JP2009271008A - 物体検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ＦＭ・ＣＷ型の物体検知装置で、演算処理量や処理時間を最小限に抑えながら物体の距離や相対速を精度良く算出できるようにする。
【解決手段】 ＦＭ・ＣＷ型のレーダー装置Ｒにおいて、物体候補情報記憶手段Ｍ５が、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶すると、グルーピング手段Ｍ７が、任意の検知エリアにおいて求められるピーク信号１とその他の検知エリアにおいて求められるピーク信号２との周波数差が所定値以下であり、かつ前記物体候補情報記憶手段Ｍ５に記憶されているピーク信号１による物体候補情報とピーク信号２による物体候補情報とが略等しい場合に、両ピーク信号をグルーピングし、更に物体情報算出手段Ｍ８がグルーピング処理後の上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて物体との距離または相対速を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＦＭ・ＣＷ波を用いて物体の検知を行なう物体検知装置に関する。
周波数を時間とともに三角波状に増減させたＦＭ・ＣＷ波を送信するとともに物体からの反射波を受信し、送信信号および受信信号を混合して得られるビート信号を周波数分析することにより得た上昇側および下降側の反射ピークの周波数から物体までの距離および相対速を得るように構成された物体検知装置が、下記特許文献１により公知である。
ところで、ＦＭ・ＣＷ型のレーダー装置で物体の距離および相対速を算出するには、同じ物体からの反射波の相互に対応するアップビート信号の反射ピークとダウンビート信号の反射ピークとを組み合わせることが必要である（これをペアリングという）。
しかしながら、ＦＭ・ＣＷ型のレーダー装置では、例えば左右１６°の角度を有する扇形の検知領域を例えば左右１°の検知エリアを有する１６本のビームでスキャンするようになっているため、車両のような物体が検知対象となった場合には、その物体に複数のビームが当たることになる。その結果、一つの物体からの反射波にアップビート信号の反射ピークとダウンビート信号の反射ピークとのペアが複数組含まれることになり、それらのペアリングを適切に行わないと物体の距離および相対速を精度良く算出することができなくなる。
そこで従来は、ＦＭ・ＣＷ型のレーダー装置で物体の距離および相対速を算出するためのペアリング方式として、１ビームペアリング方式あるいはフィールドペアリング方式が採用されていた。
１ビームペアリング方式とは、左右１°の検知エリアを有する１本のビーム単位でペアリングを行った結果、距離および相対速が近いもの同士を纏めて一つの物体の距離および相対速を算出するものである。
フィールドペアリング方式とは、左右１６°の検知領域に含まれるアップビート信号の反射ピークの周波数および左右方向角度の近いもの同士を纏めるとともに、ダウンビート信号の反射ピークの周波数および左右方向角度の近いもの同士を纏め、これら二つの纏めた反射ピークの周波数をペアリングして一つの物体の距離および相対速を算出するものである。
特許第３３０５６２４号公報
しかしながら、上記１ビームペアリング方式では、演算するデータの量が膨大になって処理時間が長くなり、決められたサクルタイム内に演算処理が完了しなくなる可能性があるだけでなく、１ビームの情報は複数のビームが当たる物体に対しては断片的な情報となるため、ペアリングの相手を誤って物体の距離や相対速を間違って算出してしまう可能性がある。
また上記フィールドペアリング方式では、反射ピークの周波数に対応する距離および相対速の組み合わせが複数存在するので、別個の物体の距離および相対速の組み合わせが偶然に一致すると、同一の物体と誤判断してペアリングミスを起こす可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＦＭ・ＣＷ型の物体検知装置で、演算処理量や処理時間を最小限に抑えながら物体の距離や相対速を精度良く算出できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数の検知エリアに対してＦＭ・ＣＷ波を送信するとともに送信したＦＭ・ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段と、前記送受信手段の送信波および受信波からビート信号を生成するとともに該ビート信号を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分析手段による周波数分析の結果に基づいて上昇側および下降側のピーク信号を求めるピーク信号検出手段と、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶する物体候補情報記憶手段と、任意の検知エリアにおいて求められるピーク信号１とその他の検知エリアにおいて求められるピーク信号２との周波数差が所定値以下であり、かつ前記物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による物体候補情報とピーク信号２による物体候補情報とが略等しい場合に、両ピーク信号をグルーピングするグルーピング手段と、前記グルーピング処理後の上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて物体との距離または相対速を算出する物体情報算出手段とを備えたことを特徴とする物体検知装置が提案される。
