JP2014006071A - 上方構造物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる上方構造物検出装置を提供する。
【解決手段】上方構造物検出装置１は、送信波を放射する送信部１１と、物体で反射された送信波を受信波として受信する受信部１２とを含むレーダ装置１０と、受信部１２の出力に基づいて受信パワーおよびレーダ装置１０から物体までの距離を算出するレーダ情報処理部１３と、受信パワーと距離の相関係数を算出する相関係数算出部１４と、相関係数に基づいて物体が上方構造物であるか否かを判定する判定部１５とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行方向前方に存在する上方構造物を検出する上方構造物検出装置に関する。

従来から、車両の走行を支援する、あるいは車両の走行の安全性を確保するために、プリクラッシュセーフティシステム（ＰＣＳ）、あるいはアダプティブクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ）が実用化されている。

これらのシステムでは、ミリ波レーダを使用して前方に障害物があるか否かを検知し、障害物があると判断した場合には警報作動や減速制御あるいは停止制御を実行することとしている。

しかしながら、従来は障害物の大きさ、特に障害物の高さを考慮して障害物であるか否かを判断していない。

このため、車両が下をくぐり抜けることのできる上方構造物（例えば横断歩道橋）、あるいは、車両がその上を走行しても支障が無い道路上の物体（例えばマンホールの蓋）を検知した場合であっても障害物であると判断し、無用の警報作動や減速制御あるいは停止制御を実行してしまう可能性があるため、これを回避するためにシステムの作動領域が制限され、結果としてシステムの効果を最大限に発揮できないことがあった。

この課題を解決するために、障害物の高さを評価可能なレーダシステムが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。このレーダシステムは、高さが既知である種々の物体を用いて予め求めた受信波の各パワー振幅パターンを含むデータ（以下「パワー振幅パターン辞書」という。）を有し、検出した物体からの受信波のパワー振幅パターンと、パワー振幅パターン辞書内のパワー振幅パターンとの相関を計算してベストマッチのパワー振幅パターンを求めることにより、物体の高さを検出するものである。

特開２００８−１２２３９１号公報

しかしながら、受信波のパワー振幅パターンはレーダ波を反射する反射物の高さ、材質、形状等により変化するので、特許文献１に開示されているレーダシステムでは、パワー振幅パターンのデータを大量に含むパワー振幅パターン辞書が必要になってしまうという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる上方構造物検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上方構造物検出装置は、上記目的達成のため、（１）送信波を放射する送信部と、物体で反射された送信波を受信波として受信する受信部とを具備するレーダ装置と、前記レーダ装置の出力に基づいて、前記受信波のパワーおよび前記レーダ装置から前記物体までの距離を算出するレーダ情報処理部と、前記パワーと前記距離の相関係数であるＰＬ相関係数を算出する相関係数算出部と、前記ＰＬ相関係数が予め定められたＰＬ範囲（＞０）にあることを条件に、前記物体を上方構造物であると判定する判定部と、を備える。

この構成により、判定部は、物体で反射された送信波のパワーとレーダ装置から物体までの距離との相関係数であるＰＬ相関係数が予め定められたＰＬ範囲（＞０）にある場合に物体を上方構造物であると判定する。すなわち、物体が上方構造物であれば、車両と物体との間の距離が減少するのに従って受信パワーが減少する現象に基づいて、判定部は物体を上方構造物であると判定する。したがって、本発明に係る上方構造物検出装置は、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる。

上記（１）に記載の上方構造物検出装置において、（２）前記レーダ情報処理部が、前記レーダ装置の出力に基づいて前記物体の道路面に平行な水平方向の方位角を算出するものであり、前記相関係数算出部が、前記パワーと前記方位角の相関係数であるＰθ相関係数を算出するものであり、前記判定部が、前記Ｐθ相関係数が予め定められたＰθ範囲（＜０）にあることを条件に、前記物体を上方構造物であると判定するものである構成を備える。

この構成により、本発明に係る上方構造物検出装置は、判定部が、パワーと方位角の相関係数であるＰθ相関係数が予め定められたＰθ範囲（＜０）にある場合に物体を上方構造物であると判定するので、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる。

