位置检测装置

相关申请的交叉引用：本国际申请主张基于2018年6月5日在日本专利厅申请的日本专利申请第2018－107662号的优先权，并通过参照将日本专利申请第2018－107662号的全部内容引用至本国际申请。

技术领域

本公开涉及使用搭载于移动体的雷达装置来检测物体位置的位置检测装置。

背景技术

在专利文献1中记载有一种雷达装置，该雷达装置按多种假定高度中的每种高度，以过去的信号处理周期的反射波强度为基准来预测本次信号处理周期的反射波强度并计算每种高度的反射波强度预测值，该雷达装置基于实际测定出的反射波强度与每种高度的反射波强度预测值的一致度来估计反射物体的高度。

专利文献1：日本特开2012－194039号公报

但是，作为发明人详细研究的结果是，发现了在专利文献1所记载的技术中存在如下课题：由于需要对多种假定高度中的每一种高度预先测定表示相对距离与反射波强度的关系的参照数据，所以雷达装置的开发者为了搭载位置检测功能而进行的作业负荷升高、或存储参照数据的存储区域增加。

发明内容

本公开降低用于搭载位置检测功能的作业负荷并且降低数据存储量。

本公开的一个方式是一种位置检测装置，该位置检测装置具备：物体信息获取部、移动速度信息获取部、速度比计算部、投影距离计算部、以及位置计算部。

物体信息获取部构成为从雷达装置反复获取物体信息，其中，该物体信息至少包含雷达装置与反射物体之间的距离亦即物体距离、和雷达装置与反射物体的相对速度。雷达装置搭载于移动体，通过接收朝向移动体的外部发送的雷达波的反射波，来检测反射出雷达波的物体亦即反射物体。

移动速度信息获取部构成为反复获取表示移动体的移动速度的移动速度信息。速度比计算部构成为计算通过物体信息获取部获取的物体信息所表示的相对速度与通过移动速度信息获取部获取的移动速度信息所表示的移动速度之比亦即速度比。

投影距离计算部构成为基于通过速度比计算部计算出的速度比来计算投影距离，该投影距离是将反射物体投影到相对于表示通过雷达装置收发雷达波的方向的中心轴具有预先决定的规定角度并且包含雷达装置的投影平面的情况下的反射物体的投影位置与投影平面上的雷达装置的位置之间的距离。位置计算部构成为基于通过投影距离计算部计算出的投影距离，来计算反射物体的位置。

像这样构成的本公开的位置检测装置能够通过检测雷达装置与反射物体的相对速度、和移动体的移动速度，来计算反射物体的位置。因此，本公开的位置检测装置无需预先测定为了计算反射物体的位置而参照的参照数据，而能够降低用于搭载位置检测功能的作业负荷并且能够降低数据存储量。

附图说明

图1是表示位置检测系统的结构的框图。

图2是表示第一实施方式的雷达装置的设置位置与物体检测区域的图。

图3是表示第一实施方式的位置检测处理的流程图。

图4是对第一实施方式的近似曲线的计算方法进行说明的图。

图5是表示车辆接近上方物的状况的图。

图6是对投影距离的计算方法进行说明的图。

图7是表示第二实施方式的位置检测处理的流程图。

图8是表示第三实施方式的雷达装置的设置位置与物体检测区域的图。

图9是表示第三实施方式的位置检测处理的流程图。

图10是对第三实施方式的近似曲线的计算方法进行说明的图。

图11是表示向车辆的前方发送雷达波的情况下的水平方位角范围的图。

图12是表示向车辆的后方发送雷达波的情况下的水平方位角范围的图。

图13是表示向车辆的前方发送雷达波的情况下的宽度方向范围的图。

图14是表示向车辆的后方发送雷达波的情况下的宽度方向范围的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，基于附图对本公开的第一实施方式进行说明。

本实施方式的位置检测系统1搭载于车辆，如图1所示，该位置检测系统1具备：雷达装置2、车速传感器3、警报装置4、以及位置检测装置5。

如图2所示，雷达装置2设置于搭载有位置检测系统1的车辆VH的前侧。而且，雷达装置2通过向车辆VH的前方发送雷达波并接收反射出的雷达波，来检测存在于车辆VH的前方的物体检测区域Rf内的物体。

