(57)【要約】【課題】物標の垂直方向の角度を簡易に精度よく検出することのできるレーダ装置、車両制御システムおよびレーダ装置の制御方法を提供する。【解決手段】レーダ装置は、上方送信部と、下方送信部と、パワー検出部と、パワー差算出部と、角度検出部とを備える。上方送信部は、予め設定された基準軸に対して上方へ向けて上方送信波を送信する。下方送信部は、基準軸に対して下方へ向けて下方送信波を送信する。パワー検出部は、上方送信波が物標に反射して得られる上方反射波のパワー、および、下方送信波が物標に反射して得られる下方反射波のパワーを検出する。パワー差算出部は、検出された上方反射波のパワーと下方反射波のパワーとのパワー差を算出する。角度検出部は、算出されたパワー差に基づき、物標の基準軸に対する角度を検出する。【選択図】図１
2016206158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された基準軸に対して上方へ向けて上方送信波を送信する上方送信部と、
前記基準軸に対して下方へ向けて下方送信波を送信する下方送信部と、
前記上方送信波が物標に反射して得られる上方反射波のパワー、および、前記下方送信波が物標に反射して得られる下方反射波のパワーを検出するパワー検出部と、
前記パワー検出部で検出された前記上方反射波のパワーと前記下方反射波のパワーとのパワー差を算出するパワー差算出部と、
前記パワー差算出部で算出された前記パワー差に基づき、物標の前記基準軸に対する角度を検出する角度検出部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記角度検出部で検出された物標の角度に基づき、予め設定された設置基準軸に対する前記基準軸の軸ズレ角度を検出する軸ズレ角度検出部と、
前記軸ズレ角度検出部で検出された前記軸ズレ角度に基づき、物標の情報を補正する補正部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記パワー検出部は、
少なくとも静止物標を含む物標に反射して得られる、前記上方反射波のパワーおよび前記下方反射波のパワーを検出すること
を特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記パワー検出部は、
所定距離以上離れて存在する物標に反射して得られる、前記上方反射波のパワーおよび前記下方反射波のパワーを検出すること
を特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記所定距離は、
複数の物標のそれぞれの前記上方反射波のパワーと前記下方反射波のパワーとのパワー差が略同じ値となる距離であること
を特徴とする請求項４に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記パワー検出部は、
前記上方反射波および前記下方反射波において、所定の条件を満たすパワーのピークをそれぞれ複数個抽出し、抽出された複数個のピークに対応するパワーの平均値をそれぞれ算出し、
前記パワー差算出部は、
前記パワー検出部で算出された前記上方反射波のパワーの平均値と前記下方反射波のパワーの平均値との差を前記パワー差として算出すること
を特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のレーダ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載のレーダ装置と、
前記レーダ装置から物標の情報を受信して車両を制御する車両制御装置と
を備える車両制御システム。
【請求項８】
予め設定された基準軸に対して上方へ向けて送信された上方送信波が物標に反射することで得られる上方反射波のパワー、および、前記基準軸に対して下方へ向けて送信された下方送信波が物標に反射することで得られる下方反射波のパワーを検出するパワー検出工程と、
前記パワー検出工程で検出された前記上方反射波のパワーと前記下方反射波のパワーとのパワー差を算出するパワー差算出工程と、
前記パワー差算出工程で算出された前記パワー差に基づき、物標の前記基準軸に対する角度を検出する角度検出工程と
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、車両制御システムおよびレーダ装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自車両の進行方向へ向けて送信波を送信し、物標からの反射波を受信することで、自車両の進行方向に存在する物標を検知するレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記したレーダ装置では、例えば物標までの距離、自車両と物標との相対速度、および、物標の水平方向の角度（以下、「方位」ともいう）に加え、物標の垂直方向の角度（以下、「角度」ともいう）も検出している。具体的には、上記した従来技術にあっては、物標からの反射波を受信アンテナで受信するとともに、受信された反射波の入射角度を物標の角度として検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術においては、反射波の入射角度を得るための処理が必要になるなど構成が複雑になるおそれがあり、物標の角度を簡易に精度よく検出するという点でさらなる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物標の垂直方向の角度を簡易に精度よく検出することのできるレーダ装置、車両制御システムおよびレーダ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーダ装置において、上方送信部と、下方送信部と、パワー検出部と、パワー差算出部と、角度検出部とを備える。上方送信部は、予め設定された基準軸に対して上方へ向けて上方送信波を送信する。下方送信部は、前記基準軸に対して下方へ向けて下方送信波を送信する。パワー検出部は、前記上方送信波が物標に反射して得られる上方反射波のパワー、および、前記下方送信波が物標に反射して得られる下方反射波のパワーを検出する。パワー差算出部は、前記パワー検出部で検出された前記上方反射波のパワーと前記下方反射波のパワーとのパワー差を算出する。角度検出部は、前記パワー差算出部で算出された前記パワー差に基づき、物標の前記基準軸に対する角度を検出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物標の垂直方向の角度を簡易に精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置を用いて物標の角度を検出する手法の概要を示す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、レーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、送信波と反射波との関係およびビート信号を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、アップ区間のピーク抽出を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ダウン区間のピーク抽出を説明する図である。
【図６】図６は、反射波のパワーを示すグラフである。
【図７】図７は、上方送信波および下方送信波のパワー特性を示すグラフである。
