WO2007015288A1

WO2007015288A1 - 軸ずれ量推定方法及び軸ずれ量推定装置

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Publication number: WO2007015288A1
Application number: PCT/JP2005/014026
Authority: WO
Inventors: Toshio Wakayama; Takayuki Inaba; Takashi Sekiguchi; Masashi Mitsumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2008-02-01
Also published as: JPWO2007015288A1

Abstract

　レーダの軸ずれ量を精度よく推定する。　走行する車両の前方の目標物を検出するレーダの軸ずれ量を推定する軸ずれ量推定装置において、距離と速度とに基づいて送信波のエコーから静止物のエコーを選択する静止物抽出部２１と、前記レーダの覆域を複数の領域に分割する観測域分割部２２１と、静止物抽出部２１によって選択された静止物のエコーの反射点であって、観測域分割部２２１によって分割された一部の領域に属する反射点の分布を直線近似して車両の走行軌道に平行な基準直線を求め、この基準直線に基づいて前記レーダの軸ずれ量を求める基準直線算出部２２２と、を備えた。

Description

明細書

軸ずれ量推定方法及び軸ずれ量推定装置

技術分野

[0001] この発明は、レーダを用いて目標物を検出する装置に係るものであり、特にレーダの軸ずれ量を算出して目標物の検出精度を高める技術に関する。

背景技術

[0002] 従来のレーダシステムは軍事 ·防衛、気象といった分野に多く適用されてきた力これらの分野では量産コストや据え付けコストがあまり問題になることはな力つた。し力し昨今では、レーダ装置を自動車に搭載し、自動車走行中に障害物を検出し、自動車運行上の安全性を高める試みが行われるようになってきている。自動車搭載用レーダでは、量産コストを低く抑えることが問題となるば力りではなぐ低廉に生産したレーダを少な、工数で精度よく自動車に取り付けることも要求される。

[0003] ここで特に問題になるのは、レーダ軸の調整作業の簡略化と高精度化である。自動車搭載用レーダではおよそ 200メートル遠方の目標物の距離や速度を lm程度の分解能で検出することが要求されるが、仮にレーダ軸が本来の前方方向とわずか 0. 5 度ずれただけでも、検出誤差は 200メートル X tanO. 5° = 1. 7メートルとなり、要求分解能を達成できな、ことになる。

[0004] さらに、工場出荷前においてレーダ装置を精度よく据え付けることができたとしても、自動車の使用を通じてレーダ装置の据え付けが狂う場合がある。例えば、悪路の走行による長期間の振動や軽微な事故による車体の変形等力生じるレーダ軸の誤差を防止することはほぼ不可能である。そこで、レーダ装置の使用中に軸ずれを自動的に検出し、補正する処理を組み込む必要が生じる。

[0005] 従来、この種の軸ずれ量推定方法としては、レーダを搭載する車両が直線路を走行しているものと仮定し、レーダが検出するエコー中に路側に存在する看板やガードレールなどの静止物のエコーが多く分布するものとして、これら道路に平行に分布するエコーを直線近似し、この直線の方向に基づヽてレーダ軸のずれを推定する方式が知られてヽる（例えば特許文献 1や非特許文献 1)。 [0006] 特許文献 1 :特開平 7— 120555号公報

[0007] 非特言午文献 1： W.Kederer, J.Detlefsen, Sensor-based determination of angular misali gnment and lane configuration of a radar sensor for ACC— applications, Proceedings of 30th European Microwave Conference, pp.313 - 31b， 2000.

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上述の従来技術は、静止物エコーが単一直線上に数多く分布し、直線の近似精度が高ヽ場合にはレーダの軸ずれ量を良好に推定できる。し力現実の路上で観測される障害物にはさまざまな形状のものが存在するため、エコーの分布がこのような単一の直線のみでは近似できないことはよく知られている。このような状況で、静止物ェコ一の空間分布を単一直線で近似しょうとしても、精度よくレーダの軸ずれ量を推定することは難し、。

[0009] この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、レーダ軸の軸ずれ量を精度良く推定することを可能にし、レーダの計測性能を向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 力かる課題を解決するために、この発明に係る軸ずれ量推定方法では、

走行する車両前方の目標物を検出するレーダの軸ずれ量を求める軸ずれ量推定方法であって、

前記レーダの送信波のエコーからこのレーダの覆域の所定の一部領域に反射点が属する静止物エコーを選択するエコー選択ステップと、

前記エコー選択ステップにおいて選択された静止物エコーの反射点の分布を直線近似して前記車両の走行軌道に平行な基準直線を算出する基準直線算出ステップと、

前記基準直線算出ステップにお、て算出された基準直線の方向に基づ、てレーダの軸ずれ量を求める軸ずれ量推定ステップと、

を有することとしたものである。発明の効果

[0011] このように、この発明に係る軸ずれ量推定方法では、レーダの覆域全体に存在する静止物のエコーに対して直線近似を行うのではなぐ覆域のうちの一部領域に存在する静止物のエコーに対してのみ直線近似を行うこととしたので、近似精度を劣化させる静止物エコーを棄却することで直線の近似精度が高まり、精度よくレーダの軸ずれ量を算出することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]この発明の実施の形態 1によるレーダ装置の構成を示すブロック図。

