JP6219652B2 - レーダ装置、及び、信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、物標の導出における信号処理に関する。

従来、車両に備えられたレーダ装置は、送信アンテナから送信波を射出し、物標からの反射波を受信アンテナで受信して、車両（レーダ装置）に対する物標の位置等を導出していた。具体的には、レーダ装置は、まず、所定周期で周波数が変わる送信波に対応する送信信号と、反射波に対応する受信信号とをミキシングしてビート信号を生成する。つまり、レーダ装置は、所定周期で周波数が上昇するＵＰ区間と、周波数が下降するＤＯＷＮ区間とのそれぞれの区間における送信信号と受信信号との差分周波数（ビート周波数）に基づくビート信号を生成する。

次に、レーダ装置は、ビート信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理して周波数ごとの信号（変換信号）を生成する。そして、レーダ装置は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々について、変換信号のうちの信号レベルの高い所定数の信号をピーク信号として抽出する。その後、レーダ装置は、所定の条件に基づきＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングしてペアデータを導出する。

次に、レーダ装置は、前回処理で導出したペアデータと今回処理で導出したペアデータとの間に時間的に連続する関係があるか否かを判断する。各ペアデータが時間的に連続する関係にある場合には、レーダ装置は、導出したペアデータに基づいて物標の位置情報や相対速度等の情報を導出する。

そして、レーダ装置は、導出した物標の位置情報や相対速度等の情報を車両制御装置に出力し、車両制御装置はその物標の情報に応じて必要な車両制御を行う。なお、本発明と関連する技術としては、例えば、特許文献１がある。

特開2004-4120号公報

しかしながら、従来のピーク信号を抽出する処理では、信号レベルの大きい順にピーク信号を抽出し、所定数のピーク信号を抽出したら抽出処理を終了していた。このため、信号レベルの小さいピーク信号は抽出されなかった。つまり、物標からの反射波の強度が小さいと、例えその物標が車両の近傍に存在する場合であっても、その物標を導出することができなかった。

例えば、物標が他の車両や路側物等である場合には、一般に反射波の強度が強いためその物標に対応するピーク信号は抽出される。これに対して、物標が人である場合には、人からの反射波の強度は小さいため、車両の近傍に存在する場合であっても、人に対応するピーク信号を抽出することができなかった。その結果、車両の近傍に存在する人を物標として導出することができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両近傍に存在する人のピーク信号を抽出することを可能とする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出する抽出手段を備え、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出するレーダ装置であって、前記差分周波数が複数の周波数領域に分けられており、前記抽出手段は、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出するレーダ装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のレーダ装置において、前記抽出手段は、前記低周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出した後に、高周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出する。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載のレーダ装置において、前記低周波数側の周波数領域と高周波数側の周波数領域との境界の周波数を、前記第１期間と第２期間とで異ならせる。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載のレーダ装置において、前記第２期間の境界の周波数が、第１期間の境界の周波数よりも高い周波数である。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーダ装置において、前記抽出手段は、抽出したピーク信号の数が所定数になるとピーク信号の抽出を終了する。

また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレーダ装置において、自装置が搭載された車両の速度情報を取得する取得手段を備え、前記抽出手段は、前記車両の速度が所定値以下の場合に、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出する。

また、請求項７の発明は、所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出する信号処理方法であって、前記差分周波数を複数の周波数領域に分け、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出する信号処理方法である。

請求項１ないし８の発明によれば、差分周波数を複数の周波数領域に分け、各々の周波数領域毎に異なる方法でピーク信号を抽出することから、レーダ装置からの距離に応じた適切な方法でピーク信号を抽出できる。すなわち、人を検出する必要がある領域は主に自車から近距離範囲内であるのに対し、前方車両や障害物を検出する必要がある領域は近距離から中・遠距離にかけての全領域である。近距離範囲は上記差分周波数の周波数領域では低周波数側に位置し、中・遠距離範囲はそれより高い高周波数側に位置する。そのため、請求項１ないし８の発明によれば、低周波数側の領域では、主に人を検出するのに適した方法でピーク信号を抽出し、高周波数側の領域では、主に前方車両や障害物を検出するのに適した方法でピーク信号を抽出することが可能となり、人を含めた物標を精度よく検出できる。

また、特に請求項２の発明によれば、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出することから、近距離の物標に対応するピーク信号、すなわち人を含めた物標を確実に抽出することが可能になる。

また、特に請求項３の発明によれば、低周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出した後に、高周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出することから、近距離の物標に対応するピーク信号、すなわち人を含めた物標を優先的に抽出することが可能になる。

また、レーダ装置と物標との間で相対速度が生じている場合、第１期間と第２期間とで同一物標に対応するピーク信号の周波数が異なる。そのため、特に請求項４の発明によれば、境界の周波数を第１期間と第２期間とで異ならせることにより、レーダ装置と物標との間で相対速度が生じている場合であっても、第１期間及び第２期間の各々で同一物標に対応するピーク信号を抽出することが可能になる。

また、物標がレーダ装置に接近している場合、同一物標に対応するピーク信号の周波数は第１期間より第２期間の方が高くなる。そのため、特に請求項５の発明によれば、第２期間の境界の周波数が、第１期間の境界の周波数よりも高い周波数にしていることから、物標がレーダ装置に接近している状況のときに第１期間及び第２期間の各々で同一物標に対応するピーク信号を確実に抽出することが可能になる。

また、特に請求項６の発明によれば、レーダ装置の処理負荷が高くなることを防止することができるため、所定時間内での物標導出処理を実行することが可能になる。

また、特に請求項７の発明によれば、近距離の物標を導出する必要がある状況にのみ、近距離の物標に対応するピーク信号を確実に抽出することが可能になる。

図１は、車両の全体図である。 図２は、車両制御システムのブロック図である。 図３は、物標情報の導出処理を示すフローチャートである。 図４は、ＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。 図５は、ピーク抽出処理を示すフローチャートである。 図６は、ビート信号のＦＦＴデータを示す図である。 図７は、ピーク抽出処理を示すフローチャートである。 図８は、ビート信号のＦＦＴデータを示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成＞
まず、本発明の各構成について説明する。図１は、車両ＣＲの全体図である。車両ＣＲは、本実施の形態の車両制御システムに含まれるレーダ装置１と、車両制御装置２とを備えている。レーダ装置１は、車両前方のバンパー近傍に備えられている。このレーダ装置１は、一回の走査で所定の走査範囲を走査して、車両ＣＲと物標との距離を導出する。導出する距離は、車両進行方向に対応する距離と、車両横方向（車幅方向）に対応する距離である。

