JP2008082956A - 車両の障害物検知装置及びその検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アップビート周波数とダウンビート周波数のペアリングを、短時間で正確に行うことができる車両の障害物検知装置及び方法の提供。
【解決手段】周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ）を送信し、アップビート周波数とダウンビート周波数とを出力するレーダー装置１と、所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行うペアリング処理部２と、組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求め、自車両の周囲の物標を検知する物標検知部３と、物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める予測処理部４と、を備え、ペアリング処理部２は、予測処理部４による予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の前方の障害物を検知する車両の障害物検知装置及びその検知方法に係り、より詳細には、周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ：frequency modulation-continuous wave）レーダーを利用した車両の障害物検知装置及びその検知方法に関する。

近年、車両の走行制御や衝突予知等の安全走行のため、自車両の前方の障害物を検知する種々の障害物検知装置が提案されている。これらの障害物検知装置では、前方障害物を検知するために、例えば、ミリ波のレーダー電波を車両の前方へ向けて発射し、その反射波を受ける。車両用のレーダー装置としては、小型軽量化の容易な周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ）レーダー装置が多く利用されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−１９８４３８号公報

ＦＭ−ＣＷレーダーは、周波数変調持続波を送信する。そして、ＦＭ−ＣＷレーダーは、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分であるアップビート周波数と、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分であるダウンビート周波数とを出力する。そして、アップビート周波数とダウンビート周波数とから、物標の位置や相対速度を求めることができる。

ところで、複数の物標が存在する場合、レーダー出力には、複数の物標にそれぞれ対応するアップビート周波数とダウンビート周波数が含まれる。このため、物標ごとに、対応するアップビート周波数とダウンビート周波数とをそれぞれ一つずつ選択してペアリング（組合せ）を行う必要がある。

特に、車両の前方障害物を検知する場合には、同時に多数の物標が検知される。そのうえ、物標が静止物であっても、車両から見た物標の位置等は、車両の進行に従って変化していく。このため、車両の障害物検知装置では、サンプリングごとに、多数のアップビート周波数及びダウンビート周波数の中から、物標ごとに正しい組合せを短時間に選択する必要がある。

従来のＦＭ−ＣＷレーダーを利用した車両の障害物検知装置では、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングにあたって、全ての物標について等しく組合せを選択していた。

このため、確実に予測位置に検出される物標よりも先に、ゴースト等の次回のサンプリング時には検知されない物標について、アップビート周波数とダウンビート周波数のペアリングが行われてしまうことがあった。その結果、誤ったペアリングが先に選択され、確実に予測位置に検出された物標に対応するペアリングが選択できなくなってしまうことがあった。そして、不適切な組合せを選択してしまった場合には、例えば、再び全てのアップビート周波数とダウンビート周波数の中からペアリングをやり直していた。

そこで、本発明は、アップビート周波数とダウンビート周波数のペアリングを、短時間で正確に行うことができる車両の障害物検知装置及び方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の車両の障害物検知装置は、周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ）を送信し、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分であるアップビート周波数と、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分であるダウンビート周波数とを出力するレーダー装置と、所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行うペアリング手段と、組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求め、自車両の周囲の物標を検知する物標検知手段と、物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める予測手段と、を備え、前記ペアリング手段は、前記予測手段による予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う、ことを特徴としている。

このように構成された本発明の車両の障害物検知装置によれば、予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う。このため、アップビート周波数とダウンビート周波数のペアリングを、短時間で正確に行うことができる。

また、本発明において好ましくは、前記ペアリング手段は、予測データを有する物標を、予測データの確度の高いクラスと低いクラスとに分け、予測データの確度の高いクラスの物標について先にペアリングを行った後、予測データの確度の低いクラスの物標について、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から選択してペアリングを行う。

これにより、予測データの確度の高いクラスの物標についてのペアリングが終わった後で、確度の低いクラスの物標についてのペアリングにおいて不適切なペアリングがあった場合、確度の低いクラスの物標についてのペアリングだけをやり直せば済む。すなわち、ペアリングが終わっている確度の高いクラスの物標についてまでやり直す必要がない。このため、ペアリングに要する時間の短縮を図ることができる。

