JP6280319B2 - レーダ装置、および、信号処理方法 - Google Patents

レーダ装置、および、信号処理方法 Download PDF

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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、射出された送信波を反射する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。この具体的な処理は次のとおりである。レーダ装置の信号処理部は、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、信号処理部は、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、信号処理部は、ビート信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理して周波数ごとの信号（以下、「変換信号」という。）を生成し、この変換信号のうち所定の信号レベルの閾値を超える信号をピーク信号として抽出する。そして、信号処理部は、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、ペアデータを導出する。
次に、信号処理部は、車両から物標までの距離（以下、「縦距離」という。）や、車両の進行方向に対して略直交する方向の車両に対する物標の距離（以下、「横距離」という。）を導出する。また、信号処理部は車両に対する物標の相対速度を導出する。このように、信号処理部は、ペアリングされたペアデータに基づいて、物標の縦距離および横距離を含む物標の位置と、相対速度とを導出する。
そして、信号処理部は、物標の位置と相対速度とを含む物標の情報（以下、「物標情報」という。）を車両の挙動を制御する車両制御装置に出力する。その結果、車両制御装置は、レーダ装置から出力される物標情報に応じて必要な車両制御を行う。
ここで、車両の周辺に複数の物標が存在し、受信アンテナが複数の物標からの反射波を同時に受信した場合、ＦＦＴ処理を行った後のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間では周波数軸上に複数のピーク信号が抽出される。また、これらの物標に対応するピーク信号とともにノイズに起因する信号も複数のピーク信号の周波数近傍に個別に出現し、このノイズに起因する信号が閾値を超える場合、ピーク信号として抽出される。このようにＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の周波数軸上に複数のピーク信号が存在する場合、正しい組み合わせではない誤った組み合わせでペアリングされたペアデータ(以下、「ミスペアデータ」という。)が、正しい組み合わせでペアリングされたペアデータ（以下、「正常ペアデータ」という。）とされる所定の条件を満たすときがある。そして、ミスペアデータが導出されると、実際の物標情報とは異なる誤った物標情報が車両制御装置に出力され、車両制御装置が誤った物体情報に基づいて車両を制御するため、必要な車両制御が行われなかったり、必要のない車両制御が行われる可能性があった。そのため、それぞれの区間のピーク信号をペアリングする場合、正しい組み合わせでペアリングを行う必要がある。
これに対して、レーダ装置の信号処理部がＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の各ピーク信号に対応する３つのパラメータに基づいてマハラノビス距離を導出し、マハラノビス距離に基づいて、複数のペアデータの中から正常ペアデータを選択する技術が先行文献１に開示されている。
具体的には、信号処理部がマハラノビス距離を導出する際に用いる３つのパラメータは、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とのピーク信号のパワー差（以下、「ピークパワー差」という。）、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とのピーク信号の位相情報に基づく角度差（以下、「角度差」という。）、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とのピーク信号の位相情報に基づく角度スペクトラムパワー差（以下、「角度パワー差」という。）である。そして、信号処理部はペアデータにおけるこれらのパラメータの値から定まる三次元空間上の座標位置と、予め算出された正常ペアデータの平均的なパラメータに基づいて設定された三次元空間上の座標位置とのマハラノビス距離を算出する。その結果、信号処理部は複数のペアデータのうちマハラノビス距離が最小となるペアデータを正常ペアデータとして選択する。
特開２０１２−１０３１１８号公報
しかしながら、上述のように信号処理部が３つのパラメータに基づきマハラノビス距離を算出して、正常ペアデータを選択する場合、正常ペアデータを選択する精度が十分ではない場合がある。そして、これを改善する一つの方法として、マハラノビス距離を導出するパラメータの数を増加する方法（例えば、３つのパラメータを４つ以上に増やすこと）が考えられる。しかし、マハラノビス距離は行列演算により算出されるため、単純にパラメータの数を増加させると、信号処理部が正常ペアデータを選択する際の処理負荷が増加する。そして、正常ペアデータを導出に時間が掛かることで、車両制御装置が物標情報に基づいて車両を制御するまでに必要以上の時間を要する可能性があった。
本発明は、ペアリング処理の処理負荷を増加させることなく、正しい組み合わせでペアリングされたペアデータを導出することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、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体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と、前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングするペアリング手段と、前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する導出手段と、を備えるレーダ装置であって、前記ペアリング手段は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータの領域と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータの領域とを区分して前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択する。
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、前記ペアリング手段は、前記過去連続物標が存在するペアデータの前記判別得点を加算する。
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレーダ装置において、前記ペアリング手段は、前記過去連続物標が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とする。
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のレーダ装置において、前記ペアリング手段は、カメラにより撮影された撮影画像中に前記判別関数を用いた判別結果の情報を有するペアデータに対応する物体の像である物体像が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択する。
また、請求項５の発明は、請求項４に記載のレーダ装置において、前記ペアリング手段は、前記複数のパラメータ値と、前記判別関数とに基づいて前記ペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、前記物体像が存在するか否かの情報を用いて前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択する。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載のレーダ装置において、前記ペアリング手段は、前記物体像が存在するペアデータの前記判別得点を加算する。
また、請求項７の発明は、請求項５または６に記載のレーダ装置において、前記ペアリング手段は、前記物標像が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とする。
また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のレーダ装置において、前記物標情報を出力条件に基づき出力する出力手段を更に備え、前記ペアデータの組み合わせの正誤を判別する境界付近に、所定範囲を有する低信頼領域を設定する領域設定手段と、前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲に含まれる場合に、前記出力条件を変更する変更手段とを更に備える。
また、請求項９の発明は、請求項８に記載のレーダ装置において、前記領域設定手段は、前記正常ペアデータのパラメータ値に応じた範囲を有する前記低信頼領域を設定する。
また、請求項１０の発明は、請求項９に記載のレーダ装置において、前記領域設定手段は、前記正常ペアデータのピーク信号のパワーが大きいほど、前記低信頼領域の範囲を狭くする。
また、請求項１１の発明は、請求項８ないし１０のいずれかに記載のレーダ装置において、前記変更手段は、前記低信頼領域の範囲に含まれる前記正常ペアデータが人に相当する物標のペアデータの場合に、前記出力条件を変更しない。
また、請求項１２の発明は、請求項８ないし１１のいずれかに記載のレーダ装置において、前記出力手段は、前記低信頼領域に含まれる前記正常ペアデータの縦距離が所定距離以上の場合に、前記物標情報を出力しない。
また、請求項１３の発明は、請求項８ないし１２のいずれかに記載のレーダ装置において、前記変更手段は、前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲に含まれる場合の前記出力条件を前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲外のときよりも出力を遅らせる条件とする。
また、請求項１４の発明は、（ａ）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体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期間とで抽出する工程と、（ｂ）前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングする工程と、（ｃ）前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する工程と、を備える信号処理方法であって、前記工程（ｂ）は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータの領域と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータの領域とを区分して前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択する。
また、請求項１５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体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と、前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングするペアリング手段と、前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する導出手段と、を備えるレーダ装置であって、前記ペアリング手段は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータを選択する。
請求項１〜１５の発明によれば、ピーク信号の複数のパラメータ値と判別関数とにより正常ペアデータを選択することで、信号処理部のペアリング処理における処理負荷を軽減し、正確なペアリングを行える。
また、特に請求項１の発明によれば、ペアデータの判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて正常ペアデータを選択する処理を行うことで、常に過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、正常ペアデータを選択する処理を行う場合と比べて、信号処理部のペアリグ処理における処理負荷を軽減できる。
また、特に請求項２の発明によれば、過去連続物標が存在するペアデータの判別得点を加算することで、正しい組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。
また、特に請求項３の発明によれば、過去連続物標が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とすることで、誤った組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。
また、特に請求項４の発明によれば、ペアデータに対応する物体の像が存在するか否かの情報を用いて、正常ペアデータを選択することで、判別関数を用いただけでは正常ペアデータの選択が困難な場合でも、レーダ装置とは異なる別の装置の情報に基づいて、より正確なペアリングを行える。
