JP2004205279A - レーダ装置，プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】既に検知されている物標からの反射波（ピーク周波数成分）が、低周波ノイズや他の物標からの反射波に埋もれてしまった場合でも、安定して物標を検知し続けることのできるレーダ装置を提供する。
【解決手段】前サイクルにて検出された認識物標から、その物標（前サイクル物標）が今サイクルでも検出された場合に持っているべき情報（相対速度，距離，方位）の予測値を求め、その予測値に適合するピークが、上り区間又は下り区間のいずれか一方でのみ検出された場合には、未検出ピークの周波数が低周波ノイズ領域に属するか(S1604-YES)、或いは前サイクル物標について併走フラグがセットされていれば(S1605-YES)、未検出ピークは低周波ノイズ又は他の物標のピークに埋もれているものとみなして、前サイクル物標の外挿許可フラグをセットする(S1606)。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ波の送受信信号を混合してなるビート信号を処理して、レーダ波を反射した物標を検出するレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、先行車を検知して車間距離を適切に保つ車間距離制御装置や、車間距離が必要以上に接近した場合に運転者に報知する車間距離警報装置等に利用される車載レーダの一つとして、ミリ波帯を使用するＦＭＣＷ方式のレーダ（以下「ＦＭＣＷレーダ」という）が知られている。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダでは、時間に対して周波数が三角波状に直線的に増減するよう変調されたレーダ波を使用し、このレーダ波の送信信号と、物標に反射したレーダ波（反射波）の受信信号とを混合することにより得られるビート信号に基づいて、レーダ波を反射した物標についての情報を得るようにされている。
【０００４】
具体的には、レーダ波の周波数が増加する上り区間、及び周波数が減少する下り区間のそれぞれについて、ビート信号に対し高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に代表される周波数解析処理を施すことにより、ビート信号の各区間毎のパワースペクトルを求める。そして、パワースペクトルから抽出したピーク周波数成分を両区間の間で適宜組み合わせて、その組み合わせたピーク周波数成分（以下では「ピークペア」という）の周波数を、ＦＭＣＷレーダにおいて周知の計算式に当てはめることにより、そのピークペアにて特定される物標との距離や相対速度を求めている。
【０００５】
ところで、ＦＭＣＷレーダでは、レーダ波を入出力する開口部分に取り付けられたレドーム等による至近距離からの反射や、送受信アンテナ間の結合等により、図９に示すように、ビート信号の低周波領域にノイズが発生する。
このため、この低周波ノイズが発生する領域（以下では「低周波ノイズ領域」という。）ＮＡにピークが発生すると、これを抽出できず（図９（ｂ）参照）、そのピークを発生させた物標を検出することができないという問題があった。
【０００６】
これに対して、送信信号又は受信信号を数ＭＨz程度でスイッチングすることにより、低周波ノイズの影響を受けない中間周波帯にビート信号の周波数成分を発生させ、この状態で低周波ノイズを除去してからビート信号を本来の周波数に変換する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−４０１６９号公報
（段落［００２４］〜［００２７］、図１，５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この装置では、通常のＦＭＣＷレーダの構成に、中間周波帯の信号を生成，処理するための発振器，ミキサ，フィルタ等を新たに付加する必要があるため、装置が複雑化，大型化し製造コストが増大するという問題があった。
【０００９】
また、ＦＭＣＷレーダにて先行車を追尾する場合、追尾中の先行車が路側物の存在する場所に進入したり、他の先行車と併走状態になったりすると、パワースペクトル上では、追尾中の先行車に基づくピークが、路側物や他の先行車のピークに埋もれてしまい、低周波ノイズの場合と同様に、このピークを検出できなくなる場合がある。
【００１０】
しかも、路側物や他の先行車のピークは、低周波ノイズのときとは異なり、常に一定の周波数帯に発生するわけではないため、特許文献１に記載の装置では、このような場合に対処することができなかった。
