JP7424237B2 - 距離検出装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両に搭載される距離検出装置に関する。

特許文献１には、障害物の状態が未定状態から認識状態に変化したとき、または、認識状態から外挿状態に変化したときにおいて、反射波の信号レベルが予め設定された閾値に満たない場合に、当該反射波の検出結果から限界距離を求めることが記載されている。

特許第３７５７９３６号公報

アダプティブクルーズコントロール機能の高性能化により、レーダ装置において、車両をより遠方まで検出するための高性能化が進んでいる。従来、車両の見え終り距離をレーダ装置の性能低下の判断に用いていた。しかし、レーダ装置の高性能化によって、車両の見え終り距離を実環境で測定し難くなり、性能低下の自己判断が困難となっている。実環境の例として、周囲の車両または道路構造による遮蔽で見失うシーン、および、先行車両に追従しているときに先行車両を見失うまで先行車両を観測できないシーン等が挙げられる。

本開示は、距離検出性能の低下の判定精度を向上させることを目的とする。

本開示の一態様は、車両に搭載される距離検出装置（１）であって、距離検出部（２０）と、検出距離推定部（Ｓ１１０）と、見失い距離推定部（Ｓ４２０）と、性能判定部（Ｓ５０）とを備える。

距離検出部は、レーダ波を送受信することにより、車両の周囲に存在する物体までの物体距離を検出するように構成される。
検出距離推定部は、距離検出部により検出された物体距離と、物体で反射したレーダ波を距離検出部が受信したときのレーダ波の強度とに基づいて、当該距離検出装置が検出可能な物体距離の最大値である推定検出距離を推定するように構成される。

見失い距離推定部は、距離検出部による検出結果に基づいて、距離検出部が物体を認識している認識状態から、距離検出部が物体を認識していない非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離を見失い距離として推定するように構成される。

性能判定部は、推定検出距離および見失い距離に基づいて、距離検出部の検出性能の低下を判定するように構成される。
このように構成された本開示の距離検出装置は、物体距離とレーダ波の受信強度とに基づいて、レーダ波の強度が受信強度より小さい所定値以下となる物体距離を推定検出距離として推定することができる。これにより、本開示の距離検出装置は、当該距離検出装置が物体距離を検出することができる限界距離付近で、上記の認識状態から上記の非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離（すなわち、見失い距離）を検出することができない場合であっても、上記の推定検出距離を推定することができる。

このため、本開示の距離検出装置は、距離検出性能の低下の判定精度を向上させることができる。
また、本開示の距離検出装置は、上記の認識状態から上記の非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離を見失い距離として推定する。これにより、本開示の距離検出装置は、降雨環境下での車両の水の巻上げ、または、距離検出装置の光学窓面の状態によって、レーダ方程式に則らない検出性能の低下が発生した場合に、距離検出部の検出性能の低下を判定することができる。

このため、本開示の距離検出装置は、距離検出性能の低下の判定精度を更に向上させることができる。

車両用障害物認識装置の構成を示すブロック図である。 レーダ波の照射範囲を示す図である。 パルス波形を示す図である。 メインルーチンを示すフローチャートである。 検出性能推定処理を示すフローチャートである。 推定検出距離の算出方法を説明する図である。 オクルージョン判定の方法を説明する図である。 実像および虚像を示す図である。 強度推定リスト登録処理を示すフローチャートである。 強度推定リストを示す図である。 見失いリスト登録処理を示すフローチャートである。 見失いリストを示す図である。 リフレッシュ条件を説明する図である。 低下レベルを示す図である。

以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の車両用障害物認識装置１は、図１に示すように、電子制御装置１０と、レーダ装置２０と、センサ部３０とを備える。以下、車両用障害物認識装置１を搭載した車両を自車両という。

電子制御装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えた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、ＲＯＭ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、電子制御装置１０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。

電子制御装置１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびフラッシュメモリ等の半導体メモリ１２（以下、メモリ１２）と、通信部１３とを備える。
通信部１３は、通信線を介して他の車載装置との間でデータ通信可能に接続されており、例えばＣＡＮ通信プロトコルに従ってデータの送受信を行う。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略である。ＣＡＮは登録商標である。

レーダ装置２０は、図２に示すように、自車両ＶＨの前側に搭載され、予め設定された測定周期が経過する毎に、自車両ＶＨの車幅方向に水平及び垂直方向の所定角度範囲内でレーダ波を自車両ＶＨの前方へ向けて走査しながら照射し、反射したレーダ波を検出することによって、物体においてレーダ波を反射した箇所（以下、測距点）までの距離と測距点の角度とを測定する。レーダ装置２０は、例えば、レーダ波を水平方向に走査しながら、垂直方向を分割した受光素子で受信することで２次元に分解能を持つ走査を行う。

レーダ装置２０は、上記の測定周期を１フレームとして、１フレーム毎に、測距点の距離および角度を測定する。
なお、レーダ装置２０は、例えば、レーダ波としてミリ波帯の電磁波を使用するいわゆるミリ波レーダであってもよいし、レーダ波としてレーザ光を用いるレーザレーダであってもよいし、レーダ波として音波を用いるソナーであってもよい。

