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公開番号2025173749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079472
出願日2024-05-15
発明の名称レーダ取付角度推定装置および物標検出装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類G01S 7/40 20060101AFI20251120BHJP(測定;試験)
要約【課題】レーダの垂直取付角度を精度良く推定する。
【解決手段】移動体1に取り付けられているレーダ2の垂直取付角度を推定するレーダ取付角度推定装置10は、レーダからの放射波Ewの反射波Rwが受信される際の受信強度を利用して、反射波の発生元である反射点までの距離に応じた受信強度の特性である距離特性を特定する距離特性特定部110と、距離特性を示す特性曲線における極小点であって、反射波を構成する直接反射波Rw1と路面を経由する間接反射波Rw2との強め合い弱め合いにおける弱め合いにより生じる受信強度の極小値を有する極小点を特定する極小点特定部120と、特定された極小点における距離を利用して、垂直取付角度を推定する角度推定部130と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
移動体（１）に取り付けられているレーダ（２）の垂直取付角度を推定するレーダ取付角度推定装置（１０）であって、
前記レーダからからの放射波（Ｅｗ）の反射波（Ｒｗ）が受信される際の受信強度を利用して、前記反射波の発生元である反射点までの距離に応じた前記受信強度の特性である距離特性を特定する距離特性特定部（１１０）と、
前記距離特性を示す特性曲線における極小点であって、前記反射波を構成する直接反射波（Ｒｗ１）と路面を経由する間接反射波（Ｒｗ２）との強め合い弱め合いにおける弱め合いにより生じる前記受信強度の極小値を有する極小点を特定する極小点特定部（１２０）と、
特定された前記極小点における前記距離を利用して、前記垂直取付角度を推定する角度推定部（１３０）と、
を備える、レーダ取付角度推定装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載のレーダ取付角度推定装置において、
前記極小点特定部は、前記極小点が１つのみ特定される前記距離の範囲として、予め定められた距離範囲である特定距離範囲（Ａｒ１）において、前記特性曲線から前記極小点を特定する、レーダ取付角度推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーダ取付角度推定装置であって、
前記距離特性特定部は、
チャープ信号からなる前記放射波と、前記反射波の受信信号（Ｄｗ）と、が直交ミキサ（２５）によりミキシングされることによって生成されるビート信号（Ｒｘ）を、周波数成分が距離ビン毎に表された第１信号にチャープ番号毎にフーリエ変換する第１変換部（１１１）と、
前記チャープ番号毎に得られる複数の前記第１信号における同一の前記距離ビンでの値を、周波数成分が相対速度ビン毎に表された第２信号に、予め定められた時間間隔毎にフーリエ変換する第２変換部（１１２）と、
前記第２変換部により得られる前記第２信号に基づき、前記距離ビンおよび前記相対速度ビン毎の前記受信強度を表すＲＶマップを生成するＲＶマップ生成部（１１３）と、
生成された各前記ＲＶマップにおけるピークについて、それぞれ該ピークの前記受信強度および該ピークの前記距離ビンが示す距離を、受信強度－距離グラフにプロットすることにより、前記特性曲線を特定する特性曲線特定部（１１４）と、
を有する、レーダ取付角度推定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーダ取付角度推定装置において、
前記特定距離範囲は、前記移動体に対して先行する他の移動体である先行移動体までの進行方向に沿った距離として想定される距離を含む距離範囲である、レーダ取付角度推定装置。
【請求項５】
請求項３に記載のレーダ取付角度推定装置であって、
前記特性曲線特定部は、
前記第２信号が示す物標が前記移動体の正面のみに存在するか否かを、前記第２信号に基づき判定し、
該物標が前記正面のみに存在すると判定された場合に、前記第２信号のピークの前記受信強度および該ピークの前記距離ビンが示す距離を、前記受信強度－距離グラフにプロットし、
該物標が前記正面のみに存在することはないと判定された場合に、前記第２信号のピークの前記受信強度および該ピークの前記距離ビンが示す距離を、前記受信強度－距離グラフにプロットしない、レーダ取付角度推定装置。
【請求項６】
請求項３に記載のレーダ取付角度推定装置において、
前記特性曲線特定部は、
前記ＲＶマップにおける領域であってゼロを含む予め定められた相対速度範囲に相当する前記相対速度ビン、且つ、前記特定距離範囲に相当する前記距離ビンからなる領域である特定ＲＶ領域（ＡｒＳ）内に前記ピークが存在する場合には、該ピークの前記受信強度および該ピークの前記距離ビンが示す距離を、前記受信強度－距離グラフにプロットし、
前記特定ＲＶ領域内に前記ピークが存在しない場合には、該ピークの前記受信強度および該ピークの前記距離ビンが示す距離を、前記受信強度－距離グラフにプロットしない、レーダ取付角度推定装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーダ取付角度推定装置において、
前記極小点特定部は、
前記受信強度－距離グラフにプロットされた点の数に対応する各距離ビンにおけるピークの数が予め定められた閾値よりも小さい場合には、前記極小点を特定せず、
前記受信強度－距離グラフにプロットされた点の数に対応する各距離ビンにおけるピークの数が前記閾値以上の場合には、前記極小点を特定する、レーダ取付角度推定装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレーダ取付角度推定装置において、
前記角度推定部は、前記極小点の前記距離と、前記垂直取付角度と、が予め対応付けられている垂直取付角度テーブル（２０１）を参照して、特定された前記極小点における前記距離に基づき、前記垂直取付角度を推定する、レーダ取付角度推定装置。
【請求項９】
物標検出装置（３）であって、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のレーダ取付角度推定装置と、
前記受信強度を利用して、前記距離と前記反射点を含む物標の存在する方向とを含む前記物標の位置情報を特定する位置特定部（３０）と、
