JP7564017B2 - 軸ずれ推定装置 - Google Patents

Description

本開示は、レーダ装置の軸ずれ角度を推定する技術に関する。

移動体に搭載され、あらかじめ設定された測定サイクルごとに照射した照射波の反射波を受信することにより物標を検出する、レーダ装置が知られている。この種のレーダ装置では、何らかの原因で設置状態が変化することで、レーダ装置の基準方向が設計上定められた移動体の基準方向とずれる状態である軸ずれが生じることがある。軸ずれが生じると、検出誤差が大きくなり、物標の方位などを誤検出するおそれがある。そこで、このような軸ずれの角度である軸ずれ角度を推定することで、物標の方位などの誤検出を抑制する技術が知られている。

軸ずれ角度を推定する技術の一つとして、例えば特許文献１には、測定サイクルごとにレーダ装置の搭載角度の推定値を算出し、算出された複数の推定値を平滑化し、このように平滑化された値を加味して、搭載角度の学習値を更新する技術が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、これまでに更新した回数である学習回数が所定の回数よりも少ない場合には、学習回数が所定の回数以上である場合と比較して、学習値における推定値の寄与度合が高くなるよう設定される。これにより、学習の初期段階においては推定値が学習値に反映されやすくなるため、学習値を早急に真値に近づけることができ、学習値を十分に収束させるまでの時間を短縮させることが可能となる。

特許６４３９７２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、推定値の信頼度によらず、学習の初期段階においては推定値が学習値に反映されやすい。そのため、信頼度の高い推定値が得られやすい走行環境下で学習が開始された場合、信頼度の高い推定値が学習値に反映されやすくなるため、学習値の信頼度は低下せず、ひいては、軸ずれ角度の推定精度も低下しない。一方で、例えば雪道環境下などの信頼度の高い推定値が得られにくい走行環境下で学習が開始された場合、信頼度の低い推定値が学習値に反映されやすくなるため、学習値の信頼度も低下し、ひいては、軸ずれ角度の推定精度も低下する。このように、学習開始時の走行環境によって、軸ずれ角度の推定精度に差が生じることが考えられる。

そのため、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に開示されている技術では、推定が収束するまでの時間の短縮効果が学習開始時の走行環境に大きく左右されるという課題、つまり、走行環境に対するロバスト性が低いという課題が見出された。

本開示の一局面は、推定が収束するまでの時間の短縮を図りつつ、走行環境に対するロバスト性を向上させる技術を提供する。

本開示の一態様は、移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置であって、第１演算部（４、Ｓ４０）と、第２演算部（４、Ｓ５０）と、推定値更新部（４、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４）と、を備える。第１演算部は、レーダ装置により検出された物標の情報である物標情報に基づき、最新の軸ずれ角度の推定値である最新推定値を算出する。第２演算部は、最新推定値の信頼度である推定信頼度を算出する。推定値更新部は、最新推定値を加味して、軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値を更新する。また、推定値更新部は、推定信頼度が第１の信頼度である場合には、推定信頼度が第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、出力推定値に対する最新推定値の寄与度合を高める。

このような構成によれば、推定が収束するまでの時間の短縮を図りつつ、走行環境に対するロバスト性を向上させることができる。

第１実施形態の車両制御システムの構成を示すブロック図である。 レーダ波の垂直方向における照射範囲を説明する説明図である。 レーダ波の水平方向における照射範囲を説明する説明図である。 反射点の方位角度及び軸ずれを説明する説明図である。 第１実施形態の軸ずれ推定処理のフローチャートである。 第１実施形態の出力値更新処理のフローチャートである。 第２実施形態の出力値更新処理のフローチャートである。 第３実施形態の出力値更新処理のフローチャートである。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す車両制御システム１は、車両に搭載されるシステムである。車両制御システム１は、レーダ装置２と、車載センサ群３と、信号処理部４と、支援実行部５と、軸ずれ通知装置６と、を備える。以下では、車両制御システム１を搭載する車両を自車ともいう。また、自車の車高方向を垂直方向、自車の車幅方向を水平方向ともいう。

レーダ装置２は、レーダ波を送受信するアンテナ部を備える。アンテナ部は、垂直方向及び水平方向のいずれについても反射波の到来方向を検出できるように構成される。本実施形態では、アンテナ部は、垂直方向及び水平方向に並ぶ複数のアンテナを備える、アレイアンテナである。

レーダ装置２は、図２及び図３に示すように、自車ＶＨの前側に搭載される。レーダ装置２は、自車ＶＨ前方の所定の角度範囲である照射範囲にレーダ波を照射する。具体的には、レーダ装置２は、垂直方向における照射範囲Ｒｖ及び水平方向における照射範囲Ｒｈに、レーダ波を照射し、照射したレーダ波の反射波を受信する。レーダ装置２は、照射範囲全域へのレーダ波の照射及び反射波の受信を周期的に実行することで、照射範囲に存在する物標を所定の測定サイクルごとに検出する。レーダ装置２により検出された物標の情報である物標情報には、レーダ波を反射した反射点の方位角度を表す情報と、レーダ装置２と反射点との相対速度ｑと、が少なくとも含まれる。物標情報は、測定サイクルごとに信号処理部４に出力される。

