JP2006145399A - Vehicle-mounted radar system - Google Patents

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JP2006145399A JP2004336331A JP2004336331A JP2006145399A JP 2006145399 A JP2006145399 A JP 2006145399A JP 2004336331 A JP2004336331 A JP 2004336331A JP 2004336331 A JP2004336331 A JP 2004336331A JP 2006145399 A JP2006145399 A JP 2006145399A
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Tomoya Nakanishi
智也 中西
Takashi Yoshida
崇 吉田
Yutaka Watanabe
豊 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle-mounted radar system mountable on a space of a short depth length such as a space between a body and a bumper, and capable of conducting switching for a beam direction and scanning in response to a travel condition of a vehicle mounted therewith. <P>SOLUTION: A radar module 1a detects an obstacle in the periphery of the vehicle by an emitted radar beam, and the emitted radar beam is refracted in response to a boundary face of a dielectric lens part 2a. A moving mechanism 3a is operation-controlled in response to the travel condition of the vehicle by a control part 4a, moves the radar module 1a along a direction perpendicular to an emission direction, and makes the radar beam emitted from the radar module 1a get incident into a different position on a concave face or the like provided in the dielectric lens part 2a. A beam scanning direction and range, and a beam emission direction are varied by this manner. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーダ装置に関し、より特定的には、車両に搭載されるレーダ装置に関する。   The present invention relates to a radar apparatus, and more particularly to a radar apparatus mounted on a vehicle.

従来、車載用レーダ装置として、レンズの屈折効果を利用してレーダビームの方向を変化させる技術がある（例えば特許文献１、特許文献２参照）。これらの技術が用いられる装置は、レーダモジュールを車両のバンパーに設置する場合を想定し、バンパーの形状を変化させて当該バンパーを誘電体レンズとして用いたり、バンパーに直接誘電体レンズを取り付けたりする構造を有している。     Conventionally, as a vehicle-mounted radar device, there is a technique for changing the direction of a radar beam by using a refraction effect of a lens (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Assuming that the radar module is installed in the bumper of a vehicle, devices that use these technologies use the bumper as a dielectric lens by changing the shape of the bumper, or attach a dielectric lens directly to the bumper. It has a structure.

また、レーザーレーダ装置では、車間距離制御（ＡＣＣ）システム用にスキャン式レーザーレーダが実用化されている。このスキャン式レーザーレーダは、図２１に示すように、レーザダイオード１０１からレーザを出射し、当該レーザを反射鏡１０２に入射させ、さらにポリゴンミラー１０３に反射させるという２段反射によって、レーダビームをスキャンする構造である。さらに、従来のレーザーレーダ装置では、レーザーレーダの一次放射器に対してコリメートレンズを移動させ、一次放射器とコリメートレンズとの距離を可変にすることで、搭載される車速に応じてレーザーレーダ装置から放射されるスキャン範囲を調整するという技術がある（例えば特許文献３）。ここで、コリメートレンズとは、一次放射器から放射されるレーザ光を集約するためのレンズである。
特許第３４１９６７５号公報 特開２０００−２９２５３７号公報 特開２０００−７５０３０号公報 Further, in the laser radar apparatus, a scanning laser radar has been put into practical use for an inter-vehicle distance control (ACC) system. As shown in FIG. 21, this scanning laser radar scans a radar beam by two-stage reflection in which a laser is emitted from a laser diode 101, is incident on a reflecting mirror 102, and is further reflected on a polygon mirror 103. It is a structure to do. Further, in the conventional laser radar device, the collimating lens is moved with respect to the primary radiator of the laser radar, and the distance between the primary radiator and the collimating lens is made variable, so that the laser radar device is adapted according to the vehicle speed to be mounted. There is a technique of adjusting the scan range radiated from (for example, Patent Document 3). Here, the collimating lens is a lens for collecting the laser light emitted from the primary radiator.
Japanese Patent No. 3419675 JP 2000-292537 A JP 2000-75030 A

しかしながら、上述した従来の車載用レーダ装置では、搭載される車両の走行状態（例えば、車速や交差点やカーブ走行時などの右左折）に応じて、当該レーダ装置から放射されるビームの方向切替えやスキャンを行う技術が開示されていない。   However, in the conventional on-vehicle radar device described above, the direction of the beam radiated from the radar device can be changed according to the traveling state of the vehicle on which it is mounted (for example, turning left or right at the time of vehicle speed, intersection, or curve traveling). A technique for scanning is not disclosed.

また、図２１で示したレーザーレーダ装置を用いたスキャン方式では、反射鏡１０２やポリゴンミラー１０３を設置する必要がある。また、車速に応じてレーダビーム幅を調整する場合、上記特許文献３で開示されたレーザーレーダ装置では、スキャン範囲を可変にするためにコリメートレンズの焦点距離を移動させる必要がある。しかしながら、レーダ装置を車体とバンパーとの間等の奥行き長さが短い空間に搭載することを想定した場合、反射鏡１０２、ポリゴンミラー１０３、コリメートレンズを前後に移動させる機構等を設ける空間が小さいために搭載が困難となり、反射鏡１０２およびポリゴンミラー１０３を設置する空間やコリメートレンズを前後に移動させる距離自体を確保できないことも考えられる。   Further, in the scanning method using the laser radar apparatus shown in FIG. 21, it is necessary to install the reflecting mirror 102 and the polygon mirror 103. When the radar beam width is adjusted according to the vehicle speed, the laser radar device disclosed in Patent Document 3 needs to move the focal length of the collimating lens in order to make the scan range variable. However, when it is assumed that the radar apparatus is mounted in a space with a short depth such as between the vehicle body and the bumper, a space for providing a mechanism for moving the reflecting mirror 102, the polygon mirror 103, the collimating lens back and forth is small. Therefore, it becomes difficult to mount, and it is conceivable that the space for installing the reflecting mirror 102 and the polygon mirror 103 and the distance itself for moving the collimating lens back and forth cannot be secured.

それ故に、本発明の目的は、車体とバンパーとの間等の奥行き長さが短い空間に搭載することが可能で、搭載される車両の走行状態などに応じてビーム方向の切替えやスキャンを行うことができるレーダ装置を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to be mounted in a space with a short depth such as between the vehicle body and the bumper, and to change the beam direction and scan according to the traveling state of the mounted vehicle. It is an object of the present invention to provide a radar apparatus that can

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、車両周辺の物体を検知するレーダ装置である。レーダ装置は、レーダモジュール、誘電体レンズ部、移動機構、および移動制御部を備える。レーダモジュールは、所定の出射方向に対してレーダビームを放射する。誘電体レンズ部は、レーダモジュールから入射するレーダビームの位置に応じて異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成されている。移動機構は、レーダモジュールおよび誘電体レンズ部の少なくとも一方をレーダモジュールのレーダビーム出射方向に対して垂直に移動させる。移動制御部は、車両の走行状態に応じて誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向を決定し、レーダモジュールと誘電体レンズ部との相対的な位置関係がその方向にレーダビームが出射される位置となるように移動機構を動作制御する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
A first invention is a radar device that detects an object around a vehicle. The radar apparatus includes a radar module, a dielectric lens unit, a moving mechanism, and a movement control unit. The radar module emits a radar beam in a predetermined emission direction. The dielectric lens unit is formed with a lens that is refracted and emitted at different angles depending on the position of the radar beam incident from the radar module. The moving mechanism moves at least one of the radar module and the dielectric lens unit perpendicularly to the radar beam emission direction of the radar module. The movement control unit determines the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit according to the running state of the vehicle, and the relative positional relationship between the radar module and the dielectric lens unit emits the radar beam in that direction. The movement mechanism is controlled so as to be in the position.

第２の発明は、上記第１の発明において、誘電体レンズ部は、レーダモジュールから入射するレーダビームの位置が所定の方向に移動することに応じて、車両の水平方向に対して異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成されている。移動機構は、レーダモジュールおよび誘電体レンズ部の少なくとも一方を所定の方向に移動させる。移動制御部は、レーダモジュールおよび誘電体レンズ部の少なくとも一方が所定の方向に往復移動するように移動機構を動作制御する。   According to a second aspect, in the first aspect, the dielectric lens unit has a different angle with respect to a horizontal direction of the vehicle according to the position of the radar beam incident from the radar module moving in a predetermined direction. A lens that refracts and emits light is formed. The moving mechanism moves at least one of the radar module and the dielectric lens unit in a predetermined direction. The movement control unit controls the operation of the movement mechanism so that at least one of the radar module and the dielectric lens unit reciprocates in a predetermined direction.

第３の発明は、上記第２の発明において、誘電体レンズ部のレンズは、車両のバンパーを加工することによって形成される。レーダモジュールは、バンパーの内側空間にレーダビームの出射方向をそのバンパーと対向する方向として配置される。移動機構は、バンパーの外側面に対して平行に、かつ所定の方向にレーダモジュールを移動させる。   In a third aspect based on the second aspect, the lens of the dielectric lens portion is formed by processing a bumper of a vehicle. The radar module is arranged in the inner space of the bumper with the direction of emission of the radar beam facing the bumper. The moving mechanism moves the radar module in a predetermined direction in parallel to the outer surface of the bumper.

第４の発明は、上記第２の発明において、誘電体レンズ部は、車両のバンパーの内側空間においてそのバンパーの内側面に沿って所定の方向に移動可能に構成される。レーダモジュールは、バンパーの内側空間にレーダビームの出射方向をそのバンパーと対向する方向として配置される。移動機構は、誘電体レンズ部をバンパーの内側面に沿って所定の方向に移動させる。   In a fourth aspect based on the second aspect, the dielectric lens portion is configured to be movable in a predetermined direction along the inner side surface of the bumper in the inner space of the bumper of the vehicle. The radar module is arranged in the inner space of the bumper with the direction of emission of the radar beam facing the bumper. The moving mechanism moves the dielectric lens unit in a predetermined direction along the inner surface of the bumper.

第５の発明は、上記第２の発明において、誘電体レンズ部のレンズは、レーダモジュールからのレーダビームを入射する１つの凹レンズ面を有している。   In a fifth aspect based on the second aspect, the lens of the dielectric lens section has one concave lens surface on which the radar beam from the radar module is incident.

第６の発明は、上記第２の発明において、誘電体レンズ部のレンズは、所定の方向に並設され、車両の水平方向に対して異なった角度にそれぞれ屈折させる複数の凹面を有している。   In a sixth aspect based on the second aspect, the lens of the dielectric lens portion has a plurality of concave surfaces arranged in parallel in a predetermined direction and refracted at different angles with respect to the horizontal direction of the vehicle. Yes.

第７の発明は、上記第２の発明において、レーダ装置は、車速検出部および舵角検出部を、さらに備えている。車速検出部は、車両の車速を検出して、その車速を示す信号を移動制御部に出力する。舵角検出部は、車両のハンドル舵角を検出して、その舵角を示す信号を移動制御部に出力する。移動制御部は、車速検出部から出力された信号が示す車両の車速および舵角検出部から出力された信号が示す車両の走行方向に基づいて移動機構の動作を制御する。   In a seventh aspect based on the second aspect, the radar apparatus further includes a vehicle speed detection unit and a steering angle detection unit. A vehicle speed detection part detects the vehicle speed of a vehicle, and outputs the signal which shows the vehicle speed to a movement control part. The steering angle detection unit detects a steering angle of the vehicle and outputs a signal indicating the steering angle to the movement control unit. The movement control unit controls the operation of the moving mechanism based on the vehicle speed indicated by the signal output from the vehicle speed detection unit and the traveling direction of the vehicle indicated by the signal output from the steering angle detection unit.

第８の発明は、上記第７の発明において、移動制御部は、車速検出部から出力される信号が第１車速以下の車速を示すとき、所定の方向に移動可能な全範囲に対して往復移動するように移動機構を動作制御する。移動制御部は、車速検出部から出力される信号が第１車速に比べて高速な第２車速より速い車速を示すとき、誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向が舵角検出部から出力される信号が示す車両の進行方向となるように移動機構を動作制御する。移動制御部は、車速検出部から出力される信号が第１車速より速く第２車速以下の車速を示すとき、誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向が舵角検出部から出力される信号が示す車両の進行方向となる位置を含む全範囲の１部に対して往復移動するように移動機構を動作制御する。   In an eighth aspect based on the seventh aspect, the movement control unit reciprocates with respect to the entire range movable in a predetermined direction when the signal output from the vehicle speed detection unit indicates a vehicle speed equal to or lower than the first vehicle speed. The movement mechanism is controlled to move. The movement control unit outputs the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit from the steering angle detection unit when the signal output from the vehicle speed detection unit indicates a vehicle speed faster than the second vehicle speed, which is higher than the first vehicle speed. The movement mechanism is controlled so as to be in the traveling direction of the vehicle indicated by the transmitted signal. When the signal output from the vehicle speed detection unit indicates a vehicle speed that is faster than the first vehicle speed and lower than the second vehicle speed, the movement control unit outputs the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit from the steering angle detection unit. The movement mechanism is controlled so as to reciprocate with respect to a part of the entire range including the position in the traveling direction of the vehicle.

第９の発明は、周辺の物体を検知するレーダ装置が設置された車両である。レーダ装置は、レーダモジュール、誘電体レンズ部、移動機構、および移動制御部を備える。レーダモジュールは、車両に設けられたバンパーの内側空間に設けられ、所定の出射方向に対してレーダビームを放射する。誘電体レンズ部は、バンパーを加工してまたはバンパーの内側面に沿った近傍に別体で設けられ、レーダモジュールから入射するレーダビームの位置に応じて異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成されている。移動機構は、レーダモジュールおよび誘電体レンズ部の少なくとも一方をレーダモジュールのレーダビーム出射方向に対して垂直に移動させる。移動制御部は、車両の走行状態に応じて誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向を決定し、レーダモジュールと誘電体レンズ部との相対的な位置関係がその方向にレーダビームが出射される位置となるように移動機構を動作制御する。   A ninth invention is a vehicle in which a radar device for detecting surrounding objects is installed. The radar apparatus includes a radar module, a dielectric lens unit, a moving mechanism, and a movement control unit. The radar module is provided in an inner space of a bumper provided in the vehicle, and radiates a radar beam in a predetermined emission direction. The dielectric lens unit is a lens that is refracted at a different angle depending on the position of the radar beam incident from the radar module by processing the bumper or being provided separately in the vicinity along the inner surface of the bumper. Is formed. The moving mechanism moves at least one of the radar module and the dielectric lens unit perpendicularly to the radar beam emission direction of the radar module. The movement control unit determines the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit according to the running state of the vehicle, and the relative positional relationship between the radar module and the dielectric lens unit emits the radar beam in that direction. The movement mechanism is controlled so as to be in the position.

第１０の発明は、周辺の物体を検知するレーダ装置が設置される車両のバンパーである。バンパーは、レンズ部が形成されている。レンズ部は、誘電体材料で構成され、所定のレーダモジュールから出射されるレーダビームを内側面から入射して、その入射するレーダビームの位置が所定の方向に移動することに応じて、車両の水平方向に対して異なった角度に屈折させて出射する。レンズ部は、内側面にレーダビームを入射する１つの凹レンズ面、または所定の方向に並設され、車両の水平方向に対して異なった角度にそれぞれ屈折させる複数の凹面を有する。   A tenth aspect of the present invention is a vehicle bumper in which a radar device that detects surrounding objects is installed. The bumper has a lens portion. The lens unit is made of a dielectric material, and enters a radar beam emitted from a predetermined radar module from the inner side surface, and the position of the incident radar beam moves in a predetermined direction. The light is refracted at different angles with respect to the horizontal direction. The lens unit has one concave lens surface on which the radar beam is incident on the inner surface, or a plurality of concave surfaces that are arranged in parallel in a predetermined direction and are refracted at different angles with respect to the horizontal direction of the vehicle.

