JP6848725B2 - 車両用の対象物検出装置および車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法 - Google Patents

Description

本開示は車両用の対象物検出装置および車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法に関する。

車両における制動支援や操舵支援を実現するために車両周囲の対象物を検出するための検出器、例えば、カメラやレーダが車両に搭載されている。レーダの軸ずれは、対象物の検出精度を低下させるため、カメラにより得られる先行車両と自車両とのなす角度を用いてレーダにより得られる角度との角度差に基づいて水平方向におけるレーダの軸ずれ量を判定する技術や、相対速度が０ｋｍ／ｈとなる物標、例えば、壁を検出した際における角度を用いて水平方向におけるレーダの軸ずれ量を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１、引用文献２）。

特開２０１６−６５７５９号公報 特開２０１４−１５３２５６号公報

しかしながら、先行車両と自車両とのなす角度を用いる技術では、先行車両が存在しない場合、軸ずれを判定することができず、また、カメラの軸ずれに起因してレーダの軸ずれが誤判定される場合がある。相対速度が０ｋｍ／ｈとなる物標を用いる技術では、自車両の横方向に壁が存在しなければ軸ずれ量を推定できないという問題がある。

したがって、水平方向における検出器の軸ずれの判定によるする時間の短縮化、反射波を検出する検出器のみを用いて軸ずれを判定することが望まれている。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することが可能である。

第１の態様は、車両用の対象物検出装置を提供する。第１の態様に係る車両用の対象物検出装置は、反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する３以上の検出器と、前記３以上の検出器のうち、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の組み合わせの全てについて水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量の組み合わせを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、検出器特定部と、を備える。
第２の態様に係る車両用の対象物検出装置は、反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する同種の２つの検出器であって、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器と、前記２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量が予め定められた基準値以下である場合に、前記２つの検出器には水平軸の軸ずれがないことを判定し、算出した前記相対的な軸ずれ量が前記予め定められた基準値よりも大きい場合に、各前記検出器から入力される前記検出点を用いて算出される絶対軸ずれ量を用いて水平軸がずれている検出器を特定する検出器特定部と、を備えても良い。

第１および第２の態様に係る車両用の対象物検出装置によれば、水平方向における検出器の軸ずれの判定によるする時間の短縮化、反射波を検出する検出器のみを用いて軸ずれを判定することができる。

第３の態様は、車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法を提供する。第３の態様に係る水平方向の軸ずれ判定方法は、反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する３以上の検出器のうち、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記検出点を対応付けて、前記２つの検出器の組み合わせの全てについて水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量の組み合わせを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、ことを備える。
第４の態様に係る水平方向の軸ずれ判定方法は反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する同種の２つの検出器であって、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量が予め定められた基準値以下である場合に、前記２つの検出器には水平軸の軸ずれがないことを判定し、算出した前記相対的な軸ずれ量が前記予め定められた基準値よりも大きい場合に、各前記検出器から入力される前記検出点を用いて算出される絶対軸ずれ量を用いて水平軸がずれている検出器を特定する、ことを備える。

第３および第４の態様に係る車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法によれば、水平方向における検出器の軸ずれの判定によるする時間の短縮化、反射波を検出する検出器のみを用いて軸ずれを判定することができる。なお、本開示は、車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定プログラムまたは当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能記録媒体としても実現可能である。

第１の実施形態に係る対象物検出装置が搭載された車両を示す説明図。 第１の実施形態に係る対象物検出装置が備える制御装置の機能的構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る対象物検出装置によって実行される水平方向に軸ずれが生じている検出器を特定する処理フローを示すフローチャート。 第１の実施形態における、車両に搭載されている複数の検出器の検出範囲を模式的に示す説明図。 第１の実施形態における、車両に搭載されている複数の検出器の相対的な角度差の一例を示す説明図。 第１の実施形態における、第１のミリ波レーダの検出点群と第２のミリ波レーダの検出点群との重ね合わせを模式的に示す説明図。 第２の実施形態に係る対象物検出装置によって実行される水平方向に軸ずれが生じている検出器を特定および特定された検出器の軸ずれを補正する処理フローを示すフローチャート。 第３の実施形態に係る対象物検出装置によって実行される水平方向に軸ずれが生じている検出器を特定する処理フローを示すフローチャート。

本開示に係る車両用の対象物検出装置および対象物検出装置における車両における水平方向の軸ずれ判定方法について、いくつかの実施形態に基づいて以下説明する。

第１の実施形態：
図１に示すように、第１の実施形態に係る対象物検出装置１０は、車両５００に搭載されて用いられる。なお、車両５００は、四輪以上の車両に限られず、二輪または三輪の車両であっても良い。対象物検出装置１０は、制御装置１００、第１のミリ波レーダ２１、第２のミリ波レーダ２２、第３のミリ波レーダ２３、回転角センサ２４、車輪速度センサ２５およびヨーレートセンサ２６を備えている。車両５００は、操舵支援装置３１、制動支援装置３２、操舵装置４２、車輪５０１、制動装置５０２、制動ライン５０３、ステアリングホイール５０４、フロントガラス５１０およびフロントバンパ５２０を備えている。第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３は、対象物を表す複数の検出点を検出する検出部である。車両は、検出部として、この他に、単眼カメラやステレオカメラを備えていても良い。

