DE60035314T2 - Fahrzeug-Radargerät - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung, welche als ein Fahrzeugradarsystem oder dergleichen verwendet wird, und betrifft insbesondere eine Radarvorrichtung, welche eine Verschlechterung der Empfindlichkeit der Radarvorrichtung aufgrund einer Abnormalität der Radarvorrichtung selbst oder aufgrund von Schnee oder Schmutz, der auf einem Radom auf der Vorderseite der Radarvorrichtung anhaftet, erfassen kann.
  • Beschreibung des betreffenden Fachgebiets
  • Eine Fahrzeugradarvorrichtung wurde bislang für eine Hinderniserfassung zur Vermeidung einer Kollision mit Hindernissen in der Umgebung bei der Fahrt entlang schmaler Straßen oder beim Einparken eines Fahrzeugs in eine Garage verwendet. Ferner wurde jüngst die Implementation einer Radaravorrichtung, welche ein Zielobjekt in relativ kurzer Entfernung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit abfängt, als Warnsystem für die Verhinderung einer Auffahrkollision mit einem vorausfahrenden Fahrzeug beim Fahren eines Fahrzeugs oder als Erfassungsvorrichtung für eine Konstantfahrt-Steuer-/Regelvorrichtung (ACC), welche während einer Fahrt einen konstanten Fahrzeugabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug aufrecht erhält, gefördert.
  • Beispielsweise ist in der Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. 2567322 eine Mehrstrahl-Radarvorrichtung offenbart, in welcher die Erfassungsgenauigkeit verbessert wird, indem räumlich überlappende Radarstrahlen des Millimeterwellenbandes ausgestrahlt werden, eine Mehrzahl von Sendeempfangsvorrichtungen verwendet werden und die Kombination der Sendeempfangsschaltungen verändert wird. Ferner ist in der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nr. Hei. 10-145129 eine Abtaststrahl-Radarvorrichtung offenbart, welche oszilliert und einen Funkwellenstrahl abtastet, der von einem Primärsender mittels eines rotierenden reflektierenden Körpers ausgesendet wird, und den reflektierten Strahl durch eine dielektrische Linse konvergiert, um dadurch den reflektierten Strahl in der Fahrzeugfahrrichtung auszusenden.
  • Jedoch wird bei einer solchen Radarvorrichtung, beispielsweise bei der Mehrstrahl-Radarvorrichtung, die Position des Zielobjekts (der Azimuth und die Entfernung bezüglich des Fahrzeugs) durch Kombinieren der empfangenen Daten berechnet, die für jede Kombination von Sende- und Empfangssignalschaltungen beobachtet werden. Wenn daher in irgend einer der Mehrzahl von Sende- und Empfangsschaltungen ein Fehler auftritt, oder wenn Schnee oder Schmutz ungleichmäßig an dem Radom vor der Radarvorrichtung anhaftet, so tritt in der berechneten Position des Zielobjekts ein Fehler auf. Ferner tritt bei der Abtaststrahl-Radarvorrichtung in dem Fall einer ungleichmäßigen Anhaftung von Schnee oder dergleichen ein ähnlicher Erfassungsfehler auf. Wenn ferner Schnee oder Schmutz auf der gesamten Oberfläche des Radoms anhaftet, so fällt bei zwei Radarvorrichtungen, bei welchen ein Azimutfehler unwahrscheinlich ist, die Erfassungsempfindlichkeit über den gesamten Azimut hinweg gleichmäßig ab. Daher tritt das Phänomen auf, dass der Messbereich, in welchem das Zielobjekt erfasst werden kann, verkleinert wird.
  • Ferner tritt in dem Fall, dass ein Fehler in der Erfassungsposition des Zielobjekts aufgrund dieses Phänomens auftritt, beispielsweise bei der oben erwähnten Konstantfahrt-Steuer-/Regeleinheit das Problem auf, dass die Gleichmäßigkeit beeinträchtigt wird.
  • Bislang war es daher nötig, die Empfindlichkeit der Radarvorrichtung regelmäßig zu messen und zu überprüfen, dass diese keine Abnormalität wie eine Empfindlichkeitsverschlechterung in den jeweiligen Sende- und Empfangsschaltungen zeigt, und diese Empfindlichkeitsmessung wird beispielsweise bei regelmäßigen Kontrollen durchgeführt. Da ferner die Möglichkeit besteht, dass ein Positionserfassungsfehler auftreten kann, der einer Verschlechterung der Empfindlichkeit während des Fahrens oder einer ungleichmäßigen Anhaftung von Schnee usw. an dem Radom zuzuordnen ist, besteht der Bedarf nach Mitteln, welche eine Empfindlichkeitsmessung während der Fahrt durchführen, wie es zum Beispiel in der DE 198 32 800 offenbart ist. Ferner wurde ein Verfahren zum Beurteilen des Zustands der Radarvorrichtung ausgehend beispielsweise von der Signalstärke eines Reflektionssignals von einem vorausfahrenden Fahrzeug oder der Signalstärke eines Reflektionssignals von einem kontinuierlichen Objekt am Fahrbahnseitenstreifen, wie einer Leitplanke, vorgeschlagen.
