JP4079739B2

JP4079739B2 - Automotive radar equipment

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Publication number: JP4079739B2
Application number: JP2002295079A
Authority: JP
Inventors: 正幸岸田; 昌宏得津; 登起雄品川; 泰弘関口; 大作小野
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP2004132734A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車載用レーダ装置に関し、特に、周波数を変調した送信信号と車両の前方を走行する物標で反射して戻った受信信号とを混合して得たビート信号から車両前方の物標を検出する車載用レーダ装置において、前回検出した物標データと今回検出した物標データとの連続性を判定して物標データのペアリングを行うことにより、正確に物標を捕捉することができる車載用レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、単調な高速道路走行や、長時間運転の機会の増大により、運転者の注意力が散漫になって自動車の衝突事故が増大する傾向にある。また、定速走行装置による自動定速走行に加えて、高速道路で先行する自動車を追尾しながら自動走行をしたいという要望もある。
【０００３】
このような状況の下で、先行する自動車と自分が運転する自動車との間の距離を常時測定し、この距離の減少度合いが大きい時に自動的に自分が運転する自動車の走行速度を減速したり、ブレーキをかけたりして、衝突を未然に防止する車載用レーダ装置や、前方を走行する複数の自動車の位置を常時監視しながら自動走行を行うようにした車載用レーダ装置が実用段階にある。
【０００４】
このような車載用レーダ装置には、一般に、ＦＭ−ＣＷ（周波数変調連続波）レーダや、パルスドライブレーダ等の方式がある。この中で、ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、送信用電圧制御発振器（ＶＣＯ）に三角波のベースバンド信号を加え、周波数変調を行ってアンテナから自動車の前方に送信し、先行する自動車等の物標にあたって反射した信号をアンテナで受信する一方、これら送信信号と受信信号とを混合して得たビート信号から、前方の物標を検出している。
【０００５】
この場合、送信信号は自動車の前方の所定の角度範囲でアンテナをスキャンさせることにより、複数本のビームが所定の角度間隔で送信される。このようなスキャン式の車載式レーダ装置で自車の前方の物標を検出する場合、過去に検出した物標データと今回検出した物標データとの連続性を判定することにより、物標を検出していた。検出する物標データは、距離、相対速度、横位置、及び角度であり、物標データの連続性の判定条件としては、距離差、相対速度差、及び横位置差が使用されていた。そして、この連続性条件の範囲内であれば、過去の物標データと今回の物標データが示す物標が連続していると判定していた。
【０００６】
また、このようなスキャン式の車載式レーダ装置の中には、ビームの同角度、距離の変化率を加味して物標の予測位置を求め、予測位置に近似のものを物標と同一物と判断するもの（例えば、特許文献１）が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２６４９５５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようなスキャン式の車載用レーダ装置には、以下のような問題点があった。
（１）物標の横位置の値は、物標の角度値より算出しているため、レーダ装置から照射されるビーム間隔分のばらつきが発生する可能性があり、このばらつきは物標の距離が車両から遠方であるほど大きくなるため、遠方物標の連続性を誤判定してしまうことがあった。
（２）二輪車のような検出ビーム数の少ない物標の場合、物標データにビーム間隔分のばらつきが発生する可能性があり、ペアリングできない場合があった。
（３）また、特許文献１に記載のレーダ装置では、前回と今回の検知物を予測位置で比較し、角度、距離を基に同一物の判断をしているが、同時に角度と距離の両面の閾値を設けて判断していないので、誤判定の虞があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記従来の車載用レーダ装置の有する課題を解消し、スキャン式の車載用レーダ装置において、物標の過去の検出データと今回の検出データの連続性判定の条件を変更することにより、物標の車両からの距離に係わらず正常な物標データの連続性の判定が行えると共に、物標の種類に係わらず正常なペアリングが行える、車載用レーダ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の第１の形態は、周波数変調信号を送信し、車両前方の物標で反射して戻ってきた信号を受信し、これら送信信号と受信信号とを混合して得たビート信号から、車両前方の物標を検出する車載用レーダ装置であって、グルーピング手段によってアップビートとダウンビートにおけるピークデータをそれぞれグルーピングして代表ピークを算出し、グルーピングされた各ビートの中の代表ピーク同士を、ペアリング手段によってペアリングすることにより、物標を検出する車載用レーダ装置において、グルーピング手段によるピークデータのグルーピング時の、ピークデータを探す角度を基準角度に設定するグルーピング角度設定手段と、基準角度内で検索されたピークデータ数が所定数以上か否かを判定するピークデータ数判定手段と、ピークデータ数が所定数未満の場合に、ピークデータ数が所定数未満のビートにおける基準角度を、所定角度だけ増大するグルーピング角度増大手段と、増大されたグルーピング角度が、許容最大角度を越えたか否かを判定するグルーピング角度制限手段とを設け、グルーピング角度が許容最大角度を越えた場合には、ペアリング手段がこの物標のペアリングを停止することを特徴としている。
【００１１】
この場合、連続性判定手段は、物標までの距離が所定値未満の場合に判定条件として横位置差を使用し、物標までの距離が所定値以上の場合に判定条件として角度差を使用するようにしても良い。
【００１２】
前記目的を達成する本発明の第２の形態は、周波数変調信号を送信し、車両前方の物標で反射して戻ってきた信号を受信し、これら送信信号と受信信号とを混合して得たビート信号から、車両前方の物標を検出する車載用レーダ装置であって、グルーピング手段によってアップビートとダウンビートにおけるピークデータをそれぞれグルーピングして代表ピークを算出し、グルーピングされた前記各ビートの中の代表ピーク同士を、ペアリング手段によってペアリングすることにより、物標を検出する車載用レーダ装置において、グルーピング手段によるピークデータのグルーピング時の、ピークデータを探す角度を所定角度に設定するグルーピング角度設定手段と、所定角度内で検索されたアップビートとダウンビートにおけるピークデータ数を比較するピークデータ数比較手段と、ピークデータ数が一致しない場合に、ピークデータ数が少ない方のビートにおける所定角度を変更するグルーピング角度変更手段とを設け、アップビートとダウンビートにおける代表ピークを算出するピークデータ数を一致させるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
本発明の第１と第２の形態の車載用レーダ装置によれば、物標の種類に係わらず、正常なペアリングが行えるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の車載用レーダ装置であるミリ波レーダ装置１０の全体構成を示すものである。ミリ波レーダ装置１０では、アナログ回路３に内蔵されている送信機制御回路３Ｔからの信号により、ミリ波ＲＦユニット２内の回路において送信信号が三角波、又はそれに近い形で変調周波数Δｆを与えて変調され、ミリ波に変換されてアンテナ１を通じて車両の前方に放射される。車両の前方の物標で反射して戻ってきたミリ波はアンテナ１で受信され、ミリ波ＲＦユニット２においてミキサ（図示せず）に供給される。ミキサには送信信号の一部が入力されているので、物標からの距離や相対速度に応じた信号がビート信号として得られる。このビート信号はアナログ回路３に内蔵されている受信回路３Ｒを通じてＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）４に送られる。
【００１９】
ＤＳＰ４ではビート信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析してどの周波数帯に成分があるかを抽出する周波数分析を行う。周波数分析されたビート信号は物標に対してパワーが大きくなるピークが生じるが、このピークに対応する周波数はピーク周波数と呼ばれる。このピーク周波数はピークデータとしてマイクロプロセッサ５に送られる。ピーク周波数は距離に関する情報を有し、前方の物標との相対速度によるドップラー効果のために、送信波の周波数が上昇する時と下降する時ではピーク周波数は異なる。マイクロプロセッサ５は、この送信波の周波数の上昇時と下降時のピーク周波数から、前方の物標との距離及び速度を演算して求める。
【００２０】
アンテナ１が正面しか向いていないと、車両の正面を走行する車両しか検出できないので、アンテナ１は駆動回路６によって駆動されるモータ７により、左右に振られる（スキャンされる）。アンテナ１がモータ７によって左右に振られる角度は、車両の正面を０°として、左右にそれぞれ１０°前後、例えば、８°ずつである。そして、アンテナ１から放射されるミリ波は、この１６°の範囲内でビームとして所定角度毎に複数本放射される。
【００２１】
マイクロプロセッサ５には、車間距離制御ＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）２０が接続されている。車間距離制御ＥＣＵ２０には、警報器１１、ブレーキ１２、及びスロットル弁１３が接続されており、マイクロプロセッサ５から得られる物標（先行車両）との相対速度と距離に応じて、これらの動作が制御される。例えば、先行車両との距離が所定値以下になった時には、安全性の確保のために、警報器１１を鳴動させて運転者に注意を促したり、ブレーキ１２を作動させたり、スロットル弁１３を絞ってエンジンの回転を低下させる。
