特許 7519029 車載レーダ装置

(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】2024-07-10

(45)【発行日】2024-07-19

(54)【発明の名称】車載レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20240711BHJP

   G01S 7/41 20060101ALI20240711BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20240711BHJP

   G01S 13/08 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 C

G01S7/41

G01S13/931

G01S13/08

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020160394

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022053645

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080768

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 実

(74)【代理人】

【識別番号】100166327

【弁理士】

【氏名又は名称】舟瀬 芳孝

(74)【代理人】

【識別番号】100106644

【弁理士】

【氏名又は名称】戸塚 清貴

(72)【発明者】

【氏名】寺島 将太

(72)【発明者】

【氏名】奥木 友和

(72)【発明者】

【氏名】山田 秀行

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２３６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１２４０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９１１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０１Ｓ ７／４１

Ｇ０１Ｓ １３／９３１

Ｇ０１Ｓ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両の前方に向けて送信された検知波が自車両の前方に存在する物体からの反射波として受信されるまでの遅延時間に基づいて該物体までの距離を取得するようにした車載レーダ装置であって、
検知波の受信状況を取得する受信状況取得手段と、
前記受信状況取得手段で取得された受信状況に基づいて、第１強受信波の受信から所定時間内に、第２強受信波が受信されると共に該第２強受信波から遅れて第３強受信波が受信されているときに、前記物体が１台の自動車であると判定する判定手段と、
を備えている、
ことを特徴とする車載レーダ装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記判定手段は、前記第１強受信波が受信された時点と前記第２強受信波が受信された時点との間の時間差に基づいて、自動車の大きさを判別する、ことを特徴とする車載レーダ装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記第１強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車の後面からの反射波の受信波に対応し、
前記第２強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車のサイドミラーからの反射波の受信波に対応し、
前記第３強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車の前方での回折による回折波の受信波に対応している、
ことを特徴とする車載レーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、前方の物体が自動車であることを判定できるようにした車載レーダ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近の車両では、例えば自動ブレーキ制御、追従式定速走行制御、ヘッドランプの照射範囲制御等、種々の車載機器での制御のためにレーダを搭載することが一般的となっている。

【0003】

前方障害物を検出するための車載レーダは、通常はもっぱら前方障害物までの距離を検出するものであり、前方障害物がどのような物体であるのかの識別（例えば車両であるのか、歩行者であるのか等の識別）は車載カメラを利用して行うのが一般的である。

【0004】

一方、特許文献１には、機械学習モデルを利用して、レーダによって前方障害物が車両であることを検出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－１６５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、車載カメラは、夜間等の周囲環境が暗い環境下では識別能力が大幅に減少することになる。そして、暗い環境下での識別能力を高めるには、例えば赤外線カメラ等の高価なカメラを使用する必要にせまられることになる。

【0007】

この一方、車載レーダは、周囲環境が暗い夜間等においても検知性能にすぐれている。したがって、車載レーダによって自動車の識別を行えるようにすることは極めて好ましいものとなる。

【0008】

車載レーダによって車両の識別を行う特許文献１に記載のものは、機械学習モデルを利用することから、学習に多大な時間を要すると共に、制御系の負担も大きいものとなる。

【0009】

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、機械学習モデルを利用することなく、極めて簡単に前方物体が自動車であることの判定を行えるようにした車載レーダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明にあっては、基本的に、自車両の前方に存在する前方物体が自車両と同方向に走行する自動車（先行自動車）であるときには、自車両の車載レーダで受信される受信波が特有の受信状況を示す、という知見に基づいてなされたものである。

【0011】

すなわち、自動車は、左右一対のサイドミラーを有することと、大きな表面積を有する車体（特に左右一対の側面部）を有している。そして、自車両の前方に自車両と同方向に走行する自動車が存在する場合は、自車両の車載レーダが受信する受信波として、順次第１強受信波と第２強受信波とが受信され、さらに遅れて第３強受信波も受信されることになる。本発明では、このような受信状況を分析することにより、前方物体が自動車であるか否かを判定するようにしてある。

【0012】

具体的には、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。

【0013】

自車両の前方に向けて送信された検知波が自車両の前方に存在する物体からの反射波として受信されるまでの遅延時間に基づいて該物体までの距離を取得するようにした車載レーダ装置であって、
検知波の受信状況を取得する受信状況取得手段と、
前記受信状況取得手段で取得された受信状況に基づいて、第１強受信波の受信から所定時間内に、第２強受信波が受信されると共に該第２強受信波から遅れて第３強受信波が受信されているときに、前記物体が１台の自動車であると判定する判定手段と、
を備えている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、機械学習モデルを利用することなく、極めて簡単に前方物体が１台の自動車であるか否かを判定することができる。また、前方物体が１台の自動車であるか否かをより確実に（精度良く）判定することができる。

