特許 7252110 軸ずれ推定装置

(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】

(24)【登録日】2023-03-27

(45)【発行日】2023-04-04

(54)【発明の名称】軸ずれ推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20230328BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20230328BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 134

G01S13/931

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019186313

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021060369

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-03-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】近藤 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 卓也

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０５４３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８９１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６６３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３７７７０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置（４）であって、
前記レーダ装置により検出された複数の反射点のそれぞれについて、前記反射点についての方位角であってレーダビームの中心軸に沿った方向であるビーム方向を基準として求められた水平角度及び垂直角度と、前記レーダ装置と前記反射点との距離と、を少なくとも含む反射点情報を取得するように構成された取得部（Ｓ１０）と、
前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であるか否かを判断し、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断された場合に、少なくとも前記反射点情報に基づいて、前記複数の反射点のうち路面での反射により検出された少なくとも１つの路面反射点を抽出するように構成された抽出部（Ｓ２０）と、
前記反射点情報に基づいて、前記路面反射点それぞれについて、前記レーダ装置の座標軸に基づく三次元座標である装置系座標、を特定するように構成された装置系座標部（Ｓ３０、Ｓ２１０）と、
前記移動体の座標軸である水平軸及び進行方向軸のうちの少なくとも１つである対象軸まわりの前記レーダ装置の座標軸の前記軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータと、前記路面反射点の前記装置系座標に含まれる少なくとも１つの要素と、の間に成立する関係式を用いて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された推定部（Ｓ３０、Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ３２０、Ｓ３３０）と、
を備える軸ずれ推定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記抽出部は、前記移動体の車速が予め定められた車速閾値以上である場合に、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断する
軸ずれ推定装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記抽出部は、前記移動体の加速度が予め定められた加速度閾値以上である場合に、前記移動体の車体が路面に対して安定している状態であると判断する
軸ずれ推定装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記推定部（Ｓ２２０、Ｓ２３０）は、前記関係式であって、１つの前記軸ずれ角度を含む２つの前記未知パラメータと、前記装置系座標に含まれる２つの要素と、の間に成立する前記関係式を用いて、前記未知パラメータに含まれる前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記推定部（Ｓ３２０、Ｓ３３０）は、前記関係式であって、前記軸ずれ角度である１つの前記未知パラメータと、前記レーダ装置の搭載高さと、前記装置系座標に含まれる２つの要素と、の間に成立する前記関係式を用いて、前記未知パラメータに含まれる前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。

【請求項6】

請求項５に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記搭載高さは前記移動体に搭載された記憶装置に予め記憶されており、
前記推定部は、前記記憶装置に予め記憶されている前記搭載高さに基づいて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。

【請求項7】

請求項５に記載の軸ずれ推定装置であって、
前記移動体は前記レーダ装置の位置を検出するセンサを備えており、
前記推定部は、前記センサによって検出された前記搭載高さに基づいて、前記軸ずれ角度を推定するように構成された
軸ずれ推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、物体の方位や相対速度を検出するレーダ装置の軸ずれ角度を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

車載レーダ装置では、何らかの原因で設置状態が変化することでレーダビームの中心軸がずれる所謂軸ずれが生じ得る。例えば下記特許文献１には、軸ずれが発生したときは車両近くからの反射波の受信強度が最大となることに基づいて、車載レーダ装置の軸ずれ角度を推定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許６３２１４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の従来装置では、車両から遠方に、例えばマンホール等のような、反射強度の大きい物体が存在するような場合には、軸ずれ角度の推定精度が低下する、という課題が見出された。

【0005】

本開示の１つの局面は、軸ずれ角度の推定精度を向上させる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、移動体に搭載されたレーダ装置の軸ずれ角度を推定する軸ずれ推定装置（４）である。軸ずれ推定装置は、取得部（Ｓ１０）と、抽出部（Ｓ２０）と、装置系座標部（Ｓ３０、Ｓ２１０）と、推定部（Ｓ３０、Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ３２０、Ｓ３３０）と、を備える。

【0007】

取得部は、レーダ装置により検出された複数の反射点のそれぞれについて、反射点についての方位角であってレーダビームの中心軸に沿った方向であるビーム方向を基準として求められた水平角度及び垂直角度と、レーダ装置と反射点との距離と、を少なくとも含む反射点情報を取得するように構成される。抽出部は、少なくとも反射点情報に基づいて、複数の反射点のうち路面での反射により検出された少なくとも１つの路面反射点を抽出するように構成される。

【0008】

装置系座標部は、反射点情報に基づいて、路面反射点それぞれについて、レーダ装置の座標軸に基づく三次元座標である装置系座標、を特定するように構成される。推定部は、移動体の座標軸である水平軸及び進行方向軸のうちの１つである対象軸まわりのレーダ装置の座標軸の軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータと、路面反射点の装置系座標に含まれる少なくとも１つの要素と、の間に成立する関係式を用いて、軸ずれ角度を推定するように構成される。

【0009】

この結果、軸ずれ推定装置は、算術的に軸ずれ角度を推定するので、軸ずれが発生したときは車両近くからの反射波の受信強度が最大となることに基づいて軸ずれ角度を推定する従来装置よりも、軸ずれ角度の推定誤差を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両制御システムの構成を示すブロック図。

【図2】レーダ波の水平方向における照射範囲を説明する説明図。

【図3】レーダ波の垂直方向における照射範囲を説明する説明図。

【図4】レーダ装置の軸ずれを説明する説明図。

【図5】垂直軸ずれ角度及びロール角を説明する説明図。

【図6】軸ずれ推定処理のフローチャート。

【図7】路面反射抽出処理のフローチャート。

【図8】第１実施形態の角度推定処理のフローチャート。

【図9】第１実施形態において垂直軸ずれ角度を推定する原理を説明する説明図。

【図10】変形例１の角度推定処理のフローチャート。

【図11】変形例１においてロール角を推定する原理を説明する説明図。

【図12】第２実施形態の角度推定処理のフローチャート。

【図13】第２実施形態において垂直軸ずれ角度を推定する原理を説明する説明図。

【図14】変形例２の角度推定処理のフローチャート。

【図15】変形例２においてロール角を推定する原理を説明する説明図。

【図16】変形例４の角度推定処理のフローチャート。

【図17】変形例４において垂直軸ずれ角度及びロール角を推定する原理を説明する説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本開示の例示的な実施形態を説明する。なお、以下でいう「垂直」とは、厳密な意味での「垂直」に限るものではなく、同様の効果を奏するのであれば厳密に「垂直」でなくてもよい。以下でいう「水平」、「一致」についても同様である。