上記（１）または（２）に記載の上方構造物検出装置において、（３）前記判定部が、前記相関係数算出部における相関係数の算出に用いるサンプル数が予め定められた所定数以上であることを条件に、判定を実行するものである構成を備える。

この構成により、本発明に係る上方構造物検出装置は、相関係数算出部が算出する相関係数値の信頼性を確保しつつ、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる。

本発明によれば、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる上方構造物検出装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置の機能構成図である。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置のハードウエア構成図である。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置のメインルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、メインルーチンのステップＳ３１で実行するレーダ情報処理ルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、メインルーチンのステップＳ３２で実行される相関係数算出ルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２５で実行するＲ_ＰＬ算出処理のフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２６で実行するＲ_ＰＬ判定処理のフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２７で実行するＲ_Ｐθ算出処理のフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、Ｒ_ＰＬ算出処理のステップＳ３２５およびＲ_Ｐθ算出処理のステップＳ３２７で使用する相関係数サブルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る上方構造物検出装置において、メインルーチンのステップＳ３３で実行する判定ルーチンのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１は、送信波を放射する送信部１１と、物体で反射された送信波を受信波として受信する受信部１２とを含むレーダ装置１０と、受信部１２の出力に基づいて受信パワーおよびレーダ装置１０から物体までの距離を算出するレーダ情報処理部１３と、受信パワーと距離の相関係数を算出する相関係数算出部１４と、相関係数に基づいて物体が上方構造物であるか否かを判定する判定部１５とを含む。

レーダ装置１０の送信部１１は、車両前方に指向性を有するミリ波帯の指向性ビームを放射するものである。この指向性ビームの鉛直方向の広がり角度は、水平面に対して例えば±２°（仰角をプラス）である。

本実施の形態に係る上方構造物検出装置１は、図２に示すようなハードウエアで構成される。すなわち、上方構造物検出装置１は、レーダ装置１０、マイクロコンピュータ２０および操作パネル３０を具備する。

マイクロコンピュータ２０は、バス２１に対して、ＣＰＵ２２、メモリ２３、Ａ／Ｄ変換部２４、第１のインターフェイス（以下"Ｉ／Ｆ"と記す）２５、および第２のＩ／Ｆ２６が接続された構成を有する。

第１のＩ／Ｆ２５はレーダ装置１０と接続され、レーダ装置１０を監視・制御するための信号の授受に使用される。

Ａ／Ｄ変換部２４もレーダ装置１０と接続され、レーダ装置１０が出力する受信信号を読み込むために使用される。

第２のＩ／Ｆ２６は操作パネル３０と接続され、上方構造物検出装置１の操作指令を入力するとともに、上方構造物検出装置１の動作状態を示す信号を出力する。なお、第２のＩ／Ｆ２６は、ＰＣＳ、ＡＣＣ等の外部機器４０とも接続されており、上方構造物と判定した情報を出力するために使用される。

すなわち、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１は、送信部１１および受信部１２が独立したハードウエアであるが、レーダ情報処理部１３、相関係数算出部１４および判定部１５はマイクロコンピュータ２０の中にソフトウエア的に構築される。

以下、マイクロコンピュータ２０のメモリ２３内に記憶され、ＣＰＵ２２で実行されるプログラムのフローチャートを参照しつつ、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１の動作を説明する。

なお、以下の説明では、すでに検出されている１つの物体が上方構造物であるか否かを判定する動作を説明するものとし、複数の物体が検出されている状況、新たな物体が検出される状況については説明を省略する。また、自車前方の静止物体に対して、上方構造物であるか否かを判定する動作を説明するものとする。

まず、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１のメインルーチンについて図３を参照して説明する。このメインルーチンの処理は、時間割り込み処理により一定時間（例えば、"０．１秒"）ごとに実行される。

ＣＰＵ２２は、レーダ情報処理ルーチン（ステップＳ３１）、相関係数算出ルーチン（ステップＳ３２）および判定ルーチン（ステップＳ３３）を実行するが、各ルーチンの詳細は以下に説明する。

