CN114556143A - 轴偏移估计装置 - Google Patents

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Abstract

搭载于移动体的轴偏移估计装置(4、46)具备获取部(S10)、提取部(S20)、装置系坐标部(S30、S210)以及估计部(S30、S220、S230、S240)。估计部使用在包含轴偏移角度和上述雷达装置的搭载高度的至少两个未知参数与路面反射点的装置系坐标所包含的至少两个元素之间成立的关系式，估计轴偏移角度和雷达装置的高度，该轴偏移角度是雷达装置的坐标轴绕对象轴的偏移角度，该对象轴是作为移动体的坐标轴的水平轴和行进方向轴中的一个。

Description

轴偏移估计装置
相关申请的交叉引用
本国际申请基于在2019年10月9日在日本专利局申请的日本专利申请第2019-186317号主张优先权，通过参照将日本专利申请第2019-186317号的全部内容引用到本国际申请。
技术领域
本发明涉及对检测物体的方位、相对速度的雷达装置的轴偏移进行估计的技术。
背景技术
在车载雷达装置中，由于某种原因而设置状态发生变化，从而产生雷达波束的中心轴偏移的所谓轴偏移。例如在下述专利文献1中公开如下的技术：基于在产生了轴偏移时来自车辆附近的反射波的接收强度成为最大的情况，估计车载雷达装置的轴偏移角度。
专利文献1：日本专利第6321448号公报
然而，发明者的详细研究的结果为，在专利文献1所记载的以往装置中，发现了无法估计高度方向上的雷达装置的轴偏移的课题。
发明内容
本发明的一个方式提供能够估计雷达装置的轴偏移角度和高度方向上的轴偏移双方的技术。
本发明的一个方式提供搭载于移动体的轴偏移估计装置。轴偏移估计装置具备获取部、提取部、装置系坐标部以及估计部。
获取部被构成为针对由雷达装置检测出的多个反射点中的每个反射点，获取反射点信息。反射点信息至少包含水平角度和垂直角度、以及雷达装置与反射点之间的距离，该水平角度和垂直角度是关于反射点的方位角，并且是以沿着雷达波束的中心轴的方向即波束方向为基准而求出的。提取部被构成为至少基于反射点信息，提取多个反射点中的、通过在路面的反射而检测出的至少一个路面反射点。
装置系坐标部被构成为基于反射点信息，针对路面反射点中的每个路面反射点，确定基于雷达装置的坐标轴的三维坐标亦即装置系坐标。估计部被构成为使用在包含轴偏移角度和雷达装置的搭载高度的至少两个未知参数与路面反射点的装置系坐标所包含的至少两个元素之间成立的关系式，估计轴偏移角度和搭载高度。轴偏移角度是雷达装置的坐标轴绕对象轴的偏移角度，该对象轴是作为移动体的坐标轴的水平轴和行进方向轴中的一个。
其结果为，轴偏移估计装置能够同时估计轴偏移角度和搭载高度。
附图说明
图1是表示车辆控制系统的结构的框图。
图2是对雷达波的水平方向上的照射范围进行说明的说明图。
图3是对雷达波的垂直方向上的照射范围进行说明的说明图。
图4是对信号处理部的功能进行说明的框图。
图5是对垂直轴偏移角度和侧倾角度进行说明的说明图。
图6是对垂直轴偏移的例子进行说明的说明图。
图7是对雷达装置的高度方向上的位置的偏移进行说明的说明图。
图8是第一实施方式的轴偏移估计处理的流程图。
图9是路面反射提取处理的流程图。
图10是第一实施方式的计算处理的流程图。
图11是对在第一实施方式中估计垂直轴偏移角度的原理进行说明的说明图。
图12是变形例1的计算处理的流程图。
图13是对在变形例1中估计侧倾角度的原理进行说明的说明图。
图14是变形例3的计算处理的流程图。
图15是表示在变形例3中估计垂直轴偏移角度和侧倾角度的原理的说明图。
图16是第二实施方式的轴偏移估计处理的流程图。
图17是平坦度处理的流程图。
图18是加权处理的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的例示的实施方式进行说明。此外，以下所说的“垂直”不限于严格意义上的“垂直”，只要起到同样的效果，也可以不是严格的“垂直”。以下所说的“水平”、“一致”也同样。
[1.第一实施方式]
[1-1.结构]
(1)整体结构
图1所示的车辆控制系统1是搭载于作为移动体的车辆VH的系统。车辆控制系统1具备雷达装置2、车载传感器组3、信号处理部4以及辅助执行部5。另外，车辆控制系统1也可以具备轴偏移通知装置51、调整装置52。以下，将搭载车辆控制系统1的车辆VH也称为本车VH。另外，将本车VH的车宽方向也称为水平方向，将车高方向也称为垂直方向。
如图2和图3所示，雷达装置2搭载于本车VH的前侧。雷达装置2向本车VH前方的水平方向上的规定角度范围Ra内和本车VH前方的垂直方向上的规定角度范围Rb内照射雷达波。雷达装置2通过接收所照射的雷达波的反射波，生成与反射了雷达波的反射点相关的反射点信息。
此外，雷达装置2也可以是使用毫米波段的电磁波作为雷达波的所谓的毫米波雷达，也可以是使用激光作为雷达波的激光雷达、使用声波作为雷达波的声纳。总之，发送接收雷达波的天线部被构成为在水平方向和垂直方向中的任意方向上都能够检测反射波的到来方向。天线部也可以具备在水平方向和垂直方向上排列的阵列天线。
雷达装置2被安装为波束方向与本车VH的前后方向即行进方向一致，用于检测存在于本车VH的前方的各种物标。波束方向是指沿着所照射的雷达波束的中心轴CA方向的方向。
雷达装置2所生成的反射点信息中至少包含反射点的方位角、反射点的距离。反射点的距离是指雷达装置2与反射点之间的距离。此外，雷达装置2也可以被构成为检测反射点相对于本车VH的相对速度、由反射点反射的雷达波束的接收强度。反射点信息中也可以包含反射点的相对速度、接收强度。
如图2、3所示，反射点的方位角是以沿着雷达波束的中心轴CA的方向即波束方向为基准而求出的、反射点所在的水平方向的角度(以下，水平角度)Hor和垂直方向的角度(以下，垂直角度)Ver中的至少一方。在本实施方式中，垂直角度Ver和水平角度Hor双方作为表示反射点的方位角的信息而包含于反射点信息。
在本实施方式中，雷达装置2采用FMCW方式，以预先设定的调制周期交替地发送上行调制区间的雷达波和下行调制区间的雷达波，并接收反射的雷达波。FMCW是FrequencyModulated Continuous Wave(调频连续波)的缩写。在本实施方式中，雷达装置2按照每个调制周期，如上述那样将反射点的方位角即水平角度Hor和垂直角度Ver、到反射点为止的距离、与反射点的相对速度、以及接收到的雷达波的接收功率检测为反射点信息。以下，将接收到的雷达波的接收功率称为反射功率。
车载传感器组3是为了检测本车VH的状态等而搭载于本车VH的至少一个传感器。在车载传感器组3中也可以包含车速传感器。车速传感器是基于车轮的旋转来检测车速的传感器。另外，在车载传感器组3中也可以包含相机。该相机拍摄与雷达装置2的雷达波的照射范围同样的范围。
