JP6531903B2

JP6531903B2 - 物体検出装置

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Publication number: JP6531903B2
Application number: JP2015111270A
Authority: JP
Inventors: 岩井　浩; 岩井　　浩; 西村　洋文; 洋文西村; 浜田　麻子; 麻子浜田
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Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2019-06-19
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Also published as: JP2016223937A; US10371810B2; CN106199574A; US20170212231A1

Description

本発明は、車両周辺の障害物等の物体を検出する物体検出装置に関する。

近年、レーダ装置やカメラ等の監視手段を用いて、先行車両や停止車両、歩行者等の障害物の存在を監視し、車間距離制御や衝突予測制御等を行う技術が実用化されている。特にレーダ装置を監視手段として使用した場合に、トンネルや高速道路、自動車専用道路等の側壁を有する道路を走行している際に、側壁に反射されたレーダ波が障害物に当たり、再度側壁で反射されて装置に受信される場合がある。その結果、監視手段としてのレーダ装置が障害物等の位置を誤検出してしまうという事態が生じる場合があった。

このような事態を解消するために、例えば特許文献１には、高速道路や自動車専用道路等の側壁を有する道路を自車両が走行している場合において、前側方レーダの作動を停止することで誤動作の発生を抑制する方法が開示されている。

特許第４９３００３３号公報

特許文献１に開示された技術では、側壁が存在する場所においては、前側方レーダの作動を停止し、前方レーダによる監視のみを行っている。しかしながら、このような場合、車両の前側方付近の障害物等を全く検出することができない、という安全上の問題があった。

本発明は、自車両が側壁を有する道路を走行中でも、障害物を精度よく検出することができる物体検出装置を提供することを目的とする。

本発明の物体検出装置は、送信波を送出し、自車両の周囲に存在する物体からの前記送信波の反射波を受信して、当該反射波の反射強度に基づいて、自車両から見た当該物体の方位角、自車両から当該物体までの距離、および当該物体との相対速度を検出する物体検出装置であって、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両が側壁を有する道路を走行しているか否かを判定する側壁検出部と、前記側壁検出部により、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定された場合に、前記反射波のうち、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分を、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて特定する多重反射位置検出部と、前記反射波から前記側壁と自車両とによる前記多重反射波成分を除去する検出除外範囲設定部と、を有し、前記側壁検出部は、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両の略真横方向にドップラー速度がほぼ０であって、前記送信波を反射する第１反射点が存在し、当該第１反射点による反射波である第１の反射波成分の反射強度が所定の強度よりも強い場合に、当該第１反射点より自車両に対して後方となる方位に、前記送信波を反射する第２反射点が存在し、当該第２反射点による反射波である第２の反射波成分の反射強度が前記第１の反射波成分と比較して弱いとき、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定する。
また、本発明の別の物体検出装置は、送信波を送出し、自車両の周囲に存在する物体からの前記送信波の反射波を受信して、当該反射波の反射強度に基づいて、自車両から見た当該物体の方位角、自車両から当該物体までの距離、および当該物体との相対速度を検出する物体検出装置であって、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両が側壁を有する道路を走行しているか否かを判定する側壁検出部と、前記側壁検出部により、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定された場合に、前記反射波のうち、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分を、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて特定する多重反射位置検出部と、前記反射波から前記側壁と自車両とによる前記多重反射波成分を除去する検出除外範囲設定部と、を有し、前記多重反射位置検出部は、前記反射波のうち、所定方位角かつ、ドップラー速度が自車両の速度となる領域に存在する反射波成分を、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分であるとし、前記所定方位角は、前記物体検出装置からみて、前記側壁上であって前記物体検出装置と自車両のタイヤハウスとの距離の半分だけ自車両の前記物体検出装置に対して後方となる位置に対応する方位角である。

本発明によれば、自車両が側壁を有する道路を走行中でも、障害物を精度よく検出することができる。

本発明の実施の形態に係るレーダ装置の構成の一例を示すブロック図レーダ状態推定部における処理の流れを示すブロック図多重反射波の発生状況を説明するための図図３（ｂ）に示す自車両と側壁との位置関係を拡大して示した図他の障害物によって多重反射波が発生しているときの、レーダ装置の検出範囲内における電力プロファイルを示した図側壁によって多重反射波が発生しているときの、他レーダ装置の検出範囲内における電力プロファイルを示した図

