JP7529591B2 - 軸ずれ推定装置 - Google Patents
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Description
そして、出力推定値算出部は、区間推定値算出部にて算出された区間軸ずれ角を、出力軸ずれ角の過去値と平滑化することで、出力軸ずれ角を算出する。なお、出力軸ずれ角は、軸ずれ推定装置から軸ずれ角の推定結果として出力される。
そして、折り返し判定部は、折り返しの判定結果に基づいて、出力軸ずれ角が折り返しの影響を受けることのないよう、出力推定値算出部が区間軸ずれ角を平滑化する際の割合を変化させる。
なお、以下でいう「垂直」とは、厳密な意味での「垂直」に限るものではなく、同様の効果を奏するのであれば厳密に「垂直」でなくてもよい。以下でいう「水平」、「一致」についても同様である。
[第1実施形態]
[構成]
図1に示す車両制御システム1は、移動体である車両に搭載されるシステムであり、レーダ装置3、車載センサ群5、信号処理部7、支援実行部9、軸ずれ通知装置11、及び、搭載角調整装置13、を備える。なお、信号処理部7は、本開示の軸ずれ推定装置としての機能を有する。
反射点の方位角とは、図4に示すように、レーダ装置3(詳しくは、レーダビーム)の基準方向Aを基準として求められた反射点の方位角のうち垂直方向の角度(以下、垂直角度)Ver及び水平方向の角度(以下、水平角度)Horの少なくとも一方である。
垂直角度Verは、自車VHを右側面から見た場合において、レーダ装置3の基準方向Aを基準(すなわち、0°)として、レーダ装置3の基準方向Aから右回りをプラス、左回りをマイナスとする角度で表す。水平角度Horは、自車VHを上空から見た場合において、レーダ装置3の基準方向Aを基準として、レーダ装置3の基準方向Aから右回りをプラス、左回りをマイナスとする角度で表す。
本実施形態では、レーダ装置3は、公知の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あらかじ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。
[処理]
次に、信号処理部7を本開示の軸ずれ推定装置として機能させるために、CPU21にて実行される処理について説明する。
反射点情報取得処理は、情報取得部31としての機能を実現する処理であり、この処理では、レーダ装置3がレーダ波を送信して物標からの反射点を検出する、1サイクル内に検出された複数の反射点情報を取得する。
すなわち、CPU21は、軸ずれ角推定処理を開始すると、まず図9に示すS210にて、S100にて取得された複数の反射点情報の中から、路面からの反射波に対応した路面反射点の情報を抽出する。
すなわち、図10に示すように、路面反射点抽出処理において、CPU21は、まずS310にて、判定対象となる反射点と自車VHとの距離が、予め設定された所定距離範囲内にあるか否かを判定する。そして、反射点との距離が所定距離範囲内になければ、S380に移行して、反射点は路面上の反射点ではない、非路面反射点であると判定し、路面反射点抽出力を終了する。
そして、S360にて、自車VH前方の道路状態は、路面反射点の抽出条件を満足していないと判定すると、380にて、反射点は非路面反射点であると判定して、路面反射点抽出力を終了する。
Var=(1-k)・VarPre+k・(1-k)・(Ave-AvePre)2
但し、Var:今回分散値、VarPre:前回分散値、Ave:方位の今回平均値、AvePre:前回平均値、k:平滑化係数(1区間が1000サイクルなら1/1000)。
すなわち、折り返し判定処理において、CPU21は、まずS410にて、S130にて算出された分散値Varを読み込み、続くS420にて、その読み込んだ分散値Varが、予め設定された閾値THよりも大きいか否かを判定する。
また、続くS530では、折り返し判定処理で設定された係数kと、S510にて読み込んだ区間信頼度w(n)と、前回求めた出力信頼度W(k+1)とに基づき、次式を用いて、出力信頼度W(n)を算出し、出力推定値算出処理を終了する。
つまり、出力推定値算出処理では、最新の区間推定値を前回の出力推定値を用いて平滑化することで、出力推定値を更新する。そして、その平滑化時には、最新の区間推定値に係数kを乗じ、前回の出力推定値に「1-k」を乗じることで、周知の重み付け移動平均を行う。
[効果]
以上説明したように、本実施形態において、軸ずれ推定装置としての信号処理部7は、レーダ装置3がレーダ波を送信してその反射波から反射点を検出する1サイクル毎に、レーダ装置3から反射点情報を取得する。そして、その取得した反射点情報の中から、路面上の反射点に対応する路面反射点情報を抽出して、レーダ装置3の軸ずれ角βを推定すると共に、その軸ずれ角βの信頼度を算出する。また、所定サイクル期間の間、軸ずれ角β及び信頼度を平滑化することで、区間推定値(m,w)を求め、更に、この区間推定値を出力推定値の過去値と平滑化することで、出力推定値(M,W)を更新する。
[第2実施形態]
第1実施形態では、図12に示す折り返し判定処理において、路面反射点の方位の分布の特徴量である分散値Varに基づき、反射波の位相の折り返しが発生しているか否かを判定し、その判定結果に応じて係数kをK1又はK2に設定するものとして説明した。
k=(TH/Var)・K1
を用いて、係数kを算出し、折り返し判定処理を終了する。
[第3実施形態]
第1,第2実施形態では、折り返し判定処理において、路面反射点の方位の分布の特徴量である分散値Varが、閾値VHよりも大きい場合(S420:YES)に、反射波の位相の折り返しが発生していると判定する、ものとして説明した。
