JP2019007926A - Detector - Google Patents
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Abstract
Description
自動車等の車体に搭載され、ドップラーシフトに基づいて自車速を検出する検出装置に関する。 The present invention relates to a detection device that is mounted on a body of an automobile or the like and detects the vehicle speed based on a Doppler shift.
側方監視用のレーダを備え、静止物体を識別し、その静止物体の方位、及び、相対速度に基づいて、自車速を検出する検出装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の検出装置は、車体の左右側方に設定された探索領域にレーダから電磁波を放射し、探索領域内の静止物体によって反射された反射波の周波数を計測する。更に、検出装置は、反射波の周波数のドップラーシフトに基づいて、車体に対する静止物体の相対速度を算出し、自車速を検出する。
There is known a detection device that includes a radar for lateral monitoring, identifies a stationary object, and detects the vehicle speed based on the direction and relative speed of the stationary object (for example, Patent Document 1). The detection device of
ドップラーシフトは、その物体の車体に対する相対速度ベクトルの、物体と車体とを結ぶ方向の成分、即ち、視線速度に依存する。物体が車体に対して前方にあるときに比べ、左右側方にあるとき、視線速度が小さくなるため、特許文献1の検出装置では、ドップラーシフトが小さくなり、検出される自車速の誤差が大きくなる。そのため、自車速を精度よく検出することが難しいという問題があった。
The Doppler shift depends on the component of the relative speed vector of the object with respect to the vehicle body in the direction connecting the object and the vehicle body, that is, the line-of-sight speed. Since the line-of-sight speed is smaller when the object is on the left and right sides than when the object is in front of the vehicle body, the Doppler shift is small in the detection device of
本発明は、以上の背景を鑑み、自車速をより正確に検出できる検出装置を提供することを課題とする。 In view of the above background, it is an object of the present invention to provide a detection device that can detect the vehicle speed more accurately.
上記課題を解決するために、車体(2)に搭載され、前記車体の前側に送信波を放射して、前記送信波の反射波を受信して物標を検出すると共に、自車速を推定する検出装置(1)であって、前記検出装置から前記車体の前方に延びる基準線(L)を含む第1基準面(S1)において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第1角度幅(δ1)の範囲(P)内にある第1物標(A〜I)を検出し、前記第1物標のうち、前記第1基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第2角度幅(δ2)の範囲(Q)内にある第2物標(A〜G)からの前記反射波のドップラーシフトに基づいて自車速を推定する検出装置が提供される。 In order to solve the above problem, the vehicle is mounted on the vehicle body (2), radiates a transmission wave to the front side of the vehicle body, receives a reflected wave of the transmission wave, detects a target, and estimates the vehicle speed. In the first reference plane (S 1 ) including the reference line (L) extending from the detection device to the front of the vehicle body, the detection device (1) is symmetrical about the reference line with the detection device as a starting point. A first target (A to I) within a range (P) of a first angular width (δ 1 ) is detected, and the detection device is used as a starting point on the first reference plane of the first target. Detecting the own vehicle speed based on the Doppler shift of the reflected wave from the second target (A to G) within the range (Q) of the second angular width (δ 2 ) symmetrically with respect to the reference line An apparatus is provided.
この態様によれば、車体の前方に位置する物標を用いると、ドップラーシフトが大きくなり、自車速の誤差が小さくなるため、推定される自車速の精度が向上する。 According to this aspect, when the target located in front of the vehicle body is used, the Doppler shift increases and the error of the own vehicle speed decreases, so that the accuracy of the estimated own vehicle speed improves.
また、上記の態様において、前記第1基準面が車幅方向に平行であるとよい。 In the above aspect, the first reference plane may be parallel to the vehicle width direction.
この態様によれば、車体の走行面上にあるにある多くの物標を自車速の推定に使用できるため、自車速の精度が向上する。 According to this aspect, since many targets on the running surface of the vehicle body can be used for estimating the host vehicle speed, the accuracy of the host vehicle speed is improved.
また、上記の態様において、前記第1基準面が上下方向に平行であるとよい。 In the above aspect, the first reference plane may be parallel to the vertical direction.
この態様によれば、車体の上下方向に位置する物標は地面に対して固定されていることが多いため、自車速の精度が向上する。 According to this aspect, since the target positioned in the vertical direction of the vehicle body is often fixed to the ground, the accuracy of the host vehicle speed is improved.
また、上記の態様において、複数の前記第2物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて、前記第2物標の前記検出装置に対する視線速度を算出し、前記第2物標それぞれに対して、前記視線速度を、前記第2物標と前記検出装置を通る直線と、前記検出装置を通り前方へ延びる直線とのなす角度の余弦で割った値を仮速度とし、前記仮速度の平均値と前記仮速度との差が所定の速度閾値以下の前記第2物標を第3物標(A〜E)として選択し、前記第3物標の前記仮速度に基づいて自車速を推定するとよい。 Further, in the above aspect, based on the Doppler shift of the reflected wave from the plurality of second targets, a line-of-sight speed of the second target with respect to the detection device is calculated, and each of the second targets is calculated. On the other hand, a value obtained by dividing the line-of-sight speed by a cosine of an angle formed by a straight line passing through the second target and the detection device and a straight line extending forward through the detection device is defined as a provisional velocity. The second target whose difference between the average value and the temporary speed is equal to or less than a predetermined speed threshold is selected as a third target (A to E), and the vehicle speed is determined based on the temporary speed of the third target. It is good to estimate.
