JP6494694B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

自動車等の車体に搭載され、ドップラーシフトに基づいて自車速を検出する検出装置に関する。

側方監視用のレーダを備え、静止物体を識別し、その静止物体の方位、及び、相対速度に基づいて、自車速を検出する検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の検出装置は、車体の左右側方に設定された探索領域にレーダから電磁波を放射し、探索領域内の静止物体によって反射された反射波の周波数を計測する。更に、検出装置は、反射波の周波数のドップラーシフトに基づいて、車体に対する静止物体の相対速度を算出し、自車速を検出する。

特開２０１０−４３９６０号公報

ドップラーシフトは、その物体の車体に対する相対速度ベクトルの、物体と車体とを結ぶ方向の成分、即ち、視線速度に依存する。物体が車体に対して前方にあるときに比べ、左右側方にあるとき、視線速度が小さくなるため、特許文献１の検出装置では、ドップラーシフトが小さくなり、検出される自車速の誤差が大きくなる。そのため、自車速を精度よく検出することが難しいという問題があった。

本発明は、以上の背景を鑑み、自車速をより正確に検出できる検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、車体（２）に搭載され、前記車体の前側に送信波を放射して、前記送信波の反射波を受信して物標を検出すると共に、自車速を推定する検出装置（１）であって、前記検出装置から前記車体の前方に延びる基準線（Ｌ）を含む第１基準面（Ｓ_１）において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第１角度幅（δ_１）の範囲（Ｐ）内にある第１物標（Ａ〜Ｉ）を検出し、前記第１物標のうち、前記第１基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第２角度幅（δ_２）の範囲（Ｑ）内にある第２物標（Ａ〜Ｇ）からの前記反射波のドップラーシフトに基づいて自車速を推定する検出装置が提供される。

この態様によれば、車体の前方に位置する物標を用いると、ドップラーシフトが大きくなり、自車速の誤差が小さくなるため、推定される自車速の精度が向上する。

また、上記の態様において、前記第１基準面が車幅方向に平行であるとよい。

この態様によれば、車体の走行面上にあるにある多くの物標を自車速の推定に使用できるため、自車速の精度が向上する。

また、上記の態様において、前記第１基準面が上下方向に平行であるとよい。

この態様によれば、車体の上下方向に位置する物標は地面に対して固定されていることが多いため、自車速の精度が向上する。

また、上記の態様において、複数の前記第２物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて、前記第２物標の前記検出装置に対する視線速度を算出し、前記第２物標それぞれに対して、前記視線速度を、前記第２物標と前記検出装置を通る直線と、前記検出装置を通り前方へ延びる直線とのなす角度の余弦で割った値を仮速度とし、前記仮速度の平均値と前記仮速度との差が所定の速度閾値以下の前記第２物標を第３物標（Ａ〜Ｅ）として選択し、前記第３物標の前記仮速度に基づいて自車速を推定するとよい。

この態様によれば、地面に対して移動する物標を除外して自車速を推定できるため、自車速の精度が向上する。

また、上記の態様において、前記第２物標のそれぞれに対応する前記仮速度と、推定された前記自車速との差が所定の移動体速度閾値より大きい場合には、前記第２物標が地面に対して移動する移動体としてラベル付けし、移動体としてラベル付けられた第２物標を前記第３物標として選択しないようにするとよい。

この態様によれば、地面に対して移動する物標が確実に除外されるため、推定される自車速の精度が向上する。

また、上記の態様において、前記検出装置は更に、前記基準線を含み、前記第１基準面とは異なる第２基準面（Ｓ_２）において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第３角度幅（δ_３）の範囲内にある物標を検出し、前記第２基準面上において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第４角度幅（δ_４）の範囲内にある前記物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて自車速を推定するとよい。

