JP7254243B2 - 物体検知システムおよび物体検知方法 - Google Patents

Description

本願は、物体検知システムおよび物体検知方法に関するものである。

物体からの反射エコーにより、物体を検知するミリ波レーダ等の物体検知システムにおいて、環境によって時間的、空間的に変動するクラッタと呼ばれる不要信号による誤検知を抑制することが求められる。そこで、物体として検知するか否かの閾値を、検出有無の判定を行いたい領域に対し、その周囲の領域の受信強度を平均化して求めるＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）という手法が用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。

電子情報通信学会編 「知識ベース」（http://www.ieice-hbkb.org/files/11/11gun_02hen_05.pdf）、１１群（社会情報システム）－２編（電子航法・ナビゲーションシステム）－５章基礎・共通技術（ｖｅｒ．１／２０１１．４．１５）、５－２ レーダの原理、５－２－１ 検出技術（執筆者：桐本哲郎）

上述した平均化により閾値を算出する手法は、検出対象（物標）の大きさがレーダの分解能に比べて十分に小さく、物体を点として捉えるシステムにおいては、誤検知を抑制するのに有効な手段である。しかしながら、ひとつの物標に対して複数の点を検出できるようになった近年の高分解能レーダにおいては、反射強度の高い一部の反射点のために他の反射点の検出が阻害され、かえって本来の性能を発揮することが困難となることがあった。その結果、物体の種別の推定に必要な物標の形状を判別することができなくなるという問題点があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、物標の形状を判別できる物体検知システムおよび物体検知方法を得ることを目的とする。

本願に開示される物体検知システムは、波動を照射し、反射波を受信する波動装置、前記波動装置から出力された信号から、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出部、前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出部、前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定部、前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部、および前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定部、を備えたことを特徴とする。

本願に開示される物体検知方法は、波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出ステップ、前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出ステップ、前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定ステップ、前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ、および前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定ステップ、を含むことを特徴とする。

本願に開示される物体検知システム、あるいは物体検知方法によれば、反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。

図１Ａと図１Ｂは、それぞれ実施の形態１にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図と、物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図である。 図２Ａと図２Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法を説明するための、物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャートと、物標検出部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、検出判定を行う検出線分の、基準点を中心としたステップ状の回転を説明するための模式図である。 図４Ａと図４Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、検出判定を行うある検出線分での閾値の設定について説明するための模式図と、ある検出線分上での信号強度に応じた閾値の設定を説明するためのグラフ形式の図である。 図５Ａと図５Ｂは、実施の形態１にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法において、それぞれ物標の配置が異なった場合の、検出線分ごとの反射点の検出数と、物標の形状としての検出線分の選定について説明するための模式図である。 実施の形態２にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる物体検知システムの物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図である。 図９Ａと図９Ｂそれぞれは、実施の形態３にかかる物体検知システムの動作、あるいは物体検知方法を説明するための、物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャートと、物標検出部の動作を示すフローチャートである。 各実施の形態１にかかる解析装置のハードウエアによる構成例を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１～図５は、実施の形態１にかかる物体検知システムあるいは物体検知方法について説明するためのものであり、図１は物体検知システムの全体構成を示すブロック図（図１Ａ）と、物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図（図２Ａ）、図２は物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャート（図２Ａ）と、物標検出部の動作を示すフローチャート（図２Ｂ）である。そして、図３は水平方向にレーダを照射した際に、照射野内にひとつの物標が存在するときに検出される座標ごとの信号強度と、得られた信号強度に応じて、基準点を中心として、物標検出のための検出線分を照射野（平面）内でステップ状に回転させる方法を示す模式図である。

また、図４は検出判定を行うために回転移動する複数の検出線分のうち、ある検出線分上での閾値の設定について説明するための図３に対応する模式図（図４Ａ）と、ある検出線分上の複数の判定対象点それぞれでの信号強度と、基準の異なる２種類の閾値を設定する手法を説明するための棒グラフ形式の図（図４Ｂ）である。さらに、図５は代表反射点を中心として間隔をあけて設定した複数の検出線分それぞれでの反射点の検出数と、物標の形状としての検出線分の選定について説明するための図であって、物標である車両が左前方部分で、斜めの状態で存在している場合の図３に対応する模式図（図５Ａ）と、物標である車両が前方中央部分で、真っすぐな状態で存在している場合の図３に対応する模式図（図５Ｂ）である。