また、特に請求項５の発明によれば、ペアデータの判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、物体像が存在するか否かの情報を用いて正常ペアデータを選択する処理を行うことで、全てのペアデータに対して物体像が存在するか否かの情報を用いて、正常ペアデータを選択する処理を行う場合と比べて、信号処理部のペアリグ処理における処理負荷を軽減できる。
また、特に請求項６の発明によれば、今回の処理のペアデータに対応する物体像が存在するペアデータの判別得点を加算することで、正しい組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。
また、特に請求項７の発明によれば、今回の処理のペアデータに対応する物体像が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とすることで、誤った組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。
また、特に請求項８の発明によれば、正常ペアデータが低信頼領域の範囲に含まれる場合に、出力条件を変更することで、誤った組み合わせでペアリングされた物標情報の出力を抑制し、正しい組み合わせでペアリングされた物標情報を早期に出力できる。
また、特に請求項９の発明によれば、正常ペアデータのパラメータ値に応じた範囲を有する低信頼領域を設定することで、正常ペアデータのＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との組み合わせの信頼性に応じた低信頼領域の範囲を設定できる。
また、特に請求項１０の発明によれば、正常ペアデータのピーク信号のパワーが大きいほど、低信頼領域の範囲を狭くすることで、正常ペアデータのペアリングの信頼性の高い正常ペアデータは低信頼領域の範囲に含むことなく処理が行える。
また、特に請求項１１の発明によれば、変更手段は、低信頼領域の範囲に含まれる正常ペアデータが人に相当する物標のペアデータの場合に出力条件を変更しないことで、人に相当する物標の物標情報を早期に出力できる。
また、特に請求項１２の発明によれば、出力手段は、低信頼領域に含まれる正常ペアデータの縦距離が所定距離以上の場合に、物標情報を出力しないことで、出力が不要な物標の処理を行うことなく、レーダ装置の処理負荷を軽減できる。
また、特に請求項１３の発明によれば、正常ペアデータが、低信頼領域の範囲に含まれる場合の出力条件を正常ペアデータが低信頼領域の範囲外のときよりも出力を遅らせる条件とすることで、ペアリングの組み合わせに誤りの可能性のある正常ペアデータの正誤判定の精度を向上させられる。
図１は、車両の全体図である。 図２は、第１の実施の形態の車両制御システムのブロック図である。 図３は、レーダ装置の送信信号および受信信号の波形を主に示す図である。 図４は、ＵＰ区間のピーク信号を示す図である。 図５は、ＤＯＷＮ区間のピーク信号を示す図である。 図６は、判別関数の導出方法を説明する図である。 図７は、判別関数に基づく正常ペアデータの選択を説明する図である。 図８は、信号処理部の物標情報の導出の処理フローチャートである。 図９は、信号処理部の物標情報の導出の処理フローチャートである。 図１０は、ペアリング処理における正常ペアデータ選択処理のフローチャートである。 図１１は、判別関数に基づいて算出した判別得点と、判別後ペアデータの過去連続物標の存在の有無により修正した判別得点とを示す図である。 図１２は、過去連続物標の存在の有無に応じたペアデータの座標位置の変化の例を示す図である。 図１３は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。 図１４は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。 図１５は、第３の実施の形態の車両制御システムのブロック図である。 図１６は、カメラが撮影した撮影画像の例を示す図である。 図１７は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。 図１８は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。 図１９は、第４の実施の形態の車両制御システムのブロック図である。 図２０は、領域データの一例を示す図である。 図２１は、判別関数に基づく正常ペアデータの選択を説明する図である。 図２２は、低信頼領域の範囲の設定の一例を説明する図である。 図２３は、低信頼領域の範囲の設定の別の例を説明する図である。 図２４は、第４の実施の形態のペアリング処理の処理フローチャートである。 図２５は、第４の実施の形態のペアリング処理の処理フローチャートである。 図２６は、第４の実施の形態の判定処理の処理フローチャートである。 図２７は、第４の実施の形態の判定処理の処理フローチャートである。
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。以下に示す実施の形態は例示であり、本願発明の技術的範囲をこれらに限定するものではない。
＜第１の実施の形態＞
＜１．構成等＞
＜１−１．車両全体図＞
図１は、車両ＣＲの全体図である。車両ＣＲは本実施形態の車両制御システム１０に含まれるレーダ装置１と、車両制御装置２とを主に備える。車両ＣＲはレーダ装置１を車両前方のフロント部分に備えている。このレーダ装置１は、一回の走査で走査範囲ＳＣの範囲を走査して、車両ＣＲの進行方向に対応する車両ＣＲと物標との距離である縦距離を導出する。また、レーダ装置１は車両ＣＲの横方向に対応する車両ＣＲと物標との距離である横距離を導出する。なお、横距離は車両ＣＲに対する物標の角度の情報を用いて導出される。このように、レーダ装置１は車両ＣＲに対する物標の縦距離および横距離を含む物標の位置を導出する。また、レーダ装置１は、車両ＣＲの速度に対する物標の速度である相対速度を導出する。
なお、図１のレーダ装置１はその搭載位置を車両前方のフロント部分としているが、前方のフロント部分に限らず、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位置であれば、車両ＣＲの後方フロント部分、および、車両ＣＲの側方のサイドミラー等、他の搭載位置であってもよい。
また、車両ＣＲは、車両ＣＲの内部に車両制御装置２を備える。この車両制御装置２は、車両ＣＲの各装置を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit)である。
＜１−２．システムブロック図＞
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とが電気的に接続され、主にレーダ装置１で導出された物標の位置および相対速度の物標情報を車両制御装置２に出力する。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、および、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。そして、車両制御装置２が物標情報に基づき車両ＣＲの各種装置の動作を制御する。また、車両制御装置２は、車速センサ４０、および、ステアリングセンサ４１などの車両ＣＲに設けられる各種センサと電気的に接続されている。さらに、車両制御装置２はブレーキ５０、および、スロットル５１などの車両ＣＲに設けられる各種装置と電気的に接続されている。
ここで、レーダ装置１の車両ＣＲの周辺に存在する物体の物標情報は次のように導出される。レーダ装置１は、周波数変調された送信信号に係る送信波を射出し、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信号として受信し、受信信号から物標情報を導出する。そして、レーダ装置１が導出した物標情報に基づき車両制御装置２は、ブレーキ５０の操作、および、スロットル５１の開度の調整を行うための制御信号などを車両各部に出力する。
次にレーダ装置１の構成について説明する。レーダ装置１は、主に信号生成部１１、発振器１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、ミキサ１５、ＡＤ（Analog to Digital)変換器１６、および、信号処理部１７により構成される。
信号生成部１１は、後述する送信制御部１０７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り、信号生成部１１で生成された変調信号に基づき所定の周波数帯の信号（例えば、76.5GHzを中心周波数とする周波数帯の信号）を周波数変調し、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。本実施の形態のレーダ装置１は送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂの２本の送信アンテナを有している。送信アンテナ１３ａ、および、１３ｂは、切替部１３１のスイッチングにより所定の周期で切替えられ、発振器１２と接続された送信アンテナ１３から送信波が連続的に車両外部に出力される。
切替部１３１は、発振器１２と送信アンテナ１３との接続を切替えるスイッチであり、送信制御部１０７の信号により送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂのいずれかの送信アンテナと発振器１２とを接続する。
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る送信波が物体に反射した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１４ａ（ｃｈ１）、１４ｂ（ｃｈ２）、１４ｃ（ｃｈ３）、および、１４ｄ（ｃｈ４）の４本の受信アンテナを備えている。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、各受信アンテナに設けられている。ミキサ１５は、受信信号と送信信号とを混合する。そして、受信信号と送信信号との混合により送信信号と受信信号との両方の信号の差の信号であるビート信号が生成されて、ＡＤ変換器１６に出力される。
ここで、ビート信号を生成する送信信号と受信信号について、図３を用いてＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）の信号処理方式を例に説明する。なお、本実施形態では、以下にＦＭ−ＣＷの方式を例に説明を行うが、送信信号の周波数が上昇するＵＰ区間と、送信信号の周波数が下降するＤＯＷＮ区間のような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、このＦＭ−ＣＷの方式に限定されない。
また、下記に記載の数式や図３に示すＦＭ−ＣＷの信号とビート周波数についての各記号は以下に示すものである。ｆｒ：距離周波数、ｆｄ：速度周波数、ｆｏ：送信波の中心周波数、△Ｆ：周波数偏移幅、ｆｍ：変調波の繰り返し周波数、ｃ：光速（電波の速度）、Ｔ：車両ＣＲと物標との電波の往復時間、fｓ：送信／受信周波数、ｆｂ：ビート周波数、Ｒ：縦距離、Ｖ：相対速度、ｆｕｐ：ＵＰ区間のビート周波数、ｆｄｎ：ＤＯＷＮ区間のビート周波数、θｍ：物標の角度、θｕｐ：ＵＰ区間のピーク信号に対応する角度、θｄｎ：ＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する角度。
＜１−３.ＦＭ−ＣＷの信号処理＞
図３は、レーダ装置１の送信信号および受信信号を主に示す図である。図３上図は、ＦＭ−ＣＷの送信信号および受信信号の信号波形を示す図である。また、図３下図は、送信信号と受信信号との差分周波数により生じるビート周波数を示す図である。図３上図の横軸は時間、縦軸は周波数を示している。図３上図の実線で示す送信信号は、所定周期で周波数が変化する性質を有しており、周波数が上昇するＵＰ区間と、所定の周波数まで上昇した後に所定の周波数まで下降するＤＯＷＮ区間とがある。そして、送信信号は、所定の周波数まで下降した後に再度所定の周波数まで上昇をするように一定の変化を繰り返す。また、受信信号は、送信アンテナ１３から出力された送信波が物体にあたって反射した反射波となり、この反射波を受信アンテナ１４が受信して図３の破線で示すような受信信号となる。受信信号についても送信信号と同じようにＵＰ区間とＤＯＷＮ区間とが存在する。
また、車両ＣＲと物標との縦距離に応じて、送信信号に比べて受信信号に時間的な遅れ（T=2R/c）が生じる。さらに、車両ＣＲと物標との間に速度差を有する場合は、送信信号に比べて受信信号が周波数ｆｓの軸に平行にシフトする。このドップラーシフト分がｆｄとなる。
図３下図は横軸を時間、縦軸を周波数として、ＵＰ区間の送信信号および受信信号の差分周波数、および、ＤＯＷＮ区間の送信信号および受信信号の差分周波数であるビート周波数を示す図である。
ここで、車両ＣＲに対する物標の縦距離は（１）式により導出され、車両ＣＲに対する物標の相対速度は（２）式により導出される。また、車両ＣＲに対する物標の角度は（３）式により導出される。そして、（３）式により導出された角度と物体の縦距離の情報から三角関数を用いた演算により、車両ＣＲに対する物標の横距離が導出される。
Figure 0006280319
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 図２に戻り、ＡＤ変換器１６は、アナログ信号である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、サンプリングされたデータを量子化することで、アナログデータのビート信号をデジタルデータに変換して、デジタルデータを信号処理部１７に出力する。なお、ＡＤ変換器１６もミキサ１５と同様に各受信アンテナに設けられている。
