WO2014168002A1 - 物標検出装置及び車両制御システム - Google Patents

物標検出装置及び車両制御システム Download PDF

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WO2014168002A1
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玲義 水谷
圭司 松岡
耕司 清水
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present invention relates to a target detection device that generates information about a target existing around a vehicle, and a vehicle control system that uses information generated by the target detection device.
  • a radar wave laser wave, millimeter wave, etc.
  • a reflected wave is received.
  • This type of target detection apparatus is applied to a system that performs vehicle control such as so-called auto cruise control (ACC).
  • Auto cruise control detects a vehicle (preceding vehicle) traveling in the same lane as the host vehicle in front of the traveling direction of the host vehicle, and controls the vehicle speed so that the distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle is kept constant. The vehicle speed is controlled so that the vehicle travels at a predetermined constant speed when the vehicle does not exist (see, for example, Patent Document 1).
  • the radar wave is strongly reflected at two points near both ends in the vehicle width direction, such as a two-floor type carrier car in a state where a vehicle that is a load is not loaded, and the two reflection points are Consider a case where a large vehicle that is more than the width of a normal passenger car is a preceding vehicle.
  • these two reflection points are based on different targets (for example, two vehicles running in parallel on both adjacent lanes adjacent to the own lane).
  • targets for example, two vehicles running in parallel on both adjacent lanes adjacent to the own lane.
  • the ACC may perform control by determining that it can pass between both targets.
  • an object of the present invention is to suppress erroneous detection of a large target having a plurality of reflection points that strongly reflect radar waves.
  • the target detection apparatus of the present invention is mounted on a vehicle and receives information on a radar wave reflected toward the outside of the vehicle, thereby generating information related to the target reflecting the radar wave.
  • Point position detection means, target information generation means, counting means, parallel running pair extraction means, and determination means are provided.
  • the target information generating means transmits and receives radar waves and detects the position of the reflection point that reflects the radar waves. For each reflection point detected by the reflection point position detection means, there is a possibility that there is a reflection point caused by the same target set with the target reflection point as a reference, with the target reflection point as the target reflection point. The number of reflection points that are present in the target range and have a speed difference from the target reflection point that is equal to or less than a preset same speed determination threshold value is counted.
  • the extraction means extracts a parallel running pair that is a pair of reflection points that satisfy a preset parallel running condition.
  • the target information generating unit When the count value at least one of the two reflection points constituting the parallel pair extracted by the parallel pair extraction means is equal to or larger than a preset size determination threshold, It is determined that the two reflection points constituting the parallel running pair are caused by the same target.
  • the target information generating unit generates target information (information on the target reflecting the radar wave) reflecting the determination result of the determination unit according to the detection result of the reflection point position detection unit.
  • the larger the size of the target that causes the target reflection point the more the number of reflection points (possibly due to the same target) that have the same speed as the target reflection point detected around the target reflection point.
  • the target that caused the reflection point to be counted may be a large target (for example, a large vehicle) having a larger vehicle width than the own vehicle. High nature. Therefore, when the count value of at least one of the reflection points constituting the parallel running pair exceeds the size determination threshold, it can be determined that the parallel running pair is likely to be caused by the same target.
  • the present invention also provides a program for causing a computer to function as each means constituting the target detection device, a target detection method, in addition to the above-described target detection device and vehicle control system including the target detection device as components. It can be realized in various forms such as a vehicle control method.
  • a vehicle control system to which the present invention is applied is mounted on a vehicle and, as shown in FIG. 1, an inter-vehicle control electronic control device (hereinafter referred to as “inter-vehicle control ECU”) 30, an engine electronic control device (hereinafter referred to as “engine ECU”). And a brake electronic control device (hereinafter referred to as “brake ECU”) 34.
  • inter-vehicle control ECU an inter-vehicle control electronic control device
  • engine ECU engine electronic control device
  • brake ECU brake electronic control device
  • the inter-vehicle control ECU 30 is connected to a radar sensor 1 in addition to an alarm buzzer (not shown), an indicator such as a meter, a cruise control switch, a target inter-vehicle setting switch, and the like.
  • the radar sensor 1 is configured as a so-called “millimeter wave radar” of FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) system, and reflects radar waves by transmitting and receiving radar waves in a millimeter wave band that is frequency-modulated.
  • the position of the reflected point is detected, and a target such as a vehicle or roadside object is recognized according to the detection result, and target information that is information related to the recognized target is generated and transmitted to the inter-vehicle control ECU 30. .
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the target information whether the target is a large target having a larger width than a normal passenger car (passenger car of a predetermined width) in addition to the distance to the target, the relative speed, the direction in which the target is located A large flag indicating whether or not is included.
  • the brake ECU 34 determines a brake pedal state determined based on information from an unillustrated M / C (master cylinder) pressure sensor in addition to detection information (steering angle, yaw rate) from an unillustrated steering sensor and yaw rate sensor. Send to.
  • the brake ECU 34 receives a target acceleration, a brake request, and the like from the inter-vehicle control ECU 30, and opens and closes a pressure increase control valve and a pressure reduction control valve provided in the brake hydraulic circuit according to the received information and the determined brake state.
  • the brake force is controlled by driving the actuator.
  • the engine ECU 32 transmits detection information (vehicle speed, engine control state, accelerator operation state) from a vehicle speed sensor, a throttle opening sensor, and an accelerator pedal opening sensor (not shown) to the inter-vehicle control ECU 30.
  • the engine ECU 32 receives a target acceleration, a fuel cut request, and the like from the inter-vehicle control ECU 30, and responds to a throttle actuator that adjusts the throttle opening of the internal combustion engine in accordance with the operating state specified from the received information. Output a drive command.
