JP6824761B2 - Radar device and road surface detection method - Google Patents
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Description
本発明は、レーダ装置および路面検出方法に関する。 The present invention relates to a radar device and a road surface detection method.
従来、例えば車両に搭載され、かかる車両上から送信された送信波が物標に当たって反射した反射波に基づいて先行車両などの物標を検出するレーダ装置がある。 Conventionally, for example, there is a radar device mounted on a vehicle and detecting a target such as a preceding vehicle based on a reflected wave in which a transmitted wave transmitted from the vehicle hits the target and is reflected.
かかるレーダ装置は、車両の走行に障害となる物標を検出して、PCS(Pre-Crash Safety System)等の衝突回避支援装置へ出力する(例えば、特許文献1参照)。 Such a radar device detects a target that hinders the running of the vehicle and outputs it to a collision avoidance support device such as a PCS (Pre-Crash Safety System) (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術では、路面を障害物として誤検知する場合があり、衝突回避支援装置の誤作動を招くおそれがある。このため、レーダ装置においては、路面の検出精度を向上させることが望まれる。 However, in the conventional technology, the road surface may be erroneously detected as an obstacle, which may lead to a malfunction of the collision avoidance support device. Therefore, in the radar device, it is desired to improve the detection accuracy of the road surface.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、路面の検出精度を向上させることができるレーダ装置および路面検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a radar device and a road surface detection method capable of improving the detection accuracy of the road surface.
実施形態に係るレーダ装置は、導出部と、連続性判定部と、路面判定部とを備える。導出部は、自車両から送信した送信波が物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む前記物標の観測データを導出する。連続性判定部は、前記導出部によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。路面判定部は、前記連続性判定部によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する。 The radar device according to the embodiment includes a lead-out unit, a continuity determination unit, and a road surface determination unit. The derivation unit derives the observation data of the target including the distance to the target and the depression angle based on the reflected wave reflected by the transmitted wave transmitted from the own vehicle. The continuity determination unit determines whether or not the observation data previously derived by the derivation unit and the observation data derived this time are observation data of the same target that are continuous in time. Based on the observation data determined by the continuity determination unit to be the same target, the road surface determination unit satisfies the determination condition that the distance is constant when the own vehicle travels among the targets indicating the depression angle. The target is judged to be the road surface.
本発明によれば、路面の検出精度を向上させることができる。 According to the present invention, the detection accuracy of the road surface can be improved.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置および路面検出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。 Hereinafter, embodiments of the radar device and the road surface detection method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
まず、図1Aおよび図1Bを用いて実施形態に係るレーダ装置による路面検出方法の概要について説明する。図1Aは、レーダ装置1の搭載例を示す図であり、図1Bは、路面検出方法の概要を示す図である。
First, the outline of the road surface detection method by the radar device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A is a diagram showing a mounting example of the
かかる路面検出方法は、図1Aに示すレーダ装置1によって実行される。ここでは、レーダ装置1が自車両MCのフロントグリルの中央に設けられる場合について説明する。
Such a road surface detection method is executed by the
なお、レーダ装置1が設けられる位置は、これに限定されるものではなく、自車両MCの後部、側面、ルームミラー等、任意の位置であってもよい。
The position where the
レーダ装置1は、路面Gを走行する自車両MCの進行方向に略平行な送信軸RAを中心とする送信波SWを送信する。かかる送信波SWの送信範囲に物標が存在した場合、かかる物標から送信波SWによる反射波が到来する。レーダ装置1は、かかる反射波を受信し、その受信信号に基づいて物標の存在する角度や距離、相対速度などの観測データを導出する。
The
図1Aに示すように、レーダ装置1が送信する送信波SWの送信範囲には、路面Gが含まれる。このため、レーダ装置1が検出する物標に路面Gが含まれる。
As shown in FIG. 1A, the transmission range of the transmission wave SW transmitted by the
しかしながら、従来のレーダ装置では、路面Gと、路面G上に存在する障害物(以下、「下方物」という)とを判別する精度が十分ではなく、路面Gを下方物として誤検出してしまう場合があった。 However, the conventional radar device does not have sufficient accuracy to discriminate between the road surface G and an obstacle existing on the road surface G (hereinafter referred to as "lower object"), and the road surface G is erroneously detected as a lower object. There was a case.
