JP2007333616A - Radar measurement system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーダ装置を用いて移動体を計測する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for measuring a moving body using a radar apparatus.
レーダ装置を用いた計測によれば、物体の反射波に生じたドップラシフト量を測定することにより、物体の、レーダ装置に対して遠近する方向の速度成分を求めることができる。しかしながら、レーダ装置を用いた計測では、物体とレーダ装置とを結ぶ直線と垂直な方向の物体の速度成分を計測することができないため、物体のレーダ装置に対する相対速度ベクトルを求めることができない。 According to the measurement using the radar apparatus, the velocity component of the object in the direction closer to the radar apparatus can be obtained by measuring the Doppler shift amount generated in the reflected wave of the object. However, in the measurement using the radar device, the velocity component of the object in the direction perpendicular to the straight line connecting the object and the radar device cannot be measured, and therefore the relative velocity vector of the object with respect to the radar device cannot be obtained.
そこで、従来は、レーダ装置を用いて異なる時点において計測した、同一の移動体について計測したと推定される複数の位置ベクトルの変化より、当該移動体の相対速度ベクトルを算出するようにしていた(たとえば、特許文献1)。
前記特許文献1の技術によれば、ある時点においてレーダ装置が計測したどの位置ベクトルと、過去においてレーダ装置が計測した位置ベクトルがのうちのどの位置ベクトルとが、同じ移動体の異なる時点の位置を表すものであるかを推定する必要があるが、少なくともレーダ装置の1走査周期以上大きく離れた時点において計測された位置ベクトル間で、このような推定を誤り少なく行うことは比較的困難である。 According to the technique of Patent Literature 1, which position vector measured by the radar apparatus at a certain time point and which position vector among position vectors measured by the radar apparatus in the past are the positions of the same moving object at different time points. However, it is relatively difficult to perform such estimation with few errors at least between position vectors measured at a time that is greatly separated by at least one scanning period of the radar apparatus. .
また、この特許文献1の技術によれば、算出される相対速度ベクトルは、相対速度ベクトルの算出に用いた複数の位置ベクトルが計測された期間中における相対速度ベクトルの平均を表すものとなり、現在時点における相対速度ベクトルを直接表すものとはならない。 Further, according to the technique of Patent Document 1, the calculated relative velocity vector represents an average of the relative velocity vectors during a period in which a plurality of position vectors used for calculating the relative velocity vector are measured. It does not directly represent the relative velocity vector at the time.
よって、この特許文献1の技術によれば、相対速度ベクトルを、充分に精度良く算出することはできない。
そこで、本発明は、レーダ装置を用いて移動体の相対速度ベクトルを精度良く算出することを課題とする。
Therefore, according to the technique of Patent Document 1, the relative velocity vector cannot be calculated with sufficient accuracy.
Therefore, an object of the present invention is to accurately calculate a relative velocity vector of a moving object using a radar apparatus.
前記課題達成のために、本発明は、レーダを用いて物体の相対速度ベクトルを計測するレーダ計測システムを、設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測する第1のレーダ装置と、前記第1のレーダ装置と離間して配置された、前記第1のレーダ装置の走査範囲と重複する走査範囲が設定された、設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測する第2のレーダ装置と、計測された位置ベクトルが示す位置が相互に所定のレベル以上近接する、前記第1のレーダ装置が検出した第1の検出点と前記第2のレーダ装置が検出した第2の検出点とを、物体上の単一の点に対応する二つの検出点として抽出し、前記第1の検出点について第1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分と、前記第2の検出点について第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分とを有する相対速度ベクトルを、前記1の検出点と第2の検出点とが対応する物体上の単一の点の相対速度ベクトルとして算出する相対速度ベクトル算出手段と相対速度ベクトル算出手段とを含めて構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention detects a radar measurement system that measures the relative velocity vector of an object using a radar by detecting a point on the object existing within a set scanning range as a detection point. A first radar device that measures a position vector of a detection point and a perspective relative velocity vector that represents the magnitude and direction of the relative velocity in the perspective direction with respect to itself; and the first radar device that is spaced apart from the first radar device, A point on an object existing within the set scanning range in which a scanning range that overlaps the scanning range of the first radar apparatus is detected as a detection point, and the position vector of the detected detection point and the perspective direction with respect to itself A second radar device that measures a perspective relative velocity vector representing the magnitude and direction of the relative velocity, and a position indicated by the measured position vector are close to each other by a predetermined level or more. The first detection point detected by the first radar device and the second detection point detected by the second radar device are extracted as two detection points corresponding to a single point on the object, A component in the direction equal to the direction of the perspective relative velocity vector measured by the first radar device having the same magnitude as the perspective relative velocity vector measured by the first radar device at the first detection point. And the direction of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device is equal to the magnitude of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device at the second detection point. A relative velocity vector for calculating a relative velocity vector having a direction component as a relative velocity vector of a single point on the object corresponding to the first detection point and the second detection point. Including calculating means and the relative velocity vector calculating means is obtained by configuration.