本発明は、上記問題点を解決するために、既に検知されている物標からの反射波（ピーク周波数成分）が、低周波ノイズや他の物標からの反射波に埋もれてしまった場合でも、安定して物標を検知し続けることのできるレーダ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明のレーダ装置では、ピーク検出手段が、周波数が漸次増加する上り区間及び周波数が漸次減少する下り区間を有するレーダ波の送信信号と、物標により反射された前記レーダ波の受信信号とを混合することで得られるビート信号から、信号強度がピークとなるピーク周波数成分を検出する。
【００１２】
すると、ピークペア抽出手段は、ピーク検出手段が検出する上り区間のピーク周波数成分と下り区間のピーク周波数成分とを任意に組み合わせてなる仮ピークペアの中から、仮ピークペアを構成する一対のピーク周波数成分が同一物標からの反射波に基づくものをピークペアとして抽出する。そして、このピークペア抽出手段にて抽出されたピークペアから特定される物標についての情報を、予め設定された測定サイクル毎に求めるようにされている。
【００１３】
特に本発明では、予測手段が、前回の測定サイクルにて特定された物標である前サイクル物標のそれぞれについて、今回の測定サイクルにて検出されるべき一対のピーク周波数成分の予測値を求め、その求めた一対の予測値のうち、一方の予測値に対応するピーク周波数成分のみがピーク周波数検出手段にて検出された場合、判定手段が、他方の予測値が予め設定された外挿条件に該当するか否かを判定する。そして、外挿条件に該当すると判定された場合には、外挿手段が、予測手段での予測値通りに前サイクル物標に対応するピークペアが検出されたものとして、そのピークペアを外挿する。
【００１４】
なお、物標との相対速度がゼロではない限り、その物標からの反射波に基づいて上り区間と下り区間とで検出されるピーク周波数成分は、異なったものとなる。従って、ある周波数帯がピーク周波数成分を検出できないような状態にあったとしても、上り区間，下り区間のうちいずれか一方の区間ではピーク周波数成分を検出できる可能性が高い。
【００１５】
つまり、本発明によれば、一対の予測値のうち、一方の予測値に対応するピーク周波数成分しか検出できなくても、検出できなかったピーク周波数成分が外挿条件に該当し、そのピーク周波数成分が検出されなくなる可能性があることが予め分かっていた場合には、それが検出されたものとして処理を行うことにより、安定した物標の検知を可能とすることができるのである。
【００１６】
なお、判定手段は、例えば、判定対象となる予測値が低周波ノイズの発生する周波数領域にある場合に、外挿条件に該当すると判定してもよいし、判定対象となる予測値が、予測手段にて予測された他の前サイクル物標についての予測値と重なり合っている場合に、前記外挿条件に該当すると判定してもよい。
【００１７】
また、送信アンテナと受信アンテナとを組み合わせてなるチャンネルが複数存在し、各チャンネル毎のビート信号を得ることができるように構成されている場合には、外挿手段にて外挿されたピークペアから特定される物標の方位角度を求める際に、各チャンネルで検出された片方のピーク周波数成分に基づいて、実際の方位角度を求めることが望ましい。この場合、外挿されたピークペアから特定される物標であっても、方位角度については正確な情報を得ることができる。
【００１８】
また、本発明のレーダ装置では、例えば、接近してくる物標を、途中で見失うことなく衝突の瞬間まで検知し続けることが可能なため、車両に搭載して、車間距離制御やプリクラッシュ制御等に好適に用いることができる。
ところで、上記レーダ装置を構成する各手段は、コンピュータを機能させるためのプログラムとして構成してもよい。
【００１９】
この場合、そのプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶させ、その記憶させたプログラムを必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。なお、記録媒体は、持ち運び可能なものであってもよいし、コンピュータシステムに組み込まれたものであってもよい。また、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステムにロードするものであってもよい。
【００２０】
【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。
図１は、本発明を適用したクルーズ制御システムの概略構成を示したブロック図である。
【００２１】
クルーズ制御システムは、車間制御電子制御装置（以下「車間制御ＥＣＵ」と称す。）３０、エンジン電子制御装置（以下「エンジンＥＣＵ」と称す。）３２、ブレーキ電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」と称す。）３４を備え、これらはＬＡＮ通信バスを介して互いに接続されている。また、各ＥＣＵ３０，３２，３４は、いずれも周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、少なくともＬＡＮ通信バスを介して通信を行うためのバスコントローラを備えている。尚、本実施形態では、ＬＡＮ通信バスを介して行うＥＣＵ間のデータ通信は、車載ネットワークで一般的に利用されているＣＡＮ（ドイツ、Robert Bosch 社が提案した「Controller Area Network」）プロトコルを用いている。
