CN102741703B - 障碍物检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种障碍物检测装置，其更准确地对各种各样的目标物进行检测。该目标物检测装置具备：接收天线部，其在水平方向上排列多个接收天线，并且该接收天线中的一部分在上下方向上错开排列，该接收天线部具有多个对目标物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位进行检测的、接收天线的组合；检测单元，其改变接收天线的组合而对目标物进行多次检测。通过对由检测单元检测出的至少两次的检测结果进行比较，从而能够提高目标物的检测精度。

Description

障碍物检测装置
技术领域
本发明涉及一种障碍物检测装置。 
背景技术
已知一种技术，其在水平方向上排列有八个接收天线，且将第一个以及第八个接收天线与其他的接收天线相比而向上方错开，并根据由第一个接收天线与第二个接收天线形成的第一斜向、和由第七个接收天线与第八个接收天线形成的第二斜向，而求取目标物在上下方向上的方位（例如，参照专利文献1）。 
在该技术中，对由第一个至第八个接收天线得到的信号实施DBF（Digital Beam Forming：数字波束形成）处理，并检测出距离、相对速度、以及在水平方向上的角度。之后，用相位单脉冲方式分别检测出目标物相对于第一斜向的方位、以及目标物相对于第二斜向的方位，并根据两个检测结果来求取目标物在上下方向上的方位。 
但是，根据接收天线被排列的间隔和角度，目标物的检测精度和可检测的方位会改变。在此，例如对于远距离和近距离而言，所要求的精度和检测范围将不同。此外，根据行驶状况和周边环境，从而所要求的性能也会不同。在如现有技术那样，接收天线的组合被预先设定了的情况下，将无法根据状况来发挥所要求的性能。 
例如，当上下方向上的方位的检测精度较低时，有可能会将铺设在道路上的铁板检测为障碍物，从而尽管车辆能够从铁板上通过，但仍实施了不必要的警告或制动操作。但是，仅特殊化成对该铁板进行检测的性能的雷达，则无法对较广的范围进行检测。 
在先技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开平11-287857号公报 
专利文献2：日本特开2008-151583号公报 
发明内容
发明所要解决的课题 
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够更加准确地对各种各样的目标物进行检测的技术。 
用于解决课题的方法 
为了解决上述课题，本发明所涉及的障碍物检测装置采用了以下的方式。即，本发明所涉及的障碍物检测装置的特征在于，具备：接收天线部，其在水平方向上排列多个接收天线且该多个接收天线中的一部分在上下方向上错开排列，并且所述接收天线部具有多个对目标物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位进行检测的、接收天线的组合；检测单元，其改变所述接收天线的组合而对目标物进行多次检测。 
在此，通过使用在水平方向上排列的接收天线中的一个接收天线、和在上下方向上错开排列的接收天线中的一个接收天线这两个接收天线，从而能够对目标物相对于斜向的方位进行检测。即，能够对目标物相对于这两个接收天线所排列的方向的方位进行检测。而且，只要至少存在两个所排列的角度不同的、接收天线的组合，便能够对目标物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位进行检测。 
而且，如果存在多个所排列的角度不同的、接收天线的组合，则成为具有多个对目标物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位进行检测的、接收天线的组合的情况。而且，检测单元能够改变接收天线的组合而对目标物进行多次检测。 
此处，在单脉冲方式中，当例如由两个接收天线来求取目标物的方位时，根据接收天线间的距离（间隔），能够检测目标物的范围和目标物的检测精度将会改变。例如，虽然接收天线的间隔越窄，则能够以越宽的角度对目标物进行检测，但目标物的检测精度将越降低。反之，虽然接收天线的间隔越宽，则由于相位的反转而使能够检测目标物的角度越减小，但检测精度将越提高。此外，在斜向上排列的接收天线的组合中，其排列方向越接近上下方向，则能够越高精确地求出在该上下方向上的方位。 
如此，由于根据接收天线的排列方向和排列间隔而能够检测目标物的范围和目标物的检测精度将会改变，因此，只要改变接收天线的组合而对目标物进行多次检测，便能够根据各种各样的情况来对目标物进行检测。 