  • Bislang wurde die Empfindlichkeitsmessung für eine Radarvorrichtung jedoch durchgeführt, indem ein Fahrzeug, an welchem die Radarvorrichtung angebracht ist, zu einer Testumgebung transportiert wurde, in welcher ein Referenzobjekt installiert ist, ein Radarstrahl zu dem Referenzobjekt hin gesendet und von diesem empfangen wurde, wobei das Fahrzeug an einer vorbestimmten Testposition geparkt ist, und der Empfangspegel gemessen wurde. Es besteht somit das Problem, dass viel Zeit und viele Arbeitsstunden notwendig sind. Bei diesem Verfahren besteht darüber hinaus das Problem, dass in einem Falle, dass in den enthaltenen Schaltungen zwischen den periodischen Kontrollen ein teilweiser Fehler auftritt, oder in dem Fall, dass aufgrund einer ungleichmäßigen Anhaftung von Schnee usw. ein zeitweiliger Abfall der Empfindlichkeit auftritt, ein Fehler in der Zielobjektposition nicht vermieden werden kann.
  • Bei dem Verfahren, in welchem eine Beurteilung unter Verwendung der Signalstärke des Reflektionssignals von dem vorausfahrenden Fahrzeug oder eine Objekt am Seitenstreifen der Straße durchgeführt wird, besteht ferner bei dem vorausfahrenden Fahrzeug oder bei dem Objekt am Seitenstreifen der Straße nicht immer die Situation, in welcher diese das gleiche Reflektionsvermögen aufweisen, und mit der Fahrumgebung, welche auch Wetterbedingungen umfasst, kann die Signalstärke der erfassten Reflektionssignale komplett unterschiedlich sein. Dementsprechend ist es in dem Fall, in welchem ein Abfall der Signalstärke beispielsweise des Empfangssignals beobachtet wird, schwierig, eine unterscheidende Beurteilung zu treffen, ob dies eine Verschlechterung der Sende- und Empfangssignalstärke der Radarvorrichtung ist, oder ob das Reflektionssignal eines Objekts mit niedrigem Reflektionswert normal empfangen wird oder ob lediglich eine Änderung der Wetterbedingungen stattgefunden hat. Somit bestand das Bedürfnis nach einer Radarvorrichtung, welche die Empfindlichkeit während der Fahrt messen kann und eine Verschlechterung erkennen kann, ohne durch diese einzelnen Umgebungsbedingungen beeinflusst zu werden.
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Probleme erreicht und hat zur Aufgabe, eine Radarvorrichtung bereitzustellen, welche eine Verringerung der Empfindlichkeit der Radarvorrichtung im normalen Fahrzustand ohne einen Transport des Fahrzeugs in eine besondere Umgebung erfasst und beurteilt, so dass Probleme, welche auf Fehlern in der Zielobjektposition basieren, im Vorfeld vermieden werden können.
  • Die vorstehend beschriebenen Probleme werden durch die vorliegende Erfindung durch eine an einem Fahrzeug angebrachte Radarvorrichtung gelöst, welche aufweist: eine Strahlsendeeinrichtung (zum Beispiel den Sendeabschnitt 30 in der Ausführungsform) zum Ausstrahlen eines Radarstrahls als Sendesignal; eine Strahlempfangseinrichtung (zum Beispiel den Empfangsabschnitt 40 in der Ausführungsform) zum Empfangen eines Signals, das von einem Zielobjekt, das sich innerhalb eines Ausstrahlungsbereichs des ausgestrahlten Radarstrahls befindet, reflektiert wird, sowie eine Verarbeitungseinheit (zum Beispiel den Erfassungs-/Steuer-/Regelabschnitt 50 in der Ausführungsform) zum Erfassen der Position eines Zielobjekts aus dem Sendesignal und dem Empfangssignal, wobei die Verarbeitungseinheit eine Beurteilungseinrichtung für ein vorausfahrendes Fahrzeug (zum Beispiel die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a in der Ausführungsform) aufweist, zum Beurteilen, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug, welches vor dem Fahrzeug (dem betreffenden Fahrzeug) in ungefähr der gleichen Richtung wie dieses fährt, dasselbe Fahrzeug ist, und eine Signalstärkenvergleichseinrichtung (zum Beispiel die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c in der Ausführungsform) aufweist, zum Vergleichen der Signalstärke eines von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektierten Empfangssignals mit einer Signalstärke eines von dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einem vorbestimmten Vergleichsreferenzzeitpunkt davor reflektierten Empfangssignals, um daraus einen Änderungsbetrag der Signalstärke zu berechnen. Wenn der durch die Signalstärkenvergleichseinrichtung berechnete Änderungsbetrag unter einen vorher festgelegten Schwellwert abfällt, wenn durch die Beurteilungseinrichtung für ein vorausfahrendes Fahrzeug beurteilt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist, so beurteilt die Verarbeitungseinheit, dass die Erfassungsempfindlichkeit der Radarvorrichtung abgefallen ist.