次に、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１が、メインルーチンのステップＳ３１で実行するレーダ情報処理ルーチンについて図４を参照して説明する。

ＣＰＵ２２は、物体によって反射された受信信号をＡ／Ｄ変換部２４を介して読み込む（ステップＳ３１１）。

ＣＰＵ２２は、物体を検出した後にレーダ装置１０から受信信号を読み込んだ回数である読み込み回数ｎ_Ｒをインクリメントする（ステップＳ３１２）。なお、読み込み回数ｎ_Ｒの初期値は零に設定されるものとする。

ＣＰＵ２２は、物体を検出できているか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ここで、受信信号のパワーである受信パワーＰが予め定められた閾値パワーＰ_ＴＨ以上であれば物体を検出できている状態であり、受信パワーＰが閾値パワーＰ_ＴＨ未満であれば、ノイズ等の影響で物体を瞬間的に検出できず、測定値を補間している状態を示している。

ＣＰＵ２２は、物体を検出できていると判定したときは、レーダ装置１０から物体までの距離Ｌを算出し（ステップＳ３１４）、物体の方位角θ（道路面に平行な方向の角度）を算出する（ステップＳ３１５）。ここで、方位角θは車両進行方向を基準として、例えば、進行方向左側を正の角度、進行方向右側を負の角度で表す。

車載用レーダでは、受信部１２は複数チャンネルで構成されており、チャンネル間の物体からの反射波の位相差から方位角θを算出することができる。受信パワーＰをＰ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に、距離ＬをＬ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に、方位角θをθ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に、距離変動幅ΔＬをΔＬ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に記憶し（ステップＳ３１６）、このルーチンを終了する。

ここで、距離変動幅ΔＬは、物体を最初に検出した以後に算出された最大距離Ｌｍａｘ＝Ｍａｘ｛Ｌ（１），Ｌ（２）・・・Ｌ（ｎ_Ｒ）｝と最小距離Ｌｍｉｎ＝Ｍｉｎ｛Ｌ（１），Ｌ（２）・・・Ｌ（ｎ_Ｒ）｝（ただし、Ｌｍｉｎ＞０）との差であり、ΔＬ＝Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎにより算出される。

ＣＰＵ２２は、物体を検出できていないと判定したときは、物体を最初に検出した以後に物体を検出できなかった回数である非検出回数ｎ_Ｎをインクリメントする（ステップＳ３１７）。

ＣＰＵ２２は、例えば、過去のデータを外挿することにより、距離Ｌおよび方位角θの補間値を算出し（ステップＳ３１８）、Ｐ_Ｄ（ｎ_Ｒ）を零（無効値）とし、補間値の距離ＬをＬ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に、補間値の方位角θをθ_Ｄ（ｎ_Ｒ）に記憶し（ステップＳ３１９）、このルーチンを終了する。すなわち、ＣＰＵ２２は、ノイズ等の影響で瞬時的に物体を検出できなかった場合は、距離Ｌおよび方位角θの補間値を外部機器４０に出力する。

次に、メインルーチンのステップＳ３２で実行される相関係数算出ルーチンについて図５を参照して説明する。

ＣＰＵ２２は、まず今回算出されたレーダ装置１０から物体までの距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）が予め定められた距離閾値Ｌ_ＴＨ（例えば、"１３５メートル"）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。

ＣＰＵ２２は、距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）が距離閾値Ｌ_ＴＨ以下であると判定したときはさらに物体を検出できているか否かを判定する（ステップＳ３２２）。

ＣＰＵ２２は、物体を検出できていないと判定したときは、相関係数の算出には用いない無効なサンプル数ｎ_Ｄをインクリメント（ステップＳ３２３）し、関係数算出ルーチンを終了する。なお、サンプル数ｎ_Ｄの初期値は零に設定されるものとする。

ＣＰＵ２２は、物体を検出できていると判定したときは、相関係数算出条件が成立したものとして、相関係数の算出に用いる有効なサンプル数ｎ_Ｃをインクリメント（ステップＳ３２４）した後、Ｒ_ＰＬ算出処理(ステップＳ３２５)、Ｒ_ＰＬ判定処理（ステップＳ３２６)およびＲ_Ｐθ算出処理(ステップＳ３２７)を実施するが、各処理の詳細は後述する。なお、サンプル数ｎ_Ｃの初期値は零に設定されるものとする。

