JP2001183451A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の受信ビームを用いてレーダ波を反射し
た対象物の位置を検出するレーダ装置において、近距離
の対象物を検出する場合の応答性を確保しつつ、遠距離
の対象物を検出する場合の横位置の安定性を向上させ
る。 【解決手段】 受信ビーム毎に得られたビート信号の周
波数解析結果から障害物に関する方位データθ，距離デ
ータＹ，速度データＶが算出され、更に生横位置データ
Ｘ（＝Ｙ・ｓｉｎθ）が算出されると、距離データＹが
大きいほど小さな値となる判定値Ｘthを設定し（Ｓ２１
０〜Ｓ２６０）、生横位置データＸに対する前回の処理
で算出された横位置データＸn-1 の偏差が、判定値Ｘth
より大きければ、生位置データＸの大きさを判定値Ｘth
に従って制限（Ｓ２７０〜Ｓ３１０）した後、その制限
された生位置データＸと、過去の横位置データＸn-i と
を重み付け加算することにより、今回の横位置データＸ
ｎを求める（Ｓ３２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の受信ビーム
を用いてレーダ波を反射した対象物の位置を検出するレ
ーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、衝突防止や追従走行等の制御
に用いるために、車両前方に位置する対象物（障害物や
先行車両）を検出する車載用のレーダ装置（以下「車載
レーダ装置」という）が知られている。このような車載
レーダ装置では、目標物体との距離や相対速度に加え
て、自車両と目標物体との正確な位置関係を特定するた
めの方位データを獲得できることが重要となる。

【０００３】そのために、例えば、図９に示すように、
指向する方向が互いに異なった複数の受信ビームＢＭに
て目標物体Ｍ１に反射したレーダ波（反射波）の受信レ
ベルをそれぞれ検出し、その検出結果として得られる反
射波の受信レベル分布から、最も受信レベル高い信号が
得られた受信ビームが指向する方向を目標物体の方位で
あるとして特定する方法が知られている。なお、受信ビ
ームのスキャニングは、単一のアンテナを機械的に動か
したり、ビームの指向方向が異なる複数のアンテナを順
次切り替えて使用することにより行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、検出する対
象物が車両である場合、特にレーダ波として電磁波（ミ
リ波やマイクロ波等）を用いていると、レーダ波は車両
の各所にて反射し、しかも反射位置（車体，バンパー，
ナンバープレート，ガラス等）の材質によって反射強度
が様々に異なったものとなる。つまり、車載レーダ装置
は、同一車両からの反射波であっても、常に同じ反射位
置からの反射波を受信しているわけではなく、検出対象
の車両との位置関係に応じて、アンテナが受信する反射
波の車両での反射位置が様々に変化し、その結果、反射
波の信号強度分布が刻々と変化することになる。

【０００５】しかも、電磁波からなるレーダ波を用いた
車載レーダ装置では、車両から直接反射してきた反射波
と、路面に反射する等して異なった経路（マルチパス）
を経由してきた反射波とが同時に受信されることがあ
り、両信号の位相がちょうど１８０°ずれていると、互
いに打ち消し合って反射波の信号強度を大きく低下させ
てしまうことがある。

【０００６】このように、車載レーダ装置にて検出され
る反射波の信号強度分布が乱れると、検出すべき車両が
主に存在する受信ビームとは異なる受信ビームの信号強
度が最大になり、検出すべき車両の方位を誤検出してし
まうという問題があった。具体的に、ある地点から照射
したレーダ波のビームが角度αの範囲に広がっている場
合、上記地点から距離Ｙだけ離れた地点におけるこのレ
ーダ波のビーム幅（ビームの中心方向に直交し且つ受信
ビームの配列方向に沿った方向の幅）Ｗは（１）式にて
算出することができる。

【０００７】 Ｗ＝Ｙ×ｓｉｎα （１） そして、例えば、受信ビームの照射方向を１°間隔で設
定した場合、ビームの中心間の距離は、１０ｍ先では約
１７ｃｍであるが、１００ｍ先では約１．７ｍ、即ち、
車線の幅とほぼ同程度となる。

【０００８】つまり、車両が存在すると特定される受信
ビームが１ビームだけずれたとしても、検出すべき車両
が比較的近距離にある場合には、その受信ビームの照射
方向を表す方位データから算出される横位置データの誤
差はわずかなものであるが、検出すべき車両が比較的遠
距離にある場合には、横位置データの誤差が大きなもの
となってしまう。

【０００９】実際に、図１０（ａ）に示すような方位デ
ータθ（但し、正面方向を０°とする）が得られたと仮
定して、検出すべき車両が近距離（Ｙが小）である場合
と、遠距離（Ｙが大）である場合とについて、正面方向
に対して直交する方向に沿った横位置（但し、正面位置
を原点とする）を表す横位置データＸを求めてみると、
近距離の場合には、図１０（ｂ）に示すように、ほぼ一
定の横位置データＸが得られるが、遠距離の場合には、
図１０（ｃ）に示すように、横位置データＸは大きく変
動することになる。

【００１０】その結果、自車両と同一車線上の先行車を
追従して走行するオートクルーズ制御を行っている時
に、上述のような信号強度分布の乱れによって、検出さ
れる先行車の横位置データＸが大きく変化すると、場合
によっては、先行車が自車線上にはないものと判断して
しまい、追従走行を継続することが不可能となるおそれ
があるのである。