【0014】

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。

【0015】

【0016】

前記判定手段は、前記第１強受信波が受信された時点と前記第２強受信波が受信された時点との間の時間差に基づいて、自動車の大きさを判別する、ようにすることができる。この場合、自動車の大きさを簡単に判定することができる。

【0017】

【0018】

前記第１強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車の後面からの反射波の受信波に対応し、
前記第２強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車のサイドミラーからの反射波の受信波に対応し、
前記第３強受信波が、自車両と同方向に走行している前方の自動車の前方での回折による回折波の受信波に対応している、
ようにすることができる。この場合、第１強受信波～第３強受信波がどのようなものであるのかが具体的に特定される。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、機械学習モデルを利用することなく、極めて簡単に前方物体が自動車であることの判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】自車両に搭載したレーダからの検知波を前方の自動車に向けて照射している状況を示す図。

【図2】前方に自動車が存在することに基づいて強受信波となる第１強反射～第３強反射が生じる状態を示す図。

【図3】前方に自動車が存在する場合での受信波の受信状況を示す図。

【図4】本発明の制御例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１において、自車両がＶ１で示される。自車両Ｖ１には、車載レーダが搭載されていて、そのアンテナが符号１で示され、そのコントローラ（制御ユニット）が符号Ｕで示される。また、自車両Ｖ１の前方に存在して自車両Ｖ１と同方向に走行している前方車両（図１では自動車）が符号Ｖ２で示される。

【0022】

アンテナ１から送信（照射）される検知波が前方車両Ｖ２で反射されて、アンテナ１で受信される。このアンテナ１での検知波の送信から受信までの遅延時間を、車載レーダに設定されている所定の計算式に代入することにより、前方車両Ｖ２までの距離が算出される。上記遅延時間が同じであれば、レーダ方式やその内部モデルの相違にかかわらず、算出される距離は同じである。

【0023】

自車両Ｖ１に搭載された車載レーダ（のコントローラＵ）は、前方物体が自動車であるか否かの判定を行うようになっている。この判定は、受信波を分析して、前方物体が自動車である場合に生じる特有の受信状況であるか否かをみることによって行われる。

【0024】

図２は、前方車両Ｖ２が自動車でありかつ自車両Ｖ１と同方向に走行している状況において、自車両Ｖ１のアンテナ１から前方へ照射された検知波が、前方車両Ｖ２で反射されてアンテナ１へどのように戻ってくるのかを模式的に示すものである。

【0025】

前方車両Ｖ２は、自動車であることから、左右一対のサイドミラー２１を有すると共に、大きな表面積を有する車体（特に側面部）を有している。前方車両Ｖ２から戻ってきてアンテナ１で受信される受信波としては、第１強反射に基づく第１強受信波、第２強反射に基づく第２強受信波、第３強反射に基づく第３強受信波の３種類が存在する、ということが検証の結果確認された。

【0026】

第１強反射は、前記車両Ｖ２の後面での反射となり、第１強受信波として受信される。

【0027】

第２強反射は、サイドミラー２１での反射となるが、直線的にアンテナ１へ戻るのではなく、前方車両Ｖ２の車体（特に側面部）に沿うようにしてアンテナ１へ戻るものであり、第２強受信波として受信される。

【0028】

第３強反射は、前方車両Ｖ２の前方での回折で、自車両Ｖ１に向けて直線的に戻るものではなく、前方車両Ｖ２の車体（特に側面部）に沿うようにしてアンテナ１へ戻るものであり、第３強受信波として受信される。

【0029】

ちなみに、オートバイや自転車においても左右一対のサイドミラーを有するが、大きな表面積を有する車体を有しないことから、第２強反射および第３強反射は発生しない、ということが確認された。

【0030】

図３は、検知波が送信されてから受信されるまでの間の遅延時間と、受信波の受信強度との関係を示すタイムチャートである。遅延時間は、距離に対応したものとなり、遅延時間が大きいほど距離が大きくなる。すなわち、遅延時間は検知波の往復時間となるので、遅延時間の半分の時間に対して検知波の伝播速度を乗算することにより、距離が算出される。

【0031】

この図３において、第１強反射に対応した第１強受信波が符号α１で示され、第２強反射に対応した第２強受信波が符号α２で示され、第３強反射に対応した第３強受信波が符号α３で示される。

【0032】

図３中、ｔ４は、閾値としての所定時間である。所定時間ｔ４は、市販されている大型自動車（例えばトラックやバス）の前後方向長さよりも若干大きい長さに対応した時間として設定されている。具体的には、所定時間ｔ４は、距離にして２０ｍ程度の距離に対応するように設定されているが、実際に走行（市販）されている大型自動車の最大の長さに対応した距離となるように時間ｔ４を設定すればよい。