【図８】図８は、物標の角度を検出する際に用いられる角度情報を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態における物標の検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るレーダ装置の概要を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、上方反射波に対応する周波数スペクトラムの一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、下方反射波に対応する周波数スペクトラムの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態における物標の検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置、車両制御システムおよびレーダ装置の制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
（第１の実施形態）
＜１．物標の角度検出手法の概要＞
以下ではまず、第１の実施形態に係るレーダ装置において、物標の垂直方向の角度を検出する手法の概要について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置を用いて物標の角度を検出する手法の概要を示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、レーダ装置１は、例えば自車両Ａのフロントグリル内に搭載され、自車両Ａの進行方向に存在する物標Ｔを検出する。なお、図１では、理解の便宜および図示の簡略化のため、物標Ｔを１つとし、模式的に四角形で示している。
【００１３】
また、自車両Ａにおいて、レーダ装置１が設置される位置は、上記の例に限定されるものではなく、例えばフロントガラスやリアグリル、左右の側部（例えば、左ドアミラーや右ドアミラー）などその他の場所に設置されてもよい。
【００１４】
かかるレーダ装置１の自車両Ａへの取り付けは、例えばレーダ装置１自体に予め設定された基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに一致するようにして行われる。基準軸Ｂは、例えばレーダ装置１から仮想的に延伸する軸であり、後述する物標Ｔの角度αなどは、かかる基準軸Ｂを基準としている。
【００１５】
すなわち、物標Ｔの角度αは、物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度であり、換言すれば、レーダ装置１と物標Ｔとを結ぶ仮想線Ｄと、基準軸Ｂとのなす角度を意味している。なお、以下において角度αは、基準軸Ｂに対して上方が正値、下方が負値で表される場合がある。
【００１６】
また、上記した設置基準軸Ｅは、レーダ装置１によって物標Ｔを検出可能となるような軸方向に予め設定されている。設置基準軸Ｅは、例えば路面に対して平行で、かつ、自車両Ａの進行方向と平行な軸（水平軸）に設定されるが、これに限られるものではない。
【００１７】
上記したレーダ装置１は、例えば自車両Ａの進行方向へ向けて送信波を送信する。そして、レーダ装置１は、かかる送信波が物標Ｔに反射して得られる反射波を受信アンテナＲＸで受信することで、物標Ｔを検出する。
【００１８】
このとき、レーダ装置１は、例えば物標Ｔまでの距離や、自車両Ａと物標Ｔとの相対速度などを検出するとともに、物標Ｔの垂直方向の角度αも検出する。なお、上記した物標Ｔまでの距離、物標Ｔとの相対速度などの検出については、後述する。
【００１９】
従来の物標Ｔの角度検出手法によれば、物標Ｔから反射して受信された反射波の入射角度を物標Ｔの角度αとして検出しているため、入射角度を得る処理が必要になるなど構成が複雑化するおそれがあった。
【００２０】
そこで、第１の実施形態に係るレーダ装置１は、上方送信部ＴＸ１と下方送信部ＴＸ２とを備えるようにした。そして、レーダ装置１は、かかる上方送信部ＴＸ１および下方送信部ＴＸ２から送信された送信波が物標Ｔに反射して受信される反射波の信号強度（以下、「パワー」と記載する場合がある）に基づいて、物標Ｔの角度αを検出するようにした。
【００２１】
詳しくは、上方送信部ＴＸ１は、基準軸Ｂに対して所定角度だけ上方へ向けて上方送信波ＴＷ１を送信する。下方送信部ＴＸ２は、基準軸Ｂに対して所定角度だけ下方へ向けて下方送信波ＴＷ２を送信する。なお、上記した上方送信部ＴＸ１の所定角度と、下方送信部ＴＸ２の所定角度とは、同一または略同一の値とされるが、異なる値であってもよい。
【００２２】
なお、図１に示す例では、上記した各所定角度が同一の値である場合を示している。従って、図１においては、上方送信部ＴＸ１および下方送信部ＴＸ２は、上方送信波ＴＷ１と下方送信波ＴＷ２とが、基準軸Ｂを中心として上下に対称となるように配設されている。
【００２３】
上記のように上方送信部ＴＸ１および下方送信部ＴＸ２を配設したことから、図１に示す例のように、例えば物標Ｔが基準軸Ｂよりも上方に存在する場合は、上方送信波ＴＷ１の反射波のパワーが、下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーよりも大きくなる。また、図１にグラフで示すように、かかる上方送信波ＴＷ１の反射波のパワーから、下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーを減算したパワー差は、物標Ｔの角度αが大きくなるにつれて増加することとなる。なお、基準軸Ｂよりも上方に存在する物標は、例えば信号機や交通標識等である。
【００２４】
他方、図示は省略するが、例えば物標Ｔが基準軸Ｂよりも下方に存在する場合は、下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーが、上方送信波ＴＷ１の反射波のパワーよりも大きくなる。なお、基準軸Ｂよりも下方に存在する物標は、例えば路面上のマンホールや、落下物等である。
【００２５】
また、図示は省略するが、例えば物標Ｔが基準軸Ｂ上に存在する場合は、上方送信波ＴＷ１の反射波のパワーと、下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーとが同一の値になる。なお、基準軸Ｂ上に存在する物標は、例えば、自車両の前方を走行する先行車である。
【００２６】
従って、第１の実施形態に係るレーダ装置１は、上記した上方送信波ＴＷ１の反射波および下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーの特性を利用して、物標Ｔの角度αを検出する。
【００２７】
すなわち、レーダ装置１は、上方送信波ＴＷ１の反射波のパワーと、下方送信波ＴＷ２の反射波のパワーとのパワー差を算出し、算出されたパワー差に基づいて物標Ｔの角度αを検出するようにした。
【００２８】
このように、第１の実施形態に係るレーダ装置１は、送信波を基準軸Ｂに対して上下に打ち分け、物標Ｔに反射して戻った２つの反射波のパワー差に基づき、物標Ｔの垂直方向の角度αの検出を行う。これにより、物標Ｔの角度αを簡易に精度よく検出することができる。
【００２９】
以下、上記した物標Ｔの角度αの検出手法を適用したレーダ装置１を含む車両制御システムについての実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
＜２．車両制御システムの構成＞
