(57)【要約】【課題】スキャン方向の角度分解能の低下を防ぐとともに、反射物の相対速度が大きくなった場合であっても、その変化に高速に応答し、反射物の距離を正確に測定することを可能としたレーダ装置を提供する。【解決手段】先行車が存在し、かつ相対速度が小さい場合は、フレーム間で時間軸反射強度を移動平均し、物体の正確な存在方向を測定する。相対速度が大きい場合、または相対速度の変化が大きい場合は、隣接する領域の時間軸反射強度を加算平均し、相対速度の変化に高速に応答し、その距離を正確に測定する。また、フレーム間で時間軸反射強度を移動平均した場合、この時間軸反射強度のピークのパルス幅を計測し、パルス幅が閾値よりも大きくなった場合に相対速度の変化が大きくなったと判断する。【選択図】図７
2007248146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記電磁波の照射方向からの反射波を受波する電磁波受波部と、
前記電磁波照射部の電磁波照射方向、および前記電磁波受波部の受波方向を所定の角度範囲で揺動させる走査部と、
自車の走行状態を検出する自車状態検出部と、
前記角度範囲の所定角度刻みの照射方向毎に、前記電磁波照射部に電磁波を照射させてその反射波を前記電磁波受波部に受波させ、この反射波信号に基づいて物体の存在、方向、および距離を含む物体情報を測定する１フレームの測定処理を、前記角度範囲に対して繰り返し実行する制御部と、
を備えたレーダ装置であって、
前記制御部は、前記自車の走行状態と、前記物体情報と、に基づいて、
各照射方向について、前記測定処理で検出した反射波信号、当該反射波信号を過去の複数のフレームに渡って合成したフレーム合成信号、または同一フレーム内で隣接する複数の照射方向の反射波信号を合成した角度合成信号、のいずれかをその照射方向の反射波信号として算出する信号算出処理を実行し、
算出した反射波信号に基づいて前記物体情報を更新する
レーダ装置。
【請求項２】
前記自車状態検出部は、自車の走行状態として自車の車速を検出し、
前記制御部は、前記物体の方向、距離の変化から当該物体の速度を算出し、
前記自車の車速と、前記物体の速度と、の差である相対速度に基づいて前記信号算出処理を実行する請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記相対速度が所定値以上である場合に前記角度合成信号を反射波信号として算出し、前記相対速度が所定値未満である場合に前記フレーム合成信号を反射波信号として算出する請求項１、または請求項２に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光やミリ波等の電磁波を走査することにより、前方に存在する物体の存在、および物体の距離、方向を測定するレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の前方にレーザ光等をスキャンして、その反射光に基づいて車両前方の反射物を検出するレーダ装置が有る。レーダ装置が検出した物体の情報（位置、距離）は、車両制御装置で、自車を先行車に追従させて車間距離を一定に保つ定車間距離追従走行（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）等に利用される。
【０００３】
レーダ装置は、例えば光学式の場合、レーザダイオードによって発光されたレーザ光をレンズなどで車両の前方にビーム状に照射する。このレーザビームが反射物によって反射され、反射光をフォトダイオードで受光する。フォトダイオードは、受光強度に対応する電気信号を出力する。レーザ光が照射されてからこの電気信号が基準値以上となるまでの時間差に基づいて、反射物までの距離を検出するとともに、そのレーザビームの照射角度に基づいて、反射物の存在方向を検出する。この投受光を所定角度毎に、所定範囲のスキャン方向の全てに渡って行い、この期間を１フレームとする。
【０００４】
しかし、上記の検出手法では種々の条件により、投光に対する反射光の強度が低下し、ノイズとの区別ができなくなる（すなわちＳ／Ｎ比が低下する）場合が有った。例えば、雨天、霧時はレーザ光が散乱され、反射物に到達する光量が低下する。また、反射物としての先行車に泥などが付着していた場合や、先行車のリフレクタが欠損していた場合は、反射光量が低下する。また、レーザビームは遠方になるにつれて到達光量が低下する。