  • Mit der oben beschriebenen Konstruktion wird dasselbe vorausfahrende Fahrzeug vor dem betreffenden Fahrzeug zum Zielobjekt gemacht und die Signalstärke des momentanen Empfangssignals, das von diesem vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert wird, und eine Signalstärke eines zu einem vorbestimmten Vergleichsreferenzzeitpunkt davor erfassten Empfangssignals werden einer Vergleichsberechnung unterzogen, und wenn der Änderungsbetrag der Signalstärke unter einen im Vorfeld festgelegten Schwellwert abfällt, so wird beurteilt, dass die Erfassungsempfindlichkeit der Radarvorrichtung abgefallen ist. Es ist demzufolge nicht notwendig, das Fahrzeug in eine spezielle Messumgebung zu transportieren und dort einzurichten und eine Empfindlichkeitsmessung durchzuführen. Ferner kann eine Abnormalität oder ein Abfall der Empfindlichkeit der Radarvorrichtung während der Fahrt unabhängig von der Fahrstraßenumgebung oder dergleichen erkannt werden. Dabei kann der Vergleichsreferenzzeitpunkt auf einen festen Zeitpunkt innerhalb eines Bereichs von mehreren Sekunden bis mehreren Minuten eingestellt sein. Er kann jedoch auch in der Art eines Kennfeldes nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden oder, wie später erläutert, kann sich nach Maßgabe des Änderungsbetrags des relativen Abstands zwischen Fahrzeugen ändern.
  • Vorzugsweise ist die Radarvorrichtung so konstruiert, dass die Verarbeitungseinheit ferner eine Abstandsänderungs-Berechnungseinrichtung (zum Beispiel die Abstandsänderungs-Berechnungsschaltung 51b in der Ausführungsform) zum Berechnen eines Änderungsbetrags eines relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug umfasst und dass ein Vergleich des Empfangssignals ausgeführt wird, wenn der berechnete Änderungsbetrag des relativen Abstands unterhalb eines vorher festgelegten Änderungsbetrags liegt.
  • In dem Fall, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist und das betreffende Fahrzeug so fährt, dass es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, ändert sich der relative Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug im Allgemeinen stets Stück für Stück mit der Zeit. Wenn sich daher der relative Abstand zwischen Fahrzeugen vor oder nach Verstreichen der Vergleichsreferenzzeit ändert, so ändert sich die Empfangssignalstärke entsprechend dieser Abstandsänderung. Da jedoch bei der vorstehenden Konstruktion der Stärkenvergleich der Empfangssignale durchgeführt wird, wenn der Änderungsbetrag des relativen Abstands zwischen den Fahrzeugen kleiner als ein festgelegter Änderungsbetrag ist, kann eine fehlerhafte Beurteilung, die mit einer Änderung des relativen Abstands einhergeht, reduziert werden und es kann eine Wirkung erzielt werden, dass die Genauigkeit der Erfassung der Empfindlichkeitsverschlechterung verbessert wird.
  • Vorzugsweise ist die Radarvorrichtung in der oben erwähnten Weise konstruiert, wobei die Verarbeitungseinheit eine Abstandsänderungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Änderungsbetrags eines relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug aufweist und die Vergleichsreferenzzeit entsprechend dem berechneten Änderungsbetrag des relativen Abstands geändert wird.
  • Bei der vorstehenden Konstruktion wird die Vergleichsreferenzzeit entsprechend dem Änderungsbetrag (zum Beispiel dem Änderungsbetrag zwischen zwei Messpunkten oder dem Änderungsbetrag innerhalb einer konstanten Zeit) des relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug geändert. In dem Fall, dass beispielsweise der relative Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug zunimmt, wird die Vergleichsreferenzzeit entsprechend diesem Abstandsänderungsbetrag verkürzt, während dann, wenn der relative Abstand an getrennten Orten konstant ist, die Vergleichsreferenzzeit länger wird, wobei die Zeit zur Originalzeit zurückkehrt. Im Ergebnis kann eine relative Abstandsdifferenz zwischen zwei Punkten für die relative Berechnung des Empfangssignals unterhalb eines vorbestimmten Bereichs gedrückt werden und somit kann eine fehlerhafte Beurteilung aufgrund der Tatsache, dass der relative Abstand unterschiedlich wird, reduziert werden, und somit kann unter der Voraussetzung, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist, eine Verschlechterungsbeurteilung kontinuierlich ausgeführt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Blockdarstellung, welche eine Konstruktion einer Verarbeitungseinheit einer Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2(a) bis 2(c) sind erläuternde Diagramme, welche verschiedene Signale in der Verarbeitungseinheit als Zeitreihen zeigen. 2(a) zeigt einen relativen Abstand L zwischen einem Zielfahrzeug, welches durch eine Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug als vorausfahrendes Fahrzeug beurteilt wurde, und einem betreffenden Fahrzeug, 2(b) zeigt eine Signalstärke Rs eines Reflektionssignals von dem vorausfahrenden Fahrzeug und 2(c) zeigt Vergleichsberechnungsergebnisse von einer Signalstärkenvergleichsschaltung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Signalverarbeitung der Verarbeitungseinheit zeigt.