信号処理部１７は、ＣＰＵ１７１、および、メモリ１７２を備えるコンピュータであり、ＡＤ変換器１６から出力されたビート信号をＦＦＴ処理して周波数ごとの変換信号を生成し、複数の変換信号の中から所定の信号レベルの閾値を超えるピーク信号を抽出する。そして、信号処理部１７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複数のペアデータを生成し、複数のペアデータの中から正しい組み合わせでペアリングされたペアデータである正常ペアデータを選択する。なお、信号処理部１７は複数のペアデータの中から正常ペアデータを選択する場合、ペアリングの対象のＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との複数のパラメータ値と、ペアリングの正誤を判別する判別関数とを用いて正常ペアデータを選択する。以下では、信号処理部１７がペアリング処理において正常ペアデータを選択する処理を詳細に説明する。
＜１−４．正常ペアデータの選択＞
図４は、ＵＰ区間のピーク信号を示す図である。また、図５は、ＤＯＷＮ区間のピーク信号を示す図である。図４および図５は横軸を周波数、縦軸を電力とし、ＦＦＴ処理後の変換信号の波形を示している。
信号処理部１７は、図４に示すＵＰ区間の変換信号のうち所定の信号レベルの閾値ｓｈを超える信号をＵＰ区間のピーク信号として抽出する。例えば、信号処理部１７は閾値-32.55dBを超える信号をＵＰ区間のピーク信号（ピーク信号Ｐｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３、Ｐｕ４・・・・・Ｐｕｎ）として抽出する。なお、信号レベルは所定の電力を基準とし、その比率をdBを単位として示した値となる。
また、信号処理部１７は、図５に示すＤＯＷＮ区間の変換信号のうち閾値ｓｈを超える信号をＤＯＷＮ区間のピーク信号として抽出する。例えば、信号処理部１７は閾値-32.55dBを超える信号をＤＯＷＮ区間のピーク信号（ピーク信号Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４・・・・・Ｐｄｍ）として抽出する。
次に、信号処理部１７は一方の区間のピーク信号を基準ピーク信号として、基準ピーク信号と他の区間の全てのピーク信号とを個別にペアリングして複数のペアデータを生成する。例えば、信号処理部１７は、図５に示すＤＯＷＮ区間のピーク信号（例えば、ピーク信号Ｐｄ１）を基準ピーク信号として、このピーク信号Ｐｄ１とＵＰ区間の全てのピーク信号（ピーク信号Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４・・・・・Ｐｄｎ）とのペアデータを個別に生成する。
そして、信号処理部１７は、生成された複数のペアデータのうち各ペアデータを構成するＤＯＷＮ区間のピーク信号Ｐｄ１が有する複数のパラメータ値と、ペアリングの対象となったＵＰ区間のピーク信号（例えば、ピーク信号Ｐｕ１）が有する複数のパラメータ値とを判別関数に代入して判別得点を算出する。この判別関数はペアリングの正誤を判別するためのものであり、判別得点はペアリングの正誤の程度を示す値であるが詳細は後述する。
信号処理部１７は、複数のペアデータの中から判別得点の最も高いペアデータを正常ペアデータとして選択する。このように、信号処理部１７は、正常ペアデータの選択において一次関数である判別関数を用いて判別得点を算出する処理を行うことで、行列演算を用いてマハラノビス距離を算出する処理等と比べて、正常ペアデータ選択の精度を向上させ、かつ、ペアリング処理の処理時間を短縮できる。その結果、車両制御装置２の車両制御の精度が向上し、処理時間も短縮できる。
そして、ＤＯＷＮ区間の一つのピーク信号であるピーク信号Ｐｄ１を基準ピーク信号とする正常ペアデータを選択が処理が終了した場合、次に信号処理部１７はＤＯＷＮ区間の他のピーク信号（例えば、ピーク信号Ｐｄ２）を基準ピーク信号としてＵＰ区間の全てのピーク信号とのペアリングを行い、判別関数に基づいて正常ペアデータを選択する。このように信号処理部１７はＤＯＷＮ区間の全てのピーク信号（ピーク信号Ｐｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３、Ｐｕ４・・・・・Ｐｕｎ）を順次基準ピーク信号としてペアデータの生成および正常ペアデータの選択を行う。なお、これまでの説明ではＤＯＷＮ区間のピーク信号を基準ピーク信号としたが、ＵＰ区間のピーク信号を基準ピーク信号として、ＵＰ区間の各基準ピーク信号に対する全てのＤＯＷＮピーク信号をペアリングの対象としてもよい。
なお、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の各ピーク信号は、ピーク信号のパワー（以下、「ピークパワー」という。）、ピーク信号の位相情報に基づく角度（以下、「ピーク角度」という。）、ピーク信号の位相情報に基づきビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法等のアレーアンテナによる角度推定法によって得られる反射波の角度分布である角度スペクトラムパワー（以下、「角度パワー」という。）を有する。そして、信号処理部１７が行う物標の角度推定方式によっては、１つのピーク信号から複数の物標の角度情報を分離できる場合がある。その場合１つのピーク信号は、複数の物標に対応するピークパワー、ピーク角度、角度パワーのパラメータを有する。例えば、ＤＯＷＮ区間のピーク信号Ｐｄ１とＵＰ区間のＰｕ１とがそれぞれ３つの物標情報を持つとすれば、ＵＰ区間のピーク信号Ｐｕ１は各物標ごとに３つのピーク信号に分離され、ＤＯＷＮ区間のピーク信号もＰｄ１は各物標ごとに３つのピーク信号に分離される。そして、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との全ての組み合わせのペアデータが生成される。したがってＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の全てのピーク信号が３つの物標情報をもつとすれば、ＵＰ区間のピーク信号がｎ個、ＤＯＷＮ区間のピーク信号がｍ個であるため組み合わせは３ｎ×３ｍとなる。
さらに、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とで構成されるペアデータのパラメータは、例えば、次のような７つのパラメータを有する。詳細にはペアデータは、（ｉ）ＵＰ区間のピークパワー、（ｉｉ）ＤＯＷＮ区間のピークパワー、（ｉｉｉ）ピークパワー差、（ｉｖ）ＵＰ区間の角度パワー、（ｖ）ＤＯＷＮ区間の角度パワー、（ｖｉ）角度パワー差、および、（ｖｉｉ）角度差の７つのパラメータを有する。次にこの７つのパラメータを用いた判別関数の導出方法について説明する。なお、以下では、この７つのパラメータが７つの変数となって判別関数を構成するが、パラメータの数（変数の数）は一例であり、パラメータの数（変数の数）を変更してもよい。
＜１−５．判別関数の説明＞
図６は、判別関数の導出方法を説明する図である。図６上図および下図には横軸をＵＰ区間のピークパワー、縦軸を角度差とするペアデータの２つのパラメータを軸とするグラフが示されている。そして、図６上図は、ペアリングされたペアデータのうち正常ペアデータを丸印（●）、ミスペアデータを三角印（△）で示し、それぞれのペアデータの有するパラメータ値の座標位置に各印がプロットされている。なお、正常ペアデータ、および、ミスペアデータは、判別関数を算出するためにレーダ装置１を製造する前に試験的に導出される。
ここで、正常ペアデータ、および、ミスペアデータのパラメータには次のような特徴がある。ペアデータのＵＰピークパワーが比較的大きい場合は、角度差があるときでも正常ペアデータとなる。具体的には、物標からの反射波の反射レベルが高い場合でも、その反射レベルに対応するＵＰピークパワーは、最大で約0dB以内のパワーとなり、その場合の角度差が約3deg以内のときにペアデータは正常ペアデータとなる。また、ペアデータのＵＰピークパワーが比較的小さい場合に対して角度差が比較的大きい場合は、ミスペアデータとなる。具体的には、ＵＰピークパワーが-44dBと比較的パワーが低い場合に、その場合の角度差が約1.0degを超えるときはペアデータはミスペアデータとなる。このようにＵＰピークパワーおよび角度差は正常ペアデータとミスペアデータとを区分する条件を有しており、ペアデータの他のパラメータも正常ペアデータとミスペアデータとを区分する条件を有している。そして、これらの条件に基づいて算出された関数が判別関数となる。
つまり、図６下図に示すように、ＵＰピークパワーと角度差のパラメータにおいて、正常ペアデータである丸印の群とミスペアデータである三角印の群とを区分けする境界線Ｆｕが設けられ、境界線Ｆｕを数式で示した判別関数がペアデータの正誤を判別する基準となる。境界線Ｆｕは（４）式で示され、判別関数は（５）式で示される。そして、（５）式の判別関数がメモリ１７２の判別データ１７２ａとしてレーダ装置１の製造時にメモリ１７２に記録される。なお、ピークパワーは所定の電力を基準とし、その比率をdBを単位として示した値となる。
Figure 0006280319
Figure 0006280319
 ここで、（５）式の判別関数は、上述の７つのパラメータのうちの２つのパラメータ（ＵＰ区間のピークパワーと角度差）を変数（ｘ１およびｘ２）とした関数であり、２つの変数（ｘ１、ｘ２）がそれぞれの係数（ａ１，ａ２）を有し、定数項ａ０備える関数となっている。言い換えると、判別関数の係数や定数項は正誤の境界を示す境界線Ｆｕの傾きや境界線Ｆｕと縦軸との交点によって定まる。なお、パラメータの数を増加させた場合(例えば、２つのパラメータから３つ以上のパラメータに増加させた場合)は、それに伴い判別関数の係数および変数の数が増加する。例えば、７つのパラメータの場合は、７つの変数と係数とを有する（６）式となる。そして、判別関数から導出される値は正規化され判別得点として用いられる。
Figure 0006280319
 なお、以下の説明では、説明を簡略化させるために引き続き２つのパラメータ（２つの変数）に基づく説明を行う。図７は、判別関数に基づく正常ペアデータの選択を説明する図である。図７上図および図７下図は、図６と同様に横軸をＵＰ区間のピークパワー、縦軸を角度差とするペアデータの２つのパラメータを軸とするグラフが示されている。
図７上図は、判別関数に対応する境界線Ｆｕにより区分される２つの領域を示している。つまり、図７上図は、正常ペアデータの領域である正常領域ＳＴと、ミスペアデータの領域である誤り領域ＭＩとのそれぞれの領域を示している。このため、信号処理部１７によりペアリングされたペアデータのパラメータの値が境界線Ｆｕよりも上側の誤り領域ＭＩに含まれる場合は、ペアデータはミスペアデータの可能性がある。なお、この誤り領域ＭＩ内の座標位置に対応するパラメータ値を判別関数に代入した場合は、判別得点がマイナスの値となる。そのため、判別得点がマイナスの場合、ペアデータはミスペアデータの可能性が比較的高くなる。
そして、ペアデータのパラメータの値が境界線Ｆｕよりも下側の正常領域ＳＴに含まれる場合、ペアデータは正常ペアデータの可能性がある。なお、この正常領域ＳＴ内の座標位置に対応するパラメータ値を判別関数に代入した場合は、判別得点がプラスの値となる。そのため、判別得点がプラスの場合、ペアデータは正常ペアデータの可能性が比較的高くなる。また、判別得点が±０点の場合、ペアデータのパラメータに基づく座標位置は、境界線Ｆｕ上の座標位置となる。
次に、図７下図は、レーダ装置１の製造後の車両走行時に信号処理部１７が導出したペアデータのパラメータ値を判別関数に代入した結果、ペアデータが正常領域ＳＴ、および、誤り領域ＭＩのいずれの領域に属するかの例を示している。そして、図７下図と、上述の（５）式の係数ａ１およびａ２をａ１＝+0.05、ａ2＝-1.0とし、定数項ａ0をａ0＝+3.0とした（７）式とを例に、各ペアデータの複数のパラメータと判別関数とに基づく正常ペアデータの選択について以下に説明する。
Figure 0006280319
 図７下図には、ペアデータＰｕｄ１、Ｐｕｄ２、Ｐｕｄ３、および、Ｐｕｄ４の４つのペアデータが示されている。これらの複数のペアデータは、信号処理部１７が図４に示したＤＯＷＮ区間のピーク信号Ｐｄ１とＵＰ区間のピーク信号Ｐｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３、および、Ｐｕ４とを個別にペアリングしたデータであり、ＤＯＷＮ区間のピーク信号Ｐｄ１とＵＰ区間の全てのピーク信号とを個別にペアリングした複数のペアデータの一部を示すものである。そして、各ピーク信号のパラメータの値（Ｐｕｄ１：ＵＰピークパワー−36dB、角度差2.5deg、Ｐｕｄ２：ＵＰピークパワー−20dB、角度差1.8deg，Ｐｕｄ３：ＵＰピークパワー−16dB、角度差1.5deg、Ｐｕｄ４：ＵＰピークパワー−44dB、角度差4.0deg）から、ペアデータＰｕｄ２、および、Ｐｕｄ３が正常領域ＳＴ内に含まれ、ペアデータＰｕｄ１、および、Ｐｕｄ４が誤り領域ＭＩ内に含まれている。なお、上記２つのパラメータのうち角度差は絶対値で示されている。
そして、信号処理部１７は、各ペアデータの各パラメータの値を（６）式の判別関数の対応する変数に代入して、ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を導出する。その結果、ペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４は、判別得点が−1.3点（Ｐｕｄ１）、＋0.2点（Ｐｕｄ２）、＋0.7点（Ｐｕｄ３）、−3.2点（Ｐｕｄ４）となる。この判別得点は、上述のようにペアデータの座標位置が境界線Ｆｕの線上となる場合の点数が±0点となり、点数が大きくなればなる程正常ペアデータである可能性が高くなり、点数が小さくなればなる程、誤りペアデータである可能性が高くなる。