また、本発明において好ましくは、ペアリング手段は、予測データと実際に検知された物標とが実質的に一致したサンプリング回数によって、物標をクラス分けする。このように、予測データの確度を予測データとの一致回数で表すことにより、物標を容易にクラス分けすることができる。

また、本発明において好ましくは、ペアリング手段は、予測データを有する物標について、当該物標の予測データとの一致度が最も高くなるアップビート周波数とダウンビート周波数との組合せを選択してペアリングを行う。これにより、予測データを有する物標についてのペアリングを正確に行うことができる。

また、本発明において好ましくは、予測手段による予測データは、次回サンプリング時の自車両から物標までの距離、及び自車両と物標との相対速度を含む。これにより、物標の距離及び相対速度に基づいて、物標の予測データと、アップビート周波数及びダウンビート周波数の組合せとの一致度を評価することができる。

また、本発明において好ましくは、ペアリング手段は、予測データを有する物標についてのペアリングを行った後、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から組合せを選択して、新規の物標についてのペアリングを行う。これにより、予測データを有する物標についてのペアリングが終わった後で、新規な物標についてのペアリングにおいて不適切なペアリングが合った場合、ペアリングが終わっている予測データを有する物標についてまでやり直す必要がない。このため、ペアリングに要する時間の短縮を図ることができる。

また、本発明において好ましくは、ペアリング手段は、アップビート周波数及びダウンビート周波数それぞれの受信波の受信方角及び受信波強度に基づいて、新規の物標についてのペアリングを行う。これにより、予測データがない新規の物標についても、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から組合せが選択される。

また、本発明の車両の障害物検知方法は、周波数変調持続波を送信して、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分であるアップビート周波数と、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分であるダウンビート周波数とを求め、所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行い、組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求めて、自車両の周囲の物標を検知し、物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める、車両の障害物検知方法であって、予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う、ことを特徴としている。

このように、本発明の車両の障害物検知装置及び方法によれば、アップビート周波数とダウンビート周波数のペアリングを、短時間で正確に行うことができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の車両の障害物検知装置及び方法の実施形態を説明する。
まず、図１のブロック図を参照して、実施形態の車両の障害物検知装置について説明する。図１に示すように、実施形態の車両の障害物検知装置１は、レーダー装置１と、所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行うペアリング処理部２と、組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求め、自車両の周囲の物標を検知する物標検知部３と、物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める予測処理部４と、を備えている。

なお、これらペアリング処理部２、物標検知部３及び予測処理部４の機能は、例えば、ＩＣチップによって、又は、コンピュータでプログラムを実行することによって実現される。また、所定のサンプリング時間間隔とは、レーダー装置１のサンプリング時間間隔であり、例えば、１００ミリ秒間隔である。

レーダー装置１は、ミリ波の周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ）を送信し、アップビート周波数と、ダウンビート周波数とを出力する。

ここで、図２（ａ）のグラフに、レーダー装置１の送信波形及び受信波形を示す。グラフの横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。図２（ａ）の実線Ｉに示すように、送信波の周波数は、半周期（Ｔ／２）ごとに、中心周波数ｆ０を中心に、周波数変調幅ΔＦの間で上昇及び下降を繰り返している。また、図２（ａ）の破線IIに示すように、受信波の周波数も、送信波に合わせて周波数変調している。

ただし、自車両から、送信波を反射する物標までの距離に応じて、受信波は送信波より遅延時間Δｔだけ遅れる。また、自車両と物標の相対速度に応じて、受信波の周波数は送信波の周波数よりもドップラーシフト分Δｆｄだけずれる。物標が自車両に近づいてくる場合、受信波の周波数は送信波の周波数よりも高くなる。このため、各時刻において、実線Ｉ及び破線IIで示すように、送信波と受信波との間に周波数差が生じている。

次に、図２（ｂ）のグラフに、アップビート周波数（ｆｂ（＋））及びダウンビート周波数（ｆｂ（−））を示す。グラフの横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。アップビート周波数は、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分である。また、ダウンビート周波数は、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分である。図２（ｂ）の線IIIに示す例では、アップビート周波数よりもダウンビート周波数が高くなっている。これは、物標が接近している場合に相当する。

