WO2014038527A1

WO2014038527A1 - 車両用のレーダ装置及び同装置における検出範囲の制御方法

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Publication number: WO2014038527A1
Application number: PCT/JP2013/073613
Authority: WO
Inventors: 鵜飼　敦
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-03-13
Also published as: JP2014052347A

Abstract

　レーダ装置では、車両の前方へレーザ光を照射し、その反射光に基づいて、車両の前方において車幅方向に広がる検出範囲内の物標が検出される。車両の前方における大気の状態が、物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かが、定められた判定条件に従い判定される。悪化状態であると判定した場合には、悪化状態でないと判定された場合と比較して、検出範囲を狭く設定される。

Description

車両用のレーダ装置及び同装置における検出範囲の制御方法

　本発明は、車両用のレーダ装置及び同装置における検出範囲の制御方法に関する。

　従来、車両の前方へ赤外線等の送信波を送信し、その反射波を受信することで、車両の前方に存在する物標を検出するレーダ装置が知られている。この種のレーダ装置は、雨、雪、霧などの悪天候の状況において、送信波の減衰や、不要な反射波（クラッタ）が受信されることによるノイズの発生などの要因により、物標の検出精度が低下するという問題を有していた。

　なお、このような問題を解決するための従来技術として、ワイパやフォグランプの作動状態などに基づいて悪天候の状況であることを検出した場合に、レーダ受信信号の積算時間を長くすることで、信号対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）を高くする構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８－１７０３２３号公報

　ところで、車両が走行する道路の脇には、反射板等の反射体が設置されており、悪天候の状況においては、こうした反射体からの反射光が、大気中の水滴等の影響により、虚像（ゴースト）として検出される場合がある。この場合、反射体の虚像が、本来検出すべき物標（例えば先行車両）として検出されるなどの誤検出が生じやすくなり、物標の検出精度が低下してしまうという問題があった。なお、このような問題は、前述した従来技術で対策することは困難である。

　このような事情に鑑みて、道路脇等に設置された反射体を要因とする物標の検出精度の低下を抑制することが望まれている。

　一例に係る車両用のレーダ装置は、送受信手段と、検出手段と、判定手段と、第１の設定手段と、を備える。

　このうち、送受信手段は、車両の前方へ送信波を送信し、その反射波を受信する。検出手段は、送受信手段により受信された反射波に基づいて、車両の前方において車幅方向に広がる検出範囲内の物標を検出する。判定手段は、車両の前方における大気の状態が、物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを、定められた判定条件に従い判定する。第１の設定手段は、判定手段により悪化状態であると判定された場合には、悪化状態でないと判定された場合と比較して、検出範囲を狭く設定する。

　このようなレーダ装置によれば、車両の前方における大気の状態が、物標の検出精度を低下させる悪化状態である場合には、検出範囲が狭く設定されるため、道路脇等に設置された反射体の虚像が検出されにくくなり、物標の検出精度の低下を抑制することができる。
　上述のレーダ装置と同等の機能を発揮するように、車両用のレーダ装置における検出範囲を制御することもできる。

　なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、レーダ装置の構成を示すブロック図である。図２は、送信タイミング信号や装置各部の動作タイミングを示すタイミング図である。図３は、単発測距方式及び積算測距方式の測距原理を示す図である。図４は、反射強度と距離精度との関係を示すグラフである。図５は、信号処理部により実行される処理を示すフローチャートである。図６における（Ａ）は平常モードでの受光状態を示す図、（Ｂ）は悪天候モードでの受光状態を示す図である。図７は、受光素子の受光角度と感度との関係を示すグラフである。図８における（Ａ）は従来技術の物標検出を示す図、（Ｂ）は本実施形態の物標検出を示す図である。

　以下、本発明が適用された一実施形態に係る車両のレーダ装置及びその検出範囲の制御方法に、図面を用いて説明する。
　［１．構成］
　図１に示すレーダ装置１は、車両に搭載され、車両の前方に存在する各種物標を検出するための装置であり、発光部１０と、受光部２０と、測距部３０と、信号処理部４０と、を備える。

　発光部１０は、車両の前方へレーザ光（送信波）を照射（送信）するためのものであり、発光素子１１と、コリメートレンズ１２と、を備える。
　発光素子１１は、レーザダイオードを備え、測距部３０から供給される送信タイミング信号ＳＴ（詳細は後述する。）に従って、パルス状のレーザ光を放射する。発光素子１１から放射されたレーザ光は、コリメートレンズ１２を通過することにより、車両の前方において車幅方向（水平方向）に一定の角度で広がる照射領域へ向けて照射される。