そこで、実施形態に係るレーダ装置1は、路面Gと、下方物との認識精度を向上させることで、路面Gの検出精度を向上させることとした。なお、以下では、説明を簡単にするため自車両MCが一定の走行速度で直進しているものとして説明する。
Therefore, the
まず、レーダ装置1は、前回のスキャンで得られた観測データと今回のスキャンで得られた観測データが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。
First, the
レーダ装置1は、過去のスキャンから予測される予測データから最も近い今回の観測データを前回導出された観測データと時間的な連続性を有する同じ物標であると判定する。
The
ここで、送信波SWは、レーダ装置1から略一定の距離に存在する路面Gに反射し、レーダ装置1は、かかる路面Gによる反射波を受信する。つまり、レーダ装置1が検出する路面Gまでの距離は、略一定となる。
Here, the transmitted wave SW is reflected by the road surface G existing at a substantially constant distance from the
そして、自車両MCが走行する場合に、レーダ装置1は、レーダ装置1から略一定距離にある異なる位置の路面Gを検出するものの、路面Gに対応する前回の観測データの距離と、今回の観測データの距離とは略一定距離となる。
Then, when the own vehicle MC travels, the
このため、路面Gに対応する前回の観測データから予測される予測データと今回の観測データとが近い値となり、レーダ装置1は、双方の観測データについて時間的に連続性を有する同じ物標であると判定する。
Therefore, the predicted data predicted from the previous observation data corresponding to the road surface G and the current observation data are close to each other, and the
続いて、レーダ装置1は、時間的に連続性を有する観測データに基づき、俯角を示す物標、すなわち、送信波SWの送信軸RAよりも下方を示す物標を抽出する。ここで、レーダ装置1が抽出する物標は、路面Gまたは下方物である。
Subsequently, the
続いて、レーダ装置1は、自車両MCの走行時における路面Gおよび下方物の距離の経時変化に基づき、路面Gおよび下方物を判定する。具体的には、図1Bに示すように、自車両MCの走行時に距離が一定となる物標について路面Gと判定する。
Subsequently, the
ここで、「距離が一定」とは、厳密に値が一致していることを要しない。すなわち、時系列的な観測データが連続性を有する範囲であれば、所定の誤差(例えば、50センチ)を許容し、「距離が一定」と、「距離が略一定」とは、同義であるものとする。 Here, "the distance is constant" does not require that the values exactly match. That is, as long as the time-series observation data is in a continuous range, a predetermined error (for example, 50 cm) is allowed, and "distance is constant" and "distance is substantially constant" are synonymous. It shall be.
一方、図1Bに示すように、下方物であれば、自車両MCが走行すると走行距離に応じて距離が徐々に減少する。このため、レーダ装置1は、送信軸RAよりも下方を示す物標のうち距離が変化する物標を下方物と判定する。そして、レーダ装置1は、送信軸RAよりも下方を示す物標のうち距離が一定である物標を路面Gと判定する。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, in the case of a downward object, when the own vehicle MC travels, the distance gradually decreases according to the travel distance. Therefore, the
このように、レーダ装置1は、観測データの経時変化に基づき、路面Gと下方物を適切に判定することができる。したがって、実施形態に係るレーダ装置1によれば、路面Gの検出精度を向上させることができる。
In this way, the
ところで、レーダ装置1は、観測データとして物標との相対速度や、水平角度を導出することもでき、かかる相対速度、水平角度に基づいて路面Gを検出することもできる。この点の詳細については、図3A、3Bを用いて後述する。
By the way, the
また、路面Gは、下方物よりも広範囲にわたって検出される。このため、レーダ装置1は、上記の条件を満たす物標のうち、広範囲にわたって検出された物標について路面Gと判定することもできる。この点の詳細については、図4を用いて後述する。
Further, the road surface G is detected in a wider range than the lower object. Therefore, the
なお、以下では、レーダ装置1がFM−CW(Frequency Modulated−Continuous Wave)方式である場合について説明するが、FCM(Fast Chirp Modulation)方式であってもよい。
In the following, the case where the
次に、図2を用いて本実施形態に係るレーダ装置1の構成について説明する。図2は、レーダ装置1のブロック図である。なお、図2には、車両制御装置2を併せて示す。
Next, the configuration of the
車両制御装置2は、レーダ装置1による物標の検出結果に基づいて、PCS(Pre-crash Safety System)やAEB(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う。
The
送信部10は、信号生成部11と、発振器12と、水平送信アンテナ13aと、垂直送信アンテナ13bと、スイッチ14とを備える。信号生成部11は三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器12に供給する。
The
発振器12は、信号生成部11で生成された変調信号に基づいて、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号STを生成して、水平送信アンテナ13aまたは垂直送信アンテナ13bへ出力する。
The
水平送信アンテナ13aおよび垂直送信アンテナ13bは、発振器12からの送信信号STを送信波TWへ変換し、かかる送信波SWを自車両MCの外部に出力する。
The
水平送信アンテナ13aおよび垂直送信アンテナ13bが出力する送信波SWは、所定の周期で周波数が上下するFM−CWとなる。水平送信アンテナ13aおよび垂直送信アンテナ13bから自車両MCの前方に送信された送信波SWは、他の車両や路面Gなどの物標で反射されて反射波RWとなる。
The transmission wave SW output by the
また、水平送信アンテナ13aは、水平方向に等間隔で配置され、水平方向に向けて送信波SWを出力し、垂直送信アンテナ13bは、垂直方向に等間隔で配置され、垂直方向に向けて送信波SWを出力する。
Further, the
スイッチ14は、水平送信アンテナ13aおよび垂直送信アンテナ13bのいずれかと、発振器12とを接続する。スイッチ14は、後述する送信制御部31の制御により、所定のタイミングで動作し、水平送信アンテナ13aおよび垂直送信アンテナ13bのいずれかと、発振器12との接続を切り替える。
The
受信部20は、アレーアンテナを形成する複数の水平受信アンテナ21aと、複数の垂直受信アンテナ21bと、これら複数の水平受信アンテナ21aおよび垂直受信アンテナ21bに接続された複数の個別受信部22とを備える。
The receiving
各水平受信アンテナ21aおよび各垂直受信アンテナ21bは物標からの反射波を受信し、かかる反射波を受信信号へ変換する。各個別受信部22は対応する受信アンテナ21で得られた受信信号を処理する。
Each
