WO2022074725A1 - 物体検知装置、レーダ装置および物体検知方法 - Google Patents

物体検知装置、レーダ装置および物体検知方法 Download PDF

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聡 影目
尭之 北村
啓 諏訪
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Definitions

  • This disclosure relates to an object detection device, a radar device, and an object detection method.
  • Patent Document 1 describes a multipath environment model showing a path of a radio wave reflected by a stationary object and a received signal of a radio wave emitted from a radar device and reflected by an object, and a multipath environment model under a multipath environment.
  • An object detection device and an object detection method for determining whether or not a received signal is from a stationary object by analyzing a non-multipath environment model showing no reflected wave path are described.
  • the target is a stationary object based on the difference between the relative distance to the target and the incident angle of the radio wave reflected by the target between the moving object and the stationary object. It is determined whether or not it is. Therefore, the conventional object detection device has a problem that when a moving object and a stationary object having the same relative distance and incident angle are included in the target, it cannot be accurately determined whether or not the target is a stationary object.
  • the present disclosure solves the above-mentioned problems, and even when a moving object and a stationary object having the same relative distance and incident angle are included in the target, it can be determined whether or not the target is a stationary object.
  • the purpose is to obtain an object detection device, a radar device, and an object detection method.
  • the object detection device includes a wave data acquisition unit that acquires wave data obtained by observing a target by a radar device at an observation time in which the velocity resolution is smaller than the average moving speed of a moving object, and a radar device.
  • a wave data acquisition unit that acquires the moving speed and wave data
  • the target is a stationary object based on the target data estimation unit that estimates the first relative velocity of the object, the movement speed acquired by the velocity acquisition unit, and the relative distance and incident angle estimated by the target data estimation unit.
  • a stationary object that determines whether or not the target is a stationary object by estimating the second relative velocity between the target and the radar device in the case and comparing the first relative velocity with the second relative velocity. It is equipped with a judgment unit.
  • the moving speed of the radar device and the moving speed of the radar device can be obtained by using the wave data obtained by observing the target by the radar device at the observation time when the velocity resolution is smaller than the average moving speed of the moving object. It is possible to estimate the second relative velocity when the target is a stationary object, based on the relative distance to the target and the incident angle at which the signal emitted from the radar device and reflected at the target is incident on the radar device. As a result, in the object detection device according to the present disclosure, whether or not the target is a stationary object even when the target observed by the radar device includes a moving object and a stationary object having the same relative distance and incident angle. Can be determined.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the object detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed processing of step ST2 of FIG.
  • step ST3 It is a schematic diagram which shows the relationship between a radar device and a moving object.
  • step ST4 of FIG. It is a schematic diagram which shows the positional relationship between the two when there is no possibility that a target collides with a radar device.
  • FIG. 11A is a block diagram showing a hardware configuration that realizes the function of the object detection device according to the first embodiment
  • FIG. 11B is a block diagram that executes software that realizes the function of the object detection device according to the first embodiment. It is a block diagram which shows the hardware configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar device 1 according to a first embodiment.
  • the radar device 1 is mounted on a moving body, for example, irradiates an electromagnetic wave to the outside of the moving body, receives a reflected wave reflected by the electromagnetic wave at the target, and observes the target based on the received signal of the reflected wave.
  • the moving body is a vehicle.
  • the radar device 1 includes an antenna 2, a transmission / reception switch 3, a transmitter 4, a receiver 5, an A / D converter 6, a speedometer 7, and an object detection device 8.
  • the antenna 2 is a transmission / reception antenna that is connected to the transmission / reception switch 3, transmits a transmission RF signal that is an electromagnetic wave, and receives a reception RF signal that is a reflected wave from a target.
  • the type of the antenna 2 is selected, for example, according to the environment in which the radar device 1 is used.
  • the type of antenna 2 includes, for example, a patch antenna or a horn antenna. Further, the antenna 2 may be an array antenna composed of a plurality of element antennas. In the following description, the antenna 2 is assumed to be an array antenna.
  • the transmission / reception switch 3 switches between a transmission timing for outputting a transmission RF signal to the antenna 2 and a reception timing for the antenna 2 to receive the reflected wave reflected at the target in chronological order.
  • the transmitter 4 pulse-modulates the transmission RF signal and outputs the pulse-modulated transmission RF signal to the transmission / reception switch 3 and the A / D converter 6. With the transmission / reception switch 3 switched to the transmission side, the transmission RF signal is applied to the space by the antenna 2.
  • the receiver 5 receives a signal including a reflected signal reflected by the transmitted RF signal at the target as a received RF signal in a state where the transmission / reception switching device 3 is switched to the receiving side.
  • the transmitter 4 and the receiver 5 are set to observe the target at an observation time in which the speed resolution of the radar device 1 is smaller than the average moving speed of the moving object.
  • the transmitter 4 and the receiver 5 are set with an observation time in which the speed resolution of the radar device 1 is smaller than the average moving speed of the pedestrian.
  • the assumed moving object may be a vehicle, a bicycle, an animal, or the like, in addition to a pedestrian.
  • the average moving speed of the moving object is calculated based on, for example, statistical data regarding the movement of the moving object, and is preset in the radar device 1.
  • the A / D converter 6 A / D converts the transmitted RF signal generated by the transmitter 4 and the received RF signal received by the receiver 5, respectively, and transfers the A / D converted signal to the object detection device 8. Output.
  • the speedometer 7 measures the moving speed of the radar device 1. For example, when the radar device 1 is mounted on a vehicle, the speedometer 7 measures the absolute speed of the radar device 1 based on the moving speed of the vehicle.
  • the object detection device 8 is a device for determining whether or not the target observed by the radar device 1 is a stationary object, and is a data storage unit 81, a data acquisition unit 82, a signal processing unit 83, and an output data storage unit 84. To prepare for.
  • the data storage unit 81 is configured as a storage device included in the object detection device 8.
  • the received RF signal output from the A / D converter 6 is stored as wave data in the data storage unit 81, and the moving speed of the radar device 1 measured by the speedometer 7 is stored as speed data.
  • the data storage unit 81 may be configured in a storage device provided separately from the object detection device 8.
  • the data acquisition unit 82 acquires wave data and velocity data used for determining whether or not the target observed by the radar device 1 is a stationary object among the data stored in the data storage unit 81.
  • the data storage unit 81 is configured in a storage device provided separately from the object detection device 8
  • the data acquisition unit 82 receives wave data and moving speed data from the storage device through a wired or wireless communication path. To get.
  • the data acquisition unit 82 includes a wave data acquisition unit 821 and a speed acquisition unit 822.
  • the wave data acquisition unit 821 acquires wave data from the data stored in the data storage unit 81.
  • the wave data is data obtained by observing a target with an observation time whose velocity resolution is smaller than the average moving speed of a moving object by the radar device 1, and is obtained by a plurality of hits by the transmitter 4 and the receiver 5. In addition, it is complex number data including the received RF signal of the reflected signal from the target.
  • the speed acquisition unit 822 acquires speed data indicating the moving speed of the radar device 1 from the data stored in the data storage unit 81.
  • the signal processing unit 83 determines whether or not the target observed by the radar device 1 is a stationary object by performing signal processing using the wave data and the speed data acquired by the data acquisition unit 82, and the target is determined. In the case of a moving object, it is determined that the vehicle equipped with the radar device 1 and the target may collide with each other. Further, the output data storage unit 84 is configured as a storage device included in the object detection device 8. The data obtained by the signal processing by the signal processing unit 83 is stored in the output data storage unit 84 as output data. The output data storage unit 84 may be configured in a storage device provided separately from the object detection device 8.
  • the signal processing unit 83 shown in FIG. 1 includes a target data estimation unit 831, a stationary object determination unit 832, and a final determination unit 833.
  • the target data estimation unit 831 estimates the relative distance between the radar device 1 and the target, the incident angle of the received RF signal, and the relative speed between the radar device 1 and the target using the wave data acquired by the wave data acquisition unit 821. do.
  • the relative distance between the radar device 1 and the target is the relative distance between the radar device 1 moving with the vehicle and the target observed by the radar device 1.
  • the incident angle of the received RF signal is the incident angle when the signal emitted from the radar device 1 and reflected at the target is incident on the radar device 1, for example, the moving direction of the radar device 1 and the reception of the reflected signal from the target.
