WO2014104298A1 - 車載レーダ装置 - Google Patents

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佐藤　公一
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株式会社デンソー
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an on-vehicle radar device capable of detecting a target by transmitting and receiving radar waves.
  • an in-vehicle radar device that detects a target by transmitting a radar wave in front of the host vehicle (running direction) and receiving a reflected wave from the target with respect to the radar wave is known (see Patent Document 1). ).
  • a collision prevention process for example, a process of braking the host vehicle, a process of changing the traveling direction of the host vehicle by steering, etc.
  • the in-vehicle radar device may detect a target such as a signboard or a bridge pier that exists in front of the host vehicle and can pass under the host vehicle. There is no need to perform anti-collision processing for these targets.
  • the conventional on-vehicle radar device cannot discriminate between the above-described target through which the host vehicle can pass under and the target that may collide with the host vehicle. For this reason, when a conventional on-vehicle radar device detects any target, it uniformly executes a target collision prevention process.
  • An in-vehicle radar device that can determine the height of a target from a road surface.
  • An in-vehicle radar device includes a transmission / reception unit that transmits a radar wave in front of the host vehicle and receives a reflected wave from a target with respect to the radar wave, and a reception intensity detection that repeatedly detects the reception intensity of the reflected wave.
  • Means distance detection means for repeatedly detecting the distance from the host vehicle to the target, the reception intensity repeatedly detected by the reception intensity detection means, and the distance repeatedly detected by the distance detection means, Approximate expression calculating means for calculating an approximate expression representing the received intensity using a distance as a variable, and determination means for determining the height of the target from the road surface based on the value of the coefficient in the approximate expression.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an in-vehicle radar device 1.
  • FIG. It is a flowchart showing the road upper thing determination process which the vehicle-mounted radar apparatus 1 performs.
  • A is an explanatory diagram showing the relationship between the distance x and the reception intensity y when the target is not an object on the road.
  • B is an explanatory diagram showing the relationship between the distance x and the reception intensity y when the target is an object above the road.
  • A is explanatory drawing showing the own vehicle 103 and the target object 101 which is not a road upper object.
  • B is an explanatory diagram showing the host vehicle 103 and a target object 101 that is an object above the road.
  • It is a flowchart showing the road upper thing determination process which the vehicle-mounted radar apparatus 1 performs. It is explanatory drawing showing an example of the correlation of the distance x regarding the target which is not a road upper thing, and the reception intensity y.
  • the in-vehicle radar device 1 includes a transmitter 4, an N-channel receiver 6, an A / D conversion unit 8, and a signal processing unit 10.
  • the transmitter 4 transmits a millimeter wave band radar wave to the front of the host vehicle (a vehicle on which the in-vehicle radar device 1 is mounted) via the transmission antenna AS.
  • the receiver 6 transmits radar waves (hereinafter referred to as reflected waves) transmitted from the transmitter 4 and reflected by a target such as a preceding vehicle or a roadside object to N reception antennas AR1 to ARN arranged in a line at equal intervals. And N beat signals B1 to BN, which will be described later, are generated.
  • the A / D converter 8 includes N AD converters A / D1 to A / DN that sample beat signals B1 to BN generated by the receiver 6 and convert them into digital data D1 to DN, respectively.
  • the signal processing unit 10 performs various signal processing based on the digital data D1 to DN captured via the AD converters A / D1 to A / DN.
  • the transmitter 4 includes a high-frequency oscillator 12 and a distributor 14.
  • the high-frequency oscillator 12 generates a high-frequency signal in the millimeter wave band that is modulated so that the frequency repeats a linear increase and decrease with time.
  • the distributor 14 distributes the power of the output of the high-frequency oscillator 12 to the transmission signal Ss and the local signal L.
  • the transmitter 4 supplies the transmission signal Ss to the transmission antenna AS and supplies the local signal L to the receiver 6.
  • the receiver 6 includes a high-frequency mixer MXi and an amplifier AMPi.
  • the high frequency mixer MXi mixes the received signal Sri with the local signal L, and generates a beat signal Bi that is a frequency component of the difference between these signals.
  • the amplifier AMPi amplifies the beat signal Bi.
  • the amplifier AMPi also has a filter function for removing unnecessary high frequency components from the beat signal Bi.
  • the configurations MXi, AMPi, and A / Di for generating the digital data Di from the reception signal Sri corresponding to each reception antenna ARi are collectively referred to as a reception channel chi.
  • the half-value angle of the antenna is set to 20 ° ( ⁇ 10 to + 10 ° with the front direction of the host vehicle being 0 °).
  • the receiving antennas AR1 to ARN are arranged horizontally, and their arrangement interval is set to 7.2 mm.
  • the high frequency oscillator 12 is set so as to generate a radio wave having a wavelength of 3.9 mm (about 77 GHz).