以下、本発明の実施の形態に係るレーダ装置１００について詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るレーダ装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すレーダ装置１００は、基準信号生成部１、レーダ送信部２、レーダ受信部３、送信アンテナ４、受信アンテナ５を有する。

本発明の実施の形態に係るレーダ装置１００は、進行方向に沿って直進又は曲進（旋回）する車両等の移動体に設置されることが想定されている。なお、レーダ装置１００が設置される移動体は車両に限らず、例えば、自動二輪（オートバイ）や、自立歩行するロボット等でもよい。

レーダ装置１００は、例えば車両に設置される場合には、例えばヘッドライト付近等、車両の前側方、特に側方に対してレーダ波を送受信しやすい位置に設置されることが望ましい。なお、レーダ装置１００の設置位置は車両のヘッドライト付近には限定されず、例えば車両のバンパー付近やミラー付近であってもよい。以下、レーダ装置１００が設置された車両を自車両２００と称する。

まず、レーダ装置１００の動作について簡単に説明する。基準信号生成部１が生成したリファレンス信号に基づいてレーダ送信部２が高周波のレーダ送信信号を生成し、送信アンテナ４から送信する。送信されたレーダ送信信号は、障害物によって反射され、反射波信号として受信アンテナ５によって受信される。受信アンテナ５が受信した反射波信号に対して、レーダ受信部３が信号処理を行い、その結果を用いて、自車両２００から見た障害物の方位角および障害物までの距離を検出する。

次に、レーダ装置１００の各構成について説明する。基準信号生成部１は、図１に示すように、レーダ送信部２およびレーダ受信部３に接続されている。基準信号生成部１は、基準信号としてのリファレンス信号を生成してレーダ送信部２およびレーダ受信部３に供給し、レーダ送信部２およびレーダ受信部３の処理を同期させる。

レーダ送信部２は、送信信号生成部２１、送信無線部２２を有する。送信信号生成部２１は、基準信号生成部１が生成したリファレンス信号に基づいて、リファレンス信号を所定倍に逓倍した送信基準クロック信号を生成する。送信信号生成部２１は、生成した送信基準クロック信号に基づいてベースバンドの送信信号を生成する。送信信号生成部２１が生成するベースバンドの送信信号は、例えば、符号化パルス信号、又は、チャープパルス信号であり、所定の送信周期に従って繰り返し送信される信号である。

送信無線部２２は、送信信号生成部２１が生成した送信信号をアップコンバートすることにより、キャリア周波数帯域（例えばミリ波帯域）のレーダ送信信号を生成する。

送信アンテナ４は、送信無線部２２が生成したレーダ送信信号を空間に放射する。そして、受信アンテナ５は、送信アンテナ４から放射したレーダ送信信号が障害物に反射されて戻ってきた反射波信号を受信する。受信アンテナ５が受信した反射波信号（高周波のレーダ受信信号）は、レーダ受信部３に入力される。なお、少なくとも受信アンテナ５は、車両の前方または側面に設置され、車両の前側面方向をレーダ装置１００の視野角とするように設置される。ここで、送信アンテナ４および受信アンテナ５は、複数のアンテナによって構成されてもよい。

レーダ受信部３は、受信無線部３１、信号処理部３２、レーダ状態推定部３３を有する。受信無線部３１は、受信アンテナ５が受信したレーダ受信信号をダウンコンバートし、ベースバンドの受信信号を生成する。

信号処理部３２は、送信信号生成部２１からレーダ送信信号の送信周期に関する情報を取得し、送信周期毎に、受信無線部３１から入力される受信信号とレーダ送信部２が送信したレーダ送信信号との相関を演算する。信号処理部３２は、当該演算の結果、反射波信号の受信遅延時間、すなわち、レーダ送信信号の送信指示からの反射波信号が受信されるまでの遅延時間を算出する。

そして、信号処理部３２は、受信遅延時間毎に相関演算結果を算出し、演算結果をコヒーレント加算するドップラー周波数解析を行う。これにより、信号処理部３２は、受信遅延時間毎に複数のドップラー周波数成分のコヒーレント加算結果を得る。なお、ドップラー周波数成分とは、レーダ送信信号を反射した障害物とレーダ装置１００との間に距離方向の相対的運動が存在する場合のドップラー効果により反射波信号に生じる周波数変動情報である。また、ドップラー周波数成分は、反射した障害物を基準としたレーダ装置１００に対する距離方向の相対速度を示す周波数成分である。