  • the relative speed between the radar device 1 and the target is the first relative speed indicating the relative speed between the radar device 1 and the target.
  • the stationary object determination unit 832 is a target and a radar device 1 when the target is a stationary object based on the velocity data acquired by the velocity acquisition unit 822 and the relative distance and incident angle estimated by the target data estimation unit 831. Estimate the relative velocity with.
  • the stationary object determination unit 832 determines whether or not the target is a stationary object by comparing the estimated relative velocity with the relative velocity estimated by the target data estimation unit 831.
  • the relative speed between the target and the radar device 1 when the target is a stationary object is the relative speed of the radar device 1 with respect to the target which is a stationary object, and is the second relative speed.
  • the final determination unit 833 determines the possibility that the target collides with the radar device 1. For example, the wave data acquisition unit 821, the velocity acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, and the stationary object determination unit 832 repeat each process in a plurality of cycles.
  • the final determination unit 833 estimates the movement direction of the target using the velocity vector of the target obtained by the determination of a plurality of cycles by the stationary object determination unit 832, and the target is a radar based on the estimated movement direction of the target. Determine the possibility of collision with the device 1.
  • the determination result by the final determination unit 833 is stored in the output data storage unit 84.
  • the final determination unit 833 When the output data storage unit 84 is configured in a storage device provided separately from the object detection device 8, the final determination unit 833 outputs data indicating the determination result to the storage device through a wired or wireless communication path. .. Further, when the object detection device 8 only determines whether or not the target observed by the radar device 1 is a stationary object, the final determination unit 833 is omitted from the components of the object detection device 8.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the object detection device 8.
  • the process from step ST1 to step ST3 in FIG. 2 shows the object detection method according to the first embodiment.
  • the data acquisition unit 82 acquires wave data and velocity data from the data stored in the data storage unit 81 (step ST1).
  • the wave data acquisition unit 821 acquires wave data for a plurality of hits from the data storage unit 81.
  • the speed acquisition unit 822 acquires the speed data of the radar device 1 from the data storage unit 81 at the same time as the observation time of the wave data acquired by the wave data acquisition unit 821.
  • the velocity data acquired by the velocity acquisition unit 822 is output to the stationary object determination unit 832.
  • the number of hits of the wave data acquired by the wave data acquisition unit 821 is such that the speed resolution ⁇ v reso represented by the following equation (1) is the number of hits whose observation time is smaller than the average moving speed of the moving object. good.
  • ⁇ is the wavelength of the electromagnetic wave transmitted / received per hit by the transmitter 4 and the receiver 5.
  • Tobs is a target observation time by the radar device 1.
  • the observation time Tobs may be the total time of the target observation times per hit for several hits. For example, when a pedestrian is assumed as a moving object and the average walking speed of the pedestrian is v ped , the wave data acquisition unit 821 has an observation time Tobs in which the speed resolution ⁇ v reso is smaller than the speed v ped . Get wave data.
  • the wave data acquired by the wave data acquisition unit 821 is output to the target data estimation unit 831.
  • the target data estimation unit 831 estimates target data indicating the relative distance, relative velocity, and incident angle to the target observed by the radar device 1 using the wave data acquired by the wave data acquisition unit 821 ().
  • FIG. 3 is a flowchart showing the detailed processing of step ST2 of FIG. 1, and shows the estimation processing of the target data by the target data estimation unit 831.
  • the target data estimation unit 831 calculates the relative distance ⁇ 'tgt between the radar device 1 and the target by performing a fast Fourier transform (FFT) on the wave data in the distance direction (step ST1a). Instead of the FFT, the target data estimation unit 831 may perform a digital Fourier transform (DFT) on the wave data in the distance direction to calculate the relative distance ⁇ 'tgt .
  • FFT fast Fourier transform
  • DFT digital Fourier transform
  • the target data estimation unit 831 FFTs the wave data in the hit direction to calculate the relative speed v'tgt between the moving speed of the radar device 1 and the speed in the line-of-sight direction of the target (step ST2a).
  • the target data estimation unit 831 may calculate the relative velocity v'tgt by DFTing the wave data in the hit direction instead of the FFT.
  • the line-of-sight direction of the target is the direction in which the moving object moves when the target is a moving object.
  • the target data estimation unit 831 coherently integrates the received signals for each of the plurality of element antennas constituting the antenna 2 included in the wave data (step ST3a).
  • the target data estimation unit 831 detects a target in the incident angle direction of the received RF signal based on the reception intensity of the signal after coherent integration, for example, by using a constant false alarm probability (CFAR) process.
  • CFAR constant false alarm probability
  • the target data estimation unit 831 may use the relative distance ⁇ 'tgt with the target estimated in step ST1a and the relative distance with the object in the vicinity of the target, or may use the relative distance with the target estimated in step ST2a. Only the relative velocity between the velocity v'tgt and the object in the vicinity of the target may be used.
  • the target data estimation unit 831 estimates the incident angle ⁇ tgt of the reflected signal from the target by performing monopulse angle measurement processing on the data related to the target detected in step ST3a (step ST4a).
  • the target data estimation unit 831 may estimate the incident angle ⁇ tgt by using, for example, an angle measurement process such as multiplex signal classification (MUSIC) instead of the monopulse angle measurement process.
  • MUSIC multiplex signal classification
  • the relative distance ⁇ 'tgt between the radar device 1 and the target, the relative velocity v'tgt between the radar device 1 and the target, and the incident angle ⁇ tgt of the reflected signal from the target, estimated by the target data estimation unit 831 are stationary objects. It is output to the determination unit 832.
  • the stationary object determination unit 832 is based on the velocity V 0 of the radar device 1, the relative distance ⁇ 'tgt, and the incident angle ⁇ tgt , and the relative between the target and the radar device 1 when the target is a stationary object.
  • the velocity V'2 , stationation is estimated, and the estimated relative velocity V'2 , stationation is compared with the relative velocity v'tgt to determine whether or not the target is a stationary object (step ST3).
  • FIG. 4 is a flowchart showing the detailed processing of step ST3 of FIG. 1, and shows the stationary object determination processing by the stationary object determination unit 832.
  • the stationary object determination unit 832 uses the velocity V 0 of the radar device 1, the relative distance ⁇ 'tgt from the target, and the incident angle ⁇ tgt of the reflected signal from the target to be used with the radar device 1 when the target is a stationary object.
  • the relative velocity V'2 , stationation with respect to the target is estimated (step ST1b).
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the radar device 1 and the moving object 9A. For example, as shown in FIG. 5, when the radar device 1 moves at a speed V 0 and the target is a moving object 9A moving in a direction (x direction) perpendicular to the traveling direction (y direction) of the radar device 1.
  • the relative velocity V'1 (t) between the radar device 1 and the moving object 9A is determined by using the transverse velocity V 1 of the moving object 9A and the incident angle ⁇ 1 of the reflected signal from the moving object to the radar device 1. It can be calculated by the following formula (2).
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the radar device 1 and the stationary object 9B.
  • the radar device 1 moves in the y direction at a speed V 0 as in FIG. 5, and the target is the stationary object 9B.
  • the velocity V2 does not occur in the stationary object 9B. Therefore, the relative velocity V'2 (t) between the radar device 1 and the stationary object 9B is calculated by the following equation (3) using the incident angle ⁇ 2 of the reflected signal from the stationary object 9B to the radar device 1. be able to.
  • the relative velocity V'2 (t) between the radar device 1 and the stationary object 9B is the velocity V 0 of the radar device 1 and the incident. It can be calculated by using the angle ⁇ 2 .
  • the incident angle ⁇ tgt (t) of the reflected signal from the target to the radar device 1 changes from moment to moment according to, for example, the following equation (4) depending on the positional relationship between the radar device 1 and the target.
  • x (t) is the distance to the target in the direction perpendicular to the traveling direction of the radar device 1.
  • y (t) is the distance to the target in the direction horizontal to the traveling direction of the radar device 1. For example, in FIG. 5, x (t) is W 0 and y (t) is L 0 .
  • W 0 is the initial distance to the target in the direction perpendicular to the traveling direction of the radar device 1.
  • L0 is the initial distance to the target in the direction horizontal to the traveling direction of the radar device 1.
  • V tgt is the crossing speed of the target, and is 0 m / s when the target is a stationary object.