【００２２】
また、マイクロプロセッサ５には、後述する道路のカーブ情報を得るために、ステアリングホイールの操舵角を検出するステアリングセンサ１４、ヨーレートセンサ１５、及び車速センサ１６が接続されている。なお、ステアリングセンサ１４とヨーレートセンサ１５とは、両方が必須ではなく、どちらか一方だけあっても良いものである。
【００２３】
図２は、物標が相対速度Ｖで近づく場合の、ミリ波レーダ装置１０の原理を示すものである。送信波は（ａ）に実線で示すように周波数が変化する三角波である。送信波の中心周波数はｆｏ、ＦＭ変調幅はΔｆ、繰り返し周期はＴｍである。この送信波は物標で反射されてアンテナ１で受信され、破線で示すような受信波が受信信号として得られる。この受信波は物標との間の距離に応じて送信信号との周波数のずれ（ビート）を起こす。この場合、物標との間に相対速度Ｖがあるので、ドップラー効果によりビート信号とその周波数は（ｂ）,（ｃ）に示すようになる。即ち、送信波の周波数が上昇していく時のアップビートとの周波数差ｆbuの方が、送信波の周波数が下降していく時のダウンビートとの周波数差ｆbdよりも小さくなる。なお、物標との相対速度が０の場合は、ビート信号の周波数は、アップビートとダウンビートとで同じになる。
【００２４】
なお、車両の前方に物標が複数個存在する場合は、それぞれの物標が複数本のビームを反射するので、１つの物標に対して、アップビートとダウンビートによるピーク周波数がそれぞれ複数個存在する。マイクロプロセッサ５は、アップビートとダウンビートのそれぞれにおいて、複数のピーク周波数の中から、同じ周波数をもったピークのうち最も高いピークを中心にグルーピングを行う。例えば、車両の前方に３つの物標が存在する場合は、ビームの反射波によって、図３に示すようなビート信号の検出角度−周波数特性を示すグラフが得られる。このビート信号のうち、最もパワーの大きいビート信号（ビート信号でできる山の頂点）はピークと呼ばれ、マイクロプロセッサ５は、同一周波数ｆａを持ったピークのうち、ピークＰ１を持ったグループｇ１、ピークＰ２を持ったグループｇ２、ピークＰ３を持ったグループｇ３をグルーピングする。ピーク周波数は正確に同一でなくても、ほぼ同一の周波数であればよい。
【００２５】
マイクロプロセッサ５はグルーピングを行った後に、アップビートにおけるグルーピングから得られた物標と、ダウンビートにおけるグルーピングから得られた物標の１対１のペアリング処理を行う。ペアリング処理された２つのピークの周波数の、和から物標との距離が算出され、差から物標との相対速度が算出される。また、マイクロプロセッサ５は、所定時間毎に得られる各物標の位置及び相対速度のデータに基づいて、各物標の連続性を判断し、次の物標の位置（距離）の予測も行う。
【００２６】
ここで、本発明のマイクロプロセッサ５による、車両の前方を走行する物標の認識処理方法の第１の形態の概略を、図４に示す処理の流れに基づいて説明する。図４に示す処理は、アンテナが車両の前方を１回スキャンする毎に行われる。
【００２７】
この処理では、図４のステップ４０１に示すように、まず、ピークデータの抽出処理を行う。ピークデータは、例えば、車両の正面を０°として左右にそれぞれ８°ずつ、１６°の範囲内でアンテナを左から右、または右から左に振り、この範囲内でビームを均一の角度毎に合計１６本放射し、各ビームの反射波によるアップビート信号とダウンビート信号から得ることができる。続くステップ４０２においては、ビート信号のピークデータをまとめ、代表周波数と角度を算出してこれらのピークデータをグループ化し、物標の存在を検出するグルーピング処理を行う。
【００２８】
ステップ４０３では、ペアリング処理でペアリングを行う。このようにしてペアリングを行った後はステップ４０４で物標の連続性判定処理を行う。この物標の連続性処理は、ペアリングした結果について、前回の内部データとの連続性を見るものである。連続性の判定は、例えば、距離差、速度差、物標の横方向の位置の差（横位置差）等を使って行う。次に、ステップ４０５では、静止物としてグルーピングされたデータのペアリングを行ってこのルーチンを終了する。
【００２９】
ここで、このようなスキャン式の車載式レーダ装置における本発明の物標の連続性の判定方法の第１の形態について、従来の物標の連続性の判定方法と比較しながら説明する。
【００３０】
図５（ａ）は従来の物標の連続性の判定を説明する図である。レーダ装置で車両の前方の物標を検出する場合、過去に検出した物標データと今回検出した物標データとの連続性を判定することにより、物標を検出している。この図においては、（ｔ）で示す物標データが今回検出した物標データであり、（ｔ−１）で示す物標データが前回検出した物標データを示している。従って、（ｔ−２）で示す物標データが前々回検出した物標データを示しており、（ｔ−３）で示す物標データが前々回の前に検出した物標データを示している。
【００３１】
物標データとして検出するデータは、距離、相対速度、横位置、及び角度であり、従来の物標データの連続性の判定条件としては、距離差、相対速度差、及び横位置差が使用されていた。そして、この連続性条件の範囲内であれば、過去の物標データと今回の物標データが示す物標が連続していると判定していた。
【００３２】
ところが、このような従来の物標の連続性の判定では、レーダ装置からは送信ビームをあるビーム間隔で放射しているが、遠い位置の物標は横位置で見ると変動量が大きくなり、この変動量を考慮しないと、単純に車の挙動だけでは連続性がとれなかった。例えば、図６（ａ）に示すように、前回の物標の位置を白い丸で表し、今回の物標の位置をハッチング付きの丸で表すと、物標が車両Ｃから近距離にある場合は、前回の物標位置が今回の物標位置に対して連続性判定条件である横位置差の範囲内に入るので、この物標の連続性を得ることができる。
【００３３】
しかしながら、物標が車両Ｃから遠い距離にある場合は、物標が前述の近距離の場合と同様の角度（ビーム間隔）だけ移動したとしても、前回の物標位置が今回の物標位置に対して連続性判定条件である横位置差の範囲内に入らなくなるので、この物標の連続性を得ることができなかった。
【００３４】
そこで、本発明の第１の形態では、図５（ｂ）に示すように、（ｔ−１）で示す前回の物標位置と、（ｔ）で示す今回の物標位置との連続性を判定する条件として、従来の物標データの連続性の判定条件である、距離差、相対速度差、及び横位置差の条件に、角度差条件をＯＲ条件として加えている。そして、これら４つの連続性判定条件を使用して、過去の物標データと今回の物標データが示す物標が連続していると判定するようにした。更に詳しく述べると、横位置差条件と角度差条件は、このどちらかを物標が満足していれば、連続性を満足していると判定するようにした。
【００３５】
図６（ｂ）は、本発明の第１の形態における物標の連続性を判定するマップを図示するものである。この図に示す範囲Ａが物標の連続性を判定する従来の横位置差条件であり、例えば、その横位置差が１．８ｍの範囲を示している。また、範囲Ｂが今回加えた角度差条件であり、例えば、その角度差が今回の物標位置を中心にして左右に１．２°ずつ、合計２．４°の範囲を示している。この横位置差条件Ａと角度差条件Ｂの重なる範囲が、本発明による前回の物標位置に対する連続性判定条件を示している。この条件によれば、図５（ａ）で連続性を否定された車両Ｃから遠い位置にある前回の物標位置は、この角度差条件Ｂの範囲内に入るので、今回の物標位置と前回の物標位置との連続性を得ることができる。
【００３６】
以上のことより、本発明の第１の形態におけるこの実施例では、
｜横位置差｜＜１．８ｍ、または、｜角度差｜＜１．２°
を満足するときに、物標が連続していると判定する。このとき、ビーム間隔は、例えば、１°である。
【００３７】
一方、図６（ｂ）から明らかなように、車両Ｃから物標までの距離が、距離Ｄまでは横位置条件Ａの方が範囲が広く、距離Ｄ以遠では角度差条件Ｂの方が範囲が広い。よって、車両Ｃから物標までの距離が距離Ｄ以内では横位置条件Ａで物標の連続性を判定し、距離Ｄ以遠では角度差条件Ｂで物標の連続性を判定するようにしても良い。
【００３８】
なお、第１の形態における別の実施例として、
｜角度差｜＜1 ．２°または[(1.8m／距離(m)）×(180/π)]°の大きい方
或いは、更に別の実施例として、
｜横位置差｜＜1 ．８ｍまたは[(1.2°×距離(m)）／(180/π)]ｍの大きい方
を満足するときに、物標が連続していると判定することができる。
【００３９】
なお、横位置差条件の１．８ｍと角度差条件の１．２°はあくまでも一例であり、第１の形態はこの数値に限定されるものではない。
【００４０】
次に、本発明のマイクロプロセッサ５による、車両の前方を走行する物標の認識処理の方法の第２の形態の概略を、図７に示す処理の流れに基づいて説明する。図７に示す処理も、アンテナが車両の前方を１回スキャンする毎に行われる。なお、この処理では、図４で説明した処理と同じ処理には同じステップ番号を付して説明する。
【００４１】
この例の処理では、ステップ４０１でピークデータの抽出処理を行う。ピークデータは、例えば、車両の正面を０°として左右にそれぞれ８°ずつ、１６°の範囲内でアンテナを左から右、または右から左に振り、この範囲内でビームを均一の角度毎に合計１６本放射し、各ビームの反射波によるアップビート信号とダウンビート信号から得ることができる。続くステップ７０１では物標の車両からの距離（位置）の予測処理を行う。即ち、物標の連続性を判定するために、物標の今回の車両からの距離の予測値（予測位置）を算出する。この算出では、物標の相対速度が一定として、前回算出した距離から今回の距離を算出する。物標の今回の予測周波数も算出する。
【００４２】
次のステップ４０２においては、ビート信号のピークデータをまとめ、代表周波数と角度を算出してこれらのピークデータをグループ化し、物標の存在を検出するグルーピング処理を行う。ステップ４０３では、ペアリング処理でペアリングを行う。このようにしてペアリングを行った後はステップ４０４で物標の連続性判定処理を行う。この物標の連続性処理は、ペアリングした結果について、前回の内部データとの連続性を見るものである。連続性の判定は、例えば、ステップ７０１で予測した物標の今回の車両からの予測値から所定の範囲内において、距離差、速度差、物標の横方向の位置の差（横位置差）等を使って行う。次に、ステップ４０５では、静止物としてグルーピングされたデータのペアリングを行ってこのルーチンを終了する。
