JP2004233085A - 車載レーダ装置，プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物標の外挿が可能なレーダ装置において、外挿の位置精度及び信頼性を向上させる。
【解決手段】取り出した前サイクル物標について最初の外挿であれば、前サイクル物標の情報（位置，速度，加速度）をそのまま利用して、外挿すべき物標の予測位置，速度を算出し、前サイクルでも外挿が行われていれば、加速度を０．５倍にした前サイクル物標の情報を利用して、外挿すべき物標の予測位置，速度を算出する（Ｓ３１０〜Ｓ３１２）。この予測位置，速度から、外挿物標が移動中であり且つ道路端に沿って設定された禁止区域内に存在すると判定される時は、外挿物標の横位置を禁止区域の境界上に変更する（Ｓ３１３〜Ｓ３１５）。更に、その変更した位置と、先の予測位置の位置差が許容位置差Ｃ１以上であれば、その位置差が許容位置差Ｃ１になるように外挿物標の縦位置を変更する（Ｓ３１６〜Ｓ３１７）。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ波を送受信することにより、レーダ波を反射した先行車両等の物標を検出する車載レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電波を送信し、その反射波を受信して前方車両や路側物等の各種物標に関する情報（距離，相対速度，方位）を求める車載レーダ装置が知られている。
【０００３】
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（以下では単に「ピーク」と称する。）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（以下では「ピークペア」と称する。）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。
【０００４】
ところで、物標から直接受信される電波と、道路などに反射して受信される電波とが干渉し合ういわゆるマルチパス現象等により、物標からの反射が一時的に受信できなくなる場合がある。この場合、その物標を認識できずにロストしてしまい、その物標に関する情報の提供が中断されることになる。
【０００５】
これに対して、前サイクルで認識された物標（前サイクル物標）をロストした場合、その前サイクル物標の情報から、その物標が今サイクルで検出された場合に持つべき情報（位置，速度）を予測し、その予測した物標を外挿することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１５００３５号公報（段落［０００８］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、物標の過去の挙動に基づく動きの予測であり、基本的に物標が前サイクルの時と同じ状態を保っていることを前提として、外挿する物標についての情報を求めている。このため、道路が直線ではなかったり、物標の挙動に変化（加減速や車線変更など）があると、実際とは大きく異なった位置や、道路外など本来ならばあり得ない位置に物標が外挿されてしまう可能性があるという問題があった。
【０００８】
また、物標が小さかったり、比較的遠距離に物標が存在する等して、レーダ波のビーム幅が物標の幅より広くなる領域では、物標の正確な横位置（ビームの走査方向に沿った位置／方位）を特定できず、物標が検出されたビームの中心軸に沿った方向が、物標の方向として検出される。このような状況で外挿が行われると、外挿する物標の予測に使用される前サイクル物標の横位置精度が低いため、上述のように、本来ならばあり得ない位置に物標が外挿されてしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、物標の外挿が可能なレーダ装置において、外挿の位置精度及び信頼性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【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車載レーダ装置では、物標認識手段が、予め設定された測定サイクル毎に、レーダ波を送受信することで得られる情報に基づいて前記レーダ波を反射した物標を認識する。そして、前回の測定サイクルで認識された物標である前サイクル物標が、今回の測定サイクルで認識された物標である今サイクル物標のいずれとも履歴接続がない場合に、外挿手段が、その前サイクル物標から予測される物標を、実際に認識されたものとして外挿する。
【００１１】
これと共に、道路形状推定手段が、走行中の道路形状を推定し、第１補正手段が、その推定された道路形状に応じて外挿手段が外挿する物標の位置を補正する。
