JP6338871B2 - レーダ装置、車両制御システム及び信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、物標に関する情報を取得する技術に関する。

従来より、先行する他の車両に追随する車両制御システムや、障害物との衝突を軽減する車両制御システムなどにおいては、車両の周辺の物標に関する情報を取得するレーダ装置が利用されている。

このようなレーダ装置は、送信波を送信し、他の車両などの物標で反射した反射波を受信し、その受信信号に基づいて物標に関する距離及び相対速度等の情報を取得する。また、近年のレーダ装置は、物標からの反射波を複数のアンテナで受信し、その複数のアンテナそれぞれの受信信号の位相に基づいて物標の角度（車両に対する方位）を推定する。このような物標の角度を推定する角度推定方式としては、ＥＳＰＲＩＴ、ＭＵＳＩＣ及びＰＲＩＳＭなどが知られている。

なお、本発明に関連する技術を開示する先行技術文献として特許文献１がある。

特開２００７−９３５４２号公報

上記のような角度推定方式では、略同一の距離に複数の物標が存在する場合は、それら複数の物標それぞれの角度を推定する。ただし、角度推定方式には、角度を正しく推定できる物標の数である分離可能数が存在しており、例えば、ＥＳＰＲＩＴの分離可能数は「３」である。レーダ装置が、略同一距離にある分離可能数を超える数の物標からの反射波を受信する場合は、物標の角度を正しく推定できず、推定する角度の信頼性は低下する。

このようにレーダ装置が推定する角度の信頼性が低下する現象は、車両が走行している周辺環境によっては実際の物標の数に関わらず生じる。例えば、車両がトンネル内を走行している際においては、実際には一つの物標のみが存在する場合であっても、その物標からの反射波がトンネルの内壁で反射することにより、複数の方向からの反射波がレーダー装置に受信される。このため、レーダー装置は、略同一距離にある分離可能数を超える数の物標からの反射波を受信する状態と同様の状態となる。その結果、レーダ装置は正しい角度を推定できなくなり、レーダ装置が推定する角度の信頼性が低下する。

このようにレーダ装置が推定する角度の信頼性が低下する場合は、車両制御システムが不正確な物標の情報に基づいて誤った制御を行う可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、角度の信頼性が低い場合に、物標を示す内部データを処理の対象から除外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、物標に関する情報を取得するレーダ装置であって、複数のアンテナで受信した受信信号に基づいて、所定の角度推定方式で前記物標の角度を示すピーク角度を導出する導出手段と、前記ピーク角度に基づいて導出された前記物標を示す内部データを記憶する記憶手段と、前記導出手段が前記角度推定方式の分離可能数の前記ピーク角度を導出した場合、前記内部データに係る前記ピーク角度である第１ピーク角度の信頼性を、前記導出手段が該第１ピーク角度と同時に導出した他のピーク角度である第２ピーク角度に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段が判定した前記第１ピーク角度の信頼性に基づいて、該第１ピーク角度に係る前記内部データを処理の対象から除外する除外手段と、を備え、前記判定手段は、前記第２ピーク角度に基づく位置が前記第１ピーク角度に基づく位置に対して所定距離以内である場合に、該所定距離を超える場合に比較して前記信頼性を高く判定する。

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、前記除外手段は、同一の物標を示す前記内部データに係る前記第１ピーク角度の信頼性を前記判定手段が複数回判定した結果に基づいて、当該内部データを処理の対象から除外する。

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、前記除外手段は、前記内部データを前記記憶手段から消去することで処理の対象から除外する。

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、前記判定手段は、前記第１ピーク角度と前記第２ピーク角度との差に基づいて、前記第１ピーク角度の信頼性を判定する。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーダ装置において、前記判定手段は、前記第１ピーク角度のパワーと前記第２ピーク角度のパワーとの差に基づいて、前記第１ピーク角度の信頼性を判定する。

また、請求項６の発明は、車両制御システムであって、請求項１ないし５のいずれかに記載のレーダ装置と、前記レーダ装置が取得した車両の周辺の物標に関する情報に基づいて前記車両を制御する制御手段と、を備えている。

また、請求項７の発明は、物標を示す物標データを取得する信号処理方法であって、（ａ）複数のアンテナで受信した受信信号に基づいて、所定の角度推定方式で前記物標の角度を示すピーク角度を導出する工程と、（ｂ）前記ピーク角度に基づいて導出された前記物標を示す内部データを記憶する工程と、（ｃ）前記導出手段が前記角度推定方式の分離可能数の前記ピーク角度を導出した場合、前記内部データに係る前記ピーク角度である第１ピーク角度の信頼性を、前記工程（ａ）において該第１ピーク角度と同時に導出された他のピーク角度である第２ピーク角度に基づいて判定する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）において判定された前記第１ピーク角度の信頼性に基づいて、該第１ピーク角度に係る前記内部データを処理の対象から除外する工程と、を備え、前記工程（ｃ）は、前記第２ピーク角度に基づく位置が前記第１ピーク角度に基づく位置に対して所定距離以内である場合に、該所定距離を超える場合に比較して前記信頼性を高く判定する。

請求項１ないし７の発明によれば、ピーク角度の信頼性に基づいてそのピーク角度に係る内部データを処理の対象から除外する。このため、ピーク角度の信頼性が低い内部データを処理の対象から除外できる。

また、特に請求項２の発明によれば、ピーク角度の信頼性を判定手段が複数回判定した結果に基づいて、ピーク角度の信頼性が継続して低い内部データを処理の対象から除外できる。

また、特に請求項３の発明によれば、内部データを記憶手段から消去することで、内部データを容易に処理の対象から除外できる。

また、特に請求項４の発明によれば、同時に導出されたピーク角度の差に基づいてピーク角度の信頼性を正しく判定できる。

また、特に請求項５の発明によれば、同時に導出されたピーク角度のパワーの差に基づいてピーク角度の信頼性を正しく判定できる。

また、特に請求項６の発明によれば、ピーク角度の信頼性が低い内部データに係る情報に基づいて、制御手段が車両を誤って制御することを防止できる。

図１は、車両制御システムの構成を示す図である。 図２は、レーダ装置の構成を示す図である。 図３は、送信波と反射波との関係を示す図である。 図４は、周波数スペクトラムの例を示す図である。 図５は、ピーク角度の例を示す図である。 図６は、検知情報取得処理の流れを示す図である。 図７は、レーダ装置が用いられる場面の一例を示す図である。 図８は、角度信頼性判定処理の流れを示す図である。 図９は、信頼性条件を示す図である。 図１０は、角度低信頼カウンタの値を操作するパターンを示す図である。 図１１は、角度低信頼カウンタの値の変化の一例を示す図である。 図１２は、完全外挿カウンタの値の変化の一例を示す図である。 図１３は、導出された縦距離及び横位置の遷移例を示す図である。 図１４は、導出された縦距離及び横位置の遷移例を示す図である。

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．構成＞
図１は、本実施形態に係る車両制御システム１０の構成を示す図である。車両制御システム１０は、例えば、自動車などの車両に搭載されている。以下、車両制御システム１０が搭載される車両を「自車両」という。図に示すように、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は、自車両の周辺に存在する物標に関する情報（以下、「物標検知情報」という。）を取得する。本実施の形態のレーダ装置１は、周波数変調した連続波であるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いて、自車両の前方の他の車両などの物標の情報を取得する。レーダ装置１は、自車両の進行方向における物標の距離（以下、「縦距離」という。）（ｍ）、自車両に対する物標の相対速度（ｋｍ／ｈ）、自車両の左右方向における物標の距離（以下、「横位置」という。）（ｍ）などの物標検知情報を取得し、取得した物標検知情報を車両制御装置２に出力する。

車両制御装置２は、自車両のブレーキ及びスロットル等に接続され、レーダ装置１から出力された物標検知情報に基づいて自車両の挙動を制御する。車両制御装置２は、自車両の前方を走行する他の車両との間の車間距離を保持しつつ、当該他の車両に追随する制御を行う。これにより、本実施の形態の車両制御システム１０は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システムとして機能する。

図２は、レーダ装置１の構成を示す図である。レーダ装置１は、送信部４、受信部５及び信号処理装置６を主に備えている。

送信部４は、発信器４１と信号生成部４２とを備えている。信号生成部４２は、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発信器４１に供給する。発信器４１は、信号生成部４２で生成された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調し、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ４０に出力する。

送信アンテナ４０は、発信器４１からの送信信号に基づいて、送信波ＴＷを自車両の外部に出力する。送信アンテナ４０が出力する送信波ＴＷは、所定の周期で周波数が上下するＦＭＣＷとなる。送信アンテナ４０から自車両の前方に送信された送信波ＴＷは、他の車両などの物標で反射されて反射波ＲＷとなる。

