JP7025285B2 - 位置検出装置 - Google Patents

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Description

本開示は、移動体に搭載されたレーダ装置を用いて物体の位置を検出する位置検出装置に関する。
特許文献１には、複数種類の想定高さ毎に、過去の信号処理周期の反射波強度を基準として今回の信号処理周期の反射波強度を予測して高さ毎反射波強度予測値を算出し、実際に測定された反射波強度と高さ毎反射波強度予測値との一致度に基づいて、反射物体の高さを推定するレーダ装置が記載されている。
特開２０１２－１９４０３９号公報
しかし、特許文献１に記載の技術では、複数種類の想定高さ毎に相対距離と反射波強度との関係を示す参照データを予め測定しておく必要があるため、レーダ装置の開発者が位置検出機能を搭載するために行う作業負荷が高くなってしまったり、参照データを記憶する記憶領域が増加してしまったりするおそれがあった。
本開示は、位置検出機能を搭載するための作業負荷を低減するとともにデータ記憶量を低減することを目的とする。
本開示の一態様は、物体情報取得部（Ｓ１０）と、移動速度情報取得部（Ｓ１５）と、速度比算出部（Ｓ４０）と、投影距離算出部（６０，Ｓ７０，Ｓ８０，Ｓ３１０）と、位置算出部（Ｓ６０，Ｓ９０）とを備える位置検出装置（５）である。
物体情報取得部は、レーダ装置（２）から、少なくとも、レーダ装置と反射物体との間の距離である物体距離と、レーダ装置と反射物体との相対速度とを含む物体情報を繰り返し取得するように構成される。レーダ装置は、移動体（ＶＨ）に搭載されて、移動体の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、レーダ波を反射した物体である反射物体を検出する。
移動速度情報取得部は、移動体の移動速度を示す移動速度情報を繰り返し取得するように構成される。速度比算出部は、物体情報取得部により取得された物体情報が示す相対速度と、移動速度情報取得部により取得された移動速度情報が示す移動速度との比である速度比を算出するように構成される。
投影距離算出部は、レーダ装置によりレーダ波が送受信される方向を示す中心軸に対して垂直であり且つレーダ装置を含む投影平面に反射物体を投影した場合における反射物体の投影位置と、投影平面上におけるレーダ装置の位置との間の距離である投影距離を、速度比算出部により算出された速度比に基づいて算出するように構成される。位置算出部は、投影距離算出部により算出された投影距離に基づいて、反射物体の位置を算出するように構成される。
このように構成された本開示の位置検出装置は、レーダ装置と反射物体との相対速度と、移動体の移動速度とを検出することにより、反射物体の位置を算出することができる。このため、本開示の位置検出装置は、反射物体の位置を算出するために参照する参照データを予め測定しておく必要がなく、位置検出機能を搭載するための作業負荷を低減することができるとともにデータ記憶量を低減することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
位置検出システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態のレーダ装置の設置位置と物体検出領域を示す図である。 第１実施形態の位置検出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の近似曲線の算出方法を説明する図である。 車両が上方物に接近している状況を示す図である。 投影距離の算出方法を説明する図である。 第２実施形態の位置検出処理を示すフローチャートである。 第３実施形態のレーダ装置の設置位置と物体検出領域を示す図である。 第３実施形態の位置検出処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の近似曲線の算出方法を説明する図である。 レーダ波を車両の前方へ送信する場合の水平方位角範囲を示す図である。 レーダ波を車両の後方へ送信する場合の水平方位角範囲を示す図である。 レーダ波を車両の前方へ送信する場合の幅方向範囲を示す図である。 レーダ波を車両の後方へ送信する場合の幅方向範囲を示す図である。
（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の位置検出システム１は、車両に搭載され、図１に示すように、レーダ装置２と、車速センサ３と、警報装置４と、位置検出装置５とを備える。
