JP2002098754A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両４３前方の被検出物体５１，５２，５３
を正確に検出する。 【解決手段】 放射ビームを被検出物体に照射し、その
反射ビームを受信して被検出物体までの距離を検出する
レーダ手段２５を、縦の軸線６まわりに走査し、その放
射ビームの走査角度を角度検出手段１１によって検出し
て、レーダ情報から被検出物体の位置を演算して求め
る。一対のテレビカメラ４１，４２によって車両の前方
を撮像した各画像データを用いて、被検出物体までの距
離と左右の角度の位置を検出し、画像データによって、
被検出物体の位置を演算して求める。車両４３の前方の
距離Ｌ１１以上であって中央の狭い角度Δθ１２の範囲
９ａでは、レーダ情報から得られる被検出物体の距離を
出力して用いる。車両の近傍の広い範囲１０では、画像
データによって得られた被検出物体までの距離を出力に
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用レーダ装置
に関し、特に、たとえば自動車などの車両に搭載され、
車両の前方にビームを放射して、ほぼ鉛直な縦の軸線ま
わりに、ほぼ水平面内で、角変位して走査するととも
に、車両の前方を撮像するカメラをさらに備えた車両用
レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビームを走査して得られるレーダ情報
と、カメラで撮像して得られる画像データとを組合せる
先行技術としては、たとえば本件出願人による特開平６
−２３１３９８がある。この先行技術では、自車の前方
にビームを放射することによって、前方車両との間の距
離および相対速度を繰返して連続的に検出し、カメラか
ら得られる画像データに基づき、前方車両および道路形
状などを認識し、その認識結果に基づいて、算出回数を
求め、この算出回数だけ、同じ距離および同じ相対速度
が得られたとき、その検出された距離および相対速度を
正確なものであると確定する。このような先行技術は、
前方車両の距離および相対速度が、走査される放射ビー
ムのみを用いて得られる構成を有するので、自車近傍の
左右一側方における他の車両などの被検出物体までの距
離を正確に検出することが困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、本件
車両用レーダ装置が搭載される自動車などの車両の前方
近傍における左右側方に存在する被検出物体を正確に検
出することができるようにした車両用レーダ装置を提供
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の前方に
ビームを、縦の軸線まわりに角変位して走査して放射
し、被検出物体からの反射ビームを受信し、被検出物体
までの距離を検出するレーダ手段と、車両の前方を撮像
するカメラと、カメラからの画像データを演算処理し、
車両の前方における少なくとも被検出物体の有無を検出
する画像処理手段と、レーダ手段と画像処理手段とから
の出力に応答し、レーダ手段によって検出された被検出
物体の位置に、画像処理手段によって検出された被検出
物体が対応しているかどうかを判断する判断手段とを含
むことを特徴とする車両用レーダ装置である。

【０００５】本発明に従えば、自動車などの車両の車体
にレーダ手段が設けられ、このレーダ手段は、ミリ波帯
などの高周波信号ビーム、またはレーザビームなどのビ
ームを車両の前方に向けて放射し、被検出物体、たとえ
ば前方を走行している車両および道路の路側に設置され
たガードレールなどによる反射ビームを受信し、これに
よって被検出物体との間の距離を検出する。レーダ手段
は、たとえば鉛直である縦の角変位軸線まわりに予め定
める角変位範囲内で、ビームを、たとえばほぼ水平面内
で往復走査して偏向することができる。この走査される
放射ビームの走査角度は、検出される。

【０００６】走査のための構成は、ビームを放射するレ
ーダ手段を機械的構成によって角変位駆動する構成とし
てもよく、またレーダ手段の送信アンテナおよび受信ア
ンテナだけを機械的に角変位駆動する構成であってもよ
く、さらに送信波および受信波の角度を電気的手法によ
って角変位し、たとえば送信アンテナおよび受信アンテ
ナとしてフェイズドアレイアンテナを用い、このフェイ
ズドアレイアンテナの各アンテナ素子から放射される電
磁波のビームの位相差を変化する構成としてもよい。こ
のようなビームを走査して被検出物体までの距離を検出
する構成では、車両の前方の被検出物体の左右側方位置
を正確に検出することが困難である。

【０００７】そこで本発明では、車両に、その車両の前
方を撮像するカメラが搭載され、このカメラは、たとえ
ば工業用テレビカメラなどによって実現されてもよく、
その画像データを画像処理手段によって画像処理し、車
両の前方近傍における左右側方を含む視野内で、被検出
物体の少なくとも有無を検出する。カメラは、たとえば
視野角が比較的広い短焦点の広角レンズを用いるカメラ
であってもよい。判断手段は、レーダ手段と角度検出手
段とによって検出された被検出物体の位置に、画像処理
手段によって検出された被検出物体が対応しているかど
うかを判断する。

【０００８】またこのカメラからの画像データを用いる
ことによって、車両前方の広い角度の範囲にわたって、
被検出物体の少なくとも有無を検出することができる。
したがって放射ビームを走査して被検出物体を正確に検
出することができる角変位の範囲が比較的狭いという問
題点を、本発明によって克服することができるようにな
る。