[図 2]この発明の実施の形態 1によるレーダ装置の構成を示すブロック図。

[図 3]この発明の実施の形態 1によるレーダ装置の構成を示すブロック図。

[図 4]この発明の実施の形態 1の観測領域の構成を示す説明図。

[図 5]この発明の実施の形態 1の軸ずれ量推定処理のフローチャート。

[図 6]この発明の実施の形態 1の動作原理を示す説明図。

[図 7]この発明の実施の形態 2の構成を示すブロック図。

符号の説明

[0013] 4 エコー検出部、

5 位置検出部、

6 速度検出部、

7 軸ずれ量推定部、

8 位置補正部、

21 静止物抽出部、

22 直線近似部、

24 軌道曲率取得部、

25 基準直線記憶部、

26 軌道曲率記憶部、

221 観測域分割部、

222 基準直線算出部。発明を実施するための最良の形態

[0014] 実施の形態 1.

この発明の実施の形態 1によるレーダ装置は、例えば自動車に搭載されているものとし、自動車の進行方向（車軸に垂直な方向）に向けてレーダ送信波を放射し、目標物 (その多くは、走行上の障害物である）を検出するものとする。ここで、この発明の実施の形態 1によるレーダ装置は、目標物の位置を検出する上での基準方位と自動車の正面方向とのずれ、すなわちレーダの軸ずれを補正する機能を有している。

[0015] 初めに、この発明の実施の形態 1において利用するレーダの軸ずれ角を補正する方法の原理を大まかに述べるならば、次のようになる。すなわち道路には、ガードレールゃ歩道、中央分離帯など、自動車の走行軌道に対して平行な面を有する物体が多く見られる。そこで、自動車の走行軌道と平行をなす物体上の反射点、と推測されるレーダ波の反射点（エコーの反射点）を抽出して、これら反射点の分布に対して直線を近似する。

[0016] こうして得られた直線が自動車の走行軌道に平行であると仮定して、自動車の走行軌道とレーダ自身の基準方向との差違を求めるのである。こうすることで、レーダの基準方向（レーダ軸の方向）にずれ (未知量）が生じていても、ずれの量を適切に算出する。軸ずれ量を考慮して反射体の位置や方位を算出することで、反射体の位置，方位 ·速度等の精度が向上するということになる。

[0017] 図 1は、この発明の実施の形態 1によるレーダ装置の構成を表すブロック図である。

図に示すように、このレーダ装置は、アンテナ 1から自動車の走行方向に向けてレーダ波を放射するとともに、目標物や障害物などレーダ波反射体によって反射されたレ一ダ波を受信する。送受信部 2は、アンテナ 1が外部に放射するレーダ波の元となる送信信号 11を供給する。それとともに送受信部 2は、アンテナ 1がレーダ波反射体によって反射されたレーダ波を受信すると、それにともなってアンテナ 1が出力する RF( Radio Frequency)帯域の受信信号 12を中間周波数の内部信号との差信号を用いてビデオ帯域の受信信号にダウンコンバートする。ダウンコンバートは、受信信号 12と送受信部 2お内部信号である基準信号の周波数差を出力することにより実現される。以後、ビデオ帯域の受信信号を差信号と呼ぶこととする。この結果として、送受信部 2 は、差信号 13を出力する。この差信号 13は、信号処理部 3に入力されて対象物の位置の検出に供される。

[0018] エコー検出部 4は、差信号 13を用いて反射波の検出を行い、検出した反射エコーの差信号の周波数 14を出力する。このような反射エコーの一般的な検出方法としては、受信機雑音やクラッタなどの不要波成分よりも電力の大きい場合に、反射波があると見なす方法が通常用いられる。そのためには、受信機雑音あるいはクラッタの電力にある一定のマージンを付加し、それを超える電力を持つ信号成分を反射エコーと見なして、これを検出すればよい。

[0019] 位置検出部 5は、エコー検出部 4が出力した差信号の周波数 14を用いて所定の周期毎に反射点（エコー）の位置 15を求める。そのためには、まずこの反射点とレーダ装置との相対距離、さらには反射点の方向（角度)を求め、求められた相対距離と方向とから反射物の位置が定められる。

