(57)【要約】【課題】障害物検知装置１１０１において、障害物の誤検知を抑制する。【解決手段】電波を送信する送信アンテナ１００１と、前記送信された電波が障害物により反射された電波を受信する受信アンテナ１００２と、前記受信された電波に基づいて障害物を検知する障害物検知部３１１と、前記検知された障害物について、あらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する誤検知判定部１０１１と、画像を撮像するカメラ３０２と、前記誤検知の特徴があることが判定された障害物について、前記カメラ３０２により撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定する障害物有無判定部１０１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信する送信アンテナと、
前記送信された電波が障害物により反射された電波を受信する受信アンテナと、
前記受信された電波に基づいて障害物を検知する障害物検知部と、
前記検知された障害物について、あらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する誤検知判定部と、
画像を撮像するカメラと、
前記誤検知の特徴があることが判定された障害物について、前記カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定する障害物有無判定部と、
を備えることを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記誤検知の特徴として、前記受信アンテナにより受信される電波の強度が所定の閾値より低いという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記誤検知の特徴として、前記障害物検知部により検知される障害物について、補外データの連続回数あるいは頻度が所定の閾値を超えたという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記誤検知の特徴として、前記障害物検知部により検知される障害物について、空間的な横角度の値または空間的な横角度の値の１回分の変移量が所定の閾値を超えたという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記誤検知の特徴として、前記障害物までの距離が狭まるに連れて前記受信アンテナにより受信された電波の強度が減少する場合に前記障害物を上方構造物と判定する手法で上方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記誤検知の特徴として、前記障害物までの距離の関数として前記受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の距離区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記誤検知の特徴として、時間の関数として前記受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の時間区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項８】
前記誤検知の特徴として、前記受信アンテナにより受信された電波を所定の時間間隔で取得し、当該取得回数の関数として当該電波の電力を算出し、前記関数から抽出した複数の代表点に基づいて前記障害物を前記受信アンテナの光軸より高い位置にある上方構造物であると判定する手法で上方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項９】
前記障害物有無判定部により前記障害物があることが判定された場合に、前記受信アンテナにより受信された電波に基づく前記障害物に関する情報を外部の制御部に出力する、ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の障害物検知装置。
【請求項１０】
受信アンテナにより受信された電波に基づいて障害物を検知する第１のステップと、
前記検知された障害物について、あらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する第２のステップと、
前記誤検知の特徴があることが判定された障害物について、カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定する第３のステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、車間距離警報システムや、 先行車追従システムや、衝突軽減ブレーキシステムなどといった車速制御システムに、車載用のレーダが使用されている。レーダとしては、例えば、ミリ波レーダが使用されている。また、レーダは、通常、自動車の車体前方に搭載される。
【０００３】
図５は、車体前方にレーダ６０２を搭載した自己の自動車（自車）６０１の前方に障害物６０３が存在するシチュエーションの例を示す。この例では、前方の障害物６０３は、他の自動車（他車）である。また、この例では、レーダ６０２としては、横方向に複数のアレーが設けられていて横方向の分解能はあるが、高さ方向の分解能が無いものが用いられている。
この場合、レーダ６０２は、自車６０１と障害物６０３との相対的な縦距離、横位置、速度などの位置情報を有した物標データを車速制御システムに出力する。車速制御システムは、入力された物標データの位置情報に応じて、障害物６０３との距離を保持する制御や、障害物６０３との衝突が予想される場合に警報や減速を実行する制御などを行う。
【０００４】
一方、図６に示されるように、自車６０１の前方に障害物が存在しない場合には、レーダ６０２からの物標データの出力が無いため、車速制御システムではあらかじめ設定された車速で一定走行させるように制御を行い、警報は行わない。
ここで、図６は、車体前方にレーダ６０２を搭載した自己の自動車（自車）６０１の前方に障害物が存在しないシチュエーションの例を示す。
【０００５】
図７や図８に示されるように、自車６０１の前方に障害物７０２は存在しないが、上方に構造物７０１が存在する場合を考える。
ここで、図７は、車体前方にレーダ６０２を搭載した自己の自動車（自車）６０１の前方に障害物７０２は存在しないが上方の構造物７０１が存在するシチュエーションの例を示す。
図８は、車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが上方の構造物７０１が存在する場合に自車から見た景色の例を示す。
【０００６】
上方の構造物７０１は存在するが前方の障害物７０２は存在しないシチュエーションは、自車６０１の進行を妨げるものではないため、車速制御システムとしては一定走行をさせるべきシチュエーションである。しかしながら、レーダ６０２は、アンテナ特性と上方構造物の反射強度によっては、あたかも前方に障害物があるかのように物標データを出力する場合がある。
【０００７】
また、図９に示されるように、マンホールやキャッツアイ（小型びょう）等の下方の構造物７１１が存在するときや、あるいは他の例として、空き缶等の低背の落下物が存在するときには、上方構造物が存在するときと同様に、自車６０１の進行を妨げるものではないが、レーダ６０２は、反射強度によっては、あたかも前方に障害物があるかのように物標データを出力する場合がある。
ここで、図９は、車体前方にレーダ６０２を搭載した自己の自動車（自車）６０１の前方に障害物は存在しないが下方の構造物７１１が存在するシチュエーションの例を示す。
【０００８】
また、図１０に示されるように、レーダでは、アンテナ特性や測角方式によっては左右の虚像が発生する場合がある。
図１０は、位相検知方式のレーダにおけるアジマス方向（横方向）のビームパターンの例を示す。
ＥＬ（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ：高度）角度が０ｄｅｇであるところを中心とした最も高い山をメインローブと呼び、それ以降の山を角度が大きくなる毎に第１サイドローブ、第２サイドローブ、第３サイドローブ、・・・と呼ぶ。また、位相が１８０°回転した角度に発生する山をグレーティングローブと呼ぶ。
【０００９】
図１０に示されるパターンの場合、メインローブとサイドローブ、及び、グレーティングローブには検知レベルの差が存在するため、反射係数が大きくない物体であれば、メインローブで捉えることはあっても、サイドローブやグレーティングローブでは検知しない。
【００１０】
しかしながら、図１１に示される隣接車線の大型トラック８０１のように、反射係数がメインローブとサイドローブ、及び、グレーティングローブの検知レベルの差を超えるものであれば、サイドローブや、グレーティングローブの角度に存在するものをアジマス角度０°付近に検知することになる。このとき、レーダは、大型トラック８０１が隣接車線に存在するにも関わらず、自車線上のものとして、物標データを出力する場合がある。これは、虚像の検知となる。
ここで、図１１は、車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが隣接車線に虚像となる大型トラック８０１が存在する場合に自車から見た景色の例を示す。なお、この例では、自車の前方に存在する他車８０２は、自車との距離が大きいため、障害物とはみなしていない。
【００１１】
次に、上方構造物や下方構造物に対する対応の例を示す。
一般の車載用のレーダでは、アンテナは高さ方向の分解能を有していない。このため、例え、自車が通過することが可能な上方構造物や下方構造物に対しても、構造物の高さを判別することができないことから、レーダは、障害物データを制御部に出力してしまう。
【００１２】
そこで、一例として、横方向と同様に高さ方向にも複数のアレーを設け、ディジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ）等で到来波の角度を算出する構成を用いると、上方構造物や下方構造物を検知しても、確実に前方に存在する障害物ではないことを認識することができる。
しかしながら、このような構成では、アンテナについて高さ方向にその大きさが大きくなることや、アレー数の増加に伴う回路の増加や、信号処理の複雑化に伴うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの演算器の処理負荷の増大といった課題が生じる。
【００１３】
次に、左右の虚像に対する対応の例を示す。
一例として、複数のアンテナ素子により構成した送信アレーアンテナと、該送信アレーアンテナに接続した送信処理部と、複数のアンテナ素子により構成した受信アレーアンテナと、該受信アレーアンテナに接続した受信処理部とを含むアレーアンテナ装置において、前記送信アレーアンテナと前記受信アレーアンテナとの何れか一方をグレーティング抑圧側、他方を被グレーティング抑圧側として、前記グレーティング抑圧側のヌル点の角度と、前記被グレーティング抑圧側のグレーティングが生じる角度とを一致或いは近接するように設定した状態で、前記被グレーティング抑圧側の走査と同期して前記グレーティング抑圧側を走査するように制御する前記グレーティング抑圧側の処理部によって、前記被グレーティング抑圧側のグレーティングと前記グレーティングによるヌル点との関係を維持して走査することが行われる（特許文献１参照。）。
【００１４】
しかしながら、このような構成では、複数のビームパターンを生成するため、移送制御器やタイミング制御器などの回路を増やす必要があり、コストもかかってしまう。
ここで、アンテナ、回路等の大幅な変更、増加や、負荷の大きい高度な処理の適用による誤検知の改善は可能であると考えられるが、小型化、低コストが求められる車載用のレーダにおいては、逆行する対応は望ましくない場合が多い。
【００１５】
なお、参考として、車両検知装置において、自車両の前方の画像を撮像する撮像手段と、前記画像の輝度変化部分をエッジ点として抽出する抽出手段と、前記エッジ点の情報に基づいて、２次元座標系の投票空間上に投票を行う投票手段と、前記投票空間における前記投票値のピークを検出する検出手段と、前記ピークとなる座標を車両として検知する検知手段と、先行車両までの距離、方向を検知する測距手段を備え、前記投票空間上に投票する情報は、画像上で水平方向に位置する２つの縦エッジの水平位置から求められる情報であり、前記測距手段が測定した距離及び方向データに基づいて、前記ピーク検出手段は前記投票空間における前記投票値のピークを検出する範囲を特定することが行われる（特許文献２参照。）。
【００１６】
この車両検知装置では、単眼カメラあるいは単眼カメラとレーダとの組み合わせによって近傍の車両から遠方の車両まで高精度に特定することが図られている。
しかしながら、車載用のレーダにおいて求められる小型化、低コストに関して、不十分な点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第４１４７４４７号公報
【特許文献２】特許第４１２３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述のように、車載用のレーダでは、上方構造物や下方構造物や左右の虚像に対して、誤検知が発生し得るといった課題があった。
なお、望ましくは、このような課題を小型化、低コストで解消する技術が求められていた。
【００１９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、障害物の誤検知を抑制することができる障害物検知装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
［１］上記の課題を解決するために、本発明の一態様である障害物検知装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が障害物により反射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信された電波に基づいて障害物を検知する障害物検知部と、前記検知された障害物について、あらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する誤検知判定部と、画像を撮像するカメラと、前記誤検知の特徴があることが判定された障害物について、前記カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定する障害物有無判定部と、を備えることを特徴とする。
これによれば、レーダによる障害物検知結果に関して誤検知の特徴があることが判定された障害物について、カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２１】
［２］上記［１］に記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記受信アンテナにより受信される電波の強度が所定の閾値より低いという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、受信アンテナにより受信される電波の強度が低い場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２２】
［３］上記［１］または［２］に記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記障害物検知部により検知される障害物について、補外データの連続回数あるいは頻度が所定の閾値を超えたという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、レーダにより検知される障害物について、補外データの連続回数あるいは頻度が多い場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２３】
［４］上記［１］から［３］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記障害物検知部により検知される障害物について、空間的な横角度の値または空間的な横角度の値の１回分の変移量が所定の閾値を超えたという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、レーダにより検知される障害物について、空間的な横角度の値または空間的な横角度の値の１回分の変移量が大きい場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２４】
［５］上記［１］から［４］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記障害物までの距離が狭まるに連れて前記受信アンテナにより受信された電波の強度が減少する場合に前記障害物を上方構造物と判定する手法で上方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、障害物までの距離が狭まるに連れて受信アンテナにより受信された電波の強度が減少する場合に前記障害物を上方構造物と判定する手法で上方構造物であることを検知した場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２５】
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記障害物までの距離の関数として前記受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の距離区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、障害物までの距離の関数として受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の距離区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知した場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２６】
［７］上記［１］から［６］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、時間の関数として前記受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の時間区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、時間の関数として受信アンテナにより受信された電波の電力を算出し、所定の時間区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記障害物を下方構造物であると判定する手法で下方構造物であることを検知した場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２７】
［８］上記［１］から［７］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記誤検知の特徴として、前記受信アンテナにより受信された電波を所定の時間間隔で取得し、当該取得回数の関数として当該電波の電力を算出し、前記関数から抽出した複数の代表点に基づいて前記障害物を前記受信アンテナの光軸より高い位置にある上方構造物であると判定する手法で上方構造物であることを検知したという特徴を用いる、ことを特徴とする。
これによれば、受信アンテナにより受信された電波を所定の時間間隔で取得し、当該取得回数の関数として当該電波の電力を算出し、前記関数から抽出した複数の代表点に基づいて障害物を前記受信アンテナの光軸より高い位置にある上方構造物であると判定する手法で上方構造物であることを検知した場合に、カメラによる画像に基づいて障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【００２８】
［９］上記［１］から［８］のいずれかに記載の障害物検知装置において、前記障害物有無判定部により前記障害物があることが判定された場合に、前記受信アンテナにより受信された電波に基づく前記障害物に関する情報を外部の制御部に出力する、ことを特徴とする。
これによれば、レーダによる障害物検知結果に基づく障害物に関する情報を外部の制御部に出力するので、レーダによる精度の良い情報を使用した制御を実現することができる。
【００２９】
［１０］上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、受信アンテナにより受信された電波に基づいて障害物を検知する第１のステップと、前記検知された障害物について、あらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する第２のステップと、前記誤検知の特徴があることが判定された障害物について、カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定する第３のステップと、  をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
これによれば、レーダによる障害物検知結果に関して誤検知の特徴があることが判定された障害物について、カメラにより撮像された画像に基づいて、当該障害物の有無を判定するので、障害物の誤検知を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、障害物の誤検知を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置を有する自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の構成が適用されていない自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】フュージョン部により行われる調停処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る障害物検知装置を有する自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物が存在するシチュエーションの例を示す図である。
【図６】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物が存在しないシチュエーションの例を示す図である。
【図７】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが上方の構造物が存在するシチュエーションの例を示す図である。
【図８】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが上方の構造物が存在する場合に自車から見た景色の例を示す図である。
【図９】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが下方の構造物が存在するシチュエーションの例を示す図である。
【図１０】位相検知方式のレーダにおけるアジマス方向（横方向）のビームパターンの例を示す図である。
【図１１】車体前方にレーダを搭載した自己の自動車（自車）の前方に障害物は存在しないが隣接車線に虚像となる大型トラックが存在する場合に自車から見た景色の例を示す図である。
【図１２】関連技術１に係る発明の実施形態である電子走査型レーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】送信波及び受信波により、三角波の上昇領域及び下降領域におけるビート信号の生成を説明する概念図である。
【図１４】複数本のアンテナの配列している面に対して垂直方向の軸に対する反射波の到来角度を算出する方法を示した図である。
【図１５】前方に存在する障害物の受信波の強度の距離特性と上方構造物の受信波の強度の距離特性を説明する図である。
【図１６】物標抽出処理全体のフローチャートである。
【図１７】上方構造物判別処理のフローチャートである。
【図１８】車載レーダが上方構造物を検知するという問題点を説明するための図である。
【図１９】関連技術２に係る発明の実施形態である電子走査型レーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】車両の前方に空き缶が存在する走行条件モデルを説明する図である。
【図２１】レーダの受信電力値と仰角度との関係を示した図である。
【図２２】通常検知対象物の受信電力値の距離特性と、低背検知対象物の受信電力値の距離特性を示した図である。
【図２３】直接波と間接波の経路差の距離特性と位相差の正弦値の距離特性を示した図である。
【図２４】任意の区間と、低背検知対象物を検知したときの受信電力値の基準化値を説明するための図である。
【図２５】基準化電力の距離特性を示した図である。
【図２６】閉区間の抽出と当該閉区間の面積の算出を説明するための図である。
【図２７】閉区間の面積の算出例を示した図である。
【図２８】通常検知対象物の受信電力曲線および区間平均値と、低背検知対象物の受信電力曲線および区間平均値とを比較するための図である。
【図２９】通常検知対象物の基準化電力の面積と低背検知対象物の基準化電力の面積とを比較するための図である。
【図３０】基準化電力の絶対値の積分範囲を指定する方法を説明するための図である。
【図３１】区間毎の積分値の距離特性を示した図である。
【図３２】物標抽出処理全体のフローチャートである。
【図３３】低背検知対象物の判別処理のフローチャートである。
【図３４】関連技術３に係る発明の各実施形態で共通する電子走査型レーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３５】数値シミュレーションに用いた車両と上方構造物の位置関係を示した模式図である。
【図３６】上方構造物または光軸上構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力を距離の関数として表した図である。
【図３７】対象物との距離に対する上方構造物の受信電力と、その極大点を表した図である。
【図３８】極大点の抽出処理を示したフローチャートである。
【図３９】対象物との距離に対する受信電力曲線上に表される受信電力の極大点と、それぞれの極大点の数を表した図である。
【図４０】高低差に対する極大値の検出数を表した図である。
【図４１】極大値の検出数Ｋと高低差Δｈとが関係付けられたテーブルを説明するための図である。
【図４２】極大点の検出数を用いた上方構造物判別処理を示したフローチャートである。
【図４３】距離に対する受信電力曲線の極大値を繋いだ曲線とその極大値を繋いだ曲線の近似直線を示した図である。
【図４４】１次近似直線の１次の係数と高低差との関係を示した図である。
【図４５】１次近似直線の１次の係数を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【図４６】受信電力の極大値曲線と、その１次近似直線と、その３次近似曲線と、１次近似直線上の電力値と３次近似曲線上の電力値との差分の絶対値の和を表した図である。
【図４７】１次近似式から算出された電力と３次近似式から算出された電力との差分の絶対値の和を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【図４８】受信電力の極大値曲線と、その初期電力値を表す直線と、その３次近似曲線と、初期電力値と３次近似曲線上の電力値との差分の絶対値の和を表した図である。
【図４９】初期電力値と受信電力値の極大値との差分の和を、上方構造物と光軸上構造物とで比較した図である。
【図５０】初期電力値と３次近似式から算出された電力との差分の和を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【図５１】予測の自由空間伝搬曲線と理論上の自由空間伝搬減衰曲線との比較を説明するための図である。
【図５２】予測の自由空間減衰値（電力の推定値）と受信電力の極大値との差分を距離ｄｚに対して示した図である。
【図５３】予測の自由空間減衰値（電力の推定値）と受信電力の極大値との差分を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【図５４】直接波成分の第１ヌル点を用いた上方向構造物の識別方法を説明するための図である。
【図５５】距離に対する受信電力の極大値の変化に極小値が存在するか否かを判別することによる上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【図５６】高低差Δｈ毎に２次近似式により算出された極小値をとる距離と、高低差Δｈ毎に算出された第１ヌル点に対応する距離の理論値との比較を説明するための図である。
【図５７】極小値を取る距離ｄｌｍと高低差Δｈとが関係付けたテーブルである。
【図５８】２次近似式により算出された極小値をとる距離を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置１１０１を有する自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
本実施形態に係る自動車制御システムは、レーダ３０１と、カメラ３０２と、制御指示部３０３と、ブレーキ制御部３０４と、アクセル制御部３０５を備えている。
【００３３】
レーダ３０１は、送信アンテナ１００１と、受信アンテナ１００２と、障害物データ３３１を出力する障害物検知部３１１を備えている。
カメラ３０２は、画像を撮像する撮像部１０５１と、白線データ３３２を出力する白線検知部３１２と、障害物データ３３３を出力する障害物検知部３１３を備えている。
制御指示部３０３は、フュージョン部３２１と、車速制御部３２２と、白線処理部３２３を備えている。
【００３４】
フュージョン部３２１は、レーダ３０１により検知された障害物についてあらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する機能を持った誤検知判定部１０１１と、誤検知の特徴があることが判定された障害物についてカメラ３０２により撮像された画像に基づいて当該障害物の有無を判定する機能を持った障害物有無判定部１０１２と、誤検知の特徴の情報を記憶するメモリ１０１３を有している。
【００３５】
車速制御部３２２は、車間距離警報の機能や、先行車追従の機能や、衝突軽減ブレーキの機能などを有している。
白線処理部３２３は、車線逸脱警報の機能や、レーンキープ支援の機能などを有している。
【００３６】
なお、本実施形態では、レーダ３０１の送信アンテナ１００１、受信アンテナ１００２、障害物検知部３１１と、カメラ３０２の撮像部１０５１と、制御指示部３０３のフュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１、障害物有無判定部１０１２から、障害物検知装置１１０１が構成されている。また、本実施形態では、カメラ３０２の障害物検知部３１３により得られた障害物データ３３３が障害物有無判定部１０１２により障害物の有無の判定に使用され、この障害物検知部３１３も障害物検知装置１１０１に含まれている。また、本実施形態では、メモリ１０１３に記憶された誤検知の特徴の情報に基づいて誤検知判定部１０１１により誤検知の有無が判定され、このメモリ１０１３も障害物検知装置１１０１に含まれている。
【００３７】
また、本実施形態では、レーダ３０１としては、例えば、図１２（後述する関連技術１を参照。）または図１９（後述する関連技術２を参照。）または図３４（後述する関連技術３を参照。）のいずれかに示されるレーダ装置と同じ構成や、これらのいずれかに示されるレーダ装置に類似した構成を用いることができる。なお、レーダ３０１として、他の構成が用いられても構わない。
【００３８】
また、本実施形態では、レーダ３０１のアンテナ（送信アンテナ１００１、受信アンテナ１００２）やカメラ３０２の撮像部１０５１は、自動車の車体前方に、車体前方の状況を検知する向きで、搭載されている。レーダ３０１の障害物検知部３１１やカメラ３０２の白線検知部３１２、障害物検知部３１３において、演算処理を行うためのＣＰＵやメモリについては、自動車の任意のところに備えられてもよい。
【００３９】
まず、本実施形態に係る自動車制御システムについて、概要を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の構成が適用されていない自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