レーダ装置２は、図２に示すように、位置検出システム１を搭載した車両ＶＨの前側に設置される。そしてレーダ装置２は、レーダ波を車両ＶＨの前方に向けて送信し、反射したレーダ波を受信することにより、車両ＶＨの前方の物体検出領域Ｒｆ内に存在する物体を検出する。
レーダ装置２は、周知のＦＭＣＷ方式を採用しており、上り変調区間のレーダ波と下り変調区間のレーダ波を予め設定された変調周期で交互に送信し、反射したレーダ波を受信する。ＦＭＣＷは、Frequency Modulated Continuous Waveの略である。これにより、レーダ装置２は、変調周期毎に、レーダ波を反射した地点（以下、観測点）までの距離Ｒと、観測点との相対速度Ｖｒと、観測点の水平方位角ｘとを検出する。またレーダ装置２は、検出した距離Ｒ、相対速度Ｖｒおよび水平方位角ｘを示す観測点情報を位置検出装置５へ出力する。
車速センサ３は、車両ＶＨの走行速度（以下、車速Ｖｎ）を検出し、車速Ｖｎを示す車速信号を出力する。警報装置４は、車室内に設置された音声出力装置であり、車両の乗員に対して、警告音を出力する。
位置検出装置５は、図１に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ１１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ１２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵ１１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、位置検出装置５を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
次に、位置検出装置５のＣＰＵ１１が実行する位置検出処理の手順を説明する。位置検出処理は、位置検出装置５の動作中において繰り返し実行される処理である。
位置検出処理が実行されると、ＣＰＵ１１は、図３に示すように、まずＳ１０にて、レーダ装置２から観測点情報を取得する。さらにＳ１５にて、車速センサ３から車速信号を取得する。そしてＳ２０にて、Ｓ１０にて新たな観測点情報を取得したか否かを判断する。ここで、新たな観測点情報を取得していない場合には、位置検出処理を一旦終了する。一方、新たな観測点情報を取得した場合には、Ｓ３０にて、今回取得した観測点情報の観測点（以下、今回観測点）が、前回取得した観測点情報の観測点（以下、前回観測点）と同一の物体を表すものであるか（すなわち、履歴接続があるか）否かを判定する履歴追尾処理を実行する。
具体的には、前回取得した観測点情報に基づいて、前回観測点に対応する今回観測点の予測位置および予測速度を算出し、その予測位置および予測速度と、今回観測点の検出位置および検出速度との差分がそれぞれ予め設定された上限位置差および上限速度差より小さい場合には、履歴接続があるものと判断する。
さらにＳ４０にて、速度比ＲＴを算出する。具体的には、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す相対速度Ｖｒを、Ｓ１５にて取得した車速信号が示す車速Ｖｎで除算した除算値を、速度比ＲＴとして算出する。そしてＳ５０にて、Ｓ４０で算出した速度比ＲＴと、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す距離Ｒとを対応付けて、位置検出装置５のＲＡＭ１３に記憶する。
次にＳ６０にて、予め設定された位置算出条件が成立したか否かを判断する。本実施形態の位置算出条件は、例えば、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数（本実施形態では、５回）継続することである。
ここで、位置算出条件が成立していない場合には、位置検出処理を一旦終了する。一方、位置算出条件が成立した場合には、Ｓ７０にて、近似曲線を算出する。具体的には、まず、履歴接続がある複数の速度比ＲＴと距離Ｒとの対を用いて、例えば図４に示すように、距離Ｒと速度比ＲＴとの対応関係を表すグラフを作成する。図４における点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２は、距離Ｒを横軸とし速度比ＲＴを縦軸とした２軸により定義される２次元空間内における距離Ｒと速度比ＲＴとの対の位置を示す。