なお、図2に示す水平受信アンテナ21aおよび垂直受信アンテナ21bは、それぞれ4つであるが、3つ以下または5つ以上であってもよい。
The number of the
各個別受信部22は、増幅器23と、ミキサ24と、A/D(Analog/Digital)変換器25とを備える。水平受信アンテナ21aおよび垂直受信アンテナ21bで受信された反射波から得られた受信信号は、増幅器23(例えば、ローノイズアンプ)で増幅された後にミキサ24に送られる。ミキサ24は、送信信号STと受信信号との一部をミキシングし不要な信号成分を除去してビート信号を生成する。
Each
これにより送信信号STの周波数と、受信信号の周波数との差となるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ24で生成されたビート信号は、A/D変換器25でデジタルの信号に変換された後に信号処理部30へ出力される。
As a result, a beat signal indicating a beat frequency that is the difference between the frequency of the transmission signal ST and the frequency of the reception signal is generated. The beat signal generated by the
なお、以下では、水平受信アンテナ21aで受信された反射波から得られるビート信号を水平ビート信号といい、垂直受信アンテナ21bで受信された反射波から得られるビート信号を垂直ビート信号という。
In the following, the beat signal obtained from the reflected wave received by the
信号処理部30は、送信制御部31、フーリエ変換部32およびデータ処理部33を備える。かかる信号処理部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポート等を含む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。
The
かかるマイクロコンピュータのCPUがROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送信制御部31、フーリエ変換部32およびデータ処理部33として機能する。なお、送信制御部31、フーリエ変換部32およびデータ処理部33は全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。
When the CPU of the microcomputer reads and executes the program stored in the ROM, it functions as a
送信制御部31は、送信部10の信号生成部11を制御し、信号生成部11から三角波状に電圧が変化する変調信号を発振器12へ出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号STが発振器12から送信アンテナ13へ出力される。また、送信制御部31は、スイッチ14のスイッチングを制御する。
The
フーリエ変換部32は、複数の個別受信部22のそれぞれから出力される水平ビート信号および垂直ビート信号に対してそれぞれ高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理を行う。
The
これにより、フーリエ変換部32は、複数の個別受信部22のそれぞれから出力される水平ビート信号および垂直ビート信号を周波数スペクトルのデータへそれぞれ変換する。
As a result, the
フーリエ変換部32で変換された周波数スペクトルは、データ処理部33へ出力される。なお、かかる周波数スペクトルのデータには、フーリエ変換部32の周波数分解能に応じた周波数間隔で設定された周波数ビン(BIN)ごとの信号レベルの情報が含まれる。
The frequency spectrum converted by the
以下では、水平ビート信号に基づく周波数スペクトルを水平周波数スペクトルといい、垂直ビート信号に基づく周波数スペクトルを垂直周波数スペクトルという場合がある。 In the following, a frequency spectrum based on a horizontal beat signal may be referred to as a horizontal frequency spectrum, and a frequency spectrum based on a vertical beat signal may be referred to as a vertical frequency spectrum.
データ処理部33は、導出部41と、連続性判定部42と、路面判定部43と、フィルタ処理部44と、物標分類部45と、不要物標判定部46と、結合処理部47および出力物標選択部48を備える。かかるデータ処理部33は、フーリエ変換部32で変換された周波数スペクトルのデータに基づいて、物標との距離、速度および角度の観測データを導出し、かかる観測データに応じたターゲット情報を車両制御装置2へ出力する。車両制御装置2は、レーダ装置1から取得したターゲット情報に基づき、自車両MCの挙動を制御する。
The data processing unit 33 includes a
導出部41は、フーリエ変換部32で変換された周波数スペクトルのデータに基づき、物標との距離、速度および角度のデータを含む観測データを導出する観測データ導出処理を行う。かかる観測データ導出処理は、導出部41により所定周期(例えば、1/20秒)毎に繰り返し実行され、導出された観測データが所定周期毎に導出部41から連続性判定部42へ出力される。
The
導出部41は、ピーク検出部41aと、角度推定部41bと、ペアリング部41cとを備える。導出部41は、水平周波数スペクトルと、垂直周波数スペクトルについて基本的に同一の処理を行うため、導出部41が、水平周波数スペクトルから観測データを導出する場合を例にとって説明する。
The lead-out
ピーク検出部41aは、フーリエ変換部32で変換された水平周波数スペクトルにおいて、所定の信号レベルを超えるピークを、送信信号STの周波数が上昇するアップ区間と、送信信号STの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。以下、このように抽出される周波数を「ピーク周波数」という。
In the horizontal frequency spectrum converted by the
同一の物標からの反射波は4つの水平受信アンテナ21aで受信されるため、4つのビート信号の周波数スペクトルの相互間において、抽出されるピーク周波数は同一となる。また、同一周波数ビンの異なる角度に複数の物標が存在する場合は、周波数スペクトルにおける1つのピーク周波数の信号に、それら複数の物標についての情報が含まれる。
Since the reflected wave from the same target is received by the four
なお、4つの受信アンテナ21の位置は互いに異なるため、4つの水平受信アンテナ21aで受信される反射波の位相は互いに異なる。このため、同一周波数ビンとなる受信信号の位相情報は、水平受信アンテナ21a毎に異なる。
Since the positions of the four receiving antennas 21 are different from each other, the phases of the reflected waves received by the four
角度推定部41bは、アップ区間およびダウン区間それぞれについて、所定の角度演算処理により、1つのピーク周波数の信号から、同一周波数ビンに存在する複数の物標についての情報を分離し、それら複数の物標それぞれの角度を推定する。 The angle estimation unit 41b separates information about a plurality of targets existing in the same frequency bin from a signal of one peak frequency by a predetermined angle calculation process for each of the up section and the down section, and those plurality of objects. Estimate the angle of each mark.
