WO2020040088A1 - 物体検知装置 - Google Patents

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WO2020040088A1
WO2020040088A1 PCT/JP2019/032277 JP2019032277W WO2020040088A1 WO 2020040088 A1 WO2020040088 A1 WO 2020040088A1 JP 2019032277 W JP2019032277 W JP 2019032277W WO 2020040088 A1 WO2020040088 A1 WO 2020040088A1
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直継 清水
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株式会社デンソー
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93272—Sensor installation details in the back of the vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to an object detection device configured to detect an object around a vehicle.
  • a radar device that uses a combination of a plurality of modulation methods in order to improve the detection accuracy of an object.
  • a vehicular radar device described in Patent Literature 1 below transmits a radar wave modulated by an FMCW modulation method in combination with a radar wave modulated by a CW modulation method. Then, the vehicle radar device determines the validity of the detection result by the FMCW modulation method using the detection result by the CW modulation method, and when it is determined to be valid, the azimuth calculated by the FMCW modulation method is determined. If it is determined that the direction is not appropriate, the azimuth calculated in the CW modulation method is used.
  • One aspect of the present disclosure is an object detection device configured to detect an object around a vehicle, which makes it easier to detect the object even when the detection accuracy by the radar is deteriorated due to an external factor. To provide technology.
  • One embodiment of the present disclosure is an object detection device mounted on a vehicle and configured to detect an object around the vehicle, wherein an output acquisition unit, an accuracy estimation unit, a weight setting unit, and a position calculation Unit.
  • the output acquisition unit is configured to acquire output signals from a plurality of radar sensors mounted at different positions on the vehicle.
  • the accuracy estimating unit is configured to estimate detection accuracy of each of the plurality of radar sensors based on output signals from the plurality of radar sensors.
  • the weight setting unit is configured to set weights for output signals from the plurality of radar sensors according to detection accuracy of the plurality of radar sensors.
  • the position calculation unit is configured to calculate the position of the object by employing a combination of output signals from a plurality of radar sensors reflecting the set weighting.
  • the detection accuracy of the plurality of radar sensors is deteriorated, the positions of the plurality of radar sensors are different, so that a difference in the detection accuracy is likely to occur. For this reason, if the output signals from the multiple radar sensors reflecting the weights set according to the detection accuracy of the multiple radar sensors are used in combination, the specific gravity using the output signals from the radar sensors with higher detection accuracy can be obtained.
  • the object can be detected by increasing the size. Therefore, the influence of an external factor such as a radar wave transmitted from another vehicle can be suppressed, and the object can be detected more easily than when only an output signal from a single radar sensor is used.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a moving object detection system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an installation position of a radar device and an object detection area. It is a flowchart which shows an object detection process.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of a radar wave transmitted from the radar device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a portion where an SN ratio is reduced by multipath. It is a figure showing the frequency spectrum waveform of the FMCW system under a clear environment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a frequency spectrum waveform of the FMCW method under a complex environment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an AD waveform, which is a frequency spectrum waveform of the FMCW method in an environment where interference does not occur.
  • FIG. 5 is a diagram showing an FMCW frequency spectrum waveform and an FFT waveform in an environment where interference does not occur.
  • FIG. 3 is a diagram showing an AD waveform, which is a frequency spectrum waveform of the FMCW method under an environment where interference occurs.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an FFT waveform, which is a frequency spectrum waveform of the FMCW method under an environment where interference occurs.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of combinations of output signals of left and right radar devices with respect to a multipath occurrence state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of setting weights according to a multipath occurrence state.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of combinations of output signals according to each modulation scheme with respect to the estimation result of the azimuth accuracy.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of combinations of output signals of left and right radar devices with respect to a state of occurrence of interference.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of setting weights according to the state of occurrence of interference.
  • the moving object detection system 1 of the present embodiment is a system mounted on a vehicle and configured to detect objects around the vehicle. As shown in FIG. 1, the moving object detection system 1 includes two radar devices 2L and 2R, an alarm device 3, and a moving object detection device 4.
  • the radar device 2L is a left radar device installed on the rear left side of the vehicle.
  • the radar device 2R is a right-side radar device installed on the rear right side of the vehicle.
  • the configurations and functions of the two radar devices 2L and 2R are basically the same.
  • the two radar devices 2L and 2R are also collectively referred to as a radar device 2.
  • the moving object detection system 1 only needs to include at least one radar device, and may include three or more radar devices.
  • the radar device 2 is a millimeter-wave radar that repeatedly transmits and receives radar waves and monitors the vicinity of the vehicle VH.
  • a plurality of modulation schemes here, a transmission signal modulated by the FMCW scheme and a transmission signal modulated by the 2FCW scheme are combined into one set.
  • the radar device 2 repeatedly transmits a radar wave based on this set of transmission signals at a predetermined cycle, which is a radar wave in a plurality of modulation schemes.
  • FMCW is an abbreviation for Frequency Modulated Continuous Wave.
  • 2FCW is an abbreviation for 2 Frequency Continuous Wave.
  • the radar device 2 is installed on the left and right of the vehicle VH on which the moving object detection system 1 is mounted.
  • the radar device 2 transmits the radar wave toward the left side and the right side behind the vehicle VH to transmit moving objects (for example, other vehicles such as automobiles and motorcycles) existing in the object detection area and
  • moving objects for example, other vehicles such as automobiles and motorcycles
  • An object including a roadside object for example, a stationary object existing around a vehicle such as a guardrail and a tree
  • the object detection area Rrr of the right radar device 2R is shown by a hatched area on the horizontal plane.
  • the right radar device 2R is mounted such that the central axis CA of the detection range of the receiving antenna is oriented backward at a mounting angle ⁇ with respect to the width direction Dw of the vehicle VH.
  • the detection range is set to include, for example, a range of ⁇ 80 ° about the central axis CA on the horizontal plane.
  • the object detection region Rrl in the left radar device 2L partially overlaps with the object detection region Rrr in the right radar device 2R, and the right radar is located on the right and left center lines of the vehicle. It is set to be line-symmetric with the object detection area Rrr in the device 2R.
  • the radar device 2 has a function as a transmitter for transmitting a transmission wave based on a predetermined transmission signal, and a function as a radar sensor for receiving, as a reception wave, a reflected wave returned from an object reflecting the transmission wave. Then, the radar device 2 converts the received wave that is an analog waveform into a digital signal, and sends the received wave converted into a digital signal, that is, the AD waveform to the moving object detection device 4.
  • the alarm device 3 is a well-known device that issues a warning by receiving a command from the moving object detection device 4 when the moving object detection device 4 detects a moving object approaching from behind the vehicle.
  • the warning device 3 includes, for example, a sound output device installed in the vehicle interior, and outputs a warning sound to the occupant of the vehicle.
  • the moving object detection device 4 is an electronic control device mainly including a known microcomputer including a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, and the like as shown in FIG.
  • Various functions of the microcomputer are realized by the CPU 11 executing a program stored in a non-transitional substantial recording medium.
  • the ROM 12 corresponds to a non-transitional substantial recording medium storing a program.
  • a method corresponding to the program is executed.
  • a non-transitional substantial recording medium means a recording medium excluding electromagnetic waves.
  • a part or all of the functions executed by the CPU 11 may be configured in hardware by one or a plurality of ICs or the like. Further, the number of microcomputers constituting the moving object detection device 4 may be one or more.
  • the object detection process is a process that is started, for example, when the power of the moving object detection system 1 is turned on, and thereafter is repeatedly executed at a predetermined cycle such as every 30 ms.
  • the moving object detection device 4 acquires an AD waveform from the radar device 2 in S110.
  • the radar apparatus 2 transmits a set of transmission signals obtained by combining a transmission signal modulated by the FMCW method and a transmission signal modulated by the 2FCW method, for example, for a period of 30 ms.
  • the moving object detection device 4 repeatedly acquires an AD waveform related to the reflected wave.
