JP2014089114A - 軸ずれ判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各チャンネルの検知可能範囲が互いに重なり合っている場合でも軸ずれの判定が可能な軸ずれ判定装置を提供する。
【解決手段】対象プリ物標が検出された探査チャンネルの中で、受信強度が最大のものをピークチャンネルとして記憶し(S410)、今サイクルのピークチャンネルＰ_tが前サイクルのピークチャンネルＰ_t-1から変化していればS420-Y、対象プリ物標が跨いだ分割領域の境界を示す境界番号Ｎを求める(S430)。ピークチャンネルＰ_tが前サイクルと同じ(S420-N)、且つ領域端であり(S440-Y)、更に、ピークチャンネルＰ_tの受信強度が、消失閾値以下であれば(S450-Y)、対象プリ物標が跨いだ分割領域の境界を示す境界番号Ｎを求める(S455〜S480)。その後、軌跡座標を算出する(S490〜S510)。
【選択図】図７

Description

本発明は、レーダ装置の軸ずれを判定する軸ずれ判定装置に関する。

従来、車載レーダ装置の軸ずれを検出する装置として、路側に設置されるリフレクタからの反射波を利用するものが知られている。
具体的には、それぞれが互いに異なった照射領域を照射する複数のレーザビームを使用し、自車両が直線を走行している場合に、各レーザビームが、停止物を検出した時点における停止物までの距離と、停止物を検出できなくなった時点における停止物までの距離とを利用して、レーダ装置を基準とした座標系で停止物の位置座標を求め、これらの位置座標から求めた近似直線の傾きから軸ずれ量を求めている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０７５７１号公報

ところで、特許文献１に記載された従来装置は、隣接するビーム（検知可能範囲）との間に隙間があることを前提としている。但し、ビーム間に隙間があると、追跡中の物標を一時的にロストしてしまうため、過去の検出結果から現在位置を推定し、その推定位置に物標が存在するものとして処理を続ける、いわゆる外挿が頻発し、処理精度を低下させてしまう等の問題が生じる。このため、ビームは隙間なく、隣接するもの同士が互いに重なり合うように設定されていることが望ましい。

しかし、従来装置では、ビーム同士が互いに重なり合うように設定されていると、ビーム間で「停止物標を検出できなくなった時点」を検出することができないため、近似直線の算出に必要なデータを十分に収集することができず、その結果、軸ずれを精度よく判定することができないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、各チャンネルの検知可能範囲が互いに重なり合っている場合でも軸ずれの判定が可能な軸ずれ判定装置を提供することを目的とする。

本発明の軸ずれ判定装置は、互いに異なる方向を指向し、各々の検知可能範囲が隣接するもの同士で互いの一部が重なり合うように設定された複数の探査チャンネルを有し、前記検知可能範囲で覆われた探査範囲を分割することで構成され且つ各々が探査チャンネルのいずれかに対応付けられた各領域を分割領域として、探査範囲内に存在する物標からの反射波の受信強度及び物標との距離を分割領域毎に検出する検出部を備えた車載レーダ装置を判定の対象とする。つまり、検知可能範囲が重なり合う領域では、それぞれの探査チャンネルに対応する分割領域の各々で物標が検出されるように設定されている。

そして、本発明の軸ずれ判定装置では、物標追跡手段が、検出部での検出結果に基づいて、探査範囲内に存在し予め設定された物標検出閾値以上の受信強度を有する物標を追跡し、停止判定手段が、物標追跡手段により追跡されている物標が、継続的に停止しているか否かを判定する。

また、起動座標生成手段が、停止判定手段により停止していると判定された物標である停止物の探査範囲内での軌跡を示す位置座標である軌跡座標を生成し、傾斜角算出手段は、直進判定手段により自車両が直進走行中であると判定されている期間に軌跡座標生成手段で生成される軌跡座標に基づき、水平面内での停止物の軌跡を直線で近似した近似直線を求め、検出部の正面方向に対する近似直線の傾斜角度を求める。

そして、横ずれ判定手段が、傾斜角度算出手段にて算出された傾斜角度を統計的に処理した結果に従って、検出部の車幅方向への軸ずれの有無を判定する。
但し、軌跡座標生成手段では、座標算出手段が、領域間移動判定手段または領域外移動判定手段により、停止物が領域間移動または領域外移動したと判定された時に、領域間移動または領域外移動に関与する分割領域の境界上に停止物が存在するものとして、軌跡座標を算出する。

ここで、領域間移動とは、個々の停止物について最大の受信強度が得られる分割領域を最大強度領域として、最大強度領域が前回の検出時から隣接する分割領域に移動することであり、また、領域外移動とは、最大強度領域での受信強度が領域間移動を伴うことなく予め設定された消失判定閾値以上から消失閾値未満に変化することをいう。

なお、領域間移動は、最大強度領域を追跡することで的確に判定することができるが、領域外移動は、検知可能範囲の方が分割領域より広い範囲をカバーしているため、単純に物標をロストしたか否かで判定すると、分割領域の境界ではなく、検知可能範囲の境界で検出されることになる。しかし、本発明では、ロストしたか否かではなく、最大強度領域の受信強度が消失閾値未満に低下したか否かで領域外移動を判定しているため、領域外移動も的確に判定することができる。

このように構成された本発明の軸ずれ判定装置によれば、検知可能範囲が重なり合っていても停止物が領域間移動や領域外移動をした時点の軌跡座標を取得することができるため、その取得した軌跡座標に基づいて近似直線の算出、ひいては軸ずれ判定を的確に実施することができる。

しかも、本発明では、近似直線の傾斜角度を統計的に処理した結果に従って軸ずれの有無を判定しているため、ノイズや測定誤差を抑制することができ、信頼性の高い判定結果を得ることができる。