そして、作成したグラフにおける複数の点を、ＲＴ＝（ａ／Ｒ２）－１で表される曲線で近似することにより、係数ａを決定する。係数ａを決定するために例えば最小二乗法を用いることができる。図４の曲線Ｌ１は、点Ｐ１～Ｐ１２の近似曲線である。
Ｓ７０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ８０にて、Ｓ７０で決定した係数ａを用いて、後述する投影距離Ｈを算出する。
図５は、車速Ｖｎで走行している車両ＶＨが、車両ＶＨよりも上に存在する案内板などの上方物Ｂｕに接近している状況を示している。但し、図５では、車両ＶＨを起点としているため、上方物Ｂｕが車両ＶＨに徐々に近付いてくるように示している。
図５に示すように、レーダ装置２がレーダ波を送受信する方向を示す中心軸ＣＡに対する上方物Ｂｕの仰角θを用いて、相対速度Ｖｒは、下式（１）で表される。そして、下式（１）より、下式（２）が得られる。なお、レーダ装置２は、中心軸ＣＡが車両ＶＨの進行方向に対して平行となるように車両ＶＨの前側に設置される。
Ｖｒ ＝ －Ｖｎ×ｃｏｓθ ・・・（１）
Ｖｒ／Ｖｎ ＝ －｛１－（ｓｉｎθ）２｝１／２ ・・・（２）
そして、θが１と比較して十分小さい場合には、Ｖｒ／Ｖｎを下式（３）に示すように近似することができる。
Ｖｒ／Ｖｎ ≒ －（１－θ２）１／２ ・・・（３）
さらに、θについてのテイラー展開により、Ｖｒ／Ｖｎを下式（４）に示すように近似することができる。
Ｖｒ／Ｖｎ ≒ －（１－θ２／２） ・・・（４）
図６に示すように、車両ＶＨの車幅方向をＸ軸とし、中心軸ＣＡの方向をＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な軸をＺ軸とした３軸により定義される３次元空間内において、レーダ装置２が原点に位置するとする。この場合に、観測点ＰｏとＹ軸との距離を投影距離Ｈとする。この投影距離Ｈは、Ｘ軸とＺ軸とを含むＸＺ平面上に観測点Ｐｏを投影した場合に、ＸＺ平面上に投影された観測点Ｐｏの位置とレーダ装置２の位置（すなわち、原点）との間の距離に相当する。
そして、距離Ｒと投影距離Ｈとを用いて、Ｖｒ／Ｖｎを下式（５）に示すように近似することができる。
Ｖｒ／Ｖｎ ≒ －｛１－（Ｈ／Ｒ）２／２｝ ・・・（５）
そして、ＲＴ＝（ａ／Ｒ２）－１で表される近似曲線と、式（５）を比較すると、投影距離Ｈは、下式（６）で表される。
Ｈ ≒ （２ａ）１／２ ・・・（６）
すなわち、Ｓ８０では、式（６）を用いて、投影距離Ｈを算出する。
Ｓ８０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ９０にて、後述する高さｈを算出する。具体的には、まず、車幅方向距離ｗを算出する。図６に示すように、観測点Ｐｏの三次元座標位置を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とすると、Ｙ座標位置ｙｏは、下式（７）で表される。
ｙｏ ＝ （Ｒ２－Ｈ２）１／２ ・・・（７）
そして、車幅方向距離ｗは、Ｘ座標位置ｘｏに等しい。このため、観測点の水平方位角ｘを用いて、式（８）により車幅方向距離ｗが算出される。
ｗ ＝ ｘｏ＝ ｔａｎ（ｘ）×（Ｒ２－Ｈ２）１／２ ・・・（８）
また、高さｈは、Ｚ座標位置ｚｏに等しい。このため、Ｓ９０では、算出された車幅方向距離ｗを用いて、式（９）により、高さｈを算出する。
ｈ ＝ ｚｏ＝ （Ｈ２－ｗ２）１／２ ・・・（９）
Ｓ９０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ１００にて、予め設定された警報条件が成立したか否かを判断する。本実施形態の警報条件は、以下の第１条件、第２条件および第３条件の全てが成立することである。第１条件は、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す水平方位角ｘが予め設定された警報判定角度未満であることである。第２条件は、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す距離Ｒが予め設定された警報判定距離未満であることである。第３条件は、Ｓ９０で算出された高さｈが、予め設定された警報判定高（本実施形態では例えば２ｍ）以下であることである。
ここで、警報条件が成立していない場合には、Ｓ１１０にて、警報装置４による警告音の出力を終了して、位置検出処理を一旦終了する。これにより、警報装置４が警告音を出力している場合には、警告音の出力が中断され、警報装置４が警告音を出力していない場合には、警告音が出力されていない状態が継続する。
