JP2017211256A - Radar device and road side snow wall detection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a radar device with which it is possible to estimate the presence of a roadside snow wall even when a roadside object is buried in snow and estimate a road condition ahead the own vehicle.SOLUTION: The radar device comprises: a transmission/reception unit (11) for transmitting a radio wave as a transmitted signal to the front and receiving a reflected signal from a reflection object; a frequency analysis unit (12) for performing the frequency analysis of a beat signal between the transmitted signal and the reflected signal; a roadside snow wall candidate determination unit (14) for calculating the number of contiguous bins having signal strength greater than or equal to a first threshold among spectrum signals obtained from the analysis result and, when the number of contiguous bins is greater than or equal to determination bin counts, determining that a roadside snow wall candidate exists; a standard deviation calculation unit (15) for calculating the standard deviation of signal strength of each bin included in the number of contiguous bins; and a roadside snow wall determination unit (16) for determining that the roadside snow wall candidate is a roadside snow wall when the standard deviation is less than or equal to a determination standard deviation value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーダ装置に関し、特に、車両に搭載され、自車両の前方の道路形状を検出するレーダ装置および路側雪壁検出方法に関するものである。   The present invention relates to a radar apparatus, and more particularly to a radar apparatus and a roadside snow wall detection method that are mounted on a vehicle and detect a road shape ahead of the host vehicle.

自車両の周辺に電波を照射し、目標物体からの反射信号を受信し、受信した信号から自車両の前方の物体を検出し、検出した物体の中から静止物体情報を抽出し、抽出した静止物体情報に基づいて、道路形状を推定するレーダ装置が、従来技術として知られている(例えば、特許文献1参照)。   Irradiate the surrounding area of the vehicle, receive the reflected signal from the target object, detect the object in front of the vehicle from the received signal, extract stationary object information from the detected object, and extract the stationary A radar device that estimates a road shape based on object information is known as a prior art (see, for example, Patent Document 1).

特許第4637690号公報Japanese Patent No. 4637690

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1の場合には、路側にある静止物体の位置などを検出し、その位置情報などに基づいて道路形状を推定している。
However, the prior art has the following problems.
In the case of Patent Document 1, the position of a stationary object on the road side is detected, and the road shape is estimated based on the position information.

しかしながら、路側に雪壁が存在する場合には、路側物体にある静止物などは、雪に埋もれることになる。従って、雪壁の影響で、路側静止物体が検出されない。このため、特許文献1のような従来技術では、道路形状を推定するために必要な路側物体の数や位置情報を得ることができず、道路形状を推定することができないという課題がある。   However, when there is a snow wall on the roadside, a stationary object or the like on the roadside object is buried in the snow. Therefore, the roadside stationary object is not detected due to the influence of the snow wall. For this reason, in the prior art like patent document 1, the number of roadside objects and position information required in order to estimate a road shape cannot be obtained, but there exists a subject that a road shape cannot be estimated.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、カードレール、木、標識の支柱などの路側物体が雪に埋もれていた場合においても、路側の雪壁の有無を判定することができ、自車両の前方の道路形状を推定可能とするレーダ装置および路側雪壁検出方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when a roadside object such as a card rail, a tree, or a sign post is buried in snow, the presence or absence of a roadside snow wall is determined. An object of the present invention is to obtain a radar apparatus and a roadside snow wall detection method that can estimate the road shape ahead of the host vehicle.

本発明に係るレーダ装置は、車両に搭載され、自車両の前方へ送信信号として電波を送信し、自車両の前方の反射物から送信信号が反射した電波を反射信号として受信する送受信部と、送信信号と反射信号とのビート信号を周波数解析する周波数解析部と、周波数解析部の解析結果から得られたスペクトル信号のうち、あらかじめ定められた第1スレッショルド以上の信号強度を有するビンが連続している数を連続ビン数として算出し、連続ビン数があらかじめ定めた判定ビン数以上である場合には、反射物の中に路側雪壁候補が存在すると判定する路側雪壁候補判定部と、路側雪壁候補判定部で路側雪壁候補が存在すると判定された場合には、連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、標準偏差算出部で算出された標準偏差があらかじめ定めた判定標準偏差値以下であれば、路側雪壁候補が路側雪壁であると判定する路側雪壁判定部とを備えるものである。   A radar apparatus according to the present invention is mounted on a vehicle, transmits a radio wave as a transmission signal to the front of the host vehicle, and receives a radio wave reflected by a transmission signal from a reflector in front of the host vehicle as a reflection signal; A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the beat signal of the transmission signal and the reflection signal, and bins having a signal intensity equal to or higher than a predetermined first threshold among the spectrum signals obtained from the analysis result of the frequency analysis unit. When the number of continuous bins is equal to or greater than the predetermined number of determination bins, a roadside snow wall candidate determination unit that determines that a roadside snowwall candidate exists in the reflector, When the roadside snow wall candidate determination unit determines that there is a roadside snowwall candidate, a standard deviation calculation unit that calculates a standard deviation of the signal strength of each bin included in the continuous bin number, and a standard deviation calculation If determined following standard deviation standard deviation in the calculated is predetermined, roadside Yukikabe candidate is one that includes a a determining roadside Yukikabe determination unit is roadside Yukikabe.