そのため、ペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４の複数のペアデータのうち最も判別得点の点数が高いペアデータＰｕｄ３（＋0.7点）が正常ペアデータである可能性が最も高くなり、信号処理部１７はペアデータＰｕｄ３を正常ペアデータとして選択する。このように、信号処理部１７は、正常ペアデータの選択において一次関数である判別関数を用いて判別得点を算出する処理を行うことで、行列演算を用いてマハラノビス距離を算出する処理等と比べて、正常ペアデータ選択の精度を向上させ、かつ、信号処理部１７の処理負荷を軽減できる。その結果、車両制御装置２の車両制御の精度が向上し、処理時間も短縮できる。また、定量的に正しい組み合わせのペアデータを選択できる。
ここで、例えば、実験によりマハラノビス距離を用いて正常ペアデータを選択した場合と、判別関数を用いて正常ペアデータを導出した場合とにおいて、パラメータの数が３つ（例えば、ピークパワー差、角度差、角度パワー差）のときと、パラメータの数が７つ（例えば、（ｉ）ＵＰ区間のピークパワー、（ｉｉ）ＤＯＷＮ区間のピークパワーピーク、（ｉｉｉ）ピークパワー差、（ｉｖ）ＵＰ区間の角度パワー、（ｖ）ＤＯＷＮ区間の角度パワー、（ｖｉ）角度パワー差、および、（ｖｉｉ）角度差）のときとを比較する。その結果、パラメータの数が３つのときは、正常ペアデータをミスペアと判別する確率が41％であるのに対して、パラメータを増加させ７つとしたときは正常ペアデータをミスペアと判別する確率が15％(−26%)となり、ペアリングの正誤判別において大幅な改善がみられる。
そして、７つのパラメータを用いるマハラノビス距離（行列演算）に基づいて正常ペアデータを導出した場合と比べて、同じ７つのパラメータを用いる判別関数(一次関数)により算出される判別得点基づいて正常ペアデータを導出した場合は、信号処理部１７の処理時間は約１/8(12.5%)に減少する。このため、ペアリングの精度を向上させるためにパラメータの数を増加させた場合に、判別関数に基づいて正常ペアを導出することで、ペアリングの精度の向上と共に正常ペアデータの導出における信号処理部１７の処理負荷が軽減され、その結果、車両制御装置２の車両制御の精度が向上し、処理時間も短縮できる。
なお、他のペアデータに関して最も判別得点の点数の低いペアデータＰｕｄ４（−3.2点）が、ミスペアデータの可能性が最も高いペアデータとなる。言い換えると、境界線Ｆｕで区分けされるそれぞれの領域において、境界線Ｆｕからの距離が離れれば離れるほど、その領域が示すペアデータの状態（正常ペアデータ、および、ミスペアデータのいずれかの状態）の可能性が高くなる。具体的には、ペアデータＰｕｄ２とＰｕｄ３は共に正常領域ＳＴに属するが、正常ペアデータの可能性はペアデータＰｕｄ２よりもＰｕｄ３が高い。また、ペアデータＰｕｄ１とペアデータＰｕｄ４とは共に誤り領域ＭＩに属するが、ミスペアデータの可能性はペアデータＰｕｄ１よりもＰｕｄ４が高い。
図２に戻りＣＰＵ１７１は、メモリ１７２に記録された各種プログラムに基づいて、各種の演算処理を行う。例えば、上述のペアリング処理において判別関数に基づく正常ペアデータを選択する処理を行う。
メモリ１７２は、ＣＰＵ１７１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１７２は、信号処理部１７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、および、今回の処理において導出された物標情報（物標の縦距離、横距離、および、相対速度）を記録する。さらに、メモリ１７２は、ペアリング処理において用いる判別関数のデータである判別データ１７２ａを記録する。
送信制御部１０７は信号処理部１７と接続され、信号処理部１７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。また送信制御部１０７は、信号処理部１７からの信号に基づき、送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂのいずれかの送信アンテナと発振器１２とが接続する切替部１３１に制御信号を出力する。
車両制御装置２は、車両ＣＲの各種装置の動作を制御する。つまり、車両制御装置２は、車速センサ４０、および、ステアリングセンサ４１などの各種センサから情報を取得する。そして、車両制御装置２は、各種センサから取得した情報、および、レーダ装置１の信号処理部１７から取得した物標情報に基づき、ブレーキ５０、および、スロットル５１などの各種装置を作動させて車両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。車両制御装置２は、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を行う。詳細には、車両ＣＲが障害物に衝突する危険性がある場合に、車両ＣＲのユーザに対して図示しない警報器を用いて警告の表示を行ったり、車両ＣＲのブレーキ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。さらに、車両制御装置２は車室内のシートベルトにより乗員を座席に固定、または、ヘッドレストを固定して衝突時の衝撃による車両ＣＲのユーザへのダメージを軽減するＰＣＳ制御を行う。
車速センサ４０は、車両ＣＲの車軸の回転数に基づいて車両ＣＲの速度に応じた信号を出力する。車両制御装置２は、車速センサ４０からの信号に基づいて、現時点の車両速度を取得する。
ステアリングセンサ４１は、車両ＣＲのドライバーの操作によるステアリングホイールの回転角を検知し、車両ＣＲの車体の角度の情報を車両制御装置２に送信する。
ブレーキ５０は、車両ＣＲのドライバーの操作により車両ＣＲの速度を減速させる。また、ブレーキ５０は、車両制御装置２の制御により車両ＣＲの速度を減速させる。例えば、車両ＣＲと前方車両との距離を一定の距離に保つように車両ＣＲの速度を減速させる。
スロットル５１は、車両ＣＲのドライバーの操作により車両ＣＲの速度を加速させる。また、スロットル５１は、車両制御装置２の制御により車両ＣＲの速度を加速させる。例えば、車両ＣＲと前方車両との距離を一定の距離に保つように車両ＣＲの速度を加速させる。
＜２．処理フローチャート＞
＜２−１．全体処理＞
図８〜図９は、信号処理部１７が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。信号処理部１７は送信波を生成する指示信号を送信制御部１０７に出力する（ステップＳ１０１）。そして、信号処理部１７から指示信号が入力された送信制御部１０７により信号生成部１１が制御され、送信信号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。なお、送信アンテナ１３は送信信号における一のＵＰ区間および一のＤＯＷＮ区間を１周期とした場合に、１周期目に対応する送信波は一方の送信アンテナ１３ａから車両外部に出力され、２周期目に対応する送信波は他方の送信アンテナである送信アンテナ１３ｂから車両外部に出力される。
次に、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と送信信号とがミキサ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ＡＤ変換器１６によりデジタルデータに変換され、信号処理部１７に入力される。
信号処理部１７は、デジタルデータのビート信号に対してＦＦＴ処理を行い(ステップＳ１０２)、変換信号を生成する。
次に、信号処理部１７は、ＦＦＴ処理したＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の変換信号のうち閾値ｓｈを超える変換信号をピーク信号として抽出する（ステップＳ１０３）。なお、この処理でＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の各区間の全てのピーク信号が抽出され、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のピーク信号数が確定する。
そして、信号処理部１７はＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれの区間において、ピーク信号に基づいて角度演算を行う(ステップＳ１０４)。詳細には信号処理部１７は、所定の角度導出処理のアルゴリズムによって物標の角度を導出する。例えば、角度導出処理のアルゴリズムは、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）であり、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄにおける受信信号の位相差の情報から相関行列の固有値、および、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。なお、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の各ピーク信号がペアリングされた場合に、上述の（３）式により物標の角度が導出される。
次に、信号処理部１７はＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のピーク信号をペアリングし（ステップＳ１０５）、ペアリングされた複数のペアデータから判別関数に基づいて正常ペアデータを選択する。そして、信号処理部１７は、正常ペアデータから上述の（１）式、および、（２）式に基づいて車両と物標との縦距離、および、相対速度の演算を行う（ステップＳ１０６）。ここで、ステップＳ１０５のペアリング処理の詳細な処理内容を図１０のフローチャートを用いて説明する。
＜２−２．ペアリング処理＞
図１０は、ペアリング処理における正常ペアデータ選択の処理フローチャートである。ペアリング処理において、最初に信号処理部１７は、ペアリングの対象となるピーク信号の組み合わせを決定する（ステップＳ２０１）。具体的には、図５に示したＤＯＷＮ区間のピーク信号（ピーク信号Ｐｄ１）を基準ピーク信号として、図４に示したＵＰ区間の全てのピーク信号（ピーク信号Ｐｕ１〜Ｐｕｎ）を個別にペアリングの対象とする複数の組み合わせを決定する。
次に信号処理部１７は、メモリ１７２から判別データ１７２ａを読み出し、判別データ１７２ａの判別関数に対応する変数にピーク信号の複数のパラメータ(例えば、７つのパラメータ)の値を代入して判別得点を算出する（ステップＳ２０２）。
そして、信号処理部１７は判別得点に基づいて正常ペアデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０３）。その結果、例えば、正常ペアデータであることの条件（判別得点の点数が正（プラス）の最も高い点数のペアデータである等）を満たすペアデータが存在する場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、当該条件を満たすペアデータを正常ペアデータとして選択する（ステップＳ２０４）。
そして、信号処理部１７は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との全ての組み合わせに対して正常ペアデータの選択の処理が終了しているか否かを判定し（ステップＳ２０５）、処理が終了していない場合（ステップＳ２０５でＮｏ）は、ステップＳ２０１のペアデータの組み合わせ決定の処理に戻り、ＤＯＷＮ区間の次のピーク信号（例えば、ピーク信号Ｐｄ１の次のピーク信号Ｐｄ２）を基準ピーク信号とし、ＵＰ区間の全てのピーク信号との組み合わせを決定する（ステップＳ２０１）。
なお、ステップＳ２０５の処理において、全ての組み合わせに対して正常ペアデータの選択が終了している場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、信号処理部１７は処理を終了する。このように、信号処理部１７は、正常ペアデータの選択において一次関数である判別関数を用いて判別得点を算出する処理を行うことで、行列演算を用いてマハラノビス距離を算出する処理等と比べて、正常ペアデータ選択の精度を向上させ、かつ、信号処理の処理負荷を軽減できる。その結果、車両制御装置２の車両制御の精度が向上し、処理時間も短縮できる。
ステップＳ２０３に戻り、正常ペアデータの条件を満たすペアデータが存在しない場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、信号処理部１７は上述のステップＳ２０４の正常ペアデータの選択処理の終了後と同様に、ピーク信号の全ての組み合わせに対して正常ペアデータの選択の処理が終了しているか否かを判定し（ステップＳ２０５）、処理が終了していない場合（ステップＳ２０５でＮｏ）は、ステップＳ２０１のペアデータの組み合わせ決定の処理に戻る。そして、ステップＳ２０５の処理において、全組み合わせに対して正常ペアデータの選択処理が終了している場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）は、処理を終了する。
次に、図９のステップＳ１０７に戻り、信号処理部１７は、今回の物標導出処理によりペアリングされたデータ(以下、「今回ペアデータ」という。）と、過去の物標導出処理により導出された物標情報に基づき、今回ペアデータを予測したデータ（以下、「予測ペアデータ」という。）との間に時間的に連続する関係が存在するか否かの判定処理を行う。そして、両者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フィルタリング処理を行い、フィルタリングされたペアデータ（以下、「過去対応ペアデータ」という。）を今回の処理の物標情報として導出する（ステップＳ１０７）。ここで、両者に時間的に連続する関係がある場合とは、例えば、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離、および、相対速度における差の値が所定値以内の場合である。なお、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が前回の処理の物標情報と時間的に連続する関係を有することとなる。