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１０の構成例を示すブロック図である。なお、図２および後述する図３以降では、車両制御システム１０やレーダ装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３１】
車両制御システム１０は、例えば自動車などの車両（例えば自車両Ａ（図１参照））に設けられている。なお、車両は、前方とその逆方向の後方とを進行方向として移動する。図２に示すように、車両制御システム１０は、レーダ装置１と、車両制御装置２と、車速センサ３とを備える。
【００３２】
本実施形態のレーダ装置１は、例えばミリ波レーダの各種方式のうち、周波数変調した連続波であるＦＭ−ＣＷ（Frequency  Modulated  Continuous  Wave）が用いられ、車両の周辺に存在する物標Ｔを検出する。かかる物標Ｔは、例えば移動物標と静止物標とを含む物標である。
【００３３】
ここで、移動物標とは、ある速度で移動する移動体であり、例えば自車両Ａの前方を走行する先行車などである。また、静止物標とは、自車両Ａが走行する路面や路側帯、歩道などに設けられる静止物であり、例えば信号機やポール、歩道橋、電柱、交通標識、ガードレールなどである。
【００３４】
そして、レーダ装置１は、検出した物標Ｔの情報（以下「物標情報」と記載する場合がある）を検出する。物標情報は、物標Ｔの縦距離、相対速度および角度α等を含む情報である。
【００３５】
縦距離（ｍ）は、レーダ装置１から物標Ｔまでの距離を示す値である。相対速度（ｋｍ／ｈ）は、自車両Ａに対する物標Ｔの速度を示す値である。角度α（ｄｅｇ）は、上記したように、物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度を示す値である。レーダ装置１は、物標情報を車両制御装置２へ出力する。
【００３６】
車両制御装置２は、図示しない自車両Ａのブレーキおよびスロットル等に接続される。そして、車両制御装置２は、レーダ装置１から出力された物標情報に基づいてブレーキやスロットル等を制御し、自車両Ａの挙動を制御する。
【００３７】
そのため、車両制御装置２は、物標情報を使用するデータ使用装置であるともいえる。例えば、車両制御装置２は、レーダ装置１から取得した物標情報を使用し、先行車との車間距離を一定距離に保ちながら、先行車に追従する。これにより、本実施形態の車両制御システム１０は、先行車追従システムとして機能する。
【００３８】
また、例えば車両制御装置２は、レーダ装置１から取得した物標情報を使用し、自車両Ａを減速させることで、自車両Ａと自車両Ａの進行方向に存在する先行車や路上障害物との衝突を回避する。これにより、本実施形態の車両制御システム１０は、衝突回避システムとして機能する。
【００３９】
車速センサ３は、車両の車軸の回転数に基づき自車両Ａの速度に応じた信号を車両制御装置２に出力する。車両制御装置２は、車速センサ３からの信号に基づき現時点の車両の速度を検出する。
【００４０】
＜３．レーダ装置の構成＞
図３は、レーダ装置１の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、レーダ装置１は、送信部４と、受信部５と、信号処理部６とを備える。
【００４１】
送信部４は、信号生成部４１と、発振器４２と、スイッチ４３と、上方送信部ＴＸ１と、下方送信部ＴＸ２とを備える。信号生成部４１は、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器４２へ供給する。
【００４２】
発振器４２は、信号生成部４１で生成された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調し、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号を生成し、上方送信部ＴＸ１や下方送信部ＴＸ２へ出力する。
【００４３】
スイッチ４３は、上方送信部ＴＸ１および下方送信部ＴＸ２（正確には、上方送信部ＴＸ１ａ，ＴＸ１ｂおよび下方送信部ＴＸ２ａ，ＴＸ２ｂ（後述））のいずれかと、発振器４２とを接続する。スイッチ４３は、後述する送信制御部６１の制御により所定のタイミング（例えば、５ｍｓｅｃごと）で動作し、上方送信部ＴＸ１ａ，ＴＸ１ｂおよび下方送信部ＴＸ２ａ，ＴＸ２ｂのいずれかと、発振器４２との接続を切り替える。すなわち、スイッチ４３は、例えば、上方送信部ＴＸ１ａ→下方送信部ＴＸ２ａ→上方送信部ＴＸ１ｂ→下方送信部ＴＸ２ｂの順に発振器４２との接続を切り替える。
【００４４】
上方送信部ＴＸ１および下方送信部ＴＸ２は、送信信号に基づき上方送信波ＴＷ１や下方送信波ＴＷ２を車両の外部へ出力するアンテナである。以下では、上方送信部ＴＸ１を「上方送信アンテナＴＸ１」、下方送信部ＴＸ２を「下方送信アンテナＴＸ２」と記載する場合がある。また、上方送信アンテナＴＸ１および下方送信アンテナＴＸ２を総称して「送信アンテナＴＸ」と記載する場合がある。
【００４５】
上方送信アンテナＴＸ１および下方送信アンテナＴＸ２は、複数本、具体的には２本ずつある。図３では、２本の上方送信アンテナＴＸ１を符号ＴＸ１ａ，ＴＸ１ｂで示すとともに、２本の下方送信アンテナＴＸ２を符号ＴＸ２ａ，ＴＸ２ｂで示している。このように、送信アンテナＴＸは、４本のアンテナで構成されている。
【００４６】
４本の送信アンテナＴＸは、それぞれ異なる方向へ送信波を出力する。例えば、自車両Ａの車幅方向（左右方向）と、自車両Ａの高さ方向（上下方向）との２軸を用いてあらわすと、上方送信アンテナＴＸ１ａは、基準軸Ｂ（図１参照）に対して右斜め上方へ上方送信波ＴＷ１ａを出力し、上方送信アンテナＴＸ１ｂは、基準軸Ｂに対して左斜め上方へ上方送信波ＴＷ１ｂを出力する。
【００４７】
また、下方送信アンテナＴＸ２ａは、基準軸Ｂに対して右斜め下方へ下方送信波ＴＷ２ａを出力し、下方送信アンテナＴＸ２ｂは、基準軸Ｂに対して左斜め下方へ下方送信波ＴＷ２ｂを出力する。なお、以下では、上方送信波ＴＷ１ａ，ＴＷ１ｂおよび下方送信波ＴＷ２ａ，ＴＷ２ｂを総称して「送信波ＴＷ」と記載する場合がある。
【００４８】
上方送信アンテナＴＸ１ａ，ＴＸ１ｂおよび下方送信アンテナＴＸ２ａ，ＴＸ２ｂは、上記したように、スイッチ４３を介して発振器４２に接続されている。そのため、送信アンテナＴＸのうちの１本の送信アンテナＴＸから、スイッチ４３のスイッチング動作に応じて、上方送信波ＴＷ１ａ，ＴＷ１ｂおよび下方送信波ＴＷ２ａ，ＴＷ２ｂのいずれかが出力される。また、出力される送信波ＴＷも、スイッチ４３のスイッチング動作によって順次切り替えられる。
【００４９】
受信部５は、アレーアンテナを形成する４本の受信アンテナＲＸと、４本の受信アンテナＲＸのそれぞれに接続された個別受信部５２とを備える。各受信アンテナＲＸは、物標Ｔからの反射波ＲＷを受信し、各個別受信部５２は対応する受信アンテナＲＸで得られた受信信号を処理する。
【００５０】
各個別受信部５２は、ミキサ５３と、Ａ／Ｄ変換器５４とを備える。受信アンテナＲＸで受信された反射波ＲＷから得られる受信信号は、ミキサ５３へ送られる。なお、受信アンテナＲＸとミキサ５３との間にはそれぞれ対応する増幅器を配してもよい。
【００５１】
ミキサ５３には、送信部４の発振器４２から分配された送信信号が入力され、ミキサ５３において送信信号と受信信号とがそれぞれミキシングされる。
【００５２】
これにより送信信号の周波数と、受信信号の周波数との差分周波数であるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ５３で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器５４でデジタルの信号に変換された後に信号処理部６へ出力される。
