WO2016088752A1 - 物標の反射点情報を用いた物標検出装置 - Google Patents

物標の反射点情報を用いた物標検出装置 Download PDF

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玲義 水谷
龍典 宇山
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株式会社デンソー
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Definitions

  • This disclosure relates to a target detection apparatus. More specifically, the present invention relates to a target detection device that generates information about a target existing around a vehicle.
  • a radar wave (laser wave, millimeter wave, etc.) is periodically radiated as a transmission wave over a predetermined angle around the vehicle, and the object that detects various targets around the vehicle by receiving the reflected wave
  • a mark detection device is known.
  • a target detection apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-27999 is applied to so-called auto cruise control (ACC) and the like.
  • Auto cruise control (ACC) detects a vehicle traveling in the same lane as the host vehicle in front of the traveling direction of the host vehicle, that is, a preceding vehicle, and controls the vehicle speed so as to maintain a constant inter-vehicle distance from the preceding vehicle. Or the vehicle speed is controlled so that the vehicle travels at a predetermined constant speed when there is no preceding vehicle.
  • the preceding vehicle is a vehicle whose rear end portion is at a high position such as a truck
  • the distance between the host vehicle and the preceding vehicle is sufficiently large, FIG.
  • the rear end portion of the preceding vehicle is irradiated with the radar wave, and the rear end portion is detected as a reflection point of the radar wave, so that the correct distance is detected.
  • the distance between the host vehicle and the preceding vehicle approaches, as shown in FIG.
  • the rear end portion of the preceding vehicle is not irradiated with the radar wave, but is irradiated to a portion located deeper, Since the part is detected as a reflection point of the radar wave, a distance longer than the actual inter-vehicle distance is detected.
  • the inter-vehicle distance detected by the radar apparatus is shortened at a constant rate.
  • a distance (critical distance) that is not irradiated to the rear end of the preceding vehicle see time t1
  • a larger inter-vehicle distance than the actual inter-vehicle distance is detected while the distance less than the critical distance is maintained. Will continue to be.
  • control of ACC and PCS pre-crash safety system
  • the radar end is not irradiated to the rear end portion when approaching to some extent, so the same problem as in the above case may occur. there were.
  • This disclosure provides a target detection device that suppresses erroneous detection of the distance to the target.
  • the target detection apparatus includes a reflection point detection unit, a reflection point setting unit, a rear end position information generation unit, and a target detection unit.
  • the reflection point detection means detects the position and velocity of the reflection point that reflects and reflects the radar wave by transmitting and receiving the radar wave for each preset measurement cycle.
  • the reflection point setting means sets a reflection point having a reflection intensity equal to or higher than a preset first detection threshold among the reflection points detected by the reflection point detection means to a high level reflection point, a value lower than the first detection threshold.
  • a reflection point that is greater than or equal to the set second detection threshold and smaller than the first detection threshold is set as a low-level reflection point.
  • the rear end position information generation means examines a rear end point search range set on the vehicle side from the high level reflection point with respect to the high level reflection point for each high level reflection point, and is set in advance within the search range. If there is a low-level reflection point that satisfies the same target condition, the position information of the low-level reflection point is associated with the high-level reflection point serving as the reference of the rear end point search range as rear end position information.
  • the target detection means detects a target existing around the vehicle using information on the high-level reflection point.
  • the rear end portion of the target is not irradiated with radar waves at all.
  • the reflected wave of weak intensity continues to be received. Therefore, the position of the rear end portion of the target is detected by extracting a low-level reflection point that is within the rear end point search range and satisfies the same target condition using the second detection threshold. That is, the same target detection as before is performed using the high-level reflection point, and rear-end position information representing the position of the rear-end part is generated using the low-level reflection point.
  • Such a configuration can suppress erroneous detection of the rear end position of the target.
  • a vehicle control system to which the present disclosure is applied is mounted on a vehicle and, as shown in FIG. 1, an inter-vehicle control electronic control device (hereinafter referred to as “inter-vehicle control ECU”) 30, an engine electronic control device (hereinafter referred to as “engine ECU”). And a brake electronic control device (hereinafter referred to as “brake ECU”) 34.
  • inter-vehicle control ECU an inter-vehicle control electronic control device
  • engine ECU engine electronic control device
  • brake ECU brake electronic control device
  • the inter-vehicle control ECU 30 is connected to a radar sensor 1 in addition to an alarm buzzer, a cruise control switch, a target inter-vehicle setting switch, etc. (not shown).
  • the radar sensor 1 is configured as a so-called “millimeter wave radar” of the FMCW system, and transmits and receives a radar wave of a frequency-modulated millimeter wave band so that a target such as a preceding vehicle or a roadside object is detected. It recognizes, generates target information that is information about these recognized targets (hereinafter referred to as “recognized targets”), and transmits the target information to the inter-vehicle control ECU 30.
  • the target information includes the position of the recognized target, the distance from the recognized target, the relative speed, and the like.
  • the brake ECU will be described below.
  • the brake ECU 34 transmits the brake pedal state determined based on information from an unillustrated M / C pressure sensor to the inter-vehicle control ECU 30 in addition to detection information (steering angle, yaw rate) from an unillustrated steering sensor and yaw rate sensor.
  • the engine ECU 32 transmits detection information (vehicle speed, engine control state, accelerator operation state) from a vehicle speed sensor, a throttle opening sensor, and an accelerator pedal opening sensor (not shown) to the inter-vehicle control ECU 30, and from the inter-vehicle control ECU 30, the target acceleration.