【０００９】また本発明は、カメラは、複数設けられ、
画像処理手段は、各カメラによる画像データに基づい
て、被検出物体までの距離と、被検出物体の左右方向の
角度とによって、検出される被検出物体の位置を演算
し、判断手段は、レーダ手段と角度検出手段とによって
検出される被検出物体の位置と、画像処理手段によって
演算されて検出される被検出物体の位置とが、対応して
いるかを判断し、対応していると判断された場合、被検
出物体の位置の左右方向の角度が、予め定める値θ１，
θ２の範囲以内であるとき、レーダ手段による検出距離
を導出し、左右方向の角度が、前記範囲よりも外方にあ
るとき、画像処理手段による検出距離を導出することを
特徴とする。

【００１０】また本発明に従えば、複数のカメラは、た
とえば車両の車体の上部に、その前方に向けて左右に間
隔をあけて固定され、いわば複眼で車両の前方を撮像す
る。複数、少なくとも一対のカメラによってそれぞれ得
られる画像データに基づき、撮像された被検出物体まで
の距離と、後述の図６（１）に示される被検出物体の左
右方向の図６（２）および図６（３）に示される角度と
を検出し、被検出物体の位置を演算して求めることがで
きる。左右方向の角度は、たとえば車両の直線走行方向
の軸線に関して、ビーム走査の前記縦の軸線まわりの左
右方向の角度であってもよく、あるいはまた車両の直線
走行方向の軸線に関して垂直な左右方向の位置に対応す
る値であってもよい。このような画像処理手段の演算動
作は、後述の図８に示されている。

【００１１】走査されるビームを用いて被検出物体まで
の距離を検出することができ、そのビームの走査方向は
角度検出手段によって検出することができる。こうして
レーダ手段と角度検出手段との組合せによって、被検出
物体の位置を検出することができる。こうして得られた
レーダ手段と角度検出手段とによって検出される位置
と、画像処理手段によって検出される位置とが対応して
いることが判断された場合、すなわちこれらの検出され
た各位置の差が、予め定める範囲未満であって小さい場
合、検出された被検出物体の位置が、車両前方の予め定
める角度θ１，θ２の範囲以内（すなわちθ１〜θ２以
内）であるとき、その被検出物体までの距離は、レーダ
手段による検出距離を導出して用いる。これによって車
両の前方に比較的遠距離であっても、被検出物体までの
距離を正確に検出することができる。

【００１２】また被検出物体の位置が、前記角度の範囲
θ１〜θ２よりも外（後述の図２の（θ１〜θ３）の範
囲内および（θ２−θ４）の範囲内）にあれば、画像処
理手段によって検出された距離を導出し、これによって
たとえば車両の前方近傍で左または右の側方に存在する
被検出物体までの距離を正確に得ることができる。レー
ダ手段による距離の検出は、車両の近傍で左右の側方で
は、比較的近距離であり、その検出距離を正確に得るこ
とが困難であるけれども、本発明では、前述のように画
像処理手段による検出距離を得ることによって、その被
検出物体までの距離を正確に得ることができ、レーダ手
段による問題点を克服することができる。前記範囲θ１
〜θ２以内であるか、その範囲よりも外であるかを識別
する左右方向の角度θ１，θ２；θ３，θ４は、画像処
理手段によって検出された被検出物体の位置によって求
めるようにしてもよいけれども、走査ビームの角度を検
出する角度検出手段の出力によって求めるようにしても
よい。

【００１３】また本発明は、画像処理手段は、各カメラ
による画像データに基づいて、各画像データ毎の被検出
物体の像のエッジを検出するエッジ検出手段と、エッジ
検出手段の出力に応答し、各画像データ毎の相互に対応
する検出エッジＥ１１，Ｅ２１を識別するエッジ識別手
段と、エッジ識別手段の出力に応答し、少なくとも２つ
の画像データ毎の対応するエッジＥ１１，Ｅ２１の角度
θ１１，Δθ２１をそれぞれ演算する角度演算手段と、
角度演算手段の出力に応答し、被検出物体までの距離を
演算する距離演算手段と、距離演算手段の出力に応答
し、被検出物体の左右のエッジＥ１１，Ｅ１２の対を識
別するエッジ対識別手段とを含み、判断手段は、エッジ
対識別手段の出力に応答し、対を成すエッジＥ１１，Ｅ
１２間に、レーダ手段によって検出された被検出物体が
存在するかを判断することを特徴とする。

【００１４】また本発明に従えば、複数の各カメラによ
って車両の前方を撮像して得られる画像データに基づ
き、被検出物体の像の左右のエッジをエッジ検出手段に
よって検出し、図６（１）〜図６（３）のように、各カ
メラの画像データ毎における相互に対応する検出エッジ
Ｅ１１，Ｅ２１をエッジ識別手段によって識別し、対応
するエッジの角度、θ１１，Δθ２１すなわち車両の左
右方向のエッジの位置を演算して求め、これによって被
検出物体までの距離を、演算して画像データから求める
ことができる。こうして複数のカメラから得られた被検
出物体の左右一対のエッジＥ１１，Ｅ１２の間に、レー
ダ手段と角度検出手段とによって検出された被検出物体
の位置が存在するかどうか、すなわち画像処理手段によ
って検出される被検出物体の位置とレーダ手段と角度検
出手段とによって検出される被検出物体の位置とが対応
しているかが判断される。このようにして画像処理手段
による複数のカメラからの画像データを用いて被検出物
体までの距離を検出することができ、さらに被検出物体
の左右の幅、したがって被検出物体の大きさを検出する
こともまた、可能である。