例如，当正在高速公路上行驶时，在存在有位于较远的距离处且在该高速公路的上方通过的桥的情况下，则能够检测出该桥。即，由于桥等具有比较宽的面，因此接收信号电平增高，从而容易进行检测。但是，由于距离远因而也可以不用立即进行应对。而且，即使对这种远距离的范围进行精确查找，也只会使处理变得复杂。即，在远距离的情况下，最好采用尽管精度低但能够对较广的范围进行检测的方式。 
另一方面，对在道路上所铺设的铁板等而言，关于本车辆能够从其上通过的程度的较薄的目标物，由于接收信号电平较小，因而不达到较近的距离便不能够检测出。在此，对于存在于距离较近处的目标物，如果不立即进行应对则有可能发生碰撞。但是，由于与铁板等不会发生碰撞，因此希望高精度地对是否为本车辆能够通过的厚度进行检测。由于这种原因，因而在近距离的情况下最好采用尽管只能对较窄的范围进行检测但精度较高的方式。如此，即使在根据距离而所要求的性能将会不同的情况下，也能够通过改变接收天线的组合而对目标物进行多次检测，从而进行应对。 
此外，例如，能够对由检测单元检测出的至少两次的检测结果进行比较从而提高对目标物的检测精度。例如，在使用两个接收天线而对目标物进行检测的情况下，如果在相同距离处存在多个相同相对速度的目标物，则存在如下的情况，即，来自这些目标物的接收波将被合成，从而导致无法准确地对目标物进行检测。此外，有时会由于相位的反转而导致无法准确地对目标物进行检测。即使在这种情况下，也能够通过对由检测单元检测出的至少两次的检测结果进行比较，从而提高目标物的检测精度。 
而且，在本发明中，所述检测单元能够在距离越近时使用配置间隔越宽的接收天线的组合而对目标物进行检测。 
在此，以较宽的间隔被排列的接收天线能够高精度地对目标物的方位进行检测。例如，如果使用排列方向为斜向且间隔较宽的接收天线的组合，则能够高精度地对目标物在上下方向上的方位进行检测。 
例如，路面上所铺设的铁板等的、本车辆能够从其上方通过的目标物，由于使雷达波进行反射的面为铁板的厚度方向的面，因而当处于远距离时，雷达波的接收信号电平将减小。因此，在远距离时检测精度将下降。另一方面，由 于在远距离处，即使是较大的目标物，距接近该目标物也需要耗费时间，因此在很多情况下，即使检测精度较低也无妨。而且，对于存在于远距离处的目标物，不需要为了回避碰撞而实施制动，只要对驾驶员发出警告即可。即，在远距离时，只要用以窄间隔被排列的接收天线而对较宽的范围进行检测即可。 
相对于此，在近距离时，即使是铁板等较薄的目标物，接收信号电平也会增大。在此，当目标物存在于近距离处时，对于该目标物将要求较高的检测精度。例如，当在近距离处存在目标物时，如果该目标物是有可能发生碰撞的物体，则必须立即执行对碰撞进行回避的控制。相反地，当相对于铁板等目标物实施了回避碰撞的控制时，则成为执行了不必要的控制的情况。如此，在近距离时，要求进行精度更高的检测。此时，只要选择间隔更宽的接收天线即可。 
此外，例如，当本车辆正在直行前进时，在近距离处，只要在本车辆的行进方向的较窄范围内没有障碍物就没有问题。例如，即使在检测到了存在于远距离处的桥的情况下，当接近至距本车辆很近时，由于桥位于本车辆的上方因而不会被雷达所检测到，但是由于没有与本车辆发生碰撞的可能性，因此未检测到也无妨。 
如此，通过在距离越近时，使用配置间隔越宽的接收天线的组合来对目标物进行检测，从而能够使用最佳组合来对目标物进行检测。 
此外，在本发明中，所述检测单元能够根据所检测出的目标物的距离，而对接收天线的组合进行变更。 
即，当检测出目标物的距离时，根据该距离而改变接收天线的组合，并再一次对目标物进行检测。如上所述，根据距离，有时需要对目标物进行精确查找，也有时不需要进行精确查找。例如，当使用接收天线的间隔较窄的组合而检测出了目标物时，在距该目标物的距离较近的情况下，则使用接收天线的间隔较宽的组合来对目标物进行再次检测。由此，能够根据目标物的距离而选择最佳的组合。 
此外，当接收天线的间隔为中心频率的波长的二分之一以上时，有时会由于相位的反转而使目标物的位置被偏离地检测出。此时，仅使用该接收天线的组合而对所检测出的位置是否正确进行判断是很困难的。相对于此，使用间隔更宽的接收天线的组合来对目标物进行检测，如果此时目标物被检测出在相同位置，则能够判断为该位置为正确的位置，如果检测出在不同的位置，则能够判断为该位置为错误的位置。此外，由于当判断为位置被偏离地检测出时，能够对正确的位置进行运算，因此能够使用间隔更宽的接收天线的组合来对目标物的位置进行确定。