この態様によれば、地面に対して移動する物標を除外して自車速を推定できるため、自車速の精度が向上する。 According to this aspect, since the vehicle speed can be estimated by excluding the target moving with respect to the ground, the accuracy of the vehicle speed is improved.
また、上記の態様において、前記第2物標のそれぞれに対応する前記仮速度と、推定された前記自車速との差が所定の移動体速度閾値より大きい場合には、前記第2物標が地面に対して移動する移動体としてラベル付けし、移動体としてラベル付けられた第2物標を前記第3物標として選択しないようにするとよい。 In the above aspect, when the difference between the temporary speed corresponding to each of the second targets and the estimated vehicle speed is larger than a predetermined moving body speed threshold, the second target is It is good to label as a moving body which moves with respect to the ground, and not to select the second target labeled as the moving body as the third target.
この態様によれば、地面に対して移動する物標が確実に除外されるため、推定される自車速の精度が向上する。 According to this aspect, since the target moving with respect to the ground is surely excluded, the accuracy of the estimated vehicle speed is improved.
また、上記の態様において、前記検出装置は更に、前記基準線を含み、前記第1基準面とは異なる第2基準面(S2)において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第3角度幅(δ3)の範囲内にある物標を検出し、前記第2基準面上において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第4角度幅(δ4)の範囲内にある前記物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて自車速を推定するとよい。 In the above aspect, the detection device further includes the reference line, and is symmetrical about the reference line with the detection device as a starting point on a second reference surface (S 2 ) different from the first reference surface. , A target within the range of the third angular width (δ 3 ) is detected, and the fourth angular width (δ 4 ) is symmetric about the reference line with the detection device as a starting point on the second reference plane. The host vehicle speed may be estimated based on the Doppler shift of the reflected wave from the target within the range.
この態様によれば、自車速の推定が車体の前方に位置する物標に基づくため、推定される自車速の精度が向上する。 According to this aspect, since the estimation of the own vehicle speed is based on the target located in front of the vehicle body, the accuracy of the estimated own vehicle speed is improved.
以上の構成によれば、自車速をより正確に検出できる検出装置を提供することが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to provide a detection device that can detect the host vehicle speed more accurately.
以下、本発明に係る検出装置の実施形態を図1〜図8を参照して説明する。本発明に係る検出装置1は、車両2に搭載されるレーダであって、車体3の前方に電磁波を放射し、車体3の前方に位置する対象物から反射される反射波を受信して、反射波の信号に基づいて物標を識別し、車体3と物標との相対的な位置関係を把握するための装置である。検出装置1では、例えば視界が悪い雨天時等に、車体3の近傍に位置する物標を検出すると共に、物標と車体3との相対速度と自車速とを比較することで、物標が移動しているかを判別するために、自車速を推定する。
Hereinafter, embodiments of a detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The
