WO2018235818A1 - 周辺監視レーダ装置 - Google Patents

Abstract

周辺監視レーダ装置（２０ａ，２０ｂ）は、送信部（２１，２２）と、受信部（２１，２３）と、スペクトラム生成部（２１）と、方位算出部（２１）と、環境判定部（２１）と、位置算出部（２１）と、を備える。送信部（２１，２２）は、複数の変調方式の送信信号の組み合わせを送信する。環境判定部（２１）は、変調方式ごとに、周波数スペクトラムの乱雑度から、周辺環境が複雑環境か否かを判定する。位置算出部（２１）は、変調方式ごとに算出された方位のうち、複雑環境であると判定された変調方式の方位を除いた方位を用いて、物標の位置を算出する。

Description

周辺監視レーダ装置 関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１７年６月１９日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１７－１１９５４３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１７－１１９５４３号の全内容を本国際出願に参照により援用する。

　本開示は、車両の周辺を監視するレーダ装置に関する。

　車両周辺の物標を監視するレーダ装置として、物標の検知精度を向上させるために、複数の変調方式を組み合わせて用いるレーダ装置がある。例えば、下記特許文献１に記載の車両用レーダ装置は、ＦＭＣＷ変調方式により変調されたレーダ波と、ＣＷ変調方式により変調されたレーダ波とを組み合わせて送信している。そして、上記車両用レーダ装置は、ＣＷ変調方式による検知結果を用いて、ＦＭＣＷ変調方式において算出された周波数スペクトラムでのピークの重なりの有無を判定している。さらに、上記車両用レーダ装置は、ピークが重なっている場合には、ＣＷ変調方式で得られた信号から算出された方位を用い、ピークが重なっていない場合には、ＦＭＣＷ変調方式で得られた信号から算出された方位を用いている。

　ところで、車両に搭載されたレーダ装置は、自車両の周辺環境によって、監視対象の方位の算出精度が低下することがある。例えば、レーダ装置がＦＭＣＷ変調方式の場合、連続する路側物等の近傍を監視対象である他車両が走行するような環境下では、周波数スペクトラムにおいて、路側物のピークと監視対象のピークとが重なって、一つのピークとして検出されることがある。このとき、同じ位置にピークが出現する路側物と監視対象との方位差がレーダ装置の方位分離能以上あれば、両者は別体として検出され、個別に方位が算出される。しかしながら、路側物と監視対象との方位差がレーダ装置の方位分離能未満であれば、両者は一つの物標として検出され、両者の間の方位が算出される。そして、レーダ装置が、検出された物標を監視対象であると認識した場合、監視対象の方位は、実際の他車両の位置よりも路側物の側にずれるような誤差を含んだ方位となり、算出精度が低下する。ひいては、方位を用いて算出する物標の位置の算出精度も低下する。

　また、例えば、ＣＷ変調方式の場合、監視対象である他車両が自車両の近くを並走している環境下では、周波数スペクトラムにおいて、監視対象の車輪からの反射波に基づき、幅広い周波数に亘って多数のピークが生じることがある。これは、車輪が様々な速度成分を持つことによる。そのため、周波数スペクトラムから他車両の車速に相当するピークを抽出することが困難になる。また、そのピークを抽出できたとしても、方位展開時に、そのピークの方位と車輪の反射の方位とを精度よく分離できなくなり、監視対象の方位の算出精度が低下する。ひいては、方位を用いて算出する物標の位置の算出精度も低下する。

特開２００４－３４０７７５号公報

　上記車両用レーダ装置は、ＣＷ変調方式による検知結果を用いて、ＦＭＣＷ変調方式において算出された周波数スペクトラムでのピークの重なりの有無を判定する。そのため、上記車両用レーダ装置では、自車両の周辺環境が、ＣＷ変調方式における方位の算出精度を低下させる環境である場合に、ピークの重なりの有無が誤判定される可能性があるという問題が見出された。すなわち、上記車両用レーダ装置では、ＦＭＣＷ変調方式で得られた信号から算出された方位の方が高精度にもかかわらず、ＣＷ変調方式で得られた信号から算出された方位を用いる可能性があるという問題が見出された。ひいては、上記車両用レーダ装置では、物標の位置の算出精度が低下する可能性があるという問題が見出された。

