JP4480632B2 - 車載レーダ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車に搭載されるレーダ装置において、一時的に追尾できなくなった物標の位置を補完する技術に関するものである。
自動車に搭載されるレーダ装置の技術としては、それまで追尾していた物標(他車両等)が検出できなくなったときに、一定期間は、その物標の追尾を終了せずに継続し、当該物標を消失物標として、消失物標のそれまでの位置情報を保持する。そして、一定期間内に、消失物標と同じ物標であると、消失物標の位置情報とレーダの検出位置に基づいて推定される物標が検出されたならば、当該消失物標とした物標として追尾し、一定期間内に、消失物標と同じ物標であると推定される物標が検出できなかった場合には当該消失物標とした物標の追尾を終了する技術が知られている(たとえば、特許文献1)。
また、自動車に搭載されるレーダ装置の技術としては、それまで追尾していた物標が検出できなくなったときに、一定期間は、その物標の過去の位置情報から予測される現在の位置を、当該物標の位置として補完する技術なども知られている。
特開2004-226120号公報
レーダ装置における物標の検出漏れは、たとえば、物標に照射した電波に対して、車両面の反射波や路面の反射波などの複数の反射波が発生し、これら複数の反射波が干渉して、反射波の受信強度が劣化してしまうような場合などに生じる。
そして、レーダ装置を搭載した車両と物標(他車両)のいずれか一方が移動していれば観測の条件が変化するために、このような干渉が長時間に渡って継続することはないが、レーダ装置を搭載した車両と物標の双方が停止している場合には、このような干渉が長時間に渡って継続し、このために長時間に渡って物標を検出できなくなってしまうことがある。
そして、上述した追尾していた物標が検出できなくなったときに、一定期間、その物標の過去の位置情報から予測される位置を当該物標の位置として補完する技術によれば、このように長時間に渡って物標を検出できなくなってしまう場合には、一定期間経過後にはその物標の位置を算出することができなくなってしまう。
また、上述した追尾していた物標が検出できなくなったときに、一定期間のみ、その物標の追尾を行う技術によれば、このように長時間に渡って物標を検出できなくなってしまう場合には、一定期間経過前に、その物標を検出することができないために、その物標の追尾は行えなくなってしまう。
そこで、本発明は、追尾していた物標が長時間に渡って検出できなくなったときでも、その物標の位置を適正に補完できるレーダ装置を提供することを課題とする。
前記課題達成のために、本発明は、自動車に搭載される車載レーダ装置を、当該車載レーダ装置が搭載された自動車の停車の有無を検出する停車有無検出手段と、レーダを用いて物標の位置を計測するレーダ測位手段と、レーダ測位手段が位置を計測した物標が停止しているかどうかを判定する物標停止判定手段と、レーダ測位手段が位置を計測した物標を追尾する追尾手段と、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、前記停車有無検出手段が停車を検出しており、物標停止判定手段が、前記レーダ測位手段が当該物標の位置を最後に計測した時点において当該物標が停止していると判定していたときには、前記停車有無検出手段が停車を検出している期間中、前記追尾手段によって当該物標として追尾される物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されるまで、前記レーダ測位手段が最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として補完する物標位置補完手段とを含めて構成したものである。
このような車載レーダ装置によれば、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、当該車載レーダ装置を搭載した自動車が停車しており、前記レーダ測位手段が当該物標の位置を最後に計測した時点において当該物標が停止していたときには、自車が停車している期間中、当該物標として追尾される物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されるまで、前記レーダ測位手段が最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として算出する。
したがって、自車と物標の双方が停止しているために、長時間に渡ってレーダ測位手段において物標を検出できなくなってしまった場合でも、適正に当該物標の位置を補完し続けることができる。
ここで、このような車載レーダ装置は、前記物標位置補完手段において、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、当該物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなる以前に、前記レーダ測位手段によって当該物標の位置を所定回数以上計測できていた場合にのみ、前記レーダ測位手段が最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として補完するようにすることが好ましい。
