JP2008286582A - レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の測定情報に基づいて、測定点を正確に求め、且つ、処理時間を要することなくグループ化することのできるレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法を提供する。
【解決手段】単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する速度ベクトル演算部３１と、算出された複数の仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しい仮想物体を実物体としてグループ化するグループ化処理部３２と、グループ化された実物体の合成相対速度ベクトルを平均処理した平均相対速度ベクトルを算出する平均相対速度ベクトル演算部３３と、算出された平均相対速度ベクトルに基づいて各測定点の距離を補正する距離補正部３４を備えて構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＦＭ−ＣＷレーダやＵＷＢレーダ等により測定された複数の測定点の測定データに基づいて実物体を識別して同一物体をグループ化するレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法に関する。

特許文献１には、車両前方に存在する複数の物体を検出するに際して、正確に反射信号のグルーピングをすることができる物体検出装置を提供することを目的として、自車両前方に送信波を走査させながら出射して、自車両前方に存在する物体からの反射波に基づいて自車両に対する物体位置を示す複数の検出点を生成する物体検出手段を備え、第１グルーピング手段により自車両に対する距離差が所定値以下であって隣接する検知点をグルーピングし、時間的な前後により第２グルーピング手段により相対速度を求め、更に第３グルーピング手段により物体幅に基づいて同一種別の物体である場合にグルーピングをすることにより、最初に小さい範囲でグルーピングを行い、段階的にグルーピングを行う範囲を広げ、グルーピングを複数回実施することにより、車両前方に存在する複数の物体を検出するに際して、正確に反射信号のグルーピングをする物体検出装置が提案されている。
特許第３６６４１２７号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、ビームスキャン方式を採用する場合であってもグループ化するための距離差や物体幅の閾値によっては正確にグループ化できない虞もあり、最終的にグループ化するために複数回の測定を行なう必要があり処理時間を要するという問題があった。

また、例えば車両の前部左右に配置されたレーダで複数の測定点が検出されるような場合に、同一の測定点であっても左右で検出される相対速度及び相対距離が異なるため、実在するターゲットをグループ化するのは困難であり、個々の測定情報に測定精度に起因する誤差が含まれる場合には測定点の正確な計測ができないという問題もあった。

さらに、レーダにより車両後方や死角に存在する歩行者や車両等の位置を検出したときに、危険回避のために歩行者や車両等の存在範囲を運転者に正確且つ容易に認識させるという観点で更なる改良の余地があった。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の測定情報に基づいて、測定点を正確に求め、且つ、処理時間を要することなくグループ化することのできるレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるレーダ信号処理装置の特徴構成は、単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する速度ベクトル演算部と、前記速度ベクトル演算部により算出された複数の仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しい仮想物体を実物体としてグループ化するグループ化処理部と、前記グループ化処理部によりグループ化された実物体の合成相対速度ベクトルを平均処理した平均相対速度ベクトルを算出する平均相対速度ベクトル演算部と、前記平均相対速度ベクトル演算部により算出された平均相対速度ベクトルに基づいて各測定点の距離を補正する距離補正部を備えて構成される点にある。

上述の構成によれば、速度ベクトル演算部により算出された仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しい複数の測定点が、グループ化処理部により実物体としてグループ化され、平均相対速度ベクトル演算部により算出される平均相対速度ベクトルにより個々の測定点における測定誤差が吸収された相対速度ベクトルが得られる。距離補正部により、そのような平均相対速度ベクトルに基づいて個々の測定点の計測データが補正されることにより、測定点の正確な情報が求められるのである。

以上説明した通り、本発明によれば、単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の測定情報に基づいて、測定点を正確に求め、且つ、処理時間を要することなくグループ化することのできるレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法を提供することができるようになった。

以下、本発明によるレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法を説明する。尚、以下では、レーダ信号処理装置が車載されたものとして説明するが、本発明によるレーダ信号処理装置は車載されるものに限るものではない。

図１に示すように、車両Ｍの前方の左右二箇所にＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）レーダＬ，Ｒが設置され、各レーダＬ，Ｒからの信号を処理するレーダ信号処理装置３に接続されている。