前記レーダ取付角度推定装置により推定された前記垂直取付角度を利用して、前記位置特定部により特定された前記位置情報を、前記垂直取付角度が予め定められた角度である場合の位置情報に補正する位置情報補正部（４０）と、
を備える、物標検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ取付角度推定装置および物標検出装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ミリ波レーダなどの所定波長の送信信号を電磁波としてアンテナから放射してその反射波を受信することにより物標の位置や相対速度を検知するレーダが、車両等の移動体に搭載されて用いられている。一般に、レーダは、送信信号を自車両の進行方向に向けてまっすぐに放射するように移動体に取り付けられる。しかし、レーダの垂直取付角度は、経年変化によりずれてしまうおそれがある。この場合、乗用車やトラックにおいては、レーダの垂直取付角度にずれがあると、路面の落下物や、道路の上方に位置する標識などを先行車両として誤認識するおそれがある。特許文献１は、近傍アスファルトからの反射波の受信強度が大きい場合に、レーダが想定される角度よりも下向きにずれていると検知する技術を開示する。特許文献２は、近傍アスファルトからの反射光（クラッタ反射）の受信強度を利用して、レーダの垂直軸ずれ角度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０１４５９３号公報
米国特許第８３４４９４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、レーダの垂直取付角度のずれを検知できる一方、そのずれがどの程度であるかまでは特定できない。また、特許文献２の技術では、アスファルト表面の微細構造の種類によって反射波の受信強度が変わるため、レーダの垂直取付角度を正確に特定することはできない。このような問題から、レーダの垂直取付角度を精度良く推定可能な技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、移動体（１）に取り付けられているレーダ（２）の垂直取付角度を推定するレーダ取付角度推定装置（１０）が提供される。このレーダ取付角度推定装置は、前記レーダからの放射波（Ｅｗ）の反射波（Ｒｗ）が受信される際の受信強度を利用して、前記反射波の発生元である反射点までの距離に応じた前記受信強度の特性である距離特性を特定する距離特性特定部（１１０）と、前記距離特性を示す特性曲線における極小点であって、前記反射波を構成する直接反射波（Ｒｗ１）と路面を経由する間接反射波（Ｒｗ２）との強め合い弱め合いにおける弱め合いにより生じる前記受信強度の極小値を有する極小点を特定する極小点特定部（１２０）と、特定された前記極小点における前記距離を利用して、前記垂直取付角度を推定する角度推定部（１３０）と、を備える。
【０００６】
この形態のレーダ取付角度推定装置によれば、先行車両からの反射波が受信される際の受信強度と、自車両と先行車両との距離を利用して受信強度・距離特性を特定し、距離特性を示す特性曲線における極小点であって、反射波を構成する直接反射波と間接反射波とが干渉することにより生じる受信強度の極小値を有する極小点を特定し、特定された極小点における距離を利用して、垂直取付角度を推定するので、レーダの垂直取付角度を精度良く推定できる。出願人は、距離特性を示す特性曲線における極小点の距離と、レーダの垂直取付角度との間に相関があることを見いだした。具体的には、直接反射波と間接反射波との経路長差がレーダの垂直取付角度に依存するため、かかる経路長差に起因して、直接反射波と間接反射波とが干渉することにより生じる受信強度の極小値の距離が変わり得ることを見いだした。このため、上述のとおり、本形態のレーダ取付角度推定装置によれば、レーダの垂直取付角度を精度良く推定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の一実施形態としてのレーダ取付角度推定装置および物標検出装置を適用した移動体の概略構成を示すブロック図である。
レーダ取付角度推定装置の概略構成を示すブロック図である。
第１実施形態のレーダ取付角度推定処理の手順を示すフローチャートである。
Ｓ１０５の詳細な手順を示すフローチャートである。
第１変換の様子を模式的に示す説明図である。
第１変換によって得られる第１信号を模式的に示す説明図である。
第２変換によって得られる第２信号を模式的に示す説明図である。
ＲＶマップの一例を示す説明図である。
受信強度－距離グラフの一例を示す説明図である。
ＲＶマップの一例を示す説明図である。
垂直取付角度テーブルの設定内容の一例を示す説明図である。
軸ずれに応じた受信強度－距離グラフの変化の一例を示す説明図である。
第２実施形態におけるレーダ取付角度推定処理の手順を示すフローチャートである。
先行移動体の方向と、４つのアンテナにおける反射波の受信状況との関係を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．全体構成：
図１に示す車両１は、レーダ２および物標検出装置３を備えている。車両１は、本開示の移動体に相当する。レーダ２は、いわゆるミリ波レーダであり、チャープ信号からなる電磁波としての放射波を車両１の前方に放射し、物標からの反射波を受信する。本実施形態では、レーダ２は、車両１の製造完了時点においては、車両１の前方に向けて放射波を放射するように
車両１に取り付けられている。したがって、放射波の進行方向（伝播する際の軸方向）は、水平方向と略平行となる。本実施形態では、この製造完了時点でのレーダ２の垂直取付角度は、「０度」である。すなわち、垂直取付角度が「０度」のときに、放射波の進行方向は水平方向と平行となる。物標検出装置３は、レーダ２により受信された反射波の受信強度を利用して、物標までの距離、車両１との物標との相対速度、および物標の方向を検出する。
【０００９】
図１において右上に示すように、レーダ２は、信号生成部２１と、信号送信部２２と、アンテナ２３と、直交ミキサ２５を有するビート信号生成部２４とを備えている。
【００１０】
信号生成部２１は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって構成され、送信信号ＴＸを生成する。本実施形態における信号生成部２１は、送信信号ＴＸとして、周波数が時間に対して線形なチャープ信号を連続的に生成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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