[0020] 距離を計測する方法としては、送信波をパルス変調し、送受信の時間差により距離計測を行うパルスレーダ方式や、周波数変調した連続波を送信するとともに、送信信号と受信信号を混合することにより得られる差信号の周波数から距離を得る FMCW( Frequency Modulation Continuous Wave)方式あるいは多周波 CW方式などが知られている。また、方向を求める方法としては、ペンシルビームを持つ空中線を機械的に駆動して観測する方式や、複数の素子アンテナを配置し、送信または受信時に各素子にて位相制御を行うことにより電子的にビーム走査を行う方式などが知られている。これら公知の方法を用いれば、当業者ならば容易に位置検出部 5を構成することができる。

[0021] 以下の説明において、位置検出部 5は、反射点の位置 15を、 X座標と y座標とからなるデカルト座標系で表現して出力するものとする。ここで、 y座標の座標軸である y 軸は、レーダ軸方向前方を正の方向とし、その反対方向を負の方向として設定する。また、 X座標の座標軸である X軸と y軸とは直交しているものとし、 X軸は、レーダ軸方向前方に向力つて右方向を正の方向、左方向に負の方向として設定する。

[0022] 一方、速度検出部 6は、差信号の周波数 14を用いて反射点の相対速度を算出する。反射点の相対速度は受信波周波数のドップラー変調を用いて計算されることは広く知られている。位置検出部 5で FMCW方式や多周波 CW方式を用いる場合には、距離と速度とを同時に算出することができるので、位置検出部 5と速度検出部 6とを同一の部位や素子で構成するようにしてもょ、。

[0023] 軸ずれ量推定部 7は、エコー検出部 4によって検出された反射点のうち、自動車の走行軌道と平行をなす直線上に分布していると推測される反射点を抽出し、抽出された反射点の分布に基づいて軸ずれ量を算出する。図 2は、軸ずれ量推定部 7の詳細な構成を示すブロック図である。図において、軸ずれ量推定部 7は、外部から反射点の位置 15及び反射点の相対速度 16を取得すると、静止物抽出部 21にこの反射点の位置 15及び反射点の相対速度 16を入力する。

[0024] 静止物抽出部 21は、反射点の位置 15あるいは相対速度 16に基づいて、静止物上の反射点のエコー（以下、静止物エコーという）を選択し、静止物エコー 31として出力する。なお、静止物エコー 31の内容としては、少なくとも静止物上の反射点の位置 (デカルト座標、あるいはデカルト座標を極座標系などに変換した座標であって、デカルト座標と等価なものなど）が含まれる。静止物抽出部 21が入力された反射点が静止物上の反射点であるかどうかを判別する方法としては、例えば、次の方法 1〜方法 3として示すようないくつかの方法が考えられる。

[0025] (方法 1)反射点の相対速度に基づいて、その反射点が静止物上の反射点か否かを弁別する方法である。反射点の相対速度を用いる方法としては、まず外部から車両の速度データを取得して反射点の相対速度と照合し、反射点が静止物上の反射点か否かを識別する方法 (方法 1 1)が考えられよう。より具体的には、例えば自車に取り付けられた車速センサにより車速データを得て、その車速とほぼ同じ大きさで、かつ近づく方向のドップラー速度をもつ反射物を静止物と見なす方法である。

[0026] また同じく反射点の相対速度を用いる方法としては、車両速度などの情報や信号を外部から取り込まずに、反射点の相対速度のみから反射点が静止物上の反射点か否かを弁別する方法 (方法 1 2)もある。この方法は、レーダ観測領域内に静止物ェコ一が多数存在し、かつ相対速度は複数の静止物エコーについてほぼ同一となる、という事実に基づくものである。すなわち、複数の反射点を相対速度について分類し、相対速度の分布が集中している反射点を静止物エコーとみなす方法である。 [0027] (方法 2)車線から外れた位置に存在する物体 (反射点)を静止物と見なす方法である。反射点が車線力外れているかどうかを判断するには、 X座標について所定の基準 (基準 X座標）を定めておき、各反射点の X座標と基準 X座標との差が一定以上となつた場合に、この反射点が車線から外れたものとみなすこととすればょ、。

[0028] この場合、基準 X座標は、これまで得られた反射点の X座標を統計的に処理して算出する。例えば、直前に入力された複数の反射点の X座標の平均を求めて、この平均値を基準 X座標とする。さらには、この発明の実施の形態 1のレーダ装置が最終的に求めるレーダ軸ずれ量に基づ、て基準 X座標を定めることができることは、うまでもないであろう。

[0029] なお、この方法 2によれば、反射点の X座標のみでその反射点が静止物上の点かどうかを判断することができるので、軸ずれ量推定部 7に対して反射点の速度 16を入力する必要がなくなる。したがってレーダの軸ずれ量を求める、あるいは軸ずれ量を補正して反射点の位置の算出精度を向上する、という目的だけを達成すれば十分ということならば、速度検出部 6をレーダ装置の構成要素から省略してもよい。

