(57)【要約】【課題】他車両と地物の可能な判別が物体検出装置を提供すること。【解決手段】電波を車両周辺に送信し、車両周辺の対象物から反射した反射波に基づき対象物が存在することを検知する物体検出装置１００であって、反射波の反射電力の大きさを特定する反射電力特定手段３４と、前記反射電力の変動に基づき、対象物が他車両であることを検出する他車両検出手段３３と、を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を車両周辺に送信し、車両周辺の対象物から反射した反射波に基づき対象物が存在することを検知する物体検出装置であって、
対象物からの反射波の反射電力の大きさを特定する反射電力特定手段と、
前記反射電力の変動に基づき、対象物が他車両であることを検出する他車両検出手段と、
を有する物体検出装置。
【請求項２】
反射波の反射電力を解析して自車両に対する対象物の相対位置を特定する位置特定手段を有し、
前記他車両検出手段は、前記反射電力の変動と前記相対位置の変動のそれぞれに、走行状況に応じた重みづけをして、対象物が他車両であることを検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記他車両検出手段は、前記反射電力の変動の周波数が第一閾値以上の場合、対象物が他車両であることを検出する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記他車両検出手段は、前記反射電力の変動量が第二閾値以上の場合、対象物が他車両であることを検出する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記他車両は、該他車両の先頭部が自車両よりも後方か又は自車両の車長方向に少なくとも車体の一部が重畳し、自車両との相対速度が略ゼロの並走走行車両である、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか1項記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記他車両検出手段は、対象物が前記他車両であることを検出した場合にのみ、対象物の検知情報を出力する、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電波を車両周辺に送信し、車両周辺の対象物から反射した反射波に基づき対象物が存在することを検知する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転席からの死角をレーダで監視することで、隣接した走行レーンを走行し後側方から接近する他車両を運転者に知らせる物体検出装置が知られている。例えば、運転者がウィンカスイッチをＯＮにした際、物体検出装置は後側方に障害物があることを検出すると、警報音を吹鳴するなどして運転者に報知する。
【０００３】
ところで、レーダの監視範囲には、他車両だけでなくガードレールなどの地物が存在することも多い。自車両から見てすぐ近くにある隣接したガードレールに対して、運転者が車線変更することはないが、交差点の手前などで右左折のためウィンカスイッチをＯＮにした場合や、車両を道路の端に寄せて駐車させる場合がある。これらの場合、物体検出装置が警報音を吹鳴することは不要な場合が多い。このため、物体検出装置では、他車両などに対しガードレールなどの地物を警報の対象から除外することが望まれる。
【０００４】
ガードレールを検出するためにガードレールのポールを利用する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、ビートスペクトルの周波数に対するピークの密度が所定値以上の一連の物標をガードレールのポールとして判定する静止物体判定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１１８１１号公報
【発明の概要】
【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に開示された静止物体判定装置は、ガードレールの形状によってはガードレールを検出できないという問題がある。
【０００７】
図１はレーダ装置が検出するガードレールと他車両を模式的に示す図の一例である。図１（ａ）のガードレールはポールにより車道側に鉄板が張り巡らされているため（以下、鉄板ありガードレールという）、物体検出装置は鉄板が反射したレーダを常に受信する。このため、鉄板が自車両に対し相対速度ゼロで移動しているように観察されてしまう（図１（ａ）の点線は他車両を表している。
【０００８】
図１（ｂ）は自車両に対し他車両が相対速度ゼロで並走している場合を示している。この場合も、物体検出装置は他車両が反射したレーダを常に受信する。このように、鉄板ありガードレールの場合、鉄板有りガードレールと他車両との判別が困難な場合があり、ガードレールのみを除外することが困難であった。同様のことは鉄板有りガードレール以外の地物についても言える。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、他車両と地物との判別が可能な物体検出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】
