路面と車両を確実に判別することも困難である。
そこで本発明は、雨等又は路面を他と区別して検知できる車両用レーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願第１の車両用レーダ装置は、自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、雨等を判別するための雨等判別時には、少なくとも路面が検出されないように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データのうち、受信強度及び受信までの遅延時間が規定時間以上変化しない検出データを雨等の検出データとして判別する制御処理手段を設けたものである。
【００１２】
次に、本願第２の車両用レーダ装置は、同様の車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、路面を判別するための路面判別時には、路面が確実に検出されるように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的下向きに変更した下向き状態で検出動作を行い、この下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して受信までの遅延時間が変化した検出データを、路面の検出データとして判別する制御処理手段を設けたものである。
【００１３】
ここで、「雨等」とは、悪天候等のために検出される監視対象や路面以外の物体を意味し、少なくとも雨、雪、霧、ひょう、塵などが含まれる。
また、「検出エリアの方向」とは、検出エリア（レーダの視野）の中心軸の方向を意味し、検出エリアが扇状に広がる一般的なレーザレーダの場合、いわゆる光軸の方向である。また、「検出エリアの範囲」とは、検出エリアの中心軸両側に広がる検出エリアの幅方向の大きさであり、一般的なレーザレーダの場合、光軸を中心とした角度範囲である。また、「垂直方向」とは、車両が走行する路面に対して垂直な方向を意味する。
また、「通常時」とは、雨等判別時又は路面判別時でない時である。また、「他車両が良好に検出される通常状態」とは、一般的には、検出エリアの中心軸が路面に対して略平行（即ち、略水平）となり、この中心軸の垂直方向両側所定角度の範囲が垂直方向における検出エリアとなっている状態である。また、「受信までの遅延時間」とは、いいかえると、レーダにより測定される被検出物までの距離データである。
【００１４】
本願の第１の車両用レーダ装置によれば、制御処理手段が、雨等判別時に、レーダの視野を上向き状態に変更して、雨等の判別を行う。即ち、上向き状態で得られた検出データをのうち、受信強度及び受信までの遅延時間（距離データ）が規定時間以上変化しないという条件を満足する検出データを雨等の検出データとして判別する。
このため、雨等を他（路面や他車両等含む）と区別して信頼性高く判別でき、この判別に基づく対応処置（例えば、ユーザに警報を与えるなどの処置）が極めて的確に行えるようになる。
【００１５】
何故なら、上向き状態（少なくとも路面が視野に入らない状態）に変更すると、少なくとも路面によるデータ成分は、例えば図５（ｂ）に示すように検出データとして現れなくなる。またこの際、他車両等のデータ成分は、視野の変更によって、例えば図５（ｂ）に示すように受信強度が低下するか、或いは検出データとして現れなくなる。そして、他車両等のデータ成分が残っていたとしても、このデータは、一定期間観測すれば、車両の走行に伴って受信強度や距離データが当然変化するため、前記条件の判定で排除される。しかし、雨等の悪天候によるデータは、一定期間観測しても図５（ｃ）に例示するように略同距離の位置に略一定の受信強度で（即ち、略同一波形で）観測されるため、前記判別によって、雨等による検出データだけが、路面や他車両等と区別して確実に認識されるからである。
【００１６】
なお、前記上向き状態が、路面と他車両が検出されないように、検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において上向けるものである場合には、路面に加えて他車両等も確実に検出されなくなるので、「受信強度及び受信までの遅延時間が規定時間以上変化しない検出データ」という条件は必ずしも必要ではなく、上向き状態で得られた検出データを無条件に雨等の検出データとして判別する構成、或いは受信波形の特徴量による判定のみにより判別する構成としてもよい。
【００１７】
また、本願の第２の車両用レーダ装置によれば、制御処理手段が、路面判別時に、レーダの視野を下向き状態に変更して、路面の判別を行う。即ち、下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して受信までの遅延時間（距離データ）が変化したという条件を満足する検出データを、路面の検出データとして判別する。