  • 4 ist eine Blockdarstellung, welche die gesamte Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 2 zeigt als Blockdiagramm die Gesamtkonstruktion einer FM-CW-Multistrahl-Radarvorrichtung vom Zeitmultiplextyp, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die Radarvorrichtung 1 umfasst vier Antennen 10a bis 10d, eine FM-Wellenerzeugungsschaltung 20, einen Sendeabschnitt 30 mit einem Vierkanalaufbau, einen Empfangsabschnitt 40 mit einem Vierkanalaufbau, einen Erfassungs-/Steuer-Regelabschnitt 50 und vier Richtungskoppler 60a bis 60d.
  • Die Antennen 10a bis 10d umfassen eine parabolische Offset-Multistrahlantenne mit Defokussierung, welche ein Strahlungsmuster eines Strahls mit räumlich überlappendem Abschnitt aufweist. Ein Radom 5 zum Schutz der Radarvorrichtung ist an dem Öffnungsabschnitt der Vorderseite der Antenne vorgesehen. Die FM-Wellenerzeugungsschaltung 20 umfasst einen spannungsgesteuerten Oszillator 21 zur Erzeugung einer Funkwelle in einem Submillimeter-Wellenband von beispielsweise 20 GHz oder 25 GHz, eine Durchlaufschaltung 22 zur Zuführung von Modulationsspannung einer Dreieckswellenform an den spannungsgesteuerten Oszillator 21 sowie eine Leistungsteilerschaltung 23 zum Aufteilen der modulierten Leistung auf den Sendeabschnitt 30 und den Empfangsabschnitt 40. Der Sendeabschnitt 30 umfasst eine Sendeumschaltschaltung 31 zum Umschalten der modulierten Leistung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt auf jede der Antennen, sowie Frequenzmultiplikationsschaltungen 32a bis 32d zum Multiplizieren der übertragenen modulierten Leistung durch drei und zum Umwandeln dieser in eine FM-Welle im Millimeter-Wellenband, wie etwa 60 GHz oder 75 GHz.
  • Der Empfangsabschnitt 40 umfasst eine Lokalumschaltschaltug 41 zum Umschalten einer lokalen Modulationsleistung, die durch die Leistungstrennschaltung 23 aufgeteilt ist, Dreifach-Multiplikationsschaltungen 42a bis 42d zum Umwandeln der lokalen Modulationsleistung in dieselbe Frequenz wie die gesendete Modulationsleistung, Mischschaltungen 43a bis 43d sowie einen Schwebungsauswähler 44. Die ERfassungs-/Steuer-/Regelschaltung 50 umfasst eine Verarbeitungseinheit (CPU) 51, eine Verstärkungsschaltung 52, eine A/D-Wandlerschaltung 53, eine Hochgeschwindigkeits-Fourier-Transformationsschaltung (FFT) 54 sowie eine Zeitsteuerungsschaltung 55.
  • Radarwellen Txa bis Txd, welche als FM-Wellen im Millimeterwellenband von beispielsweise 60 GHz moduliert sind, treten durch die Richtungskoppler 60a bis 60d und werden den Antennen 10a bis 10d mit unterschiedlicher Zeitsteuerung zugeführt und werden von den Antennen zu einem Zielobjekt gesendet.
  • Von den von den Antennen 10a bis 10d ausgesendeten Radarwellen Txa bis Txd werden die durch das Zielobjekt reflektierten Radarwellen durch die Antennen 10a bis 10d als reflektierte Wellen Rxa bis Rxd empfangen, von der Sendewelle durch die Richtungskoppler 60a bis 60d getrennt und dem Empfangsabschnitt 40 eingegeben und werden mit lokalen FM-Modulationswellen Loa bis Lod mit vorbestimmter Zeitsteuerung durch die Mischerschaltungen 43a bis 43d synthetisiert, um Schwebungen Bta bis Btd in dem synthetisierten Signal zu erzeugen. Der Schwebungsauswähler 44 wählt dann nacheinander die Schwebungssignale Bta bis Btd, die von dem Mischerschaltungen 43a bis 43d ausgegeben werden, aus und gibt diese an die Erfassungs-/Steuer-/Regelschaltung 50 aus.
  • Die an die Erfassungs-/Steuer-/Regelschaltung 50 ausgegebenen Schwebungssignale Bta bis Btd werden durch die Verstärkungsschaltung 52 verstärkt, dann durch die A/D-Wandlerschaltung 53 in digitale Form umgewandelt, durch die Hochgeschwindigkeits-Fouriertransformationsschaltung (FFT) 54 frequenzgewandelt und der Verarbeitungsschaltung (CPU) 51 als Leistungsspektrum ausgegeben, welches einen Spitzenwert bei der der Schwebungsfrequenz entsprechenden Frequenz aufweist.
  • Die Schwebungssignale Bta bis Btd, das heißt die Frequenzdifferenz der Sende-Empfangs-Signale, repräsentieren die Sendeverzögerungszeit der FM-Welle. Je näher somit das Zielobjekt ist, desto kleiner ist die Frequenzdifferenz, während die Frequenzdifferenz umso größer wird, je weiter weg sich das Zielobjekt befindet. Durch Analysieren der Frequenz der Schwebungssignale kann somit der Abstand zu dem Zielobjekt berechnet werden.
