JP2002311130A

JP2002311130A - 車両用レーダ装置

Info

Publication number: JP2002311130A
Application number: JP2001111499A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Onishi; 雅弘大西
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度に前方物標との間の距離を計測するこ
とのできる車両用レーダ装置を提供することが課題であ
る。【解決手段】車両前方に向けてパルス信号を送出する
パルス信号送出回路２と、階段形状波形を発生する階段
波形発生回路５と、前方物標にて反射した反射波を受信
するパルス信号受信回路３と、受信パルス信号を積分す
る積分回路７と、該積分回路７の積分出力から受信パル
ス信号のピーク点を求め、求められたピーク点に基づい
て前方物標との間の距離を計測する判定距離算出部９と
を具備して構成される。そして、パルス信号送出回路２
では、階段波形発生回路５より出力される全体が三角波
形状の階段波形を出力するので、受信パルス信号には平
らな部分が存在せず、ピーク点を高精度に求めることが
でき、前方物標までの距離の測定精度を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車両と、該自車
両の前方に存在する物標との間の距離を測定する車両用
レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両走行時における前方の安全性
を向上させる目的で、車両用レーダ装置が提案され、実
用に供されている。車両用レーダ装置は、自車両から前
方に向けて、電磁波、光、或いは音波等のパルス信号を
送信し、自車両の前方に存在する物標よりの反射波を受
信する。そして、この受信された反射波を積分し、この
積分結果に基づいて、自車両と前方物標との距離を計測
し、計測結果を運転者に通知する。これにより、運転者
の注意を喚起することができる。

【０００３】図７は、従来における車両用レーダ装置の
構成を示すブロック図であり、同図に示すように、この
車両用レーダ装置１０１は、電波、光、或いは音波等の
パルス信号を送出するパルス信号送出回路１０２と、該
パルス信号送出回路１０２より送出され、車両前方に存
在する物標にて反射した反射波を受信するパルス信号受
信回路１０３と、を有している。

【０００４】更に、制御中枢となる制御回路１０４と、
パルス信号受信回路１０３にて受信されたパルス信号の
ゲインを設定するゲイン制御回路１０５と、該ゲイン制
御回路１０５より出力されたパルス信号を時分割的に積
分する積分回路１０６と、積分回路１０６の出力信号を
ディジタル化するＡ／Ｄ変換器１０７と、ディジタル化
された積分回路１０６の出力信号に基づいて、前方物標
との間の距離を求める判定距離算出部１０８と、を具備
している。

【０００５】図８は、積分回路１０６の回路図であり、
図示のように、該積分回路１０６は、スイッチＳＷ１０
１、抵抗Ｒ１０１、コンデンサＣ１０１からなる積分器
１１１を複数個（図ではｎ個）具備している。そして、
入力されるパルス信号に対し、各積分器１１１のスイッ
チＳＷ１０１を時分割的にオンとすることにより、各積
分器１１１より、積分出力（＃１〜＃ｎ）を得ることが
できる。

【０００６】図９は、従来例に係る車両用レーダ装置１
０１の動作を示すタイミングチャートであり、（ａ）は
送出パルス信号、（ｂ）は受信パルス信号、（ｃ）は各
積分器１１１のスイッチＳＷ１０１をオンとするための
ゲート信号、（ｄ）は積分出力＃１、（ｅ）は積分出力
＃６、（ｆ）は各積分出力＃１〜＃１０毎の合計積分出
力（ここでは、積分器１１１の個数ｎを１０としてい
る）、（ｇ）は合計積分出力の結果から求められるピー
ク値を示している。

【０００７】そして、同図（ａ）に示す如くの矩形波が
送出パルス信号として制御回路１０４より出力される
と、同図（ｂ）に示すように送出パルス信号の出力から
若干遅れたタイミングで受信パルス信号（物標による反
射波）が受信される。

【０００８】そして、同図（ｃ）に示すように、１０個
の積分器１１１に対して周期Δｔ１で時分割的にゲート
信号を出力すると、例えば、積分出力＃１として同図
（ｄ）に示す如く、ノイズ成分による積分出力値が得ら
れ、積分出力＃６として同図（ｅ）に示すように、受信
パルス信号の積分出力値が得られる。そして、各積分値
＃１〜＃１０毎の合計積分出力は、同図（ｆ）に示すよ
うに、積分出力＃５、或いは＃６の近傍にピーク値を有
する信号となる。