  • the inter-vehicle control ECU 30 receives a vehicle speed and an engine control state from the engine ECU 32 and a steering angle, a yaw rate, a brake control state, and the like from the brake ECU 34. Further, the inter-vehicle control ECU 30 is a control for adjusting the inter-vehicle distance to the preceding vehicle to an appropriate distance based on the set value by the cruise control switch, the target inter-vehicle setting switch, and the target information received from the radar sensor 1. As a command, a target acceleration, a fuel cut request, and the like are transmitted to the engine ECU 32, and a target acceleration, a brake request, and the like are transmitted to the brake ECU 34.
  • the inter-vehicle control ECU 30 determines whether or not an alarm has occurred, and sounds an alarm buzzer when an alarm is required. Further, the inter-vehicle control ECU 30 displays an icon or mark indicating that the target as the preceding vehicle is a large target having a larger width than a normal passenger car (passenger car with a predetermined width) on the notification display as necessary. Display.
  • the radar sensor 1 includes an oscillator 10, an amplifier 12, a distributor 14, a transmission antenna 16, and a reception antenna unit 20.
  • the oscillator 10 generates a high-frequency signal in the millimeter wave band that is modulated so as to have an upstream section in which the frequency increases linearly with time and a downstream section in which the frequency decreases linearly.
  • the amplifier 12 amplifies the high frequency signal generated by the oscillator 10.
  • the distributor 14 distributes the output of the amplifier 12 to the transmission signal Ss and the local signal L.
  • the reception antenna unit 20 includes a distributor 14, a transmission antenna 16 that radiates a radar wave corresponding to the transmission signal Ss, and n reception antennas that receive the radar wave.
  • the radar sensor 1 includes a reception switch 21, an amplifier 22, a mixer 23, a filter 24, an A / D (Analog-to-Digital) converter 25, and a signal processing unit 26.
  • the reception switch 21 sequentially selects one of the antennas constituting the reception antenna unit 20, and supplies the reception signal Sr from the selected antenna to the subsequent stage.
  • the amplifier 22 amplifies the reception signal Sr supplied from the reception switch 21.
  • the mixer 23 mixes the reception signal Sr amplified by the amplifier 22 and the local signal L to generate a beat signal BT.
  • the filter 24 removes unnecessary signal components from the beat signal BT generated by the mixer 23.
  • the A / D converter 25 samples the output of the filter 24 and converts it into digital data.
  • the signal processing unit 26 performs processing for controlling the start / stop of the oscillator 10 and the sampling of the beat signal BT via the A / D converter 25 and the A / D converter 25. Further, the signal processing unit 26 performs signal processing using the sampling data and communication with the inter-vehicle control ECU 30, information necessary for signal processing (vehicle speed information), and information obtained as a result of the signal processing (target Information etc.) is also sent and received.
  • each antenna constituting the receiving antenna unit 20 is set so that the beam width thereof includes the entire beam width of the transmitting antenna 16.
  • Each antenna is assigned to CH1 to CHn.
  • the signal processing unit 26 is configured around a known microcomputer, and further, an arithmetic processing device for executing a fast Fourier transform (FFT) process or the like on the data taken in via the A / D converter 25.
  • FFT fast Fourier transform
  • a DSP Digital Signal Processor
  • the distributor 14 when the oscillator 10 is started in accordance with a command from the signal processing unit 26, the distributor 14 generates a high-frequency signal generated by the oscillator 10 and amplified by the amplifier 12, and the distributor 14 uses power. By distributing, the transmission signal Ss and the local signal L are generated, and the transmission signal Ss is transmitted as a radar wave through the transmission antenna 16.
  • the reception switch 21 is switched so that all the channels CH1 to CHn are selected a predetermined number of times (for example, 512 times) during one modulation period of the radar wave.
  • the A / D converter 25 performs sampling in synchronization with the switching timing. That is, during one modulation period of the radar wave, sampling data is accumulated for each channel CH1 to CHn and for each up / down section of the radar wave.
  • This process is started repeatedly with one modulation period of the radar wave as the measurement cycle.
  • step S110 frequency analysis processing (in this case, FFT processing) is performed on sampling data for one modulation period accumulated during the previous measurement cycle, and each of the channels CH1 to CHn and the radar wave is detected.
  • the power spectrum of the beat signal BT is calculated for each up / down interval.
  • step S120 a peak search is performed to extract a frequency component that is a peak on the power spectrum obtained in step S110 (hereinafter referred to as “peak frequency component”).
  • peak frequency component a frequency component that is a peak on the power spectrum obtained in step S110
  • the peak frequency components extracted by this peak search include those that match a predicted value in step S180, which will be described later, and others. Further, if there is no peak frequency component that matches the predicted value, it is assumed that the peak frequency component is buried in noise or other peak frequency components, and extrapolation of the peak frequency component is performed. Note that “matching” means matching within a preset allowable range. The signal level of the extrapolated peak frequency component is set to zero or the noise level.
  • step S130 for each peak frequency component extracted in step S120 (excluding the extrapolated one) and for each modulation section, an azimuth calculation process for obtaining the arrival direction of the reflected wave that generated the peak frequency is executed.
  • frequency analysis processing here, FFT processing or super resolution method such as MUSIC (Multiple Signal Classification) method
  • MUSIC Multiple Signal Classification
  • step S140 pair matching processing for setting a combination of the peak frequency component during uplink modulation and the peak frequency component during downlink modulation extracted in step S120 is executed. Specifically, the signal levels of the peak frequency components extracted in step S120 and the arrival directions calculated in step S130 are substantially matched (the difference between the two is equal to or less than a preset match determination threshold). Further, for each set combination, the distance and relative speed are calculated using a well-known method in the FMCW radar, and only those whose calculated distance and the calculated speed are smaller than the preset upper limit distance and upper limit speed are formalized. Register as a pair. In addition, since the position indicated by the registered pair is the position of the reflection point existing on the target that reflects the radar wave, the registered pair is also referred to as a reflection point in the following.
