WO2013157123A1 - 周辺物体検出装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、車両の走行に障害となる物体と下方物とを高精度に判定できる周辺物体検出装置を提供することを課題とする。本発明は、車両に搭載され、車両の走行に障害となる物体を検出する周辺物体検出装置であって、レーダで電磁波を送信し、反射してきた電磁波を受信して反射強度を取得し、そのレーダで取得した反射強度を所定距離毎に積算し、反射強度の積算値に基づいてレーダの電磁波を反射した物体が車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定することを特徴とする。特に、反射強度の積算値に基づく判定については、反射強度の積算値と閾値とを比較する判定と、第１の相対距離における反射強度の積算値と第１の相対距離より遠い第２の相対距離における反射強度の積算値とを比較する判定が好適である。

Description

周辺物体検出装置

　本発明は、車両に搭載され、レーダを用いて車両の走行に障害となる物体を検出する周辺物体検出装置に関する。

　ＰＣＳ[Pre-Crash Safety]等の衝突回避支援では、車両の走行に障害となる物体（車両等）を高精度に検出することが重要となる。この障害物検出ではミリ波レーダ等のレーダが用いられ、レーダで得られた反射強度に基づいて障害となる物体と下方の障害とならない物体（車両が跨いで通過可能な物体）とを判定している。例えば、特許文献１に記載の車両用レーダ装置では、レーダによる反射強度の検出波形と基準波形との差分を算出し、その差分値が距離に応じて決まる閾値以上の場合に路上のマンホールや金属ジョイント等の不要物体と判定する。

特開２０１０－２０４０３３号公報

　車両が跨いで通過することができない障害物は、地面からある程度以上の高さを有している。そのため、レーダから送信された電磁波（ミリ波等）が障害物で反射してレーダに戻ってくるパスとしては、障害物から直接戻ってくるパスもあれば、電磁波が地面で反射して間接的に戻ってくるパスもある。このようなマルチパスの各反射波をレーダで受信した場合、相対距離に対する反射強度は、基本的に障害物との相対距離が短くなるほど大きくなるが、経路が異なる各パスの反射波が干渉や共振して増幅したりあるいは打ち消したりするため、上下に大きく変動し、山部と谷部を複数形成する（図２（ａ）参照）。

　一方、車両が跨いで通過することができる下方物（路上鉄板等）の場合、地面から殆ど高さを有していない。そのため、レーダから送信された電磁波が路上鉄板で反射してレーダに戻ってくるパスとしては、路上鉄板から直接戻ってくるパスだけである。しかし、側方に壁等があると、電磁波が壁等で反射して間接的に戻ってくるパスが発生する。この場合も、マルチパスの各反射波をレーダで受信することになるので、相対距離に対する反射強度は、上記と同様に、上下に大きく変動し、山部と谷部を複数形成する（図２（ｂ）参照）。

　上記の従来の判定方法では、レーダの反射強度の瞬時値を用いて判定を行っている。そのため、障害物の場合でも、マルチパスの影響によって反射強度が弱くなっている瞬間があり、障害とならない物体と誤判定する可能性がある。また、路上鉄板の場合でも、壁等が存在するとマルチパスの影響によって反射強度が強くなっている瞬間があり、障害となる物体と誤判定する可能性がある。その結果、判定精度が低下する。

　そこで、本発明は、車両の走行に障害となる物体と下方物とを高精度に判定できる周辺物体検出装置を提供することを課題とする。

　本発明に係る周辺物体検出装置は、車両に搭載され、車両の走行に障害となる物体を検出する周辺物体検出装置であって、電磁波を送信し、反射してきた電磁波を受信して反射強度を取得するレーダと、レーダで取得した反射強度を所定距離毎に積算し、反射強度の積算値に基づいてレーダの電磁波を反射した物体が車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定する判定部とを備えることを特徴とする。

　この周辺物体検出装置では、レーダを利用し、車両の走行に障害となる周辺物体を検知する。レーダでは、電磁波を送信し、反射して戻ってきた電磁波を受信し、反射強度を取得する。車両の走行に障害となる物体の場合、地面からある程度以上の高さを有するため、レーダにマルチパスで反射波が戻ってくるので、反射強度が変動する。一方、車両の走行に障害とならない下方物の場合、地面から殆ど高さを有さないため、単一又は少ないパスで反射波が戻ってくる。しかし、側方に壁等の側方物が存在したり、坂路における勾配の変化地点であると、レーダにマルチパスで反射波が戻ってくるので、反射強度が変動する。そこで、周辺物体検出装置の判定部では、所定距離毎に反射強度の積算値を算出する。所定距離は、マルチパスによる反射強度の変動があると仮定した場合に反射強度の変動による山部と谷部を含み、マルチパスの影響を抑制できる程度の距離である。この所定距離内においてマルチパスの影響で強くなっている反射強度（山部）と弱くなっている反射強度（谷部）を含んでいると、所定距離における反射強度の積算値はその反射強度の山部と谷部の変動量を相殺して平均的な値を積算した値となる。そこで、周辺物体検出装置の判定部では、所定距離毎に積算した反射強度の積算値に基づいて車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定し、下方物でない物体を車両の走行に障害となる周辺物体として検出する。このように、周辺物体検出装置では、所定距離毎の反射強度の積算値を用いることにより、マルチパスによる反射強度の変動の影響を抑制でき、車両の走行に障害とならない下方物を高精度に判定でき、車両の走行に障害となる周辺物体を高精度に検出できる。このように高精度に検出された周辺物体の情報を用いて運転支援を行うことによって、不要な運転支援を防止でき、運転支援を高精度に行うことができる。