  • a radar wave composed of a frequency-modulated continuous wave (FMCW) is transmitted by the transmitter 4 via the transmission antenna AS, and the reflected wave is transmitted to each of the reception antennas AR1 to ARN. Received at.
  • FMCW frequency-modulated continuous wave
  • the reception signal Sri from the reception antenna ARi is mixed with the local signal L from the transmitter 4 by the mixer MXi, so that the frequency component of the difference between the reception signal Sri and the local signal L is mixed.
  • a beat signal Bi is generated.
  • the amplifier AMPi amplifies the beat signal Bi and removes unnecessary high frequency components.
  • the AD converter A / Di repeatedly samples the beat signal Bi and converts it into digital data Di.
  • the signal processing unit 10 is configured around a known microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM.
  • the signal processing unit 10 includes an input port for inputting data from the A / D conversion unit 8 and a digital signal processor (DSP) for executing fast Fourier transform (FFT) processing.
  • DSP digital signal processor
  • the signal processing unit 10 every time a measurement period including uplink modulation in which the frequency of the transmission signal Ss increases and downlink modulation in which the frequency decreases ends, the signal is sampled by the A / D conversion unit 8 during the measurement period.
  • the target is detected based on the detected digital data Di, and the target detection process for calculating the distance, relative speed, and direction from the detected target is executed.
  • the digital data Di is subjected to FFT processing for each channel, and the target is detected by specifying the frequency component based on the reflected wave from the target. Further, for each of the detected targets, the distance x from the host vehicle to the target and the relative speed of the target with respect to the host vehicle are calculated using a known method in the FMCW radar.
  • the direction of the target is calculated based on the information of the phase difference ⁇ between the channels of the frequency components based on the same target.
  • a specific calculation method of the azimuth is only required to use information on the phase difference ⁇ .
  • signal processing such as DBF or ESPRIT can be used.
  • the signal processing unit 10 detects the reception intensity y of the reflected wave.
  • the reception strength y means the power strength described above.
  • the transmitter 4, the receiver 6, and the A / D conversion unit 8 are an embodiment of the transmission / reception means.
  • the signal processing unit 10 is an embodiment of reception intensity detection means, distance detection means, approximate expression calculation means, and determination means.
  • step 1 of FIG. 2 the signal processing unit 10 calculates and stores the distance x to the target existing in front of the host vehicle and the reception intensity y of the reflected wave from the target.
  • Step 2 the signal processing unit 10 repeatedly stores the distance x to the target and the received intensity of the reflected wave from the target that have been repeatedly stored in the past by the process of Step 1 for the same target.
  • a plurality of sets of y are read out, and a first order approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave is calculated using the distance x as a variable.
  • a is a constant representing the slope.
  • K is a constant representing the y intercept.
  • step 2 the signal processing unit 10 uses the received intensity y and the distance x acquired in a range (distance or time) longer than the periodic change period of the received intensity due to the influence of multipath described later.
  • the following approximate expression is calculated.
  • step 3 the signal processing unit 10 determines whether or not the slope “a” in the linear approximation calculated in step 2 is a positive value (a value greater than 0). The process proceeds to step 4 when the value is positive, and ends when the value is 0 or negative.
  • FIG. 3A shows an example in which the slope a is a negative value in the first-order approximation formula
  • FIG. 3B shows an example in which the slope a is a positive value.
  • 3A and 3B show a transition P 1 of the calculated value of the reception strength y itself and a first-order approximate expression P 2 .
  • the periodic fluctuation of the reception intensity y in the transition P 1 is caused by the influence of multipath.
  • the first-order approximation formula is calculated using the received intensity y and the distance x acquired in a range sufficiently longer than the periodic change period of the received intensity due to the influence of the multipath. It is hard to receive.
  • the target is present in front of the host vehicle, and the height from the road surface to the lower end of the target is small (the lower end of the target is below the upper end of the host vehicle. This is a first-order approximate expression peculiar to the case where the vehicle cannot pass under the target).
  • the host vehicle 103 and the target 101 are This is because, as the distance x decreases, the reception intensity y of the reflected wave 109 reflected by the target 101 from the radar wave 107 transmitted forward by the in-vehicle radar device 1 increases.
  • 3B has a large height from the road surface to the lower end of the target existing in front of the host vehicle (the lower end of the target is above the upper end of the host vehicle, Is a first-order approximation formula peculiar to the case where the object can penetrate under the target).
  • the in-vehicle radar device 1 moves forward as the distance x between the host vehicle 103 and the target 101 decreases. This is because the received intensity y of the reflected wave 109 reflected from the target 101 by the transmitted radar wave 107 is small.
  • the signal processing unit 10 has a large height from the road surface to the lower end of the target (the slope a is a positive value) or a height from the road surface to the lower end of the target. It is determined whether it is small (the inclination a is 0 (set threshold value) or a negative value).