【００１０】
本発明は、電波を車両周辺に送信し、車両周辺の対象物から反射した反射波に基づき対象物が存在することを検知する物体検出装置であって、反射波の反射電力を特定する反射電力特定手段と、前記反射電力の変動に基づき、対象物が他車両であることを検出する他車両検出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
他車両と地物との判別が可能な物体検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】レーダ装置が検出するガードレールと他車両を模式的に示す図の一例である。
【図２】本実施例におけるレーダ装置の概略的な特徴を説明する図の一例である。
【図３】レーダ装置を含む車載システムの構成例を示す図である。
【図４】レーダ装置の概略構成図の一例である。
【図５】送信信号、受信信号、及び、ビート信号の周波数を模式的に説明する図の一例である。
【図６】方位の決定について説明する図の一例である。
【図７】フーリエ変換により得られるビート信号の電力を説明する図の一例である。
【図８】レーダ装置の機能ブロック図の一例である。
【図９】物標の位置の変化の計測例を示す図である。
【図１０】ガードレールの形状の例を示す図の一例である。
【図１１】レーダ装置が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１２】レーダ装置の機能ブロック図の一例である（実施例２）。
【図１３】反射電力の変化の計測例を示す図である。
【図１４】レーダ装置が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。
【図１５】レーダ装置の機能ブロック図の一例である（実施例３）。
【図１６】レーダ装置が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。
【図１７】重み付けα、βの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図２は、本実施例におけるレーダ装置の概略的な特徴を説明する図の一例である。図２（ａ）では自車両の左側にガードレールが走行車線とほぼ並行に敷設されている。自車両とガードレールの間に他のレーンがあってもよい（ただし、この場合は、距離により自車レーンのガードレールか隣接した他のレーンのガードレールかを判別できる場合が多い。）。物体検出装置は、自車両の側方から後側方の所定の角度内にレーダを送信し、その反射波を解析して障害物を検出している。
【００１５】
ガードレールが敷設されているため、物体検出装置は主にガードレールからの反射波を常に検出し、１回のレーダの走査毎にガードレールまでの距離、相対速度、及び、方位（横位置ｙ）を検出する。ガードレールは固定されているため、自車両がレーン内で幅員方向に移動したとしても、ガードレールの横位置ｙの変動幅Δｙａは小さい。
【００１６】
図２（ｂ）では自車両の左側のレーンを他車両が、路面に対し自車両とほぼ同じ速度で走行している。どのような他車両が警報対象となるかは、レーダの照射範囲や設計方針によるが、主に、並走走行車両や後側方車両である。本実施例では、以下、単に並走走行車両という。並走走行車両は、先頭部が自車両よりもやや後方か、自車両の車長方向に車体の一部が重畳し、自車両との相対速度がほぼゼロの並走走行車両である。
【００１７】
物体検出装置が、レーダを送信すると並走走行車両がレーダを反射するので、物体検出装置は１回の走査毎に並走走行車両までの距離、相対速度及び方位（横位置）を検出する。並走走行車両はレーン内又はレーンを超えて幅員方向を移動し、また、相対速度が常にゼロとも限らないので、相対的な位置（車幅方向、進行方向）は変動する。このため、自車両が幅員方向に移動することと併せて、並走走行車両の位置の変動量（図ではｙ方向の変動量Δｙｂだけを図示している）は大きくなる。
【００１８】
理論的にはΔｙｂはΔｙａの２倍程度になるはずであるが、並走走行車両と自車両の相対位置が常に同一とはならないので反射波も一定にはならず、実際にはΔｙｂはΔｙａの２倍以上になる。
【００１９】
したがって、相対的な位置の時間的な変化を監視して、予め定められた閾値と比較することで、検出された障害物がガードレールなのか並走走行車両などの地物なのかを判定できる。なお、物標の位置は、距離と方位から求められるので、距離又は方位の少なくとも一方の変動量に基づき判断してもよい。
【００２０】
〔構成例〕
図３は、レーダ装置を含む車載システム３００の構成例を示す図である。このレーダ装置１００が、特許請求の範囲の物体検出装置に相当する。レーダ装置１００と運転支援ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２００がＣＡＮ（Controller  Area  Network）などの車載ネットワークを介して接続されている。レーダ装置１００は、後述するように、物標までの距離、相対速度、及び、方位（以下、これらをまとめて物標情報という場合がある）を周期的に運転支援ＥＣＵ２００に送信している。なお、レーダを反射するものであれば物標となりうるため、立体物の他、マンホールや路面、壁などの平面物も物標となりうるが、本実施例ではガードレールなどの地物又は並走走行車両を対象としている。