そして、時間的に連続する関係（以下、「連続性」という）が両者に有る場合、つまり、判定処理の結果、今回ペアデータと前回処理の物標情報とに連続性がある場合、信号処理部１７は、例えば、縦距離について予測ペアデータの縦距離に0.5の値の重み付けを行い、今回ペアデータの縦距離に0.5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縦距離として導出する。なお、相対速度および角度についても予測ペアデータと今回ペアデータとの所定の重み付けの処理を行う。
また、信号処理部１７は、今回ペアデータと予測ペアデータとの縦距離、横距離、および、相対速度の差の値が所定値以内ではない場合、今回ペアデータと前回処理の物標情報とに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（以下、「新規ペアデータ」）となる。なお、新規ペアデータの場合は、新規ペアデータの距離、相対速度、角度、および、信号レベルが今回の物標導出処理における一つの物標の距離、相対速度、角度、および、信号レベルの情報となる
次に、信号処理部１７は、複数の物標情報に対して一つの物体に対応する物標情報にまとめる処理を行う（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から送信波を射出した場合、送信波が前方車両に反射するとき、受信アンテナ１４に受信され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。その結果、信号処理部１７はそれぞれの反射波に基づき位置の異なる物標情報を複数導出するが、もともとは一つの物体（例えば、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処理が行われる。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１７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１７は、ステップＳ１０８の処理で結合処理された物標情報を車両制御装置２に出力する（ステップＳ１０９）。ここで、車両制御装置２には、複数回の物標導出処理における判定処理により所定回数以上の連続性を有する物標情報が出力される。例えば、複数回の物標導出処理の中で、３回の連続性を有する物標情報の出力フラグがＯＮ状態とされ、車両制御装置２に出力される。
具体的には、例えば、時間的に連続して行われる５回の物標導出処理のうち１回目は、信号処理部１７がある物体に対応する正常ペアデータを導出した場合を○印、導出していない場合を×印とする。そして、２回目以降は、信号処理部１７がある物体と同一物体に対応する正常ペアデータを導出した（連続性あり）場合を○印、導出していない（連続性なし）場合を×印とする。
このように時系列で５回の物標導出処理の正常ペアデータの導出状況をみた場合、１回目○→２回目○→３回目×→４回目×→５回目○のように、複数回の物標導出処理のうち連続性がない場合（例えば、３回目で同一物体に対応する正常ペアデータが導出されていない場合）を含むときでも、信号処理部１７は次のように車両制御装置２への出力処理を行う。
つまり、信号処理部１７は、過去の物標導出処理（例えば、３回目を今回の物標導出処理とした場合の１回目および２回目の物標導出処理）で連続性があると判定された正常ペアデータについては、当該正常ペアデータと同一の物体に対応する正常ペアデータ（３回目の物標導出処理の正常ペアデータ）が導出されていなくとも、３回目の物標導出処理で正常ペアデータが導出されたものと仮定する処理（以下、「外挿処理」という。）を行う。
この外挿処理により３回目の物標導出処理では、実際は正常ペアデータが導出されていない場合でも、信号処理部１７が所定条件により擬似的な正常ペアデータを作り出す。その結果、３回目の物標導出処理では判定処理の結果が保留となる。つまり、２回目の物標導出処理の物標情報が、２回の連続性ありの状態を保ったまま次の物標導出処理の判定処理の結果によって、正常ペアデータの物標情報が車両制御装置２に出力されるか否かが決定される。
なお、次の４回目も３回目と同様に判定処理の結果が保留となり（４回目×）、５回目の物標導出処理において、４回目の外挿処理により作り出された正常ペアデータと、５回目の物標導出処理で導出された正常ペアデータとが連続性を有する（５回目○）こととなる。そのため、同一物体の正常ペアデータが１回目、２回目、および、５回目の物標導出処理の結果、３回の連続性を有することとなり、当該正常ペアデータの物標情報が車両制御装置２に出力される。
このように信号処理部１７は、所定回数以上の連続性のある正常ペアデータの物標情報を車両制御装置２に出力する。しかし、複数回の物標導出処理の中では、車両ＣＲおよび物標の少なくともいずれかが移動しているため、送信波が反射する物標の箇所によっては、物標からの反射波の受信レベルが一時的に低下して、前回の物標導出処理で導出されていた正常ペアデータが一時的に導出されない場合もある。このような場合も考慮して、車両制御装置２への出力条件として、例えば、レーダ装置１は、２回までの外挿処理を含めた３回の連続性がある条件（以下、「第１条件」という。）を満たす正常ペアデータの出力フラグをＯＮ状態とし、車両制御装置２への出力対象としている。なお、仮に５回目の物標導出処理で連続性がない（５回目：×）場合に外挿処理を行うと、外挿処理を３回行ったこととなり、車両制御装置２への出力条件である第１条件を満たさない。このため、６回目の物標導出処理で連続性がある（６回目：○）場合でも正常ペアデータの出力フラグはＯＦＦ状態となり、正常ペアデータの物標情報は車両制御装置２へ出力されない。
＜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２の実施の形態の車両制御システム１０におけるレーダ装置１の信号処理部１７は、今回の物標導出処理による複数のペアデータに対して、判別関数に基づいて正常ペアを選択する場合に、時間的に過去の物標導出処理により導出された物標情報も用いて正常ペアデータを選択する処理を行う。つまり、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された物標の中に、今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標（以下、「過去連続物標」という。）が存在する場合は、判別関数を用いた判別結果の情報（例えば、判別得点の情報）を有する今回の処理のペアデータ（以下、「判別後ペアデータ」という。）は正常ペアデータである可能性が高く、過去連続物標が存在しない場合は、判別後ペアデータはミスペアデータである可能性がある。そのため過去連続物標が存在する判別後ペアデータは、判別得点を＋側に補正（加算）し、過去連続物標が存在しない判別後ペアデータは、判別得点を−側に補正（減算）する。これにより判別関数を用いただけでは正常ペアデータの選択が困難な場合でも過去の処理の物標情報に基づいて、より正確なペアリングが行える。
このように信号処理部１７は、過去の処理で導出された物標の中に過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、複数のペアデータの中から正常ペアデータを選択する処理を行う。第２の実施の形態の車両制御システム１０の構成および処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるが、このように判別関数だけでなく過去連続物標の情報も用いて正常ペアデータを選択する点で異なる。以下、図１１および図１２を用いて相違点を中心に説明する。
＜３．構成等＞
図１１は、判別関数に基づいて算出した判別得点と、判別後ペアデータの過去連続物標の存在の有無により修正した判別得点とを示す図である。詳細には、図１１の修正前得点の欄には、第１の実施の形態の図７下図を用いて説明したペアデータＰｕｄ１、Ｐｕｄ２、Ｐｕｄ３、および、Ｐｕｄ４の判別得点（ペアデータＰｕｄ１：-1.3点、Ｐｕｄ２：+0.2点，Ｐｕｄ３：+0.7点、Ｐｕｄ4：-3.2点）が示されている。
そして、図１１の修正後得点の欄には、信号処理部１７が今回の物標導出処理で導出したペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４に対して、過去の物標導出処理で導出した物標情報のうち判別後ペアデータと時間的に連続する関係を有する過去連続物標が存在するか否かに応じて、判別得点を加減算した値が示されている。点数の加減算は例えば、過去連続物標が存在する場合は3.0点を加算し、過去連続物標が存在しないときは3.0点を減算する。
例えば、判別後ペアデータであるペアデータＰｕｄ１、および、Ｐｕｄ３には過去連続物標が存在し、判別後ペアデータであるペアデータＰｕｄ２、および、Ｐｕｄ４には過去連続物標が存在しないとする。その結果、信号処理部１７は、ペアデータＰｕｄ１を-1.3点から+1.7点とし、ペアデータＰｕｄ２を+0.2点から-2.8点とする処理を行う。また、信号処理部１７はペアデータＰｕｄ３を+0.7点から+3.7点とし、ペアデータＰｕｄ４を-3.2点から-6.2点とする処理を行う。その結果、信号処理部１７は最も判別得点の高いペアデータＰｕｄ３を正常ペアデータとして選択する。
図１２は、過去連続物標の存在の有無に応じたペアデータの座標位置の変化の例を示す図である。図１２では、第１の実施の形態の図７下図に示したペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４の各ペアデータに対して過去連続物標が存在するか否かに応じて、各ペアデータの座標位置の変化の例を示している。具体的には、過去連続物標が存在するペアデータＰｕｄ１は、誤り領域ＭＩから境界線Ｆｕを超えて正常領域ＳＴ内に座標位置が変化している。その結果、誤った組み合わせでペアリングされた可能性のあるペアデータから、正しい組み合わせでペアリングされた可能性のあるペアデータへとペアリングの正誤に関するペアデータの状態が変化している。また、ペアデータＰｕｄ１と同様に過去連続物標が存在するペアデータＰｕｄ３は、正常領域ＳＴ内において、境界線Ｆｕに対する距離が更に遠くなり、正常にペアリングされたペアデータである可能性をより高めている。
これに対して、過去連続物標が存在しない、つまり、今回の処理で初めて検出された新規ペアデータであるペアデータＰｕｄ２は、正常領域ＳＴから境界線Ｆｕを超えて誤り領域ＭＩ内に座標位置が変化している。その結果、正しい組み合わせでペアリングされた可能性のあるペアデータから誤った組み合わせでペアリングされた可能性のあるペアデータへペアリングの正誤に関するペアデータの状態が変化している。また、ペアデータＰｕｄ２と同様に過去連続物標が存在しないペアデータＰｕｄ４は、誤り領域ＭＩ内において、境界線Ｆｕに対する距離が更に遠くなり、誤った組み合わせでペアリングされたペアデータである可能性をより高めている。
このように信号処理部１７は、過去の処理で導出された物標の中に判別後ペアデータに対して時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かに応じて、複数のペアデータから正常ペアデータを選択する。これにより、判別関数を用いただけでは正常ペアデータの選択が困難な場合でも過去処理の物標情報に基づいて、より正確なペアリングを行える。なお、この処理は第１の実施の形態の図１０で説明したペアリングの判別得点算出（ステップＳ２０２）処理で行われる。
また、このような過去連続物標の存在の有無により判別得点を修正する処理は、ペアデータの判別得点が所定の得点範囲内（例えば、-1.0点から+1.0点まで）となる場合に行ってもよい。言い換えると境界線Ｆｕの近傍の座標位置のペアデータに対してのみ過去連続物標の存在の有無により判別得点を修正する処理行うようにしてもよい。これにより、全てのペアデータに対して過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、正常ペアデータを選択する処理を行う場合と比べて、信号処理部１７のペアリグ処理における処理負荷を軽減できる。
なお、過去連続物標が存在しない新規ペアデータの場合は、ミスペアデータである可能性と、正常ペアデータである可能性の両方の可能性があるため、判別得点の−側の補正（減算）を行わないようにしてもよい。
＜４．判別得点が所定の得点範囲内の場合の処理＞
次に、信号処理部１７がペアデータの判別得点が所定の範囲内となる場合に、過去連続物標が存在するか否かに応じて、複数のペアデータから正常ペアデータを選択する処理について、図１３および図１４を用いて説明する。
図１３および図１４は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。そして、この図１３および図１４のフローチャートは、第１の実施の形態の図１０で説明したペアリング処理のフローチャートに対してステップＳ２１１およびステップＳ２１２を追加したものである。
ステップＳ２０２において、信号処理部１７は判別関数に基づいて判別得点を算出する。そして、信号処理部１７は複数のペアデータの中に判別得点が所定の得点範囲内（-1.0点〜+1.0点）のペアデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ２１１）。所定の得点範囲内とは、ペアデータが境界線Ｆｕの近傍に位置し、正常ペアデータおよびミスペアデータのいずれのペアデータにもなり得る可能性がある得点範囲、換言すれば、正常ペアデータかミスペアデータかの判定に疑義が生じる可能性のあるボーダーラインとなる得点範囲である。即ち、境界線Ｆｕの近傍の座標位置に存在するペアデータは、正常ペアデータおよびミスペアデータのいずれのペアデータにもなり得る可能性がありペアデータの状態が確定していないとして、信号処理部１７は、判別後ペアデータ以外のデータ（過去の物標導出処理の物標情報）をも用いて、正常ペアデータおよびミスペアデータのいずれのペアデータであるかを判定する。
