(57)【要約】【課題】移動物体と静止物体とを区別して検出可能な車両搭載用の物体検出装置を提供する。【解決手段】周波数変調された信号を照射した物体からの反射信号をＦＦＴ処理手段３２でＦＦＴ処理した受信ＩＦ信号について、自車両の速度に応じたドップラシフト量を基に周波数オフセット量算出手段３３で得た周波数オフセット量を、周波数オフセット手段３４で、周波数上昇部の周波数スペクトルには加算して上昇オフセット周波数スペクトルとし、周波数下降部の周波数スペクトルからは減算して下降オフセット周波数スペクトルとし、両者のオフセット周波数スペクトルの差の差分周波数スペクトルを波形積分手段３８で波形積分した積分周波数スペクトルの波形を基に移動物体検出手段３９で前記物体の中から移動物体を検出し、両者のオフセット周波数スペクトルを加えた加算周波数スペクトルの波形を基に静止物体検出手段３６で静止物体を検出する。【選択図】図１
2007155396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、周波数変調された送信信号を送信する信号送信手段と、前記移動体に搭載され、送信した前記送信信号が物体に反射して生じた反射信号を受信信号として受信する信号受信手段とを備え、前記送信信号と前記受信信号とから得た受信ＩＦ信号に基づいて前記物体を検出するＦＭ−ＣＷ方式準拠の物体検出装置であって、前記移動体の速度を速度情報として検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量算出手段と、前記送信信号の周波数上昇部分における前記受信ＩＦ信号の周波数スペクトルに前記周波数オフセット量を加えて上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、前記送信信号の周波数下降部分における前記受信ＩＦ信号の周波数スペクトルから前記周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める周波数オフセット手段と、前記周波数オフセット手段により求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとの差分を演算して差分周波数スペクトルを求める差分演算手段と、前記差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求める波形積分手段と、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち移動物体を検出する移動物体検出手段と、を備えることを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記移動物体までの距離を求める手段、前記ピーク成分の波形の正負の符号に基づいて前記移動物体の移動方向を求める手段、前記ピーク成分の半値幅に基づいて前記移動物体の移動速度を求める手段のうち1乃至複数の手段からなる波形解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記信号送信手段の送信アンテナおよび前記信号受信手段の受信アンテナを任意の方位に回頭動作させる送受信方位走査手段をさらに備え、任意の送出方位に、前記送信信号を送信し、前記送出方位からの前記受信信号を受信するとともに、前記周波数オフセット量算出手段が、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記送信信号の送出方位と前記移動体の速度情報とを用いて、前記送出方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記送出方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記速度検出手段により検出される前記移動体の速度情報の速度ベクトル成分に影響を与える当該移動体の挙動に関する挙動情報を取得する挙動情報取得手段をさらに備え、前記周波数オフセット量算出手段が、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記挙動情報を用いて当該移動体の進行方向に応じた移動ベクトルを取得し、取得された前記移動ベクトルと前記移動体の速度情報と前記送信信号の送出方位とに基づいて、前記移動ベクトルを加味した前記送信信号の送出方位を示す合成方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記合成方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出手段をさらに備え、前記移動物体検出手段が、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出手段により求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上のピーク成分となっているか否かを判別することによって、前記物体のうち移動物体を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記周波数オフセット手段により求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める加算演算手段と、前記加算周波数スペクトルの波形内にあらかじめ定めた所定の加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち静止物体を検出する静止物体検出手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出手段をさらに備え、前記静止物体検出手段が、前記加算周波数スペクトルの波形内に前記加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出手段により求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分を有する周波数領域を、前記加算周波数スペクトルから除外した残りの周波数領域における前記加算周波数スペクトルの波形内に、ピーク成分が存在しているか否かを判別することによって、前記物体のうち静止物体を検出することを特徴とする請求項６に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記加算周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記静止物体までの距離を求める距離算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記波形積分手段において前記積分周波数スペクトルの直流分を排除する直流分排除手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項１０】
移動体に搭載した信号送信手段から周波数変調された送信信号を送信し、送信した前記送信信号が物体に反射して生じた反射信号を受信信号として受信することにより、前記送信信号と前記受信信号とから得た受信ＩＦ信号に基づいて前記物体を検出するＦＭ−ＣＷ方式準拠の物体検出方法であって、前記移動体の速度を速度情報として検出する速度検出ステップと、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量算出ステップと、前記送信信号の周波数上昇部分における前記受信ＩＦ信号の周波数スペクトルに前記周波数オフセット量を加えて上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、前記送信信号の周波数下降部分における前記受信ＩＦ信号の周波数スペクトルから前記周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める周波数オフセットステップと、前記周波数オフセットステップにより求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとの差分を演算して差分周波数スペクトルを求める差分演算ステップと、前記差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求める波形積分ステップと、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち移動物体を検出する移動物体検出ステップと、を有することを特徴とする物体検出方法。
【請求項１１】
前記積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記移動物体までの距離を求めるステップ、前記ピーク成分の波形の正負の符号に基づいて前記移動物体の移動方向を求めるステップ、前記ピーク成分の半値幅に基づいて前記移動物体の移動速度を求めるステップのうち1乃至複数のステップからなる波形解析ステップをさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の物体検出方法。
【請求項１２】
前記送信信号を任意の送出方位に回動させて送信し、該送出方位から前記受信信号を受信する送受信方位走査ステップをさらに有し、前記周波数オフセット量算出ステップが、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記送信信号の送出方位と前記移動体の速度情報とを用いて、前記送出方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記送出方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の物体検出方法。
【請求項１３】
前記速度検出ステップにより検出される前記移動体の速度情報の速度ベクトル成分に影響を与える当該移動体の挙動に関する挙動情報を取得する挙動情報取得ステップをさらに有し、前記周波数オフセット量算出ステップが、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記挙動情報を用いて当該移動体の進行方向に応じた移動ベクトルを取得し、取得された前記移動ベクトルと前記移動体の速度情報と前記送信信号の送出方位とに基づいて、前記移動ベクトルを加味した前記送信信号の送出方位を示す合成方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記合成方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の物体検出方法。
【請求項１４】
前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出ステップをさらに有し、前記移動物体検出ステップが、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出ステップにより求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分となっているか否かを判別することによって、前記物体のうち移動物体を検出することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の物体検出方法。