[0030] 方法 1 1では、外部の速度センサからの信号や情報を取得する必要があるので、速度データを伝達できるようにレーダ装置と移動プラットフォーム（車両等）の速度センサとの間を結線する必要がある。し力しながら、各反射点が静止物エコーであるか否かを反射点ごとに独立に識別することが出来るという特徴がある。

[0031] これに対して、方法 1 2と方法 2はいずれも外部速度センサからの情報が不要であり、方法 2に至っては反射点の速度の算出すら必要な、と、う特徴を有して、る。しかし、複数の反射点の位置情報に同時にアクセスできるような構成とする必要がある。すなわち、複数の反射点の位置情報を図示せぬ記憶装置に記憶しておく必要がある。

[0032] なお、これらの各方法は原理的に互いに矛盾するものではないので、組み合わせて使用することは何ら問題がない。例えば方法 2のように、 X座標に基づいて静止物エコーを絞り込んでおき、さらに方法 1 1や方法 1 2の方法を用いて静止物エコーを再度絞り込むようにしてもよ、。

[0033] このようにして算出された静止物エコー 31に基づいて、直線近似部 22は静止物ェコ一の分布を近似する直線を求める。そして近似した直線の傾きと切片とを直線 32として出力する。静止物エコーの分布を近似する直線を式（1)のように表現するならば、傾きは P、切片 (X切片：直線と X軸の交点の X座標）は qとして与えられる。

[数 1]

[0034] 以下、直線近似部 22が静止物エコーの分布に対して直線を近似する方法を詳しく説明する。図 3は、直線近似部 22の詳細なブロック図である。図の静止物エコー 31 は、観測域分割部 221に入力される。観測域分割部 221では、所定の境界線に基づいて分割された観測域が予め設定されており、その中から直線近似に供される静止物エコーが属する観測域が決められて、る。

[0035] 図 4はこのような観測域 (レーダ装置の覆域)の様子を示す図である。この図は、自動車 41の走行軌道に平行となるように境界線が設定されており、進行方向に向かつて境界線の左側を領域 A、また境界線の右側を領域 Bとした例である。図の X (バッ印、又はアルファベットの X)は静止物エコーの位置を示している。領域 Aの静止物ェコ一はガードレール 42にほぼ沿って分布している。また領域 Bの静止物エコーは中央分離帯 43にほぼ沿って分布している。

[0036] また、ここで用いる「境界線が自動車 41の走行軌道に平行である」という表現は、走行軌道と境界線とのなす角が"ほぼ 0° であるこど'を意味しており、走行軌道と境界線が交わらないことを要求するものではない。すなわち、走行軌道と境界線が同一直線上に存在して、てもよ、し、交点を有して、てもよ、。

[0037] 観測域分割部 221は、領域 Aと領域 Bのうちのいずれか一方の観測域の静止物ェコーだけを選択して、観測域内静止物エコー 32 (以後、単に静止物エコー 32という）として出力するとともに、選択されな力つた他方の観測域の静止物エコーを棄却する。例えば領域 Aの静止物エコーだけを選択して、静止物エコー 32として出力し、領域 Bの静止物エコーを棄却する。ある!/、は領域 Bの静止物エコーを選択して静止物ェコー 32として出力し、領域 Aの静止物エコーを棄却するようにしてもよいことはいうまでもない。 [0038] なお、静止物エコー 32のデータには、静止物エコー 31と同様に反射点の位置の座標（デカルト座標、あるいはデカルト座標を極座標系などに変換した座標であって、デカルト座標と等価なものなど）が含まれる。

[0039] このようにすることで、領域 Aと領域 Bの、ずれか一方の領域だけに属する静止物エコーの分布を近似する直線を求めることが可能となる。一般に道路や車両軌道では、車両軌道を挟むようにして両側に静止物が分布する。このような状況で静止物ェコ一の抽出を行うと、静止物エコーが進行方向に向力つて左右に散乱することになる。すなわち、ガードレール 42上の静止物エコーと中央分離帯 43上の静止物エコーの双方を同時に近似するような直線を求めざるを得ないこととなる。

[0040] その結果、近似直線として求めた直線は車両の軌道と大きくずれることとなって、レ一ダの軸ずれ量を求める基準として利用することができなくなる。この問題に対して、観測域分割部 221を用いて予め領域分割し、所定の領域に属する静止物エコーのみを採用して直線近似を行えば、直線近似の精度は大幅に向上することとなる。

[0041] なお、静止物エコーが領域 Aと領域 Bのいずれに属するかを判断するには、静止物エコーの X座標と境界線の X座標とを比較すれば足りる。また、境界線は自動車 41の走行軌道 (進行方向）に平行に設定されることが望ましい。し力しながら、図 4の例のような場合は、ガードレール 42の静止物エコーと中央分離帯 43上の静止物エコーの V、ずれかを棄却できれば十分である。したがって境界線は自動車の進行方向とほぼ 0° をなす直線であればよいのである。また、通常は移動プラットフォーム（車両）にレーダ装置を取り付ける際にある程度の方向調整を行っているはずであり、軸ずれを補正する前の境界線の方向精度であっても十分に機能する。したがって境界線の設定にそれほど厳密な精度は要求されな、。

