JP3080058B2 - レーダ装置及びレーダ測定方法 - Google Patents
レーダ装置及びレーダ測定方法Info
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- JP3080058B2 JP3080058B2 JP09357698A JP35769897A JP3080058B2 JP 3080058 B2 JP3080058 B2 JP 3080058B2 JP 09357698 A JP09357698 A JP 09357698A JP 35769897 A JP35769897 A JP 35769897A JP 3080058 B2 JP3080058 B2 JP 3080058B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーダ装置、特に車
両用レーザレーダ装置等、走査により多数のデータを得
て障害物の存在を認識するレーダ装置及びレーダ測定方
法に関する。
両用レーザレーダ装置等、走査により多数のデータを得
て障害物の存在を認識するレーダ装置及びレーダ測定方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両用レーザレーダ装置が開
発され、車間距離の測定・前方障害物の検出・車両追突
の防止等の各種用途に幅広く利用されている。
発され、車間距離の測定・前方障害物の検出・車両追突
の防止等の各種用途に幅広く利用されている。
【０００３】この車両用レーザレーダ装置では、車両の
正面方向を中心とする所定の照射角度範囲内で少しずつ
照射角度を変えてレーザ光を繰り返し照射し、レーザ光
の照射角度とレーザ光が出射後に障害物に反射されて戻
ってくる迄の時間とをデータとして収集し、これを基に
障害物の存在・種類・位置・距離等を認識している。
正面方向を中心とする所定の照射角度範囲内で少しずつ
照射角度を変えてレーザ光を繰り返し照射し、レーザ光
の照射角度とレーザ光が出射後に障害物に反射されて戻
ってくる迄の時間とをデータとして収集し、これを基に
障害物の存在・種類・位置・距離等を認識している。
【０００４】次に従来例のレーダ装置を図面を参照しつ
つ説明する。
つ説明する。
【０００５】図５は従来例のレーダ装置のブロック図で
ある。送光部１は、照射レーザ光Ｌｉを車両正面を中心
とする照射角度θ＝−１０°〜＋１０°の照射範囲内で
一方向に繰り返し走査しつつ照射する。受光部３は、障
害物２ａ〜２ｃで反射された反射レーザ光Ｌｒを受光す
る。距離測定部４は、送光部１の発光信号Ｓｉ出力から
受光部３の受光信号Ｓｒ出力迄の時間を計測してこれを
基に距離データＤを算出する。データ記憶部６は算出さ
れた距離データＤを照射角度θと対応付けて順次格納す
る。クラスタリング部７は、データ記憶部６から距離デ
ータＤ群を読み出し、一連の距離データＤ群を、障害物
２ａ〜２ｃである車両等の構成部品であるリフレクタ等
の各反射物毎にまとめるクラスタ処理を行い、各クラス
タの特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃを照射角度θａ
〜θｃ等と共に出力する。車両認識部８は、各クラスタ
の特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃ，照射角度θａ〜
θｃ等のデータから障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・位
置・距離を認識する。表示部９は、車両認識部８で認識
された障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・位置・距離を表
示する。制御部１０は、送光部１，受光部３〜表示部９
の各部を統合制御する。
ある。送光部１は、照射レーザ光Ｌｉを車両正面を中心
とする照射角度θ＝−１０°〜＋１０°の照射範囲内で
一方向に繰り返し走査しつつ照射する。受光部３は、障
害物２ａ〜２ｃで反射された反射レーザ光Ｌｒを受光す
る。距離測定部４は、送光部１の発光信号Ｓｉ出力から
受光部３の受光信号Ｓｒ出力迄の時間を計測してこれを
基に距離データＤを算出する。データ記憶部６は算出さ
れた距離データＤを照射角度θと対応付けて順次格納す
る。クラスタリング部７は、データ記憶部６から距離デ
ータＤ群を読み出し、一連の距離データＤ群を、障害物
２ａ〜２ｃである車両等の構成部品であるリフレクタ等
の各反射物毎にまとめるクラスタ処理を行い、各クラス
タの特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃを照射角度θａ
〜θｃ等と共に出力する。車両認識部８は、各クラスタ
の特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃ，照射角度θａ〜
θｃ等のデータから障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・位
置・距離を認識する。表示部９は、車両認識部８で認識
された障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・位置・距離を表
示する。制御部１０は、送光部１，受光部３〜表示部９
の各部を統合制御する。
【０００６】図６は従来例のレーダ測定方法の処理フロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【０００７】まず最初に、制御部１０は内部の図示しな
いレジスタへｎ＝１を代入する（ステップＳ１）。
いレジスタへｎ＝１を代入する（ステップＳ１）。
【０００８】制御部１０が距離測定部４へ走査開始信号
Ｓｓｃを出力すると、送光部１は照射信号Ｓｉを生成出
力すると共に、所定の照射角度θ（ｎ）で照射レーザ光
Ｌｉを照射する。照射レーザ光Ｌｉが障害物２ａへ到達
し反射されて反射レーザ光Ｌｒが受光部３で受光される
