JP5126529B2

JP5126529B2 - レーダ装置、及びターゲットの速度進行方向推定方法

Info

Publication number: JP5126529B2
Application number: JP2008240899A
Authority: JP
Inventors: 潤恒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: JP2010071856A

Description

本発明は、レーダ装置、及びターゲットの速度進行方向推定方法に関し、より特定的には、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向推定ができるレーダ装置、ターゲットの速度進行方向推定方法に関する。

従来、ターゲットの速度、及び進行方向を予測する技術として、ターゲットの捕捉所定時間後の捕捉点を衝突予測フィルタのフィルタ初期値として回帰分析することでターゲットの速度、及び進行方向を予測する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２７２４６６号公報

しかしながら、従来の技術では、横方向の速度成分をもって、遠方からゆっくり接近するターゲットの速度、及び進行方向を予測する場合、捕捉初期の捕捉点をフィルタ初期値として設定してしまうと、捕捉点のバラツキが大きいために収束に時間がかかる。そのため、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の予測という点では改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされた。すなわち、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向推定ができるレーダ装置、ターゲットの速度進行方向推定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突予測を行うレーダ装置に向けられている。本発明は、ターゲットを捕捉するターゲット捕捉部と、ターゲット捕捉部が捕捉した捕捉点の中からフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定するフィルタ初期値設定部と、フィルタ初期値設定部が設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する衝突予測部とを備え、衝突予測部は、ターゲット捕捉部がターゲットを捕捉すると、ターゲットと衝突するまでの時間を予測し、フィルタ初期値設定部は、前記衝突予測部が予測した衝突するまでの時間が所定時間以下であるときの前記ターゲット捕捉部が捕捉した捕捉点をフィルタ初期値として設定する。

これにより、衝突近傍での捕捉点に基づいてターゲットの速度、及び進行方向を推定できるため、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の推定ができるレーダ装置を提供することができる。

また、衝突予測部は、ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度に基づいて、衝突するまでの時間を予測することが好ましい。

また、衝突予測部は、ターゲットと自車の相対速度に基づいて衝突予測を行うことが好ましい。

また、衝突予測部は、ターゲットの進行方向に基づいて衝突予測を行うことが好ましい。

また、衝突予測部は、フィルタ処理を行う前後で衝突予測の信頼度を変化させ、信頼度に応じて衝突予測の判断を変化させることが好ましい。

また、ターゲット捕捉部はミリ波レーダであることが好ましい。

本発明の第２の局面は、ターゲットの速度、及び進行方向を推定するターゲットの速度進行方向推定方法に向けられている。本発明は、ターゲットを捕捉するターゲット捕捉ステップと、ターゲット捕捉ステップで捕捉した捕捉点の中からフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定するフィルタ初期値設定ステップと、フィルタ初期値設定ステップで設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する衝突予測ステップとを備え、ターゲット捕捉ステップによりターゲットを捕捉するとターゲットと衝突するまでの時間を予測する、衝突時間予測ステップをさらに備え、フィルタ初期値設定ステップでは、衝突時間予測ステップで予測した衝突するまでの時間が所定時間以下であるときの前記ターゲット捕捉ステップで捕捉した捕捉点をフィルタ初期値として設定する。

これにより、衝突近傍での捕捉点に基づいてターゲットの速度、及び進行方向を推定できるため、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の推定ができるターゲットの速度、及び進行方向推定方法を提供することができる。

また、衝突時間予測ステップでは、ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度に基づいて、衝突するまでの時間を予測することが好ましい。

また、衝突予測ステップでは、ターゲットと自車の相対速度に基づいて衝突予測を行うことが好ましい。

また、衝突予測ステップでは、ターゲットの進行方向に基づいて衝突予測を行うことが好ましい。

また、衝突予測ステップでは、フィルタ処理を行う前後で衝突予測の信頼度を変化させ、信頼度に応じて衝突予測の判断を変化させることが好ましい。

また、ターゲット捕捉ステップでは、ミリ波レーダによってターゲットを捕捉することが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の推定ができるレーダ装置、ターゲットの速度進行方向推定方法を提供することができる。

（実施形態）
以下、本発明の実施の形態に係るレーダ装置について、図面に従って詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレーダ装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１において、レーダ装置１００は、ターゲット捕捉部１１０、フィルタ初期値設定部１２０、及び衝突予測部１３０を備える。

ターゲット捕捉部１１０は、ミリ波レーダである。例えば、複数の素子アンテナを所定の間隔で配列したアレーアンテナであって、アレー配列の一端に位置し空間に電波を送出する送信素子アンテナを備え、電磁波であるミリ波を自車周辺に照射する。また、電波を受信する受信素子アンテナを備え、ミリ波を照射することによって自車周辺のターゲットから反射される反射波を受信する。受信した反射波に基づいて、所定時間一定の周期でターゲットを捕捉し、レーダ座標系でのターゲットの捕捉点を保持する。

フィルタ初期値設定部１２０は、ターゲット捕捉部が捕捉したレーダ座標系の捕捉点を絶対座標系に変換した捕捉点の中からフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定する。ここでは、例えばαβフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定する。

衝突予測部１３０は、ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度に基づいて、衝突を予測する。フィルタ初期値設定部１２０が設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する。