另外，在车载传感器组3中也可以包含加速度传感器。加速度传感器检测本车VH的加速度。另外，在车载传感器组3中也可以包含横摆率传感器。横摆率传感器检测表示本车VH的行进方向相对于本车VH前方的倾斜的横摆角的变化速度。
另外，在车载传感器组3中也可以包含具备地图信息的导航装置。导航装置也可以基于GPS信号等检测本车VH的位置，将该本车VH的位置与地图信息对应起来。在地图信息中，作为与道路相关的各种信息，也可以包含表示道路的路面的平坦度的数值。车载传感器组3所具备的各传感器通过通信线与信号处理部4连接。
信号处理部4具备微型计算机，该微型计算机包含CPU41、以及ROM43、RAM44、闪存等半导体存储器(以下，存储器42)。通过由CPU41执行储存于非迁移实体记录介质的程序而实现信号处理部4的各种功能。在该例中，存储器42对应于储存程序的非迁移实体记录介质。另外，通过执行该程序，而执行与程序对应的方法。此外，信号处理部4也可以具备一个微型计算机，也可以具备多个微型计算机。
如图4所示，信号处理部4具备识别部45、估计部46的功能。识别部45基于从雷达装置2得到的反射点信息、从车载传感器组3得到的各种信息，检测本车VH行驶的车道、在与本车VH相同的车道上行驶的先行车辆、其他的车辆、障碍物等。识别部45中的检测结果被输出到辅助执行部5等。估计部46像后述那样，估计雷达装置2的轴偏移。
辅助执行部5基于识别部45中的检测结果，控制各种车载设备，执行规定的驾驶辅助。在成为控制对象的各种车载设备中也可以包含显示图像的监视器、输出警报音或引导声音的声学设备。另外，也可以包含控制本车VH的内燃机、动力传动机构、制动机构等的控制装置。
轴偏移通知装置51是设置在车厢内的声音输出装置，对本车VH的乘员输出警告音。此外，也可以将辅助执行部5所具备的声学设备等作为轴偏移通知装置51使用。
调整装置52具备马达以及安装于雷达装置2的齿轮。调整装置52根据从信号处理部4输出的驱动信号而使马达旋转。由此，能够将马达的旋转力传递到齿轮，使雷达装置2以沿着水平方向的轴以及沿着垂直方向的轴为中心旋转。另外，调整装置52能够使雷达装置2在垂直方向上进行上下。
(2)雷达装置2的轴偏移
对由估计部46检测的雷达装置2的轴偏移进行说明。轴偏移是指雷达装置2实际安装于本车VH时的该雷达装置2的坐标轴相对于雷达装置2准确地安装于本车VH时的该雷达装置2的坐标轴产生偏移。雷达装置2的轴偏移包含绕装置坐标轴的轴偏移以及高度方向的轴偏移。
(a)坐标轴
对雷达装置2的坐标轴和本车VH的坐标轴进行说明。
这里，如图5所示，雷达装置2的坐标轴是指在雷达装置2安装于本车VH的状态下，沿雷达装置2的上下延伸的上下轴Zs、沿雷达装置2的左右延伸的左右轴Ys、以及沿雷达装置2的前后延伸的前后轴Xs。上下轴Zs、左右轴Ys以及前后轴Xs相互正交。在本车VH的前方设置雷达装置2的本实施方式中，前后轴Xs与中心轴CA相等。
另一方面，本车VH的坐标轴是指沿铅垂方向延伸的轴即垂直轴Zc、沿水平方向延伸的轴即水平轴Yc、以及沿本车VH的行进方向延伸的行进方向轴Xc。垂直轴Zc、水平轴Yc以及行进方向轴Xc相互正交。
此外，如上述那样，在本实施方式中，在将雷达装置2准确地安装于本车VH时，中心轴CA与本车VH的行进方向一致。即，关于雷达装置2的坐标轴与本车VH的坐标轴，各方向一致。例如在从工厂出厂时那样的初始状态下，雷达装置2准确地安装于本车VH，即安装于预先决定的位置。基于准确地安装于本车VH的雷达装置2的检测结果，在识别部45中，高精度地实现物标识别的功能。
(b)绕装置坐标轴的轴偏移
在初始状态以后，在本车VH中，会产生绕装置坐标轴的轴偏移。这样的轴偏移包含垂直轴偏移和侧倾轴偏移。轴偏移角度利用角度表示这样的轴偏移的大小。
这里，垂直轴偏移是指在雷达装置2的坐标轴的上下轴Zs与本车VH的坐标轴的垂直轴Zc产生偏移的状态。将这样的垂直轴偏移时的轴偏移角度称为垂直轴偏移角θp。垂直轴偏移角θp为所谓俯仰角θp，为雷达装置2的坐标轴(即，左右轴Ys)绕本车VH的水平轴Yc的轴偏移角度。即，垂直轴偏移角θp为产生雷达装置2的绕左右轴Ys的轴偏移时的轴偏移角度。此外，根据图5可知，垂直轴偏移角θp也可以是表示雷达装置2的坐标轴的前后轴Xs与本车VH的坐标轴的行进方向轴Xc之间的偏移的大小的角度。
另一方面，侧倾轴偏移是指在雷达装置2的坐标轴的左右轴Ys与本车VH的坐标轴的水平轴Yc产生偏移的状态。将这样的侧倾轴偏移时的轴偏移角度称为侧倾角度θr。即，侧倾角度θr是雷达装置2的坐标轴(即，前后轴Xs)绕本车VH的行进方向轴Xc的轴偏移角度。即，侧倾角度θr是产生雷达装置2的绕前后轴Xs的轴偏移时的轴偏移角度。
例如图6表示产生垂直轴偏移、即雷达装置2的绕左右轴Ys的轴偏移的情况。
(c)高度方向的轴偏移
如上述那样，雷达装置2在初始状态下，准确地安装在本车VH的预先决定的位置。以下所说的初始高度是指此时的雷达装置2与路面相距的高度。初始高度预先存储于例如ROM43这样的存储器42。
在初始状态以后，在本车VH中，在雷达装置2会产生高度方向的轴偏移(以下，高度偏移)。在图7中表示高度偏移的例子。虚线所示的雷达装置200表示设置于初始高度F时的位置。例如在用户将本车VH的轮胎更换为与存储初始高度时不同的轮胎直径的轮胎时、或将本车VH的悬架更换为与存储初始高度时不同的悬架时等，产生高度偏移。
高度偏移是指在垂直方向上，在搭载高度H产生从预先决定的高度即初始高度的偏移的状态。搭载高度H是指搭载于本车VH的雷达装置2距路面的高度。高度偏移量D利用距离表示这样的高度偏移的大小。
在本车VH的前方设置雷达装置2的本实施方式中，前后轴Xs与中心轴CA相等。即，高度偏移量D相当于行进方向轴Xc与雷达装置2的前后轴Xs之间的垂直方向的距离。
估计部46执行后述的轴偏移估计处理，估计上述的雷达装置2的轴偏移。
[1-2.处理]
(1-1)轴偏移估计处理
接下来，使用图8的流程图对信号处理部4执行的轴偏移估计处理进行说明。本处理是以点火开关接通为契机开始的。此外，以下，对信号处理部4通过轴偏移估计处理来估计作为轴偏移角度的垂直轴偏移角度(即，俯仰角)θp和雷达装置2的搭载高度H的例子进行说明。
若本处理起动，则信号处理部4在S10中，从雷达装置2获取反射点信息。如上述那样，反射点信息是指关于由搭载于本车VH的雷达装置2检测出的多个反射点的每个反射点的信息。在反射点信息中至少包含作为反射点的方位角的水平角度和垂直角度以及雷达装置2与反射点之间的距离。以下，将根据反射点信息确定的反射点称为获取反射点。另外，信号处理部4从车载传感器组3获取包含本车速Cm等的各种检测结果。