【００２１】
本実施形態のレーダ装置１００の電波の送受信部は、樹脂など電波を通過させる素材で作成されている車両の後方バンパの左端コーナーと右端コーナーの内側にそれぞれ配置されている。レーダの送信方向の中心は、車軸と平行な方向に対し４５〜７０度程度となるように配置されている。照射角度（レーダの検出範囲）は例えば９０〜１２０度など、設計できる。仰角はほぼゼロ（路面に平行）である。
【００２２】
なお、並走走行車両を検出するレーダ装置１００の他に、自車両の前方にレーダ装置１００が取り付けられていてもよい。
【００２３】
運転支援ＥＣＵ２００は物標情報に基づきＢＳＭ（Blind  Spot  Monitoring−System）やＣＴＷ（Cross  Traffic  Warning）など各種の運転支援を提供する。運転支援ＥＣＵ２００には、ウィンカスイッチ２０１、車輪速センサ２０２、操舵角センサ２０３、及び、作動デバイス２０４が接続されている。ウィンカスイッチ２０１は、ウィンカレバーの操作方向を検出する。車輪速センサ２０２は、各輪に配置されたロータの回転を、車体側のセンサが磁束変化などから取り出し、車輪パルスとして検出する。単位時間の車輪パルスの数から回転速度が求められ、さらにタイヤの径を考慮することで車速を求めることができる。操舵角センサ２０３は、ステアリングシャフトの回転角度を検出するセンサである。検出原理には様々なものがあるが、例えば、ステアリングシャフト側にＳ極とＮ極の磁性体を配置しておき、ステアリングシャフトの周囲をリング状に囲み、リング側で磁性の変化を検出することで回転角度を検出する。
【００２４】
作動デバイス２０４は、物標との異常接近を回避するための運転支援に用いられる各種の車載装置である。作動デバイス２０４として、例えば、警報ブザー、音声出力装置、及び、ステアリングモータがある。警報ブザーは、メータパネルのブザーを吹鳴することで車線変更すると物標と異常接近するおそれがあることを注意喚起し、音声出力装置はメッセージ（例えば「後側方に他車両が存在します」）をスピーカから出力する。ステアリングモータは、後側方に他車両が存在する場合に、運転者がステアリングホイールを操舵すると操舵方向の負荷を増大するようにステアリングシャフトに回転トルクを与える。運転者としては操舵にそれまでより大きな操舵力が必要になるので、運転者に並走走行車両の存在を注意喚起することができる。
【００２５】
図４は、レーダ装置１００の概略構成図の一例を示す。レーダ装置１００は、複数のアンテナと接続された基板１１上にＶＣＯ（電圧制御発振器）１６、ＡＳＩＣ１７及びマイコン１８を有するように構成される。図示する構成図は一例であって、ＡＳＩＣ１７の機能をマイコン１８で実装することやマイコン１８の機能をＡＳＩＣ１７で実装してもよい。また、図示する以外にＤＳＰを備えていてもよい。
【００２６】
アンテナには送信アンテナ１２と複数の受信アンテナ１４-1〜１４-nがある。送信アンテナ１２は、送信回路１３により所定の周波数に変調されたレーダ波を送信する。後述するように、送信波の周波数は、三角波状に増減するように制御され、上昇区間と下降区間のそれぞれでビート信号が計測される。なお、このようなレーダをＦＭＣＷ（Frequency-modulated  continuous-wave）と呼ぶが、本実施形態ではレーダの照射方向を短時間毎に切り替えるパルスレーダを用いてもよい。
【００２７】
送信回路１３は、ＶＣＯ１６が生成した例えばミリ波帯の高周波信号を電圧に変換して送信信号として送信アンテナ１２に供給する。また、送信回路１３は、ＶＣＯ１６が生成した送信信号（高周波信号）をｎ個の受信アンテナ１４-1〜１４-nの受信回路１５-1〜１５-nにそれぞれ分配する分配回路を有している。
【００２８】
受信アンテナは図ではｎ個であるが、方位を検出するためには最低２つの受信アンテナがあれば足りる。受信アンテナ１４-1〜１４-nは受信回路１５-1〜１５-nを含め、それぞれ同じ構成を有している（１つの受信アンテナと受信回路の組をチャネルという場合がある。）。受信アンテナ１４-1〜１４-nは物標で反射した反射波を受信して受信回路１５-1〜１５-nに出力する。受信回路１５-1〜１５-nは、受信アンテナ１４-1〜１４-nから取得した受信信号と、送信回路１３から取得した送信信号をミキサで混合し、増幅した後、不要な周波数成分を除去して、基板１１側に出力する。混合された信号が、送信信号と受信信号の周波数の差により生じるビート信号である。ビート信号の周波数をビート周波数という。
【００２９】
各受信回路１５-1〜１５-nはビート信号を受信して基板１１側に送出する。なお、図では省略しているが、各受信回路１５-1〜１５-nと基板１１とはスイッチを介して接続されており、同時には１つの受信回路１５-1〜１５-nがビート信号を生成するようになっている。
