JP2005077302A

JP2005077302A - 物体検出装置

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Publication number: JP2005077302A
Application number: JP2003309751A
Authority: JP
Inventors: Kimihisa Yoneda; 公久米田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: US20050046606A1; CN1591040A; JP4293865B2; US6992613B2; CN1324326C

Abstract

【課題】装置の構造を複雑にしたり、部品コストを上げることなく、検出物体の個数や大きさを判別することのできる物体検出装置を提供すること。
【解決手段】電波を送信し、反射波を受信する複数の送受信手段１２Ａ、１２Ｂを備えた物体検出装置１１において、これら送受信手段１２Ａ、１２Ｂが、自己が送信した電波の反射波と、他の送受信手段から送信された電波の反射波とを受信するものであり、各反射波毎の経路別受信距離をそれぞれ演算する経路別受信距離演算手段１３ｂと、経路別受信距離演算手段１３ｂにより演算された各受信距離の関係に基づいて、検出物体の個数及び／又は大きさを判別する物体判別手段１３ｃとを装備する。
【選択図】図１

Description

本発明は物体検出装置に関し、より詳細には検出物体の個数や大きさを判別することのできる物体検出装置に関する。

近年、自動車にレーダ技術を適用したシステムの開発が盛んに行われている。例えば、レーダを用いて自車両と先行車両との車間距離等を測定し、それらの測定値に基づいて、自車両と先行車両との車間距離を保持したりする運転支援システムや、レーダにより歩行者などの存在を事前に検出して衝突などを事前に防止する予防安全システムなどが知られている。

図８は、従来のレーダによる物体検出動作を説明するための図であり、（ａ）は、車両前方に小さな物体が複数存在している場合、（ｂ）は、車両前方に大きな物体が存在している場合の電波の受信状況を説明するための図である。

図中１は、車両Ｍの前面部分に設置され、車両Ｍの前方に存在する物体との距離などを測定するレーダを示している。レーダ１は、車両Ｍの前方に向けて配設されたアンテナ（図示せず）から電磁パルスを送信するとともに、該電磁パルスの反射パルスをアンテナを介して受信し、前記電磁パルスが送信されてから前記反射パルスが受信されるまでの時間（いわゆる、遅延時間）を検出する送受信手段２と、送受信手段２で検出された前記遅延時間に基づいて、物体までの距離等を演算する処理部３とを含んで構成されている。レーダ１では、前記遅延時間に基づいて、車両Ｍに最も近い位置に存在する物体までの距離（すなわち最短距離）が求められるようになっている。

しかしながら、図８（ａ）に示したように車両Ｍの前方に小さな物体（Ａ、Ｂ）が複数存在している場合、レーダ１では、車両Ｍに最も近い物体Ａとの距離のみが検出されるようになっているため、物体Ａのさらに前方近傍に別の物体Ｂが存在していたとしても、物体Ｂの存在を検出することはできなかった。また、物体Ａの大きさを判別することもできなかった。

また、図８（ｂ）に示したように車両Ｍの前方に大きな物体Ｃが存在している場合、レーダ１では、物体Ｃとの最短距離が検出されるものの、物体Ｃの大きさを判別することはできなかった。

図９（ａ）、（ｂ）は、従来の複式レーダによる物体検出動作を説明するための図であり、図９（ａ）は、車両前方に小さな物体が複数存在している場合、（ｂ）は、車両前方に大きな物体が存在している場合の電波の受信状況を説明するための図である。

レーダ１Ａは、自己が送信した電磁パルスの反射パルスを各々受信し、該反射パルスが受信されるまでの時間（遅延時間）をそれぞれ検出する送受信手段２Ａ、２Ｂと、車両Ｍの前面部分に設けられた送受信手段２Ａ、２Ｂでそれぞれ検出された各遅延時間に基づいて、物体までの距離等を演算する処理部３Ａとを含んで構成されている。レーダ１Ａでは、送受信手段２Ａ、２Ｂにおいてそれぞれ検出される遅延時間（自己が送信した電磁パルスの反射パルスが受信されるまでの時間）に基づいて、送受信手段２Ａ、２Ｂから車両Ｍに最も近い位置に存在する物体までの距離がそれぞれ求められるとともに、検出物体が存在する方位が求められるようになっている（ただし、送受信手段２Ａ、２Ｂで同じ物体が検出されている場合）。

図９（ａ）に示したように車両Ｍの前方に小さな物体Ａ、Ｂが存在している場合、レーダ１Ａでは、送受信手段２Ａで物体Ａが検出され、送受信手段２Ｂで物体Ｂが検出され、送受信手段２Ａから物体Ａまでの最短距離と、送受信手段２Ｂから物体Ｂまでの最短距離とがそれぞれ検出される。しかしながら、レーダ１Ａでは、送受信手段２Ａから物体Ａまでの距離を半径とした円弧Ａ１と、送受信手段２Ｂから物体Ｂまでの距離を半径とした円弧Ｂ１との交点の位置に物体が１つだけ存在しているものとして誤検出される。

