JP7207932B2

JP7207932B2 - レーダ装置及び信号処理方法

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Publication number: JP7207932B2
Application number: JP2018193684A
Authority: JP
Inventors: 渉志岡本
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: JP2020060530A

Description

本発明は、レーダ装置によって検知される物体の形状を認識する技術に関する。

パターンマッチングを行って物体の形状を認識するレーダ装置が種々開発されている（例えば特許文献１参照）。パターンマッチングを行って物体の形状を認識するレーダ装置は、当該物体からの反射波を受信する受信アンテナから出力される受信信号に基づき当該物体の反射点である検知点を検出し、当該検知点の時系列情報と所定形状のテンプレートとに基づきパターンマッチングを行う。

特開２０１０－１８５７６９号公報

例えば図６に示すように前方レーダ装置１１を搭載した車両Ｖ１１が前進しながら駐車スペースを探すシーンでは、駐車車両Ｖ１２の前面Ｆ１１分及び左側面Ｌ１１の前側部分において検知点（図６中の黒三角形）が検出され易く、駐車車両Ｖ１２の左側面Ｌ１１の後側部分、右側面Ｒ１１、及び背面Ｂ１１において検知点が検出され難い。なお、前方レーダ装置１１は車両Ｖ１１の前方に存在する物体を検知するレーダ装置である。

駐車車両Ｖ１２の左側面Ｌ１１の後側部分、右側面Ｒ１１、及び背面Ｂ１１において検知点が検出され難い理由は、以下の３つである。
（１）駐車車両Ｖ１２の左側面Ｌ１１の後側部分が前方レーダ装置１１のＦＯＶ（Field of View）１２の境界に近いこと
（２）駐車車両Ｖ１２の左側面Ｌ１１の後側部分では、前方レーダ装置１１の送信波の入射角が大きくなり、反射波が前方レーダ装置１１に戻ってきにくいこと
（３）駐車車両Ｖ１２の右側面Ｒ１１及び背面Ｂ１１には前方レーダ装置１１の送信波がそもそも届かないこと

上述したように駐車車両Ｖ１２における検知点の分布は駐車車両Ｖ１２の形状を半分程度しか再現できないため、パターンマッチングの精度が悪くなり、前方レーダ装置１１が駐車車両Ｖ１２の形状を正しく認識できない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みて、パターンマッチングの精度を向上させることができるレーダ装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係るレーダ装置は、物体からの反射波を受信する受信アンテナから出力される受信信号に基づき前記物体の反射点である検知点を検出する検出部と、前記検知点と所定形状のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って前記第１パターンマッチングのマッチング率を算出する第１マッチング部と、仮想検知点及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率が所定値になるように前記仮想検知点を生成する仮想検知点生成部と、前記仮想検知点生成部によって生成された前記仮想検知点の少なくとも一部及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って前記第３パターンマッチングのマッチング率を算出する第２マッチング部と、マッチング判定部と、を備え、前記第１パターンマッチングのマッチング率が第１閾値より大きい場合に、前記マッチング判定部は前記第１パターンマッチングが成立すると判定し、前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下である場合に、前記仮想検知点生成部は前記仮想検知点を生成し、前記第３パターンマッチングのマッチング率が第３閾値より大きい場合に、前記マッチング判定部は前記第３パターンマッチングが成立すると判定し、前記所定値は前記第１閾値より大きく、前記第３閾値は前記第１閾値以上前記所定値未満である構成（第１の構成）である。

上記第１の構成のレーダ装置において、有効判定部をさらに備え、第１条件及び第２条件の少なくとも一方を満たす場合に、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、前記第２マッチング部は、前記仮想検知点生成部によって生成された前記仮想検知点のうち前記有効判定部によって有効と判定されたものに基づき前記第３パターンマッチングを行い、前記第１条件は、前記レーダ装置に対する前記仮想検知点の方位が第１所定範囲外であるという条件であり、前記第２条件は、前記テンプレートの面の前記仮想検知点が存在する位置に前記レーダ装置の送信波が入射したと仮定した場合における前記送信波の入射角が第２所定範囲外であるという条件である構成（第２の構成）であってもよい。