この態様によれば、自車速の推定が車体の前方に位置する物標に基づくため、推定される自車速の精度が向上する。

以上の構成によれば、自車速をより正確に検出できる検出装置を提供することが可能となる。

本実施形態に係る検出装置が搭載された車両の模式図 本発明に係る検出装置を搭載した車両の走行時の斜視図 自車速推定処理のフローチャート （Ａ）地面から見たときの車体及び静止した対象物の運動、（Ｂ）車体から見たときの車体及び静止した対象物の運動、及び、（Ｃ）車体から見たときの移動する対象物の運動の説明図 第２基準面における第１物標及び第２物標のそれぞれが含まれる領域の説明図 仮速度の誤差の角度θの依存性を示す図 誤差率δの角度θの依存性を示す図 別実施形態に係る自車速推定処理のフローチャート

以下、本発明に係る検出装置の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。本発明に係る検出装置１は、車両２に搭載されるレーダであって、車体３の前方に電磁波を放射し、車体３の前方に位置する対象物から反射される反射波を受信して、反射波の信号に基づいて物標を識別し、車体３と物標との相対的な位置関係を把握するための装置である。検出装置１では、例えば視界が悪い雨天時等に、車体３の近傍に位置する物標を検出すると共に、物標と車体３との相対速度と自車速とを比較することで、物標が移動しているかを判別するために、自車速を推定する。

図１に示されるように、検出装置１は、車体３の前端に搭載され、車体の前方周辺に送信波を放射する送信装置５を備える。送信装置５は、入力信号に基づいて、送信波として、マイクロ波帯〜ミリ波帯（数百ＧＨｚ〜数ＴＨｚ）の間の所定の周波数の所定の方向に電磁波を放射する送信アンテナと、所定の入力に応じて、送信アンテナから放射される電磁波の方向を車体３の前方に対して上下方向及び車幅方向に変える走査装置とを備えている。本実施形態では、送信装置５はフェイズドアレイアンテナを含み、送信アンテナは車体３の前方に向く面に格子状に配列され、走査装置はその送信アンテナから放射される電磁波の位相を制御する。電磁波の位相が制御されることで、送信アンテナから放射される電磁波の放射方向が変化する。

検出装置１は、更に、車体３の前端に搭載され、車体の前方周辺に存在する対象物からの反射波を受信する受信装置７を有する。受信装置７は、例えば、反射波を検出する受信アンテナであって、受信された信号を出力する。受信装置７は、検出可能距離Ｒ（〜数十ｍ）以内にある対象物からの反射波を検知することができる。受信装置７は車体３の前端において、送信装置５に隣接した位置に搭載され、送信装置５と受信装置７との距離（〜数ｃｍ）は、検出可能距離Ｒに比べて十分小さい。そのため、以下では、送信装置５の位置と受信装置７の位置とは概ね同じであると見なすことができる。

検出装置１は、更に、送信装置５及び受信装置７に接続された制御装置１０を備える。制御装置１０は車体３の前部に搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び、送信装置５及び受信装置７との間で信号をやり取りするための所定の入出力インターフェースを備える。制御装置１０は、送信装置５に信号を入力し、送信装置５から所定の強度であり、所定の周波数（送信周波数）の電磁波を、所定の方向に放射するように制御する。更に、制御装置１０は、その放射方向にある対象物によって反射され、受信装置７によって受信された反射波の強度と周波数（受信周波数）を検出する。

制御装置１０は、車体３の前方に電磁波を放射し、その反射波を検出して、自車速を推定する自車速推定処理を行う。以下では、図３に記載されたフローチャートを参照して、その自車速推定処理について説明する。

制御装置１０は、ステップＳＴ１において、送信装置５に送信アンテナから所定の送信周波数の電磁波を放射させるとともに、その放射方向を車幅方向に掃引させる。車幅方向の掃引が完了すると、その放射方向を上下方向に少しずつ変化させ、再度、車幅方向に掃引させる。これを繰り返すことによって、電磁波の放射方向は、送信装置５（受信装置７）を通って車体３の前方（図１の黒矢印）に延びる直線である基準線Ｌを中心に、送信装置５を起点として、車幅方向に角度幅Φ_Ｗ、上下方向に角度幅Φ_Ｈの間を隈なく変化する。