  • each pair (reflection point) registered in step S140 exists within the target range set with reference to the target reflection point that is the target reflection point, and the velocity with the target reflection point.
  • the number of reflection points whose difference is equal to or less than a preset same speed determination threshold value (for example, 5 km / s) is counted.
  • this count value is referred to as a reflection point count value.
  • the target range is equal to or less than the vertical position selection determination value (5 m in the present embodiment) in which the vertical position difference from the target reflection point is set in advance, and the horizontal position difference from the target reflection point is set in advance.
  • a rectangular range that is equal to or less than the horizontal position selection determination value (1 m in this embodiment) is used (see FIG. 3).
  • the vertical position selection determination value and the horizontal position selection determination value are set so as to cover a range in which a reflection point caused by the same target as the target reflection point may be detected.
  • step S160 for each pair registered in S140 of the current measurement cycle (hereinafter referred to as “current cycle pair”), these current cycle pairs are registered in step S140 of the previous measurement cycle (hereinafter referred to as “current cycle pair”).
  • a history tracking process is executed to determine whether or not it represents the same target as “previous cycle pair” (whether there is a history connection).
  • the predicted position and predicted speed of the current cycle pair corresponding to the previous cycle pair are calculated based on the information of the previous cycle pair.
  • the difference (position difference, speed difference) between the predicted position and predicted speed and the detected position and detected speed obtained from the current cycle pair is smaller than the preset upper limit values (upper limit position difference and upper limit speed difference)
  • the preset upper limit values upper limit position difference and upper limit speed difference
  • step S170 the target recognized in step S160 of the current cycle is the current cycle target, and the target recognized in step S160 of the previous cycle is the previous cycle target. If there is a target, an extrapolation pair is created based on the predicted value for the previous cycle target, and a target extrapolation process is performed to add the extrapolated pair to the current cycle target.
  • an extrapolation flag indicating the presence or absence of extrapolation and an extrapolation counter indicating the number of times of extrapolation are set for each current cycle target. If the current cycle target is an actual pair actually detected, the extrapolation flag and extrapolation counter are cleared to zero. If the current cycle target is an extrapolation pair, the extrapolation flag is set to 1 and the extrapolation counter is incremented. When the count value of the extrapolation counter reaches a preset discard threshold, the target is discarded as lost.
  • step S180 for each of the current cycle targets registered in steps S160 and S170, the next cycle target prediction process for obtaining the peak frequency to be detected in the next cycle and the azimuth angle to be detected is executed.
  • step S190 among the current cycle targets registered in steps S160 and S170, there exists a pair of targets (that is, reflection points) that satisfy a preset parallel running condition (hereinafter referred to as “parallel running pair”). Determine whether or not.
  • the parallel pair of interest is within an interval determination threshold (3 m in the present embodiment) in which the mutual interval is set in advance, and the distance difference from the own vehicle to each reflection point of the parallel pair Is equal to or less than the preset parallel running determination threshold (1 m in the present embodiment), the parallel running condition is satisfied.
  • the interval determination threshold value is set to be at least larger than the lateral position selection determination value and about the size of a standard lane width.
  • step S190 When there is a parallel running pair (step S190: YES), the process proceeds to step S200, and at least one of the reflection point count values of the two current cycle targets constituting the parallel running pair has a preset size. It is determined whether or not a determination threshold value (for example, 6) or more. Note that the size determination threshold is set in advance to a value that can determine whether or not the target is a large target having a width larger than the vehicle width of the host vehicle based on experimental results and the like. The size determination threshold value may be 1. That is, it may be determined that the target is a large target when one or more reflected waves satisfying the predetermined condition shown in step S150 are present (counted).
  • a determination threshold value for example, 6
  • step S200 When at least one of the reflection point count values is equal to or larger than the size determination threshold value (step S200: YES), the process proceeds to step S210, and both of the two current cycle targets constituting the parallel running pair are attributed to the same target. The size information indicating that the other current cycle target is a large target is added, and the process returns to step S190. On the other hand, if any of the reflection point count values is less than the threshold value (step S200: NO), step S210 is skipped and the process returns to step S190. Note that the processing in steps S190 to S210 is repeatedly executed for all parallel running pairs.
  • step S190 If the parallel running pair does not originally exist or the processing of steps S190 to S210 is completed for all the parallel running pairs (step S190: NO), the process proceeds to step S220, and the target is based on the current cycle target. Information is generated, the generated target information is transmitted to the inter-vehicle distance control ECU 30, and the present process is terminated.
  • the two current cycle targets are combined into one target, and the middle of both is the target's Target information is generated with the position as the position and the distance between the two as the width of the target.
  • the inter-vehicle control ECU 30 generates a plurality of current cycle targets based on reflected waves from a plurality of reflection points on the same large vehicle, and the distance between the two is so far as to pass through by the own vehicle. Even if it is, it is possible to improve the safety and reliability of the auto-cruise control because it is possible to suppress erroneous detection as two targets running in parallel.
  • the reflection point count (step S150) is executed after the pair match (step S140), but after the history tracking / target recognition (step S160) and before the step S190. It may be configured to execute.
  • the history tracking reduces the number of reflection points from which the number of reflection points should be counted, so the processing load can be reduced.
  • the target information is generated using the parallel pair to which the size information is added as one target, but each of the current cycle targets (reflection points) constituting the parallel pair. May be configured to generate target information with size information.
