JP5423891B2 - 対象物識別装置、及びその方法 - Google Patents

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Description

本発明は、対象物識別装置、及びその方法に関し、より特定的には、自動車などの移動体に搭載される対象物識別装置、及びその方法に関する。
近年、自動車などの移動体には、放射した電磁波と、当該電磁波が周囲に存在する対象物で反射した反射波とに基づき、当該対象物との相対距離、及び相対速度などを測定するレーダ装置が搭載されている。さらに、自動車などの移動体に搭載されるこのようなレーダ装置の中には、前述の電磁波、及び反射波を解析することによって、周囲に存在する対象物が、例えば、自車両と衝突して事故が発生する程度の高さを有する立体物であるか、又は、マンホール蓋のように自車両と衝突して事故が発生する程度の高さを有さない路上静止物かなどを認識するものがある。このような装置の一例として、特許文献１に記載の前方障害物検出装置（以下、従来技術と称する）が挙げられる。
上記従来技術では、例えば、自車両の前方に存在する先行車両、及び前方物体を検知し、当該先行車両が当該前方物体の上方を通過したと判断したときに、当該前方物体を上述した路上静止物として認識する。また、上記従来技術では、先行車両が前方物体の前方に存在するときに、当該前方物体を上述した路上静止物として認識する。また、上記従来技術では、自車両の走行速度が予め定められたしきい値以上であって、且つ継続的に検知される２つの前方物体（例えば、自車両の走行路の両側に存在するガードレールなど）の間に存在する前方物体を路上静止物として認識する。また、上記従来技術では、前方物体で反射した反射波の強度が自車両との相対距離に応じて単調増加した後、単調減少すると判断したとき当該反射波を反射した前方物体を路上静止物として認識する。
特開２００９−３１０５３号公報
しかしながら、上記従来技術では、以下に述べるような課題を有する。すなわち、上記従来技術では、先行車両が前方物体の上方を通過する、先行車両が前方物体の前方に存在する、継続的に検知される２つの前方物体の間に前方物体が存在する、及び単調増加した後、単調減少する強度の反射波を前方物体が反射するなど、路上静止物を認識できる状況が限られている。
それ故に、本発明は、状況に限られることなく、前述の立体物と路上静止物とをそれぞれ識別できる対象物識別装置、及びその方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、以下に示すような特徴を有する。
本発明の第１の局面は、送信信号と、当該送信信号が対象物で反射した反射信号とに基づき、当該対象物を識別する対象物識別装置であって、対象物との相対距離、及び相対速度の少なくともいずれか一方を測定する測定手段と、反射信号の強度を検出する強度検出手段と、相対距離の変化量、及び相対速度の少なくともいずれか一方と、強度の変化量とに基づき、障害物となる対象物を識別する対象物識別手段とを備え、該対象物識別手段が、演算手段を備え、該演算手段は、対象物の相対速度の絶対値が速度しきい値を超えないと判断したときに、対象物が障害物であるか非障害物であるか識別する前に、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断することを特徴とする。
本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外であるか否かを判断する相対距離変化量判断手段と、強度の変化量が予め定められた強度の変化量の範囲外であるか否かを判断する強度変化量判断手段と、相対距離の変化量が相対距離の変化量の範囲外であり、且つ強度の変化量が強度の変化量の範囲外であるとき、対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む。
本発明の第３の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対速度の絶対値が予め定められた速度しきい値を超えるか否かを判断する速度判断手段と、強度の変化量が予め定められた強度の変化量の範囲外であるか否かを判断する強度変化量判断手段と、相対速度の絶対値が速度しきい値を超え、且つ強度の変化量が強度の変化量の範囲外であるとき、対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む。
本発明の第４の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外であるか否かを判断する相対距離変化量判断手段と、強度の変化量が予め定められた期間において、予め定められた第１の範囲外となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断する頻度判断手段と、相対距離の変化量が相対距離の変化量の範囲外であり、且つ頻度が頻度しきい値以上であるとき、対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む。
本発明の第５の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対速度の絶対値が予め定められた速度しきい値を超えるか否かを判断する速度判断手段と、強度の変化量が予め定められた期間において、予め定められた第１の範囲外となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断する頻度判断手段と、相対速度の絶対値が速度しきい値を超え、且つ頻度が頻度しきい値以上であるとき、対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む。
本発明の第６の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ、予め定められた期間において、強度の変化量と予め定められた互いに異なる範囲とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められたしきい値以上であるとき、対象物を障害物であると識別する。
本発明の第７の局面は、上記第６の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第８の局面は、上記第６の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第９の局面は、上記第６の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となってから当該第２の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１０の局面は、上記第６の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となってから当該第２の範囲外となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１１の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対速度が予め定められた速度しきい値を超え、且つ、予め定められた期間において、強度の変化量と予め定められた互いに異なる範囲とそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められたしきい値以上であるとき、対象物を障害物であると識別する。
本発明の第１２の局面は、上記第１１の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１３の局面は、上記第１１の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１４の局面は、上記第１１の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲を超えてから当該第２の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１５の局面は、上記第１１の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、強度の変化量が第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となってから当該第２の範囲外となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第１６の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ当該相対距離の変化量に対する強度の変化量の比率が予め定められたしきい値以上となるとき、対象物を障害物であると識別する。