このため、路面を他（雨等や他車両等含む）と区別して信頼性高く判別でき、この判別に基づく対応処置（例えば、ユーザに警報を与える、路面のデータを排除するなどの処置）が極めて的確に行えるようになる。
【００１８】
何故なら、下向き状態（路面がより近くに検出される状態）では、路面のデータ成分は、視野の変更によって、例えば図６（ｂ）に示すように、受信強度が増加するとともに、距離データが接近する方向に当然変化する。しかし、他車両等や雨等のデータは、例えば図６（ｃ）に示すように、若干受信強度が低下する可能性があるものの、略同距離の位置に観測されるため、上記条件の判定によって、路面による検出データだけが、雨等や他車両等と区別して確実に認識されるからである。
【００１９】
なお、上記路面の判別では、下向き状態への変更により、前記遅延時間が短くなる方向（距離が接近する方向）に変化した検出データに限り、路面の検出データとして判別するようにしてもよい。このようにすると、前記遅延時間が長くなる方向の検出データ（ノイズなどによる路面以外のデータ）が万が一有った場合に、この検出データが排除されるので、より信頼性高く路面のデータを判別できる。
また、上記路面の判別では、前記遅延時間が規定の範囲内にある検出データ（規定の距離範囲にある検出データ）に限り、路面の検出データとして判別するようにしてもよい。路面は他車両等に比較して、自車両に近い一定の範囲でのみ検出されるので、この場合も、より信頼性高く路面のデータを判別できる。
【００２０】
また、この発明の好ましい態様としては、前記制御処理手段が、前記上向き状態又は下向き状態で雨等又は路面の検出データを判別する際、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定（特徴量を予め登録された基準値と比較することによる判定）を最初に行って、雨等又は路面である可能性のある検出データの存在が判定されたときのみ、前記判別（前述した条件の判定）を行う構成でもよい。
この態様であると、比較的簡単な被検出物判定によって、前記判別が必要か否かを事前に確認した上で、必要なときだけ前記判別を行うことができ、無駄な判別処理を回避できる利点がある。
また、この発明の好ましい別の態様としては、前記制御処理手段が、前記上向き状態又は下向き状態で雨等又は路面の検出データを判別する際、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を最初に行って、雨等又は路面でないことが確実な検出データを判別の対象から排除する構成とし、前記判別の処理の簡単化を図ってもよい。
【００２１】
また、前記雨等判別時又は路面判別時は、規定のインターバル時間が経過した時であってもよい（即ち、視野を上向き状態として雨等を判別する動作、又は視野を下向き状態として路面を判別する動作を、定期的に実行する態様でもよい）が、好ましくは以下のような態様がよい。
即ち、前記雨等判別時又は路面判別時が、前記通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、路面又は雨等と推定される検出データが存在した時である態様である。この場合、必要な時だけ視野の変更による判別が行われて、効率よく路面又は雨等の判別が実行されることになり、無駄な動作（不必要な視野の変更等）による電力消費等を解消できる利点がある。
【発明の効果】
【００２２】
本願の車両用レーダ装置では、雨等又は路面を他（他車両等含む）と区別して信頼性高く判別でき、この判別に基づく対応処置（例えば、ユーザに警報を与える、或いは路面のデータを排除するなどの処置）が極めて的確に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一形態例としての車両用レーダ装置を説明する図であって、図１（ａ）は装置構成を示す図、図１（ｂ）は車両用レーダ装置の車両搭載例を示す図である。
図１（ａ）において符号１で示すものが、車両用レーダ装置（この場合、パルスエコー方式のレーザレーダ）である。この車両用レーダ装置１は、走査部１１、ＬＤ（レーザダイオード）１２、駆動回路１３、走査位置検出部１４、ＰＤ（フォトダイオード）１５、受光回路１６、制御回路１７、及びメモリ１８を有する。
なお、制御回路１７は、本発明の制御処理手段に相当している。また、走査部１１、ＬＤ１２、及び駆動回路１３がレーダの送信手段を構成し、ＰＤ１５や受光回路１６がレーダの受信手段を構成している。また、走査部１１、ＬＤ１２及びこれに付帯する光学系（図示省略）が、レーダの送信ヘッドに相当し、ＰＤ１５及びこれに付帯する光学系（図示省略）が、レーダの受信ヘッドに相当する。
【００２４】