また、請求項１０に記載のレーダ装置では、疑似物標追跡手段が、予め設定された近距離閾値以下の距離に位置し、且つ反射波の受信強度が物標検出閾値未満となる疑似物標を追跡し、その疑似物標が路面であるか否かを路面判定手段が判定する。

そして、縦ずれ判定手段が、路面勾配判定手段及び直進判定手段により、自車両が平坦な道路を直進走行中であると判定された場合に、路面判定手段にて路面であると判定された疑似物標までの距離である対路面距離を統計的に処理した結果に従って、検出部の車高方向への軸ずれの有無を判定する。

つまり、レーダ装置に車高方向への軸ずれが生じている場合は、路面からの反射波が検出される距離（対路面距離）が変化するため、この対路面距離が変化しているか否かを調べることによって軸ずれの有無を判定している。

このように構成された本発明の軸ずれ判定装置によれば、車幅方向だけでなく、車高方向の軸ずれも判定することができる。しかも、本発明では、対路面距離を統計的に処理した結果に従って軸ずれの有無を判定しているため、ノイズや測定誤差を抑制することができ、車高方向の軸ずれについても信頼性の高い判定結果を得ることができる。

レーダ装置の配置や探査範囲，分割領域，境界方向等の関係を示す説明図である。 レーダ装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）が発光部の構成、（ｂ）が受光部の構成及び作動を示す説明図である。 制御部が実行する物標検出処理の内容を示すフローチャートである。 制御部が実行する横ずれ判定処理の内容を示すフローチャートである。 横ずれ判定処理において実行される停止物軌跡座標収集処理の詳細を示すフローチャートである。 停止物軌跡座標収集処理において実行される座標登録処理の詳細を示すフローチャートである。 横ずれ判定処理において実行される軌跡角度評価処理の詳細を示すフローチャートである。 制御部が実行する縦ずれ判定処理の内容を示すフローチャートである。 停止物として、走行中の道路の左側の路側に設置されたリフレクタが、レーダ装置によって検出されている状態を示す説明図であり、（ａ）は、探査範囲における停止物の軌跡の一例、（ｂ）は図中の各地点Ｔ１〜Ｔ７において各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７で検出される受信強度を示したグラフである。 装置正面方向と停止物の軌跡を表す近似直線との関係を示す説明図であり、（ａ）が正常に取り付けられている状態、（ｂ）が車幅方向への軸ずれ（横ずれ）が生じている状態を示す。 レーダ装置の取付状態と対路面距離との関係を示す説明図であり、（ａ）が正常に取り付けられている状態、（ｂ）が車高方向への軸ずれ（縦ずれ）が生じている状態を示す。 レーダ波（レーザ光）の路面への入射角度と路面での反射率との関係を示すグラフである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
本実施形態の車載レーダ装置１は、図１に示すように、車両の前端に取り付けられ、その取付位置から前方に向けてレーザ光からなるレーダ波を照射し、その反射波を受信することにより、予め設定された探査範囲ＳＦ内に存在する物標を検知するものである。

なお、探査範囲ＳＦは、所定角度に広がる領域からなり、その領域は、それぞれが所定角度に広がる複数の分割領域Ａ１〜Ａｍ（ｍは２以上の正整数）で構成されている。
そして、レーダ装置１は、探査範囲ＳＦを構成する角度範囲の中心が示す方向が、水平面内では、車両の直進方向と一致し、垂直面内では俯角（下向きの角度）を持つように車両に取り付けられている。

本実施形態では、探査範囲ＳＦの角度範囲は１４°、分割領域の角度範囲は２°分割領域の数は７個（ｍ＝７）、取付俯角は−１°とした場合について説明するが、これらの設定はこれに限定されるものではない。

また以下では、分割領域Ａ１〜Ａ７の境界に沿った方向を境界方向ＤＲ０〜ＤＲ７と呼び、その境界を境界番号Ｎ（Ｎ＝０，１，…７）で識別するものとし、分割領域Ａｉ（ｉ＝１，２，…７）に関する処理を実行するための構成を総称する場合に探査チャンネルＣＨｉと呼ぶものとする。

＜レーダ装置＞
レーダ装置１は、図２に示すように、発光制御信号ＳＣに従ってパルス状のレーザ光（送信波）を、探査範囲ＳＦに向けて照射する発光部１０と、レーザ光を反射した物標からの反射光（反射波）を受光して受光強度に応じた電気信号（受光信号）Ｒ１〜Ｒ７に変換する受光部２０と、発光部１０に供給する発光制御信号ＳＣを生成すると共に、受光部２０から供給される受光信号Ｒ１〜Ｒ７に基づいて、探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７毎に、レーザ光を反射した物標（反射物標）までの距離を表す測距データ及び受光信号の強度を表す強度データを生成する測距部３０と、車載ＬＡＮを介して車両に搭載された各種車載装置と通信を行うと共に、測距部３０から供給される測距データや強度データに基づく各種処理を実行する制御部４０とを備えている。

＜発光部＞
発光部１０は、図３（ａ）に示すように、発光制御信号ＳＣに従って、レーザ光を発生させるレーザダイオード等からなる発光素子１１、発光制御信号ＳＣに従って発光素子を駆動する駆動回路１２、レーザ光が探査範囲ＳＦの全体を含む範囲に一括照射されるように発光素子１１から放射されたレーザ光の探査範囲を調整するコリメートレンズ１３等で構成されている。