本発明の第１７の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ予め定められた期間において、当該相対距離の変化量に対する強度の変化量の比率が予め定められた比率しきい値以上となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上であるとき、対象物を障害物であると識別する。
本発明の第１８の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ予め定められた期間において、当該相対距離の変化量に対する強度の変化量の比率と予め定められた互いに異なる比率しきい値とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められた頻度差しきい値以上であるとき、対象物を障害物として識別する。
本発明の第１９の局面は、上記第１８の局面において、対象物識別手段は、予め定められた第１の期間において、相対距離の変化量に対する強度の変化量の比率が予め定められた第１の比率しきい値以上となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、予め定められた第２の期間において、相対距離の変化量に対する強度の変化量の比率が第１の比率しきい値よりも大きく予め定められた第２の比率しきい値以上となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、第１の頻度と第２の頻度との差を頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む。
本発明の第２０の局面は、上記第１の局面において、対象物識別手段は、相対距離が予め定められた識別範囲外である対象物が障害物か非障害物かの識別を停止する停止手段を含む。
本発明の第２１の局面は、上記第２０の局面において、対象物識別手段は、相対距離が識別範囲外である対象物を障害物と見なす障害物決定手段をさらに含む。
本発明の第２２の局面は、送信信号と、当該送信信号が対象物で反射した反射信号とに基づき、当該対象物を識別する対象物識別方法であって、対象物との相対距離、及び相対速度の少なくともいずれか一方を測定する測定ステップと、反射信号の強度を検出する強度検出ステップと、相対距離の変化量、及び相対速度の少なくともいずれか一方と、強度の変化量とに基づき、障害物となる対象物を識別する対象物識別ステップとを備え、該対象物識別ステップは、演算手段が、対象物の相対速度の絶対値が速度しきい値を超えないと判断したときに、対象物が障害物であるか非障害物であるか識別する前に、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断するステップを備えることを特徴とする。
本発明によれば、状況に限られることなく、前述の立体物と路上静止物とをそれぞれ識別できる対象物識別装置、及びその方法を提供できる。
図１は、本発明に係る対象物識別装置の概略構成を示すブロック図である。 図２Ａは、障害物で反射した反射信号の経路の一例を示す図である。 図２Ｂは、合成反射信号の強度の一例を示す図である。 図２Ｃは、合成反射信号の強度の一例を示す図である。 図３Ａは、非障害物で反射した反射信号の経路の一例を示す図である 図３Ｂは、反射信号の強度の一例を示す図である。 図３Ｃは、反射信号の強度の一例を示す図である。 図４は、本発明に係る演算手段の処理の一例を示すフローチャートである。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る対象物識別装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る対象物識別装置１は、送信信号生成手段１０１と、送信手段１０２と、受信手段１０３と、混合手段１０４と、濾波手段１０５と、量子化手段１０６と、信号解析手段１０７と、演算手段１０８とを備える。尚、本実施形態の説明では、対象物識別装置１が自車両に搭載されているものとする。
送信信号生成手段１０１は、典型的には、印加される電圧に比例した周波数の信号を生成するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）で主に構成される。送信信号生成手段１０１は、予め定められた下限の周波数から、予め定められた漸増期間で、予め定められた上限の周波数まで漸増した後、当該上限の周波数から、予め定められた漸減期間で、当該下限の周波数まで漸減するように周期的に周波数が変化する所謂三角波を送信信号として生成する。
送信手段１０２は、典型的には、アンテナであって、送信信号生成手段１０１によって生成された送信信号を電磁波として空間に放射する。
受信手段１０３は、典型的には、アンテナであって、送信手段１０２から空間に放射された送信信号が、対象物で反射した反射信号を受信する。
混合手段１０４は、典型的には、ミキサーであって、送信信号生成手段１０１によって生成された送信信号と、受信手段１０３によって受信された反射信号とを混合して、互いの信号の差の周波数を有する所謂ビート信号を生成する。
濾波手段１０５は、典型的には、混合手段１０４によって生成されたビート信号の中で予め定められた周波数帯域のビート信号のみを通過させて濾波する。
量子化手段１０６は、典型的には、予め定められた量子化周波数（サンプリングレート）、及び予め定められた量子化ビット数で濾波手段１０５を通過したビート信号を量子化して変換したデジタルビート信号を生成する。
信号解析手段１０７は、量子化手段１０６によって生成されたデジタルビート信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）解析して、デジタルビート信号の周波数成分毎の強度を示す周波数スペクトルを示すスペクトル情報を生成する。
演算手段１０８は、信号解析手段１０７によって生成されたスペクトル情報を取得し、取得したスペクトル情報によって示される周波数スペクトルにおける強度のピーク値と、当該ピーク値を生じる周波数に基づき、受信手段１０３で受信した反射信号を反射した対象物毎に相対速度を少なくとも検出する。より詳細には、信号解析手段１０７によって求められる周波数スペクトルには、反射信号を反射した対象物毎の自車両との相対速度に応じた周波数で強度のピーク値が生じる。
そこで、演算手段１０８は、前述の漸増期間を通じて前述のデジタルビート信号を信号解析手段１０７で解析した周波数スペクトルを示すスペクトル情報を取得する。そして、演算手段１０８は、取得したスペクトル情報で示される周波数スペクトルから、強度のピーク値（以下、漸増ピーク強度と称する）と、漸増ピーク強度を生じる周波数（以下、漸増ピーク周波数と称する）とを検出する。さらに、演算手段１０８は、前述の漸減期間を通じて前述のデジタルビート信号を信号解析手段１０７で解析した周波数スペクトルを示す周波数スペクトルを示すスペクトル情報を取得する。そして、演算手段１０８は、取得したスペクトル情報で示される周波数スペクトルから、強度のピーク値（以下、漸減ピーク強度と称する）と、漸減ピーク強度を生じる周波数（以下、漸減ピーク周波数と称する）とを検出する。
そして、演算手段１０８は、それぞれ検出した漸増ピーク周波数と漸減ピーク周波数との中から、同一の対象物で反射した反射信号の漸増ピーク周波数と漸減ピーク周波数とを組み合わせ、対象物毎に対応させる公知の所謂ペアリング処理をする。演算手段１０８は、ペアリング処理をすることによって組み合わせた漸増ピーク周波数と漸減ピーク周波数とを用いて対応する対象物との相対速度を従来周知の手法で検出し、対象物毎に対応させる。
さらに、演算手段１０８は、組み合わせた漸増ピーク周波数、及び漸減ピーク周波数のそれぞれにおける漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度も対象物毎に対応させる。
本実施形態に係る演算手段１０８は、上述したように周波数スペクトルから対象物毎の相対速度を検出して対応させる処理を、送信信号生成手段１０１によって１周期分の三角波が生成される度に繰り返す。尚、本実施形態に係る演算手段１０８が、漸増ピーク周波数、及び漸減ピーク周波数に基づいて対象物毎の相対速度を少なくとも算出する手法は、ＦＭ−ＣＷ法として従来周知の手法である。