  • Die Verarbeitungseinheit 51 berechnet die Ausbreitungsverzögerungszeit der FM-Welle in Bezug auf die spektrale Frequenz, welche eine Leistungsintensität von nicht weniger als einem bestimmten Niveau aufweist, und zwar von jedem Eingangsleistungsspektrum, und berechnet den Abstand des Zielobjekts auf dieser Grundlage. Darüber hinaus berechnet die Verarbeitungsschaltung 51 den Azimut des Zielobjekts aus einem Spitzenwert des Intensitätsverhältnisses des Leistungsspektrums für jedes der eingegebenen Sende-Empfangs-Signalpaare durch eine gewichtete Mittelungsverarbeitung und bestimmt die Position des Zielobjekts aus dem berechneten Abstand und Azimut.
  • In 1 ist das Blockdiagramm der in 4 gezeigten Radarvorrichtung in abgekürzter Form mit Fokus auf die Verarbeitungseinheit 51 gezeigt. Die Verarbeitungseinheit 51 enthält darin eine Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a zum Beurteilen, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug, welches vor dem betreffenden Fahrzeug in ungefähr derselben Richtung fährt, dasselbe Fahrzeug ist, eine Abstandsänderungs-Berechnungsschaltung 51b zum Berechnen eines Änderungsbetrags des relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug und eine Signalstärkenvergleichsschaltung 51c, um in chronologischer Reihenfolge die Signalstärke der Reflektionssignale von dem vorausfahrenden Fahrzeug zu speichern und die momentanen Signalstärken mit einer Signalstärke für einen Zeitpunkt vor einer vorbestimmten Vergleichsreferenzzeit zu vergleichen und den Änderungsbetrag zu berechnen.
  • Die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a analysiert das eingegebene Spektralsignal und beurteilt aus der erhaltenen Position und der zeitmäßigen Positionsänderung des Zielobjekts vor dem Fahrzeug, zum Beispiel der Position und der Positionsänderung des Zielobjekts in Bezug auf die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs, ob das Zielfahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug ist, welches vor dem betreffenden Fahrzeug fährt, und ob das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist. In dem Fall, in welchem ein Gierratensensor zum Erfassen einer auf das Fahrzeug wirkenden Gierkraft an dem Fahrzeug angebracht ist, kann dann die Fahrtrichtung des betreffenden Fahrzeugs aus der durch diesen Sensor erfassten Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden. Durch Kombinieren dieser mit der Beurteilung, ob das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe ist, kann die Beurteilungsgenauigkeit weiter erhöht werden.
  • In Bezug auf das spektrale Signal (vorausfahrendes Fahrzeug) für den Fall, dass durch die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a beurteilt wird, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, erfasst die Abstandsänderungs-Berechnungsschaltung 51b dieses spektrale Signal und speichert die Information für den relativen Abstand L zwischen diesem Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug in chronologischer Reihenfolge und berechnet einen Änderungsbetrag für den relativen Abstand ΔL/Δt innerhalb einer konstanten Zeit.
  • Die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c speichert in Bezug auf das spektrale Signal (vorausfahrendes Fahrzeug) für den Fall, dass durch die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a beurteilt wird, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, die Empfangsstärke, das heißt die Leistung des Leistungsspektrums, der von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektierten Welle in einer Zeitreihe und führt eine Vergleichsberechnung der momentanen Empfangsstärke und der Empfangsstärke für einen Zeitpunkt vor einer vorbestimmten Vergleichsreferenzzeit aus, um diesen Änderungsbetrag zu berechnen. Entsprechend dem Vergleichsergebnis der Empfangssignale wird eine statistische Verarbeitung durchgeführt, welche eine Mittelungsverarbeitung eines geeigneten Abtastwerts und eine Berechnung des Bewegungsmittelwerts umfasst.
  • Es folgt eine Beschreibung des Betriebs der Radarvorrichtung 1 der oben beschriebenen Konstruktion unter Verwendung der 2 und der 3.
  • Zunächst zeigen 2(a) bis 2(c) die verschiedenen Signalzustände der Verarbeitungseinheit 51 in einer Zeitreihe für den Fall, dass allgemeine Fahrzeugfahrbedingungen vorliegen und das vorausfahrende Fahrzeug wechselt oder sich der Abstand ändert. 2(a) zeigt den relativen Abstand L zwischen dem Zielfahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug für den Fall, dass durch die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a beurteilt wird, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist. 2(b) zeigt die Signalstärke Rs des Reflektionssignals von dem vorausfahrenden Fahrzeug. 2(c) zeigt das Vergleichsberechnungsergebnis durch die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c. Ferner zeigt 3 den Ablauf der Signalverarbeitung der Radarvorrichtung als Flussdiagramm.
