JP2014002012A - レーダ装置、及び、プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】 自車両の斜め後方に位置する他車両の情報をより正確に取得することが可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】 レーダ部が、自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射し、他車両からのビームの反射波を受信する。そして、反射点検出手段が、レーダ部にて受信される反射波に基づき、他車両におけるビームの反射点の位置及び相対速度を繰り返し検出する(S100)。位置推定手段は、反射点検出手段にて検出された過去の反射点の現時点までの移動位置を反射点の相対速度を用いて推定する(S140)。そして、サイズ算出手段にて他車両のサイズが算出され(S160)、他車両情報取得手段によって、位置推定手段にて推定される反射点の移動位置に基づいて、他車両の情報が取得される(S180)。
【選択図】図3

Description

本発明は、自車両周辺の他車両を検出する技術に関する。
従来、自車両の周辺の他車両を、レーダを用いて検出する技術がある。例えば、先行する他車両を検出し、車間距離を算出して警報処理を行ったり、制動や操舵を自動化したりする技術が知られている。
このように他車両をレーダで検出する場合、他車両からの反射波を受信する。つまり、所定角度に広がるように出力されたビームが他車両の所定部分(以下「反射点」という)で反射され当該方向から戻ってくるため、ビームの反射波を受信するのである。
このとき、送信したビームと受信した反射波との時間的なズレによって他車両との距離を測定する。また、反射波に生じるドップラー効果によって他車両の速度を測定する。したがって、他車両における反射点からの反射波を繰り返し受信することにより、他車両の自車両に対する位置や相対速度を求めることが可能となる。
ところが、反射点からの反射波の受信が不安定になることがあるため、近年、反射波のデータをセグメントにグルーピングし、セグメント毎のデータに基づいて他車両を検出する物体検出装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−266225号公報
ところで、例えば隣接車線の後方から自車両に接近してくる他車両を考えると、他車両までの距離が比較的大きい場合は他車両の正面の反射点からの反射波を受信することになり、一方、他車両までの距離が比較的小さい場合は他車両の側面の反射点からの反射波を受信することになる。すなわち、上述した反射点は、自車両と他車両との位置関係によって変化する。
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明は、このような反射点の移動については考慮していない。そのため、反射点の移動が他車両の認識に影響を及ぼす虞がある。例えば、他車両において横方向に自車両へ近づく方向へ反射点が移動すると、他車両が自車両へ接近しているとの誤判定を招くという具合である。また例えば、他車両において前後方向に自車両から遠ざかる方向へ反射点が移動すると、他車両が減速しているとの誤判定を招くという具合である。結果として、誤判定による警報処理が行われることがあった。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、自車両の斜め後方に位置する他車両の情報をより正確に取得することが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた本発明のレーダ装置(1)では、レーダ部(20)が、自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射し、他車両からのビームの反射波を受信する。他車両と判断できるのは、反射波に基づく測距によって相対速度などを検出できるためである。
反射点検出手段(11)は、レーダ部にて受信される反射波に基づき、他車両におけるビームの反射点の位置及び相対速度を繰り返し検出する。反射点の方向が分かっているため、反射点までの距離を測定することで、反射点の位置が測定可能となる。また、反射波のドップラー効果を利用することで、反射点の相対速度が測定可能となる。