另外，可以首先使用间隔较窄的接收天线的组合而检测出目标物的大致方位，之后，使用间隔较宽的接收天线的组合来对目标物进行精密检测，也可以使该顺序相反。 
此外，在本发明中，所述检测单元能够根据本车辆的速度来对接收天线的组合进行变更。在此，由于本车辆的速度越快，将越早地与目标物发生碰撞，因此，要求更高精度的天线的组合。 
此外，在本发明中，能够使所述接收天线在水平方向上排列有三个以上，所述检测单元使用排列在水平方向上的三个以上的接收天线而对水平方向上的方位进行检测，之后，使用在上下方向上错开排列的接收天线而对上下方向上的方位进行检测。 
通过排列在水平方向上的三个以上的接收天线，能够检测出目标物相对于水平方向的方位。此时，可以使用单脉冲方式以外的高分辨率处理。通过使用三个以上的接收天线来对目标物相对于水平方向的方位进行检测，从而能够更准确地对水平方向上的方位进行检测。而且，通过使用排列在斜向上的接收天线，能够对目标物在上下方向上的方位进行检测。根据该目标物在上下方向上的方位以及距目标物的距离等，能够对目标物的三维坐标进行确定。即，如果使用在水平方向上排列有三个以上的接收天线，则与使用在水平方向上排列有两个的接收天线的情况相比，能够更高精度地对目标物在水平方向上的方位进行检测。而且，在首先高精度地检测出了水平方向上的方位的基础上，能够使用在上下方向上错开排列的接收天线而求出上下方向上的方位。而且，通过改变接收天线的组合而对水平方向以及上下方向上的方位进行多次检测，并对这些检测结果进行比较，从而能够进一步提高对目标物的检测精度。 
此外，在本发明中，所述检测单元能够根据基于目标物的相对速度以及距离而得出的、距与目标物发生碰撞的时间，而对所述组合进行变更。 
通过用目标物的距离除以相对速度，从而能够对距与目标物发生碰撞的时间（TTC）进行推断。该时间越短，则要求以越高的精度对目标物进行检测。即，当距与目标物发生碰撞的时间较短时，只要使用间隔更宽的接收天线的组合来高精度地对目标物进行检测即可。另一方面，当距与目标物发生碰撞的时间较长时，只要通过使用间隔更窄的接收天线的组合来预先掌握目标物的大致的位置，并且预先对在较宽的范围内是否存在目标物进行检测，便容易重新检测到其他的目标物。例如，可以根据用接收天线中的任意的组合而检测出的TTC，并在对接收天线的组合进行变更之后，再次对目标物进行检测。 
另外，当具备与在本车辆的前方行驶的其他车辆保持预定的距离并跟随的系统时，也可以根据该其他车辆接近至预定的距离的时间，来对所述组合进行变更。 
此外，在本发明中，能够根据用于对驾驶员进行辅助的驾驶辅助系统的种类而对所述组合进行变更。 
驾驶辅助系统是指，例如，代替驾驶员来对车辆进行控制、或防备碰撞从而对驾驶员进行保护的系统。在这些系统中，由于需要对目标物进行检测的距离和方位各自不同，因此接收天线的最佳组合各自不同。只要根据这些系统来对接收天线的组合进行变更，便能够选择与系统相对应的最佳的组合。 
另外，所述驾驶辅助系统也可以是回避碰撞或减轻碰撞的伤害的预碰撞安全系统、与在本车辆的前方行驶的其他车辆保持预定的距离并跟随的在前车辆跟随控制系统、或防止本车辆从所行驶的车道上脱离的车道保持辅助系统中的至少一个系统。 
也可以具备多个这些系统，并根据各个系统而对接收天线的组合进行变更。此外，也可以具备这些系统中的一个系统，并使用与该系统相对应的接收天线的组合。无论在何种情况下，均能够在各个系统中对接收天线的组合进行变更，从而提高精度。 
此外，在本发明中，所述检测单元能够根据周边环境而对所述组合进行变更。 
作为周边环境，例如可以列举出：道路的形状、本车辆正在行驶的道路与其他道路之间的关系等。例如，在交叉路口处，由于有可能会从左右方突然出现其他车辆或行人，因此如果使用能够对更宽角度的范围进行检测的接收天线的组合，则能够检测出上述情况。周边环境例如可以通过雷达来获得，也可以通过导航系统来获得。 
此外，例如，由于当本车辆欲进行右转弯或左转弯时，行进方向将大幅度改变，因此要求进行目标物的检测的范围也将大幅度改变。此时，只要配合行进方向来对检测范围进行变更即可。以行驶于弯道时也同样。例如，当对本车辆的方向指示器进行了操作时，可以选择能够对包含该方向在内的宽角度的范围进行检测的接收天线的组合。 
此外，例如，也可以根据本车辆正在进行行驶的是一般道路还是高速公路，来对接收天线的组合进行变更。例如，由于在高速公路上，存在很多横跨该高速公路的上方的桥、和指示牌，因此检测到更远的目标物的机会较多。因此，只要更多地使用间隔较窄的接收天线的组合对目标物进行检测即可。在这种情况下，也能够通过同时使用间隔较宽的接收天线的组合，来进一步提高精度。 