【請求項１５】
前記周波数オフセットステップにより求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める加算演算ステップと、前記加算周波数スペクトルの波形内にあらかじめ定めた所定の加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち静止物体を検出する静止物体検出ステップと、をさらに有することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の物体検出方法。
【請求項１６】
前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出ステップをさらに有し、前記静止物体検出ステップが、前記加算周波数スペクトルの波形内に前記加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出ステップにより求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分を有する周波数領域を、前記加算周波数スペクトルから除外した残りの周波数領域における前記加算周波数スペクトルの波形内に、ピーク成分が存在しているか否かを判別することによって、前記物体のうち静止物体を検出することを特徴とする請求項１５に記載の物体検出方法。
【請求項１７】
前記加算周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記静止物体までの距離を求める距離算出ステップをさらに有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の物体検出方法。
【請求項１８】
前記波形積分ステップにおいて前記積分周波数スペクトルの直流分を排除する直流分排除ステップをさらに有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれかに記載の物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置および物体検出方法に関する。特に、ＦＭ−ＣＷ方式（周波数変調連続波：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）を用いた物体検出装置および物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両などの移動体の走行路面上に存在する障害物を検出するために、レーダ装置を使った車両用障害物検知システムやＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムなどが開発されている。これらのシステムは、現状では、自動車専用道路での使用を前提とされているが、今後は、市街地内の路面を走行する場合への適用も見込まれている。
【０００３】
しかし、市街地のように、走行車両などの地表面に対して移動速度を有する移動物体と、地表面に対して移動がない駐停車車両などの静止物体とが多く混在しているような状況下においては、自動車専用道路での使用とは異なり、走行車両のように、地表面に対して移動を伴う移動物体と、走行路近傍に位置する建物の壁や走行路上の駐停車車両のように、地表面に対して静止した状態にある静止物体と、を効率よく区別して検出することが必要である。
【０００４】
一般的に、物体を検出するための電波レーダとしては、三角波やのこぎり波により周波数変調した送信信号を用いて、物体までの距離と該物体の相対速度(自車両との相対的な速度)とを検出するＦＭ−ＣＷレーダが使用されている。このようなＦＭ−ＣＷレーダに用いられるＦＭ−ＣＷ方式とは、周波数変調した送信信号が照射された物体から反射してきた反射信号に関して、周波数上昇変調時の反射信号周波数と周波数下降変調時の反射信号周波数との格差より、反射物体までの距離と反射物体の相対速度とを検出する方式である。
【０００５】
また、移動体（走行車両）に搭載した、かかるＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置を用いて、当該走行車両との速度差がない相対速度が零の物体からの反射信号を除去して、相対速度を有する物体のみの検出を行う手法として、特許文献１に示す特開平６−２１４０１７号公報「周波数変調レーダ装置」に示されるような技術がある。該特許文献１の技術は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の周波数上昇変調部分の反射信号から得られる周波数スペクトルと周波数下降変調部分の反射信号から得られる周波数スペクトルとの差分演算を行うことにより、相対速度が零の物体からの反射信号を除去し、相対速度を有する物体のみを抽出するという技術である。
【特許文献１】特開平７−７９５８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、従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置を用いた物体検出装置においては、移動物体と静止物体との識別は、地表面に対する移動の有無ではなく、自車両の速度との比較に基づいて、自車両との間に相対速度を有するか否かにより分類する手法が主流であり、かつ、物体までの距離や該物体の相対速度を求めるために、周波数上昇変調時の反射信号周波数と周波数下降変調時の反射信号周波数とのペアリングを行う際に、互いの対応すべき周波数位置に誤差を生じてしまうペアリングミスを犯す可能性が高く、物体の検出を正確に行うことができなく、誤検出を引き起こすといった問題点がある。
【０００７】
また、前記特許文献１のような物体検出手法では、物体の検出に当たって、自車両との速度差がない、相対速度が零の走行物体からの反射信号を除去するために、周波数上昇変調時の反射信号周波数と周波数下降変調時の反射信号周波数との差分演算を行っているので、周波数上昇変調時の反射信号周波数と周波数下降変調時の反射信号周波数との間のペアリングミスは生じないものの、地表面との間の絶対速度が零の移動しない静止物体からの反射信号を、地表面に対して絶対速度を有する走行車両などの移動物体からの反射信号と区別して検出していないため、路面近傍の建物の壁や駐車車両や渋滞末尾の停止車両などの静止物体を区別して検出することができなく、市街地などの複雑な走行環境下では、正確な車両操作ができなくなるといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、前述のごとき課題を解決するためになされたものであり、地表面に対する移動速度すなわち絶対速度を有する移動物体と絶対速度が零の静止物体とを区別して検出することができるＦＭ−ＣＷレーダ方式準拠の物体検出装置および物体検出方法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】
【０００９】
本発明においては、前述の目的を達成するために、ＦＭ−ＣＷレーダ方式に準拠の物体検出装置において、自車両の速度情報に基づいて、周波数上昇変調時の反射信号（受信信号）の上昇周波数スペクトルには、該速度情報に応じた周波数オフセット量を加算して上昇オフセット周波数スペクトルを求め、周波数下降変調時の反射信号（受信信号）の下降周波数スペクトルには、該速度情報に応じた周波数オフセットを減算して下降オフセット周波数スペクトルを求め、求めた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとの差分の差分周波数スペクトルをさらに波形積分することにより生成した積分周波数スペクトルのピーク成分に基づいて、移動物体の検出を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る物体検出装置および物体検出方法によれば、地表面との間の絶対速度が零の静止物体からの反射信号を除去した差分周波数スペクトルをさらに波形積分した積分周波数スペクトルを用いて、地表面に対して絶対速度を有する移動物体のみの検出を行い、一方、加算周波数スペクトルを用いて、移動物体からの反射信号を除外した形で、地表面に対して静止している静止物体のみの検出を行うことを可能としているので、走行車両などの移動物体と壁や駐停車車両などの静止物体とを確実に区別して検出することができ、移動物体と静止物体との反射信号を混同することなく、正確な物体（物標）認識を行うことが可能となる。もって、市街地のような複雑な走行環境下であっても、自車両を安全に操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明によるＦＭ−ＣＷ（周波数変調連続波：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式準拠の物体検出装置および物体検出方法の最良の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
一般に、物体検出装置としては、赤外光を用いる光レーダや電波を用いる電波レーダなどがある。レーダ方式には、短時間のパルス信号を送信し、物標に反射して戻ってきたパルス信号を受信するまでの時間を測定して距離を算出するパルス方式や、周波数変調もしくは振幅変調された連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）を送信し、受信信号の周波数変位や位相変位により反射物体までの距離を算出するＣＷ方式がある。
【００１３】
本発明は、車両などの移動体に搭載される物体検出装置として、三角波により周波数変調された連続波を用いるＦＭ−ＣＷ方式準拠の物体検出装置に特に好適に適用されるものであり、以下の実施形態についても、ＦＭ−ＣＷ方式の物体検出装置について詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第１の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１に示すように、物体検出装置１は、レーダヘッド２と信号処理装置３とを少なくとも有し、車両の走行を制御する車両制御装置４に対して、検出結果として先行車に関する情報や走行環境に関する情報を出力している。
【００１６】
レーダヘッド２は、前方方向の空間に送信信号を送信する信号送信手段２１と、前方の物体（物標）からの反射信号を受信する信号受信手段２２と、を少なくとも有し、三角波で周波数変調された送信信号を用いるＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置を形成している。
【００１７】
ここで、ＦＭ−ＣＷ方式とは、前述したように、一般的に、電波レーダとして三角波で周波数変調した送信信号を用い、周波数上昇変調時の反射信号周波数と周波数下降変調時の反射信号周波数との格差より、反射物体までの距離と反射物体の相対速度（自車両との速度差）とを検出する方式である。
【００１８】
しかし、本発明においては、本物体検出装置を搭載した自車両（移動体）の走行速度情報に基づいて算出した周波数オフセット量を用いて、反射信号（受信信号）と送信信号とから得た受信ＩＦ信号（上昇周波数スペクトルと下降周波数スペクトル）を周波数オフセットすることにより、建物の壁や駐停車車両のように、地表面に対して絶対速度が零となる移動していない静止物体と、走行車両（移動体）のように、地表面に対して絶対速度を有する移動を伴う移動物体とを区別して検出することを可能としている。