【００２２】
また、車間制御ＥＣＵ３０には、図示しない警報ブザー、クルーズコントロールスイッチ、目標車間設定スイッチ等が接続されている他、本発明のレーダ装置に相当するレーダセンサ１が接続されている。
ここで、レーダセンサ１は、ＦＭＣＷ方式のいわゆる「ミリ波レーダ」として構成されたものであり、周波数変調されたミリ波帯のレーダ波を送受信することにより、先行車や路側物等の物標を認識し、これら認識した物標（以下「認識物標」と称す。）に関する情報である先行車情報や、レーダセンサ１自身のダイアグ情報等を生成して、車間制御ＥＣＵ３０に送信する。なお、先行車情報には、認識物標との相対速度、認識物標の位置（距離データ及び横位置データ）の他、認識物標が自車両の推定走行路上に存在する確率を表す自車線確率、認識物標が車両である確からしさの度合いを表す車両確度等が含まれている。
【００２３】
ブレーキＥＣＵ３４は、ステアリングセンサ、ヨーレートセンサからの検出情報（操舵角，ヨーレート）に加え、Ｍ／Ｃ圧センサからの情報に基づいて判断したブレーキペダル状態を、ＬＡＮ通信バスを介して車間制御ＥＣＵ３０に送信すると共に、その判断したブレーキペダル状態に従って、ブレーキ力を制御するためにブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁を開閉するブレーキアクチュエータを制御するように構成されている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ３２、車速センサ、スロットル開度センサ、アクセルペダル開度センサからの検出情報（車速，エンジン制御状態、アクセル操作状態）を車間制御ＥＣＵ３０に送信すると共に、車間制御ＥＣＵ３０からは目標加速度、フューエルカット要求、ダイアグ情報等を受信し、これら受信した情報から特定される運転状態に応じて、内燃機関（ここでは、ガソリンエンジン）のスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ等に対して駆動命令を出力するように構成されている。
【００２５】
車間制御ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３２から現車速やエンジン制御状態、ブレーキＥＣＵ３４からは操舵角、ヨーレート、ブレーキ制御などの制御状態等を受信する。そして、レーダセンサ１から受信した先行車情報に基づいて車間距離制御すべき先行車を決定し、クルーズコントロールスイッチや目標車間設定スイッチからの検出信号に基づき、先行車との車間距離を適切に調節するための制御指令値として、エンジンＥＣＵ３２には目標加速度、フューエルカット要求、ダイアグ情報等を送信し、ブレーキＥＣＵ３４には、目標加速度、ブレーキ要求等を送信する。また、車間制御ＥＣＵ３０は、警報発生の判定を行い、警報が必要な場合には警報ブザーを鳴動させるように構成されている。
【００２６】
次に、レーダセンサ１は、時間に対して周波数が直線的に増加する上り区間、及び周波数が直線的に減少する下り区間を有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する発振器１０と、発振器１０が生成する高周波信号を増幅する増幅器１２と、増幅器１２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器１４と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１６と、レーダ波を受信するｎ個の受信アンテナからなる受信側アンテナ部２０とを備えている。
【００２７】
また、レーダセンサ１は、受信側アンテナ部２０を構成するアンテナのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給する受信スイッチ２１と、受信スイッチ２１から供給される受信信号Ｓｒを増幅する増幅器２２と、増幅器２２にて増幅された受信信号Ｓｒ及びローカル信号Ｌを混合してビート信号ＢＴを生成するミキサ２３と、ミキサ２３が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去するフィルタ２４と、フィルタ２４の出力をサンプリングしデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２５と、発振器１０の起動，停止や、Ａ／Ｄ変換器２５を介したビート信号ＢＴのサンプリングを制御すると共に、そのサンプリングデータを用いた信号処理や、車間制御ＥＣＵ３０との通信を行い、信号処理に必要な情報（車速，カーブ曲率半径）、及びその信号処理の結果として得られる情報（先行車情報，ダイアグ情報等）を送受信する処理等を行う信号処理部２６とを備えている。