  • step 4 the signal processing unit 10 determines whether or not the distance x (the most recently measured value) to the target corresponding to the linear approximation calculated in step 2 is within a predetermined threshold. . This process proceeds to step 5 if it is within the threshold value, and ends if it exceeds the threshold value.
  • step 5 the signal processing unit 10 indicates that the target corresponding to the primary approximate expression calculated in step 2 has a large height from the road surface to the lower end of the target, and the host vehicle dives under the target. It is determined that the object can be removed (hereinafter referred to as an object above the road).
  • the on-vehicle radar device 1 can determine whether or not the detected target is an object on the road. Therefore, for example, by using the in-vehicle radar device 1, it is determined whether or not the detected target is an object on the road. Unnecessary collision prevention processing for objects can be suppressed.
  • the on-vehicle radar device 1 calculates a first-order approximate expression as an approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave with the distance x as a variable. Therefore, the processing burden on the signal processing unit 10 can be reduced.
  • the approximate expression calculated in step 2 may be a quadratic approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave with the distance x as a variable. This quadratic approximate expression is expressed by the following expression 2.
  • step 3 it is determined whether or not the target that is the target of the quadratic approximate expression is an object on the road based on ⁇ , ⁇ , and ⁇ . Specifically, the in-vehicle radar device 1 previously stores ⁇ , ⁇ , and ⁇ when the height from the road surface to the lower end of the target is large and ⁇ , ⁇ , and ⁇ when the height is small from the ROM of the signal processing unit 10 in advance.
  • the in-vehicle radar device 1 previously stores ⁇ , ⁇ , and ⁇ when the height from the road surface to the lower end of the target is large and ⁇ , ⁇ , and ⁇ when the height is small from the ROM of the signal processing unit 10 in advance.
  • the in-vehicle radar device 1 compares ⁇ , ⁇ , and ⁇ of the quadratic approximation calculated in Step 2 with ⁇ , ⁇ , and ⁇ stored in the ROM, from the road surface to the lower end of the target. It is determined whether or not the height of the object is large (that is, whether or not the target is an object above the road).
  • the approximate expression calculated in step 2 may be a cubic or higher-order approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave with the distance x as a variable. Also in this case, whether or not the height from the road surface to the lower end of the target is large (that is, whether the target is an object above the road) by the coefficient in the approximate expression of the third order or higher in Step 3 above. Can be judged.
  • step 11 of FIG. 5 the signal processing unit 10 calculates and stores the distance x to the target existing in front of the host vehicle and the reception intensity y of the reflected wave from the target.
  • step 12 the signal processing unit 10 repeatedly stores the distance x to the target and the reception intensity of the reflected wave from the target, which have been repeatedly stored in the past by the process of step 11 for the same target.
  • a plurality of sets of y are read out, and a first order approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave is calculated using the distance x as a variable.
  • This primary approximation formula is expressed by the above formula 1.
  • step 12 the signal processing unit 10 performs first-order approximation using the received intensity y and the distance x acquired in a range (distance or time) longer than the periodic change period of the received intensity due to the multipath effect. Calculate the formula.
  • step 13 the signal processing unit 10 determines whether or not the slope “a” in the linear approximation calculated in step 12 is larger than the set threshold value S 1 .
  • the setting threshold value S 1 is a positive value. This process, if the gradient a is greater than a set threshold S1 proceeds to step 14, if the gradient a is set threshold value S 1 or less finished.
  • the slope a is a positive value
  • the height from the road surface to the lower end of the target is large. Therefore, the case where the inclination a is larger than the set threshold value S 1 which is a positive value naturally corresponds to the case where the height from the road surface to the lower end of the target is large.
  • the signal processing unit 10 calculates a reception intensity y (hereinafter referred to as an approximate expression intercept) when the distance x is a predetermined reference distance in the linear approximate expression calculated in step 12, approximate expression intercept determining whether a predetermined larger than the set threshold value S 2.
  • a reception intensity y hereinafter referred to as an approximate expression intercept
  • the process proceeds to step 15, if it is set threshold S 2 or less is finished.
  • the setting threshold value S 2 is a variable threshold value and is determined by the setting threshold value S 1 .
  • step 15 the signal processing unit 10 determines whether or not the distance to the target corresponding to the primary approximation calculated in step 12 (the value measured most recently) is within a predetermined threshold. This process proceeds to step 16 if it is within the threshold value, and ends if it exceeds the threshold value.
  • step 16 the signal processing unit 10 determines that the target corresponding to the primary approximate expression calculated in step 12 is an object on the road. 3. Effects exhibited by the in-vehicle radar device (1)
  • the in-vehicle radar device 1 according to the second embodiment can exhibit the same effects as those of the first embodiment.