と、受光部３は受光信号Ｓｒを生成出力する。距離測定
部４は照射信号Ｓｉ生成出力後から受光信号Ｓｒ生成出
力時迄の時間、即ち往復時間ｔ（ｎ）を計測し（ｎ：整
数）、算出式である距離データＤ（ｎ）＝ｃ＊（ｔ
（ｎ））／２に代入して距離データＤ（ｎ）を算出する
（ｃ：光速定数）（ステップＳ２）。
Ｓｓｃを出力すると、送光部１は照射信号Ｓｉを生成出
力すると共に、所定の照射角度θ（ｎ）で照射レーザ光
Ｌｉを照射する。照射レーザ光Ｌｉが障害物２ａへ到達
し反射されて反射レーザ光Ｌｒが受光部３で受光される
と、受光部３は受光信号Ｓｒを生成出力する。距離測定
部４は照射信号Ｓｉ生成出力後から受光信号Ｓｒ生成出
力時迄の時間、即ち往復時間ｔ（ｎ）を計測し（ｎ：整
数）、算出式である距離データＤ（ｎ）＝ｃ＊（ｔ
（ｎ））／２に代入して距離データＤ（ｎ）を算出する
（ｃ：光速定数）（ステップＳ２）。
【０００９】制御部１０は、送光部１が次の照射レーザ
Ｌｉを照射角度θ（ｎ＋１）で照射する迄に受光部３が
反射レーザ光Ｌｒを受光できたか否か判断する（ステッ
プＳ３）。
Ｌｉを照射角度θ（ｎ＋１）で照射する迄に受光部３が
反射レーザ光Ｌｒを受光できたか否か判断する（ステッ
プＳ３）。
【００１０】反射レーザ光Ｌｒが受光できない、即ちＤ
（ｎ）＝∞の場合は、その照射角度θ（ｎ）には障害物
２ａが存在しないと判断し、データ記憶部６のｎ番目の
アドレスに距離データＤ（ｎ）＝“０”を値ｎと共に格
納する（ステップＳ４）。
（ｎ）＝∞の場合は、その照射角度θ（ｎ）には障害物
２ａが存在しないと判断し、データ記憶部６のｎ番目の
アドレスに距離データＤ（ｎ）＝“０”を値ｎと共に格
納する（ステップＳ４）。
【００１１】又、反射レーザ光Ｌｒを受光できた、即ち
Ｄ（ｎ）≠∞の場合は、データ記憶部６のｎ番目のアド
レスに障害物２ａの距離データＤ（ｎ）を値ｎと共に格
納する（ステップＳ５）。
Ｄ（ｎ）≠∞の場合は、データ記憶部６のｎ番目のアド
レスに障害物２ａの距離データＤ（ｎ）を値ｎと共に格
納する（ステップＳ５）。
【００１２】引き続いて制御部１０は、照射レーザ光Ｌ
ｉの照射角度θ（ｎ）を変えながら値ｎを増加させてい
き、障害物２ｂ，２ｃについても同様にデータ記憶部６
へ距離データＤを値ｎと共に順次格納する（ステップＳ
６，Ｓ７，Ｓ２〜Ｓ６）。このようにしてデータ記憶部
６には値ｎと対応する全ての距離データＤ（ｎ）が順次
記憶される。
ｉの照射角度θ（ｎ）を変えながら値ｎを増加させてい
き、障害物２ｂ，２ｃについても同様にデータ記憶部６
へ距離データＤを値ｎと共に順次格納する（ステップＳ
６，Ｓ７，Ｓ２〜Ｓ６）。このようにしてデータ記憶部
６には値ｎと対応する全ての距離データＤ（ｎ）が順次
記憶される。
【００１３】照射レーザ光Ｌｉの１走査が完了すると
（ステップＳ６）、制御部１０は、データ記憶部６に格
納された複数の距離データＤ（１）〜Ｄ（ｎ）とこれに
対応する値１〜ｎを読み出しクラスタリング部７へ転送
する。クラスタリング部７は、障害物２ａ〜２ｃである
車両等を構成する反射物等を単位としてクラスタ処理す
る（ステップＳ）。このクラスタ処理は、距離データＤ
を反射物毎にグループ化してそれぞれクラスタとしてま
とめる処理である。
（ステップＳ６）、制御部１０は、データ記憶部６に格
納された複数の距離データＤ（１）〜Ｄ（ｎ）とこれに
対応する値１〜ｎを読み出しクラスタリング部７へ転送
する。クラスタリング部７は、障害物２ａ〜２ｃである
車両等を構成する反射物等を単位としてクラスタ処理す
る（ステップＳ）。このクラスタ処理は、距離データＤ
を反射物毎にグループ化してそれぞれクラスタとしてま
とめる処理である。
【００１４】車両認識部８は、クラスタ処理により得ら
れた距離データＤ（ｎ）及びその値ｎに対応する照射角
度θ（ｎ）等の特徴値を、予め記憶された所定のパター
ンと比較して車両等の障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・
位置・距離を認識し（ステップＳ９）、表示部９へ表示
する。
れた距離データＤ（ｎ）及びその値ｎに対応する照射角
度θ（ｎ）等の特徴値を、予め記憶された所定のパター
ンと比較して車両等の障害物２ａ〜２ｃの存在・種類・
位置・距離を認識し（ステップＳ９）、表示部９へ表示
する。
【００１５】次に、車両の認識処理例を図７及び図８を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１６】図７（ａ）は従来例のレーダ装置の障害物
の位置関係の概念図、図７（ｂ）は距離データ測定結果
の概念図、図８（ａ）はクラスタ処理結果の概念図、図
８（ｂ）は車両認識結果の概念図である。
の位置関係の概念図、図７（ｂ）は距離データ測定結果
の概念図、図８（ａ）はクラスタ処理結果の概念図、図
８（ｂ）は車両認識結果の概念図である。
【００１７】図７（ａ）に示すように、障害物２ａ〜２
ｃが所定の位置に存在していると仮定する。
ｃが所定の位置に存在していると仮定する。
【００１８】図７（ｂ）に示すように、照射レーザ光Ｌ
ｉの走査により得られた○印の距離データＤを順次記憶
する。ここで○印の距離データＤが円弧を描いているの
は、送光部１のレーザダイオードから出射した照射レー
ザ光Ｌｉが、送光部１から離れるほど拡がっていく照射
パターンを持つため、比較的遠い距離にある障害物２ａ
〜２ｃでは障害物２ａ〜２ｃ表面の比較的広い範囲に照
射レーザ光Ｌｉが照射され、障害物２ａ〜２ｃの中心部
分より両端部分の方が反射レーザ光Ｌｒが弱くなる為
に、実際の距離より遠く測定される特性がある為であ
る。
ｉの走査により得られた○印の距離データＤを順次記憶
する。ここで○印の距離データＤが円弧を描いているの
は、送光部１のレーザダイオードから出射した照射レー
ザ光Ｌｉが、送光部１から離れるほど拡がっていく照射
パターンを持つため、比較的遠い距離にある障害物２ａ
〜２ｃでは障害物２ａ〜２ｃ表面の比較的広い範囲に照