雷达装置2采用公知的FMCW方式，以预先设定的调制周期交替地发送上行调制区间的雷达波和下行调制区间的雷达波，并接收反射出的雷达波。FMCW是FrequencyModulated Continuous Wave(调频连续波)的缩写。由此，雷达装置2按每个调制周期，检测到反射出雷达波的地点(以下，称为观测点)的距离R、与观测点的相对速度Vr、以及观测点的水平方位角x。另外，雷达装置2将表示检测出的距离R、相对速度Vr以及水平方位角x的观测点信息输出至位置检测装置5。

车速传感器3检测车辆VH的行驶速度(以下，称为车速Vn)，并输出表示车速Vn的车速信号。警报装置4是设置在车室内的声音输出装置，对车辆的乘客输出警告音。

如图1所示，位置检测装置5是以具备CPU11、ROM12以及RAM13等的公知的微型计算机为中心构成的电子控制装置。微型计算机的各种功能通过由CPU11执行储存于非过渡性实体记录介质的程序来实现。在该例子中，ROM12相当于储存有程序的非过渡性实体记录介质。另外，通过执行该程序，来执行与程序对应的方法。此外，也可以通过一个或者多个IC等以硬件的方式构成由CPU11执行的功能的一部分或者全部。另外，构成位置检测装置5的微型计算机的数量既可以是一个也可以是多个。

接下来，对由位置检测装置5的CPU11执行的位置检测处理的顺序进行说明。位置检测处理是在位置检测装置5的动作中反复执行的处理。

若执行位置检测处理，则如图3所示，CPU11首先在S10中从雷达装置2获取观测点信息。然后，在S15中，CPU11从车速传感器3获取车速信号。然后，在S20中，CPU11判断在S10中是否获取到新的观测点信息。在这里，在未获取新的观测点信息的情况下，CPU11暂时结束位置检测处理。另一方面，在获取到新的观测点信息的情况下，CPU11在S30中执行历史跟踪处理，其中，该历史跟踪处理判定本次获取到的观测点信息的观测点(以下，称为本次观测点)是否与前一次获取到的观测点信息的观测点(以下，称为前一次观测点)表示同一物体(即，是否存在历史连接)。

具体而言，CPU11基于前一次获取的观测点信息，来计算与前一次观测点对应的本次观测点的预测位置以及预测速度，并在该预测位置以及预测速度与本次观测点的检测位置以及检测速度的差分分别比预先设定的上限位置差以及上限速度差小的情况下，判断为存在历史连接。

然后，在S40中，CPU11计算速度比RT。具体而言，CPU11计算将在S10中获取的观测点信息所表示的相对速度Vr除以在S15中获取的车速信号所表示的车速Vn所得的除法值，作为速度比RT。然后，在S50中，CPU11对在S40中计算出的速度比RT与在S10中获取的观测点信息所表示的距离R建立对应关系，并存储至位置检测装置5的RAM13。

接下来，在S60中，CPU11判断预先设定的位置计算条件是否成立。本实施方式的位置计算条件例如是S20的历史连接持续预先设定的计算判定次数(在本实施方式中，是5次)。

在这里，在位置计算条件未成立的情况下，CPU11暂时结束位置检测处理。另一方面，在位置计算条件成立的情况下，CPU11在S70中计算近似曲线。具体而言，例如如图4所示，CPU11首先使用存在历史连接的多个速度比RT与距离R的对，来创建表示距离R与速度比RT的对应关系的图表。图4中的点P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12表示由将距离R作为横轴并将速度比RT作为纵轴的2个轴定义的二维空间内的距离R与速度比RT的对的位置。

然后，CPU11通过利用以RT＝(a/R

若S70的处理结束，则如图3所示，CPU11在S80中，使用在S70中决定的系数a，来计算后述的投影距离H。

图5示出以车速Vn行驶的车辆VH接近存在于比车辆VH靠上方的引导板等上方物Bu的状况。另外，在图5中，由于将车辆VH作为起点，所以示出为上方物Bu逐渐接近车辆VH。

