JP2015028440A - レーダ装置、及び、信号処理方法 - Google Patents

レーダ装置、及び、信号処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】前方車両を消失してしまうことを回避する技術を提供する。【解決手段】所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出するレーダ装置であって、前回の確定したピーク信号に基づいて、今回のピーク信号を予測する予測手段と、所定の周波数の範囲内に存在するピーク信号の中から、前記予測したピーク信号に対応する今回のピーク信号を抽出する抽出手段と、前記予測したピーク信号と今回のピーク信号とをフィルタ処理して、その結果を今回の確定したピーク信号として出力するフィルタ手段と、を備え、前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標が、自装置が搭載された自車両の前方に存在する前方車両である場合に、該前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変える。【選択図】図４

Description

本発明は、物標の導出における信号処理に関する。
従来、車両に備えられたレーダ装置は、送信アンテナから送信波を射出し、物標からの反射波を受信アンテナで受信して、車両（レーダ装置）に対する物標の位置等を導出していた。具体的には、レーダ装置は、まず、所定周期で周波数が変わる送信波に対応する送信信号と、反射波に対応する受信信号とをミキシングしてビート信号を生成する。つまり、レーダ装置は、所定周期で周波数が上昇するＵＰ区間と、周波数が下降するＤＯＷＮ区間とのそれぞれの区間における送信信号と受信信号との差分周波数（ビート周波数）に基づくビート信号を生成する。
次に、レーダ装置は、ビート信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理して周波数ごとの信号（変換信号）を生成し、この変換信号のうち所定の信号レベルの閾値を超える信号をピーク信号として抽出する。そして、レーダ装置は、所定の条件に基づきＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングしてペアデータを導出する。
次に、レーダ装置は、前回の確定したペアデータに基づいて今回のペアデータを予測したペアデータ（予測ペアデータ）を導出する。そして、レーダ装置は、この予測ペアデータと今回のペアデータとの間に時間的に連続する関係があるか否かを判断する。レーダ装置は、予測ペアデータから導出された予測位置を中心とした所定の範囲内に、今回のペアデータから導出された実測位置が含まれている場合に、時間的に連続する関係があると判断する。そして、レーダ装置は、各ペアデータが時間的に連続する関係にある場合には、その予測ペアデータと今回のペアデータとをフィルタ処理し、フィルタ処理されたペアデータを今回の確定したペアデータとして導出する。
そして、レーダ装置は、今回の確定したペアデータから導出した物標の位置情報や相対速度等の情報を車両制御装置に出力し、車両制御装置はその物標の情報に応じて必要な車両制御を行う。なお、本発明と関連する技術としては、例えば、特許文献１がある。
特開2003-177177号公報
しかしながら、従来のフィルタ処理では、例えば、停止中の前方車両が発進したような状況の場合に、予測位置と実測位置とが離れることによって時間的に連続する関係がなくなり、前方車両を消失してしまうことがあった。
具体的に図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は、前方車両の今回のペアデータを確定する処理を示す図である。図１及び図２中の「確定値」は確定したペアデータを示し、「予測値」は今回のペアデータを予測したペアデータを示し、「実測値」は今回のペアデータを示している。図１及び図２では、これら各ペアデータから導出された位置を模式的に表している。また、各値に付された「ｔ」は、導出処理のタイミングを示す時間を表している。
レーダ装置は、予測値（ｔ）を中心とした予測範囲内に実測値（ｔ）が含まれているか否かを判断し、含まれている場合には各値は時間的に連続する関係があると判断する。そして、レーダ装置は、時間的に連続する関係がある場合には、予測値（ｔ）と実測値（ｔ）とをフィルタ処理することで今回の確定値（ｔ）を導出する。すなわち、今回の確定したペアデータが導出される。
ところが、前方車両が停止した状態であるような場合には、図１に示すように、前回の確定値（ｔ−１）が停止状態であるため予測値（ｔ）も停止状態と予測され、前回の確定値（ｔ−１）と予測値（ｔ）とは同じ位置となる。この状態で今回前方車両が発進したとすると、予測値（ｔ）と実測値（ｔ）とが離れてしまうため、時間的に連続する関係にはあるものの、フィルタ処理により確定値（ｔ）が本来の位置よりも予測位置側に引き寄せられてしまう。そして、次回の物標導出処理では、予測値（ｔ＋１）が確定値（ｔ）に基づいて導出されるため、図２に示すように、予測値（ｔ＋１）を中心とした予測範囲内に今回の実測値（ｔ＋１）が含まれなくなり、時間的に連続する関係が存在しなくなってしまう。その結果、前方車両である同一物標を示すペアデータであるにも関わらず、レーダ装置は同一物標と判断できず前方車両を消失してしまっていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、前方車両が停止状態から発進したときに前方車両を消失してしまうことを回避する技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出するレーダ装置であって、前回の確定したピーク信号に基づいて、今回のピーク信号を予測する予測手段と、所定の周波数の範囲内に存在するピーク信号の中から、前記予測したピーク信号に対応する今回のピーク信号を抽出する抽出手段と、前記予測したピーク信号と今回のピーク信号とをフィルタ処理して、その結果を今回の確定したピーク信号として出力するフィルタ手段と、を備え、前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標が、自装置が搭載された自車両の前方に存在する前方車両である場合に、該前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変えるレーダ装置である。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のレーダ装置において、前記フィルタ手段は、前記前方車両が停止した状態から発進した状態に変化した場合には、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力する。
また、請求項３の発明は、請求項２に記載のレーダ装置において、前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内であり、速度が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の速度に対応する所定速度範囲内である場合に、前記前方車両が停止した状態から発進した状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力する。
また、請求項４の発明は、請求項１に記載のレーダ装置において、前記フィルタ手段は、前記前方車両の相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合には、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力する。
また、請求項５の発明は、請求項４に記載のレーダ装置において、前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内である場合に、前記前方車両が停止状態から発進して相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力する。
また、請求項６の発明は、請求項４に記載のレーダ装置であって、前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が通常走行中であることを示す第２の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内である場合に、前記前方車両への追従走行中に前記前方車両が減速または加速したことにより相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力する。