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記物体候補情報記憶手段は、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせが複数ある場合には、それぞれの組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶し、前記グルーピング手段は、前記物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による複数の物体候補情報とピーク信号２による複数の物体候補情報との間に共通の物体候補情報がある場合に両ピーク信号をグルーピングすることを特徴とする物体検知装置が提案される。
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記グルーピング手段は、前記物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による物体の距離とピーク信号２による物体の距離とが略等しい場合に、両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断することを特徴とする物体検知装置が提案される。
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記グルーピング手段は、前記物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による相対速とピーク信号２による相対速とが略等しい場合に、両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断することを特徴とする物体検知装置が提案される。
請求項１の構成によれば、物体候補情報記憶手段が、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶すると、グルーピング手段が、任意の検知エリアにおいて求められるピーク信号１とその他の検知エリアにおいて求められるピーク信号２との周波数差が所定値以下であり、かつ前記物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による物体候補情報とピーク信号２による物体候補情報とが略等しい場合に、両ピーク信号をグルーピングし、更に物体情報算出手段がグルーピング処理後の上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて物体との距離または相対速を算出する。
このように、物体候補情報記憶手段は、上昇側および下降側のピーク信号をペアリングするが、最終的な物体の距離または相対速の算出までを行わないので演算処理量を削減するとができ、またグルーピング手段は物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号による物体候補情報に基づいてグルーピングを行うので正しいペアリングを行うことができ、その結果として物体情報算出手段による物体との距離または相対速の算出を少ない演算処理量で精度良く行うことができる。
また請求項２の構成によれば、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせが複数ある場合には、物体候補情報記憶手段がそれぞれの組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶し、物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による複数の物体候補情報とピーク信号２による複数の物体候補情報との間に共通の物体候補情報がある場合にグルーピング手段が両ピーク信号をグルーピングするので、ピーク信号１およびピーク信号２のグルーピングを精度良く行うことができる。
また請求項３の構成によれば、物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による物体の距離とピーク信号２による物体の距離とが略等しい場合に、グルーピング手段が両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断するので、物体情報に基づくグルーピングをより精度良く行うことができる。