[0042] また、観測域を進行方向左右に分割する他に、静止物エコーの X座標 X (1= 1,… , N、Nは自然数)の平均値 X を算出し、この平均値 X を境界線の X座標としてもよ

ave ave

い。また境界線の X座標 X と静止物エコーの X座標 Xとの差の絶対値 |x— X

ave j j ave Iを算出しておき、この絶対値が予め設定した値より小さくなる静止物のみを抽出するというようにして、静止物エコーを選択してもよい。この場合は、差の絶対値と比較する設定値及び境界線の X座標によって観測域を分割していることになる。 [0043] なお、路側の他、走行方向の正面の道路上部にも、交通標識などの反射物が存在する可能性がある。路側のみのデータを抽出するために、静止物の X座標を限定して抽出することを行ってもよい。一方、例えばトンネル内では道路上方にも車両軌道と平行に位置する壁面が存在するので、上方壁面上の静止物エコーを選択するように観測域を分割してもよい。

[0044] 次に、静止物エコー 32は図 3の基準直線算出部 222に入力され、基準直線算出部 222において、静止物エコー 32の分布を近似する直線を求める。図 5は基準直線算出部 222の処理のフローチャートである。基準直線算出部 222は所定の周期毎、より詳しくはエコー検出部 4が差信号の周波数 14を出力するタイミング又は位置検出部 5が反射点エコーを出力するタイミングに同期するように、このフローチャートに示された処理を実行し、それぞれのタイミングに合わせて個々に軸ずれ量を算出することになる。

[0045] 図 5のステップ ST101にお、て、まず繰返し数を 0に設定する。この繰返し数は直線の近似処理回数を計測するためのカウンタである。その後基準直線算出部 222は、直線を近似する (ステップ ST102)。静止物エコー 32が N個（Nは自然数)存在するとし、この N個の静止物エコーのうちの i番目の静止物エコーの位置を（x、 y ) (i= l , · ··, Ν)とする。これに対し、近似後の直線は式（1)で与えられる。ここで、その傾き ρ と X切片 qは、最小二乗法により、式（2)及び式（3)によって算出される。

[数 2]

」ν Λ' ν

[数 3] N N N N

-Σ Σ +Σ Σ

N

[0046] 傾き pと x切片 qとを求めた後、基準直線算出部 222は近似直線として求めた直線の近似精度を評価し、近似の精度が予め定められたものよりも劣る場合には、静止物エコーのうちのいくつかを棄却して、再度近似直線を求める処理に移行する。具体的にいえば、まず静止物エコーと近似直線との距離を算出する (ステップ ST103)。静止物エコー， y )と直線 _x = _Py+qとの距離 dは式 (4)にて算出される。

画 - (py_t + q)

α_Ί = , —— , 、

[0047] 次に、式 (4)を通じて算出された dが所定値以上となる静止物エコーを静止物ェコ一 32の集合の中から棄却する (ステップ ST104)。こうすることで、直線近似の精度を劣化させる要因となっている静止物エコーを近似対象となる静止物エコー力効率的に除去することが可能となる。

[0048] 図 6は、ステップ ST104によって直線の近似精度、ひ、ては軸ずれ量推定精度が向上することを説明する図である。図において、自動車 41の左前方に静止物エコーの集合 51が直線 52に沿うように存在している。また静止物エコーの集合 53が直線 5 2とは異なる直線 54に沿うように存在している。ここでステップ ST102によって静止物エコーの集合 51と 53とを同一の直線で近似しょうとすると、例えば直線 55のような近似直線が得られることになる。

[0049] そこで、ステップ ST103によって、直線 55と静止物エコーの集合 51と 53に属する各静止物エコーとの距離を算出し、ステップ ST104によって静止物エコーの集合 53 に属する静止物エコーを棄却すると、静止物エコーの集合 51が沿っている本来の直線 52に近い直線に近似されるものと期待できる。 [0050] この結果、直線 55に基づいて軸ずれ量を求めようとすると、角度 56のようになるところ、直線 52を軸ずれ量算出のための基準直線とし、この基準直線に基づいて軸ずれ量を求めることができるので、角度 57が得られることとなって、軸ずれ量の推定精度が向上することが分かる。

[0051] ここで、棄却された静止物エコーの数が 0の場合、あるいは静止物エコー 32の集合中に残存して、る静止物エコーの数が所定数を下回った場合 (ステップ ST105： Y え s)は、推定軸ずれ量を欠損値とする (ステップ ST106)。逆に、ステップ ST104において、いずれかの静止物エコーが棄却されるとともに、依然として静止物エコー 32 の集合中に残存して、る静止物エコーの数が所定数以上の場合 (ステップ ST105： No)は、残存している静止物エコーの分布を近似する直線を再度求める (ステップ S T107)。ここで行われる演算はステップ ST103と同じである。