また、請求項７の発明は、所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出する信号処理方法であって、（ａ）前回の確定したピーク信号に基づいて、今回のピーク信号を予測する工程と、（ｂ）所定の周波数の範囲内に存在するピーク信号の中から、前記予測したピーク信号に対応する今回のピーク信号を抽出する工程と、（ｃ）前記予測したピーク信号と今回のピーク信号とをフィルタ処理して、その結果を今回の確定したピーク信号として出力する工程と、を備え、前記（ｃ）工程は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標が、自装置が搭載された自車両の前方に存在する前方車両である場合に、該前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変える工程である。
請求項１ないし７の発明によれば、前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変えるため、本来存在する位置と離れた位置に存在するものとして今回のペアデータを確定してしまうことを防止できる。その結果、次回以降の導出処理において、前方車両を消失してしまうことを回避できる。
また、特に請求項２ないし６の発明によれば、前方車両が停止状態から発進状態に変化した場合や、前方車両が加速又は減速した場合などの、前方車両を消失する可能性の高い場合にフィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を確定したピーク信号として出力するため、本来の位置と離れた位置に今回ペアデータを確定してしまうことを防止することが可能になる。
図１は、従来のペアデータを確定する処理を示す図である。 図２は、従来のペアデータを確定する処理を示す図である。 図３は、車両の全体図である。 図４は、車両制御システムのブロック図である。 図５は、物標情報の導出処理を示すフローチャートである。 図６は、ＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。 図７は、フィルタ処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明のペアデータを確定する処理を示す図である。 図９は、本発明のペアデータを確定する処理を示す図である。 図１０は、フィルタ処理を示すフローチャートである。 図１１は、フィルタ処理を示すフローチャートである。 図１２は、フィルタ処理を示すフローチャートである。 図１３は、フィルタ処理を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成＞
まず、本発明の各構成について説明する。図３は、車両ＣＲの全体図である。車両ＣＲは、本実施の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とを備えている。レーダ装置１は、車両前方のバンパー近傍に備えられている。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と物標との距離を導出する。導出する距離は、車両進行方向に対応する距離と、車両横方向（車幅方向）に対応する距離である。
車両進行方向に対応する距離とは、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（縦距離）である。また、車両横方向（車幅方向）に対応する距離とは、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における車両ＣＲに対する物標の距離（横距離）である。なお、横距離は車両ＣＲに対する物標の角度の情報と縦距離とを用いた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。さらに、レーダ装置１は、物標の速度や、車両ＣＲの速度に対する物標の速度である相対速度も導出する。
また、図１のレーダ装置１は、その搭載位置を車両前方のバンパー近傍としているが、これに限定されない。例えば、車両ＣＲの後方のバンパー近傍及び車両ＣＲの側方のサイドミラー近傍等、後述する車両制御装置２の車両ＣＲの制御目的に応じて物標を導出できる搭載位置であれば他の部分であってもよい。
また、車両制御装置２は、車両ＣＲの各装置を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
図４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とを備えている。レーダ装置１と車両制御装置２とは電気的に接続されており、レーダ装置１から車両制御装置２に対して位置情報や相対速度を含む物標情報が送信される。つまり、レーダ装置１は、車両ＣＲに対する物標の縦距離、横距離及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。
レーダ装置１は、信号生成部１１、発振器１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、ミキサ１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６、ＡＤ（Analog to Digital）変換器１７、及び信号処理部１８を備えている。
信号生成部１１は、後述する送信制御部１０７の制御信号に基づいて、例えば三角波状に電圧が変化する変調信号を生成する。
発振器１２は、電圧で発振周波数を制御する電圧制御発振器である。発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づき所定周波数の信号（例えば、76.5GHz）を周波数変調し、この所定周波数（76.5GHz）を中心周波数とする周波数帯の送信信号として送信アンテナ１３に出力する。
送信アンテナ１３は、送信信号に係る送信波を車両外部に出力するアンテナである。送信アンテナ１３は、発振器１２と接続され、発振器１２から入力した送信信号に対応した送信波を連続的に車両外部に出力する。
受信アンテナ１４は、送信アンテナ１３から連続的に送信された送信波が物体にて反射した際の反射波を受信する複数のアレーアンテナである。本実施の形態では、受信アンテナとして、４本の受信アンテナ１４ａ（ｃｈ１）、１４ｂ（ｃｈ２）、１４ｃ（ｃｈ３）、及び１４ｄ（ｃｈ４）を備えている。なお、受信アンテナ１４ａ〜１４ｄのそれぞれのアンテナは等間隔に配置されている。
ミキサ１５は、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられており、受信信号と送信信号とを混合する。そして、ミキサ１５は、受信信号と送信信号とを混合する際に、送信信号と受信信号との差の信号であるビート信号を生成し、ＬＰＦ１６に出力する。
ＬＰＦ１６は、所定周波数より低い周波数の成分を減少させることなく、所定周波数より高い周波数の成分を減少させるフィルタである。なお、ＬＰＦ１６もミキサ１５と同様に各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられている。
ＡＤ変換器１７は、アナログ信号であるビート信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器１７は、アナログ信号のビート信号を所定周期でサンプリングして、複数のサンプリングデータを導出する。そして、ＡＤ変換器１７は、サンプリングされたデータを量子化することで、アナログ信号のビート信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号のビート信号を信号処理部１８に出力する。なお、ＡＤ変換器１７もミキサ１５と同様に各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられている。