＜受光部＞
受光部２０は、図３（ｂ）に示すように、探査範囲から到来する反射光を集光する集光レンズ２１、集光レンズ２１を介して受光した反射光の強度に応じた電圧値を有する電気信号を発生させる複数（分割領域の数と同数）の受光素子からなる受光素子群を中心に構成された受光回路２２、受光回路２２を構成する各受光素子から出力される受光信号Ｒ１〜Ｒ７を個別に増幅する増幅回路２３等で構成されている。

なお、受光回路２２を構成する複数の受光素子は、車幅方向（水平方向）に沿って一列に配置され、それぞれが、探査範囲を構成する分割領域Ａ１〜Ａ７のいずれかから到来する反射光を受光するように配置されている。

つまり、レーダ装置１では、レーダ波の照射は探査範囲ＳＦの全体に一括して行うが、反射波の受光は分割領域Ａｉ毎に個別に行うように構成されている。そして、発光部１０の特性（単一の送信ビーム）と受光部２０の特性（複数の受信ビーム）とを合成した特性によって決まる個々の受光素子の受光範囲、即ち、各探査チャンネルＣＨi（ｉ＝１〜７）の検知可能範囲は、それぞれに対応付けられた分割領域Ａｉを覆う大きさ、即ち、分割領域Ａｉより広い範囲をカバーする大きさを有し、隣接するもの同士で互いに重なり合うように設定されている。

＜測距部＞
測距部３０は、予め設定された検出周期毎にレーダ波の送信タイミングを示す発光制御信号ＳＣを発光部１０に供給し、その後、受光部２０から供給される受光信号Ｒ１〜Ｒ７の強度を計測すると共に、発光制御信号ＳＣから特定されるレーダ波の送信タイミング及び受光信号Ｒ１〜Ｒ７から特定される受信タイミングに基づいて、レーダ波が物標との間を往復するのに要した時間を、探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７毎に計測する。そして、強度の計測結果を強度データ、時間の計測結果からレーダ波を反射した反射点までの距離を求めた結果を測距データとして、これら探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７毎に求められた強度データ及び測距データを制御部４０に供給するように構成されている。

＜制御装置＞
制御部４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成され、測距部３０から供給される測距データに基づいて物標を検出し、その検出された物標に関する物標データを、車載ＬＡＮを介して提供する物標検出処理、測距データ，強度データ，車載ＬＡＮを介して取得する各種センサからの情報に基づいてレーダ装置１の車幅方向への軸ずれを判定する横ずれ判定処理、車高方向への軸ずれを判定する縦ずれ判定処理等を実行する。更に、制御部４０は、発光部１０への電力供給などを制御するパワー制御信号ＰＣ、受光部２０への電力供給や増幅回路２３の増幅率などを制御する受光制御信号ＲＣ等を生成する処理も実行する。

なお、ＲＯＭには、処理を実行するためのプログラムの他、境界方向ＤＲ０〜ＤＲ７を識別するための識別子と、レーダ装置１が正面であると認識する水平面内での方向、即ち、探査範囲ＳＦの中心方向（以下「装置正面方向」という）に対する境界方向ＤＲ０〜ＤＲ７の角度θの正接ｔａｎθとを対応付けて記憶させた境界情報テーブルが少なくとも記憶されている。

また、車載ＬＡＮを介して制御部４０との通信を行う車載装置には、ドライバに対して視覚的，聴覚的な情報提供（ここでは後述する横ずれ判定処理や縦ずれ判定処理の判定結果の報知）を行う情報提供装置や、物標データを使用した各種制御を実行する運転支援装置が少なくとも含まれている。また、制御部４０は、車載ＬＡＮを介して少なくとも車速センサ，ヨーレートセンサ，加速度センサから、定期的に検出結果を取得するように構成されている。

以下では、反射率が１０％の物体からの反射波の受信強度に相当する閾値を物標検出閾値、路側に設置される直径１００ｍｍのデリニエータからの反射波の検出に使用する閾値をデリ検出閾値、デリ検出閾値の１／４（＞物標検出閾値）の大きさに設定された閾値を消失判定閾値と呼ぶものとする。

<<物標検出処理>>
制御部４０が実行する物標検出処理の概要を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、測距部３０から測距データを取得する毎に起動する。

本処理が起動すると、Ｓ１１０では、取得した測距データから特定される反射点の位置に基づいて、反射点間の距離が近いもの（予め設定された閾値より短いもの）同士を、同一物標上の反射点であるものとしてまとめたクラスタを生成するクラスタリング処理を実行する。

なお、クラスタリング処理は、受信強度が物標検出閾値以上のものと、物標検出閾値未満のものとを区別して、それぞれ独立に同様の処理を実行する。
続くＳ１２０では、クラスタリング処理で生成されたクラスタのうち、受信強度が物標検出閾値以上のものを物標候補、受信強度が物標検出閾値未満のものを疑似物標候補として、今サイクルで検出された物標候補／疑似物標候補と、前サイクルで検出された物標候補／疑似物標候補との対応付けを行うトラッキング処理を実行する。

但し、トラッキング処理は、物標候補と疑似物標候補とで独立に実行され、物標候補と疑似物標候補とが互いに対応付けられることはない。また、トラッキング処理では、最大８個の物標候補及び最大２個の疑似物標候補について処理を行い、各物標候補／疑似物標候補の移動方向や移動速度の算出も行う。