【００２８】
このうち、受信側アンテナ部２０を構成する各アンテナは、そのビーム幅がいずれも送信アンテナ１６のビーム幅全体を含むように設定されている。そして、各アンテナがそれぞれＣＨ１〜ＣＨｎに割り当てられている。
また、信号処理部２６は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、更に、Ａ／Ｄ変換器２５を介して取り込んだデータについて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を実行するための演算処理装置（例えばＤＳＰ）を備えている。
【００２９】
このように構成された本実施形態のレーダセンサ１では、信号処理部２６からの指令に従って発振器１０が起動すると、その発振器１０が生成し、増幅器１２が増幅した高周波信号を、分配器１４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌを生成し、このうち送信信号Ｓｓは、送信アンテナ１６を介してレーダ波として送出される。
【００３０】
そして、送信アンテナ１６から送出され物標に反射して戻ってきたレーダ波（反射波）は、受信側アンテナ部２０を構成する全ての受信アンテナにて受信され、受信スイッチ２１によって選択されている受信チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器２２で増幅されたあとミキサ２３に供給される。すると、ミキサ２３では、この受信信号Ｓｒに分配器１４からのローカル信号Ｌを混合することによりビート信号ＢＴを生成する。このビート信号ＢＴは、フィルタ２４にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器２５にてサンプリングされ、信号処理部２６に取り込まれる。
【００３１】
なお、受信スイッチ２１は、レーダ波の一変調周期の間に、全てのチャンネルＣＨ１〜ＣＨｎが所定回（例えば５１２回）ずつ選択されるよう切り替えられ、また、Ａ／Ｄ変換器２５は、この切替タイミングに同期してサンプリングを行う。つまり、レーダ波の一変調周期の間に、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎ毎かつレーダ波の上り／下り各区間毎にサンプリングデータが蓄積されることになる。
【００３２】
ここで、レーダセンサ１の信号処理部２６が実行するメイン処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず車間制御ＥＣＵ３０から、現車速，カーブ曲率半径についての情報を受信すると（Ｓ１１）、ＶＣＯ１０を起動することでレーダ波の送信を開始し（Ｓ１２）、Ａ／Ｄ変換器２５を介してビート信号ＢＴのサンプリング値を取り込む（Ｓ１３）。必要なだけサンプリング値を取り込むと、ＶＣＯ１０を停止することでレーダ波の送信を停止する（Ｓ１４）。
【００３３】
次に、取り込んだサンプリング値について周波数解析処理（ここではＦＦＴ処理）を実行して、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎ毎かつ上り／下り各区間毎にビート信号ＢＴのパワースペクトルを求める（Ｓ１５）。
このようにして求められたパワースペクトルに基づき、周波数ピーク抽出（Ｓ１６）、ペア作成（Ｓ１７）、履歴追尾（Ｓ１８）、物標認識（Ｓ１９）、物標外挿（Ｓ２０）、物標次サイクル予測（Ｓ２１）を行い、更に、これらの処理の結果、認識された物標の速度，位置，方位角度，幅、及びＳ１１にて取得したカーブ曲率半径などに基づいて自車線確率や車両確度を求め（Ｓ２２）、これら認識物標の速度、位置、自車線確率，車両確度等からなる先行車情報を車間制御ＥＣＵ３０に送信（Ｓ２３）して本処理を終了する。
【００３４】
なお、Ｓ２２における自車線確率や車両確度の算出方法については、本発明の主要部とは関係がないため、その詳細な説明については省略し、以下では、Ｓ１６〜Ｓ２１に示した各処理の詳細について順番に説明する。
まず、Ｓ１６の周波数ピーク抽出では、図３のフローチャートに示すように、履歴追尾ピーク抽出（Ｓ１６０）、通常ピーク抽出（Ｓ１６４）を行う。
【００３５】