【0012】

［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す車両制御システム１は、移動体である車両ＶＨに搭載されるシステムである。車両制御システム１は、レーダ装置２と、車載センサ群３と、信号処理部４と、支援実行部５とを備える。又、車両制御システム１は、軸ずれ通知装置５１、搭載角調整装置５２を備えていてもよい。以下では、車両制御システム１を搭載する車両ＶＨを自車ＶＨともいう。また、自車ＶＨの車幅方向を水平方向、車高方向を垂直方向ともいう。

【0013】

レーダ装置２は、図２及び図３に示すように、自車ＶＨの前側に搭載される。レーダ装置２は、自車ＶＨ前方の水平方向における所定角度範囲Ｒａ内及び自車ＶＨ前方の垂直方向における所定角度範囲Ｒｂ内に、レーダ波を照射する。レーダ装置２は、照射したレーダ波の反射波を受信することで、レーダ波を反射した反射点に関する反射点情報を生成する。

【0014】

なお、レーダ装置２は、レーダ波としてミリ波帯の電磁波を使用するいわゆるミリ波レーダであってもよいし、レーダ波としてレーザー光を用いるレーザレーダ、レーダ波として音波を用いるソナーであってもよい。いずれにしても、レーダ波を送受信するアンテナ部は、水平方向及び垂直方向のいずれについても反射波の到来方向を検出できるように構成されている。アンテナ部は、水平方向及び垂直方向に並ぶアレイアンテナを備えていてもよい。

【0015】

レーダ装置２は、ビーム方向が、自車ＶＨの前後方向即ち進行方向と一致するように取り付けられ、自車ＶＨの前方に存在する各種物標を検出するために用いられる。ビーム方向とは、照射するレーダビームの中心軸ＣＡ方向に沿った方向である。

【0016】

レーダ装置２が生成する反射点情報には、反射点の方位角、反射点の距離（即ち、レーダ装置２と反射点との距離）、が少なくとも含まれる。なお、レーダ装置２は、反射点の自車ＶＨに対する相対速度、反射点により反射されたレーダビームの受信強度、を検出するように構成されてもよい。反射点情報には、反射点に相対速度、受信強度が含まれていてもよい。

【0017】

反射点の方位角とは、図２、３に示すように、レーダビームの中心軸ＣＡに沿った方向であるビーム方向を基準として求められた、反射点が存在する水平方向の角度（以下、水平角度）Ｈｏｒ及び垂直方向の角度（以下、垂直角度）Ｖｅｒの少なくとも一方である。本実施形態では、垂直角度Ｖｅｒ及び水平角度Ｈｏｒの両方が反射点の方位角を表す情報として反射点情報に含まれる。

【0018】

なお、図４は、垂直軸ずれ時、即ちレーダ装置２の左右軸まわりの軸ずれが生じている様子を示している。軸ずれとは、レーダ装置２が自車ＶＨに正確に取り付けられたときの該レーダ装置２の座標軸に対して、レーダ装置２が自車ＶＨに実際に取り付けられたときの該レーダ装置２の座標軸が、ずれていることをいう。軸ずれ角度とは、このような軸ずれの大きさを角度で表したものである。

【0019】

ここで、レーダ装置２の座標軸とは、図５に示すように、自車ＶＨにレーダ装置２が取り付けられた状態において、レーダ装置２の上下に延びる上下軸Ｚｓ、レーダ装置２の左右に延びる左右軸Ｙｓ、及びレーダ装置２の前後に延びる前後軸Ｘｓ、をいう。上下軸Ｚｓ、左右軸Ｙｓ、及び前後軸Ｘｓは互いに直交する。自車ＶＨの前方にレーダ装置２が設置される本実施形態では、前後軸Ｘｓは中心軸ＣＡに等しい。

【0020】

一方、自車ＶＨの座標軸とは、鉛直方向に延びる軸である垂直軸Ｚｃ、水平方向に延びる軸である水平軸Ｙｃ、及び自車ＶＨの進行方向に延びる進行方向軸Ｘｃ、をいう。垂直軸Ｚｃ、水平軸Ｙｃ、及び進行方向軸Ｘｃは互いに直交する。

【0021】

例えば、本実施形態では、レーダ装置２が自車ＶＨに正確に取り付けられたときには、上述のように中心軸ＣＡは自車ＶＨの進行方向に一致する。つまり、レーダ装置２が自車ＶＨに正確に取り付けられたときには、レーダ装置２の座標軸と自車ＶＨの座標軸とは、それぞれ方向が一致する。

【0022】

本実施形態でいう軸ずれは、垂直軸ずれとロール軸ずれと、を含む。
ここで、垂直軸ずれとは、レーダ装置２の座標軸である上下軸Ｚｓと自車ＶＨの座標軸である垂直軸Ｚｃとにずれが生じている状態をいう。このような垂直軸ずれ時の軸ずれ角度を、垂直軸ずれ角αｐという。垂直軸ずれ角αｐは、所謂ピッチ角αｐであり、自車ＶＨの水平軸Ｙｃまわりの、レーダ装置２の座標軸（即ち、左右軸Ｙｓ）の軸ずれ角度である。つまり、垂直軸ずれ角αｐは、レーダ装置２の左右軸Ｙｓまわりの軸ずれが生じているときの軸ずれ角度である。なお、垂直軸ずれ角αｐは、図５から明らかであるように、レーダ装置２の座標軸である前後軸Ｘｓと自車ＶＨの座標軸である進行方向軸Ｘｃとのずれの大きさを表す角度でも有り得る。

【0023】

一方、ロール軸ずれとは、レーダ装置２の座標軸である左右軸Ｙｓと、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃとにずれが生じている状態をいう。このようなロール軸ずれ時の軸ずれ角度をロール角αｒという。つまり、ロール角αｒは、自車ＶＨの進行方向軸Ｘｃまわりの、レーダ装置２の座標軸（即ち、前後軸Ｘｓ）の軸ずれ角度である。つまり、ロール角αｒは、レーダ装置２の前後軸Ｘｓまわりの軸ずれが生じているときの軸ずれ角度である。

【0024】

本実施形態では、レーダ装置２は、ＦＭＣＷ方式を採用しており、上り変調区間のレーダ波と下り変調区間のレーダ波を予め設定された変調周期で交互に送信し、反射したレーダ波を受信する。ＦＭＣＷは、Frequency Modulated Continuous Waveの略である。本実施形態では、レーダ装置２は、変調周期毎に、上述のように反射点の方位角である水平角度Ｈｏｒ及び垂直角度Ｖｅｒと、反射点までの距離と、反射点との相対速度と、受信したレーダ波の受信電力（以下、反射電力）と、を反射点情報として検出する。

