JP3099598B2

JP3099598B2 - 相対距離検出装置

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Publication number: JP3099598B2
Application number: JP05216402A
Authority: JP
Inventors: 久志里中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH0763842A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は相対距離検出装置に係
り、特に複数の障害物が異なる挙動を示す場合におい
て、個々の障害物に対する相対距離を精度良く検出する
のに適した相対距離検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体間の相対距離を測定する装置とし
て、従来よりＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation-Conti
nuous Wave）レーダを用いた測定装置が知られている。
この装置は、周期的に所定の変調幅で周波数が上昇・下
降を繰り返す変調波を発信し、この変調波の反射波に重
畳されている周波数差を検出して物体間の相対距離を測
定するものである。

【０００３】すなわち、物体間に相対速度がないとすれ
ば変調波が発信されてから反射波として戻ってくるまで
には相対距離に応じた伝播時間を要する。このため、発
信波の周波数と受信波の周波数とには、変調波の周波数
変化率と伝播時間とで決まる周波数差が生じる。

【０００４】ここで、変調波の周波数が上昇区間にある
場合の発信波の周波数と受信波の周波数との差をｆup、
下降区間にある場合の周波数差をｆdownとした場合、周
波数の上昇区間と下降区間とで周波数変化率が符号を除
いて同一であるとすればｆup＝ｆdownが成立する。

【０００５】一方、物体間に相対速度がある場合は、反
射波にはドップラシフトによる周波数変動が重畳され、
反射波の周波数は、両者が接近している場合は高く、遠
ざかっている場合は低く検出される。このため、上昇区
間における周波数差ｆupは小さく、また下降区間におけ
る周波数差ｆdownは大きく、それぞれ相対速度に応じて
ほぼ同一の幅で中心周波数からシフトした値として検出
されることになる。

【０００６】従って、ｆr ＝（ｆup＋ｆdown）／２，ｆ
d ＝（ｆup−ｆdown）／２，なる概念を導入した場合、
中心周波数を表すｆr は相対距離を表す概念として、ま
た中心周波数からのシフト量を表すｆd は相対速度を表
す概念として把握することができる。

【０００７】つまり、ＦＭ−ＣＷレーダを用いて変調波
の周波数が上昇区間にある場合の周波数差ｆupと、周波
数が下降区間にある場合の周波数差ｆdownを適切に検出
することができれば、それらの値から容易に物体間の相
対距離及び相対速度を検出することが可能である。

【０００８】ところで、上記従来の装置においてＦＭ−
ＣＷレーダの監視領域内に複数の障害物が存在する場
合、受信機には個々の障害物に対応した反射波が受信さ
れる。つまり、ＦＭ−ＣＷレーダの監視領域内に複数の
障害物が存在する場合、障害物の個数と同数のｆup、ｆ
downが検出されることになる。

【０００９】従って、かかる場合には何らかの方法でｆ
upとｆdownとのペアリングを行い、個々の障害物に対応
したｆr ，ｆd を算出する必要がある。この場合、最も
単純な方法としては、ｆupとｆdownとを大きい順に、ま
たは小さい順にペアリングする方法が考えられる。

【００１０】しかしながら、例えば一の障害物について
は相対速度がなくｆup＝ｆdown（＝ｆ₁）が成立し、ほ
ぼ等距離にある他の一の障害物については相対速度があ
り、ｆup＜ｆ₁＜ｆdownが成立する場合、単純に大きさ
の順でペアリングを行えば誤った組み合わせでペアリン
グされることは明らかである。

【００１１】特開平４−３４３０８４号公報は、かかる
点を改善し得る装置として、反射波の強度レベルに着目
し、同程度のレベルをもって検出されたｆupとｆdownと
をペアリングする装置を開示している。ＦＭ−ＣＷレー
ダが受信する反射波の強度が、変調波を反射する障害物
の形状や相対距離等によって異なることに着目したもの
である。

【００１２】より具体的には、ＦＭ−ＣＷレーダが受信
する反射波を上昇区間、下降区間につきスペクトル解析
してｆup及びｆdownを求め、そのスペクトル波形の近似
するもの同士をペアリングするものである。かかる構成
によれば、単純にｆup，ｆdownの大きさを基準としてペ
アリングを行う場合に比べて画期的に高い精度で正しい
ペアリングを行うことが可能となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置の如くスペクトル波形が近似するもの同士を組
み合わせる手法を用いても、スペクトル波形が近似する
程度に形状の近似する障害物を複数検出した場合には正
しい組み合わせでペアリングを実行できるとは限らな
い。