　受光部２０は、発光部１０により照射されたレーザ光の反射光（反射波）を受信するためのものであり、集光レンズ２１と、複数（本実施形態では３個）の受光素子２２ａ～２２ｃと、複数（本実施形態では３個）の増幅回路２３ａ～２３ｃと、を備える。

　集光レンズ２１は、発光部１０により照射されたレーザ光が車両の前方に存在する物標によって反射された反射光を集光する。
　受光素子２２ａ～２２ｃは、フォトダイオードであり、集光レンズ２１を介して受光した反射光の受光強度に応じた電圧値を有する電気信号（受信信号）Ｒ１～Ｒ３を発生させる。受光素子２２ａ～２２ｃは、図６（Ａ）に示すように、車幅方向（水平方向）に沿って一列に配置され、それぞれが車幅方向における入射角度が異なる反射光を分担して受光する。具体的には、中央に配置された受光素子２２ｂが、車両の走行方向（直進方向）正面から入射される反射光を受信し、左右両端部に配置された受光素子２２ａ，２２ｃが、車両の走行方向に対して斜め右側又は斜め左側から入射される反射光を受信する。なお、受光素子２２ａ～２２ｃは、構成が同一であるため、以下では、特に区別する必要がない場合にはそれぞれを単に受光素子２２と称する。

　図１に戻ると、増幅回路２３ａ～２３ｃは、受光素子２２ａ～２２ｃによる受信信号を個別に増幅するために、受光素子２２ごとに設けられている。なお、増幅回路２３ａ～２３ｃは、構成が同一であるため、以下では、特に区別する必要がない場合にはそれぞれを単に増幅回路２３と称する。

　測距部３０は、受光部２０により受信された反射光に基づいて、レーザ光を反射した物標との距離を測定するためのものであり、制御回路３１と、測距回路３２ａ～３２ｃと、を備える。

　制御回路３１は、発光部１０へ供給する送信タイミング信号ＳＴを生成する。具体的には、図２に示すように、制御回路３１は、測定周期Ｔcycl（本実施形態ではＴcycl＝３３ｍｓ）を表す周期信号を発生させ、この周期信号に同期して送信タイミング信号ＳＴを発生させる。送信タイミング信号ＳＴは、測定周期Ｔcyclごとに出力されるＮ（本実施形態ではＮ＝１００）個の連続するパルス信号からなる。また、パルス信号は、レーダ装置１の最大検知距離（本実施形態では５０ｍ）をレーザ光が往復するのに要する最大計測期間（本実施形態では０．３３μｓ）よりも十分に長い時間間隔Ｔｗ（本実施形態ではＴｗ＝１８μｓ）で出力される。なお、Ｔcycl，Ｎ，Ｔｗの値は一例であり、Ｔcycl＞Ｎ×Ｔｗを満たすように設定されていればよい。

　図１に戻り、測距回路３２ａ～３２ｃは、受信信号Ｒ１～Ｒ３ごとに設けられ、各受信信号Ｒｉ及び送信タイミング信号ＳＴに基づいて、レーザ光を反射した物標との距離を２種類の測距方式で測定する。なお、測距回路３２ａ～３２ｃは、構成が同一であるため、以下では、特に区別する必要がない場合にはそれぞれを単に測距回路３２と称する。

　測距回路３２は、単発測距回路３２１と、積算測距回路３２２と、を備える。
　単発測距回路３２１は、測定周期Ｔcyclごとに照射されるＮ個のパルス信号のうち、任意の一つ（例えば５０番目）を使用して測距する単発測距方式により、第１測距値を生成する。一方、積算測距回路３２２は、Ｎ個のパルス信号をすべて使用して測距する積算測距方式により、第２測距値を生成する。そして、測距回路３２は、これら単発測距回路３２１及び積算測距回路３２２をいずれも常時動作させることで、測定周期Ｔcyclごとに第１測距値及び第２測距値の両方を出力する。

　ここで、単発測距回路３２１による第１測距値の生成方法及び積算測距回路３２２による第２測距値の生成方法について、図３（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
　単発測距回路３２１では、次のように第１測距値が生成される。すなわち、受信信号Ｒｉが検出しきい値を越えた（横切った）タイミングを前タイミング、その後、受信信号Ｒｉが検出しきい値を下回った（横切った）タイミングを後タイミングとする。そして、送信タイミングから前タイミングまでの経過時間Ｔｆと、送信タイミングから後タイミングまでの経過時間Ｔｂと、をタイマで計測する。こうして計測した経過時間Ｔｆ，Ｔｂの平均値を、送信タイミングから受信タイミングまでの経過時間Ｔｒ（＝｛Ｔｆ＋Ｔｂ｝／２）として算出する。つまり、前タイミングと後タイミングとの中間のタイミングを、受信タイミング（受信信号Ｒｉがピークとなるタイミング）とする。そして、算出した経過時間Ｔｒを距離に換算した値を、第１測距値として出力する。