反射点の方位角度とは、図４に示すように、レーダ装置２の基準方向Ａを基準として求められた反射点の角度のうち垂直方向の角度（以下、垂直角度）Ｖｅｒ及び水平方向の角度（以下、水平角度）Ｈｏｒの少なくとも一方である。本実施形態では、垂直角度Ｖｅｒ及び水平角度Ｈｏｒの双方が反射点の方位角度を表す情報として物標情報に含まれる。垂直角度Ｖｅｒは、自車ＶＨを右側面から見た場合において、レーダ装置２の基準方向Ａを基準（すなわち０°）として、レーダ装置２の基準方向Ａから右回りをプラス、左回りをマイナスとする角度で表す。水平角度Ｈｏｒは、自車ＶＨを上空から見た場合において、レーダ装置２の基準方向Ａを基準として、レーダ装置２の基準方向Ａから右回りをプラス、左回りをマイナスとする角度で表す。レーダ装置２の基準方向Ａとは、基準として設計上定められたレーダ装置２の方向である。本実施形態では、照射範囲の中心軸の方向がレーダ装置２の基準方向Ａとして設定される。レーダ装置２は、本実施形態では、レーダ装置２の基準方向Ａが車両の基準方向と一致するように自車ＶＨに搭載される。車両の基準方向とは、基準として設計上定められた車両の方向であり、本実施形態では、自車ＶＨの進行方向Ｂが車両の基準方向として設定される。レーダ装置２の基準方向Ａと自車ＶＨの進行方向Ｂとが一致するように、レーダ装置２が自車ＶＨに搭載されると、検出された反射点の方位角度と、自車ＶＨの進行方向Ｂに対する反射点の角度と、が一致する。換言すれば、レーダ装置２の基準方向Ａと自車ＶＨの進行方向Ｂとの間にずれが生じると、自車ＶＨの進行方向Ｂに対する反射点の角度を表す情報が正しく得られないことになる。

図４は、レーダ装置２に、垂直方向における軸ずれ、すなわち垂直面であるｘ－ｚ平面内における軸ずれが生じている様子を示している。軸ずれとは、レーダ装置２の基準方向Ａが、車両の基準方向（本実施形態では、自車ＶＨの進行方向Ｂ）とずれている状態をいう。また、軸ずれ角度とは、レーダ装置２の基準方向Ａと車両の基準方向（本実施形態では、自車ＶＨの進行方向Ｂ）とのずれの大きさを示す角度をいう。以下、垂直方向における軸ずれ角度を垂直軸ずれ角度α_v、水平方向における軸ずれ角度を水平軸ずれ角度α_hとする。

本実施形態では、レーダ装置２は、公知のＦＭＣＷ方式を採用しており、上り変調区間のレーダ波と下り変調区間のレーダ波をあらかじめ設定された変調周期で交互に送信し、反射したレーダ波を受信する。ＦＭＣＷは、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅの略である。これにより、レーダ装置２は、変調周期ごとに物標を検出し、物標情報として、相対速度ｑと、垂直角度Ｖｅｒ及び水平角度Ｈｏｒと、を信号処理部４に出力する。なお、レーダ装置２は、反射点までの距離と、受信したレーダ波の受信電力と、を更に物標情報として信号処理部４に出力し得る。

図１に戻り、車載センサ群３は、自車ＶＨの状態等を検出するために自車ＶＨに搭載された各種センサである。車載センサ群３を構成するセンサには、車輪の回転に基づいて自車ＶＨの速度である移動体速度Ｃｍを検出する車速センサが少なくとも含まれる。検出された移動体速度Ｃｍは、信号処理部４に出力される。

信号処理部４は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ４２）と、を有するマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を中心に構成される。信号処理部４の各種機能は、ＣＰＵ４１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、メモリ４２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、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、信号処理部４を構成するマイコンの数は１つでも複数でもよい。また、信号処理部４が有する各種機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。

信号処理部４が実行する処理には、軸ずれ推定処理及び物標認識処理が少なくとも含まれる。
このうち、軸ずれ推定処理は、レーダ装置２の軸ずれ角度を推定し、レーダ装置２の軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値Ｍを算出する処理である。軸ずれ推定処理の詳細については後述する。軸ずれ推定処理での推定結果は、軸ずれ通知装置６等に出力される。

一方、物標認識処理は、レーダ装置２から得られる物標情報、及び、車載センサ群３から得られる各種情報に基づいて、自車ＶＨが走行する車線や、自車ＶＨと同一車線を走行する先行車両、その他の車両や障害物等を検出する処理である。なお、物標情報には、軸ずれ推定処理での推定結果に基づいて補正したものが用いられてもよい。物標認識処理での処理結果は、支援実行部５等に出力される。