このように、本発明に係るレーダ計測システムでは、2台のレーダ装置を用いて相互に重複する走査範囲の計測を行うと共に、2台のレーダ装置で計測された検出点のうち、位置ベクトルが示す位置が所定のレベル以上近接する場合は、これらの検出点は同じ物体上の同じ単一の点に対応するものであるとみなす。そして、これら検出点について、各レーダ装置で計測された、各遠距離方向相対速度ベクトルは、当該点の相対速度ベクトルの、当該遠距離方向相対速度ベクトルと同じ方向の成分を表しているものとして、これら検出点に対応する物体上の単一の相対速度ベクトルを求める。 As described above, in the radar measurement system according to the present invention, the two radar devices are used to measure the overlapping scanning ranges, and among the detection points measured by the two radar devices, the position vector is If the indicated position is closer than a predetermined level, these detection points are considered to correspond to the same single point on the same object. And about these detection points, each long-distance direction relative velocity vector measured by each radar apparatus represents the component of the same direction as the long-distance direction relative velocity vector of the relative velocity vector of the said point. Then, a single relative velocity vector on the object corresponding to these detection points is obtained.
すなわち、本発明に係るレーダ計測システムによれば、ある点の相対速度ベクトルの算出に必要となる計測は、2台のレーダ装置の当該点の各々1度ずつの計測となる。そして、このような計測は、単一のレーダ装置によって当該点の複数回計測するよりも短時間に完了させることができる。したがって、2台のレーダ装置でそれぞれ同じ点に対して検出した検出点を誤り少なく抽出することができ、また、より瞬間的な相対速度ベクトルを計測することができるようになる。よって、本レーダ計測システムによれば、レーダ装置を用いて移動体の相対速度ベクトルを、より精度良く算出することができる。 That is, according to the radar measurement system of the present invention, the measurement required for calculating the relative velocity vector at a certain point is a measurement for each of the points of the two radar devices. And such a measurement can be completed in a short time rather than measuring the said point in multiple times with a single radar apparatus. Therefore, detection points detected for the same point by the two radar apparatuses can be extracted with few errors, and a more instantaneous relative velocity vector can be measured. Therefore, according to the present radar measurement system, the relative velocity vector of the moving object can be calculated with higher accuracy using the radar device.
ここで、このようなレーダ計測システムは、自動車に搭載されるものであってよく、この場合、前記第1のレーダ装置と第2のレーダ装置は、自車に対する水平方向の相対速度ベクトルを算出できるように、少なくとも水平方向に離間して前記自動車上に配置するようにする。 Here, such a radar measurement system may be mounted on an automobile. In this case, the first radar apparatus and the second radar apparatus calculate a horizontal relative velocity vector with respect to the own vehicle. In order to be able to do so, it is arranged at least horizontally on the vehicle.
以上のように、本発明によれば、レーダ装置を用いて移動体の相対速度ベクトルを精度良く算出することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the relative velocity vector of the moving object using the radar apparatus.
以下、本発明の実施形態について、自動車に搭載される車載周辺監視システムへの適用を例にとり説明する。
図1aに、本実施形態に係る車載周辺監視システムの構成を示す。
図示するように、車載周辺監視システムは、左レーダ装置1、右レーダ装置2、物標計測部3、物標追尾部4、周辺物体特性検出部5、周辺状況提示部6、表示装置7、警告出力装置8を含んで構成される。
また、左レーダ装置1、右レーダ装置2は、同じ構成を有しており、それぞれ、アンテナ11と、送受信機12と、レーダ計測信号処理部13とより構成されている。そして、レーダ計測信号処理部13は、送受信機12を介してアンテナ11を駆動し、所定のスキャン範囲内に存在する物体を検出し、検出された各物体のアンテナ11に対する相対位置を示す相対位置ベクトル、検出された各物体のアンテナ11に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルを計測し、計測データとして物標計測部3に出力するスキャンを繰り返し行う。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described taking application to an on-vehicle periphery monitoring system mounted on an automobile as an example.