  • the emphasized character L is a matrix L, and the set values of the matrix L are N.
  • the emphasized character W is a matrix W, and the set value of the matrix W is M.
  • ⁇ L and ⁇ W are arbitrary intervals for the respective set values. For example, when ⁇ L and ⁇ W are set to 10 cm, it is possible to calculate the estimated value of the relative velocity between the radar device 1 and the stationary object with an accuracy of 10 cm.
  • the stationary object determination unit 832 calculates the relative distance R'between the radar device 1 and the stationary object using the following equation (7). Can be done.
  • the relative distance R' is represented by a matrix including the matrix L and the matrix W.
  • the stationary object determination unit 832 obtains an estimated value of the time-dependent change in the incident angle ⁇ 2, estimation (t) of the reflected signal from the stationary object to the radar device 1 from the above equation (4) to the above equation.
  • the stationary object determination unit 832 obtains an estimated value of the time-dependent change in the incident angle ⁇ 2, estimation (t) of the reflected signal from the stationary object to the radar device 1 from the above equation (4) to the above equation.
  • the stationary object determination unit 832 obtains an estimated value of the time-dependent change in the incident angle ⁇ 2, estimation (t) of the reflected signal from the stationary object to the radar device 1 from the above equation (4) to the above equation.
  • the stationary object determination unit 832 obtains an estimated value of the time-dependent change in the incident angle ⁇ 2, estimation (t) of the reflected signal from the stationary object to the radar device 1 from the above equation (4) to the above equation.
  • the stationary object determination unit 832 uses the incident angle ⁇ 2, estimation (t) to calculate the estimated value of the relative velocity V'2, estimation between the target and the radar device 1 when the target is a stationary object by the following equation ( Calculate according to 9).
  • the stationary object determination unit 832 compares the relative velocity V'2 , stationation of the stationary object with the relative velocity v'tgt between the radar device 1 and the target estimated by the target data estimation unit 831. , Determine whether the target is a stationary object (step ST2b).
  • the stationary object determination unit 832 determines whether or not the target is a stationary object by comparing the relative velocity V'2 , estimation (t) and the relative velocity v'tgt according to the following equation (10).
  • ⁇ obj is a value indicating determination.
  • V margin is a margin of relative velocity.
  • the relative speed margin V margin is set to an arbitrary value that avoids the ambiguity of the determination.
  • step ST1 when the target is a stationary object, the determination result ⁇ obj is “1”, and when the target is a moving object, the determination result ⁇ obj is “0”.
  • step ST3 A series of processes from step ST1 to step ST3 in FIG. 2 is the object detection method according to the first embodiment.
  • the object detection device 8 When it is difficult for the stationary object determination unit 832 to determine a stationary object, the object detection device 8 notifies the outside of the device that the determination of the stationary object is difficult, and then proceeds to the processing of the final determination unit 833. But it may be. If the determination is difficult, the object detection device 8 may return to the process of step ST1 in FIG. 2 and perform the determination of the stationary object in step ST3 again.
  • the determination result by the stationary object determination unit 832 is output to the final determination unit 833.
  • the final determination unit 833 determines the possibility that the target collides with the radar device 1 by using the determination result by the stationary object determination unit 832 (step ST4).
  • the series of processes from step ST1 to step ST3 in FIG. 2 is repeated with a plurality of cycles.
  • the wave data acquisition unit 821, the velocity acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, and the stationary object determination unit 832 perform a series of processes from step ST1 to step ST3, which are the respective processes, for example, twice or more. Performed in a cycle, the target position at different times is obtained.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the detailed processing of step ST4 of FIG. 1, and shows the determination processing by the final determination unit 833.
  • a series of processes from step ST1 to step ST3 of FIG. 2 is performed in a cycle of two or more times, and the final determination unit 833 is subjected to ⁇ obj as data indicating the determination result from the stationary object determination unit 832. And it is assumed that the data indicating the position of the target at different times is output.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the positional relationship between the two when there is no possibility that the target collides with the radar device 1.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the positional relationship between the two when the target may collide with the radar device 1.
  • the target is a moving object 9A.
  • the position of the moving object 9A in which the stationary object determination is performed at time tk is p (tk)
  • the position of the moving object 9A in which the stationary object determination is performed at the next time tk + 1 is p (t). It is expressed as k + 1).
  • the final determination unit 833 estimates the velocity vector P k of the moving object 9A as the moving direction of the moving object 9A using the positions p (tk) and p (tk +1) ( step ST1c ).
  • the final determination unit 833 obtains a vector obtained by extending the velocity vector P k to an arbitrary time t K as a predicted line PK of the movement of the moving object 9A.
  • the final determination unit 833 sets the collision prediction area A centered on the position of the radar device 1 and having the distance threshold value Pthrush as the radius (step ST2c).
  • the distance threshold threshold is set according to a plurality of parameters such as the moving speed or acceleration of the radar device 1, the relative distance between the radar device 1 and the target, and observation conditions.
  • the final determination unit 833 determines the possibility that the moving object 9A collides with the radar device 1 based on whether or not the prediction line PK intersects the collision prediction area A (step ST3c ). For example, as shown in FIG. 8, when the prediction line PK is out of the collision prediction area A, the final determination unit 833 determines that the moving object 9A is unlikely to collide with the radar device 1. As shown in FIG. 9, when the prediction line PK intersects the collision prediction area A, the final determination unit 833 determines that the moving object 9A may collide with the radar device 1.
  • FIGS. 8 and 9 the vector obtained by extending the target velocity vector to an arbitrary time t K is defined as the predicted line PK , but the predicted line may be represented by a multidimensional curve.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the predicted line of the two-dimensional curve and the positional relationship of the radar device 1.
  • the prediction line may be defined by a quadratic curve as shown in FIG.
  • the final determination unit 833 has a target position P (tk + 1) at an arbitrary time tk output from the stationary object determination unit 832, a target position P (tk + 1 ) at the next time tk + 1 , and the next time.
  • the final determination unit 833 determines the possibility that the target collides with the radar device 1 based on whether or not the prediction line PK intersects the collision prediction area A.
  • the final determination unit 833 outputs the determination result of the collision possibility of the target and the stationary object determination result to the output data storage unit 84 as output data.
  • the output data stored in the output data storage unit 84 is output to, for example, a display device mounted on the vehicle.
  • the occupant of the vehicle can recognize whether or not the target observed by the radar device 1 is a moving object based on the output data displayed on the display device, and recognizes the possibility that the target collides with the vehicle. be able to.
  • the object detection device 8 may be a device provided separately from the radar device 1. In this case, the object detection device 8 acquires wave data and velocity data from the radar device 1 through a wired or wireless communication path. Further, the moving body on which the radar device 1 is mounted is not limited to a vehicle, and may be a railroad, a ship, or an aircraft.
  • the antenna 2 may be at least two or more transmitting antennas and receiving antennas in a direction parallel to or perpendicular to the moving direction of the radar device 1.
  • the transmitter 4 and the receiver 5 perform multiple input and multiple output processing (MIMO processing) using signals transmitted and received by the transmitting antenna and the receiving antenna.
  • MIMO processing multiple input and multiple output processing
  • the aperture diameter of the antenna 2 is virtually expanded by the two or more transmitting antennas and the receiving antennas, so that the radar device 1 improves the angular resolution of the incident angle of the reflected signal from the target to the radar device 1.
  • the hardware configuration that realizes the function of the object detection device 8 is as follows.
  • the functions of the wave data acquisition unit 821, the speed acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, the stationary object determination unit 832, and the final determination unit 833 included in the object detection device 8 are realized by the processing circuit. That is, the object detection device 8 includes a processing circuit that executes the processes from step ST1 to step ST4 shown in FIG.
  • the processing circuit may be dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory.
  • CPU Central Processing Unit
  • FIG. 11A is a block diagram showing a hardware configuration that realizes the function of the object detection device 8.
  • FIG. 11B is a block diagram showing a hardware configuration for executing software that realizes the functions of the object detection device 8.
  • the input / output interface 100 relays data from, for example, the A / D converter 6 to the data storage unit 81, and relays data from the output data storage unit 84 to a display device (not shown).
  • the storage device 101 is a storage device having a storage area that functions as a data storage unit 81 and an output data storage unit 84. Further, the components are connected to each other by the signal line 103.