そして、本実施形態に係る演算手段１０８は、ある時点における１周期分の三角波を生成する期間で検出した対象物毎の相対速度と、次の周期で三角波を生成する期間で検出した対象物毎の相対速度とを同一の対象物毎に対応させる従来周知のトラッキング処理をして、対象物毎の相対速度を継続して検出する。
また、本実施形態に係る演算手段１０８は、対象物毎の相対速度を継続して検出しながら、１周期分の三角波が生成される度に、漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度を上述したように検出して対象物毎に対応させることにより、対象物毎の相対速度、漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度を逐次検出することができる。
演算手段１０８は、対象物毎に相対速度、漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度を検出して対応させると、対応付けた相対速度、漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度に基づき、障害物であるか非障害物であるかを対象物毎に識別する。ここで、本実施形態における障害物とは、走行している自車両が衝突する程度の走行路面からの高さを有する対象物であるものとする。本実施形態における障害物の一例としては、歩行者、及び他車両などが挙げられる。一方、本実施形態における非障害物とは、走行している自車両が衝突しない程度の走行路面からの高さを有する対象物であるものとする。本実施形態における非障害物の一例としては、工事用敷鉄板、及びマンホール蓋などが挙げられる。
本実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する前に、上述したように相対速度を求めた対象物の中から、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断する。具体的には、演算手段１０８は、絶対値が予め定められた速度しきい値ｔｈｖを超える相対速度を対応させた対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物として判断する。演算手段１０８が、絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超える相対速度を対応させた対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物として判断する理由については後述する。
次に、演算手段１０８は、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象として判断した対象物を識別する。具体的には、演算手段１０８は、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象として判断した対象物に対応させた強度の変化量ΔＰを求め、求めた変動量ΔＰの絶対値が予め定められた変動量しきい値ｔｈｐを超えるか否かを判断する。ここで、本実施形態において、対象物に対応させた強度の変化量ΔＰとは、上述したように対象物毎に対応させた漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度を平均した強度を時間で微分した微分値を対象物毎に対応させた値であるものとする。
そして、演算手段１０８は、絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超える変動量ΔＰに対応させた対象物を前述の障害物として識別する。一方、演算手段１０８は、絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えない変動量ΔＰに対応付けられた対象物を前述の非障害物として識別する。
ここで、絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超える変動量ΔＰに対応させた対象物を前述の障害物として識別できる理由を説明する。図２Ａは、自車両１０と先行車両２０とが走行しているときに、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が先行車両２０で反射した反射信号が、自車両１０の受信手段１０３に到達するまでの経路の一例を示す図である。
図２Ａに一例として示すように、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が、先行車両２０で反射した反射信号として自車両１０の受信手段１０３に到達する経路には、先行車両２０の反射点で反射した反射信号が自車両１０の受信手段１０３に直接到達する経路と、先行車両２０の反射点で反射し、さらに、走行路面で反射した反射信号が自車両１０の受信手段１０３に到達する経路との少なくとも２つの経路がある。以下では、先行車両２０の反射点で反射して自車両１０の受信手段１０３に直接到達する経路を辿った反射信号を直接反射信号と称し、先行車両２０の反射点で反射し、さらに、走行路面で反射して自車両１０の受信手段１０３に到達する経路を辿った反射信号を路面反射信号と称する。
そして、直接反射信号が自車両１０の受信手段１０３に到達する経路と、路面反射信号が自車両１０の受信手段１０３に到達する経路とは、互いに長さが異なる。このため、自車両１０の受信手段１０３における直接反射信号と路面反射信号との間には位相差が生じる。そして、自車両１０の受信手段１０３で受信される直接反射信号と路面反射信号との間に生じる位相差は、自車両１０と先行車両２０との相対距離が変化するのにしたがって変化する。ここで、自車両１０の受信手段１０３では、直接反射信号と路面反射信号とが合成されて受信される。このため、自車両１０と先行車両２０との相対距離が変化して、直接反射信号と路面反射信号との位相差が変化しているときには、合成されて受信される反射信号（以下、合成反射信号と称する）の強度が変化する。
図２Ｂは、合成反射信号の変化する強度を自車両１０と先行車両２０との相対距離に対応させて示す図の一例である。図２Ｂに一例として示す強度は、相対距離がより遠くなるのにしたがって減衰している。また、図２Ｃは、自車両１０が先行車両２０に近づいていくときに、合成反射信号の変化する強度を自車両１０と先行車両２０との相対距離が変化するときの時間の経過に対応させて示す図の一例である。図２Ｃに一例として示す強度は、時間が経過して自車両１０が先行車両２０に近づくにしたがって、空間を伝搬して減衰する距離が短くなり、強くなっている。
直接反射信号と路面反射信号とを合成した合成反射信号は、図２Ｂ、及び図２Ｃにそれぞれ示すように、自車両１０と先行車両２０との相対距離が時間の経過にしたがって変化し、直接反射信号と路面反射信号との互いの位相差が変化するのにしたがって、互いに強めあうことと弱めあうこととが周期的に繰り返されるため、その強度が周期的に変化する。
つまり、図２Ａに一例として示す先行車両２０のように、走行している自車両１０が衝突する程度の走行路面からの高さを有する障害物（立体物）と見なすことができる対象物に対して送信手段１０２から送信信号を送信すると、強度が周期的に変化する合成反射信号が受信される。
そこで、本実施形態に係る演算手段１０８は、上述したように、変動量ΔＰの絶対値と変動量しきい値ｔｈｐとを比較し、強度が周期的に変化して絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超える変動量ΔＰに対応付けられた対象物を障害物として識別する。
ただし、例えば、自車両１０と先行車両２０との相対速度が略ゼロであるときには、互いの相対距離が変化しないので、自車両１０の受信手段１０３で合成されて受信される直接反射信号と路面反射信号との間に生じる位相差が変化しない。したがって、自車両１０と先行車両２０との相対速度が略ゼロであるときには、直接反射信号、及び路面反射信号を合成した合成反射信号の強度に上述したような変化が生じずに、絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超える変動量ΔＰとならない。そして、変動量ΔＰが変動量しきい値ｔｈｐを超えない強度に対応付けられた対象物は、上述したように、本実施形態に係る演算手段１０８によって、先行車両２０のような障害物であっても、非障害物として誤って識別される。
つまり、自車両１０との相対速度が略ゼロである対象物を障害物、又は非障害物のいずれかに識別するときに、上述したように変動量ΔＰの絶対値を変動量しきい値ｔｈｐと比較するだけでは、障害物である対象物を非障害物として誤って識別してしまう場合がある。