【００５３】
信号処理部６は、ＣＰＵおよび記憶部６３などを備えたマイクロコンピュータであり、レーダ装置１全体を制御する。信号処理部６は、演算の対象とする各種のデータや、データ処理部７が検出する物標情報等を、記憶部６３に記憶する。記憶部６３としては、例えばＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）やフラッシュメモリ等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
信号処理部６は、マイクロコンピュータでソフトウェア的に実現される機能として、送信制御部６１と、フーリエ変換部６２と、データ処理部７とを備える。送信制御部６１は、送信部４の信号生成部４１を制御するとともに、スイッチ４３のスイッチングを制御する。
【００５５】
フーリエ変換部６２は、複数の個別受信部５２のそれぞれから出力されるビート信号を対象に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。これにより、フーリエ変換部６２は、複数の受信アンテナＲＸのそれぞれの受信信号に係るビート信号を、周波数領域のデータである周波数スペクトラムに変換する。フーリエ変換部６２で生成された周波数スペクトラムは、データ処理部７へ出力される。
【００５６】
データ処理部７は、ピーク抽出部７０、方位算出部７１、ペアリング部７２、パワー検出部７３、パワー差算出部７４、角度検出部７５、距離・相対速度算出部７６、および、情報出力部７７を備える。
【００５７】
ピーク抽出部７０は、フーリエ変換部６２で生成された周波数スペクトラムにおいて、所定の信号レベルを超える周波数ピークを、送信信号の周波数が上昇するアップ区間と、周波数が下降するダウン区間とのそれぞれの区間で抽出する。
【００５８】
ここで、周波数ピークの抽出処理について、図４および図５Ａ，５Ｂを参照して説明する。図４は、送信波ＴＷと反射波ＲＷとの関係およびビート信号を示す図である。また、図５Ａは、アップ区間のピーク抽出を説明する図であり、図５Ｂは、ダウン区間のピーク抽出を説明する図である。なお、説明を簡単にするため、図４に示す反射波ＲＷは１つの物標Ｔからの理想的な反射波としている。また、図４では、送信波ＴＷを実線で示し、反射波ＲＷを破線で示している。
【００５９】
図４の上部において、縦軸は周波数［ＧＨｚ］、横軸は時間［ｍｓｅｃ］を示している。また、図４では、基準軸Ｂに対して右上方へ出力される上方送信波ＴＷ１ａと、右下方へ出力される下方送信波ＴＷ２ａとを例にとって説明する。なお、上方送信波ＴＷ１ａは、時間ｔ１〜ｔ２の区間で出力され、下方送信波ＴＷ２ａは、時間ｔ２〜ｔ３の区間で出力されるものとする。
【００６０】
図４に示すように、上方送信波ＴＷ１ａおよび下方送信波ＴＷ２ａは、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波であり、かかる周波数は、時間に対して線形的に変化する。ここでは、上方送信波ＴＷ１ａおよび下方送信波ＴＷ２ａの中心周波数をｆ０、周波数の変位幅をΔＦ、周波数が上下する一周期の逆数をｆｍとする。
【００６１】
反射波ＲＷは、上方送信波ＴＷ１ａおよび下方送信波ＴＷ２ａが物標Ｔで反射したものであるため、上方送信波ＴＷ１ａと同様に、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波となる。ただし、反射波ＲＷには、上方送信波ＴＷ１ａ等に対して時間遅延が生じる。この遅延する時間τは、自車両Ａから物標Ｔまでの縦距離に応じたものとなる。
【００６２】
また、反射波ＲＷには、車両に対する物標の相対速度Ｖに応じたドップラー効果により、送信波ＴＷに対して周波数ｆｄの周波数偏移が生じる。
【００６３】
このように、反射波ＲＷには、上方送信波ＴＷ１ａ等に対して、縦距離に応じた時間遅延とともに相対速度に応じた周波数偏移が生じる。このため、図４の下部に示すように、ミキサ５３で生成されるビート信号のビート周波数は、送信信号の周波数が上昇するアップ区間と周波数が下降するダウン区間とで異なる値となる。
【００６４】
ビート周波数は、上方送信波ＴＷ１ａ等の周波数と反射波ＲＷの周波数との差の周波数である。以下、アップ区間のビート周波数をｆｕｐ、ダウン区間のビート周波数をｆｄｎとする。また、図４の下部では、縦軸は周波数［ｋＨｚ］、横軸は時間［ｍｓｅｃ］を示している。
【００６５】
そして、図５Ａ，５Ｂに示すように、フーリエ変換部６２でのフーリエ変換後には、アップ区間のビート周波数ｆｕｐおよびダウン区間のビート周波数ｆｄｎのそれぞれの周波数領域における波形が得られる。
【００６６】
ピーク抽出部７０においては、かかる波形において、所定の信号パワーＰrefを超える周波数ピークＰｕと、周波数ピークＰｄとを抽出する。なお、ピーク抽出部７０は、図４に示す、上方送信波ＴＷ１ａおよび下方送信波ＴＷ２ａのそれぞれについて、周波数ピークＰｕ，Ｐｄを抽出するものとする。
【００６７】
なお、上記した所定の信号パワーＰrefは、一定であっても、可変であってもよい。また、所定の信号パワーＰrefは、アップ区間とダウン区間とで異なる値に設定されてもよい。
【００６８】
方位算出部７１は、ピーク抽出部７０において抽出された周波数ピークのそれぞれに基づいて物標Ｔの方位を算出する。なお、方位算出部７１における方位の算出は、例えばＥＳＰＲＩＴ（Estimation  of  Signal  Parameters  via  Rotational  Invariance  Techniques）などの所定の方位角度推定方式を用いて行われるが、これに限定されるものではない。
【００６９】
ペアリング部７２は、算出されたかかるピークごとの周波数ピーク、方位およびパワーの一致の度合いなどに基づき、アップ区間の周波数ピークＰｕおよびダウン区間の周波数ピークＰｄを対応づけるペアリングを行う。かかるペアリングにより、レーダ装置１では物標Ｔの存在が検出されることとなる。
【００７０】
パワー検出部７３は、周波数ピークＰｕと周波数ピークＰｄとを対応づけたペアデータに基づき、送信波ＴＷが物標Ｔに反射して得られる反射波ＲＷのパワーを検出する。図６は、その反射波ＲＷのパワーを示すグラフである。なお、図６では、上方送信波ＴＷ１ａが物標Ｔに反射して得られる上方反射波ＲＷ１のグラフを破線で示し、下方送信波ＴＷ２ａが物標Ｔに反射して得られる下方反射波ＲＷ２のグラフを実線で示している。
【００７１】
パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１においてピークとなるパワーｐｗ１を、上方反射波ＲＷ１のパワーとして検出する。同様に、パワー検出部７３は、下方反射波ＲＷ２においてピークとなるパワーｐｗ２を、下方反射波ＲＷ２のパワーとして検出する。
【００７２】
パワー差算出部７４は、パワー検出部７３で検出された上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１と下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２とのパワー差ｄｐｗを算出する。詳しくは、パワー差算出部７４は、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１から下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２を減算して得た差をパワー差ｄｐｗとして算出する。