上記第２の構成のレーダ装置において、前記第１条件及び前記第２条件のいずれも満たさない場合であっても第３条件を満たせば、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、前記第３条件は、前記レーダ装置と判定対象である前記仮想検知点との間に前記検知点及び有効な前記仮想検知点の少なくとも一方が存在するという条件である構成（第３の構成）であってもよい。

上記第２の構成のレーダ装置において、前記第１条件及び前記第２条件のいずれも満たさない場合であっても第３条件を満たせば、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、前記第３条件は、前記レーダ装置と判定対象である前記仮想検知点とを結ぶ線分が前記テンプレートの判定対象である前記仮想検知点が存在しない面を通過するという条件である構成（第４の構成）であってもよい。

上記第２～第４いずれかの構成のレーダ装置において、前記有効判定部は、前記仮想検知点の時系列情報に基づき前記仮想検知点が有効であるか否かを判定する構成（第５の構成）であってもよい。

上記第５の構成のレーダ装置において、前記時系列情報の各々に対応する前記レーダ装置の各位置に基づき前記仮想検知点が有効であるか否かを判定する構成（第６の構成）であってもよい。

上記第１～第６いずれかの構成のレーダ装置において、前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下となる前記テンプレートが複数種類存在する場合、前記仮想検知点生成部は前記複数種類の前記テンプレートそれぞれについて前記仮想検知点を生成する構成（第７の構成）であってもよい。

本発明に係る信号処理方法は、レーダ装置の信号処理方法であって、物体からの反射波を受信する受信アンテナから出力される受信信号に基づき前記物体の反射点である検知点を検出する検出工程と、前記検知点と所定形状のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って前記第１パターンマッチングのマッチング率を算出する第１マッチング工程と、仮想検知点及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率が所定値になるように前記仮想検知点を生成する仮想検知点生成工程と、前記仮想検知点生成工程によって生成された前記仮想検知点の少なくとも一部及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って前記第３パターンマッチングのマッチング率を算出する第２マッチング工程と、マッチング判定工程と、を備え、前記第１パターンマッチングのマッチング率が第１閾値より大きい場合に、前記マッチング判定工程において前記第１パターンマッチングが成立すると判定され、前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下である場合に、前記仮想検知点生成工程において前記仮想検知点が生成され、前記第３パターンマッチングのマッチング率が第３閾値より大きい場合に、前記マッチング判定工程において前記第３パターンマッチングが成立すると判定され、前記所定値は前記第１閾値より大きく、前記第３閾値は前記第１閾値以上前記所定値未満である構成（第８の構成）である。

本発明によると、パターンマッチングの精度を向上させることができるレーダ装置及び信号処理方法を提供することができる。

レーダ装置の構成例を示す図形状認識部の動作例を示すフローチャート前方レーダ装置を搭載した車両が前進しながら駐車スペースを探すシーンを示す俯瞰図有効判定処理の一例を示すフローチャート有効判定処理の他の例を示すフローチャート従来技術において前方レーダ装置を搭載した車両が前進しながら駐車スペースを探すシーンを示す俯瞰図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜１．レーダ装置の構成＞
図１はレーダ装置の構成例を示す図である。レーダ装置１は、例えば車両に搭載されている。以下、レーダ装置１が搭載される車両を「自車両」という。

レーダ装置１は、自車両の前端中央に取り付けられ、周波数変調した連続波であるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いて、自車両の前方に存在する物標に係る物標データを取得する。

図１に示すように、レーダ装置１は、送信部２と、受信部３と、信号処理装置４と、を主に備えている。

送信部２は、信号生成部２１と発信器２２とを備えている。信号生成部２１は、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発信器２２に供給する。発信器２２は、信号生成部２１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２３に出力する。

送信アンテナ２３は、発信器２２からの送信信号に基づいて、送信波ＴＷを出力する。送信アンテナ２３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２３から自車両の左前側方に送信された送信波ＴＷは、人、他車両などの物体にて反射されると、反射波ＲＷとなる。

受信部３は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ３１と、その複数の受信アンテナ３１に接続された複数の個別受信部３２とを備えている。本実施形態では、受信部３は、例えば、４つの受信アンテナ３１と４つの個別受信部３２とを備えている。４つの個別受信部３２は、４つの受信アンテナ３１にそれぞれ対応している。各受信アンテナ３１は物体からの反射波ＲＷを受信して受信信号を取得し、各個別受信部３２は対応する受信アンテナ３１で得られた受信信号を処理する。