  • the condition for making an affirmative determination in step 13 is more strict than the condition in step 3 of the first embodiment (which is a positive value). Therefore, for example, as shown in FIG. 6, even when the slope a of the linear approximation calculated for a target that is not actually an object above the road is slightly larger than 0, the target is mistakenly regarded as an object above the road. It will not be judged.
  • an affirmative determination in step 14 is included as one of the conditions for determining that the target is an object on the road. Therefore, for example, as shown in FIG. 6, since the reception strength y is generally low, the first-order approximation formula is inaccurate. In the first-order approximation formula calculated for a target that is not actually an object on the road, Even if a becomes larger than the set threshold value S 1 (even if an affirmative determination is made in step 13), a negative determination is made in step 14, so that the target may be erroneously determined to be an object on the road. Absent.
  • the approximate expression calculated in step 12 may be a quadratic approximate expression representing the received intensity y of the reflected wave with the distance x as a variable. This quadratic approximate expression is expressed by the above expression 2.
  • step 13 it is determined whether or not the target corresponding to the quadratic approximate expression is an object above the road by ⁇ , ⁇ and ⁇ . In this case as well, substantially the same effect can be achieved as in the case of using the primary approximate expression.
  • the approximate expression calculated in the step 12 may be a cubic or higher order approximate expression representing the reception intensity y of the reflected wave with the distance x as a variable. Also in this case, in the step 13, it can be determined whether or not the target corresponding to the third-order or higher approximation formula is an object on the road by the coefficient in the third-order or higher approximation formula.
  • the on-vehicle radar device includes a transmission / reception unit that transmits a radar wave in front of the host vehicle and receives a reflected wave from the target with respect to the radar wave, a reception intensity detection unit that repeatedly detects the reception intensity of the reflected wave, and the host vehicle.
