特許 6368162 レーダ装置、車両制御システム、および、信号処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6368162

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】レーダ装置、車両制御システム、および、信号処理方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/93 20060101AFI20180723BHJP

   G01S 13/34 20060101ALI20180723BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/93 220

   G01S13/34

   G08G1/16 E

【請求項の数】6

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-126819(P2014-126819)

(22)【出願日】2014年6月20日

(65)【公開番号】特開2016-6383(P2016-6383A)

(43)【公開日】2016年1月14日

【審査請求日】2017年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(72)【発明者】

【氏名】森内 巧

(72)【発明者】

【氏名】中西 やよい

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０３８０７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３３０８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５９５６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出するレーダ装置であって、
前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する導出手段と、
前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する算出手段と、
前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する予測手段と、
自車両の速度が所定速度以下の場合に、前記第１物標データと前記第２物標データとの２つの物標データを関連付ける関係付与手段と、
を備え、
前記予測手段は、前記２つの物標データが関連付けられた後に前記第１物標データの位置を予測すること、
を特徴とするレーダ装置。

【請求項2】

送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出するレーダ装置であって、
前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する導出手段と、
前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する算出手段と、
前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する予測手段と、
を備え、
前記予測手段は、前記第２物標データの距離が所定距離以上となる場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止すること、
を特徴とするレーダ装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のレーダ装置において、
前記予測手段は、前記第１物標データの位置を予測した後に、前記第１物標データが導出された場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止すること、
を特徴とするレーダ装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載のレーダ装置と、
予測された前記第１物標データに基づいて前記自車両を制御する制御装置と、
を備えること、
を特徴とする車両制御システム。

【請求項5】

送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出する信号処理方法であって、
前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する工程と、
前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する工程と、
前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する工程と、
自車両の速度が所定速度以下の場合に、前記第１物標データと前記第２物標データとの２つの物標データを関連付ける工程と、
を備え、
前記第１物標データの位置を予測する工程は、前記２つの物標データが関連付けられた後に前記第１物標データの位置を予測すること、
を特徴とする信号処理方法。

【請求項6】

送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出する信号処理方法であって、
前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する工程と、
前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する工程と、
前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する工程と、
を備え、
前記第１物標データの位置を予測する工程は、前記第２物標データの距離が所定距離以上となる場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止すること、
を特徴とする信号処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物標データの導出処理に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーダ装置は車両のフロントグリル内等に設けられ、車両外部の送信範囲に送信波を出力して物標からの反射波を受信することで、物標の位置情報等を有する物標データを導出している。そして車両に設けられた車両制御装置は、レーダ装置から物標データを取得し、この物標データに基づいて車両の挙動を制御して、車両のユーザに対して安全で快適な走行を提供している。なお、本発明と関連する技術としては、例えば特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７１０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、レーダ装置を備えた自車両の前方を走行する先行車が、トラック等の比較的車高の高い車両である場合、レーダ装置は、この先行車のリアバンパー等が設けられている車体の後端部からの反射波と、後端部以外の部分、例えばバッテリ等が設けられている車体の底部からの反射波とを受信することがある。つまりレーダ装置は、後端部から反射して直接レーダ装置に到達する直接波と、底部から反射後さらに路面に反射してレーダ装置に到達するマルチパス波とを受信することがある。

【0005】

ここで、自車両と先行車との距離がある程度離れている場合、レーダ装置は後端部からの直接波と底部からのマルチパス波とを受信し、これらの物標データを導出して車両制御装置に出力する。そして車両制御装置は、導出された物標データのうち自車両との距離が最も近い後端部に係る物標データに基づき、先行車に対する追従走行等の制御を行う。

【0006】

しかし、自車両と先行車との距離が近づいた場合、先行車の後端部がレーダ装置の送信波の送信範囲から外れるような比較的高い位置にあると、後端部からの反射波が生じないときがある。このため車両制御装置は、導出された物標データのうち自車両との距離が最も近くなる底部に係る物標データに基づき、先行車に対する追従走行等の車両制御を行う。すなわち、本来は自車両に対して、底部よりも近い距離の後端部が存在するにもかかわらず、レーダ装置は後端物に係る物標データを導出できない。そのため車両制御装置は、取得した底部に係る物標データを制御対象として、先行車に対する追従走行等を行うこととなる。その結果、自車両と先行車との正確な距離、すなわち自車両のフロントグリルから先行車のリアバンパーまでの距離が導出されず、自車両は先行車と接触する可能性を有することとなり、適切な車両制御が行われないことがあった。

【0007】

本発明では、自車両と先行車との距離差が比較的小さくなり、先行車の後端部が導出できない場合であっても、先行車の後端部の正確な位置を導出する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出するレーダ装置であって、前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する導出手段と、前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する算出手段と、前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する予測手段と、自車両の速度が所定速度以下の場合に、前記第１物標データと前記第２物標データとの２つの物標データを関連付ける関係付与手段と、を備え、前記予測手段は、前記２つの物標データが関連付けられた後に前記第１物標データの位置を予測する。

【0010】

また、請求項２の発明は、送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出するレーダ装置であって、前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する導出手段と、前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する算出手段と、前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する予測手段と、を備え、前記予測手段は、前記第２物標データの距離が所定距離以上となる場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止する。

【0011】

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレーダ装置において、前記予測手段は、前記第１物標データが導出された場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止する。

【0012】

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のレーダ装置と、予測された前記第１物標データに基づいて前記自車両を制御する制御装置と、を備える。

【0013】

また、請求項５の発明は、送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出する信号処理方法であって、前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する工程と、前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する工程と、前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する工程と、自車両の速度が所定速度以下の場合に、前記第１物標データと前記第２物標データとの２つの物標データを関連付ける工程と、を備え、前記第１物標データの位置を予測する工程は、前記２つの物標データが関連付けられた後に前記第１物標データの位置を予測する。また、請求項６の発明は、送信波の送信範囲内に存在する物標からの反射波を受信し、前記物標に係る物標データを導出する信号処理方法であって、前記送信範囲内に存在する物標である車両の後端部に係る第１物標データと、前記車両の後端部以外の部分に係る第２物標データとを導出する工程と、前記第１物標データと前記第２物標データとの距離差を算出する工程と、前記第１物標データが導出されない場合に、前記距離差を用いて前記第１物標データの位置を予測する工程と、を備え、前記第１物標データの位置を予測する工程は、前記第２物標データの距離が所定距離以上となる場合に、前記第１物標データの位置を予測する処理を停止する

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、レーダ装置は、実際には存在するが導出されていない先行車の後端部に係る物標データの正確な位置を予測できる。

【0015】

また本発明によれば、レーダ装置は、先行車に係る物標データの予測を限定して行うことで、処理負荷を軽減できる。

【0016】

また本発明によれば、レーダ装置は、後端部に係る物標データのより正確な位置を導出できるとともに、処理負荷を軽減できる。

【0017】

また本発明によれば、レーダ装置は、予測データの生成を停止する適正なタイミングを確実に判断できる。

【0018】

また本発明によれば、車両制御システムは、先行車の後端部を導出できない場合であっても、先行車の後端部に基づく車両制御を行うことができ、自車両と先行車との衝突を防止し、ユーザに対する車両の安全性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本実施形態に係る車両制御システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、レーダ装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、送信波と反射波との関係を示す図である。