发明效果 
根据本发明，能够更加准确地对各种各样的目标物进行检测。 
附图说明
图1为实施例所涉及的障碍物检测装置的概要结构图。 
图2为图示了实施例1所涉及的接收天线的排列的图。 
图3为图示了从本车辆的后方观察时的、接收天线的排列方向与目标物的位置之间的关系的一个示例的图。 
图4为图示了实施例1所涉及的目标物的检测流程的流程图。 
图5为图示了实施例3所涉及的接收天线的排列的图。 
图6为图示了实施例3所涉及的目标物的检测流程的流程图。 
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的障碍物检测装置的具体的实施方式进行说明。 
实施例1 
图1为本实施例所涉及的障碍物检测装置1的概要结构图。该障碍物检测装置1为，被搭载在车辆的前部，并对在本车辆的前方存在目标物的情况进行检测，进而对距该目标物的距离、相对速度和方位等进行检测的装置。对于发送电波，采用了毫米波。障碍物检测装置1被构成为，具备：振荡器2、发送天线3、接收天线部4、混频器5、滤波器6、A/D（Analog/Digital：模拟/数字）转换器7、以及ECU（Electric Control Unit：电子控制单元）10。 
振荡器2以中心频率为FO（例如为76.5GHz）的毫米波段的频率进行振荡，并输出以频率呈三角波状变化的方式而进行了调频的信号。发送天线3根据来自振荡器2的发送信号而发送雷达波。 
接收天线部4对由发送天线3发送出的雷达波在物体上反射而成的反射波进行接收。接收天线部4为阵列天线，并由第一接收天线4a、第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d构成。而且，每个接收天线4a、4b、4c、4d分别由在上下方向上排列的多个贴片天线构成。关于接收天线4a、4b、4c、4d的排列将在后文叙述。另外，在本实施例中，第一接收天线4a、第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d相当于本发明中的接收天线。另外，接收天线只要有三个以上即可。 
混频器5对应于每个接收天线4a、4b、4c、4d而被设置，并被输入来自振荡器2的本地信号。来自各个接收天线4a、4b、4c、4d的接收信号与该本地信号混合而被降频变频为中间频率。通过该降频变频而得到差频信号（发送信号与接收信号的差信号）。 
滤波器6对应于每个接收天线4a、4b、4c、4d而被设置，且从混频器5的输出中去除不需要的信号成分。A/D转换器7也对应于每个接收天线4a、4b、4c、4d而被设置，且通过对滤波器6的输出进行取样从而生成接收数据。 
ECU10被构成为，具备：执行程序的CPU、存储由该CPU执行的程序和数据表的ROM（Read Only Memory：只读存储器）、作为工作区而使用的RAM（Read Access Memory：随机存取存储器）、输入输出接口等。例如，ECU10将振荡器2启动，并根据振荡器2的工作中所得到的各个接收数据，而执行对目标物的位置和相对速度进行求取的处理。而且，ECU10根据所检测出的目标物的方位、距离、相对速度中的各个信息，而对警报装置11进行控制。警报装置11为，例如使用声音或光等对车辆的驾驶者警告障碍物的存在的装置。另外，也可以根据目标物的方位、距离、相对速度，来驱动安全带预紧器和安全气囊、制动器、节气门等。 
在此，对于三角波调制FM-CW方式进行说明。在将相对速度为零时的差频频率设定为FR、将基于相对速度而产生的多普勒频率设定为FD、将频率增加的区间（上升区间）内的差频频率设定为FB1、且将频率减少的区间（下降区间）内的差频频率设定为FB2时，以下的关系将成立。 
FB1＝FR－FD 
FB2＝FR＋FD 
因此，如果单独对调制周期的上升区间和下降区间的差频频率FB1和FB2进行测定，则能够根据下式而求出FR以及FD。 
FR＝（FB1＋FB2）/2 
FD＝（FB2－FB1）/2 
而且，如果求出FR以及FD,则能够根据下式而求出目标物的距离R和速度V。 
R＝（C/（4·ΔF·FM））·FR 
V＝（C/（2·F0））·FD 
其中，C为光的速度，FM为FM调制频率，ΔF为调制宽度，F0为中心频率。 
而且，目标物的方位能够用相位单脉冲方式来进行计算。在此，当以检测出从正面以角度θ入射至两个接收天线的反射波的情况为例进行说明时，则根据由两接收天线接收到的反射波的相位差φ，并基于下式而能够计算出目标物的方位角θ。 
θ＝sin-1(λφ/2πD) 
其中，D为两接收天线的间隔，λ为发送波的波长。 