  • the radar device 2 increases the frequency of the transmission wave from a predetermined frequency with the passage of time in the FMCW method of one set of transmission signals, and thereafter lowers the frequency of the transmission wave to the predetermined frequency. Further, the radar device 2 intermittently repeats transmission of transmission waves at two frequencies a plurality of times after transmission of a transmission wave by the FMCW method in the 2FCW system of one set of transmission signals. In the present embodiment, the radar device 2 transmits a transmission wave three times, that is, transmits three sets of transmission signals.
  • the AD waveform is generated by the radar devices 2L and 2R.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the AD waveform may be generated by the object detection device 4.
  • the object detection device 4 may acquire a received wave that is an analog waveform from the radar device 2, and convert the received wave into a digital signal.
  • the moving object detection device 4 generates an FFT waveform.
  • the FFT waveform is a waveform obtained by performing a fast Fourier transform on the AD waveform.
  • the moving object detection device 4 calculates an observation point.
  • Steps S120 and S130 are performed, for example, as follows. That is, the moving object detection device 4 generates, from the AD waveform, a beat signal that is a frequency difference signal whose frequency is a frequency difference between the transmission signal and the reception signal.
  • the moving object detection device 4 performs a frequency analysis process by FFT on the generated beat signal to generate a frequency spectrum as an FFT waveform. At that time, the moving object detection device 4 generates a frequency spectrum from the beat signal for each modulation method.
  • the frequency spectrum is data indicating the relationship between each frequency component of the output signal from the radar device 2 and the signal strength corresponding to each frequency component. Note that the signal strength is represented by received power, and is also referred to as power hereinafter.
  • the radar device 2 detects an object by a known FMCW method.
  • the moving object detection device 4 generates a frequency spectrum Sp_up for each antenna from the FMCW frequency rising portion of the beat signal, and generates a frequency spectrum Sp_dn for each antenna from the FMCW frequency falling portion. Then, the moving object detection device 4 extracts the azimuth ⁇ and the power information for each peak of the frequency spectra Sp_up and Sp_dn.
  • the moving object detection device 4 uses an algorithm such as Multiple Signal Classification (hereinafter, MUSIC) for N peak frequency components of the same frequency collected from a plurality of antennas provided in the radar device 2.
  • MUSIC Multiple Signal Classification
  • the arrival direction estimation processing is performed to extract the azimuth ⁇ .
  • the moving object detection device 4 uses the extracted azimuth ⁇ and the power information to pair-match the peak frequency of the frequency spectrum Sp_up and the peak frequency of the frequency spectrum Sp_dn corresponding to the same object. Then, the moving object detection device 4 calculates the relative speed Vr of the object with respect to the vehicle VH and the distance R from the vehicle VH to the object from the peak frequencies of the pair-matched frequency spectra Sp_up and Sp_dn for each object.
  • the radar device 2 detects an object even by the well-known 2FCW method. At this time, the moving object detection device 4 generates a frequency spectrum from each beat signal of the two transmission frequencies, and adds the generated two frequency spectra to generate a frequency spectrum Sp_cw.
  • the moving object detection device 4 extracts the azimuth ⁇ and the power information for each peak of the frequency spectrum Sp_cw.
  • the azimuth ⁇ may be obtained by performing an arrival direction estimation process using an algorithm such as MUSIC.
  • the moving object detection device 4 calculates the relative speed Vr of the object with respect to the vehicle VH and the distance R from the vehicle VH to the object from the peak frequency of the frequency spectrum Sp_cw using the extracted azimuth ⁇ and the power information.
  • the moving object detection device 4 generates object information based on the frequency spectrum, and outputs the generated object information to the moving object detection device 4.
  • the object information includes the position P of the observation point of the object calculated from the distance R and the azimuth ⁇ of the object, and the relative speed Vr of the object.
  • the moving object detection device 4 is configured to estimate the detection accuracy of each of the plurality of radar devices 2 based on the output signals from the plurality of radar devices 2 in S140, S150, and S160.
  • the detection accuracy of the radar device 2 indicates, for example, whether or not the detection by the radar device 2 is normally performed, or the certainty of the detection.
  • the detection accuracy of the radar device 2 is obtained by comparing a value based on an output signal from the radar device 2 with a preset reference value. At this time, the detection accuracy is obtained for each modulation method.
  • the moving object detection device 4 makes a multi-pass determination.
  • the multipath determination indicates a phenomenon in which a radar wave is reflected on a road surface, a wall surface, or the like, whereby a received wave from the same object is detected on a plurality of paths, that is, whether or not a multipath is generated is determined. It has been found that when multipath occurs, the SN ratio of the received wave tends to decrease. Therefore, it is determined whether the SN ratio of the received wave has decreased below a preset reference value by an arbitrary method. When the ratio falls below the reference value, it may be determined that multipath has occurred.
  • the SN ratio indicates the ratio between the signal and noise contained in the reflected wave.
  • the multipath determination is performed for each modulation scheme for the left and right radar devices 2L and 2R.
  • the following method may be adopted for multipath determination.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the correspondence between the distance from the radar device 2 to the object and the received power.
  • a line Lmax indicated by a broken line in FIG. 5 indicates the peak hold value of the received power, that is, the maximum received power Pmax due to the reflected wave of the object on the far side.
  • the area surrounded by the rectangular frames FL1 and FL2 indicates a place where the S / N ratio is reduced due to multipath.
  • reception power difference a subtraction value obtained by subtracting the reception power from the maximum reception power Pmax is larger than a predetermined reduction determination value.
  • reception power difference a subtraction value obtained by subtracting the reception power from the maximum reception power Pmax.
  • the drop determination value map is set so as to have a negative correlation between the distance R indicated by the object information and the drop determination value. Note that “having a negative correlation with the distance” indicates that the decrease determination value decreases with an increase in the distance, and not only that the decrease determination value decreases stepwise with the increase in the distance, but also This also includes the case where the decrease determination value continuously decreases as the distance increases. If the received power difference is larger than the drop determination value, it is determined that multipath has occurred and the detection accuracy is low.
  • the moving object detection device 4 checks the azimuth accuracy.
  • the azimuth accuracy confirmation processing may be performed in parallel with the processing of S140, as shown in FIG. 3, or may be performed in series with other processing after the processing of S120 and before the processing of S170. Good.
  • the azimuth accuracy confirmation indicates whether or not the environment of the vehicle on which the moving object detection system 1 is mounted is a complex environment that lowers the calculation accuracy of the azimuth ⁇ of the object included in the object information.
  • the environment of the vehicle on which the moving object detection system 1 is mounted is acquired, and when the environment satisfies the condition that the environment is a prepared complex environment, it is determined that the calculation accuracy of the azimuth is reduced. Good.
  • the following method may be employed for confirming the azimuth accuracy.
  • the surrounding environment of the vehicle on which the moving object detection system 1 is mounted reduces the calculation accuracy of the azimuth ⁇ of the object for each of the FMCW method and the 2FCW method. It is determined whether or not the environment is complex. Specifically, in the case of the FMCW method, when at least one of the following conditions (A) and (B) is satisfied, it is determined that the surrounding environment of the vehicle VH is a complex environment.
  • the number of peaks of the frequency spectrum Sp_up or the frequency spectrum Sp_dn is larger than a preset number threshold in the complex environment determination range. Note that the number of peaks indicates the number of local maximum values of the power in the frequency spectrum.
  • the average value of the peak power obtained by averaging the power at the peak in the frequency spectrum Sp_up or the frequency spectrum Sp_dn in the complex environment determination range is larger than a preset peak threshold. For example, when there are three peaks, the average value of the peak powers may be a value obtained by averaging the three powers.
  • the complex environment determination range is a predetermined range of the frequency spectrum as shown in FIGS.
  • the complex environment determination range is set in advance according to the range of the distance R of the monitoring target object. That is, the range in which the object to be monitored exists is the complex environment determination range.