また図９（ｂ）に示したように車両Ｍの前方に大きな物体Ｃが存在している場合、レーダ１Ａでは、送受信手段２Ａから物体Ｃまでの最短距離と、送受信手段２Ｂから物体Ｃまでの最短距離とがそれぞれ検出されるようになっており、送受信手段２Ａから物体Ｃまでの最短距離を半径とした円弧Ｃ１と、送受信手段２Ｂから物体Ｃまでの最短距離を半径とした円弧Ｃ２との交点の位置に物体が１つ存在するものとして検出してしまい、実際よりも近い位置に物体Ｃが存在するものとして誤検出してしまう。また、物体Ｃの大きさも判別することができなかった。

このように送受信手段から送信される電波の向きが固定されている場合、送受信手段が１式、２式の場合においても、検出物体の個数や大きさまで判別することができないという課題があった。

一方、下記の特許文献１には、電波を左右方向に掃引しながら送信し、掃引角度毎に反射波を受信し、車両に対する物体の角度及び距離データを検出すれば、該角度及び距離データから検出物体の大きさを求めることができることが開示されている。このように電波を掃引しながら送信すれば、物体が存在する方位、その大きさや個数などを検出することができるが、このような装置では、電波を掃引するための装置が別途必要であり、しかも指向性を高めるためにアンテナサイズが大きくなるとともに、装置の構造が複雑になり、部品コストも高くつくという課題があった。
特開平６−１４８３２９号公報

課題を解決するための手段及びその効果

本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、装置の構造を複雑にしたり、部品コストを上げることなく、検出物体の個数や大きさを判別することのできる物体検出装置を提供することを目的としている。

上記説明した従来のレーダ１Ａの各送受信手段２Ａ、２Ｂにおいては、自己が送信した電波の反射波のみが受信され、これらの反射波の遅延時間に基づいて、車両Ｍの前方に存在する物体と各送受信手段２Ａ、２Ｂとの距離が求められるようになっていた。本発明者は、従来のレーダ１Ａでは、一方の送受信手段から電波が送信された場合、他方の送受信手段の受信機能が何ら利用されていなかった点に着目し、複数の送受信手段が搭載されている場合に、自己が送信した電波の反射波と、他の送信手段から送信された電波の反射波とを受信して、各反射波毎の経路別受信距離をそれぞれ求め、各受信距離の関係を解析することにより、検出物体の個数や大きさを判別することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る物体検出装置（１）は、電波を送信し、反射波を受信する複数の送受信手段を備えた物体検出装置において、これら送受信手段が、自己が送信した電波の反射波と、他の送受信手段から送信された電波の反射波とを受信するものであり、各反射波毎の経路別受信距離をそれぞれ演算する経路別受信距離演算手段と、該経路別受信距離演算手段により演算された各受信距離の関係に基づいて、検出物体の個数及び／又は大きさを判別する物体判別手段とを備えていることを特徴としている。

上記物体検出装置（１）によれば、自己が送信した電波の反射波と、他の送受信手段から送信された電波の反射波とが各送受信手段で受信され、各反射波毎の経路別受信距離がそれぞれ演算され、演算された各受信距離の関係に基づいて、前記検出物体の個数及び／又は大きさが判別され得る。したがって、判別された前記検出物体の個数及び／又は大きさに基づいて、前記検出物体との衝突を未然に避けるための制御や、衝突時の乗員などを保護するための制御などをきめ細かく行うことができ、検出物体の個数や大きさに応じた的確な制御を行うことが可能となり、しかも、電波を掃引するための機構等が必要ないので、装置の構造も複雑化することはなく、部品コストを低く抑えることができる。

また本発明に係る物体検出装置（２）は、上記物体検出装置（１）において、前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できる関係となる場合に、前記検出物体が単数かつ小さなものであると判別するものであることを特徴としている。

上記物体検出装置（２）によれば、前記各円弧と、前記各楕円曲線との交点が、略１点に近似できる関係となる場合に前記検出物体が単数かつ小さなものであると判別されるので、小さな物体が１つ存在する場合を正確に判別することができる。

また本発明に係る物体検出装置（３）は、上記物体検出装置（１）又は（２）において、前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重ならない関係となる場合に、前記検出物体が複数かつ小さなものであると判別するものであることを特徴としている。

上記物体検出装置（３）によれば、前記各円弧と、前記各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係（すなわち、交点が離れた位置に複数形成される関係）となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重ならない関係となる場合に、前記検出物体が複数かつ小さなものであると判別されるので、小さな物体が複数存在する場合を略正確に判別することができる。