射レーザ光Ｌｉが照射され、障害物２ａ〜２ｃの中心部
分より両端部分の方が反射レーザ光Ｌｒが弱くなる為
に、実際の距離より遠く測定される特性がある為であ
る。
【００１９】図８（ａ）に示すように、クラスタ処理に
より、○印の距離データＤを障害物２ａ〜２ｃ毎又は障
害物２ａ〜２ｃの構成要素毎にまとめると、クラスタＡ
〜クラスタＣのようになる。
より、○印の距離データＤを障害物２ａ〜２ｃ毎又は障
害物２ａ〜２ｃの構成要素毎にまとめると、クラスタＡ
〜クラスタＣのようになる。
【００２０】図８（ｂ）に示すように、車両認識処理に
より、クラスタＡ〜クラスタＣそれぞれから障害物２ａ
〜２ｃの存在・種類・位置（照射角度）θａ〜θｃ・距
離Ｄａ〜Ｄｃを認識する。
より、クラスタＡ〜クラスタＣそれぞれから障害物２ａ
〜２ｃの存在・種類・位置（照射角度）θａ〜θｃ・距
離Ｄａ〜Ｄｃを認識する。
【００２１】このようにして、従来例のレーダ装置で
は、測定により得られた全ての距離データＤ（１）〜Ｄ
（ｎ）をそのまま記憶し、これらの全ての距離データＤ
（１）〜Ｄ（ｎ）を用いてクラスタ処理及び車両認識処
理している。
は、測定により得られた全ての距離データＤ（１）〜Ｄ
（ｎ）をそのまま記憶し、これらの全ての距離データＤ
（１）〜Ｄ（ｎ）を用いてクラスタ処理及び車両認識処
理している。
【００２２】更に、この従来例のレーダ装置において、
測定範囲を遠距離まで広げようとすると、照射レーザ光
Ｌｉが障害物２ａ〜２ｃに到達しなかったり、反射レー
ザ光Ｌｒ強度が低かったりして、十分な数の距離データ
Ｄが得られない場合があり、このような場合にはクラス
タ処理又は車両認識処理ができないことから、レーダ装
置の信頼性が損なわれる。そこでこの問題を解決する為
に、照射レーザ光Ｌｉの照射角度θのステップをより細
かくして照射レーザ光Ｌｉの照射回数を多くすることに
より十分な数の距離データＤを得て、レーダ装置の信頼
性を確保している。
測定範囲を遠距離まで広げようとすると、照射レーザ光
Ｌｉが障害物２ａ〜２ｃに到達しなかったり、反射レー
ザ光Ｌｒ強度が低かったりして、十分な数の距離データ
Ｄが得られない場合があり、このような場合にはクラス
タ処理又は車両認識処理ができないことから、レーダ装
置の信頼性が損なわれる。そこでこの問題を解決する為
に、照射レーザ光Ｌｉの照射角度θのステップをより細
かくして照射レーザ光Ｌｉの照射回数を多くすることに
より十分な数の距離データＤを得て、レーダ装置の信頼
性を確保している。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーダ装置は、以下に列挙するような問題点があった。
レーダ装置は、以下に列挙するような問題点があった。
【００２４】第１点として、照射レーザ光Ｌｉの照射角
度θのステップをより小さくすると、距離データＤ数が
増加するので、クラスタリング部７でのクラスタ処理や
車両認識部８での障害物２ａ〜２ｃの認識処理に時間が
掛かる問題点があった。
度θのステップをより小さくすると、距離データＤ数が
増加するので、クラスタリング部７でのクラスタ処理や
車両認識部８での障害物２ａ〜２ｃの認識処理に時間が
掛かる問題点があった。
【００２５】第２点として、照射レーザ光Ｌｉの照射角
度θのステップをより小さくすると、距離データＤ数が
増加するので、データ記憶部６の記憶容量が増大し作製
コストが上昇する問題点があった。
度θのステップをより小さくすると、距離データＤ数が
増加するので、データ記憶部６の記憶容量が増大し作製
コストが上昇する問題点があった。
【００２６】ここにおいて本発明は、高速処理を実現し
かつ測定信頼度が高くかつ作製コストが低いレーダ装置
及びレーダ測定方法を提供する。
かつ測定信頼度が高くかつ作製コストが低いレーダ装置
及びレーダ測定方法を提供する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為、
本発明は次に列挙する新規な特徴的手法及び手段を採用
する。
本発明は次に列挙する新規な特徴的手法及び手段を採用
する。
【００２８】すなわち、本発明装置の特徴は、レーザ光
（図１のＬｉ）を障害物（１０２ａ〜１０２ｃ）へ照射
する照射手段（１０１）と、障害物（１０２ａ〜１０２
ｃ）で反射されたレーザ光（Ｌｒ）を受光し距離データ
（Ｄ）を生成する受光手段（１０３，１０４）と、距離
データ（Ｄ）のうち連続するデータ（Ｄ）から特定のデ
ータのみを抽出するデータ圧縮手段（１０５）と、抽出
した特定のデータをクラスタ処理するクラスタリング手
段（１０７）とを具備し、前記データ圧縮手段は、連続
する複数の前記距離データ中の最小値の距離データを前
記特定のデータとするレーダ装置である。
（図１のＬｉ）を障害物（１０２ａ〜１０２ｃ）へ照射
する照射手段（１０１）と、障害物（１０２ａ〜１０２
ｃ）で反射されたレーザ光（Ｌｒ）を受光し距離データ
（Ｄ）を生成する受光手段（１０３，１０４）と、距離
データ（Ｄ）のうち連続するデータ（Ｄ）から特定のデ
ータのみを抽出するデータ圧縮手段（１０５）と、抽出
した特定のデータをクラスタ処理するクラスタリング手
段（１０７）とを具備し、前記データ圧縮手段は、連続
する複数の前記距離データ中の最小値の距離データを前
記特定のデータとするレーダ装置である。
【００２９】本発明方法の特徴は、レーザ光（図１のＬ
ｉ）を障害物（１０２ａ〜１０２ｃ）へ照射し、障害物
（１０２ａ〜１０２ｃ）で反射されたレーザ光（Ｌｒ）
を受光して距離データ（Ｄ）を生成し、距離データ
（Ｄ）のうち連続する複数のデータ（Ｄ）から特定のデ
ータのみを抽出し、抽出した特定のデータをクラスタ処
理するレーダ測定方法であって、前記特定のデータは、
連続する複数の前記距離データ中の最小値であるレーダ
測定方法である。
ｉ）を障害物（１０２ａ〜１０２ｃ）へ照射し、障害物
（１０２ａ〜１０２ｃ）で反射されたレーザ光（Ｌｒ）
を受光して距離データ（Ｄ）を生成し、距離データ
（Ｄ）のうち連続する複数のデータ（Ｄ）から特定のデ