以下、本発明の実施の形態に係るレーダ装置１００の動作について図２のフロー図に従って説明する。

まず、ターゲット捕捉部１１０は、所定時間一定の周期でターゲットを捕捉し、その捕捉点を保持する（ステップＳ２０１）。ここでは、Ｎ個の捕捉点を保持するものとする。

次に、衝突予測部１３０は、ターゲット捕捉部１１０が捕捉して保持するＮ個の捕捉点に基づいて、位置微分、及びフィルタ処理により、ターゲットの速度を推定すると共に、図３に示すように、直線近似により、ターゲットの進行方向を推定して衝突予測時間を算出する（ステップＳ２０２）。ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度、進行方向に基づいて、衝突を予測する。

次に、フィルタ初期値設定部１２０は、衝突予測部１３０が算出した衝突予測時間が所定時間以下か否かを判定する（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０３において、衝突予測部１３０が算出した衝突予測時間が所定時間より大きいと判定された場合、フィルタ初期値設定部１２０はステップＳ２０１に処理を戻す。

一方、ステップＳ２０３において、衝突予測部１３０が予測した衝突予測時間が所定時間以下であると判定された場合、フィルタ初期値設定部１２０は、そのときのターゲット捕捉部１１０が捕捉したターゲットの捕捉点をフィルタ初期値として設定する（ステップＳ２０４）。すなわち、衝突近傍での捕捉点をフィルタ初期値として設定する。

次に、衝突予測部１３０は、フィルタ初期値設定部１２０がステップＳ２０４で設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する（ステップＳ２０５）。

以上説明したように、本発明によれば、衝突近傍での捕捉点に基づいてターゲットの速度、及び進行方向を推定できるため、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の推定ができるレーダ装置を提供することができる。なお、フィルタ処理を行う前後で衝突予測の信頼度を変化させ、信頼度に応じて衝突予測の判断を変化させる構成としてもよい。

上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。

本発明は、精度の高いターゲットの速度、及び進行方向の推定ができるレーダ装置等として有用である。

本発明の実施の形態に係るレーダ装置の全体構成を示すブロック図本発明の実施の形態に係るレーダ装置の動作を示すフロー図直線近似によるターゲットの進行方向推定の様子を示す模式図

符号の説明

１００レーダ装置
１１０ターゲット捕捉部
１２０フィルタ初期値設定部
１３０衝突予測部

Claims

ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突予測を行うレーダ装置であって、
ターゲットを捕捉するターゲット捕捉部と、
前記ターゲット捕捉部が捕捉した捕捉点の中からフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定するフィルタ初期値設定部と、
前記フィルタ初期値設定部が設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する衝突予測部とを備え、
前記衝突予測部は、前記ターゲット捕捉部がターゲットを捕捉すると、ターゲットと衝突するまでの時間を予測し、
前記フィルタ初期値設定部は、前記衝突予測部が予測した衝突するまでの時間が所定時間以下であるときの前記ターゲット捕捉部が捕捉した捕捉点をフィルタ初期値として設定する、レーダ装置。
前記衝突予測部は、ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度に基づいて、衝突するまでの時間を予測することを特徴とする、請求項１に記載のレーダ装置。
前記衝突予測部は、ターゲットと自車の相対速度に基づいて衝突予測を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダ装置。
前記衝突予測部は、ターゲットの進行方向に基づいて衝突予測を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーダ装置。
前記衝突予測部は、フィルタ処理を行う前後で衝突予測の信頼度を変化させ、信頼度に応じて衝突予測の判断を変化させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のレーダ装置。
前記ターゲット捕捉部はミリ波レーダであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のレーダ装置。
ターゲットの速度、及び進行方向を推定するターゲットの速度進行方向推定方法であって、
ターゲットを捕捉するターゲット捕捉ステップと、
前記ターゲット捕捉ステップで捕捉した捕捉点の中からフィルタ処理を行うためのフィルタ初期値を設定するフィルタ初期値設定ステップと、
前記フィルタ初期値設定ステップで設定したフィルタ初期値に基づいて、フィルタ処理を行い、ターゲットの速度、及び進行方向を推定して衝突を予測する衝突予測ステップとを備え、
前記ターゲット捕捉ステップによりターゲットを捕捉するとターゲットと衝突するまでの時間を予測する、衝突時間予測ステップをさらに備え、
前記フィルタ初期値設定ステップでは、前記衝突時間予測ステップで予測した衝突するまでの時間が所定時間以下であるときの前記ターゲット捕捉ステップで捕捉した捕捉点をフィルタ初期値として設定する、ターゲットの速度進行方向推定方法。
前記衝突時間予測ステップでは、ターゲットと自車との相対距離、及び相対速度に基づいて、衝突するまでの時間を予測することを特徴とする、請求項７に記載のターゲットの速度進行方向推定方法。
前記衝突予測ステップでは、ターゲットと自車の相対速度に基づいて衝突予測を行うことを特徴とする、請求項７又は８に記載のターゲットの速度進行方向推定方法。
前記衝突予測ステップでは、ターゲットの進行方向に基づいて衝突予測を行うことを特徴とする、請求項７又は８に記載のターゲットの速度進行方向推定方法。
前記衝突予測ステップでは、フィルタ処理を行う前後で衝突予測の信頼度を変化させ、信頼度に応じて衝突予測の判断を変化させることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載のターゲットの速度進行方向推定方法。
前記ターゲット捕捉ステップでは、ミリ波レーダによってターゲットを捕捉することを特徴とする、請求項７〜１１のいずれかに記載のターゲットの速度進行方向推定方法。