したがって、本実施形態に係る演算手段１０８は、障害物である対象物を非障害物として誤って識別してしまうことを防ぐために、上述したように、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象とする対象物を、識別する前に判断する。障害物である対象物を非障害物として誤って識別するのは、上述したように相対速度が略ゼロである対象物であるため、本実施形態に係る演算手段１０８は、具体的には、上述したように絶対値が予め定められた速度しきい値ｔｈｖを超える相対速度に対応させた対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物として判断する。これが、本実施形態に係る演算手段１０８が、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断するときに、絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超える相対速度に対応させた対象物を判断する理由である。
次に、変動量ΔＰの絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えない強度を対応させた対象物を前述の非障害物として識別できる理由を説明する。図３Ａは、自車両１０が走行しているときに、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が前方の走行路面上に存在するマンホール蓋３０で反射した反射信号が、自車両１０の受信手段１０３に到達するまでの経路の一例を示す図である。
図３Ａに一例として示すように、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が、マンホール蓋３０で反射した反射信号として自車両１０の受信手段１０３に到達する経路には、マンホール蓋３０の反射点で反射した反射信号が自車両１０の受信手段１０３に直接到達する経路のみがある。
そして、反射信号が自車両１０の受信手段１０３に到達する経路が１つである場合には、図２Ａを参照しながら説明したように少なくとも２つの経路がある場合と異なり、相対距離が変化するのにしたがって周期的に変化する強度の合成反射信号が、自車両１０の受信手段１０３で受信されることはない。
図３Ｂは、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が、図３Ａに一例として示すマンホール蓋３０で反射した反射信号の強度を、自車両１０とマンホール蓋３０との相対距離に対応させて示す図の一例である。図３Ｂに一例として示す強度は、自車両１０とマンホール蓋３０との相対距離が遠くなるのにしたがって、空間を伝搬する距離が長くなり、減衰している。また、図３Ｃは、自車両１０がマンホール蓋３０に近づいていくときに、自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が、図３Ａに一例として示すマンホール蓋３０で反射した反射信号の強度を時間の経過に対応させて示す図の一例である。図３Ｃに一例として示す強度は、時間が経過して自車両１０がマンホール蓋３０に近づくにしたがって、空間を伝搬して減衰する距離が短くなり、強くなっている。
自車両１０の送信手段１０２から送信された送信信号が、マンホール蓋３０で反射する場合、反射信号が自車両１０の受信手段１０３に到達する経路が１つしか存在せず、マンホール蓋３０の反射点で反射した反射信号のみが自車両１０の受信手段１０３で受信される場合には、図３Ｂ、及び図３Ｃにそれぞれ示すように、自車両１０とマンホール蓋３０との相対距離が変化するときの時間の経過にしたがって、相対的に単調で緩やかな変化をする強度の反射信号が受信される。
つまり、図３Ａに一例として示すマンホール蓋３０のように、走行している自車両１０が衝突しない程度の走行路面からの高さを有する非障害物（路上静止物）と見なすことができる対象物に対して送信手段１０２から送信信号を送信すると、強度が相対的に単調に変化する反射信号が受信される。したがって、本実施形態に係る演算手段１０８は、上述したように、変動量ΔＰの絶対値と変動量しきい値ｔｈｐとを比較し、相対的に単調で緩やかに変化するために絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えない変動量ΔＰの強度に対応付けられた対象物を非障害物として識別する。
以上より、本実施形態に係る演算手段１０８は、対象物との相対速度、及び反射信号の強度に基づき、対象物を障害物と非障害物とに識別することができる。
次に、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る演算手段１０８の処理の流れを説明する。尚、本実施形態に係る演算手段１０８は、一例として、自車両１０のアクセサリスイッチ、或いはイグニッションスイッチがオンとなったときに、対象物識別装置１の他の構成要素の動作の開始と共に、図４のフローチャートに示す処理を開始し、オフとなったときに図４のフローチャートに示す処理を終了するものとする。また、図４のフローチャートに示す処理の説明では、ｎ個の対象物が検出されるものとし、ｉ（ｉ＝１〜ｎ）番目の対象物については、その相対速度Ｖ、及び変動量ΔＰに添え字ｉを付して相対速度Ｖｉ、及び変動量ΔＰｉとして示す。
ステップＳ１０１において、演算手段１０８は、漸増期間を通じてデジタルビート信号を信号解析手段１０７で解析した周波数スペクトルを示すスペクトル情報と、漸減期間を通じてデジタルビート信号を信号解析手段１０７で解析した周波数スペクトルを示すスペクトル情報とを取得する。演算手段１０８は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、ステップＳ１０２へ処理を進める。
ステップＳ１０２において、演算手段１０８は、ステップＳ１０１で取得したスペクトル情報に基づいて、上述したように対象物毎の相対速度Ｖｉを検出する。演算手段１０８は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、ステップＳ１０３へ処理を進める。
ステップＳ１０３において、演算手段１０８は、ステップＳ１０１で取得したスペクトル情報に基づいて、上述したように対象物毎に対応する強度の変化量ΔＰｉを求める。ステップＳ１０３の処理を完了すると、演算手段１０８は、ステップＳ１０４へ処理を進める。
ステップＳ１０４において、演算手段１０８は、対象物毎の相対速度Ｖ、及び変動量ΔＰを識別するための変数ｉを１に初期化する。演算手段１０８は、ステップＳ１０４の処理を完了すると、ステップＳ１０５へ処理を進める。
ステップＳ１０５において、演算手段１０８は、ｉ番目の対象物が、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となるか否かを判断する。具体的には、演算手段１０８は、上述したように、ｉ番目の対象物に対応させた相対速度Ｖｉの絶対値が予め定められた速度しきい値ｔｈｖを超えるか否かを判断する。演算手段１０８は、ｉ番目の対象物の相対速度Ｖｉの絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超えると判断したとき、当該対象物が次のステップＳ１０６で障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物であると判断して、ステップＳ１０６へ処理を進める。一方、演算手段１０８は、ｉ番目の対象物の相対速度Ｖｉの絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超えないと判断したとき、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断して、ステップＳ１０９へ処理を進める。
ステップＳ１０６において、演算手段１０８は、ステップＳ１０５で障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物であると判断したｉ番目の対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する。具体的には、演算手段１０８は、上述したように、ｉ番目の対象物に対応させた強度の変化量ΔＰｉの絶対値が、変動量しきい値ｔｈｐを超えるか否かを判断する。演算手段１０８は、ステップＳ１０６において、ｉ番目の対象物の変動量ΔＰｉの絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えると判断したとき、当該対象物が障害物であると判断して、ステップＳ１０７へ処理を進める。一方、演算手段１０８は、ステップＳ１０６において、ｉ番目の対象物の変動量ΔＰｉの絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えないと判断したとき、当該対象物が非障害物であると判断してステップＳ１０８へ処理を進める。