【0025】

車載センサ群３は、自車ＶＨの状態等を検出するために自車ＶＨに搭載された少なくとも１つのセンサである。車載センサ群３には、車速センサが含まれていてもよい。車速センサは、車輪の回転に基づいて車速を検出するセンサである。また、車載センサ群３には、カメラが含まれていてもよい。該カメラは、レーダ装置２によるレーダ波の照射範囲と同様の範囲を撮像する。また、車載センサ群３には、加速度センサが含まれていてもよい。加速度センサは、自車ＶＨの加速度を検出する。また、車載センサ群３には、ヨーレートセンサが含まれていてもよい。ヨーレートセンサは、自車ＶＨ前方に対する自車ＶＨの進行方向の傾きを表すヨー角の変化速度を検出する。

【0026】

信号処理部４は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ４２）と、を含むマイコンを備える。信号処理部４の各種機能は、ＣＰＵ４１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ４２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、信号処理部４を構成するマイコンの数は１つでも複数でもよい。また、信号処理部４が備える各種機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。

【0027】

信号処理部４が実行する処理には、物標認識処理及び軸ずれ推定処理が少なくとも含まれる。
物標認識処理は、レーダ装置２から得られる反射点情報や車載センサ群３から得られる各種情報に基づいて、自車ＶＨが走行する車線や、自車ＶＨと同一車線を走行する先行車両、その他の車両や障害物等を検出する。物標認識処理での処理結果は、支援実行部５等に出力される。

【0028】

軸ずれ推定処理は、自車ＶＨの進行方向に対するレーダ装置２のビーム方向の軸ずれ角度を検出する。詳細については後述する。なお、軸ずれ推定処理を実行する信号処理部４が、軸ずれ推定装置に相当する。

【0029】

支援実行部５は、信号処理部４が実行する物標認識処理での処理結果に基づき、各種車載機器を制御して、所定の運転支援を実行する。制御対象となる各種車載機器には、画像を表示するモニタ、警報音や案内音声を出力する音響機器が含まれていてもよい。又、自車ＶＨの内燃機関、パワートレイン機構、ブレーキ機構等を制御する制御装置が含まれていてもよい。

【0030】

軸ずれ通知装置５１は、車室内に設置された音声出力装置であり、自車ＶＨの乗員に対して、警告音を出力する。なお、支援実行部５が備える音響機器等が軸ずれ通知装置５１として用いられてもよい。

【0031】

搭載角調整装置５２は、モータと、レーダ装置２に取り付けられた歯車とを備える。搭載角調整装置５２は、信号処理部４から出力される駆動信号に従ってモータを回転させる。これにより、モータの回転力が歯車に伝達され、水平方向に沿った軸及び垂直方向に沿った軸を中心にレーダ装置２を回転させることができる。

【0032】

［１－２．処理］
（１－１）軸ずれ推定処理
次に、信号処理部４が実行する軸ずれ推定処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。本処理は、イグニションスイッチがオンされたことをきっかけとして開始される。なお、以下では、軸ずれ角度としての垂直軸ずれ角度（即ち、ピッチ角）αｐを推定する例を説明する。

【0033】

信号処理部４は、本処理が起動すると、Ｓ１０にて、レーダ装置２から反射点情報を取得する。以下では、反射点情報から特定される反射点を、取得反射点という。また、信号処理部４は、車載センサ群３から、自車速Ｃｍを含む、各種検出結果を取得する。

【0034】

信号処理部４は、Ｓ２０では、路面反射抽出処理を実行する。路面反射抽出処理は、取得反射点のうちから、路面上の反射点である路面反射点を抽出するための処理である。路面反射点とは、路面での反射により検出された反射点をいう。路面反射抽出処理の詳細については後述する。

【0035】

信号処理部４は、Ｓ３０では、角度推定処理を実行する。角度推定処理は、レーダ装置２の軸ずれ角度を推定する処理である。つまり、本実施形態では、信号処理部４は垂直軸ずれ角度αｐを推定する。角度推定処理の詳細については後述する。

【0036】

信号処理部４は、Ｓ３５では、Ｓ３０にて推定された軸ずれ角度が調整を必要とするか否かを判断する。具体的には、信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐが予め定められた角度である閾値角度以上である場合に、垂直軸ずれ角度αｐが調整を必要とすると判断する。信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐが閾値角度未満であり調整を必要としない場合に処理をＳ７０へ移行させ、垂直軸ずれ角度αｐが閾値角度以上であり調整を必要とする場合に処理をＳ４０へ移行させる。

【0037】

信号処理部４は、Ｓ４０では、Ｓ３０にて推定された軸ずれ角度が、搭載角調整装置５２による調整可能範囲内であるか否かを判断する。信号処理部４は、Ｓ３０にて推定された軸ずれ角度が調整可能範囲内である場合に処理をＳ５０へ移行させ、調整可能範囲内でない場合には処理をＳ６０へ移行させる。つまり、信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐが調整可能範囲内である場合に処理をＳ５０へ移行させる。

【0038】

信号処理部４は、Ｓ５０では、搭載角調整装置５２によって、Ｓ３０にて推定された軸ずれ角度ぶんレーダ搭載角を調整する。つまり、信号処理部４は、レーダ装置２の左右軸Ｙｓを中心に該左右軸Ｙｓまわりにレーダ装置２を垂直軸ずれ角度αｐぶん回転させて、レーダ装置２の搭載角度を調整する。そして、信号処理部４は、軸ずれ推定処理を終了する。

【0039】

なお、信号処理部４は、本軸ずれ推定処理とは別処理において、Ｓ１０にて取得された反射点の方位角を、Ｓ３０にて推定された軸ずれ角度ぶん補正した方位角を算出してもよい。そして、信号処理部４は、補正後の方位角に基づいて、上述の物標認識処理を実行してもよい。

【0040】

信号処理部４は、Ｓ６０では、レーダ装置２に軸ずれが生じていることを示すダイアグ情報（以下、軸ずれダイアグ）を信号処理部４の外部装置に出力する。外部装置は軸ずれ通知装置５１であってもよい。信号処理部４は、例えば、軸ずれ通知装置５１に軸ずれダイアグを出力してもよい。軸ずれ通知装置５１は、軸ずれダイアグに従って警告音を出力してもよい。

【0041】

信号処理部４は、Ｓ７０では、イグニションスイッチがオフされたか否かを判断する。ここで、信号処理部４は、イグニションスイッチがオフされていない場合に処理をＳ１０へ移行させる。一方、信号処理部４は、イグニションスイッチがオフされた場合に、以上で本軸ずれ推定処理を終了する。