次に、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２５で実行するＲ_ＰＬ算出処理について図６を参照して説明する。

ＣＰＵ２２は、相関係数の算出に用いる変数の数Ｎ（＝ｎ_Ｃ−ｎ_Ｄ）を求め、第１の変数Ｘ_Ｎとして受信パワーＰ_Ｄ（ｎ_Ｒ）を、第２の変数Ｙ_Ｎとして距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）を設定する（ステップＳ４１）。なお、変数の数Ｎは、結果的に相関係数の算出に用いるサンプル数になる。

ＣＰＵ２２は、相関係数サブルーチンで相関係数Ｒ_ＸＹを算出し（ステップＳ４２）、相関係数Ｒ_ＸＹを受信パワーと距離の相関係数である第１の相関係数Ｒ_ＰＬとして（ステップＳ４３）、この処理を終了する。

次に、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２６で実行するＲ_ＰＬ判定処理について図７を参照して説明する。この処理は、第１の相関係数Ｒ_ＰＬが正常値と看做すことが可能か否かを判定する処理である。

レーダ装置１０にあってはマルチパスの影響は不可避であり、受信パワーと距離が極端に強い相関を示すとは考え難い。そこで、本発明においては、極端に強い相関が連続した場合には上方構造物であるか否かの判定を中止している。

ＣＰＵ２２は、第１の相関係数Ｒ_ＰＬが予め定められた上限値Ｒ_Ｕ（例えば、"０．９５"）より大であるか否かを判定（ステップＳ５０）し、大である場合は上限超過回数ｉ_Ｕをインクリメント（ステップＳ５１）し、大でない場合は上限超過回数ｉ_Ｕをリセット（ステップＳ５２）する。

そして、ＣＰＵ２２は、上限超過回数ｉ_Ｕが予め定められた第１の許容回数ｉ_ＵＬ以上であるか否かを判定（ステップＳ５３）する。

ＣＰＵ２２は、上限超過回数ｉ_Ｕが第１の許容回数ｉ_ＵＬ未満であれば、第１の相関係数Ｒ_ＰＬが予め定められた下限値Ｒ_Ｌ（例えば、"−０．８"）未満であるか否かを判定（ステップＳ５４）し、未満である場合は下限超過回数ｉ_Ｌをインクリメント（ステップＳ５５）し、未満でない場合は下限超過回数ｉ_Ｌをリセット（ステップＳ５６）する。

そして、ＣＰＵ２２は、下限超過回数ｉ_Ｌが予め定められた第２の許容回数ｉ_ＬＬ以上であるか否かを判定（ステップＳ５７）する。

ＣＰＵ２２は、上限超過回数ｉ_Ｕが第１の許容回数ｉ_ＵＬ以上である、あるいは、下限超過回数ｉ_Ｌが第２の許容回数ｉ_ＬＬ以上であると判定したときは、第１の相関係数Ｒ_ＰＬが異常であるとして、相関係数異常フラグＦ_Ｒをオン（ステップＳ５８）し、この処理を終了する。

ＣＰＵ２２は、下限超過回数ｉ_Ｌが第２の許容回数ｉ_ＬＬ未満であると判定したときは、相関係数異常フラグＦ_Ｒをオフ（ステップＳ５９）し、この処理を終了する。

次に、相関係数算出ルーチンのステップＳ３２７で実行するＲ_Ｐθ算出処理について図８を参照して説明する。

ＣＰＵ２２は、相関係数の算出に用いる変数の数Ｎ（＝ｎ_Ｃ−ｎ_Ｄ）を求め、第１の変数Ｘ_Ｎとして受信パワーＰ_Ｄ（ｎ_Ｒ）を、第２の変数Ｙ_Ｎとして方位角θ_Ｄ（ｎ_Ｒ）の絶対値（＝｜θ_Ｄ（ｎ_Ｒ）｜）を設定する（ステップＳ６１）。