【００３０】
基板１１側のＶＣＯ１６はマイコン１８により制御され、上昇区間と下降区間とを有する三角波により高周波信号を変調している。また、ＡＳＩＣ１７は、各受信回路１５-1〜１５-nに対応して設けられたＡ／Ｄ変換回路２１-1〜２１-n、Ａ／Ｄ変換回路２１-1〜２１-nの後段に設けられたバッファ２２-1〜２２-n、及び、ＦＦＴ処理部２３を有している。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換回路２１-1〜２１-nはビート信号をデジタルデータに変換し、チャネル毎に後段のバッファ２２-1〜２２-nに記憶する。各バッファ２２-1〜２２-nは、上昇区間バッファと下降区間バッファに分かれている。上昇区間で受信アンテナ１４-1〜１４-nが受信したビート信号は上昇区間バッファに記憶され、下降区間で受信アンテナ１４-1〜１４-nが受信したビート信号は下降区間バッファに記憶される。
【００３２】
ＦＦＴ処理部２３は、各チャネル毎にビート信号にＦＦＴ処理を施す。ＦＦＴ処理によりビート信号は、周波数と電力の関係のデータに変換される。受信アンテナ１４-1〜１４-nが受信する電波には反射波以外の成分も含まれているが、ＦＦＴ処理により、電力がピークの周波数をビート周波数と推定できる。
【００３３】
マイコン１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース、及び、その他の一般的な回路を備えた情報処理装置である。マイコン１８は後述する本実施例の特徴的な処理を行う。
【００３４】
〔距離、相対速度、方位〕
レーダ装置１００は、ＦＦＴ処理部２３が処理した処理結果により距離と相対速度を算出し、ＦＦＴ処理で得られたピーク周波数のビート信号の位相により方位を算出する。
【００３５】
図５は、送信信号、受信信号、及び、ビート信号の周波数を模式的に説明する図の一例である。図５（ａ）は自車両と物標の相対速度がゼロの場合を、図５（ｂ）は自車両と物標の路面に対する速度が異なる場合をそれぞれ示す。
【００３６】
送信信号Ｓは、周波数の上昇と下降を繰り返す。周波数の変動量をΔＦ、中心周波数をｆ０、１／ｆｍを上昇区間と下降区間の繰り返し周期、とする。送信アンテナ１２が送信信号を送信してから受信アンテナ１４-1〜１４-nが受信信号Ｒを受信するまでには、物標までの間の距離を電波が光の速さＣで往復する時間が必要になる。よって、相対速度がゼロの場合、送信信号と受信信号の周波数には、物標との距離及びｆｍに応じた差が生じる。この差がビート周波ｆｂに反映され、相対速度がゼロの場合、上昇区間のビート周波数ｆｂ１と下降区間のビート周波数ｆｂ２とは等しい。
【００３７】
相対速度がゼロでない場合、送信信号Ｓの周波数は、物標で反射する際に、相対速度に応じてドップラシフトされるため、受信信号Ｒの周波数は物標との距離及びｆｍによる変化分以上に変化する（又は変化が低減される）。ドップラ周波数をｆｄとする。自車両が物標に接近している場合、上昇区間では、ドップラ周波数ｆｄだけ受診信号の周波数がシフトする（大きくなる）ので、受信信号と送信信号の周波数の差は小さくなり、下降区間では、受信信号と送信信号の周波数の差は大きくなる。したがって、上昇区間のビート周波数ｆｂ１と下降区間のビート周波数ｆｂ２とは等しくならない。
【００３８】
相対速度がゼロの場合のビート周波数をｆｒとすると、ビート周波数ｆｂ１、ｆｂ２は以下のように表すことができる。
ｆｂ１＝ｆｒ−ｆｄ  
ｆｂ２＝ｆｒ＋ｆｄ  
これを変形すると下式が得られる。
ｆｒ＝（ｆｂ１＋ｆｂ２）／２
ｆｄ＝（ｆｂ２−ｆｂ１）／２
目標物の距離Ｒと相対速度Ｖは下式から求めることができる。
Ｒ＝（Ｃ／（４・ΔＦ・ｆｍ））・ｆｒ
Ｖ＝（Ｃ／（２・ｆ０））・ｆｄ  
図６は、方位の決定について説明する図の一例である。図６（ａ）は物標がレーダ装置１００の正面に存在する場合の受信信号を模式的に示す図である。物標が正面に存在する場合、物標と２つの受信アンテナ１４-1、１４-2の間に経路差がほとんど生じないので、受信アンテナ１４-1と受信アンテナ１４-2の受信信号の位相は同位相となる。なお、レーダ装置１００はビート信号を処理対象とするが、受信信号が同位相ならビート信号も同位相になる。
【００３９】
図６（ｂ）は物標がレーダ装置１００の正面に対し、角度θの方位に存在する場合の経路差を示している。物標と受信アンテナ１、２の間に経路差ｘが生じる。アンテナ間の距離をｄとした場合、経路差ｘはｄ・sinθである。位相差Δφと方位θの間には以下の関係がある。λは受信信号の波長である。
Δφ＝２π×（ｄ・sinθ／λ）
したがって、位相差Δφが求められれば、λ、ｄは固定値なので、下式から方位θを求めることができる。
θ＝ａｒｃｓｉｎ（λ・Δφ／（２・π・ｄ））
位相差Δφは、ＦＦＴ処理部２３が受信チャネル毎に行うフーリエ変換の結果から求められる。
【００４０】
図７に示すように各受信チャネルの上昇区間と下降区間毎にフーリエ変換を行うことで、周波数成分が多い周波数に電力のピークが現れる。このピークが得られる周波数がビート周波数である。上記のように、上昇区間のビート周波数ｆｂ１と下降区間のビート周波数ｆｂ２から距離Ｒと相対速度Ｖが求められる。