【0042】

（２－２）路面反射抽出処理
次に、信号処理部４が軸ずれ推定処理のＳ２０にて実行する路面反射抽出処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

【0043】

信号処理部４は、Ｓ１００では、車載センサ群３から各種センサによる自車ＶＨの状態等の検出結果を取得する。ここでいう検出結果には、自車ＶＨの車速、加速度、ヨー角、等が含まれ得る。

【0044】

信号処理部４は、Ｓ１１０では、車載センサ群３から取得した自車ＶＨの状態等の検出結果に基づいて、路面反射点を抽出するか否かを判断する。
具体的には、信号処理部４は、自車ＶＨの状態等の検出結果に基づいて自車ＶＨの車体が路面に対して安定しているか否か判断し、自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態である場合に、路面反射点を抽出すると判断する。

【0045】

自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態とは、自車ＶＨの車体が路面に対して傾いていない状態や、自車ＶＨの車体が路面に対して上下に移動していない状態で有り得る。換言すれば、自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態とは、曲率の大きいカーブ道路を走行していない状態や、凹凸の大きい路面を走行していない状態で有り得る。

【0046】

ここで、凹凸の大きい路面を走行していないときとは、平坦な路面を走行しているときであるといえる。この場合は、凹凸の大きい路面を走行しているときよりも、速度及び加速度が大きいと考えられる。一方、曲率の大きいカーブ道路を走行していないときとは、直線道路を走行している状態に近いときであるといえる。この場合は、速度及び加速度が、曲率の大きいカーブ道路を走行しているときよりも大きく、曲率の大きいカーブ道路を走行しているときよりも、ヨー角の変化速度が小さい場合が多い。

【0047】

そこで、信号処理部４は、自車ＶＨの車速が予め定められた車速閾値以上である場合に、自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態であると判断し、路面反射点を抽出すると判断してもよい。つまり、信号処理部４は、自車ＶＨの車速が車速閾値未満である場合、自車ＶＨの車体が路面に対して安定していない状態であると判断し、路面反射点を抽出しない、と判断してもよい。

【0048】

同様に、信号処理部４は、自車ＶＨの加速度が予め定められた加速度閾値以上である場合に、自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態であると判断し、路面反射点を抽出すると判断してもよい。また同様に、信号処理部４は、自車ＶＨのヨー角の変化速度が予め定められた閾値未満である場合に、自車ＶＨの車体が路面に対して安定している状態であると判断し、路面反射点を抽出すると判断してもよい。

【0049】

信号処理部４は、路面反射点を抽出すると判断した場合に処理をＳ１２０へ移行させ、路面反射点を抽出しないと判断した場合に処理をＳ１８０へ移行させる。
信号処理部４は、Ｓ１２０では、全ての取得反射点のうちから１つの取得反射点を選択する。信号処理部４は、選択した取得反射点（以下、単に取得反射点という）について、Ｓ１３０－Ｓ１９５の処理を実行する。

【0050】

信号処理部４は、Ｓ１３０では、取得反射点が水平方向において中心軸ＣＡを含む所定の方位範囲である抽出範囲内に位置するか否かを判断する。信号処理部４は、取得反射点が該方位範囲内に位置する場合に処理をＳ１４０へ移行させ、選択した取得反射点が該方位範囲内に位置しない場合に処理をＳ１９０へ移行させる。

【0051】

つまり、信号処理部４は、複数の取得反射点のうちから抽出範囲内に位置する取得反射点を抽出する。抽出範囲は、例えば、水平方向において中心軸ＣＡを含む±数°－数十°の範囲に定められていてもよい。換言すれば、抽出範囲は、自車ＶＨの前方にレーダ装置２が設置されている本実施形態では、自車ＶＨの進行方向付近の所定の範囲に定められていてもよい。抽出範囲は、実験等によって予め定められていてもよい。抽出範囲は、予めメモリ４２に記憶されている。

【0052】

信号処理部４は、Ｓ１４０では、選択した取得反射点についてのレーダ装置２からの距離が所定の距離閾値未満であるか否かを判断する。信号処理部４は、選択した取得反射点についての距離が距離閾値未満である場合に処理をＳ１５０へ移行させ、選択した取得反射点についての距離が距離閾値以上である場合に処理をＳ１９０へ移行させる。

【0053】

つまり、信号処理部４は、レーダ装置２からの距離が距離閾値未満である取得反射点を抽出する。距離閾値は、予めメモリ４２に記憶されている。
信号処理部４は、Ｓ１５０では、取得反射点が静止反射点であるか否かを判断する。信号処理部４は、取得反射点が静止反射点である場合に処理をＳ１６０へ移行させ、取得反射点が静止反射点でない場合に処理をＳ１９０へ移行させる。静止反射点とは、静止物によってレーダ波が反射された反射点である。

【0054】

つまり、信号処理部４は、取得反射点のうち、静止反射点を抽出する。具体的には、信号処理部４は、Ｓ１０にて取得した自車速Ｃｍを用い、反射点情報に含まれる相対速度をｑ、予め設定された下限の速度閾値をε₁、上限の速度閾値をε₂として、ε₁≦ｑ／Ｃｍ＜ε₂を満たす取得反射点を静止反射点として抽出してもよい。即ち、相対速度ｑに対する自車速Ｃｍの比が、ε₁以上ε₂未満といった予め定められた速度閾値範囲内となる取得反射点を静止反射点として抽出してもよい。

【0055】

静止反射点からレーダ装置２に向かう方向とビーム方向とが一致している場合は、その自車速Ｃｍと反射点の相対速度ｑは同じ大きさとなり、かつ相対速度ｑの向きは自車速Ｃｍとは反対であるため、ｑ／Ｃｍ＝－１となる。このように、ｑ／Ｃｍ＝－１となる反射点は静止反射点であると考えられる。

【0056】

但し、車載センサ群３から取得される自車速Ｃｍは、車輪のスリップ等によって実際の車速とは必ずしも一致しない。また、レーダ装置２にて検出される相対速度ｑにも誤差が含まれる。このため、静止反射点であったとしても、必ずしもｑ／Ｃｍ＝－１になるとは限らない場合がある。下限の速度閾値ε₁及び上限の速度閾値ε₂は、これらの影響を考慮して適宜設定された値を用いてもよい。

【0057】

信号処理部４は、Ｓ１６０では、取得反射点の反射電力が予め定められた電力閾値未満であるか否かを判断する。信号処理部４は、取得反射点の反射電力が電力閾値未満である場合に処理をＳ１７０へ移行させ、取得反射点の反射電力が電力閾値以上である場合に処理をＳ１９０へ移行させる。