また請求項４の構成によれば、物体候補情報記憶手段に記憶されているピーク信号１による相対速とピーク信号２による相対速とが略等しい場合に、グルーピング手段が両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断するので、物体情報に基づくグルーピングをより精度良く行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図１５は本発明の実施の形態を示すものであり、図１はＦＭ・ＣＷ型レーダー装置を用いた車両制御装置のブロック図、図２はレーダー装置の送受信手段および周波数分析手段の構成を示す図、図３は物体が接近しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示す図、図４はピーク信号検出手段で検出されたピーク信号を示す図、図５はメインルーチンのフローチャート、図６はメインルーチンのステップＳ４のサブルーチンのフローチャート、図７はメインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート（第１分図）、図８はメインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート（第２分図）、図９はメインルーチンのステップＳ７のサブルーチンのフローチャート、図１０はメインルーチンのステップＳ８のサブルーチンのフローチャート、図１１は自車および物体の位置関係と、そのときのアップビート信号およびダウンビート信号とを示す図、図１２は従来の１ビーム単位ペアリング方法の説明図、図１３は従来のフィールドペアリング方法の説明図、図１４は実施の形態のペアリング方法の説明図（第１分図）、図１５は実施の形態のペアリング方法の説明図（第２分図）である。
図１および図２に示すように、ＦＭ・ＣＷ型レーダー装置Ｒは、送受信手段Ｍ１と、周波数分析手段Ｍ３と、ピーク信号検出手段Ｍ４と、今回候補メモリ（物体候補情報記憶手段）Ｍ５と、フィールドメモリＭ６と、フィールドグルーピング手段（グルーピング手段）Ｍ７と、フィールドペアリング手段（物体情報算出手段）Ｍ８と、今回出力メモリＭ９とを備えており、周波数分析手段Ｍ３には車速センサやヨーレートセンサよりなる車両状態判定手段Ｍ２が接続され、今回出力メモリＭ９には自動制動装置等の車両制御手段Ｍ１０が接続される。
送受信手段Ｍ１は、タイミング信号生成回路１、ＦＭ変調制御回路２、発振器３、アンプ４、サーキュレータ５および送受信アンテナ６で構成される。タイミング信号生成回路１から入力されるタイミング信号に基づいて、ＦＭ変調制御回路２により発振器３の発振作動が変調制御され、図３（Ａ）に実線で示すように周波数が三角波状に変調され、発振器３からの変調された送波信号がアンプ４およびサーキュレータ５を介して送受信アンテナ６に入力され、送受信アンテナ６からＦＭ・ＣＷ波が送信される。送受信アンテナ６の前方に先行車等の物体が存在すると、該物体で反射された反射波が送受信アンテナ６で受信される。この反射波は、例えば、前方の物体が接近してくる場合には、図３（Ａ）に破線で示すように出現するものであり、送信波が直線的に増加する上昇側では送信波よりも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。
周波数分析手段Ｍ３は、ミキサ７、アンプ８、アンプ９およびＡ／Ｄコンバータ１０で構成される。送受信アンテナ６で受信した受信波はサーキュレータ５を介してミキサ７に入力され、またミキサ７にはサーキュレータ５からの受信波の他に発振器３から出力される送波信号から分配された送波信号がアンプ８を介して入力される。ミキサ７では送信波および受信波が混合されることにより、図３（Ｂ）に示すように、送信波が直線的に増加する上昇側でピーク周波数ｆupならびに送信波が直線的に減少する下降側でピーク周波数ｆdnを有するビート信号が生成される。前記ミキサ７で得られたビート信号はアンプ９で必要なレベルの振幅に増幅された後に、Ａ／Ｄコンバータ１０でＡ／Ｄ変換される。
ピーク信号検出手段Ｍ４は上昇側ビートメモリＭ４ａおよび下降側ビートメモリＭ４ｂを含んでおり、上昇側ビートメモリＭ４ａには前記上昇側ピーク周波数ｆup（図４（Ａ）参照）が記憶され、下降側ビートメモリＭ４ｂには前記下降側ピーク周波数ｆdn（図４（Ｂ）参照）が記憶される。
以下、ピーク信号検出手段Ｍ４、今回候補メモリ（物体候補情報記憶手段）Ｍ５、フィールドメモリＭ６、フィールドグルーピング手段（グルーピング手段）Ｍ７、フィールドペアリング手段（物体情報算出手段）Ｍ８および今回出力メモリＭ９の機能を、フローチャートを参照して説明する。
図５のメインルーチンのフローチャートのステップＳ１で車両状態判定手段Ｍ２により車速およびヨーレートを検知してレーダー装置Ｒに送信し、ステップＳ２で送受信手段Ｍ１から送信したアップビート信号が物体で反射したアップビート反射をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理し、その上昇側ピーク周波数および反射レベルをピーク信号検出手段Ｍ４のアップビートメモリＭ４ａに記憶するとともに、ステップＳ３で送受信手段Ｍ１から送信したダウンビート信号が物体で反射したダウンビート反射をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理し、その下降側ピーク周波数および反射レベルをピーク信号検出手段Ｍ４のダウンビートメモリＭ４ｂに記憶し、続くステップＳ４でピーク信号検出手段Ｍ４により１ビーム単位のペアリング処理を実行する。そしてステップＳ５で左右１６°の検知領域内の１６本の全てのビームについての処理が終わるまで、前記ステップＳ２〜ステップＳ４を繰り返す。