本発明の車載用レーダ装置は、搭載される車両の走行状態に応じてレーダモジュールおよび誘電体レンズ部の少なくとも一方を移動させて、放射するレーダビームのビーム放射方向を変化させることができる。また、一般的に周辺の物体を検出するためのレーダビームの出射方向は、車両を基準として水平な放射方向となるが、レーダモジュールや誘電体レンズ部の移動方向がビーム出射方向に対して垂直であるため、車両のボディなどに沿った方向となり、レーダモジュールや誘電体レンズ部を移動させる距離自体を充分に確保できる。したがって、レーダ装置の低コスト化やレーダモジュール、誘電体レンズ部、および移動機構を設置する奥行き面での省スペース化を実現できる。また、１つのレーダモジュールを用いるため、低コストで実現できるものである。   The on-vehicle radar device of the present invention can change the beam radiation direction of a radiated radar beam by moving at least one of the radar module and the dielectric lens unit according to the traveling state of the vehicle on which the vehicle is mounted. In general, the emission direction of the radar beam for detecting surrounding objects is a horizontal emission direction with respect to the vehicle, but the movement direction of the radar module and the dielectric lens unit is perpendicular to the beam emission direction. Therefore, the direction along the body of the vehicle is sufficient, and the distance itself for moving the radar module and the dielectric lens unit can be sufficiently secured. Therefore, it is possible to reduce the cost of the radar device and save space in the depth plane where the radar module, the dielectric lens unit, and the moving mechanism are installed. Moreover, since one radar module is used, it can be realized at low cost.

上記第２の発明によれば、レーダモジュールまたは誘電体レンズ部を所定の方向に往復移動させることによって、出射されるビーム方向を連続的に変化させてビームスキャンを行うことができる。また、車両の走行状態、例えば交差点での右左折時やカーブ走行時等に応じてビームの方向切替えやビームスキャンを行うことができる。このビームスキャンについても、１つのレーダモジュールを用いているため、電子スキャン等に比べ低コストで実現できる。   According to the second aspect of the invention, the beam scan can be performed by continuously changing the direction of the emitted beam by reciprocating the radar module or the dielectric lens unit in a predetermined direction. In addition, it is possible to perform beam direction switching and beam scanning according to the traveling state of the vehicle, for example, when turning right or left at an intersection or when traveling on a curve. This beam scan can also be realized at a lower cost than an electronic scan because one radar module is used.

上記第３の発明によれば、搭載される車両の走行状態に応じてレーダモジュールを移動させて、ビームスキャンやビーム放射方向を変化させることができる。また、誘電体レンズ部が車両に備えられたバンパーを加工して形成され、レーダモジュールの移動方向がバンパーに対して平行となるため、レーダモジュールを移動させる距離自体を充分に確保できる。したがって、レーダ装置の低コスト化やレーダモジュール、誘電体レンズ部、および移動機構を設置する奥行き面での省スペース化を実現できる。   According to the third aspect of the invention, it is possible to change the beam scan and the beam radiation direction by moving the radar module in accordance with the traveling state of the mounted vehicle. Further, since the dielectric lens portion is formed by processing a bumper provided in the vehicle and the moving direction of the radar module is parallel to the bumper, the distance itself for moving the radar module can be sufficiently secured. Therefore, it is possible to reduce the cost of the radar device and save space in the depth plane where the radar module, the dielectric lens unit, and the moving mechanism are installed.

上記第４の発明によれば、搭載される車両の走行状態に応じて誘電体レンズ部を移動させて、ビームスキャンやビーム放射方向を変化させることができる。また、誘電体レンズ部が車両に備えられたバンパーと別体で当該バンパーの内側面に沿って移動可能に構成され、誘電体レンズ部の移動方向がバンパーに対して平行となるため、誘電体レンズ部を移動させる距離自体を充分に確保できる。したがって、レーダ装置の低コスト化やレーダモジュール、誘電体レンズ部、および移動機構を設置する奥行き面での省スペース化を実現できる。   According to the fourth aspect of the invention, the beam scanning direction and the beam radiation direction can be changed by moving the dielectric lens unit according to the traveling state of the vehicle to be mounted. In addition, the dielectric lens unit is configured separately from the bumper provided in the vehicle so as to be movable along the inner surface of the bumper, and the moving direction of the dielectric lens unit is parallel to the bumper. It is possible to secure a sufficient distance for moving the lens unit. Therefore, it is possible to reduce the cost of the radar device and save space in the depth plane where the radar module, the dielectric lens unit, and the moving mechanism are installed.

上記第５の発明によれば、凹レンズ面を形成することによって容易にビームスキャンやビーム放射方向を変化させる誘電体レンズ部を構成することが可能であり、それらの形状によって出射するビーム放射方向を調整することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to configure a dielectric lens part that easily changes the beam scan and the beam radiation direction by forming the concave lens surface, and the beam radiation direction to be emitted depends on the shape thereof. Can be adjusted.

上記第６の発明によれば、複数の凹面を形成することによって容易にビームスキャンやビーム放射方向を変化させる誘電体レンズ部を構成することが可能であり、それらの形状によって出射するビーム放射方向を調整することができる。   According to the sixth aspect of the invention, it is possible to configure the dielectric lens unit that easily changes the beam scan and the beam emission direction by forming a plurality of concave surfaces, and the beam emission direction of emission depending on the shape thereof Can be adjusted.

上記第７の発明によれば、搭載される車両の車速およびハンドル舵角に応じて、ビームスキャンやビーム放射方向を変化させることができる。   According to the seventh aspect of the invention, the beam scan and the beam radiation direction can be changed according to the vehicle speed and steering angle of the vehicle to be mounted.

上記第８の発明によれば、搭載される車両の車速およびハンドル舵角に応じて、ビームスキャンする範囲や方向およびビーム放射方向を変化させることができる。   According to the eighth aspect, the beam scanning range and direction and the beam radiation direction can be changed according to the vehicle speed and steering angle of the vehicle to be mounted.

また、本発明の車両によれば、上述したレーダ装置を搭載することによって、上述したレーダ装置と同様の効果を得ることができる。   Further, according to the vehicle of the present invention, the same effect as that of the above-described radar device can be obtained by mounting the above-described radar device.

また、本発明のバンパーによれば、上述したレーダ装置の誘電体レンズ部を構成するため、車両にレーダ装置を設置する場合の低コスト化ならびに奥行き面での省スペース化が期待できる。   In addition, according to the bumper of the present invention, since the dielectric lens portion of the radar apparatus described above is configured, it is possible to expect cost reduction and space saving in the depth plane when the radar apparatus is installed in a vehicle.

（第１の実施形態）
図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置について説明する。なお、図１は、当該レーダ装置の機能構成を示すブロック図である。典型的には、当該レーダ装置は、車両に搭載されて用いられる。 (First embodiment)
A radar device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the radar apparatus. Typically, the radar device is mounted on a vehicle and used.

図１において、当該レーダ装置は、レーダモジュール１ａ、誘電体レンズ部２ａ、移動機構３ａ、制御部４ａ、中央処理装置５、車速パルス送信部６、およびハンドル舵角送信部７を有している。レーダモジュール１ａは、放射するレーダビームによって車両周辺の障害物を検知する。誘電体レンズ部２ａは、後述するレンズ部を含んでおり、レーダモジュール１ａから放射されるレーダビームを境界面で屈折させる。移動機構３ａは、レーダモジュール１ａがレーダビームを放射する出射方向に対して垂直に当該レーダモジュール１ａを移動させ、誘電体レンズ部２ａが有するレンズ部にレーダモジュール１ａから放射されるレーダビームを入射させる。制御部４ａは、中央処理装置５から送信される制御信号に応じて、移動機構３ａがレーダモジュール１ａを移動させる動作を制御する。車速パルス送信部６は、搭載される車両の車速を示す車速パルス信号を中央処理装置５に出力する。また、ハンドル舵角送信部７は、搭載される車両のハンドル舵角を示すハンドル舵角信号を中央処理装置５に出力する。そして、中央処理装置５は、受け取った車速パルス信号およびハンドル舵角信号に基づいて適切なレーダビームの出射方向やスキャン範囲を設定し、当該出射方向およびスキャン範囲に応じた制御信号を制御部４ａへ出力する。   In FIG. 1, the radar apparatus includes a radar module 1a, a dielectric lens unit 2a, a moving mechanism 3a, a control unit 4a, a central processing unit 5, a vehicle speed pulse transmission unit 6, and a steering wheel steering angle transmission unit 7. . The radar module 1a detects obstacles around the vehicle by the emitted radar beam. The dielectric lens unit 2a includes a lens unit to be described later, and refracts the radar beam emitted from the radar module 1a at the boundary surface. The moving mechanism 3a moves the radar module 1a perpendicularly to the emitting direction in which the radar module 1a emits the radar beam, and makes the radar beam emitted from the radar module 1a enter the lens unit of the dielectric lens unit 2a. Let The control unit 4a controls the movement mechanism 3a to move the radar module 1a according to the control signal transmitted from the central processing unit 5. The vehicle speed pulse transmission unit 6 outputs a vehicle speed pulse signal indicating the vehicle speed of the mounted vehicle to the central processing unit 5. Further, the steering wheel steering angle transmission unit 7 outputs a steering wheel steering angle signal indicating a steering wheel steering angle of a vehicle to be mounted to the central processing unit 5. The central processing unit 5 sets an appropriate radar beam emission direction and scan range based on the received vehicle speed pulse signal and steering wheel steering angle signal, and sends a control signal corresponding to the emission direction and scan range to the control unit 4a. Output to.

このように、当該レーダ装置は、搭載される車両の車速やハンドル舵角に応じて制御部４ａが移動機構３ａを動作させることによって、レーダビームの出射方向やスキャン範囲を切替えることができる。なお、複数のレーダモジュール１ａ、誘電体レンズ部２ａ、移動機構３ａ、および制御部４ａの組をそれぞれ搭載される車両の所定箇所に設置し、中央処理装置５がそれぞれの組を制御してもかまわない。説明を具体的にするために、第１の実施形態では、搭載される車両前方および車両後方のバンパー内にそれぞれ４組ずつ並べて設置し、それぞれのレーダモジュール１ａを誘電体レンズ部２ａに対して移動させる一例を用いる。そして、車両前方のバンパー内に設けられる４組のうち、両端の２組はコーナに設置される。また、車両後方のバンパー内に設けられる４組のうち、両端の２組はコーナに設置される。中央処理装置５が行う詳細な動作制御の内容は、後述する。   As described above, in the radar apparatus, the emission direction of the radar beam and the scan range can be switched by the control unit 4a operating the moving mechanism 3a according to the vehicle speed and the steering angle of the mounted vehicle. A plurality of radar modules 1a, a dielectric lens unit 2a, a moving mechanism 3a, and a control unit 4a are installed at predetermined positions of a vehicle on which each unit is mounted, and the central processing unit 5 controls each set. It doesn't matter. In order to make the description concrete, in the first embodiment, four sets are arranged side by side in the front and rear bumpers to be mounted, and each radar module 1a is attached to the dielectric lens portion 2a. An example of moving is used. Of the four sets provided in the bumper in front of the vehicle, two sets at both ends are installed at the corner. Of the four sets provided in the bumper at the rear of the vehicle, two sets at both ends are installed at the corners. Details of the operation control performed by the central processing unit 5 will be described later.

レーダモジュール１ａは、例えばレーザーレーダ、ミリ波レーダ、準ミリ波レーダ等の車載用レーダとする。具体的には、レーダモジュール１ａは、水平方向に±１５°および垂直方向に±１０°程度の検知範囲を持つセンサであり、そのサイズが７０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（厚み）程度である。   The radar module 1a is an on-vehicle radar such as a laser radar, a millimeter wave radar, or a quasi-millimeter wave radar. Specifically, the radar module 1a is a sensor having a detection range of about ± 15 ° in the horizontal direction and ± 10 ° in the vertical direction, and the size thereof is 70 mm (width) × 50 mm (length) × 10 mm (thickness). Degree.

誘電体レンズ部２ａは、レーダモジュール１ａが移動しながら放射するレーダビームを、そのレーダモジュール１ａの位置に応じて出射する方向が変化するように形成されたレンズ部を有している。具体的には、誘電体レンズ部２ａは、搭載される車両の前後に固設されているバンパーを加工して形成される。そして、バンパーは、少なくともレンズ部として機能する部位が誘電体材料で形成されている。例えば、誘電体レンズ部２ａのレンズ面は、入射側が１つの凹レンズ面やフレネルレンズの形状、あるいは異なるビーム屈折角度を有するくぼみを段階的に組み合わせた形状であり、出射側が平面となった加工形状とする。なお、レーダモジュール１ａの初期位置は、そのビーム方向が屈折しない正面となる位置とする。   The dielectric lens unit 2a has a lens unit formed so that the direction in which the radar beam emitted by the radar module 1a is emitted changes depending on the position of the radar module 1a. Specifically, the dielectric lens portion 2a is formed by processing bumpers fixed on the front and rear of the vehicle to be mounted. In the bumper, at least a portion that functions as a lens portion is formed of a dielectric material. For example, the lens surface of the dielectric lens portion 2a has a shape of a concave lens surface or Fresnel lens on the incident side, or a shape in which depressions having different beam refraction angles are stepwise combined, and a processed shape in which the emission side is flat. And The initial position of the radar module 1a is a position where the beam direction is the front where the beam direction is not refracted.

図２は、入射側を１つの凹レンズ面とした加工形状を有する誘電体レンズ部２ａのレンズ部の一例を示す概略断面図である。なお、図２は、誘電体レンズ部２ａのレンズ部中心を横断する面を断面としているが、ビームが広がる様子を明確にするために断面を白抜き領域で示している。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the lens portion of the dielectric lens portion 2a having a processed shape with the incident side as one concave lens surface. In FIG. 2, the cross section of the surface of the dielectric lens portion 2 a that crosses the center of the lens section is shown as a cross section, but the cross section is shown by a white area in order to clarify the state of the beam spreading.

図２において、誘電体レンズ部２ａのレンズ部は、バンパーを加工して形成され、入射側の凹面２１ａおよび出射側の平面２２によって形成される。例えば、レンズ部は、バンパーの内側面の一部を一面レンズで形成される凹レンズ面（凹面２１ａ）になるように加工することによって形成される。   In FIG. 2, the lens portion of the dielectric lens portion 2a is formed by processing a bumper, and is formed by a concave surface 21a on the incident side and a flat surface 22 on the emission side. For example, the lens portion is formed by processing a part of the inner surface of the bumper so as to be a concave lens surface (concave surface 21a) formed by a single lens.

レーダモジュール１ａから放射されたビームが凹面２１ａに入射した場合、空気と誘電体レンズ部２ａ（誘電体材料で形成されたバンパー）との誘電率の違いから、凹面２１ａおよび平面２２において当該ビームが屈折する。なお、図２では、レーダモジュール１ａから出射されるビームが凹面２１ａに入射角が０°に近い値で入射する一例を示している。   When the beam radiated from the radar module 1a is incident on the concave surface 21a, the beam is reflected on the concave surface 21a and the plane 22 due to the difference in dielectric constant between air and the dielectric lens portion 2a (bumper formed of a dielectric material). Refract. FIG. 2 shows an example in which a beam emitted from the radar module 1a is incident on the concave surface 21a with an incident angle close to 0 °.