また、位置推定手段(12)は、反射点検出手段にて検出された過去の反射点の現時点までの移動位置を反射点の相対速度を用いて推定する。そして、他車両情報取得手段(13)によって、位置推定手段にて推定される反射点の移動位置に基づき、他車両の情報が取得される。
つまり、本発明では、反射点の相対速度を利用して、過去の反射点の現時点までの移動位置を推定することで、他車両を一つの反射点と同一視するのではなく、過去の複数の反射点が他車両を示すものとして、他車両の情報を取得するのである。このようにすれば、自車両の斜め後方に位置する他車両の情報をより正確に取得することができる。
レーダ装置の概略構成を示すブロック図である。 レーダ装置におけるレーダ部の配置及び照射範囲を示す説明図である。 位置推定処理を示すフローチャートである。 位置推定処理を具体的に示す説明図である。 従来の推定方法による不具合を示す説明図である。 従来の推定方法による不具合を示す説明図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すレーダ装置1は、車両に搭載されて用いられ、制御部10を中心に構成されている。制御部10は、いわゆるコンピュータシステムとして構成され、CPU、ROM、RAM、I/O及びこれらを接続するバスラインを有している。この制御部10には、レーダ部20が接続されている。
図2に示すように、レーダ部20は、自車両100のバンパ内部に搭載される。例えば、数十GHz(例えば26GHz)のビームを自車両100の斜め後方へ照射し、その反射波を受信する。ビームは所定角度で広がるように照射され、図2では、実線で挟まれた領域Kが検出範囲となる。もちろん、車両の斜め後方への照射が可能となればよいため、バンパ内部に搭載することには限定されない。
次に、図3に基づき、位置推定処理を説明する。この処理は、車両のイグニッションスイッチがオンになった後、繰り返し実行される。
最初のS100では、反射点を検出する。この処理は、レーダ部20にて所定角度範囲へ照射したビームの反射波を受信し、他車両の反射点を検出するものである。具体的には、反射点までの距離及び相対速度を算出する。このとき、反射波の受信方向から反射点の方向が分かるため、反射点の位置及び相対速度を検出する。
続くS110では、今回反射点があるか否かを判断する。今回反射点は、現時点で検出された反射点であり、この処理は、S100にて反射点が検出されたか否かを判断するものである。ここで今回反射点があると判断された場合(S110:YES)、S120へ移行する。一方、今回反射点がないと判断された場合(S110:NO)、S190へ移行する。
今回反射点があると判断された場合に移行するS120では、前回反射点があるか否かを判断する。前回反射点は、過去の反射点の中で現時点に最も近いものである。ビームが検出範囲に照射される毎に反射点が検出されるのが一般的であるため、過去に受信された反射波のうちで最も新しい反射波に基づく反射点が記憶されている場合は、ここで肯定判断される。ここで前回反射点があると判断された場合(S120:YES)、S130へ移行する。一方、前回反射点がないと判断された場合(S120:NO)、すなわち反射点の初回検出時であれば、S130〜S160の処理を実行せず、S170へ移行する。
S130では、反射点の情報を取得する。ここでは、過去の反射点の情報を取得する。過去の反射点の情報は、後述するように新たな反射点が検出されるたびに更新されて記憶される。反射点の情報は、各反射点の位置及び相対速度である。
続くS140では、位置の推定演算を行う。この処理は、前回反射点の相対速度を用い、前回反射点の移動位置を推定すると共に、既に位置推定が行われている過去の反射点のさらなる移動位置を推定するものである。
次のS150では、今回反射点が前回反射点と同一位置にあるか否かを判断する。ここで前回反射点の位置は、S140における位置推定演算後のものである。ここで同一位置にないと判断された場合(S150:NO)、S160にて車両サイズを算出し、その後、S170へ移行する。S160では、過去に検出された反射点の現時点までの移動位置と今回反射点の位置とから、他車両のサイズを算出する。具体的には、反射点の横方向のばらつきから他車両の幅を算出し、反射点の前後方向のばらつきから他車両の長さを算出する。なお、前後方向とは車両前後方向を示し、横方向とは車両前後方向に直交する方向である。ただし、これらの方向に厳密性は要求されない。以下でも同様である。一方、同一位置にあると判断された場合(S150:YES)、S160の処理を実行せず、S170へ移行する。