【００４３】
ここで、このようなスキャン式の車載式レーダ装置における本発明の物標の連続性の判定方法の第２の形態について、従来の物標の連続性の判定方法と比較しながら説明する。
【００４４】
図８（ａ）は従来の予測値に基づく物標の連続性の判定を説明する図である。予測値に基づく物標の連続性の判定方法では、物標の前回の位置から、今回の予測値を算出する。この予測値が図８（ａ）に星印で示される。そして、従来はこの予測位置を中心にして、横方向条件（横位置差）と距離方向条件（周波数差）に基づいて、物標の今回の位置の許容範囲Ｅ（ハッチングで示す）を定め、今回の物標の検出位置がこの許容範囲Ｅ内にあるか否かで物標の連続性を判定していた。
【００４５】
この従来の判定方法では、物標の今回の検出位置ＴＧが許容範囲Ｅ内にある時は物標に連続性があると判定し、許容範囲Ｅの外にある時は、物標に連続性がないと判定していた。
【００４６】
ところが、このような従来の物標の連続性の判定では、レーダ装置からは送信ビームをあるビーム間隔で放射しているが、遠い位置の物標は横位置で見ると変動量が大きくなり、この変動量を考慮しないと、単純に車の挙動だけでは連続性がとれなかった。例えば、図８（ｂ）に示すように、今回の物標の予測位置が車両Ｃから近距離にある場合は、今回の物標の検出位置ＴＧが予測位置の許容範囲Ｅ内に入るので、この物標の連続性を得ることができる。
【００４７】
一方、今回の物標の予測位置が車両Ｃから遠い距離にある場合は、物標が前述の近距離の場合と同様の角度（ビーム間隔）だけ移動したとしても、今回の物標の検出位置ＴＧが予測位置の許容範囲Ｅ内に入らなくなるので、この物標の連続性を得ることができない。
【００４８】
そこで、本発明の第２の形態では、図８（ｃ）に示すように、従来の予測位置に基づく今回の位置の許容範囲Ｅを定める条件である、予測位置を中心にした横方向条件（横位置差）と距離方向条件（周波数差）に加えて、角度差条件をＯＲ条件として加えている。このため、本発明では、今回の物標の予測位置が車両Ｃから遠い距離にある場合に、今回の物標の検出位置ＴＧが予測位置の許容範囲Ｅの、角度差条件による拡張許容範囲ＥＸ内に入るので、この物標の連続性を得ることができる。更に詳しく述べると、横位置差条件と角度差条件は、このどちらかを物標が満足していれば、連続性を満足していると判定するようにした。
【００４９】
図９は、本発明の第２の形態における物標の連続性を判定するマップを図示したものである。この図に示す範囲Ａが物標の連続性を判定する従来の横位置差条件であり、例えば、その横位置差が１．５ｍの範囲を示している。また、範囲Ｂが今回加えた角度差条件であり、例えば、その角度差が今回の物標の予測位置を中心にして左右に１．５°ずつ、合計３．０°の範囲を示している。この横位置差条件Ａと角度差条件Ｂの重なる範囲が、本発明による前回の物標位置に対する今回の物標の予測位置に対する許容範囲Ｅと許容範囲ＥＸによる制限領域、即ち、連続性判定条件を示している。この条件によれば、図８（ｂ）で連続性を否定された車両Ｃから遠い位置にある物標の位置ＴＧは、この許容範囲ＥＸ（角度差条件Ｂ）の範囲内に入るので、この物標の連続性を得ることができる。
【００５０】
以上のことより、本発明の第２の形態におけるこの実施例では、
｜横位置差｜＜１．５ｍ、または、｜角度差｜＜１．５°
を満足するときに、物標が連続していると判定する。このとき、ビーム間隔は、例えば、１°である。
【００５１】
一方、図９から明らかなように、車両Ｃから物標までの距離が、距離Ｄまでは横位置条件Ａ（許容範囲Ｅ）の方が範囲が広く、距離Ｄ以遠では角度差条件Ｂの方が許容範囲ＥＸだけ範囲が広い。よって、車両Ｃから物標までの距離が距離Ｄ以内では横位置条件Ａで物標の連続性を判定し、距離Ｄ以遠では角度差条件Ｂで物標の連続性を判定するようにしても良い。
【００５２】
なお、第２の形態における別の実施例として、
｜角度差｜＜1 ．５°または[(1.5m／距離(m)）×(180/π)]°の大きい方
或いは、更に別の実施例として、
｜横位置差｜＜1 ．５ｍまたは[(1.2°×距離(m)）／(180/π)]ｍの大きい方
を満足するときに、物標が連続していると判定することができる。
【００５３】
なお、横位置差条件の１．５ｍと角度差条件の１．５°はあくまでも一例であり、第２の形態はこの数値に限定されるものではない。
【００５４】
最後に、本発明のマイクロプロセッサ５による、車両の前方を走行する物標の認識処理の方法の第３の形態の概略を説明する。第３の形態は図４，図７で説明した手順におけるステップ４０３のペアリング処理の方法である。
【００５５】
ここで、このようなスキャン式の車載式レーダ装置における本発明の第３の形態のペアリング処理方法について、従来のペアリング方法と比較しながら説明する。
【００５６】
図１０はレーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための従来の条件を説明する図である。左側の図がアップビートにおいて検出された或る物標のピークデータであり、右側の図がダウンビートにおいて検出された同じ物標のピークデータである。この図から分かるように、通常１つの物標をとらえると、アップビートに複数個のピークデータが検出され、時間遅れでダウンビートにも良く似た位置に同様のピークデータが検出される。ピークデータの形状は通常は山形となる。
【００５７】
このようなアップビートとダウンビートにおけるピークデータに対して、従来はペアリング条件として角度差とパワー差を用いており、これらの条件が満足された時点でペアリングを行っていた。
【００５８】
ところが、３本のピークデータで１つの物標を捕らえている場合、反射強度の関係から近似の曲線を引いて正確な角度が出せたが、反射強度が低い場合、１本のビームが欠落する場合があり、この場合は近似曲線が書けない。すると、計測の角度のばらつきがビームの間隔になってしまい、正確なペアリングが行えなかった。
【００５９】
そこで、本発明の第３の形態では、物標から得られたピークデータ数に応じてペアリングの角度範囲条件を変化させ、３本以上のピークデータでペアリングを行うようにして、ペアリングを正確に行えるようにしている。即ち、検出されたピークデータ数が少ない場合は、反射波の検出の角度条件を広げることにより、検出範囲を広げてやって検出ピークデータ数を増やし、３本以上のピークデータでペアリングを行なうようにしている。
【００６０】
図１１は、レーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための、本発明の第３の形態におけるペアリングの角度条件の変更の手順の一例を示すフローチャートである。図１１の手順は、アンテナが車両の前方を１回スキャンし、アップビートとダウンビートで物標からの反射波がピークデータとして検出された後毎に行われる。
【００６１】
ステップ１０１ではアップビートとダウンビートにおいてピークデータを検索する角度を角度θに設定する。続くステップ１０２ではアップビートにおける所定の物標のピークデータ数を計数する。
【００６２】
そして、ステップ１０３においてアップビートで検出された所定の物標に対するピークデータ数が２以下か否かを判定する。ピークデータ数が２以下の場合はステップ１０４に進み、図１３に示すように、検索する角度θを所定角度αだけ増やし、検索角度を広げる。そして、次のステップ１０５で増やした検索角度が最大許容検索角度θmaxを越えているか否かを判定する。増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えていない場合はステップ１０２に戻り、ステップ１０２とステップ１０３を繰り返す。
【００６３】
このように検索する角度θを所定角度αだけ増やしてピークデータ検索する処理は、ステップ１０３でアップビートのピークデータ数が３以上になった時、及び、ステップ１０５で増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えてしまった時まで継続される。ステップ１０５で増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えてしまった場合は、ステップ１１１に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。これは、ピークデータ数が２以下のグループは角度ばらつきが大きいためである。一方、ステップ１０３でアップビートのピークデータ数が３以上と判定され多時はステップ１０６に進む。
【００６４】
ステップ１０６ではダウンビートにおける所定の物標のピークデータ数を計数する。そして、ステップ１０７においてダウンビートで検出された所定の物標に対するピークデータ数が２以下か否かを判定する。ピークデータ数が２以下の場合はステップ１０８に進み、検索する角度θを所定角度αだけ増やし、次のステップ１０９で増やした検索角度が最大許容検索角度θmaxを越えているか否かを判定する。増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えていない場合はステップ１０６に戻り、ステップ１０６とステップ１０７を繰り返す。
【００６５】
このように検索する角度θを所定角度αだけ増やしてピークデータ検索する処理は、ステップ１０７でダウンビートのピークデータ数が３以上になった時、及び、ステップ１０９で増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えてしまった時まで継続される。ステップ１０９で増やした検索角度θが最大許容検索角度θmaxを越えてしまった場合は、ステップ１１１に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。一方、ステップ１０７でダウンビートのピークデータ数が３以上と判定された時はステップ１１０に進む。
【００６６】
ステップ１１０では、アップビートで検索されたピークデータとダウンビートで検出されたピークデータとがパワー差条件を満たしているか否かを判定し、パワー差条件を満たしていない場合はステップ１１１に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。一方、ステップ１１０の判定がパワー差条件を満足している場合はステップ１１２に進んでペアリングを実行してこのルーチンを終了する。