角度推定部41bは、4つのビート信号の全ての周波数スペクトルにおいて各ピーク周波数に対応する同一周波数ビンの信号(以下、ピーク信号と記載する)に注目し、それらピーク信号の位相情報に基づいて物標の角度を推定する。なお、以下において、導出部41によって推定された物標の角度を「ピーク角度」と記載し、かかるピーク角度の信号パワーを「角度パワー」と記載する。
The angle estimation unit 41b pays attention to signals in the same frequency bin (hereinafter referred to as peak signals) corresponding to each peak frequency in all frequency spectra of the four beat signals, and is based on the phase information of those peak signals. Estimate the angle of the marker. In the following, the angle of the target estimated by the
角度推定部41bは、このようなピーク角度の導出を、アップ区間およびダウン区間の水平周波数スペクトルおよび垂直周波数スペクトルにおける全てのピーク周波数に関して行う。なお、角度推定部41bにおける角度の推定は、例えば、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)、DBF(Digital Beam Forming)、または、MUSIC(Multiple Signal Classification)などの所定の角度推定方式を用いて行われる。 The angle estimation unit 41b derives such a peak angle for all peak frequencies in the horizontal frequency spectrum and the vertical frequency spectrum in the up section and the down section. The angle estimation unit 41b uses a predetermined angle estimation method such as ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques), DBF (Digital Beam Forming), or MUSIC (Multiple Signal Classification). Is done.
これにより、角度推定部41bは、1つの周波数の信号から、複数のピーク角度、および、これらピーク角度それぞれの信号のパワーを推定することができる。 As a result, the angle estimation unit 41b can estimate a plurality of peak angles and the power of each of these peak angles from a signal of one frequency.
以上の処理により、ピーク検出部41aおよび角度推定部41bは、アップ区間およびダウン区間それぞれにおける、自車両MCの前方に存在する複数の物標それぞれに対応するピークデータを導出する。
Through the above processing, the
ピークデータは、上述したピーク周波数、ピーク角度、ピーク角度の信号のパワー(以下、角度パワーと記載する)等のデータを含む。 The peak data includes data such as the above-mentioned peak frequency, peak angle, and signal power of the peak angle (hereinafter, referred to as angular power).
ペアリング部41cは、角度推定部41bにより算出されたアップ区間のピーク角度および角度パワーと、ダウン区間のピーク角度および角度パワーとの一致度合い等に基づき、アップ区間のピークおよびダウン区間のピークを対応づけるペアリングを行う。 The pairing unit 41c sets the peak of the up section and the peak of the down section based on the degree of coincidence between the peak angle and the angle power of the up section calculated by the angle estimation unit 41b and the peak angle and the angle power of the down section. Perform pairing to associate.
例えば、ペアリング部41cは、アップ区間およびダウン期間それぞれのピークの角度推定結果のうち、ピーク角度および角度パワーが所定範囲内で近いピークをペアリングする。例えば、ペアリング部41cは、アップ区間およびダウン区間それぞれの周波数ピークのピーク角度および角度パワーを用いて、マハラノビス距離を算出し、マハラノビス距離が最小値となるアップ区間のピークとダウン区間のピークとを対応付ける。なお、マハラノビス距離の算出は、周知技術を用いることができる。 For example, the pairing unit 41c pairs peaks having peak angles and angular powers within a predetermined range among the peak angle estimation results for the up section and the down period. For example, the pairing unit 41c calculates the Mahalanobis distance using the peak angles and angular powers of the frequency peaks of the up section and the down section, respectively, and sets the peak of the up section and the peak of the down section where the Mahalanobis distance is the minimum value. To associate. A well-known technique can be used to calculate the Mahalanobis distance.
このように、ペアリング部41cは、同一の物標に関するピーク同士を対応付ける。これにより、ペアリング部41cは、自車両MCの前方に存在する複数の物標それぞれに対する観測データを導出する。かかる観測データは、2つのピークを対応付けて得られるため、「ペアデータ」とも呼ばれる。 In this way, the pairing unit 41c associates peaks related to the same target with each other. As a result, the pairing unit 41c derives observation data for each of the plurality of targets existing in front of the own vehicle MC. Since such observation data is obtained by associating two peaks, it is also called "pair data".