ＵＷＢレーダＬ，Ｒは、図２（ａ）に示すように、ベースバンド生成部１０から出力される例えば２４ＧＨｚの高周波パルスを変調部１１でレーダ固有のＩＤを含むＭ系列やＧｏｌｄ系列により符号化し、変調部１１で生成された変調信号により送信波を変調して送信アンテナ１２から送信するとともに、受信アンテナ１３により対象物からの反射波を受信して復調し、復調された反射信号と変調部１１から出力されタイミング遅延制御部１４で遅延された変調信号とを畳込み演算部１５によりコンボリューション演算して相関電圧値を算出して、物体検出部１６により畳込み演算部１５から出力される相関電圧値が最大となる遅延時間から対象物の相対距離及び相対速度を算出するように構成されている。

尚、ＵＷＢレーダＬ，Ｒは原理的に数ｃｍの検出精度を備えるが物体検出部１６での演算丸め誤差に相当する誤差を有している。

レーダ信号処理装置３は、図３に示すように、レーダＬ，Ｒにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する速度ベクトル演算部３１と、速度ベクトル演算部３１により算出された複数の仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しい仮想物体を実物体としてグループ化するグループ化処理部３２と、グループ化処理部３２によりグループ化された実物体の合成相対速度ベクトルを平均処理した平均相対速度ベクトルを算出する平均相対速度ベクトル演算部３３と、平均相対速度ベクトル演算部３３により算出された平均相対速度ベクトルに基づいて各測定点の距離を補正する距離補正部３４を備えて構成されている。

また、レーダ信号処理装置３は、制御プログラム等の格納のためのＲＯＭと、データ処理のために使用するワーキングエリアとしてのＲＡＭと、制御プログラムを演算実行するＣＰＵと、その他必要な周辺回路等を備え、前記ＣＰＵにより実行される制御プログラムによって、上述した各機能ブロックの所定の機能が実現されるように構成されている。

図４（ａ）に示すように、左右のＵＷＢレーダＬ，Ｒによって夫々検出された測定点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・，Ｌｍ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・，Ｒｎにおける相対速度成分から、図４（ｂ）に示すように、実在する物体の車両に対する合成相対速度ベクトルが求められるのであるが、測定点の組合せは実在しないものも含めるとｍ×ｎ通り存在する。

そこで、速度ベクトル演算部３１は、一対のレーダにより検出された複数の測定点の距離データに基づいて三角測量が可能と判断される測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する。

具体的には、速度ベクトル演算部３１は、左右のレーダＬ，Ｒによる検出距離の和がレーダＬ，Ｒの間隔未満となる組合せを除外した組合せを求め、図５（ａ）に示すように、各測定点の組合せに対して左右の相対速度ベクトル成分ＶＬ，ＶＲから車両に対する相対速度ベクトルを合成相対速度ベクトルＶとして求める。

次に、実在する物体が同一の物体である場合には、各合成相対速度ベクトルがほぼ等しくなるため、グループ化処理部３２は速度ベクトル演算部３１により算出された複数の仮想物体の合成相対速度ベクトルの向きと大きさが、図５（ｂ）、（ｃ）に示すような、所定の誤差範囲内に収まるほぼ等しい仮想物体を実物体としてグループ化する。例えば、一つの合成相対速度ベクトルに注目して他の全ての合成相対速度ベクトルが所定の誤差範囲内に収まるか否かの判断をすることによりグループ化することができる。

そして、所定の誤差範囲を逸脱する合成相対速度ベクトルは間違った組合せであると判断して、以後処理対象から除外する。尚、誤差範囲はレーダ信号処理装置３に要求される精度に基づいて適宜設定される。

上述のグループ化の結果、例えば、図５（ｄ）に破線で示す多角形の内部に含まれる合成相対速度ベクトルがグループ化処理部３２によりグループ化された測定点の合成相対速度ベクトルである。

平均相対速度ベクトル演算部３３は、グループ化処理部３２によりグループ化された実物体の合成相対速度ベクトルの向き及び大きさを平均処理して平均相対速度ベクトルを算出する。グループ化された多数の合成相対速度ベクトルから算出された平均相対ベクトルは実物体のマクロ的な相対速度ベクトルを表し、これにより距離補正部３４で左右のレーダによる検出距離の誤差が正される。

以下に詳述する。距離補正部３４は、以下に示す演算を行なう。つまり、図６に示すように、距離補正部３４は、平均相対速度ベクトル演算部３３により算出された平均相対速度ベクトルＶＡの始点が各合成相対速度ベクトルＶの始点に一致するように移動させる。図６では、各合成相対速度ベクトルＶの始点のうち、ある合成相対速度ベクトルＶの始点に平均相対速度ベクトルＶＡの始点を移動させた場合を示している。

