(57)【要約】【課題】１回のレーダの送受信により対象物の相対速度ベクトルを算出可能であり、相対速度ベクトルの算出の誤差を抑制することを目的とする。【解決手段】相対速度算出装置１は、車両に搭載され、車両に対する対象物の相対速度を検出する第１及び第２のドップラーレーダのそれぞれにより検出された対象物の速度である第１及び第２の相対速度ベクトルを取得する取得部１１と、第１及び第２のドップラーレーダにより検出された対象物が同一物であると判定した場合に、第１及び第２の相対速度ベクトルを含む面上において、第１の相対速度ベクトルの終点を通り第１の相対速度ベクトルに直交する第１の直交線と、第２の相対速度ベクトルの終点を通り第２の相対速度ベクトルに直交する第２の直交線との交点を終点とし、対象物を始点とするベクトルを車両に対する対象物の相対速度ベクトルとして算出する算出部１２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】
車両に対する対象物の相対速度を検出する第１のドップラーレーダ及び第２のドップラーレーダを有し、前記車両に搭載される相対速度算出装置であって、
前記第１のドップラーレーダに対する前記対象物の相対速度を示す前記第１のドップラーレーダにより検出された第１の相対速度ベクトルと、前記第２のドップラーレーダに対する前記対象物の相対速度を示す前記第２のドップラーレーダにより検出された第２の相対速度ベクトルと、を取得する取得部と、
前記第１のドップラーレーダにより検出された対象物と、前記第２のドップラーレーダにより検出された対象物とが同一物であると判定した場合に、前記第１の相対速度ベクトル及び前記第２の相対速度ベクトルを含む面上において、前記第１の相対速度ベクトルの終点を通り前記第１の相対速度ベクトルに直交する第１の直交線と、前記第２の相対速度ベクトルの終点を通り前記第２の相対速度ベクトルに直交する第２の直交線との交点を終点とし、前記対象物を始点とするベクトルを、前記車両に対する前記対象物の相対速度ベクトルとして算出する算出部と、
を備える相対速度算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対速度算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダで検出した物体の位置変化に基づき物体の移動方向を示すベクトルを算出すると共に、位置変化量を時間で微分することにより物体の速度を算出し、物体の相対速度ベクトルを算出することが行われていた。また、時間的に連続して取得されたレーダ画像に基づいて、目標物体の運動を推定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーダにより対象物の速度ベクトルを取得する従来の技術では、少なくとも対象物に対する２回の電波の照射及び反射波の受信により、時間の経過に伴う対象物の位置の変化の検知が必要である。しかしながら、いずれかの位置の検知において大きな誤差が生じた場合に、算出される相対速度ベクトルに誤差が含まれることとなる。また、従来の技術では、少なくとも２回の電波の照射及び反射波の受信を行うため、相対速度ベクトルの算出に時間を要することとなる。
【０００５】
そこで本発明は、１回のレーダの送受信により対象物の相対速度ベクトルを算出可能であり、相対速度ベクトルの算出の誤差を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る相対速度算出装置は、車両に対する対象物の相対速度を検出する第１のドップラーレーダ及び第２のドップラーレーダを有し、車両に搭載される相対速度算出装置であって、第１のドップラーレーダに対する対象物の相対速度を示す第１のドップラーレーダにより検出された第１の相対速度ベクトルと、第２のドップラーレーダに対する対象物の相対速度を示す第２のドップラーレーダにより検出された第２の相対速度ベクトルと、を取得する取得部と、第１のドップラーレーダにより検出された対象物と、第２のドップラーレーダにより検出された対象物とが同一物であると判定した場合に、第１の相対速度ベクトル及び第２の相対速度ベクトルを含む面上において、第１の相対速度ベクトルの終点を通り第１の相対速度ベクトルに直交する第１の直交線と、第２の相対速度ベクトルの終点を通り第２の相対速度ベクトルに直交する第２の直交線との交点を終点とし、対象物を始点とするベクトルを、車両に対する対象物の相対速度ベクトルとして算出する算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、１回のレーダの送受信により対象物の相対速度ベクトルを算出可能であり、相対速度ベクトルの算出の誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る相対速度算出装置を示すブロック図である。
【図２】相対速度算出装置における相対速度ベクトルの算出の処理を示すフローチャートである。
【図３】相対速度ベクトルの算出の例を説明するための図である。