また、本発明に係る路側雪壁検出方法は、本発明のレーダ装置において実行される路側雪壁検出方法であって、自車両の前方に送信した電波である送信信号と、送信信号が自車両の前方に存在する反射物で反射することで得られた反射信号とのビート信号を周波数解析する第1ステップと、第1ステップによる周波数解析結果から得られたスペクトル信号のうち、あらかじめ定められた第1スレッショルド以上の信号強度を有するビンが連続している数を連続ビン数として算出する第2ステップと、連続ビン数があらかじめ定めた判定ビン数以上である場合には、反射物の中に路側雪壁候補が存在すると判定する第3ステップと、第3ステップで路側雪壁候補が存在すると判定された場合には、連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の標準偏差を算出する第4ステップと、第4ステップで算出された標準偏差があらかじめ定めた判定標準偏差値以下であれば、路側雪壁候補が路側雪壁であると判定する第5ステップとを有するものである。   The roadside snow wall detection method according to the present invention is a roadside snow wall detection method executed in the radar apparatus of the present invention, wherein a transmission signal that is a radio wave transmitted in front of the host vehicle and the transmission signal is the host vehicle. The first step of analyzing the frequency of the beat signal with the reflected signal obtained by reflecting with the reflector existing in front of the signal, and the spectrum signal obtained from the frequency analysis result of the first step is predetermined. In the second step of calculating the number of consecutive bins having a signal intensity equal to or higher than the first threshold as the number of consecutive bins, and when the number of consecutive bins is equal to or greater than a predetermined number of determination bins, The third step for determining that there is a roadside snow wall candidate, and if it is determined in the third step that there is a roadside snowwall candidate, the standard of the signal strength of each bin included in the continuous bin number A fourth step for calculating the difference, and a fifth step for determining that the road-side snow wall candidate is a road-side snow wall if the standard deviation calculated in the fourth step is equal to or less than a predetermined determination standard deviation value. Is.

本発明によれば、一般的な路側物体が雪壁に埋もれて、レーダ装置で検出できない状況においても、雪壁からの反射情報を基に信号処理を行うことで、雪壁の有無を判断可能にするとともに、雪壁の情報を活用して自車両の前方の道路形状を簡易的な方法により検出可能とする構成を備えている。この結果、カードレール、木、標識の支柱などの路側物体が雪に埋もれていた場合においても、路側の雪壁の有無を判定することができ、自車両の前方の道路形状を推定可能とするレーダ装置および路側雪壁検出方法を得ることができる。   According to the present invention, even when a general roadside object is buried in a snow wall and cannot be detected by a radar device, it is possible to determine the presence or absence of a snow wall by performing signal processing based on reflection information from the snow wall. In addition, it has a configuration that makes it possible to detect the shape of the road ahead of the host vehicle by a simple method using the information on the snow wall. As a result, even when a roadside object such as a card rail, a tree, or a sign post is buried in snow, the presence or absence of a roadside snow wall can be determined, and the road shape ahead of the host vehicle can be estimated. A radar device and a roadside snow wall detection method can be obtained.

本発明の実施の形態1におけるレーダ装置の構造図である。1 is a structural diagram of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1におけるレーダ装置により実行される一連処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the series of processes performed by the radar apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、周波数解析部で周波数解析された結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, it is the figure which showed the frequency-analysis result in the frequency-analysis part as a frequency bin and the vertical axis | shaft as the signal strength of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、雪壁の横を自車両が走行している際に、前方に他車両が複数台存在する場合を示した説明図である。In Embodiment 1 of this invention, when the own vehicle is drive | working the side of a snow wall, it is explanatory drawing which showed the case where several other vehicles exist ahead. 本発明の実施の形態1において、図4の状態でステップS104による距離補正を行った結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, it is the figure which showed the result of having performed the distance correction | amendment by step S104 in the state of FIG. 4 as a frequency bin and the vertical axis | shaft as the signal strength of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、雪壁の横を自車両が走行している際に、前方に他車両が少ない場合を示した説明図である。In Embodiment 1 of this invention, when the own vehicle is driving the side of a snow wall, it is explanatory drawing which showed the case where there are few other vehicles ahead. 本発明の実施の形態1において、図6の状態でステップS104による距離補正を行った結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, it is the figure which showed the result of having performed the distance correction | amendment by step S104 in the state of FIG. 6 as a frequency bin and the vertical axis | shaft as the signal strength of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、図7の結果に基づいて標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, when calculating a standard deviation based on the result of FIG. 7, the horizontal axis represents the frequency bin and the vertical axis represents the signal intensity of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、路側に雪壁がない一般的な道路を走行している際の反射点の状態を説明するための図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure for demonstrating the state of the reflective point at the time of drive | working the general road without a snow wall on the road side. 本発明の実施の形態1において、図9の状態で標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, when calculating a standard deviation in the state of FIG. 9, the horizontal axis shows the frequency bin and the vertical axis shows the signal intensity of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、路側に雪壁がある道路を走行している際の反射点の状態を説明するための図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure for demonstrating the state of the reflective point at the time of drive | working the road with a snow wall on the road side. 本発明の実施の形態1において、図11の状態で標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。In Embodiment 1 of this invention, when calculating a standard deviation in the state of FIG. 11, it is the figure which showed the horizontal axis as the frequency bin and the vertical axis | shaft as the signal strength of the reflected signal. 本発明の実施の形態1において、カーブ路判定部で実行される判定条件3の判定処理を説明するための図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure for demonstrating the determination process of the determination conditions 3 performed by the curve road determination part.

以下、本発明のレーダ装置および路側雪壁検出方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a radar apparatus and a roadside snow wall detection method of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるレーダ装置の構造図である。図1に示す本実施の形態1におけるレーダ装置1は、送受信部11、周波数解析部12、物体算出部13、路側雪壁候補判定部14、標準偏差算出部15、および路側雪壁判定部16を備えて構成されている。また、路側雪壁判定部16は、直線路判定部16aおよびカーブ路判定部16bを含んでいる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a structural diagram of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The radar apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a transmission / reception unit 11, a frequency analysis unit 12, an object calculation unit 13, a roadside snow wall candidate determination unit 14, a standard deviation calculation unit 15, and a roadside snow wall determination unit 16. It is configured with. The roadside snow wall determining unit 16 includes a straight road determining unit 16a and a curved road determining unit 16b.