  • detection information vehicle speed, engine control state, accelerator operation state
  • a throttle opening sensor e.g., a throttle opening sensor
  • an accelerator pedal opening sensor not shown
  • the inter-vehicle control ECU 30 receives a vehicle speed and an engine control state from the engine ECU 32 and a steering angle, a yaw rate, a brake control state, and the like from the brake ECU 34. Further, the inter-vehicle control ECU 30 is a control for adjusting the inter-vehicle distance to the preceding vehicle to an appropriate distance based on the set values by the cruise control switch, the target inter-vehicle setting switch, and the target information received from the radar sensor 1.
  • a target acceleration, a fuel cut request, and the like are transmitted to the engine ECU 32, and a target acceleration, a brake request, and the like are transmitted to the brake ECU 34.
  • the inter-vehicle control ECU 30 is configured to determine whether an alarm has occurred and to sound an alarm buzzer when an alarm is required.
  • the radar sensor 1 includes an oscillator 10, an amplifier 12, a distributor 14, a transmission antenna 16, a reception antenna unit 20, a reception switch 21, an amplifier 22, a mixer 23, a filter 24, and A / D conversion. And a signal processing unit 26.
  • the oscillator 10 generates a high-frequency signal in the millimeter wave band that is modulated so as to have an upstream section in which the frequency increases linearly with respect to time and a downstream section in which the frequency decreases linearly.
  • the amplifier 12 amplifies the high frequency signal generated by the oscillator 10.
  • the distributor 14 distributes the output of the amplifier 12 to the transmission signal Ss and the local signal L.
  • the transmission antenna 16 radiates a radar wave corresponding to the transmission signal Ss.
  • the reception antenna unit 20 includes n reception antennas that receive radar waves.
  • the reception switch 21 sequentially selects one of the antennas constituting the reception antenna unit 20, and supplies the reception signal Sr from the selected antenna to the subsequent stage.
  • the amplifier 22 amplifies the reception signal Sr supplied from the reception switch 21.
  • the mixer 23 mixes the reception signal Sr amplified by the amplifier 22 and the local signal L to generate a beat signal BT.
  • the filter 24 removes unnecessary signal components from the beat signal BT generated by the mixer 23.
  • the A / D converter 25 samples the output of the filter 24 and converts it into digital data.
  • the signal processing unit 26 controls the start or stop of the oscillator 10 and sampling of the beat signal BT via the A / D converter 25. Further, signal processing using the sampled sampling data and communication with the inter-vehicle control ECU 30 are performed, and information (vehicle speed information) necessary for signal processing and information (target information, etc.) obtained as a result of the signal processing are obtained. Performs processing to send and receive.
  • Each antenna constituting the reception antenna unit 20 is set so that the beam width thereof includes the entire beam width of the transmission antenna 16.
  • Each antenna is assigned to CH1 to CHn.
  • the signal processing unit 26 is configured around a known microcomputer. Furthermore, an arithmetic processing unit (for example, DSP) is provided for executing fast Fourier transform (FFT) processing or the like on the data acquired via the A / D converter 25.
  • DSP arithmetic processing unit
  • FFT fast Fourier transform
  • the distributor 14 when the oscillator 10 is started in accordance with a command from the signal processing unit 26, the distributor 14 generates a high-frequency signal generated by the oscillator 10 and amplified by the amplifier 12, and the distributor 14 uses power. By distributing, the transmission signal Ss and the local signal L are generated, and the transmission signal Ss is transmitted as a radar wave through the transmission antenna 16.
  • the mixer 23 generates the beat signal BT by mixing the received signal Sr with the local signal L from the distributor 14.
  • the beat signal BT is sampled by the A / D converter 25 after the unnecessary signal components are removed by the filter 24 and taken into the signal processing unit 26.
  • the reception switch 21 is switched so that all the channels CH1 to CHn are selected a predetermined number of times (for example, 512 times) during one modulation period of the radar wave, and the A / D converter 25 is Sampling is performed in synchronization with this switching timing. That is, during one modulation period of the radar wave, sampling data is accumulated for each channel CH1 to CHn and for each up / down section of the radar wave.
  • the ROM constituting the signal processing unit 26 stores at least a processing program to be described later.
  • the CPU constituting the signal processing unit 26 executes frequency analysis processing (here, FFT processing) on sampling data for one modulation period accumulated during the previous measurement cycle in S110.
  • the power spectrum of the beat signal BT is calculated for each channel CH1 to CHn and for each upstream / downstream section of the radar wave.
  • a peak search is performed to extract a frequency component that becomes a peak on the power spectrum obtained in S110 (hereinafter referred to as “peak frequency component”).
  • threshold values used for peak detection include a first detection threshold value and a second detection threshold value set to a value lower than the first detection threshold value. As shown in FIG. It is set to a small value. Here, a peak equal to or higher than the second detection threshold is extracted.
  • the first detection threshold is set to the same size as the threshold used when performing peak detection in the prior art.
  • the peak frequency components extracted by this peak search include those that match a predicted value in S180, which will be described later, and those that are not, and when there is no peak frequency component that matches the predicted value.
  • the peak frequency component is extrapolated assuming that it is buried in noise and other peak frequency components. Note that “matching” means matching within a preset allowable range.
  • the signal level of the extrapolated peak frequency component is set to zero or the noise level.
