JP2004219206A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】物標の幅が決定できない場合に、走行車線の判定に不都合を生じないよう幅を推定する。
【解決手段】実際の物標の幅をＤ、物標との距離をＲ、方位角度の走査のステップ幅をＡとするとき、式Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡにより物標の幅の推定値Ｗを算出する。
【選択図】 図２
【解決手段】実際の物標の幅をＤ、物標との距離をＲ、方位角度の走査のステップ幅をＡとするとき、式Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡにより物標の幅の推定値Ｗを算出する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物標の幅を推定する機能を有するレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電波の放射方向を機械的または電子的に走査する機能を備えたＦＭ−ＣＷレーダでは、物標との相対速度および距離が測定できるだけでなく、物標が存在する方向（物標の方位角度）を知ることができる。さらに、例えば特開平１１−１８３６０１号公報に記載されているように、同一物標による複数の反射の、放射角度に対する分布を解析することにより、物標の横位置および幅を知ることができる。物標の横位置および幅を知ることができれば、例えば、前方を走行する車が自車の走行車線に入ったら減速して所定の車間距離を維持し、自車の走行車線から出たら設定速度まで加速する、といった車間制御が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８０５４０号公報
【特許文献２】
特開平１１−４５３９７号公報
【特許文献３】
特開平７−２２５２７６号公報
【特許文献４】
特開平１１−１８３６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
同一の物標による複数の反射の放射角度θに対する分布を解析することにより得られる物標の横位置Ｘおよび物標の幅Ｗは、分布の中央に相当する角度をθｍ、分布の幅に相当する角度差をΔθ、物標との距離をＲとすると、Δθ≪０として
Ｘ≒Ｒｓｉｎθｍ （１）
Ｗ≒ＲｔａｎΔθ （２）
で表わすことができる。
【０００５】
（２）式より、幅Ｗの物標までの距離Ｒが大きくなると角度差Δθは小さくなる。Δθが放射角度の走査のステップ幅程度まで小さくなると、１つの物標に対して１〜２本程度の反射しか得られなくなるので、物標の幅Ｗを決定することができなくなる。従って、この場合には物標の幅Ｗについては推定値を用いることになる。このとき、物標の横位置に対応する角度θｍについても、放射角度のステップ幅よりも細かい分解能で決めることができないので横位置Ｘの誤差（不確定性）は大きくなる。
【０００６】
Ｗの推定値として、例えば予め定められた一定値を用いるとすると、横位置Ｘ（方位角度θｍ）の誤差が大きいため、実際には自車が走行する車線に入っていないにもかかわらず入ったと判定されて減速の制御が行なわれる、といった不都合を生じる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、走行車線の判定にあたって上記のような不都合を生じることない、物標の幅の推定機能を備えたレーダ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーダ装置は、ビームの放射方向を走査したときの同一物標からの複数の反射に基いて物標の幅を決定する手段と、幅決定手段が幅を決定することができない物標について、物標の方位角度の不確定性および物標との距離に基いて物標の幅を推定する手段とを具備する。
【０００９】
前記幅推定手段は、例えば、予め定めた物標の幅をＤ、物標との距離をＲ、前記方位角度の不確定性をＡとするとき、式Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡにより物標の幅の推定値Ｗを算出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用されるレーダ装置の一例としてのミリ波レーダ装置の構成を示す。図１において、送信機制御回路１０からは上昇と下降を交互に繰り返す三角波が出力される。ＲＦユニット１２において、この三角波により周波数変調されたミリ波が生成され、アンテナ１４から放射される。物標による反射波をアンテナ１４において受信し、ＲＦユニット１２において送信信号の一部と混合することにより送信信号と反射信号の差の周波数を有するビート信号が生成される。生成されたビート信号は受信回路１６においてベースバンドに変換された後、ＤＳＰ１８へ入力される。ＤＳＰ１８においては、三角波の上昇区間（アップビート）および下降区間（ダウンビート）のそれぞれの区間についてＦＦＴ演算を施すことにより時間ドメインから周波数ドメインへの変換が行なわれる。ＤＳＰ１８ではさらに、上昇区間の周波数スペクトル中のピーク（アップピーク）および下降区間のピーク（ダウンピーク）がそれぞれ抽出されてマイクロコンピュータ２０へ送られる。一方、駆動回路２２はモータ２４を駆動してアンテナ１４の方向を走査し、その時の角度データがマイクロコンピュータ２０へ入力される。
【００１１】
マイクロコンピュータ２０においては、まず、出現する周波数および角度が近接する複数のピークを同一の物標からの反射によるものとしてグループ化する。１つのグループに属する複数のピークの強度の角度に対する分布から、例えば、前述の特開平１１−１８３６０１号公報の段落００６０〜００６１に記載された手法により、物標の中心角度θｍおよび角度幅Δθａが決定され、それらから、段落００７７〜００７８に記載された手法により物標の横位置と幅が決定される。