【図4】図４は、周波数スペクトラムの例を示す図である。

【図5】図５は、方位演算処理により推定された角度を、角度スペクトラムとして概念的に示す図である。

【図6】図６は、物標データ導出処理の流れを示す図である。

【図7】図７は、フィルタ処理の流れを示す図である。

【図8】図８は、縦距離がある程度離れている先行車からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。

【図9】図９は、縦距離がある程度離れている先行車からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。

【図10】図１０は、後端部データとして判定される具体例を説明する図である。

【図11】図１１は、底部データとして判定される具体例を説明する図である。

【図12】図１２は、縦距離が近づいた先行車からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。

【図13】図１３は、縦距離が近づいた先行車からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。

【図14】図１４は、後端部データの予測データが生成された状態を示す図である。

【図15】図１５は、予測データの生成の処理を導入する前（従来）のフィルタデータの導出状況を示す図である。

【図16】図１６は、予測データの生成処理を導入した後（本実施の形態）のフィルタデータの導出状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

【0021】

＜第１の実施の形態＞
＜１．システムブロック図＞
図１は、本実施形態に係る車両制御システム１０の構成を示す図である。車両制御システム１０は、例えば自動車などの車両に設けられている。以下、車両制御システム１０が設けられる車両を「自車両」という。また、自車両の進行方向を「前方」、進行方向と逆方向を「後方」という。図に示すように、車両制御システム１０は、レーダ装置１と、車両制御装置２とを備えている。

【0022】

本実施の形態のレーダ装置１は、周波数変調した連続波であるＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いて、自車両の周辺に存在する移動物や静止物の物標に係る物標データを導出する。ここで移動物とはある速度で移動し、自車両の速度とは異なる相対速度を有する物標である。また静止物とは、自車両の速度と略同一の相対速度を有する物標である。

【0023】

またレーダ装置１は、物標から反射した反射波がレーダ装置１の受信アンテナに受信されるまでの距離（以下、「縦距離」という。）（ｍ）、自車両に対する物標の相対速度（ｍ／ｓ）、自車両の左右方向（車幅方向）における物標の距離（以下、「横距離」という。）（ｍ）などのパラメータを有する物標データを導出し、導出した物標データを車両制御装置２に出力する。なお横距離は、自車両の中心位置を０（ゼロ）とし、自車両の右側では正の値、自車両の左側では負の値で表現される
車両制御装置２は自車両のブレーキおよびスロットル等に接続され、レーダ装置１から出力された物標データに基づき自車両の挙動を制御する。例えば車両制御装置２は、渋滞時に先行車との所定距離（例えば、０．５ｍ）以上の車間距離を保持しつつ、自車速が所定速度（例えば、５ｍ／ｓ）以下で先行車を追従する制御を行う。先行車は、自車線内に存在し、縦距離が最も小さい移動物として導出される物標に対応する車両である。これにより本実施の形態の車両制御システム１０は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システムとして機能する。

【0024】

＜２．レーダ装置ブロック図＞
図２は、レーダ装置１の構成を示す図である。レーダ装置１は、例えば車両のフロントバンパー内に設けられ、車両外部に送信波を出力し物標からの反射波を受信する。またレーダ装置１は、送信部４と、受信部５と、信号処理装置６とを主に備える。

【0025】

送信部４は信号生成部４１と、発振器４２とを備えている。信号生成部４１は三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器４２に供給する。発振器４２は、信号生成部４１で生成された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調し、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ４０に出力する。

【0026】

送信アンテナ４０は、発振器４２からの送信信号に基づいて、送信波ＴＷを自車両の外部に出力する。送信アンテナ４０が出力する送信波ＴＷは、所定の周期で周波数が上下するＦＭ−ＣＷとなる。送信アンテナ４０から自車両の前方に送信された送信波ＴＷは、他の車両などの物標で反射されて反射波ＲＷとなる。

【0027】

受信部５は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ５１と、その複数の受信アンテナ５１に接続された複数の個別受信部５２とを備えている。本実施の形態では受信部５は、例えば４つの受信アンテナ５１と、４つの個別受信部５２とを備えている。４つの個別受信部５２は、４つの受信アンテナ５１にそれぞれ対応している。各受信アンテナ５１は物標からの反射波ＲＷを受信し、各個別受信部５２は対応する受信アンテナ５１で得られた受信信号を処理する。

【0028】

各個別受信部５２は、ミキサ５３と、Ａ／Ｄ変換器５４とを備えている。受信アンテナ５１で受信された反射波ＲＷから得られた受信信号は、ローノイズアンプ（図示省略）で増幅された後にミキサ５３に送られる。ミキサ５３には送信部４の発振器４２からの送信信号が入力され、ミキサ５３において送信信号と受信信号とがそれぞれミキシングされる。これにより送信信号の周波数と、受信信号の周波数との差となるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ５３で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器５４でデジタルの信号に変換された後に信号処理装置６に出力される。

【0029】

信号処理装置６は、ＣＰＵおよびメモリ６３などを含むマイクロコンピュータを備えている。信号処理装置６は、演算の対象とする各種のデータを、記憶装置であるメモリ６３に記憶する。信号処理装置６は、マイクロコンピュータでソフトウェア的に実現される機能として、送信制御部６１、フーリエ変換部６２、および、データ処理部７を備えている。送信制御部６１は、送信部４の信号生成部４１を制御する。

【0030】

フーリエ変換部６２は、複数の個別受信部５２のそれぞれから出力されるビート信号を対象に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。これによりフーリエ変換部６２は、複数の受信アンテナ５１の各受信信号に係るビート信号を、周波数領域のデータである周波数スペクトラムに変換する。フーリエ変換部６２で得られた周波数スペクトラムは、データ処理部７に対して出力される。

【0031】

データ処理部７は、複数の受信アンテナ５１それぞれの周波数スペクトラムに基づいて、自車両の周辺（例えば、前方）に存在する物標に係る物標データを導出する。データ処理部７は、導出した物標データを車両制御装置２に出力する。

【0032】

またデータ処理部７は、主な機能として物標データ導出部７１、物標データ処理部７２、および、物標データ出力部７３を備えている。物標データ導出部７１は、フーリエ変換部６２で得られた周波数スペクトラムに基づいて物標に係る物標データを導出する。物標データ処理部７２は、導出された物標データを対象にして連続性判定、および、フィルタなどの各種の処理を行う。

【0033】

また物標データ処理部７２は、主な機能として関係付与部７２ａ、距離差算出部７２ｂ、および、位置予測部７２ｃを備えている。これらの機能により、後述するフィルタ処理において、過去の物標導出処理（以下、「過去処理」という。）で導出された先行車のリアバンパー等が設けられている車体の後端部に係る物標データ（以下、「後端部データ」という。）が、直近の物標導出処理（以下、「直近処理」という。）で導出されない場合、過去処理で算出された後端部データと、先行車の後端部以外の部分に係る物標データとの距離差に基づき、直近処理の後端部データの位置等を予測したデータ（以下、「予測データ」という。）が生成される。このような予測データを生成する詳細な処理については後述する。なお、先行車は比較的車高の高いトラック等の車両である。また以下では、後端部以外の部分は、例えば先行車のバッテリ等が設けられている車体の底部に係る物標データ（以下、「底部データ」という。）を例に説明を行う。