　本発明の上記周辺物体検出装置では、判定部は、反射強度の積算値と閾値とを比較することによって判定すると好適である。

　車両の走行に障害となる物体の場合、地面からある程度以上の高さを有するため、多くのパスで反射波が戻ってくるので、反射強度が強く、レーダ（自車両）との相対距離が近くなるほど反射強度が増加する。一方、下方物の場合、地面から殆ど高さを有しておらず、車両の走行に障害となる物体と比べて、レーダの電磁波を反射できる部分が少ないので、反射強度が弱い。特に、相対距離が近くなると、下方物がレーダの下方側の検知範囲に入らなくなってくるので（最終的には、全く入らなくなるので）、相対距離が近くなるほど反射強度が減少する。したがって、マルチパスによる反射強度の変動の影響が抑制された反射強度の積算値について、下方物と車両の走行に障害となる物体とを比較すると、車両の走行に障害となる物体の方が大きくなる（特に、相対距離が近い場合はその傾向が顕著になる）。そこで、周辺物体検出装置の判定部では、反射強度の積算値と閾値とを比較して判定することにより、車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定できる。

　本発明の上記周辺物体検出装置では、判定部は、レーダの電磁波を反射した物体との第１の相対距離における反射強度の積算値と、第１の相対距離より遠い第２の相対距離における反射強度の積算値とを比較することによって判定すると好適である。

　上記したように、車両の走行に障害となる物体の場合、相対距離が近くなるほど反射強度が増加する。一方、下方物の場合、相対距離が近くなると、相対距離が近くなるほど反射強度が減少する。したがって、マルチパスによる反射強度の変動の影響が抑制された反射強度の積算値について、相対距離が近いエリアの積算値とそれより相対距離が遠いエリアの積算値とを比較すると、車両の走行に障害となる物体の場合はどのエリアでも増加傾向であるが、下方物の場合は減少傾向になるエリアがある（特に、相対距離が近いほどその傾向が顕著になる）。そこで、周辺物体検出装置の判定部では、第１の相対距離における反射強度の積算値と、その第１の相対距離より遠い第２の相対距離における反射強度の積算値とを比較することにより、車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定できる。

　本発明によれば、所定距離毎の反射強度の積算値を用いることにより、マルチパスによる反射強度の変動の影響を抑制でき、車両の走行に障害とならない下方物を高精度に判定でき、車両の走行に障害となる周辺物体を高精度に検出できる。

本実施の形態に係る運転支援装置の構成図である。 相対距離に対する反射強度の変化の一例であり、（ａ）がオートバイの場合であり、（ｂ）が路上鉄板の場合である。 図１の運転支援ＥＣＵにおける障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。

　以下、図面を参照して、本発明に係る周辺物体検出装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　本実施の形態では、本発明を、車両に搭載される運転支援装置に適用する。本実施の形態に係る運転支援装置は、自車両の走行に障害となる物体との衝突回避支援を行うＰＣＳである。本実施の形態に係る運転支援装置では、ミリ波レーダを利用して障害物を検出し、障害物と衝突する可能性がある場合には運転者に対するＨＭＩ[Human Machine Interface]や自動ブレーキを行う。

　なお、本実施の形態では、ミリ波レーダのレーダ情報を用いた障害物検出について詳細に説明する。特に、ミリ波レーダによって検知される物体の中から自車両の走行に障害とならない下方物（例えば、工事等の路上鉄板、マンホール、空き缶）を高精度に判別し、その下方物以外の検知物体を自車両の走行に障害となる障害物として検出する手法について説明する。障害物についても、特に、停車車両（静止物）を対象とし、車両には二輪のオートバイも含む。走行中の車両等の移動物の場合、任意の速度で移動するので、相対速度等を用いた他の手法で下方物（静止物）との判別を高精度にできる。ちなみに、停車車両と路上鉄板等の下方物とは共に路上の静止物でありかつミリ波を反射できる鉄で形成されているので、判別が難しい。