図２に示される自動車制御システムの構成は、図１に示される本実施形態に係る自動車制御システムの構成と比べて、カメラ３０２ａの余剰リソース４０１が障害物検知に使用されておらず、制御指示部３０３ａにフュージョン部が備えられていない。
【００４０】
図２に示される自動車制御システムの構成に対して本発明の第１実施形態の構成を適用する場合、カメラ３０２ａの余剰リソース４０１を使用して障害物検知部３１３の機能を構成し、制御指示部３０３ａにフュージョン部３２１の機能を構成する。
ここで、余剰リソース３１３は、主に、ＣＰＵやメモリである。
【００４１】
本実施形態に係る障害物検知装置１１０１では、障害物検知用のレーダ３０１と、白線検知などのように他の用途に使用されるカメラ３０２とを組み合わせ、例えば、カメラ３０２の少ない余剰リソースを使用した場合においてもレーダ３０１の障害物検知性能を向上させることが図られる。
【００４２】
ここで、仮に、レーダ単独での障害物検知性能を基準にした場合には、レーダとカメラによって障害物データを出力して、単純に検知結果を比較する手法では、カメラの検知性能に依存してしまい、その性能によっては複数センサーの融合による効果どころか、システムとして検知性能が低下してしまう可能性もある。
【００４３】
カメラの検知性能を向上させる手法としては、単眼カメラであれば、複眼カメラにして、測距性能を向上させることや、あるいは、高度な処理を導入することで対応することが可能であるが、この場合には、コストアップが懸念される。
そこで、本実施形態では、少ないカメラリソースによっても、レーダ３０１の利点を損なわずに、レーダ３０１の欠点となる部分のみについて、カメラ３０２を使用したときの結果と比較する手法を提案する。
【００４４】
レーダ３０１による障害物検知において、原理上、誤検知が想定されるシチュエーションとしては、＜シチュエーション１＞として、上方構造物の下を自動車が通過する時、＜シチュエーション２＞として、下方構造物や落下物の上を自動車が通過する時、＜シチュエーション３＞として、隣接車線に存在する車両や構造物の左右の虚像が発生する時、＜シチュエーション４＞として、エイリアシングによる虚像が発生する時、などが挙げられる。
【００４５】
本実施形態では、レーダ３０１による障害物検知結果にこのようなシチュエーションが発生した場合にのみ、カメラ３０２による障害物検知結果と照合することで、レーダ３０１の誤検知を訂正する。
【００４６】
具体的に、レーダ３０１による障害物の誤検知が想定される状況としては、レーダ３０１による障害物の誤検知の特徴として、「障害物からの反射波の強度（レベル）が低い」という特徴や、「障害物に関して補外データが増える」という特徴や、「障害物に関して空間的な横方向の角度がばらつく」という特徴などがある。
ここで、補外データは、例えば、最新のデータでは何らかの理由で検知することができなかった障害物の中で、前回までの検知の連続性を見て、データを推定して、情報（障害物の情報）を挿入したデータのことである。
【００４７】
しかしながら、上記のような特徴は障害物の誤検知の時のみ発生するものではなく、例えば、マルチパス等の位相が打ち消し合う場合には、物体のＲＣＳ（Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ：有効反射断面積）とレーダ方程式から導き出される受信強度よりも低い強度となり、誤検知と同様な検知特徴となるときがある。このようなときには、レーダ単独での障害物の判別は難しく、レーダ単独での誤検知による警報や制御作動を防ごうとすると、本来行いたい警報や制御能力を下げる必要が出てしまう。
【００４８】
また、レーダ３０１による障害物の誤検知が想定される状況としては、レーダ３０１による障害物の誤検知の特徴として、他の例として、「あらかじめ設定された所定の手法により上方構造物であることを検知した」という特徴や、「あらかじめ設定された所定の手法により下方構造物であることを検知した」という特徴を用いることもできる。
【００４９】
一方、カメラ３０２では、レーダ３０１で誤検知が想定されるシチュエーションで確実に障害物の有無のみを判別することができれば十分であり、他のシチュエーションにおける性能や位置精度については問題としなくてもよい。例えば、距離分解能は、５〜１０ｍ程度の低精度の情報でもよい。
【００５０】
このように、本実施形態では、カメラ３０２により撮像される画像データに基づいて検知する位置の精度を落とすことも可能であり、カメラ３０２のリソースが少なくても済む。このため、例えば、障害物検知用の新しいリソースを用意しなくても、既存のカメラを使用したシステムに余剰リソースさえあれば、本実施形態に係る構成を実装することが可能である。
【００５１】
また、一般にレーダ（特に、ミリ波レーダ）はカメラに比べ、対候性に強く、暗い環境であっても、障害物を検知することができるという利点がある。これに関し、本実施形態に係る構成では、激しい降雨や街灯が無い暗い環境というようにカメラ３０２が機能しない状況になった場合においても、レーダ３０１単独での測距機能は保たれるため、レーダ３０１単独でも、システムが成り立つ機能を維持することができる。具体的には、レーダ３０１単独でも、例えば、制御をしない警報（車間距離警報）や、減速度の低いブレーキ制御、アクセル制御（衝突軽減ブレーキ、先行車追従）などの機能については維持することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、フュージョン部３２１を制御指示部３０３に配置したが、本実施形態と同様な機能が実現されれば、例えば、フュージョン部３２１をレーダ３０１やカメラ３０２に配置しても構わない。
【００５３】
次に、本実施形態に係る自動車制御システムについて、詳しい動作の例を説明する。
レーダ３０１は、送信アンテナ１００１から電波を放射して、対象物による当該電波の反射波を受信アンテナ１００２で受信して、測距を行う。
一例として、１つの送信アンテナ１００１、複数のアレーの受信アンテナ１００２を用いることができる。アンテナの構成としては、他の構成が用いられてもよい。
【００５４】
なお、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナとしては、複数のアンテナ素子の信号処理の仕方によりアレーアンテナの指向性を変更するものや、あるいは、複数のアンテナ素子を機械的に振ることでアレーアンテナの指向性を変更するものがある。
具体例として、レーダ３０１としては、電子走査型レーダ装置や、あるいは、機械操作式レーダ装置を用いることができる。機械操作式レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化は、電子走査型レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化と、等価なものである。
【００５５】
本実施形態では、障害物検知部３１１が、自車の前方に存在する障害物の有無や、障害物との間の距離や、障害物との相対速度を検知し、これらのデータを障害物データ３３１としてフュージョン部３２１に出力する。
ここで、障害物データ３３１としては、例えば、自車と障害物との相対的な縦距離、横位置、速度などの位置情報を有した物標データを用いることができる。
【００５６】
カメラ３０２では、撮像部１０５１が、自車の前方の画像を撮像する。
本実施形態では、白線検知部３１２が、撮像された画像のデータに基づいて道路の白線を検出し、検出した白線に関するデータを白線データ３３２として白線処理部３２３に出力する。
また、障害物検知部３１３が、撮像された画像のデータに基づいて、当該画像に映った障害物に関するデータを障害物データ３３３としてフュージョン部３２１に出力する。
【００５７】
フュージョン部３２１では、誤検知判定部１０１１が、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づいて、自車線上で近距離に存在する障害物を検知しているか否かを判定する。そして、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、自車線上で近距離に存在する障害物を検知していると判定した場合には、その障害物について、障害物の誤検知の特徴があるか否かを判定する。
【００５８】
ここで、自車線上に存在する障害物を検知しているか否かを判定する手法としては、例えば、自車の進行方向に対して、横方向においてある空間的な角度内に存在する障害物を検知しているか否かを判定する。レーダ３０１では、横方向の位置を検知することができる。
なお、自車の進行方向は、例えば、角度センサーと速度から判定することが可能である。
【００５９】
また、近距離に存在する障害物を検知しているか否かを判定する手法としては、例えば、自車と障害物との間の距離が所定の閾値（例えば、３０ｍなど）未満である場合に近距離であると判定する手法を用いることができる。
【００６０】
フュージョン部３２１では、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づいて、自車線上で近距離に存在する障害物を検知していると判定した場合に、その障害物について、障害物の誤検知の特徴があると判定したときには、障害物有無判定部１０１２が、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力された障害物データ３３３に基づいて、自車線上に存在する障害物を検知しているか否か（障害物の有無）を判定する。
【００６１】
この結果、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０１２は、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力された障害物データ３３３に基づいて、自車線上に存在する障害物を検知していると判定した場合には、その障害物が本物である（その障害物がある）と判定し、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する。
【００６２】
なお、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０１２が、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力された障害物データ３３３に基づいて、自車線上に存在する障害物を検知しているか否かを判定する処理では、例えば、障害物の有無のみを検知すればよい。
【００６３】
一方、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０１２は、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力された障害物データ３３３に基づいて、自車線上に存在する障害物を検知していないと判定した場合には、障害物が虚像である（障害物が無い）と判定する。
【００６４】
また、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づいて、障害物が自車線上に検知されていないと判定した場合や、障害物が近距離に存在していないと判定した場合や、障害物の誤検知の特徴が無いと判定した場合には、その障害物が本物であると判定し、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する。
【００６５】
車速制御部３２２は、フュージョン部３２１から入力された位置情報に基づいて、車間距離警報を実行する処理や、先行車追従を実行する処理や、衝突軽減ブレーキを実行する処理などを行う。
白線処理部３２３は、白線検知部３１２から入力された白線データ３３２に基づいて、車線逸脱警報を実行する処理や、レーンキープ支援を実行する処理などを行う。
【００６６】
これらの処理を実行するに際して、車速制御部３２２や白線処理部３２３は、ブレーキ制御部３０４に対してブレーキ制御の指示を出力することや、アクセル制御部３０５に対してアクセル制御の指示を出力することを行う。
ブレーキ制御部３０４は、車速制御部３２２や白線処理部３２３からの指示に従ってブレーキを制御する。
アクセル制御部３０５は、車速制御部３２２や白線処理部３２３からの指示に従ってアクセルを制御する。
【００６７】
なお、本実施形態では、レーダ３０１とカメラ３０２の両方で常に検知を行っており、カメラ３０２により撮像された画像のデータに関しては、その画像フレーム（画角）内の全ての領域について障害物検知の処理を行う。
【００６８】
ここで、レーダ３０１による障害物の誤検知の特徴の具体例を示す。
＜誤検知の特徴の例１＞
「障害物からの反射波の強度（レベル）が低い」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、障害物からの反射波の強度（例えば、電波の受信信号の振幅レベル）が所定の閾値より低い場合には、誤検知の特徴があると判定する。
【００６９】
この例では、障害物データ３３１に、障害物からの反射波の強度の情報が含まれる。
なお、誤検知の特徴があるか否かを判定する所定の閾値としては、任意の値が用いられてもよく、例えば、障害物が存在するか否かを判定する閾値より少し高い値を用いることができる。
【００７０】
＜誤検知の特徴の例２＞
「障害物に関して補外データが増える」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、１つの対象物（障害物）について、補外データの連続回数が所定の閾値を超えた場合には、誤検知の特徴があると判定する。
また、他の例として、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、１つの対象物（障害物）について、全体のデータに対する補外データの頻度が所定の閾値を超えた場合には、誤検知の特徴があると判定する。
【００７１】
この例では、レーダ３０１により一定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に対象物の検知を試みており、対象物を検知したときにはフュージョン部３２１により実際のデータ（補外データではないデータ）が得られ、例えばトラッキングにより対象物が存在すると推定される場合に、対象物を検知しなかったときにはフュージョン部３２１により補外データが得られる。なお、補外データは、例えば、障害物検知部３１１あるいはフュージョン部３２１により生成される。
【００７２】
＜誤検知の特徴の例３＞
「障害物に関して空間的な横方向の角度がばらつく」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、１つの対象物（障害物）について、空間的な横角度の値が所定の閾値を超えた場合には、誤検知の特徴があると判定する。
また、他の例として、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、１つの対象物（障害物）について、空間的な横角度の値の１回分の変移量が所定の閾値を超えた場合には、誤検知の特徴があると判定する。
【００７３】
なお、他の例として、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、１つの対象物（障害物）について、所定の期間または所定の回数において、空間的な横角度の値の分布を検出して、その分布が通常の分布（例えば、正規分布）から所定の範囲以上外れた場合に、誤検知の特徴があると判定することも可能である。
【００７４】
＜誤検知の特徴の例４＞
「あらかじめ設定された所定の手法（後述する関連技術１の発明に係る手法）により上方構造物であることを検知した」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、一例として、対象物（障害物）までの距離が狭まるに連れてレーダ３０１の受信波の強度が減少する場合に当該対象物を上方構造物と判定する手法で上方構造物であることを検知した場合に、誤検知の特徴があると判定する。
【００７５】
なお、後述する関連技術１に関する記載内容の任意の技術を本実施形態に組み合わせて用いてもよい。特に、上方構造物を検知したか否かを判定する技術を利用することが可能である。
そして、本実施形態では、後述する関連技術１に係る手法で、レーダ３０１での誤検知と想定されるターゲット（障害物）を絞り込んで、例えば、閾値を引いて明確に判定できないようなグレーゾーンのデータについて、カメラ３０２によって判定することができる。
【００７６】
＜誤検知の特徴の例５＞
「あらかじめ設定された所定の手法（後述する関連技術２の発明に係る手法）により下方構造物であることを検知した」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、一例として、対象物（障害物）までの距離の関数としてレーダ３０１の受信電波の電力を算出し、所定の距離区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて前記対象物を下方構造物（低背検知対象物）であると判定する手法で下方構造物であることを検知した場合に、誤検知の特徴があると判定する。
【００７７】
他の一例として、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、時間の関数としてレーダ３０１の受信電波の電力を算出し、所定の時間区間において前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出し、当該算出した面積に基づいて対象物（障害物）を下方構造物（低背検知対象物）であると判定する手法で下方構造物であることを検知した場合に、誤検知の特徴があると判定する。
【００７８】
なお、後述する関連技術２に関する記載内容の任意の技術を本実施形態に組み合わせて用いてもよい。特に、下方構造物を検知したか否かを判定する技術を利用することが可能である。
そして、本実施形態では、後述する関連技術２に係る手法で、レーダ３０１での誤検知と想定されるターゲット（障害物）を絞り込んで、例えば、閾値を引いて明確に判定できないようなグレーゾーンのデータについて、カメラ３０２によって判定することができる。
【００７９】
＜誤検知の特徴の例６＞
「あらかじめ設定された所定の手法（後述する関連技術３の発明に係る手法）により上方構造物であることを検知した」という特徴がある。
本実施形態では、フュージョン部３２１は、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力される障害物データ３３１に基づいて、一例として、レーダ３０１の受信電波を所定の時間間隔で取得し、当該取得回数の関数として当該受信電波の電力を算出し、前記関数から抽出した複数の代表点に基づいて対象物（障害物）を受信アンテナ１００２の光軸より高い位置にある上方構造物であると判定する手法で上方構造物であることを検知した場合に、誤検知の特徴があると判定する。
【００８０】
なお、後述する関連技術３に関する記載内容の任意の技術を本実施形態に組み合わせて用いてもよい。特に、上方構造物を検知したか否かを判定する技術を利用することが可能である。
そして、本実施形態では、後述する関連技術３に係る手法で、レーダ３０１での誤検知と想定されるターゲット（障害物）を絞り込んで、例えば、閾値を引いて明確に判定できないようなグレーゾーンのデータについて、カメラ３０２によって判定することができる。
【００８１】
また、カメラ３０２により撮像される画像のデータの処理について説明する。なお、以下は例示であり、他の様々な技術が使用されてもよい。
白線検知部３１２は、例えば、画像データについて、道路と白線を輝度に基づいて判定し、白線を検知する。これにより、自車の車線を認識することができる。
なお、例えば、ジャイロセンサーによる検出結果（角速度）と速度センサーによる検出結果（自車の速度）に基づいて自車の進行方向を検出することができる。
【００８２】
障害物検知部３１３は、例えば、画像データについて、輝度のコントラストに基づいて物体（障害物）のエッジを検出し、障害物を検知する。
【００８３】
また、上方の橋や道路などのような上方構造物については、一例として、水平線より上に存在する障害物は上方構造物であるとみなすことができる。他の例として、路面から離れている障害物は上方構造物であるとみなすことができる。
【００８４】
また、空き缶やマンホールなどのような下方構造物については、一例として、空き缶のようなものは小さいために、高さあるいは横方向のエッジを検出することができない場合に、下方構造物であるとみなすことができる。他の例として、マンホールは円状であるために、検出されるエッジが少ない場合に、下方構造物であるとみなすことができる。
【００８５】
また、自車が走行する車線とは異なる車線（例えば、隣の車線）に存在する障害物については、道路の白線を検知することや、自車の車線を検知することで、障害物が自車の車線に存在するか否かを判定することができる。
【００８６】
なお、カメラ３０２により動画像を撮像する場合のように、時間的に近い複数の画像フレームを撮像する場合には、これら複数の画像フレームに同一の物体が持続して存在するか否かを判定してもよく、所定の時間（一例として、３００ｍｓ）以上持続して存在しない物体については障害物とはみなさないといったことが可能である。
【００８７】
図３は、フュージョン部３２１により行われる調停処理のフローチャートである。
この調停処理は、レーダ３０１の障害物検知部３１１により複数の個数の障害物が検知された場合には、ループ処理により、各障害物について行われる（ステップＳ１、ステップＳ８）。
【００８８】
ここでは、１つの障害物について行われる一連の処理について説明する。
まず、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、自車線上に障害物を検知しているか否かを判定する（ステップＳ２）。この結果、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、自車線上に障害物を検知していないと判定した場合には、本物の障害物であると判定し（ステップＳ９）、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する（ステップＳ１０）。
【００８９】
一方、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、自車線上に障害物を検知していると判定した場合には、障害物が所定の近距離に存在しているか否かを判定する（ステップＳ３）。この結果、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、障害物が所定の近距離に存在していないと判定した場合には、本物の障害物であると判定し（ステップＳ１１）、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する（ステップＳ１２）。
【００９０】
一方、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、障害物が所定の近距離に存在していると判定した場合には、あらかじめ設定された誤検知の特徴があるか否かを判定する（ステップＳ４）。この結果、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１は、あらかじめ設定された誤検知の特徴がないと判定した場合には、本物の障害物であると判定し（ステップＳ１３）、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する（ステップＳ１４）。
【００９１】
一方、フュージョン部３２１の誤検知判定部１０１１が、あらかじめ設定された誤検知の特徴があると判定した場合には、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０２は、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力される障害物データ３３３に基づいて、自車線上に障害物を検知しているか否かを判定する（ステップＳ５）。この結果、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０２は、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力される障害物データ３３３に基づいて、自車線上に障害物を検知していないと判定した場合には、虚像であると判定する（ステップＳ１５）。
【００９２】
一方、フュージョン部３２１の障害物有無判定部１０２は、カメラ３０２の障害物検知部３１３から入力される障害物データ３３３に基づいて、自車線上に障害物を検知していると判定した場合には、本物の障害物であると判定し（ステップＳ６）、レーダ３０１の障害物検知部３１１から入力された障害物データ３３１に基づく位置情報を車速制御部３２２に出力する（ステップＳ７）。
【００９３】
以上のように、本実施形態に係る自動車制御システムにおける障害物検知装置１１０１では、レーダ３０１とカメラ３０２のセンサーフュージョンを使用している。具体的には、レーダ３０１により得られた結果では誤検知の可能性があると判定した障害物については、カメラ３０２により得られた結果のみに基づいて障害物の有無を判定する。また、障害物が本当に存在すると判定した場合には、レーダ３０１により得られた情報を使用して制御が行われるようにする。
【００９４】
本実施形態に係る障害物検知装置１１０１では、例えば、カメラ３０２の少ないリソースを利用して、レーダ３０１による障害物検知の課題である各種要因の誤検知を低減することができる。
例えば、他の用途に使用されるカメラ３０２の余剰リソースを使用することで、レーダ３０１、及び、システムとして新たなハードウェアを追加しなくてもよいため、ハードウェアのコストをそのままにして、障害物検知性能を向上することができる。
【００９５】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る障害物検知装置１１０２を有する自動車制御システムの構成例を示すブロック図である。
本実施形態に係る自動車制御システムは、レーダ５０１と、カメラ５０２と、制御指示部５０３と、ブレーキ制御部５０４と、アクセル制御部５０５を備えている。
【００９６】
レーダ５０１は、送信アンテナ１０２１、受信アンテナ１０２２、障害物データ５３１を出力する障害物検知部５１１を備えている。
カメラ５０２は、画像を撮像する撮像部１０５２と、白線データ５３２を出力する白線検知部５１２と、誤検知訂正部５１３を備えている。
【００９７】
制御指示部５０３は、車速制御部５２１と、白線処理部５２２を備えている。
車速制御部５２１は、車間距離警報の機能や、先行車追従の機能や、衝突軽減ブレーキの機能などを有している。
白線処理部５２２は、車線逸脱警報の機能や、レーンキープ支援の機能などを有している。
【００９８】
レーダ５０１の障害物検知部５１１は、レーダ５０１により検知された障害物についてあらかじめ設定された誤検知の特徴の有無を判定する機能を持った誤検知判定部１０３１と、誤検知の特徴の情報を記憶するメモリ１０３２を有している。
カメラ５０２の誤検知訂正部５１３は、誤検知の特徴があることが判定された障害物についてカメラ５０２により撮像された画像に基づいて当該障害物の有無を判定する機能を持った障害物有無判定部１０３３を有している。
【００９９】
なお、本実施形態では、レーダ５０１の送信アンテナ１０２１、受信アンテナ１０２２、障害物検知部５１１およびその誤検知判定部１０３１と、カメラ５０２の撮像部１０５２、誤検知訂正部５１３の障害物有無判定部１０３３から、障害物検知装置１１０２が構成されている。また、本実施形態では、メモリ１０３２に記憶された誤検知の特徴の情報に基づいて誤検知判定部１０３１により誤検知の有無が判定され、このメモリ１０３２も障害物検知装置１１０２に含まれている。
【０１００】
本実施形態に係る自動車制御システムの構成や動作は、第１実施形態に係る図１に示される自動車制御システムの構成や動作と比べて、障害物検知装置の部分が異なっており、これについて詳しく説明する。
【０１０１】
レーダ５０１の障害物検知部５１１では、誤検知判定部１０３１が、検知した障害物について誤検知の特徴があるか否かを判定し（ステップＳ２１）、誤検知の特徴がないと判定した場合には、障害物データ５３１を車速制御部５２１に出力する。
なお、本実施形態では、レーダ５０１の障害物検知部５１１の誤検知判定部１０３１は、自車線上で近距離に存在する障害物について、誤検知の特徴の有無を判定する。
【０１０２】
一方、レーダ５０１の障害物検知部５１１では、誤検知判定部１０３１が誤検知の特徴があると判定した場合には、その旨をカメラ５０２の誤検知訂正部５１３に通知する。
カメラ５０２の誤検知訂正部５１３では、障害物有無判定部１０３３が、この通知を受けると、カメラ５０２により撮像された画像のデータに基づいて、自車線上に障害物を検知するか否か（障害物の有無）を判定する（ステップＳ２２）。
【０１０３】
この結果、カメラ５０２の誤検知訂正部５１３の障害物有無判定部１０３３は、カメラ５０２により撮像された画像のデータに基づいて、自車線上に障害物を検知すること（障害物があること）を判定した場合には、障害物データ５３１を車速制御部５２１に出力する。
【０１０４】
ここで、この障害物データ５３１としては、本実施形態では、レーダ５０１の障害物検知部５１１により得られたデータが用いられる。
本実施形態では、レーダ５０１の障害物検知部５１１とカメラ５０２の誤検知訂正部５１３との間で、情報のやり取りをすることが可能である。
なお、本実施形態においても、図３に示されるフローチャートと同様な処理手順を用いることが可能である。
【０１０５】
ここで、本実施形態に係る障害物検知装置１１０２では、レーダ５０１の障害物検知部５１１の誤検知判定部１０３１により障害物の誤検知の特徴があると判定されるまでは、カメラ５０２により撮像される画像のデータに基づく障害物の検知処理（障害物有無判定部１０３３により行われる処理）は行われず、レーダ５０１の障害物検知部５１１の誤検知判定部１０３１により障害物の誤検知の特徴があると判定されたことに応じて、カメラ５０２により撮像される画像のデータに基づく障害物の検知処理（障害物有無判定部１０３３により行われる処理）が起動される。
【０１０６】
また、本実施形態に係る障害物検知装置１１０２では、レーダ５０１の障害物検知部５１１の誤検知判定部１０３１により障害物の誤検知の特徴があると判定した場合には、レーダ５０１の障害物検知部５１１からカメラ５０２の誤検知訂正部５１３へ障害物の位置などに関する情報を通知し、カメラ５０２の誤検知訂正部５１３の障害物有無判定部１０３３は、この情報に基づいて、画像処理を行う対象とする画像フレーム内の領域を限定する。
【０１０７】
具体例として、レーダ５０１により障害物までの距離が検知され、カメラ５０２の誤検知訂正部５１３の障害物有無判定部１０３３は、画像フレーム内におけるその距離の近辺の領域のみについて画像処理（障害物検知処理）を行うことができる。
このように、レーダ５０１の障害物検知結果のデータの中で、誤検知の特徴が存在する障害物の位置情報（例えば、相対距離や、相対横位置）から、カメラ５０２で処理を実行する領域を絞ることができる。
【０１０８】
特に、上述した＜シチュエーション１＞〜＜シチュエーション３＞では、検知する範囲を自車線上、且つ、近距離に限定することができ、これに応じて、カメラ５０２により撮像された画像のデータの処理領域を限定することも可能である。
【０１０９】
以上のように、本実施形態では、カメラ５０２による障害物認識の画像処理領域を小さくすることや、カメラ５０２により撮像される画像データに基づいて検知する位置の精度を落とすことも可能であり、カメラ５０２のリソースが少なくても済む。このため、例えば、障害物検知用の新しいリソースを用意しなくても、既存のカメラを使用したシステムに余剰リソースさえあれば、本実施形態に係る構成を実装することが可能である。
【０１１０】
ここで、本実施形態では、レーダ５０１による障害物検知について誤検知の特徴があった場合にのみカメラ５０２による障害物検知処理が行われる点や、カメラ５０２による障害物検知処理における画像処理の領域を限定する点で、第１実施形態に係る図１に示される構成よりも、カメラのリソースの使用量を少なくすることが可能である。
【０１１１】
また、本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、カメラ５０２が機能しないような状況においては、レーダ５０１の障害物検知部５１１により得られる障害物データ５３１をそのまま出力するように切り替えることで、運転支援機能の一部を維持することが可能である。