【0034】

物標データ出力部７３は、予測データを含む物標データを車両制御装置２に出力する。なおデータ処理部７には、自車両に設けられた車速センサ８１、および、ステアリングセンサ８２などの各種センサからの情報が、車両制御装置２を介して入力される。データ処理部７は、車速センサ８１から車両制御装置２に入力される自車両の速度、および、ステアリングセンサ８２から車両制御装置２に入力される自車両の舵角などを処理に用いることができる。

【0035】

＜３．物標データのパラメータ導出＞
次に、レーダ装置１が物標データのパラメータ（縦距離、横距離、および、相対速度）の一部を導出する手法（原理）を説明する。図３は、送信波ＴＷと反射波ＲＷとの関係を示す図である。説明を簡単にするため、図３に示す反射波ＲＷは理想的な一つの物標のみからの反射波としている。図３においては送信波ＴＷを実線で示し、反射波ＲＷを破線で示す。また図３の上部において、縦軸は周波数（ＧＨｚ）横軸は時間（ｍｓｅｃ）を示している。

【0036】

図に示すように、送信波ＴＷは、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波となっている。送信波ＴＷの周波数は、時間に対して線形的に変化する。以下では、送信波ＴＷの周波数が上昇する区間を「アップ区間」といい、下降する区間を「ダウン区間」という。また送信波ＴＷの中心周波数をｆｏ、送信波ＴＷの周波数の変位幅をΔＦ、送信波ＴＷの周波数が上下する一周期の逆数をｆｍとする。

【0037】

反射波ＲＷは、送信波ＴＷが物標で反射されたものであるため、送信波ＴＷと同様に、所定の周波数を中心として所定の周期で周波数が上下する連続波となる。ただし反射波ＲＷには、送信波ＴＷに対して時間Ｔの時間遅延が生じる。この遅延する時間Ｔは、自車両に対する物標の距離（縦距離）Ｒに応じたものとなり、光速（電波の速度）をｃとして次の数１で表される。

【0038】

【数1】

また、反射波ＲＷには、自車両に対する物標の相対速度Ｖに応じたドップラー効果により、送信波ＴＷに対して周波数ｆｄの周波数偏移が生じる。

【0039】

このように、反射波ＲＷには、送信波ＴＷに対して、縦距離に応じた時間遅延とともに相対速度に応じた周波数偏移が生じる。このため図３の下部に示すように、ミキサ５３で生成されるビート信号のビート周波数（送信波ＴＷの周波数と反射波ＲＷの周波数との差の周波数）は、アップ区間とダウン区間とで異なる値となる。以下、アップ区間のビート周波数をｆｕｐ、ダウン区間のビート周波数をｆｄｎとする。なお、図３の下部において、縦軸は周波数（ｋＨｚ）、横軸は時間（ｍｓｅｃ）を示している。

【0040】

ここで物標の相対速度が０（ゼロ）の場合（ドップラー効果による周波数偏移がない場合）のビート周波数をｆｒとすると、この周波数ｆｒは次の数２で表される。

【0041】

【数2】

この周波数ｆｒは上述した遅延する時間Ｔに応じた値となる。このため、物標の縦距離Ｒは、周波数ｆｒを用いて次の数３で求めることができる。

【0042】

【数3】

また、ドップラー効果により偏移する周波数ｆｄは、次の数４で表される。

【0043】

【数4】

物標の相対速度Ｖは、この周波数ｆｄを用いて次の数５で求めることができる。

【0044】

【数5】

以上の説明では、理想的な一つの物標の縦距離および相対速度を求めたが、実際には、レーダ装置１は、自車両の前方に存在する複数の物標からの反射波ＲＷを同時に受信する。このためフーリエ変換部６２が、受信信号から得たビート信号をＦＦＴ処理した周波数スペクトラムには、それら複数の物標それぞれに対応する情報が含まれている。

【0045】

＜４．周波数スペクトラム＞
図４は、このような周波数スペクトラムの例を示す図である。図４の上部はアップ区間における周波数スペクトラムを示し、図４の下部はダウン区間における周波数スペクトラムを示している。図中において、縦軸は信号のパワー（ｄＢ）、横軸は周波数（ｋＨｚ）を示している。

【0046】

図４の上部に示すアップ区間の周波数スペクトラムにおいては、３つの周波数ｆｕｐ１，ｆｕｐ２，ｆｕｐ３の位置にそれぞれピークＰｕが表れている。また、図４の下部に示すダウン区間の周波数スペクトラムにおいては、３つの周波数ｆｄｎ１，ｆｄｎ２，ｆｄｎ３の位置にそれぞれピークＰｄが表れている。なお、以下では周波数を別の単位のｂｉｎ（ビン）と呼ぶことがある。１ｂｉｎは約４６７Ｈｚに相当する。

【0047】

相対速度を考慮しなければ、このように周波数スペクトラムにおいてピークが表れる位置の周波数は、物標の縦距離に対応する。１ｂｉｎは、縦距離約０．３６ｍに相当する。そして例えば、アップ区間の周波数スペクトラムに注目すると、ピークＰｕが表れる３つの周波数ｆｕｐ１，ｆｕｐ２，ｆｕｐ３に対応する縦距離の位置それぞれに、物標が存在していることになる。

【0048】

このため、物標データ導出部７１（図２参照。）は、アップ区間およびダウン区間の双方の周波数スペクトラムに関して、所定の閾値Ｐ１を超えるパワーを有するピークＰｕ，Ｐｄが表れる周波数を抽出する。以下、このように抽出される周波数を「ピーク周波数」という。

【0049】

図４に示すようなアップ区間およびダウン区間の双方の周波数スペクトラムは、一つの受信アンテナ５１の受信信号から得られる。したがって、フーリエ変換部６２は、４つの受信アンテナ５１の受信信号のそれぞれから、図４と同様のアップ区間およびダウン区間の双方の周波数スペクトラムを導出する。

【0050】

４つの受信アンテナ５１は同一の物標からの反射波ＲＷを受信しているため、４つの受信アンテナ５１の周波数スペクトラムの相互間において、抽出されるピーク周波数は同一となる。ただし、４つの受信アンテナ５１の位置は互いに異なるため、受信アンテナ５１ごとに反射波ＲＷの位相は異なる。このため、同一ｂｉｎとなる受信信号の位相情報は、受信アンテナ５１ごとに異なっている。

【0051】

また、同一ｂｉｎの異なる角度に複数の物標が存在する場合は、周波数スペクトラムにおける一つのピーク周波数の信号に、それら複数の物標についての情報が含まれる。このため、物標データ導出部７１は、方位演算処理により、一つのピーク周波数の信号から、同一ｂｉｎに存在する複数の物標についての情報を分離し、それら複数の物標それぞれの角度を推定する。同一ｂｉｎに存在する物標は、それぞれの縦距離が略同一となる物標である。