　本開示の１つの局面は、物標の位置を精度よく算出することが可能な周辺監視レーダ装置を提供できることが望ましい。
　本開示の１つの局面は、車両に搭載され、車両の周辺の物標を監視する周辺監視レーダ装置であって、送信部と、受信部と、スペクトラム生成部と、方位算出部と、環境判定部と、位置算出部と、を備える。送信部は、複数の変調方式で変調された送信信号の組み合わせをレーダ波として送信する。受信部は、物標からの反射波から受信信号を生成する。物標は、送信部により送信されたレーダ波を反射する。スペクトラム生成部は、変調方式ごとに、受信部により生成された受信信号に基づいて周波数スペクトラムを生成する。方位算出部は、変調方式ごとに、スペクトラム生成部により生成された周波数スペクトラムから物標に相当するピークを抽出し、抽出した前記ピークを方位展開して物標の方位を算出する。環境判定部は、変調方式ごとに、スペクトラム生成部により生成された周波数スペクトラムの乱雑度から、変調方式にとって、車両の周辺環境が方位の算出精度を低下させる複雑環境か否かを判定する。位置算出部は、方位算出部により変調方式ごとに同じ物標に対して算出された方位のうち、環境判定部により車両の周辺環境が複雑環境であると判定された変調方式において算出された方位を除いた方位を用いて、物標の位置を算出する。

　本開示の１つの局面によれば、複数の変調方式で変調された送信信号の組み合わせがレーダ波として送信される。そして、変調方式ごとに、受信信号に基づいた周波数スペクトラムが生成される。さらに、周波数スペクトラムから物標に相当するピークが抽出され、抽出されたピークが方位展開されて、物標の方位が算出される。

　ここで、変調方式ごとに、方位の算出精度が低下する車両の周辺環境は異なる。そのため、複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式において方位の算出精度が低下した場合でも、他の変調方式では精度良く方位を算出できる場合がある。そこで、変調方式ごとに生成された周波数スペクトラムの乱雑度から、その変調方式にとって、車両の周辺環境が方位の算出精度を低下させる複雑環境か否か判定される。そして、複雑環境と判定された変調方式以外の変調方式において算出された方位を用いて、物標の位置が算出される。したがって、物標の位置を精度良く算出することができる。さらには、各種制御に利用するために物標の位置情報から求められる監視対象の物標の軌跡も、精度良く算出することができる。

　なお、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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るレーダ装置から送信されるレーダ波の波形を示す図である。 ２ＦＣＷ方式の周波数スペクトラム波形のピークとＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形のピークとのペアマッチを示す図である。 自車両の周辺に路側物が存在する状況を説明する図である。 路側物が存在する場合における、２ＦＣＷ方式及びＦＭＣＷ方式の方位スペクトラム波形を示す図である。 クリアな環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形を示す図である。 複雑環境下でのＦＭＣＷ方式の周波数スペクトラム波形を示す図である。 状況に応じて使用する方位情報を定めた規定を示す図である。 物標の位置を算出する処理手順を示すフローチャートである。 路側物が存在する場合に、クリアな環境下になっている変調方式での方位情報を用いたときの他車両の軌跡を示す図である。 路側物が存在する場合に、２ＦＣＷ方式での方位情報とＦＭＣＷ方式での方位情報との平均を用いたときの他車両の軌跡を示す図である。

　以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための例示的な実施形態を説明する。
　［１．構成］
　まず、本実施形態に係る車載システム１００について、図１を参照して説明する。車載システム１００は、レーダシステム１０と、運転支援ＥＣＵ３０と、警報装置４０と、他の制御ＥＣＵ群５０と、を備える、車両に搭載されたシステムである。