ータのみを抽出し、抽出した特定のデータをクラスタ処
理するレーダ測定方法であって、前記特定のデータは、
連続する複数の前記距離データ中の最小値であるレーダ
測定方法である。
【００３０】このような手法及び手段を採用したことに
より、本発明は、測定信頼度の高い距離データのみが抽
出されてクラスタ処理及び車両認識処理される。
より、本発明は、測定信頼度の高い距離データのみが抽
出されてクラスタ処理及び車両認識処理される。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
しつつ詳細に説明する。
しつつ詳細に説明する。
【００３２】図１は本発明の実施の形態のレーダ装置の
ブロック図である。送光部１０１は、照射レーザ光Ｌｉ
を車両正面を中心とする照射角度θ＝−１０°〜＋１０
°の照射範囲内で一方向に繰り返し走査しつつ照射す
る。受光部１０３は、障害物１０２ａ〜１０２ｃで反射
された反射レーザ光Ｌｒを受光する。距離測定部１０４
は、送光部１０１の発光信号Ｓｉ出力から受光部１０３
の受光信号Ｓｒ出力迄の時間を計測してこれを基に距離
データＤを算出する。データ圧縮部１０５は、距離測定
部１０４で算出された１走査中に得られたｎ個の距離デ
ータＤ中から連続する２個の距離データＤ（２ｎ）とＤ
（２ｎ＋１）を順次取り出してその値を比較し合い、値
が小さい、即ち自車に近い方の距離データＤのみを抽出
する。データ記憶部１０６は算出された距離データＤを
照射角度θと対応付けて順次格納する。クラスタリング
部１０７は、データ記憶部１０６から距離データＤ群を
読み出し、一連の距離データＤ群を、障害物１０２ａ〜
１０２ｃである車両等の構成部品であるリフレクタ等の
各反射物毎にまとめるクラスタ処理を行い、各クラスタ
の特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃを照射角度θａ〜
θｃ等と共に出力する。車両認識部１０８は、各クラス
タの特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃ，照射角度θａ
〜θｃ等のデータから障害物１０２ａ〜１０２ｃの存在
・種類・位置・距離を認識する。表示部１０９は、車両
認識部１０８で認識された障害物１０２ａ〜１０２ｃの
存在・種類・位置・距離を表示する。制御部１１０は、
送光部１０１，受光部１０３〜表示部１０９の各部を統
合制御する。
ブロック図である。送光部１０１は、照射レーザ光Ｌｉ
を車両正面を中心とする照射角度θ＝−１０°〜＋１０
°の照射範囲内で一方向に繰り返し走査しつつ照射す
る。受光部１０３は、障害物１０２ａ〜１０２ｃで反射
された反射レーザ光Ｌｒを受光する。距離測定部１０４
は、送光部１０１の発光信号Ｓｉ出力から受光部１０３
の受光信号Ｓｒ出力迄の時間を計測してこれを基に距離
データＤを算出する。データ圧縮部１０５は、距離測定
部１０４で算出された１走査中に得られたｎ個の距離デ
ータＤ中から連続する２個の距離データＤ（２ｎ）とＤ
（２ｎ＋１）を順次取り出してその値を比較し合い、値
が小さい、即ち自車に近い方の距離データＤのみを抽出
する。データ記憶部１０６は算出された距離データＤを
照射角度θと対応付けて順次格納する。クラスタリング
部１０７は、データ記憶部１０６から距離データＤ群を
読み出し、一連の距離データＤ群を、障害物１０２ａ〜
１０２ｃである車両等の構成部品であるリフレクタ等の
各反射物毎にまとめるクラスタ処理を行い、各クラスタ
の特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃを照射角度θａ〜
θｃ等と共に出力する。車両認識部１０８は、各クラス
タの特徴値である距離データＤａ〜Ｄｃ，照射角度θａ
〜θｃ等のデータから障害物１０２ａ〜１０２ｃの存在
・種類・位置・距離を認識する。表示部１０９は、車両
認識部１０８で認識された障害物１０２ａ〜１０２ｃの
存在・種類・位置・距離を表示する。制御部１１０は、
送光部１０１，受光部１０３〜表示部１０９の各部を統
合制御する。
【００３３】データ圧縮部１０５が、連続する距離デー
タＤ（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）を比較する理由は、連続
した距離データＤ（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）は同一の障
害物１０２ａにより得られた可能性が高いからである。
タＤ（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）を比較する理由は、連続
した距離データＤ（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）は同一の障
害物１０２ａにより得られた可能性が高いからである。
【００３４】また近い方の距離データＤのみを抽出する
理由は２つある。第１は、送光部１０１のレーザダイオ
ードから出射した照射レーザ光Ｌｉは、送光部１０１か
ら離れるほど拡がっていく照射パターンを持つため、比
較的遠い距離にある障害物１０２ａ〜１０２ｃでは障害
物１０２ａ〜１０２ｃ表面の比較的広い範囲に照射レー
ザ光Ｌｉが照射され、障害物１０２ａ〜１０２ｃの中心
部分より両端部分の方が反射レーザ光Ｌｒの強度が低下
する為に、実際の距離より遠く測定されるという特性が
あり、近い方の距離データＤの方が信頼性が高いからで
ある。第２は、障害物１０２ａ〜１０２ｃを回避する為
に迅速な衝突警報やブレーキ制御を行うには、自車に近
い障害物１０２ａ〜１０２ｃの距離データＤの方がより
重要であるからである。
理由は２つある。第１は、送光部１０１のレーザダイオ
ードから出射した照射レーザ光Ｌｉは、送光部１０１か
ら離れるほど拡がっていく照射パターンを持つため、比
較的遠い距離にある障害物１０２ａ〜１０２ｃでは障害
物１０２ａ〜１０２ｃ表面の比較的広い範囲に照射レー