本願の実施の形態１にかかる物体検知システム１は、図１Ａに示すように、波動を照射して物標からの反射波を受信する波動装置７、および波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備え、車両８０Ｖに搭載されている。そして、波動装置７が車両８０Ｖに搭載（車載）されている場合、例えば、先行車、対向車、横断歩行者、その他障害物等を物標として検知し、その情報を車両制御部８１Ｖに出力して、運転支援等に利用する。

波動装置７は、波動としてミリ波のような電波を、例えば水平方向における、所定の角度の範囲に照射して、物標が反射した反射波を受信する送受信面７ｆを有するレーダ装置を想定している。しかし、これに限ることはない。物標からの反射波を受信できるのであれば、電波以外の他のセンサであってもよく、例えば、光を用いるＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、あるいは音波を用いる超音波センサ等でもよい。

解析装置２は、解析処理を実行する演算部３、演算部３の演算機能等を格納する記憶部４、波動装置７と車両制御部８１Ｖとのデータのやり取りを行う通信機能部５、および演算部３と記憶部４と通信機能部５間を双方向通信可能に接続するバス６を備えている。通信機能部５は、波動装置７と車両制御部８１Ｖに図示しない信号線を介して接続されている。

演算部３は、マイコン、ＤＳＰ（digital signal processor）などの演算装置で構成され、例えば、解析装置２のうち、演算部３と記憶部４部分は、演算装置（プロセッサ）と記憶装置を組み合わせたひとつのハードウエアで構成することが可能である。その場合、記憶部４（記憶装置）は図示しないランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。演算部３（プロセッサ）は、記憶装置から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサにプログラムが入力される。また、プロセッサは、演算結果等のデータを記憶装置の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

記憶部４に格納された機能のうち、物標反射レベル受信機能４１１は、図１Ｂに示すように、波動装置７から出力された信号Ｓｅを受信し、座標ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を出力する物標反射レベル受信部４１として演算部３を機能させる。そして、代表点抽出機能４２１等は、反射レベルリストＤｒから物標を検知し、その距離、位置、および輪郭形状等の物体検知情報Ｄｅを車両制御部８１Ｖに出力する物標検出部４２として演算部３を機能させる。

物標検出部４２は、反射レベルリストＤｒから代表点を抽出し、その座標情報Ｄｐを出力する代表点抽出機能４２１、代表点の座標に基づいて検出線分Ｓｔの回転ステップを決定し、回転ステップ情報Ｄｓを出力する回転ステップ決定機能４２２を有している。さらに、回転させた検出線分Ｓｔごとの反射点の計数結果を計数情報Ｄｎとして出力する反射点計数機能４２３、計数情報Ｄｎに応じて、物体として検知する反射点を決定し、物体検知情報Ｄｅとして出力する反射点決定機能４２４とを有するように機能する。つまり、代表点抽出機能４２１～反射点決定機能４２４等は、それぞれ代表点抽出部～反射点決定部というように、それぞれ独立した部位と読み替えることができる。

つぎに、図２（図２Ａと図２Ｂ）のフローチャートを参考にした動作の説明により、各機能（各部）の詳細を説明する。送受信面７ｆから出射されたミリ波は、図３に示すように離れた位置にある物標９０（車両）にはね返され、送受信面７ｆで受信される。受信した電波に対応する物標の反射レベルの情報を示す信号Ｓｅが波動装置７から出力され、通信機能部５を介して、物標反射レベル受信部４１が受信する（ステップＳ１００）。物標反射レベル受信機能４１１では、受信した信号Ｓｅに基づき、角度方向ＤＡ、前後方向ＤＬの座標ごとの反射レベルを示す反射レベルリストＤｒを算出し、バス６を介して物標検出部４２に出力する（ステップＳ１１０）。なお、図３および以降の説明で用いる図４と図５において、黒塗りが濃くなるほど、反射レベル（信号強度）が高いことを示している。