制御装置１０は、電磁波の放射方向の掃引と同時に、その放射方向と受信装置７で受信された反射波の強度の関係を取得し、車幅方向φ_Ｗ及び上下方向φ_Ｈについての強度マップを作成する。同時に、制御装置１０は、受信装置７で受信された電磁波の信号をＦＦＴに掛けることで、それぞれの方向における反射波の受信周波数を取得し、車幅方向φ_Ｗ及び上下方向φ_Ｈについての周波数マップを作成する。但し、本実施形態では、制御装置１０は、反射波の信号をＦＦＴに掛けたときに、強度が最大となる周波数を反射波の受信周波数としている。

制御装置１０の物標の検出範囲である第１領域Ｘ（図１）は、受信装置７を中心とする半径が検出可能距離Ｒである球の内部であって、受信装置７を起点とし、基準線Ｌを中心として車幅方向及び上下方向にそれぞれ角度幅Φ_Ｗ及び角度幅Φ_Ｈの領域の内部となる。このように、送信波の放射方向が上下及び車幅方向に変化するため、放射方向の掃引が上下、又は車幅方向のいずれかのみの場合よりも、自車速を推定するための物標をより多く選択することができ、自車速の精度が向上する。

制御装置１０は、作成された強度マップに基づいて、強度マップ上の反射波の強度が所定の強度閾値以上であり、且つ、その強度閾値以上であるφ_Ｗ及びφ_Ｈについての面積（立体角）が所定の立体角閾値以上となっている領域を探索し、その領域に対応する対象物を第１物標とする。その後、制御装置１０は、周波数マップに基づいて、第１物標に対応する領域のそれぞれにおいて、検出される受信周波数を、その反射波の強度に対応する重みをつけて平均化し、第１物標からの反射波の受信周波数として記録する。

角度幅Φ_Ｗ及びΦ_Ｈは、第１物標が複数選択されるように、十分大きく設定される必要がある。車幅方向の角度幅Φ_Ｗは、少なくとも２０度以上３００度以下になるように設定され、４０度以上３００度以下の所定の値であることが好ましい。本実施形態では、角度幅Φ_Ｗは６０度に設定されている。上下方向の角度幅Φ_Ｈは、少なくとも５度以上１８０度以下になるように設定され、５度以上１００度以下の所定の値であることが好ましい。本実施形態では、角度幅Φ_Ｈは、４０度となるように設定されている。

図２に示される場合には、破線で示される領域からの反射波の強度が大きく、それぞれの領域に対応する信号機Ａ、電灯Ｂ、案内標識Ｃ、マンホールＤ、街路樹Ｅ、歩行者Ｆ、歩行者Ｇ、電灯Ｈ、街路樹Ｉがそれぞれ第１物標として検出される。一般に車両２が走行する走行面上には静止物が多いため、第１物標の中には静止物が多く含まれる。図２の場合では、Ａ〜Ｅ、Ｈ、Ｉが静止物に該当する。第１物標の選択が完了すると、制御装置１０は、ステップＳＴ２を実行する。

ステップＳＴ２において、制御装置１０は、ステップＳＴ１で第１物標のそれぞれに対して、強度マップ上の第１物標の位置に基づいて、幾何学的に、基準線Ｌと、受信装置７と第１物標とを結ぶ直線とのなす角度θを算出する。より具体的には、本実施形態では、受信装置７と第１物標とを結ぶ直線は、受信装置７、及び、第１物標に対応する領域の重心の位置（強度マップ上の重心の位置）を結ぶ直線として定義されている。本実施形態では、車体３の進行方向は、車体３の前方（図１及び図２の矢印の方向）と等しい場合を想定している。