このうち、Ｓ１６０の履歴追尾ピーク抽出では、図４のフローチャートに示すように、まず前回の測定サイクル（以下「前サイクル」と称する。）にて特定された認識物標（以下「前サイクル物標」と称する。）の個数がゼロであるか否かを判断し（Ｓ１６００）、前サイクル物標の個数がゼロであれば、そのまま本処理を終了する。一方、前サイクル物標の個数がゼロでなければ、その前サイクル物標を一つ取り出し（Ｓ１６０１）、取り出した前サイクル物標が今回の測定サイクル（以下「今サイクル」と称する。）で検出された場合に持つべき情報（相対速度，距離，方位）の予測値（前サイクルのＳ２１にて算出）に基づいて、その予測値に適合するピーク周波数成分が、Ｓ１５にて求めたパワースペクトル上に存在するか否かを判断する（Ｓ１６０２）。なお、適合するとは、予め設定された許容範囲内で一致することを意味するものとする（以下同様。）。
【００３６】
そして、上り区間及び下り区間のいずれでも、予測値に適合するピーク（ピーク周波数成分）が検出された場合には、これら二つのピークをいずれもピーク登録する（Ｓ１６０３）。
一方、上り区間又は下り区間のいずれか一方でのみ、予測値に適合するピークが検出された場合には、検出されなかったピークの周波数は、低周波ノイズが発生する周波数領域ＮＡに属するか否かを判断し（Ｓ１６０４）、属していなければ、その前サイクル物標について、併走フラグ（後述する）がセットされているか否かを判断する（Ｓ１４０５）。
【００３７】
そして、未検出ピークの周波数が低周波ノイズ領域ＮＡに属しているか、又は併走フラグがセットされている場合には、未検出ピークは低周波ノイズ又は他の物標のピークに埋もれているものとみなして、Ｓ１６０１にて取り出した前サイクル物標の外挿許可フラグをセットする（Ｓ１６０６）。
【００３８】
一方、上り区間及び下り区間のいずれでも予測値に適合するピークが検出されなかった場合、又は、両区間のうち一方のピークのみが検出され且つ未検出ピークが低周波ノイズ領域ＮＡには属さず且つ併走フラグもセットされていない場合には、Ｓ１６０１にて取り出した前サイクル物標の外挿許可フラグをクリアする（Ｓ１６０７）。
【００３９】
このようにして、Ｓ１６０３のピーク登録、又はＳ１６０６，Ｓ１６０７の外挿許可フラグの設定が行われると、全ての前サイクル物標について、上述の処理（Ｓ１６０１〜Ｓ１６０７）を実行したか否かを判断し（Ｓ１６０８）、実行していない未処理の前サイクル物標があれば、Ｓ１６０１に戻って、その未処理の前サイクル物標について同様の処理を実行し、一方、全ての前サイクル物標について処理が終了していれば、本処理を終了する。
【００４０】
次に、図３に戻り、Ｓ１６４の通常ピーク抽出では、Ｓ１５にて、チャンネル毎、各区間毎に得られたパワースペクトルを、各区間毎に全チャンネルについて平均化することで得られた平均化パワースペクトル上のピークであって、履歴追尾ピーク抽出にて抽出されたもの以外のピークのうち、パワー値が予め設定されたしきい値ＰＴＳＤより大きいものをピーク登録する。
【００４１】
つまり、周波数ピーク抽出（Ｓ１６）により、前サイクル物標から求めた予測値通りに検出されたピークと、平均化パワースペクトルにおいて検出されたピークのうちパワー値がしきい値ＰＴＳＤより大きなピークとがピーク登録される。これと共に、一方の区間でのみ予測値通りにピークが検出された前サイクル物標については、未検出のピークが低周波ノイズ又は他の物標のピークに埋もれている可能性がある場合に、外挿許可フラグがセットされることになる。
【００４２】
次に、Ｓ１７のペア作成では、周波数ピーク抽出によりピーク登録されたピークに基づき、上り変調時のピークと下り変調時のピークとの組み合わせを設定する。そして、この設定した組み合わせの中から、組み合わせた両ピークのパワー差が予め設定されたパワー差しきい値ＰＤＩＦより小さく、且つ、両ピークの角度差が予め設定された角度差しきい値ＡＤＩＦより小さいもののみを抽出する。更に、抽出された各組み合わせについて、距離，横位置，相対速度を算出し、その算出距離が予め設定された上限距離ＤＭＡＸより小さく、且つその算出速度が予め設定された下限速度ＶＭＩＮより大きく，上限速度ＶＭＡＸより小さいもののみを、正式なペアとして登録する。
【００４３】
このペア作成により登録されたペアには、それぞれ検出カウンタが割り当てられ、そのカウント値ＣＮＴｉはゼロに設定される。
また次に、Ｓ１８の履歴追尾では、図５のフローチャートに示すように、前サイクルでのペア作成（Ｓ１７）にて登録されたペア（以下「前サイクルペア」と称する。）の個数がゼロであるか否か（Ｓ１８０）、また、今サイクルでのペア作成（Ｓ１７）にて登録されたペア（以下「今サイクルペア」と称する。）の個数がゼロであるか否か（Ｓ１８１）を判断し、いずれか一方でもゼロであれば、本処理を終了する。
【００４４】
前サイクルペアの個数、及び今サイクルペアの個数のいずれもがゼロでなければ、今サイクルペアと前サイクルペアとの組み合わせを設定し（Ｓ１８２）、その組み合わせたペア（以下「組合わせペア」と称する。）のいずれか一組を取り出す（Ｓ１８３）。
【００４５】
そして、取り出した組合わせペアのうち、前サイクルペアの情報に基づいて、この前サイクルペアに対応する今サイクルペアの予測位置及び予測速度を算出し（Ｓ１８４）、その予測位置，予測速度と、今サイクルペアから求めた検出位置，検出速度とに基づいて、両者の位置差分，速度差分を求める（Ｓ１８５）。
