JP6048083B2 - 物体検出装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、物体検出装置及びプログラムに関する。

例えば、交通量の把握や、道路の交通安全のため、道路上の車両の存在を検知する手段として、ミリ波レーダ等、電波を利用した物体検出装置が用いられることがある。一般に、このような物体検出装置では、データ出力部の通信容量の制約から、処理した全てのデータを出力することは難しい。従って、より有用と判定したデータを優先して出力する必要がある。

このため、例えば、車載型の物体検出装置では、自車前方のレーダ探索結果において、自車の走行状態から予測した自車の推定進路に近いものから順であって、かつ、自車に近いものから順に、優先順位が高い画像として選択して処理を行う画像処理装置が知られている。このとき、自車に搭載されたレーダが自車前方の撮影画像に含まれた各物標の領域を検出し画像認識処理の優先順序を決定する。これにより、画像処理装置は、全ての領域の画像に認識処理を施すことなく、重要度（注視度）の高いものから順に選択して画像認識処理を施すことができる。

上記画像処理装置は、物標の画像認識を行なう場合、例えば、撮影画像上で自車から見てほぼ逆台形の画像認識範囲を設定し、この画像認識範囲に横幅の半分以上が含まれる各領域を画像認識範囲に属する領域とし、これらの領域の画像のみを認識対象の画像とする。これにより、物標を座標値に基づき自車の前方の自車に近いものから選択する際に、画像認識範囲に属さない物標が画像認識処理から除外される。

特開２００６−１６３８７９号公報

ところで、レーダを用いて物体を検出する場合、検出可能な範囲に、検出したい物体以外が多く含まれる場合がある。道路上の車両を検出する場合には、近距離に路肩の道路構造物等が多く含まれるといったことである。車両検知を目的とするレーダとしては、道路構造物のような不要なデータが優先的に選ばれてしまうのは、好ましくない。しかしながら、上記のように、撮影画像上でレーダ（自車）から見てほぼ逆台形の画像認識範囲を設定し、その範囲に基づきレーダの出力値による単純な昇順・降順でソートする方法では、例えば、レーダを路肩に設置するような場合、所望のデータを得られない。すなわち、例えば車両など、検出したい物体以外の、構造物などのデータを多く検出してしまう場合がある。また、レーダ上のデータ処理能力は、それほど高くないことを考慮すると、より簡易な演算処理でデータをソートし抽出できることが好ましい。

上記課題に鑑み、検知された物体の情報の中からより簡易な処理で所望の物体の情報を選択して出力することが可能な、物体検出装置及びプログラムが提供される。

ひとつの態様である物体検出装置は、電波出力部、受信部、物体情報生成部、算出部、選択部、出力部を有している。電波出力部は、電波を出力する。受信部は、前記電波の反射波を受信する。物体情報生成部は、前記電波と前記反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成する。算出部は、道路の方向に沿い前記道路の幅方向の中央を通る線として設定される注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状及び位置を示す注目線情報と前記物体情報とに基づき算出する。選択部は、複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択する。出力部は、前記選択部により選択された前記所定数以下の物体情報を出力する。

別の態様であるプログラムは、コンピュータに、出力された電波と前記電波の反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成させる。また、道路の方向に沿い前記道路の幅方向の中央を通る線として設定される注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状および位置を示す注目線情報及び前記物体情報に基づき算出させる。さらに、複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択させ、前記選択された前記所定数以下の物体情報を出力させる。

上述した態様によれば、検知された物体の情報の中からより簡易な処理で所望の物体の情報を選択して出力することが可能な、物体検出装置及びプログラムが提供される。

第１の実施の形態によるレーダの機能の一例を示すブロック図である。 第１の実施の形態によるレーダ処理部の機能を示すブロック図である。 第１の実施の形態によるレーダの設置例を示す図である。 第１の実施の形態によるレーダの設置例を示す図である。 第１の実施の形態による物体の検出例を示す図である。 第１の実施の形態による物体の検出例を示す図である。 第１の実施の形態による物体情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による注目線情報の一例を示す図である。 第１の実施の形態による距離データの一例を示す図である。 第１の実施の形態による出力データの一例を示す図である。 第１の実施の形態による物体検出処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態による注目線設定例を示す図である。 第２の実施の形態による注目線情報の一例を示す図である。 第２の実施の形態による物体検出処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態による注目線設定例を示す図である。 第３の実施の形態による注目線設定例を示す図である。 第３の実施の形態による注目線設定例を示す図である。 第３の実施の形態による注目線情報の一例を示す図である。 第３の実施の形態による物体検出処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態による注目線情報の一例を示す図である。 第４の実施の形態による注目線設定例を示す図である。 レーダのハードウエア構成の一例を示す図である。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照しながら第１の実施の形態によるレーダ１の構成及び動作について説明する。レーダ１は、例えば、設定された角度の範囲にミリ波を出力して反射波を検出することにより、物体のレーダ１からの距離、方向、及び移動速度などを検出する物体検出装置である。レーダ１としては、例えば、スキャン型のパルスレーダ、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｒａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ（ＦＭ−ＣＷ）レーダなど、２次元での検出結果を出力できるレーダが適用可能である。本実施の形態においては、ＦＭ−ＣＷレーダを例にして説明する。レーダ１は、道路の近傍に備えられ、道路上を通行する車両、または道路上の障害物などを検知するものとする。