  • Zur Erläuterung der Fahrbedingungen unter Verwendung von 2(a) wird zunächst während der Zeit von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 dasselbe vorausfahrende Fahrzeug A in einem Abstand L1 verfolgt. Zum Zeitpunkt t2 ändert sich beispielsweise aufgrund eines Spurwechsels des betreffenden Fahrzeugs oder des vorausfahrenden Fahrzeugs A das vorausfahrende Fahrzeug von A zu B, so dass der relative Abstand von dem betreffenden Fahrzeug sich plötzlich von L1 auf L2 ändert. Anschließend führt das betreffende Fahrzeug während der Zeit von t2 bis t3 eine Verfolgung bei ungefähr demselben relativen Abstand L2 aus. Um beispielsweise den Abstand zwischen Fahrzeugen infolge einer Fahrzeugbeschleunigung einzuhalten, nimmt dann der relative Abstand in der Zeit von t3 bis t4 allmählich von L2 auf L3 zu und anschließend verfolgt das betreffende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug B bei ungefähr konstantem Fahrzeugabstand L3.
  • Bei der Verarbeitungseinheit 51 gemäß der vorliegenden Erfindung beurteilt dabei die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a zunächst in dem Intervall von t1 bis t2, ob das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist (Schritt 10 von 3 (hier im Folgenden einfach als S10 gezeigt, wobei andere Schritte ähnlich gezeigt sind)). Auf Grundlage der Beurteilung, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist, subtrahiert dabei die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c die bereits gespeicherte, frühere Signalstärke für den Vergleichsreferenzzeitpunkt τr von der momentanen Signalstärke und berechnet die Differenz der Stärken (S20). Da dann die Differenz der Stärken nicht unterhalb eines zuvor bestimmten Schwellwertpegels abgefallen ist (gezeigt durch die gepunktete Linie in 2(c)), wird beurteilt, dass die Empfangsempfindlichkeit nicht abgefallen ist (S30).
  • Zum Zeitpunkt t2 wird das vorausfahrende Fahrzeug ersetzt, so dass sich der relative Abstand L plötzlich ändert (schnelle Zunahme) und zur gleichen Zeit die Empfangsstärke Rs außerdem plötzlich abnimmt. Zu diesem Zeitpunkt beurteilt die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a aus der Änderung der Position (Abstand und Azimutwinkel) für das betreffende Fahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug, dass das vorausfahrende Fahrzeug nicht dasselbe Fahrzeug ist (S10) und die Verarbeitungseinheit 51 setzt auf Grundlage dieser Beurteilung die Berechnung für den Empfangsstärkenvergleich auf die Zeit t2 zurück (S15). Obwohl demnach die Signalstärke Rs des empfangenen Signals plötzlich abgefallen ist, wird zu diesem Zeitpunkt nicht beurteilt, dass die Empfangsempfindlichkeit abgefallen ist. Da ferner verbunden mit der Zurücksetzung der Berechnung der Änderungsbetrag des relativen Abstands innerhalb der konstanten Zeit, berechnet durch die Abstandsänderungs-Berechnungsschaltung 51b, extrem groß ist, ändert sich die Vergleichsreferenzzeit τ auf eine Minimalzeit τs.
  • Nach dem Verstreichen der Zeit t2 nimmt die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a die Beurteilung der Gleichheit für das neue vorausfahrende Fahrzeug B auf. Es wird dann beurteilt, dass das neue vorausfahrende Fahrzeug B dasselbe ist (S10). Die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c startet dann eine neue Vergleichsberechnung auf Grundlage dieser Beurteilung für den neuen Signalpegel mit der Vergleichsreferenzzeit als τs (S20). Dabei wird die Empfangsstärken-Vergleichsberechnung einmal zurückgesetzt, woraufhin der Vergleichsberechnungswert der Signalstärke für das vorausfahrende Fahrzeug B nicht ausgegeben wird, bis die minimale Vergleichsreferenzzeit τs verstrichen ist. Indem jedoch die Zeit für die Identitätsbeurteilung für das vorausfahrende Fahrzeug B gleich gewählt wird oder die minimale Vergleichsreferenzzeit Null gewählt wird, kann diese Leerzeit minimiert werden.
  • In dem Intervall von der Zeit t2 bis zur Zeit t3, während das vorausfahrende Fahrzeug B bei ungefähr konstantem Abstand L2 verfolgt wird, wird dann die Verarbeitung der Empfangsstärken-Vergleichsberechnung für die Situation ausgeführt, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe ist, und zwar in gleicher Weise wie für das oben erwähnte vorausfahrende Fahrzeug A, und es wird dann beurteilt, dass kein Abfall der Empfangsempfindlichkeit vorliegt (S30). Da hierbei während dieser Zeit der Änderungsbetrag des relativen Abstands gering ist, wird die Berechnungsverarbeitung so fortgesetzt, dass die Vergleichsreferenzzeit τ allmählich von der minimalen Vergleichsreferenzzeit τs entsprechend dem Zeitpunkt t2 zu einer normalen Vergleichsreferenzzeit τr ansteigt.
  • Vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 ist das vorausfahrende Fahrzeug B dasselbe, der relative Abstand L nimmt jedoch von L2 auf L3 allmählich zu und damit einhergehend fällt die Signalstärke Rs ab. Da das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe ist, wird anders als bei der oben erwähnten Zeit t2 diesmal ein Zurücksetzen der Vergleichsberechnung nicht ausgeführt. Der Änderungsbetrag des relativen Abstands (ΔL/Δt) innerhalb einer konstanten Zeit, welcher durch die Abstandsänderung-Berechnungsschaltung 51b berechnet wird, ist jedoch groß. Daher verkürzt die Verarbeitungseinheit 51 die Vergleichsreferenzzeit τ (hier gilt τs < τ < τr) entsprechend dem Änderungsbetrag des relativen Abstands, so dass die Differenz des relativen Abstands L zwischen zwei Messpunkten für einen Vergleich durch die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c unterhalb eines bestimmten Werts liegt.
  • Wenn die Signalstärke durch die Signalstärken-Vergleichsschaltung 51c verglichen wird, so kann im Ergebnis aufgrund der Tatsache, dass die Signalstärke dann, wenn die Differenz des relativen Abstands sich innerhalb eines konstanten Bereichs liegt, eine Vergleichsberechnung unterzogen wird, der Einfluss der Signalstärkenänderung infolge einer Änderung des relativen Abstands auf einem Minimum gehalten werden. Wie in 2(c) gezeigt ist, fällt das Vergleichsberechnungsergebnis demzufolge nicht unter den Schwellwert ab und somit beurteilt die Verarbeitungseinheit 51, dass kein Abfall der Empfindlichkeit vorliegt (S30).
  • In dem Intervall vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 liegt der relative Abstand dann konstant bei L3 und die Verarbeitung und Beurteilung zu diesem Zeitpunkt ist die gleiche wie im Zeitraum von dem oben erwähnten Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3.
  • Anschließend, zum Zeitpunkt t5, beginnt Schnee in der Fahrumgebung des Fahrzeugs zu fallen, und vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t6 ist der Zustand gezeigt, in welchem Schnee an dem Radom an den Vorderseite der Radarvorrichtung anhaftet und sich dort ansammelt. Zu diesem Zeitpunkt hat das vorausfahrende Fahrzeug B nicht gewechselt. Ferner ändert sich auch nicht der relative Abstand, welcher wie vorstehend erwähnt, aus der Frequenz erfasst wird, die durch Frequenzanalyse der Reflektionswelle von dem vorausfahrenden Fahrzeug erhalten wird, und beträgt ungefähr L3. Im Ergebnis der Zunahme des Radarwellen-Absorptionskoeffizienten aufgrund des anhaftenden Schnees an dem Radom fällt jedoch die Leistung des Leistungsspektrums, welches durch Frequenzanalyse der erfassten Reflektionswelle erhalten wird, das heißt die Signalstärke Rs der refklektierten Welle, wie in 2(b) gezeigt, ab.
  • Dementsprechend tritt in dem Intervall von t5 bis t6 ein Phänomen auf, bei wechem der relative Zwischenfahrzeugabstand L3 sich nicht ändert und lediglich die Signalstärke Rs des Reflektionssignals abfällt. Etwa zu dieser Zeit beurteilt die Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a der Verarbeitungseinheit 51, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist (S10). Darüber hinaus beurteilt die Abstandsänderungs-Berechnungsschaltung 51b, dass die Änderung des relativen Abstands gering ist. Daher hält die Verarbeitungseinheit 51 die Referenzvergleichszeit bei der normalen Referenzvergleichszeit τr und die Signalstärkenvergleichsschaltung 51c führt eine Vergleichsverarbeitung bei der Vergleichsreferenzzeit τr aus (S20).
  • Somit wird die Fahrt fortgesetzt, wobei die Signalstärke aufgrund des Anhaftens von Schnee reduziert ist, und wenn der Ansammlungsbetrag auf dem Radom größer als ein festgelegter Wert wird, so fällt die Signalstärke Rs unter den Schwellwertpegel. Zu diesem Zeitpunkt beurteilt die Verarbeitungseinheit 51, dass die Erfassungsempfindlichkeit abgefallen ist (S30). Dann wird an das Radarsystem, welches die Radarvorrichtung verwendet, eine Ausgabe mit der Wirkung ausgegeben, dass eine Abnormalität wie etwa ein Abfall der Empfindlichkeit der Radarvorrichtung vorliegt (S40).
  • Wenn bei dem Radarsystem die oben erwähnte Abnormalitätsbeurteilung stattgefunden hat, so wird auf Grundlage des oben erwähnten Signals eine Sebstdiagnoseschaltung des Radarsystems, wie sie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-27598 durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung offenbart wurde, gestartet und die Selbstdiagnose wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Radarsystem selbst fehlerhaft ist oder nicht. In dem Fall, dass beurteilt wird, dass kein Fehler an dem Radarsystemhauptkörper vorliegt, wird beurteilt, dass Schmutz oder Schnee oder Wasser an dem Radom anhaftet und ein an dem Radom vorgesehener Wischer oder Heizer wird betätigt oder ein Abnormalitätsdiagnoseergebnis wird an einer Stelle, wie dem Fahrzeuginstrumentenfeld, angezeigt, wo es für den Insassen leicht zu sehen ist.