信号处理部4在S20中，执行路面反射提取处理。路面反射提取处理是用于从获取反射点中提取路面上的反射点亦即路面反射点的处理。路面反射点是指通过在路面的反射而检测出的反射点。关于路面反射提取处理的详细情况后述说明。
信号处理部4在S30中执行计算处理。计算处理是至少基于路面反射点的位置来估计雷达装置2的轴偏移角度和雷达装置2的搭载高度H的处理。在本实施方式中，信号处理部4估计作为雷达装置2的轴偏移角度的垂直轴偏移角度θp以及雷达装置2的搭载高度H。关于计算处理的详细情况后述说明。
信号处理部4在S40中，确定高度偏移量D。在本实施方式中，高度偏移量D是指在S30中估计出的搭载高度H与初始高度之差。估计部46将所确定的高度偏移量D存储于存储器42。
信号处理部4在S50中，判断在S30中估计出的轴偏移角度、以及在S40中估计出的高度偏移量D是否需要基于搭载高度调整装置52的调整。在满足垂直轴偏移角度θp为预先决定的角度即阈值角度以上的情况、以及高度偏移量D为预先决定的距离即阈值距离以上的情况中的至少一方的情况下，信号处理部4判断为需要调整。这里，信号处理部4在判断为不需要调整的情况下，即在垂直轴偏移角度θp小于阈值角度且高度偏移量D小于阈值距离的情况下，使处理移至S90。另一方面，信号处理部4在判断为需要调整的情况下，使处理移至S60。
信号处理部4在S60中，判断在S30中估计出的轴偏移角度以及在S40中估计出的高度偏移量D双方是否处于基于调整装置52的可调整范围内。这里，信号处理部4在垂直轴偏移角度θp和高度偏移量D双方处于可调整范围内的情况下使处理移至S70。另一方面，在垂直轴偏移角度θp和高度偏移量D中的至少一方处于可调整范围外的情况下，信号处理部4使处理移至S80。
信号处理部4在S70中，通过调整装置52将雷达搭载角调整在S30中估计出的轴偏移角度。即，信号处理部4使雷达装置2以雷达装置2的左右轴Ys为中心绕该左右轴Ys旋转垂直轴偏移角度θp，来调整雷达装置2的搭载角度。另外，信号处理部4通过调整装置52将搭载高度H调整在S40中估计出的高度偏移量D。即，信号处理部4使雷达装置2以雷达装置2的前后轴Xs为中心在车高方向上上下移动高度偏移量D，来调整搭载高度H。然后，信号处理部4结束轴偏移估计处理。
此外，信号处理部4也可以在与本轴偏移估计处理不同的处理中，计算将在S10中获取的反射点的方位角校正了在S30中估计出的轴偏移角度而得的方位角。而且，信号处理部4也可以基于校正后的方位角，使识别部45执行。
信号处理部4在S80中，向信号处理部4的外部装置输出表示雷达装置2产生轴偏移的诊断信息。以下，将表示雷达装置2产生轴偏移的诊断信息称为轴偏移诊断。外部装置也可以是轴偏移通知装置51。信号处理部4例如也可以向轴偏移通知装置51输出轴偏移诊断。轴偏移通知装置51也可以根据轴偏移诊断而输出警告音。
信号处理部4在S90中判断点火开关是否断开。这里，信号处理部4在点火开关未断开的情况下使处理移至S10。另一方面，信号处理部4在点火开关断开的情况下，至此结束本轴偏移估计处理。
(2-2)路面反射提取处理
接下来，使用图9的流程图对信号处理部4在轴偏移估计处理的S20中执行的路面反射提取处理进行说明。
信号处理部4在S100中，从车载传感器组3获取基于各种传感器的本车VH的状态等检测结果。这里所说的检测结果能够包含本车VH的车速、加速度、横摆角等。
信号处理部4在S110中，基于从车载传感器组3获取的本车VH的状态等检测结果，判断是否提取路面反射点。
具体而言，信号处理部4基于本车VH的状态等检测结果，判断本车VH的车体是否相对于路面稳定，在本车VH的车体处于相对于路面稳定的状态的情况下，判断为提取路面反射点。
所谓本车VH的车体相对于路面稳定的状态，可以是本车VH的车体相对于路面不倾斜的状态、本车VH的车体相对于路面上下不移动的状态。换言之，所谓本车VH的车体相对于路面稳定的状态，可以是不在曲率较大的弯道道路上行驶的状态、不在凹凸较大的路面行驶的状态。
这里，不在凹凸较大的路面行驶时可以说是在平坦的路面行驶时。在该情况下，认为与在凹凸较大的路面行驶时相比，速度和加速度较大。另一方面，所谓不在曲率较大的弯道道路行驶时，可以说是接近在直线道路行驶的状态时。在该情况下，与在曲率较大的弯道道路行驶时相比，速度和加速度较大，与在曲率较大的弯道道路行驶时相比，横摆角的变化速度较小的情况较多。
因此，也可以是，在本车VH的车速为预先决定的车速阈值以上的情况下，信号处理部4判断为本车VH的车体处于相对于路面稳定的状态，判断为提取路面反射点。即，也可以是，在本车VH的车速小于车速阈值的情况下，信号处理部4判断为本车VH的车体处于相对于路面不稳定的状态，判断为不提取路面反射点。
同样，也可以是，在本车VH的加速度为预先决定的加速度阈值以上的情况下，信号处理部4判断为本车VH的车体处于相对于路面稳定的状态，判断为提取路面反射点。另外，同样，也可以是，在本车VH的横摆角的变化速度小于预先决定的阈值的情况下，信号处理部4判断为本车VH的车体处于相对于路面稳定的状态，判断为提取路面反射点。
信号处理部4在判断为提取路面反射点的情况下使处理移至S120，在判断为不提取路面反射点的情况下使处理移至S180。
信号处理部4在S120中，从全部的获取反射点中选择一个获取反射点。信号处理部4对于所选择的获取反射点(以下，简称为获取反射点)，执行S130-S195的处理。
信号处理部4在S130中，判断获取反射点是否位于在水平方向上包含中心轴CA的规定的方位范围即提取范围内。在获取反射点位于该方位范围内的情况下，信号处理部4使处理移至S140，在所选择的获取反射点不位于该方位范围内的情况下使处理移至S190。
即，信号处理部4从多个获取反射点中提取位于提取范围内的获取反射点。提取范围例如也可以决定为在水平方向上包含中心轴CA的±几°至几十°的范围。换言之，在雷达装置2设置在本车VH的前方的本实施方式中，提取范围也可以决定为本车VH的行进方向附近的规定的范围。提取范围也可以通过实验等预先决定。提取范围预先存储于存储器42。
信号处理部4在S140中，判断所选择的获取反射点与雷达装置2相距的距离是否小于规定的距离阈值。信号处理部4在关于所选择的获取反射点的距离小于距离阈值的情况下使处理移至S150，在关于所选择的获取反射点的距离为距离阈值以上的情况下使处理移至S190。
即，信号处理部4提取与雷达装置2相距的距离小于距离阈值的获取反射点。距离阈值预先存储于存储器42。
信号处理部4在S150中，判断获取反射点是否是静止反射点。信号处理部4在获取反射点是静止反射点的情况下使处理移至S160，在获取反射点不是静止反射点的情况下使处理移至S190。静止反射点是指由静止物反射雷达波的反射点。