ステップＳ１０７において、演算手段１０８は、ステップＳ１０６で障害物であると識別したｉ番目の対象物が、障害物であることを示すように、図示しない記憶部に記憶させているｉ番目の対象物の障害物フラグをオンにする。演算手段１０８は、ステップＳ１０７の処理を完了すると、ステップＳ１１０へ処理を進める。尚、演算手段１０８は、ステップＳ１０７において障害物フラグをオンにするｉ番目の対象物の他のフラグをオフにする。
ステップＳ１０８において、演算手段１０８は、ステップＳ１０６で非障害物であると識別したｉ番目の対象物が、非障害物であることを示すように、図示しない記憶部に記憶させているｉ番目の対象物の障害物フラグをオフにする。演算手段１０８は、ステップＳ１０８の処理を完了すると、ステップＳ１１０へ処理を進める。尚、演算手段１０８は、ステップＳ１０８において障害物フラグをオフにするｉ番目の対象物について、オンになっている他のフラグもオフにする。
ステップＳ１０９において、演算手段１０８は、ステップＳ１０５で当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを即座に識別する対象とならないと判断したｉ番目の対象物について、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別を保留することを示すように識別保留フラグをオンにする。尚、演算手段１０８は、ステップＳ１０９において識別保留フラグをオンにするｉ番目の対象物について、オンになっている他のフラグをオフにする。また、演算手段１０８が、ステップＳ１０９において、識別保留フラグをオンにするのは、当該対象物との相対速度Ｖｉが速度しきい値ｔｈｖを超えない略ゼロである対象物であって、衝突する可能性がなく、障害物、或いは非障害物であるかを即座に識別する必要がないと考えられるからである。
ステップＳ１１０において、演算手段１０８は、検出したｎ個の対象物を識別したか否かを判断するために、変数ｉが前述のｎを超えるか否かを判断する。演算手段１０８は、ステップＳ１０９において、変数ｉがｎを超えると判断したとき、ｎ個の全ての対象物を識別したと判断して、ステップＳ１０１へ処理を戻す。一方、演算手段１０８は、ステップＳ１０９において、変数ｉがｎを超えないと判断したとき、ｎ個の全ての対象物を識別していないと判断して、処理をステップＳ１１１へ進める。
ステップＳ１１１において、演算手段１０８は、ｎ個の対象物のうち、障害物であるか非障害物であるかを識別していない、次の対象物を識別するために、変数ｉを１だけインクリメントする。演算手段１０８は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、ステップＳ１０５へ処理を戻して、次の対象物が、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物か否かを判断する。
以上が、本実施形態に係る対象物識別装置１の説明である。本実施形態に係る対象物識別装置１では、演算手段１０８が、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象物であると判断し、且つ周期的に変化する強度の変化量ΔＰに対応させた対象物であると判断した対象物を障害物として識別し、周期的に変化する強度の変化量ΔＰに対応させた対象物でないと判断した対象物を非障害物として識別する。
したがって、本実施形態に係る対象物識別装置１によれば、例えば、先行車両が前方物体の上方を通過する、先行車両が前方物体の前方に存在するなど、路上静止物などの非障害物を識別できる状況が限られることなく、前方に存在する対象物が障害物であるか非障害物であるかをそれぞれ識別できる。
尚、第１の実施形態に係る演算手段１０８は、ペアリング処理をすることによって組み合わせた漸増ピーク周波数と漸減ピーク周波数とを用いて対応する対象物との相対速度を少なくとも検出するものとした。しかしながら、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、ペアリング処理をすることによって組み合わせた漸増ピーク周波数と漸減ピーク周波数とを用いて、対応する対象物との相対距離をも検出するようにし、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断するときに、相対距離の変化量を用いるようにしてもよい。漸増ピーク周波数、及び漸減ピーク周波数に基づいて対象物との相対距離を検出する手法についても、上述したＦＭ−ＣＷ法として従来周知の手法である。この場合、演算手段１０８は、相対距離についても相対速度と同様に、上述したように従来周知のトラッキング処理をして、対象物毎に継続して検出することができる。
相対距離の変化量を用いて、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断する場合、演算手段１０８は、相対距離の変化量が予め定められた範囲外となるとき、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物であると判断でき、相対距離の変化量が当該範囲外でないとき、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象とならない対象物であると判断できる。この理由は、第１の実施形態で説明したように自車両と障害物との相対速度が略ゼロで相対距離が変化しない場合、すなわち、相対距離の変化量が前述の範囲外でない場合に、障害物である対象物を非障害物として誤って識別してしまうからである。また、このときの相対距離の変化量とは、相対距離を時間で微分した微分値を対象物毎に対応させた値であってもよいし、予め定められた期間における相対距離の最大値と最小値との差であってもよい。
また、相対距離の変化量を用いて、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断する場合、演算手段１０８は、相対距離の変化量の絶対値を予め定められた距離しきい値と比較し、絶対値が当該距離しきい値を超える変化量の相対距離に対応させた対象物を障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物であると判断し、絶対値が当該距離しきい値を超えない変化量の相対距離に対応させた対象物を障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断するようにしてもよい。
また、演算手段１０８が相対距離をも検出する場合、図４のフローチャートには図示していないが、全ての対象物について、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物であるか否かを判断し、対象となる対象物を障害物と非障害物とに識別した後、対象物毎に検出した相対距離、相対速度、及び障害物であるか非障害物であるかを対象物毎に示す識別情報を生成してもよい。これにより、例えば、衝突余裕時間が予め定められた時間しきい値未満となったときに衝突する可能性があると判断して運転者に対して警報を鳴らす警報装置、或いは運転者を拘束するシートベルトを締め付けて衝突に備える制御装置などで識別情報を取得するようにして、障害物と識別された対象物のみと衝突する可能性があるか否かを判断するようにでき、無駄な処理を省くことができる。ここで、衝突余裕時間とは、自車両１０と、先行車両、後続車両、或いは対向車両などの任意の他車両との相対距離を、当該他車両との相対速度で進んだときに、当該他車両と衝突するまでの時間の余裕を示す。衝突余裕時間は、自車両１０と任意の他車両との相対距離を、自車両１０と当該他車両との相対速度で除算して求められる。また、衝突余裕時間は、ＴＴＣ（Time To Collision）と呼ばれることもある。