【００１９】
信号送信手段２１は、送信アンテナ２１１と電力分配器２１２とＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２１３とを少なくとも有している。ＶＣＯ２１３は、たとえば信号処理装置３側の三角波発生手段３１から送られてきた三角波信号で周波数変調した送信信号を生成する。電力分配器２１２は、ＶＣＯ２１３で生成した送信信号を所定の電力比で２分岐に電力分配し、一方を、送信信号として送信アンテナ２１１から送信し、他方を信号受信手段２２のミキサ回路２２２に入力するローカル信号とする。送信アンテナ２１１は送信信号を前方方向の空間に送信する。
【００２０】
信号受信手段２２は、受信アンテナ２２１とミキサ回路２２２と増幅回路２２３とを少なくとも有する。受信アンテナ２２１は、送信アンテナ２１１から送出された送信信号が前方方向の物体（物標）で反射して戻ってきた反射信号を受信する。ミキサ回路２２２は、電力分配器２１２で分岐された送信信号の一部と受信アンテナ２２１で受信した受信信号とをミキシングしてビート信号すなわち受信ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成する。増幅回路２２３は、ミキサ回路２２２で生成された受信ＩＦ信号を増幅して、信号処理装置３側のＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理手段３２に向けて出力する。
【００２１】
本実施形態におけるレーダヘッド２は、さらに送受信方位走査手段２３を備える。送受信方位走査手段２３は、自車両の走行方向とは異なる方位に対しても信号の送受信ができるように、送信アンテナ２１１と受信アンテナ２２１とをそれぞれ機械的に車両の走行面に対して水平方向に沿って任意の方位に回頭動作させることにより、走行方向とは異なる任意の送出方位へ向けて送信信号を送出させるとともに、該送出方位から受信信号を受信させるものである。送信アンテナ２１１および受信アンテナ２２１の回頭方向（角度）は、送信信号の送信方位情報または受信信号の受信方位情報として、信号処理装置３側の周波数オフセット量算出手段３３に向けて送出され、周波数オフセット量の算出時に参照される。
【００２２】
なお、本発明による物体検出装置１に適用するレーダヘッド２すなわち方位検出型のＦＭ−ＣＷレーダヘッドとしては、レーダヘッド２全体を機械的に任意の方位に回頭動作させて送受信方位軸を変更するものに限定されず、送信アンテナ２１１や受信アンテナ２２１を単独で回頭させる機構を有するものであってもよいし、あるいは、サーキュレータを追加して信号の送信と受信とを一つの送受信アンテナで行い、この送受信アンテナを横方向に回頭させて送受信方位を変更する機構を有するものであってもよい。さらには、送受信アンテナをアレイアンテナ構造とし、アレイ毎に位相器を用いてビーム方位を制御するフェイズドアレイアンテナを用いるものであってもよい。
【００２３】
また、信号処理装置３は、三角波発生手段３１と、ＦＦＴ処理手段３２と、周波数オフセット量算出手段３３と、周波数オフセット手段３４と、差分演算手段３７と、波形積分手段３８と、移動物体検出手段３９と、速度検出手段４１と、を少なくとも備えている。また、本実施形態の信号処理装置３は、静止物体の検出を行うために、さらに、加算演算手段３５と、静止物体検出手段３６とを備えているが、移動物体のみの検出を行うような場合には、加算演算手段３５、静止物体検出手段３６を含まない形で構成することもできる。また、本実施形態の信号処理装置３は、さらに、記憶手段４０を有することが好ましい。
【００２４】
なお、信号処理装置３は、具体的構成例の一つとして、プログラム処理装置として構成するようにしてもよい。すなわち、三角波発生手段３１、高速ＦＦＴ処理手段３２、周波数オフセット量算出手段３３、周波数オフセット手段３４、加算演算手段３５、差分演算手段３７、波形積分手段３８、速度検出手段４１のいずれか１乃至複数の手段における各演算処理を実行する演算処理プログラム、さらに、静止物体検出手段３６として静止物体を検出する検出プログラム、移動物体検出手段３９として移動物体を検出する検出プログラムのそれぞれのプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えて構成するようにしている。
【００２５】
さらに、このＲＯＭ等に格納された各演算処理プログラム、各検出プログラムをコンピュータとして実行することにより、三角波発生手段３１、高速ＦＦＴ処理手段３２、周波数オフセット量算出手段３３、周波数オフセット手段３４、加算演算手段３５、差分演算手段３７、波形積分手段３８、移動物体検出手段３９、静止物体検出手段３６、速度検出手段４１のいずれか１乃至複数の手段としてそれぞれ機能する演算制御部たとえば汎用処理装置ＰＵ（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等と、ランダムに読み書き動作を実行できるランダムアクセス可能な記憶手段４０として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等と、を、前記ＲＯＭ等とともに備えたプログラム処理装置として構成するようにする。
【００２６】
なお、このようなプログラム処理装置として構成する場合、三角波発生手段３１、速度検出手段４１は、物体検出装置１に内蔵されていればよく、必ずしも、信号処理装置３に内蔵する形態でなくてもよく、それぞれ、信号処理装置３から指示された波形の三角波の発生を行ったり、自車両の速度情報を信号処理装置３に向けて出力するように構成されていればよい。
【００２７】
本実施形態においては、かかるプログラム処理装置として信号処理装置３を構成する場合を例にとって、以下に、さらに説明する。また、本実施形態では、説明の便宜のため、三角波発生手段３１、ＦＦＴ処理手段３２、周波数オフセット量算出手段３３、周波数オフセット手段３４、加算演算手段３５、静止物体検出手段３６、差分演算手段３７、波形積分手段３８、移動物体検出手段３９、速度検出手段４１における各演算処理をそれぞれ別の演算制御部（汎用処理装置ＰＵ等）で構成し、それぞれの並列演算を可能とする構成について説明することとする。
【００２８】
しかし、これらの各手段は、三角波発生機能、ＦＦＴ処理機能、周波数オフセット量算出機能周波数オフセット機能、加算演算機能、静止物体検出機能、差分演算機能、波形積分機能、移動物体検出機能、速度検出機能を有する１または２以上の演算制御部として構成し、１つの演算制御部に搭載された機能については、逐次演算処理形式で順次処理を行う形態としてもよい。
【００２９】
以下、信号処理装置３の各手段についてさらに説明する。
【００３０】
速度検出手段４１は、自車両（移動体）の速度を速度情報として検出する。速度検出に当たっては、車両に搭載された速度計を利用して、該速度計を読み取るようにしてもよい。
【００３１】
周波数オフセット量算出手段３３は、速度検出手段４１により検出された自車両の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する。ここで、自車両の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する際に、レーダヘッド２の送受信方位走査手段２３から入力されてくる送受信信号の送出方位を参照し、該送出方位が、自車両の走行方向と異なっている場合は、まず、自車両の速度情報から、信号の送出方位に対応する速度ベクトル成分を抽出し、次いで、抽出した速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出し、該ドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する。
【００３２】
周波数オフセット手段３４は、周波数オフセット量算出手段３３により算出された周波数オフセット量を用いて、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを算出する。
【００３３】
具体的には、送信信号と受信信号とからミキサ回路２２２と増幅手段２３とによって得られた受信ＩＦ信号をＦＦＴ処理手段３２によりフーリエ変換して受信ＩＦ信号の周波数スペクトルを取得し、周波数オフセット手段３４において、送信信号の周波数上昇部分における受信ＩＦ信号の周波数スペクトルに、周波数オフセット量算出手段３３により算出された周波数オフセット量を加えて上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、送信信号の周波数下降部分における受信ＩＦ信号の周波数スペクトルから周波数オフセット量算出手段３３により算出された周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める。
【００３４】
この結果、自車両の速度情報あるいは速度ベクトル成分に基づいた周波数オフセット量によって受信ＩＦ信号の周波数スペクトルの補正が施されることになり、自車両の走行速度から生じるドップラシフト量の影響を除去した受信ＩＦ信号に関する周波数スペクトルが得られる。
【００３５】
差分演算手段３７は、周波数オフセット手段３４により求められた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの差を求めて、その差分値として差分周波数スペクトルを求める。この差分周波数スペクトルの波形は、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの両者で同一周波数となる静止物体（すなわち、地表面に対して静止状態にある物体）からの信号については、互いに打ち消しあってピーク成分が消滅し、一方、両者のピーク成分の周波数が異なる移動物体（すなわち、地表面に対して移動を伴う物体）からの信号については、互いに隣接する周波数領域において逆符号の２つのピーク成分として、そのまま残っている状態になる。
【００３６】
波形積分手段３８は、差分演算手段３７により求められた差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求める。この積分周波数スペクトルの波形は、波形積分された結果として、差分周波数スペクトルにおいて移動物体に関するピーク成分として残っていた逆符号の２つのピーク成分について、１つの強調されたピーク成分に変換された波形となる。
【００３７】
移動物体検出手段３９は、波形積分手段３８により求められた積分周波数スペクトルの波形を解析する波形解析手段（図示していない）を備えており、該波形解析手段により解析された積分周波数スペクトルの波形解析結果に基づいて移動物体の検出を行う。
【００３８】
具体的には、積分周波数スペクトルにおいて特徴的なピークを示すスペクトルは、移動物体からの反射信号であるとして、移動物体の存在を検出し、その特徴的なピーク成分の中央周波数値、ピーク成分の正負情報、および、ピーク成分の半値幅から、それぞれ、検出した移動物体までの距離、該移動物体の接近離脱の移動方向、および、該移動物体の移動速度（地表面との間の絶対移動速度）を求め、また、その積分周波数スペクトルが得られたときの信号送受信方向から移動物体の存在方向を求めることができる。