図１は、レーダ１の機能の一例を示すブロック図である。図１に示すように、レーダ１は、送信アンテナ部３、受信アンテナ部４、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ）部５、アナログ回路部７、レーダ処理部９、外部Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（Ｉ／Ｆ）１７を有している。

送信アンテナ部３は、物体を検知するための電波を送信するアンテナである。受信アンテナ部４は、送信された電波の反射波を受信するアンテナである。ＲＦ部５は、送信アンテナ部３から出力させる電波を生成するとともに、受信アンテナ部４で受信した信号を増幅するなどの処理を行う装置である。送信アンテナ部３、受信アンテナ部４、およびＲＦ部５は、例えば、メカニカルスキャン方式、ビーム切替方式等により、設定された角度の範囲に電波を出力可能に構成される。アナログ回路部７は、送信アンテナ部３及び受信アンテナ部４側のアナログ信号と、レーダ処理部９側のデジタル信号との間の変換を行う装置である。

レーダ処理部９は、Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＭＰＵ）１１、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）１３、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）１５を有しており、デジタル信号を処理する装置である。例えば、ＭＰＵ１１は、レーダ１の動作を制御する演算処理装置である。ＲＯＭ１３は、読出し可能な記憶装置であり、例えば、ＭＰＵ１１により実行されるレーダ１の動作を制御するプログラムを書込んでおくことができる。ＲＡＭ１５は、書込み読出し可能な記憶装置であり、ＭＰＵ１１によりプログラムが実行される際に取得する各種データを記憶しておくことができる。外部Ｉ／Ｆ１７は、例えば、外部からのデータ送信要求の受け付け、検知された物体の位置、速度などの情報の外部への出力を行うインタフェース装置である。

図２は、レーダ処理部の機能を示すブロック図である。レーダ処理部９は、レーダ１における検出信号の処理を行う。図２に示すように、レーダ処理部９は、データ処理部２２、外部Ｉ／Ｆ１７を有している。データ処理部２２は、例えば、ＭＰＵ１１が、ＲＯＭ１３に記憶されたプログラムを実行することにより、デジタルデータの処理を行う。データ処理部２２は、Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＦＴ）処理部２４、ペアリング処理部２６、認識処理部２８を有している。

ＦＦＴ処理部２４は、アナログ回路部７でデジタル信号に変換された受信信号を高速フーリエ変換する。ペアリング処理部２６は、ＦＦＴ処理部２４で得られたデータに基づき、周波数の上昇区間の送信波と反射波との差分と、下降区間の送信波と反射波との差分をペアリングすることで、物体を検出する。ペアリング処理部２６は、検出結果を物体の位置を示す物体情報として出力する。ここで、レーダ１の電波による検出範囲の幅の中心の方向を中心方位ということにする。このとき、物体情報は、検出された物体のレーダ１の例えば中心（大きさの中心、重心、電波出力の中心点等：以下、単にレーダ１という）からの方向と中心方位とのなす角度、及び、物体のレーダ１からの距離を含む。物体情報は、物体の移動速度、および検出された電波の電波強度を含むこともできる。

認識処理部２８は、算出部３２、選択部３４、出力生成部３６を有し、ペアリング処理部２６から出力される複数の物体の物体情報から、所定数の情報を選択して出力する。このとき、認識処理部２８は、検出したい物体（検出目的の物体ともいう）が存在すると考えられる場所（以下、検知対象領域という）の形状及び位置を代表するように設定された注目線の位置及び形状を表す注目線情報を予め例えばＲＡＭ等に記憶しておく。算出部３２は、物体情報と注目線情報とに基づき、物体情報に優先順位を付す。選択部３４は、複数の物体情報の中から優先度の高い物体情報を選択する。出力生成部３６は、選択された物体情報に基づき出力データを生成する。なお、例えば、検知対象領域とは道路であり、検出目的の物体とは、道路上を走行する車両である。送信処理部３８は、認識処理部２８で選択された物体情報に基づき出力データを外部に出力する処理を行う。

図３は、レーダ１の設置例４０を示す図である。第１の実施の形態においては、検知対象領域となる道路４２が、１つの直線に沿って延びている場合を想定している。設置例４０では、道路４２の幅のほぼ中央上方に、レーダ１が設置されている。このとき、レーダ１が物体検出できる範囲を検出範囲といい、図３の例では検出範囲４４で表している。レーダ１は、出力した電波の反射波を検出することにより、検出範囲４４に存在する物体を検知する。なお、図３において、検出範囲４４は、レーダ１が物体を検知できる範囲を概念的に表したものである。以下の他の図においても同様である。

設置例４０では、レーダ１は、例えば、道路４２を通行する複数の車両４６−１〜４６−４の夫々のレーダ１からの距離、レーダ１からの方向と中心方位とのなす角度、移動速度などを検知する。なお、検出範囲４４は、レーダ１が物体を検知できる範囲を概念的に表したものである。

図４は、レーダ１の設置例５０を示す図である。設置例５０においては、検知対象領域は道路５２であり、レーダ１は、道路５２の路肩に設置されている。図４に示すように、設置例５０では、検知対象領域の道路５２が延びる方向と、レーダ１の中心方位とが一致していない。このような場合には、例えば構造物５６−１〜５６−ｎ（まとめて構造物５６ともいう）で表されるような、例えば標識や防護壁などのような路肩の構造物５６が検出されることがある。しかしながら、これらの構造物５６は、本実施の形態においてレーダ１の検出目的の物体とは異なる。よって、構造物５６が検出されないようにすることが好ましい。