支援実行部５は、信号処理部４から出力される物標認識処理での処理結果に基づき、各種車載機器を制御して、所定の運転支援を実行する。制御対象となる車載機器には、各種画像を表示するモニタ、警報音や案内音声を出力する音響機器が含まれる他、自車ＶＨの内燃機関、パワートレイン機構、ブレーキ機構等を制御する制御装置が含まれていてもよい。

軸ずれ通知装置６は、車室内に設置された音声出力装置である。軸ずれ通知装置６は、信号処理部４から出力される軸ずれ推定処理での推定結果に基づき、自車ＶＨの乗員に対して、警告音を出力する。

［１－２．処理］
［１－２－１．軸ずれ推定処理］
次に、信号処理部４が実行する軸ずれ推定処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。本処理は、イグニションスイッチがオンになると起動する。なお、本処理は、イグニッションスイッチがオフになると終了する。

信号処理部４は、本処理が起動すると、Ｓ１０で、レーダ装置２から物標情報を入力する。なお、Ｓ１０からＳ３０までの処理は、測定サイクルごとに行われる。
続いて、Ｓ２０で、信号処理部４は、物標情報に含まれる反射点から、静止物によってレーダ波が反射した点であると推測される反射点を静止反射点として抽出する。静止反射点の抽出は、公知の様々な方法で行うことができる。

その後、信号処理部４は、抽出した静止反射点を用いて、測定サイクルごとに算出される軸ずれ角度の推定値であるサイクル推定値Ｃを算出する。なお、信号処理部４は、抽出した静止反射点のうち所定の条件を満たす静止反射点を選択し、選択した静止反射点を用いてサイクル推定値Ｃを算出してもよい。

以下では、測定ごとに算出される垂直軸ずれ角度α_vの推定値である垂直サイクル推定値Ｃ_vを算出する例を示す。なお、測定ごとに算出される水平軸ずれ角度α_hの推定値である水平サイクル推定値Ｃ_hについても同様に算出することができる。例えば、信号処理部４は、垂直サイクル推定値Ｃ_vを（１）式に従って算出する。

ここで、Ｖｅｒ’は、レーダ装置２に軸ずれが生じていない場合の垂直角度であり、ＶｅｒはＳ１０でレーダ装置２から取得した物標情報に含まれる静止反射点ごとの垂直角度である。ｑ_vは静止反射点の相対速度ｑのｘ－ｚ平面における大きさであり、Ｃｍ_vは車載センサ群３から入力する移動体速度Ｃｍのｘ－ｚ平面における大きさである。γ_vは移動体速度Ｃｍに含まれる速度の誤差である移動体速度誤差γのｘ－ｚ平面における大きさである垂直移動体速度誤差である。

（１）式に基づいて、静止反射点それぞれについて、垂直サイクル推定値Ｃ_vと垂直移動体速度誤差γ_vとを未知パラメータとした方程式が得られる。つまり、抽出された静止反射点の数と同数の連立方程式が得られる。この連立方程式を解くことで、垂直サイクル推定値Ｃ_vと垂直移動体速度誤差γ_vとが求められる。連立方程式の具体的な解法としては例えば最小自乗法等を用いることができる。ただし、連立方程式の解法は最小自乗法に限定されるものではない。

続いて、Ｓ３０で、信号処理部４は、サイクル推定値Ｃを算出した回数であるサイクル推定回数ＮcyがＪ回未満か否かを判定する。Ｊは２以上の任意の整数である。本実施形態では、信号処理部４は、サイクル推定値Ｃを算出するごとに、サイクル推定回数Ｎcyを１増加させる。なお、軸ずれ推定処理の開始時のサイクル推定回数Ｎcyは０回である。信号処理部４は、サイクル推定回数ＮcyがＪ回未満であると判定した場合、Ｓ１０へ戻る。信号処理部４は、サイクル推定回数ＮcyがＪ回未満でないと判定した場合、Ｓ４０へ移行する。すなわち、Ｓ１０からＳ２０までの処理はＪ回繰り返される。

Ｓ４０で、信号処理部４は、最新の軸ずれ角度の推定値である最新推定値ｍを算出する。本実施形態では、信号処理部４は、今回の測定サイクルを含む直近のＪ回の測定サイクル（以下、平滑化区間）において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃを平滑化して、最新推定値ｍを算出する。平滑化の方法としては、例えば、平滑化区間において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃの相加平均をとる、といった方法を用いることができる。ただし、平滑化の方法はこれに限定されるものではなく、例えば、平滑化区間において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃから所定の条件を満たすサイクル推定値Ｃを抽出し、抽出されたサイクル推定値Ｃの相加平均をとる、といった方法を用いてもよい。

続いて、Ｓ５０で、信号処理部４は、最新推定値ｍの信頼度である推定信頼度ｗを算出する。本実施形態では、信号処理部４は、平滑化区間において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃのばらつきの小ささを表す値を推定信頼度ｗとして算出する。より具体的には、本実施形態では、信号処理部４は、平滑化区間において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃの標準偏差の逆数を、推定信頼度ｗとして算出する。ただし、推定信頼度ｗはこれに限定されるものではなく、例えば、平滑化区間において算出されたＪ個のサイクル推定値Ｃのうち、サイクル推定値Ｃが最大のものと最小のものとの差分の小ささを表す値を、推定信頼度ｗとしてもよい。