また、演算手段１０８が相対距離をも検出する場合、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断するときに、相対速度と相対距離とを用いて判断してもよい。具体的には、演算手段１０８は、相対速度の絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超え、且つ相対距離の変化量が予め定められた範囲外となる対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となると判断できる。
また、第１の実施形態に係る演算手段１０８は、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断するときに、対象物毎に検出した相対速度の絶対値が速度しきい値ｔｈｖを超えるか否かを判断するものとした。しかしながら、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物を判断するときに、対象物毎に検出した相対速度が、予め定められた範囲外となるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、相対速度が範囲外となる対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物として判断できる。一方、演算手段１０８は、相対速度が範囲外とならない対象物を、障害物であるか非障害物であるかを識別する対象とならない対象物として判断できる。この理由は、第１の実施形態で説明したように自車両と障害物との相対速度が略ゼロである場合、すなわち、相対距離の変化量が前述の範囲外でない場合に、障害物である対象物を非障害物として誤って識別してしまうからである。
また、第１の実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、対象物毎に対応させた強度の変化量ΔＰの絶対値が変動量しきい値ｔｈｐを超えるか否かを判断するものとした。しかしながら、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、対象物毎に対応させた強度の変化量ΔＰが、予め定められた範囲外となるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、範囲外となる変動量ΔＰの強度に対応する対象物を障害物であると識別でき、当該範囲外とならない変動量ΔＰの強度に対応する対象物を非障害物であると識別できる。この理由は、第１の実施形態で説明したように、走行している自車両が衝突する程度の走行路面からの高さを有する障害物と見なすことができる対象物に対して送信信号を送信すると、周期的に変化して範囲外となる変動量ΔＰの強度の合成反射信号が受信されるからである。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、対象物毎に対応させた強度の変化量ΔＰが、予め定められた頻度判断期間において、予め定められた範囲外となる頻度が、予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、頻度しきい値以上となる頻度で範囲外となった変動量ΔＰの強度に対応する対象物を障害物であると識別でき、頻度しきい値以上とならない頻度で範囲外となった変動量ΔＰの強度に対応する対象物を非障害物であると識別できる。この理由は、第１の実施形態で説明したように、障害物と見なすことができる対象物に対して送信信号を送信すると、周期的に変化することにより、頻度判断期間において、頻度しきい値以上となる頻度で範囲外となる変動量ΔＰの強度となる合成反射信号が受信されると考えられるからである。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、予め定められた期間において、予め定められた互いに異なる範囲とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められたしきい値以上となる強度の変化量ΔＰに対応する対象物を障害物として識別するようにしてもよい。より具体的には、演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、対象物毎に対応させた強度の変化量ΔＰが、予め定められた第１の頻度判断期間において、予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数し、予め定められた第２の頻度判断期間において、前述の第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となる回数を第２の頻度として計数するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、第１の頻度から第２の頻度を引いた頻度差が、予め定められた頻度差しきい値以上であるとき、当該頻度差を生じた変動量ΔＰの強度に対応する対象物を障害物であると識別できる。一方、演算手段１０８は、第１の頻度から第２の頻度を引いた頻度差が、予め定められた頻度差しきい値以上でないとき、当該頻度差を生じた変動量ΔＰの強度に対応する対象物を非障害物であると識別できる。
また、演算手段１０８が、上述したように第１の頻度と第２の頻度とを計数する場合には、対象物毎に対応させた強度の変化量ΔＰが、予め定められた第２の頻度判断期間において、前述の第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となる回数を前述の第２の頻度として計数するようにしてもよい。この場合でも、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰの第１の頻度が第１の範囲外となり、第２の頻度が第２の範囲内となって、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰについて算出した第１の頻度と第２の頻度との頻度差が大きくなるので、頻度差しきい値以上となり、当該対象物を障害物として識別できる。
また、演算手段１０８が、上述したように第１の頻度と第２の頻度とを計数する場合には、強度の変化量ΔＰが、前述の第１の頻度判断期間において、前述の第１の範囲外となってから当該第１の範囲内になるまでに、予め定められた時間間隔（例えば、サンプリングタイム）が経過する回数を前述の第１の頻度として計数し、前述の第２の頻度判断期間において、前述の第２の範囲外となってから当該第２の範囲内となるまでに、当該時間間隔が経過する回数を前述の第２の頻度として計数するようにしてもよい。この場合でも、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰの第１の頻度が高くなって、第２の頻度が低くなる。したがって、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰについて算出した第１の頻度と第２の頻度との頻度差が頻度差しきい値以上となって、当該対象物を障害物として識別できる。
また、演算手段１０８が、上述したように第１の頻度と第２の頻度とを計数する場合には、強度の変化量ΔＰが、前述の第１の頻度判断期間において、前述の第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに、予め定められた時間間隔（例えば、サンプリングタイム）が経過する回数を前述の第１の頻度として計数し、前述の第２の頻度判断期間において、前述の第２の範囲内となってから当該第２の範囲外となるまでに、当該時間間隔が経過する回数を前述の第２の頻度として計数するようにしてもよい。この場合でも、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰの第１の頻度が高くなり、第２の頻度が低くなる。したがって、障害物と考えられる対象物に対応する強度の変化量ΔＰについて算出した第１の頻度と第２の頻度との頻度差が頻度差しきい値以上となって、当該対象物を障害物として識別できる。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が予め定められた比率しきい値以上であるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が前述の比率しきい値以上であるときに、当該変動量ΔＰの強度に対応する対象物が障害物であると識別できる。一方、演算手段１０８は、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が前述の比率しきい値以上でないときに、当該変動量ΔＰの強度に対応する対象物が非障害物であると識別できる。