【0058】

つまり、信号処理部４は、反射電力が電力閾値未満である取得反射点を抽出する。路面からの反射電力は例えば他の車両からの反射電力よりも小さいと考えられる。電力閾値はこのような路面からの反射電力に基づいて適宜定められてもよい。例えば電力閾値は、実験等により予め定められていてもよい。電力閾値は、予めメモリ４２に記憶されている。

【0059】

信号処理部４は、Ｓ１７０では、取得反射点がカメラによる撮像画像において路面であると識別されているか否かを判断する。信号処理部４は、取得反射点が撮像画像において路面であると推定されている場合に処理をＳ１８０へ移行させ、取得反射点が撮像画像において路面であると推定されていない場合に処理をＳ１９５へ移行させる。

【0060】

つまり、信号処理部４は、撮像画像において路面であると識別されている取得反射点を抽出する。なお、信号処理部４は、本軸ずれ推定処理とは別処理において、カメラによる撮像画像を取得し、撮像画像において路面であると識別される方位範囲を推定するように構成されていてもよい。

【0061】

信号処理部４は、Ｓ１８０では、取得反射点を路面反射点であると判断して、該取得反射点の三次元座標を路面反射点としてメモリ４２に記憶し、処理をＳ１９５へ移行させる。

【0062】

信号処理部４は、Ｓ１９０では、取得反射点を路面反射点でないと判断して、メモリ４２に記憶すること無く、処理をＳ１９５へ移行させる。
信号処理部４は、Ｓ１９５では、全ての取得反射点について路面反射点であるか否かの確認を終了したか、判断する。ここで、信号処理部４は、確認を終了していない場合に処理をＳ１１０へ移行させ、Ｓ１１０－Ｓ１９５の処理を繰り返す。一方、信号処理部４は、確認を終了した場合に、本路面反射抽出処理を終了する。

【0063】

つまり、本実施形態の路面抽出処理では、取得反射点のうち、次の（ａ）－（ｄ）の全てを満たす取得反射点を路面反射点として抽出する。
（ａ）水平方向において中心軸ＣＡを含む抽出範囲内に位置すること。

【0064】

（ｂ）レーダ装置２からの距離が距離閾値未満であること。
（ｃ）静止反射点であること。
（ｄ）反射電力が電力閾値未満であること。

【0065】

（ｅ）カメラによる撮像画像において路面であると識別されていること。
なお、路面反射抽出処理は、上記（ａ）－（ｅ）のうち、少なくとも（ａ）を満たすように構成されてもよい。つまり、路面反射抽出処理は、（ａ）を満たし、且つ、（ｂ）－（ｅ）のうち少なくとも１つを更に満たすように構成されてもよい。又は、路面反射抽出処理は、（ａ）及び（ｂ）を少なくとも満たすように構成されてもよい。つまり、路面反射抽出処理は、（ａ）及び（ｂ）満たし、路面反射抽出処理は、（ｃ）－（ｅ）のうち少なくとも１つを更に満たすように構成されてもよい。

【0066】

［２－３．角度推定処理］
次に、信号処理部４が軸ずれ推定処理のＳ３０にて実行する、角度推定処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。

【0067】

信号処理部４は、Ｓ２１０では、反射点情報に基づいて、反射点情報に含まれる距離と方位角とを用いて、路面反射点についての装置系座標を算出する。装置系座標とは、レーダ装置２の座標軸に基づく三次元座標である。装置系座標は、ビーム方向に直交する平面上での水平距離（ｙｓ）、垂直距離（ｚs）、及び前記ビーム方向の距離（ｘｓ）と、を要素とする座標である。信号処理部４は、全ての路面反射点について装置系座標（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）を算出し、メモリ４２に記憶する。

【0068】

信号処理部４は、Ｓ２２０では、軸ずれ角度を含む２つの未知パラメータと、装置系座標に含まれる２つの要素と、の間に成立する関係式を用いて、未知パラメータに含まれる軸ずれ角度を推定する。

【0069】

軸ずれ角度とは、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び進行方向軸Ｘｃのうちの１つである対象軸まわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である。上述のように、本実施形態では、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃを対象軸として、水平軸Ｙｃまわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である垂直軸ずれ角度αｐを推定する方法を説明する。

【0070】

対象軸に対応するレーダ装置２の座標軸を対応軸という。上述の装置系座標に含まれる２つの要素とは、レーダ装置２の３つの座標軸のうち対応軸に垂直な平面に含まれる、レーダ装置２の２つの座標軸に関する要素である。換言すれば、上述の装置系座標に含まれる２つの要素は、レーダ装置２の３つの座標軸のうち対応軸に垂直な平面である投影面に路面反射点を投影した投影点の座標に相当する。

【0071】

垂直軸ずれ角度αｐを推定する本実施形態では、レーダ装置２の３つの座標軸のうち、対象軸である水平軸Ｙｃに対応する座標軸は左右軸Ｙｓである。すなわち、レーダ装置２の３つの座標軸のうち対応軸である左右軸Ｙｓに垂直な平面に含まれる、レーダ装置２の上下軸Ｚｓ、及び前後軸Ｘｓに関する要素（即ち、ｚｓ、及びｘｓ）が、上述の装置系座標に含まれる２つの要素に相当する。換言すれば、装置系座標に含まれる２つの要素ｚｓ、及びｘｓは、左右軸Ｙｓに垂直な投影面に路面反射点を投影した投影点の座標に相当する。

【0072】

図９に示すように、路面反射点は路面上に位置する。換言すれば、路面反射点は、路面という、同一平面上に位置する。このことから、複数の路面反射点は投影面において直線状に並ぶと考えられる。つまり、次に示す式（１）が成立する。

【0073】

【数1】

【0074】

式（１）は、前後軸Ｘｓ及び上下軸Ｚｓによる投影面における直線を示す一次式である。αｐは、直線の傾き、すなわち垂直軸ずれ角度αｐを示す。βｐは、上下軸Ｚｓにおける切片（即ちＺ切片）を示す。未知数はαｐ及びβｐの２つである。未知数が２つであるため、少なくとも２つの路面反射点に基づいて垂直軸ずれ角度αｐが推定される。なお、複数の路面反射点に基づいて、最小二乗法等を用いて、未知数である垂直軸ずれ角度αｐが推定されてもよい。

【0075】

信号処理部４は、推定した垂直軸ずれ角度αｐをメモリ４２に記憶し、本角度推定処理を終了する。
［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0076】