さらに、信号処理部３２は、複数のドップラー周波数成分のコヒーレント加算結果を用いて、反射波信号における方位毎、ドップラー周波数成分毎、および距離毎の電力プロファイル（反射強度）を算出する。なお、信号処理部３２は、ドップラー周波数成分のコヒーレント加算結果がノイズレベルを超えるしきい値以上である場合に、電力プロファイルを算出するようにしてもよい。

また、信号処理部３２は、算出した電力プロファイルを用いて、反射波信号の到来方向を推定し、レーダ装置１００に対する障害物の相対速度（ドップラー速度）を求める。ドップラー速度の算出方法としては、例えば、信号処理部３２は、ドップラー周波数成分をドップラー速度成分に変換すればよい。

さらに、信号処理部３２は、反射波信号を用いて、レーダ装置１００の視野角内に存在する１または複数の障害物のそれぞれについて、各障害物までの距離と方位（レーダ装置１００から見た方位角）、各障害物のドップラー速度、および各障害物からの反射波信号の電力プロファイルを測定し、レーダ状態推定部３３へ入力する。

レーダ状態推定部３３は、信号処理部３２から出力された反射波信号における方位毎、ドップラー周波数成分毎、および距離毎の電力プロファイルに基づいて車両周囲の状態を推定する。具体的には、レーダ状態推定部３３は、電力プロファイルに基づいて、多重反射が生じているか否かを判定する。そして、レーダ状態推定部３３は、信号処理部３２から得られた電力プロファイルから多重反射成分を除去することにより、多重反射の影響を受けない電力プロファイルを生成する。このようにして得られた、多重反射の影響を受けない電力プロファイルを用いて物体検出を行うことで、レーダ状態推定部３３は、車両の周囲の物体検出を正確に行うことができる。レーダ状態推定部３３の詳細な動作については後述する。

［レーダ状態推定部３３における処理の詳細］
次に、レーダ状態推定部３３における処理の詳細について説明する。図２は、レーダ状態推定部３３における処理の流れを示すブロック図である。図２に示すように、レーダ状態推定部３３は、側壁検出部３３１、多重反射位置検出部３３２、車両側面多重反射領域設定部３３３、検出除外範囲設定部３３４、物体検出部３３５を有する。

側壁検出部３３１は、信号処理部３２から入力された電力プロファイルに基づいて、多重反射成分の特定を行う。多重反射成分の特定方法について、以下説明する。

まず、多重反射波が生じる状況について説明する。図３は、多重反射波の発生状況を説明する図である。図３（ａ）は、自車両２００の左側面前方部に設けられたレーダ装置１００と、自車両２００の左前側方に存在する障害物Ｏ（例えば他の車両等）との間に生じる多重反射波の発生状況を説明する図である。一方、図３（ｂ）は、自車両２００の左側面前方部に設けられたレーダ装置１００と、車両が走行する道路の左側に存在する側壁Ｗとの間に生じる多重反射波の発生状況を説明する図である。

図３（ａ）において、レーダ装置１００から放射されたレーダ送信信号は、障害物Ｏの反射点Ｒ０付近において反射されてレーダ装置１００で受信される。その際に、一部のレーダ送信信号が自車両２００のレーダ装置１００付近の車体等により反射され、周囲に放射されることがある。このように自車両２００の車体により反射されたレーダ送信信号が、再度障害物Ｏの反射点Ｒ０付近において再度反射され、レーダ装置１００に受信されることがある。本実施の形態では、このような反射波を多重反射波と称している。

なお、ここでは障害物Ｏにより２回反射された反射波を多重反射波として説明したが、例えば障害物Ｏと自車両２００の車体等により３回以上の反射が繰り返された反射波も多重反射波に含まれる。ただし、３回以上の反射が繰り返された反射波は、減衰により強度が低い場合が多いため、例えば所定未満の強度の反射波は多重反射波として扱わないようにしてもよい。