  • the complex environment determination range is set in advance according to the range of the relative speed Vr of the object to be monitored.
  • the surrounding environment of the vehicle VH is a complex environment. It may be determined that there is.
  • the average power of the frequency spectrum Sp_up or the frequency spectrum Sp_dn is larger than a preset average threshold value in the complex environment determination range.
  • the surrounding environment of the vehicle VH may be determined to be a complex environment.
  • the average power of the frequency spectrum Sp_cw may be compared with the average threshold.
  • the moving object detection device 4 makes an interference determination.
  • the processing of S160 may be performed in parallel with the processing of S130 to S150, or may be performed in series with other processing after the processing of S120 and before the processing of S170.
  • FIG. 8A and 8B show a state in which no interference occurs.
  • FIG. 8A shows an AD waveform
  • FIG. 8B shows an FFT waveform.
  • 9A and 9B show a state in which interference occurs,
  • FIG. 9A shows an AD waveform
  • FIG. 9B shows an FFT waveform.
  • ADAs shown in FIGS. 8A and 8B when no interference occurs, an AD waveform corresponding to the position of the object is obtained, and the noise floor becomes low in the FFT waveform. Note that the noise floor indicates the average power over the entire range that can be observed by the radar device 2.
  • the moving object detection device 4 sets the average power of the frequency spectrum Sp_up or the frequency spectrum Sp_dn to a predetermined average threshold value over the entire range observable by the radar device 2. If it is larger, it is determined that interference has occurred. In the case of 2FCW, the moving object detection device 4 determines that interference has occurred when the average power of the frequency spectrum Sp_cw is larger than a predetermined average threshold over the entire range observable by the radar device 2. judge.
  • the moving object detection device 4 determines the weighting using the estimation result of the detection accuracy, and in S180, the moving object detection device 4 calculates the object position.
  • the weighting is a coefficient set for each radar device 2 and each modulation method, and is a process of setting a coefficient used for obtaining a weighted average of the object information obtained for each radar device 2 and each modulation method. Represents However, when no object exists in the overlapping region of the object detection regions Rrr and Rrl of the left and right radar devices 2, the weighting for the multipath determination and the weighting for the interference determination may be omitted.
  • the moving object detection device 4 sets so as to adopt the detection result on the position of the object according to the presence or absence of the multipath as shown in FIG. More specifically, in a normal state where multipath does not occur in both the left and right radar devices 2 or when multipath occurs in both the left and right radar devices 2, the left and right radar devices 2 use The setting is made so as to adopt the average value of the positions of the detected objects. That is, the weight is set to 1 and set to the same value other than 0, for example, to both the left and right radar devices 2. The weight is a coefficient by which the detection value of the radar device 2 is multiplied.
  • the left and right weighted average is adopted. As shown in FIG. 11, the setting of the weighted average is such that the weight is set to 1 when the SN ratio is not reduced, and when the noise is large enough to make it difficult to detect the power peak, the weight is set to Set to 0.
  • the case where the noise is so large that it is difficult to detect the peak of the power means that the peak of the power detected by the radar device 2 is larger than the noise that is the average value of the power by a specified value ⁇ (hereinafter, referred to as “power”). This is referred to as a set value.) In this state, the peak of the power is buried in noise, and it is difficult to specify the position of the peak.
  • the weight is set based on the SN ratio of the peak of the power. In other words, the weight is set according to the ratio between the peak value of the power and the average value of the power. The weight here is set so as to approach 0 as the SN ratio of the power peak decreases. The setting of the weight is performed for each modulation method.
  • the moving object detection device 4 sets so as to adopt the detection result on the position of the object according to the result of the azimuth accuracy confirmation. Specifically, as shown in FIG. 12, when the azimuth accuracy is not deteriorated in each modulation method of the radar device 2 and is normal, the average value of the position of the object detected by each modulation method is calculated. Set to adopt. That is, the weights are set to the same value other than 0, such as setting the weight to 1 in both the left and right modulation schemes.
  • the weight in a normal modulation method is set to 1, and the weight is set to 0 in a modulation method in which the azimuth accuracy is deteriorated.
  • the weighted average is set to 1 when the azimuth accuracy is not degraded, and is set to 0 when the influence of the roadside object is large. I do.
  • the case where the influence of the roadside object is large indicates, for example, a state in which there are a plurality of power peaks detected by the radar device 2 and the value of the peak indicating the roadside object exceeds a preset value.
  • the set value here may be set to a value different from the set value used during multipath. Whether the detected object is a moving object or a roadside object can be recognized from the traveling speed, the relative speed, and the like of the vehicle.
  • the weight is set according to the peak power indicating the roadside object.
  • the weight here is set so as to approach 0 as the peak power indicating the roadside object increases. The above setting of the weight is performed for each of the left and right radar devices 2.
  • the moving object detection device 4 sets so as to adopt the detection result on the position of the object according to the result of the interference determination. Specifically, as shown in FIG. 14, in a normal state in which no interference occurs in both the left and right radar devices 2, or in a case where interference occurs in both the left and right radar devices 2, The setting is made so as to adopt the average value of the position of the object detected by the radar device 2. The determination in this process is performed for each modulation method.
  • the left and right weighted average is adopted.
  • the weight is set to 1
  • the noise floor is larger than the set value
  • the weight is set to 0.
  • the set value here is a value obtained by adding a predetermined value ⁇ to default noise representing the magnitude of noise when no interference occurs.
  • the weight is set according to the size of the noise floor.
  • the weight here is set so as to approach 0 as the noise floor rises. The above setting of the weight is performed for each modulation method.
  • the moving object detection device 4 calculates an object position.
  • the moving object detection device 4 specifies the position of the object by employing a combination of output signals from the plurality of radar devices 2 reflecting the set weights.
  • the position of each object is obtained using the weight set for each processing for estimating the detection accuracy of the radar device 2.
  • the moving object detection device 4 sets the position of the object by the right radar device 2R to Pr (x, y), the position of the object by the left radar device 2L to Pl (x, y), and the right radar device. Assuming that the weight set by the 2R is Wr and the weight set by the left radar device 2L is Wl, the position of the object is obtained using the following equation (1).
  • the moving object detection device 4 obtains the position of the object using the above-described equation (1), as in the case of the multi-pass determination.
  • the position of the object according to the FMCW method is Pr (x, y)
  • the position of the object according to the 2FCW method is Pl (x, y)
  • the weight set for the FMCW method is set for Wr and the 2FCW method.
  • the weight is Wl.
  • the moving object detection device 4 obtains the position of the object using the above-described equation (1). However, the moving object detection device 4 uses Pr (x, y) to indicate the position of the object by the right radar device 2R, Pl (x, y) to indicate the position of the object by the left radar device 2L, and uses the right radar device 2R.
  • the set weight is Wr, and the weight set by the left radar device 2L is Wl.
  • One embodiment of the present disclosure is a moving object detection system 1 mounted on a vehicle and configured to detect an object around the vehicle.
  • the moving object detection device 4 is configured to acquire output signals from the plurality of radar devices 2 mounted at different positions of the vehicle in S110 and S120, respectively.
  • the moving object detection device 4 is configured to estimate the detection accuracy of the plurality of radar devices 2 based on the output signals from the plurality of radar devices 2 in S140, S150, and S160.
  • the moving object detection device 4 is configured to set weights for output signals from the plurality of radar devices 2 according to the detection accuracy of the plurality of radar devices 2.
  • the moving object detection device 4 is configured to calculate the position of the object by combining and using output signals from the plurality of radar devices 2 reflecting the set weights in S180.
  • the output signals from the plurality of radar devices 2 arranged at different positions of the vehicle are employed in combination, even if the detection accuracy of one radar device 2 is deteriorated, the other radar device 2 is used. If the radar wave detection accuracy does not deteriorate, the object can be detected satisfactorily.