ここで走査部１１は、ＬＤ１２により出力されたレーザ光を、揺動駆動される反射ミラー等により少なくとも左右方向の所定角度（スキャンエリア）に走査して送信するもので、制御回路１７により制御されて所定のタイミング及び周期で作動する。なお、走査速度は一定速度でよい。またスキャンエリアは、測定が行われる検出エリアよりも通常若干広く設定される。
駆動回路１３は、制御回路１７により制御されて、制御回路１７で作られた発光タイミング毎にＬＤ１２を作動させてレーザ光（レーザパルス）を出力させる回路である。なお、ここでの発光タイミングは、所定の解像度を達成すべく、スキャンエリアを走査方向に一定幅で分割してなる複数の検出領域において１回以上の発光及び受光が行われるように予め設定されている。また、レーザ光の発光周期は、一定でよい。
【００２５】
走査位置検出装置１４は、走査装置１１のスキャン方向を検出してその信号（スキャン方向信号）を制御回路１７に入力する要素である。
ＰＤ１５は、送信されたレーザ光が被検出物に反射して戻ってきた反射光を受光するためのもので、受光量（受光強度）に応じた電気信号（以下、受光量信号という。）を出力する。このＰＤ１５から出力された受光量信号は受光回路１６に入力され、受光回路１６及び制御回路１７において処理される。即ち、前記発光タイミングに対応するサンプリング周期で、例えば発光後一定時間だけ上記受光量信号が読み取られ、例えば図５に示すように遅延時間（距離）に対する受光量のデータ（本発明の反射波データに相当する。以下、受光波形データという）が生成される。この受光波形データは、前述した検出領域においてレーザ光の送受信が複数回行われる場合（一つの検出領域に対してこの波形データが複数ある場合）には、例えば検出領域毎に積算されて検出領域毎の受信信号のデータとしてメモリ１８に記憶される。
【００２６】
なお、一つの検出領域でレーザ光の送受信を何回行うかは、基本的な検出感度（基準領域での検出感度）を左右するものであるため、投光パワー、投光ビームの広がり、検出対象の反射率等の条件に基づいて、例えば良好な環境下で誤検出を生じることなく検出対象が確実に検出できるように決定される。
【００２７】
また、車両用レーダ装置１は、例えば図１（ｂ）に示すように自車Ｃ１に搭載され、自車Ｃ１の前方のスキャンエリアに対してレーザ光を照射し、このスキャンエリア内の検出エリアに存在する先行車Ｃ２等（障害物等も含む）を検出する。
そして、この車両用レーダ装置１は、検出エリア（視野）の中心軸（即ち、光軸）の上下方向位置（即ち、垂直方向における視野の方向）、或いは、検出エリアの上下方向の広がり角度（即ち、垂直方向における視野の範囲）を、制御回路１７の制御によって変更可能となっている。例えば、送信ヘッドや受信ヘッドを含む部分の取付角度を変更する機構を備え、この機構を制御回路１７が駆動制御する構成となっている。或いは、上下方向にも走査する方式であり、この上下方向のスキャンエリアを機械的又はソフト的に制御回路１７が変更可能であったり、このスキャンエリア内の検出エリアの設定を制御回路１７が変更する構成となっている。
【００２８】
本形態例の場合、具体的には、図４（ａ）に示すように光軸が略水平となる通常状態（スキャンモードが通常）と、図４（ｂ）に示すように光軸が上方に傾いた上向き状態（スキャンモードが上方）と、図４（ｄ）に示すように光軸が下方に傾いた下向き状態（スキャンモードが下方）とに変更可能となっている。ここで、上向き状態は、少なくとも路面が検出エリア外（検出エリアの下方）となる程度に、光軸が上方に傾いた状態（或いは、視野の角度範囲の下側が狭く制限された状態）である。
【００２９】
次に制御回路１７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等よりなるマイコンを含む回路であり、例えば図２及び図３のフローチャートに示す処理により、悪天候や路面による検出データを判別して、悪天候や路面に対する適応な処置を実現する。以下、この処理を説明する。
処理が開始されると、まずステップＳ１で、スキャンモードを通常に設定する。次にステップＳ２では、その時点のスキャンモードを判断し、スキャンモードが通常のときにはステップＳ３に、スキャンモードが上方のときにはステップＳ２１に、スキャンモードが下方のときにはステップＳ３１に、それぞれ進む。
【００３０】
そしてステップＳ３では、通常状態で１回以上の走査（検出動作）を新たに行って得られた受光波形データを検出領域毎に分析し、従来の波形の特徴量による判別方法（例えば特許文献５の方法であって、特徴量を予め登録されたものと比較することによる判別方法）により、路面等（悪天候含む）と車両等を区別して検出し、悪天候（雨等）又は路面が検出された場合にはステップＳ４に進み、それ以外の場合（車両等のみが検出された場合、及び被検出物がなかった場合）にはステップＳ１０に進む。