各個別受信部３２は、ミキサ３３とＡ／Ｄ変換器３４とを備えている。受信アンテナ３１で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３３に送られる。ミキサ３３には送信部２の発信器２２からの送信信号が入力され、ミキサ３３において送信信号と受信信号とがミキシングされる。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有するビート信号が生成される。ミキサ３３で生成されたビート信号は同期回路（不図示）にて受信アンテナ３１間でタイミングを合わせた上でＡ／Ｄ変換器３４によりデジタルの信号に変換された後に、信号処理装置４に出力される。

信号処理装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ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４は、各Ａ／Ｄ変換器３４から供給される信号に基づき、物標データを生成することができる。各Ａ／Ｄ変換器３４から供給される信号に基づき物標データを生成する方法として公知の任意の方法を利用することができる。

信号処理装置４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４１、検知部４２、及び形状認識部４３を備える。

送信制御部４１は、送信部２の信号生成部２１を制御する。

検知部４２は、物体からの反射波ＲＷを受信する受信アンテナ３１から出力される受信信号に基づき物体の反射点である検知点を検出する。より具体的には、検知部４２は、受信部３の各Ａ／Ｄ変換器３４から供給されるデジタル信号形式で表現されたビート信号に基づき物体の反射点である検知点を検出し、検知点に関わる検知点データを生成する。

検知部４２は、受信アンテナ３１にて受信される反射波ＲＷの出所である反射点のみを検出する。言い換えると、検知部４２は、受信アンテナ３１にて受信されない反射波ＲＷ（受信アンテナ３１に到来しない反射波ＲＷ）の出所である反射点を検出しない（検出できない）。

検知点データは、レーダ装置１に対する検知点の方位、レーダ装置１に対する検知点の位置、及び固定基準点に対する検知点の位置を示す情報を含む。検知点データは物標データの一種である。検知部４２は、車速センサ５、舵角センサ６等から供給される自車両の移動量に関する情報とレーダ装置１に対する検知点の位置とに基づき、固定基準点に対する検知点の位置を示す情報を生成する。

形状認識部４３は、第１マッチング部４３ａと、仮想検知点生成部４３ｂと、第２マッチング部４３ｃと、有効判定部４３ｄと、マッチング判定部４３ｅと、を備える。

第１マッチング部４３ａは、検知部４２によって検出された検知点と所定形状（例えば四角形）のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１を算出する。第１パターンマッチングでは、検知点とテンプレートとをマッチングさせる。テンプレートは複数種類用意することが望ましい。例えば、自家用車の平面形状（真上から見た形状）を示すテンプレート、バスの平面形状を示すテンプレート、自転車の平面形状を示すテンプレート等が考えられる。テンプレートに関わるデータは信号処理装置４のメモリに不揮発的に記憶させておくとよい。パターンマッチングでは、例えばレーダ装置１と検知点との距離に基づく倍率でテンプレートが縮小又は拡大される。

仮想検知点生成部４３ｂは、仮想検知点及び検知点とテンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率ＭＲ２が所定値になるように仮想検知点を生成する。第２パターンマッチングでは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成される仮想検知点の全部及び検知点とテンプレートとをマッチングさせる。

第２マッチング部４３ｃは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成された仮想検知点の少なくとも一部及び検知点とテンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３を算出する。第３パターンマッチングでは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成される仮想検知点の少なくとも一部及び検知点とテンプレートとをマッチングさせる。

有効判定部４３ｄは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成される仮想検知点が有効であるかを判定する。

マッチング判定部４３ｅは、第１パターンマッチングが成立するかを判定し、第３パターンマッチングが成立するかも判定する。

＜２．形状認識部の動作＞
次に、形状認識部４３の動作について説明する。図２は、形状認識部４３の動作例を示すフローチャートである。なお、検知部４２は、検知点の検出を一定時間ごとに周期的に繰り返す。したがって、検知点の検出タイミングは一定時間ごとに到来する。

例えば自車両の車速が所定速度以下になれば、形状認識部４３が図２に示すフロー動作を開始し、自車両の車速を所定速度超えた時点で、形状認識部４３が図２に示すフロー動作を終了すればよい。これにより、例えば自車両が低速で前進しながら駐車スペースを探すシーンで駐車車両の形状を認識することができ、駐車スペースの探索を支援することができる。