【０１１２】
（実施形態１、２について）
各実施形態における情報処理の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。このような情報処理としては、例えば、第１実施形態に係る図１に示される構成では、レーダ３０１の障害物検知部３１１により行われる情報処理や、カメラ３０２の障害物検知部３１３により行われる情報処理や、フュージョン部３２１（例えば、誤検知判定部１０１１、障害物有無判定部１０１２）により行われる情報処理などがあり、また、第２実施形態に係る図４に示される構成では、レーダ５０１の障害物検知部５１１（例えば、誤検知判定部１０３１）により行われる情報処理や、カメラ５０２の誤検知訂正部５１３（例えば、障害物有無判定部１０３３）により行われる情報処理などがある。
このような場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０１１３】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１１４】
（関連技術１の説明）
まず、背景技術を説明する。
従来、ミリ波レーダ(以後、レーダ)は、通常、自動車の車体前方に搭載され、車間警報、車速制御などに用いられている。車載レーダとしては、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、多周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、及びパルスレーダ等の方式を利用した電子走査型のレーダが用いられている。レーダを搭載した自車の前方に障害物が存在する場合、レーダは自車と障害物との相対的な距離、方位、速度などの情報を有した物標データを車間警報、車速制御システムに出力する。車間警報、車速制御システムは、その物標の位置情報に応じて、自車と障害物との距離を維持させたり、衝突が予想される場合には警報を発したり、自車を減速させたりといった自車の制御を行う。
【０１１５】
また、自車の前方に障害物が存在しない場合、レーダは何も検知しないため、レーダは物標データを出力しない。その場合、車間警報、車速制御システムは自車をあらかじめ設定された一定の車速で走行させるよう制御を行う。一方、図７に示すように車６０１の前方に障害物７０２は存在しないが、上方に構造物（例えば、看板、陸橋および橋脚など）７０１が存在する場合には、上方構造物７０１は、自車の進行を妨げるものではない為、車間警報、車速制御システムは自車をあらかじめ設定された一定の車速で走行させるよう制御を行うべきである。しかし、高さ方向の分解能がない車載レーダ６０２は、アンテナ特性と上方構造物の反射強度によっては、あたかも前方に障害物があるかのように物標データを出力してしまう場合がある。そうすると、車間警報、車速制御システムは、前方に障害物が存在しないにも関わらず、警報を発したり、減速制御を掛けたりといった問題があった。
【０１１６】
次に、従来のレーダによる上方構造物の誤検知のメカニズムについて説明する。図１８（ａ）にレーダの受信アンテナの仰角方向（ＥＬ方向）の感度のパターンの例を示す。ＥＬ角度０ｄｅｇを中心とした最も信号レベルが高いピークを持つ山をメインローブと呼び、それ以降の山を角度が大きくなる毎に、第１サイドローブ、第２サイドローブ、第３サイドローブ、第４サイドローブと呼ぶ。ここで、受信波の強度とは、受信信号の強度を意味し、受信波の強度の山のパターンは、受信アンテナが受信する信号の波長および受信アンテナの指向性によって決まるものである。第１サイドローブの受信波の強度は、メインローブの受信波の強度よりも矢印８１で示す分だけ低くなっており、以下第２サイドローブ、第３サイドローブ、第４サイドローブについても、メインローブの受信波の強度よりも低くなっている。
【０１１７】
図１８（ｂ）は、車８２に搭載されたレーダ８３と上方構造物８４との距離および車載レーダ８３から見た上方構造物８４の仰角度をθと表している。
図１８（ｃ）の実線８５は反射係数の大きな上方構造物の車載レーダにおける受信波の強度、点線８６は反射係数の小さな上方構造物の車載レーダにおける受信波の強度、実線８７は閾値を表している。
レーダと上方構造物の高低差は一定のため、自車つまりはレーダが上方構造物に接近するに従って（つまり距離が狭まるに従って）、仰角度θは大きくなり、レーダの受信信号レベルは図１８（ａ）に示すビームパターンに従って低くなる。具体的には、図１８（ｃ）に示すように、上方構造物が近づき仰角度が大きくなるに従い、反射信号を検出するローブがメインローブから順に、第１サイドローブ、第２サイドローブ、第３サイドローブ、第４サイドローブへとずれてゆく。
【０１１８】
図１８（ｃ）の点線８６で示すように上方構造物の反射係数が小さければ、上方構造物が近距離になり仰角度が大きくなると、サイドローブで反射した信号を検出するので、受信波の強度が閾値８７よりも小さくなり、その反射信号を検出できなくなって、誤動作しなくなるから問題がなかった。しかし、図１８（ｃ）の実線８５で示すように上方構造物の反射係数が大きければ、上方構造物が近距離になり仰角度が大きくなっても、受信波の強度が閾値８７よりも大きいので、サイドローブの受信波の強度でも、反射信号を検出できてしまうという問題があった。
【０１１９】
その問題に対し、上方構造物に対する検知を抑制する目的で、これまでアンテナによる検知抑制方法が採られてきた。その１つとして、仰角方向（ＥＬ方向）のサイドローブを低減する方法が提案されている。前述の通り、上方構造物の検知は遠方ではメインローブによるものであるが、距離が近づくに連れてサイドローブによる検知へと移行する。よって、サイドローブの受信波の強度が低減できれば、近場での検知を抑制することが可能である。アンテナのサイドローブの受信波の強度の低減には、複数設けたサブアレーの配置を調整する（特許第３９４２０８７号公報）など、様々の手法が提案されている。
【０１２０】
しかし、サイドローブの受信波の強度を完全に無くすことは出来ない為、サイドローブの受信波の強度低減分を超えるほど反射係数の大きい上方構造物が存在した場合、検知を抑制することは出来ない。特に、アンテナサイズに制約のある車載用レーダでは、アレー配置も制限される為、サイドローブの受信波の強度低減効果には限界があるという問題がある。
【０１２１】
また、高さ方向にレーダのアレーを増やすことが提案されている。従来のアンテナは高さ方向の分解能を有していない。そこで、横方向同様に高さ方向にも複数のアレーを設け、ディジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ）等で到来波の角度を算出することが出来れば、上方構造物を受信アンテナが検知しても、前方に存在する障害物ではないことを認識できる。しかし、アンテナが高さ方向に大きくことなることや、アレー数増加に伴う回路の増加、信号処理の複雑化に伴うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの演算器の処理負荷増大といった課題がある。以上のように、小型化、低コスト化が求められる車載用レーダにおいては、アンテナによる上方構造物の検知を完全に抑制するのは困難である。
【０１２２】
次に、関連技術１に係る発明について説明する。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アンテナに改変を加えることなく、検知した対象物が上方構造物か否か判別する電子走査型レーダ装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【０１２３】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下［１］−［１１］の態様を提供するものである。
［１］送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が対象物に反射した受信波を受信する受信アンテナと、前記受信波の強度を算出する受信強度算出部と、前記受信波に基づいて前記対象物までの距離を検出する距離検出部と、前記距離が狭まるに連れて前記受信波の強度が減少する場合、前記対象物を上方構造物と判定する上方構造物判別処理部と、を備えたことを特徴とする電子走査型レーダ装置。
本発明の第１の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離が狭まるに連れて、受信波の強度が減少する場合、対象物を上方構造物と判定する電子走査型レーダ装置を提供できる。
【０１２４】
［２］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して一次関数で近似し、前記一次関数の傾きを算出し、前記傾きが正である場合に前記対象物を上方構造物と判定すること特徴とする上記[１]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第２の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を線形近似し、その近似直線の傾きが正である場合に上方構造物と判定することができる。
【０１２５】
［３］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して一次関数で近似し、前記一次関数の傾きを算出し、前記傾きが閾値より大きい場合に前記対象物を上方構造物と判定することを特徴とする上記[１]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第３の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を線形近似し、その近似直線の傾きが閾値より大きい場合に上方構造物と判定することができる。
【０１２６】
［４］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して近似曲線で近似し、前記距離が狭まるに連れて前記近似曲線の値が減少する場合、ある場合に前記対象物を上方構造物と判定することを特徴とする上記[１]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第４の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を曲線で近似し、当該距離が狭まるに連れて近似曲線の値が減少する場合、対象物を上方構造物と判定することができる。
【０１２７】
［５］送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が対象物に反射した受信波を受信する受信アンテナと、前記受信波の強度を算出する受信強度算出部と、前記受信波に基づいて前記対象物までの距離を検出する距離検出部と、前記上方構造物判別処理部は、前記距離が狭まるに連れて前記受信波の強度が増加または一定の場合、前記対象物を前方構造物と判定することを特徴とする上記[１]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第５の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離が狭まるに連れて、受信波の強度が増加または一定の場合、対象物を前方構造物と判定することができる。
【０１２８】
［６］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して一次関数で近似し、前記一次関数の傾きを算出し、前記傾きが負またはゼロの場合に前記対象物を前方構造物と判定することを特徴とする上記[５]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第６の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を線形近似し、その近似直線の傾きが負またはゼロである場合に前方構造物と判定することができる。
【０１２９】
［７］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して一次関数で近似し、前記一次関数の傾きを算出し、前記傾きが閾値以下の場合に前記対象物を前方構造物と判定することを特徴とする上記[５]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第７の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を線形近似し、その近似直線の傾きが閾値以下である場合に前方構造物と判定することができる。
【０１３０】
［８］前記上方構造物判別処理部は、前記距離と前記受信波の強度の複数の組に対して近似曲線で近似し、前記距離が狭まるに連れて前記近似曲線の値が増加または一定の場合、前記対象物を前方構造物と判定することを特徴とする上記[５]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第８の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と受信波の強度の複数の組を曲線で近似し、対象物と電子走査型レーダ装置との距離が狭まるに連れて近似曲線の値が増加または一定の場合、対象物を前方構造物と判定することができる。
【０１３１】
［９］前記上方構造物判別処理部は、前記距離が狭まるに連れて前記受信波の強度が増加または一定の場合、前記対象物を前方構造物と判定することを特徴とする上記[１]に記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第９の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離が狭まるに連れて、受信波の強度が減少する場合、対象物を上方構造物と判定し、受信波の強度が増加または一定の場合、対象物を前方構造物と判定することができる。
【０１３２】
［１０］前記受信波の強度から前記対象物の方位を検出する方位検出部と、前記距離と前記方位に基づいて前回のサイクルで検出した前記対象物と今回のサイクルで検出した前記対象物を紐付けする物標引継ぎ処理部と、を備えたことを特徴とする上記[１]から[９]のいずれかに記載の電子走査型レーダ装置。
本発明の第１０の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離と対象物の方位から前回のサイクルで抽出した対象物と今回のサイクルで抽出した対象物を紐付けすることで複数の対象物を区別でき、対象物毎に、上方構造物であるか前方構造物であるか判定できる。
【０１３３】
［１１］受信アンテナにより受信した受信波の強度を算出する第１のステップと、前記受信波に基づいて前記対象物までの距離を検出する第２のステップと、前記距離が狭まるに連れて前記受信波の強度が減少する場合、前記対象物を上方構造物と判定する第３のステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
本発明の第１１の態様によれば、対象物から電子走査型レーダ装置までの距離が狭まるに連れて受信波の強度が減少する場合、対象物を上方構造物と判定するプログラムを提供できる。
【０１３４】
本発明によれば、アンテナに改変を加えることなく、検知した対象物が上方構造物か否か判別することができる。
【０１３５】
以下、本発明の実施形態による電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式ミリ波レーダ）について図面を参照して説明する。図１２は同実施形態の構成例を示すブロック図である。
この図において、本実施形態による電子走査型レーダ装置は、受信アンテナ１１〜１ｎ、ミキサ２１〜２ｎ、送信アンテナ３、分配器４、フィルタ５１〜５ｎ、ＳＷ（スイッチ）６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）７、制御部８、三角波生成部９、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０、信号処理部２０を有している。
上記信号処理部２０は、メモリ２１、受信強度算出部２２、ＤＢＦ検知部２３、距離検出部２４、速度検出部２５、方位確定部２６、物標引継ぎ処理部２７、上方構造物判別処理部２８及び物標出力処理部２９を有している。
【０１３６】
次に、図１２を参照して、本実施形態による電子走査型レーダ装置の動作を説明する。
受信アンテナ１１〜１ｎは、送信波が対象物にて反射し、この対象物から到来する反射波、すなわち受信波を受信する。
ミキサ２１〜２ｎ各々は、送信アンテナ３から送信される送信波と、各受信アンテナ１１〜１ｎそれぞれにおいて受信された受信波が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する。
上記送信アンテナ３は、三角波生成部９において生成された三角波信号を、ＶＣＯ１０において周波数変調した送信信号を対象物に対して送信波として送信する。
分配器４は、ＶＣＯ１０からの周波数変調された送信信号を、上記ミキサ２１〜２ｎおよび送信アンテナ３に分配する。
【０１３７】
フィルタ５１〜５ｎ各々は、それぞれミキサ２１〜２ｎにおいて生成された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）６へ帯域制限されたビート信号を出力する。
ＳＷ６は、制御部８から入力されるサンプリング信号に対応して、フィルタ５１〜５ｎ各々を通過した各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）７に出力する。
ＡＤＣ７は、上記ＳＷ６から上記サンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１〜１ｎ各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、上記サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部２０におけるメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。
制御部８は、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、図１２に示す電子走査型レーダ装置全体の制御を行う。
信号処理部２０内のメモリ２１は、Ａ／Ｄコンバータ７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとに格納する。
【０１３８】
＜距離、相対速度、水平角度（方位）を検出する原理＞
次に、図１３を用いて、本実施形態における信号処理部２０において用いられる、電子走査型レーダ装置と対象物との距離、相対速度、角度（方位）を検出する原理について簡単に説明する。
図１３は、図１２の三角波生成部９において生成された信号をＶＣＯ１０において、中心周波数ｆ０、変調幅Δｆで周波数変調した送信信号と、その送信信号が対象物に反射されて受信信号として入力される状態を示す。図１３の例は対象物が１つの場合を示している。
図１３（ａ）に示すように、送信する信号に対し、対象物からの反射波である受信信号が、レーダと対象物との距離に応じて右方向（時間遅れ方向）に遅延されて受信される。さらに、ドップラー効果によって対象物との相対速度に応じて、送信信号に対して上下方向（周波数方向）に変動する。
【０１３９】
受信強度算出部２２は、メモリ２１に格納された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号（図１３（ａ）の下図）に対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号レベルと呼ぶこととする。受信強度算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数、すなわち距離に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
フーリエ変換の結果、図１３（ｂ）に示されるように、対象物が１つの場合、上昇領域及び下降領域にそれぞれに１つのピーク値を有することなる。ここで、図１３（ｂ）は横軸が周波数、縦軸が信号強度となっている。
【０１４０】
そして、受信強度算出部２２は、図１３（ｂ）に示すビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号レベルのピーク値を受信波の強度と称す。
受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（ビート信号の上り部分及び下り部分の双方）を対象物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ出力する。受信強度算出部２２は、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ出力し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ出力する。また、受信強度算出部２２は、信号レベルの下り部分のピーク値を上方構造物判別処理部２８へ出力する。
受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、物標候補がないという情報を物標出力処理部２９に出力する。
なお、ビート信号の上り部分のピーク値、またはビート信号の上り部分のピーク値とビート信号の下り部分のピーク値の平均を信号レベルとして使用してもよい。
【０１４１】
複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる。レーダと対象物の距離に比例して、受信信号が遅延し、図１３（ａ）における受信信号は右方向にシフトするので、レーダと対象物との距離が離れるほど、ビート信号の周波数は、小さくなる。
複数の対象物に対応する信号レベルのピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号をつけて、上方構造物判別処理部２８へ出力する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【０１４２】
次に、距離検出部２４は、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により距離ｒを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｒ＝｛Ｃ・Ｔ／（２・Δｆ）｝・｛（ｆｕ＋ｆｄ）／２｝
また、速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により相対速度ｖを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｖ＝｛Ｃ／（２・ｆ０）｝・｛（ｆｕ−ｆｄ）／２｝
上記距離ｒ及び相対速度ｖを算出する式において、Ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分/下降部分）、ｆｕは上昇部分における対象物周波数、ｆｄは下降部分における対象物周波数である。
【０１４３】
次に、本実施形態における受信アンテナ１１〜１ｎは、図１４に示すように、間隔ｄにより配置されたアレー状のアンテナである。上記受信アンテナ１１〜１ｎには、アンテナの配列している面に対する垂直方向の軸との角度φ方向から入射される、対象物からの到来波（入射波、すなわち送信アンテナ３から送信した送信波に対する対象物からの反射波）が入力する。このとき、上記到来波は、上記受信アンテナ１１〜１ｎにおいて同一角度φにて受信される。端ともう１端の受信アンテナ間にて発生する受信信号の位相差は、受信信号の周波数ｆ、端ともう１端の受信アンテナ間の間隔ｄｎ−１および角度φから、位相差は、２πｆ・（ｄｎ−１・ｓｉｎφ／Ｃ）で算出される。
【０１４４】
上記位相差を利用して、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部２３は、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部２６に出力する。
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する。
【０１４５】
物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定する。その場合、物標引継ぎ処理部２７は、メモリ２１から読み出したその対象物の物標引継ぎ処理回数を１増やす。そうでない場合には、物標引継ぎ処理部２７は、新しい対象物を検知したとみなす。また、物標引継ぎ処理部２７は今回の対象物の距離、相対速度、方位およびその対象物の物標引継ぎ処理回数をメモリ２１に保存する。また、物標引継ぎ処理部２７は、上方構造物判別処理部２８へ対象物の識別番号を出力する。
【０１４６】
＜上方構造物の判別アルゴリズム＞
次に、上方構造物判別処理部２８における、上方構造物の判別アルゴリズムを、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）の曲線は、車載レーダと前方に存在する障害物の高さがほぼ同等と想定した時における、レーダと前方に存在する障害物の間の距離と信号レベルのピーク値の特性を示し、図１５（ａ）の直線はその曲線の一次近似直線を表している。車載レーダと障害物の高さがほぼ同等のため、障害物からの反射波を、受信アンテナ１ｎは、常にＥＬビームパターンのメインローブで検知していることになる。反射波が複数回反射して受信アンテナで検知すること（マルチパス）によって、受信波の強度が落ち込むところがあるが、図１５（ａ）の曲線は全体的な傾向としては、送信して対象物に反射して戻ってくる信号の距離減衰によって、遠方では受信波の強度が低く、近距離では受信波の強度が高くなる傾向にある。
【０１４７】
一方、図１５（ｂ）に、上方構造物の距離と受信波の強度の特性曲線とその曲線の一次近似直線を示す。車載レーダの高さに比べて、上部構造物が高い場所に存在するため、車載レーダと前方に存在する障害物の間の距離が離れている場合には、受信アンテナ１ｎは、ＥＬビームパターンのメインローブで検知する。一方、車が前方に移動し、車載レーダと前方に存在する障害物の間の距離が狭まるに連れて、仰角度θが大きくなるため、図１８（ａ）に示す受信アンテナ１ｎのＥＬビームパターンに沿って、受信アンテナ１ｎの受信波の強度が減少する傾向にある。そのため、図１５（ｂ）の曲線全体で見ると、車載レーダと前方に存在する障害物の間の距離が離れている場合には受信波の強度が高く、その距離が狭い場合には受信波の強度が低くなる傾向がある。
【０１４８】
上方構造物判別処理部２８は、図１５（ａ）に示すように、車載レーダと対象物間の距離と受信波の強度のデータを一次近似した際の一次近似直線の傾きが負またはゼロであれば、自車がこれから走行する経路上にある障害物（前方構造物）と判別する。一方、図１５（ｂ）に示すように、車載レーダと対象物間の距離と受信波の強度のデータを一次近似した際の一次近似直線の傾きが正であれば、上方構造物判別処理部２８は、対象物を上方構造物と判別する。
【０１４９】
上記の傾きを計算するために、上方構造物判別処理部２８は、最小二乗法で直線近似する際に使用する中間データを計算する。具体的には、ｎ個のデータ（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），．．．，（ｘｎ，ｙｎ）が得られた時の、近似直線をｙ＝ａｘ＋ｂとすると、傾きａと切片ｂは以下の式で求められる。
【０１５０】
【数１】
2013002927.tif 000003
【０１５１】
【数２】
2013002927.tif 000004
【０１５２】
ここで、ｘ１，ｘ２，．．．，ｘｎは、距離検出部２４から入力された各サンプル時点での車載レーダから対象物までの距離を示し、ｙ１，ｙ２，．．．，ｙｎは、受信強度算出部２２から入力された各サンプル時点での下りのビート信号をフーリエ変換した信号のピーク値を示している。次に、中間データＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを以下の式で定義する。
【０１５３】
【数３】
2013002927.tif 000005
【０１５４】
【数４】
2013002927.tif 000006
【０１５５】
【数５】
2013002927.tif 000007
【０１５６】
【数６】
2013002927.tif 000008
【０１５７】
そうすると、［数１］はＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを用いて、以下の式で表される。
【０１５８】
【数７】
2013002927.tif 000009
【０１５９】
同様にして、［数２］はＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを用いて、以下の式で表される。
【０１６０】
【数８】
2013002927.tif 000010
【０１６１】
［数７］から、傾きａは、未知数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤと既知数ｎによって算出されるので、
未知数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを計算すればよいことになる。未知数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを計算するには、［数３］から［数６］までのそれぞれの右辺で示されているように、それぞれの右辺第一項のシグマの中身を１からｎ−１まで総和したもの（前回までにサンプリングした車載レーダと対象物の距離と受信波の強度から算出された値を総和したもの）とｎ番目の値（今回サンプリングした値）を足すことにより計算することができる。
【０１６２】
上記の上方構造物の判別アルゴリズムを参照しつつ、上方構造物判別処理部２８の具体的な処理について説明する。上方構造物判別処理部２８は、対象物の検知開始から１サンプル前までのＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを中間データとしてメモリ２１から読み出す。上方構造物判別処理部２８は、距離検出部２４から入力された対象物と車載レーダ間の距離ｘｎでサイクル毎に新たにサンプルした値と受信強度算出部２２から入力された信号のピーク値ｙｎから、ｘｎ２、ｙｎ、ｘｎｙｎ、ｘｎを算出し、それぞれの算出した値を、それぞれメモリ２１から読み出したＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに加えることにより、現在のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを算出する。その後、上方構造物判別処理部２８は、算出された現在のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを用いて、［数１］の傾きａを計算する。
【０１６３】
傾きａが正の数の場合、上方構造物判別処理部２８は、対象物を上方構造物と判定する。傾きａが負またはゼロの場合、上方構造物判別処理部２８は、対象物を前方構造物と判定する。上方構造物判別処理部２８は、対象物が上方構造物であるか前方構造物であるかの情報を物標出力処理部２９に出力する。また、上方構造物判別処理部２８は、現在のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを新たな中間データとして、メモリ２１内に保存されているそれぞれの値を更新する。
【０１６４】
物標出力処理部２９は、対象物が前方構造物である場合に、その対象物の識別番号を物標として出力する。物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として出力する。また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、メモリ２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として出力する。
なお、物標出力処理部２９は、対象物が上方構造物である場合、または受信強度算出部２２から物標候補がないという情報が入力された場合には、物標なしとしてゼロを出力する。
【０１６５】