　図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る運転支援装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る運転支援装置の構成図である。図２は、相対距離に対する反射強度の変化の一例であり、（ａ）がオートバイの場合であり、（ｂ）が路上鉄板の場合である。

　運転支援装置１は、障害物（停車車両）と下方物とを高精度に判定するために、一定距離毎に反射強度を積分（積算）し、その反射強度の積分値（一定距離の各エリアの面積に相当）を用いて判定を行う。特に、運転支援装置１では、反射強度の積分値（エリアの面積）に対する閾値判定と、ある相対距離における反射強度の積分値（今回のエリアの面積）とそれより遠い側の相対距離における反射強度の積分値（前回のエリアの面積）との比較判定とを行う。

　運転支援装置１は、ミリ波レーダ１０、運転支援ＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０（障害物検出部２１、衝突判定部２２、支援制御部２３）、メータ３０、ブザー３１、ブレーキアクチュエータ３２を備えている。なお、本実施の形態では、ミリ波レーダ１０が請求の範囲に記載するレーダに相当し、障害物検出部２１が請求の範囲に記載する判定部に相当する。

　ミリ波レーダ１０は、ミリ波帯の電磁波を利用して物体を検知するための走査型のレーダである。ミリ波レーダ１０は、自車両の前側の中央かつ地面から所定の高さ位置に取り付けられる。ミリ波レーダ１０では、一定時間毎に、送信部と受信部を左右方向に回転させ、左右方向における各走査角度でミリ波を前方に向けて送信し、反射して戻ってきたミリ波を受信する。そして、ミリ波レーダ１０では、受信できた反射点（検出点）毎に、ＦＦＴ解析を行い、相対距離、相対速度、横位置（走査角度）等を算出する。そして、ミリ波レーダ１０では、各反射点についてのレーダ情報（相対距離、相対速度、横位置、反射強度等）をレーダ信号として運転支援ＥＣＵ２０に送信する。

　なお、ミリ波レーダ１０の上下方向の検知範囲は、ミリ波レーダ１０が配置される所定の高さ位置（自車両にミリ波レーダ１０を取り付け可能な位置）から上下に数°程度の角度で広がる範囲である。したがって、ミリ波レーダ１０の下方側の検知範囲は、その所定の高さ位置と角度によって決まり、地面に近い高さ位置ほど自車両から検知できない距離が長くなる。車両等の地面からある程度以上の高さを有する障害物の場合、自車両からの相対距離に関係なく、ミリ波レーダ１０の上下方向の検知範囲に入るので、ミリ波レーダ１０で検知できる。路上鉄板等の地面から殆ど高さを有さない下方物の場合、自車両からの相対距離が近くなると、ミリ波レーダ１０の上下方向の検知範囲に入らなくなる。そのため、自車両が下方物に近づくほど、ミリ波レーダ１０で検知し難くなり（その下方物による反射強度が弱くなり）、やがて検知できなくなる（その下方物による反射強度が無くなる）。

　運転支援ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、運転支援装置１を統括制御する。運転支援ＥＣＵ２０は、ＲＯＭに格納されているアプリケーションプログラムをＲＡＭ上にロードし、ＣＰＵで実行することによって障害物検出部２１、衝突判定部２２、支援制御部２３が構成される。運転支援ＥＣＵ２０は、一定時間毎に、ミリ波レーダ１０からレーダ信号を受信し、反射点毎にレーダ情報を時系列で記憶する。ここでは、横位置（走査角度）が同じ（あるいは、ほぼ同じ）であり、相対距離が徐々に減少している反射点を同じ物体に対する反射点とみなして、その反射点毎に時系列データを保持する。そして、運転支援ＥＣＵ２０では、反射点毎にレーダ情報の時系列データを用いて障害物検出部２１で障害物検出処理を行い、障害物を検出した場合には衝突判定部２２で衝突判定処理を行い、衝突の可能性がある場合には支援制御部２３で支援制御処理を行い、支援が必要な場合にはメータ３０、ブザー３１、ブレーキアクチュエータ３２に各制御信号を送信する。なお、衝突判定部２２と支援制御部２３での各処理については従来の処理を適用するので簡単に説明し、障害物検出部２１での処理については詳細に説明する。

　各部２１，２２，２３の処理について説明する前に、自車両から物体までの相対距離に対する反射強度の変化について説明しておく。図２には、ある走査角度で検知された反射点についてのレーダ情報の時系列データから得られた相対距離に対する反射強度の変化の例を示している。