まず、形状認識部４３はＮ回の検出タイミングが到来したかを判定し（ステップＳ１）、Ｎ回の検出タイミングが到来したらステップＳ２に移行する。以下の説明ではＮ＝４である場合を例に挙げて説明する。

ステップＳ１からステップＳ２に移行する時点で、第１マッチング部４３ａは、１回目の検出タイミング～４回目の検出タイミングで検出された駐車車両Ｖ２に関わる検出点の情報を取得している。なお、図３ではａ回目の検出タイミングｔａ～ｄ回目の検出タイミングｔｄそれぞれにおける自車両Ｖ１の位置が示されており、ａ回目の検出タイミング～ｄ回目の検出タイミングで検出された駐車車両Ｖ２に関わる検出点が黒三角形で示されている。なお、図３中のａ、ｂ、ｃ、及びｄは連続する４つの自然数を意味している。

ステップＳ２において、第１マッチング部４３ａは、直近４回分の検出タイミングで検知部４２によって検出された検知点と所定形状のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１を算出する。

ステップＳ２に続くステップＳ３において、マッチング判定部４３ｅは、第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第１閾値ＴＨ１より大きいかを判定する。第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第１閾値ＴＨ１より大きければ、マッチング判定部４３ｅは、第１パターンマッチングが成立すると判定する（ステップＳ４）。これにより、形状認識部４３は、検知部４２によって検出された検知点に関わる物体の形状がテンプレートの形状であると認識する。ステップＳ４の処理が終わると、後述するステップＳ１１に移行する。

第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第１閾値ＴＨ１より大きくなければ、マッチング判定部４３ｅは、第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第２閾値ＴＨ２より大きいかを判定する（ステップＳ５）。なお、第２閾値ＴＨ２は第１閾値ＴＨ１より小さい値である。

第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第２閾値ＴＨ２より大きくなければ、形状認識部４３は検知部４２によって検出された検知点に関わる物体の形状を認識することができないので、直ちに後述するステップＳ１１に移行する。

一方、第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第２閾値ＴＨ２より大きければ、形状認識部４３は検知部４２によって検出された検知点に関わる物体の形状を認識できるかもしれないので、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、仮想検知点生成部４３ｂは、仮想検知点及び直近４回分の検出タイミングで検知部４２によって検出された検知点とテンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率ＭＲ２が所定値ＰＤ１になるように仮想検知点を生成する。第２パターンマッチングでは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成される仮想検知点の全部及び直近４回分の検出タイミングで検知部４２によって検出された検知点とテンプレートとをマッチングさせる。なお、所定値ＰＤ１は第１閾値ＴＨ１より大きい値である。また、図３中の白三角形は仮想検知点を示している。

ステップＳ６に続くステップＳ７において、有効判定部４３ｄは、仮想検知点生成部４３ｂによって生成される仮想検知点が有効であるかを判定する。有効判定の詳細については後述する。

ステップＳ７に続くステップＳ８において、第２マッチング部４３ｃは、有効な仮想検知点及び直近４回分の検出タイミングで検知部４２によって検出された検知点とテンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３を算出する。第３パターンマッチングでは、有効な仮想検知点及び直近４回分の検出タイミングで検知部４２によって検出された検知点とテンプレートとをマッチングさせる。

ステップＳ８に続くステップＳ９において、マッチング判定部４３ｅは、第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３が第３閾値ＴＨ３より大きいかを判定する。なお、第３閾値ＴＨ３は第１閾値ＴＨ１以上所定値ＰＤ１未満の値である。

第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３が第３閾値ＴＨ３より大きければ、マッチング判定部４３ｅは、第３パターンマッチングが成立すると判定する（ステップＳ１０）。これにより、形状認識部４３は、検知部４２によって検出された検知点に関わる物体の形状がテンプレートの形状であると認識する。ステップＳ１０の処理が終わると、後述するステップＳ１１に移行する。