また本発明に係る物体検出装置（４）は、上記物体検出装置（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重なる関係となる場合に、前記検出物体が単数かつ大きなものであると判別するものであることを特徴としている。

上記物体検出装置（４）によれば、前記各円弧と、前記各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係（すなわち、交点が離れた位置に複数形成される関係）となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重なる関係となる場合に、前記検出物体が単数かつ大きなものであると判別されるので、大きな物体が１つ存在する場合を略正確に判別することができる。

また本発明に係る物体検出装置（５）は、上記物体検出装置（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記各反射波の受信強度の経時変化の特性に基づいて前記検出物体の種類を判別する種類判別手段を備えていることを特徴としている。
上記物体検出装置（５）によれば、前記種類判別手段により前記検出物体の種類を判別することが可能となり、前記検出物体の種類を考慮した制御を行うことが可能となる。

また本発明に係る物体検出装置（６）は、上記物体検出装置（５）において、前記種類判別手段が、前記物体判別手段により前記検出物体が小さなものであると判別された場合に前記検出物体の種類を判別するものであることを特徴としている。

前記検出物体が小さなものであると判別された場合には、人間などを含む場合もあり、検出物体の種類に応じて適切な制御を行う必要性が、前記検出物体が大きなものであると判別された場合と比べて高くなる。したがって、上記物体検出装置（６）によれば、前記検出物体が小さなものであると判別された場合に前記検出物体の種類が判別されるので、種類判別の必要性が高いときに、該種類判別を的確に行うことができ、判別処理を効率よく行うことができる。

また本発明に係る物体検出装置（７）は、上記物体検出装置（６）において、前記種類判別手段が、前記反射波の受信強度の経時変化が不安定な変化をしている場合に、前記検出物体に人間が含まれていると判別するものであることを特徴としている。

上記物体検出装置（７）によれば、人間からの反射波の受信強度の経時変化は、レイリー分布、又はライス分布のようなある規則性（フェージングを起こしている）を有した不安定な変化を示すのに対し、車両などの障害物からの反射波の受信強度の経時変化は、安定した変化を示すことを利用して、人間かそれ以外の物体かをかなりの確率で判別することができ、前記検出物体が人間であると判別された場合に、該人間を保護するための制御などを的確に行うことが可能となる。

また本発明に係る物体検出装置（８）は、上記物体検出装置（１）において、各送受信手段における自己が送信した電波の反射波の受信距離がそれぞれ演算されており、かつ他の送受信手段から送信された電波の反射波の受信距離がいずれも演算されていない場合に、前記物体判別手段が、前記検出物体が複数であり、かつこれらの検出物体がいずれかの送受信手段でのみ検出される領域にそれぞれ存在していると判別するものであることを特徴としている。

上記物体検出装置（８）によれば、前記検出物体が複数であり、かつこれらの検知物体がいずれかの送受信手段でのみ検出される領域にそれぞれ存在している場合、換言すると、各送受信手段の電波の送受信領域が互いに重ならない領域に存在している場合（例えば、車両の前方に物体が複数存在するが、車両がそのまま直進しても衝突する危険性が低い側方位置に物体がそれぞれ存在している場合など）を的確に判別することが可能となり、検出物体との衝突を避けるための方向などを判断することができる。

以下、本発明に係る物体検出装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態に係る物体検出装置の要部を概略的に示したブロック図である。
図中１１は車両の前面部分に搭載され、車両の前方に存在する物体を検出するための物体検出装置を示しており、物体検出装置１１は、送受信手段１２Ａ、１２Ｂと、処理部１３とを含んで構成されている。

送受信手段１２Ａ、１２Ｂは、所定のタイミングで電磁パルスを発生してアンテナ（図示せず）から交互に送信するとともに、自己が送信した電磁波の反射パルスと、他方の送受信手段から送信された電磁波の反射パルスとをアンテナを介してそれぞれ受信して、各反射パルスの受信強度がそれぞれ検出できるように構成されている。また、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂでは、電磁パルスが送信されるタイミングがそれぞれ把握できるようになっており、電磁パルスが送信され、反射パルスが受信されるまでの時間（いわゆる、遅延時間）がそれぞれ検出できるようになっている。

処理部１３は、送受信手段１２Ａ、１２Ｂとそれぞれ接続されており、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂで検出された反射パルスの受信強度のデータをそれぞれ取得することができ、また、送受信手段１２Ａ、１２Ｂから自己が送信した電磁パルスの反射パルスの遅延時間のデータと、他方の送受信手段から送信された電磁パルスの反射パルスの遅延時間のデータとをそれぞれ取得することができるようになっており、処理部１３は、物体検出手段１３ａと、経路別受信距離演算手段１３ｂと、物体判別手段１３ｃと、種類判別手段１３ｄとを含んで構成されている。

