JP3744860B2 - Scanning radar signal processing method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャン式レーダにおいて、例えばトラック等の大型車両がターゲットであった場合に複数の箇所から反射してくる反射信号を処理する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車間距離制御においては、自車両の前方にレーダビームを発射し、先行車両等の物体を検出する車載用レーダ装置が用いられている。レーダ装置としてはミリ波等の電波を用いるＦＭ−ＣＷレーダ、あるいはレーザ光を用いるものがある。これらレーダ装置を用いて先行車両までの距離、先行車両との相対速度、先行車両の正確な位置を検出し、車間距離制御を行っている。そして、先行車両の位置を正確に検出するためには、先行車両のほぼ中心の位置を検出することが重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ターゲットである先行車両が、例えばトラック等の大型車両の場合、発射された複数のビームから反射された信号の受信レベルを見ると、ピークが複数現れることがある。このような時どのピークがターゲットの中心を表しているのか特定するのが困難な場合がある。
【０００４】
また、同様にターゲットが大型車両の場合、同一のターゲットであるが距離が異なる複数の箇所からビームが反射され、別々のターゲットであると誤認する恐れがある。さらに、大型車両が隣接レーンを走行している場合、車両前方のミラー付近から反射するビームの角度は自車線寄りとなるため、自車レーンの先行車両と誤認することがある。
【０００５】
また、ターゲットが大型車両の場合、同一のターゲットであるが距離が異なる複数の箇所からビームが反射されることが多い。このような場合、これら複数の箇所から得られた距離、相対速度、角度を用いて、この車両の代表値、即ち、この車両までの距離、相対速度、車両の幅、横位置等を求める必要がある。
【０００６】
さらに、同一のターゲットであるが距離が異なる複数の箇所からビームが反射された場合、これら異なった箇所までの距離や相対速度を検出するためには、それぞれの箇所からの反射信号の上昇区間と下降区間のピーク周波数のペアリングを行わなければならない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、大型車両の場合であってもターゲットの中心を正確に特定できるようにすることである。
【０００８】
また、大型車両のように複数の箇所からビームが反射されるようなターゲットであっても、それが同一のターゲットからの反射であるかどうか判定できるようにすることである。また、前方隣接レーンを走行している車両を自車レーンの車両と誤認しないようにすることである。
【０００９】
また、同一のターゲットの複数の箇所からビームが反射された場合、ターゲットまでの距離，相対速度、幅、横位置の代表値を正確に求めることができるようにすることである。
【００１０】
さらに、同一ターゲットの複数の箇所から反射されたビームによるピーク信号を効率よくペアリングすることである。また、ペアリングして得られたターゲットのデータを有効に処理することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明スキャン式レーダの信号処理方法によれば、ターゲットから反射されたレーダ信号に基づいて生成されたピークのうちピーク周波数がほぼ同じで受信レベルが所定値以上のピークを選択し、該選択されたピーク数が２の場合最大ピークから車間距離に応じて決定される所定の角度範囲にあるピークの角度を求め、該ピークの角度と前記最大ピークの角度との間の中心の角度を求め、得られた該中心の角度をターゲットの角度とする。その場合、最大ピークと最大ピークから所定の角度にあるピークとの受信レベルの差が所定値以下の場合のみ前記中心の角度をターゲットの角度とし、そうでない場合は最大ピークの角度をターゲットの角度とする。
【００１２】
また、ピークの数が３以上の場合、最大ピークから車間距離に応じて決定される所定の角度範囲にある最も左側と最も右側のピークの角度からこれらの中心の角度を求め、得られた中心の角度をターゲットの角度とする。その場合、３以上のピークのうち最大ピークとそれ以外のピークとの受信レベルの差が所定値以下の場合のみ、前記中心の角度をターゲットの角度とし、そうでない場合は最大ピークの角度をターゲットの角度とする。また、最大ピークとそれ以外のピークのうちの複数のピークとの受信レベルの差が所定値以下の場合、最大ピークと前記複数のピークのうち、最も左側と最も右側のピークの角度からこれらの中心の角度を求め、得られた中心の角度をターゲットの角度とする。
【００１３】
また、本発明スキャン式ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理方法によれば、ターゲットから反射されたレーダ信号に基づいて生成されたピークのうちピーク周波数がほぼ同じである複数のピークを選択し、該複数のピークについてペアリングを行い、ターゲットの各反射点からの距離、相対速度、及びズレの長さを検出し、検出された各反射点からの距離、相対速度、及びズレの長さの差がいずれも所定値以下である場合、前記複数のピークは同一ターゲットのピークであると判定し、前記ズレの長さが所定値より大きい場合、前記同一ターゲットと判定されたターゲットは隣接レーンを走行していると判定する。また、カーブを走行中に前記ターゲットが隣接レーンを走行していると判定した場合、前記ターゲットとの車間距離に応じて決定される補正角度で、該ターゲットの位置がレーンの中心に来るように補正する。
【００１４】
また、本発明スキャン式ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理方法によれば、複数のピークが同一のターゲットから反射されたレーダ信号に基づいて生成されたものと判定された場合、該複数のピークから得られたターゲットまでの距離の中で、最小の距離をターゲットまでの距離の代表値として採用する。
【００１５】
また、ターゲットとの相対速度を複数のピークのそれぞれから求め、該求めた複数の相対速度の平均値を相対速度の代表値とする。
【００１６】
また、両端に現れたピークからターゲットの幅を求め、これをターゲットの幅の代表値とする。そして、前記代表値とされた幅の中間点をターゲットの横位置の代表値とする。
【００１７】
また、複数のピークが同一のターゲットから反射されたレーダ信号に基づいて生成されたものと判定された場合、最も近い反射箇所及び該箇所から反射されたレーダ信号によるピークのみを選択し、該選択されたピークのうち両端に現れたピークからターゲットの幅を求め、これをターゲットの幅の代表値とする。
【００１８】
さらに、本発明スキャン式ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理方法によれば、ターゲットから反射されたレーダ信号に基づいて生成されたピークのうちレーダ信号の上昇区間と下降区間において受信レベルが最大のピーク信号を取り出してペアリングし、続いて該受信レベルが最大のピーク信号から角度及び周波数の差がほぼ同じ位置にあるピーク信号を前記上昇区間と下降区間から取り出してペアリングを行う。
【００１９】
また、最大信号の周波数及び角度を含む所定の幅の周波数及び角度により規定される範囲Ｒ１と、該範囲Ｒ１より広い範囲Ｒ２を規定し、ほぼ同じ角度を持ったピークをそれぞれ上昇区間と下降区間の範囲Ｒ１及びＲ２から検索し、範囲Ｒ１から検索した場合ピーク周波数の差が所定の範囲内であった場合にペアリングを行い、範囲Ｒ２から検索した場合ピーク周波数の差が前記所定の範囲より小さい所定の範囲内である場合にペアリングを行う。
【００２０】
さらに、本発明スキャン式ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理方法によれば、ペアリングして得たターゲットが連続ターゲットかどうか判断し、連続ターゲットでなければデータ更新を行なわない。
【００２１】
また、ペアリングして得たターゲットが連続ターゲットでなければ、該ターゲットのデータを別途設けたメモリに仮保存する。
【００２２】
また、ペアリングして得たターゲットが連続ターゲットでなければ、今回検出されたターゲットの反射パワーが既存のターゲットの反射パワーより大きいかどうかを判定し、今回検出されたターゲットの反射パワーが既存のターゲットの反射パワーより大きい場合、今回のターゲットのデータを既存のターゲットのデータとしてデータの更新を行う。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明方法が用いられるスキャン式レーダを用いた車間距離制御装置の構成の概要を示した図である。レーダセンサ部はＦＭ−ＣＷレーダであり、レーダアンテナ１、走査機構２、及び信号処理回路３を備えている。車間距離制御ＥＣＵ７は、ステアリングセンサ４、ヨーレートセンサ５、車速センサ６、及びレーダセンサ部の信号処理回路３からの信号を受け、警報機８、ブレーキ９、スロットル１０等を制御する。また、車間距離制御ＥＣＵ７は、レーダセンサ部の信号処理回路３にも信号を送る。
【００２４】
図２は、図１の信号処理回路３の構成を示したものである。信号処理回路３は、走査角制御部１１、レーダ信号処理部１２、制御対象認識部１３を備えている。レーダ信号処理部１２はレーダアンテナ１からの反射信号をＦＦＴ処理し、パワースペクトルを検出し、ターゲットとの距離及び相対速度を算出し、制御対象認識部１３にそのデータを送信する。制御対象認識部１３は、レーダ信号処理部１２から受信したターゲットとの距離、相対速度、及び車間距離制御ＥＣＵ７から受信したステアリングセンサ４、ヨーレートセンサ５、車速センサ６等から得られた車両情報に基づいて走査角制御部１１に走査角を指示すると共に、制御対象となるターゲットを判別して車間距離制御ＥＣＵに送信する。走査角制御部１１は、固定型レーダの場合はカーブ走行時の走査角等を制御し、スキャン型レーダの場合はスキャン走査角を制御するものである。走査機構２は走査制御部１１からの制御信号を受けて所定の角度で順次ビームを発射してスキャンを行う。
【００２５】
ＦＭ−ＣＷレーダは、例えば三角波形状の周波数変調された連続の送信波を出力してターゲットである前方の車両との距離を求めている。即ち、レーダからの送信波が前方の車両で反射され、反射波の受信信号と送信信号をミキシングして得られるビート信号（レーダ信号）を得る。このビート信号を高速フーリエ変換して周波数分析を行う。周波数分析されたビート信号はターゲットに対してパワーが大きくなるピークが生じるが、このピークに対する周波数をピーク周波数と呼ぶ。ピーク周波数は距離に関する情報を有し、前方車両との相対速度によるドップラ効果のために、前記三角波形状のＦＭ−ＣＷ波の上昇時と下降時とではこのピーク周波数は異なる。そして、この上昇時と下降時のピーク周波数から前方の車両との距離及び相対速度が得られる。また、前方の車両が複数存在する場合は各車両に対して一対の上昇時と下降時のピーク周波数が生じる。この上昇時と下降時の一対のピーク周波数を形成することをペアリングという。
【００２６】
図３は、ターゲットとの相対速度が０である場合のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。送信波は三角波で図３の（ａ）の実線に示す様に周波数が変化する。送信波の送信中心周波数ｆo 、ＦＭ変調幅はΔｆ、繰り返し周期はＴm である。この送信波はターゲットで反射されてアンテナで受信され、図３の（ａ）の破線で示す受信波となる。ターゲットとの間の往復時間Ｔは、ターゲットとの間の距離をｒとし、電波の伝播速度をＣとすると、Ｔ＝２ｒ／Ｃとなる。
【００２７】
この受信波はレーダとターゲット間の距離に応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）を起こす。
【００２８】
ビート信号の周波数成分ｆb は次の式で表すことができる。なお、ｆr は距離周波数である。
ｆb＝ｆr＝（４・Δｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ
一方、図４はターゲットとの相対速度がｖである場合のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。送信波は図４の（ａ）の実線に示す様に周波数が変化する。この送信波はターゲットで反射されてアンテナで受信され、図４の（ａ）の破線で示す受信波となる。この受信波はレーダとターゲット間の距離に応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）を起こす。この場合、ターゲットとの間に相対速度ｖを有するのでドップラーシフトとなり、ビート周波数成分ｆbは次の式で表すことができる。なお、ｆr は距離周波数、ｆd は速度周波数である。
【００２９】
ｆb＝ｆr±ｆd＝（４・Δｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ±（２・ｆo／Ｃ）ｖ
図５は、ＦＭ−ＣＷレーダの構成の例を示したものである。図に示す様に、電圧制御発振器２２に変調信号発生器２１から変調信号を加えてＦＭ変調し、ＦＭ変調波を送信アンテナＡＴを介して外部に送信すると共に、送信信号の一部を分岐してミキサのような周波数変換器２３に加える。一方、先行車両等のターゲットで反射された反射信号を受信アンテナＡＲを介して受信し、周波数変換器２３で電圧制御発振器２２の出力信号とミキシングしてビート信号を生成する。このビート信号はベースバンドフィルタ２４を介してＡ／Ｄ変換器２５でＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ２６で高速フーリエ変換等により信号処理がされて距離および相対速度が求められる。
【００３０】
【実施例】
〔実施例１〕
図６に示すように、自車Ａに対して先行車両Ｂがトラック等の大型車両である場合、先行車両Ｂからは複数のビームが反射される。例えば、角度θａ−θｇでビームを発射すると、トラック等の大型反射ターゲットは受信レベルが大きく、かつ反射面積が大きくなるため、角度θａ−θｇで発射されたビームに基づいて生成されたピークの受信レベルは図７に示すようになる。この場合、ターゲットまでの距離はほぼ同じであるため、ピーク周波数はほぼ同じとなる。しかし、図７に示すように大型車両の受信レベルの分布はピークが２つ（Ｐc 、Ｐf ）現れることがある。通常、受信レベルがピークとなる角度をターゲットの存在する角度としている。しかし、図のようにピークが２つになると、ターゲットが２つであると誤認してしまう恐れがある。
【００３１】