そして、合成相対速度ベクトルＶ、合成相対速度ベクトルＶのレーダＬへの方向成分ＶＬ、及び合成相対速度ベクトルＶのレーダＲへの方向成分ＶＲを、夫々直径とする円ＣＶ、ＣＶＬ、ＣＶＲを描画する。

次に、円ＣＶと円ＣＶＬの交点ＰＬと、円ＣＶと円ＣＶＲの交点ＰＲとを求め、合成相対速度ベクトルＶの始点から各交点ＰＬ、ＰＲへのベクトルを、夫々ベクトルＶＬ´、ＶＲ´とする。そして、ベクトルＶＬ´とベクトルＶＲ´を延長し、水平方向（レーダＬからレーダＲ、または、レーダＲからレーダＬの方向）の距離がレーダＬ、Ｒの間隔ｄと等しくなる点を求め、その二点をある合成相対速度ベクトルＶに対する補正後のレーダ位置とする。つまり、ある合成相対速度ベクトルＶに対応する検出位置は、レーダ位置と検出位置の相対位置が距離ｄ１だけ変化するので、距離ｄ１だけ補正されることになる。

距離補正部３４は、以上の演算を、速度ベクトル演算部３１において求められた各測定点の組合せの合成相対速度ベクトルＶの全てに対して実行し、夫々算出された距離ｄ１を平均した値だけ、グループ化処理部によりグループ化された実物体の相対位置を補正する。

上述の構成のように一対のレーダＬ、Ｒを備えることにより、一対のレーダの各々により検出される同一測定点の相対速度ベクトルを二つ得ることができるので、両相対速度ベクトルより合成相対速度ベクトルを算出することができる。つまり、相対速度ベクトルのみが検出され位置ベクトルが検出されないようなレーダであっても、測定点の正確な速度ベクトルを算出することができる。

以下、車両Ｍに設置されるレーダが単一のモノパルスレーダである場合について説明する。なお、以下の説明では、図７（ａ）に示すように、ターゲットとしての車両Ｍ１が、モノパルスレーダＬＤの正面に対して、角度φＡのベクトルＶＡで移動しており、別の車両Ｍ２が、モノパルスレーダＬＤの正面に対して、角度φＢのベクトルＶＢで移動している場合について説明する。

モノパルスレーダＬＤは、図２（ｂ）に示すように、発振波を出力する発振波生成部１０１と、発振波を分配する分配部１０２と、所定周期でパルスを出力するパルス発生部１０３と、パルス発生部１０３からのパルスの有無で発振波生成部１０１からの発振波の通過と遮断とを切り替えて変調パルスを出力するパルス変調部１０４と、パルス変調部１０４からの変調パルス波を放射する送信アンテナ１０５と、対象物から反射した受信波を受信する受信アンテナ１０６と、受信アンテナ１０６で受信した受信波の振幅や位相を比較して対象物の方位や相対速度を検出する物体検出部１０７を備えて構成されている。

モノパルスレーダＬＤは、複数の測定点として各測定点の位置ベクトルと速度ベクトルを算出する。例えば、図７（ｂ）に示すように、モノパルスレーダＬＤが、四個の測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を検出した場合、各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のモノパルスレーダＬＤに対する位置ベクトルと、各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のモノパルスレーダＬＤに対する速度ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とを検出する。

また、車両Ｍに設置されるレーダがモノパルスレーダＬＤの場合、以下で説明するように、速度ベクトル演算部３１とグループ化処理部３２における処理が、上述のＵＷＢレーダやＦＭ−ＣＷレーダ等の場合とは異なる処理となる。

つまり、速度ベクトル演算部３１は、単一のレーダ（モノパルスレーダＬＤ）により検出された複数の測定点の各位置ベクトル及び相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを所定の数式で定義し、前記グループ化処理部３２は前記数式に基づいて前記仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しいと判断した複数の測定点を実物体としてグループ化する。

以下に詳述する。まず、速度ベクトル演算部３１は、検出された相対速度ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４により、各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のモノパルスレーダＬＤに対する速度｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜、｜Ｖ３｜、｜Ｖ４｜を導出し、検出された位置ベクトルにより、モノパルスレーダＬＤを搭載した物体（図７では車両Ｍ）の前方方向に対する各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の位置ベクトルの角度θ１、θ２、θ３、θ４を導出する。