続いて、Ｓ６０で、信号処理部４は、Ｓ４０で算出した最新推定値ｍと、Ｓ５０で算出した推定信頼度ｗと、に基づき出力値を更新する、出力値更新処理を実行する。出力値は、出力推定値Ｍと、出力推定値Ｍの信頼度である出力値信頼度Ｗと、を含む。出力値更新処理については後述する。信号処理部４は、更新した出力値のうち少なくとも出力推定値Ｍを、軸ずれ通知装置６等に出力する。

続いて、Ｓ７０で、信号処理部４は、サイクル推定回数Ｎcyを０回にリセットする。その後、信号処理部４は、Ｓ１０へ戻る。
［１－２－２．出力値更新処理］
次に、Ｓ６０で実行される出力値更新処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、出力値更新処理で更新される前の出力推定値Ｍを現在出力推定値Ｍ_n-1、出力値更新処理で更新された後の出力推定値Ｍを更新出力推定値Ｍ_n、出力値更新処理で更新される前の出力値信頼度Ｗを現在出力値信頼度Ｗ_n-1、出力値更新処理で更新された後の出力値信頼度Ｗを更新出力値信頼度Ｗ_n、とする。

まず、Ｓ６１１で、信号処理部４は、Ｓ５０で算出した推定信頼度ｗと、Ｓ４０で算出した最新推定値ｍと現在出力推定値Ｍ_n-1との差分である推定値差分の絶対値Ｄｍと、が第１条件を満たすか否かを判定する。第１条件とは、推定信頼度ｗが所定のしきい値である推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きく、かつ、推定値差分の絶対値Ｄｍが所定のしきい値である差分しきい値ＴＨｍよりも大きい、という条件である。信号処理部４は、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たすと判定した場合、Ｓ６１３へ移行する。信号処理部４は、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たさないと判定した場合、Ｓ６１２へ移行する。

Ｓ６１２で、信号処理部４は、推定信頼度ｗが第２条件を満たすか否かを判定する。第２条件とは、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きい、という条件である。信号処理部４は、推定信頼度ｗが第２条件を満たすと判定した場合、Ｓ６１４へ移行する。信号処理部４は、推定信頼度ｗが第２条件を満たさないと判定した場合、Ｓ６１５へ移行する。

Ｓ６１３で、信号処理部４は、出力値を更新する際に用いる係数である更新係数ｋを、第１更新係数Ｋ１に設定する。第１更新係数Ｋ１は、０よりも大きく１以下の値である。その後、信号処理部４は、Ｓ６１６へ移行する。

Ｓ６１４で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第２更新係数Ｋ２に設定する。第２更新係数Ｋ２は、０よりも大きく第１更新係数Ｋ１よりも小さい値である。その後、信号処理部４は、Ｓ６１６へ移行する。

Ｓ６１５で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第３更新係数Ｋ３に設定する。本実施形態では、第３更新係数Ｋ３は、０である。ただし、第３更新係数Ｋ３は０に限定されるものではなく、例えば、０よりも大きく第２更新係数Ｋ２よりも小さい値であってもよい。その後、信号処理部４は、Ｓ６１６へ移行する。

Ｓ６１１～Ｓ６１５の処理は、推定信頼度ｗと推定値差分の絶対値Ｄｍとに基づき、更新係数ｋを、第１更新係数Ｋ１、第２更新係数Ｋ２、及び、第３更新係数Ｋ３、のいずれかに設定する処理である。すなわち、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きく、かつ、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍよりも大きい場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、最も値の大きい第１更新係数Ｋ１に設定する。推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きく、かつ、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍ以下である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、第２更新係数Ｋ２に設定する。推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗ以下である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、最も値の小さい第３更新係数Ｋ３に設定する。

Ｓ６１６で、信号処理部４は、Ｓ６１１～Ｓ６１５の処理で設定した更新係数ｋ、最新推定値ｍ、及び、現在出力推定値Ｍ_n-1を用いて、（２）式に従って更新出力推定値Ｍ_nを算出する。

続いて、Ｓ６１７で、信号処理部４は、Ｓ６１１～Ｓ６１５の処理で設定した更新係数ｋ、推定信頼度ｗ、及び、現在出力値信頼度Ｗ_n-1を用いて、（３）式に従って更新出力値信頼度Ｗ_nを算出する。

そして、信号処理部４は、出力値更新処理を終了する。
（２）式から明らかなように、更新係数ｋは、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合である。また、（３）式から明らかなように、更新係数ｋは、更新出力値信頼度Ｗ_nに対する推定信頼度ｗの寄与度合であるとも言える。

つまり、信号処理部４は、推定信頼度ｗが第１の信頼度である場合、推定信頼度ｗが第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合及び更新出力値信頼度Ｗ_nに対する推定信頼度ｗの寄与度合を高めて、出力値を更新する。また、信号処理部４は、推定値差分の絶対値Ｄｍが第１の絶対値である場合、推定値差分の絶対値Ｄｍが第１の絶対値よりも低い第２の絶対値である場合と比較して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合及び更新出力値信頼度Ｗ_nに対する推定信頼度ｗの寄与度合を高めて、出力値を更新する。

