JP7203211B2 - 車載用物体検知システム - Google Patents

Description

本願は、車載用物体検知システムに関するものである。

従来、車載のレーダ装置において、泥、雪などの付着物による検出性能低下を検出し、レーダ装置の異常を判定するものの一例として以下の特許文献に記載されたものが知られている。すなわち、送信波を複数の物標に送信し、それら物標からの反射波を受信手段で受信し、受信された反射強度に関する受信信号の信号レベルが、故障レベル値の範囲である受信信号の個数をカウントし、カウント値に基づいて故障状態を判定している。

特許第３４８８６１０号公報

しかし、物標の反射強度は、物標の種別で異なる。例えば、トラックの荷台後部は反射が強く、小型自動車の後部は反射が弱い。また、物標とレーダ装置との距離によっても反射強度は変化する。例えば、物標からレーダ装置までの距離が遠い場合は、反射強度も弱く観測される。

このような、反射強度の相違により、異常が発生していないのに異常と判定を誤る恐れがある。これに対し、異常と誤判定しないように、異常と判定する際のしきい値を高く設定すると、異常が発生しているにもかかわらず、異常と判定されない恐れも生じる。このため、レーダ装置の異常を正確に異常と判断できない走行シーンが存在する。また、しきい値を超えた回数をカウントするなどの統計的処理は、異常と判定されるまで一定時間が必要となり、異常を早期に発見することができないなどの問題があった。

本願は、上述のような問題を解決するためのなされたもので、統計的処理を複雑にすることなく、レーダ装置などの物体検知装置の異常の発生を、従来よりも誤りなく判定できる車載用物体検知システムを提供することを目的とする。

本願に開示される車載用物体検知システムは、
車両に取り付けられた複数の物体検知装置、
複数の物体検知装置で検出された複数の物標反射レベルを受信する物標反射レベル受信部、
同一の物標もしくは同一種別の物標として検出された２以上の物標の物標反射レベルの差を算出し、差が予め定められた値の範囲を超えているとき、複数の物体検知装置のいずれかに異常があると判定する物体検知装置異常判定部、を備え、
物体検知装置異常判定部は、複数の物体検知装置の覆域同士が重なる領域で検出された複数の物標の位置間の距離が予め定めたしきい値内にあるとき、同一の物標であると決定することを特徴とする。

本願に開示される車載用物体検知システムによれば、複数の物体検知装置で物標反射レベルを比較しているので、物標が様々な距離に位置し、反射レベルがそれに対応して様々に変わる場合でも異常の有無を判断できる。

実施の形態１における車載用物体検知システムの概略構成図である。 実施の形態１の制御装置のブロック構成図である。 実施の形態１の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明する図である。 実施の形態１の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明するフローチャートである。 ２つのレーダ装置の異常判定結果を表す図である。 ２つのレーダ装置の異常判定結果を表す別の図である。 ３つのレーダ装置の異常判定結果を表す図である。 実施の形態１の車載用物体検知システムの追加動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１の車載用物体検知システムの別の追加動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明する図である。 実施の形態２の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明するフローチャートである。 実施の形態３の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明する図である。 実施の形態３の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明するフローチャートである。 実施の形態４の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明する図である。 実施の形態４の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明するフローチャートである。 実施の形態５の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明する図である。 実施の形態５の車載用物体検知システムの基本的な動作を説明するフローチャートである。 実施の形態５の制御装置のブロック構成図である。

以下、本願に係る車載用物体検知システムの好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。

実施の形態１．
[基本構成および基本動作]
図１は、車載用物体検知システムの概略構成図である。物体検知装置として、レーダ装置１１～１５が車両１の前後左右に搭載されている。制御装置２は、レーダ装置１１～１５の情報を受信して、集約し、処理する。
レーダ装置１１～１５は、電波を射出し、物標で反射した反射波を受信し、物標までの距離、物標との相対速度、角度、および物標からの反射レベルなどを測定するレーダ機能を有する。物標からの反射レベルは、瞬時に測定した値でも良いし、ある程度の時間、測定した値を平均化して用いても良い。平均化することにより、物標との相対的位置関係が急激に変化することを抑制でき、判定結果を安定化できる。なお、制御装置２へは、少なくとも２つ以上のレーダ装置の反射波の受信結果が入力されていれば、後述する物体検知装置異常判定部２２２の判定動作は可能である。また、物体検知装置は、レーダ装置以外でも、物標を検出でき物標の反射レベルを検出できるように構成されていれば他のセンサでもよく、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）または超音波センサなどでもよい。以下の説明はレーダ装置で行うが、その他のセンサでも同様な機能、動作を有する。また、レーダ装置は図中ではレーダと記載する。