次に、前記所定の数式を制御プログラムにおいて予め定義しておき、前記所定の数式に各測定点の速度と角度を代入する演算を実行することで、前記仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する。前記所定の数式としては、例えば、以下に示す〔数１〕がある。

上記の〔数１〕において、Ｖは合成相対速度ベクトル、｜Ｖ｜は合成相対速度、Ｖｉは各測定点の相対速度ベクトル、｜Ｖｉ｜は各測定点の相対速度、φはモノパルスレーダＬＤを搭載した物体（図７では車両Ｍ）の前方方向に対する前記仮想物体（図７では車両Ｍ１またはＭ２）の角度、θｉはモノパルスレーダＬＤを搭載した物体の前方方向に対する各測定点の角度である。

速度ベクトル演算部３１は、前記所定の数式である〔数１〕から合成相対速度ベクトルＶを算出する方法として、例えば、以下に示すような方法で合成相対速度ベクトルＶを算出する。

まず、前記所定の数式である〔数１〕に各測定点の相対速度｜Ｖｉ｜と角度θｉを代入する演算を実行することで各測定点に対応する複数の数式を導出する。

そして、導出した複数の数式から二個の数式を選択することで連立方程式を立て、当該連立方程式より合成相対速度｜Ｖ｜と角度φを算出する。同様にして、二個の数式の全ての組合せに対して合成相対速度｜Ｖ｜と角度φを算出する。

グループ化処理部３２は、速度ベクトル演算部３１が算出した全ての合成相対速度｜Ｖ｜と角度φを比較して、両方の値が所定の誤差範囲内に収まる値の合成相対速度｜Ｖ｜及び角度φを算出した数式に対応する測定点を、実物体としてグループ化する。ここで、所定の誤差範囲は、図５（ｃ）に示すような合成相対速度｜Ｖ｜の分布、及び、図５（ｃ）と同様にして生成される角度φの分布に基づいて設定される。

具体的には、図７（ｂ）に示すように、速度ベクトル演算部３１は、各測定点の角度θ１〜θ４及び各測定点の相対速度｜Ｖ１｜〜｜Ｖ４｜を〔数１〕に代入して、各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対応する（１）〜（４）の数式よりなる〔数２〕を導出する。

次に、導出した〔数２〕から二個の数式を選択して連立方程式を立てる。つまり、（１）と（２）、（１）と（３）、（１）と（４）、（２）と（３）、（２）と（４）、及び（３）と（４）の六個の連立方程式を立てる。そして、各連立方程式において合成相対速度｜Ｖ｜と角度φを算出する。

グループ化処理部３２は、各連立方程式において算出した合成相対速度｜Ｖ｜と角度φが、所定の誤差範囲内に収まる値となった数式に対応する測定点を実物体としてグループ化する。つまり、図７（ｂ）において、（１）と（２）、（１）と（３）、（２）と（３）の連立方程式より算出された合成相対速度｜Ｖ｜と角度φは所定の誤差範囲内に収まる値（図７（ｂ）の場合は合成相対速度｜ＶＡ｜、角度φＡ）となるが、（１）と（４）、（２）と（４）、（３）と（４）の連立方程式より算出された合成相対速度｜Ｖ｜と角度φは所定の誤差範囲外の値となる。よって、グループ化処理部３２は、所定の誤差範囲内の値を算出した連立方程式に含まれる数式（１）、（２）、（３）、つまり測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を同一物体としてグループ化する。一方、所定の誤差範囲外の値を算出した連立方程式のみに含まれる数式（４）、つまり測定点Ｐ４を別物体としてグループ化する。

なお、上述では、二個の数式の全ての組合せに対して連立方程式を立てる構成について説明したが、各測定点の相対速度｜Ｖｉ｜や角度θｉが所定範囲外となる測定点に対応する数式を除外した数式の組合せに対して連立方程式を立てる構成であってもよい。例えば、ある測定点の相対速度ベクトルＶｉが他の測定点の相対速度ベクトルＶｉと全く逆方向であるような場合に、ある測定点の相対速度ベクトルＶｉは所定範囲外であるとして、ある測定点の相対速度ベクトルＶｉを除外した数式の組合せに対して連立方程式を立てる構成であってもよい。