信号処理部１８は、ＣＰＵ１８１、および、メモリ１８２を備えるコンピュータである。信号処理部１８は、ＡＤ変換器１７から出力されたデジタル信号のビート信号をＦＦＴ処理してＦＦＴデータを取得し、ＦＦＴデータのビート信号の中から信号レベルの値が所定の閾値を超える信号をピーク信号として抽出する。そして、信号処理部１８は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングして物標情報を導出する。
メモリ１８２は、ＣＰＵ１８１により実行される各種演算処理などの実行プログラムを記録する。また、メモリ１８２は、信号処理部１８が導出した複数の物標情報を記録する。例えば、過去の処理と今回の処理とで導出された物標情報（物標の縦距離、横距離及び相対速度）を記録する。さらに、メモリ１８２は、ＦＦＴ処理により取得されたＦＦＴデータ１８２ａを記録する。このＦＦＴデータ１８２ａには、今回の物標導出処理で取得したＦＦＴデータの他に、過去の物標導出処理で取得したＦＦＴデータも含まれる。
送信制御部１０７は、信号処理部１８と接続され、信号処理部１８からの信号に基づき、変調信号を生成する信号生成部１１に制御信号を出力する。
車両制御装置２は、車両ＣＲに設けられた各種装置の動作を制御するものである。車両制御装置２は、車速センサ４０及びステアリングセンサ４１などの車両ＣＲに設けられた各種センサと電気的に接続され、これら各種センサから情報を取得する。また、車両制御装置２は、ブレーキ５０及びスロットル５１などの車両ＣＲに設けられた各種装置とも電気的に接続されている。そして、車両制御装置２は、各種センサから取得した情報とレーダ装置１の信号処理部１８から取得した物標情報とに基づいて、各種装置を動作させて車両ＣＲの挙動を制御する。
車両制御装置２による車両制御の例としては次のようなものがある。例えば、車両ＣＲが自車線の前方を走行する前方車両に追従走行する場合に、車両制御装置２が、その前方車両に追従して走行する制御を行う。具体的には、車両制御装置２は、ブレーキ５０及びスロットル５１の少なくとも一方の装置を制御して、車両ＣＲと前方車両との車間距離を所定の距離に確保した状態で車両ＣＲを前方車両に追従走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の制御を行う。
また、他の例として、車両ＣＲの障害物への衝突に備え、車両ＣＲの乗員を保護する制御もある。具体的には、車両ＣＲが障害物に衝突する危険性がある場合に、車両制御装置２は、車両ＣＲの乗員に対して警報器を用いて警告したり、ブレーキ５０を制御して車両ＣＲの速度を低下させるＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）の制御を行う。また、車両制御装置２は、シートベルトで乗員を座席に固定したり、ヘッドレストを固定して衝突時の衝撃による乗員へのダメージを軽減するＰＣＳの制御を行う。
＜１−２．全体の処理＞
次に、レーダ装置１が物標情報を導出する処理について説明する。図５は、信号処理部１８が行う物標情報の導出処理のフローチャートである。
まず、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、送信波が物標に反射することによって到来する反射波を受信アンテナ１４が受信し、反射波に対応する受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとがミキサ１５によりミキシングされ、送信信号と受信信号との差分の信号であるビート信号が生成される。そして、アナログ信号であるビート信号ＢＳが、ＬＰＦ１６によりフィルタリングされ、ＡＤ変換器１７によりデジタル信号に変換され、信号処理部１８に入力される。
ここで、ビート信号を生成する方法について具体的に説明する。図６は、ビート信号を生成する方法を示す図である。図６では、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）の信号処理方式を例に用いている。なお、本実施の形態では、ＦＭ−ＣＷの方式を例に用いて説明するが、送信信号の周波数が上昇するＵＰ区間と周波数が下降するＤＯＷＮ区間といった複数の区間を組み合わせて物標を導出する方式であれば、ＦＭ−ＣＷの方式に限定されない。
図６中に示すＴＸは送信信号であり、ＲＸは受信信号である。また、ｆｏは送信波の中心周波数であり、△Ｆは周波数偏移幅である。また、Ｔは車両ＣＲと物標との電波の往復時間である。
図６（ａ）は、ＦＭ−ＣＷ方式の送信信号ＴＸ及び受信信号ＲＸの信号波形を示す図であり、縦軸は周波数［GHz］を示し、横軸は時間［msec］を示している。送信信号ＴＸは、中心周波数をｆ０（例えば、76.5GHz）として、所定周波数（例えば76.6GHz）まで上昇した後に所定周波数（例えば、76.4GHz）まで下降をするように200MHzの間で一定の変化を繰り返す。このように、送信信号ＴＸは、所定周波数まで周波数が上昇する区間と、所定周波数まで周波数が下降する区間とがある。以降においては、周波数が上昇する区間を「ＵＰ区間」ともいい、周波数が下降する区間を「ＤＯＷＮ区間」ともいう。例えば、図６（ａ）では、区間Ｕ１及びＵ２がＵＰ区間となり、区間Ｄ１及びＤ２がＤＯＷＮ区間となる。
また、送信アンテナ１３から送信された送信波が物体で反射して、受信アンテナ１４がその反射波を受信すると、その反射波に対応する受信信号ＲＸがミキサ１５に入力される。この受信信号ＲＸについても送信信号ＴＸと同じように所定周波数まで周波数が上昇する区間と、所定周波数まで周波数が下降する区間とが存在する。
なお、本実施の形態では、あるＵＰ区間とそれに続くＤＯＷＮ区間との組み合わせを送信信号ＴＸの１周期としており、レーダ装置１は、この送信信号ＴＸの１周期分に相当する送信波を車両外部に送信する。図６（ａ）に示す例では、レーダ装置１は、送信期間ｔ０〜ｔ１のＵＰ区間である区間Ｕ１と、送信期間ｔ１〜ｔ２のＤＯＷＮ区間である区間Ｄ１とで送信波を出力する。そして、信号処理部１８は、送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとに基づいて、物標情報を導出するための信号処理を行う（ｔ２〜ｔ３の信号処理区間）。その後、レーダ装置１は、次の周期（送信期間ｔ３〜ｔ４のＵＰ区間である区間Ｕ２と、送信期間ｔ４〜ｔ５のＤＯＷＮ区間である区間Ｄ２）の送信波を出力し、信号処理部１８が物標情報を導出するための信号処理を行う。そして、以降は同様の処理が繰り返される。
なお、車両ＣＲから物標までの距離に応じて、送信信号ＴＸに比べて受信信号ＲＸに時間的な遅れ（時間Ｔ）が生じる。さらに、車両ＣＲの速度と物標の速度との間に速度差がある場合は、送信信号ＴＸに対して受信信号ＲＸにドップラーシフト分の差が生じる。
図６（ｂ）は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとの差分により生じるビート周波数を示す図であり、縦軸は周波数［kHz］を示し、横軸は時間［msec］を示している。例えば、区間Ｕ１ではビート周波数ＢＦ１が導出され、区間Ｄ１ではビート周波数ＢＦ２が導出される。このように各区間において、ビート周波数が導出される。
図６（ｃ）は、ビート周波数に対応するビート信号を示す図であり、縦軸は振幅［V]を示し、横軸は時間［msec]を示している。図６（ｃ）に示すように、ビート周波数に対応する信号として、アナログ信号のビート信号ＢＳが生成される。当該ビート信号ＢＳは、ＬＰＦ１６でフィルタリングされた後、ＡＤ変換器１７によりデジタル信号に変換される。
なお、図６は、１つの反射点から受信した場合の受信信号ＲＸに対応するビート信号ＢＳを示している。これに対して、送信波が複数の反射点で反射し、受信アンテナ１４が複数の反射波を受信した場合には、受信信号ＲＸとして複数の反射波に対応する信号が検出される。この場合、ビート信号ＢＳは、複数の受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとのそれぞれの差分を合成したものとなる。
図５に戻り、信号処理部１８は、デジタル信号のビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、信号処理部１８は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々のビート信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、信号処理部１８は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々で、ビート信号に関する周波数ごとの信号レベルの値と位相情報とを有するＦＦＴデータを取得する。なお、ＦＦＴデータは、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄ毎に取得される。
