JP4088583B2 - レーダ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電波を発射し、そのエコーを受信することによって、ターゲットの相対速度、ターゲットまでの距離、基準方位に対するターゲット方位の偏差角その他のターゲット情報を検知する電波レーダに関する。
ターゲットとの距離、ターゲットの相対速度を検出する車載用レーダは、それに用いられるレーダの変調によって各種方式に分類される。例えば、電子情報通信学会誌１９９６年１０月号（ｐｐ９７７−ｐｐ９８１）「自動車用ミリ波レーダの開発動向」には、そのような方式として、二周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式、パルス方式が記載されている。二周波ＣＷ方式のレーダは、互いに周波数の異なる２種類の連続波を交互に送信し、それら送信波のエコーをミキシングすることによって得られた信号の周波数および位相に基づいて、ターゲットの相対速度およびターゲットまでの距離を検出する。ＦＭＣＷ方式のレーダは、三角波による周波数変調を施した連続波を送信しながら、その送信波とターゲットからのエコーとのミキシングにより得られるビート信号の周波数に基づき、ターゲットまでの距離およびターゲットの相対速度を検出する。パルス方式のレーダは、パルス波を送信してから、そのエコーを受信するまでの経過時間をカウントし、そのカウント値に基づき、ターゲットまでの距離を検出する。
ところで、これら各方式のレーダによって、基準方位に対するターゲット方位の偏差角（以下、方位角と呼ぶ）を検出することも可能である。そのための方式として、センサ・アクチュエータ／ウィーク’９９総合シンポジウム 自動車とセンサ技術「ミリ波レーダ利用車間距離警報装置」には、メカスキャン方式、ビーム切替え方式、モノパルス方式が記載されている。これら３つの方式の概要は以下の通りである。
（１）メカスキャン方式
図１に示すように、メカスキャン方式のレーダは、サーボモータ等で送受信アンテナ１１を軸Ｏ周りに揺動させることによって、送受信アンテナ１１からの主ビームＡによる水平面内走査を実現する。このようなメカスキャン方式レーダにおいて、送受信アンテナ１１からの主ビームＡによる走査範囲θを広げるには、送受信アンテナ１１の回転角度φの範囲を広げる必要がある。そのためには、送受信アンテナ１１の揺動を妨げないように、送受信アンテナ１１を収納したケーシング１０の奥行きをより深くする必要がある。例えば、図２に示すように、送受信アンテナ１１からの主ビームＡによる走査範囲θを、水平方向のビーム幅程度の角度θ１から、それよりもさらに広い角度θ２に変更する場合には、ハウジングの奥行き寸法Ｄを、少なくとも、送受信アンテナ１１の厚さ程度の値Ｄ１より大きな値Ｄ２に変更する必要がある。このため、レーダ自体のサイズが大きくなる。
（２）ビーム切換え方式
図３に示すように、ビーム切替え方式のレーダは、互いに方向が異なるビームＡ１，Ａ２，．．．，Ａｎを送信する、アンテナ３０上の送受信器３１Ｓ１，３１Ｓ２，．．．，３１Ｓｎを順次切り替えることによって、アンテナ３０からの主ビームによる水平面内走査を実現する。このようなビーム切替え方式レーダにおいて、アンテナ３０からの主ビームによる走査範囲θを広げるには、アンテナ３０上の送受信器３１Ｓ１，３１Ｓ２，．．．，３１Ｓｎの数をさらに増やす必要がある。そのためには、アンテナ３０の水平方向幅を広くすることによって、増設分の受信器の配置スペースを確保する必要がある。例えば、図４に示すように、アンテナ３０からの主ビームによる走査範囲θを、現在の角度θ３から、それよりもさらに広い角度θ４に変更する場合には、アンテナ３０の幅寸法Ｗを、現在の値Ｗ３から、それよりもさらに大きな値Ｗ４に変更する必要がある。このため、レーダ自体のサイズが大きくなる。
（３）モノパルス方式
モノパルス方式のレーダは、左右に並べた２つのアンテナで、ターゲットからのエコーをそれぞれ受信し、それら２つのアンテナによる受信波の位相差に基づいて、ターゲットの方位角を検出する。
なお、以上述べた各種方式のレーダは、日経エレクトロニクス１９９９．２．２２（ｐ４７−ｐ５３）に記載されているように、それぞれ、高速道路上での使用を前提とした車載用レーダとして実用化され始めている。
電子情報通信学会誌１９９６年１０月号「自動車用ミリ波レーダの開発動向」 日経エレクトロニクス１９９９．２．２２
本発明の目的のひとつは、移動体に搭載されるレーダ装置をコンパクトにすることにある。
この目的を達成するため、本発明の一形態において、
移動体に取り付けられ、当該移動体の移動方向に存在するターゲットを検出するレーダ装置であって、
前記移動体と前記ターゲットとの間に定めた最接近距離に応じた距離だけ前記移動体の移動方向へ離れた位置において、前記移動体の幅に相当する幅の電界を形成する前記電波を送信する送信アンテナと、
互いに異なる位置で、前記反射電波を受信する２つの受信アンテナと、