ザ光Ｌｉが照射され、障害物１０２ａ〜１０２ｃの中心
部分より両端部分の方が反射レーザ光Ｌｒの強度が低下
する為に、実際の距離より遠く測定されるという特性が
あり、近い方の距離データＤの方が信頼性が高いからで
ある。第２は、障害物１０２ａ〜１０２ｃを回避する為
に迅速な衝突警報やブレーキ制御を行うには、自車に近
い障害物１０２ａ〜１０２ｃの距離データＤの方がより
重要であるからである。
【００３５】次に本実施の形態のレーダ測定方法を図面
を参照しつつ説明する。
を参照しつつ説明する。
【００３６】図２は本発明の実施の形態のレーダ測定方
法のフローチャートである。
法のフローチャートである。
【００３７】まず最初に、制御部１１０は内部の図示し
ないレジスタへｎ＝１を代入する（ステップＳ１０
１）。
ないレジスタへｎ＝１を代入する（ステップＳ１０
１）。
【００３８】制御部１１０は、走査開始信号Ｓｓｃを距
離測定部１０４へ送出すると、距離測定部は照射信号Ｓ
ｉを送光部１０１へ出力し、送光部１０１は照射レーザ
光Ｌｉを照射角度θ（２ｎ）で照射する。照射レーザ光
Ｌｉが障害物１０２ａへ到達し反射されて反射レーザ光
Ｌｒが受光部１０３で受光されると、受光部１０３は受
光信号Ｓｒを生成出力する。距離測定部１０４は照射信
号Ｓｉ生成出力時から受光信号Ｓｒ生成出力時迄の時
間、即ち往復時間ｔ（２ｎ）を計測し（ｎ：整数）、距
離データＤ（２ｎ）の算出式であるＤ（２ｎ）＝ｃ＊
（ｔ（２ｎ））／２から（ｃ：光速定数）距離データＤ
（２ｎ）を算出する（ステップＳ１０２）。
離測定部１０４へ送出すると、距離測定部は照射信号Ｓ
ｉを送光部１０１へ出力し、送光部１０１は照射レーザ
光Ｌｉを照射角度θ（２ｎ）で照射する。照射レーザ光
Ｌｉが障害物１０２ａへ到達し反射されて反射レーザ光
Ｌｒが受光部１０３で受光されると、受光部１０３は受
光信号Ｓｒを生成出力する。距離測定部１０４は照射信
号Ｓｉ生成出力時から受光信号Ｓｒ生成出力時迄の時
間、即ち往復時間ｔ（２ｎ）を計測し（ｎ：整数）、距
離データＤ（２ｎ）の算出式であるＤ（２ｎ）＝ｃ＊
（ｔ（２ｎ））／２から（ｃ：光速定数）距離データＤ
（２ｎ）を算出する（ステップＳ１０２）。
【００３９】次いで送光部１０１は照射レーザ光Ｌｉを
照射角度θ（２ｎ＋１）で照射し、同様に距離測定部１
０４が距離データＤ（２ｎ＋１）を算出する（ステップ
Ｓ１０３）。
照射角度θ（２ｎ＋１）で照射し、同様に距離測定部１
０４が距離データＤ（２ｎ＋１）を算出する（ステップ
Ｓ１０３）。
【００４０】制御部１１０は、距離データＤの算出式か
ら算出した距離データＤ（２ｎ）＝∞か否か判断する
（ステップＳ１０４）。このステップでは、発光部１０
１が次の照射レーザ光Ｌｉを照射する迄に受光部１０３
が反射レーザ光Ｌｒを受光できない場合は、障害物１０
２ａが存在しないと判断する為に設けられている。
ら算出した距離データＤ（２ｎ）＝∞か否か判断する
（ステップＳ１０４）。このステップでは、発光部１０
１が次の照射レーザ光Ｌｉを照射する迄に受光部１０３
が反射レーザ光Ｌｒを受光できない場合は、障害物１０
２ａが存在しないと判断する為に設けられている。
【００４１】（ステップＳ１０４）で距離データＤ（２
ｎ）＝∞の場合には、制御部１１０は、次に距離データ
Ｄ（２ｎ＋１）＝∞かどうか判断する（ステップＳ１０
５）。距離データＤ（２ｎ＋１）＝∞ならば、距離デー
タＤ（２ｎ＋１）＝“０”を値（２ｎ＋１）と共にデー
タ記憶部１０６へ格納し（ステップＳ１０６）、距離デ
ータＤ（２ｎ＋１）≠∞ならば、距離データＤ（２ｎ＋
１）を値（２ｎ＋１）と共にデータ記憶部１０６へ格納
する（ステップＳ１０７）。
ｎ）＝∞の場合には、制御部１１０は、次に距離データ
Ｄ（２ｎ＋１）＝∞かどうか判断する（ステップＳ１０
５）。距離データＤ（２ｎ＋１）＝∞ならば、距離デー
タＤ（２ｎ＋１）＝“０”を値（２ｎ＋１）と共にデー
タ記憶部１０６へ格納し（ステップＳ１０６）、距離デ
ータＤ（２ｎ＋１）≠∞ならば、距離データＤ（２ｎ＋
１）を値（２ｎ＋１）と共にデータ記憶部１０６へ格納
する（ステップＳ１０７）。
【００４２】又、（ステップＳ１０４）で距離データＤ
（２ｎ）≠∞の場合には、制御部１１０は、次に距離デ
ータＤ（２ｎ＋１）＝∞か否か判断する（ステップＳ１
０８）。距離データＤ（２ｎ＋１）＝∞ならば、距離デ
ータＤ（２ｎ）を値２ｎと共にデータ記憶部１０６へ格
納する（ステップＳ１０９）。距離データＤ（２ｎ＋
１）≠∞ならば、データ圧縮部１０５は距離データＤ
（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）を比較して（ステップＳ１１
０）その結果を制御部１１０へ転送し、これにより制御
部１１０は値の小さい方の距離データＤ（２ｎ）又はＤ
（２ｎ＋１）をデータ記憶部１０６へ値２ｎ又は２ｎ＋
１と共に格納し、値の大きい方の距離データＤ（２ｎ）
又はＤ（２ｎ＋１）を削除する（ステップＳ１０７又は
Ｓ１０９）。
（２ｎ）≠∞の場合には、制御部１１０は、次に距離デ
ータＤ（２ｎ＋１）＝∞か否か判断する（ステップＳ１
０８）。距離データＤ（２ｎ＋１）＝∞ならば、距離デ
ータＤ（２ｎ）を値２ｎと共にデータ記憶部１０６へ格
納する（ステップＳ１０９）。距離データＤ（２ｎ＋
１）≠∞ならば、データ圧縮部１０５は距離データＤ
（２ｎ）とＤ（２ｎ＋１）を比較して（ステップＳ１１
０）その結果を制御部１１０へ転送し、これにより制御
部１１０は値の小さい方の距離データＤ（２ｎ）又はＤ
（２ｎ＋１）をデータ記憶部１０６へ値２ｎ又は２ｎ＋
１と共に格納し、値の大きい方の距離データＤ（２ｎ）
又はＤ（２ｎ＋１）を削除する（ステップＳ１０７又は
Ｓ１０９）。
【００４３】制御部１１０及びデータ圧縮部１０５は、
引き続き値ｎを増加させていき、照射角度θ（ｎ）で同
様に照射レーザ光Ｌｉを照射して、障害物１０２ｂ，１
０２ｃについても同様に距離データＤの比較、記憶、削
除を順次行い、圧縮を繰り返して距離データＤ数を１／