ここで、レーダモジュール１ａから放射されたビームは、凹面２１ａと平面２２で、空気と誘電体レンズ部２ａとの誘電率の違いから屈折する。平面２２において、誘電体レンズ部２ａの屈折率をｎ１、入射角をθ１、空気の屈折率をｎ２、出射角をθ２とすると、スネルの法則から、
ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２
が成り立つ。ここで、ｎ１＞ｎ２なので、レーダモジュール１ａから出射されるビームが誘電体レンズ部２ａから空気へ出て行く平面２２では、入射角θ１に対して出射角θ２が大きくなる。また、レーダモジュール１ａから出射されるビームが空気から誘電体レンズ部２ａに入る凹面２１ａでは、入射角に対して出射角が小さくなる。したがって、レーダモジュール１ａから出射されるビームは、凹面２１ａに対して入射する位置に応じて平面２２から出射される方向が変化する。具体的には、凹面２１ａの中央に入射角が０°に近い値で入射するビームが屈折せずに平面２２から出射され、凹面２１ａの中央から離れると当該離れた距離に応じてビーム方向が広がって平面２２から出射される。 Here, the beam emitted from the radar module 1a is refracted on the concave surface 21a and the flat surface 22 due to the difference in dielectric constant between the air and the dielectric lens portion 2a. In the plane 22, assuming that the refractive index of the dielectric lens portion 2a is n1, the incident angle is θ1, the refractive index of air is n2, and the outgoing angle is θ2, Snell's law
n1sin θ1 = n2sin θ2
Holds. Here, since n1> n2, the emission angle θ2 is larger than the incident angle θ1 on the plane 22 where the beam emitted from the radar module 1a exits from the dielectric lens portion 2a to the air. In addition, on the concave surface 21a where the beam emitted from the radar module 1a enters the dielectric lens portion 2a from the air, the emission angle becomes smaller than the incident angle. Therefore, the direction of the beam emitted from the radar module 1a changes from the plane 22 in accordance with the position incident on the concave surface 21a. Specifically, a beam incident at the center of the concave surface 21a with an incident angle close to 0 ° is emitted from the plane 22 without being refracted, and when the beam is separated from the center of the concave surface 21a, the beam direction is changed according to the distance. It spreads and is emitted from the plane 22.

このように、誘電体レンズ部２ａの平面２２から出射されるビームの方向が変化し、レーダモジュール１ａの位置に応じて、より広範囲にビーム放射することが可能となる。例えば、誘電体レンズ部２ａの屈折率ｎ１＝１．５、空気の屈折率ｎ２＝１．０とすると、１５°方向の放射ビームが平面２２での出射角が約２３°となり、約８°ビームを広げることができる。   Thus, the direction of the beam emitted from the plane 22 of the dielectric lens unit 2a changes, and it becomes possible to radiate the beam over a wider range according to the position of the radar module 1a. For example, if the refractive index n1 of the dielectric lens portion 2a is 1.5 and the refractive index n2 of air is 1.0, the radiation angle of the radiation beam in the 15 ° direction is about 23 °, which is about 8 °. The beam can be expanded.

また、屈折率が大きい媒質（誘電体レンズ部２ａ）から小さい媒質（空気）にビームが出射される場合、臨界角ｓｉｎθ＝ｎ２／ｎ１（ただし、ｎ１＞ｎ２）の条件が存在し、臨界角θを超える角度で平面２２にビームが入射すると、ビームが透過せずに平面２２で全反射してしまうので、注意する必要がある。本実施形態では、上述の屈折率で考えた場合、臨界角θが約４０°となるが、レーダモジュール１ａが水平幅±１５°のビームを放射するために平面２２で全反射しない。   When a beam is emitted from a medium having a large refractive index (dielectric lens part 2a) to a medium having a small refractive index (air), a critical angle sin θ = n2 / n1 (where n1> n2) exists, and the critical angle is present. When the beam is incident on the plane 22 at an angle exceeding θ, the beam is not transmitted and is totally reflected by the plane 22, so care must be taken. In the present embodiment, when the above refractive index is considered, the critical angle θ is about 40 °. However, since the radar module 1a emits a beam having a horizontal width of ± 15 °, the plane 22 is not totally reflected.

なお、上述した説明では、広角側レンズ部がバンパーの内側面の一部を凹レンズ面（凹面２１ａで示される一面レンズ）になるように加工することによって形成されたが、他の形状でもかまわない。例えば、バンパーの内側面の一部をフレネルレンズの凹レンズ面になるように加工することによって形成してもかまわない。図３は、レンズ部をフレネルレンズで構成した一例を示す概略断面図である。なお、図２と同様に図３も誘電体レンズ部２ａのレンズ部中心を横断する面を断面としているが、ビームが広がる様子を明確にするために断面を白抜き領域で示している。   In the above description, the wide-angle side lens portion is formed by processing a part of the inner surface of the bumper so as to be a concave lens surface (a single-sided lens indicated by the concave surface 21a), but other shapes may be used. . For example, you may form by processing a part of inner surface of a bumper so that it may become the concave lens surface of a Fresnel lens. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the lens portion is composed of a Fresnel lens. Like FIG. 2, FIG. 3 also has a cross section that crosses the center of the lens portion of the dielectric lens portion 2a, but the cross section is shown as a white area in order to clarify the state of the beam spreading.

図３において、レンズ部は、バンパーを加工して形成され、入射側の凹面２１ｂおよび出射側の平面２２によって形成される。例えば、レンズ部は、バンパーの内側面の一部をフレネルレンズの凹レンズ面（凹面２１ｂ）になるように加工することによって形成される。なお、レーダモジュール１ａから放射されたビームが凹面２１ｂに入射した後に方向が変化する説明は、上述した凹面２１ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。   In FIG. 3, the lens portion is formed by processing a bumper, and is formed by the concave surface 21b on the incident side and the flat surface 22 on the outgoing side. For example, the lens portion is formed by processing a part of the inner surface of the bumper so as to become a concave lens surface (concave surface 21b) of the Fresnel lens. The description that the direction changes after the beam emitted from the radar module 1a is incident on the concave surface 21b is the same as that of the concave surface 21a described above, and thus the detailed description is omitted.

次に、図４および図５を参照して、レーダモジュール１ａを水平移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明する。なお、図４は、凹面２１ａ（一面レンズ）で形成された誘電体レンズ部２ａを用いてレーダモジュール１ａを水平移動させる移動機構３ａの動作を示す車両上方から見た概略図である。図５は、異なるビーム屈折角度を有するくぼみ（凹面２１ｃ）を組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ａを用いてレーダモジュール１ａを水平移動させる移動機構３ａの動作を示す車両上方から見た概略図である。例えば、凹面２１ｃは、それぞれ異なった傾斜角度を有する複数のくぼみで形成される。なお、凹面２１ａは、凹面２１ｂ（フレネルレンズ）で形成されてもかまわない。   Next, the operation of the radar apparatus that switches the beam direction by horizontally moving the radar module 1a will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3a that horizontally moves the radar module 1a using the dielectric lens portion 2a formed of the concave surface 21a (single surface lens). FIG. 5 is a schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3a for horizontally moving the radar module 1a using the dielectric lens portion 2a formed by combining the depressions (concave surfaces 21c) having different beam refraction angles. It is. For example, the concave surface 21c is formed by a plurality of depressions having different inclination angles. The concave surface 21a may be formed of a concave surface 21b (Fresnel lens).

まず、レーダモジュール１ａ、誘電体レンズ部２ａ、および移動機構３ａの位置関係および動作について説明する。図４および図５において、誘電体レンズ部２ａは、車両のバンパーを加工することによって凹面２１ａまたは２１ｃが形成されている。なお、図５に示す凹面２１ｃは、車両水平方向（つまり、バンパーの長軸方向）に並設され、それぞれバンパー内側に形成されている。移動機構３ａは、レーダモジュール１ａをバンパー内側空間内で凹面２１ａ内の異なる位置（例えば水平；図示白抜き矢印で示す）、または凹面２１ｃの並設方向（図示白抜き矢印で示す）に沿って移動させる。つまり、移動機構３ａは、レーダモジュール１ａからのレーダビームを凹面２１ａ内の異なる位置、または凹面２１ｃへ選択的に放射できる位置にレーダモジュール１ａを移動させることができる（図４および図５においては、破線で示す）。   First, the positional relationship and operation of the radar module 1a, the dielectric lens unit 2a, and the moving mechanism 3a will be described. 4 and 5, the dielectric lens portion 2a has a concave surface 21a or 21c formed by processing a bumper of a vehicle. In addition, the concave surface 21c shown in FIG. 5 is juxtaposed in the vehicle horizontal direction (that is, the major axis direction of the bumper) and is formed inside the bumper. The moving mechanism 3a moves the radar module 1a in the bumper inner space along different positions (for example, horizontal; indicated by white arrows in the drawing) or parallel directions of the concave surfaces 21c (shown by white arrows in the drawing). Move. That is, the moving mechanism 3a can move the radar module 1a to a different position in the concave surface 21a or a position where the radar beam can be selectively emitted to the concave surface 21c (in FIGS. 4 and 5). , Indicated by a broken line).

図４に示すように、移動機構３ａが、凹面２１ａ内の異なる位置にレーダモジュール１ａがレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを水平移動させた場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが凹面２１ａに入射して異なる方向へ屈折し、誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される。例えば、図４では、異なる５つの放射方向を示すビームＲＢ１〜ＲＢ５が示されているが、さらにビーム角度を細分化して外部空間に放射することも可能である。そして、凹面２１ａは、凹面２１ａの中央から両端へ入射位置が離れる位置に応じて、レーダモジュール１ａから放射されるビームが当該中央から広がる方向に屈折するように加工されている。例えば、凹面２１ａの中央にレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが正面方向に誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ３）。また、凹面２１ａの左端近傍にレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが左方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ１）。そして、凹面２１ａの右端近傍にレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが右方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ５）。このように、移動機構３ａがレーダモジュール１ａを移動させることによって、凹面２１ａを有する誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。なお、移動機構３ａが凹面２１ａに対してレーダモジュール１ａを水平移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ａから放射されるレーダビームが少なくとも凹面２１ａ内に入射可能なできるだけ広い範囲を設定するのが好ましい。   As shown in FIG. 4, when the moving mechanism 3a horizontally moves the radar module 1a so that the radar module 1a emits the radar beam to a different position in the concave surface 21a, the beam emitted from the radar module 1a is concave. The light is incident on 21a and refracted in different directions, and is emitted from the dielectric lens portion 2a to the external space. For example, FIG. 4 shows beams RB1 to RB5 showing five different radiation directions, but it is also possible to further divide the beam angle and radiate it to the external space. The concave surface 21a is processed so that the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the direction spreading from the center according to the position where the incident position is separated from the center of the concave surface 21a to both ends. For example, when the radar module 1a is arranged so as to emit a radar beam at the center of the concave surface 21a, the beam emitted from the radar module 1a is emitted from the dielectric lens unit 2a to the external space in the front direction (beam RB3). . Further, when the radar module 1a is arranged to emit a radar beam near the left end of the concave surface 21a, the beam emitted from the radar module 1a is refracted in the left direction and emitted from the dielectric lens unit 2a to the external space. (Beam RB1). When the radar module 1a is arranged so as to emit a radar beam near the right end of the concave surface 21a, the beam emitted from the radar module 1a is refracted in the right direction and emitted from the dielectric lens unit 2a to the external space. (Beam RB5). As described above, when the moving mechanism 3a moves the radar module 1a, the beam radiated from the dielectric lens portion 2a having the concave surface 21a to the external space is refracted to the left and right, so that the beam can be scanned in the horizontal direction. it can. The movable range in which the moving mechanism 3a can horizontally move the radar module 1a with respect to the concave surface 21a is set as wide as possible so that the radar beam emitted from the radar module 1a can enter at least the concave surface 21a. Is preferred.

図５に示すように、凹面２１ｃそれぞれにレーダモジュール１ａがレーダビームを放射するように移動機構３ａがレーダモジュール１ａを並設方向に順次水平移動させた場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが凹面２１ｃそれぞれに入射して異なる方向へ屈折し、誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される。例えば、図５では、５つのビームＲＢ１〜ＲＢ５が示されているが、さらに多くの凹面２１ｃを形成して、さらにビーム角度が細分化されて外部空間に放射されてもかまわない。そして、両端付近に形成された凹面２１ｃは、レーダモジュール１ａから放射されるビームが中央から広がる方向に屈折するように加工されており、中央に行くにしたがって屈折が小さくなるように加工されている。例えば、中央に形成された凹面２１ｃ（平面となるため凹面とならない）にレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが正面方向に誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ３）。また、左端に形成された凹面２１ｃにレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが左方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ１）。そして、右端に形成された凹面２１ｃにレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが右方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ５）。このように、移動機構３ａがレーダモジュール１ａを水平移動させることによって、凹面２１ｃを有する誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。なお、移動機構３ａが凹面２１ｃに対してレーダモジュール１ａを水平移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ａから放射されるレーダビームが左端に形成された凹面２１ｃに入射する位置からレーダビームが右端に形成された凹面２１ｃに入射する位置までに設定される。   As shown in FIG. 5, when the moving mechanism 3a sequentially moves the radar modules 1a horizontally in the parallel direction so that the radar module 1a emits a radar beam on each concave surface 21c, the beam emitted from the radar module 1a is emitted. The light enters each concave surface 21c and is refracted in different directions, and is emitted from the dielectric lens portion 2a to the external space. For example, in FIG. 5, five beams RB1 to RB5 are shown, but more concave surfaces 21c may be formed, and the beam angle may be further subdivided and radiated to the external space. The concave surface 21c formed near both ends is processed so that the beam radiated from the radar module 1a is refracted in a direction spreading from the center, and is processed so that the refraction becomes smaller toward the center. . For example, when the radar module 1a is arranged so as to radiate a radar beam on the concave surface 21c formed at the center (because it is a flat surface, it does not become a concave surface), the beam radiated from the radar module 1a is directed to the dielectric lens portion 2a is emitted to the external space (beam RB3). Further, when the radar module 1a is arranged to radiate a radar beam to the concave surface 21c formed at the left end, the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the left direction and radiated from the dielectric lens unit 2a to the external space. (Beam RB1). When the radar module 1a is arranged to radiate a radar beam to the concave surface 21c formed at the right end, the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the right direction and radiated from the dielectric lens unit 2a to the external space. (Beam RB5). As described above, since the moving mechanism 3a horizontally moves the radar module 1a, the beam radiated from the dielectric lens part 2a having the concave surface 21c to the external space is refracted to the left and right, so that the beam is scanned in the horizontal direction. Can do. The movable range in which the moving mechanism 3a can horizontally move the radar module 1a with respect to the concave surface 21c is a radar beam from a position where the radar beam emitted from the radar module 1a is incident on the concave surface 21c formed at the left end. Is set up to the position where it enters the concave surface 21c formed at the right end.