図２は、制御装置２のブロック構成図である。制御装置２には、演算部２１、記憶部２２、通信機能部２３およびこれらの間で双方向に信号の送受信を行うためのバス２４を備えている。演算部２１、記憶部２２および通信機能部２３は、バス２４を介して双方向通信可能に接続されている。演算部２１はマイコンまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの演算装置で構成される。記憶部２２はＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される。記憶部２２には、異常を発生している物体検知装置を判定するための物標反射レベル受信部２２１、物体検知装置異常判定部２２２、および異常発生物体検知装置特定部２２３を含む。

通信機能部２３には、レーダ装置１１～１５、ヨーレートセンサ１６、走行速度センサ１７、振動検知センサ１８、および車両制御部１９が、それぞれ信号線を介して接続されている。レーダ装置１１～１５、ヨーレートセンサ１６、走行速度センサ１７、振動検知センサ１８からは検出情報が入力され、車両制御部１９へは、レーダ装置１１～１５の測定結果および駆動制御信号が出力される。また、異常が発生した場合、レーダ装置１１～１５に異常を解消するための指示またはレーダ装置１１～１５を停止させるための指示が出力される。さらに、車両制御部１９を介して通知手段２０により異常の発生を車両１の運転者に通知することができる。

ヨーレートセンサ１６は、車両１の旋回運動を検出する。別の手段として、ハンドル角センサなどで代用もできる。
走行速度センサ１７は、車両１の走行速度を検出するセンサであり、例えば、車輪の回転速度を検出するセンサがある。
振動検知センサ１８は、車両のピッチ角の変化を検出するセンサを搭載し、予め定められた時間内のピッチ角がしきい値以上に変化した場合に、車両が振動したと判定する方法がある。

なお、制御装置２は、レーダ装置１１～１５から物標までの距離、相対速度および角度を組み合わせ、または単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、または超音波センサなど他のセンシング結果と組み合わせて処理を行う、いわゆるセンサフュージョン処理をしてもよい。このセンサフュージョン結果を制御装置２に直接送信するか、あるいはセンサフュージョン結果をもとに車両制御アプリケーションを動作させる駆動制御信号を制御装置２に送信するような構成としてもよい。

次に車載用物体検知システムの基本的な動作について図３および図４を用いて説明する。
まず、図３において、レーダ装置１１の覆域１１Ａと、レーダ装置１２の覆域１２Ａが重なる領域１１２Ａにある物標Ｐを、レーダ装置１１およびレーダ装置１２で検出する。検出された物標Ｐの位置情報は、レーダ装置１１およびレーダ装置１２から見たアジマス角θ１、θ２（レーダ軸中心１１Ｂ、１２Ｂから物標Ｐまでの角度）と距離Ｄ１、Ｄ２とからなる相対座標であるため、車両１の任意の点を基準とした車両座標系に変換する。複数検出された物標のうち、位置（距離）の差が予め定められたしきい値より小さい物標同士を同一の物標であるとみなし、それらを比較対象として決定する（図４中、ステップＳ１０１）。このような決定は、物体検知装置異常判定部２２２で行ってもよい。

このように、同一時刻に同一物標を比較する場合、複数のレーダ装置の検出範囲である覆域が共通しているエリア内に物標が存在していることを条件とすることで、比較の候補となる物標を絞り込むことができる。これにより、制御装置における処理量の削減が期待できる。
また、同一の物標であることの判定には、位置間の距離の差だけでなく、これに加えて進行方位の差、進行速度の差がしきい値より小さいことを加味することにより、より詳細な同一性の判定が可能となる。なお、距離については、一般的なユークリッド距離を用いる方法がある。

次に、レーダ装置１１とレーダ装置１２で、比較対象と決定した物標Ｐの反射レベルを物標反射レベル受信部２２１で測定する（ステップＳ１０２）。測定した反射レベルを比較してレーダ装置１１またはレーダ装置１２が異常かどうかを物体検知装置異常判定部２２２で判定する。具体的には、レーダ装置１１の物標Ｐの反射レベルとレーダ装置１２の物標Ｐの反射レベルとの相対的な差を求め（ステップＳ１０３）、相対的な差が予め定められた値と比較し（ステップＳ１０４）、予め定められた値以下の場合、異常なしと判定する（ステップＳ１０５）。

図５は、異常判定結果をあらわす。図５中、左側にレーダ装置１１を記載している行は、レーダ装置１１からみたレーダ装置１２の状態を示し、今回の判定では異常がないことを示している。また、図５中、左側にレーダ装置１２を記載している行は、レーダ装置１２からみたレーダ装置１１の状態を示し、今回の判定では異常がないことを示している。

レーダ装置１１の物標反射レベルとレーダ装置１２の物標Ｐの反射レベルの差が、予め定められた値より大きい場合、異常ありと判定する（図４中、ステップＳ１０６）。図６中、左側にレーダ装置１１を記載している行は、レーダ装置１１からみたレーダ装置１２の状態を示し、今回の判定では異常があることを示している。また、図６中、左側にレーダ装置１２を記載している行は、レーダ装置１２からみたレーダ装置１１の状態を示し、今回の判定で異常があることを示している。以上のように、車載用物体検知システムとして、搭載されているレーダ装置に発生した異常をレーダ装置間の物標反射レベルの比較によって判定することができる。なお、ここでの異常とは、例えば、垂直方向の軸ズレ、汚れ、または雪などが付着したことによる性能低下などが挙げられる。