そしてステップＳ４では、路面検知状態か否か判断し、路面検知状態であればステップＳ５に、そうでなければステップＳ６に進む。なお、路面検知状態は、後述するステップＳ３３（図３）でカウントアップされる路面検知カウンタが規定値に到達すると設定される。
次にステップＳ５では、路面と判別された検出データを削除し（即ち、追従走行制御等のために監視する対象から排除し）、ステップＳ６に進む。
【００３１】
次いでステップＳ６では、悪天候検知状態か否か判断し、悪天候検知状態であればステップＳ７に、そうでなければステップＳ８に進む。なお、悪天候検知状態は、後述するステップＳ２３（図３）でカウントアップされる悪天候検知カウンタが規定値に到達すると設定される。
次にステップＳ７では、悪天候によるものと判別された検出データ（雨等の検出データ）を削除し（即ち、追従走行制御等のために監視する対象から排除し）、ステップＳ８に進む。
そしてステップＳ８では、スキャンモードを下方に変更して（即ち、視野を下向き状態に変更して）、ステップＳ９に進む。
なお、ステップＳ９では、所定の終了条件が成立したか否か判定し、終了条件が成立していれば処理を終了し、終了条件が成立していなければ、例えば走査の実行周期に対応した所定のタイミングでステップＳ２に戻って処理を繰り返す。終了条件とは、レーダとしての動作を停止する条件であり、例えば、車両の走行停止、或いはイグニションキーオフなどである。
【００３２】
また、ステップＳ１０に処理が進むと、路面検知カウンタが０以外である場合に路面検知カウンタを１だけ減らし、ステップＳ１１に進む。
次にステップＳ１１では、ステップＳ１０での減算処理の結果として路面検知状態が解除されたか否か（路面検知カウンタが例えば０になったか否か）判断する。そして、解除されたと判断した場合には、ステップＳ１２で路面検知状態解除時の処理を実行した後にステップＳ１３に進み、そうでない場合には、そのままステップＳ１３に進む。
なお、路面検知状態解除時の処理とは、例えば路面検知状態でユーザ（運転者）に警報を出力する場合、この警報の出力を停止するなどの処理である。
【００３３】
次いでステップＳ１３では、悪天候検知カウンタが０以外である場合に悪天候検知カウンタを１だけ減らし、ステップＳ１４に進む。
次にステップＳ１４では、ステップＳ１３での減算処理の結果として悪天候検知状態が解除されたか否か（悪天候検知カウンタが例えば０になったか否か）判断する。そして、解除されたと判断した場合には、ステップＳ１５で悪天候検知状態解除時の処理を実行した後にステップＳ９に進み、そうでない場合には、そのままステップＳ９に進む。
なお、悪天候検知状態解除時の処理とは、例えば悪天候検知状態でユーザ（運転者）に警報を出力する場合、この警報の出力を停止するなどの処理である。或いは、悪天候検知状態において、検出性能（送信出力や受信感度）を通常よりも高める設定をする場合、この設定を解除する処理が含まれてもよい。
【００３４】
一方、ステップＳ２の分岐処理でステップＳ２１に処理が進んだ場合（スキャンモードが上方の場合）、まずステップＳ２１では、上向き状態で１回以上の走査を新たに行って得られた受光波形データを検出領域毎に分析して、ステップＳ３と同様に路面等（悪天候含む）と車両等を区別して検出し、悪天候又は路面が検出された場合にはステップＳ２２に進み、それ以外の場合にはステップＳ２７に進む。
そしてステップＳ２２では、必要に応じて再度走査を行い、ステップＳ２１で路面等であると判断された検出データ（受光量又は／及び距離）が一定期間内に（即ち、複数回の検出動作において）規定量以上変化したか否か判断し、変化なしであれば上記被検出データは悪天候によるものであるとしてステップＳ２３に進み、そうでなければ上記検出データは車両等であったとしてステップＳ２７に進む。なお、このステップＳ２２で悪天候によるものと判別された検出データは、前述のステップＳ７がその後実行されることによって、削除される。
次にステップＳ２３では、悪天候検知カウンタの値を１だけ増加させて、ステップＳ２４に進む。
【００３５】
次いでステップＳ２４では、ステップＳ２３での加算処理の結果として悪天候検知状態が設定されたか否か（悪天候検知カウンタが例えば０より大きな既定値になったか否か）判断する。そして、設定されたと判断した場合には、ステップＳ２５に、そうでなければステップＳ２６に進む。
次にステップＳ２５では、悪天候検知時の処理を実行した後、ステップＳ２６に進む。悪天候検知時の処理とは、例えば悪天候検知状態でユーザ（運転者）に警報を出力する処理、或いは、悪天候検知状態において検出性能（送信出力や受信感度）を通常よりも高める処理などである。
そしてステップＳ２６では、スキャンモードを通常に変更して（即ち、視野を通常状態に変更して）、ステップＳ９に進む。
【００３６】