上述の構成にようにレーダが単一であっても該レーダが位置ベクトル及び相対速度ベクトルを検出することができるレーダである場合、該レーダにより検出される同一測定点の情報として位置ベクトルと相対速度ベクトルの二つの情報を得ることができるので、これらのベクトルに基づいて合成相対速度ベクトルを算出することができる。つまり、車両に複数のレーダが搭載されていなくても、測定点の正確な速度ベクトルを算出することができる。

ところで、レーダ信号処理装置３は、図３に示すように、上述したグループ化処理部３２によりグループ化された複数の測定点を表示部４の二次元平面に配置し、複数の測定点から選択される一つの注目点毎に、当該注目点に対する他の測定点の相対測定値に基づいてグループ化評価値を算出するグループ化評価値演算部３５と、前記グループ化評価値演算部３５により算出された注目点毎に各グループ化評価値に関連付けたピーク値及び偏差に基づいて三次元正規分布関数を生成して重ね合わせた存在確率分布関数を生成する存在確率分布関数生成部３６と、前記存在確率分布関数生成部３６により生成された存在確率分布関数で示される存在確率に基づいて領域区画し、区画された領域毎に表示態様を異ならせて表示する領域表示処理部３７を備えている。

以下詳述する。グループ化評価値演算部３５は、グループ化処理部３２によりグループ化された各測定点について、レーダの物体検出部１６において算出された相対距離、相対速度、及び送信波の送信から受信波の受信までの時間に基づいてレーダから測定点までの方向と距離を導出して、例えば、図８（ａ）に示すように、表示部４の二次元平面に配置する。

ここで、表示部４は、車両に搭載されたモニタであり、例えば、カーナビゲーション装置に搭載されている液晶ディスプレイである。

図８（ａ）では、グループ化処理部３２により一つのグループＧ１が形成されており、グループＧ１には７個の測定点Ｅ０〜Ｅ６が存在している。

次に、グループ化評価値演算部３５は、配置した同一グループの各測定点から一つの注目点を選択して、選択した注目点と同一グループの測定点であって選択した注目点以外の測定点との相対測定値を算出する。例えば、グループＧ１であれば、測定点Ｅ０に対する測定点Ｅ１〜Ｅ６との相対測定値、及び、測定点Ｅ１に対する測定点Ｅ０、Ｅ２〜Ｅ６との相対測定値を算出し、以下同様にして測定点Ｅ２〜Ｅ６の各々に対する他の測定点の相対測定値を算出する。

相対測定値としては、注目点と他の測定点との距離の相対測定値Ｐｄｉ、注目点の電圧レベルの相対測定値Ｐｖｉ、及び注目点の速度に対する他の測定点の速度の相対測定値Ｐｓｉ等がある。

距離の相対測定値Ｐｄｉの算出について詳述すると、グループ化評価値演算部３５は、各測定点を表示部４の二次元平面に配置する際に、例えば、各測定点を図８（ｂ）に示すような格子状のセルに分割された二次元平面に配置する。そして、各測定点間の距離を算出する。

つまり、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、各測定点間のＸ方向距離とＹ方向距離を二次元平面のセル数で算出し、各測定点間のＸ方向距離とＹ方向距離を〔数３〕に適用することで、図９（ｃ）に示すように、各測定点間の直線距離Ｌを算出する。そして、直線距離Ｌを〔数４〕に適用することで、距離の相対測定値Ｐｄｉを算出する。ここで、〔数３〕において、Ｘ，Ｙは夫々、Ｘ方向距離、Ｙ方向距離であり、〔数４〕において、Ｋｄは係数で実験により統計的に導出される値である。係数ＫｄがＫｄ＝１０である場合に、図９（ｃ）に示す直線距離Ｌに基づいて算出した相対測定値Ｐｄｉを図９（ｄ）に示す。

電圧レベルの相対測定値Ｐｖｉの算出について詳述すると、グループ化評価値演算部３５は、二次元平面に配置された各測定点について相関電圧レベルを算出する。ここで、ある測定点における相関電圧レベルとは、例えば、ある測定点で反射してレーダＬＤにて受信された反射波の電圧レベルである。

算出した各測定点についての相関電圧レベルを〔数５〕に適用することで、電圧レベルの相対測定値Ｐｖｉを算出する。ここで、〔数５〕において、Ｔｈは相関スレッシュで受信アンテナ１３の感度等に基づいて設定される値であり、Ｋｖは係数で実験により統計的に導出される値である。相関スレッシュＴｈがＴｈ＝２０ｍＶ、係数ＫｖがＫｖ＝１．６の場合に相関電圧レベルに基づいて算出した相対測定値Ｐｖｉを図１０（ａ）に示す。