【００１４】そして、かかる処理を実行するためには、
検出された障害物の数と同じ組数のスペクトル波形につ
いての特徴抽出・比較が必要であり、複雑な演算処理を
実行することから応答速度が遅くなるという欠点を伴
う。

【００１５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ＦＭ−ＣＷレーダとは別個に設けた測距手段に
より被検出物との大まかな相対距離を検出し、この相対
距離を基準としてＦＭ−ＣＷレーダによって検出された
複数のｆup及びｆdownをペアリングすることにより上記
の課題を解決し得る相対距離検出装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成する相対距離検出装置の原理構成図を示す。すなわち
上記の目的は、図１に示すように変調波発信手段１より
所定の変調幅で周期的に周波数が上昇・下降を繰り返す
変調波を発信すると共に反射波受信手段２により該変調
波の反射波を受信し、前記変調波の周波数が上昇する区
間における発信波と受信波の周波数差を検出する上昇区
間スペクトル検出手段３の検出結果と、前記変調波の周
波数が下降する区間における発信波と受信波の周波数差
を検出する下降区間スペクトル検出手段４の検出結果と
に基づいて、前記変調波を反射する障害物との相対距離
を検出するＦＭ−ＣＷレーダを備える相対距離検出装置
において、前記ＦＭ−ＣＷレーダとは別個に障害物との
相対距離を検出すべく設けられた測距手段５と、前記上
昇区間スペクトル検出手段３が周波数差として検出した
スペクトルと、前記下降区間スペクトル検出手段４が周
波数差として検出したスペクトルのうち、該測距手段５
が個々の障害物について検出した相対距離に適合するペ
アを組み合わせて個々の障害物について相対距離を演算
する際の基礎データとするスペクトル組み合わせ手段６
とを備える相対距離検出装置により達成される。

【００１７】また、上記構成の相対距離検出装置におい
て、前記上昇区間スペクトル検出手段３及び前記下降区
間スペクトル検出手段４が検出した周波数差のスペクト
ルの数が前記測距手段５が検出した障害物の数を越える
場合、前記スペクトル組み合わせ手段６は、前記測距手
段５の検出した障害物の数を超えるスペクトルに限り前
記測距手段５の検出結果を考慮せずにスペクトルの組み
合わせを行うことは、スペクトルの組み合わせ精度と演
算速度とを両立するために有効である。

【００１８】

【作用】本発明に係る相対距離検出装置において、前記
変調波発信手段１が発信する変調波の周波数と前記反射
波受信手段２が受信する反射波の周波数とを比較するこ
とにより、前記上昇区間スペクトル検出手段３では変調
波周波数が上昇区間にある場合におけるドップラシフト
スペクトルｆupが、また前記下降区間スペクトル検出手
段４では変調波周波数が下降区間にある場合におけるド
ップラシフトスペクトルｆdownが検出される。

【００１９】この際、被検出物との大まかな相対距離は
前記測距手段５により検出されるため、個々の障害物に
ついてのｆup、ｆdownを大まかに逆算することが可能で
あり、前記スペクトル組み合わせ手段６は、ｆup、ｆdo
wnの大まかな値を逆算して求め、その逆算値に併せて実
測されたｆupとｆdownとを組み合わせることにより組み
合わせ精度の向上を図る。

【００２０】

【実施例】図２は、本発明の一実施例である相対距離検
出装置１０の全体構成を表すブロック構成図を示す。
尚、本実施例の相対距離検出装置１０は、車両に搭載し
て前方障害物との相対距離及び相対速度を検出するため
に構成したものである。

【００２１】同図に示すＦＭ−ＣＷレーダ１１は、前記
した変調波発信手段１、反射波受信手段２、上昇区間ス
ペクトル検出手段３、及び下降区間スペクトル検出手段
４に相当し、後述の如く変調波を発して被検出物との相
対距離及び相対速度に応じた信号を発生する装置であ
る。