　具体的には、単発測距回路３２１では、検出しきい値として、大小２種類のしきい値（上しきい値及び下しきい値）が用意されている。つまり、単発測距回路３２１は、使用するパルス信号の送信タイミング（送信タイミング信号ＳＴの立ち上がりエッジ）で計時を開始し、受信信号Ｒｉが下しきい値を越えた第１のタイミング、上しきい値を越えた第２のタイミング、上しきい値を下回った第３のタイミング、及び、下しきい値を下回った第４のタイミング、までの各経過時間を計測する４個のタイマ（第１～第４タイマ）として機能する。なお、第１～第４タイマのＬＳＢ（単位時間）は、タイマを動作させる動作クロックの周期と一致し、本実施形態では０．１２５ｎｓに設定されている。

　そして、受信信号Ｒｉが上しきい値を越えている場合は、第２タイマの計時値（経過時間Ｔｆ）と第３タイマの計時値（経過時間Ｔｂ）とを用いて第１測距値が求められる。また、受信信号Ｒｉが下しきい値を越えておりかつ上しきい値以下である場合は、第１タイマの計時値（経過時間Ｔｆ）と第４タイマの計時値（経過時間Ｔｂ）とを用いて第１測距値が求められる。一方、受信信号Ｒｉが下しきい値以下である場合は、第１測距値はデータなしとなる。

　一方、積算測距回路３２２では、次のように第２測距値が生成される。すなわち、まず、Ｎ個のパルス信号のそれぞれについて、送信タイミングから最大計測期間が経過するまでの間、所定のサンプリング間隔Ｔsmpl（本実施形態ではＴsmpl＝２５ｎｓ）で、受信信号Ｒｉをサンプリングする。そして、各パルス信号の送信タイミングを基準として同一時間にサンプリングされたサンプリング値を積算することで、積算サンプリング値を求める。つまり、積算サンプリング値とは、Ｎ個のパルス信号を、送信タイミングを基準として同じタイミングで足し合わせた積算信号のサンプリング値に相当する。このような積算信号は、元の受信信号と比較して、ノイズが抑制されＳ／Ｎが向上したものとなる。

　続いて、積算サンプリング値のピーク値に、あらかじめ設定された０よりも大きく１よりも小さい係数（本実施形態では０．５）を乗じた値を、検出しきい値（５０％しきい値）として設定する。そして、その検出しきい値を用いて、単発測距回路３２１の場合と同様の前タイミング及び後タイミングを検出する。さらに、検出した前タイミング及び後タイミングに対応するサンプリング値が、送信タイミングから何番目（前タイミングをＭｆ番目、後タイミングをＭｂ番目とする。）のサンプリング値であるかを特定する。そして、送信タイミングから前タイミングまでの経過時間Ｔｆ、送信タイミングから後タイミングまでの経過時間Ｔｂを、下記の式（１），（２）式を用いて算出する。

　Ｔｆ＝Ｍｆ×Ｔsmpl　…（１）
　Ｔｂ＝Ｍｂ×Ｔsmpl　…（２）
　以降は単発測距回路３２１の場合と同様に、経過時間Ｔｆ，Ｔｂに基づいて送信タイミングから受信タイミングまでの経過時間Ｔｒを算出し、算出した経過時間Ｔｒを距離に換算した値を、第２測距値として出力する。なお、積算測距回路３２２は、上しきい値を越える受信信号Ｒｉが入力された場合は、積算サンプリング値が積算測距回路３２２における計測電圧範囲を超えてしまい、第２測距値の精度が低下する。

　以上のように、単発測距回路３２１により得られる測距値と積算測距回路３２２により得られる測距値とでは、受信信号Ｒｉに対する距離精度の特性が異なる。具体的には、図４に示すように、単発測距回路３２１は反射強度（受信信号Ｒｉの信号レベル）が下しきい値を越えている場合に測距値が得られ、反射強度が大きいほど距離精度が向上する。一方、積算測距回路３２２は、増幅回路２３が飽和する程度に反射強度が大きい場合や、ノイズの平均レベルに満たない程度に反射強度が小さい場合に、距離精度が劣化する。

　なお、単発測距回路３２１で使用される下しきい値は、受信信号の平均的なノイズレベルにあらかじめ設定されたマージンを加えた値（本実施形態では１００ｍＶ）に設定されている。また、上しきい値は、単発測距方式による測定結果（第１測距値）の精度が、積算測距方式による測定結果（第２測距値）の精度を上回るような値（本実施形態では５００ｍＶ）に設定されている。