続くステップＳ６でフィールドグルーピング手段（グルーピング手段）Ｍ７によりフィールドグルーピング処理を行い、ステップＳ７でフィールドペアリング手段（物体情報算出手段）Ｍ８によりフィールドペアリング処理を行い、ステップＳ８でターゲット引き継ぎ処理を行った後、ステップＳ９で今回出力メモリＭ９の出力フラグ＝１のターゲットを車両制御手段Ｍ１０に出力し、車間距離制御や衝突被害軽減制御のための自動制動等を実行する。
次に、図６に基づいて前記ステップＳ４の「１ビーム単位ペアリングサブフロー」の具体的内容を説明する。
先ずステップＳ２１でアップビートメモリＭ４ａからアップビートピーク信号のピーク周波数および反射レベルを読み出し、ステップＳ２２でダウンビートメモリＭ４ｂからダウンビートピーク信号のピーク周波数および反射レベルを読み出す。続くステップＳ２３でアップビートピーク信号の反射レベルおよびダウンビートピーク信号の反射レベルの差が５ｄＢ以下であれば、それらが同一物体から反射波である可能性が高いと判断し、ステップＳ２４で前記アップビートピーク信号およびダウンビートピーク信号をペアリングの対象とし、そのペアから距離候補および相対速候補を算出する。
続くステップＳ２５で前記距離候補が２ｍ以上で１５０ｍ以下であり、かつステップＳ２６で前記相対速候補が−５５ｍ／ｓｅｃ以上で５５ｍ／ｓｅｃ以下であれば、ステップＳ２７で前記距離候補および相対速候補の両方のデータをアップビートメモリＭ４ａおよびダウンビートメモリＭ４ｂにそれぞれ追加する。
アップビートピーク信号の反射レベルおよびダウンビートピーク信号の反射レベルの差が５ｄＢ以下のものを選択するのは、反射レベルの差が５ｄＢを超える場合には、それらが別物体から反射波である可能性が高いからである。距離候補が２ｍ以上で１５０ｍ以下のものを選択するのは、自車が物体に２ｍ未満の距離に接近することはなく、また物体の距離がレーダー装置Ｒの検知可能距離（約１００ｍ）よりも大きい１５０ｍを超えることはないからである。相対速候補が−５５ｍ／ｓｅｃ以上で５５ｍ／ｓｅｃ以下のものを選択するのは、自車および物体の相対速の絶対値が５５ｍ／ｓｅｃ（約２００ｋｍ／ｈ）を超えることはないからである。
そしてステップＳ２８で全てのダウンビートピークを呼び出すまで、前記ステップＳ２２〜ステップＳ２７を繰り返し、ステップＳ２９で全てのアップビートピークを呼び出すまで、前記ステップＳ２１〜ステップＳ２８を繰り返す。
次に、図７および図８に基づいて前記ステップＳ６の「フィールドグルーピングサブフロー」の具体的内容を説明する。
先ずステップＳ４１でアップビートメモリＭ４ａに記憶されている全てのアップビートピークの周波数のグループ番号を０にし、ステップＳ４２でアップビートメモリＭ４ａからグループ番号＝０のピーク周波数を読み出し、それに新しいグループ番号を１から順番に付与する。続くステップＳ４３でアップビートメモリＭ４ａの隣のビームのピーク周波数を読み出し、ステップＳ４４でグループ番号＝０であってアップビートピークおよびダウンビートピークの周波数差が４ｋＨ以下の反射ピークがあり、かつステップＳ４５でこれまでのピークが持っている距離候補との距離差が±４ｍ以内であり、かつ相対速候補との相対速差±１ｍ／ｓｅｃ以内の組み合わせが今回のピークにあれば、ステップＳ４６で今回の反射ピークに同じグループ番号を付与する。
前記ステップＳ４４の答えがＮＯである場合、あるいは前記ステップＳ４５の答えがＮＯである場合に、ステップＳ４７でアップビートメモリＭ４ａの全てのピーク周波数に新しいグループ番号が付与されるまで、前記ステップＳ４２〜Ｓ４６を繰り返す。そしてステップＳ４８で各グループのピーク周波数、反射レベルおよび検知角度を算出する。
続くステップＳ４９〜Ｓ５６のダウンビートメモリＭ４ｂのデータの処理は、上述したアップビートメモリＭ４ａのデータの処理と実質的に同じであるため、その重複する説明は省略する。
次に、図９に基づいて前記ステップＳ７の「フィールドペアリングサブフロー」の具体的内容を説明する。
先ずステップＳ６１でアップビートメモリＭ４ａからグループを呼び出し、ステップＳ６２でダウンビートメモリＭ４ｂから検知角度差が±１°以内で、反射レベルが最も近いグループを呼び出す。続くステップＳ６３で該当するグループが存在し、ステップＳ６４で反射レベル差が５ｄＢ以下であれば、ステップＳ６５でペアリング対象として距離および相対速を算出する。続くステップＳ６６で前記算出した距離が２ｍ以上で１５０ｍ以下であり、かつステップＳ６７で前記算出した相対速が−５５ｍ／ｓｅｃ以上で５５ｍ／ｓｅｃ以下である場合に、ステップＳ６８で前記算出した距離および相対速を今回出力メモリＭ９に追加する。そしてステップＳ６９でアップビートメモリＭ４ａの全てのグループを呼び出すまで、前記ステップＳ６１〜Ｓ６８を繰り返す。
次に、図１０に基づいて前記ステップＳ８の「ターゲット引継ぎサブフロー」の具体的内容を説明する。