【００２２】カメラ１２は、前記した測距手段５に相当
し、本実施例においてはＣＣＤ式カメラを用いている。
このカメラ１２は、車両前方を監視して前方障害物との
相対距離及び相対速度を大まかに測定するために設けら
れたものであり、相対距離検出装置１０の要部である。

【００２３】尚、カメラの撮像画像を用いて距離を測定
する方法としては、異なる２点に配設したカメラを用い
て三角測距を行う手法が公知である。従って、かかる手
法により測距手段５を実現する場合には、２台のＣＣＤ
カメラを用いてカメラ１２を構成する必要がある。

【００２４】また、一台のカメラにより相対距離を測定
する手法としては、例えば前走車を含む撮像画像内にお
ける鉛直方向エッジ（明るさが変化する部分）を検出
し、画像中下端付近で検出される路面と車両との境目に
よるエッジのＹ座標値を求め、そのＹ座標値より相対距
離を求める手法が公知である。従って、かかる手法によ
り測距手段５を実現する場合には、ＣＣＤカメラ１台で
カメラ１２を実現することができる。

【００２５】制御装置１３は、これらＦＭ−ＣＷレーダ
１１及びカメラ１２から供給される相対距離信号に従っ
て、車両前方の障害物との相対距離及び相対速度を演算
し、追突の危険性等を検知したら、その状況を警報装置
１４により運転者に知らしめ、またはブレーキ機構１５
を作動させて衝突を回避する等の処理を行う装置であ
る。

【００２６】尚、制御装置１３は、ＦＭ−ＣＷレーダ１
１及びカメラ１２から供給されるアナログ信号をディジ
タル化するＡ／Ｄコンバータを内蔵する入力ポート１
６、警報装置１４及びブレーキ機構１５を適当に駆動す
る駆動装置を内蔵した出力ポート１７、及びこれらと共
通バス１８を介して相互に接続された中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）１９、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１からなる装置であ
り、ＣＰＵ１９がＲＯＭ２０内に格納されているプログ
ラムを実行することにより前記したスペクトル組み合わ
せ手段６を実現するものである。

【００２７】以下、本実施例の要部である制御装置１３
が、スペクトル組み合わせ手段６を実現すべく実行する
処理について詳細に説明するが、それに先立ってＦＭ−
ＣＷレーダ１１の構成、及びＦＭ−ＣＷレーダ１１によ
る相対距離の検出原理について説明する。

【００２８】図３は、ＦＭ−ＣＷレーダ１１のブロック
構成図を示す。同図に示すようにＦＭ−ＣＷレーダ１１
の送信側回路は、搬送波発生器２２、周波数変調器２
３、変調電圧発生器２４、サーキュレータ２５、及び送
信アンテナ２６から構成される。変調電圧発生器２４か
らは振幅が三角形状に変化する三角波が出力され、変調
波として周波数変調器２３に供給される。

【００２９】これにより搬送波発生器２２からの搬送波
は周波数変調され、図４（Ａ）において実線で示される
ように時間経過に伴って所定の変動幅Δｆ，変調周波数
ｆｍ（＝１／Ｔ）で周波数が三角形状に変調する変調波
信号が出力される。そして、この変調波信号は、サーキ
ュレータ２５を介して送信アンテナ２６に供給されて被
検出物たる障害物へ向けて発信されると共に、後述する
受信側回路のミキサ２８に供給される。尚、上記した送
信側回路は、前記した変調波発信手段１に相当する。

【００３０】受信側回路は、受信アンテナ２７、ミキサ
２８、増幅器２９、アンチエリアシングフィルタ３０、
及び制御回路１３によって実現される高速フーリエ変換
処理器（ＦＦＴ信号処理器）３１から構成される。すな
わち、上記送信アンテナ２６から発信された変調波は障
害物で反射して受信アンテナ２７で受信され、ミキサ２
８に供給される。

【００３１】図４（Ａ）中に点線で示す波形は、受信ア
ンテナ２７が受信した反射波の周波数変動の様子を表し
ている。ミキサ２８では、かかる反射波の状態を表す信
号とサーキュレータ２５から供給される発信波の状態を
表す信号とが差分演算により結合され、両者の周波数差
に応じた周波数で変動するビート信号が生成される。図
４（Ｂ）は、かかるビート信号の周波数変動状況を示し
ており、三角変調波の周波数上昇区間の周波数をｆup、
周波数下降区間の周波数をｆdownとして表している。