【００１１】このような現象を解決するために、検出さ
れた横位置データＸをローパスフィルタ等を用いて時間
軸上で平滑化（図１０（ｃ）の点線参照）することによ
り、横位置データＸの急峻な変化を抑えることも行われ
ている。しかし、遠距離での挙動が十分に安定するよう
フィルタの値を設定すると、近距離での応答性が劣化し
てしまい、例えば、割り込み車両の検出（図９の車両Ｍ
２参照）が遅れることになり、この割り込み車両に対応
して行う減速処理等を有効に働かせることができないと
いう問題があった。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するために、
複数の受信ビームを用いてレーダ波を反射した対象物の
位置を検出するレーダ装置において、近距離の対象物を
検出する場合の応答性を確保しつつ、遠距離の対象物を
検出する場合の横位置の安定性を向上させることを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明である請求項１に記載のレーダ装置では、受信手
段が、予め設定された特定方向を中心とする走査領域内
に、互いに照射方向の異なる複数の受信ビームを形成
し、該受信ビーム毎に、対象物に反射したレーダ波を受
信すると、受信手段から出力される受信信号に基づい
て、方位算出手段が、レーダ波の到来方向を表す方位デ
ータを算出すると共に、距離算出手段が、レーダ波を反
射した対象物までの距離を表す距離データを算出する。

【００１４】また、これら方位算出手段及び距離算出手
段にて算出された方位データ及び距離データに基づき、
横位置算出手段が、特定方向に対して直交し且つ受信ビ
ームの配列方向に沿った位置を表す横位置データを算出
し、平滑化手段が、横位置算出手段が算出した横位置デ
ータを入力データとし、この入力データのばらつきを抑
えてなる出力データを生成し、これら距離算出手段が算
出する距離データ、及び平滑化手段が生成する平滑化さ
れた横位置データを、対象物の位置を特定するための位
置情報として出力する。

【００１５】そして、特に本発明のレーダ装置では、特
性可変手段が、距離算出手段にて算出される対象物まで
の距離に応じて、この距離が遠いほど、入力データのば
らつきの抑制度が大きくなるよう平滑化手段の特性を変
化させている。つまり、本発明のレーダ装置によれば、
横位置データが大きく変化することのない近距離の対象
物に対しては、平滑化手段による横位置データのばらつ
きの抑制度が小さくなるようにされているので、十分な
応答性を確保でき、一方、応答性を高速にする必要のな
い遠距離の対象物に対しては、平滑化手段による横位置
データのばらつきの抑制度が大きくなるようされている
ので、安定した横位置データを得ることができる。

【００１６】その結果、本発明のレーダ装置を車両に搭
載した場合、これら対象物（車両等）の検出結果によっ
て実行される各種制御、例えば、追従走行を行うクルー
ズシステムや割り込み車両に対する警報を発生させる警
報システム等の制御の精度を、いずれも向上させること
ができる。

【００１７】ところで、平滑化手段は、具体的には、請
求項２記載のように、入力データと過去の出力データと
の重み付け加算により出力データを生成するフィルタ手
段により構成してもよいし、請求項３記載のように、こ
のフィルタ手段に加えて、予め設定された基準値に対す
る当該平滑化手段への入力データの偏差が、予め設定さ
れた比較値より大きい場合、当該平滑化手段への入力デ
ータに代えて予め設定された制限データを前記フィルタ
手段への入力データとして供給するガード手段を備える
ようにしてもよい。

【００１８】そして、平滑化手段がフィルタ手段を備え
ている場合には、請求項８記載のように、特性可変手段
を、対象物までの距離が遠いほど、フィルタ手段が行う
重み付け加算の入力データに対する重み付けを軽くする
ように構成すればよく、また、ガード手段を備えている
場合には、請求項９記載のように、特性可変手段を、対
象物までの距離が遠いほど、ガード手段が用いる前記比
較値を小さくするように構成すればよい。

【００１９】なお、ガード手段が用いる基準値として
は、請求項４記載のように、前回の出力データを用いて
もよいし、請求項５記載のように、入力データと過去の
出力データとの重み付け加算値を用いてもよい。重み付
け加算値としては、入力データと過去複数回の出力デー
タとの平均値であってもよい。

【００２０】また、ガード手段が用いるガード値として
は、請求項６記載のように、基準値からの偏差分を比較
値にて制限した値を用いてもよいし、請求項７記載のよ
うに、前回の出力データをそのまま用いてもよい。とこ
ろで、上記発明では、横位置算出手段の出力を平滑化手
段にて平滑化しているが、請求項１０記載のように、方
位算出手段にて算出された方位データを平滑化手段にて
平滑化し、その平滑化された（ばらつきが抑えられた）
方位データを用いて、横位置算出手段が横位置データを
算出するように構成してもよい。

【００２１】この場合、請求項１記載のレーダ装置と、
全く同様の効果を得ることができる。また、請求項１０
記載のレーダ装置において、その平滑化手段及び特性可
変手段に対して、上述の請求項２〜請求項９に記載の構
成を同様に適用できることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面と
共に説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明が適用された第１実施
形態の障害物検出用の車載レーダ装置の全体構成を表す
ブロック図である。