（１ａ）信号処理部４は、Ｓ１０にて、レーダ装置２により検出された複数の反射点のそれぞれについて、反射点情報を繰り返し取得する。反射点情報とは、反射点についての方位角であってビーム方向を基準として求められた水平角度及び垂直角度と、レーダ装置２と反射点との距離と、を少なくとも含む。信号処理部４は、Ｓ２０では、少なくとも反射点情報に基づいて、複数の反射点のうちから少なくとも１つの路面反射点を抽出する。

【0077】

信号処理部４は、Ｓ２１０では、反射点情報に基づいて、路面反射点それぞれについて、装置系座標を特定する。信号処理部４は、Ｓ２２０では、軸ずれ角度（即ち、垂直軸ずれ角度αｐ）を少なくとも含む２つの未知パラメータ（即ち、αｐ及びβｐ）と、路面反射点の装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｘｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式（即ち、式（１））を用いて、垂直軸ずれ角度αｐを推定する。垂直軸ずれ角度αｐは、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び進行方向軸Ｘｃのうちの１つである対象軸（即ち、水平軸Ｙｃ）まわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である。

【0078】

ここで、レーダ装置２によって、反射点それぞれの装置系座標は精度よく検出されている。信号処理部４は、路面反射点の装置系座標に基づいて、軸ずれ角度としての垂直軸ずれ角度αｐを算術的に推定する。

【0079】

この結果、信号処理部４は、算術的に軸ずれ角度を推定するので、軸ずれが発生したときは車両近くからの反射波の受信強度が最大となることに基づいて軸ずれ角度を推定する従来装置よりも、軸ずれ角度の推定誤差を抑制することができる。従来装置では、例えば遠方に反射強度の大きいマンホール等が存在するような場合には、軸ずれ角の推定精度が低下するおそれがあるからである。

【0080】

（１ｂ）上述の装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｘｓ及びｚｓ）は、レーダ装置２の３つの座標軸のうち対応軸（即ち、左右軸Ｙｓ）に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸（即ち、前後軸Ｘｓ、上下軸Ｚｓ）に関する要素である。対応軸とは、対象軸（即ちＹｃ）に対応するレーダ装置２の座標軸である。これにより、二次元座標に基づいて軸ずれ角度が推定されるので、三次元座標である装置系座標を用いる場合よりも、信号処理部４の処理負荷を低減することができる。

【0081】

（１ｃ）信号処理部４は、Ｓ１１０では、自車ＶＨの状態を検出する車載センサ群３から自車ＶＨの状態の検出結果を取得し、検出結果に基づいて自車ＶＨの車体が路面に対して安定しているか否かを判断するように構成されてもよい。そして、信号処理部４は、自車ＶＨの車体が路面に対して安定していると判断された場合に、Ｓ２０にて、複数の反射点のうちから少なくとも１つの路面反射点を抽出するように構成されてもよい。これにより、斜面や凹凸面といった平面でない路面上の反射点が路面反射点として抽出され難くなる。すなわち、平らな路面上の反射点が路面反射点として抽出され易くなるので、路面反射点が同一平面上に位置することに基づいて、軸ずれ角度を精度よく推定することができる。

【0082】

（１ｄ）信号処理部４は、反射点情報に基づいて、Ｓ１３０では、複数の反射点のうちから、水平方向においてレーダビームの中心軸ＣＡを含む所定の方位範囲内に位置する少なくとも１つの反射点を、路面反射点として抽出するように構成されてもよい。

【0083】

この結果、路面は自車ＶＨの進行方向（即ち、レーダビームの中心軸ＣＡの方向）の真正面付近に少なくとも位置すると考えられるため、所定の方位範囲を適宜定めることにより、路面における取得反射点を抽出する精度を向上させることができる。

【0084】

（１ｅ）信号処理部４は、反射点情報に基づいて、Ｓ１４０では、複数の反射点のうちから、レーダ装置２からの距離が距離閾値未満である少なくとも１つの反射点を、路面反射点として抽出するように構成されてもよい。この結果、路面は自車ＶＨの直近に少なくとも位置すると考えられるため、距離閾値を適宜定めることにより、路面における反射点を抽出する精度をより向上させることができる。

【0085】

（１ｆ）反射点情報には、反射点の自車ＶＨに対する相対速度が含まれていてもよい。信号処理部４は、該反射点情報に基づいて、Ｓ１５０では、複数の反射点のうちから、静止反射点である少なくとも１つの反射点を、路面反射点として抽出するように構成されてもよい。この結果、路面は自車ＶＨに対して静止しているため、路面における反射点を抽出する精度をより向上させることができる。

【0086】

（１ｇ）反射点情報には、反射点の受信強度が含まれていてもよい。信号処理部４は、該反射点情報に基づいて、Ｓ１６０では、反射電力が電力閾未満である少なくとも１つの反射点を、路面反射点として抽出するように構成されてもよい。この結果、路面からの反射電力は例えば他の車両からの反射電力よりも小さいと考えられるため、路面からの反射電力に基づいて電力閾値を適宜定めることにより、路面における反射点を抽出する精度をより向上させることができる。

【0087】

（１ｈ）信号処理部４は、カメラによる撮像画像を取得し、撮像画像において路面であると識別される方位範囲を推定するように構成されてもよい。信号処理部４は、Ｓ１７０では、複数の反射点のうちから、撮像画像において路面であると推定される方位範囲にある少なくとも１つの反射点を、路面反射点として抽出するように構成されてもよい。これにより、路面反射点を抽出する精度をより向上させることができる。

【0088】

なお、上記実施形態において、自車ＶＨが移動体に相当し、信号処理部４が軸ずれ推定装置に相当する。
また、自車ＶＨの座標軸が移動体の座標軸に相当する。また、垂直軸ずれ角度αｐが軸ずれ角度に相当し、αｐ及びβｐが軸ずれ角度を含む２つの未知パラメータ（即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータ）に相当し、ｘｓ及びｚｓが装置系座標に含まれる２つの要素に相当する。水平軸Ｙｃが対象軸に相当し、左右軸Ｙｓが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸が前後軸Ｘｓ及び上下軸Ｚｓに相当する。

【0089】

［１－４．変形例］
（変形例１）信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐに代えて、ロール角αｒを軸ずれ角度として推定してもよい。変形例１では、信号処理部４は、図８に示す角度推定処理に代えて、図１０に示す角度推定処理を実行してもよい。図１０に示す角度推定処理では、図８におけるＳ２２０がＳ２３０に置換される。

【0090】

信号処理部４は、Ｓ２１０では、図８に示すＳ２１０と同様に、反射点情報に基づいて、路面反射点それぞれについて、装置系座標を特定する。
信号処理部４は、Ｓ２３０では、軸ずれ角度（即ち、ロール角αｒ）を少なくとも含む２つの未知パラメータ（即ち、αｒ及びβｒ）と、路面反射点の装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｙｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式（即ち、後述する式（２））を用いて、ロール角αｒを推定してもよい。