次に、物標抽出処理について、図１６のフローチャートを参照して説明する。信号処理部２０は、ＡＤ変換された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をメモリ２１に格納する（ステップＳ５０１）。
次に、受信強度算出部２２は、各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をフーリエ変換し、信号レベルを算出する（ステップＳ５０２）。
受信強度算出部２２は、アンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値をＤＢＦ処理部２３へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を距離検出部２４へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、中心周波数ｆ０、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を速度検出部２５へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、信号レベルの下り部分のピーク値を上方構造物判別処理部２８へ出力する。
また、受信強度算出部２２は、受信波の強度を検出できなかった場合、物標候補がないことを物標出力処理部２９に出力する。
【０１６６】
次に、ＤＢＦ処理部２３は、受信強度算出部２２から入力されたアンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換を行い、角度分解能に対応した角度チャネル毎の空間複素数を計算し、ビート周波数毎に方位検出部２６へ出力する（ステップＳ５０３）。
【０１６７】
次に、距離検出部２４は、受信強度算出部２２から入力される周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、距離を算出する（ステップＳ５０４）。また、速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される中心周波数、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、相対速度を算出する（ステップＳ５０４）。
【０１６８】
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数のうち、一番振幅が大きな値を取る角度を、対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する（ステップＳ５０５）。
【０１６９】
次に、物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定し、メモリ内の対象物の距離、相対速度、方位の値を更新し、上方構造物判別処理部２８へ対象物の識別番号を出力する（ステップＳ５０６）。
【０１７０】
次に、上方構造物判別処理部２８は、物標引継ぎ処理部２７から入力された対象物が上方構造物かどうか判定し、対象物が上方構造物であるか前方構造物であるかの情報を物標出力処理部２９へ出力する（ステップＳ５０７）。
【０１７１】
次に、物標出力処理部２９は、対象物が前方構造物である場合に、その対象物の識別番号を物標として出力する（ステップＳ５０８）。物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として出力する。また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物の場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、メモリ２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として出力する。
【０１７２】
次に、上方構造物判別処理の詳細について、図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、上方構造物判別処理部２８は、距離検出部２４から入力された対象物と車載レーダ間の距離ｘの現在の値と受信強度算出部２２から入力された受信波の強度ｙから、ｘ２、ｙ、ｘｙおよびｘを算出し、それぞれの値をメモリ２１から読み出したそれぞれの前サイクルまでの総和であるＡ、Ｂ、Ｃ及びＤへ加算する（ステップＳ６０１）。  次に、上方構造物判別処理部２８は、更新した中間データＡ、Ｂ、Ｃ及びＤから［数７］を用いて、現在までに測定された距離ｘと受信波の強度の組を、最小二乗法で一次近似した時の近似式の傾きを計算する（ステップＳ６０２）。
【０１７３】
次に、傾きが正（プラス）の場合（ステップＳ６０３  ＹＥＳ）、上方構造物判別処理部２８は、その対象物を上方構造物と判定し、対象物が上方構造物であるという情報を物標出力処理部２９へ出力する（ステップＳ６０４）。傾きが負またはゼロの場合（ステップＳ６０３  ＮＯ）、上方構造物判別処理部２８は対象物が前方構造物であるとみなし、対象物が前方構造物であるという情報を物標出力処理部２９へ出力する（ステップＳ６０５）。次に、上方構造物判別処理部２８は、更新した中間データＡ、Ｂ、Ｃ及びＤをメモリ２１に保存する（ステップＳ６０６）。
【０１７４】
なお、ステップＳ６０２における近似式は、線形近似だけでなく、２次方程式などの多項式近似、対数近似、指数近似等の近似曲線でもよく、受信波の強度ｙが対象物と車載レーダ間の距離ｘが狭まるにつれて、増加するか減少するか分かればよい。この場合、受信波の強度ｙが対象物と車載レーダ間の距離ｘが狭まるに連れて減少すれば、上方構造物判別処理部２８は対象物を上方構造物と判定する。反対に、受信波の強度ｙが対象物と車載レーダ間の距離ｘが狭まるに連れて増加するかまたは一定の場合、上方構造物判別処理部２８は対象物を前方構造物と判定する。
また、ステップＳ６０３における上方構造物と判定する条件は、近似直線の傾きが所定の閾値よりも大きな値という条件でもよい。一方、近似直線の傾きが所定の閾値以下の場合に、上方構造物判別処理部２８は対象物を前方構造物と判定してもよい。
【０１７５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１７６】
（関連技術２の説明）
まず、背景技術について説明する。
従来、ミリ波レーダ（以後、レーダ）は、通常、自動車の車体前方に搭載され、車間警報、車速制御などに用いられている。車載レーダとしては、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、多周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、及びパルスレーダ等の方式を利用した電子走査型のレーダが用いられている。
【０１７７】
レーダを搭載した自車の周囲に障害物が存在する場合、車載レーダは自車と障害物との相対的な距離、方位、速度などの情報を有した物標データを車間警報、車速制御システムに出力する。車間警報、車速制御システムは、その物標の位置情報に応じて、自車と障害物との距離を維持させたり、衝突が予想される場合には警報を発したり、自車を減速させたりするといった自車の制御（以下、衝突軽減制御と称する）を行う（例えば、特開２００６−２７５８４０号公報）。そのため、車載レーダは、自車両に衝突する危険性がある対象物を迅速にかつ正確に検知する性能が要求されている。
【０１７８】
一方、自車両の周囲に障害物が存在しない場合、レーダは何も検知しないため、レーダは物標データを車速制御システムに出力しない。その場合、車速制御システム及び操舵制御システムは自車両をあらかじめ設定された車速と操舵にて走行させるよう制御を行う。
【０１７９】
ところで、自車の周囲に障害物が存在するが、それが車両床高に比べて十分に低い検知対象物（以下、低背検知対象物と称する）である場合には、低背検知対象物は、自車の進行を妨げるものではない為、車間警報を発せず、車速制御システム及び操舵制御システムは自車をあらかじめ設定された車速と操舵にて走行させるよう制御を行うべきである。
【０１８０】
しかしながら、高さ方向の分解能がない車載レーダは、アンテナ特性と低背検知対象物の反射強度によっては、低背検知対象物を走行の妨げとなる障害物と誤認してしまうという問題があった。そうすると、衝突事故が物理的に発生しない安全な走行状況にも関わらず、車両制御機器は上記レーダの誤認により衝突の危険性がある状況であると判断してしまう。この誤判断が原因で、不要な警報の発信または不要な自車の減速といった制御が行われ、運転者への不快をもたらしてしまう。また、自車の不要な減速は、後続車両との追突リスクを高める原因となる。
【０１８１】
次に、関連技術２に係る発明について説明する。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レーダで検知した対象物が低背検知対象物であるか否か判別することができるレーダ装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【０１８２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるレーダ装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信された電波に基づいて前記対象物までの距離を検出する距離検出部と、前記検出した距離の関数として、前記受信された電波の電力を算出する受信電力算出部と、所定の距離区間において、前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出する面積算出部と、前記算出した面積に基づいて前記対象物を低背検知対象物であるか否か判定する検知処理部と、を備えることを特徴とする。
上記レーダ装置によれば、受信電力をレーダと対象物との距離の関数として表すことにより、レーダが検知した対象物が低背検知対象物か否か判別することができる。
【０１８３】
上記レーダ装置の前記検知処理部は、前記距離が所定の範囲内にある場合にのみ、前記受信波の強度に基づいて前記面積を算出するものであってもよい。
これによれば、レーダが検知した対象物が低背検知対象物か否か判別するのを効率化し、かつその精度を向上させることができる。
【０１８４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるレーダ装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、時間の関数として、前記受信された電波の電力を算出する受信電力算出部と、所定の時間区間において、前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出する面積算出部と、前記算出した面積に基づいて前記対象物を低背検知対象物であるか否か判定する検知処理部と、を備えることを特徴とするレーダ装置。
上記レーダ装置によれば、受信電力を時間の関数として表すことにより、レーダが検知した対象物が低背検知対象物か否か判別することができる。
【０１８５】
上記レーダ装置の前記検知処理部は、前記時間が所定の範囲内にある場合にのみ、前記受信波の強度に基づいて前記面積を算出するものであってもよい。
これによれば、レーダが検知した対象物が低背検知対象物か否か判別するのを効率化し、かつその精度を向上させることができる。
【０１８６】
上記レーダ装置の前記面積算出部は、前記曲線と所定の直線とを境界として定まる領域の面積または前記曲線と所定の曲線とを境界として定まる領域の面積を算出するものであってもよい。
これによれば、所定の区間において、前記曲線と所定の直線とを境界として定まる領域（閉じた空間）の面積を算出することにより、低背検知対象物の場合において算出される面積と通常検知対象物において算出される面積との差を検出することができるので、対象物が低背検知対象物であるか判定することができる。
【０１８７】
上記レーダ装置の前記面積算出部は、前記曲線と前記受信された電波の電力の平均値に基づいて決まる直線とを境界として定まる領域の面積を算出するものであってもよい。
これによれば、低背検知対象物の場合において算出される面積と通常検知対象物において算出される面積との差を大きくすることができるので、対象物が低背検知対象物であるか精度良く判定することができる。
【０１８８】
上記レーダ装置の前記検知処理部は、前記面積の複数区間の和が所定の閾値を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定するものであってもよい。
これによれば、区間面積の和を判定の基準とすることにより、通常検知対象物と低背検知対象物の差をより大きく表現することができるので、閾値の設定に余裕を持たせることができ、精度の高い判別ができる。
【０１８９】
上記レーダ装置の前記検知処理部は、複数区間の前記面積のいずれかが所定の閾値を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定するものであってもよい。
これによれば、全ての区間面積を算出する前に判定することができるので、レーダと対象物との距離が離れているときでも、通常検知対象物と判定することができる。その結果、その後の車両の減速や対象物の回避行動を、時間的に余裕をもって行うことができる。
【０１９０】
上記電子走査型レーダ装置の前記検知処理部は、前記面積が所定の閾値を超える回数が、予め設定した回数を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定するものであってもよい。
これによれば、全ての区間面積を算出する前に判定することができるので、レーダと対象物との距離が離れているときでも、通常検知対象物と判定することができる。その結果、その後の車両の減速や対象物の回避行動を、時間的に余裕をもって行うことができる。
【０１９１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、受信アンテナにより受信された電波に基づいて前記対象物までの距離を検出する第１のステップと、前記検出した距離の関数として、前記受信された電波の電力を算出する第２のステップと、所定の距離区間において、前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出する第３のステップと、前記算出した面積に基づいて前記対象物を低背検知対象物であるか否か判定する第４のステップと、をコンピュータに実行させる。
このコンピュータプログラムによれば、受信電力を距離の関数として表すことにより、レーダで検知した対象物が低背検知対象物か否か判別することができる。
【０１９２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、時間の関数として、前記受信された電波の電力を算出する第１のステップと、所定の時間区間において、前記関数を表す曲線を１つの境界として定まる領域の面積を算出する第２のステップと、前記算出した面積に基づいて前記対象物を低背検知対象物であるか否か判定する第３のステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
このコンピュータプログラムによれば、受信電力を時間の関数として表すことにより、レーダで検知した対象物が低背検知対象物か否か判別することができる。
【０１９３】
本発明によれば、レーダで検知した対象物が低背検知対象物であるか否か判別することができる。
【０１９４】
以下、本発明の実施形態による電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式ミリ波レーダ）について図面を参照して説明する。図１９は同実施形態の構成例を示すブロック図である。
【０１９５】
この図において、本実施形態による電子走査型レーダ装置は、受信アンテナ１１〜１ｎと、ミキサ２１〜２ｎと、送信アンテナ３と、分配器４と、フィルタ５１〜５ｎと、ＳＷ（スイッチ）６と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）７と、制御部８と、三角波生成部９と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０と、信号処理部２０とを用いて構成されている。
【０１９６】
上記信号処理部２０は、メモリ２１と、受信電力算出部２２と、ＤＢＦ検知部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位確定部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、面積算出部３１と、検知処理部３２と、物標出力処理部２９とを用いて構成されている。
【０１９７】
次に、図１９を参照して、本実施形態による電子走査型レーダ装置の動作を説明する。
受信アンテナ１１〜１ｎは、送信波が対象物にて反射し、この対象物から到来する反射波、すなわち受信波を受信する。
ミキサ２１〜２ｎ各々は、送信アンテナ３から送信される送信波と、各受信アンテナ１１〜１ｎそれぞれにおいて受信された受信波が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する。
【０１９８】
上記送信アンテナ３は、三角波生成部９において生成された三角波信号を、ＶＣＯ１０において周波数変調した送信信号を対象物に対して送信波として送信する。
分配器４は、ＶＣＯ１０からの周波数変調された送信信号を、上記ミキサ２１〜２ｎおよび送信アンテナ３に分配する。
【０１９９】
フィルタ５１〜５ｎ各々は、それぞれミキサ２１〜２ｎにおいて生成された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）６へ帯域制限されたビート信号を出力する。
ＳＷ６は、制御部８から入力されるサンプリング信号に対応して、フィルタ５１〜５ｎ各々を通過した各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）７に出力する。
【０２００】
ＡＤＣ７は、上記ＳＷ６から上記サンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１〜１ｎ各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、上記サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部２０におけるメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。
【０２０１】
制御部８は、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、図１９に示す電子走査型レーダ装置全体の制御を行う。
信号処理部２０内のメモリ２１は、Ａ／Ｄコンバータ７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとに格納する。
【０２０２】
＜距離、相対速度、水平角度（方位）を検出する原理＞
次に、図１３を用いて、本実施形態における信号処理部２０において用いられる、電子走査型レーダ装置と対象物との距離、相対速度、角度（方位）を検出する原理について簡単に説明する。
【０２０３】
図１３は、図１９の三角波生成部９において生成された信号をＶＣＯ１０において、中心周波数ｆ０、変調幅Δｆで周波数変調した送信信号と、その送信信号が対象物に反射されて受信信号として入力される状態を示す。図１３の例は対象物が１つの場合を示している。
【０２０４】
図１３（ａ）に示すように、送信する信号に対し、対象物からの反射波である受信信号が、レーダと対象物との距離に応じて右方向（時間遅れ方向）に遅延されて受信される。さらに、ドップラー効果によって対象物との相対速度に応じて、送信信号に対して上下方向（周波数方向）に変動する。
【０２０５】
受信電力算出部２２は、メモリ２１に格納された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号（図１３（ａ）の下図）に対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号レベルと呼ぶこととする。
【０２０６】
受信電力算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数、すなわち距離に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
【０２０７】
フーリエ変換の結果、図１３（ｂ）に示されるように、対象物が１つの場合、上昇領域及び下降領域にそれぞれに１つのピーク値を有することなる。ここで、図１３（ｂ）は横軸が周波数、縦軸が信号強度となっている。
【０２０８】
そして、受信電力算出部２２は、図１３（ｂ）に示すビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号レベルのピーク値を受信波の強度と称す。
【０２０９】
受信電力算出部２２は、信号レベルのピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（ビート信号の上り部分及び下り部分の双方）を対象物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ出力する。受信電力算出部２２は、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ出力し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ出力する。
【０２１０】
また、受信電力算出部２２は、信号レベルの下り部分のピーク値の二乗を受信電力として算出する。後述する距離検出部２４から入力された対象物との距離の関数として、前記受信電力を面積算出部３１へ出力する。
【０２１１】
受信電力算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、物標候補がないという情報を物標出力処理部２９に出力する。
なお、ビート信号の上り部分のピーク値、またはビート信号の上り部分のピーク値とビート信号の下り部分のピーク値の平均を信号レベルとして使用してもよい。
【０２１２】
複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる。レーダと対象物の距離に比例して、受信信号が遅延し、図１３（ａ）の上段における受信信号は右方向にシフトするので、レーダと対象物との距離が離れるほど、図１３（ａ）の下段におけるビート信号の周波数は大きくなる。
【０２１３】
複数の対象物に対応する信号レベルのピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号をつけて、検知処理部３２へ出力する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【０２１４】
次に、距離検出部２４は、受信電力算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により距離ｒを算出し、受信電力算出部２２と物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｒ＝｛Ｃ・Ｔ／（２・Δｆ）｝・｛（ｆｕ＋ｆｄ）／２｝
【０２１５】
また、速度検出部２５は、受信電力算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により相対速度ｖを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ出力する。
ｖ＝｛Ｃ／（２・ｆ０）｝・｛（ｆｕ−ｆｄ）／２｝
【０２１６】
上記距離ｒ及び相対速度ｖを算出する式において、Ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分／下降部分）、ｆｕは上昇部分における対象物周波数、ｆｄは下降部分における対象物周波数である。
【０２１７】
次に、本実施形態における受信アンテナ１１〜１ｎは、図１４に示すように、間隔ｄにより配置されたアレー状のアンテナである。上記受信アンテナ１１〜１ｎには、アンテナの配列している面に対する垂直方向の軸との角度φ方向から入射される、対象物からの到来波（入射波、すなわち送信アンテナ３から送信した送信波に対する対象物からの反射波）が入力する。
【０２１８】
このとき、上記到来波は、上記受信アンテナ１１〜１ｎにおいて同一角度φにて受信される。端ともう１端の受信アンテナ間にて発生する受信信号の位相差は、受信信号の周波数ｆ、端ともう１端の受信アンテナ間の間隔ｄｎ−１および角度φから、位相差は、２πｆ・（ｄｎ−１・ｓｉｎφ／Ｃ）で算出される。
【０２１９】
上記位相差を利用して、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部２３は、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部２６に出力する。
【０２２０】
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する。
【０２２１】
物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、メモリ
２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそ
れぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル
前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定する。
【０２２２】
その場合、物標引継ぎ処理部２７は、メモリ２１から読み出したその対象物の物標引継ぎ処理回数を１増やす。そうでない場合には、物標引継ぎ処理部２７は、新しい対象物を検知したとみなす。また、物標引継ぎ処理部２７は今回の対象物の距離、相対速度、方位およびその対象物の物標引継ぎ処理回数をメモリ２１に保存する。また、物標引継ぎ処理部２７は、検知処理部３２へ対象物の識別番号を出力する。
【０２２３】
面積算出部３１は、受信電力算出部２２から前記検出した距離の関数としての前記受信された電波の電力を受け取る。
面積算出部３１は、所定の距離区間において、前記関数を表す曲線と前記受信された電波の電力の平均値に基づいて決まる直線とを境界として定まる領域の面積を算出する。
面積算出部３１は、前記面積をこれまで算出した面積の和に加算し、当該加算後の面積の和をメモリ２１に保存する。
【０２２４】
検知処理部３２は、メモリ２１から前記加算後の面積の和を読み出し、後述する低背検知対象物の判別アルゴリズムを用いて、対象物が衝突の危険性が伴う通常検知対象物であるか走行に支障をきたさない低背検知対象物であるかを判別し、当該判別結果を物標出力処理部２９に出力する。これによって、対象物が衝突の危険性を伴う通常検知対象物である場合に、衝突を回避するために減速するか、または運転手に注意を促すために警報を発することができる。
【０２２５】
物標出力処理部２９は、対象物が通常検知対象物である場合に、その対象物の識別番号を物標として出力する。物標出力処理部２９は、検知処理部３２から、複数の対象物の判別結果を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として出力する。
【０２２６】
また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判別結果を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物である場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、メモリ２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として出力する。なお、物標出力処理部２９は、対象物が低背検知対象物である場合、または受信電力算出部２２から物標候補がないという情報が入力された場合には、物標なしという情報を出力する。
【０２２７】
＜低背検知対象物のレーダによる検知のシミュレーション結果＞  
低背検知対象物のレーダによる検知のシミュレーション結果を説明する前に、まず、その条件について説明する。図２０は、車両４１のまっすぐ前方に空き缶４２があることを想定したｙｚ平面上の走行条件のモデルである。ｄ１は車両４１と低背検知対象物の１例である空き缶４２の直接距離、ｒ１は対象物への電磁波の直接波伝搬経路、ｒ２とｒ３は、対象物への電磁波の間接波伝搬経路である。ｈ１は車載レーダの高さ、ｈ２は空き缶の高さ、ｈ３は車両床高である。
【０２２８】
図２１に示すように、アンテナ条件については、半値幅４３を４［ｄｅｇ］、メインローブの受信電力とサイドローブの受信電力の比（以下、サイドローブ比と称する）４４を４５［ｄＢ］とすることとする。
【０２２９】
続いて、車両が衝突する危険性が有る通常検知対象物が車両前方に存在する場合におけるシミュレーションの条件について説明する。シミュレーションの条件は、以下の通りである。図２０の車載レーダはミリ波帯域電波を用いることとし、レーダの設置高ｈ１は０．５５［ｍ］とする。レーダの伝搬波の直進性が強いので、対象物体の反射面の高さｈ２をレーダの設置高ｈ１と同じ高さである０．５５［ｍ］とする。ＲＣＳ（Ｒａｄｅｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ、レーダ反射断面積）は０［ｄＢ］とする。
【０２３０】
図２２（ａ）は、車両が衝突する危険性が有る通常検知対象物が車両前方に存在する場合におけるレーダ受信電力の距離特性を示したシミュレーション結果である。横軸は図２０で示した自車両と検知対象物との直線距離ｄ１、縦軸は、受信電力であり、受信電力が１［ｍＷ］時に０［ｄＢｍ］となるように計算されている。
【０２３１】
また、−７０［ｄＢｍ］が検知閾値ＴＨａであり、検知閾値ＴＨａ以上の領域（検知域６３ａ）では、レーダは受信波を検知することができるが、検知閾値ＴＨａよりも小さい領域（非検知域６４ａ）では、レーダは受信波を検知することができない。通常検知対象物の場合、受信電力曲線６１ａは、直接距離ｄ１に応じて、激しく変動している。
【０２３２】
続いて、車両が衝突する危険性が無い低背検知対象物が車両前方に存在する場合におけるシミュレーションの条件について説明する。シミュレーションの条件は、以下の通りである。図２０の車載レーダはミリ波帯域電波を用いることとし、レーダの設置高ｈ１は０．５５［ｍ］とする。対象物体の路面からの高さｈ２を０．１［ｍ］とする。空き缶等を想定し、ＲＣＳを図２２（ａ）の場合よりも十分に小さい値（−１０［ｄＢ］）とする。
【０２３３】
図２２（ｂ）は、車両が衝突する危険性が無い低背検知対象物が車両前方に存在する場合におけるレーダ受信電力の距離特性を示したシミュレーション結果である。横軸は図２０で示した自車両と検知対象物との直線距離ｄ１、縦軸は、受信電力であり、受信電力が１［ｍＷ］時に０［ｄＢｍ］となるように計算されている。
【０２３４】
また、−７０［ｄＢｍ］が検知閾値ＴＨｂであり、検知閾値ＴＨｂ以上の領域（検知域６３ｂ）では、レーダは受信波を検知することができるが、検知閾値ＴＨｂよりも小さい領域（非検知域６４ｂ）では、レーダは受信波を検知することができない。低背検知対象物の場合、受信電力曲線６１ｂは、通常検知対象物の場合の受信電力曲線６１ａと比べて、直接距離ｄ１に応じて変化する量が少ない。
【０２３５】
図２２（ａ）と図２２（ｂ）の結果から、検知閾値を越える全ての対象物を衝突危険対象物とするならば、直接距離ｄ１が９０［ｍ］以下では、レーダは双方とも対象物を衝突危険対象物として判別してしまい、不要な衝突軽減制御を行ってしまうという問題がある。そこで、検知処理部３２は、不要な衝突軽減制御を行わないために、以下に説明するアルゴリズムを用いて走行に支障をきたさない低背検知対象物に対し、衝突の危険性が伴う通常検知対象物を判別する。
【０２３６】
＜低背検知対象物の判別アルゴリズムの原理＞  
次に、面積算出部３１と検知処理部３２における、低背検知対象物の判別アルゴリズムの原理について説明する。
図２０に示すように、レーダから掃射された電磁波は直接波伝搬経路ｒ１と間接波伝搬経路（ｒ２とｒ３を合わせた経路、以下、総称してｒ４と略す）の２つのルートを介して反射点である検知対象物へ到達して合成される。さらに、この合成波は、反射点で再掃射されて、同じくｒ１の経路とｒ４の経路を伝搬し、到達点である車載レーダで再度合成される。