【００４１】
また、フーリエ変換により、ビート周波数の周波数関数が実数と虚数を含む複素数として得られる。複素数（Ｚ＝ａ＋ｉｂ）の振幅は√（ａ２＋ｂ２）であり、位相はarctan（b/a）なので、受信アンテナ毎にビート周波数の位相を算出できる。受信チャネル１４-1の位相φと受信チャネル１４-2の位相φの差が位相差Δφである。
【００４２】
このような方位の求め方をモノパルス方式という。本実施例ではモノパルス方式による方位の決定について説明したが、方位の求め方はＤＢＦ（Digital  Beam  Forming)処理、ＭＵＳＩＣ（Multiple  Signal  Classification）解析、Ｃａｐｏｎ解析など知られており、モノパルス方式に限定するものではない。
【００４３】
〔マイコンの機能〕
図８（ａ）は、レーダ装置１００の機能ブロック図の一例を示す。レーダ装置１００は、位置決定部３１、位置変化算出部３２、及び、ガードレール判定部３３を有する。
【００４４】
位置決定部３１は、距離Ｒと方位θから物標の位置を決定する。図８（ｂ）は位置の求め方を説明する図の一例である。図ではレーダの取り付け位置（例えば、バンパーの左コーナ）を原点に、車幅方向をＸ軸、進行方向をＹ軸としている。また、方位の基準位置はＹ軸として、反時計回りを正とする。
【００４５】
図８（ｃ）は、ガードレールの正面図の一例を示す。複数のポールに車道に沿った帯状の鉄板が固定されているガードレールは、均一にレーダを反射するので、レーダ装置１００は、車両から見て最も距離が短い真横に物標が存在するという演算結果を出力することが多い。つまり、Ｙ軸を基準とすると方位は９０度であり、距離Ｒはガードレールまでの間隔と同程度になる。
【００４６】
位置決定部３１は、距離Ｒと方位θから、物標のｘ座標とｙ座標を決定する。方位９０度、距離Ｒに物標が検出された場合、物標の位置（ｘ、ｙ）は（−Ｒ，０）となる。位置決定部３１は、例えば、ＦＦＴ処理部２３がＦＦＴ処理を行う毎に、ｘ座標とｙ座標を決定する。
【００４７】
位置変化算出部３２は、所定数又は所定時間の物標の位置（ｘ、ｙ）から、物標のｘ座標、ｙ座標それぞれの変化量を算出する。位置変化算出部３２は例えば以下のような変化量を算出する。
・ｘ座標の最大値と最小値の差、ｙ座標の最大値と最小値の差、
・ｘ座標の標準偏差、ｙ座標の標準偏差
・ｘ座標の分散、ｙ座標の分散
そして、ガードレール判定部３３は、閾値と変化量を比較して、物標がガードレールかガードレールでないかを判定する。なお、ガードレールは地物の代表物であり、道路方向に延設された電波を反射する地物か否かを判定する。
【００４８】
図９は物標の位置の変化の計測例を示す図である。図９（ａ）は物標がガードレールの場合を、図９（ｂ）は物標が並走走行車両の場合をそれぞれ示す。なお、図９はｙ座標のみを示している。ガードレールのｙ座標はほぼゼロ（真横）一定であり、ゼロでないとしても±ｙ１〔ｍ〕を超える変化はない。変化の絶対値としてｙ１の半分程度が最大になっている。
【００４９】
これに対し、並走走行車両のｙ座標はゼロ（真横）を中心に大きくばらついている。ｙ座標の分布範囲は、ほぼ±ｙ１〔ｍ〕の範囲であるが、±ｙ１〔ｍ〕を超えた計測点も散見される。
【００５０】
したがって、閾値を適切に定めておき、ガードレール判定部３３が閾値と変化量を比較することで、物標がガードレールなのかそうでないかを判定できる。最大値と最小値の差の絶対値を判定対象とする場合、閾値は、例えばｙ１〔ｍ〕とする。図９（ａ）（ｂ）の計測は、１０〔ｍ〕程度の走行で得られており、車両が約１０〔ｍ〕走行するだけで、ガードレールか否かを判定できる。
【００５１】
ｘ座標についても同様に閾値と比較することでガードレールか否かを判定できる。ｘ座標は、自車両の左端（レーダ装置）とガードレールとの間隔になるので、中心値はゼロにはならない（一般的な間隔は、運転者や幅員によるが、例えば０．５〜２〔ｍ〕程度）。しかし、中心値を中心に値がばらつき、ばらつきの大きさがガードレールよりも並走走行車両の方が大きいのはｙ座標の場合と同じなので、同様に判定することができる。
【００５２】
ガードレール判定部３３は、少なくともｙ座標に着目して、物標がガードレールか否かを判定する。ｘ座標のみに着目しても、ｙ座標とｘ座標の両方に着目してもよい。ｙ座標とｘ座標のどちらに着目すべきか、又は、両方に着目すべきかは、レーダ装置１００の特性や設定（レーダの照射範囲、ｘ方向、ｙ方向の距離精度等）に応じて決定すればよい。ｙ座標とｘ座標の両方に着目した場合、一方の変化量が閾値を超えただけでガードレールと判定してもよいし、両方の変化量が閾値を超えた場合にガードレールと判定してもよい。
【００５３】
なお、ガードレールは、図８（ｃ）に示したものに限定されない。