このように、本発明のレーダ装置では、物標の過去の履歴から求めた外挿すべき物標の位置を、実際に走行中の道路形状に基づいて補正しているため、実際とは大きく異なった位置や、道路外など本来ならばあり得ない位置に物標が外挿されることを防止でき、外挿の位置精度、及び信頼性を向上させることができる。
【００１２】
なお、道路形状推定手段では、道路形状を、例えば、物標認識手段が認識する物標の中から抽出した停止物に基づいて推定してもよいし、外部より入力される車両の推定走行軌跡の曲率半径を示す推定Ｒ値に基づいて推定してもよいし、或いは、外部より入力される当該装置を搭載した車両の位置と、該位置に対応した地図データとに基づいて推定してもよい。
【００１３】
ところで、車線変更中の車両など道路を横切る方向に大きな速度や加速度を有する物標や、大きく曲がった道路を走行中の物標をロストした場合に、ロスト前の情報に基づいて予測を行うと、横位置が道路からはずれてしまうことがある。
そこで、第１補正手段では、外挿手段による外挿物標が、移動体であり且つ道路形状推定手段にて推定された道路端に沿って設定される禁止区域内にある場合、横位置変更手段が、外挿物標の横位置を、禁止区域の境界となる位置に変更するように構成してもよい。
【００１４】
ここで、横位置とは、車両の進行方向とは直交する方向に沿った位置のことであり、これに対応して縦位置とは車両の進行方向に沿った位置のことである（以下同様。）。そして、禁止区域は推定された道路端を挟んで両側に設定してもよいし、その道路端から道路側だけに設定してもよい。なお、横位置が変更される禁止区域の境界とは、道路側の境界のことをいう。また、禁止区域のうち道路端から道路側の領域幅は、少なくとも普通乗用車の平均的な車幅の半分程度に設定されていればよい。この場合、外挿物標が移動体、即ち走行中の車両であれば、その車両が道路端からはみだすことがないように横位置を補正することができる。
【００１５】
但し、上述のように外挿物標の横位置を補正すると、場合によっては、外挿物標との距離が補正前と補正後とで大きく変化してしまい、却って予測位置の精度を劣化させてしまうおそれがある。
そこで、外挿手段にて設定された位置と横位置変更手段により変更された位置との位置差が、予め設定された許容値より大きい場合、更に、縦位置変更手段が、その位置差が許容値以下となるように、外挿物標の縦位置を変更するように構成することが望ましい。
【００１６】
また、外挿手段による物標の外挿が連続すると、物標の挙動は、最後に検知された時の状態から変化している可能性が高くなり、実際の物標に対する外挿された物標の誤差が大きくなることが考えられる。
そこで、第２補正手段が、外挿手段による物標の外挿が連続した場合に、外挿手段が外挿する物標の位置の予測に使用するパラメータの値を、該パラメータの影響が抑制されるように補正するように構成してもよい。
【００１７】
特に、一定の加速度や減速度が長期間に渡って維持される可能性は低いものと考えられるため、第２補正手段が補正するパラメータには、少なくとも加速度（減速度）が含まれていることが望ましい。
なお、このような第２補正手段は、道路形状推定手段や第１補正手段と共に設けてもよいが、これら道路形状推定手段や第１補正手段を設けることなく、単独で設けてもよい。
【００１８】
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。
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。
【００１９】
【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、実施形態のレーダセンサ１の構成、及びレーダセンサ１を用いて構成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。
【００２０】
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。
【００２１】
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に関する情報である物標情報や、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、物標情報には、少なくとも相対速度及び位置（距離データ及び横位置データ）が含まれている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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，道路形状情報）、及びその信号処理の結果として得られる情報（物標情報，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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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，道路形状情報（ここでは推定Ｒ値）を受信すると（Ｓ１０）、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（Ｓ１４）。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（Ｓ１６）。