【０００５】
そこで、照射角度が隣接するビームからの反射波データ（受光強度の情報）を複数加算平均し、反射物からの受光強度を強調することで、Ｓ／Ｎ比を向上させるレーダ装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７７３５０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、特許文献１の装置は、隣接するビームを複数加算するため、角度分解能が低下し、反射物の存在方向を正確に測定することができなくなってしまうという課題が有った。
【０００７】
一方、各ビームについて、フレーム毎の反射波データをそれぞれ加算し、反射物からの受光強度を強調してＳ／Ｎ比を向上させることも考えられるが、この場合、時間軸で複数の反射波データを加算するために、反射物との相対速度が変化したときに反射波データの変化の応答が遅れ、反射物の距離を正確に測定することができないという課題が生じることとなる。
【０００８】
そこで、本発明は上記の課題を解決すべく、スキャン方向の角度分解能の低下を防ぐとともに、反射物の相対速度が大きくなった場合であっても、その変化に高速に応答し、反射物の距離を正確に測定することを可能としたレーダ装置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】
【０００９】
本発明のレーダ装置は、電磁波を照射する電磁波照射部と、前記電磁波の照射方向からの反射波を受波する電磁波受波部と、前記電磁波照射部の電磁波照射方向、および前記電磁波受波部の受波方向を所定の角度範囲で揺動させる走査部と、自車の走行状態を検出する自車状態検出部と、前記角度範囲の所定角度刻みの照射方向毎に、前記電磁波照射部に電磁波を照射させてその反射波を前記電磁波受波部に受波させ、この反射波信号に基づいて物体の存在、方向、および距離を含む物体情報を測定する１フレームの測定処理を、前記角度範囲に対して繰り返し実行する制御部と、を備えたレーダ装置であって、前記制御部は、前記自車の走行状態と、前記物体情報と、に基づいて、各照射方向について、前記測定処理で検出した反射波信号、当該反射波信号を過去の複数のフレームに渡って合成したフレーム合成信号、または同一フレーム内で隣接する複数の照射方向の反射波信号を合成した角度合成信号、のいずれかをその照射方向の反射波信号として算出する信号算出処理を実行し、算出した反射波信号に基づいて前記物体情報を更新することを特徴とする。
【００１０】
この発明では、自車の走行状態と物体の情報（方向、距離）に基づいて、測定される各電磁波照射方向の受波強度の演算方法を切替える。演算方法は、同一照射方向の受波強度について、フレーム間で複数のデータを合成するフレーム合成処理と、走査方向で、複数の照射方向の受波強度を合成する角度合成処理と、を行う。なお、合成とは、複数のデータを加算、平均、積分等することを言う。
例えば自車と物体との相対速度が小さい場合は、フレーム合成処理を行って物体の位置を正確に測定し、相対速度が大きい場合は、角度合成処理を行って物体との距離を正確に測定する。また、自車走行状態と物体の情報を比較した結果、自車前方正面に存在する物体については角度合成処理を行って物体との距離を正確に測定し、正面以外に存在する物体についてはフレーム合成処理を行って物体の位置（方向）を正確に測定するようにしてもよい。また、ヨーレートなどから推定される自車前方の道路形状を考慮してもよい。道路形状は、前方をカメラで撮影し、車線を区画する白線を追従することによって推定してもよいし、ＧＰＳとナビゲーション装置などの地図情報を組み合わせることによって推定するようにしてもよい。自車の走行車線上に存在する物体（先行車）については、角度合成処理を行って物体との距離を正確に測定すればよい。
【００１１】
また、本発明のレーダ装置は、さらに、前記自車状態検出部は、自車の走行状態として自車の車速を検出し、前記制御部は、前記物体の方向、距離の変化から当該物体の速度を算出し、前記自車の車速と、前記物体の速度と、の差である相対速度に基づいて前記信号算出処理を実行することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、自車走行状態として自車の車速を検出する。また、物体の位置変化から物体と自車との相対速度を検出する。自車の車速と物体との相対速度から、物体の絶対速度（対地速度）を算出することもできる。例えば、物体との相対速度が小さい場合は、フレーム合成処理を行って物体の位置を正確に測定し、相対速度が大きい場合は、角度合成処理を行って物体との距離を正確に測定する。