先ずステップＳ８１で今回ターゲットを今回出力メモリＭ９から読み出し、ステップＳ８２で前回ターゲットとの引き継ぎを確認する。今回ターゲットと前回ターゲットとの引き継ぎの確認は以下のようにして行われる。即ち、前回のターゲットの位置と相対速とから今回のターゲットの位置を予測し、今回実際に検知されたターゲットの位置が、前記予測された位置を中心とする所定の範囲に納まっていれば、今回ターゲットは前回ターゲットを引き継いだもの（つまり同一ターゲット）であると判断し、前記所定の範囲に納まっていなければ、今回ターゲットは新規に検知されたターゲットであると判断する。
続くステップＳ８３で今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものであれば、ステップＳ８４で出力フラグ＝１にセットし、今回ターゲットが前回ターゲットを引き継いだものでなければ、ステップＳ８５で外挿カウンタ＝０にセットし、ステップＳ８６で出力フラグ＝０にリセットする。そしてステップＳ８７で全てのターゲットを呼び出すまで、前記ステップＳ８１〜Ｓ８６を繰り返す。
外挿カウンタを用いる外挿処理とは、検知できなくなったターゲットが依然として検知されていると見做し、前記検知できなくなったターゲットの予測位置をサイクルタイム毎に算出し、６回連続して検知できなかった場合、つまり外挿カウンタのカウント値が６になった場合に、始めてターゲットのロストを確定する処理である。
次に、上記フローチャートの内容を、具体例に基づいて更に説明する。
図１１は、秒速３０ｍ／ｓｅｃで走行する自車の４０ｍ前方に秒速３０ｍ／ｓｅｃで走行する先行車が存在し、かつ自車の左隣車線における６５ｍ前方に秒速５ｍ／ｓｅｃで走行する隣車線車が存在する状態を示している。また道路の両側には一定間隔でポールのような路側物が存在している。自車に搭載したレーダー装置Ｒは、左右１６°の扇形の検知領域を左右１°の検知エリアを有する１６本のビームで走査するが、同図では簡略化のために中央の８本のビーム（ビーム１〜ビーム８）だけを示している。
ビーム１は路側物(3) を検知し、ビーム２は隣車線車(2) および路側物(4) を検知し、ビーム３は先行車(1) および隣車線車(2) を検知し、ビーム４は先行車(1) を検知し、ビーム５は先行車(1) 、路側物(6) および路側物(7) を検知し、ビーム６は路側物(5) および路側物(6) を検知し、ビーム７は路側物(5) を検知し、ビーム８は何も検知していない。
Figure 2009271008
表１には、先行車(1) 、隣車線車(2) および路側物(3) 〜(7) の距離および相対速が示される。表１において、ターゲットＴ(1) 〜Ｔ(7) は、それぞれ先行車(1) 、隣車線車(2) および路側物(3) 〜(7) に対応する。
上述したような先行車(1) 、隣車線車(2) および路側物(3) 〜(7) の配置により、図１１に示すようなアップビート信号およびダウンビート信号が得られる。ここで注目すべきことは、ビーム３において先行車(1) および隣車線車(2) のアップビート信号が重なり合っていることである。
ここで、図１２に基づいて、従来のペアリング方法Ａ（１ビーム単位ペアリング）を、図１１の状態に適用した場合について説明する。１ビーム単位ペアリングは、各ビーム単位でペアリングを行った結果、距離および相対速の近いもの同士を纏めて一つの物体の距離および相対速を算出するものである。
ビーム１については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、そのペアリングに基づいて路側物(3) の距離および相対速を算出することができる。
ビーム２については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが４種類あるが、反射レベルに差が存在することで、隣車線車(2) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが特定され、路側物(4) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが特定されるので、隣車線車(2) および路側物(4) の距離および相対速を算出することができる。
ビーム３については、先行車(1) および隣車線車(2) のアップビートピークが重なっており、反射レベルに基づいて先行車(1) のアップビートピークおよびダウンビートピークがペアリングされるため、隣車線車(2) のダウンビートピークのペアリングが不能になってしまう問題がある。
ビーム４については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、そのペアリングに基づいて先行車(1) の距離および相対速を算出することができる。
ビーム５については、三つのアップビートピークおよび三つのダウンビートピークの複数のペアリングが考えられ、そのうち先行車(1) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングは反射レベルに基づいて特定可能であるが、路側物(6) ，(7) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが、その反射レベルに顕著な差がないために特定できない問題がある。