一方、警報条件が成立した場合には、Ｓ１２０にて、警報装置４に警告音を出力させて、位置検出処理を一旦終了する。これにより、警報装置４が警告音を出力している場合には、警告音が出力されている状態が継続され、警報装置４が警告音を出力していない場合には、警告音の出力が開始される。
このように構成された位置検出装置５は、レーダ装置２から、少なくとも、レーダ装置２と観測点との間の距離Ｒと、レーダ装置２と観測点との相対速度Ｖｒとを含む観測点情報を繰り返し取得する。レーダ装置２は、車両ＶＨに搭載されて、車両ＶＨの外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、レーダ波を反射した物体（以下、反射物体）を検出する。
位置検出装置５は、車速Ｖｎを示す車速信号を繰り返し取得する。位置検出装置５は、取得された観測点情報が示す相対速度Ｖｒと、取得された車速信号が示す車速Ｖｎとの比である速度比ＲＴを算出する。
位置検出装置５は、レーダ装置２によりレーダ波が送受信される方向を示す中心軸ＣＡに対して垂直であり且つレーダ装置２を含む上記のＸＺ平面に反射物体を投影した場合における反射物体の投影位置と、ＸＺ平面上におけるレーダ装置２の位置との間の距離である投影距離Ｈを、速度比ＲＴに基づいて算出する。位置検出装置５は、算出された投影距離Ｈに基づいて、反射物体の位置を算出する。
このように位置検出装置５は、レーダ装置２と反射物体との相対速度Ｖｒと、車速Ｖｎとを検出することにより、反射物体の位置を算出することができる。このため、位置検出装置５は、反射物体の位置を算出するために参照する参照データを予め測定しておく必要がなく、位置検出機能を搭載するための作業負荷を低減することができるとともにデータ記憶量を低減することができる。
また位置検出装置５は、取得された複数の観測点情報と、取得された複数の車速信号とを用いて、複数の速度比ＲＴを算出する。そして位置検出装置５は、取得された複数の観測点情報が示す距離Ｒと、算出された複数の速度比ＲＴとを用いて、距離Ｒに対する速度比ＲＴの変化から、投影距離Ｈを算出する。
このように位置検出装置５は、複数の速度比ＲＴを用いて投影距離Ｈを算出するため、複数の速度比ＲＴにおける算出結果ばらつきが投影距離Ｈの算出結果に及ぼす影響を低減することができ、投影距離Ｈの算出精度を向上させることができる。
また位置検出装置５は、算出された投影距離Ｈと、観測点情報が示す距離Ｒとに基づいて、レーダ装置２の中心軸ＣＡに沿った反射物体の位置であるＹ座標位置ｙｏを算出する。また位置検出装置５は、観測点情報が示す水平方位角ｘと、Ｙ座標位置ｙｏとに基づいて、中心軸ＣＡに対して直交する水平方向に沿った反射物体の位置であるＸ座標位置ｘｏを算出する。また位置検出装置５は、投影距離Ｈと、Ｘ座標位置ｘｏとに基づいて、中心軸ＣＡと水平方向とに対して直交する垂直方向に沿った反射物体の位置であるＺ座標位置ｚｏを算出する。
また位置検出装置５は、履歴接続が行われた履歴接続回数が予め設定された算出判定回数未満である場合に、反射物体の位置の算出を行わない。これにより、位置検出装置５は、算出判定回数以上の速度比ＲＴを用いて投影距離Ｈを算出することができ、投影距離Ｈの算出精度を向上させることができる。また位置検出装置５は、履歴接続回数が算出判定回数以上である場合に、反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。
また位置検出装置５は、算出された反射物体の位置に基づいて、車両ＶＨと反射物体とが衝突するか否かを判断する。これにより、位置検出装置５は、車両ＶＨと反射物体とが衝突すると判断した場合に、その旨を車両ＶＨの運転者へ報知することが可能となり、車両ＶＨと反射物体との衝突を回避する可能性を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、Ｓ１０は物体情報取得部としての処理に相当し、Ｓ１５は移動速度情報取得部としての処理に相当し、Ｓ４０は速度比算出部としての処理に相当し、Ｓ６０，Ｓ７０，Ｓ８０は投影距離算出部としての処理に相当し、Ｓ６０，Ｓ９０は位置算出部としての処理に相当する。
また、車両ＶＨは移動体に相当し、距離Ｒは物体距離に相当し、観測点情報は物体情報に相当し、車速信号は移動速度情報に相当し、ＸＺ平面は投影平面に相当する。