  • the processing circuit 102 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, or an ASIC (Application Specific Integrated Circuitd). Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a combination thereof is applicable.
  • the functions of the wave data acquisition unit 821, the velocity acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, the stationary object determination unit 832, and the final determination unit 833 included in the object detection device 8 may be realized by separate processing circuits, or these may be realized by separate processing circuits. Functions may be collectively realized by one processing circuit.
  • the processor 104 By reading and executing the program stored in the memory 105, the processor 104 reads and executes the wave data acquisition unit 821, the speed acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, the stationary object determination unit 832, and the final determination unit included in the object detection device 8.
  • the function of the unit 833 is realized.
  • the object detection device 8 includes a memory 105 for storing a program in which the processes of steps ST1 to ST4 in the flowchart shown in FIG. 2 are executed as a result when the object detection device 8 is executed by the processor 104.
  • These programs cause a computer to execute the procedure or method of the wave data acquisition unit 821, the velocity acquisition unit 822, the target data estimation unit 831, the stationary object determination unit 832, and the final determination unit 833.
  • the memory 105 is a computer-readable storage medium in which a program for making a computer function as a wave data acquisition unit 821, a speed acquisition unit 822, a target data estimation unit 831, a stationary object determination unit 832, and a final determination unit 833 is stored. You may.
  • the memory 105 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EPROM (Electrically-volatile) semiconductor, or an EPROM (Electrically-EPROM).
  • a RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
  • EPROM Electrically-volatile semiconductor
  • EPROM Electrical-EPROM
  • the functions of the wave data acquisition unit 821, velocity acquisition unit 822, target data estimation unit 831, stationary object determination unit 832, and final determination unit 833 included in the object detection device 8 are realized by dedicated hardware, and some are software. Alternatively, it may be realized by firmware.
  • the function of the wave data acquisition unit 821 and the speed acquisition unit 822 is realized by the processing circuit 102, which is dedicated hardware, and the target data estimation unit 831, the stationary object determination unit 832, and the final determination unit 833 have the processor 104.
  • the function is realized by reading and executing the program stored in the memory 105.
  • the processing circuit can realize the above-mentioned functions by hardware, software, firmware or a combination thereof.
  • the object detection device 8 uses the wave data acquisition unit 821 for acquiring the wave data, the speed acquisition unit 822 for acquiring the moving speed of the radar device 1, and the wave data.
  • the movement acquired by the target data estimation unit 831 and the speed acquisition unit 822 that estimate the relative distance between the radar device 1 and the target, the incident angle of the reflected signal from the target, and the first relative velocity between the radar device 1 and the target.
  • the second relative velocity between the target and the radar device 1 when the target is a stationary object is estimated, and the first relative velocity is used.
  • a stationary object determination unit 832 for determining whether or not the target is a stationary object by comparing with the second relative velocity is provided.
  • the wave data is the data obtained by observing the target by the radar device 1 at the observation time when the velocity resolution is smaller than the average moving speed of the moving object
  • the moving speed of the radar device 1, the radar device 1 and the target Using the relative distance of the target and the angle of incidence of the reflected signal from the target, it is possible to estimate the second relative velocity when the target is a stationary object.
  • the object detection device 8 determines whether or not the target is a stationary object even when the target observed by the radar device 1 includes a moving object and a stationary object having the same relative distance and incident angle. It can be determined.
  • the object detection device 8 includes a final determination unit 833 for determining the possibility that the target collides with the radar device 1.
  • the object detection device 8 can determine whether or not the target is a stationary object, and can further determine the possibility that the target and the radar device 1 collide with each other.
  • the radar device 1 includes a transmitter 4 that generates a transmission signal that irradiates a space, a receiver 5 that receives a signal that the transmission signal that irradiates the space reflects at a target, and a radar device.