速度の相対測定値Ｐｓｉの算出について詳述すると、グループ化評価値演算部３５は、図８（ｃ）に示すように、各測定点のセンサＬＤに対する速度ＳＥ０〜ＳＥ６を算出し、次に、図１０（ｂ）に示すように、各測定点間の相対速度を算出する。

そして、算出した各測定点についての相対速度を〔数６〕に適用することで、速度の相対測定値Ｐｓｉを算出する。ここで、〔数６〕において、Ｓは相対速度の絶対値であり、Ｋｓは係数で実験により統計的に導出される値である。係数ＫｖがＫｖ＝５である場合に、図１０（ｂ）に示す相対速度に基づいて算出した相対測定値Ｐｓｉを図１０（ｃ）に示す。

グループ化評価値演算部３５は、算出した相対測定値Ｐｄｉ、Ｐｖｉ、Ｐｓｉを以下の〔数７〕に適用することでグループ化評価値Ｐを算出する。つまり、距離の相対測定値Ｐｄｉ、電圧レベルの相対測定値Ｐｖｉ、及び速度の相対測定値Ｐｓｉを乗じた値を全ての測定点について合計して、合計値を当該注目点のグループ化評価値とする。

例えば、測定点Ｅ０を注目点とした場合、測定点Ｅ１〜Ｅ６との距離の相対測定値Ｐｄ１〜Ｐｄ６、電圧レベルの相対測定値Ｐｖ１〜Ｐｖ６、及び速度の相対測定値Ｐｓ１〜Ｐｓ６を夫々算出する。そして、測定点Ｅ０とＥ１の関係から算出された相対測定値Ｐｄ１、Ｐｖ１、Ｐｓ１を積算して積算値を算出し、測定点Ｅ０とＥ２の関係から算出された相対測定値Ｐｄ２、Ｐｖ２、Ｐｓ２を積算して積算値を算出し、以下同様に測定点Ｅ０とＥ３〜Ｅ６の各々の関係から算出された相対測定値を夫々積算して積算値を算出する。

最後に、測定点Ｅ０と他の各測定点Ｅ１〜Ｅ６との関係で算出された全ての積算値を合計して、図１０（ｄ）に示すように、測定点Ｅ０のグループ化評価値を算出する。つまり、図１０（ｄ）では、各測定点Ｅ０〜Ｅ６の７個のグループ化評価値が算出される。図１０（ｄ）において、測定点Ｅ０についてのグループ化評価値は１８６．５であり、測定点Ｅ１についてのグループ化評価値は１１．７であり、以下測定点Ｅ２〜Ｅ６についてのグループ化評価値は夫々、１３３．６、１１６．０、１１０．４、８２．８、１３８．２である。

存在確率分布関数生成部３６は、所定の分布関数に基づいて三次元正規分布関数を生成する。例えば、標準正規分布に基づいた〔数８〕に示すような三次元正規分布関数を生成する。〔数８〕において、ｘは測定点からの距離を示し、Ｐ）は各測定点のグループ化評価値を示す。

具体例を以下に示す。存在確率分布関数生成部３６は、まず、図８（ｂ）に示すような格子状のセルに分割された二次元平面の各セルについて、所定の測定点（以下の説明では所定の測定点を測定点Ｅ０とする）からの距離ｘを算出する。算出した各セルについての距離ｘを図１１（ａ）に示す。なお、図１１（ａ）において、測定点Ｅ０のセルは灰色で示されている。

次に、距離ｘを〔数８〕に適用することによって、各セルについて分布値を算出する。算出した各セルについての分布を図１１（ｂ）に示す。なお、図１１（ｂ）において、測定点Ｅ０のセルは灰色で示されている。

同様にして、測定点Ｅ１〜Ｅ６についても分布値を算出して、全ての測定点Ｅ０〜Ｅ６の分布値を重ね合わせる。換言すると、同一のセルにおいて各測定点の分布値を足し合わせる。分布値を重ね合わせた各セルについての分布を図１１（ｃ）に示す。つまり、図１１（ｃ）で示された分布が存在確率分布関数であり、図１１（ｃ）の各セルにおいて、数値が大きいセルである程、物体が存在する確率が大きいことを示している。