【0052】

物標データ導出部７１は、４つの受信アンテナ５１の全ての周波数スペクトラムにおいて同一ｂｉｎの受信信号に注目し、それら受信信号の位相情報に基づいて物標の角度を推定する。

【0053】

このような物標の角度を推定する手法としては、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）、および、ＰＲＩＳＭ（Panchromatic Remotesensing Instrument for Stereo Mapping）などの周知の角度推定方式を用いることができる。これにより、物標データ導出部７１は、一つのピーク周波数の信号から、複数の角度、および、それら複数の角度それぞれの信号パワーを導出する。

【0054】

＜５．角度スペクトラム＞
図５は、方位演算処理により推定された角度を、角度スペクトラムとして概念的に示す図である。図中において、縦軸は信号のパワー（ｄＢ），横軸は角度（ｄｅｇ）を示している。角度スペクトラムにおいて、方位演算処理により推定された角度は所定の閾値Ｐ２を超えるピークＰａとして表れる。以下、方位演算処理により推定された角度を「ピーク角度」という。このように一つのピーク周波数の信号から同時に導出された複数のピーク角度は、同一ｂｉｎに存在する複数の物標の角度を示す。

【0055】

物標データ導出部７１は、このようなピーク角度の導出を、アップ区間およびダウン区間の双方の周波数スペクトラムにおける全てのピーク周波数に関して実行する。

【0056】

このような処理により、物標データ導出部７１は、自車両の前方に存在する複数の物標それぞれに対応するピークデータを導出する。ピークデータは、上述したピーク周波数、ピーク角度、および、ピーク角度の信号パワー（以下、「信号パワー」という。）等のパラメータを有している。データ処理部７は、アップ区間およびダウン区間の双方で、このピークデータを導出する。

【0057】

物標データ導出部７１は、さらに、このように導出したアップ区間のピークデータとダウン区間のピークデータとをペアリング処理により対応付ける。物標データ導出部７１は、例えば、それぞれの区間のピーク角度と信号パワーとを用いて、マハラノビス距離ＭＤを数６により算出する。

【0058】

【数6】

数６のθｄは、アップ区間のピーク角度とダウン区間のピーク角度との角度差を示し、θｐはアップ区間の信号パワーとダウン区間の信号パワーとのパワー差を示す。また、ａおよびｂは係数を示す。

【0059】

物標データ導出部７１は、マハラノビス距離ＭＤが最小値となるアップ区間およびダウン区間の２つのピークデータを対応付ける。このように物標データ導出部７１は、同一の物標に関するピークデータ同士を対応付ける。これにより、物標データ導出部７１は、自車両の前方に存在する複数の物標それぞれに係る物標データを導出する。この物標データは、２つのピークデータを対応付けて得られるため「ペアデータ」とも呼ばれる。

【0060】

物標データ導出部７１は、物標データ（ペアデータ）の元となったアップ区間、および、ダウン区間の２つのピークデータのパラメータを用いることで、当該物標データのパラメータ（縦距離、横距離、および、相対速度）を導出できる。

【0061】

物標データ導出部７１は、アップ区間のピーク周波数を上述した周波数ｆｕｐとして用い、ダウン区間のピーク周波数を上述した周波数ｆｄｎとして用いる。そして、物標データ導出部７１は、上述した数２および数３を用いて物標の縦距離Ｒを求めることができ、上述した数４及び数５を用いて物標の相対速度Ｖを求めることができる。

【0062】

さらに、物標データ導出部７１は、アップ区間のピーク角度をθｕｐ、ダウン区間のピーク角度をθｄｎとして、次の数７により物標の角度θを求める。そして、物標データ導出部７１は、この物標の角度θと縦距離Ｒとに基づいて、三角関数を用いた演算により物標の横距離を求めることができる。

【0063】

【数7】

＜６．物標データ導出処理＞
次に、データ処理部７が、物標データを導出して車両制御装置２に出力する物標データの導出処理の全体的な流れについて説明する。図６は、物標データ導出処理の流れを示す図である。データ処理部７は、物標データ導出処理を、一定時間（例えば、１／２０秒）ごとに周期的に繰り返す。物標データ導出処理の開始時点では、４つの受信アンテナ５１の全てに関してアップ区間、および、ダウン区間の双方の周波数スペクトラムが、フーリエ変換部６２からデータ処理部７に入力されている。

【0064】

まずデータ処理部７の物標データ導出部７１が、周波数スペクトラムを対象に、ピーク周波数を抽出する（ステップＳ１１）。物標データ導出部７１は、アップ区間およびダウン区間のそれぞれの区間における周波数スペクトラムのうち、所定の閾値を超えるパワーを有するピークが現れる周波数をピーク周波数として抽出する。

【0065】

次に、物標データ導出部７１は、方位演算処理により、抽出したピーク周波数の信号に係る物標の角度を推定する。物標データ導出部７１は、同一ｂｉｎに存在する複数の物標それぞれの角度と、信号パワーとを導出する（ステップＳ１２）。

【0066】

これにより、物標データ導出部７１は、自車両の前方に存在する複数の物標それぞれに対応するピークデータを導出する。物標データ導出部７１は、アップ区間およびダウン区間の双方で、ピーク周波数、ピーク角度、および、信号パワーのパラメータを有するピークデータを導出する。

【0067】

物標データ導出部７１は、アップ区間のピークデータと、ダウン区間のピークデータとの全ての組み合わせに基づくマハラノビス距離ＭＤを算出し、マハラノビス距離ＭＤが最小値となる２つのピークデータを対応付けるペアリングを行う（ステップＳ１３）。

【0068】

物標データ導出部７１は、アップ区間およびダウン区間の２つのピークデータの対応付けができた場合は、それら２つのピークデータに基づくペアデータを導出する。物標データ導出部７１は、導出したペアデータのそれぞれに関して、上述した演算によりパラメータ（縦距離、横距離、および、相対速度）を導出する。

【0069】

次に、物標データ導出部７１は、導出したペアデータのうちから物標データの確定判定を行う（ステップＳ１４）。物標データ導出部７１が導出したペアデータには、ノイズなどの不要なデータが含まれることがある。このため、物標データ導出部７１は、導出したペアデータのうちが物標に係るペアデータか否かを判定して、物標に係るペアデータのみを物標データとして確定する。

【0070】

物標データ導出部７１は、過去処理で確定した物標データに対して、直近処理で所定範囲内の位置に導出されたペアデータを対応付ける。そして物標データ導出部７１は、過去処理で確定した物標データと対応付けができたペアデータを物標に係る物標データとして確定する。

【0071】

また、対応付けができなかったペアデータには、直近処理で新規に導出された物標に係る物標データも含まれている。このため、物標データ導出部７１は、対応付けができなかったペアデータについては、次回以降の処理において所定回数（例えば、３回）以上対応付けができた場合に、確定した物標データとして取り扱う。

【0072】

このような処理により、物標データ導出部７１は、自車両の周辺の物標に係る物標データを導出する。物標データ導出処理は一定時間（例えば、１／２０秒）ごとに周期的に繰り返されることから、物標データ導出部７１は、物標に係る物標データを一定時間ごとに導出することになる。

