JP7252110B2 - 軸ずれ推定装置 - Google Patents
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Description
[1-1.構成]
図1に示す車両制御システム1は、移動体である車両VHに搭載されるシステムである。車両制御システム1は、レーダ装置2と、車載センサ群3と、信号処理部4と、支援実行部5とを備える。又、車両制御システム1は、軸ずれ通知装置51、搭載角調整装置52を備えていてもよい。以下では、車両制御システム1を搭載する車両VHを自車VHともいう。また、自車VHの車幅方向を水平方向、車高方向を垂直方向ともいう。
ここで、垂直軸ずれとは、レーダ装置2の座標軸である上下軸Zsと自車VHの座標軸である垂直軸Zcとにずれが生じている状態をいう。このような垂直軸ずれ時の軸ずれ角度を、垂直軸ずれ角αpという。垂直軸ずれ角αpは、所謂ピッチ角αpであり、自車VHの水平軸Ycまわりの、レーダ装置2の座標軸(即ち、左右軸Ys)の軸ずれ角度である。つまり、垂直軸ずれ角αpは、レーダ装置2の左右軸Ysまわりの軸ずれが生じているときの軸ずれ角度である。なお、垂直軸ずれ角αpは、図5から明らかであるように、レーダ装置2の座標軸である前後軸Xsと自車VHの座標軸である進行方向軸Xcとのずれの大きさを表す角度でも有り得る。
物標認識処理は、レーダ装置2から得られる反射点情報や車載センサ群3から得られる各種情報に基づいて、自車VHが走行する車線や、自車VHと同一車線を走行する先行車両、その他の車両や障害物等を検出する。物標認識処理での処理結果は、支援実行部5等に出力される。
(1-1)軸ずれ推定処理
次に、信号処理部4が実行する軸ずれ推定処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。本処理は、イグニションスイッチがオンされたことをきっかけとして開始される。なお、以下では、軸ずれ角度としての垂直軸ずれ角度(即ち、ピッチ角)αpを推定する例を説明する。
次に、信号処理部4が軸ずれ推定処理のS20にて実行する路面反射抽出処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。
具体的には、信号処理部4は、自車VHの状態等の検出結果に基づいて自車VHの車体が路面に対して安定しているか否か判断し、自車VHの車体が路面に対して安定している状態である場合に、路面反射点を抽出すると判断する。
信号処理部4は、S120では、全ての取得反射点のうちから1つの取得反射点を選択する。信号処理部4は、選択した取得反射点(以下、単に取得反射点という)について、S130-S195の処理を実行する。
信号処理部4は、S150では、取得反射点が静止反射点であるか否かを判断する。信号処理部4は、取得反射点が静止反射点である場合に処理をS160へ移行させ、取得反射点が静止反射点でない場合に処理をS190へ移行させる。静止反射点とは、静止物によってレーダ波が反射された反射点である。
信号処理部4は、S195では、全ての取得反射点について路面反射点であるか否かの確認を終了したか、判断する。ここで、信号処理部4は、確認を終了していない場合に処理をS110へ移行させ、S110-S195の処理を繰り返す。一方、信号処理部4は、確認を終了した場合に、本路面反射抽出処理を終了する。
(a)水平方向において中心軸CAを含む抽出範囲内に位置すること。
(c)静止反射点であること。
(d)反射電力が電力閾値未満であること。
なお、路面反射抽出処理は、上記(a)-(e)のうち、少なくとも(a)を満たすように構成されてもよい。つまり、路面反射抽出処理は、(a)を満たし、且つ、(b)-(e)のうち少なくとも1つを更に満たすように構成されてもよい。又は、路面反射抽出処理は、(a)及び(b)を少なくとも満たすように構成されてもよい。つまり、路面反射抽出処理は、(a)及び(b)満たし、路面反射抽出処理は、(c)-(e)のうち少なくとも1つを更に満たすように構成されてもよい。
次に、信号処理部4が軸ずれ推定処理のS30にて実行する、角度推定処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。
[1-3.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
また、自車VHの座標軸が移動体の座標軸に相当する。また、垂直軸ずれ角度αpが軸ずれ角度に相当し、αp及びβpが軸ずれ角度を含む2つの未知パラメータ(即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも1つの未知パラメータ)に相当し、xs及びzsが装置系座標に含まれる2つの要素に相当する。水平軸Ycが対象軸に相当し、左右軸Ysが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置2の2つの座標軸が前後軸Xs及び上下軸Zsに相当する。
(変形例1)信号処理部4は、垂直軸ずれ角度αpに代えて、ロール角αrを軸ずれ角度として推定してもよい。変形例1では、信号処理部4は、図8に示す角度推定処理に代えて、図10に示す角度推定処理を実行してもよい。図10に示す角度推定処理では、図8におけるS220がS230に置換される。
信号処理部4は、S230では、軸ずれ角度(即ち、ロール角αr)を少なくとも含む2つの未知パラメータ(即ち、αr及びβr)と、路面反射点の装置系座標に含まれる2つの要素(即ち、ys及びzs)と、の間に成立する関係式(即ち、後述する式(2))を用いて、ロール角αrを推定してもよい。
なお、変形例1において、ロール角αrが軸ずれ角度に相当し、αr及びβrが軸ずれ角度を少なくとも含む2つの未知パラメータ(即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも1つの未知パラメータ)に相当し、ys及びzsが装置系座標に含まれる2つの要素に相当する。進行方向軸Xcが対象軸に相当し、前後軸Xsが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置2の2つの座標軸が左右軸Ys及び上下軸Zsに相当する。
[2-1.構成]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。第2実施形態では、信号処理部4は、軸ずれ角度のみを未知パラメータとして、該未知パラメータである軸ずれ角度を推定する点で、第1実施形態と相違する。以下では、垂直軸ずれ角度(即ち、ピッチ角)αpを軸ずれ角度として推定する例を説明する。