一方、図３（ｂ）には、例えば自車両２００が側壁Ｗが左側に配された道路を走行している場合について示している。図４は、図３（ｂ）に示す自車両２００と側壁との位置関係を拡大して示した図である。ここで、側壁Ｗとは、例えば、自動車専用道路等、路側帯に存在する車両の高さよりも十分に高い防音壁あるいは防護壁や、自動車専用道路以外において、例えば交差点付近等に設けられたガードレール等である、すなわち、側壁Ｗとは、レーダ装置１００が自車両２００において設置されている高さとほぼ同じ高さにレーダ送信信号を反射する反射対が存在する壁面である。

図３（ｂ）および図４に示すように、レーダ装置１００から放射されたレーダ送信信号は、自車両２００から見て真横方向である側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１付近において反射され、レーダ装置１００によって受信される。これにより、レーダ装置１００は自車両２００から側壁Ｗまでの距離Ｌ１を測定することができる。ここで、図３（ｂ）および図４に示すように、側壁Ｗが自車両２００の周囲に存在する場合、以下説明するように、レーダ装置１００によって２通りの多重反射波が検出されうる。

１つは、上記説明した図３（ａ）と同様に、送信波が一度側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１付近において反射された後、反射波が自車両２００の車体等により反射され、再度側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１付近において反射された場合に生じる多重反射波である。もう１つは、図３（ｂ）に示すように、側壁Ｗによる反射波の一部が、レーダ装置１００に受信されずに自車両２００の車体の一部に反射され、側壁Ｗの第２反射点Ｒ１＿２付近で再度反射されることで生じる多重反射波である。ここで、反射波がレーダ装置１００に受信されずに自車両２００の車体の一部に反射されるような事態は、例えば自車両２００のタイヤハウス２０１の周辺においてしばしば生じる。特に、自車両２００の左側面前方部に設けられたレーダ装置１００から送信されたレーダ送信信号の反射波は、自車両２００の左側面前方付近にあるタイヤハウス２０１付近において強く反射されうる。図４に示すように、レーダ装置１００とタイヤハウス２０１との距離をＸ２とすると、第１反射点Ｒ１＿１と第２反射点Ｒ１＿２との距離Ｘ１は、距離Ｘ２の略半分の距離である。

ここで、図３（ｂ）および図４に示すように、側壁Ｗの第２反射点Ｒ１＿２による多重反射波は、自車両２００の側面に側壁Ｗが存在する場合しか発生しない。したがって、第２反射点Ｒ１＿２による反射波を特定できれば、自車両２００が側壁を有する道路を走行していると判定することができる。

図５は、他の障害物によって多重反射波が発生しているときの、レーダ装置１００の検出範囲内における電力プロファイルを示した図である。図５（ａ）は、障害物Ｏによって多重反射波が発生しているときの、レーダ受信信号（多重反射波を含む）に基づいて算出した電力プロファイルから求められる、レーダ装置１００から見た方位角毎、および、ドップラー速度毎の電力プロファイルを示す図である。図５（ａ）において、横軸はレーダ装置１００から見た検出対象の方位角を、縦軸は検出対象のドップラー速度を、それぞれ示している。

一方、図５（ｂ）は、障害物Ｏによって多重反射波が発生しているときの、レーダ装置１００から見た方位角毎、および、レーダ装置１００からの距離毎の電力プロファイルを示す図である。図５（ｂ）において、横軸はレーダ装置１００から見た検出対象の方位角を、縦軸はレーダ装置１００から検出対象までの距離を示している。

図５において、略楕円状の領域Ａ、Ｂ、Ａ’、Ｂ’は、反射波を反射した検出対象（物体）のドップラー速度（または距離）および方位に対応しており、その大きさ（面積）は、反射強度を表している。領域ＡおよびＡ’は、多重反射波信号を含まない、すなわち一次反射波のレーダ受信信号を反射した検出対象に対応する領域であり、領域ＢおよびＢ’は、障害物Ｏによる多重反射波信号を反射した検出対象に対応した領域である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、領域ＡおよびＡ’の方が領域ＢおよびＢ’よりも大きいため、領域ＡおよびＡ’が一次反射波に対応する領域であると推定される。