【0073】

そのため、複数回の処理において、所定回数以上対応付けが行われた物標データについては、物標として確定した（ステップＳ１５でＹｅｓ）として、車両制御装置２への出力対象とすべく次の連続性判定等の処理が実行される。これに対して、対応付けが所定回数未満の物標データについては、物標として確定していない（ステップＳ１５でＮｏ）として処理が終了し、次回以降の処理で物標として所定回数以上の対応付けが行われているか否かが再度判定される。

【0074】

次に、物標データ処理部７２は、連続性判定を行う（ステップＳ１６）。物標データ処理部７２は、過去処理で導出された物標データと、直近処理で導出された物標データとの時間的な連続性を判定する。換言すれば、物標データ処理部７２は、過去処理で導出された物標データと、直近処理で導出された物標データとが同一の物標か否かを判定する。例えば、過去処理は前回の物標データ導出処理であり、直近処理は今回の物標データ導出処理である。

【0075】

なお、物標データ処理部７２は、直近処理において、過去処理で導出された物標データと連続性を有する物標データが導出されていない場合、すなわち過去処理で導出された物標データの連続性がないと判定された場合、過去処理で導出された物標データのパラメータ（縦距離、横距離、および、相対速度）に基づき、直近処理で導出されていない物標データを仮想的に導出する「外挿処理」を行う。

【0076】

外挿処理により導出された仮想の物標データ（以下、「仮想データ」という。）は、直近処理で導出された物標データとして取り扱われる。そして外挿処理が、ある物標データに対して連続して複数回、あるいは比較的高い頻度で行われると、物標をロストしたとしてその物標データはメモリ６３から削除される。具体的には、その物標を示す物標番号のパラメータの情報が削除され、その物標番号にはパラメータが削除されたことを示す値（削除フラグＯＦＦを示す値）が設定される。物標番号はそれぞれの物標データを識別する指標であり、物標データごとに異なる番号が付与される。

【0077】

次に、物標データ処理部７２は、過去処理および直近処理のそれぞれの処理で導出された２つの物標データのパラメータ（縦距離、横距離、および、相対速度）を時間軸方向に平滑化して物標データ導出する（ステップＳ１７）。このようなフィルタ処理後の物標データは、瞬時値を表すペアデータに対して「フィルタデータ」とも呼ばれる。物標データ処理部７２は、フィルタデータを導出した後、過去処理で導出された後端部データが直近処理で導出されていない場合、予めメモリ６３に記憶した後端部データと底部データとの距離差に基づき、後端部に係る予測データを生成する。予測データの生成処理は後に詳述する。

【0078】

次に物標データ処理部７２は移動物判定を行い、各物標データの移動物フラグ、および、前方車フラグを設定する（ステップＳ１８）。移動物フラグは、当該物標データが示す物標が移動中であるか否かを示すフラグである。一方、前方車フラグは、当該物標データが示す物標が自車両と同一方向に過去に一度でも移動したか否かを示すフラグである。移動物フラグは、物標データ導出処理ごとに設定され、現時点の物標の状態をリアルタイムに表す。これに対して、前方車フラグは、時間的に連続する物標データ同士（同一の物標に係る物標データ同士）で値が順次に引き継がれる。

【0079】

物標データ処理部７２は、対地速度（絶対速度）と走行方向とに基づいて、移動物フラグおよび前方車フラグを設定する。なお対地速度および走行方向は、物標データの相対速度と、車速センサ８１から得られる自車両の速度とに基づいて導出される。

【0080】

物標データ処理部７２は、複数の物標データを一つの物体に属するデータとして１つにまとめる結合を行う（ステップＳ１９）。物標データ処理部７２が、後端部データと底部データとを導出した場合、これらの２つのデータは同じ物体、すなわち同一車両に属する物標データである。そのため、これらの２つの物標データを１つにまとめて後端部のデータのみを車両制御装置２の出力対象とする。底部データではなく、後端部データのみを出力対象とする理由は、自車両のフロントグリル等の先端部と、先行車の後端部との縦距離を物標データのパラメータとして導出して車両制御装置２に出力することで、ＡＣＣの追従走行において自車両と先行車とが衝突しないための正確な車間距離が取得されるためである。

【0081】

そして物標データ出力部７３は、予測データを含む物標データを車両制御装置２に出力する（ステップＳ１８）。物標データ出力部７３は、導出された複数の物標データから所定数（例えば、１０個）の物標データを出力対象として選択し、選択した物標データのみを出力する。物標データ出力部７３は、物標データの縦距離と横距離とを考慮して、自車線内に存在し、かつ、自車両に近い物標に係る物標データを優先的に選択する。

【0082】

以上のような物標データ導出処理で導出された物標データのパラメータは、それぞれの物標データを示す物標番号のパラメータとしてメモリ６３に記憶され、次回以降の物標データ導出処理において過去処理で導出された物標データとして用いられることになる。

【0083】

＜７．フィルタ処理＞
＜７−１．フィルタデータの導出と関係付与処理＞
次に、フィルタの処理（ステップＳ１７）について、図７を用いて説明する。図７は、フィルタの処理の流れを示す図である。最初に物標データ処理部７２は、過去処理および直近処理のそれぞれの処理で導出された２つの物標データのパラメータを時間軸方向に平滑化してフィルタデータを導出する（ステップＳ１０１）。

【0084】

次に、物標データ処理部７２は、関連フラグがＯＮの物標データ（フィルタデータ）が導出されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。関連フラグは、後端部データと底部データとの関連付けが行われている場合に、底部データにＯＮ状態で設定されるフラグであり、後端部データと底部データとの位置関係等から、２つの物標データが同一車両に属する物標データであることを示すフラグである。時間的に連続する物標データ同士（同一の物標に係る物標データ同士）でこのフラグに関する値等が順次に引き継がれる。

【0085】

このステップＳ１０２の判定において、最初に過去処理で後端部データと底部データとの関連付けが行われていない場合、すなわち関連フラグＯＮの物標データが導出されていない（ステップＳ１０２でＮｏ）場合について説明する。

【0086】

物標データ処理部７２は、複数のフィルタデータのうち自車両との接近により送信範囲から外れ導出不能となる可能性のある縦距離が最も小さい後端部データが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

【0087】

この処理の具体的な処理内容を以下で説明する。物標データ処理部７２は、自車両の絶対速度が所定速度（例えば、５ｍ／ｓ）以下の場合、すなわち自車両が前進している状態から略停止状態に至った場合に、複数のフィルタデータに対し、以下の（ａ１）〜（ａ４）の条件を満たすか否かを判定する。このように自車両の絶対速度が所定速度以下の場合に処理を行うことで、レーダ装置１の処理負荷を軽減できる。なお以下の処理では、判定の対象となるフィルタデータを対象フィルタデータという。

【0088】

（ａ１）縦距離≦７ｍ
（ａ２）相対速度＜１ｍ／ｓ
（ａ３）外挿フラグ＝オフ
（ａ４）−１．８ｍ≦横距離≦１．８ｍ
（ａ１）および（ａ２）の条件により、比較的低速で走行している自車両と、対象フィルタデータが属する先行車とが、接近した状態で略同一の速度で走行していることが判定される。