ビーム６については、路側物(6) ，(7) のアップビートピークおよびダウンビートピークの４種類のペアリングが考えられるが、その反射レベルに顕著な差がないために特定できない問題がある。
ビーム７については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、その組み合わせに基づいて路側物(5) の距離および相対速を算出することができる。
ビーム８については、アップビートピークおよびダウンビートピークが存在せず、物体は検知されない。
以上のように、従来の１ビームペアリングでは、ビーム３，５，６のペアリングがうまく行かず、この処理で無理にペアリングを確定しようとすると、誤った結果となる可能性がある。また後工程でペアリングを完了させようとすると、各ビーム毎にグルーピング処理やターゲット引き継ぎ処理を行わねばならず、演算処理量が膨大になって所定のサイクルタイム内に完了しなくなる問題がある。
次に、図１３に基づいて、従来のペアリング方法Ｂ（フィールドペアリング）を、図１１の状態に適用した場合について説明する。フィールドペアリングは、全てのアップビートピークの周波数の近いもの同士および検知角度の近いもの同士を纏めるとともに、全てのダウンビートピークの周波数の近いもの同士および検知角度の近いもの同士を纏め、両者の纏めた反射ピークの周波数をペアリングするものである。
アップビートピークおよびダウンビートピークを周波数の近いもの同士および左右方向角度の近いもの同士を纏めると、７個の物体(1) 〜(7) に対応する７個のグループ(1) 〜グループ(7) のうち、グループ(3) 〜グループ(7) は、検知角度、反射レベル、ペアリング後の距離および相対速を比較することで、正しいペアリングが可能になる。しかしながら、アップビートピークのグループ(1) ＵＰのビーム３ＵＰには、先行車(1) のデータに隣車線車(2) のデータが融合しているにも関わらず、グループ(1) ＵＰはグループ(1) ＤＮとのペアリングが優先されてしまい、グループ(2) ＤＮはペアリングの相手がなくなって正しいペアリングが不能になる問題がある。
次に、図１４および図１５に基づいて、本実施の形態のペアリング方法（１ビームペアリングとフィールドペアリングとの組み合わせ）を、図１１の状態に適用した場合について説明する。本実施の形態のペアリングは、先ず１ビーム単位でのペアリングを行い、ターゲットとして出力できる可能性のあるペアリングの組み合わせ（複数でも可）を各反射ピーク毎に記憶する。続いてピーク周波数が所定の範囲内にあり、ビームが隣接する反射ピークを一つのグループに纏めるが、その際に各反射ピークが持っている１ビーム単位のペアリング情報（距離または相対速）から、同じペアリングの組み合わせを持っているか確認し、持っている場合に一つのグループとする。そしてアップビートピークのグループとダウンビートピークのグループとのペアリングを行い、グループ（つまり物体）の距離または相対速を算出する。
先ず図１４において、ビーム１については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、そのペアリングに基づいて路側物(3) の距離（６５ｍ）および相対速（−３０ｍ／ｓ）を算出することができる。
ビーム２については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが４種類あるが、反射レベルに差が存在することで、隣車線車(2) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが特定されて距離（６５ｍ）および相対速（−２５ｍ／ｓ）が算出され、路側物(4) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが特定されて距離（９０ｍ）および相対速（−３０ｍ／ｓ）が算出される。
ビーム３については、先行車(1) および隣車線車(2) のアップビートピークが重なっており、ピーク(1)(2)ＵＰとピーク(1) ＤＮのペアリング候補（４０ｍ，０ｍ／ｓ）と、ピーク(1)(2)ＵＰとピーク(2) ＤＮとのペアリング候補（６５ｍ，−２５ｍ／ｓ）とが存在するため、その二つのペアリング候補の距離および相対速のデータを記憶する。
ビーム４については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、そのペアリングに基づいて先行車(1) の距離（４０ｍ）および相対速（０ｍ／ｓ）を算出することができる。
ビーム５については、三つのアップビートピークおよび三つのダウンビートピークの複数のペアリングが考えられるが、そのうち先行車(1) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングは反射レベルに基づいて特定可能であり、そのペアリングに基づいて先行車(1) の距離（４０ｍ）および相対速（０ｍ／ｓ）を算出することができる。残りの路側物(6) ，(7) のアップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングは反射レベルに顕著な差がないために特定できないため、可能性のあるペアリング候補、つまりピーク(6) ＵＰとピーク(6) ＤＮとのペアリング候補（６５ｍ，−３０ｍ／ｓ）と、ピーク(6) ＵＰとピーク(7) ＤＮとのペアリング候補（７７．５ｍ，−４２．５ｍ／ｓ）と、ピーク(7) ＵＰとピーク(7) ＤＮとのペアリング候補（９０ｍ，−３０ｍ／ｓ）と、ピーク(7) ＵＰとピーク(6) ＤＮとのペアリング候補（７７．５ｍ，−１７．５ｍ／ｓ）とが存在するため、その四つのペアリング候補の距離および相対速のデータを記憶する。