図１０（ａ）〜（ｄ）は、ガードレールの形状の例を示す図の一例である。図１０（ａ）のガードレールでは、路面に垂直に固定された複数のポールに、車道に沿ったパイプが複数個（図では３本）並行に、固定されている。鉄板が固定されているガードレールと比べ、電波の反射面積は減少するが、車両の走行中、電波の反射面積はほぼ均一なので、物標の位置（ｘ、ｙ）は並走走行車両と比べて安定しやすい。よって、同様にガードレールか否かを判定できる。なお、パイプではなくロープ状の部材で構成される場合もある。
【００５４】
また、図１０（ｂ）のガードレールでは、車道に沿って配置されたパイプの形状が湾曲している。湾曲した形状により意匠が施されている。図１０（ａ）のようなガードレールと比べると、車両の走行中、電波の反射面積は均一とは言えないが、物標の位置（ｘ、ｙ）は並走走行車両と比べて安定しやすい。よって、同様にガードレールか否かを判定できる。なお、車道に平行なパイプを用いることなく、垂直なパイプ間の全体に直線及び曲線のパイプ等からなる意匠が施されていてもよい。
【００５５】
また、図１０（ｃ）のガードレールでは、路面に垂直に固定された複数のポールに、車道に沿った２本のパイプが固定され、２本のパイプの間を路面に垂直なパイプが複数本固定されている。垂直パイプの密度によっては、車両の走行中、電波の反射面積はほぼ均一になるので、物標の位置（ｘ、ｙ）は並走走行車両と比べて安定しやすい。よって、同様にガードレールか否かを判定できる。
【００５６】
また、図１０（ｄ）のガードレールでは、路面に垂直に固定された複数のポール間に網が張架されている。すなわち、図８（ｃ）の鉄板の代わりに網がポールに固定されている。この場合も車両の走行中、電波の反射面積はほぼ均一なので、物標の位置（ｘ、ｙ）は並走走行車両と比べて安定しやすい。よって、同様にガードレールか否かを判定できる。なお、網が用いられたガードレールの場合、明示的な垂直方向のポールがない場合もある。
【００５７】
図１０のガードレールはいずれも金属（例えば、鉄、アルミ等）で作成されているものとしている。しかしながら、電波を反射可能な材質であればガードレールの材質を制限する意図はない。また、本実施形態ではガードレールと並走走行車両の判別について説明しているが、車両が走行しても継続的に電波を反射する地物（例えば、トンネルの壁面、建築物など）に対しても、並走走行車両との判別は可能である。
【００５８】
〔動作手順〕
図１１は、本実施例のレーダ装置１００が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である。図１１の手順は、各チャネルからビート信号が得られる度に繰り返し実行される。
【００５９】
レーダ装置１００は、上記のように、受信アンテナが反射波を受信して（取り込み）、ＦＦＴ処理部２３がＦＦＴ処理を行うことで、ビート信号を生成している。そして、ビート信号から距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位を算出している（Ｓ１０）。
【００６０】
次に、位置決定部３１は、距離Ｒと方位から物標の位置（ｘ,ｙ）を算出する（Ｓ２０）。
【００６１】
位置変化算出部３２は、所定数又は所定時間以上の位置（ｘ、ｙ）が得られると、位置の変化量を算出する（Ｓ３０）。
【００６２】
そして、ガードレール判定部３３は、物標の位置の変化量が閾値未満か否かを判定する（Ｓ４０）。閾値は、ｘ方向とｙ方向のそれぞれで定められており、ここではｘ方向とｙ方向の両方で変化量が閾値未満か否かを判定する。
【００６３】
物標の位置の変化量が閾値未満でない場合（Ｓ４０のＮｏ）、ガードレール判定部３３は物標がガードレールでないと判定する（Ｓ６０）。この場合、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θを運転支援ＥＣＵ２００に送信する。
【００６４】
物標の位置の変化量が閾値未満の場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、ガードレール判定部３３は物標がガードレールであると判定する（Ｓ５０）。この場合、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θを運転支援ＥＣＵ２００に送信しない。したがって、運転支援ＥＣＵ２００は物標があることを検知しないので、作動デバイスを作動させることがない。よって、ガードレールを並走走行車両であると見なして運転者に注意喚起することを抑制できる。なお、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θと共に又は単体でガードレールが検出されたことを運転支援ＥＣＵ２００に送信してもよい。
【００６５】
以上、説明したように、本実施例のレーダ装置１００は、物標の位置の安定性に着目することで、ガードレール等の地物と並走走行車両を判別できる。
【実施例２】
【００６６】
本実施例では、ガードレールからの反射電力に着目して物標がガードレールか否かを判定するレーダ装置１００について説明する。
【００６７】
図７にて説明したように、ＦＦＴ処理部２３は受信チャネル１，２の上昇区間と下降区間毎にフーリエ変換を行うことで、ビート周波数の電力を取得できる。この電力は、物標が反射したミリ波の反射量に相関していると考えられるため、ガードレールのように均一な反射面積を有する物標では、並走走行車両と比べて安定している。そこで、本実施例ではこの電力に基づきガードレールか否かを判定する。