次に、図６を参照して、レーダモジュール１ａを垂直移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明する。なお、図６（ａ）は、異なるビーム屈折角度を有するくぼみ（凹面２１ｄ）を組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ａを用いてレーダモジュール１ａが垂直移動する動作を示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の水平断面Ｂ−Ｂを図示Ａ方向から見た断面概略図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）の水平断面Ｃ−Ｃを図示Ａ方向から見た断面概略図である。図６（ｄ）は、図６（ａ）の水平断面Ｄ−Ｄを図示Ａ方向から見た断面概略図である。図６（ｅ）は、図６（ａ）の水平断面Ｅ−Ｅを図示Ａ方向から見た断面概略図である。図６（ｆ）は、図６（ａ）の水平断面Ｆ−Ｆを図示Ａ方向から見た断面概略図である。   Next, the operation of the radar apparatus that switches the beam direction by vertically moving the radar module 1a will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a perspective view showing an operation in which the radar module 1a moves vertically using a dielectric lens portion 2a formed by combining depressions (concave surfaces 21d) having different beam refraction angles. FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the horizontal cross section B-B in FIG. FIG. 6C is a schematic cross-sectional view of the horizontal cross section C-C in FIG. FIG.6 (d) is the cross-sectional schematic which looked at the horizontal cross section DD of Fig.6 (a) from the A direction illustration. FIG.6 (e) is the cross-sectional schematic which looked at horizontal cross section EE of Fig.6 (a) from the A direction illustration. FIG. 6F is a schematic cross-sectional view of the horizontal cross section FF in FIG.

図６（ａ）において、誘電体レンズ部２ａは、車両のバンパーを加工することによって凹面２１ｄが形成され、その一部が図示されている。なお、図６（ａ）に示す凹面２１ｄは、車両垂直方向（つまり、バンパーの短軸方向）に並設され、それぞれバンパー内側に形成されている。移動機構３ａ（図示せず）は、レーダモジュール１ａをバンパー内側空間内で凹面２１ｄの並設方向（図示白抜き矢印で示す）に沿って移動させる。移動機構３ａは、レーダモジュール１ａからのレーダビームを凹面２１ｄへ選択的に放射できる位置にレーダモジュール１ａを移動させることができる（図６（ａ）においては、中央の凹面２１ｄへレーダビームを放射できる位置にレーダモジュール１ａが配置されている）。   In FIG. 6A, the dielectric lens portion 2a is formed with a concave surface 21d by processing a bumper of a vehicle, and a part thereof is shown. In addition, the concave surface 21d shown in FIG. 6A is arranged in parallel in the vehicle vertical direction (that is, the short axis direction of the bumper), and is formed inside the bumper. The moving mechanism 3a (not shown) moves the radar module 1a in the bumper inner space along the direction in which the concave surfaces 21d are arranged (indicated by white arrows in the drawing). The moving mechanism 3a can move the radar module 1a to a position where the radar beam from the radar module 1a can be selectively emitted to the concave surface 21d (in FIG. 6A, the radar beam is emitted to the central concave surface 21d). The radar module 1a is arranged at a position where it can be performed).

図６（ｂ）〜図６（ｆ）に示すように、凹面２１ｄそれぞれにレーダモジュール１ａがレーダビームを放射するように移動機構３ａがレーダモジュール１ａを並設方向に順次垂直移動させた場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが凹面２１ｄそれぞれに入射して異なる方向へ屈折し、誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される。例えば、図６では、５つのビームＲＢ１〜ＲＢ５が示されているが、さらに多くの凹面２１ｄを形成して、さらにビーム角度が細分化されて外部空間に放射されてもかまわない。そして、上下端付近に形成された凹面２１ｄは、レーダモジュール１ａから放射されるビームが左右に広がる方向に屈折するように加工されており、中央に行くにしたがって屈折が小さくなるように加工されている。例えば、中央に形成された凹面２１ｄ（平面となるため凹面とはならない）にレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが正面方向に誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ３；図６（ｄ））。また、上端に形成された凹面２１ｄにレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが左方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ１；図６（ｂ））。そして、下端に形成された凹面２１ｄにレーダビームを放射するようにレーダモジュール１ａを配置した場合、レーダモジュール１ａから放射されるビームが右方向へ屈折して誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射される（ビームＲＢ５；図６（ｆ））。このように、移動機構３ａがレーダモジュール１ａを垂直移動させることによって、凹面２１ｄを有する誘電体レンズ部２ａから外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。ただし、垂直移動の場合、左右にスキャンしながら上下に移動するので、厳密には斜めにスキャンしていることになる。なお、移動機構３ａが凹面２１ｄに対してレーダモジュール１ａを垂直移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ａから放射されるレーダビームが上端に形成された凹面２１ｄに入射する位置からレーダビームが下端に形成された凹面２１ｄに入射する位置までに設定される。   As shown in FIGS. 6B to 6F, when the moving mechanism 3a sequentially moves the radar modules 1a vertically in the juxtaposed direction so that the radar module 1a emits a radar beam to each concave surface 21d, A beam radiated from the radar module 1a is incident on each of the concave surfaces 21d, refracted in different directions, and radiated from the dielectric lens unit 2a to the external space. For example, in FIG. 6, five beams RB1 to RB5 are shown, but more concave surfaces 21d may be formed, and the beam angle may be further subdivided and radiated to the external space. The concave surface 21d formed in the vicinity of the upper and lower ends is processed so that the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the direction spreading left and right, and processed so that the refraction becomes smaller toward the center. Yes. For example, when the radar module 1a is arranged so as to radiate a radar beam on the concave surface 21d formed at the center (because it is a flat surface and not a concave surface), the beam emitted from the radar module 1a is a dielectric lens in the front direction. Radiated from the portion 2a to the external space (beam RB3; FIG. 6 (d)). Further, when the radar module 1a is arranged to radiate a radar beam to the concave surface 21d formed at the upper end, the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the left direction and radiated from the dielectric lens unit 2a to the external space. (Beam RB1; FIG. 6B). When the radar module 1a is arranged to radiate a radar beam to the concave surface 21d formed at the lower end, the beam radiated from the radar module 1a is refracted in the right direction and radiated from the dielectric lens portion 2a to the external space. (Beam RB5; FIG. 6 (f)). As described above, since the moving mechanism 3a vertically moves the radar module 1a, the beam radiated from the dielectric lens part 2a having the concave surface 21d to the external space is refracted to the left and right, so that the beam is scanned in the horizontal direction. Can do. However, in the case of vertical movement, since it moves up and down while scanning left and right, strictly speaking, it is scanned obliquely. The movable range in which the moving mechanism 3a can vertically move the radar module 1a with respect to the concave surface 21d is a radar beam from a position where the radar beam emitted from the radar module 1a is incident on the concave surface 21d formed at the upper end. Is set to a position where it enters the concave surface 21d formed at the lower end.

なお、図４〜図６において、誘電体レンズ部２ａを上下方向に屈折するように加工した場合、垂直方向にビームをスキャンすることができる。ただし、図５のように、水平方向にレーダモジュール１ａが移動する場合、上下にスキャンしながら左右に動くので、厳密には斜めにスキャンしていることになる。   4 to 6, when the dielectric lens unit 2a is processed so as to be refracted in the vertical direction, the beam can be scanned in the vertical direction. However, as shown in FIG. 5, when the radar module 1a moves in the horizontal direction, it moves left and right while scanning up and down, so strictly speaking, it is scanning obliquely.

次に、図７を参照して、レーダモジュール１ａを移動させることによってビーム方向およびスキャン範囲を切替えるレーダ装置の動作について説明する。なお、図７は、搭載される車両の車速およびハンドル舵角に応じて制御する中央処理装置５の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the radar apparatus that switches the beam direction and the scan range by moving the radar module 1a will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the central processing unit 5 that performs control according to the vehicle speed and steering angle of the mounted vehicle.

図７において、中央処理装置５は、車速パルス送信部６より車速パルス信号（ステップＳ５１）およびハンドル舵角送信部７よりハンドル舵角信号（ステップＳ５２）を受け取る。そして、中央処理装置５は、受け取った車速パルス信号に基づいて車速を演算し、当該車速が閾値Ｍ以下か否か（ステップＳ５３）、および当該車速が閾値Ｎ以下か否か（ステップＳ５４）を判断する。ここで、閾値ＭおよびＮは任意の値であり、例えばＭ＝２０ｋｍ／ｈ、Ｎ＝６０ｋｍ／ｈである。後述により明らかとなるが、閾値Ｍは、スキャン範囲を拡大して車両周辺の障害物を検出するか否かを判断するための閾値である。また、閾値Ｎは、ハンドル舵角方向に応じて所定の方向にビーム方向を固定して相対的に遠くの障害物を検出するか否かを判断するための閾値である。中央処理装置５は、車速≦Ｍの場合（ステップＳ５３でＹｅｓ）に処理を次のステップＳ５５に進め、Ｍ＜車速≦Ｎの場合（ステップＳ５４でＹｅｓ）に処理を次のステップＳ５６に進め、Ｎ＜車速の場合（ステップＳ５３およびＳ５４がいずれもＮｏ）に処理を次のステップＳ６０に進める。   In FIG. 7, the central processing unit 5 receives a vehicle speed pulse signal (step S 51) from the vehicle speed pulse transmitter 6 and a steering angle signal (step S 52) from the steering angle transmitter 7. The central processing unit 5 calculates the vehicle speed based on the received vehicle speed pulse signal, and determines whether the vehicle speed is equal to or lower than the threshold value M (step S53) and whether the vehicle speed is equal to or lower than the threshold value N (step S54). to decide. Here, the threshold values M and N are arbitrary values, for example, M = 20 km / h and N = 60 km / h. As will be apparent from the description below, the threshold value M is a threshold value for determining whether or not an obstacle around the vehicle is detected by expanding the scan range. The threshold value N is a threshold value for determining whether or not a relatively far obstacle is detected by fixing the beam direction in a predetermined direction according to the steering angle direction. The central processing unit 5 proceeds to the next step S55 when the vehicle speed ≦ M (Yes in step S53), and proceeds to the next step S56 when M <vehicle speed ≦ N (Yes in step S54), If N <vehicle speed (both steps S53 and S54 are No), the process proceeds to the next step S60.

ステップＳ５５において、中央処理装置５は、各レーダモジュール１ａが上述した移動可能範囲全域を所定の速度で往復移動するように制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する。具体的には、中央処理装置５は、制御部４ａに各移動機構３ａを往復移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させてレーダモジュール１ａを往復移動させる。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｍ以下の場合に、各レーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域を所定の速度で往復移動しながら放射されるビームが誘電体レンズ部２ａを通過し、スキャン範囲を拡大して車両周辺の障害物を検出することができる。   In step S55, the central processing unit 5 controls the operation of the moving mechanism 3a via the control unit 4a so that each radar module 1a reciprocates at a predetermined speed over the entire movable range described above. Specifically, the central processing unit 5 transmits a control signal for reciprocally moving each moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a to provide a radar module. 1a is reciprocated. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. Thereby, when the vehicle is at a vehicle speed M or less, the beam emitted while each radar module 1a reciprocates at a predetermined speed in the entire movable range passes through the dielectric lens unit 2a, and the scan range is expanded. Thus, obstacles around the vehicle can be detected.

ステップＳ５６において、中央処理装置５は、上記ステップＳ５２で受け取ったハンドル舵角信号に基づいて車両の進行方向を演算し、当該車両の進行方向が左か否か、当該車両の進行方向が直進か否か、および当該車両の進行方向が右か否かを判断する。   In step S56, the central processing unit 5 calculates the traveling direction of the vehicle based on the steering wheel steering angle signal received in step S52, and determines whether the traveling direction of the vehicle is left or not and whether the traveling direction of the vehicle is straight. And whether or not the traveling direction of the vehicle is right is determined.

車両の進行方向が左の場合、車両の主に左側をビームスキャンするために、中央処理装置５は、レーダモジュール１ａが車両に対して左側をビームスキャンするように制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ５７）。具体的には、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。そして、制御部４ａは、車両の前方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲のうち左半分をレーダモジュール１ａが往復移動するように移動機構３ａを制御する。また、制御部４ａは、車両の後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲のうち右半分をレーダモジュール１ａが往復移動するように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎ以下で進行方向が左の場合にレーダ装置が車両の主に左方向をビームスキャンすることができる。   When the traveling direction of the vehicle is left, in order to perform beam scanning mainly on the left side of the vehicle, the central processing unit 5 moves the moving mechanism via the control unit 4a so that the radar module 1a performs beam scanning on the left side with respect to the vehicle. The operation of 3a is controlled (step S57). Specifically, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. And about the radar module 1a installed in the front bumper of the vehicle, the control unit 4a sets the moving mechanism 3a so that the radar module 1a reciprocates in the left half of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. Control. Further, the control unit 4a, for the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle, moves the moving mechanism 3a so that the radar module 1a reciprocates in the right half of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. Control. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. Thereby, when the vehicle is at a vehicle speed N or less and the traveling direction is the left, the radar apparatus can perform beam scanning mainly in the left direction of the vehicle.

車両の進行方向が直進の場合、車両の主に前後方向をビームスキャンするために、中央処理装置５は、レーダモジュール１ａが車両に対して前後方向をビームスキャンするように制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ５８）。具体的には、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。そして、制御部４ａは、車両の前方および後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについて、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲のうち中央付近をレーダモジュール１ａが往復移動するように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎ以下で進行方向が直進の場合にレーダ装置が車両の主に前後方向をビームスキャンすることができる。   When the traveling direction of the vehicle is straight, in order to scan the beam mainly in the front-rear direction of the vehicle, the central processing unit 5 causes the radar module 1a to scan the beam in the front-rear direction with respect to the vehicle via the control unit 4a. The operation of the moving mechanism 3a is controlled (step S58). Specifically, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. The control unit 4a then moves the moving mechanism 3a so that the radar module 1a reciprocally moves in the vicinity of the center of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a with respect to the radar module 1a installed on the front and rear bumpers of the vehicle. To control. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. As a result, when the vehicle is traveling at a vehicle speed N or less and the traveling direction is straight, the radar apparatus can perform beam scanning mainly in the front-rear direction of the vehicle.

車両の進行方向が右の場合、車両の主に右側をビームスキャンするために、中央処理装置５は、レーダモジュール１ａが車両に対して右側をビームスキャンするように制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ５９）。具体的には、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。そして、制御部４ａは、車両の前方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲のうち右半分をレーダモジュール１ａが往復移動するように移動機構３ａを制御する。また、制御部４ａは、車両の後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲のうち左半分をレーダモジュール１ａが往復移動するように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎ以下で進行方向が右の場合にレーダ装置が車両の主に右方向をビームスキャンすることができる。   When the traveling direction of the vehicle is right, in order to perform beam scanning mainly on the right side of the vehicle, the central processing unit 5 moves the moving mechanism via the control unit 4a so that the radar module 1a performs beam scanning on the right side with respect to the vehicle. The operation of 3a is controlled (step S59). Specifically, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. For the radar module 1a installed in the front bumper of the vehicle, the control unit 4a moves the moving mechanism 3a so that the radar module 1a reciprocates in the right half of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. Control. In addition, the control unit 4a, for the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle, moves the moving mechanism 3a so that the radar module 1a reciprocates in the left half of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. Control. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. Accordingly, when the vehicle is at a vehicle speed N or less and the traveling direction is right, the radar apparatus can perform beam scanning mainly in the right direction of the vehicle.