【００４６】
その位置差分が予め設定された上限位置差ＤＲＴＳＤより小さく、且つ速度差分が予め設定された上限速度差ＤＶＴＳＤより小さいか否かを判断し（Ｓ１８６）、いずれも小さい場合にのみ、今サイクルペアの検出カウンタＣＮＴｉを、前サイクルペアの検出カウンタＣＮＴｉに１を加算した値で更新する（Ｓ１８７）。
【００４７】
そして、先のＳ１８２にて設定した全ての組合わせペアについて、上述の処理（Ｓ１８３〜Ｓ１８７）を実行したか否かを判断し（Ｓ１８８）、未処理の組合わせペアがある時はＳ１８３に戻り、一方、全ての組合わせペアについて処理が終了していれば、本処理を終了する。
【００４８】
つまり、前サイクルペアとの履歴接続がある今サイクルペアについては、対応する前サイクルペアの情報（検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉ）を引き継ぎ、一方、前サイクルペアとの履歴接続がない今サイクルペアについては、検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉはゼロのままとなる。
【００４９】
次にＳ１９の物標認識では、図６のフローチャートに示すように、今サイクルペアの個数がゼロであるか否かを判断し（Ｓ１９０）、ゼロであればそのまま本処理を終了する。一方、今サイクルペアの個数がゼロでなければ、その今サイクルペアの中の一つを取り出し（Ｓ１９１）、取り出した今サイクルペアの検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉが予め設定された認識しきい値ＣＮＴＴＳＤ以上であるか否かを判断し（Ｓ１９２）、認識しきい値ＣＮＴＴＳＤ以上であれば、その今サイクルペアは物標を表すものであるとして、認識物標登録を行う（Ｓ１９３）。この時、登録された認識物標には、物標を外挿した回数をカウントする外挿カウンタが割り当てられ、そのカウント値ＩＣＮＴｉはゼロに設定される。
【００５０】
また、検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉが認識しきい値ＣＮＴＴＳＤより小さければ、初期検出位置は登録済みであるか否かを判断し（Ｓ１９４）、未登録であれば、そのペアに基づいて求められた位置を初期検出位置として登録する（Ｓ１９５）。
【００５１】
そして、全ての今サイクルペアについて上述の処理（Ｓ１９１〜Ｓ１９５）を実行したか否かを判断し（Ｓ１９６）、未処理の今サイクルペアがあれば、Ｓ１９１に戻り、全ての今サイクルペアについて処理が終了していれば、本処理を終了する。
【００５２】
つまり、認識しきい値ＣＮＴＴＳＤ以上の履歴接続が確認されたピークペアのみが認識物標として登録され、その一連の履歴接続の先頭となったピークペアから求められた位置が初期検出位置として登録される。
次にＳ２０の物標外挿では、図７のフローチャートに示すように、まず、前サイクル物標の個数がゼロであるか否かを判断し（Ｓ２００）、ゼロであれば、そのまま本処理を終了する。一方、前サイクル物標の個数がゼロでなければ、その中から一つを取り出し（Ｓ２０１）、取り出した前サイクル物標が、Ｓ１９３にて登録された認識物標、即ち今サイクル物標との履歴接続があるか否かを判断する（Ｓ２０２）。
【００５３】
そして、履歴接続があれば、その前サイクル物標の情報（検出カウンタ，外挿カウンタのカウント値、初期検出位置）を、今サイクル物標に引き継がせた後（Ｓ２０３）、Ｓ２０８に進み、一方、履歴接続がなければ、その前サイクル物標の外挿許可フラグがセットされているか否かを判断する（Ｓ２０４）。外挿許可フラグがセットされていなければ、外挿を行う必要はないものとして、Ｓ２０８に進み、一方、外挿許可フラグがセットされていれば、外挿を行う必要があるものとして、その前サイクル物標についての予測値に基づいて、外挿ペアを作成し（Ｓ２０５）、その外挿ペアを認識物標登録する（Ｓ２０６）。そして、認識物標登録された外挿ペアに、前サイクル物標の情報（検出カウンタ，外挿カウンタのカウント値や初期検出位置）を引き継がせると共に、外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉをインクリメントすることで更新する（Ｓ２０７）。なお、外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉは、例えば、Ｓ２２にて車両確度を求める際に、物標が存在する確からしさを示す指標として用いられ、具体的には、カウント値ＩＣＮＴｉが小さいほど、物標が存在する確からしさが高いものとして扱われる。
【００５４】