車両進行方向に対応する距離とは、物標から反射した反射波がレーダ装置１の受信アンテナに到達するまでの距離（縦距離）である。また、車両横方向（車幅方向）に対応する距離とは、車両ＣＲの進行方向に仮想的に延伸する基準軸に対して略直交する方向における車両ＣＲに対する物標の距離（横距離）である。横距離は車両ＣＲに対する物標の角度の情報と縦距離とを用いた三角関数の演算を行うことで導出される。

なお、縦距離においても、物標から反射した反射波がレーダ装置１の受信アンテナに到達するまでの距離ではなく、車両ＣＲの進行方向に仮想的に延伸する基準軸の方向における車両ＣＲに対する物標の距離としてもよい。この場合の縦距離は、車両ＣＲに対する物標の角度の情報と、物標から反射した反射波がレーダ装置１の受信アンテナに到達するまでの距離とを用いた三角関数の演算を行うことで導出される。

このように、レーダ装置１は、車両ＣＲに対する物標の位置情報を導出する。さらに、レーダ装置１は、物標の速度や、車両ＣＲの速度に対する物標の速度である相対速度も導出する。

また、図１のレーダ装置１は、その搭載位置を車両前方のバンパー近傍としているが、これに限定されない。例えば、車両ＣＲの後方のバンパー近傍及び車両ＣＲの側方のサイドミラー近傍等、後述する車両制御装置２の車両ＣＲの制御目的に応じて物標を導出できる搭載位置であれば他の部分であってもよい。

また、車両制御装置２は、車両ＣＲの各装置を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

次に、本実施の形態における車両制御システムについて図２を用いて説明する。図２は、車両制御システム１０のブロック図である。車両制御システム１０は、レーダ装置１と、車両制御装置２とを備えている。レーダ装置１と車両制御装置２とは電気的に接続されており、レーダ装置１から車両制御装置２に対して位置情報や相対速度を含む物標情報が送信される。つまり、レーダ装置１は、車両ＣＲに対する物標の縦距離、横距離及び相対速度の情報である物標情報を車両制御装置２に出力する。

レーダ装置１は、信号生成部１１、発振器１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、ミキサ１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６、ＡＤ（Analog to Digital）変換器１７、信号処理部１８、及び送信制御部１９を備えている。

信号生成部１１は、後述する送信制御部１９の制御信号に基づいて、例えば三角波状に電圧が変化する変調信号を生成する。

発振器１２は、電圧で発振周波数を制御する電圧制御発振器である。発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づき所定周波数の信号（例えば、76.5GHz）を周波数変調し、この所定周波数（76.5GHz）を中心周波数とする周波数帯の送信信号として送信アンテナ１３に出力する。

送信アンテナ１３は、送信信号に係る送信波を車両外部に出力するアンテナである。送信アンテナ１３は、発振器１２と接続され、発振器１２から入力した送信信号に対応した送信波を連続的に車両外部に出力する。なお、本実施の形態では、１本の送信アンテナを用いた構成について説明するが、本発明は、２本又は４本等の複数本の送信アンテナを用いた構成としてもよい。

受信アンテナ１４は、送信アンテナ１３から連続的に送信された送信波が物体にて反射した際の反射波を受信する複数のアレーアンテナである。本実施の形態では、受信アンテナとして、４本の受信アンテナ１４ａ（ｃｈ１）、１４ｂ（ｃｈ２）、１４ｃ（ｃｈ３）、及び１４ｄ（ｃｈ４）を備えている。なお、受信アンテナ１４ａ〜１４ｄのそれぞれのアンテナは等間隔に配置されている。

ミキサ１５は、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられており、受信信号と送信信号とを混合する。そして、ミキサ１５は、受信信号と送信信号とを混合する際に、送信信号と受信信号との差の信号であるビート信号を生成し、ＬＰＦ１６に出力する。

ＬＰＦ１６は、所定周波数より低い周波数の成分を減少させることなく、所定周波数より高い周波数の成分を減少させるフィルタである。ＬＰＦ１６は、ビート信号の所定周波数より低い周波数の成分をＡＤ変換器１７に出力する。なお、ＬＰＦ１６もミキサ１５と同様に各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられている。

ＡＤ変換器１７は、アナログ信号であるビート信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器１７は、アナログ信号のビート信号を所定周期でサンプリングして、複数のサンプリングデータを導出する。そして、ＡＤ変換器１７は、サンプリングされたデータを量子化することで、アナログ信号のビート信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号のビート信号を信号処理部１８に出力する。なお、ＡＤ変換器１７もミキサ１５と同様に各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄに設けられている。

信号処理部１８は、ＣＰＵ１８１及びメモリ１８２を備えるコンピュータである。信号処理部１８は、ＡＤ変換器１７から出力されたデジタル信号のビート信号をＦＦＴ処理してＦＦＴデータを取得してメモリ１８２に記憶する。そして、信号処理部１８は、ＦＦＴデータのビート信号の中から所定の条件に対応する信号を物標導出に用いるピーク信号として抽出する。このピーク信号の抽出は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々について行われる。そして、信号処理部１８は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングして物標情報を導出する。なお、ピーク信号の抽出処理の詳細については後述する。

メモリ１８２は、ＣＰＵ１８１により実行される各種演算処理などの実行プログラムを記録する。また、メモリ１８２は、信号処理部１８が導出した複数の物標情報を記録する。例えば、過去の処理と今回の処理とで導出された物標情報（物標の縦距離、横距離及び相対速度）を記録する。さらに、メモリ１８２は、ＦＦＴ処理により取得されたＦＦＴデータ１８２ａを記録する。このＦＦＴデータ１８２ａには、今回の物標導出処理で取得したＦＦＴデータの他に、過去の物標導出処理で取得したＦＦＴデータも含まれる。

送信制御部１９は、信号処理部１８と接続され、信号処理部１８からの信号に基づき、変調信号を生成する信号生成部１１に制御信号を出力する。

車両制御装置２は、車両ＣＲに設けられた各種装置の動作を制御するものである。車両制御装置２は、車速センサ４０及びステアリングセンサ４１などの車両ＣＲに設けられた各種センサと電気的に接続され、これら各種センサから情報を取得する。また、車両制御装置２は、ブレーキ５０及びスロットル５１などの車両ＣＲに設けられた各種装置とも電気的に接続されている。そして、車両制御装置２は、各種センサから取得した情報とレーダ装置１の信号処理部１８から取得した物標情報とに基づいて、各種装置を動作させて車両ＣＲの挙動を制御する。

車両制御装置２による車両制御の例としては次のようなものがある。例えば、車両ＣＲが自車線の前方を走行する前方車両に追従走行する場合に、車両制御装置２が、その前方車両に追従して走行する制御を行う。具体的には、車両制御装置２は、ブレーキ５０及びスロットル５１の少なくとも一方の装置を制御して、車両ＣＲと前方車両との車間距離を所定の距離に確保した状態で車両ＣＲを前方車両に追従走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の制御を行う。