　図２（ａ）の例は、オートバイの場合の反射強度の変化を示している。車両（オートバイを含む）の場合、地面からある程度以上の高さを有している。そのため、ミリ波レーダ１０から送信されたミリ波が車両で反射してミリ波レーダ１０に戻ってくるパスとしては、車両から直接戻ってくるパスの他にも、ミリ波が地面に反射して戻ってくる多くのパスがある。この場合、反射強度は、マルチパスの影響によって、距離が異なる各パスの反射波が干渉や共振して増幅したりあるいは打ち消しあうため、上下に大きく変動し、山部と谷部を形成する。また、車両の場合、自車両との相対距離が近くなってもミリ波レーダ１０の上下方向の検知範囲から外れることはなく、反射強度は相対距離が近くなるほど増加する。また、車両の場合、路上鉄板等の下方物に比べて鉄量が多いので、反射強度は下方物に比べて強い。なお、２輪のオートバイの場合、４輪の車両と比べて、鉄量が少ないので、反射強度が弱い。したがって、４輪の車両の場合、図２（ａ）に示すオートバイによる反射強度よりも、全体的に反射強度が強くなる。

　図２（ｂ）の例は、側方に壁が存在する走行環境で自車両が走行しており、路上鉄板の場合の反射強度の変化を示している。路上鉄板の場合、車両（オートバイも含む）と比べて、鉄量が少ないので、反射強度が弱い。また、路上鉄板の場合、地面から殆ど高さを有していない。そのため、ミリ波レーダ１０から送信されたミリ波が路上鉄板で反射してミリ波レーダ１０に戻ってくるパスとしては、路上鉄板から直接戻ってくるパスだけである。しかし、この例では、側方に壁が存在するので、ミリ波が壁に反射して戻ってくるパスがある。この場合、反射強度は、壁によるマルチパスの影響によって、上下に大きく変動し、山部と谷部を形成する。また、路上鉄板の場合、自車両にある程度以上近づくと、ミリ波レーダ１０の下方側の検知範囲から外れてくるので、反射強度は相対距離が近くなるほど減少する。図２（ｂ）の例の場合、壁によるパスでの反射強度があるので、相対距離が近くなっても大きく変動する反射強度が得られているが、図２（ａ）のオートバイの例の場合よりは明らかに反射強度が弱くなっている。

　図２（ａ）に示すグラフと図２（ｂ）に示すグラフをマクロ的に比較（瞬時値で比較するのでなく、各エリアの面積で比較）すると、２つのグラフに明らかに違いがあり、特に、その違いは相対距離が近いエリアで顕著である。その違いとしては、図２（ａ）のグラフの方が反射強度が強い。例えば、エリアｄの面積を比較すると、図２（ａ）のグラフの方が明らかに面積が広い。また、相対距離が近いエリアにおいて、図２（ａ）のグラフの場合には反射強度が増加しているが、図２（ｂ）のグラフの場合には反射強度が増加していない。例えば、エリアｃの面積とエリアｄの面積を比較すると、図２（ａ）のグラフの方は相対距離が近いエリアｄの面積が明らかに増加しているが、図２（ｂ）のグラフの方はエリアｄの面積が増加していない。

　なお、壁以外にも建物、隣接車線を走行中の車両等の側方物の場合も、その側方物でミリ波が反射して戻ってくるパスがあるので、マルチパスとなる。また、下り坂路から上り坂路あるいは平坦路になる勾配の変化地点の場合も、その道路でミリ波が反射して戻ってくるパスがあるので、マルチパスとなる。このような場合も、反射強度が上下に変動する。

　障害物検出部２１での処理について説明する。障害物検出部２１では、判定地点（α、β、・・・）毎に反射強度の積分値Ｉ（各エリア（ａ、ｂ、・・・）の面積）の閾値判定及び今回の相対距離での積分値Ｉ（今回のエリアの面積）とそれより遠い前回の相対距離での積分値Ｉ（前回のエリアの面積）との比較判定に応じてポイントを増減し、ポイント数に基づいて下方物か否かを判別する。ポイントは、自車両が判定区間ＪＳに入ると０に初期化され、ポイント数が多いとミリ波レーダ１０で検知されている物体が障害物（停止車両）であることを示す。なお、下方物か障害物かの判別結果については下方物フラグを導入しており、下方物フラグは、車両の走行に障害にならない下方物の場合にはＯＮであり、障害物の場合にはＯＦＦである。

　具体的には、障害物検出部２１では、自車両が判定区間ＪＳに入ると、反射点毎に、レーダ情報の時系列データから相対距離に対する反射強度の変化を取得する。そして、障害物検出部２１では、反射点毎に、判定区間ＪＳ内の一定距離ＦＤ毎に反射強度を積分し、一定距離ＦＤにおける反射強度の積分値Ｉを得る。図２に示すように、積分値Ｉは、自車両が一定距離ＦＤを走行する間にミリ波レーダ１０で検知された反射強度を積算した値であり、一定距離ＦＤ毎に規定される各エリア（ａ、ｂ、・・・）の面積に相当する。自車両（ミリ波レーダ１０）から反射点までの相対距離に対して判定地点（α、β、・・・）が設定されており、相対距離が判定地点になる毎にエリアの面積（一定距離ＦＤにおける反射強度の積分値Ｉ）が算出される。この算出では、ミリ波レーダ１０で一定時間毎に検知された反射強度が用いられる。但し、相対距離が殆ど変化しない下限速度以下のときの反射強度は用いない。