　レーダシステム１０は、レーダ装置２０ａ，２０ｂを備える。レーダ装置２０ａは、車両の後部の右側面に設置された右後側のレーダ装置である。また、レーダ装置２０ｂは、車両の後部の左側面に設置された左後側のレーダ装置である。レーダ装置２０ａとレーダ装置２０ｂの構成及び機能は、基本的に同じである。以下では、レーダ装置２０ａ及びレーダ装置２０ｂをまとめてレーダ装置２０と称する。なお、レーダシステム１０は、少なくとも１つのレーダ装置２０を備えていればよい。つまり、レーダシステム１０は、１台のレーダ装置２０を備えていてよいし、３つ以上のレーダ装置２０を備えていてもよい。本実施形態では、レーダ装置２０が周辺監視レーダ装置に相当する。

　レーダ装置２０は、レーダ波を繰り返し送受信して自車両７０の周辺を監視するミリ波レーダである。レーダ装置２０は、信号処理部２１、送信アンテナ部２２、及び受信アンテナ部２３を備える。信号処理部２１は、複数の変調方式で変調された送信信号の組み合わせを生成し、生成した送信信号の組み合わせに基づいて、レーダ波である送信波を送信アンテナ部２２から放射させる。

　本実施形態では、図２に示すように、ＦＭＣＷ方式で変調された送信信号と２ＦＣＷ方式で変調された送信信号とを組み合わせて１セットとし、送信アンテナ部２２は、この１セットの送信信号に基づいたレーダ波を所定の周期で繰り返し送信する。なお、ＦＭＣＷは、Frequency Modulated Continuous Waveの略である。２ＦＣＷは、２ Frequency Continuous Waveの略である。

　受信アンテナ部２３は、一列に車幅方向に配置されたＮ個のアンテナを有し、送信波を反射した物標から返ってきた反射波を受信波として受信する。Ｎは２以上の整数である。そして、信号処理部２１は、受信アンテナ部２３が有するＮ個のアンテナのそれぞれにて受信された受信波から受信信号を生成し、アンテナごとに、ビート信号を生成する。ビート信号は、送信信号と受信信号との周波数差を周波数とする周波数差信号である。

　さらに、信号処理部２１は、生成したビート信号に対してＦＦＴなどの周波数解析処理を実行して、周波数スペクトラムを生成する。その際、信号処理部２１は、変調方式ごとに、ビート信号から周波数スペクトラムを生成する。本実施形態では、信号処理部２１は、ビート信号のＦＭＣＷ方式の周波数上昇部分からアンテナごとに周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐを生成し、ＦＭＣＷ方式の周波数下降部分からアンテナごとに周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎを生成する。そして、信号処理部２１は、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピークごとに方位θと電力情報を抽出する。

　具体的には、信号処理部２１は、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのそれぞれにおいて、各アンテナから集めたＮ個の同一周波数のピーク周波数成分について、Multiple Signal Classification（以下、ＭＵＳＩＣ）等のアルゴリズムを用いた到来方向推定処理を実施して、方位θを抽出する。信号処理部２１は、抽出した方位θと電力情報を使用して、同じ物標に対応した周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐのピーク周波数と、周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎのピーク周波数とをペアマッチする。そして、信号処理部２１は、物標ごとに、ペアマッチされた周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピーク周波数から、自車両７０に対する物標の相対速度Ｖｒ、及び自車両７０から物標までの距離Ｒを算出する。