【００１３】
また、本発明のレーダ装置は、さらに、前記制御部は、前記相対速度が所定値以上である場合に前記角度合成信号を反射波信号として算出し、前記相対速度が所定値未満である場合に前記フレーム合成信号を反射波信号として算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自車の走行状態と物体の情報とに基づいて、フレーム間でのデータ合成処理と、走査方向でのデータ合成処理と、を切替える構成としたことで、走査方向の角度分解能の低下を防ぐとともに、反射物の相対速度が大きくなった場合であっても、その変化に高速に応答し、反射物の距離を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して本発明の実施形態であるレーザレーダ装置について説明する。
図１は、レーザレーダ装置の構成を示すブロック図である。レーザレーダ装置１は、レンズユニット１１、リニアモータ１２、レーザダイオード１３、ドライバ１４、フォトダイオード１５、可変利得アンプ１６、Ａ／Ｄコンバータ１７、ＣＰＵ１８、メモリ１９、および車速センサ２０を備えている。レンズユニット１１は、リニアモータ１２に接続される。レーザダイオード１３は、ドライバ１４に接続され、フォトダイオード１５は、可変利得アンプ１６に接続される。可変利得アンプ１６の出力側はＡ／Ｄコンバータ１７に接続される。ＣＰＵ１８には、リニアモータ１２、ドライバ１４、可変利得アンプ１６、Ａ／Ｄコンバータ１７、メモリ１９、および車速センサ２０が接続されている。また、ＣＰＵ１８は、車両制御装置２と接続されている。
【００１６】
レーザダイオード１３は、半導体赤外線レーザ素子であり、ドライバ１４の設定する投光強度に基づいてレーザを照射する。フォトダイオード１５は、赤外線領域に感度を有する受光素子であり、受光した赤外線の強度に応じた電気信号を可変利得アンプ１６に出力する。レーザダイオード１３、およびフォトダイオード１５は、光軸が並行になるように設けられており、それぞれの光軸方向にレンズユニット１１が設けられている。
【００１７】
レンズユニット１１は、投光用のレンズと受光用のレンズを備えており、同じフレームに取り付けられている。レーザダイオード１３、およびフォトダイオード１５は、それぞれ投光用レンズ、受光用レンズの焦点に設けられている。したがって、レーザダイオード１３の照射したレーザは、レンズユニット１１の投光用レンズによってビーム状に自動車前方に照射される。フォトダイオード１５は、自動車前方で反射したレーザビームを受光用レンズを経て受光する。
【００１８】
レンズユニット１１は、リニアモータ１２によって（自動車進行方向に対して）左右に揺動可能になっている。リニアモータ１２は、ＣＰＵ１８の制御によってレンズユニット１１の揺動角度を設定する。上述したように、レーザダイオード１３、フォトダイオード１５は、投光用レンズ、受光用レンズの焦点（焦点面）に設けられているため、レンズユニット１１が左右に揺動することにより、レーザレーダ装置１は、図２（Ａ）に示すように、自動車前方の左右所定角度（例えば左右２０度）にレーザビームを投光することができ、この反射光を受光することができる。
【００１９】
また、リニアモータ１２は、レンズユニット１１の揺動角度を検出し、この角度をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８は、レンズユニット１１の揺動角度からレーザビームの照射角度（方向）を検出することができる。
【００２０】
なお、レーザビームの投光角度が、水平方向の末端で鉛直方向に変更されるようにしてもよい。鉛直方向に投光角度を変更することで２次元スキャンを行うことができる。また、水平方向と鉛直方向の投光角度を同時に変化させてリサージュ図形を描くようにしてもよいし、計測範囲内でＸ字を描くように水平の左右端で鉛直方向の投光角度を変更するようにしてもよい。なお、水平方向にのみ１次元でスキャンする場合、レンズの特性を調整して自動車前方にさらに縦長のレーザビームを投光し、鉛直方向の投光範囲を確保すればよい。なお、本実施形態においては、レンズユニット１１を揺動させることによりレーザビームをスキャンする方式について説明しているが、ポリゴンミラーを用いてレーザビームをスキャンする方式、平面ミラーを揺動させてレーザビームをスキャンする方式、複数のレーザダイオードにより各方向にレーザを照射するスイープ方式等であってもよい。