如图5所示，使用上方物Bu相对于表示雷达装置2收发雷达波的方向的中心轴CA的仰角θ，用下式(1)来表示相对速度Vr。并且，根据下式(1)，得到下式(2)。此外，雷达装置2以中心轴CA与车辆VH的行进方向平行的方式设置在车辆VH的前侧。

Vr＝－Vn×cosθ…(1)

Vr/Vn＝－{1－(sinθ)

而且，在θ与1相比足够小的情况下，能够如下式(3)所示近似Vr/Vn。

Vr/Vn≒－(1－θ

进一步，通过对θ的泰勒展开，能够如下式(4)所示近似Vr/Vn。

Vr/Vn≒－(1－θ

如图6所示，假设在由将车辆VH的车宽方向作为X轴、将中心轴CA的方向作为Y轴、并将与X轴以及Y轴垂直的轴作为Z轴的3个轴定义的三维空间内，雷达装置2位于原点。在该情况下，将观测点Po与Y轴的距离设为投影距离H。该投影距离H相当于在将观测点Po投影到包含X轴和Z轴的XZ平面上的情况下，被投影到XZ平面上的观测点Po的位置与雷达装置2的位置(即，原点)之间的距离。

而且，能够使用距离R和投影距离H，如下式(5)所示近似Vr/Vn。

Vr/Vn≒－{1－(H/R)

而且，若对用RT＝(a/R

H≒(2a)

即，在S80中，CPU11使用式(6)，计算投影距离H。

若S80的处理结束，则如图3所示，CPU11在S90中计算后述的高度h。具体而言，CPU11首先计算车宽方向距离w。如图6所示，若将观测点Po的三维坐标位置设为(xo，yo，zo)，则能够用下式(7)来表示Y坐标位置yo。

yo＝(R

而且，车宽方向距离w与X坐标位置xo相等。因此，可使用观测点的水平方位角x，通过式(8)来计算车宽方向距离w。

w＝xo＝tan(x)×(R

另外，高度h与Z坐标位置zo相等。因此，在S90中，CPU11使用计算出的车宽方向距离w，通过式(9)来计算高度h。

h＝zo＝(H

若S90的处理结束，则如图3所示，CPU11在S100中，判断预先设定的警报条件是否成立。本实施方式的警报条件是以下的第一条件、第二条件以及第三条件全部成立。第一条件是在S10中获取的观测点信息所表示的水平方位角x小于预先设定的警报判定角度。第二条件是在S10中获取的观测点信息所表示的距离R小于预先设定的警报判定距离。第三条件是在S90中计算出的高度h为预先设定的警报判定高度(在本实施方式中例如为2m)以下。

在这里，在警报条件未成立的情况下，CPU11在S110中结束由警报装置4进行的警告音的输出，并暂时结束位置检测处理。由此，在警报装置4输出警告音的情况下，中断警告音的输出，在警报装置4未输出警告音的情况下，继续不输出警告音的状态。

另一方面，在警报条件成立的情况下，CPU11在S120中使警报装置4输出警告音，并暂时结束位置检测处理。由此，在警报装置4输出警告音的情况下，继续输出警告音的状态，在警报装置4未输出警告音的情况下，开始警告音的输出。

像这样构成的位置检测装置5从雷达装置2中反复获取观测点信息，该观测点信息至少包含雷达装置2与观测点之间的距离R、和雷达装置2与观测点的相对速度Vr。雷达装置2搭载于车辆VH，通过接收朝向车辆VH的外部发送的雷达波的反射波，来检测反射出雷达波的物体(以下，称为反射物体)。

位置检测装置5反复获取表示车速Vn的车速信号。位置检测装置5计算获取到的观测点信息所表示的相对速度Vr与获取的车速信号所表示的车速Vn之比亦即速度比RT。

位置检测装置5基于速度比RT来计算投影距离H，该投影距离H是将反射物体投影到相对于表示通过雷达装置2收发雷达波的方向的中心轴CA垂直并且包含雷达装置2的上述的XZ平面的情况下的反射物体的投影位置与XZ平面上的雷达装置2的位置之间的距离。位置检测装置5基于计算出的投影距离H，来计算反射物体的位置。