第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３は、ミリ波を射出し、対象物によって反射された反射波を受信することによって対象物の位置および距離を検出する検出器としてのセンサである。第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３は、例えば、正面視の中央にミリ波の射出方向を規定する軸、すなわち、射出軸を有しており、検出を所望する方向と射出軸とが一致されて車両５００に配置される。本実施形態において、第１のミリ波レーダ２１は、フロントバンパ５２０の中央に配置され、第２のミリ波レーダ２２はフロントバンパ５２０の車両５００の進行方向左側に配置され、第３のミリ波レーダ２３はフロントバンパ５２０の車両５００の進行方向右側に配置されている。各ミリ波レーダ２１〜２３は、検出範囲が互いに重なるように配置されている。各ミリ波レーダ２１〜２３には、レーダを水平方向に回転可能なアクチュエータ、例えば、電動モータが備えられていても良い。各ミリ波レーダ２１〜２３から出力される検出信号は、例えば、各ミリ波レーダ２１〜２３が備える処理回路において受信波が処理された対象物の複数の代表位置を示す点列からなる信号であっても良く、あるいは、未処理の受信波を示す信号であっても良い。未処理の受信波が検出信号として用いられる場合には、制御装置１００において対象物の位置および距離を特定するための信号処理が実行される。なお、検出器としては、電磁波を射出し、対象物により反射された反射波を検出することで対象物を検出する検出器であればよく、例えば、ライダー（ＬＩＤＡＲ：レーザレーダ）や超音波センサが用いられても良い。

車両５００の各車輪５０１には、それぞれ制動装置５０２が備えられている。各制動装置５０２は、ブレーキ液ラインおよび運転者の制動ペダル操作に応じてブレーキ液圧を発生させるブレーキピストンを含む制動ライン５０３を介して供給されるブレーキ液圧によって各車輪５０１の制動を実現する。制動ライン５０３には、ブレーキ液圧を発生させるアクチュエータを含む制動支援装置３２が配置されており、制動ペダル操作とは独立して液圧制御が可能であり、これにより各ミリ波レーダ２１〜２３による検出結果に応じた制動支援が実現される。なお、制動支援装置３２のアクチュエータには、横滑り防止装置、アンチロックブレーキシステムとして既に導入されている制動制御アクチュエータが用いられても良い。

ステアリングホイール５０４は、ステアリングロッドおよび操舵機構を含む操舵装置４２を介して前側の車輪５０１と接続されている。操舵装置４２には、アクチュエータ、例えば、電動モータにより操舵装置４２を駆動可能な操舵支援装置３１が配置されている。操舵支援装置３１は、ステアリングホイール５０４の操作とは独立して操舵装置４２の駆動制御が可能であり、これにより各ミリ波レーダ２１〜２３による検出結果に応じた操舵支援が実現される。操舵支援装置３１は、ステアリングホイール５０４による操舵力を軽減するためにも駆動制御される。

図２に示すように、制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、メモリ１０２、入出力インタフェース１０３およびバス１０４を備えている。ＣＰＵ１０１、メモリ１０２および入出力インタフェース１０３はバスを介して双方向通信可能に接続されている。メモリ１０２は、水平方向に軸ずれを起こしているミリ波レーダを特定するための検出器特定プログラムＰ１および特定したミリ波レーダの水平方向の軸ずれを補正する軸ずれ補正プログラムＰ２を不揮発的且つ読み出し専用に格納するメモリ、例えばＲＯＭと、ＣＰＵ１０１による読み書きが可能なメモリ、例えばＲＡＭとを含んでいる。ＣＰＵ１０１はメモリ１０２に格納されている検出器特定プログラムＰ１を読み書き可能なメモリに展開して実行することによって検出器特定部として機能し、同様に軸ずれ補正プログラムＰ２を実行することによって補正部として機能する。なお、補正プログラムＰ２は、第１の実施形態においては備えられていなくても良い。

入出力インタフェース１０３には、第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３、舵角センサ２４、車輪速度センサ２５、ヨーレートセンサ２６、操舵支援装置３１および制動支援装置３２がそれぞれ信号線を介して接続されている。各ミリ波レーダ２１〜２３、舵角センサ２４、車輪速度センサ２５およびヨーレートセンサ２６からは、検出情報が入力され、操舵支援装置３１および制動支援装置３２に対しては駆動制御信号が出力される。なお、第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３にアクチュエータが備えられている場合には、入出力インタフェース１０３から信号線を介して駆動制御信号が送信され得る。

舵角センサ２４は、ステアリングホイール５０４の操舵によりステアリンロッドに生じるねじれ量、すなわち、操舵トルク、を検出するトルクセンサであり、ステアリングホイール５０４の操舵角を検出する。本実施形態において、舵角センサ２４は、ステアリングホイール５０４と操舵機構とを接続するステアリングロッドに備えられている。舵角センサ２４から出力される検出信号は、ねじれ量に比例する電圧値である。