ＣＰＵ２２は、相関係数サブルーチンで相関係数Ｒ_ＸＹを算出し（ステップＳ６２）、相関係数Ｒ_ＸＹを受信パワーと方位角の相関係数である第２の相関係数Ｒ_Ｐθとして（ステップ６３）、この処理を終了する。

次に、相関係数算出方法について説明する。

一般に２つの変数Ｘ_ｎおよびＹ_ｎの相関係数Ｒ_ＸＹは［数１］によって算出される。ただし、Ｎは変数の数である。

次に、Ｒ_ＰＬ算出処理のステップＳ３２５およびＲ_Ｐθ算出処理のステップＳ３２７で使用する相関係数サブルーチンについて図９を参照して説明する。

本発明は、メインルーチンを実行するたびに［数１］に基づき相関係数を算出することによる処理時間の増加を防止するために、前回の計算値を記憶しておき順次更新することにより相関係数Ｒ_ＸＹを算出している。

すなわち、［数２］に基づき第１から第５の前回計算値Ｚ_１（Ｎ−１）〜Ｚ_５（Ｎ−１）を今回の計算値Ｚ_１（Ｎ）〜Ｚ_５（Ｎ）に更新する（ステップＳ９１）。

次に、ＣＰＵ２２は、［数３］により相関係数Ｒ_ＸＹを算出する（ステップＳ９２）。

次に、メインルーチンのステップＳ３３で実行する判定ルーチンについて図１０を参照して説明する。

ＣＰＵ２２は、前サイクル演算時の判定フラグＦＬＧを示す前回ＦＬＧがオンか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ここで、判定フラグＦＬＧは、検出された物体が上方構造物であると判定された場合にオン、上方構造物でないと判定された場合にオフにされるフラグである。ＣＰＵ２２は、前回ＦＬＧがオンの場合は後述のステップＳ３３３に進み、前回ＦＬＧがオフの場合は後述のステップＳ３３１に進む。

ＣＰＵ２２は、判定条件Ｉが成立しているか否かを判定する（ステップＳ３３１）。なお、判定条件Ｉについては後述する。

ＣＰＵ２２は、判定条件Ｉが成立していないと判定したときは判定条件ＩＩが成立しているか否かを判定する（ステップＳ３３２）。なお、判定条件ＩＩについては後述する。

ＣＰＵ２２は、前回ＦＬＧがオンである、あるいは、判定条件Ｉが成立している、あるいは、判定条件ＩＩが成立していると判定したときは、物体は上方構造物であるとして、判定フラグＦＬＧをオンとして（ステップＳ３３３）、ステップＳ３３４に進む。

ＣＰＵ２２は、第１のキャンセル条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３３４）。なお、第１のキャンセル条件については後述する。

ＣＰＵ２２は、第１のキャンセル条件が成立していないと判定したときは、第２のキャンセル条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３３５）。なお、第２のキャンセル条件については後述する。

ＣＰＵ２２は、ステップＳ３３２で判定条件ＩＩが成立していないと判定したとき、ステップＳ３３４で第１のキャンセル条件が成立していると判定したとき、および、ステップＳ３３５で第２のキャンセル条件が成立していると判定したときは、判定フラグＦＬＧをオフとし（ステップＳ３３６）、ステップＳ３３７に進む。

ＣＰＵ２２は、ステップＳ３３５で第２のキャンセル条件が成立していないと判定したとき、および、ステップＳ３３６の処理が終了したときは、判定フラグＦＬＧを外部機器４０に出力（ステップＳ３３７）してこのルーチンを終了する。

判定条件Ｉは、車両が物体に接近するにともなう受信パワーＰの減少率が比較的大きいとき、すなわち、物体が比較的高い位置に存在する場合に使用する判定条件であり、ＣＰＵ２２は、以下の条件がすべて成立したときに、判定条件Ｉ成立と判定する。