【００３９】
なお、波形解析手段として、ピーク成分の中央周波数値、ピーク成分の正負情報、ピーク成分の半値幅のすべてを求める場合のみに限るものではなく、必要に応じて、いずれか１乃至複数を求め、対応する移動物体に関する情報を算出するようにしても良い。
【００４０】
また、本実施形態の物体検出装置１の信号処理装置３は、前述のように、加算演算手段３５と静止物体検出手段３６とをさらに備えている。
【００４１】
加算演算手段３５は、周波数オフセット手段３４により求められた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める。この加算周波数スペクトルの波形は、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの両者で同一周波数となる静止物体からの信号については、ほぼ２倍に強調されたピーク成分となり、一方、両者のピーク成分の周波数が異なる移動物体からの信号については、それぞれのピーク成分がそのまま残るものの、静止物体におけるピーク成分のように強調された形にはならない。
【００４２】
静止物体検出手段３６は、加算演算手段３５により求められた加算周波数スペクトルに基づいて静止物体の検出を行う。
【００４３】
具体的には、加算周波数スペクトルにおいて、あらかじめ定めた所定の加算しきい値以上となった特徴的なピーク成分を示すスペクトルは、静止物体からの反射信号であるとして、静止物体の存在を検出し、その加算周波数スペクトルが得られたときの信号送受信方向から、静止物体の存在方向を求め、また、その特徴的なピーク成分の存在する中央周波数値より、静止物体までの距離を求めることができる。
【００４４】
次に、本実施形態の物体検出装置１の動作について、図２のフローチャート、および、図３〜図９のそれぞれの信号状態図、周波数スペクトル図を用いてさらに説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る物体検出装置１の信号処理装置３における制御手順の一例を示すフローチャートである。また、図３は、本実施形態に係る物体検出装置１のレーダヘッド２から送出した送信信号と該レーダヘッド２との速度差がない物体からの反射信号との各信号状態を説明するための信号状態図であり、また、図４は、本実施形態に係る物体検出装置１のレーダヘッド２から送出した送信信号と該レーダヘッド２との速度差がある物体からの反射信号との各信号状態を説明するための信号状態図である。
【００４５】
なお、図３、図４において、図３（１）、図４（１）は、いずれも、三角波発生手段３１で発生された三角波信号の信号状態を示し、図３（２）、図４（２）は、いずれも、送信アンテナ２１１から送信された送信信号の信号状態を示している。また、図３（３）、図４（３）は、それぞれ、静止物体、移動物体からの反射信号の信号状態を示し、図３（４）、図４（４）は、それぞれ、静止物体、移動物体からの反射信号から生成された受信ＩＦ信号の信号状態を示している。
【００４６】
また、図５は、自車両が走行しているときに、前方方向の物体（物標）から反射された反射信号を受信した場合の受信ＩＦ信号における上昇周波数スペクトルＡと下降周波数スペクトルＢとの一例を示す周波数スペクトル図であり、図６は、本実施形態に係る物体検出装置１の周波数オフセット手段３４により周波数オフセット量だけオフセットされた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの一例を示す周波数スペクトル図である。
【００４７】
また、図７は、本実施形態に係る物体検出装置１の周波数オフセット手段３４が求めた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの差分を差分演算手段３７にて算出した差分周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。また、図８は、本実施形態に係る物体検出装置１の差分演算手段３７が求めた差分周波数スペクトルを波形積分手段３８にて波形積分して算出した積分周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図であり、さらに、図９は、本実施形態に係る物体検出装置１の周波数オフセット手段３４が求めた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算演算手段３５にて加算した加算周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。
【００４８】
図２のフローチャートについて、図３、図４の信号状態図、図５乃至図９の周波数スペクトル図を参照しながら説明する。
【００４９】
まず、信号送信手段２１は、三角波発生手段３１により発生された三角波信号によりＶＣＯ２１３で搬送波を周波数変換して送信信号を生成し、電力分配器２１２、送信アンテナ２１１を介して送出する（ステップＳ１）。一方、信号受信手段２２は、信号送信手段２１が送信した送信信号が物体から反射して生じた反射信号を受信アンテナ２２１にて受信信号として受信し、ミキサ回路２２２にて送信信号の一部とミキシングした後、増幅回路２２３にて増幅し、受信ＩＦ信号として出力する（ステップＳ２）。次いで、周波数オフセット手段３４は、送信信号と受信信号とから得た受信ＩＦ信号を信号受信手段２２から取得する（ステップＳ３）。
【００５０】
ちなみに、周波数オフセット手段３４が取得する受信ＩＦ信号は、電力分配器２１２にて分岐された送信信号の一部と、受信アンテナ２２１で受信された受信信号とがミキサ回路２２２によりミキシングされ、しかる後、増幅回路２２３により増幅され、ＦＦＴ処理手段３２により、スペクトル解析され高速フーリエ変換された情報である。なお、ＦＦＴ処理手段３２の代わりに、スペクトルアナライザを用いてスペクトル解析するようにしてもかまわない。
【００５１】
図３は、前述したように、レーダヘッド２が搭載された自車両との速度差がない物体すなわち相対速度が零の物体から反射された反射信号を受信した場合の信号状態の例を示している。三角波発生手段３１で生成された図３（１）に示すような三角波信号により周波数変換されて、図３（２）に示すような送信信号が、ＶＣＯ２１３から電力分配器２１２、送信アンテナ２１１を介して出力される。
【００５２】
前方方向の物体（物標）が、自車両との速度差がない物体すなわち相対速度が零の物体の場合、図３（３）の実線に示すように、該物体で反射された受信信号（反射信号）は、破線で示す送信信号から周波数シフトされることなく、距離に応じて送信信号の位相よりも時間が遅れた受信信号として受信アンテナ２２１で受信される。したがって、ミキサ回路２２２で送信信号と受信信号とをミキシングし、増幅回路２２３で増幅して得られる受信ＩＦ信号としては、図３（４）に示すような波形となる。
【００５３】
ここで、三角波による周波数変調の傾きが分かっているので、図３（４）に示す受信ＩＦ信号の周波数ｆ０を検出すれば、前方方向の反射物体までの距離に応じた時間遅延を算出することができ、該反射物体までの距離を検出することができる。
【００５４】
一方、図４は、前述したように、レーダヘッド２が搭載された自車両との速度差がある物体すなわち相対速度が零ではない物体から反射された反射信号を受信した場合の信号状態の例を示している。図４（１）乃至図４（４）の各信号状態の構成は、前述の図３（１）乃至図３（４）のそれぞれと同じである。
【００５５】
前方方向の物体（物標）が、自車両との速度差がある物体すなわち相対速度が零ではない物体の場合、図４（３）の実線に示すように、相対速度を有する該物体で反射された受信信号（反射信号）には、距離に応じた時間遅延と相対的な移動速度によるドップラ効果とのため、破線で示す送信信号に対して周波数シフトが発生した状態で受信される。したがって、ミキサ回路２２２で送信信号と受信信号とをミキシングし、増幅回路２２３で増幅して得られる受信ＩＦ信号としては、図４（４）に示すような波形となり、周波数上昇変調時の受信ＩＦ信号は、周波数ｆ１で観測され、周波数下降変調時の受信ＩＦ信号は、周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２として観測される。
【００５６】
よって、この受信ＩＦ信号の二つの周波数ｆ１、ｆ２の平均値に基づいて、時間遅延量を検出すれば、前方方向の反射物体までの距離を検出することができる。また、二つの周波数ｆ１、ｆ２の周波数差からドップラ周波数を算出すれば、該反射物体の相対速度を検出することができる。
【００５７】
ここで、自車両の速度情報によって周波数オフセット量を求めて、受信ＩＦ信号に関するオフセットを施すことにより、自車両の走行速度による影響を除去することができ、図３に示す信号状態は、地表面に対して移動がない絶対速度が零の静止物体の信号状態と同様の信号状態を説明した図となり、該静止物体においては、上昇オフセット周波数成分と下降オフセット周波数成分とが、送信信号に対して周波数シフトがない信号波形となる。一方、図４に示す信号状態は、地表面に対して移動がある絶対速度が零ではない移動物体の信号状態と同様の信号状態を説明した図となり、該移動物体においては、上昇オフセット周波数成分と下降オフセット周波数成分とが、送信信号に対して周波数シフトを伴う信号波形となる。
【００５８】
次に、図２のフローチャートに戻って以降の処理について説明する。ステップＳ１からステップＳ３までの処理と並行して、速度検出手段４１は、自車両（移動体）の速度情報を検出する（ステップＳ２1）。周波数オフセット量算出手段３３は、速度検出手段４１により検出された自車両の速度情報に応じたドップラシフト量を求め（ステップＳ２２）、さらに、求めたドップラシフト量に基づいて、受信ＩＦ信号の周波数をオフセットするための周波数オフセット量を算出し、周波数オフセット手段３４に向けて出力する（ステップＳ２３）。さらに詳細に説明すれば、周波数オフセット量算出手段３３は、ステップＳ２２において、速度検出手段４１にて検出された自車両の速度情報と、送受信方位走査手段２３にて設定された送信信号の送出方位と、に基づいて、該送出方位に対応する速度情報の速度ベクトル成分を求めて、該速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出し、ステップＳ２３において、該ドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を求める。
【００５９】
ここで、具体的には、周波数オフセット量算出手段３３は、たとえば、速度検出手段４１により検出された自車両の速度Ｖと送受信方位走査手段２３から取得した送信信号の送出方位θ（自車両の走行方向との角度）とに基づいて、送信信号の送出方位に対応する速度ベクトル成分（＝Ｖ・ｃｏｓθ）を算出する。次いで、送出方位に対する該速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量Δｆを、次の式（１）により算出する。
【００６０】
Δｆ＝Ｆ・Ｖ・ｃｏｓθ／Ｃ            …  （１）
（但し、Ｆは送信信号の周波数、Ｃは光速）