そして、信号処理部１７は、判別得点が所定の得点範囲内の場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）は、判別得点を修正する処理を行う（ステップＳ２１２）。具体的には、信号処理部１７は、ペアデータに対する過去連続物標が存在する場合は判別得点を3.0点加算し、ペアデータに対する過去連続物標が存在しない場合は判別得点を3.0点減算する。これにより、正しい組み合わせ、または、誤った組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。そして、信号処理部１７は、判別得点に基づいて第１の実施の形態と同様に最も高い正（プラス）の判別得点を有するペアデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０３）処理等を行う。
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態の車両制御システム１０におけるレーダ装置１の信号処理部１７は、複数のペアデータに対して、判別関数に基づいて判別得点を導出する場合に、カメラ(後述する図１５に示すカメラ４２)に撮影された撮影画像中の物体の像(以下、「物体像」という。)をも考慮して、正常ペアデータを選択する処理を行う。
つまり、信号処理部１７は、カメラ４２により撮影された撮影画像中に判別後ペアデータに対応する物体像が存在するか否かの情報を用いて、複数の判別後ペアデータの中から正常ペアデータを選択する。これにより、判別関数を用いただけでは正常ペアデータの選択が困難な場合でも、レーダ装置１とは異なる別の装置の情報に基づいてより正確なペアリングが行える。第３の実施の形態の車両制御システムの１０の構成および処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるが、上述のように判別関数だけでなくカメラ４２で撮影された撮影画像中の物体像も用いて正常ペアデータを選択する点で異なる。以下、図１５〜図１８を用いて相違点を中心に説明する。
＜５．構成等＞
図１５は、第３の実施の形態の車両制御システム１０を示すものである。車両制御システム１０の外部の構成には、カメラ４２が設けられている。このカメラ４２は、車両ＣＲの前端(例えば、フロントバンパー近傍)に設けられ、その光軸は車両ＣＲの直進方向に向けられる。カメラ４２のレンズには例えば、魚眼レンズなどの広角レンズが採用され、所定の画角を有している。そして、このカメラ４２が撮影した撮影画像が車両制御装置２に取得され、車両制御装置２が撮影画像中の物体像を画像認識し、物体像に対応する現実の物体の位置や相対速度などの情報を導出する。なお、車両制御装置２は、単一のレンズの一台のカメラであるカメラ４２から画像を取得することを例に説明を行うが、複数のレンズのカメラから画像を取得してもよい。また、車両制御装置２は、複数台のカメラから画像を取得してもよい。
図１６は、カメラ４２が撮影した撮影画像ＰＴの例を示す図である。撮影画像ＰＴには車線ＬＡを走行する前方車両に対応する物体像である車両像９１が表示されている。車両制御装置２は、撮影画像ＰＴの車両像９１を公知の手法により画像認識し、車両像９１の画像上の位置から車両像９１の進行方向の距離を導出する。例えば、車両制御装置２は、画素ごとに所定の距離が割り当てられた撮影画像ＰＴにおいて、車両像９１のリアバンパー近傍に位置する認識領域Ｋｎの下側のエッジＲｅが、撮影画像ＰＴ中のどの座標位置に存在するかに応じて車両像９１に対応する前方車両の距離を導出する。
また、車両制御装置２は、車両像９１の画像上の位置から車両像９１の横方向の距離を導出する。例えば、車両制御装置２は、画素ごとに所定の距離が割り当てられた撮影画像ＰＴにおいて、車両像９１の一部である左右のリアタイヤ近傍に位置する認識領域Ｋｎの左側エッジＷａと右側エッジＷｂとのそれぞれのエッジが撮影画像ＰＴ中のどの座標位置に存在するか応じて、車両像９１に対応する前方車両の横方向の距離を導出する。
なお、左右のエッジの画像上の位置が導出されることで、車両像９１に対応する前方車両の横方向の距離は、この左右のエッジ間の距離に対応する特定の範囲を有することとなる。そのため、後述するレーダ装置１の信号処理部１７が導出するペアデータに対応する物体像が存在するか否かの判定を行う場合、ペアデータの横距離がこの特定の範囲を有する横方向の距離範囲に含まれる場合、判別後ペアデータに対応する物体像が存在するか否かを判定する一つの条件を満たすこととなる。
また、車両制御装置２は、時間的に連続する複数の撮影画像中の車両像９１の座標位置の変化から前方車両の相対速度を導出する。
そして、撮影画像中の車両ＣＲの前方車両に対する車両進行方向の距離は、レーダ装置１の信号処理部１７がペアリング処理により導出する物標の縦距離に対応し、撮影画像中の車両ＣＲの前方車両に対する横方向の距離範囲は、信号処理部１７がペアリング処理により導出する物標の横距離に対応する。また、前方車両の相対速度は、信号処理部１７がペアリング処理により導出する相対速度に対応する。そして、上述の第２の実施の形態で説明したのと同様に、信号処理部１７は、判別後ペアデータの縦距離、横距離、および、相対速度と略同一の値を示す物体像が撮影画像中に存在する場合は、その判別後ペアデータは正常ペアデータである可能性が高いため判別得点を加算する。また、信号処理部１７は、判別後ペアデータの縦距離、横距離、および、相対速度と略同一の値を示す物体像が撮影画像中に存在しないときは、その判別後ペアデータはミスペアデータである可能性が高いため判別得点を減算する。
つまり、カメラ４２により撮影された撮影画像中に判別後ペアデータに対応する物体像が存在するか否かの情報を用いて、複数のペアデータの中から正常ペアデータを選択する。これにより、判別関数を用いただけでは正常ペアデータの選択が困難な場合でも、レーダ装置１とは異なる別の装置で導出した物体の存在の有無に応じて、正確なペアリングが行える。また、正しい組み合わせ、または、誤った組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択できる。なお、この処理は第１の実施の形態の図１０で説明したペアリング処理の判別得点算出（ステップＳ２０２）で行われる。
＜６．判別得点が所定の得点範囲内の場合の処理＞
また、このような物標像の存在の有無により判別得点を修正する処理は、ペアデータの判別得点が第２の実施の形態で説明した所定の得点範囲内（例えば、-1.0点から+1.0点まで）となる場合に行ってもよい。言い換えると境界線Ｆｕの近傍の座標位置のペアデータに対してのみ物体像の存在の有無により判別得点を修正する処理行うようにしてもよい。これにより、判別関数を用いた判別結果の情報を有するペアデータに対して常に物体像が存在するか否かに応じて、正常ペアデータを選択する処理を行う場合と比べて、信号処理部１７のペアリグ処理における処理負荷を軽減できる。
＜７．物体像の情報を用いたペアリング処理＞
次に、判別後ペアデータの判別得点が所定の範囲内となる場合に、物体像が存在するか否かに応じて、複数の判別後ペアデータの中から正常ペアデータが選択される処理について、図１７および図１８を用いて説明する。なお、この処理は第２の実施の形態において図１３および図１４を用いて説明した処理と略同様であり、異なる点を中心に説明する。
図１７および図１８は、判別得点が所定の得点範囲内の場合の正常ペアデータの選択処理のフローチャートである。信号処理部１７は複数のペアデータの中に判別得点が所定の得点範囲内（-1.0点〜+1.0点）のペアデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ２２１）。
次に、信号処理部１７は、判別得点が所定の得点範囲内の場合（ステップＳ２２１でＹｅｓ）は、判別得点を修正する処理を行う（ステップＳ２２２）。具体的には、信号処理部１７は、車両制御装置２から撮影画像ＰＴ内に存在する物体像のデータを入手し、判別関数を用いた判別結果の情報を有するペアデータに対する物体像が撮影画像ＰＴ内に存在するか否かを判定する。
そして、信号処理部１７は判別後ペアデータに対応する物体像が存在する場合、判別得点を3.0点加算する。また、信号処理部１７は判別後ペアデータに対応する物体像が撮影画像ＰＴ内に存在しない場合、判別得点を3.0点減算する。これにより、正しい組み合わせ、または、誤った組み合わせの可能性のあるペアデータをより定量的な情報に基づいて選択でき、正確なペアリングを行える。そして、信号処理部１７は、判別得点に基づいて第１の実施の形態と同様に正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０３）処理等を行う。
＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。上述の第１の実施の形態では、複数のペアデータのうち判別得点が最も高いペアデータをＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とが正しい組み合わせでペアリングされた可能性が最も高いペアデータとして説明した。しかし、複数のペアデータのうち判別得点が最も高いペアデータであっても、両区間のピーク信号の組み合わせが誤っているときがある。
詳細には、判別関数に基づき判別得点が算出されるペアデータは、判別関数のパラメータ値であるＵＰ区間のピークレベルと、ＤＯＷＮ区間のピークレベルとが比較的高い場合、他のパラメータ（例えば、ピークパワー差、ＵＰ区間の角度パワー、ＤＯＷＮ区間の角度パワー、角度パワー差、および、角度差）の判別得点への影響を含めても判別得点が比較的高い点数となる場合がある。そのため、両区間のピークレベルが比較的高い場合、両区間のピーク信号の組み合わせが誤っていても判別得点は比較的高い点数となり、当該ペアデータが正しい組み合わせでペアリングされたデータ（正常ペアデータ）として選択される可能性がある。
また、複数のペアデータのうち判別得点が最も高いペアデータが誤り領域ＭＩに含まれて判別得点がマイナスの値のときでも、両区間のピーク信号の組み合わせが正しい可能性がある。
詳細には、判別関数に基づき判別得点が算出されるペアデータは、判別関数のパラメータ値であるＵＰ区間のピークレベルと、ＤＯＷＮ区間のピークレベルとが比較的低い場合、他のパラメータの判別得点への影響を含めても判別得点が比較的低い得点となる場合がある。そのため、両区間のピークレベルが比較的低い場合、両区間のピーク信号の組み合わせが正しいときでも判別得点は比較的低い点数となり、当該ペアデータが誤った組み合わせでペアリングされたデータ（ミスペアデータ）と判別される可能性がある。
そのため、第４の実施の形態では、信号処理部１７が正常ペアデータとされたペアデータのＵＰ区間のピーク信号のピークパワーと、ＤＯＷＮ区間のピーク信号のピークパワーとに基づいて、ペアデータの組み合わせの正誤を判別する境界である境界線Ｆｕ付近に所定範囲を有する低信頼領域を設定する。そして、信号処理部１７は、正常ペアデータが低信頼領域の範囲に含まれる場合に、正常ペアデータの物標情報をレーダ装置１から車両制御装置２に出力する出力条件を変更する。以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に詳細に説明する。
＜８．構成等＞
図１９は、第４の実施の形態の車両制御システム１のブロック図である。図１９のメモリ１７２は、第１の実施の形態の（５）式に示した判別関数のデータである判別データ１７２ａに加えて、信号処理部１７が低信頼領域を設定する際に用いるデータである領域データ１７２ｂを記録する。
次に、領域データ１７２ｂを用いた低信頼領域の設定について図２０〜図２３を用いて説明する。図２０は、領域データ１７２ｂの一例を示す図である。この領域データ１７２ｂは、平均ピークパワーと低信頼領域の範囲とのデータを有している。平均ピークパワーは、ＵＰ区間のピークパワーとＤＯＷＮ区間のピークパワーとの平均の値であり、信号処理部１７が（８）式により導出する。
Figure 0006280319
 そして、図２０には、平均ピークパワーに対応する低信頼領域の範囲が示されている。低信頼領域の範囲は、判別関数の境界付近に設けられる低信頼領域の広さを示すものである。具体的には、平均ピークパワーが−55dB未満〜−45dB以上の場合、低信頼領域の範囲は境界線Ｆｕを±0としたときの−3.5以上0未満の幅を有する範囲となる。つまり、判別得点の絶対値3.5点分の幅を有する範囲が設定される。
また、平均ピークパワーが−45dB未満〜―35dB以上の場合、領域の範囲は境界線Ｆｕを±0としたときの−2以上＋1未満の幅を有する範囲となる。つまり、判別得点の絶対値3点分の幅を有する範囲（例えば、後述する図２３に示す低信頼領域ＬＴａの範囲）が設定される。
さらに、平均ピークパワーが−35dB未満〜−25dB以上の場合、領域の範囲は、境界線Ｆｕを±0としたときの＋1以上＋2.5未満の幅を有する範囲となる。つまり、判別得点の絶対値1.5点分の幅を有する範囲（例えば、後述する図２２に示す低信頼領域ＬＴの範囲）が設定される。そして、低信頼領域の範囲を長方形の範囲とした場合に、領域の長さに相当する長辺は、ＵＰ区間のピークレベルおよび角度差の値に応じた長さとなる。また、領域の幅に相当する短辺は、平均ピークパワーが大きいほどその長さが短くなる。そして、平均ピークパワーが大きいほど低信頼領域の範囲は狭くなる。