しかし、上述の異常ありの判定では、レーダ装置１１またはレーダ装置１２のどちらに異常が発生しているか特定することはできない。これに対しては、レーダ装置１１とレーダ装置１２の物標反射レベルの平均値とレーダ装置１１またはレーダ装置１２の物標反射レベルの差を算出し、この差が予め定められた値を超えている物標反射レベルのレーダ装置を、異常発生物体検知装置特定部２２３により、異常ありと特定してもよい。
また、レーダ装置１１に異常の有無を自己判定する機能を搭載し、レーダ装置１１が異常なしと自己判定した場合には、異常発生物体検知装置特定部２２３により、レーダ装置１２に異常があると特定できるようにしてもよい。レーダ装置１１の異常の自己判定手段としては、レーダ装置の性能低下を判断するために、レーダ装置の表面の付着物の有無を監視するセンサ（汚れ付着検知センサ）を取付ける方法、レーダ装置により得られる反射強度の情報を用いてレーダ装置表面の付着物の有無を検出する方法、レーダ装置に軸ズレ量を検知するようなセンサを内蔵して軸ズレ量を推定する方法、または内部回路の異常を検知する手段などが知られており、レーダ装置単独で自己判定するどのような手段を用いても良い。

このような構成により、すべてのレーダ装置１１～１５に自己診断機能を持たせなくても、異常の発生の有無を推定できるので、車載用物体検知システムのトータルコストを低減できる。
また、各レーダ装置が自己診断機能を持っている場合であっても、自己診断機能の構成によっては、判定に時間がかかるようなケースがある。例えば、走行データを１分間または１０分間など長時間分蓄積して、統計的な処理によって異常が発生しているか否かを判定する例が挙げられる。しかし、各レーダ装置で、この時間に異常の判定をするのに足る十分なデータを蓄積できるとは限らず、いくつかのレーダ装置にしか異常の判定が完了しないケースも考えられる。このような場合であっても、少なくとも１つのレーダ装置で異常の判定が完了していれば、残りのレーダ装置の異常は相対比較によって判定することができるので、レーダ装置の異常を早期に発見することができる。

次に、３つのレーダ装置の情報を用いる場合の異常発生物体検知装置特定部２２３の動作を説明する。上述した２つのレーダ装置１１、１２の時と同様に、同一物標を比較対象として決定し、レーダ装置１１、１２、１３の物標に対する反射レベルを物標反射レベル受信部２２１で測定する。測定した反射レベルを比較して、レーダ装置１１、レーダ装置１２、またはレーダ装置１３が異常か否かを物体検知装置異常判定部２２２で判定する。図７は、判定した結果を表す。ここまでの説明で分かる通り、図７に示した表の右上半分の三角形部分と、左下半分の三角形部分は、どちらのレーダ装置からみるかが変わっただけで、相対的に反対のことを書いているだけなので、ここからは、右上半分にのみ判定例を記入して説明する。

物体検知装置異常判定部２２２において、図７で示すように、
（１）レーダ装置１１の反射レベルとレーダ装置１２の反射レベルを比較して異常あり
（２）レーダ装置１１の反射レベルとレーダ装置１３の反射レベルを比較して異常あり
（３）レーダ装置１２の反射レベルとレーダ装置１３の反射レベルを比較して異常なし
と判定された場合、異常発生物体検知装置特定部２２３により、レーダ装置１１に異常が発生していると特定することができる。これは、レーダ装置１２とレーダ装置１３で、物標反射レベルが同程度になるような異常が、システム内の複数のレーダ装置に対して同じように発生するとは考えにくいことを利用している。これにより、２つのレーダ装置だけでは、異常の発生しているレーダ装置を特定できなかったが、３つ以上のレーダ装置の搭載された車載用物体検知システムにおいては、異常の発生しているレーダ装置を特定することができる。

以上のように、実施の形態１では、複数の物体検知装置で物標反射レベルを比較しているので、物標が様々な距離に位置し、反射レベルがそれに対応して様々に変わる場合でも異常の有無を判断できる。これにより、１つの物体検知装置でそれ自身の異常を判断する場合よりも、より多くの走行環境で、より短時間に、異常の有無を判断可能である。