【００３２】
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（Ｓ１８）。
このようにして求め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、パワー値が予め設定されたしきい値より大きいものを抽出すると共に、各ピークを発生させたレーダ波の到来方向を示すピーク方位を算出する（Ｓ２０）。なお、ピーク方位は、例えば、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎにて検出される同一ピークの信号成分に基づき、これら信号成分の位相差から算出することができる。
【００３３】
このようにして抽出されたピークに基づき、上り区間のピークと下り区間のピークとの組み合わせを設定し、その設定したピークの組合せのうち、組み合わせた両ピークのパワー差及び角度差が予め設定された許容範囲内にあるものを抽出する。更に、ＦＭＣＷレーダにおける周知の方法にて、両ピークから特定されれる物標の距離，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より大きく，上限速度より小さいもののみをピークペアとしてペア登録する（Ｓ２２）。なお、ピークペアには、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はゼロに初期化される。また、本ステップでは、算出した距離とＳ２０にて求めたピーク方位とに基づいて、横位置及び縦位置も算出される。
【００３４】
以下、Ｓ２２にてペア登録されたピークペアに基づき、履歴追尾（Ｓ２４）、物標認識（Ｓ２６）、道路形状計算（Ｓ２８）、物標外挿（Ｓ３０）を行い、更に、物標認識にて認識された物標、及び物標外挿にて外挿された物標についての物標情報（速度，位置）やレーダセンサ１のダイアグ情報を車間制御ＥＣＵ３０に送信（Ｓ３２）して本処理を終了する。
【００３５】
以下では、Ｓ２４〜Ｓ３０に示した各処理の詳細について順番に説明する。
まず、Ｓ２４の履歴追尾では、図３のフローチャートに示すように、前サイクルにてペア登録されたピークペア（以下では「前サイクルペア」と称する。）の個数がゼロであるか否か（Ｓ２４０）、また、今サイクルにてペア登録されたピークペア（以下では「今サイクルペア」と称する。）の個数がゼロであるか否か（Ｓ２４１）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。
【００３６】
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（Ｓ２４２）、その組み合わせたペア（以下では「組合せペア」と称する。）のいずれか一組を取り出す（Ｓ２４３）。
【００３７】
取り出した組合せペアのうち、前サイクルペアの情報に基づいて、そ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する（Ｓ２４４）。なお、予測位置の算出は、Ｓ１０にて道路形状情報として取得した推定Ｒ値（車両の推定走行軌跡の曲率半径）を利用して行うものとする。
【００３８】
そして、算出した予測位置，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（Ｓ２４５）。
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（Ｓ２４６）、いずれも小さい場合にのみ、組合せペアを構成する両ピークペアは履歴接続があるものとして、今サイクルペアの検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉを、前サイクルペアの検出カウンタのカウント値ＣＮＴｉに１を加算した値で更新する（Ｓ２４７）。
【００３９】
次に、今サイクルペアにて特定される物標の位置・速度・加速度を設定する（Ｓ２４８）。但し、検出カウンタが更新された今サイクルペアについては、対応する前サイクルペアの持つ履歴情報を利用して、今サイクルペアから求めた位置，速度をフィルタ処理等によって平滑化し、その平滑化された速度と前サイクルペアの速度とに基づいて加速度を算出する。そして、以後では、今サイクルペアの情報として、これら平滑化した位置，速度、及び算出した加速度を用いる。一方、検出カウンタが更新されなかった今サイクルペアについては、今サイクルペアから求めた位置，速度をそのまま今サイクルペアの情報として使用し、加速度の算出は行わない。