FIG. 1 a shows the configuration of an on-vehicle periphery monitoring system according to this embodiment.
As shown in the figure, the on-vehicle periphery monitoring system includes a left radar device 1, a right radar device 2, a target measurement unit 3, a target tracking unit 4, a peripheral object characteristic detection unit 5, a peripheral state presentation unit 6, a display device 7, A warning output device 8 is included.
Further, the left radar device 1 and the right radar device 2 have the same configuration, and are configured by an antenna 11, a transceiver 12, and a radar measurement signal processing unit 13, respectively. Then, the radar measurement signal processing unit 13 drives the antenna 11 via the transmitter / receiver 12 to detect an object existing within a predetermined scan range, and a relative position indicating a relative position of each detected object with respect to the antenna 11. A scan of a vector and a perspective relative velocity vector representing the magnitude and direction of the relative velocity in the perspective direction of each detected object with respect to the antenna 11 is measured and output to the target measurement unit 3 as measurement data is repeatedly performed.
ここで、図1bに示すように、左レーダ装置1と右レーダ装置2は、車両後部に左右方向に離間して配置されている。すなわち、左レーダ装置1は車両の後部左側部に配置されており、車両の後方をスキャン範囲として、スキャン範囲内の物体を検出する。また、右レーダ装置2は車両の後部右側部に配置されており、車両の後方をスキャン範囲として、スキャン範囲内の物体を検出する。なお、左レーダ装置1と右レーダ装置2のスキャンの周期は同一である。 Here, as shown in FIG. 1b, the left radar device 1 and the right radar device 2 are arranged at the rear of the vehicle so as to be separated in the left-right direction. That is, the left radar device 1 is disposed on the left side of the rear part of the vehicle, and detects an object within the scan range with the rear of the vehicle as the scan range. The right radar apparatus 2 is disposed on the right side of the rear part of the vehicle, and detects an object within the scan range with the rear of the vehicle as the scan range. Note that the scanning periods of the left radar device 1 and the right radar device 2 are the same.
次に、物標計測部3は、右レーダ装置2の1回のスキャンの終了の度に後述する物標計測処理を行って、左レーダ装置1と右レーダ装置2から出力される計測データに基づいて、自車後方に存在する物体の位置ベクトルと遠近方向相対速度ベクトルと相対速度ベクトルを算定する。そして、自車後方に存在する各物体毎に、当該物体について算定した位置ベクトルと遠近方向相対速度ベクトルと相対速度ベクトルとを含めた物標測定データを生成し、物標追尾部4に出力する。 Next, the target measurement unit 3 performs a target measurement process described later each time one scan of the right radar device 2 is completed, and converts the measurement data output from the left radar device 1 and the right radar device 2 into measurement data. Based on this, the position vector, perspective direction relative speed vector, and relative speed vector of the object existing behind the host vehicle are calculated. Then, for each object existing behind the host vehicle, target measurement data including the position vector calculated for the object, the perspective relative velocity vector, and the relative velocity vector is generated and output to the target tracking unit 4. .
そして、物標追尾部4は、物標計測部3から出力された各物標測定データに基づいて、自車後方に存在する各物体の追尾を行い、追尾中の物体である追尾中物体毎に、追尾情報を生成管理する物標追尾処理を繰り返し行う。ここで、物体の追尾とは、各時点で算定された物標測定データを、当該物標測定データが算定された物体毎に、当該物体の時系列の計測データとして系列化する処理である。また、ある追尾中物体の追尾情報とは、このように系列化された当該追尾中物体の時系列の物標測定データを指す。 And the target tracking part 4 tracks each object which exists behind the own vehicle based on each target measurement data output from the target measurement part 3, and for each tracking object which is an object being tracked In addition, the target tracking process for generating and managing tracking information is repeated. Here, tracking of an object is a process of grouping target measurement data calculated at each time point as time-series measurement data of the object for each object for which the target measurement data is calculated. Further, the tracking information of a certain tracking object refers to the time-series target measurement data of the tracking object that are serialized in this way.