一方、周波数オフセット手段３４は、送信周波数の上昇部分の受信ＩＦ信号を取得するとともに（ステップＳ４）、送信周波数の下降部分の受信ＩＦ信号を取得する（ステップＳ５）。しかる後、送信信号の周波数の上昇部分における受信ＩＦ信号の周波数スペクトルに対して、周波数オフセット量算出手段３３により算出された周波数オフセット量を加えて、上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、送信信号の周波数の下降部分における受信ＩＦ信号の周波数スペクトルから、周波数オフセット量算出手段３３により算出された周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める（ステップＳ６）。
【００６１】
周波数オフセット手段３４は、求めた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを、差分演算手段３７および／または加算演算手段３５に向けて出力する。
【００６２】
図５は、前述したように、自車両が走行しているときに、前方方向の物体（物標）から反射される反射信号を受信した場合の受信ＩＦ信号における上昇周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｓｉｇｎａｌ）Ａと下降周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｓｉｇｎａｌ)Ｂとの例を示している。図５においては、送信信号を送出した送出方向に複数(図５の場合、静止物体と移動物体との２個）の物体（物標）が存在している場合を示している。図５の２個の各物体から反射されてきた反射信号として、近距離に存在している一方の物体を示す周波数Ｘ１近傍には２つのピークＰ１およびＰ２が観測され、また、遠距離に存在している他方の物体を示す周波数Ｘ２近傍には２つのピークＱ１およびＱ２が観測されている。
【００６３】
ここで、周波数オフセット量算出手段３３にて自車両の走行速度情報に基づいて算出された周波数オフセット量を用いて、図５に示す上昇周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｓｉｇｎａｌ）Ａと下降周波数スペクトル（Ｄｎ−Ｓｉｇｎａｌ）Ｂとについて周波数オフセット手段３４により周波数オフセットされた上昇オフセット周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｏｆｔ）と下降オフセット周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｏｆｔ)とを求めると、たとえば、図６に示すようになる。図６に示す例においては、オフセット処理後におけるピークＰ１とＰ２とのように、上昇オフセット周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｏｆｔ）と下降オフセット周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｏｆｔ)との両者の周波数がほぼ一致しているピーク成分と、ピークＱ１とＱ２とのように、両者の周波数が異なっているピーク成分とが存在する。
【００６４】
ピークＰ１とＰ２とのように、両者の周波数がほぼ一致している場合には、ピークＰ１およびＰ２は、走行路面近傍に存在する建物の壁や路面上に存在する駐停車車両のような絶対速度が零の静止物体（地表面に対する移動がない物体）からの反射信号に対応するものと推測することができる。一方、ピークＱ１とＱ２とのように、両者の周波数が異なっている場合には、ピークＱ１およびＱ２は、走行車両のような絶対速度が零ではない移動物体（地表面に対する移動を伴う物体）からの反射信号に対応するものと推測することができる。
【００６５】
次に、ステップＳ８において、自車両（移動体）の走行速度情報に基づいてオフセットした上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを周波数オフセット手段３４から受信した差分演算手段３７では、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの差分を算出して差分周波数スペクトルを求める（ステップＳ９）。
【００６６】
図７は、前述のように、差分周波数スペクトル（ｓｕｂ（ｏｆｔ））の波形を示す周波数スペクトル図であり、周波数オフセット手段３４にて求められた、図６に示すような上昇オフセット周波数スペクトル(Ｕｐ-Ｏｆｔ)と下降オフセット周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｏｆｔ)との差分を算出した例を示している。
【００６７】
図５および図６において周波数Ｘ１近傍で観測された近距離の静止物体からの反射信号Ｐ１，Ｐ２のピークは、相互に打ち消されて、図７ではピークが目立たなくなっているが、一方、周波数Ｘ２近傍で観測された遠距離の移動物体からの反射信号Ｑ１，Ｑ２のピークは図７でも互いに逆符号のピーク成分として残存し、ピークＱ１からピークＱ２へと、移動物体からの反射信号の信号レベルをより強調させた周波数スペクトルとして得ることができる。差分演算手段３７は、求めた差分周波数スペクトルを波形積分手段３８に向けて出力する。
【００６８】
波形積分手段３８では、差分演算手段３７により求められた、差分周波数スペクトル（ｓｕｂ（ｏｆｔ））の波形積分処理を行い、積分周波数スペクトルを求める（ステップＳ１０）。図８は、前述のように、差分周波数スペクトルを波形積分した積分周波数スペクトルの波形を示す周波数スペクトル図であり、図７において周波数Ｘ２近傍の隣接周波数領域で観測された移動物体からの反射信号を示すピークＱ1、Ｑ２が合成されて、信号強度がより強調された１つのピークＱ３に変換されている。波形積分手段３８は、求めた積分周波数スペクトルを移動体検出手段９に向けて出力する。
【００６９】
移動物体検出手段３９では、図８に示したような積分周波数スペクトルのピークＱ３に基づいて、周波数Ｘ２近傍で観測された遠距離の移動物体を検出する（ステップＳ１１）。ここに、積分周波数スペクトルでは、上昇オフセット周波数スペクトル(Ｕｐ-Ｏｆｔ)や下降オフセット周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｏｆｔ)の周波数Ｘ１近傍で観測されていた近距離の静止物体のピーク（たとえばＰ１，Ｐ２）が、差分周波数スペクトルを求めた際にキャンセルされていて、積分周波数スペクトルには存在していないため、移動物体のみを、静止物体から区別して検出することができる。
【００７０】
移動物体検出手段３９は、かくのごとく、積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分に基づいて、前方方向の複数の物体（物標）の中から移動物体のみを検出するとともに、図示していない波形解析手段によって、図８に示すような積分周波数スペクトルのピークＱ３の中央周波数値、ピークＱ３の正負、ピークＱ３の半値幅のいずれか１乃至複数（すべてを含む）の情報に基づいて、それぞれ、移動物体までの距離、該移動物体の移動方向、該移動物体の移動速度のいずれか１乃至複数（すべてを含む）の検出情報を算出し、その結果を記憶手段４０に記憶する（ステップＳ１２）。さらには、必要に応じて、自車両の走行を制御する車両制御装置４へ向けて出力し、自車両の走行を制御する。
【００７１】
一方、ステップＳ８において、自車両の走行速度情報に基づいてオフセットした上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを周波数オフセット手段３４から受信した加算演算手段３５では、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める（ステップＳ７）。
【００７２】
図９は、前述のように、加算周波数スペクトル（ａｄｄ（ｏｆｔ））の波形を示す周波数スペクトル図であり、周波数オフセット手段３４にて求められた、図６に示すような上昇オフセット周波数スペクトル(Ｕｐ-Ｏｆｔ)と下降オフセット周波数スペクトル(Ｄｎ-Ｏｆｔ)とを加算した例を示している。
【００７３】
図５および図６において周波数Ｘ２近傍で観測された遠距離の移動物体からの反射信号Ｑ１，Ｑ２のピークは、図９の加算演算結果でもほとんど変化しないで、そのままの信号強度であるが、一方、周波数Ｘ１近傍で観測された近距離の静止物体からの反射信号Ｐ１，Ｐ２のピークは、図９ではほぼ２倍のピークＰ３の信号強度となっており、静止物体の信号レベルが、より強調された周波数スペクトルを得ることができる。加算演算手段３５は、求めた加算周波数スペクトルを静止物体検出手段３６に向けて出力する。
【００７４】
静止物体検出手段３６では、図９に示したような加算周波数スペクトルのピークＰ３に基づいて、周波数Ｘ１近傍で観測された近距離の静止物体を検出する（ステップＳ８）。ここに、静止物体検出手段３６では、加算周波数スペクトルについて、あらかじめ定めた所定の加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、静止物体の存在を、移動物体と区別して検出するものである。図９に示す加算周波数スペクトルの場合は、周波数Ｘ１近傍で観測された近距離の静止物体のピークＰ３は、強調された結果として、前記加算しきい値以上となっているが、周波数Ｘ２近傍で観測された遠距離の移動物体のピーク（たとえばＱ１，Ｑ２）は強調されないため、前記加算しきい値未満の信号強度であり、静止物体のみを、移動物体から区別して検出することができる。
【００７５】
静止物体検出手段３６は、かくのごとく、前方方向の物体の中から静止物体のみを検出するとともに、図示していない距離算出手段によって、図９に示すような加算周波数スペクトルのピークＰ３の中央周波数値に基づいて、静止物体までの距離を算出し、その結果を記憶手段４０に記憶する（ステップＳ１２）。なお、静止物体と接近または離反する自車両の走行速度は、速度検出手段４１により検出されており、この走行速度を記憶手段４１に記憶するようにしてもよい。しかる後、必要に応じて、自車両の走行を制御する車両制御装置４へ向けて出力し、自車両の走行を制御する。
【００７６】
以上のように、周波数オフセット量に応じてオフセットされた、上昇オフセット周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｏｆｔ）と下降オフセット周波数スペクトル（Ｄｎ−Ｏｆｔ）とに基づいて、加算周波数スペクトルや差分周波数スペクトルを求めることにより、静止物体からの反射信号を強調させ、あるいは、移動物体からの反射信号を強調させることができる。
【００７７】
ちなみに、ステップＳ１からＳ３までの処理ステップとステップＳ２１からＳ２３までの処理ステップ、ステップＳ４とステップＳ５の処理ステップ、あるいは、ステップＳ７からＳ８までの処理ステップとステップＳ９からＳ１１までの処理ステップは、それぞれ並行して処理されてもよいし、独立に別個に処理されてもよいし、あるいは、任意の順番で逐次処理されるようにしてもよい。
【００７８】