[誤動作防止のための手法]
なお、実施の形態１の車載用物体検知システムの誤動作を防止するために、図８に示すように、振動検知センサ１８により、一定時間内のピッチ角を検知し、ピッチ角がしきい値以上変化した場合に車両１が振動したと判定し、レーダ装置での物標の検出およびレーダ装置の異常の有無の判定を行わないこととしてもよい（図８中、ステップＳ１０７）。すなわち、車両１が振動した場合、例えば小さい段差などを乗り越えた場合、レーダ装置は物標に対し相対的に上を向いたり、下を向いたりする。このようなケースでは、レーダ装置は、段差の分だけ物標とのなす角が変化してしまう。この影響で異常と誤判定する恐れがある。このため、車両１の振動を検出した場合は、異常の判定を行わず始めに戻り、物標の検出から始める。図８では、振動検知センサ１８の振動検出は最初に行っているが、異常判定前のどの段階で振動が検知されても異常判定を行わず始めに戻ることにしてもよい。

[物標反射レベルの正規化]
また、実施の形態１で説明したレーダ装置１１、１２および１３は、全く同じ仕様、全く同じ取付高さであるとは限らない。このような場合には、図９に示すように、例えば、レーダ装置１１およびレーダ装置１２間で物標反射レベルを正規化して（図８中、ステップＳ１０８）、レーダ装置間で同じ指標で物標反射レベルを比較できることが望ましい。

正規化の対象となるものとして、例えば以下の（１）～（５）が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。また、正規化の手法はこれら（１）～（５）に限られるわけではない。

（１）レーダ装置の反射強度は、物標までの距離の４乗に反比例することが知られている。ミリ波レーダでは、物標までの距離を検出することが可能であるため、得られた物標反射レベルに距離の４乗分の減衰を補正することで距離による影響を抑えてレーダ装置間の物標反射レベルを比較できる。

（２）また、水平方向のアンテナ利得も正規化のための補正対象となる。アンテナは、所定の方向に指向性を持つ。この指向性の特性を予め取得しておき、レーダ装置で得られた水平方向の測角値を用いて、水平方向のアンテナ利得の分だけ物標反射強度を補正することで、レーダ装置間の水平方向のアンテナ利得の違いの影響を抑えて、物標反射レベルを比較できる。

（３）また、垂直方向のアンテナ利得も正規化のための補正対象となる。垂直に軸がずれていない場合、レーダ装置からみて、物標の方向は、取り付け高さと、物標までの距離によって一意に定まる。垂直方向のアンテナ利得を予め取得しておき、レーダ装置で得られた物標までの距離情報によって、レーダ装置と物標とのなす垂直方向の角度を求め、垂直方向のアンテナ利得を補正することで、レーダ装置間の垂直方向のアンテナ利得の違いの影響を抑えて、レーダ装置間の物標反射レベルを比較できる。

（４）また、レーダ装置を構成するハードウェア特性も正規化のための補正対象となる。たとえば、レーダ装置では、アンテナで受信した信号は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、および増幅器などを通して、ＡＤコンバータへ入力される場合がある。このような場合には、これらの回路部品が持つ特性を加味して、物標反射強度を補正することで、レーダ装置のハードウェア特性の差の影響を抑えて、物標反射レベルを比較できる。

（５）また、入射されるレーダ波に対する物標の反射能力を示すレーダ反射断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）を推定し、この推定値を正規化された物標反射強度の代わりに用いてもよい。レーダ反射断面積は、物標からの反射電力、アンテナと物標の距離、アンテナの特性、レーダのハードウェア特性等からレーダ方程式を用いて計算できる。また、予め代表的な値の範囲とステップを定めてテーブル化しておいた結果を参照してもよい。テーブルの作成には、レーダ方程式を用いて計算した結果を用いてもよいし、レーダ反射断面積が既知であるリフレクタを用いて実測した結果を用いてもよい。

なお、物標反射レベルの正規化は必ずしも必須ではない。たとえば、正規化してもしなくてもレーダ装置間の物標反射レベルの値に大きな違いが無く、所望のレーダ装置の異常の判定ができる場合は必須ではない。また、すべてのレーダ装置が同じ仕様で、同じ取り付け条件である場合は必須ではない。

[異常ありと判断された場合の対応]
物体検知装置異常判定部２２２で異常ありと判定された結果は、図２に記載された通信機能部２３を経由して車両制御部１９に通知される。異常の通知を受信した車両制御部１９は、車両制御の停止あるいは、車両制御の一部動作を制限することが可能となる。
また、車両制御部１９の指示で、運転手に異常が発生していることを通知手段２０により通知して、例えばレーダ装置が汚れていないか点検するように促すなどの対応をしてもよい。

また、レーダ装置間の物標反射レベルの差が小さい場合は異常の程度が小さいと考えられる。このような場合は、異常の程度を段階的に判定するようにしてもよい。たとえば異常の程度が小さい場合は、特定の車両制御アプリケーションは停止または機能を抑えるような構成としてもよい。例えば、高速走行時は遠方の物体検知性能が必要となることに対し、低速走行時は近距離、たとえば１００ｍ以下程度でもＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）あるいはＡＥＢ（Automatic Emergency Braking）などの車両制御アプリケーションには大きな影響がないので、異常発生時はアプリケーションの動作を継続させるなどとしても良い。