また、Ｙ座標位置ｙｏは中心軸方向位置に相当し、Ｘ座標位置ｘｏは水平方向位置に相当し、Ｚ座標位置ｚｏは垂直方向位置に相当し、履歴接続回数は連続検出回数に相当し、Ｓ１００は衝突判断部としての処理に相当する。
（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
第２実施形態の位置検出システム１は、位置検出処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の位置検出処理は、Ｓ５０，Ｓ７０の代わりにＳ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２３０の処理を実行する点が第１実施形態と異なる。
すなわち、図７に示すように、Ｓ４０の処理が終了すると、Ｓ２１０にて、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す水平方位角ｘを用いて、式（１０）により、補正速度比ＲＴｃを算出する。
ＲＴｃ ＝ ＲＴ×ｃｏｓ（ｘ） ・・・（１０）
そしてＳ２２０にて、Ｓ２１０で算出した補正速度比ＲＴｃと、Ｓ１０にて取得した観測点情報が示す距離Ｒとを対応付けて、位置検出装置５のＲＡＭ１３に記憶する。
またＳ６０にて、位置算出条件が成立した場合には、Ｓ２３０にて、近似曲線を算出して、Ｓ８０に移行する。具体的には、まず、履歴接続がある複数の補正速度比ＲＴｃと距離Ｒとの対を用いて、距離Ｒと補正速度比ＲＴｃとの対応関係を表すグラフを作成する。そして、作成したグラフにおける複数の点を、ＲＴｃ＝（ａ／Ｒ２）－１で表される曲線で近似することにより、係数ａを決定する。
このように構成された位置検出装置５は、水平方位角ｘに応じて速度比ＲＴを補正することにより、速度比ＲＴに対する水平方位角ｘの影響を低減することができ、投影距離Ｈの算出精度を更に向上させることができる。
（第３実施形態）
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
第３実施形態の位置検出システム１は、レーダ装置２の配置と、位置検出処理とが変更された点が第１実施形態と異なる。
まず、第３実施形態のレーダ装置２は、図８に示すように、車両ＶＨの後側に設置される。そしてレーダ装置２は、レーダ波を車両ＶＨの後方に向けて送信し、反射したレーダ波を受信することにより、車両ＶＨの後方の物体検出領域Ｒｂ内に存在する物体を検出する。
次に、第３実施形態の位置検出処理は、Ｓ７０の代わりにＳ３１０の処理を実行する点が第１実施形態と異なる。
すなわち、図９に示すように、Ｓ６０にて、位置算出条件が成立した場合には、Ｓ３１０にて、近似曲線を算出して、Ｓ８０に移行する。具体的には、まず、履歴接続がある複数の速度比ＲＴと距離Ｒとの対を用いて、例えば図１０に示すように、距離Ｒと速度比ＲＴとの対応関係を表すグラフを作成する。図１０における点Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２６，Ｐ２７，Ｐ２８，Ｐ２９，Ｐ３０，Ｐ３１，Ｐ３２は、距離Ｒを横軸とし速度比ＲＴを縦軸とした２軸により定義される２次元空間内における距離Ｒと速度比ＲＴとの対の位置を示す。
そして、作成したグラフにおける複数の点を、ＲＴ＝（－ａ／Ｒ２）＋１で表される曲線で近似することにより、係数ａを決定する。係数ａを決定するために例えば最小二乗法を用いることができる。図１０の曲線Ｌ２は、点Ｐ２１～Ｐ３２の近似曲線である。
このように構成された位置検出装置５は、取得された複数の観測点情報と、取得された複数の車速信号とを用いて、複数の速度比ＲＴを算出する。そして位置検出装置５は、取得された複数の観測点情報が示す距離Ｒと、算出された複数の速度比ＲＴとを用いて、距離Ｒに対する速度比ＲＴの変化から、投影距離Ｈを算出する。
このように位置検出装置５は、複数の速度比ＲＴを用いて投影距離Ｈを算出するため、複数の速度比ＲＴにおける算出結果ばらつきが投影距離Ｈの算出結果に及ぼす影響を低減することができ、投影距離Ｈの算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、Ｓ６０，Ｓ３１０，Ｓ８０は投影距離算出部としての処理に相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
［変形例１］