図1に示されるように、検出装置1は、車体3の前端に搭載され、車体の前方周辺に送信波を放射する送信装置5を備える。送信装置5は、入力信号に基づいて、送信波として、マイクロ波帯〜ミリ波帯(数百GHz〜数THz)の間の所定の周波数の所定の方向に電磁波を放射する送信アンテナと、所定の入力に応じて、送信アンテナから放射される電磁波の方向を車体3の前方に対して上下方向及び車幅方向に変える走査装置とを備えている。本実施形態では、送信装置5はフェイズドアレイアンテナを含み、送信アンテナは車体3の前方に向く面に格子状に配列され、走査装置はその送信アンテナから放射される電磁波の位相を制御する。電磁波の位相が制御されることで、送信アンテナから放射される電磁波の放射方向が変化する。
As shown in FIG. 1, the
検出装置1は、更に、車体3の前端に搭載され、車体の前方周辺に存在する対象物からの反射波を受信する受信装置7を有する。受信装置7は、例えば、反射波を検出する受信アンテナであって、受信された信号を出力する。受信装置7は、検出可能距離R(〜数十m)以内にある対象物からの反射波を検知することができる。受信装置7は車体3の前端において、送信装置5に隣接した位置に搭載され、送信装置5と受信装置7との距離(〜数cm)は、検出可能距離Rに比べて十分小さい。そのため、以下では、送信装置5の位置と受信装置7の位置とは概ね同じであると見なすことができる。
The
検出装置1は、更に、送信装置5及び受信装置7に接続された制御装置10を備える。制御装置10は車体3の前部に搭載された中央演算処理装置(CPU)、メモリ、及び、送信装置5及び受信装置7との間で信号をやり取りするための所定の入出力インターフェースを備える。制御装置10は、送信装置5に信号を入力し、送信装置5から所定の強度であり、所定の周波数(送信周波数)の電磁波を、所定の方向に放射するように制御する。更に、制御装置10は、その放射方向にある対象物によって反射され、受信装置7によって受信された反射波の強度と周波数(受信周波数)を検出する。
The
制御装置10は、車体3の前方に電磁波を放射し、その反射波を検出して、自車速を推定する自車速推定処理を行う。以下では、図3に記載されたフローチャートを参照して、その自車速推定処理について説明する。
The
制御装置10は、ステップST1において、送信装置5に送信アンテナから所定の送信周波数の電磁波を放射させるとともに、その放射方向を車幅方向に掃引させる。車幅方向の掃引が完了すると、その放射方向を上下方向に少しずつ変化させ、再度、車幅方向に掃引させる。これを繰り返すことによって、電磁波の放射方向は、送信装置5(受信装置7)を通って車体3の前方(図1の黒矢印)に延びる直線である基準線Lを中心に、送信装置5を起点として、車幅方向に角度幅ΦW、上下方向に角度幅ΦHの間を隈なく変化する。
In step ST1, the
制御装置10は、電磁波の放射方向の掃引と同時に、その放射方向と受信装置7で受信された反射波の強度の関係を取得し、車幅方向φW及び上下方向φHについての強度マップを作成する。同時に、制御装置10は、受信装置7で受信された電磁波の信号をFFTに掛けることで、それぞれの方向における反射波の受信周波数を取得し、車幅方向φW及び上下方向φHについての周波数マップを作成する。但し、本実施形態では、制御装置10は、反射波の信号をFFTに掛けたときに、強度が最大となる周波数を反射波の受信周波数としている。
制御装置10の物標の検出範囲である第1領域X(図1)は、受信装置7を中心とする半径が検出可能距離Rである球の内部であって、受信装置7を起点とし、基準線Lを中心として車幅方向及び上下方向にそれぞれ角度幅ΦW及び角度幅ΦHの領域の内部となる。このように、送信波の放射方向が上下及び車幅方向に変化するため、放射方向の掃引が上下、又は車幅方向のいずれかのみの場合よりも、自車速を推定するための物標をより多く選択することができ、自車速の精度が向上する。
The first region X (FIG. 1), which is the target detection range of the
制御装置10は、作成された強度マップに基づいて、強度マップ上の反射波の強度が所定の強度閾値以上であり、且つ、その強度閾値以上であるφW及びφHについての面積(立体角)が所定の立体角閾値以上となっている領域を探索し、その領域に対応する対象物を第1物標とする。その後、制御装置10は、周波数マップに基づいて、第1物標に対応する領域のそれぞれにおいて、検出される受信周波数を、その反射波の強度に対応する重みをつけて平均化し、第1物標からの反射波の受信周波数として記録する。
Based on the created intensity map, the
角度幅ΦW及びΦHは、第1物標が複数選択されるように、十分大きく設定される必要がある。車幅方向の角度幅ΦWは、少なくとも20度以上300度以下になるように設定され、40度以上300度以下の所定の値であることが好ましい。本実施形態では、角度幅ΦWは60度に設定されている。上下方向の角度幅ΦHは、少なくとも5度以上180度以下になるように設定され、5度以上100度以下の所定の値であることが好ましい。本実施形態では、角度幅ΦHは、40度となるように設定されている。 The angle widths Φ W and Φ H need to be set sufficiently large so that a plurality of first targets are selected. The angular width Φ W in the vehicle width direction is set to be at least 20 degrees and not more than 300 degrees, and is preferably a predetermined value of not less than 40 degrees and not more than 300 degrees. In the present embodiment, the angular width [Phi W is set to 60 degrees. The vertical angle width Φ H is set to be at least 5 degrees and 180 degrees, and is preferably a predetermined value of 5 degrees to 100 degrees. In the present embodiment, the angular width [Phi H is set to be 40 degrees.