障害物Ｏによる多重反射では、図３（ａ）に示すように、障害物Ｏにおけるレーダ受信信号と多重反射波の反射点がほぼ同一であるため、図５（ａ）に示すように、領域Ａと領域Ｂの方位角は同じ値となる。そして、図３（ａ）に示すように、多重反射波はレーダ装置１００から障害物Ｏまでを二往復するので、図５（ｂ）に示すように、多重反射波に対応する領域Ｂ’における検出対象までの距離は、レーダ装置１００から障害物Ｏまでの距離をＬ０とした場合、その２倍の値である２Ｌ０となる。

次に、図６は、側壁によって多重反射波が発生しているときの、他レーダ装置１００の検出範囲内における電力プロファイルを示した図である。図６（ａ）は、側壁Ｗによって多重反射波が発生しているときの、レーダ受信信号（多重反射波を含む）に基づいて算出した電力プロファイルから求められる、レーダ装置１００から見た方位角毎、および、ドップラー速度毎の電力プロファイルを示す図である。図６（ａ）において、横軸はレーダ装置１００から見た検出対象の方位角を、縦軸は検出対象のドップラー速度を、それぞれ示している。

一方、図６（ｂ）は、側壁Ｗによって多重反射波が発生しているときの、レーダ装置１００から見た方位角ごと、および、レーダ装置１００からの距離毎の電力プロファイルを示す図である。図６（ｂ）において、横軸はレーダ装置１００から見た検出対象の方位角を、縦軸はレーダ装置１００から検出対象までの距離を示している。

図６において、略楕円状の領域Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’は、反射波が観測された検出対象の方位角およびドップラー速度（または距離）に対応しており、その大きさ（面積）は、反射強度を表している。領域ＤおよびＤ’は、多重反射波信号を含まない（一次反射波の）レーダ受信信号に対応した領域である。また、領域ＥおよびＥ’は、側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１付近による多重反射波信号に対応した領域である。そして、領域ＦおよびＦ’は、側壁Ｗの第２反射点Ｒ１＿２付近による多重反射波信号に対応した領域である。領域ＤおよびＤ’の大きさは、領域ＥおよびＥ’、ＦおよびＦ’のいずれの面積より大きいため、領域ＤおよびＤ’が一次反射に対応する領域であると推定される。

ここで、図４に示すように、第２反射点Ｒ１＿２による多重反射波は、側壁Ｗが自車両２００の周囲に存在する場合のみ生じうる。従って、レーダ状態推定部３３によるレーダ受信信号の解析結果として、第２反射点Ｒ１＿２による多重反射波に対応する領域ＦおよびＦ’が存在する場合、側壁Ｗが自車両２００の周囲に存在することが推定される。

図６において、領域ＤおよびＤ’は、上述したように多重反射波信号を含まないレーダ受信信号に対応した領域である。すなわち、領域ＤおよびＤ’は、図４に示すレーダ装置１００から自車両２００の真横方向に送信され、側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１による反射波信号に対応している。すなわち、領域Ｄに対応するドップラー速度は略０ｋｍ／ｈであり、領域ＤおよびＤ’に対応する方位角θはレーダ装置１００の正面方向から自車両２００の真横方向までの角度であり、領域Ｄ’に対応する距離は自車両２００から側壁Ｗまでの最短距離Ｌ１に等しい。

また、図６において、領域ＥおよびＥ’は、上述したように側壁Ｗの第１反射点Ｒ１＿１による多重反射波信号に対応した領域である。したがって、図６（ｂ）に示すように、領域Ｅ’に対応する距離は自車両２００から側壁Ｗまでの最短距離Ｌ１の２倍である２Ｌ１に等しい。

そして、図６において、領域ＦおよびＦ’は、側壁Ｗの第２反射点Ｒ１＿２による多重反射波信号に対応した領域である。したがって、図６（ａ）に示すように、領域Ｆは方位角αかつ、静止物曲線上に存在する。なお、静止物曲線とは、図６（ａ）に示す、縦軸がドップラー速度、横軸が方位角に対応するグラフにおいて、ドップラー速度が自車両２００の進行方向における速度成分と同じであり、かつ方位角θが自車両２００の進行方向に対するドップラー速度にｃｏｓθを掛けた値となる点を結ぶ曲線である。領域ＦおよびＦ’に対応する方位角αは、図４に示すように、レーダ装置１００の正面方向に対して検出対象（この場合第２反射点Ｒ１＿２）のなす角である。領域ＦおよびＦ’に対応する方位角αは以下の式（１）で表すことができる。