次に、信号処理部１８は、ＦＦＴデータのうち信号レベルの値が所定の閾値を超えるビート信号をピーク信号として抽出する（ステップＳ１０３）。なお、この処理では、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間との各区間のピーク信号が抽出され、ピーク信号数が確定する。
そして、信号処理部１８は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれの区間において、ピーク信号に基づいて方位演算を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、信号処理部１８は、所定の方位演算アルゴリズムによって物標の方位（角度）を導出する。例えば、方位演算アルゴリズムは、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）である。信号処理部１８は、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄにおける受信信号の位相情報から相関行列の固有値及び固有ベクトル等が演算されて、ＵＰ区間のピーク信号に対応する角度θｕｐと、ＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する角度θｄｎとが導出される。そして、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各ピーク信号がペアリングされた場合に（１）式により物標の角度θｍが導出される。
Figure 2015028440
 なお、ピーク信号の周波数の情報は、物標の距離や相対速度の情報に対応しているが、１つのピーク信号の周波数に複数の物標の情報が含まれているときがある。例えば、車両ＣＲに対する物標の位置情報において、距離が同じ値で角度が異なる値の複数の物標の情報が、同じ周波数のピーク信号に含まれている場合がある。このような場合、異なる角度からの反射波の位相情報はそれぞれ異なるため、信号処理部１８は、各反射波の位相情報に基づいて１つのピーク信号に対して異なる角度に存在する複数の物標情報を導出する。
次に、信号処理部１８は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングするペアリング処理を行う（ステップＳ１０５）。このペアリング処理は、例えば、マハラノビス距離を用いた演算により行われる。具体的には、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載する前に、予め試験的にＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングする。そして、その中で正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータと、誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータとの各データを複数取得する。そして、各正常ペアデータにおけるＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との「信号レベルの値の差」、「角度の値の差」及び「角度スペクトラムの信号レベルの値の差」の３つのパラメータ値を用いて、複数の正常ペアデータの３つのパラメータごとの平均値を導出してメモリ１８２に記憶する。
そして、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載した後に、信号処理部１８が物標情報を導出する際には、今回処理で取得されたピーク信号のうちＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とのすべての組み合わせについての３つのパラメータ値と、上記で導出した３つのパラメータごとの平均値とを用いて以下に示す（２）式によりマハラノビス距離を導出する。
Figure 2015028440
 信号処理部１８は、マハラノビス距離が最小の値となる今回処理のペアデータを正常ペアデータとして導出する。なお、マハラノビス距離とは、平均がμ＝(μ1, μ2, μ3)Ｔで、共分散行列がΣであるような多変数ベクトルｘ＝（ｘ1, ｘ2, ｘ3）で表される一群の値に対するものであり（２）式により導出される。μ1, μ2, μ3は正常ペアデータの３つのパラメータの値を示し、ｘ1, ｘ2, ｘ3は今回処理のペアデータの３つのパラメータの値を示す。
そして、信号処理部１８は、このペアリング処理において正常ペアデータのパラメータの値と以下の（３）式及び（４）式とを用いて、正常ペアデータの縦距離と相対距離とを導出する。なお、式中のＲは縦距離であり、ｆｕｐはＵＰ区間のピーク信号に対応する周波数であり、ｆｄｎはＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する周波数であり、ｃは光速（電波の速度）である。また、式中の△Ｆは周波数偏移幅であり、ｆｍは変調波の繰り返し周波数であり、Ｖは相対速度である。
Figure 2015028440
Figure 2015028440
 また、信号処理部１８は、縦距離と上述の（１）式で導出した角度θｍとの情報から、三角関数を用いた演算を行い、正常ペアデータの横距離を導出する。
次に、信号処理部１８は、今回の物標導出処理によりペアリングされた今回ペアデータと、前回の処理によって確定された前回ペアデータとの間に時間的に連続する関係があるか否かの連続性判定処理を行う（ステップＳ１０６）。ここで、両者に時間的に連続する関係がある（連続性がある）場合とは、例えば、前回ペアデータに基づいて今回ペアデータを予測した予測ペアデータを生成し、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離及び相対速度の差の値が所定値以内の場合である。連続性がある場合、今回処理により導出された物標と、過去処理により導出された物標とが同一物標であると判定される。なお、信号処理部１８は、所定値以内に複数の今回ペアデータが存在する場合、最も予測ペアデータとの差の値が小さい今回ペアデータを前回ペアデータと時間的に連続する関係を有するものと判定することができる。
また、信号処理部１８は、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離及び相対速度の差の値が所定値以内ではない場合には、今回ペアデータと前回ペアデータとは時間的に連続する関係がない（連続性がない）と判定する。そして、このように連続性がないと判定されたペアデータは今回の物標導出処理において初めて導出されたデータ（新規ペアデータ）となる。なお、信号処理部１８は、連続性判定において、所定回数連続して連続性があると判定した場合（すなわち、同一物標であると判定した場合）は、検出した物標を真の物標として確定する処理も行う。
次に、信号処理部１８は、今回ペアデータと前回ペアデータとに時間的に連続する関係が存在する場合は、今回ペアデータと予測ペアデータとの間で縦距離、相対速度、横距離及び信号レベルの値のフィルタ処理を行う（ステップＳ１０７）。信号処理部１８は、フィルタ処理されたペアデータ（過去対応ペアデータ）を今回処理の物標情報として導出する。
例えば、両者に時間的に連続する関係がある場合に、信号処理部１８は、横距離について予測ペアデータの横距離に0.75の値の重み付けを行い、今回ペアデータの横距離に0.25の値の重み付けを行って、両方の値を足し合わせたものを今回の物標導出処理の過去対応ペアデータの横距離として導出する。また、縦距離、相対速度及び信号レベルの値についても同様にフィルタ処理を行う。そして、信号処理部１８は、導出した過去対応ペアデータを今回の物標情報として確定する。
ただし、本実施の形態においては、前方車両の状態（前方車両が停止状態から発進状態に変化したか否か）に応じて、フィルタ処理の実行の可否を変えるようになっている。すなわち、今回ペアデータと前回ペアデータとが時間的に連続する関係がある場合であっても、停止中の前方車両の発進時には、フィルタ処理を実行せずに今回ペアデータを今回の物標情報として確定する。これらフィルタ処理の詳細については後述する。