　なお、一定距離ＦＤは、マルチパスによる反射強度の変動があると仮定した場合に反射強度の変動による山部と谷部を含み、マルチパスの影響を抑制できる程度の距離である。一定距離ＦＤは、実車実験で得られたデータに基づいて予め設定され、例えば、数ｍ、数１０ｍである。一定距離ＦＤ内にマルチパスの影響で強くなっている反射強度（山部）と弱くなっている反射強度（谷部）を含んでいると、一定距離ＦＤにおける反射強度の積分値Ｉは、その反射強度の山部と谷部の変動量を相殺して平均的な値を積算した値となる。なお、図２に示す例は説明上解りやすくするために、一定距離ＦＤを比較的長い距離とし、判定対象エリアを４つのエリアａ、ｂ、ｃ、ｄとしている。

　判定区間ＪＳは、ミリ波レーダ１０で検知可能な範囲内であり（反射強度のデータが得られる範囲であり）、ＰＣＳによる支援が十分に間に合うまでに障害物を判定できる区間である。判定区間ＪＳは、実車実験で得られたデータに基づいて予め設定される。この判定区間ＪＳと一定距離ＦＤを設定すると、各判定地点（α、β、・・・）が決まり、判定対象の各エリア（ａ、ｂ、・・・）が決まる。

　なお、一定距離ＦＤ毎に算出される反射強度の積分値Ｉ（各エリア（ａ、ｂ、・・・）の面積）をそのまま用いて判定を行う他にも、積分値Ｉを一定距離ＦＤで除算した平均値（単位距離あたりの面積）を用いて判定を行ってもよい。また、反射強度の上限を既定し、各エリア（ａ、ｂ、・・・）の上側の反射強度の上限までの各エリア（ｈ、ｉ、・・・）の面積を用いて判定を行ってもよい。

　障害物検出部２１では、反射点毎に、相対距離が判定地点（α、β、・・・）になると、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）が車両相当か否かを判定する。この車両相当は、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）が車両に相当する大きさか否かを判定するための閾値であり、実車実験で得られたデータに基づいて予め設定される。車両相当の閾値は、判定地点（α、β、・・・）に応じて設定され、相対距離が短い判定地点ほど大きな値が設定される。車両には上記したようにオートバイも含まれるので、４輪の車両よりも反射強度が弱くなるオートバイを基準にして車両相当の閾値を設定するとよい。つまり、反射強度が強くなる４輪の車両を基準にして車両相当の閾値を設定すると、オートバイを障害物として判別できない可能性がある。障害物検出部２１では、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）が車両相当以上の場合にはポイントを加算し、車両相当未満の場合にはポイントを減算する。

　図２に示す例の場合、図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータと図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータを比較すると、例えば、ｃ、ｄの各エリアでは、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）に明らかに差がある。したがって、車両相当の閾値として適切な値が設定されていると、図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータの場合には反射強度の積分値Ｉ（面積）が車両相当以上と判定され、図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータの場合には反射強度の積分値Ｉ（面積）が車両相当未満と判定される。

　なお、車両相当の閾値としては、ポイントの加算及び減算を行わない範囲を設けてもよい。つまり、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）がこのポイント不変範囲に入った場合にはポイントを維持し、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）がポイント不変範囲の上限値以上の場合にポイントを加算し、反射強度の積分値Ｉ（エリアの面積）がポイント不変範囲の下限値以下の場合にポイントを減算する。

　また、障害物検出部２１では、反射点毎に、相対距離が判定地点（α、β、・・・）になると、今回の判定地点で算出された反射強度の積分値Ｉ（今回のエリアの面積）が前回の判定地点で算出された反射強度の積分値Ｉ（前回のエリアの面積）より増加しているか否かを判定する。障害物検出部２１では、今回の反射強度の積分値Ｉが前回の反射強度の積分値Ｉより増加している場合にはポイントを加算し、増加していない場合にはポイントを減算する。

　図２に示す例の場合、図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータと図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータを比較すると、例えば、ｃ、ｄの各エリアでは、反射強度の積分値Ｉ（各エリアの面積）の増加傾向に明らかに差がある。図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータの場合にはエリアｄの反射強度の積分値Ｉ（面積）がエリアｃの反射強度の積分値Ｉ（面積）より増加していると判定され、図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータの場合にはエリアｄの反射強度の積分値Ｉ（面積）がエリアｃの反射強度の積分値Ｉ（面積）より増加していないと判定される。