そして、全ての前サイクル物標について上述の処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０７）を実行したか否かを判断し（Ｓ２０８）、未処理のものがあれば、Ｓ２０１に戻り、全ての前サイクル物標について処理が終了していれば、本処理を終了する。
つまり、認識物標の履歴接続が途絶えても、前サイクルまでの認識結果から、今サイクルでも実際に存在する確率が高いものについては、ピークペアを外挿することによって継続して認識されたものとみなすようにされている。
【００５５】
次にＳ２１の物標次サイクル予測では、図８のフローチャートに示すように、まず、今サイクル物標、即ちＳ１９３，Ｓ２０７にて登録された認識物標の個数がゼロであるか否かを判断し（Ｓ２１０）、ゼロであれば選択すべき物標がないため、そのまま本処理を終了する。
【００５６】
一方、今サイクル物標の個数がゼロでなければ、その中の一つを取り出し（Ｓ２１１）、取り出した今サイクル物標について、次サイクルで検出されるべきピーク周波数を求める（Ｓ２１２）と共に、その次サイクルで検出されるべき物標の方位角度を求める（Ｓ２１３）。このとき、Ｓ２１１で取り出した今サイクル物標が外挿ペアに基づくものである場合、方位角度については、履歴接続のある前サイクル物標の情報を用いるのではなく、外挿ペアのうち片方のピークは実際に検出されているため、その検出された片方のピークの各チャンネルにおける位相差から次サイクルで検出されるべき物標の方位を求める。
【００５７】
これらＳ２１２，Ｓ２１３の処理を全ての今サイクル物標について実行したか否かを判断し（Ｓ２１４）、未処理の今サイクル物標があればＳ２１１に戻り、一方、全ての今サイクル物標について処理が終了したのであれば、今サイクル物標が２個以上存在するか否かを判断し（Ｓ２１５）、２個より少なければ、そのまま本処理を終了する。
【００５８】
一方、今サイクル物標が２個以上存在すれば、任意に組み合わせた一対の今サイクル物標を取り出し（Ｓ２１６）、取り出した両今サイクル物標でピーク周波数の予測値が予め設定された許容範囲内で一致するか否かを判断し（Ｓ２１７）、一致していれば、両今サイクル物標とも併走フラグをセットする（Ｓ２１８）。そして、今サイクル物標の全ての組合せについて上述の処理（Ｓ２１７〜Ｓ２１８）を実行したか否かを判断し（Ｓ２１９）、未処理のものがあれば、Ｓ２１６に戻り、全ての組合せについて処理が終了していれば、本処理を終了する。
【００５９】
つまり、本処理では、各今サイクル物標について、次サイクルで検出されるべきピーク周波数や方位を予測すると共に、予測したピーク周波数が異なった物標の間で互いに重なり合う可能性がある場合には、併走フラグをセットすることで外挿を許可し、次サイクルで予測値通りにピークが検出されなくても、物標をロストすることがないようにされている。
【００６０】
ここで、図９は、ある相対速度（Ｖ≠０）で接近する物標が存在する場合に測定されるパワースペクトルの一例を示したものである。
この場合、図９（ａ）に示すように、パワースペクトル上では、上り区間と下り区間とで互いに異なった周波数にてピークが検出され、しかも、両ピークは、時間の経過と共に周波数の低い側に移動する。
【００６１】
そして、図９（ｂ）に示すように、ある時点で、一方（この場合上り区間）のピークが低周波ノイズ領域ＮＡに進入すると、低周波ノイズに埋もれたピークを検出できなくなり、一方のピークのみが検出されることになる。
このような時に、レーダセンサ１では、低周波ノイズに埋もれたピークを、予測通りに検出されたものとして外挿するため、物標は途切れることなく検出され続けることになる。これは、低周波ノイズの場合に限らず、任意の周波数領域にて目的のピークが他の物標のピークに埋もれた場合も同様である。
【００６２】
なお、その後、物標が更に接近すると、図９（ｃ）に示すように、上り区間のピークが負の周波数となり、０Ｈｚで折り返して低周波ノイズ領域ＮＡからでてくるように変化するため、再び、ピークを検出可能な状態となる。
以上説明したように、レーダセンサ１においては、一定期間以上連続して検出されている物標について、今サイクルにて検出されるべき一対のピークペアの予測値のうち、一方の予測値に対応するピークが検出されなかったとしても、その検出されなかったピークが、低周波ノイズ、又は他の物標のピークに埋もれることにより検出できない可能性があることが予めわかっていた場合には、そのピークは予測値通りに検出されたものとして外挿を行うようにされている。
【００６３】
従って、レーダセンサ１によれば、従来装置のようにビート信号を中間周波数に変換して低周波ノイズを除去する等の複雑な処理を行わなくても、安定して物標を検知し続けることができる。しかも、低周波ノイズだけでなく、他の物標のピークに埋もれた場合にも対処することができるため、従来装置と比較して、より安定した物標の検知を行うことができる。
【００６４】