【００１５】また本発明は、カメラは単一個設けられ、
画像処理手段は、カメラによる画像データに基づいて、
被検出物体の左右の角度を演算し、判断手段は、レーダ
手段と角度検出手段とによって検出される被検出物体の
角度と、画像処理手段によって検出される被検出物体の
角度とが、対応しているかを判断し、対応しているとき
のみ、レーダ手段による検出距離を導出することを特徴
とする。

【００１６】また本発明に従えば、後述の図１３および
図１４のように単一のカメラが用いられる構成では、そ
の単一個のカメラからの画像データからは、被検出物体
までの距離を演算して検出することはできないけれど
も、その被検出物体の左右の角度θ１１、すなわち車両
の左右方向の位置を演算することはできる。これによっ
てレーダ手段と角度検出手段とによって検出される被検
出物体の角度と、画像処理手段によって検出される被検
出物体の角度との対応を判断し、対応しているときの
み、レーダ手段による検出距離を導出する。これによっ
て被検出物体までの正確な距離を得ることができ、誤検
出を防ぐことができる。

【００１７】また本発明は、画像処理手段は、カメラに
よる画像データに基づいて、画像データの被検出物体の
像のエッジＥ１１を検出するエッジ検出手段と、エッジ
検出手段の出力に応答し、エッジの角度θ１１を演算す
る手段とを含むことを特徴とする。

【００１８】また本発明に従えば、単一個のカメラによ
る画像データを用いて、被検出物体の像のエッジをエッ
ジ検出手段によって検出し、この検出されたエッジの角
度、すなわち車両の左右方向の位置を演算する。こうし
て被検出物体の角度を演算して求めることができる。

【００１９】また本発明は、レーダ手段は、送信アンテ
ナと、搬送波を周波数変調したビームを、送信アンテナ
によって放射する送信手段と、受信アンテナと、受信ア
ンテナによって反射ビームを受信した受信信号と前記変
調された搬送波とのビート信号の周波数に基づいて、被
検出物体までの距離を演算する手段とを含むことを特徴
とする。

【００２０】また本発明に従えば、周波数変調した搬送
波ビームを放射し、その反射ビームを受信してビート信
号を得、これによって被検出物体までの距離、さらには
相対速度を演算することができる。このようなレーダ手
段は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous
Wave）レーダ方式によって実現されることができる。

【００２１】本発明は、ＦＭ−ＣＷレーダ方式だけでな
く、そのほかの構成を有するレーダ手段に関連しても、
広範囲に実施することができる。

【００２２】また本発明は、レーダ手段はさらに、受信
アンテナによる受信信号の受信レベルを検出する受信レ
ベル検出手段を含み、判断手段は、受信レベル検出手段
の出力に応答し、被検出物体に関する判断を行うことを
特徴とする。

【００２３】また本発明に従えば、走査される放射ビー
ムの反射波の受信レベル、すなわち受信電界強度を、受
信レベル検出手段によって検出し、その受信レベルのレ
ベル弁別によって被検出物体の有無を容易に検出するこ
ことができるようになる。受信電界強度は、受信アンテ
ナによる受信信号の受信レベルである。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の電気的構成を示すブロック図である。走査形ＦＭ
−ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）レー
ダ装置１のレーダ手段であるセンサ装置２は、自動車な
どの車両４３（後述の図２参照）に搭載され、送信アン
テナ３によって車両の前方にミリ波帯の高周波信号のビ
ームなど（他波長帯でも可能）が、放射される。被検出
物体による反射ビームは、受信アンテナ４によって受信
される。このセンサ装置２は、走査手段５に連結され
る。

【００２５】このレーダ装置１はまた、車両４３に固定
された複数（この実施の形態ではたとえば２）の同一構
成を有するカメラ４１，４２と、これらのカメラ４１，
４２からの画像データを演算処理するマイクロコンピュ
ータなどによって実現される画像処理手段１３と連結さ
れる。

【００２６】図２は、本件車両用レーダ装置１と、その
車両用レーダ装置１が搭載された車両４３を示す簡略化
した平面図である。走査手段５は、センサ２を、前述の
ようにビームが走査されるように、往復角変位駆動す
る。これによってセンサ装置２は、走査手段５によっ
て、ほぼ鉛直の縦の角変位軸線６まわりに、たとえば、
その縦の軸線６に垂直にほぼ水平面内で、センサ装置２
の送信アンテナ３からのビームが往復角変位されて走査
される。図２の参照符７は、車両４３の直線走行方向の
軸線７を示す。走行手段５によって角変位されるセンサ
２による放射ビームの走査角度は、角度検出手段１１に
よって検出される。この角度検出手段１１は、たとえば
ポテンシオメータやエンコーダなどによって実現され
る。走査手段は、機械的に放射ビームを角変位させる構
造だけでなく、電気的に角変位させる構造であってもよ
い。このようにビームを電気的に角変位させる構造の一
例としては、たとえば複数の送信または受信アンテナを
設け、その送信アンテナに与える信号または受信アンテ
ナによって受信された信号の位相処理、加算処理、分割
処理などを行って、実現することができる。このような
電気的角変位構造では、角度検出手段は、前記各処理の
ための処理定数データに基づいて演算し、角変位を求め
る構成を有する。このような構成において、角変位デー
タから処理定数が求められ、ビーム方向が制御される構
成が実現され、このような構成において、元の角変位デ
ータ（角度）を、そのまま走査角度として用いればよ
い。