なお、物標追尾処理では、たとえば、次のようにして物体の追尾を行う。
すなわち、物標測定データのうちに、ある追尾中物体の過去の物標測定データから推定される当該追尾中物体の現在の位置ベクトルや遠近方向相対速度ベクトルや相対速度ベクトルと近似する位置ベクトルや遠近方向相対速度ベクトルや相対速度ベクトルを示す物標測定データが存在する場合に、当該物標測定データを、当該追尾中物体の物標測定データであるとして、当該追尾中物体の追尾情報に加える。なお、ある物体の過去の物標測定データからの現在の位置ベクトルの推定は、過去最近の物標測定データが相対速度ベクトルを含んでいる場合には、たとえば、過去最近の物標測定データの位置ベクトルが示す相対位置から、過去最近の物標測定データの相対速度ベクトルが示す相対速度で相対速度ベクトルが示す移動方向に、過去最近に当該物体の計測データが計測されてから現在までの経過時間分移動した位置を示す位置ベクトルを、当該物体の現在の位置ベクトルとして推定することにより行う。
In the target tracking process, for example, an object is tracked as follows.
That is, among the target measurement data, the current position vector of the tracking target object estimated from the past target measurement data of the tracking target object, the perspective direction relative velocity vector, the position vector approximate to the relative velocity vector, When target measurement data indicating a perspective relative velocity vector or a relative velocity vector exists, the target measurement data is added to the tracking information of the tracking target object as the target measurement data of the tracking target object. . In addition, the estimation of the current position vector from the past target measurement data of a certain object is performed, for example, when the past recent target measurement data includes a relative velocity vector, for example, the past recent target measurement data. From the relative position indicated by the position vector to the current direction from the latest measurement data of the object in the direction of movement indicated by the relative speed vector at the relative speed indicated by the relative speed vector of the most recent target measurement data. This is performed by estimating a position vector indicating the position moved by time as the current position vector of the object.
また、物標測定データのうちに、追尾中物体の物標測定データとすることのできなかった物標測定データが存在する場合には、その物標測定データが計測された物体を、新たな追尾中物体として、その追尾情報を生成し、当該存在した物標測定データを、当該新たな追尾中物体の追尾情報に加える。また、当該物標追尾処理では、所定期間以上対応する物標測定データが計測されなかった追尾中物体については、その追尾を終了し、当該追尾中物体についての追尾情報を消去する。 In addition, if there is target measurement data that could not be used as target measurement data for the object being tracked, the object for which the target measurement data was measured is replaced with a new one. Tracking information is generated as the tracking object, and the existing target measurement data is added to the tracking information of the new tracking object. Further, in the target tracking process, tracking is terminated for a tracking object for which the corresponding target measurement data has not been measured for a predetermined period or longer, and the tracking information for the tracking object is deleted.
次に、周辺物体特性検出部5は、物標追尾部が追尾中の各物体について、その特性を推定する処理を行う。すなわち、周辺物体特性検出部5は、追尾情報の相対速度ベクトルが示す自車の進行方向と垂直方向の運動の特徴から自動車/自動二輪車/人間/固定物などを推定することにより、当該物体の種別上の特性を推定したり、追尾情報の相対速度ベクトルから、当該物体が追い越し/追い抜き動作中の他車であるであるかを推定することにより、当該物体の挙動上の特性を推定する処理などを行う。 Next, the peripheral object characteristic detection unit 5 performs processing for estimating the characteristics of each object being tracked by the target tracking unit. That is, the peripheral object characteristic detection unit 5 estimates the vehicle / motorcycle / human / fixed object from the characteristics of the movement of the vehicle in the direction perpendicular to the traveling direction indicated by the relative velocity vector of the tracking information. Processing to estimate the characteristics of the object by estimating the characteristics of the type or by estimating whether the object is another vehicle that is being overtaken or overtaken from the relative speed vector of the tracking information And so on.
そして、周辺状況提示部6は、各追尾中物体の追尾情報と、周辺物体特性検出部5が推定した各追尾中物体の特性に基づいて、自車後方の物体の自車に対する相対位置や相対移動方向や種別を表示装置7に表示する処理などを行う。また、各追尾中物体の追尾情報と、周辺周辺物体特性検出部5が推定した各追尾中物体の特性に基づいて、自車後方の他車が追い越し/追い抜き動作である場合に路線変更を行わないよう警告する警告や、追尾中物体との衝突の可能性が生じている場合にその旨を警告する警告を、警告出力装置8から、音声などによって出力する処理なども行う。 Then, based on the tracking information of each tracking object and the characteristics of each tracking object estimated by the peripheral object characteristic detection unit 5, the surrounding situation presentation unit 6 determines the relative position and relative of the object behind the vehicle to the vehicle. Processing for displaying the moving direction and type on the display device 7 is performed. Further, based on the tracking information of each tracking object and the characteristics of each tracking object estimated by the surrounding peripheral object characteristic detection unit 5, the route is changed when the other vehicle behind the host vehicle is passing / passing. The warning output device 8 outputs a warning that warns that there is no warning or a warning that warns that there is a possibility of collision with an object being tracked from the warning output device 8.