【００３２】ミキサ２８からのビート信号は、増幅器２
９で増幅され、アンチエリアシングフィルタ３０に供給
される。アンチエリアシングフィルタ３０に供給された
ビート信号は、ここで上昇区間のビート信号、及び下降
区間のビート信号に分離された後、それぞれＦＦＴ信号
処理器３１に入力する。そして、ＦＦＴ信号処理器３１
は、各区間のビート信号についてＦＦＴ処理を施し、ｆ
up及びｆdownについてのパワースペクトラムを算出す
る。

【００３３】図５は、車両前方に２つの障害物が存在す
る場合におけるＦＦＴ信号処理器３１のパワースペクト
ラムを、上昇区間（図５（Ａ））と下降区間（図５
（Ｂ））とに分けて表したものである。つまり、車両前
方に例えば２つの障害物が存在する場合、受信アンテナ
２７には個々の障害物についての反射波が受信される。
このため、発信波と受信波の周波数差を表すビート信号
は個々の障害物に対応した数だけ形成され、この結果Ｆ
ＦＴ信号処理器３１から出力されるパワースペクトラム
には、２つのピークが存在することになる。

【００３４】ところで、車両と前方障害物との間に相対
速度がないとすると、送信アンテナ２６から発信された
変調波は、変調波が障害物に達し、その後反射して戻っ
てくるのに要する時間が経過した後に受信アンテナ２７
に到達する。この場合、反射波の周波数にドップラシフ
トが重畳されることはなく、その様子を図４（Ａ）の如
く示すとすれば、反射波の周波数変動を表す波形は発信
波を時間的に平行移動した波形となる。

【００３５】そして、上昇区間におけるビート信号の周
波数をｆup、下降区間におけるビート信号の周波数をｆ
downとすると、この場合ｆup＝ｆdownが成立することは
前記した通りであり、ｆup（＝ｆdown）の大きさは、車
両と障害物との相対距離に応じた値となる。

【００３６】一方、車両と障害物との間に相対速度ｖが
存在する場合、反射波には相対速度に応じたドップラシ
フトが重畳される。そして、例えば両者が接近している
とすれば、反射波の周波数は全体的に高周波側へシフト
し、反射波の周波数変動を表す波形は、図４（Ａ）に示
す如く、相対距離に応じて発信波を時間的に平行移動し
た波形を更に高周波側へ平行移動した波形となる。

【００３７】つまり、相対速度がない場合に比べてｆup
は小さくｆdownは大きく、それぞれ相対速度の大きさに
応じた量だけ変化することになる。このため、ｆr ＝（ｆup＋ｆdown）／２・・・（１）なる概念を導入すれば、ドップラシフト成分が相殺され
て前記したように相対距離を表す特性値となり、ｆd ＝（ｆup−ｆdown）／２・・・（２）なる概念を導入すれば、ドップラシフトの大きさが求ま
り相対速度を表す特性値が得られる。

【００３８】尚、変調波の中心周波数がｆ₀，変調周波
数がｆｍ，変調幅がΔｆ，相対速度がｖ，相対距離がＬ
であるとすれば、光速ｃに対してｆr 及びｆd の理論値
は次式のようになる。

【００３９】ｆr ＝４ｆｍ・Δｆ・Ｌ／ｃ・・・（３）ｆd ＝２ｖ・ｆ₀／ｃ・・・（４）従って、図５に示すように２つのスペクトルピークが得
られた場合において、ＦＭu1とＦＭd1とがペアであり、
ＦＭu2とＦＭd2とがペアであるとすれば、ｆr＝（ＦＭu
1＋ＦＭd1）／２，ｆd ＝（ＦＭu1−ＦＭd1）／２によ
り、一方の障害物についての相対距離Ｌ及び相対速度ｖ
が得られ、他方についても同様の処理を施すことにより
相対距離Ｌ及び相対速度ｖが得られることになる。

【００４０】ところで、上記演算例は、ＦＭu1とＦＭd1
とがペア、ＦＭu2とＦＭd2とがペアであること前提とし
て行ったものである。しかしながら、同一障害物につい
てのスペクトルが上昇区間と下降区間とで必ずしも同一
の順序で表れるとは限らない。また、複数の車両、複数
の自動二輪等については反射波の強度、すなわちスペク
トル波形も近似することから、スペクトル波形の近似す
るもの同士を適宜組み合わせる手法も万能ではない。