物体検出手段１３ａは、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂから取得した各反射パルスの受信強度のデータに基づいて、取得した受信強度が所定レベル以上であるか否かの判断により物体を検出するようになっている。

経路別受信距離演算手段１３ｂは、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂからそれぞれ取得した遅延時間のデータに基づいて、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂにおいて自己が送信した電磁パルスの反射パルスの受信距離と、他方の送受信手段から送信された電磁パルスの反射パルスの受信距離とをそれぞれ求めるようになっている。

物体判別手段１３ｃは、経路別受信距離演算手段１３ｂにより演算された各受信距離の関係に基づいて、検出物体の個数及び／又は大きさを判別するようになっている。また、種類判別手段１３ｄは、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂから取得した各反射パルスの受信特性（すなわち、各反射パルスの受信強度の経時変化の特性）を解析し、受信した反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化をしているか否かを判断することにより、検出物体に人間が含まれているか否かを判別するようになっている。すなわち、人間からの反射波の受信強度の経時変化は、レイリー分布又はライス分布のようなある規則性（フェージングを起こしている）を有した不安定な変化を示すことを利用して検出物体に人間が含まれているか否かの判別を行うようになっている。

図２は、実施の形態に係る物体検出装置１１の送受信手段１２Ａ、１２Ｂで行われる電磁パルスの送信動作を説明するためのタイミングチャートである。
まず、時刻ｔ１〜ｔ２の間に送受信手段１２Ａから電磁パルスＰ１が送信される。そして時刻ｔ２〜ｔ３の間に送受信手段１２Ａでは、電磁パルスＰ１に対する反射パルスが受信されるようになっており、また、送受信手段１２Ｂにおいても電磁パルスＰ１に対する反射パルスが受信されるようになっている。

そして、時刻ｔ３〜ｔ４の間に他方の送受信手段１２Ｂから電磁パルスＰ２が送信される。そして時刻ｔ４〜ｔ５の間に送受信手段１２Ｂでは、電磁パルスＰ２に対する反射パルスが受信されるようになっており、また、送受信手段１２Ａにおいても電磁パルスＰ２に対する反射パルスが受信されるようになっており、以下同様のタイミングで電磁パルスが交互に送信されるようになっている。

なお、送受信手段１２Ａ、１２Ｂにおける電磁パルスの受信時間（ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５、…）は、電磁パルスが物体検出範囲として予め設定された最大距離を往復するのに要する時間を考慮して適切な値に設定されるようになっている。

次に、実施の形態に係る物体検出装置１１における検出物体の判別処理動作について説明する。図３は、車両Ｍの前方に小さな物体Ａが存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。なお、図３では、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂの電波の送受信領域をそれぞれ斜線で示しており、斜線の交差領域は、互いに物体を検出できる領域である。また、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂの電波の送受信領域は、どの程度まで離れた物体を検出するのか、あるいは物体検出後の制御内容などに応じて適宜設定されるようになっている。

まず、送受信手段１２Ａから電磁パルスが送信されると、該電磁パルスは、物体Ａに当たって反射される。送受信手段１２Ａでは、太実線で示した経路で帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ｂでは、１点破線で示した経路で送受信手段１２Ｂの方向に反射された電磁波を反射パルスとして受信する。

所定の受信時間の経過後、他方の送受信手段１２Ｂから電磁パルスが送信されると、該電磁パルスは、物体Ａに当たって反射される。送受信手段１２Ｂでは、実線で示した経路で帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ａでは、破線で示した経路で送受信手段１２Ａの方向に反射された電磁波を反射パルスとして受信する。

処理部１３は、各反射波毎の経路別受信距離（図３において各線で示した受信距離）をそれぞれ演算し、各受信距離に基づいて、送受信手段１２Ａを中心とし物体Ａまでの距離を半径とした円弧２１と、送受信手段１２Ｂを中心とし物体Ａまでの距離を半径とした円弧２２と、２つの送受信手段１２Ａ、１２Ｂを中心とし物体Ａを通過する楕円曲線２３（すなわち、送受信手段１２Ａ、１２Ｂからの距離の和（１点破線、破線で示した受信距離）が一定となる点の軌跡）の交点を求めるようになっている。

そして、処理部１３では、図３に示したように円弧２１、２２と楕円曲線２３との交点が略１点に近似できる関係となる場合に、物体Ａが単数かつ小さなものであると判別されるようになっており、さらに、各反射パルスの受信強度の経時変化の解析を行い、受信した反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化を示しているか否かを判断することにより、検出物体に人間が含まれているか否かが判別されるようになっている。