【０００９】その後、同図（ｇ）に示すように、積分出
力＃４、＃５を延長した直線と、積分出力＃７、＃６を
延長した直線が交差した点をピーク検出点として求め、
該ピーク検出点に基づいて、前方物標との間の距離を計
測する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来における車両用レーダ装置１０１では、図１０
（ａ）に示すように、制御回路１０４で生成される送出
パルス信号は、矩形波形状を成しており、実際にパルス
信号送出回路１０２より送出されるパルス信号は、同図
（ｂ）に示すように、やや角がとれた矩形波となる。従
って、波形のピーク値近傍に平らな部分が生じてしま
う。そのため、同図（ｃ）に示すように、パルス信号受
信回路１０３で受信されるパルス信号もやはりピーク値
近傍に平らな部分を有する波形となってしまう。

【００１１】ここで、同図（ｄ）に示す如くの積分結果
が得られればピーク値を検出することができるものの、
図１１（ａ）に示すように、隣り合う積分器１１１の積
分結果が同一になってしまうと、図１０（ｃ）に示した
ような、２つの直線を交差させるという手法をとること
ができず、高精度なピーク値の検出ができなくなってし
まう。このような場合には、受信パルス信号を電気信号
に変換するためのセンサやパルス信号受信回路１０３の
周波数帯域を制限するなどの手法を用いることにより、
図１１（ｂ）に示すように、受信パルス信号に平らな部
分が生じないように調整する必要があった。

【００１２】本発明はこのような従来の課題を解決する
ためになされたものであり、その目的とするところは、
簡単な構成で前方物標との距離を高精度に求めることの
できる車両用レーダ装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、該
車両の前方に向けてパルス信号を送信して、前方物標に
よる反射信号を受信し、受信された信号を複数個の積分
器を用いて時分割的に積分し、該積分結果に基づいて、
前記車両から前方物標までの距離を計測する車両用レー
ダ装置において、前記パルス信号は、略中央部にピーク
を有し、該ピークを挟んだ両側の当該パルス信号の波形
は、単調増加及び単調減少するように変化することが特
徴である。

【００１４】請求項２に記載の発明は、前記パルス信号
の、前記単調増加する部分、及び単調減少する部分は、
一つの前記積分器が積分処理をするために必要な積分時
間の２倍以上の時間帯を有することを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、前記単調増加す
る部分、及び単調減少する部分は、時間変化に対して信
号レベルが変化しないフラット部分を有し、該フラット
部分は、前記複数の積分器により時分割される際の単位
時間よりも短い時間に設定されることを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の発明は、前記パルス信号
は、三角波であることを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明は、前記パルス信号
は、三角形状に変化する階段形状波であることを特徴と
する。

【００１８】請求項６に記載の発明は、前記パルス信号
は、電波、光、または音波の中から選択される一つであ
ることを特徴とする。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明では、車両の前方に向け
て送出されるパルス信号が、中央部にピークを有し、該
ピークを挟んだ両側の波形が、単調増加及び単調減少す
るように変化するので、受信されるパルス信号に平らな
部分（時間変化に対してレベルが変化しない部分）が生
じなくなる。従って、積分出力のピーク点を高精度に求
めることができ、ひいては前方物標との間の距離を精度
良く測定することができる。

【００２０】請求項２の発明では、単調増加する部分、
及び単調減少する部分が、１つの積分器による積分時間
の２倍以上の時間を有するので、確実に積分出力のピー
ク点を求めることができる。

【００２１】請求項３の発明では、パルス信号が有する
単調増加する部分、及び単調減少する部分が、それぞれ
フラット部分を有するので、積分出力のピーク点を高精
度に求めることができる。

【００２２】請求項４の発明では、パルス信号を三角波
とするので、積分出力のピーク点を高精度に求めること
ができる。

【００２３】請求項５の発明では、パルス信号を、三角
形状に変化する階段形状波としているので、積分出力の
ピーク点を精度良く求めることができる。

【００２４】請求項６の発明では、パルス信号として、
電波、光、或いは音波の内のいずれかを用いているの
で、積分出力のピーク点を高精度に求めることができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係る車両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、この車両用レーダ装置１は、電波、
光、或いは音波等のパルス信号を送出するパルス信号送
出回路２と、該パルス信号送出回路２より送出され、車
両前方に存在する物標にて反射した反射波を受信するパ
ルス信号受信回路３と、を具備している。

【００２６】更に、制御中枢となる制御回路４と、該制
御回路４の制御下で階段形状をなす波形を発生する階段
波形発生回路５と、パルス信号受信回路３で受信された
パルス信号のゲインを設定するゲイン制御回路６と、該
ゲイン制御回路６より出力されたパルス信号を時分割的
に積分する積分回路７と、積分回路７の出力信号をディ
ジタル化するＡ／Ｄ変換器８と、ディジタル化された積
分回路７の出力信号に基づいて、前方物標との間の距離
を求める判定距離算出部９と、を有している。