【００２１】
ドライバ１４は、ＣＰＵ１８の制御に基づいてレーザダイオード１３の投光強度を設定し、レーザ照射指示を行う。可変利得アンプ１６は、フォトダイオード１５が出力した電気信号を増幅するアンプであり、ＣＰＵ１８の指示によってゲインが調整される。Ａ／Ｄコンバータ１７は、可変利得アンプ１６で増幅された電気信号を所定段階（例えば０〜２５５）の受光強度の情報に変換し、ＣＰＵ１８に出力する。
【００２２】
ＣＰＵ１８は、Ａ／Ｄコンバータ１７から受光強度の情報を入力し、メモリ１９に一時保存する。メモリ１９は、この他ＣＰＵ１８が種々の動作を行うためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ１８は、この受光強度が時間軸で所定の閾値を超えた場合にそのレーザビーム照射方向に反射物（ターゲット）が存在すると判断する。
【００２３】
ＣＰＵ１８は、受光強度の情報から受光のタイミングを知ることができる。すなわち、ＣＰＵ１８は、時間継続的に受光強度の情報を受信し、これらの取得タイミングを記録する。ＣＰＵ１８は、レーザビーム投光を指示したタイミングと受光のタイミングの時間差を測定することで距離を測定することができる。
【００２４】
図２（Ｂ）に示すように、自車前方に先行車が存在すると、同図（Ｃ）に示すように、時間軸においてピークを有する反射強度が検出される。ＣＰＵ１８は、時間軸において検出した反射強度のうちのピークを示すタイミングをそのターゲットの存在位置として判断し、その距離を検出する。この様な測定を、同図（Ａ）に示すように、スキャン領域を所定角度毎に分割した領域毎において行う。上述したようにＣＰＵ１８は、レーザビームの照射角度を検出することができるため、これらの情報から、各ターゲットの存在およびその方向、距離を検出することができる。
【００２５】
また、ＣＰＵ１８は、物体の検出を時間継続的に複数回繰り返すことで、各レーザ照射方向にて検出したターゲットの移動速度と移動方向（移動ベクトル）を求めることができ、同じ移動ベクトルを有する近接ターゲットを同一物体としてグルーピングすることで、物体の大きさ（左右端、中心の位置）を算出することができる。また、ＣＰＵ１８に接続されている車速センサ２０が自車の車速を検出することで、物体の相対速度を算出することも可能である。ＣＰＵ１８は、これらの物体の情報から、検出した物体が先行車両であるか否かを判断して、物体の種類を認識する処理を行うことができる。
【００２６】
ＣＰＵ１８は、物体の種類を認識して、この物体の情報（距離、速度、左右端と中心の位置、先行車であるか）を後段の車両制御装置２に送信する。車両制御装置２は、この物体の情報（以下、物体情報と言う）に基づいて、自車を先行車両に追従させて車間距離を一定に保つ定車間距離追従走行（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）等を行う。
【００２７】
ここで、車両制御装置２が上記ＡＣＣを行う場合、レーダレーダ装置１が物体の位置、距離を正確に測定しなければ、不要な加速、減速を行ってしまうという問題がある。そこで、従来は、隣接する領域の反射強度を加算して物体からの反射強度を強調したり、各領域においてフレーム毎の反射強度を加算して物体からの受光強度を強調したりしていた。しかし、隣接する領域を加算した場合は、角度分解能が低下し、時間軸で加算した場合は、物体との相対速度が変化したときに反射強度の変化の応答が遅れ、物体の距離を正確に測定することができなかった。本実施形態のレーザレーダ装置は、自車の走行状態と物体情報に基づいて、隣接する領域の加算平均と時間軸の加算平均とを切替えることで、スキャン方向の角度分解能の低下を防ぐとともに、反射物の相対速度が大きくなった場合であっても、その変化に高速に応答することが特徴である。
【００２８】