即，信号处理部4提取获取反射点中的静止反射点。具体而言，信号处理部4也可以使用在S10中获取的本车速Cm，将反射点信息中包含的相对速度设为q、将预先设定的下限的速度阈值设为ε1、将上限的速度阈值设为ε2，将满足ε1≤q/Cm＜ε2的获取反射点提取为静止反射点。即，将本车速Cm相对于相对速度q之比处于ε1以上且小于ε2的预先决定的速度阈值范围内的获取反射点提取为静止反射点。
在从静止反射点朝向雷达装置2的方向与波束方向一致的情况下，该本车速Cm与反射点的相对速度q为相同的大小，并且相对速度q的方向与本车速Cm相反，因此q/Cm＝-1。这样，q/Cm＝-1的反射点被认为是静止反射点。
其中，从车载传感器组3获取的本车速Cm由于车轮的打滑等而未必与实际的车速一致。另外，由雷达装置2检测的相对速度q也包含误差。因此，即使是静止反射点，有时也未必限于q/Cm＝-1。下限的速度阈值ε1和上限的速度阈值ε2也可以使用考虑这些影响而适当地设定的值。
信号处理部4在S160中，判断获取反射点的反射功率是否小于预先决定的功率阈值。信号处理部4在获取反射点的反射功率小于功率阈值的情况下使处理移至S170，在获取反射点的反射功率为功率阈值以上的情况下使处理移至S190。
即，信号处理部4提取反射功率小于功率阈值的获取反射点。认为来自路面的反射功率例如比来自其他车辆的反射功率小。也可以基于这样的来自路面的反射功率而适当地决定功率阈值。例如功率阈值也可以通过实验等预先决定。功率阈值预先存储于存储器42。
信号处理部4在S170中，判断获取反射点在相机的拍摄图像中是否被识别为路面。信号处理部4在获取反射点在拍摄图像中被估计为路面的情况下使处理移至S180，在获取反射点在拍摄图像中不被估计为路面的情况下使处理移至S195。
即，信号处理部4提取在拍摄图像中被识别为路面的获取反射点。此外，信号处理部4也可以被构成为在与本轴偏移估计处理不同的处理中，获取相机的拍摄图像，估计在拍摄图像中被识别为路面的方位范围。
信号处理部4在S180中，判断为获取反射点是路面反射点，将该获取反射点的三维坐标作为路面反射点存储于存储器42，使处理移至S195。
信号处理部4在S190中，判断为获取反射点不是路面反射点，不存储于存储器42，而使处理移至S195。
信号处理部4在S195中，判断是否对全部的获取反射点结束了是否是路面反射点的确认。这里，信号处理部4在未结束确认的情况下使处理移至S110，反复S110-S195的处理。另一方面，信号处理部4在结束确认的情况下，结束本路面反射提取处理。
即，在本实施方式的路面提取处理中，将获取反射点中的、满足下面的全部的(a)-(d)的获取反射点提取为路面反射点。
(a)位于在水平方向上包含中心轴CA的提取范围内。
(b)与雷达装置2相距的距离小于距离阈值。
(c)是静止反射点。
(d)反射功率小于功率阈值。
(e)在相机的拍摄图像中被识别为路面。
此外，路面反射提取处理也可以被构成为满足上述(a)-(e)中的至少(a)。即，路面反射提取处理也可以被构成为满足(a)，并且进一步满足(b)-(e)中的至少一个。或者，路面反射提取处理也可以被构成为至少满足(a)和(b)。即，也可以被构成为路面反射提取处理满足(a)和(b)，路面反射提取处理进一步满足(c)-(e)中的至少一个。
[2-3.计算处理]
接下来，使用图10的流程图对信号处理部4在轴偏移估计处理的S30中执行的计算处理进行说明。信号处理部4通过计算处理来估计垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。
信号处理部4在S210中，基于反射点信息，使用反射点信息中包含的距离和方位角，计算关于路面反射点的装置系坐标。装置系坐标是指基于雷达装置2的坐标轴的三维坐标。装置系坐标是将与波束方向正交的平面上的水平距离(以下，ys)、垂直距离(以下，zs)和波束方向的距离(以下，xs)作为元素的坐标。信号处理部4对全部的路面反射点计算装置系坐标(xs，ys，zs)，并存储于存储器42。
信号处理部4在S220中，估计垂直轴偏移角度θp和雷达装置2的搭载高度H。具体而言，信号处理部4使用在作为未知参数的垂直轴偏移角度θp、作为未知参数的搭载高度H、以及装置系坐标所包含的两个元素(即，xs和zs)之间成立的关系式(即，式(1))来进行估计。
[数学式1]
Figure BDA0003587587270000131
[数学式2]
其中，
Figure BDA0003587587270000132
另外，
Figure BDA0003587587270000133
式(1)中的A和B如式(2)所示。另外，在检测出多个(即，n个)的情况下，每个路面反射点的装置系坐标像(xsn，ysn，zsn)那样表示。其中，n为2以上的整数。每个路面反射点中的xs、ys、zs像式(3)那样表示。即，A为n×2矩阵，B为n×1矩阵。
信号处理部4基于式(1)，计算垂直轴偏移角度θp和搭载高度H，将计算出的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H存储于存储器42，结束本计算处理。
[2-4.关系式的导出]
对关系式(即，在本实施方式中为式(1))的导出进行说明。
此外，首先，对关系式中的轴偏移角度与装置系坐标所包含的两个元素之间的对应进行说明。
若将作为本车VH的坐标轴的水平轴Yc和行进方向轴Xc中的一个设为对象轴，则轴偏移角度可以说是雷达装置2的坐标轴绕对象轴的偏移角度。例如，垂直轴偏移角度θp为雷达装置2的坐标轴绕作为对象轴的水平轴Yc的轴偏移角度，侧倾角度θr为雷达装置2的坐标轴绕作为对象轴的行进方向轴Xc的轴偏移角度。
若将与该对象轴对应的雷达装置2的坐标轴设为对应轴，则与水平轴Yc对应的对应轴为左右轴Ys，与行进方向轴Xc对应的对应轴为前后轴Xs。
上述的装置系坐标所包含的两个元素是指与包含于与雷达装置2的三个坐标轴中的对应轴垂直的平面的、雷达装置2的两个坐标轴相关的元素。换言之，上述的装置系坐标所包含的两个元素相当于将路面反射点投影到与雷达装置2的三个坐标轴中的对应轴垂直的平面即投影面上的投影点的坐标。
在估计垂直轴偏移角度θp的本实施方式中，对象轴为水平轴Yc，对应轴为左右轴Ys。由此，与包含于与对应轴即左右轴Ys垂直的平面的、雷达装置2的上下轴Zs以及前后轴Xs相关的元素(即，zs和xs)相当于包含于上述的装置系坐标的两个元素。换言之，包含于装置系坐标的两个元素zs和xs相当于将路面反射点投影到与左右轴Ys垂直的投影面上的投影点的坐标。
此外，在估计侧倾角度θr的例子(即，后述的变形例1)中，对象轴为行进方向轴Xc，对应轴为前后轴Xs。由此，与包含于与对应轴即前后轴Xs垂直的平面的、雷达装置2的左右轴Ys和上下轴Zs相关的元素(即，ys和zs)相当于包含于上述的装置系坐标的两个元素。换言之，包含于装置系坐标的两个元素ys和zs相当于将路面反射点投影到与前后轴Xs垂直的投影面上的投影点的坐标。