そこで本発明では、ほぼ同じピーク周波数を有するピークであって、受信レベルが所定値（閾値）以上の反射信号に対して、最大ピーク（Ｐc ）から所定の角度範囲θｘにあるもう１つのピーク（Ｐf ）も１つのターゲットとみなし、ピークとピークの間の中心の角度をターゲットの角度とするものである。例えば図８に示すように、最大ピークＰｃから所定の角度範囲θｘにある閾値Ｐｔｈ以上の別のピークＰｆを含めて１つのターゲットと見なし、ピークＰｃとＰｆの中心角度θoをターゲットの角度とする。
【００３２】
しかし、ピークの受信レベルの差があまり大きいと、同じターゲットではない可能性があり、あるいは同じターゲットでも最大ピークではない別のピークはターゲットの主要部でない可能性があり、中心角度をとってもターゲットの中心部となる可能性が低くなる。そのため本発明では、最大ピークの受信レベルとの差が所定値以下、即ち、最大ピークとの受信レベルの差が小さいピークのみ１つのターゲットからの反射信号のピークとし、ピーク間の中心角度をターゲットの角度とした。図８で具体的に説明すると、最大ピークＰｃと別のピークＰｆの受信レベルの差が所定の値ΔＰ以下である場合、即ち、
Ｐｃ−Ｐｆ≦ΔＰ
の場合のみ、１つのターゲットと見なし、ピークをまとめてその中心角度をターゲットの角度とする。
【００３３】
一方、最大ピークＰc と別のピークＰf の受信レベルの差が所定値ΔＰより大きい場合は必ずしも１つのターゲットと見ることはできないので、最大ピークの角度をターゲットの角度とする。
【００３４】
次に、上記の所定の角度範囲をどのように決定するかを図９を用いて説明する。図９（ａ）において、Ａは自車であり、Ｂは先行車両である。先行車両Ｂまでの距離がｒで、先行車両の幅が２ａであった場合、先行車両の中心から左右にそれぞれａ離れた位置に対するビームの角度をθｘとすると、次の式が成り立つ。
【００３５】
ｔａｎθｘ＝ａ／ｒ
従って、
θｘ＝ｔａｎ-1ａ／ｒ
となり、車間距離に応じて角度範囲が変化する。これをグラフにすると（ｂ）のようになる。
【００３６】
以上はピークが２つの場合を述べたが、ピーク周波数がほぼ同じで受信レベルが所定値以上のピークが３つ以上ある場合、例えば図１０に示すように閾値以上のピークがＰｂ、Ｐｄ、Ｐｅの３つある場合、最も左側のピークＰｂと最も右側のピークＰｅの中心の角度をターゲットの角度とする。
【００３７】
また、図１１に示すように、最大ピークＰｂと別のピークＰｄ及びＰｆの差が大きく、その差が所定値より大きい場合、即ち、
Ｐｂ−Ｐｄ＞ΔＰ
Ｐｂ−Ｐｆ＞ΔＰ
の場合、Ｐｂの角度θｂをターゲットの角度とする。
【００３８】
なお、最大ピークＰb と別のピークＰd 又はＰf のいずれかとの受信レベルの差が所定値以下の場合、最も左側のピークＰb と最も右側のピークＰd又はＰfの角度の中心の角度をターゲットの角度とする。また、ピークが複数あって最大ピークとの受信レベルの差が所定値以下のピークが全部ではないがいくつかあった場合、最大ピーク及び前記いくつかのピークのうち、最も左側と最も右側のピークの角度の中心の角度をターゲットの角度とする。
【００３９】
〔実施例２〕
トラック等の大型車両の場合、距離が異なる複数の箇所からビームが反射されるため、反射信号に基づくビート信号の周波数に差が生じる。特に隣接レーンを走行しているトラック等の大型車両の場合、前方のミラー位置付近からの反射は測定角度が自車線寄りになるため、先行車両と誤認することがあり、車間距離制御等の車両制御に影響を及ぼすことがある。そこで本発明ではこのような場合、大型車両の後部からの反射と前方のミラーの位置付近からの反射の位置関係を利用し、それが隣接レーンを走行している大型車両であることを判定するものである。
【００４０】
図１２は、直線路において大型車両Ｂが自車Ａが走行しているレーンの隣接レーンの前方を走行している場合を示す。この図の場合、自車Ａから大型車両Ｂにビームが発射され、その１つがターゲットである車両Ｂのミラー付近の点Ｐ１から反射され、別の１つが車両Ｂの後部の点Ｐ２から反射されたとする。この場合、Ｐ１とＰ２から反射されたビームに基づくピーク周波数は異なるが、距離は近いのでほとんど同じである。そこで、上昇区間及び下降区間から、それぞれほぼ同じピーク周波数を有するピークを選択し、上昇時及び下降時のそれぞれにおける複数のピークについてペアリングを行う。そして、それぞれの点Ｐ１、Ｐ２からの距離、相対速度、及びズレの長さを検出する。検出された自車Ａの進行方向における点Ｐ１とＰ２の距離をそれぞれｒ１、ｒ２とし、自車Ａに対する点Ｐ１とＰ２の相対速度をそれぞれｖ１、ｖ２とし、自車Ａの進行方向に沿って延長された線Ｌｓに対して点Ｐ１とＰ２から下ろした垂線の長さ（以下、「ズレの長さ」と記す）をそれぞれｌ１、ｌ２とする。そして、本発明では、
（１）距離の差（ｒ１−ｒ２）が所定の範囲内、例えばトラックの長さの範囲内にあり、即ち、
ｒ１−ｒ２≦Δｒ
であり、
（２）相対速度の差（ｖ１−ｖ２）が所定の範囲、即ち、
ｖ１−ｖ２≦ΔＶ（ΔＶ≒０）
であり、
（３）垂線の長さの差（ｌ１−ｌ２）が所定の範囲、例えばトラックの幅の範囲内にある、即ち、
ｌ１−ｌ２≦Δｌ
である場合、これら２つのピークが同一のターゲットからの反射であると判断する。そして、距離が遠い方の点、例えばＰ１からの反射信号のピークからの検出データを出力せず、他方のピークのビームの角度をターゲットの位置とする。言い換えれば、距離が最も近い反射点からのピークの角度をターゲットの角度とする。このようにすることによって、制御の対象とするターゲットの位置を特定することができる。
【００４１】
一方、上記（１）−（３）の条件だけでは、車両Ｂが隣接レーンを走行している車両か自車レーンを走行している車両か不明である。そこで、
（４）ｌ１又はｌ２の値が所定の値（例えば、レーンの幅）より大きい場合、ターゲットは隣接レーンを走行していると判断する。
【００４２】
ここで、ｌ１、ｌ２及びｒ１、ｒ２の求め方について述べる。車両Ｂの点Ｐ１へのビームｂ１の自車Ａの進行方向Ｌsに対する角度をθ１、点Ｐ１までの距離をＲ１、点Ｐ２へのビームｂ２の自車Ａの進行方向Ｌsに対する角度をθ２、点Ｐ２までの距離をＲ２とすると、
ｓｉｎθ１＝ｌ１／Ｒ１、 従って、ｌ１＝Ｒ１ｓｉｎθ１
ｓｉｎθ２＝ｌ２／Ｒ２、 従って、ｌ２＝Ｒ２ｓｉｎθ２
また、
ｃｏｓθ１＝ｒ１／Ｒ１、 従って、ｒ１＝Ｒ１ｃｏｓθ１
ｃｏｓθ２＝ｒ２／Ｒ２、 従って、ｒ２＝Ｒ２ｃｏｓθ２
となる。
【００４３】
図１３は、カーブにおいて大型車両Ｂが自車Ａが走行しているレーンの隣接レーンの先方を走行している場合を示す。この図の場合も図１２の場合と同様、自車Ａから大型車両Ｂにビームが発射され、その１つがターゲットである車両Ｂのミラー付近の点Ｐ１から反射され、別の１つが車両Ｂの後部の点Ｐ２から反射されたとする。この場合、自車Ａの進行方向の延長線Ｌｓ方向における点Ｐ１とＰ２の距離をそれぞれｒ１、ｒ２とし、自車Ａに対する点Ｐ１とＰ２の相対速度をそれぞれｖ１、ｖ２とし、自車Ａの進行方向に沿って延長された線Ｌｓに対して点Ｐ１とＰ２から下ろした垂線の長さをそれぞれｌ１、ｌ２とし、Ｌｓとの交点からカーブに沿って自車が進行する線Ｌｃに至るまで延長した長さをそれぞれｘ１、ｘ２とする。そして、本発明では図１２で示した場合と同様、
（１）距離の差（ｒ１−ｒ２）が所定の範囲内にあり、即ち、
ｒ１−ｒ２≦Δｒ
であり、
（２）相対速度の差（ｖ１−ｖ２）が所定の範囲にあり、即ち、
Ｖ１−Ｖ２≦ΔＶ
であり、
（３）垂線の長さ（「ズレの長さ」）（ｌ１＋ｘ１）と（ｌ２＋ｘ２）の差が所定の範囲にある、
即ち、 ｜（ｌ１＋ｘ１）−（ｌ２＋ｘ２）｜≦ΔＬ
である場合、これら２つのピークが同一のターゲットからの反射であると判断する。そして、Ｐ２に対してＰ１がカーブの内側にあれば、Ｐ１を削って出力せず、Ｐ２のみを出力してＰ２の角度をターゲットの位置として制御の対象とする。
【００４４】
一方、上記（１）−（３）の条件だけでは、車両Ｂが隣接レーンを走行している車両か自車レーンを走行している車両か不明である。そこで、
（４）（ｌ１＋ｘ１）又は（ｌ２＋ｘ２）の値が所定の値（例えば、レーンの幅）より大きい場合、ターゲットは隣接レーンを走行していると判断する。
【００４５】
ｌ１、ｌ２及びｒ１、ｒ２の求め方については先に述べたので、ここではｘ１、ｘ２の求め方について図１４を参照して述べる。道路のカーブの曲率半径をＲとし、点Ｐ１から進行方向の延長線Ｌｓに下ろした垂線の延長が半径Ｒの円周線Ｌｃと交差する点ＰRと自車Ａを結ぶ線が線Ｌｓとがなす角をθとすると、自車Ａと点ＰRを結ぶ線の距離はほぼｒ１に等しいので、次の式が成り立つ。
【００４６】
【００４７】
図１５はトラック等の大型車両が自車の隣接レーンの前方を走行している場合を示した図である。（ａ）は直線道路を走行している場合であり、（ｂ）はカーブを走行している場合である。（ｂ）のようにカーブを走行している場合には、トラック等の場合（ａ）のように直線を走行している場合より、図に示されているようにレーンの内側に寄る傾向がある。そこで、本発明ではターゲットが大型車両等の場合、カーブにおいてはターゲットの位置がレーンの中心に来るように補正している。この補正はターゲットの位置を示す角度θを補正するものとし、自車Ａと先行車両Ｂとの距離が近いほど補正角度θを大きくする。
【００４８】
図１６はどのように補正するかを示した図であり、（ａ）はターゲットからの反射信号のピークＰの角度をΔθだけレーンの中心に補正してＰ′の位置とすることを示している。また、Δθは先行車両との距離に応じて図１６（ｂ）に示すように変化させる。即ち、距離が離れるにつれ補正角度Δθを小さくする。
【００４９】
〔実施例３〕
ターゲットが１つであっても、長さと幅を有するため、複数の異なる箇所からビームが反射されることが多い、特に大型車両の場合にはこの傾向が強くなる。図１７は自車Ａから前方の車両Ｂにビームを発射し、車両Ｂの異なる箇所Ｐa 、Ｐb 、Ｐcでビームが反射された場合を示している。このような場合、ターゲットの代表値、即ち、この車両までの距離、相対速度、車両の幅、車両の中心点である横位置等を決める必要がある。
【００５０】
本発明によれば、以下のように代表値を決めている。図１７に示されているように、同一のターゲットの異なる箇所Ｐa 、Ｐb 、Ｐcから反射されたビーム、即ちレーダ信号に基づいて生成されたピークを信号処理する。そして、これら複数のピークから得られた複数の信号からそれぞれ自車からの距離、相対速度、ターゲットの横位置、ターゲットの幅等の値を求め、求めた複数の値から代表値を求める。
【００５１】
より具体的には以下のように代表値を求める。自車からの距離に関しては、複数のレーダ信号から得られた複数の距離のうち、最小の距離を代表値として採用する。図１７で言えば、Ｐa との距離を代表値として採用する。車間距離制御を行う場合には前方車両との間隔が重要であり、最小の距離を代表値として採用することによって、正確な車間距離制御を行うことができる。
【００５２】
また、相対速度に関しては、複数のレーダ信号から得られた複数の相対速度の平均値を代表値として採用する。本来同一のターゲットから得られた相対速度は同じであるが、各相対速度には多少の誤差があるので、平均値をとることによってあまり誤差のない値とすることができる。
【００５３】
また、ターゲットの横幅、及び横位置、即ち、中心位置については以下のように代表値を求めて採用する。図１８は、図１７の車両Ｂ部分の拡大図である。ターゲットの横幅の代表値は以下のように求める。まず、左端Ｐb と右端Ｐc からのピークの角度を求める。言い換えれば、Ｐa 、Ｐb 、Ｐc から反射されたビームによってそれぞれピークができるが、これらのピークのうち両端に位置するピークの角度を求め、この角度から幅Ｗbcを求める。即ち、両端のピークの間隔からターゲットの幅を求め、これを代表値として採用する。また、ターゲットの横位置、即ち、中心位置については、前記両端のピークの間隔Ｗbcの中間点Ｐbcの角度を前方車両の幅方向の中心位置である横位置とする。
【００５４】
しかし、上記のように代表値を求めた場合、必ずしも正確な値が得られないことがある。本発明ではさらに正確に代表値を求めるため、以下のような方法を採用した。図１９はそのような場合を説明するための図である。図１９も、図１７の車両Ｂ部分の拡大図である。前方車両Ｂの中心角度、即ち幅方向の中心点を求める場合、前述の方法では、左端Ｐb と右端Ｐc の幅Ｗbcをターゲットの幅とし、その中間点Ｐbcの角度を前方車両の幅方向の中心点としていた。しかし、図１９からわかるように、より正確には、Ｐb とＰa の幅Ｗabがターゲットの幅であり、幅Ｗabの中間点Ｐabが前方車両Ｂの幅方向の中心点である。そこで本発明ではより正確な値を得るため、複数のピークが同一ターゲットからのピークであると判断された場合、最も近い反射箇所及び該箇所から所定の範囲内の箇所から反射されたビーム、即ちレーダ信号から生成されたピークを用いて代表値を決定するようにした。
【００５５】
図１９において、ビームの反射箇所がＰa 、Ｐb 、Ｐc の３箇所あるとすると、最も近い反射箇所Ｐa 及び該箇所から所定の範囲内の箇所Ｐb から反射されたビームから生成されたピークを用いて代表値を決定するようにした。ここで、所定の範囲内とは、点線ｄｌで示すように、最も近い反射箇所Ｐa から所定の距離であり、この距離は、検出対象車両の、想定される最大横幅以下とするのが良く、例えばＰa から５ｍとすることができる。また、所定の範囲として最も近い反射箇所Ｐa から最も遠い反射箇所Ｐc までの間隔Δｒp 内にある箇所から反射されたビームの内、最も近い反射箇所Ｐa から所定の割合の範囲、例えば４０％の範囲の箇所から反射されたビームにより生成されたピークを用いて代表値を決定する。
【００５６】
上記のようにして代表値を決定した場合、ターゲットである前方車両Ｂの横幅は、反射箇所Ｐa とＰb の間隔Ｗabとなり、このターゲットの中心位置はＰabとなる。また、自車と反射箇所Ｐa とＰb の中間位置Ｒabとの距離が、自車との距離として得ることもできる。上記のようにターゲットの横幅及び横位置の代表値を求めることによって、より正確な値を得ることができる。
【００５７】
なお、上記実施例においては、ビームの反射点が３箇所の場合を示したが、４ヶ所あるいは５箇所から反射される場合も同様に代表値を決定することができる。その場合、代表値決定に用いるピークの数はＰa 、Ｐb の２つではなく、３又はそれ以上となることもある。
【００５８】
〔実施例４〕
ＦＭ−ＣＷ方式レーダは三角波状の周波数変調された連続の送信波を出力してターゲットである前方の車両との距離を求めている。即ち、レーダからの送信波が前方の車両で反射され、反射波の受信信号と送信信号とのビート信号（レーダ信号）を得る。このビート信号を高速フーリエ変換して周波数分析を行う。周波数分析されたビート信号はターゲットに対してパワーが大きくなるピークが生じるが、このピークに対応する周波数をピーク周波数と呼ぶ。ピーク周波数は距離に関する情報を有し、前方車両との相対速度によるドップラ効果のために、前記三角波形状のＦＭ−ＣＷ波の上昇時と下降時とではこのピーク周波数は異なる。そして、この上昇時と下降時のピーク周波数から前方の車両との距離及び相対速度が得られる。また、前方の車両が複数存在する場合は各車両に対して一対の上昇時と下降時のピーク周波数が生じる。この上昇時と下降時の一対のピーク周波数を形成することをペアリングという。