レーダ装置1は、送受信部11から送信信号を電磁波として放射する。さらに、送受信部11は、自車両の前方にある障害物、ガードレールなどの路側物体、路側の雪壁などで反射した電磁波を、反射信号として受信する。   The radar apparatus 1 radiates a transmission signal from the transmission / reception unit 11 as an electromagnetic wave. Furthermore, the transmission / reception unit 11 receives an electromagnetic wave reflected by an obstacle in front of the host vehicle, a roadside object such as a guard rail, a snow wall on the roadside, or the like as a reflected signal.

周波数解析部12は、送信信号および反射信号をA/D変換し、デジタルデータに変換されたビート信号をFFT(Fast Fourier Transform)などにより周波数解析する。そして、周波数解析部12により周波数解析された信号は、物体算出部13および路側雪壁候補判定部14へ送信される。   The frequency analysis unit 12 performs A / D conversion on the transmission signal and the reflection signal, and frequency-analyzes the beat signal converted into digital data using FFT (Fast Fourier Transform) or the like. Then, the signal subjected to frequency analysis by the frequency analysis unit 12 is transmitted to the object calculation unit 13 and the roadside snow wall candidate determination unit 14.

物体算出部13は、周波数解析部12により周波数解析された信号に基づいて、障害物や路側物体までの位置、相対速度を算出する。また、路側雪壁候補判定部14は、周波数解析部12により周波数解析された信号に基づいて、路側雪壁候補の有無を判定する。   The object calculation unit 13 calculates the position and relative speed to the obstacle and roadside object based on the signal subjected to frequency analysis by the frequency analysis unit 12. Further, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines the presence / absence of a roadside snowwall candidate based on the signal frequency-analyzed by the frequency analysis unit 12.

標準偏差算出部15は、路側雪壁候補判定部14で選択された路側の雪壁候補が存在する周波数ビンの標準偏差を算出し、算出した標準偏差値を路側雪壁判定部16へ送信する。   The standard deviation calculation unit 15 calculates the standard deviation of the frequency bin in which the roadside snow wall candidate selected by the roadside snowwall candidate determination unit 14 exists, and transmits the calculated standard deviation value to the roadside snowwall determination unit 16. .

路側雪壁判定部16は、標準偏差値から路側に雪壁があるか否かの判定を行う。さらに、路側雪壁判定部16は、直線路判定部16aとカーブ路判定部16bにより、物体算出部13の算出結果を必要に応じて参照し、走行路の前方が直線路であるか、カーブ路であるかを簡易的に判定する。そして、路側雪壁判定部16は、判定した結果を外部へ出力する。   The roadside snow wall determination unit 16 determines whether there is a snow wall on the roadside from the standard deviation value. Further, the roadside snow wall determination unit 16 refers to the calculation result of the object calculation unit 13 as necessary by the straight road determination unit 16a and the curved road determination unit 16b, and determines whether the road ahead is a straight road or a curve. It is simply determined whether the road. And the roadside snow wall determination part 16 outputs the determined result to the exterior.

次に、本実施の形態1におけるレーダ装置1により実行される路側雪壁判定処理、および走行路前方の道路形状判定処理について、具体的に説明する。図2は、本発明の実施の形態1におけるレーダ装置1により実行される一連処理を示したフローチャートである。   Next, the road-side snow wall determination process and the road shape determination process in front of the traveling road executed by the radar apparatus 1 according to the first embodiment will be specifically described. FIG. 2 is a flowchart showing a series of processes executed by the radar apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、ステップS100において、レーダ装置1は、前回周期での判定結果がカーブ路であったか否かを判断する。そして、レーダ装置1は、前回周期においてカーブ路であると判定していた場合には、ステップS115に進む。ステップS115以降の動作については、後述する。   First, in step S100, the radar apparatus 1 determines whether or not the determination result in the previous cycle is a curved road. If the radar apparatus 1 determines that the road is a curved road in the previous cycle, the process proceeds to step S115. Operations after step S115 will be described later.

一方、レーダ装置1は、前回周期においてカーブ路でないと判定していた場合には、ステップS101に進む。そして、ステップS101において、レーダ装置1内の送受信部11は、送信信号を電磁波として放射し、自車両の前方の路側にある雪壁から、反射した電磁波を反射信号として受信する。さらに、送受信部11は、受信した反射信号を周波数解析部12へ送信する。   On the other hand, if the radar apparatus 1 determines that it is not a curved road in the previous cycle, the process proceeds to step S101. In step S101, the transmission / reception unit 11 in the radar apparatus 1 radiates the transmission signal as an electromagnetic wave, and receives the reflected electromagnetic wave as a reflection signal from the snow wall on the road side ahead of the host vehicle. Further, the transmission / reception unit 11 transmits the received reflected signal to the frequency analysis unit 12.

次に、ステップS102において、周波数解析部12は、送信されてきた反射信号の周波数解析を行う。次に、ステップS103において、路側雪壁候補判定部14は、周波数解析部12で周波数解析された信号を受信し、路側の雪壁候補の有無を判定する。   Next, in step S102, the frequency analysis unit 12 performs frequency analysis of the transmitted reflected signal. Next, in step S103, the roadside snow wall candidate determination unit 14 receives the signal frequency-analyzed by the frequency analysis unit 12, and determines whether there is a roadside snow wall candidate.

ここで、ステップS103における路側の雪壁候補の有無判定処理について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態1において、周波数解析部12で周波数解析された結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。   Here, the presence / absence determination process of the roadside snow wall candidate in step S103 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the result of frequency analysis performed by the frequency analysis unit 12 in the first embodiment of the present invention, where the horizontal axis indicates frequency bins and the vertical axis indicates the signal strength of the reflected signal.

路側雪壁候補判定部14は、図3に示す通り、反射信号の信号強度が第1スレッショルド以上であるビンが連続する幅を算出する。さらに、路側雪壁候補判定部14は、算出した幅が、あらかじめ定めた連続するビンの幅以上であるか否かを判定する。   As shown in FIG. 3, the roadside snow wall candidate determination unit 14 calculates a width in which bins having a reflected signal intensity equal to or higher than the first threshold are continuous. Further, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines whether or not the calculated width is equal to or greater than a predetermined continuous bin width.