信号処理部4は、図8に示す第1実施形態の角度推定処理に代えて、図12に示す第2実施形態の角度推定処理を実行する。
[2-3.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(変形例2)信号処理部4は、垂直軸ずれ角度αpに代えて、ロール角αrを軸ずれ角度として推定してもよい。変形例2では、信号処理部4は、図12に示す角度推定処理に代えて、図14に示す角度推定処理を実行してもよい。図14に示す角度推定処理では、図12におけるS320がS330に置換される。
信号処理部4は、S330では、関係式(即ち、式(8))を用いて、ロール角αrを推定してもよい。
なお、上記実施形態において、ロール角αrが軸ずれ角度に相当し、αrが軸ずれ角度である1つの未知パラメータ(即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも1つの未知パラメータ)に相当し、ys及びzsが装置系座標に含まれる2つの要素に相当する。進行方向軸Xcが対象軸に相当し、前後軸Xsが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置2の2つの座標軸が左右軸Ys及び上下軸Zsに相当する。
式(19)は、図17に示すように、レーダ装置2の座標軸を、左右軸Ysまわりに垂直軸ずれ角度αpぶん、及び前後軸Xsまわりにロール角αrぶん回転させることにより、自車VHの座標軸に一致すること、に基づいて得られる。つまり、式(13)-式(15)が得られる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(3d)本開示に記載の信号処理部4及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の信号処理部4及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の信号処理部4及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組合せにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。信号処理部4に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
Claims (7)
- 移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置(4)であって、
前記レーダ装置により検出された複数の反射点のそれぞれについて、前記反射点についての方位角であってレーダビームの中心軸に沿った方向であるビーム方向を基準として求められた水平角度及び垂直角度と、前記レーダ装置と前記反射点との距離と、を少なくとも含む反射点情報を取得するように構成された取得部(S10)と、
前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であるか否かを判断し、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断された場合に、少なくとも前記反射点情報に基づいて、前記複数の反射点のうち路面での反射により検出された少なくとも1つの路面反射点を抽出するように構成された抽出部(S20)と、
前記反射点情報に基づいて、前記路面反射点それぞれについて、前記レーダ装置の座標軸に基づく三次元座標である装置系座標、を特定するように構成された装置系座標部(S30、S210)と、
前記移動体の座標軸である水平軸及び進行方向軸のうちの少なくとも1つである対象軸まわりの前記レーダ装置の座標軸の前記軸ずれ角度を含む少なくとも1つの未知パラメータと、前記路面反射点の前記装置系座標に含まれる少なくとも1つの要素と、の間に成立する関係式を用いて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された推定部(S30、S220、S230、S320、S330)と、
を備える軸ずれ推定装置。 - 請求項1に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記抽出部は、前記移動体の車速が予め定められた車速閾値以上である場合に、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断する
軸ずれ推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記抽出部は、前記移動体の加速度が予め定められた加速度閾値以上である場合に、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断する
軸ずれ推定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記推定部(S220、S230)は、前記関係式であって、1つの前記軸ずれ角度を含む2つの前記未知パラメータと、前記装置系座標に含まれる2つの要素と、の間に成立する前記関係式を用いて、前記未知パラメータに含まれる前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記推定部(S320、S330)は、前記関係式であって、前記軸ずれ角度である1つの前記未知パラメータと、前記レーダ装置の搭載高さと、前記装置系座標に含まれる2つの要素と、の間に成立する前記関係式を用いて、前記未知パラメータに含まれる前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。 - 請求項5に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記搭載高さは前記移動体に搭載された記憶装置に予め記憶されており、
前記推定部は、前記記憶装置に予め記憶されている前記搭載高さに基づいて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。 - 請求項5に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記移動体は前記レーダ装置の位置を検出するセンサを備えており、
前記推定部は、前記センサによって検出された前記搭載高さに基づいて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。
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