[0052] その後、繰返し数に 1加えて (ステップ ST108)、静止物エコーと直線との距離を式

(4)にて算出する (ステップ ST110)。距離を算出後、さらに基準直線算出部 222は、算出した距離の平均を算出し、この平均値が所定値を超えているかどうか検定する (ステップ ST110)。このような検定によって、直線の近似精度が十分なレベルに達した力どうかを評価することができるのである。

[0053] ここで、平均値が所定値を超えてしまった場合 (ステップ ST110： Yes)は、まだ近似精度が十分でないと判断されるので、再び近似処理を行う。ただし繰返し数が所定値を超えている場合は、これ以上の近似処理を行わず、この静止物エコー 32に対する推定軸ずれ量を欠損値とする (ステップ ST106)。レーダ装置が自動車に搭載されている場合などでは、軸ずれ量推定の演算にあまり長い時間をかけてしまうと応答性能が劣化してしまう。そうするとレーダ装置が衝突回避 ·防止システムなどに適用されている場合に、走行中の安全に重大な支障を来す場合もありうる。そこで、直線近似処理の回数が所定の回数以上とならないように制御することで、応答性能を劣化させないようにする。

[0054] 一方、繰返し数が所定回数を超えてヽなヽ場合は、再び直線近似処理を行う。そのためにまずステップ ST109で算出した静止物エコーと直線との距離に基づいて静止物エコーの棄却処理を行う（ステップ ST104)。以後、ステップ ST105〜ステップ S Tl 11の直線近似処理を順次繰り返す。

[0055] このように、この発明の実施の形態 1のレーダ装置は、静止物エコーの分布を近似する直線を求めるだけでなぐ求めた直線が各静止物エコーの分布に沿うものかどうかを評価する。すなわち、近似直線に対する静止物エコーの分布の一致度、収束度を評価する。そして、静止物エコーの分布を十分に近似していないと判断される場合に、近似精度劣化の要因になっている静止物エコーを棄却した上で、再度静止物ェコ一の分布を近似する直線を求める。この結果として、単純な直線近似による軸ずれ量推定に比べて精度が大幅に向上することとなる。

[0056] 一方、ステップ ST110にお、て、平均値が所定値を超えな!/、場合 (ステップ ST11 0 : No)は、すでに直線の近似精度が十分に高いと判断されるので、求めた近似直線を軸ずれ量 17として出力し (ステップ ST111)、処理を終了する。

[0057] なお、軸ずれ量 17を出力するにあたって、基準直線算出部 222は求めた基準直線の傾きと X切片とをそのまま軸ずれ量 17として出力してもよいし、システムの要求に合わせた表現形式の軸ずれ量 17に変換するようにしても構わない。例えば軸ずれ量として角度表現 (ラジアン値など）が適しているのであれば、式（5)によって直線 32とレーダ軸のなす角度 exをレーダ軸の軸ずれ量 17として算出する。

[数 5] a = tan^-1 p _{( 5 )}

[0058] 最後に、位置補正部 8は位置検出部 5が出力した反射点の位置 15を、軸ずれ量 1 7を用、て補正し、補正後の位置 18をレーダ装置の外部に出力する。

[0059] このようにして、この発明の実施の形態 1のレーダ装置によれば、レーダ軸ずれ量を推定するために反射点の分布を近似する直線を求める力この直線を求めるにあたつて、観測域を境界線に基づいて分割し、そのうちの一部の観測域に含まれる反射点のみを用いることとしたので、直線近似の精度を劣化させる要因が取り除かれて、直線近似の精度が大幅に向上する。

[0060] さらに直線近似にあたり、直線力距離のある反射点を取り除くことで、さらに直線近似の精度を劣化させる要因が取り除かれて、直線近似の精度が大幅に向上する。 [0061] 実施の形態 2.

実施の形態 1のレーダ装置は、移動プラットフォームである車両が直線運動を行つていて、かつ軌道も直線であることを前提として、静止物エコーの分布を近似する直線を求め、この直線の傾きを用いてレーダの軸ずれ量を推定するというものであった

[0062] しかし、レーダ装置を自動車に搭載する場合、操舵角が 0でなヽ時間が全運行時間に占める割合を無視することはできな、。また常に車両の軌道 (道路）が直線であるとは限らない。このような場合に、単純に静止物エコーの分布を近似する直線を求めても正し!/ヽ結果が得られな!/ヽ。

[0063] さらに、実施の形態 1のレーダ装置は、所望の近似精度が得られない場合、あるいは近似処理の回数が所定回数以上となった場合に、軸ずれ量の欠損を発生させることとして、るが、軸ずれ量の欠損に対するハンドリング方法が明らかにされて、な!/、。