S170では、反射点情報を記憶する。この処理は、今回反射点の情報を記憶すると共に、過去の反射点の現時点までの移動位置を記憶するものである。今回反射点の情報としては、S100にて検出された位置及び相対速度である。今回反射点は、次に位置推定処理が実行される際、前回反射点として用いられる。
続くS180では、他車両の情報を取得する。この処理は、他車両の位置情報及び他車両のサイズ情報を取得するものである。他車両の位置情報は、他車両の先頭部分で自車両に最も近い部分までの距離とすることが例示される。また、他車両の先頭部分で自車両に最も近い部分を、自車両を基準とする座標系上の点(X,Y)として取得してもよい。また、他車両のサイズ情報は、S160にて算出されたサイズである。
S110で否定判断された場合、すなわち今回反射点が検出されなかった場合に移行するS190では、過去の反射点があるか否かを判断する。ここで過去の反射点があると判断された場合(S190:YES)、S200にて反射点情報を取得し、S210へ移行する。S200の処理は、S130の処理と同様である。一方、過去の反射点がないと判断された場合(S190:NO)、すなわち未だ反射点が検出されていない場合には、以降の処理を実行せず、位置推定処理を終了する。
S210では、位置推定を実施するか否かを判断する。この処理は、過去の反射点がある場合であっても、反射点が検出されない状態が続くと、位置推定の信憑性が低下するためである。したがって、具体的には、S110における否定判断処理の回数をカウントし、当該カウント値が所定値を下回っている間は肯定判断することが考えられる。また、最後に反射点が検出されてからの経過時間で判断してもよい。ここで位置推定を実施すると判断された場合(S210:YES)、S220にて位置の推測演算を行い、その後、S170へ移行する。S220の処理は、S140の処理と同様のものである。一方、位置推定を実施しないと判断された場合(S210:NO)、S230にて他車両の情報をクリアして、その後、位置推定処理を終了する。
次に、位置推定処理を具体例に基づいて説明する。
図4では、左側から右側へいくほど時間が経過している。すなわち、隣接車線を走行する他車両101が自車両100に接近している様子を示している。
このとき、図4中の最も左側に示すように、反射点P(N)が検出されたものとする。ここでNは、自然数であり、反射点PのN回目の検出を示す。なお、説明を煩雑にしないため、N=1として説明を続ける。この場合、反射点P(N)が検出されるが(図3中のS100,S110:YES)、初回の検出であるため(S120:NO)、反射点情報が記憶されて(S170)、他車両の情報が取得される(S180)。具体的には、今回反射点の情報として、今回反射点の位置及び相対速度が記憶される。この時点では、他車両101の情報は、反射点P(N)の情報に過ぎない。
続いて図4中の左側から2番目に示すように、反射点P(N+1)が検出される(図3中のS100)。これにより、今回反射点があると判断され(S110:YES)、前回反射点P(N)もあると判断されて(S120:YES)、反射点P(N)の情報が取得される(S130)。そして、前回反射点P(N)の相対速度によって、位置の推定演算が行われる(S140)。図4に示すように、前回反射点P(N)は、その相対速度Vrによって、Ps(N)が移動位置となる。このとき、反射点Ps(N)と今回反射点P(N+1)は同一位置にないため(図3中のS150:NO)、他車両101の車両サイズが算出される(S160)。この場合、反射点Ps(N)及び今回反射点P(N+1)を基に、横方向及び前後方向(図4では「0」)のサイズが算出される。続いて、反射点Ps(N)の位置及び反射点P(N+1)の位置及び相対速度を記憶し(図3中のS170)、他車両101の情報を記憶する(S180)。