【００４０】
そして、先のＳ２４２にて設定した全ての組合わせペアについて、上述の処理（Ｓ２４３〜Ｓ２４８）を実行したか否かを判断し（Ｓ２４９）、未処理の組合わせペアがある時はＳ２４３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。
【００４１】
つまり、本処理を実行することにより、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）が引き継がれると共に加速度が求められ、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。
【００４２】
次にＳ２６の物標認識では、今サイクルペアのうち、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以上であるもの、即ち、認識しきい値ＣＮＴＴＳＤ回以上の履歴接続が確認されたものを、物標として認識し、これを認識物標登録する。
【００４３】
次にＳ２８の道路形状計算では、図４のフローチャートに示すように、Ｓ２０にて抽出されたピークの中から停止物を抽出する停止物抽出（Ｓ２８０）、及び抽出した停止物に基づいて道路端を位置を求める道路端算出（Ｓ２９０）を実行する。
【００４４】
このうちＳ２８０の停止物抽出では、図５のフローチャートに示すように、今回の測定サイクルにおいて先のＳ２６にて登録された物標である今サイクル物標の個数がゼロであるか否かを判断し（Ｓ２８１）、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（Ｓ２８２）、その今サイクル物標の絶対速度を示す物標絶対速度を算出する（Ｓ２８３）。この物標絶対速度は、物標の相対速度（但し、自車両から遠ざかりつつある場合をプラスとする。）にＳ１０にて取得した自車速度を加算した結果の絶対値をとることで算出される。
【００４５】
この物標絶対速度が予め設定された許容停止速度Ｓ＿ＴＳＤ（本実施形態では１０ｋｍ／ｈ）より小さいか否かを判断し（Ｓ２８４）、許容停止速度Ｓ＿ＴＳＤより小さければ、その物標を停止物として停止物登録をする（Ｓ２８５）。
そして、全ての今サイクル物標について上述の処理（Ｓ２８２〜Ｓ２８５）を実行したか否かを判断し（Ｓ２８６）、未処理の今サイクル物標があれば、Ｓ２８２に戻り、全ての今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。
【００４６】
一方Ｓ２９０の道路端算出では、図６のフローチャートに示すように、まず、Ｓ２９１では、Ｓ２８５にて停止物登録された物標を、その方位角度順に並ぶようにソートし（Ｓ２９１）、そのソートされた物標を、左角度方向から右角度方向へと、条件に合う停止物をグルーピングし、路側物群（左）を形成する（Ｓ２９２）。
【００４７】
このとき、路側物群として、道路形状の認識を路側に設置されたデリニエータのみが抽出されるように、次の▲１▼，▲２▼いずれか一方の排除条件でも満たす停止物は、看板や車両などであるものと判断して排除してもよい。
▲１▼横幅Ｗが大の停止物
排除条件：横幅Ｗ≧１．２ｍ且つ縦横比Ｄ／Ｗ＜５
▲２▼移動物体の近傍に位置する停止物
排除条件：中心間距離が横方向ΔＸ≦２ｍ，又は縦方向ΔＺ≦２ｍ
また、条件に見合う停止物とは、左角度方向から右角度方向へと、距離Ｚが単調増加で且つ次の接続条件を満たすもののことである。
【００４８】
接続条件：中心間距離がΔＸ≦３．５ｍ，ΔＺ≦５５ｍ
なお、距離が減少した場合、あるいは距離は単調増加であっても上記接続条件を満たさない場合には、別の新たな路側物群（左）を形成する。ここでは、停止物が１つの場合であっても一つの路側物群（左）とするが、道路端の認識に際しては、停止物が３つ以上の路側物群（左）のみを使用する。
【００４９】
そして、このようにして形成された路側物群（左）を構成する停止物の中で、縦方向への距離Ｚが最も大きい、つまり最遠停止物については、それが道路の左側のものか右側のものかを判断し、道路右側のものであると判断した場合には、路側物群（左）から除外する（Ｓ２９３）。
【００５０】
ここで、最遠停止物についての判断では、まず、路側物群（左）の中から最遠停止物を除いた残りの停止物を滑らかな曲線で結び、この曲線近傍に最遠停止物が存在するか否かで判断する。
そして、その曲線と最遠停止物の横方向への距離ΔＸが１．５ｍ未満であれば、道路左側の停止物であると判断して路側物群（左）に含めたままにし、逆に距離ΔＸが１．５ｍ以上であれば、道路右側の停止物であると判断して路側物群（左）から除外する。なお、最遠停止物と曲線との最も近い距離、すなわち、最遠停止物から曲線に下した垂線の長さで判断してもよいが、現実的には、上述したように横方向への距離ΔＸのみ考えれば特段問題はない。