図2に示される場合には、破線で示される領域からの反射波の強度が大きく、それぞれの領域に対応する信号機A、電灯B、案内標識C、マンホールD、街路樹E、歩行者F、歩行者G、電灯H、街路樹Iがそれぞれ第1物標として検出される。一般に車両2が走行する走行面上には静止物が多いため、第1物標の中には静止物が多く含まれる。図2の場合では、A〜E、H、Iが静止物に該当する。第1物標の選択が完了すると、制御装置10は、ステップST2を実行する。
In the case shown in FIG. 2, the intensity of the reflected wave from the area indicated by the broken line is large, and the traffic light A, electric light B, guide sign C, manhole D, street tree E, pedestrian F, corresponding to each area, A pedestrian G, an electric lamp H, and a roadside tree I are detected as first targets. In general, since there are many stationary objects on the traveling surface on which the
ステップST2において、制御装置10は、ステップST1で第1物標のそれぞれに対して、強度マップ上の第1物標の位置に基づいて、幾何学的に、基準線Lと、受信装置7と第1物標とを結ぶ直線とのなす角度θを算出する。より具体的には、本実施形態では、受信装置7と第1物標とを結ぶ直線は、受信装置7、及び、第1物標に対応する領域の重心の位置(強度マップ上の重心の位置)を結ぶ直線として定義されている。本実施形態では、車体3の進行方向は、車体3の前方(図1及び図2の矢印の方向)と等しい場合を想定している。
In step ST2, the
更に、制御装置10は、ステップST2において、まず、第1物標のそれぞれに対して、受信周波数を用いて、受信装置7に対する視線速度を求める。受信周波数は、第1物標が車体3(受信装置7)に対して移動しているとき、ドップラー効果によって、送信周波数とは異なる値にシフトする(ドップラーシフト)。受信周波数ν(Hz)、送信周波数ν0(Hz)、シフト量Δν(Hz)、及び、受信装置7に対する第1物標の相対速度の速度ベクトルの、受信装置7と第1物標を結ぶ直線方向の成分、即ち、受信装置7に対する第1物標の視線速度(ラジアル速度)vr(km/h)の関係は、光速c(=3.0×108m/s=1.1×109m/h)を用いて、以下の式(1)で表される。
ステップST2で求められる仮速度v1について、図4(A)〜(C)を参照して説明する。まず、第1物標が地面に対して静止し、車体3が速さv(速度ベクトルV)で地面に対して前方に移動している場合(図4(A))を考える。図4(B)に示されるように、基準線Lと、受信装置7と第1物標とを結ぶ直線とのなす角度θであり、車体3から見て、第1物標は後方に速さv(速度ベクトル−V)で移動する。したがって、受信装置7から見たときの第1物標の視線速度はvcosθとなり、ステップST2で求められる仮速度v1は実際の自車速vに等しくなる。
For temporary speed v 1 obtained in step ST2, the will be described with reference to FIG. 4 (A) ~ (C) . First, consider a case where the first target is stationary with respect to the ground and the
しかし、図4(C)に示されるように、車体3が図4(C)の速さv(速度ベクトルV)で地面に対して移動し、第1物標が速度ベクトルWで地面に対して移動している場合には、車体3から見たときの第1物標の速度ベクトルは、速度ベクトルWと速度ベクトルVの差である速度ベクトルU(=W−V)で表される。したがって、受信装置7に対する第1物標の視線速度はvcosθとは異なり、ステップST2で求められる仮速度v1は実際の自車速vとは異なる。本発明では、以下のステップ、具体的には、ステップST3〜ST5において、制御装置10は、複数の第1物標の中から静止したものを選択する統計処理を行うことによって、自車速を推定する。
However, as shown in FIG. 4C, the
制御装置10は、ステップST3において、第1物標の中から、対応する角度θの絶対値が角度閾値θth以下の領域Zにある第1物標を、第2物標として抽出する。領域Zは、受信装置7から前方に延びる直線を軸線とし、受信装置7を頂点とし、頂角が2θthである円錐の内部の領域Zに対応する。また、角度閾値θthは、角度幅ΦW及びΦHの1/2よりも小さくなるように設定されている(θth<ΦW/2、且つ、θth<ΦH/2)。本実施形態では、角度閾値として15度が用いられている。
図1には、基準線Lを含む車幅方向に平行な第1基準面S1が実線として図示されている。第1物標は、第1基準面S1において、受信装置7の位置を起点として、基準線Lについて対称に、角度幅が第1角度幅δ1となる領域Pの内部にある。一方、第2物標は、第1基準面S1上において、受信装置7の位置を起点として、基準線Lについて対称に、角度幅が第2角度幅δ2となる領域Qの内部にある。第1角度幅δ1はΦWに等しく、第2角度幅δ2は2θthに等しいため、第2角度幅δ2は第1角度幅δ1よりも小さい。したがって、ステップST3において、制御装置10は、第1基準面S1にある第1物標から、角度θが小さい物標を多く含むように第2物標を選択し、第2物標の群を構成している。
1, the first reference surface S 1 parallel to the vehicle width direction including the reference line L is shown as a solid line. The first target is located within the region P where the angular width is the first angular width δ 1 symmetrically with respect to the reference line L, starting from the position of the receiving
また、図5に示されるように、基準線Lを含む上下方向に平行となる第2基準面S2においては、第1物標は、受信装置7の位置を起点として、基準線Lについて対称に、角度幅が第3角度幅δ3となる領域の内部にあり、第2物標は、受信装置7の位置を起点として、基準線Lについて対称に、角度幅が第4角度幅δ4となる領域の内部にある。第3角度幅δ3はΦHに等しく、第4角度幅δ4は2θthに等しいため、第4角度幅δ4は第3角度幅δ3よりも小さい。よって、ステップST3において、制御装置10は、第2基準面S2にある第1物標から、角度θが小さい物標を多く含むように第2物標を選択し、第2物標の群を構成している。