更に、制御装置１０は、ステップＳＴ２において、まず、第１物標のそれぞれに対して、受信周波数を用いて、受信装置７に対する視線速度を求める。受信周波数は、第１物標が車体３（受信装置７）に対して移動しているとき、ドップラー効果によって、送信周波数とは異なる値にシフトする（ドップラーシフト）。受信周波数ν（Ｈｚ）、送信周波数ν_０（Ｈｚ）、シフト量Δν（Ｈｚ）、及び、受信装置７に対する第１物標の相対速度の速度ベクトルの、受信装置７と第１物標を結ぶ直線方向の成分、即ち、受信装置７に対する第１物標の視線速度（ラジアル速度）ｖ_ｒ（ｋｍ／ｈ）の関係は、光速ｃ（＝３．０×１０^８ｍ／ｓ＝１．１×１０^９ｍ／ｈ）を用いて、以下の式（１）で表される。

したがって、第１物標からのシフト量Δνを用い、視線速度ｖ_ｒを求めることができる。次に、制御装置１０は、第１物標のそれぞれに対して、第１物標の受信装置７に対する視線速度を第１物標に対応する角度θの余弦ｃｏｓθで割った仮速度ｖ_１を算出し、ステップＳＴ２を完了する。

ステップＳＴ２で求められる仮速度ｖ_１について、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。まず、第１物標が地面に対して静止し、車体３が速さｖ（速度ベクトルＶ）で地面に対して前方に移動している場合（図４（Ａ））を考える。図４（Ｂ）に示されるように、基準線Ｌと、受信装置７と第１物標とを結ぶ直線とのなす角度θであり、車体３から見て、第１物標は後方に速さｖ（速度ベクトル−Ｖ）で移動する。したがって、受信装置７から見たときの第１物標の視線速度はｖｃｏｓθとなり、ステップＳＴ２で求められる仮速度ｖ_１は実際の自車速ｖに等しくなる。

しかし、図４（Ｃ）に示されるように、車体３が図４（Ｃ）の速さｖ（速度ベクトルＶ）で地面に対して移動し、第１物標が速度ベクトルＷで地面に対して移動している場合には、車体３から見たときの第１物標の速度ベクトルは、速度ベクトルＷと速度ベクトルＶの差である速度ベクトルＵ（＝Ｗ−Ｖ）で表される。したがって、受信装置７に対する第１物標の視線速度はｖｃｏｓθとは異なり、ステップＳＴ２で求められる仮速度ｖ_１は実際の自車速ｖとは異なる。本発明では、以下のステップ、具体的には、ステップＳＴ３〜ＳＴ５において、制御装置１０は、複数の第１物標の中から静止したものを選択する統計処理を行うことによって、自車速を推定する。

制御装置１０は、ステップＳＴ３において、第１物標の中から、対応する角度θの絶対値が角度閾値θ_ｔｈ以下の領域Ｚにある第１物標を、第２物標として抽出する。領域Ｚは、受信装置７から前方に延びる直線を軸線とし、受信装置７を頂点とし、頂角が２θ_ｔｈである円錐の内部の領域Ｚに対応する。また、角度閾値θ_ｔｈは、角度幅Φ_Ｗ及びΦ_Ｈの1／２よりも小さくなるように設定されている（θ_ｔｈ＜Φ_Ｗ／２、且つ、θ_ｔｈ＜Φ_Ｈ／２）。本実施形態では、角度閾値として１５度が用いられている。

図１には、基準線Ｌを含む車幅方向に平行な第１基準面Ｓ_１が実線として図示されている。第１物標は、第１基準面Ｓ_１において、受信装置７の位置を起点として、基準線Ｌについて対称に、角度幅が第１角度幅δ_１となる領域Ｐの内部にある。一方、第２物標は、第１基準面Ｓ_１上において、受信装置７の位置を起点として、基準線Ｌについて対称に、角度幅が第２角度幅δ_２となる領域Ｑの内部にある。第１角度幅δ_１はΦ_Ｗに等しく、第２角度幅δ_２は２θ_ｔｈに等しいため、第２角度幅δ_２は第１角度幅δ_１よりも小さい。したがって、ステップＳＴ３において、制御装置１０は、第１基準面Ｓ_１にある第１物標から、角度θが小さい物標を多く含むように第２物標を選択し、第２物標の群を構成している。