【００７３】
なお、ここでは、理解の便宜のため、上方送信波ＴＷ１ａおよび下方送信波ＴＷ２ａに対応する、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２のパワー差ｄｐｗを算出したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、上方送信波ＴＷ１ａ，ＴＷ１ｂに対応する上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１の平均値と、下方送信波ＴＷ２ａ，ＴＷ２ｂに対応する下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２の平均値とを求め、求めた平均値の差をパワー差ｄｐｗとしてもよい。
【００７４】
また、上記では、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１から下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２を減算して得た差をパワー差ｄｐｗとしたが、これに限定されるものではなく、差の絶対値をパワー差ｄｐｗとして算出するようにしてもよい。さらには、下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２から上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１を減算して得た差や、当該差の絶対値をパワー差ｄｐｗとしてもよい。
【００７５】
そして、角度検出部７５は、パワー差算出部７４で算出されたパワー差ｄｐｗに基づき、物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度αを検出する。
【００７６】
ここで、角度検出部７５で行われる物標Ｔの角度αの検出処理について、図７および図８を参照して説明する。図７は、上方送信アンテナＴＸ１から送信される上方送信波ＴＷ１および下方送信アンテナＴＸ２から送信される下方送信波ＴＷ２のパワー特性を示すグラフである。図７では、縦軸はパワー［ｄＢ］を、横軸は送信波ＴＷの基準軸Ｂに対する送信角度［ｄｅｇ］を示している。
【００７７】
また、図８は、物標Ｔの角度αを検出する際に用いられる角度情報６３ａを示す図である。図８に示すように、角度情報６３ａは、縦軸がパワー差［ｄＢ］、横軸が物標Ｔの角度α［ｄｅｇ］で表されるグラフである。
【００７８】
上記した上方送信アンテナＴＸ１の上方送信波ＴＷ１や、下方送信アンテナＴＸ２の下方送信波ＴＷ２のパワーは、いずれも既知の設計値である。また、上記したように、上方送信アンテナＴＸ１や下方送信アンテナＴＸ２はそれぞれ、基準軸Ｂに対して所定角度だけ傾けて取り付けられるが、かかる所定角度も、各送信アンテナＴＸの取り付け時に設定される既知の値である。
【００７９】
従って、図７に示すように、上方送信波ＴＷ１や下方送信波ＴＷ２のパワー特性は、物標Ｔの角度αの検出前に予め得ることができる。図７に示すパワー特性を有する上方送信波ＴＷ１および下方送信波ＴＷ２を、物標Ｔへ向けて送信すると、上記したパワー差ｄｐｗは、物標Ｔの位置によって差異が生じることとなる。
【００８０】
すなわち、例えば物標Ｔが基準軸Ｂよりも上方に存在する場合は、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１が下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２よりも大きくなり、パワー差ｄｐｗは正値となる（図１，６参照）。また、かかるパワー差ｄｐｗは、物標Ｔの位置が基準軸Ｂから上方へ行くにつれて、換言すれば、物標Ｔの角度αが大きくなるにつれて、増加することとなる。
【００８１】
また、例えば物標Ｔが基準軸Ｂよりも下方に存在する場合は、下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２は上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１よりも大きくなり、パワー差ｄｐｗは負値となる。また、例えば物標Ｔが基準軸Ｂ上に存在する場合は、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１と下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２とが同一の値になり、パワー差ｄｐｗは０（ゼロ）となる。
【００８２】
このようなパワー差ｄｐｗと物標Ｔの角度αとの関係を、実験やシミュレーションを通じて予め取得しておき、かかる関係を図８に示す角度情報６３ａとして記憶部６３に記憶しておく。
【００８３】
そして、角度検出部７５は、パワー差算出部７４からパワー差ｄｐｗを示すデータが入力されると、角度情報６３ａを読み出し、パワー差ｄｐｗに対応する物標Ｔの角度αを検出する。
【００８４】
図３の説明に戻ると、距離・相対速度算出部７６は、物標Ｔの縦距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する。
【００８５】
具体的に、距離・相対速度算出部７６は、ドップラー効果による周波数偏移ｆｄを求める。かかる周波数偏移ｆｄは次の数１で表される。
【００８６】
【数１】
2016206158.tif 000003
【００８７】
距離・相対速度算出部７６は、周波数偏移ｆｄが０（ゼロ）である場合、物標Ｔの相対速度を０（ゼロ）（ｋｍ／ｈ）とする。そして、ビート周波数をｆｒとすると、ビート周波数ｆｒは次の数２で表される。
【００８８】
【数２】
2016206158.tif 000004
【００８９】
ビート周波数ｆｒは上記した遅延する時間τに応じた値となる。従って、距離・相対速度算出部７６は、ビート周波数ｆｒを用い、次の数３で物標の縦距離Ｒを求める。なお、数３において、ｃは光速（電波の速度）である。
【００９０】
【数３】
2016206158.tif 000005
【００９１】
また、距離・相対速度算出部７６は、周波数偏移ｆｄが０（ゼロ）ではない場合、次の数４で物標の相対速度Ｖを求める。
【００９２】
【数４】
2016206158.tif 000006
【００９３】
情報出力部７７は、上記した物標Ｔの縦距離Ｒ、相対速度Ｖおよび角度α等を含む物標情報を車両制御装置２へ出力する。そして、車両制御装置２は、レーダ装置１から取得した物標情報に基づき、自車両Ａの挙動を制御する。
【００９４】
＜４．処理フローチャート＞
次に、信号処理部６で実行される物標Ｔの検出処理の内容について図９を参照して説明する。図９は、第１の実施形態における物標Ｔの検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９５】
図９に示すように、フーリエ変換部６２は、複数の個別受信部５２のそれぞれから出力されるビート信号を対象に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、周波数スペクトラムを生成する（ステップＳ１）。
【００９６】
続いて、ピーク抽出部７０は、フーリエ変換部６２で生成された周波数スペクトラムにおいて、所定の信号レベルを超える周波数ピークを、アップ区間とダウン区間とのそれぞれの区間で抽出する（ステップＳ２）。
【００９７】