【００４１】このように、ＦＭ−ＣＷレーダ１１が複数
の障害物を検出する場合、上昇区間のスペクトルと下降
区間のスペクトルとを適切に組み合わせる処理は、必ず
しも容易な処理ではなく、従来より処理速度を適切な水
準に維持して適切な組み合わせ精度を確保することは困
難であるとされていた。

【００４２】本実施例の相対距離検出装置１０は、カメ
ラ１２により補助的に検出した相対距離を用いて、簡易
な処理により上記組み合わせ処理を確実に実行し、ＦＭ
−ＣＷレーダ１１の持つ高い検出精度を生かした相対距
離検出を可能ならしめる点に特徴を有するものである。
以下、図６に示すフローチャートを参照して、制御装置
１３が実行する組み合わせ処理の内容について詳細に説
明する。

【００４３】同図に示す処理が起動すると先ずステップ
１（以下Ｓ１と称す）において、カメラ１２が撮像した
画像データより車両前方の障害物の個数ｉをＮｎとし
て，個々の障害物に対する大まかな相対距離をＬｎとし
て（ｎ＝１〜ｉ），及び個々の障害物に対する相対速度
をＲＶｎとして（ｎ＝１〜ｉ）演算する。この場合、Ｌ
ｎについては上記したように２つのＣＣＤカメラを用い
た三角測距、または前走車の検出画像下端のＹ座標値演
算等により演算が可能であり、ＲＶｎについてはＬｎの
時間的な変化率を求めることで演算が可能である。

【００４４】このようにしてカメラ１２の撮像した画像
データより障害物に対する大まかなデータを演算した
ら、ＦＭ−ＣＷレーダ１１によって高精度な検出を実行
すべくＳ２へ進み、上記ＦＦＴ信号処理器３１に相当す
る処理を行う。つまり、ＦＭ−ＣＷレーダ１１によって
得られたビート信号より上昇区間スペクトルと下降区間
スペクトルとを検出する。このように、本実施例におい
てはＳ２が前記した上昇区間スペクトル検出手段３及び
下降区間スペクトル検出手段４に相当する。

【００４５】Ｓ３は、ＦＦＴ処理によってスペクトル解
析した結果をＲＡＭ２１に記憶するステップであり、上
昇区間スペクトルの周波数データを小さい方から（また
は大きい方から）順にＦＭumに（ｍ＝１〜ｊ）、下降区
間スペクトルの周波数データを小さい方から（または大
きい方から）順にＦＭdmに（ｍ＝１〜ｊ）、そしてこれ
らの個数データｊをＮｍに格納する。

【００４６】ところで、上記したようにＦＭumとＦＭdm
とを適切に組み合わせると、ｆr ＝（ＦＭum＋ＦＭdm）
／２に従って相対距離を表すｆr が、またｆd ＝（ＦＭ
um−ＦＭdm）／２に従って相対距離を表すｆd が演算可
能である。一方、上記Ｓ１においてＬｎが求まれば、Ｌ
ｎを基に個々の障害物に対するｆｒの該算値ＦＣrnを逆
算し、またＲＶｎよりｆｄの該算値ＦＣdnを逆算するこ
とが可能である。

【００４７】Ｓ４は、かかる逆算を行うステップであ
り、ｆr の該算値としてＦＣrnを（ｎ＝１〜ｉ）、ｆd
の該算値としてＦＣdnを（ｎ＝１〜ｉ）それぞれＬｎ，
ＲＶｎに基づいて演算する。

【００４８】続くＳ５は、これらの該算値ＦＣrn及びＦ
Ｃdnを用いてＦＭumの該算値ＦＣ1nとＦＭdmの該算値Ｆ
Ｃ2nとを求めるステップである。ＦＣrnとＦＣdnとの和
がＦＭumの該算値ＦＣ1nであり、ＦＣrnとＦＣdnとの差
がＦＭdmの該算値ＦＣ2nであることより、個々の障害物
に対するＦＭum及びＦＭdmの該算値を、カメラ１２の撮
像した画像データを基に逆算したものである。