  • the inter-vehicle control ECU 30 that receives the provision of the target information may determine whether or not the vehicle can pass between the parallel running pairs based on the size information, and execute auto-cruise control according to the determination result.

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Abstract

　物標検出装置は、車両に搭載され、車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する。物標検出装置は、レーダ波を送受信して、レーダ波を反射した反射点の位置を検出し、検出結果に従って、レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する。物標検出装置は、検出された反射点毎に、着目する反射点を対象反射点として、該対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である反射点の数をカウントし、予め設定された並走条件を満たす反射点のペアである並走ペアを抽出する。物標検出装置は、抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方のカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、該並走ペアを構成する二つの反射点は同一物標に起因すると判断し、判断結果を反映した物標情報を生成する。

Description

物標検出装置及び車両制御システム
　本発明は、車両の周囲に存在する物標に関する情報を生成する物標検出装置、及び物標検出装置で生成された情報を利用する車両制御システムに関する。
　従来、車両に搭載される検出装置として、車両周囲の所定角度に亘り、一定期間毎にレーダ波（レーザー波、ミリ波など）を送信波として照射し、反射波を受信することによって、車両周囲に存在する各種物標を検出する物標検出装置が知られている。この種の物標検出装置は、いわゆるオートクルーズコントロール（ＡＣＣ）などの車両制御を行うシステムに適用されている。オートクルーズコントロールは、自車両の進行方向の前方において自車両と同じ車線を走行する車両（先行車両）を検出し、先行車両との車間距離を一定に保つように車速を制御したり、先行車両が存在しない場合に所定の一定速度で走行するように車速を制御したりするものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平８－２７９０９９号公報
　ところで、積荷である車両を積載してない状態の２段フロア式キャリアカー等のように、レーダ波を、車幅方向両端付近の二つの地点で強く反射し、しかも、その二つの反射点が通常の一般的な乗用車の車幅以上に離れているような大型車両が先行車両である場合を考える。この場合、従来の物標検出装置では、これら二つの反射点を、別々の物標（例えば、自車線に対して隣接する両隣の車線を並走する二台の車両等）に基づくものであると誤検出してしまう可能性があるという問題があった。更に、このような誤検出が生じた場合に、ＡＣＣでは、両物標の間を通り抜け可能であると判断して制御を行ってしまう可能性があるという問題もあった。
　本発明は、上記問題点を解決するために、レーダ波を強く反射する反射点が複数存在する大型物標の誤検出を抑制することを目的とする。
　本発明の物標検出装置は、車両に搭載され、車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、レーダ波を反射した物標に関する情報を生成するものであり、反射点位置検出手段と、物標情報生成手段と、カウント手段と、並走ペア抽出手段と、判断手段とを備える。
　物標情報生成手段は、レーダ波を送受信して、レーダ波を反射した反射点の位置を検出する。カウント手段は、反射点位置検出手段で検出された反射点毎に、着目する反射点を対象反射点として、対象反射点を基準にして設定される同一物標に起因する反射点が存在する可能性がある対象範囲内に存在し、且つ、対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である反射点の数をカウントする。抽出手段は、予め設定された並走条件を満たす反射点のペアである並走ペアを抽出する。判断手段は、並走ペア抽出手段にて抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方のカウント手段でのカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、並走ペアを構成する二つの反射点は同一物標に起因すると判断する。物標情報生成手段は、反射点位置検出手段での検出結果に従い、判断手段での判断結果を反映した物標情報（レーダ波を反射した物標に関する情報）を生成する。
　つまり、対象反射点の起因となる物標のサイズが大きいほど、対象反射点の周辺で検出される対象反射点と同速度の（同一物標に起因する可能性のある）反射点の数は増加する。このため、カウント値がサイズ判定閾値より大きい場合には、そのカウント対象の反射点の起因となった物標は、自車両より大きな車幅を有する大型の物標（例えば大型車両）である可能性が高い。従って、並走ペアを構成する反射点の少なくとも一方のカウント値がサイズ判定閾値を超えている場合は、並走ペアが同一物標に起因する可能性が高いと判断することができる。
　このように構成された本発明によれば、並走ペアを構成する二つの反射点が同一物標に起因する場合に、これらを異なる二つの物標に起因するものとして誤検出してしまうことを抑制することができる。更には、オートクルーズコントロールを行う車両制御システムにおいて、その二つの物標の間に走行可能なスペースが存在するものとして制御を実行してしまうことを防止することができる。
　なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　また、本発明は、前述した物標検出装置、物標検出装置を構成要素とする車両制御システムの他、物標検出装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム、物標検出方法、車両制御方法など、種々の形態で実現することができる。
車両制御システムの構成を示すブロック図である。 信号処理部が実行する物標検出処理の内容を示すフローチャートである。 大型の物標の反射点を例示すると共に、反射点数のカウント対象となる対象範囲を例示する説明図である。
　以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
　［全体構成］