以下、前述のように物標計測部3が行う物標計測処理について説明する。
ここで、前述したように、この物標計測処理は右レーダ装置2の1回のスキャンの終了の度に行う。
図2に、この物標計測処理の手順を示す。
図示するように、この物標計測処理では、まず、最近の左レーダ装置1のスキャンにおいて出力された計測データの各々を順次処理対象の計測データ(i番目の計測データ)として、各計測データについて(ステップ202、210、216)、ステップ204、206、208、214の処理を行う。
Hereinafter, the target measurement process performed by the target measurement unit 3 as described above will be described.
Here, as described above, this target measurement process is performed each time one scan of the right radar apparatus 2 is completed.
FIG. 2 shows the procedure of the target measurement process.
As shown in the drawing, in this target measurement process, first, each measurement data output in the latest scan of the left radar device 1 is sequentially set as measurement data (i-th measurement data) to be processed. (Steps 202, 210, and 216) and Steps 204, 206, 208, and 214 are performed.
すなわち、このステップ204、206、208、214の処理では、最近の右レーダ装置2のスキャンにおいて出力された計測データのうちから、左レーダ装置1から出力された処理対象の計測データと同じ点を計測したと推定される計測データを探索する(ステップ204)。ここで、この探索では、たとえば、左レーダ装置1から出力された処理対象の計測データの位置ベクトルが示す自車上の所定の基準点に対する相対位置に所定レベル以上近接する、前記基準点に対する相対位置を示す位置ベクトルを含む右レータ装置が出力した計測データのうちの、最も近接の度合いが強い計測データを、左レーダ装置1から出力された処理対象の計測データと同じ点を計測したと推定される計測データとして探索する。 That is, in the processing of steps 204, 206, 208, and 214, the same points as the measurement target measurement data output from the left radar device 1 are selected from the measurement data output in the recent scan of the right radar device 2. The measurement data estimated to have been measured is searched (step 204). Here, in this search, for example, relative to the reference point that is close to a relative position with respect to the predetermined reference point on the vehicle indicated by the position vector of the measurement data to be processed output from the left radar device 1 by a predetermined level or more. It is estimated that the measurement data having the strongest degree of proximity among the measurement data output by the right lator device including the position vector indicating the position is measured at the same point as the measurement data to be processed output from the left radar device 1. Search as measured data.
そして、ステップ204の探索が失敗した場合には(ステップ206)、左レーダ装置1から出力された処理対象の計測データを、そのまま物標測定データとして出力し(ステップ214)、この処理対象の計測データについての処理を終える。
一方、ステップ204の探索が成功した場合には(ステップ206)、左レーダ装置1から出力された処理対象の計測データと探索した右レーダ装置2から出力された計測データをグループ化し、このグループに対して、一つの位置ベクトルと一つの遠近方向相対ベクトルと一つの相対速度ベクトルを算定し、算定した位置ベクトルと遠近方向相対速度ベクトルと相対速度ベクトルを含めた物標測定データを出力する(ステップ208)、そして、この処理対象の計測データについての処理を終える。ここで、このステップ208で行う、グループに対する、一つの位置ベクトルと一つの遠近方向相対ベクトルと一つの相対速度ベクトルの算定法については後に詳述する。
If the search in step 204 fails (step 206), the measurement target measurement data output from the left radar apparatus 1 is output as target measurement data as it is (step 214), and the measurement target measurement is performed. Finish processing the data.
On the other hand, when the search in step 204 is successful (step 206), the measurement data output from the left radar device 1 and the measurement data output from the searched right radar device 2 are grouped, and this group is grouped. On the other hand, one position vector, one perspective direction relative vector and one relative velocity vector are calculated, and target measurement data including the calculated position vector, perspective direction relative velocity vector and relative velocity vector is output (step 208) Then, the processing for the measurement data to be processed is finished. Here, the calculation method of one position vector, one perspective direction relative vector, and one relative velocity vector for the group performed in step 208 will be described in detail later.