一方、Ｎ＜車速の場合（ステップＳ５３およびＳ５４がいずれもＮｏ）、ステップＳ６０において、中央処理装置５は、上記ステップＳ５２で受け取ったハンドル舵角信号に基づいて車両の進行方向を演算し、当該車両の進行方向が左か否か、当該車両の進行方向が直進か否か、および当該車両の進行方向が右か否かを判断する。Ｎ＜車速の場合、車両が高速走行していると想定されるので、上述したようなビームスキャンを行うと検出不要な障害物まで検知してしまう可能性がある。そこで、高速走行の場合は、ビーム方向を車両進行方向に応じて切替える。   On the other hand, if N <vehicle speed (both steps S53 and S54 are No), in step S60, the central processing unit 5 calculates the traveling direction of the vehicle based on the steering angle signal received in step S52, and It is determined whether the traveling direction of the vehicle is left, whether the traveling direction of the vehicle is straight, and whether the traveling direction of the vehicle is right. In the case of N <vehicle speed, it is assumed that the vehicle is traveling at high speed. Therefore, when the beam scan as described above is performed, an obstacle that does not need to be detected may be detected. Therefore, in the case of high speed traveling, the beam direction is switched according to the vehicle traveling direction.

車両の進行方向が左の場合、車両の左方向にある障害物を検出するために、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の左側となる方向がビーム放射方向となるように、制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ６１）。具体的には、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の左側となる方向に応じたビーム放射方向を算出し、当該ビーム放射方向に応じたレーダモジュール１ａの配置位置を決定する。そして、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。制御部４ａは、車両の前方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲の左側範囲に含まれる上記配置位置でレーダモジュール１ａが固定されるように移動機構３ａを制御する。また、制御部４ａは、車両の後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲の右側範囲に含まれる上記配置位置でレーダモジュール１ａが固定されるように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎより速く進行方向が左の場合にレーダ装置が車両のハンドル舵角に応じた方向に固定してビーム放射することができる。   When the traveling direction of the vehicle is left, in order to detect an obstacle in the left direction of the vehicle, the central processing unit 5 performs control so that the direction on the left side of the vehicle indicated by the steering angle is the beam radiation direction. The operation of the moving mechanism 3a is controlled via the unit 4a (step S61). Specifically, the central processing unit 5 calculates the beam radiation direction according to the direction on the left side of the vehicle indicated by the steering angle, and determines the arrangement position of the radar module 1a according to the beam radiation direction. Then, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. For the radar module 1a installed in the front bumper of the vehicle, the controller 4a moves so that the radar module 1a is fixed at the arrangement position included in the left range of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. The mechanism 3a is controlled. Further, the control unit 4a is configured such that the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle is fixed at the arrangement position included in the right range of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. The moving mechanism 3a is controlled. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. Accordingly, when the vehicle is faster than the vehicle speed N and the traveling direction is the left, the radar apparatus can emit the beam while being fixed in a direction corresponding to the steering angle of the vehicle.

車両の進行方向が直進の場合、車両の前後方向にある障害物を検出するために、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の前後方向がビーム放射方向となるように、制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ６２）。具体的には、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の前後方向に応じたビーム放射方向を算出し、当該ビーム放射方向に応じたレーダモジュール１ａの配置位置を決定する。そして、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。制御部４ａは、車両の前方および後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲に含まれる上記配置位置でレーダモジュール１ａが固定されるように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎより速く進行方向が直進の場合にレーダ装置が車両のハンドル舵角に応じた前後方向に固定してビーム放射することができる。   When the traveling direction of the vehicle is straight, in order to detect an obstacle in the longitudinal direction of the vehicle, the central processing unit 5 controls the control unit 4a so that the longitudinal direction of the vehicle indicated by the steering angle is the beam radiation direction. The operation of the moving mechanism 3a is controlled via (step S62). Specifically, the central processing unit 5 calculates the beam radiation direction corresponding to the vehicle front-rear direction indicated by the steering angle of the vehicle, and determines the arrangement position of the radar module 1a according to the beam radiation direction. Then, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. For the radar module 1a installed in the front and rear bumpers of the vehicle, the control unit 4a is a moving mechanism so that the radar module 1a is fixed at the arrangement position included in the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. 3a is controlled. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. As a result, when the vehicle is faster than the vehicle speed N and the traveling direction is straight, the radar device can emit the beam while being fixed in the front-rear direction according to the steering angle of the vehicle.

車両の進行方向が右の場合、車両の右方向にある障害物を検出するために、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の右側となる方向がビーム放射方向となるように、制御部４ａを介して移動機構３ａの動作を制御する（ステップＳ６３）。具体的には、中央処理装置５は、ハンドル舵角が示す車両の右側となる方向に応じたビーム放射方向を算出し、当該ビーム放射方向に応じたレーダモジュール１ａの配置位置を決定する。そして、中央処理装置５は、制御部４ａに移動機構３ａを移動させるための制御信号を送信し、その制御信号を受信した制御部４ａが移動機構３ａを動作させる。制御部４ａは、車両の前方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲の右側範囲に含まれる上記配置位置でレーダモジュール１ａが固定されるように移動機構３ａを制御する。また、制御部４ａは、車両の後方バンパーに設置されているレーダモジュール１ａについては、上記誘電体レンズ部２ａに対する移動可能範囲の左側範囲に含まれる上記配置位置でレーダモジュール１ａが固定されるように移動機構３ａを制御する。そして、中央処理装置５は、処理を次のステップＳ６４に進める。これにより、車両が車速Ｎより速く進行方向が右の場合にレーダ装置が車両のハンドル舵角に応じた方向に固定してビーム放射することができる。   When the traveling direction of the vehicle is right, in order to detect an obstacle in the right direction of the vehicle, the central processing unit 5 performs control so that the direction on the right side of the vehicle indicated by the steering angle is the beam radiation direction. The operation of the moving mechanism 3a is controlled via the unit 4a (step S63). Specifically, the central processing unit 5 calculates the beam radiation direction according to the direction on the right side of the vehicle indicated by the steering angle, and determines the arrangement position of the radar module 1a according to the beam radiation direction. Then, the central processing unit 5 transmits a control signal for moving the moving mechanism 3a to the control unit 4a, and the control unit 4a that has received the control signal operates the moving mechanism 3a. For the radar module 1a installed in the front bumper of the vehicle, the control unit 4a moves so that the radar module 1a is fixed at the arrangement position included in the right range of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. The mechanism 3a is controlled. Further, the control unit 4a is configured such that the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle is fixed at the arrangement position included in the left range of the movable range with respect to the dielectric lens unit 2a. The moving mechanism 3a is controlled. Then, the central processing unit 5 advances the processing to the next step S64. Thus, when the vehicle is faster than the vehicle speed N and the traveling direction is right, the radar apparatus can emit the beam while being fixed in a direction corresponding to the steering angle of the vehicle.

ステップＳ６４において、中央処理装置５は、車両周辺の障害物検知を終了するか否かを判断する。そして、中央処理装置５は、検知を継続する場合、上記ステップＳ５１戻って処理を継続する。一方、中央処理装置５は、検知を終了する場合、当該フローチャートによる処理を終了する。これらの処理により、車速やハンドル舵角に応じてビームスキャンする方向および幅やビーム放射方向を切替えることができる。   In step S64, the central processing unit 5 determines whether or not to stop the obstacle detection around the vehicle. Then, when continuing the detection, the central processing unit 5 returns to step S51 and continues the process. On the other hand, when ending the detection, the central processing unit 5 ends the processing according to the flowchart. With these processes, the beam scanning direction, width, and beam radiation direction can be switched according to the vehicle speed and the steering angle of the steering wheel.

次に、図８、図９、および図１０を参照して、レーダ装置が搭載された車両Ｃの走行状態に応じた各ビームスキャンおよびビーム放射方向について説明する。なお、図８（ａ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが交差点を左折する際の各ビームスキャンを示す図である。図８（ｂ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが交差点を右折する際の各ビームスキャンを示す図である。図９（ａ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが左カーブ道路を走行する際の各ビームスキャンを示す図である。図９（ｂ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが車線変更を行う際の各ビームスキャンを示す図である。図１０（ａ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが高速走行する際の各ビーム放射方向を示す図である。図１０（ｂ）は、レーダ装置が搭載された車両Ｃが高速で右カーブ道路を走行する際の各ビーム放射方向を示す図である。   Next, with reference to FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, each beam scan and beam radiation direction according to the traveling state of the vehicle C on which the radar apparatus is mounted will be described. FIG. 8A is a diagram illustrating each beam scan when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted turns left at the intersection. FIG. 8B is a diagram showing each beam scan when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted turns right at the intersection. FIG. 9A is a diagram illustrating each beam scan when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted travels on a left curve road. FIG. 9B is a diagram showing each beam scan when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted changes lanes. FIG. 10A is a diagram showing each beam radiation direction when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted travels at a high speed. FIG. 10B is a diagram showing each beam radiation direction when the vehicle C on which the radar apparatus is mounted travels on the right curve road at a high speed.

図８（ａ）において、車両Ｃが閾値Ｍ以下の低速で交差点を左折する際、車両Ｃに設置された全てのレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。これによって、車両Ｃの周囲からは、最も広範囲のビームスキャンＢＳＷによるビームが放射され、車両Ｃ周辺の広い範囲を検知する。例えば、車両Ｃが左折することによる内輪差空間にバイクＢｉが走行している場合、バイクＢｉを検知することによってバイクＢｉが車両Ｃに巻き込まれる事故を防止することができる。   In FIG. 8A, when the vehicle C makes a left turn at a low speed equal to or lower than the threshold value M, all the radar modules 1a installed in the vehicle C reciprocate at a predetermined speed throughout the movable range and perform beam scanning. I do. Thereby, the beam of the widest range of beam scan BSW is emitted from the periphery of the vehicle C, and a wide range around the vehicle C is detected. For example, when the motorcycle Bi is traveling in the inner wheel differential space caused by the vehicle C turning left, an accident in which the motorcycle Bi is caught in the vehicle C can be prevented by detecting the motorcycle Bi.

図８（ｂ）において、車両Ｃが閾値Ｍ以下の低速で交差点を右折する際、車両Ｃに設置された全てのレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。これによって、車両Ｃの周囲からは、最も広範囲のビームスキャンＢＳＷによるビームが放射され、車両Ｃ周辺の広い範囲を検知する。例えば、車両Ｃが右折時に死角となる空間に自転車Ｂｙが横断している場合、自転車Ｂｙを検知することによって自転車Ｂｙが車両Ｃと接触する事故を防止することができる。   In FIG. 8B, when the vehicle C turns right at an intersection at a low speed equal to or less than the threshold value M, all the radar modules 1a installed in the vehicle C reciprocate at a predetermined speed throughout the movable range and perform beam scanning. I do. Thereby, the beam of the widest range of beam scan BSW is emitted from the periphery of the vehicle C, and a wide range around the vehicle C is detected. For example, when the bicycle By crosses a space that becomes a blind spot when the vehicle C makes a right turn, an accident in which the bicycle By contacts the vehicle C can be prevented by detecting the bicycle By.

図９（ａ）において、車両Ｃが閾値Ｍ＜車速≦閾値Ｎで左カーブ道路を走行している際、車両Ｃの前方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域の主に左側範囲を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。また、車両Ｃの後方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域の主に右側範囲を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。これによって、車両Ｃの前方バンパーからは主に車両の前方左側をスキャン範囲とするビームスキャンＢＳＬおよび車両Ｃの後方バンパーからは主に車両の後方左側をスキャン範囲とするビームスキャンＢＳＲによるビームが放射され、車両Ｃの左側空間を主に検知する。   In FIG. 9A, when the vehicle C is traveling on the left curve road with the threshold value M <vehicle speed ≦ the threshold value N, the radar module 1a installed on the front bumper of the vehicle C is mainly on the left side of the entire movable range. A beam scan is performed by reciprocating the range at a predetermined speed. Further, the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle C performs a beam scan by reciprocating at a predetermined speed mainly in the right range of the entire movable range. As a result, the beam from the front bumper of the vehicle C is emitted mainly by the beam scan BSL whose scan range is the front left side of the vehicle, and the rear bumper of the vehicle C is radiated by the beam scan BSR whose scan range is mainly the rear left side of the vehicle. The left space of the vehicle C is mainly detected.

図９（ｂ）において、車両Ｃが閾値Ｍ＜車速≦閾値Ｎで右側車線に車線変更する際、車両Ｃの前方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域の主に右側範囲を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。また、車両Ｃの後方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが上記移動可能範囲全域の主に左側範囲を所定の速度で往復移動してビームスキャンを行う。これによって、車両Ｃの前方バンパーからは主に車両の前方右側をスキャン範囲とするビームスキャンＢＳＲおよび車両Ｃの後方バンパーからは主に車両の後方右側をスキャン範囲とするビームスキャンＢＳＬによるビームが放射され、車両Ｃの右側空間を主に検知する。   In FIG. 9B, when the vehicle C changes the lane to the right lane with threshold M <vehicle speed ≦ threshold N, the radar module 1a installed in the front bumper of the vehicle C mainly covers the right range of the entire movable range. A beam scan is performed by reciprocating at a predetermined speed. Further, the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle C performs a beam scan by reciprocating at a predetermined speed mainly in the left side of the entire movable range. As a result, the beam from the front bumper of the vehicle C is radiated mainly by the beam scan BSR whose scan range is the front right side of the vehicle and the beam scan BSL whose scan range is mainly the rear right side of the vehicle. The right space of the vehicle C is mainly detected.

図１０（ａ）において、車両Ｃが閾値Ｎより速い高速で直進走行する際、車両Ｃに設置された全てのレーダモジュール１ａが車両の前後方向を固定されたビーム放射方向（例えば、図４〜図６に示すビームＲＢ３）としてビームを放射する。これによって、車両Ｃの前方バンパーからは車両の前方正面をビーム放射方向とするビームＲＢ３および車両Ｃの後方バンパーからは車両の後方正面をビーム放射方向とするビームＲＢ３によるビームが放射され、車両Ｃの前後方正面空間を検知する。   10A, when the vehicle C travels straight ahead at a high speed faster than the threshold value N, all the radar modules 1a installed in the vehicle C have a beam radiation direction (for example, FIG. A beam is emitted as a beam RB3) shown in FIG. As a result, a beam RB3 having the front radiation direction of the vehicle as the beam radiation direction is emitted from the front bumper of the vehicle C and a beam RB3 having the rear radiation direction of the vehicle as the beam emission direction is emitted from the rear bumper of the vehicle C. Detect front and rear front space.

図１０（ｂ）において、車両Ｃが閾値Ｎより速い高速で右カーブ道路を走行している際、車両Ｃの前方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが車両のハンドル舵角に応じた車両前方右方向をビーム放射方向（例えば、図４〜図６に示すビームＲＢ５）としてビームを放射する。また、車両Ｃの後方バンパーに設置されるレーダモジュール１ａが車両のハンドル舵角に応じた車両後方右方向をビーム放射方向（例えば、図４〜図６に示すビームＲＢ１）としてビームを放射する。これによって、車両Ｃの前方バンパーからは車両の前方右方向をビーム放射方向とするビームＲＢ５および車両Ｃの後方バンパーからは車両の後方右方向をビーム放射方向とするビームＲＢ１によるビームが放射され、車両Ｃの前後方右側空間を検知する。   In FIG. 10B, when the vehicle C is traveling on the right curve road at a speed higher than the threshold value N, the radar module 1a installed on the front bumper of the vehicle C is in front of the vehicle according to the steering angle of the vehicle. The beam is emitted with the direction as the beam emission direction (for example, the beam RB5 shown in FIGS. 4 to 6). Further, the radar module 1a installed in the rear bumper of the vehicle C emits a beam with the right rear direction of the vehicle corresponding to the steering angle of the vehicle as the beam emission direction (for example, the beam RB1 shown in FIGS. 4 to 6). As a result, a beam RB5 having the beam emission direction in the right front direction of the vehicle is emitted from the front bumper of the vehicle C, and a beam RB1 having the beam emission direction in the right rear direction of the vehicle is emitted from the rear bumper of the vehicle C. A front right rear space of the vehicle C is detected.