[0064] そこで、この発明の実施の形態 2では、実施の形態 1のレーダ装置の軸ずれ量推定処理にお、て軸ずれ量を平滑するステップをさらに設けることで、車両の軌道形状の変動や車両の操舵角の変動、そして軸ずれ量の欠損に対応しうる軸ずれ量の推定方法が得られることを説明する。

[0065] この発明の実施の形態 2によるレーダ装置は、実施の形態 1のレーダ装置の軸ずれ量推定部 7を改良したものである。したがって、特に説明しない限り、実施の形態 2 のレーダ装置の構成は実施の形態 1のレーダ装置と同様の構成となっている。

[0066] 図 7は、この発明の実施の形態 2のレーダ装置の特徴部分である直線近似部 22の構成を示すブロック図である。図において、

[0067] 軌道曲率取得部 24は、車両が現在走行している位置での軌道の曲率 34を取得する部位である。曲率 34を取得する具体的な方法としては、例えば走行中の車両の角速度を取得するョーレートセンサの計測値を利用するようにしてもよいし、車両の操舵装置からの操舵角情報を曲率に変換するようにしてもよい。

[0068] また基準直線記憶部 25は、所定の長さの観測期間毎に得られた軸ずれ量 35を複数期間分記憶する部位である。また軌道曲率記憶部 26は基準直線が算出されるタイミングで基準直線算出部 222が軌道曲率取得部 24から取得した車両の軌道の曲率を記憶する部位である。

[0069] 以後の説明では、 1つの軸ずれ量 33が算出される時間帯を区間と呼ぶこととし、各区間は区間 1、区間 2、…のように番号で識別されるものとする。そして区間に付した番号が連続する区間同士は前後に隣接するものとする。またある区間 N (Nは自然数 )にお、て取得された軸ずれ量 33を軸ずれ量 33 (N)、曲率 34を曲率 34 (N)と表す

[0070] 次に、基準直線算出部 222の処理について説明する。基準直線算出部 222は、軌道曲率取得部 24より曲率 34 (N)を取得する。また基準直線算出部 222は、軌道曲率記憶部 26から曲率 36を取得する。この曲率 36は、以前に基準直線算出部 222が軌道曲率取得部 24力も取得した曲率 34 (k) (kく N)である。その後、基準直線算出部 222は、曲率 34 (N)を軌道曲率記憶部 26に記憶させる。その結果、軌道曲率記憶部 26が記憶する曲率は曲率 36から曲率 34 (N)に置き換えられ、次回の処理で曲率 34 (N)が曲率 36として用いられることになる。

[0071] 次に、基準直線算出部 222は、曲率 36 (曲率 34 (k)、k<N)と曲率 34 (N)がともに所定値以下の曲率かどうかを検定する。その結果、曲率 36と曲率 34 (N)の何れかが所定値を超えた場合、基準直線算出部 222は現在の静止物エコー 32から基準直線を算出する処理に替えて、基準直線記憶部 25が記憶している基準直線 35を用いる。例えば、基準直線記憶部 25が最近数回の基準直線を記憶している場合には、これらの基準直線の平均値 (傾きの平均値および X切片の平均値)を用いて今回の基準直線を算出する。

[0072] また、曲率 36と曲率 34 (N)がともに所定値以下である場合に、自動車が直進状態にあると判断する。そして実施の形態 1と同様に基準直線を求めて推定軸ずれ量を計算する。推定軸ずれ量が正しく計算された場合は、基準直線を基準直線記憶部 2 5に記憶させ、算出した軸ずれ量を出力する。

[0073] また、実施の形態 1の方法で軸ずれ量を算出した結果、推定された軸ずれ量が欠損値となる場合は、曲率 36と曲率 34 (N)の何れかが所定値を超えた場合と同様に、基準直線記憶部 25が記憶している基準直線 35を用いて今回の基準直線を算出する。 [0074] 以上のように、この発明の実施の形態 2のレーダ装置によれば、軌道曲率取得部 2 4から軌道の曲率を取得して、算出する軸ずれ量が有効でないと判断される場合に、過去の有効な軸ずれ量に基づいて代替値を算出して出力するとした。このため、曲線軌道において算出された軸ずれ量に基づいて位置が補正されることを防ぐことができ、軸ずれ量推定処理の信頼性を向上させることができる。

[0075] さらに、直線近似処理において十分な精度をもって直線近似が行えない、あるいは所望の応答時間内に直線近似が行えない、などの理由で軸ずれ量の欠損が発生しても、過去に蓄積した十分に信頼性の高い軸ずれ量を用いて回復処理を行うので、軸ずれ量推定処理の堅牢性を高めることができ、さらにはこのようなレーダ装置の主な用途である衝突予測 ·回避システムの安全性を高めることに寄与する。