【００６７】
このように、第３の形態ではある物標に対するペアリングが必ずピークデータ数が３以上で行われるので、ペアリングを正確に行うことができる。
【００６８】
図１２は、レーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための、本発明のペアリングの角度条件の変更の手順の別の例を示すフローチャートである。図１２の手順も、アンテナが車両の前方を１回スキャンし、アップビートとダウンビートで物標からの反射波がピークデータとして検出された後毎に行われる。
【００６９】
ステップ２０１ではアップビートにおいてピークデータを検索する角度を角度θｕに設定し、ダウンビートにおいてピークデータを検索する角度を角度θｄに設定する。続くステップ２０２ではアップビートとダウンビートにおける所定の物標のピークデータ数を計数する。
【００７０】
そして、ステップ２０３においてアップビートで検出された所定の物標に対するピークデータ数が２以下か否かを判定する。ピークデータ数が３以上の場合はステップ２０３からステップ２０４に進み、アップビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＵＢＰの値を１にしてステップ２０６に進む。一方、ピークデータ数が２以下の場合はステップ２０３からステップ２０４に進み、アップビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＵＢＰの値を０にすると共に、検索する角度θｕを所定角度αだけ増やしてステップ２０６に進む。
【００７１】
ステップ２０６では、ダウンビートで検出された所定の物標に対するピークデータ数が２以下か否かを判定する。ピークデータ数が３以上の場合はステップ２０６からステップ２０７に進み、ダウンビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＤＢＰの値を１にしてステップ２０９に進む。一方、ピークデータ数が２以下の場合はステップ２０６からステップ２０８に進み、ダウンビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＤＢＰの値を０にすると共に、検索する角度θｄを所定角度αだけ増やしてステップ２０９に進む。
【００７２】
ステップ２０９では、アップビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＵＢＰの値が１、かつ、ダウンビートのピークデータ数が３を越えたことを示すフラグＤＢＰの値が１であるか否かを判定する。ＵＢＰ＝０又はＤＢＰ＝０の場合はステップ２１０に進み、ステップ２０５で増やした検索角度θｕが最大許容検索角度θmaxを越えてしまったか、或いはステップ２０８で増やした検索角度θｄが最大許容検索角度θmaxを越えてしまったか否かを判定する。増やした検索角度θｕ又はθｄが最大許容検索角度θmaxを越えていない場合は、ステップ２０２に戻り、ステップ２０２からステップ２０９の処理を繰り返す。
【００７３】
このように検索する角度θｕ，θｄを所定角度αだけ増やしながらピークデータを検索する処理は、ステップ２０９でＵＢＰ＝１かつＤＢＰ＝１になるまで継続する。この処理の途中で、ステップ２１０で増やした検索角度θｕ又はθｄの何れか一方が最大許容検索角度θmaxを越えてしまった場合は、ステップ２１３に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。一方、ステップ２０９でＵＢＰ＝１かつＤＢＰ＝１になったと判定した時はステップ２１１に進む。
【００７４】
ステップ２１１では、アップビートとダウンビートの角度差（θｄ−θｕ）の絶対値が所定角度、例えば、１．５°以内か否かを判定し、１．５°以内であればステップ２１２に進むが、１．５°を越えている場合はステップ２１３に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。ステップ２１２では、アップビートで検索されたピークデータとダウンビートで検出されたピークデータとがパワー差条件を満たしているか否かを判定し、パワー差条件を満たしていない場合はステップ２１３に進み、この物標に対するペアリングを実行せずにこのルーチンを終了する。一方、ステップ２１２の判定がパワー差条件を満足している場合はステップ２１４に進んでペアリングを実行してこのルーチンを終了する。
【００７５】
このように、第３の形態の別の例でも、ある物標に対するペアリングが必ずピークデータ数が３以上で行われるので、ペアリングを正確に行うことができる。
【００７６】
また、第３の形態において、アップビートとダウンビートにおけるピークデータ数を検出して比較し、少ない方のピークデータ数を、大きい方のピークデータ数（３以上）に合わせるようにし、アップビートとダウンビートにおける代表ピークを算出するピークデータ数を一致させるようにしても良い。
【００７７】
なお、以上の実施例では、ミリ波レーダを例にとって車載用レーダ装置の実施例を説明したが、レーダの種類は特に限定されるものではない。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１と第２の形態の車載用レーダ装置によれば、物標の種類に係わらず、正常なペアリングが行えるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車載用レーダ装置であるミリ波レーダ装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】（ａ）は図１のミリ波レーダ装置における物標との相対速度がＶである場合の送信波と受信波の変化を時間と共に示す波形図、（ｂ）は（ａ）の送信波の周波数の変化を示す波形図、（ｃ）は（ａ）の送信波と受信波との間の周波数のずれであるビートの発生状態を時間と共に示す波形図である。
【図３】車両の前方に３つの物標が存在する場合の、検出角度−周波数特性を示すグラフであり、マイクロプロセッサのグルーピングを説明する図である。
【図４】本発明のマイクロプロセッサの物標の認識処理の流れの一実施例を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は従来の物標の連続性の判定を説明する図、（ｂ）は本発明の物標の連続性を説明する図である。
【図６】（ａ）は従来の物標の連続性判定における問題点を説明する図、（ｂ）は本発明の物標の連続性判定を説明する図である。
【図７】本発明のマイクロプロセッサの物標の認識処理の流れの別の実施例を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は図７の処理手順における物標の予測位置を説明する図、（ｂ）は図７の処理手順における従来の物標の連続性判定処理の問題点を説明する図、（ｃ）は図７の処理手順における本発明の物標の連続性判定処理を説明する図である。
【図９】図７の処理手順における本発明の物標の連続性判定処理を説明する図である。
【図１０】レーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための従来の条件を説明する図である。
【図１１】レーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための、本発明のペアリングの角度条件の変更の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】レーダ装置におけるアップビートで検出された物標とダウンビートで検出された物標とをペアリングするための、本発明のペアリングの角度条件の変更の手順の別の例を示すフローチャートである。
【図１３】ピークデータ数が２以下の場合に、検索角度を広げる処理を説明する図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…ミリ波ＲＦユニット
３…アナログ回路
４…ＤＳＰ
５…マイクロプロセッサ
６…駆動回路
７…モータ
１０…ミリ波レーダ装置
２０…車間距離制御ＥＣＵ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention For automotive With regard to radar equipment, in particular, the frequency-modulated transmission signal and Drive in front of the vehicle From the beat signal obtained by mixing the received signal reflected back from the target In front of the vehicle Detect target For automotive In the radar device, determine the continuity between the previously detected target data and the target data detected this time. By pairing the target data Can accurately capture the target For automotive The present invention relates to a radar device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to monotonous highway driving and increased opportunities for long-time driving, the driver's attention has been distracted and there has been a tendency for automobile collision accidents to increase. In addition to automatic constant speed traveling by a constant speed traveling device, there is also a demand for automatic traveling while tracking a preceding vehicle on a highway.