車輪速度センサ２５は、車輪５０１の回転速度を検出するセンサであり、各車輪５０１に備えられている。車輪速度センサ２５から出力される検出信号は、車輪速度に比例する電圧値または車輪速度に応じた間隔を示すパルス波である。

ヨーレートセンサ２６は、車両５００の回転角速度を検出するセンサである。ヨーレートセンサ２６は、例えば、車両の中央部に配置されている。ヨーレートセンサ２６から出力される検出信号は、回転方向と角速度に比例する電圧値である。

図３〜図５を参照して第１の実施形態に係る対象物検出装置１０によって実行される、検出器特定処理について説明する。図３に示す処理ルーチンは、ＣＰＵ１０１が検出器特定プログラムＰ１を実行することによって、例えば、車両の制御システムの始動後、または、実行スイッチを介した運転者からの要求入力を待って実行される。なお、車両の制御システムの始動をトリガにして実行される場合には、車両の制御システム始動後、制御システムが終了するまで繰り返し実行されても良く、制御システム始動後に毎回一度実行されても良く、所定の始動回数毎または所定走行時間間隔で実行されても良い。

ＣＰＵ１０１は、各ミリ波レーダ２１〜２３から検出点を取得する（ステップＳ１００）。取得される検出点は、複数の検出点、例えば、１０〜１０００点、から構成される検出点群である。各ミリ波レーダ２１〜２３から制御装置１００に入力される検出信号には、検出対象物を表す複数の検出点の情報、例えば、位置情報としての（ｘ、ｙ、ｚ）座標情報、自車両に対する検出点の相対速度情報、信号強度または受信電力、が含まれている。第１、第２および第３のミリ波レーダ２１、２２、２３の検出範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３は、図４に示すように少なくとも一部、第１の重複領域ＤＡ１および第２の重複領域ＤＡ２において重複している。なお、図４では、第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３以外のミリ波レーダ、すなわち、車両５００の側面に配置されているミリ波レーダ２０ｓ、車両５００の後部に配置されているミリ波レーダ２０ｂが参考のために図示されている。これら他のミリ波レーダ２０ｂ、２０ｓについても、検出範囲の一部が重複している。すなわち、本実施形態において、各ミリ波レーダ２１〜２３、２０ｂ、２０ｓは、自身の検出範囲と隣接するミリ波レーダの検出範囲とが重複するように車両５００に対して配置されている。

ＣＰＵ１０１は、検出範囲が重複する２つのミリ波レーダから得られた検出点を対応付けする（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ１０１は、例えば、先ず、第１のミリ波レーダ２１および第２のミリ波レーダ２２からそれぞれ得られた複数の検出点の対応付けを実行する。具体的には、図４に示す第１の重複領域ＤＡ１における各ミリ波レーダ２１、２２から得られた検出点群が対応付けられる。検出点群を構成する各検出点の対応付けは、例えば、既知のＩＣＰ（Iterative Closest Point）法を用いて実行される。ＩＣＰ法では、例えば、第１のミリ波レーダ２１によって得られた第１検出点群の各検出点に対して、第２のミリ波レーダ２２によって得られた第２検出点群の各検出点から最近傍点を探索することによって対応付けが実行される。なお、検出点群を構成する各検出点の対応付けは、各検出点群を構成する各検出点が互いに近接している場合、すなわち、最近傍点を容易に判別できる場合には省略されても良い。

ＣＰＵ１０１は、対応付けを行った各検出点対を用いて、水平方向における２つのミリ波レーダの相対軸ずれ量を算出する（ステップＳ１２０）。ＩＣＰ法では、対応付けを行った各検出点間の距離の最小化を繰り返すことによって、すなわち、第１検出点群の各検出点に対して第２検出点群の各検出点が重なり合うよう距離の最小化を繰り返すことによって、第１検出点群と第２検出点群との間の３次元、すなわち、ＸＹＺ軸方向のずれ量が算出される。Ｘ軸が車幅方向、Ｙ軸が車高方向、Ｚ軸が車長方向である場合、Ｘ軸方向のずれ量が第１検出点群と第２検出点群との間の相対的な水平方向の軸ずれ量として算出される。なお、第１検出点群と第２検出点群との間のずれ量の算出に際して、Ｙ軸方向の方位精度は低いことが多いため、車高方向の検出情報は用いられなくても良い。本実施例では、軸ずれ量として、第１検出点群と第２検出点群の各検出点対を重ね合わせるために必要なＸ軸方向の回転量（ｄｅｇ）を算出する。あるいは、第２検出点群の各検出点に対して第１検出点群の各検出点が重なり合うよう距離の最小化を繰り返すことによってＸＹＺ軸方向のずれ量が算出されても良い。いずれの場合にも、第１検出点群と第２検出点群との間の相対的な水平方向の軸ずれ量、すなわち、Ｘ軸方向のずれ量が算出され得る。