さて、このようにして、最近の左レーダ装置1のスキャンにおいて出力された計測データの各々について、ステップ204、206、208、214の処理を行ったならば、最近の右レーダ装置2のスキャンにおいて出力された計測データのうちの、最近の左レーダ装置1のスキャンにおいて出力された計測データのいずれともステップ208でグループ化されなかった計測データを、そのまま物標測定データとして出力し(ステップ212)、今回の物標計測処理を終了する。 Now, if the processing of steps 204, 206, 208, and 214 is performed for each of the measurement data output in the recent scan of the left radar apparatus 1 in this way, in the recent scan of the right radar apparatus 2 Of the output measurement data, any of the measurement data output in the recent scan of the left radar device 1 and not grouped in Step 208 is output as target measurement data as it is (Step 212). Then, the current target measurement process is terminated.
なお、以上の物標計測処理におけるステップ212、214で出力される物標測定データには、位置ベクトルと遠近方向相対速度ベクトルのみが含まれ、相対速度ベクトルは含まれないことになる。
以下、このような物標計測処理のステップ208で行う、左レーダ装置1が出力した一つの計測データと右レーダ装置2が出力した一つの計測データとのグループに対する、一つの位置ベクトルと一つの遠近方向相対ベクトルと一つの相対速度ベクトルの算定法の詳細について説明する。
Note that the target measurement data output in steps 212 and 214 in the above target measurement process includes only the position vector and the perspective direction relative velocity vector, and does not include the relative velocity vector.
Hereinafter, one position vector and one position group for one measurement data output from the left radar device 1 and one measurement data output from the right radar device 2 in step 208 of such target measurement processing are described. Details of the method of calculating the perspective direction relative vector and one relative velocity vector will be described.
いま、図3aに示すようにグループ内の左レーダ装置1が出力した計測データの位置ベクトルが示す相対位置がPL、遠近方向相対ベクトルがuLであり、グループ内の右レーダ装置2が出力した計測データの位置ベクトルが示す相対位置がPR、遠近方向相対ベクトルがuRであるものとして、遠近方向相対ベクトルがuLが求める相対速度ベクトルのuL方向の成分、遠近方向相対ベクトルuRが求める相対速度ベクトルのuR方向の成分であるものとして、相対速度ベクトルを算出する Now, as shown in FIG. 3a, the relative position indicated by the position vector of the measurement data output by the left radar device 1 in the group is PL, the perspective relative vector is uL, and the measurement output by the right radar device 2 in the group. Assuming that the relative position indicated by the data position vector is PR, and the perspective relative vector is uR, the component in the uL direction of the relative velocity vector obtained by the perspective relative vector uL, the relative velocity vector obtained by the perspective relative vector uR Calculate the relative velocity vector as a component in the uR direction
より具体的には、この場合、まず、PLから単位時間uLで進んだ位置を通る、PLと左レーダ装置1のアンテナ11を結ぶ直線LALに垂直な直線LBLと、PRから単位時間uRで進んだ位置を通る、PRと右レーダ装置2のアンテナ11を結ぶ直線LARに垂直な直線LBRとを求める。そして、点QLから見た点QRの位置ベクトルが、PLから見たPRの位置ベクトルΔPと等しくなるように、直線LBL上の点QLと直線LBR上の点QRとを求める。そして、単位時間にPLからQLまで(PRからQRとしても同じ)進む速度ベクトルuを、このグループ対して算定する相対速度ベクトルとする。また、このグループ対して算定する位置ベクトルは、グループ内の二つの計測データのうち、より最近の計測結果を表す計測データが示す位置ベクトルとし、このグループ対して算定する遠近方向相対速度ベクトルは、グループ内の二つの計測データのうち、より最近の計測結果を表す計測データが示す遠近方向相対速度ベクトルとする。または、このグループ対して算定する位置ベクトルは、グループ内の二つの計測データが示す位置ベクトルの平均とし、このグループに対して算定する遠近方向相対速度ベクトルはグループ内の二つの計測データが示す近方向相対速度ベクトルの平均などとしてもよい。 More specifically, in this case, first, a straight line LBL passing through a position advanced from PL in unit time uL and perpendicular to the straight line LAL connecting PL and the antenna 11 of the left radar device 1, and advanced from PR in unit time uR. A straight line LBR perpendicular to the straight line LAR connecting PR and the antenna 11 of the right radar device 2 passing through the position is obtained. Then, the point QL on the straight line LBL and the point QR on the straight line LBR are obtained so that the position vector of the point QR viewed from the point QL is equal to the PR position vector ΔP viewed from PL. Then, a velocity vector u that travels from PL to QL (same as PR to QR) per unit time is set as a relative velocity vector calculated for this group. The position vector calculated for this group is the position vector indicated by the measurement data representing the more recent measurement result of the two measurement data in the group, and the perspective relative velocity vector calculated for this group is: Of the two measurement data in the group, the relative relative velocity vector indicated by the measurement data representing the more recent measurement result is used. Alternatively, the position vector calculated for this group is the average of the position vectors indicated by the two measurement data in the group, and the perspective relative velocity vector calculated for this group is the near-point indicated by the two measurement data in the group. It is good also as an average of a direction relative velocity vector.