このようにすることにより、補完する物標の位置に、現実に物標が存在することの信頼性を向上することができる。
また、このような車載レーダ装置は、前記追尾手段において、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、前記物標位置補完手段によって当該物標の位置が補完されている場合には、当該物標の追尾を継続し、当該補完された位置、または、前記レーダ測位手段によって最後に計測した当該物標の位置から予測される当該物標の現在位置に近接する位置が、前記レーダ測位手段によって計測された場合に、当該位置を当該物標の位置と同定するようにするのが良い。
このようにすることにより、自車または物標が移動を開始したときに、速やかにかつ確実に、当該物標の追尾を再開することができるようになる。
以上のように、本発明によれば、追尾していた物標が長時間に渡って検出できなくなったときでも、その物標の位置を適正に補完できるレーダ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態に係る車載レーダシステムの構成を示す。
図示するように車載レーダシステムは、レーダ測位部1、物標検出部2、物標情報出力装置3、ECU4と含んで構成される。また、レーダ測位部1は、アンテナ11、送受信機12、レーダ計測信号処理部13とより構成される。また、物標検出部2は、物標追尾部21、物標管理メモリ22、物標位置予測部23、物標位置算出部24とを含んで構成される。
ここで、車載レーダシステムは、自動車に搭載され周辺または前方に設定したスキャン範囲内に存在する他車両等を検出するものである。
このような構成において、ECU4は、自動車の各状態の監視と制御を行い、車速などの自動車の状態を表す自動車状態情報を物標検出部2に出力する。レーダ計測信号処理部13は、送受信機12を介してアンテナ11を駆動し、定期的に、スキャン範囲内に存在する物標(他車両等)をスキャンし、スキャンの各回毎に、スキャンによって検出した各物標のレーダシステムに対する相対位置と相対速度を計測し、計測相対位置と計測相対速度として物標検出部2に出力する。物標検出部2は、レーダ計測信号処理部13が行うスキャンの各回毎に、レーダ計測信号処理部13から入力する各物標の計測相対位置と計測相対速度やECU4から自動車状態情報として取得した自車両の車速等に基づいて、スキャン範囲内に存在する各物標の追尾と、スキャン範囲内に存在する各物標の自車に対する相対位置や相対速度の算出を行い、算出した各物標の相対位置や相対速度等を物標情報出力装置3に出力する。物標情報出力装置3は、物標検出部2から通知された各物標の相対位置を表示したり、物標検出部2から通知された各物標の位置に応じた警報(たとえば、接近警報)を出力したり、物標検出部2から通知された各物標の位置に応じたECU4の制御(たとえば、自動制動)などを行う。
ここで、図2に、物標検出部2の物標管理メモリ22に保持する物標管理テーブルを示す。
図示するように、物標管理テーブルは、レーダシステムが追尾している物標である追尾中物標毎に設けたエントリ(図の各行)を有する。そして、各エントリには、追尾中物標の識別子であるラベルが登録される。また、各エントリには、最終回のスキャン(t)から、n回前のスキャン(t-n)までの、各回のスキャンのそれぞれについて設けられたスキャン算出情報が登録される。そして、各スキャン算出情報には、当該回jのスキャンに対して算出された追尾中物標の相対位置P(j)と、当該回のスキャンに対して算出された追尾中物標の相対速度V(j)と、当該回のスキャンに対して算出された相対位置P(j)や相対速度V(j)が補完によって算出されたものであるか否かを表す補完中フラグFと、当該回jに物標が停止中であったかどうかを示す停車フラグSが登録される。
さて、物標検出部2における物標の追尾と位置の算出は以下のように行われる。
スキャンの各回毎に、物標位置予測部23は、物標管理テーブルにエントリが登録されている各追尾中物標について、当該エントリに登録されている過去の回のスキャン算出情報に登録されている相対位置P(j)、相対速度V(j)より、今回の追尾中物標の相対位置と相対速度を予測相対位置と予測相対速度として予測する。
また、物標追尾部21は、以下の物標追尾処理を行う。
すなわち、物標追尾部21は、物標追尾処理において、レーダ計測信号処理部13から計測相対位置と計測相対速度が入力された各物標について、計測相対位置と近似する予測相対位置が予測されている追尾中物標を探索し、探索が成功した場合には、この物標は探索した追尾中物標と同一の物標であるとして、物標管理テーブルの探索した追尾中物標のエントリに今回tのスキャン算出情報の相対位置P(t)、相対速度V(t)として、レーダ計測信号処理部13から入力された計測相対位置と計測相対速度を登録する。なお、この場合には、物標管理テーブルの探索した物標のエントリの今回のスキャン算出情報の補完フラグFは非補完を表す値に設定する。また、ECU4より取得した自動車状態情報が示す自車の車速と相対速度V(t)より、追尾中物標の絶対速度を求め、求めた絶対速度が0であれば、追尾中物標が停車中であるとして停車フラグSを停車を示す値にセットし、他の場合は、停車フラグSを非停車中または不明を示す値にセットする。