【００５１】
その後、Ｓ２９２の場合とは逆に、右角度方向から左角度方向へと、条件に合う停止物をグルーピングして、路側物群（右）を形成し（Ｓ２９４）、その路側物群（右）を構成する停止物の中で、縦方向への距離Ｚが最も大きい、つまり最遠停止物については、それが道路の右側のものか左側のものかを判断し、道路左側のものであると判断した場合には、路側物群（右）から除外する（Ｓ２９５）。
【００５２】
これらＳ２９４及びＳ２９５における処理は、先のＳ２９２及びＳ２９３における処理とは、左右の方向が異なるだけで、全く同様である。
このようにして、路側物群（左）と路側物群（右）とが得られると、路側物群（左）における最遠停止物と路側物群（右）における最遠停止物が同じ場合、つまり、１つの最遠停止物が路側物群（左）にも属し、路側物群（右）にも属するという競合状態にある場合には、その最遠停止物を路側物群（左）及び路側物群（右）のいずれからも排除する（Ｓ２９６）。もちろん、重複していない場合にはこのような処理を行う必要はない。
【００５３】
最後に、構成停止物が３つ以上の路側物群（左）と路側物群（右）とに基づいて、路側物群（左）から道路の左端を、路側物群（右）から道路の右端をそれぞれ認識して（Ｓ２９７）、本処理を終了する。
なお、本実施形態においては、各路側物群の構成停止物間を補間することで道路左右端を線分の集合として認識する。また、本処理（道路端算出）については、特開２００１−２５６６００号に詳述されているため、ここでのこれ以上の説明は省略する。
【００５４】
次にＳ３０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（Ｓ３００）、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（Ｓ３０１）、取り出した前サイクル物標が、Ｓ２６にて登録された物標、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（Ｓ３０２）。
【００５５】
そして、履歴接続があれば、その今サイクル物標の外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉを外挿上限サイクル数ＩＣＮＴＴＳＤに設定（Ｓ３０３）した後、Ｓ３０８に移行し、一方、履歴接続がなければ、前サイクル物標の外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉがゼロより大きいか否かを判断する（Ｓ３０４）。カウント値ＩＣＮＴｉがゼロ以下であれば、外挿を許可しないものとして、そのままＳ３０８に移行し、カウント値ＩＣＮＴｉがゼロより大きければ、外挿を許可するものとして、外挿値計算を実行する（Ｓ３０５）。
【００５６】
この外挿値計算では、図８のフローチャートに示すように、まず、Ｓ３０１で取り出した前サイクル物標の外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉが、外挿上限サイクル数ＩＣＮＴＴＳＤより小さいか否かを判断し（Ｓ３１０）、外挿上限サイクル数ＩＣＮＴＴＳＤ以上であれば、その物標をロスト（消失）して１回目の外挿であるものとし、前サイクル物標の情報（位置，速度，加速度）をそのまま利用して、その前サイクル物標が今サイクルにて検出されるべき予測位置，速度を算出する（Ｓ３１１）。
【００５７】
一方、カウント値ＩＣＮＴｉが外挿上限サイクル数ＩＣＮＴＴＳＤより小さければ、その物標を連続してロストしているものとし、加速度を０．５倍にした前サイクル物標の情報を利用して、その前サイクル物標が今サイクルにて検出されるべき予測位置，速度を算出する（Ｓ３１２）。
【００５８】
これらＳ３１１又はＳ３１２にて算出された予測速度に基づき、物標は静止物であるか否かを判断し（Ｓ３１３）、静止物であれば、そのまま本処理を終了する。
一方、物標が静止物でなければ、Ｓ３１１又はＳ３１２にて算出された予測位置は、Ｓ２９０にて算出された道路端に沿って設けられた所定幅（本実施形態では普通自動車の平均幅の半分。）を有する禁止区域内に存在するか否かを判断し（Ｓ３１４）、禁止区域外にあれば、そのまま本処理を終了する。
【００５９】
また、Ｓ３１２にて算出された位置が禁止区域内にあれば、その横位置を禁止区域の境界上に変更し（Ｓ３１５）、その変更した位置と、Ｓ３１１又はＳ３１２にて求めた予測位置の位置差が、許容位置差Ｃ１（本実施形態では２ｍ）以上であるか否かを判断する（Ｓ３１６）。
【００６０】
その位置差が許容位置差Ｃ１未満であれば、そのまま本処理を終了し、許容位置差Ｃ１以上であれば、その位置差が許容位置差Ｃ１になるように縦位置を変更して（Ｓ３１７）、本処理を終了する。なお、縦位置を変更する代わりに、禁止区域の境界に沿って位置を変更してもよい。
【００６１】