【００６８】
図１２は、本実施例のレーダ装置１００の機能ブロック図の一例を示す。図１２では、実施例１の位置決定部３１が反射電力決定部３４に、位置変化算出部３２が電力変化算出部３５にそれぞれ置き換わっている。
【００６９】
反射電力決定部３４は、フーリエ変換により得られるビート周波数の電力から物標の反射電力を決定する。例えば、ピーク値だけを取りだし反射電力データとしてもよいし、ピークの前後の数個〜１０個程度の周波数における電力値を取り出し、それらの平均を反射電力データとしてもよい。
【００７０】
電力変化算出部３５は、所定数又は所定時間の反射電力データから、反射電力の変化量を算出する。電力変化算出部３５は例えば以下のような変化量を算出する。
・反射データの周波数成分
・隣接した反射電力データの差の平均
・反射電力の最大値と最小値の差
・反射電力の標準偏差
・反射電力の分散
ガードレール判定部３３は、閾値と変化量を比較して、物標がガードレール（地物）かガードレール（地物）でないかを判定する。
【００７１】
なお、反射電力は、物標までの距離Ｒにより増減するので、反射電力の絶対値は距離Ｒの影響を受ける。距離Ｒが変わっても、ガードレールの反射電力の変化量は小さく、並走走行車両の反射電力の変化量は大きいことに変わりはないが、閾値との比較を容易にするため、変化量を距離Ｒにより正規化してもよい。例えば、反射電力データを距離Ｒで割ることで、変化量に含まれる距離Ｒの影響を低減できる。
【００７２】
図１３は反射電力の変化の計測例を示す図である。図１３（ａ）は物標がガードレールの場合を、図１３（ｂ）は物標が並走走行車両の場合をそれぞれ示す。ガードレールの反射電力はＰ６を中心に、ほぼＰ５〜Ｐ７の間に分布している。また、ガードレールの反射電力は一様に変化する傾向があり（減ったり増えたりしにくい）、直前の反射電力と次の反射電力の差が小さいという特徴が見られる。
【００７３】
これに対し、並走走行車両の反射電力は、中心値が明らかでなく、分布範囲もＰ２〜Ｐ７と広くなっている。また、並走走行車両の反射電力は減ったり増えたりを繰り返す傾向があり、直前の反射電力と次の反射電力の差が大きいという特徴が見られる。図１３（ａ）（ｂ）の反射電力を比較した場合、並走走行車両の反射電力は、ガードレールの反射電力よりも高周波成分が多いと言える。
【００７４】
このため、高周波成分に着目して、反射電力の周波数成分を変動量として判定対象とすることができる。この場合、反射電力データにＦＦＴを施して周波数成分毎の強度を取得し、強度がピークを示す周波数を閾値と比較する。この周波数が閾値以上の場合、物標は並走走行車両である。
【００７５】
また、高周波数成分に着目して、隣接した反射電力データの差の平均を変化量として判定対象としてもよい。この場合、閾値を目盛りＰｎの１つ分未満（例えば、３０％〜１００％程度）とすることで、ガードレールと並走走行車両の反射電力を判別できる。
【００７６】
また、並走走行車両の反射電力の変化量は自車両の路面に対する車速の影響を受ける場合がある。例えば、車速が大きいほど、並走走行車両の変化量が大きくなる又は小さくなるという影響がある。このため、車速を例えば１０段階に区分しておき、段階毎に閾値を設定しておくことも有効である。こうすることで、車速に応じてガードレールと並走走行車両を精度よく判別可能となる。
【００７７】
図１４は、本実施例のレーダ装置１００が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である。図１４の手順は、各チャネルからビート信号が得られる度に繰り返し実行される。
【００７８】
レーダ装置１００は、上記のように、受信アンテナが反射波を受信してＦＦＴ処理部２３がＦＦＴ処理を行うことで、ビート信号を生成している。そして、ビート信号から距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位を算出している（Ｓ１１０）。
【００７９】
次に、反射電力決定部３４は、ビート周波数の電力を反射電力データとして算出する（Ｓ１２０）。
【００８０】
電力変化算出部３５は、所定数又は所定時間以上の反射電力データが得られると、反射電力の変化量を算出する（Ｓ１３０）。
【００８１】
そして、ガードレール判定部３３は、反射電力の変化量が閾値未満か否かを判定する（Ｓ１４０）。
【００８２】
反射電力の変化量が閾値未満でない場合（Ｓ１４０のＮｏ）、ガードレール判定部３３は物標がガードレールでないと判定する（Ｓ１６０）。この場合、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θを運転支援ＥＣＵ２００に送信する。
【００８３】