反射レベルリストＤｒは、物標検出部４２の代表点抽出機能４２１と反射点計数機能４２３に出力される。代表点抽出機能４２１では、物標９０を点として捉えることを前提とし、ＣＦＡＲのような動的な閾値、あるいは固定値といった誤検出を防止する、背景技術で説明したのと同様の第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣを設定する。そして、閾値Ｔｈと反射レベルを比較し、物標９０ごとの代表となる反射点（代表反射点Ｐｒ）を抽出する（ステップＳ２１０）。そして、抽出した代表反射点Ｐｒの座標情報Ｄｐを回転ステップ決定機能４２２に出力する。

なお、第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣを用いると、本願の解決すべき課題である、物標の代表反射点Ｐｒに対応する部分の近傍の反射点からの反射波が検出されなくなる。しかしこの段階においては、むしろ、その特徴を生かして物標９０の反射点のうち、ひとつの反射点のみが抽出されればよいので、あえて物標９０を点で捉えることを前提として、誤検出を防止できる閾値設定法を用いる。また、図では簡略化するため、代表反射点Ｐｒが１点のみの場合を記載しているが、実際には、座標内に存在する物標９０の数に応じて、離散的に複数の代表反射点Ｐｒが存在することになる。

回転ステップ決定機能４２２は、座標情報Ｄｐから算出した代表反射点Ｐｒまでの距離Ｌｐ、または前後方向ＤＬでの距離（座標）に応じて、判定に用いる検出線分Ｓｔの回転ステップαを決定する（ステップＳ２２０）。そして、決定した回転ステップαの情報（回転ステップ情報Ｄｓ）を代表反射点Ｐｒの座標情報Ｄｐとともに、反射点計数機能４２３に出力する。なお、回転ステップα（回転移動角度）は、距離Ｌｐが長いほど大きく（粗く）、短いほど小さく（細かく）することで、処理コストを削減することができる。また、簡略化のため３６０°内に等間隔で配置する例を示すが、必ずしも等間隔である必要はなく、例えば、代表反射点Ｐｒの後方側と前方側とで間隔を変更するようにしてもよい。

反射点計数機能４２３では、回転ステップ決定機能４２２から出力された回転ステップ情報Ｄｓと座標情報Ｄｐに基づいて、代表反射点Ｐｒを中心として照射野（平面）内で回転移動する３６０／α本の検出線分Ｓｔを設定する。そして反射レベルリストＤｒに基づき、設定した検出線分Ｓｔごとに閾値を設定し、検出線分Ｓｔごとに閾値を上回る反射点の数（反射点数）を計数し、計数した情報（計数情報Ｄｎ）を反射点決定機能４２４に出力する（ステップＳ２２０）。

具体的には、代表反射点Ｐｒを起点とする所定長さの検出線分Ｓｔを、代表反射点Ｐｒを中心にして、回転ステップαずつ、３６０度分移動させた数に応じて設定する。このとき、ある検出線分Ｓｔが図４Ａに示す反射レベルの分布上に存在した場合、波動装置７の分解能に応じて、Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｉのように、複数個の判定対象点が設定される。なお、検出線分Ｓｔの長さは、例えば、一般的な車両の長さに相当する４～５ｍ等に設定する。つまり、反射点計数機能４２３と回転ステップ決定機能４２２とで線分設定機能、あるいは線分設定部として機能する。

ここで、ある検出線分Ｓｔ上の判定対象点の信号強度が図４Ｂに示すような分布を示した場合の、各判定対象点に対する閾値の設定について説明する。例えば、上述した第一設定基準で動的な閾値ＴｈＣを設定すると、最も強度が高い代表反射点Ｐｒの強度に引きずられ、検出線分Ｓｔ上では、代表反射点Ｐｒ以外の反射点（判定対象点）では検出なしと判定される。これに対して、この段階では、第一設定基準で算出した閾値ＴｈＣよりも低い値に算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用いる。例えば、第一設定基準で算出される検出線分Ｓｔ上の閾値ＴｈＣに対し、一定の差分ΔＴｈを差し引いて修正した値を第二閾値ＴｈＭとして採用する。これを回転ステップαごとに回転移動させた検出線分Ｓｔごとに実行する。

なお、第二設定基準で第二閾値ＴｈＭを求める際の差分ΔＴｈは、例えば、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以内に抑えることが望ましい。絶対値以内に抑えることで、クラッタの過剰検出が抑えられ、後述する検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。なお、本例では、理解を容易にするため、検出線分Ｓｔごとに第二閾値ＴｈＭを設定する例を示しているが、これに限ることはなく、照射野全体に対して第二閾値ＴｈＭを設定してもよい。