レーダ装置２０は、反射したレーダ波を、図３に示すようにパルス波形で受信する。そしてレーダ装置２０は、受信強度が検出閾値を超えたパルス波形を測距点として検出し、このパルス波形のピーク時の受信強度を反射強度とする。

またレーダ装置２０は、パルス波形のピーク時の時間ｔｐに基づいて、測距点の距離を算出する。さらにレーダ装置２０は、レーダ波の走査方向に基づいて、測距点が存在する角度を算出する。

そしてレーダ装置２０は、測距点の距離および角度と、反射強度とを示す測距点情報を電子制御装置１０へ出力する。
また電子制御装置１０は、図１に示すように、通信部１３を介して、レーダ装置２０による測定結果を、例えば、運転支援を行う運転支援装置４０へ送信する。

センサ部３０は、自車両の挙動を検出する少なくとも１つのセンサを備える。本実施形態では、一例として、センサ部３０は、車速に応じた車速検出信号を電子制御装置１０へ出力する車速センサ３１と、ヨーレートに応じたヨーレート検出信号を電子制御装置１０へ出力するヨーレートセンサ３２とを備える。

次に、電子制御装置１０が実行するメインルーチンの手順を説明する。メインルーチンは、電子制御装置１０の動作中において測定周期毎に繰り返し実行される処理である。
メインルーチンが実行されると、電子制御装置１０は、図４に示すように、まずＳ１０にて、物体追跡を実行する。

具体的には、電子制御装置１０は、まず、直近のフレーム（すなわち、今回のフレーム）でレーダ装置２０により検出された複数の測距点について、測距点の距離および角度に基づいて、測距点の横位置および縦位置を算出する。横位置は、自車両を起点として自車両の車幅方向に沿った位置である。縦位置は、自車両を起点として車幅方向に対して垂直な方向に沿った位置である。

そして電子制御装置１０は、今回のフレームの測距点（以下、今回測距点）毎に、前回のフレームの測距点（以下、前回測距点）と同一の物標を表すもので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、電子制御装置１０は、前回測距点の情報に基づいて、前回測距点に対応する今回測距点の予測位置を算出し、その予測位置と、今回測距点の位置との差分が予め設定された上限値より小さい場合には、履歴接続があるものと判断し、複数のフレーム（例えば５フレーム）に渡って履歴接続があると判断された測距点を物標であると認識する。さらに電子制御装置１０は、今回測距点の位置と前回測距点の位置との差分と、測定周期（すなわち、１フレームの時間）とに基づいて、今回測距点の相対速度を算出する。

次に電子制御装置１０は、物標であると認識された測距点のうち、同一の物体に起因した測距点を選択するために予め設定された同一物体選択条件を満たす測距点（以下、同一物体測距点）を選択する。なお、本実施形態における同一物体選択条件は、例えば「自車両から最も近い位置に存在している物標の測距点」を代表測距点として、この代表測距点との間で、距離の差が予め設定された距離選択判定値以下あり、且つ、角度の差が予め設定された角度選択判定値以下あり、且つ、相対速度の差が予め設定された相対速度選択判定値以下であることである。

さらに電子制御装置１０は、選択された同一物体測距点の中から、算出された横位置に基づいて、最も右側に位置する測距点（以下、最右端測距点）と、最も左側に位置する測距点（以下、最左端測距点）とを抽出する。そして電子制御装置１０は、最右端測距点の横位置と最左端測距点の横位置との中心値を、物体の中心横位置ｘとして決定する。また電子制御装置１０は、最右端測距点の横位置と最左端測距点の横位置との差を、物体の横幅として決定する。

さらに電子制御装置１０は、算出された縦位置に基づいて、最も前側に位置する測距点（以下、最前端測距点）と、最も後側に位置する測距点（以下、最後端測距点）とを抽出する。そして電子制御装置１０は、最前端測距点の縦位置と最後端測距点の縦位置との中心値を、物体の中心縦位置ｙとして決定する。また電子制御装置１０は、最前端測距点の縦位置と最後端測距点の縦位置との差を、物体の奥行として決定する。

従って、電子制御装置１０は、最右端測距点、最左端測距点、最前端測距点および最後端測距点を囲む矩形を物体として認識する。
さらに電子制御装置１０は、履歴追尾処理による判定結果に基づいて、前回のフレームにおける物体と今回のフレームにおける物体とで履歴接続がある場合に、前回および今回のフレームにおける物体の中心横位置ｘおよび中心縦位置ｙと、測定周期（すなわち、１フレームの時間）とを用いて、今回のフレームにおける物体の横相対速度ｖｘおよび縦相対速度ｖｙを算出する。

また電子制御装置１０は、前回のフレームで認識された物体について、今回のフレームで認識された物体と履歴接続できなかった場合には、前回のフレームで認識された物体の中心横位置ｘ、中心縦位置ｙ、横相対速度ｖｘおよび縦相対速度ｖｙに基づいて外挿することにより、今回のフレームで認識された物体の中心横位置ｘ、中心縦位置ｙ、横相対速度ｖｘおよび縦相対速度ｖｙとする。