但是，当两接收天线的间隔D被设定为长于λ/2的值时，将产生相位的反转，目标物的方位角θ将成为下式所表示的多个候选中的某一个值，而无法唯一地确定。 
θ＝sin-1{λ(φ+2πK)/2πD}、(K＝0，1，2，…) 
因此，在本实施例中，使用多个于接收天线4a、4b、4c、4d中成为斜向的组合，而对目标物的方向进行确定。 
图2为图示了本实施例所涉及的接收天线的排列的图。第一接收天线4a、第二接收天线4b、第三接收天线4c以及第四接收天线4d被设置在同一平面上。另外，图2图示了各个接收天线4a、4b、4c、4d的中心点。 
在图2中，在第一接收天线4a的水平方向上配置了第四接收天线4d。此外，在第二接收天线4b的水平方向上配置了第三接收天线4c。而且，在第一接收天线4a和第四接收天线4d之间，以与该第一接收天线4a以及第四接收天线4d相比向上方错开的方式配置了第二接收天线4b和第三接收天线4c。这样一来，第二接收天线4b以及第三接收天线4c相对于第一接收天线4a以及第四接收天线4d而分别被配置在斜上方。 
在选择接收天线4a、4b、4c、4d中的两个接收天线而进行了组合时，在图2中用实线来表示排列方向成为斜向的组合。即，作为成为斜向的组合，考虑到如下的四种，即，由第一接收天线4a和第二接收天线4b组成的组合（设定为CH12）、由第一接收天线4a和第三接收天线4c组成的组合（设定为CH13）、 由第二接收天线4b和第四接收天线4d组成的组合（设定为CH24）、由第三接收天线4c和第四接收天线4d组成的组合（设定为CH34）。 
而且，在图2中，分别用R12、R13、R24、R34来表示了CH12、CH13、CH24、CH34的排列方向相对于水平方向的角度。在此，若对CH12和CH13进行比较，则CH12的间隔较窄，CH13的间隔较宽。同样地，若对CH24和CH34进行比较，则CH34的间隔较窄，CH24的间隔较宽。即，相对于CH13和CH24，CH12和CH34能够在宽角度的范围内进行对目标物的检测。反之，相对于CH12和CH34，CH13和CH24能够在窄角度的范围内进行更高精度的目标物的检测。 
因此，在本实施例中，在使用CH12和CH34而求出了目标物的大致的位置之后，使用CH13和CH24而对目标物的位置进行精确查找。 
在此，图3为，表示从本车辆的后方观察时的、接收天线4a、4b、4c、4d的排列方向与目标物的位置之间的关系的一个示例的图。横轴表示了目标物的横向位置，其相当于距本车辆的正横向上的距离。此外，纵轴表示了上下方向上的高度。而且，对CH12的排列方向以及CH34的排列方向分别设定了坐标轴。 
首先，通过单脉冲方式而对CH12的排列方向上的、目标物的横向位置X12进行计算。同样地，通过单脉冲方式而对CH34的排列方向上的、目标物的横向位置X34进行计算。而且，目标物的高度Z和横向位置X能够根据下式而进行计算。 
X＝X12·cosR12+X34·cosR34 
Z＝X12·(-sinR12)+X34·sinR34 
接下来，通过单脉冲方式对CH13的排列方向上的、目标物的横向位置X13进行计算。同样地，通过单脉冲方式而对CH24的排列方向上的、目标物的横向位置X24进行计算。而且，目标物的高度Z和横向位置X根据下式而进行计算。 
X＝X13·cosR13+X24·cosR24 
Z＝X13·(-sinR13)+X24·sinR24 
而且，对由CH12以及CH34得出的目标物的横向位置X和高度Z、与由CH13以及CH24得出的目标物的横向位置X与高度Z进行比较。即，虽然利用CH13以及CH24时目标物的检测精度较高，但是有时会产生相位的反转。相对于此，利用CH12以及CH34时，如果预先以不会发生相位的反转的方式对接收天线进行配置，则尽管检测精度较低，但是能够在宽角度的范围内对目标物的位置进 行检测。而且，例如在宽角度的范围内预先求出目标物的大致的位置，且通过CH13和CH24而得出的目标物的位置接近于该位置，则可以确定为通过该CH13和CH24而得出的目标物的位置即是目标物的实际的位置。此外，当通过CH13和CH24而得出的目标物的位置偏离了通过CH12和CH34而得出的目标物的位置时，则能够判断为产生了相位的反转，此时，由于能够对该偏移量进行运算，因此可以将在由CH13和CH24得出的目标物的位置上加上该偏移量而得出的位置，确定为目标物的实际的位置。 
如此，通过改变接收天线4a、4b、4c、4d的组合而对目标物进行检测，从而能够提高目标物的检测精度。由此，由于即使在道路上铺设有几乎无高度的铁板等的情况下也不会将其识别为障碍物，因此能够抑制不必要的警报等被实施的情况。 