また、他の例として、車両ＣＲの障害物への衝突に備え、車両ＣＲの乗員を保護する制御もある。具体的には、車両ＣＲが障害物に衝突する危険性がある場合に、車両制御装置２は、車両ＣＲの乗員に対して警報器を用いて警告したり、ブレーキ５０を制御して車両ＣＲの速度を低下させるＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）の制御を行う。また、車両制御装置２は、シートベルトで乗員を座席に固定したり、ヘッドレストを固定して衝突時の衝撃による乗員へのダメージを軽減するＰＣＳの制御を行う。

さらに、他の例として、車両ＣＲの人への衝突を回避する制御もある。具体的には、車両ＣＲの近傍に存在する人に衝突する危険性がある場合に、車両制御装置２は、ブレーキ５０等の装置を制御して、車両ＣＲを停止又は減速させる制御を行う。

＜１−２．全体の処理＞
次に、レーダ装置１が物標情報を導出する処理について説明する。図３は、信号処理部１８が行う物標情報の導出処理のフローチャートである。

まず、信号処理部１８は、送信波を生成する指示信号を送信制御部１９に出力する（ステップＳ１０１）。そして、信号処理部１８から指示信号が入力された送信制御部１９により信号生成部１１が制御され、送信信号ＴＸに対応する送信波が生成される。生成された送信波は、車両外部に出力される。

そして、送信波が物標に反射することによって到来する反射波を受信アンテナ１４が受信し、反射波に対応する受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとがミキサ１５によりミキシングされ、送信信号と受信信号との差分の信号であるビート信号が生成される。そして、アナログ信号であるビート信号が、ＬＰＦ１６によりフィルタリングされ、ＡＤ変換器１７によりデジタル信号に変換され、信号処理部１８に入力される。

ここで、ビート信号を生成する方法について具体的に説明する。図４は、ビート信号を生成する方法を示す図である。図４では、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）の信号処理方式を例に用いている。なお、本実施の形態では、ＦＭ−ＣＷの方式を例に用いて説明するが、送信信号の周波数が上昇するＵＰ区間と周波数が下降するＤＯＷＮ区間といった複数の区間を組み合わせて物標を導出する方式であれば、ＦＭ−ＣＷの方式に限定されない。

図４中に示すＴＸは送信信号であり、ＲＸは受信信号である。また、ｆ_ｏは送信波の中心周波数であり、△Ｆは周波数偏移幅である。また、Ｔは車両ＣＲと物標との電波の往復時間である。

図４（ａ）は、ＦＭ−ＣＷ方式の送信信号ＴＸ及び受信信号ＲＸの信号波形を示す図であり、縦軸は周波数［GHz］を示し、横軸は時間［msec］を示している。送信信号ＴＸは、中心周波数をｆ_０（例えば、76.5GHz）として、所定周波数（例えば76.6GHz）まで上昇した後に所定周波数（例えば、76.4GHz）まで下降をするように200MHzの間で一定の変化を繰り返す。このように、送信信号ＴＸは、所定周波数まで周波数が上昇する区間（第１期間）と、所定周波数まで周波数が下降する区間（第２期間）とがある。本明細書においては、周波数が上昇する区間を「ＵＰ区間」ともいい、周波数が下降する区間を「ＤＯＷＮ区間」ともいう。例えば、図４（ａ）では、区間Ｕ１及びＵ２がＵＰ区間となり、区間Ｄ１及びＤ２がＤＯＷＮ区間となる。

また、送信アンテナ１３から送信された送信波が物体で反射して、受信アンテナ１４がその反射波を受信すると、その反射波に対応する受信信号ＲＸがミキサ１５に入力される。この受信信号ＲＸについても送信信号ＴＸと同じように所定周波数まで周波数が上昇する区間と、所定周波数まで周波数が下降する区間とが存在する。

なお、本実施の形態では、あるＵＰ区間とそれに続くＤＯＷＮ区間との組み合わせを送信信号ＴＸの１周期としており、レーダ装置１は、この送信信号ＴＸの１周期分に相当する送信波を車両外部に送信する。図４（ａ）に示す例では、レーダ装置１は、送信期間ｔ０〜ｔ１のＵＰ区間である区間Ｕ１と、送信期間ｔ１〜ｔ２のＤＯＷＮ区間である区間Ｄ１とで送信波を出力する。そして、信号処理部１８は、送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとに基づいて、物標情報を導出するための信号処理を行う（ｔ２〜ｔ３の信号処理区間）。その後、レーダ装置１は、次の周期（送信期間ｔ３〜ｔ４のＵＰ区間である区間Ｕ２と、送信期間ｔ４〜ｔ５のＤＯＷＮ区間である区間Ｄ２）で送信波を出力し、信号処理部１８が物標情報を導出するための信号処理を行う。そして、以降は同様の処理が繰り返される。

なお、車両ＣＲから物標までの距離に応じて、送信信号ＴＸに比べて受信信号ＲＸに時間的な遅れ（時間Ｔ）が生じる。さらに、車両ＣＲの速度と物標の速度との間に速度差がある場合は、送信信号ＴＸに対して受信信号ＲＸにドップラーシフト分の差が生じる。

図４（ｂ）は、ビート周波数を示す図であり、縦軸は周波数［kHz］を示し、横軸は時間［msec］を示している。ビート周波数は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとの差分により導出される。例えば、区間Ｕ１ではビート周波数ＢＦ１が導出され、区間Ｄ１ではビート周波数ＢＦ２が導出される。このように各区間において、ビート周波数が導出される。

図４（ｃ）は、ビート周波数に対応するビート信号を示す図であり、縦軸は振幅［V]を示し、横軸は時間［msec]を示している。図４（ｃ）に示すように、ビート周波数に対応する信号として、アナログ信号のビート信号ＢＳが生成される。当該ビート信号ＢＳは、ＬＰＦ１６でフィルタリングされた後、ＡＤ変換器１７によりデジタル信号に変換される。

なお、図４は、１つの反射点から受信した場合の受信信号ＲＸに対応するビート信号ＢＳを示している。これに対して、送信波が複数の反射点で反射し、受信アンテナ１４が複数の反射波を受信した場合には、受信信号ＲＸとして複数の反射波に対応する信号が検出される。この場合、ビート信号ＢＳは、複数の受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとのそれぞれの差分を合成したものとなる。

図３に戻り、信号処理部１８は、デジタル信号のビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、信号処理部１８は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々のビート信号に対してＦＦＴ処理を行う。これにより、信号処理部１８は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々で、ビート信号に関する周波数ごとの信号レベルの値と位相情報とを有するＦＦＴデータを取得する。なお、ＦＦＴデータは、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄ毎に取得される。