【００２３】図１に示すように、本実施形態の車載レー
ダ装置２は、変調信号Ｓｍに応じて所定の周波数に変調
されたレーダ波を送信する送信器１２、送信器１２から
放射され、障害物に反射されたレーダ波を受信する受信
器１４を備えた送受信部１０と、送信器１２に変調信号
Ｓｍを供給すると共に、受信器１４から出力される中間
周波のビート信号Ｂに基づき、障害物を検出するための
処理を実行する信号処理部２０とにより構成されてい
る。

【００２４】そして、本実施形態では、当該装置２によ
って自動車前方の障害物を検出するために、送受信部１
０が自動車の前面に取り付けられ、信号処理部２０が、
車室内又は車室近傍の所定位置に取り付けられている。
ここで、まず送信器１２は、送信信号として、ミリ波帯
の高周波信号を生成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２
ｂと、変調信号Ｓｍを電圧制御発振器１２ｂの調整レベ
ルに変換して電圧制御発振器１２ｂに供給する変調器
（ＭＯＤ）１２ａと、電圧制御発振器１２ｂからの送信
信号を電力分配して各受信器１４，１６に供給されるロ
ーカル信号を生成する電力分配器（ＣＯＵＰ）１２ｃ
と、送信信号に応じてレーダ波を放射する送信アンテナ
１２ｄとにより構成されている。

【００２５】なお、送信アンテナ１２ｄは、その送信ビ
ームにより、当該レーダ装置２が障害物の検出が可能な
検出範囲（例えば本実施形態では、車両の進行方向を０
°として±１５°の範囲）をすべてカバーできるものが
用いられている。また、受信器１４は、レーダ波を受信
する受信アンテナ１４ａと、受信アンテナ１４ａからの
受信信号に電力分配器１２ｃからのローカル信号を混合
するミキサ１４ｂと、ミキサ１４ｂの出力を増幅する前
置増幅器１４ｃと、前置増幅器１４ｃの出力から不要な
高周波成分を除去し、送信信号及び受信信号の周波数の
差成分であるビート信号Ｂを抽出するローパスフィルタ
１４ｄと、ビート信号Ｂを必要な信号レベルに増幅する
後置増幅器１４ｅとにより構成されている。

【００２６】なお、受信アンテナ１４ａは、指向性の強
い受信ビーム（本実施形態ではビーム幅が３°程度）を
形成するものが用いられており、しかも、受信ビームの
照射方向を、水平面に沿った任意の方向に回動可能に構
成されている。そして、送受信部１０には、この受信ア
ンテナ１４ａを、信号処理部２０からの制御信号Ｃ３に
従って、所定のステップ角度（例えば本実施形態では１
°）単位で受信ビームの照射方向を順次切り替えて上述
の検出範囲内の走査を行うための走査駆動装置１６が設
けられている。

【００２７】一方、信号処理部２０は、起動信号Ｃ１に
より起動され、三角波状の変調信号Ｓｍを発生する三角
波発生器２２と、起動信号Ｃ２により起動され、受信器
１４からのビート信号ＢをデジタルデータＤに変換する
Ａ／Ｄ変換器２４と、ＣＰＵ２６ａ，ＲＯＭ２６ｂ，Ｒ
ＡＭ２６ｃを中心に構成され、起動信号Ｃ１，Ｃ２、及
び制御信号Ｃ３を送出して三角波発生器２２，Ａ／Ｄ変
換器２４，走査駆動装置１６を動作させることによりデ
ータの収集を行うデータ収集処理、及び、データ収集処
理により収集されたデジタルデータＤに基づき障害物の
検出を行う障害物検出処理等を実行する周知のマイクロ
コンピュータ（以下「マイコン」という）２６と、マイ
コン２６の指令に基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の
演算を実行する演算処理装置２８とにより構成されてい
る。

【００２８】次に、マイコン２６のＣＰＵ２６ａにて実
行されるデータ収集処理について説明する。このデータ
収集処理では、まず、制御信号Ｃ３を送出して、受信ア
ンテナ１４ａを初期位置（例えば、その受信ビームが検
出範囲内の一方の端にくる位置）に移動させる。続けて
起動信号Ｃ１を送出して三角波発生器２２を起動すると
共に、起動信号Ｃ２を送出してＡ／Ｄ変換器２４を起動
する。すると、三角波発生器２２にて発生した変調信号
Ｓｍが、変調器１２ａを介して電圧制御発振器１２ｂに
入力され、電圧制御発振器１２ｂは、変調信号Ｓｍの三
角波状の波形の上り勾配に応じて所定の割合で周波数が
増大（以後、この区間を「上り変調部」と呼ぶ）し、そ
れに引き続く下り勾配に応じて周波数が減少（以後、こ
の区間を「下り変調部」と呼ぶ）するように変調された
送信信号（中心周波数ｆ０，周波数変調幅ΔＦ，変調周
期１／ｆｍ）を出力する。つまり、本実施形態の車載レ
ーダ装置２は、いわゆるＦＭＣＷレーダとして動作す
る。