更に、各物標候補については、移動状態の判定に使用する移動トラ有フラグと、移動トラ無フラグの設定を行う。具体的には、移動トラ無フラグとは、今サイクルの物標候補が移動しているか否かを表すものであり、移動していればオン、移動していなければオフとなる。一方、移動トラ有フラグとは、初期状態はオフにされており、移動トラ無フラグがオンである状態が、過去所定サイクル（例えば７サイクル）連続して検出された場合にオンに変化し、以後、今サイクルの物標候補が移動しているか否かに関わらずオンが維持されるフラグである。つまり、移動トラ無フラグは、物標候補が現在移動中であるか否かを示すものであり、移動トラ有フラグは、物標候補が過去に移動物であると認識されたことがあるか否かを示すものである。従って、移動トラ有フラグがオンの場合、移動トラ無フラグの状態に関わらず、その追跡物標は移動物であると判断され、移動トラ有フラグがオフの場合は、移動トラ無フラグがオフであれば継続的に停止している停止物、移動トラ無フラグがオンであれば移動物であるか停止物であるか不明であると判断される。

次に、Ｓ１３０では、トラッキング処理で追跡対象となった物標候補のうち、予め設定された判断基準に従って抽出される最大４個の物標候補を、正式に物標として認識（物標化）し、その認識された物標に関する物標データ（位置、相対速度、大きさ等）を生成する。

続くＳ１４０では、Ｓ１３０にて生成された物標データを、車載ＬＡＮを介して出力することで他の車載装置に提供して本処理を終了する。
なお、物標候補に関するトラッキング処理の結果は、後述する横ずれ判定処理で使用され、また、疑似物標候補に関するトラッキング処理の結果は、後述する縦ずれ判定処理で使用される。

<<横ずれ判定処理>>
横ずれ判定処理は、上述した物標検出処理におけるトラッキング処理（Ｓ１２０）での処理結果が得られる毎に起動される。以下では、トラッキング処理によって追跡中の物標候補をプリ物標と呼ぶものとする。

本処理が起動すると、図５に示すように、まず、Ｓ２１０にて、プリ物標のうち停止している物標（停止物）の軌跡を表す軌跡座標を収集する軌跡座標収集処理を実行する。
この軌跡座標収集処理では、図６に示すように、まず、Ｓ３１０にて、全てのプリ物標について、レーダ装置１を基準とした座標系での位置座標を求める。具体的には、探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７毎に、その探査チャンネルＣＨｉで検出された測距データに基づき、その探査チャンネルＣＨｉに対応する分割領域Ａｉの中心を通る方位（方位角は既知）上にプリ物標が存在するものとして座標を算出する。また、レーダ装置１を基準とした座標系では、装置正面方向に沿った軸をＸ軸、水平面内でＸ軸と直交する軸をＹ軸とし、ここでは、レーダ装置１の取付位置（レーダ波を送受する地点）を座標の原点とする。

続くＳ３２０では、所定の横ずれ判定条件が成立しているか否かを判定する。この横ずれ判定条件は、自車両が直進走行中であるか否かを判定するものであり、具体的には、自車速が予め設定された下限速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以上であり、ヨーレートセンサの出力などから推定される走行中の道路の曲率半径が予め設定された下限値（例えば２００ｍ）以上であることを条件とする。なお、車速やヨーレートは、車載ＬＡＮを介して取得した情報を使用する。

そして、横ずれ判定条件が成立していなければ、そのまま本処理を終了し、横ずれ判定条件が成立していれば、Ｓ３３０に進んで、デリ検出閾値以上の受信強度を有するプリ物標を一つ選択する。以下では、この選択されたプリ物標を対象プリ物標という。

続くＳ３４０では、対象プリ物標について、仮登録条件が成立しているか否かを判定する。この仮登録条件は、対象プリ物標が停止物であるか否かを判定するためのものであり、具体的には、対象プリ物標について、トラッキング処理で設定された移動トラ無フラグ及び移動トラ有フラグがいずれもオフであれば、条件が成立していると判定する。

仮登録条件が成立していれば、Ｓ３５０にて座標情報登録処理を実行後、Ｓ３６０に進み、仮登録条件が成立していなければ、座標情報登録処理を実行することなく、そのままＳ３６０に進む。

Ｓ３６０では、デリ検出閾値以上の受信強度を有する全てのプリ物標についてＳ３４０〜Ｓ３５０の処理を実行済みであるか否かを判断し、未処理のプリ物標があればＳ３３０に戻り、全てのプリ物標について処理済みであれば、本処理を終了する。

ここで、Ｓ３５０で実行する座標登録処理の詳細を、図７に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず、Ｓ４１０にて、対象プリ物標が検出された分割領域の中で、受信強度が最大となるものを最大強度領域として、この最大強度領域に対応する探査チャンネルをピークチャンネルＰとして記憶する。以下では、今サイクルで記憶したピークチャンネルをＰ_t 、前サイクルで記憶したピークチャンネルをＰ_t-1 で表すものとする。

続くＳ４２０では、今サイクルのピークチャンネルＰ_t が前サイクルのピークチャンネルＰ_t-1 から変化している（Ｐ_t ≠Ｐ_t-1 ）か否かを判断する。
前サイクルから変化していれば、対象プリ物標が領域間移動をしたものとしてＳ４３０に移行し、対象プリ物標が跨いだ分割領域の境界を示す境界番号Ｎを、以下に示す（１）に従って算出してＳ４９０に進む。

Ｎ＝（Ｐ_t ＋Ｐ_t-1 −１）／２ （１）
一方、ピークチャンネルが前サイクルと同じであれば、Ｓ４４０にて、ピークチャンネルＰ_t は領域端に対応するもの（即ち、チャンネルＣＨ１またはＣＨ７）であるか否かを判断し、領域端でなければそのまま本処理を終了する。

ピークチャンネルＰ_t が領域端に対応するものであれば、Ｓ４５０にて、ピークチャンネルＰ_t の受信強度が、消失閾値以下であるか否かを判断し、消失閾値より大きければ、そのまま本処理を終了する。