また、ステップＳ２７に処理が進むと、悪天候検知カウンタが０以外である場合に悪天候検知カウンタを１だけ減らし、ステップＳ２８に進む。
次にステップＳ２８では、ステップＳ２７での減算処理の結果として悪天候検知状態が解除されたか否か（悪天候検知カウンタが例えば０になったか否か）判断する。そして、解除されたと判断した場合には、ステップＳ２９で悪天候検知状態解除時の処理を実行した後にステップＳ２６に進み、そうでない場合には、そのままステップＳ２６に進む。
【００３７】
一方、ステップＳ２の分岐処理でステップＳ３１に処理が進んだ場合（スキャンモードが下方の場合）、まずステップＳ３１では、下向き状態で１回以上の走査を新たに行って得られた受光波形データを検出領域毎に分析して、ステップＳ３と同様に路面等（悪天候含む）と車両等を区別して検出し、悪天候又は路面が検出された場合にはステップＳ３２に進み、それ以外の場合にはステップＳ３７に進む。
そしてステップＳ３２では、ステップＳ３１で路面等であると判断された検出データと、直前の通常モード時の走査により得られた同じ被検出物の検出データを比較し、これらデータ（受光量又は／及び距離）が規定量以上変化したか否か判断し、変化ありであれば上記検出データは路面であると判別してステップＳ３３に、そうでなければ上記検出データは車両等又は悪天候によるものであったとしてステップＳ３７に進む。なお、このステップＳ３２で路面と判別された検出データは、前述のステップＳ５がその後実行されることによって、削除される。
次にステップＳ３３では、路面検知カウンタの値を１だけ増加させて、ステップＳ３４に進む。
【００３８】
次いでステップＳ３４では、ステップＳ３３での加算処理の結果として路面検知状態が設定されたか否か（路面検知カウンタが例えば０より大きな既定値になったか否か）判断する。そして、設定されたと判断した場合には、ステップＳ３５に、そうでなければステップＳ３６に進む。
次にステップＳ３５では、路面検知時の処理を実行した後、ステップＳ３６に進む。路面検知時の処理とは、例えば路面検知状態でユーザ（運転者）に警報を出力する処理などである。
そしてステップＳ３６では、スキャンモードを上方に変更して（即ち、視野を上向き状態に変更して）、ステップＳ９に進む。
【００３９】
また、ステップＳ３７に処理が進むと、路面検知カウンタが０以外である場合に路面検知カウンタを１だけ減らし、ステップＳ３８に進む。
次にステップＳ３８では、ステップＳ３７での減算処理の結果として路面検知状態が解除されたか否か（路面検知カウンタが例えば０になったか否か）判断する。そして、解除されたと判断した場合には、ステップＳ３９で路面検知状態解除時の処理を実行した後にステップＳ３６に進み、そうでない場合には、そのままステップＳ３６に進む。
【００４０】
以上説明した一連の処理によれば、まず、視野方向が略水平の通常状態において走査（検出動作）が実行され、この際、受信波形分析（特徴量による判定）によって悪天候（雨等）又路面による検出データと推定されるデータがあると、ステップＳ３を経てステップＳ８で視野が下向きの下向き状態（スキャンモード下方）に変更され、次のサイクルではスキャンモード下方の処理（ステップＳ３１〜Ｓ３６）が実行される。次いで、スキャンモード下方の処理の最後（ステップＳ３６）では、視野が上向きの上向き状態（スキャンモード上方）に変更されるため、さらに次のサイクルではスキャンモード上方の処理（ステップＳ２１〜Ｓ２６）が実行される。そして、スキャンモード上方の処理の最後（ステップＳ２６）では、視野方向が略水平の通常状態（スキャンモード通常）に変更されるため、また通常状態に戻ってステップＳ３から処理が繰り返される。
【００４１】
即ち本例では、制御回路１７が、通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形（受光波形データ）の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、路面又は雨等と推定される検出データ（受光波形データの一部）が存在した時（雨等判別時、路面判別時）に、視野を変更して路面又は雨等の最終的な判別を行う。
そして、雨等の最終的な判別は次のようにして行われる。即ち、上向き状態で得られた検出データのうち、受信強度及び受信までの遅延時間（即ち、受光量と距離のデータ）が規定時間以上変化しない検出データを雨等の検出データとして判別する（ステップＳ２２）。
また、路面の最終的な判別は次のようにして行われる。即ち、下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して受信までの遅延時間（即ち、距離データ）が変化した検出データを、路面の検出データとして判別する（ステップＳ３２）。
【００４２】