ＣＰＵ１０１は、隣接する全てのミリ波レーダの組み合わせについて水平軸ずれ量の算出が完了しているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、完了していない場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、ステップ１１０およびステップＳ１２０を繰り返し実行する。実施形態においては、第１のミリ波レーダ２１および第２のミリ波レーダ２２の組み合わせ、第１のミリ波レーダ２１および第３のミリ波レーダ２３の各組み合わせについて実行されるまでステップＳ１１０およびＳ１２０が繰り返し実行される。

隣接する各ミリ波レーダ２１〜２３間の水平軸ずれ量は、例えば、図５および図６に示すように算出される。図５および図６において、水平軸ずれを起こしていない水平軸を基準として、「−」は反時計回り方向、「＋」は時計回り方向の水平角度を意味する。図６では、例として、重複領域ＤＡ１における第１のミリ波レーダ２１の検出点群ＤＴ１と第２のミリ波レーダ２２の検出点群ＤＴ２との重ね合わせが模式的に示されている。図６に示すように、第１のミリ波レーダ２１（Ａ１）に対する第２のミリ波レーダ２２（Ａ２）の水平軸ずれ量、すなわち、第１のミリ波レーダ２１の検出点群ＤＴ１を第２のミリ波レーダ２２の検出点群ＤＴ２に一致させるための回転量は−３ｄｅｇであり、第２のミリ波レーダ２２（Ａ２）に対する第１のミリ波レーダ２１（Ａ１）の水平軸ずれ量、すなわち、第２のミリ波レーダ２２の検出点群ＤＴ２を第１のミリ波レーダ２１の検出点群ＤＴ１に一致させるための回転量は３ｄｅｇである。第１のミリ波レーダ２１（Ａ１）に対する第３のミリ波レーダ２３（Ａ３）の水平軸ずれ量は０ｄｅｇであり、第３のミリ波レーダ２３（Ａ３）に対する第１のミリ波レーダ２１（Ａ１）の水平軸ずれ量は０ｄｅｇである。

ＣＰＵ１０１は、隣接するミリ波レーダの組み合わせの全てについて水平軸ずれ量の算出が完了していると判定した場合には（ステップＳ１３０Ｙｅｓ）、算出した水平軸方向における相対軸ずれ量を用いて水平軸ずれレーダを特定し（ステップＳ１４０）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１は、第１および第２のミリ波レーダ２１、２２の間の相対軸ずれ量と、第１および第３のミリ波レーダ２１、２３の間の相対軸ずれ量の組み合わせに基づいて、水平軸ずれを起こしているミリ波レーダを特定する。図５に示す相対軸ずれ量の結果が得られた場合、第１のミリ波レーダ２１と第３のミリ波レーダ２３との間では角度差は発生しておらず、ＣＰＵ１０１は、第１および第３のミリ波レーダ２１、２３は水平軸ずれを起こしていないと判定することができる。一方、第１のミリ波レーダ２１と第２のミリ波レーダ２２との間では３ｄｅｇの相対的な角度差が発生しており、第１または第２のミリ波レーダ２１、２２のいずれかが水平軸ずれを起こしている。第３のミリ波レーダ２３との関係において、第１のミリ波レーダ２１には水平軸ずれは発生していないので、ＣＰＵ１０１は、第２のミリ波レーダ２２に水平軸ずれか発生していると判定し、第２のミリ波レーダ２２を水平軸ずれレーダとして特定することができる。

以上説明した第１の態様に係る対象物検出装置１０によれば、第１のミリ波レーダ２１〜第３のミリ波レーダ２３を用いて、水平方向におけるレーダの軸ずれを判定し、水平軸ずれレーダを特定することができる。したがって、水平方向におけるレーダの軸ずれの判定によるする時間の短縮化、レーダのみを用いて軸ずれを判定することができる。すなわち、前方カメラとレーダの双方を用いる場合には撮像画像を用いて先行車両を検出するための画像処理を行った上で、レーダの検出結果と組み合わせて軸ずれが判定される。第１の実施形態に係る対象物検出装置１０によれば、前方カメラを用いることなくミリ波レーダのみを用いているので撮像画像を用いて先行車両を検出するための時間を要しない。また、前方カメラの水平軸ずれによる影響を受けることなくレーダの水平軸ずれを判定することができるので判定精度を向上させることができる。さらに、レーダ相対速度が０の対象物を利用する際には、相対速度が０である物標の存在が条件となり、条件が整なわない場合にはレーダの水平軸ずれ判定を実行することができない。第１の実施形態に係る対象物検出装置１０によれば、相対速度が０ではない検出点を利用することが可能となり、より多くの条件下においてレーダの軸ずれを判定することが可能となる。この結果、判定時間を短縮することができる。