以下、本実施形態のレーザレーダ装置１の動作について詳細に説明する。まず、図３を用いて隣接する領域の加算平均について説明する。同図（Ａ）の左欄のグラフは、所定のフレーム（ｊフレーム）において、各領域に照射するビーム（０〜（Ｎ−１）ビーム）に対する時間軸での反射強度を表す。ＣＰＵ１８は、隣接する複数のビームの時間軸反射強度を加算平均する。同図（Ａ）右欄のグラフは、この加算平均を所定回数（例えばＰ回）行った時間軸反射強度を表す。同図（Ｂ）に示すように、（ｋ＋１）回の加算平均を行う場合は、以下のような計算を行う。
Yi(Z)＝(Xi-k(Z)+・・・+Xi(Z)+・・・+Xi+k(Z))/(2k+1)
ここで、Xi(Z)はiビーム（領域iに照射されるビーム）の時間軸反射強度を示し、Yi(Z)は、平均後のiビームの時間軸反射強度を示す。ＣＰＵ１８は、各ビームの時間軸反射強度を１フレーム分メモリ１９に記録しておき、上記の計算を行う。なお、この例では、平均化するようにしているが、単に各ビームの時間軸反射強度を加算するようにしてもよい。また、Xi-k(Z)からXi+k(Z)までの積分値を求めるようにしてもよい。このように、複数のビームを加算平均することで、物体の反射強度が強調され、一度検出していた物体についてロストする（十分な反射強度を得ることができずに物体を消失する）ことがなくなる。なお、２次元スキャンを行う場合には、鉛直方向の隣接領域で加算平均をするようにしてもよい。
【００２９】
次に、図４を用いて時間軸の加算平均について説明する。同図上欄のグラフは、所定ビーム（iビーム）において、各フレーム毎（（ｊ−L-1）フレーム〜（ｊ＋M-1）フレーム）に測定した時間軸での反射強度を表す。ＣＰＵ１８は、隣接する複数のフレームの時間軸反射強度を移動平均する。同図下欄のグラフは、この移動平均を所定回数（例えばL回）行った時間軸反射強度を表す。図５に示すように、例えば（Ｎ−１）回の移動平均（加減算）を行う場合は、以下のような計算を行う。
Yi(Z)＝{Xi(Z)(1-Z-N)+Yi(Z)Z-1}/(N+1)
ここで、Xi(Z)はiフレームの時間軸反射強度を示し、Yi(Z)は、移動平均後のiフレームの時間軸反射強度を示す。ＣＰＵ１８は、そのフレームで取得した反射強度を、前フレームの同じビーム（反射波）の反射強度と加算しながらメモリ１９に記録していく。（Ｎ−１）回の移動平均を行うためには、図５に示すように、Ｎ個のメモリセルを用意し、それぞれに各フレームで取得した反射強度を記録しておく。なお、この例では、平均化するようにしているが、上記と同様、単に各フレームの時間軸反射強度を加算するようにしてもよい。また、積分値を求めるようにしてもよい。このように、複数のフレームを移動平均することで、物体の反射強度が強調され、一度検出していた物体についてロストすることがなくなる。
【００３０】
次に、フローチャートを用いて、レーザレーダ装置１の動作を説明する。図６、および図７は、レーザレーダ装置１の平均処理切替え動作を示すフローチャートである。図６において、まず前フレームまでに検出した物体情報に、先行車情報が有るか否かを判断する（Ｓ１１）。物体情報は、上述したように、その物体が先行車であるか否かの情報が含まれている。物体情報の算出処理の詳細は、図８を用いて後述する。先行車情報が有る場合、先行車情報フラグをオンにし（Ｓ１２）、先行車情報が無ければオフする（Ｓ１３）。
【００３１】
その後、レーザビームが所定領域に照射されるように、リニアモータ１２によってレンズユニット１１を移動させる（Ｓ１４）。そして、レーザダイオード１３からレーザビームを投光し（Ｓ１５）、その反射波をフォトダイオード１５で受光する（Ｓ１６）。受光した反射波をＡ／Ｄコンバータ１７で受光強度（反射強度）に変換し、その領域での反射強度を取得する（ｓ１７）。
【００３２】
次に、図７において、先行車情報の有無、相対速度の大小、相対速度の変化有無を判断する（Ｓ２１）。先行車情報フラグがオフであればＳ２７の判断処理へ進む。先行車情報が有り、かつその先行車情報と相対速度が小さい（相対速度が所定値未満である）場合は、図５に示したフレーム間での移動平均処理を行う（Ｓ２２）。移動平均処理を行うと、相対速度の変化を検出する処理を行う（Ｓ２３）。
【００３３】