図５は、図３の設置例４０と同様、道路４３の幅のほぼ中央上方にレーダ１が備えられた場合における物体の検出例６０を示す図である。検出例６０においては、検出範囲４５において、検出目的の物体を優先して検知するために、レーダ１の検知対象領域の形状及び位置を代表する注目線６４が設定される。検出例６０においては、レーダ１は、道路４３上の物体を検知するため、検知対象領域は道路４３となる。注目線６４は、この道路４３の位置及び形状を擬似的に表すものとして設定される。検出例６０では、注目線６４は、道路４３の方向に沿い、道路４３の幅方向の中央を通る一本の直線として設定される。

このとき、レーダ１を原点として、レーダ１の中心方位（図５の上下方向）にｘ軸が設定され、レーダ１を通り、ｘ軸と直交する方向（図の左右方向）にｙ軸が設定される。また、ｘ軸は、電波が出力される方向を正方向とし、ｙ軸は、上方からｘ軸を見た場合の右側を正方向とする。なお、図５の例では、レーダ１の設置の方向は、中心方位が、注目線６４の方向と同一の方向である。このとき、有用と判断される道路４３上を走行する車両などの物体を、道路４３以外の場所にある例えば物体６２などに優先して検出するためには、注目線６４からの距離６６が近い順に検出すればよい。すなわち、距離６６の絶対値が小さい順にデータをソートして小さい順から出力すればよい。

図６は、図４の設置例５０における物体の検出例７０を示す図である。図４の例においては、レーダ１は、道路５２上の物体を検知するため、検知対象領域は道路５２となる。注目線７４は、この道路５２の形状に基づいて擬似的に設定される。検出例７０では、注目線７４は、道路５２の方向に沿い、道路５２の幅方向の中央を通る一本の直線として設定される。

このとき、検出例６０と同様に、レーダ１を原点として、レーダ１の中心方位にｘ軸が設定され、ｘ軸と直交する方向にｙ軸が設定される。検出例７０においては、レーダ１が、道路５２の路肩に設置されているため、注目線７４は、ｘ軸と角度θをなす。また、注目線７４とレーダ１との間の距離は、距離Ｐである。なお、距離Ｐは、レーダ１の設置場所を上方から見て、注目線に対しレーダ１が左にある場合に正とする。また、物体７２の位置は、レーダ１を原点とする極座標として表され、図６の例では、角度α、距離ｄで表される。

このとき、道路５２上の物体を、他の場所の物体などに優先して検出するためには、注目線７４からの距離ｆが近い順に検出すればよい。なお、図５の検出例６０は、検出例７０においてθ＝０、Ｐ＝０の例であるので、以下、検出例７０に基づき処理を説明する。

次に、本実施の形態によるレーダ１において生成されるデータについて説明する。図７は、物体情報７５の一例を示す図である。物体情報７５は、ペアリング処理部２６で生成されるデータであり、検出された物体の位置及び状態を示す。物体情報７５は、項目７６として、検知された物体のレーダ１からの距離ｄ、物体の速度ｖ、ｘ軸からの角度α、受信電力ｅを有し、計測値７８として距離ｄ１、速度ｖ１、角度α１、受信電力ｅ１が示されている。図７においては、一組の物体情報７５のみを示しているが、物体情報７５は、例えば、検出範囲５８から１００組以上検出される。

図８は、注目線情報８０の一例を示す図である。注目線情報８０は、注目線の位置及び形状を表す情報である。注目線情報８０は、項目８２として、レーダ１と注目線との距離Ｐ、レーダ１の中心方位と注目線７４とのなす角度θを有し、設定値８４として、距離Ｐ１、角度θ１が示されている。

図９は、距離データ９０の一例を示す図である。距離データ９０は、物体と注目線との距離を示すデータである。距離データ９０は、項目９２として、距離ｄ、角度α、注目線と物体との距離ｆを含んでいる。距離ｄ、角度αに対する計算値９４は、上述のようにペアリング処理部２６により算出されるデータであり、距離ｆは、距離ｄ、角度αを用いて下記の式１、式２を用いて認識処理部２８により算出される。図９に示すように、距離ｄ＝ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｍ（ｍは１以上の整数）、角度α＝α１、α２、・・・、αｍ、に対し距離ｆ＝ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｍが算出されている。

例えば、物体情報７５と注目線情報８０とから注目線７４と物体との距離ｆは、以下のように計算される。まず、レーダ１を原点とする極座標系で表された物体の位置（ｄ、α）を、レーダ１を原点とする直交座標系（ｘ、ｙ）に下記の式１により座標変換する。
ｘ＝ｄｃｏｓ（α）、ｙ＝ｄｓｉｎ（α）・・・（式１）
式１を用いると、物体の距離ｆは、下記の式２で表される。
ｆ＝ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθ＋Ｐ・・・（式２）