　なお、今回と前回で増加（減少）しているか否かだけで判定するのではなく、増加又は減少していてもポイントの加算及び減算を行わない範囲を設けてもよい。つまり、比較対象の２つのエリアの反射強度の積分値Ｉ（面積）の差を算出し、この差がポイント不変範囲に入った場合にはポイントを維持し、その差（プラス値）がポイント不変範囲の上限値（プラス値）以上の場合にポイントを加算し、その差（マイナス値）がポイント不変範囲の下限値（マイナス値）以下の場合にポイントを減算する。

　ポイントの増減数についは、判定対象の全てのエリアに対して１ポイント単位で増減を行ってもよいが、エリアに応じてポイントの増減数を変えてもよい。例えば、上記したように、反射強度の積分値Ｉ（各エリア（ａ、ｂ、・・・）の面積）の閾値判定及び前回の積分値Ｉと今回の積分値Ｉとの比較判定では共に相対距離が近いエリアで下方物の反射強度のデータと障害物の反射強度のデータに顕著な差が発生し、特に、前回の積分値Ｉと今回の積分値Ｉとの比較判定の方が相対距離がより近いエリアで顕著な差が発生する。そこで、相対距離が近いエリアに対する判定では、ポイントの増減数を２ポイント、３ポイント等と増やすとよい。特に、前回の積分値Ｉと今回の積分値Ｉとの比較判定については、相対距離がより近いエリアで、ポイントの増減数を増やすとよい。相対距離がどの程度近いエリアでポイントの増減数を増やすかは、ミリ波レーダ１０の下方側の検知範囲に基づいて設定するとよく、例えば、路上鉄板等がミリ波レーダ１０の下方側の検知範囲から外れ始める手前あたりのエリアからとする。

　障害物検出部２１では、２つの判定が終了すると、ポイントが閾値以下か否かを判定する。この閾値は、ポイントの数によって下方物か障害物かを判定するための閾値である。閾値は、判定対象のエリアの数、ポイントの増減数等を考慮して、予め設定される。障害物検出部２１では、ポイントが閾値以下の場合には下方物と判定し、下方物フラグをＯＮする。また、障害物検出部２１では、ポイントが閾値を超えた場合には障害物と判定し、下方物フラグをＯＦＦする。なお、判定区間ＪＳを自車両が通過する前に、ポイントが閾値を超えて下方物フラグがＯＦＦした場合、その時点で障害物検出部２１での処理を終了してもよい。

　図２に示す例の場合、図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータでは少なくとも相対距離が近いｃやｄのエリアの判定でポイントが加算されるが、図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータでは少なくともｃやｄのエリアの判定でポイントが減算される。その結果、図２（ａ）のオートバイの反射強度のデータの場合にはポイントが閾値を超えて障害物と判定され、図２（ｂ）の路上鉄板の反射強度のデータではポイントが閾値以下で下方物と判定される。

　衝突判定部２２での処理について説明する。衝突判定部２２では、反射点毎に、障害物検出部２１で設定した下方物フラグがＯＦＦの場合（障害物の場合）、自車両と障害物との相対距離と相対速度に基づいてＴＴＣ[Time To Collision]＝（相対距離／相対速度）を算出する。そして、衝突判定部２２では、ＴＴＣがＰＣＳの作動タイミング以内か否かを判定し、ＰＣＳの作動タイミング以下の場合には衝突する可能性があると判断する。なお、この衝突判定については、一例であり、従来の他の衝突判定を適用してもよい。

　支援制御部２３での処理について説明する。支援制御部２３では、衝突判定部２２で衝突の可能性があると判定した障害物毎に、ＴＴＣ等に基づいて衝突の可能性の度合いを判断し、衝突の可能性の度合いに応じて支援内容を決定し、支援内容に応じて制御信号を設定して、その制御信号をメータ３０、ブザー３１、ブレーキアクチュエータ３２に送信する。例えば、ＴＴＣが短いほど衝突の可能性が高いと判断する。衝突の可能性が低い場合にはＰＣＳ警告灯点灯による注意喚起と決定し、警告灯表示信号をメータ３０に送信する。可能性が高くなると、ブザー音出力による警報と決定し、ブザー出力信号をブザー３１に送信する。更に可能性が高くなると、ブレーキ作動による自動ブレーキと決定し、衝突回避に必要な目標ブレーキ油圧を算出し、その目標ブレーキ油圧を示すブレーキ制御信号をブレーキアクチュエータ３２に送信する。なお、この支援制御については、一例であり、従来の他の支援制御を適用してもよい。