また、図５に示されるように、基準線Ｌを含む上下方向に平行となる第２基準面Ｓ_２においては、第１物標は、受信装置７の位置を起点として、基準線Ｌについて対称に、角度幅が第３角度幅δ_３となる領域の内部にあり、第２物標は、受信装置７の位置を起点として、基準線Ｌについて対称に、角度幅が第４角度幅δ_４となる領域の内部にある。第３角度幅δ_３はΦ_Ｈに等しく、第４角度幅δ_４は２θ_ｔｈに等しいため、第４角度幅δ_４は第３角度幅δ_３よりも小さい。よって、ステップＳＴ３において、制御装置１０は、第２基準面Ｓ_２にある第１物標から、角度θが小さい物標を多く含むように第２物標を選択し、第２物標の群を構成している。

本実施形態では、図１及び図５に示されるように、車幅方向及び水平方向に限らず、基準線Ｌを含む任意の方向の基準面においても、第１物標、及び、第２物標は、それぞれ受信装置７の位置を起点とし、基準線Ｌについて対称に、角度幅が所定の値となる領域内に位置し、第２物標の領域を規定する角度幅は第１物標に比べて小さい。そのため、第１物標から、角度θが小さい物標をより含むように第２物標が選択されている。

図２に示されるような場合を考えると、ステップＳＴ３において、車体３の左側方に位置する電灯Ｈや、右前方に位置する街路樹Ｉは第２物標として抽出されないが、車体３の前方に位置する信号機Ａ、電灯Ｂ、案内標識Ｃ、マンホールＤ、街路樹Ｅ、歩行者Ｆ、Ｇが第２物標として抽出される。その後、制御装置１０は、ステップＳＴ４を実行する。

制御装置１０は、ステップＳＴ４において、第２物標の仮速度ｖ_１の平均値ｖ_２を求めた後、第２物標の中から、その平均値ｖ_２と対応する仮速度ｖ_１との差の絶対値が所定の速度閾値ｖ_ｔｈ以下である第２物標を、第３物標として選択する。

ステップＳＴ４は、第２物標から静止物を抽出することを目的としている。第２物標は、図２においては、信号機Ａ、電灯Ｂ、案内標識Ｃ、マンホールＤ、街路樹Ｅ、歩行者Ｆ、Ｇであり、その多く（図２のＡ〜Ｅ）は地面に対して静止している。そのため、第２物標に含まれる静止物の割合は移動物の割合に比べて十分大きく、第２物標の仮速度ｖ_１の平均値ｖ_２は、概ね自車速に等しくなる。一方、図２の歩行者Ｆ、Ｇのように、地面に対して静止しない第２物標の仮速度ｖ_１は平均値ｖ_２とは大きく異なる。したがって、ステップＳＴ４において、制御装置１０は、第２物標の群から、その仮速度ｖ_１と平均値ｖ_２との差の絶対値が速度閾値ｖ_ｔｈ以下である第２物標（図２のＡ〜Ｅ）を第３物標として選択することで、第２物標から静止物を第３物標として抽出することが可能となる。第３物標を選択後、制御装置１０は、ステップＳＴ５を実行する。

制御装置１０は、ステップＳＴ５において、第３物標（図２のＡ〜Ｅ）のそれぞれに対応する仮速度の平均値ｖ_ａｖを算出し、その仮速度の平均値ｖ_ａｖを自車速として推定する。その後、制御装置１０は、自車速推定処理を完了する。ステップＳＴ４において、第３物標は、第２物標から地面に対して概ね静止した物標を選択しているため、推定される自車速（仮速度の平均値ｖ_ａｖ）は実際の自車速にほぼ等しくなる。このように、地面に対する速度が小さい物標をより多く含む第３物標を用いて自車速を推定するため、推定される自車速の精度が向上する。