像这样，位置检测装置5能够通过检测雷达装置2与反射物体的相对速度Vr、和车速Vn，来计算反射物体的位置。因此，位置检测装置5无需预先测定为了计算反射物体的位置而参照的参照数据，而能够降低用于搭载位置检测功能的作业负荷并且能够降低数据存储量。

另外，位置检测装置5使用获取到的多个观测点信息、和获取到的多个车速信号，来计算多个速度比RT。并且，位置检测装置5使用获取到的多个观测点信息所表示的距离R与计算出的多个速度比RT，根据速度比RT相对于距离R的变化来计算投影距离H。

像这样，由于位置检测装置5使用多个速度比RT来计算投影距离H，所以能够降低多个速度比RT中的计算结果偏差给投影距离H的计算结果带来的影响，并能够提高投影距离H的计算精度。

另外，位置检测装置5基于计算出的投影距离H、和观测点信息所表示的距离R，来计算Y坐标位置yo，该Y坐标位置yo是反射物体沿着雷达装置2的中心轴CA的位置。另外，位置检测装置5基于观测点信息所表示的水平方位角x、和Y坐标位置yo，来计算X坐标位置xo，该X坐标位置xo是反射物体沿着与中心轴CA正交的水平方向的位置。另外，位置检测装置5基于投影距离H、和X坐标位置xo，来计算Z坐标位置zo，该Z坐标位置zo是反射物体沿着与中心轴CA和水平方向正交的垂直方向的位置。

另外，在进行历史连接的历史连接次数小于预先设定的计算判定次数的情况下，位置检测装置5不进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够使用计算判定次数以上的速度比RT来计算投影距离H，并能够提高投影距离H的计算精度。另外，在历史连接次数为计算判定次数以上的情况下，位置检测装置5能够进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。

另外，位置检测装置5基于计算出的反射物体的位置，来判断车辆VH与反射物体是否会碰撞。由此，位置检测装置5能够在判断为车辆VH与反射物体碰撞的情况下，向车辆VH的驾驶员报告该意思，并能够提高避免车辆VH与反射物体的碰撞的可能性。

在以上说明的实施方式中，S10相当于作为物体信息获取部的处理，S15相当于作为移动速度信息获取部的处理，S40相当于作为速度比计算部的处理，S60、S70、S80相当于作为投影距离计算部的处理，S60、S90相当于作为位置计算部的处理。

另外，车辆VH相当于移动体，距离R相当于物体距离，观测点信息相当于物体信息，车速信号相当于移动速度信息，XZ平面相当于投影平面。

另外，Y坐标位置yo相当于中心轴向位置，X坐标位置xo相当于水平方向位置，Z坐标位置zo相当于垂直方向位置，历史连接次数相当于连续检测次数，S100相当于作为碰撞判断部的处理。

(第二实施方式)

以下，基于附图对本公开的第二实施方式进行说明。另外，在第二实施方式中，对与第一实施方式不同的部分进行说明。对于相同的结构标注相同的附图标记。

第二实施方式的位置检测系统1在变更了位置检测处理这一点与第一实施方式不同。

第二实施方式的位置检测处理在代替S50、S70而执行S210、S220、S230的处理这一点与第一实施方式不同。

即，如图7所示，若S40的处理结束，则CPU11在S210中，使用在S10中获取到的观测点信息所表示的水平方位角x，通过式(10)，来计算修正速度比RTc。

RTc＝RT×cos(x)…(10)

然后，在S220中，CPU11对在S210中计算出的修正速度比RTc与在S10中获取的观测点信息所表示的距离R建立对应关系，并存储至位置检测装置5的RAM13。

然后，在S60中，在位置计算条件成立的情况下，CPU11在S230中，计算近似曲线，并移至S80。具体而言，CPU11首先使用存在历史连接的多个修正速度比RTc与距离R的对，创建表示距离R与修正速度比RTc的对应关系的图表。而且，CPU11通过利用以RTc＝(a/R