図７に戻り、この外挿値計算にて算出された外挿値（位置（縦位置，横位置），速度，加速度）を持つ外挿ペアが実際に検出されたものとして、これを認識物標登録し（Ｓ３０６）、その登録された物標に、前サイクル物標の外挿カウンタのカウント値ＩＣＮＴｉを引き継がせると共に、そのカウント値から１を減算することで外挿カウンタを更新する（Ｓ３０７）。
【００６２】
そして、全ての前サイクル物標について上述の処理（Ｓ３０１〜Ｓ３０７）を実行したか否かを判断し（Ｓ３０８）、未処理の前サイクル物標があれば、Ｓ３０１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。
【００６３】
つまり、本処理では、前サイクル物標の中で今サイクル物標との履歴接続がないもののうち、外挿上限サイクル数ＩＣＮＴＴＳＤで決まる外挿期間以内のものについては、ピークペア（ひいては物標）の外挿を許可することにより、物標の登録を継続し、一方、外挿期間を経過しても履歴接続のある今サイクル物標が検知されないものについては外挿を行わないことにより、その物標の登録を削除するようにされている。
【００６４】
ここで、図９は、斜線変更中の先行車をロストした場合を例にして、外挿物標の横位置及び縦位置が補正される様子を示す説明図である。
図示されているように、前サイクルまで検出されていた物標をロストした場合、その前サイクル物標の位置（図中●で示す。）と、前サイクル物標の速度や加速度（図中矢印で示す。）とに基づいて、予測位置（図中▲で示す。）を求める（Ｓ３１１）。ここでは、その予測位置が禁止区域内にあるため（Ｓ３１４：ＹＥＳ）、横位置が禁止区域の境界上の位置（図中△で示す。）に変更され（Ｓ３１５）、更に、その変更位置と予測位置との位置差がＣ１以上であるため（Ｓ３１６：ＹＥＳ）、縦位置がその位置差Ｃ１とする位置（図中○で示す）に変更され（３１７）、その変更された位置が、外挿物標の位置として使用される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態のレーダセンサ１では、先行車等の移動物標の外挿を行う必要がある場合、停止物から推定された道路端の近傍に設定された禁止区域内、即ち走行中の先行車が存在し得ない位置に、外挿物標が存在するものとして予測された時には、その横位置や縦位置が、物標が存在し得る領域であって予測距離が大きく変化することのない位置となるように補正される。
【００６６】
従って、本実施形態のレーダセンサ１によれば、本来ならばあり得ない位置に物標が外挿されてしまうことがなく、外挿の位置精度及び信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態のレーダセンサ１では、外挿が連続した場合に、予測値の算出に用いるパラメータである加速度や速度の影響が抑制されるようにされているため、外挿中の物標に対応する実際の移動物体の挙動が変化した場合に、道路から大きく外れる予測値が算出されてしまう可能性を抑えることができる。
【００６７】
このように、本実施形態のレーダセンサ１では、一時的にロストした先行車等の位置を、高い信頼度で求めることができるため、その情報に基づいて、車間制御や車間警報を良好に実施することができる。
なお、本実施形態において、Ｓ１０〜Ｓ２６が物標認識手段、Ｓ３０が物標外挿手段、Ｓ２８が道路形状推定手段、Ｓ３１３〜Ｓ３１７が第１補正手段、Ｓ３１０〜Ｓ３１２が第２補正手段に相当し、特に第１補正手段に相当するＳ３１３〜Ｓ３１７のうち、Ｓ１３１〜Ｓ３１５が横位置補正手段、Ｓ３１６〜Ｓ３１７が縦位置補正手段に相当する。
【００６８】
以上、本発明の一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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、道路形状情報として、レーダセンサ１により認識される物標の中から停止物（路側物など）を抽出し、その停止物から推定される道路端の位置を用いているが、例えば、車間制御ＥＣＵ３０から、車両の推定軌跡の曲率半径を表す推定Ｒ値を入力し、その推定Ｒ値から道路形状を推定するように構成してもよい。また、車両がＧＰＳ等、車両の現在位置を測定する装置を備えている場合には、その装置から得られる位置情報と、その位置情報が示す位置に対応した地図データとから道路形状を推定するように構成してもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、外挿が連続した場合に、位置や速度を算出するためのパラメータである加速度を０．５倍にして使用するようにされているが、倍数は０より大きく１より小さく設定されていればよい。また、加速度だけでなく速度にも、或いは加速度の代わりに速度に、０より大きく１より小さい倍数を乗じるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーダセンサの構成、及びレーダセンサを用いて構成した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】メイン処理で実行する履歴追尾の内容を示すフローチャートである。
