JP2018116028A - レーダ装置および路面検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】路面の検出精度を向上させること。【解決手段】実施形態に係るレーダ装置は、導出部と、連続性判定部と、路面判定部とを備える。導出部は、自車両から送信した送信波が物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む物標の観測データを導出する。連続性判定部は、導出部によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。路面判定部は、連続性判定部によって同一物標と判定された観測データに基づき、俯角を示す物標のうち、自車両の走行時に距離が一定となる判定条件を満たす物標を路面と判定する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、レーダ装置および路面検出方法に関する。

従来、例えば車両に搭載され、かかる車両上から送信された送信波が物標に当たって反射した反射波に基づいて先行車両などの物標を検出するレーダ装置がある。

かかるレーダ装置は、車両の走行に障害となる物標を検出して、ＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）等の衝突回避支援装置へ出力する(例えば、特許文献１参照)。

特開２００１−２１５２７３号公報

しかしながら、従来の技術では、路面を障害物として誤検知する場合があり、衝突回避支援装置の誤作動を招くおそれがある。このため、レーダ装置においては、路面の検出精度を向上させることが望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、路面の検出精度を向上させることができるレーダ装置および路面検出方法を提供することを目的とする。

実施形態に係るレーダ装置は、導出部と、連続性判定部と、路面判定部とを備える。導出部は、自車両から送信した送信波が物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む前記物標の観測データを導出する。連続性判定部は、前記導出部によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。路面判定部は、前記連続性判定部によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する。

本発明によれば、路面の検出精度を向上させることができる。

図１Ａは、レーダ装置の搭載例を示す図である。 図１Ｂは、路面検出方法の概要を示す図である。 図２は、レーダ装置のブロック図である。 図３Ａは、路面の相対速度を示す模式図である。 図３Ｂは、路面の水平角度の経時変化を示す図である。 図４は、決定部による処理を説明する図である。 図５は、レーダ装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図６は、レーダ装置が実行する路面判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置および路面検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により、この発明が限定されるものではない。

まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて実施形態に係るレーダ装置による路面検出方法の概要について説明する。図１Ａは、レーダ装置１の搭載例を示す図であり、図１Ｂは、路面検出方法の概要を示す図である。

かかる路面検出方法は、図１Ａに示すレーダ装置１によって実行される。ここでは、レーダ装置１が自車両ＭＣのフロントグリルの中央に設けられる場合について説明する。

なお、レーダ装置１が設けられる位置は、これに限定されるものではなく、自車両ＭＣの後部、側面、ルームミラー等、任意の位置であってもよい。

レーダ装置１は、路面Ｇを走行する自車両ＭＣの進行方向に略平行な送信軸ＲＡを中心とする送信波ＳＷを送信する。かかる送信波ＳＷの送信範囲に物標が存在した場合、かかる物標から送信波ＳＷによる反射波が到来する。レーダ装置１は、かかる反射波を受信し、その受信信号に基づいて物標の存在する角度や距離、相対速度などの観測データを導出する。

図１Ａに示すように、レーダ装置１が送信する送信波ＳＷの送信範囲には、路面Ｇが含まれる。このため、レーダ装置１が検出する物標に路面Ｇが含まれる。

しかしながら、従来のレーダ装置では、路面Ｇと、路面Ｇ上に存在する障害物（以下、「下方物」という）とを判別する精度が十分ではなく、路面Ｇを下方物として誤検出してしまう場合があった。

そこで、実施形態に係るレーダ装置１は、路面Ｇと、下方物との認識精度を向上させることで、路面Ｇの検出精度を向上させることとした。なお、以下では、説明を簡単にするため自車両ＭＣが一定の走行速度で直進しているものとして説明する。

まず、レーダ装置１は、前回のスキャンで得られた観測データと今回のスキャンで得られた観測データが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。

レーダ装置１は、過去のスキャンから予測される予測データから最も近い今回の観測データを前回導出された観測データと時間的な連続性を有する同じ物標であると判定する。

ここで、送信波ＳＷは、レーダ装置１から略一定の距離に存在する路面Ｇに反射し、レーダ装置１は、かかる路面Ｇによる反射波を受信する。つまり、レーダ装置１が検出する路面Ｇまでの距離は、略一定となる。