Further, as shown in FIG. 5, on the second reference plane S < b > 2 that is parallel to the vertical direction including the reference line L, the first target is symmetrical with respect to the reference line L with the position of the receiving
本実施形態では、図1及び図5に示されるように、車幅方向及び水平方向に限らず、基準線Lを含む任意の方向の基準面においても、第1物標、及び、第2物標は、それぞれ受信装置7の位置を起点とし、基準線Lについて対称に、角度幅が所定の値となる領域内に位置し、第2物標の領域を規定する角度幅は第1物標に比べて小さい。そのため、第1物標から、角度θが小さい物標をより含むように第2物標が選択されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the first target and the second object are not limited to the vehicle width direction and the horizontal direction, but also on a reference plane in any direction including the reference line L. Each of the targets is located in a region where the angle width is a predetermined value symmetrically with respect to the reference line L, starting from the position of the receiving
図2に示されるような場合を考えると、ステップST3において、車体3の左側方に位置する電灯Hや、右前方に位置する街路樹Iは第2物標として抽出されないが、車体3の前方に位置する信号機A、電灯B、案内標識C、マンホールD、街路樹E、歩行者F、Gが第2物標として抽出される。その後、制御装置10は、ステップST4を実行する。
Considering the case as shown in FIG. 2, in step ST3, the lamp H located on the left side of the
制御装置10は、ステップST4において、第2物標の仮速度v1の平均値v2を求めた後、第2物標の中から、その平均値v2と対応する仮速度v1との差の絶対値が所定の速度閾値vth以下である第2物標を、第3物標として選択する。
ステップST4は、第2物標から静止物を抽出することを目的としている。第2物標は、図2においては、信号機A、電灯B、案内標識C、マンホールD、街路樹E、歩行者F、Gであり、その多く(図2のA〜E)は地面に対して静止している。そのため、第2物標に含まれる静止物の割合は移動物の割合に比べて十分大きく、第2物標の仮速度v1の平均値v2は、概ね自車速に等しくなる。一方、図2の歩行者F、Gのように、地面に対して静止しない第2物標の仮速度v1は平均値v2とは大きく異なる。したがって、ステップST4において、制御装置10は、第2物標の群から、その仮速度v1と平均値v2との差の絶対値が速度閾値vth以下である第2物標(図2のA〜E)を第3物標として選択することで、第2物標から静止物を第3物標として抽出することが可能となる。第3物標を選択後、制御装置10は、ステップST5を実行する。
Step ST4 is intended to extract a stationary object from the second target. In FIG. 2, the second target is traffic light A, electric light B, guide sign C, manhole D, street tree E, pedestrians F and G, many of which (A to E in FIG. 2) are against the ground. And is stationary. Therefore, the ratio of the still contained in the second target is sufficiently larger than the ratio of the moving average value v 2 of the provisional velocity v 1 of the second target is made substantially equal to the vehicle speed. On the other hand, like the pedestrians F and G in FIG. 2, the temporary speed v 1 of the second target that is not stationary with respect to the ground is greatly different from the average value v 2 . Thus, in step ST4, the
制御装置10は、ステップST5において、第3物標(図2のA〜E)のそれぞれに対応する仮速度の平均値vavを算出し、その仮速度の平均値vavを自車速として推定する。その後、制御装置10は、自車速推定処理を完了する。ステップST4において、第3物標は、第2物標から地面に対して概ね静止した物標を選択しているため、推定される自車速(仮速度の平均値vav)は実際の自車速にほぼ等しくなる。このように、地面に対する速度が小さい物標をより多く含む第3物標を用いて自車速を推定するため、推定される自車速の精度が向上する。
In step ST5, the
次に、このように構成した検出装置1の効果について説明する。角度θの測定には測定誤差Δθがある。ステップST2で求められる仮速度v1は、視線速度を角度θの余弦cosθで割ることによって算出されるため、仮速度v1にも誤差Δv1が生じる。図6には、車体3が60km/hで走行し、角度θの測定誤差Δθが1度であるときに角度θの位置にある静止した物標に対して求められる仮速度の誤差Δv1が一点鎖線で、Δθが3度であるときに角度θの位置にある静止した物標に対して求められる仮速度の誤差Δv1が実線で示されている。仮速度の誤差Δv1は、以下の式で表される。
図6によれば、角度θが小さいほど、仮速度v1の誤差Δv1が小さくなることが確認できる。誤差Δv1が小さくなると推定される自車速の誤差も小さくなるため、推定される自車速の誤差を小さくするには、角度θが小さい物標のドップラーシフトを用いるとよい。本発明では、ステップST3において、第1物標から、受信装置7の前方に位置し、角度θの小さい物標をより多く含む第2物標の群を構成し、その第2物標の群から第3物標を抽出して、自車速を推定しているため、推定される自車速の精度が向上する。