【００２７】こうしてセンサ装置２と角度検出手段１１
との出力を含むレーダ情報に基づき、車両４３の直線走
行方向の軸線７に関して垂直な仮想鉛直面８から図２の
平面図において時計方向に角度θ１，θ２間の角度Δθ
１２（＝θ２−θ１）の範囲９において、図３〜図５に
関連して後述されるように、被検出物体の位置を演算し
て検出することができる。角度Δθ１２は、軸線７に関
して車両４３の前方に向かって左右に角度Δθ１２／２
ずつ、同一角度である。レーダ処理手段２４は、センサ
装置２と角度検出手段１１との出力に応答して、被検出
物体の位置を演算して検出する。

【００２８】一対のカメラ４１，４２は、前記軸線７に
垂直な仮想鉛直面８内で前記軸線７に関して左右（図２
の上下）に等間隔をあけて配置される。これらのカメラ
４１，４２は、たとえば工業用テレビカメラによって実
現されてもよい。カメラ４１，４２の光軸は、車両４３
の前方（図２の右方）に臨み、たとえば前記仮想鉛直面
８に垂直であり、したがって前記軸線７に平行である。
カメラ４１，４２からの画像データを画像処理手段１３
によって演算することによって、前記仮想鉛直面８に関
して角度θ３，θ４間の角度Δθ３４（＝θ４−θ３）
の範囲１０で、図６および図７に関連して後述されるよ
うに、被検出物体の位置を演算して検出することができ
る。この範囲１０は、仮想鉛直面８から車両４３の前方
に距離Ｌ１未満の範囲であり、角度Δθ３４は、軸線７
に関して車両４３の前方に向かって左右に角度Δθ３４
／２ずつ、同一角度である。

【００２９】図３は、図１に示されるレーダ手段２５に
よって被検出物体との間の距離を求める動作を説明する
ための波形図である。図４は、図１に示されるレーダ手
段２５によって被検出物体との相対速度を求める動作を
説明するための波形図である。これらの図面を参照し
て、センサ装置２とレーダ処理手段２４とは、レーダ手
段２５を構成する。レーダ手段２５のセンサ装置２にお
いて、変調信号発生器２７は、たとえば７５０Ｈｚの周
波数を有する変調波である、たとえば三角波を発生し、
発振器２８が出力するミリ波帯の高周波である搬送波信
号が、周波数変調（略称ＦＭ）され、その結果得られる
ＦＭ変調された高周波信号３４は、送信アンテナ３から
被検出物体に向けて放射される。被検出物体による反射
ビームの受信波３５は、受信アンテナ４によって受信さ
れ、混合器２９に与えられる。この混合器２９にはま
た、発振器２８からの高周波信号３４が方向性結合器３
１を経て、与えられる。混合器２９からのビート周波数
ｆｂを有するビート信号は、増幅器３２によって増幅さ
れ、ライン２３を介してレーダ処理手段２４に与えられ
る。

【００３０】受信アンテナ４によって受信される被検出
物体からの反射ビームの受信アンテナ４による受信波３
５の距離周波数ｆｒは、センサ装置２と被検出物体との
間の距離に対応して変化し、また図４に示されるように
被検出物体との相対速度に対応する速度周波数ｆｄが変
化する。混合器２９から導出されるビート信号のビート
周波数ｆｂは、式１で示される。 ｆｂ ＝ ｆｒ±ｆｄ …（１）

【００３１】変調信号発生器２７からの変調信号の変調
幅をΔΩとし、変調波周期をＴとし、ｃを光速とし、Ｒ
をセンサ装置２と被検出物体との間の距離とし、ｖを被
検出物体との相対速度とし、ｆ０を、搬送波を発生する
発振器２８の送信中心周波数とするとき、式２および式
３が成立する。 ｆｒ ＝ ４・ΔΩ・Ｔ・Ｒ／ｃ …（２） ｆｄ ＝ ２・ｆ０・ｖ／ｃ …（３）

【００３２】したがって、ＦＭ−ＣＷレーダ方式におい
て、レーダ処理手段２４は、式２および式３に基づき、
周波数ｆｒ，ｆｄを求めることによって、距離Ｒおよび
相対速度ｖを演算して計測する。

【００３３】センサ装置２からライン２３に導出される
出力は、マイクロコンピュータなどによって実現される
ＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transfer）
回路３０を介して、レーダ処理手段２４に与えられる。
増幅器３２からのビート信号は、ＦＦＴ回路３０に与え
られ、これによってビート信号の各周波数成分の信号レ
ベルが得られる。ＦＦＴ回路３０の出力は、レーダ処理
手段２４に与えられる。これによってＦＭ−ＣＷレーダ
方式によって、距離と相対速度とが計測される。角度検
出手段１１によって検出される放射ビームの検出角度φ
を表す信号も、レーダ処理手段２４に与えられる。レー
ダ処理手段２４からの出力と、画像処理手段１３の出力
とは、マイクロコンピュータなどによって実現される判
断処理手段４４に与えられる。