一方、探索が失敗した場合には、この物標は新たなに検出されるようになった物標であるとして、物標管理テーブルに新たなエントリを生成し、生成したエントリに一意なラベルを生成して登録すると共に、生成したエントリに今回tのスキャン算出情報の相対位置P(t)、相対速度V(t)として、レーダ計測信号処理部13から入力された計測相対位置と計測相対速度を登録する。なお、この場合にも、物標管理テーブルの探索した物標のエントリの今回のスキャン算出情報の補完フラグFは非補完を表す値に設定する。また、ECU4より取得した自動車状態情報が示す自車の車速と相対速度V(t)より、追尾中物標の絶対速度を求め、求めた絶対速度が0であれば、追尾中物標が停車中であるとして停車フラグSを停車を示す値にセットし、他の場合は、停車フラグSを非停車中または不明を示す値にセットする。
次に、物標位置算出部24が行う物標位置算出処理について説明する。
図3に、この物標位置算出処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、スキャンが終了し、物標追尾部21の物標追尾処理が終了したならば(ステップ302)、追尾が成功した物標を探索する(ステップ304)。ここで、追尾が成功した物標とは、物標管理テーブルのエントリのうち、今回tのスキャン算出情報に相対位置P(t)と相対速度V(t)と非補完を表す補完フラグVとが設定されているエントリのラベルが表す追尾物標である。
そして、探索した追尾が成功した各追尾物標のエントリに登録されている今回のスキャン算出情報の相対位置P(t)と相対速度V(t)を、物標情報出力装置3に出力する(ステップ306)。
また、次に、消失物標を探索する(ステップ308)。ここで、消失物標とは、物標管理テーブルのエントリのうち、今回tのスキャン算出情報に、相対位置P(t)と相対速度V(t)が、物標追尾処理によって登録されなかったエントリのラベルが表す追尾物標である。
そして、探索した各消失物標について(ステップ310、326、332)、以下の処理を行う。
すなわち、消失物標の前回のスキャンまでの過去一定期間内の追尾成功回数が、所定値m以上であるかどうかを調べる(ステップ212)。より具体的には、物標管理テーブルの、当該消失物標である追尾物標のラベルが登録されているエントリのスキャン算出情報のうちの、より後の回の一定数r(rはm以上の整数)のスキャン算出情報中に、相対位置P(j)と相対速度V(j)と非補完を表す補完フラグVとが設定されているスキャン算出情報がm個以上含まれているかどうかを調べる。
そして、過去一定期間内の追尾成功回数が所定値m以上であれば、当該消失物標である追尾物標に対して物標位置予測部23が予測した予測相対位置と予測相対速度を、今回tの相対位置P(t)と相対速度V(t)とし(ステップ328)、物標管理テーブルの、当該追尾物標の今回のスキャン算出情報に登録する。また、該追尾物標の今回のスキャン算出情報に補完を表す補完フラグFを設定する(ステップ330)。また、該追尾物標の今回のスキャン算出情報に、非停車中または不明を示す停車フラグSを設定する。
そして、この消失物標である追尾物標のエントリに登録されている今回のスキャン算出情報の相対位置P(t)と相対速度V(t)を、物標情報出力装置3に出力する(ステップ324)。
一方、ステップ312において、消失物標の前回のスキャンまでの過去一定期間内の追尾成功回数が、所定値m以上でないと判定された場合には、ECU4から入力する自動車状態情報が表す車速が0すなわち自車が停車中であるかどうか(ステップ314)と、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回のスキャン算出情報の停車フラグSが停車を示しているかどうか、すなわち消失物標である追尾物標が停車中であったかどうか(ステップ316)と、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回以前の一定期間中に、消失物標である追尾物標の追尾にk回以上成功しているかどうか(ステップ318)を調べる。なお、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回のスキャン算出情報とは、物標管理テーブルの当該追尾物標のエントリに登録されているスキャン算出情報のうち、相対位置P(j)と相対速度V(j)と非補完を表す補完フラグFが登録されている、最新のスキャン算出情報である。また、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回以前の一定期間中に、消失物標である追尾物標の追尾にk回以上成功しているかどうかは、物標管理テーブルの、当該消失物標である追尾物標のラベルが登録されているエントリの、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回のスキャン算出情報以前のスキャン算出情報のうちの、より後の回の一定数q(但し、qはk以上の整数)のスキャン算出情報中に、相対位置P(j)と相対速度V(j)と非補完を表す補完フラグVとが設定されているスキャン算出情報がk個以上含まれているかどうかを調べる。