　つまり、反射強度が平均的なノイズレベル以下となる領域（図中の領域Ｘ）では、有効な測距値を得ることができない。そして、反射強度が平均的なノイズレベルよりも大きい領域であっても、反射強度が下しきい値以下の領域（図中の領域Ａ）では、単発測距回路３２１による測距が不可能であるため、第１測距値は得られず、積算測距回路３２２によって生成される第２測距値しか得ることができない。一方、反射強度が下しきい値を上回る領域では、第１測距値及び第２測距値の両方が得られる。特に、反射強度が上しきい値以下の領域（図中の領域Ｂ）では、第２測距値の距離精度が第１測距値の距離精度よりも高くなり、反射強度が上しきい値を上回る領域（図中の領域Ｃ）では、第１測距値の距離精度が第２測距値の距離精度よりも高くなる。

　そこで、本実施形態では、受信信号Ｒｉの信号レベルが領域Ａに属する場合には、第２測距値を距離データとして使用し、受信信号Ｒｉの信号レベルが領域Ｃに属する場合には、上しきい値に基づく第１測距値を距離データとして使用する。一方、受信信号Ｒｉの信号レベルが領域Ｂに属する場合には、下しきい値に基づく第１測距値と、第２測距値と、の加重平均値（領域Ｂにおける測距値の距離精度に応じて重み付けされた平均値）を距離データとして使用する。

　図１に戻り、信号処理部４０は、測距部３０により生成された距離データに従って検出範囲内の物標を検出し、その検出した物標に関する情報（距離や相対速度等）を生成するためのものであり、ＣＰＵ（central　processing　unit）４１、ＲＯＭ(read-only　memory)４２、ＲＡＭ(random　access　memory)４３を中心に構成されている。

　［２．処理］
　ここで、信号処理部４０のＣＰＵ４１が、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに従い実行する処理の詳細を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。なお、図５の処理は、信号処理部４０により微小な一定間隔で周期的に実行される。

　信号処理部４０は、図５の処理を開始すると、まずＳ１１において、悪天候モードがオンに設定されているか否かを判定する。ここで、悪天候モードとは、悪天候（晴天以外）の状況における物標の検出精度の低下を抑制するために、悪天候の状況に特化した条件で物標検出を行う動作モードである。すなわち、本実施形態のレーダ装置１は、物標検出のための動作モードを、平常モード及び悪天候モードのうちのいずれか一方に切り替え可能に構成されている。ただし、本実施形態では、悪天候モードのオン／オフをユーザ（例えば車両の運転者）が設定可能であり、悪天候モードがオフに設定されている状態では、天候に関係なく、常に平常モードで物標検出が行われる。このため、後述するＳ１３で現在の天候を判定する前に、悪天候モードがオンに設定されているか否かを判定する。

　そして、信号処理部４０は、Ｓ１１において、悪天候モードがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定した場合には、処理をＳ１２へ移行させ、動作モードを平常モードに設定した後、処理を後述するＳ１９へ移行させる。つまり、悪天候モードがオフに設定されている場合には、現在の天候に関係なく一定の条件（晴天の状況を基準とする条件）で物標検出が行われる。なお、平常モードにおける物標検出の条件の詳細については後述する。

　一方、信号処理部４０は、ステップＳ１１において、悪天候モードがオンに設定されていると判定した場合には、処理をステップＳ１３へ移行させ、現在の天候が悪天候であるか否かを判定する。本実施形態では、次のＣ１～Ｃ５の条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、現在の天候が悪天候であると判定する。つまり、車両の前方における大気の状態が、物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを、あらかじめ定められた判定条件に従い判定する。なお、これらの判定条件は一例であり、１つ以上の判定条件を削除してもよく、また、別の判定条件を追加してもよい。

　Ｃ１：レインセンサにより降雨が検出されている。
　Ｃ２：ワイパが作動している。
　Ｃ３：フォグランプが点灯している。

　Ｃ４：車載湿度センサにより測定される湿度が設定値以上である。
　Ｃ５：外部（例えば天候情報を提供するウェブサーバ）から取得される現在地の現時点での降水確率が設定値以上である。

　そして、信号処理部４０は、ステップＳ１３において、現在の天候が悪天候でない（晴天である）と判定した場合には、処理をステップＳ１２へ移行させ、前述したように、動作モードを平常モードに設定した後、処理を後述するステップＳ１９へ移行させる。