  • an azimuth calculation process for obtaining the arrival direction of the reflected wave that generated the peak frequency is executed. Specifically, frequency analysis processing (here, FFT processing or super resolution method such as MUSIC (multiple signal classification)) is performed on peak frequency components of n identical frequencies collected from each channel CH1 to CHn. .
  • frequency analysis processing here, FFT processing or super resolution method such as MUSIC (multiple signal classification)
  • pair matching processing for setting a combination of the peak frequency component during uplink modulation and the peak frequency component during downlink modulation extracted in S120 is executed.
  • the signal levels of the peak frequency components extracted in S120 and the arrival directions calculated in S130 substantially match (the difference between the two is equal to or less than a preset match determination threshold).
  • the distance and relative speed are calculated using a well-known method in FMCW radar, and only those whose calculated distance and calculated speed are smaller than the preset upper limit distance and upper limit speed are officially determined.
  • Registered as a pair ie, a radar wave reflection point.
  • a pair whose reception intensity of at least one peak is equal to or higher than the first detection threshold is a high-level reflection point, and the other pairs are low-level reflection points.
  • current cycle reflection point For each high-level reflection point registered in S140 of the current measurement cycle (hereinafter referred to as “current cycle reflection point”), the current cycle reflection point is set to the high level reflection point registered in S140 of the previous measurement cycle.
  • a history tracking process is executed to determine whether the level reflection point (hereinafter referred to as “pre-cycle reflection point”) represents the same target (whether there is a history connection).
  • the predicted position and predicted speed of the current cycle reflection point corresponding to the previous cycle reflection point are calculated.
  • position difference and speed difference the difference between the predicted position and predicted speed and the detected position and detected speed obtained from the current cycle reflection point
  • upper limit values upper limit position difference and upper limit speed difference.
  • S170 executes target extrapolation processing.
  • the target extrapolation processing uses the target recognized in S160 of the current cycle as the current cycle target, and the target recognized in S160 of the previous cycle as the previous cycle target. If there is a cycle target, an extrapolated pair is created based on the predicted value for the previous cycle target, and the extrapolated pair is added to the current cycle target.
  • an extrapolation flag indicating the presence or absence of extrapolation and an extrapolation counter indicating the number of consecutive extrapolations are set, and the actual pair where the current cycle target is actually detected is set.
  • the extrapolation flag GF and the extrapolation counter are cleared to zero. If the current cycle target is an extrapolation pair, the extrapolation flag GF is set to 1 and the extrapolation counter is incremented. When the count value of the extrapolation counter reaches a preset discard threshold, the target is discarded as lost.
  • next cycle target prediction process for each of the current cycle targets registered in S160 and S170, the next cycle target prediction process for obtaining the peak frequency to be detected in the next cycle and the azimuth angle to be detected is executed.
  • target information including the speed, position, azimuth angle of the target, and the rear end position estimated in S150 is generated and transmitted to the inter-vehicle control ECU 30 to perform this process. finish.
  • the CPU constituting the signal processing unit 26 first determines in S210 whether or not the host vehicle speed is greater than 0 [km / h], that is, whether or not the vehicle is moving forward. To do. If the host vehicle speed is 0 [km / h] or less (S210: NO), this process is terminated. If the host vehicle speed is greater than 0 [km / h] (S210: YES), the process proceeds to S220.
  • S220 it is determined whether there is an unprocessed high-level reflection point registered in the previous S140 that has not been subjected to the following processing in S230 to S260. If there is no unprocessed high-level reflection point (S220: NO), this process is terminated. If there is an unprocessed high-level reflection point (S220: YES), one of the unprocessed high-level reflection points is selected as the target reflection point in S230.
  • the rear end point search range is ⁇ 2 m in the left-right direction around the target reflection point, that is, the vehicle width direction of the host vehicle, and the front direction from the target reflection point, that is, the host vehicle. It is set as the range of 10m in the direction approaching.
  • S250 it is determined whether or not the same target condition in which the low-level reflection point and the target reflection point within the rear end point search range are set in advance is satisfied.
  • it is used as the same target condition that both reflection points are within a preset allowable range (for example, ⁇ 5 [km / h]).
  • rear end position information indicating the distance between the low-level reflection point that satisfies the same target condition and the target reflection point is generated, the information is associated with the target reflection point, and the process returns to S220.
  • the maximum rear end position information among them is set as the rear end position information of the target.
  • the reflection points P1, P2 are both extracted as high-level reflection points. Since there is no low level reflection point before the reflection points P1 and P2, rear end position information is not generated in this case as well.
  • the reflection points P1 and P2 are recognized as reflection points belonging to the same target in the history tracking / target recognition process (S160).
  • the reflection point P1 is extracted as a low level reflection point and the reflection point P2 is extracted as a high level reflection point as shown in FIG. 5C. Since there is a reflection point P1 that is a low-level reflection point before the reflection point P2 that is a high-level reflection point, information representing the distance from the reflection point P1 to the reflection point P2 as rear end position information regarding the reflection point P2. Is generated.
  • the rear end position information detected in this way has variation as shown in FIG. 6 (a).
  • the target information generation / transmission (S190)
  • the result of low-pass filter processing applied to the rear end position information may be generated / transmitted.
  • 6A is a plot of the target position and rear end position information (distance from the target position to the position of the rear end point)
  • FIG. 6B is a graph showing the target position and the rear end position information. This represents the position of the rear end point. That is, in FIG. 6B, the interval in the vertical axis direction of both graphs represents the rear end position information.