また電子制御装置１０は、今回のフレームで認識された物体のそれぞれについて、追跡フレーム数と、外挿フレーム数とを設定する。追跡フレーム数は、履歴接続が連続して成功した回数である。外挿フレーム数は、外挿が連続して行われた回数である。

そしてＳ１０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、Ｓ２０にて、検出性能推定処理を実行する。
ここで、検出性能推定処理の手順を説明する。

検出性能推定処理が実行されると、電子制御装置１０は、図５に示すように、まずＳ１１０にて、推定検出距離を算出する。具体的には、電子制御装置１０は、まず、Ｓ１０の物体追跡で認識された１または複数の物体のそれぞれについて、物体を構成する１または複数の測距点の中から反射強度が最も大きい測距点を選択する。そして電子制御装置１０は、１または複数の物体のそれぞれについて、選択した測距点の距離をＤ_０、選択した測距点の反射強度をＰ_０、検出閾値をＴ_０、マージン係数をαとして、式（１）により推定検出距離Ｄ_ｘを算出する。マージン係数αは、検出閾値と交わる箇所よりもマージンとして手前で推定値を算出するための係数である。

なお、電子制御装置１０は、測定周期毎に、式（２）により検出閾値Ｔ_０を算出する。式（２）におけるσは、図３に示すように、レーダ波の照射を終了してから次のレーダ波の照射を開始するまでの非照射区間におけるレーダ波の受信強度の標準偏差である。Ｎは、２以上の整数である。

Ｔ_０＝Ｎ×σ ・・・（２）
図６に示すように、推定検出距離Ｄ_ｘは、距離Ｄ_０において反射強度がＰ_０である場合に、反射強度がＴ_０まで低下する距離である。

Ｓ１１０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、Ｓ１２０にて、オクルージョン判定を実行する。オクルージョンは、例えば図７に示すように、自車両のレーダ装置２０の前方に第１先行車両ＰＶ１が存在し、さらに第１先行車両ＰＶ１の前方に第２先行車両ＰＶ２が存在している場合において、レーダ装置２０から見て第２先行車両ＰＶ２の一部を第１先行車両ＰＶ１が隠す状態をいう。電子制御装置１０は、オクルージョン判定によって、Ｓ１０の処理で認識した物体の中から、隠されている物体を抽出する。

以下に、図７を用いて、オクルージョン判定の方法の一例を説明する。
電子制御装置１０は、第１先行車両ＰＶ１の存在に起因して矩形状の物体ＲＣ１を認識し、第２先行車両ＰＶ２の存在に起因して矩形状の物体ＲＣ２を認識しているとする。物体ＲＣ１の矩形は、４つの頂点ＶＴ１１，ＶＴ１２，ＶＴ１３，ＶＴ１４を有する。物体ＲＣ２の矩形は、４つの頂点ＶＴ２１，ＶＴ２２，ＶＴ２３，ＶＴ２４を有する。

この場合に、物体ＲＣ１の矩形における後方右側の頂点ＶＴ１３とレーダ装置２０とを通過する直線Ｌ１が、物体ＲＣ２の矩形における後方左側の頂点ＶＴ２４を通過する場合に、第２先行車両ＰＶ２の一部を第１先行車両ＰＶ１が隠す状態であると判断することができる。

Ｓ１２０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、Ｓ１３０にて、路側物判定を実行する。具体的には、電子制御装置１０は、まず、車速センサ３１からの車速検出信号に基づいて、自車両の車速を算出する。そして電子制御装置１０は、Ｓ１０の処理で認識した物体の中から、相対速度と自車両の車速との差が予め設定された路側物閾値以下（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）である物体を、路側物として抽出する。

Ｓ１３０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、Ｓ１４０にて、虚像判定を実行する。虚像は、図８に示すように、レーダ装置２０から送信されたレーダ波が静止物（図８では、トンネル壁や防音壁）で反射した後に物体で反射し、その後、上記の静止物で反射したレーダ波をレーダ装置２０が受信することで、物体と認識される像である。虚像は、反射強度が小さいため、誤ってレーダ装置２０の性能が低下したと判断されてしまう恐れがある。

具体的には、電子制御装置１０は、追跡された物体の中から、予め設定されたペア判定条件に基づいて、虚像および実像のペアを特定し、特定したペアのうち、反射強度が小さい方の物体を、虚像として抽出する。虚像は、実像に対して距離および相対速度のそれぞれの差が予め設定された閾値以下（例えば、距離差が５ｍ以下、且つ、速度差が５ｋｍ／ｈ以下）となる特徴があるため、この特徴に基づいてペア判定条件が設定される。

Ｓ１４０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、Ｓ１５０にて、有効車両を選択する。具体的には、電子制御装置１０は、Ｓ１０の処理で認識した物体の中から、Ｓ１２０～Ｓ１４０の処理で抽出された物体を除外し、残りの物体を有効車両とする。

そして電子制御装置１０は、Ｓ１６０にて、Ｓ１５０での選択結果に基づいて、今回のフレームで有効車両があるか否かを判断する。ここで、今回のフレームで有効車両がない場合には、電子制御装置１０は、検出性能推定処理を終了する。