［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）信号処理部４は、最新推定値ｍを加味して、更新出力推定値Ｍ_nを算出するように構成される。また、信号処理部４は、推定信頼度ｗが第１の信頼度である場合には、推定信頼度ｗが前記第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めるように構成される。

このような構成によれば、信頼度の低い最新推定値ｍが更新出力推定値Ｍ_nに反映されにくくなるため、信頼度の高い最新推定値ｍが得られにくい走行環境下で学習が開始された場合であっても、軸ずれ角度の推定精度が低下することを抑制できる。すなわち、学習開始時の走行環境によって軸ずれ角度の推定精度に差が生じることを抑制できる。そのため、軸ずれ角度の推定が収束するまでの時間の短縮を図りつつ、走行環境に対するロバスト性を向上させることができる。

（１ｂ）信号処理部４は、測定サイクルごとの軸ずれ角度の推定値であるサイクル推定値Ｃを平滑化して最新推定値ｍを算出するように構成される。
このような構成によれば、サイクル推定値Ｃに含まれる誤差の更新出力推定値Ｍ_nへの影響を抑制できる。

（１ｃ）信号処理部４は、最新推定値ｍと現在出力推定値Ｍ_n-1との差分である推定値差分の絶対値Ｄｍが第１の絶対値である場合、推定値差分の絶対値Ｄｍが第１の絶対値よりも低い第２の絶対値である場合と比較して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めるように構成される。

このような構成によれば、最新推定値ｍが現在出力推定値Ｍ_n-1と大きく乖離している場合、すなわち、最新推定値ｍが急変している場合において、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めて更新できる。そのため、例えば最新推定値ｍが急変している場合に出力値更新処理をやり直すような構成と比較して、軸ずれ角度の推定が収束するまでの時間を短縮させることができる。

（１ｄ）信号処理部４は、推定信頼度ｗが第１の信頼度であり、かつ、最新推定値ｍが急変している場合、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めるように構成される。

このような構成によれば、最新推定値ｍが急変しているものの、その信頼度が高い場合において、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めて更新出力推定値Ｍ_nを算出できる。そのため、例えば最新推定値ｍが急変している場合に出力値更新処理をやり直すような構成と比較して、軸ずれ角度の推定精度が低下することを抑制しつつ、軸ずれ角度の推定が収束するまでの時間を短縮させることができる。

（１ｅ）信号処理部４は、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗ以下である場合、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を０にするように構成される。
このような構成によれば、信頼度の低い最新推定値ｍが更新出力推定値Ｍ_nに反映されることを抑制できる。そのため、軸ずれ角度の推定精度が低下することを抑制できる。

［１－４．変形例］
第１実施形態では、信号処理部４は、Ｓ６１２で推定信頼度ｗが第２条件を満たすか否かを判定し、推定信頼度ｗが第２条件を満たすと判定した場合には更新係数ｋを第２更新係数Ｋ２に設定し、推定信頼度ｗが第２条件を満たさないと判定した場合には更新係数ｋを第３更新係数Ｋ３に設定する構成を例示したが、更新係数ｋの設定方法はこれに限定されるものではない。例えば、信号処理部４は、Ｓ６１２で、推定信頼度ｗの値に応じて更新係数ｋをより細かく設定してもよい。この場合において、推定信頼度ｗの値が大きいほど、更新係数ｋも大きくなるように設定する。

［２．第２実施形態］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

［２－１．処理］
第２実施形態は、第１実施形態と比較すると、図６に示す出力値更新処理に代えて図７に示す出力値更新処理を実行する点で相違する。図７に示す出力値更新処理は、図６に示す出力値更新処理と比較すると、Ｓ６１１～Ｓ６１７の処理に代えてＳ６２１～Ｓ６２５の処理を行う点で相違する。ただし、Ｓ６２１及びＳ６２４～Ｓ６２５の処理は、Ｓ６１１及びＳ６１６～Ｓ６１７の処理と同一である。

Ｓ６２１で、信号処理部４は、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たすと判定した場合、Ｓ６２２へ移行し、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たさないと判定した場合、Ｓ６２３へ移行する。

Ｓ６２２で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第４更新係数Ｋ４に設定する。その後、信号処理部４は、Ｓ６２４へ移行する。第４更新係数Ｋ４は、（４）式に従って算出される。ただし、（４）式に従い算出された第４更新係数Ｋ４が１よりも大きい値である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを１に設定する。

ここで、差分しきい値ＴＨｍは、第１条件に含まれる所定のしきい値である差分しきい値ＴＨｍと同一である。ただし、（４）式における差分しきい値ＴＨｍはこれに限定されるものではなく、第１条件に含まれる所定のしきい値である差分しきい値ＴＨｍとは異なる値が設定されてもよい。また、第１更新係数Ｋ１は、第１実施形態と同様に、０よりも大きく１以下の値である。第５更新係数Ｋ５は、０以上第１更新係数Ｋ１よりも小さい値である。