  • a speed meter 7 for measuring the moving speed of 1 and an object detection device 8 are provided.
  • the radar device 1 can determine whether or not the target is a stationary object even when the observed target includes a moving object and a stationary object having the same relative distance and incident angle. , The possibility of collision between the target and the radar device 1 can be determined.
  • the object detection device according to the present disclosure can be used, for example, as an in-vehicle radar device.

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Abstract

物体検知装置（８）は、波動データを取得する波動データ取得部（８２１）と、レーダ装置（１）の移動速度を取得する速度取得部（８２２）と、波動データを用いて、レーダ装置（１）と目標との相対距離、目標からの反射信号の入射角度およびレーダ装置（１）と目標との第１の相対速度を推定する目標データ推定部（８３１）と、速度取得部（８２２）によって取得された移動速度と目標データ推定部（８３１）によって推定された相対距離および入射角度に基づいて、目標が静止物体である場合における目標とレーダ装置（１）との第２の相対速度を推定し、第１の相対速度と第２の相対速度とを比較することで、目標が静止物体であるか否かを判定する静止物体判定部（８３２）とを備える。

Description

物体検知装置、レーダ装置および物体検知方法
　本開示は、物体検知装置、レーダ装置および物体検知方法に関する。
　車載レーダ装置は、例えばミリ波の電波を車両外部に照射し、車両外部に存在する目標によって反射された電波の反射波を受信して、当該受信電波を用いて生成した受信信号を解析することによって、目標と車載レーダ装置との相対距離および相対速度を算出する。車載レーダ装置によって観測される物体には、歩行者などの移動物体のみならず、ガードレールなどの静止物体も存在する。車載レーダ装置は、観測した物体が、路側帯から車両側へ飛び出し得る歩行者などの移動物体であるか否かを事前に判定する必要がある。
　車載レーダ装置には、観測した物体が静止物体または移動物体であるかを判定する物体検知装置および物体検知方法が用いられる。例えば、特許文献１には、レーダ装置から照射され、物体で反射された電波の受信信号を、静止物体で反射された電波の反射波のパスを示すマルチパス環境モデルと、マルチパス環境下ではない反射波のパスを示す非マルチパス環境モデルとについて解析することにより、受信信号が静止物体からのものであるか否かを判定する物体検知装置および物体検知方法が記載されている。
特開２０１９－２０１５８号公報
　特許文献１に記載された物体検知装置は、目標との相対距離と、目標で反射された電波の入射角度とが、移動物体と静止物体との間で異なることに基づいて、目標が静止物体であるか否かを判定している。このため、従来の物体検知装置は、相対距離および入射角度が等しい移動物体と静止物体が目標に含まれる場合、目標が静止物体であるか否かを正確に判定できないという課題があった。
　本開示は上記課題を解決するものであり、相対距離および入射角度が等しい移動物体と静止物体が目標に含まれる場合であっても、目標が静止物体であるか否かを判定することができる物体検知装置、レーダ装置および物体検知方法を得ることを目的とする。
　本開示に係る物体検知装置は、速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間でレーダ装置によって目標が観測されて得られた波動データを取得する波動データ取得部と、レーダ装置の移動速度を取得する速度取得部と、波動データを用いて、レーダ装置と目標との相対距離、レーダ装置から照射されて目標において反射した信号が当該レーダ装置に入射する入射角度およびレーダ装置と目標との第１の相対速度を推定する目標データ推定部と、速度取得部によって取得された移動速度と目標データ推定部によって推定された相対距離および入射角度とに基づいて、目標が静止物体である場合における当該目標とレーダ装置との第２の相対速度を推定し、第１の相対速度と第２の相対速度とを比較することにより、目標が静止物体であるか否かを判定する静止物体判定部を備える。
　本開示によれば、速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間で、レーダ装置によって目標が観測されて得られた波動データを用いることで、レーダ装置の移動速度、レーダ装置と目標との相対距離およびレーダ装置から照射されて目標において反射した信号が当該レーダ装置に入射する入射角度に基づいて、目標が静止物体である場合における第２の相対速度の推定が可能となる。これにより、本開示に係る物体検知装置は、レーダ装置が観測している目標に相対距離および入射角度が等しい移動物体と静止物体が含まれる場合であっても、目標が静止物体であるか否かを判定することができる。
実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る物体検知装置の動作を示すフローチャートである。 図１のステップＳＴ２の詳細な処理を示すフローチャートである。 図１のステップＳＴ３の詳細な処理を示すフローチャートである。 レーダ装置と移動物体との関係を示す概要図である。 レーダ装置と静止物体との関係を示す概要図である。 図１のステップＳＴ４の詳細な処理を示すフローチャートである。 レーダ装置に目標が衝突する可能性がない場合の両者の位置関係を示す概要図である。 レーダ装置に目標が衝突する可能性がある場合の両者の位置関係を示す概要図である。 ２次元曲線の予想線およびレーダ装置の位置関係を示す概要図である。 図１１Ａは、実施の形態１に係る物体検知装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図１１Ｂは、実施の形態１に係る物体検知装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１は、例えば、移動体に搭載されており、移動体の外部へ電磁波を照射し、電磁波が目標において反射した反射波を受信し、反射波の受信信号に基づいて目標を観測する。以下の説明では、移動体は車両であるものとする。図１に示すように、レーダ装置１は、アンテナ２、送受切替器３、送信機４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、速度計７および物体検知装置８を備える。
　アンテナ２は、送受切替器３と接続され、電磁波である送信ＲＦ信号を送信し、目標からの反射波である受信ＲＦ信号を受信する送受信アンテナである。アンテナ２の種類は、例えば、レーダ装置１が使用される環境に応じて選択される。アンテナ２の種類には、例えば、パッチアンテナまたはホーンアンテナがある。また、アンテナ２は、複数の素子アンテナにより構成されたアレイアンテナであってもよい。以下の説明では、アンテナ２は、アレイアンテナであるものとする。送受切替器３は、アンテナ２に送信ＲＦ信号を出力する送信タイミングと、目標において反射された反射波をアンテナ２が受信する受信タイミングとを時系列に切り替える。
　送信機４は、送信ＲＦ信号をパルス変調し、パルス変調した送信ＲＦ信号を、送受切替器３およびＡ／Ｄ変換器６に出力する。送受切替器３が送信側に切り替えられた状態で、送信ＲＦ信号は、アンテナ２によって空間に照射される。受信機５は、送受切替器３が受信側に切り替えられた状態で、目標において送信ＲＦ信号が反射した反射信号を含んだ信号を受信ＲＦ信号として受信する。
　送信機４および受信機５は、レーダ装置１の速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間で、目標を観測するように設定されている。例えば、移動物体として歩行者が想定されている場合、送信機４および受信機５には、レーダ装置１の速度分解能が歩行者の平均移動速度よりも小さくなる観測時間が設定される。なお、レーダ装置１を搭載する移動体が車両である場合、想定される移動物体は、歩行者の他に、車両、自転車または動物などが挙げられる。移動物体の平均移動速度は、例えば、移動物体の移動に関する統計データに基づいて算出され、レーダ装置１に予め設定される。
　Ａ／Ｄ変換器６は、送信機４によって生成された送信ＲＦ信号および受信機５によって受信された受信ＲＦ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された信号を物体検知装置８に出力する。速度計７は、レーダ装置１の移動速度を計測する。例えば、レーダ装置１が車両に搭載されている場合、速度計７は、車両の移動速度に基づいたレーダ装置１の絶対速度を計測する。
　物体検知装置８は、レーダ装置１が観測している目標が静止物体であるか否かを判定する装置であり、データ格納部８１、データ取得部８２、信号処理部８３および出力データ格納部８４を備える。データ格納部８１は、物体検知装置８が備える記憶装置に構成される。データ格納部８１には、Ａ／Ｄ変換器６から出力された受信ＲＦ信号が波動データとして格納され、速度計７によって計測されたレーダ装置１の移動速度が速度データとして格納される。なお、データ格納部８１は、物体検知装置８とは別に設けられた記憶装置に構成されてもよい。
　データ取得部８２は、データ格納部８１に格納されているデータのうち、レーダ装置１が観測した目標が静止物体であるか否かの判定に使用する波動データおよび速度データを取得する。例えば、データ格納部８１が、物体検知装置８とは別に設けられた記憶装置に構成されている場合、データ取得部８２は、有線または無線の通信経路を通じて上記記憶装置から波動データおよび移動速度データを取得する。図１に示すように、データ取得部８２は、波動データ取得部８２１および速度取得部８２２を備える。
　波動データ取得部８２１は、データ格納部８１に格納されたデータから、波動データを取得する。波動データは、レーダ装置１によって速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間で目標が観測されて得られたデータであり、送信機４および受信機５による複数のヒットにより得られた、目標からの反射信号の受信ＲＦ信号を含んだ複素数のデータである。速度取得部８２２は、データ格納部８１に格納されたデータから、レーダ装置１の移動速度を示す速度データを取得する。
　信号処理部８３は、データ取得部８２によって取得された波動データおよび速度データを用いた信号処理を行うことによって、レーダ装置１が観測した目標が静止物体であるか否かを判定し、目標が移動物体である場合、レーダ装置１を搭載する車両と目標とが衝突する可能性を判定する。また、出力データ格納部８４は、物体検知装置８が備える記憶装置に構成される。信号処理部８３による信号処理で得られたデータは、出力データとして出力データ格納部８４に格納される。なお、出力データ格納部８４は、物体検知装置８とは別に設けられた記憶装置に構成されてもよい。