例えば、FMCW方式のレーダの場合、相対距離に対する1ビンは、C/(2・ΔF)から算出される。周波数が600MHzの場合には、1ビンが0.25m相当となる。ここで、cは光速、ΔFは変調幅である。   For example, in the case of an FMCW radar, one bin for the relative distance is calculated from C / (2 · ΔF). When the frequency is 600 MHz, one bin corresponds to 0.25 m. Here, c is the speed of light, and ΔF is the modulation width.

あらかじめ定めた連続するビンの幅を200ビンとした場合、距離の換算では約50mとなる。なお、図3では、説明を簡単化のために、相対速度成分を取り除いたビンを表記している。   When the predetermined continuous bin width is 200 bins, the distance is approximately 50 m. In FIG. 3, for simplification of description, bins from which relative velocity components have been removed are shown.

路側雪壁候補判定部14は、ステップS103において、第1スレッショルド以上のビンが連続する幅が、あらかじめ定めた連続するビンの幅未満であれば、路側雪壁候補はないと判定し、一連処理を終了する。一方、路側雪壁候補判定部14は、ステップS103において、第1スレッショルド以上のビンが連続する幅が、あらかじめ定めた連続するビンの幅以上であれば、路側雪壁候補があると判定し、ステップS104へ進む。   In step S103, the road-side snow wall candidate determination unit 14 determines that there is no road-side snow wall candidate if the width in which the bins equal to or greater than the first threshold are less than the predetermined continuous bin width, and performs a series of processes. Exit. On the other hand, in step S103, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines that there is a roadside snowwall candidate if the width in which the bins equal to or greater than the first threshold are equal to or greater than the predetermined continuous bin width, Proceed to step S104.

そして、ステップS104において、路側雪壁候補判定部14は、第1スレッショルド以上の連続するビンの各信号強度に関して、距離による変化量を補正する。   In step S <b> 104, the roadside snow wall candidate determination unit 14 corrects the amount of change due to distance with respect to each signal intensity of the continuous bins equal to or higher than the first threshold.

一般的に、レーダの反射信号の信号強度は、レーダ方程式から、距離の4乗分の1で低下することが知られている。そこで、路側雪壁候補判定部14は、あらかじめ定めた補正量を記憶しておき、距離による信号変化を差し引いた各信号強度を算出し、ステップS105へ進む。   In general, it is known from the radar equation that the signal intensity of the reflected signal of the radar is reduced by 1/4 of the distance. Therefore, the roadside snow wall candidate determination unit 14 stores a predetermined correction amount, calculates each signal intensity obtained by subtracting the signal change due to the distance, and proceeds to step S105.

次に、ステップS105において、路側雪壁候補判定部14は、各信号強度の距離の補正を行った各ビンの信号強度が、第2スレッショルド以上となるビンの数を算出する。   Next, in step S105, the roadside snow wall candidate determination unit 14 calculates the number of bins in which the signal strength of each bin subjected to the correction of the distance of each signal strength is equal to or greater than the second threshold.

ここで、ステップS105における動作について、図4〜図7を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態1において、雪壁の横を自車両が走行している際に、前方に他車両が複数台存在する場合を示した説明図である。また、図5は、本発明の実施の形態1において、図4の状態でステップS104による距離補正を行った結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。   Here, the operation in step S105 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where there are a plurality of other vehicles ahead when the host vehicle is running beside the snow wall in the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the result of the distance correction performed in step S104 in the state of FIG. 4 in the first embodiment of the present invention, with the horizontal axis representing the frequency bin and the vertical axis representing the signal strength of the reflected signal. is there.

例えば、図4のように、自車両が雪壁の横であっても、自車両の前方に他車両が複数ある場合には、図5に示すように、第2スレッショルド以上となるピークのビンが複数存在する。   For example, as shown in FIG. 4, when there are a plurality of other vehicles ahead of the host vehicle even when the host vehicle is next to a snow wall, as shown in FIG. 5, a bin with a peak equal to or higher than the second threshold is obtained. There are several.

一方、図6は、本発明の実施の形態1において、雪壁の横を自車両が走行している際に、前方にいる他車両が少ない場合を示した説明図であり、図6では、他車両が1台である場合を例示している。また、図7は、本発明の実施の形態1において、図6の状態でステップS104による距離補正を行った結果を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。   On the other hand, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a case where there are few other vehicles ahead when the host vehicle is running beside the snow wall in Embodiment 1 of the present invention. The case where there is one other vehicle is illustrated. FIG. 7 is a diagram showing the result of the distance correction performed in step S104 in the state of FIG. 6 in the first embodiment of the present invention, with the horizontal axis representing the frequency bin and the vertical axis representing the signal strength of the reflected signal. is there.

例えば、図6のように、自車両が雪壁の横であっても、自車両の前方にいる他車両が少ない場合には、図7に示すように、第2スレッショルド以上となるピークのビンが少なくなる。   For example, as shown in FIG. 6, when there are few other vehicles ahead of the host vehicle even if the host vehicle is next to a snow wall, as shown in FIG. Less.

そこで、路側雪壁候補判定部14は、雪壁から反射される電磁波を受信できない場合には、路側にある雪壁の有無が判定できないと判断するために、ステップS105において、第2スレッショルド以上のピークのビン数を算出する。   Therefore, the road-side snow wall candidate determination unit 14 determines that the presence or absence of a snow wall on the road side cannot be determined when the electromagnetic wave reflected from the snow wall cannot be received. In step S105, the road-side snow wall candidate determination unit 14 exceeds the second threshold. Calculate the number of bins in the peak.