接下来，图4为，图示了本实施例所涉及的目标物的检测流程的流程图。本程序通过ECU10而被反复执行。 
在步骤S101中，ECU10通过单脉冲方式，由第一接收天线4a以及第二接收天线4b对CH12的排列方向上的、目标物的横向位置X12进行计算。 
在步骤S102中，ECU10通过单脉冲方式，由第三接收天线4c以及第四接收天线4d对CH34的排列方向上的、目标物的横向位置X34进行计算。 
在步骤S103中，ECU10根据CH12的排列方向上的、目标物的横向位置X12，和CH34的排列方向上的、目标物的横向位置X34，对目标物的高度Z和横向位置X进行计算。 
在步骤S104中，ECU10通过单脉冲方式，由第一接收天线4a以及第三接收天线4c，对CH13的排列方向上的、目标物的横向位置X13进行计算。 
在步骤S105中，ECU10通过单脉冲方式，由第二接收天线4b以及第四接收天线4d，对CH24的排列方向上的、目标物的横向位置X24进行计算。 
在步骤S106中，ECU10根据CH13的排列方向上的、目标物的横向位置X13，和CH24的排列方向上的、目标物的横向位置X24，对目标物的高度Z和横向位置X进行计算。 
在步骤S107中，ECU10对在步骤S103以及步骤S106中计算出的目标物的高度Z进行比较并确定目标物的高度Z。另外，在本实施例中，对步骤S101至步骤S107进行处理的ECU10相当于本发明的检测单元。 
在步骤S108中，ECU10对目标物是否为警报对象进行判断。即，对目标物的高度Z是否在阈值以上进行判断。而且，当在步骤S108中作出了肯定判断 时，即，判断为目标物是警报对象时，则进入步骤S109而使警报装置11进行工作。另一方面，当在步骤S108中作出了否定判断时，即，判断为目标物不是警报对象时，则结束本程序。 
如以上所说明，根据本实施例，通过对改变接收天线4a、4b、4c、4d的组合而对目标物进行的多次检测的结果进行比较，从而能够高精度地求出目标物的高度Z。由此，即使在道路上铺设有车辆能够通过的铁板等的情况下，也不会将其识别为障碍物，因此能够抑制不必要的警报被实施的情况。此外，通过对斜向上的接收天线进行多次组合，从而与在上下方向上配置了接收天线的情况相比，能够使装置小型化。 
另外，也可以根据接收天线4a、4b、4c、4d中的水平方向上的组合、和斜向上的组合，而对高度Z和横向位置X进行计算。例如，也可以通过第一接收天线4a与第四接收天线4d的组合（设定为CH14）或第二接收天线4b与第三接收天线4c的组合（设定为CH23）中的任意一个组合,和CH12、CH13、CH24、CH34中的任意一个，来对高度Z和横向位置X进行计算。 
实施例2 
在本实施例中，根据距目标物的距离、或距本车辆与目标物发生碰撞的时间，而对接收天线4a、4b、4c、4d的组合进行变更。关于其他的装置，由于与实施例1相同，因此省略说明。另外，距本车辆与目标物发生碰撞的时间（以下，设定为TTC。）通过（距离/相对速度）来进行计算。 
具体而言，在距目标物的距离越近的范围内、或在TTC越短的范围内，使用间隔越宽的接收天线4a、4b、4c、4d的组合来对目标物进行检测。在图2所示的示例中，通过CH13以及CH24而对近距离的范围内或TTC较短的范围内的目标物进行检测，并通过CH12以及CH34而对远距离的范围内或TTC较长的范围内的目标物进行检测。这可以认为是，与距离较远的范围相比，距离较近的范围采用了使上下方向以及水平方向上的间隔较宽的接收天线进行组合。另外，也可以每隔预定的时间对接收天线的组合进行变更。 
通过这种方式，由于能够在与目标物发生碰撞的可能性较高的范围内高精度地实施目标物的检测，因此能够抑制与目标物发生碰撞的情况。此外，由于即使是铁板等目标物的情况下，也能够高精度地进行检测，因此能够抑制不必要的警报等被实施的情况。 
实施例3 
图5为，图示了本实施例所涉及的接收天线的排列的图。在本实施例中，与实施例1相比，接收天线的排列有所不同。此外，在对目标物的三维坐标进行确定时的ECU10中的处理有所不同。关于其他的装置，由于与实施例1相同因此省略说明。另外，在本实施例中，第一接收天线4a、第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d相当于本发明中的接收天线。 
在此，以与第二接收天线4b呈水平的方式配置有第三接收天线4c以及第四接收天线4d。而且，第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d相对于第一接收天线4a而被配置在斜上方。 