这样，确定关系式中的两个元素。
接下来，对关系式的导出进行说明。以下，对估计垂直轴偏移角度θp的关系式(即，式(1))的导出进行说明。
如图11所示，路面反射点位于路面上。即，路面反射点位于路面这样的同一平面上。由此，认为多个路面反射点在上述的投影面上呈直线状排列。
这里，若假定雷达装置2未产生高度偏移，则在投影面上，使雷达装置2的坐标轴即前后轴Xs和上下轴Zs旋转垂直轴偏移角度θp，由此与本车VH的坐标轴即行进方向轴Xc和垂直轴Zc一致。
即，在投影面上，使雷达装置2的坐标轴绕行进方向轴Xc偏移垂直轴偏移角度θp，从而装置系坐标的两个元素(xs，zs)与车辆系坐标的两个元素(xc，zc)一致。这里，车辆系坐标是指基于本车VH的坐标轴的三维坐标(xc，yc，zc)。
换言之，在投影面上，使雷达装置2绕前后轴Xs旋转垂直轴偏移角度θp，从而装置系坐标的两个元素(xs，zs)与车辆系坐标的两个元素(xc，zc)一致。即，如下所示的式(4)成立。
[数学式3]
Figure BDA0003587587270000151
另一方面，根据图9可知，车辆系坐标的(zc)的大小与搭载高度H相等，符号为负。由此，得到式(5)。
[数学式4]
[zc]＝[-H] (5)
而且，根据式(4)和式(5)得到式(6)的关系。
[数学式5]
[zc]＝[sinθp×xs+cosθp×zs]＝[-H] (6)
而且，根据式(6)得到式(7)的关系，根据式(7)得到式(8)、式(9)。
[数学式6]
[sinθp×xs+H]＝[-cosθp×zs] (7)
Figure BDA0003587587270000161
Figure BDA0003587587270000162
在式(9)中，像式(2)那样表示A、B，能够得到式(1)。
[1-3.效果]
根据以上详述的第一实施方式，起到以下的效果。
(1a)信号处理部4在S10中，针对由雷达装置2检测出的多个反射点中的每个反射点，反复获取反射点信息。水平角度和垂直角度是以波束方向为基准而求出的。信号处理部4在S20中，至少基于反射点信息，从多个反射点中提取多个路面反射点。
信号处理部4在S210中，基于反射点信息，针对路面反射点中的每个路面反射点，确定装置系坐标。信号处理部4在S220中，使用关系式(即，式(1)-(3))来估计垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。式(1)是在两个未知参数(即，垂直轴偏移角度θp和搭载高度H)与包含于路面反射点的装置系坐标的两个元素(即，xs和zs)之间成立的关系式。
通过雷达装置2高精度地检测各个反射点的装置系坐标。信号处理部4基于路面反射点的装置系坐标，算术地估计作为轴偏移角度的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。
以往，没有同时估计轴偏移角度和搭载高度的技术。
信号处理部4能够同时估计作为轴偏移角度的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。其结果为，信号处理部4能够估计轴偏移角度和基于搭载高度H的高度偏移量D。另外，信号处理部4能够校正垂直轴偏移角度θp和搭载高度H双方。
然而，基于在产生轴偏移时来自车辆附近的反射波的接收强度成为最大的情况来估计轴偏移角度的现有的装置(以下，比较装置)以在搭载高度H不产生偏移为前提。即，比较装置将本来不知道产生了绕装置坐标轴的轴偏移和高度偏移中的哪个的情况假定为未产生高度偏移来估计轴偏移角度。因此，在比较装置中，即使在假设仅产生高度偏移而未产生绕装置坐标轴的轴偏移的情况下，也有可能估计绕装置坐标轴的轴偏移角度。即，在比较装置中，有可能产生轴偏移角度的估计误差。
由于信号处理部4估计轴偏移角度和搭载高度双方，因此能够估计搭载高度，并且能够抑制轴偏移角度的估计误差。
(1b)包含于上述的装置系坐标的两个元素(即，xs和zs)是与包含于与雷达装置2的三个坐标轴中的对应轴垂直的平面的、雷达装置2的两个坐标轴(即，前后轴Xs、上下轴Zs)相关的元素。这里所说的对应轴为左右轴Ys。对应轴是指与对象轴(即，Yc)对应的雷达装置2的坐标轴。由此，基于二维坐标来估计轴偏移角度，因此与使用作为三维坐标的装置系坐标的情况相比，能够降低信号处理部4的处理负荷。
(1c)信号处理部4也可以被构成为在S110中，从检测本车VH的状态的车载传感器组3获取本车VH的状态的检测结果，基于检测结果来判断本车VH的车体是否相对于路面稳定。而且，信号处理部4也可以被构成为在判断为本车VH的车体相对于路面稳定的情况下，在S20中，从多个反射点中提取至少一个路面反射点。由此，很难将斜面、凹凸面这样的不是平面的路面上的反射点作为路面反射点来提取。即，由于容易将平坦路面上的反射点作为路面反射点来提取，因此基于路面反射点位于同一平面上的情况，能够高精度地估计轴偏移角度。
(1d)信号处理部4也可以被构成为基于反射点信息，在S130中，从多个反射点中，提取位于在水平方向上包含雷达波束的中心轴CA的规定的方位范围内的至少一个反射点作为路面反射点。
其结果为，认为路面至少位于本车VH的行进方向(即，雷达波束的中心轴CA的方向)的正正面附近，因此通过适当地决定规定的方位范围，能够提高提取路面上的获取反射点的精度。
(1e)信号处理部4也可以被构成为基于反射点信息，在S140中，从多个反射点中，提取与雷达装置2相距的距离小于距离阈值的至少一个反射点作为路面反射点。其结果为，认为路面至少位于本车VH的最近处，因此通过适当地决定距离阈值，能够进一步提高提取路面上的反射点的精度。
(1f)在反射点信息中也可以包含反射点相对于本车VH的相对速度。信号处理部4也可以被构成为基于该反射点信息，在S150中，从多个反射点中，提取作为静止反射点的至少一个反射点作为路面反射点。其结果为，由于路面相对于本车VH静止，因此能够进一步提高提取路面上的反射点的精度。
(1g)在反射点信息中也可以包含反射点的接收强度。信号处理部4也可以被构成为基于该反射点信息，在S160中，提取反射功率小于功率阈值的至少一个反射点作为路面反射点。其结果为，由于认为来自路面的反射功率例如比来自其他车辆的反射功率小，因此通过基于来自路面的反射功率适当地决定功率阈值，能够进一步提高提取路面上的反射点的精度。
(1h)信号处理部4也可以被构成为获取相机的拍摄图像，估计在拍摄图像中被识别为路面的方位范围。信号处理部4也可以被构成为在S170中，从多个反射点中，提取位于在拍摄图像中被估计为路面的方位范围内的至少一个反射点作为路面反射点。由此，能够进一步提高提取路面反射点的精度。