【００２９】このように周波数変調された送信信号に応
じたレーダ波が送信器１２から送出され、障害物に反射
したレーダ波が、受信器１４にて受信される。すると、
受信器１４では、受信アンテナ１４ａから出力される受
信信号と、送信器１２からの送信信号とが混合されるこ
とにより、ビート信号Ｂが生成される。なお、受信信号
は、レーダ波が障害物まで間を往復する時間だけ送信信
号に対して遅延し、且つ、障害物との間に相対速度があ
る場合には、これに応じてドップラシフトを受ける。こ
のため、ビート信号Ｂは、この遅延成分ｆｒとドップラ
成分ｆｄとを含んだものとなる。

【００３０】このビート信号Ｂを、起動信号Ｃ２により
起動されたＡ／Ｄ変換器２４がＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変
換の結果得られたデジタルデータＤは、ＲＡＭ２６ｃに
順次格納される。ところで、Ａ／Ｄ変換器２４は、先に
説明したように、三角波発生器２２の起動と共に起動信
号Ｃ２により起動され、変調信号Ｓｍが出力されている
間に、所定回数のＡ／Ｄ変換を行うようにされている。
つまり、前半の半数のデータが、送信信号の上り変調部
に対応した上り変調部データとなり、後半の半数のデー
タが、送信信号の下り変調部に対応した下り変調部デー
タとなる。

【００３１】このようにして変調信号Ｓｍの１周期分の
処理が終了すると、制御信号Ｃ３を出力することによ
り、走査駆動装置１６によって受信アンテナ１４ａの受
信ビームの照射方向を１ステップ分移動させ、引き続
き、起動信号Ｃ１，Ｃ２を送出することにより、上述の
処理を繰り返し実行する。そして、全検出範囲に渡って
受信ビームの走査が終了すると障害物検出処理を起動
し、その後も本処理は、この障害物検出処理と並行して
繰り返し実行される。

【００３２】次に、障害物検出処理を、図２に示すフロ
ーチャートに沿って説明する。図２に示すように、本処
理が起動されると、まず、ステップ（以下単に「Ｓ」と
記す）１１０にて、ＲＡＭ２６ｃに書き込まれたデジタ
ルデータＤを順次読み出し、各受信ビーム毎且つ各変調
部（上り変調部／下り変調部）毎に、高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）の演算を実行することによりビート信号Ｂの
周波数解析を行う。なお、演算処理装置２８に入力され
るデータは、ＦＦＴの演算により表れるサイドローブを
抑制するために、ハニング窓や三角窓等を用いた周知の
ウィンドウ処理が施された後、演算処理装置２８に送ら
れてＦＦＴ演算が施され、その演算結果として得られる
周波数スペクトルデータは、各周波数毎の複素ベクトル
として得られる。

【００３３】続くＳ１２０では、複素ベクトルの絶対
値、即ちその複素ベクトルが示す周波数成分の振幅に基
づき、周波数スペクトルのピークを検出して、その周波
数をビート周波数（上り変調部ではｆｕ，下り変調部で
はｆｄ）として特定すると共に、その検出された周波数
成分について各受信ビーム間で振幅を比較し、その信号
強度分布から、ピークとなる受信ビームを特定する。そ
して、この特定された受信ビームの照射方向を、レーダ
波の到来方向、即ち、障害物が存在する方向を表す方位
データθとする。但し、方位データθは、車両正面の進
行方向を０°として右回り方向を正値、左回り方向を負
値にて表すものとする。また、この処理は各変調部デー
タ毎に行う。

【００３４】続くＳ１３０では、ピークとなる周波数成
分が複数存在する場合、即ち複数の障害物が検出されて
いる場合、上り変調部と下り変調部とで、同じ障害物に
基づく周波数成分を正しく組み合わせるペアリング処理
を実行する。このペアリング処理は、例えば、周波数の
低いもの順に組み合わせたり、信号強度のほぼ同じもの
同士を組み合わせる等して行う。また、このペアリング
処理では、当該処理が前回起動された時に検出された障
害物に関する情報との比較を行うことにより同一性の判
定も行う。なお、同一性の判定は公知技術であり、本発
明とは直接的には関係しないため、その説明を省略す
る。

【００３５】続くＳ１４０では、上昇部、及び下降部の
ビート周波数ｆｕ，ｆｄから、次の（２）式を用いて障
害物との距離データＹを算出すると共に、（３）式を用
いて障害物との相対速度データＶを算出する。 Ｙ＝（ｃ／（８・△Ｆ・ｆｍ））・（ｆｕ＋ｆｄ） （２） Ｖ＝（ｃ／（４・ｆ０））・（ｆｕ−ｆｄ） （３） 続くＳ１５０では、各障害物毎に、距離データＹ及び方
位データθから、次の（４）式を用いて、当該車両の正
面方向に対して直交し且つ水平方向に沿った横位置を表
す横位置データＸを算出する。但し、本ステップにて算
出された横位置データを、以下では「生横位置データ」
と呼ぶものとする。

【００３６】 Ｘ＝Ｙ・ｓｉｎθ （４） 続くＳ１６０では、先のＳ１３０でのペアリング時に行
った過去のデータとの同一性判定により特定された同一
障害物についての過去の横位置データＸn-1，Ｘn-2，
…を用いて、データのばらつきを抑えるフィルタリング
処理を実行し、Ｓ１７０にて、このばらつきが抑制され
た、つまり平滑化された横位置データＸｎ、を先のＳ１
４０にて算出された距離データＹ、相対速度データＶと
共に出力して本処理を終了する。