ペアリング部41cは、ペアリングしたアップ区間およびダウン区間のピークから、自車両MC(レーダ装置1)に対する各物標の速度および距離の瞬時値を示すデータを観測データとして導出する。例えば、ペアリング部41cは、観測データ(ペアデータ)の元となるアップ区間およびダウン区間の2つのピークデータのピーク周波数の差から速度を導出し、これら2つのピークデータのピーク周波数の和から距離を導出することができる。また、ペアリング部41cは、観測データ(ペアデータ)の元となるアップ区間およびダウン区間の2つのピークデータのピーク角度の平均値から自車両MC(レーダ装置1)に対する各物標の角度の瞬時値を示すデータを観測データとして導出する。 The pairing unit 41c derives data indicating instantaneous values of the speed and distance of each target with respect to the own vehicle MC (radar device 1) as observation data from the peaks of the paired up section and down section. For example, the pairing unit 41c derives the velocity from the difference between the peak frequencies of the two peak data in the up section and the down section, which are the sources of the observation data (pair data), and derives the velocity from the sum of the peak frequencies of these two peak data. The distance can be derived. Further, the pairing unit 41c determines the angle of each target with respect to the own vehicle MC (radar device 1) from the average value of the peak angles of the two peak data of the up section and the down section, which are the sources of the observation data (pair data). Data showing instantaneous values is derived as observation data.
導出部41は、以上の処理を垂直周波数スペクトルについて同様に行う。導出部41が水平周波数スペクトルから導出した観測データは、水平方向における物標の位置を示すデータであり、垂直周波数スペクトルから導出した観測データは、垂直方向における物標の位置を示すデータとなる。
The
そして、導出部41は、水平周波数スペクトルおよび垂直周波数スペクトルからそれぞれ導出した角度パワー等に基づき、同一の物標に対応する観測データの組み合わせを特定する。これにより、各物標が存在する方位(以下、水平角度という)および垂直方向の角度(以下、仰俯角という)を対応付けることができる。
Then, the
ここで、仰俯角のうち、仰角は、図1Aに示した送信軸RAに対して上方側の角度を示し、俯角は、送信軸RAに対して下方側の角度を示す。物標が路面Gや下方物であれば、俯角を示すこととなる。 Here, of the elevation / depression angles, the elevation angle indicates an angle on the upper side with respect to the transmission axis RA shown in FIG. 1A, and the depression angle indicates an angle on the lower side with respect to the transmission axis RA. If the target is a road surface G or a downward object, the depression angle will be indicated.
連続性判定部42は、今回のスキャンにより判定中の物標の瞬時値に、前回のスキャンまでに検出していた物標と連続性があるか否かを判定する。連続性判定部42は、前回のスキャンまでの物標の位置から今回の予測位置を算出し、今回のスキャンにおいて予測位置に近い瞬時値があれば、かかる瞬時値に連続性があると判定する。
The
そして、連続性判定部42は、連続性を有すると判定した観測データを路面判定部43へ出力する。なお、連続性判定部42によって連続性を有さないと判定された観測データは、今回新たに観測された新規データとなる。
Then, the
かかる新規データは、基本的に車両制御装置2へ出力されない。このため、かかる新規データに基づく車両制御装置2の誤制御(緊急ブレーキ等)は、基本的に起こらない。このため、路面判定部43は、新規データについて路面判定処理を省略することができる。
Such new data is basically not output to the
路面判定部43は、連続性判定部42から入力される観測データに基づき、路面Gを判定する。また、路面判定部43は、抽出部43aおよび決定部37bを備える。
The road
抽出部43aは、連続性判定部42が連続性を有すると判定した観測データの中から、後述の判定条件を満たす物標の観測データを候補物標として抽出し、抽出した観測データを決定部43bへ出力する。また、抽出部43aは、抽出した候補物標以外の観測データについても決定部43bへ出力する。
The
決定部43bは、抽出部43aによって抽出された観測データに基づき、路面Gを判定する。決定部43bは、路面Gとして決定した物標に関する観測データの路面フラグをONにしてフィルタ処理部44へ出力する。なお、抽出部43aおよび決定部43bによる処理の詳細については、図3A以降の図面を用いて後述する。
The
フィルタ処理部44は、各物標について、時系列に処理される複数回分の瞬時値を平均化するフィルタ処理によって、瞬時値のばらつきを補正する処理部である。フィルタ処理部44は、フィルタ処理後の物標に関する情報を物標分類部45へ出力する。
The
物標分類部45は、フィルタ処理部44のフィルタ処理結果に基づき、各物標を移動物および静止物に分類する。物標分類部45は、移動物と判定した物標について移動物フラグをONにする。また、物標分類部45は、分類した分類結果を不要物標判定部46へ出力する。
The
物標分類部45は、移動物に分類した物標の中から、先行車や、隣の走行レーンの前方を走行する隣接車など、さらに細分化して分類することもできる。例えば、物標分類部45は、自車両MCの走行する走行レーンの前方で自車両MCと同一方向に過去に一度でも移動した物標について先行車フラグをONにする。