さらに、物体検知装置異常判定部２２２から、異常発生の有無をレーダ装置１１～１５に通知することもできる。異常を通知されたレーダ装置は、異常を解消する動作を行うことも可能となる。例えば、レーダ装置で発生している異常の１つとして、雪が付着していることによってレーダ装置で適切に物標からの反射を受信できなくなっている可能性が考えられる。このような場合は、レーダ装置１１～１５にヒータなどを取り付けてもよい。
また、周囲の雰囲気温度を取得できる構成として、周囲の雰囲気温度が所定の温度より低く、かつ、物体検知装置異常判定部２２２で異常ありと判定されている場合には、一定時間ヒータを動作させて、雪が解けることで異常が解消されるか否かを監視するような構成としてもよい。

異常が発生しているレーダ装置を異常発生物体検知装置特定部２２３にて特定できる場合は、そのレーダ装置にのみ、異常の発生を通知し、ヒータを動作させるようにしてもよい。また、異常の発生しているレーダ装置を特定できない場合は、物体検知装置異常判定部２２２で異常と判定された全てのレーダ装置に対して車載用物体検知システムとしての異常の発生を通知するようにし、すべてのレーダ装置のヒータを動作させ、異常が解消されるかどうかを監視してもよい。また、ヒータを動作させても異常が解消されない場合は、他の異常の可能性もあるので、例えばレーダ装置の垂直方向の軸ズレが疑われる場合は、軸の向きを補正するような動作をさせてもよい。

また、異常を解消するように動作させる以外に、レーダ装置の動作そのものを止めてもよい。異常が発生しているレーダ装置を継続して動作させておいたとしても、車両制御アプリケーションの動作が保証できないような場合には、該当するレーダ装置の動作を止めることで、車載用物体検知システムの消費電力を低減できる。

実施の形態２．
実施の形態１と異なり、レーダ装置１１、１２で検出した物標が異なる物体であるが、種別が同じ場合について説明する。この種別とは、車、バイク、自転車、または人といったものであり、車についてはさらにトラック、バス、乗用車などと細分化しても良い。

図１０において、実施の形態１で説明したように、レーダ装置１１が物標Ｐを検出し、レーダ装置１２が物標Ｑを検出する。物標Ｐの検出は実施の形態１で説明した通りであるが、検出された物標Ｑの位置情報も、レーダ装置１２から見たアジマス角θ３（レーダ軸中心１２Ｂから物標Ｑまでの角度）と距離Ｄ３とからなる相対座標であるため、車両１の任意の点を基準とした車両座標系に変換する。物標Ｐと物標Ｑが同一の物標と検出されない場合、これに加えて種別の検出も行う（図１１中、ステップＳ２０１）。

すなわち、実施の形態１と異なり、種別の検出は、覆域１１Ａ、１２Ａが重なる領域である必要はない。種別の検出は、レーダ装置単体で反射波の特性を分析して、物標とレーダ装置の位置関係から推定される種別から識別を行っても良いし、光学カメラを別途設置して、そのカメラが検出した種別を用いて識別しても良い。検出された物標のうち、物標Ｐ、Ｑの種別が同じであると検出された場合、物標Ｐ、Ｑを比較対象として決定する。レーダ装置１１の物標Ｐの反射レベルとレーダ装置１２の物標Ｑの反射レベルの相対的な差を計算し異常の有無を判定する（ステップＳ１０３～Ｓ１０６）。この詳細は、図１１で示す通り、実施の形態１と同様とする。また、実施の形態１で説明したステップＳ１０７、Ｓ１０８については、実施の形態１で説明したように、必要に応じて選択的に行うことにしてもよい。

以上のように、実施の形態２では、複数の物体検知装置で同一種類の物標反射レベルを比較しているので、物標が物体検知装置の覆域が重なる領域に無く、様々な距離に位置し、反射レベルがそれに対応して様々に変わる場合でも異常の有無を判断できる。これにより、１つの物体検知装置でそれ自身の異常を判断する場合よりも、より多くの走行環境で、より短時間に、異常の有無を判断可能である。

実施の形態３．
レーダ装置で検出した物体の種別が特に側壁である場合の例について説明する。図１２で示すように、車両１の横に側壁３０が存在するとき、レーダ装置１１、１２が検出する物標が最も反射強度の大きいのは、レーダ装置１１、１２の真横の１点である。この点が物標Ｒ、物標Ｓとして検出される場合を想定する。

まず、レーダ装置１１とレーダ装置１２のそれぞれで物標を検出し、加えて物標は同一種類であり、かつ側壁であるとの検出も行う（図１３中、ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。実施の形態２同様、物標の種別の検出は、レーダ装置単体で反射波の特性を分析して行っても良いし、光学カメラを別途設置して、そのカメラが検出した種別を用いても良い。また、側壁３０が存在する位置が格納された地図（図示せず）を用いて、検出物標の位置が地図上で側壁３０が存在する位置に合致していれば種別を側壁としてもよい。また、地図に側壁の情報が無くても、車両１が走行している道路の境界線が分かればそこに側壁があると推定しても良い。また、地図にトンネル情報があり、車両１がトンネル内を走行していることが分かれば側壁とみなせるトンネルの壁の存在を推定しても良い。これ以外に、レーダ装置１１とレーダ装置１２において、車両１の真横かつ同一距離に物標が検出されていることで側壁３０があると推定しても良い。