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が予め定められた比率しきい値以上となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が比率しきい値以上となる頻度が前述の頻度しきい値以上であるときに、当該変動量ΔＰの強度に対応する対象物が障害物であると識別できる。一方、演算手段１０８は、ある時点における相対距離の変化量と同じ時点における強度の変化量ΔＰとの比率が比率しきい値以上となる頻度が前述の頻度しきい値以上とならないときに、当該変動量ΔＰの強度に対応する対象物が非障害物であると識別できる。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、予め定められた期間において、当該相対距離の変化量に対する強度の変化量ΔＰの比率と予め定められた互いに異なる比率しきい値とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められた頻度差しきい値以上であるときに、当該変化量ΔＰの強度に対応する対象物を障害物として識別するようにしてもよい。より具体的には、演算手段１０８は、対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別するときに、同一の時点における相対距離の変化量に対する強度の変化量ΔＰの比率が、予め定められた第１の期間において予め定められた第１の比率しきい値以上となる回数を第１の頻度として計数し、予め定められた第２の期間において前述の第１の比率しきい値よりも小さく予め定められた第２の比率しきい値以上となる回数を第２の頻度として計数し、第１の頻度から第２の頻度を引いた頻度差が予め定められた頻度差しきい値以上となるか否かを判断するようにしてもよい。この場合、演算手段１０８は、頻度差が頻度差しきい値以上となるとき、当該頻度差を生じる第１の頻度と第２の頻度とを生じさせる変動量ΔＰの強度に対応する対象物を障害物として識別できる。一方、演算手段１０８は、頻度差が頻度差しきい値以上とならないとき、当該頻度差を生じる第１の頻度と第２の頻度とを生じさせる変動量ΔＰの強度に対応する対象物を非障害物として識別できる。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、相対距離が予め定められた範囲外である対象物を障害物であるか非障害物であるかの識別の対象としないようにして識別を停止してもよい。この理由は、第１の実施形態で説明したような送信信号と反射信号とに基づいて対象物との相対速度、或いは相対距離を測定する装置では、反射信号の上下方向の受信範囲が限られている。したがって、自車両に過度に近い相対距離に存在する対象物からの路面反射信号は受信することができない。さらに、自車両から過度に遠い相対距離に存在する対象物からの合成反射信号は、強度の変化量ΔＰが誤差によって変動しているのか否かを正確に判断することが困難である。つまり、自車両から過度に遠い相対距離、及び過度に遠い相対距離の対象物が、障害物であるか非障害物であるかを判断するときには誤った判断をしてしまう可能性が生じる。そこで、演算手段１０８は、誤った判断をしてしまう可能性が生じる自車両から過度に遠い相対距離、及び過度に近い相対距離である前述の範囲外の相対距離に存在する対象物を障害物であるか非障害物であるかの識別する対象としないようにすることにより、誤った判断をしてしまう可能性が生じることを防げる。また、この場合、演算手段１０８は、範囲外の相対距離に存在する対象物を識別することなく全て障害物と見なしてもよい。これにより、障害物であるか非障害物であるかを正確に識別できない対象物を全て障害物であると見なして識別し、上述した識別情報を生成するようにすることで、上述した警報装置、及び制御装置において、誤った判断をしてしまう可能性がある対象物を全て障害物として衝突する可能性を予測するようにでき、安全性を確実に高めることができる。
また、第１の実施形態に係る演算手段１０８は、対象物に対応させた強度の変化量ΔＰとして、対象物毎に対応させた漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度を平均した強度を時間で微分した微分値を用いるものとした。しかしながら、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物に対応させた強度の変化量ΔＰとして、漸増ピーク強度、及び漸減ピーク強度のいずれか一方、或いはいずれか一方を時間で微分した微分値などを用いてもよい。
また、他の一実施形態に係る演算手段１０８は、対象物毎の相対距離、相対速度、強度、及び強度の変化量ΔＰとして、それぞれを予め定められた平均期間で平均した平均値を用いてもよい。
また、第１の実施形態では、受信手段として受信手段１０３を１つだけ備える対象物識別装置１について説明した。しかしながら、他の一実施形態に係る対象物識別装置であって、１以上の受信手段を備える場合、対象物に対応させた強度の変化量ΔＰとして、１以上の受信手段で受信した反射信号のそれぞれと送信信号とを混合したそれぞれのビート信号の強度を平均した強度を用いて算出した変動量ΔＰを用いてもよい。
また、１以上の受信手段を備える対象物識別装置において、これらの受信手段を左右方向に配置して、それぞれの受信手段で受信した反射信号の互いの位相差に基づいた従来周知の手法で対象物の存在する方位角を検出できる場合、方位角の予め定められた間隔毎にビームを合成して（デジタルビームフォーミング）、その方位角毎のビームを合成した信号を、その方向の反射信号として、第１の実施形態で説明したように方位角毎に存在する対象物を障害物と非障害物とに識別してもよい。
また、上述した速度しきい値ｔｈｖ、変動量しきい値ｔｈｐ、距離範囲、速度範囲、変動量範囲、強度範囲、頻度しきい値、頻度差しきい値、及び比率しきい値などは、対象物毎の相対距離、及び反射信号の強度に応じて変化させてもよいし、上述したように対象物の方位角を検出できる場合には、方位角に応じてこれらを変化させてもよい。
また、第１の実施形態に係る対象物識別装置１を構成する量子化手段１０６、信号解析手段１０７、及び演算手段１０８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などで主に構成される同一、或いは互いに異なるＥＣＵ（Electronic Control Unit）でそれぞれ実現されてもよい。この場合、上述した図示しない記憶部とは、上述したＲＡＭで実現されてもよい。
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
本発明によれば、対象物を障害物と非障害物とに識別できる対象物識別装置に利用でき、例えば、自動車などの移動体に搭載される対象物識別装置などに利用できる。
１ 対象物識別装置
１０１ 送信信号生成手段
１０２ 送信手段
１０３ 受信手段
１０４ 混合手段
１０５ 濾波手段
１０６ 量子化手段
１０７ 信号解析手段
１０８ 演算手段

Claims (22)

  1. 送信信号と、当該送信信号が対象物で反射した反射信号とに基づき、当該対象物を識別する対象物識別装置であって、
    前記対象物との相対距離、及び相対速度の少なくともいずれか一方を測定する測定手段と、
    前記反射信号の強度を検出する強度検出手段と、
    前記相対距離の変化量、及び前記相対速度の少なくともいずれか一方と、前記強度の変化量とに基づき、障害物となる前記対象物を識別する対象物識別手段とを備え、
    該対象物識別手段が、演算手段を備え、
    該演算手段は、対象物の相対速度の絶対値が速度しきい値を超えないと判断したときに、対象物が障害物であるか非障害物であるか識別する前に、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断することを特徴とする、対象物識別装置。
  2. 前記対象物識別手段は、
    前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外であるか否かを判断する相対距離変化量判断手段と、
    前記強度の変化量が予め定められた強度の変化量の範囲外であるか否かを判断する強度変化量判断手段と、
    前記相対距離の変化量が前記相対距離の変化量の範囲外であり、且つ前記強度の変化量が前記強度の変化量の範囲外であるとき、前記対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む、請求項１に記載の対象物識別装置。