　一方、信号処理部４０は、ステップＳ１３において、現在の天候が悪天候であると判定した場合には、以下のステップＳ１４～ステップＳ１８で、動作モードを悪天候モードに設定する。
　具体的には、信号処理部４０は、まずステップＳ１４において、単発測距方式による測距を停止する（無効にする）。すなわち、平常モードでは、前述したように、単発測距回路３２１と積算測距回路３２２とを同時に並行して動作させ、単発測距方式による第１測距値と、積算測距方式による第２測距値と、を併用する。これに対し、悪天候モードでは、受信信号Ｒｉの信号レベルに関係なく、単発測距回路３２１の動作を停止させ、単発測距方式による第１測距値を用いないようにする。つまり、悪天候モードでは、反射強度に関係なく、積算測距方式による第２測距値を用いる。なお、この例では、動作モードを悪天候モードに設定する場合には必ず単発測距方式による測距を停止するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、悪天候モードにおいて単発測距方式による測距を停止するか否かをユーザが設定できるようにしてもよい。

　続いて、信号処理部４０は、ステップＳ１５において、悪天候モードにおける反射光の受光方位を平常モードよりも狭い範囲に切り替える受光方位切替機能がオンに設定されているか否かを判定する。ここで、反射光の受光方位とは、反射光を受光可能な角度範囲（物標を検出可能な検出範囲）のことであり、詳細には、車両の前方において車幅方向（水平面上）に広がる角度範囲のことである。すなわち、本実施形態のレーダ装置１は、反射光の受光方位を、平常モード用の範囲と、平常モード用の範囲よりも狭い悪天候モード用の範囲と、に切り替え可能な機能（受光方位切替機能）を備えている。具体的には、平常モードでは、図６（Ａ）に示すように、３個の受光素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃをすべて有効にすることで、受光方位を最大範囲にする。これに対し、悪天候モードでは、図６（Ｂ）に示すように、車両の正面（走行方向前方）からの反射光を検出する１個の受光素子２２ｂを有効にし、左右斜め方向からの反射光を検出する２個の受光素子２２ａ，２２ｃを無効にする。つまり、受光範囲を車両の正面における狭い角度範囲に絞り込む。ただし、本実施形態では、受光方位切替機能のオン／オフをユーザが設定可能であり、受光方位切替機能がオフに設定されている状態では、悪天候モードにおいても受光方位が平常モード用の範囲に設定される。このため、受光方位切替機能がオンに設定されているか否かを判定する。なお、この例では、受光方位切替機能のオン／オフをユーザが設定できるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、動作モードを悪天候モードに設定する場合には必ず受光方位を悪天候モード用の範囲に切り替えるようにしてもよい。

　そして、信号処理部４０は、ステップＳ１５において、受光方位切替機能がオンに設定されていると判定した場合には、処理をステップＳ１６へ移行させ、反射光の受光方位を悪天候モード用の範囲に切り替える。具体的には、前述したように、３個の受光素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃのうち、左右両側の受光素子２２ａ，２２ｃを無効にする。

　続いて、信号処理部４０は、ステップＳ１７において、悪天候モードにおける受光素子２２の視野角を平常モードよりも狭い範囲に切り替える視野角切替機能がオンに設定されているか否かを判定する。ここで、受光素子２２の視野角とは、個々の受光素子が反射光を検出可能な角度範囲のことであり、詳細には車幅方向（水平面上）における角度範囲のことである。すなわち、図７に示すように、受光素子２２は、基準方向（０ｄｅｇ）からの角度が狭いほど高い感度で反射光を検出可能な性質を有しており、感度の判定しきい値を高く設定することで視野角が狭く（指向性が高く）なる。したがって、悪天候モード用の判定しきい値を、平常モード用の判定しきい値よりも高くすることで、悪天候モード用の視野角を、平常モード用の視野角よりも狭い範囲にすることができる。ただし、本実施形態では、視野角切替機能のオン／オフをユーザが設定可能であり、視野角切替機能がオフに設定されている状態では、悪天候モードにおいても平常モード用の判定しきい値が用いられる。このため、視野角切替機能がオンに設定されているか否かを判定する。なお、この例では、視野角切替機能のオン／オフをユーザが設定できるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、動作モードを悪天候モードに設定する場合には必ず悪天候モード用の判定しきい値に切り替えるようにしてもよい。

　そして、信号処理部４０は、ステップＳ１７において、視野角切替機能がオンに設定されていると判定した場合には、処理をステップＳ１８へ移行させ、受光素子２２の判定しきい値を悪天候モード用の判定しきい値に切り替えることで、悪天候モード用の視野角に切り替える。その後、信号処理部４０は、処理をステップＳ１９へ移行させる。

　一方、信号処理部４０は、ステップＳ１７において、視野角切替機能がオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定した場合には、ステップＳ１８をスキップして、処理をステップＳ１９へ移行させる。この場合、受光素子２２の判定しきい値は平常モード用の判定しきい値に設定される。