【００５９】
トラックのような大型車両からは複数のビームが反射され、同じ車両であっても反射点までの距離は図１２、図１３に示すように異なっている。そのため、同じ反射点から反射されたビームに基づいて上昇区間及び下降区間の信号をペアリングし、各反射点毎に距離と相対速度を検出しなければならない。そこで、本発明ではどのようにペアリングを行うかを図２０を参照して説明する。図２０は、横軸がターゲットから反射した信号のピークの角度を、縦軸がピーク周波数をそれぞれ表したグラフである。
（１）まず、同一のターゲットから反射されたビームに基づいて生成された信号のうち、上昇区間及び下降区間において受信レベルが最大の信号(Ｐmax)を取り出してペアリングする。即ち、図２０（ａ）に示す上昇区間における信号のうち最大レベルの信号Ｐu-max、及び図２０（ｂ）に示すように下降区間における最大レベルの信号Ｐd-maxを取り出す。そして、Ｐu-maxとＰd-maxをペアリングする。
（２）次に、Ｐmaxからの角度と周波数の差がほぼ同じ位置にあるピーク信号を、上昇区間と下降区間からそれぞれ取り出す。例えば、上昇区間におけるＰu-maxからピークＰCへのベクトルをαとし、下降区間におけるＰd-maxからピークＰFへのベクトルをａとすると、α≒ａであればＰCとＰFは同じ点から反射されたビームに基づく信号としてペアリングを行う。
（３）ＰDとＰGについては、β≒ｂであればＰDとＰGは同じ点から反射されたビームに基づく信号としてペアリングを行う。
（４）ＰEとＰHについては、γ≠ｃであるので、この方法によるペアリングは行わず、通常のペアリング処理を行う。
【００６０】
次に、図２０で説明したペアリング処理において、より正確にペアリング処理する方法について、図２１のグラフ及び図２２のフローチャートを参照して説明する。
【００６１】
図２１において、横軸は角度であり、縦軸は周波数である。そして、（ａ）に示す上昇区間における信号のうち最大レベルの信号Pu-max、及び（ｂ）に示す下降区間における最大レベルの信号Pd-maxを取り出してペアリングする。
【００６２】
図２１において、Pu-max及びPd-maxに基づいて範囲Ｒ１とＲ１より広い範囲Ｒ２を規定し、まず上昇区間における範囲Ｒ１にピークが存在するかどうかを検索し、ピークが存在すればそのピークの周波数ｆup1と角度θup1を求め（Ｓ１）、これを図２１（ａ）に示すようにＰC としてプロットする。
【００６３】
なお、範囲Ｒ１とＲ２は適宜規定する。
【００６４】
次に下降区間の範囲Ｒ１に、ＰC とほぼ同じ角度を持ったピークが存在するかどうか判断し（Ｓ２）、存在すれば（Ｙｅｓ）そのピークＰFの周波数ｆdw1を求める。そしてｆup1とｆdw1の差が次の範囲にあるかどうか判断する（Ｓ３）。
【００６５】
ΔＦ−ｘ≦｜ｆup1−ｆdw1｜≦ΔＦ＋ｘ
上式でΔＦはPu-maxとPd-maxの周波数の差であり、ｘはあらかじめ設定した値である。この式は、ｆup1とｆdw1の差がPu-maxとPd-maxの周波数の差より大きくてよいことを意味している。即ち、範囲Ｒ１に存在するピークの場合には、ｆup1とｆdw1との差をΔＦよりも多少広く取っても正確なペアリングをすることができるためであり、上記式においてｘの値は正確なペアリングができる範囲で適宜設定する。
【００６６】
そして、上記式で示した条件が成立すれば（Ｙｅｓ）、ＰC とＰF をペアリングする（Ｓ４）。
【００６７】
次に、Ｓ２又はＳ３でＮｏの場合、上昇区間の範囲Ｒ２に範囲Ｒ１で検索されたピーク以外のピークが存在するかどうか検索し、存在すれば周波数ｆup2と角度θup2を求め（Ｓ５）、これを図２１（ａ）に示すようにＰD としてプロットする。
【００６８】
次に、下降区間の範囲Ｒ２にＰD とほぼ同じ角度を持ったピークが存在するかどうか判断し（Ｓ６）、存在すれば（Ｙｅｓ）そのピークＰG の周波数ｆdw2を求める。そしてｆup2とｆdw2の差が次の範囲にあるか判断する（Ｓ７）。
【００６９】
ΔＦ−ｙ≦｜ｆup2−ｆdw2｜≦ΔＦ＋ｙ
ｙはｘと同様にあらかじめ設定した値である。しかし、この場合は範囲Ｒ１より広い範囲Ｒ２に存在するピークを組み合わせてペアリングするので、範囲Ｒ１におけるピークを組み合わせる場合より条件を厳しくし、ｙ＜ｘとする。このようにすることにより広い範囲Ｒ２に存在するピークを組み合わせた場合でも、誤まったペアリングを避けることができる。
【００７０】
そして、上記式で示した条件が成立すれば（Ｙｅｓ）ＰD とＰG をペアリングする（Ｓ８）。
【００７１】
なお、Ｓ６又はＳ７でＮｏの場合にはペアリングを行なわずに終了する。
【００７２】
以上の実施例の説明では大型車両がターゲットである場合について説明したが、受信レベルに複数のピークが現れるのは必ずしも大型車両に限られるものではない。また、同一ターゲットの距離が異なる複数の箇所からビームが反射されるのも必ずしも大型とは限らない。従って、本発明においてターゲットは大型車両に限定されるものではない。
【００７３】
〔実施例５〕
図２３、図２４、図２５は、ペアリングして得たターゲットのデータを処理する方法を示したフローチャートである。例えば、図２２のＳ４又はＳ８においてペアリングして得たデータが連続ターゲットか、即ち前回又はそれ以前のサイクルで検出しペアリングしたターゲットであるかどうかに応じて、ペアリングして得たデータを処理する方法を示したものである。
【００７４】
図２３において、Ｓ４又はＳ８においてペアリングして得たターゲットが連続ターゲットかどうか判断する（Ｓ９）。連続ターゲットであれば（Ｙｅｓ）、距離、相対速度等のデータ更新を行う（Ｓ１０）。連続ターゲットでなければ（Ｎｏ）、距離、相対速度等のデータ更新は行なわずに終了する。
【００７５】
図２４のフローチャートにおいては、図２３のフローチャートのＳ９において、連続ターゲットでないと判定された場合（Ｎｏ）、ペアリングされたターゲットのデータを別途設けたメモリに仮保存している（Ｓ１１）。連続ターゲットであると判断されなかった場合でも、次のサイクルでこの仮保存されたデータと連続するデータが現れた場合には、新しいターゲットとして扱うことができる。本発明では、このような場合に備えてペアリングされたデータを仮保存しておくものである。
【００７６】
図２５のフローチャートのＳ９において、連続ターゲットでないと判定された場合（Ｎｏ）、今回検出されたターゲットの反射パワーが既存のターゲットの反射パワーより大きいかどうかを判定する（Ｓ１２）。その結果、今回検出されたターゲットの反射パワーが既存のターゲットの反射パワーより大きい場合、今回のターゲットのデータを既存のターゲットのデータとし（Ｓ１３）、データの更新を行う（Ｓ１０）。図２５のフローチャートに示した方法は、分散していた既存のターゲットからの反射パワーがまとまって１つになったような場合、連続ターゲットと判定されないことがあるので、このように反射パワーを比較し、既存のターゲットより反射パワーが大きい場合にはデータを更新するものである。Ｓ１２で、今回検出されたターゲットの反射パワーが既存のターゲットの反射パワーより大きくないと判定された場合（Ｎｏ）、図２４のフローチャートに示したように、このデータを別途設けたメモリに仮保存することもできる（Ｓ１１）。
【００７７】
〔実施例６〕
図２６、図２７は、上記実施例１から４に記載した本発明方法を示すフローチャートの例である。図のフローチャートにおいて、各ステップにおける制御及び判定は図１の信号処理回路３により行われる。
【００７８】
まず、Ｓ１においてほぼ同じ周波数を持ったピークのグループ化を行う。自車からの距離が同じターゲットの場合、ピーク周波数はほぼ同じとなる。例えば、大型車両の場合、距離が異なる複数の箇所からビームが反射され複数のピークが発生する。そのため、ほぼ同じピーク周波数を有したピークのグループ化を行う。
【００７９】
次に、Ｓ２において上記グループ化したピークの受信レベルが所定の値（閾値）以上であるかどうか判定する。これは大型車両の場合、検出されたピークのレベルは高くなるのでこのような判断をしている。Ｓ２においてＹｅｓであれば、上記ほぼ同一の周波数を持ったピークの検出角度が所定の範囲内にあるかどうか判定する（Ｓ３）。これは例えば、グループ化されたピークの両端のピーク間の検出角度の範囲が所定の範囲であるかどうかで判定する。Ｓ３でＹｅｓであれば、Ｓ４に進み、これらピークの受信レベルの差が所定の値（閾値）以内であるかどうか判定する。これは受信レベルの差があまりないピークをまとめるためである。Ｓ４でＹｅｓであれば、再グループ化処理を行う。即ち、同一ターゲットのピークとしてまとめる（Ｓ５）。
【００８０】
次に、再グループ化処理されまとめられたピークの受信レベルの差が小さいかどうか判定する（Ｓ６）。この場合、受信レベルの差はＳ４で設定した差より小さい値とする。ピークの受信レベルの差が小さく、ほぼ同じレベルであれば（Ｙｅｓ）、同一のターゲット、例えば大型トラックやバスの後部から複数のビームが同じ強度で反射されていると考えられるので、再グループ化処理されたピークの内、最も左側のピークの角度と最も右側のピークの角度の中心の角度をターゲットの角度とする（Ｓ７）。一方、再グループ処理されまとめられたピークの受信レベルの差が大きい場合、例えば大きなピークが１本あり、その両側に小さなピークが存在するような場合、大きなピークである最大ピークの角度をターゲットの角度とする（Ｓ８）。
【００８１】
一方、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４においてＮｏの場合、即ち、受信レベルが所定の値以上でなく、ほぼ同じピーク周波数を持ったピークの検出角度がある範囲内になく、又は受信レベルの差が所定の値以内でない場合、これらのピークは異なるターゲットからのピーク、あるいは同じターゲットからであっても距離の異なる部分、例えば前方ミラー部分と後部尾灯付近からのピークである可能性がある。そのため、これらのピークは再グループ処理せずＳ９に進む。
【００８２】
次にＳ９において、再グループ化された複数のピーク、又はＳ１においてグループ化された複数のピークについて、上昇時と下降時のピーク周波数をペアリングし、Ｓ１０において複数のビームを反射したターゲットの各部分までの距離、相対速度、検出角度、及び自車が走行しているレーンから横方向へのズレの長さをそれぞれ求める。ペアリングは例えば、上記〔実施例４〕で説明したように行う。また、上記ズレの長さは上記〔実施例２〕において説明したように求める。そして、Ｓ１１において、ターゲットのデータの連続性を保つために過去のデータの引継ぎ処理を行う。
【００８３】
次にＳ１２において、各部について求めた距離、相対速度、及び自車が走行しているレーンから横方向へのズレの長さの差が所定の値（閾値：Δｒ、Δｖ、Δｌ）以下であるかどうかを判定する。Ｓ１２において各ピークに基づいて求めたターゲットの各部の距離、相対速度、角度、及びレーンから横方向へのズレの差が所定の値の範囲内にあれば（Ｙｅｓ）、これらのピークは同じターゲットのピークであると考えられるので、大型車両であるとの判定カウントを行う。即ち、＋１をカウントする（Ｓ１３）。このカウントは各フロー毎に行われる。そして、Ｓ１４において上記大型車両判定カウント数が所定値以上であるかどうか判定される。これは、Ｓ１２において大型車両と判定される要件を、大型車両でないにもかかわらず、例えば並行して前方を走行している２台の車両からの複数のピークがたまたま上記要件を満たしている場合が考えられ、１回の判定で必ずしも大型車両とは判定できないためである。Ｓ１４でカウント数が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）、大型車両であると判定される（Ｓ１５）。しかし、カウント値が所定値以上になっていない場合（Ｎｏ）フローは終了し、次回のフローに進む。
【００８４】
次に、大型車両と判定された複数のピークのうち、車両の前部等の距離が遠い部分、例えばミラー位置付近から反射されたビームに基づくピークから求めた距離や相対速度の出力は除く（Ｓ１６）。言い換えれば、距離の最も近い反射点からのピークの角度をターゲットの角度とする。そして、車両の後部から反射されたビームに基づくピークから求めたターゲットの位置を制御対象位置とする。しかし、ターゲットの位置が隣接レーンであると判断された場合、この大型車両の検出角度を、図１６に示すように外側に来るように補正し（Ｓ１７）、フローを終了する。なお、ターゲットが隣接レーンのものかどうかは、〔実施例２〕で説明した方法によって判定できる。
【００８５】
一方、Ｓ１２においてＮｏの場合、即ち、各ピークに基づいて求めたターゲットの各部の距離、相対速度、角度、及びレーンから横方向へのズレの差が所定の値の範囲内になく、それぞれの距離や相対速度等の差が所定の値を超えていた場合、Ｓ１８に進む。そして、前記所定の範囲（閾値）を広げて別の閾値（Δｒ′、Δｖ′、Δｌ′）で再度判定を行う。Ｓ１８において判定の結果、再度要件を満たさない場合（Ｎｏ）、大型車両判定カウンタを−１とする（Ｓ１９）。次に大型車両判定カウンタが０かどうか判定し（Ｓ２０）、Ｙｅｓであれば大型車両判定を解除する（Ｓ２１）。なお、Ｓ１８において要件を満たす場合（Ｙｅｓ）、及びＳ２０においてカウンタが０でない場合（Ｎｏ）は、大型車両判定を解除せずにこの回のフローを終了する。
【００８６】
図２８は、実施例３に記載した本発明方法を示すフローチャートの例である。図２８のフローチャートは、図２７のフローチャートのステップＳ１３−Ｓ１７をステップＳ３０−Ｓ３４に置き換えたものである。
【００８７】
図２８のＳ３０において、複数のピークが同じターゲットからのピークであると判定された場合、即ち、図２７のフローチャートのＳ１２においてＹｅｓと判断された場合、本発明によればこれら複数のピークのそれぞれから得られた距離のうち最小の距離を代表値として採用する（Ｓ３１）。次に、複数のピークのそれぞれから得られた相対速度の平均値を求め、これを代表値として採用する（Ｓ３２）。また、ターゲットの幅に関しては、複数のピークの内両端に現れたピークの角度を求め、その角度からターゲットの両端の間隔を求め、これをターゲットの幅の代表値として採用する（Ｓ３３）。さらに、両端のピークの角度から中間点の角度を求め、横位置の代表値として採用する（Ｓ３４）。
【００８８】
図２９も、実施例３に記載した本発明方法を示すフローチャートの例である。図２９のフローチャートは、図２８のフローチャートのステップＳ３３、Ｓ３４の変形である。
【００８９】
図２９のＳ３０、Ｓ３１、Ｓ３２は図２８と同じであり、最小の距離と相対速度の平均値を代表値として採用している。一方、Ｓ４０において、複数のピークのうち、最も近い反射箇所及び該箇所から所定の範囲内の箇所から反射されたビームによるピークのみを選択する（Ｓ４０）。そして、選択されたピークのうち、両端に現れたピークの角度を求め、その角度からターゲットの両端の間隔を求めてターゲットの幅の代表値として採用する（Ｓ４１）。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、反射信号によるピークが複数発生した場合でも、ターゲットのほぼ中心位置を特定することができる。また、同一のターゲットの距離の異なる箇所から複数のビームが反射されたとしても、同一のターゲットであるかどうか識別できるので、ターゲットの数を誤認することなく車両制御することができる。また、そのターゲットが自車レーンを走行しているか、または隣接レーンを走行しているかが識別できる。