次に、信号処理部１８は、ＦＦＴデータの中から物標の導出に用いるピーク信号を抽出する（ステップＳ１０３）。具体的には、まず、信号処理部１８は、ＦＦＴデータのうち信号レベルの値が所定の閾値を超える信号をピーク信号とする。そして、信号処理部１８は、低周波数側の所定周波数の範囲内に存在するピーク信号のうち、周波数の低いピーク信号から順に物標導出に用いるピーク信号を抽出する。さらに、信号処理部１８は、所定周波数の範囲を超える周波数領域においては、信号レベルの値が大きいピーク信号から順に物標導出に用いるピーク信号を抽出する。このピーク抽出処理は、抽出したピーク信号の数が所定数になるまで行われる。また、このピーク抽出処理は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々の区間で行われる。なお、以下の処理ステップＳ１０４及び１０５において用いられるピーク信号は、この物標導出用に抽出されたピーク信号である。また、ピーク抽出処理の詳細は後述する。

そして、信号処理部１８は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれの区間において、抽出されたピーク信号に基づいて方位演算を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、信号処理部１８は、所定の方位演算アルゴリズムによって物標の方位（角度）を導出する。例えば、方位演算アルゴリズムは、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）である。信号処理部１８は、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄにおける受信信号の位相情報から相関行列の固有値及び固有ベクトル等が演算されて、ＵＰ区間のピーク信号に対応する角度θｕｐと、ＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する角度θｄｎとが導出される。そして、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各ピーク信号がペアリングされた場合には（１）式により物標の角度θｍが導出される。

なお、ピーク信号の周波数の情報は、物標の距離や相対速度の情報に対応しているが、１つのピーク信号の周波数に複数の物標の情報が含まれているときがある。例えば、車両ＣＲに対する物標の位置情報において、距離が同じ値で角度が異なる値の複数の物標の情報が、同じ周波数のピーク信号に含まれている場合がある。このような場合、異なる角度からの反射波の位相情報はそれぞれ異なるため、信号処理部１８は、各反射波の位相情報に基づいて１つのピーク信号に対して異なる角度に存在する複数の物標情報を導出する。

次に、信号処理部１８は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングするペアリング処理を行う（ステップＳ１０５）。このペアリング処理は、例えば、マハラノビス距離を用いた演算により行われる。具体的には、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載する前に、予め試験的にＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングする。そして、その中で正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータと、誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータとの各データを複数取得する。そして、各正常ペアデータにおけるＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との「信号レベルの値の差」、「角度の値の差」及び「角度スペクトラムの信号レベルの値の差」の３つのパラメータ値を用いて、複数の正常ペアデータの３つのパラメータごとの平均値を導出してメモリ１８２に記憶する。

そして、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載した後に、信号処理部１８が物標情報を導出する際には、今回処理で取得されたピーク信号のうちＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とのすべての組み合わせについての３つのパラメータ値と、上記で導出した３つのパラメータごとの平均値とを用いて以下に示す（２）式によりマハラノビス距離を導出する。

信号処理部１８は、マハラノビス距離が最小の値となる今回処理のペアデータを正常ペアデータとして導出する。なお、マハラノビス距離とは、平均がμ＝(μ1, μ2, μ3)Ｔで、共分散行列がΣであるような多変数ベクトルｘ＝（ｘ1, ｘ2, ｘ3）で表される一群の値に対するものであり（２）式により導出される。μ1, μ2, μ3は正常ペアデータの３つのパラメータの値を示し、ｘ1, ｘ2, ｘ3は今回処理のペアデータの３つのパラメータの値を示す。

そして、信号処理部１８は、このペアリング処理において正常ペアデータのパラメータの値と以下の（３）式及び（４）式とを用いて、正常ペアデータの縦距離と相対距離とを導出する。なお、式中のＲは縦距離であり、ｆｕｐはＵＰ区間のピーク信号に対応する周波数であり、ｆｄｎはＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する周波数であり、ｃは光速（電波の速度）である。また、式中の△Ｆは周波数偏移幅であり、ｆｍは変調波の繰り返し周波数であり、Ｖは相対速度である。

また、信号処理部１８は、縦距離と上述の（１）式で導出した角度θｍとの情報から、三角関数を用いた演算を行い、正常ペアデータの横距離を導出する。

次に、信号処理部１８は、今回の物標導出処理によりペアリングされた今回ペアデータと、前回の処理によって確定された前回ペアデータとの間に時間的に連続する関係があるか否かの連続性判定処理を行う（ステップＳ１０６）。ここで、両者に時間的に連続する関係がある（連続性がある）場合とは、例えば、前回ペアデータに基づいて今回ペアデータを予測した予測ペアデータを生成し、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離及び相対速度の差の値が所定値以内の場合である。連続性がある場合、今回処理により導出された物標と、過去処理により導出された物標とが同一物標であると判定される。なお、信号処理部１８は、所定値以内に複数の今回ペアデータが存在する場合、最も予測ペアデータとの差の値が小さい今回ペアデータを前回ペアデータと時間的に連続する関係を有するものと判定することができる。

また、信号処理部１８は、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離及び相対速度の差の値が所定値以内ではない場合には、今回ペアデータと前回ペアデータとは時間的に連続する関係がない（連続性がない）と判定する。そして、このように連続性がないと判定されたペアデータは今回の物標導出処理において初めて導出されたデータ（新規ペアデータ）となる。なお、信号処理部１８は、連続性判定において、所定回数連続して連続性があると判定した場合（すなわち、同一物標であると判定した場合）は、検出した物標を真の物標として確定する処理も行う。

次に、信号処理部１８は、今回ペアデータと前回ペアデータとに時間的に連続する関係が存在する場合は、今回ペアデータと予測ペアデータとの間で縦距離、相対速度、横距離及び信号レベルの値のフィルタ処理を行う（ステップＳ１０７）。信号処理部１８は、このフィルタ処理されたペアデータ（過去対応ペアデータ）を今回処理の物標情報として導出する。

例えば、両者に時間的に連続する関係がある場合に、信号処理部１８は、横距離について予測ペアデータの横距離に0.75の値の重み付けを行い、今回ペアデータの横距離に0.25の値の重み付けを行って、両方の値を足し合わせたものを今回の物標導出処理の過去対応ペアデータの横距離として導出する。また、縦距離、相対速度及び信号レベルの値についても同様にフィルタ処理を行う。そして、信号処理部１８は、導出した過去対応ペアデータを今回の物標情報として確定する。