在选择接收天线4a、4b、4c、4d中的两个接收天线进行了组合时，在图5中用实线来表示排列方向成为斜向的组合。即，作为成为斜向的组合，考虑到如下三种，即，由第一接收天线4a和第二接收天线4b组成的组合（设定为CH12）、由第一接收天线4a和第三接收天线4c组成的组合（设定为CH13）、由第一接收天线4a和第四接收天线4d组成的组合（设定为CH14）。 
此外，作为接收天线4a、4b、4c、4d在水平方向上的组合，可以考虑到如下三种，即，由第二接收天线4b与第三接收天线4c组成的组合（设定为CH23）、由第三接收天线4c与第四接收天线4d组成的组合（设定为CH34）、由第二接收天线4b与第四接收天线4d组成的组合（设定为CH24）。而且，在水平方向上，也可以考虑到使第二接收天线4b、第三接收天线4c和第四接收天线4d这三个接收天线组合而成的组合（设定为CH234）。 
首先，根据第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d而对目标物相对于水平方向的方位β进行计算。即，通过对使用CH23、CH34、CH24、或CH234并基于相位单脉冲方式而求出的方位进行组合，从而与有无目标物的判断一起，对目标物相对于水平方向的方位β进行计算。此时，也可以采用振幅单脉冲方式。而且，还可以采用DBF或MUSIC等的高分辨率处理。如上所述，通过使用接收天线4b、4c、4d这三个接收天线而对目标物相对于水平方向的方位β进行检测，从而能够提高检测精度。 
接下来，将相对于水平方向的、CH12的排列方向的角度设定为R12，并通过单脉冲方式而对目标物相对于CH12的排列方向的方位β’进行计算。而且，通过下式来对相当于目标物在上下方向上的方位的垂直角θ进行计算。 
θ＝tan-1{(tanβcosR12-tanβ’)/sinR12} 
而且，能够根据垂直角θ、距目标物的距离、目标物相对于水平方向的方位β，而得出目标物的三维坐标。而且，设定为当目标物的高度低于阈值时，不将其识别为障碍物。由此，由于即使在道路上铺设有几乎没有高度的铁板等的情况下，也不会将其识别为障碍物，因此能够抑制不必要的警报等被实施的情况。 
图6为，图示了本实施例所涉及的目标物的检测流程的流程图。本程序通过ECU10而被反复执行。另外，关于执行与图4所示的流程相同的处理的步骤，标注相同的符号并省略说明。 
在步骤S201中，ECU10通过例如相位单脉冲方式，并根据第二接收天线4b、第三接收天线4c、以及第四接收天线4d，对目标物在水平方向上的方位β进行计算。 
在步骤S202中，ECU10通过单脉冲方式，并根据第一接收天线4a以及第二接收天线4b，对目标物相对于CH12上的排列方向的方位β’进行计算。之后，进入步骤S203。在步骤S203中，ECU10对目标物的垂直角θ进行计算，之后，进入步骤S204。 
在步骤S204中，ECU1O对目标物的三维坐标进行确定。在本步骤中，根据垂直角θ、方位β以及距离，而对目标物的三维坐标进行计算。之后，进入步骤S108。 
以同样的方式，代替CH12而使用目标物相对于CH13或CH14的排列方向的方位，对目标物的垂直角θ进行计算。而且，通过对由CH12、CH13、和CH14得到的垂直角θ进行比较，从而能够提高目标物的垂直角θ的检测精度。另外，在本实施例中，对步骤S201至步骤S204进行处理的ECU10相当于本发明中的检测单元。 
如以上所进行的说明，根据本实施例，通过在水平方向上排列的多个接收天线的组合，从而能够高精度地对目标物在水平方向上的位置进行检测。因此，即使在本车辆的前方存在多个目标物，也能够准确地对这些目标物进行检测。此外，能够通过在斜向上排列的接收天线4a、4b、4c、4d，从而高精度地求出目标物的高度。由此，由于即使在道路上铺设了几乎没有高度的本车辆能够通过的铁板等的情况下，也不会被识别为障碍物，因此，能够抑制不必要的警报等被实施的情况。此外，能够使装置小型化。 
实施例4 
在本实施例中，具备多个驾驶辅助系统，且在每个驾驶辅助系统中，对接收天线4a、4b、4c、4d的组合进行变更。由于其他的装置与实施例1相同，因此省略说明。 
作为驾驶辅助系统，例如可以列举出：在有可能与目标物发生碰撞时实施制动或发出警报的、进而防备碰撞的系统（预碰撞安全系统。以下称为PCS。）；与在本车辆的前方行驶的其他车辆保持预定距离并跟随的系统（在前车辆跟随控制系统。以下称为ACC。）；防止从车道上脱离的系统（车道保持辅助系统。以下称为LKA。）。这些系统不需要都具备。此外，也可以具备其他的驾驶辅助系统。 