【０２３７】
この経路の異なる２つの伝搬波の合成が原因となり、レーダと検知対象物との直接距離ｄ１に応じて変化する受信電力に「強めあう箇所」と「打ち消しあう箇所」が発生する。このような現象において、図２０に示すレーダの高さｈ１と検知対象物の高さｈ２は、当該強めあう箇所と打ち消しあう箇所の発生数（以下、発生数と称す）を決定付ける主要因となっている。
【０２３８】
具体的には、直接波伝播経路ｒ１に対する間接波伝播経路ｒ４との差によって、到達点で観測される直接波と間接波間に位相差が生じる。そのような位相差をもった２つの波の合成によって、受信電力特性に「強め合う箇所」や「打ち消しあう箇所」が発生する。
距離ｄ１が変化したときの直接波と間接波の経路差の変化量は、低背検知対象物より通常検知対象物の方が大きい。
【０２３９】
ここで、距離ｄ１に応じて経路差Δｒ（但し、Δｒ＝ｒ４−ｒ１とする）が変化するほど、位相差も同じく変化することから、距離ｄ１が変化したときの直接波と間接波の位相差の変化量は、低背検知対象物より通常検知対象物の方が多い。
また、ある所定の距離の区間において前記発生数が多ければ多いほど、隣接する強めあう箇所と打ち消しあう箇所との間の距離（以下、帯域幅と称す）が小さくなる。
【０２４０】
上記「強めあう箇所」と「打ち消しあう箇所」の発生数と帯域幅を具体的に示すために、図２３は、図２２と同じ条件下において伝搬経路差Δｒと位相差Δφとを、「通常検知対象物」と「低背検知対象物」との間で比較したものである。図２３（ａ）において、Δｒの大きさは、「通常検知対象物」＞＞「低背検知対象物」である。必然的に、Δφの変動量も「通常検知対象物」＞＞「低背検知対象物」である。
【０２４１】
従って、図２３（ｂ）において、距離が変化したときのｓｉｎ（Δφ）の変動量が、「通常検知対象物」＞＞「低背検知対象物」となっている。この距離が変化したときのΔｒの変化量つまり距離が変化したときの位相差Δφの変動量により、「強め合う箇所」や「打ち消しあう箇所」の発生数が決定される。
【０２４２】
特に、車載レーダの主な使用範囲であるｄ１が３０［ｍ］前後からｄ１の最大値が百数十メートル程度の範囲においては、通常検知対象物にあっては「強めあう箇所」と「打ち消しあう箇所」は数回発生し、数メートルと数十メートルの帯域幅がある。一方、低背検知対象物は、「強め合う箇所」や「打ち消しあう箇所」は各１回発生し、数十メートルと数百メートルの帯域幅がある。以上のように顕著な差異が認められる。本発明の低背検知対象物の判別アルゴリズムは、この発生数と帯域幅の差異を識別することを原理としている。
【０２４３】
＜低背検知対象物の判別アルゴリズム＞  
次に、低背検知対象物の判別アルゴリズムの概略について説明する。通常検知対象物と低背検知対象物とを識別する方法として、受信電力曲線と縦軸の値を受信電力の区間平均値とする直線とを境界として定まる領域の面積を用いた方法を説明する。
【０２４４】
まず、図２４に示すように、面積算出部３１は、レーダと検知対象物との間の直接距離ｄ１を、任意のＮ個の区間（Δｄ１，…，ΔｄＮ）に分割する。例えば、区間を距離５［ｍ］の間隔で区分けする。
面積算出部３１は、それぞれの区間において、受信電力曲線９２と縦軸の値を受信電力の区間平均値とする直線とを境界として定まる領域の面積を算出する。具体的には、例えば、区間９３において、領域９４と領域９５の面積の和を算出する。
【０２４５】
図２４に示すように、面積算出部３１は各区間内で平均電力Ｍｅａｎを算出し、区間毎に受信電力から当該平均電力を減算した電力（以下、基準化電力と称する）を算出する。例えば、区間Δｄｋ（ｋは１からＮまでの整数）内にｎ点の受信電力Ｐ（Δｄｋ，ｉ）（ｉは１からｎまでの整数）があるとすると、基準化電力ｐ（Δｄｋ，ｉ）［ｄＢ］は、デシベル表記上の減算（リニア値では除算）を用いて、以下の式（９）で表される。
【０２４６】
【数９】
2013002927.tif 000011
【０２４７】
続いて、図２５に、基準化電力の距離特性を示す。図２５に示すように、基準化電力の曲線９１はゼロ［ｄＢ］と交差する。ここで、図２６（ａ）において、Δｄｋの区間に注目すると、基準化電力は、正の領域１０１と負の領域１０２が存在する。
面積算出部３１は、図２６（ｂ）に示すように、基準化電力の絶対値｜ｐ（Δｄｋ，ｉ）｜を算出し、当該基準化電力の絶対値に対して、区間内において積分を実施するための閉区間（図２６（ｂ）において塗りつぶされた領域、例えば１０３と１０４）を定める。
【０２４８】
図２７は、図２６の領域１０３の拡大図である。基準化電力の絶対値１１１は、２次関数１１２で良く近似できる。面積算出部３１は、シンプソンの公式を用いて、図２７の領域１０３の近似面積を算出する。
【０２４９】
具体的には、シンプソンの公式を用いると、領域１０３の面積ｓΔｄ（ｋ，ｉ）は、端点１１３（ｄ１＝Δｄｋ，ｉ）と、端点１１５（ｄ１＝Δｄｋ，ｉ＋１）と、その中間点１１４（ｄ１＝（Δｄｋ，ｉ＋Δｄｋ，ｉ＋１）／２）の距離ｄ１とそれぞれの基準化電力ｐ（ｄ１）の値を用いて近似することができる。従って、面積算出部３１は、領域１０３の面積を上記３つの座標の値のみを用いて近似し、以下の式（１０）を用いて算出する。
【０２５０】
【数１０】
2013002927.tif 000012
【０２５１】
面積算出部３１は、上記一連の処理を繰り返し、算出した面積ｓΔｄ（ｋ，ｉ）を逐次的に受信電力積分値Ｓに加算し、受信電力積分値Ｓを算出する。以上の処理は、以下の式（１１）で表される。
【０２５２】
【数１１】
2013002927.tif 000013
【０２５３】
面積算出部３１は、逐次的に更新した受信電力積分値Ｓをメモリ２１に保存する。
図２８（ａ）は、通常検知対象物の受信電力１２１と区間の平均値Ｍａを表している。通常検知対象物の受信電力が急峻に変化している区間ほど、通常検知対象物の受信電力の曲線１２１と区間の平均値Ｍａの直線で定まる領域の面積は大きくなる。
【０２５４】
上記のことを、具体例を挙げて説明する。例えば、区間１２２で算出される前記面積と区間１２３で算出される前記面積を比較する。区間１２２で算出される前記面積は、領域１２２ａの面積と領域１２２ｂの面積の和である。一方、区間１２３で算出される前記面積は、領域１２３ａの面積と領域１２３ｂの面積の和である。
【０２５５】
図２８から明らかなように、領域１２３ａは領域１２２ａより縦軸方向の長さが長いので、領域１２３ａは領域１２２ａより面積が大きい。同様にして、領域１２３ｂは領域１２２ｂより縦軸方向の長さが長いので、領域１２３ｂは領域１２２ｂより面積が大きい。
以上のように、受信電力が急峻に変化している区間では、受信電力の変化幅が大きいために、算出される前記面積が大きくなる。
【０２５６】
一方、図２８（ａ）は、低背検知対象物の受信電力１２４と区間の平均値Ｍｂを表している。低背検知対象物の受信電力は、すべての区間で滑らかに変化しており急峻に変化していないので、どの区間をとっても、低背検知対象物の受信電力１２４の曲線と区間の平均値Ｍｂの直線で定まる領域の面積は小さくなる。
【０２５７】
従って、通常検知対象物の受信電力の曲線と区間の平均値Ｍａの直線で定まる領域の面積の和と、低背検知対象物の受信電力の曲線と区間の平均値Ｍｂの直線で定まる領域の面積の和を比較した場合、通常検知対象物の受信電力の曲線と区間の平均値Ｍａの直線で定まる領域の面積の和の方が大きくなる。
以上より、前記発生数が通常検知対象物の受信電力の曲線と区間の平均値の直線で定まる領域の面積という指標で表されることになる。
【０２５８】
なお、上記の実施例では、横軸を距離として面積を算出したが、横軸を時間に置き換えて面積を算出してもよい。
また、上記の実施例では、面積を算出する際の１つの境界として、縦軸の値を受信電力の区間平均値とする直線を用いたが、当該境界となる線は、縦軸の値を所定の値とする直線であれば何でもよい。例えば、前記直線は、縦軸の値を区間の最小値とする直線、縦軸の値を区間の最大値とする直線、または縦軸の値を区間の中央値とする直線でもよい。
【０２５９】
その検証のために、１例として、ある区間において受信電力曲線と縦軸の値を区間の最小値とする直線とを境界として定まる領域の面積を、通常検知対象物の場合と低背検知対象物の場合で比較する。図２９（ａ）において、ある区間における通常検知対象物の場合の受信電力１３１の面積は、領域１３２で表される。
【０２６０】
一方、図２９（ｂ）において、ある区間における低背検知対象物の場合の受信電力１３３の面積は、領域１３４で表される。通常検知対象物の場合の基準化電力の変化量が低背検知対象物の場合の基準化電力の変化量と比べて大きいので、領域１３２の面積は領域１３４の面積よりも大きくなる。
【０２６１】
従って、前記発生数が受信電力曲線と縦軸の値を区間の最小値とする直線とを境界として定まる領域の面積という指標で表されることになる。また、受信電力曲線と縦軸の値を他の所定の値（例えば、区間の最大値または区間の中央値等）とする直線とを境界として定まる領域の面積も、同様の原理により、前記発生数を反映する指標となる。
【０２６２】
また、上記の実施例では、面積を算出する際の１つの境界として、縦軸の値を受信電力の区間平均値とする直線を用いたが、当該境界となる線は曲線でもよい。例えば、前記曲線は、自由空間伝搬減衰曲線でもよい。その検証のために、ある区間において受信電力曲線と自由空間伝搬減衰曲線とを境界として定まる領域の面積を、通常検知対象物の場合と低背検知対象物の場合で比較する。
【０２６３】
図２９（ｃ）において、通常検知対象物の場合、ある区間における受信電力曲線１３６と自由空間伝搬減衰曲線１３５とを境界として定まる領域の面積は、領域１３６ａの面積と領域１３６ｂの面積の和で表される。一方、低背検知対象物の場合、ある区間における受信電力曲線１３７と自由空間伝搬減衰曲線１３５とを境界として定まる領域の面積は、領域１３７ａの面積と領域１３７ｂの面積の和で表される。
【０２６４】
図２９（ｃ）から明らかなように、通常検知対象物において算出された面積が低背検知対象物において算出された面積より大きくなる。従って、面積を算出する際に、境界となる線は、曲線でもよい。
【０２６５】
なお、前記境界となる曲線は、前記自由空間伝搬減衰曲線に限らず、数次の最小二乗法を用いたある対象物の受信電力特性に対する近似曲線であってもよい。また、前記境界となる線は、所定の右肩下がりの線（直線および曲線を含む）であってもよい。
従って、面積を算出する際に、境界となる線は、直線でも曲線でもよく、予め決められた所定の線であればよい。
【０２６６】
＜低背検知対象物の判別処理時の積分範囲＞
続いて、低背検知対象物の判別処理の効率化と精度向上のために、積分範囲を指定することについて、図３０を用いて説明する。図３０において、１４１は検知閾値、１４２は通常検知対象物の受信電力曲線、１４３は自由空間伝搬減衰による受信電力の理論曲線、１４４は低背対象物の受信電力曲線、１４５ａはΔｄ１からΔｄＮまでの積分範囲、１４５ｂは最も広範囲に打ち消しあう箇所、１４５ｃは近傍域である。
【０２６７】
低背検知対象物は、レーダ反射断面積が狭いために、帰還電力値が低い。計算量を極力抑えるために、面積算出部３１は、予め検知閾値を上回ると推定される位置に開始点を定める。例えば、積分開始位置を図３０のΔｄ１とする。
面積算出部３１は、低背検知対象物の想定される最大の高さ条件で算出される結果を参照し、レーダの視野範囲で想定される最長距離に存在する最も広範囲に打ち消しあう箇所１４５ｂより距離が離れた位置で終点を定める。
【０２６８】
例えば、積分終了位置を図３０のΔｄＮとする。従って、面積算出部３１は、Δｄ１からΔｄＮまでの積分範囲１４５ａにおいて、基準化電力の面積を算出する。
また、距離が２０［ｍ］以下の近傍域１４５ｃでは、アンテナ指向性が顕著に現れ始め、伝搬特性の様相が大きく変化するので、積分区間から除外することとする。
【０２６９】
＜低背検知対象物の判別処理の積分結果＞
図３１は、低背検知対象物の判別処理の積分結果の例である。距離ｄ１が４７［ｍ］付近に矢印で示した区間に注目すると、１閉区間に限った数値的な比較においても十分に大きな差異（最大で１０から３０倍）があることが分かる。
【０２７０】
面積算出部３１は、順次、前記区間面積を区間面積の和に加算し、当該加算した区間面積の和をメモリ２１に保存する。検知処理部３２は、メモリ２１から区間面積の和を読み出し、前記区間積分値の和が所定の閾値を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定し、当該判別結果を物標出力処理部２９に出力する。
【０２７１】
これによって、区間積分値の和で判別することにより、通常検知対象物と低背検知対象物の差をより大きく表現することができるので、非常に余裕をもった精度の高い判別ができる。
【０２７２】
なお、検知処理部３２は、前記区間積分値のいずれかが所定の閾値を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定してもよい。
これによって、全ての区間積分値を算出する前に判定することができるので、レーダと対象物との距離が離れているときでも、通常検知対象物と判定することができる。その結果、その後の車両の減速や対象物の回避行動を、時間的に余裕をもって行うことができる。
【０２７３】
また、検知処理部３２は、前記区間積分値が所定の閾値を超える回数が、予め設定した回数を超えると、前記対象物を通常検知対象物と判定してもよい。
これによって、全ての区間積分値を算出する前に判定することができるので、レーダと対象物との距離が離れているときでも、通常検知対象物と判定することができる。その結果、その後の車両の減速や対象物の回避行動を、時間的に余裕をもって行うことができる。
【０２７４】
次に、物標抽出処理について、図３２のフローチャートを参照して説明する。信号処理部２０は、ＡＤ変換された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をメモリ２１に格納する（ステップＳ１６１）。次に、受信電力算出部２２は、各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をフーリエ変換し、信号レベルを算出する（ステップＳ１６２）。
【０２７５】
受信電力算出部２２は、アンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値をＤＢＦ処理部２３へ出力する。また、受信電力算出部２２は、周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を距離検出部２４へ出力する。また、受信電力算出部２２は、中心周波数ｆ０、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を速度検出部２５へ出力する。また、受信電力算出部２２は、受信電力を距離の関数として、面積算出部３１へ出力する。また、受信電力算出部２２は、受信波の強度を検出できなかった場合、物標候補がないことを物標出力処理部２９に出力する。  
【０２７６】
次に、ＤＢＦ処理部２３は、受信電力算出部２２から入力されたアンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換を行い、角度分解能に対応した角度チャネル毎の空間複素数を計算し、ビート周波数毎に方位検出部２６へ出力する（ステップＳ１６３）。  
【０２７７】
次に、距離検出部２４は、受信電力算出部２２から入力される周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、距離を算出する（ステップＳ１６４）。また、速度検出部２５は、受信電力算出部２２から入力される中心周波数、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、相対速度を算出する（ステップＳ１６４）。
【０２７８】
次に、方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数のうち、一番振幅が大きな値を取る角度を、対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に出力する（ステップＳ１６５）。
【０２７９】
次に、物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、メモリ２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定し、メモリ内の対象物の距離、相対速度、方位の値を更新し、面積算出部３１へ対象物の識別番号を出力する（ステップＳ１６６）。
【０２８０】
次に、面積算出部３１は、受信電力算出部２２から出力された距離の関数である受信電力を受け取る。面積算出部３１は、所定の距離区間において、前記関数を表す曲線と前記受信された電波の電力の平均値に基づいて決まる直線とを境界として定まる領域の面積を算出する。面積算出部３１は、当該区間面積を順次、それまでに算出した区間面積の和に加算し、当該加算後の区間面積の和をメモリ２１に保存する。
【０２８１】
検知処理部３２は、メモリ２１から区間面積の和を読み出し、当該面積の和に基づいて、対象物が低背検知対象物であるか否か判定し、対象物が低背検知対象物であるか通常検知対象物であるかの情報を物標出力処理部２９へ出力する（ステップＳ１６７）。
【０２８２】
次に、物標出力処理部２９は、対象物が通常検知対象物である場合に、その対象物の識別番号を物標として出力する（ステップＳ１６８）。物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として出力する。
【０２８３】
また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物の場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、メモリ２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として出力する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０２８４】
続いて、面積算出部３１と検知処理部３２における低背検知対象物の判別処理の詳細について、図３３のフローチャートを用いて説明する。
まず、面積算出部３１は、レーダと対象物との直接距離ｄ１に対する積分範囲を指定する（ステップ  Ｓ１７１）。次に、面積算出部３１は、レーダと対象物との直接距離ｄ１を任意の区間に分割する（ステップ  Ｓ１７２）。
【０２８５】
次に、下記に示すステップＳ１６３からステップＳ１６７までを、レーダと対象物との直接距離ｄ１がステップＳ１６１で指定した積分範囲にある限り、繰り返す。
まず、面積算出部３１は、区間内の受信電力の平均（以下、平均受信電力と称する）を算出する（ステップ  Ｓ１７３）。次に、面積算出部３１は、当該区間内の受信電力から前記平均受信電力を減算することによって、基準化電力を算出する（ステップ  Ｓ１７４）。
【０２８６】
次に、面積算出部３１は、基準化電力を絶対値化して、基準化電力の絶対値化の曲線と距離ｄ１の軸とに囲まれた閉区間を抽出する（ステップ  Ｓ１７５）。次に、面積算出部３１は、前記抽出した閉区間の面積を算出する（ステップ  Ｓ１７６）。次に、面積算出部３１は、メモリ２１から前のループまでに算出した面積の和を読み出し、当該前のループまでに算出した面積の和に、前記算出した面積を加算し、当該加算後の面積の和をメモリ２１に保存する（ステップ  Ｓ１７７）。面積算出部３１が、全ての区間で算出した面積を前記面積の和に加算し終わると、本ループは終了する。
【０２８７】
前記算出した面積の和が所定の閾値よりも大きい場合（ステップ  Ｓ１７８  ＹＥＳ）、検知処理部３２は、検知した対象物を通常検知対象物と判定し（ステップ  Ｓ１７９ａ）、通常検知対象物であるという情報を物標出力処理部２９へ出力する。
一方、前記算出した面積の和が所定の閾値以下の場合（ステップ  Ｓ１７８  ＮＯ）、検知した対象物を低背検知対象物と判定し（ステップ  Ｓ１７９ｂ）、低背検知対象物であるという情報を物標出力処理部２９へ出力する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０２８８】
本実施例では、距離の関数として受信電力を算出したが、これに限らず、時間の関数であってもよい。例えば、対象物が止まっている場合、時間が経つとともに、レーダと対象物との距離が縮まる。これにより、受信電力を時間の関数と表した場合に、低背検知対象物からの受信電力曲線を１つの境界として定まる領域の面積の和は、通常検知対象物からの受信電力曲線を１つの境界として定まる領域の面積の和よりも小さくなる。従って、検知処理部３２は、当該面積の和の差によって、低背検知対象物であるか否かを判定することができる。
【０２８９】
本実施例では、電子走査型レーダ装置を用いて説明したが、これに限らず、機械操作式レーダ装置であってもよい。機械操作式レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化は、電子走査型レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化と、等価なものだからである。
【０２９０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０２９１】
（関連技術３の説明）
まず、背景技術を説明する。
従来、ミリ波レーダ（以下、レーダと称する）は、通常、自動車の車体前方に搭載され、車間警報、車速制御などに用いられている。車載レーダとしては、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、多周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ、及びパルスレーダ等の方式を利用した電子走査型のレーダが用いられている。
【０２９２】
レーダを搭載した自車の周囲に障害物が存在する場合、車載レーダは自車と障害物との相対的な距離、方位、速度などの情報を有した物標データを車間警報、車速制御システムに供給する。車間警報、車速制御システムは、その物標の位置情報に応じて、自車と障害物との距離を維持させたり、衝突が予想される場合には警報を発したり、自車を減速させたりするといった自車の制御（以下、衝突軽減制御と称する）を行う（例えば、特開２００６−２７５８４０号公報）。そのため、車載レーダは、自車両に衝突する危険性がある対象物を迅速にかつ正確に検知する性能が要求されている。
【０２９３】
一般車道において、高架橋、スノーシェルター、土石シェルター等、レーダの受信アンテナ光軸の高さより十分に高い位置に反射構造物（以下、上方構造物と称する）が存在する。これらの上方構造物は、保安規定から、車高よりも十分高い位置（具体的には、４．５ｍ以上）に設置が義務付けられているため、車両の走行の妨げとはならない。
【０２９４】
しかしながら、従来のレーダ装置は、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知するという問題があった。そうすると、衝突事故が物理的に発生しない安全な走行状況にも関わらず、車両制御機器は上記レーダ装置の誤検知により衝突の危険性がある状況であると判断してしまう。この誤検知が原因で、不要な警報の発信または不要な自車両の減速といった制御が行われ、運転者への不快をもたらしてしまう。
【０２９５】
上記問題に対して、アンテナの指向性制御を用いた手法が開発されているが、その導入にはアンテナの高性能化または高機能化が伴う。しかしながら、小型化、低コスト化が求められる車載用レーダにおいては、アンテナの指向性制御によって上方構造物の検知を完全に抑制するのは困難である。
【０２９６】
次に、関連技術３に係る発明について説明する。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アンテナの指向性制御によらずに、検知した対象物が上方構造物であるか否か判別するレーダ装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【０２９７】
［１］上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるレーダ装置は、電波を送信する送信アンテナと、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信された電波を所定の時間間隔で取得する受信波取得部と、前記受信波取得部の取得回数の関数として、前記受信された電波の電力を算出する受信電力算出部と、前記関数から複数の代表点を抽出する代表点抽出部と、前記代表点に基づいて前記対象物を前記受信アンテナの光軸より高い位置にある上方構造物であるか否か判定する判定処理部と、を備えることを特徴とする。
上記レーダ装置によれば、適切な代表点を抽出することによりスパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０２９８】
［２］上記［１］記載のレーダ装置において、前記代表点抽出部は、前記関数の極値を取る点を抽出し、前記判定処理部は、前記極値に基づいて前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０２９９】
［３］上記［２］記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記極値の数を計数し、前記極値の数が所定の閾値を越えた場合、前記対象物を前記上方構造物と判定することを特徴とする。
これによれば、上方構造物の高さが高くなるほど極値の数が多くなる関係をもつことから、所定の閾値を適切に設定することにより、ロバストに対象物を上方構造物と判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３００】
［４］上記［３］に記載のレーダ装置において、極値の数と、前記対象物と前記受信アンテナの光軸との高さの差を関係づけて記憶する記憶部を更に備え、前記判定処理部は、前記記憶部から前記計数した極値の数に対応する前記高さの差を抽出することを特徴とする。
これによれば、計数した極値の数から対象物と受信アンテナの光軸との高さの差を抽出することができるので、上記高さの差から対象物の高さを算出することができる。従って、対象物が上方構造物である場合、対象物の高さと自車両の地上からの高さとを比較することにより、自車両が対象物と衝突するか否か判定することができる。これにより、対象物とレーダ装置を搭載した自車両との衝突の危険性を、予め自車両の運転者へ知らせることができる。一方、対象物が上方構造物でない場合、算出した対象物の高さから、対象物である車両の種類を推定することができる。
【０３０１】
［５］上記［１］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を近似した近似関数を算出し、前記近似関数に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、適切な近似関数を算出することにより、算出された近似関数の特性から対象物が上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０２】
［６］上記［５］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を１次関数で近似し、前記１次関数の１次の係数が所定の閾値を越えた場合、前記対象物を前記上方構造物と判定することを特徴とする。
これによれば、所定の閾値が適切に選択されることにより、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなく、ロバストに上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０３】
［７］上記［５］に記載のレーダ装置において、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を１次関数で近似し、所定の前記取得回数における前記１次関数の値と前記受信された電波の電力または前記代表点における電力との差を算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、１次関数の値と受信された電力との差と所定の閾値とを比較することにより、上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０４】
［８］上記［５］に記載のレーダ装置において、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を１次関数で近似し、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を２次以上の関数で近似し、所定の前記取得回数における前記１次関数の値と前記２次以上の関数の値との差を算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、同距離における１次関数の値と２次以上の関数の値の差が大きくなるので、スパイクノイズ等による受信電力の極値の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。従って、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０５】
［９］上記［１］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、予め決められた前記取得回数における前記代表点の電力に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、予め決められた取得回数（例えば、対象物との距離１５０［ｍ］に相当する取得回数）を適切に決めることによって、その取得回数における代表点の電力に基づいて、対象物を上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０６】
［１０］上記［９］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記予め決められた前記取得回数における前記代表点の電力と所定の前記取得回数における前記代表点の電力との差を算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、予め決められた取得回数（例えば、対象物との距離１５０［ｍ］に相当する取得回数）における代表点の電力と、所定の取得回数（例えば、対象物との距離１００［ｍ］に相当する取得回数）における代表点の電力との差に基づいて、対象物を上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０７】
［１１］上記［９］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記取得回数と前記代表点の電力の関係を２次以上の関数で近似し、前記予め決められた前記取得回数における前記代表点の電力と所定の前記取得回数における前記２次以上の関数の値とを算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、２次以上の近似式の値と初期値との差に基づいて、スパイクノイズ等による受信電力の極値の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０８】
［１２］上記［１］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記代表点における電力に基づいて前記対象物の反射断面積を算出し、前記反射断面積に基づいて、所定の前記取得回数における前記受信された電波の電力の推定値を算出し、前記推定値に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、電力の推定値を受信された電波の電力または代表点の電力と比較することにより、上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３０９】
［１３］上記［１２］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を近似した近似関数を算出し、所定の前記取得回数における前記電力の推定値と前記近似関数の値との差を算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、代表点の電力と電力の推定値との差に基づいて、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなくロバストに対象物を上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１０】