According to FIG. 6, it can be confirmed that the smaller the angle θ, the smaller the error Δv 1 of the provisional speed v 1 . Since the error of the own vehicle speed estimated to be smaller when the error Δv 1 is reduced, the Doppler shift of a target having a small angle θ is preferably used to reduce the estimated error of the own vehicle speed. In the present invention, in step ST3, a group of second targets that are located in front of the receiving
また、制御装置10は、ステップST3において、第1物標から第2物標を選択するときに、第1物標のそれぞれに対応する角度θが角度閾値θth以下であるかを判定している。したがって、第1物標から受信装置7の前方に位置し、角度θの小さい物標をより多く含むように選択する過程(ステップST3)が簡素である。
In addition, when the
角度閾値θthは角度θの測定誤差Δθと、自車速に求められる精度とに基づいて定められる。角度θの測定誤差Δθが3度であり、自車速が60km/hであり、推定される自車速に要求される精度が3.5km/h以下であるときには、図6の破線に基づいて、角度閾値θthは0度以上45度以下の値に設定される。推定される自車速に要求される精度は少なくとも6.0km/h以下であり、1.0km/h以下であることが好ましい。例えば、本実施形態では、測定誤差Δθが3度で、自車速が60km/hで、自車速に要求される精度は1.0km/h以下であるため、図6の一点鎖線に示されるように、角度閾値θthは15度に設定されている。このように図6を参照することで、角度θの測定誤差Δθに基づいて、自車速に要求される精度を満たすように角度閾値θthの上限値を定めることができる。 The angle threshold value θth is determined based on the measurement error Δθ of the angle θ and the accuracy required for the host vehicle speed. When the measurement error Δθ of the angle θ is 3 degrees, the own vehicle speed is 60 km / h, and the accuracy required for the estimated own vehicle speed is 3.5 km / h or less, based on the broken line in FIG. The angle threshold θ th is set to a value between 0 degrees and 45 degrees. The accuracy required for the estimated host vehicle speed is at least 6.0 km / h, preferably 1.0 km / h. For example, in the present embodiment, the measurement error Δθ is 3 degrees, the host vehicle speed is 60 km / h, and the accuracy required for the host vehicle speed is 1.0 km / h or less. In addition, the angle threshold value θ th is set to 15 degrees. In this way, by referring to FIG. 6, the upper limit value of the angle threshold value θth can be determined based on the measurement error Δθ of the angle θ so as to satisfy the accuracy required for the host vehicle speed.
また、真の(実際の)自車速と、角度θの測定に測定誤差Δθがある場合に求められる自車速との差の、真の自車速に対する比δ(誤差率)に基づいて、角度閾値θthを求めてもよい。真の自車速がuであるときには、角度θの位置にある静止した物標の視線速度はucosθとなる。求められる自車速は、測定誤差Δθによって物標が角度θ+Δθの位置にある測定されると、ucosθ/(cos(θ+Δθ))と表される。従って、δは、
また、自車速に求められる誤差が一定になるように、他の手段(例えば、車輪の回転速度等)によって推定された自車速や所定時間前に推定された自車速に基づいて、角度閾値θthを変更するように設定してもよい。例えば、自車速の誤差が常に2.0km/h以下となるように、他の手段によって推定された自車速が10km/hであるときには角度閾値θthを68度以下に設定し、他の手段によって推定された自車速が40km/hであるときには、角度閾値θthを45度以下に設定してもよい。 Further, based on the own vehicle speed estimated by other means (for example, the rotational speed of the wheel) or the own vehicle speed estimated a predetermined time ago so that the error required for the own vehicle speed becomes constant, the angle threshold θ You may set to change th . For example, when the host vehicle speed estimated by other means is 10 km / h so that the error of the host vehicle speed is always 2.0 km / h or less, the angle threshold θth is set to 68 degrees or less. When the vehicle speed estimated by the above is 40 km / h, the angle threshold θth may be set to 45 degrees or less.