　図１に示す信号処理部８３は、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３を備えている。目標データ推定部８３１は、波動データ取得部８２１によって取得された波動データを用いて、レーダ装置１と目標との相対距離、受信ＲＦ信号の入射角度およびレーダ装置１と目標との相対速度を推定する。
　レーダ装置１と目標との相対距離は、車両とともに移動するレーダ装置１とレーダ装置１によって観測された目標との間における相対的な距離である。受信ＲＦ信号の入射角度は、レーダ装置１から照射されて目標において反射した信号がレーダ装置１に入射する際の入射角度であり、例えば、レーダ装置１の移動方向と目標からの反射信号の受信方向とがなす角度である。また、レーダ装置１と目標との相対速度は、レーダ装置１と目標との間の相対的な速度を示す第１の相対速度である。
　静止物体判定部８３２は、速度取得部８２２によって取得された速度データと目標データ推定部８３１によって推定された相対距離および入射角度とに基づいて、目標が静止物体である場合における目標とレーダ装置１との相対速度を推定する。静止物体判定部８３２は、推定した相対速度と目標データ推定部８３１が推定した相対速度とを比較することで、目標が静止物体であるか否かを判定する。なお、目標が静止物体である場合における目標とレーダ装置１との相対速度は、静止物体である目標に対するレーダ装置１の相対的な速度であり、第２の相対速度である。
　最終判定部８３３は、目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する。例えば、波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１および静止物体判定部８３２は、それぞれの処理を複数のサイクル数で繰り返し行う。最終判定部８３３は、静止物体判定部８３２による複数のサイクル数の判定で得られた目標の速度ベクトルを用いて目標の移動方向を推定し、推定した目標の移動方向に基づいて、目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する。最終判定部８３３による判定結果は、出力データ格納部８４に格納される。
　出力データ格納部８４が、物体検知装置８とは別に設けられた記憶装置に構成される場合、最終判定部８３３は、有線または無線の通信経路を通じて判定結果を示すデータを、記憶装置に出力する。また、物体検知装置８が、レーダ装置１が観測している目標が静止物体であるか否かの判定のみを行う場合、最終判定部８３３は、物体検知装置８の構成要素から省略される。
　実施の形態１に係る物体検知装置８の動作は、以下の通りである。
　図２は、物体検知装置８の動作を示すフローチャートである。図２におけるステップＳＴ１からステップＳＴ３までの処理が、実施の形態１に係る物体検知方法を示している。
　データ取得部８２は、データ格納部８１に格納されているデータから波動データおよび速度データを取得する（ステップＳＴ１）。例えば、波動データ取得部８２１は、データ格納部８１から、複数のヒット数分の波動データを取得する。さらに、速度取得部８２２は、データ格納部８１から、波動データ取得部８２１が取得した波動データの観測時刻と同じ時刻におけるレーダ装置１の速度データを取得する。速度取得部８２２によって取得された速度データは、静止物体判定部８３２に出力される。
　波動データ取得部８２１が取得する波動データのヒット数は、下記式（１）で表される速度分解能Δｖｒｅｓｏが、移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間となるヒット数であってもよい。下記式（１）において、λは、送信機４および受信機５によって１ヒットあたりに送受信される電磁波の波長である。Ｔｏｂｓは、レーダ装置１による目標の観測時間である。観測時間Ｔｏｂｓは、１ヒットあたりの目標の観測時間を数ヒット分で合計した時間であってもよい。例えば、移動物体として歩行者が想定され、歩行者の平均的な歩行速度がｖｐｅｄである場合、波動データ取得部８２１は、速度分解能Δｖｒｅｓｏが速度ｖｐｅｄよりも小さくなる観測時間Ｔｏｂｓの波動データを取得する。波動データ取得部８２１によって取得された波動データは、目標データ推定部８３１に出力される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　続いて、目標データ推定部８３１は、波動データ取得部８２１によって取得された波動データを用いて、レーダ装置１が観測した目標との相対距離、相対速度および入射角度を示す目標データを推定する（ステップＳＴ２）。図３は、図１のステップＳＴ２の詳細な処理を示すフローチャートであり、目標データ推定部８３１による目標データの推定処理を示している。目標データ推定部８３１は、波動データを距離方向に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することにより、レーダ装置１と目標との相対距離γ’ｔｇｔを算出する（ステップＳＴ１ａ）。なお、目標データ推定部８３１は、ＦＦＴの代わりに、波動データを距離方向にデジタルフーリエ変換（ＤＦＴ）を行って相対距離γ’ｔｇｔを算出してもよい。
　続いて、目標データ推定部８３１は、波動データをヒット方向にＦＦＴして、レーダ装置１の移動速度と目標の視線方向の速度との相対速度ｖ’ｔｇｔを算出する（ステップＳＴ２ａ）。なお、目標データ推定部８３１は、ＦＦＴの代わりに、波動データをヒット方向にＤＦＴして相対速度ｖ’ｔｇｔを算出してもよい。目標の視線方向とは、目標が移動物体である場合、移動物体が移動する方向である。
　目標データ推定部８３１は、波動データに含まれる、アンテナ２を構成する複数の素子アンテナごとの受信信号をコヒーレント積分する（ステップＳＴ３ａ）。目標データ推定部８３１は、例えば一定誤警報確率（ＣＦＡＲ）処理を用いることで、コヒーレント積分後の信号の受信強度に基づいて、受信ＲＦ信号の入射角度方向における目標を検出する。この処理において、目標データ推定部８３１は、ステップＳＴ１ａにおいて推定した目標との相対距離γ’ｔｇｔと目標の付近の物体との相対距離を用いてもよいし、ステップＳＴ２ａにおいて推定した目標との相対速度ｖ’ｔｇｔと目標の付近の物体との相対速度のみを用いてもよい。
　続いて、目標データ推定部８３１は、ステップＳＴ３ａで検出した目標に関するデータに対してモノパルス測角処理を行うことにより、目標からの反射信号の入射角度θｔｇｔを推定する（ステップＳＴ４ａ）。なお、目標データ推定部８３１は、モノパルス測角処理の代わりに、例えば、多重信号分類（ＭＵＳＩＣ）といった測角処理を用いて、入射角度θｔｇｔを推定してもよい。目標データ推定部８３１によって推定された、レーダ装置１と目標との相対距離γ’ｔｇｔ、レーダ装置１と目標との相対速度ｖ’ｔｇｔおよび目標からの反射信号の入射角度θｔｇｔは、静止物体判定部８３２に出力される。
　図２において、静止物体判定部８３２は、レーダ装置１の速度Ｖ０、相対距離γ’ｔｇｔおよび入射角度θｔｇｔに基づいて、目標が静止物体である場合における当該目標とレーダ装置１との相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎを推定し、推定した相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎと相対速度ｖ’ｔｇｔとを比較することにより、目標が静止物体であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。図４は、図１のステップＳＴ３の詳細な処理を示すフローチャートであり、静止物体判定部８３２による静止物体判定処理を示している。
　静止物体判定部８３２は、レーダ装置１の速度Ｖ０、目標との相対距離γ’ｔｇｔおよび目標からの反射信号の入射角度θｔｇｔを用いて、目標が静止物体である場合におけるレーダ装置１と目標との相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎを推定する（ステップＳＴ１ｂ）。図５はレーダ装置１と移動物体９Ａとの関係を示す概要図である。例えば、図５に示すように、レーダ装置１が速度Ｖ０で移動し、目標がレーダ装置１の進行方向（ｙ方向）に対し垂直な方向（ｘ方向）に移動する移動物体９Ａである場合、レーダ装置１と移動物体９Ａとの相対速度Ｖ’１（ｔ）は、移動物体９Ａの横断速度Ｖ１と、移動物体からレーダ装置１への反射信号の入射角度θ１とを用いて、下記式（２）によって算出することができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　図６はレーダ装置１と静止物体９Ｂとの関係を示す概要図である。図６において、レーダ装置１は、図５と同様に速度Ｖ０でｙ方向に移動し、目標は静止物体９Ｂである。この場合、静止物体９Ｂには、速度Ｖ２が生じない。このため、レーダ装置１と静止物体９Ｂとの相対速度Ｖ’２（ｔ）は、静止物体９Ｂからレーダ装置１への反射信号の入射角度θ２を用いて、下記式（３）によって算出することができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　上記式（２）を用いて、レーダ装置１と移動物体９Ａとの相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎを算出する場合、移動物体９Ａの横断速度Ｖ１が必要である。一方、目標が静止物体９Ｂである場合、上記式（３）から明らかなように、レーダ装置１と静止物体９Ｂとの相対速度Ｖ’２（ｔ）は、レーダ装置１の速度Ｖ０および入射角度θ２を用いれば算出することができる。
　目標からレーダ装置１への反射信号の入射角度θｔｇｔ（ｔ）は、レーダ装置１と目標との位置関係によって、例えば下記式（４）に従って時々刻々と変化する。下記式（４）において、ｘ（ｔ）は、レーダ装置１の進行方向に対して垂直な方向の目標までの距離である。ｙ（ｔ）は、レーダ装置１の進行方向に対して水平な方向の目標までの距離である。例えば、図５において、ｘ（ｔ）はＷ０であり、ｙ（ｔ）はＬ０である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　ｘ（ｔ）とｙ（ｔ）は、レーダ装置１または目標の進行方向または進行速度によって、下記式（５）に示すように、時刻ｔに応じて変化する。下記式（５）において、Ｗ０は、レーダ装置１の進行方向に対して垂直な方向の目標までの初期距離である。Ｌ０は、レーダ装置１の進行方向に対して水平な方向の目標までの初期距離である。Ｖｔｇｔは、目標の横断速度であり、目標が静止物体である場合は、０ｍ／ｓとなる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　静止物体判定部８３２は、上記式（３）、上記式（４）および上記式（５）を用いて、レーダ装置１と静止物体との相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎを推定する。例えば、静止物体判定部８３２は、下記式（６）に示すように、レーダ装置１の進行方向に対して垂直な方向の目標までの距離を任意の値とし、レーダ装置１の進行方向に対して水平な方向の目標までの距離を任意の値とし、これらの距離についての任意の間隔の複数の設定値を要素とした行列Ｗおよび行列Ｌを用いて、レーダ装置１と静止物体との相対速度の推定値を算出する。下記式（６）において、強調文字のＬは行列Ｌであり、行列Ｌの設定値はＮ個である。強調文字のＷは行列Ｗであり、行列Ｗの設定値はＭ個である。ΔＬおよびΔＷは、それぞれの設定値についての任意の間隔である。