　本発明が適用された車両制御システムは、車両に搭載され、図１に示すように、車間制御電子制御装置（以下「車間制御ＥＣＵ」と称す。）３０、エンジン電子制御装置（以下「エンジンＥＣＵ」と称す。）３２、ブレーキ電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」と称す。）３４を備える。これらはＬＡＮ（Local Area Network）通信バスを介して互いに接続されている。また、各ＥＣＵ３０、３２、３４は、いずれも周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、少なくともＬＡＮ通信バスを介して行うためのバスコントローラを備えている。
　また、車間制御ＥＣＵ３０には、図示しない警報ブザー、メータ等の報知表示器、クルーズコントロールスイッチ、目標車間設定スイッチ等が接続されている他、レーダセンサ１が接続されている。
　ここでレーダセンサ１は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式のいわゆる「ミリ波レーダ」として構成されたものであり、周波数変調されたミリ波帯のレーダ波を送受信することにより、レーダ波を反射した反射点の位置を検出し、その検出結果に従って、車両や路側物等の物標を認識し、これらの認識した物標に関する情報である物標情報を生成して、車間制御ＥＣＵ３０に送信する。なお、物標情報には、物標との距離、相対速度、物標が位置する方位の他、物標が通常の乗用車（所定横幅の乗用車）より大きな横幅を有する大型の物標であるか否かを表す大型フラグが含まれている。
　ブレーキＥＣＵ３４は、図示しないステアリングセンサ、ヨーレートセンサからの検出情報（操舵角、ヨーレート）に加え、図示しないＭ／Ｃ（マスタシリンダ）圧センサからの情報に基づいて判断したブレーキペダル状態を車間制御ＥＣＵ３０に送信する。また、ブレーキＥＣＵ３４は、車間制御ＥＣＵ３０から目標加速度、ブレーキ要求等を受信し、これら受信した情報や判断したブレーキ状態に従って、ブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁を開閉するブレーキアクチュエータを駆動することでブレーキ力を制御する。
　エンジンＥＣＵ３２は、図示しない車速センサ、スロットル開度センサ、アクセルペダル開度センサからの検出情報（車速、エンジン制御状態、アクセル操作状態）を車間制御ＥＣＵ３０に送信する。また、エンジンＥＣＵ３２は、車間制御ＥＣＵ３０からは目標加速度、フューエルカット要求等を受信し、これら受信した情報から特定される運転状態に応じて、内燃機関のスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ等に対して駆動命令を出力する。
　車間制御ＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ３２から車速やエンジン制御状態、ブレーキＥＣＵ３４から操舵角、ヨーレート、ブレーキ制御状態等を受信する。また、車間制御ＥＣＵ３０は、クルーズコントロールスイッチ、目標車間設定スイッチなどによる設定値、及びレーダセンサ１から受信した物標情報に基づいて、先行車両との車間距離を適切な距離に調節するための制御指令として、エンジンＥＣＵ３２に対しては、目標加速度、フューエルカット要求等を送信し、ブレーキＥＣＵ３４に対しては、目標加速度、ブレーキ要求等を送信する。また、車間制御ＥＣＵ３０は、警報発生の判定を行い、警報が必要な場合には警報ブザーを鳴動させる。また、車間制御ＥＣＵ３０は、必要に応じて、先行車両となる物標が通常の乗用車（所定横幅の乗用車）より大きな横幅を有する大型の物標であることを示すアイコン、マークを報知表示器に表示させる。
　［レーダセンサの構成］
　ここで、レーダセンサ１の詳細について説明する。
　レーダセンサ１は、発振器１０、増幅器１２、分配器１４、送信アンテナ１６、および受信アンテナ部２０を備える。発振器１０は、時間に対して周波数が直線的に増加する上り区間、及び周波数が直線的に減少する下り区間を有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する。増幅器１２は、発振器１０が生成する高周波信号を増幅する。分配器１４は、増幅器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。受信アンテナ部２０は、分配器１４と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１６と、レーダ波を受信するｎ個の受信アンテナからなる。
　また、レーダセンサ１は、受信スイッチ２１、増幅器２２、ミキサ２３、フィルタ２４、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器２５、および信号処理部２６を備える。受信スイッチ２１は、受信アンテナ部２０を構成するアンテナのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナからの受信信号Ｓｒを後段に供給する。増幅器２２は、受信スイッチ２１から供給される受信信号Ｓｒを増幅する。ミキサ２３は、増幅器２２にて増幅された受信信号Ｓｒ及びローカル信号Ｌを混合してビート信号ＢＴを生成する。フィルタ２４は、ミキサ２３が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器２５は、フィルタ２４の出力をサンプリングしデジタルデータに変換する。信号処理部２６は、Ａ／Ｄ変換器２５と、発振器１０の起動又は停止やＡ／Ｄ変換器２５を介したビート信号ＢＴのサンプリングを制御する処理を行う。また、信号処理部２６は、そのサンプリングデータを用いた信号処理や、車間制御ＥＣＵ３０との通信を行い、信号処理に必要な情報（車速情報）、及びその信号処理の結果として得られる情報（ターゲット情報など）を送受信する処理なども行う。
　このうち、受信アンテナ部２０を構成する各アンテナは、そのビーム幅がいずれも送信アンテナ１６のビーム幅全体を含むように設定されている。そして、各アンテナがそれぞれＣＨ１～ＣＨｎに割り当てられている。
　また、信号処理部２６は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、更に、Ａ／Ｄ変換器２５を介して取り込んだデータについて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理などを実行するための演算処理装置、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）を備えている。
　［レーダセンサの動作］
　このように構成された本実施形態のレーダセンサ１では、信号処理部２６からの指令に従って発振器１０が起動すると、その発振器１０が生成し、増幅器１２が増幅した高周波信号を、分配器１４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌを生成し、このうち送信信号Ｓｓは、送信アンテナ１６を介してレーダ波として送出される。