受信強度が消失閾値以下であればＳ４５５にて、対象プリ物標が探査範囲ＳＦの外部に領域外移動したことを示す消去フラグをオンに設定し、続くＳ４６０では、ピークチャンネルＰ_t が０チャンネルであるか否かを判断する。

そして、ピークチャンネルＰ_t が０チャンネルであれば、Ｓ４７０に移行して（２）式に従って境界番号Ｎを設定し、一方、０チャンネルでなければ、即ち、７チャンネルであれば、Ｓ４８０に移行して（３）式に従って境界番号Ｎを設定して、Ｓ４９０に進む。

Ｎ＝Ｐ_t （２）
Ｎ＝Ｐ_t ＋１ （３）
なお、レーダ装置１が分割領域Ａｉの領域幅を超えるような大きな軸ずれを生じていない限り、中心チャンネル（ＣＨ４）より左側に位置する停止物は、必ず、４→３→２→１のようにチャンネル番号が減少する方向に移動するように検出され、一方、中心チャンネルより右側にある停止物は、必ず、４→５→６→７のように、チャンネル番号が増大する方向に移動するように検出される。また、分割領域Ａｉ（ひいては探査チャンネルＣＨｉ）と境界番号Ｎの関係は図１に示す通りである。これらの前提に従えば、（１）〜（３）式によって、停止物の軌跡が跨いだ境界を示す境界番号Ｎが特定されることは明らかである。

Ｓ４９０では、求められた境界番号Ｎに基づき、境界情報テーブルを参照して、境界番号Ｎで特定される境界の境界情報ｔａｎθを取得する。
Ｓ５００では、Ｓ４９０で取得した境界情報ｔａｎθと先のＳ３１０で求めた対象プリ物標の位置座標（Ｘｐ，Ｙｐ）に基づき、（５）（６）式に従って、軌跡座標（Ｘ、Ｙ）を算出する。

Ｘ＝Ｙｐ×ｔａｎθ （５）
Ｙ＝Ｙｐ （６）
Ｓ５１０では、この求めた軌跡座標（Ｘ，Ｙ）を、対象プリ物標に対応付けて登録（記憶）し、続くＳ５２０では、対象プリ物標について登録されている軌跡座標の数が３個以上であるか否かを判断する。

軌跡座標の数が３個以上であれば、Ｓ５３０にて、近似直線の算出（後述する）を許可する許可フラグをオンに設定して本処理を終了し、軌跡座標の数が３個未満であれば、そのまま本処理を終了する。

つまり、軌跡座標収集処理では、停止物が領域間移動または領域外移動をした場合に、境界上に停止物標があるものとして求めた軌跡座標を、プリ物標に対応付けて登録し、登録数が３個に達すると、許可フラグをオンにする。

ここで、停止物として、走行中の道路の左側の路側に設置されたリフレクタが、レーダ装置１によって検出されている場合の一例を図１０に示す。ここでは、探査範囲ＳＦにおいて停止物が、図１０（ａ）に示す各地点Ｔ１〜Ｔ７において検出されるものとすると、各地点Ｔ１〜Ｔ７での各探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７で検出される受信強度は、図１０（ｂ）に示すように変化する。

即ち、停止物のピークチャンネルが、ＣＨ３→ＣＨ２→ＣＨ１に順次移動し、その間、ＣＨ３とＣＨ２の境界、ＣＨ２とＣＨ１の境界、ＣＨ１と探査範囲外との境界の３点で、軌跡座標が検出され登録されることになる。

図５に戻り、Ｓ２２０では、停止物と判定（移動トラ有フラグ，移動トラ無フラグがいずれもオフ）されたプリ物標の一つを対象停止物として選択し、続くＳ２３０では、対象停止物の消去フラグがオンに設定されているか否かを判断する。

消去フラグがオンに設定されてなければＳ３００に移行し、消去フラグがオンに設定されていれば、Ｓ２４０にて、許可フラグがオンに設定されているか否かを判断する。
つまり、対象停止物が、探査範囲ＳＦを通過済みであることが確認され（消去フラグ：オン）、しかも、探査範囲ＳＦの通過中に、３個以上の軌跡座標が登録された（許可フラグ：オン）場合に、Ｓ２５０に進む。

Ｓ２５０では、登録された軌跡座標に基づいて最小二乗法によって近似直線を求め、更に、装置正面方向に対する近似直線の傾斜角度である軌跡角度を求める。なお、近似直線を算出する手法としては、最小二乗法に限るものではなく、任意の周知の手法を用いることが可能である。

Ｓ２６０では、軌跡角度のサンプル数をインクリメントし、Ｓ２７０では、軌跡角度のサンプル数が予め設定された必要値（例えば、８個）に達しているか否かを判断する。
そして、必要値に達していなければＳ３００に移行し、必要値に達していればＳ２８０に移行して、軌跡角度を評価して軸ずれの有無を判定する軌跡角度評価処理を実行し、続くＳ２９０では、軌跡角度のサンプル数をクリアして、Ｓ３００に進む。

Ｓ３００では、全ての停止物について、Ｓ２３０〜Ｓ２９０の処理を実行済みであるか否かを判断し、未処理の停止物があればＳ２２０に戻り、全ての停止物について処理済みであれば、本処理を終了する。

ここで、Ｓ２８０で実行する軌跡角度評価処理の詳細を図８に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず、Ｓ６１０にて、必要量だけ記憶されている軌跡角度の平均値を算出し、その平均軌跡角度は、予め設定された角度閾値（例えば２°）以上であるか否かを判断する。つまり、軌跡角度を複数個単位で平均したものを、角度閾値と比較している。