このようにして第二閾値ＴｈＭを設定すると、つぎに、検出線分Ｓｔごとに第二閾値ＴｈＭを超えた反射点の数（反射点数）を計数し、反射点数が二位までの検出線分Ｓｔを選定する。計数結果が、例えば、図５Ａに示すようになった場合、一位は反射点数が４個の検出線分Ｓｔｊで、二位は反射点数が３個の検出線分Ｓｔｋと検出線分Ｓｔｎの２つになる。

しかし、検出線分Ｓｔは後述するように、物標９０（車両）の輪郭線に対応するため、二位となった２つの検出線分Ｓｔのうち、一位の検出線分Ｓｔｊに隣接する（一位の検出線分Ｓｔｊとの角度が小さい）検出線分Ｓｔｋは除外する。そして、検出線分Ｓｔｊと検出線分Ｓｔｎを計数上位の線分として選定する。

そして、選定した検出線分Ｓｔｊ上で検出された反射点と、検出線分Ｓｔｎ上で検出された反射点を物標９０の輪郭を示す出力用反射点として決定し（ステップＳ２３０）、物体検知情報Ｄｅとして出力する。車両制御部８１Ｖでは、出力された物体検知情報Ｄｅに基づき、代表反射点Ｐｒを起点とする２つの検出線分Ｓｔ上の反射点を物標９０の輪郭として検出し、例えば、物標の形状を認識して、種別を判別することが可能となる。そのため、車載であれば、車両、歩行者、障害物等を区別して、距離あるいは相対速度等を認識することが可能となる。

なお、選定した検出線分Ｓｔ上の反射点が連続でない場合においても、抜けた部分を反射点とみなして出力してもよい。これは、物標９０を点ではなく輪郭として検出できるほど、車両等の物標９０の大きさに対して、波動装置７の分解能が高く、実態として、物標９０の連続した輪郭に対応すると考えられるからである。

また、物標９０を誤検出なく点として捉えることを目的とした第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣよりも低い第二閾値ＴｈＭを用いると、誤検出を生じさせることになる。しかい、検出点数の上位一位と、上位一位に隣接した検出線分Ｓｔを除く上位二位までの検出線分Ｓｔを選定したことで、検出線分Ｓｔ単体で発生した誤検出は、結果として除去されることになる。そのため、検出漏れがなく、かつ誤検出を抑制して、物標９０を検出し、さらには物標９０の形状まで把握することが可能となる。

上述したように、輪郭を検出するため、代表反射点Ｐｒごとの検出線分Ｓｔは、少なくとも４本程度、つまり、９０°以下の間隔で設定することが望ましい。これにより、例えば、平面視で略矩形となる４輪車の輪郭を検出することが可能となる。また、検出線分Ｓｔごとの判定対象点数（分解能）は、距離Ｌｐにも依存するが、５点程度を想定している。これにより、対象物（物標９０）の物体としての輪郭を適切に把握することが可能となる。

上述した分解能、あるいは検出線分Ｓｔの設定によっても、二位に該当する検出線分Ｓｔがなく、二次元としての輪郭が得られない場合がある。例えば、一方の幅が分解能に比べて狭い二輪車等を捉えた場合、４輪車のひとつの面を真正面から捉えた場合である。しかし、その場合でも、座標、相対速度等に基づいて判別することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、物体検知システムが車載された例について説明した。本実施の形態２では、物体検知システムが基地局のような施設に搭載された例について説明する。図６は実施の形態２にかかる物体検知システムの全体構成を示すブロック図である。なお、搭載対象が異なること以外は、物体検知システムで実現される機能、および動作などは実施の形態１と同様であり、同様部分には同じ符号を用いている。また、実施の形態１で用いた図１Ｂ、および図２～図５を援用し、同様部分の説明は繰り返さない。

本願の実施の形態２にかかる物体検知システム１は、図６に示すように、波動装置７、および波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備え、基地局８０Ｂに設けられている。基地局８０Ｂとしては、例えば路側器、センター設備等が想定される。その場合、例えば、移動体では搭載できないような高性能のレーダ（波動装置７）を搭載し、高性能の演算装置による解析が可能となる。その結果、例えば、物標情報管理部８１Ｂでは、高速で移動する、航空機、あるいは飛翔体の輪郭を把握し、その種別を判別するといった高精度な解析も可能になる。さらには、地上においても、広範囲を俯瞰して、車両等の情報を把握することも可能になる。