次に、信号処理部１８は、複数の物標情報が一つの物体に対応する物標情報である場合にそれらをまとめる結合処理を行う（ステップＳ１０８）。これは、例えば、レーダ装置１の送信アンテナ１３から送信波が射出され、その送信波が前方車両にて反射した場合、受信アンテナ１４が受信する反射波は複数存在する。つまり、同一物体における複数の反射点からの反射波が受信アンテナ１４に到来する。信号処理部１８は、それぞれの反射波に基づいて物標情報を導出するため、結果として位置情報の異なる物標情報が複数導出されることになる。しかしながら、もともとは一つの車両の物標情報なので、各物標情報を一つにまとめて同一物体の物標情報として取り扱うこととしている。そのため、複数の物標情報の各相対速度が略同一で、各物標情報の縦距離および横距離が所定範囲内であれば、信号処理部１８は複数の物標情報を同一物体における物標情報とみなし、当該複数の物標情報を一つの物標に対応する物標情報にまとめる結合処理を行う。

そして、信号処理部１８は、ステップＳ１０８の処理で結合処理された物標情報から車両制御装置２に出力する優先順位の高い物標情報を車両制御装置２に出力する（ステップＳ１０９）。このようにして、信号処理部１８は、物標情報を導出することができる。

＜１−３．ピーク抽出処理＞
次に、本実施の形態に係るピーク抽出処理（ステップＳ１０３）について説明する。図５は、ピーク抽出処理を示すフローチャートである。本実施の形態に係るピーク抽出処理は、ＦＦＴデータから物標導出に用いるピーク信号を抽出する際に、周波数に応じて抽出する方法を変えるものである。具体的には、抽出対象の全周波数帯域のうち、低周波数側の周波数領域（以下「第１周波数領域」という。）と、それを超える周波数領域（以下「第２周波数領域」という。）とに分け、各々の領域で物標導出に用いるピーク信号を抽出する方法を変更している。なお、ピーク抽出処理は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々にて行われ、いずれの区間においても抽出処理は同じである。このため、以下では共通の抽出方法として説明する。

まず、信号処理部１８は、ＦＦＴデータのうち信号レベルの値が所定の閾値を超える信号をピーク信号とする。そして、信号処理部１８は、そのピーク信号の中から周波数の低いピーク信号から順に物標導出に用いるピーク信号として抽出する（ステップＳ２０１）。つまり、信号処理部１８は、未抽出のピーク信号のうち最も低周波数のピーク信号を、物標導出に用いるピーク信号として抽出する。なお、本発明において抽出したピーク信号とは、全ピーク信号の中から抽出された物標導出に用いられるピーク信号のことを指す。

そして、信号処理部１８は、抽出したピーク信号の数を導出し、ピーク信号を所定数抽出したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。これは、抽出したピーク信号の数が多いと、信号処理部１８への処理負荷が大きくなり、物標を導出するまでに要する処理時間が長くなるためである。信号処理部１８は、所定の時間内に物標導出処理を完了させる必要があるものの、ピーク信号の数が多いとその所定時間内に物標導出処理が完了しない場合が生じてしまう。このため、ピーク信号の数を一定の数に限定している。したがって、所定数とは、物標導出処理が完了できる程度の数とすればよく、例えば４０や６０等とすればよいが、信号処理部１８の処理能力等に応じて適宜設定すればよい。

ピーク信号を所定数抽出した場合には（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、信号処理部１８は、ピーク抽出処理を終了する。すなわち、抽出したピーク信号が所定数に達すると、信号処理部１８は、それ以上の抽出は行わず次の処理に進む。

一方、ピーク信号を所定数抽出していない場合には（ステップＳ２０２でＮｏ）、信号処理部１８は、第１周波数領域でのピーク信号の抽出処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。つまり、信号処理部１８は、全ピーク信号のうち、第１周波数領域に含まれるピーク信号を全て抽出したか否かを判断する。

なお、本発明は、車両の近傍に存在する人を物標として導出するものであるため、第１周波数領域は、人の導出を必要とする距離に対応する領域とすればよい。例えば、車両（レーダ装置１）から６０ｍ以内に存在する人を導出しようとする際には、距離と周波数領域とが比例することから、それに対応する周波数領域として０から１３９ＢＩＮ（１ＢＩＮは約４６８Ｈｚ）までの範囲を第１周波数領域とすればよい。この場合、第２周波数領域は、１４０ＢＩＮ以降の周波数領域となり、上限は予め設定されたＢＩＮに対応する周波数となる。ただし、第１周波数領域の範囲はこれに限定されるものではなく、人を導出しようとする範囲に応じて適宜変更可能である。

第１周波数領域でのピーク信号の抽出処理が完了していない場合には（ステップＳ２０３でＮｏ）、信号処理部１８は、再度、周波数の低いピーク信号を抽出する処理（ステップＳ２０１）から繰り返し実行する。すなわち、信号処理部１８は、抽出したピーク信号の数が所定数になるか、第１周波数領域内のピーク信号を全て抽出するまで、第１周波数領域内の未抽出のピーク信号のうち最も低周波数のピーク信号から順に抽出する。

一方、第１周波数領域のピーク信号の抽出処理が完了した場合には（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、信号レベルの高いピーク信号を抽出する（ステップＳ２０４）。具体的には、信号処理部１８は、第２周波数領域内のピーク信号のうち信号レベルの最も高いピーク信号を抽出する。

そして、信号処理部１８は、抽出したピーク信号の数を導出し、ピーク信号を所定数抽出したか否かを判断する（ステップＳ２０５）。この際に導出するピーク信号の数は、第１周波数領域内から抽出したピーク信号の数と、第２周波数領域内から抽出したピーク信号の数との合計である。

ピーク信号を所定数抽出した場合には（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、信号処理部１８は、ピーク抽出処理を終了する。すなわち、抽出したピーク信号が所定数に達すると、信号処理部１８は、それ以上の抽出は行わず次の処理に進む。

一方、ピーク信号を所定数抽出していない場合には（ステップＳ２０５でＮｏ）、信号処理部１８は、再度、信号レベルの高いピーク信号を抽出する処理（ステップＳ２０４）から繰り返し実行する。すなわち、信号処理部１８は、第２周波数領域内の未抽出のピーク信号のうち最も信号レベルの高いピーク信号を抽出する。信号処理部１８は、抽出したピーク信号が所定数になるまで第２周波数領域のピーク信号の抽出処理を実行する。

ここで、本実施の形態に係るピーク抽出処理について、図６を用いて説明する。図６は、ビート信号のＦＦＴデータを示す図であり、図６（ａ）はＵＰ区間、図６（ｂ）はＤＯＷＮ区間を示している。また、図６の縦軸は信号レベルを示し、横軸は周波数を示している。