【0091】

ロール角αｒは、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び進行方向軸Ｘｃのうちの１つである対象軸（即ち、進行方向軸Ｘｃ）まわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である。

【0092】

装置系座標に含まれる２つの要素は、レーダ装置２の３つの座標軸のうち対象軸（即ち、進行方向軸Ｘｃ）に対応する対応軸（即ち、前後軸Ｘｓ）に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸（即ち、左右軸Ｙｓ及び上下軸Ｚｓ）に関する要素である。換言すれば、装置系座標に含まれる２つの要素ｙｓ及びｚｓは、対応軸である前後軸Ｘｓに垂直な投影面に路面反射点を投影した投影点の座標に相当する。

【0093】

図１１に示すように、路面反射点は、路面という、同一平面上に位置する。このことから、複数の路面反射点は投影面において直線状に並ぶと考えられる。つまり、次に示す式（２）が成立する。

【0094】

【数2】

【0095】

式（２）は、左右軸Ｙｓ及び上下軸Ｚｓによる投影面における直線を示す一次式である。αｒは、直線の傾き、すなわちロール角αｒを示す。βｒは、上下軸Ｚｓにおける切片（即ちＺ切片）を示す。未知数はαｒ及びβｒの２つである。

【0096】

信号処理部４は、推定したロール角αｒをメモリ４２に記憶し、角度推定処理を終了する。
なお、変形例１において、ロール角αｒが軸ずれ角度に相当し、αｒ及びβｒが軸ずれ角度を少なくとも含む２つの未知パラメータ（即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータ）に相当し、ｙｓ及びｚｓが装置系座標に含まれる２つの要素に相当する。進行方向軸Ｘｃが対象軸に相当し、前後軸Ｘｓが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸が左右軸Ｙｓ及び上下軸Ｚｓに相当する。

【0097】

［２．第２実施形態］
［２－１．構成］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。第２実施形態では、信号処理部４は、軸ずれ角度のみを未知パラメータとして、該未知パラメータである軸ずれ角度を推定する点で、第１実施形態と相違する。以下では、垂直軸ずれ角度（即ち、ピッチ角）αｐを軸ずれ角度として推定する例を説明する。

【0098】

［２－２．処理］
信号処理部４は、図８に示す第１実施形態の角度推定処理に代えて、図１２に示す第２実施形態の角度推定処理を実行する。

【0099】

信号処理部４は、Ｓ３１０では、第１実施形態の角度推定処理におけるＳ２１０の処理と同様に、全ての路面反射点について装置系座標（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）を算出し、メモリ４２に記憶する。

【0100】

信号処理部４は、Ｓ３２０では、未知パラメータである垂直軸ずれ角度αｐと、レーダ装置２の搭載高さＨと、装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｘｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式（即ち、式（３））を用いて軸ずれ角度を推定する。搭載高さＨとは、自車ＶＨにおけるレーダ装置２の路面からの高さであり、予めメモリ４２に記憶されている。

【0101】

【数3】

【0102】

なお、式（３）は、図１３に示すように、投影面において、レーダ装置２の座標軸である前後軸Ｘｓ及び上下軸Ｚｓは、垂直軸ずれ角度αｐぶん回転させることにより、自車ＶＨの座標軸である進行方向軸Ｘｃ及び垂直軸Ｚｃに一致すること、に基づいて得られる。

【0103】

つまり、式（４）に示すように、投影面において、装置系座標の２つの要素（ｘｓ、ｚｓ）は、進行方向軸Ｘｃまわりに垂直軸ずれ角度αｐぶんレーダ装置２の座標軸をずらすことによって、車両系座標の２つの要素（ｘｃ、ｚｃ）に一致する。車両系座標とは、自車ＶＨの座標軸に基づく三次元座標（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）である。換言すれば、投影面において、装置系座標の２つの要素（ｘｓ、ｚｓ）は、前後軸Ｘｓまわりに、垂直軸ずれ角度αｐぶんレーダ装置２を回転させることによって、車両系座標の２つの要素（ｘｃ、ｚｃ）に一致する。

【0104】

【数4】

【0105】

ここで、垂直軸ずれ角度αｐが十分小さいと仮定した場合、式（４）から式（５）及び式（６）に示す近似式が得られる。又 図１３に示すように、路面反射点は、路面という、同一平面上に位置することから、車両座標（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）における垂直軸Ｚｃ方向の要素ｚｃの大きさは、レーダ装置２の搭載高さＨに等しく、符号が負となることが明らかである。これにより、式（７）が得られる。式（７）に基づき上述の式（３）が得られる。

【0106】

信号処理部４は、式（３）に基づいて垂直軸ずれ角度αｐを算出し、算出した垂直軸ずれ角度αｐをメモリ４２に記憶し、角度推定処理を終了する。
［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0107】

（２ａ）信号処理部４は、Ｓ３２０では、関係式（即ち、式（３））を用いて、垂直軸ずれ角度αｐを推定する。該関係式は、１つの未知パラメータ（即ち、垂直軸ずれ角度αｐ）と、レーダ装置２の搭載高さＨと、路面反射点の装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｘｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式である。垂直軸ずれ角度αｐは、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び進行方向軸Ｘｃのうちの１つである対象軸（即ち、水平軸Ｙｃ）まわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である。

【0108】

この結果、信号処理部４は、上述の（１ａ）と同様の効果を得ることができる。更に、信号処理部４は、少なくとも１つの路面反射点に基づいて、垂直軸ずれ角度αｐを推定することができる。

【0109】

（２ｂ）搭載高さＨは、自車ＶＨに搭載されたメモリ４２に予め記憶されていてもよい。信号処理部４は、メモリ４２に予め記憶されている搭載高さＨに基づいて、軸ずれ角度を推定してもよい。この結果、自車ＶＨにレーダ装置２の搭載高さＨを検出するための新たな構成を備えなくてもよい。

【0110】

なお、上記実施形態において、垂直軸ずれ角度αｐが軸ずれ角度に相当し、αｐが軸ずれ角度である１つの未知パラメータ（即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータ）に相当し、ｘｓ及びｚｓが装置系座標に含まれる２つの要素に相当する。水平軸Ｙｃが対象軸に相当し、左右軸Ｙｓが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸が前後軸Ｘｓ及び上下軸Ｚｓに相当する。