一方、今回のフレームで有効車両がある場合には、電子制御装置１０は、Ｓ１７０にて、フィルタリング処理を実行する。
具体的には、電子制御装置１０は、Ｓ１５０で選択された有効車両のそれぞれについて、Ｓ１１０で算出された推定検出距離の総和と、推定検出距離の算出回数と、推定検出距離の平均値とを算出する。以下、推定検出距離の総和を推定値総和という。推定検出距離の算出回数を総サンプル数という。推定検出距離の平均値を推定平均値という。

推定値総和は、前回のフレームで算出された推定値総和と、今回のフレームで算出された推定検出距離とを加算することにより算出される。総サンプル数は、前回のフレームで算出された総サンプル数に１を加算することにより算出される。推定平均値は、推定値総和を総サンプル数で除算することにより算出される。なお、推定値総和および総サンプル数は、対応する物体についての推定検出距離が後述の第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２の少なくとも一方に登録された時点で初期化（すなわち、０に設定）される。

次に電子制御装置１０は、Ｓ１８０にて、強度推定リスト登録処理を実行する。
ここで、強度推定リスト登録処理の手順を説明する。
強度推定リスト登録処理が実行されると、電子制御装置１０は、図９に示すように、まずＳ３１０にて、Ｓ１５０で選択された有効車両のうち、後述のＳ３２０からＳ３５０までの処理の対象として未だ選択されていない有効車両を、対象有効車両として選択する。

そして電子制御装置１０は、Ｓ３２０にて、対象有効車両について、予め設定された第１登録条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態の第１登録条件は、対象有効車両の総サンプル数が２００を超えていることである。

ここで、第１登録条件が成立していない場合には、電子制御装置１０は、Ｓ３６０に移行する。一方、第１登録条件が成立している場合には、電子制御装置１０は、Ｓ３３０にて、第１強度推定リストＬＳ１への登録回数が１回目であるか否かを判断する。

電子制御装置１０のＲＡＭには、第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２が設けられている。第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２は、図１０に示すように、リングバッファ構造で形成されている。このため、推定検出距離は、第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２の先頭アドレスから順次書き込まれる。そして、第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２の最後尾アドレスに推定検出距離が書き込まれると、次の推定検出距離は先頭アドレスに書き込まれる。図１０の図表ＴＢ１は、第１強度推定リストＬＳ１に登録された推定検出距離の一例を示す。

Ｓ３３０にて、第１強度推定リストＬＳ１への登録回数が１回目である場合（すなわち、対象有効車両について推定検出距離が第１強度推定リストＬＳ１に登録されていない場合）には、電子制御装置１０は、Ｓ３４０にて、対象有効車両の推定平均値を第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２に登録して、Ｓ３５５に移行する。

一方、第１強度推定リストＬＳ１への登録回数が１回目でない場合（すなわち、対象有効車両について既に推定検出距離が第１強度推定リストＬＳ１に登録されている場合）には、電子制御装置１０は、Ｓ３５０にて、対象有効車両の推定平均値を第２強度推定リストＬＳ２に登録して、Ｓ３５５に移行する。

Ｓ３５５に移行すると、電子制御装置１０は、対象有効車両の推定値総和および総サンプル数を初期化（すなわち、０に設定）して、Ｓ３６０に移行する。
Ｓ３６０に移行すると、電子制御装置１０は、全ての有効車両が対象有効車両として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての有効車両が対象有効車両として選択されていない場合には、電子制御装置１０は、Ｓ３１０に移行する。一方、全ての有効車両が対象有効車両として選択されている場合には、電子制御装置１０は、強度推定リスト登録処理を終了する。

強度推定リスト登録処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、Ｓ１９０にて、見失いリスト登録処理を実行する。
ここで、見失いリスト登録処理の手順を説明する。

見失いリスト登録処理が実行されると、電子制御装置１０は、図１１に示すように、まずＳ４１０にて、Ｓ１５０で選択された有効車両のうち、後述のＳ４２０，Ｓ４３０の処理の対象として未だ選択されていない有効車両を、対象有効車両として選択する。

そして電子制御装置１０は、Ｓ４２０にて、対象有効車両について、予め設定された第２登録条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態の第２登録条件は、対象有効車両の外挿フレーム数が予め設定された見失い回数（例えば、５回）を超えていることである。

ここで、第２登録条件が成立していない場合には、電子制御装置１０は、Ｓ４４０に移行する。一方、第２登録条件が成立している場合には、電子制御装置１０は、Ｓ４３０にて、今回のフレームにおける対象有効車両の距離を見失い距離として見失いリストＬＳ３に登録して、Ｓ４４０に移行する。

電子制御装置１０のＲＡＭには、見失いリストＬＳ３が設けられている。見失いリストＬＳ３は、図１２に示すように、リングバッファ構造で形成されている。このため、見失い距離は、見失いリストＬＳ３の先頭アドレスから順次書き込まれる。そして、見失いリストＬＳ３の最後尾アドレスに見失い距離が書き込まれると、次の見失い距離は先頭アドレスに書き込まれる。図１２の図表ＴＢ２は、見失いリストＬＳ３に登録された見失い距離の一例を示す。