次に、信号処理部１８は、複数の物標情報が一つの物体に対応する物標情報である場合にそれらをまとめる結合処理を行う（ステップＳ１０８）。これは、例えば、レーダ装置１の送信アンテナ１３から送信波が射出され、その送信波が前方車両にて反射した場合、受信アンテナ１４が受信する反射波は複数存在する。つまり、同一物体における複数の反射点からの反射波が受信アンテナ１４に到来する。信号処理部１８は、それぞれの反射波に基づいて物標情報を導出するため、結果として位置情報の異なる物標情報が複数導出されることになる。しかしながら、もともとは一つの車両の物標情報なので、各物標情報を一つにまとめて同一物体の物標情報として取り扱うこととしている。そのため、複数の物標情報の各相対速度が略同一で、各物標情報の縦距離および横距離が所定範囲内であれば、信号処理部１８は複数の物標情報を同一物体における物標情報とみなし、当該複数の物標情報を一つの物標に対応する物標情報にまとめる結合処理を行う。
そして、信号処理部１８は、ステップＳ１０８の処理で結合処理された物標情報から車両制御装置２に出力する優先順位の高い物標情報を車両制御装置２に出力する（ステップＳ１０９）。
＜１−３．フィルタ処理＞
次に、本実施の形態に係るフィルタ処理（ステップＳ１０７）の詳細について説明する。図７は、フィルタ処理を示すフローチャートである。本実施の形態に係るフィルタ処理は、自車両の前方に存在する前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変えるものである。
今回ペアデータと前回ペアデータとの間に連続性がある場合には、まず、信号処理部１８は、今回ペアデータに係る物標が前方停止車両であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。前方停止車両とは、自車両の前方に存在する車両であって、停止状態から発進状態に変化した車両である。したがって、前方停止車両であるか否かの判断は、自車両と同じ車線に存在する１つ前の車両であるか否かと、その車両が所定の速度で走行しているか否かとを判断することにより行われる。例えば、信号処理部１８は、前方車両の縦距離が、停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であるか否かや、横距離が、自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内であるか否かなどを判断する。また、信号処理部１８は、前方車両の速度が、停止状態から発進状態に移行する場合の速度に対応する所定速度範囲内であるか否かも判断する。
そして、今回ペアデータが前方停止車両に係るものである場合には（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、信号処理部１８は、実測値が真値であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。実測値とは、今回ペアデータから導出された信号レベルの値などの物標に関する情報である。また、実測値が真値である場合とは、導出した値が物標の値として正確である可能性が高い場合をいう。本実施の形態では、信号処理部１８は、今回ペアデータから導出した角度に関するピーク信号レベルが閾値以上である場合に、今回ペアデータが真値であると判断する。すなわち、この場合、物標情報の正確性が高いと判断される。この閾値は、物標情報の信頼性が高いとされる値を適宜設定すればよい。
実測値が真値であると判断された場合には（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、前方車両が発進を開始したと判断し、フィルタ処理を行わず実測値を出力する（ステップＳ２０３）。すなわち、信号処理部１８は、今回ペアデータを今回の確定したペアデータとして出力し、後の処理である結合処理（ステップＳ１０８）に使用する。
一方、今回ペアデータに係る物標が前方停止車両でない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）や、実測値が真値でない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）には、信号処理部１８は、通常のフィルタ処理を実行する（ステップＳ２０４）。すなわち、信号処理部１８は、今回ペアデータと予測ペアデータとをフィルタ処理して今回の過去対応ペアデータを導出する。そして、信号処理部１８は、フィルタ処理した後の値（今回の過去対応ペアデータ）を出力する（ステップＳ２０５）。つまり、信号処理部１８は、過去対応ペアデータを今回の確定したペアデータとして出力し、後の処理である結合処理（ステップＳ１０８）に使用する。
ここで、本実施の形態におけるフィルタ処理について図を用いて説明する。図８及び図９は、前方車両の今回のペアデータを確定する処理を示す図であり、前方車両が停止状態から発進したときの様子を示す。図８及び図９中の「確定値」は確定したペアデータを示し、「予測値」は今回のペアデータを予測した予測ペアデータを示し、「実測値」は今回のペアデータを示している。図８及び図９では、これら各ペアデータから導出された位置を模式的に表している。また、各値に付された「ｔ」は、導出処理のタイミングを示す時間を表している。
図８に示すように、前回の導出処理の際に前方車両が停止した状態である場合には、今回の予測値（ｔ）は、確定値（ｔ−１）と同じ位置になる。そして、信号処理部１８は、予測値（ｔ）を中心とした予測範囲内に今回の実測値（ｔ）が含まれているか否かを判断し、含まれている場合には確定値（ｔ−１）と実測値（ｔ）とは時間的に連続する関係があると判断する。図８では、前方車両が停止状態から発進した状態を示しており、実測値（ｔ）は予測値（ｔ）と離れた位置になっているものの、予測範囲内に含まれるため時間的に連続する関係があると判断される。このとき、実測値（ｔ）が前方停止車両であると判断するための前記条件（縦距離、横距離、速度）を満たす場合、次に、信号処理部１８は、実測値（ｔ）が真値であるか否かを判断し、真値である場合には、通常のフィルタ処理を実行せずに実測値（ｔ）を出力する。すなわち、信号処理部１８は、物標が前方停止車両であると判断し、実測値（ｔ）を今回の確定値（ｔ）とする。
そして、図９に示すように、次回の導出処理では、確定値（ｔ）に基づいて導出した予測値（ｔ＋１）を中心として予測範囲が設定される。このため、前方車両がさらに先に進んだ場合であっても、実測値（ｔ＋１）が予測範囲内に入り、時間的に連続した関係を継続させることができる。また、この場合においても、前方の車両が前方停止車両である場合には、信号処理部１８は、実測値（ｔ＋１）を確定値（ｔ＋１）として出力する。
図８に示すように、前方の車両が停止した状態から発進した場合には、予測値（ｔ）と実測値（ｔ）とが大きく異なるため、従来のフィルタ処理を実行すると確定値（ｔ）が本来の値と異なる値となってしまう。このため、フィルタ処理を実行せず、実測値（ｔ）を確定値（ｔ）とすることで連続性を保つことが可能となり、前方車両を消失させてしまうことを回避できる。
ここで、本実施の形態におけるフィルタ処理の内容についてより具体的に説明する。図１０は、本実施の形態におけるフィルタ処理を示すフローチャートである。まず、信号処理部１８は、対象とする物標の縦距離が１０ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。これは、その物標が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下に存在しているかを確認する処理である。縦距離は上述した方法を用いて今回ペアデータから導出することができる。
なお、縦距離とは、上述したように、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としているが、車両ＣＲの進行方向に仮想的に延伸する基準軸ＢＬの方向における車両ＣＲに対する物標の距離としてもよい。この場合、横距離は車両ＣＲに対する物標の角度の情報と縦距離とを用いた三角関数の演算を行うことで導出される。