【００９１】
また、同一ターゲットから反射されるビームによるピークが複数ある場合でも、これらのピークから距離、相対速度、横幅、横位置の代表値を決定し、的確な制御を行うことができる。
【００９２】
さらに、同一のターゲットの距離の異なる箇所から反射したビームによる信号をペアリングする場合、効率よく正確に行うことができる。また、ペアリングして得られたターゲットのデータを有効に処理することができる。
【００９３】
その他、上記実施例に記載された効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に用いる車間距離制御装置の構成の概要を示した図である。
【図２】図１の信号処理回路３の構成を示したものである。
【図３】ターゲットとの相対速度が０の場合のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。
【図４】ターゲットとの相対速度がｖの場合のＦＭ−ＣＷレーダの原理を説明するための図である。
【図５】ＦＭ−ＣＷレーダの構成の例を示した図である。
【図６】先行車両が大型車両である場合のビームの発射状況を示した図である。
【図７】大型車両から反射されたビームによるピークのレベルを示したものである。
【図８】大型車両から反射されたビームによるピークを特定の角度範囲でまとめる場合の例を示した図である。
【図９】特定の角度範囲をどのように決定するかを説明するための図である。
【図１０】ピークが３つ以上ある場合にターゲットの角度をどのように決めるかを説明するための図である。
【図１１】最大ピークと別のピークの差が大きい場合にターゲットの角度をどのように決めるかを説明するための図である。
【図１２】直線路において大型車両が隣接レーンを走行している場合を示す。
【図１３】カーブにおいて大型車両が隣接レーンを走行している場合を示す。
【図１４】カーブにおいて隣接レーンを走行する車両が自車線のセンターラインから横方向にどの程度ズレているか計算するための図である。
【図１５】大型車両が隣接レーンの前方を走行している場合を示した図である。
【図１６】隣接レーンを走行する車両の位置をどのように補正するかを示した図である。
【図１７】自車Ａから前方の車両Ｂにビームを発射し、車両Ｂの異なる箇所でビームが反射された場合を示した図である。
【図１８】図１７の車両Ｂ部分の拡大図である。
【図１９】図１７の車両Ｂ部分の拡大図である。
【図２０】本発明によるペアリングの方法を説明するための図である。
【図２１】本発明によるペアリングの方法を説明するための図である。
【図２２】本発明によるペアリングの方法を示すフローチャートである。
【図２３】本発明による、ペアリングして得たターゲットのデータを処理する方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明による、ペアリングして得たターゲットのデータを処理する方法を示すフローチャートである。
【図２５】本発明による、ペアリングして得たターゲットのデータを処理する方法を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図２８】本発明による代表値決定の方法を示すフローチャートである。
【図２９】本発明による代表値決定の方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…レーダアンテナ
２…走査機構
３…信号処理回路
４…ステアリングセンサ
５…ヨーレートセンサ
６…車速センサ
７…車間距離制御ＥＣＵ
８…警報機
９…ブレーキ
１０…スロットル
１１…走査角制御部
１２…レーダ信号処理部
１３…制御対象認識部
２１…変調信号発生器
２２…電圧制御発振器
２３…周波数変換器
２４…ベースバンドフィルタ
２５…Ａ／Ｄ変換器
２６…ＣＰＵ
Ａ…自車
Ｂ…先行車両[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention Scanning radar In, for example, when a large vehicle such as a truck is a target, the reflected signals reflected from a plurality of locations are processed.
Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
In the inter-vehicle distance control, an in-vehicle radar device that emits a radar beam in front of the host vehicle and detects an object such as a preceding vehicle is used. As a radar apparatus, there is an FM-CW radar that uses radio waves such as millimeter waves, or an apparatus that uses laser light. These radar devices are used to detect the distance to the preceding vehicle, the relative speed with respect to the preceding vehicle, and the accurate position of the preceding vehicle to perform inter-vehicle distance control. In order to accurately detect the position of the preceding vehicle, it is important to detect the position of the approximate center of the preceding vehicle.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the preceding vehicle as the target is a large vehicle such as a truck, a plurality of peaks may appear when the reception level of the signal reflected from the plurality of emitted beams is viewed. In such cases, it may be difficult to specify which peak represents the center of the target.
[0004]
Similarly, when the target is a large vehicle, the beam is reflected from a plurality of locations that are the same target but different in distance, and may be misidentified as separate targets. Furthermore, when a large vehicle is traveling in an adjacent lane, the angle of the beam reflected from the vicinity of the mirror in front of the vehicle is closer to the own lane, and may be mistaken for a preceding vehicle in the own vehicle lane.
[0005]
When the target is a large vehicle, the beam is often reflected from a plurality of locations that are the same target but have different distances. In such a case, it is necessary to obtain the representative value of the vehicle, that is, the distance to the vehicle, the relative speed, the width of the vehicle, the lateral position, etc., using the distance, the relative speed, and the angle obtained from the plurality of points. There is.
[0006]
Furthermore, in the case where the beam is reflected from a plurality of locations that are the same target but different in distance, in order to detect the distance and relative speed to these different locations, the rising section of the reflected signal from each location and Pairing of peak frequencies in the descending section must be performed.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to be able to accurately specify the center of a target even in the case of a large vehicle.
[0008]
Moreover, even if it is a target in which a beam is reflected from several places like a large vehicle, it is making it possible to determine whether it is the reflection from the same target. Further, it is to prevent a vehicle traveling in the front adjacent lane from being mistaken for a vehicle in the own vehicle lane.
[0009]
In addition, when beams are reflected from a plurality of locations on the same target, representative values of distance to the target, relative speed, width, and lateral position can be accurately obtained.
[0010]
Furthermore, it is to efficiently pair the peak signals due to the beams reflected from a plurality of locations on the same target. In addition, the target data obtained by pairing is effectively processed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, according to the signal processing method of the scanning radar of the present invention, the peaks generated based on the radar signal reflected from the target have substantially the same peak frequency and the reception level is a predetermined value or more. If the number of selected peaks is 2 Determined according to the distance between vehicles A peak angle in a predetermined angle range is obtained, a center angle between the peak angle and the maximum peak angle is obtained, and the obtained center angle is set as a target angle. In that case, the angle of the center is set as the target angle only when the difference in reception level between the maximum peak and the peak at a predetermined angle from the maximum peak is equal to or less than the predetermined value, otherwise the maximum peak angle is set as the target angle. And
[0012]