なお、上述したように、方位角θは、レーダ装置１００の正面方向から、自車両２００から真横方向の第１反射点Ｒ１＿１のなす角である。また、上述したように、第１反射点Ｒ１＿１と第２反射点Ｒ１＿２の距離Ｘ１は、レーダ装置１００とタイヤハウス２０１との距離Ｘ２の約半分である。上述したように、自車両２００から側壁Ｗまでの最短距離Ｌ１は領域Ｄ’に基づいて取得することができる。以上のことから、方位角αを精度よく算出することができる。

また、領域Ｆ’に対応する距離、すなわちレーダ装置１００から第２反射点Ｒ１＿２までの距離Ｌ２は、図４によれば、高さＬ１、底辺Ｘ２（＝２Ｘ１）の二等辺三角形の斜辺の長さに等しい。したがって、距離Ｌ２は以下の式（２）で表すことができる。

以下、側壁検出部３３１の説明に戻る。側壁検出部３３１は、図５あるいは図６に示すような、ドップラー周波数毎あるいはレーダ装置１００からの距離毎、および、方位角毎に対する電力プロファイルの分布を生成する。

そして、側壁検出部３３１は、以下の２つの条件が同時に満たされた場合に、側壁Ｗを有する道路を走行していると判断する。２つの条件のうちの１つは、自車両２００の真横方向である方向θに、ドップラー速度が略０ｋｍ／ｈとなる電力プロファイルの大きい領域（例えば、図６に示す領域Ｄ）が観測されることである。ドップラー速度が０とは、自車両２００に近づく、および自車両２００から離れる動きをしていないことを意味する。すなわち、ドップラー速度が０とは、自車両２００の移動方向に対して平行に移動しているか、あるいは自車両２００の移動方向に対して平行に偏在するか、を意味している。

２つの条件のうちのもう１つは、自車両２００から見て第１反射点Ｒ１＿１よりも後方に位置する第２反射点Ｒ１＿２の存在する方向αに、ドップラー速度が略自車両の速度となる領域（例えば、図６に示す領域Ｆ）が観測されることである。ここで、ドップラー速度が略自車両の速度となる領域Ｆは、図６（ａ）に示すように、静止物曲線を示す曲線上に存在する。

これらの２つの条件が同時に満たされる場合とは、自車両２００の移動方向に対しいて平行に偏在する物体が存在する場合である。そのような状況とは、すなわち自車両２００の側面に側壁Ｗが存在する状況である。

側壁検出部３３１は、側壁Ｗを有する道路を走行していると判断した場合、上述した方法で、レーダ装置１００から側壁Ｗまでの距離Ｌ１と、レーダ装置１００から見た第１反射点Ｒ１＿１の方位角θとを算出する。以下では、レーダ装置１００から側壁までの距離を、側壁距離Ｌ１と称する。また、レーダ装置１００から見た第１反射点の方位角を、壁面垂直方位θと称する。

次に、多重反射位置検出部３３２は、側壁検出部３３１から、側壁の有無の判定結果と、側壁Ｗが存在する場合には、側壁距離Ｌ１および壁面垂直方位θを取得する。そして、多重反射位置検出部３３２は、レーダ装置１００からタイヤハウス２０１までの距離Ｘ２を用いて、レーダ装置１００から見た第２反射点Ｒ１＿２の方位角αと、レーダ装置１００から側壁Ｗにおける第２反射点Ｒ１＿２までの距離Ｌ２とを算出する。以下では、レーダ装置１００から見た第２反射点Ｒ１＿２の方位角を多重反射方位αと称する。また、レーダ装置１００から側壁Ｗにおける第２反射点Ｒ１＿２までの距離を多重反射距離Ｌ２と称する。そして、多重反射位置検出部３３２は、算出した多重反射距離Ｌ２と多重反射方位αに基づいて、電力プロファイルの第２反射点Ｒ１＿２付近による多重反射波成分を算出する。