認識処理部２８は、注目線と物体との距離ｆの絶対値の小さい方から距離データ９０を並べ替え、距離ｆの小さい方から順に出力可能な数のデータを出力対象のデータとする。

図１０は、出力データ９５の一例を示す図である。出力データ９５は、レーダ１からの出力対象のデータの一例である。出力データ９５は、項目９６として、物体の距離ｄ、速度ｖ、角度α、受信電力ｅを含んでいる。出力値９７としては、例えば、距離ｄ＝ｄ３、速度ｖ＝ｖ３、角度α＝α３、受信電力ｅ＝ｅ３等であり、ペアリング処理部２６で算出された各物体の物体情報である。出力データ９５は、距離データ９０を距離の昇順に並べた中の、小さい方から例えばｍｓ個に対応する物体情報である。出力データ９５は、外部Ｉ／Ｆ１７により、レーダ１の外部に出力される。

次に、図１１を参照しながら、レーダ１による物体検出処理について説明する。図１１は、レーダ１の動作を示すフローチャートである。図１１では、レーダ１が電波を出力し、反射波を受信して複数の物体情報７５を生成する処理が終了した後の処理について示している。

図１１に示すように、レーダ１の認識処理部２８の算出部３２は、ペアリング処理部２６で算出された全ての物体情報７５について、予め記憶された注目線情報８０に基づき、上記式１、式２を用いて注目線からの距離を計算する（Ｓ１０１）。この処理により、例えば距離データ９０が生成される。認識処理部２８の選択部３４は、全ての物体情報７５について算出された注目線からの距離ｆを、昇順にソートする（Ｓ１０２）。認識処理部２８の選択部３４は、距離ｆが小さいものから順に、予め決められた所定数ｍｓ個（ｍｓは、正の整数）の物体情報７５を、検出結果として選択する。出力生成部３６は、選択された物体情報７５に基づき、出力データ９５を生成する。送信処理部３８は、検出結果として出力データ９５を出力する（Ｓ１０３）。もし、物体情報７５がｍｓ個より少ない場合には、有効データのみを送るか、足りない数のデータを空データで埋めるなどの処理をして出力する。

以上詳細に説明したように、第１の実施の形態によるレーダ１においては、レーダ１の検知対象領域の位置及び形状を代表して擬似的に示す注目線を設定し、注目線とレーダ１の中心方位とのなす角度、及びレーダ１との距離を注目線情報８０として記憶しておく。レーダ１は、検出した物体情報７５と、注目線情報８０とから、物体と注目線との距離を、式１、式２に基づき算出する。さらにレーダ１は、算出した距離を絶対値の小さいほうから並べ、小さいほうから所定数の距離にある物体の物体情報を検出情報として出力する。

以上のように、第１の実施の形態によるレーダ１では、検知対象領域の形状と位置に応じた注目線を設定し、検出された物体のうちの注目線との距離が小さい順に物体情報を出力する。このため、処理能力を超える数（例えば、ｍｓ個を超える数）の物体が検出された際に、検知対象領域に存在する物体を優先して検出することができる。また、例えば、レーダ１の位置が、検知対象領域の近傍の検出目的の物体とは別の物体を検出する可能性がある位置である場合にも、精度よく検出目的の物体を検出することが可能となる。

このように、レーダ１は、処理負荷を上げることなく、簡易な処理で、より優先度の高いデータを抽出し、出力することができる。このとき、検出範囲の画像などは必要とされない。また、レーダ１の出力範囲における検知対象領域に応じた注目線を設定しているので、物体の距離、速度、角度、受信電力などレーダ１の出力値そのものによる単純な昇順・降順でソートする方法では得ることのできない、環境に応じた所望のデータを得ることができる。注目線を用いるために、レーダ１を設置する環境に応じて、注目線の形状、位置を示す注目線情報を設定するが、注目線が直線の場合には、設定項目は注目線の角度と距離の２項目と少なく、容易に設定可能である。また、処理の最終段階で、データ処理能力、通信容量、処理周期等、システムリソースの許す範囲量の出力するデータを決定するに当たり、レーダ１は、優先度の高いデータから順に出力することが可能であり、検出目的の物体を優先して検出できる。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態によるレーダによる物体検出処理について説明する。第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成については、同一番号を付し、重複説明を省略する。第２の実施の形態は、注目線として複数本の直線が設定されている場合である。第２の実施の形態において用いられるレーダは、第１の実施の形態において用いられるレーダ１と同様の構成を有しているので、説明を省略する。

図１２は、第２の実施の形態による注目線の設定例を示す図である。図１２に示すように、注目線設定例１２０では、互いに隣接した２本の道路１２２、道路１２４の夫々の中央部分に、２点鎖線で表される注目線１２６、注目線１２８が設定されている。図１２に示す環境では、道路１２２と道路１２４との間に構造物１３４、１３５などがある。このような環境では、例えば直線１３０のような道路１２２と道路１２４との間の一本の直線を注目線とすると、構造物１３４、１３５が検出されてしまい好ましくないことから、２本の注目線を設定する。

注目線設定例１２０では、レーダ１の中心方位は直線１３０であるとすると、注目線１２６、注目線１２８ともに、直線１３０と平行であり、中心方位とのなす角度θ＝０度である。また、注目線１２６は、レーダ１との距離Ｐ＝Ｐｋであり、注目線１２８は、距離Ｐ＝Ｐｌである。この場合、注目線１２６の注目線情報は、角度θ＝０、距離Ｐ＝Ｐｋとなり、注目線１２８の注目線情報は、角度θ＝０、距離Ｐ＝Ｐｌとなる。