次に、このように構成した検出装置１の効果について説明する。角度θの測定には測定誤差Δθがある。ステップＳＴ２で求められる仮速度ｖ_１は、視線速度を角度θの余弦ｃｏｓθで割ることによって算出されるため、仮速度ｖ_１にも誤差Δｖ_１が生じる。図６には、車体３が６０ｋｍ／ｈで走行し、角度θの測定誤差Δθが１度であるときに角度θの位置にある静止した物標に対して求められる仮速度の誤差Δｖ_１が一点鎖線で、Δθが３度であるときに角度θの位置にある静止した物標に対して求められる仮速度の誤差Δｖ_１が実線で示されている。仮速度の誤差Δｖ_１は、以下の式で表される。

図６によれば、角度θが小さいほど、仮速度ｖ_１の誤差Δｖ_１が小さくなることが確認できる。誤差Δｖ_１が小さくなると推定される自車速の誤差も小さくなるため、推定される自車速の誤差を小さくするには、角度θが小さい物標のドップラーシフトを用いるとよい。本発明では、ステップＳＴ３において、第１物標から、受信装置７の前方に位置し、角度θの小さい物標をより多く含む第２物標の群を構成し、その第２物標の群から第３物標を抽出して、自車速を推定しているため、推定される自車速の精度が向上する。

また、制御装置１０は、ステップＳＴ３において、第１物標から第２物標を選択するときに、第１物標のそれぞれに対応する角度θが角度閾値θ_ｔｈ以下であるかを判定している。したがって、第１物標から受信装置７の前方に位置し、角度θの小さい物標をより多く含むように選択する過程（ステップＳＴ３）が簡素である。

角度閾値θ_ｔｈは角度θの測定誤差Δθと、自車速に求められる精度とに基づいて定められる。角度θの測定誤差Δθが３度であり、自車速が６０ｋｍ／ｈであり、推定される自車速に要求される精度が３．５ｋｍ／ｈ以下であるときには、図６の破線に基づいて、角度閾値θ_ｔｈは０度以上４５度以下の値に設定される。推定される自車速に要求される精度は少なくとも６．０ｋｍ／ｈ以下であり、１．０ｋｍ／ｈ以下であることが好ましい。例えば、本実施形態では、測定誤差Δθが３度で、自車速が６０ｋｍ／ｈで、自車速に要求される精度は１．０ｋｍ／ｈ以下であるため、図６の一点鎖線に示されるように、角度閾値θ_ｔｈは１５度に設定されている。このように図６を参照することで、角度θの測定誤差Δθに基づいて、自車速に要求される精度を満たすように角度閾値θ_ｔｈの上限値を定めることができる。

また、真の（実際の）自車速と、角度θの測定に測定誤差Δθがある場合に求められる自車速との差の、真の自車速に対する比δ（誤差率）に基づいて、角度閾値θ_ｔｈを求めてもよい。真の自車速がｕであるときには、角度θの位置にある静止した物標の視線速度はｕｃｏｓθとなる。求められる自車速は、測定誤差Δθによって物標が角度θ＋Δθの位置にある測定されると、ｕｃｏｓθ／（ｃｏｓ（θ＋Δθ））と表される。従って、δは、

となる。測定誤差Δθが２度であるときに、誤差率δを５％以下とする場合は、図７に基づいて、角度閾値θ_ｔｈは４５度以下に設定される。誤差率δは、少なくとも１０％以下であり、０．０２％以下であることが好ましい。

また、自車速に求められる誤差が一定になるように、他の手段（例えば、車輪の回転速度等）によって推定された自車速や所定時間前に推定された自車速に基づいて、角度閾値θ_ｔｈを変更するように設定してもよい。例えば、自車速の誤差が常に２．０ｋｍ／ｈ以下となるように、他の手段によって推定された自車速が１０ｋｍ／ｈであるときには角度閾値θ_ｔｈを６８度以下に設定し、他の手段によって推定された自車速が４０ｋｍ／ｈであるときには、角度閾値θ_ｔｈを４５度以下に設定してもよい。