【0033】

また、Ｔ１～Ｔ３は、それぞれ時間差を示す。時間差Ｔ１は、第１強受信波α１の検出時点と第３強受信波α３の検出時点との時間差である。時間差Ｔ２は、第１強受信波α１の検出時点と第２強受信波α２の検出時点との時間差である。時間差Ｔ３は、第２強受信波α２の検出時点と第３強受信波α３の検出時点との時間差を示す。Ｔ１＝Ｔ２＋Ｔ３である。

【0034】

時間差Ｔ２は、前方車両Ｖ２における後面からサイドミラー２１までの距離を示す値として考えることができる。したがって、この時間差Ｔ２の大きさをみることによって、前方車両Ｖ２の大きさ（前後方向長さ）を推定することが可能となる。例えば、時間差Ｔ２に対応する距離に応じて、例えば小型車、中型車、大型車に区別することが可能である。なお、時間差Ｔ２が小さ過ぎるとき、あるいは大き過ぎるときは、前方車両Ｖ２が自動車ではない可能性が高いものとなる。

【0035】

次に、図４に示すフローチャートを参照しつつ。車載レーダのコントローラＵによって前方物体が自動車であるか否かを判定するための制御例について説明する。図４に示す制御例では、所定時間となる閾値ｔ４の他に、自動車の大きさを判定するために、閾値としての複数の時間ｔ１～ｔ３が設定されている。ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４である。時間ｔ１は、距離にして１．５ｍ程度の距離に対応している。ｔ２は、距離にして４ｍ程度の距離に対応している。ｔ３は、距離にして７ｍ程度の距離に対応している。

【0036】

以上のことを前提として、まず、Ｑ１において、検知波が受信される。この後、Ｑ２において、受信状況が分析される（図３に示すようなタイムチャートの作成に相当）。

【0037】

Ｑ２の後、Ｑ３において、第１強反射～第３強反射に対応した第１～第３強受信波α１～α３が受信されているか否かが判別される。なお、強受信波は、所定値以上の受信レベルのものとされる。Ｑ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、第１強受信波α１が検出された時点と第３強受信波α３が検出された時点との間の時間差Ｔ１が、所定時間ｔ４よりも小さいか否かが判別される。

【0038】

上記Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、前方物体が自動車であると判定されるときである。この後は、Ｑ５～Ｑ９の処理によって、自動車の大きさ（前後方向長さ）が判定される。すなわち、Ｑ５において、第１強受信波α１の検出時点と第２強受信波α２の検出時点との時間差Ｔ２が、ｔ１以上でｔ２未満であるか否かが判別される。このＱ５の判別でＹＥＳのときは、前方物体が小型の自動車であると判定される。

【0039】

上記Ｑ５の判別でＮＯのときは、Ｑ７において、上記Ｔ２が、ｔ２以上でｔ３未満であるか否かが判別される。このＱ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８において、前方物体は中型の自動車であると判定される。上記Ｑ７の判別でＮＯのときは、Ｑ９において、前方物体は大型の自動車であると判定される。

【0040】

上記Ｑ６、Ｑ８、Ｑ９での判定結果は、例えば、自車両Ｖ１の運転者から目視されや易い位置に設定されたディスプレイ２（図１参照）に表示される。自車両Ｖ１の運転者は、ディスプレイ２に表示された表示内容を見て、前方自動車の追い越し等に注意を払うことができる。

【0041】

前記Ｑ３の判別でＮＯのとき、あるいはＱ４の判別でＮＯのときは、そのまま終了される（前方物体が自動車であるという判定は行われない）。

【0042】

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、自動車であると判定された際に、その大きさの区別を２種類あるいは４種類以上で行うこともでき、また、大きさの判定を行わないようにすることもできる。第１強受信波α１と第２強受信波αとに基づいて自動車であるか否かの判定を行うようにしてもよい（第３強受信波α３は無視）。すなわち、所定時間ｔ４内に、第１強受信波α１と第２強受信波α２とが検出されたときに、前方物体が自動車であると判定することができる。

【0043】

図４に示す制御例では、先に第１強受信波α１～第３強受信波α３の存在を確認した後、３つの強受信波α１～α３が所定時間ｔ４内に検出されたか否かを判別するようにししている。これとは逆に、第１強受信波α１が受信された時点を開始時点として、これから所定時間ｔ４内に第２強受信波α２と第３強受信波α３とが検出されたか否かを確認するようにしてもよい。自動車の大きさ判定は、第１強受信波α１の検出時点から第３強受信波α３が検出されるまでの時間差に基づいて決定することも可能である。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、前方物体が自動車であるか否かの判定を車載レーダによって行うことができる。

【符号の説明】

【0045】

Ｖ１：自車両
Ｖ２：前方車両
１：アンテナ（自車両）
Ｕ：コントローラ（自車両）
２：ディスプレイ（自車両）
２１：サイドミラー（前方車両）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】