そして、自車両から物標までの距離Ｒは、アップビート周波数（ｆｂ（＋））とダウンビート周波数（ｆｂ（−））とから、下記の式（１）によって容易に求められる。
Ｒ＝｛ｆｂ（＋）＋（ｆｂ（−）｝・Ｃ／（８Ｔ・ΔＦ） ・・・（１）
ここで、Ｃは、光速を表し、Ｔ及びΔＦは、図２（ａ）に示したように、それぞれ、周波数変調周期、及び周波数変調幅を表す。

また、自車両に対する物標の相対速度Ｖも、アップビート周波数（ｆｂ（＋））とダウンビート周波数（ｆｂ（−））とから、下記の式（２）によって容易に求められる。
Ｖ＝｛ｆｂ（−）−（ｆｂ（＋）｝・Ｃ／（４・ｆ０） ・・・（２）
ここで、ｆ０は、図２（ａ）に示したように、周波数変調の中心周波数を表す。

ところで、車載のレーダー装置１から車両前方へ向けてミリ波を発した場合、送信波は、様々な物標によって反射される。例えば、先行車両及び対向車だけなく、道路に沿ったガードレールや電柱等によっても反射される。このため、レーダー装置１には、様々な物標からの反射波を同時に受信する。

ここで、図３（ａ）のグラフに、レーダー装置１の送信波形、及び複数の物標からの受信波形を示す。グラフの横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。図３（ａ）の実線Ｉに示す一つの送信波に対して、破線群IIに示すように、複数の反射波が返ってくる。図３（ａ）では、便宜的に、個々の物標から反射波形を別々に示している。しかし、実際に計測される受信波形は、これらの反射波形が重畳した不規則な形となる。このため、図２（ｂ）に示したような、アップビート周波数及びダウンビート周波数を表す波形も不規則な形となる。

そこで、個々の物標に対応するアップビート周波数及びダウンビート周波数をそれぞれ分離するため、アップビート周波数及びダウンビート周波数を表す波形に対して、フーリエ変換を行う。

ここで、図３（ｂ）のグラフに、送信周波数の上昇区間Ｕのビート波形についてフーリエ変換を行った結果を模式的に示す。また、図３（ｃ）のグラフに、送信周波数の下降区間Ｄのビート波形についてフーリエ変換を行った結果を模式的に示す。図３（ｂ）及び図３（ｃ）のグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は受信波の強度を示す。図３（ｂ）に示す例では、３つのアップビート周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａが出力されている。また、図３（ｃ）に示す例では、３つのダウンビート周波数ｆ１ｂ、ｆ２ｂ及びｆ３ｂが抽出されている。

個々の物標の距離及び相対速度を計算するには、上述のように、物標ごとに、アップビート周波数とダウンビート周波数とを選択して組み合わせる必要がある。例えば、図３（ｂ）の３つのアップビート周波数ｆ１ａ、ｆ２ａ及びｆ３ａと、図３（ｃ）の３つのダウンビート周波数ｆ１ｂ、ｆ２ｂ及びｆ３ｂとから、それぞれ一つずつ選択して、３組の組合せを作る必要がある。

そこで、ペアリング処理部２は、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行うにあたり、予測処理部４による予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う。

そのため、ペアリング処理の前提として、本実施形態では、予測データを有する物標を、予測データの確度の高いクラスと低いクラスとに分ける。具体的には、過去のサンプリング時に、予測データと実際に検知された物標とが実質的に一致したサンプリング回数が、３回以上の物標を高確度クラスの物標とし、２回未満の物標を低確度クラスの物標とする。

そして、図４のフローチャートに示すように、まず、予測データの確度の高い高確度クラスの物標についてペアリング処理を行い（図４のステップＳ１）、次に、低確度クラスの物標についてペアリング処理を行い（図４のステップＳ２）、最後に、新規の物標についてペアリングを行う（図４のステップＳ３）。

ここで、図５のフローチャートを参照して、図４のステップＳ１における高確度クラスの物標についてのペアリング処理を説明する。
まず、上述のように、メモリに格納された全てのビート周波数データを対象として、高確度クラスの物標について、予測データとの一致度を計算する（図５のステップＳ１１）。

本実施形態では、一致度を、下記の式（３）に示す評価関数εにより計算する。評価関数εは、下記のように、受信パワーＰ、ビート周波数Ｆ、受信角度（方角）Θ、物標までの距離Ｒ、物標の相対速度Ｖをパラメータとする。そして、パラメータごとに、今回サンプリング時のデータ（サンプリングデータ）と予測データとの差分を求め、パラメータごとに正規化し、重み付けを行う。