最後に、送信アンテナ２１１と受信アンテナ２２１との走査が全方位について終了したか否かを判断する（ステップＳ１３）。終了していない場合は（ステップＳ１３のＮＯ）、送受信方位走査手段２３によって、送信アンテナ２１１と受信アンテナ２２１とを異なる任意の方位に回動させた後（ステップＳ１４）、ステップＳ１に復帰して、全方位について終了するまで、ステップＳ１からＳ１４までの処理を繰り返す。
【００７９】
一方、全方位の観測が終了したと判断された場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、前方方向に存在するすべての物体について、静止物体や移動物体に関する検出が終了したものと判定されて、静止物体や移動物体に関するすべての検出情報が、記憶手段４０から車両制御装置４へ向けて出力され（ステップＳ１５）、自車両の走行が制御される。
【００８０】
このように、静止物体からの反射受信信号が除去されて、移動物体からの反射受信信号のみが強調された差分周波数スペクトルさらには積分周波数スペクトルに基づいて、前方方向に存在する複数の物体の中から、移動物体のみを検出し、一方、移動物体からの反射受信信号が強調されずに、静止物体からの反射受信信号のみが強調された加算周波数スペクトルに基づいて、複数の物体の中から、静止物体のみを検出することができる。この結果として、市街地における走行路面のように、たとえ、移動物体や静止物体などが複数混在して存在しているような場合であっても、移動物体および静止物体の双方を同時にそれぞれ区別して検出することも可能であるし、あるいは、いずれか一方のみを単独で検出することもできる。
【００８１】
また、波形積分手段３８において、差分周波数スペクトルの波形積分による積分周波数スペクトルの波形に含まれている可能性がある直流分を除去するフィルタ機能すなわち直流分排除手段を付加することにより、上昇周波数変調時の反射信号強度と下降周波数変調時の反射信号強度との信号レベルに不均衡が生じても、直流分を除去して、移動物体からの反射信号がない周波数領域の信号レベルを零レベルに揃えることができ、移動物体からの反射信号をより検出しやすくすることができる。
【００８２】
なお、直流分やノイズ成分を除去する手段を、差分周波数スペクトルを求める差分演算手段３７側にもさらに備えるようにして、移動物体からの反射信号をより容易に検出できるようにしてもよいし、さらには、加算周波数スペクトルを求める加算演算手段３５にも備えるようにして、加算周波数スペクトルから直流分やノイズ成分を除去して、静止物体からの反射信号をより容易に検出できるようにしてもよい。あるいは、これらの差分周波数スペクトルや加算周波数スペクトルの直流分やノイズ成分を除去する手段を備える代わりに、周波数オフセット手段３４側に直流分やノイズ成分の除去手段を備えるようにして、差分周波数スペクトルや加算周波数スペクトルを求める基の周波数スペクトルとして用いられている上昇オフセット周波数スペクトル、下降オフセット周波数スペクトルに含まれている可能性がある直流分やノイズ成分を除去するように構成してもよい。
【００８３】
以上のように、本実施形態によれば、たとえば三角波により周波数変調した電磁波を送受信して物体の検出を行うＦＭ−ＣＷ方式に準拠の物体検出装置において、周波数上昇部分および周波数下降部分における受信ＩＦ信号の周波数スペクトルを自車両の速度情報から得られる周波数オフセット量に基づいてオフセット（シフト）させることにより、建物の壁や駐停車車両などの絶対速度が零の移動しない静止物体からの反射信号によって生じる周波数上昇部分と周波数下降部分との二つの周波数スペクトルについては、受信ＩＦ信号の周波数成分を等しい周波数にすることができる。
【００８４】
もって、この二つの周波数スペクトルに対して差分演算処理を行うことにより、静止物体からの反射信号を除去した差分周波数スペクトルを得ることができ、静止物体と区別して移動物体のみを検出することができる。
【００８５】
また、並行して、この二つの周波数スペクトルに対して加算演算処理を行うことにより、移動物体からの反射信号以上に静止物体からの反射信号を強調した加算周波数スペクトルを得ることができ、あらかじめ定めた所定の加算しきい値を用いることにより、移動物体とは区別して静止物体のみを検出することもできる。
【００８６】
したがって、一つの測定結果を用いて、複数の物体の中から、移動物体のみの検出、静止物体のみの検出を同時に区別して行うことができるし、あるいは、複数の物体の中から、移動物体と静止物体のいずれか一方のみを検出することもできる。
【００８７】
さらに説明すれば、本実施形態においては、三角波で周波数変調した電磁波を送受信して物体検出を行うＦＭ−ＣＷレーダ方式の物体検出装置１において、送信周波数上昇変調部分の受信ＩＦ信号については高速フーリエ変換して得られる周波数スペクトルを自車両の速度情報から得られるドップラシフト量で正の方向に周波数をシフトし、送信周波数下降変調部分の受信ＩＦ信号については前記ドップラシフト量で負の方向に周波数をシフトさせることにより、移動がない静止物体からの反射信号によって生じる周波数上昇部分と周波数下降部分のＩＦ信号の周波数成分を等しい周波数にすることができる。
【００８８】
もって、この二つの周波数スペクトルを差分演算することにより、壁や駐車車両などの静止物体からの反射信号を除去することができ、さらに、差分演算結果を波形積分することにより、移動物体の反射信号を１つのパルス波形に変換することができ、複数の物体からのそれぞれの反射信号の中から、移動物体の反射信号のみを効率良く抽出することができ、移動物体を確実に検出することができるようになる。
【００８９】
また、差分演算結果を積分した波形に含まれるピーク成分の頂点の中央周波数値、ピーク成分の正・負、ピーク成分の半値幅を検出することにより、それぞれ、移動物体までの距離、移動物体の移動方向、移動物体の移動速度を検出することができる。
【００９０】
さらに、加算演算結果の加算周波数スペクトルの波形に含まれるピーク成分の頂点の信号強度が予め定めた所定の加算しきい値以上になっているか否かを判別することにより、複数の物体からのそれぞれの反射信号の中から、静止物体からの反射信号を正確に抽出することができ、静止物体を検出することができるようになる。また、加算演算結果における前記加算しきい値以上のピーク成分の頂点の中央周波数値から、静止物体までの距離を検出することもできる。
【００９１】
さらに、差分演算結果を波形積分した積分周波数スペクトルの直流分を排除することにより、上昇周波数変調時に得られる反射信号強度と下降周波数変調時に得られる反射信号強度との不均衡によって生じる雑音レベルのオフセットを除去することでき、両者の反射信号強度の検出において、不均衡な検出状況が発生したとしても、直流分を除去した積分周波数スペクトルを用いて、移動物体をより容易に検出することができ、さらに、静止物体を検出する際に、検出された移動物体が存在する周波数領域を含まない残りの周波数領域を、静止物体を検出する対象とする周波数領域とすることにより、静止物体の検出領域を適正なものにすることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態において説明した積分周波数スペクトルのピーク成分について、その絶対値を算出し、移動物体の存在を示す所定の積分しきい値をあらかじめ定めることによって、移動物体の検出をより確実にするとともに、静止物体を検出するための加算周波数スペクトルから、移動物体を示すピーク成分の周波数領域を除去することにより、静止物体の検出についても、より確実に行うことを特徴としている。
【００９２】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１０に示すように、物体検出装置１Ａは、図１の物体検出装置１と同様、レーダヘッド２と信号処理装置３Ａとを少なくとも有し、車両の走行を制御する車両制御装置４に対して、検出結果として先行車に関する情報や走行環境に関する情報を出力している。図１０に示す物体検出装置１Ａは、第１の実施形態の図１に示した物体検出装置１に対して、信号処理装置３Ａの波形積分手段３８Ａに絶対値検出手段３８１をさらに備え、加算演算手段３５の代わりに加算演算手段３５Ａを備えて構成している点が、図１に示した物体検出装置１と異なっているのみである。
【００９３】
図１０の物体検出装置１Ａのその他の各構成部分については、図１に示した物体検出装置１と基本的に全く同様の構成であり、図１と同じ符号を付して、ここでの詳細な説明は重複するので省略する。以下では、図１の物体検出装置１と異なる部分について詳細に説明する。なお、三角波発生手段３１、速度検出手段４１は、図１の場合と同様、物体検出装置１に内蔵されていればよく、必ずしも、信号処理装置３に内蔵する形態でなくてもよく、それぞれ、信号処理装置３から指示された波形の三角波の発生を行ったり、自車両の速度情報を信号処理装置３に向けて出力するように構成されていればよい。
【００９４】
波形積分手段３８Ａは、図１の波形積分手段３８と同様、差分演算手段３７により求められた差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求めるものであるが、さらに、求められた積分周波数スペクトルに関する信号強度絶対値を絶対値算出手段３８１において求めるように構成されている。
【００９５】
すなわち、移動物体検出手段３９において、波形積分手段38Ａにおいて求められた積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分から移動物体を検出する際に、第１の実施形態の場合とは異なり、さらに、絶対値検出手段３８１により求められた積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分となっているか否かを判別し、該積分しきい値以上の信号強度の絶対値を有するピーク成分によって、移動物体を検出する構成としている。この結果、第１の実施形態の場合よりも、さらに正確に移動物体を検出することが可能となる。
【００９６】
なお、波形積分手段３８Ａにおいても、第１の実施形態と同様、差分周波数スペクトルの波形積分による積分周波数スペクトルの波形に含まれている可能性がある直流分を除去するフィルタ機能すなわち直流分排除手段を付加することにより、上昇周波数変調時の反射信号強度と下降周波数変調時の反射信号強度との信号レベルに不均衡が生じても、直流分を除去して、移動物体からの反射信号がない周波数領域の信号レベルを零レベルに揃えることができ、移動物体の反射信号をより検出しやすくすることができる。
【００９７】
加算演算手段３５Ａは、図１の加算演算手段３５と同様、周波数オフセット手段３４により求められた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算するとともに、さらに、積分算出手段１７の絶対値算出手段３８１により求められた積分周波数スペクトルの信号強度絶対値が、前述のように、移動物体の存在を示す、あらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分を有する周波数領域を抽出して、抽出された該周波数領域に存在する加算演算結果におけるピーク成分に関する波形を除去した残りの周波数スペクトルを、加算周波数スペクトルとして求める。
【００９８】