詳細には、低信頼領域の範囲は、平均ピークパワーが大きいほど、両区間のピーク信号の組み合わせの信頼度が高くなるため、その範囲は狭くなる。これにより、正常ペアデータの物標情報を早期に車両制御装置２に出力できる。言い換えると、平均ピークパワーが小さいほど、両区間のピーク信号の組み合わせの信頼度が低くなるため、その範囲は狭くなる。これにより、車両制御装置２への物標情報の出力を遅らせて正しい組み合わせでペアリングされたか否かの判定を正確に行える。
次に、低信頼領域の範囲の設定について具体的に説明する。図２１は、判別関数に基づく正常ペアデータの選択を説明する図であり、第１の実施の形態で説明した図７下図と同一の図である。図２１のペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４は、第１の実施の形態で説明したように、判別得点が−1.3点（Ｐｕｄ１）、＋0.2点（Ｐｕｄ２）、＋0.7点（Ｐｕｄ３）、−3.2点（Ｐｕｄ４）となる。この判別得点は、上述のようにペアデータの座標位置が境界線Ｆｕの線上となる場合の判別得点が±0点となり、点数が大きくなる程（正常領域ＳＴ内で境界線Ｆｕから離れる程）正常ペアデータである可能性が高くなり、点数が小さくなる程（誤り領域ＭＩ内で境界線Ｆｕから離れる程）、誤りペアデータである可能性が高くなる。
そのため、ペアデータＰｕｄ１〜Ｐｕｄ４の複数のペアデータのうち最も判別得点の点数が高いペアデータＰｕｄ３（＋0.7点）が正常ペアデータである可能性が最も高くなり、信号処理部１７はペアデータＰｕｄ３を正常ペアデータとして選択する。
次に、信号処理部１７は正常ペアデータＰｕｄ３のパラメータの値に応じた範囲を有する低信頼領域を設定する。図２２は、低信頼領域の範囲の設定の一例を説明する図である。信号処理部１７は、正常ペアデータＰｕｄ３のパラメータであるＵＰ区間のピークパワーとＤＯＷＮ区間のピークパワーとに応じて、境界線Ｆｕ付近に所定範囲を有する低信頼領域ＬＴを設定する。ここで、正常ペアデータＰｕｄ３のＵＰ区間のピークパワーは、グラフの横軸の値から−16dBであり、ＤＯＷＮ区間のピークパワーが例えば−34dBとすると、平均ピークパワーは−25dBとなる。そして、信号処理部１７は平均ピークパワー−25dBに対応する低信頼領域の範囲を領域データ１７２ｂから読み出し、境界線Ｆｕを±0としたときの＋1以上＋2.5未満の幅を有する長方形の領域である低信頼領域ＬＴを設定する。長方形の領域の短辺に相当する低信頼領域ＬＴの幅は、領域幅ＳＷ１に示すように判別得点の絶対値1.5点分の幅となっている。また、長方形の領域の長辺は所定の長さであり、例えば、実際にピークパワーの値が導出される範囲（例えば、−60dB〜0dB）のうち、角度差0deg以上の範囲を含むような長さとなっている。
そして、低信頼領域ＬＴの設定により、正常ペアデータＰｕｄ３が低信頼領域ＬＴの範囲に含まれるため、信号処理部１７は、正常ペアデータＰｕｄ３の物標情報の出力条件を変更する。例えば、信号処理部１７は、出力条件を２回までの外挿処理を含めた３回の連続性がある場合に、物標情報を車両制御装置２に出力する条件（第１条件）から、外挿処理を含まない３回の連続性のある条件（以下、「第２条件」という。）に変更する。つまり、信号処理部１７は、１回目〜３回目の全ての物標導出処理における判定処理で連続性がある（１回目○→２回目○→３回目○）場合にのみ、車両制御装置２へ物標情報を出力する条件に変更する。これにより、誤った組み合わせでペアリングされた物標情報の出力を抑制し、正しい組み合わせでペアリングされた物標情報を早期に出力できる。
また、正常ペアデータのパラメータの値に応じた範囲を有する低信頼領域ＬＴを設定することで、正常ペアデータのＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との組み合わせの信頼性に応じた低信頼領域の範囲を設定できる。
なお、信号処理部１７が車両制御装置２への物標情報の出力条件を第１条件から第２条件に変更することは、出力条件次のような条件とすることに相当する。正常ペアデータＰｕｄ３が低信頼領域ＬＴの範囲に含まれる場合は、正常ペアデータＰｕｄ３が低信頼領域ＬＴの範囲外のとき（例えば、正常ペアデータＰｕｄ３の座標位置がＵＰピークパワー0dBおよび角度１degの位置となるような場合で、現在のＰｕｄ３の位置よりも境界線Ｆｕから更に離れている位置のとき）よりも車両制御装置２への出力を遅らせる条件とすることに相当する。
そして、出力条件が第２条件の場合、３回目の物体導出処理における判定処理で連続性がないとき（３回目×）は、仮に４回目の判定処理で連続性があるとき（４回目○）でも、正常ペアデータＰｕｄ３に基づく物標情報は、車両制御装置２に出力されることはない。その結果、この物標情報が車両制御装置２に出力されるのは、早くとも５回目および６回目の物標導出処理で連続性がある場合に限られる（４回目○→５回目○→６回目○）。これにより、レーダ装置１は、ペアリングの組み合わせに誤りの可能性のある正常ペアデータの正誤判定の精度を向上させられる。
なお、信号処理部１７は、図２０の領域データ１７２ｂのデータに示すように、正常ペアデータの平均ピークパワーが大きいほど低信頼領域の領域幅を狭くする。これにより、正常ペアデータのペアリングの信頼性の高い正常ペアデータを低信頼領域の範囲に含むことなく処理が行える。具体例を挙げると、仮に図２１において、ペアデータＰｕｄ２、および、ペアデータＰｕｄ３が存在しない場合、言い換えると、ペアデータが誤り領域ＭＩに存在するペアデータＰｕｄ１およびＰｕｄ４のみの場合、信号処理部１７は、判別得点がペアデータＰｕｄ４（−3.2点）よりも高いペアデータＰｕｄ１（−1.3点）を正常ペアデータとして選択する
このようにペアデータＰｕｄ１が正常ペアデータとして選択された場合、図２３に示すように信号処理部１７は、正常ペアデータＰｕｄ１のパラメータであるＵＰ区間のピークパワーとＤＯＷＮ区間のピークパワーとに応じて、境界線Ｆｕ付近に所定範囲を有する低信頼領域ＬＴａを設定する。
図２３は、低信頼領域の範囲の設定の別の例を説明する図である。ここで、正常ペアデータＰｕｄ１のＵＰ区間のピークパワーは、グラフの横軸の値から−36dBであり、ＤＯＷＮ区間のピークパワーが例えば−38dBとすると、平均ピークパワーは−37dBとなる。そして、信号処理部１７は平均ピークパワー−37dBに対応する低信頼領域の範囲を領域データ１７２ｂから読み出し、境界線Ｆｕを±0としたときの−2以上＋1未満の幅を有する長方形の領域である低信頼領域ＬＴａを設定する。長方形の領域の短辺に相当する低信頼領域ＬＴａの幅は、領域幅ＳＷ２に示すように判別得点の絶対値3.0点分の幅となっている。また、長方形の領域の長辺は所定の長さであり、例えば、実際にピークパワーの値が導出される範囲（例えば、−60dB〜0dB）のうち、角度差0deg以上の範囲を含むような長さとなっている。
なお、上述の低信頼領域ＬＴおよび低信頼領域ＬＴａが長方形の領域であることは、横軸をＵＰピークパワー、縦軸を角度差とする２次元の領域における一例の形状として説明した。ここで、判別関数はＵＰピークパワー、および、角度差を含む複数パラメータ（例えば、７つのパラメータ）の値から導出されるため、実際には、２次元以上の多次元（例えば、７次元）の領域において低信頼領域が設定される。そして、多次元において低信頼領域が設定される場合でも、２次元のときと同様に低信頼領域が設定される。つまり、図２２および図２３の例に示した２次元のときの長方形の領域の長辺が複数（２つ）のパラメータの値に基づき設定され、短辺が境界（境界線Ｆｕ）を±0としたときの判別得点に基づき設定されるのと同様に、多次元の場合も複数のパラメータの値と、境界を基準とした判別得点とに基づき、低信頼領域の範囲が設定される。
そして、低信頼領域ＬＴａの設定により、正常ペアデータＰｕｄ１は低信頼領域ＬＴａの範囲に含まれないため、信号処理部１７は、正常ペアデータＰｕｄ１に基づく物標情報の出力条件を変更しない。つまり、信号処理部１７は、正常ペアデータＰｕｄ１の物標情報を第１条件に基づき車両制御装置２に出力する。言い換えると、信号処理部１７は出力条件を変更することなく、車両制御装置２に物標情報を出力する。
このように、低信頼領域ＬＴａと低信頼領域ＬＴとを比べた場合、正常ペアデータの平均ピークパワーが大きいほど（例えば、平均ピークパワー−37dB（領域ＬＴａ）＜−25dB（領域ＬＴ））低信頼領域の領域幅は狭くなる（領域幅3.0（領域ＬＴａ）＞領域幅1.5（領域ＬＴ））。その結果、正常ペアデータの平均ピークパワーが大きいほど低信頼領域の範囲も狭くなる。
＜９．処理フローチャート＞
＜９−１．ペアリング処理＞
次に、第４の実施の形態におけるペアリング処理について、図２４および図２５を用いて説明する。図２４および図２５は、第４の実施の形態のペアリング処理の処理フローチャートである。図２４の処理フローチャートは、第１の実施の形態で説明した図１０の処理フローチャートに、ステップＳ２３１〜ステップＳ２３５の処理を追加したものである。
信号処理部１７は、正常ペアデータの条件（判別得点の点数が正（プラス）の最も高い点数のペアデータである等）を満たすペアデータが存在する場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、当該条件を満たすペアデータを正常ペアデータとして選択する（ステップＳ２０４）。
次に、信号処理部１７は正常ペアデータ（例えば、正常ペアデータＰｕｄ３）のパラメータの値に応じた範囲を有する低信頼領域を設定する（ステップＳ２３１）。具体的には、信号処理部１７は、正常ペアデータのパラメータであるＵＰ区間のピークパワーとＤＯＷＮ区間のピークパワーとに応じて、境界線Ｆｕ付近に、所定範囲を有する低信頼領域を設定する。
正常ペアデータが低信頼領域の範囲内の場合（図２５に示すステップＳ２３２でＹｅｓ）、信号処理部１７は、正常ペアデータが低信頼領域内のデータであることを示す低信頼フラグをＯＮ状態として（ステップＳ２３３）、ステップＳ２３４の処理を行う。なお、正常ペアデータが低信頼領域の範囲外の場合（ステップＳ２３２でＮｏ）、信号処理部１７は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との全ての組み合わせに対して正常ペアデータの選択の処理が終了しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
ここで、正常ペアデータが低信頼領域の範囲外とは、正常ペアデータが正常領域ＳＴ内の場合に正常ペアデータの座標位置が、正常領域ＳＴ内に設けられた低信頼領域よりも境界線Ｆｕから離れた位置にあることを意味する。このように正常領域ＳＴ内にある正常ペアデータの座標位置が、低信頼領域よりも境界線Ｆｕから離れた位置にある場合は、正常ペアデータのＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のピークパワーも比較的大きくなり、組み合わせの信頼性が比較的高くなるため、正しい組み合わせでペアリングされたペアデータとして処理が行われる。
ステップＳ２３４の処理に戻り、信号処理部１７は、正常ペアデータが人に相当する物標のペアデータか否かを判定する（ステップＳ２３４）。ここで、人に相当する物標とは、例えば、歩行者等の人からの反射波に基づくピーク信号をペアリングした場合に導出される静止物相当の物標であり、人が歩く程度の速度を有する物標をいう。
そして、ペアデータが人に相当する物標のペアデータの場合（ステップＳ２３４でＹｅｓ）、信号処理部１７は、正常ペアデータの低信頼フラグをＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更する（ステップＳ２３５）。本来ならば、このように低信頼領域の範囲内にある正常ペアデータは、出力条件が第１条件から第２条件に変更されため、物標情報の車両制御装置２への出力が比較的遅れる。しかしながら、人に相当する物標の場合、信号処理部１７は出力条件を変更することなく第１条件に基づいて物標情報の出力処理を行う。これにより、レーダ装置１は、人に相当する物標の物標情報を車両制御装置２に早期に出力できる。
＜９−２．判定処理＞
次に、第４の実施の形態における物標情報の連続性の判定処理について図２６および図２７を用いて説明する。図２６および図２７は、第４の実施の形態の判定処理の処理フローチャートである。信号処理部１７は、正常ペアデータ（例えば、正常ペアデータＰｕｄ３）の縦距離が所定距離以上（例えば、７０ｍ以上）か否かを判定する。信号処理部１７は、正常ペアデータの縦距離が７０ｍ以上の場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、正常ペアデータの低信頼フラグがＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ３０２）。
正常ペアデータの低信頼フラグがＯＮ状態の場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、当該正常ペアデータは新規ペアデータとなる。このように所定距離以上離れている低信頼フラグがＯＮ状態の正常ペアデータは、次の物標導出処理で同一物体の正常ペアデータが導出されても、判定処理の対象とはしない。つまり、連続性の有無の判定を行わない。その結果、正常ペアデータの物標情報は車両制御装置２に出力されることはない。これにより、レーダ装置１は、出力が不要な物標の処理を行うことなく、処理負荷を軽減できる。なお、信号処理部１７は、正常ペアデータの低信頼フラグがＯＦＦ状態の場合（ステップＳ３０２でＮｏ）、ステップＳ３０３の処理を行う。
上述のように正常ペアデータの縦距離が７０ｍ以上の場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、および、正常ペアデータの低信頼フラグがＯＦＦ状態の場合（ステップＳ３０２でＮｏ）のいずれかの場合、ステップＳ３０３の処理が行われる。