　そして、送信アンテナ１６から送出され物標に反射して戻ってきた反射波は、受信アンテナ部２０を構成するすべての受信アンテナにて受信され、受信スイッチ２１によって選択されている受信チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１～ｎ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器２２で増幅された後ミキサ２３に供給される。すると、ミキサ２３では、この受信信号Ｓｒに分配器１４からのローカル信号Ｌを混合することによりビート信号ＢＴを生成する。このビート信号ＢＴは、フィルタ２４にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器２５にてサンプリングされ、信号処理部２６に取り込まれる。
　なお、受信スイッチ２１は、レーダ波の一変調周期の間に、すべてのチャンネルＣＨ１～ＣＨｎが所定の回（例えば５１２回）ずつ選択されるよう切り替えられる。また、Ａ／Ｄ変換器２５は、この切り替えのタイミングに同期してサンプリングを行う。つまり、レーダ波の一変調周期の間に、チャンネルＣＨ１～ＣＨｎ毎かつレーダ波の上り／下り各区間毎にサンプリングデータが蓄積されることになる。
　［物標検出処理］
　次に、信号処理部２６が実行する物標検出処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。なお、信号処理部２６を構成するＲＯＭ（Read Only Memory）には、本処理のプログラムが少なくとも記憶されている。
　本処理は、レーダ波の一変調周期を測定サイクルとして繰り返し起動する。
　本処理が起動すると、ステップＳ１１０では、前回の測定サイクルの間に蓄積された一変調周期分のサンプリングデータについて周波数解析処理（ここではＦＦＴ処理）を実行し、チャンネルＣＨ１～ＣＨｎ毎かつレーダ波の上り／下り各区間毎にビート信号ＢＴのパワースペクトルを算出する。
　ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で求めたパワースペクトル上でピークとなる周波数成分（以下「ピーク周波数成分」と称する。）を抽出するピークサーチを行う。なお、このピークサーチにて抽出されるピーク周波数成分には、後述するステップＳ１８０での予測値に適合するものとそれ以外のものとがある。更に、予測値に適合するピーク周波数成分が存在しない場合には、ノイズや他のピーク周波数成分に埋もれているものとみなしてピーク周波数成分の外挿を行う。なお、適合するとは、予め設定された許容範囲内で一致することを意味するものとする。また、外挿したピーク周波数成分の信号レベルは、ゼロ、或いはノイズレベルに設定する。
　ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で抽出されたピーク周波数成分（但し、外挿されたものを除く）毎かつ変調区間毎に、そのピーク周波数を発生させた反射波の到来方向を求める方位演算処理を実行する。具体的には、各チャンネルＣＨ１～ＣＨｎから集めたｎ個の同一周波数のピーク周波数成分について周波数解析処理（ここではＦＦＴ処理、又はＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法等のスーパーレゾリューション法）を実施する。
　ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０にて抽出された上り変調時のピーク周波数成分と下り変調時のピーク周波数成分との組み合わせを設定するペアマッチ処理を実行する。具体的には、ステップＳ１２０で抽出したピーク周波数成分の信号レベルやステップＳ１３０にて算出した到来方向がほぼ一致するもの（両者の差が予め設定された一致判定閾値以下であるもの）を組み合わせる。更に、設定された各組み合わせについて、ＦＭＣＷレーダにおける周知の手法を用いて距離、相対速度を算出し、その算出距離、算出速度が予め設定された上限距離、上限速度より小さいもののみを、正式なペアとして登録する。なお、登録されたペアが示す位置は、レーダ波を反射した物標上に存在する反射点の位置であるため、以下では、この登録されたペアを反射点ともいう。
　ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０にて登録されたペア（反射点）毎に、着目する反射点である対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、且つ、対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値（例えば、５ｋｍ／ｓ）以下である反射点の数をカウントする。以下では、このカウント値を反射点数カウント値という。なお、対象範囲は、対象反射点との縦位置の差が予め設定された縦位置選択判定値（本実施形態では５ｍ）以下であり、且つ、対象反射点との横位置の差が予め設定された横位置選択判定値（本実施形態では１ｍ）以下となる矩形状の範囲を用いる（図３参照）。但し、縦位置選択判定値や横位置選択判定値は、対象反射点と同一物標に起因する反射点が検出される可能性がある範囲をカバーするように設定する。
　ステップＳ１６０では、今回の測定サイクルのＳ１４０で登録されたペア（以下「今サイクルペア」と称する。）毎に、これら今サイクルペアが、前回の測定サイクルのステップＳ１４０で登録されたペア（以下「前サイクルペア」と称する。）と同一の物標を表すものであるか（履歴接続があるか）を判定する履歴追尾処理を実行する。
　具体的には、前サイクルペアの情報に基づいて、前サイクルペアに対応する今サイクルペアの予測位置及び予測速度を算出する。その予測位置、予測速度と、今サイクルペアから求めた検出位置、検出速度との差分（位置差分、速度差分）が予め設定された上限値（上限位置差、上限速度差）より小さい場合には、履歴接続あるものと判断し、複数の測定サイクル（例えば５サイクル）に渡って履歴接続があると判断されたペアを物標であると認識する。なお、今サイクルペアには履歴接続のある前サイクルペアの情報（例えば、履歴接続の回数や、後述する外挿カウンタ、外挿フラグ等）が順次引き継がれていく。
　ステップＳ１７０では、今サイクルのステップＳ１６０で認識された物標を今サイクル物標、前サイクルのステップＳ１６０で認識された物標を前サイクル物標として、今サイクル物標と履歴接続のない前サイクル物標があれば、その前サイクル物標についての予測値に基づいて外挿ペアを作成し、その外挿ペアを今サイクル物標に追加する物標外挿処理を実行する。
　なお、各今サイクル物標には、外挿の有無を表す外挿フラグ、連続して外挿された回数を表す外挿カウンタが設定される。今サイクル物標が実際に検出された実ペアである場合には、外挿フラグ、外挿カウンタがゼロクリアされる。今サイクル物標が外挿ペアである場合には、外挿フラグが１にセットされると共に、外挿カウンタがインクリメントされる。そして、外挿カウンタのカウント値が予め設定された破棄閾値に達した場合は、その物標をロストしたものとして破棄する。