  • a target is detected using a high-level reflection point, and rear-end position information regarding the position of the rear end of the target is used using a low-level reflection point. Is generated. It can suppress that the rear end position of the target required for control of ACC and PCS is erroneously detected. As a result, the reliability of various controls using the position of the target can be improved.
  • the rear end position information is generated for each reflection point (pair) detected by the pair match (S140), but the target recognized by the history tracking / target recognition (S160).
  • the rear end position information may be generated every time.
  • the generation of the rear end position information is permitted only when the host vehicle is moving forward.
  • the rear end position information is always permitted regardless of the moving state of the host vehicle. Also good.
  • the target detection device of the present disclosure is a system for causing a computer to function as the radar device described above, a system including the radar device as a constituent element, and a signal processing unit 26 (target detection device) of the radar device.
  • the present invention can be realized in various forms such as a program, a medium on which the program is recorded, and a target detection method.

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Abstract

　物標検出装置は、反射点検出手段（２６：Ｓ１１０～Ｓ１４０）と、反射点設定手段（２６：Ｓ１４０，Ｓ１５０）と、後端位置情報生成手段（２６：Ｓ１５０）と、物標検出手段（２６：Ｓ１６０）を有する。反射点検出手段（２６：Ｓ１１０～Ｓ１４０）は、測定サイクル毎に、レーダ波を送受信して該レーダ波を反射した反射点の位置及び速度を検出する。　反射点設定手段（２６：Ｓ１４０、Ｓ１５０）は、検出された反射点のうち、反射強度が第１検出閾値以上の反射点を高レベル反射点、第２検出閾値以上かつ第１検出閾値より小さい反射点を低レベル反射点として設定する。　後端位置情報生成手段（２６：Ｓ１５０）は、高レベル反射点毎に、該高レベル反射点を基準として設定された後端点探査範囲を調べ、該後端点探査範囲内に、同一物標条件を満たす低レベル反射点が存在する場合に、該低レベル反射点の位置情報を後端位置情報として、該後端点探査範囲の基準となった高レベル反射点に関連づける。物標検出手段（２６：Ｓ１６０）は、高レベル反射点の情報を用いて、前記車両の周囲に存在する物標を検出する。

Description

物標の反射点情報を用いた物標検出装置
　本開示は、物標検出装置に関する。詳しくは、車両の周囲に存在する物標に関する情報を生成する物標検出装置に関する。
　従来、車両周囲の所定角度に渡り、周期的にレーダ波（レーザー波、ミリ波など）を送信波として照射し、反射波を受信することによって、車両周囲に存在する各種物標を検出する物標検出装置が知られている。例えば、特開平８－２７９０９９号公報が開示する物標検出装置は、いわゆるオートクルーズコントロール（ＡＣＣ）などに適用されている。オートクルーズコントロール（ＡＣＣ）は、自車両の進行方向の前方において自車両と同じ車線を走行する車両、すなわち、先行車両を検出し、先行車両との車間距離を一定に保つように車速を制御したり、先行車両が存在しない場合に所定の一定速度で走行するように車速を制御したりする。
特開平８－２７９０９９号公報
　しかしながら、レーダ波を用いて先行車両の位置を検出する場合、レーダ波を反射する反射点の位置が変動することによって、先行車両の形状によっては自車両から先行車両までの距離が、大きく変動する場合があるという問題があった。
　具体的には、例えば、先行車両が、トラック等のように、後端部分が高い位置にある車両の場合、自車両と先行車両との距離が十分に離れている場合には、図７（ａ）に示すように、先行車両の後端部分にレーダ波が照射され、その後端部分がレーダ波の反射点として検出されるため、正しい距離が検出される。しかし、自車両と先行車両との距離が接近した場合、図７（ｂ）に示すように、先行車両の後端部分にレーダ波が照射されず、より奥に位置する部位に照射され、その部位がレーダ波の反射点として検出されるため、実際の車間距離より長い距離が検出される。
　つまり、図８に示すように、一定の相対速度で接近している時に、レーダ装置によって検出される車間距離は、一定の割合で短くなる。しかし、レーダ波が先行車両の後端に照射されない距離（臨界距離）まで接近すると（時刻ｔ１参照）、臨界距離以下の距離が保持されている間、実際の車間距離より大き目の車間距離が検出され続けることになる。そして、この検出結果に従ってＡＣＣやＰＣＳ（プリクラッシュシセーフティステム）の制御を実行すると、制御タイミングが遅れることによる様々な問題が発生する可能性がある。