すなわち、本実施形態の加算演算手段３５Ａは、上昇オフセット周波数スペクトル（Ｕｐ−Ｏｆｔ）と下降オフセット周波数スペクトル（Ｄｎ−Ｏｆｔ）とを加算する処理に加えて、積分周波数スペクトルによって移動物体が検出された周波数領域の信号成分（たとえば、第１の実施形態における図８に示す積分波形のピークＱ３に相当する図９の加算周波数スペクトルのピークＱ１，Ｑ２の波形成分）を加算演算結果から除去した残りの周波数スペクトルとして、加算周波数スペクトルを得る処理を行う。
【００９９】
ここで、第１の実施形態において説明したように、図７に示す差分周波数スペクトルおよび図８に示す積分周波数スペクトルは、周波数Ｘ１近傍で観測される静止物体に対応する周波数スペクトルが除去され、移動物体に対応する周波数スペクトルのみが残存したものである。しかし、加算周波数スペクトルは、図９にて説明したように、静止物体に対応する周波数スペクトルはピークＰ３として２倍程度に強調されてはいるが、ピークＱ１およびＱ２のように、移動物体を示す周波数スペクトルのピーク成分についても、ピークＰ３よりも信号強度が小さいものの、弱いピーク成分が相変わらず残存している。
【０１００】
このため、第１の実施形態においては、信号強度が強調された静止物体からの反射信号のみを抽出することができるように、あらかじめ加算しきい値を定めておき、静止物体検出手段３６において、前記加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かに基づいて、静止物体を検出するように処理していた。
【０１０１】
しかし、本実施形態では、積分周波数スペクトルにおいてあらかじめ定めた所定の積分しきい値以上の信号強度となるピーク成分を有する周波数領域は、移動物体からの反射信号の周波数領域を示すものとして、図９に示す加算周波数スペクトルから除去することにしており、これにより、ピークＱ１およびＱ２に示す移動物体に対応する周波数スペクトルを除去するようにしている。もって、最終的な加算周波数スペクトルとしては、たとえ、移動物体と静止物体とが混在しているような環境下であっても、周波数Ｘ２近傍で観測される移動物体に対応する周波数スペクトルが除去され、静止物体に対応する周波数スペクトルのみが残存したものとなる。
【０１０２】
なお、積分周波数スペクトルは、図１２に示すように、移動物体の移動方向によって、正のスペクトルピークもしくは負のスペクトルピークとして出現する。ここで、図８の積分周波数スペクトルの場合は、正のピーク成分であり、移動物体が自車両の走行方向と同一方向に移動している場合を示している。もし、移動物体が自車両の走行方向と逆方向に移動している場合は、負のピーク成分になって表示される。
【０１０３】
図１２は、積分周波数スペクトルについてその絶対値変換を施した場合の周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。ピークＱ４は、自車両と同じ方向に移動する移動物体からの反射信号であり、そのピーク成分が正符号の信号強度で示されている。一方、ピークＱ５は、自車両と逆の方向に移動する移動物体からの反射信号であり、そのピーク成分が負符号の信号強度で示されている。ここで、積分周波数スペクトルの絶対値を求めると、正符号のピークＱ４は、そのままであるが、負符号のピークＱ５は、図１２の破線で示すように、正符号の信号強度に変換される。この結果、移動物体が存在する周波数スペクトル領域であるか、あるいは、存在しない周波数スペクトル領域であるか、を識別する場合に、あらかじめ定めた単一のしきい値すなわち積分しきい値との大小判定によって識別することができる。
【０１０４】
したがって、積分周波数スペクトルの信号強度をあらかじめ定めた所定のしきい値と比較する場合、一旦、積分周波数スペクトルの信号強度絶対値に変換し、絶対値に変換された信号強度すなわち振幅が、１個だけ用意されている所定の積分しきい値以上となっているピーク成分を有する周波数領域については、静止物体からの反射信号ではなく、移動物体からの反射信号であると判断することができる。この移動物体からの反射信号に関する周波数領域を、静止物体の検出用に用いる加算周波数スペクトルから除去するようにしている。
【０１０５】
なお、本実施形態では、絶対値算出部１８を波形積分手段３８Ａに備えている場合について説明しているが、この絶対値算出部１８を、波形積分手段３８Ａではなく、加算演算手段３５Ａ側に備えるようにしてもよい。この場合は、加算演算手段３５Ａが、周波数オフセット手段３４により求められた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算するとともに、波形積分手段３８Ａにて求められた積分周波数スペクトルについて、絶対値算出部１８において信号強度絶対値を算出し、あらかじめ定めた積分しきい値以上のピーク成分を有する周波数領域の信号成分を加算演算結果から除去して、最終的な加算周波数スペクトルを得ることになる。
【０１０６】
次に、図１１のフローチャートを用いて、本実施形態の物体検出装置１Ａの動作について、さらに説明する。ここに、図１１は、本実施形態に係る物体検出装置１Ａの信号処理装置３Ａにおける制御手順の一例を示すフローチャートであり、第１の実施形態における図２のフローチャートのステップＳ７とＳ８との間、ステップＳ１０とＳ１１との間に、新たな処理ステップとしてステップＳ１０１とＳ１０２とを挿入している。
【０１０７】
なお、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ１乃至Ｓ１５、および、ステップＳ２１乃至Ｓ２３の各処理ステップは、図２に示した第１実施形態の制御手順と基本的に共通する処理ステップである。したがって、ここでの重複する説明は省略し、図１１において新たに追加した処理ステップＳ１０１、Ｓ１０２についてのみ以下に説明する。
【０１０８】
図１１に示すように、差分演算手段３７において上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの差分を算出して求めた差分周波数スペクトル（ｓｕｂ（ｏｆｔ））について、ステップＳ１０において、波形積分手段３８Ａにより積分周波数スペクトルを求めた後、制御が、図２のフローチャートの場合と同様に、ステップＳ１１へ移行するが、さらに、それと並行して、ステップＳ１０１にも移行する。ステップＳ１１では、図２の場合と同様、移動物体の検出を行うが、一方、ステップＳ１０１においては、加算演算手段３５Ａは、波形積分手段３８Ａが算出した積分周波数スペクトルの信号強度絶対値を取得して、取得した信号強度絶対値を、加算演算手段３５Ａに向けて出力する（ステップＳ１０１）。
【０１０９】
ステップＳ１０１で取得された信号強度絶対値を受け取った加算演算手段３５Ａは、受け取った信号強度絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上のピーク成分を積分周波数スペクトルにおいて有している周波数領域を求め、該当する周波数領域における信号成分を、移動物体を示す信号成分として、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算してステップＳ７にて求めた加算周波数スペクトル（ａｄｄ（ｏｆｔ））から除去して、最終的な加算周波数スペクトルとして静止物体検出手段３６に向けて出力する（ステップＳ１０２）。かくして、ステップＳ１０２において得られた周波数スペクトルが、本実施形態の加算周波数スペクトルとして、次のステップＳ８に引き継がれて、図２の場合と同様、静止物体の検出に用いられる。
【０１１０】
以上のように、積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を、あらかじめ定めた所定の積分しきい値と比較して、移動物体からの反射信号が存在する周波数領域の信号成分を、上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの加算演算結果から除去することにより、強調された静止物体の反射信号の特徴を損なうことなく、移動物体の反射信号を確実に除去することができ、より正確に静止物体の検出を行うことができる。
【０１１１】
すなわち、本実施形態によれば、波形積分手段３８により得られる積分波形の信号強度絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値未満のピーク成分しか存在していない周波数領域（移動物体が含まれていない周波数領域）に限定する形態にして、上昇オフセット周波数スペクトルと下降周波数スペクトルとの加算演算結果を用いた静止物体の検出を行うことにより、市街地の場合のように、たとえ、移動物体と静止物体とが混在しているような環境下であっても、移動物体の影響を完全に除外した静止物体のみの検出を、より確実に行うことができる。
【０１１２】
また、第１の実施形態と同様、本実施形態においても、差分演算結果の積分波形の直流分を排除することにより、上昇周波数変調時に得られる反射信号強度と下降周波数変調時に得られる反射信号強度との不均衡によって生じる雑音レベルのオフセットを除去することでき、両者の反射信号強度の検出において、不均衡な検出状況が発生したとしても、直流分を除去した積分周波数スペクトルを用いて、移動物体をより容易に検出することができ、さらに、静止物体を検出する際に、検出された移動物体が存在する周波数領域を含まない残りの周波数領域を、静止物体を検出する対象とする周波数領域とすることにより、静止物体の検出領域をより適正なものにすることができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、自車両の走行速度と操舵角等の挙動情報から自車両の移動ベクトルを求めて、送信信号の送出方位に対してベクトル分解して得られる速度成分からドップラシフト量および周波数オフセット量をより正確に算出する点を特徴としている。
【０１１３】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。図１３に示すように、物体検出装置１Ｂは、図１の物体検出装置１と同様、レーダヘッド２と信号処理装置３Ｂとを少なくとも有し、車両の走行を制御する車両制御装置４に対して、検出結果として先行車に関する情報や走行環境に関する情報を出力している。図１３に示す物体検出装置１Ｂは、第１の実施形態の図１に示した物体検出装置１に対して、信号処理装置３Ｂに当該移動体（自車両）の挙動を検出する挙動情報取得手段４２を、また、信号処理装置３Ｂの周波数オフセット量算出手段３３Ｂに移動ベクトル算出手段３３１を、さらに備えて構成している点が、図１に示した物体検出装置１と異なっているのみである。
【０１１４】
図１３の物体検出装置１Ｂのその他の各構成部分については、図１に示した物体検出装置１と基本的に全く同様の構成であり、図１と同じ符号を付して、ここでの詳細な説明は重複するので省略する。以下では、図１の物体検出装置１と異なる部分について詳細に説明する。また、三角波発生手段３１、速度検出手段４１および挙動情報取得手段４２は、物体検出装置１Ｂに内蔵されていればよく、必ずしも、信号処理装置３Ｂに内蔵する形態でなくてもよい。
【０１１５】
なお、図１３に示す本実施形態の信号送信手段２１および信号受信手段２２は、第１の実施形態で説明したように、送受信方位走査手段２３により、当該移動体（自車両）の走行面と略水平方向に沿って往復回動しながら複数の任意の送出方向に向けて送信信号を送信する走査型の送信アンテナ２１１と該送出方位から反射してくる反射信号を受信信号として受信する受信アンテナ２２１とを有している。