【００３４】レーダ処理手段２４では、角度検出手段１
１からの検出角度φと、前述の距離Ｒとによって被検出
物体の位置を検出することができる。レーダ処理手段２
４による演算結果は、陰極線管または液晶などの表示手
段３８に表示される。レーダ処理手段２４には、メモリ
４０が接続される。

【００３５】図５は、センサ装置２、走査手段５および
レーダ処理手段２４の働きによって、レーダ検出範囲９
内で被検出物体を検出する動作を説明するための図であ
る。このグラフは、相互に直交する３本の座標軸を有
し、レーダ手段２５における角度検出手段１１の検出角
度φと、混合器２９から増幅器３２の出力であるビート
信号の信号レベルと、そのビート信号の周波数成分との
関係を示す。この信号レベルは、受信アンテナ４による
受信電界強度を表す。

【００３６】図６は、画像処理手段４３の動作を説明す
るための図である。一方のカメラ４１によって撮像され
た画像は、図６（１）に示される。この画像には、本件
レーダ装置１が搭載された車両４３が走行している走行
レーン４６の左右に他の各走行レーン４７，４８が存在
し、路面には、これらの各走行レーン４６，４７，４８
を仕切る白線４９，５０が描かれている。これらの走行
レーン４６，４７，４８には、車両４３の前方に、被検
出物体である車両５１，５２，５３が走行し、または停
止している。図５における参照符５１ａ，５２ａ，５３
ａは、図６（１）に示される被検出物体である車両５
１，５２，５３に対応する特性ラインを示す。

【００３７】画像処理手段１３は、一方のカメラ４１か
ら得られた図６（１）の画像に基づいて、画像処理を行
い、被検出物体である車両５１，５２，５３のエッジ検
出を行い、図６（２）に示されるように車両４３の左右
方向にエッジを表すエッジ信号を導出する。たとえば中
央前方の被検出物体５１の左右のエッジに対応して、エ
ッジ信号Ｅ１１，Ｅ１２が得られる。このエッジ処理で
は、カメラ４１によって撮像された画像の水平走査線上
の左右に隣接する各画像間の階調の差が予め定める値以
上であって大きいとき、エッジ信号を形成する。こうし
て得られたエッジ信号Ｅ１１，Ｅ１２の図６（２）にお
ける左右方向の位置は、車両４３の前記軸線７に関する
角度に対応し、これらのエッジＥ１１，Ｅ１２の角度
を、図６（２）ではθ１１，θ１２でそれぞれ示す。カ
メラ４１によって得られた画像の最も手前の位置に対応
した左右に延びる基準のライン５４は、前記仮想鉛直面
８と平行である。

【００３８】他方のカメラ４２からの出力を画像処理手
段１３で画像処理してエッジ処理を行うことによって、
図６（３）に示されるエッジ信号が得られる。このよう
にカメラ４２からの出力によって被検出物体である車両
５１のエッジ信号Ｅ２１，Ｅ２２は、カメラ４１からの
出力によって演算して得られたエッジ信号をＥ１１，Ｅ
１２とは、左右方向の角度Δθ２１，Δθ２２だけずれ
ている。Ｅ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２をエッジと称
することがある。

【００３９】図７は、一対のカメラ４１，４２からの画
像データに基づいて、被検出物体の位置を演算する原理
を説明するための図である。画像処理手段１３におい
て、前述の図６（２）および図６（３）に示されるエッ
ジ信号Ｅ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２の角度θ１１，
θ１２，Δθ２１，Δθ２２を演算することによって、
図７に示される簡略化した平面図において、参照符５５
で示される被検出物体の位置とカメラ４１，４２とを結
ぶ仮想三角形の内角θ４１，θ４２を演算する。これら
のカメラ４１，４２間の距離をＬ２とする。これによっ
てカメラ４１，４２からの画像データに基づいて画像処
理手段４３は、図７の被検出物体５５の距離を演算して
検出することができる。

【００４０】判断処理手段４４は、レーダ処理手段２４
によって検出された被検出物体の距離、相対速度、検出
角度φ、さらには被検出物体の位置５５と、画像処理手
段４３によって検出された被検出物体の車両４３の軸線
７に関する左右の位置、被検出物体の距離などに関する
情報を選択して導出する。判断処理手段４４の出力は、
表示手段４５によって表示される。表示手段４５は、た
とえば陰極線管または液晶などによって実現されてもよ
い。