そして、自車が停車中でないか、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回に消失物標が停車中でなかったか、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回以前の一定期間中に、消失物標である追尾物標の追尾にk回以上成功していないかのいずれかであれば、この消失物標の処理を終了する。
一方、自車が停車中であり、かつ、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回に消失物標が停車中であり、かつ、消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回以前の一定期間中に、消失物標である追尾物標の追尾にk回以上成功していれば、消失物標の相対位置を消失物標である追尾物標の追尾に最後に成功した回tーhのスキャン算出情報に登録されている相対位置P(t-h)と相対速度V(tーh)を、今回の相対位置P(t)と相対速度V(t)とし(ステップ320)、物標管理テーブルの、当該追尾物標の今回のスキャン算出情報に登録する。また、該追尾物標の今回のスキャン算出情報に補完を表す補完フラグFを設定する(ステップ322)。また、該追尾物標の今回のスキャン算出情報に、非停車中または不明を示す停車フラグSを設定する。
そして、この消失物標である追尾物標のエントリに登録されている今回tのスキャン算出情報の相対位置P(t)と相対速度V(t)を、物標情報出力装置3に出力する(ステップ324)。
以上、物標位置算出部24が行う物標位置算出処理について説明した。
なお、物標位置算出部24は、以上の処理の他、連続してL回以上、スキャン算出情報の相対位置P(j)と相対速度V(j)が登録されなかったエントリ、すなわち、レーダ計測信号処理部13において計測相対位置や計測相対速度が検出されず、かつ、物標位置算出処理のステップ330、322によって相対位置P(j)と相対速度V(j)の補完も行われなかった追尾物標のエントリを、物標管理テーブルから消去する処理なども行う。
次に、図4に、以上のような物標算出処理の処理例を示す。
図示した例は、 T1、T2、T3...T8の各時刻に各回のスキャンが順次行われた場合を示している。
いま、T1、T2において、物標A、Bの計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出され、T3において、物標A、B、Cの計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出されたものとする。
この場合、T1、T2においては、物標A、Bの計測相対位置と計測相対速度が、そのまま、物標A、Bの相対位置、相対速度として物標位置算出部24によって算出され、物標情報出力装置3に出力される。また、T3においても同様に、物標A、B、Cの計測相対位置と計測相対速度が、そのまま、物標A、B、Cの相対位置、相対速度として物標位置算出部24によって算出され、物標情報出力装置3に出力される。
ここで、T3において、物標A、Cが停車中であり、物標Bは停車中でなかったものとする。そして、T4からT7において自車が停車したものとする。
さて、T4、T5において、物標A、B、Cがスキャン範囲内に存在するにもかかわらず、停車していない物標Bのみの計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出された場合、物標Bについては、計測相対位置と計測相対速度が、そのまま、相対位置、相対速度として物標位置算出部24によって算出され、物標情報出力装置3に出力される。一方、物標Aについては、物標Aがレーダ計測信号処理部13によって検出されなくなる直前のT3において停車中であり、T3以前に所定回数以上検出されているので、物標位置算出部24によって、物標Aがレーダ計測信号処理部13によって検出されなくなる直前のT3における相対位置、相対速度が、T4、T5における相対位置、相対速度として算出され、物標情報出力装置3に出力される。一方、物標Cについては、物標Cがレーダ計測信号処理部13によって検出されなくなる直前のT3において停車中であるが、T3以前に所定回数以上検出されていないので、T4、T5における相対位置、相対速度の算出は行われず、その相対位置、相対速度は算出、出力されない。
次に、T6、T7において、物標Bと、T5以降T6以前に発車したために検出されるようになった物標Cのみの計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出されると、これらが、そのまま、物標B、Cの相対位置、相対速度として物標位置算出部24によって算出され、物標情報出力装置3に出力される。一方、T6、7においても、計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出されなかった物標Aについては、物標Aがレーダ計測信号処理部13によって検出されなくなる直前のT3における相対位置、相対速度が、T6、7における相対位置、相対速度として算出され、物標情報出力装置3に出力される。
そして、T8において、物標Aが発車するか自車が発車すると、物標A、B、Cの計測相対位置と計測相対速度がレーダ計測信号処理部13によって検出され、これらが、そのまま、物標A、B、Cの相対位置、相対速度として物標位置算出部24によって算出され、物標情報出力装置3に出力される。
