JP2007155396A - 物体検出装置および物体検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周波数変調された信号を照射した物体からの反射信号をFFT処理手段32でFFT処理した受信IF信号について、自車両の速度に応じたドップラシフト量を基に周波数オフセット量算出手段33で得た周波数オフセット量を、周波数オフセット手段34で、周波数上昇部の周波数スペクトルには加算して上昇オフセット周波数スペクトルとし、周波数下降部の周波数スペクトルからは減算して下降オフセット周波数スペクトルとし、両者のオフセット周波数スペクトルの差の差分周波数スペクトルを波形積分手段38で波形積分した積分周波数スペクトルの波形を基に移動物体検出手段39で前記物体の中から移動物体を検出し、両者のオフセット周波数スペクトルを加えた加算周波数スペクトルの波形を基に静止物体検出手段36で静止物体を検出する。
【選択図】図1
Description
まず、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第1の実施形態について説明する。
(但し、Fは送信信号の周波数、Cは光速)
一方、周波数オフセット手段34は、送信周波数の上昇部分の受信IF信号を取得するとともに(ステップS4)、送信周波数の下降部分の受信IF信号を取得する(ステップS5)。しかる後、送信信号の周波数の上昇部分における受信IF信号の周波数スペクトルに対して、周波数オフセット量算出手段33により算出された周波数オフセット量を加えて、上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、送信信号の周波数の下降部分における受信IF信号の周波数スペクトルから、周波数オフセット量算出手段33により算出された周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める(ステップS6)。
(第2の実施形態)
次に、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の実施形態において説明した積分周波数スペクトルのピーク成分について、その絶対値を算出し、移動物体の存在を示す所定の積分しきい値をあらかじめ定めることによって、移動物体の検出をより確実にするとともに、静止物体を検出するための加算周波数スペクトルから、移動物体を示すピーク成分の周波数領域を除去することにより、静止物体の検出についても、より確実に行うことを特徴としている。
(第3の実施形態)
次に、本発明による物体検出装置および物体検出方法の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、自車両の走行速度と操舵角等の挙動情報から自車両の移動ベクトルを求めて、送信信号の送出方位に対してベクトル分解して得られる速度成分からドップラシフト量および周波数オフセット量をより正確に算出する点を特徴としている。
V・cos(θ−φ)
である。而して、該速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量Δfは、次の式(2)によって算出される。
(但し、Fは送信信号の周波数、Cは光速)
この結果、自車両の挙動情報を加味することにより、より正確な速度ベクトル成分を用いて、周波数オフセット量Δfを算出することができ、移動物体や静止物体を、より正確に検出することができる。
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、前述の各実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含む趣旨であることは言うまでもない。
Claims (18)
- 移動体に搭載され、周波数変調された送信信号を送信する信号送信手段と、前記移動体に搭載され、送信した前記送信信号が物体に反射して生じた反射信号を受信信号として受信する信号受信手段とを備え、前記送信信号と前記受信信号とから得た受信IF信号に基づいて前記物体を検出するFM−CW方式準拠の物体検出装置であって、前記移動体の速度を速度情報として検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量算出手段と、前記送信信号の周波数上昇部分における前記受信IF信号の周波数スペクトルに前記周波数オフセット量を加えて上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、前記送信信号の周波数下降部分における前記受信IF信号の周波数スペクトルから前記周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める周波数オフセット手段と、前記周波数オフセット手段により求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとの差分を演算して差分周波数スペクトルを求める差分演算手段と、前記差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求める波形積分手段と、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち移動物体を検出する移動物体検出手段と、を備えることを特徴とする物体検出装置。
- 前記積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記移動物体までの距離を求める手段、前記ピーク成分の波形の正負の符号に基づいて前記移動物体の移動方向を求める手段、前記ピーク成分の半値幅に基づいて前記移動物体の移動速度を求める手段のうち1乃至複数の手段からなる波形解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の物体検出装置。
- 前記信号送信手段の送信アンテナおよび前記信号受信手段の受信アンテナを任意の方位に回頭動作させる送受信方位走査手段をさらに備え、任意の送出方位に、前記送信信号を送信し、前記送出方位からの前記受信信号を受信するとともに、前記周波数オフセット量算出手段が、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記送信信号の送出方位と前記移動体の速度情報とを用いて、前記送出方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記送出方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の物体検出装置。
- 前記速度検出手段により検出される前記移動体の速度情報の速度ベクトル成分に影響を与える当該移動体の挙動に関する挙動情報を取得する挙動情報取得手段をさらに備え、前記周波数オフセット量算出手段が、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記挙動情報を用いて当該移動体の進行方向に応じた移動ベクトルを取得し、取得された前記移動ベクトルと前記移動体の速度情報と前記送信信号の送出方位とに基づいて、前記移動ベクトルを加味した前記送信信号の送出方位を示す合成方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記合成方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の物体検出装置。
- 前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出手段をさらに備え、前記移動物体検出手段が、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出手段により求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上のピーク成分となっているか否かを判別することによって、前記物体のうち移動物体を検出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の物体検出装置。