此外，在上述实施方式中，本车VH的坐标轴相当于移动体的坐标轴。另外，垂直轴偏移角度θp相当于轴偏移角度。垂直轴偏移角度θp和搭载高度H相当于包含轴偏移角度的两个未知参数以及至少两个未知参数，xs和zs相当于装置系坐标所包含的两个元素以及至少两个元素。水平轴Yc相当于对象轴，左右轴Ys相当于对应轴，与对应轴垂直的平面中包含的雷达装置2的两个坐标轴相当于前后轴Xs和上下轴Zs。
[1-4.变形例]
(变形例1)在变形例1中，信号处理部4也可以取代垂直轴偏移角度θp，将侧倾角度θr估计为轴偏移角度。具体而言，信号处理部4也可以执行图12所示的计算处理来取代图10所示的计算处理。在图12所示的计算处理中，图10中的S220被置换为S230。
信号处理部4在S210中，与图10所示的S210同样，基于反射点信息，针对路面反射点分别确定装置系坐标。
信号处理部4在S230中，估计作为轴偏移角度的侧倾角度θr和搭载高度H。具体而言，信号处理部4使用关系式(即，式(10))进行估计。关系式(即，式(10))是在作为未知参数的侧倾角度θr、作为未知参数的雷达装置2的搭载高度H以及装置系坐标所包含的两个元素(即，ys和zs)之间成立的关系式。
[数学式7]
Figure BDA0003587587270000191
[数学式8]
Figure BDA0003587587270000192
其中，式(11)中的A和B如式(11)所示。此外，式(11)中的ys、zs如式(3)所示。
信号处理部4基于式(10)，计算侧倾角度θr和搭载高度H，将计算出的侧倾角度θr和搭载高度H存储于存储器42，结束本计算处理。
此外，如图13所示，路面反射点位于路面这样的同一平面上。由此，认为多个路面反射点在与前后轴Xs垂直的投影面(即，Ys-Zs平面)上呈直线状排列。关系式(即，式(10))与上述的式(4)-(9)同样，能够通过将上述的式(4)-(9)中的垂直轴偏移角度θp置换为侧倾角度θr，将xs置换为ys而得到。
这样，变形例1中的轴偏移估计装置即信号处理部4将行进方向轴Xc作为对象轴，将绕行进方向轴Xc的轴偏移角度即侧倾角度θr和搭载高度H作为未知参数。另外，信号处理部4将路面反射点的装置系坐标中的xs和ys作为两个元素。在信号处理部4中，估计部46被构成为通过基于上述的式(10)-(11)和(3)的运算，决定侧倾角度θr和搭载高度H。
其结果为，信号处理部4能够同时估计作为轴偏移角度的侧倾角度θr和搭载高度H。
此外，在变形例1中，侧倾角度θr相当于轴偏移角度，侧倾角度θr和搭载高度H相当于包含轴偏移角度的两个未知参数以及至少两个未知参数。Ys和zs相当于装置系坐标所包含的两个元素以及至少两个元素。前后轴Xs相当于对应轴，与对应轴垂直的平面中包含的雷达装置2的两个坐标轴相当于左右轴Ys和上下轴Zs。
(变形例2)信号处理部4也可以将垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr作为轴偏移角度，估计垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr以及搭载高度H。具体而言，信号处理部4也可以执行在图10所示的计算处理的S220之后追加了图12所示的计算处理的S230的处理。此外，作为搭载高度H，也可以使用基于S220和S230分别计算出的值的平均值。
(变形例3)信号处理部4也可以利用与(变形例2)不同的计算方法，将垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr作为轴偏移角度，估计垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr、以及搭载高度H。具体而言，信号处理部4也可以执行图14所示的计算处理来取代图10所示的计算处理。在图14所示的计算处理中，图10中的S220被置换为S240。
信号处理部4在S240中，估计作为轴偏移角度的垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr、以及搭载高度H。具体而言，信号处理部4使用关系式(即，式(12))进行估计。关系式(即，式(12))是在作为未知参数的垂直轴偏移角度θp、作为未知参数的侧倾角度θr、作为未知参数的雷达装置2的搭载高度H、以及装置系坐标所包含的3个元素(即，xs、ys和zs)之间成立的关系式。
[数学式9]
Figure BDA0003587587270000201
信号处理部4基于式(12)，计算垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr、以及搭载高度H，将计算出的垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr以及搭载高度H存储于存储器42，结束本计算处理。
此外，如图15所示，基于通过使雷达装置2的坐标轴绕左右轴Ys旋转垂直轴偏移角度θp、以及绕前后轴Xs旋转侧倾角度θr从而与本车VH的坐标轴一致的情况，而得到式(12)。即，得到式(13)-式(14)。
[数学式10]
Figure BDA0003587587270000211
这里，根据上述的式(5)所表示的关系式和式(14)，得到式(15)。另外，通过将式(15)除以cosθrcosθp，而得到式(16)。而且，根据式(16)导出式(12)。
[数学式11]
[Zc]＝[cosθrsinθpXs-sinθrYs+cosθrcosθpZ5]＝[-H] (15)
Figure BDA0003587587270000212
其结果为，信号处理部4能够同时估计作为轴偏移角度的垂直轴偏移角度θp和侧倾角度θr、以及搭载高度H。
[2.第二实施方式]
[2-1.结构]
第二实施方式的基本的结构与第一实施方式同样，因此以下对不同点进行说明。此外，与第一实施方式相同的符号表示相同的结构，参照在先的说明。
在第一实施方式中，基于路面反射点的位置，估计轴偏移角度和搭载高度H。与此相对，在第二实施方式中，计算路面平坦度Wc，基于路面反射点的位置，进行基于路面平坦度Wc的加权来估计轴偏移角度和搭载高度H，在这方面与第一实施方式不同。路面平坦度Wc是表示路面平坦的程度的数值。这里，路面越平坦，则路面平坦度Wc由越大的数值表示。
[2-2.处理]
[2-2-1.轴偏移估计处理]
接下来，使用图16的流程图对第二实施方式的信号处理部4取代图8所示的第一实施方式的轴偏移估计处理而执行的轴偏移估计处理进行说明。此外，图16中的S25-S27以外的处理与图8中的S10-S20、S30-S90的处理同样，因此将说明一部分简化。
信号处理部4在S20之后的S25中，执行后述的平坦度处理，计算路面平坦度Wc。