Ｓ６２３で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第５更新係数Ｋ５に設定する。その後、信号処理部４は、Ｓ６２４へ移行する。
Ｓ６２１～Ｓ６２３の処理は、推定信頼度ｗと推定値差分の絶対値Ｄｍとに基づき、更新係数ｋを、第４更新係数Ｋ４又は第５更新係数Ｋ５に設定する処理である。すなわち、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きく、かつ、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍよりも大きい場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、（４）式に従って第４更新係数Ｋ４に設定する。（４）式から明らかなように、第４更新係数Ｋ４は、第５更新係数Ｋ５よりも小さくなることはない。また、第４更新係数Ｋ４は、第５更新係数Ｋ５以上の範囲において、推定値差分の絶対値Ｄｍの大きさに比例する。一方、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗ以下であるか、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍ以下である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、第４更新係数Ｋ４以下である第５更新係数Ｋ５に設定する。

ここで、Ｓ６２２において、推定値差分の絶対値Ｄｍの大きさに比例して第４更新係数Ｋ４を設定する構成を、差分比例部と表現する。
［２－２．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の（１ａ）～（１ｅ）の効果に加え、以下の効果が得られる。

（２ａ）本実施形態の信号処理部４は、推定値差分の絶対値Ｄｍの大きさに比例して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高める差分比例部を備えるように構成される。

このような構成によれば、最新推定値ｍと現在出力推定値Ｍ_n-1との乖離が大きいほど、つまり、最新推定値ｍが急変している度合が大きいほど、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めて更新出力推定値Ｍ_nを算出できる。すなわち、最新推定値ｍが急変している度合に応じて更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を設定し、更新出力推定値Ｍ_nを算出できるため、最新推定値ｍが急変した場合であっても、軸ずれ角度の推定精度が低下することを抑制できる。

［３．第３実施形態］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

［３－１．処理］
第３実施形態は、第１実施形態と比較すると、図６に示す出力値更新処理に代えて図８に示す出力値更新処理を実行する点で相違する。図８に示す出力値更新処理は、図６に示す出力値更新処理と比較すると、Ｓ６１１～Ｓ６１７の処理に代えてＳ６３１～Ｓ６３５の処理を行う点で相違する。ただし、Ｓ６３１及びＳ６３４～Ｓ６３５の処理は、Ｓ６１１及びＳ６１６～Ｓ６１７の処理と同一である。

Ｓ６３１で、信号処理部４は、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たすと判定した場合、Ｓ６３２へ移行し、推定信頼度ｗ及び推定値差分の絶対値Ｄｍが第１条件を満たさないと判定した場合、Ｓ６３３へ移行する。

Ｓ６３２で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第６更新係数Ｋ６に設定する。その後、信号処理部４は、Ｓ６３４へ移行する。第６更新係数Ｋ６は、（５）式に従って算出される。ただし、（５）式に従い算出された第６更新係数Ｋ６が１よりも大きい値である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを１に設定する。

ここで、第１更新係数Ｋ１は、第１実施形態と同様に、０よりも大きく１以下の値である。第７更新係数Ｋ７は、０以上第１更新係数Ｋ１よりも小さい値である。
Ｓ６３３で、信号処理部４は、更新係数ｋを、第７更新係数Ｋ７に設定する。その後、信号処理部４は、Ｓ６３４へ移行する。

Ｓ６３１～Ｓ６３３の処理は、推定信頼度ｗと推定値差分の絶対値Ｄｍとに基づき、更新係数ｋを、第６更新係数Ｋ６又は第７更新係数Ｋ７に設定する処理である。すなわち、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗよりも大きく、かつ、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍよりも大きい場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、（５）式に従って第６更新係数Ｋ６に設定する。（５）式から明らかなように、第６更新係数Ｋ６は、第７更新係数Ｋ７よりも小さくなることはない。また、第６更新係数Ｋ６は、第７更新係数Ｋ７以上の範囲において、現在出力値信頼度Ｗ_n-1に対する推定信頼度ｗの割合の大きさに比例する。一方、推定信頼度ｗが推定信頼度しきい値ＴＨｗ以下であるか、推定値差分の絶対値Ｄｍが差分しきい値ＴＨｍ以下である場合、信号処理部４は、更新係数ｋを、第６更新係数Ｋ６以下である第７更新係数Ｋ７に設定する。

ここで、Ｓ６３２において、現在出力値信頼度Ｗ_n-1に対する推定信頼度ｗの割合の大きさに比例して第６更新係数Ｋ６を設定する構成を、割合比例部と表現する。
［３－２．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、上述した第１実施形態の（１ａ）～（１ｅ）の効果に加え、以下の効果が得られる。

（３ａ）本実施形態の信号処理部４は、現在出力値信頼度Ｗ_n-1に対する推定信頼度ｗの割合の大きさに比例して、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高める割合比例部を備えるように構成される。