　また、図９に示すように、先行車両が、後端部分が低い車両の場合も、ある程度接近すると後端部分にレーダ波が照射されなくなるため、上述の場合と同様の問題が発生する場合があった。
　本開示は、物標との距離の誤検出を抑制する物標検出装置を提供する。
　本開示の物標検出装置は、反射点検出手段と、反射点設定手段と、後端位置情報生成手段と、物標検出手段と、を備える。反射点検出手段は、予め設定された測定サイクル毎に、レーダ波を送受信して該レーダ波を反射した反射点の位置及び速度を検出する。反射点設定手段は、反射点検出手段にて検出された反射点のうち、反射強度が予め設定された第１検出閾値以上の反射点を高レベル反射点、前記第１検出閾値より低い値に設定された第２検出閾値以上かつ第１検出閾値より小さい反射点を低レベル反射点として設定する。後端位置情報生成手段は、高レベル反射点毎に、高レベル反射点を基準として高レベル反射点より自車両側に設定された後端点探査範囲を調べ、該探査範囲内に、予め設定された同一物標条件を満たす低レベル反射点が存在する場合、低レベル反射点の位置情報を後端位置情報として、後端点探査範囲の基準となった高レベル反射点に関連づける。物標検出手段は、高レベル反射点の情報を用いて、車両の周囲に存在する物標を検出する。
　なお、車両が物標に接近して、物標の後端部位からの反射強度が第１検出閾値より小さくなったとしても、物標の後端部位にレーダ波が全く照射されていないわけではなく、弱い強度の反射波は受信され続けている。従って、第２検出閾値を用いて、後端点探査範囲内にあり且つ同一物標条件を満たす低レベル反射点を抽出することによって、物標の後端部位の位置を検出している。つまり、高レベル反射点を用いて従来と同様の物標検出を実施すると共に、低レベル反射点を用いて、後端部位の位置を表す後端位置情報を生成している。
　このような構成によれば、物標の後端位置が誤検出されることを抑制することができる。
　なお、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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
添付図面において：
車両制御システムの構成を示すブロック図である。 信号処理部が実行するメイン処理を示すフローチャートである。 後端ペア情報生成処理を示すフローチャートである。 後端ペア探査範囲を示す説明図である。 高レベル反射点および低レベル反射点が検出される様子を例示する説明図である。 高レベル反射点の位置およびそれに対応する後端点の位置の検出結果を例示するグラフであり、後端点について（ａ）は検出結果そのもの、（ｂ）はフィルタ処理された検出結果を示す。 検出される物標の位置情報について問題が生じる状況を例示する説明図であり、（ａ）は正常な検出が行われる状況、（ｂ）は誤検出が生じる状況を示す。 図７に示した状況で検出される位置情報および相対速度の検出結果を例示するグラフである。 検出される物標の位置情報について問題が生じる状況を例示する説明図である。
　以下に本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
本実施形態の構成は以下のとおりである。
　本開示が適用された車両制御システムは、車両に搭載され、図１に示すように、車間制御電子制御装置（以下「車間制御ＥＣＵ」と称す。）３０、エンジン電子制御装置（以下「エンジンＥＣＵ」と称す。）３２、ブレーキ電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」と称す。）３４を備える。これらは車載ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を構成する通信バスを介して互いに接続されている。また、各ＥＣＵ３０，３２，３４は、いずれも周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、少なくとも通信バスを介して通信を行うためのバスコントローラを備えている。
　また、車間制御ＥＣＵ３０には、図示しない警報ブザー、クルーズコントロールスイッチ、目標車間設定スイッチ等が接続されている他、レーダセンサ１が接続されている。
　ここでレーダセンサ１は、ＦＭＣＷ方式のいわゆる「ミリ波レーダ」として構成されたものであり、周波数変調されたミリ波帯のレーダ波を送受信することにより、先行車両や路側物等の物標を認識し、これらの認識した物標（以下「認識物標」と称す。）に関する情報である物標情報を生成して、車間制御ＥＣＵ３０に送信する。
　なお、物標情報には、認識物標の位置、認識物標との距離，相対速度等が含まれている。
　以下ブレーキＥＣＵについて述べる。
　ブレーキＥＣＵ３４は、図示しないステアリングセンサ、ヨーレートセンサからの検出情報（操舵角、ヨーレート）に加え、図示しないＭ／Ｃ圧センサからの情報に基づいて判断したブレーキペダル状態を車間制御ＥＣＵ３０に送信すると共に、車間制御ＥＣＵ３０から目標加速度、ブレーキ要求等を受信し、これら受信した情報や判断したブレーキ状態に従って、ブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁を開閉するブレーキアクチュエータを駆動することでブレーキ力を制御するように構成されている。
　エンジンＥＣＵについて以下に述べる。
　エンジンＥＣＵ３２は、図示しない車速センサ、スロットル開度センサ、アクセルペダル開度センサからの検出情報（車速、エンジン制御状態、アクセル操作状態）を車間制御ＥＣＵ３０に送信すると共に、車間制御ＥＣＵ３０からは目標加速度、フューエルカット要求等を受信し、これら受信した情報から特定される運転状態に応じて、内燃機関のスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ等に対して駆動命令を出力するように構成されている。
　車間制御ＥＣＵについて以下に述べる。