　メータ３０は、スピードメータ、タコメータ、燃料計等の各種計器や充電、半ドア、燃料、油圧、ＰＣＳ等の各種警告灯等を備えるコンビネーションメータである。特に、メータ３０では、運転支援ＥＣＵ２０からＰＣＳの警告灯表示信号を受信すると、ＰＣＳの警告灯を点灯する。

　ブザー３１は、運転者に対して衝突の可能性があることを知らせるためのブザー音を出力する装置である。ブザー３１では、運転支援ＥＣＵ２０からブザー出力信号を受信すると、ブザー音を出力する。

　ブレーキアクチュエータ３２は、各車輪のブレーキ油圧を調整するためのアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ３２では、運転支援ＥＣＵ２０からブレーキ制御信号を受信すると、そのブレーキ制御信号に示される目標ブレーキ油圧になるように作動し、ブレーキ油圧を調整する。これによって、自動ブレーキが作動し、車両を減速（停止）させる。

　図１及び図２を参照して、運転支援装置１の動作について説明する、特に、運転支援ＥＣＵ２０における障害物検出処理については図３のフローチャートに沿って説明する。図３は、図１の運転支援ＥＣＵにおける障害物検出処理の流れを示すフローチャートである。

　ミリ波レーダ１０では、一定時間毎に、自車両の前方にミリ波を左右方向に走査しながら送信するとともに反射してきたミリ波を受信し、反射点（検出点）毎のレーダ情報をレーダ信号として運転支援ＥＣＵ２０に送信している。運転支援ＥＣＵ２０では、そのレーダ信号を受信し、反射点毎のレーダ情報を取得する。そして、運転支援ＥＣＵ２０では、反射点毎に、レーダ情報を時系列で記憶する。

　運転支援ＥＣＵ２０では、自車両が判定区間ＪＳに入ると、ポイントを初期化し、以下の処理を一定時間毎に繰り返し行う。また、運転支援ＥＣＵ２０では、ミリ波レーダ１０で複数の反射点を検知している場合、以下の処理を反射点毎に行う。

　運転支援ＥＣＵ２０では、反射点についての反射強度を積分し、面積（積分値）を取得する（Ｓ１）。そして、運転支援ＥＣＵ２０では、反射点までの相対距離が面積の判定地点（α、β、・・・）になったか否かを判定する（Ｓ２）。Ｓ２にて相対距離が面積の判定地点になっていないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、今回の処理を終了する。

　Ｓ２にて相対距離が面積の判定地点になったと判定した場合（判定対象のエリア（ａ、ｂ、・・・）の面積を得た場合）、運転支援ＥＣＵ２０では、エリアの面積（反射強度の積分値Ｉ）が車両相当か否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３にてエリアの面積が車両相当と判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、ポイントを加算する（Ｓ４）。Ｓ３にてエリアの面積が車両相当でないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、ポイントを減算する（Ｓ５）。

　また、運転支援ＥＣＵ２０では、今回のエリアの面積が前回のエリアの面積より増加しているか否かを判定する（Ｓ６）。Ｓ６にて増加していると判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、ポイントを加算する（Ｓ７）。Ｓ６にて増加していないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、ポイントを減算する（Ｓ８）。なお、この判定は、判定区間ＪＳに進入後の最初のエリアａの場合、比較対象のエリアがないので、行われない。

　そして、運転支援ＥＣＵ２０では、ポイントが閾値以下か否かを判定する（Ｓ９）。Ｓ９にてポイントが閾値以下と判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、反射点の物体は下方物と判断し（少なくとも障害物と判断できない）、下方物フラグをＯＮする（Ｓ１０）。Ｓ９にてポイントが閾値を超えたと判定した場合、運転支援ＥＣＵ２０では、反射点の物体は障害物と判断し、下方物フラグをＯＦＦする（Ｓ１１）。

　下方物フラグがＯＦＦの場合、運転支援ＥＣＵ２０では、自車両と障害物とが衝突する可能性があるか否かを判定する。衝突の可能性がある障害物の場合、運転支援ＥＣＵ２０では、衝突の可能性の度合いを判断し、衝突の可能性の度合いに応じて支援内容を決定し、支援内容に応じてメータ３０、ブザー３１、ブレーキアクチュエータ３２に制御信号を送信する。メータ３０では、運転支援ＥＣＵ２０からＰＣＳの警告灯表示信号を受信した場合にはＰＣＳの警告灯を点灯する。ブザー３１では、運転支援ＥＣＵ２０からブザー出力信号を受信した場合にはブザー音を出力する。ブレーキアクチュエータ３２では、運転支援ＥＣＵ２０からブレーキ制御信号を受信した場合にはブレーキ制御信号に応じてブレーキ油圧を調整して自動ブレーキを作動させる。