そして、縦距離が１０ｍ以下である場合には（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、信号処理部１８は、対象とする物標の横距離が±０．９ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。これは、その物標が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内に存在しているかを確認する処理である。横距離も、上述した方法を用いて今回ペアデータから導出することができる。
そして、横距離が±０．９ｍ以下である場合には（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、対象とする物標の速度が１ｋｍ／ｈ以上２０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。これは、その物標が停止状態から発進状態に移行する場合の速度に対応する所定速度範囲内の速度で走行しているかを判断する処理である。物標の速度も、今回ペアデータから導出することができる。
これらステップＳ３０１〜ステップＳ３０３の処理は、対象とする物標が前方停止車両であるか否かを判断する処理である。すなわち、縦距離が１０ｍ以下であり、横距離が±０．９ｍ以下であり、かつ、速度が１ｋｍ／ｈ以上２０ｋｍ／ｈ以下である場合には、対象とする物標は前方停止車両と判断される。なお、本実施の形態では、縦距離及び横距離の条件を各々１０ｍ以下及び±０．９ｍ以下としているが、これに限定されるものではない。対象とする物標が前方車両であることを判別可能な距離であればよく、適宜設定可能である。また、速度を１ｋｍ／ｈ以上２０ｋｍ／ｈ以下としているが、これに限定されるものではない。対象とする物標が停止状態から発進状態に移行したことを判別可能な速度であればよく、適宜設定可能である。また、速度条件として「１ｋｍ／ｈ以上」の条件を取り除き、「２０ｋｍ／ｈ以下」としてもよい。この場合、前方車両が停止中の場合も含まれることになる。
そして、速度が１ｋｍ／ｈ以上２０ｋｍ／ｈ以下である場合には（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、信号処理部１８は、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。これは、今回ペアデータが真値であるか否かを判断する処理である。信号レベルが閾値以上である場合には（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、その角度に前方停止車両が存在する確実性が高く、今回ペアデータが真値である可能性が高いことになる。このため、信号処理部１８は、実測値（すなわち、今回ペアデータの値）を今回のペアデータとして確定し、出力する（ステップＳ３０５）。
一方、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の各処理において、いずれかの条件を満たさない場合には、信号処理部１８は、通常のフィルタ処理を実行する（ステップＳ３０６）。すなわち、今回ペアデータと予測ペアデータとをフィルタリングする。これは、各処理のいずれかを満たさない場合には、対象とする物標が前方停止車両でないか又は今回ペアデータの値が真値でない可能性が高いためである。
そして、信号処理部１８は、フィルタ処理で導出された値（過去対応ペアデータ）を今回のペアデータとして確定し、出力する（ステップＳ３０７）。
このように、前方車両が停止した状態から発進した状態に変化した場合であって、今回ペアデータの値が真値であると判断された場合には、信号処理部１８は、フィルタ処理を実行せずに実際に導出された今回ペアデータを出力する。これにより、予測値と実測値とが離れてしまうことで時間的な連続性を失い、前方車両を消失してしまうことを回避することが可能になる。
＜２．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１の実施の形態では、前方停止車両か否かの判断に速度を用いた構成としていたが、速度ではなく相対速度を用いた構成としてもよい。このため、第２の実施の形態では、相対速度を用いて前方停止車両か否かを判断する構成について説明する。なお、本実施の形態においても、前方停止車両とは、停止状態から発進状態に変化した前方車両のことをいう。
＜２−１．構成及び全体の処理＞
第２の実施の形態に係る車両制御システムは、図４に示す車両制御システム１０と同様の構成である。また、レーダ装置１が物標情報を導出する処理についても、フィルタ処理（ステップＳ１０７）以外の処理は第１の実施の形態で説明した処理と同様である。このため、以下では、フィルタ処理について第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。
＜２−２．フィルタ処理＞
第２の実施の形態に係るフィルタ処理の詳細について説明する。図１１は、第２の実施の形態に係るフィルタ処理（ステップＳ１０７）を示すフローチャートである。
今回ペアデータと前回ペアデータとの間に連続性がある場合には、まず、信号処理部１８は、前方停止車両フラグが１であるか（セットされているか）否かを判断する（ステップＳ４０１）。前方停止車両フラグとは、導出された物標が前方停止車両であるか否かを示すフラグである。本実施の形態では、物標が前方停止車両と判断されると、その後の導出処理では所定回数はフィルタ処理を実行せずに実測値を出力するようになっている。このため、一旦前方停止車両と判断されると、所定回数の導出処理が終了するまではフラグは１のままである。したがって、信号処理部１８は、前方停止車両フラグが１である場合には（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、前方停止車両であるか否かを判断することなく実測値を出力する処理を実行する（ステップＳ４０４）。
一方、前方停止車両フラグが１でない場合（ステップＳ４０１でＮｏ）、信号処理部１８は、対象とする物標が前方停止車両であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。なお、前方停止車両フラグが１でない場合とはフラグが０の場合（クリアされている場合）である。本実施の形態では、物標が前方停止車両であるか否かの判断は、物標が自車両の前方に存在する車両であるか否かの判断と、物標の自車両に対する相対速度とに基づいて行われる。
例えば、信号処理部１８は、前方車両の縦距離が、停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であるか否かや、横距離が、自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内であるか否かなどを判断する。また、信号処理部１８は、前方車両の相対速度が、停止状態から発進状態に移行する場合の相対速度の変化に対応しているか否かも判断する。前方停止車両であるか否かの判断の詳細は後述する。
前方停止車両であると判断された場合には（ステップＳ４０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、実測値が真値であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。この実測値が真値であるか否かの判断は、上述したステップＳ２０２と同様にして行うことができる。
実測値が真値あると判断された場合には（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、信号処理部１８は、前方停止車両フラグを１にする（ステップＳ４０４）。これは、次回以降の所定回数の導出処理において、対象とする物標が前方停止車両であるか否かに関わらず実測値を出力するようにするためである。
次に、信号処理部１８は、実測値を出力する（ステップＳ４０５）。すなわち、信号処理部１８は、今回ペアデータを今回の確定したペアデータとして出力し、後の処理である結合処理（ステップＳ１０８）に使用する。
そして、信号処理部１８は、実測値の出力が所定回数終了したか否かを判断する（ステップＳ４０６）。これは、物標が前方停止車両である場合には予測値と実測値とが離れてしまうため、フィルタ処理することなく実測値を出力することとしているが、停止車両の発進時等では、その後の数回は同様の状況が発生する可能性があるため、本実施の形態では、その後の所定回数は実測値を出力することとしている。所定回数は、前方の車両が前方停止車両でなくなる程度の回数であればよく、任意に設定可能である。