図６（ａ）に示す例では、ＵＰ区間においては、ピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ１２の１２個のピーク信号が存在している。また、各ピーク信号のうち、信号レベルの低いピーク信号ＰＵ３は、人に対応するピーク信号である。さらに、ピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ５は第１周波数領域内に存在するピーク信号であり、ピーク信号ＰＵ６〜ＰＵ１２は第２周波数領域内に存在するピーク信号である。また、図６（ｂ）に示す例では、ＤＯＷＮ区間において、ピーク信号ＰＤ１〜ＰＤ１２の１２個のピーク信号が存在している。これらピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ１２とＰＤ１〜ＰＤ１２とは、各々同一物標に対応するピーク信号である。この例において、物標導出に用いるピーク信号を抽出する所定数を仮に８とした場合について以下に説明する。

信号処理部１８は、まず、第１周波数領域に存在するピーク信号のうち、低周波数側のピーク信号から順番に抽出する。すなわち、図６（ａ）の例では、信号処理部１８は、まずピーク信号ＰＵ１を抽出する。この時点では、抽出したピーク信号の数が所定数の８に達していないため、信号処理部１８は、次にピーク信号ＰＵ２を抽出する。以降、同様の抽出処理を繰り返し、ピーク信号ＰＵ５まで抽出する。

第１周波数領域のピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ５を全て抽出しても、抽出したピーク信号の数は５であり、所定数の８に達していない。このため、信号処理部１８は、第２周波数領域に存在するピーク信号のうち、信号レベルの高いピーク信号から順番に抽出する処理を実行する。図６（ａ）の例では、第２周波数領域内に存在するピーク信号のうち、まずは最も信号レベルの高いピーク信号ＰＵ９が抽出される。抽出したピーク信号の数は、第１周波数領域の抽出処理で抽出された５個のピーク信号を加えて６であり、所定数の８には達していない。

このため、信号処理部１８は、次に信号レベルの高いピーク信号ＰＵ７を抽出し、さらに、次に信号レベルの高いピーク信号ＰＵ８を抽出する。ピーク信号ＰＵ８を抽出すると、抽出したピーク信号の数が８となり、所定数に達することとなるため、信号処理部１８は、ピーク抽出処理を終了する。これにより、ピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ５とＰＵ７〜ＰＵ９との合計８個のピーク信号が物標導出用に抽出される。

従来の方法では、全周波数領域で信号レベルの高いピーク信号から順番に抽出していたため、図６（ａ）の例では、ＰＵ９、ＰＵ７、ＰＵ５、ＰＵ４、ＰＵ８、ＰＵ１１、ＰＵ１及びＰＵ２の８つのピーク信号が抽出されることとなり、人のピーク信号であるＰＵ３が抽出されることはなかった。これに対して、本実施の形態の構成とすれば、低周波数側の領域では周波数順にピーク信号を抽出するため、信号レベルの小さい人のピーク信号ＰＵ３を抽出することが可能となる。なお、図６（ｂ）に示すＤＯＷＮ区間においても同様であり、人に対応するピーク信号であるＰＤ３を抽出することが可能になる。

なお、全周波数領域で周波数順にピーク信号を抽出することも考えられるが、そうすると高周波数領域に到達する前に抽出ピーク数が所定数に達してしまい、レベルの高い中・遠距離に存在するピーク信号、即ち本来制御対象とすべき前方車両や障害物が抽出できなくなる。図６（ａ）の例ではＰＵ１〜ＰＵ８は抽出できるものの、最もレベルの高いＰＵ９のピーク信号が抽出されなくなる。

前方車両の動きは急であるため、前方車両が急ブレーキをかけたときにも対応できるよう前方車両は近距離から遠距離までの全範囲について監視することが望ましい、これに対し、人の動きは車より遅いこと、および人が遠距離に存在する場合、その反射波のレベルは極めて小さくノイズと区別しづらくなることから、人は近距離の範囲に絞って監視することが望ましい。本実施の形態では、かかる知見に基づき、近距離範囲では人と前方車両との両方を確実に検出できるよう、低周波数側の領域では周波数順にピーク信号を抽出するようにし、遠距離範囲では前方車両を確実に検出できるよう信号レベル順にピーク信号を抽出するようにしている。

このように、本実施の形態に係るピーク抽出処理は、第１周波数領域では、低周波数側のピーク信号から順番に物標導出に用いるピーク信号を抽出し、第２周波数領域では、信号レベルの高いピーク信号から順番に物標導出に用いるピーク信号を抽出する処理である。これにより、低周波数側に存在するピーク信号であって信号レベルの低いピーク信号についても抽出可能となる。すなわち、車両近傍に存在する人に対応するピーク信号も抽出することができようになり、その人を物標として導出することが可能になる。しかも、第１周波数領域のピーク抽出処理を第２周波数領域のピーク抽出処理より優先させているため、人の検出を確実に行うことができる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、車両の走行状況に関わらず、第１周波数領域内に存在する周波数の低いピーク信号から順に抽出し、その後、第２周波数領域内に存在する信号レベルの高いピーク信号から順に抽出する処理について説明したが、車両の走行状況等に応じて抽出方法を変更する構成としてもよい。

例えば、車両がある程度の高速で走行しているような状況（高速道路や幹線道路等）には周囲の人と衝突するような可能性は小さく、低速で走行しているような状況（道路幅が狭く歩道の無い道等）の方が人と衝突する可能性が大きい。むしろ、高速で走行している状況では、前方や周囲の車両を導出できないことの方が問題となる場合もある。高速で走行している状況においても人の検出を行うために低周波数領域のピーク信号の抽出を優先すると、前方車両のピーク信号を抽出できなくなる可能性もある。

このため、第２の実施の形態では、人を検出することが必要な走行状況にあるか否かに応じて、人に対応するピーク信号の抽出を優先した処理を行うか否かを切り替える構成としている。以下、具体的に説明する。

＜２−１．構成及び全体の処理＞
第２の実施の形態に係る車両制御システムは、図２に示す車両制御システム１０と同様の構成である。また、レーダ装置１が物標情報を導出する処理についても、ピーク抽出処理（ステップＳ１０３）以外の処理は第１の実施の形態で説明した処理と同様である。このため、以下では、ピーク抽出処理について第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。

＜２−２．ピーク抽出処理＞
第２の実施の形態に係るピーク抽出処理の詳細について説明する。図７は、第２の実施の形態に係るピーク抽出処理（ステップＳ１０３）を示すフローチャートである。本実施の形態に係るピーク抽出処理は、ＦＦＴデータから物標導出に用いるピーク信号を抽出する際に、周波数領域に応じて抽出する方法を変える処理と、変えない処理とを切り替えるものである。この各処理は、車両の速度に応じて切り替えられる。なお、本実施の形態においても、ピーク抽出処理は、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々にて行われ、いずれの区間においても抽出処理は同じである。このため、以下では共通の抽出方法として説明する。

