JP2014115100A - レーダ装置、および、信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
レーダ装置を搭載した車両の進行方向に移動する対象移動物標の横距離と、対象移動物標以外の物標である特定物標の横距離との関係が所定の関係となった場合に、対象移動物標の今回横距離と予測横距離とをフィルタリングするフィルタ定数を、変更前よりも今回横距離の反映量を低減するよう変更する。これにより、対象移動物標を確実に導出でき、制御対象とすべき物標に対する適正な車両制御を行える。
【選択図】図2
Description
<1.構成等>
<1−1.車両全体図>
図1は、車両CRの全体図である。車両CRは本実施形態の車両制御システム10に含まれるレーダ装置1と、車両制御装置2とを主に備える。車両CRはレーダ装置1を車両前方のバンパー近傍に備えている。このレーダ装置1は、一回の走査で所定の走査範囲を走査して、車両CRと物標との車両進行方向に対応する距離、つまり、物標から反射した反射波がレーダ装置1の受信アンテナに到達するまでの距離である縦距離を導出する。また、レーダ装置1は車両CRと物標との車両横方向(車幅方向)の距離である横距離を導出する。この横距離は、具体的には、車両CRの進行方向に仮想的に延伸する基準軸BLに対して略直交する方向の車両CRに対する物標の距離であり、例えば、基準軸BLを±0mとした場合、車両CRの左方向を−(マイナス)、車両CRの右方向を+(プラス)の値とする距離である。なお、横距離は車両CRに対する物標の角度および縦距離の情報に基づいて三角関数の演算を行うことで導出される。このように、レーダ装置1は車両CRに対する物標の位置情報を導出する。また、レーダ装置1は、車両CRの速度に対する物標の速度である相対速度を導出する。
図2は、車両制御システム10のブロック図である。車両制御システム10は、レーダ装置1と車両制御装置2とが電気的に接続され、主にレーダ装置1で導出された位置情報および相対速度の物標情報を車両制御装置2に出力する。つまり、レーダ装置1は、車両CRに対する物標の縦距離、横距離、および、相対速度の情報である物標情報を車両制御装置2に出力する。そして、車両制御装置2が物標情報に基づき車両CRの各種装置の動作を制御する。また、車両制御システム10の車両制御装置2は、車速センサ40、および、ステアリングセンサ41などの車両CRに設けられる各種センサと電気的に接続されている。さらに、車両制御装置2はブレーキ50、および、スロットル51などの車両CRに設けられる各種装置と電気的に接続されている。
物標の導出処理に用いられる信号処理の一例としてFM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式における信号処理について説明する。なお、本実施形態では、FM−CWの方式を例に説明を行うが、周波数が上昇する区間と周波数が下降する区間のような複数の区間を組み合わせて物標の位置等を検出する方式であれば、FM−CW方式に限定されない。
<2−1.全体処理>
図4〜図6は、信号処理部18が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。最初に信号処理部18は、送信波を生成する指示信号を送信制御部107に出力する(ステップS101)。そして、信号処理部18から指示信号が入力された送信制御部107により信号生成部11が制御され、送信信号TXに対応する送信波が生成される。生成された送信波は、車両外部に出力される。
そして、今回処理のペアデータの物標情報と、予測情報とに時間的に連続する関係がある場合とは、例えば、今回処理のペアデータの物標情報と、予測情報との縦距離、横距離、および、相対速度のそれぞれの差の値が所定値以内の場合である。なお、信号処理部18は、所定値以内に複数の予測物標情報が存在する場合、今回処理のペアデータの物標情報との差の値が最も小さい所定値以内の予測情報が、今回処理のペアデータの物標情報と時間的に連続する関係を有するものと判定し、予測情報と時間的な連続性を有する今回処理のペアデータ(以下、「過去対応ペアデータ」という。)に対して後述するステップS110の処理のフィルタ処理を行う。
次に、図5のフィルタ処理(ステップS110)で説明した過去対応ペアデータのフィルタ処理について、図7〜図11の処理フローチャートを用いて詳細に説明する。最初に図7〜図11のフィルタ処理の全体概要を述べると、例えば、車両CRの左側に静止物標が存在する場合に、その静止物標と、車両CRの進行方向と同方向に移動する所定の条件を満たす移動物標(以下、「対象移動物標」という。)に対応する過去対応ペアデータとの相対横距離の差の値が第1の値である所定値を下回る(図7〜図8に示すステップS201〜S209の処理区間で全ての条件を満たす)場合に、例えば、対象移動物標に対応する過去対応ペアデータに対するフィルタ処理のデォフォルト値として設定されているフィルタ定数(以下、「第1フィルタ定数」という。)(例えば、予測横距離のフィルタ定数0.75、および、今回横距離のフィルタ定数0.25)が変更される。