次に、ステップS106において、路側雪壁候補判定部14は、以下の判定条件1が成立するか否かを判定する。
[判定条件1]第2スレッショルド以上のビンの数と、連続して第1のスレッショルド以上となったビンの数との比率が、あらかじめ定めた第1比率以上であるか否かを判定。
Next, in step S106, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines whether or not the following determination condition 1 is satisfied.
[Determination condition 1] It is determined whether or not the ratio between the number of bins equal to or higher than the second threshold and the number of bins continuously equal to or higher than the first threshold is equal to or higher than a predetermined first ratio.

例えば、第1比率を0.25とした場合、路側雪壁候補判定部14は、判定条件1として算出した比率が0.25以上であるとする判定条件1が成立するか否かを判定する。そして、路側雪壁候補判定部14は、判定条件1が成立する場合には、雪壁の有無判定が不可であるとして、一連処理を終了する。一方、路側雪壁候補判定部14は、判定条件1が成立しない場合には、後述する標準偏差の算出に影響がないと判断し、ステップS107に進む。   For example, when the first ratio is 0.25, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines whether or not the determination condition 1 that the ratio calculated as the determination condition 1 is 0.25 or more is satisfied. . Then, when the determination condition 1 is satisfied, the road-side snow wall candidate determination unit 14 determines that the presence / absence determination of the snow wall is impossible and ends the series of processes. On the other hand, when the determination condition 1 is not satisfied, the roadside snow wall candidate determination unit 14 determines that there is no influence on the calculation of a standard deviation described later, and proceeds to step S107.

なお、上述したステップS104〜ステップS106は、路側雪壁候補判定部14の代わりに標準偏差算出部15で実行することも可能である。   Note that steps S104 to S106 described above can be executed by the standard deviation calculation unit 15 instead of the roadside snow wall candidate determination unit 14.

そして、ステップS107において、標準偏差算出部15は、第2スレッショルド以上のビンと、第2スレッショルド以上のビンに隣り合う±nビンの信号を取り除いた各ビンの信号強度の標準偏差を算出し、ステップS108へ進む。   In step S107, the standard deviation calculation unit 15 calculates the standard deviation of the signal intensity of each bin by removing the bins equal to or higher than the second threshold and the ± n bins adjacent to the bins equal to or higher than the second threshold. Proceed to step S108.

図8は、本発明の実施の形態1において、図7の結果に基づいて標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。より具体的には、この図8の場合には、標準偏差算出部15は、n=1として、点線で図示された5本分のビンの信号を取り除いた残りの各ビンの信号強度の標準偏差を算出することとなる。   FIG. 8 is a diagram showing the case where the standard deviation is calculated based on the result of FIG. 7 in the first embodiment of the present invention, where the horizontal axis is the frequency bin and the vertical axis is the signal intensity of the reflected signal. More specifically, in the case of FIG. 8, the standard deviation calculation unit 15 sets n = 1, and the standard of the signal strength of each remaining bin obtained by removing the signals of the five bins illustrated by the dotted line. The deviation will be calculated.

次に、ステップS108において、標準偏差算出部15は、ステップS107で算出した標準偏差があらかじめ定めた値以下であるか否かを判定することで、路側に雪壁があるか否かを判定する。その概念について、図9〜12を用いて説明する。   Next, in step S108, the standard deviation calculator 15 determines whether or not there is a snow wall on the road side by determining whether or not the standard deviation calculated in step S107 is equal to or less than a predetermined value. . The concept will be described with reference to FIGS.

図9は、本発明の実施の形態1において、路側に雪壁がない一般的な道路を走行している際の反射点の状態を説明するための図である。また、図10は、本発明の実施の形態1において、図9の状態で標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a state of reflection points when traveling on a general road having no snow wall on the road side in the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing the case where the standard deviation is calculated in the state shown in FIG. 9 in the first embodiment of the present invention, where the horizontal axis is the frequency bin and the vertical axis is the signal intensity of the reflected signal.

図9に示すように、路側に雪壁がない一般的な道路を走行している場合には、路側物体からの反射を、ある程度間隔が広く離れた状態で受信する。従って、図10に示す通り、路側物体から反射する距離に相当するビンの信号強度が大きくなる。また、路側物体は、ガードレール、木、縁石、標識の支柱など様々な物体が存在するため、反射信号の信号強度の変動幅も大きくなる。   As shown in FIG. 9, when traveling on a general road having no snow wall on the road side, the reflection from the road-side object is received with a certain distance apart. Therefore, as shown in FIG. 10, the signal intensity of the bin corresponding to the distance reflected from the roadside object increases. In addition, since roadside objects include various objects such as guardrails, trees, curbs, and sign posts, the fluctuation range of the signal intensity of the reflected signal also increases.

一方、図11は、本発明の実施の形態1において、路側に雪壁がある道路を走行している際の反射点の状態を説明するための図である。また、図12は、本発明の実施の形態1において、図11の状態で標準偏差を算出する場合を、横軸を周波数ビン、縦軸を反射信号の信号強度として示した図である。   On the other hand, FIG. 11 is a diagram for explaining the state of reflection points when traveling on a road having a snow wall on the road side in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing the case where the standard deviation is calculated in the state of FIG. 11 in the first embodiment of the present invention, where the horizontal axis represents frequency bins and the vertical axis represents the signal strength of the reflected signal.

図11に示すように、路側に雪壁が存在する場合には、一般的な道路に存在するガードレール等が雪壁の中に埋もれることで、路側から反射して送受信部11で受信される反射信号は、路側の雪壁からの信号が支配的になる。   As shown in FIG. 11, when there is a snow wall on the road side, a guard rail or the like existing on a general road is buried in the snow wall, so that the reflection reflected from the road side and received by the transmitting / receiving unit 11 The signal is dominated by the roadside snow wall.