このように、第１の実施形態に係るレーダ装置では、搭載される車両の走行状態（車速、ハンドル舵角）に応じてレーダモジュールを移動させて、ビームスキャン方向および範囲やビーム放射方向を変化させることができる。例えば、車両が低速走行時では周辺を広く監視する目的で広範囲のビームスキャンを行うことができる。また、車両が中速走行時ではハンドル舵角で示される車両の進行方向を主にビームスキャンすることができる。さらに、車両が高速走行時では車両の進行方向の遠い位置を監視するためにビーム放射方向を固定して障害物を検知することができる。また、ビームスキャン方向および範囲やビーム放射方向を変化させる誘電体レンズ部が車両に備えられたバンパーを加工して形成され、レーダモジュールの移動方向がバンパーに対して平行であるため、レーダモジュールを移動させる距離自体を充分に確保できる。したがって、レーダ装置の低コスト化やレーダモジュール、誘電体レンズ部、および移動機構を設置する奥行き面での省スペース化を実現できる。   As described above, in the radar apparatus according to the first embodiment, the radar module is moved according to the traveling state (vehicle speed, steering angle) of the mounted vehicle, and the beam scanning direction, range, and beam radiation direction are changed. Can be made. For example, when the vehicle is traveling at a low speed, a wide range of beam scans can be performed for the purpose of widely monitoring the surrounding area. Further, when the vehicle is traveling at medium speed, it is possible to mainly perform a beam scan in the traveling direction of the vehicle indicated by the steering angle. Further, when the vehicle is traveling at high speed, an obstacle can be detected by fixing the beam radiation direction in order to monitor a far position in the traveling direction of the vehicle. In addition, the dielectric lens part that changes the beam scanning direction and range and the beam radiation direction is formed by processing the bumper provided in the vehicle, and the moving direction of the radar module is parallel to the bumper. A sufficient distance can be secured. Therefore, it is possible to reduce the cost of the radar device and save space in the depth plane where the radar module, the dielectric lens unit, and the moving mechanism are installed.

（第２の実施形態）
図面を参照して、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置について説明する。なお、図１１は、当該レーダ装置の機能構成を示すブロック図である。典型的には、当該レーダ装置も、車両に搭載されて用いられる。第１の実施形態ではビームスキャンや放射方向を変えるためにレーダモジュールを移動させたが、第２の実施形態では誘電体レンズ部を移動させる。 (Second Embodiment)
A radar device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the radar apparatus. Typically, the radar apparatus is also mounted on a vehicle and used. In the first embodiment, the radar module is moved in order to change the beam scan and the radiation direction. In the second embodiment, the dielectric lens unit is moved.

図１１において、当該レーダ装置は、レーダモジュール１ｂ、誘電体レンズ部２ｂ、移動機構３ｂ、制御部４ｂ、中央処理装置５、車速パルス送信部６、およびハンドル舵角送信部７を有している。なお、中央処理装置５、車速パルス送信部６、およびハンドル舵角送信部７については、第１の実施形態の構成と同様であるため、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。   In FIG. 11, the radar apparatus includes a radar module 1b, a dielectric lens unit 2b, a moving mechanism 3b, a control unit 4b, a central processing unit 5, a vehicle speed pulse transmission unit 6, and a steering wheel steering angle transmission unit 7. . Since the central processing unit 5, the vehicle speed pulse transmission unit 6, and the steering wheel steering angle transmission unit 7 are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are assigned and detailed description is omitted. .

レーダモジュール１ｂは、レーダ装置が搭載される車両に固設され、放射するレーダビームによって車両周辺の障害物を検知する。誘電体レンズ部２ｂは、後述するレンズ部を含んでおり、レーダモジュール１ｂから放射されるレーダビームを境界面で屈折させる。移動機構３ｂは、レーダモジュール１ｂがレーダビームを放射する出射方向に対して垂直に誘電体レンズ部２ｂを移動させ、誘電体レンズ部２ｂが有するレンズ部にレーダモジュール１ｂから放射されるレーダビームを入射させる。制御部４ｂは、中央処理装置５から送信される制御信号に応じて、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを移動させる動作を制御する。   The radar module 1b is fixed to a vehicle on which the radar device is mounted, and detects obstacles around the vehicle by a radiating radar beam. The dielectric lens unit 2b includes a lens unit to be described later, and refracts the radar beam emitted from the radar module 1b at the boundary surface. The moving mechanism 3b moves the dielectric lens unit 2b perpendicularly to the emission direction in which the radar module 1b emits the radar beam, and the radar beam emitted from the radar module 1b is transmitted to the lens unit of the dielectric lens unit 2b. Make it incident. The control unit 4b controls the movement mechanism 3b to move the dielectric lens unit 2b according to the control signal transmitted from the central processing unit 5.

このように、当該レーダ装置は、搭載される車両の車速やハンドル舵角に応じて制御部４ｂが移動機構３ｂを動作させることによって、レーダビームの出射方向やスキャン範囲を切替えることができる。なお、第１の実施形態と同様に、複数のレーダモジュール１ｂ、誘電体レンズ部２ｂ、移動機構３ｂ、および制御部４ｂの組をそれぞれ搭載される車両の所定箇所に設置し、中央処理装置５がそれぞれの組を制御してもかまわない。説明を具体的にするために、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に搭載される車両前方および車両後方のバンパー内にそれぞれ４組ずつ並べて設置し、それぞれの誘電体レンズ部２ｂをレーダモジュール１ｂに対して移動させる一例を用いる。そして、車両前方のバンパー内に設けられる４組のうち、両端の２組はコーナに設置される。また、車両後方のバンパー内に設けられる４組のうち、両端の２組はコーナに設置される。中央処理装置５が行う詳細な動作制御の内容は、後述する。   As described above, in the radar apparatus, the control unit 4b operates the moving mechanism 3b in accordance with the vehicle speed and steering angle of the mounted vehicle, so that the radar beam emission direction and scan range can be switched. As in the first embodiment, a set of a plurality of radar modules 1b, a dielectric lens unit 2b, a moving mechanism 3b, and a control unit 4b are installed at predetermined positions of a vehicle on which each is mounted, and the central processing unit 5 May control each pair. In order to make the description concrete, in the second embodiment, four sets are arranged side by side in the vehicle front and rear bumpers mounted in the same manner as in the first embodiment, and the respective dielectric lens portions are arranged. An example of moving 2b relative to the radar module 1b is used. Of the four sets provided in the bumper in front of the vehicle, two sets at both ends are installed at the corner. Of the four sets provided in the bumper at the rear of the vehicle, two sets at both ends are installed at the corners. Details of the operation control performed by the central processing unit 5 will be described later.

レーダモジュール１ｂは、レーダモジュール１ａと同様に、例えばレーザーレーダ、ミリ波レーダ、準ミリ波レーダ等の車載用レーダとする。具体的には、レーダモジュール１ｂは、水平方向に±１５°および垂直方向に±１０°程度の検知範囲を持つセンサであり、そのサイズが７０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（厚み）程度である。   Similarly to the radar module 1a, the radar module 1b is an on-vehicle radar such as a laser radar, a millimeter wave radar, a quasi-millimeter wave radar, or the like. Specifically, the radar module 1b is a sensor having a detection range of about ± 15 ° in the horizontal direction and ± 10 ° in the vertical direction, and its size is 70 mm (width) × 50 mm (length) × 10 mm (thickness). Degree.

誘電体レンズ部２ｂは、レーダモジュール１ｂが放射するレーダビームを、そのレーダモジュール１ｂに対する位置に応じて出射する方向が変化するように形成されたレンズ部を有している。具体的には、誘電体レンズ部２ｂは、搭載される車両の前後に固設されているバンパーと同じ素材（誘電体材料）を加工して形成され、移動機構３ｂからの駆動力を受けて当該バンパーに沿って移動する。例えば、誘電体レンズ部２ｂが有するレンズ部は、誘電体レンズ部２ｂのレンズ面は、入射側が一面レンズである凹レンズ面やフレネルレンズの形状、あるいは異なるビーム屈折角度を有するくぼみを段階的に組み合わせた形状であり、出射側が平面となった加工形状とする。なお、誘電体レンズ部２ｂの初期位置は、レーダモジュール１ｂから放射されるビーム方向が屈折しない正面となる位置とする。   The dielectric lens unit 2b has a lens unit formed so that the direction in which the radar beam radiated from the radar module 1b is emitted varies depending on the position with respect to the radar module 1b. Specifically, the dielectric lens portion 2b is formed by processing the same material (dielectric material) as the bumper fixed on the front and rear of the mounted vehicle, and receives the driving force from the moving mechanism 3b. Move along the bumper. For example, the lens part of the dielectric lens part 2b is a step-by-step combination of the lens surface of the dielectric lens part 2b with the concave lens surface or Fresnel lens shape where the incident side is a single lens, or indentations with different beam refraction angles. The processing shape is a flat shape on the exit side. Note that the initial position of the dielectric lens unit 2b is a position where the direction of the beam emitted from the radar module 1b is the front side where it is not refracted.

図１２は、入射側を凹レンズ面とした加工形状を有する誘電体レンズ部２ｂのレンズ部の一例を示す概略断面図である。なお、図１２は、誘電体レンズ部２ｂのレンズ部中心を横断する面を断面としているが、ビームが広がる様子を明確にするために断面を白抜き領域で示している。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of the lens portion of the dielectric lens portion 2b having a processed shape with the incident side as a concave lens surface. In FIG. 12, the cross section of the surface of the dielectric lens portion 2b that intersects the center of the lens section is shown as a cross section, but the cross section is shown as a white area in order to clarify how the beam spreads.

図１２において、誘電体レンズ部２ｂレンズ部は、入射側の凹面２５ａおよび出射側の平面２６によって形成される。例えば、レンズ部は、誘電体材料の一部を一面レンズである凹レンズ面（凹面２５ａ）になるように加工することによって形成される。誘電体レンズ部２ｂは、平面２６と搭載されるバンパーの内側平面とを当接して設置される。したがって、平面２６とバンパーとの間には、空気層が形成される。なお、誘電体レンズ部２ｂが内側に設置されるバンパーの外側平面を平面２７とする。   In FIG. 12, the dielectric lens portion 2b lens portion is formed by a concave surface 25a on the incident side and a flat surface 26 on the emission side. For example, the lens portion is formed by processing a part of the dielectric material so as to become a concave lens surface (concave surface 25a) which is a single lens. The dielectric lens portion 2b is installed in contact with the flat surface 26 and the inner flat surface of the mounted bumper. Therefore, an air layer is formed between the flat surface 26 and the bumper. The outer plane of the bumper on which the dielectric lens portion 2b is installed is referred to as a plane 27.

レーダモジュール１ｂから放射されたビームが凹面２５ａに入射した場合、空気と誘電体レンズ部２ｂ（誘電体材料）との誘電率の違いから、凹面２５ａ、平面２６、および平面２７において当該ビームが屈折する。なお、図１２では、レーダモジュール１ｂから出射されるビームが凹面２５ａに入射角が０°に近い値で入射する一例を示している。   When the beam emitted from the radar module 1b is incident on the concave surface 25a, the beam is refracted on the concave surface 25a, the flat surface 26, and the flat surface 27 due to the difference in dielectric constant between air and the dielectric lens portion 2b (dielectric material). To do. FIG. 12 shows an example in which the beam emitted from the radar module 1b is incident on the concave surface 25a with an incident angle close to 0 °.

ここで、誘電体レンズ部２ｂとバンパーとの間に空気層が介在するので、レーダモジュール１ｂから放射されたビームは、誘電体レンズ部２ｂを通過した後、当該空気層を通過しさらにバンパーを通過することになる。したがって、レーダモジュール１ｂから放射されたビームは、凹面２５ａと平面２６および２７で、空気、誘電体レンズ部２ｂ、およびバンパーの誘電率の違いから屈折する。バンパーの屈折率をｎ１、出射角をθ１、空気の屈折率をｎ２、および誘電体レンズ部２ｂの屈折率をｎ３、入射角をθ３とすると、スネルの法則から、
ｎ３ｓｉｎθ３＝ｎ１ｓｉｎθ１
が成り立つ。つまり、誘電体レンズ部２ｂの誘電率とバンパーの誘電率とが等しい場合、誘電体レンズ部２ｂの屈折率ｎ３とバンパーの屈折率ｎ１とが等しくなるため、出射角θ１と入射角θ３とが等しくなる。したがって、入射角θ３を誘電体レンズ部２ｂの移動によって変化させることによって、バンパーから放射される出射角θ１を変化させることができる。また、誘電体レンズ部２ｂの誘電率をバンパーの誘電率より大きくした場合、誘電体レンズ部２ｂの屈折率ｎ３がバンパーの屈折率ｎ１と比較して大きくなるため、出射角θ１を入射角θ３より大きくすることができ、バンパーから放射される方向を広げながら変化させることができる。 Here, since an air layer is interposed between the dielectric lens unit 2b and the bumper, the beam emitted from the radar module 1b passes through the dielectric lens unit 2b, then passes through the air layer, and further passes through the bumper. Will pass. Therefore, the beam radiated from the radar module 1b is refracted on the concave surface 25a and the flat surfaces 26 and 27 due to the difference in permittivity between air, the dielectric lens portion 2b, and the bumper. Assuming that the refractive index of the bumper is n1, the exit angle is θ1, the refractive index of air is n2, the refractive index of the dielectric lens portion 2b is n3, and the incident angle is θ3, Snell's law
n3sin θ3 = n1sin θ1
Holds. That is, when the dielectric constant of the dielectric lens portion 2b is equal to the dielectric constant of the bumper, the refractive index n3 of the dielectric lens portion 2b is equal to the refractive index n1 of the bumper, so that the exit angle θ1 and the incident angle θ3 are Will be equal. Therefore, the emission angle θ1 emitted from the bumper can be changed by changing the incident angle θ3 by the movement of the dielectric lens portion 2b. Further, when the dielectric constant of the dielectric lens portion 2b is made larger than the dielectric constant of the bumper, the refractive index n3 of the dielectric lens portion 2b is larger than the refractive index n1 of the bumper, so that the emission angle θ1 is changed to the incident angle θ3. It can be made larger and can be changed while expanding the direction of emission from the bumper.

なお、上述した説明では、誘電体レンズ部２ｂのレンズ部が凹レンズ面（凹面２５ａで示される一面レンズ）になるように加工することによって形成されたが、他の形状でもかまわない。例えば、フレネルレンズの凹レンズ面になるように加工することによって形成してもかまわない。図１３は、レンズ部をフレネルレンズで構成した一例を示す概略断面図である。なお、図１２と同様に図１３も誘電体レンズ部２ｂのレンズ部中心を横断する面を断面としているが、ビームが広がる様子を明確にするために断面を白抜き領域で示している。   In the above description, the dielectric lens portion 2b is formed by processing so that the lens portion becomes a concave lens surface (a single lens shown by the concave surface 25a), but other shapes may be used. For example, you may form by processing so that it may become the concave lens surface of a Fresnel lens. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the lens portion is configured by a Fresnel lens. As in FIG. 12, FIG. 13 also has a cross section that crosses the center of the lens portion of the dielectric lens portion 2b, but the cross section is shown as a white area in order to clarify the state of the beam spreading.