図7に戻り、車両CRの左右の特定物標の代表相対横距離を導出する処理であるステップS202の処理について、図12および図13を用いて具体的に説明する。図12および図13は、左右の特定物標である静止物標の代表相対横距離を導出する処理フローチャートである。信号処理部18は、上述の他の過去対応ペアデータと時間的な連続性を有する前回処理の物標導出処理が完了した物標(以下、「第2前回物標」という。)の先行車フラグがOFF状態か否かを判定する(ステップS301)。信号処理部18は第2前回物標の先行車フラグがOFF状態(ステップS301がYes)の場合、この第2前回物標の移動物標フラグがOFF状態か否かを判定する(ステップS302)。ここで、移動物標フラグとは、図5のステップS109で説明した物標が移動物標の場合にON状態とされる指標である。これらのステップS301およびS302の処理で、信号処理部18は、第2前回物標が静止物標か否かを判定する。
図8の処理に戻り、信号処理部18は、ステップS216の処理において上述のフィルタ定数の変更が行われた(ステップS216がYes)場合、図10に示すように、変更されたフィルタ定数に基づいて、過去対応ペアデータtp1aに対するフィルタリング処理を行う(ステップS225)。そして、図8のステップS216において、フィルタ定数の変更が行われていない(ステップS216がNo)場合、信号処理部18は、これまで説明した過去対応ペアデータtp1aとその左右に存在する特定物標(例えば左特定物標rp1)との位置関係による条件とは別の条件に基づくフィルタ定数の変更の処理に移行する。具体的には、前方車両CRa等の対象移動物標と、特定物標である隣接車両等の隣接移動物標との位置関係が所定の条件を満たす場合にフィルタ定数を変更する処理を行う。
次に、信号処理部18は、図9に示す車両CRの走行する自車線ro1に対して右側の右隣接車線ro2内に存在する特定物標である隣接移動物標の導出処理を実施する(ステップS217)。この処理は、後述する図18に示すように右隣接車線ro2内に隣接移動物標(例えば、隣接車両CRbに対応する隣接移動標)が存在するか否かを判定する処理である。この処理について図17の処理フローチャートを用いて説明する。図17は右隣接車線(例えば、図18に示す右隣接車線ro2)内の隣接移動物標を導出する処理フローチャートである。
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態は、第1の実施の形態で説明したフィルタ定数の変更条件とは別の変更条件に基づき、その条件を満たした場合に、予め第1のフィルタ定数で設定されているフィルタ定数を、他フィルタ定数に変更するものである。例えば、主な条件として対象移動物標の今回処理の相対横距離と前回処理の相対横距離とを比較して、今回処理の相対横距離が前回処理の相対横距離よりも短い場合に、信号処理部18がフィルタ定数を第1フィルタ定数から他のフィルタ定数に変更するものである。第2の実施の形態は、第1の実施の形態の構成や処理とほぼ同一であるが、処理内容が一部異なる。第2の実施の形態では、主に図21〜図26に示す処理フローチャートを用いてフィルタ処理について説明する。
<3−1.前回処理の相対横距離と今回処理の相対横距離とに基づくフィルタ定数変更>
図21〜図26は第2の実施の形態の処理フローチャートである。信号処理部18は、フィルタ処理の対象の過去対応ペアデータ(例えば、後述する図27に示す過去対応ペアデータtp101a)と時間的な連続性を有する第1前回物標(例えば、図27に示す第1前回物標tp101)が前回処理において車両CRに対する縦距離が最も短く、かつ、絶対横距離が自車線ro1の範囲内(例えば、絶対横距離±1.8m以内)に存在する移動物標の場合にON状態となるフラグ(以下、「代表フラグ」という。)が、ON状態か否かを判定する(ステップS501)。第1前回物標tp101の代表フラグがON状態(ステップS501がYes)の場合、信号処理部18は、ステップS502の処理を実行する。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。なお、上記実施の形態で説明した形態、および、以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
10・・・・車両制御システム
11・・・・信号生成部
12・・・・発振器
13・・・・送信アンテナ
14・・・・受信アンテナ
15・・・・ミキサ
16・・・・LPF
17・・・・AD変換部
18・・・・信号処理部
Claims (12)
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号に基づくピーク信号から少なくとも前記物標の横距離を含む物標情報を導出するレーダ装置であって、
前記ピーク信号をペアリングした今回処理のペアデータの横距離である今回横距離と、前回処理の前記物標の横距離である前回確定横距離から前記今回処理の物標の横距離を予測した予測横距離とを所定のフィルタ定数によりフィルタリングし、前記今回処理の物標の横距離である今回確定横距離を導出する導出手段と、