第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３が第３閾値ＴＨ３より大きくなければ、形状認識部４３は仮想検知点を用いても検知部４２によって検出された検知点に関わる物体の形状を認識することができなかったので、直ちに後述するステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、形状認識部４３は次回の検出タイミングが到来したかを判定し、次回の検出タイミングが到来したらステップＳ２に戻る。これにより、４回目の検出タイミング以降は、検出タイミングごとに形状認識部４３による形状認識の結果が更新される。

上述したステップＳ５～ステップＳ１０の処理を行うことにより、仮想検知点が追加され、形状を認識しようとする物体の形状の再現率が向上するため、パターンマッチングの精度が向上する。

上述したステップＳ７の処理を行うことにより、レーダ装置１の物理的特性を考慮した場合に検知点にならないことが妥当な位置の仮想検知点のみを有効にすることができる。これにより、仮想検知点の追加によって誤った形状が認識させることを抑制できる。

＜３．有効判定の詳細＞
図４は有効判定処理（図２中のステップＳ７）の一例を示すフローチャートである。有効判定部４３ｄは、図２中のステップＳ７を１回実行する際に図４に示すフロー動作を仮想検知点ごとに実行する。

ステップＳ７１において、有効判定部４３ｄは、第１条件、すなわち仮想検知点の方位角の絶対値が第１所定角度θ１以上であるか否かを判定する。また、有効判定部４３ｄは第１条件を満たす検出タイミングの割合（以下、割合ＲＴ１という）が所定値α以上であるか否かを判定する。図３中のθａは、検出タイミングｔａでの仮想検知点ＶＤＰ１の方位角である。仮想検知点の方位角は、レーダ装置１及び仮想検知点を結ぶ線分と自車両Ｖ１の前方向とのなす角度であり、例えば自車両Ｖ１の右側に仮想検知点が存在する場合には正の値となり自車両Ｖ１の左側に仮想検知点が存在する場合には負の値となる。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、直近４回分の検出タイミングｔａ～ｔｄそれぞれにおける仮想検知点の方位角の絶対値｜θａ｜～｜θｄ｜を取得し、割合ＲＴ１を算出する。例えば検出タイミングｔａにおける仮想検知点の方位角の絶対値｜θａ｜のみが第１所定角度θ１以上であって、検出タイミングｔｂ～ｔｄそれぞれにおける仮想検知点の方位角の絶対値｜θｂ｜～｜θｄ｜が第１所定角度θ１未満であれば、割合ＲＴ１は０．２５になる。

割合ＲＴ１が所定値α以上であれば、有効判定部４３ｄは、仮想検知点を有効と判定し（ステップＳ７３）、その後ステップＳ７４に移行する。

一方、割合ＲＴ１が所定値α以上でなければ、ステップＳ７２に移行する。

ステップＳ７２において、有効判定部４３ｄは、第２条件、すなわちテンプレートの面の仮想検知点が存在する位置にレーダ装置１の送信波が入射したと仮定した場合における送信波の入射角度が第２所定角度θ２以上であるか否かを判定する。また、有効判定部４３ｄは、第２条件を満たす検出タイミングの割合（以下、割合ＲＴ２という）が所定値β以上であるか否かを判定する。図３中のθａ’は、テンプレートＴＰの面Ｆ１の仮想検知点ＶＤＰ１が存在する位置に検出タイミングｔａでレーダ装置１の送信波が入射したと仮定した場合における送信波の入射角度である。第２条件において仮想検知点は必ずしも厳密にテンプレートの面上に存在する必要はない。設計上、面上に存在すると判断できる範囲で近接していればよい。例えばレーダ装置１の測定誤差程度にあえてばらつかせて仮想検知点を生成する方法をとっても良い。仮想検知点がテンプレートの面上に存在しない場合は、仮想検知点に近い面を選択して第２条件を評価してもよい。また仮想検知点がテンプレートの角のような複数の面に近接して存在する場合は、どちらか片方の面に対して評価してもよいし、両方の面に対して評価してもよい。テンプレートが曲面の場合は、仮想検知点における接面に対する入射角度としてもよい。なお、所定値βは所定値αと同一であってもよく、所定値αと異なっていてもよい。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、直近４回分の検出タイミングｔａ～ｔｄそれぞれにおける送信波の入射角度θａ’～θｄ’を取得し、割合ＲＴ２を算出する。例えば検出タイミングｔａにおける送信波の入射角度θａ’のみが第２所定角度θ２未満であって、検出タイミングｔｂ～ｔｄそれぞれにおける送信波の入射角度θｂ’～θｄ’が第２所定角度θ２以上であれば、割合ＲＴ２は０．７５になる。