【００４１】図８は、画像処理手段１３の動作を説明す
るためのフローチャートである。ステップａ１からステ
ップａ２に移り、一対の各カメラ４１，４２からの画像
データに応答し、前述の図６（２）および図６（３）に
示されるエッジをＥ１１，Ｅ１２；Ｅ２１，Ｅ２２な
ど、被検出物体の画像に対応して検出する。ステップａ
３では、各カメラ４１，４２によって撮像された被検出
物体の対応するエッジ、たとえば図６（２）のエッジＥ
１１に対応する図６（３）のエッジＥ２１を識別し、ま
た同様にして対応するエッジＥ１２，Ｅ２２を識別す
る。こうして得られた相互に対応するエッジＥ１１，Ｅ
２１に基づき、被検出物体５１までの距離を演算して求
める。また同様にして対応するエッジＥ１２，Ｅ２２の
識別によって、被検出物体５１までの距離を演算して検
出する。

【００４２】ステップａ５では、一方のカメラ４１から
の画像データによって得られるエッジの対を識別し、た
とえば図６（２）では、１つの被検出物体５１に対応す
る対を成すエッジＥ１１，Ｅ１２を、識別する。また同
様にして他方のカメラ４２からの画像データによって得
られる被検出物体５１の対を成すエッジＥ２１，Ｅ２２
を識別する。このような図９の動作は、図６（２）およ
び図６（３）において参照符が付されていない他のエッ
ジに関しても同様な演算が行われる。

【００４３】図９は、判断処理手段４４の動作を説明す
るためのフローチャートである。この判断処理手段４４
は、レーダ処理手段２４と画像処理手段１３との出力に
応答し、図９のステップｂ１からステップｂ２に移り、
前述の図８のステップａ５によって識別された対を成す
エッジ、たとえば図６（２）のエッジＥ１１，Ｅ１２の
角度θ１１，θ１２間に、レーダ処理手段２４によって
得られる図５の信号レベルが大きい被検出物体が検出さ
れているかどうかを判断する。

【００４４】図１０は、レーダ処理手段２４によって得
られる被検出物体である車両５１に対応する検出結果を
示す図である。車両４３と車両５１との相対速度に対応
した混合器２９からのうなり周波数の特性ライン５１ａ
が、ピーク値ｐ５１から予め定めるレベルΔＢだけ低い
角度θ３１，θ３２を、判断処理手段４４において検出
する。ΔＢは、たとえば２０ｄＢであってもよい。図１
０の横軸は、図５の横軸と同じく図２における仮想鉛直
面８に関する角度θを表し、図１０の縦軸は、図５の縦
軸と同じくＦＦＴ回路３０によって得られたうなり周波
数の信号レベル、したがって受信電界強度を表す。

【００４５】図１１は、判断処理手段４４の動作を説明
するためのフローチャートである。ステップｄ１からス
テップｄ２に移り、被検出物体である車両５１の特性ラ
イン５１ａを検出し、次のステップｄ３では、前述のよ
うにピーク値ｐ５１から予め定めるレベルΔＢだけ低い
レベルの角度θ３１，θ３２を検出する。こうしてステ
ップｄ４では、角度θ３１，θ３２にエッジが存在する
ものとして検出し、判断する。

【００４６】再び図９を参照して、ステップｂ２では、
画像データに基づいて得られた画像処理手段４３からの
出力の対を成すエッジＥ１１，Ｅ１２の角度θ１１，θ
１２の間に、レーダ処理手段２４によって得られたレー
ダ情報に基づく図１０の被検出物体の角度θ３１，θ３
２が存在するかどうかが判断される。θ１１≦θ３１≦
θ３２≦θ１２が成立するとき、次のステップｂ２に移
り、画像データから得られた対を成すエッジＥ１１，Ｅ
１２の角度θ１１，θ１２間の角度θｇが、レーダ処理
手段２４によって演算して得られる範囲９（前述の図２
参照）の角度θ１〜θ２内に存在して式４が成立するか
どうかを判断する。 θ１≦θｇ≦θ２ …（４）

【００４７】前述の式４が成立するとき、ステップｂ６
に移る。たとえば対を成すエッジＥ１１，Ｅ１２の角度
θ１１，θ１２は、角度θ１〜θ２内に存在するので、
ステップｂ６に移る。このステップｂ６では、画像処理
手段１３によって演算して得られた被検出物体までの距
離Ｒが、図２の前記予め定める値Ｌ１１未満であるか、
すなわちＲ＜Ｌ１１であるかが判断される。

【００４８】レーダ情報に基づいて演算して求められた
距離Ｒが、車両４３の前方の距離Ｌ１１未満であると
き、ステップｂ６からステップｂ４に移り、カメラ４
１，４２の画像データによって演算された被検出物体の
距離、さらに位置を出力して、表示手段４５に与える。
こうして図２の範囲１０内で被検出物体が検出されると
き、その距離および位置などの精度が向上され、正確な
検出出力が可能になる。

【００４９】前述のステップｂ６において、レーダ情報
に基づいて得られた距離Ｒが、車両４３の前方の距離Ｌ
１１以上であるとき、次のステップｂ７に移る。ステッ
プｂ７では、レーダ情報によって得られた距離Ｒ、さら
に被検出物体の位置などを出力し、表示手段４５に与え
る。こうしてレーダ手段２５によって検出された被検出
物体の距離および位置が高い精度で表示手段４５から知
ることができる。