信号处理部4在平坦判断部S26中，基于路面平坦度Wc来判断路面是否平坦。具体而言，信号处理部4在路面平坦度Wc为预先决定的平坦度阈值WT以上的情况下判断为路面平坦。平坦度阈值WT预先存储于存储器42。
这里，信号处理部4在判断为路面平坦的情况下使处理移至S30，在S30以后执行与图8所示的处理同样的处理。另一方面，信号处理部4在判断为路面不平坦的情况下使处理移至S27。
信号处理部4在S27中，执行后述的加权处理，基于上述的关系式，进一步进行基于路面平坦度Wc的加权来估计垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。而且，使处理移至S40，S40以后执行与图8所示的处理同样的处理。
[2-2-2.平坦度处理]
基于图17所示的流程图对信号处理部4在图16所示的轴偏移估计处理的S25中执行的平坦度处理进行说明。
信号处理部4在S310中，获取加速度传感器的输出值，基于该输出值来计算第一系数W1。第一系数W1是表示路面的平坦度的数值，加速度传感器的输出值越大则第一系数W1被计算得越小。例如，也可以是，将加速度传感器的输出值和对应的第一系数W1作为表格形式的信息存储于存储器42，信号处理部4参照该表格形式的信息来计算与加速度传感器的输出值对应的第一系数W1。
信号处理部4在S320中，获取多个路面反射点各自的反射功率的值，基于该反射功率的偏差来计算第二系数W2。第二系数W2是表示路面的平坦度的数值，表示反射功率的偏差的指数越大则第二系数W2被计算得越小。信号处理部4例如也可以将反射功率的标准偏差或方差作为表示偏差的指数来使用。例如，也可以将表示第二系数W2与表示偏差的指数的对应的表格形式的信息存储于存储器42，信号处理部4参照该表格而计算与表示偏差的指数对应的第二系数W2。
信号处理部4在S330中，从导航装置获取本车VH的当前位置，基于本车VH的当前位置和地图信息来计算第三系数W3。第三系数W3是表示路面的平坦度的数值，包含于地图信息，路面越平坦则第三系数W3由越大的值表示。信号处理部4也可以基于地图信息，获取本车VH的当前位置处的道路的路面的平坦度，使用所获取的平坦度作为第三系数W3。
信号处理部4在S340中，获取相机的拍摄图像，基于拍摄图像来计算第四系数W4。第四系数W4是表示路面的平坦度的数值，基于拍摄图像。路面越平坦则第四系数W4由越大的值表示。在这里所说的拍摄图像中包含本车VH的前方的路面。信号处理部4也可以使用识别器来估计所获取的拍摄图像中包含的路面的平坦度，将估计出的平坦度作为第四系数W4使用，该识别器预先进行根据包含路面的多个图像来估计该图像中包含的路面的平坦度的学习。
信号处理部4在S350中，使用第一系数W1-第四系数W4来计算路面平坦度Wc。信号处理部4将第一系数W1-第四系数W4的平均值作为路面平坦度而存储于Wc存储器42。信号处理部4至此结束平坦度处理。但是，本发明不限于此。信号处理部4也可以将第一系数W1-第四系数W4的最大值或者中央值等作为路面平坦度Wc使用，并存储于存储器42。
[2-2-3.加权处理]
基于图18所示的流程图对信号处理部4在图16所示的轴偏移估计处理的S27中执行的加权处理进行说明。每次在轴偏移估计处理中处理移至S27时反复执行加权处理。此外，将加权处理中的从最初到最后的一系列的处理也称为“周期”。
信号处理部4在S410中，与S210同样，计算当前周期中的路面反射点的装置系坐标。此外，多个(即，n个)路面反射点各自的xs、ys、zs像上述的式(3)那样表示。
信号处理部4在S420-S470中，执行针对上述的式(1)的右边进行基于路面平坦度Wc的加权的运算。由此，估计式(1)的左边、即基于路面平坦度Wc的加权后的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。
首先，信号处理部4在S420中，像式(17)、(18)那样，根据当前周期中的路面反射点的装置系坐标，计算用于计算式(1)的右边的参数Ma和Mb。
[数学式12]
Ma＝ATA (17)
Mb＝ATB (18)
这里，参数A和B如上述的式(2)所示。参数Ma为2×2矩阵，参数Mb为2×1矩阵。
信号处理部4在S430中，获取当前周期的路面平坦度Wc。
信号处理部4在S440中，像式(19)、(20)那样，计算当前周期的加权参数Mwa、Mwb。通过使当前周期的参数Ma乘以当前周期的路面平坦度Wc而得到当前周期的加权参数Mwa。通过使当前周期的参数Mb乘以当前周期的路面平坦度Wc而得到当前周期的加权参数Mwb。
[数学式13]
Mwa＝wc×Ma (19)
Mwb＝wc×Mb (20)
信号处理部4在S450中，将当前周期的总加权参数Mcwa存储于存储器42。像式(21)那样，使当前周期的加权参数Mwa加上存储于存储器42的过去的总加权参数Mdcwa而得到当前周期的总加权参数Mcwa。同样，信号处理部4将当前周期的总加权参数Mcwb存储于存储器42。像式(22)那样，使当前周期的加权参数Mwb加上存储于存储器42的过去的总加权参数Mdcwb而得到当前周期的总加权参数Mcwb。这里所说的过去意味着在前次周期中使用。
[数学式14]
Mcwa＝Mwa+Mdcwa (21)
Mcwb＝Mwb+Mdcwb (22)
信号处理部4在S460中，使用当前周期的总加权参数Mcwa、Mcwb，根据式(23)，估计基于路面平坦度Wc的加权后的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H。信号处理部4将估计出的垂直轴偏移角度θp和搭载高度H存储于存储器42。
[数学式15]
Figure BDA0003587587270000251
信号处理部4在S470中，将当前周期的总加权参数Mcwa作为过去的总加权参数Mdcwa存储于存储器42。另外，信号处理部4将当前周期的总加权参数Mcwb作为过去的总加权参数Mdcwb存储于存储器42。信号处理部4至此结束加权处理。
[2-3.效果]
根据以上详述的第二实施方式，起到以下的效果。
(2a)信号处理部4在S25中，计算路面平坦度Wc。信号处理部4在S26中，基于路面平坦度Wc判断路面是否平坦。信号处理部4在判断为路面不平坦的情况下，基于关系式(即，式(1)-(3))，进行基于路面平坦度Wc的加权(即，使用式(23))，估计轴偏移角度θp和搭载高度H。
路面平坦度Wc越大时、即路面越平坦时，此时的路面反射点的数量越增加，而估计轴偏移角度θp和搭载高度H。换言之，所谓进行加权，相当于路面越平坦时，则采用越多的此时的路面反射点的数量，来估计轴偏移角度θp和搭载高度H。其结果为，能够估计进行了基于路面平坦度Wc的加权的轴偏移角度θp和搭载高度H。
[2-4.变形例]