物標が側壁３０であるとの検出結果を用いて、レーダ装置１１の側壁３０の物標Ｒでの反射レベル、レーダ装置１２の側壁３０の物標Ｓでの反射レベルを測定する（ステップＳ３０２）。物標Ｒでの反射レベルと物標Ｓでの反射レベルの相対的な差を計算し異常の有無を判定することの詳細は、図１３で示されている通り、実施の形態１と同様とする（ステップＳ１０３～Ｓ１０６）。なお、図１３で示すステップＳ１０７、Ｓ１０８については、実施の形態１で説明したように、必要に応じて選択的に行うことにしてもよい。

以上のように、実施の形態３では、複数の物体検知装置で側壁上の物標反射レベルを比較しているので、同じ反射レベルの物標が連続的に存在することにより、より短時間に、異常の有無を判断可能である。

実施の形態４．
側壁を用いる別の例について説明する。図１４に示すように、車両１の横に側壁３０が存在するとき、レーダ装置１１、１２が検出した複数の物標Ｒ１～Ｒ４、物標Ｓ１～Ｓ４となる場合を想定する。

まず、レーダ装置１１とレーダ装置１２のそれぞれで物標Ｒ１～Ｒ４、物標Ｓ１～Ｓ４を検出する。検出された物標Ｒ１～Ｒ４の位置情報は、レーダ装置１１から見たアジマス角θ１１～θ１４（レーダ軸中心１１Ｂからそれぞれの物標までの角度）と距離Ｄ１１～Ｄ１４となる相対座標であり、物標Ｓ１～Ｓ４の位置情報は、レーダ装置１２から見たアジマス角θ３１～θ３４（レーダ軸中心１２Ｂからそれぞれの物標までの角度）と距離Ｄ３１～Ｄ３４となる相対座標であり、車両１の任意の点を基準とした車両座標系に変換する。複数検出された物標のうち、位置の差、進行方位の差、進行速度の差が予め定められたしきい値より小さい物標同士を同一の物標であるとみなし、それらを比較対象として決定する。しかし、今回の場合、レーダ装置１１とレーダ装置１２の覆域の重なる部分に物標Ｒ１と物標Ｓ４が存在するが、これらは同一の物標とみなされていない。

上述の物標の検出に加え、物標の種別の検出も行う。種別の検出は、実施の形態３と同様に行うが、特にこの例では側壁が直線形状であるため、レーダ装置１１で検出された物標Ｒ１～Ｒ４、およびレーダ装置１２で検出された物標Ｓ１～Ｓ４が車両１の進行方向と平行に直線状に並ぶことを利用してそれらを側壁とみなしても良い（図１５中、ステップＳ４０２）。

この物標の種別の検出結果を用いて異常なしとする場合、異常ありとする場合の判定の詳細は、実施の形態１と同様とする。この際、反射レベルの相対的な差を求めるに際し、レーダ装置１１の反射レベルおよびレーダ装置１２の反射レベルを、それぞれ物標Ｒ１～Ｒ４の反射レベルの総和または平均値、物標Ｓ１～Ｓ４の反射レベルの総和または平均値としてもよい。
なお、本実施の形態では、側壁でなくても前後方向に長いトラックまたはバスなどの移動体であっても適用が可能である。
なお、図１３で示すステップＳ１０７、Ｓ１０８については、実施の形態１で説明したように、必要に応じて選択的に行うことにしてもよい。

以上のように、実施の形態４では、１つの物体検知装置で側壁上の複数の物標反射レベルを検出しているので、同じ反射レベルの物標が連続的に存在することが、実施の形態３で説明したシステムよりも短時間に検出できるため、側壁の検出がより短時間に可能となり、異常の有無の判断もさらに短縮可能である。

実施の形態５．
本実施の形態は、移動する物標により物体検知装置の異常の有無を検出するものである。例えば図１６において、レーダ装置１２とレーダ装置１３は、車両１からみて右側に搭載されているので、車両１が走行中に他車に追い抜かれるような場合は、レーダ装置１２とレーダ装置１３は、他車を、同じ物標Ｔとして時間的にずれたタイミングで検出する。このため、レーダ装置１２で検出した物標Ｔの反射レベルを記憶し、かつその物標を追尾し、その物標Ｔがレーダ装置１３でも検出された場合に、その物標Ｔの反射レベルを比較する構成とすることで、物標Ｔがレーダ装置間で同じ覆域に存在していなくても、同一物標の反射レベルを比較することができる。