【００１２】
１つのグループに属するピークの数が少なくて物標の幅を決定できず横位置を精密に決定できない場合には、本発明により、以下の様にして物標の幅を推定する。
【００１３】
この場合に、物標の横位置は、角度のステップ幅をＡ、物標までの距離をＲとすると、ＲｔａｎＡだけの誤差（不確定性）を有している。実際の車幅をＤ、すなわち、車の中心から一方の端までの実際の長さをＤ／２とするとき、車の中心から一方の端までの推定値Ｗ／２を、
Ｗ／２＋ＲｔａｎＡ＝Ｄ／２ （３）
となるようにすれば、最大でＲｔａｎＡの誤差があっても、推定された車の端の位置が実際の車の端の位置を超えることはない（図２参照）。したがって、前方を走行する車が実際には自車が走行する車線に入っていないにもかかわらず、入ったと判定して減速の制御が行なわれることを防止することができる。
【００１４】
（３）式より、本発明における物標の幅の推定値Ｗは、
Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡ （４）
で計算される。
【００１５】
車幅Ｄとしては、例えば現存する車の幅の最小値が選ばれる。大型車ほど反射レベル、すなわちピークの強度が大きいので、例えば図３に示すように、ピークの強度に応じてＤを変化させるようにしても良い。ピーク強度の代わりに、或いはこれと組み合わせて、同一グループに属するピークの数に応じてＤを変化させるようにしても良い。
【００１６】
距離Ｒが一定値Ｒ０以下になると、反射点が車の中心から外れることがあるので、（４）式又は（４）式と図３の関係に従って決定されたＷについて上限値Ｗ０を設けるか（図４）または、変化を抑制する（図５）ようにしても良い。
【００１７】
同一グループに属するピークの数が増えて車幅の演算が可能になったとき、車幅の推定値から車幅の計算値へ瞬時に切り換えるのでなく、移動平均演算などのフィルタ演算を行なって、車幅の値が滑らかに変化するようにすることが望ましい。計算値から推定値への切り換えの場合も同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、物標の幅が決定できない場合に、走行車線の判定に不都合を生じないような幅の推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるレーダの一例としてのミリ波レーダ装置のブロック図である。
【図２】幅の推定方法を説明する図である。
【図３】反射の強さによるＤの値の修正の一例を示すグラフである。
【図４】距離Ｒに応じた推定幅Ｗの修正の第１の例を示すグラフである。
【図５】距離Ｒに応じた推定幅Ｗの修正の第２の例を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、物標の幅を推定する機能を有するレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電波の放射方向を機械的または電子的に走査する機能を備えたＦＭ−ＣＷレーダでは、物標との相対速度および距離が測定できるだけでなく、物標が存在する方向（物標の方位角度）を知ることができる。さらに、例えば特開平１１−１８３６０１号公報に記載されているように、同一物標による複数の反射の、放射角度に対する分布を解析することにより、物標の横位置および幅を知ることができる。物標の横位置および幅を知ることができれば、例えば、前方を走行する車が自車の走行車線に入ったら減速して所定の車間距離を維持し、自車の走行車線から出たら設定速度まで加速する、といった車間制御が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８０５４０号公報
【特許文献２】
特開平１１−４５３９７号公報
【特許文献３】
特開平７−２２５２７６号公報
【特許文献４】
特開平１１−１８３６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
同一の物標による複数の反射の放射角度θに対する分布を解析することにより得られる物標の横位置Ｘおよび物標の幅Ｗは、分布の中央に相当する角度をθｍ、分布の幅に相当する角度差をΔθ、物標との距離をＲとすると、Δθ≪０として
Ｘ≒Ｒｓｉｎθｍ （１）
Ｗ≒ＲｔａｎΔθ （２）
で表わすことができる。
【０００５】
（２）式より、幅Ｗの物標までの距離Ｒが大きくなると角度差Δθは小さくなる。Δθが放射角度の走査のステップ幅程度まで小さくなると、１つの物標に対して１〜２本程度の反射しか得られなくなるので、物標の幅Ｗを決定することができなくなる。従って、この場合には物標の幅Ｗについては推定値を用いることになる。このとき、物標の横位置に対応する角度θｍについても、放射角度のステップ幅よりも細かい分解能で決めることができないので横位置Ｘの誤差（不確定性）は大きくなる。
【０００６】
Ｗの推定値として、例えば予め定められた一定値を用いるとすると、横位置Ｘ（方位角度θｍ）の誤差が大きいため、実際には自車が走行する車線に入っていないにもかかわらず入ったと判定されて減速の制御が行なわれる、といった不都合を生じる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、走行車線の判定にあたって上記のような不都合を生じることない、物標の幅の推定機能を備えたレーダ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーダ装置は、ビームの放射方向を走査したときの同一物標からの複数の反射に基いて物標の幅を決定する手段と、幅決定手段が幅を決定することができない物標について、物標の方位角度の不確定性および物標との距離に基いて物標の幅を推定する手段とを具備する。