例えば、ΔＬおよびΔＷを１０ｃｍとした場合、レーダ装置１と静止物体との相対速度の推定値を、１０ｃｍ精度で算出することが可能である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　上記式（６）に示した行列Ｌおよび行列Ｗを用いることにより、静止物体判定部８３２は、レーダ装置１と静止物体との相対距離Ｒ’を、下記式（７）を用いて算出することができる。下記式（７）において、相対距離Ｒ’は、行列Ｌおよび行列Ｗを含む行列で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　続いて、静止物体判定部８３２は、静止物体からレーダ装置１への反射信号の入射角度θ２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ｔ）についての時間に応じた変化の推定値を、上記式（４）から上記式（７）を用いて、下記式（８）に従い算出する。下記式（８）において、強調文字のＲは、相対距離Ｒ’の設定値を要素とした行列である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　静止物体判定部８３２は、入射角度θ２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ｔ）を用いて、目標が静止物体である場合における目標とレーダ装置１との相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎの推定値を、下記式（９）に従って算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　図４において、静止物体判定部８３２は、静止物体の相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎと、目標データ推定部８３１によって推定されたレーダ装置１と目標との相対速度ｖ’ｔｇｔとを比較することにより、目標が静止物体であるか否かを判定する（ステップＳＴ２ｂ）。静止物体判定部８３２は、下記式（１０）に従って、相対速度Ｖ’２，ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ｔ）と相対速度ｖ’ｔｇｔとを比較することにより、目標が静止物体であるか否かを判定する。下記式（１０）において、γｏｂｊは、判定を示す値である。Ｖｍａｒｇｉｎは、相対速度のマージンである。相対速度マージンＶｍａｒｇｉｎには、判定のあいまいさが回避される任意の値が設定される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　上記式（１０）を用いた判定において、目標が静止物体である場合、判定結果γｏｂｊは「１」となり、目標が移動物体である場合には、判定結果γｏｂｊは「０」となる。図２のステップＳＴ１からステップＳＴ３までの一連の処理が実施の形態１に係る物体検知方法である。なお、静止物体判定部８３２による静止物体の判定が困難である場合、物体検知装置８は、静止物体の判定が困難である旨を装置外部に通知してから、最終判定部８３３の処理へ進んでもよい。また、判定が困難であれば、物体検知装置８は、図２のステップＳＴ１の処理まで戻り、ステップＳＴ３における静止物体の判定を再度実施してもよい。
　静止物体判定部８３２による判定結果は、最終判定部８３３に出力される。図２において、最終判定部８３３は、静止物体判定部８３２による判定結果を用いて、目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する（ステップＳＴ４）。図２のステップＳＴ１からステップＳＴ３までの一連の処理は複数のサイクル数で繰り返し行われる。例えば、波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１および静止物体判定部８３２が、それぞれの処理である、ステップＳＴ１からステップＳＴ３までの一連の処理を、例えば、２回以上のサイクルで実施すると、異なる時刻における目標の位置が得られる。
　静止物体判定部８３２は、判定結果に加え、異なる時刻における目標の位置を最終判定部８３３へ出力する。最終判定部８３３は、異なる時刻における目標の位置を用いて目標の速度ベクトルを算出し、目標の速度ベクトルを用いて目標の移動方向を推定することにより、推定した目標の移動方向に基づいて、目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する。目標とレーダ装置１の衝突は、レーダ装置１を搭載する車両と目標との衝突を意味する。
　ステップＳＴ１からステップＳＴ３までの一連の処理が３回以上のサイクルで実施された場合、異なる時刻における目標の位置を用いて、目標の加速度を算出することが可能である。この場合、最終判定部８３３は、目標の加速度を用いて当該目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定することができる。
　図７は、図１のステップＳＴ４の詳細な処理を示すフローチャートであり、最終判定部８３３による判定処理を示している。図７において、図２のステップＳＴ１からステップＳＴ３までの一連の処理が２回以上のサイクルで実施され、最終判定部８３３には、静止物体判定部８３２から、判定結果を示すデータとして、γｏｂｊおよび異なる時刻における目標の位置を示すデータが出力されているものとする。また、図８は、レーダ装置１に目標が衝突する可能性がない場合の両者の位置関係を示す概要図である。図９は、レーダ装置１に目標が衝突する可能性がある場合の両者の位置関係を示す概要図である。
　図８および図９において、目標は移動物体９Ａである。時刻ｔｋの静止物体判定が行われた移動物体９Ａの位置をｐ（ｔｋ）とした場合、次の時刻ｔｋ＋１の静止物体判定が行われた移動物体９Ａの位置は、ｐ（ｔｋ＋１）と表される。最終判定部８３３は、位置ｐ（ｔｋ）およびｐ（ｔｋ＋１）を用いて、移動物体９Ａの速度ベクトルＰｋを、移動物体９Ａの移動方向として推定する（ステップＳＴ１ｃ）。最終判定部８３３は、図８および図９に示すように、速度ベクトルＰｋを任意の時間ｔＫまで延長したベクトルを、移動物体９Ａの移動の予想線ＰＫとして求める。
　続いて、最終判定部８３３は、レーダ装置１の位置を中心とし、距離閾値Ｐｔｈｒｅｓｈを半径とする衝突予想域Ａを設定する（ステップＳＴ２ｃ）。例えば、距離閾値Ｐｔｈｒｅｓｈは、レーダ装置１の移動速度または加速度、レーダ装置１から目標までの間の相対距離といった複数のパラメータおよび観測条件に応じて設定される。
　最終判定部８３３は、予想線ＰＫが衝突予想域Ａに交わるか否かに基づいて、移動物体９Ａがレーダ装置１に衝突する可能性を判定する（ステップＳＴ３ｃ）。例えば、図８に示すように、予想線ＰＫが衝突予想域Ａから外れている場合、最終判定部８３３は、移動物体９Ａがレーダ装置１に衝突する可能性がないと判定する。図９に示すように、予想線ＰＫが衝突予想域Ａと交わっている場合、最終判定部８３３は、移動物体９Ａがレーダ装置１に衝突する可能性があると判定する。
　図８および図９では、目標の速度ベクトルを任意の時刻ｔＫまで延長したベクトルを、予想線ＰＫとしたが、予想線は、多次元の曲線で表されてよい。図１０は、２次元曲線の予想線およびレーダ装置１の位置関係を示す概要図である。予想線は、図１０に示すように、２次曲線で定義されてもよい。
　例えば、最終判定部８３３は、静止物体判定部８３２から出力された任意の時刻ｔｋの目標の位置Ｐ（ｔｋ）、次の時刻ｔｋ＋１の目標の位置Ｐ（ｔｋ＋１）および次の時刻ｔｋ＋２の目標の位置Ｐ（ｔｋ＋２）を用いて、目標が２次曲線の軌道で移動していると予想すると、任意の時間ｔＫまで延長した２次曲線の予想線ＰＫを算出する。最終判定部８３３は、１次元ベクトルの予想線と同様に、予想線ＰＫが衝突予想域Ａに交わるか否かに基づいて目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する。
　次に、最終判定部８３３は、目標の衝突可能性の判定結果および静止物体判定結果を、出力データとして出力データ格納部８４に出力する。出力データ格納部８４に格納された出力データは、例えば車両に搭載された表示装置に出力される。これにより、車両の乗員は、表示装置に表示された出力データに基づいて、レーダ装置１が観測した目標が移動物体であるか否かを認識でき、目標が車両に衝突する可能性を認識することができる。
　なお、物体検知装置８は、レーダ装置１とは別に設けられた装置であってもよい。この場合、物体検知装置８は、有線または無線の通信経路を通じて、レーダ装置１から波動データおよび速度データを取得する。また、レーダ装置１を搭載する移動体は、車両に限定されず、鉄道、船舶または航空機であってもよい。
　また、アンテナ２は、レーダ装置１の移動方向に対して平行な方向または垂直な方向に少なくとも２つ以上の送信アンテナおよび受信アンテナであってもよい。送信機４および受信機５は、送信アンテナと受信アンテナによって送受信される信号を用いて多重入力多重出力処理（ＭＩＭＯ処理）を行う。これにより、２つ以上の送信アンテナおよび受信アンテナによってアンテナ２の開口径が仮想的に拡大するので、レーダ装置１は、目標からレーダ装置１への反射信号の入射角度の角度分解能が向上する。
　物体検知装置８の機能を実現するハードウェア構成は、以下の通りである。
　物体検知装置８が備える波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の機能は、処理回路により実現される。すなわち、物体検知装置８は、図２に示したステップＳＴ１からステップＳＴ４までの処理を実行する処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよい。
　図１１Ａは、物体検知装置８の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図１１Ｂは、物体検知装置８の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、入出力インタフェース１００は、例えばＡ／Ｄ変換器６からデータ格納部８１へのデータを中継し、出力データ格納部８４から不図示の表示装置へのデータを中継するインタフェースである。記憶装置１０１は、データ格納部８１および出力データ格納部８４として機能する記憶領域を有した記憶装置である。また、各構成要素は、信号線１０３によって互いに接続されている。
　処理回路が図１１Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。物体検知装置８が備える波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の機能は、別々の処理回路で実現されてもよいし、これらの機能がまとめて１つの処理回路で実現されてもよい。
　処理回路が図１１Ｂに示すプロセッサ１０４である場合、物体検知装置８が備える波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアの組み合わせによって実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０５に記憶される。
　プロセッサ１０４は、メモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、物体検知装置８が備える波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の機能を実現する。
　例えば、物体検知装置８は、プロセッサ１０４によって実行されるときに、図２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１からステップＳＴ４の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０５を備える。これらのプログラムは、波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の手順または方法をコンピュータに実行させる。メモリ１０５は、コンピュータを、波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