図４は、車両Ｍの前方に大きい物体Ｃが存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。
送受信手段１２Ａから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ａでは、太実線で示した経路（最短経路）で物体Ｃに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ｂでは、送受信手段１２Ａから１点破線で示した経路（最短経路）で物体Ｃに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する。

一方、送受信手段１２Ｂから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ｂでは、実線で示した経路で物体Ｃに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ａでは、送受信手段１２Ｂから破線で示した経路で物体Ｃに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する。

処理部１３は、各反射波毎の経路別受信距離（図４において各線で示した受信距離）をそれぞれ演算し、各受信距離に基づいて、送受信手段１２Ａを中心とし物体Ｃまでの距離を半径とした円弧２１ａと、送受信手段１２Ｂを中心とし物体Ｃまでの距離を半径とした円弧２２ａと、２つの送受信手段１２Ａ、１２Ｂを中心とし物体Ｃを通過する楕円曲線２３（すなわち送受信手段１２Ａ、１２Ｂからの距離の和（１点破線、破線で示した受信距離）が一定となる点の軌跡）の交点を求めるようになっている。

そして、処理部１３では、図４に示したように円弧２１ａ、２２ａと楕円曲線２３ａとの交点が略１点に近似できない関係となり（この場合、交点が３つ形成されている）、かつ楕円曲線２３が１つに重なる関係となる場合に、検出物体Ｃが単数かつ大きなものであると判別されるようになっている。

図５は、車両Ｍの前方に小さな物体Ａ、Ｂが存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。なお、物体Ａ、Ｂは、送受信手段１２Ａ、１２Ｂ双方で物体検出が可能な領域（斜線の交差領域）に存在しているものとして説明する。

送受信手段１２Ａから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ａでは、送受信手段１２Ａから最も近い位置に存在する物体Ｂに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する（太実線で示した経路）一方、送受信手段１２Ｂでは、一点破線で示した送受信手段１２Ａと物体Ａと送受信手段１２Ｂとを結ぶ経路、及び送受信手段１２Ａと物体Ｂと送受信手段１２とを結ぶ経路で帰ってきた各電磁波を反射パルスとして受信する。

一方、送受信手段１２Ｂから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ｂでは、送受信手段１２Ｂから最も近い位置に存在する物体Ａに当たって帰ってきた電磁波を反射パルスとして受信する（実線で示した経路）一方、送受信手段１２Ａでは、破線で示した送受信手段１２Ｂと物体Ａと送受信手段１２Ａとを結ぶ経路、及び送受信手段１２Ｂと物体Ｂと送受信手段１２Ａとを結ぶ経路で帰ってきた各電磁波を反射パルスとして受信する。

処理部１３は、各反射波毎の経路別受信距離（図５において各線で示した受信距離）をそれぞれ演算し、各受信距離に基づいて、送受信手段１２Ａを中心にして物体Ｂまでの距離を半径とした円弧２１ｂと、送受信手段１２Ｂを中心にして物体Ａまでの距離を半径とした円弧２２ｂと、２つの送受信手段１２Ａ、１２Ｂを中心とし物体Ａを通過する楕円曲線２３ｂ₁と、２つの送受信手段１２Ａ、１２Ｂを中心とし物体Ｂを通過する楕円曲線２３ｂ₂との交点を求めるようになっている。

処理部１３では、図５に示したように円弧２１ｂ、２２ｂと楕円曲線２３ｂ₁、２３ｂ₂との交点が略１点に近似できない関係となり、かつ楕円曲線２３ｂ₁、２３ｂ₂が１つに重ならない関係となる場合に、検出物体Ａ、Ｂが複数かつ小さなものであると判別されるようになっており、さらに、各反射パルスの受信強度の経時的な変化状況の解析を行い、受信した反射パルスの受信強度が不安定な経時変化を示しているか否かを判断することにより、検出物体に人間が含まれているか否かが判別されるようになっている。

図６は、車両Ｍの前方に小さな物体Ａ、Ｂが存在する場合における別の物体判別方法を説明するための図である。なお、物体Ａ、Ｂは、送受信手段１２Ａ、１２Ｂいずれかでのみ検出される領域（斜線の領域）にそれぞれ存在しているものとして説明する。

送受信手段１２Ａから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ａでは、送受信手段１２Ａの電波の送受信領域内で最も近い位置に存在する物体Ｂに当たって帰ってきた（太実線で示した経路で伝わった）電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ｂでは、物体Ｂが、送受信手段１２Ｂの電波の送受信領域に存在していないため、物体Ｂからの反射パルスを受信することができないようになっている。