[0003]
Under such circumstances, always measure the distance between the preceding car and the car you drive, and automatically reduce the traveling speed of the car you drive when the distance decreases greatly. In-vehicle radar equipment that applies brakes to prevent collisions and on-vehicle radar equipment that performs automatic running while constantly monitoring the positions of a plurality of vehicles traveling in front are in the practical stage. .
[0004]
Such in-vehicle radar devices generally include FM-CW (frequency modulation continuous wave) radar, pulse drive radar, and the like. Among them, the FM-CW radar device applies a triangular wave baseband signal to a transmission voltage controlled oscillator (VCO), performs frequency modulation, transmits the signal from an antenna to the front of the vehicle, and hits a target such as a preceding vehicle. While the reflected signal is received by the antenna, a forward target is detected from a beat signal obtained by mixing the transmission signal and the reception signal.
[0005]
In this case, the transmission signal scans the antenna in a predetermined angle range in front of the automobile, so that a plurality of beams are transmitted at predetermined angular intervals. When detecting a target ahead of the host vehicle with such a scanning on-vehicle radar device, the target is detected by determining the continuity between the target data detected in the past and the target data detected this time. It was detected. The target data to be detected is a distance, a relative speed, a lateral position, and an angle, and a distance difference, a relative speed difference, and a lateral position difference are used as conditions for determining the continuity of the target data. If it is within the range of the continuity condition, it is determined that the past target data and the target indicated by the current target data are continuous.
[0006]
In addition, in such a scanning on-vehicle radar device, the predicted position of the target is obtained by taking into account the same angle of the beam and the rate of change of the distance, and the one that approximates the predicted position is the same as the target. Is known (for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-9-264955
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described scan-type in-vehicle radar device has the following problems.
(1) Since the value of the lateral position of the target is calculated from the angle value of the target, there is a possibility that a variation corresponding to the beam interval irradiated from the radar apparatus may occur. This variation is the distance of the target. Since the distance from the vehicle increases as the distance from the vehicle increases, the continuity of the distance target may be erroneously determined.
(2) In the case of a target with a small number of detected beams, such as a two-wheeled vehicle, there is a possibility that the target data may vary depending on the beam interval, and pairing may not be possible.
(3) In the radar apparatus described in Patent Document 1, the previous and current detected objects are compared at the predicted position, and the same object is determined based on the angle and distance. Therefore, there is a risk of erroneous determination.
[0009]
Therefore, the present invention solves the problems of the conventional in-vehicle radar device, and scan type For automotive In the radar device, by changing the conditions for determining the continuity between the past detection data of the target and the current detection data, From the vehicle Can determine the continuity of normal target data regardless of distance, and can perform normal pairing regardless of the type of target. For automotive The object is to provide a radar device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention for achieving the above object is An on-vehicle system that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected and returned by a target ahead of the vehicle, and detects a target ahead of the vehicle from a beat signal obtained by mixing the transmission signal and the reception signal. Radar device for grouping the peak data in the upbeat and downbeat by the grouping means to calculate the representative peak, and pairing the representative peaks in each grouped beat by the pairing means In the in-vehicle radar device for detecting a target, grouping angle setting means for setting an angle for searching peak data as a reference angle when grouping peak data by the grouping means, and the number of peak data searched within the reference angle Means for determining the number of peak data for determining whether or not the number is equal to or greater than a predetermined number, A grouping angle increasing means for increasing a reference angle in beats having a peak data number less than a predetermined number by a predetermined angle and a grouping angle for determining whether or not the increased grouping angle exceeds an allowable maximum angle. If the grouping angle exceeds the allowable maximum angle, the pairing unit stops pairing the target. It is characterized by that.
[0011]
In this case, the continuity determination means uses the lateral position difference as the determination condition when the distance to the target is less than the predetermined value, and uses the angle difference as the determination condition when the distance to the target is greater than or equal to the predetermined value. You may make it do.
[0012]
The second form of the present invention that achieves the above object is obtained by transmitting a frequency modulated signal, receiving a signal reflected back by a target in front of the vehicle, and mixing the transmitted signal and the received signal. A vehicle-mounted radar device that detects a target ahead of a vehicle from beat signals obtained by grouping peak data in upbeats and downbeats by grouping means to calculate representative peaks, and for each of the grouped beats Grouping that sets the angle for searching for peak data to a predetermined angle when grouping peak data by grouping means in an in-vehicle radar device that detects a target by pairing representative peaks in the pair by means of pairing means Angle setting means and searched within a predetermined angle In upbeat and downbeat A peak data number comparison means for comparing the number of peak data and a grouping angle changing means for changing a predetermined angle in a beat having a smaller number of peak data when the number of peak data does not match are provided. It is characterized in that the number of peak data for calculating the representative peak is matched.
[0016]
Of the first and second aspects of the invention For automotive By radar equipment The target Regardless of the type, normal pairing can be performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings.
[0018]
Figure 1 shows the Ming's car 1 shows an overall configuration of a millimeter wave radar device 10 which is a radar device for a vehicle. In the millimeter wave radar device 10, the transmission signal is given a modulation frequency Δf in the form of a triangular wave or a form close to it in the circuit in the millimeter wave RF unit 2 by the signal from the transmitter control circuit 3 T built in the analog circuit 3. It is modulated, converted into a millimeter wave, and radiated to the front of the vehicle through the antenna 1. The millimeter wave reflected and returned by the target in front of the vehicle is received by the antenna 1 and supplied to a mixer (not shown) in the millimeter wave RF unit 2. Since a part of the transmission signal is input to the mixer, a signal corresponding to the distance from the target and the relative speed is obtained as a beat signal. The beat signal is sent to a DSP (digital signal processor) 4 through a receiving circuit 3R built in the analog circuit 3.
[0019]
The DSP 4 performs frequency analysis to extract which frequency band has components by performing FFT (Fast Fourier Transform) analysis on the beat signal. The beat signal subjected to frequency analysis has a peak in which the power increases with respect to the target, and the frequency corresponding to this peak is called the peak frequency. This peak frequency is sent to the microprocessor 5 as peak data. The peak frequency has information regarding the distance, and the peak frequency is different when the frequency of the transmission wave rises and falls due to the Doppler effect due to the relative velocity with the target ahead. The microprocessor 5 calculates and calculates the distance and speed with the target ahead from the peak frequency when the frequency of the transmission wave rises and falls.
[0020]
If the antenna 1 is only facing the front, only the vehicle traveling in front of the vehicle can be detected, so the antenna 1 is swung left and right (scanned) by the motor 7 driven by the drive circuit 6. The angle at which the antenna 1 is swung left and right by the motor 7 is about 10 ° to the left and right, for example, 8 °, respectively, with the front of the vehicle being 0 °. A plurality of millimeter waves radiated from the antenna 1 are radiated at predetermined angles as beams within the range of 16 °.
[0021]
An inter-vehicle distance control ECU (Electronic Control Unit) 20 is connected to the microprocessor 5. The inter-vehicle distance control ECU 20 is connected with an alarm device 11, a brake 12, and a throttle valve 13, and these operations are performed according to the relative speed and distance from the target (preceding vehicle) obtained from the microprocessor 5. Be controlled. For example, when the distance from the preceding vehicle is less than a predetermined value, to ensure safety, the alarm 11 is sounded to alert the driver, the brake 12 is activated, the throttle valve 13 is Squeeze to reduce engine speed.
[0022]
The microprocessor 5 is connected with a steering sensor 14, a yaw rate sensor 15, and a vehicle speed sensor 16 for detecting the steering angle of the steering wheel in order to obtain road curve information described later. Note that both the steering sensor 14 and the yaw rate sensor 15 are not essential, and only one of them may be provided.