このため、本例によれば、雨等又は路面を他（車両等含む）と区別して信頼性高く判別でき、この判別に基づく対応処置（例えば、ユーザに警報を与えるなどの処置）が極めて的確に行えるようになる。
【００４３】
何故なら、雨等の判別は、例えば図４（ａ）に示すような通常状態（例えば図５（ａ）に示すような受光波形データが得られる状態）から、図４（ｂ）に示すような上向き状態（路面が視野に入らない状態）に変更した上で行われるため、少なくとも路面によるデータ成分は、例えば図５（ｂ）に示すように受光波形データとして現れなくなる。またこの際、他車両等のデータ成分は、視野の変更によって、例えば図５（ｂ）に示すように受光量（受信強度）が低下するか、或いは検出データとして現れなくなる。そして、他車両等のデータ成分が残っていたとしても、このデータは、一定期間観測すれば、車両の走行に伴って受光量や距離データが当然変化するため、上記ステップＳ２２の判定で排除される。しかし、雨等の悪天候によるデータは、一定期間観測しても図５（ｃ）に例示するように略同距離の位置に略一定の受光量で（即ち、略同一波形で）観測されるため、上記判別によって、雨等による検出データだけが、路面や他車両等と区別して確実に認識されるからである。
【００４４】
また、路面の判別は、例えば図４（ｃ）に示すような通常状態（例えば図６（ａ）に示すような受光波形データが得られる状態）から、図４（ｄ）に示すような下向き状態（路面がより近くに検出される状態）に変更し、その変更前後の距離データの変化に基づいて行われる。この際、路面のデータ成分は、視野の変更によって、例えば図６（ｂ）に示すように、受光量（受信強度）が増加するとともに、距離データが接近する方向に当然変化する。しかし、他車両等や雨等のデータは、例えば図６（ｃ）に示すように、若干受光量が低下する可能性があるものの、略同距離の位置に観測されるため、上記ステップＳ３２の判定によって、路面による検出データだけが、雨等や他車両等と区別して確実に認識されるからである。
【００４５】
また本例の車両用レーダ装置では、通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い（ステップＳ３）、この結果、路面又は雨等と推定される検出データが存在した時に、視野を変更して前記判別を行う。このため、必要な時だけ視野の変更を行って、効率よく路面又は雨等の判別が可能となり、無駄な動作（不必要な視野の変更等）による電力消費等を解消できる利点がある。
【００４６】
また本例の場合、前記上向き状態又は下向き状態で雨等又は路面の検出データを判別する際、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定（ステップＳ２１、Ｓ３１）を最初に行って、雨等又は路面である可能性のある検出データの存在が判定されたときのみ、前記判別（ステップＳ２２、Ｓ３２）を行う構成としている。このため、比較的簡単な被検出物判定（特徴量を予め登録されたものと比較することによる判定）によって、前記判別が必要か否かを事前に確認した上で、必要なときだけ前記判別（ステップＳ２２、Ｓ３２）を行うことができ、無駄な判別処理を回避できる利点がある。
【００４７】
また本例の場合、前記上向き状態又は下向き状態で雨等又は路面の検出データを判別する際、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行って（ステップＳ２１、Ｓ３１）、雨等又は路面でないことが確実な検出データを判別（ステップＳ２２、Ｓ３２）の対象から排除するため、前記判別の処理（ステップＳ２２、Ｓ３２）が簡単になる利点がある。
【００４８】
さらに本例では、路面又は雨等が判別された時、或いはこれらが検知されなくなった時に、即座にそれに対応した処置（例えば、ユーザに対する警報を出力したり、この出力を解除したりする動作）を実行するのではなく、対応する検知カウンタ（路面検知カウンタ又は悪天候検知カウンタ）の増減を行い（ステップＳ１０、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ２７、Ｓ３３、Ｓ３７）、この検知カウンタが規定値になると検知状態又は検知状態解除と判定して対応する処置を実行するようにしている（ステップＳ２４、Ｓ２８、Ｓ３４、Ｓ３８、Ｓ１１、Ｓ１４）。このため、前記判別動作と対応する処置の実行との関係に、適当な遊びを持たせることができ、動作を安定化することができる。例えば、悪天候が検知されたり検知されなかったりする微妙な状態において、警報の出力状態が頻繁にオンとオフに変化するような好ましくない不安定状態を、回避することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は以上説明した形態例に限定されず、各種の態様や変形が有り得る。