Ｉ−１．相関係数の算出に用いるサンプル数Ｎが第１の所定数（例えば、"１０個"）以上であること。この条件は、相関係数値の信頼性を確保するための条件である。
Ｉ−２．第１の相関係数Ｒ_ＰＬが第１のＰＬ閾値（例えば、"０．６５"）以上であること。この条件は、物体が上方構造物であれば、車両が物体に近づく、すなわち、距離が減少するのに従って受信パワーＰが減少する現象を検出するための条件である。
Ｉ−３．第２の相関係数Ｒ_Ｐθが第１のＰθ閾値（例えば、"−０．５"）以上であること。この条件は、側方構造物を排除するための条件である。すなわち、物体が側方構造物であれば、側方構造物に近づく、すなわち方位角が大きくなるのに従って、受信パワーが減少する現象を検出するための条件である。
Ｉ−４．閾値パワーＰ_ＴＨ以上の受信パワーが得られた有効なサンプル数（ｎ_Ｒ−ｎ_Ｎ）が第１の所定数（例えば、"１５個"）以上であること。この条件は、相関係数値の信頼性を確保するための条件である。
Ｉ−５．レーダ装置１０から物体までの距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）が第１の所定距離（例えば、"７０メートル"）以上であること。この条件は、できる限り早期に上方構造物であると判定するための条件である。
Ｉ−６．距離変動幅ΔＬが第１の所定距離変動幅（例えば、"２０メートル"）以上であること。この条件は、相関係数値の信頼性を確保するための条件である。
Ｉ−７．物体への到達時間が第１の所定到達時間（例えば、"５秒"）以下であること。この条件は、判定の信頼性を確保するための条件である。
Ｉ−８．最初に検出した距離よりも現在の距離の方が短いこと。この条件は、物体に対して車両が接近していることを確認するための条件である。
Ｉ−９．相関係数異常フラグＦ_Ｒがオンでないこと。この条件は、相関係数値の信頼性を確保するための条件である。

判定条件ＩＩは、車両が物体に接近するにともなう受信パワーＰの減少率が比較的小さいとき、すなわち、物体が比較的低い位置に存在する場合に使用する判定条件であり、ＣＰＵ２２は、以下の条件がすべて成立したときに、判定条件ＩＩ成立と判定する。なお、各条件を設定する理由は条件Ｉと同じである。

ＩＩ−１．相関係数の算出に用いるサンプル数Ｎが第２の所定数（例えば、"２０個"）以上であること。ただし、第２の所定数＜第１の所定数。
ＩＩ−２．第１の相関係数Ｒ_ＰＬが第２のＰＬ閾値（例えば、"０．１"）以上であること。ただし、第２のＰＬ閾値＜第１のＰＬ閾値。
ＩＩ−３．第２の相関係数Ｒ_Ｐθが第２のＰθ閾値（例えば、"−０．５"）以上であること。
ＩＩ−４．閾値パワーＰ_ＴＨ以上の受信パワーが得られた有効なサンプル数（ｎ_Ｒ−ｎ_Ｎ）が第２の所定数（例えば、"３０個"）以上であること。ただし、第２の所定数＞第１の所定数。
ＩＩ−５．レーダ装置１０から物体までの距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）が第２の所定距離（例えば、"４０メートル"）以上であること。ただし、第２の所定距離＜第１の所定距離。
ＩＩ−６．距離変動幅ΔＬが第２の所定距離変動幅（例えば、"４０メートル"）以上であること。ただし、第２の所定距離変動幅＞第１の所定距離変動幅。
ＩＩ−７．物体への到達時間が第２の所定到達時間（例えば、"５秒"）以下であること。
ＩＩ−８．最初に検出した距離よりも現在の距離の方が短いこと。
ＩＩ−９．相関係数異常フラグＦ_Ｒがオンでないこと。

次に、第１のキャンセル条件について説明する。

第１のキャンセル条件は、いったん遠方において車両が通過可能な上方構造物と判定したが、接近に伴い車両が通過不能な構造物（例えば橋脚）に物体の時系列上の履歴接続が偏移したと判定するときに、もしくは、判定上の誤りにより車両が通過不能な構造物に対して車両が通過可能な上方構造物と判定していた場合の誤りを是正するときに判定フラグを強制的にオフにするための条件である。なお、履歴接続とは、１サイクル前の検出物体の挙動から予測された今回サイクルの出現予測範囲内に物体が検出されれば１サイクル前の検出物体と今回サイクルの検出物体とを同一とみなし、検出物体の位置に関する履歴を時系列的につなげることをいう。