割合ＲＴ２が所定値β以上であれば、有効判定部４３ｄは、仮想検知点を有効と判定し（ステップＳ７３）、その後ステップＳ７４に移行する。

一方、割合ＲＴ２が所定値β以上でなければ、ステップＳ７３に移行することなくステップＳ７４に移行する。

ステップＳ７４は、全ての仮想検知点に関してステップＳ７１～Ｓ７３の処理が完了してから実行される。ステップＳ７４において、有効判定部４３ｄは、第３条件、すなわちレーダ装置１と判定対象である仮想検知点との間（レーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分上）に検知点及び有効な仮想検知点の少なくとも一方が存在するか否かを判定する。また、有効判定部４３ｄは、第３条件を満たす検出タイミングの割合（以下、割合ＲＴ３という）が所定値γ以上であるか否かを判定する。なお、所定値γは、所定値αと同一であってもよく、所定値αと異なっていてもよく、所定値βと同一であってもよく、所定値βと異なっていてもよい。なお、レーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分上とは、ある幅をもった線分上の範囲としてもよい。逆に仮想検知点にある拡がり範囲を持たせて線分上に乗るか否かを判定してもよい。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、直近４回分の検出タイミングｔａ～ｔｄそれぞれにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点との間に検知点及び有効な仮想検知点の少なくとも一方が存在するかを判定し、割合ＲＴ３を算出する。例えば検出タイミングｔａ及びｔｂにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点との間に検知点及び有効な仮想検知点の少なくとも一方が存在し、検出タイミングｔｃ及びｔｄにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点との間に検知点及び有効な仮想検知点のいずれもが存在しなければ、割合ＲＴ３は０．５になる。

割合Ｒｔ３が所定値γ以上であれば、有効判定部４３ｄは、判定対象である仮想検知点を有効と判定し（ステップＳ７５）、フロー動作を終了する。

一方、割合ＲＴ３が所定値γ以上でなければ、ステップＳ７５に移行することなくフロー動作を終了する。

上述したステップＳ７１～ステップＳ７３の処理を行うことにより、本明細書の段落０００５に記載した理由（１）及び（２）を考慮した場合に検知点にならないことが妥当な位置の仮想検知点を有効にすることができる。

上述したステップＳ７４～ステップＳ７５の処理を行うことにより、本明細書の段落０００５に記載した理由（３）を考慮した場合に検知点にならないことが妥当な位置の仮想検知点を有効にすることができる。

上述した図４に示すステップＳ７４の処理内容（より具体的には第３条件の内容）を変更し、有効判定部４３ｄが図５に示すフロー動作を行っても同様の効果を得ることができる。なお、有効判定部４３ｄが図５に示すフロー動作を行う場合、ステップＳ７４は、全ての仮想検知点に関してステップＳ７１～Ｓ７３の処理が完了してから実行されなくてもよい。

図５に示すフローチャートのステップＳ７４において、有効判定部４３ｄは、第３条件、すなわちレーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分がテンプレートの他の面（判定対象である仮想検知点が存在しない面）を通過するか否かを判定する。また、有効判定部４３ｄは、第３条件を満たす検出タイミングの割合（以下、割合ＲＴ４という）が所定値γ以上であるか否かを判定する。上記の通過について、例を挙げて説明すると、判定対象を図２に示す仮想検知点ＶＤＰ１とした場合、検出タイミングｔａにおいてレーダ装置１と仮想検知点ＶＤＰ１とを結ぶ線分はテンプレートＴＰの仮想検知点ＶＤＰ１が存在しない面（面Ｆ２～Ｆ４）を通過していない。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、直近４回分の検出タイミングｔａ～ｔｄそれぞれにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分がテンプレートの判定対象である仮想検知点が存在しない面を通過するかを判定し、割合ＲＴ４を算出する。例えば検出タイミングｔａ及びｔｂにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分がテンプレートの判定対象である仮想検知点が存在しない面を通過し、検出タイミングｔｃ及びｔｄにおいてレーダ装置１と判定対象である仮想検知点とを結ぶ線分がテンプレートの判定対象である仮想検知点が存在しない面を通過しなければ、割合ＲＴ４は０．５になる。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、仮想検知点の時系列情報に基づき仮想検知点が有効であるか否かを判定している。例えば、ステップＳ７１及びＳ７３では、仮想検知点の時系列情報に該当する直近４回分の検出タイミングｔａ～ｔｄそれぞれにおける仮想検知点の方位角の絶対値｜θａ｜～｜θｄ｜に基づき仮想検知点が有効であるか否かを判定している。