受信部５は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ５１と、その複数の受信アンテナ５１に接続された複数の個別受信部５２とを備えている。本実施の形態では、受信部５は、例えば、４つの受信アンテナ５１と４つの個別受信部５２とを備えている。４つの個別受信部５２は、４つの受信アンテナ５１にそれぞれ対応している。各受信アンテナ５１は物標からの反射波ＲＷを受信し、各個別受信部５２は対応する受信アンテナ５１で得られた受信信号を処理する。

各個別受信部５２は、ミキサ５３とＡ／Ｄ変換器５４とを備えている。受信アンテナ５１で受信された反射波ＲＷから得られた受信信号は、ローノイズアンプ（図示省略）で増幅された後にミキサ５３に送られる。ミキサ５３には送信部４の発信器４１からの送信信号が入力され、ミキサ５３において送信信号と受信信号とがそれぞれミキシングされる。これにより、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差となるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ５３で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器５４でデジタルの信号に変換された後に、信号処理装置６に出力される。

信号処理装置６は、ＣＰＵ及びメモリ６５などを含むマイクロコンピュータを備えている。信号処理装置６は、演算の対象とする各種のデータを、記憶装置であるメモリ６５に記憶する。メモリ６５は、例えばＲＡＭなどである。信号処理装置６は、マイクロコンピュータでソフトウェア的に実現される機能として、送信制御部６１、フーリエ変換部６２、及び、データ処理部７を備えている。送信制御部６１は、送信部４の信号生成部４２を制御する。

フーリエ変換部６２は、複数の個別受信部５２のそれぞれから出力されるビート信号を対象に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。これにより、フーリエ変換部６２は、複数の受信アンテナ５１それぞれの受信信号に係るビート信号を、周波数領域のデータである周波数スペクトラムに変換する。フーリエ変換部６２で得られた周波数スペクトラムは、データ処理部７に入力される。

データ処理部７は、検知情報取得処理を実行し、複数の受信アンテナ５１それぞれの周波数スペクトラムに基づいて、自車両の前方の物標に関する物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を導出する。データ処理部７は、導出した物標検知情報を車両制御装置２に出力する。データ処理部７には、自車両に設けられた車速センサ８１、および、ステアリングセンサ８２などの各種センサからの情報が入力される。データ処理部７は、車速センサ８１から入力される自車両の速度、及び、ステアリングセンサ８２から入力される自車両の舵角などを処理に用いることができる。

図２では、データ処理部７の主な機能部として、ピーク抽出部７１、方位導出部７２、検知情報導出部７３、検知情報出力部７４、信頼性判定部７５及びデータ消去部７６を示している。これらの機能部の処理の詳細については後述する。

＜２．物標検知情報の取得＞
次に、レーダ装置１が物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を取得する手法（原理）を説明する。図３は、送信波ＴＷと反射波ＲＷとの関係を示す図である。説明を簡単にするため、図３に示す反射波ＲＷは理想的な一つの物標のみからの反射波としている。図３においては、送信波ＴＷを実線で示し、反射波ＲＷを破線で示している。また、図３の上部において、横軸は時間、縦軸は周波数を示している。

図に示すように、送信波ＴＷは、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波となっている。送信波ＴＷの周波数は、時間に対して線形的に変化する。以下では、送信波ＴＷの周波数が上昇する区間を「アップ区間」といい、下降する区間を「ダウン区間」という。また、送信波ＴＷの中心周波数をｆｏ、送信波ＴＷの周波数の変位幅をΔＦ、送信波ＴＷの周波数が上下する周期をｆｍとする。

反射波ＲＷは、送信波ＴＷが物標で反射されたものであるため、送信波ＴＷと同様に、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波となる。ただし、反射波ＲＷには、送信波ＴＷに対して時間Ｔの時間遅延が生じる。この遅延する時間Ｔは、自車両に対する物標の距離（縦距離）Ｒに応じたものとなり、光速（電波の速度）をｃとして次の数１で表される。

また、反射波ＲＷには、自車両に対する物標の相対速度Ｖに応じたドップラー効果により、送信波ＴＷに対して周波数ｆｄの周波数偏移が生じる。

このように、反射波ＲＷには、送信波ＴＷに対して、縦距離に応じた時間遅延とともに相対速度に応じた周波数偏移が生じる。このため、図３の下部に示すように、ミキサ５３で生成されるビート信号のビート周波数（送信波ＴＷの周波数と反射波ＲＷの周波数との差の周波数）は、アップ区間とダウン区間とで異なる値となる。以下、アップ区間のビート周波数をｆｕｐ、ダウン区間のビート周波数をｆｄｎとする。

ここで物標の相対速度が「０」の場合（ドップラー効果による周波数偏移がない場合）のビート周波数をｆｒとすると、この周波数ｆｒは次の数２で表される。

この周波数ｆｒは上述した遅延する時間Ｔに応じた値となる。このため、物標の縦距離Ｒは、周波数ｆｒを用いて次の数３で求めることができる。

また、ドップラー効果により偏移する周波数ｆｄは、次の数４で表される。

物標の相対速度Ｖは、この周波数ｆｄを用いて次の数５で求めることができる。

以上の説明では、理想的な一つの物標の縦距離及び相対速度を求めたが、実際には、レーダ装置１は、自車両の前方に存在する複数の物標からの反射波ＲＷを同時に受信する。このため、一つの受信アンテナ５１の受信信号に係るビート信号をフーリエ変換部６２が変換した周波数スペクトラムにおいては、それら複数の物標それぞれに対応する情報が含まれている。

図４は、このような周波数スペクトラムの例を示す図である。図４の上部はアップ区間における周波数スペクトラムを示し、図４の下部はダウン区間における周波数スペクトラムを示している。図中において、横軸は周波数、縦軸は信号のパワーを示している。

図４の上部に示すアップ区間の周波数スペクトラムにおいては、３つの周波数ｆｕｐ１，ｆｕｐ２，ｆｕｐ３の位置にそれぞれピークＰｕが表れている。また、図４の下部に示すダウン区間の周波数スペクトラムにおいては、３つの周波数ｆｄｎ１，ｆｄｎ２，ｆｄｎ３の位置にそれぞれピークＰｄが表れている。

相対速度を考慮しなければ、このように周波数スペクトラムにおいてピークが表れる位置の周波数は、物標の縦距離に対応する。例えば、アップ区間の周波数スペクトラムに注目すると、ピークＰｕが表れる３つの周波数ｆｕｐ１，ｆｕｐ２，ｆｕｐ３に対応する縦距離の位置それぞれに、物標が存在していることになる。

このため、データ処理部７のピーク抽出部７１（図２参照。）は、アップ区間及びダウン区間の双方の周波数スペクトラムに関して、所定の閾値を超えるパワーを有するピークＰｕ，Ｐｄが表れる周波数を抽出する。以下、このように抽出される周波数を「ピーク周波数」という。

図４に示すようなアップ区間及びダウン区間の双方の周波数スペクトラムは、一つの受信アンテナ５１の受信信号から得られる。したがって、フーリエ変換部６２は、４つの受信アンテナ５１の受信信号のそれぞれから、図４と同様のアップ区間及びダウン区間の双方の周波数スペクトラムを導出する。

４つの受信アンテナ５１は同一の物標からの反射波ＲＷを受信しているため、４つの受信アンテナ５１の周波数スペクトラムの相互間において、抽出されるピーク周波数は同一となる。ただし、４つの受信アンテナ５１の位置は互いに異なるため、受信アンテナ５１ごとに反射波ＲＷの位相は異なる。このため、同一のピーク周波数となる受信信号の位相情報は、受信アンテナ５１ごとに異なっている。

また、略同一の縦距離に複数の物標が存在する場合においては、周波数スペクトラムにおける一つのピーク周波数の信号に、複数の物標についての情報が含まれている。このため、データ処理部７の方位導出部７２（図２参照。）は、方位演算処理により、一つのピーク周波数の信号から当該信号に係る複数の物標の情報を分離し、それら複数の物標それぞれの角度を推定する。

方位導出部７２は、４つの受信アンテナ５１の全ての周波数スペクトラムにおいて同一のピーク周波数となる受信信号に注目し、それら受信信号の位相情報に基づいて周知の角度推定方式を用いて物標の角度を推定する。本実施の形態では、方位導出部７２は、角度推定方式としてＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）を用いて物標の角度を推定する。これにより、方位導出部７２は、一つのピーク周波数の信号から複数の角度を導出する。また、方位導出部７２は、一つのピーク周波数の信号から、複数の角度それぞれの信号のパワーを分離して導出する。