【図４】メイン処理で実行する道路形状計算の内容を示すフローチャートである。
【図５】道路形状計算で実行する停止物抽出の内容を示すフローチャートである。
【図６】道路形状計算で実行する道路端算出の内容を示すフローチャートである。
【図７】メイン処理で実行する物標外挿の内容を示すフローチャートである。
【図８】物標外挿で実行する外挿値計算の内容を示すフローチャートである。
【図９】斜線変更中の先行車をロストした場合を例にして、外挿物標の横位置及び縦位置が補正される様子を示す説明図である。
【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 (10)

1. 予め設定された測定サイクル毎に、レーダ波を送受信することで得られる情報に基づいて前記レーダ波を反射した物標を認識する物標認識手段と、
   前回の測定サイクルで認識された物標である前サイクル物標が、今回の測定サイクルで前記物標認識手段にて認識された物標である今サイクル物標のいずれとも履歴接続がない場合、前記前サイクル物標から予測される物標を、実際に認識されたものとして外挿する外挿手段と、
   走行中の道路形状を推定する道路形状推定手段と、
   該道路形状推定手段にて推定された道路形状に応じて前記外挿手段が外挿する物標の位置を補正する第１補正手段と、
   を備えることを特徴とする車載レーダ装置。
2. 前記道路形状推定手段は、前記物標認識手段が認識する物標の中から抽出した停止物に基づいて、道路形状を推定することを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
3. 前記道路形状推定手段は、外部より入力される車両の推定走行軌跡の曲率半径を示す推定Ｒ値に基づいて、道路形状を推定することを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
4. 前記道路形状推定手段は、外部より入力される当該装置を搭載した車両の位置と、該位置に対応した地図データとに基づいて、道路形状を推定することを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
5. 前記第１補正手段は、
   前記外挿手段による外挿物標が、移動体であり且つ前記道路形状推定手段にて推定された道路端に沿って設定される禁止区域内にある場合、前記外挿物標の横位置を、前記禁止区域の境界となる位置に変更する横位置変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車載レーダ装置。
6. 前記第１補正手段は、
   前記外挿手段にて設定された位置と前記横位置変更手段により変更された位置との位置差が、予め設定された許容値より大きい場合、前記位置差が前記許容値以下となるように、前記外挿物標の縦位置を変更する縦位置変更手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の車載レーダ装置。
7. 前記外挿手段による物標の外挿が連続した場合に、前記外挿手段が外挿する物標の位置の予測に使用するパラメータの値を、該パラメータの影響が抑制されるように補正する第２補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車載レーダ装置。
8. 予め設定された測定サイクル毎に、レーダ波を送受信することで得られる情報に基づいて前記レーダ波を反射した物標を認識する物標認識手段と、
   前回の測定サイクルで認識された物標である前サイクル物標が、今回の測定サイクルで前記物標認識手段にて認識された物標である今サイクル物標のいずれとも履歴接続がない場合、前記前サイクル物標から予測される物標を、実際に認識されたものとして外挿する外挿手段と、
   前記外挿手段による物標の外挿が連続した場合に、前記外挿手段が外挿する物標の位置の予測に使用するパラメータの値を、該パラメータの影響が抑制されるように補正する第２補正手段を備えることを特徴とする車載レーダ装置。
9. 前記第２補正手段が補正するパラメータには、少なくとも加速度が含まれていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の車載レーダ装置。
10. コンピュータを、請求項１〜９のいずれかに記載の車載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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