例えば、上向き状態（スキャンモード上方）における視野方向又は視野角度を、車両等も現れない程度に上向きにできる場合には、前記ステップＳ２２のような判別のための処理を削除してもよい。この場合、検出されるデータは、高い確率で雨等だけだからである。但しこの場合も、道路上方に設置された標識や看板等が誤って雨等と判別される可能性を考慮すると、前記ステップＳ２２のような処理によって最終的に雨等を判別する構成が優れている。上記標識や看板等も前記ステップＳ２２の処理によって確実に雨等と区別できるからである。
なお、他車両等を検出しない視野方向（視野中心軸の水平に対する角度θ）は、例えば次のようにして計算できる。即ち、車高を２ｍ、レーダヘッド設置高を５０ｃｍ、視野角度を６度とし、雨等が５ｍ付近に検出されるとすると、角度θ≧約２０°（＝arctan((２−０．５)÷５)＋(６÷２)）である。
【００５０】
また、前記下向き状態（スキャンモード下方）に変更した時の距離データの変化により、路面であるか否かを判別する際（例えば、前述のステップＳ３２の判定時）には、受信までの遅延時間（即ち、距離データ）が短くなる方向に変化した検出データに限り、路面の検出データとして判別する構成とし、判別の信頼性をより向上させてもよい。
また、同様に路面であるか否かを判別する際には、受信までの遅延時間が規定の範囲内にある検出データに限り、路面の検出データとして判別する構成として、判別の信頼性をより向上させてもよい。なおここで、規定の範囲は、例えば路面のデータが出現すると推定される距離（路面出現距離）の近傍領域として設定すればよい。路面出現距離は、レーダヘッドの設置高さと、光軸の角度から、三角関数を用いて容易に推算できる。
【００５１】
また前述の形態例は、視野を上向き状態として雨等を判別する動作と、視野を下向き状態として路面を判別する動作とを、両方とも実行する態様であるが、何れか一方のみを実行する態様も有り得る。ちなみに、一方のみの動作を行えば、路面又は雨等のうちの一方が確実に判別できるので、それ以外のものは従来の判別方法によって容易に識別できる。例えば、視野を下向き状態として路面を判別する動作を実行すれば、これにより路面と判定された検出データを除く検出データは、例えば従来の受信波形に基づく判定に基づいて雨等と車両等とに区別して検知できる。
また、視野を上向き状態として雨等を判別する動作、又は視野を下向き状態として路面を判別する動作は、規定のインターバル時間が経過した時に実行する態様（即ち、定期的に実行する態様）でもよいし、その他にも、通常状態での走査を所定回数行う度に、上記動作を１回ずつ行うといった態様もあり得る。
【００５２】
また本発明は、上記形態例のように水平方向（左右方向）に走査を行う車両用レーダ装置に適用してもよいが、上下方向に走査を行うもの、或いは上下及び左右の２方向に走査する車両用レーダ装置に適用してもよい。また走査は、回転動作によるものに限定されず、例えば発光部等の直線移動（スライド）によるものであってもよい。
また、送信側のみで走査が行われる構成でもよいが、受信状態を走査位置に無関係に同等に維持してより良好な測距動作を行うためには、受信側においても走査が行われるのが望ましい。例えば、受信ヘッドを送信側に同期させて走査する構成でもよい。
また本発明は、レーザ光を用いた車両用レーダ装置のみならず、例えば電波を用いた車両用レーダ装置にも適用できる。但しレーザ光は、雨等によって距離性能が特に低下する性質を有するので、本発明は、レーザ方式のレーダ装置に適用して特に有意義である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】車両用レーダ装置の構成等を説明する図である。
【図２】同装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図３】同装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図４】視野の変更を説明する図である。
【図５】視野の上向き状態への変更に伴う検出データの変化を示す図である。
【図６】視野の下向き状態への変更に伴う検出データの変化を示す図である。
【図７】従来の問題点を説明する図（自車と他車等の関係）である。
【図８】従来の問題点を説明する図（データ例）である。
【符号の説明】
【００５４】
１  レーザレーダ（車両用レーダ装置）
１７  制御回路（制御処理手段）
【図１】
2005043201.tif 000003
【図２】
2005043201.tif 000004
【図３】
2005043201.tif 000005
【図４】
2005043201.tif 000006
【図５】
2005043201.tif 000007
【図６】
2005043201.tif 000008
【図７】
2005043201.tif 000009
【図８】