Ｓ４４０に移行すると、電子制御装置１０は、図１１に示すように、全ての有効車両が対象有効車両として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての有効車両が対象有効車両として選択されていない場合には、電子制御装置１０は、Ｓ４１０に移行する。一方、全ての有効車両が対象有効車両として選択されている場合には、電子制御装置１０は、見失いリスト登録処理を終了する。

見失いリスト登録処理が終了すると、電子制御装置１０は、図５に示すように、検出性能推定処理を終了する。
検出性能推定処理が終了すると、電子制御装置１０は、図４に示すように、Ｓ３０にて、強度推定リスト回復処理を行う。

具体的には、電子制御装置１０は、予め設定された強度推定リフレッシュ条件が成立した場合に、第２強度推定リストＬＳ２に登録されている推定検出距離のうち、後述する低下レベルに応じて予め設定されたリフレッシュ距離未満の推定検出距離を、リフレッシュ距離に置き換える。

強度推定リフレッシュ条件は、後述する第１リフレッシュ条件および第２リフレッシュ条件の何れか一方が成立することである。
第１リフレッシュ条件は、第２強度推定リストＬＳ２に登録されている最新の推定検出距離と最古の推定検出距離とのＳ／Ｎ差が０．１倍以下であることである。

電子制御装置１０は、第１リフレッシュ条件が成立しているか否かを、以下の方法で判断する。
電子制御装置１０は、まず、距離閾値を式（３）により算出する。そして電子制御装置１０は、式（４）に示すように、最古の推定検出距離が距離閾値以下である場合に、第１リフレッシュ条件が成立していると判断する。

（距離閾値）＝（最新の推定検出距離）×（０．１＾０．２５） ・・・（３）
（最古の推定検出距離）≦（距離閾値） ・・・（４）
第２リフレッシュ条件は、後述する第３リフレッシュ条件および第４リフレッシュ条件の両方が成立することである。

第３リフレッシュ条件は、最新の推定検出距離が第２強度推定リストＬＳ２に登録されてからリフレッシュ時間が経過することである。本実施形態では、リフレッシュ時間は６０秒に設定されている。

第４リフレッシュ条件は、今回のフレームにおいて選択された有効車両が０台以下であることである。
図１３の図表ＴＢ３は、強度推定リフレッシュ条件を示す。また、図１３の図表ＴＢ５に示すように、本実施形態では、低下レベルが「０」，「１」，「２」，「３」，「４」であるときのリフレッシュ距離はそれぞれ、「２００ｍ」，「１９０ｍ」，「１６５ｍ」，「１４０ｍ」，「１１５ｍ」に設定されている。

Ｓ３０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図４に示すように、Ｓ４０にて、見失いリスト回復処理を行う。
具体的には、電子制御装置１０は、予め設定された見失いリフレッシュ条件が成立した場合に、見失いリストＬＳ３に登録されている見失い距離のうち、低下レベルに応じて予め設定されたリフレッシュ距離未満の推定検出距離を、リフレッシュ距離に置き換える。

見失いリフレッシュ条件は、後述する第５リフレッシュ条件および第６リフレッシュ条件の両方が成立することである。
第５リフレッシュ条件は、最新の見失い距離が見失いリストＬＳ３に登録されてからリフレッシュ時間が経過することである。

第６リフレッシュ条件は、後述する第７リフレッシュ条件および第８リフレッシュ条件の何れか一方が成立することである。
第７リフレッシュ条件は、第２強度推定リストＬＳ２に登録されている推定検出距離のうち、低下レベルに応じて予め設定された良推定距離以上である推定検出距離の有効車両台数が、低下レベルに応じて予め設定された良車両台数未満であることである。

第８リフレッシュ条件は、第２強度推定リストＬＳ２に登録されている推定検出距離の平均値が、低下レベルに応じて予め設定された良推定距離以上であることである。
図１３の図表ＴＢ４は、見失いリフレッシュ条件を示す。また、図１３の図表ＴＢ５に示すように、本実施形態では、低下レベルが「０」，「１」，「２」，「３」，「４」であるときの良推定距離はそれぞれ、「２００ｍ」，「２００ｍ」，「２００ｍ」，「１５０ｍ」，「１３０ｍ」に設定されている。また、低下レベルが「０」，「１」，「２」，「３」，「４」であるときの良車両台数はそれぞれ、「３台」，「３台」，「３台」，「３台」，「３台」に設定されている。

Ｓ４０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図４に示すように、Ｓ５０にて、低下レベル判定処理を行う。
具体的には、電子制御装置１０は、まず、第１強度推定リストＬＳ１に登録されている推定検出距離の平均値（以下、第１強度距離平均値）と、第２強度推定リストＬＳ２に登録されている推定検出距離の平均値（以下、第２強度距離平均値）とを算出する。

そして電子制御装置１０は、第１強度距離平均値および第２強度距離平均値のうち、大きい方を、強度距離平均値として採用する。
また電子制御装置１０は、見失いリストＬＳ３に登録されている見失い距離の平均値を、見失い距離平均値として算出する。