実施の形態３．
実施の形態１、２においては、物体検知システムが１箇所にまとまって搭載された例について説明した。本実施の形態３では、物体検知システムが車両と基地局のような２つの施設に分かれて搭載された例について説明する。図７～図９は、実施の形態３にかかる物体検知システムあるいは物体検知方法について説明するためのものであり、図７は物体検知システムの全体構成を示すブロック図、図８は物標の形状を判別する解析装置部分の詳細構成を示すブロック図、図９は車両に搭載した物標反射レベル受信部の動作を示すフローチャート（図９Ａ）と、基地局に搭載した物標検出部の動作を示すフローチャート（図９Ｂ）である。

なお、複数の搭載対象に分かれて設置されること、および分かれた部位間の通信機能を追加したこと以外は、物体検知システムで実現される機能、および物標を検出する動作などは実施の形態１と同様であり、同様部分には同じ符号を用いている。また、実施の形態１で用いた図３～図５を援用し、同様部分の説明は繰り返さない。

本願の実施の形態３にかかる物体検知システム１も、図７に示すように、車両８０Ｖに搭載された波動装置７、および車両８０Ｖと基地局８０Ｂに分かれて搭載され、波動装置７からの信号に基づき、物標の位置、距離を解析する解析装置２を備えている。解析装置２のうち、車両８０Ｖに搭載された演算部３ｖは、解析装置２ｖの記憶部４ｖに格納された物標反射レベル受信部４１として機能し、基地局８０Ｂに搭載された演算部３ｂは、解析装置２ｂの記憶部４ｂに格納された物標検出部４２として機能する。

そして、解析装置２ｖには、車両８０Ｖ内の波動装置７と車両制御部８１Ｖと通信するための内部通信機能部５１と、基地局８０Ｂの解析装置２ｂと、例えば無線通信による通信路５０を介して通信するための外部通信機能部５２が設けられている。一方、解析装置２ｂには、車両８０Ｖの解析装置２ｖに形成された外部通信機能部５２に対応し、通信路５０を介して通信するための外部通信機能部５３が設けられている。また、解析装置２ｖは、演算部３ｖと記憶部４ｖと内部通信機能部５１と外部通信機能部５２間を双方向通信可能に接続するバス６ｖを備え、解析装置２ｂは、演算部３ｂと記憶部４ｂと外部通信機能部５３間を双方向通信可能に接続するバス６ｂを備えている。

その結果、車両８０Ｖ内では、記憶部４ｖに格納された物標反射レベル受信機能４１１は、図８に示すように、波動装置７から出力された信号Ｓｅを受信し、反射レベルリストＤｒを演算する物標反射レベル受信部４１として演算部３ｖを機能させる。そして、演算した反射レベルリストＤｒは外部通信機能部５２から通信路５０を介して基地局８０Ｂに向けて送信される。

一方、基地局８０Ｂ内では、記憶部４ｂに格納された代表点抽出機能４２１等が、反射レベルリストＤｒから物標を検知し、その距離、位置、および輪郭形状等の物体検知情報Ｄｅを演算する物標検出部４２として演算部３ｂを機能させる。そして、演算した物体検知情報Ｄｅは外部通信機能部５３から通信路５０を介して車両８０Ｖに向けて送信され、車両制御部８１Ｖに出力される。

そのため、物体検知システム１が車両８０Ｖと基地局８０Ｂに分かれ、図９（図９Ａと図９Ｂ）に示すように、ステップＳ１００～Ｓ１１０が車両８０Ｖ内で、ステップＳ２００～Ｓ２３０が基地局８０Ｂ内で実行されることになる。それでも、波動装置７が検知した物標９０の形状を認識して、種別を判別することが可能となる。とくに、複雑な演算を伴う物標検出部４２を基地局８０Ｂに搭載したので、高性能のプロセッサ、記憶装置等を用いた高速な演算が可能となる。なお、物体種別の識別は、車両８０Ｖに搭載した車両制御部８１Ｖに限ることなく、基地局８０Ｂで行うようにしてもよい。