ε＝Ａｐ（ＰＵＰｎ−ＰＵＰｍ）／Ｐｍａｘ＋Ａｐ（ＰＤＷｎ−ＰＤＷｍ）／Ｐｍａｘ＋Ａｆ（ＦＵＰｎ−ＦＵＰｍ）／Ｆｍａｘ＋Ａｆ（ＰＤＷｎ−ＰＤＷｍ）／Ｆｍａｘ＋Ａθ（Θｎ−Θｍ）／Θｍａｘ＋Ａｒ（Ｒｎ−Ｒｍ）／Ｒｍａｘ＋Ａｖ（Ｖｎ−Ｖｍ）／Ｖｍａｘ ・・・（３）

ここで、「ｎ」は、前回までのサンプリング時のデータに基づく予測データ、又は、前回サンプリング時のデータである旨を表し、「ｍ」は、今回サンプリング時のデータ（サンプリングデータ）である旨を表す。

また、「ＰＵＰ」は、アップビート周波数の受信パワーを表し、「ＰＤＷ」は、ダウンビート周波数の受信パワーを表す。また、「ＦＵＰ」は、アップビート周波数を表し、「ＦＤＷ」は、ダウンビート周波数を表す。また、Θは、受信角度（方角）を表し、Ｒは、距離を表し、Ｖは、相対速度を表す。

また、「Ａ」は、荷重パラメータを表す。したがって、「Ａｐ」は受信パワーの重み付けを表し、「Ａｆ」は、ビート周波数の重み付けを表し、「Ａθ」は、受信角度の重み付けを表し、「Ａｒ」は、距離の重み付けを表し、「Ａｖ」は、速度の重み付けを表す。

なお、高確度クラスの物標については、上記種々のパラメータのうち、距離及び相対速度が十分に予測可能な状態にある。このため、高確度クラスの物標については、ペアリングにあたり、曖昧さの少ない距離と相対速度のパラメータに重きをおくとよい。例えば、Ａｐ＝Ａｆ＝Ａθ＝０．５、Ａｒ＝Ａｖ＝１．０とするとよい。

さらに、「Ｐｍａｘ」、「Ｆｍａｘ」、「Θｍａｘ」、「Ｒｍａｘ」及び「Ｖｍａｘ」は、それぞれ、正規化用パラメータを表す。評価関数εを構成するパラメータの重みを平準化するためのものであって、各パラメータの値を、想定される最大値である。なお、正規化用パラメータは、荷重パラメータＡに含めてもよい。

ここで、図６に、評価関数εのパラメータとして使用するサンプリングデータ（図６（ａ））及び予測データ（図６（ｂ））の一例を示す。これらのデータは、不図示のメモリに格納されている。
なお、メモリは図１に示されていないが、図１に示すブロックとは別に記憶装置を設けてもよいし、ブロック内にメモリを設けてもよい。

サンプリングデータは、図６（ａ）の上段に示すアップビート側のデータと、図６（ａ）の下段に示すダウンビート側のデータとから構成されている。アップビート側のデータは、１〜２０番のアップビート周波数ｆ１ａ〜ｆ２０ａを有する。また、ダウンビート側のデータは、１〜２０番のダウンビート周波数ｆ１ｂ〜ｆ２０ｂを有する。さらに、各アップビート周波数（ｆ１ａ〜ｆ２０ａ）、及び各ダウンビート周波数（ｆ１ｂ〜ｆ２０ｂ）について、それぞれ、「受信パワー」、「角度」が格納されている。

また、図６（ｂ）に示すように、予測データは、物標（ＩＤ１〜ＩＤ２０）ごとに、「距離」、「速度」、「角度」、「受信パワー」、「アップビート周波数」及び「ダウンブート周波数」を有する。
なお、図６では、各パラメータの数値データの表示を一部省略して示している。