第１の実施形態において、隣接する全てのミリ波レーダの組み合わせを用いて水平軸ずれ量が算出されているが、隣接する全てのミリ波レーダの組み合わせが用いられることなく、利用できるミリ波レーダの組み合わせを用いて水平軸ずれ量が算出されても良い。例えば、車両５００の前方中央、左右側面中央および後方中央に、隣接するミリ波レーダ間で検出範囲が重複するように４つのミリ波レーダが配置されている場合について説明する。後方中央のミリ波レーダにより検出点が検出されない場合には、後方中央のミリ波レーダと左側面中央のミリ波レーダ、後方中央のミリ波レーダと右側面中央のミリ波レーダの組み合わせについて水平軸ずれ量を算出できない。この場合には、予め定められた待機時間の経過後に、前方中央のミリ波レーダと左側面中央のミリ波レーダ、前方中央のミリ波レーダと右側面中央のミリ波レーダの組み合わせについて水平軸ずれ量を求め、算出した水平軸方向における相対軸ずれ量を用いて水平軸ずれレーダを特定しても良い。この場合には、車両５００に備えられているいずれかのミリ波レーダによって検出点を検出できない場合であっても、当該ミリ波レーダからの検出点の入力を待機することなく、水平軸ずれレーダを特定することが可能となる。したがって、水平軸ずれレーダの特定に要する時間の遅延を抑制または防止することができる。

第２の実施形態：
第１の実施形態においては、水平軸ずれが生じているミリ波レーダを特定するに留まっているが、第２の実施形態においては、更に、算出された水平軸ずれを補正する点において第１の実施形態と異なっている。なお、第２の実施形態に係る対象物検出装置は、第１の実施形態に係る対象物検出装置１０と同様の構成を備えているので、第１の実施形態において用いた符号を用いて各構成についての説明は省略する。

図７を参照して第２の実施形態に係る対象物検出装置１０によって実行される、検出器特定処理および軸ずれ補正処理について説明する。図７に示す処理ルーチンは、ＣＰＵ１０１が検出器特定プログラムＰ１および軸ずれ補正プログラムＰ２を実行することによって、第１の実施形態において説明したタイミングにて実行される。なお、第１の実施形態において説明した処理ステップについては同一の符号を付して、その説明を省略する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１００〜Ｓ１４０を実行した後、水平軸ずれレーダに対する補正量を決定する（ステップＳ１５０）。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０において特定した水平軸ずれレーダの相対軸ずれ量を解消または軽減するように補正量を決定する。例えば、図５の例では、第２のミリ波レーダ２２が水平軸ずれを起こしているレーダとして特定されたので、＋３ｄｅｇまたは＋３ｄｅｇ〜０ｄｅｇの回転角が補正量として決定される。

ＣＰＵ１０１は、補正を実行し（ステップＳ１６０）、本処理ルーチンを終了する。ＣＰＵ１０１による補正の実行には、例えば、以下の２態様がある。第１の態様として、ＣＰＵ１０１は、第２のミリ波レーダ２２から得られた検出点、すなわち、（ｘ、ｙ、ｚ）座標を水平方向に＋３ｄｅｇ回転させる変換処理を実行することによりソフトウェア的な補正を実行できる。第２の態様として、ＣＰＵ１０１は、第２のミリ波レーダ２２が備えるアクチュエータに対して、第２のミリ波レーダ２２または第２のミリ波レーダ２２の検出部を＋３ｄｅｇ回転させる駆動制御信号を送信することにより、ハードウェア的に第２のミリ波レーダ２２の水平軸ずれを補正することができる。なお、水平軸ずれ補正の実行は、例えば、算出された水平軸ずれ量の絶対値が予め定められた第１補正基準値、例えば３°以上である場合に実行されても良い。水平軸ずれ量が第１補正基準値未満の場合には、ミリ波レーダからの検出結果を用いた操舵支援や制動支援に対して与える影響は低く、また、水平軸ずれ量の算出誤差の可能性もあるため、水平軸ずれの補正を行わないことに伴う不都合はなく、適切でない水平軸ずれの補正を回避することができる。

第２の実施形態に係る対象物検出装置１０によれば、水平軸ずれが特定されたミリ波レーダをソフトウェア的またはハードウェア的に補正することができるので、水平軸ずれに伴う、対象物の検出精度の低下を抑制または防止することができる。この結果、ミリ波レーダからの検出結果を用いる、操舵支援装置３１による操舵支援や制動支援装置３２による制動支援の精度低下を抑制または防止することができる。

第３の実施形態：
第３の実施形態において、車両５００は検出範囲が重複する様に配置されている第２および第３のミリ波レーダ２２、２３を備えている。すなわち、第３の実施形態においては、検出範囲が重複する２つのミリ波レーダが備えられている場合における水平軸ずれレーダの特定処理が実行される。なお、第３の実施形態に係る対象物検出装置は、第１のミリ波レーダ２１を備えない点を覗き、第１の実施形態に係る対象物検出装置１０と同様の構成を備えているので、第１の実施形態において用いた符号を用いて各構成についての説明は省略する。

図８を参照して第３の実施形態に係る対象物検出装置１０によって実行される、検出器特定処理について説明する。図８に示す処理ルーチンは、ＣＰＵ１０１が検出器特定プログラムＰ１を実行することによって、第１の実施形態において説明したタイミングにて実行される。ＣＰＵ１０１は、各ミリ波レーダ２２、２３から検出点を取得する（ステップＳ２００）。取得される検出点は、複数の検出点、例えば、１０〜１０００点、から構成される検出点群である。各ミリ波レーダ２２、２３から制御装置１００に入力される検出信号には、既述の検出点の情報が含まれている。第２および第３のミリ波レーダ２２、２３の検出範囲は、少なくとも一部が重複している。