軌跡角度の平均値が角度閾値以上であれば、Ｓ６３０にて異常カウンタをインクリメントし、一方、角度閾値未満であれば、Ｓ６４０にて正常カウンタをインクリメントする。
続くＳ６５０では、異常カウンタ及び正常カウンタの両カウント値の合計値が、予め設定された判定開始閾値（例えば３０）以上であるか否かを判断し、判定開始閾値以上であれば、Ｓ６６０にて、正常カウンタのカウント値に対する異常カウンタのカウント値の比（＝［異常カウンタのカウント値］／［正常カウンタのカウント値］）が、予め設定された横ずれ判定閾値（例えば、２）以上であるか否かを判断する。この場合、両者の比を直接求める代わりに、例えば、異常カウンタのカウント値が、正常カウンタのカウント値を２倍した値より大きいか否かによって判定してもよい。

カウント値の比が、横ずれ判定閾値以上であれば、Ｓ６７０にて、横方向（車幅方向）への軸ずれが発生していることを示す横ずれ判定フラグをオンに設定してＳ６８０に進む。即ち、軌跡角度の平均値が角度閾値以上と判定される頻度が、角度閾値未満と判定される頻度の２倍以上であれば、横ずれが判定していると判定する。

一方、先のＳ６５０にて、カウント値の合計値が判定開始閾値未満であると判定されるか、または先のＳ６６０にて、カウント値の比が横ずれ判定閾値未満であると判定された場合は、そのままＳ６８０に進む。

Ｓ６８０では、カウント合計値が予め設定された上限値に達しているか否かをクリア条件として、クリア条件を満たしていなければ、そのまま本処理を終了し、クリア条件を満たしていれば、Ｓ６９０にて、異常カウンタ、正常カウンタのカウント値をクリアすると共に、横ずれ判定フラグをオフにリセットする初期化を行って、本処理を終了する。

つまり、近似直線（停止物の軌跡）が示す方向は、車両の直進方向と一致しているため、レーダ装置１に軸ずれが生じていない場合、即ち、装置正面方向が車両の直進方向と一致している場合は、図１１（ａ）に示すように、近似直線が示す方向と装置正面方向とが一致する。しかし、レーダに軸ずれが生じている場合、即ち、装置正面方向が車両の直進方向と一致していない場合は、図１１（ｂ）に示すように、近似直線が示す方向と装置正面方向とは一致せず、装置正面方向に対して近似直線は傾斜を有したものとなる。従って、この傾斜角度（軌跡角度）を評価することによって、軸ずれの判定が可能となる。

<<縦ずれ判定処理>>
次に縦ずれ判定処理の詳細を図９に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、横ずれ判定処理と同様に、物標検出処理におけるトラッキング処理（Ｓ１２０）での処理結果が得られる毎に起動される。以下では、トラッキング処理によって追跡中の疑似物標候補を仮プリ物標と呼ぶものとする。

本処理が起動すると、まず、Ｓ７１０では、縦ずれ判定条件が成立しているか否かを判断する。この縦ずれ判定条件は、自車両が平坦な道路を直進走行中であるか否かを判定するためのものであり、具体的には、自車速が予め設定された下限速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以上であり、且つ、ヨーレートセンサの出力等から推定される自車両の推定進行経路の曲率半径が下限値（例えば２００ｍ）以上であり、且つ、加速度センサの出力等から推定される道路勾配が上限角度（例えば２°）未満であることを条件とする。

縦ずれ判定条件が成立していなければＳ７９０に移行し、成立していれば、Ｓ７２０にて予め設定された近距離閾値（例えば１２ｍ）以内の距離に存在する仮プリ物標の一つを対象仮プリ物標として選択し、続くＳ７３０では、その選択した対象仮プリ物標がカウンタ更新条件を満たしているか否かを判断する。カウンタ更新条件は、対象仮プリ物標が路面からの反射波に基づくものであるか否かを識別するためのものである。具体的には、対象仮プリ物標が連続する所定個（例えば４個）以上のチャンネルに渡って検出されていること、且つ対象仮プリ物標の奥行き（各チャンネルで検出される測距データの差）が上限幅（例えば１ｍ）以下であること、且つ対象仮プリ物標の移動速度が停止判定速度（例えば３ｋｍ／ｈ）以下であることを条件とする。

そして、対象仮プリ物標が、カウンタ更新条件を満たしていなければ、そのままＳ７９０に移行し、カウンタ更新条件を満たしていれば、Ｓ７４０にて、対象仮プリ物標までの距離が予め設定された下限距離（例えば７ｍ）以上であるか否かを判断する。

なお、下限距離は、レーダ波の縦方向（車高方向）への広がり角度や取付角度に基づき、正常に取り付けられた状態で、ビームの下端が道路と接する距離付近（わずかに小さい）の値に設定される。

対象仮プリ物標までの距離が、下限距離未満であればＳ７５０にて、縦ずれ判定カウンタをインクリメントし、上限距離以上であればＳ７６０にて、縦ずれ判定カウンタをデクリメントする。但し、縦ずれ判定カウンタのカウント値は、下限値が０であり、カウント値が０の時にデクリメントが指示された場合は、０の値を維持するように構成されている。

続くＳ７７０では、縦ずれ判定カウンタのカウント値が、縦ずれ判定閾値（例えば２０００）以上であるか否かを判断し、縦ずれ判定閾値未満であれば、そのままＳ７９０に移行し、縦ずれ判定閾値以上であれば、縦方向（車高方向）への軸ずれが発生していることを示す縦ずれ判定フラグをオンに設定して、Ｓ７９０に進む。

