(57)【要約】【課題】自車両が加減速を行った場合や旋回角速度が変化した場合にも、精度良く目標物体の予測相対位置および予測相対速度を算出する物体検出装置を得る。【解決手段】電波送受信部１からの信号に基づき、相対位置速度演算部２が、目標物体の相対位置および相対速度を演算し、一方、前回演算した目標物体の航跡から、この航跡の相対位置および相対速度を、加速度センサ６およびヨーレートセンサ７の出力を用いて、予測部５によって予測し、この予測した相対位置および相対速度と、今回演算した目標物体の相対位置および相対速度との相関の有無を相関部３により判定し、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度を、航跡更新部８により航跡記憶部４に記憶する。【選択図】図１
2017091029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対位置および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、
上記車両の移動変化量を取得する移動変化量取得部、
目標物体から反射された信号に基づき、上記目標物体の相対位置および相対速度を演算する演算部、
この演算部により演算された上記目標物体の相対位置および相対速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、
この航跡記憶部に前回記憶された上記航跡における相対位置および相対速度に基づくとともに上記移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対位置および相対速度を予測する予測部、
上記演算部により今回演算された目標物体の相対位置および相対速度と、上記予測部により予測された相対位置および相対速度とに基づき、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、
およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度を上記航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備えたことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
上記移動変化量取得部により取得される移動変化量は、上記車両の加速度であることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項３】
上記移動変化量取得部により取得される移動変化量は、上記車両の旋回角加速度であることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項４】
上記移動変化量取得部により取得される移動変化量は、上記車両の加速度および旋回角加速度であることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項５】
上記航跡記憶部に記憶される航跡には、上記車両の旋回角速度が含まれ、
上記移動変化量取得部は、上記予測部による予測に用いられる旋回角加速度を、上記航跡に記憶された旋回角速度を用いて算出することを特徴とする請求項３または請求項４記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載され、周辺の物体を検出する物体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の物体検出装置の予測相対位置を算出する方法としては、例えば、特許文献１に示す技術がある。この従来の物体検出装置では、目標物体の予測相対位置を自車速やヨーレートを用いて算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９２２２６号公報（第５〜６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の物体検出装置では、自車両が等速度で走行、あるいは等角速度で旋回していることを前提としており、自車両が加減速を行ったり、あるいは旋回角速度が変化した場合には予測相対位置の精度が悪化するという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、自車両が加減速を行った場合や旋回角速度が変化した場合にも、精度良く目標物体の予測相対位置および予測相対速度を算出する物体検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる物体検出装置においては、車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対位置および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、車両の移動変化量を取得する移動変化量取得部、目標物体から反射された信号に基づき、目標物体の相対位置および相対速度を演算する演算部、この演算部により演算された目標物体の相対位置および相対速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、この航跡記憶部に前回記憶された航跡における相対位置および相対速度に基づくとともに移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対位置および相対速度を予測する予測部、演算部により今回演算された目標物体の相対位置および相対速度と、予測部により予測された相対位置および相対速度とに基づき、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度を航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対位置および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、車両の移動変化量を取得する移動変化量取得部、目標物体から反射された信号に基づき、目標物体の相対位置および相対速度を演算する演算部、この演算部により演算された目標物体の相対位置および相対速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、この航跡記憶部に前回記憶された航跡における相対位置および相対速度に基づくとともに移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対位置および相対速度を予測する予測部、演算部により今回演算された目標物体の相対位置および相対速度と、予測部により予測された相対位置および相対速度とに基づ