図５は、方位導出部７２が推定した角度を、角度スペクトラムとして概念的に示す図である。図中において、横軸は角度（ｄｅｇ）、縦軸は信号のパワーを示している。図５に示す角度スペクトラムにおいて、方位導出部７２が推定した角度はピークＰａとして表れる。以下、方位導出部７２が推定した角度を「ピーク角度」という。

角度推定方式には、一つのピーク周波数の信号から情報を分離できる物標の数（換言すれば、略同一の縦距離の物標の角度を推定できる数）である分離可能数が存在する。本実施の形態の方位導出部７２が用いるＥＳＰＲＩＴの分離可能数は「３」となっており、方位導出部７２は３つのピーク角度を推定する。そして、方位導出部７２は、推定した３つのピーク角度のうち信号のパワーが所定の閾値を超えるピーク角度のみを、実際の推定結果として選択する。したがって、方位導出部７２は、一つのピーク周波数の信号から最大３つのピーク角度を導出する。このように方位導出部７２が同時に導出する最大３つのピーク角度は、略同一の縦距離（対象となったピーク周波数に対応する縦距離）に存在する最大３つの物標の角度を示す。方位導出部７２は、このようなピーク角度の導出を、アップ区間及びダウン区間の双方の周波数スペクトラムにおける全てのピーク周波数に関して実行する。

このような処理により、データ処理部７は、複数の物標それぞれに対応する区間物標データを導出する。区間物標データは、上述したピーク周波数、ピーク角度、及び、信号のパワーのパラメータ値を有している。データ処理部７は、アップ区間及びダウン区間の双方で、この区間物標データを導出する。

データ処理部７の検知情報導出部７３（図２参照。）は、ペアリング処理により、このように導出されたアップ区間の区間物標データと、ダウン区間の区間物標データとを対応付ける。検知情報導出部７３は、パラメータ値（ピーク周波数、ピーク角度、及び、信号のパワー）に基づいて、アップ区間の区間物標データと、ダウン区間の区間物標データとを対応付ける。検知情報導出部７３は、類似のパラメータ値を有する２つの区間物標データを対応付けることで、同一の物標に関する区間物標データ同士を対応付ける。これにより、検知情報導出部７３は、自車両の前方に存在する複数の物標それぞれを示す内部データであるペア物標データを導出する。

検知情報導出部７３は、ペア物標データに含まれるアップ区間及びダウン区間の２つの区間物標データのパラメータ値を用いることで、当該ペア物標データに係る物標の物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を導出できる。

検知情報導出部７３は、アップ区間のピーク周波数を上述した周波数ｆｕｐとして用い、ダウン区間のピーク周波数を上述した周波数ｆｄｎとして用いる。そして、データ処理部７は、上述した数２及び数３を用いて物標の縦距離Ｒを求めることができ、上述した数４及び数５を用いて物標の相対速度Ｖを求めることができる。

さらに、検知情報導出部７３は、アップ区間のピーク角度をθｕｐ、ダウン区間のピーク角度をθｄｎとして、次の数６により物標の角度θを求める。そして、検知情報導出部７３は、この物標の角度θと縦距離Ｒとに基づいて、三角関数を用いた演算により物標の横位置を求めることができる。

＜３．検知情報取得処理＞
次に、データ処理部７が実行する検知情報取得処理の全体的な流れについて説明する。図６は、データ処理部７の検知情報取得処理の流れを示す図である。データ処理部７は、図６に示す検知情報取得処理を、所定の時間周期（例えば、１／２０秒周期）で時間的に連続して繰り返す。図６に示す検知情報取得処理の開始時点では、４つの受信アンテナ５１の全てに関してアップ区間及びダウン区間の双方の周波数スペクトラムが、フーリエ変換部６２からデータ処理部７に入力されている。

まず、ピーク抽出部７１が、周波数スペクトラムを対象に、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１１）。ピーク抽出部７１は、周波数スペクトラムのうち、所定の閾値を超えるパワーを有するピークが表れる周波数を、ピーク周波数として抽出する。

次に、方位導出部７２が、ピーク抽出部７１に抽出されたピーク周波数に関して、ＥＳＰＲＩＴを用いた方位演算処理により、当該ピーク周波数の信号に係る物標の角度を推定する。これにより、方位導出部７２は、略同一の縦距離に存在する複数の物標それぞれのピーク角度と、信号のパワーとを導出する（ステップＳ１２）。方位導出部７２は、一つのピーク周波数の信号から最大３つのピーク角度を導出する。

このような処理により、データ処理部７は、自車両の前方に存在する複数の物標それぞれに対応する区間物標データを導出する。データ処理部７は、アップ区間及びダウン区間の双方で、ピーク周波数、ピーク角度、及び、信号のパワーのパラメータ値を有する区間物標データを導出する。

次に、検知情報導出部７３が、ペアリング処理により、アップ区間の区間物標データと、ダウン区間の区間物標データとを対応付ける（ステップＳ１３）。検知情報導出部７３は、このペアリング処理を行う際には、まず、過去の検知情報取得処理で導出されたペア物標データと時間的な連続性を有する区間物標データ同士を対応付ける。このような過去のペア物標データを考慮したペアリング処理を「履歴処理」と呼ぶ。

履歴処理において、検知情報導出部７３は、過去のペア物標データから、当該ペア物標データに係る物標の今回の検知情報取得処理における区間物標データのパラメータ値（ピーク周波数及びピーク角度）を予測する。これにより、検知情報導出部７３は、予測したパラメータ値となる実データではない区間物標データ（以下、「予測区間データ」という。）を導出する。検知情報導出部７３は、アップ区間及びダウン区間のそれぞれで予測区間データを導出する。

そして、検知情報導出部７３は、今回の検知情報取得処理で導出されたアップ区間の区間物標データのうちから、アップ区間の予測区間データとパラメータ値が近似する一の区間物標データを選択する。同様に、検知情報導出部７３は、今回の検知情報取得処理で導出されたダウン区間の区間物標データのうちから、ダウン区間の予測区間データとパラメータ値が近似する一の区間物標データを選択する。

そして、検知情報導出部７３は、予測区間データに基づいて選択されたアップ区間の区間物標データとダウン区間の区間物標データとを対応付ける。また、予測区間データに近似する区間物標データがアップ区間及びダウン区間の一方で存在するが他方で存在しない場合は、存在する区間物標データと、区間物標データが存在しない区間の予測区間データとを対応付ける。このようなアップ区間及びダウン区間の一方の区間物標データとして予測区間データを用いる処理を「片側外挿」と呼ぶ。

検知情報導出部７３は、このような履歴処理を、過去の検知情報取得処理で導出された所定数（例えば、２０個）のペア物標データに関して行う。続いて、検知情報導出部７３は、履歴処理で選択されずに残っているアップ区間の区間物標データと、ダウン区間の区間物標データとを対応付ける。検知情報導出部７３は、例えば、マハラノビス距離を用いた演算を用いて、類似のパラメータ値を有する２つの区間物標データを対応付ける。

検知情報導出部７３は、このような処理により、アップ区間の区間物標データと、ダウン区間の区間物標データとを対応付けができた場合は、対応付けた２つの区間物標データに基づくペア物標データを導出する。検知情報導出部７３は、導出したペア物標データのそれぞれに関して、上述した演算により物標の縦距離、物標の相対速度及び物標の横位置を物標検知情報として導出する。

検知情報導出部７３は、導出したペア物標データを、信号処理装置６のメモリ６５に記憶する。ペア物標データはそれぞれ、物標の存在を示す内部データとなり、元となった２つの区間物標データ、及び、物標検知情報を含んでいる。

また、ペア物標データのそれぞれには、各種のパラメータが設定される。このようなペア物標データのパラメータとして「生存カウンタ」、「移動物フラグ」、「先行車フラグ」、「片側外挿フラグ」及び「完全外挿フラグ」がある。

「生存カウンタ」は、当該ペア物標データが示す物標の存在の確実性を表しており、物標の存在の確実性が高いほど生存カウンタの値が高くなる。生存カウンタの最小値は例えば「０」、最大値は例えば「３５」となっている。

また、「移動物フラグ」は当該ペア物標データが示す物標が移動物であるか否かを示し、「先行車フラグ」は当該ペア物標データが示す物標が自車両と同一方向に移動しているか否かを示す。

また、「片側外挿フラグ」は、当該ペア物標データに関して今回の検知情報取得処理において「片側外挿」がなされたか否かを示している。さらに、「完全外挿フラグ」は、当該ペア物標データに関して今回の検知情報取得処理において「完全外挿」（詳細後述）がなされたか否かを示している。