【００４９】従って、上記Ｓ３において求めたＦＭum、
ＦＭdmのうち、それぞれＦＣ1n、ＦＣ2nの近傍に検出さ
れたもの同士をペアとすることとすれば、組み合わされ
たＦＭumとＦＭdmとは、共にカメラ１２により撮像され
た障害物に関するスペクトルであることが担保されたも
のとなり、誤ったペアリングが効果的に防止されること
になる。

【００５０】Ｓ６以降の処理は、かかる点に鑑みて正常
なペアであることが担保された場合に限りＦＭumとＦＭ
dmとをペアリングするものである。すなわちＳ６におい
て各種カウンタｋ，ｍ，ｎを“１”に初期化したら、Ｓ
７へ進み先ずＦＣ11の±ΔＦｅ内に、上昇区間における
第１のスペクトルピークＦＭu1が存在するかを判別す
る。そしてＦＣ11−ΔＦｅ＜ＦＭu1＜ＦＣ11＋ΔＦｅが
成立する場合は、Ｓ８へ進み同様に下降区間における第
１のスペクトルピークＦＭd1が、ＦＣ21の±ΔＦｅ内に
存在するかを判別する。ここで、ΔＦｅは、各種の検出
誤差等を考慮して導入した判定公差である。

【００５１】上記Ｓ７及びＳ８の条件が共に成立するの
は、ＦＭu1とＦＭd1が同一の障害物で反射した反射波に
より形成された場合であり、この場合両者はペアとして
取り扱うべきである。このため、Ｓ７，Ｓ８で共に条件
が成立した場合はＳ９へ進み、上記（１），（２）式中
のｆup，ｆdownにＦＭu1、ＦＭd1を代入し、その結果を
（３），（４）式に代入して相対距離Ｌと相対速度ｖと
を演算する。そして、その結果をＸＬ1 ，ＸＲＶ1 とし
て記憶し、一組スペクトルにつき照合を終えたことを表
すべくＳ１０でｋをインクリメントする。

【００５２】一方、上記Ｓ７及びＳ８の何れかにおいて
条件が不成立であると判別されるのは、上昇区間、また
は下降区間においてカメラ１２が捕らえた障害物とは別
の障害物に関するスペクトルが照合の対象とされている
場合である。従って、この場合はＦＭu1、ＦＭd1とを組
み合わせるべきではなく、照合不可としてＳ１１へ進
む。

【００５３】Ｓ１１は、カウンタｍ，ｎをインクリメン
トするステップであり、続くＳ１２、Ｓ１３では、それ
ぞれｎ≦Ｎｎ、ｍ＞Ｎｍを判別する。すなわちＳ１２
は、照合検査の済んだデータの数がカメラ１２の検出し
た障害物の数Ｎｎ（＝ｉ）に達したか否かをチェックす
るステップであり、Ｓ１３は、照合検査を実施したデー
タの数がＦＭ−ＣＷレーダ１１によって検出されたスペ
クトルの数Ｎｍ（＝ｊ）に達したか否かをチェックする
ステップである。

【００５４】上記Ｓ７，Ｓ８を実施するためにはカメラ
１２によるデータとＦＭ−ＣＷレーダ１１によるデータ
とが共に存在することが前提となること、及びカメラ１
２とＦＭ−ＣＷレーダ１１の検出能力、検出可能領域の
違いによりＮｎとＮｍとが必ずしも同一になるとは限ら
ないこと等を考慮し、一方の検出データ数が他方の検出
データ数を越える場合には、異なる手法で相対距離Ｌ及
び相対速度ｖを演算する構成を採用することから設けた
ものである。

【００５５】従って、Ｓ１２においてｎ≦Ｎｎであると
判別され、Ｓ１３においてまだｍ＞Ｎｍは成立していな
いと判別されている間は、上記Ｓ７〜Ｓ１３の処理を繰
り返し実行する。そして、ＦＭumとＦＭdmにつき適切な
ペアが成立した場合、順次それらに基づいて相対距離
Ｌ、及び相対速度ｖを演算し、演算結果をＸＬｋ，ＸＲ
Ｖｋとして記憶する。

【００５６】一方、上記Ｓ１１においてｍ及びｎをイン
クリメントした結果ｎ≦Ｎｎが不成立であると判別され
るに至った場合、すなわち前回までの処理により既にカ
メラ１２による検出データ数Ｎｎと同数のスペクトルの
組についての照合検査が実施済である場合は、以後上記
Ｓ７，Ｓ８を実施することはできないため、残ったＦＭ
−ＣＷレーダ１１の検出データのみにより障害物との相
対距離Ｌ、相対速度ｖを演算すべくＳ２０へと進む。