  • the output signals from the plurality of radar devices 2 reflecting the weights set according to the detection accuracy of the plurality of radar devices 2 are employed in combination, the output signals from the radar devices 2 having higher detection accuracy can be obtained.
  • An object can be detected by increasing the specific gravity used. Therefore, the influence of an external factor such as a radar wave transmitted from another vehicle can be suppressed, and the object can be more easily detected than when only the output signal from the single radar device 2 is used.
  • the moving object detection device 4 is configured to acquire output signals from a plurality of radar devices 2 each having a plurality of modulation methods for each modulation method.
  • the moving object detection device 4 is configured to estimate the detection accuracy for each of the plurality of modulation methods of the plurality of radar devices 2 in S140, S150, and S160.
  • the moving object detection device 4 is configured to set a weight for each of the plurality of modulation schemes of the plurality of radar devices 2 in S170.
  • the weight is set for each of the plurality of modulation schemes.
  • the output signals from the device 2 can be optimally combined. Therefore, the object can be easily detected.
  • the moving object detection device 4 estimates the detection accuracy by analyzing the frequency spectrum of the output signals from the plurality of radar devices 2.
  • the moving object detection device 4 estimates that the detection accuracy is good when the number of peaks in the frequency spectrum is smaller than the preset threshold in S140, S150, and S160.
  • the detection accuracy can be estimated according to the number of peaks using the frequency spectrum. Specifically, when the number of peaks is smaller than a preset threshold, the detection accuracy is determined. If the number of peaks is equal to or greater than the threshold, it can be estimated that the detection accuracy is poor.
  • the moving object detection device 4 estimates that the detection accuracy is good when the average value of the power in the frequency spectrum is lower than a preset threshold.
  • the detection accuracy it is possible to estimate the detection accuracy according to the average value of the power using the frequency spectrum. Specifically, when the average value of the power is lower than a preset threshold value, it is estimated that the detection accuracy is good, and when the average value of the power is equal to or more than the threshold value, the detection accuracy can be estimated to be poor. .
  • the moving object detection device 4 determines in S140, S150, and S160 that there is no location in the frequency spectrum where the SN ratio is lower than a preset reference value. , It is estimated that the detection accuracy is good.
  • the average value of the positions of the plurality of objects is used as the process for specifying the position of the object as one from the positions of the plurality of objects.
  • the processing for specifying one object position from a plurality of object positions may use a weighted average, a least squares method, a standard deviation, or the like.
  • the configuration using a plurality of radar sensors 2L and 2R each having a plurality of modulation schemes has been described, but a configuration using a plurality of radar sensors each having one modulation scheme may be used.
  • any well-known method may be employed.
  • a plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components. . Also, a plurality of functions of a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of another above-described embodiment.
  • a device such as the moving object detection device 4 which is a component of the moving object detection system 1, a program for causing a computer to function as the moving object detection system 1, and this program
  • the present disclosure can be realized in various forms, such as a non-transitional actual recording medium such as a semiconductor memory in which is recorded, a moving object detection method, and the like.
  • the moving object detection device 4 of the above embodiment corresponds to the object detection device according to the present disclosure. Further, among the processes executed by the moving object detection device 4 in the above embodiment, the processes of S110 and S120 correspond to the output acquisition unit in the present disclosure, and the processes of S140, S150 and S160 in the above embodiment are described in the present disclosure. Corresponds to the accuracy estimating unit. Further, the processing of S170 in the above embodiment corresponds to a weight setting unit in the present disclosure, and the processing of S180 in the above embodiment corresponds to a position calculating unit in the present disclosure.