【００２７】図２は、積分回路７の詳細な構成を示す回
路図であり、図示のように、該積分回路７は、複数個
（ｎ個）の積分器１１-1〜１１-nを有しており、各積分
器１１-1〜１１-nは、それぞれ、スイッチＳＷ１-1〜Ｓ
Ｗ１-n、抵抗Ｒ１-1〜Ｒ１-n、及びコンデンサＣ１-1〜
Ｃ１-nを具備している。そして、入力されるパルス信号
に対し、各積分器１１-1〜１１-nのスイッチＳＷ１-1〜
ＳＷ１-nを時分割的にオンとすることにより、各積分器
１１-1〜１１-nの積分出力（＃１〜＃ｎ）を得ることが
できる。

【００２８】次に、前述のように構成された本実施形態
の作用を、図３に示すタイミングチャートを参照しなが
ら説明する。車両用レーダ装置１の動作が開始される
と、階段波形発生回路５より、図３（ａ）に示す如く
の、全体が三角形状で階段形状をなす波形が生成され、
パルス信号送信回路２より出力される。図４は、該階段
形状波形の詳細説明図であり、同図に示すように、階段
形状をなす波形の１ステップの時間Δｔ２は、図２に示
した各積分器１１-1〜１１-nに割り当てられる積分時間
（従来例の図９に示したΔｔ１）よりも十分に小さい値
とされている。

【００２９】また、この階段形状のパルス波形は、略中
央部にピーク値を有し、その両側にて単調増加、及び単
調減少するように変化している。更に、この単調増加す
る部分の時間Ｔ１１、及び単調減少する部分の時間Ｔ１
２は、それぞれ、積分回路７が有する積分器１１-1〜１
１-nが１回積分するために必要とする単位時間（図９
（ｃ）に示すΔｔ１）の２倍以上の時間となるように設
定されている。

【００３０】そして、階段形状のパルス信号は、車両の
前方に存在する物標にて反射し、パルス信号受信回路３
にて受信される。その結果、図３（ｂ）に示すように、
パルス信号送信時よりも若干遅れたタイミングで三角形
状波（受信パルス信号）が受信される。その後、この受
信パルス信号は、ゲイン制御部６にて所定のゲインに設
定され、積分回路７に供給される。

【００３１】図２に示した積分回路７の各積分器１１-1
〜１１-nでは、時分割的にスイッチＳＷ１-1〜ＳＷ-nを
オンとするので、受信パルス信号は、各積分器１１-1〜
１１-nで積分処理され、図３（ｃ）に示すように、所定
時間間隔で積分出力が得られる。この積分出力を連結す
ると、略三角形状となる。

【００３２】求められた積分出力は、Ａ／Ｄ変換器８に
てディジタル信号に変換され、判定距離算出部９に供給
される。判定距離算出部９では、図９（ｇ）で示した如
くの、２つの直線を交差させる手法を用いることによ
り、積分出力値のピーク点を検出する。そして、このピ
ーク点に基づいて、前方物標との間の距離を算出する。

【００３３】この際、パルス信号受信回路３で受信され
る受信パルス信号は、三角形状であるので、積分出力も
略三角形状となり、図１１（ａ）に示したように、平ら
な部分が存在することが無く、確実にピーク点を求める
ことができる。

【００３４】このようにして、本実施形態に係る車両用
レーダ装置１では、パルス信号送出回路２より送出する
パルス信号を、図４に示す如くの、全体が三角形状をな
す階段形状波形としているので、受信されるパルス信号
に平らな部分が存在せず、積分出力のピーク点を高精度
に検出することができる。その結果、前方物標までの距
離の検出精度を著しく向上させることができる。また、
従来のように、パルス信号受信回路３にて、帯域制限等
の調整を行う必要がない。

【００３５】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る車両用
レーダ装置の構成を示すブロック図、図６は、第２の実
施形態に係るタイミングチャートである。図５に示すよ
うに、該車両用レーダ装置２１は、図１に示した車両用
レーダ装置１と比較し、階段波形発生回路５の代わりに
送出波形発生回路２２、及び三角波発生回路２３を具備
している点で相違している。よって、その他の構成要素
は、同一符号を付してその構成説明を省略する。

【００３６】三角波発生回路２３は、送出パルス信号を
送信するタイミングに同期し、その送信周期を均等割し
た周期を有する複数（例えば３つ）の三角波を発生する
回路である。即ち、図６に示す送出パルス信号の出力の
周期Ｔ１の３分の１となる周期となる三角波を出力す
る。

【００３７】送出波形発生回路２２は、三角波発生回路
２３より連続して出力される三角波信号から、所定のタ
イミングで発生する１つの三角波のみを抽出する回路で
ある。