ＣＰＵ１０１は、検出範囲が重複する２つのミリ波レーダから得られた検出点を対応付けする（ステップＳ２１０）。検出点の対応付けは、第１の実施形態において説明した方法により実行される。ＣＰＵ１０１は、対応付けを行った各検出点対を用いて、水平方向における２つのミリ波レーダの相対軸ずれ量を算出する（ステップＳ２２０）。相対軸ずれ量を算出は、第１の実施形態において説明した方法により実行される。

ＣＰＵ１０１は、水平方向における各ミリ波レーダ２２、２３の絶対軸ずれ量を算出する（ステップＳ２３０）。すなわち、検出範囲が重複する隣接する２つのミリ波レーダからの検出結果を用いず、各ミリ波レーダ２２、２３によって得られた検出結果を用いて各ミリ波レーダ２２、２３単独で軸ずれ量が算出される。ミリ波レーダ単体で自身の軸ずれ量を検出する手法としては、車両５００の前後方向に対して９０°の方位に存在すべき相対速度が０となる検出点を速度０検出点の方位を算出してミリ波レーダの水平方向の向き、すなわち軸ずれ量を求めることができる。より具体的には、ミリ波レーダの射出軸に対する速度０検出点の方位（角度）、すなわち、レーダ座標系と、車両５００の前後方向に対して直角な方位（９０°）、すなわち、車両座標系との方位差が、軸ずれ量として算出される。あるいは、ミリ波レーダにより検出された静止対象物の距離と方位角度を用いて自車両に対する静止対象物の横方向の距離を求め、求められた横方向の距離を用いて静止対象物の軌跡を求め、求められた静止対象物の軌跡と方位角度０の線分の角度差から水平軸ずれ量が算出されても良い。なお、方位角度０は、車両５００の進行方向と平行な方位角である。

ＣＰＵ１０１は、相対軸ずれ量と絶対軸ずれ量とを用いて水平軸ずれレーダを特定し（ステップＳ２４０）、本処理ルーチンを終了する。２つのミリ波レーダを用いる場合には、求められる相対軸ずれ量は相対値であり、相対軸ずれ量が算出された場合でもいずれのミリ波レーダが実際に水平軸ずれを起こしているのか決定できない。そこで、各ミリ波レーダ単独で求められた絶対軸ずれ量を用いることによっていずれのミリ波レーダが水平軸ずれを起こしているのかを決定することができる。

第３の実施形態に係る対象物検出装置１０によれば、２つのミリ波レーダを備える場合であっても、水平方向におけるレーダの軸ずれを判定し、水平軸ずれレーダを特定することができる。したがって、水平方向におけるレーダの軸ずれの判定によるする時間の短縮化、レーダのみを用いて軸ずれを判定することができる。また、相対軸ずれ量を算出して水平軸ずれの有無を判定するので、相対速度が０でない検出点を用いて水平軸ずれを判定することが可能となり、絶対軸ずれ量のみを用いる場合と比較して、水平軸ずれを判定することができる頻度を増大させることが可能となり、ミリ波レーダの水平軸ずれ状態をより早く判定することができる。すなわち、相対軸ずれ量が０または基準量以下の場合には、絶対軸ずれ量を用いることなくミリ波レーダの軸ずれなしを確定することが確定できるので、ミリ波レーダの水平軸ずれ状態を精度良く管理することができる。なお、第３の実施形態における水平軸ずれレーダの特定に続いて第２の実施形態において説明した補正処理が実行されても良い。

その他の実施形態：
（１）第１〜第３の実施形態において、検出点の対応付けおよび水平軸ずれ量の算出は、ＩＣＰ法以外の手法によって行われても良い。例えば、２つの検出点群に含まれる最近傍の検出点同士を仮の検出点対として対応付けを行い、仮の検出点対の相対速度差が予め定められた基準差よりも小さい場合には、確定検出点対として対応付けを確定する手法が用いられ得る。相対速度差に代えて、あるいは、相対速度差に加えて受信電力差が同様に用いられても良い。対応付けが確定した後、各検出点対の方位差を求め、検出点群に含まれる各検出点対の方位差の平均値を水平軸ずれ量として用いることができる。

（２）第１〜第３の実施形態において、検出点を対応付けするに際して、仮の検出点対の相対速度差や受信電力差が予め定められた基準よりも大きい場合には、当該仮の検出点対は確定検出点対から除外されても良い。あるいは、方位差の平均値を算出するに際して、相対速度差や受信電力差が予め定められた基準よりも大きい確定検出点対の方位差よりも、相対速度差や受信電力差が予め定められた基準よりも小さい確定検出点対の方位差の重み付けを大きくして、ＩＣＰ法や方位角の平均値から水平軸ずれ量が求められても良い。これらの手法を採用することのよって、水平軸ずれ量の算出精度が向上され、水平軸ずれレーダの特定制度が向上される。