例えば上記実施形態では、レーダ装置２がレーダ波を車両ＶＨの前方または後方に向けて送信する形態を示したが、レーダ波の送信方向は車両ＶＨの前方または後方に限定されるものではない。例えば、レーダ装置２は、車両ＶＨの前方、右前方、左前方、後方、右後方、左後方、右側方および左側方の少なくとも一方に向けてレーダ波を送信するようにしてもよい。
［変形例２］
上記実施形態では、レーダ装置２がＦＭＣＷ方式を採用している形態を示したが、レーダ装置２のレーダ方式は、ＦＭＣＷに限定されるものではなく、例えば、２周波ＣＷ、ＦＣＭまたはパルスを採用するようにしてもよい。ＦＣＭは、Fast-Chirp Modulationの略である。
［変形例３］
上記実施形態では、位置検出装置５が位置検出処理を実行する形態を示したが、レーダ装置２が位置検出処理を実行するようにしてもよい。
［変形例４］
上記実施形態では、位置算出条件が、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数継続することである形態を示した。しかし、位置算出条件は、図１１に示すように、検出した観測点の水平方位角ｘが、車両ＶＨの進行方向に対応する水平方位角を含むように予め設定された水平方位角範囲ＡＲ内であるようにしてもよい。水平方位角範囲ＡＲは、例えば、－１０°～＋１０°である。また、レーダ装置２がレーダ波を車両ＶＨの後方に向けて送信している場合であっても、位置算出条件は、図１２に示すように、検出した観測点の水平方位角ｘが水平方位角範囲ＡＲ内であるようにしてもよい。
このように構成された位置検出装置５は、観測点情報が示す水平方位角ｘが、車両ＶＨの進行方向に対応する水平方位角ｘを含むように予め設定された水平方位角範囲ＡＲに含まれない場合に、反射物体の位置の算出を行わない。これにより、位置検出装置５は、水平方位角ｘに基づいて、反射物体の位置の算出が必要なときに反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。また位置検出装置５は、水平方位角ｘが大きいときに反射物体の位置の算出を行わないようにすることができ、反射物体の位置の算出精度を向上させることができる。
［変形例５］
上記実施形態では、位置算出条件が、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数継続することである形態を示した。しかし、レーダ装置２が車両ＶＨの前側に設置されてレーダ波を車両ＶＨの前方に向けて送信する場合には、位置算出条件は、図１３に示すように、距離Ｒと水平方位角ｘとを用いて、Ｒ×ｓｉｎ（ｘ）で算出される推定Ｘ座標位置が予め設定された幅方向範囲ＷＲ内であるようにしてもよい。幅方向範囲ＷＲは、例えば－２ｍ～＋２ｍである。または、幅方向範囲ＷＲは、車両ＶＨの幅をＷとした場合に、－Ｗ／２［ｍ］～＋Ｗ／２［ｍ］としてもよい。また、レーダ装置２がレーダ波を車両ＶＨの後方に向けて送信している場合であっても、図１４に示すように、位置算出条件は、推定Ｘ座標位置が幅方向範囲ＷＲ内であるようにしてもよい。
このように構成された位置検出装置５は、観測点情報が示す距離Ｒと水平方位角ｘとに基づいて算出される推定Ｘ座標位置が、車両ＶＨを含むように予め設定された幅方向範囲ＷＲに含まれない場合に、反射物体の位置の算出を行わない。これにより、位置検出装置５は、距離Ｒと水平方位角ｘとに基づいて、反射物体の位置の算出が必要なときに反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。なお、推定Ｘ座標位置は推定水平方向位置に相当する。また位置検出装置５は、水平方位角ｘが大きいときに反射物体の位置の算出を行わないようにすることができ、反射物体の位置の算出精度を向上させることができる。
［変形例６］
上記実施形態では、位置算出条件が、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数継続することである形態を示した。しかし、履歴接続がある複数の観測点のうちで最も早く検出された観測点と、最も遅く検出された観測点との間の距離を追跡距離として、位置算出条件は、追跡距離が予め設定された算出判定追跡距離（例えば、５～１０ｍ）以上であるようにしてもよい。