像这样构成的位置检测装置5通过根据水平方位角x来修正速度比RT，能够降低水平方位角x对速度比RT的影响，并能够进一步提高投影距离H的计算精度。

(第三实施方式)

以下，基于附图对本公开的第三实施方式进行说明。另外，在第三实施方式中，对与第一实施方式不同的部分进行说明。对于相同的结构标注相同的附图标记。

第三实施方式的位置检测系统1在变更了雷达装置2的配置和位置检测处理这一点与第一实施方式不同。

首先，如图8所示，第三实施方式的雷达装置2设置于车辆VH的后侧。而且，雷达装置2通过朝向车辆VH的后方发送雷达波，并接收反射出的雷达波，来检测存在于车辆VH的后方的物体检测区域Rb内的物体。

接下来，第三实施方式的位置检测处理在代替S70而执行S310的处理这一点与第一实施方式不同。

即，如图9所示，在S60中，在位置计算条件成立的情况下，CPU11在S310中计算近似曲线，并移至S80。具体而言，例如如图10所示，CPU11首先使用存在历史连接的多个速度比RT与距离R的对，来创建表示距离R与速度比RT的对应关系的图表。图10中的点P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27、P28、P29、P30、P31、P32表示由将距离R作为横轴并将速度比RT作为纵轴的2个轴定义的二维空间内的距离R与速度比RT的对的位置。

然后，CPU11通过利用以RT＝(－a/R

像这样构成的位置检测装置5使用获取到的多个观测点信息、和获取到的多个车速信号，来计算多个速度比RT。并且，位置检测装置5使用获取到的多个观测点信息所表示的距离R与计算出的多个速度比RT，根据速度比RT相对于距离R的变化，来计算投影距离H。

像这样，由于位置检测装置5使用多个速度比RT来计算投影距离H，所以能够降低多个速度比RT中的计算结果偏差给投影距离H的计算结果带来的影响，并能够提高投影距离H的计算精度。

在以上说明的实施方式中，S60、S310、S80相当于作为投影距离计算部的处理。

以上，对本公开的一实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形来实施。

[变形例1]

例如在上述实施方式中，示出了雷达装置2朝向车辆VH的前方或者后方发送雷达波的方式，但雷达波的发送方向并不限定于车辆VH的前方或者后方。例如，雷达装置2也可以朝向车辆VH的前方、右前方、左前方、后方、右后方、左后方、右侧方以及左侧方中的至少一方发送雷达波。

[变形例2]

在上述实施方式中，示出了雷达装置2采用FMCW方式的方式，但雷达装置2的雷达方式并不限定于FMCW，例如，也可以采用双频CW、FCM或者脉冲。FCM是Fast-ChirpModulation(快速啁啾调制)的缩写。

[变形例3]

在上述实施方式中，示出了位置检测装置5执行位置检测处理的方式，但也可以由雷达装置2执行位置检测处理。

[变形例4]

在上述实施方式中，示出了位置计算条件是S20的历史连接持续了预先设定的计算判定次数的方式。但是，如图11所示，位置计算条件也可以为检测出的观测点的水平方位角x为被预先设定为包含与车辆VH的行进方向对应的水平方位角的水平方位角范围AR内。水平方位角范围AR例如是－10°～+10°。另外，在雷达装置2朝向车辆VH的后方发送雷达波的情况下，如图12所示，位置计算条件也可以为检测出的观测点的水平方位角x在水平方位角范围AR内。

像这样构成的位置检测装置5在观测点信息所表示的水平方位角x未包含于被预先设定为包含与车辆VH的行进方向对应的水平方位角x的水平方位角范围AR的情况下，不进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够基于水平方位角x，在需要计算反射物体的位置时进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。另外，位置检测装置5能够在水平方位角x较大时不进行反射物体的位置的计算，并能够提高反射物体的位置的计算精度。

[变形例5]