【００５０】本発明の実施の他の形態では、単一のカメ
ラ４１のみが用いられ、もう１つのカメラ４２は省略さ
れてもよい。この単一のカメラ４１は、前述の縦の角変
位軸線６上に光軸が存在し、そのカメラ４１の軸線と車
両４３の直線走行方向の軸線７とが一鉛直面内に存在す
るように配置されて、カメラ４１が車両４３に固定され
る。本発明の実施の他の形態では、カメラ４１は、その
ほかの位置または姿勢で車体４３に取付けられてもよ
い。そのほかの構成は、前述の実施の形態に類似する。

【００５１】図１２は、単一のカメラ４１を用いる実施
の形態における画像処理手段１３の動作を説明するため
のフローチャートである。単一のカメラ４１からの画像
データに応答する画像処理手段１３は、図１２のステッ
プｃ１からステップｃ２に移り、その画像データに基づ
いて、前述の図６（１）の画像から、図６（２）に示さ
れるエッジを検出する。ステップｃ３では、各エッジの
角度を演算する。こうして画像処理手段４３は、カメラ
４１による画像データに基づいて、被検出物体の左右の
角度を、前述の図６（２）に関連して説明したように、
演算する。

【００５２】図１３は、単一のカメラ４１を用いる図１
２に関連する実施の形態における判断処理手段４４の動
作を説明するためのフローチャートである。ステップｅ
１からステップｅ２に移り、画像処理手段４３によって
画像データから演算して得られたエッジの角度、たとえ
ば図６（２）におけるθ１１，θ１２などに応答し、被
検出物体５１の対を成すエッジＥ１１，Ｅ１２の角度θ
１１，θ１２の間の角度θｇが、図２に関連して前述し
た角度θ１〜θ２の角度Δθ１２の範囲９内に存在する
かどうかが判断される。角度θｇが、角度θ１〜θ２の
範囲９内にあるとき、ステップｅ４に移り、レーダ手段
２４からのレーダ情報による被検出物体の距離、さらに
は位置などの検出結果を、表示手段４５に与えて表示す
る。こうしてレーダ情報によって得られるできるだけ高
精度の距離および位置などの演算結果だけを、表示手段
４５に導出して表示し、知ることができるようになる。
この実施の形態におけるそのほかの構成と動作は、前述
の実施の形態と同様である。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、レーダ手段
のビームを走査手段によって走査することによって得ら
れるレーダ情報と、カメラで撮像して得られる画像デー
タを組合せ、レーダ手段と角度検出手段とによって検出
された被検出物体の位置に、画像処理手段によって検出
された被検出物体の位置が対応しているかどうかを判断
するので、レーダ手段によって得られる距離が、車両の
前方近傍における左側方または右側方に存在する被検出
物体による値であるかどうかを判断することができる。
したがってレーダ手段と角度検出手段とによる被検出物
体の誤検出を防ぎ、正確な検出を行うことができるよう
になる。

【００５４】請求項２の本発明によれば、少なくとも一
対のカメラが設けられ、これによって画像処理手段は、
カメラからの画像データを演算処理し、被検出物体の距
離と角度とによる被検出物体の位置を演算して求めるこ
とができる。したがって車両の前方近傍で左右側方に存
在する被検出物体は、画像処理手段によって正確に検出
することができるようになる。

【００５５】請求項３の本発明によれば、画像処理手段
は少なくとも一対の各カメラによる画像データから被検
出物体の像のエッジを検出して画像データに基づいて被
検出物体までの距離を演算し、レーダ手段によって検出
された被検出物体の位置に対応しているかが判断され
る。これによって被検出物体の位置の検出が正確にな
る。

【００５６】請求項４の本発明によれば、単一個のカメ
ラによって車両の前方を撮像し、この画像データに基づ
いて得られる被検出物体の左右の角度と、レーダ手段と
角度検出手段とによって検出される被検出物体の角度と
が対応しているときのみ、レーダ手段による検出距離を
用いるので、レーダ手段と角度検出手段とによって検出
される被検出物体の角度の検出を正確に行うことができ
る。

【００５７】請求項５の本発明によれば、単一個のカメ
ラによる画像データを用いて被検出物体の左右方向の角
度を検出するためにエッジ検出の手法を用い、したがっ
て被検出物体の正確な検出を容易に可能にすることがで
きる。

【００５８】請求項６の本発明によれば、ＦＭ−ＣＷレ
ーダ方式によって被検出物体までの距離を正確に演算す
ることができるとともに、さらに相対速度を検出するこ
とができる。このＦＭ−ＣＷレーダ方式のレーダ手段を
用いるとともに、さらに前記角度検出手段を用いること
によって、被検出物体の位置を正確に検出することがで
きる。

【００５９】請求項７の本発明によれば、レーダ手段の
受信レベル検出手段によって、被検出物体による受信信
号の受信レベルを検出し、被検出物体の左右方向の幅、
大きさ、有無などを検出して判断することが容易に可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示
すブロック図である。