　運転支援装置１によれば、一定距離ＦＤ毎に算出される反射強度の積分値Ｉ（各エリアの面積）を用いて判定することにより、マルチパスによる反射強度の変動の影響を抑制でき、車両の走行に障害とならない下方物を高精度に判定でき、車両の走行に障害となる周辺物体を高精度に検出できる。このように高精度に検出された障害物の情報を用いて運転支援を行うことによって、不要な運転支援を防止でき、運転支援を高精度に行うことができる。

　運転支援装置１によれば、反射強度の積分値Ｉ（各エリアの面積）を車両相当の閾値で判定することにより、車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定できる。また、運転支援装置１によれば、今回の反射強度の積分値Ｉ（今回のエリアの面積）と前回の反射強度の積分値Ｉ（前回のエリアの面積）とを比較して判定することにより、車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定できる。特に、運転支援装置１によれば、この２つの判定を共に行うので、下方物か否かを高精度に判定できる。

　運転支援装置１によれば、ミリ波レーダ１０の下方側の検知範囲に応じて相対距離が近いエリア（ミリ波レーダ１０で下方物を検知し難くなるエリアや検知できないエリア）を重視して判定を行うことにより、下方物か否かをより高精度に判定できる。これは、エリアに応じてポイントの増減数を変えることによって、簡単に重視するエリアと重視しないエリアを設定できる。

　運転支援装置１では、上記のような判定を行うことにより、一般的な４輪の車両と路上鉄板等の下方物とを判別できるとともに、反射強度が小さくなる２輪のオートバイを障害物（車両）として判別することや壁等の側方物や坂路によってマルチパスがある場合でも下方物を判別することもできる。

　以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

　例えば、本実施の形態ではＰＣＳの運転支援装置に適用したが、周辺物体の情報を必要とする他の運転支援装置に適用してもよいし、あるいは、周辺物体検出装置自体に適用してもよい。

　また、本実施の形態ではレーダとしてミリ波レーダを適用したが、マイクロ波レーダ等の他のレーダでもよい。また、レーダはメカスキャン方式レーダ以外に電子スキャン方式レーダを使用してもよい。

　また、本実施の形態では運転支援ＥＣＵ内で障害物検出（下方物判定）を行う構成としたが、レーダ内で行ってもよい。

　また、本実施の形態ではミリ波レーダで検知可能な範囲に応じて比較的遠距離のエリアから下方物（障害物）か否かを判定する構成としたが、ミリ波レーダの下方側の検知範囲に基づいて設定される相対距離が近いエリアについてだけ下方物か否かを判定してもよいし、あるいは、相対距離が近いエリアだけレーダ情報を収集し、その収集したレーダ情報に基づいて下方物か否かを判定してもよい。例えば、図２に示す例の場合、判定区間ＪＳの４つのエリアａ、ｂ、ｃ、ｄ全てを判定対象とするのではなく、相対距離が近い２つのエリアｃ、ｄだけを判定対象とする。

　また、本実施の形態では判定地点毎に反射強度の積分値（エリアの面積）の閾値判定及び今回の積分値と前回の積分値との比較判定によってポイントを増減し、ポイントの数に基づいて下方物か否かを判定する構成としたが、このようなポイントを用いないで判定してもよい。

　また、本実施の形態では反射強度の積分値に対する閾値判定及び今回の積分値と前回の積分値との比較判定を用いて下方物か否かを判定する構成としたが、閾値判定と比較判定のいずれか一方の判定のみで下方物か否かを判定してもよいし、あるいは、他の判定方法も組み合わせて下方物か否かを判定してもよい。

　本発明は、車両に搭載され、レーダを用いて車両の走行に障害となる物体を検出する周辺物体検出装置に利用可能である。

　１…運転支援装置、１０…ミリ波レーダ、２０…運転支援ＥＣＵ、２１…障害物検出部、２２…衝突判定部、２３…支援制御部、３０…メータ、３１…ブザー、３２…ブレーキアクチュエータ。

Claims (3)

1. 　車両に搭載され、車両の走行に障害となる物体を検出する周辺物体検出装置であって、
   　電磁波を送信し、反射してきた電磁波を受信して反射強度を取得するレーダと、
   　前記レーダで取得した反射強度を所定距離毎に積算し、反射強度の積算値に基づいて前記レーダの電磁波を反射した物体が車両の走行に障害とならない下方物か否かを判定する判定部と、
   　を備えることを特徴とする周辺物体検出装置。
2. 　前記判定部は、反射強度の積算値と閾値とを比較することによって判定することを特徴とする請求項１に記載の周辺物体検出装置。
3. 　前記判定部は、前記レーダの電磁波を反射した物体との第１の相対距離における反射強度の積算値と、前記第１の相対距離より遠い第２の相対距離における反射強度の積算値とを比較することによって判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の周辺物体検出装置。

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