　なお、信号処理部２１は、ＦＭＣＷ方式の部分については、ビート信号の周波数上昇部分と周波数下降部分のいずれか一方において抽出した物標の方位θを、ＦＭＣＷ方式における方位θとして用いてもよい。また、信号処理部２１は、周波数上昇部分と周波数下降部分のそれぞれにおいて抽出した物標の方位θの平均を、ＦＭＣＷ方式における方位θとして用いてもよい。　また、信号処理部２１は、ビート信号の２ＦＣＷ方式の部分からアンテナごとに周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗを生成する。信号処理部２１は、２ＦＣＷ方式の部分については、アンテナごとに、２つの送信周波数のそれぞれのビート信号から、それぞれ周波数スペクトラムを生成し、生成した２つの周波数スペクトラムを足し合わせて周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗを生成する。そして、信号処理部２１は、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピークごとに方位θと電力情報を抽出する。方位θは、ＭＵＳＩＣ等のアルゴリズムを用いた到来方向推定処理を実施して求めればよい。

　信号処理部２１は、抽出した方位θと電力情報を使用して、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピーク周波数から、自車両７０に対する物標の相対速度Ｖｒ、及び自車両７０から物標までの距離Ｒを算出する。つまり、信号処理部２１は、ビート信号のＦＭＣＷ方式の部分から、物標の距離Ｒ、方位θ、相対速度Ｖｒを算出し、２ＦＣＷ方式の部分から、物標の距離Ｒ、方位θ、相対速度Ｖｒを算出する。

　そして、図３に示すように、信号処理部２１は、物標ごとに、算出した相対速度Ｖｒと方位θと電力情報とを用いて、同じ物標に対応した、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピーク周波数と、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピーク周波数のペアとをペアマッチする。

　そして、信号処理部２１は、周波数スペクトラムに基づいて物標情報を生成し、生成した物標情報を運転支援ＥＣＵ３０へ出力する。物標情報は、物標の距離Ｒ及び方位θから算出した物標の位置Ｐ、物標の相対速度Ｖｒを含む。なお、物標の位置Ｐの算出に用いる物標の方位θの詳細は後述する。本実施形態では、送信アンテナ部２２及び信号処理部２１が送信部に相当し、受信アンテナ部２３及び信号処理部２１が受信部に相当する。また、信号処理部２１が、スペクトラム生成部、方位算出部、環境判定部、及び位置算出部の機能を実現する。

　制御ＥＣＵ群５０は、運転支援ＥＣＵ３０以外の自車両に搭載された複数のＥＣＵであり、ネットワーク６に接続されている。
　運転支援ＥＣＵ３０は、各レーダ装置２０から各レーダ装置２０にて検知された物標の物標情報を取得するとともに、ネットワーク６を介して、制御ＥＣＵ群５０とデータのやり取りを行う。そして、運転支援ＥＣＵ３０は、自車両の周辺に、自車両と衝突する可能性がある物標が存在する場合に、警報装置４０へ警報出力指令を出力する。

　警報装置４０は、ドアミラーや車室内に設けられたインジケータや、車室内のスピーカ、車室内のディスプレイなどである。警報装置４０は、運転支援ＥＣＵ３０からの警報出力指令に応じて、警告音や注意を促す音声を出力したり、警告を表示したりする。

　［２．方位算出精度］
　自車両７０の周辺環境によって、物標の方位θの算出精度が低下することがある。そして、物標の方位θの算出精度が低下する周辺環境は、変調方式によって異なる。例えば、ＦＭＣＷ方式では、図４に示すように、自車両７０の周辺に、高反射物である路側物２００が存在する場合に、物標の方位θの算出精度が低下する。路側物２００は、ガードレールや防音壁などである。

　ＦＭＣＷ方式の場合、ビート信号の周波数は、物標の距離Ｒと相対速度Ｖｒに依存する。そのため、自車両７０の周辺に、路側物２００のような連続した高反射物が存在すると、図７に示すように、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎに、幅広い周波数に亘って多数のピークが生じる。よって、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎにおいて、監視対象である物標のピークと同じ位置に路側物２００のピークが出現する。同じ位置にピークが出現する物標と路側物２００との方位の差が、レーダ装置２０の方位分離能未満になると、路側部２００と物標とを分離して方位を算出することができない。その結果、物標の方位は、路側物２００の方位と実際の物標の方位との中間の方位として算出される。すなわち、物標の方位は、本来の方位よりも路側部２００側にずれるような誤差を含んだ方位として算出される。