（３）第１〜第３の実施形態において、仮の検出点対が移動体上の検出点対である場合には、確定検出点対から除外されても良い。移動する検出点対を用いる場合、方位角がずれやすく、水平軸ずれ量の算出精度が低下するので、移動する検出点対を除外することによって算出精度の低下を防止または低減することができる。

（４）第１〜第３の実施形態において、重複領域の周縁方位に近い検出点対の方位差よりも、重複領域の中心方位に近い検出点対の方位差に対する重み付けを大きくして、ＩＣＰ法や方位角の平均値から水平軸ずれ量が求められても良い。一般的に、ミリ波レーダの精度は挟角域の方が広角域よりも方位精度が良く、挟角寄りに位置する重複領域の中心方位に近い検出点対を用いることにより水平軸ずれ量の算出精度を向上させることができる。

（５）第１〜第３の実施形態においては、水平軸ずれ量は、各ミリ波レーダ２１〜２３から得られた１回の検出点を用いて算出、すなわち、瞬時算出されているが、一定時間にわたり検出された検出点を用いて得られた回転量の平均値を用いて水平軸ずれ量を算出し、水平軸ずれを起こしているミリ波レーダが特定されても良い。

（６）第１〜第３の実施形態において、車両５００が旋回中に得られる検出点は用いなくても良い。車両５００の旋回中は方位ずれが発生しやすいので、旋回中の検出点を用いないことにより、水平軸ずれ量の算出精度および水平軸ずれレーダの特定精度を向上させることができる。車両５００が旋回中であるか否かは、例えば、回転角センサ２４およびヨーレートセンサ２６の少なくともいずれか一方から入力された検出信号を用いて自車両の走行軌跡が旋回軌跡を描いているか否かにより判定可能である。また、車両５００が停止している際に得られた検出点を用いないようにしても良い。車両５００が停止している際には、検出点群の位置が安定する一方で、一定の対象物が検出対象となり検出結果に偏りが生じる可能性が有る。すなわち、検出対象物がランダムに変化することによって、対象物に起因する反射波の偏りが分散、解消され、より信頼性の高い検出結果を得ることができる。なお、車両５００が停止しているか否かは、例えば、車輪速度センサ２５から入力される車輪速度が０ｋｍ／ｈであるか否かにより判定することができる。

（７）第１の実施形態に係る対象物検出装置１０において、２つのミリ波レーダによる検出結果を用いる相対軸ずれ量に加えて、各ミリ波レーダ２１〜２３による単独の軸ずれ量を用いて水平軸ずれレーダの特定が行われても良い。例えば、第２および第３のミリ波レーダ２２、２３が同一方向に水平軸ずれしている場合には、第１のミリ波レーダ２１が水平軸ずれを起こしていると判定され得る。そこで、第３の実施形態において説明したように、第１〜第３のミリ波レーダ２１〜２３についてそれぞれ、絶対軸ずれ量を求め、単独での水平軸ずれ判定結果を加味しても良い。第１のミリ波レーダ２１について絶対軸ずれ量が０または基準値以下の場合には、第２および第３のミリ波レーダ２２、２３が共に水平軸ずれを起こしていることを判定することができる。さらに、相対軸ずれ量および絶対軸ずれ量にそれぞれ重み付けをした上で加重平均した軸ずれ量を用いて各ミリ波レーダの水平軸ずれが判定されても良い。以上の手段を採用することによって、３つのミリ波レーダが用いられる際に発生し得る誤判定を解消または低減することができる。

（８）第２の実施形態に係る対象物検出装置１０における補正は、第３の実施形態において説明した絶対軸ずれ量と相対軸ずれ量との差が第２補正基準値、例えば、１°以下の場合に実行されても良い。また、絶対軸ずれ量と相対軸ずれ量との差に応じて、補正量が変更されても良い。例えば、差が大きくなるに連れて、絶対軸ずれ量または相対軸ずれ量、あるいは、両者の平均ずれ量に対する補正量が小さくされる。差が大きい場合には、絶対軸ずれ量または相対軸ずれ量の一方が異常値であることも考えられるので、水平軸ずれ量を徐々に解消することにより、適当でない水平軸ずれの補正の影響が低減される。

（９）第１〜第３の実施形態においては、ＣＰＵ１０１が検出器特定プログラムＰ１および軸ずれ補正プログラムＰ２を実行することによって、ソフトウェア的に検出器特定部および補正部が実現されているが、予めプログラムされた集積回路またはディスクリート回路によってハードウェア的に実現されても良い。