仮想検知点の時系列情報に基づき仮想検知点が有効であるか否かを判定することにより、仮想検知点の情報に関する瞬時的なノイズが有効判定に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

本実施形態では、有効判定部４３ｄは、仮想検知点の時系列情報の各々に対応するレーダ装置１の各位置に基づき仮想検知点が有効であるか否かを判定している。例えばステップＳ７１では、仮想検知点の方位角の絶対値｜θａ｜は検出タイミングｔａにおけるレーダ装置１の位置に基づいて算出され、仮想検知点の方位角の絶対値｜θｂ｜は検出タイミングｔｂにおけるレーダ装置１の位置に基づいて算出され、仮想検知点の方位角の絶対値｜θｃ｜は検出タイミングｔｃにおけるレーダ装置１の位置に基づいて算出され、仮想検知点の方位角の絶対値｜θｄ｜は検出タイミングｔｄにおけるレーダ装置１の位置に基づいて算出される。

仮想検知点の時系列情報の各々に対応するレーダ装置１の各位置に基づき仮想検知点が有効であるか否かを判定することにより、仮想検知点の時系列情報の各々に対応するレーダ装置１の各位置を１つの代表位置で近似する場合に比べて有効判定の精度を向上させることができる。

なお、第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が第２閾値ＴＨ２より大きく第１閾値ＴＨ１以下となるテンプレートが複数種類存在する場合には、仮想検知点生成部４３は複数種類のテンプレートそれぞれについて仮想検知点を生成することが望ましい。そして、第２マッチング部４３ｃは複数種類のテンプレートそれぞれに関して第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３を算出し、第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３が最も高くなるテンプレートに関する第３パターンマッチングについてのみステップＳ９及びステップＳ１０の処理を行うようにすればよい。

これにより、第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が最も高くなるテンプレートについてのみ仮想検知点生成部４３が仮想検知点を生成する場合に比べて有効判定の精度を向上させることができる。或るテンプレートに関する第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１が他のテンプレートに関する第１パターンマッチングのマッチング率ＭＲ１より低くても、或るテンプレートに関する第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３が他のテンプレートに関する第３パターンマッチングのマッチング率ＭＲ３より高くなる場合があるからである。

＜４．その他＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

例えば、上述した実施形態ではレーダ装置はＦＭＣＷ方式のレーダ装置であったが、他の方式のレーダ装置を用いてもよい。例えば、例えばＦＣＭ（Fast-Chirp Modulation）方式のレーダ装置を用いてもよい。