図１３は、注目線が複数の場合の一般的な注目線情報の一例を示す図である。図１３に示すように、注目線情報１４０は、項目１４２として、レーダと注目線との距離Ｐ、レーダの中心方位と注目線との角度θをｎ本分有しており、設定値１４４として、例えば、距離Ｐ＝Ｐ１、・・・、Ｐｎ、角度θ＝θ１、・・・、θｎが設定されている。

図１４は、第２実施の形態におけるレーダ１の動作を示すフローチャートである。図１４では、レーダ１が電波を出力し、反射波を受信して複数の物体の物体情報７５を生成する処理を終了した後の処理について示している。

図１４に示すように、認識処理部２８の算出部３２は、取得された複数の物体に関する全ての物体情報７５について、物体と注目線との距離算出処理を完了したか否かを判別する（Ｓ１５１）。完了していない場合には（Ｓ１５１：ＮＯ）、算出部３２は、複数の注目線毎に、物体と注目線との距離を計算する（Ｓ１５２）。このとき、算出部３２は、物体情報７５と、夫々の注目線の角度θ、距離Ｐとに基づき、上記式１、式２を用いて距離ｆを計算する。

第２の実施の形態では、注目線が複数であるため、１つの物体情報７５に対し、Ｓ１５２で複数の距離が計算される場合がある。そこで、算出部３２はは、Ｓ１５２で計算された距離から最短距離を抽出することにより、一つの物体情報７５に対し、注目線との距離ｆを一つ抽出する（Ｓ１５３）。

Ｓ１５１において、全ての物体情報７５について処理が完了した場合には（Ｓ１５１：ＹＥＳ）、選択部３４は、距離ｆを昇順にソートする（Ｓ１５４）。選択部３４は、ソートされた距離ｆの小さい方からｍｓ個に対応する物体情報７５を、出力する結果として選択する。出力生成部３６は、選択された物体情報７５に基づき、出力データ９５を生成する。送信処理部３８は、選択されたｍｓ個の物体情報７５を含む出力データ９５を検出結果として出力する。

以上詳細に説明したように、第２の実施の形態によるレーダ１においては、レーダ１の検知対象領域の位置及び形状を擬似的に示す注目線を複数設定し、注目線とレーダ１の中心方位とのなす角度、及びレーダ１との距離を注目線情報１４０として記憶しておく。レーダ１は、検出した物体情報７５と、注目線情報１４０とから、物体と複数の注目線とのそれぞれの距離を、式１、式２に基づき算出する。１つの物体について、複数の距離ｆが算出された場合には、最も小さい値を距離ｆとする。さらにレーダ１は、算出した距離ｆを絶対値の小さいほうから並べ、小さいほうから所定数の距離ｆにある物体の物体情報を検出情報として出力する。

以上のように、第２の実施の形態によるレーダ１では、検知対象領域の形状と位置に応じた注目線を複数設定し、注目線との距離が小さい順に物体情報を出力する。このため、第１の実施の形態によるレーダ１による効果に加え、例えば、道路に中央分離帯のような、構造物の多い箇所がある場合に、構造物の多い箇所を避けて設定された注目線に基づき出力データの選択が行われるという効果がある。これにより、第２の実施の形態によるレーダ１では、検出目的の物体以外の物体を検出することが防止され、道路上の検出目的の物体をより効果的に検出することが可能になる。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態によるレーダによる物体検出処理について説明する。第３の実施の形態において、第１または第２の実施の形態と同様の構成については、同一番号を付し、重複説明を省略する。第３の実施の形態は、注目線として線分が設定されている場合である。なお、本実施の形態における線分とは、一方に端があり、他方が無限に伸びている半直線も含むとして説明する。第３の実施の形態において用いられるレーダは、第１及び第２の実施の形態において用いられるレーダ１と同様の構成を有しているので、説明を省略する。

図１５は、第３の実施の形態による注目線設定例１５０を示す図である。図１５に示すように、注目線設定例１５０では、検出範囲１５９内のＹ字型の道路を検知対象領域としており、Ｙ字の注目線が設定されている。すなわち、道路１５１、道路１５５、道路１５７に対応する注目線１５２、注目線１５６、注目線１５８が設定されている。これらの注目線１５２〜１５８は、例えば注目線１５２の延長線１５４が存在しないことで示されるように、少なくとも一端が、制限されている。ここで、境界線１５３は、注目線１５２の一端を通り、注目線１５２に垂直な直線である。注目線が線分の場合には、物体と注目線との距離は、境界線１５３の注目線１５２側の領域について、上記式１および式２を用いて算出される。それ以外の領域の各点からは、注目線に垂線の足を下ろすことはできないが、例えば注目線の近いほうの一端との距離を計算して、物体と注目線との距離とするようにしてもよい。なお、距離ｆが複数計算される場合には、第２の実施の形態と同様に、最も小さい値を距離ｆとする。

図１６は、第３の実施の形態による別の注目線設定例１６０を示す図である。図１６に示すように、注目線設定例１６０では、検出範囲１６５内のＴ字型の道路を検知対象領域としており、Ｔ字の注目線が設定されている。すなわち、道路１６２、道路１６４に対応する注目線１６６、注目線１６８が設定されている。注目線１６６は、延長線１６１が存在せず、少なくとも一端が、制限されている。注目線設定例１６０の場合も、注目線設定例１５０と同様に、注目線と物体との距離が計算される。