このような構成によれば、現在出力値信頼度Ｗ_n-1に対する推定信頼度ｗの割合が大きいほど、つまり、推定信頼度ｗの上昇の度合が大きいほど、更新出力推定値Ｍ_nに対する最新推定値ｍの寄与度合を高めて更新出力推定値Ｍ_nを算出できる。すなわち、推定信頼度ｗが急上昇した場合において、現在出力推定値Ｍ_n-1と比較して信頼度の高い最新推定値ｍが更新出力推定値Ｍ_nに反映されやすくなるため、軸ずれ角度の推定精度を向上することができる。

［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（４ａ）上記実施形態では、Ｓ４０で信号処理部４が複数のサイクル推定値Ｃを平滑化して最新推定値ｍを算出する構成を例示したが、平滑化することは必須ではなく、例えば、信号処理部４は、Ｓ２０で算出された１個のサイクル推定値Ｃを平滑化せずに最新推定値ｍとしてもよい。この場合、Ｓ３０の処理は省略してもよい。

この場合において、Ｓ５０で算出される推定信頼度ｗは、Ｓ２０でサイクル推定値Ｃを算出する過程で得られる情報、例えば、サイクル推定値Ｃを算出するために用いられた静止反射点の数に基づき算出されるようにしてもよい。

（４ｂ）上記実施形態では、信号処理部４がＳ３０～Ｓ５０の処理を順番に実行する構成を例示したが、処理を実行する順番はこれに限定されるものではない。例えば、信号処理部４は、Ｓ４０及びＳ５０の処理の後に、Ｓ３０の処理を実行してもよい。

この場合において、信号処理部４は、測定サイクルごとにサイクル推定値Ｃを平滑化し、都度、暫定的な軸ずれ角度の推定値である暫定推定値ｔを算出する。すなわち、信号処理部４は、暫定推定値ｔとサイクル推定値Ｃとを平滑化し新たな暫定推定値ｔを算出することを、測定サイクルごとに繰り返し行う。そして、Ｊ回繰り返して平滑化したときに算出されている暫定推定値ｔを、最新推定値ｍとする。

（４ｃ）上記実施形態では、レーダ装置２がレーダ波を自車ＶＨの前方に向けて送信する形態を例示したが、レーダ波の送信方向は自車ＶＨの前方に限定されるものではない。例えば、レーダ装置２は、自車ＶＨの前方、右前方、左前方、後方、右後方、左後方、右側方及び左側方の少なくとも一方に向けてレーダ波を送信するように構成されてもよい。

（４ｄ）上記実施形態では、レーダ装置２は、垂直角度Ｖｅｒ及び水平角度Ｈｏｒの双方を反射点の方位角度を表す情報として含む物標情報を信号処理部４に出力したが、レーダ装置２が出力する物標情報はこれに限定されるものではない。例えば、物標情報には、垂直角度Ｖｅｒのみが反射点の方位角度を表す情報として含まれていてもよく、また、水平角度Ｈｏｒのみが反射点の方位角度を表す情報として含まれていてもよい。

（４ｅ）上記実施形態では、レーダ装置２がＦＭＣＷ方式を採用している例を示したが、レーダ装置２のレーダ方式は、ＦＭＣＷに限定されるものではなく、例えば、２周波ＣＷ、ＦＣＭ又はパルスを採用するように構成されてもよい。ＦＣＭは、Ｆａｓｔ－Ｃｈｉｒｐ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略である。

（４ｆ）上記実施形態では、軸ずれ通知装置６として車室内に設置された音声出力装置を用いているが、軸ずれ通知装置６はこれに限定されるものではない。例えば、支援実行部５が備える音響機器等が軸ずれ通知装置６として用いられてもよい。

（４ｇ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。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、置換等してもよい。

（４ｈ）本開示は、上述した軸ずれ推定装置の他、当該軸ずれ推定装置を備える車両制御システム１、当該軸ずれ推定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、軸ずれ推定方法など、種々の形態で実現することができる。

なお、上記実施形態において、信号処理部４が軸ずれ推定装置に相当する。また、Ｓ４０が第１演算部としての処理に相当し、Ｓ５０が第２演算部としての処理に相当し、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４が推定値更新部としての処理に相当し、Ｓ６１７、Ｓ６２５、Ｓ６３５が信頼度更新部としての処理に相当し、Ｓ６３２が割合比例部としての処理に相当し、Ｓ６２２が差分比例部としての処理に相当する。また、自車ＶＨが移動体に相当する。

１…車両制御システム、２…レーダ装置、３…車載センサ群、４…信号処理部、４１…ＣＰＵ、４２…メモリ、４３…ＲＯＭ、４４…ＲＡＭ。

Claims (9)