【０００９】
前記幅推定手段は、例えば、予め定めた物標の幅をＤ、物標との距離をＲ、前記方位角度の不確定性をＡとするとき、式Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡにより物標の幅の推定値Ｗを算出する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用されるレーダ装置の一例としてのミリ波レーダ装置の構成を示す。図１において、送信機制御回路１０からは上昇と下降を交互に繰り返す三角波が出力される。ＲＦユニット１２において、この三角波により周波数変調されたミリ波が生成され、アンテナ１４から放射される。物標による反射波をアンテナ１４において受信し、ＲＦユニット１２において送信信号の一部と混合することにより送信信号と反射信号の差の周波数を有するビート信号が生成される。生成されたビート信号は受信回路１６においてベースバンドに変換された後、ＤＳＰ１８へ入力される。ＤＳＰ１８においては、三角波の上昇区間（アップビート）および下降区間（ダウンビート）のそれぞれの区間についてＦＦＴ演算を施すことにより時間ドメインから周波数ドメインへの変換が行なわれる。ＤＳＰ１８ではさらに、上昇区間の周波数スペクトル中のピーク（アップピーク）および下降区間のピーク（ダウンピーク）がそれぞれ抽出されてマイクロコンピュータ２０へ送られる。一方、駆動回路２２はモータ２４を駆動してアンテナ１４の方向を走査し、その時の角度データがマイクロコンピュータ２０へ入力される。
【００１１】
マイクロコンピュータ２０においては、まず、出現する周波数および角度が近接する複数のピークを同一の物標からの反射によるものとしてグループ化する。１つのグループに属する複数のピークの強度の角度に対する分布から、例えば、前述の特開平１１−１８３６０１号公報の段落００６０〜００６１に記載された手法により、物標の中心角度θｍおよび角度幅Δθａが決定され、それらから、段落００７７〜００７８に記載された手法により物標の横位置と幅が決定される。
【００１２】
１つのグループに属するピークの数が少なくて物標の幅を決定できず横位置を精密に決定できない場合には、本発明により、以下の様にして物標の幅を推定する。
【００１３】
この場合に、物標の横位置は、角度のステップ幅をＡ、物標までの距離をＲとすると、ＲｔａｎＡだけの誤差（不確定性）を有している。実際の車幅をＤ、すなわち、車の中心から一方の端までの実際の長さをＤ／２とするとき、車の中心から一方の端までの推定値Ｗ／２を、
Ｗ／２＋ＲｔａｎＡ＝Ｄ／２ （３）
となるようにすれば、最大でＲｔａｎＡの誤差があっても、推定された車の端の位置が実際の車の端の位置を超えることはない（図２参照）。したがって、前方を走行する車が実際には自車が走行する車線に入っていないにもかかわらず、入ったと判定して減速の制御が行なわれることを防止することができる。
【００１４】
（３）式より、本発明における物標の幅の推定値Ｗは、
Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡ （４）
で計算される。
【００１５】
車幅Ｄとしては、例えば現存する車の幅の最小値が選ばれる。大型車ほど反射レベル、すなわちピークの強度が大きいので、例えば図３に示すように、ピークの強度に応じてＤを変化させるようにしても良い。ピーク強度の代わりに、或いはこれと組み合わせて、同一グループに属するピークの数に応じてＤを変化させるようにしても良い。
【００１６】
距離Ｒが一定値Ｒ０以下になると、反射点が車の中心から外れることがあるので、（４）式又は（４）式と図３の関係に従って決定されたＷについて上限値Ｗ０を設けるか（図４）または、変化を抑制する（図５）ようにしても良い。
【００１７】
同一グループに属するピークの数が増えて車幅の演算が可能になったとき、車幅の推定値から車幅の計算値へ瞬時に切り換えるのでなく、移動平均演算などのフィルタ演算を行なって、車幅の値が滑らかに変化するようにすることが望ましい。計算値から推定値への切り換えの場合も同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、物標の幅が決定できない場合に、走行車線の判定に不都合を生じないような幅の推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるレーダの一例としてのミリ波レーダ装置のブロック図である。
【図２】幅の推定方法を説明する図である。
【図３】反射の強さによるＤの値の修正の一例を示すグラフである。
【図４】距離Ｒに応じた推定幅Ｗの修正の第１の例を示すグラフである。
【図５】距離Ｒに応じた推定幅Ｗの修正の第２の例を示すグラフである。
Claims (7)
- ビームの放射方向を走査したときの同一物標からの複数の反射に基いて物標の幅を決定する手段と、
幅決定手段が幅を決定することができない物標について、物標の方位角度の不確定性および物標との距離に基いて物標の幅を推定する手段とを具備するレーダ装置。 - 前記幅推定手段は、予め定めた物標の幅をＤ、物標との距離をＲ、前記方位角度の不確定性をＡとするとき、式Ｗ＝Ｄ−２ＲｔａｎＡにより物標の幅の推定値Ｗを算出する請求項１記載のレータ装置。
- 前記予め定めた物標の幅Ｄは、物標からの反射の大きさに従って修正される請求項２記載のレーダ装置。
- 前記予め定めた物標の幅Ｄは、同一物標からの反射の数に従って修正される請求項２記載のレーダ装置。
- 前記幅推定手段は、距離Ｒが所定値以下であるとき、推定値Ｗを距離Ｒの値によらず一定にする請求項２〜４のいずれか１項記載のレーダ装置。
- 前記幅推定手段は、距離Ｒが所定値以下のとき、距離Ｒの変化に対する推定値Ｗの変化を抑制する請求項２〜４のいずれか１項記載のレーダ装置。