図６（ｂ）に示す予測データに含まれる「距離」及び「速度」は、それぞれ、前回サンプリング時のビート周波数から計算した、自車両から物標までの距離、及び自車両と物標との相対速度を使用するとよい。また、予測データに含まれる「角度」及び「受信パワー」は、前回サンプリング時の値でもよいし、それから予測した今回サンプリング時の予測値でもよい。また、予測データに含まれる「アップビート周波数」及び「ダウンビート周波数」は、距離及び速度から計算して求めてもよいし、前回サンプリング時のアップビート周波数及びダウンビート周波数をそのまま記憶したものでもよい。

高確度クラスの物標についてペアリングを行う際には、フーリエ変換で抽出された全てのアップビート周波数、及び全てのダウンビート周波数を対象とし、これらのビート周波数どうしの全ての組合せについて、評価関数εを計算する（図５のステップＳ１２）。

図６（ａ）に示すサンプリングデータでは、アップビート側の１〜２０番のアップビート周波数ｆ１ａ〜ｆ２０ａそれぞれについて、ダウンビート側の１〜２０番のダウンビート周波数ｆ１ｂ〜ｆ２０ｂの全てとの仮組合せを順次に行う。これにより、高確度クラスの物標については、全てのビート周波数の組合せの中から優先的にペアリングを行うことができる。

なお、仮組合せを行うに当たっては、機械的に１番目から総当たりで行ってもよいし、受信パワー及び角度の近いアップビート周波数とダウンビート周波数とを優先的に組み合わせてもよい。

そして、全ての高確度クラスの物標について、その予測データとサンプリングデータとの一致度を上述のようにして計算する（図５のステップＳ１３）。図６（ｂ）に示す予測データを有する２０個の物標（ＩＤ１〜ＩＤ２０）のうち、４つの物標（ＩＤ１〜ＩＤ４）が、高確度クラスならば、この４つの物標について一致度を計算する。

次いで、高確度クラスの４つの物標（ＩＤ１〜ＩＤ４）について、それぞれ、一致度が最高となるアップビート周波数データとダウンビート周波数データとの組合せを選択する（図５のステップＳ１４）。図６に示す例では、例えば、ＩＤ２の物標の予測データと、最も一致するビート周波数の組合せが、３番目のアップビート周波数ｆ３ａと２番目のダウンビート周波数ｆ２ｂとを組合せである。

なお、或る物標の予測データについて一致度が最高となる組合せとは、上述のように、評価関数εが最小となる組合せである。しかし、評価関数εの値が所定値以上である場合には、今回のサンプリング時には、その物標に対応するビート周波数の組合せが検知できなかったものと判断する。

次いで、高確度クラスの物標についてのペアリングが終わった後、予測データの確度の低いクラスの物標について、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から選択してペアリング処理を行う（図４のステップＳ２）。

ここで、図８のフローチャートを参照して、図４のステップＳ２における低確度クラスの物標についてのペアリング処理を説明する。
まず、上述のように、メモリに格納された全てのビート周波数データを対象として、高確度クラスの物標について、予測データとの一致度を計算する（図８のステップＳ２１）。

低確度クラスの物標についての一致度も、上記の式（３）に示す評価関数εにより計算する。ただし、低確度クラスの物標については、これまでの予測データの一致回数が少なく、上記種々のパラメータのうち、距離及び相対速度は十分に予測可能な状態にはなく、各パラメータの信頼性に大差がない。このため、低確度クラスの物標については、ペアリングにあたり、各パラメータの重み付けを同一とするとよい。即ち、Ａｐ＝Ａｆ＝Ａθ＝Ａｒ＝Ａｖ＝１．０として、評価関数εを計算するとよい。

低確度クラスの物標についてペアリングを行う際には、フーリエ変換で抽出された全てのアップビート周波数及び全てのダウンビート周波数のうち、高確度クラスの物標に対応しなかった残りのアップビート周波数とダウンビート周波数だけを対象とする。そして、残りのアップビート周波数とダウンビート周波数の全ての組合せについて、評価関数εを計算する（図８のステップＳ２２）。

ここで、図７に、高確度クラス、低確度クラス及び新規の物標のペアリング処理において、それぞれ対象となるアップビート周波数及びダウンビート周波数の一例を示す。図７の左側に、高確度クラスの物標についてのペアリングの対象となるアップビート周波数（ｆ１ａ〜ｆ２０ａ）及びダウンビート周波数（ｆ１ｂ〜ｆ２０ｂ）のデータを格納したメモリ内容を模式的に示す。高確度クラスの物標については、格納されているビート周波数の全てのデータが、ペアリングの対象となる。