き、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度を航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備えたので、車両が加減速を行った場合や旋回角速度が変化した場合にも、精度良く目標物体の予測される相対位置および相対速度を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１および実施の形態２による物体検出装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１および実施の形態２による物体検出装置と目標物体との相対位置および相対速度関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による物体検出装置を示す構成図である。
図１において、実施の形態１による物体検出装置は、自車両に搭載され、電波を送受信して目標物体の相対位置および相対速度を周期的に検出するものであり、次のように構成されている。
電波送受信部１は、電波を送信し、目標物体で反射された電波を受信する。相対位置速度演算部２（演算部）は、受信された電波に基づき、目標物体の自車両との相対位置および相対速度を演算し、相関部３に入力する。
航跡記憶部４は、前回時点における目標物体１１までの相対距離Ｒｔ、相対速度Ｖｔ、方位角θｔが含まれる航跡の情報を記憶する。
【００１０】
予測部５は、自車両の加速度を検出する加速度センサ６および自車両の旋回角速度を検出するヨーレートセンサ７からの出力ならびに航跡記憶部４に記憶された目標物体の航跡の情報に基づき、目標物体までの予測相対距離、予測相対速度、予測方位角を算出し、相関部３に入力する。
相関部３は、相対位置速度演算部２により演算された今回観測された目標物体の情報と、予測部５により、航跡記憶部４に記憶された航跡から予測された目標物体の予測情報との間に相関があるかどうかを判定する。
航跡更新部８は、相関部３の判定結果に基づき、今回観測された目標物体と、予測に用いられた航跡との間に相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度により、予測に用いられた航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対位置および相対速度を航跡記憶部４に記憶する。
なお、加速度センサ６とヨーレートセンサ７を有する移動変化量取得部は、移動変化量として、加速度センサ６から加速度を取得し、また、実施の形態２で後述するように、ヨーレートセンサ７の出力である旋回角速度から旋回角加速度を算出する。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１による物体検出装置と目標物体との相対位置および相対速度関係を示す図である。
図２において、物体検出装置１０と目標物体１１との相対位置および相対速度関係と、自車両に搭載された物体検出装置１０の加速度Ａおよび旋回角速度ωの様子を示している。目標物体１１は、物体検出装置１０とは、方位角θの方向の相対距離Ｒの位置を相対速度Ｖで走行している。なお、図２においては、各記号の添え字は省略している。
【００１２】
次に、動作について説明する。
電波送受信部１からは、広く知られているＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式レーダと同様に、時間の経過にともない周波数が三角波状に上昇および下降する周波数変調がなされた電波が送信される。送信された電波は、目標物体にて反射され、電波送受信部１にて再び受信される。
電波送受信部１には、受信アンテナＡＮＴａと受信アンテナＡＮＴｂが、間隔ｄだけ離れて配置されており、各受信アンテナでそれぞれ受信され、送信された電波と混合されることにより、受信信号ａと受信信号ｂがそれぞれ生成され、相対位置速度演算部２に入力される。
【００１３】
相対位置速度演算部２では、受信信号ａおよび受信信号ｂそれぞれの、送信された電波の周波数上昇期間、周波数下降期間に対して、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）がなされ、それぞれのピーク周波数、および位相φａ、φｂが抽出される。
ここで、受信信号ａの周波数上昇期間におけるピーク周波数、位相をｆａｕ、φａｕ、受信信号ａの周波数下降期間におけるピーク周波数、位相をｆａｄ、φａｄ、受信信号ｂの周波数上昇期間におけるピーク周波数、位相をｆｂｕ、φｂｕ、受信信号ｂの周波数下降期間におけるピーク周波数、位相をｆｂｄ、φｂｄとそれぞれ定義する。
また、目標物体１１から本実施の形態１の物体検出装置１０までの相対距離Ｒは、受信アンテナＡＮＴａと受信アンテナＡＮＴｂとの間隔ｄに比べて十分大きいと仮定し、ｆａｕ＝ｆｂｕ＝ｆｕ、ｆａｄ＝ｆｂｄ＝ｆｄとする。また、φａｕ＝−φａｄ＝φａ、φｂｕ＝−φｂｄ＝φｂと定義する。