［１４］上記［１２］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記取得回数と前記代表点における電力の関係を近似した近似関数を算出し、所定の前記取得回数における前記電力の推定値と前記近似関数の値との差を算出し、前記差に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、所定の取得回数における電力の推定値と近似関数の値との差に基づいて、ロバストに対象物を上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１１】
［１５］上記［１］に記載のレーダ装置において、前記代表点抽出部は、所定の前記取得回数の範囲における前記受信された電波の電力から複数の代表点を抽出し、前記判定処理部は、前記所定の取得回数における前記複数の代表点に基づいて前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、所定の取得回数の範囲において取得回数に対する複数の代表点に基づいて、対象物を上方構造物であるか否か判定することができるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１２】
［１６］上記［１５］に記載のレーダ装置において、前記所定の取得回数において前記取得回数に対する前記複数の代表点の軌跡が下に凸であれば、前記対象物を前記上方構造物であると判定することを特徴とする。
これによれば、予め決められた取得回数における複数の代表点のうちで極小値を取る点があれば、対象物を上方構造物であると判定できるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１３】
［１７］上記［１５］に記載のレーダ装置において、前記所定の取得回数において前記複数の代表点を前記取得回数の順に繋いだ曲線に極小値がある場合、前記対象物を前記上方構造物であると判定することを特徴とする。
これによれば、スパイクノイズ等による受信電力の極大値の変動およびレーダ装置のサンプリング周波数が低いことによる受信電力値の取得漏れによる影響を受けずに、ロバストに対象物を上方構造物であると判定できるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１４】
［１８］上記［１５］に記載のレーダ装置において、前記判定処理部は、前記所定の取得回数に対する前記複数の代表点の電力を２次関数で近似し、前記２次関数が極小値または最小値を取る取得回数を算出し、前記極小値または前記最小値を取る取得回数に基づいて、前記対象物を前記上方構造物であるか否か判定することを特徴とする。
これによれば、スパイクノイズ等による受信電力の極大値の変動およびレーダ装置のサンプリング周波数が低いことによる受信電力値の取得漏れによる影響を受けずに、ロバストに対象物を上方構造物であると判定できるので、上方構造物を衝突危険対象物として誤検知することを防ぐことができる。
【０３１５】
［１９］上記［１８］に記載のレーダ装置において、前記取得回数と、前記対象物と前記受信アンテナの光軸との高さの差とを関係づけて記憶する記憶部を更に備え、前記判定処理部は、前記記憶部から前記極小値または前記最小値を取る取得回数に対応する前記高さの差を抽出することを特徴とする。
これによれば、記憶部から極小値を取る距離に対応する高さの差を抽出することができるので、その高さの差を用いて対象物の高さを算出することができる。これにより、対象物が上方構造物である場合、対象物の高さと自車両の地上からの高さとを比較することにより、自車両が対象物と衝突するか否か判定することができる。これにより、予め対象物とレーダ装置を搭載した自車両との衝突の危険性を、予め自車両の運転者へ知らせることができる。一方、対象物が上方構造物でない場合、算出した対象物の高さから、対象物である車両の種類を推定することができる。
【０３１６】
［２０］上記の課題を解決するために、本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、受信アンテナにより受信された電波を所定の時間間隔で取得を行う第１のステップと、前記取得の回数の関数として、前記受信された電波の電力を算出する第２のステップと、前記関数から複数の代表点を抽出する第３のステップと、前記代表点に基づいて前記対象物を前記受信アンテナの光軸より上方にある上方構造物であるか否か判定する第４のステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
上記コンピュータプログラムによれば、取得の回数に対する受信された電波の関数から、複数の代表点を抽出し、その複数の代表点に基づいて対象物を上方構造物であるか否か判定することができる。従って、適切な代表点を抽出することによりスパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０３１７】
本発明によれば、アンテナの指向性制御によらずに、検知した対象物が上方構造物であるか否か判別することができる。
【０３１８】
以下、本発明の本発明の各実施形態で共通する電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式ミリ波レーダ）について図面を参照して説明する。図３４は本発明の各実施形態で共通する電子走査型レーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【０３１９】
同図において、本発明の各実施形態で共通する電子走査型レーダ装置１は、受信アンテナ１１〜１ｎと、ミキサ２１〜２ｎと、送信アンテナ３と、分配器４と、フィルタ５１〜５ｎ（ｎは正の整数）、ＳＷ（スイッチ）６と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ、受信波取得部）７と、制御部８と、三角波生成部９と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０と、信号処理部２０とを用いて構成されている。
【０３２０】
上記信号処理部２０は、記憶部２１と、受信電力算出部２２と、ＤＢＦ検知部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位確定部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、代表点抽出部３３と、判定処理部３４と、物標出力処理部２９とを用いて構成されている。
【０３２１】
次に、図３４を参照して、本発明の各実施形態で共通する電子走査型レーダ装置の動作を説明する。
受信アンテナ１１〜１ｎは、送信波が対象物にて反射し、この対象物から到来する反射波、すなわち受信波を受信する。
ミキサ２１〜２ｎ各々は、送信アンテナ３から送信される送信波と、各受信アンテナ１１〜１ｎそれぞれにおいて受信された受信波が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する。
【０３２２】
上記送信アンテナ３は、三角波生成部９において生成された三角波信号を、ＶＣＯ１０において周波数変調した送信信号を対象物に対して送信波として送信する。
分配器４は、ＶＣＯ１０からの周波数変調された送信信号を、上記ミキサ２１〜２ｎおよび送信アンテナ３に分配する。
【０３２３】
フィルタ５１〜５ｎ各々は、それぞれミキサ２１〜２ｎにおいて生成された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）６へ帯域制限されたビート信号を供給する。
ＳＷ６は、制御部８から入力されるサンプリング信号に対応して、フィルタ５１〜５ｎ各々を通過した各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ（受信波取得部）７に供給する。
【０３２４】
ＡＤＣ（受信波取得部）７は、上記ＳＷ６から上記サンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１〜１ｎ各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、上記サンプリング信号に同期して所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部２０における記憶部２１の波形記憶領域に順次記憶させる。換言すれば、ＡＤＣ（受信波取得部）７は、ビート信号を所定の時間間隔で取得する。
【０３２５】
制御部８は、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、図３４に示す電子走査型レーダ装置全体の制御を行う。
信号処理部２０内の記憶部２１は、Ａ／Ｄコンバータ７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとに格納する。
【０３２６】
また、記憶部２１は、自車両の地上からの高さと自車両が積載する荷物の地上からの高さとを保持する。また、記憶部２１は、後述する極大値の検出数と高低差とを関係付けたテーブル１００を保持する。また、記憶部２１は、後述する第１ヌル点に対応する距離の理論値と高低差とを関係付けたテーブル２７０を保持する。
【０３２７】
＜距離、相対速度、水平角度（方位）を検出する原理＞
次に、図１３を用いて、本発明の各実施形態で共通する信号処理部２０において用いられる、電子走査型レーダ装置と対象物との距離、相対速度、角度（方位）を検出する原理について簡単に説明する。
【０３２８】
図１３は、図３４の三角波生成部９において生成された信号をＶＣＯ１０において、中心周波数ｆ０、変調幅Δｆで周波数変調した送信信号と、その送信信号が対象物に反射されて受信信号として入力される状態を示す。図１３の例は対象物が１つの場合を示している。
【０３２９】
図１３（ａ）に示すように、送信する信号に対し、対象物からの反射波である受信信号が、レーダと対象物との距離に応じて右方向（時間遅れ方向）に遅延されて受信される。さらに、ドップラー効果によって対象物との相対速度に応じて、送信信号に対して上下方向（周波数方向）に変動する。
【０３３０】
受信電力算出部２２は、記憶部２１に格納された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号（図１３（ａ）の下図）に対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号レベルと呼ぶこととする。
【０３３１】
受信電力算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数、すなわち距離に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
【０３３２】
フーリエ変換の結果、図１３（ｂ）に示されるように、対象物が１つの場合、上昇領域及び下降領域にそれぞれに１つのピーク値を有することなる。ここで、図１３（ｂ）は横軸が周波数、縦軸が信号強度となっている。
【０３３３】
そして、受信電力算出部２２は、図１３（ｂ）に示すビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号レベルのピーク値を受信波の強度と称す。
【０３３４】
受信電力算出部２２は、信号レベルのピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（ビート信号の上り部分及び下り部分の双方）を対象物周波数として距離検出部２４、速度検出部２５へ供給する。受信電力算出部２２は、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ供給し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ供給する。
【０３３５】
また、受信電力算出部２２は、所定のサイクルで信号レベルの下り部分のピーク値の二乗を受信電力として算出する。後述する距離検出部２４から入力された対象物との距離の関数として、前記受信電力を代表点抽出部３３へ供給する。
【０３３６】
受信電力算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、物標候補がないという情報を物標出力処理部２９に供給する。
なお、ビート信号の上り部分のピーク値、またはビート信号の上り部分のピーク値とビート信号の下り部分のピーク値の平均を信号レベルとして使用してもよい。
【０３３７】
複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる。レーダと対象物の距離に比例して、受信信号が遅延し、図１３（ａ）の上段における受信信号は右方向にシフトするので、レーダと対象物との距離が離れるほど、図１３（ａ）の下段におけるビート信号の周波数は大きくなる。
【０３３８】
複数の対象物に対応する信号レベルのピークが複数検出された場合には、上りの部分および下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号をつけて、判定処理部３４へ供給する。ここで、上りおよび下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【０３３９】
次に、距離検出部２４は、受信電力算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により距離ｒを算出する。距離検出部２４は、算出された対象物との距離を受信電力算出部２２と、物標引継ぎ処理部２７とへ供給する。また、距離検出部２４は、その対象物との距離を記憶部２１へ保存する。
ｒ＝｛Ｃ・Ｔ／（２・Δｆ）｝・｛（ｆｕ＋ｆｄ）／２｝
【０３４０】
また、速度検出部２５は、受信電力算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記式により相対速度ｖを算出し、物標引継ぎ処理部２７へ供給する。
ｖ＝｛Ｃ／（２・ｆ０）｝・｛（ｆｕ−ｆｄ）／２｝
【０３４１】
上記距離ｒ及び相対速度ｖを算出する式において、Ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分／下降部分）、ｆｕは上昇部分における対象物周波数、ｆｄは下降部分における対象物周波数である。
【０３４２】
次に、本発明の各実施形態で共通する受信アンテナ１１〜１ｎは、図１４に示すように、間隔ｄにより配置されたアレー状のアンテナである。上記受信アンテナ１１〜１ｎには、アンテナの配列している面に対する垂直方向の軸との角度φ方向から入射される、対象物からの到来波（入射波、すなわち送信アンテナ３から送信した送信波に対する対象物からの反射波）が入力する。
【０３４３】
このとき、上記到来波は、上記受信アンテナ１１〜１ｎにおいて同一角度φにて受信される。端ともう１端の受信アンテナ間にて発生する受信信号の位相差は、受信信号の周波数ｆ、端ともう１端の受信アンテナ間の間隔ｄｎ−１および角度φから、位相差は、２πｆ・（ｄｎ−１・ｓｉｎφ／Ｃ）で算出される。
【０３４４】
上記位相差を利用して、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部２３は、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャネル毎のスペクトルの強度を示す空間複素数データを算出し、ビート周波数毎に方位検出部２６に供給する。
【０３４５】
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数データの値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位として物標引継ぎ処理部２７に供給する。また、方位検出部２６は、その対象物の方位を記憶部２１に保存する。
【０３４６】
物標引継ぎ処理部２７は、現在のサイクルで算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、記憶部２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定する。
【０３４７】
その場合、物標引継ぎ処理部２７は、記憶部２１から読み出したその対象物の物標引継ぎ処理回数を１増やす。そうでない場合には、物標引継ぎ処理部２７は、新しい対象物を検知したとみなす。また、物標引継ぎ処理部２７は今回の対象物の距離、相対速度、方位およびその対象物の物標引継ぎ処理回数を記憶部２１に保存する。また、物標引継ぎ処理部２７は、代表点抽出部３３へ対象物の識別番号を供給する。
【０３４８】
代表点抽出部３３は、受信電力算出部２２から供給された対象物との距離の関数である受信電力を受け取る。そして、代表点抽出部３３は、対象物との距離の関数である受信電力の極大値を代表値として抽出する。そして、代表点抽出部３３は、受信電力の極値を対象物との距離の関数として算出する。代表点抽出部３３は、算出した対象物との距離の関数である受信電力の極値を判定処理部３４に供給する。
【０３４９】
なお、代表点抽出部３３は、極大値を代表値として抽出したがこれに限らず、極小値を代表値として抽出してもよい。また、代表点抽出部３３は、所定の距離区間内の平均値または中央値を代表値として抽出してもよい。また、代表点抽出部３３は、隣合う極大値と極小値との平均値または中央値を代表値として抽出してもよい。
【０３５０】
判定処理部３４は、代表点抽出部３３から供給された対象物との距離の関数である受信電力の極値を受け取る。そして、判定処理部３４は、後述する上方構造物の判別アルゴリズムを用いて、対象物が衝突の危険性が伴う通常検知対象物であるか走行に支障をきたさない上方構造物であるかを判別し、その判別結果の情報を物標出力処理部２９に供給する。
【０３５１】
物標出力処理部２９は、対象物が通常検知対象物である場合に、その対象物の識別番号を物標として供給する。物標出力処理部２９は、判定処理部３４から供給された複数の対象物の判別結果の情報を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物である場合、記憶部２１からそれぞれの対象物の方位を読み出す。物標出力処理部２９は、それぞれの対象物の方位から、自車の車線上にある対象物を抽出し、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として不図示の外部装置に供給する。
【０３５２】
これによって、その外部装置は、対象物が衝突の危険性を伴う通常検知対象物である場合に、衝突を回避するために減速するか、または運転手に注意を促すために警報を発することができる。
【０３５３】
また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判別結果の情報を受け取り、そのどちらもが通常検知対象物である場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、記憶部２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として供給する。なお、物標出力処理部２９は、対象物が低背検知対象物である場合、または受信電力算出部２２から物標候補がないという情報が入力された場合には、物標なしという情報を供給する。
【０３５４】
次に、物標抽出全体の処理の流れについて、図１６のフローチャートを参照して説明する。図１６は、物標抽出処理全体のフローチャートである。信号処理部２０は、ＡＤ変換された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号を記憶部２１に格納する（ステップＳ５０１）。
【０３５５】
次に、受信電力算出部２２は、各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号をフーリエ変換し、信号レベルを算出する（ステップＳ５０２）。
受信電力算出部２２は、アンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値をＤＢＦ処理部２３へ供給する。
【０３５６】
また、受信電力算出部２２は、周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を距離検出部２４へ供給する。
また、受信電力算出部２２は、中心周波数ｆ０、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数を速度検出部２５へ供給する。
【０３５７】
また、受信電力算出部２２は、信号レベルの下り部分のピーク値を判定処理部３４へ供給する。
また、受信電力算出部２２は、受信波の強度を検出できなかった場合、物標候補がないことを物標出力処理部２９に供給する。
【０３５８】
次に、ＤＢＦ処理部２３は、受信電力算出部２２から入力されたアンテナ毎に時間方向にフーリエ変換した値を、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換を行い、角度分解能に対応した角度チャネル毎の空間複素数を計算し、ビート周波数毎に方位検出部２６へ供給する（ステップＳ５０３）。
【０３５９】
次に、距離検出部２４は、受信電力算出部２２から入力される周波数変調幅Δｆ、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、距離を算出する（ステップＳ５０４）。また、速度検出部２５は、受信電力算出部２２から入力される中心周波数、上昇部分の対象物周波数および下降部分の対象物周波数から、相対速度を算出する（ステップＳ５０４）。
【０３６０】
方位検出部２６は、算出されたビート周波数毎の空間複素数のうち、一番振幅が大きな値を取る角度を、対象物が存在する方位として物標引継ぎ処理部２７に供給する（ステップＳ５０５）。
【０３６１】
次に、物標引継ぎ処理部２７は、今回算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、記憶部２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定し、記憶部内の対象物の距離、相対速度、方位の値を更新し、判定処理部３４へ対象物の識別番号を供給する（ステップＳ５０６）。
【０３６２】
次に、判定処理部３４は、物標引継ぎ処理部２７から入力された対象物が上方構造物かどうか判定し、対象物が上方構造物であるか前方構造物であるかの情報を物標出力処理部２９へ供給する（ステップＳ５０７）。
【０３６３】
次に、物標出力処理部２９は、対象物が前方構造物である場合に、その対象物の識別番号を物標として供給する（ステップＳ５０８）。物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物である場合、自車の車線上にある対象物の識別番号を物標として供給する。また、物標出力処理部２９は、複数の対象物の判定結果を受け取り、そのどちらもが前方構造物の場合であって、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、記憶部２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として供給する。
【０３６４】
＜上方構造物の判別アルゴリズム＞
次に、判定処理部３４における、上方構造物の判別アルゴリズムを説明する。通常、電磁波が強く反射される構造物の条件として、十分に広い反射断面積を有すること、反射損失の少ない物体（あるいは導体）であること、反射面が平坦（つまり、反射以外の散乱が少ない）であること、反射面がアンテナの光軸に対して垂直を成すことあるいは反射面がコーナーリフレクタ構造を有すること、等が挙げられる。
【０３６５】
これらの条件を考慮して、実際の道路環境を想定すると、高架橋、スノーシェルター、土石シェルター等の構造物が適合する。特に、高架橋の１つである鋼製脚橋は車両の反射断面積よりも十分に広くかつ平面である。また、鋼製脚橋は素材も完全金属体で、さらにコーナーリフレクタ構造を有している。従って、アンテナの光軸上に存在する構造物（以下、光軸上構造物と称する）の１つである前方車両よりもはるかに大きな反射電力レベルＰ（ｄｚ）が観測される場合がある（ｄｚは対象物との水平距離を表す）。
【０３６６】
図３５は、数値シミュレーションに用いた車両と上方構造物の位置関係を示した模式図である。同図において、車両４５は、レーダ装置を備えている。ｈ１は、そのレーダ装置のアンテナ光軸の高さである。ｈ２は、対象物４６の反射点の高さである。ｈ３は、車両４５の車高である。ｒ１は、車両４５と上方構造物４６との直接距離である。
【０３６７】
ｒ２は、電波が車両４５と上方構造物４６との間を間接伝搬するときに、電波が車両と路面との間を進む距離である。ｒ３は、電波が車両４５と上方構造物４６との間を間接伝搬するときに、電波が路面と上方構造物との間を進む距離である。ｒ４（＝ｒ２＋ｒ３）は、間接伝搬時の伝搬距離である。
ｄｚは、車両４５と上方構造物４６との水平距離である。θ１は、間接伝搬の際に、路面と送信電波とが成す角度、または路面と受信電波とが成す角度である。
【０３６８】
図３６は、上方構造物または光軸上構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力を距離の関数として表した図である。横軸は図３５におけるｚ軸（アンテナ光軸）方向の距離ｄｚ（自車両と検知対象物との水平距離）である。縦軸は、受信電力Ｐ（ｄｚ）である。本計算におけるアンテナ条件は、メインローブの半値幅が４［ｄｅｇ］、メインローブとサイドローブの受信電力の比が３５［ｄＢ］である。
【０３６９】
まず、上方構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力について説明する。レーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１と対象物の反射点の高さｈ２との高低差Δｈ（＝ｈ２−ｈ１）は４．１５［ｍ］である。ここで、レーダの設置高は１［ｍ］である。また、上方構造物は高架橋の鉄骨部材を想定して、ＲＣＳ（Ｒａｄｅｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）は３０［ｄＢ］である。この値は、後述する前方を走行する車両よりも十分にＲＣＳが広いことを意味する。
【０３７０】
図３６（ａ）は、上方構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力を距離の関数として表した図である。図３６（ａ）において、シミュレーションにより推定された受信電力曲線５１ａは、送信波と受信波との位相差を考慮した受信電力の距離に対する関係を表している。受信電力曲線５１ａは、対象物との距離ｄｚが２００［ｍ］より近くなると、検知閾値５２ａを超える点を有する。また、自由空間伝搬曲線５３ａは、空間減衰を考慮した場合の理論上の受信電力の距離に対する関係を表している。
【０３７１】
続いて、光軸上構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力について説明する。高低差Δｈ（＝ｈ２−ｈ１）は０［ｍ］である。ここで、構造物ｈ２の高さと、レーダの設置高ｈ１はともに１［ｍ］である。また、光軸上構造物は、前方を走行する車両を想定して、ＲＣＳ（Ｒａｄｅｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ、レーダ断面積）は０［ｄＢ］である。ここで、ＲＣＳとは、レーダの入射方向とレーダの反射する方向が１８０度反転する場合において、物体が電磁波を散乱する度合いを表す量である。
【０３７２】
図３６（ｂ）は、光軸上構造物を想定したシミュレーションにより推定された受信電力を距離の関数として表した図である。図３６（ｂ）において、シミュレーションにより推定された受信電力曲線５１ｂは、送信波と受信波の位相を考慮した受信電力の距離に対する関係を表している。受信電力曲線５１ｂは、対象物との距離ｄｚが１６０［ｍ］より狭まると、検知閾値５２ｂを超える点を有する。また、自由空間伝搬曲線５３ｂは、空間減衰を考慮した場合の理論上の受信電力の距離に対する関係を表している。
【０３７３】
ここで、図３６（ａ）の受信電力曲線５１ａと図３６（ｂ）の受信電力曲線５１ｂとを比べる。距離ｄｚが８０［ｍ］以上の範囲において、上方構造物のＲＣＳが大きいために、受信電力曲線５１ａが検知閾値５２ａをほとんどの部分で超えている。それに対し、光軸上構造物は、ＲＣＳが上方構造物のＲＣＳよりも小さいために、受信電力曲線５１ｂが、検知閾値５２ｂを超える部分は、半分程度である。
【０３７４】
従って、レーダ装置は、対象物との距離に寄らず、上方構造物を検出してしまう。受信電力の大きさだけでは、対象物が上方構造物か光軸上構造物か判定することは困難である。
受信電力の軌跡には、図３６で示したように複数の要素が含まれている。さらに、実際にレーダ装置を使用する環境では、マルチパスフェージングによる外来ノイズや回路の内部ノイズ等もランダムに加算されるため、非常に複雑な非線形関数として観測される。レーダは、このような複雑な軌跡から識別に用いられるいくつかの特徴を素早くかつ正確に抽出する必要がある。
【０３７５】
そこで、判定処理部３４は、以下に示す方法のいずれかの方法を用いて、上方構造物を判別する。
＜第１の実施形態＞
初めに、第１の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。図３７は、対象物との距離に対する上方構造物の受信電力と、その極大点を表した図である。同図において、受信電力曲線７５の極大点７６が、白丸で表示されている。
【０３７６】
判定処理部３４は、電波の伝搬特性を受信電力曲線に対して、距離毎に前後にサンプルした受信電力を比較し、極大点を抽出する。具体的には、判定処理部３４は、Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）＜Ｐ（ｄｚ，ｎ）かつＰ（ｄｚ，ｎ＋１）＜Ｐ（ｄｚ，ｎ）となる受信電力Ｐ（ｄｚ，ｎ）を抽出する。ここで、ｎは受信電力を算出した距離のインデックスを表す正の整数である。
【０３７７】
極大点の抽出は、以下の３つの理由で、電波伝搬特性を把握する上で有効な手段である。まず１つ目の理由は、極大値は、距離が離れていても、検出閾値を超える値を取るので、出来る限り、遠方から解析処理を開始できることである。
【０３７８】
２つ目の理由は、対象物が所定の距離にあるときに、その距離付近で取り得る受信電力のうち一番大きい受信電力を取得することができるので、ＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）比を上げることができることである。これにより、ノイズとなる干渉波による影響を受けにくい。
３つ目の理由は、受信電力を安定して観測できるため、電波伝搬特性が計測器の性能に大きく依存しない点である。
【０３７９】
次に、代表点抽出部３３が、受信電力算出部２２が受信電力を算出するサイクルと同じサイクルで、極大点を抽出する手順について説明する。図３８は、極大点の抽出処理を示したフローチャートである。まず、代表点抽出部３３は、ｎ（ｎは２以上の正の整数）を２に初期化する（ステップ  Ｓ２０２）。次に、代表点抽出部３３は、現在のサイクルよりも２つ前の受信電力Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）と、現在のサイクルよりも１つ前のＰ（ｄｚ，ｎ）と、現在の受信電力Ｐ（ｄｚ，ｎ＋１）と、を読み出す（ステップ  Ｓ２０２）。ここで、ｄｚ，ｎは、ｎ番目にサンプルした受信電力に対応する距離を表し、ｎが大きくなるほどその値ｄｚ，ｎは小さくなる。
【０３８０】
次に、代表点抽出部３３は、Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）とＰ（ｄｚ，ｎ）とを比較する（ステップＳ２０３）。Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）がＰ（ｄｚ，ｎ）以上の場合（ステップＳ２０３  ＮＯ）、代表点抽出部３３は、ｎを１増やして（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２の処理に戻る。