　車間制御ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３２から車速やエンジン制御状態、ブレーキＥＣＵ３４から操舵角、ヨーレート、ブレーキ制御状態等を受信する。また、車間制御ＥＣＵ３０は、クルーズコントロールスイッチ，目標車間設定スイッチなどによる設定値、及びレーダセンサ１から受信した物標情報に基づいて、先行車両との車間距離を適切な距離に調節するための制御指令として、エンジンＥＣＵ３２に対しては、目標加速度、フューエルカット要求等を送信し、ブレーキＥＣＵ３４に対しては、目標加速度、ブレーキ要求等を送信する。また、車間制御ＥＣＵ３０は、警報発生の判定を行い、警報が必要な場合には警報ブザーを鳴動させるように構成されている。
　ここで、レーダセンサ１の詳細について説明する。
　レーダセンサ１は、発振器１０と、増幅器１２と、分配器１４と、送信アンテナ１６と、受信アンテナ部２０と、受信スイッチ２１と、増幅器２２と、ミキサ２３と、フィルタ２４と、Ａ／Ｄ変換器２５と、信号処理部２６とを備えている。
　発振器１０は、時間に対して周波数が直線的に増加する上り区間、及び周波数が直線的に減少する下り区間を有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する。増幅器１２は、発振器１０が生成する高周波信号を増幅する。分配器１４は、増幅器１２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する。送信アンテナ１６は、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する。受信アンテナ部２０は、レーダ波を受信するｎ個の受信アンテナからなる。受信スイッチ２１は、受信アンテナ部２０を構成するアンテナのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給する。増幅器２２は、受信スイッチ２１から供給される受信信号Ｓｒを増幅する。ミキサ２３は、増幅器２２にて増幅された受信信号Ｓｒ及びローカル信号Ｌを混合してビート信号ＢＴを生成する。フィルタ２４は、ミキサ２３が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器２５は、フィルタ２４の出力をサンプリングしデジタルデータに変換する。信号処理部２６は、発振器１０の起動又は停止やＡ／Ｄ変換器２５を介したビート信号ＢＴのサンプリングを制御する。また、サンプリングされたサンプリングデータを用いた信号処理や、車間制御ＥＣＵ３０との通信を行い、信号処理に必要な情報（車速情報）、及びその信号処理の結果として得られる情報（ターゲット情報など）を送受信する処理などを行う。
　受信アンテナ部２０を構成する各アンテナは、そのビーム幅がいずれも送信アンテナ１６のビーム幅全体を含むように設定されている。そして、各アンテナがそれぞれＣＨ１～ＣＨｎに割り当てられている。
　信号処理部２６は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。更に、Ａ／Ｄ変換器２５を介して取り込んだデータについて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理などを実行するための演算処理装置（例えばＤＳＰ）を備えている。
　レーダセンサの動作を以下に述べる。
　このように構成された本実施形態のレーダセンサ１では、信号処理部２６からの指令に従って発振器１０が起動すると、その発振器１０が生成し、増幅器１２が増幅した高周波信号を、分配器１４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌを生成し、このうち送信信号Ｓｓは、送信アンテナ１６を介してレーダ波として送出される。
　そして、送信アンテナ１６から送出され物体に反射して戻ってきた反射波は、受信アンテナ部２０を構成するすべての受信アンテナにて受信され、受信スイッチ２１によって選択されている受信チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１～ｎ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器２２で増幅された後ミキサ２３に供給される。すると、ミキサ２３では、この受信信号Ｓｒに分配器１４からのローカル信号Ｌを混合することによりビート信号ＢＴを生成する。このビート信号ＢＴは、フィルタ２４にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器２５にてサンプリングされ、信号処理部２６に取り込まれる。
　なお、受信スイッチ２１は、レーダ波の一変調周期の間に、すべてのチャンネルＣＨ１～ＣＨｎが所定の回（例えば５１２回）ずつ選択されるよう切り替えられ、また、Ａ／Ｄ変換器２５は、この切り替えのタイミングに同期してサンプリングを行う。つまり、レーダ波の一変調周期の間に、チャンネルＣＨ１～ＣＨｎ毎かつレーダ波の上り／下り各区間毎にサンプリングデータが蓄積されることになる。
　次に、信号処理部２６での処理について説明する。
　なお、信号処理部２６を構成するＲＯＭには、後述する処理のプログラムが少なくとも記憶されている。
　ここで、信号処理部２６が実行するメイン処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、レーダ波の一変調周期を測定サイクルとして繰り返し起動する。
　信号処理部２６を構成するＣＰＵは、本処理が起動すると、Ｓ１１０にて、前回の測定サイクルの間に蓄積された一変調周期分のサンプリングデータについて周波数解析処理（ここではＦＦＴ処理）を実行し、チャンネルＣＨ１～ＣＨｎ毎かつレーダ波の上り／下り各区間毎にビート信号ＢＴのパワースペクトルを算出する。
　Ｓ１２０では、Ｓ１１０で求めたパワースペクトル上でピークとなる周波数成分（以下「ピーク周波数成分」と称する。）を抽出するピークサーチを行う。なお、ピークの検出に使用する閾値には、第１検出閾値と、第１検出閾値より低い値に設定された第２検出閾値とがあり、いずれも図５に示すように、周波数が高いほど小さな値となるように設定されている。ここでは、第２検出閾値以上のピークを抽出する。また、第１検出閾値は、従来技術においてピークの検出を行う際に用いる閾値と同じ大きさに設定する。
　このピークサーチにて抽出されるピーク周波数成分には、後述するＳ１８０での予測値に適合するものとそれ以外のものとがあり、更に、予測値に適合するピーク周波数成分が存在しない場合には、ノイズや他のピーク周波数成分に埋もれているものとみなしてピーク周波数成分の外挿を行う。なお、適合するとは、予め設定された許容範囲内で一致することを意味するものとする。また、外挿したピーク周波数成分の信号レベルは、ゼロ、或いはノイズレベルに設定する。