具体的には、図１６で示すような、覆域１２Ａ、１３Ａが重ならないレーダ装置１２とレーダ装置１３において、レーダ装置１２で物標Ｔを検出する（図１７中ステップＳ５０１）。検出された物標Ｔの位置情報は、レーダ装置１２から見たアジマス角θ３（レーダ軸中心１２Ｂから物標Ｔまでの角度）と距離Ｄ３とからなる相対座標であり、車両１の任意の点を基準とした車両座標系に変換する。

検出された物標Ｔが車両１を追い抜くように図１６の矢印Ｙ方向に移動し、一旦レーダ装置１２の覆域１２Ａの外に出た場合、その物標Ｔの検出した反射レベルを記憶し、さらに追尾対象としてマークする（図１７中、ステップＳ５０２）。
物標Ｔが追尾区間ＴＲを移動中も継続して追尾を行い、最終的にレーダ装置１３の覆域１３Ａに入った場合、レーダ装置１３で、実際に検出された物標と合致する追尾中の物標Ｔの存在を確認する（ステップＳ５０３）。レーダ装置１３で検出された物標Ｔの位置情報は、レーダ装置１３から見たアジマス角θ４（レーダ軸中心１３Ｂから物標Ｔまでの角度）と距離Ｄ４とからなる相対座標であり、車両１の任意の点を基準とした車両座標系に変換する。物標Ｔの確認には、物標の位置だけでなく、速度、進行方位を用いても良い。そして、同一物標と確認された場合、実施の形態１の図９中、ステップＳ１０３～ステップＳ１０６で説明したのと同様に、それらの物標反射レベルを比較してレーダ装置１２またはレーダ装置１３が異常かどうかを判定する（図１７中、ステップＳ５０７～Ｓ５１０）。なお、図１７で示すステップＳ１０７、Ｓ５０６については、実施の形態１で説明したように、必要に応じて選択的に行うことにしてもよい。

物標の追尾には例えば、最後に観測された位置および速度とその進行方位から、等速直線運動を行うものとしてその位置を予測する方法、観測された物標の位置の時系列情報を用いてカルマンフィルタにより位置を予測する方法でも良い。物標が長時間追尾区間に留まる場合、進路を変更した場合に対応するために、物標の追尾には一定の時間制限を設け、制限時間を超過した場合は追尾をとりやめるなどしてもよい。

図１８は、実施の形態５を行うための制御装置２のブロック構成図である。実施の形態１で説明した構成に加え、レーダ装置１２または１５で検出された物標の移動を追尾するための物標追尾部２２４を含む以外は、図２と同様の構成であり、各構成部分の詳細な説明は省略する。

以上のように、実施の形態５では、移動する他の物体の物標を検出するため、静止物体の有無にかかわらず物体検知装置で反射レベルを検出することが可能となる。

実施の形態１から５では、説明を簡単にするため、２つ、または、３つのレーダ装置で相対比較を行う場合について説明したが、レーダ装置の個数に寄らず適用が可能である。
各実施の形態では検出する物標は移動体および静止物体（側壁）を想定して記載したが、特に静止物体については側壁だけでなく電柱、標識、またはガードレールなどの構造物でも適用が可能である。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１：車両、２：制御装置、１１、１２、１３、１４、１５：レーダ装置（物体検知装置）、１６：ヨーレートセンサ、１７：走行速度センサ、１８：振動検知センサ、１９：車両制御部、２０：通知手段、２１：演算部、２２：記憶部、２３：通信機能部、２４：バス、３０：側壁、２２１：物標反射レベル受信部、２２２：物体検知装置異常判定部、２２３：異常発生物体検知装置特定部、２２４：物標追尾部

Claims (19)