  • the on-vehicle radar device can calculate an approximate expression representing the correlation between the distance from the host vehicle to the target and the reception intensity of the reflected wave. In the case of a target that exists above the road, the reception intensity of the reflected wave decreases as the distance from the host vehicle to the target decreases, and the value of the coefficient in the approximate expression becomes a specific value in that case. Therefore, the on-vehicle radar device can determine the height of the target from the road surface based on the value of the coefficient in the approximate expression.

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Abstract

　車載レーダ装置は、レーダ波を自車両の前方に送信し、前記レーダ波に対する物標からの反射波を受信する送受信手段と、前記反射波の受信強度を繰り返し検出する受信強度検出手段と、前記自車両から前記物標までの距離を繰り返し検出する距離検出手段と、前記受信強度検出手段により繰り返し検出した前記受信強度と、前記距離検出手段により繰り返し検出した前記距離とから、前記距離を変数として前記受信強度を表す近似式を算出する近似式算出手段と、前記近似式における係数の値に基づき、前記物標の道路面からの高さを判定する判定手段と、を備える。

Description

車載レーダ装置
　本発明は、レーダ波の送受信により物標を検出可能な車載レーダ装置に関する。
　従来、レーダ波を自車両の前方（走行方向）に送信し、そのレーダ波に対する物標からの反射波を受信することで物標を検出する車載レーダ装置が知られている（特許文献１参照）。この車載レーダ装置が自車両の前方に物標を検出した場合、衝突防止処理（例えば、自車両にブレーキをかける処理、操舵により自車両の進行方向を変える処理等）を実行することができる。
特許第３７６１８８８号公報
　車載レーダ装置は、自車両の前方に存在する、道路上方の看板、橋脚等、自車両がその下を潜り抜け可能な物標を検出することがある。これらの物標に対しては、衝突防止処理を実行する必要はない。
　しかしながら、従来の車載レーダ装置は、上述した、自車両がその下を潜り抜け可能な物標と、自車両に衝突する可能性がある物標とを判別することができない。このため従来の車載レーダ装置は、何らかの物標を検出した場合、一律に物標衝突防止処理を実行してしまう。
　一実施形態は、物標の道路面からの高さを判定可能な車載レーダ装置を提供する。
　一実施形態の車載レーダ装置は、レーダ波を自車両の前方に送信し、前記レーダ波に対する物標からの反射波を受信する送受信手段と、前記反射波の受信強度を繰り返し検出する受信強度検出手段と、前記自車両から前記物標までの距離を繰り返し検出する距離検出手段と、前記受信強度検出手段により繰り返し検出した前記受信強度と、前記距離検出手段により繰り返し検出した前記距離とから、前記距離を変数として前記受信強度を表す近似式を算出する近似式算出手段と、前記近似式における係数の値に基づき、前記物標の道路面からの高さを判定する判定手段と、を備える。
車載レーダ装置１の構成を表すブロック図である。 車載レーダ装置１が実行する道路上方物判定処理を表すフローチャートである。 Ａは物標が道路上方物ではない場合における距離ｘと受信強度ｙとの関係を表す説明図である。Ｂは物標が道路上方物である場合における距離ｘと受信強度ｙとの関係を表す説明図である。 Ａは自車両１０３と道路上方物ではない物標１０１とを表す説明図である。Ｂは自車両１０３と道路上方物である物標１０１とを表す説明図である。 車載レーダ装置１が実行する道路上方物判定処理を表すフローチャートである。 道路上方物ではない物標に関する距離ｘと受信強度ｙとの相関関係の一例を表す説明図である。
　本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
　１．車載レーダ装置１の構成
　車載レーダ装置１の構成を図１に基づき説明する。車載レーダ装置１は、送信器４と、Ｎチャネルの受信器６と、Ａ／Ｄ変換部８と、信号処理部１０とを備えている。送信器４は、送信アンテナＡＳを介してミリ波帯のレーダ波を自車両（車載レーダ装置１を搭載した車両）の前方に送信する。受信器６は、送信器４から送出され先行車両や路側物等といった物標で反射したレーダ波（以下、反射波という）を、一列に等間隔で配置されたＮ個の受信アンテナＡＲ１～ＡＲＮにて受信し、後述するＮ個のビート信号Ｂ１～ＢＮを生成する。Ａ／Ｄ変換部８は、受信器６が生成するビート信号Ｂ１～ＢＮを、それぞれサンプリングしてデジタルデータＤ１～ＤＮに変換するＮ個のＡＤ変換器Ａ／Ｄ１～Ａ/ＤＮからなる。信号処理部１０は、ＡＤ変換器Ａ／Ｄ１～Ａ/ＤＮを介して取り込んだデジタルデータＤ１～ＤＮに基づいて各種信号処理を行う。
　送信器４は、高周波発振器１２と分配器１４とを備えている。高周波発振器１２は、時間に対して周波数が直線的に漸増、漸減を繰り返すよう変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する。分配器１４は、高周波発振器１２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する。送信器４は、送信信号Ｓｓを送信アンテナＡＳへ供給し、ローカル信号Ｌを受信器６へ供給する。
　一方、受信器６は、高周波用ミキサＭＸｉと増幅器ＡＭＰｉとを備えている。高周波用ミキサＭＸｉは、各受信アンテナＡＲｉ（ｉ＝１～Ｎ）毎に、その受信信号Ｓriにローカル信号Ｌを混合し、これら信号の差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する。増幅器ＡＭＰｉは、ビート信号Ｂｉを増幅する。なお、増幅器ＡＭＰｉは、ビート信号Ｂｉから不要な高周波成分を取り除くフィルタ機能も有している。