[0023]
FIG. 2 shows the principle of the millimeter wave radar apparatus 10 when the target approaches at a relative speed V. The transmission wave is a triangular wave whose frequency changes as indicated by a solid line in FIG. The center frequency of the transmission wave is fo, the FM modulation width is Δf, and the repetition period is Tm. This transmitted wave is reflected by the target and received by the antenna 1, and a received wave as shown by a broken line is obtained as a received signal. This received wave causes a frequency shift (beat) with the transmission signal in accordance with the distance to the target. In this case, since there is a relative velocity V between the target and the target, the beat signal and its frequency are as shown in (b) and (c) due to the Doppler effect. That is, the frequency difference fbu with the upbeat when the frequency of the transmission wave increases is smaller than the frequency difference fbd with the downbeat when the frequency of the transmission wave decreases. When the relative speed to the target is 0, the beat signal frequency is the same for the upbeat and the downbeat.
[0024]
When there are multiple targets in front of the vehicle, each target reflects multiple beams, so there are multiple peak frequencies for up and down beats for each target. Exists. The microprocessor 5 performs grouping around the highest peak among the peaks having the same frequency from among a plurality of peak frequencies in each of the upbeat and the downbeat. For example, when there are three targets in front of the vehicle, a graph indicating the detected angle-frequency characteristics of the beat signal as shown in FIG. 3 is obtained by the reflected wave of the beam. Among the beat signals, the beat signal having the highest power (the peak of a peak formed by the beat signal) is called a peak, and the microprocessor 5 uses the group g1 having the peak P1 among the peaks having the same frequency fa. A group g2 having a peak P2 and a group g3 having a peak P3 are grouped. Even if the peak frequencies are not exactly the same, they may be almost the same frequency.
[0025]
After performing the grouping, the microprocessor 5 performs a one-to-one pairing process between the target obtained from the grouping in the upbeat and the target obtained from the grouping in the downbeat. The distance from the target is calculated from the sum of the frequencies of the two peaks subjected to pairing processing, and the relative velocity with respect to the target is calculated from the difference. Further, the microprocessor 5 determines the continuity of each target based on the position and relative velocity data of each target obtained every predetermined time, and also predicts the position (distance) of the next target. .
[0026]
Here, the outline of the 1st form of the recognition processing method of the target which drive | works the front of the vehicle by the microprocessor 5 of this invention is demonstrated based on the flow of the process shown in FIG. The process shown in FIG. 4 is performed each time the antenna scans the front of the vehicle once.
[0027]
In this process, as shown in step 401 of FIG. 4, first, peak data extraction processing is performed. For example, the peak data can be obtained by moving the antenna from left to right or from right to left within a range of 16 °, with the front of the vehicle at 0 ° and 8 ° to the left and right. A total of 16 lines are emitted and can be obtained from an upbeat signal and a downbeat signal due to reflected waves of each beam. In the subsequent step 402, the peak data of the beat signals are collected, the representative frequency and angle are calculated, these peak data are grouped, and a grouping process for detecting the presence of the target is performed.
[0028]
In step 403, pairing is performed by pairing processing. After pairing is performed in this way, a target continuity determination process is performed in step 404. This target continuity processing is to check the continuity of the paired result with the previous internal data. The determination of continuity is performed using, for example, a distance difference, a speed difference, or a lateral position difference (lateral position difference) of the target. Next, in step 405, data grouped as a stationary object is paired, and this routine is terminated.
[0029]
Here, a first embodiment of the target continuity determination method of the present invention in such a scanning on-vehicle radar device will be described in comparison with a conventional target continuity determination method.
[0030]
FIG. 5A is a diagram for explaining the conventional determination of continuity of a target. When a radar apparatus detects a target in front of a vehicle, the target is detected by determining continuity between target data detected in the past and target data detected this time. In this figure, the target data indicated by (t) is the target data detected this time, and the target data indicated by (t-1) indicates the target data detected last time. Therefore, the target data indicated by (t-2) indicates the target data detected last time, and the target data indicated by (t-3) indicates the target data detected before the previous time.
[0031]
The data to be detected as target data is distance, relative speed, lateral position, and angle, and distance difference, relative speed difference, and lateral position difference are used as continuity criteria for conventional target data. It was. If it is within the range of the continuity condition, it is determined that the past target data and the target indicated by the current target data are continuous.
[0032]
However, in the conventional determination of the continuity of the target, the transmission beam is radiated from the radar device at a certain beam interval, but the target at a distant position has a large amount of fluctuation when viewed in the horizontal position. Without considering this variation, continuity could not be achieved simply by the behavior of the car. For example, as shown in FIG. 6A, when the previous target position is represented by a white circle and the current target position is represented by a hatched circle, the target is at a short distance from the vehicle C. Since the previous target position falls within the range of the lateral position difference that is the continuity determination condition with respect to the current target position, the continuity of the target can be obtained.
[0033]
However, if the target is at a distance from the vehicle C, the previous target position becomes the current target position even if the target moves by the same angle (beam interval) as in the case of the short distance described above. On the other hand, since it does not fall within the range of the lateral position difference which is the continuity determination condition, the continuity of the target cannot be obtained.
[0034]
Therefore, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5B, the continuity between the previous target position indicated by (t-1) and the current target position indicated by (t) is obtained. As a condition for determination, an angle difference condition is added as an OR condition to the condition of distance difference, relative speed difference, and lateral position difference, which is a conventional condition for determining the continuity of target data. Then, using these four continuity determination conditions, it is determined that the past target data and the target indicated by the current target data are continuous. More specifically, the lateral position difference condition and the angle difference condition are determined to satisfy the continuity if the target satisfies either of them.
[0035]
FIG. 6B illustrates a map for determining the continuity of the target in the first embodiment of the present invention. A range A shown in this figure is a conventional lateral position difference condition for determining the continuity of a target. For example, a range in which the lateral position difference is 1.8 m is shown. Further, the range B is the angle difference condition added this time. For example, the angle difference indicates a range of 1.2 ° to the left and right about the current target position, and a total range of 2.4 °. The overlapping range of the lateral position difference condition A and the angle difference condition B indicates the continuity determination condition for the previous target position according to the present invention. According to this condition, the previous target position at a position far from the vehicle C for which continuity is denied in FIG. 5A falls within the range of the angle difference condition B. Continuity with the previous target position can be obtained.
[0036]
From the above, in this embodiment in the first aspect of the present invention,
| Lateral position difference | <1.8 m or | angle difference | <1.2 °
When the condition is satisfied, it is determined that the target is continuous. At this time, the beam interval is, for example, 1 °.
[0037]
On the other hand, as is clear from FIG. 6B, the lateral position condition A has a wider range up to the distance D from the vehicle C to the target D, and the angular difference condition B has a range beyond the distance D. Is wide. Therefore, when the distance from the vehicle C to the target is within the distance D, the continuity of the target is determined under the lateral position condition A, and when the distance is greater than the distance D, the continuity of the target is determined under the angle difference condition B. good.
[0038]
As another example in the first form,
| Angle difference | <1. The larger of 2 ° or [(1.8m / distance (m)) × (180 / π)] °
Alternatively, as yet another example,
| Horizontal position difference | <1. The larger of 8m or [(1.2 ° x distance (m)) / (180 / π)] m
Can be determined that the target is continuous.
[0039]
The lateral position difference condition of 1.8 m and the angle difference condition of 1.2 ° are merely examples, and the first embodiment is not limited to this value.
[0040]
Next, an outline of a second embodiment of a method for recognizing a target traveling in front of a vehicle by the microprocessor 5 of the present invention will be described based on the flow of processing shown in FIG. The process shown in FIG. 7 is also performed each time the antenna scans the front of the vehicle once. In this process, the same process as the process described with reference to FIG.
[0041]
In the process of this example, peak data extraction processing is performed in step 401. For example, the peak data can be obtained by moving the antenna from left to right or from right to left within a range of 16 °, with the front of the vehicle at 0 ° and 8 ° to the left and right. A total of 16 lines are emitted and can be obtained from an upbeat signal and a downbeat signal due to reflected waves of each beam. In the subsequent step 701, the distance (position) of the target from the vehicle is predicted. That is, in order to determine the continuity of the target, a predicted value (predicted position) of the distance of the target from the current vehicle is calculated. In this calculation, assuming that the relative speed of the target is constant, the current distance is calculated from the previously calculated distance. The current predicted frequency of the target is also calculated.
[0042]
In the next step 402, peak data of beat signals are collected, a representative frequency and angle are calculated, these peak data are grouped, and a grouping process for detecting the presence of a target is performed. In step 403, pairing is performed by pairing processing. After pairing is performed in this way, a target continuity determination process is performed in step 404. This target continuity processing is to check the continuity of the paired result with the previous internal data. The continuity is determined by, for example, a distance difference, a speed difference, or a lateral position difference (lateral position difference) within a predetermined range from the predicted value of the target predicted in step 701 from the current vehicle. Etc. Next, in step 405, data grouped as a stationary object is paired, and this routine is terminated.