ここで、路側の雪壁は、しまり雪やざらめ雪などの圧密の雪や圧密の氷の塊である。従って、図11に示す通り、無数の反射点が存在し、その反射信号を周波数解析すると、図10の一般的な路側物体からの反射とは異なり、図12のように信号強度の変動が小さくなる。   Here, the snow wall on the road side is a compacted snow such as a tight snow or a rough snow, or a compacted ice lump. Therefore, as shown in FIG. 11, there are an infinite number of reflection points. When the reflected signal is subjected to frequency analysis, the signal intensity fluctuation is small as shown in FIG. 12, unlike the reflection from the general roadside object of FIG. Become.

このため、標準偏差算出部15は、ステップS108において、ステップS107で算出した標準偏差が、あらかじめ定めた値以下である場合には、図11,図12で説明したような雪壁がある状態と判断し、ステップS109へ進む。   Therefore, in step S108, the standard deviation calculation unit 15 determines that there is a snow wall as described with reference to FIGS. 11 and 12 when the standard deviation calculated in step S107 is equal to or less than a predetermined value. Determination is made and the process proceeds to step S109.

一方、標準偏差算出部15は、ステップS108において、ステップS107で算出した標準偏差が、あらかじめ定めた値を超える場合には、図9、図10で説明したような雪壁がない状態と判断し、一連処理を終了する。   On the other hand, if the standard deviation calculated in step S107 exceeds a predetermined value in step S108, the standard deviation calculation unit 15 determines that there is no snow wall as described with reference to FIGS. Then, the series of processes is finished.

そして、ステップS109に進んだ場合には、標準偏差算出部15は、標準偏差の算出を行う。なお、このステップS109において算出する標準偏差は、1周期以上の観測時間の平均された信号強度の標準偏差値とすることができる。このような平均化を行うことで、路側の雪壁の有無をより判定しやすくすることができる。   When the process proceeds to step S109, the standard deviation calculation unit 15 calculates the standard deviation. Note that the standard deviation calculated in step S109 can be a standard deviation value of signal intensity averaged over one or more observation times. By performing such averaging, the presence or absence of a roadside snow wall can be more easily determined.

次に、ステップS110において、路側雪壁判定部16内の直線路判定部16aは、以下の判定条件2が成立するか否かを判定する。
[判定条件2]第1スレッショルド以上のビンが連続するビン数における信号強度の最大値と最小値の差分が、あらかじめ定めた判定値以上であるか否かを判定。
Next, in step S110, the straight road determination unit 16a in the roadside snow wall determination unit 16 determines whether or not the following determination condition 2 is satisfied.
[Determination condition 2] It is determined whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity in the number of bins in which the bins equal to or higher than the first threshold are equal to or greater than a predetermined determination value.

そして、直線路判定部16aは、判定条件2が成立すると判定した場合には、ステップS111に進み、自車両の前方の道路形状は直線路であると判定し、道路形状が直線路であると記憶して、一連処理を終了する。例えば、あらかじめ定めた判定値を400ビン以上とした場合には、100m以上で直線路とみなすことに相当する。   Then, if it is determined that the determination condition 2 is satisfied, the straight road determination unit 16a proceeds to step S111, determines that the road shape ahead of the host vehicle is a straight road, and the road shape is a straight road. Store and finish the series of processes. For example, when the predetermined determination value is 400 bins or more, it corresponds to considering a straight road at 100 m or more.

一方、直線路判定部16aは、判定条件2が成立しないと判定した場合には、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、路側雪壁判定部16内のカーブ路判定部16bは、以下の判定条件3が成立するか否かを判定することで、自車両の前方の道路形状はカーブ路であるかを判定する。
[判定条件3]第1スレッショルド以上のビンが連続するビンの最大ビンに相当する距離以上の距離に、物体算出部13で静止物が算出されていないかを判定
On the other hand, if the straight road determination unit 16a determines that the determination condition 2 is not satisfied, the process proceeds to step S112. In step S112, the curved road determination unit 16b in the road-side snow wall determination unit 16 determines whether or not the following determination condition 3 is satisfied, whereby the road shape ahead of the host vehicle is a curved road. Determine whether.
[Determination Condition 3] It is determined whether or not the object calculation unit 13 has calculated a stationary object at a distance equal to or greater than the distance corresponding to the maximum bin of the bins having the first threshold or higher.

ここで、判定条件3により自車両の前方の道路形状がカーブ路であることを判定する概念を、図13を用いて説明する。図13は、本発明の実施の形態1において、カーブ路判定部16bで実行される判定条件3の判定処理を説明するための図である。   Here, the concept of determining that the road shape ahead of the host vehicle is a curved road according to the determination condition 3 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram for explaining the determination process of the determination condition 3 executed by the curved road determination unit 16b in the first embodiment of the present invention.

自車両の前方の道路形状が雪壁によるカーブ路である場合には、雪壁よりも先に何か物体があったとしても、雪壁で遮られることとなる。従って、この場合には、物体からの反射信号を受信できず、物体を検知することはないため、判定条件3が成立することとなる。   When the road shape in front of the host vehicle is a curved road with a snow wall, even if there is an object ahead of the snow wall, it is blocked by the snow wall. Accordingly, in this case, since the reflected signal from the object cannot be received and the object is not detected, the determination condition 3 is satisfied.

従って、カーブ路判定部16bは、上述した判定条件3が成立する場合にはステップS114へ進み、自車両の前方の道路形状がカーブ路であると判定し、一連処理を終了する。一方、ステップS112において、カーブ路でないと判定された場合にはステップS113へ進み、判定不能として、一連処理を終了する。   Accordingly, when the above-described determination condition 3 is satisfied, the curved road determination unit 16b proceeds to step S114, determines that the road shape ahead of the host vehicle is a curved road, and ends the series of processes. On the other hand, if it is determined in step S112 that the road is not a curved road, the process proceeds to step S113, and determination is impossible, and the series of processes ends.