を備えることを特徴とするレーダ装置が提供される。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
まず、本実施の形態に係る、モノパルス方式レーダの構成について説明する。なお、ここでは、ホモダイン方式の２周波ＣＷレーダの構成を一例として挙げることとするが、このことは、ヘテロダイン方式の２周波ＣＷレーダへの本発明の適用を妨げるものではない。
図５に示すように、本モノパルス方式レーダ５０は、搭載車両の前方に向けて電波Ｂ０を送波する送信部５１０、ターゲットからのエコーＢ１，Ｂ２を互いに異なる位置で受波する受信部５２０、ターゲット情報（ターゲットの存在、ターゲットからの距離、ターゲットの相対速度、ターゲットの水平面内方位角）を検出する制御処理部５３０、これらを収容したハウジング（不図示）、を有している。
送信部５１０は、制御処理部５３０からの切換え指示に応じて２種類の変調信号を交互に出力する変調器５１１、変調器５１１からの変調信号に応じた発信周波数の高周波信号（例えば、ミリ波）を出力する発振器５１２、発振器５１２からの出力信号を電波Ｂ０として放射する送信アンテナ５１３、発振器５１２からの出力の一部を中間周波数帯への周波数変換の基準信号として受信部５２０へ導く方向性結合器５１４、等を有している。このような構成により、送信部５１０は、搭載車両の前方に向けて、図６に示すような、互いに異なる発信周波数ｆ１，ｆ２の連続波を送信アンテナ５１３から交互に発射させる。
一般に、低速走行中には、高速走行中よりも先行車両との車間距離が短くとられ、車両同士が接近する傾向にある。ところが、高速走行中におけるドライバーの注目領域にレーダの照準を合わせていると、図７に示すように、近距離における放射電界が狭くなる。このため、高速走行中におけるドライバーの注目領域にレーダの照準を合わせていたのでは、電波Ｂ０の中心軸ｂ（基準方位）付近にいる先行車両Ｔ”、遠方にいる先行車両Ｔ’等は検出されても、レーダ搭載車両（以下、自車両と呼ぶ）の近距離にいるライン寄り先行車両Ｔは検出されない可能性があるそこで、本実施の形態においては、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θは、自車両Ｍに最接近したライン寄りターゲットを想定し、そのライン寄りターゲットの、自車両Ｍから最も近距離にある部分が送信アンテナ５１３からの放射電界に最低限含まれるまで広げられている。ここで、ターゲットとの間に想定する最接近距離は、２台の車両が物理的に接近可能な最小距離ではなく、走行安全性を確保しつつ先行車両に接近することができる最小距離として設計上定めた距離、具体的には、渋滞中に先行車両との間にとられると想定される車間距離である。その具体的な値は、レーダ装置が搭載される車両の車種等によっても異なるが、一般的には１ｍ〜３ｍ程度である。
このようにすることによって、高速走行中におけるドライバーの注目領域に存在する障害物だけでなく、低速走行中におけるドライバーの注目領域にいる障害物も検出することができるようになるため、１台のレーダ装置を、交通混雑のない道路における円滑走行および渋滞道路等における低速走行のいずれの走行状況においても利用可能とすることができる。ここで、自車両Ｍから最も近距離にある部分が放射電界に最低限含まれるようにビーム幅θを定めている理由は、図８に示すように、自車両Ｍの走行車線内に存在している直前のライン寄り先行車両Ｔの最後尾、すなわち、自車両Ｍから最も近距離にある部分が放射電界に含まれていないと、レーダ５０が検出する車間距離Ｌ２と実際の車間距離Ｌ１との間に誤差ΔＬが生じるためである。このため、例えば、図９に示すように、自車両Ｍの中心軸ｍと送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０の中心軸（基準方位）ｂとがほほ一致するように自車両Ｍのフロントバンパー付近にレーダ５０が取り付けられる場合には、安全を保ちつつ自車両Ｍが直前の先行車両Ｔに最接近したときの最小車間距離に相当する距離Ｌｍｉｎだけ前方であって、自車両Ｍの中心軸ｍから車幅Ｗｖの半分Ｗｖ／２に相当する距離だけずれた位置を含む領域Ｔ０が放射電界に含まれるように、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θが定められる。この場合、領域Ｔ０の水平方向幅ΔＷは、水平方向分解能に応じて定めればよい。また、図１０に示すように、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０の中心軸（基準方位）ｂが自車両Ｍの中心軸ｍからオフセットするように自車両Ｍのフロントバンパー付近にレーダ５０が取り付けられる場合には、安全を保ちつつ自車両が直前の先行車両Ｔに最接近したときの車間距離に相当する距離Ｌｍｉｎだけ前方であって、および車幅Ｗｖの半分Ｗｖ／２と電波Ｂ０の中心軸ｂのオフセット量ΔＣとの和（Ｗｖ／２＋ΔＣ）に相当する距離だけずれた位置を含んだ領域Ｔ０が放射電界に含まれるように、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θが定められる。この場合においても、領域Ｔ０の水平方向幅ΔＷは、水平方向分解能に応じて定めればよい。