[0043]
Here, a second embodiment of the target continuity determination method of the present invention in such a scanning on-vehicle radar device will be described in comparison with a conventional target continuity determination method.
[0044]
FIG. 8A is a diagram for explaining determination of continuity of a target based on a conventional predicted value. In the target continuity determination method based on the predicted value, the current predicted value is calculated from the previous position of the target. This predicted value is indicated by an asterisk in FIG. And conventionally, with this predicted position as the center, based on the lateral direction condition (lateral position difference) and the distance direction condition (frequency difference), an allowable range E (indicated by hatching) of the current position of the target is determined, The continuity of the target is determined based on whether or not the target detection position this time is within the allowable range E.
[0045]
In this conventional determination method, when the current detection position TG of the target is within the allowable range E, it is determined that the target is continuous, and when it is outside the allowable range E, the target is continuous. It was judged that there was no.
[0046]
However, in the conventional determination of the continuity of the target, the transmission beam is radiated from the radar device at a certain beam interval, but the target at a distant position has a large amount of fluctuation when viewed in the horizontal position. Without considering this variation, continuity could not be achieved simply by the behavior of the car. For example, as shown in FIG. 8B, when the predicted position of the current target is at a short distance from the vehicle C, the detected position TG of the current target falls within the allowable range E of the predicted position. The continuity of this target can be obtained.
[0047]
On the other hand, if the predicted position of the current target is far from the vehicle C, the detected position of the current target even if the target has moved by the same angle (beam interval) as in the case of the short distance described above. Since TG does not fall within the allowable range E of the predicted position, the continuity of the target cannot be obtained.
[0048]
Therefore, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8 (c), a lateral condition (centered around the predicted position) that is a condition for determining the allowable range E of the current position based on the conventional predicted position ( In addition to the lateral position difference and the distance direction condition (frequency difference), the angle difference condition is added as an OR condition. For this reason, in the present invention, when the predicted position of the current target is at a distance far from the vehicle C, the extended allowable range EX based on the angle difference condition is set such that the detected position TG of the current target is the allowable range E of the predicted position. Since it falls inside, the continuity of this target can be obtained. More specifically, the lateral position difference condition and the angle difference condition are determined to satisfy the continuity if the target satisfies either of them.
[0049]
FIG. 9 shows a map for determining the continuity of the target in the second embodiment of the present invention. A range A shown in this figure is a conventional lateral position difference condition for determining the continuity of a target. For example, a range in which the lateral position difference is 1.5 m is shown. Further, the range B is an angle difference condition added this time. For example, the angle difference indicates a range of 1.5 ° left and right about the predicted position of the current target and a total range of 3.0 °. . The overlapping range of the lateral position difference condition A and the angle difference condition B is the limit area by the allowable range E and the allowable range EX for the predicted position of the current target with respect to the previous target position according to the present invention, that is, the continuity determination condition. Is shown. According to this condition, the target position TG located far from the vehicle C whose continuity is denied in FIG. 8B falls within the range of the allowable range EX (angle difference condition B). The continuity of the target can be obtained.
[0050]
From the above, in this embodiment of the second aspect of the present invention,
| Lateral position difference | <1.5 m or | angle difference | <1.5 °
When the condition is satisfied, it is determined that the target is continuous. At this time, the beam interval is, for example, 1 °.
[0051]
On the other hand, as apparent from FIG. 9, the distance from the vehicle C to the target is wider in the lateral position condition A (allowable range E) until the distance D, and the angle difference condition B is longer than the distance D. However, the range is wide by the allowable range EX. Therefore, when the distance from the vehicle C to the target is within the distance D, the continuity of the target is determined under the lateral position condition A, and when the distance is greater than the distance D, the continuity of the target is determined under the angle difference condition B. good.
[0052]
As another example in the second form,
| Angle difference | <1. The larger of 5 ° or [(1.5m / distance (m)) × (180 / π)] °
Alternatively, as yet another example,
| Horizontal position difference | <1. The larger of 5m or [(1.2 ° x distance (m)) / (180 / π)] m
Can be determined that the target is continuous.
[0053]
The lateral position difference condition of 1.5 m and the angle difference condition of 1.5 ° are merely examples, and the second embodiment is not limited to this value.
[0054]
Finally, an outline of a third embodiment of a method for recognizing a target traveling in front of a vehicle by the microprocessor 5 of the present invention will be described. The third embodiment is a pairing processing method in step 403 in the procedure described with reference to FIGS.
[0055]
Here, a pairing processing method according to a third embodiment of the present invention in such a scanning on-vehicle radar device will be described in comparison with a conventional pairing method.
[0056]
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional condition for pairing a target detected with an upbeat and a target detected with a downbeat in a radar apparatus. The left figure shows the peak data of a certain target detected in the upbeat, and the right figure shows the peak data of the same target detected in the downbeat. As can be seen from this figure, when one target is normally captured, a plurality of peak data is detected in the upbeat, and similar peak data is detected at a position that is similar to the downbeat with a time delay. The shape of the peak data is usually a mountain shape.
[0057]
Conventionally, an angle difference and a power difference are used as the pairing conditions for such upbeat and downbeat peak data, and pairing is performed when these conditions are satisfied.
[0058]
However, when one target is captured with three peak data, an accurate angle can be obtained by drawing an approximate curve from the relationship of reflection intensity, but one beam is missing when the reflection intensity is low. In this case, an approximate curve cannot be written. Then, the variation in the measurement angle became the beam interval, and accurate pairing could not be performed.
[0059]
Therefore, in the third embodiment of the present invention, the pairing angle range condition is changed in accordance with the number of peak data obtained from the target, and pairing is performed by using three or more peak data. Can be performed accurately. That is, when the number of detected peak data is small, the angle condition for detecting the reflected wave is expanded to widen the detection range to increase the number of detected peak data, and pairing is performed with three or more peak data. I am doing so.
[0060]
FIG. 11 shows a procedure of changing the pairing angle condition in the third embodiment of the present invention for pairing a target detected by upbeat and a target detected by downbeat in the radar apparatus. It is a flowchart which shows an example. The procedure of FIG. 11 is performed every time after the antenna scans the front of the vehicle once and the reflected wave from the target is detected as peak data by upbeat and downbeat.
[0061]
In step 101, the angle for searching for peak data in the upbeat and downbeat is set to an angle θ. In the subsequent step 102, the number of peak data of a predetermined target in the upbeat is counted.
[0062]
In step 103, it is determined whether the number of peak data for the predetermined target detected by upbeat is 2 or less. If the number of peak data is 2 or less, the process proceeds to step 104, and as shown in FIG. 13, the search angle θ is increased by a predetermined angle α to widen the search angle. Then, it is determined whether or not the search angle increased in the next step 105 exceeds the maximum allowable search angle θmax. If the increased search angle θ does not exceed the maximum allowable search angle θmax, the process returns to step 102 and steps 102 and 103 are repeated.
[0063]
In this way, the search angle θ is increased by a predetermined angle α and the peak data search is performed when the number of upbeat peak data is 3 or more in step 103 and the search angle θ increased in step 105 is the maximum. The process continues until the allowable search angle θmax is exceeded. If the search angle θ increased in step 105 exceeds the maximum allowable search angle θmax, the process proceeds to step 111, and this routine is terminated without executing pairing for the target. This is because the group with the number of peak data of 2 or less has a large angle variation. On the other hand, if it is determined at step 103 that the number of upbeat peak data is 3 or more, the routine proceeds to step 106.
[0064]
In step 106, the number of peak data of a predetermined target in the downbeat is counted. In step 107, it is determined whether or not the number of peak data for the predetermined target detected by the downbeat is 2 or less. If the number of peak data is 2 or less, the process proceeds to step 108 where the search angle θ is increased by a predetermined angle α, and it is determined whether or not the search angle increased in the next step 109 exceeds the maximum allowable search angle θmax. If the increased search angle θ does not exceed the maximum allowable search angle θmax, the process returns to step 106 and steps 106 and 107 are repeated.
[0065]
In this way, the search angle θ is increased by the predetermined angle α and the peak data search is performed when the number of downbeat peak data becomes 3 or more in step 107 and the search angle θ increased in step 109 is the maximum. The process continues until the allowable search angle θmax is exceeded. If the search angle θ increased in step 109 exceeds the maximum allowable search angle θmax, the process proceeds to step 111, and this routine is terminated without executing pairing for the target. On the other hand, when it is determined in step 107 that the number of peak data of the downbeat is 3 or more, the process proceeds to step 110.