【００５７】そして、上記Ｓ１１でインクリメントした
ｍに対して更にＦＭum、ＦＭdmが存在する場合、Ｓ２０
においてかかるＦＭum、ＦＭdmより演算した相対距離
Ｌ、及び相対速度ｖをそれぞれＸＬｋ，ＸＲＶｋとして
記憶し、次いでＳ２１でｍ，ｋをインクリメントした後
Ｓ２２においてｍ＞Ｎｍが成立するか否かを見る。

【００５８】以後、ｍ＞Ｎｍが成立するまで、すなわち
ＦＭ−ＣＷレーダ１１の検出した全てのスペクトルにつ
きペアリングが終了したと判別されるまで繰り返し上記
Ｓ２０〜Ｓ２２の処理を繰り返し実行する。

【００５９】尚、上記Ｓ２０において上昇区間のスペク
トルと下降区間のスペクトルとをペアリングする手法に
ついては、上記した如くインクリメントされるｍに従っ
て、順番にＦＭumとＦＭdmとをペアリングする手法のほ
か、波形の近似するスペクトル同士をペアリングする手
法を用いてもよい。

【００６０】また、ｎ≦Ｎｎが不成立となる前にＳ１３
においてｍ＞Ｎｍが成立すると判別された場合、すなわ
ちＦＭ−ＣＷレーダ１１の検出した全てのスペクトルＦ
Ｍum、ＦＭdm（ｍ＝１〜ｊ）について照合検査を終了し
たにも関わらずカメラ１２による検出データが残存して
いる場合は、残存しているカメラ１２の検出データのみ
により障害物との相対距離Ｌ、相対速度ｖを演算する必
要がある。このため、かかる判定がなされた場合、以後
Ｓ１４へ進んでカメラ１２の検出データ値Ｌｎ，ＲＶｎ
をそのまま相対距離ＸＬｋ，相対速度ＸＲＶｋとして記
憶する。

【００６１】そして、Ｓ１５でｎ及びｋをインクリメン
トし、そのｎについてＳ１６でｎ＞Ｎｎが成立すると判
別されるまで、Ｌｎ，ＲＶｎを相対距離Ｌ、相対速度ｖ
として直接ＸＬｋ，ＸＲＶｋとして記憶する。

【００６２】このようにして全てのスペクトルＦＭum、
ＦＭdm（ｍ＝１〜Ｎｍ＝ｊ）、及びカメラ１２による全
ての検出データＬｎ，ＲＶｎ（ｎ＝１〜Ｎｎ＝ｉ））に
基づいて、相対距離Ｌ及び相対速度ｖをＸＬｋ，ＸＲＶ
ｋとして記憶したら、Ｓ１７へ進んで演算結果を出力し
て今回の処理を終了する。

【００６３】この結果、ＦＭ−ＣＷレーダ１１により検
出された上昇区間スペクトルＦＭumと下降区間スペクト
ルＦＭdmとは、両者が真に適合する場合に限りペアとし
て認識されることになり、ＦＭumとＦＭdmとを不適切に
組み合わせて誤った相対距離及び相対速度を演算するこ
とがない。

【００６４】また、ＦＭ−ＣＷレータ１１とカメラ１２
との検出精度、検出可能領域等の差異に起因して一方が
他方に比べて多数の障害物を検出した場合、両者の検出
データが共存するものについては精度に勝るＦＭ−ＣＷ
レーダの検出結果をカメラ１２により補足し、共存部分
を越えるデータについてはＦＭ−ＣＷレーダ１１または
カメラ１２のデータを独自に用いた演算処理を行うこと
から常に高い検出精度を維持することができる。

【００６５】更に、本実施例の相対距離検出装置は、カ
メラ１２の検出データが利用できるものについては上昇
区間スペクトルＦＭumと下降区間スペクトルＦＭdmとを
極めて容易、かつ確実にペアリングすることが可能であ
るため、ＦＭ−ＣＷレーダ１１のみを用いて、例えば全
てのスペクトル波形につき近似するもの同士をペアリン
グする装置に比べて極めて短い演算速度で同等以上の処
理を実行し得るという効果をも有している。