(变形例4)在第二实施方式中，估计出进行了基于路面平坦度Wc的加权的轴偏移角度θp和搭载高度H，但本发明不限于此。信号处理部4也可以取代式(1)-(3)，而基于式(10)-(11)、(3)，与第二实施方式同样，估计进行了基于路面平坦度Wc的加权的侧倾角度θr和搭载高度H。
(变形例5)信号处理部4也可以估计进行了基于路面平坦度Wc的加权的俯仰角度θp、侧倾角度θr和搭载高度H。例如，信号处理部4也可以基于式(1)-(3)，如上述那样计算进行了基于路面平坦度Wc的加权的轴偏移角度θp和搭载高度H。而且，进一步地，信号处理部4也可以基于式(10)-(11)、(3)来估计进行了基于路面平坦度Wc的加权的侧倾角度θr和搭载高度H。此外，作为搭载高度H，也可以使用基于式(1)-(3)和式(10)-(11)、(3)进行加权而分别计算出的值的平均值。
[3.其他的实施方式]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够各种变形地实施。
(3a)在上述实施方式中，表示雷达装置2朝向本车VH的前方发送雷达波的方式，但雷达波的发送方向不限于本车VH的前方。例如，雷达装置2也可以被构成为朝向本车VH的前方、右前方、左前方、后方、右后方、左后方、右侧方和左侧方的至少一方发送雷达波。
(3b)在上述实施方式中，表示雷达装置2采用FMCW方式的例子，但雷达装置2的雷达方式不限于FMCW，例如也可以被构成为采用双频CW、FCM或者脉冲。FCM为Fast-ChirpModulation(快速啁啾调制)的缩写。
(3c)在上述实施方式中，表示信号处理部4执行轴偏移估计处理的例子，但也可以被构成为雷达装置2执行轴偏移估计处理。
(3d)本发明所记载的信号处理部4及其方法也可以由专用计算机实现，该专用计算机通过构成被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能的处理器和存储器而被提供。或者，本发明所记载的信号处理部4及其方法也可以由专用计算机实现，该专用计算机通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而被提供。或者，本发明所记载的信号处理部4及其方法也可以由一个以上的专用计算机实现，该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器和存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合而构成。另外，计算机程序也可以作为由计算机执行的指令，存储于计算机能够读取的非迁移有形记录介质。在实现信号处理部4所包含的各部的功能的方法中不一定需要包含软件，其全部的功能也可以使用一个或多个硬件来实现。
(3e)也可以通过多个构成要素实现上述实施方式中的一个构成要素所具备的多个功能、或者通过多个构成要素实现一个构成要素所具备的一个功能。另外，也可以通过一个构成要素实现多个构成要素所具备的多个功能、或者通过一个构成要素实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以相对于其他的上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的结构的至少一部分。
(3f)除了上述的信号处理部4、雷达装置2、车辆控制系统1之外，还能够以用于使信号处理部4发挥功能的程序、记录了该程序的半导体存储器等非迁移实态记录介质、轴偏移估计方法等各种方式来实现本发明。
此外，在上述实施方式中，本车VH相当于移动体，信号处理部4、估计部46相当于轴偏移估计装置。另外，S10相当于作为获取部的处理，S20相当于作为提取部的处理，S30、S210相当于作为装置系坐标部的处理，S30、S220、S230、S240相当于作为估计部46的处理。另外，S25相当于作为平坦度计算部的处理，S26相当于作为平坦判断部的处理，S27相当于作为加权处理部的处理。

Claims (4)

1.一种轴偏移估计装置，搭载于移动体，其中，所述轴偏移估计装置(4、46)具备：
获取部(S10)，被构成为针对由雷达装置检测出的多个反射点中的每个反射点，获取反射点信息，所述反射点信息至少包含水平角度及垂直角度、和所述雷达装置与所述反射点之间的距离，所述水平角度及垂直角度是关于所述反射点的方位角，并且是以沿着雷达波束的中心轴的方向亦即波束方向为基准而求出的；
提取部(S20)，被构成为至少基于所述反射点信息，提取所述多个反射点中的通过在路面的反射而检测出的多个路面反射点；
装置系坐标部(S30、S210)，被构成为基于所述反射点信息，针对所述路面反射点中的每个路面反射点，确定装置系坐标，所述装置系坐标是基于所述雷达装置的坐标轴的三维坐标；以及
估计部(S30、S220、S230、S240)，被构成为使用在包含轴偏移角度和所述雷达装置的搭载高度的至少两个未知参数与所述路面反射点的所述装置系坐标所包含的至少两个元素之间成立的关系式，估计所述轴偏移角度和所述雷达装置的高度，所述轴偏移角度是所述雷达装置的坐标轴绕对象轴的偏移角度，所述对象轴是作为所述移动体的坐标轴的水平轴和行进方向轴中的一个。
2.根据权利要求1所述的轴偏移估计装置，其中，
所述估计部(S30、S220、S230)被构成为使用在包含所述轴偏移角度和所述雷达装置的搭载高度的两个未知参数与所述路面反射点的所述装置系坐标所包含的两个元素之间成立的关系式，估计所述轴偏移角度和所述雷达装置的高度。
3.根据权利要求2所述的轴偏移估计装置，其中，
将所述水平轴设为对象轴，将绕所述水平轴的所述轴偏移角度亦即垂直轴偏移角度和所述搭载高度设为所述未知参数，将所述路面反射点的所述装置系坐标中的xs和ys设为所述装置系坐标所包含的两个元素，
所述估计部被构成为通过基于由下述式(1)-式(3)表示的所述关系式的运算，决定所述垂直轴偏移角度和所述搭载高度，
[数学式1]
Figure FDA0003587587260000021
[数学式2]
其中，
Figure FDA0003587587260000022
另外，
Figure FDA0003587587260000023
4.根据权利要求2或3所述的轴偏移估计装置，其中，
所述轴偏移估计装置还具备：
平坦度计算部(S25)，被构成为计算路面平坦度，所述路面平坦度是表示所述路面平坦的程度的数值；
平坦判断部(S26)，被构成为基于所述路面平坦度，判断所述路面是否平坦；以及
加权处理部(S27)，被构成为在判断为所述路面不平坦的情况下，使用所述关系式，进行基于所述路面平坦度的加权，估计所述轴偏移角度和所述雷达装置的高度。
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