【図２】本件車両用レーダ装置１と、その車両用レーダ
装置１が搭載された車両４３を示す簡略化した平面図で
ある。

【図３】図１に示されるレーダ手段２５によって被検出
物体との間の距離を求める動作を説明するための波形図
である。

【図４】図１に示されるレーダ手段２５によって被検出
物体との相対速度を求める動作を説明するための波形図
である。

【図５】センサ２、走査手段５およびレーダ処理手段２
４の働きによって、レーダ検出範囲９内で被検出物体を
検出する動作を説明するための図である。

【図６】画像処理手段１３の動作を説明するための図で
ある。

【図７】一対のカメラ４１，４２からの画像データに基
づいて、被検出物体の位置を演算する原理を説明するた
めの図である。

【図８】画像処理手段１３の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】判断処理手段４４の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１０】レーダ処理手段２４によって得られる被検出
物体５１に対応する検出結果を示す図である。

【図１１】判断処理手段４４の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１２】単一のカメラ４１を用いる実施の他の形態に
おける画像処理手段１３の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図１３】単一のカメラ４１を用いる図１２に関連する
実施の形態における判断処理手段４４の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ レーダ装置 ２ センサ装置 ３ 送信アンテナ ４ 受信アンテナ ５ 走査手段 ７ 軸線 ８ 仮想鉛直面 １１ 角度検出手段 １３ 画像処理手段 ２３ ライン ２４ レーダ処理手段 ２５ レーダ手段 ４１，４２ カメラ ４３ 車両 ４４ 判断処理手段 ４５ 表示手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前方にビームを、縦の軸線まわり
   に角変位して走査して放射し、被検出物体からの反射ビ
   ームを受信し、被検出物体までの距離を検出するレーダ
   手段と、 車両の前方を撮像するカメラと、 カメラからの画像データを演算処理し、車両の前方にお
   ける少なくとも被検出物体の有無を検出する画像処理手
   段と、 レーダ手段と画像処理手段とからの出力に応答し、レー
   ダ手段によって検出された被検出物体の位置に、画像処
   理手段によって検出された被検出物体が対応しているか
   どうかを判断する判断手段とを含むことを特徴とする車
   両用レーダ装置。
2. 【請求項２】 カメラは、複数設けられ、 画像処理手段は、 各カメラによる画像データに基づいて、被検出物体まで
   の距離と、被検出物体の左右方向の角度とによって、検
   出される被検出物体の位置を演算し、 判断手段は、 レーダ手段と角度検出手段とによって検出される被検出
   物体の位置と、 画像処理手段によって演算されて検出される被検出物体
   の位置とが、対応しているかを判断し、 対応していると判断された場合、 被検出物体の位置の左右方向の角度が、予め定める値θ
   １，θ２の範囲以内であるとき、レーダ手段による検出
   距離を導出し、 左右方向の角度が、前記範囲よりも外方にあるとき、画
   像処理手段による検出距離を導出することを特徴とする
   請求項１記載の車両用レーダ装置。
3. 【請求項３】 画像処理手段は、 各カメラによる画像データに基づいて、各画像データ毎
   の被検出物体の像のエッジを検出するエッジ検出手段
   と、 エッジ検出手段の出力に応答し、各画像データ毎の相互
   に対応する検出エッジＥ１１，Ｅ２１を識別するエッジ
   識別手段と、 エッジ識別手段の出力に応答し、少なくとも２つの画像
   データ毎の対応するエッジＥ１１，Ｅ２１の角度θ１
   １，Δθ２１をそれぞれ演算する角度演算手段と、 角度演算手段の出力に応答し、被検出物体までの距離を
   演算する距離演算手段と、 距離演算手段の出力に応答し、被検出物体の左右のエッ
   ジＥ１１，Ｅ１２の対を識別するエッジ対識別手段とを
   含み、 判断手段は、 エッジ対識別手段の出力に応答し、対を成すエッジＥ１
   １，Ｅ１２間に、レーダ手段によって検出された被検出
   物体が存在するかを判断することを特徴とする請求項２
   記載の車両用レーダ装置。
4. 【請求項４】 カメラは単一個設けられ、 画像処理手段は、カメラによる画像データに基づいて、
   被検出物体の左右の角度を演算し、 判断手段は、 レーダ手段と角度検出手段とによって検出される被検出
   物体の角度と、画像処理手段によって検出される被検出
   物体の角度とが、対応しているかを判断し、 対応しているときのみ、レーダ手段による検出距離を導
   出することを特徴とする請求項１記載の車両用レーダ装
   置。
5. 【請求項５】 画像処理手段は、 カメラによる画像データに基づいて、画像データの被検
   出物体の像のエッジＥ１１を検出するエッジ検出手段
   と、 エッジ検出手段の出力に応答し、エッジの角度θ１１を
   演算する手段とを含むことを特徴とする請求項４記載の
   車両用レーダ装置。
6. 【請求項６】 レーダ手段は、 送信アンテナと、 搬送波を周波数変調したビームを、送信アンテナによっ
   て放射する送信手段と、 受信アンテナと、 受信アンテナによって反射ビームを受信した受信信号と
   前記変調された搬送波とのビート信号の周波数に基づい
   て、被検出物体までの距離を演算する手段とを含むこと
   を特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の車両用
   レーダ装置。
7. 【請求項７】 レーダ手段はさらに、 受信アンテナによる受信信号の受信レベルを検出する受
   信レベル検出手段を含み、 判断手段は、受信レベル検出手段の出力に応答し、被検
   出物体に関する判断を行うことを特徴とする請求項３ま
   たは４記載の車両用レーダ装置。