　また、信号処理部４０は、前述したステップＳ１５において、受光方位切替機能がオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定した場合には、ステップＳ１６～ステップＳ１８をスキップして、処理をステップＳ１９へ移行させる。この場合、反射光の受光方位は正常モード用の範囲に設定され、受光素子２２の判定しきい値は平常モード用の判定しきい値に設定される。

　そして、信号処理部４０は、ステップＳ１９において、車両前方の物標を検出する物標検出処理を行う。具体的には、測距により得られた距離データを元にクラスタリング（グループ化）処理を行い、各グループを物標として検出する。そして、検出した各物標について、車両に対する距離及び相対速度を算出する。その後、信号処理部４０は、図５の処理を終了する。

　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
　（１）レーダ装置１は、現在の天候が悪天候であると判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、晴天である場合と比較して、反射光の受光方位及び視野角を狭くする（ステップＳ１５～Ｓ１８）。このため、悪天候の状況において、道路脇等に設置された反射体を要因とする物標の検出精度の低下を抑制することができる。

　すなわち、悪天候の状況においては、図８（Ａ）に示すように、車両が走行する道路の脇に設置された反射板等の反射体５からの反射光が、大気中の水滴等の影響により、実際の設置位置よりも手前（車両側）において虚像（ゴースト）として検出される場合がある。このような場合、反射体５の虚像が、クラスタリング処理により先行車両のリフレクタ６からの反射光と一体化して検出されるといった現象が生じやすくなり、その結果、先行車両などの本来検出すべき物標の検出精度が低下してしまう。これに対し、本実施形態のレーダ装置１では、図８（Ｂ）に示すように、悪天候の状況において反射光の受光方位及び視野角を狭くするため、道路脇に設置された反射体５の虚像が検出されにくくなる。したがって、反射体５の虚像が先行車両のリフレクタ６からの反射光と一体化して検出されるといった現象を生じにくくすることができ、本来検出すべき物標の検出精度の低下を抑制することができる。

　（２）レーダ装置１は、車幅方向における入射角度が異なる反射光を分担して受信する複数（この例では３個）の受光素子２２ａ～２２ｃを備え、現在の天候が悪天候であると判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、それらのうちの一部を無効にすることで、検出範囲を狭く設定する（ステップＳ１６）。このため、レーダ装置１によれば、レーザ光の照射範囲を切り替えることなく、反射光の受光方位を簡易的に切り替えることができる。しかも、レーダ装置１によれば、このような受光方位切替機能のオン／オフをユーザが設定可能であるため（ステップＳ１５）、例えば降雨量が少ない場合などのように、天候の悪化度合いが高くない場合には、ユーザの判断により受光方位を切り替えないようにすることができる。

　（３）レーダ装置１において、複数（この例では３個）の受光素子２２ａ～２２ｃは、車幅方向に沿って配置されている。そして、レーダ装置１は、現在の天候が悪天候であると判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、車幅方向において最も中央寄りに配置された受光素子２２ｂを有効にしつつ、車幅方向の端部に配置された受光素子２２ａ，２２ｃを無効にすることで、検出範囲を狭くする（ステップＳ１６）。このため、レーダ装置１によれば、車両の走行方向正面に存在する物標の検出精度の低下を抑制しつつ、道路脇等に設置された反射体の影響を少なくすることができる。

　（４）レーダ装置１は、現在の天候が悪天候であると判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、晴天である場合と比較して、個々の受光素子２２の視野角を狭く設定する（ステップＳ１８）。このため、レーダ装置１によれば、不要な反射光を一層検出されにくくすることができる。しかも、レーダ装置１によれば、このような視野角切替機能のオン／オフをユーザが設定可能であるため（ステップＳ１７）、例えば天候の悪化度合いが高くない場合には、ユーザの判断により視野角を切り替えないようにすることができる。

　（５）レーダ装置１は、現在の天候が悪天候であると判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、単発測距方式による測距値を用いずに（ステップＳ１４）、積算測距方式による測距値に基づいて物標を検出する（ステップＳ１９）。単発測距方式は、積算測距方式と比較して、受光面に近い領域（例えば約５ｍ以内）の測距性能が優れるが、雨滴や雪粒等の反射断面積は距離が近くなるほど増大し、これに伴い反射光量も増加することから、悪天候の状況において影響を受けやすい。したがって、悪天候の状況においては、積算測距方式に限定することで、単発測距方式による不要な反射光の検出を抑制することができ、雨、雪、霧などの影響を受けにくくすることができる。

　（６）レーダ装置１は、前述したＣ１～Ｃ５の条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、現在の天候が悪天候であると判定する（ステップＳ１３）。したがって、現在の天候が悪天候であるか否かを簡易的かつ比較的正確に判定することができる。