図１３において、誘電体レンズ部２ｂのレンズ部は、入射側の凹面２５ｂおよび出射側の平面２６によって形成される。例えば、レンズ部は、フレネルレンズの凹面（凹面２５ｂ）になるように加工することによって形成される。なお、レーダモジュール１ｂから放射されたビームが凹面２５ｂに入射した後の説明は、上述した凹面２５ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。   In FIG. 13, the lens portion of the dielectric lens portion 2b is formed by the concave surface 25b on the incident side and the flat surface 26 on the emission side. For example, the lens portion is formed by processing so as to be a concave surface (concave surface 25b) of the Fresnel lens. The description after the beam radiated from the radar module 1b is incident on the concave surface 25b is the same as the concave surface 25a described above, and thus the detailed description is omitted.

次に、図１４〜図１９を参照して、誘電体レンズ部２ｂを水平移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明する。なお、図１４〜図１８は、レーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａ（一面レンズ）で形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図である。図１９は、レーダモジュール１ｂに対して、異なるビーム屈折角度を有するくぼみ（凹面２５ｃ）を組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図である。例えば、凹面２５ｃは、それぞれ異なった傾斜角度を有する複数のくぼみで形成される。なお、凹面２５ａは、凹面２５ｂ（フレネルレンズ）で形成されてもかまわない。   Next, an operation of the radar apparatus that switches the beam direction by horizontally moving the dielectric lens unit 2b will be described with reference to FIGS. 14 to 18 are schematic views seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b that horizontally moves the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a (single surface lens) with respect to the radar module 1b. is there. FIG. 19 is a schematic view seen from above the vehicle, showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed by combining the depressions (concave surface 25c) having different beam refraction angles with respect to the radar module 1b. FIG. For example, the concave surface 25c is formed by a plurality of depressions having different inclination angles. The concave surface 25a may be formed of a concave surface 25b (Fresnel lens).

まず、レーダモジュール１ｂ、誘電体レンズ部２ｂ、および移動機構３ｂの位置関係および動作について説明する。図１４〜図１９において、誘電体レンズ部２ｂは、車両のバンパーの内側に沿ってその長軸方向に移動可能に設置されており、凹面２５ａまたは２５ｃが形成されている。なお、図１９に示す凹面２５ｃは、車両水平方向（つまり、誘電体レンズ部２ｂの移動方向であり、バンパーの長軸方向）に並設されている。移動機構３ｂは、誘電体レンズ部２ｂをバンパー内側に沿って移動させる。移動機構３ｂは、誘電体レンズ部１ｂをバンパー内側空間内で凹面２５ａ内の異なる位置（例えば水平）にレーダモジュール１ｂから放射されるビームが入射する、または凹面２５ｃの並設方向に沿って移動させる。つまり、移動機構３ｂは、レーダモジュール１ｂからのレーダビームを凹面２５ａ内の異なる位置、または凹面２５ｃへ選択的に放射できる位置に誘電体レンズ部２ｂを移動させることができる。   First, the positional relationship and operation of the radar module 1b, the dielectric lens unit 2b, and the moving mechanism 3b will be described. 14-19, the dielectric lens part 2b is installed so that it can move to the major axis direction along the inner side of the bumper of a vehicle, and the concave surface 25a or 25c is formed. Note that the concave surfaces 25c shown in FIG. 19 are arranged in parallel in the vehicle horizontal direction (that is, the moving direction of the dielectric lens portion 2b and the major axis direction of the bumper). The moving mechanism 3b moves the dielectric lens unit 2b along the inside of the bumper. The moving mechanism 3b moves the dielectric lens portion 1b along the direction in which the beams radiated from the radar module 1b are incident on different positions (for example, horizontal) in the concave surface 25a in the bumper inner space or in parallel with the concave surfaces 25c. Let That is, the moving mechanism 3b can move the dielectric lens unit 2b to a different position in the concave surface 25a or a position where the radar beam from the radar module 1b can be selectively emitted to the concave surface 25c.

図１４〜図１８に示すように、移動機構３ｂが凹面２５ａ内の異なる位置にレーダモジュール１ｂがレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを水平移動させた場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが凹面２５ａに入射して異なる方向屈折し、誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される。例えば、図１４〜図１８では、異なる５つの放射方向を示すビームＲＢ１〜ＲＢ５が示されているが、さらにビーム角度を細分化して外部空間に放射することも可能である。そして、凹面２５ａは、凹面２５ａの中央から両端へ入射位置が離れる位置に応じて、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが当該中央から広がる方向に屈折するように加工されている。例えば、凹面２５ａの中央にレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが正面方向に誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される（図１６；ビームＲＢ３）。また、凹面２５ａの左端近傍にレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが左方向へ屈折して誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される（図１４；ビームＲＢ１）。そして、凹面２５ａの右端近傍にレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが右方向へ屈折して誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される（図１８；ビームＲＢ５）。このように、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを移動させることによって、凹面２５ａを有する誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。なお、移動機構３ｂがレーダモジュール１ｂに対して誘電体レンズ部２ｂを水平移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ｂから放射されるレーダビームが少なくとも凹面２５ａ内に入射可能なできるだけ広い範囲を設定するのが好ましい。   As shown in FIGS. 14 to 18, when the moving mechanism 3b horizontally moves the dielectric lens unit 2b so that the radar module 1b emits the radar beam to different positions in the concave surface 25a, the radiation is emitted from the radar module 1b. Is incident on the concave surface 25a and refracted in different directions, and is radiated from the dielectric lens portion 2b to the external space via the bumper. For example, in FIGS. 14 to 18, beams RB1 to RB5 showing five different radiation directions are shown, but it is also possible to further divide the beam angle and radiate it to the external space. The concave surface 25a is processed so that the beam radiated from the radar module 1b is refracted in a direction spreading from the center according to the position where the incident position is separated from the center of the concave surface 25a to both ends. For example, when the dielectric lens unit 2b is arranged so as to radiate a radar beam at the center of the concave surface 25a, the beam radiated from the radar module 1b is radiated from the dielectric lens unit 2b to the external space through the bumper in the front direction. (FIG. 16; beam RB3). Further, when the dielectric lens unit 2b is arranged so as to emit a radar beam in the vicinity of the left end of the concave surface 25a, the beam radiated from the radar module 1b is refracted in the left direction and is radiated from the dielectric lens unit 2b through a bumper. Radiated to the external space (FIG. 14; beam RB1). When the dielectric lens unit 2b is arranged so as to radiate a radar beam near the right end of the concave surface 25a, the beam radiated from the radar module 1b is refracted in the right direction and is passed through the bumper from the dielectric lens unit 2b. Radiated to the external space (FIG. 18; beam RB5). As described above, since the moving mechanism 3b moves the dielectric lens portion 2b, the beam radiated from the dielectric lens portion 2b having the concave surface 25a to the external space via the bumper is refracted to the left and right. The beam can be scanned. The movable range in which the moving mechanism 3b can move the dielectric lens unit 2b horizontally with respect to the radar module 1b is as wide as possible so that the radar beam emitted from the radar module 1b can enter at least the concave surface 25a. Is preferably set.

図１９に示すように、凹面２５ｃそれぞれにレーダモジュール１ｂがレーダビームを放射するように移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂをそれらの並設方向に順次水平移動させた場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが凹面２５ｃそれぞれに入射して異なる方向へ屈折し、誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される。例えば、図１９では、左方向へ屈折するビームＲＢ１のみが示されているが、図１４から図１８に示したビーム等と同様にさらに多くの凹面２５ｃを形成して、さらにビーム角度が細分化されたビームを外部空間に放射することも可能である。そして、両端付近に形成された凹面２５ｃは、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが中央から広がる方向に屈折するように加工されており、中央に行くにしたがって屈折が小さくなるように加工されている。例えば、中央に形成された凹面２５ｃ（平面となるため凹面とならない）にレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが正面方向に誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される。また、左端に形成された凹面２５ｃにレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが左方向へ屈折して誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される（図１９；ビームＲＢ１）。そして、右端に形成された凹面２５ｃにレーダビームを放射するように誘電体レンズ部２ｂを配置した場合、レーダモジュール１ｂから放射されるビームが右方向へ屈折して誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射される。このように、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを水平移動させることによって、凹面２５ｃを有する誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。なお、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを水平移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ｂから放射されるレーダビームが左端に形成された凹面２５ｃに入射する位置からレーダビームが右端に形成された凹面２５ｃに入射する位置までに設定される。   As shown in FIG. 19, when the moving mechanism 3b sequentially moves the dielectric lens portions 2b horizontally in their parallel directions so that the radar module 1b emits a radar beam on each of the concave surfaces 25c, the radiation is emitted from the radar module 1b. The incident beam is incident on each of the concave surfaces 25c and refracted in different directions, and is radiated from the dielectric lens portion 2b to the external space via the bumper. For example, in FIG. 19, only the beam RB1 that is refracted in the left direction is shown, but more concave surfaces 25c are formed as in the beams shown in FIGS. 14 to 18, and the beam angle is further subdivided. It is also possible to radiate the emitted beam to the external space. The concave surface 25c formed near both ends is processed so that the beam radiated from the radar module 1b is refracted in a direction spreading from the center, and is processed so that the refraction becomes smaller toward the center. . For example, when the dielectric lens portion 2b is arranged so as to radiate a radar beam on the concave surface 25c formed at the center (because it is a flat surface and not a concave surface), the beam radiated from the radar module 1b is dielectric in the front direction. The light is radiated from the lens unit 2b to the external space via the bumper. Further, when the dielectric lens unit 2b is disposed so as to radiate the radar beam to the concave surface 25c formed at the left end, the beam radiated from the radar module 1b is refracted in the left direction and the bumper is applied from the dielectric lens unit 2b. (FIG. 19; beam RB1). When the dielectric lens unit 2b is arranged to radiate the radar beam to the concave surface 25c formed at the right end, the beam radiated from the radar module 1b is refracted in the right direction, and the bumper is applied from the dielectric lens unit 2b. Is radiated to the external space. As described above, since the moving mechanism 3b horizontally moves the dielectric lens portion 2b, the beam radiated from the dielectric lens portion 2b having the concave surface 25c to the external space via the bumper is refracted to the left and right. You can scan the beam. The movable range in which the moving mechanism 3b can horizontally move the dielectric lens unit 2b is such that the radar beam is moved from the position where the radar beam emitted from the radar module 1b is incident on the concave surface 25c formed at the left end to the right end. It is set up to the position where it enters the formed concave surface 25c.

次に、図２０を参照して、誘電体レンズ部２ｂを垂直移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明する。なお、図２０は、異なるビーム屈折角度を有するくぼみ（凹面２５ｄ）を組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ｂがレーダモジュール１ｂに対して垂直移動する動作を示す斜視図である。   Next, the operation of the radar apparatus that switches the beam direction by vertically moving the dielectric lens unit 2b will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a perspective view showing an operation in which the dielectric lens portion 2b formed by combining the depressions (concave surface 25d) having different beam refraction angles moves vertically with respect to the radar module 1b.

図２０において、誘電体レンズ部２ｂは、車両のバンパーの内側に沿って垂直方向（つまり、バンパーの短軸方向）に移動可能に設置されており、凹面２５ｄが形成され、その一部が図示されている。なお、図２０に示す凹面２５ｄは、車両垂直方向に並設され、それぞれバンパー内側を凹として形成されている。移動機構３ｂ（図示せず）は、誘電体レンズ部２ｂをバンパー内側空間内でバンパーに沿って垂直方向（図示白抜き矢印で示す）に移動させる。移動機構３ｂは、レーダモジュール１ｂからのレーダビームを凹面２５ｄへ選択的に放射できる位置に誘電体レンズ部２ｂを移動させることができる（図２０においては、中央の凹面２５ｄへレーダビームを放射できる位置に誘電体レンズ部２ｂが配置されている）。なお、各凹面２５ｄへ入射した後のビームの屈折については、誘電体レンズ部２ｂを移動させること以外、図６（ｂ）〜図６（ｆ）を用いて説明した５つのビームＲＢ１〜ＲＢ５と同様であるため、ここではこれ以上の説明を省略する。このように、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを垂直移動させることによって、凹面２５ｄを有する誘電体レンズ部２ｂからバンパーを介して外部空間へ放射されるビームが左右に屈折するため、水平方向にビームをスキャンすることができる。なお、移動機構３ｂが誘電体レンズ部２ｂを垂直移動することができる移動可能範囲は、レーダモジュール１ｂから放射されるレーダビームが上端に形成された凹面２５ｄに入射する位置からレーダビームが下端に形成された凹面２５ｄに入射する位置までに設定される。   In FIG. 20, the dielectric lens part 2b is installed so as to be movable in the vertical direction (that is, the short axis direction of the bumper) along the inside of the bumper of the vehicle, and a concave surface 25d is formed, a part of which is illustrated. Has been. Note that the concave surfaces 25d shown in FIG. 20 are juxtaposed in the vertical direction of the vehicle, and are each formed with a concave inside the bumper. The moving mechanism 3b (not shown) moves the dielectric lens portion 2b in the vertical direction (indicated by a white arrow in the figure) along the bumper in the bumper inner space. The moving mechanism 3b can move the dielectric lens portion 2b to a position where the radar beam from the radar module 1b can be selectively emitted to the concave surface 25d (in FIG. 20, the radar beam can be emitted to the central concave surface 25d. The dielectric lens portion 2b is disposed at the position). Regarding the refraction of the beam after being incident on each concave surface 25d, the five beams RB1 to RB5 described with reference to FIGS. 6B to 6F except for moving the dielectric lens portion 2b, Since it is the same, further explanation is omitted here. As described above, since the moving mechanism 3b vertically moves the dielectric lens portion 2b, the beam radiated from the dielectric lens portion 2b having the concave surface 25d to the external space through the bumper is refracted to the left and right. You can scan the beam. The movable range in which the moving mechanism 3b can vertically move the dielectric lens unit 2b is such that the radar beam is moved from the position where the radar beam emitted from the radar module 1b is incident on the concave surface 25d formed at the upper end to the lower end. It is set up to the position where it enters the formed concave surface 25d.

なお、図１４〜図１９において、誘電体レンズ部２ｂを上下方向に屈折するように加工した場合、垂直方向にビームをスキャンすることができる。   In FIGS. 14 to 19, when the dielectric lens portion 2b is processed so as to be refracted in the vertical direction, the beam can be scanned in the vertical direction.

誘電体レンズ部２ｂを移動させることによってビーム方向およびスキャン範囲を切替えるレーダ装置の動作については、図７を用いて説明した第１の実施形態の中央処理装置５の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。   The operation of the radar apparatus that switches the beam direction and the scan range by moving the dielectric lens unit 2b is the same as the operation of the central processing unit 5 of the first embodiment described with reference to FIG. The detailed explanation is omitted.