また、S650にてピーク領域は1個ではない、つまり、S620にてピーク領域が抽出されていないと判定すると、CPU21は、S670に移行し、係数kとしてK3を設定し、折り返し判定処理を終了する。なお、K3は、K1以上で、K2よりも小さい値である。
[第4実施形態]
第3実施形態では、折り返し判定処理において、路面反射点の方位の分布確率が所定値以上となるピーク領域を検出し、ピーク領域が複数である場合に、係数kにK1を設定し、そうでなければ、係数kにK2又はK3を設定するものとした。
そして、このようにS680にてピーク値P1,P2が算出されると、CPU21は、S690にて、その算出されたピーク値P1,P2と、S660にて係数kとして設定される値K2をパラメータとする次式
k=(1-P2/P1)・K2
を用いて、係数kを算出し、折り返し判定処理を終了する。
[他の実施形態]
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。
また、軸ずれ角は、必ずしも路面反射点を抽出して求める必要はなく、全ての反射点情報を用いて推定するようにしてもよい。
従って、この場合にも、反射波の方位の分布の特徴量である分散値やピーク領域の数から、反射波の位相の折り返しの有無を判定して、出力軸ずれ角や出力信頼度を算出する際に用いる係数kを変更するようすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、路面反射点の方位の分布ではなく、全反射点の方位の分布から折り返しを判定するようにしてもよい。
Claims (7)
- 移動体周囲にレーダ波を照射し、その反射波を複数のアンテナで受信することで、移動体周囲の物体を検出するよう構成されたレーダ装置(3)の、軸ずれ角を推定する軸ずれ推定装置(7)であって、
前記レーダ装置にて検出された前記反射波の反射点のそれぞれについて、少なくとも距離、相対速度及び方位を表す情報を取得するよう構成された情報取得部(31)と、
前記情報取得部にて取得された情報に基づいて前記軸ずれ角を推定するよう構成された軸ずれ角推定部(33)と、
前記軸ずれ角推定部にて推定された前記軸ずれ角の推定値を所定期間平滑化することで、区間軸ずれ角を算出するよう構成された区間推定値算出部(37)と、
前記区間推定値算出部にて算出された前記区間軸ずれ角を、出力軸ずれ角の過去値と平滑化することで、前記出力軸ずれ角を算出するよう構成された出力推定値算出部(39)と、
前記区間推定値算出部にて前記区間軸ずれ角を算出するのに用いられた前記所定期間内の各反射点の情報に含まれている前記方位の分布から、前記レーダ装置において前記反射波の位相の折り返しが発生しているか否かを判定するよう構成された折り返し判定部(41)と、
を備え、
前記折り返し判定部は、前記反射波の位相の折り返しがあると判定すると、前記出力推定値算出部が前記区間軸ずれ角を前記出力軸ずれ角の過去値と平滑する際の割合を、前記区間軸ずれ角の比率が小さくなるように変化させる、ように構成されている、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、
前記軸ずれ角推定部にて推定された前記軸ずれ角の信頼度を算出する信頼度算出部(35)を備え、
前記区間推定値算出部は、前記区間軸ずれ角に加えて、前記信頼度算出部にて算出された信頼度を所定期間平滑化した区間信頼度を算出するよう構成され、
前記出力推定値算出部は、前記区間推定値算出部にて算出された前記区間信頼度を、出力信頼度の過去値と平滑化することで、前記出力軸ずれ角に加えて、前記出力信頼度を算出するよう構成され、
前記折り返し判定部は、前記折り返しの判定結果に基づいて、前記出力推定値算出部が前記区間軸ずれ角及び前記区間信頼度を前記過去値と平滑化する際の割合を変化させるように構成されている、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、
前記軸ずれ角推定部は、前記情報取得部にて取得される情報のうち、路面からの反射点の情報を用いて前記軸ずれ角を推定するよう構成され、
前記折り返し判定部は、前記路面からの反射点の情報に含まれている前記各反射点の前記方位の分布に基づき、前記折り返しが発生しているか否かを判定するよう構成されている、軸ずれ推定装置。 - 請求項1~請求項3の何れか1項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記折り返し判定部は、前記各反射点の前記方位の分散が予め設定された閾値よりも大きいときに、前記折り返しが発生していると判定するよう構成されている、軸ずれ推定装置。 - 請求項4に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記折り返し判定部は、前記各反射点の前記方位の分散が大きいときほど、前記区間推定値算出部にて算出された最新値の割合が小さくなるよう、前記出力推定値算出部が該最新値を前記過去値と平滑化する際の割合を設定するよう構成されている、軸ずれ推定装置。 - 請求項1~請求項3の何れか1項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記折り返し判定部は、前記各反射点の前記方位の分布において、分布確率が高くなるピーク領域を抽出し、該ピーク領域が複数ある場合に、前記折り返しが発生していると判定するよう構成されている、軸ずれ推定装置。 - 請求項6に記載の軸ずれ推定装置において、
前記折り返し判定部は、前記ピーク領域が複数ある場合に、各ピーク領域での前記分布確率のピーク値が近いときほど、前記区間推定値算出部にて算出された最新値の割合が小さくなるよう、前記出力推定値算出部が該最新値を前記過去値と平滑化する際の割合を設定するよう構成されている、軸ずれ推定装置。
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