【００３７】このようにして算出された横位置データＸ
ｎ，距離データＹ、相対速度データＶは、別途実行され
る判断処理において、危険の有無を判断するため等に使
用され、危険ありと判断された場合には、例えば、図示
しない警報器を鳴動させて運転者に危険を知らせるとい
った処理や、自車両と同一車線を走行する先行車両に追
従して走行するオートクルーズ制御などに使用される。

【００３８】ここで、Ｓ１６０にて実行されるフィルタ
リング処理を、図３に示すフローチャートに沿って説明
する。図３に示すように、本処理が起動されると、ま
ず、Ｓ２１０では、先のＳ１４０にて算出された距離デ
ータＹを取得し、続くＳ２２０では、この取得した距離
データＹが、予め設定された下限値ＹＬより小さいか否
かを判断する。そして、距離データＹが下限値ＹＬより
小さければ（Ｙ＜ＹＬ）、Ｓ２４０に移行して、予め設
定された第１リミット値ＬＭ１を判定値Ｘthとして設定
し、Ｓ２７０に進む。

【００３９】一方、距離データＹが下限値ＹＬ以上であ
れば、Ｓ２３０に移行して、今度は、距離データＹが上
限値ＹＨより大きいか否かを判断する。そして、距離デ
ータＹが上限値ＹＨより大きければ、Ｓ２５０に移行し
て、予め設定された第２リミット値ＬＭ２を判定値Ｘth
として設定し、Ｓ２７０に進む。

【００４０】また、距離データＹが上限値ＹＨ以下であ
れば、Ｓ２６０に移行して、次の（５）式により、距離
データＹに応じたリミット値ｆ（Ｙ）を求め、このリミ
ット値ｆ（Ｙ）を判定値Ｘthとして設定し、Ｓ２７０に
進む。

【００４１】

【数１】

【００４２】つまり、Ｓ２１０〜Ｓ２６０では、図４
（ａ）に示すように、障害物が下限値ＹＬより近い位置
にあれば第１リミット値ＬＭ１、上限値ＹＨより遠い位
置にあれば第２リミット値ＬＭ２、下限値ＹＬと上限値
ＹＨとの間にあれば、その距離Ｙにより決まるリミット
値ｆ（Ｙ）を判定値Ｘthとして設定している。

【００４３】そして、Ｓ２７０では、当該処理がｉ回前
に起動された時に算出された横位置データＸn-i （但
し、本実施形態ではｉ＝１〜３）を取得し、続くＳ２８
０では、Ｓ１５０にて算出された生横位置データＸか
ら、Ｓ２７０にて取得した前回の横位置データＸn-1 を
減じた値（Ｘ−Ｘn-1 ）が、Ｓ２１０〜Ｓ２６０の処理
にて設定された判定値Ｘthより大きいか否かを判断し、
判定値Ｘthより大きければＳ３００に移行して、生横位
置データＸを制限値（Ｘn-1 ＋Ｘth）に置き換えてＳ３
２０に進む。

【００４４】一方、Ｓ２８０にて否定判定された場合、
Ｓ２９０に移行して、今度は、上記減算値（Ｘ−Ｘn-1
）が判定値−ＬＭより小さいか否かを判断し、判定値
−ＬＭより小さければ、Ｓ３１０に移行して、生横位置
データＸを制限値（Ｘn-1 −Ｘth）に置き換えてＳ３２
０に進む。また、Ｓ２９０でも否定判定された場合、即
ち、前回の横位置データＸn-1 に対する生横位置データ
Ｘの偏差が判定値以内（｜Ｘ−Ｘn-1 ｜≦Ｘth）の大き
さである場合には、生横位置データＸを制限することな
く、そのままＳ３２０に移行する。

【００４５】そして、Ｓ３２０では、次の（６）式を用
いて、過去の横位置データとの重み付け加算した結果
を、今回の横位置データＸｎを算出して本処理を終了す
る。

【００４６】

【数２】

【００４７】但し、本実施形態では、各横位置データ
Ｘ，Ｘn-1 〜Ｘn-3 の係数Ａ０〜Ａ３は、それぞれ次の
ように設定されている。 （Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３）＝（０．５，０．１６，
０．１６，０．１６） また、生横位置データＸと同一障害物に関する過去の横
位置データＸn-1 〜Ｘn-3 が３個に満たない場合は、そ
の時点で存在する全ての過去の横位置データとの平均
値、又は生横位置データＸをそのまま今回の横位置デー
タＸｎとすればよい。

【００４８】以上説明したように、本実施形態の車載レ
ーダ装置２では、フィルタリング処理を実行することに
より、図４（ｂ）に示すように、下限値ＹＬより近い位
置にある障害物Ｐ１，Ｐ３に対しては第１リミット値Ｌ
Ｍ１、上限値ＹＨより遠い位置にある障害物Ｐ３，Ｐ６
に対しては第２リミット値ＬＭ２、下限値ＹＬと上限値
ＹＨとの間に位置する障害物Ｐ２，Ｐ４に対しては、そ
れぞれの距離により決まるリミット値ｆ（Ｙ）を判定値
Ｘthとして設定するようにされている。しかも、前回の
横位置データＸn-1 に対する生横位置データＸの偏差
が、これら設定された判定値Ｘthより大きい（｜Ｘ−Ｘ
n-1 ｜＞Ｘth）場合には、生横位置データＸの値を、前
回の横位置データＸn-1 及び判定値Ｘthに従って制限す
るようにされている。