　なお、発光部１０及び受光部２０が送受信手段の一例に相当し、特に、３個の受光素子２２ａ～２２ｃが複数の受信手段の一例に相当する。また、ステップＳ１３が判定手段としての処理の一例に相当し、ステップＳ１９が検出手段としての処理の一例に相当する。また、ステップＳ１６が第１の設定手段としての処理の一例に相当し、ステップＳ１８が第２の設定手段としての処理の一例に相当し、ステップＳ１４が第３の設定手段としての処理の一例に相当する。

　［４．他の実施形態］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

　（１）上記実施形態では、悪天候モードにおいて、水平方向に一列に配置された３個の受光素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃのうち、左右両端部の受光素子２２ａ，２２ｃを無効にしたが、配置される受光素子２２の数や、無効にする受光素子２２の数は、これに限定されない。例えば、配置される受光素子２２の数を上記実施形態（３個）よりも多い数（例えば７個）とし、悪天候モードにおいて、左右両端部においてそれぞれ複数個（例えば３個）ずつの受光素子２２を無効にしてもよい。また、悪天候モードにおいて有効にする（無効にしない）受光素子２２の数は１個である必要はなく、例えば配置される受光素子２２の数が７個の場合、左右両側のそれぞれ１個ずつ（又は２個ずつ）の受光素子を無効にし、残りの５個（又は３個）を有効にしてもよい。また、無効にする受光素子２２の数は、左右で同数（左右対称）とする必要はなく、左右非対称としてもよい。つまり、物標の検出範囲を狭くする割合を、車幅方向の左右で異ならせてもよい。例えば、検出範囲における道路脇に面する側（左側走行の場合には左側）を、反対側よりも狭くするようにしてもよい。また、車両が走行中の車線を検出し、道路脇や中央分離帯など、反射体の存在する可能性の高い側の受光素子２２を優先的に無効にしてもよい。例えば、片側３車線の道路において、左側の車線を走行中の場合には検出範囲における左側を右側よりも狭くし、右側の車線を走行中の場合には検出範囲における右側を左側よりも狭くし、中央の車線を走行中の場合には検出範囲における左右を同じ割合で狭くする（又は検出範囲を狭くしない）ようにしてもよい。

　（２）上記実施形態では、悪天候であるか否かを判定しているが、これに限定されるものではなく、車両の前方における大気の状態が物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを判定するものであればよい。例えば、水たまりによる水しぶきや排ガスなど、天候に関係なく生じ得る大気の状態を直接検出するようにしてもよく、また、ユーザが判定するようにしてもよい。

　（３）上記実施形態では、悪天候モードにおいて、物標の検出範囲を狭くするために、受光（受信）側の範囲を狭い範囲に切り替えるようにしているが、これに限定されるものではなく、照射（送信）側の範囲を狭い範囲に切り替えるようにしてもよい。例えば、発光素子１１に対するコリメートレンズ１２の位置を切り替えたり、別のレンズを追加したりすることで、照射範囲を切り替えるようにしてもよい。また、ポリゴンミラー等の偏向手段によりレーザ光を走査する構成の場合には、車幅方向（水平方向）における走査範囲を狭い範囲に切り替えるようにしてもよい。

　（４）車両におけるレーダ装置１の搭載位置は、特に限定されない。例えば、ルームミラーの裏（フロントガラスの内側）でもよく、バンパーでもよい。また、車両用に使用可能であれば、可搬型（車両とは別体）の装置として構成してもよい。

　（５）上記実施形態の各構成要素が有する機能は、ハードウェアに代えてソフトウェアで実現してもよく、ソフトウェアに代えてハードウェアで実現してもよく、ハードウェア及びソフトウェアの組合せで実現してもよい。また、各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。

　（６）上記実施形態は、本発明が適用された実施形態の一例に過ぎない。本発明は、システム、装置、方法、プログラム、プログラムを記録した記録媒体（ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ等の光ディスク、磁気ディスク、半導体製メモリ等）、などの種々の形態で実現することができる。

１…レーダ装置、
１０…発光部、
１１…発光素子、
１２…コリメートレンズ、
２０…受光部、
２１…集光レンズ、
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…受光素子、
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…増幅回路、
３０…測距部、
３１…制御回路、
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…測距回路、
４０…信号処理部、
３２１…単発測距回路、
３２２…積算測距回路