在上述实施方式中，示出了位置计算条件是S20的历史连接持续了预先设定的计算判定次数的方式。但是，在雷达装置2设置于车辆VH的前侧并朝向车辆VH的前方发送雷达波的情况下，如图13所示，位置计算条件也可以为使用距离R和水平方位角x，以R×sin(x)计算出的估计X坐标位置为预先设定的宽度方向范围WR内。宽度方向范围WR例如是－2m～+2m。或者，在将车辆VH的宽度设为W的情况下，宽度方向范围WR也可以是－W/2[m]～+W/2[m]。另外，在雷达装置2朝向车辆VH的后方发送雷达波的情况下，如图14所示，位置计算条件也可以是估计X坐标位置为宽度方向范围WR内。

像这样构成的位置检测装置5在基于观测点信息所表示的距离R和水平方位角x计算出的估计X坐标位置未包含于被预先设定为包含车辆VH的宽度方向范围WR的情况下，不进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够基于距离R和水平方位角x，在需要计算反射物体的位置时进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。此外，估计X坐标位置相当于估计水平方向位置。另外，位置检测装置5能够在水平方位角x较大时不进行反射物体的位置的计算，并能够提高反射物体的位置的计算精度。

[变形例6]

在上述实施方式中，示出了位置计算条件是S20的历史连接持续了预先设定的计算判定次数的方式。但是，也可以将存在历史连接的多个观测点中最早被检测出的观测点与最晚被检测出的观测点之间的距离设为追踪距离，位置计算条件是追踪距离为预先设定的计算判定追踪距离(例如，5～10m)以上。

像这样构成的位置检测装置5在雷达装置2连续地检测出反射物体的情况下，在最早被检测出的反射物体与最晚被检测出的反射物体之间的距离亦即追踪距离小于预先设定的计算判定追踪距离的情况下，不进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够使用多个速度比RT来计算投影距离H，并能够提高投影距离H的计算精度。另外，位置检测装置5能够在追踪距离为计算判定追踪距离以上的情况下，进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。

[变形例7]

在上述实施方式中，示出了位置计算条件是S20的历史连接持续了预先设定的计算判定次数的方式。但是，位置计算条件也可以是观测点的距离R为预先设定的计算判定距离(例如，20m)以下。

像这样构成的位置检测装置5在观测点信息所表示的距离R比预先设定的计算判定距离长的情况下，不进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够基于距离R，在需要计算反射物体的位置时进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。另外，位置检测装置5能够在与反射物体的距离较长时不进行反射物体的位置的计算，并能够提高反射物体的位置的计算精度。

[变形例8]

在上述实施方式中，示出了位置计算条件是S20的历史连接持续了预先设定的计算判定次数的方式。但是，位置计算条件也可以基于车辆VH的车速、转向操纵角、前后左右加速度等信息来设定。例如，位置计算条件也可以是车速为预先设定的计算判定车速以下。另外，位置计算条件也可以是转向操纵角为预先设定的计算判定转向操纵角范围内。另外，位置计算条件也可以是前加速度、后加速度、左加速度以及右加速度中的至少一个速度为预先设定的计算判定加速度以下。

像这样构成的位置检测装置5基于车辆VH的车速、转向操纵角、前加速度、后加速度、左加速度以及右加速度中的至少一个，来判断是否进行反射物体的位置的计算。由此，位置检测装置5能够基于车辆VH的车速、转向操纵角、前加速度、后加速度、左加速度以及右加速度中的至少一个，在需要计算反射物体的位置时进行反射物体的位置的计算，并能够降低位置检测装置5的运算负荷。

[变形例9]

在上述实施方式中示出了通过利用以Vr/Vn＝(a/R

另外，也可以使多个构成要素分担上述实施方式中的一个构成要素所具有的功能、或者使一个构成要素发挥多个构成要素所具有的功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分附加给或者置换为其它的上述实施方式的结构。

除上述的位置检测装置5外，也能够以将该位置检测装置5作为构成要素的系统、用于使计算机作为该位置检测装置5发挥作用的程序、记录有该程序的介质、位置检测方法等各种方式来实现本公开。