角度閾値θthが0に近づくと、推定される自車速の誤差は小さくなる。しかし、角度閾値θthが0に近づくと、送信波が車体3の前方にのみ放射される。よって、検出される物標の数が減少し、自車速が推定し難くなる。そのため、基準線Lに対して角度閾値θthの角度をなす方向に放射された送信波が車両2の走行する車線の外や標識・信号に到達し、受信装置7によって反射波が検出されることが好ましい。角度閾値θthは、車線の幅、標識や信号の高さ、及び、受信装置7の検出可能距離Rによって定まる所定の下限値以上に設定され、その下限値は少なくとも5度以上、好ましくは10度以上に設定されるとよい。
As the angle threshold θth approaches 0, the estimated error in the vehicle speed becomes smaller. However, when the angle threshold value θth approaches 0, the transmission wave is radiated only in front of the
以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、図1に示されるように、送信装置5から放射される電磁波の方向を車体3の前方に対して上下方向及び車幅方向に変えるように構成されていたが、必ずしも、車幅方向及び上下方向に変更する必要はなく、例えば、車幅方向又は上下方向のいずれか一方のみに変更するように構成されていてもよい。
Although the description of the specific embodiment is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the direction of the electromagnetic wave radiated from the
放射方向を車幅方向にのみ変更する場合は、上下方向に放射方向を変える必要がないため、自車速推定処理が簡素になる。更に、車体3の走行面上に位置する多くの物標を検出することができ、自車速の推定をより多くの物標に基づいて行うことができるため、自車速の誤差を抑えることができる。また、放射方向を車幅方向に変更する場合でも、車体3に送信アンテナ及び受信アンテナを複数(例えば、車体3の前後左右端部にそれぞれ1つずつ)配置し、それらを組み合わせることによって、放射方向を車体3に対して車幅方向により広く掃引できるように構成してもよい。
When the radiation direction is changed only in the vehicle width direction, it is not necessary to change the radiation direction in the vertical direction, so that the own vehicle speed estimation process is simplified. Furthermore, since many targets located on the traveling surface of the
放射方向を上下方向のみに変更する場合は、車体3の前上下方向に存在する標識やマンホール等の地面に対して静止した物標を検出することができるため、自車速の誤差を抑えることができる。
When the radiation direction is changed to the vertical direction only, it is possible to detect a target stationary on the ground such as a sign or a manhole existing in the front vertical direction of the
上記実施形態では、ステップST4において、仮速度v1の平均値v2を用いて第3物標として選択していたが、平均値には限定されず、最頻値、及び、中央値等を含む代表値のいずれであってもよい。例えば、ステップST4において、第2物標から、仮速度v1と仮速度v1の最頻値との差が速度閾値vth以下の第2物標を第3物標として選択するように構成してもよい。 In the above embodiment, in step ST4, had been selected as the third target using the average value v 2 of the provisional velocity v 1, it is not limited to the average value, mode value, and the median like Any of the representative values may be included. For example, the configuration in step ST4, the second target object, such that the difference of the provisional speed v 1 and the mode of temporary speed v 1 selects the following second target speed threshold v th a third target May be.
ステップST5において、制御装置10は、第3物標から求められる仮速度の平均値vavを自車速として推定していたが、必ずしも平均値には限定されず、例えば、第3物標から求められる仮速度の最頻値や中央値等の代表値を自車速として推定してもよい。また、制御装置10は、ステップST4において、第2物標の群から複数の第2物標を選択することによって第3物標を構成していたが、仮速度v1とその平均値v2との差の絶対値が速度閾値vth以下である第2物標を1つ選択して、第3物標としてもよい。このとき、制御装置10は、その1つの第3物標の仮速度を自車速として推定する。
In step ST5, the
上記実施形態では、車体3の進行方向が、車体の前方(図1及び図2の矢印の方向)と等しい場合を想定し、受信装置7から車体3の前方に延びる基準線Lと、受信装置7と対象物とを結ぶ直線とのなす角度θに基づいて自車速を推定していたが、受信装置7から車体3の走行方向に延びる直線と、受信装置7と対象物とを結ぶ直線とのなす角度に基づいて自車速を推定してもよい。このとき、検出装置1は、更に、車体3の前方に対する車輪の方向を検出する操舵角センサを有し、操舵角センサによって検出された操舵角に基づいて、車体3の走行方向を求めるとよい。
In the above embodiment, assuming that the traveling direction of the
図8に示されるように、上記実施形態のステップST1〜ST5に加え、自車速推定処理が、ステップST5の後に、第2物標の仮速度v1とステップST4において推定された自車速との差が所定の移動体速度閾値より大きいときに、第2物標を移動体としてラベル付けするステップST6を含んでいてもよい。このとき、ステップST4において、移動体ではない第2物標に対応する仮速度v1の平均値v2を求めた後、移動体ではない第2物標のうち、仮速度v1と平均値v2との差の絶対値が速度閾値vth以下である第2物標を第3物標として選択するように構成するとよい。このように移動体をラベル付けすることで、移動体が第3物体から排除され易くなり、推定される自車速の精度が向上する。更に、車体3の姿勢を制御する車体制御装置において、ラベルの情報に基づいた処理、例えば、衝突回避等の車体3の制御を行うことが可能となり、車両2の安全性が向上する。更に、地面に対して静止する対象物がより容易に、且つ、より高速に選択され、自車速推定処理がより簡素になる。
As shown in FIG. 8, in addition to step ST1~ST5 of the above embodiment, vehicle speed estimation process, after step ST5, the vehicle speed estimated in the provisional velocity v 1 and step ST4 of the second target When the difference is larger than a predetermined moving body speed threshold value, a step ST6 of labeling the second target as a moving body may be included. In this case, in step ST4, after obtaining the average value v 2 of the provisional velocity v 1 corresponding to the second target object is not a moving body, of the no second target is mobile, the temporary speed v 1 and the average value The second target whose absolute value of the difference from v 2 is equal to or less than the speed threshold v th may be selected as the third target. By labeling the moving body in this way, the moving body is easily excluded from the third object, and the accuracy of the estimated vehicle speed is improved. Furthermore, in the vehicle body control device that controls the posture of the