２に圧縮してデータ記憶部１０６へ順次記憶する（ステ
ップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１０２〜Ｓ１１０）。
引き続き値ｎを増加させていき、照射角度θ（ｎ）で同
様に照射レーザ光Ｌｉを照射して、障害物１０２ｂ，１
０２ｃについても同様に距離データＤの比較、記憶、削
除を順次行い、圧縮を繰り返して距離データＤ数を１／
２に圧縮してデータ記憶部１０６へ順次記憶する（ステ
ップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１０２〜Ｓ１１０）。
【００４４】このようにして測定された隣接する距離デ
ータＤの内、距離の小さい方の距離データＤのみがそれ
に対応する値ｎと共にデータ記憶部１０６へ順次格納さ
れる。
ータＤの内、距離の小さい方の距離データＤのみがそれ
に対応する値ｎと共にデータ記憶部１０６へ順次格納さ
れる。
【００４５】照射レーザ光Ｌｉの１走査が完了すると
（ステップＳ１１０）、制御部１１０は、データ記憶部
１０６に格納された圧縮後の一連の距離データＤ群を読
み出してクラスタリング部１０７へ送出する。クラスタ
リング部１０７は障害物１０２ａ〜１０２ｃである車両
等を構成する反射物等を単位としてクラスタ処理する
（ステップＳ１１２）。このクラスタ処理は、距離デー
タＤを反射物毎にグループ化してそれぞれクラスタとし
てまとめる処理である。
（ステップＳ１１０）、制御部１１０は、データ記憶部
１０６に格納された圧縮後の一連の距離データＤ群を読
み出してクラスタリング部１０７へ送出する。クラスタ
リング部１０７は障害物１０２ａ〜１０２ｃである車両
等を構成する反射物等を単位としてクラスタ処理する
（ステップＳ１１２）。このクラスタ処理は、距離デー
タＤを反射物毎にグループ化してそれぞれクラスタとし
てまとめる処理である。
【００４６】一例として、連続する距離データＤの集合
を抽出し、この距離データＤの集合中の最小の距離デー
タＤと、その距離データＤの得られた値ｎを特徴値とし
て抽出する。ここで隣接する距離データＤ相互の差が大
きい場合には、別の障害物１０２ａ〜１０２ｃにより反
射されたものとして別のクラスタとしてまとめる。
を抽出し、この距離データＤの集合中の最小の距離デー
タＤと、その距離データＤの得られた値ｎを特徴値とし
て抽出する。ここで隣接する距離データＤ相互の差が大
きい場合には、別の障害物１０２ａ〜１０２ｃにより反
射されたものとして別のクラスタとしてまとめる。
【００４７】車両認識部１０８は、クラスタ処理により
得られた距離データＤ（ｎ）及びその値ｎに対応する照
射角度θ（ｎ）等の特徴値を、予め記憶された所定のパ
ターンと比較して車両等の障害物１０２ａ〜１０２ｃの
存在・種類・位置・距離を認識し（ステップＳ１１
３）、表示部１０９へ表示する。
得られた距離データＤ（ｎ）及びその値ｎに対応する照
射角度θ（ｎ）等の特徴値を、予め記憶された所定のパ
ターンと比較して車両等の障害物１０２ａ〜１０２ｃの
存在・種類・位置・距離を認識し（ステップＳ１１
３）、表示部１０９へ表示する。
【００４８】次に、車両の認識処理例を図３及び図４を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００４９】図３（ａ）は本実施の形態のレーダ装置の
障害物の位置関係の概念図、図３（ｂ）は距離データ測
定結果及び圧縮処理結果の概念図、図４（ａ）はクラス
タ処理結果の概念図、図４（ｂ）は車両認識結果の概念
図である。
障害物の位置関係の概念図、図３（ｂ）は距離データ測
定結果及び圧縮処理結果の概念図、図４（ａ）はクラス
タ処理結果の概念図、図４（ｂ）は車両認識結果の概念
図である。
【００５０】図３（ａ）に示すように、障害物１０２ａ
〜１０２ｃが配置されていると仮定する。
〜１０２ｃが配置されていると仮定する。
【００５１】図３（ｂ）に示すように、レーザ光の走査
により得られた○印及び×印の距離データＤから、デー
タ圧縮処理により信頼度の高い○印の距離データＤのみ
を抽出し、その距離データＤ（ｎ）の得られた値ｎと共
に順次記憶する。
により得られた○印及び×印の距離データＤから、デー
タ圧縮処理により信頼度の高い○印の距離データＤのみ
を抽出し、その距離データＤ（ｎ）の得られた値ｎと共
に順次記憶する。
【００５２】図４（ａ）に示すように、○印の距離デー
タＤをクラスタ処理により図中実線で示すようにまとめ
ると、クラスタＡ〜クラスタＣとなる。
タＤをクラスタ処理により図中実線で示すようにまとめ
ると、クラスタＡ〜クラスタＣとなる。
【００５３】図４（ｂ）に示すように、クラスタＡ〜ク
ラスタＣそれぞれの距離データＤ（ｎ）の最小値・平均
値・中央値等やその値ｎに対応する照射角度θ（ｎ）等
の特徴値を抽出して、障害物１０２ａ〜１０２ｃの存在
・種類・位置（照射角度）θａ〜θｃ・距離Ｄａ〜Ｄｃ
を認識する。
ラスタＣそれぞれの距離データＤ（ｎ）の最小値・平均
値・中央値等やその値ｎに対応する照射角度θ（ｎ）等
の特徴値を抽出して、障害物１０２ａ〜１０２ｃの存在
・種類・位置（照射角度）θａ〜θｃ・距離Ｄａ〜Ｄｃ
を認識する。
【００５４】このようにして、本実施の形態のレーダ装
置では、レーダ装置及びこれから得られるデータの特性
を効果的に利用して、測定して得られた距離データＤ群
から信頼度の高いデータのみを抽出して格納した後、ク
ラスタ処理及び車両認識処理する。
置では、レーダ装置及びこれから得られるデータの特性
を効果的に利用して、測定して得られた距離データＤ群
から信頼度の高いデータのみを抽出して格納した後、ク
ラスタ処理及び車両認識処理する。
【００５５】本実施の形態では、距離測定用の媒体とし
てレーザ光を用いたが、赤外光、可視光、超音波、電磁
波等を用いても構わない。
てレーザ光を用いたが、赤外光、可視光、超音波、電磁
波等を用いても構わない。
【００５６】また、本実施の形態では、値ｎと距離デー