次に、検知情報導出部７３は、連続性判定処理を行い、今回の検知情報取得処理で導出したペア物標データと、過去の検知情報取得処理で導出したペア物標データとの間における時間的な連続性を判定する（ステップＳ１４）。

検知情報導出部７３は、過去のペア物標データから、当該ペア物標データに係る物標の今回の検知情報取得処理における物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を予測する。これにより、検知情報導出部７３は、予測した物標検知情報となる実データではないペア物標データ（以下、「予測ペアデータ」という。）を導出する。

そして、検知情報導出部７３は、今回のペア物標データのうちから、導出した予測ペアデータと物標検知情報が近似する一のペア物標データを選択する。検知情報導出部７３は、このように選択した一のペア物標データは、過去のペア物標データと連続性を有し、過去のペア物標データと同一の物標を示していると判断する。

検知情報導出部７３は、メモリ６５に記憶された過去のペア物標データの全てに関してこのような連続性を判定する。このような判定において、予測ペアデータに近似する今回のペア物標データが存在しない場合は、当該過去のペア物標データと連続性を有する今回のペア物標データとして予測ペアデータを用いる。このように今回のペア物標データとして予測ペアデータを用いる処理を「完全外挿」と呼ぶ。

また、検知情報導出部７３は、今回のペア物標データのうち、過去のペア物標データとの連続性を判断できなかったペア物標データは、新規の物標を示していると判断する。

次に、検知情報導出部７３は、今回のペア物標データの生存カウンタの値を操作する（ステップＳ１５）。検知情報導出部７３は、新規の物標を示すペア物標データについては、生存カウンタの値に初期値として例えば「８」を設定する。一方、検知情報導出部７３は、非新規の物標を示すペア物標データについては、過去のペア物標データの生存カウンタの値を引き継ぎつつ、今回の連続性の判定結果に応じてその生存カウンタの値を操作する。

検知情報導出部７３は、過去のペア物標データとの連続性が正常に判断できたペア物標データについては、生存カウンタの値を「＋４」と操作する。ただし、この操作によって生存カウンタの値が最大値（例えば、「３５」）を超えることはない。

また、検知情報導出部７３は、過去のペア物標データとの連続性が判断できた場合であっても、「片側外挿」がなされたペア物標データについては、生存カウンタの値を保持する。そして、検知情報導出部７３は、このペア物標データの片側外挿フラグを「オン」とする。

また、検知情報導出部７３は、「完全外挿」がなされたペア物標データについては、生存カウンタの値を「−２」と操作する。そして、検知情報導出部７３は、このペア物標データの完全外挿フラグを「オン」とする。また、検知情報導出部７３は、この生存カウンタの操作によって生存カウンタの値が「０」以下となったペア物標データを、メモリ６５から消去する。このように生存カウンタの値が「０」以下となるペア物標データとは、「完全外挿」が高頻度で継続しているものである。このようなペア物標データは対応する物標が自車両の前方から外れた可能性が高いため、検知情報導出部７３はこのようなペア物標データをメモリ６５から消去して処理の対象から除外する。

次に、検知情報導出部７３は、非新規の物標を示すペア物標データを対象にフィルタ処理を行い、ペア物標データの物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を時間軸方向に平滑化する（ステップＳ１６）。具体的には、検知情報導出部７３は、今回導出した瞬時値としてのペア物標データの物標検知情報と、連続性判定処理に用いた予測ペアデータの物標検知情報とを加重平均した結果を、当該ペア物標データの新たな物標検知情報として導出する。今回導出したペア物標データの物標検知情報の重みは例えば「０．２５」とされ、予測ペアデータの物標検知情報の重みは例えば「０．７５」とされる。瞬時値としてのペア物標データの物標検知情報はノイズの影響などで異常な値となる可能性があるが、このようなフィルタ処理を行うことで異常な値となることを防止できる。

次に、検知情報導出部７３は、移動物判定処理を行い、ペア物標データそれぞれの移動物フラグ及び先行車フラグを設定する（ステップＳ１７）。

検知情報導出部７３は、まず、ペア物標データの相対速度と、車速センサ８１から得られる自車両の速度とに基づいて、ペア物標データが示す物標の絶対速度と走行方向とを導出する。

検知情報導出部７３は、ペア物標データが示す物標の絶対速度が所定の速度（例えば、１ｋｍ／ｈ）以上の場合は、当該物標は移動物であると判断し、移動物フラグを「オン」とする。また、検知情報導出部７３は、ペア物標データが示す物標の絶対速度が所定の速度（例えば、１ｋｍ／ｈ）未満の場合は、当該物標は静止物であると判断し、移動物フラグを「オフ」とする。

また、検知情報導出部７３は、ペア物標データが示す物標の走行方向が自車両と同一方向であり、かつ、絶対速度が所定の速度（例えば、１８ｋｍ／ｈ）以上の場合は、先行車フラグを「オン」とする。一方、検知情報導出部７３は、ペア物標データが示す物標がこれらの条件を満足しない場合は、先行車フラグを「オフ」とする。

次に、信頼性判定部７５及びデータ消去部７６（図２参照。）が、角度信頼性判定処理を行う（ステップＳ１８）。角度信頼性判定処理では、信頼性判定部７５が、フィルタ処理がなされたペア物標データを対象に、その２つの区間物標データそれぞれのピーク角度の信頼性を判定する。そして、データ消去部７６が、判定されたピーク角度の信頼性に基づき、所定の条件下でペア物標データをメモリ６５から消去して処理の対象から除外する。このような角度信頼性判定処理の詳細については後述する。

次に、検知情報導出部７３は、全てのペア物標データのうちから、次回の検知情報取得処理における履歴処理（ステップＳ１３のペアリング処理）の対象とする所定数（例えば、２０個）のペア物標データを選択する（ステップＳ１９）。検知情報導出部７３は、ペア物標データの縦距離と横位置とを考慮して、自車両と同一の走行車線を走行し、かつ、自車両に近い物標を示すペア物標データを優先的に選択する。検知情報導出部７３は、ステアリングセンサ８２から得られる自車両の舵角に基づいて走行車線の形状を把握し、物標が自車両と同一の走行車線を走行しているかを判断する。

次に、検知情報導出部７３は、結合処理（グルーピング）を行い、全てのペア物標データのうち、同一の物体に係るペア物標データ同士を一つに結合する（ステップＳ２０）。例えば、自車両の前方を走行する車両で送信波ＴＷが反射した場合には、通常、送信波ＴＷは当該車両の複数の反射点で反射する。したがって、同一の車両の複数の反射点のそれぞれから反射波ＲＷがレーダ装置１に到来するため、それら複数の反射点のそれぞれに係るペア物標データが導出される。このような複数のペア物標データが示す物標は同一の車両であるため、検知情報導出部７３は、このようなペア物標データ同士を一つに結合する。検知情報導出部７３は、例えば、相対速度が略同一で縦距離及び横位置が近似した複数のペア物標データ同士を一つに結合する。結合後のペア物標データの物標検知情報は、例えば、結合対象となった複数のペア物標データの物標検知情報の平均値などを採用できる。

次に、検知情報出力部７４（図２参照。）が、このように導出されたペア物標データの物標検知情報（縦距離、相対速度及び横位置）を、車両制御装置２に出力する（ステップＳ２１）。検知情報出力部７４は、ペア物標データの数が多い場合は、所定数（例えば、８個）のペア物標データを選択し、選択したペア物標データのみの物標検知情報を出力する。検知情報出力部７４は、ペア物標データの縦距離と横位置とを考慮して、自車両と同一の走行車線を走行し、かつ、自車両に近い物標を示すペア物標データを優先的に選択する。検知情報出力部７４は、ステアリングセンサ８２から得られる自車両の舵角に基づいて走行車線の形状を把握し、物標が自車両と同一の走行車線を走行しているかを判断する。

＜４．角度信頼性判定処理＞
次に、信頼性判定部７５及びデータ消去部７６が行う角度信頼性判定処理（図６のステップＳ１８）について説明する。まず、図７を参照して、角度信頼性判定処理を行わない場合における問題点について説明する。

前述のように、本実施の形態で採用されるＥＳＰＲＩＴの分離可能数は「３」であり、方位導出部７２は、一つのピーク周波数の信号から略同一の縦距離に存在する物標の角度として最大３つのピーク角度を導出する。このため、レーダ装置１は、略同一距離にある分離可能数を超える４以上の物標からの反射波を受信する場合においては、それら物標のピーク角度を正しく導出できず、ピーク角度の信頼性は低下する。

このようなピーク角度の信頼性が低下する現象は、車両が走行している周辺環境によっては実際の物標の数に関わらず生じる。例えば、図７に示すように、自車両９がトンネル内の道路１００を走行している場合に、ピーク角度の信頼性が低下する現象が生じることがある。