また、送受信手段１２Ｂから電磁パルスが送信されると、送受信手段１２Ｂでは、送受信手段１２Ｂの電波の送受信領域内で最も近い位置に存在する物体Ａに当たって帰ってきた（実線で示した経路で伝わった）電磁波を反射パルスとして受信する一方、送受信手段１２Ａでは、物体Ａが、送受信手段１２Ａの電波の送受信領域に存在していないため、物体Ａからの反射波を受信することができないようになっている。

処理部１３では、各反射波毎の経路別受信距離（図６において各線で示した受信距離）をそれぞれ演算し、自己が送信した電磁波の反射パルスの受信距離（太実線、実線）がいずれも演算されており、かつ他の送受信手段から送信された電磁波の反射パルスの受信距離がいずれも演算されていないと判断すると、検出物体が複数であり、かつこれらの検出物体がいずれかの送受信手段１２Ａ、１２Ｂでのみ検出される領域（例えば、車両の前方両側に設定されている領域）に存在していると判別されるようになっている。

次に実施の形態に係る物体検出装置１１における処理部１３の行う処理動作を図７Ａ〜７Ｃに示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１では、送受信手段１２Ａから電磁パルスを送信させる処理を行い、その後ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、送受信手段１２Ａで受信レベルが所定値以上の反射パルス（すなわち、物体からの反射パルス）が受信されたか否かを判断し、物体からの反射パルスが受信されたと判断すればステップＳ３に進む。ステップＳ３では、送受信手段１２Ａで検出された遅延時間に基づいて、自己（送受信手段１２Ａ）が送信した電波の反射パルスに基づく経路別受信距離Ｌ１を求める処理を行い、その後ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、経路別受信距離Ｌ１が算出されたことを示すフラグｆ₁を１にして、ステップＳ６に進む。

一方、ステップＳ２において、物体からの反射パルスが受信されていないと判断すればステップＳ５に進む。ステップＳ５では、フラグｆ₁を０（すなわち、経路別受信距離Ｌ１が算出されていないことを示す）にしてステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、送受信手段１２Ｂで受信レベルが所定値以上の反射パルス（すなわち、物体からの反射パルス）が受信されたか否かを判断し、物体からの反射パルスが受信されたと判断すればステップＳ７に進む。ステップＳ７では、送受信手段１２Ｂで検出された遅延時間に基づいて、送受信手段１２Ａから送信された電波の反射パルスの経路別受信距離Ｌ２を求める処理を行い、その後ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、経路別受信距離Ｌ２が算出されたことを示すフラグｆ₂を１にして、ステップＳ１０に進む。

一方、ステップＳ６において、物体からの反射パルスが受信されていないと判断すればステップＳ９に進む。ステップＳ９では、フラグｆ₂を０（すなわち、経路別受信距離Ｌ２が算出されていないことを示す）にしてステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、所定の電波受信時間の経過後に他方の送受信手段１２Ｂから電磁パルスを送信させる処理を行い、その後ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、送受信手段１２Ｂで受信レベルが所定値以上の反射パルス（すなわち、物体からの反射パルス）が受信されたか否かを判断し、物体からの反射パルスが受信されたと判断すればステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、送受信手段１２Ｂで検出された遅延時間に基づいて、自己（送受信手段１２Ｂ）が送信した電波の反射パルスに基づく経路別受信距離Ｌ３を求める処理を行い、その後ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、経路別受信距離Ｌ３が算出されたことを示すフラグｆ₃を１にしてステップＳ１５に進む。

一方、ステップＳ１１において、物体からの反射パルスが受信されていないと判断すればステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、フラグｆ₃を０（すなわち、経路別受信距離Ｌ３が算出されていないことを示す）にしてステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、送受信手段１２Ａで受信レベルが所定値以上の反射パルス（すなわち、物体からの反射パルス）が受信されたか否かを判断し、物体からの反射パルスが受信されたと判断すればステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、送受信手段１２Ａで検出された遅延時間に基づいて、送受信手段１２Ｂから送信された電波の反射パルスの経路別受信距離Ｌ４を求める処理を行い、その後ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、経路別受信距離Ｌ４が算出されたことを示すフラグｆ₄を１にして、ステップＳ１９に進む。

一方、ステップＳ１５において、物体からの反射パルスが受信されていないと判断すればステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、フラグｆ₄を０（すなわち、経路別受信距離Ｌ４が算出されていないことを示す）にしてステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、フラグｆ₁〜ｆ₄がすべて１か否かを判断し、フラグｆ₁〜ｆ₄がすべて１（すなわち経路別受信距離Ｌ１〜Ｌ４がすべて算出されている）と判断すればステップＳ２０に進む。