以上、実施形態、変形例に基づき本開示について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本開示にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば、上記第１の態様に係る車両用の対象物検出装置を適用例１とし、
［適用例２］適用例１に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記複数の検出器は３以上の検出器であり、
前記検出器特定部は、２つの検出器の組み合わせの全てについて前記相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量の組み合わせを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、車両用の対象物検出装置。
［適用例３］適用例１に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記複数の検出器は２つの検出器であり、
前記検出器特定部は、前記相対的な軸ずれ量と、各前記検出器から入力される前記検出点を用いて算出される絶対軸ずれ量とを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、車両用の対象物検出装置。
［適用例４］適用例１から３に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記検出器特定部は、前記車両が旋回中に検出された検出点を用いない、車両用の対象物検出装置。
［適用例５］適用例１から４のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記検出器特定部は、前記車両が静止中に検出された検出点を用いない、車両用の対象物検出装置。
［適用例６］適用例１から５のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、さらに、
前記算出された相対的な軸ずれ量を用いて、前記特定された検出器からの検出信号を補正することによって前記特定された検出器の水平軸ずれを補正する補正部を備える、車両用の対象物検出装置。
［適用例７］適用例１から５のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記複数の検出器は駆動部を備え、水平方向に回転可能であり、
前記車両用の対象物検出装置はさらに、前記算出された相対的な軸ずれ量を用いて、前記駆動部を駆動させて前記特定された検出器の水平軸ずれを補正する補正部を備える、車両用の対象物検出装置。
［適用例８］適用例６または７に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量が予め定められた第１補正基準値以上の場合に補正を行う、車両用の対象物検出装置。
［適用例９］適用例６または７に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量と、前記検出点を用いて各前記検出器について算出される絶対軸ずれ量との差が予め定められた第２補正基準値以下の場合に補正を行う、車両用の対象物検出装置。
［適用例１０］適用例６から９のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量に応じて補正量を決定する、車両用の対象物検出装置。としても良い。

１０…対象物検出装置、２１〜２３…第１〜第３のミリ波レーダ、２４…回転角センサ、２５…車輪速度センサ、２６…ヨーレートセンサ、３１…操舵支援装置、３２…制動支援装置、１００…制御装置、１０１…ＣＰＵ、１０２…メモリ、１０３…入出力インタフェース、１０４…バス、５００…車両、Ｐ１…検出器特定プログラム、Ｐ２…軸ずれ補正プログラム

Claims (11)

1. 車両用の対象物検出装置（１０）であって、
   反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する３以上の検出器（２１〜２３）と、
   前記３以上の検出器のうち、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の組み合わせの全てについて水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量の組み合わせを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、検出器特定部（１０１、Ｐ１）と、を備える、車両用の対象物検出装置。
2. 車両用の対象物検出装置（１０）であって、
   反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する同種の２つの検出器であって、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器と、
   前記２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、算出した前記相対的な軸ずれ量が予め定められた基準値以下である場合に、前記２つの検出器には水平軸の軸ずれがないことを判定し、算出した前記相対的な軸ずれ量が前記予め定められた基準値よりも大きい場合に、各前記検出器から入力される前記検出点を用いて算出される絶対軸ずれ量を用いて水平軸がずれている検出器を特定する検出器特定部（１０１、Ｐ１）と、を備える、車両用の対象物検出装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記検出器特定部は、前記車両が旋回中に検出された検出点を用いない、車両用の対象物検出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記検出器特定部は、前記車両が静止中に検出された検出点を用いない、車両用の対象物検出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、さらに、
   前記算出された相対的な軸ずれ量を用いて、前記特定された検出器からの検出信号を補正することによって前記特定された検出器の水平軸ずれを補正する補正部（１０１、Ｐ２）を備える、車両用の対象物検出装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記複数の検出器は駆動部を備え、水平方向に回転可能であり、
   前記車両用の対象物検出装置はさらに、前記算出された相対的な軸ずれ量を用いて、前記駆動部を駆動させて前記特定された検出器の水平軸ずれを補正する補正部を備える、車両用の対象物検出装置。
7. 請求項５または６に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量が予め定められた第１補正基準値以上の場合に補正を行う、車両用の対象物検出装置。
8. 請求項２に従属する請求項５または６に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量と、前記検出点を用いて各前記検出器について算出される絶対軸ずれ量との差が予め定められた第２補正基準値以下の場合に補正を行う、車両用の対象物検出装置。
9. 請求項２に従属する請求項５から８のいずれか一項に記載の車両用の対象物検出装置において、
   前記補正部は、前記算出された相対的な軸ずれ量に応じて補正量を決定する、車両用の対象物検出装置。
10. 車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法であって、
    反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する３以上の検出器のうち、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記検出点を対応付けて、前記２つの検出器の組み合わせの全てについて水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、
    算出した前記相対的な軸ずれ量の組み合わせを用いて水平軸がずれている検出器を特定する、ことを備える、水平方向の軸ずれ判定方法。
11. 車両用の対象物検出装置における水平方向の軸ずれ判定方法であって、
    反射波を用いて対象物を表す複数の検出点を検出する同種の２つの検出器であって、前記複数の検出点の少なくとも一部が重複するように車両に配置されている２つの検出器から入力される前記複数の検出点を対応付けて、前記２つの検出器の水平方向における相対的な軸ずれ量を算出し、
    算出した前記相対的な軸ずれ量が予め定められた基準値以下である場合に、前記２つの検出器には水平軸の軸ずれがないことを判定し、算出した前記相対的な軸ずれ量が前記予め定められた基準値よりも大きい場合に、各前記検出器から入力される前記検出点を用いて算出される絶対軸ずれ量を用いて水平軸がずれている検出器を特定する、ことを備える、水平方向の軸ずれ判定方法。

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