所定回数が終了した場合には（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、信号処理部１８は、前方停止車両フラグを０にする。そして、次の処理（ステップＳ１０８）に進む。一方、所定回数が終了していない場合には（ステップＳ４０６でＮｏ）、前方停止車両フラグは１を保持したまま次の処理（ステップＳ１０８）に進む。
なお、前方停止車両でない場合（ステップＳ４０２でＮｏ）や、実測値が真値でない場合（ステップＳ４０３でＮｏ）には、信号処理部１８は、通常のフィルタ処理を実行する（ステップＳ４０８）。すなわち、信号処理部１８は、今回ペアデータと予測ペアデータとをフィルタ処理して今回の過去対応ペアデータを導出する。そして、信号処理部１８は、フィルタ処理した後の値（今回の過去対応ペアデータ）を出力する（ステップＳ４０９）。つまり、信号処理部１８は、過去対応ペアデータを今回の確定したペアデータとして出力し、後の処理である結合処理（ステップＳ１０８）に使用する。
ここで、本実施の形態におけるフィルタ処理の内容についてより具体的に説明する。図１２は、本実施の形態におけるフィルタ処理を示すフローチャートである。今回ペアデータと前回ペアデータとの間に連続性がある場合には、まず、信号処理部１８は、前方停止車両フラグが１であるか否かを判断する（ステップＳ５０１）。前方停止車両フラグが１である場合には（ステップＳ５０１でＹｅｓ）、信号処理部１８は、実測値を出力する（ステップＳ５０７）。
一方、前方停止車両フラグが１でない場合には（ステップＳ５０１でＮｏ）、信号処理部１８は、対象とする物標の縦距離が１０ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。これは、その物標が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下に存在しているかを確認する処理である。縦距離の導出方法等は上述したステップＳ３０１と同様である。
そして、縦距離が１０ｍ以下である場合には（ステップＳ５０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、対象とする物標の横距離が±０．９ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０３）。これは、その物標が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内に存在しているか否かを確認する処理である。横距離も、上述した方法を用いて導出することができる。
そして、横距離が±０．９ｍ以下である場合には（ステップＳ５０３でＹｅｓ）、信号処理部１８は、対象とする物標の相対側速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したか否かを判断する（ステップＳ５０４）。これは、その物標が、停止状態から発進した状態に変化したか否かを判断する処理である。この条件に該当する場合とは、例えば、自車両と前方車両とが停止した状態から、前方車両が発進した状態に変化した場合である。したがって、信号処理部１８は、前回ペアデータから導出された相対速度が０ｋｍ／ｈであり、かつ、今回ペアデータから導出された相対速度が０ｋｍ／ｈでない場合に、条件を満たしていると判断する。なお、相対速度は、上述した方法を用いて導出することができる。
これらステップＳ５０２〜ステップＳ５０４の処理は、対象とする物標が前方停止車両であるか否かを判断する処理である。すなわち、縦距離が１０ｍ以下であり、横距離が±０．９ｍ以下であり、かつ、相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合には、対象とする物標は前方停止車両と判断される。なお、本実施の形態においても、縦距離及び横距離の条件を各々１０ｍ以下及び±０．９ｍ以下としているが、これに限定されるものではない。対象とする物標が前方車両であることを判別可能な距離であればよく、適宜設定可能である。
そして、相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合には（ステップＳ５０４でＹｅｓ）、信号処理部１８は、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。これは、今回ペアデータが真値であるか否かを判断する処理である。
信号レベルが閾値以上である場合には（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、信号処理部１８は、前方停止車両フラグを１にセットする（ステップＳ５０６）。その後、信号処理部１８は、実測値を出力し（ステップＳ５０７）、所定回数終了したか否かを判断し（ステップＳ５０８）、前方停止車両フラグを０にクリアする処理（ステップＳ５０９）を実行する。これらステップＳ５０６〜ステップＳ５０９は、上述したステップＳ４０４〜ステップＳ４０７と同様の処理である。
また、ステップＳ５０２〜ステップＳ５０５の各処理において、いずれかの条件を満たさない場合には、信号処理部１８は、通常のフィルタ処理を実行し（ステップＳ５１０）、フィルタ処理された値を出力する（ステップＳ５１１）。これら各処理は、上述したステップＳ４０８及びステップＳ４０９と同様の処理である。
このように、前方車両が停止した状態から発進した状態に変化した場合であって、今回ペアデータの値が真値であると判断された場合には、信号処理部１８は、フィルタ処理を実行せずに実際に導出された今回ペアデータを出力する。これにより、予測値と実測値とが離れてしまうことで時間的な連続性を失い、前方車両を消失してしまうことを回避することが可能になる。
＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、自車両及び前方車両が共に停止した状態から、前方車両が発進した状態に変化した場合について、相対速度を用いて判断していた。第３の実施の形態では、自車両が前方車両に追従走行している状態から、前方車両が加速又は減速した状態に変化した場合について、相対速度を用いて判断する構成について説明する。このため、本実施の形態における前方停止車両とは、追従走行状態から加速又は減速した前方車両のことをいう。
＜３−１．構成及び全体の処理＞
第３の実施の形態に係る車両制御システムは、図４に示す車両制御システム１０と同様の構成である。また、レーダ装置１が物標情報を導出する処理についても、フィルタ処理（ステップＳ１０７）以外の処理は第１の実施の形態で説明した処理と同様である。さらに、フィルタ処理についても、第２の実施の形態とほぼ同様の処理である。このため、以下では、フィルタ処理について第２の実施の形態と相違する点を中心に説明する。
＜３−２．フィルタ処理＞
第３の実施の形態に係るフィルタ処理の詳細について説明する。図１３は、第３の実施の形態に係るフィルタ処理（ステップＳ１０７）を示すフローチャートである。
図１３に示すフローチャートの各処理ステップＳ６０１〜ステップＳ６１１のうち、第２の実施の形態で説明した図１２に示すフローチャートの各処理ステップＳ５０１〜ステップＳ５１１とは、ステップＳ６０２及びステップＳ６０４が異なるのみで他のステップＳは同じ処理である。したがって、ステップＳ６０２及びステップＳ６０４について説明する。
前方停止車両フラグが１でない場合（ステップＳ６０１でＮｏ）、信号処理部１８は、対象とする物標の縦距離が１００ｍ以下であるか否かを判断する（ステップＳ６０２）。これは、前方車両が通常走行中であることを示す第２の所定距離以下に存在することを確認する処理である。前方車両が通常走行中であって、自車両が前方車両に追従走行している場合には、通常、一定の車間距離を確保しながら走行している場合が多く、そのような前方車両の存在をも確認できるような距離を条件としている。したがって、このような条件であれば１００ｍに限定されることはない。なお、縦距離の導出方法等は上述したステップＳ５０２と同様である。
そして、縦距離が１００ｍ以下である場合には（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、対象とする物標の横距離が±０．９ｍ以下であるか否かを判断し（ステップＳ６０３）、±０．９ｍ以下である場合には、対象とする物標の相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したか否かを判断する（ステップＳ６０４）。これは、その物標が自車両とほぼ同じ速度で走行していた状態から、加速又は減速した状態に変化したか否かを判断する処理である。したがって、信号処理部１８は、前回ペアデータから導出された相対速度が０ｋｍ／ｈであり、かつ、今回ペアデータから導出された相対速度が０ｋｍ／ｈでない場合に、条件を満たしていると判断する。相対速度は、上述した方法を用いて導出することができる。