また、図７の中央に、高確度クラスの物標についてのペアリングの対象となるアップビート周波数及びダウンビート周波数のデータを格納したメモリ内容を模式的に示す。図７に示す例では、高確度クラスの物標についてのペアリングによって選択された、アップビート周波数ｆ１ａ、ｆ３ａ、ｆ６ａ及びｆ１０ａのデータ、及び、ダウンビート周波数ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ４ｂ及びｆ１０ｂのデータが、低確度クラスの物標についてのペアリングの対象から除かれている。

そして、全ての低確度クラスの物標について、その予測データとサンプリングデータとの一致度を上述のようにして計算する（図８のステップＳ２３）。図６（ｂ）に示す予測データを有する２０個の物標（ＩＤ１〜ＩＤ２０）のうち、４つの物標（ＩＤ５〜ＩＤ８）が、低確度クラスならば、この４つの物標について一致度を計算する。

次いで、低確度クラスの４つの物標（ＩＤ５〜ＩＤ８）について、それぞれ、一致度が最高となるアップビート周波数データとダウンビート周波数データとの組合せを選択する（図８のステップＳ２４）。
なお、低確度クラスの物標についても、一致度が最高となる組合せとは、上述のように、評価関数εが最小となる組合せである。しかし、評価関数εの値が所定値以上である場合には、今回のサンプリング時には、その物標に対応するビート周波数の組合せが検知できなかったものと判断する。

次いで、予測データを有する高確度クラス及び低確度クラスの物標についてのペアリングを行った後、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から組合せを選択して、新規の物標についてのペアリングを行う（図４のステップＳ３）。

ここで、図９のフローチャートを参照して、図４のステップＳ３における新規の物標についてのペアリング処理を説明する。

新規の物標についてのペアリングにあたっては、対応する予測データがない。このため、予測データとの連続性に基づいてペアリングを行うことができない。そこで、本実施形態では、新規の物標については、アップビート周波数及びダウンビート周波数それぞれの受信波の受信方角（受信角度）及び受信波強度（受信パワー）に基づいて、ペアリングを行う（図９のステップＳ３１）。すなわち、両ビート周波数の受信角度及び受信パワーの一致度の最も高いものどうしを組み合わせて選択し、それぞれに新しい物標の識別番号（ＩＤ番号）を付与するとよい。

新規の物標についてペアリングを行う際には、フーリエ変換で抽出された全てのアップビート周波数、及び全てのダウンビート周波数のうち、高確度クラス及び低確度の物標に対応しなかった残りのアップビート周波数とダウンビート周波数だけを対象とする。そして、残りのアップビート周波数とダウンビート周波数との全ての組合せについて、受信角度及び受信パワーの一致度を計算する（図９のステップＳ３２）。

本ステップにおける一致度の計算は、例えば、アップビート周波数の受信角度とダウンビート周波数の受信角度との差分を重み付けしたものと、アップビート周波数の受信パワーとダウンビート周波数の受信パワーとの差分を重み付けしたものとの和を求めるとよい。

図７の右側に、新規の物標についてのペアリングの対象となるアップビート周波数及びダウンビート周波数のデータを格納したメモリ内容を模式的に示す。図７に示す例では、高確度クラス及び低確度クラスの物標についてのペアリングによってそれぞれ選択された、アップビート周波数ｆ１ａ〜ｆ３ａ、ｆ５ａ〜ｆ７ａ、ｆ９ａ及びｆ１０ａのデータ、及び、ダウンビート周波数ｆ１ｂ〜ｆ４ｂ、ｆ６ｂ、ｆ７ｂ、ｆ９ｂ及びｆ１０ｂのデータが、新規の物標ついてのペアリングの対象から除かれている。

次いで、残りの全てのアップビート周波数とダウンビート周波数との組合せについて、受信角度及び受信パワーの一致度を計算する（図９のステップＳ３２）。

次いで、アップビート周波数とダウンビート周波数の組合せのうち、それぞれ、一致度が最高となる組合せを選択する（図９のステップＳ３３）。
なお、新規の物標についても、一致度が所定値以上である場合には、今回のサンプリング時には、その物標に対応するビート周波数の組合せが検知できなかったものと判断する。