　以下、各受信アンテナＡＲｉに対応して受信信号ＳriからデジタルデータＤｉを生成するための構成ＭＸｉ、ＡＭＰｉ、Ａ／Ｄｉを、一括して受信チャネルｃｈｉと呼ぶ。
　なお、本実施形態では、アンテナの半値角は２０°（自車両の正面方向を０°として－１０～＋１０°）に設定されている。また、受信アンテナＡＲ１～ＡＲＮは水平に配置され、それらの配置間隔は７．２ｍｍに設定される。高周波発振器１２は、波長が３．９ｍｍ（約７７ＧＨｚ）の電波を生成するように設定されている。
　このように構成された車載レーダ装置１では、周波数変調された連続波（ＦＭＣＷ）からなるレーダ波が、送信器４によって送信アンテナＡＳを介して送信され、その反射波が各受信アンテナＡＲ１～ＡＲＮにて受信される。
　すると、各受信チャネルｃｈｉでは、受信アンテナＡＲｉからの受信信号Ｓriを、ミキサＭＸｉにて送信器４からのローカル信号Ｌと混合することにより、これら受信信号Ｓriとローカル信号Ｌとの差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する。増幅器ＡＭＰｉは、ビート信号Ｂｉを増幅すると共に不要な高周波成分を除去する。その後、ＡＤ変換器Ａ／Ｄｉは、このビート信号Ｂｉを繰り返しサンプリングしてデジタルデータＤｉに変換する。
　信号処理部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。信号処理部１０は、Ａ／Ｄ変換部８からデータを入力する入力ポートや高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行するためのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を備えている。
　信号処理部１０では、送信信号Ｓｓの周波数が増加する上り変調、及び周波数が減少する下り変調からなる測定期間が終了する毎に、その測定期間の間にＡ／Ｄ変換部８にてサンプリングされたデジタルデータＤｉに基づいて物標を検出し、その検出した物標との距離や相対速度、方位を算出する物標検出処理を実行する。
　上記の物標検出処理では、デジタルデータＤｉをチャンネル毎にＦＦＴ処理する等して、物標からの反射波に基づく周波数成分を特定することで物標の検出を行う。さらに、その検出した物標のそれぞれについて、ＦＭＣＷレーダにおける周知の方法を用いて、自車両から物標までの距離ｘや、自車両に対する物標の相対速度を算出する。
　これと共に、検出した物標のそれぞれについて、同一物標に基づく周波数成分の各チャンネル間における位相差Δθの情報に基づいて物標の方位を算出する。なお、具体的な方位の算出方法は、位相差Δθの情報を用いるものであればよく、例えば、ＤＢＦやＥＳＰＲＩＴなどの信号処理を用いることができる。
　また、信号処理部１０は、反射波の受信強度ｙを検出する。この受信強度ｙとは、上述した電力の強度を意味する。
　なお、送信器４、受信器６、及びＡ／Ｄ変換部８は送受信手段の一実施形態である。また、信号処理部１０は、受信強度検出手段、距離検出手段、近似式算出手段、及び判定手段の一実施形態である。
　２．車載レーダ装置１が実行する処理
　自車両の走行中に、車載レーダ装置１が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図２～図４に基づき説明する。図２のステップ１において、信号処理部１０は、自車両の前方に存在する物標までの距離ｘと、その物標からの反射波の受信強度ｙとを算出し、記憶する。
　ステップ２では、信号処理部１０は、同じ物標について、過去における複数回の前記ステップ１の処理により繰り返し記憶されていた、物標までの距離ｘ、及びその物標からの反射波の受信強度ｙの組を複数組読み出し、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す１次近似式を算出する。この１次近似式は、以下の式１で表される。
（式１）　ｙ＝ａｘ+ｋ
　ここで、ａは傾きを表す定数である。また、ｋはｙ切片を表す定数である。
　なお、本ステップ２では、信号処理部１０は、後述するマルチパスの影響による受信強度の周期的な変化周期よりも長い範囲（距離又は時間）において取得した受信強度ｙ及び距離ｘを用いて１次近似式を算出する。
　ステップ３では、信号処理部１０は、前記ステップ２で算出した１次近似式における傾きａが正の値（０より大きい値）であるか否かを判断する。本処理は、正の値である場合はステップ４に進み、０又は負の値である場合は終了する。
　なお、１次近似式において傾きａが負の値である場合の例を図３Ａに示し、傾きａの値が正の値である場合の例を図３Ｂに示す。図３Ａ及び図３Ｂには、受信強度ｙの算出値そのものの推移Ｐ1と、１次近似式Ｐ2とを示す。
　推移Ｐ1における受信強度ｙの周期的な変動は、マルチパスの影響により生じるものである。１次近似式は、上述したとおり、マルチパスの影響による受信強度の周期的な変化周期よりも充分長い範囲において取得した受信強度ｙ及び距離ｘを用いて算出されるので、マルチパスの影響を受け難い。
　図３Ａに示す１次近似式は、物標が自車両の前方に存在し、道路面から物標の下端までの高さが小さい（物標の下端が自車両の上端より下方にあり、自車両が物標の下を潜り抜けできない）場合に特有の１次近似式である。
　これは、図４Ａに示すように、物標１０１が自車両１０３の前方に存在し、道路面１０５から物標１０１の下端１０１ａまでの高さが小さい場合、自車両１０３と物標１０１との距離ｘが小さくなるほど、車載レーダ装置１が前方に送信したレーダ波１０７が物標１０１にて反射した反射波１０９の受信強度ｙは大きくなるためである。
　また、図３Ｂに示す１次近似式は、道路面から、自車両の前方に存在する物標の下端までの高さが大きい（物標の下端が自車両の上端より上方にあり、自車両が物標の下を潜り抜けできる）場合に特有の１次近似式である。
　これは、図４Ｂに示すように、道路面１０５から物標１０１の下端１０１ａまでの高さが大きい場合、自車両１０３と物標１０１との距離ｘが小さくなるほど、車載レーダ装置１が前方に送信したレーダ波１０７が物標１０１にて反射した反射波１０９の受信強度ｙは小さくなるためである。