信号処理部１７は、正常ペアデータと、前回の物標導出処理で導出された物標情報から正常ペアデータを予測した予測ペアデータとに時間的に連続する関係がある場合（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、正常ペアデータと予測ペアデータとをフィルタリングした過去対応ペアデータを導出する（ステップＳ３０４）。
次に、信号処理部１７は、過去対応ペアデータに対応する正常ペアデータの低信頼フラグがＯＮ状態か否かを判定する（図２７に示すステップＳ３０５）。信号処理部１７は、正常ペアデータの低信頼フラグがＯＮ状態の場合（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、正常ペアデータの物標情報の出力条件を第１条件から第２条件に変更する（ステップＳ３０６）。
そして、信号処理部１７は、正常ペアデータが、第２条件を充足する場合（ステップＳ３０７でＹｅｓ）、正常ペアデータの物標情報の出力フラグをＯＮ状態とする（ステップＳ３０８）。なお、正常ペアデータが第２条件を充足しない場合（ステップＳ３０７でＮｏ）、処理を終了する。これにより、誤った組み合わせでペアリングされた物標情報の出力を抑制し、正しい組み合わせでペアリングされた物標情報を早期に出力できる。
ステップＳ３０５の処理に戻り、正常ペアデータの低信頼フラグがＯＦＦ状態の場合（ステップＳ３０５でＮｏ）、信号処理部１７は、正常ペアデータが第１条件を充足するか否かを判定する（ステップＳ３０９）。信号処理部１７は、正常ペアデータが第１条件を充足する場合（ステップＳ３０９でＹｅｓ）、正常ペアデータの物標情報の出力フラグをＯＮ状態とする（ステップＳ３０８）。なお、正常ペアデータが第１条件を充足しない場合（ステップＳ３０９でＮｏ）、処理を終了する。
＜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。なお、上記実施の形態で説明した形態、および、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。
上記実施の形態において、判別関数、判別得点、および判別得点に加減算する値等は全て一例であり、上記実施の形態に示した値以外の値を用いてもよい。
また、上記実施の形態において、図６下図に示す丸印の正常ペアデータと三角印のミスペアデータとの境界を示す境界線Ｆｕは、正常ペアデータ、および、ミスペアデータの全てのデータを区分けするように設けられている。そして、図７上図に示すように境界線Ｆｕにより正常領域ＳＴと、誤り領域ＭＩとの領域が設けられる。これに対して、一方の領域に他方のデータの一部が存在する場合でも、それぞれのデータの所定割合以上（例えば9割以上）が属するそれぞれの領域（正常領域ＳＴ、および、誤り領域ＭＩ）に分けられるときは、各領域を区分けするように境界線Ｆｕを設けてもよい。つまり、境界線Ｆｕで区分けした正常領域ＳＴ内に三角印のミスペアデータの一部が含まれてもよいし、誤り領域ＭＩに丸印の正常ペアデータの一部が含まれてもよい。
また、上記実施の形態において、カメラ４２が撮影した撮影画像が車両制御装置２に入力され、車両制御装置２が物体の位置や相対速度の物体像情報の導出を行うとして説明したが、この物体像情報の導出はレーダ装置１の信号処理部１７が行うようにしてもよい。つまり、カメラ４２が撮影した撮影画像が信号処理部１７に入力され、信号処理部１７が物体像を画像認識し、物体像に対応する現実の物体の車両進行方向の距離や横方向の距離等を導出してもよい。
また、上記実施の形態において、物標情報が出力される車両制御装置２は、レーダ装置１とは別の構成として説明したが、車両制御装置２がレーダ装置１に含まれる構成としてもよい。車両制御装置２がレーダ装置１に含まれる場合も物標情報は、レーダ装置１から車両制御装置２に出力される。
また、上記実施の形態において、車両制御装置２は、ＰＣＳの制御を行うことを例に説明を行った。これに対して、車両制御装置２は別の制御を行ってもよい。例えば、車両ＣＲが走行する車線内で、車両ＣＲの前方を走行する前方車両を追従対象として走行する制御を行ってもよい。具体的には、車両制御装置２は、車両ＣＲの走行に伴いブレーキ５０、および、スロットル５１の少なくとも一の装置を制御して、車両ＣＲと前方車両との間で所定の車間距離を確保した状態で車両ＣＲを前方車両に追従走行させる制御であるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の制御を行ってもよい。このように車両ＣＲの制御内容が変化した場合、第４の実施の形態における物標情報の判定処理について、図２６に示したステップＳ３０１の縦距離が７０ｍ以上から、例えば１５０ｍ以上等に条件が変更される。
また、上記実施の形態において、出力条件である第１条件および第２条件の具体的な条件の内容は一例であり、別の条件であってもよい。つまり、第１条件は、所定の連続性を有する物標情報が早期に車両制御装置２に出力される条件であればよい。また、第４の実施の形態で説明した第２条件は、第１条件よりも物標情報の車両制御装置２への出力を遅らせて、ペアデータの組み合わせの正誤の判定の精度を向上させる条件であればよい。
また、第４の実施の形態において、低信頼領域の範囲について、図２０等を用いて平均ピークパワーに対応した領域の範囲の一例を説明した。これに対して、低信頼領域の範囲は平均ピークパワーに対応した別の範囲であってもよい。
また、上記の実施の形態において、レーダ装置１の角度方向推定はＥＳＰＲＩＴとして説明したが、これ以外にもＤＢＦ（Digital Beam Forming)、ＰＲＩＳＭ（Propagator method based on an Improved Spatial-smoothing Matrix)、および、ＭＵＳＩＣ(Multiple Signal Classification)などのうちいずれか一のアルゴリズムを用いてもよい。
また、上記実施の形態において、レーダ装置１は、車両に搭載する以外の各種用途（例えば、飛行中の航空機および航行中の船舶の監視の少なくともいずれか１つ）に用いてもよい。
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・・・・ＡＤ変換器
１７・・・・信号処理部

Claims (15)

  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体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と、
    前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングするペアリング手段と、
    前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する導出手段と、
    を備えるレーダ装置であって、
    前記ペアリング手段は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータの領域と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータの領域とを区分して前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択すること、
    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、
    前記ペアリング手段は、前記過去連続物標が存在するペアデータの前記判別得点を加算すること、
    を特徴とするレーダ装置。
  3. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
    前記ペアリング手段は、前記過去連続物標が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とすること、
    を特徴とするレーダ装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のレーダ装置において、
    前記ペアリング手段は、カメラにより撮影された撮影画像中に前記判別関数を用いた判別結果の情報を有するペアデータに対応する物体の像である物体像が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択すること、
    を特徴とするレーダ装置。
  5. 請求項４に記載のレーダ装置において、
    前記ペアリング手段は、前記複数のパラメータ値と、前記判別関数とに基づいて前記ペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、前記物体像が存在するか否かの情報を用いて前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択すること、
    を特徴とするレーダ装置。
  6. 請求項５に記載のレーダ装置において、
    前記ペアリング手段は、前記物体像が存在するペアデータの前記判別得点を加算すること、
    を特徴とするレーダ装置。
  7. 請求項５または６に記載のレーダ装置において、
    前記ペアリング手段は、前記物体像が存在しないペアデータの判別得点を減算、もしくは、そのままの値とすること、
    を特徴とするレーダ装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のレーダ装置において、
    前記物標情報を出力条件に基づき出力する出力手段を更に備え、
    前記ペアデータの組み合わせの正誤を判別する境界付近に、所定範囲を有する低信頼領域を設定する領域設定手段と、
    前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲に含まれる場合に、前記出力条件を変更する変更手段とを更に備えること、
    を特徴とするレーダ装置。
  9. 請求項８に記載のレーダ装置において、
    前記領域設定手段は、前記正常ペアデータのパラメータ値に応じた範囲を有する前記低信頼領域を設定すること、
    を特徴とするレーダ装置。
  10. 請求項９に記載のレーダ装置において、
    前記領域設定手段は、前記正常ペアデータのピーク信号のパワーが大きいほど、前記低信頼領域の範囲を狭くすること、
    を特徴とするレーダ装置。
  11. 請求項８ないし１０のいずれかに記載のレーダ装置において、
    前記変更手段は、前記低信頼領域の範囲に含まれる前記正常ペアデータが人に相当する物標のペアデータの場合に、前記出力条件を変更しないこと、
    を特徴とするレーダ装置。
  12. 請求項８ないし１１のいずれかに記載のレーダ装置において、
    前記出力手段は、前記低信頼領域に含まれる前記正常ペアデータの縦距離が所定距離以上の場合に、前記物標情報を出力しないこと、
    を特徴とするレーダ装置。
  13. 請求項８ないし１２のいずれかに記載のレーダ装置において、
    前記変更手段は、前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲に含まれる場合の前記出力条件を前記正常ペアデータが前記低信頼領域の範囲外のときよりも出力を遅らせる条件とすること、
    を特徴とするレーダ装置。
  14. （ａ）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体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期間とで抽出する工程と、
    （ｂ）前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングする工程と、
    （ｃ）前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する工程と、
    を備える信号処理方法であって、
    前記工程（ｂ）は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータの領域と、前記第１期間のピーク信号および前記第２期間のピーク信号とが誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータの領域とを区分して前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から前記正常ペアデータを選択すること、
    を特徴とする信号処理方法。
  15. 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体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と、
    前記第１期間のピーク信号と、前記第２期間のピーク信号とを所定条件に基づきペアリングするペアリング手段と、
    前記ピーク信号をペアリングしたペアデータに基づいて、物標の位置を含む物標情報を導出する導出手段と、
    を備えるレーダ装置であって、
    前記ペアリング手段は、ペアリングの対象となる前記第１期間のピーク信号、および、前記第２期間のピーク信号の複数のパラメータ値と、前記ペアリングの正誤を判別する判別関数とに基づいて、前記ペアデータのペアリングの正誤の程度を示す判別得点を算出し、前記ペアデータの前記判別得点が所定の得点範囲内となる場合に、今回の処理と時間的に連続する過去の処理で導出された前記物標の中に、前記判別関数を用いた判別結果の情報を有する今回の処理のペアデータと時間的に連続する関係を有する物標である過去連続物標が存在するか否かの情報を用いて、前記複数のペアデータの中から正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータを選択すること、
    を特徴とするレーダ装置。
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