そして、自車両ＭＣが走行する場合に、レーダ装置１は、レーダ装置１から略一定距離にある異なる位置の路面Ｇを検出するものの、路面Ｇに対応する前回の観測データの距離と、今回の観測データの距離とは略一定距離となる。

このため、路面Ｇに対応する前回の観測データから予測される予測データと今回の観測データとが近い値となり、レーダ装置１は、双方の観測データについて時間的に連続性を有する同じ物標であると判定する。

続いて、レーダ装置１は、時間的に連続性を有する観測データに基づき、俯角を示す物標、すなわち、送信波ＳＷの送信軸ＲＡよりも下方を示す物標を抽出する。ここで、レーダ装置１が抽出する物標は、路面Ｇまたは下方物である。

続いて、レーダ装置１は、自車両ＭＣの走行時における路面Ｇおよび下方物の距離の経時変化に基づき、路面Ｇおよび下方物を判定する。具体的には、図１Ｂに示すように、自車両ＭＣの走行時に距離が一定となる物標について路面Ｇと判定する。

ここで、「距離が一定」とは、厳密に値が一致していることを要しない。すなわち、時系列的な観測データが連続性を有する範囲であれば、所定の誤差（例えば、５０センチ）を許容し、「距離が一定」と、「距離が略一定」とは、同義であるものとする。

一方、図１Ｂに示すように、下方物であれば、自車両ＭＣが走行すると走行距離に応じて距離が徐々に減少する。このため、レーダ装置１は、送信軸ＲＡよりも下方を示す物標のうち距離が変化する物標を下方物と判定する。そして、レーダ装置１は、送信軸ＲＡよりも下方を示す物標のうち距離が一定である物標を路面Ｇと判定する。

このように、レーダ装置１は、観測データの経時変化に基づき、路面Ｇと下方物を適切に判定することができる。したがって、実施形態に係るレーダ装置１によれば、路面Ｇの検出精度を向上させることができる。

ところで、レーダ装置１は、観測データとして物標との相対速度や、水平角度を導出することもでき、かかる相対速度、水平角度に基づいて路面Ｇを検出することもできる。この点の詳細については、図３Ａ、３Ｂを用いて後述する。

また、路面Ｇは、下方物よりも広範囲にわたって検出される。このため、レーダ装置１は、上記の条件を満たす物標のうち、広範囲にわたって検出された物標について路面Ｇと判定することもできる。この点の詳細については、図４を用いて後述する。

なお、以下では、レーダ装置１がＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated−Continuous Wave）方式である場合について説明するが、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式であってもよい。

次に、図２を用いて本実施形態に係るレーダ装置１の構成について説明する。図２は、レーダ装置１のブロック図である。なお、図２には、車両制御装置２を併せて示す。

車両制御装置２は、レーダ装置１による物標の検出結果に基づいて、ＰＣＳ（Pre-crash Safety System）やＡＥＢ(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う。

送信部１０は、信号生成部１１と、発振器１２と、水平送信アンテナ１３ａと、垂直送信アンテナ１３ｂと、スイッチ１４とを備える。信号生成部１１は三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器１２に供給する。

発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づいて、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号ＳＴを生成して、水平送信アンテナ１３ａまたは垂直送信アンテナ１３ｂへ出力する。

水平送信アンテナ１３ａおよび垂直送信アンテナ１３ｂは、発振器１２からの送信信号ＳＴを送信波ＴＷへ変換し、かかる送信波ＳＷを自車両ＭＣの外部に出力する。

水平送信アンテナ１３ａおよび垂直送信アンテナ１３ｂが出力する送信波ＳＷは、所定の周期で周波数が上下するＦＭ−ＣＷとなる。水平送信アンテナ１３ａおよび垂直送信アンテナ１３ｂから自車両ＭＣの前方に送信された送信波ＳＷは、他の車両や路面Ｇなどの物標で反射されて反射波ＲＷとなる。

また、水平送信アンテナ１３ａは、水平方向に等間隔で配置され、水平方向に向けて送信波ＳＷを出力し、垂直送信アンテナ１３ｂは、垂直方向に等間隔で配置され、垂直方向に向けて送信波ＳＷを出力する。