このように構成された位置検出装置５は、レーダ装置２が反射物体を連続して検出した場合において、最も早く検出された反射物体と、最も遅く検出された反射物体との間の距離である追跡距離が、予め設定された算出判定追跡距離未満である場合に、反射物体の位置の算出を行わない。これにより、位置検出装置５は、複数の速度比ＲＴを用いて投影距離Ｈを算出することができ、投影距離Ｈの算出精度を向上させることができる。また位置検出装置５は、追跡距離が算出判定追跡距離以上である場合に、反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。
［変形例７］
上記実施形態では、位置算出条件が、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数継続することである形態を示した。しかし、位置算出条件は、観測点の距離Ｒが予め設定された算出判定距離（例えば、２０ｍ）以下であるようにしてもよい。
このように構成された位置検出装置５は、観測点情報が示す距離Ｒが予め設定された算出判定距離より長い場合に、反射物体の位置の算出を行わない。これにより、位置検出装置５は、距離Ｒに基づいて、反射物体の位置の算出が必要なときに反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。また位置検出装置５は、反射物体との距離が長いときに反射物体の位置の算出を行わないようにすることができ、反射物体の位置の算出精度を向上させることができる。
［変形例８］
上記実施形態では、位置算出条件が、Ｓ２０の履歴接続が予め設定された算出判定回数継続することである形態を示した。しかし、位置算出条件は、車両ＶＨの車速、操舵角、前後左右加速度などの情報に基づいて設定されるようにしてもよい。例えば、位置算出条件は、車速が予め設定された算出判定車速以下であるようにしてもよい。また、位置算出条件は、操舵角が予め設定された算出判定操舵角範囲内であるようにしてもよい。また、位置算出条件は、前加速度、後加速度、左加速度および右加速度の少なくとも一つが予め設定された算出判定加速度以下であるようにしてもよい。
このように構成された位置検出装置５は、車両ＶＨの車速、操舵角、前加速度、後加速度、左加速度および右加速度の少なくとも一つに基づいて、反射物体の位置の算出を行うか否かを判断する。これにより、位置検出装置５は、車両ＶＨの車速、操舵角、前加速度、後加速度、左加速度および右加速度の少なくとも一つに基づいて、反射物体の位置の算出が必要なときに反射物体の位置の算出を行うことができ、位置検出装置５の演算負荷を低減することができる。
［変形例９］
上記実施形態では、Ｖｒ／Ｖｎ＝（ａ／Ｒ２）－１で表される近似曲線で近似することにより、係数ａを決定する形態を示したが、近似曲線はＶｒ／Ｖｎ＝（ａ／Ｒ２）－１に限定されるものではない。例えば、（Ｖｒ－Ｖｎ）／Ｖｎ＝（ａ／Ｒ２）－２で表される近似曲線で近似するようにしてもよい。また、１／（Ｖｎ／Ｖｒ）＝（ａ／Ｒ２）－１で表される近似曲線で近似するようにしてもよい。
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
上述した位置検出装置５の他、当該位置検出装置５を構成要素とするシステム、当該位置検出装置５としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、位置検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
２…レーダ装置、５…位置検出装置、ＶＨ…車両

Claims (10)

  1. 移動体（ＶＨ）に搭載されて、前記移動体の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、前記レーダ波を反射した物体である反射物体を検出するレーダ装置（２）から、少なくとも、前記レーダ装置と前記反射物体との間の距離である物体距離と、前記レーダ装置と前記反射物体との相対速度とを含む物体情報を繰り返し取得するように構成された物体情報取得部（Ｓ１０）と、
    前記移動体の移動速度を示す移動速度情報を繰り返し取得するように構成された移動速度情報取得部（Ｓ１５）と、
    前記物体情報取得部により取得された前記物体情報が示す前記相対速度と、前記移動速度情報取得部により取得された前記移動速度情報が示す前記移動速度との比である速度比を算出するように構成された速度比算出部（Ｓ４０）と、
    前記レーダ装置により前記レーダ波が送受信される方向を示す中心軸に対して垂直であり且つ前記レーダ装置を含む投影平面に前記反射物体を投影した場合における前記反射物体の投影位置と、前記投影平面上における前記レーダ装置の位置との間の距離である投影距離を、前記速度比算出部により算出された前記速度比に基づいて算出するように構成された投影距離算出部（６０，Ｓ７０，Ｓ８０，Ｓ３１０）と、