また、制御装置10のメモリに地図上の静止物の位置を記録しておき、ステップST4において、制御装置10は地図上の静止物の位置を取得して、第2物標が静止物であるかを判別し、第2物標が静止物である場合には、第3物標として選択してもよい。このように、地図を参照して、第2物標から静止物である第3物標を選択することによって、自車速の推定が、車体3に対してより前方に位置する静止物からの反射波のドップラーシフトに基づいて行うことができるため、精度が向上する。
Further, the position of the stationary object on the map is recorded in the memory of the
上記実施形態では、送信装置5から指向性の有する電磁波を発生する例を記載したが、受信装置7に複数の受信装置7を設け、制御装置10は、ステップST1において、その受信装置7で測定された反射波の位相差を測定することによって、反射波の方向を検出して強度マップを構成してもよい。また、送信波・受信波としては、電磁波には限定されず、例えば、超音波を用いてもよい。
In the above embodiment, an example in which electromagnetic waves having directivity are generated from the
上記実施形態では、制御装置10が強度マップと周波数マップとを同時に作成するとしたが、制御装置10は強度マップのみを作成し、強度マップに基づいて第1物標を選択した後、第1物標に対応する反射波の周波数を検出してもよい。但し、強度マップと周波数マップを同時に作成すると、強度マップを作成した後、送信装置5の方向を変える必要がないため、自車速推定処理がより簡素になる。
In the above embodiment, the
1 :検出装置
3 :車体
10 :制御装置
L :基準線
P,Q:領域
S1,S2:第1基準面,第2基準面
δ1〜δ4:第1角度幅〜第4角度幅
A〜I:第1物標
A〜G:第2物標
A〜E:第3物標
1: Detection unit 3: vehicle body 10: Control unit L: reference line P, Q:
Claims (6)
前記検出装置から前記車体の前方に延びる基準線を含む第1基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第1角度幅の範囲内にある第1物標を検出し、
前記第1物標のうち、前記第1基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第2角度幅の範囲内にある第2物標からの前記反射波のドップラーシフトに基づいて前記自車速を推定することを特徴とする検出装置。 A detection device that is mounted on a vehicle body, radiates a transmission wave to the front side of the vehicle body, receives a reflected wave of the transmission wave, detects a target, and estimates the vehicle speed,
On a first reference plane including a reference line extending in front of the vehicle body from the detection device, a first target within a first angular width is detected symmetrically with respect to the reference line with the detection device as a starting point. ,
Of the first target, the Doppler shift of the reflected wave from the second target within the range of the second angular width symmetrically with respect to the reference line with the detection device as a starting point on the first reference plane The vehicle speed is estimated based on the detection apparatus.
前記第2物標それぞれに対して、前記視線速度を、前記第2物標と前記検出装置を通る直線と、前記検出装置を通り前方へ延びる直線とのなす角度の余弦で割った値を仮速度とし、
前記仮速度の平均値と前記仮速度との差が所定の速度閾値以下の前記第2物標を第3物標として選択し、
前記第3物標の前記仮速度に基づいて前記自車速を推定することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の検出装置。 Based on the Doppler shift of the reflected wave from a plurality of the second target, to calculate the line-of-sight velocity of the second target with respect to the detection device,
For each of the second targets, a value obtained by dividing the line-of-sight velocity by the cosine of the angle formed by the straight line passing through the second target and the detection device and the straight line extending forward through the detection device. Speed and
Selecting the second target whose difference between the average value of the temporary speed and the temporary speed is a predetermined speed threshold value or less as a third target;
The detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the host vehicle speed is estimated based on the temporary speed of the third target.
移動体としてラベル付けられた前記第2物標を前記第3物標として選択しないことを特徴とする請求項4に記載の検出装置。 When the difference between the temporary speed corresponding to each of the second targets and the estimated vehicle speed is greater than a predetermined moving body speed threshold, the second target moves relative to the ground. Label it as a body,
The detection apparatus according to claim 4, wherein the second target labeled as a moving object is not selected as the third target.
前記第2基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第4角度幅の範囲内にある前記物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて前記自車速を推定することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つの項に記載の検出装置。 The detection device further includes the reference line, and the second reference surface different from the first reference surface is symmetrical with respect to the reference line with the detection device as a starting point, and is within a range of a third angle width. Detect the target,
In the second reference plane, the own vehicle speed is estimated based on the Doppler shift of the reflected wave from the target within the range of the fourth angular width symmetrically with respect to the reference line, starting from the detection device. The detection device according to claim 1, wherein
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