以上より、目標物体までの相対距離Ｒｏ、相対速度Ｖｏ、方位角θｏは、式（１）で算出されることは、ＦＭＣＷレーダの距離測定原理、および位相差方探の原理から容易に導出される。
【００１４】
【数１】
2017091029.tif 000003
【００１５】
式（１）において、ｃは光速、Ｔは変調期間、Ｆは変調幅、ｆｃは変調の中心周波数である。以上のように算出された目標物体までの相対距離Ｒｏ、相対速度Ｖｏ、方位角θｏは、今回観測された目標物体までの観測相対距離、観測相対速度、観測方位角として、相関部３に入力される。
【００１６】
一方、前回までに観測された目標物体１１の情報に基づいて生成された航跡に対する処理について説明する。
航跡記憶部４に記憶された目標物体１１の航跡が持つ情報には、前回時点における目標物体１１までの相対距離Ｒｔ、相対速度Ｖｔ、方位角θｔが含まれおり、これらの情報は、予測部５に入力される。
【００１７】
図２は、実施の形態１の物体検出装置１０と目標物体１１との相対位置および相対速度
関係、自車両に搭載された物体検出装置１０の加速度Ａおよび旋回角速度ωの様子を示している。自車両の加速度Ａは、加速度センサ６で検知されて予測部５に入力され、また自車両の旋回角速度ωは、ヨーレートセンサ７で検知されて予測部５に入力される。
【００１８】
予測部５では、前回時点における目標物体までの相対距離Ｒｔ、相対速度Ｖｔ、方位角θｔ、加速度Ａ、および旋回角速度ωを用いて、式（２）により、今回の目標物体までの予測相対距離Ｒｐ、予測相対速度Ｖｐ、予測方位角θｐを算出する。なお、式（２）において、ｔｃは観測周期である。
【００１９】
【数２】
2017091029.tif 000004
【００２０】
以上のように算出された目標物体１１までの予測相対距離Ｒｐ、予測相対速度Ｖｐ、予測方位角θｐは、予測された今回の目標物体までの相対距離、相対速度、方位角として相関部３に入力される。
【００２１】
次に、相関部３の動作について説明する。
相関部３に入力された、観測相対距離Ｒｏ、観測相対速度Ｖｏ、観測方位角θｏ、および予測相対距離Ｒｐ、予測相対速度Ｖｐ、予測方位角θｐを用いて、式（３）に示す誤差量ｅを算出する。
【００２２】
【数３】
2017091029.tif 000005
【００２３】
誤差量ｅが所定のしきい値Ｔｅ以下である場合は、対象とする航跡と今回観測された目標物体との相関が成立したものとし、今回の観測相対距離Ｒｏ、観測相対速度Ｖｏ、観測方位角θｏを航跡更新部８に入力し、当該航跡の相対距離Ｒｔ、相対速度Ｖｔ、方位角θｔとして更新し、航跡記憶部４に記憶する。
誤差量ｅが所定のしきい値Ｔｅよりも大きい場合は、対象とする航跡と今回観測された目標物体との相関が成立しなかったものとし、今回の観測相対距離Ｒｏ、観測相対速度Ｖｏ、観測方位角θｏを航跡更新部８に入力して、新たな航跡として登録し、航跡記憶部４に記憶する。
【００２４】
なお、実施の形態１においては、加速度センサ６とヨーレートセンサ７は、本物体検出装置に内蔵されるものとしているが、自車両に搭載されたこれらのセンサから加速度Ａと旋回角速度ωを入力するように構成してもよい。
【００２５】
実施の形態１によれば、自車速の加速度Ａを用いて、予測相対距離Ｒｐを算出しているので、自車両が加減速を行っていても正確な予測を行うことができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態２の物体検出装置の構成は、図１と同じである。
電波送受信部１から周波数変調がなされた電波が送信され、今回観測された目標物体までの観測相対距離Ｒｏ、観測相対速度Ｖｏ、観測方位角θｏが相関部３に入力される動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
また、航跡記憶部４に記憶された航跡の持つ前回相対距離Ｒｔ、前回相対速度Ｖｔ、前回方位角θｔ、および加速度センサ６で検知された自車両の加速度Ａ、およびヨーレートセンサ７で検知された自車両の旋回角速度ωが、予測部５に入力される動作も、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
なお、本実施の形態２においては、航跡の持つ情報に、前回の自車両の旋回角速度ωｔを加えている。
【００２７】
以下に、実施の形態２について説明する。
予測部５は、前回時点における目標物体までの相対距離Ｒｔ、相対速度Ｖｔ、方位角θｔ、旋回角速度ωｔ、および今回検知された加速度Ａ、旋回角速度ωを用いて、式（４）により、今回の目標物体までの予測相対距離Ｒｐ、予測相対速度Ｖｐ、予測方位角θｐを算出する。式（４）において、αは自車両の旋回角加速度に相当する量であり、前回の旋回角速度ωｔと今回の旋回角速度ωから算出している。
【００２８】
【数４】
2017091029.tif 000006
【００２９】
以上のように算出された目標物体までの予測相対距離Ｒｐ、予測相対速度Ｖｐ、予測方位角θｐは、予測された今回の目標物体までの相対距離、相対速度、方位角として相関部３に入力される。
【００３０】
相関部３において、今回観測された目標物体と航跡との相関を判定し、目標物体の航跡を更新して航跡記憶部４に記憶する動作は、実施の形態１と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
なお、本実施の形態２においては、加速度センサ６とヨーレートセンサ７は、物体検出
装置に内蔵されるものとしているが、実施の形態１と同様に、自車両に搭載されたこれらのセンサから加速度Ａと旋回角速度ωを入力するように構成してもよい。
【００３２】
実施の形態２によれば、自車速の旋回角加速度を考慮して、予測方位角θｐを算出しているので、自車両の旋回角速度が変化した場合でも正確な目標物体の予測を行うことができる。
【００３３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  電波送受信部  ２  相対位置速度演算部   ３  相関部   ４  航跡記憶部