　Ｓ１３０では、Ｓ１２０で抽出されたピーク周波数成分（但し、外挿されたものを除く）毎かつ変調区間毎に、そのピーク周波数を発生させた反射波の到来方向を求める方位演算処理を実行する。具体的には、各チャンネルＣＨ１～ＣＨｎから集めたｎ個の同一周波数のピーク周波数成分について周波数解析処理（ここではＦＦＴ処理、又はＭＵＳＩＣ（multiple　signal　classification）等のスーパーレゾリューション法）を実施する。
　Ｓ１４０では、Ｓ１２０にて抽出された上り変調時のピーク周波数成分と下り変調時のピーク周波数成分との組み合わせを設定するペアマッチ処理を実行する。具体的には、Ｓ１２０で抽出したピーク周波数成分の信号レベルやＳ１３０にて算出した到来方向がほぼ一致するもの（両者の差が予め設定された一致判定閾値以下であるもの）を組み合わせる。更に、設定された各組み合わせについて、ＦＭＣＷレーダにおける周知の手法を用いて距離，相対速度を算出し、その算出距離，算出速度が予め設定された上限距離，上限速度より小さいもののみを、正式なペア（即ち、レーダ波の反射点）として登録する。但し、以下では、登録された正式なペアのうち、少なくとも一方のピークの受信強度が第１検出閾値以上のペアを高レベル反射点、それ以外のペアを低レベル反射点とする。
　Ｓ１５０では、後述する後端位置情報生成処理を実行する。
　Ｓ１６０では、今回の測定サイクルのＳ１４０で登録された高レベル反射点（以下「今サイクル反射点」と称する。）毎に、これら今サイクル反射点が、前回の測定サイクルのＳ１４０で登録された高レベル反射点（以下「前サイクル反射点」と称する。）と同一の物標を表すものであるか（履歴接続があるか）を判定する履歴追尾処理を実行する。
　具体的には、前サイクル反射点の情報に基づいて、前サイクル反射点に対応する今サイクル反射点の予測位置及び予測速度を算出する。その予測位置，予測速度と、今サイクル反射点から求めた検出位置，検出速度との差分（位置差分，速度差分）が予め設定された上限値（上限位置差，上限速度差）より小さい場合には、履歴接続あるものと判断する。そして、複数の測定サイクル（例えば５サイクル）に渡って履歴接続があると判断された高レベル反射点を物標であると認識する。なお、今サイクル反射点には履歴接続のある前サイクル反射点の情報（例えば、履歴接続の回数や、後述する外挿カウンタ，外挿フラグ、後端位置情報等）が順次引き継がれていく。
　Ｓ１７０は、物標外挿処理を実行する。物標外挿処理は、今サイクルのＳ１６０で認識された物標を今サイクル物標、前サイクルのＳ１６０で認識された物標を前サイクル物標として、今サイクル物標と履歴接続のない前サイクル物標があれば、その前サイクル物標についての予測値に基づいて外挿ペアを作成し、その外挿ペアを今サイクル物標に追加する。
　なお、各今サイクル物標には、外挿の有無を表す外挿フラグ、連続して外挿された回数を表す外挿カウンタが設定され、今サイクル物標が実際に検出された実ペアである場合には外挿フラグＧＦ，外挿カウンタがゼロクリアされ、今サイクル物標が外挿ペアである場合には外挿フラグＧＦが１にセットされると共に、外挿カウンタがインクリメントされる。そして、外挿カウンタのカウント値が予め設定された破棄閾値に達した場合は、その物標をロストしたものとして破棄する。
　Ｓ１８０では、Ｓ１６０，Ｓ１７０にて登録された今サイクル物標のそれぞれについて、次サイクルで検出されるべきピーク周波数、検出されるべき方位角度を求める次サイクル物標予測処理を実行する。
　Ｓ１９０では、認識された物標毎に、その物標の速度，位置，方位角度，Ｓ１５０にて推定された後端位置からなる物標情報を生成して車間制御ＥＣＵ３０に送信して本処理を終了する。
　次に先のＳ１５０にて実行する後端位置情報生成処理の詳細を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
　信号処理部２６を構成するＣＰＵは、本処理が起動すると、まず、Ｓ２１０にて、自車速が０［ｋｍ／ｈ］より大きいか否か、即ち、車両が前方に進んでいるか否かを判断する。自車速が０［ｋｍ／ｈ］以下であれば（Ｓ２１０：ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。自車速が０［ｋｍ／ｈ］より大きければ（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０に進む。
　Ｓ２２０では、先のＳ１４０で登録された高レベル反射点のうち、以下のＳ２３０～Ｓ２６０の処理を行っていない、未処理のものがあるか否かを判断する。未処理の高レベル反射点がなければ（Ｓ２２０：ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。未処理の高レベル反射点があれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ２３０にて、未処理の高レベル反射点の一つを対象反射点として選択する。
　続くＳ２４０では、対象反射点を基準として設定された後端点探査範囲内に、低レベル反射点が存在するか否かを判断する。なお、後端点探査範囲は、例えば、図４に示すように、対象反射点を中心とした左右方向、即ち自車両の車幅方向に±２ｍ、かつ、対象反射点から手前方向、即ち自車両に接近する方向に１０ｍの範囲とする。
　後端点探査範囲内に低レベル反射点が存在しなければ（Ｓ２４０：ＮＯ）、Ｓ２２０に戻り、存在すれば（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、Ｓ２５０に進む。
　Ｓ２５０では、後端点探査範囲内の低レベル反射点と対象反射点とが予め設定された同一物標条件が成立するか否かを判断する。ここでは、同一物標条件として、両反射点が予め設定された許容範囲（例えば、±５［ｋｍ／ｈ］）内であることを用いる。
　同一物標条件が成立しなければ（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２２０に戻り、同一物標条件が成立すれば（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に進む。