【図４】上下方向の要素を含む相対速度ベクトルの算出の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態の相対速度算出装置を示すブロック図である。相対速度算出装置１は、車両に搭載され、自車両の周辺の対象物の相対速度を算出する装置である。具体的には、相対速度算出装置１は、自車両に対する対象物の相対速度ベクトルを算出する。算出された相対速度ベクトルは、例えば、対象物の衝突判定処理等に用いられる。
【００１１】
図１に示すように、相対速度算出装置１は、少なくとも２つのドップラーレーダ及びＥＣＵ[Electronic  Control  Unit]１０を含む。本実施形態では、相対速度算出装置１は、第１のドップラーレーダＲ１及び第２のドップラーレーダＲ２を有する。
【００１２】
ドップラーレーダは、対象物に照射された反射波のドップラーシフトを観測することにより、観測者（本実施形態では、レーダが設けられた車両）に対する対象物の相対速度を取得できる装置であって、周知のものである。ドップラーレーダにより取得される相対速度は、レーダから対象物に至る方向に沿う一次元のものである。例えば、ドップラーレーダは、反射波が最も強い強度を示す方向を対象物が存在する方向として検出し、その方向からの反射波のドップラーシフトに基づいて対象物の相対速度を検出する。また、ドップラーレーダは、電波の照射から反射波の受信までの時間に基づいて、対象物までの距離を検出できる。ドップラーレーダは、対象物までの距離及び方位に基づいて対象物の位置も検出できる。
【００１３】
対象物までの距離及び方位に基づき対象物の位置のみを検出する通常のレーダでは、少なくとも２回の電波の照射及び反射波の受信を行い、時間に対する位置の変化を取得しなければ、対象物の速度を取得することができない。これに対して、ドップラーレーダは、１回の電波の照射及び反射波の受信により、対象物の相対速度（相対速度ベクトル）を取得することができる。
【００１４】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]などを備えており、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御及び演算処理を行う。図１に示すように、ＥＣＵ１０は、取得部１１及び算出部１２を含む。
【００１５】
取得部１１は、第１のドップラーレーダＲ１及び第２のドップラーレーダＲ２のそれぞれにより検出された、それぞれのドップラーレーダに対する対象物の相対速度を示す第１及び第２の相対速度ベクトルを取得する。
【００１６】
算出部１２は、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２により検出された対象物が同一物と判定した場合に、第１及び第２の相対速度ベクトルに基づいて、車両に対する対象物の反射点の相対速度ベクトルを算出する。
【００１７】
図２及び図３を参照して、車両に対する対象物の相対速度ベクトルの算出処理を詳細に説明する。図２は、相対速度算出装置１における相対速度ベクトルの算出の処理を示すフローチャートである。図３は、相対速度ベクトルの算出の例を説明するための図である。図３に示す例では、第１のドップラーレーダＲ１及び第２のドップラーレーダＲ２は、車両Ｃの前方に水平方向に互いに離間して設けられている。
【００１８】
まず、ステップＳ１において、第１のドップラーレーダＲ１及び第２のドップラーレーダＲ２のそれぞれは、電波の照射及び反射波の受信により、対象物の方位、対象物までの距離及び各レーダから対象物に至る方向に沿う１次元の対象物の相対速度を検出する。
【００１９】
そして、取得部１１は、対象物の方位、距離及び相対速度を取得する。具体的には、図３に示すように、取得部１１は、第１のドップラーレーダＲ１により取得された対象物Ｔの相対速度を示す第１の相対速度ベクトルＶ１を取得する。第１の相対速度ベクトルＶ１は、第１のドップラーレーダＲ１から対象物Ｔに至る方向に沿うベクトルである。また、取得部１１は、第２のドップラーレーダＲ２により取得された対象物Ｔの相対速度を示す第２の相対速度ベクトルＶ２を取得する。第２の相対速度ベクトルＶ２は、第２のドップラーレーダＲ２から対象物Ｔに至る方向に沿うベクトルである。ここでは、第１の相対速度ベクトルＶ１及び第２の相対速度ベクトルＶ２は、水平面（同一面）に含まれるベクトルである。
【００２０】
ステップＳ２において、算出部１２は、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２により検出された対象物が同一物か否かを判定する。例えば、算出部１２は、第１のドップラーレーダＲ１により検出された対象物の方位及び距離に基づいて算出された対象物の位置と、第２のドップラーレーダＲ２により検出された対象物の方位及び距離に基づいて算出された対象物の位置との距離が、予め設定された所定の閾値（例えば、ドップラーレーダの位置検出における誤差の値）以下である場合に、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２により検出された対象物が同一物であると判定する。
【００２１】