The
また、物標分類部45は、自車両MCが走行する走行レーンに隣接したレーンの前方で自車両MCと同一方向に過去に一度でも移動した物標について隣接車フラグをONにする。かかる先行車フラグ、隣接車フラグは、レーダ装置1が物標を見失うまで保持される。
Further, the
そして、物標分類部45は、かかる先行車フラグまたは隣接車フラグをONにした場合、先行車または隣接車に関する情報(相対速度、距離、水平角度等)を路面判定部43へ出力する。
Then, when the preceding vehicle flag or the adjacent vehicle flag is turned on, the
また、物標分類部45は、物標分類処理の処理結果を不要物標判定部46へ出力する。物標分類処理の処理結果は、各物標の移動物フラグおよび先行車フラグの状態を示す情報、物標の推定角度(水平角度および垂直角度を含む)、物標までの距離、および自車両MC(レーダ装置1)に対する相対速度を示す情報等を含む。
In addition, the
不要物標判定部46は、システム制御上、不要となる物標であるか否かを判定し、結合処理部47へ制御を移す。不要となる物標は、路面Gや構造物、壁反射などである。なお、不要とされた物標は、基本的に車両制御装置2への出力対象としないが、内部的には保持されていてよい。
The unnecessary
結合処理部47は、複数の物標のうち、同一物からの反射点であると推定されるものについて、1つの物標にまとめるグルーピングを行う。出力物標選択部48は、システム制御上、車両制御装置2へ出力することが必要となる物標を選択する。また、出力物標選択部48は、選択した物標のターゲット情報(距離、相対速度等を含む)を車両制御装置2へ出力する。
The
次に、図3A、3B、図4を用いて路面判定部43による路面判定処理の詳細について説明する。まず、図3A、3Bを用いて抽出部43aによる抽出処理について説明する。
Next, the details of the road surface determination process by the road
図3Aは、路面Gの相対速度を示す模式図である。図3Bは、路面Gの水平角度の経時変化を示す図である。なお、路面判定部43は、以下に示す処理を送信軸RA(図1A参照)よりも下方を示す観測データを対象にして行うものとする。
FIG. 3A is a schematic view showing the relative speed of the road surface G. FIG. 3B is a diagram showing changes over time in the horizontal angle of the road surface G. In addition, the road
図3Aに示すように、自車両MCが一定の速度Vで直進する場合、自車両MCと、路面Gとの相対速度は、速度Vの逆の値となる速度―Vとなる。ここで、相対速度が速度―Vとなる物標には、路面Gの他、静止している下方物が含まれる。 As shown in FIG. 3A, when the own vehicle MC travels straight at a constant speed V, the relative speed between the own vehicle MC and the road surface G is a speed −V which is the opposite value of the speed V. Here, the target whose relative velocity is velocity −V includes a stationary lower object in addition to the road surface G.
静止した下方物であれば、自車両MCが走行すると、自車両MCとの距離が短くなる。このため、かかる挙動を示す物標を下方物と判定することができる。 If it is a stationary downward object, the distance to the own vehicle MC becomes shorter when the own vehicle MC travels. Therefore, it is possible to determine that the target exhibiting such behavior is a lower object.
一方、上記したように、レーダ装置1は、自車両MCの走行に伴い、略一定距離離れた位置の路面Gを連続性を保持して検出する。その結果、レーダ装置1が検出する路面Gまでの距離Dは略一定となる。したがって、路面Gは、瞬時値として静止物として観測されるものの、自車両MCが走行しても距離が略一定となり、時系列的な距離の変化量が少ない。
On the other hand, as described above, the
このため、抽出部43aは、例えば、車速センサ(図示略)から自車両MCの走行速度を示す信号を取得し、かかる信号に基づき、静止物に相当する物標を抽出する。
Therefore, the
続いて、抽出部43aは、静止物に相当する観測データについて距離の経時変化を測定する。そして、抽出部43aは、距離が略一定となる観測データを路面Gの候補となる候補物標として抽出し、かかる候補物標の観測データを決定部43bへ出力する。
Subsequently, the
このように、抽出部43aは、距離に加えて相対速度の経時変化に基づき、候補物標を抽出するため、静止している下方物を確実に排除することができる。したがって、路面Gの検出精度を向上させることができる。
In this way, since the
なお、候補物標を抽出する判定条件は、これに限定されるものではない。例えば、図3Bに示すように、抽出部43aは、上記の判定条件を満たす物標のうち、水平角度の経時変化においてバラつきが大きい物標を候補物標として抽出することもできる。
The determination conditions for extracting the candidate markers are not limited to this. For example, as shown in FIG. 3B, the
これは、下方物であれば、送信波SWが反射し得る反射点の範囲が限られるのに対し、路面Gは、送信波SWが反射し得る反射点が広範囲にわたって無数に存在するためである。 This is because the range of reflection points that the transmission wave SW can reflect is limited in the case of a lower object, whereas the road surface G has an infinite number of reflection points that the transmission wave SW can reflect. ..