そして電子制御装置１０は、強度距離平均値および見失い距離平均値を用いて、低下レベルを０～４の５段階で判定する。低下レベル４が、性能が最も低下している状態である。 図１４に示すように、本実施形態では、低下レベルが「１」，「２」，「３」，「４」であるときのレベルアップ距離閾値はそれぞれ、「１７５ｍ」，「１５０ｍ」，「１２５ｍ」，「１００ｍ」に設定されている。また、低下レベルが「１」，「２」，「３」，「４」であるときのレベルダウン距離閾値はそれぞれ、「１９５ｍ」，「１６５ｍ」，「１４０ｍ」，「１１５ｍ」に設定されている。

電子制御装置１０は、強度距離平均値および見失い距離平均値の少なくとも一方がレベルアップ距離閾値未満になった場合に低下レベルを遷移させる。また電子制御装置１０は、強度距離平均値および見失い距離平均値の少なくとも一方がレベルダウン距離閾値を超えた場合に低下レベルを遷移させる。

例えば、電子制御装置１０は、低下レベルが「０」であるときに、強度距離平均値および見失い距離平均値の少なくとも一方が１７５ｍ未満になった場合に、低下レベルを「１」に設定する。また電子制御装置１０は、例えば、低下レベルが「１」であるときに、強度距離平均値および見失い距離平均値の少なくとも一方が１９０ｍを超えた場合に、低下レベルを「０」に設定する。

Ｓ５０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、図４に示すように、Ｓ６０にて、物体状態量送信処理を行う。具体的には、電子制御装置１０は、今回のフレームで認識された物体のそれぞれについて、物体の状態量を示す物体状態量情報を、後段のシステムへ送信する。物体の状態量は、物体として認識した矩形の中心座標（ｘ，ｙ）と、矩形の横幅と、矩形の奥行と、相対速度（ｖｘ，ｖｙ）と、追跡フレーム数と、外挿フレーム数と、推定検出距離とを含む。

物体状態量情報を後段のシステムへ送信するのは、後段のシステム側で、ミリ波等の他のセンサ間と組み合わせて用いたり、システムのアプリ毎に、レーダ装置２０で検出した物標の使用方法を変えたりすることに用いるためである。

Ｓ６０の処理が終了すると、電子制御装置１０は、メインルーチンを終了する。
このように構成された車両用障害物認識装置１は、車両に搭載され、レーダ装置２０と、電子制御装置１０とを備える。

レーダ装置２０は、レーダ波を送受信することにより、車両の周囲に存在する物体までの物体距離を検出する。
電子制御装置１０は、検出された物体距離と、物体で反射したレーダ波をレーダ装置２０が受信したときのレーダ波の強度とに基づいて、推定検出距離を推定する。推定検出距離は、レーダ装置２０が検出可能な物体距離の最大値である。

電子制御装置１０は、レーダ装置２０による検出結果に基づいて、レーダ装置２０が物体を認識している認識状態から、レーダ装置２０が物体を認識していない非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離を見失い距離として推定する。

電子制御装置１０は、推定検出距離および見失い距離に基づいて、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定する。
このように車両用障害物認識装置１は、物体距離とレーダ波の受信強度とに基づいて、レーダ波の強度が受信強度より小さい検出閾値Ｔ_０以下となる物体距離を推定検出距離として推定することができる。これにより、車両用障害物認識装置１は、当該車両用障害物認識装置１が物体距離を検出することができる限界距離付近で、認識状態から非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離（すなわち、見失い距離）を検出することができない場合であっても、推定検出距離を推定することができる。

このため、車両用障害物認識装置１は、距離検出性能の低下の判定精度を向上させることができる。
また車両用障害物認識装置１は、認識状態から非認識状態へ遷移したタイミングでの物体距離を見失い距離として推定する。これにより、車両用障害物認識装置１は、降雨環境下での車両の水の巻上げ、または、車両用障害物認識装置１の光学窓面の状態によって、レーダ方程式に則らない検出性能の低下が発生した場合に、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定することができる。

このため、車両用障害物認識装置１は、距離検出性能の低下の判定精度を更に向上させることができる。
電子制御装置１０は、レーダ装置２０に対して第２先行車両ＰＶ２の一部が第１先行車両ＰＶ１に隠されているオクルージョンが発生しているか否かを判定する。そして電子制御装置１０は、オクルージョンが発生していると判定した場合には、第２先行車両ＰＶ２の推定検出距離を、レーダ装置２０の検出性能の低下の判定から除外する。これにより、車両用障害物認識装置１は、検出性能の低下の判定に不適切な物体を除外して、検出性能の低下の判定を行うことができるため、距離検出性能の低下の判定精度を更に向上させることができる。

電子制御装置１０は、物体が路側物であるか否かを判定する。そして電子制御装置１０は、路側物であると判定された物体の推定検出距離を、レーダ装置２０の検出性能の低下の判定から除外する。これにより、車両用障害物認識装置１は、検出性能の低下の判定に不適切な物体を除外して、検出性能の低下の判定を行うことができるため、距離検出性能の低下の判定精度を更に向上させることができる。

電子制御装置１０は、物体が虚像であるか否かを判定する。そして電子制御装置１０は、虚像であると判定された物体の推定検出距離を、レーダ装置２０の検出性能の低下の判定から除外する。これにより、車両用障害物認識装置１は、検出性能の低下の判定に不適切な物体を除外して、検出性能の低下の判定を行うことができるため、距離検出性能の低下の判定精度を更に向上させることができる。