このＳ２３の変化検出処理について、図８（Ａ）、および図９を用いて詳細に説明する。図８（Ａ）は変化検出処理の詳細な動作を示すフローチャートである。まず、時間軸反射強度について、所定強度以上のピークを示すパルス幅を測定する（Ｓ３１）。図９は、パルス幅を説明する図である。上述したように、ＣＰＵ１８は、受光強度が時間軸で所定の閾値を超えた場合にそのビーム方向に反射物（ターゲット）が存在すると判断するが、この受光強度が閾値以上となる時間幅をパルス幅として定義する。物体との相対速度が小さい場合は、図７のＳ２２で移動平均処理を行うと物体の反射強度が強調され、図９（Ａ）に示すようにパルス幅の小さいピークを有する時間軸反射強度となる。一方で、物体との相対速度が大きくなると、過去のフレームと現在のフレームとで物体の距離が変化するために、各フレームのピーク位置が変化する。したがって、図７のＳ２２で移動平均処理を行うと、図９（Ｂ）に示すようにパルス幅が大きいピークを有する時間軸反射強度となる。
【００３４】
そこで、図８（Ａ）のＳ３２において、上記ピーク幅が広がり（すなわち前フレームのピーク幅より大きくなり）、かつ、このピーク幅が所定の閾値を超えたか否かを判断する。ピーク幅が広がり、かつ所定の閾値を超えた場合は変化検出フラグを設定する（Ｓ３３）。その後、図７のフローに戻る。ピーク幅が広がらない、またはピーク幅が所定の閾値以下であれば変化検出フラグ設定をしないで図７のフローに戻る。
【００３５】
図７のＳ２１において、先行車情報が有り、かつその先行車情報と相対速度が大きい（相対速度が所定値以上である）場合、または、先行車情報が有り、かつその先行車に上記変化検出フラグが設定されていた場合は、そのビームの時間軸反射強度をメモリ１９に記録し（Ｓ２４）、図３に示した隣接する領域の加算平均処理を行う（Ｓ２５）。その後、変化検出フラグをオフにし（Ｓ２６）、Ｓ２７の判断処理に進む。
【００３６】
Ｓ２７では、全てのスキャン範囲について、反射強度を取得したか否かを判断する。全てのスキャン範囲について反射強度を取得していなければ図６のＳ１４の処理に戻る。全てのスキャン範囲について反射強度を取得していれば、１フレーム分の測定を終えたとして、各領域毎に時間軸でのピークを検出してターゲットを検出し（Ｓ２８）、物体認識処理を行う（Ｓ２９）。
【００３７】
図８（Ｂ）は物体認識処理の詳細な動作を示すフローチャートである。まず、各領域で検出したターゲットをグルーピングする（Ｓ４１）。上述したように、各ターゲットについてフレーム間での移動ベクトルを求め、略同じ移動ベクトルを有する近接ターゲットを同一物体としてグルーピングする。このグルーピングした物体の位置（例えば中心位置）を過去にグルーピングした物体の位置と比較し、近接位置に存在する物体を同じ物体であるとして対応付ける（Ｓ４２）。これらの対応付けの結果、物体の距離、角度、相対速度、および先行車であるか、等を求め（Ｓ４３）、図１０に示すような物体情報としてメモリ１９に記録する。物体情報は、同図に示すように、距離、中心角度（自車からの水平角度）、速度（相対速度または対地速度）、左端角度、右端角度、および先行車の判定、からなる。先行車であるかは、主に相対速度、中心角度から判断する。相対速度が小さく、自車の前方中心に近い角度に中心角度が存在する場合、これを先行車として、先行車フラグをＯＮする。条件を満たす物体が複数存在する場合は、自車に最も近い物体を先行車とする。
【００３８】
以上の動作を終えると、次のフレームに進む。上記のようなフレーム動作を繰り返すことで、相対速度の小さい先行車に対しては時間軸反射強度をフレーム間で移動平均処理を行い、その位置を正確に測定するとともに、相対速度の大きい先行車に対しては隣接する複数のビームの時間軸反射強度を加算平均し、相対速度の変化に高速に応答することができる。また、フレーム間での移動平均処理を行う場合は、ピークのパルス幅を計測し、パルス幅が大きくなったときに隣接ビームの加算平均に切替えることで、先行車が急加速した時など、相対速度が変化した場合にも高速に応答することができる。
【００３９】
なお、上記説明した動作においては、フレーム間移動平均処理を行うときにスキャン範囲全ての時間軸反射強度をメモリ１９に蓄積する構成であるが、以下のような変形例で、先行車の方向の時間軸反射強度のみを蓄積するようにすることができる。
【００４０】