Landscapes

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Abstract

本開示の物体検知装置は、当該車両の異なる位置に搭載された複数のレーダセンサからの出力信号をそれぞれ取得するように構成された出力取得部（Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、前記複数のレーダセンサからの出力信号に基づいて前記複数のレーダセンサの検知精度をそれぞれ推定するように構成された精度推定部（Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０）と、前記複数のレーダセンサの検知精度に応じて、前記複数のレーダセンサからの出力信号に対する重み付けを設定するように構成された重み設定部（Ｓ１７０）と、設定された重み付けを反映した前記複数のレーダセンサからの出力信号を組み合わせて採用することで物体の位置を算出するように構成された位置算出部（Ｓ１８０）と、を備える。

Description

物体検知装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１８年８月２２日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－１５５４１５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－１５５４１５号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、車両の周囲の物体を検知するように構成された物体検知装置に関する。
　上記の物体検知装置として、物体の検知精度を向上させるために、複数の変調方式を組み合わせて用いるレーダ装置がある。例えば、下記の特許文献１に記載の車両用のレーダ装置は、ＦＭＣＷ変調方式により変調されたレーダ波と、ＣＷ変調方式により変調されたレーダ波とを組み合わせて送信している。そして、上記車両用レーダ装置は、ＣＷ変調方式による検知結果を用いて、ＦＭＣＷ変調方式による検知結果の妥当性を判定し、妥当であると判定した場合は、ＦＭＣＷ変調方式において算出された方位を用い、妥当でないと判定した場合は、ＣＷ変調方式において算出された方位を用いている。
特開２００４－３４０７５５号公報
　しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、上記特許文献１の技術では、同種の物体検知装置を搭載した他車両が付近に存在し、他車両が送信したレーダ波との間でレーダ波の干渉が生じる場合のように、外的要因の影響を受けると、複数の変調方式の全てで検知精度が悪化することが分かった。この場合には、物体の検知能力が低下する虞があるという課題が見出された。
　本開示の１つの局面は、車両の周囲の物体を検知するように構成された物体検知装置において、外的要因の影響によりレーダによる検知精度が悪化した場合であっても物体を検知しやすくする技術を提供することにある。
　本開示の一態様は、車両に搭載され、当該車両の周囲の物体を検知するように構成された物体検知装置であって、出力取得部と、精度推定部と、重み設定部と、位置算出部と、を備える。
　出力取得部は、当該車両の異なる位置に搭載された複数のレーダセンサからの出力信号をそれぞれ取得するように構成される。精度推定部は、複数のレーダセンサからの出力信号に基づいて複数のレーダセンサの検知精度をそれぞれ推定するように構成される。
　重み設定部は、複数のレーダセンサの検知精度に応じて、複数のレーダセンサからの出力信号に対する重み付けを設定するように構成される。位置算出部は、設定された重み付けを反映した複数のレーダセンサからの出力信号を組み合わせて採用することで物体の位置を算出するように構成される。
　このような構成によれば、車両の異なる位置に配置された複数のレーダセンサからの出力信号を組み合わせて採用するので、一方のレーダセンサの検知精度が悪化したとしても、他方のレーダセンサにレーダ波の検知精度が悪化しない場合には良好に物体を検知することができる。
　また、複数のレーダセンサの検知精度が悪化したとしても、複数のレーダセンサの位置が異なるので、検知精度の差が生じやすくなる。このため、複数のレーダセンサの検知精度に応じて設定された重み付けを反映した複数のレーダセンサからの出力信号を組み合わせて採用すれば、より検知精度が高いレーダセンサからの出力信号を用いる比重を大きくして物体を検知することができる。よって、他車両が送信したレーダ波等の外的要因の影響を抑制でき、単体のレーダセンサからの出力信号のみを採用する場合よりも物体を検知しやすくすることができる。
移動物体検知システムの構成を示すブロック図である。 レーダ装置の設置位置と物体検知領域とを示す図である。 物体検知処理を示すフローチャートである。 レーダ装置から送信されるレーダ波の波形を示す図である。 マルチパスによりＳＮ比が低下している箇所を示す図である。 クリアな環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形を示す図である。 複雑環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形を示す図である。 干渉が生じない環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形であってＡＤ波形を示す図である。 干渉が生じない環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形であってＦＦＴ波形を示す図である。 干渉が生じた環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形であってＡＤ波形を示す図である。 干渉が生じた環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形であってＦＦＴ波形を示す図である。 マルチパスの発生状態に対する左右のレーダ装置の出力信号の組み合わせ例を示す図である。 マルチパスの発生状態に応じた重み付けの設定例を示す図である。 方位精度の推定結果に対する各変調方式による出力信号の組み合わせ例を示す図である。 方位精度の推定結果に応じた重み付けの設定例を示す図である。 干渉の発生状態に対する左右のレーダ装置の出力信号の組み合わせ例を示す図である。 干渉の発生状態に応じた重み付けの設定例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の一態様の実施形態を説明する。
　［１．実施形態］
　［１－１．構成］
　以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
　本実施形態の移動物体検知システム１は、車両に搭載され、当該車両の周囲の物体を検知するように構成されたシステムである。移動物体検知システム１は、図１に示すように、２つのレーダ装置２Ｌ，２Ｒと、警報装置３と、移動物体検知装置４と、を備える。
　レーダ装置２Ｌは、車両の後部左側面に設置された左側のレーダ装置である。また、レーダ装置２Ｒは、車両の後部右側面に設置された右側のレーダ装置である。２つのレーダ装置２Ｌ，２Ｒの構成及び機能は、基本的に同じである。以下では、２つのレーダ装置２Ｌ，２Ｒをまとめてレーダ装置２とも称する。なお、移動物体検知システム１は、少なくとも１つのレーダ装置を備えていればよく、３つ以上のレーダ装置を備えてもよい。
　レーダ装置２は、レーダ波を繰り返し送受信して車両ＶＨの周辺を監視するミリ波レーダである。本実施形態では、複数の変調方式、ここでは、ＦＭＣＷ方式で変調された送信信号と２ＦＣＷ方式で変調された送信信号とを組み合わせて１セットとする。レーダ装置２は、複数の変調方式でのレーダ波であって、この１セットの送信信号に基づいたレーダ波を所定の周期で繰り返し送信する。なお、ＦＭＣＷは、Frequency Modulated Continuous Waveの略である。２ＦＣＷは、２ Frequency Continuous Waveの略である。
　レーダ装置２は、図２に示すように、移動物体検知システム１を搭載した車両ＶＨの左右の後方に設置される。そしてレーダ装置２は、レーダ波を車両ＶＨの後方における左側及び右側に向けてそれぞれレーダ波を送信することにより、物体検知領域内に存在する移動物体（例えば、自動車及び二輪車等の他車両）及び路側物（例えば、ガードレール及び樹木等の車両の周囲に存在する静止物）を含む物体を検知する。
　なお、図２では、水平面上において、右側のレーダ装置２Ｒにおける物体検知領域Ｒｒｒを斜線の領域で図示している。右側のレーダ装置２Ｒは、受信アンテナの検知範囲の中心軸ＣＡが、車両ＶＨの幅方向Ｄｗに対して後方に取付角度φ傾いた方向を向くように取り付けられている。また検知範囲は、水平面上において、中心軸ＣＡを中心として例えば±８０°の範囲を含むように設定されている。
　なお、左側のレーダ装置２Ｌについても同様の構成である。左側のレーダ装置２Ｌにおける物体検知領域Ｒｒｌは、図２に示すように、右側のレーダ装置２Ｒにおける物体検知領域Ｒｒｒと一部が重複し、車両の左右方向の中心線に対して、右側のレーダ装置２Ｒにおける物体検知領域Ｒｒｒと線対称となるように設定される。
　レーダ装置２は、所定の送信信号に基づく送信波を送信する送信器としての機能、及び送信波を反射した物体から返ってきた反射波を受信波として受信するレーダセンサとしての機能とを備える。そして、レーダ装置２は、アナログ波形である受信波を、デジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した受信波、すなわちＡＤ波形を移動物体検知装置４に送る。