一方、Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）がＰ（ｄｚ，ｎ）より小さい場合（ステップＳ２０３  ＹＥＳ）、代表点抽出部３３は、Ｐ（ｄｚ，ｎ＋１）とＰ（ｄｚ，ｎ）とを比較する（ステップＳ２０４）。
【０３８１】
Ｐ（ｄｚ，ｎ＋１）がＰ（ｄｚ，ｎ）以上の場合（ステップＳ２０４  ＮＯ）、代表点抽出部３３は、ｎを１増やして（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２の処理に戻る。
一方、Ｐ（ｄｚ，ｎ＋１）がＰ（ｄｚ，ｎ）より小さい場合（ステップＳ２０４  ＹＥＳ）、代表点抽出部３３は、Ｐ（ｄｚ，ｎ）を極大値として抽出する（ステップＳ２０６）。
【０３８２】
次に、代表点抽出部３３は、全てのｎで調べていない場合（ステップＳ２０７  ＮＯ）、代表点抽出部３３は、ｎを１増やして（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２の処理に戻る。
一方、代表点抽出部３３は、全てのｎで調べた場合、極大点の抽出処理を終了する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０３８３】
なお、代表点抽出部３３は、極大値ではなく、極小値を抽出してもよい。これによって、距離に対する受信電力曲線は、極大値付近に比べて極小値付近で鋭いピークを有するので、極小値を取る距離をより正確に検出することができる。
その場合、代表点抽出部３３は、Ｐ（ｄｚ，ｎ−１）＞Ｐ（ｄｚ，ｎ）かつＰ（ｄｚ，ｎ＋１）＞Ｐ（ｄｚ，ｎ）となる受信電力Ｐ（ｄｚ，ｎ）を抽出すればよい。
【０３８４】
続いて、極大値の数を例示するために、光軸上構造物と、上方構造物の高低差を規定し直す。一般的なレーダ設置高から、ｈ１は１［ｍ］である。光軸上構造物の場合、高低差Δｈは０［ｍ］である。
一般的に、車両の安全走行が確保された高さは路面から４．５［ｍ］以上である。従って、上方構造物の高さがその高さの最小値である４．５［ｍ］と設定されるので、高低差Δｈは３．５［ｍ］である。以上の条件で、それぞれの構造物に対して、受信電力の極大点と、それぞれの極大点の数を算出した例が、図３８に示される。
【０３８５】
図３９は、対象物との距離に対する受信電力曲線上に表される受信電力の極大点と、それぞれの極大点の数を表した図である。同図において、光軸上構造物の受信電力曲線８８の極大値が白丸で示されている。また、上方構造物の受信電力曲線８９の極大値が白丸で示されている。
【０３８６】
極大点の検出数Ｋは、光軸上構造物よりも上方構造物の方が多い。ここで、極大値の検出数Ｋは、距離に対する受信電力が１回振動する毎に１回検出されるので、受信電力の振動数の値は、極大値の検出数Ｋの値と同一である。従って、極大点の検出数Ｋは、光軸上構造物よりも上方構造物の方が多いということは、受信電力の振動数が光軸上構造物よりも上方構造物の方が多いことを意味する。
【０３８７】
図４０は、高低差に対する極大値の検出数を表した図である。シミュレーションによって算出された極大値の検出数曲線９６から、高低差Δｈに対して、極大点の検出数が線形に増加している。すなわち、上方構造物の高さが高くなるほど、極大点の検出数が多くなる関係がある。極大値の検出数曲線９６は、線形近似線９７によって、線形近似することができる。
【０３８８】
高低差Δｈが３．５［ｍ］の直線９８が、極大値の検出数曲線９６と交わる点より、高低差Δｈが３．５［ｍ］の場合の極大点の検出数Ｋ（Δｈ＝３．５）は２６である。また、高低差Δｈが０［ｍ］の場合の極大点の検出数Ｋ（Δｈ＝０）は５である。従って、Ｋ（Δｈ＝３．５）−Ｋ（Δｈ＝０）≧２０である。
【０３８９】
図４１は、極大値の検出数Ｋと高低差Δｈとが関係付けられたテーブルを説明するための図である。同図において、テーブル１００は、図４０における線形近似線９７から、抽出された極大値の検出数Ｋと高低差Δｈとの組み合わせを保持する。これによって、テーブル１００は、極大値の検出数Ｋと高低差Δｈとが１対１に関係付ける。
【０３９０】
記憶部２１は、予め極大値の検出数Ｋと高低差Δｈとが関係付けられたテーブル１００を保持する。判定処理部３４は、対象物の高さｈ２を推定するために、記憶部２１に格納されたテーブル１００から極大値の検出数Ｋに対応する高低差Δｈを抽出する。
あるいは、記憶部２１は、線形近似線９７の式の係数を保持する。判定処理部３４は、対象物の高さｈ２を推定するために、その式の係数を読み出す。そして、判定処理部３４は、線形近似線９７の式に極大値の検出数Ｋを代入することによって、高低差Δｈを算出する。
【０３９１】
図４２は、極大点の検出数を用いた上方構造物判別処理を示したフローチャートである。また、図４２は図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大点を抽出する（ステップＳ３０１）。次に、判定処理部３４は、その抽出した極大点の検出数Ｋを算出する（ステップＳ３０２）。極大点の検出数Ｋが所定の閾値Ｋｔｈ以下の場合（ステップＳ３０３  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する。
【０３９２】
一方、極大点の検出数Ｋが所定の閾値Ｋｔｈより大きい場合（ステップＳ３０３  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する。次に、判定処理部３４は、記憶部２１に保持されたテーブル１００を読み出し、極大点の検出数Ｋから高低差Δｈを抽出する（ステップＳ３０６）。次に、判定処理部３４は、抽出した高低差Δｈにレーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１を加算して、対象物の高さを算出する（ステップＳ３０７）。
【０３９３】
次に、判定処理部３４は、対象物の高さを算出した後に、レーダ装置を搭載した自車両が対象物（例えば、信号機または鉄道高架橋等）に衝突するか否か判定する（ステップＳ３０８）。判定処理部３４は、記憶部２１から予め保存されている自車両の地上からの高さを読み出す。
【０３９４】
そして、判定処理部３４は、読み出した自車両の地上からの高さが算出された対象物の高さ以上の場合（ステップＳ３０８  ＹＥＳ）、不図示のスピーカから警報を鳴らすよう制御する（ステップＳ３０９）。一方、読み出した自車両の地上からの高さが算出された対象物の高さより低い場合（ステップＳ３０８  ＮＯ）、判定処理部３４は、処理を終了する。以上で、本フローチャートは終了する。
【０３９５】
以上により、判定処理部３４は、対象物の高さと自車両との高さとを比較することにより、自車両が対象物と衝突するか否か判定することができる。これにより、判定処理部３４は、レーダ装置を搭載した車両の運転者に対して、予め対象物と自車両との衝突の危険性を知らせることができる。
【０３９６】
なお、本フローチャートでは、対象物を上方構造物と判定した場合に、テーブル１００から高低差を抽出して、その対象物の高さを推定したが、これに限らず、線形近似線９７の式から高低差を算出して、その対象物の高さを推定してもよい。
【０３９７】
また、本フローチャートでは、対象物を上方構造物と判定した場合に、その対象物の高さを推定したが、これに限らず、対象物を光軸上構造物と判定した場合に、その対象物の高さを推定してもよい。これにより、対象物の高さから、その対象物である車両の種類を推定することができる。
【０３９８】
また、本フローチャートでは、判定処理部３４は、記憶部２１から読み出した自車両の地上からの高さが対象物の高さ以上の場合、警報を鳴らすよう制御したが、これに限定するものではない。自車両が積載する荷物の地上からの高さが、自車両の地上からの高さより高い場合には、判定処理部３４は、記憶部２１から自車両が積載する荷物の地上からの高さを読み出し、自車両が積載する荷物の地上からの高さが対象物の高さ以上の場合、警報を鳴らすよう制御してもよい。
【０３９９】
また、判定処理部３４は、ステップＳ３０４において対象物を光軸上構造物と判定した後に、対象物の車種を推定してもよい。具体的には、例えば、判定処理部３４が、ステップＳ３０６とステップＳ３０７と同一の方法で対象物の高さを推定する。そして、判定処理部３４は、記憶部２１から自車両の地上からの高さを読み出す。
【０４００】
そして、判定処理部３４は、対象物の高さｈ２の推定値が２［ｍ］より大きい場合、判定処理部３４は、対象物を普通トラックと判定する。一方、対象物の高さｈ２の推定値が２［ｍ］以下の場合、判定処理部３４は、対象物を乗用車と判定する。
【０４０１】
以上、第１の実施形態によれば、上方構造物の高さが高くなるほど極値の数が多くなる関係をもつことから、上方構造物の高さが高くなるほど、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなく、ロバストに対象物を上方構造物と判定することができる。
【０４０２】
また、計数した極値の数から対象物と受信アンテナの光軸との高さの差を抽出することができるので、上記高さの差から対象物の高さを算出することができる。従って、対象物が上方構造物である場合、対象物の高さと自車両の地上からの高さとを比較することにより、自車両が対象物と衝突するか否か判定することができる。これにより、予め対象物とレーダ装置を搭載した自車両との衝突の危険性を、予め自車両の運転者へ知らせることができる。一方、対象物が上方構造物でない場合、算出した対象物の高さから、対象物である車両の種類を推定することができる。
【０４０３】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。判定処理部３４は、以下に示す第２の実施形態の方法で上方構造物を判別する。図４３は、距離に対する受信電力曲線の極大値を繋いだ曲線（以下、極大値曲線と称する）とその極大値曲線の近似直線を示した図である。
【０４０４】
図４３（ａ）は、図３６（ａ）で例示された上方構造物における距離に対する受信電力の関係を表した曲線の極大値曲線とその極大値曲線の近似直線を示した図である。同図における距離に対する受信電力曲線の極大値曲線１６５ａは、高低差Δｈが５．１５［ｍ］の上方構造物が存在すると仮定した場合に算出された受信電力から、上記の方法で算出されたものである。
【０４０５】
１次近似直線１６６ａは、距離に対する受信電力曲線の極大値曲線１６５ａの１次近似直線である。  
【０４０６】
ここで、上記近似直線または上記近似曲線の算出範囲は、距離ｄｚが１５０［ｍ］から直接波が第１ヌル点になる点１６７ａの距離ｄｎｕｌｌまでである。第１ヌル点とは、アンテナのメインローブと第１サイドローブとの間の狭間でアンテナの受信感度が０になる仰角である。第１ヌル点は、アンテナの指向性パターンにより決定される点である。
【０４０７】
図４３（ｂ）は、光軸上構造物における距離に対する受信電力の関係を表した曲線の極大値曲線とその極大値曲線の近似直線を示した図である。同図における受信電力の極大値曲線１６５ｂは、高低差Δｈが０［ｍ］の光軸上構造物が存在すると仮定した場合に算出された受信電力から、上記の方法で算出されたものである。
【０４０８】
１次近似直線１６６ｂは、受信電力の極大値曲線１６５ｂの１次近似直線である
ここで、上記近似直線または上記近似曲線の算出範囲は、距離ｄｚが１５０［ｍ］から第１ヌル点１６７ａの距離ｄｎｕｌｌまでである。
【０４０９】
図４４は、１次近似直線の１次の係数と高低差との関係を示した図である。折れ線１７１は、１次近似直線を２００［ｍ］の距離から算出した場合における一次近似直線の１次の係数と高低差との関係である。折れ線１７１は、１次近似直線を１５０［ｍ］の距離から算出した場合における一次近似直線の１次の係数と高低差との関係である。
【０４１０】
いずれの折れ線でも、高低差Δｈが約２［ｍ］から１次の係数（傾き）αの符号が正に反転している。従って、上方構造物における高低差Δｈが３．５［ｍ］以上では、１次の係数（傾き）αの符号は正である。従って、一次近似直線の１次の係数（傾き）αの符号は、上方構造物の判別に利用できる。
【０４１１】
図４５は、１次近似直線の１次の係数を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、図４５は図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大点を抽出する（ステップＳ４０１）。次に、判定処理部３４は、その極大点と距離との関係を近似した１次近似式を算出する（ステップＳ４０２）。
【０４１２】
１次の係数αが０よりも大きい場合（ステップＳ４０３  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ４０４）。
一方、１次の係数αが０以下の場合（ステップＳ４０３  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ４０４）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０４１３】
以上、第２の実施形態によれば、距離に対する受信電力の極値を１次関数で近似できるため、１次関数の１次の係数が所定の閾値よりも大きい場合に、対象物を上方構造物と判定することができる。従って、所定の閾値が適切に決定されることにより、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなく、ロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０４１４】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。図４６は、距離に対する受信電力の極大値曲線と、距離に対する受信電力の１次近似直線と、距離に対する受信電力の３次近似曲線と、各距離における１次近似直線上の電力値と３次近似曲線上の電力値との差分の絶対値を距離が狭まるに連れて加算した値（差分の絶対値の和）Σ｜ΔＰ１（ｄｚ）｜を距離に対して繋げた曲線とを表した図である。同図において、左側の縦軸は、受信電力の極大値曲線、１次近似直線、および３次近似曲線の受信電力［ｄＢｉ］を示している。一方、右側の縦軸は差分の絶対値の和Σ｜ΔＰ１（ｄｚ）｜［ｄＢ］を示している。
【０４１５】
図４６（ａ）は、高低差Δｈが４．１５［ｍ］の上方構造物において、距離に対する受信電力の極大値曲線１６１ａと、距離に対する受信電力の１次近似直線１６２ａと、距離に対する受信電力の３次近似曲線１６３ａと、各距離における１次近似直線１６２ａ上の電力値と３次近似曲線１６３ａ上の電力値との差分の絶対値を距離が狭まるに連れて加算した値（差分の絶対値の和）を距離に対して繋げた曲線１６４ａとを表した図である。同図において、距離ｄｚが狭まるにつれて、左肩上がりに差分の絶対値の和１６４ａが大きくなっている。
【０４１６】
図４６（ｂ）は、高低差Δｈが０［ｍ］の光軸上構造物において、距離に対する受信電力の極大値曲線１６１ｂと、距離に対する受信電力の１次近似直線１６２ｂと、距離に対する受信電力の３次近似曲線１６３ｂと、各距離における１次近似直線１６２ｂ上の電力値と３次近似曲線１６３ｂ上の電力値との差分を距離が狭まるに連れて加算した値（差分の絶対値の和）を距離に対して繋げた曲線１６４ｂとを表した図である。同図における差分の絶対値の和１６４ｂは、距離ｄｚが狭まっても、上記差分の絶対値の和１６４ａほど大きくはならない。
【０４１７】
図４６（ａ）で示すように上方構造物の距離１５０［ｍ］から距離ｄｎｕｌｌまでの区域では、アンテナ指向性の影響を受けるために、３次関数がその受信電力の極大値曲線に良くフィットする。一方、上記区域における光軸上構造物の受信電力の極大値曲線は、概ね線形関数として扱えるので、１次近似関数がその受信電力の極大値曲線に良くフィットする。
【０４１８】
以上の特性より、１次近似直線が、光軸上構造物の受信電力の極大値曲線に良くフィットし、１次近似直線が、上方構造物の受信電力の極大値曲線にフィットしないという関係がある。この関係を利用して、判定処理部３４は、上方構造物を識別する。
具体的には、判定処理部３４は、ある距離において、１次近似式から算出される電力と２次以上の近似式から算出される電力との差ΔＰ（ｄｚ）を用いて、上方構造物を識別する。
【０４１９】
なお、判定処理部３４は、ある距離において、１次近似式から算出される電力と受信電力の極大値曲線から抽出される電力との差を用いて、上方構造物を識別してもよい。
【０４２０】
ΔＰ（ｄｚ）を用いた識別方法として、その処理に掛かる時間が短いものから順に、以下の３つの方法がある。（１）ΔＰ（ｄｚ）と所定の閾値を超えた場合に上方構造物と判定する方法と、（２）距離毎にΔＰ（ｄｚ）が所定の閾値を超えたか判定し、ΔＰ（ｄｚ）が所定の閾値を超えた回数が所定のカウント閾値を越えた場合に上方構造物と判定する方法と、（３）一次近似式と２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線とに囲まれた区間の面積を算出し、算出した面積が所定の面積閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する方法とがある。
ここで、上方構造物判別の処理の早さと信頼性とは、トレードオフの関係となる。以下、上記の順番で、具体的に説明する。
【０４２１】
第１の方法において、判定処理部３４は、１次近似式を用いて、予め決められた距離における電力Ｐ１を算出する。そして、判定処理部３４は、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて、その同じ距離における電力Ｐ３を算出する。そして、判定処理部３４は、Ｐ１とＰ３との差ΔＰまたはその差ΔＰの絶対値を算出する。そして、判定処理部３４は、算出されたΔＰまたはΔＰの絶対値が、所定の閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４２２】
第２の方法において、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、１次近似式を用いて電力Ｐ１（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて電力Ｐ３（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、Ｐ１（ｄｚ）とＰ３（ｄｚ）との差ΔＰ（ｄｚ）またはその差ΔＰ（ｄｚ）の絶対値を算出する。
そして、判定処理部３４は、差ΔＰ（ｄｚ）またはその差ΔＰ（ｄｚ）の絶対値が所定の閾値を超える回数を計数する。判定処理部３４は、計数した回数が所定のカウント閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４２３】
第３の方法において、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、１次近似式を用いて電力Ｐ１（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて電力Ｐ３（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、Ｐ１（ｄｚ）とＰ３（ｄｚ）との差ΔＰ（ｄｚ）の絶対値を算出する。
そして、判定処理部３４は、差ΔＰ（ｄｚ）の和ΣΔＰ（ｄｚ）または差ΔＰ（ｄｚ）の絶対値の和Σ｜ΔＰ（ｄｚ）｜を算出する。判定処理部３４は、算出した和ΣΔＰ（ｄｚ）または和Σ｜ΔＰ（ｄｚ）｜が所定の和閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４２４】
続いて、第３の方法で算出した和ΣΔＰ（ｄｚ）について説明する。判定処理部３４は、和ΣΔＰ（ｄｚ）が所定の閾値を超えれば、対象物を上方構造物と判定する。一方、判定処理部３４は、和ΣΔＰ（ｄｚ）が所定の閾値以下であれば、対象物を光軸上構造物と判定する。
【０４２５】
ここで、所定の閾値は、上方構造物として識別する際に最低必要となる高低差Δｈと、アンテナ感度の仰角パターンとを用いて決定される。ここで、高低差Δｈは、レーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１と、上方構造物の高さｈ２とから決定される。従って、所定の閾値は、レーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１と、上方構造物として識別する際に最低必要となる上方構造物の高さと、アンテナ感度の仰角パターンとを用いて決定される。
【０４２６】
図４７は、１次近似式から算出された電力と３次近似式から算出された電力との差分の絶対値の和を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、図４７は図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。
まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大点を抽出する（ステップＳ５１１）。次に、判定処理部３４は、その極大点と距離との関係を近似した１次近似直線を算出する（ステップＳ５１２）。
【０４２７】
次に、判定処理部３４は、その極大点と距離との関係を近似した３次近似曲線を算出する（ステップＳ５１３）。次に、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、その１次近似式を用いて電力Ｐ１（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、その３次近似式を用いて電力Ｐ３（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、Ｐ１（ｄｚ）とＰ３（ｄｚ）との差の絶対値｜ΔＰ（ｄｚ）｜を算出する（ステップＳ５１４）。
【０４２８】
差の絶対値｜ΔＰ（ｄｚ）｜が所定の閾値Ｐｔｈを超えた場合（ステップＳ５１６  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ５１７）。
一方、差の絶対値｜ΔＰ（ｄｚ）｜が所定の閾値Ｐｔｈ以下の場合（ステップＳ５１６  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ５１８）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０４２９】
以上、第３の実施形態によれば、上方構造物における距離に対する受信電力の極値は１次関数よりも２次以上の関数で良く近似できるため、同距離における１次関数の値と２次以上の関数の値の差が大きくなる。これによって、スパイクノイズ等による受信電力の極値の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０４３０】
なお、第３の実施形態において、同距離における１次関数の値と２次以上の関数の値の差に基づいて、上方構造物であるか否か判定したが、これに限らず、同距離における１次関数の値と受信された電波の電力または代表点の１つである極大値における電力との差に基づいて、上方構造物であるか否か判定してもよい。
【０４３１】
＜第４の実施形態＞
続いて、第４の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。前述したように、一例として対象物に対する距離１５０［ｍ］付近の受信電力の極大値（以下、初期電力値と称する）から、第１ヌル点または距離４０［ｍ］に至るまでの受信電力Ｐ（ｄｚ）曲線を、光軸上構造物と、上方構造物とで比較する。
【０４３２】
図４８は、距離に対する受信電力の極大値曲線と、その初期電力値を距離に対して繋げた直線と、距離に対する受信電力の極大値の３次近似曲線と、各距離における３次近似曲線上の電力値からその初期電力値を引いた値（差分）ΔＰ２（ｄｚ）を距離に対して繋げた曲線とを表した図である。同図において、左側の縦軸は、受信電力の極大値曲線、初期電力値、および３次近似曲線の受信電力［ｄＢｉ］を示している。一方、右側の縦軸は、上記差分ΔＰ２（ｄｚ）［ｄＢ］を示している。
【０４３３】
図４８（ａ）は、高低差Δｈが４．１５［ｍ］の上方構造物の場合における距離に対する受信電力の極大値曲線１８１ａと、その初期電力値を距離に対して繋げた直線１８２ａと、距離に対する受信電力の極大値の３次近似曲線１８３ａと、各距離における３次近似曲線上の電力値からその初期電力値を引いた値を距離に対して繋げた曲線１８４ａとを表した図である。
【０４３４】
同図において、上方構造物の受信電力Ｐ（ｄｚ）曲線１８１ａは、距離ｄｚが狭まるに連れて、高次関数で減衰する。すなわちその曲線１８１ａは、左肩下がりである。
曲線１８４ａは、初期電力値から３次近似曲線１８３ａ上の電力値を引いた値を、距離ｄｚが狭まるごとに積算したものである。
【０４３５】
図４８（ｂ）は、高低差Δｈが０［ｍ］の光軸上構造物の場合における距離に対する受信電力の極大値曲線１８１ｂと、その初期電力値を距離に対して繋げた直線１８２ｂと、距離に対する受信電力の極大値の３次近似曲線１８３ｂと、各距離における３次近似曲線上の電力値からその初期電力値を引いた値を距離に対して繋げた曲線１８４ｂとを表した図である。
【０４３６】
同図において、光軸上構造物の受信電力Ｐ（ｄｚ）曲線１８１ｂは、距離ｄｚが狭まるに連れて、線形に増加する。すなわちその曲線１８１ｂは、左肩上がりである。
曲線１８４ｂは、初期電力値から３次近似曲線１８３ｂ上の電力値を引いた値を、距離ｄｚが狭まるごとに積算したものである。
【０４３７】
従って、判定処理部３４は、距離ｄｚが狭まるに連れて、受信電力値の極大値が初期電力値から減少している場合に、対象物を上方構造物と判定することができる。
具体的には、判定処理部３４は、初期電力値Ｐｓと２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線との受信電力の差ΔＰｓ（ｄｚ）を用いて、上方構造物を識別する。
【０４３８】
ΔＰｓ（ｄｚ）を用いた識別方法として、その処理に掛かる時間が短いものから順に、以下の３つの方法がある。（１）  ΔＰｓ（ｄｚ）またはΔＰｓ（ｄｚ）の絶対値が、所定の閾値より小さい場合に、上方構造物と判定する方法と、（２）距離毎に差ΔＰｓ（ｄｚ）が所定の閾値より下がる回数を計数すし、計数した回数が所定の第２のカウント閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する方法と、（３）初期電力値Ｐｓと２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線とに囲まれた区間の積分値を算出し、積分値が所定の積分閾値より下がった場合に、上方構造物と判定する方法とがある。
ここで、上方構造物判別の処理の早さと信頼性とは、トレードオフの関係となる。以下、上記の順番で、具体的に説明する。
【０４３９】
第１の方法において、判定処理部３４は、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて、予め決められた距離ｄｚにおける受信電力Ｐ４（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、初期電力値Ｐｓと距離ｄｚにおける受信電力Ｐ４（ｄｚ）との差ΔＰｓまたはその差ΔＰｓの絶対値を算出する。そして、判定処理部３４は、算出されたΔＰｓまたはΔＰｓの絶対値が、所定の閾値より小さい場合に、上方構造物と判定する。
【０４４０】
第２の方法において、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて電力Ｐ４（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、初期電力値ＰｓとＰ４（ｄｚ）との差ΔＰｓ（ｄｚ）またはその差ΔＰｓ（ｄｚ）の絶対値を算出する。
そして、判定処理部３４は、差ΔＰｓ（ｄｚ）が所定の閾値より下がる回数を計数する。判定処理部３４は、計数した回数が所定の第２のカウント閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４４１】
なお、第２の方法において、判定処理部３４は、以下のようにして、上方構造物を判定してもよい。判定処理部３４は、差ΔＰｓ（ｄｚ）の絶対値が所定の閾値を超える回数を計数する。判定処理部３４は、計数した回数が所定の第２のカウント閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４４２】
第３の方法において、判定処理部３４は、予め決められた距離ｄｚ毎に、２次以上の近似式または受信電力の極大値曲線を用いて電力Ｐ４（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、初期電力値ＰｓとＰ４（ｄｚ）との差ΔＰｓ（ｄｚ）の絶対値を算出する。
そして、判定処理部３４は、差ΔＰｓ（ｄｚ）の和ΣΔＰｓ（ｄｚ）を算出する。そして、判定処理部３４は、算出した和ΣΔＰｓ（ｄｚ）が所定の第２の和閾値より下がった場合に、上方構造物と判定する。
【０４４３】
なお、判定処理部３４は、以下のように上方構造物を判定してもよい。判定処理部３４は、差ΔＰｓ（ｄｚ）の絶対値の和Σ｜ΔＰｓ（ｄｚ）｜を算出する。そして、判定処理部３４は、算出した和Σ｜ΔＰｓ（ｄｚ）｜が所定の絶対値和の閾値を超えた場合に、上方構造物と判定する。
【０４４４】
続いて、第３の方法で算出した和ΣΔＰｓ（ｄｚ）について説明する。図４９は、初期電力値と受信電力値の極大値との差分の和を、上方構造物と光軸上構造物とで比較した図である。上方構造物における初期電力値と受信電力値の極大値との差分の和を示した曲線１８４ａより、距離ｄｚが１００［ｍ］より狭まるに連れて、その和が０から単調減少する。
【０４４５】
一方、光軸上構造物における初期電力値と受信電力値の極大値との差分の和を示した曲線１８４ｂより、距離ｄｚが１００［ｍ］より狭まるに連れて、その和が０から単調増加する。
【０４４６】
従って、所定の閾値を設定すれば、判定処理部３４は、上方構造物を判別することができる。所定の閾値は、上方構造物として識別する際に最低必要となる高低差Δｈと、アンテナ感度の仰角パターンとを用いて決定される。ここで、高低差Δｈは、レーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１と、上方構造物の高さｈ２とから決定される。従って、所定の閾値は、レーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１と、上方構造物として識別する際に最低必要となる上方構造物の高さと、アンテナ感度の仰角パターンとを用いて決定される。
【０４４７】
図５０は、初期電力値と３次近似式から算出された電力との差分の和を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、図５０は図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。
まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大点を抽出する（ステップＳ６１１）。次に、判定処理部３４は、距離１５０［ｍ］付近の極大点を初期電力値Ｐｓとして抽出する（ステップＳ６１２）。
【０４４８】
次に、判定処理部３４は、距離ｄｚ毎に、初期電力値Ｐｓと受信電力の極大値の差分ΔPｓ（ｄｚ）を算出する（ステップＳ６１３）。次に、判定処理部３４は、距離ｄｚ毎に算出した差分ΔPｓ（ｄｚ）を所定の距離区間（例えば、１５０［ｍ］から第１ヌル点に対応する距離まで）積算し、その和ΣΔPｓ（ｄｚ）を算出する（ステップＳ６１４）。
【０４４９】
算出した和ΣΔPｓ（ｄ）が所定の閾値Ｐｔｈ２よりも小さい場合（ステップＳ６１５  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ６１６）。
一方、算出した和ΣΔPｓ（ｄｚ）が所定の閾値Ｐｔｈ２以上の場合（ステップＳ６１７  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ６１７）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０４５０】