図１７は、第３の実施の形態による別の注目線設定例１７０を示す図である。図１７に示すように、注目線設定例１７０では、道路１７２は、Ｓ字型の道路を検知対象領域としている。このため、道路１７２には、複数本の注目線１７４、１７６、１７８、・・・、１７９が設定されている。この例では、両端の注目線１７４、１７９を除き、注目線１７６、注目線１６８、注目線１６６は、両端が制限されている。注目線設定例１７０の場合も、注目線設定例１５０、１６０と同様に、物体の位置から注目線に垂線を下ろせる場合に、注目線と物体との距離が計算される。

図１８は、注目線が線分の場合の注目線情報１８０の一例を示す図である。注目線情報１８０は、線分が１本の場合を例にしている。図１８に示すように、注目線情報１８０は、項目１８２として、レーダ１と注目線との距離Ｐ、レーダ１の中心方位と注目線７４とのなす角度θ、注目線の開始距離ｄｓｐ、開始角度αｓｐ、注目線の終了距離ｄｆｐ、終了角度αｆｐ、を有している。注目線の開始距離ｄｓｐとは、注目線の一端（始点ともいう）のレーダ１からの距離である。開始角度αｓｐとは、レーダ１から注目線の一端への方向の、中心方位となす角度である。注目線の終了距離ｄｆｐとは、注目線の他端（終点ともいう）のレーダ１からの距離である。終了角度αｆｐとは、レーダ１から注目線の他端への方向の、中心方位となす角度である。

注目線情報１８０は、設定値１８４として、例えば、距離Ｐ＝Ｐ１、角度θ＝θ１、開始距離ｄｓｐ＝ｄｓｐ１、開始角度αｓｐ＝αｓｐ１、注目線の終了距離ｄｆｐ＝ｄｆｐ１、終了角度αｆｐ＝αｆｐ１を有している。なお、注目線が半直線の場合には、終了距離ｄｆｐ、終了角度αｆｐは設定されない。

図１９は、第３実施の形態におけるレーダ１の動作を示すフローチャートである。図１９では、レーダ１が電波を出力し、反射波を受信して複数の物体の物体情報７５を生成する処理を終了した後の処理について示している。

図１９に示すように、認識処理部２８の算出部３２は、ペアリング処理部２６から物体情報７５の入力を行う（Ｓ１９１）。算出部３２は、例えば物体情報７５及び注目線情報１８０に基づき、物体が、注目線に垂直で始点を通る直線と、注目線に垂直で終点を通る直線との間にあるか否かを判別する（Ｓ１９２）。なお、図１５を参照しながら説明したように、注目線が半直線の場合には、注目線に垂直で始点を通る直線の注目線側にあるか否かを判別する。

Ｓ１９２で、ＹＥＳの場合には、図１１の処理により、算出部３２は、式１、式２を用いて物体と注目線との間の距離を算出する。このとき、注目線が複数ある場合には、算出部３２は、図１４の処理により、式１、式２を用いて物体と注目線との間の距離を算出する。Ｓ１９２でＮＯの場合には、その物体の位置からは注目線に垂線が下ろせないので、算出部３２は、データを破棄する（Ｓ１９３）。なお、図１９の処理は、全ての物体について繰り返す。上述のように、物体から注目線上に垂線が下ろせない場合には、物体に近い方の端部までの距離を算出してもよい。

図２０は、注目線情報２００を示す図である。注目線設定例２００は、注目線として、複数の線分が設定されている場合の注目線情報の一例を示している。注目線情報２００は、項目２０２として、レーダ１と注目線との距離Ｐ、レーダ１の中心方位と注目線７４とのなす角度θ、注目線の開始距離ｄｓｐ、開始角度αｓｐ、注目線の終了距離ｄｆｐ、終了角度αｆｐ、を、例えばｎ本分有している。また、注目線情報２００は、設定値２０４として、例えば、距離Ｐ＝Ｐ１、・・・、Ｐｎ、角度θ＝θ１、・・・、θｎ、開始距離ｄｓｐ＝ｄｓｐ１、・・・、ｄｓｐｎが設定されている。また、開始角度αｓｐ＝αｓｐ１、・・・、αｓｐｎ、注目線の終了距離ｄｆｐ＝ｄｓｐ１、・・・、ｄｓｐｎ、終了角度αｆｐ＝αｆｐ１、・・・、αｆｐｎが夫々設定されている。なお、注目線が半直線の場合には、終了距離ｄｆｐ、終了角度αｆｐは設定されない。

注目線情報２００の例のように、線分が複数の場合には、各線分の注目線情報２００と、各物体の物体情報７５とに基づき、物体と注目線との距離が計算され、最も近いものを距離ｆとしてソートが行われ、距離ｆの小さいほうから順に検知結果が出力される。

以上説明したように、第３の実施の形態によるレーダ１では、注目線を、例えば道路に沿った半直線または線分として設定し、注目線との距離が小さい順に物体情報を出力する。このため、第１の実施の形態によるレーダ１による効果に加え、例えば、単純な直線以外の道路が検知対象領域の場合にも、その形状と位置に応じた注目線を設定することが可能となる。よって、道路上の検出目的の物体をより効果的に検出することが可能になる。

（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態によるレーダによる物体検出処理について説明する。第４の実施の形態において、第１から第３の実施の形態と同様の構成については、同一番号を付し、重複説明を省略する。第４の実施の形態は、注目線として曲線が設定されている場合である。なお、本実施の形態における注目線は、検知対象領域を円弧で近似する場合である。第４の実施の形態において用いられるレーダは、第１から第３の実施の形態において用いられるレーダ１と同様の構成を有しているので、説明を省略する。