　これに対して、２ＦＣＷ方式では、ビート信号の周波数は、物標の相対速度Ｖｒに依存し、距離Ｒには依存しない。そのため、自車両７０の周辺に路側物２００が存在しても、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗでは、自車速を路側物の方向に投影した速度に相当する周波数ビンにピークが現れるだけである。そして、自車両７０の後方に存在する路側物２００は、自車両７０から離脱する方向の速度すなわち負の相対速度をもつため、検知したい自車両７０に接近する物標の周波数ピークと、検知したくない路側物２００等の周波数ピークが重なることは基本的にない。よって、自車両７０の周辺に路側物２００が存在しても、２ＦＣＷ方式で算出された物標の方位θは、路側物２００側へずれることなく、算出精度が低下することはない。

　一方、２ＦＣＷ方式では、自車両７０の近傍に他車両が存在している場合、例えば、他車両が自車両７０と並走している場合に、物標の方位θの算出精度が低下する。自車両７０の近傍に他車両が存在している場合は、レーダ装置２０により受信される受信波には、他車両の車輪にて反射された反射波が含まれる。車輪は様々な速度成分を持つため、受信波に車輪にて反射された反射波が含まれている場合、受信波から算出されたビート信号の周波数には、様々な速度成分が含まれる。よって、自車両７０の近傍に他車両が存在している場合、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗに、幅広い周波数に亘って多数のピークが生じる。その結果、２ＦＣＷ方式において算出された物標の方位θは、算出精度が低下する。なお、自車両７０から他車両が離れている場合には、他車両の車輪からの反射の影響が小さくなるため、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの幅広い周波数に亘る多数のピークの発生は抑制される。

　以上から、図６に示すように、ＦＭＣＷ方式において、自車両７０の周辺環境が路側物２００等の存在しないクリアな環境の場合には、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎの乱雑度が比較的低くなり、物標の方位θを精度良く算出することができる。また、図７に示すように、ＦＭＣＷ方式において、自車両７０の周辺環境が路側物２００等の存在する複雑な環境の場合には、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎの乱雑度が比較的高くなり、物標の方位θの算出精度が低下する。

　同様に、２ＦＣＷ方式において、自車両７０の周辺環境が近傍に他車両の存在しないクリアな環境の場合には、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの乱雑度が比較的低くなり、物標の方位θを精度良く算出することができる。また、２ＦＣＷ方式において、自車両７０の周辺環境が近傍に他車両の存在する複雑な環境の場合には、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの乱雑度が比較的高くなり、物標の方位θの算出精度が低下する。

　よって、本実施形態では、図８に示すように、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のどちらにおいても、周波数スペクトラムの乱雑度が低い場合つまり正常な場合には、２つの変調方式で算出された物標の方位θを平均した値を用いて、物標の位置Ｐを算出する。これにより、物標の方位θの安定性が向上する。そして、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のうちの一方の変調方式における周波数スペクトラムの乱雑度が高い場合には、その変調方式において算出された物標の方位θを除外し、もう一方の変調方式において算出された物標の方位θを用いて、物標の位置Ｐを算出する。

　また、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のどちらにおいても、周波数スペクトラムの乱雑度が高い場合には、ＦＭＣＷ方式で算出された物標の方位θを用いて、物標の位置Ｐを算出する。一般に、ＦＭＣＷ方式において、物標の方位θの算出精度が低下した場合には、物標と路側物２００等との間の方位が検出される。これに対して、２ＦＣＷ方式において物標の方位θの算出精度が低下した場合には、周辺車両のタイヤドラップで検出した方位など、検知したい物標と全く関係ない方位を検出する可能性がある。よって、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のどちらにおいても物標の方位θの算出精度が低下する場合には、ＦＭＣＷ方式の方が、検知したい物標の方位に近い方位θが算出される可能性が高いので、ＦＭＣＷ方式で算出された物標の方位θを用いる。