【0089】

（ａ３）の条件により、対象フィルタデータが、外挿処理されたデータでないことが判定される。即ちこのデータが時間的な連続性を有するデータであることが判定される。

【0090】

（ａ４）の条件により、対象フィルタデータが、自車両の走行する自車線内に存在する物標に係るデータであることが判定される。なお、−１．８ｍは、自車両が車線の略中央を走行する場合のその車線の左端までの距離であり、１．８ｍは右端までの距離である。

【0091】

そして、対象フィルタデータが（ａ１）〜（ａ４）の条件を全て満足する（ステップＳ１０３でＹｅｓ）ことで、そのフィルタデータは、自車両との接近により送信範囲から外れ導出不能となる可能性のある縦距離が最も小さい後端部データと判定される。後端部データと判定されたデータの物標番号には、後端部データであることを示す指標がメモリ６３に記憶される。

【0092】

なお、上述では（ａ１）〜（ａ４）の条件を全て満足するフィルタデータが１つと仮定して説明したが、４つの条件を全て満足するフィルタデータが複数存在する場合、連続性判定において連続性ありとされた回数が多いフィルタデータが、後端部データと判定される。連続性の回数が少ないフィルタデータに係る物標よりも、連続性の回数の多いフィルタデータに係る物標の実際に存在する可能性が高いためである。また（ａ１）〜（ａ４）の条件を一つでも満足しない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、物標データ処理部７２は、自車両との接近により送信範囲から外れ導出不能となる可能性のある後端部データは存在しないと判定し、フィルタ処理を終了する。

【0093】

次に、物標データ処理部７２は、複数のフィルタデータのうち、ステップＳ１０３で導出された後端部データに対応する同一物体の底部データが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0094】

この処理の具体的な処理内容を以下で説明する。物標データ処理部７２は、上述の後端部データと判定されたフィルタデータ以外の複数のフィルタデータに対し、以下の（ｂ１）〜（ｂ４）の条件を満たすか否かを判定する。

【0095】

（ｂ１）０．５ｍ≦対象フィルタデータの縦距離−後端部データの縦距離≦３ｍ
（ｂ２）｜対象フィルタデータの相対速度−後端部データの相対速度｜≦１ｍ／ｓ
（ｂ３）外挿フラグ＝オフ
（ｂ４）−１．８ｍ≦横距離≦１．８ｍ
（ｂ１）および（ｂ２）の条件により、対象フィルタデータに係る物標が、後端部データよりも自車両から離れた位置に存在し、後端部データが属する物標（先行車）と同じ物標に属するフィルタデータであることが判定される。

【0096】

（ｂ３）の条件により、対象フィルタデータが、外挿処理されたデータでないことが判定される。即ちこのデータが時間的な連続性を有するデータであることが判定される。

【0097】

（ｂ４）の条件により、対象フィルタデータが、自車両の走行する自車線内に存在する物標に係るデータであることが判定される。

【0098】

そして、対象フィルタデータが（ｂ１）〜（ｂ４）の条件を全て満足する（ステップＳ１０４でＹｅｓ）ことで、フィルタデータはステップＳ１０３で導出された後端部データに対応する同一物体の底部データに該当すると判定される。物標データ処理部７２の関係付与部７２ａは、次いで底部データと判定されたデータを示す物標番号のパラメータに、ステップＳ１０３で導出された後端部データの物標番号を記憶する（ステップＳ１０５）。言い換えると関係付与部７２ａは、後端部データと底部データとの２つのフィルタデータを関連付ける。そして関係付与部７２ａは、底部データのパラメータに、後端部データと底部データとが関連付けられたことを示す値（関連フラグＯＮを示す値）を設定する(ステップＳ１０６）。このように関連フラグがＯＮに設定される底部データは、１つのデータのみである。底部データに該当したフィルタデータの関連フラグがＯＮに設定されるためには、後端部データと関連付けられる必要があり、後端部データに該当するデータは、縦距離が最も小さい物標データのためである。
なお、上述では（ｂ１）〜（ｂ４）の条件を全て満足するフィルタデータが１つと仮定して説明したが、４つの条件を全て満足するフィルタデータが複数存在する場合、連続性判定において連続性ありとされた回数が多いフィルタデータが底部データと判定される。また（ｂ１）〜（ａ４）の条件を一つでも満足しない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、後端部データに対応する底部データは存在しないと判定し、フィルタ処理は終了する。

【0099】

ここで、２つのフィルタデータの関連付けの具体例について、図８〜図１１を用いて説明する。図８および図９は、縦距離がある程度離れている先行車１０１からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。図８に示すように、自車線ＲＤを走行する自車両ＣＡは、レーダ装置１を備えており、送信波ＴＷが自車両ＣＡの進行方向に出力される。

【0100】

送信波ＴＷの送信範囲には、先行車１０１の車体の一部が含まれている。具体的には、先行車１０１のリアドアやリアバンパー等が設けられた後端部ＲＡと、バッテリ等が設けられた底部ＢＡとが送信範囲に含まれている。そして図９に示すように、物標データ導出部７１が、先行車１０１の後端部ＲＡからの直接波ｄｗによる物標データＴＡ１（▼）と、底部ＢＡからのマルチパス波ｍｗによる物標データＴＢ１（■）とを導出する。

【0101】

このようなマルチパス波が発生する理由は、先行車１０１の車高がレーダ装置１の搭載高よりも高い位置となっているためである。例えば、先行車１０１の車高は、自車線ＲＤの路面からリアバンパーが設けられている位置までの高さであり、レーダ装置１の搭載高は、自車線ＲＤの路面からレーダ装置１の搭載位置までの高さである。

【0102】

図１０は、後端部データとして判定される具体例を説明する図である。図１０の破線で示す判定範囲Ｄ１は、（ａ１）および（ａ４）の条件に基づく範囲であり、レーダ装置１の位置を縦方向の距離０ｍとした場合、縦方向の距離Ｌ１が７ｍとなる。また、横方向の距離Ｓ１は自車線ＲＤの車線幅に相当し３．６ｍとなる。

【0103】

物標データＴＡ１の位置が、図１０に示すように判定範囲Ｄ１の範囲内にあれば、（ａ１）および（ａ４）の条件が満たされ、その他の（ａ２）の相対速度の条件と、（ａ３）の外挿処理が行われていない条件とが満たされることで、物標データＴＡ１は後端部データＴＡ１と判定される。

【0104】

次に、図１１は、底部データとして判定される具体例を説明する図である。図１１に示す自車線ＲＤ内に導出されている物標データＴＢ１と、物標データＴＡ１との縦方向の距離差Ｌａが０．５ｍ以上〜３ｍ以下の場合、（ｂ１）および、（ｂ４）の条件が満たされ、その他の（ｂ２）の相対速度の条件と、（ｂ３）の外装処理が行われていいない条件とが満たされることで、物標データＴＢ１は底部データＴＢ１に該当すると判定される。