【００４９】従って、今回の横位置データＸｎを算出す
る際に、生横位置データＸが、過去の横位置データＸn-
i との重み付け加算（Ｓ３２０）によって単純に平滑化
されるだけでなく、例えば、障害物Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の
ように、生横位置データＸが同じであったとしても、そ
の距離データＹが大きいほど、生横位置データＸの値
は、前回の横位置データＸn-1 からのばらつきが小さく
なるようように制限される。

【００５０】その結果、本実施形態の車載レーダ装置２
によれば、障害物が比較的遠い位置に存在する場合に
は、ばらつきが十分に抑制され、安定した横位置データ
Ｘｎを得ることができ、例えば、オートクルーズの際に
行う追従制御の安定性を向上させることができると共
に、障害物が比較的近い位置に存在する場合には、その
挙動を応答性よく検出することができ、例えば、割り込
み車両等があった場合に、警報を発生させたり、制動を
かける等の制御を速やかに実行することができ、走行の
安全性を向上させることができる。

【００５１】つまり、障害物が遠い位置に存在する場
合、近い位置に存在する場合のいずれの場合でも、常
に、それぞれの位置に対応する制御に適した横位置デー
タＸｎを得ることができる。なお、本実施形態におい
て、受信器１４及び走査駆動装置１６が本発明の受信手
段に相当する。また、Ｓ１２０が方位算出手段、Ｓ１４
０が距離算出手段、Ｓ１５０が横位置算出手段、Ｓ１６
０が平滑化手段、Ｓ２１０〜Ｓ２６０が特性可変手段、
Ｓ２７０〜Ｓ３１０がガード手段、Ｓ３２０がフィルタ
手段に相当する。 ［第２実施形態］次に、第２実施形態について説明す
る。

【００５２】本実施形態の車載レーダ装置２では、第１
実施形態とはフィルタリング処理の内容が一部異なって
いるだけであるため、この相違するフィルタリング処理
についてのみ説明する。図５は、本実施形態におけるフ
ィルタリング処理の内容を表すフローチャートである。
但し、第１実施形態のフィルタリング処理と同じ内容の
ステップについては、同一ステップ番号を付している。

【００５３】図５に示すように、本処理が起動される
と、まず、第１実施形態の場合と同様に、距離データＹ
に応じた判定値Ｘthの設定（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）、及
び過去の横位置データＸn-i の取得（Ｓ２７０）が行わ
れる。そして、続くＳ２８５では、Ｓ１５０にて算出さ
れた生横位置データＸと、Ｓ２７０にて取得した前回の
横位置データＸn-1 との偏差｜Ｘ−Ｘn-1 ｜が、Ｓ２１
０〜Ｓ２６０にて設定された判定値Ｘthより大きいか否
かを判断し、偏差が判定値より大きければ（｜Ｘ−Ｘn-
1 ｜＞Ｘth）、Ｓ３０５に移行して、生横位置データＸ
の値を、前回の横位置データＸn-1 の値に置き換えてＳ
３２０に移行する。

【００５４】一方、偏差が判定値以下であれば（｜Ｘ−
Ｘn-1 ｜≦Ｘth）、生横位置データＸの値を制限するこ
となく、そのままＳ３２０に移行する。そして、Ｓ３２
０では、先の（６）式に従って、生横位置データＸと、
過去の横位置データＸn-i との重み付け加算を行うこと
により、今回の横位置データＸｎを求めて本処理を終了
する。

【００５５】つまり、本実施形態の車載レーダ装置２で
は、図６に示すように、生横位置データＸと前回の横位
置データＸn-1 との偏差が判定値Ｘthより大きい場合
（障害物Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４参照）には、その生横位置デ
ータＸを使用せず、代わりに前回の横位置データＸn-1
を用いるようにされている。また、判定値Ｘthは、第１
実施形態の場合と全く同様に、距離データＹに応じて可
変設定される。

【００５６】従って、本実施形態の車載レーダ装置２に
よれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、本実施形態において、Ｓ２１０〜Ｓ２６０が
特性可変手段、Ｓ２７０〜Ｓ３０５がガード手段、Ｓ３
２０がフィルタ手段に相当する。 ［第３実施形態］次に第３実施形態について説明する。

【００５７】本実施形態の車載レーダ装置２では、第１
実施形態とは、フィルタリング処理の内容が一部異なっ
ているだけであるため、この相違する処理についてのみ
説明する。図７は、本実施形態におけるフィルタリング
処理の内容を表すフローチャートである。但し、第１実
施形態のフィルタリング処理と同じ内容のステップにつ
いては、同一ステップ番号を付している。