スイッチ１４は、水平送信アンテナ１３ａおよび垂直送信アンテナ１３ｂのいずれかと、発振器１２とを接続する。スイッチ１４は、後述する送信制御部３１の制御により、所定のタイミングで動作し、水平送信アンテナ１３ａおよび垂直送信アンテナ１３ｂのいずれかと、発振器１２との接続を切り替える。

受信部２０は、アレーアンテナを形成する複数の水平受信アンテナ２１ａと、複数の垂直受信アンテナ２１ｂと、これら複数の水平受信アンテナ２１ａおよび垂直受信アンテナ２１ｂに接続された複数の個別受信部２２とを備える。

各水平受信アンテナ２１ａおよび各垂直受信アンテナ２１ｂは物標からの反射波を受信し、かかる反射波を受信信号へ変換する。各個別受信部２２は対応する受信アンテナ２１で得られた受信信号を処理する。

なお、図２に示す水平受信アンテナ２１ａおよび垂直受信アンテナ２１ｂは、それぞれ４つであるが、３つ以下または５つ以上であってもよい。

各個別受信部２２は、増幅器２３と、ミキサ２４と、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器２５とを備える。水平受信アンテナ２１ａおよび垂直受信アンテナ２１ｂで受信された反射波から得られた受信信号は、増幅器２３（例えば、ローノイズアンプ）で増幅された後にミキサ２４に送られる。ミキサ２４は、送信信号ＳＴと受信信号との一部をミキシングし不要な信号成分を除去してビート信号を生成する。

これにより送信信号ＳＴの周波数と、受信信号の周波数との差となるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ２４で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタルの信号に変換された後に信号処理部３０へ出力される。

なお、以下では、水平受信アンテナ２１ａで受信された反射波から得られるビート信号を水平ビート信号といい、垂直受信アンテナ２１ｂで受信された反射波から得られるビート信号を垂直ビート信号という。

信号処理部３０は、送信制御部３１、フーリエ変換部３２およびデータ処理部３３を備える。かかる信号処理部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート等を含むマイクロコンピュータであり、レーダ装置１全体を制御する。

かかるマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送信制御部３１、フーリエ変換部３２およびデータ処理部３３として機能する。なお、送信制御部３１、フーリエ変換部３２およびデータ処理部３３は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

送信制御部３１は、送信部１０の信号生成部１１を制御し、信号生成部１１から三角波状に電圧が変化する変調信号を発振器１２へ出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号ＳＴが発振器１２から送信アンテナ１３へ出力される。また、送信制御部３１は、スイッチ１４のスイッチングを制御する。

フーリエ変換部３２は、複数の個別受信部２２のそれぞれから出力される水平ビート信号および垂直ビート信号に対してそれぞれ高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理を行う。

これにより、フーリエ変換部３２は、複数の個別受信部２２のそれぞれから出力される水平ビート信号および垂直ビート信号を周波数スペクトルのデータへそれぞれ変換する。

フーリエ変換部３２で変換された周波数スペクトルは、データ処理部３３へ出力される。なお、かかる周波数スペクトルのデータには、フーリエ変換部３２の周波数分解能に応じた周波数間隔で設定された周波数ビン（ＢＩＮ）ごとの信号レベルの情報が含まれる。

以下では、水平ビート信号に基づく周波数スペクトルを水平周波数スペクトルといい、垂直ビート信号に基づく周波数スペクトルを垂直周波数スペクトルという場合がある。

データ処理部３３は、導出部４１と、連続性判定部４２と、路面判定部４３と、フィルタ処理部４４と、物標分類部４５と、不要物標判定部４６と、結合処理部４７および出力物標選択部４８を備える。かかるデータ処理部３３は、フーリエ変換部３２で変換された周波数スペクトルのデータに基づいて、物標との距離、速度および角度の観測データを導出し、かかる観測データに応じたターゲット情報を車両制御装置２へ出力する。車両制御装置２は、レーダ装置１から取得したターゲット情報に基づき、自車両ＭＣの挙動を制御する。

導出部４１は、フーリエ変換部３２で変換された周波数スペクトルのデータに基づき、物標との距離、速度および角度のデータを含む観測データを導出する観測データ導出処理を行う。かかる観測データ導出処理は、導出部４１により所定周期（例えば、１／２０秒）毎に繰り返し実行され、導出された観測データが所定周期毎に導出部４１から連続性判定部４２へ出力される。