反射電力の変化量が閾値未満の場合（Ｓ１４０のＹｅｓ）、ガードレール判定部３３は物標がガードレールであると判定する（Ｓ１５０）。この場合、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θを運転支援ＥＣＵ２００に送信しない。したがって、運転支援ＥＣＵ２００は物標があることを検知しないので、作動デバイスを作動させることがない。よって、ガードレールを並走走行車両であると見なして運転者に注意喚起することを抑制できる。なお、レーダ装置１００は、距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位θと共に又は単体でガードレールが検出されたことを運転支援ＥＣＵ２００に送信してもよい。
【００８４】
以上、説明したように、本実施例のレーダ装置１００は、反射電力の例えば高周波成分に着目することで、ガードレール等の地物と並走走行車両を判別できる。
【実施例３】
【００８５】
本実施例では、実施例１の判定と実施例２の判定を併用可能なレーダ装置１００について説明する。
【００８６】
図１５は、本実施例のレーダ装置１００の機能ブロック図の一例である。実施例１と２のレーダ装置１００の機能を併せ持っている。各機能については説明を省略する。
【００８７】
図１６は、本実施例のレーダ装置１００が、物標がガードレールか否かを判定する手順を示すフローチャート図の一例である。図１６の手順は、各チャネルからビート信号が得られる度に繰り返し実行される。
【００８８】
レーダ装置１００は、上記のように、受信アンテナが反射波を受信してＦＦＴ処理部２３がＦＦＴ処理を行うことで、ビート信号を生成している。そして、ビート信号から距離Ｒ、相対速度Ｖ、及び、方位を算出している（Ｓ２１０）。
【００８９】
次に、位置決定部３１は、距離Ｒと方位から物標の位置（ｘ,ｙ）を算出し、反射電力決定部３４は、ビート周波数の電力を反射電力データとして算出する（Ｓ２２０）。
【００９０】
位置変化算出部３２は、所定数又は所定時間以上の位置（ｘ、ｙ）が得られると、位置の変化量を算出し、電力変化算出部３５は、所定数又は所定時間以上の反射電力データが得られると、反射電力の変化量を算出する（Ｓ２３０）。
【００９１】
そして、ガードレール判定部３３は、「α×物標の位置の変化量＋β×反射電力の変化量」が閾値未満か否かを判定する（Ｓ２４０）。αは位置の変化量の重み付けであり、βは反射電力の変化量の重み付けである。レーダ装置１００の特性（位置のばらつきの傾向や反射電力のばらつきの傾向など）やシーン（車速、国・地域、天候等）により位置と反射電力のどちらにばらつきが生じやすいかが変わるため、α、βはレーダ装置１００の特性やシーンに応じて決定できる。
【００９２】
図１７はシーンに応じて設定された重み付けα、βの一例を示す図である。図１７（ａ）では車速が車速Ｖ０以上か否かに応じてαとβを切り替えられる。こうすることで、車速に応じて適切な重み付けが可能となる。図１７（ｂ）では雨、霧、それ以外の天候毎にαとβが切り替えられる。ミリ波レーダは雨天や霧で検出精度が低下する場合があるため、天候に応じて適切な重み付けが可能となる。図１７（ｃ）では国・地域に応じてαとβが切り替えられる。こうすることで、雪や霧の多い寒冷地域、ガードレールの材質や形状が特殊な国や地域で適切な重み付けが可能となる。
【００９３】
なお、これらの各シーンは、車輪速センサ、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  Systems）の位置情報、及び、雨滴センサなどで特定できる。
【００９４】
ガードレール判定部３３は、「α×物標の位置の変化量＋β×反射電力の変化量」が閾値未満か否かを判定する（Ｓ２４０）。以降の処理は実施例１，２と同様である。
【００９５】
以上、説明したように、本実施例のレーダ装置１００は、位置の安定性と反射電力の高周波成分に着目することで、ガードレール等の地物と並走走行車両を判別できる。
【符号の説明】
【００９６】
１２    送信アンテナ
１４-1〜１４-n  受信アンテナ
１８    マイコン
２３    ＦＦＴ処理部
３１    位置決定部
３２    位置変換算出部
３３    ガードレール判定部
３４    反射電力決定部
３５    電力変化算出部
１００  レーダ装置
【図１】
2013257249.tif 000003
【図２】
2013257249.tif 000004
【図３】
2013257249.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013257249.tif 000008
【図７】
2013257249.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013257249.tif 000012
【図１１】
2013257249.tif 000013
【図１２】
2013257249.tif 000014
【図１３】
2013257249.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2013257249.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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