ステップＳ２において、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２により検出された対象物が同一物であると判定された場合には、処理はステップＳ３に進められる。一方、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２により検出された対象物が同一物であると判定されなかった場合には、処理はステップＳ４に進められる。なお、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２がそれぞれ、一の対象物における異なる部分により反射された反射波を受信した場合にも、各ドップラーレーダＲ１，Ｒ２が検出した対象物が同一物でないと判定されることとなる。このような場合にも、処理はステップＳ４に進められることとなる。
【００２２】
ステップＳ３において、算出部１２は、第１及び第２のドップラーレーダＲ１，Ｒ２のそれぞれにより検出された第１及び第２の相対速度ベクトルＶ１，Ｖ２に基づいて、車両Ｃに対する対象物の相対速度ベクトルＶＴを算出する。具体的には、図３に示すように、算出部１２は、対象物Ｔを始点とする第１の相対速度ベクトルＶ１の終点を通り第１の相対速度ベクトルＶ１に直交する第１の直交線Ｎ１と、対象物Ｔを始点とする第２の相対速度ベクトルＶ２の終点を通り第２の相対速度ベクトルＶ２に直交する第２の直交線Ｎ２との交点を終点とし、対象物Ｔを始点とするベクトルを、車両Ｃに対する対象物Ｔの相対速度ベクトルＶＴとして算出する。相対速度ベクトルＶＴは、第１の相対速度ベクトルＶ１及び第２の相対速度ベクトルＶ２を含む面上（ここでは水平面上）における対象物の相対速度ベクトルである。
【００２３】
一方、ステップＳ４では、算出部１２は、第１のドップラーレーダＲ１又は第２のドップラーレーダＲ２により検出された対象物Ｔの時系列の位置の情報に基づいて、対象物Ｔの位置変化量を算出する。そして、算出部１２は、算出した位置変化量を時間微分することにより、対象物Ｔの相対速度ベクトルを算出する。なお、ステップＳ４における相対速度ベクトルの算出は、従来技術に属するものである。
【００２４】
ステップＳ５において、算出部１２は、算出した相対速度ベクトルＶＴに基づいて、対象物の対地速度ベクトルを算出することができる。具体的には、図３に示すように、算出部１２は、車両Ｃの対地速度ベクトルＶＣに対応する対象物Ｔの相対速度ベクトルＶＣＲを、相対速度ベクトルＶＴから減じることにより、対象物Ｔの対地速度ベクトルＶＴＡを算出することができる。
【００２５】
そして、ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、対象物Ｔの対地速度ベクトルＶＴＡ等を利用して、衝突判定処理等を実施することができる。衝突判定処理等としては、周知の処理を採用することができる。
【００２６】
図４は、対象物Ｔの相対速度ベクトルの算出に関する他の例を示す図である。図４に示す例では、第１のドップラーレーダＲ２１及び第２のドップラーレーダＲ２２は、車両Ｃ２に、上下方向に互いに離間して設けられている。
【００２７】
このように２つのドップラーレーダが設けられている場合には、算出部１２は、第１のドップラーレーダＲ１により検出された第１の相対速度ベクトルＶ２１及び第２のドップラーレーダＲ２により検出された第２の相対速度ベクトルＶ２２に基づいて、上下方向の成分が加味された対象物Ｔの相対速度ベクトルＶＴ２を算出することができる。この場合、第１の相対速度ベクトルＶ２１及び第２の相対速度ベクトルＶ２２は、垂直面に含まれるベクトルとなり、相対速度ベクトルＶＴ２は、第１の相対速度ベクトルＶ１及び第２の相対速度ベクトルＶ２を含む面上（ここでは垂直面上）における対象物の相対速度ベクトルとなる。なお、第１の相対速度ベクトル及び第２の相対速度ベクトルが含まれる平面は、水平面又は垂直面に限られない。
【００２８】
また、車両に３つのドップラーレーダが設けられている場合には、それぞれのドップラーレーダから取得される１次元の相対速度ベクトルに基づき、対象物の３次元の相対速度ベクトルを算出することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態の相対速度算出装置１によれば、対象物に対する１回の電波の照射及び反射波の受信によりレーダから対象物に至る方向の１次元の対象物の相対速度ベクトルを取得できるドップラーレーダが少なくとも２つ用いられる。そして、本実施形態では、各ドップラーレーダから取得された相対速度ベクトルに基づいて、対象物の相対速度ベクトルが算出されるので、１回のレーダの送受信により対象物の相対速度ベクトルを算出可能であり、相対速度ベクトルの算出の誤差を抑制することができる。
【００３０】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１…相対速度算出装置、１１…取得部、１２…算出部、Ｃ…車両、Ｒ１，Ｒ２…ドップラーレーダ、Ｔ…対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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