導出部４１は、ピーク検出部４１ａと、角度推定部４１ｂと、ペアリング部４１ｃとを備える。導出部４１は、水平周波数スペクトルと、垂直周波数スペクトルについて基本的に同一の処理を行うため、導出部４１が、水平周波数スペクトルから観測データを導出する場合を例にとって説明する。

ピーク検出部４１ａは、フーリエ変換部３２で変換された水平周波数スペクトルにおいて、所定の信号レベルを超えるピークを、送信信号ＳＴの周波数が上昇するアップ区間と、送信信号ＳＴの周波数が下降するダウン区間とのそれぞれの区間で抽出する。以下、このように抽出される周波数を「ピーク周波数」という。

同一の物標からの反射波は４つの水平受信アンテナ２１ａで受信されるため、４つのビート信号の周波数スペクトルの相互間において、抽出されるピーク周波数は同一となる。また、同一周波数ビンの異なる角度に複数の物標が存在する場合は、周波数スペクトルにおける１つのピーク周波数の信号に、それら複数の物標についての情報が含まれる。

なお、４つの受信アンテナ２１の位置は互いに異なるため、４つの水平受信アンテナ２１ａで受信される反射波の位相は互いに異なる。このため、同一周波数ビンとなる受信信号の位相情報は、水平受信アンテナ２１ａ毎に異なる。

角度推定部４１ｂは、アップ区間およびダウン区間それぞれについて、所定の角度演算処理により、１つのピーク周波数の信号から、同一周波数ビンに存在する複数の物標についての情報を分離し、それら複数の物標それぞれの角度を推定する。

角度推定部４１ｂは、４つのビート信号の全ての周波数スペクトルにおいて各ピーク周波数に対応する同一周波数ビンの信号（以下、ピーク信号と記載する）に注目し、それらピーク信号の位相情報に基づいて物標の角度を推定する。なお、以下において、導出部４１によって推定された物標の角度を「ピーク角度」と記載し、かかるピーク角度の信号パワーを「角度パワー」と記載する。

角度推定部４１ｂは、このようなピーク角度の導出を、アップ区間およびダウン区間の水平周波数スペクトルおよび垂直周波数スペクトルにおける全てのピーク周波数に関して行う。なお、角度推定部４１ｂにおける角度の推定は、例えば、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）、または、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）などの所定の角度推定方式を用いて行われる。

これにより、角度推定部４１ｂは、１つの周波数の信号から、複数のピーク角度、および、これらピーク角度それぞれの信号のパワーを推定することができる。

以上の処理により、ピーク検出部４１ａおよび角度推定部４１ｂは、アップ区間およびダウン区間それぞれにおける、自車両ＭＣの前方に存在する複数の物標それぞれに対応するピークデータを導出する。

ピークデータは、上述したピーク周波数、ピーク角度、ピーク角度の信号のパワー（以下、角度パワーと記載する）等のデータを含む。

ペアリング部４１ｃは、角度推定部４１ｂにより算出されたアップ区間のピーク角度および角度パワーと、ダウン区間のピーク角度および角度パワーとの一致度合い等に基づき、アップ区間のピークおよびダウン区間のピークを対応づけるペアリングを行う。

例えば、ペアリング部４１ｃは、アップ区間およびダウン期間それぞれのピークの角度推定結果のうち、ピーク角度および角度パワーが所定範囲内で近いピークをペアリングする。例えば、ペアリング部４１ｃは、アップ区間およびダウン区間それぞれの周波数ピークのピーク角度および角度パワーを用いて、マハラノビス距離を算出し、マハラノビス距離が最小値となるアップ区間のピークとダウン区間のピークとを対応付ける。なお、マハラノビス距離の算出は、周知技術を用いることができる。

このように、ペアリング部４１ｃは、同一の物標に関するピーク同士を対応付ける。これにより、ペアリング部４１ｃは、自車両ＭＣの前方に存在する複数の物標それぞれに対する観測データを導出する。かかる観測データは、２つのピークを対応付けて得られるため、「ペアデータ」とも呼ばれる。