図７においては、自車両９の前方の隣接車線に他の車両（以下、「前方車両」という。）９１が自車両９と同一方向に走行している。この場合において、前方車両９１からの反射波ＲＷがトンネルの内壁で反射する。このため、レーダ装置１は、前方車両９１から直接的に到来する反射波ＲＷａとともに、トンネルの内壁で反射した反射波ＲＷｂ，ＲＷｃも受信する。このため、レーダ装置１は、図中に示すように、実際には存在しない物標Ｔｇｂ，Ｔｇｃからの反射波ＲＷと同様の反射波ＲＷｂ，ＲＷｃを受信する状態となる。これらの物標Ｔｇｂ，Ｔｇｃの距離は、前方車両９１に係る実際の物標Ｔｇａと略同一距離となる。

図中では、トンネルの内壁で反射する反射波ＲＷとして２つの反射波ＲＷｂ，ＲＷｃのみを示しているが、実際には前方車両９１からの反射波ＲＷはトンネルの天井、床及び内壁などの様々な箇所で反射する。このため、レーダ装置１は様々な方向からの反射波ＲＷを受信することになり、レーダ装置１は、略同一距離にある４以上の物標からの反射波ＲＷを受信する状態と同様の状態となる。

このような場合においては、それら様々な方向からの反射波ＲＷの影響を受け、方位導出部７２は実際の物標Ｔｇａのピーク角度を正しく導出できず、ピーク角度の信頼性が低下する。この場合は、例えばレーダ装置１が、前方車両９１に係る物標Ｔｇａを、自車両９と同一の走行車線を走行している物標として誤って検出する可能性がある。したがって、車両制御装置２が、その物標の物標検知情報に基づいて自車両の制御を行った場合は、隣接車線を走行する前方車両９１に追随する制御を行うなどの誤った制御を行う可能性がある。

このため、本実施の形態のレーダ装置１では、角度信頼性判定処理において、信頼性判定部７５が、方位導出部７２が導出したピーク角度の信頼性を判定する。そして、データ消去部７６が、信頼性の低いピーク角度に基づいて導出されたペア物標データを所定の条件下でメモリ６５から消去して、処理の対象から除外する。これにより、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データに係る物標検知情報に基づいて、車両制御装置２が誤った制御を行うことを防止する。

図８は、この角度信頼性判定処理（図６のステップＳ１８）の詳細な流れを示す図である。この角度信頼性判定処理は、メモリ６５に記憶されている、フィルタ処理（図６のステップＳ１６）がなされた後の全てのペア物標データを対象に実行される。角度信頼性判定処理は、図６に示す検知情報取得処理の一部であるため、所定の時間周期（例えば、１／２０秒周期）で、時間的に連続して繰り返される。

また、この角度信頼性判定処理においては、ペア物標データのそれぞれに設定される各種のパラメータが用いられる。このようなペア物標データのパラメータとして「アップ低信頼フラグ」、「ダウン低信頼フラグ」、「角度低信頼カウンタ」、「物標低信頼フラグ」及び「完全外挿カウンタ」がある。

「アップ低信頼フラグ」及び「ダウン低信頼フラグ」は、ペア物標データに含まれるアップ区間及びダウン区間の２つの区間物標データのそれぞれのピーク角度の信頼性が低いか否かを示している。アップ区間のピーク角度の信頼性が低い場合は、アップ低信頼フラグが「オン」となる。また、ダウン区間のピーク角度の信頼性が低い場合は、ダウン低信頼フラグが「オン」となる。

また、「角度低信頼カウンタ」は、ペア物標データ自体に関するピーク角度の信頼性の低さを表しており、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグに応じて操作される（詳細後述。）。ペア物標データに関するピーク角度の信頼性が低いほど、角度低信頼カウンタの値が高くなる。角度低信頼カウンタの初期値は例えば「０」、最小値は例えば「０」、最大値は例えば「１５」となっている。

また、「物標低信頼フラグ」は、ペア物標データが示す物標の信頼性が低いか否かを表しており、角度低信頼カウンタに応じて設定される（詳細後述。）。

また、「完全外挿カウンタ」は、ペア物標データに関して「完全外挿」がなされた頻度を表している。ペア物標データに関して「完全外挿」がなされた頻度が高いほど、完全外挿カウンタの値が高くなる。完全外挿カウンタの初期値は例えば「０」、最小値は例えば「０」、最大値は例えば「１０」となっている。

「アップ低信頼フラグ」及び「ダウン低信頼フラグ」は、検知情報取得処理ごとに設定され、今回の検知情報取得処理の方位演算処理（図６のステップＳ１２）で導出されたピーク角度の信頼性を示す。これに対して、「角度低信頼カウンタ」、「物標低信頼フラグ」及び「完全外挿カウンタ」は、連続性判定処理（図６のステップＳ１４）において連続性が判断された過去のペア物標データの値が今回のペア物標データの値に順次に引き継がれる。アップ低信頼フラグ、ダウン低信頼フラグ及び物標低信頼フラグの初期値は「オフ」である。

以下、図８を参照して、角度信頼性判定処理の流れを説明する。まず、信頼性判定部７５は、メモリ６５に記憶されている全てのペア物標データから、一つのペア物標データを処理の対象となる「対象ペアデータ」として選択する（ステップＳ３１）。

次に、信頼性判定部７５は、対象ペアデータが、以下の（ａ１）〜（ａ４）の全ての前提条件を満足しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。

（ａ１）対象ペアデータの移動物フラグが「オン」
（ａ２）対象ペアデータの先行車フラグが「オン」
（ａ３）対象ペアデータの縦距離が３０（ｍ）以上
（ａ４）対象ペアデータの完全外挿フラグが「オフ」
対象ペアデータが（ａ１）〜（ａ４）のいずれかの条件を満足しない場合は、信頼性判定部７５が対象ペアデータのピーク角度の信頼性を判定せずに、処理はステップＳ３７に進む。対象ペアデータが（ａ１）〜（ａ３）のいずれかの条件を満足しない場合は、ピーク角度の信頼性が大きな問題とならない。また、対象ペアデータが（ａ４）の条件を満足しない場合は、対象ペアデータに「完全外挿」がなされており、判定の対象とするピーク角度が存在しない。このため、このような場合は、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグが「オフ」のまま、処理はステップＳ３７に進む。

一方、対象ペアデータが（ａ１）〜（ａ４）の全ての前提条件を満足している場合は（ステップＳ３２にてＹｅｓ）、信頼性判定部７５が、対象ペアデータのピーク角度の信頼性を判定する。信頼性判定部７５は、対象ペアデータのアップ区間及びダウン区間それぞれのピーク角度の信頼性を個別に判定する。

まず、信頼性判定部７５は、対象ペアデータのアップ区間のピーク角度に関して信頼性を判定する（ステップＳ３３）。信頼性判定部７５は、アップ区間のピーク角度が所定の信頼性条件を満足しない場合に（ステップＳ３３にてＮｏ）、アップ区間のピーク角度の信頼性が低いと判断する。そして、この場合は、アップ区間のピーク角度の信頼性が低いことを示すアップ低信頼フラグを「オン」とする（ステップＳ３４）。なお、「片側外挿」によりアップ区間のピーク角度が存在しない場合は、信頼性判定部７５は、アップ低信頼フラグを「オフ」とする。

次に、信頼性判定部７５は、対象ペアデータのダウン区間のピーク角度に関して信頼性を判定する（ステップＳ３５）。信頼性判定部７５は、ダウン区間のピーク角度が所定の信頼性条件を満足しない場合に（ステップＳ３５にてＮｏ）、ダウン区間のピーク角度の信頼性が低いと判断する。そして、この場合は、ダウン区間のピーク角度の信頼性が低いことを示すダウン低信頼フラグを「オン」とする（ステップＳ３６）。なお、「片側外挿」によりダウン区間のピーク角度が存在しない場合は、信頼性判定部７５は、ダウン低信頼フラグを「オフ」とする。

図９は、信頼性判定部７５が、対象ペアデータのピーク角度の信頼性を判定する場合に用いる信頼性条件を表として示す図である。信頼性判定部７５は、アップ区間及びダウン区間のいずれのピーク角度に関しても、図９に示す信頼性条件を用いる。信頼性判定部７５は、判定対象となるピーク角度が図９に示す信頼性条件を満足する場合は、当該ピーク角度の信頼性は高いと判断する。以下、信頼性判定部７５が判定対象とするピーク角度を「対象ピーク角度」という。