Ｓ７９０では、近距離閾値以内の距離に存在する全ての仮プリ物標についてＳ７３０〜Ｓ７８０の処理を実行済みであるか否かを判断し、未処理の仮プリ物標が存在すればＳ７２０に戻り、全ての仮プリ物標について実行済みであれば、本処理を終了する。

つまり、レーダ装置１の車高方向への軸ずれがない場合（図１２（ａ）参照）と比較して、車高方向（特に下方向）への軸ずれがある場合（図１２（ｂ）参照）は、検知可能範囲が路面と接する位置までの距離である対路面距離、即ち、仮プリ物標までの距離が接近するため、この対路面距離を評価することによって、車高方向への軸ずれ（縦ずれ）の判定が可能となる。

＜効果＞
以上説明したように、レーダ装置１では、直進走行中に、デリニエータ等の反射率の大きい停止物を対象として、その停止物が分割領域Ａｉの境界を跨いで移動する領域間移動や探査範囲ＳＦの境界を跨いで探査範囲ＳＦ外に移動する領域外移動を検出し、これら領域間移動や領域外移動の検出時に停止物が領域の境界に存在するものとして軌跡座標を求めている。そして、停止物が探査範囲ＳＦを通過して領域外に移動するまでに、３個以上の軌跡座標が求められている場合に、停止物の軌跡を表す近似曲線を繰り求め、装置正面方向に対する近似曲線の傾きである軌跡角度を統計的に評価することによって、車幅方向への軸ずれ（横ずれ）の有無を判定している。

このようにレーダ装置１では、停止物が領域間移動をした時の座標を検出しているため、各探査チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７の検知可能範囲が互いに重なり合うように設定されていても、軌跡座標を求めることができ、その結果、横ずれの判定に必要な近似曲線の算出、ひいては車幅方向への軸ずれの判定を効率よく行うことができる。

また、レーダ装置１では、平坦路を直進走行中に、物標検出閾値に満たない受信強度で検出される疑似物標候補を対象として、道路からの反射波に基づくと推定される疑似物標候補（仮プリ物標）までの距離である対路面距離を統計的に評価することによって、車高方向への軸ずれ（縦ずれ）の有無を判定している。

即ち、路面の反射率は、図１３に示すように、路面の法線方向を入射角度の基準（０°）として入射角度が０°の場合に略１００％反射し、入射角度９０°の場合に０％となる。そして、例えばレーダ装置１の取付高さが０．６２１ｍ、レーダビームの上下角５．２°、レーダビームの照射方向の俯角（下向きの角度）１°とすると、路面を検知する距離は９．９ｍとなり、入射角は略９０°（８９°以上）となる。従って、路面からの反射波は物標検出閾値（反射率１０％の物体に相当）より小さくなることがわかる。

このようにレーダ装置１では、疑似物標候補を対象とすることにより、路面以外からの反射波に基づいて、誤った対路面距離が求められてしまうことを防止することができる。
更に、レーダ装置１よれば、傾斜角度や対路面距離の検出結果を統計的に処理して結果に従って横ずれや縦ずれを判定しているため、検出結果に含まれる様々なノイズを抑制することができ、判定精度を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。

上記実施形態では、レーダ波としてレーザ光を使用しているが、電磁波や超音波等を使用してもよい。
上記実施形態では、探査範囲ＳＦに対してレーダ波を一括照射し、反射波の受信を分割領域毎に行うように構成されているが、レーダ波の照射を分割領域毎に行い、反射波の受信を一括して行うように構成したり、レーダ波の照射及び反射波の受信をいずれも分割領域毎に行うように構成したりしてもよい。

上記実施形態では、ピークチャンネルが変化（Ｐ_t ≠Ｐ_t-1 ）した時に領域間移動を検出したものとしているが、例えば、ピークチャンネルに対して、停止物が移動する側に位置する隣接チャンネルを移動先チャンネルとして、移動先チャンネルの受信強度が、デリ検出閾値以上に変化した時、またはピークチャンネルと移動先チャンネルの受信強度差が予め設定された閾値以下となった時に領域間移動を検出したものとするように構成してもよい。但し、上記実施形態のように７つのチャンネルで構成されている場合、ピークチャンネルと移動先チャンネルの組み合わせは、（ピークチャンネル，移動先チャンネル）で表すものとして、（ＣＨ１，なし）（ＣＨ２，ＣＨ１）（ＣＨ３，ＣＨ２）（ＣＨ４，ＣＨ３ or ＣＨ５）（ＣＨ５，ＣＨ６）（ＣＨ６，ＣＨ７）（ＣＨ７，なし）となる。

１…レーダ装置 １０…発光部 １１…発光素子 １２…駆動回路 １３…コリメートレンズ ２０…受光部 ２１…集光レンズ ２２…受光回路 ２３…増幅回路 ３０…測距部 ４０…制御部

Claims (12)