ビーム６については、路側物(5) ，(6) のアップビートピークおよびダウンビートピークの４種類のペアリングが考えられるが、その反射レベルに顕著な差がないために特定できないため、可能性のあるペアリング候補、つまりピーク(5) ＵＰとピーク(5) ＤＮとのペアリング候補（４０ｍ，−３０ｍ／ｓ）と、ピーク(5) ＵＰとピーク(6) ＤＮとのペアリング候補（５２．５ｍ，−４２．５ｍ／ｓ）と、ピーク(6) ＵＰとピーク(6) ＤＮとのペアリング候補（６５ｍ，−３０ｍ／ｓ）と、ピーク(6) ＵＰとピーク(5) ＤＮとのペアリング候補（５２．５ｍ，−１７．５ｍ／ｓ）とが存在するため、その四つのペアリング候補の距離および相対速のデータを記憶する。
ビーム７については、アップビートピークおよびダウンビートピークのペアリングが１種類しかなく、その組み合わせに基づいて路側物(5) の距離（４０ｍ）および相対速（−３０ｍ／ｓを算出することができる。
ビーム８については、アップビートピークおよびダウンビートピークが存在せず、物体は検知されない。
このように、本実施の形態の１ビーム単位のペアリングでは、ペアリングを特定できないビーム３，５，７について、可能性のあるペアリングと、そのペアリングに対応する距離および相対速のデータのみを記憶し、最終的なペアリングの確定を行わないので、演算処理量が増加することはない。
図１４で説明した１ビームペアリングでペアリングを特定できなかったビーム３，５，６について、図１５に示すフィールドグルーピングにより、前記ペアリング候補の距離および相対速のデータを利用してアップビートピークおよびダウンビートピークのグループ分けを行う。
ビーム３のアップビートピーク(1)(2)は、先行車(1) のものか隣車線車(2) のものか不明であったが、ビーム３に隣接するビーム２のアップビートピーク(2) が隣車線車(2) （６５ｍ，−２５ｍ／ｓ）のものと判明しており、アップビートピーク(1)(2)の二つのペアリング候補である先行車(1) のデータ（４０ｍ，０ｍ／ｓ）と隣車線車(2) のデータ（６５ｍ，−２５ｍ／ｓ）のうち、先行車(1) のデータ（４０ｍ，０ｍ／ｓ）は不一致であるが、隣車線車(2) のデータ（６５ｍ，−２５ｍ／ｓ）は一致するため、ビーム３のアップビートピーク(1)(2)は、アップビートピーク(2) であることが判明し、そのビーム３のアップビートピーク(2) はビーム２のアップビートピーク(2) と纏められてグループ(2) としてグルーピングされる。
その結果、ビーム４のアップビートピーク(1) およびビーム５のアップビートピーク(1) が、前記ビーム２およびビーム３のグループ(2) から分離されてグループ(1) としてグルーピングされる。
またビーム６のアップビートピーク(5) およびダウンビートピーク(5) に注目すると、データ（４０ｍ，−３０ｍ／ｓ）およびデータ（５２．５ｍ，−４２．５ｍ／ｓ）の二つのペアリング候補が存在するが、ビーム６に隣接するビーム７で確定した路側物(5) のデータが（４０ｍ，−３０ｍ／ｓ）であるため、ビーム６のアップビートピーク(5) およびダウンビートピーク(5) は路側物(5) のものであると判断され、ビーム６ＵＰのアップビートピーク(5) とビーム７ＵＰのアップビートピーク(5) とがグループ(5) ＵＰとしてグルーピングされ、ビーム６ＤＮのダウンビートピーク(5) とビーム７ＤＮのダウンビートピーク(5) とがグループ(5) ＤＮとしてグルーピングされる。
またビーム５およびビーム６のアップビートピーク(6) およびダウンビートピーク(6) に注目すると、ビーム５についてはデータ（６５ｍ，−３０ｍ／ｓ）およびデータ（７７．５ｍ，−４２．５ｍ／ｓ）の二つのペアリング候補が存在し、ビーム６についてはデータ（６５ｍ，−３０ｍ／ｓ）およびデータ（５２．５ｍ，−１７．５ｍ／ｓ）の二つのペアリング候補が存在するため、両方に共通のデータ（６５ｍ，−３０ｍ／ｓ）に対応するペアリングが確定し、ビーム５ＵＰのアップビートピーク(6) とビーム６ＵＰのアップビートピーク(6) とがグループ(6) ＵＰとしてグルーピングされ、ビーム５ＤＮのダウンビートピーク(6) とビーム６ＤＮのダウンビートピーク(6) とがグループ(6) ＤＮとしてグルーピングされる。
またビーム５のアップビートピーク(7) およびダウンビートピーク(7) に注目すると、同じビーム５のアップビートピーク(1) ，(6) およびアップビートピーク(1) ，(6) のペアリングが既に確定しているため、アップビートピーク(7) およびダウンビートピーク(7) がペアリングされ、グループ(7) ＵＰおよびグループ(7) ＤＮが確定する。
このようにしてアップビートピークのグループ(1) ＵＰ〜グループ(7) ＵＰと、ダウンビートピークのグループ(1) ＤＮ〜グループ(7) ＤＮとが確定すると、それらのグループに対応する先行車(1) 、隣車線車(2) および路側物(3) 〜(7) の距離および相対速が確定する。