方位算出部７１は、ピーク抽出部７０において抽出された周波数ピークのそれぞれについて、所定の角度推定方式を用いて、物標Ｔの方位を算出する（ステップＳ３）。
【００９８】
次いで、ペアリング部７２は、周波数ピークや方位などの一致の度合いに基づき、アップ区間の周波数ピークＰｕおよびダウン区間の周波数ピークＰｄを対応づけるペアリング処理を行う（ステップＳ４）。
【００９９】
次いで、パワー検出部７３は、周波数ピークＰｕと周波数ピークＰｄとを対応づけたペアデータに基づき、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１と下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２とを検出する（ステップＳ５）。
【０１００】
次いで、パワー差算出部７４は、上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１と下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２とのパワー差ｄｐｗを算出する（ステップＳ６）。次いで、角度検出部７５は、パワー差ｄｐｗと角度情報６３ａとに基づき、物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度αを検出する（ステップＳ７）。
【０１０１】
続いて、距離・相対速度算出部７６は、物標Ｔの縦距離Ｒおよび相対速度Ｖを算出する（ステップＳ８）。情報出力部７７は、物標Ｔの縦距離Ｒ、相対速度Ｖおよび角度α等を含む物標情報を車両制御装置２へ出力し（ステップＳ９）、処理を終了する。
【０１０２】
上述してきたように、第１の実施形態では、レーダ装置１において、上方送信アンテナＴＸ１と、下方送信アンテナＴＸ２と、パワー検出部７３と、パワー差算出部７４と、角度検出部７５とを備える。上方送信アンテナＴＸ１は、予め設定された基準軸Ｂに対して上方へ向けて上方送信波ＴＷ１を送信する。下方送信アンテナＴＸ２は、基準軸Ｂに対して下方へ向けて下方送信波ＴＷ２を送信する。
【０１０３】
パワー検出部７３は、上方送信波ＴＷ１が物標Ｔに反射して得られる上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１、および、下方送信波ＴＷ２が物標Ｔに反射して得られる下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２を検出する。パワー差算出部７４は、検出された上方反射波ＲＷ１のパワーｐｗ１と下方反射波ＲＷ２のパワーｐｗ２とのパワー差ｄｐｗを算出する。角度検出部７５は、算出されたパワー差ｄｐｗに基づき、物標Ｔの基準軸Ｂに対する角度αを検出する。これにより、レーダ装置１においては、物標Ｔの垂直方向の角度αを簡易に精度よく検出することができる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
＜５．第２の実施形態に係るレーダ装置の概要＞
次いで、第２の実施形態に係るレーダ装置１について図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態に係るレーダ装置１の概要を示す模式図である。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
レーダ装置１の自車両Ａへの取り付けは、上記したように、例えばレーダ装置１の基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに一致するようにして行われる。しかしながら、図１０に示すように、例えば自車両Ａに搭載される荷物の重量やバランス、サスペンションの経年劣化などにより、基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに対してズレる「軸ズレ」が生じることがある。
【０１０６】
なお、図１０に示す例では、基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに対して上方に角度βだけズレた状態を示している。また、以下においては、かかる角度βを「軸ズレ角度β」と記載する場合がある。
【０１０７】
第２の実施形態に係るレーダ装置１では、上記した基準軸Ｂの軸ズレを、第１の実施形態で算出した物標Ｔの垂直方向の角度αを用いて検出するようにした。以下、その構成について詳しく説明する。なお、ここでは、理解の便宜のため、設置基準軸Ｅが、路面に対して平行で、かつ、自車両Ａの進行方向と平行な軸（水平軸）に設定されるものとする。
【０１０８】
第２の実施形態の説明に入る前に、従来の軸ズレの検出手法について説明する。従来技術にあっては、先ず、自車両Ａの前方を走行する先行車などの移動物標Ｔ１を検出する。かかる移動物標Ｔ１は、自車両Ａと同じ路面を走行していることから、自車両Ａと移動物標Ｔ１とを結ぶ仮想線（図示せず）は、路面に対して平行で、かつ、自車両Ａの進行方向と平行な軸、すなわち、設置基準軸Ｅに一致すると推定される。
【０１０９】
移動物標Ｔ１の角度αは、基準軸Ｂに対する角度を示す値であるため、基準軸Ｂと設置基準軸Ｅとが一致していれば、検出される移動物標Ｔ１の角度αは０（ゼロ）（ｄｅｇ）になるはずである。従って、例えば、検出された移動物標Ｔ１の角度αが０以外の値であった場合、基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに対して軸ズレしている、と推定することができる。なお、図１０に示す例では、検出される移動物標Ｔ１の角度αは、−β（ｄｅｇ）になる。
【０１１０】
ただし、上記した軸ズレの検出処理で検出される軸ズレ角度βは、例えば路面の状態やマルチパスなどの外乱の影響を受けて、実際の軸ズレ角度βとは大きく異なる値（以下、「外れ値」という）が検出されることがある。
【０１１１】
そのため、例えば、上記した軸ズレの検出処理を、移動物標Ｔ１を検出する度に行うことが考えられる。これにより、例えば、前回までに検出された軸ズレ角度βと、今回検出された軸ズレ角度βとで平均化することで、検出された軸ズレ角度βを実際の軸ズレ角度βに徐々に近づけることができるとともに、外れ値の影響を低減することが可能となる。
【０１１２】
しかしながら、従来技術のように、検出する物標を移動物標Ｔ１に限定すると、軸ズレの検出に用いるサンプル数が少ないため、検出された軸ズレ角度βが実際の軸ズレ角度βに近づくまでに、多くの時間を要するおそれがあった。
【０１１３】
また、従来技術では、サンプル数が少ないため、上記した平均化を行っても外れ値の影響を低減できず、検出された軸ズレ角度βと実際の軸ズレ角度βとが大きく乖離してしまうことがあり、軸ズレの検出精度の向上という点で改善の余地があった。
【０１１４】
そこで、第２の実施形態では、軸ズレの検出処理において、可能な限りのサンプル数を確保するため、検出する物標を移動物標Ｔ１に限定せず、静止物標Ｔ２をも含めるようにした。これにより、サンプル数を増やすことが可能となり、結果として、検出された軸ズレ角度βが実際の軸ズレ角度βに近づくまでに要する時間を短縮することができる。
【０１１５】
また、第２の実施形態においては、サンプル数が増加していることから、例えば、外れ値が検出された場合であっても、上記した平均化を行うことで、かかる外れ値の影響を効果的に低減することができ、軸ズレの検出精度を向上させることができる。
【０１１６】
＜６．第２の実施形態に係るレーダ装置の構成＞