なお、相対速度ベクトルuは、図3bに示すように、右レーダ装置2のアンテナ11の位置を、点PRから見た点PLの位置ベクトルΔD分移動した位置をRDとして、PLから単位時間uLで進んだ位置を通る、PLと左レーダ装置1のアンテナ11を結ぶ直線LALに垂直な直線LBLと、PLから単位時間uRで進んだ位置を通る、PLとRDを結ぶ直線LARDに垂直な直線LBRDとの交点Qを求め、単位時間にPLからQまで進む速度ベクトルuを、このグループ対して算定する相対速度ベクトルとすることによっても同様に求めることができる。 As shown in FIG. 3b, the relative velocity vector u is a unit time uL from PL, where RD is a position obtained by moving the position of the antenna 11 of the right radar device 2 by the position vector ΔD of the point PL viewed from the point PR. A straight line LBL perpendicular to a straight line LAL that connects PL and the antenna 11 of the left radar device 1 and a straight line that passes a position advanced from PL in unit time uR and that is perpendicular to a straight line LARD that connects PL and RD. The intersection Q with the LBRD can be obtained, and the velocity vector u traveling from PL to Q per unit time can be obtained as a relative velocity vector calculated for this group.
また、もしグループ内の左レーダ装置1が出力した計測データの位置ベクトルが示す相対位置と右レーダ装置2が出力した計測データの位置ベクトルが示す相対位置が等しくPであった場合には、図3cに示すように、Pから単位時間uLで進んだ位置を通る、Pと左レーダ装置1のアンテナ11を結ぶ直線LALに垂直な直線LBLと、Pから単位時間uRで進んだ位置を通る、Pと右レーダ装置2のアンテナ11を結ぶ直線LARに垂直な直線LBRとの交点Qを求め、単位時間にPからQまで進む速度ベクトルuを、このグループ対して算定する相対速度ベクトルとすることによって求めることができる。 Further, if the relative position indicated by the position vector of the measurement data output from the left radar device 1 in the group and the relative position indicated by the position vector of the measurement data output from the right radar device 2 are equal P, As shown in 3c, it passes through a position advanced from P by a unit time uL, passes a line LBL perpendicular to the straight line LAL connecting P and the antenna 11 of the left radar device 1, and passes a position advanced from P by a unit time uR. The intersection point Q between the straight line LBR perpendicular to the straight line LAR connecting P and the antenna 11 of the right radar apparatus 2 is obtained, and the velocity vector u that advances from P to Q per unit time is set as the relative velocity vector calculated for this group. Can be obtained.
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように、本実施形態によれば、自車周辺の物体の相対速度ベクトルを、2台のレーダ装置が計測した遠近方向相対速度ベクトルより直接求めるので、精度良く速やかに、自車周辺の物体の相対速度ベクトルを計測することができるようになる。
The embodiment of the present invention has been described above.
As described above, according to the present embodiment, the relative velocity vector of the object around the own vehicle is directly obtained from the perspective direction relative velocity vector measured by the two radar devices, so that the surrounding of the own vehicle can be accurately and promptly obtained. The relative velocity vector of the object can be measured.
1…左レーダ装置、2…右レーダ装置、3…物標計測部、4…物標追尾部、5…周辺物体特性検出部、6…周辺状況提示部、7…表示装置、8…警告出力装置、11…アンテナ、12…送受信機、13…レーダ計測信号処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Left radar apparatus, 2 ... Right radar apparatus, 3 ... Target measurement part, 4 ... Target tracking part, 5 ... Peripheral object characteristic detection part, 6 ... Peripheral condition presentation part, 7 ... Display apparatus, 8 ... Warning output Device: 11 ... Antenna, 12 ... Transceiver, 13 ... Radar measurement signal processing unit.