また、ひとつの基地局８０Ｂに対して複数の車両８０Ｖを接続するように物体検知システム１を構成することも可能であり、その場合、複数の車両８０Ｖからの情報をマージさせ、より精度の高い情報を得ることも可能となる。例えば、輪郭に対応する具体的な物標の識別情報等を蓄積し、車種等の情報を付加するようにしてもよい。

なお、上述したように、各実施の形態にかかる物体検知システム１を構成する解析装置２（または解析装置２ｂ、解析装置２ｖ）は、図１０に示すようにプロセッサ２１と記憶装置２２を備えたひとつのハードウエア２０による構成で表すことができる。記憶部４に対応する記憶装置２２は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。演算部３に対応するプロセッサ２１は、記憶装置２２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ２１にプログラムが入力される。また、プロセッサ２１は、演算結果等のデータを記憶装置２２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は例示に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

例えば、基地局８０Ｂに設置した波動装置７で捉え、解析した情報を複数の車両８０Ｖに送信するように構成してもよい。このようにすることで、詳細な解析データを複数の車両８０Ｖにて活用することが可能となる。また、検出線分Ｓｔの長さについても、車両を検知対象と想定した場合は３ｍ以上、６ｍ以下（好ましくは、４ｍ以上、５ｍ以下）が適しているがこれに限ることはない。検知対象の大きさ、および波動装置７の分解能に応じて、例えば、検出線分Ｓｔ内で反射点が４点以上になるように適宜定めればよい。

以上のように、本実施の形態１にかかる物体検知システム１によれば、波動を照射し、反射波を受信する波動装置７、波動装置７から出力された信号Ｓｅから、照射野内の座標点ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を算出する反射レベル算出部（物標反射レベル受信機能４１１）、座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣと比較し、閾値ＴｈＣよりも高い反射レベルを示す座標点を、照射野内に存在する物体（物標９０）の代表反射点Ｐｒとして抽出する代表点抽出部（代表点抽出機能４２１）、代表反射点Ｐｒから延び、代表反射点Ｐｒを中心として照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分（検出線分Ｓｔ）を設定する線分設定部（回転ステップ決定機能４２２、反射点計数機能４２３）、閾値ＴｈＣよりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用い、複数の線分（検出線分Ｓｔ）それぞれで、第二閾値ＴｈＭよりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部（反射点計数機能４２３）、および複数の線分（検出線分Ｓｔ）のうち、計数された反射点の多い上位二位までの線分（検出線分Ｓｔ）で計数された反射点を物体（物標９０）からの反射点として決定する反射点決定部（反射点決定機能４２４）、を備えるように構成したので、物標９０の対向部分の輪郭を形成する反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。

とくに線分設定部（回転ステップ決定機能４２２または反射点計数機能４２３）は、複数の線分（検出線分Ｓｔ）の長さを３ｍ以上、６ｍ以下の範囲内で設定するように構成すれば、車両の輪郭を的確に捉え、運転支援を充実化させることができる。

また、線分設定部（回転ステップ決定機能４２２）は、９０°以下の一定間隔（回転ステップα）で複数の線分（検出線分Ｓｔ）を配置するようにすれば、車両の輪郭をより的確に捉えることができる。

あるいは線分設定部（回転ステップ決定機能４２２）は、代表反射点Ｐｒの距離が近いほど、間隔（回転ステップα）を狭めるように構成すれば、例えばレーダの特性に応じた最適な演算量で解析が可能になる。

第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いるようにすれば、クラッタの影響を受けずに、代表反射点Ｐｒを抽出できる、あるいは、演算量を増加させることなく、代表反射点Ｐｒを抽出することができる。

第二設定基準では、閾値ＴｈＣとの差分ΔＴｈが、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で第二閾値ＴｈＭが設定されるようにすれば、クラッタの過剰検出が抑えられ、検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。