例如在PCS中，希望对铁板等的本车辆能够通过的目标物，不实施碰撞回避等的处理。因此，将实施在实施例1或实施例2中所说明的处理，以提高近距离处的目标物的精度。 
此外，在ACC中，选择能够高精度地对被设置在本车辆和其他车辆之间的预定的距离进行检测的组合。另外，在LKA中，由于例如对被画在道路上的线进行检测，并以使本车辆位于车线内的方式进行转向控制，因此只要在该车线上高精度地进行检测即可。即，使用间隔较宽的组合，而使在窄角度的范围内检测出目标物的几率增大。 
如此，由于根据驾驶辅助系统的种类，从而需要对目标物进行检测的距离和方位将有所不同，因此接收天线的最佳组合各自不同。如果根据这些系统而对接收天线的组合进行变更，则能够选择与系统相应的最佳的组合。由此，能够提高驾驶辅助系统的精度。 
另外，当在执行各个系统时，使通过最适于该系统的、接收天线4a、4b、4c、4d的组合来对目标物进行检测的机会增多，并且也辅助性地使用其他的组合来对目标物进行检测。由此，能够进一步提高目标物的检测精度。对于接收天线的组合的切换频度、以及使用哪一个组合，也可以通过实验等来求取。 
此外，虽然在本实施例中，具备了多个驾驶辅助系统，但是也可以仅具备其中的一个，并预先对最适于该系统的、接收天线的组合进行设定。 
实施例5 
在本实施例中，根据本车辆的周边环境或行驶情况，对接收天线4a、4b、4c、4d的组合进行变更。由于其他的装置与实施例1相同，因此省略说明。 
例如，当在交叉路口处进行右转弯或左转弯时，行驶方向将大幅改变。由于在此时的行驶方向上可能存在其他的车辆或人，因此，使在更宽角度的范围内检测出目标物的机会增多。此时，使用间隔更窄的、接收天线4a、4b、4c、4d的组合。例如，当本车辆通过交叉路口时，也可以使用间隔更窄的、接收天线4a、4b、4c、4d的组合。 
对于本车辆的周边环境，例如能够使用导航系统来进行检测。在该导航系统中具备GPS（Global Position System：全球定位系统）装置，且通过该GPS装置能够对本车辆的当前位置进行测定。而且，在导航系统中预先存储地图信息，且通过将本车辆的当前位置与地图信息进行对照，从而能够获得本车辆的周边环境。 
此外，例如在本车辆进行右转弯或左转弯时、在进行行进路线变更时、在行驶于弯道时，也可以选择能够对更宽角度的范围进行检测的组合。此处，通过例如由驾驶员对方向指示器进行操作，从而能够对进行左右转弯的情况进行检测。此外，根据转向角，还能够检测出行进方向。 
以此方式根据本车辆的周边环境或行驶情况来对接收天线4a、4b、4c、4d的组合进行选择，从而能够选择与此时的情况相对应的、接收天线4a、4b、4c、4d的组合。在这种情况下，也能够通过辅助性地使用其他的组合来对目标物进行检测，从而进一步提高目标物的检测精度。 
符号说明 
1：障碍物检测装置； 
2：振荡器； 
3：发送天线； 
4：接收天线部； 
4a：第一接收天线； 
4b：第二接收天线； 
4c：第三接收天线； 
4d：第四接收天线； 
5：混频器； 
6：滤波器； 
7：A/D转换器； 
10：ECU； 
11：警报装置。 

Claims (3)

1.一种障碍物检测装置，其特征在于，具备：
接收天线部，其在水平方向上排列多个接收天线且该多个接收天线中的一部分在上下方向上错开排列，并且所述接收天线部具有多个对目标物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位进行检测的、接收天线的组合；
检测单元，其改变所述接收天线的组合而对目标物进行多次检测，
所述接收天线的组合中包括多个排列方向为斜向、且排列间隔有所不同的组合，
所述检测单元根据所检测出的目标物的距离，而在所排列的角度不同的所述接收天线的组合之中，对接收天线的组合进行变更，并且在距离越近时，使用配置间隔越宽的接收天线的组合而对目标物进行检测。
2.如权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述接收天线在水平方向上排列有三个以上，所述检测单元使用排列在水平方向上的三个以上的接收天线而对水平方向上的方位进行检测，之后，使用在上下方向上错开排列的接收天线而对上下方向上的方位进行检测。
3.如权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述检测单元根据基于目标物的相对速度以及距离而得出的、距与目标物发生碰撞的时间，而对所述组合进行变更。
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