領域表示処理部３７は、存在確率分布関数生成部３６により生成された存在確率分布関数で示される存在確率に基づいて領域区画し、区画された領域毎に表示態様を異ならせて表示する。

詳述すると、領域表示処理部３７は、各セルの分布値の大きさに応じて異なる段階を設定し、設定した段階を色分けする等して表示部４に表示する。例えば、図１１（ｃ）に示すような存在確率分布関数が生成されている場合、各セルの分布値が２０未満、２０以上４０未満、４０以上６０未満、及び６０以上の第一から第四の各レベルを設定し、図１２（ａ）に示すように、設定した各レベルを分布値の数値が大きい程濃くなるように各セルの表示パターンを異ならせて表示部４に表示する。

また、領域表示処理部３７は、何れかのレベルより大きいまたは小さいレベルをグループ化して、グループ化した部分を検出すべき物体であるとして表示させる。例えば、領域表示処理部３７は、図１２（ａ）に示す各レベルのうち第三レベル及び第四レベルを、図１２（ｂ）に示すような一つのグループとしてグループ化して、グループ化した領域を何らかの物体が存在している確率が高い領域として表示させる。

二次元配置された測定点において、相対測定値が大きい測定点の密度が高い領域は、これらの測定点が持っている距離、速度、電圧レベルといった情報の信頼性が高いとともに、これらの測定点に基づく実物体の容積が大きく、且つ表面密度が高い、換言すると自動車等のように重くて硬い実物体のであると考えられる。

よって、上述の構成によれば、グループ化評価値は、検出した測定点を二次元配置したときの、それら測定点の情報の信憑性を示す指標とすることができるので、各測定点に基づいて実物体としてグループ化した場合に、より正確にグループ化することができる。

以下、レーダ信号処理装置３による相対速度ベクトルの算出と存在確率の表示について、図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。

車両の前方に搭載された単一または複数のレーダが、複数の測定点の相対速度ベクトルを算出してレーダ信号処理装置３に出力する（Ｓ１）。

速度ベクトル演算部３１は、レーダにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出し（Ｓ２）、グループ化処理部３２は、算出された合成相対速度ベクトルが等しい測定点を同一の実物体としてグループ化する（Ｓ３）。

平均相対速度ベクトル演算部３３は、グループ化処理部３２によってグループ化された同一グループ内の合成相対速度ベクトルを平均処理して平均相対速度ベクトルを算出し（Ｓ４）、距離補正部３４は、算出された平均相対速度ベクトルに基づいて各測定点の距離を補正する（Ｓ５）。

グループ化評価値演算部３５は、グループ化処理部３２によってグループ化された複数の測定点を表示部４の二次元平面に配置し、複数の測定点から選択される一つの注目点毎にグループ化評価値を算出する（Ｓ６）。

存在確率分布関数生成部３６は、注目点毎に三次元正規分布関数を生成して重ね合わせた存在確率分布関数を生成し（Ｓ７）、領域表示処理部３７は、生成された存在確率分布関数で示される存在確率に基づいて領域区画し、区画された領域毎に表示態様を異ならせて表示する（Ｓ８）。

以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、車両にＵＷＢレーダまたはモノパルスレーダが設置された構成について説明したが、ＵＷＢレーダやモノパルスレーダに限るものではなく、例えば、車両にＦＭ−ＣＷレーダが設置された構成であってもよい。なお、ＦＭ−ＣＷレーダが設置された場合は、変調部１１による符号化がＦＭ変調となる。

上述の実施形態では、一対のＵＷＢレーダを備えた構成と、単一のモノパルスレーダを備えた構成について説明したが、備えられるレーダは一対または単一に限らず、レーダが三個以上である構成であってもよい。