図９に示すように、信頼性判定部７５は、信頼性条件として「角度数」、「横位置差（ｍ）」、「ＳＴ比（ｄＢ）」、「角度差（ｄｅｇ）」、「パワー差（ｄＢ）」を判断する。

「角度数」は、対象ピーク角度を導出した方位演算処理（図６のステップＳ１２）において、方位導出部７２が同時に導出したピーク角度（対象ピーク角度も含む）の数を示す。換言すれば、「角度数」は、方位導出部７２が、対象ピーク角度の導出元となった一つのピーク周波数の信号から情報を分離して得られたピーク角度（対象ピーク角度も含む）の数を示す。「角度数」が「１」の場合とは、方位導出部７２が対象ピーク角度のみを導出した場合である。また、「角度数」が「２」の場合とは、方位導出部７２が対象ピーク角度と同時に他の１つのピーク角度を導出した場合である。さらに、「角度数」が「３」の場合とは、方位導出部７２が対象ピーク角度と同時に他の２つのピーク角度を導出した場合である。

以下、方位導出部７２が対象ピーク角度と同時に導出した他のピーク角度を「別ピーク角度」という。「角度数」が「２」または「３」の場合は、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性を、別ピーク角度に基づいて判定する。より具体的には、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度と別ピーク角度との関係に基づいて、対象ピーク角度を導出する際に別ピーク角度からの反射波の影響を大きく受けているか否かを判断して、対象ピーク角度の信頼性を判定する。

「横位置差」は、対象ピーク角度に基づく横位置と、別ピーク角度に基づく横位置との差である。これらの横位置は、対象ペアデータの縦距離に基づいて三角関数を用いた演算により求められる。

「ＳＴ比」は、方位導出部７２が対象ピーク角度を導出した場合に用いた閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）（図５参照。）に対する対象ピーク角度の信号（Ｓｉｇｎａｌ）のパワーの比である。ＳＴ比は、対象ピーク角度の信号のパワーが大きいほど大きくなる。

「角度差」は、対象ピーク角度と別ピーク角度との差であり、図５におけるΔＤに相当する。

「角度パワー差」は、対象ピーク角度の信号のパワーと別ピーク角度の信号のパワーとの差である。より具体的には、「角度パワー差」は、対象ピーク角度の信号のパワーから別ピーク角度の信号のパワーを減算した結果であり、図５におけるΔＳに相当する。

以下、「角度数」ごとに信頼性条件を説明する。「角度数」が「１」の場合は、「ＳＴ比」のみが判断の対象となる。信頼性判定部７５は、「ＳＴ比」≧閾値Ａａの場合に、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。閾値Ａａは例えば０（ｄＢ）である。

「角度数」が「２」の場合は、まず「横位置差」が判断の対象となる。信頼性判定部７５は、「横位置差」が一般的な車両の幅である２．５ｍ以内の場合は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。この場合は、対象ピーク角度に係る物標と、別ピーク角度に係る物標とは同一の車両に対応するとみなし、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

また、「横位置差」が２．５ｍを超える場合においては、「ＳＴ比」、「角度差」及び「角度パワー差」が判断の対象となる。信頼性判定部７５は、以下の（ｂ１）及び（ｂ２）のいずれかの条件を満足する場合に、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

（ｂ１）「ＳＴ比」≧閾値Ａｂ、かつ、「角度差」≧閾値Ｂ
（ｂ２）「ＳＴ比」≧閾値Ａｂ、かつ、「角度パワー差」≧閾値Ｃｂ
これらの条件において、閾値Ａｂは、閾値Ａａよりも大きく例えば１５（ｄＢ）である。また、閾値Ｂは、例えば８（ｄｅｇ）である。また、閾値Ｃｂは、例えば４（ｄＢ）である。

（ｂ１）の条件を満足する場合は、対象ピーク角度の信号のパワーが比較的大きく、かつ、対象ピーク角度と別ピーク角度とが十分に離れている。このため、対象ピーク角度を導出する際に別ピーク角度からの反射波の影響を大きく受けないと判断し、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

また、（ｂ２）の条件を満足する場合は、対象ピーク角度の信号のパワーが比較的大きく、かつ、対象ピーク角度の信号のパワーは別ピーク角度の信号のパワーに対して十分に大きい。このため、対象ピーク角度を導出する際に別ピーク角度からの反射波の影響を大きく受けないと判断し、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

また、「角度数」が「３」の場合も、まず「横位置差」が判断の対象となる。信頼性判定部７５は、２つの別ピーク角度の双方に関する「横位置差」が一般的な車両の幅である２．５ｍ以内の場合は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

また、２つの別ピーク角度の「横位置差」のいずれかが２．５ｍを超える場合においては、「ＳＴ比」、「角度差」及び「角度パワー差」が判断の対象となる。信頼性判定部７５は、以下の（ｃ１）及び（ｃ２）のいずれかの条件を満足する場合に、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。この場合、「角度差」及び「角度パワー差」については、２つの別ピーク角度の双方に関して条件を満足する必要がある。

（ｃ１）「ＳＴ比」≧閾値Ａｃ、かつ、「角度差」≧閾値Ｂ
（ｃ２）「ＳＴ比」≧閾値Ａｃ、かつ、「角度パワー差」≧閾値Ｃｃ
これらの条件において、閾値Ａｃは、閾値Ａｂよりも大きく例えば２０（ｄＢ）である。また、閾値Ｂは、例えば８（ｄｅｇ）である。また、閾値Ｃｃは、閾値Ｃｂよりも大きく例えば８（ｄＢ）である。「角度数」が「３」の場合は、「角度数」が「２」の場合と比較して、対象ピーク角度の信頼性が低くなりやすい。このため、信頼性条件における一部の閾値を「角度数」が「２」の場合と比較して大きくし、対象ピーク角度の信頼性が高いと判断する条件を厳しくしている。

（ｃ１）の条件を満足する場合は、対象ピーク角度の信号のパワーが比較的大きく、かつ、対象ピーク角度に対し２つの別ピーク角度の双方が十分に離れている。このため、対象ピーク角度を導出する際に、２つの別ピーク角度からの反射波の双方の影響を大きく受けないと判断し、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

また、（ｃ２）の条件を満足する場合は、対象ピーク角度の信号のパワーが比較的大きく、かつ、対象ピーク角度の信号のパワーは２つの別ピーク角度の双方の信号のパワーに対して十分に大きい。このため、対象ピーク角度を導出する際に、２つの別ピーク角度からの反射波の双方の影響を大きく受けないと判断し、信頼性判定部７５は、対象ピーク角度の信頼性は高いと判断する。

このようにして対象ペアデータのアップ区間及びダウン区間の双方のピーク角度の信頼性を判定すると、次に、信頼性判定部７５は、対象ペアデータの角度低信頼カウンタ（以下、記号Ｃ１を用いる。）の値を操作する（図８のステップＳ３７）。

さらに、信頼性判定部７５は、操作後の角度低信頼カウンタＣ１の値に応じて、物標低信頼フラグ（以下、記号ＦＬを用いる。）の値を操作する。信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オフ」の場合に、角度低信頼カウンタＣ１の値が所定のオン閾値以上となる場合は物標低信頼フラグＦＬを「オン」とする。また、信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オン」の場合に、角度低信頼カウンタＣ１の値が所定のオフ閾値以下となる場合は物標低信頼フラグＦＬを「オフ」とする。

図１０は、信頼性判定部７５が、対象ペアデータの角度低信頼カウンタＣ１の値を操作するパターンを表として示す図である。信頼性判定部７５は、図１０に示す（ｐ１）〜（ｐ８）のいずれかのパターンで、角度低信頼カウンタＣ１の値を操作する。また、各パターンには、物標低信頼フラグＦＬを「オン」とする場合に用いるオン閾値も設定されている。

パターン（ｐ１）〜（ｐ４）は対象ペアデータの縦距離が７０ｍ未満の場合に対応し、パターン（ｐ５）〜（ｐ８）は対象ペアデータの縦距離が７０ｍ以上の場合に対応している。対象ペアデータの縦距離が長いほうが、対象ペアデータが示す物標の信頼性が低くなりやすい。このため、パターン（ｐ５）〜（ｐ８）では、パターン（ｐ１）〜（ｐ４）と比較して、物標低信頼フラグＦＬが「オン」になりやすくなっている。

対象ペアデータのアップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オン」の場合は、縦距離に応じて第１パターン（ｐ１）もしくは第５パターン（ｐ５）となる。この場合は、アップ区間及びダウン区間の双方においてピーク角度の信頼性が低い。