５  予測部    ６  加速度センサ    ７  ヨーレートセンサ  ８  航跡更新部  １０  物体検出装置   １１  目標物体
【図１】
2017091029.tif 000007
【図２】
2017091029.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月28日(2016.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対距離、方位角および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、
上記車両の移動変化量として、加速度および旋回角速度を取得する移動変化量取得部、
目標物体から反射された信号に基づき、上記目標物体の相対距離、方位角および相対速度を演算する演算部、
この演算部により演算された上記目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、
この航跡記憶部に前回記憶された上記航跡における相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度に基づくとともに上記移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対距離、方位角および相対速度を予測する予測部、
上記演算部により今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度と、上記予測部により予測された相対距離、方位角および相対速度とに基づき、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、
およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を上記航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備え、
上記移動変化量取得部は、上記航跡に記憶された旋回角速度を用いて、上記車両の旋回角加速度を算出し、
上記予測部は、上記方位角の予測に、上記車両の旋回角加速度を用いることを特徴とする物体検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係わる物体検出装置においては、車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対距離、方位角および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、車両の移動変化量として、加速度および旋回角速度を取得する移動変化量取得部、目標物体から反射された信号に基づき、目標物体の相対距離、方位角および相対速度を演算する演算部、この演算部により演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、この航跡記憶部に前回記憶された航跡における相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度に基づくとともに移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対距離、方位角および相対速度を予測する予測部、演算部により今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度と、予測部により予測された相対距離、方位角および相対速度とに基づき、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備え、移動変化量取得部は、航跡に記憶された旋回角速度を用いて、車両の旋回角加速度を算出し、予測部は、方位角の予測に、車両の旋回角加速度を用いるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明によれば、車両に搭載され、信号を送受信して目標物体の相対距離、方位角および相対速度を周期的に検出する物体検出装置であって、車両の移動変化量として、加速度および旋回角速度を取得する移動変化量取得部、目標物体から反射された信号に基づき、目標物体の相対距離、方位角および相対速度を演算する演算部、この演算部により演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を含む航跡を記憶する航跡記憶部、この航跡記憶部に前回記憶された航跡における相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度に基づくとともに移動変化量取得部により取得された移動変化量を用いて、当該航跡の相対距離、方位角および相対速度を予測する予測部、演算部により今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度と、予測部により予測された相対距離、方位角および相対速度とに基づき、今回演算された目標物体と前回の航跡との間に相関があるか否かを判定する相関部、およびこの相関部による判定で、相関がある場合には、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度により、当該航跡を更新し、相関がない場合には、新たな航跡として、今回演算された目標物体の相対距離、方位角および相対速度並びに旋回角速度を航跡記憶部に記憶する航跡更新部を備え、移動変化量取得部は、航跡に記憶された旋回角速度を用いて、車両の旋回角加速度を算出し、予測部は、方位角の予測に、車両の旋回角加速度を用いるので、車両が加減速を行った場合や旋回角速度が変化した場合にも、精度良く目標物体の予測される相対位置および相対速度を算出することができる。