　ステップＳ１８０では、ステップＳ１６０、Ｓ１７０にて登録された今サイクル物標のそれぞれについて、次サイクルで検出されるべきピーク周波数、検出されるべき方位角度を求める次サイクル物標予測処理を実行する。
　ステップＳ１９０では、ステップＳ１６０、Ｓ１７０で登録された今サイクル物標の中に、予め設定された並走条件を満たす物標（即ち反射点）のペア（以下「並走ペア」という）が存在するか否かを判断する。具体的には、着目する並走ペアが、互いの間隔が予め設定された間隔判定閾値（本実施形態では３ｍ）以内であり、且つ、自車両から並走ペアの各反射点までの距離差が予め設定された並走判定閾値（本実施形態では１ｍ）以下である場合に、並走条件を満たすものとする。但し、間隔判定閾値は、横位置選択判定値よりは少なくとも大きく、標準的な一車線分の車線幅程度の大きさとなるように設定する。
　並走ペアが存在する場合（ステップＳ１９０：ＹＥＳ）、ステップＳ２００に移行して、並走ペアを構成する二つの今サイクル物標のうち、少なくとも一方の反射点数カウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値（例えば６）以上であるか否かを判断する。なお、サイズ判定閾値は、実験結果等に基づき、自車両の車幅より大きい幅を有する大型の物標であるか否かを判定できるような値に予め設定されている。尚、サイズ判定閾値は１である場合もある。つまり、ステップＳ１５０に示される所定条件を満たす反射波が１つ以上存在する（カウントされる）場合に大型の物標であると判断する場合もある。
　少なくとも一方の反射点数カウント値がサイズ判定閾値以上である場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に移行して、並走ペアを構成する二つの今サイクル物標の双方について、同一物標に起因する他の今サイクル物標が存在する大型の物標であることを表すサイズ情報を付加してステップＳ１９０に戻る。一方、いずれの反射点数カウント値も閾値未満である場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、ステップＳ２１０をスキップしてステップＳ１９０に戻る。なお、ステップＳ１９０～Ｓ２１０の処理は、すべての並走ペアについて繰り返し実行される。
　また、並走ペアが元々存在しないか、すべての並走ペアについてステップＳ１９０～Ｓ２１０の処理が終了した場合（ステップＳ１９０：ＮＯ）、ステップＳ２２０に移行して、今サイクル物標に基づいて物標情報を生成し、その生成した物標情報を車間制御ＥＣＵ３０に送信して、本処理を終了する。
　但し、物標情報を生成する際に、サイズ情報が付加された今サイクル物標（並走ペア）については、二つの今サイクル物標を一つの物標にまとめ、両者の中間を物標の位置とし、両者の間隔を物標の横幅サイズとする物標情報を生成する。
　［効果］
　以上説明したように、レーダセンサ１では、並走ペアが検出された場合に、反射点数カウント値から、並走ペアの起因となった物標が、自車両より大きい車幅を有した大型の物標（大型車両等）であるか否かを推定する。大型の物標であると推定した場合は、並走ペアは、単一の物標に起因するものとして単一の物標情報を生成する。
　このため、車間制御ＥＣＵ３０では、同一の大型車両上の複数の反射点からの反射波に基づいて複数の今サイクル物標が生成され、しかも、両者の間隔が自車両で通り抜け可能な程度に離れていたとしても、これを並走する二つの物標として誤検出してしまうことが抑制されるため、オートクルーズコントロールの安全性、信頼性を向上させることができる。
　［他の実施形態］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
　上記実施形態では、反射点数のカウント（ステップＳ１５０）を、ペアマッチ（ステップＳ１４０）の後に実行しているが、履歴追尾／物標認識（ステップＳ１６０）の後から、ステップＳ１９０の前までの間に実行するように構成してもよい。この場合、履歴追尾により、反射点数をカウントすべき反射点の数が減少することになるため、処理負荷を軽減することができる。
　上記実施形態では、ステップＳ２２０において、サイズ情報が付加された並走ペアを一つの物標として物標情報を生成しているが、並走ペアを構成する今サイクル物標（反射点）のそれぞれについて、サイズ情報付きの物標情報を生成するように構成してもよい。この場合、物標情報の提供を受ける車間制御ＥＣＵ３０側で、並走ペアの間を通り抜け可能か否かをサイズ情報に基づいて判断し、その判断結果に従って、オートクルーズコントロールを実行すればよい。
　１…レーダセンサ　１０…発振器　１２…増幅器　１４…分配器　１６…送信アンテナ
　２０…受信アンテナ部　２１…受信スイッチ　２２…増幅器　２３…ミキサ　２４…フィルタ　２５…Ａ／Ｄ変換器　２６…信号処理部　３０…車間制御ＥＣＵ　３２…エンジンＥＣＵ　３４…ブレーキＥＣＵ

Claims (10)

  1. 　車両に搭載され、前記車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する物標検出装置であって、
    　レーダ波を送受信して、前記レーダ波を反射した反射点の位置を検出する反射点位置検出手段（Ｓ１１０～Ｓ１４０）と、
    　前記反射点位置検出手段での検出結果に従って、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する物標情報生成手段（Ｓ２２０）と、
    　前記反射点位置検出手段で検出された反射点毎に、着目する前記反射点を対象反射点として、該対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、且つ、前記対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である前記反射点の数をカウントするカウント手段（Ｓ１５０）と、
    　予め設定された並走条件を満たす前記反射点のペアである並走ペアを抽出する並走ペア抽出手段（Ｓ１９０）と、
    　前記並走ペア抽出手段にて抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方の前記カウント手段でのカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、該並走ペアを構成する二つの前記反射点は同一物標に起因すると判断する判断手段（Ｓ２００～Ｓ２１０）と、を備え、
    　前記物標情報生成手段は、前記判断手段での判断結果を反映した物標情報を生成することを特徴とする物標検出装置。
  2. 　前記並走ペア抽出手段は、前記並走ペア間の間隔が前記車両の車幅より広く設定された間隔判定閾値以下であり、且つ、前記車両から前記並走ペアを構成する各反射点までの距離差が並走判定閾値以下であり、且つ、前記並走ペアの速度差が前記同速判定閾値以下であることを、前記並走条件として用いることを特徴とする請求項１に記載の物標検出装置。