このため、図3Bに示すように、路面Gは、連続性判定部42によって毎回のスキャンにおいて連続性を有する同じ物標であると判定されるものの、水平角度のバラつきが大きくなりやすい。
Therefore, as shown in FIG. 3B, although the road surface G is determined by the
抽出部43aは、例えば、上記した判定条件を満たす物標について複数回のスキャンにおける水平角度の標準偏差を求め、かかる標準偏差の値が所定値以上、すなわち、水平角度のバラつきが大きい物標を候補物標として抽出することもできる。
For example, the
これにより、抽出部43aは、候補物標の抽出精度を向上させることができ、レーダ装置1による路面Gの検出精度を向上させることができる。
As a result, the
次に、図4を用いて決定部43bによる路面Gの決定処理について説明する。図4は、決定部43bによる路面Gの決定処理を示す図である。図4に示す黒丸は、抽出部43aによって抽出された候補物標の位置を示す。
Next, the process of determining the road surface G by the
決定部43bは、候補物標が存在する場合に、かかる複数の候補物標を路面Gとして決定する。これは、路面Gであれば、送信波SWの反射点が無数に存在し、候補物標も無数に存在するためである。
When a candidate marker exists, the
換言すると、路面Gであれば広範囲にわたって検出されるため、路面Gに対応する物標が一点のみ検出されることは考えにくい。したがって、決定部43bは、水平角度、すなわち、同図における左右方向の位置が異なる複数の候補物標が存在することを条件として、かかる複数の候補物標を路面Gとして決定する。
In other words, since the road surface G is detected over a wide range, it is unlikely that only one target corresponding to the road surface G is detected. Therefore, the
これにより、レーダ装置1は、路面Gの誤検出を抑制することができ、検出精度を向上させることができる。なお、図4では、物標候補が4つである場合を示しているが、これは例示であって物標候補の個数を限定するものではない。
As a result, the
ところで、レーダ装置1は、自車両MCと停止車両とが接近している状態において、停止車両に関する物標が比較的低い位置に検出された場合に、当該物標を路面Gに関する物標と誤って判定することがある。
By the way, when the
このため、レーダ装置1は、自車両MCと停止車両との距離が比較的遠い場合に、停止車両に関する物標が路面Gよりも高い位置に存在する物標として検出されたときに、車両に関する物標であることを示すフラグをONにする。
Therefore, when the distance between the own vehicle MC and the stopped vehicle is relatively long, the
これにより、自車両MCが停止車両に接近した場合でもフラグの状態を判定することで、停止車両に関する物標を路面と誤って判定することを防止できる。 As a result, even when the own vehicle MC approaches the stopped vehicle, it is possible to prevent the target regarding the stopped vehicle from being erroneously determined as the road surface by determining the state of the flag.
言い換えると、レーダ装置1は、上記した先行車両フラグや隣接車フラグの状態を確認することで、停止車両に関する物標を路面Gの判定対象から除外することができ、路面Gの誤検出を抑制することができる。
In other words, the
次に、レーダ装置1が実行する処理手順について図5および図6を用いて説明する。図5は、レーダ装置1が実行する処理手順を示すフローチャートである。また、図6は、レーダ装置1が実行する路面判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
Next, the processing procedure executed by the
図6に示すように、まず、ピーク検出部41aが、ピーク検出処理を行う(ステップS101)。そして、角度推定部41bが、ピーク検出処理の処理結果に基づき、角度推定処理を行う(ステップS102)。
As shown in FIG. 6, first, the
そして、ペアリング部41cが、角度推定処理までの処理結果に基づき、ペアリング処理を行う(ステップS103)。つづいて、連続性判定部42が、ペアリング処理までの処理結果に基づき、連続性判定処理を行う(ステップS104)。
Then, the pairing unit 41c performs the pairing process based on the processing results up to the angle estimation process (step S103). Subsequently, the
続いて、路面判定部43が、連続性判定処理までの処理結果に基づき、路面判定処理を行う(ステップS105)。なお、ステップS105の路面判定処理の処理手順については、図6を用いて後述する。
Subsequently, the road
続いて、フィルタ処理部44が、路面判定処理までの処理結果に基づき、フィルタ処理を行う(ステップS106)。そして、不要物標判定部46が、フィルタ処理までの処理結果に基づき、不要物標判定処理を行う(ステップS107)。
Subsequently, the
続いて、結合処理部47が、不要物標判定処理までの処理結果に基づき、結合処理を行う(ステップS108)。そして、出力物標選択部48が、結合処理までの処理結果に基づき、出力物標選択処理を行う(ステップS109)。
Subsequently, the
次に、図6を用いて図5に示したステップS105の路面判定処理の処理手順について説明する。まず、抽出部43aが、観測データは連続性を有するか否かを判定する(ステップS201)。
Next, the processing procedure of the road surface determination process of step S105 shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, the
続いて、抽出部43aが、観測データが連続性を有する場合(ステップS201,Yes)、観測データが俯角を示すか否かを判定する(ステップS202)。
Subsequently, when the observation data has continuity (step S201, Yes), the
続いて、抽出部43aが、俯角を示す観測データについて(ステップS202,Yes)、物標までの距離は略一定か否かを判定する(ステップS203)。
Subsequently, the
続いて、抽出部43aが、物標までの距離がる略一定であった場合(ステップS203,Yes)、相対速度は静止物相当か否かを判定する(ステップS204)。
Subsequently, when the
そして、抽出部43aが、相対速度が静止物相当であった場合(ステップS204,Yes)、候補物標として抽出する(ステップS205)。続いて、決定部43bが、水平角度が異なる複数の候補物標が有るか否かを判定する(ステップS206)。
Then, when the relative velocity is equivalent to that of a stationary object (step S204, Yes), the
そして、決定部43bが、水平角度が異なる複数の候補物標が有った場合に(ステップS206,Yes)、かかる複数の候補物標を路面Gと判定し(ステップS207)、処理を終了する。
Then, when the
一方、ステップS201〜ステップS204およびステップS206の判定条件を満たさなかった場合(ステップS201,No/ステップS202,No/ステップS203,No/ステップS204,No/ステップS206,No)、路面判定部43が、路面Gと判定せず、処理を終了する。
On the other hand, when the determination conditions of steps S201 to S204 and step S206 are not satisfied (step S201, No / step S202, No / step S203, No / step S204, No / step S206, No), the road
上述したように、実施形態に係るレーダ装置1は、導出部41と、連続性判定部42と、路面判定部43とを備える。導出部41は、自車両MCから送信した送信波SWが物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む物標の観測データを導出する。
As described above, the
連続性判定部42は、導出部41によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。路面判定部43は、連続性判定部42によって同一物標と判定された観測データに基づき、俯角を示す物標のうち、自車両MCの走行時に距離が一定となる判定条件を満たす物標を路面Gと判定する。したがって、レーダ装置1によれば、路面Gの検出精度を向上させることができる。
The
ところで、車両は、路面Gに比べて反射波の反射強度が強い強反射物となることが多い。このため、車両に対応する角度パワーは、路面Gに対応する角度パワーに比べて高い値をとりやすい。 By the way, the vehicle is often a strong reflector having a stronger reflection intensity of the reflected wave than the road surface G. Therefore, the angular power corresponding to the vehicle tends to take a higher value than the angular power corresponding to the road surface G.