If the number of peaks is 3 or more, It is in a predetermined angle range determined according to the inter-vehicle distance from the maximum peak The angles of these centers are obtained from the angles of the leftmost and rightmost peaks, and the obtained center angle is set as the target angle. In that case, the angle of the center is set as the target angle only when the difference in reception level between the maximum peak and the other peaks among the three or more peaks is equal to or less than a predetermined value, otherwise the angle of the maximum peak is set as the target. The angle of In addition, when the difference in reception level between the maximum peak and a plurality of other peaks is equal to or less than a predetermined value, the maximum peak and the plurality of peaks are determined based on the angle between the leftmost peak and the rightmost peak. The center angle is obtained, and the obtained center angle is set as the target angle.
[0013]
Further, according to the signal processing method of the scanning FM-CW radar of the present invention, a plurality of peaks having substantially the same peak frequency are selected from the peaks generated based on the radar signal reflected from the target, and the plurality of peaks are selected. The distance from each reflection point of the target, relative velocity, and the length of the deviation are detected, and the difference in the detected distance from each reflection point, relative velocity, and the length of the deviation is When both are below a predetermined value, the plurality of peaks are determined to be peaks of the same target If the length of the deviation is larger than a predetermined value, it is determined that the target determined to be the same target is traveling in an adjacent lane. . Also, if it is determined that the target is traveling in an adjacent lane while traveling on a curve, At a correction angle determined according to the distance between the target and the vehicle , Correction is made so that the position of the target comes to the center of the lane.
[0014]
Further, according to the signal processing method of the scanning FM-CW radar of the present invention, when it is determined that a plurality of peaks are generated based on the radar signal reflected from the same target, it is obtained from the plurality of peaks. Among the distances to the target, the smallest distance is adopted as a representative value of the distance to the target.
[0015]
Further, the relative speed with respect to the target is obtained from each of the plurality of peaks, and the average value of the obtained plurality of relative speeds is set as a representative value of the relative speed.
[0016]
Further, the width of the target is obtained from the peaks appearing at both ends, and this is set as the representative value of the target width. Then, the intermediate point of the width set as the representative value is set as a representative value of the horizontal position of the target.
[0017]
In addition, when it is determined that a plurality of peaks are generated based on radar signals reflected from the same target, only the nearest reflection point and the peak due to the radar signal reflected from the point are selected, and the selection is performed. The target width is obtained from the peaks that appear at both ends of the peaks, and this is used as the representative value of the target width.
[0018]
Further, according to the signal processing method of the scanning FM-CW radar of the present invention, the peak signal having the maximum reception level in the rising and falling intervals of the radar signal among the peaks generated based on the radar signal reflected from the target. Then, pairing is performed by taking out the peak signal having the same angle and frequency difference from the peak signal having the maximum reception level from the rising and falling sections.
[0019]
Further, a range R1 defined by a frequency and angle of a predetermined width including the frequency and angle of the maximum signal and a range R2 wider than the range R1 are defined, and peaks having substantially the same angle are respectively shown as an ascending section and a descending section. When the search is performed from the ranges R1 and R2, and when the search is performed from the range R1, the pairing is performed when the peak frequency difference is within the predetermined range. When the search is performed from the range R2, the peak frequency difference is greater than the predetermined range. Pairing is performed when it is within a small predetermined range.
[0020]
Furthermore, according to the signal processing method of the scanning FM-CW radar of the present invention, it is determined whether the target obtained by pairing is a continuous target, and data is not updated unless it is a continuous target.
[0021]
If the target obtained by pairing is not a continuous target, the target data is temporarily stored in a separately provided memory.
[0022]
If the target obtained by pairing is not a continuous target, it is determined whether the reflected power of the target detected this time is larger than the reflected power of the existing target, and the reflected power of the target detected this time is If it is greater than the reflected power of the target, the data is updated using the current target data as the existing target data.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an inter-vehicle distance control device using a scanning radar in which the method of the present invention is used. The radar sensor unit is an FM-CW radar, and includes a
[0024]
FIG. 2 shows the configuration of the
[0025]
The FM-CW radar, for example, outputs a continuous transmission wave that is frequency-modulated in the form of a triangular wave and obtains the distance from the vehicle in front that is the target. That is, the transmission wave from the radar is reflected by the vehicle ahead, and a beat signal (radar signal) obtained by mixing the reception signal and the transmission signal of the reflected wave is obtained. The beat signal is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform. The beat signal subjected to frequency analysis has a peak in which the power increases with respect to the target. The frequency with respect to this peak is called the peak frequency. The peak frequency has information related to the distance, and this peak frequency is different between when the triangular FM-CW wave is rising and when it is falling because of the Doppler effect due to the relative speed with the preceding vehicle. And the distance and relative speed with the vehicle ahead are obtained from the peak frequency at the time of this rise and fall. Further, when there are a plurality of vehicles ahead, a pair of rising and falling peak frequencies are generated for each vehicle. Forming a pair of peak frequencies when rising and falling is called pairing.