ペアリング部４１ｃは、ペアリングしたアップ区間およびダウン区間のピークから、自車両ＭＣ（レーダ装置１）に対する各物標の速度および距離の瞬時値を示すデータを観測データとして導出する。例えば、ペアリング部４１ｃは、観測データ（ペアデータ）の元となるアップ区間およびダウン区間の２つのピークデータのピーク周波数の差から速度を導出し、これら２つのピークデータのピーク周波数の和から距離を導出することができる。また、ペアリング部４１ｃは、観測データ（ペアデータ）の元となるアップ区間およびダウン区間の２つのピークデータのピーク角度の平均値から自車両ＭＣ（レーダ装置１）に対する各物標の角度の瞬時値を示すデータを観測データとして導出する。

導出部４１は、以上の処理を垂直周波数スペクトルについて同様に行う。導出部４１が水平周波数スペクトルから導出した観測データは、水平方向における物標の位置を示すデータであり、垂直周波数スペクトルから導出した観測データは、垂直方向における物標の位置を示すデータとなる。

そして、導出部４１は、水平周波数スペクトルおよび垂直周波数スペクトルからそれぞれ導出した角度パワー等に基づき、同一の物標に対応する観測データの組み合わせを特定する。これにより、各物標が存在する方位（以下、水平角度という）および垂直方向の角度（以下、仰俯角という）を対応付けることができる。

ここで、仰俯角のうち、仰角は、図１Ａに示した送信軸ＲＡに対して上方側の角度を示し、俯角は、送信軸ＲＡに対して下方側の角度を示す。物標が路面Ｇや下方物であれば、俯角を示すこととなる。

連続性判定部４２は、今回のスキャンにより判定中の物標の瞬時値に、前回のスキャンまでに検出していた物標と連続性があるか否かを判定する。連続性判定部４２は、前回のスキャンまでの物標の位置から今回の予測位置を算出し、今回のスキャンにおいて予測位置に近い瞬時値があれば、かかる瞬時値に連続性があると判定する。

そして、連続性判定部４２は、連続性を有すると判定した観測データを路面判定部４３へ出力する。なお、連続性判定部４２によって連続性を有さないと判定された観測データは、今回新たに観測された新規データとなる。

かかる新規データは、基本的に車両制御装置２へ出力されない。このため、かかる新規データに基づく車両制御装置２の誤制御（緊急ブレーキ等）は、基本的に起こらない。このため、路面判定部４３は、新規データについて路面判定処理を省略することができる。

路面判定部４３は、連続性判定部４２から入力される観測データに基づき、路面Ｇを判定する。また、路面判定部４３は、抽出部４３ａおよび決定部３７ｂを備える。

抽出部４３ａは、連続性判定部４２が連続性を有すると判定した観測データの中から、後述の判定条件を満たす物標の観測データを候補物標として抽出し、抽出した観測データを決定部４３ｂへ出力する。また、抽出部４３ａは、抽出した候補物標以外の観測データについても決定部４３ｂへ出力する。

決定部４３ｂは、抽出部４３ａによって抽出された観測データに基づき、路面Ｇを判定する。決定部４３ｂは、路面Ｇとして決定した物標に関する観測データの路面フラグをＯＮにしてフィルタ処理部４４へ出力する。なお、抽出部４３ａおよび決定部４３ｂによる処理の詳細については、図３Ａ以降の図面を用いて後述する。

フィルタ処理部４４は、各物標について、時系列に処理される複数回分の瞬時値を平均化するフィルタ処理によって、瞬時値のばらつきを補正する処理部である。フィルタ処理部４４は、フィルタ処理後の物標に関する情報を物標分類部４５へ出力する。

物標分類部４５は、フィルタ処理部４４のフィルタ処理結果に基づき、各物標を移動物および静止物に分類する。物標分類部４５は、移動物と判定した物標について移動物フラグをＯＮにする。また、物標分類部４５は、分類した分類結果を不要物標判定部４６へ出力する。

物標分類部４５は、移動物に分類した物標の中から、先行車や、隣の走行レーンの前方を走行する隣接車など、さらに細分化して分類することもできる。例えば、物標分類部４５は、自車両ＭＣの走行する走行レーンの前方で自車両ＭＣと同一方向に過去に一度でも移動した物標について先行車フラグをＯＮにする。

また、物標分類部４５は、自車両ＭＣが走行する走行レーンに隣接したレーンの前方で自車両ＭＣと同一方向に過去に一度でも移動した物標について隣接車フラグをＯＮにする。かかる先行車フラグ、隣接車フラグは、レーダ装置１が物標を見失うまで保持される。