このようにして、ペアリング処理部２によって確定したペアリングの情報に基づいて、物標検知部３は、各物標の距離と相対速度を算出する。そして、これらのビート周波数を組み合わせて計算した距離及び相対速度が、今回サンプリング時の物標ＩＤ２の距離及び相対速度となる。さらに、予測処理部４は、ペアリング処理部２及び物標検知部３によって得られた情報に基づいて、次回サンプリングの各物標の予測データを計算する。

上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組合せを行うことができ、これに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、予測データを有する物標を高確度クラスと低確度クラスの２クラスにクラス分けしたが、本発明では、３つ以上にクラスにクラス分けしてもよい。

本発明の実施形態の車両の障害物検知装置の構成を説明するブロック図である。 （ａ）は、レーダー装置の送信波形及び受信波形を示すグラフであり、（ｂ）は、ビート波形を示すグラフである。 （ａ）は、レーダー装置の送信波形、及び複数の物標からの受信波形を示すグラフであり、（ｂ）は、送信周波数の上昇区間のビート波形のフーリエ変換結果を示すグラフであり、（ｃ）は、送信周波数の下降区間のビート波形のフーリエ変換結果を示すグラフである。 ペアリング処理部における処理を説明するためのフローチャートである。 ペアリング処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、サンプリングデータを模式的に示し、（ｂ）は、予測データを模式的に示す。 高確度クラス、低確度クラス及び新規の物標それぞれについてのペアリング処理段階ごとの、ペアリングの対象となるアップビート周波数及びダウンビート周波数のデータを示す図である。 ペアリング処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 ペアリング処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ レーダー装置
２ ペアリング処理部
３ 物標検知部
４ 予測処理部

Claims (8)

1. 周波数変調持続波（ＦＭ−ＣＷ）を送信し、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分であるアップビート周波数と、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分であるダウンビート周波数とを出力するレーダー装置と、
   所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行うペアリング手段と、
   組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求め、自車両の周囲の物標を検知する物標検知手段と、
   物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める予測手段と、
   を備え、
   前記ペアリング手段は、前記予測手段による予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う、
   ことを特徴とする車両の障害物検知装置。
2. 前記ペアリング手段は、
   予測データを有する物標を、予測データの確度の高いクラスと低いクラスとに分け、
   予測データの確度の高いクラスの物標について先にペアリングを行った後、予測データの確度の低いクラスの物標について、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から選択してペアリングを行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の障害物検知装置。
3. 前記ペアリング手段は、予測データと実際に検知された物標とが実質的に一致したサンプリング回数によって、物標をクラス分けする、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の障害物検知装置。
4. 前記ペアリング手段は、予測データを有する物標について、当該物標の予測データとの一致度が最も高くなるアップビート周波数とダウンビート周波数との組合せを選択してペアリングを行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の障害物検知装置。
5. 前記予測手段による予測データは、次回サンプリング時の自車両から物標までの距離、及び自車両と物標との相対速度を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の障害物検知装置。
6. 前記ペアリング手段は、予測データを有する物標についてのペアリングを行った後、残りの未組合せのダウンビート周波数及びアップビート周波数の中から組合せを選択して、新規の物標についてのペアリングを行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の障害物検知装置。
7. 前記ペアリング手段は、アップビート周波数及びダウンビート周波数それぞれの受信波の受信方角及び受信波強度に基づいて、新規の物標についてのペアリングを行う、
   ことを特徴とする
   ことを特徴とする請求項６記載の車両の障害物検知装置。
8. 周波数変調持続波を送信して、周波数変調による送信周波数の上昇区間における送信周波数と受信周波数との差分であるアップビート周波数と、周波数変調による送信周波数の下降区間における送信周波数と受信周波数との差分であるダウンビート周波数とを求め、
   所定のサンプリング時間間隔で、アップビート周波数とダウンビート周波数とのペアリングを行い、
   組み合わせたアップビート周波数及びダウンビート周波数に基づいて、自車両から物標までの距離と、自車両と物標との相対速度とを求めて、自車両の周囲の物標を検知し、
   物標ごとに、次回のサンプリング時の予測データを求める、車両の障害物検知方法であって、
   予測データの確度の高い物標について優先的にペアリングを行う、
   ことを特徴とする車両の障害物検知方法。

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