【００６６】尚、上記図６に示すルーチンは、ソフトウ
ェア構成を簡略化するため上昇区間スペクトルＦＭumと
下降区間スペクトルＦＭdmとをペアとすべきではないと
認めた場合、そのルーチンでは当該ＦＭum及びＦＭdmを
用いずに、次回以降のルーチンに託す構成を採用してい
るが、これに限るものではなく、各ルーチン毎に、検出
された全てのＦＭum、ＦＭdmについてペアを作る構成と
してもよい。

【００６７】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、ＦＭ−ＣＷレーダを用いて検出した上昇区間スペク
トルｆupと下降区間スペクトルｆdownとを、適切に組み
合わせることができると共に、その組み合わせ処理が測
距手段の検出結果を基準として行われるため、個々の障
害物に対する相対距離、及び相対速度の演算を適切な演
算速度で実行できるという特長を有している。

【００６８】また、請求項２記載の発明によれば、ＦＭ
−ＣＷレーダが測距手段に比べて多数の物体を検出した
場合、上昇区間スペクトル検出手段及び下降区間スペク
トル検出手段において検出されたｆup、ｆdownは、最大
限請求項１記載の手法で組み合わされ、残ったｆup、ｆ
downについてのみスペクトルの特性に従う組み合わせ処
理を実行すれば足りることから、組み合わせ精度と演算
速度とを適切な水準で両立しつつｆupとｆdownの組み合
わせ処理を実行することができるという特徴を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る相対距離検出装置の原理図であ
る。

【図２】本発明の一実施例である相対距離検出装置の全
体構成を表すブロック構成図である。

【図３】本実施例の相対距離検出装置のＦＭ−ＣＷレー
ダのブロック構成図である。

【図４】ＦＭ−ＣＷレーダによる相対距離、相対速度の
測定原理を説明するための図である。

【図５】ＦＭ−ＣＷレーダにより検出した上昇区間スペ
クトル及び下降区間スペクトルの一例である。

【図６】本実施例の制御装置が実行するルーチン処理の
フローチャートの一例である。

【符号の説明】

１変調波発信手段２反射波受信手段３上昇区間スペクトル検出手段４下降区間スペクトル検出手段５測距手段６スペクトル組み合わせ手段１１ＦＭ−ＣＷレーダ１２カメラ１３制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−231398（ＪＰ，Ａ) 特開平６−214015（ＪＰ，Ａ) 特開平６−230116（ＪＰ，Ａ) 特開平５−126942（ＪＰ，Ａ) 特開平５−142337（ＪＰ，Ａ) 特開平５−142338（ＪＰ，Ａ) 実開平２−131679（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変調波発信手段より所定の変調幅で周期
的に周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を発信すると
共に反射波受信手段により該変調波の反射波を受信し、
前記変調波の周波数が上昇する区間における発信波と受
信波の周波数差を検出する上昇区間スペクトル検出手段
の検出結果と、前記変調波の周波数が下降する区間にお
ける発信波と受信波の周波数差を検出する下降区間スペ
クトル検出手段の検出結果とに基づいて、前記変調波を
反射する障害物との相対距離を検出するＦＭ−ＣＷレー
ダを備える相対距離検出装置において、前記ＦＭ−ＣＷレーダとは別個に障害物との相対距離を
検出すべく設けられた測距手段と、前記上昇区間スペクトル検出手段が周波数差として検出
したスペクトルと、前記下降区間スペクトル検出手段が
周波数差として検出したスペクトルのうち、該測距手段
が個々の障害物について検出した相対距離に適合するペ
アを組み合わせて個々の障害物について相対距離を演算
する際の基礎データとするスペクトル組み合わせ手段と
を備えることを特徴とする相対距離検出装置。
【請求項２】請求項１記載の相対距離検出装置におい
て、前記上昇区間スペクトル検出手段及び前記下降区間スペ
クトル検出手段が検出した周波数差のスペクトルの数が
前記測距手段が検出した障害物の数を越える場合、前記
スペクトル組み合わせ手段は、前記測距手段の検出した
障害物の数を超えるスペクトルに限り前記測距手段の検
出結果を考慮せずにスペクトルの組み合わせを行うこと
を特徴とする相対距離検出装置。