図１１、および図１２は、変形例に係る平均処理切替え動作を示すフローチャートである。図１１において、まず前フレームの物体情報を取得する（Ｓ１０１）。その後、レーザビームが所定領域に照射されるように、リニアモータ１２によってレンズユニット１１を移動させる（Ｓ１０２）。そして、レーザダイオード１３からレーザビームを投光し（Ｓ１０３）、その反射波をフォトダイオード１５で受光する（Ｓ１０４）。受光した反射波をＡ／Ｄコンバータ１７で受光強度（反射強度）に変換し、その領域での反射強度を取得する（ｓ１０５）。
【００４１】
次に、図１２において、現在のビーム照射角度が、物体の存在する範囲内の角度であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。物体が存在しない範囲内の角度でなければＳ２０８の判断処理へ進む。物体が存在する範囲内の角度であれば、その物体の相対速度が所定の値より大きいか否かを判断する（Ｓ２０２）。物体の相対速度が所定値以下であれば、図５に示したフレーム間での移動平均処理を行う（Ｓ２０３）。また、図８（Ａ）、および図９で示した相対速度変化検出処理を行う（Ｓ２０４）。その後、Ｓ２０８の判断処理へ進む。
【００４２】
物体の相対速度が所定値よりも大きければ、そのビームの時間軸反射強度をメモリ１９に記録し（Ｓ２０５）、図３に示した隣接する領域の加算平均処理を行う（Ｓ２０６）。その後、変化検出フラグをオフにし（Ｓ２０７）、Ｓ２０８の判断処理に進む。
【００４３】
Ｓ２０８では、全てのスキャン範囲について、反射強度を取得したか否かを判断する。全てのスキャン範囲について反射強度を取得していなければ図１１のＳ１０２の処理に戻る。全てのスキャン範囲について反射強度を取得していれば、１フレーム分の測定を終えたとして、各領域毎に時間軸でのピークを検出してターゲットを検出し（Ｓ２０９）、物体認識処理を行う（Ｓ２１０）。
【００４４】
以上のような変形動作を行うことで、検出した物体毎にフレーム間の移動平均、隣接する領域の加算平均、の処理を切替えることとなる。したがって、図１３（Ａ）に示すように、自車前方に相対速度の小さい物体である先行車と、相対速度の大きい物体である歩行者と、が存在する場合、先行車の存在する方向に照射するレーザビームについてはフレーム間の移動平均処理を行い、歩行者の存在する方向に照射するレーザビームについては隣接する領域の加算平均を行う。また、物体が存在しない方向に照射するレーザビームは、平均化処理を行わない。このように動作することで、先行車が存在する時には、その方向の時間軸反射強度をメモリ１９に記録してフレーム間移動平均をする構成となるため、メモリ１９に記録するデータ量を少なくすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、先行車の車速（相対速度）に基づいてフレーム間の移動平均処理と隣接する領域の加算平均を切替える動作を行ったが、これに限らず、例えば自車の正面方向についてはフレーム間の移動平均処理を行い、正面以外の方向については隣接する領域の加算平均を行うようにしてもよい。また、ヨーレートセンサ、ＧＰＳ、ナビゲーション等を接続し、自車前方の道路形状を推定可能である場合は、この道路形状も考慮して切替えるようにしてもよい。例えば、自車の走行車線上に存在する物体の方向に照射するビームについてはフレーム間の移動平均処理をすればよい。
【００４６】
なお、本実施形態においてはレーザレーダ装置について説明したが、本発明の構成は、ミリ波レーダなど、他のレーダ装置に用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態であるレーザレーダ装置のブロック図
【図２】スキャン領域と受波強度を示す図
【図３】隣接する領域の加算平均について説明する図
【図４】時間軸の加算平均について説明する図
【図５】移動平均を説明する図
【図６】平均処理切替え動作を示すフローチャート
【図７】平均処理切替え動作を示すフローチャート
【図８】変化検出処理の詳細な動作を示すフローチャート
【図９】パルス幅を説明する図
【図１０】物体情報を示す図
【図１１】変形例に係る平均処理切替え動作を示すフローチャート
【図１２】変形例に係る平均処理切替え動作を示すフローチャート
【図１３】複数の物体毎の平均化処理を示す図
【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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