尚、上述の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等は適宜変更設計できることは言うまでもない。

車両に配置されたレーダとレーダ信号処理装置の説明図 （ａ）は、ＵＷＢレーダを示し、（ｂ）は、モノパルスレーダを示す機能ブロック構成図 レーダ信号処理装置の機能ブロック構成図 （ａ）は、測定点の検出を示し、（ｂ）は、測定点の組合せを示す説明図 （ａ）は、合成相対速度ベクトルの算出を示し、（ｂ）は、合成速度ベクトルの向きに基づくグループ化を示し、（ｃ）は、合成速度ベクトルの大きさに基づくグループ化を示し、（ｄ）は、グループ化の例を示す説明図 距離の補正についての説明図 （ａ）は、レーダ搭載車両、ターゲット車両、及び非ターゲット車両を示し、（ｂ）は、モノパルスレーダによる測定点の検出を示す説明図 （ａ）は、測定点の二次元配置を示し、（ｂ）は、格子状のセルに分割された二次元平面への測定点の配置を示し、（ｃ）は、各測定点のセンサに対する速度の算出を示す説明図 （ａ）は、各測定点間のＸ方向距離を示し、（ｂ）は、各測定点間のＹ方向距離を示し、（ｃ）は、各測定点間の直線距離を示し、（ｄ）は、各測定点間の距離の相対測定値を示す説明図 （ａ）は、各測定点間の電圧レベルの相対測定値を示し、（ｂ）は、各測定点間の相対速度を示し、（ｃ）は、各測定点間の速度の相対測定値を示し、（ｄ）は、各測定点のグループ化評価値を示す説明図 （ａ）は、所定測定点からの距離を示し、（ｂ）は、三次元正規分布関数を示し、（ｃ）は、存在確率分布関数を示す説明図 （ａ）は、存在確率分布関数の異なる表示態様での表示を示し、（ｂ）は、表示された存在確率分布関数のグループ化を示す説明図 レーダ信号処理装置３による相対速度ベクトルの算出と存在確率の表示について説明するためのフローチャート

符号の説明

３：レーダ信号処理装置
４：表示部
３１：速度ベクトル演算部
３２：グループ化処理部
３３：平均相対速度ベクトル演算部
３４：距離補正部
３５：グループ化評価値演算部
３６：存在確率分布関数生成部
３７：領域表示処理部

Claims (5)

1. 単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する速度ベクトル演算部と、前記速度ベクトル演算部により算出された複数の仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しい仮想物体を実物体としてグループ化するグループ化処理部と、前記グループ化処理部によりグループ化された実物体の合成相対速度ベクトルを平均処理した平均相対速度ベクトルを算出する平均相対速度ベクトル演算部と、前記平均相対速度ベクトル演算部により算出された平均相対速度ベクトルに基づいて各測定点の距離を補正する距離補正部を備えて構成されるレーダ信号処理装置。
2. 前記速度ベクトル演算部は、一対のレーダにより検出された複数の測定点の距離データに基づいて三角測量が可能と判断される測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出する請求項１記載のレーダ信号処理装置。
3. 前記速度ベクトル演算部は、単一のレーダにより検出された複数の測定点の各位置ベクトル及び相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを所定の数式で定義し、前記グループ化処理部は前記数式に基づいて前記仮想物体の合成相対速度ベクトルが等しいと判断した複数の測定点を実物体としてグループ化する請求項１記載のレーダ信号処理装置。
4. 請求項１から３の何れかに記載されたグループ化処理部によりグループ化された複数の測定点を表示部の二次元平面に配置し、複数の測定点から選択される一つの注目点毎に、当該注目点に対する他の測定点の相対測定値に基づいてグループ化評価値を算出するグループ化評価値演算部と、前記グループ化評価値演算部により算出された注目点毎に各グループ化評価値に関連付けたピーク値及び偏差に基づいて三次元正規分布関数を生成して重ね合わせた存在確率分布関数を生成する存在確率分布関数生成部と、前記存在確率分布関数生成部により生成された存在確率分布関数で示される存在確率に基づいて領域区画し、区画された領域毎に表示態様を異ならせて表示する領域表示処理部を備えているレーダ信号処理装置。
5. 単一または複数のレーダにより検出された複数の測定点の各相対速度ベクトルに基づいて各測定点を含む仮想物体の合成相対速度ベクトルを算出し、
   算出された複数の仮想物体の相対速度ベクトルが等しい仮想物体を実物体としてグループ化し、
   グループ化された複数の測定点を表示部の二次元平面に配置し、複数の測定点から選択される一つの注目点毎に、当該注目点に対する他の測定点の相対測定値に基づいてグループ化評価値を算出し、
   算出された注目点毎に各グループ化評価値に関連付けたピーク値及び偏差に基づいて三次元正規分布関数を生成して重ね合わせた存在確率分布関数を生成し、
   生成された存在確率分布関数で示される存在確率に基づいて領域区画し、区画された領域毎に表示態様を異ならせて表示するレーダ信号処理方法。