図７Ｂに示したステップＳ２０では、各送受信手段１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ中心とし検出物体までの距離（すなわち、経路別受信距離Ｌ１、Ｌ３の半分の値）を半径とした各円弧と、２つの送受信手段１２Ａ、１２Ｂを中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線（すなわち、経路別受信距離Ｌ２、Ｌ４が一定となる点の軌跡）との交点を求める処理を行い、その後ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１では、各円弧と各楕円曲線との交点が略１点に近似できる関係か否か（すなわち、すべての交点が略１点に近似できる所定範囲内に形成されているか否か）を判断し、図３に示したように交点が略１点に近似できる関係となると判断すればステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、検出物体が単数かつ小さなものであると判別し、その後ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、受信した各反射パルスの受信強度の経時変化が、不安定な変化をしているか否か（すなわち、レイリー分布又はライス分布のような規則性を有し、不安定な受信状態であるか否か）を判断し、各反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化をしていると判断すればステップＳ２４に進み、ステップＳ２４では、検出物体が人間であると判別し、検出物体が単数かつ人間であることを示す判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。

一方、ステップＳ２３において、各反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化をしていない（すなわち安定な受信状態である）と判断すればステップＳ２５に進み、ステップＳ２５では、検出物体が人間以外のものであると判別し、検出物体が単数かつ人間ではない小さなものであることを示す判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。

また、一方ステップＳ２１において、各円弧と各楕円曲線との交点が略１点に近似できる関係にない（すなわち、略１点に近似できない関係である）と判断すればステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、各楕円曲線が１つに重なるか否かを判断し、図４に示したように各楕円曲線が１つに重なると判断すればステップＳ２７に進み、ステップＳ２７では、検出物体が単数かつ大きなものであると判別し、該判別信号を所定の制御信号へ送出して処理を終了する。

一方、ステップＳ２６において、図５に示したように各楕円曲線が１つに重ならないと判断すればステップＳ２８に進み、ステップＳ２８では、検出物体が複数かつ小さなものであると判別しステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、受信した各反射パルスの受信強度の経時変化が、不安定な変化をしているか否か（すなわち、各反射パルスが不安定な受信状態か否か）を判断し、各反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化をしていると判断すればステップＳ３０に進み、ステップＳ３０では、検出物体に人間が含まれていると判別し、検出物体が複数かつ小さなものであり、その中に人間が含まれていることを示す判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。

一方、ステップＳ２９において、各反射パルスの受信強度の経時変化が不安定な変化をしていない（すなわち、安定した受信状態である）と判断すればステップＳ３１に進み、ステップＳ３１では、検出物体に人間が含まれていないと判別し、検出物体が複数かつ小さなものであり、その中に人間が含まれていないことを示す判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。

また、一方ステップＳ１９において、フラグｆ₁〜ｆ₄がすべて１ではない（すなわち経路別受信距離Ｌ１〜Ｌ４のいずれか１つでも算出されていない）と判断すれば、ステップＳ３２に進む。図７Ｃに示したステップＳ３２では、フラグｆ₁及びｆ₃が１、かつフラグｆ₂及びｆ₄が０であるか否かを判断し、フラグｆ₁及びｆ₃が１、かつフラグｆ₂及びｆ₄が０であると判断すればステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、図６に示したように検出物体が複数であり、かつこれらの検出物体がいずれかの送受信手段１２Ａ、１２Ｂでのみ検出される領域にそれぞれ存在している（すなわち、車両Ｍと衝突しない領域に存在する）と判別し、該判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。

一方、ステップＳ３２において、フラグｆ₁及びｆ₃が１、かつフラグｆ₂及びｆ₄が０ではないと判断すればステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、フラグｆ₁又はｆ₃が０であるか否かを判断し、フラグｆ₁又はｆ₃が０であると判断すればステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、検出物体が単数であり、かついずれかの送受信手段１２Ａ、１２Ｂでのみ検出される領域に存在している（すなわち、車両Ｍと衝突しない領域に存在する）と判別し、該判別信号を所定の制御装置へ送出して処理を終了する。一方、ステップＳ３５において、フラグｆ₁又はｆ₃が０ではない（すなわちフラグｆ₁及びｆ₃が０である）と判断すれば、物体が検出されていないと判断して処理を終了する。

上記実施の形態に係る物体検出装置１１によれば、自己が送信した電波の反射波と、他の送受信手段から送信された電波の反射波とが各送受信手段１２Ａ、１２Ｂで受信され、各反射波毎の経路別受信距離がそれぞれ演算され、演算された各受信距離の関係に基づいて、検出物体の個数及び／又は大きさが判別され得る。したがって、判別された検出物体の個数及び／又は大きさに基づいて、検出物体との衝突を未然に避けるための制御や、衝突時の乗員などを保護するための制御などをきめ細かく行うことができ、検出物体の個数や大きさに応じた的確な制御を行うことが可能となり、しかも、電波を掃引するための機構等が必要ないので、装置の構造も複雑化することはなく、部品コストを低く抑えることができる。