- 前記周波数オフセット手段により求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める加算演算手段と、前記加算周波数スペクトルの波形内にあらかじめ定めた所定の加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち静止物体を検出する静止物体検出手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の物体検出装置。
- 前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出手段をさらに備え、前記静止物体検出手段が、前記加算周波数スペクトルの波形内に前記加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出手段により求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分を有する周波数領域を、前記加算周波数スペクトルから除外した残りの周波数領域における前記加算周波数スペクトルの波形内に、ピーク成分が存在しているか否かを判別することによって、前記物体のうち静止物体を検出することを特徴とする請求項6に記載の物体検出装置。
- 前記加算周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記静止物体までの距離を求める距離算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項6または7に記載の物体検出装置。
- 前記波形積分手段において前記積分周波数スペクトルの直流分を排除する直流分排除手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の物体検出装置。
- 移動体に搭載した信号送信手段から周波数変調された送信信号を送信し、送信した前記送信信号が物体に反射して生じた反射信号を受信信号として受信することにより、前記送信信号と前記受信信号とから得た受信IF信号に基づいて前記物体を検出するFM−CW方式準拠の物体検出方法であって、前記移動体の速度を速度情報として検出する速度検出ステップと、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量算出ステップと、前記送信信号の周波数上昇部分における前記受信IF信号の周波数スペクトルに前記周波数オフセット量を加えて上昇オフセット周波数スペクトルを求めるとともに、前記送信信号の周波数下降部分における前記受信IF信号の周波数スペクトルから前記周波数オフセット量を差し引いて下降オフセット周波数スペクトルを求める周波数オフセットステップと、前記周波数オフセットステップにより求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとの差分を演算して差分周波数スペクトルを求める差分演算ステップと、前記差分周波数スペクトルを波形積分して積分周波数スペクトルを求める波形積分ステップと、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち移動物体を検出する移動物体検出ステップと、を有することを特徴とする物体検出方法。
- 前記積分周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記移動物体までの距離を求めるステップ、前記ピーク成分の波形の正負の符号に基づいて前記移動物体の移動方向を求めるステップ、前記ピーク成分の半値幅に基づいて前記移動物体の移動速度を求めるステップのうち1乃至複数のステップからなる波形解析ステップをさらに有することを特徴とする請求項10に記載の物体検出方法。
- 前記送信信号を任意の送出方位に回動させて送信し、該送出方位から前記受信信号を受信する送受信方位走査ステップをさらに有し、前記周波数オフセット量算出ステップが、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記送信信号の送出方位と前記移動体の速度情報とを用いて、前記送出方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記送出方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項10または11に記載の物体検出方法。
- 前記速度検出ステップにより検出される前記移動体の速度情報の速度ベクトル成分に影響を与える当該移動体の挙動に関する挙動情報を取得する挙動情報取得ステップをさらに有し、前記周波数オフセット量算出ステップが、前記速度検出ステップにより検出された前記移動体の速度情報に応じたドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出する際に、前記挙動情報を用いて当該移動体の進行方向に応じた移動ベクトルを取得し、取得された前記移動ベクトルと前記移動体の速度情報と前記送信信号の送出方位とに基づいて、前記移動ベクトルを加味した前記送信信号の送出方位を示す合成方位に対応する当該移動体の速度ベクトル成分を求めて、前記合成方位の当該移動体の速度ベクトル成分に応じたドップラシフト量を算出することにより、該ドップラシフト量に基づく前記周波数オフセット量を算出することを特徴とする請求項10乃至12のいずれかに記載の物体検出方法。
- 前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出ステップをさらに有し、前記移動物体検出ステップが、前記積分周波数スペクトルの波形内にピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出ステップにより求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分となっているか否かを判別することによって、前記物体のうち移動物体を検出することを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の物体検出方法。
- 前記周波数オフセットステップにより求められた前記上昇オフセット周波数スペクトルと前記下降オフセット周波数スペクトルとを加算して加算周波数スペクトルを求める加算演算ステップと、前記加算周波数スペクトルの波形内にあらかじめ定めた所定の加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別することにより、前記物体のうち静止物体を検出する静止物体検出ステップと、をさらに有することを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の物体検出方法。
- 前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値を求める絶対値検出ステップをさらに有し、前記静止物体検出ステップが、前記加算周波数スペクトルの波形内に前記加算しきい値以上のピーク成分が存在しているか否かを判別する際に、さらに、前記絶対値検出ステップにより求められた前記積分周波数スペクトルの信号強度の絶対値があらかじめ定めた所定の積分しきい値以上となるピーク成分を有する周波数領域を、前記加算周波数スペクトルから除外した残りの周波数領域における前記加算周波数スペクトルの波形内に、ピーク成分が存在しているか否かを判別することによって、前記物体のうち静止物体を検出することを特徴とする請求項15に記載の物体検出方法。
- 前記加算周波数スペクトルの波形内に存在するピーク成分の中央周波数値に基づいて前記静止物体までの距離を求める距離算出ステップをさらに有することを特徴とする請求項15または16に記載の物体検出方法。
- 前記波形積分ステップにおいて前記積分周波数スペクトルの直流分を排除する直流分排除ステップをさらに有することを特徴とする請求項10乃至17のいずれかに記載の物体検出方法。
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