　すなわち、本ステップ３では、信号処理部１０は、道路面から物標の下端までの高さが大きい（傾きａが正の値である）か、道路面から物標の下端までの高さが小さい（傾きａが０（設定閾値）または負の値である）かを判断する。
　ステップ４では、信号処理部１０は、前記ステップ２で算出した１次近似式に対応する物標までの距離ｘ（最も直近に測定した値）が所定の閾値以内であるか否かを判定する。本処理は、閾値以内である場合はステップ５に進み、閾値を越える場合は終了する。
　ステップ５では、信号処理部１０は、前記ステップ２で算出した１次近似式に対応する物標は、道路面から物標の下端までの高さが大きく、自車両が物標の下を潜り抜けできるもの（以下では道路上方物とする）であると判定する。
　３．車載レーダ装置１が奏する効果
　（１）車載レーダ装置１は、検出した物標が道路上方物であるか否かを判定することができる。そのため、例えば、車載レーダ装置１を用いて、検出した物標が道路上方物であるか否かを判定し、道路上方物である場合は、衝突防止処理を実行しないようにすれば、道路上方物に対する不必要な衝突防止処理を抑制することができる。
　（２）車載レーダ装置１は、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す近似式として、１次近似式を算出する。そのため、信号処理部１０の処理負担を軽減することができる。
　４．変形例
　（１）前記ステップ２において算出する近似式は、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す２次近似式であってもよい。この２次近似式は、以下の式２で表されるものである。
　（式２）　ｙ＝α（ｘ－β）＾２+γ
　ここで、α、β、γはそれぞれ定数である。
　この場合、前記ステップ３では、α、β、γにより、２次近似式の対象である物標が道路上方物であるか否かを判断する。具体的には、車載レーダ装置１は、道路面から物標の下端までの高さが大きい場合のα、β、γと、小さい場合のα、β、γとを予め信号処理部１０のＲＯＭに記憶しておく。さらに、車載レーダ装置１は、ステップ２で算出した２次近似式のα、β、γを、ＲＯＭに記憶しておいたα、β、γと対比して、道路面から物標の下端までの高さが大きいか否か（すなわち、物標が道路上方物であるか否か）を判断する。
　この場合も、１次近似式を用いる場合と略同様の効果を奏することができる。
　（２）前記ステップ２において算出する近似式は、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す３次以上の近似式であってもよい。この場合も、前記ステップ３において、３次以上の近似式における係数により、道路面から物標の下端までの高さが大きいか否か（すなわち、物標が道路上方物であるか否か）を判断することができる。
＜第２の実施形態＞
　１．車載レーダ装置１の構成
　本第２の実施形態の車載レーダ装置１は、前記第１の実施形態の場合と同様の構成を有する。
　２．車載レーダ装置１が実行する処理
　自車両の走行中に、車載レーダ装置１が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図５～図６に基づき説明する。図５のステップ１１において、信号処理部１０は、自車両の前方に存在する物標までの距離ｘと、その物標からの反射波の受信強度ｙとを算出し、記憶する。
　ステップ１２では、信号処理部１０は、同じ物標について、過去における複数回の前記ステップ１１の処理により繰り返し記憶されていた、物標までの距離ｘ、及びその物標からの反射波の受信強度ｙの組を複数組読み出し、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す１次近似式を算出する。この１次近似式は、前記式１で表されるものである。
　なお、本ステップ１２では、信号処理部１０は、マルチパスの影響による受信強度の周期的な変化周期よりも長い範囲（距離又は時間）において取得した受信強度ｙ及び距離ｘを用いて１次近似式を算出する。
　ステップ１３では、信号処理部１０は、前記ステップ１２で算出した１次近似式における傾きａが設定閾値Ｓ1より大きいか否かを判断する。設定閾値Ｓ1は正の値である。本処理は、傾きａが設定閾値Ｓ１より大きい場合はステップ１４に進み、傾きａが設定閾値Ｓ1以下である場合は終了する。
　上述したように、傾きａが正の値である場合は、道路面から物標の下端までの高さが大きい場合である。よって、傾きａが正の値である設定閾値Ｓ1よりさらに大きい場合は、当然に、道路面から物標の下端までの高さが大きい場合に該当する。
　よって、本ステップ１３では、傾きａが設定閾値Ｓ1より大きいか否かにより、道路面から物標の下端までの高さが大きいことを判定できる。
　ステップ１４では、信号処理部１０は、前記ステップ１２で算出した１次近似式において、距離ｘを所定の基準距離としたときの受信強度ｙ（以下、近似式切片とする）を算出し、その近似式切片が所定の設定閾値Ｓ2より大きいか否かを判断する。本処理は、近似式切片が設定閾値Ｓ2より大きい場合はステップ１５に進み、設定閾値Ｓ2以下である場合は終了する。尚、設定閾値Ｓ2は可変閾値であり、設定閾値Ｓ1によって決まる。
　ステップ１５では、信号処理部１０は、前記ステップ１２で算出した１次近似式に対応する物標までの距離（最も直近に測定した値）が所定の閾値以内であるか否かを判定する。本処理は、閾値以内である場合はステップ１６に進み、閾値を越える場合は終了する。
　ステップ１６では、信号処理部１０は、前記ステップ１２で算出した１次近似式に対応する物標は道路上方物であると判定する。
　３．車載レーダ装置１が奏する効果
　（１）本第２の実施形態の車載レーダ装置１は、前記第１の実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。
　（２）本第２の実施形態では、前記ステップ１３において肯定判断する条件を、前記第１の実施形態のステップ３における条件（正の値であること）よりも厳格化している。そのため、例えば図６に示すように、実際には道路上方物ではない物標について算出した１次近似式の傾きａがわずかに０より大きい場合でも、その物標を道路上方物であると誤判定してしまうことがない。