[0066]
In step 110, it is determined whether or not the peak data detected in the upbeat and the peak data detected in the downbeat satisfy the power difference condition. If the power difference condition is not satisfied, the process proceeds to step 111. This routine is terminated without performing pairing for this target. On the other hand, if the determination in step 110 satisfies the power difference condition, the routine proceeds to step 112 where pairing is executed and this routine is terminated.
[0067]
Thus, in the third embodiment, pairing with respect to a certain target is always performed with the number of peak data being 3 or more, so that pairing can be performed accurately.
[0068]
FIG. 12 shows another example of the procedure for changing the angle condition of pairing according to the present invention for pairing a target detected by upbeat and a target detected by downbeat in the radar apparatus. It is a flowchart. The procedure of FIG. 12 is also performed every time after the antenna scans the front of the vehicle once and the reflected wave from the target is detected as peak data by upbeat and downbeat.
[0069]
In step 201, the angle for searching the peak data in the upbeat is set to the angle θu, and the angle for searching the peak data in the downbeat is set to the angle θd. In the next step 202, the number of peak data of a predetermined target in the upbeat and downbeat is counted.
[0070]
In step 203, it is determined whether the number of peak data for the predetermined target detected by upbeat is 2 or less. If the number of peak data is 3 or more, the process proceeds from step 203 to step 204, the value of the flag UBP indicating that the number of upbeat peak data exceeds 3 is set to 1, and the process proceeds to step 206. On the other hand, when the number of peak data is 2 or less, the process proceeds from step 203 to step 204, the value of the flag UBP indicating that the number of upbeat peak data exceeds 3 is set to 0, and the search angle θu is set to a predetermined angle. Increase by α and proceed to step 206.
[0071]
In step 206, it is determined whether or not the number of peak data for a predetermined target detected in the downbeat is 2 or less. If the number of peak data is 3 or more, the process proceeds from step 206 to step 207, the value of the flag DBP indicating that the number of downbeat peak data exceeds 3 is set to 1, and the process proceeds to step 209. On the other hand, if the number of peak data is 2 or less, the process proceeds from step 206 to step 208, the flag DBP indicating that the number of downbeat peak data exceeds 3 is set to 0, and the search angle θd is set to a predetermined angle. Increase by α and proceed to step 209.
[0072]
In step 209, the value of the flag UBP indicating that the number of upbeat peak data exceeds 3 is 1, and the value of the flag DBP indicating that the number of downbeat peak data exceeds 3 is 1. Determine whether or not. If UBP = 0 or DBP = 0, the process proceeds to step 210, where the search angle θu increased in step 205 exceeds the maximum allowable search angle θmax, or the search angle θd increased in step 208 is the maximum allowable search angle θmax. It is determined whether or not it has exceeded. If the increased search angle θu or θd does not exceed the maximum allowable search angle θmax, the process returns to step 202 and the processing from step 202 to step 209 is repeated.
[0073]
The process of searching for peak data while increasing the search angles θu and θd by the predetermined angle α is continued until UBP = 1 and DBP = 1 in step 209. If any one of the search angles θu or θd increased in step 210 exceeds the maximum allowable search angle θmax during this process, the process proceeds to step 213, and pairing for the target is not performed. This routine ends. On the other hand, when it is determined in step 209 that UBP = 1 and DBP = 1, the process proceeds to step 211.
[0074]
In step 211, it is determined whether or not the absolute value of the angle difference (θd−θu) between the upbeat and the downbeat is within a predetermined angle, for example, 1.5 °. However, if it exceeds 1.5 °, the routine proceeds to step 213, and this routine is terminated without executing the pairing for the target. In step 212, it is determined whether or not the peak data searched in the upbeat and the peak data detected in the downbeat satisfy the power difference condition. If the power difference condition is not satisfied, the process proceeds to step 213. This routine is terminated without performing pairing for this target. On the other hand, if the determination in step 212 satisfies the power difference condition, the routine proceeds to step 214 where pairing is executed and this routine is terminated.
[0075]
As described above, in another example of the third embodiment, pairing with respect to a certain target is always performed with the number of peak data being 3 or more, so that pairing can be performed accurately.
[0076]
In the third embodiment, the number of peak data in upbeat and downbeat is detected and compared, and the smaller number of peak data is matched with the larger number of peak data (3 or more). The number of peak data for calculating the representative peak in the downbeat may be matched.
[0077]
In the above embodiment, the example of the on-vehicle radar device has been described taking the millimeter wave radar as an example, but the type of the radar is not particularly limited.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the first and second aspects of the present invention For automotive By radar equipment The target Regardless of the type, there is an effect that normal pairing can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present invention For automotive It is a block diagram which shows the whole structure of the millimeter wave radar apparatus which is a radar apparatus.
2A is a waveform diagram showing changes in transmission wave and reception wave with time when the relative velocity with respect to the target in the millimeter wave radar apparatus of FIG. 1 is V, and FIG. 2B is a waveform diagram of FIG. FIG. 4C is a waveform diagram showing a state of occurrence of a beat, which is a frequency shift between the transmission wave and the reception wave of FIG.
FIG. 3 is a graph showing detected angle-frequency characteristics when three targets exist in front of a vehicle, and is a diagram illustrating grouping of a microprocessor;
FIG. 4 is a flowchart showing one embodiment of a flow of target recognition processing of the microprocessor of the present invention.
FIG. 5A is a diagram for explaining determination of continuity of a conventional target, and FIG. 5B is a diagram for explaining continuity of a target according to the present invention.
6A is a diagram for explaining a problem in conventional continuity determination of a target, and FIG. 6B is a diagram for explaining continuity determination of a target of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing another embodiment of the flow of target recognition processing of the microprocessor of the present invention.
8A is a diagram for explaining a predicted position of a target in the processing procedure of FIG. 7, and FIG. 8B is a diagram for explaining a problem of a conventional target continuity determination process in the processing procedure of FIG. 7; (C) is a figure explaining the continuity determination process of the target of this invention in the process sequence of FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining target continuity determination processing according to the present invention in the processing procedure of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional condition for pairing a target detected with an upbeat and a target detected with a downbeat in a radar apparatus.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a procedure for changing the angle condition of pairing according to the present invention for pairing a target detected by upbeat and a target detected by downbeat in the radar apparatus; is there.
FIG. 12 shows another example of the procedure for changing the angle condition of the pairing according to the present invention for pairing the target detected by the upbeat and the target detected by the downbeat in the radar apparatus. It is a flowchart.
FIG. 13 is a diagram illustrating a process for widening the search angle when the number of peak data is 2 or less.
[Explanation of symbols]
1 ... Antenna
2. Millimeter wave RF unit
3. Analog circuit
4 ... DSP
5. Microprocessor
6 ... Drive circuit
7 ... Motor
10. Millimeter wave radar device
20 ... Inter-vehicle distance control ECU

Claims

An on- vehicle system that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected and returned by a target ahead of the vehicle, and detects a target ahead of the vehicle from a beat signal obtained by mixing the transmission signal and the reception signal. Radar apparatus for grouping, the peak data in the upbeat and the downbeat are grouped by the grouping means to calculate the representative peak, and the representative peaks in the grouped beats are paired by the pairing means In the in- vehicle radar device that detects the target,
Grouping angle setting means for setting the angle for searching for the peak data as a reference angle when grouping the peak data by the grouping means;
Peak data number determination means for determining whether or not the number of peak data searched within the reference angle is a predetermined number or more;
Grouping angle increasing means for increasing the reference angle in beats having the peak data number less than the predetermined number by a predetermined angle when the peak data number is less than the predetermined number;
Grouping angle limiting means for determining whether or not the increased grouping angle exceeds an allowable maximum angle; and
When the grouping angle exceeds an allowable maximum angle, the pairing means stops pairing of the target, and the on- vehicle radar device is characterized in that

An on-vehicle system that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected and returned by a target ahead of the vehicle, and detects a target ahead of the vehicle from a beat signal obtained by mixing the transmission signal and the reception signal. Radar apparatus for grouping, the peak data in the upbeat and the downbeat are grouped by the grouping means to calculate the representative peak, and the representative peaks in the grouped beats are paired by the pairing means In the in-vehicle radar device that detects the target,
Grouping angle setting means for setting an angle for searching for the peak data at the time of grouping of the peak data by the grouping means;
Peak data number comparison means for comparing the number of peak data in upbeat and downbeat searched within the predetermined angle;
When the number of peak data does not match, a grouping angle changing unit is provided for changing the predetermined angle in the beat with the smaller number of peak data,
An on-vehicle radar device characterized in that the number of peak data for calculating the representative peak in the upbeat and the downbeat is made to coincide.