    前記投影距離算出部により算出された前記投影距離に基づいて、前記反射物体が前記レーダ波を反射した位置である反射物体位置を算出するように構成された位置算出部（Ｓ６０，Ｓ９０）と
    を備える位置検出装置（５）。
  2. 請求項１に記載の位置検出装置であって、
    前記速度比算出部は、前記物体情報取得部により取得された複数の前記物体情報と、前記移動速度情報取得部により取得された複数の前記移動速度情報とを用いて、複数の前記速度比を算出し、
    前記投影距離算出部は、前記物体情報取得部により取得された複数の前記物体情報が示す前記物体距離と、前記速度比算出部により算出された複数の前記速度比とを用いて、前記物体距離に対する前記速度比の変化から、前記投影距離を算出する位置検出装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の位置検出装置であって、
    前記物体情報は、更に、前記反射物体が存在する水平方位角を含み、
    前記位置算出部は、
    前記投影距離算出部により算出された前記投影距離と、前記物体情報が示す前記物体距離とに基づいて、前記レーダ装置の前記中心軸に沿った前記反射物体位置である中心軸方向位置を算出し、
    前記物体情報が示す前記水平方位角と、前記中心軸方向位置とに基づいて、前記中心軸に対して直交する水平方向に沿った前記反射物体位置である水平方向位置を算出し、
    前記投影距離と、前記水平方向位置とに基づいて、前記中心軸と前記水平方向とに対して直交する垂直方向に沿った前記反射物体位置である垂直方向位置を算出する位置検出装置。
  4. 請求項３に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記物体情報が示す前記水平方位角が、前記移動体の進行方向に対応する前記水平方位角を含むように予め設定された水平方位角範囲に含まれない場合に、前記反射物体位置の算出を行わないように構成される位置検出装置。
  5. 請求項３に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記物体情報が示す前記物体距離と前記水平方位角とに基づいて算出される推定水平方向位置が、前記移動体を含むように予め設定された幅方向範囲に含まれない場合に、前記反射物体位置の算出を行わないように構成される位置検出装置。
  6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記レーダ装置が前記反射物体を連続して検出した連続検出回数が予め設定された算出判定回数未満である場合に、前記反射物体位置の算出を行わないように構成される位置検出装置。
  7. 請求項１～請求項６の何れか１項に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記レーダ装置が前記反射物体を連続して検出した場合において、最も早く検出された前記反射物体と、最も遅く検出された前記反射物体との間の距離である追跡距離が、予め設定された算出判定追跡距離未満である場合に、前記反射物体位置の算出を行わないように構成される位置検出装置。
  8. 請求項１～請求項７の何れか１項に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記物体情報が示す前記物体距離が予め設定された算出判定距離より長い場合に、前記反射物体位置の算出を行わないように構成される位置検出装置。
  9. 請求項１～請求項８の何れか１項に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部は、前記移動体の前記移動速度、操舵角、前加速度、後加速度、左加速度および右加速度の少なくとも一つに基づいて、前記反射物体位置の算出を行うか否かを判断するように構成される位置検出装置。
  10. 請求項１～請求項９の何れか１項に記載の位置検出装置であって、
    前記位置算出部により算出された前記反射物体位置に基づいて、前記移動体と前記反射物体とが衝突するか否かを判断するように構成された衝突判断部（Ｓ１００）を備える位置検出装置。
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