  • Da somit bei der vorstehend beschriebenen Radarvorrichtung das Fahrzeug nicht zu einer speziellen Messumgebung transportiert werden muss und es keine Unterscheidungsbeurteilung eines Abfalls der Empfindlichkeit unter Verwendung eines Reflektionssignals von einem spezifischen, an der Straße positionierten Objekt gibt, kann die Empfindlichkeit der Radarvorrichtung unabhängig von der Fahrumgebung, einschließlich Wetterbedingungen, beurteilt werden. Dementsprechend ist es möglich, eine Radarvorrichtung bereitzustellen, welche einen Abfall in der Empfindlichkeit oder dergleichen während der Fahrt erfassen und beurteilen kann und somit im Vorfeld Fehler in der Position eines Zielobjekts und die verschiedenen Probleme auf Grundlage solcher Fehler vermeidet.
  • Vorstehend wurde unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der Fall beschrieben, in welcher die Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine FM-CW-Multistrahl-Radarvorrichtung angewendet ist, welche einen Funkstrahl im Millimeterwellenband verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und ist in ähnlicher Weise beispielsweise auf eine Impulsradarvorrichtung, die vorstehend erwähnte Abtaststrahl-Radarvorrichtung oder eine Leseradarvorrichtung, welche Licht als Radarstrahl verwendet, anwendbar.
  • Um während der Fahrt eine Abnormalität, wie etwa einen Abfall in der Empfindichkeit oder einen Fehler, in einer Radarvorrichtung zu erfassen, wobei die Radarvorrichtung eine Radarstrahlsendeeinrichtung 30 und eine -empfangseinrichtung 40 sowie eine Verarbeitungseinheit 51 zum Erfassen der Position eines Zielobjekts aus Sendesignalen und Empfangssignalen umfasst, weist die Verarbeitungsschaltung 51 eine Beurteilungsschaltung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a auf, zum Beurteilen, ob ein vor dem betreffenden Fahrzeug in derselben Richtung fahrendes Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist oder nicht, und weist eine Signalstärkenvergleichseinrichtung 51c auf, zum Vergleichen der Signalstärke eines momentanen Empfangssignals, das von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert wird, mit einer Signalstärke eines Empfangssignals, das von dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einem vorbestimmten Vergleichsreferenzzeitpunkt vorher reflektiert wurde, um dadurch einen Änderungsbetrag der Signalstärke zu berechnen. Wen der durch die Signalstärkenvergleichseinrichtung 51c berechnete Änderungsbetrag unter einen vorher festgelegten Schwellwert abfällt, wenn durch die Beurteilungseinrichtung für ein vorausfahrendes Fahrzeug 51a beurteilt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist, so wird beurteilt, dass die Erfassungsempfindlichkeit der Radarvorrichtung abgefallen ist.

Claims (3)

  1. Radarvorrichtung, welche an einem betreffenden Fahrzeug angebracht ist und welche aufweist: ein Strahlsendemittel (30) zum Ausstrahlen eines Radarstrahls als Sendesignal; ein Strahlempfangsmittel (40) zum Empfangen eines Signals, das von einem Zielobjekt, das sich innerhalb eines Ausstrahlungsbereichs des ausgestrahlten Radarstrahls befindet, reflektiert wird, sowie eine Verarbeitungseinheit (51) zum Erfassen der Position eines Zielobjekts aus dem Sendesignal und dem empfangenen Empfangssignal, gekennzeichnet durch ein Beurteilungsmittel für ein vorausfahrendes Fahrzeug (51a) zum Beurteilen, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug, welches vor dem betreffenden Fahrzeug in ungefähr der gleichen Richtung wie dieses fährt, dasselbe Fahrzeug ist oder nicht, und ein Signalstärkenvergleichsmittel (51c) zum Vergleichen der Signalstärke eines von dem vorausfahrenden Fahrzeug reflektierten Empfangssignals mit einer Signalstärke eines von dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einem Vergleichsreferenzzeitpunkt davor reflektierten Empfangssignals, um daraus einen Änderungsbetrag der Signalstärke zu berechnen, und wobei dann, wenn der durch das Signalstärkenvergleichsmittel berechnete Änderungsbetrag unter einen vorher festgelegten Schwellwert abfällt, wenn durch das Beurteilungsmittel für ein vorausfahrendes Fahrzeug beurteilt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug dasselbe Fahrzeug ist, die Verarbeitungseinheit ermittelt, dass die Erfassungsempfindlichkeit der Radarvorrichtung abgefallen ist.
  2. Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit ein Abstandsänderungs-Berechnungsmittel (51b) zum Berechnen eines Änderungsbetrags eines relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug aufweist und dass ein Vergleich des Empfangssignals ausgeführt wird, wenn der berechnete Änderungsbetrag des relativen Abstands unterhalb eines vorher festgelegten Änderungsbetrags liegt.
  3. Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit ein Abstandsänderungs-Berechnungsmittel (51b) zum Berechnen eines Änderungsbetrags eines relativen Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug aufweist und dass die Vergleichsreferenzzeit entsprechend dem berechneten Änderungsbetrag des relativen Abstands geändert wird.
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