[0026]
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the FM-CW radar when the relative speed to the target is zero. The transmission wave is a triangular wave, and its frequency changes as shown by the solid line in FIG. The transmission center frequency fo of the transmission wave, the FM modulation width is Δf, and the repetition period is Tm. This transmission wave is reflected by the target and received by the antenna, and becomes a reception wave indicated by a broken line in FIG. The round-trip time T with the target is T = 2r / C, where r is the distance to the target and C is the propagation speed of the radio wave.
[0027]
This received wave causes a frequency shift (beat) with the transmission signal according to the distance between the radar and the target.
[0028]
The frequency component fb of the beat signal can be expressed by the following equation. Note that fr is a distance frequency.
fb = fr = (4 · Δf / C · Tm) r
On the other hand, FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the FM-CW radar when the relative speed to the target is v. The frequency of the transmission wave changes as shown by the solid line in FIG. This transmission wave is reflected by the target and received by the antenna, and becomes a reception wave indicated by a broken line in FIG. This received wave causes a frequency shift (beat) with the transmission signal according to the distance between the radar and the target. In this case, since the relative velocity v is provided between the target and the target, a Doppler shift is caused, and the beat frequency component fb can be expressed by the following equation. Note that fr is a distance frequency and fd is a velocity frequency.
[0029]
fb = fr ± fd = (4 · Δf / C · Tm) r ± (2 · fo / C) v
FIG. 5 shows an example of the configuration of the FM-CW radar. As shown in the figure, the modulation signal is added to the voltage controlled
[0030]
【Example】
[Example 1]
As shown in FIG. 6, when the preceding vehicle B is a large vehicle such as a truck with respect to the host vehicle A, a plurality of beams are reflected from the preceding vehicle B. For example, when a beam is emitted at an angle θa−θg, a large reflective target such as a truck has a high reception level and a large reflection area, so that a peak generated based on a beam emitted at an angle θa−θg is received. The levels are as shown in FIG. In this case, since the distance to the target is almost the same, the peak frequencies are almost the same. However, as shown in FIG. 7, the distribution of the reception level of a large vehicle may have two peaks (Pc, Pf). Usually, the angle at which the reception level reaches the peak is the angle where the target exists. However, when there are two peaks as shown in the figure, there is a risk of misidentifying that there are two targets.
[0031]
Therefore, in the present invention, another peak (with a predetermined angle range θx from the maximum peak (Pc)) with respect to a reflected signal having substantially the same peak frequency and having a reception level equal to or higher than a predetermined value (threshold). Pf) is also regarded as one target, and the angle of the center between the peaks is the target angle. For example, as shown in FIG. 8, the center angle θ between the peaks Pc and Pf is considered as one target including another peak Pf that is equal to or larger than the threshold Pth within the predetermined angle range θx from the maximum peak Pc. o Is the angle of the target.
[0032]
However, if the difference in peak reception levels is too great, it may not be the same target, or another peak that is not the maximum peak of the same target may not be the main part of the target, and even if the center angle is taken, The possibility of being in the center is reduced. Therefore, in the present invention, the peak of the reflected signal from one target is set only for the peak whose difference from the reception level of the maximum peak is not more than a predetermined value, that is, the difference of the reception level from the maximum peak, and the center angle between the peaks is the target. Of the angle. Specifically, referring to FIG. 8, when the difference in reception level between the maximum peak Pc and another peak Pf is equal to or smaller than a predetermined value ΔP, that is,
Pc−Pf ≦ ΔP
Only in the case of (1), it is regarded as one target, and the peaks are collected and the central angle is set as the target angle.
[0033]
On the other hand, if the difference in reception level between the maximum peak Pc and another peak Pf is larger than the predetermined value ΔP, it cannot necessarily be regarded as one target, so the angle of the maximum peak is set as the target angle.
[0034]
Next, how to determine the predetermined angle range will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, A is the own vehicle and B is the preceding vehicle. When the distance to the preceding vehicle B is r and the width of the preceding vehicle is 2a, the following equation is established, where θx is the angle of the beam with respect to a position a left and right from the center of the preceding vehicle.
[0035]
tan θx = a / r
Therefore,
θx = tan -1 a / r
Thus, the angle range changes according to the inter-vehicle distance. This is shown in graph (b).
[0036]
The case where there are two peaks has been described above. However, when there are three or more peaks whose peak frequencies are substantially the same and whose reception level is equal to or higher than a predetermined value, for example, as shown in FIG. 10, peaks higher than the threshold are Pb, Pd, and Pe. , The angle of the center of the leftmost peak Pb and the rightmost peak Pe is taken as the target angle.
[0037]
Further, as shown in FIG. 11, when the difference between the maximum peak Pb and the other peaks Pd and Pf is large and the difference is larger than a predetermined value,
Pb-Pd> ΔP
Pb−Pf> ΔP
In this case, the angle θb of Pb is set as the target angle.
[0038]
When the difference in reception level between the maximum peak Pb and another peak Pd or Pf is less than or equal to a predetermined value, the angle of the center of the angle between the leftmost peak Pb and the rightmost peak Pd or Pf is the target angle. And In addition, if there are multiple peaks and there are some peaks whose reception level difference from the maximum peak is less than the predetermined value, but not all, the leftmost peak and the rightmost peak among the maximum peak and the several peaks The angle at the center of the angle is set as the target angle.
[0039]
[Example 2]
In the case of a large vehicle such as a truck, a beam is reflected from a plurality of locations having different distances, so that a difference occurs in the frequency of the beat signal based on the reflected signal. In particular, in the case of large vehicles such as trucks traveling in adjacent lanes, the reflection from the vicinity of the front mirror position may be misidentified as a preceding vehicle because the measurement angle is closer to the own lane. May affect control. In such a case, the present invention uses the positional relationship between the reflection from the rear of the large vehicle and the reflection from the vicinity of the front mirror position, and determines that it is a large vehicle traveling in an adjacent lane. Is.
[0040]
FIG. 12 shows a case where a large vehicle B is traveling in front of a lane adjacent to the lane in which the vehicle A is traveling on a straight road. In the case of this figure, a beam is emitted from the own vehicle A to the large vehicle B, one of which is reflected from the point P1 near the mirror of the target vehicle B, and the other is reflected from the point P2 at the rear of the vehicle B. Suppose. In this case, although the peak frequencies based on the beams reflected from P1 and P2 are different, they are almost the same because the distances are close. Therefore, a peak having substantially the same peak frequency is selected from the ascending section and the descending section, and pairing is performed for a plurality of peaks at the time of ascent and at the time of descending. Then, the distance from each of the points P1 and P2, the relative speed, and the length of the deviation are detected. The detected distances between the points P1 and P2 in the traveling direction of the vehicle A are r1 and r2, respectively, and the relative speeds of the points P1 and P2 with respect to the vehicle A are v1 and v2, respectively, along the traveling direction of the vehicle A. The lengths of the perpendicular lines (hereinafter referred to as “shift lengths”) from the points P1 and P2 with respect to the extended line Ls are defined as l1 and l2, respectively. And in the present invention,
(1) The difference in distance (r1-r2) is within a predetermined range, for example, within the track length range,
r1-r2 ≦ Δr
And
(2) Relative speed difference (v1-v2) is within a predetermined range, that is,
v1-v2 ≦ ΔV (ΔV≈0)
And
(3) The perpendicular length difference (l1-l2) is within a predetermined range, eg, the track width range, ie
l1-l2 ≦ Δl
, It is determined that these two peaks are reflections from the same target. Then, detection data from the point of the farther distance, for example, the peak of the reflected signal from P1, is not output, and the angle of the beam of the other peak is set as the target position. In other words, the angle of the peak from the reflection point with the closest distance is set as the target angle. In this way, the position of the target to be controlled can be specified.
[0041]
On the other hand, it is unclear whether the vehicle B is traveling in the adjacent lane or the vehicle lane only under the conditions (1) to (3). Therefore,
(4) If the value of l1 or l2 is larger than a predetermined value (for example, the width of the lane), it is determined that the target is traveling in the adjacent lane.
[0042]
Here, how to obtain l1, l2 and r1, r2 will be described. The angle of the beam b1 to the point P1 of the vehicle B with respect to the traveling direction Ls of the own vehicle A is θ1, the distance to the point P1 is R1, and the angle of the beam b2 to the point P2 with respect to the traveling direction Ls of the own vehicle A is θ2. If the distance to P2 is R2,
sin θ1 = l1 / R1, and therefore l1 = R1 sin θ1
sin θ2 = l2 / R2, and therefore l2 = R2sin θ2.
Also,
cos θ1 = r1 / R1, therefore, r1 = R1 cos θ1
cos θ2 = r2 / R2, therefore, r2 = R2 cos θ2
It becomes.
[0043]
FIG. 13 shows a case where a large vehicle B is traveling ahead of a lane adjacent to a lane in which the vehicle A is traveling on a curve. As in the case of FIG. 12, a beam is emitted from the own vehicle A to the large vehicle B, one of which is reflected from the point P1 near the mirror of the target vehicle B, and the other is the vehicle B. It is assumed that the light is reflected from the rear point P2. In this case, the distances between points P1 and P2 in the extension line Ls direction of the traveling direction of the host vehicle A are r1 and r2, respectively, and the relative speeds of the points P1 and P2 with respect to the host vehicle A are v1 and v2, respectively. The lengths of the perpendiculars drawn from points P1 and P2 with respect to the line Ls extended along the traveling direction are set to l1 and l2, respectively, from the intersection with Ls to the line Lc along which the vehicle travels along the curve. The extended lengths are x1 and x2, respectively. In the present invention, as shown in FIG.
(1) The difference in distance (r1-r2) is within a predetermined range, that is,
r1-r2 ≦ Δr
And
(2) The relative speed difference (v1-v2) is within a predetermined range, that is,
V1-V2 ≦ ΔV
And
(3) The difference between the length of the perpendicular (“the length of deviation”) (l1 + x1) and (l2 + x2) is within a predetermined range.
That is, | (l1 + x1) − (l2 + x2) | ≦ ΔL
, It is determined that these two peaks are reflections from the same target. If P1 is inside the curve with respect to P2, P1 is not cut and output, but only P2 is output and the angle of P2 is set as the target of control.
[0044]
On the other hand, it is unclear whether the vehicle B is traveling in the adjacent lane or the vehicle lane only under the conditions (1) to (3). Therefore,
(4) If the value of (l1 + x1) or (l2 + x2) is greater than a predetermined value (for example, the width of the lane), it is determined that the target is traveling in an adjacent lane.
[0045]
Since the method for obtaining l1, l2 and r1, r2 has been described above, the method for obtaining x1, x2 will be described with reference to FIG. Let the radius of curvature of the road curve be R, and the point P where the extension of the perpendicular extending from the point P1 to the extension line Ls in the traveling direction intersects the circumferential line Lc of radius R R If the angle between the line connecting the vehicle and the vehicle A and the line Ls is θ, the vehicle A and the point P R Since the distance of the line connecting is substantially equal to r1, the following equation is established.