1. 移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置であって、
   前記レーダ装置により検出された物標の情報である物標情報に基づき、最新の前記軸ずれ角度の推定値である最新推定値を算出する第１演算部（４、Ｓ４０）と、
   前記最新推定値の信頼度である推定信頼度を算出する第２演算部（４、Ｓ５０）と、
   前記最新推定値を加味して、前記軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値を更新する推定値更新部（４、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４）と、
   を備え、
   前記推定値更新部は、前記推定信頼度が第１の信頼度である場合には、前記推定信頼度が前記第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、前記出力推定値に対する前記最新推定値の寄与度合を高める構成を有し、
   前記第１演算部は、あらかじめ設定された測定サイクルごとの前記物標情報に基づき、前記測定サイクルごとの前記軸ずれ角度の推定値であるサイクル推定値を算出し、複数の前記サイクル推定値を平滑化して前記最新推定値を算出する構成を有し、
   前記推定信頼度は、前記複数の前記サイクル推定値のばらつきの小ささを表す値として算出される、軸ずれ推定装置。
2. 移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置であって、
   前記レーダ装置により検出された物標の情報である物標情報に基づき、最新の前記軸ずれ角度の推定値である最新推定値を算出する第１演算部（４、Ｓ４０）と、
   前記最新推定値の信頼度である推定信頼度を算出する第２演算部（４、Ｓ５０）と、
   前記最新推定値を加味して、前記軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値を更新する推定値更新部（４、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４）と、
   を備え、
   前記推定値更新部は、前記推定信頼度が第１の信頼度である場合には、前記推定信頼度が前記第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、前記出力推定値に対する前記最新推定値の寄与度合を高める構成を有し、
   前記推定値更新部は、前記出力推定値と前記最新推定値との差分の絶対値が第１の絶対値である場合には、前記差分の絶対値が前記第１の絶対値よりも小さい第２の絶対値である場合と比較して、前記寄与度合を高める、軸ずれ推定装置。
3. 移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置であって、
   前記レーダ装置により検出された物標の情報である物標情報に基づき、最新の前記軸ずれ角度の推定値である最新推定値を算出する第１演算部（４、Ｓ４０）と、
   前記最新推定値の信頼度である推定信頼度を算出する第２演算部（４、Ｓ５０）と、
   前記最新推定値を加味して、前記軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値を更新する推定値更新部（４、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４）と、
   を備え、
   前記推定値更新部は、前記推定信頼度が第１の信頼度である場合には、前記推定信頼度が前記第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、前記出力推定値に対する前記最新推定値の寄与度合を高める構成を有し、
   前記推定信頼度を加味して、前記出力推定値の信頼度である出力値信頼度を、更新する信頼度更新部（４、Ｓ６１７、Ｓ６２５、Ｓ６３５）を更に備え、
   前記推定値更新部は、前記出力値信頼度に対する前記推定信頼度の割合の大きさに比例して前記寄与度合を高める割合比例部（４、Ｓ６３２）を備える、軸ずれ推定装置。
4. 移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置であって、
   前記レーダ装置により検出された物標の情報である物標情報に基づき、最新の前記軸ずれ角度の推定値である最新推定値を算出する第１演算部（４、Ｓ４０）と、
   前記最新推定値の信頼度である推定信頼度を算出する第２演算部（４、Ｓ５０）と、
   前記最新推定値を加味して、前記軸ずれ角度の推定結果として出力される値である出力推定値を更新する推定値更新部（４、Ｓ６１１～Ｓ６１６、Ｓ６２１～Ｓ６２４、Ｓ６３１～Ｓ６３４）と、
   を備え、
   前記推定値更新部は、前記推定信頼度が第１の信頼度である場合には、前記推定信頼度が前記第１の信頼度よりも低い第２の信頼度である場合と比較して、前記出力推定値に対する前記最新推定値の寄与度合を高める構成を有し、
   前記推定値更新部は、前記出力推定値と前記最新推定値との差分の絶対値の大きさに比例して前記寄与度合を高める差分比例部（４、Ｓ６２２）を備える、軸ずれ推定装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の軸ずれ推定装置であって、
   前記推定値更新部は、前記出力推定値と前記最新推定値との差分の絶対値が第１の絶対値である場合には、前記差分の絶対値が前記第１の絶対値よりも小さい第２の絶対値である場合と比較して、前記寄与度合を高める、軸ずれ推定装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の軸ずれ推定装置であって、
   前記推定信頼度を加味して、前記出力推定値の信頼度である出力値信頼度を、更新する信頼度更新部（４、Ｓ６１７、Ｓ６２５、Ｓ６３５）を更に備え、
   前記推定値更新部は、前記出力値信頼度に対する前記推定信頼度の割合の大きさに比例して前記寄与度合を高める割合比例部（４、Ｓ６３２）を備える、軸ずれ推定装置。
7. 請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の軸ずれ推定装置であって、
   前記第１演算部は、あらかじめ設定された測定サイクルごとの前記物標情報に基づき、前記測定サイクルごとの前記軸ずれ角度の推定値であるサイクル推定値を算出し、複数の前記サイクル推定値を平滑化して前記最新推定値を算出する、軸ずれ推定装置。
8. 請求項７に記載の軸ずれ推定装置であって、
   前記推定信頼度は、前記複数の前記サイクル推定値のばらつきの小ささを表す値として算出される、軸ずれ推定装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の軸ずれ推定装置であって、
   前記推定値更新部は、前記推定信頼度がしきい値以下である場合、前記寄与度合を０にする、軸ずれ推定装置。

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