Claims

　車両用のレーダ装置であって、
　前記車両の前方へ送信波を送信し、その反射波を受信する送受信手段と、
　前記送受信手段により受信された前記反射波に基づいて、前記車両の前方において車幅方向に広がる検出範囲内の物標を検出する検出手段と、
　前記車両の前方における大気の状態が、前記物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを、定められた判定条件に従い判定する判定手段と、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記悪化状態でないと判定された場合と比較して、前記検出範囲を狭く設定する第１の設定手段と、
　を備える。
　請求項１に記載のレーダ装置であって、
　前記送受信手段は、前記車幅方向における入射角度が異なる前記反射波を分担して受信する複数の受信手段を備え、
　前記第１の設定手段は、前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記複数の受信手段のうちの一部を無効にすることで、前記検出範囲を狭く設定するように構成されている。
　請求項２に記載のレーダ装置であって、
　前記複数の受信手段は、前記車幅方向に沿って配置され、
　前記第１の設定手段は、前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記車幅方向において最も中央寄りに配置された１つ以上の前記受信手段を有効にしつつ、前記車幅方向の端部に配置された１つ以上の前記受信手段を無効にすることで、前記検出範囲を狭く設定するように構成されている。
　請求項３に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記悪化状態でないと判定された場合と比較して、前記複数の受信手段のそれぞれについて、前記車幅方向における前記反射波を検出可能な角度範囲を狭く設定する第２の設定手段を更に備える。
　請求項４に記載のレーダ装置であって、
　前記送受信手段は、連続する複数のパルス信号を前記送信波として送信し、
　前記検出手段は、前記複数のパルス信号のうちの一つを使用して測距する単発測距方式による測距値と、前記複数のパルス信号を使用して測距する積算測距方式による測距値と、のうちの少なくとも一方に基づいて前記物標を検出可能であり、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記単発測距方式による測距値を用いずに、前記積算測距方式による測距値に基づいて前記物標を検出する第３の設定手段を更に備える。
　請求項５に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段は、
　［１］降雨が検出されている、
　［２］ワイパが作動している、
　［３］フォグランプが点灯している、
　［４］湿度が設定値以上である、
　［５］降水確率が設定値以上である、
の５つの条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、前記悪化状態であると判定するように構成されている。
　請求項２に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記悪化状態でないと判定された場合と比較して、前記複数の受信手段のそれぞれについて、前記車幅方向における前記反射波を検出可能な角度範囲を狭く設定する第２の設定手段を更に備える。
　請求項７に記載のレーダ装置であって、
　前記送受信手段は、連続する複数のパルス信号を前記送信波として送信し、
　前記検出手段は、前記複数のパルス信号のうちの一つを使用して測距する単発測距方式による測距値と、前記複数のパルス信号を使用して測距する積算測距方式による測距値と、のうちの少なくとも一方に基づいて前記物標を検出可能であり、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記単発測距方式による測距値を用いずに、前記積算測距方式による測距値に基づいて前記物標を検出する第３の設定手段を更に備える。
　請求項８に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段は、
　［１］降雨が検出されている、
　［２］ワイパが作動している、
　［３］フォグランプが点灯している、
　［４］湿度が設定値以上である、
　［５］降水確率が設定値以上である、
の５つの条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、前記悪化状態であると判定するように構成されている。
　請求項１に記載のレーダ装置であって、
　前記送受信手段は、連続する複数のパルス信号を前記送信波として送信し、
　前記検出手段は、前記複数のパルス信号のうちの一つを使用して測距する単発測距方式による測距値と、前記複数のパルス信号を使用して測距する積算測距方式による測距値と、のうちの少なくとも一方に基づいて前記物標を検出可能であり、
　前記判定手段により前記悪化状態であると判定された場合には、前記単発測距方式による測距値を用いずに、前記積算測距方式による測距値に基づいて前記物標を検出する第３の設定手段を更に備える。
　請求項１０に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段は、
　［１］降雨が検出されている、
　［２］ワイパが作動している、
　［３］フォグランプが点灯している、
　［４］湿度が設定値以上である、
　［５］降水確率が設定値以上である、
の５つの条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、前記悪化状態であると判定するように構成されている。
　請求項１に記載のレーダ装置であって、
　前記判定手段は、
　［１］降雨が検出されている、
　［２］ワイパが作動している、
　［３］フォグランプが点灯している、
　［４］湿度が設定値以上である、
　［５］降水確率が設定値以上である、
の５つの条件のうち少なくとも１つが満たされる場合に、前記悪化状態であると判定するように構成されている。
　車両用のレーダ装置の検出範囲を制御する制御方法において、
　前記車両の前方へ送信波を送信して、その反射波を受信し、
　前記受信された前記反射波に基づいて、前記車両の前方において車幅方向に広がる検出範囲内の物標を検出し、
　前記車両の前方における大気の状態が、前記物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを判定し、
　前記悪化状態であると判定された場合には、前記悪化状態でないと判定された場合と比較して、前記検出範囲を狭く設定する、
　各ステップを備える。
　請求項１３に記載の制御方法において、
　前記判定ステップは、前記物標の検出精度を低下させる悪化状態であるか否かを、定められた判定条件に従い判定する。