次に、先のステップS100でYesと判定された場合の、ステップS115以降の処理について説明する。ステップS100において、前回周期においてカーブ路であったと判定された場合は、ステップS115において、カーブ路判定部16bは、以下の判定条件4が成立するか否かを判定することで、自車両の前方の道路形状がカーブ路であるかを判定する。
[判定条件4]最大ビンに相当する距離から前回周期からの移動距離を差し引いた第1距離が、あらかじめ定めた距離以上であり、かつ、第1距離以上の距離に物体算出部13で静止物が算出されていないかを判定
Next, the process after step S115 when it determines with Yes by previous step S100 is demonstrated. In step S100, when it is determined that the road is a curved road in the previous cycle, in step S115, the curved road determination unit 16b determines whether or not the following determination condition 4 is satisfied. It is determined whether the road shape is a curved road.
[Determination Condition 4] The first distance obtained by subtracting the movement distance from the previous cycle from the distance corresponding to the maximum bin is equal to or greater than a predetermined distance, and the object calculation unit 13 sets the distance to the distance equal to or greater than the first distance. Determine if is not calculated

このようにして、カーブ路判定部16bは、判定条件4が成立する場合には、ステップS116に進み、カーブ路が継続していると判断し、一連処理を終了する。一方、カーブ路判定部16bは、判定条件4が成立しない場合には、ステップS117に進み、判定不能とし、一連処理を終了する。   In this way, when the determination condition 4 is satisfied, the curved road determination unit 16b proceeds to step S116, determines that the curved road continues, and ends the series of processes. On the other hand, if the determination condition 4 is not satisfied, the curved road determination unit 16b proceeds to step S117, determines that determination is impossible, and ends the series of processes.

なお、前回周期からの移動距離は、例えば、前回周期と今回周期の自車速の平均値に1周期の時間を乗算することで、算出する。   The travel distance from the previous cycle is calculated, for example, by multiplying the average value of the vehicle speed of the previous cycle and the current cycle by the time of one cycle.

以上のように、実施の形態1によれば、一般的な路側物体が雪壁に埋もれて、レーダ装置で検出できない状況においても、雪壁からの反射情報を基に信号処理を行うことで、雪壁の有無を判断可能にするとともに、雪壁の情報を活用して自車両の前方の道路形状を簡易的な方法により検出可能とする構成を備えている。この結果、カードレール、木、標識の支柱などの路側物体が雪に埋もれていた場合においても、路側の雪壁の有無を判定することができ、自車両の前方の道路形状を推定可能とするレーダ装置を実現できる。   As described above, according to the first embodiment, even when a general roadside object is buried in the snow wall and cannot be detected by the radar device, by performing signal processing based on the reflection information from the snow wall, It is possible to determine whether or not there is a snow wall and to use a simple method to detect the road shape ahead of the host vehicle using the information on the snow wall. As a result, even when a roadside object such as a card rail, a tree, or a sign post is buried in snow, the presence or absence of a roadside snow wall can be determined and the road shape ahead of the host vehicle can be estimated. A radar device can be realized.

1 レーダ装置、11 送受信部、12 周波数解析部、13 物体算出部、14 路側雪壁候補判定部、15 標準偏差算出部、16 路側雪壁判定部、16a 直線路判定部、16b カーブ路判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar apparatus, 11 Transmission / reception part, 12 Frequency analysis part, 13 Object calculation part, 14 Road side snow wall candidate determination part, 15 Standard deviation calculation part, 16 Road side snow wall determination part, 16a Straight road determination part, 16b Curve road determination part .

Claims (9)