以上、第４の実施形態によれば、所定の距離における２次以上の近似式の値と初期電力値との差を算出することができる。受信アンテナの光軸上に存在する構造物である光軸上構造物の場合、距離が狭まるにつれて初期値から極値が増加するのに対し、上方構造物の場合、距離が狭まるにつれて初期値から極値が減少する。従って、２次以上の近似式の値と初期値との差に基づいて、スパイクノイズ等による受信電力の極値の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０４５１】
なお、第４の実施形態によれば、所定の距離における２次以上の近似式の値と初期電力値との差を算出したが、これに限らず、所定の距離における代表点の電力と初期電力値との差を算出してもよい。
また、第４の実施形態における初期電力値は一例であり、予め決められた距離における代表点の電力であればよい。
【０４５２】
＜第５の実施形態＞
続いて、第５の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。前述した第４の実施形態においては、初期電力値を基準値として、その基準値と受信電力の極大値との差分を用いて、上方構造物を判別した。
第５の実施形態においては、上方構造物と光軸上構造物との差異を明確にするために、レーダ方程式から算出される自由空間伝搬時の受信電力の理論値を基準値として用いる。
レーダ方程式は以下の式（１２）で表される。
【０４５３】
【数１２】
2013002927.tif 000014
【０４５４】
ここで、Ｐｆｆ，ｓは自由空間伝搬時の受信電力値、Ｐｔは送信電力値、Ｇｔは、送信アンテナ利得、Ｇｒは受信アンテナ利得、σは反射断面積、λはレーダの波長である。反射断面積は、後述する式（１３）から算出される。
この式（１２）によって、図３６（ａ）に示す自由空間伝搬減衰曲線５３ａが決定されている。この場合の主な変数は、距離ｒ１のみである。但し、λもドップラー効果により変動するが、自由空間伝搬減衰曲線５３ａを算出した条件では無視できる範囲である。
【０４５５】
Ｐｔ、ＧｔおよびＧｒはレーダ使用条件で決定される定数であるので、走行環境条件とは無関係である。よって、理論上の自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓの距離に対する軌跡（すなわち自由空間伝搬減衰曲線）のカーブ形状は固有である。そして、その軌跡は、走行環境条件（反射条件）で変動する反射断面積σの決定によって、受信電力値の軸（縦軸）方向に移動する。
【０４５６】
判定処理部３４が、受信電力の極大値の初期値（例えば、距離１５０［ｍ］付近の受信電力の極大値）を算出する。ここで、反射断面積σは下記の式（１３）から算出される。
【０４５７】
【数１３】
2013002927.tif 000015
【０４５８】
ここで、Ｐ’ｆｆ，ｓは、推定減衰電力値であり、Ｌθ１は間接波成分の減衰量である。推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓは、対象物の観測距離において、間接波成分の減衰による振幅の減衰を考慮した受信電力の推定値である。判定処理部３４は、推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓとして、距離に対する受信電力の関係を表す曲線における極大値を用いて、反射断面積σを算出する。
【０４５９】
ここで、距離に対する受信電力の関係を表す曲線における極大値は、直接波と間接波の位相が揃うことにより、受信電力が強めあうことにより形成される。従って、その極大値は、スパイクノイズ等により影響されにくいので、推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓとして用いた場合に、反射断面積σを精度良く推定できる。
【０４６０】
なお、アンテナの仕様が既知であれば、距離ｒ１に対する振幅減衰量の理論値を算出することができるので、対象物の観測距離に対する振幅減衰量の理論値をＰ’ｆｆ，ｓとして用いてもよい。
【０４６１】
判定処理部３４は、推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓに受信電力の極大値の初期値を代入して、反射断面積σを算出する。そして、判定処理部３４は、算出した反射断面積σをレーダ方程式（１２）に代入することにより、自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓを推定した値である予測の自由空間減衰値（電力の推定値）を算出する。
【０４６２】
対象物が光軸上構造物の場合、受信アンテナは、対象物に反射した電波の直接波成分をメインローブで受信することができる。従って、自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓと実際に観測される受信電力値とは近い値となる。
一方、対象物が上方構造物である場合には、アンテナ指向性の影響により、上記と同様の方法で算出した自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓと実際に観測される受信電力値とは全く異なった値となる。
以上より、判定処理部３４は、自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓと実際に観測される受信電力値との差を用いて、対象物が上方構造物であるか否かを判定する。
【０４６３】
従って、判定処理部３４は、自由空間伝搬時の受信電力値Ｐｆｆ，ｓと受信電力の極大値の差ΔＰｆｆ（ｄｚ）を用いて、上方構造物を識別する。
具体的には、判定処理部３４は、最初の受信電力の極大値（例えば、距離１５０［ｍ］付近の受信電力の極大値）を初期値として抽出する。この受信電力の極大値は、推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓを精度良く推定できる値である。
【０４６４】
さらに、推定精度を高めるために、間接波成分の減衰による受信電力の減少分を考慮してもよい。また、アンテナの仕様が既知であれば、距離ｄｚに対する上記受信電力の減少量の理論値を算出することができるので、その理論値を推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓに適用してもよい。
【０４６５】
図５１は、予測の自由空間伝搬曲線と自由空間伝搬減衰曲線の理論値との比較を説明するための図である。図５１（ａ）は、高低差Δｈが４．１５［ｍ］である上方構造物における予測の自由空間伝搬曲線と理論上の自由空間伝搬減衰曲線との比較を説明するための図である。同図において、受信電力値を距離に対して表した曲線２１１ａと、その受信電力値の極大値を距離に対して表した曲線２１２ａが示されている。
【０４６６】
また、１５０［ｍ］付近の受信電力値の極大値２１３ａから反射損出を考慮して、６［ｄＢ］減少させた値を推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓとして算出された予測の自由空間伝搬曲線２１４ａが示されている。また、予測の自由空間伝搬曲線２１４ａは、自由空間伝搬減衰曲線２１５ａと良くフィットしている。
【０４６７】
図５１（ｂ）は、高低差Δｈが０［ｍ］である光軸上構造物における予測の自由空間伝搬曲線と理論上の自由空間伝搬減衰曲線との比較を説明するための図である。同図において、受信電力値を距離に対して表した曲線２１１ｂと、その受信電力値の極大値を距離に対して表した曲線２１２ｂが示されている。
【０４６８】
また、１５０［ｍ］付近の受信電力値の極大値２１３ｂから反射損出を考慮して、６［ｄＢ］減少させた値を推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓとして算出された予測の自由空間伝搬曲線２１４ｂが示されている。また、予測の自由空間伝搬曲線２１４ｂは、自由空間伝搬減衰曲線２１５ｂより大きな電力値を取る曲線である。
【０４６９】
図５２は、予測の自由空間減衰値（電力の推定値）と受信電力の極大値との差分を距離ｄｚに対して示した図である。同図において、上方構造物の場合、予測の自由空間伝搬曲線上の点と受信電力の極大値との差分が、対象物との距離ｄｚが狭まるに連れて単調減少する。また、その値は、対象物との距離が１００［ｍ］より狭い場合に、０より小さい。
一方、光軸上構造物の場合、予測の自由空間伝搬曲線上の点と受信電力の極大値との差分が、対象物との距離ｄｚが狭まるに連れて単調減少する。しかし、その値は、距離４０［ｍ］から１５０［ｍ］の範囲内で０以上である。
【０４７０】
従って、判定処理部３４は、所定の距離の範囲（例えば、距離４０［ｍ］から１００［ｍ］までの範囲）において、予測の自由空間伝搬曲線上の点と受信電力の極大値との差分が０よりも小さい場合、対象物を上方構造物と判定する。
【０４７１】
図５３は、予測の自由空間減衰値（電力の推定値）と受信電力の極大値との差分を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、図５３は図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。
まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大点を抽出する（ステップＳ７０１）。次に、判定処理部３４は、所定の距離（たとえば、距離１５０［ｍ］）付近の受信電力値の極大値を抽出する。そして、判定処理部３４は、電波の反射損出を考慮して、その極大値から所定の値（例えば、６［ｄＢ］）を引いた電力値を推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓとして算出する（ステップＳ７０２）。
【０４７２】
次に、判定処理部３４は、算出した推定減衰電力値Ｐ’ｆｆ，ｓを式（１３）に代入して、反射断面積σを算出する（ステップＳ７０３）。判定処理部３４は、算出した反射断面積σを式（１２）に代入して、予測の自由空間減衰値（電力の推定値）を算出する（ステップＳ７０４）。次に、判定処理部３４は、距離ごとに受信電力の極大値と予測の自由空間減衰値（電力の推定値）との差ΔＰｆｆ（ｄｚ）を算出する（ステップＳ７０５）。
【０４７３】
距離ごとに算出された差ΔＰｆｆ（ｄｚ）が所定の回数以上連続して０より小さい場合（ステップＳ７０６  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ７０７）。一方、距離ごとに算出された差ΔＰｆｆ（ｄｚ）が、所定の回数以上連続して０以上の場合（ステップＳ７０６  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ７０７）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０４７４】
以上、第５の実施形態によれば、所定の距離における極値と電力の推定値との差を算出することができる。光軸上構造物の場合、極値が電力の推定値よりも大きいのに対し、上方構造物の場合、極値が電力の推定値よりも小さい。従って、極値と電力の推定値との差に基づいて、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響を受けることなくロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０４７５】
なお、第５の実施形態では上方構造物の判定にあたり、所定の距離における極値と電力の推定値との差を算出したが、これに限らず、所定の距離における受信された電力と電力の推定値との差を算出してもよいし、所定の距離における代表点の電力と推定値との差を算出してもよい。
【０４７６】
＜第６の実施形態＞
続いて、第６の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。図５４は、直接波成分の第１ヌル点を用いた上方向構造物の識別方法を説明するための図である。図５４（ａ）は、高低差Δｈが４．１５［ｍ］の上方構造物における受信電力を距離に対する関係を示した図である。同図において、受信電力の極大値曲線２４２ａは、受信電力曲線２４１ａの極大値が滑らかに繋がれた曲線である。
【０４７７】
区域２４３、区域２４４および区域２４５の受信電力の極大値曲線２４２ａの軌跡は、区域２４４を中心としたお椀型の軌跡となる。この軌跡は、以下の３つの要因で形成される。
第１に、区域２４３における距離が狭まることによる受信電力の極大値の減衰するのは、距離が狭まるに連れて直接波の到来角度が大きくなることにより、直接波を受けるアンテナ感度のメインローブにおける減衰が生じるからである。
【０４７８】
第２に、区域２４４において受信電力の極大値曲線２４２ａが極小値を取るのは、その距離において直接波の到来角度が、アンテナの第１ヌル点に相当する仰角になることにより、直接波を受けるアンテナ感度が最も小さくなるからである。
第３に、区域２４５において距離が狭まることによる受信電力の極大値の上昇するのは、距離が狭まるに連れて直接波の到来角度が大きくなることにより、直接波を受けるアンテナ感度の第１サイドローブにおける上昇が生じるからである。
【０４７９】
２次近似曲線２４６は、区域２４３、区域２４４および区域２４５の受信電力の極大値曲線２４２ａの軌跡に良くフィットする。従って、区域２４３、区域２４４および区域２４５が存在するならば、受信電力の極大値曲線２４２ａは、区域２４４の近辺に極小値がある２次近似曲線で近似されうる。
【０４８０】
図５４（ｂ）は、高低差Δｈが０［ｍ］の光軸上構造物における受信電力を距離に対して示した図である。同図において、受信電力の極大値曲線２４２ｂは、受信電力曲線２４１ｂの極大値が滑らかに繋がれた曲線である。
上方構造物と異なり、光軸上構造物の受信電力の極大値曲線２４２ｂには、アンテナ指向性と直接波の到来角度の変化とが無いため、その軌跡にお椀方の軌跡は存在しない。
【０４８１】
従って、判定処理部３４は、受信電力の極大値曲線２４２ｂに現れるお椀方の軌跡の存在する場合には、対象物を上方構造物と判定する。
具体的には、判定処理部３４は、受信電力から受信電力の極大値Ｐｍａｘを算出する。
そして、判定処理部３４は、算出された受信電力の極大値Ｐｍａｘ，ｉから（ｉは正の整数で、遠方からｉをカウントする）、所定の距離区間（例えば、距離４０［ｍ］から６０［ｍ］の区間）で観測される受信電力の極大値Ｐｍａｘ，ｉの最小値Ｐｍａｘ，ｍを抽出する（ｍは正の整数）。
【０４８２】
そして、判定処理部３４は、以下の式（１４）と式（１５）を両方満たすときに、対象物を上方構造物と判定する。
Ｐｍａｘ，ｍ−３＞Ｐｍａｘ，ｍ−２＞Ｐｍａｘ，ｍ−１＞Ｐｍａｘ，ｍ  …（１４）
Ｐｍａｘ，ｍ＋３＞Ｐｍａｘ，ｍ＋２＞Ｐｍａｘ，ｍ＋１＞Ｐｍａｘ，ｍ  …（１５）
一方、上記式を満たさない場合、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する。
【０４８３】
このように、判定処理部３４は、連続する大小関係が成立することによって、上方構造物を識別することができる。さらに、判定処理部３４は、アンテナの仕様と高低差Δｈが既知である場合は、受信電力の極大値の最小値Ｐｍａｘ，ｍの観測距離と区域２４４の距離の理論値を照合することにより、高低差Δｈを推定する。
【０４８４】
図５５は、距離に対する受信電力の極大値の変化に極小値が存在するか否かを判別することによる上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、２５は、図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。
まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大値Ｐｍａｘ，ｉを算出する（ステップＳ８０１）。距離検出部２４により検出された対象物との距離が所定の距離よりも小さい場合（例えば、距離が４５［ｍ］より小さい場合）、判定処理部２９は、受信電力の極大値Ｐｍａｘ，ｉの中から最小値Ｐｍａｘ，ｍを抽出する（ステップＳ８０２）。
【０４８５】
次に、判定処理部３４は、式（１４）が成立するか否か判定する（ステップＳ８０３）。式（１４）が成立しない場合（ステップＳ８０３  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ８０６）。一方、式（１４）が成立する場合（ステップＳ８０３  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、式（１５）が成立するか否か判定する（ステップＳ８０４）。
【０４８６】
式（１５）が成立しない場合（ステップＳ８０４  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ８０６）。一方、式（１５）が成立する場合判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ８０５）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０４８７】
以上、第６の実施形態によれば、予め決められた所定の距離の範囲で、距離に対する代表値の軌跡が下に凸であれば、対象物を上方構造物であると判定することができる。光軸上構造物の場合、距離に対する極値の関数が極小値を取らないのに対し、上方構造物の場合、距離に対する極値の関数が極小値を取る。従って、距離に対する極値の関数が極小値を取るか否かに基づいて、上方構造物であるか否か判定することができる。
【０４８８】
なお、第６の実施形態では、予め決められた所定の距離の範囲で、距離に対する代表値の軌跡が下に凸であれば、対象物を上方構造物であると判定したが、これに限らず、予め決められた所定の距離の範囲で、距離に対する極値の関数が極小値を取る場合、対象物を上方構造物であると判定してもよい。
【０４８９】
＜第７の実施形態＞
続いて、第７の実施形態における上方構造物の判別方法を説明する。第６の実施形態では、下記の２つの要因により、受信電力の極大値の中から最小値を抽出する際に、識別精度が悪くなる問題がある。第１の要因は、スパイクノイズ等による受信電力の極大値の変動である。第２の要因は、レーダ装置のサンプリング周波数が低いことによる受信電力値の取得漏れである。第７の実施形態では、この問題を解決するために、改良した上方構造物の判別方法を説明する。
【０４９０】
判定処理部３４は、区域２４４を中心に、区域２４３と区域２４５の幾つかの受信電力の極大値Ｐｍａｘを用いて、最小二乗法により２次近似式を算出する。ここで、その２次近似式は下記の式（１６）で表される。
【０４９１】
【数１４】
2013002927.tif 000016
【０４９２】
ここで、Ｐｍａｘ（ｄｚ）は、距離ｄｚにおける受信電力の極大値であり、ａは２次の係数であり、ｂは１次の係数であり、ｃは定数である。このとき、受信電力の極大値Ｐｍａｘ（ｄｚ）が極小値をとる距離ｄｌｍを算出するために上記の式（１６）を変形すると、下記の式（１７）で表される。
【０４９３】
【数１５】
2013002927.tif 000017
【０４９４】
従って、受信電力の極大値Ｐｍａｘ（ｄｚ）が極小値をとる距離ｄｌｍは、以下の式（１８）で表される。
【０４９５】
【数１６】
2013002927.tif 000018
【０４９６】
判定処理部３４は、式（１８）を用いて、受信電力の極大値Ｐｍａｘ（ｄｚ）が極小値をとる距離ｄｌｍを算出する。判定処理部３４は、式（１８）で算出された極小値をとる距離ｄｌｍが距離４０［ｍ］以上で、かつ１５０［ｍ］以下の場合、対象物を上方構造物と判定する。
第７の実施形態の方法により、受信電力の極大値の中から最小値を算出する際に、２次関数で近似することによって、上記識別精度が悪くなる問題を解決することができる。
【０４９７】
具体的には、スパイクノイズ等による受信電力の極大値の変動があっても、距離に対する受信電力の極大値の関係を２次関数で近似することができる。これによって、スパイクノイズ等による受信電力の極大値の変動があっても、ロバストに受信電力の極大値の中から最小値を抽出することができる。
【０４９８】
また、レーダ装置のサンプリング周波数が低いことによる受信電力値に取得漏れがあっても、距離に対する受信電力の極大値の関係を２次関数で近似することができる。これによって、受信電力値に取得漏れがあっても、ロバストに受信電力の極大値の中から最小値を抽出することができる。
【０４９９】
図５６は、高低差Δｈ毎に２次近似式により算出された極小値をとる距離と、高低差Δｈ毎に算出された第１ヌル点に対応する距離の理論値との比較を説明するための図である。同図において、曲線２６１は、高低差Δｈ毎に２次近似式により算出された極小値をとる距離を滑らかに繋いだ曲線である。曲線２６２は、第１ヌル点に対応する距離の理論値を滑らかに繋いだ曲線である。
【０５００】
同図において、曲線２６２の高低差Δｈは第１ヌル点に対応する距離の理論値に対して線形に変化する。ここで、曲線２６１と、曲線２６２とは良好に一致している。従って、第１ヌル点に対応する距離の理論値と高低差Δｈとの関係を用いて、２次近似式により算出された極小値をとる距離から高低差Δｈを推定することができる。
【０５０１】
図５７は、第１ヌル点に対応する距離の理論値と高低差Δｈとが関係付けたテーブルである。同図のテーブル２７０において、第１ヌル点に対応する距離の理論値と高低差Δｈとが１対１で関係付けられている。
記憶部２１は、極小値を取る距離ｄｌｍと高低差Δｈとが関係付けたテーブル２７０を保持する。
【０５０２】
従って、判定処理部３４は、記憶部２１に格納されたテーブル２７０から２次近似式により算出された極小値に対応する高低差Δｈを抽出する。これによって、判定処理部３４は、対象物の高低差Δｈを推定することができる。
【０５０３】
図５８は、２次近似式により算出された極小値をとる距離を用いた上方構造物の判別処理を示したフローチャートである。また、図５８は、図１６のステップＳ５０７の上方構造物判別処理の詳細の１例を示したフローチャートである。
まず、代表点抽出部３３は、図３８に示したフローチャートの手順で距離に対する受信電力の関係から、所定のサイクルで順次極大値Ｐｍａｘ，ｉを算出する（ステップＳ９０１）。距離検出部２４により検出された対象物との距離が所定の距離よりも狭まった場合（例えば、距離が４５［ｍ］より狭まった場合）、判定処理部３４は、その距離に対する受信電力値の極大値の曲線から、２次の近似関数を算出する距離区間を決定する（ステップＳ９０２）。
【０５０４】
次に、判定処理部３４は、算出した距離区間において、最小二乗法を用いて距離に対する電力値の極大値の２次の近似関数を算出する（ステップＳ９０３）。次に、判定処理部３４は、算出した２次の近似関数から式（１８）を用いて、極小値をとる距離ｄｌｍを算出する（ステップＳ９０４）。
【０５０５】
判定処理部３４が、極小値をとる距離ｄｌｍが検知できない場合（ステップＳ９０５  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ９０６）。
一方、判定処理部３４が、極小値をとる距離ｄｌｍが検知できる場合（ステップＳ９０５  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、極小値をとる距離ｄｌｍと距離４０［ｍ］とを比較する（ステップＳ９０７）。
【０５０６】
極小値をとる距離ｄｌｍが４０［ｍ］以上であれば（ステップＳ９０７  ＹＥＳ）、テーブル２７０から高低差Δｈが３．５［ｍ］以上あるので、判定処理部３４は、対象物を上方構造物と判定する（ステップＳ９０８）。
一方、極小値をとる距離ｄｌｍが４０［ｍ］未満であれば（ステップＳ９０７  ＮＯ）、テーブル２７０から高低差Δｈが３．５［ｍ］未満なので、判定処理部３４は、対象物を光軸上構造物と判定する（ステップＳ９０９）。
【０５０７】
判定処理部３４は、記憶部２１に格納されたテーブル２７０から、極小値をとる距離ｄｌｍに対応する高低差Δｈを抽出する（ステップＳ９１０）。判定処理部３４は、算出された高低差Δｈにそのレーダ装置のアンテナ光軸の高さｈ１を加算して、対象物の高さｈ２の推定値を算出する（ステップＳ９１１）。
【０５０８】
対象物の高さｈ２の推定値が２［ｍ］より大きい場合（ステップＳ９１２  ＹＥＳ）、判定処理部３４は、対象物を普通トラックと判定する（ステップＳ９１３）。一方、対象物の高さｈ２の推定値が２［ｍ］以下の場合（ステップＳ９１２  ＮＯ）、判定処理部３４は、対象物を乗用車と判定する（ステップＳ９１４）。以上で、本フローチャートは終了する。
【０５０９】
なお、本フローチャートでは、対象物を光軸上構造物と判定した場合に、テーブル２７０から高低差を抽出して、その対象物の高さを推定したが、これに限らず、対象物を上方構造物と判定した場合に、テーブル２７０から高低差を抽出して、その対象物の高さを推定してもよい。
【０５１０】
また、判定処理部３４は、ステップＳ９０８において対象物を上方構造物と判定した後に、自車両が対象物と衝突するか否か判定してもよい。具体的には、例えば、判定処理部３４が、ステップＳ９１０とステップＳ９１１と同一の方法で対象物の高さを推定する。そして、判定処理部３４は、記憶部２１から自車両の地上からの高さを読み出す。そして、判定処理部３４は、読み出した自車両の地上からの高さが算出された対象物の高さ以上の場合、不図示のスピーカから警報を鳴らすよう制御する。
これにより、判定処理部３４は、予め対象物とレーダ装置を搭載した自車両との衝突の危険性を、予め自車両の運転者へ知らせることができる。
【０５１１】
また、第７の実施形態では、記憶部２１に格納されたテーブル２７０から高低差Δｈを抽出したが、これに限らず、下記の方法によって、高低差Δｈを算出してもよい。
記憶部２１が、アンテナ感度の仰角パターンによって第１ヌルの仰角度θと極小値を取る距離ｄｌｍとを関連付けたテーブルを予め保持する。判定処理部３４は、記憶部２１に格納されたそのテーブルから極小値を取る距離ｄｌｍに対応する第１ヌルの仰角度θを抽出する。そして、判定処理部３４は、極小値を取る距離ｄｌｍにｔａｎθを乗じることにより高低差Δｈを算出する。
【０５１２】
以上、第７の実施形態によれば、所定の距離区間における距離に対する極値の関数を２次関数で近似し、２次関数の極小値を取る距離を算出し、その距離に基づいて対象物を上方構造物であるか否か判定することができる。従って、スパイクノイズ等による受信電力の変動の影響またはレーダ装置のサンプリング周波数が低いことによる受信電力値の取得漏れの影響を受けることなく、ロバストに上方構造物であるか否か判定することができる。
【０５１３】
また、記憶部から極小値を取る距離に対応する高さの差を抽出することができるので、その高さの差を用いて対象物の高さを算出することができる。従って、対象物が上方構造物である場合、対象物の高さと自車両の地上からの高さとを比較することにより、自車両が対象物と衝突するか否か判定することができる。これにより、予め対象物とレーダ装置を搭載した自車両との衝突の危険性を、予め自車両の運転者へ知らせることができる。一方、対象物が上方構造物でない場合、算出した対象物の高さから、対象物である車両の種類を推定することができる。
【０５１４】
なお、第７の実施形態では、所定の距離において、距離に対する複数の代表点の電力を２次関数で近似し、２次関数が極小値を取る距離を算出し、極小値を取る距離に基づいて、対象物を上方構造物であるか否か判定したが、これに限定されるものではない。２次関数が最小値を取る距離を算出し、最小値を取る距離が所定の距離の範囲内で一番遠くない場合に、対象物を上方構造物であると判定してもよい。
また、所定の距離の範囲における複数の代表点を距離の順に繋いだ曲線に極小値がある場合、前記対象物を前記上方構造物であると判定してもよい。
【０５１５】
以上により、第１の実施形態から第７の実施形態までのそれぞれの方法によって、判定処理部３４は、対象物を上方構造物であるか否か判定することができる。また、第１の実施形態から第７の実施形態までの方法のうち、２個以上の方法の条件を満たすことによってのみ、上方構造物と判定してもよい。
【０５１６】
例えば、第１の実施形態で示す距離に対する受信電力曲線の極大値の数が所定の閾値を越えて、かつ第２の実施形態で示す距離に対する受信電力曲線の極大値の１次近似式の係数が０より大きいときに、対象物を上方構造物と判定してもよい。
これによって、精度を上げて、対象物を上方構造物であるか否か判定することができる。
【０５１７】
なお、本発明の各実施形態では、受信電力算出部２２は、検出された距離の関数として受信電力を算出したが、これに限らず、受信電力算出部２２が、時間の関数として受信された電波の電力を算出してもよいし、また受信された電波の電力を所定の時間間隔または距離間隔で電波を取得した際の取得回数に対する関数として算出してもよい。
例えば、対象物が止まっている場合、時間が経つとともに、レーダと対象物との距離が縮まる。これにより、受信電力を時間の関数と表した場合でも、判定処理部３４は、対象物を上方構造物であるか否か判定することができる。
【０５１８】
また、ＡＤＣ（受信波取得部）７が、受信された電波を所定の時間間隔で取得した回数（サンプル数）を計数し、受信電力算出部２２が、その回数の関数として受信された電波の電力を算出してもよい。
【０５１９】
さらに、本発明の各実施形態では、ＡＤＣ（受信波取得部）７が、所定のサンプリング周波数で、ミキシングされた受信波をデジタル信号へ変換したが、これに限ったものではない。他の受信波取得部が、所定の時間間隔で、受信アンテナで受信された電波を取得してもよい。その場合、受信電力算出部２２は、その取得回数の関数として受信された電波の電力を算出してもよい。
【０５２０】
また、本発明の各実施形態では、受信電力の距離に対する変化を表す曲線上に現れる極大値を用いたが、これに限らず、受信電力の距離に対する変化を表す曲線上に現れる極小値を用いてもよい。極小値前後の受信電力曲線は、極大値前後の受信電力曲線よりも、距離に対して急峻に変化しているので、極小値を用いる場合、極大値を用いる場合よりも、受信電力の極値における距離を正確に算出することができる。
【０５２１】
また、本発明の各実施形態では、電子走査型レーダ装置を用いて説明したが、これに限らず、機械操作式レーダ装置であってもよい。機械操作式レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化は、電子走査型レーダ装置を用いた時の受信電力の距離に対する変化と、等価なものだからである。
【０５２２】
また、本発明の各実施形態である信号処理部２０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【０５２３】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０５２４】
３０１  レーダ
３０２  カメラ
３０３  制御指示部
３０４  ブレーキ制御部
３０５  アクセル制御部
３１１  障害物検知部
３１２  白線検知部
３１３  障害物検知部
３２１  フュージョン部
３２２  車速制御部
３２３  白線処理部
３３１  障害物データ
３３２  白線データ
３３３  障害物データ
５０１  レーダ
５０２  カメラ
５０３  制御指示部
５０４  ブレーキ制御部
５０５  アクセル制御部
５１１  障害物検知部
５１２  白線検知部
５１３  誤検知訂正部
５２１  車速制御部
５２２  白線処理部
５３１  障害物データ
５３２  白線データ
１００１  送信アンテナ
１００２  受信アンテナ
１０１１  誤検知判定部
１０１２  障害物有無判定部
１０１３  メモリ
１０５１  撮像部
１１０１  障害物検知装置
１０２１  送信アンテナ
１０２２  受信アンテナ
１０３１  誤検知判定部
１０３２  メモリ
１０３３  障害物有無判定部
１０５２  撮像部
１１０２  障害物検知装置
【図１】
2013002927.tif 000019
【図２】
2013002927.tif 000020
【図３】
2013002927.tif 000021
【図４】
2013002927.tif 000022
【図５】
2013002927.tif 000023
【図６】
2013002927.tif 000024
【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】
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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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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