タＤ（ｎ）とを対応付けてデータ記憶部１０６へ格納し
たが、照射角度θ（ｎ）と距離データＤ（ｎ）とを対応
付けてデータ記憶部１０６へ格納しても良い。
タＤ（ｎ）とを対応付けてデータ記憶部１０６へ格納し
たが、照射角度θ（ｎ）と距離データＤ（ｎ）とを対応
付けてデータ記憶部１０６へ格納しても良い。
【００５７】また、本実施の形態では、連続する２つの
距離データＤを１つの距離データＤに圧縮する場合、即
ち圧縮率１／２の場合を例示したが、連続する距離デー
タＤ数に制限はない。連続する距離データＤ数を多く取
れば、圧縮率を更に向上できる。
距離データＤを１つの距離データＤに圧縮する場合、即
ち圧縮率１／２の場合を例示したが、連続する距離デー
タＤ数に制限はない。連続する距離データＤ数を多く取
れば、圧縮率を更に向上できる。
【００５８】また、本実施の形態では、圧縮方法とし
て、連続する複数の距離データＤ中の最小値の距離デー
タＤのみを格納し、その他の距離データＤを削除するこ
ととしたが、距離データＤの最小値に代えて平均値や複
数の距離データＤ中の中心位置にある距離データＤを格
納しても良い。その他にも、複数の距離データから特定
のデータを任意の手法を用いて選択しても良い。
て、連続する複数の距離データＤ中の最小値の距離デー
タＤのみを格納し、その他の距離データＤを削除するこ
ととしたが、距離データＤの最小値に代えて平均値や複
数の距離データＤ中の中心位置にある距離データＤを格
納しても良い。その他にも、複数の距離データから特定
のデータを任意の手法を用いて選択しても良い。
【００５９】
【発明の効果】以上のような構成を採用したことによ
り、本発明のレーダ装置及びレーダ測定方法は、次に列
挙するような効果を発揮する。
り、本発明のレーダ装置及びレーダ測定方法は、次に列
挙するような効果を発揮する。
【００６０】第１点として、距離データの総数が削減さ
れて演算処理時間が短縮されるので、障害物の認識速度
を向上できる利点がある。
れて演算処理時間が短縮されるので、障害物の認識速度
を向上できる利点がある。
【００６１】第２点として、クラスタリング処理及び車
両認識処理に用いる距離データ数が増加しないので、記
憶容量が増大せず、作製コストが低い利点がある。
両認識処理に用いる距離データ数が増加しないので、記
憶容量が増大せず、作製コストが低い利点がある。
【００６２】第３点として、多数の距離データから抽出
された信頼度の高い距離データのみを用いて演算処理す
るので、測定精度が向上する利点がある。
された信頼度の高い距離データのみを用いて演算処理す
るので、測定精度が向上する利点がある。
【図１】本発明の実施の形態のレーダ装置のブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施の形態のレーダ測定方法のフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】（ａ）は本発明のレーダ装置の障害物の位置関
係の概念図、（ｂ）は距離データ測定結果及び圧縮処理
結果の概念図である。
係の概念図、（ｂ）は距離データ測定結果及び圧縮処理
結果の概念図である。
【図４】（ａ）はクラスタ処理結果の概念図、（ｂ）は
車両認識結果の概念図である。
車両認識結果の概念図である。
【図５】従来例のレーダ装置のブロック図である。
【図６】従来例のレーダ測定方法の処理フローチャート
である。
である。
【図７】（ａ）は従来例のレーダ装置の障害物の位置関
係の概念図、（ｂ）は距離データ測定結果の概念図であ
る。
係の概念図、（ｂ）は距離データ測定結果の概念図であ
る。
【図８】（ａ）はクラスタ処理結果の概念図、（ｂ）は
車両認識結果の概念図である。
車両認識結果の概念図である。
１，１０１ 送光部 ２ａ〜２ｃ，１０２ａ〜１０２ｃ 障害物 ３，１０３ 受光部 ４，１０４ 距離測定部 １０５ データ圧縮部 ６，１０６ データ記憶部 ７，１０７ クラスタリング部 ８，１０８ 車両認識部 ９，１０９ 表示部 １０，１１０ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−80153（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−124080（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230134（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−79849（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−140247（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−270536（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34440（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−38141（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−332322（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 17/00 - 17/95
Claims (10)
- 【請求項１】照射光を照射角度を変えて照射していく照
射手段と、 障害物で反射された前記照射光を受光し前記障害物との
距離データを生成する受光手段と、 連続する複数の前記距離データから特定のデータを抽出
するデータ圧縮手段と、前記特定のデータをそれぞれま
とめるクラスタ処理するクラスタリング手段とを具備
し、 前記データ圧縮手段は、連続する複数の前記距離データ
中の最小値の距離データを前記特定のデータと すること
を特徴とするレーダ装置。 - 【請求項２】照射光を照射角度を変えて照射していく照