  3. 　前記物標情報生成手段は、前記判断手段にて同一物標に基づくと判断された前記並走ペアから、一つの物標に関する前記物標情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物標検出装置。
  4. 　前記物標情報生成手段は、前記反射点毎に前記物標情報を生成し、前記判断手段にて同一物標に基づくと判断された前記並走ペアを構成する各反射点に基づく前記物標情報に、同一物標に基づく他の物標情報が存在する大型の物標であることを表すサイズ情報を付加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物標検出装置。
  5. 　前記判断手段に基づき、先行車両となる物標が所定横幅の乗用車より大きな横幅を有する大型の物標であることが判断される場合、大型の物標を示す図形を報知表示器に表示させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の物標検出装置。
  6. 　車両に搭載され、前記車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する物標検出装置（１）と、
    　前記物標検出装置により生成された物標情報に従ってオートクルーズコントロールを実行する制御手段（３０）と、を備え、
    　前記物標検出装置は、
    　レーダ波を送受信して、前記レーダ波を反射した反射点の位置を検出する反射点位置検出手段と、
    　前記反射点位置検出手段での検出結果に従って、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する物標情報生成手段と、
    　前記反射点位置検出手段で検出された反射点毎に、着目する前記反射点を対象反射点として、該対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、且つ、前記対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である前記反射点の数をカウントするカウント手段と、
    　予め設定された並走条件を満たす前記反射点のペアである並走ペアを抽出する並走ペア抽出手段と、
    　前記並走ペア抽出手段にて抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方の前記カウント手段でのカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、該並走ペアを構成する二つの前記反射点は同一物標に起因すると判断する判断手段と、を備え、
    　前記物標情報生成手段は、前記判断手段での判断結果を反映した物標情報を生成するものであって、前記反射点毎に前記物標情報を生成し、前記判断手段にて同一物標に基づくと判断された前記並走ペアを構成する各反射点に基づく前記物標情報に、同一物標に基づく他の物標情報が存在する大型の物標であることを表すサイズ情報を付加し、
    　前記制御手段は、前記物標情報に付加されたサイズ情報に従って、前記同一物標に基づくと判断された前記並走ペアの間を通り抜け不能であるものとして、前記オートクルーズコントロールを実行することを特徴とする車両制御システム。
  7. 　前記並走ペア抽出手段は、前記並走ペア間の間隔が前記車両の車幅より広く設定された間隔判定閾値以下であり、且つ、前記車両から前記並走ペアを構成する各反射点までの距離差が並走判定閾値以下であり、且つ、前記並走ペアの速度差が前記同速判定閾値以下であることを、前記並走条件として用いることを特徴とする請求項６に記載の車両制御システム。
  8. 　前記判断手段に基づき、先行車両となる物標が所定横幅の乗用車より大きな横幅を有する大型の物標であることが判断される場合、大型の物標を示す図形を報知表示器に表示させることを特徴とする請求項６または７に記載の車両制御システム。
  9. 　車両に搭載され、前記車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成する物標検出方法であって、
    　レーダ波を送受信して、前記レーダ波を反射した反射点の位置を検出し、
    　該検出結果に従って、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成し、
    　検出された反射点毎に、着目する前記反射点を対象反射点として、該対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、且つ、前記対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である前記反射点の数をカウントし、
    　予め設定された並走条件を満たす前記反射点のペアである並走ペアを抽出し、
    　抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方のカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、該並走ペアを構成する二つの前記反射点は同一物標に起因すると判断し、
    　該判断結果を反映した物標情報を生成することを特徴とする物標検出方法。
  10. 　車両に搭載され、前記車両の外部に向けて送信したレーダ波の反射波を受信することによって、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成し、生成された物標情報に従ってオートクルーズコントロールを実行する車両制御方法であって、
    　レーダ波を送受信して、前記レーダ波を反射した反射点の位置を検出し、
    　該検出結果に従って、前記レーダ波を反射した物標に関する情報を生成し、
    　検出された反射点毎に、着目する前記反射点を対象反射点として、該対象反射点を基準にして設定される対象範囲内に存在し、且つ、前記対象反射点との速度差が予め設定された同速判定閾値以下である前記反射点の数をカウントし、
    　予め設定された並走条件を満たす前記反射点のペアである並走ペアを抽出し、
    　抽出された並走ペアを構成する二つの反射点のうち少なくとも一方のカウント値が、予め設定されたサイズ判定閾値以上である場合に、該並走ペアを構成する二つの前記反射点は同一物標に起因すると判断し、
    　該判断結果を反映した物標情報を生成し、
    　前記反射点毎に前記物標情報を生成し、同一物標に基づくと判断された前記並走ペアを構成する各反射点に基づく前記物標情報に、同一物標に基づく他の物標情報が存在する大型の物標であることを表すサイズ情報を付加し、
    　前記物標情報に付加されたサイズ情報に従って、前記同一物標に基づくと判断された前記並走ペアの間を通り抜け不能であるものとして、前記オートクルーズコントロールを実行することを特徴とする車両制御方法。
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