　なお、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のどちらにおいても、自車両７０の周辺環境が複雑環境の場合、物標の方位θの算出精度は低下するが、物標の距離Ｒ及び相対速度Ｖｒの算出精度は影響を受けない。よって、物標の距離Ｒ及び相対速度Ｖｒは、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のどちらで算出された値を用いてもよい。本実施形態では、ＦＭＣＷ方式において算出された物標の距離Ｒ及び相対速度Ｖｒを用いる。

　［３．処理］
　次に、物標の位置を算出する処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、信号処理部２１が、ビート信号の周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎ，Ｓｐ＿ｃｗを生成した都度実行する。

　まず、Ｓ１０では、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎ，Ｓｐ＿ｃｗから、それぞれピークを抽出し、ピークごとに、電力情報を抽出するとともに、Ｎ個のアンテナから集めたピーク周波数成分から反射波が到来する方位θを抽出する。そして、抽出した方位θと電力情報を使用して、同じ物標に対応した、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎの周波数ピークをペアマッチし、物標の相対速度Ｖｒ及び距離Ｒを算出する。また、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピーク周波数から、物標の相対速度Ｖｒ及び距離Ｒを算出する。

　続いて、Ｓ２０では、物標ごとに、同じ物標に対応した、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗのピーク周波数と、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎのピーク周波数のペアとをペアマッチする。

　続いて、Ｓ３０では、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎ及びＳｐ＿ｃｗのそれぞれの乱雑度から、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のそれぞれにとって、自車両７０の周辺環境が、物標の方位θの算出精度を低下させる複雑環境であるか否か判定する。具体的には、ＦＭＣＷ方式の場合、次の（ｉ）及び（ｉｉ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、自車両７０の周辺環境が複雑環境であると判定する。（ｉ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎのピークの数が、予め設定された数閾値よりも多いこと。（ｉｉ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎにおけるピークでの電力を平均したピーク電力の平均値が、予め設定されたピーク閾値よりも大きいこと。ピーク電力の平均値は、ピークが３つある場合には、３つの電力を平均した値となる。

　複雑環境判定範囲は、図６及び図７に示すように、周波数スペクトラムの所定の範囲である。複雑環境判定範囲は、監視対象とする物標の距離Ｒの範囲に応じて予め設定されている。つまり、監視対象となる物標が存在する範囲が、複雑環境判定範囲となる。２ＦＣＷ方式の場合も、同様に、（ｉ）及び（ｉｉ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、自車両７０の周辺環境が複雑環境であると判定する。ただし、２ＦＣＷ方式の場合、複雑環境判定範囲は、監視対象とする物標の相対速度Ｖｒの範囲に応じて予め設定されている。

　さらに、ＦＭＣＷ方式の場合、次の（ｉｉｉ）の条件を加え、（ｉ），（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、自車両７０の周辺環境が複雑環境であると判定してもよい。（ｉｉｉ）複雑環境判定範囲において、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ又は周波数スペクトラムＳｐ＿ｄｎの平均電力が、予め設定された平均閾値よりも大きいこと。２ＦＣＷの場合も、同様に、（ｉ），（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の条件のうちの少なくとも１つを満たす場合に、自車両７０の周辺環境が複雑環境であると判定してもよい。ただし、２ＦＣＷ方式の場合、周波数スペクトラムＳｐ＿ｃｗの平均電力と平均閾値とを比較する。

　続いて、Ｓ４０では、Ｓ１０において、抽出された物標の物標情報を生成する。まず、Ｓ３０で判定した判定結果及び図８に示す規定に基づいて、物標の位置算出に用いる物標の方位θを決定する。そして、決定した物標の方位θと、Ｓ１０で算出した物標の距離Ｒとから物標の位置Ｐを算出し、物標の位置Ｐ及びＳ１０で算出した物標の相対速度Ｖｒを含む物標情報を生成する。以上で本処理を終了する。