[0046]
[0047]
FIG. 15 is a diagram showing a case where a large vehicle such as a truck is traveling in front of an adjacent lane of the own vehicle. (A) is a case where the vehicle is traveling on a straight road, and (b) is a case where the vehicle is traveling on a curve. When traveling along a curve as shown in (b), the tendency to be closer to the inside of the lane as shown in the figure than when traveling along a straight line as in (a) in the case of a truck or the like. is there. Therefore, in the present invention, when the target is a large vehicle or the like, the curve is corrected so that the position of the target is at the center of the lane. In this correction, the angle θ indicating the target position is corrected, and the correction angle θ is increased as the distance between the host vehicle A and the preceding vehicle B is shorter.
[0048]
FIG. 16 is a diagram showing how correction is performed. FIG. 16A shows that the angle of the peak P of the reflected signal from the target is corrected to the center of the lane by Δθ to obtain the position of P ′. Yes. Further, Δθ is changed as shown in FIG. 16B according to the distance from the preceding vehicle. That is, the correction angle Δθ is reduced as the distance increases.
[0049]
Example 3
Even if there is only one target, it has a length and a width, so that the beam is often reflected from a plurality of different locations. This tendency is particularly strong in the case of a large vehicle. FIG. 17 shows a case where a beam is emitted from the own vehicle A to a vehicle B ahead and the beam is reflected at different points Pa, Pb, Pc of the vehicle B. In such a case, it is necessary to determine the representative value of the target, that is, the distance to the vehicle, the relative speed, the width of the vehicle, the lateral position that is the center point of the vehicle, and the like.
[0050]
According to the present invention, the representative value is determined as follows. As shown in FIG. 17, the signals reflected from different points Pa, Pb and Pc of the same target, that is, the peaks generated based on the radar signal, are signal-processed. Then, values such as distance from the vehicle, relative speed, target lateral position, target width, and the like are obtained from a plurality of signals obtained from the plurality of peaks, and representative values are obtained from the obtained plurality of values.
[0051]
More specifically, the representative value is obtained as follows. Regarding the distance from the host vehicle, the minimum distance among the plurality of distances obtained from the plurality of radar signals is employed as the representative value. In FIG. 17, the distance from Pa is adopted as a representative value. When performing inter-vehicle distance control, the distance from the preceding vehicle is important, and by adopting the minimum distance as a representative value, accurate inter-vehicle distance control can be performed.
[0052]
As for the relative speed, an average value of a plurality of relative speeds obtained from a plurality of radar signals is adopted as a representative value. Although the relative velocities originally obtained from the same target are the same, there are some errors in the relative velocities. Therefore, by taking an average value, a value with little error can be obtained.
[0053]
In addition, representative values are obtained and adopted for the lateral width and lateral position of the target, that is, the center position as follows. FIG. 18 is an enlarged view of a portion of the vehicle B in FIG. The representative value of the horizontal width of the target is obtained as follows. First, the peak angle from the left end Pb and the right end Pc is obtained. In other words, peaks are formed by the beams reflected from Pa, Pb, and Pc. The angles of the peaks located at both ends of these peaks are obtained, and the width Wbc is obtained from these angles. That is, the width of the target is obtained from the interval between the peaks at both ends, and this is adopted as a representative value. Further, regarding the lateral position of the target, that is, the center position, the angle of the intermediate point Pbc of the peak interval Wbc between both ends is set as the lateral position that is the center position in the width direction of the preceding vehicle.
[0054]
However, when the representative value is obtained as described above, an accurate value may not always be obtained. In the present invention, the following method is adopted in order to obtain the representative value more accurately. FIG. 19 is a diagram for explaining such a case. FIG. 19 is also an enlarged view of the vehicle B portion of FIG. When obtaining the center angle of the preceding vehicle B, that is, the center point in the width direction, in the above-described method, the width Wbc between the left end Pb and the right end Pc is the target width, and the angle of the intermediate point Pbc is the center in the width direction of the preceding vehicle. It was a point. However, as can be seen from FIG. 19, more precisely, the width Wab of Pb and Pa is the width of the target, and the intermediate point Pab of the width Wab is the center point in the width direction of the preceding vehicle B. Therefore, in order to obtain a more accurate value in the present invention, when it is determined that a plurality of peaks are peaks from the same target, the beam reflected from the nearest reflection spot and a spot within a predetermined range from the spot, that is, The representative value is determined using the peak generated from the radar signal.
[0055]
In FIG. 19, if there are three reflection points Pa, Pb, and Pc, the peak generated from the beam reflected from the closest reflection point Pa and the point Pb within a predetermined range from the point is used. A representative value was determined. Here, within the predetermined range is a predetermined distance from the nearest reflection spot Pa as indicated by a dotted line dl, and this distance is preferably equal to or less than the assumed maximum lateral width of the detection target vehicle. For example, it can be set to 5 m from Pa. Further, as a predetermined range, a range of a predetermined ratio, for example, a range of 40%, of the beams reflected from a point within the interval Δrp from the nearest reflection point Pa to the farthest reflection point Pc, for example, a range of 40%. The representative value is determined using the peak generated by the beam reflected from the point.
[0056]
When the representative value is determined as described above, the lateral width of the front vehicle B as the target is the interval Wab between the reflection points Pa and Pb, and the center position of the target is Pab. The distance between the vehicle and the intermediate position Rab between the reflection points Pa and Pb can also be obtained as the distance from the vehicle. More accurate values can be obtained by obtaining the representative values of the lateral width and lateral position of the target as described above.
[0057]
In the above embodiment, the case where the number of reflection points of the beam is three is shown, but the representative value can be similarly determined when the beam is reflected from four or five points. In that case, the number of peaks used for representative value determination is not two Pa and Pb, but may be three or more.
[0058]
Example 4
The FM-CW radar outputs a continuous transmission wave that is frequency-modulated in the form of a triangular wave and obtains the distance from the vehicle ahead as the target. That is, the transmission wave from the radar is reflected by the vehicle ahead, and a beat signal (radar signal) between the reception signal and the transmission signal of the reflection wave is obtained. The beat signal is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform. The beat signal subjected to frequency analysis has a peak in which the power increases with respect to the target. A frequency corresponding to this peak is called a peak frequency. The peak frequency has information related to the distance, and this peak frequency is different between when the triangular FM-CW wave is rising and when it is falling because of the Doppler effect due to the relative speed with the preceding vehicle. And the distance and relative speed with the vehicle ahead are obtained from the peak frequency at the time of this rise and fall. Further, when there are a plurality of vehicles ahead, a pair of rising and falling peak frequencies are generated for each vehicle. Forming a pair of peak frequencies when rising and falling is called pairing.
[0059]
A plurality of beams are reflected from a large vehicle such as a truck, and the distance to the reflection point is different as shown in FIGS. 12 and 13 even in the same vehicle. Therefore, it is necessary to pair the signals in the rising and falling intervals based on the beam reflected from the same reflection point, and to detect the distance and relative velocity for each reflection point. Therefore, in the present invention, how to perform pairing will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a graph in which the horizontal axis represents the peak angle of the signal reflected from the target, and the vertical axis represents the peak frequency.
(1) First, out of signals generated based on beams reflected from the same target, a signal (Pmax) having the maximum reception level in the ascending section and the descending section is extracted and paired. That is, the maximum level signal Pu-max in the rising section shown in FIG. 20A and the maximum level signal Pd-max in the falling section are extracted as shown in FIG. Then, Pu-max and Pd-max are paired.
(2) Next, a peak signal in which the difference between the angle from Pmax and the frequency is substantially the same is taken out from the rising section and the falling section, respectively. For example, from the Pu-max in the rising section to the peak P C The vector to is α and the peak P from Pd-max in the descending section F If the vector to is a, then α≈a C And P F Performs pairing as a signal based on the beam reflected from the same point.
(3) P D And P G If β≈b then P D And P G Performs pairing as a signal based on the beam reflected from the same point.
(4) P E And P H Since γ ≠ c, pairing by this method is not performed and normal pairing processing is performed.
[0060]
Next, a method for performing the pairing process more accurately in the pairing process described with reference to FIG. 20 will be described with reference to the graph of FIG. 21 and the flowchart of FIG.
[0061]
In FIG. 21, the horizontal axis is the angle, and the vertical axis is the frequency. Then, the signal Pu-max having the maximum level among the signals in the rising section shown in (a) and the signal Pd-max having the maximum level in the falling section shown in (b) are extracted and paired.
[0062]
In FIG. 21, a range R2 that is wider than ranges R1 and R1 is defined based on Pu-max and Pd-max. First, a search is made as to whether or not a peak exists in range R1 in the ascending section. Frequency f up1 And angle θ up1 (S1), and this is expressed as P in FIG. C Plot as.
[0063]
The ranges R1 and R2 are defined as appropriate.
[0064]
Next, in the range R1 of the descending section, P C It is judged whether there is a peak having the same angle as (S2), and if it exists (Yes), the peak P F Frequency f dw1 Ask for. And f up1 And f dw1 It is determined whether or not the difference is in the next range (S3).
[0065]
ΔF−x ≦ | f up1 -F dw1 | ≦ ΔF + x
In the above equation, ΔF is the frequency difference between Pu-max and Pd-max, and x is a preset value. This equation is f up1 And f dw1 This means that the difference in frequency may be larger than the difference in frequency between Pu-max and Pd-max. That is, in the case of a peak existing in the range R1, f up1 And f dw1 This is because accurate pairing can be performed even if the difference between is slightly larger than ΔF, and the value of x in the above formula is appropriately set within the range where accurate pairing is possible.
[0066]
If the condition shown in the above equation is satisfied (Yes), P C And P F Are paired (S4).
[0067]
Next, in the case of No in S2 or S3, it is searched whether there is a peak other than the peak searched in the range R1 in the range R2 of the rising section, and if it exists, the frequency f up2 And angle θ up2 (S5), and this is expressed as P in FIG. D Plot as.
[0068]
Next, P in the range R2 of the descending section D It is judged whether there is a peak having the same angle as (S6), and if it exists (Yes), the peak P G Frequency f dw2 Ask for. And f up2 And f dw2 It is determined whether the difference is within the following range (S7).
[0069]
ΔF−y ≦ | f up2 -F dw2 | ≦ ΔF + y
y is a preset value in the same manner as x. However, in this case, since the pairing is performed by combining the peaks existing in the range R2 wider than the range R1, the condition is made stricter than the case of combining the peaks in the range R1, and y <x. By doing so, even when peaks existing in a wide range R2 are combined, erroneous pairing can be avoided.
[0070]
If the condition shown in the above equation is satisfied (Yes), P D And P G Are paired (S8).
[0071]
If S6 or S7 is No, the process is terminated without performing pairing.
[0072]
In the above description of the embodiment, the case where the large vehicle is the target has been described. However, it is not necessarily limited to the large vehicle that a plurality of peaks appear in the reception level. In addition, it is not always large that the beam is reflected from a plurality of locations where the distance of the same target is different. Therefore, in the present invention, the target is not limited to a large vehicle.
[0073]
Example 5
23, 24, and 25 are flowcharts showing a method of processing target data obtained by pairing. For example, data obtained by pairing depending on whether the data obtained by pairing in S4 or S8 of FIG. 22 is a continuous target, that is, a target detected and paired in the previous or previous cycle. Shows the method of processing.
[0074]
In FIG. 23, it is determined whether the target obtained by pairing in S4 or S8 is a continuous target (S9). If it is a continuous target (Yes), data such as distance and relative speed is updated (S10). If it is not a continuous target (No), the process is terminated without updating data such as distance and relative speed.