  3. 前記対象物識別手段は、
    前記相対速度の絶対値が予め定められた速度しきい値を超えるか否かを判断する速度判断手段と、
    前記強度の変化量が予め定められた強度の変化量の範囲外であるか否かを判断する強度変化量判断手段と、
    前記相対速度の絶対値が前記速度しきい値を超え、且つ前記強度の変化量が前記強度の変化量の範囲外であるとき、前記対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む、請求項１に記載の対象物識別装置。
  4. 前記対象物識別手段は、
    前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外であるか否かを判断する相対距離変化量判断手段と、
    前記強度の変化量が予め定められた期間において、予め定められた第１の範囲外となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断する頻度判断手段と、
    前記相対距離の変化量が前記相対距離の変化量の範囲外であり、且つ前記頻度が前記頻度しきい値以上であるとき、前記対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む、請求項１に記載の対象物識別装置。
  5. 前記対象物識別手段は、
    前記相対速度の絶対値が予め定められた速度しきい値を超えるか否かを判断する速度判断手段と、
    前記強度の変化量が予め定められた期間において、予め定められた第１の範囲外となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上となるか否かを判断する頻度判断手段と、
    前記相対速度の絶対値が前記速度しきい値を超え、且つ前記頻度が前記頻度しきい値以上であるとき、前記対象物が障害物であると識別する障害物識別手段とを含む、請求項１に記載の対象物識別装置。
  6. 前記対象物識別手段は、前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ、予め定められた期間において、前記強度の変化量と予め定められた互いに異なる範囲とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められたしきい値以上であるとき、前記対象物を障害物であると識別する、請求項１に記載の対象物識別装置。
  7. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項６に記載の対象物識別装置。
  8. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項６に記載の対象物識別装置。
  9. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となってから当該第２の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項６に記載の対象物識別装置。
  10. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となってから当該第２の範囲外となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項６に記載の対象物識別装置。
  11. 前記対象物識別手段は、前記相対速度が予め定められた速度しきい値を超え、且つ、予め定められた期間において、前記強度の変化量と予め定められた互いに異なる範囲とそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められたしきい値以上であるとき、前記対象物を障害物であると識別する、請求項１に記載の対象物識別装置。
  12. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲外となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、 前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項１１に記載の対象物識別装置。
  13. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項１１に記載の対象物識別装置。
  14. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲を超えてから当該第２の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項１１に記載の対象物識別装置。
  15. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記強度の変化量が予め定められた第１の範囲外となってから当該第１の範囲内となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記強度の変化量が前記第１の範囲よりも小さく予め定められた第２の範囲内となってから当該第２の範囲外となるまでに予め定められた時間間隔が経過する回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項１１に記載の対象物識別装置。
  16. 前記対象物識別手段は、前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ当該相対距離の変化量に対する前記強度の変化量の比率が予め定められたしきい値以上となるとき、前記対象物を障害物であると識別する、請求項１に記載の対象物識別装置。
  17. 前記対象物識別手段は、前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ予め定められた期間において、当該相対距離の変化量に対する前記強度の変化量の比率が予め定められた比率しきい値以上となる頻度が予め定められた頻度しきい値以上であるとき、前記対象物を障害物であると識別する、請求項１に記載の対象物識別装置。
  18. 前記対象物識別手段は、前記相対距離の変化量が予め定められた相対距離の変化量の範囲外となり、且つ予め定められた期間において、当該相対距離の変化量に対する前記強度の変化量の比率と予め定められた互いに異なる比率しきい値とをそれぞれ比較することによって求めた頻度の差が予め定められた頻度差しきい値以上であるとき、前記対象物を障害物として識別する、請求項１に記載の対象物識別装置。
  19. 前記対象物識別手段は、
    予め定められた第１の期間において、前記相対距離の変化量に対する前記強度の変化量の比率が予め定められた第１の比率しきい値以上となる回数を第１の頻度として計数する第１の計数手段と、
    予め定められた第２の期間において、前記相対距離の変化量に対する前記強度の変化量の比率が前記第１の比率しきい値よりも大きく予め定められた第２の比率しきい値以上となる回数を第２の頻度として計数する第２の計数手段と、
    前記第１の頻度と前記第２の頻度との差を前記頻度の差として求める頻度差算出手段とを含む、請求項１８に記載の対象物識別装置。
  20. 前記対象物識別手段は、
    前記相対距離が予め定められた識別範囲外である前記対象物が障害物か非障害物かの識別を停止する停止手段を含む、請求項１に記載の対象物識別装置。
  21. 前記対象物識別手段は、前記相対距離が前記識別範囲外である前記対象物を障害物と見なす障害物決定手段をさらに含む、請求項２０に記載の対象物識別装置。
  22. 送信信号と、当該送信信号が対象物で反射した反射信号とに基づき、当該対象物を識別する対象物識別方法であって、
    前記対象物との相対距離、及び相対速度の少なくともいずれか一方を測定する測定ステップと、
    前記反射信号の強度を検出する強度検出ステップと、
    前記相対距離の変化量、及び前記相対速度の少なくともいずれか一方と、前記強度の変化量とに基づき、障害物となる前記対象物を識別する対象物識別ステップとを備え、
    該対象物識別ステップは、
    演算手段が、対象物の相対速度の絶対値が速度しきい値を超えないと判断したときに、対象物が障害物であるか非障害物であるか識別する前に、当該対象物が障害物であるか非障害物であるかを識別する対象となる対象物でないと判断するステップを備えることを特徴とする、対象物識別方法。
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