電子制御装置１０は、推定された複数の推定検出距離の平均値を用いて、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定する。また電子制御装置１０は、推定された複数の見失い距離の平均値を用いて、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定する。これにより、車両用障害物認識装置１は、複数の推定検出距離または複数の見失い距離の中に異常値が含まれている場合であっても、異常値が検出性能の低下の判定に及ぼす影響を抑制し、距離検出性能の低下の判定精度の悪化を最小限に抑制することができる。

電子制御装置１０は、推定された複数の推定検出距離を登録する。そして電子制御装置１０は、最新の推定検出距離を登録してからの経過時間が予め設定されたリフレッシュ時間以上である場合に、登録されている複数の推定検出距離のうち、予め設定されたリフレッシュ距離未満の推定検出距離をリフレッシュ距離に置換する。これにより、車両用障害物認識装置１は、リフレッシュ距離未満の推定検出距離が長時間登録され続けるのを抑制し、距離検出性能が回復したにも関わらず距離検出性能が低下していると判定される事態の発生を抑制することができる。

電子制御装置１０は、推定された複数の見失い距離を登録する。そして電子制御装置１０は、最新の見失い距離を登録してからの経過時間が予め設定されたリフレッシュ時間以上である場合に、登録されている複数の見失い距離のうち、予め設定されたリフレッシュ距離未満の見失い距離をリフレッシュ距離に置換する。これにより、車両用障害物認識装置１は、リフレッシュ距離未満の見失い距離が長時間登録され続けるのを抑制し、距離検出性能が回復したにも関わらず距離検出性能が低下していると判定される事態の発生を抑制することができる。

電子制御装置１０は、推定検出距離および見失い距離に基づいて、レーダ装置２０の検出性能の低下の度合いを示す複数の低下レベルの中から１つの低下レベルを設定することにより、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定する。これにより、車両用障害物認識装置１は、レーダ装置２０の検出性能の低下の度合いを通知することができる。

電子制御装置１０は、推定した推定検出距離を車両用障害物認識装置１の外部へ出力する。これにより、車両用障害物認識装置１は、推定検出距離を、車両用障害物認識装置１の外部のシステムに利用させることができる。

電子制御装置１０は、第１強度推定リストＬＳ１および第２強度推定リストＬＳ２を備える。第１強度推定リストＬＳ１には、同一の物体について、予め設定された上限値以下の推定検出距離が登録される。本実施形態では、上限値は１である。第２強度推定リストＬＳ２には、同一の物体について、上限値を超えて推定検出距離が登録される。

第１強度推定リストＬＳ１により、１台の有効車両のみの推定検出距離が登録されるのを抑制することができる。これにより、車両用障害物認識装置１は、１台の車両でレーダ装置２０の検出性能の低下を判定してしまう事態の発生を抑制することができる。例えば、自車両が追従している先行車両が汚れている場合には、レーダ装置２０の検出性能が低下していないにも関わらず、レーダ装置２０の検出性能が低下していると判定されてしまう恐れがある。

電子制御装置１０は、第２強度推定リストＬＳ２により、１台の有効車両における複数の推定検出距離に基づいて、レーダ装置２０の検出性能の低下を判定することができる。これにより、車両用障害物認識装置１は、例えば、自車両が先行車両に追従している途中でこの先行車両に変化が生じて検出性能が回復した場合に、検出性能の回復に応じて検出性能の低下を判定することができる。

以上説明した実施形態において、車両用障害物認識装置１は距離検出装置に相当し、レーダ装置２０は距離検出部に相当し、Ｓ１１０は検出距離推定部としての処理に相当し、Ｓ４２０は見失い距離推定部としての処理に相当し、Ｓ５０は性能判定部としての処理にする。

また、Ｓ１２０はオクルージョン判定部に相当し、Ｓ１３０は路側物判定部に相当し、Ｓ１４０は虚像判定部としての処理に相当し、Ｓ１５０はオクルージョン除外部、路側物除外部および虚像除外部としての処理に相当する。

また、Ｓ１８０は検出距離登録部としての処理に相当し、Ｓ３０は検出距離リフレッシュ部としての処理に相当し、Ｓ１９０は見失い距離登録部としての処理に相当し、Ｓ４０は見失い距離リフレッシュ部としての処理に相当する。

また、Ｓ６０は出力部としての処理に相当し、第１強度推定リストＬＳ１は第１推定リストに相当し、第２強度推定リストＬＳ２は第２推定リストに相当する。
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、ピーク強度を用いる形態を示したが、パルス発光の場合には、ピーク強度が高いとパルス幅も広がるため、ピーク強度の代わりにパルス幅を用いてもよい。

本開示に記載の電子制御装置１０およびその手法は、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およ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、本開示に記載の電子制御装置１０およびその手法は、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、本開示に記載の電子制御装置１０およびその手法は、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およ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み合わ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。電子制御装置１０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。

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。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または置換してもよい。