更に、レーダセンサ１によれば、ピークペアの外挿を行った場合でも、一方のピークは検出されており、その片方のピーク周波数成分に基づいて方位角度を求めているため、外挿ペアに基づいて求められた今サイクル標についての情報のうち、特に、方位角度については、正確な情報を得ることができる。
【００６５】
なお本実施形態において、Ｓ１２〜Ｓ１６がピーク検出手段、Ｓ１７〜Ｓ１９がピークペア抽出手段、Ｓ２１が予測手段、Ｓ１６０４〜Ｓ１６０７が判定手段、Ｓ２０４〜Ｓ２０７が外挿手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】クルーズ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】レーダセンサの信号処理部が実行するメイン処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】メイン処理で実行される周波数ピーク抽出の内容を示すフローチャートである。
【図４】周波数ピーク抽出で実行される履歴追尾ピーク抽出の内容を示すフローチャートである。
【図５】メイン処理で実行される履歴追尾の内容を示すフローチャートである。
【図６】メイン処理で実行される物標認識の内容を示すフローチャートである。
【図７】メイン処理で実行される物標外挿の内容を示すフローチャートである。
【図８】メイン処理で実行される物標次サイクル予測の内容を示すフローチャートである。
【図９】ある相対速度で接近する物標が存在する場合に測定されるパワースペクトルの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…レーダセンサ、１０…発振器、１２，２２…増幅器、１４…分配器、１６…送信アンテナ、２０…受信側アンテナ部、２１…受信スイッチ、２３…ミキサ、２４…フィルタ、２５…Ａ／Ｄ変換器、２６…信号処理部、３０…車間制御ＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３４…ブレーキＥＣＵ。

Claims (6)

  1. 周波数が漸次増加する上り区間及び周波数が漸次減少する下り区間を有するレーダ波の送信信号と、物標により反射された前記レーダ波の受信信号とを混合することで得られるビート信号から、信号強度がピークとなるピーク周波数成分を検出するピーク検出手段と、
    前記ピーク検出手段が検出する前記上り区間のピーク周波数成分と前記下り区間のピーク周波数成分とを任意に組み合わせてなる仮ピークペアの中から、該仮ピークペアを構成する一対のピーク周波数成分が同一物標からの反射波に基づくものをピークペアとして抽出するピークペア抽出手段と、
    を備え、前記ピークペア抽出手段にて抽出されたピークペアから特定される物標についての情報を、予め設定された測定サイクル毎に求めるレーダ装置において、
    前回の測定サイクルにて特定された物標である前サイクル物標のそれぞれについて、今回の測定サイクルにて検出されるべき一対のピーク周波数成分の予測値を求める予測手段と、
    前記予測手段にて求められた一対の予測値のうち、一方の予測値に対応するピーク周波数成分のみが前記ピーク周波数検出手段にて検出された場合、他方の予測値が予め設定された外挿条件に該当するか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段にて前記外挿条件に該当すると判定された場合に、前記予測手段での予測値通りに前記前サイクル物標に対応するピークペアが検出されたものとして該ピークペアを外挿する外挿手段と、
    を設けたことを特徴とするレーダ装置。
  2. 前記判定手段は、判定対象となる前記予測値が前記低周波ノイズの発生する周波数領域にある場合に、前記外挿条件に該当すると判定することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  3. 前記判定手段は、判定対象となる前記予測値が、前記予測手段にて予測された他の前サイクル物標についての予測値と重なり合っている場合に、前記外挿条件に該当すると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーダ装置。
  4. 前記外挿手段にて外挿されたピークペアでは、検出された片方のピーク周波数成分に基づいて、該ピークペアから特定される物標の方位角度を求めることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載のレーダ装置。
  5. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のレーダ装置。
  6. コンピュータを、請求項１〜５いずれかに記載のレーダ装置を構成する各手段として機能させるためのプログラム。
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