角度閾値θ_ｔｈが０に近づくと、推定される自車速の誤差は小さくなる。しかし、角度閾値θ_ｔｈが０に近づくと、送信波が車体３の前方にのみ放射される。よって、検出される物標の数が減少し、自車速が推定し難くなる。そのため、基準線Ｌに対して角度閾値θ_ｔｈの角度をなす方向に放射された送信波が車両２の走行する車線の外や標識・信号に到達し、受信装置７によって反射波が検出されることが好ましい。角度閾値θ_ｔｈは、車線の幅、標識や信号の高さ、及び、受信装置７の検出可能距離Ｒによって定まる所定の下限値以上に設定され、その下限値は少なくとも５度以上、好ましくは１０度以上に設定されるとよい。

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、図１に示されるように、送信装置５から放射される電磁波の方向を車体３の前方に対して上下方向及び車幅方向に変えるように構成されていたが、必ずしも、車幅方向及び上下方向に変更する必要はなく、例えば、車幅方向又は上下方向のいずれか一方のみに変更するように構成されていてもよい。

放射方向を車幅方向にのみ変更する場合は、上下方向に放射方向を変える必要がないため、自車速推定処理が簡素になる。更に、車体３の走行面上に位置する多くの物標を検出することができ、自車速の推定をより多くの物標に基づいて行うことができるため、自車速の誤差を抑えることができる。また、放射方向を車幅方向に変更する場合でも、車体３に送信アンテナ及び受信アンテナを複数（例えば、車体３の前後左右端部にそれぞれ１つずつ）配置し、それらを組み合わせることによって、放射方向を車体３に対して車幅方向により広く掃引できるように構成してもよい。

放射方向を上下方向のみに変更する場合は、車体３の前上下方向に存在する標識やマンホール等の地面に対して静止した物標を検出することができるため、自車速の誤差を抑えることができる。

上記実施形態では、ステップＳＴ４において、仮速度ｖ_１の平均値ｖ_２を用いて第３物標として選択していたが、平均値には限定されず、最頻値、及び、中央値等を含む代表値のいずれであってもよい。例えば、ステップＳＴ４において、第２物標から、仮速度ｖ_１と仮速度ｖ_１の最頻値との差が速度閾値ｖ_ｔｈ以下の第２物標を第３物標として選択するように構成してもよい。

ステップＳＴ５において、制御装置１０は、第３物標から求められる仮速度の平均値ｖ_ａｖを自車速として推定していたが、必ずしも平均値には限定されず、例えば、第３物標から求められる仮速度の最頻値や中央値等の代表値を自車速として推定してもよい。また、制御装置１０は、ステップＳＴ４において、第２物標の群から複数の第２物標を選択することによって第３物標を構成していたが、仮速度ｖ_１とその平均値ｖ_２との差の絶対値が速度閾値ｖ_ｔｈ以下である第２物標を１つ選択して、第３物標としてもよい。このとき、制御装置１０は、その１つの第３物標の仮速度を自車速として推定する。

上記実施形態では、車体３の進行方向が、車体の前方（図１及び図２の矢印の方向）と等しい場合を想定し、受信装置７から車体３の前方に延びる基準線Ｌと、受信装置７と対象物とを結ぶ直線とのなす角度θに基づいて自車速を推定していたが、受信装置７から車体３の走行方向に延びる直線と、受信装置７と対象物とを結ぶ直線とのなす角度に基づいて自車速を推定してもよい。このとき、検出装置１は、更に、車体３の前方に対する車輪の方向を検出する操舵角センサを有し、操舵角センサによって検出された操舵角に基づいて、車体３の走行方向を求めるとよい。

図８に示されるように、上記実施形態のステップＳＴ１〜ＳＴ５に加え、自車速推定処理が、ステップＳＴ５の後に、第２物標の仮速度ｖ_１とステップＳＴ４において推定された自車速との差が所定の移動体速度閾値より大きいときに、第２物標を移動体としてラベル付けするステップＳＴ６を含んでいてもよい。このとき、ステップＳＴ４において、移動体ではない第２物標に対応する仮速度ｖ_１の平均値ｖ_２を求めた後、移動体ではない第２物標のうち、仮速度ｖ_１と平均値ｖ_２との差の絶対値が速度閾値ｖ_ｔｈ以下である第２物標を第３物標として選択するように構成するとよい。このように移動体をラベル付けすることで、移動体が第３物体から排除され易くなり、推定される自車速の精度が向上する。更に、車体３の姿勢を制御する車体制御装置において、ラベルの情報に基づいた処理、例えば、衝突回避等の車体３の制御を行うことが可能となり、車両２の安全性が向上する。更に、地面に対して静止する対象物がより容易に、且つ、より高速に選択され、自車速推定処理がより簡素になる。