また、検出物体が小さなものであると判別された場合は、検出物体の種類（人間など）に応じて適切な制御を行う必要性が高くなるが、物体検出装置１１では、種類判別手段１３ｄにより検出物体の種類、すなわち人間が含まれるか否かが判別されるので、種類判別の必要性が高いときに、該種類判別を的確に行い、物体の判別処理を効率よく行うことができ、検出物体が人間である場合には、該人間を保護するための制御など、きめ細かな制御を実行することができる。

また、検出物体が複数であり、かつこれら検出物体がいずれかの送受信手段１２Ａ、１２Ｂでのみ検出される領域にそれぞれ存在している場合（例えば、車両の前方に物体が存在するが、車両が直進しても衝突する危険性が低い両脇に物体が存在している場合など）を的確に判別することが可能となり、検出物体との衝突を避けるための方向などを判断することができる。

なお上記実施の形態では物体検出装置に送受信手段が２つ搭載された場合について説明したが、３つ以上搭載された場合でも同様な処理を行うことにより、検出物体の個数及び／又は大きさを判別することができる。

本発明に係る物体検出装置は、車両や歩行者などの障害物との衝突を未然に防ぐ予防安全システムや、障害物への衝突時に乗員を保護する乗員保護システムなどに適用することができ、検出物体の個数及び／又は大きさを的確に判別することにより、これらシステムの制御をよりきめ細かく実行させることができ、システムの動作精度を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る物体検出装置の要部を概略的に示したブロック図である。実施の形態に係る物体検出装置の送受信手段で行われる電磁パルスの送信動作を説明するためのタイミングチャートである。車両の前方に小さな物体が単数存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。車両の前方に大きい物体が単数存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。車両の前方に小さな物体が複数存在する場合における物体判別方法を説明するための図である。車両の前方に小さな物体が複数存在する場合における別の物体判別方法を説明するための図である。実施の形態に係る物体検出装置における処理部の行う物体判別処理動作を示したフロ−チャ−トである。実施の形態に係る物体検出装置における処理部の行う物体判別処理動作を示したフロ−チャ−トである。実施の形態に係る物体検出装置における処理部の行う物体判別処理動作を示したフロ−チャ−トである。従来のレーダによる物体検出方法を説明するための図であり、（ａ）は小さな物体が複数存在する場合、（ｂ）は大きな物体が存在する場合における説明図である。従来の別のレーダによる物体検出方法を説明するための図であり、（ａ）は小さな物体が複数存在する場合、（ｂ）は大きな物体が存在する場合における説明図である。

符号の説明

１１物体検出装置
１２Ａ、１２Ｂ送受信手段
１３処理部
１３ｂ経路別受信距離演算手段
１３ｃ物体判別手段
１３ｄ種類判別手段

Claims

電波を送信し、反射波を受信する複数の送受信手段を備えた物体検出装置において、
これら送受信手段が、自己が送信した電波の反射波と、他の送受信手段から送信された電波の反射波とを受信するものであり、
各反射波毎の経路別受信距離をそれぞれ演算する経路別受信距離演算手段と、
該経路別受信距離演算手段により演算された各受信距離の関係に基づいて、検出物体の個数及び／又は大きさを判別する物体判別手段とを備えていることを特徴とする物体検出装置。
前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できる関係となる場合に、前記検出物体が単数かつ小さなものであると判別するものであることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重ならない関係となる場合に、前記検出物体が複数かつ小さなものであると判別するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の物体検出装置。
前記物体判別手段が、各送受信手段を中心とし前記検出物体までの距離を半径とした各円弧と、２つの送受信手段を中心とし各検出物体を通過する各楕円曲線との交点が、略１点に近似できない関係となり、かつ前記各楕円曲線が１つに重なる関係となる場合に、前記検出物体が単数かつ大きなものであると判別するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の物体検出装置。
前記各反射波の受信強度の経時変化の特性に基づいて前記検出物体の種類を判別する種類判別手段を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の物体検出装置。
前記種類判別手段が、前記物体判別手段により前記検出物体が小さなものであると判別された場合に前記検出物体の種類を判別するものであることを特徴とする請求項５記載の物体検出装置。
前記種類判別手段が、前記各反射波の受信強度の経時変化が不安定な変化をしている場合に、前記検出物体に人間が含まれていると判別するものであることを特徴とする請求項６記載の物体検出装置。
各送受信手段における自己が送信した電波の反射波の受信距離がそれぞれ演算されており、かつ他の送受信手段から送信された電波の反射波の受信距離がいずれも演算されていない場合に、前記物体判別手段が、前記検出物体が複数であり、かつこれらの検出物体がいずれかの送受信手段でのみ検出される領域にそれぞれ存在していると判別するものであることを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。