【0105】

図７のステップＳ１０６の処理に戻り、関係付与部７２ａが底部データに該当するフィルタデータの関連フラグをＯＮに設定した（ステップＳ１０６）後、距離差算出部７２ｂは、底部データＴＢ１の縦距離から後端部データＴＡ１の縦距離を減算した値である距離差を算出し、この距離差を底部データＴＢ１のパラメータとしてメモリ６３に記憶して（ステップＳ１０７）、フィルタ処理を終了する。これにより、先行車１０１に属する縦距離の異なる後端部データＴＡ１と底部データＴＢ１との互いの位置関係が、メモリ６３に記憶される。そして、この２つのデータの位置関係を示す距離差の情報は、関連フラグのＯＮ／ＯＦＦを示す値とともに底部データＴＢ１と連続性を有するフィルタデータに引き継がれる。

【0106】

＜７−２．予測データの生成＞
次に、これまで説明した物標導出処理を過去処理と仮定し、直近処理のステップＳ１０１の処理で、過去処理の底部データＴＢ１と連続性を有する底部データＴＢ２が導出されたとして説明を続ける。なお底部データＴＢ２は、過去処理で導出された底部データＴＢ１から関連フラグＯＮを示す値と距離差の情報とを引き継いでいる。

【0107】

ステップＳ１０２の処理において、底部データのＴＢ２の関連フラグはＯＮである（ステップＳ１０２でＹｅｓ）ため、物標データ処理部７２は、底部データＴＢ２の縦距離が所定距離（例えば、１０ｍ）未満か否かを判定する（ステップＳ１０８）。

【0108】

そして、物標データ処理部７２は、底部データＴＢ２の縦距離が所定距離、例えば１０ｍ未満の場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、後端部データＴＡ１と連続性を有するフィルタデータ（後端部データＴＡ２）が、導出されているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

【0109】

詳細には、底部データＴＢ１と関連付けられた後端部データＴＡ２が、直近処理よりも前の物標導出処理で導出されず、その処理以降、複数回の処理で外挿処理を繰り返した場合、その物標をロストしたと判断され後端部データＴＡ２を示す物標番号に、パラメータが削除されたことを示す値（削除フラグＯＮを示す値）が設定される。物標データ処理部７２は、後端部データＴＡ２を示す物標番号に削除フラグＯＮを示す値が設定されているか否かを判定する。

【0110】

後端部データＴＡ２を示す物標番号に削除フラグＯＮを示す値が設定されている場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、物標データ処理部７２の位置予測部７２ｃは、後端部データＴＡ２が自車両ＣＡとの接近により送信範囲から外れ導出不能となったと判断し、直近処理の底部データＴＢ２の位置と、底部データＴＢ２に引き継がれた距離差とを用いて、後端部データＴＡ２の予測データを生成する（ステップＳ１１０）。

【0111】

これにより、レーダ装置１は、実際には存在するが導出されていない先行車１０１の後端部データのＴＡ２の正確な位置を予測できる。またレーダ装置１は、自車両ＣＡの車速が所定速度以下の場合で、かつ、後端部データＴＡ１と底部データＴＢ１との関連付けが行われた以降の限定的な場合に、このような予測データを生成することで、処理負荷を軽減できる。

【0112】

ここで、予測データを生成する具体例について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２および図１３は、縦距離が近づいた先行車１０１からの反射波に基づく物標データについて説明する図である。図１２に示すように、自車両ＣＡが先行車１０１に近づくことで、後端部ＲＡが送信波ＴＷの送信範囲外となる。その結果、図１３に示すように、物標データ導出部７１は、底部ＢＡからのマルチパス波ｍｗによる物標データＴＢ２（■）を導出する。なお、この物標データＴＢ２は物標データＴＢ１と連続性を有するフィルタデータである。そのため物標データＴＢ２は、底部データＴＢ１と連続性を有する底部データＴＢ２ともいえる。

【0113】

図１４は、後端部データＴＡの予測データが生成された状態を示す図である。図１４の左図に示すように、直近処理において、後端部データＴＡ２は導出されておらず、底部データＴＢ２のみが導出されている。このような場合に、図１４の右図に示すように、位置予測部７２ｃが底部データＴＢ２の位置と距離差の情報を用いて後端部データＴＡ２の予測データを生成する。なお、この予測データのパラメータの縦距離は、底部データＴＢ２の縦距離から距離差を減算した値である。なお、縦距離の値が異常値となることを防止するため、予測データの縦距離の最低値が０．５ｍ以上となるように条件を設定してもよい。また、距離差は、後端部データと底部データが共に導出されている場合に、時間的に連続する距離差の平均値あるいは、なまし値としてもよい。さらに、その他のパラメータである横距離や相対速度は、底部データＴＢ２と同じ値が採用される。

【0114】

このように同一車両に属する２つの異なる位置の物標データの位置関係を予め取得し、２つの物標データの位置関係が常に一定であることを利用することで、一方の物標データが導出されない場合でも、他方の物標データの位置に基づき一方の物標データの正確な位置を予測できる。

【0115】

これにより、レーダ装置１は先行車１０１に接近してその後端部ＲＡを導出できない状態になった場合であっても、先行車１０１の後端部ＲＡの正確な位置を導出できる。また車両制御装置２は、先行車１０１の後端部に基づく車両制御を行うことができ、自車両と先行車との衝突を防止し、ユーザに対する車両の安全性を向上できる。

【0116】

図７のステップＳ１０８に戻り、底部データＴＢ２の縦距離が１０ｍ以上の場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、物標データ処理部７２は、底部データＴＢ２のパラメータに後端部データとの関連付けがないことを示す値（関連フラグＯＦＦを示す値）を設定する（ステップＳ１１１）。底部データＴＢ２の縦距離が１０ｍ以上となるときは、上述の図８で示したように送信波ＴＷの送信範囲に後端部ＲＡも含まれるため、後端部データＴＡ２が導出されることとなる。このように実際に後端部データＴＡ２が導出される状態の場合、位置予測部７２ｃは予測データの生成を停止する。これによりレーダ装置１は、後端部データＴＡ２のより正確な位置を導出できるとともに、処理負荷を軽減できる。

【0117】

＜７−３．予測データ生成の効果＞
次に、後端部データＴＡ１と底部データＴＢ１との関連付けに基づく、後端部データＴＡ２の予測データの生成の効果について、図１５および図１６を用いて説明する。図１５は、予測データの生成の処理を導入する前（従来）のフィルタデータの導出状況を示す図である。

【0118】

図１５（ａ）は、結合前のフィルタデータの導出状況を示すグラフであり、図１５（ｂ）は、結合後のフィルタデータの導出状況を示すグラフである。各グラフの縦軸はフィルタデータの縦距離（ｍ）を示し、横軸は物標導出処理の時間（ｍｓｅｃ）を示す。

【0119】

図１５（ａ）の実線で示す推移線ＬＡ１およびＬＡ２は、後端部データＴＡ２を含む後端部データＴＡ１と連続性を有するフィルタデータ（後端部データＴＡ）の縦距離の推移を示し、実践で示す推移線ＬＢは、底部データＴＢ２を含む底部データＴＢ１と連続性を有するフィルタデータ（底部データＴＢ）の縦距離の推移を示す。