図２１は、第４の実施の形態による注目線設定例２２０を示す図である。図２１に示すように、第４の実施の形態においては、検知対象領域は道路２２２であり、道路２２２を円弧の注目線２２４で近似する。このとき、注目線２２４の中心は中心２２６であり、半径は半径２２８である。また、注目線２２４は、一端が制限されている。境界線２２５は、中心２２６と注目線２２４の一端を通る直線である。

注目線設定例２２０の場合、境界線２２５の注目線２２４側にある物体の位置からは、注目線２２４に垂線が下ろせる。例えば、物体２３２と注目線２２４との距離ｆは、中心２２６と物体２３２との距離から半径２２８を減じた距離となる。この場合にも、境界線２２５の注目線２２４とは逆側にある物体からの距離を、注目線２２４の近いほうの端部との距離として算出してもよい。

以上説明したように、第４の実施の形態によるレーダ１では、注目線を、例えば道路に沿った円弧で近似して設定し、円弧の半径と中心とに基づき、物体と注目線との距離を算出し、算出した距離が小さい順に物体情報を出力する。このため、第１の実施の形態によるレーダ１による効果に加え、例えば、曲線を描く道路が検知対象領域の場合にも、その形状と位置に応じた注目線を設定することが可能となる。よって、道路上の検出目的の物体をより効果的に検出することが可能になる。

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を採ることができる。例えば、第１から第４の実施の形態による注目線設定方法は、任意に組み合わせて用いることができる。注目線の少なくとも一端が存在する場合には、注目線に垂線を下ろせない領域にある物体について、例えば注目線の近い方の一端との距離を計算することもできる。また、上記第１から第４の実施の形態において設定された座標軸やその原点は上記に限られない。

なお、送信アンテナ部３、ＲＦ部５は、電波出力部の一例であり、受信アンテナ部４、ＲＦ部５は、受信部の一例である。ＦＦＴ処理部２４、ペアリング処理部２６は、物体情報生成部の一例であり、外部Ｉ／Ｆ１７、送信処理部３８は、出力部の一例である。中心方位は、基準方位の一例であり、レーダ１の中心は、基準点の一例である。距離ｆは、第１の距離の一例であり、距離ｄは、第２の距離の一例である。

以下、図２２を参照しながら、上記第１から第４の実施の形態によるレーダ１のハードウエア構成の一例について説明する。図２２は、レーダ１のハードウエア構成の一例を示す図である。

図２２に示すように、レーダ１は、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（Ｔ）アンテナ３０１、Ｒｅｃｉｅｖｉｎｇ（Ｒ）アンテナ３０３、Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＶＣＯ）３０５を有している。また、レーダ１は、三角波発生器３０７、同期信号（Ｓｙｎｃ）発生器３０９、ミキサ３１１、アンプ３１３、Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ（Ａ／Ｄ）コンバータ３１５、１チップマイコン３１７を有している。

Ｔアンテナ３０１は、物体を検知するための電波を送信するアンテナである。Ｔアンテナ３０１は、送信アンテナ部３と対応している。Ｒアンテナ３０３は、電波を受信するアンテナである。Ｒアンテナ３０３は、受信アンテナ部４と対応している。

ＶＣＯ３０５は、電圧制御発信回路であり、例えば、三角波発生器３０７で生成された三角波信号に基づき周波数変調させた送信信号を生成し、Ｔアンテナ３０１に出力する。三角波発生器３０７は、三角波形状の変調信号を生成し、ＶＣＯ３０５に出力する回路である。Ｓｙｎｃ発生器３０９は、同期信号を発生する回路である。ミキサ３１１は、Ｔアンテナ３０１からの送信信号と、Ｒアンテナ３０３による受信信号とを混合する回路である。アンプ３１３は、ミキサ３１１の出力に基づき、物体からの反射波に基づく信号成分を増幅する回路である。ＶＣＯ３０５、三角波発生器３０７、Ｓｙｎｃ発生器３０９、ミキサ３１１、アンプ３１３は、ＲＦ部５に対応している。

Ａ／Ｄコンバータ３１５は、Ｓｙｎｃ発生器３０９からの同期信号に基づきアンプ３１３から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。Ａ／Ｄコンバータ３１５は、アナログ回路部７に対応している。

１チップマイコン３１７は、レーダ１の制御を行うための演算処理回路であり、レーダ処理部９、外部Ｉ／Ｆ１７に対応している。１チップマイコン３１７は、演算処理を行うことにより、検出された物体の位置、速度などの情報を外部へ出力する。なお、外部Ｉ／Ｆ１７は、別のユニットとして設けられていてもよい。