　（３）本第２の実施形態では、物標が道路上方物であると判断するための条件の一つとして、前記ステップ１４における肯定判断を含んでいる。そのため、例えば図６に示すように、全体的に受信強度ｙが低いため、１次近似式が不正確になり、実際には道路上方物ではない物標について算出した１次近似式において、傾きａが設定閾値Ｓ1より大きくなっても（前記ステップ１３で肯定判断されても）、前記ステップ１４で否定判断されるため、その物標を道路上方物であると誤判定してしまうことがない。
　４．変形例
　（１）前記ステップ１２において算出する近似式は、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す２次近似式であってもよい。この２次近似式は、前記式２で表されるものである。
　この場合、前記ステップ１３では、α、β、γにより、２次近似式に対応する物標が道路上方物であるか否かを判断する。この場合も、１次近似式を用いる場合と略同様の効果を奏することができる。
　（２）前記ステップ１２において算出する近似式は、距離ｘを変数として反射波の受信強度ｙを表す３次以上の近似式であってもよい。この場合も、前記ステップ１３において、３次以上の近似式における係数により、３次以上の近似式に対応する物標が道路上方物であるか否かを判断することができる。
　上記車載レーダ装置は、レーダ波を自車両の前方に送信し、レーダ波に対する物標からの反射波を受信する送受信手段と、反射波の受信強度を繰り返し検出する受信強度検出手段と、自車両から物標までの距離を繰り返し検出する距離検出手段と、受信強度検出手段により繰り返し検出した受信強度と、距離検出手段により繰り返し検出した距離とから、距離を変数として受信強度を表す近似式を算出する近似式算出手段とを備えている。上記車載レーダ装置は、自車両から物標までの距離と反射波の受信強度との相関関係を表す近似式を算出することができる。
　道路の上方に存在する物標の場合、自車両から物標までの距離が小さくなるほど、反射波の受信強度が減少し、近似式における係数の値は、その場合に特有の値となる。よって、上記車載レーダ装置は、近似式における係数の値に基づき、物標の道路面からの高さを判定することができる。
　尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうる。
１…車載レーダ装置、４…送信器、６…受信器、
８…Ａ／Ｄ変換部、１０…信号処理部、１２…高周波発振器、
１４…分配器、１０１…物標、１０１ａ…下端、１０３…自車両、
１０５…道路面、１０７…レーダ波、１０９…反射波、
Ａ／Ｄ１～Ａ／ＤＮ…変換器、ＡＭＰ１～ＡＭＰＮ…増幅器、
ＡＲ１～ＡＲＮ…受信アンテナ、ＡＳ…送信アンテナ、
ＭＸ１～ＭＸＮ…高周波用ミキサ

Claims (8)

  1. 　レーダ波を自車両の前方に送信し、前記レーダ波に対する物標からの反射波を受信する送受信手段（４、６、８）と、
    　前記反射波の受信強度を繰り返し検出する受信強度検出手段（１０）と、
    　前記自車両から前記物標までの距離を繰り返し検出する距離検出手段（１０）と、
    　前記受信強度検出手段により繰り返し検出した前記受信強度と、前記距離検出手段により繰り返し検出した前記距離とから、前記距離を変数として前記受信強度を表す近似式を算出する近似式算出手段（１０）と、
    　前記近似式における係数の値に基づき、前記物標の道路面からの高さを判定する判定手段（１０）と、
    　を備えることを特徴とする車載レーダ装置（１）。
  2. 　前記近似式算出手段は、マルチパスの影響による前記受信強度の変化周期よりも長い範囲において取得した前記受信強度及び前記距離を用いて前記近似式を算出することを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
  3. 　前記判定手段は、前記距離が所定の基準距離であるときの前記近似式における前記受信強度が所定の基準受信強度を超えることを条件として、前記判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載レーダ装置。
  4. 　前記近似式は１次近似式であり、
    　前記判定手段は、前記１次近似式における比例定数の値が所定の閾値を超える場合、前記物標が前記自車両より上方にあると判定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
  5. 　前記近似式は１次近似式であり、
    　前記判定手段は、前記１次近似式における比例定数の値が所定の閾値を超え、かつ前記１次近似式に対応する前記物標までの距離が所定の閾値以内である場合、前記物標が前記自車両より上方にあると判定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
  6. 　前記近似式は１次近似式であり、
    　前記判定手段は、前記１次近似式における比例定数の値が所定の閾値を超え、かつ前記１次近似式の切片が所定の閾値を超える場合、前記物標が前記自車両より上方にあると判定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
  7. 　前記近似式は１次近似式であり、
    　前記判定手段は、前記１次近似式における比例定数の値が所定の閾値を超え、前記１次近似式の切片が所定の閾値を超え、かつ前記１次近似式に対応する前記物標までの距離が所定の閾値以内である場合、前記物標が前記自車両より上方にあると判定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
  8. 　前記近似式は二次近似式であり、
    　前記判定手段は、前記二次近似式における１以上の係数の値に基づき、前記判定を行うことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
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