まず、信号処理部１８は、ＦＦＴデータのうち信号レベルの値が所定の閾値を超える信号をピーク信号とする。そして、信号処理部１８は、車両の速度情報を車速センサ４０や車両制御装置２などから取得し、車速が６０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。車速が６０ｋｍ／ｈ以下である場合には（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、周囲に存在する人と衝突する危険性を含む環境を走行している可能性があるため、車両近傍に存在する人も物標として導出する処理を行う。すなわち、信号処理部１８は、車両近傍に存在する人に対応するピーク信号を優先的に抽出する処理を実行する。

具体的には、信号処理部１８は、周波数の低いピーク信号から物標導出に用いるピーク信号を抽出し（ステップＳ３０２）、ピーク信号を所定数抽出したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。信号処理部１８は、ピーク信号を所定数抽出した場合には（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、ピーク抽出処理を終了し、所定数抽出していない場合には（ステップＳ３０３でＮｏ）、第１周波数領域のピーク信号の抽出が完了したか否かを判断する（ステップＳ３０４）。

信号処理部１８は、第１周波数領域のピーク信号の抽出が完了していない場合には（ステップＳ３０４でＮｏ）、再度、周波数の低いピーク信号を抽出する処理（ステップＳ３０２）から繰り返し実行し、第１周波数領域のピーク信号の抽出が完了した場合には（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、信号レベルの高いピーク信号を抽出する（ステップＳ３０５）。そして、信号処理部１８は、ピーク信号を所定数抽出したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。信号処理部１８は、ピーク信号を所定数抽出した場合には（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、ピーク抽出処理を終了し、所定数抽出していない場合には（ステップＳ３０６でＮｏ）、再度、信号レベルの高いピーク信号を抽出する処理（ステップＳ３０５）から繰り返し実行する。これら各ステップＳ３０２〜ステップＳ３０６の処理は、上述した各ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５と同様の処理である。

一方、ステップＳ３０１において、車速が６０ｋｍ／ｈ以下でない場合には（ステップＳ３０２でＮｏ）、信号処理部１８は、信号レベルの高いピーク信号を抽出する（ステップＳ３０７）。具体的には、信号処理部１８は、第１周波数領域及び第２周波数領域の全領域のピーク信号のうち信号レベルの最も高いピーク信号を抽出する。

そして、信号処理部１８は、ピーク信号を所定数抽出したか否かを判断する（ステップＳ３０８）。信号処理部１８は、ピーク信号を所定数抽出した場合には（ステップＳ３０８でＹｅｓ）、ピーク抽出処理を終了する。すなわち、抽出したピーク信号の数が所定数に達すると、信号処理部１８は、それ以上の抽出は行わず次の処理に進む。

一方、ピーク信号を所定数抽出していない場合には（ステップＳ３０８でＮｏ）、信号処理部１８は、再度、信号レベルの高いピーク信号を抽出する処理（ステップＳ３０７）から繰り返し実行する。すなわち、信号処理部１８は、第１周波数領域及び第２周波数領域の全領域内に存在する未抽出のピーク信号のうち最も信号レベルの高いピーク信号を抽出する。信号処理部１８は、抽出したピーク信号の数が所定数になるまでピーク信号の抽出処理を実行する。このようにして、信号処理部１８は、第１周波数領域及び第２周波数領域の全領域内のピーク信号のうち、信号レベルの高いピーク信号から順に所定数になるまで抽出する。

ここで、第１の実施の形態で説明した図６（ａ）の例を用いて本実施の形態に係るＵＰ区間のピーク抽出処理について説明する。本実施の形態では、車速が６０ｋｍ／ｈ以下の場合には、第１の実施の形態と同様に、ピーク信号ＰＵ１〜ＰＵ５及びＰＵ７〜ＰＵ９の８つのピーク信号が抽出される。すなわち、人に対応するピーク信号ＰＵ３を抽出することができる。一方、車速が６０ｋｍ／ｈを超える場合には、ピーク信号ＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ４、ＰＵ５、ＰＵ７〜ＰＵ９、及びＰＵ１１の８つのピーク信号が抽出される。すなわち、車速が６０ｋｍ／ｈ以下の場合には抽出されなかったピーク信号ＰＵ１１を抽出することができる。その結果、車速が６０ｋｍ／ｈ以下の場合には、車両近傍に存在する人を優先的に物標として導出することができ、６０ｋｍ／ｈを超える場合には、車両前方に存在する他車両を優先的に物標として導出することが可能になる。これらのピーク抽出処理は、ＤＯＷＮ区間の場合も同様である。

なお、本実施の形態では、車速が６０ｋｍ／ｈの場合について説明したが、これに限定されるものではない。車両近傍に存在する人の検出を優先するか、車両前方に存在する他車両の検出を優先するか等に応じて適宜設定可能である。また、人に衝突する危険性の有無を車速以外の走行状況で判断してもよい。

このように、第２の実施の形態に係るピーク抽出処理は、車両の走行状況等に応じて物標導出に用いるピーク信号の抽出方法を変える処理である。これにより、車両近傍に存在する人を優先的に物標として導出する必要がある場合や、車両前方に存在する他車両を優先的に物標として導出する必要がある場合など、種々の状況に応じた適切なピーク信号の抽出が可能になる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上記各実施の形態では、第１周波数領域をＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の各々で同じ領域としていた。つまり、第１周波数領域と第２周波数領域との境界の周波数（以下「境界周波数」という。）がＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間で同じであった。本発明は、これに限定されるものではなく、第１周波数領域をＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間で異なる周波数領域としてもよい。つまり、境界周波数をＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とで異ならせてもよい。

例えば、車両と物標との間に相対速度が生じている場合、特に物標が車両に接近してきている状況においては、ドップラー効果によりＤＯＷＮ区間のピーク信号の周波数がＵＰ区間のピーク信号の周波数よりも高くなる。このため、境界周波数をＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とで同じにすると、同一物標のピーク信号であっても境界周波数付近にあるときには、ＵＰ区間のピーク信号は第１周波数領域に含まれ、ＤＯＷＮ区間のピーク信号は第２周波数領域に含まれるといった状況が起こり得る。このようなピーク信号が人に対応するピーク信号である場合、ＤＯＷＮ区間のピーク信号が抽出されない場合がある。それは、人に対応するピーク信号の信号レベルは低いにも関わらず、第２周波数領域では信号レベルの高い順にピーク信号を抽出するからである。その結果、そのピーク信号に対応する人を物標として導出することができなくなる。