【００５８】図７に示すように、本処理が起動される
と、まず、第１実施形態の場合と同様に、距離データＹ
を取得し、この取得した距離データＹと予め設定された
下限値ＹＬ及び上限値ＹＨとの比較を実行する（Ｓ２１
０〜Ｓ２３０）。そして、距離データＹが下限値ＹＬよ
り小さい場合（Ｓ２２０−ＹＥＳ）には、Ｓ２４５に移
行して、後のＳ３２０で行う重み付け加算にて用いる重
み付け係数Ａ０〜Ａ３を（７）のように設定し、また、
距離データＹが上限値ＹＨより大きい場合（Ｓ２３０−
ＹＥＳ）には、Ｓ２５５に移行して、同じく重み付け係
数Ａ０〜Ａ３を（８）のように設定し、更に、距離デー
タＹが下限値ＹＬ以上、上限値ＹＨ以下である場合（Ｓ
２３０−ＮＯ）には、Ｓ２６５に移行して、同じく重み
付け係数Ａ０〜Ａ３を（９）のように設定した後、Ｓ２
７０に進む。

【００５９】 ［A0,A1,A2,A3］＝［0.7, 0.1, 0.1, 0.1 ］ （Ｙ＜ＹＬ） （７） ［A0,A1,A2,A3］＝［0.25,0.25,0.25,0.25］ （Ｙ＞ＹＨ） （８） ［A0,A1,A2,A3］＝［0.5, 0.16,0.16,0.16］ （ＹＬ≦Ｙ≦ＹＨ） （９） Ｓ２７０では、過去の横位置データＸn-i を取得し、続
くＳ３２０では、Ｓ２１０〜Ｓ２６５にて設定された重
み付け係数Ａ０〜Ａ３、Ｓ１５０にて算出された生横位
置データＸ、及びＳ２７０にて取得された過去の横位置
データＸn-1 〜Ｘn-3 に基づき、先に示した（６）に従
って重み付け加算を行うことにより、今回の横位置デー
タＸｎを算出して本処理を終了する。

【００６０】即ち、本実施形態のフィルタリング処理で
は、距離データＹに応じて判定値Ｘthを可変設定するこ
とによって生横位置データＸのばらつきを制限する代わ
りに、距離データＹに応じて重み付け係数Ａ０〜Ａ３を
可変設定することにより、重み付け加算の内容を変化さ
せている。具体的には、距離データＹが小さいほど、生
横位置データＸの重みを増大させ、応答性のよい横位置
データＸｎが得られるようにしており、また距離データ
Ｙが大きいほど、過去の横位置データＸn-i の重みを増
大させ、横位置データＸｎの時間的なばらつきが十分に
抑制されるようにしている。

【００６１】従って、本実施形態の車載レーダ装置２に
よれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、本実施形態において、Ｓ２１０〜Ｓ２６５が
特性可変手段、Ｓ３２０がフィルタ手段に相当する。

【００６２】以上、本発明のいくつかの実施形態につい
て説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるも
のではなく、様々な態様にて実施することが可能であ
る。例えば、上記第１〜第４実施形態では、いずれも横
位置データに対してフィルタリング処理を行っている
が、方位データθに対してフィルタリング処理を実行
し、その結果として得られる平滑化された方位データθ
を用いて横位置データを算出するように構成してもよ
い。

【００６３】この場合、障害物検出処理は、図８に示す
ように、第１実施形態の場合と比較して、横位置データ
演算（Ｓ１５０），フィルタリング処理（Ｓ１６０）の
順に実行されていた処理を、逆に、フィルタリング処理
（Ｓ１５５），横位置データ演算（Ｓ１６５）の順に実
行するようにすればよい。

【００６４】なおフィルタリング処理（Ｓ１５５）の詳
細は、図３，図５，図７と同様にのものを用いることが
できる。但し、この場合、横位置データに関する値Ｘ，
Ｘth，Ｘn-i を方位データに関する値θ，θth，θn-i
に置き換える必要がある。この場合、Ｓ１５５が平滑化
手段、Ｓ１６５が横位置算出手段に相当する。

【００６５】また、重み付け係数Ａ０〜Ａ３や、距離デ
ータＹとの比較に用いる下限値ＹＬ，上限値ＹＨ、判定
値Ｘth，θthに用いられるリミット値ＬＭ１，ＬＭ２，
ｆ（Ｙ），ｆ（θ）は、上述のものに限らず、実現する
制御に応じて、適宜最適化して設定すればよい。

【００６６】更に、上記実施形態では、単一のアンテナ
を機械的に動作させることにより、ビームスキャンを行
うように構成されているが、複数のアンテナを用いて同
時に複数本の受信ビームを形成するもの、ＤＢＦのよう
に同時受信したデータから、演算によりビーム形成を行
うもの等に適用してもよい。

【００６７】また更に、第１及び第２実施形態では、前
回の横位置データＸn-1 に対する生横位置データＸの偏
差に従って、生位置データＸの制限を行うか否かを判定
しているが、横位置データＸn-1 の代わりに、過去複数
回の横位置データＸn-i （ｉ＝１〜ｍ）の平均値又は重
み付け加算値を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の車載レーダ装置の全体構成を表す
ブロック図である。