　［４．作用］
　次に、図１０に、図８に示す規定に基づいて決定した物標の方位θを用いて他車両８０の位置Ｐを算出し、算出した他車両８０の位置Ｐから求めた軌跡Ｔを示す。また、図１１に、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式にて算出した物標の方位θを平均した値を用いて他車両８０の位置Ｐを算出し、算出した他車両８０の位置Ｐから求めた軌跡Ｔを示す。図１０及び図１１は、道路の幅方向をｘ座標、車両の進行後方をｙ座標で示し、自車両７０が、ｙ方向に沿って右側に路側物２００が設けられた道路を走行している状態を表している。つまり、図１０及び図１１は、ＦＭＣＷ方式にとって、自車両７０の周辺環境が複雑環境である状態を表している。他車両８０は、自車両７０の後方を真直ぐに走行しており、破線で示す直線が他車両８０の実際の軌跡である。

　図１０では、算出精度が低下している物標の方位θを用いず、算出精度の高い物標の方位θのみを用いているため、実際の他車両８０の挙動に合った軌跡Ｔが検出できている。これに対して、図１１では、路側物２００側へずれるような誤差を含んだ物標の方位θと、算出精度の高い物標の方位θとを平均して用いているため、実際の他車両８０の軌跡と路側物２００との中間辺りに軌跡Ｔが検出されている。

　また、図１１において、軌跡Ｔは、自車両７０に近づくほど、他車両８０の実際の軌跡に近づいている。軌跡Ｔが実際の軌跡に近づく要因としては、他車両８０が自車両７０に近づくほど、レーダ装置２０から見た他車両８０と路側物２００との方位の差が大きくなることがある。つまり、他車両８０が自車両７０に近づくことにより、周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎにおいて、同じ位置にピークが出現する他車両８０と路側部２００との方位の差が、レーダの方位分離能以上の方位差となる。よって、他車両８０の方位と路側物２００の方位とを分離して算出することができる。また、軌跡Ｔが実際の軌跡に近づく他の要因として、他車両８０が自車両７０に近づくほど、他車両８０で路側物２００が隠れて、レーダ装置２０が路側物２００からの反射波を受信しなくなるようになることや、他車両８０の反射強度が大きくなることもある。

　［５．効果］
　以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
　（１）ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のそれぞれにて生成された周波数スペクトラムの乱雑度から、その変調方式にとって、車両の周辺環境が物標の方位θの算出精度を低下させる複雑環境か否か判定される。そして、複雑環境と判定された変調方式以外の変調方式において算出された物標の方位θを用いて、物標の位置Ｐが精度良く算出される。

　（２）周波数スペクトラムＳｐ＿ｕｐ，Ｓｐ＿ｄｎ，Ｓｐ＿ｃｗのピーク数、ピーク電力の平均値、及び周波数スペクトラムの平均電力の少なくとも１つを、乱雑度を表す指標として用いることができる。

　（３）ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式の２つの変調方式において、自車両７０の周辺環境がクリアな環境の場合には、ＦＭＣＷ方式及び２ＦＣＷ方式のそれぞれにおいて算出された物標の方位θを平均化することで、物標の方位θの安定性を向上させることができる。ひいては、算出された物標の位置情報の安定性を向上させることができる。

　（４）ＦＭＣＷ方式と２ＦＣＷ方式とは、物標の方位θの算出精度を低下させる車両の周辺環境が異なるため、いずれか一方における物標の方位θの算出精度が低下しても、他方では物標の方位θを精度良く算出できる機会が多い。よって、状況に応じて、ＦＭＣＷ方式で算出された物標の方位θと２ＦＣＷ方式で算出された物標の方位θとを、両方使ったり片方使ったりすることで、物標の位置Ｐを精度良く算出することができる。