　警報装置３は、移動物体検知装置４が車両の後方から接近する移動物体を検知した場合に、移動物体検知装置４からの指令を受けて警報を行う周知の装置である。警報装置３は、例えば、車室内に設置された音声出力装置を備え、車両の乗員に対して、警告音を出力する。
　移動物体検知装置４は、図１に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ１１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ１２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。
　なお、非遷移的実体的記録媒体とは、記録媒体のうちの電磁波を除く意味である。また、ＣＰＵ１１が実行する機能の一部又は全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、移動物体検知装置４を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
　［１－２．処理］
　次に、移動物体検知装置４が実行する物体検知処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。物体検知処理は、例えば、当該移動物体検知システム１の電源が投入されると開始され、その後、例えば、３０ｍｓ毎等の所定の周期で繰り返し実行される処理である。
　物体検知処理では、図３に示すように、まず、Ｓ１１０で、移動物体検知装置４は、レーダ装置２からＡＤ波形を取得する。なお、本実施形態のレーダ装置２は、図４に示すように、ＦＭＣＷ方式で変調された送信信号と２ＦＣＷ方式で変調された送信信号とを組み合わせた１セットの送信信号を、例えば、３０ｍｓ周期で送信し、反射波を受信する。移動物体検知装置４は、この反射波に関するＡＤ波形を繰り返し取得する。
　レーダ装置２は、１セットの送信信号のうちのＦＭＣＷ方式で、時間の経過とともに所定の周波数から送信波の周波数を上昇させ、その後、送信波の周波数を所定の周波数まで下降させる。また、レーダ装置２は、１セットの送信信号のうちの２ＦＣＷ方式で、ＦＭＣＷ方式による送信波の送信後に、２つの周波数での送信波の送信を間欠的に複数回繰り返す。本実施形態では、レーダ装置２は、送信波の送信を３回ずつ、つまり、３セットの送信信号の送信を実施する。
　なお、本実施形態では、ＡＤ波形はレーダ装置２Ｌ，２Ｒにより生成されるが、この構成に限らず、ＡＤ波形は物体検知装置４で生成されてもよい。ＡＤ波形が物体検知装置４で生成される場合、物体検知装置４は、レーダ装置２からアナログ波形である受信波を取得し、この受信波をデジタル信号に変換するとよい。
　続いて、Ｓ１２０で、移動物体検知装置４は、ＦＦＴ波形を生成する。ＦＦＴ波形は、ＡＤ波形を高速フーリエ変換することで得られる波形である。続いて、Ｓ１３０で、移動物体検知装置４は、観測点を算出する。
　Ｓ１２０、Ｓ１３０の処理は、例えば下記のように実施される。すなわち、移動物体検知装置４は、ＡＤ波形から、送信信号と受信信号との周波数差を周波数とする周波数差信号であるビート信号を生成する。
　さらに、移動物体検知装置４は、生成したビート信号に対してＦＦＴによる周波数解析処理を実行して、ＦＦＴ波形としての周波数スペクトラムを生成する。その際、移動物体検知装置４は、変調方式毎に、ビート信号から周波数スペクトラムを生成する。なお、周波数スペクトラムとは、レーダ装置２からの出力信号の各周波数成分と各周波数成分に対応する信号強度との関係を示すデータである。なお、信号強度は受信電力で表され、以下、電力とも表記する。
　本実施形態では、レーダ装置２は、周知のＦＭＣＷ方式で、物体を検知する。この際、移動物体検知装置４は、ビート信号のＦＭＣＷ方式の周波数上昇部分からアンテナ毎に周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐを生成し、ＦＭＣＷ方式の周波数下降部分からアンテナ毎に周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎを生成する。そして、移動物体検知装置４は、周波数スペクトラムＳｐ_ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピーク毎に方位θと電力情報を抽出する。
　具体的には、移動物体検知装置４は、レーダ装置２に備えられた複数のアンテナから集めたＮ個の同一周波数のピーク周波数成分について、Multiple Signal Classification（以下、ＭＵＳＩＣ）等のアルゴリズムを用いた到来方向推定処理を実施して、方位θを抽出する。移動物体検知装置４は、抽出した方位θと電力情報を使用して、同じ物体に対応した周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐのピーク周波数と、周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎのピーク周波数とをペアマッチする。そして、移動物体検知装置４は、物体毎に、ペアマッチされた周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピーク周波数から、車両ＶＨに対する物体の相対速度Ｖｒ、及び車両ＶＨから物体までの距離Ｒを算出する。
　また、レーダ装置２は、周知の２ＦＣＷ方式でも、物体を検知する。この際、移動物体検知装置４は、２つの送信周波数のそれぞれのビート信号から、それぞれ周波数スペクトラムを生成し、生成した２つの周波数スペクトラムを足し合わせて周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗを生成する。
　そして、移動物体検知装置４は、周波数スペクトラムＳｐ_ｃｗのピーク毎に方位θと電力情報とを抽出する。方位θは、ＭＵＳＩＣ等のアルゴリズムを用いた到来方向推定処理を実施して求めればよい。移動物体検知装置４は、抽出した方位θと電力情報を使用して、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピーク周波数から、車両ＶＨに対する物体の相対速度Ｖｒ、及び車両ＶＨから物体までの距離Ｒを算出する。
　そして、移動物体検知装置４は、周波数スペクトラムに基づいて物体情報を生成し、生成した物体情報を移動物体検知装置４へ出力する。なお、物体情報は、物体の距離Ｒ及び方位θから算出した物体についての観測点の位置Ｐ、物体の相対速度Ｖｒを含む。
　続いて、移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、複数のレーダ装置２からの出力信号に基づいて複数のレーダ装置２の検知精度をそれぞれ推定するように構成される。レーダ装置２の検知精度とは、例えば、レーダ装置２による検知が正常に行われているか否か、或いは、検知の確からしさを表す。ここでは、レーダ装置２の検知精度を、レーダ装置２からの出力信号に基づく値と予め設定された基準値とを比較することによって求める。この際、それぞれの変調方式について検知精度を求める。
　レーダ装置２の検知精度を推定する処理としては、マルチパス判定、方位精度確認、干渉判定のそれぞれの処理を実施する。
　Ｓ１４０では、移動物体検知装置４は、マルチパス判定をする。マルチパス判定とは、レーダ波が路面や壁面等に反射することによって、複数の経路で同物体からの受信波が検知される現象、すなわちマルチパスの発生の有無を判定することを示す。マルチパスが発生すると、受信波のＳＮ比が低下する傾向があることが分かったため、任意の手法で受信波のＳＮ比が予め設定された基準値よりも低下したか否かを判定し、ＳＮ比が基準値よりも低下した場合にマルチパスが発生したと判定するとよい。
　なお、ＳＮ比とは、反射波に含まれる信号と雑音との比を示す。マルチパス判定は、左右それぞれのレーダ装置２Ｌ，２Ｒについての、それぞれの変調方式について実施される。
　詳細には、マルチパス判定には、下記のような手法を採用してもよい。
　図５は、レーダ装置２から物体までの距離と受信電力との対応関係の一例を示すグラフである。図５において破線で示す線Ｌｍａｘは、受信電力のピークホールド値、すなわち、距離が遠い側の物体の反射波による最大受信電力Ｐｍａｘを示す。また、矩形の枠ＦＬ１，ＦＬ２で囲まれている領域は、マルチパスによりＳＮ比が低下している箇所を示している。
　マルチパス判定では、最大受信電力Ｐｍａｘから受信電力を減じた減算値（以下、受信電力差）が予め設定された低下判定値より大きいか否かを判定する。なお、低下判定値は、低下判定値マップを参照して設定される。
　低下判定値マップは、物体情報が示す距離Ｒと低下判定値との間で負の相関を有するように設定されている。なお、「距離との間で負の相関を有する」とは、距離の増大に伴い低下判定値が減少することを示し、距離の増大に伴い段階的に低下判定値が減少することだけではなく、距離の増大に伴い連続的に低下判定値が減少することも含む。受信電力差が低下判定値より大きい場合に、マルチパスが生じており、検知精度が低いと判定する。
　次に、Ｓ１５０で、移動物体検知装置４は、方位精度確認をする。なお、方位精度確認の処理は、図３に示すように、Ｓ１４０の処理と並列処理されてもよいし、Ｓ１２０の処理後、Ｓ１７０の処理までに、他の処理とは直列に実施されてもよい。方位精度確認とは、移動物体検知システム１が搭載された車両の環境が、物体情報に含まれる物体の方位θの算出精度を低下させる複雑環境であるか否か判定することを示す。
　すなわち、移動物体検知システム１が搭載された車両の環境を取得し、この環境が、予め準備された複雑環境であるとの条件を満たす場合に、方位の算出精度が低下していると判定するとよい。
　詳細には、方位精度確認には、下記のような手法を採用してもよい。
　まず、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎ及びＳｐ＿ｃｗのそれぞれの乱雑度から、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のそれぞれにとって、移動物体検知システム１が搭載された車両の周辺環境が、物体の方位θの算出精度を低下させる複雑環境であるか否か判定する。具体的には、ＦＭＣＷ方式の場合、次の（Ａ）及び（Ｂ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、車両ＶＨの周辺環境が複雑環境であると判定する。