そして、物標分類部４５は、かかる先行車フラグまたは隣接車フラグをＯＮにした場合、先行車または隣接車に関する情報（相対速度、距離、水平角度等）を路面判定部４３へ出力する。

また、物標分類部４５は、物標分類処理の処理結果を不要物標判定部４６へ出力する。物標分類処理の処理結果は、各物標の移動物フラグおよび先行車フラグの状態を示す情報、物標の推定角度（水平角度および垂直角度を含む）、物標までの距離、および自車両ＭＣ（レーダ装置１）に対する相対速度を示す情報等を含む。

不要物標判定部４６は、システム制御上、不要となる物標であるか否かを判定し、結合処理部４７へ制御を移す。不要となる物標は、路面Ｇや構造物、壁反射などである。なお、不要とされた物標は、基本的に車両制御装置２への出力対象としないが、内部的には保持されていてよい。

結合処理部４７は、複数の物標のうち、同一物からの反射点であると推定されるものについて、１つの物標にまとめるグルーピングを行う。出力物標選択部４８は、システム制御上、車両制御装置２へ出力することが必要となる物標を選択する。また、出力物標選択部４８は、選択した物標のターゲット情報（距離、相対速度等を含む）を車両制御装置２へ出力する。

次に、図３Ａ、３Ｂ、図４を用いて路面判定部４３による路面判定処理の詳細について説明する。まず、図３Ａ、３Ｂを用いて抽出部４３ａによる抽出処理について説明する。

図３Ａは、路面Ｇの相対速度を示す模式図である。図３Ｂは、路面Ｇの水平角度の経時変化を示す図である。なお、路面判定部４３は、以下に示す処理を送信軸ＲＡ（図１Ａ参照）よりも下方を示す観測データを対象にして行うものとする。

図３Ａに示すように、自車両ＭＣが一定の速度Ｖで直進する場合、自車両ＭＣと、路面Ｇとの相対速度は、速度Ｖの逆の値となる速度―Ｖとなる。ここで、相対速度が速度―Ｖとなる物標には、路面Ｇの他、静止している下方物が含まれる。

静止した下方物であれば、自車両ＭＣが走行すると、自車両ＭＣとの距離が短くなる。このため、かかる挙動を示す物標を下方物と判定することができる。

一方、上記したように、レーダ装置１は、自車両ＭＣの走行に伴い、略一定距離離れた位置の路面Ｇを連続性を保持して検出する。その結果、レーダ装置１が検出する路面Ｇまでの距離Ｄは略一定となる。したがって、路面Ｇは、瞬時値として静止物として観測されるものの、自車両ＭＣが走行しても距離が略一定となり、時系列的な距離の変化量が少ない。

このため、抽出部４３ａは、例えば、車速センサ（図示略）から自車両ＭＣの走行速度を示す信号を取得し、かかる信号に基づき、静止物に相当する物標を抽出する。

続いて、抽出部４３ａは、静止物に相当する観測データについて距離の経時変化を測定する。そして、抽出部４３ａは、距離が略一定となる観測データを路面Ｇの候補となる候補物標として抽出し、かかる候補物標の観測データを決定部４３ｂへ出力する。

このように、抽出部４３ａは、距離に加えて相対速度の経時変化に基づき、候補物標を抽出するため、静止している下方物を確実に排除することができる。したがって、路面Ｇの検出精度を向上させることができる。

なお、候補物標を抽出する判定条件は、これに限定されるものではない。例えば、図３Ｂに示すように、抽出部４３ａは、上記の判定条件を満たす物標のうち、水平角度の経時変化においてバラつきが大きい物標を候補物標として抽出することもできる。

これは、下方物であれば、送信波ＳＷが反射し得る反射点の範囲が限られるのに対し、路面Ｇは、送信波ＳＷが反射し得る反射点が広範囲にわたって無数に存在するためである。

このため、図３Ｂに示すように、路面Ｇは、連続性判定部４２によって毎回のスキャンにおいて連続性を有する同じ物標であると判定されるものの、水平角度のバラつきが大きくなりやすい。