このため、境界周波数をＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とで異ならせ、ＤＯＷＮ区間の方を高い周波数としてもよい。ＤＯＷＮ区間の境界周波数をＵＰ区間の境界周波数よりも高くすることで、上述のような人が自車両に接近する場合においても、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の双方でピーク信号を抽出することが可能になる。

なお、人が自車両から離れる場合は、ＵＰ区間のピーク信号の周波数がＤＯＷＮ区間のピーク信号の周波数よりも高くなるため、ＤＯＷＮ区間のピーク信号が境界周波数付近にあれば、ＵＰ区間のピーク信号は第２周波数領域に、ＤＯＷＮ区間のピーク信号は第１周波数領域に存在することになり、その結果そのピーク信号に対応する人を物標として導出することができなくなる。ただし、この場合、当該人は自車両から離れる方向に移動しているため特に制御対象とする必要はなく、検出できなくても支障はない。もし、自車両に接近している人よりも自車両から離れている人を優先的に検出する必要がある場合は、ＤＯＷＮ区間よりもＵＰ区間の方の境界周波数を高い周波数に設定すればよい。

ここで、図８を用いて具体的に説明する。図８は、ビート信号のＦＦＴデータを示す図であり、図８（ａ）はＵＰ区間、図８（ｂ）はＤＯＷＮ区間を示している。また、図８の縦軸は信号レベルを示し、横軸は周波数を示している。

図８（ａ）に示すように、ＵＰ区間においては、ピーク信号ＰＵ２１〜ＰＵ３２の１２個のピーク信号が存在している。また、各ピーク信号のうち、信号レベルの低いピーク信号ＰＵ２２及びＰＵ２５が人に対応するピーク信号である。また、図８（ｂ）に示すように、ＤＯＷＮ区間においては、ピーク信号ＰＤ２１〜ＰＤ３１の１１個のピーク信号が存在している。また、各ピーク信号のうち、信号レベルの低いピーク信号ＰＤ２２及びＰＤ２５が人に対応するピーク信号である。なお、ピーク信号ＰＵ２１〜ＰＵ３１とピーク信号ＰＤ２１〜ＰＤ３１とは、各々同一物標に対応するピーク信号である。ここで、人に対応するピーク信号ＰＵ２２、ＰＤ２２及びＰＵ２５、ＰＤ２５は、ともに当該人が自車両に接近している状態とする。そのため、ＵＰ側のピーク信号ＰＵ２２、ＰＵ２５よりもＤＯＷＮ側のピーク信号ＰＤ２２、ＰＤ２５の方がそれぞれ周波数が高くなっている。

図８に示す例では、ＵＰ区間のピーク信号ＰＵ２５の周波数は、境界周波数ｆｂｕよりも低く、ＤＯＷＮ区間のピーク信号ＰＤ２５の周波数は、境界周波数ｆｂｕと同じ周波数ｆｂｄｓよりも高い。すなわち、仮にＵＰ区間の境界周波数とＤＯＷＮ区間の境界周波数とを同じにしたとすれば、ピーク信号ＰＵ２５は第１周波数領域に含まれ、ピーク信号ＰＤ２５は第２周波数領域に含まれることになる。

これに対して、図８に示す例では、ＤＯＷＮ区間における境界周波数ｆｂｄは、ＵＰ区間における境界周波数ｆｂｕよりも高くなっている。そして、ピーク信号ＰＵ２５の周波数は境界周波数ｆｂｕよりも低く、ピーク信号ＰＤ２５の周波数も境界周波数ｆｂｄよりも低い。つまり、境界周波数ｆｂｄを、境界周波数ｆｂｕよりも高い周波数とすることで、ＤＯＷＮ区間の第１周波数領域をＵＰ区間の第１周波数領域よりも高周波数側に広げることができる。その結果、ピーク信号ＰＵ２５及びピーク信号ＰＤ２５の双方が第１周波数領域に含まれることとなり、ピーク信号ＰＵ２５及びピーク信号ＰＤ２５の双方共に抽出することができる。

なお、ＤＯＷＮ区間の境界周波数ｆｂｄをＵＰ区間の境界周波数ｆｂｕよりもどの程度高周波数側にシフトするかについては、適宜設定可能である。つまり、ＤＯＷＮ区間における境界周波数ｆｂｄは、ＤＯＷＮ区間のピーク信号の周波数がＵＰ区間のピーク信号の周波数よりも高い場合であっても、両ピーク信号が第１周波数領域に含まれるような周波数とすればよい。

このように、車両と物標との間に相対速度が生じており、しかも物標が車両に接近している場合、ＤＯＷＮ区間の境界周波数を適宜変更することで、仮に人に対応するピーク信号が境界周波数付近に存在する場合であっても、ＵＰ区間及びＤＯＷＮ区間の双方で抽出することができるため、人を物標として導出することが可能になる。

また、上記各実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。

１ レーダ装置
１０ 車両制御システム
１１ 信号生成部
１２ 発振器
１３ 送信アンテナ
１４ 受信アンテナ
１５ ミキサ
１６ ＬＰＦ
１７ ＡＤ変換器
１８ 信号処理部
１９ 送信制御部

Claims (7)

1. 所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出する抽出手段を備え、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出するレーダ装置であって、
   前記差分周波数が複数の周波数領域に分けられており、前記抽出手段は、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出することを特徴とするレーダ装置。
2. 請求項１に記載のレーダ装置において、
   前記抽出手段は、前記低周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出した後に、高周波数側の周波数領域のピーク信号を抽出することを特徴とするレーダ装置。
3. 請求項２に記載のレーダ装置において、
   前記低周波数側の周波数領域と高周波数側の周波数領域との境界の周波数を、前記第１期間と第２期間とで異ならせることを特徴とするレーダ装置。
4. 請求項３に記載のレーダ装置において、
   前記第２期間の境界の周波数が、第１期間の境界の周波数よりも高い周波数であることを特徴とするレーダ装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーダ装置において、
   前記抽出手段は、抽出したピーク信号の数が所定数になるとピーク信号の抽出を終了することを特徴とするレーダ装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレーダ装置において、
   自装置が搭載された車両の速度情報を取得する取得手段を備え、
   前記抽出手段は、前記車両の速度が所定値以下の場合に、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出することを特徴とするレーダ装置。
7. 所定周期で周波数が変わる送信信号と、該送信信号に基づく送信波の物標での反射波を受信した受信信号との差分周波数から得られるピーク信号を前記送信信号の周波数が上昇する第１期間と周波数が下降する第２期間とで抽出し、該抽出したピーク信号に基づいて物標の情報を導出する信号処理方法であって、
   前記差分周波数を複数の周波数領域に分け、低周波数側の周波数領域では周波数の低いピーク信号から順に抽出し、高周波数側の周波数領域では信号レベルの高いピーク信号から順に抽出することを特徴とする信号処理方法。

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