　（他の実施形態）
　以上、本開示を実施するための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。

　（ａ）上記実施形態では、複数の変調方式として、ＦＭＣＷ方式と２ＦＣＷ方式を用いているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、複数の変調方式として、パルス変調方式とＦＭＣＷ方式でもよいし、パルス変調方式と２ＦＣＷ方式でもよい。複数の変調方式はどのような変調方式の組み合わせでもよい。また、２ＦＣＷ方式は、３つ以上の送信周波数の連続波を順次送信する多周波ＣＷ方式でもよい。さらに、複数の変調方式は、３つ以上の変調方式の組み合わせでもよい。３つ以上の変調方式を組み合わせて用いる際に、２つ以上の変調方式において、自車両７０の周辺環境がクリアな環境の場合には、クリアな環境の２つ以上の変調方式において算出された物標の位置θを平均して、物標の位置Ｐの算出に用いればよい。

　（ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する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、複数の構成要素が有する複数の機能を、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。なお、請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

　（ｃ）上述した周辺監視レーダ装置の他、当該周辺監視レーダ装置を構成要素とするシステム、物標検知方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (4)

1. 　車両（７０）に搭載され、前記車両の周辺の物標を監視する周辺監視レーダ装置（２０ａ，２０ｂ）であって、
   　複数の変調方式で変調された送信信号の組み合わせをレーダ波として送信するように構成された送信部（２１，２２）と、
   　物標からの反射波から受信信号を生成するように構成された受信部（２１，２３）であって、前記物標は前記送信部により送信された前記レーダ波を反射する、受信部と、
   　前記変調方式ごとに、前記受信部により生成された前記受信信号に基づいて周波数スペクトラムを生成するように構成されたスペクトラム生成部（２１）と、
   　前記変調方式ごとに、前記スペクトラム生成部により生成された前記周波数スペクトラムから物標に相当するピークを抽出し、抽出した前記ピークを方位展開して前記物標の方位を算出するように構成された方位算出部（２１）と、
   　前記変調方式ごとに、前記スペクトラム生成部により生成された前記周波数スペクトラムの乱雑度から、前記変調方式にとって、前記車両の周辺環境が前記方位の算出精度を低下させる複雑環境か否かを判定するように構成された環境判定部（２１）と、
   　前記方位算出部により前記変調方式ごとに同じ前記物標に対して算出された前記方位のうち、前記環境判定部により前記車両の周辺環境が前記複雑環境であると判定された前記変調方式において算出された前記方位を除いた前記方位を用いて、前記物標の位置を算出するように構成された位置算出部（２１）と、を備える、
   　周辺監視レーダ装置。
2. 　前記環境判定部は、（ｉ）予め設定された判定範囲において、前記周波数スペクトラムのピークの数であるピーク数が予め設定された数閾値よりも多いこと、（ｉｉ）前記判定範囲において、前記周波数スペクトラムのピークにおける電力を平均したピーク電力の平均値が予め設定されたピーク閾値よりも大きいこと、及び、（ｉｉｉ）前記判定範囲において、前記周波数スペクトラムの平均電力が予め設定された平均閾値よりも大きいこと、のうちの少なくとも１つを満たす場合に、前記車両の周辺環境が前記複雑環境であると判定するように構成されている、
   　請求項１に記載の周辺監視レーダ装置。
3. 　前記位置算出部は、前記環境判定部により前記車両の周辺環境が前記複雑環境ではないと判定された２つ以上の前記変調方式が存在する場合には、前記方位算出部により前記２つ以上の前記変調方式のそれぞれにおいて同じ前記物標に対して算出された前記方位の平均値を用いて、前記物標の位置を算出するように構成されている、
   請求項１又は２に記載の周辺監視レーダ装置。
4. 　前記複数の変調方式は、ＦＭＣＷ方式及び２周波ＣＷ方式を含む、請求項３に記載の周辺監視レーダ装置。

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