抽出部４３ａは、例えば、上記した判定条件を満たす物標について複数回のスキャンにおける水平角度の標準偏差を求め、かかる標準偏差の値が所定値以上、すなわち、水平角度のバラつきが大きい物標を候補物標として抽出することもできる。

これにより、抽出部４３ａは、候補物標の抽出精度を向上させることができ、レーダ装置１による路面Ｇの検出精度を向上させることができる。

次に、図４を用いて決定部４３ｂによる路面Ｇの決定処理について説明する。図４は、決定部４３ｂによる路面Ｇの決定処理を示す図である。図４に示す黒丸は、抽出部４３ａによって抽出された候補物標の位置を示す。

決定部４３ｂは、候補物標が存在する場合に、かかる複数の候補物標を路面Ｇとして決定する。これは、路面Ｇであれば、送信波ＳＷの反射点が無数に存在し、候補物標も無数に存在するためである。

換言すると、路面Ｇであれば広範囲にわたって検出されるため、路面Ｇに対応する物標が一点のみ検出されることは考えにくい。したがって、決定部４３ｂは、水平角度、すなわち、同図における左右方向の位置が異なる複数の候補物標が存在することを条件として、かかる複数の候補物標を路面Ｇとして決定する。

これにより、レーダ装置１は、路面Ｇの誤検出を抑制することができ、検出精度を向上させることができる。なお、図４では、物標候補が４つである場合を示しているが、これは例示であって物標候補の個数を限定するものではない。

ところで、レーダ装置１は、自車両ＭＣと停止車両とが接近している状態において、停止車両に関する物標が比較的低い位置に検出された場合に、当該物標を路面Ｇに関する物標と誤って判定することがある。

このため、レーダ装置１は、自車両ＭＣと停止車両との距離が比較的遠い場合に、停止車両に関する物標が路面Ｇよりも高い位置に存在する物標として検出されたときに、車両に関する物標であることを示すフラグをＯＮにする。

これにより、自車両ＭＣが停止車両に接近した場合でもフラグの状態を判定することで、停止車両に関する物標を路面と誤って判定することを防止できる。

言い換えると、レーダ装置１は、上記した先行車両フラグや隣接車フラグの状態を確認することで、停止車両に関する物標を路面Ｇの判定対象から除外することができ、路面Ｇの誤検出を抑制することができる。

次に、レーダ装置１が実行する処理手順について図５および図６を用いて説明する。図５は、レーダ装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。また、図６は、レーダ装置１が実行する路面判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

図６に示すように、まず、ピーク検出部４１ａが、ピーク検出処理を行う（ステップＳ１０１）。そして、角度推定部４１ｂが、ピーク検出処理の処理結果に基づき、角度推定処理を行う（ステップＳ１０２）。

そして、ペアリング部４１ｃが、角度推定処理までの処理結果に基づき、ペアリング処理を行う（ステップＳ１０３）。つづいて、連続性判定部４２が、ペアリング処理までの処理結果に基づき、連続性判定処理を行う（ステップＳ１０４）。

続いて、路面判定部４３が、連続性判定処理までの処理結果に基づき、路面判定処理を行う（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０５の路面判定処理の処理手順については、図６を用いて後述する。

続いて、フィルタ処理部４４が、路面判定処理までの処理結果に基づき、フィルタ処理を行う（ステップＳ１０６）。そして、不要物標判定部４６が、フィルタ処理までの処理結果に基づき、不要物標判定処理を行う（ステップＳ１０７）。

続いて、結合処理部４７が、不要物標判定処理までの処理結果に基づき、結合処理を行う（ステップＳ１０８）。そして、出力物標選択部４８が、結合処理までの処理結果に基づき、出力物標選択処理を行う（ステップＳ１０９）。

次に、図６を用いて図５に示したステップＳ１０５の路面判定処理の処理手順について説明する。まず、抽出部４３ａが、観測データは連続性を有するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

続いて、抽出部４３ａが、観測データが連続性を有する場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、観測データが俯角を示すか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

続いて、抽出部４３ａが、俯角を示す観測データについて（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、物標までの距離は略一定か否かを判定する（ステップＳ２０３）。

続いて、抽出部４３ａが、物標までの距離がる略一定であった場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、相対速度は静止物相当か否かを判定する（ステップＳ２０４）。