産業上の利用可能性

[0076] この発明は、レーダ技術の精度を向上させるために有用であり、特に自動車搭載用レーダ装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 走行する車両前方の目標物を検出するレーダの軸ずれ量を求める軸ずれ量推定方法であって、

を有することを特徴とする軸ずれ量推定方法。

[2] 請求の範囲第 1項に記載の軸ずれ量推定方法において、

エコー選択ステップは、車両の走行軌道とのなす角がほぼ 0° となる境界線に分割されるレーダの覆域の所定の一部領域に反射点が属する静止物エコーを選択することを特徴とする軸ずれ量推定方法。

[3] 請求の範囲第 2項に記載の軸ずれ量推定方法にお、て、

エコー選択ステップは、車両の走行軌道とのなす角がほぼ 0° となる境界線によつて左右に分割された覆域の何れかの領域に属する静止物エコーを選択することを特徴とする軸ずれ量推定方法。

[4] 請求の範囲第 1項に記載の軸ずれ量推定方法において、

基準直線算出ステップは、

、て選択された静止物エコーの反射点の分布を近似する第 1の直線を求め、この第 1の直線との距離が所定値以下となる反射点の分布を近似する第 2の直線を基準直線として算出することを特徴とする軸ずれ量推定方法。

[5] 走行する車両前方の目標物を検出するレーダであって、送信波のエコーを受信し、受信したエコーの反射点の距離と速度とを検出するレーダの軸ずれ量を推定する軸ずれ量推定装置において、

前記送信波のエコーから、前記距離と速度とに基づいて静止物エコーを選択する静止物抽出部と、

前記レーダの覆域を複数の領域に分割する観測域分割部と、

前記静止物抽出部によって選択された静止物のエコーの反射点であって、前記観測域分割部によって分割された一部の領域に属する反射点の分布を直線近似して前記車両の走行軌道に平行な基準直線を求め、この基準直線に基づいて前記レーダの軸ずれ量を求める基準直線算出部と、

を備えることを特徴とする軸ずれ量推定装置。

[6] 請求の範囲第 5項に記載の軸ずれ量推定装置において、

観測域分割部は、レーダを搭載する車両の走行軌道とのなす角がほぼ 0° となる境界線によってレーダの覆域を複数の領域に分割することを特徴とする軸ずれ量推定装置。

[7] 請求の範囲第 6項に記載の軸ずれ量推定装置において、

観測域分割部は、レーダの軸を境界線としてこのレーダの覆域を左右に分割することを特徴とする軸ずれ量推定装置。

[8] 請求の範囲第 5項に記載の軸ずれ量推定装置において、

基準直線算出部は、静止物抽出部によって選択された静止物のエコーの反射点であって、観測域分割部によって分割された一部の領域に属する反射点の分布を直線近似して第 1の直線を求め、さらにこの第 1の直線との距離が所定値以内となる静止物のエコーの反射点の分布を近似する第 2の直線を基準直線として算出すること特徴とする軸ずれ量算出装置。

[9] 請求の範囲第 5項に記載の軸ずれ量推定装置において、

基準直線を記憶する基準直線記憶部を備え、

基準直線算出部は、静止物抽出部によって選択された静止物のエコーの反射点であって、観測域分割部によって分割された一部の領域に属する反射点の分布を直線近似して第 1の直線を求め、第 1の直線と前記反射点との距離に基づいて第 1の直線を基準直線とするカゝ否かを決定し、第 1の直線を基準直線とする場合には、この第 1の直線を前記基準直線記憶部に記憶させてかつ基準直線として出力し、第 1の直線を基準直線としなヽ場合は、前記基準直線記憶部が記憶する基準直線を用いて基準直線を算出する、

ことを特徴とする軸ずれ量推定装置。

[10] 請求の範囲第 5項に記載の軸ずれ量推定装置において、

車両の軌道の曲率を取得する軌道曲率取得部と、

車両の軌道の曲率とを記憶する軌道曲率記憶部と、

基準直線を記憶する基準直線記憶部を備え、

基準直線算出部は、前記軌道曲率記憶部が記憶する車両の軌道の曲率を第 1の車両の軌道の曲率として取得するとともに、前記軌道曲率取得部力第 2の車両の軌道の曲率を取得してこの第 2の車両の軌道の曲率を前記軌道曲率記憶部に車両の軌道の曲率を記憶させ、さらに前記第 1の車両の軌道の曲率と前記第 2の車両の軌道の曲率とがともに所定値以内である場合に、静止物抽出部によって選択された静止物のエコーの反射点であって、観測域分割部によって分割された一部の領域に属する反射点の分布を直線近似して基準直線を算出し、前記第 1の車両の軌道の曲率と第 2の車両の軌道の曲率との何れかが所定値を超える場合に前記基準直線記憶部が記憶する基準直線を用いて基準直線を算出する、

ことを特徴とする軸ずれ量推定装置。