- 前記幅決定手段により決定された物標の幅から前記幅推定手段により推定された物標の幅への移行、および前記幅推定手段により推定された物標の幅から前記幅決定手段により決定された物標の幅への移行を滑らかにするフィルタ演算を行なう手段をさらに具備する請求項１〜６のいずれか１項記載のレーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005898A JP4215520B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | レーダ装置 |
| US10/738,085 US7026976B1 (en) | 2003-01-14 | 2003-12-16 | Radar apparatus having function of estimating target's width |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005898A JP4215520B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | レーダ装置 |
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|---|---|
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| JP4215520B2 JP4215520B2 (ja) | 2009-01-28 |
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ID=32896441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2003005898A Expired - Fee Related JP4215520B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | レーダ装置 |
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| JP (1) | JP4215520B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093347A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | 停止車両判別装置、自動車及び停止車両判別方法 |
| JP2007155469A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Alpine Electronics Inc | 車間距離検出装置および車間距離検出方法 |
| JP2014519599A (ja) * | 2011-05-12 | 2014-08-14 | ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド | モニタリング装置及び方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4595833B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 物体検出装置 |
| CN104169154B (zh) * | 2012-03-15 | 2017-04-12 | 丰田自动车株式会社 | 车辆行驶控制装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3333716B2 (ja) | 1997-07-25 | 2002-10-15 | 本田技研工業株式会社 | 対照物認識機能付き車両におけるアクチュエータの制御方法 |
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| JP3512066B2 (ja) | 1998-12-10 | 2004-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 車載用レーダ装置 |
-
2003
- 2003-01-14 JP JP2003005898A patent/JP4215520B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-12-16 US US10/738,085 patent/US7026976B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093347A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | 停止車両判別装置、自動車及び停止車両判別方法 |
| JP2007155469A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Alpine Electronics Inc | 車間距離検出装置および車間距離検出方法 |
| JP2014519599A (ja) * | 2011-05-12 | 2014-08-14 | ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド | モニタリング装置及び方法 |
Also Published As
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|---|---|
| JP4215520B2 (ja) | 2009-01-28 |
| US7026976B1 (en) | 2006-04-11 |
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