以上のように、本実施の形態１にかかる物体検知方法によれば、波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベル（反射レベルリストＤｒ）を算出する反射レベル算出ステップ（ステップＳ１００～Ｓ１１０）、座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値ＴｈＣと比較し、閾値ＴｈＣよりも高い反射レベルを示す座標点を、照射野内に存在する物体（物標９０）の代表反射点Ｐｒとして抽出する代表点抽出ステップ（ステップＳ２００）、代表反射点Ｐｒから延び、代表反射点Ｐｒを中心として照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分（検出線分Ｓｔ）を設定する線分設定ステップ（ステップＳ２１０～Ｓ２２０）、閾値ＴｈＣよりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値ＴｈＭを用い、複数の線分（検出線分Ｓｔ）それぞれで、第二閾値ＴｈＭよりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ（ステップＳ２２０）、および複数の線分（検出線分Ｓｔ）のうち、計数された反射点の多い上位二位までの線分（検出線分Ｓｔ）で計数された反射点を物体（物標９０）からの反射点として決定する反射点決定ステップ（ステップＳ２３０）、を含むように構成すれば、物標９０の対向部分の輪郭を形成する反射点の並びを検出することで、物標の形状を判別することが可能になる。

線分設定ステップ（ステップＳ２１０）では、代表反射点Ｐｒの距離が近いほど、間隔（回転ステップα）を狭めるようにすれば、例えばレーダの特性に応じた最適な演算量で解析が可能になる。

第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いるようにすれば、クラッタの影響を受けずに、代表反射点Ｐｒを抽出できる、あるいは、演算量を増加させることなく、代表反射点Ｐｒを抽出することができる。

第二設定基準では、閾値ＴｈＣとの差分ΔＴｈが、代表反射点Ｐｒでのメインローブと第一サイドローブの差の絶対値以下になる範囲で第二閾値ＴｈＭが設定されるようにすれば、クラッタの過剰検出が抑えられ、検出線分Ｓｔでの反射点数による選別が容易になる。

１：物体検知システム、 ２：解析装置、 ３：演算部、 ４：記憶部、 ４１：物標反射レベル受信部、 ４１１：物標反射レベル受信機能（反射レベル算出部）、 ４２：物標検出部、 ４２１：代表点抽出機能（代表点抽出部）、 ４２２：回転ステップ決定機能（線分設定部）、 ４２３：反射点計数機能（線分設定部）、 ４２４：反射点決定機能（反射点決定部）、 ５：通信機能部、 ７：波動装置、 ７ｆ：送受信面、 ８０Ｂ：基地局、 ８０Ｖ：車両、 Ｐｒ：代表反射点、 Ｓｔ：検出線分、 α：回転ステップ（間隔）、 ＴｈＣ：閾値、 ＴｈＭ：第二閾値、 ΔＴｈ：差分。

Claims (8)

1. 波動を照射し、反射波を受信する波動装置、
   前記波動装置から出力された信号から、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出部、
   前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出部、
   前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定部、
   前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数部、および
   前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定部、
   を備えたことを特徴とする物体検知システム。
2. 前記線分設定部は、前記複数の線分の長さを３ｍ以上、６ｍ以下の範囲内で設定することを特徴とする請求項１に記載の物体検知システム。
3. 前記線分設定部は、９０°以下の一定間隔で前記複数の線分を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検知システム。
4. 前記線分設定部は、前記代表反射点の距離が近いほど、前記間隔を狭めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検知システム。
5. 前記第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物体検知システム。
6. 波動を照射した際の反射波を受信し、照射野内の座標点ごとの反射レベルを算出する反射レベル算出ステップ、
   前記座標点ごとの反射レベルを第一設定基準で設定した閾値と比較し、前記閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を、前記照射野内に存在する物体の代表反射点として抽出する代表点抽出ステップ、
   前記代表反射点から延び、前記代表反射点を中心として前記照射野内で周方向に間隔をあけて配置した同じ長さの複数の線分を設定する線分設定ステップ、
   前記閾値よりも低い値が算出される第二設定基準で設定した第二閾値を用い、前記複数の線分それぞれで、前記第二閾値よりも高い反射レベルを示す座標点を反射点として計数する反射点計数ステップ、および
   前記複数の線分のうち、前記計数された反射点の多い上位二位までの線分で計数された反射点を前記物体からの反射点として決定する反射点決定ステップ、
   を含むことを特徴とする物体検知方法。
7. 前記線分設定ステップでは、前記代表反射点の距離が近いほど、前記間隔を狭めることを特徴とする請求項６に記載の物体検知方法。
8. 前記第一設定基準として、ＣＦＡＲ法、または固定値設定を用いることを特徴とする請求項６または７に記載の物体検知方法。

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