【図２】 第１実施形態における障害物検出処理の内容
を表すフローチャートである。

【図３】 第１実施形態におけるフィルタリング処理の
内容を表すフローチャートである。

【図４】 図３の処理による判定値Ｘthの設定、及び横
位置データの変化を表す説明図である。

【図５】 第２実施形態におけるフィルタリング処理の
内容を表すフローチャートである。

【図６】 図５の処理による横位置データの変化を表す
説明図である。

【図７】 第３実施形態におけるフィルタリング処理の
内容を表すフローチャートである。

【図８】 他の実施形態における障害物検出処理の内容
を表すフローチャートである。

【図９】 複数の受信ビームを用いて障害物の検出を行
う車載レーダ装置の動作を表す模式図である。

【図１０】 従来装置の問題点を示すための説明図であ
る。

【符号の説明】

２…車載レーダ装置、１０…送受信部、１２…送信器、
１２ａ…変調器、１２ｂ…電圧制御発振器、１２ｃ…電
力分配器、１２ｄ…送信アンテナ、１４…受信器、１４
ａ…受信アンテナ、１４ｂ…ミキサ、１４ｃ…前置増幅
器、１４ｄ…ローパスフィルタ、１４ｅ…後置増幅器、
１６…走査駆動装置、２０…信号処理部、２２…三角波
発生器、２４…Ａ／Ｄ変換器、２６…マイクロコンピュ
ータ、２８…演算処理装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された特定方向を中心とする走
   査領域内に、互いに照射方向の異なる複数の受信ビーム
   を形成し、該受信ビーム毎に、対象物に反射したレーダ
   波を受信する受信手段と、 該受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記レ
   ーダ波の到来方向を表す方位データを算出する方位算出
   手段と、 前記受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記
   レーダ波を反射した対象物までの距離を表す距離データ
   を算出する距離算出手段と、 前記方位算出手段及び距離算出手段にて算出された方位
   データ及び距離データに基づき、前記特定方向に対して
   直交し且つ前記受信ビームの配列方向に沿った位置を表
   す横位置データを算出する横位置算出手段と、 該横位置算出手段が算出した横位置データを入力データ
   とし、該入力データのばらつきを抑えてなる出力データ
   を生成する平滑化手段と、 を備え、前記距離算出手段が算出する距離データ、及び
   前記平滑化手段が生成する平滑化された横位置データ
   を、前記対象物の位置を特定するための位置情報として
   出力するレーダ装置において、 前記距離算出手段にて算出される前記対象物までの距離
   に応じて、該距離が遠いほど、前記入力データのばらつ
   きの抑制度が大きくなるよう前記平滑化手段の特性を変
   化させる特性可変手段を設けたことを特徴とするレーダ
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレーダ装置において、 前記平滑化手段は、入力データと過去の出力データとの
   重み付け加算により出力データを生成するフィルタ手段
   を備えることを特徴とするレーダ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のレーダ装置において、 前記平滑化手段は、予め設定された基準値に対する当該
   平滑化手段への入力データの偏差が、予め設定された比
   較値より大きい場合、当該平滑化手段への入力データに
   代えて予め設定された制限データを前記フィルタ手段へ
   の入力データとして供給するガード手段を備えることを
   特徴とするレーダ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のレーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記基準値として、前回の出力
   データを用いることを特徴とするレーダ装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載のレーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記基準値として、入力データ
   と過去の出力データとの重み付け加算値を用いることを
   特徴とするレーダ装置。
6. 【請求項６】 請求項３ないし請求項５いずれか記載の
   レーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記ガード値として、前記基準
   値からの偏差分を前記比較値にて制限した値を用いるこ
   とを特徴とするレーダ装置。
7. 【請求項７】 請求項３ないし請求項５いずれか記載の
   レーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記ガード値として、前回の出
   力データを用いることを特徴とするレーダ装置。
8. 【請求項８】 請求項２ないし請求項７いずれか記載の
   レーダ装置において、 前記特性可変手段は、前記対象物までの距離が遠いほ
   ど、前記フィルタ手段が行う重み付け加算の入力データ
   に対する重み付けを軽くすることを特徴とするレーダ装
   置。
9. 【請求項９】 請求項３ないし請求項８いずれか記載の
   レーダ装置において、 前記特性可変手段は、前記対象物までの距離が遠いほ
   ど、前記ガード手段が用いる前記比較値を小さくするこ
   とを特徴とするレーダ装置。
10. 【請求項１０】 予め設定された特定方向を中心とする
    走査領域内に、互いに照射方向の異なる複数の受信ビー
    ムを形成し、該受信ビーム毎に、対象物に反射したレー
    ダ波を受信する受信手段と、 該受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記レ
    ーダ波の到来方向を表す方位データを算出する方位算出
    手段と、 前記受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記
    レーダ波を反射した対象物までの距離を表す距離データ
    を算出する距離算出手段と、 前記方位算出手段が算出した方位データを入力データと
    し、該入力データのばらつきを抑えてなる出力データを
    生成する平滑化手段と、 該平滑化手段が生成するばらつきが抑制された方位デー
    タ、及び前記距離算出手段が算出する距離データに基づ
    き、前記特定方向に対して直交し且つ前記受信ビームの
    配列方向に沿った位置を表す横位置データを算出する横
    位置算出手段と、 を備え、前記距離算出手段及び前記横位置算出手段が算
    出する距離データ及び横位置データを前記対象物の位置
    を特定するための位置情報とするレーダ装置において、 前記距離算出手段にて算出される前記対象物までの距離
    に応じて、該距離が遠いほど、前記入力データのばらつ
    きの抑制度が大きくなるよう前記平滑化手段の特性を変
    化させる特性可変手段を設けたことを特徴とするレーダ
    装置。