次いで、第２の実施形態に係るレーダ装置１の構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第２の実施形態に係るレーダ装置１の構成例を示すブロック図である。以下では、第１の実施形態との相違点に焦点をおいて説明する。
【０１１７】
第２の実施形態において、データ処理部７のパワー検出部７３は、軸ズレの検出用のサンプル数を可能な限り増やすため、少なくとも静止物標Ｔ２を含む物標Ｔに反射して得られる、上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーを検出する。
【０１１８】
より詳しくは、パワー検出部７３は、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２の両方を含む物標Ｔに反射して得られる、上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーを検出する。
【０１１９】
ここで、パワー検出部７３で行われる上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーの検出について、図１２Ａ，１２Ｂを参照して説明する。
【０１２０】
図１２Ａは、上方反射波ＲＷ１に対応する周波数スペクトラムの一例を示し、図１２Ｂは、下方反射波ＲＷ２に対応する周波数スペクトラムの一例を示している。詳しくは、図１２Ａは、上方送信波ＴＷ１および上方反射波ＲＷ１のビート信号に対して、高速フーリエ変換が実行されて生成された周波数スペクトラムの一例である。また、図１２Ｂは、下方送信波ＴＷ２および下方反射波ＲＷ２のビート信号に対して、高速フーリエ変換が実行されて生成された周波数スペクトラムの一例である。
【０１２１】
図１２Ａ，１２Ｂに示す周波数スペクトラムは、上記したピーク抽出部７０での周波数ピークの抽出や、ペアリング部７２でのペアリング処理、フィルタリングなどが行われる前の周波数スペクトラムである。そのため、図１２Ａ，１２Ｂに示す周波数スペクトラムには、上方送信波ＴＷ１や下方送信波ＴＷ２が反射した全ての物標Ｔ、すなわち、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２の両方が含まれている。
【０１２２】
そして、パワー検出部７３は、軸ズレ検出に用いるサンプルとして、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２において、所定の条件を満たすパワーのピークをそれぞれ複数個（例えば１０個）抽出する。なお、上記した所定の条件としては、例えば、パワーが所定の閾値ｐｗａを超えて、かつ、パワーの大きい順とされる。
【０１２３】
なお、図１２Ａおよび図１２Ｂでは、所定の閾値ｐｗａを超えて抽出されたパワーのピークを黒丸で示しており、抽出されないパワーのピークを×印で示している。このように、第２の実施形態では、抽出されないピークが存在する場合がある。抽出されないピークは、例えば周波数ｆａ〜ｆｂの区間（比較的低い周波数の区間）に存在するピークであり、具体的には、自車両Ａからの距離が比較的近い物標のピークである。なお、かかる「距離」については後述する。
【０１２４】
また、上記した所定の条件は、所定の閾値ｐｗａを超えて、かつ、パワーの大きい順に限定されるものではない。すなわち、所定の条件は、上記した所定の閾値ｐｗａを超える、および、パワーの大きい順のいずれか一方の条件であったり、他の条件にしたりするなど、物標Ｔとして検出できるような条件であれば、どのような条件であってもよい。
【０１２５】
なお、上記では、検出されるパワーのピークの数を１０個としたが、これは例示であって限定されるものではない。また、抽出されるパワーのピークの数は、上方反射波ＲＷ１と下方反射波ＲＷ２とで同数であることが好ましい。従って、例えば、上方反射波ＲＷ１で検出されるパワーのピークの数が１０個に満たない５個であった場合、下方反射波ＲＷ２で検出されるパワーのピークの数を同数の５個とすることが望ましい。
【０１２６】
また、パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２の少なくともいずれかで、検出されるピークの数が１０個に満たない場合、ピークの検出自体を中止するようにしてもよい。
【０１２７】
さらに、パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２のうち、予め設定された所定距離以上離れて存在する物標Ｔに反射して得られる、上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーを検出することが好ましい。具体的には、パワー検出部７３は、例えば、周波数が所定の周波数ｆｂ以上の上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーを検出することが好ましい。
【０１２８】
上記した所定距離は、比較的大きな値、例えば５０ｍに設定される。よって、上記した所定距離以上離れて存在する物標Ｔは、自車両Ａから遠距離にある物標Ｔともいえる。ここで、所定距離とは、その距離以上に存在する物標Ｔの検出される角度αが略同じ角度となる距離である。
【０１２９】
例えば、自車両Ａから距離２０ｍに存在する上方物の道路標識と、同じく距離２０ｍに存在する先行車とは、角度差が大きくなる。しかし、自車両Ａからの距離が離れるほど、２つの物標Ｔの角度差が小さくなり、例えば、距離が８０ｍ以上離れた道路標識と先行車とは略同じ角度の物標Ｔとして検出される。すなわち、所定距離以上の位置に存在する複数の物標Ｔにおいて、それぞれの物標Ｔの上方反射波ＲＷ１のパワーと下方反射波Ｒｗ２のパワーとのパワー差ｄｐｗが略同じ値となる。レーダ装置１は、このように比較的距離が離れた物標Ｔの垂直方向の角度αを利用することで、マルチパスによる影響を低減させることができ、軸ズレの検出を正確に行うことができる。
【０１３０】
すなわち、ここでは、軸ズレ検出に用いられるサンプルの抽出が目的であるため、物標Ｔは、自車両Ａと結ぶ仮想線が、設置基準軸Ｅに一致または近似するようなものが望ましい。従って、遠距離にある物標Ｔは、自車両Ａと結ぶ仮想線が、設置基準軸Ｅに一致または近似するため、サンプルとして好適である。
【０１３１】
これに対し、上記したように、自車両Ａから所定距離未満の比較的近い位置にある物標Ｔ、例えば自車両Ａの前方で、かつ、斜め上方にある静止物標Ｔ２（例えば歩道橋など）は、仮想線が設置基準軸Ｅに近似せず、サンプルとすることは難しい。また、近距離の物標Ｔは、マルチパスなどの外乱の影響によって、パワーのばらつきが比較的多くなる。
【０１３２】
そこで、パワー検出部７３は、遠距離にある物標Ｔに反射して得られる、上方反射波ＲＷ１のパワーおよび下方反射波ＲＷ２のパワーを検出することで、物標Ｔをサンプルに適したものに限定することができ、よって軸ズレの検出精度をより向上させることができる。
【０１３３】
パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２において、抽出された複数個のピークに対応するパワーの平均値をそれぞれ算出する。
【０１３４】
また、パワー差算出部７４は、パワー検出部７３で算出された上方反射波ＲＷ１のパワーの平均値と下方反射波ＲＷ２のパワーの平均値との差をパワー差ｄｐｗとして算出する。そして、角度検出部７５は、算出されたパワー差ｄｐｗに基づき、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２を含む物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度αを検出する。