　Ｓ２６０では、同一物標条件を満たす低レベル反射点と対象反射点との距離を表す後端位置情報を生成し、その情報を対象反射点に対応づけて、Ｓ２２０に戻る。なお、同一物標に複数の高レベル反射点が属する場合は、その中で最大の後端位置情報を、その物標の後端位置情報とする。
　動作例について説明する。例えば、図７（ａ）に示す状況を仮定すると、図５（ａ）に示すように、後端部位の反射点Ｐ１と奥側部位の反射点Ｐ２に基づくピークが検出され、この場合、反射点Ｐ１が高レベル反射点、反射点Ｐ２が低レベル反射点として抽出される。高レベル反射点である反射点Ｐ１について、後端位置情報生成処理が実行されるが、反射点Ｐ１より手前に低レベル反射点は存在しないため、後端位置情報は生成されない。もしくは、後端点との距離が０ｍであることを示す後端位置情報が生成される。
　図７（ａ）の状況でより先行車両に接近すると、図５（ｂ）に示すように、反射点Ｐ１，Ｐ２がいずれも高レベル反射点として抽出される。反射点Ｐ１，Ｐ２より手前に低レベル反射点は存在しないため、この場合も後端位置情報は生成されない。なお、反射点Ｐ１，Ｐ２は、履歴追尾／物標認識処理（Ｓ１６０）で同一物標に属する反射点として認識される。
　更に先行車両に接近し、図７（ｂ）に示す状況になると、図５（ｃ）に示すように、反射点Ｐ１が低レベル反射点、反射点Ｐ２が高レベル反射点として抽出される。高レベル反射点である反射点Ｐ２の手前に、低レベル反射点である反射点Ｐ１が存在するため、反射点Ｐ２に関する後端位置情報として、反射点Ｐ１から反射点Ｐ２までの距離を表す情報が生成される。
　このようにして検出される後端位置情報は、図６（ａ）に示すように、バラツキを有したものとなる。このため、物標情報生成／送信（Ｓ１９０）では、図６（ｂ）に示すように、後端位置情報に対してローパスフィルタ処理を施した結果を生成／送信するようにしてもよい。なお、図６（ａ）は、物標の位置と後端位置情報（物標位置から後端点の位置までの距離）をプロットしたものであり、図６（ｂ）は、物標の位置と後端点の位置を表したものである。つまり、図６（ｂ）では、両グラフの縦軸方向の間隔が後端位置情報を表す。
　以上説明したように、本実施形態では、基本的には、高レベル反射点を用いて物標を検出し、その物標の後端の位置に関する後端位置情報を、低レベル反射点を用いて生成している。ＡＣＣやＰＣＳの制御に必要な物標の後端位置が誤検出されることを抑制することができる。その結果、物標の位置を利用する各種制御の信頼性を向上させることができる。
　［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。
　（１）上記実施形態では、ペアマッチ（Ｓ１４０）によって検出された反射点（ペア）毎に後端位置情報の生成を行っているが、履歴追尾／物標認識（Ｓ１６０）によって認識された物標毎に後端位置情報の生成を行うようにしてもよい。
　（２）上記実施形態では、後端位置情報の生成を、自車両が前方に移動している場合にのみ許可しているが、自車両の移動状態に関わらず常に許可するように構成してもよい。
　（３）上記実施形態における一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一つの構成要素に統合させたりしてもよい。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。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等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
　（４）本開示の物標検出装置は、上述したレーダ装置の他、当該レーダ装置を構成要素とするシステム、当該レーダ装置の信号処理部２６（物標検出装置）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媒体、物標検出方法など、種々の形態で実現することもできる。
　１…レーダセンサ　１０…発振器　１２，２２…増幅器　１４…分配器　１６…送信アンテナ　２０…受信アンテナ部　２１…受信スイッチ　２３…ミキサ　２４…フィルタ　２５…Ａ／Ｄ変換器　２６…信号処理部　３０…車間制御ＥＣＵ　３２…エンジンＥＣＵ　３４…ブレーキＥＣＵ

Claims (4)

  1. 　車両に搭載され、該車両の周囲に存在する物標に関する情報を生成する物標検出装置であって、
    　予め設定された測定サイクル毎に、レーダ波を送受信して該レーダ波を反射した反射点の位置及び速度を検出する反射点検出手段（２６：Ｓ１１０～Ｓ１４０）と、
    　前記反射点検出手段にて検出された反射点のうち、反射強度が予め設定された第１検出閾値以上の反射点を高レベル反射点、前記第１検出閾値より低い値に設定された第２検出閾値以上かつ前記第１検出閾値より小さい反射点を低レベル反射点として設定する反射点設定手段（２６：Ｓ１４０、Ｓ１５０）と、
    　前記高レベル反射点毎に、該高レベル反射点を基準として該高レベル反射点の前記車両側に設定された後端点探査範囲を調べ、該後端点探査範囲内に予め設定された同一物標条件を満たす前記低レベル反射点が存在する場合、該低レベル反射点の位置情報を後端位置情報として、該後端点探査範囲の基準となった高レベル反射点に関連づける後端位置情報生成手段（２６：Ｓ１５０）と、
    　前記高レベル反射点の情報を用いて、前記車両の周囲に存在する物標を検出する物標検出手段（２６：Ｓ１６０）と、
    　を備えることを特徴とする物標検出装置。
  2. 　前記物標検出手段は、検出した前記物標毎に、該物標に属する前記高レベル反射点の後端位置情報を用いて、該物標の後端位置情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の物標検出装置。
  3. 　前記車両が前方に移動している場合に前記後端位置情報生成手段の作動を許可する許可手段（２６：Ｓ２１０）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物標検出装置。
  4. 　前記後端位置情報生成手段は、前記車両との相対速度が予め設定された許容範囲内であること（２６：Ｓ２５０）を前記同一物標条件として用いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の物標検出装置。
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