このため、路面判定部43は、車両の角度パワーに基づいて閾値を設定し、角度パワーがかかる閾値よりも低い物標を対象として路面Gの判定を行うようにしてもできる。換言すると、路面判定部43は、車両に基づく反射波を除外して路面Gの判定を行うこともできる。
Therefore, the road
これにより、路面判定部43による処理負荷を抑えつつ、精度よく路面Gを検出することができる。なお、路面Gによる反射波の反射強度は、路面Gの路面条件(路面の種類、雨の有無)等によって異なる。このため、路面判定部43は、かかる閾値を路面条件によって変更することもできる。
As a result, the road surface G can be detected with high accuracy while suppressing the processing load by the road
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。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments expressed and described as described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
1 レーダ装置
2 車両制御装置
41 導出部
41a ピーク検出部
41b 角度推定部
41c ペアリング部
42 連続性判定部
43 路面判定部
43a 抽出部
43b 決定部
44 フィルタ処理部
45 物標分類部
46 不要物標判定部
47 結合処理部
48 出力物標選択部
G 路面
SW 送信波
1
Claims (6)
前記導出部によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する連続性判定部と、
前記連続性判定部によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する路面判定部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。 A derivation unit that derives observation data of the target including the distance to the target and the depression angle based on the reflected wave reflected by the transmitted wave transmitted from the own vehicle.
A continuity determination unit that determines whether or not the observation data derived last time by the derivation unit and the observation data derived this time are observation data of the same target that are continuous in time,
Based on the observation data determined to be the same target by the continuity determination unit, among the targets indicating the depression angle, the target that satisfies the determination condition that the distance becomes constant when the own vehicle travels is defined as the road surface. A radar device including a road surface determination unit for determination.
前記観測データとして前記物標との相対速度をさらに導出し、
前記路面判定部は、
前記導出部によって導出された前記相対速度が静止物に相当する物標を前記路面と判定すること
を特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 The out-licensing unit
Further deriving the relative velocity with the target as the observation data,
The road surface determination unit
The radar device according to claim 1, wherein a target whose relative velocity is derived by the derivation unit and corresponds to a stationary object is determined as the road surface.
前記観測データとして前記物標の方位をさらに導出し、
前記路面判定部は、
前記導出部によって導出された前記方位のバラつきが基準値以上である物標を前記路面と判定すること
を特徴とする請求項1または2に記載のレーダ装置。 The out-licensing unit
Further deriving the direction of the target as the observation data,
The road surface determination unit
The radar device according to claim 1 or 2, wherein a target whose directional variation derived by the derivation unit is equal to or greater than a reference value is determined as the road surface.
前記観測データに基づいて前記判定条件を満たす前記物標を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された物標のうち、前記導出部によって導出された前記方位が異なる複数の前記物標が存在する場合に、当該複数の物標を前記路面として決定する決定部と
を備えること
を特徴とする請求項3に記載のレーダ装置。 The road surface determination unit
An extraction unit that extracts the target that satisfies the determination condition based on the observation data,
Among the targets extracted by the extraction unit, when there are a plurality of the targets derived by the derivation unit having different directions, the target is provided with a determination unit for determining the plurality of targets as the road surface. The radar device according to claim 3, wherein the radar device is characterized by the above.
前記導出部が前記観測データの導出処理に用いた前記反射波の受信強度が車両に反射した場合の反射波の受信強度に基づいて設定された閾値よりも低い物標について前記路面の判定を行うこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のレーダ装置。 The road surface determination unit
The road surface is determined for a target whose reception intensity of the reflected wave used for the derivation process of the observation data is lower than a threshold value set based on the reception intensity of the reflected wave when it is reflected by the vehicle. The radar device according to any one of claims 1 to 4, wherein the radar device is characterized.
前記導出工程によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する連続性判定工程と、
前記連続性判定工程によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する路面判定工程と
を含むことを特徴とする路面検出方法。 A derivation process for deriving observation data of the target including the distance to the target and the depression angle based on the reflected wave of the transmitted wave transmitted from the own vehicle reflected on the target.
A continuity determination step of determining whether or not the observation data derived last time by the derivation step and the observation data derived this time are observation data of the same target that are continuous in time,
Based on the observation data determined to be the same target by the continuity determination step, among the targets showing the depression angle, the target that satisfies the determination condition that the distance becomes constant when the own vehicle travels is defined as the road surface. A road surface detection method including a road surface determination step for determination.
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