【０１３５】
図１１に示すように、レーダ装置１の信号処理部６は、軸ズレ角度検出部７８と、補正部７９とを備える。
【０１３６】
軸ズレ角度検出部７８は、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２を含む物標Ｔの角度αに基づき、設置基準軸Ｅに対する基準軸Ｂの軸ズレ角度βを検出する。ここで、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２を含む物標Ｔの角度αが０であった場合、基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに一致している、と推定することができる。他方、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２を含む物標Ｔの角度αが０以外の値であった場合、基準軸Ｂが設置基準軸Ｅに対して角度α分だけ軸ズレしている、と推定することができる。
【０１３７】
そして、軸ズレ角度検出部７８は、例えば、前回までに検出された軸ズレ角度βと、今回検出された軸ズレ角度βとで、重み付けしつつ平均化することで、検出された軸ズレ角度βを実際の軸ズレ角度βに徐々に近づけることができる。
【０１３８】
補正部７９は、軸ズレ角度検出部７８で検出された軸ズレ角度βに基づき、物標Ｔの情報を補正する。なお、ここでの物標Ｔの情報は、軸ズレ検出に用いられる物標Ｔの情報ではなく、車両制御装置２に出力されて自車両Ａの挙動の制御に用いられる物標Ｔの情報である。すなわち、補正部７９は、縦距離や相対速度などの値を、軸ズレ角度βを考慮した値に補正する。
【０１３９】
なお、上記では、検出された軸ズレ角度βに基づき、物標Ｔの情報を補正するようにしたが、これに限られず、例えば、軸ズレ角度βを自車両Ａの運転者などに報知するようにしてもよい。また、レーダ装置１に基準軸Ｂの向きを変えることができる駆動機構を設け、かかる駆動機構を検出された軸ズレ角度βに応じて制御し、基準軸Ｂを設置基準軸Ｅに一致させるように構成してもよい。
【０１４０】
＜７．第２の実施形態における処理フローチャート＞
次に、信号処理部６で実行される物標Ｔの検出処理の内容について図１３を参照して説明する。図１３は、第２の実施形態における物標Ｔの検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１４１】
図１３に示すように、フーリエ変換部６２は、周波数スペクトラムを生成する（ステップＳ１０１）。続いて、パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２において、所定の条件を満たすパワーのピークをそれぞれ複数個抽出する（ステップＳ１０２）。
【０１４２】
次いで、パワー検出部７３は、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２において、抽出された複数のピークに対応するパワーの平均値をそれぞれ算出する（ステップＳ１０３）。
【０１４３】
次いで、パワー差算出部７４は、上方反射波ＲＷ１のパワーの平均値と下方反射波ＲＷ２のパワーの平均値との差をパワー差ｄｐｗとして算出する（ステップＳ１０４）。そして、角度検出部７５は、パワー差ｄｐｗに基づき、移動物標Ｔ１および静止物標Ｔ２を含む物標Ｔの基準軸Ｂに対する垂直方向の角度αを検出する（ステップＳ１０５）。
【０１４４】
続くステップＳ１０６〜Ｓ１０９までの処理は、上記したステップＳ２〜Ｓ４，Ｓ８と同様であるため、説明を省略する。また、図１３に示す処理では、理解の便宜のため、自車両Ａの挙動の制御に用いられる物標Ｔの角度αを算出する処理（図９のステップＳ５〜Ｓ７に相当）の記載を省略したが、かかる角度αの算出処理を行ってもよい。
【０１４５】
次いで、軸ズレ角度検出部７８は、ステップＳ１０５で算出された物標Ｔの角度αに基づき、設置基準軸Ｅに対する基準軸Ｂの軸ズレ角度βを検出する（ステップＳ１１０）。そして、補正部７９は、軸ズレ角度βに基づき、自車両Ａの挙動の制御に用いられる物標Ｔの情報を補正する（ステップＳ１１１）。
【０１４６】
次いで、情報出力部７７は、補正された物標Ｔの縦距離Ｒ、相対速度Ｖおよび角度α等を含む物標情報を車両制御装置２へ出力し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。
【０１４７】
上述してきたように、第２の実施形態では、基準軸Ｂの軸ズレ（軸ズレ角度β）を、物標Ｔの垂直方向の角度αを用いて検出するようにした。これにより、基準軸Ｂの軸ズレを容易に検出することができる。
【０１４８】
また、第２の実施形態では、軸ズレ検出処理に用いられる物標を移動物標Ｔ１に限定せず、静止物標Ｔ２をも含めるようにした。これにより、サンプル数を増やすことが可能となり、結果として、検出された軸ズレ角度βが実際の軸ズレ角度βに近づくまでに要する時間を短縮することができる。
【０１４９】
また、第２の実施形態では、上方反射波ＲＷ１および下方反射波ＲＷ２において、所定の条件を満たすパワーのピークをそれぞれ複数個抽出するようにしたことから、軸ズレ検出に用いるサンプルの数を増やすことができる。
【０１５０】
なお、上記した実施形態では、レーダ装置１の送信アンテナＴＸおよび受信アンテナＲＸの本数を４本としたが、これは一例であり、複数の物標Ｔを検出できれば他の本数であってもよい。
【０１５１】
また、上記した実施形態では、レーダ装置１の方位角度推定方式は、上記したＥＳＰＲＩＴに限定されるものではなく、例えば、ＤＢＦ（Digital  Beam  Forming）、ＰＲＩＳＭ（Propagator  method  based  on  an  Improved  Spatial-smoothing  Matrix）、および、ＭＵＳＩＣ（Multiple  Signal  Classification）等を用いてもよい。
【０１５２】
また、上記した実施形態では、送信アンテナＴＸからの出力は、電波、超音波、光、および、レーザ等の物標情報を検出できる方法であればいずれを用いてもよい。
【０１５３】
また、上記した実施形態では、レーダ装置１は車両以外に用いられてもよい。例えばレーダ装置１は、航空機および船舶等に用いられてもよい。
【０１５４】
また、上記した実施形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されるが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。
【０１５５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  レーダ装置
２  車両制御装置
４  送信部
５  受信部
６  信号処理部
７  データ処理部
１０  車両制御システム
６１  送信制御部
６２  フーリエ変換部
６３  記憶部
７０  ピーク抽出部
７１  方位算出部
７２  ペアリング部
７３  パワー検出部
７４  パワー差算出部
７５  角度検出部
７６  距離・相対速度算出部
７７  情報出力部
７８  軸ズレ角度検出部
７９  補正部
ＴＸ１  上方送信部
ＴＸ２  下方送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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