さらに続けて図4中の左側から3番目に示すように、反射点P(N+2)が検出される(図3中のS100)。これにより、今回反射点があると判断され(S110:YES)、前回反射点P(N+1)もあると判断されて(S120:YES)、反射点情報が取得される(S130)。そして、前回反射点P(N+1)の相対速度によって、位置の推定演算が行われる(S140)。図4に示すように、前回反射点P(N+1)の相対速度によって、反射点Ps(N)のさらなる移動位置が推定され、反射点P(N+1)の移動位置がPs(N+1)と推定される。このとき、反射点Ps(N+1)と今回反射点P(N+2)は同一位置にないため(図3中のS150:NO)、他車両101の車両サイズが算出される(S160)。この場合、反射点Ps(N),Ps(N+1)及び今回反射点P(N+2)を基に、横方向及び前後方向のサイズが算出される。続いて、反射点Ps(N),Ps(N+1)の位置並びに、反射点P(N+2)の位置及び相対速度を記憶し(図3中のS170)、他車両101の情報を取得する(S180)。
続いて図4中の左側から4番目に示すように、反射点P(N+3)が検出される(図3中のS100)。これにより、今回反射点があると判断され(S110:YES)、前回反射点P(N+2)もあると判断されて(S120:YES)、反射点情報が取得される(S130)。そして、前回反射点P(N+2)の相対速度によって、位置の推定演算が行われる(S140)。図4に示すように、前回反射点P(N+2)の相対速度によって、反射点Ps(N),Ps(N+1)のさらなる移動位置が推定され、反射点P(N+2)の移動位置がPs(N+2)と推定される。このとき、反射点Ps(N+2)と今回反射点P(N+3)は同一位置にないため(図3中のS150:NO)、他車両101の車両サイズが算出される(S160)。この場合、反射点Ps(N),Ps(N+1),Ps(N+2)及び今回反射点P(N+3)を基に、横方向及び前後方向のサイズが算出される。続いて、反射点Ps(N),Ps(N+1),Ps(N+2)の位置並びに、反射点P(N+3)の位置及び相対速度を記憶し(図3中のS170)、他車両101の情報を取得する(S180)。
さらに続けて図4中の最も右側に示すように、反射点が検出されなくなる(図3中のS100)。これにより、今回反射点がないと判断され(S110:NO)、過去の反射点があるか否かが判断される(S190)。ここでは、過去の反射点があると判断され(S190:YES)、反射点情報が取得される(S200)。具体的には、反射点Ps(N),Ps(N+1),Ps(N+2)の移動位置、並びに、前回反射点P(N+3)の位置及び相対速度が取得される。そして、位置推定を実施するとの判断がなされると(S210:YES)、反射点P(N+3)の相対速度によって、位置の推定演算が行われる(S220)。具体的には図4に示すように、反射点P(N+3)の相対速度によって、反射点Ps(N),Ps(N+1),Ps(N+2)のさらなる移動位置が推定され、反射点P(N+3)の移動位置がPs(N+3)と推定される。この場合も、反射点Ps(N),Ps(N+1),Ps(N+2),Ps(N+3)の位置を記憶し(図3中のS170)、他車両101の情報を取得する(S180)。
その後、時間経過などによって位置推定を実施しないと判断されると(図3中のS210:NO)、他車両101の情報がクリアされる(S230)。
次に本実施形態のレーダ装置1が発揮する効果を説明する。なお、ここでの説明に対する理解を容易にするため、最初に従来の課題を説明しておく。
従来、反射点の移動を考慮していなかったため、反射点の移動が他車両の認識に影響を及ぼす虞があった。
例えば図5に示すように、他車両101において反射点がP(N)→P(N+1)→P(N+2)→P(N+3)という具合に時系列に検出されたものとする。このとき、反射点の他車両101における移動を考慮せず、反射点を他車両101と同一視すると、最終的に、反射点が検出されなくなったとき(図5中の最も右側)、反射点P(N),P(N+1),P(N+2),P(N+3)から推測される反射点P(N+4)は、破線で示すような位置になる。すなわち、他車両101が停滞しているように見えてしまう。また、他車両101の先頭位置も検出できず、その長さも分からない。したがって、他車両101の追い越しなどに対する警報処理の開始/終了タイミングも不適切なものになる虞がある。