前記レーダ装置を搭載した車両の進行方向に移動する対象移動物標の前記横距離と、前記対象移動物標以外の物標である特定物標の前記横距離との関係が所定の関係となった場合に、前記対象移動物標の前記今回横距離と前記予測横距離とをフィルタリングする前記フィルタ定数を、変更前よりも前記今回横距離の反映量を低減するよう変更する変更手段を備えること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記特定物標が静止物標であり、前記対象移動物標の前記横距離と前記静止物標の前記横距離との差の値が第1の値を下回る場合に、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項2に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記対象移動物標の前記横距離と前記静止物標の前記横距離との差の値が前記第1の値よりも小さい第2の値を下回る場合に、前記今回横距離の前記フィルタ定数をゼロに変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項2または3に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記今回処理における前記対象移動物標の前記横距離と前記静止物標の前記横距離との差の値が、前記前回処理における前記対象移動物標の前記横距離と前記静止物標の前記前回横距離との差の値よりも小さい場合に、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記特定物標が前記対象移動物標よりも前記車両に対する横距離の離れている移動物標である隣接移動物標の場合で、前記対象移動物標が前記隣接移動物標の近傍に存在するときに、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項5に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記隣接移動物標の前記横距離が第1の距離範囲内で、かつ、前記対象移動物標の前記横距離が前記第1の距離範囲には含まれない第2の距離範囲内の場合に、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号に基づくピーク信号から少なくとも前記物標の横距離を含む物標情報を導出する信号処理方法であって、
前記ピーク信号をペアリングした今回処理のペアデータの横距離である今回横距離と、前回処理の前記物標の横距離である前回確定横距離から前記今回処理の物標の横距離を予測した予測横距離とを所定のフィルタ定数によりフィルタリングし、前記今回処理の物標の横距離である今回確定横距離を導出する工程と、
前記レーダ装置を搭載した車両の進行方向に移動する対象移動物標の前記横距離と、前記対象移動物標以外の物標である特定物標の前記横距離との関係が所定の関係となった場合に、前記対象移動物標の前記今回横距離と前記予測横距離とをフィルタリングする前記フィルタ定数を、変更前よりも前記今回横距離の反映量を低減するよう変更する工程を備えること、
を特徴とする信号処理方法。
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号に基づくピーク信号から少なくとも前記物標の横距離を含む物標情報を導出するレーダ装置であって、
前記ピーク信号をペアリングした今回処理のペアデータの横距離である今回横距離と、前回処理の前記物標の横距離である前回確定横距離から前記今回処理の物標の横距離を予測した予測横距離とを所定のフィルタ定数によりフィルタリングし、前記今回処理の物標の横距離である今回確定横距離を導出する導出手段と、
前記レーダ装置を搭載した車両の進行方向に移動する対象移動物標の前記今回処理の前記横距離が、前記前回処理の横距離よりも短い場合に、前記対象移動物標の前記今回横距離と前記予測横距離とをフィルタリングする前記フィルタ定数を、変更前よりも前記今回横距離の反映量を増加するよう変更する変更手段を備えること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項8に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記対象移動物標が前記車両の走行する車線内に存在する度合いを示す車線内存在値が所定の値を上回る場合に、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項8または9に記載のレーダ装置であって、
前記変更手段は、前記車線内存在値が所定の値を下回る場合で、前記対象移動物標の前記今回横距離と前記予測横距離との差の値が所定値よりも小さいときに、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項8乃至10のいずれかに記載のレーダ装置において、
前記変更手段は、前記対象移動物標の速度が所定速度を下回る場合に、前記フィルタ定数を変更すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号に基づくピーク信号から少なくとも前記物標の横距離を含む物標情報を導出する信号処理方法であって、
前記ピーク信号をペアリングした今回処理のペアデータの横距離である今回横距離と、前回処理の前記物標の横距離である前回確定横距離から前記今回処理の物標の横距離を予測した予測横距離とを所定のフィルタ定数によりフィルタリングし、前記今回処理の物標の横距離である今回確定横距離を導出する工程と、
前記レーダ装置を搭載した車両の進行方向に移動する対象移動物標の前記今回処理の前記横距離が前記前回処理の横距離よりも短い場合に、前記対象移動物標の前記今回横距離と前記予測横距離とをフィルタリングする前記フィルタ定数を、変更前よりも前記今回横距離の反映量を増加するよう変更する工程を備えること、
を特徴とする信号処理方法。
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