【0120】

時刻ｔ０〜ｔ１まで、先行車１０１が自車両ＣＡに徐々に近づくにつれて推移線に示すように２つのフィルタデータの縦距離が小さくなる。そして、時刻ｔ１以降、後端部データＴＡの縦距離約１．５ｍ以下となると、後端部データＴＡが導出されない状態が時刻ｔ２まで継続する。自車両ＣＡと先行車１０１との距離が近づいたことにより、後端部ＲＡが送信範囲外となったためである。なお、推移線ＬＢに示すように底部データＴＢは、縦距離約２．５ｍの位置で導出され、時刻ｔ２まで連続性を有した状態で導出される。

【0121】

そのため、図１５（ｂ）の時刻ｔ０〜ｔ１までは、推移線ＬＡ１に示すように結合により後端部データＴＡが先行車１０１に係る物標データとして車両制御装置２に出力され、後端部データＴＡの縦距離に基づき車両制御が行われる。しかし、時刻ｔ１〜ｔ２までは、推移線ＬＢ１に示すように結合により底部データＴＢが先行車１０１の物標データとして車両制御装置２に出力され、底部データＴＢの縦距離に基づき車両制御が行われる。

【0122】

先行車１０１の底部ＢＡは、後端部ＲＡよりも自車両ＣＡの位置から離れた位置に存在する。そのため、車両制御装置２が底部ＢＡの位置によりＡＣＣの制御に基づく車両制御を行うと、自車両ＣＡと先行車１０１とが衝突する可能性がある。

【0123】

なお、図１５（ａ）および（ｂ）の時刻ｔ２以降は、例えば先行車１０１が前進し、自車両ＣＡとの縦距離が大きくなることで、後端部ＲＡが送信範囲内となり、後端部データＴＡの導出が再開される。その結果、推移線ＬＡ２に示すように後端部データＴＡの縦距離が導出され、車両制御装置２は、後端部データＴＡに基づく車両制御を行う。

【0124】

図１６は、予測データの生成処理を導入した後（本実施の形態）のフィルタデータの導出状況を示す図である。図１６（ａ）は、結合前のフィルタデータの導出状況を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、結合後のフィルタデータの導出状況を示すグラフである。

【0125】

図１６（ａ）の実線で示す推移線ＬＡは、後端部データＴＡの縦距離の推移を示し、一点鎖線で示す推移線ＬＢは、底部データＴＢの縦距離の推移を示す。時刻ｔ１までは図１５で説明した内容と同様である。

【0126】

次に時刻ｔ１〜ｔ２では、後端部データは導出されないが、位置予測部７２ｃが後端部データＴＡの位置を予測した予測データを生成するため、この予測データに基づく後端部データＴＡの縦距離が導出されている。また、図１６（ｂ）では、結合後、推移線ＬＡに示すように後端部データＴＡが先行車１０１に係る物標データとして車両制御装置２に出力される。そのため、車両制御装置２は、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、後端部データが導出されない状態であっても、後端部データＴＡの予測データに基づき車両制御を行え、時刻ｔ０〜ｔ１の間、および、時刻ｔ２以降は、実際に導出された後端部データＴＡに基づき車両制御を行うことができる。その結果、車両制御装置２はＡＣＣの制御において、先行車１０１の後端部ＲＡの位置を先行車１０１の位置として制御を行うことができ、自車両ＣＡと先行車１０１との衝突の可能性がなくなり、ユーザに対する車両の安全性を向上できる。

【0127】

＜８．まとめ＞
以上のように、本実施の形態では、レーダ装置１の物標データ導出部７１が、先行車１０１の後端部データＴＡと底部データＴＢとを導出している場合に、物標データ処理部７２の関係付与部７２ａが、後端部データＴＡと底部データＴＢとを予め関係付けておき、距離差算出部７２ｂが２つのデータの縦距離差を算出する。そして、自車両ＣＡと先行車１０１とが近づき先行車１０１の後端部ＲＡがレーダ装置１の送信範囲外となり、後端部データＴＡが導出されない場合に、位置予測部７２ｃが、底部データＴＢの位置と２つのデータの距離差とを用いて、後端部データＴＡの予測データを生成する。これにより、レーダ装置１は、実際には存在するが導出されていない先行車１０１の後端部データＴＡの正確な位置を予測できる。また車両制御装置２は、先行車１０１の後端部ＲＡに基づく車両制御を行うことができ、自車両ＣＡと先行車１０１との衝突を防止し、ユーザに対する車両の安全性を向上できる。

【0128】

また、先行車１０１が前進する等して、底部データＴＢの縦距離が所定距離以上となった場合、後端部データＴＡが送信範囲内となるため、位置予測部７２ｃは、後端部データＴＡの予測データの生成を停止する。これによりレーダ装置１は、実際に導出された後端部データＴＡに基づき、より正確な後端部の位置を導出でき、処理負荷を軽減できる。

【0129】

＜９．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

【0130】

上記実施の形態では、底部データＴＢ２の縦距離が所定距離（例えば、１０ｍ）以上の場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、物標データ処理部７２は、底部データＴＢ２のパラメータに後端部データとの関連付けがないことを示す値（関連フラグＯＦＦを示す値）を設定する（ステップＳ１１１）ことについて説明した。このような条件に加えて、物標データ処理部７２は、予測データ生成後、後端部データＴＡ２が予測位置近傍に実際に導出された場合に、底部データＴＢ２のパラメータに関連フラグＯＦＦを示す値を設定するようにしてもよい。これによりレーダ装置１は、予測データの生成を停止する適正なタイミングを確実に判断できる。

【0131】

また、上記実施の形態では、縦距離等を用いた各条件において、具体的な値に基づく判定について説明した。これに対して、各条件におけるこれらの値はその条件の目的を満足する値であればその他の値であってもよい。

【0132】

また上記実施の形態では、レーダ装置１の送信アンテナ４０の本数は１本、受信アンテナ５１の本数は４本として説明した。このようなレーダ装置１の送信アンテナ４０および受信アンテナ５１の本数は一例であり、複数の物標データを導出できれば他の本数であってもよい。

【0133】

また上記実施の形態では、レーダ装置１は車両の前部（例えばフロントグリル内）に設けられると説明した。これに対してレーダ装置１は、車両外部に送信波を出力できる箇所であれば、車両の後部（例えばリアバンパー）、左側部（例えば、左ドアミラー）、および、右側部（例えば、右ドアミラー）の少なくともいずれか１ヶ所に設けてもよい。

【0134】

また上記実施の形態では、送信アンテナからの出力は、電波、超音波、光、および、レーザ等の物標データを導出できる方法であればいずれを用いてもよい。

【0135】

また上記実施の形態では、レーダ装置１は車両以外に用いられてもよい。例えばレーダ装置１は、航空機および船舶等に用いられてもよい。

【0136】

また上記実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい

【符号の説明】

【0137】

１ レーダ装置
２ 車両制御装置
１０ 車両制御システム
４０ 送信アンテナ
４１ 信号生成部
４２ 発振器
５１ 受信アンテナ
５２ 個別受信部
５３ ミキサ
５４ ＡＤ変換部
６１ 送信制御部
６２ フーリエ変換部
６３ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】