[0075]
In the flowchart of FIG. 24, when it is determined in S9 of the flowchart of FIG. 23 that the target is not a continuous target (No), the data of the paired target is temporarily stored in a separately provided memory (S11). Even if it is not determined that the target is a continuous target, it can be handled as a new target if data that is contiguous with the temporarily stored data appears in the next cycle. In the present invention, the paired data is temporarily stored in preparation for such a case.
[0076]
In S9 of the flowchart of FIG. 25, when it is determined that the target is not a continuous target (No), it is determined whether or not the reflected power of the target detected this time is larger than the reflected power of the existing target (S12). As a result, when the reflected power of the target detected this time is larger than the reflected power of the existing target, the data of the current target is used as the data of the existing target (S13), and the data is updated (S10). The method shown in the flowchart of FIG. 25 may not be determined as a continuous target when the reflected power from existing targets that have been dispersed becomes one, so the reflected power is compared in this way. When the reflected power is larger than that of the existing target, the data is updated. If it is determined in S12 that the reflected power of the target detected this time is not larger than the reflected power of the existing target (No), this data is temporarily stored in a separately provided memory as shown in the flowchart of FIG. (S11).
[0077]
Example 6
FIG. 26 and FIG. 27 are examples of flowcharts showing the method of the present invention described in the first to fourth embodiments. In the flowchart of the figure, control and determination at each step are performed by the
[0078]
First, in S1, peaks having substantially the same frequency are grouped. When the target is the same distance from the vehicle, the peak frequency is almost the same. For example, in the case of a large vehicle, a beam is reflected from a plurality of locations having different distances, and a plurality of peaks are generated. Therefore, grouping of peaks having substantially the same peak frequency is performed.
[0079]
Next, in S2, it is determined whether the reception level of the grouped peaks is equal to or greater than a predetermined value (threshold value). In the case of a large vehicle, this is determined because the level of the detected peak is high. If Yes in S2, it is determined whether or not the detected angle of the peak having substantially the same frequency is within a predetermined range (S3). This is determined, for example, based on whether or not the range of detection angles between the peaks at both ends of the grouped peaks is a predetermined range. If Yes in S3, the process proceeds to S4, and it is determined whether or not the difference between the reception levels of these peaks is within a predetermined value (threshold value). This is to collect peaks with little difference in reception level. If Yes in S4, regroup processing is performed. That is, the peaks of the same target are collected (S5).
[0080]
Next, it is determined whether or not the difference in the reception levels of the peaks that have been regrouped and grouped is small (S6). In this case, the difference in reception level is set to a value smaller than the difference set in S4. If the difference in peak reception levels is small and approximately the same level (Yes), regrouping is considered because multiple beams are reflected at the same intensity from the same target, for example, the back of a large truck or bus Among the processed peaks, the angle of the center of the leftmost peak angle and the rightmost peak angle is set as the target angle (S7). On the other hand, if there is a large difference in the reception level of the peaks that have been regrouped and combined, for example, if there is one large peak and small peaks on both sides, the angle of the maximum peak that is the large peak is An angle is set (S8).
[0081]
On the other hand, in the case of No in S2, S3, and S4, that is, the reception level is not greater than or equal to a predetermined value, the detection angle of peaks having substantially the same peak frequency is not within a certain range, or the difference in reception levels is predetermined. If not within the values, these peaks may be peaks from different targets, or even from the same target, but at different distances, for example, from the front mirror and the rear taillight. Therefore, these peaks are not regrouped and the process proceeds to S9.
[0082]
Next, in S9, for each of the plurality of regrouped peaks or the plurality of peaks grouped in S1, the rising and falling peak frequencies are paired, and in S10 each of the targets that reflected the plurality of beams is reflected. The distance to the part, the relative speed, the detection angle, and the length of the lateral displacement from the lane in which the vehicle is traveling are obtained. Pairing is performed, for example, as described in the above [Embodiment 4]. Further, the length of the deviation is obtained as described in the above [Embodiment 2]. Then, in S11, a past data takeover process is performed in order to maintain the continuity of the target data.
[0083]
Next, in S12, the difference between the distance, the relative speed, and the length of deviation from the lane in which the vehicle is traveling is equal to or less than a predetermined value (threshold values: Δr, Δv, Δl). Determine whether or not. If the distances, relative speeds, angles, and lane-to-lateral deviations in the target determined based on each peak in S12 are within a predetermined value range (Yes), these peaks are the same target. Therefore, a determination is made that the vehicle is a large vehicle. That is, +1 is counted (S13). This count is performed for each flow. In S14, it is determined whether or not the large vehicle determination count is equal to or greater than a predetermined value. This is a case where the requirements determined to be a large vehicle in S12 are, for example, a plurality of peaks from two vehicles traveling ahead in parallel, even though they are not large vehicles, meet the above requirements. This is because a large vehicle cannot always be determined by one determination. If the count is greater than or equal to the predetermined value in S14 (Yes), it is determined that the vehicle is a large vehicle (S15). However, if the count value is not greater than or equal to the predetermined value (No), the flow ends and proceeds to the next flow.
[0084]
Next, out of a plurality of peaks determined to be a large vehicle, the distance and relative speed output obtained from a portion such as the front portion of the vehicle that is far away, for example, a peak based on a beam reflected from the vicinity of the mirror position is excluded ( S16). In other words, the angle of the peak from the closest reflection point is taken as the target angle. And the position of the target calculated | required from the peak based on the beam reflected from the rear part of a vehicle is made into a control object position. However, when it is determined that the target position is in the adjacent lane, the detection angle of the large vehicle is corrected so as to come outside as shown in FIG. 16 (S17), and the flow is ended. Whether the target is in an adjacent lane can be determined by the method described in [Example 2].
[0085]
On the other hand, in the case of No in S12, that is, the distance of each part of the target obtained based on each peak, the relative speed, the angle, and the difference in the lateral displacement from the lane are not within the predetermined value range. If the difference in distance, relative speed, etc. exceeds a predetermined value, the process proceeds to S18. Then, the predetermined range (threshold value) is expanded and another determination is made with another threshold value (Δr ′, Δv ′, Δl ′). As a result of the determination in S18, if the requirement is not satisfied again (No), the large vehicle determination counter is set to −1 (S19). Next, it is determined whether the large vehicle determination counter is 0 (S20). If Yes, the large vehicle determination is canceled (S21). If the requirement is satisfied in S18 (Yes), and if the counter is not 0 in S20 (No), this flow is terminated without canceling the large vehicle determination.
[0086]
FIG. 28 is an example of a flowchart showing the method of the present invention described in the third embodiment. The flowchart of FIG. 28 is obtained by replacing steps S13 to S17 in the flowchart of FIG. 27 with steps S30 to S34.
[0087]
In S30 of FIG. 28, when it is determined that the plurality of peaks are peaks from the same target, that is, when it is determined Yes in S12 of the flowchart of FIG. 27, according to the present invention, each of the plurality of peaks is determined. The minimum distance among the distances obtained from the above is adopted as a representative value (S31). Next, an average value of relative velocities obtained from each of the plurality of peaks is obtained and adopted as a representative value (S32). As for the target width, the angle of the peak appearing at both ends of the plurality of peaks is obtained, the distance between the both ends of the target is obtained from the angle, and this is adopted as the representative value of the target width (S33). Further, the angle of the intermediate point is obtained from the angles of the peaks at both ends, and adopted as the representative value of the lateral position (S34).
[0088]
FIG. 29 is also an example of a flowchart showing the method of the present invention described in the third embodiment. The flowchart of FIG. 29 is a modification of steps S33 and S34 of the flowchart of FIG.
[0089]
S30, S31, and S32 in FIG. 29 are the same as those in FIG. 28, and the average value of the minimum distance and the relative speed is adopted as the representative value. On the other hand, in S40, only the peak due to the beam reflected from the closest reflection location and the location within a predetermined range from the location is selected from the plurality of peaks (S40). Then, among the selected peaks, the angles of the peaks appearing at both ends are obtained, and the distance between the both ends of the target is obtained from the angles and adopted as a representative value of the target width (S41).
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when a plurality of peaks due to a reflection signal are generated, it is possible to specify the substantially center position of the target. Moreover, even if a plurality of beams are reflected from different locations of the same target, it is possible to identify whether or not they are the same target, so that the vehicle can be controlled without misidentifying the number of targets. Further, it can be identified whether the target is traveling in the own vehicle lane or in the adjacent lane.
[0091]
Further, even when there are a plurality of peaks due to the beam reflected from the same target, the representative values of distance, relative speed, lateral width, and lateral position can be determined from these peaks, and accurate control can be performed.
[0092]
Furthermore, when pairing signals from beams reflected from different locations of the same target, it can be performed efficiently and accurately. In addition, target data obtained by pairing can be processed effectively.
[0093]
In addition, the effects described in the above embodiments are exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a configuration of an inter-vehicle distance control device used in a method of the present invention.
FIG. 2 shows a configuration of the
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of FM-CW radar when the relative velocity with respect to a target is zero;
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of FM-CW radar when the relative velocity with respect to a target is v;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of an FM-CW radar.
FIG. 6 is a diagram showing a beam emission state when the preceding vehicle is a large vehicle.
FIG. 7 shows a peak level due to a beam reflected from a large vehicle.
FIG. 8 is a diagram showing an example in a case where peaks due to a beam reflected from a large vehicle are collected in a specific angle range.
FIG. 9 is a diagram for explaining how to determine a specific angle range;
FIG. 10 is a diagram for explaining how to determine a target angle when there are three or more peaks.
FIG. 11 is a diagram for explaining how the target angle is determined when the difference between the maximum peak and another peak is large.
FIG. 12 shows a case where a large vehicle is traveling in an adjacent lane on a straight road.
FIG. 13 shows a case where a large vehicle is traveling in an adjacent lane on a curve.
FIG. 14 is a diagram for calculating how much a vehicle traveling in an adjacent lane in a curve is displaced laterally from the center line of the own lane.
FIG. 15 is a diagram showing a case where a large vehicle is traveling in front of an adjacent lane.
FIG. 16 is a diagram showing how to correct the position of a vehicle traveling in an adjacent lane.
FIG. 17 is a diagram showing a case where a beam is emitted from the own vehicle A to a vehicle B ahead and the beam is reflected at a different location of the vehicle B;
18 is an enlarged view of a portion of vehicle B in FIG.
FIG. 19 is an enlarged view of a portion of vehicle B in FIG.
FIG. 20 is a diagram for explaining a pairing method according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram for explaining a pairing method according to the present invention;
FIG. 22 is a flowchart illustrating a pairing method according to the present invention.
FIG. 23 is a flowchart illustrating a method of processing target data obtained by pairing according to the present invention.
FIG. 24 is a flowchart illustrating a method of processing target data obtained by pairing according to the present invention.
FIG. 25 is a flowchart illustrating a method of processing target data obtained by pairing according to the present invention.
FIG. 26 is a flowchart showing an embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a flowchart showing an embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a flowchart illustrating a method for determining a representative value according to the present invention.
FIG. 29 is a flowchart illustrating a method for determining a representative value according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Radar antenna
2 ... Scanning mechanism
3. Signal processing circuit
4 ... Steering sensor
5 ... Yaw rate sensor
6 ... Vehicle speed sensor
7 ... Inter-vehicle distance control ECU
8 ... Alarm
9 ... Brake
10 ... Throttle
11 ... Scanning angle control unit
12 ... Radar signal processing section
13 ... Control target recognition unit
21. Modulation signal generator
22 ... Voltage controlled oscillator
23 ... Frequency converter
24 ... Baseband filter
25 ... A / D converter
26 ... CPU
A ... Own car
B ... preceding vehicle
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