射手段と、 障害物で反射された前記照射光を受光し前記障害物との
距離データを生成する受光手段と、 連続する複数の前記距離データから特定のデータを抽出
するデータ圧縮手段と、前記特定のデータをそれぞれま
とめるクラスタ処理するクラスタリング手段と、前記ク
ラスタリング手段のクラスタ処理結果から前記障害物を
認識する認識手段とを具備し、 前記データ圧縮手段は、連続する複数の前記距離データ
中の最小値の距離データを前記特定のデータと すること
を特徴とするレーダ装置。 - 【請求項３】前記データ圧縮手段は、前記障害物で反射
された前記照射光が検出されない場合には、前記特定の
データをゼロとすることを特徴とする請求項１又は２記
載のレーダ装置。 - 【請求項４】前記クラスタリング手段は、隣接する前記
特定のデータ間の差が大きい場合には、互いに別のクラ
スタとしてまとめることを特徴とする請求項１，２又は
３記載のレーダ装置。 - 【請求項５】前記車両認識手段は、前記特定のデータが
ゼロである場合には、ゼロである前記特定のデータが得
られた照射角度には障害物が存在しないと判断すること
を特徴とする請求項２，３又は４記載のレーダ装置。 - 【請求項６】照射光を照射角度を変えて照射していき、 障害物で反射された前記照射光を受光して前記障害物と
の距離データを生成し、連続する複数の前記距離データ
から特定のデータを抽出し、前記特定のデータをそれぞ
れまとめるクラスタ処理するレーダ測定方法において、 前記特定のデータは、連続する複数の前記距離データ中
の最小値であることを特徴とするレーダ測定方法。 - 【請求項７】照射光を照射角度を変えて照射していき、
障害物で反射された前記照射光を受光して前記障害物と
の距離データを生成し、連続する複数の前記距離データ
から特定のデータを抽出し、前記特定のデータをそれぞ
れまとめるクラスタ処理し、前記クラスタ処理の結果か
ら前記障害物を認識するレーダ測定方法において、 前記特定のデータは、連続する複数の前記距離データ中
の最小値であることを特徴とするレーダ測定方法。 - 【請求項８】前記特定のデータは、前記障害物で反射さ
れた前記照射光が検出されない場合には、ゼロとするこ
とを特徴とする請求項６又は７記載のレーダ測定方法。 - 【請求項９】前記クラスタ処理は、隣接する前記特定の
データ間の差が大きい場合には、互いに別のクラスタと
してまとめることを特徴とする請求項６，７又は８記載
のレーダ測定方法。 - 【請求項１０】前記障害物の認識処理は、前記特定のデ
ータがゼロである場合には、ゼロである前記特定のデー
タが得られた照射角度には障害物が存在しないと判断す
ることを特徴とする請求項７，８又は９記載のレーダ測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09357698A JP3080058B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | レーダ装置及びレーダ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09357698A JP3080058B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | レーダ装置及びレーダ測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183623A JPH11183623A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3080058B2 true JP3080058B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=18455458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09357698A Expired - Fee Related JP3080058B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | レーダ装置及びレーダ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080058B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010041424A1 (de) | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erfassen eines Umfelds eines Fahrzeugs |
| US9448300B2 (en) * | 2014-05-28 | 2016-09-20 | Nxp B.V. | Signal-based data compression |
| CN109313260A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-02-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 雷达数据处理方法、设备及可移动平台 |
| WO2020202496A1 (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-08 | 日本電気株式会社 | 表面異常検知装置、及びシステム |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP09357698A patent/JP3080058B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11183623A (ja) | 1999-07-09 |
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