1. 車両に取り付けられた複数の物体検知装置、
   前記複数の物体検知装置で検出された複数の物標反射レベルを受信する物標反射レベル受信部、
   同一の物標もしくは同一種別の物標として検出された２以上の物標の物標反射レベルの差を算出し、前記差が予め定められた値の範囲を超えているとき、前記複数の物体検知装置のいずれかに異常があると判定する物体検知装置異常判定部、を備え、
   前記物体検知装置異常判定部は、前記複数の物体検知装置の覆域同士が重なる領域で検出された複数の物標の位置間の距離が予め定めたしきい値内にあるとき、同一の物標であると決定することを特徴とする車載用物体検知システム。
2. 前記同一の物標であることの決定には、物標位置間の距離に加え、前記複数の物体検知装置で検出された物標の進行方位、および進行速度の差が予め定めたしきい値内にあることを条件とする請求項１に記載の車載用物体検知システム。
3. 車両に取り付けられた複数の物体検知装置、
   前記複数の物体検知装置で検出された複数の物標反射レベルを受信する物標反射レベル受信部、
   同一の物標もしくは同一種別の物標として検出された２以上の物標の物標反射レベルの差を算出し、前記差が予め定められた値の範囲を超えているとき、前記複数の物体検知装置のいずれかに異常があると判定する物体検知装置異常判定部、を備え、
   前記複数の物体検知装置のうち、第１の物体検知装置で検出された第１の物標反射レベルを記憶しておく記憶部、前記第１の物体検知装置で検出された物標の位置を追尾し将来の位置を予測する物標追尾部、前記物標追尾部で追尾した物標が第２の物体検知装置で検出された場合、同一の物標であると決定し、検出された第２の物標反射レベルと記憶された前記第１の物標反射レベルとの差を算出することを特徴とする車載用物体検知システム。
4. 車両に取り付けられた複数の物体検知装置、
   前記複数の物体検知装置で検出された複数の物標反射レベルを受信する物標反射レベル受信部、
   同一の物標もしくは同一種別の物標として検出された２以上の物標の物標反射レベルの差を算出し、前記差が予め定められた値の範囲を超えているとき、前記複数の物体検知装置のいずれかに異常があると判定する物体検知装置異常判定部、を備え、
   前記物体検知装置異常判定部は、前記複数の物体検知装置で検出された物標が、前記物体検知装置が出力する物標識別結果、もしくは前記物標と前記物体検知装置の位置関係から推定される種別から、同一の種別の物標と決定することを特徴とする車載用物体検知システム。
5. 前記物体検知装置異常判定部で異常があると判定された前記複数の物体検知装置から、異常の発生している物体検知装置を特定する異常発生物体検知装置特定部をさらに備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の車載用物体検知システム。
6. 前記異常発生物体検知装置特定部は、３以上の物体検知装置のそれぞれの物標反射レベルの組み合わせで差を算出し、異常と判定された物体検知装置の組み合わせと、異常なしと判定された物体検知装置の組み合わせとから異常の発生している物体検知装置を特定することを特徴とする請求項５に記載の車載用物体検知システム。
7. 前記物体検知装置異常判定部は、前記複数の物体検知装置間で物標反射レベルの差が予め定められた範囲内の前記複数の物体検知装置を異常なし、予め定められた範囲外の前記複数の物体検知装置を異常ありと判定することを特徴とする請求項１に記載の車載用物体検知システム。
8. 前記異常発生物体検知装置特定部は、前記複数の物体検知装置の物標反射レベルの平均値と、それぞれの物体検知装置の物標反射レベルとの差を算出し、前記差が予め定められた値を超えている物標反射レベルの物体検知装置を異常ありと特定することを特徴とする請求項５に記載の車載用物体検知システム。
9. 前記物体検知装置異常判定部は、前記複数の物体検知装置のうち、少なくとも１つの物体検知装置が異常の発生有無を自己診断し、前記自己診断の結果に基づいて残りの物体検知装置の異常の発生有無を特定することを特徴とする請求項５に記載の車載用物体検知システム。
10. 前記物体検知装置異常判定部は、前記複数の物体検知装置間の物標反射レベルを比較する際に、前記物標反射レベルを正規化してから比較することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の車載用物体検知システム。
11. 物標反射レベルの正規化は、距離による物標反射強度の変化を補正することを特徴とする請求項１０に記載の車載用物体検知システム。
12. 物標反射レベルの正規化は、アンテナ利得による物標反射強度の変化を補正することを特徴とする請求項１０に記載の車載用物体検知システム。
13. 物標反射レベルの正規化は、前記物体検知装置を構成するハードウェア特性による物標反射強度の変化を補正することを特徴とする請求項１０に記載の車載用物体検知システム。
14. 車両に取り付けられた複数の物体検知装置、
    前記複数の物体検知装置で検出された複数の物標反射レベルを受信する物標反射レベル受信部、
    同一の物標もしくは同一種別の物標として検出された２以上の物標の物標反射レベルの差を算出し、前記差が予め定められた値の範囲を超えているとき、前記複数の物体検知装置のいずれかに異常があると判定する物体検知装置異常判定部、を備え、
    前記物体検知装置がレーダ装置である場合、ＲＣＳ推定値に基づいて物標反射レベルの強度を補正することを特徴とする車載用物体検知システム。
15. 前記車両の振動を検出した場合は、前記物体検知装置異常判定部の判定を行わないことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の車載用物体検知システム。
16. 前記物体検知装置異常判定部は、異常の判定結果を車両制御部に通知することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の車載用物体検知システム。
17. 前記車両制御部は、通知された異常の判定結果に基づいて車両制御の機能を停止、または車両制御の機能の制限を行うことを特徴とする請求項１６に記載の車載用物体検知システム。
18. 前記物体検知装置異常判定部は、異常の判定結果を物体検知装置に通知することを特徴とする、請求項１から１７のいずれか１項に記載の車載用物体検知システム。
19. 異常の判定結果の通知を受けた物体検知装置は、異常を解消する動作を行うことを特徴とする請求項１８に記載の車載用物体検知システム。

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