　（Ａ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎのピークの数が、予め設定された数閾値よりも多いこと。なお、ピークの数とは、周波数スペクトラム中の電力の極大値の数を示す。（Ｂ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎにおけるピークでの電力を平均したピーク電力の平均値が、予め設定されたピーク閾値よりも大きいこと。ピーク電力の平均値は、例えば、ピークが３つある場合には、３つの電力を平均した値としてもよい。
　複雑環境判定範囲は、図６及び図７に示すように、周波数スペクトラムの所定の範囲である。複雑環境判定範囲は、監視対象とする物体の距離Ｒの範囲に応じて予め設定されている。つまり、監視対象となる物体が存在する範囲が、複雑環境判定範囲となる。２ＦＣＷ方式の場合も、同様に、（Ａ）及び（Ｂ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、車両ＶＨの周辺環境が複雑環境であると判定する。ただし、２ＦＣＷ方式の場合、複雑環境判定範囲は、監視対象とする物体の相対速度Ｖｒの範囲に応じて予め設定されている。
　さらに、ＦＭＣＷ方式の場合、次の（Ｃ）の条件を加え、（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、車両ＶＨの周辺環境が複雑環境であると判定してもよい。（Ｃ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎの平均電力が、予め設定された平均閾値よりも大きいこと。
　２ＦＣＷの場合も、同様に、（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、車両ＶＨの周辺環境が複雑環境であると判定してもよい。ただし、２ＦＣＷ方式の場合、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの平均電力と平均閾値とを比較するとよい。
　続いて、Ｓ１６０で、移動物体検知装置４は、干渉判定をする。Ｓ１６０の処理は、Ｓ１３０～Ｓ１５０の処理と並列処理されてもよいし、Ｓ１２０の処理後、Ｓ１７０の処理までに、他の処理とは直列に実施されてもよい。
　干渉判定では、ノイズフロアが上昇している場合に干渉が生じ、検知精度が低いと判定する。図８Ａ及び図８Ｂは干渉が生じていない状態であって、図８ＡはＡＤ波形、図８ＢはＦＦＴ波形である。図９Ａ及び図９Ｂは干渉が生じている状態であって、図９ＡはＡＤ波形、図９ＢはＦＦＴ波形である。
　図８Ａ及び図８Ｂに示すように、干渉が生じていない場合には、物体の位置に応じたＡＤ波形が得られ、ＦＦＴ波形ではノイズフロアが低くなる。なお、ノイズフロアとは、レーダ装置２によって観測可能な全範囲についての平均電力を表す。
　一方で、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、他車両のレーダ装置から送信されるレーダ波等によるレーダ波の干渉が生じている場合には、物体の位置とは無関係な位置に多数のピークを有するＡＤ波形が得られ、ＦＦＴ波形ではノイズフロアが高くなる。
　このような特性を利用して、ＦＭＣＷ方式の場合、移動物体検知装置４は、レーダ装置２によって観測可能な全範囲について、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎの平均電力が、予め設定された平均閾値よりも大きい場合に、干渉が生じていると判定する。また、２ＦＣＷの場合、移動物体検知装置４は、レーダ装置２によって観測可能な全範囲について、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの平均電力が、予め設定された平均閾値よりも大きい場合に、干渉が生じていると判定する。
　続いて、Ｓ１７０で、移動物体検知装置４は、検知精度の推定結果を用いて、重み付けを決定し、Ｓ１８０で、移動物体検知装置４は、物体位置を算出する。重み付けとは、レーダ装置２毎、かつ変調方式毎に設定される係数であって、レーダ装置２毎、変調方式毎に得られた物体情報の加重平均を求める際に用いられる係数を設定する処理を表す。ただし、左右のレーダ装置２の物体検知領域Ｒｒｒ，Ｒｒｌの重複領域内に物体が存在しない場合には、マルチパス判定についての重み付け、及び干渉判定による重み付けを省略するとよい。
　まず、Ｓ１７０で、移動物体検知装置４は、図１０に示すように、マルチパスの有無に応じて物体の位置についての検知結果を採用するように設定する。詳細には、左右のレーダ装置２の両方でマルチパスが生じない正常な状態である場合、或いは、左右のレーダ装置２の両方でマルチパスが生じた場合には、左右のレーダ装置２にて検知された物体の位置の平均値を採用するように設定する。つまり、左右のレーダ装置２の両方でウエイトを１に設定するなど、０以外の同値に設定する。なお、ウエイトは、レーダ装置２の検知値に乗じられる係数である。
　左右のレーダ装置２のうちの一方が正常であり、他方がマルチパスを生じた場合には、左右の重み付き平均を採用する。重み付き平均の設定は、図１１に示すように、ＳＮ比が低下していない場合には、ウエイトを１に設定し、ノイズが電力のピークを検知しにくい程度に大きい場合には、ウエイトを０に設定する。ノイズが電力のピークを検知しにくい程度に大きい場合とは、レーダ装置２にて検知される電力のピークが、電力の平均値であるノイズよりも規定値αだけ大きく設定された電力（以下、設定値という。）以下である状態をいう。この状態では、電力のピークがノイズに埋もれてピークの位置の特定が難しくなる。
　ノイズが電力のピークを検知しにくい程度に大きい場合に該当しない場合、すなわち、ノイズが電力のピークを十分検知できる程度に小さい場合には、電力のピークのＳＮ比によってウエイトを設定する。換言すれば、電力のピークと電力の平均値と比に応じてウエイトを設定する。なお、ここでのウエイトは、電力のピークのＳＮ比が低下するにつれて０に近づくように設定する。また、上記のウエイトの設定は、変調方式毎に行う。
　また、Ｓ１７０では、移動物体検知装置４は、方位精度確認の結果に応じて物体の位置についての検知結果を採用するように設定する。詳細には、図１２に示すように、レーダ装置２のそれぞれの変調方式で方位精度が悪化していない正常である場合には、それぞれの変調方式にて検知された物体の位置の平均値を採用するように設定する。つまり、左右の両方の変調方式でウエイトを１に設定するなど、０以外の同値に設定する。
　また、２つの変調方式のうちの一方が正常であり、他方で方位精度が悪化している場合には、方位精度が正常な変調方式のみを採用するように設定する。例えば、正常な変調方式でのウエイトを１に設定し、方位精度が悪化している変調方式でウエイトを０に設定する。
　また、レーダ装置２のそれぞれの変調方式で方位精度が悪化している場合には、２つの変調方式に対する重み付き平均を採用する。ここでの重み付き平均の設定は、図１３に示すように、方位精度が悪化していない場合には、ウエイトを１に設定し、路側物の影響が大きい場合には、ウエイトを０に設定する。路側物の影響が大きい場合とは、例えば、レーダ装置２にて検知される電力のピークが複数存在し、路側物を示すピークの値が予め設定された設定値を上回る状態を示す。なお、ここでの設定値は、マルチパスの際に利用した設定値と異なる値に設定されてもよい。また、検知した物体が移動物体であるか路側物であるかについては、車両の走行速度、相対速度等から認識することができる。
　路側物の影響が小さい場合、すなわち、路側物の影響が大きい場合に該当しない場合には、路側物を示すピークの電力に応じてウエイトを設定する。ここでのウエイトは、路側物を示すピークの電力が大きくなるにつれて０に近づくように設定する。なお、上記のウエイトの設定は、左右のレーダ装置２毎に行う。
　また、Ｓ１７０では、移動物体検知装置４は、干渉判定の結果に応じて物体の位置についての検知結果を採用するように設定する。詳細には、図１４に示すように、左右のレーダ装置２の両方で干渉が生じない正常な状態である場合、或いは、左右のレーダ装置２の両方で干渉が生じた場合には、左右のレーダ装置２にて検知された物体の位置の平均値を採用するように設定する。なお、この処理での判定は、変調方式毎に行う。
　左右のレーダ装置２のうちの一方が正常であり、他方が干渉を生じた場合には、左右の重み付き平均を採用する。重み付き平均の設定は、図１５に示すように、干渉を生じていない場合には、ウエイトを１に設定し、ノイズフロアが設定値よりも大きい場合には、ウエイトを０に設定する。ここでの設定値は、干渉を生じていないときのノイズの大きさを表すデフォルトノイズに所定値αを加算した値である。
　ノイズフロアが設定値よりも大きい場合に該当しない場合、すなわち、ノイズフロアが設定値よりも小さいには、ノイズフロアの大きさによってウエイトを設定する。なお、ここでのウエイトは、ノイズフロアが上昇するにつれて０に近づくように設定する。上記のウエイトの設定は、変調方式毎に行う。
　続いて、Ｓ１８０で、移動物体検知装置４は、物体位置を算出する。ここでは、移動物体検知装置４は、設定された重み付けを反映した複数のレーダ装置２からの出力信号を組み合わせて採用することで物体の位置を特定する。
　この処理では、まず、レーダ装置２の検知精度を推定するそれぞれの処理に対して設定された重み付けを用いて、それぞれ物体の位置を求める。
　マルチパス判定について、移動物体検知装置４は、右側のレーダ装置２Ｒによる物体の位置をＰｒ（ｘ，ｙ）、左側のレーダ装置２Ｌによる物体の位置をＰｌ（ｘ，ｙ）、右側のレーダ装置２Ｒにて設定されたウエイトをＷｒ、左側のレーダ装置２Ｌにて設定されたウエイトをＷｌとして、下記式（１）を用いて物体の位置を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　方位精度確認について、マルチパス判定の場合と同様に、移動物体検知装置４は、前述の式（１）を用いて、物体の位置を求める。ただし、ＦＭＣＷ方式による物体の位置をＰｒ（ｘ，ｙ）、２ＦＣＷ方式による物体の位置をＰｌ（ｘ，ｙ）、ＦＭＣＷ方式に対して設定されたウエイトをＷｒ、２ＦＣＷ方式に対して設定されたウエイトをＷｌとする。