【0111】

［２－４．変形例］
（変形例２）信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐに代えて、ロール角αｒを軸ずれ角度として推定してもよい。変形例２では、信号処理部４は、図１２に示す角度推定処理に代えて、図１４に示す角度推定処理を実行してもよい。図１４に示す角度推定処理では、図１２におけるＳ３２０がＳ３３０に置換される。

【0112】

信号処理部４は、Ｓ３１０では、図１２に示すＳ３１０と同様に、反射点情報に基づいて、路面反射点それぞれについて、装置系座標を特定する。
信号処理部４は、Ｓ３３０では、関係式（即ち、式（８））を用いて、ロール角αｒを推定してもよい。

【0113】

【数5】

【0114】

式（８）は、１つの未知パラメータ（即ち、ロール角αｒ）と、レーダ装置２の搭載高さＨと、路面反射点の装置系座標に含まれる２つの要素（即ち、ｙｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式である。ロール角αｒは、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び進行方向軸Ｘｃのうちの１つである対象軸（即ち、進行方向軸Ｘｃ）まわりの、レーダ装置２の座標軸の軸ずれ角度である。

【0115】

式（８）は、図１５に示すように、投影面において、レーダ装置２の座標軸である左右軸Ｙｓ及び上下軸Ｚｓは、ロール角αｒぶん回転させることにより、自車ＶＨの座標軸である水平軸Ｙｃ及び垂直軸Ｚｃに一致すること、に基づいて得られる。つまり、式（９）－式（１１）により式（１２）が得られ、式（１２）に基づき上述の式（８）が得られる。

【0116】

【数6】

【0117】

信号処理部４は、上述の式（８）に基づいてロール角αｒを算出し、算出したロール角αｒをメモリ４２に記憶し、角度推定処理を終了する。
なお、上記実施形態において、ロール角αｒが軸ずれ角度に相当し、αｒが軸ずれ角度である１つの未知パラメータ（即ち、軸ずれ角度を含む少なくとも１つの未知パラメータ）に相当し、ｙｓ及びｚｓが装置系座標に含まれる２つの要素に相当する。進行方向軸Ｘｃが対象軸に相当し、前後軸Ｘｓが対応軸に相当し、対応軸に垂直な平面に含まれるレーダ装置２の２つの座標軸が左右軸Ｙｓ及び上下軸Ｚｓに相当する。

【0118】

（変形例３）車載センサ群３は、レーダ装置２の位置を検出するセンサを備えていてもよい。該センサは、例えばカメラであってもよいし、各種レーダ装置であってもよい。信号処理部４は、角度推定処理において、該センサによって検出された搭載高さＨに基づいて、軸ずれ角度を推定してもよい。

【0119】

この結果、搭載高さＨがメモリ４２に記憶された以降に垂直軸Ｚｃにおける上方向又は下方向へのレーダ装置２のずれが生じた場合にも、センサによって検出された搭載高さＨに基づいて、精度よく軸ずれ角度を推定することができる。

【0120】

（変形例４）信号処理部４は、垂直軸ずれ角度αｐ及びロール角αｒの両方を、軸ずれ角度として推定してもよい。変形例４では、信号処理部４は、図１２に示す角度推定処理に代えて、図１６に示す角度推定処理を実行してもよい。図１６に示す角度推定処理では、図１２におけるＳ３２０がＳ３４０に置換される。

【0121】

信号処理部４は、Ｓ３４０では、関係式（即ち、後述する式（１９））を用いて、垂直軸ずれ角度αｐ及びロール角αｒを推定してもよい。
式（１９）は、図１７に示すように、レーダ装置２の座標軸を、左右軸Ｙｓまわりに垂直軸ずれ角度αｐぶん、及び前後軸Ｘｓまわりにロール角αｒぶん回転させることにより、自車ＶＨの座標軸に一致すること、に基づいて得られる。つまり、式（１３）－式（１５）が得られる。

【0122】

【数7】

【0123】

そして、式（１５）に基づいて式（１６）－式（１８）が得られる。

【0124】

【数8】

【0125】

更に、式（１８）に基づき上述の式（１９）が得られる。

【0126】

【数9】

【0127】

式（１９）は、２つの未知パラメータ（即ち、垂直軸ずれ角度αｐとロール角αｒ）と、レーダ装置２の搭載高さＨと、路面反射点の装置系座標に含まれる３つの要素（即ち、ｘｓ、ｙｓ及びｚｓ）と、の間に成立する関係式である。

【0128】

信号処理部４は、上述の式（１９）に基づいて垂直軸ずれ角度αｐとロール角αｒとを算出し、算出した垂直軸ずれ角度αｐとロール角αｒとをメモリ４２に記憶し、角度推定処理を終了する。

【0129】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0130】

（３ａ）上記実施形態では、レーダ装置２がレーダ波を自車ＶＨの前方に向けて送信する形態を示したが、レーダ波の送信方向は自車ＶＨの前方に限定されるものではない。例えば、レーダ装置２は、自車ＶＨの前方、右前方、左前方、後方、右後方、左後方、右側方及び左側方の少なくとも一方に向けてレーダ波を送信するように構成されてもよい。

【0131】

（３ｂ）上記実施形態では、レーダ装置２がＦＭＣＷ方式を採用している例を示したが、レーダ装置２のレーダ方式は、ＦＭＣＷに限定されるものではなく、例えば、２周波ＣＷ、ＦＣＭ又はパルスを採用するように構成されてもよい。ＦＣＭは、Fast-Chirp Modulationの略である。

【0132】

（３ｃ）上記実施形態では、信号処理部４が軸ずれ推定処理を実行する例を示したが、レーダ装置２が軸ずれ推定処理を実行するように構成されてもよい。
（３ｄ）本開示に記載の信号処理部４及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の信号処理部４及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の信号処理部４及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組合せにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。信号処理部４に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0133】

（３ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が備える複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が備える１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が備える複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0134】

（３ｆ）上述した信号処理部４、レーダ装置２、車両制御システム１の他、信号処理部４を機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、軸ずれ推定方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【0135】

なお、上記実施形態において、自車ＶＨが移動体に相当し、信号処理部４が軸ずれ推定装置に相当し、メモリ４２が記憶装置に相当する。また、Ｓ１０が取得部としての処理に相当し、Ｓ２０が抽出部としての処理に相当し、Ｓ３０、Ｓ２１が装置系座標部としての処理に相当し、Ｓ３０、Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０が推定部としての処理に相当する。

【符号の説明】

【0136】

１ 車両制御システム、２ レーダ装置、４ 信号処理部、４１ ＣＰＵ、４２ メモリ、４３ ＲＯＭ、４４ ＲＡＭ。

【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】

【図17】