【００３８】次に、本実施形態の作用について説明す
る。図５に示す車両用レーダ装置２１が動作すると、三
角波発生回路２３より、図６（ｂ）に示す如くの連続し
た三角波が出力される。そして、送出波形発生回路２２
では、三角波発生回路２３より出力される連続した三角
波から、同図（ａ）に示す送出タイミングに同期した１
つの三角波が抽出される。そして、この三角波は、パル
ス信号送信回路２より、車両前方に向けて送出される。

【００３９】従って、前方物標にて反射される反射波
（受信パルス信号）は、略三角波形状をなすので、前述
した第１の実施形態と同様に、受信パルス信号に平らな
部分が存在せず、積分回路７より得られる積分出力のピ
ーク点を高精度に測定することができる。その結果、前
方物標までの距離を精度良く計測することができる。ま
た、従来のように、受信パルス信号の、周波数帯域制限
等の処理が不要となる。

【００４０】以上、本発明の車両用レーダ装置を図示の
実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する
任意の構成のものに置き換えることができる。

【００４１】例えば、上記した各実施形態では、送出パ
ルス信号として、三角波、或いは全体が三角形状をなす
階段形状のパルス信号を用いる例について説明したが、
本発明は、これに限定されるものではなく、パルス波形
の略中央部にピークを有し、その両側の波形が単調増加
的、及び単調減少的に変化する波形であれば良い。ま
た、単調増加、及び単調減少の部分には、各積分器１１
-1〜１１-nに割り当てられる積分時間よりも短い時間で
あれば、平らな部分（フラット部分；時間変化に対して
レベルが変化しない部分）が存在しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用レーダ装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す積分回路の詳細な構成を示す回路図
である。

【図３】第１の実施形態に係る車両用レーダ装置の動作
を示すタイミングチャートであり、（ａ）は送出パルス
信号、（ｂ）は受信パルス信号、（ｃ）は積分出力を示
す。

【図４】階段形状波形を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両用レーダ装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】第２の実施形態に係る車両用レーダ装置の動作
を示すタイミングチャートであり、（ａ）は送出パルス
信号の送信タイミング、（ｂ）は三角波発生回路の出力
信号、（ｃ）は送出波形発生回路の出力信号を示す。

【図７】従来における車両用レーダ装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図８】図７に示す積分回路の構成を示す回路図であ
る。

【図９】従来における車両用レーダ装置の動作を示すタ
イミングチャートである。

【図１０】従来における車両用レーダ装置の、各部の波
形を示すタイミングチャートである。

【図１１】受信パルス信号に含まれる平らな部分を補正
する様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１、２１車両用レーダ装置２パルス信号送出回路３パルス信号受信回路４制御回路５階段波形発生回路６ゲイン制御回路７積分回路８Ａ／Ｄ変換器９判定距離算出部１１-1〜１１-n 積分器２２送出波形発生回路２３三角波発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｓ 17/10 Ｇ０１Ｓ 17/10 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 ＣＦターム(参考） 5H180 AA01 CC01 CC11 CC12 CC14 LL01 LL06 5J070 AB01 AB14 AC02 AD02 AE01 AF03 AH02 AH31 AK22 5J083 AA02 AC28 AD04 AE01 AF05 BE06 CA02 5J084 AA05 AB01 AC02 CA03 CA10 CA44 CA49 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載され、該車両の前方に向けて
パルス信号を送信して、前方物標による反射信号を受信
し、受信された信号を複数個の積分器を用いて時分割的
に積分し、該積分結果に基づいて、前記車両から前方物
標までの距離を計測する車両用レーダ装置において、前記パルス信号は、略中央部にピークを有し、該ピーク
を挟んだ両側の当該パルス信号の波形は、単調増加及び
単調減少するように変化することを特徴とする車両用レ
ーダ装置。
【請求項２】前記パルス信号の、前記単調増加する部
分、及び単調減少する部分は、一つの前記積分器が積分
処理をするために必要な積分時間の２倍以上の時間帯を
有することを特徴とする請求項１に記載の車両用レーダ
装置。
【請求項３】前記単調増加する部分、及び単調減少す
る部分は、時間変化に対して信号レベルが変化しないフ
ラット部分を有し、該フラット部分は、前記複数の積分
器により時分割される際の単位時間よりも短い時間に設
定されることを特徴とする請求項１または請求項２のい
ずれかに記載の車両用レーダ装置。
【請求項４】前記パルス信号は、三角波であることを
特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の
車両用レーダ装置。
【請求項５】前記パルス信号は、三角形状に変化する
階段形状波であることを特徴とする請求項１〜請求項３
のいずれか１項に記載の車両用レーダ装置。
【請求項６】前記パルス信号は、電波、光、または音
波の中から選択される一つであることを特徴とする請求
項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用レーダ装
置。