また、制御装置１０のメモリに地図上の静止物の位置を記録しておき、ステップＳＴ４において、制御装置１０は地図上の静止物の位置を取得して、第２物標が静止物であるかを判別し、第２物標が静止物である場合には、第３物標として選択してもよい。このように、地図を参照して、第２物標から静止物である第３物標を選択することによって、自車速の推定が、車体３に対してより前方に位置する静止物からの反射波のドップラーシフトに基づいて行うことができるため、精度が向上する。

上記実施形態では、送信装置５から指向性の有する電磁波を発生する例を記載したが、受信装置７に複数の受信装置７を設け、制御装置１０は、ステップＳＴ１において、その受信装置７で測定された反射波の位相差を測定することによって、反射波の方向を検出して強度マップを構成してもよい。また、送信波・受信波としては、電磁波には限定されず、例えば、超音波を用いてもよい。

上記実施形態では、制御装置１０が強度マップと周波数マップとを同時に作成するとしたが、制御装置１０は強度マップのみを作成し、強度マップに基づいて第１物標を選択した後、第１物標に対応する反射波の周波数を検出してもよい。但し、強度マップと周波数マップを同時に作成すると、強度マップを作成した後、送信装置５の方向を変える必要がないため、自車速推定処理がより簡素になる。

１ ：検出装置
３ ：車体
１０ ：制御装置
Ｌ ：基準線
Ｐ，Ｑ：領域
Ｓ_１，Ｓ_２：第１基準面，第２基準面
δ_１〜δ_４：第１角度幅〜第４角度幅
Ａ〜Ｉ：第１物標
Ａ〜Ｇ：第２物標
Ａ〜Ｅ：第３物標

Claims (6)

1. 車体に搭載され、前記車体の前側に送信波を放射して、前記送信波の反射波を受信して物標を検出すると共に、自車速を推定する検出装置であって、
   前記検出装置から前記車体の前方に延びる基準線を含む第１基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第１角度幅の範囲内にある第１物標を検出し、
   前記第１物標のうち、前記第１基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第２角度幅の範囲内にある第２物標からの前記反射波のドップラーシフトに基づいて前記自車速を推定することを特徴とする検出装置。
2. 前記第１基準面が車幅方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第１基準面が上下方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
4. 複数の前記第２物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて、前記第２物標の前記検出装置に対する視線速度を算出し、
   前記第２物標それぞれに対して、前記視線速度を、前記第２物標と前記検出装置を通る直線と、前記検出装置を通り前方へ延びる直線とのなす角度の余弦で割った値を仮速度とし、
   前記仮速度の平均値と前記仮速度との差が所定の速度閾値以下の前記第２物標を第３物標として選択し、
   前記第３物標の前記仮速度に基づいて前記自車速を推定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の検出装置。
5. 前記第２物標のそれぞれに対応する前記仮速度と、推定された前記自車速との差が所定の移動体速度閾値より大きい場合には、前記第２物標が地面に対して移動する移動体としてラベル付けし、
   移動体としてラベル付けられた前記第２物標を前記第３物標として選択しないことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
6. 前記検出装置は更に、前記基準線を含み、前記第１基準面とは異なる第２基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第３角度幅の範囲内にある前記物標を検出し、
   前記第２基準面において、前記検出装置を起点として、前記基準線について対称に、第４角度幅の範囲内にある前記物標からの前記反射波の前記ドップラーシフトに基づいて前記自車速を推定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載の検出装置。

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