なお、自車両が前方車両に追従走行している際は、相対速度は厳密に０ｋｍ／ｈを維持し続けているのではなく、ある程度の範囲内を変動しながら走行している場合が多い。このため、本実施の形態では、相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化する場合とは、相対速度が略０ｋｍ／ｈから略０ｋｍ／ｈでない状態に変化する場合も含む。ここで、略０ｋｍ／ｈとは、追従走行していると判別できる程度の幅を持った相対速度である。例えば、−３ｋｍ／ｈ〜＋３ｋｍ／ｈや、−５ｋｍ／ｈ〜＋５ｋｍ／ｈとすることができるが、これに限定されるものではなく任意に設定可能である。したがって、相対速度がこれらの範囲内である場合には「相対速度が０ｋｍ／ｈの状態」であり、これらの範囲を超える場合には「相対速度が０ｋｍ／ｈでない状態」であるといえる。
第２の実施の形態と同様に、これらステップＳ６０２〜ステップＳ６０４の処理は、対象とする物標が前方停止車両であるか否かを判断する処理である。そして、相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合には（ステップＳ６０４でＹｅｓ）、信号処理部１８は、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ６０５）、以降は第２の実施の形態と同様の処理を実行する。
このように、自車両が前方車両に追従走行している際に、前方車両が加速又は減速した状況においても、今回ペアデータの値が真値であると判断された場合には、信号処理部１８は、フィルタ処理を実行せずに実際に導出された今回ペアデータを出力する。これにより、予測値と実測値とが離れてしまうことで時間的な連続性を失い、前方車両を消失してしまうことを回避することが可能になる。
＜４．変形例＞
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。上記実施の形態及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。
上記第２及び第３の実施の形態では、停止中の前方車両が発進した際のフィルタ処理と、追従走行している前方車両が加速又は減速した際のフィルタ処理について分けて説明したが、一連のフィルタ処理の中でこれら両方を実行してもよい。
例えば、前方停止車両フラグが１でない場合に、信号処理部１８は、前回の処理において導出された前方車両の速度が０ｋｍ／ｈであるか否かを判断する処理を実行する。そして、前方車両の前回の速度が０ｋｍ／ｈである場合には、前方車両が停止している状態であるため、信号処理部１８は、ステップＳ５０２以降の処理を実行する。一方、前方車両の前回の速度が０ｋｍ／ｈでない場合には、前方車両が走行している状態であるため、信号処理部１８は、ステップＳ６０２以降の処理を実行する。
これにより、前方車両の走行状態に応じて、フィルタ処理の実行の可否を判断することができ、相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合に前方車両を消失してしまうことを回避することができる。
また、上記各実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。
１ レーダ装置
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 (7)

  1. 所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出するレーダ装置であって、
    前回の確定したピーク信号に基づいて、今回のピーク信号を予測する予測手段と、
    所定の周波数の範囲内に存在するピーク信号の中から、前記予測したピーク信号に対応する今回のピーク信号を抽出する抽出手段と、
    前記予測したピーク信号と今回のピーク信号とをフィルタ処理して、その結果を今回の確定したピーク信号として出力するフィルタ手段と、を備え、
    前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標が、自装置が搭載された自車両の前方に存在する前方車両である場合に、該前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変えることを特徴とするレーダ装置。
  2. 請求項１に記載のレーダ装置において、
    前記フィルタ手段は、前記前方車両が停止した状態から発進した状態に変化した場合には、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力することを特徴とするレーダ装置。
  3. 請求項２に記載のレーダ装置において、
    前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内であり、速度が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の速度に対応する所定速度範囲内である場合に、前記前方車両が停止した状態から発進した状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力することを特徴とするレーダ装置。
  4. 請求項１に記載のレーダ装置であって、
    前記フィルタ手段は、前記前方車両の相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化した場合には、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力することを特徴とするレーダ装置。
  5. 請求項４に記載のレーダ装置において、
    前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が停止状態から発進状態に移行する場合の距離に対応する第１の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内である場合に、前記前方車両が停止状態から発進して相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力することを特徴とするレーダ装置。
  6. 請求項４に記載のレーダ装置において、
    前記フィルタ手段は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標の情報のうち、角度に関するピーク信号のレベルが閾値以上であり、縦距離が、前方車両が通常走行中であることを示す第２の所定距離以下であり、横距離が、前方車両が自車両と同一レーンに位置することを示す所定距離範囲内である場合に、前記前方車両への追従走行中に前記前方車両が減速または加速したことにより相対速度が０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈでない状態に変化したと判断し、フィルタ処理を実行せずに今回のピーク信号を今回の確定したピーク信号として出力することを特徴とするレーダ装置。
  7. 所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出する信号処理方法であって、
    （ａ）前回の確定したピーク信号に基づいて、今回のピーク信号を予測する工程と、
    （ｂ）所定の周波数の範囲内に存在するピーク信号の中から、前記予測したピーク信号に対応する今回のピーク信号を抽出する工程と、
    （ｃ）前記予測したピーク信号と今回のピーク信号とをフィルタ処理して、その結果を今回の確定したピーク信号として出力する工程と、を備え、
    前記（ｃ）工程は、今回のピーク信号に基づいて導出した物標が、自装置が搭載された自車両の前方に存在する前方車両である場合に、該前方車両の状態に応じてフィルタ処理の実行の可否を変える工程であることを特徴とする信号処理方法。
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