【０１１６】
なお、本実施形態の物体検出装置１Ｂの波形積分手段３８においても、第１の実施形態の場合と同様、差分周波数スペクトルの波形積分による積分周波数スペクトルの波形に含まれている可能性がある直流分を除去するフィルタ機能すなわち直流分排除手段を付加することにより、上昇周波数変調時の反射信号強度と下降周波数変調時の反射信号強度との信号レベルに不均衡が生じても、直流分を除去して、移動物体からの反射信号がない周波数領域の信号レベルを零レベルに揃えることができ、移動物体の反射信号をより検出しやすくすることができる。
【０１１７】
本実施形態の物体検出装置１Ｂに備えられている挙動情報取得手段４２は、送信信号の送出方向に対応する当該移動体（自車両）の速度ベクトル成分に影響を与える、操舵角情報、左右車輪速差、横Ｇ（加速度）などの当該移動体（自車両）の挙動に関する挙動情報を取得するものである。
【０１１８】
また、周波数オフセット量算出手段３３Ｂは、前述のように、移動ベクトル算出部３３１を備えており、移動ベクトル算出部３３１は、自車両の速度情報と自車両の挙動情報とに基づいて、自車両の挙動に応じて変化する自車両の進行方向の情報を含んだ移動ベクトルを算出する機能を有している。
【０１１９】
周波数オフセット量算出手段３３Ｂは、速度検出手段４１により検出された自車両の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する際に、挙動情報取得手段４２により取得された当該移動体（自車両）の挙動情報を用いることにより移動ベクトル算出部３３１で取得した自車両の移動ベクトルを加味した送信信号の送出方位を合成方位として取得して、自車両の速度情報について、取得した該合成方位に対応する当該移動体（自車両）の速度ベクトル成分を算出する。しかる後、算出した前記合成方位に対応する当該移動体（自車両）の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出し、該ドップラシフト量を用いて、周波数のオフセット量を算出している。
【０１２０】
たとえば、速度検出手段４１で走行速度Ｖが検出され、一方、自車両の移動ベクトルとして移動方向φが移動ベクトル算出部４１で検出された場合、送受信方位走査手段２３から取得した送信信号の送出方位θに移動ベクトルφを加味した合成方位（θ−φ）における自車両の速度ベクトル成分は、
Ｖ・ｃｏｓ（θ−φ）
である。而して、該速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量Δｆは、次の式（２）によって算出される。
【０１２１】
Δｆ＝Ｆ・Ｖ・ｃｏｓ（θ−φ）／Ｃ            …  （２）
（但し、Ｆは送信信号の周波数、Ｃは光速）
この結果、自車両の挙動情報を加味することにより、より正確な速度ベクトル成分を用いて、周波数オフセット量Δｆを算出することができ、移動物体や静止物体を、より正確に検出することができる。
【０１２２】
次に、図１４のフローチャートを用いて、本実施形態の物体検出装置１Ｂの動作について、さらに説明する。ここに、図１４は、本実施形態に係る物体検出装置１Ｂの信号処理装置３Ｂにおける制御手順の一例を示すフローチャートであり、第１の実施形態における図２のフローチャートのステップＳ２２の代わりに、新たな処理ステップとしてステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３を挿入している。
【０１２３】
なお、図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ１乃至Ｓ１５、および、ステップＳ２１，Ｓ２３の各処理ステップは、図２に示した第１実施形態の制御手順と基本的に共通する処理ステップである。したがって、ここでの重複する説明は省略し、図１４において新たに追加した処理ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３についてのみ以下に説明する。
【０１２４】
まず、ステップＳ２１において、速度検出手段４１により自車両（移動体）の速度情報を検出した後、挙動情報取得手段４２は、自車両の速度情報に影響を与える情報として、自車両の操舵角、左右車輪速差、横Ｇ（加速度）などの自車両に関する挙動情報を取得して、周波数オフセット量算出手段３３Ｂの移動ベクトル算出手段３３１に対して出力する（ステップＳ２０１）。
【０１２５】
しかる後、移動ベクトル算出手段３３１は、ステップＳ２１で取得した自車両の速度情報と、ステップＳ２０１で取得した自車両の挙動情報とに基づいて、自車両の挙動、すなわち、自車両の進行方向の情報を含んだ移動ベクトル（移動方向φ）を算出する（ステップＳ２０２）。
【０１２６】
次に、図２のステップＳ２２におけるドップラシフト量の算出処理とは異なり、周波数オフセット量算出手段３３Ｂは、移動体の速度情報（Ｖ）と移動体の挙動情報とから算出された自車両の移動ベクトル（移動方向φ）と送信アンテナ２１１が送信信号を送信する送出方位（θ）とを用いて、移動ベクトル（移動方向φ）と移動ベクトル（移動方向φ）との合成方位（θ−φ）ごとの速度ベクトル成分（Ｖ・ｃｏｓ（θ−φ））を算出する(ステップＳ２０３)。
【０１２７】
この速度ベクトル成分（Ｖ・ｃｏｓ（θ−φ））を用いて、ドップラシフト量を求め、ドップラシフト量に基づいた周波数のオフセット量を算出することになる。
【０１２８】
このように、自車両の挙動情報と送信信号の送出方位とから得られる合成方位ごとに、自車両の走行速度をベクトル分解して得られる速度ベクトル成分からドップラシフト量および周波数オフセット量を算出している。したがって、自車両が直進しない場合であっても、送信信号の送出方位を自車両の挙動情報により補正して、該挙動情報を加味した合成方位とすることにより、送信信号の送出される方位をより正確に把握することができ、該合成方位に対応する自車両の速度ベクトル成分を正確に算出することができる。
【０１２９】
而して、静止物体、移動物体と自車両とのより正確なベクトル成分を含む速度情報に基づいて、より正確な周波数オフセット量、差分周波数スペクトル、加算周波数スペクトルを算出することができ、もって、曲線路などで自車両が転舵動作を伴うようなときであっても、静止物体、移動物体からの反射信号をより正確に分別することができる。
【０１３０】
すなわち、本実施形態によれば、操舵角や横Ｇ（加速度）等の挙動情報より自車両の移動ベクトルを求め、さらに、該移動ベクトルを加味したレーダ信号の送出方位すなわち合成方位に対応するベクトル成分に、自車両の走行速度をベクトル分解して得られる速度ベクトル成分から、ドップラシフト量を算出することにより、静止物体や移動物体からの反射信号を、前記移動ベクトルをも考慮に入れた速度ベクトル成分を加味した形でより正確に解析することができ、曲線路のように、自車両が直進以外の走行状態にあったとしても、周波数スペクトルの差分演算手段３７さらには波形積分手段３８と、周波数スペクトルの加算演算手段３５と、を使って、移動物体と静止物体との分別をより正確に行うことができるようになる。
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、前述の各実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含む趣旨であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る物体検出装置の信号処理装置における制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る物体検出装置のレーダヘッドから送出した送信信号と該レーダヘッドとの速度差がない物体からの反射信号との各信号状態を説明するための信号状態図である。
【図４】本実施形態に係る物体検出装置のレーダヘッドから送出した送信信号と該レーダヘッドとの速度差がある物体からの反射信号との各信号状態を説明するための信号状態図である。
【図５】自車両が走行しているときに、前方物標から反射された反射信号を受信した場合の受信ＩＦ信号における上昇周波数スペクトルＡと下降周波数スペクトルＢとの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図６】第１の実施形態に係る物体検出装置の周波数オフセット手段により周波数オフセット量だけオフセットされた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図７】第１の実施形態に係る物体検出装置の周波数オフセット手段が求めた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとの差分を差分演算手段にて算出した差分周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図８】第１の実施形態に係る物体検出装置の差分演算手段が求めた差分周波数スペクトルを波形積分手段にて波形積分して算出した積分周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図９】第１の実施形態に係る物体検出装置の周波数オフセット手段が求めた上昇オフセット周波数スペクトルと下降オフセット周波数スペクトルとを加算演算手段にて加算した加算周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１１】第２の実施形態に係る物体検出装置の信号処理装置における制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】積分周波数スペクトルについてその絶対値変換を施した場合の周波数スペクトルの一例を示す周波数スペクトル図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る物体検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１４】第３の実施形態に係る物体検出装置の信号処理装置における制御手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３２】
１Ａ，１Ｂ…物体検出装置、２…レーダヘッド、３，３Ａ，３Ｂ…信号処理装置、４…車両制御装置、２１…信号送信手段、２２…信号受信手段、２３…送受信方位走査手段、３１…三角波発生手段、３２…ＦＦＴ処理手段、３３，３３Ｂ…周波数オフセット量算出手段、３４…周波数オフセット手段、３５，３５Ａ…加算演算手段、３６…静止物体検出手段、３７…差分演算手段、３８，３８Ａ…波形積分手段、３９…移動物体検出手段、４０…記憶手段、４１…速度検出手段、４２…挙動情報取得手段、２１１…送信アンテナ、２１２…電力分配器、２１３…ＶＣＯ、２２１…受信アンテナ、２２２…ミキサ回路、２２３…増幅回路、３３１…移動ベクトル算出手段、３８１…絶対値検出手段。
【図１】
2007155396.tif 000003
【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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