このため、第１パターン（ｐ１）では、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１の値を「＋１」と操作する。そして、信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オフ」の場合に角度低信頼カウンタＣ１の値がオン閾値「８」以上となったときは、物標低信頼フラグＦＬを「オン」とする。一方、第５パターン（ｐ５）では、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１の値を「＋２」と操作する。そして、信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オフ」の場合に角度低信頼カウンタＣ１の値がオン閾値「５」以上となったときは、物標低信頼フラグＦＬを「オン」とする。

また、対象ペアデータのアップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグのいずれか一方が「オン」の場合は、縦距離に応じて第２パターン（ｐ２）もしくは第６パターン（ｐ６）となる。この場合は、アップ区間及びダウン区間のいずれかにおいてピーク角度の信頼性が低いことになる。

第２パターン（ｐ２）では、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１を保持する。一方、第６パターン（ｐ６）では、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１の値を「＋１」と操作する。そして、信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オフ」の場合に角度低信頼カウンタＣ１の値がオン閾値「８」以上となったときは、物標低信頼フラグＦＬを「オン」とする。

また、対象ペアデータのアップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であるが、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグのいずれかが「オン」の場合は、縦距離に応じて第３パターン（ｐ３）もしくは第７パターン（ｐ７）となる。この場合は、対象ペアデータに関して「完全外挿」もしくは「片側外挿」がなされている。第３パターン（ｐ３）及び第７パターン（ｐ７）の双方において、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１を保持する。

また、対象ペアデータのアップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であり、かつ、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグの双方が「オフ」の場合は、縦距離に応じて第４パターン（ｐ４）もしくは第８パターン（ｐ８）となる。この場合は、対象ペアデータが正常に導出されている。

このため、第４パターン（ｐ４）及び第８パターン（ｐ８）の双方において、信頼性判定部７５は、角度低信頼カウンタＣ１の値を「−１」と操作する。そして、信頼性判定部７５は、物標低信頼フラグＦＬが「オン」の場合に角度低信頼カウンタＣ１の値が所定のオフ閾値（例えば、「０」）以下となったときは、物標低信頼フラグＦＬを「オフ」とする。

図１１は、このように操作される角度低信頼カウンタＣ１及び物標低信頼フラグＦＬの値の時間的な変化の一例を示す図である。時点Ｔ０においては、角度低信頼カウンタＣ１の値は「０」であり、物標低信頼フラグＦＬは「オフ」となっている。また、図１１の例では、対象ペアデータの縦距離は７０ｍ未満であるものとする。

時点Ｔ０から時点Ｔ１までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オン」となっている。このため、第１パターン（ｐ１）により、角度低信頼カウンタＣ１の値が上昇される。

続く、時点Ｔ１から時点Ｔ２までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であるが、完全外挿フラグが「オン」となっている。このため、第３パターン（ｐ３）により、角度低信頼カウンタＣ１の値は保持される。

続く、時点Ｔ２から時点Ｔ４までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オン」となっている。このため、第１パターン（ｐ１）により、角度低信頼カウンタＣ１の値が上昇される。この期間の時点Ｔ３において、角度低信頼カウンタＣ１の値がオン閾値以上となるため、物標低信頼フラグＦＬは「オン」とされる。

続く、時点Ｔ４から時点Ｔ６までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であり、かつ、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグの双方が「オフ」となっている。このため、第４パターン（ｐ４）により、角度低信頼カウンタＣ１の値は低下される。この期間の時点Ｔ５において、角度低信頼カウンタＣ１の値がオン閾値以下となるが、物標低信頼フラグＦＬは「オン」のまま維持される。

続く、時点Ｔ６から時点Ｔ７までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であるが、片側外挿フラグが「オン」となっている。このため、第３パターン（ｐ３）により、角度低信頼カウンタＣ１の値は保持される。

続く、時点Ｔ７から時点Ｔ８までにおいては、アップ低信頼フラグ及びダウン低信頼フラグの双方が「オフ」であり、かつ、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグの双方が「オフ」となっている。このため、第４パターン（ｐ４）により、角度低信頼カウンタＣ１の値は低下される。そして、時点Ｔ８において、角度低信頼カウンタＣ１の値がオフ閾値「０」以下となるため、物標低信頼フラグＦＬは「オフ」とされる。

このように、物標低信頼フラグＦＬの値は、同一の物標を示すペア物標データに係るピーク角度の信頼性を、信頼性判定部７５が複数回判定した結果を反映したものとなる。ペア物標データのピーク角度の信頼性が継続して低い場合に、当該ペア物標データの物標低信頼フラグＦＬは「オン」とされることになる。

このようにして、対象ペアデータの角度低信頼カウンタＣ１の値を操作すると、次に、信頼性判定部７５は、完全外挿カウンタ（以下、記号Ｃ２を用いる。）の値を操作する（図８のステップＳ３８）。信頼性判定部７５は、対象ペアデータの完全外挿フラグ及び片側外挿フラグに応じて、完全外挿カウンタＣ２の値を操作する。

信頼性判定部７５は、完全外挿フラグが「オン」の場合は、完全外挿カウンタＣ２の値を「＋１」と操作する。また、信頼性判定部７５は、片側外挿フラグが「オン」の場合は、完全外挿カウンタＣ２の値を保持する。また、信頼性判定部７５は、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグの双方が「オフ」の場合は、完全外挿カウンタＣ２の値を「−１」と操作する。

図１２は、このように操作される完全外挿カウンタＣ２の値の時間的な変化の一例を示す図である。時点Ｔ１０においては、完全外挿カウンタＣ２の値は「０」である。

時点Ｔ１０から時点Ｔ１１までにおいては、完全外挿フラグが「オン」となっており、完全外挿カウンタＣ２の値が上昇される。続く、時点Ｔ１１から時点Ｔ１２までにおいては、片側外挿フラグが「オン」となっており、完全外挿カウンタＣ２の値が維持される。続く、時点Ｔ１２から時点Ｔ１３までにおいては、完全外挿フラグ及び片側外挿フラグの双方が「オフ」となっており、完全外挿カウンタＣ２の値が低下される。続く、時点Ｔ１３から時点Ｔ１４までにおいては、完全外挿フラグが「オン」となっており、完全外挿カウンタＣ２の値が上昇される。

このようにして、対象ペアデータの完全外挿カウンタＣ２の値を操作すると、次に、信頼性判定部７５は、対象ペアデータが、以下の（ｄ１）〜（ｄ６）の全ての消去条件を満足しているか否かを判定する（図８のステップＳ３９）。（ｄ４）の条件におけるピーク角度の信号のパワーは、過去の所定回数（例えば、１０回）の検知情報取得処理で導出されたピーク角度の信号のパワーを平均した値が用いられる。

（ｄ１）対象ペアデータの移動物フラグが「オン」
（ｄ２）対象ペアデータの先行車フラグが「オン」
（ｄ３）対象ペアデータの縦距離が７０（ｍ）以上
（ｄ４）対象ペアデータのピーク角度の信号のパワーが−３０（ｄＢ）以上
（ｄ５）対象ペアデータの物標低信頼フラグＦＬが「オン」
（ｄ６）対象ペアデータの完全外挿カウンタＣ２の値が消去閾値以上
対象ペアデータが（ｄ１）〜（ｄ６）のいずれかの条件を満足しない場合は、データ消去部７６は、対象ペアデータをメモリ６５に記憶させたまま維持する。一方、対象ペアデータが（ｄ１）〜（ｄ６）の全ての消去条件を満足している場合は（ステップＳ３９にてＹｅｓ）、データ消去部７６は、対象ペアデータをメモリ６５から消去する（ステップＳ４０）。

図１２の例では、時点Ｔ１４において、完全外挿カウンタＣ２の値が消去閾値（例えば、「５」）以上となり、（ｄ６）の条件を満足する。このため、対象ペアデータが他の（ｄ１）〜（ｄ５）の条件も満足していれば、時点Ｔ１４において、データ消去部７６は、対象ペアデータをメモリ６５から消去する。

（ｄ５）の条件にあるように、データ消去部７６は、ペア物標データのピーク角度の信頼性が継続して低いことを示す物標低信頼フラグＦＬがオンの場合に、対象ペアデータをメモリ６５から消去する。これにより、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データをメモリ６５から消去して、処理の対象から除外することができる。このため、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データに係る物標検知情報に基づいて、車両制御装置２が誤った制御を行うことを防止できる。

このようにして、一のペア物標データに関する処理が完了すると、信頼性判定部７５は、対象ペアデータとされていない未処理のペア物標データがメモリ６５に存在するかを判定する（ステップＳ４１）。そして、存在していた場合は（ステップＳ４１にてＹｅｓ）、信頼性判定部７５は、次の一のペア物標データを新たな対象ペアデータに選択し（ステップＳ３１）、上記と同様の処理を行う。このような処理が繰り返され、最終的にメモリ６５に記憶されている全てのペア物標データについて処理がなされ、ピーク角度の信頼性が低い全てのペア物標データが処理の対象から除外される。