以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
電波を出力する電波出力部と、
前記電波の反射波を受信する受信部と、
前記電波と前記反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成する物体情報生成部と、
検出目的の物体に応じて予め設定された検知対象領域の形状及び位置を代表する注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状及び位置を示す注目線情報と前記物体情報とに基づき算出する算出部と、
複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記所定数以下の物体情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とする物体検出装置。
（付記２）
前記注目線は、少なくとも一つの直線であり、
前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度と、前記注目線と前記基準点との第２の距離とを含み、
前記算出部は、前記物体情報、前記第１の角度、および前記第２の距離に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする付記１に記載の物体検出装置。
（付記３）
前記注目線は、少なくとも一つの線分であり、
前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度、前記注目線と前記基準点との第２の距離、および前記線分の両端点の位置を含み、
前記算出部は、前記物体情報、前記第１の角度、前記第２の距離、および前記両端点の位置に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする付記１に記載の物体検出装置。
（付記４）
前記注目線は、少なくとも一つの円弧であり、
前記注目線情報は、前記円弧の中心の位置と、前記円弧の半径とを含み、
前記算出部は、前記物体情報、前記円弧の中心の位置、および前記円弧の半径に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする付記１に記載の物体検出装置。
（付記５）
前記注目線は、道路の形状に基づき設定されることを特徴とする付記１から付記４のいずれかに記載の物体検出装置。
（付記６）
出力された電波と前記電波の反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成し、
検知目的の物体に応じて予め設定された検知対象領域の形状及び位置を代表する注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状および位置を示す注目線情報及び前記物体情報に基づき算出し、
複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から前記所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択し、
前記選択された前記所定数以下の物体情報を出力する
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（付記７）
前記注目線は、少なくとも一つの直線であり、
前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度と、前記注目線と前記基準点との第２の距離とを含み、
前記第１の距離は、前記物体情報、前記第１の角度、および前記第２の距離に基づき、複数の前記物体の夫々に応じて算出されることを特徴とする付記６に記載のプログラム。
（付記８）
前記注目線は、少なくとも一つの線分であり、
前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度、前記基準点と前記注目線との第２の距離、および前記線分の両端点の位置を含み、
前記第１の距離は、前記物体情報、前記第１の角度、前記第２の距離、および前記両端点の位置に基づき、複数の前記物体の夫々に応じて算出されることを特徴とする付記６に記載のプログラム。
（付記９）
前記注目線は、少なくとも一つの円弧であり、
前記注目線情報は、前記円弧の中心の位置と、前記円弧の半径とを含み、
前記第１の距離は、前記物体情報、前記円弧の中心の位置、および前記円弧の半径に基づき、複数の前記物体の夫々に応じて算出されることを特徴とする付記６に記載のプログラム。
（付記１０）
前記注目線は、道路の形状に基づき設定されることを特徴とする付記６から付記９のいずれかに記載のプログラム。
（付記１１）
前記電波を出力し、
前記電波の反射波を受信し、
前記物体情報を前記電波と前記反射波とに基づき生成する処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする付記６から付記１０のいずれかに記載のプログラム。

１ レーダ
３ 送信アンテナ部
４ 受信アンテナ部
５ ＲＦ部
７ アナログ回路部
９ レーダ処理部
１１ ＭＰＵ
１３ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
１７ 外部Ｉ／Ｆ
２２ データ処理部
２４ ＦＦＴ処理部
２６ ペアリング処理部
２８ 認識処理部
３２ 算出部
３４ 選択部
３６ 出力生成部
３８ 送信処理部
４０ 設置例
４２ 道路
４３ 道路
４４ 検出範囲
４６ 車両
５０ 設置例
５２ 道路
５６ 構造物
５８ 検出範囲
６０ 検出例
６２ 物体
６４ 注目線
６６ 距離
７０ 検出例
７２ 物体
７４ 注目線
７５ 物体情報
７６ 項目
７８ 計測値
８０ 注目線情報
８２ 項目
８４ 設定値
９０ 距離データ
９２ 項目
９４ 計算値

Claims (5)

1. 電波を出力する電波出力部と、
   前記電波の反射波を受信する受信部と、
   前記電波と前記反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成する物体情報生成部と、
   道路の方向に沿い前記道路の幅方向の中央を通る線として設定される注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状及び位置を示す注目線情報と前記物体情報とに基づき算出する算出部と、
   複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択する選択部と、
   前記選択部により選択された前記所定数以下の物体情報を出力する出力部と、
   を有することを特徴とする物体検出装置。
2. 前記注目線は、少なくとも一つの直線であり、
   前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度と、前記注目線と前記基準点との第２の距離とを含み、
   前記算出部は、前記物体情報、前記第１の角度、および前記第２の距離に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記注目線は、少なくとも一つの線分であり、
   前記注目線情報は、前記注目線と前記電波が出力される方向に基づき定められた基準方位とのなす第１の角度、前記注目線と前記基準点との第２の距離、および前記線分の両端点の位置を含み、
   前記算出部は、前記物体情報、前記第１の角度、前記第２の距離、および前記両端点の位置に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
4. 前記注目線は、少なくとも一つの円弧であり、
   前記注目線情報は、前記円弧の中心の位置と、前記円弧の半径とを含み、
   前記算出部は、前記物体情報、前記円弧の中心の位置、および前記円弧の半径に基づき、前記第１の距離を複数の前記物体の夫々に応じて算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
5. 出力された電波と前記電波の反射波とに基づき、複数の物体の予め定められた基準点に対する夫々の位置を示す複数の物体情報を生成し、
   道路の方向に沿い前記道路の幅方向の中央を通る線として設定される注目線と前記複数の物体の夫々との第１の距離を、予め記憶された前記注目線の形状および位置を示す注目線情報及び前記物体情報に基づき算出し、
   複数の前記物体情報のうち、前記第１の距離が小さい方から所定数以下の物体情報を、出力する物体情報として選択し、
   前記選択された前記所定数以下の物体情報を出力する
   処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。