なお、多重反射位置検出部３３２が多重反射方位αと多重反射距離Ｌ２とを算出するのに使用するパラメータであるレーダ装置１００からタイヤハウス２０１までの距離Ｘ２は、車両側面多重反射領域設定部３３３が予め算出しておく。車両側面多重反射領域設定部３３３は、既知である自車両２００の諸元等に基づいて、レーダ装置１００からタイヤハウス２０１までの距離Ｘ２を予め設定する。

検出除外範囲設定部３３４は、信号処理部３２から入力された電力プロファイル情報から、多重反射位置検出部３３２において算出された、電力プロファイルの第２反射点Ｒ１＿２付近による多重反射波成分を除去する。これにより、検出除外範囲設定部３３４は、多重反射波による影響を受けない電力プロファイルを取得することができる。

物体検出部３３５は、多重反射波成分除去後の電力プロファイルを用いて障害物の検出を実行する。これにより、側壁Ｗの影響を除外した状態で障害物の存在を検出することが可能となるため、物体検出精度が向上する。なお、物体検出部３３５において検出された物体に関する情報、すなわち自車両２００にとっての障害物情報は、図示しない警報部等に出力され、当該警報部が所定の判定基準に基づいて、自車両２００の運転者に対する報知を行う。所定の判定基準とは、例えば、自車両２００と検出された物体の進路が交差するか否か等の基準である。

以上説明したように、本実施の形態のレーダ装置１００によれば、反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度（電力プロファイル）に基づいて、自車両２００が側壁を有する道路を走行しているか否かを判定する側壁検出部３３１と、側壁検出部３３１により、自車両２００が側壁Ｗを有する道路を走行していると判定された場合に、反射波のうち、側壁Ｗと自車両２００とによる多重反射波成分を、反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて特定する多重反射位置検出部３３２と、反射波から側壁Ｗと自車両２００とによる多重反射波成分を除去する検出除外範囲設定部３３４と、を有する。

そして、側壁検出部３３１は、反射波のドップラー速度毎および方位角毎の反射強度に基づいて、自車両２００の略真横方向にドップラー速度がほぼ０であって、送信波を反射する第１反射点が存在し、当該第１反射点による反射波である第１の反射波成分の反射強度が所定の強度よりも強い場合に、当該第１の反射点より自車両に対して後方となる方位に、送信波を反射する第２反射点が存在し、当該第２反射点による反射波である第２の反射波成分の反射強度が第１の反射波成分と比較して弱いとき、自車両２００が側壁Ｗを有する道路を走行していると判定する。

ここで、自車両２００の略真横方向における第１反射点Ｒ１＿１は、自車両２００の側面に側壁Ｗが存在する場合の一次反射波を反射する反射点である。ここで、ドップラー速度が０であることは、自車両２００に近づく、あるいは遠ざかる方向の移動速度が０であることを意味する。従って、第１反射点Ｒ１＿１は、自車両２００の移動方向と平行に移動する物体、あるいは、自車両２００の移動方向と平行に偏在する物体に生じる反射点である。そして、当該第１反射点Ｒ１＿１より自車両２００に対して後方となる方位に第２反射点Ｒ１＿２が存在する場合、この第２反射点Ｒ１＿２による反射波である第２の反射波成分は、側壁Ｗが存在する場合にのみ生じうる多重反射波成分である。

以上のことから、側壁検出部３３１は、自車両２００の略真横方向にドップラー速度が０であって、送信波を反射する第１反射点が存在し、当該第１反射点による反射波である第１の反射波成分の反射強度が所定の強度よりも強い場合に、当該第１の反射点より自車両に対して後方となる方位に、送信波を反射する第２反射点が存在し、当該第２反射点による反射波である第２の反射波成分の反射強度が第１の反射波成分と比較して弱いとき、自車両２００が側壁を有する道路を走行していると判定することができる。

そして、本実施の形態のレーダ装置１００によれば、側壁検出部３３１は、自車両２００が側壁Ｗを有する道路を走行していると判定したとき、自車両２００から見た第１反射点Ｒ１＿１の方位角θと、自車両２００から第１反射点Ｒ１＿１までの距離Ｌ１と、に基づいて、自車両２００から見た第２反射点Ｒ１＿２の方位角αと、自車両から第２反射点までの距離Ｌ２とを算出し、多重反射位置検出部３３２は、自車両２００から見た第２反射点Ｒ１＿２の方位角αと、自車両２００から第２反射点Ｒ１＿２までの距離Ｌ２と、に基づいて、反射波のうち、第２反射点Ｒ１＿２による第２の反射波成分を算出し、当該第２の反射波成分を側壁Ｗと自車両２００とによる多重反射波成分であるとする。