例えば、上述した実施形態ではレーダ装置は車両に搭載されたが、車両以外の移動体、例えば船舶、飛行体などに搭載されてもよい。

例えば、上述した実施形態における図４に示すフローチャート又は図５に示すフローチャートのステップＳ７１とステップＳ７２とを入れ替えてもよい。

１レーダ装置
４３形状認識部
４３ａ第１マッチング部
４３ｂ仮想検知点生成部
４３ｃ第２マッチング部
４３ｄ有効判定部
４３ｅマッチング判定部

Claims

物体からの反射波を受信する受信アンテナから出力される受信信号に基づき前記物体の反射点である検知点を検出する検出部と、
前記検知点と所定形状のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って前記第１パターンマッチングのマッチング率を算出する第１マッチング部と、
仮想検知点及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率が所定値になるように前記仮想検知点を生成する仮想検知点生成部と、
前記仮想検知点生成部によって生成された前記仮想検知点の少なくとも一部及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って前記第３パターンマッチングのマッチング率を算出する第２マッチング部と、
マッチング判定部と、
有効判定部と、
を備え、
前記第１パターンマッチングのマッチング率が第１閾値より大きい場合に、前記マッチング判定部は前記第１パターンマッチングが成立すると判定し、
前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下である場合に、前記仮想検知点生成部は前記仮想検知点を生成し、
前記第３パターンマッチングのマッチング率が第３閾値より大きい場合に、前記マッチング判定部は前記第３パターンマッチングが成立すると判定し、
前記所定値は前記第１閾値より大きく、前記第３閾値は前記第１閾値以上前記所定値未満であり、
第１条件及び第２条件の少なくとも一方を満たす場合に、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、
前記第２マッチング部は、前記仮想検知点生成部によって生成された前記仮想検知点のうち前記有効判定部によって有効と判定されたものに基づき前記第３パターンマッチングを行い、
前記第１条件は、前記レーダ装置に対する前記仮想検知点の方位が第１所定範囲外であるという条件であり、
前記第２条件は、前記テンプレートの面の前記仮想検知点が存在する位置に前記レーダ装置の送信波が入射したと仮定した場合における前記送信波の入射角が第２所定範囲外であるという条件である、
レーダ装置。
前記第１条件及び前記第２条件のいずれも満たさない場合であっても第３条件を満たせば、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、
前記第３条件は、前記レーダ装置と判定対象である前記仮想検知点との間に前記検知点及び有効な前記仮想検知点の少なくとも一方が存在するという条件である、請求項１に記載のレーダ装置。
前記第１条件及び前記第２条件のいずれも満たさない場合であっても第３条件を満たせば、前記有効判定部は前記仮想検知点を有効と判定し、
前記第３条件は、前記レーダ装置と判定対象である前記仮想検知点とを結ぶ線分が前記テンプレートの判定対象である前記仮想検知点が存在しない面を通過するという条件である、請求項１に記載のレーダ装置。
前記有効判定部は、前記仮想検知点の時系列情報に基づき前記仮想検知点が有効であるか否かを判定する、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
前記時系列情報の各々に対応する前記レーダ装置の各位置に基づき前記仮想検知点が有効であるか否かを判定する、請求項４に記載のレーダ装置。
前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下となる前記テンプレートが複数種類存在する場合、前記仮想検知点生成部は前記複数種類の前記テンプレートそれぞれについて前記仮想検知点を生成する、請求項１～５のいずれか一項に記載のレーダ装置。
レーダ装置の信号処理方法であって、
物体からの反射波を受信する受信アンテナから出力される受信信号に基づき前記物体の反射点である検知点を検出する検出工程と、
前記検知点と所定形状のテンプレートとに基づき第１パターンマッチングを行って前記第１パターンマッチングのマッチング率を算出する第１マッチング工程と、
仮想検知点及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第２パターンマッチングを行った場合のマッチング率が所定値になるように前記仮想検知点を生成する仮想検知点生成工程と、
前記仮想検知点生成工程によって生成された前記仮想検知点の少なくとも一部及び前記検知点と前記テンプレートとに基づき第３パターンマッチングを行って前記第３パターンマッチングのマッチング率を算出する第２マッチング工程と、
マッチング判定工程と、
有効判定工程と、
を備え、
前記第１パターンマッチングのマッチング率が第１閾値より大きい場合に、前記マッチング判定工程において前記第１パターンマッチングが成立すると判定され、
前記第１パターンマッチングのマッチング率が第２閾値より大きく前記第１閾値以下である場合に、前記仮想検知点生成工程において前記仮想検知点が生成され、
前記第３パターンマッチングのマッチング率が第３閾値より大きい場合に、前記マッチング判定工程において前記第３パターンマッチングが成立すると判定され、
前記所定値は前記第１閾値より大きく、前記第３閾値は前記第１閾値以上前記所定値未満であり、
第１条件及び第２条件の少なくとも一方を満たす場合に、前記有効判定工程は前記仮想検知点を有効と判定し、
前記第２マッチング工程は、前記仮想検知点生成工程によって生成された前記仮想検知点のうち前記有効判定工程によって有効と判定されたものに基づき前記第３パターンマッチングを行い、
前記第１条件は、前記レーダ装置に対する前記仮想検知点の方位が第１所定範囲外であるという条件であり、
前記第２条件は、前記テンプレートの面の前記仮想検知点が存在する位置に前記レーダ装置の送信波が入射したと仮定した場合における前記送信波の入射角が第２所定範囲外であるという条件である、
信号処理方法。