車両に搭載され、自車両の前方へ送信信号として電波を送信し、前記自車両の前方の反射物から前記送信信号が反射した電波を反射信号として受信する送受信部と、
前記送信信号と前記反射信号とのビート信号を周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果から得られたスペクトル信号のうち、あらかじめ定められた第1スレッショルド以上の信号強度を有するビンが連続している数を連続ビン数として算出し、前記連続ビン数があらかじめ定めた判定ビン数以上である場合には、前記反射物の中に路側雪壁候補が存在すると判定する路側雪壁候補判定部と、
前記路側雪壁候補判定部で路側雪壁候補が存在すると判定された場合には、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差があらかじめ定めた判定標準偏差値以下であれば、前記路側雪壁候補が路側雪壁であると判定する路側雪壁判定部と
を備えるレーダ装置。
A transmission / reception unit mounted on a vehicle, for transmitting a radio wave as a transmission signal in front of the host vehicle, and receiving a radio wave reflected by the transmission signal from a reflector in front of the host vehicle as a reflection signal;
A frequency analysis unit that analyzes a frequency of a beat signal of the transmission signal and the reflection signal;
Of the spectrum signal obtained from the analysis result of the frequency analysis unit, the number of consecutive bins having a signal intensity equal to or higher than a predetermined first threshold is calculated as the number of continuous bins. A roadside snow wall candidate determination unit that determines that a roadside snow wall candidate exists in the reflector, when the number of determination bins is greater than or equal to
When the roadside snow wall candidate determination unit determines that there is a roadside snowwall candidate, a standard deviation calculation unit that calculates the standard deviation of the signal intensity of each bin included in the continuous bin number;
A radar apparatus comprising: a roadside snow wall determining unit that determines that the roadside snow wall candidate is a roadside snow wall if the standard deviation calculated by the standard deviation calculating unit is equal to or less than a predetermined determination standard deviation value.
前記標準偏差算出部は、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度について、距離による信号強度の変化を補正した後に、前記信号強度の標準偏差を算出する
請求項1に記載のレーダ装置。
The radar apparatus according to claim 1, wherein the standard deviation calculation unit calculates the standard deviation of the signal intensity after correcting a change in signal intensity due to a distance for the signal intensity of each bin included in the number of continuous bins.
前記標準偏差算出部は、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の中から、あらかじめ定められた第2スレッショルド以上の信号強度と、前記第2スレッショルド以上の信号強度と隣り合う±nビンの信号強度を取り除いた上で、前記信号強度の標準偏差を算出する
請求項1または2に記載のレーダ装置。
The standard deviation calculating unit includes ± n bins adjacent to a signal intensity equal to or higher than a predetermined second threshold and a signal intensity equal to or higher than the second threshold among signal intensity of each bin included in the number of consecutive bins. The radar apparatus according to claim 1, wherein a standard deviation of the signal intensity is calculated after removing the signal intensity.
前記路側雪壁候補判定部は、前記第2スレッショルド以上の信号強度を有するビン数と、前記連続ビン数との比率があらかじめ定めた第1比率以上である場合には、路側雪壁の有無を判定しない
請求項3に記載のレーダ装置。
The roadside snow wall candidate determination unit determines whether or not there is a roadside snow wall when the ratio between the number of bins having a signal intensity equal to or higher than the second threshold and the number of continuous bins is equal to or higher than a predetermined first ratio. The radar apparatus according to claim 3, which is not determined.
前記標準偏差算出部は、1周期以上の観測時間の平均値として前記信号強度の標準偏差を算出する
請求項1から4のいずれか1項に記載のレーダ装置。
The radar device according to any one of claims 1 to 4, wherein the standard deviation calculation unit calculates the standard deviation of the signal intensity as an average value of observation times of one period or more.
前記路側雪壁判定部は、前記路側雪壁候補が路側雪壁であると判定した際に、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の最大値と最小値の差分値が、あらかじめ定めた判定値以上であれば、前記自車両の前方の道路形状が直線であると判定する直線路判定部を含む
請求項1から5のいずれか1項に記載のレーダ装置。
When the road-side snow wall determining unit determines that the road-side snow wall candidate is a road-side snow wall, a difference value between the maximum value and the minimum value of the signal strength of each bin included in the continuous bin number is determined in advance. The radar apparatus according to any one of claims 1 to 5, further including a straight road determination unit that determines that a road shape ahead of the host vehicle is a straight line if the determination value is equal to or greater than the determination value.
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記自車両の前方の前記反射物までの位置、速度、数を算出し、静止物、移動物の有無を検出する物体算出部
をさらに備え、
前記路側雪壁判定部は、前記路側雪壁候補が路側雪壁であると判定した際に、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の最大値と最小値の差分値が、あらかじめ定めた判定値未満であり、かつ、前記連続ビン数に含まれる最大ビンに相当する距離以上の距離において、前記物体算出部で静止物が検出されない場合には、前記自車両の前方の道路形状がカーブ路であると判定するカーブ路判定部を含む
請求項1から6のいずれか1項に記載のレーダ装置。
An object calculator that calculates the position, speed, and number up to the reflector in front of the host vehicle based on the analysis result of the frequency analyzer, and detects the presence or absence of a stationary object or a moving object;
When the road-side snow wall determining unit determines that the road-side snow wall candidate is a road-side snow wall, a difference value between the maximum value and the minimum value of the signal strength of each bin included in the continuous bin number is determined in advance. If a stationary object is not detected by the object calculation unit at a distance equal to or greater than the maximum bin included in the number of continuous bins, the road shape ahead of the host vehicle is The radar apparatus according to claim 1, further comprising a curved road determination unit that determines that the road is a curved road.
前記カーブ路判定部は、前回周期でカーブ路であると判定し、かつ、前回周期からの移動距離を前記最大ビンに相当する距離から差し引いた距離以上の距離において、前記物体算出部で静止物が検出されない場合には、前記自車両の前方の道路形状がカーブ路であると判定する
請求項7に記載のレーダ装置。
The curved road determination unit determines that the road is a curved road in the previous cycle, and the object calculation unit performs a stationary object at a distance equal to or greater than the distance obtained by subtracting the movement distance from the previous cycle from the distance corresponding to the maximum bin. The radar device according to claim 7, wherein when the vehicle is not detected, the road shape ahead of the host vehicle is determined to be a curved road.
請求項1から8のいずれか1項に記載のレーダ装置において実行される路側雪壁検出方法であって、
自車両の前方に送信した電波である送信信号と、前記送信信号が前記自車両の前方に存在する反射物で反射することで得られた反射信号とのビート信号を周波数解析する第1ステップと、
前記第1ステップによる周波数解析結果から得られたスペクトル信号のうち、あらかじめ定められた第1スレッショルド以上の信号強度を有するビンが連続している数を連続ビン数として算出する第2ステップと、
前記連続ビン数があらかじめ定めた判定ビン数以上である場合には、前記反射物の中に路側雪壁候補が存在すると判定する第3ステップと、
前記第3ステップで路側雪壁候補が存在すると判定された場合には、前記連続ビン数に含まれる各ビンの信号強度の標準偏差を算出する第4ステップと、
前記第4ステップで算出された前記標準偏差があらかじめ定めた判定標準偏差値以下であれば、前記路側雪壁候補が路側雪壁であると判定する第5ステップと
を有する路側雪壁検出方法。
A roadside snow wall detection method executed in the radar device according to any one of claims 1 to 8,
A first step of performing frequency analysis on a beat signal of a transmission signal that is a radio wave transmitted in front of the host vehicle and a reflection signal obtained by reflecting the transmission signal on a reflector existing in front of the host vehicle; ,
A second step of calculating, as a continuous bin number, the number of consecutive bins having a signal intensity equal to or higher than a predetermined first threshold among the spectrum signals obtained from the frequency analysis result of the first step;
A third step of determining that a roadside snow wall candidate is present in the reflector when the number of continuous bins is equal to or greater than a predetermined number of determination bins;
A fourth step of calculating a standard deviation of the signal intensity of each bin included in the number of continuous bins when it is determined in the third step that a roadside snow wall candidate exists;
A road-side snow wall detection method comprising: a fifth step of determining that the road-side snow wall candidate is a road-side snow wall if the standard deviation calculated in the fourth step is equal to or less than a predetermined determination standard deviation value.
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