上述した車両用障害物認識装置１の他、当該車両用障害物認識装置１を構成要素とするシステム、当該車両用障害物認識装置１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半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、距離検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…車両用障害物認識装置、１０…電子制御装置、２０…レーダ装置

Claims (11)

1. 車両に搭載される距離検出装置（１）であって、
   レーダ波を送受信することにより、前記車両の周囲に存在する物体までの物体距離を検出するように構成された距離検出部（２０）と、
   前記距離検出部により検出された前記物体距離と、前記物体で反射した前記レーダ波を前記距離検出部が受信したときの前記レーダ波の強度とに基づいて、当該距離検出装置が検出可能な前記物体距離の最大値である推定検出距離を推定するように構成された検出距離推定部（Ｓ１１０）と、
   前記距離検出部による検出結果に基づいて、前記距離検出部が前記物体を認識している認識状態から、前記距離検出部が前記物体を認識していない非認識状態へ遷移したタイミングでの前記物体距離を見失い距離として推定するように構成された見失い距離推定部（Ｓ４２０）と、
   前記推定検出距離および前記見失い距離に基づいて、前記推定検出距離および前記見失い距離の少なくとも一方が第１の閾値未満になった場合に、前記距離検出部の検出性能の低下の度合いを示す低下レベルを遷移させ、前記推定検出距離および前記見失い距離の少なくとも一方が第２の閾値を超えた場合に前記低下レベルを遷移させることにより、前記距離検出部の検出性能の低下を判定するように構成された性能判定部（Ｓ５０）と
   を備える距離検出装置。
2. 請求項１に記載の距離検出装置であって、
   複数の前記物体のうち、一つの前記物体を第１物体とし、前記第１物体とは異なる前記物体を第２物体として、前記距離検出部に対して前記第２物体の一部が前記第１物体に隠されているオクルージョンが発生しているか否かを判定するように構成されたオクルージョン判定部（Ｓ１２０）と、
   前記オクルージョンが発生していると前記オクルージョン判定部が判定した場合には、前記第２物体の前記推定検出距離を前記性能判定部による判定から除外するように構成されたオクルージョン除外部（Ｓ１５０）と
   を備える距離検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の距離検出装置であって、
   前記物体が路側物であるか否かを判定するように構成された路側物判定部（Ｓ１３０）と、
   前記路側物であると前記路側物判定部により判定された前記物体の前記推定検出距離を前記性能判定部による判定から除外するように構成された路側物除外部（Ｓ１５０）と
   を備える距離検出装置。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記物体が虚像であるか否かを判定するように構成された虚像判定部（Ｓ１４０）と、
   前記虚像であると前記虚像判定部により判定された前記物体の前記推定検出距離を前記性能判定部による判定から除外するように構成された虚像除外部（Ｓ１５０）と
   を備える距離検出装置。
5. 請求項１～請求項４の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記性能判定部は、前記検出距離推定部により推定された複数の前記推定検出距離の平均値を用いて、前記距離検出部の検出性能の低下を判定する距離検出装置。
6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記性能判定部は、前記見失い距離推定部により推定された複数の前記見失い距離の平均値を用いて、前記距離検出部の検出性能の低下を判定する距離検出装置。
7. 請求項１～請求項６の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記検出距離推定部により推定された複数の前記推定検出距離を登録するように構成された検出距離登録部（Ｓ１８０）と、
   前記検出距離登録部が最新の前記推定検出距離を登録してからの経過時間が予め設定されたリフレッシュ時間以上である場合に、前記検出距離登録部に登録されている複数の前記推定検出距離のうち、予め設定されたリフレッシュ距離未満の前記推定検出距離を前記リフレッシュ距離に置換するように構成された検出距離リフレッシュ部（Ｓ３０）と
   を備える距離検出装置。
8. 請求項１～請求項７の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記見失い距離推定部により推定された複数の前記見失い距離を登録するように構成された見失い距離登録部（Ｓ１９０）と、
   前記見失い距離登録部が最新の前記見失い距離を登録してからの経過時間が予め設定されたリフレッシュ時間以上である場合に、前記見失い距離登録部に登録されている複数の前記見失い距離のうち、予め設定されたリフレッシュ距離未満の前記見失い距離を前記リフレッシュ距離に置換するように構成された見失い距離リフレッシュ部（Ｓ４０）と
   を備える距離検出装置。
9. 請求項１～請求項８の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
   前記性能判定部は、前記推定検出距離および前記見失い距離に基づいて、複数の前記低下レベルの中から１つの前記低下レベルを設定することにより、前記距離検出部の検出性能の低下を判定する距離検出装置。
10. 請求項１～請求項９の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
    前記検出距離推定部が推定した前記推定検出距離を当該距離検出装置の外部へ出力するように構成された出力部（Ｓ６０）を備える距離検出装置。
11. 請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の距離検出装置であって、
    前記検出距離推定部により推定された複数の前記推定検出距離が登録される第１推定リスト（ＬＳ１）および第２推定リスト（ＬＳ２）を備え、
    前記第１推定リストには、同一の前記物体について、予め設定された上限値以下の前記推定検出距離が登録され、
    前記第２推定リストには、同一の前記物体について、前記上限値を超えて前記推定検出距離が登録される距離検出装置。

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