1. 互いに異なる方向を指向し、各々の検知可能範囲が隣接するもの同士で互いの一部が重なり合うように設定された複数の探査チャンネルを有し、前記検知可能範囲で覆われた探査範囲を分割することで構成され且つ各々が前記送探査チャンネルのいずれかに対応付けられた各領域を分割領域として、前記探査範囲内に存在する物標からの反射波の受信強度及び前記物標との距離を前記分割領域毎に検出する検出部（１０，２０，３０）を備えた車載レーダ装置の軸ずれを判定する軸ずれ判定装置であって、
   前記検出部での検出結果に基づいて、前記探査範囲内に存在し予め設定された物標検出閾値以上の受信強度を有する物標を追跡する物標追跡手段（４０，Ｓ１２０）と、
   前記物標追跡手段により追跡されている物標が、継続的に停止しているか否かを判定する停止判定手段（４０，Ｓ３４０）と、
   前記停止判定手段により停止していると判定された物標である停止物の前記探査範囲内での軌跡を示す位置座標である軌跡座標を生成する軌跡座標生成手段（４０，Ｓ４１０〜Ｓ５１０）と、
   自車両が直進走行中であるか否かを判定する直進判定手段（４０，Ｓ３２０）と、
   前記直進判定手段により直進走行中であると判定されている期間に前記軌跡座標生成手段で生成される前記軌跡座標に基づき、前記停止物の水平面内での軌跡を直線で近似した近似直線を求め、前記検出部の正面方向に対する前記近似直線の傾斜角度を求める傾斜角度算出手段（４０，Ｓ２５０）と、
   前記傾斜角度算出手段にて算出された傾斜角度を統計的に処理した結果に従って、前記検出部の車幅方向への軸ずれの有無を判定する横ずれ判定手段（４０，Ｓ６１０〜Ｓ６７０）と、
   を備え、
   前記軌跡座標生成手段は、
   個々の前記停止物について最大の受信強度が得られる前記分割領域を最大強度領域、該最大強度領域が前回の検出時から隣接する分割領域に移動することを領域間移動として、前記停止物が領域間移動したか否かを判定する領域間移動判定手段（４０，Ｓ４１０〜Ｓ４３０）と、
   前記最大強度領域での受信強度が前記領域間移動を伴うことなく予め設定された消失判定閾値以上から該消失閾値未満に変化することを領域外移動として、前記停止物が領域外移動したか否かを判定する領域外移動判定手段（４０，Ｓ４２０，Ｓ４４０〜Ｓ４８０）と、
   前記領域間移動判定手段または前記領域外移動判定手段により、前記停止物が前記領域間移動または前記領域外移動したと判定された時に、前記領域間移動または領域外移動に関与する前記分割領域の境界上に前記停止物が存在するものとして、前記軌跡座標を算出する座標算出手段（４０，Ｓ４９０〜Ｓ５１０）と、
   を有することを特徴とする軸ずれ判定装置。
2. 前記傾斜角度算出手段は、前記軌跡座標が３個以上存在する場合に前記近似直線を求めることを特徴とする請求項１に記載の軸ずれ判定装置。
3. 前記横ずれ判定手段は、
   前記傾斜角度が予め設定された角度閾値以上となる頻度を求める頻度算出手段（４０，Ｓ６１０〜Ｓ６４０）と、
   前記頻度算出手段にて算出される頻度が予め設定された判定閾値以上である場合に、軸ずれありと判定する頻度判定手段（４０，Ｓ６６０〜Ｓ６７０）と、
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸ずれ判定装置。
4. 前記頻度算出手段は、前記傾斜角度算出手段にて算出された傾斜角度を、複数個単位で平均した値を前記角度閾値との比較に用いることを特徴とする請求項３に記載の軸ずれ判定装置。
5. 前記頻度算出手段は、前記傾斜角度が前記角度閾値を以上である回数をカウントする異常カウンタ、及び前記傾斜角度が前記角度閾値未満である回数をカウントする正常カウンタを備え、
   前記異常カウンタのカウント値及び正常カウンタのカウント値から前記頻度を求めることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の軸ずれ判定装置。
6. 前記頻度判定手段は、前記正常カウンタのカウント値と前記異常カウンタのカウント値の合計値が予め設定された下限値以上である場合に判定を開始することを特徴とする請求項５に記載の軸ずれ判定装置。
7. 予め設定されたクリア条件に従って、前記異常カウンタ及び前記正常カウンタのカウント値を定期的にリセットするリセットするカウンタ初期化手段（４０，Ｓ６８０〜Ｓ６９０）を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の軸ずれ判定装置。
8. 前記角度閾値は、前記分割領域間の感度差から生じる前記軌跡座標の誤差に基づく近似直線の傾斜角度の誤差を補償する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の軸ずれ判定装置。
9. 前記軌跡座標生成手段は、前記停止物のうち、予め設定された大きさを有するデリニエータの検出に適したデリ検出閾値以上の受信強度を有するものについて、前記軌跡座標を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の軸ずれ判定装置。
10. 予め設定された近距離閾値以下の距離に位置し、且つ反射波の受信強度が前記物標検出閾値未満となる疑似物標を追跡する疑似物標追跡手段（４０，Ｓ１２０）と、
    自車両が走行中の路面が勾配を有するか否かを判定する路面勾配判定手段（４０，Ｓ７１０）と、
    前記疑似物標が路面であるか否かを判定する路面判定手段（４０，Ｓ７３０）と、
    前記路面勾配判定手段及び前記直進判定手段（４０，Ｓ７１０）により、自車両が平坦な道路を直進走行中であると判定された場合に、前記路面判定手段にて路面であると判定された疑似物標までの距離である対路面距離を統計的に処理した結果に従って、前記検出部の車高方向への軸ずれの有無を判定する縦ずれ判定手段（４０，Ｓ７４０〜Ｓ７８０）と、
    を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の軸ずれ判定装置。
11. 前記路面判定手段は、
    単一のものとして認識される前記疑似物標が複数の分割領域に渡って検出され、且つ、前記疑似物標の奥行き幅が予め設定された奥行き閾値以下であり、且つ、前記疑似物標の移動速度が予め設定された停止判定閾値以下である場合に、前記疑似物標が路面であると判定することを特徴とする請求項１０に記載の軸ずれ判定装置。
12. 前記縦ずれ判定手段は、
    前記対路面距離が予め設定された下限距離未満である回数から前記対路面距離が前記下限距離以上である回数を減じた差が予め設定された縦ずれ判定閾値以上である場合に軸ずれありと判定することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の軸ずれ判定装置。