また例えば図6に示すように、図5と同様の事例について、横方向への反射点の移動を考えた場合、反射点を他車両101と同一視すると、最終的に、反射点が検出されなくなったとき、反射点P(N),P(N+1),P(N+2),P(N+3)から推測される反射点P(N+4)は、破線で示すような位置になる。すなわち、他車両101が自車両100の方向へ進行方向を変えているように見えてしまう。したがって、誤った警報処理を行う虞がある。
この点、本実施形態では、レーダ部20が、自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射し、他車両からのビームの反射波を受信する。そして、反射点検出手段11が、レーダ部20にて受信される反射波に基づき、他車両におけるビームの反射点の位置及び相対速度を繰り返し検出する(図3中のS100)。位置推定手段12は、反射点検出手段11にて検出された過去の反射点の現時点までの移動位置を反射点の相対速度を用いて推定する(S140,S220)。そして、他車両情報取得手段13によって、位置推定手段12にて推定される反射点の移動位置に基づいて、他車両の情報が取得される(S160,S180)。つまり、反射点の相対速度を利用して、過去の反射点の現時点までの移動位置を推定することで、他車両を都度検出される反射点と同一視するのではなく、過去の複数の反射点が他車両を示すものとして、他車両の情報を取得するのである。これにより、自車両の斜め後方に位置する他車両の情報をより正確に取得することができる。
また、本実施形態では、他車両の情報として、他車両の位置情報を取得する(S180)。上述したように、他車両の位置情報は、他車両の先頭部分で自車両に最も近い部分までの距離とすることが例示される。また、他車両の先頭部分で自車両に最も近い部分を、自車両を基準とする座標系上の点(X,Y)として取得してもよい。すなわち、他車両情報取得手段13は、他車両の情報として、他車両の位置情報を取得する。これにより、自車両と他車両との位置関係がより正確に取得される。
さらにまた、本実施形態では、前回反射点があるか否かを判断し(図3中のS120)、前回反射点があれば(S120:YES)、反射点情報を取得し(S130)、前回反射点の相対速度を利用して、過去の反射点の移動位置を推定する(S140)。すなわち、位置推定手段12は、過去の反射点の中で現時点に最も近い前回反射点の相対速度を用いて、当該前回反射点の移動位置を推定するとともに、過去に位置推定が行われた過去の反射点のさらなる移動位置を推定する。このように、現時点に最も近い前回反射点の相対速度を用いるようにしたため、その推定結果が現実に近くなり、より正確な他車両の位置情報を得ることができる。
また、本実施形態では、過去に検出された反射点の現時点までの移動位置と今回反射点の位置とから、他車両のサイズを算出する(図3中S160)。そして、他車両の情報として、他車両のサイズ情報を取得する(S180)。すなわち、位置推定手段12にて推定される過去の反射点の現時点までの移動位置に基づき、他車両のサイズを算出するサイズ算出手段14をさらに備え、他車両情報取得手段13は、他車両の情報として、他車両のサイズ情報を取得する。これにより、他車両のサイズが分かるため、警報処理の実行タイミングの判断に役立つ。特に警報処理の開始/終了タイミングを適切なものとすることができる。
このとき、今回検出された反射点の位置も利用して他車両のサイズを算出する(図3中のS160)。すなわち、サイズ算出手段14は、反射点検出手段11にて現時点の反射点である今回反射点が検出された場合、位置推定手段12にて推定される過去の反射点の現時点までの移動位置と今回反射点の位置とに基づき、他車両のサイズを算出する。これにより、反射点が検出されるたびに他車両のサイズが算出され、警報処理の実行判断を迅速に行うことができる。
具体的には、反射点の横方向のばらつきから他車両の幅を算出し、反射点の前後方向のばらつきから他車両の長さを算出する。すなわち、サイズ算出手段14は、反射点の位置の車両前後方向である前後方向におけるばらつきにより、他車両の長さを算出する。また、サイズ算出手段14は、反射点の位置の車両前後方向に直交する横方向におけるばらつきにより、他車両の幅を算出する。これにより、比較的容易に他車両のサイズを算出することができる。