ここで、T8において、レーダ計測信号処理部13によって検出される物標Aの計測相対位置と計測相対速度は、過去に物標Aについて算出した相対位置、相対速度より予測されるT8における物標Aの予測相対位置、予測相対速度と近似したものとなる。よって、T8における物標Aは、物標Aがレーダ計測信号処理部13によって検出されなくなる直前のT3における物標A、及び、T4からT7において相対位置や相対速度を補完した物標Aと、同じ物標として追尾される。したがって、T1からT8における物標Aは、同じ物標として中断なく連続して追尾されることになる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように、本実施形態によれば、追尾していた物標の位置がレーダによって計測されなくなった場合に、自車が停車しており、レーダによって当該物標の位置を最後に計測した時点において当該物標が停止していたときには、自車が停車している期間中、当該物標として物標追尾部21によって追尾できる物標の位置が前記レーダ計測信号処理部13によって計測されるまで、レーダによって最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として算出する。
したがって、自車と物標の双方が停止しているために、長時間に渡ってレーダによって物標を検出できなくなってしまった場合でも、適正に当該物標の位置を補完することができる。
本発明の実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る物標管理メモリに格納する物標管理テーブルを示す図である。 本発明の実施形態に係る物標位置算出部が行う物標位置算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る物標位置算出処理の処理例を示す図である。
符号の説明
1…レーダ測位部、2…物標検出部、3…物標情報出力装置、4…ECU、11…アンテナ、12…送受信機、13…レーダ計測信号処理部、21…物標追尾部、22…物標管理メモリ、23…物標位置予測部、24…物標位置算出部。

Claims (4)

  1. 自動車に搭載される車載レーダ装置であって、
    当該車載レーダ装置が搭載された自動車の停車の有無を検出する停車有無検出手段と、
    レーダを用いて物標の位置を計測するレーダ測位手段と、
    レーダ測位手段が位置を計測した物標が停止しているかどうかを判定する物標停止判定手段と、
    レーダ測位手段が位置を計測した物標を追尾する追尾手段と、
    追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、前記停車有無検出手段が停車を検出しており、物標停止判定手段が、前記レーダ測位手段が当該物標の位置を最後に計測した時点において当該物標が停止していると判定していたときには、前記停車有無検出手段が停車を検出している期間中、前記追尾手段によって当該物標として追尾される物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されるまで、前記レーダ測位手段が最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として補完する物標位置補完手段とを有することを特徴とする車載レーダ装置。
  2. 請求項1記載の車載レーダ装置であって、
    前記物標位置補完手段は、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、当該物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなる以前に、前記レーダ測位手段によって当該物標の位置を所定回数以上計測できていた場合にのみ、前記レーダ測位手段が最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として補完することを特徴とする車載レーダ装置。
  3. 請求項1または2記載の車載レーダ装置であって、
    前記追尾手段は、追尾していた物標の位置が前記レーダ測位手段によって計測されなくなった場合に、前記物標位置補完手段によって当該物標の位置が補完されている場合には、当該物標の追尾を継続し、当該補完された位置、または、前記レーダ測位手段によって最後に計測した当該物標の位置から予測される当該物標の現在位置に近接する位置が、前記レーダ測位手段によって計測された場合に、当該位置を当該物標の位置と同定することを特徴とする車載レーダ装置。
  4. 自動車に搭載される車載レーダ装置において、周辺の物標の位置を算出する物標位置算出方法であって、
    レーダを用いて物標の位置を計測するステップと、
    位置を計測した物標を追尾するステップと、
    追尾していた物標の位置が計測されなくなった場合に、当該車載レーダ装置を搭載した自動車が停車しており、当該物標の位置を最後に計測した時点において当該物標が停止していたときには、自車が停車している期間中、当該物標として追尾される物標の位置が計測されるまで、最後に計測した当該物標の位置を、当該物標の現在の位置として算出するステップとを有することを特徴とする物標位置算出方法。
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