　干渉判定について、移動物体検知装置４は、前述の式（１）を用いて、物体の位置を求める。ただし、移動物体検知装置４は、右側のレーダ装置２Ｒによる物体の位置をＰｒ（ｘ，ｙ）、左側のレーダ装置２Ｌによる物体の位置をＰｌ（ｘ，ｙ）、右側のレーダ装置２Ｒにて設定されたウエイトをＷｒ、左側のレーダ装置２Ｌにて設定されたウエイトをＷｌとする。
　続いて、マルチパス判定、方位精度確認、及び干渉判定のそれぞれの重み付けを用いて求められた複数の物体の位置の平均値を求め、この位置を物体の位置として確定する。
　このような処理が終了すると、物体検知処理を終了する。
　［１－３．効果］
　以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１ａ）本開示の一態様は、車両に搭載され、当該車両の周囲の物体を検知するように構成された移動物体検知システム１である。移動物体検知装置４は、Ｓ１１０，Ｓ１２０で、当該車両の異なる位置に搭載された複数のレーダ装置２からの出力信号をそれぞれ取得するように構成される。移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、複数のレーダ装置２からの出力信号に基づいて複数のレーダ装置２の検知精度をそれぞれ推定するように構成される。
　移動物体検知装置４は、Ｓ１７０で、複数のレーダ装置２の検知精度に応じて、複数のレーダ装置２からの出力信号に対する重み付けを設定するように構成される。移動物体検知装置４は、Ｓ１８０で、設定された重み付けを反映した複数のレーダ装置２からの出力信号を組み合わせて採用することで物体の位置を算出するように構成される。
　このような構成によれば、車両の異なる位置に配置された複数のレーダ装置２からの出力信号を組み合わせて採用するので、一方のレーダ装置２の検知精度が悪化したとしても、他方のレーダ装置２にレーダ波の検知精度が悪化しない場合には良好に物体を検知することができる。
　また、複数のレーダ装置２の検知精度が悪化したとしても、複数のレーダ装置２の位置が異なるので、検知精度の差が生じやすくなる。このため、複数のレーダ装置２の検知精度に応じて設定された重み付けを反映した複数のレーダ装置２からの出力信号を組み合わせて採用すれば、より検知精度が高いレーダ装置２からの出力信号を用いる比重を大きくして物体を検知することができる。よって、他車両が送信したレーダ波等の外的要因の影響を抑制でき、単体のレーダ装置２からの出力信号のみを採用する場合よりも物体を検知しやすくすることができる。
　（１ｂ）移動物体検知装置４は、Ｓ１１０，Ｓ１２０で、それぞれ複数の変調方式を有する複数のレーダ装置２からの出力信号を変調方式毎にそれぞれ取得するように構成される。移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、複数のレーダ装置２の複数の変調方式毎に、検知精度を推定するように構成される。移動物体検知装置４は、Ｓ１７０で、複数のレーダ装置２の複数の変調方式毎に、重み付けを設定するように構成される。
　このような構成によれば、複数の変調方式を有するレーダ装置２からの出力信号を取得する構成の場合に、複数の変調方式毎に重み付けを設定するので、複数の変調方式を有する複数のレーダ装置２からの出力信号を最適に組み合わせることができる。よって、物体を検知しやすくすることができる。
　（１ｃ）移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、複数のレーダ装置２からの出力信号の周波数スペクトラムを解析することによって検知精度を推定する。
　このような構成によれば、周波数スペクトラムを用いて、車両の周囲に他車両等の物体が多い状況、レーダ波の干渉等のノイズが多い状況等の状況を識別することができる。よって、良好に検知精度を推定することができる。
　（１ｄ）移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、周波数スペクトラム中のピークの数が予め設定された閾値よりも少ない場合に、検知精度がよいと推定する。
　このような構成によれば、周波数スペクトラムを用いて、ピークの数に応じて検知精度を推定することができる具体的には、ピークの数が予め設定された閾値よりも少ない場合に、検知精度がよいと推定し、ピークの数が閾値以上である場合に、検知精度が悪いと推定することができる。
　（１ｅ）移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、周波数スペクトラム中の電力の平均値が予め設定された閾値よりも低い場合に、検知精度がよいと推定する。
　このような構成によれば、周波数スペクトラムを用いて、電力の平均値に応じて検知精度を推定することができる。具体的には、電力の平均値が予め設定された閾値よりも低い場合に、検知精度がよいと推定し、電力の平均値が閾値以上の場合に、検知精度が悪いと推定することができる。
　（１ｆ）本開示の一態様では、移動物体検知装置４は、Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０で、周波数スペクトラム中にてＳＮ比が予め設定された基準値よりも低下している箇所が存在しない場合に、検知精度がよいと推定する。
　このような構成によれば、周波数スペクトラムを用いて、ＳＮ比が低下している箇所が存在しない場合に、マルチパスが発生していないと推定し、マルチパスが発生していない場合に検知精度がよいと推定することができる。
　［２．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。
　（２ａ）上記実施形態では、複数の物体の位置から物体の位置を１つに特定する際の処理として、複数の物体の位置の平均値を採用したが、この構成に限られない。複数の物体の位置から物体の位置を１つに特定する際の処理は、加重平均、最小二乗法、標準偏差等を用いてもよい。また、上記では、それぞれ複数の変調方式を有する複数のレーダセンサ２Ｌ，２Ｒを利用する構成について説明したが、それぞれ１の変調方式を有する複数のレーダセンサを利用する構成でもよい。また、複数のレーダセンサ２Ｌ，２Ｒの精度を推定する際には周知の任意の手法を採用してもよい。
　（２ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。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又は置換してもよい。
　（２ｃ）上述した移動物体検知システム１の他、当該移動物体検知システム１の構成要素となる移動物体検知装置４等の装置、当該移動物体検知システム１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半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、移動物体検知方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
　［３．実施形態の構成と本開示の構成との関係］
　上記実施形態の移動物体検知装置４は本開示での物体検知装置に相当する。また、上記実施形態において移動物体検知装置４が実行する処理のうちのＳ１１０，Ｓ１２０の処理は本開示での出力取得部に相当し、上記実施形態のＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０の処理は本開示での精度推定部に相当する。また、上記実施形態のＳ１７０の処理は本開示での重み設定部に相当し、上記実施形態のＳ１８０の処理は本開示での位置算出部に相当する。

Claims (6)

  1. 　車両に搭載され、当該車両の周囲の物体を検知するように構成された物体検知装置（４）であって、
    　当該車両の異なる位置に搭載された複数のレーダセンサからの出力信号をそれぞれ取得するように構成された出力取得部（Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、
    　前記複数のレーダセンサからの出力信号に基づいて前記複数のレーダセンサの検知精度をそれぞれ推定するように構成された精度推定部（Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０）と、
    　前記複数のレーダセンサの検知精度に応じて、前記複数のレーダセンサからの出力信号に対する重み付けを設定するように構成された重み設定部（Ｓ１７０）と、
    　設定された重み付けを反映した前記複数のレーダセンサからの出力信号を組み合わせて採用することで物体の位置を算出するように構成された位置算出部（Ｓ１８０）と、
    　を備える物体検知装置。
  2. 　請求項１に記載の物体検知装置であって、
    　前記出力取得部は、それぞれ複数の変調方式を有する複数のレーダセンサからの出力信号を変調方式毎にそれぞれ取得するように構成され、
    　前記精度推定部は、前記複数のレーダセンサの複数の変調方式毎に、前記検知精度を推定するように構成され、
    　前記重み設定部は、前記複数のレーダセンサの複数の変調方式毎に、前記重み付けを設定する
    　ように構成された物体検知装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の物体検知装置であって、
    　前記精度推定部は、前記複数のレーダセンサからの出力信号の周波数スペクトラムを解析することによって前記検知精度を推定する
    　ように構成された、物体検知装置。
  4. 　請求項３に記載の物体検知装置であって、
    　前記精度推定部は、前記周波数スペクトラム中のピークの数が予め設定された閾値よりも少ない場合に、前記検知精度がよいと推定する
    　ように構成された、物体検知装置。
  5. 　請求項３又は請求項４に記載の物体検知装置であって、
    　前記精度推定部は、前記周波数スペクトラム中の電力の平均値が予め設定された閾値よりも低い場合に、前記検知精度がよいと推定する
    　ように構成された、物体検知装置。
  6. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の物体検知装置であって、
    　前記精度推定部は、前記周波数スペクトラム中にてＳＮ比が予め設定された基準値よりも低下している箇所が存在しない場合に、前記検知精度がよいと推定する
    　ように構成された、物体検知装置。
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