2005043201.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月23日(2004.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、雨等を判別するための雨等判別時には、少なくとも路面が検出されないように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データのうち、受信強度及び受信までの遅延時間が規定時間以上変化しない検出データを雨等の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項２】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、雨等を判別するための雨等判別時には、路面と他車両が検出されないように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的上向きに変更した上向き状態で検出動作を行い、この上向き状態で得られた検出データを雨等の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項３】
前記雨等判別時とは、前記通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、雨等と推定される検出データが存在した時であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用レーダ装置。
【請求項４】
自車両外方の検出エリアに照射した波動の反射波データのうち、受信強度が規定のしきい値を超える検出データに基づいて前記検出エリア内の他車両などの物体を検知する車両用レーダ装置において、
前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において変更可能とし、
通常時は、垂直方向における前記検出エリアの方向又は／及び範囲を、他車両が良好に検出される通常状態として検出動作を行い、路面を判別するための路面判別時には、路面が確実に検出されるように前記検出エリアの方向又は／及び範囲を垂直方向において比較的下向きに変更した下向き状態で検出動作を行い、この下向き状態で得られた検出データのうち、直前の通常状態での検出動作に比較して受信までの遅延時間が変化した検出データを、路面の検出データとして判別する制御処理手段を設けたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【請求項５】
前記路面判別時とは、前記通常状態における検出動作によって得られた検出データに対して、受信波形の特徴量に基づく被検出物判定を行い、この結果、路面と推定される検出データが存在した時であることを特徴とする請求項４に記載の車両用レーダ装置。
【請求項６】
前記制御処理手段は、前記下向き状態への変更により、前記遅延時間が短くなる方向に変化した検出データに限り、路面の検出データとして判別することを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用レーダ装置。
【請求項７】
前記制御処理手段は、受信までの遅延時間が規定の範囲内にある検出データに限り、路面の検出データとして判別することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の車両用レーダ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
なお、図８（ｂ）は、雨量３０ｍｍ／時の悪天候時に所定のターゲットを近距離（２０ｍ）に設置した場合における受光波形の実測データ（横軸が距離（ｍ）で、縦軸が受光量）である。また図８（ｃ）は、同様の悪天候時に所定のターゲットを遠距離（４０ｍ）に設置した場合における受光波形の同様の実測データである。悪天候時には、近距離のターゲットの波形は受光量のしきい値を超えて検出できるが、遠距離のターゲットの波形は受光量のしきい値を超えずに検出できず、検知距離性能が悪天候時に低下することが分かる。ここで、しきい値は、ノイズによる誤検知を排除すべく、実験等に基づいて予め設定されるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【特許文献１】特許２７７６２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−６５９３２号公報
【特許文献３】特開平９−１５９７６５号公報
【特許文献４】特開２０００−４０１３９号公報
【特許文献５】特開２００３−４２７５７号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2005043201.tif 000011