以上のような角度信頼性判定処理を行うことにより、レーダ装置１は、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データを、通常の生存カウンタに基づいて消去する場合（ステップＳ１５）よりも、速やかにメモリ６５から消去して処理の対象から除外することができる。

図１３及び図１４は、同一の物標に係るペア物標データに関して導出された縦距離及び横位置の遷移例を示す図である。図１３は角度信頼性判定処理を行わなかった場合を示し、図１４は角度信頼性判定処理を行った場合を示している。これらの図中の横軸は時間、左側の縦軸は縦距離、右側の縦軸は横位置を示している。図中の一点鎖線はペア物標データの縦距離、実線はペア物標データの横位置を示している。

これらの図に示すペア物標データが示す物標は、実際には、図７に示す前方車両９１のように自車両９の左側の隣接車線を走行している車両である。本実施の形態ではレーダ装置１は、例えば、横位置（絶対値）が１．５ｍ以下のペア物標データ（横位置が図中の範囲Ｗｓにあるペア物標データ）を、同一の走行車線を走行している物標のペア物標データとして認識する。

図１３に示すように、角度信頼性判定処理を行わなかった場合には、当該ペア物標データの縦距離及び横位置が継続して導出されている。生存カウンタに基づいてペア物標データを消去するには「完全外挿」が高頻度で継続している必要があり、多少の「完全外挿」がなされだけではペア物標データは直ぐに消去されない。

このため、図１３においてペア物標データは、「完全外挿」がなされているものの、消去されずにメモリ６５に記憶されたまま維持されている。そして、時点Ｔ２０から時点Ｔ２３までの間、ペア物標データの横位置（絶対値）が１．５ｍ以下と導出され、当該ペア物標データは同一の走行車線を走行している物標のペア物標データとして誤認識されている。このため、このペア物標データの物標検知情報に基づき、車両制御装置２が当該物標に追随する誤った制御を行う可能性がある。

これに対して、図１４に示すように、角度信頼性判定処理を行った場合には、時点Ｔ２１において、当該ペア物標データは、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データとしてメモリ６５から消去される。このように、角度信頼性判定処理を行った場合には、誤認識される可能性の高いペア物標データを速やかにメモリ６５から消去して、処理の対象から除外できる。このため、車両制御装置２が誤った制御を行うことを防止できる。その後、時点Ｔ２２において、当該物標のペア物標データは、横位置（絶対値）が１．５ｍを超えるペア物標データ（異なる車線を走行する物標に係るペア物標データ）として新規に導出されている。

以上のように、本実施の形態のレーダ装置１では、方位導出部７２が複数の受信アンテナ５１で受信した受信信号に基づいて物標の角度を示すピーク角度を導出する。そして、検知情報導出部７３は、ピーク角度に基づいて物標を示す内部データであるペア物標データを導出し、導出したペア物標データをメモリ６５に記憶する。信頼性判定部７５は、ペア物標データに係る対象ピーク角度の信頼性を、方位導出部７２が対象ピーク角度と同時に導出した別ピーク角度に基づいて判定する。そして、データ消去部７６は、信頼性判定部７５が判定した対象ピーク角度の信頼性に基づいて、該対象ピーク角度に係るペア物標データをメモリ６５から消去して処理の対象から除外する。このため、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データを処理の対象から除外できる。

また、データ消去部７６は、同一の物標を示すペア物標データに係るピーク角度の信頼性を信頼性判定部７５が複数回判定した結果を示す物標低信頼フラグＦＬに基づいて、当該ペア物標データを処理の対象から除外する。瞬時値としてのピーク角度はノイズの影響などで信頼性が低くなることがあるが、このような物標低信頼フラグＦＬを用いることでピーク角度の信頼性が継続して低いペア物標データを処理の対象から除外できる。

＜５．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。

上記実施の形態では、データ消去部７６がピーク角度の信頼性が低いペア物標データをメモリ６５から消去することで、処理の対象から除外していた。これに対して、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データを、他の手法で処理の対象から除外してもよい。例えば、検知情報出力部７４が、ピーク角度の信頼性が低いペア物標データをメモリ６５から消去せずメモリ６５に残した状態で、車両制御装置２へ出力する対象として選択しないことで処理の対象から除外してもよい。

また、上記実施の形態では、方位演算処理に用いる角度推定方式としてＥＳＰＲＩＴを用いていたが、ＭＵＳＩＣ及びＰＲＩＳＭなどの他の角度推定方式を用いてもよい。

また、ピーク角度の信頼性を判定する際の信頼性条件として、ピーク角度に応じたモードベクトルの直交成分の電力をさらに考慮してもよい。レーダ装置が角度推定方式の分離可能数を超える数の反射波ＲＷを受信する場合には、この直交成分の電力が大きくなる。このため、直交成分の電力が所定の閾値よりも小さいことを、信頼性条件の一つとしてもよい。

また、上記実施の形態では、レーダ装置１は４つの受信アンテナ５１を備えていたが、レーダ装置が複数の受信アンテナを備えていれば、受信アンテナの数は５以上でも４未満でもよい。通常、受信アンテナの数が多いほど、角度推定方式の分離可能数は大きくなる。

また、上記実施の形態では、車両制御装置２は他の車両に追随するための車両の制御を行っていたが、障害物との衝突を軽減するなど、他の目的のための車両の制御を行うものであってもよい。

また、上記実施の形態においてプログラムの実行によってソフトウェア的に実現されると説明した機能の全部又は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、上記実施の形態において一つのブロックとして説明した機能が、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。

１ レーダ装置
２ 車両制御装置
５１ 受信アンテナ
６５ メモリ
７２ 方位導出部
７５ 信頼性判定部
７６ データ消去部
９ 自車両
９１ 前方車両

Claims (7)

1. 物標に関する情報を取得するレーダ装置であって、
   複数のアンテナで受信した受信信号に基づいて、所定の角度推定方式で前記物標の角度を示すピーク角度を導出する導出手段と、
   前記ピーク角度に基づいて導出された前記物標を示す内部データを記憶する記憶手段と、
   前記導出手段が前記角度推定方式の分離可能数の前記ピーク角度を導出した場合、前記内部データに係る前記ピーク角度である第１ピーク角度の信頼性を、前記導出手段が該第１ピーク角度と同時に導出した他のピーク角度である第２ピーク角度に基づいて判定する判定手段と、
   前記判定手段が判定した前記第１ピーク角度の信頼性に基づいて、該第１ピーク角度に係る前記内部データを処理の対象から除外する除外手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記第２ピーク角度に基づく位置が前記第１ピーク角度に基づく位置に対して所定距離以内である場合に、該所定距離を超える場合に比較して前記信頼性を高く判定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、
   前記除外手段は、同一の物標を示す前記内部データに係る前記第１ピーク角度の信頼性を前記判定手段が複数回判定した結果に基づいて、当該内部データを処理の対象から除外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、
   前記除外手段は、前記内部データを前記記憶手段から消去することで処理の対象から除外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、
   前記判定手段は、前記第１ピーク角度と前記第２ピーク角度との差に基づいて、前記第１ピーク角度の信頼性を判定することを特徴とするレーダ装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のレーダ装置において、
   前記判定手段は、前記第１ピーク角度のパワーと前記第２ピーク角度のパワーとの差に基づいて、前記第１ピーク角度の信頼性を判定することを特徴とするレーダ装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のレーダ装置と、
   前記レーダ装置が取得した車両の周辺の物標に関する情報に基づいて前記車両を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御システム。
7. 物標を示す物標データを取得する信号処理方法であって、
   （ａ）複数のアンテナで受信した受信信号に基づいて、所定の角度推定方式で前記物標の角度を示すピーク角度を導出する工程と、
   （ｂ）前記ピーク角度に基づいて導出された前記物標を示す内部データを記憶する工程と、
   （ｃ）前記導出手段が前記角度推定方式の分離可能数の前記ピーク角度を導出した場合、前記内部データに係る前記ピーク角度である第１ピーク角度の信頼性を、前記工程（ａ）において該第１ピーク角度と同時に導出された他のピーク角度である第２ピーク角度に基づいて判定する工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）において判定された前記第１ピーク角度の信頼性に基づいて、該第１ピーク角度に係る前記内部データを処理の対象から除外する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｃ）は、前記第２ピーク角度に基づく位置が前記第１ピーク角度に基づく位置に対して所定距離以内である場合に、該所定距離を超える場合に比較して前記信頼性を高く判定することを特徴とする信号処理方法。

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