JP3964362B2 - 電波レーダ装置及び車間距離制御装置 - Google Patents
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Description
ここで、Cは電波伝播速度であり、fd1≪f1、fd2≪f2、Δf≪f1の場合には、fd1≒fd2と近似できる。従って、V≒C×fd1/(2×f0)となる。ここで、f0=(f1+f2)/2である。
ここで、図16に示すように、自車両801と、その前方に存在する前方車802のそれぞれの走行速度がV1及びV2(V1>V2)であるとすると、相対速度Vは(V1−V2)となる。この相対速度Vに対するそれぞれのドップラ信号周波数をfd1及びfd2とした場合、その信号をFFT解析して得られる電力の周波数スペクトルは図17に示すようになる。図17に示すように、ドップラ周波数fd1、fd2に対応した周波数軸上に鋭い電力スペクトルのピークが観測される。この電力スペクトルのピークにおける周波数情報と位相情報とに基づいて、上記式(1)及び式(2)により、車両同士の相対速度V=(V1−V2)と車間距離Rとを求めることができる。
ここで、Cは電波伝播速度である。
ここで、検知した前方車の車間距離及び相対速度の情報は、シリアル通信手段等により外部のACC装置などに送られ、ACC装置が車両走行制御を行う。
送信パルスbの周波数: fc+fp2 (式6)
送信パルスcの周波数: fc+fp1 (式7)
受信パルスa及びa’の周波数: fc+fp1 (式8)
送信パルスb及びb’の周波数: fc+fp2 (式9)
ここで、送信パルスと、前方車A及び前方車Bからの受信パルスの遅延時間は、それぞれ、0.333μsと0.666μsとなる。図2において、送信パルスbの送信タイミングと、前方車B33から反射される受信パルスaの受信タイミング及び送信パルスcの送信タイミングと前方車B33から反射される受信パルスbの発生タイミングが同期するように、送信パルスa、b、cの間隔を0.666μsに設定した場合、送信パルスa、b、cと受信パルスa、a’、b、b’から、それぞれIF信号パルスa、a’、b、b’が生成される、ここで、それぞれのIF信号の周波数は、送信信号と受信信号の差をもち、以下の関係式が成り立つ。
IF信号a’の周波数: fp1 (式11)
IF信号bの周波数: fpb=(fp1−fp2) (式12)
IF信号b’の周波数: fp2 (式13)
従って、IF信号パルスa、a’、b、b’の周波数は、それぞれ、fp1、fpa、fp2、fpbとなる。IF信号バルスa’、b’は、前方車A32からの受信信号2から生成されたものであり、IF信号パルスa、bは前方車B33から生成されたものである。ここで、、IF信号パルスの周波数fp1、fpa、fp2、fpbが以下の関係を持つように、送信パルス周波数fp1、fp2を決定する。
fp1=fp2+fpa (式15)
fpa<fp1 (式16)
fpb<fp1 (式17)
ここで、fpa、fpbは、fp1、fp2と比較して低い周波数に設定される。IF信号を処理する過程において、fpa、fpbのみしか通過できない帯域フィルタを設けると、fpa、fpbのみを取出すことが可能である。このfPaとfpbとは、100m地点の物標が存在するために発生するIF信号の周波数である。前方車A32からは、fpa、fpbと比較して周波数が高いfp1、fp2のIF信号しか得られないため、このIF信号は帯域フィルタを通過できない。従って、IF信号周波数であるfpa、fpbが得られることは、100m地点に物標が存在することを意味する。
ここで、τはパルス変調時間間隔であり、DはIF信号を得たい物標の距離であり、Cは光速、すなわち、3×108m/sである。
ここで、Dは前方物標の距離であり、△tはパルス変調時間間隔、Cは光速3×108m/sである。
ここで、Cは電波伝播速度である。
ここで、検知した前方車の車間距離及び相対速度の情報は、制御装置2007に伝達される。
また、
△t=2R/C (式23)
(C:電波伝搬速度(光速))
よつて、
R=ftd・C・T/(2・△f) (式24)
また、
ftd=2・R・Δf/(C・T) (式25)
ここで、(式22)〜(式25)は前方車とレーダの相対速度が0の状熊の時に成り立ち、もし相対速度が発生し、ドップラ周波数fdが発生した場合は、(式24)、(式25)は以下の(式26)、(式27)ように補正される。
ftd'= 2・R・Δf/(C・T) +fd (式27)
図20の小型レーダ2004の構成において、鋸波変調回路2030は発振器2031の送信信号2160の周波数(fc)を鋸波状に変調する。送信アンテナ2033から送信されたミリ波送信信号2170は、距離Rによる生じる周波数差(ftd)分の周波数シフトを持つミリ波受信信号2171を受信アンテナ2034で受ける。ミキサ2035は、送信信号2160と受信信号2161をミキシングし、ftdの周波数成分をもつIF信号2162を得る。
2 前方車
11 ミリ波発振器
12 送信アンテナ
13 受信アンテナ
14 ミキサ
15 共振器
16 AC/DC変換器
17 S/H回路
18 アナログスイッチ
19 ローパスフィルタa
20 ローパスフィルタb
21 AD変換器
22 信号処理装置
24 制御装置
25 アンプ
Claims (2)
- 前方物標との距離又は相対速度を計算する電波レーダ装置であって、
2つの周波数を交互に切り替えながら変調する2周波CW変調方式と、任意の一定の周波数から、当該一定の周波数とは異なる第1の周波数信号と第2の周波数信号とを一定間隔で交互にパルス状に切り替え、第2の周波数信号の送信タイミングと第1の周波数信号が前方物標から反射された信号の受信タイミングとを互いに同期させ、第1の周波数信号の送信タイミングと第2の周波数信号が前方物標から反射された信号の受信タイミングとを互いに同期させる周波数パルスCW変調方式とを用いて送信電波周波数を変調する変調手段と、
該送信周波数に対応した受信反射波の位相情報と周波数情報とを識別する手段と、
前記前方物標との相対速度の絶対値が一定以上である場合には、2周波CW変調の変調信号を選択し、前記相対速度の絶対値が一定以下であるときは、周波数パルスCW変調方式に切り替え又は併用する制御を行う制御手段と、
前記周波数パルスCW変調方式を用いた送信信号の発生時間と、変調した周波数を受信したときの時間との時間差を計測する測定手段と、
を有することを特徴とする電波レーダ装置。 - 請求項1記載の電波レーダ装置を備え、この電波レーダ装置からの距離情報に基づき、電波レーダ装置を搭載する自車両と前方物標との車間距離を一定に保つように、ブレーキアクチュエータ駆動手段とアクセルスロットル駆動手段とを制御することを特徴とする車間距離制御装置。
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