そして、抽出部４３ａが、相対速度が静止物相当であった場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、候補物標として抽出する（ステップＳ２０５）。続いて、決定部４３ｂが、水平角度が異なる複数の候補物標が有るか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

そして、決定部４３ｂが、水平角度が異なる複数の候補物標が有った場合に（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、かかる複数の候補物標を路面Ｇと判定し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

一方、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４およびステップＳ２０６の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ／ステップＳ２０２，Ｎｏ／ステップＳ２０３，Ｎｏ／ステップＳ２０４，Ｎｏ／ステップＳ２０６，Ｎｏ）、路面判定部４３が、路面Ｇと判定せず、処理を終了する。

上述したように、実施形態に係るレーダ装置１は、導出部４１と、連続性判定部４２と、路面判定部４３とを備える。導出部４１は、自車両ＭＣから送信した送信波ＳＷが物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む物標の観測データを導出する。

連続性判定部４２は、導出部４１によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する。路面判定部４３は、連続性判定部４２によって同一物標と判定された観測データに基づき、俯角を示す物標のうち、自車両ＭＣの走行時に距離が一定となる判定条件を満たす物標を路面Ｇと判定する。したがって、レーダ装置１によれば、路面Ｇの検出精度を向上させることができる。

ところで、車両は、路面Ｇに比べて反射波の反射強度が強い強反射物となることが多い。このため、車両に対応する角度パワーは、路面Ｇに対応する角度パワーに比べて高い値をとりやすい。

このため、路面判定部４３は、車両の角度パワーに基づいて閾値を設定し、角度パワーがかかる閾値よりも低い物標を対象として路面Ｇの判定を行うようにしてもできる。換言すると、路面判定部４３は、車両に基づく反射波を除外して路面Ｇの判定を行うこともできる。

これにより、路面判定部４３による処理負荷を抑えつつ、精度よく路面Ｇを検出することができる。なお、路面Ｇによる反射波の反射強度は、路面Ｇの路面条件（路面の種類、雨の有無）等によって異なる。このため、路面判定部４３は、かかる閾値を路面条件によって変更することもできる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ レーダ装置
２ 車両制御装置
４１ 導出部
４１ａ ピーク検出部
４１ｂ 角度推定部
４１ｃ ペアリング部
４２ 連続性判定部
４３ 路面判定部
４３ａ 抽出部
４３ｂ 決定部
４４ フィルタ処理部
４５ 物標分類部
４６ 不要物標判定部
４７ 結合処理部
４８ 出力物標選択部
Ｇ 路面
ＳＷ 送信波

Claims (6)

1. 自車両から送信した送信波が物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む前記物標の観測データを導出する導出部と、
   前記導出部によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する連続性判定部と、
   前記連続性判定部によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する路面判定部と
   を備えることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記導出部は、
   前記観測データとして前記物標との相対速度をさらに導出し、
   前記路面判定部は、
   前記導出部によって導出された前記相対速度が静止物に相当する物標を前記路面と判定すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記導出部は、
   前記観測データとして前記物標の方位をさらに導出し、
   前記路面判定部は、
   前記導出部によって導出された前記方位のバラつきが基準値以上である物標を前記路面と判定すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記路面判定部は、
   前記観測データに基づいて前記判定条件を満たす前記物標を抽出する抽出部と、
   前記抽出部によって抽出された物標のうち、前記導出部によって導出された前記方位が異なる複数の前記物標が存在する場合に、当該複数の物標を前記路面として決定する決定部と
   を備えること
   を特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記路面判定部は、
   前記導出部が前記観測データの導出処理に用いた前記反射波の受信強度が車両に反射した場合の反射波の受信強度に基づいて設定された閾値よりも低い物標について前記路面の判定を行うこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーダ装置。
6. 自車両から送信した送信波が物標に反射した反射波に基づいて当該物標との距離と、俯角とを含む前記物標の観測データを導出する導出工程と、
   前記導出工程によって前回導出された観測データと今回導出された観測データとが時間的に連続する同一物標の観測データであるか否かを判定する連続性判定工程と、
   前記連続性判定工程によって前記同一物標と判定された観測データに基づき、前記俯角を示す物標のうち、前記自車両の走行時に前記距離が一定となる判定条件を満たす前記物標を路面と判定する路面判定工程と
   を含むことを特徴とする路面検出方法。

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