　メモリ１０５は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ－ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
　物体検知装置８が備える波動データ取得部８２１、速度取得部８２２、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３の機能の一部は専用ハードウェアによって実現され、一部はソフトウェアまたはファームウェアによって実現されてもよい。例えば、波動データ取得部８２１および速度取得部８２２は、専用のハードウェアである処理回路１０２によって機能が実現され、目標データ推定部８３１、静止物体判定部８３２および最終判定部８３３は、プロセッサ１０４がメモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出し実行することにより、機能が実現される。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって上記機能を実現することができる。
　以上のように、実施の形態１に係る物体検知装置８は、波動データを取得する波動データ取得部８２１と、レーダ装置１の移動速度を取得する速度取得部８２２と、波動データを用いて、レーダ装置１と目標との相対距離、目標からの反射信号の入射角度およびレーダ装置１と目標との第１の相対速度を推定する目標データ推定部８３１と、速度取得部８２２によって取得された移動速度と目標データ推定部８３１によって推定された相対距離および入射角度に基づいて、目標が静止物体である場合における目標とレーダ装置１との第２の相対速度を推定し、第１の相対速度と第２の相対速度とを比較することで、目標が静止物体であるか否かを判定する静止物体判定部８３２とを備える。波動データが、速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間でレーダ装置１が目標を観測して得られたデータであるので、レーダ装置１の移動速度、レーダ装置１と目標との相対距離および目標からの反射信号の入射角度を用いて、目標が静止物体である場合における第２の相対速度の推定が可能となる。これにより、物体検知装置８は、レーダ装置１が観測している目標に相対距離および入射角度が等しい移動物体と静止物体が含まれる場合であっても、目標が静止物体であるか否かを判定することができる。
　また、実施の形態１に係る物体検知装置８は、目標がレーダ装置１に衝突する可能性を判定する最終判定部８３３を備える。これにより、物体検知装置８は、目標が静止物体であるか否かを判定でき、さらに、目標とレーダ装置１とが衝突する可能性を判定することができる。
　さらに、実施の形態１に係るレーダ装置１は、空間に照射する送信信号を生成する送信機４と、空間に照射された送信信号が目標において反射した信号を受信する受信機５と、レーダ装置１の移動速度を計測する速度計７と、物体検知装置８を備える。これにより、レーダ装置１は、観測している目標に相対距離および入射角度が等しい移動物体と静止物体が含まれる場合であっても、目標が静止物体であるか否かを判定することができ、目標とレーダ装置１とが衝突する可能性を判定することができる。
　なお、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　本開示に係る物体検知装置は、例えば、車載レーダ装置に利用可能である。
　１　レーダ装置、２　アンテナ、３　送受切替器、４　送信機、５　受信機、６　Ａ／Ｄ変換器、７　速度計、８　物体検知装置、９Ａ　移動物体、９Ｂ　静止物体、８１　データ格納部、８２　データ取得部、８３　信号処理部、８４　出力データ格納部、８２１　波動データ取得部、８２２　速度取得部、８３１　目標データ推定部、８３２　静止物体判定部、８３３　最終判定部。

Claims (7)

  1. 　速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間でレーダ装置によって目標が観測されて得られた波動データを取得する波動データ取得部と、
    　前記レーダ装置の移動速度を取得する速度取得部と、
    　前記波動データを用いて、前記レーダ装置と前記目標との相対距離、前記レーダ装置から照射されて前記目標において反射した信号が当該レーダ装置に入射する入射角度および前記レーダ装置と前記目標との第１の相対速度を推定する目標データ推定部と、
    　前記速度取得部によって取得された前記移動速度と前記目標データ推定部によって推定された前記相対距離および前記入射角度とに基づいて、前記目標が静止物体である場合における当該目標と前記レーダ装置との第２の相対速度を推定し、前記第１の相対速度と前記第２の相対速度とを比較することにより、前記目標が静止物体であるか否かを判定する静止物体判定部と、
    　を備えたことを特徴とする物体検知装置。
  2. 　前記目標が前記レーダ装置に衝突する可能性を判定する最終判定部を備えたこと
    　を特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
  3. 　前記波動データ取得部、前記速度取得部、前記目標データ推定部および前記静止物体判定部は、それぞれの処理を複数のサイクル数で繰り返し行い、
    　前記最終判定部は、前記静止物体判定部による複数の前記サイクル数の判定で得られた前記目標の速度ベクトルを用いて当該目標の移動方向を推定し、推定した前記目標の移動方向に基づいて当該目標が前記レーダ装置に衝突する可能性を判定すること
    　を特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
  4. 　前記波動データ取得部、前記速度取得部、前記目標データ推定部および前記静止物体判定部は、それぞれの処理を少なくとも２回以上のサイクル数で繰り返し行い、
    　前記最終判定部は、前記静止物体判定部による複数の前記サイクル数の判定で得られた異なる時刻の前記目標の位置を用いて前記目標の速度ベクトルを算出し、前記目標の速度ベクトルを用いて推定した当該目標の移動の予想線に基づいて当該目標が前記レーダ装置に衝突する可能性を判定すること
    　を特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
  5. 　空間に照射する送信信号を生成する送信機と、
    　空間に照射された前記送信信号が前記目標において反射した信号を受信する受信機と、
    　前記レーダ装置の前記移動速度を計測する速度計と、
    　前記受信機によって受信された信号から前記波動データを取得し、前記速度計から前記移動速度を取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物体検知装置と、
    　を備えたことを特徴とするレーダ装置。
  6. 　前記レーダ装置の移動方向に対して平行な方向または垂直な方向に少なくとも２つ以上の送信アンテナおよび受信アンテナを備え、
    　前記送信機および前記受信機は、前記送信アンテナと前記受信アンテナによって送受信される信号を用いて多重入力多重出力処理を行うこと
    　を特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
  7. 　波動データ取得部が、速度分解能が移動物体の平均移動速度よりも小さくなる観測時間でレーダ装置によって目標が観測されて得られた波動データを取得するステップと、
    　速度取得部が、前記レーダ装置の移動速度を取得するステップと、
    　目標データ推定部が、前記波動データを用いて、前記レーダ装置と前記目標との相対距離、前記レーダ装置から照射されて前記目標において反射した信号が当該レーダ装置に入射する入射角度および前記レーダ装置と前記目標との第１の相対速度を推定するステップと、
    　静止物体判定部が、前記速度取得部によって取得された前記移動速度と前記目標データ推定部によって推定された前記相対距離および前記入射角度とに基づいて、前記目標が静止物体である場合における当該目標と前記レーダ装置との第２の相対速度を推定し、前記第１の相対速度と前記第２の相対速度とを比較することにより、前記目標が静止物体であるか否かを判定するステップと、
    　を備えたことを特徴とする物体検知方法。
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DE (1) DE112020007488B4 (ja)
WO (1) WO2022074725A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014118968A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 三菱電機株式会社 レーダ装置
WO2019042523A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 HELLA GmbH & Co. KGaA METHOD FOR OPERATING A RADAR SYSTEM
WO2020241235A1 (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 京セラ株式会社 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3559212B2 (ja) * 2000-02-28 2004-08-25 株式会社日立製作所 運転支援装置
JP6892600B2 (ja) 2017-07-12 2021-06-23 ミツミ電機株式会社 物体検出方法及び物体検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014118968A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 三菱電機株式会社 レーダ装置
WO2019042523A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 HELLA GmbH & Co. KGaA METHOD FOR OPERATING A RADAR SYSTEM
WO2020241235A1 (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 京セラ株式会社 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YAMASHITA, RYO; AKITA, MANABU; INABA, TAKAYUKI: "A Study on Transmission and Signal Processing of Multi-static Automotive Radar", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 113, no. 387 (SANE2013-115), 16 January 2014 (2014-01-16), JP , pages 13 - 18, XP009537038, ISSN: 0913-5685 *

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