さらにまた、本実施形態では、反射点が検出されなくなると(図3中のS110:NO)、反射点の位置推定を実施するか否かを判断し(S210)、例えば最後の反射点の検出から相当時間の経過が確認される場合には(S210:NO)、反射点の移動位置の算出をせず、他車両の情報をクリアする(S230)。すなわち、位置推定手段12は、反射点検出手段11にて現時点の反射点である今回反射点が検出されない状態が続くと、推定を行わない。これにより、不確かな他車両の情報がカットされる。
以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的範囲を逸脱しない限りにおいて、種々なる形態で実施可能である。
上記実施形態では、他車両の位置情報として、他車両の先頭部分で自車両に最も近い部分までの距離や当該部分の座標(X,Y)としていた。これに対し、他車両のサイズ情報から、他車両の中心部分までの距離や座標を他車両の位置情報として取得するようにしてもよい。
1…レーダ装置、10…制御部、11…反射点検出手段、12…位置推定手段、13…他車両情報取得手段、14…サイズ算出手段、20…レーダ部、100…自車両、101…他車両

Claims (9)

  1. 自車両の斜め後方の所定角度範囲にビームを照射し、他車両からの前記ビームの反射波を受信するレーダ部(20)と、
    前記レーダ部にて受信される反射波に基づき、前記他車両における前記ビームの反射点の位置及び相対速度を繰り返し検出する反射点検出手段(11)と、
    前記反射点検出手段にて検出された過去の反射点の現時点までの移動位置を前記反射点の相対速度を用いて推定する位置推定手段(12)と、
    前記位置推定手段にて推定される前記反射点の移動位置に基づき、前記他車両の情報を取得する他車両情報取得手段(13)と、
    を備えていることを特徴とするレーダ装置。
  2. 請求項1に記載のレーダ装置において、
    前記他車両情報取得手段は、前記他車両の情報として、前記他車両の位置情報を取得すること(S180)
    を特徴とするレーダ装置。
  3. 請求項1又は2に記載のレーダ装置において、
    前記位置推定手段は、前記過去の反射点の中で現時点に最も近い前回反射点の相対速度を用いて、当該前回反射点の移動位置を推定するとともに、過去に位置推定が行われた過去の反射点のさらなる移動位置を推定すること(S140,S220)
    を特徴とするレーダ装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
    前記位置推定手段にて推定される前記過去の反射点の現時点までの移動位置に基づき、前記他車両のサイズを算出するサイズ算出手段(14)をさらに備え、
    前記他車両情報取得手段は、前記他車両の情報として、前記他車両のサイズ情報を取得すること(S180)
    を特徴とするレーダ装置。
  5. 請求項4に記載のレーダ装置において、
    前記サイズ算出手段は、前記反射点検出手段にて現時点の反射点である今回反射点が検出された場合、前記位置推定手段にて推定される前記過去の反射点の現時点までの移動位置と前記今回反射点の位置とに基づき、前記他車両のサイズを算出すること(S160)
    を特徴とするレーダ装置。
  6. 請求項4又は5に記載のレーダ装置において、
    前記サイズ算出手段は、前記反射点の位置の車両前後方向である前後方向におけるばらつきにより、他車両の長さを算出すること
    を特徴とするレーダ装置。
  7. 請求項4〜6のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
    前記サイズ算出手段は、前記反射点の位置の車両前後方向に直交する横方向におけるばらつきにより、他車両の幅を算出すること
    を特徴とするレーダ装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーダ装置において、
    前記位置推定手段は、前記反射点検出手段にて現時点の反射点である今回反射点が検出されない状態が続くと、前記推定を行わないこと(S210:NO)
    を特徴とするレーダ装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のレーダ装置の各手段としての機能を実現するプログラム。
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