Claims (3)
設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測する第1のレーダ装置と、
前記第1のレーダ装置と離間して配置された、前記第1のレーダ装置の走査範囲と重複する走査範囲が設定された、設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測する第2のレーダ装置と、
計測された位置ベクトルが示す位置が相互に所定のレベル以上近接する、前記第1のレーダ装置が検出した第1の検出点と前記第2のレーダ装置が検出した第2の検出点とを、物体上の単一の点に対応する二つの検出点として抽出し、前記第1の検出点について第1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分と、前記第2の検出点について第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分とを有する相対速度ベクトルを、前記1の検出点と第2の検出点とが対応する物体上の単一の点の相対速度ベクトルとして算出する相対速度ベクトル算出手段とを有することを特徴とするレーダ計測システム。 A radar measurement system for measuring a relative velocity vector of an object using a radar,
A point on the object existing within the set scanning range is detected as a detection point, and a position vector of the detected detection point and a perspective relative velocity vector representing the magnitude and direction of the relative velocity in the perspective direction with respect to itself are measured. A first radar device;
A point on the object that is located within the set scanning range and is set apart from the scanning range of the first radar device, which is spaced apart from the first radar device, is set as a detection point. A second radar device that detects and measures a position vector of the detected detection point and a perspective relative velocity vector representing a magnitude and direction of a relative velocity in the perspective direction with respect to itself;
A first detection point detected by the first radar device and a second detection point detected by the second radar device, where the positions indicated by the measured position vectors are close to each other by a predetermined level or more, Two detection points corresponding to a single point on the object are extracted, and the first detection point has a magnitude equal to the magnitude of the perspective relative velocity vector measured by the first radar device for the first detection point. A component in a direction equal to the direction of the perspective relative velocity vector measured by the radar device, and a magnitude equal to the magnitude of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device for the second detection point, The first detection point and the second detection point correspond to a relative velocity vector having a component in the same direction as the direction of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device. Radar measurement system characterized by having a relative velocity vector calculating means for calculating a relative velocity vector of a single point on the object that.
当該レーダ計測システムは自動車に搭載され、
前記第1のレーダ装置と第2のレーダ装置は、少なくとも水平方向に離間して前記自動車上に配置されていることを特徴とするレーダ計測システム。 The radar measurement system according to claim 1,
The radar measurement system is installed in an automobile,
The radar measurement system according to claim 1, wherein the first radar device and the second radar device are arranged on the automobile at least horizontally apart from each other.
第1のレーダ装置によって、当該第1のレーダ装置に設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測するステップと、
前記第1のレーダ装置と離間して配置された、前記第1のレーダ装置の走査範囲と重複する走査範囲が設定された第2のレーダ装置によって、設定された走査範囲内に存在する物体上の点を検出点として検出し、検出した検出点の位置ベクトルと自身に対する遠近方向の相対速度の大きさと向きを表す遠近方向相対速度ベクトルとを計測するステップと、
計測された位置ベクトルが示す位置が相互に所定のレベル以上近接する、前記第1のレーダ装置が検出した第1の検出点と前記第2のレーダ装置が検出した第2の検出点とを、物体上の単一の点に対応する二つの検出点として抽出するステップと、
前記第1の検出点について第1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該1のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分と、前記第2の検出点について第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの大きさと等しい大きさの、当該第2のレーダ装置によって計測された遠近方向相対速度ベクトルの方向と等しい方向の成分とを有する相対速度ベクトルを、前記1の検出点と第2の検出点とが対応する物体上の単一の点の相対速度ベクトルとして算出するステップとを有することを特徴とする相対速度ベクトル計測方法。 A relative velocity vector measurement method for measuring a relative velocity vector of an object using a radar,
The first radar device detects a point on the object existing within the scanning range set in the first radar device as a detection point, and the position vector of the detected detection point and the relative velocity in the perspective direction with respect to itself are detected. Measuring a perspective relative velocity vector representing magnitude and orientation;
On an object existing within a set scanning range by a second radar device which is disposed apart from the first radar device and has a scanning range which overlaps the scanning range of the first radar device. Detecting a point as a detection point, and measuring a position vector of the detected detection point and a perspective direction relative velocity vector representing the magnitude and direction of the relative velocity in the perspective direction with respect to itself,
A first detection point detected by the first radar device and a second detection point detected by the second radar device, where the positions indicated by the measured position vectors are close to each other by a predetermined level or more, Extracting as two detection points corresponding to a single point on the object;
A component in the direction equal to the direction of the perspective relative velocity vector measured by the first radar device having the same magnitude as the perspective relative velocity vector measured by the first radar device at the first detection point. And the direction of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device is equal to the magnitude of the perspective relative velocity vector measured by the second radar device at the second detection point. Calculating a relative velocity vector having a directional component as a relative velocity vector of a single point on an object corresponding to the first detection point and the second detection point. Speed vector measurement method.
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