Ｃ−１．第１の相関係数Ｒ_ＰＬがキャンセルＰＬ値（例えば、"０．０"）未満であること。

すなわち、上方構造物であれば第１の相関係数Ｒ_ＰＬは少なくとも正の値となるが、第１の相関係数Ｒ_ＰＬが負であるということは今まで上方構造物と判定していた物体が、現在は通過不能構造物であったとして、判定フラグを強制的にオフとする。

次に、第２のキャンセル条件について説明する。

第２のキャンセル条件は、レーダ装置１０が検出したものが上方構造物であれば、例えば２０ｍまで近づいた時点でレーダ装置１０の死角に入ってそれ以降の検出ができなくなると考えられるので、判定フラグを強制的にオフにするための条件である。換言すれば、第２のキャンセル条件は、レーダ装置１０が検出したものが例えば１５ｍまで近づいても検出できていれば、レーダ装置１０の死角に入っていないこととなり、通過可能な上方構造物ではなく、通過不能な構造物と判断されるので、判定フラグを強制的にオフにするための条件である。

Ｃ−２．レーダ装置１０から物体までの距離Ｌ_Ｄ（ｎ_Ｒ）が第３の所定距離（例えば、"２０メートル"）以下であること。ここで、第３の所定距離＜第２の所定距離とする。

以上のように、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１は、判定部１５が、物体で反射された送信波のパワーとレーダ装置１０から物体まで距離との相関係数であるＰＬ相関係数が予め定められたＰＬ範囲（＞０）にある場合に物体を上方構造物であると判定する構成としたので、レーダ装置１０で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができる。

また、本実施の形態に係る上方構造物検出装置１は、レーダ装置１０等のハードウエアの変更や追加を行うことなく、レーダ情報処理部１３、相関係数算出部１４および判定部１５がソフトウエアによって実現されるので、高機能型のシステムから普及型のシステムまでの広範なシステムにおいて容易に適用できる。

以上説明したように、本発明に係る上方構造物検出装置は、パワー振幅パターン辞書を用いることなく、レーダ装置で検出された物体が、その下をくぐり抜けることのできる上方構造物であるか否かを判定することができるという効果を奏するものであり、車両の走行方向前方に存在する上方構造物を検出する上方構造物検出装置に有用である。

１ 上方構造物検出装置
１０ レーダ装置
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ レーダ情報処理部
１４ 相関係数算出部
１５ 判定部
２０ マイクロコンピュータ
２１ バス
２２ ＣＰＵ
２３ メモリ
２４ Ａ／Ｄ変換部
３０ 操作パネル
４０ 外部機器

Claims (3)

1. 送信波を放射する送信部と、物体で反射された送信波を受信波として受信する受信部とを具備するレーダ装置と、
   前記レーダ装置の出力に基づいて、前記受信波のパワーおよび前記レーダ装置から前記物体までの距離を算出するレーダ情報処理部と、
   前記パワーと前記距離の相関係数であるＰＬ相関係数を算出する相関係数算出部と、
   前記ＰＬ相関係数が予め定められたＰＬ範囲（＞０）にあることを条件に、前記物体を上方構造物であると判定する判定部と、を備える上方構造物検出装置。
2. 前記レーダ情報処理部が、前記レーダ装置の出力に基づいて前記物体の道路面に平行な水平方向の方位角を算出するものであり、
   前記相関係数算出部が、前記パワーと前記方位角の相関係数であるＰθ相関係数を算出するものであり、
   前記判定部が、前記Ｐθ相関係数が予め定められたＰθ範囲（＜０）にあることを条件に、前記物体を上方構造物であると判定するものである請求項１に記載の上方構造物検出装置。
3. 前記判定部が、前記相関係数算出部における相関係数の算出に用いるサンプル数が予め定められた所定数以上であることを条件に、判定を実行するものである請求項１または請求項２に記載の上方構造物検出装置。

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