これにより、レーダ装置１００が受信した反射波成分のうち、側壁Ｗと自車両２００とによって生じる多重反射成分を特定することができる。そして、検出除外範囲設定部３３４が、反射波成分から側壁Ｗと自車両２００とによる多重反射波成分を除去するので、物体検出部３３５は、壁面Ｗからの反射波の影響を除外した反射波成分を用いて物体検出を行うことができる。これにより、自車両２００が側壁を有する道路を走行している場合でも、精度よく物体検出を行うことができるようになる。

本発明は、車両周辺の物体を検出する検出範囲を設定することができる物体検出装置に好適である。

１００レーダ装置
１基準信号生成部
２レーダ送信部
２１送信信号生成部
２２送信無線部
３レーダ受信部
３１受信無線部
３２信号処理部
３３レーダ状態推定部
３３１側壁検出部
３３２多重反射位置検出部
３３３車両側面多重反射領域設定部
３３４検出除外範囲設定部
３３５物体検出部
４送信アンテナ
５受信アンテナ
２００自車両
２０１タイヤハウス

Claims

送信波を送出し、自車両の周囲に存在する物体からの前記送信波の反射波を受信して、当該反射波の反射強度に基づいて、自車両から見た当該物体の方位角、自車両から当該物体までの距離、および当該物体との相対速度を検出する物体検出装置であって、
前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両が側壁を有する道路を走行しているか否かを判定する側壁検出部と、
前記側壁検出部により、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定された場合に、前記反射波のうち、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分を、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて特定する多重反射位置検出部と、
前記反射波から前記側壁と自車両とによる前記多重反射波成分を除去する検出除外範囲設定部と、
を有し、
前記側壁検出部は、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両の略真横方向にドップラー速度がほぼ０であって、前記送信波を反射する第１反射点が存在し、当該第１反射点による反射波である第１の反射波成分の反射強度が所定の強度よりも強い場合に、当該第１反射点より自車両に対して後方となる方位に、前記送信波を反射する第２反射点が存在し、当該第２反射点による反射波である第２の反射波成分の反射強度が前記第１の反射波成分と比較して弱いとき、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定する、
物体検出装置。
前記側壁検出部は、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定したとき、自車両から見た前記第１反射点の方位角と、自車両から前記第１反射点までの距離と、に基づいて、自車両から見た前記第２反射点の方位角と、自車両から前記第２反射点までの距離とを算出し、
前記多重反射位置検出部は、自車両から見た前記第２反射点の方位角と、自車両から前記第２反射点までの距離と、に基づいて、前記反射波のうち、前記第２反射点による第２の反射波成分を算出し、当該第２の反射波成分を前記側壁と自車両とによる多重反射波成分であるとする、
請求項１に記載の物体検出装置。
送信波を送出し、自車両の周囲に存在する物体からの前記送信波の反射波を受信して、当該反射波の反射強度に基づいて、自車両から見た当該物体の方位角、自車両から当該物体までの距離、および当該物体との相対速度を検出する物体検出装置であって、
前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて、自車両が側壁を有する道路を走行しているか否かを判定する側壁検出部と、
前記側壁検出部により、自車両が側壁を有する道路を走行していると判定された場合に、前記反射波のうち、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分を、前記反射波のドップラー速度、反射点の方位、および反射強度に基づいて特定する多重反射位置検出部と、
前記反射波から前記側壁と自車両とによる前記多重反射波成分を除去する検出除外範囲設定部と、
を有し、
前記多重反射位置検出部は、前記反射波のうち、所定方位角かつ、ドップラー速度が自車両の速度となる領域に存在する反射波成分を、前記側壁と自車両とによる多重反射波成分であるとし、
前記所定方位角は、前記物体検出装置からみて、前記側壁上であって前記物体検出装置と自車両のタイヤハウスとの距離の半分だけ自車両の前記物体検出装置に対して後方となる位置に対応する方位角である、
物体検出装置。