このように、第２の実施形態に係るレーダ装置では、搭載される車両の走行状態（車速、ハンドル舵角）に応じて誘電体レンズ部を移動させて、ビームスキャン方向および範囲やビーム放射方向を変化させることができる。例えば、車両が低速走行時では周辺を広く監視する目的で広範囲のビームスキャンを行うことができる。また、車両が中速走行時ではハンドル舵角で示される車両の進行方向を主にビームスキャンすることができる。さらに、車両が高速走行時では車両の進行方向の遠い位置を監視するためにビーム放射方向を固定して障害物を検知することができる。また、ビームスキャン方向および範囲やビーム放射方向を変化させる誘電体レンズ部の移動方向がバンパーに対して平行であるため、誘電体レンズ部を移動させる距離自体を充分に確保できる。したがって、レーダ装置の低コスト化や誘電体レンズ部、レーダモジュール、および移動機構を設置する奥行き面での省スペース化を実現できる。   As described above, in the radar apparatus according to the second embodiment, the dielectric lens unit is moved in accordance with the traveling state (vehicle speed, steering angle) of the mounted vehicle, and the beam scanning direction and range or the beam radiation direction. Can be changed. For example, when the vehicle is traveling at a low speed, a wide range of beam scans can be performed for the purpose of widely monitoring the surrounding area. Further, when the vehicle is traveling at medium speed, it is possible to mainly perform a beam scan in the traveling direction of the vehicle indicated by the steering angle. Further, when the vehicle is traveling at high speed, an obstacle can be detected by fixing the beam radiation direction in order to monitor a far position in the traveling direction of the vehicle. In addition, since the moving direction of the dielectric lens unit that changes the beam scanning direction and range and the beam radiation direction is parallel to the bumper, the distance itself for moving the dielectric lens unit can be sufficiently secured. Therefore, it is possible to realize cost reduction of the radar device and space saving in the depth plane where the dielectric lens unit, the radar module, and the moving mechanism are installed.

本発明に係るレーダ装置は、省スペース化や車両の状態に応じた検出が可能であり、搭載される車両の周囲の障害物等を検知する装置等として有用である。   The radar apparatus according to the present invention can be detected in accordance with the space saving and the state of the vehicle, and is useful as an apparatus for detecting an obstacle or the like around the mounted vehicle.

本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a functional configuration of a radar apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図１の入射側を凹面とした加工形状を有する誘電体レンズ部２ａのレンズ部の一例を示す概略断面図1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a lens portion of a dielectric lens portion 2a having a processed shape with the incident side of FIG. 1 as a concave surface. 図１の誘電体レンズ部２ａのレンズ部をフレネルレンズで構成した一例を示す概略断面図1 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the lens portion of the dielectric lens portion 2a in FIG. 1 is configured with a Fresnel lens. 凹面２１ａで形成された誘電体レンズ部２ａを用いて図１のレーダモジュール１ａを水平移動させる移動機構３ａの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3a for horizontally moving the radar module 1a of FIG. 1 using the dielectric lens portion 2a formed of the concave surface 21a. 異なるビーム屈折角度を有するくぼみを組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ａを用いて図１のレーダモジュール１ａを水平移動させる移動機構３ａの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3a for horizontally moving the radar module 1a of FIG. 1 using the dielectric lens portion 2a formed by combining the depressions having different beam refraction angles. 図１のレーダモジュール１ａを垂直移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明するための概略図Schematic diagram for explaining the operation of a radar apparatus that switches the beam direction by vertically moving the radar module 1a of FIG. 搭載される車両の車速およびハンドル舵角に応じて制御する中央処理装置５の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the central processing unit 5 controlled according to the vehicle speed and steering wheel steering angle of the vehicle mounted. レーダ装置が搭載された車両Ｃが交差点を左折する際、および車両Ｃが交差点を右折する際の各ビームスキャンを示す図The figure which shows each beam scan when the vehicle C in which a radar apparatus is mounted turns left at the intersection, and when the vehicle C turns right at the intersection レーダ装置が搭載された車両Ｃが左カーブ道路を走行する際、および車両Ｃが車線変更を行う際の各ビームスキャンを示す図The figure which shows each beam scan when the vehicle C with which the radar apparatus is mounted drive | works the left curve road, and when the vehicle C changes lanes. レーダ装置が搭載された車両Ｃが高速走行する際、および車両Ｃが高速で右カーブ道路を走行する際の各ビーム放射方向を示す図The figure which shows each beam radiation direction when the vehicle C carrying a radar apparatus travels at a high speed and when the vehicle C travels on a right curve road at a high speed. 本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の機能構成を示すブロック図The block diagram which shows the function structure of the radar apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図１１の入射側を凹面とした加工形状を有する誘電体レンズ部２ｂのレンズ部の一例を示す概略断面図FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of the lens portion of the dielectric lens portion 2b having a processed shape with the incident side of FIG. 11 as a concave surface. 図１１の誘電体レンズ部２ｂのレンズ部をフレネルレンズで構成した一例を示す概略断面図FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the lens portion of the dielectric lens portion 2b of FIG. 11 is configured with a Fresnel lens. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａで形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａで形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａで形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａで形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、凹面２５ａで形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of the moving mechanism 3b for horizontally moving the dielectric lens portion 2b formed of the concave surface 25a with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１のレーダモジュール１ｂに対して、異なるビーム屈折角度を有するくぼみを組み合わせて形成された誘電体レンズ部２ｂを水平移動させる移動機構３ｂの動作を示す車両上方から見た概略図Schematic view seen from above the vehicle showing the operation of a moving mechanism 3b that horizontally moves a dielectric lens portion 2b formed by combining depressions having different beam refraction angles with respect to the radar module 1b of FIG. 図１１の誘電体レンズ部２ｂを垂直移動させることによってビーム方向を切替えるレーダ装置の動作について説明するための図The figure for demonstrating operation | movement of the radar apparatus which switches a beam direction by moving the dielectric lens part 2b of FIG. 11 vertically. 従来のレーザーレーダのスキャン方式の概略を示した図The figure which showed the outline of the scanning system of the conventional laser radar

符号の説明Explanation of symbols

１…レーダモジュール
２…誘電体レンズ部
２１、２５…凹面
２２、２６、２７…平面
３…移動機構
４…制御部
５…中央処理装置
６…車速パルス送信部
７…ハンドル舵角送信部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radar module 2 ... Dielectric lens part 21, 25 ... Concave surface 22, 26, 27 ... Plane 3 ... Moving mechanism 4 ... Control part 5 ... Central processing unit 6 ... Vehicle speed pulse transmission part 7 ... Steering angle transmission part

Claims (10)

車両周辺の物体を検知するレーダ装置であって、
所定の出射方向に対してレーダビームを放射するレーダモジュールと、
前記レーダモジュールから入射するレーダビームの位置に応じて異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成された誘電体レンズ部と、
前記レーダモジュールおよび前記誘電体レンズ部の少なくとも一方を前記レーダモジュールのレーダビーム出射方向に対して垂直に移動させる移動機構と、
前記車両の走行状態に応じて前記誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向を決定し、前記レーダモジュールと前記誘電体レンズ部との相対的な位置関係が当該方向に前記レーダビームが出射される位置となるように前記移動機構を動作制御する移動制御部とを備える、レーダ装置。 A radar device for detecting an object around a vehicle,
A radar module that emits a radar beam in a predetermined emission direction;
A dielectric lens part formed with a lens that refracts and emits at different angles depending on the position of the radar beam incident from the radar module;
A moving mechanism for moving at least one of the radar module and the dielectric lens unit perpendicularly to the radar beam emission direction of the radar module;
The direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit is determined according to the traveling state of the vehicle, and the relative positional relationship between the radar module and the dielectric lens unit is emitted in the direction. And a movement control unit that controls the movement of the movement mechanism so that the movement mechanism is located. 前記誘電体レンズ部は、前記レーダモジュールから入射するレーダビームの位置が所定の方向に移動することに応じて、前記車両の水平方向に対して異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成されており、
前記移動機構は、前記レーダモジュールおよび前記誘電体レンズ部の少なくとも一方を前記所定の方向に移動させ、
前記移動制御部は、前記レーダモジュールおよび前記誘電体レンズ部の少なくとも一方が前記所定の方向に往復移動するように前記移動機構を動作制御することを特徴とする、請求項１に記載のレーダ装置。 The dielectric lens unit is formed with a lens that refracts and emits at a different angle with respect to the horizontal direction of the vehicle according to the position of the radar beam incident from the radar module moving in a predetermined direction. And
The moving mechanism moves at least one of the radar module and the dielectric lens unit in the predetermined direction,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the movement control unit controls the movement of the moving mechanism so that at least one of the radar module and the dielectric lens unit reciprocates in the predetermined direction. . 前記誘電体レンズ部のレンズは、前記車両のバンパーを加工することによって形成され、
前記レーダモジュールは、前記バンパーの内側空間に前記レーダビームの出射方向を当該バンパーと対向する方向として配置され、
前記移動機構は、前記バンパーの外側面に対して平行に、かつ前記所定の方向に前記レーダモジュールを移動させることを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。 The lens of the dielectric lens unit is formed by processing a bumper of the vehicle,
The radar module is disposed in an inner space of the bumper with a direction in which the radar beam is emitted facing the bumper.
The radar apparatus according to claim 2, wherein the moving mechanism moves the radar module in parallel to the outer surface of the bumper and in the predetermined direction. 前記誘電体レンズ部は、前記車両のバンパーの内側空間において当該バンパーの内側面に沿って前記所定の方向に移動可能に構成され、
前記レーダモジュールは、前記バンパーの内側空間に前記レーダビームの出射方向を当該バンパーと対向する方向として配置され、
前記移動機構は、前記誘電体レンズ部をバンパーの内側面に沿って前記所定の方向に移動させることを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。 The dielectric lens portion is configured to be movable in the predetermined direction along an inner side surface of the bumper in an inner space of the bumper of the vehicle.
The radar module is disposed in an inner space of the bumper with a direction in which the radar beam is emitted facing the bumper.
The radar apparatus according to claim 2, wherein the moving mechanism moves the dielectric lens unit in the predetermined direction along an inner surface of a bumper. 前記誘電体レンズ部のレンズは、前記レーダモジュールからのレーダビームを入射する１つの凹レンズ面を有していることを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 2, wherein the lens of the dielectric lens unit has one concave lens surface on which a radar beam from the radar module is incident. 前記誘電体レンズ部のレンズは、前記所定の方向に並設され、前記車両の水平方向に対して異なった角度にそれぞれ屈折させる複数の凹面を有していることを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。   The lens of the dielectric lens unit has a plurality of concave surfaces arranged in parallel in the predetermined direction and refracted at different angles with respect to the horizontal direction of the vehicle. The radar device described in 1. 前記レーダ装置は、
前記車両の車速を検出して、当該車速を示す信号を前記移動制御部に出力する車速検出部と、
前記車両のハンドル舵角を検出して、当該舵角を示す信号を前記移動制御部に出力する舵角検出部とを、さらに備え、
前記移動制御部は、前記車速検出部から出力された信号が示す前記車両の車速および前記舵角検出部から出力された信号が示す前記車両の走行方向に基づいて前記移動機構の動作を制御することを特徴とする、請求項２に記載のレーダ装置。 The radar device is
A vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the vehicle and outputs a signal indicating the vehicle speed to the movement control unit;
A steering angle detection unit that detects a steering angle of the vehicle and outputs a signal indicating the steering angle to the movement control unit;
The movement control unit controls the operation of the moving mechanism based on the vehicle speed indicated by the signal output from the vehicle speed detection unit and the traveling direction of the vehicle indicated by the signal output from the steering angle detection unit. The radar apparatus according to claim 2, wherein: 前記移動制御部は、
前記車速検出部から出力される信号が第１車速以下の車速を示すとき、前記所定の方向に移動可能な全範囲に対して前記往復移動するように前記移動機構を動作制御し、
前記車速検出部から出力される信号が前記第１車速に比べて高速な第２車速より速い車速を示すとき、前記誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向が前記舵角検出部から出力される信号が示す車両の進行方向となるように前記移動機構を動作制御し、
前記車速検出部から出力される信号が前記第１車速より速く前記第２車速以下の車速を示すとき、前記誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向が前記舵角検出部から出力される信号が示す車両の進行方向となる位置を含む前記全範囲の１部に対して前記往復移動するように前記移動機構を動作制御することを特徴とする、請求項７に記載のレーダ装置。 The movement control unit
When the signal output from the vehicle speed detector indicates a vehicle speed equal to or lower than the first vehicle speed, the movement mechanism is controlled to reciprocate with respect to the entire range movable in the predetermined direction,
When the signal output from the vehicle speed detection unit indicates a vehicle speed faster than the second vehicle speed, which is higher than the first vehicle speed, the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit is output from the steering angle detection unit. Control the movement mechanism so that the direction of travel of the vehicle indicated by the signal
When the signal output from the vehicle speed detection unit indicates a vehicle speed faster than the first vehicle speed and lower than the second vehicle speed, a signal output from the steering angle detection unit indicates the direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit. The radar apparatus according to claim 7, wherein the movement mechanism is controlled so as to reciprocate with respect to a part of the entire range including a position in the traveling direction of the vehicle indicated by. 周辺の物体を検知するレーダ装置が設置された車両であって、
前記レーダ装置は、
前記車両に設けられたバンパーの内側空間に設けられ、所定の出射方向に対してレーダビームを放射するレーダモジュールと、
前記バンパーを加工してまたは前記バンパーの内側面に沿った近傍に別体で設けられ、前記レーダモジュールから入射するレーダビームの位置に応じて異なった角度に屈折させて出射するレンズが形成された誘電体レンズ部と、
前記レーダモジュールおよび前記誘電体レンズ部の少なくとも一方を前記レーダモジュールのレーダビーム出射方向に対して垂直に移動させる移動機構と、
前記車両の走行状態に応じて前記誘電体レンズ部から出射するレーダビームの方向を決定し、前記レーダモジュールと前記誘電体レンズ部との相対的な位置関係が当該方向に前記レーダビームが出射される位置となるように前記移動機構を動作制御する移動制御部とを備える、車両。 A vehicle equipped with a radar device that detects surrounding objects,
The radar device is
A radar module which is provided in an inner space of a bumper provided in the vehicle and emits a radar beam in a predetermined emission direction;
A lens is formed by processing the bumper or separately provided in the vicinity along the inner surface of the bumper, and refracting and emitting at different angles depending on the position of the radar beam incident from the radar module. A dielectric lens part;
A moving mechanism for moving at least one of the radar module and the dielectric lens unit perpendicularly to the radar beam emission direction of the radar module;
The direction of the radar beam emitted from the dielectric lens unit is determined according to the traveling state of the vehicle, and the relative positional relationship between the radar module and the dielectric lens unit is emitted in the direction. And a movement control unit that controls the movement of the movement mechanism so that the movement mechanism is located. 周辺の物体を検知するレーダ装置が設置される車両のバンパーであって、
誘電体材料で構成され、所定のレーダモジュールから出射されるレーダビームを内側面から入射して、当該入射するレーダビームの位置が所定の方向に移動することに応じて、前記車両の水平方向に対して異なった角度に屈折させて出射するレンズ部が形成され、
前記レンズ部は、前記内側面にレーダビームを入射する１つの凹レンズ面、または前記所定の方向に並設され、前記車両の水平方向に対して異なった角度にそれぞれ屈折させる複数の凹面を有することを特徴とする、バンパー。 A bumper of a vehicle in which a radar device that detects surrounding objects is installed,
A radar beam made of a dielectric material is incident on the inner surface of a radar beam emitted from a predetermined radar module, and the position of the incident radar beam moves in a predetermined direction. On the other hand, a lens part is formed that is refracted and emitted at different angles,
The lens portion has one concave lens surface that makes a radar beam incident on the inner surface, or a plurality of concave surfaces that are arranged in parallel in the predetermined direction and refracted at different angles with respect to the horizontal direction of the vehicle. Bumper characterized by
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