以上のように、今回候補メモリ（物体候補情報記憶手段）Ｍ５は、上昇側および下降側のピーク信号をペアリングするが、最終的な物体の距離または相対速の算出までを行わないので演算処理量を削減するとができ、またフィールドグルーピング手段（グルーピング手段）Ｍ７は今回候補メモリ（物体候補情報記憶手段）Ｍ５に記憶されているピーク信号による物体候補情報に基づいてグルーピングを行うので正しいペアリングを行うことができ、その結果としてフィールドペアリング手段（物体情報算出手段）Ｍ８による物体との距離または相対速の算出を少ない演算処理量で精度良く行うことができる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では距離および相対速を用いてグルーピングを行っているが、距離または相対速の何れか一方のみを用いてグルーピングを行っても良い。
ＦＭ・ＣＷ型レーダー装置を用いた車両制御装置のブロック図 レーダー装置の送受信手段および周波数分析手段の構成を示す図 物体が接近しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示す図 ピーク信号検出手段で検出されたピーク信号を示す図 メインルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ４のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート（第１分図） メインルーチンのステップＳ６のサブルーチンのフローチャート（第２分図） メインルーチンのステップＳ７のサブルーチンのフローチャート メインルーチンのステップＳ８のサブルーチンのフローチャート 自車および物体の位置関係と、そのときのアップビート信号およびダウンビート信号とを示す図 従来の１ビーム単位ペアリング方法の説明図 従来のフィールドペアリング方法の説明図 実施の形態のペアリング方法の説明図（第１分図） 実施の形態のペアリング方法の説明図（第２分図）
符号の説明
Ｍ１ 送受信手段
Ｍ３ 周波数分析手段
Ｍ４ ピーク信号検出手段
Ｍ５ 物体候補情報記憶手段
Ｍ７ グルーピング手段
Ｍ８ 物体情報算出手段

Claims (4)

  1. 複数の検知エリアに対してＦＭ・ＣＷ波を送信するとともに送信したＦＭ・ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段（Ｍ１）と、
    前記送受信手段（Ｍ１）の送信波および受信波からビート信号を生成するとともに該ビート信号を周波数分析する周波数分析手段（Ｍ３）と、
    前記周波数分析手段（Ｍ３）による周波数分析の結果に基づいて上昇側および下降側のピーク信号を求めるピーク信号検出手段（Ｍ４）と、
    各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶する物体候補情報記憶手段（Ｍ５）と、
    任意の検知エリアにおいて求められるピーク信号１とその他の検知エリアにおいて求められるピーク信号２との周波数差が所定値以下であり、かつ前記物体候補情報記憶手段（Ｍ５）に記憶されているピーク信号１による物体候補情報とピーク信号２による物体候補情報とが略等しい場合に、両ピーク信号をグルーピングするグルーピング手段（Ｍ７）と、
    前記グルーピング処理後の上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせに基づいて物体との距離または相対速を算出する物体情報算出手段（Ｍ８）と、
    を備えたことを特徴とする物体検知装置。
  2. 前記物体候補情報記憶手段（Ｍ５）は、各検知エリアにおける上昇側および下降側のピーク信号の組み合わせが複数ある場合には、それぞれの組み合わせに基づいて求められる物体との距離または相対速を物体候補情報として記憶し、
    前記グルーピング手段（Ｍ７）は、前記物体候補情報記憶手段（Ｍ５）に記憶されているピーク信号１による複数の物体候補情報とピーク信号２による複数の物体候補情報との間に共通の物体候補情報がある場合に両ピーク信号をグルーピングすることを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
  3. 前記グルーピング手段（Ｍ７）は、前記物体候補情報記憶手段（Ｍ５）に記憶されているピーク信号１による物体の距離とピーク信号２による物体の距離とが略等しい場合に、両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の物体検知装置。
  4. 前記グルーピング手段（Ｍ７）は、前記物体候補情報記憶手段（Ｍ５）に記憶されているピーク信号１による相対速とピーク信号２による相対速とが略等しい場合に、両ピーク信号により算出された物体情報が等しいと判断することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の物体検知装置。
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