受信部５２０は、互いに異なる位置で電波Ｂ０の中心軸と同じ方向に向けられた２つの受信アンテナ５２１ａ１，５２１ａ２からの出力信号の和信号を発信周波数ｆ１，ｆ２ごとに生成するともに２つの受信アンテナ５２１ａ１，５２１ａ２からの出力信号の差信号を一方の発信周波数（例えばｆ１）について生成するハイブリッド回路５２２、ハイブリッド回路５２２からの出力信号のぞれぞれと方向性結合器５１４からの信号とのミキシングによりビート信号を生成する２つのミキサ５２３ａ１，５２３ａ２、各ミキサ５２３ａ１，５２３ａ２からのビート信号を発信周波数ｆ１，ｆ２別にそれぞれ復調および増幅するアナログ回路５２５、アナログ回路５２５から発信周波数ｆ１，ｆ２別に出力されるアナログ信号をそれぞれ適当なサンプリング間隔でサンプリングするＡ／Ｄ変換器５２４、等を有している。このような構成により、受信部５２０は、ターゲットからのエコーＢ１，Ｂ２を互いに異なる位置で受波し、それらエコーＢ１，Ｂ２の差信号および和信号を発信周波数別に検波する。
ここで、受信部５２０の２つの受信アンテナ５２１ａ１，５２１ａ２は、図１１に示すように、送信部５１０の送信アンテナ５１３とともに水平方向一列に配置されている。これら３つのアンテナ５１３，５２１ａ１，５２１ａ２の配列の全長Ｗは、図１２に示すように、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０の波長λおよびビーム幅θの間に、次式に示す関係を有する。
θ∝λ／Ｂ
このように、３つのアンテナ５１３，５２１ａ１，５２１ａ２の配列の全長Ｗは、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θと反比例する。このため、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θを広くするほど、３つのアンテナ５１３，５２１ａ１，５２１ａ２の配列の全長Ｗが短くなり、レーダ装置全体のサイズをコンパクトにすることができる。前述したように、本実施の形態においては、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θが、低速走行中の最短車間距離に位置するライン寄り車両が検出可能な程度まで広くしてあるため、コンパクトなレーダ装置を実現することができる。すなわち、本実施の形態によれば、高速走行中および低速走行中のいずれの走行状況にも対応可能なレーダ装置を、収納性のよいコンパクトなものとして実現することができる。
制御部５３０は、その演算結果を利用する機器（後述の出力装置等）に接続されるデジタル信号処理プロセッサを有している。このデジタル信号処理プロセッサは、ＦＦＴ（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部５３１、信号処理部５３２、等の機能構成部を実現する。ＦＦＴ部５３１は、２つの和信号および差信号について、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器５２４からのサンプルド信号を周波数成分に分解し、これにより得られた周波数スペクトルのピークの振幅と周波数と位相とを出力する。信号処理部５３２は、２つの発信周波数ｆ１，ｆ２の切換えタイミングを変調器５１１に指示するとともに、以下に示すように、ＦＦＴ部５３１からの出力に基づく演算を行い、その演算結果をターゲット情報として出力する。まず、信号処理部５３２は、ＦＦＴ部５３１からの出力のうち、発信周波数ｆ１，ｆ２別の和信号からそれぞれ得られた周波数スペクトルのピークの周波数および位相に基づき、ターゲットの相対速度およびターゲットまでの距離を算出し、その算出結果を、ターゲットの相対速度およびターゲットまでの距離を表すターゲット情報として出力する。また、信号処理部５３２は、ＦＦＴ部５３１からの出力のうち、一方の和信号とそれと同じ発信周波数ｆ１の差信号とからそれぞれ得られた周波数スペクトルのピークの振幅比（差信号／和信号）を算出する。図１１に示したように、電波Ｂ０の中心軸（基準方位）ｂに対するターゲットの方位角が０でない場合には、２つの受信アンテナ５２１ａ１，５２１ａ２で受波されたエコーＢ１，Ｂ２には、伝搬距離の差δによる位相差が生じており、ここで算出した振幅比は、基準方位に対するターゲットの方位角（図１１におけるφ）の絶対値を表す値となる。そこで、信号処理部５３２は、ここで算出した振幅比を、基準方位に対するターゲットの方位角φを表すターゲット情報として出力する。さらに、信号処理部５３２は、ＦＦＴ部５３１からの出力されたピーク振幅も、ターゲットの存在の有無を表すターゲット情報として出力する。
つぎに、このレーダ装置を有する車両走行支援システムについて説明する。
本車両走行支援システムは、図１３に示すように、ターゲット情報Ｆを検出する上述のレーダ装置５０、自車両Ｍの走行速度ＶＭを検出する車速センサ（不図示）、レーダ装置５０の出力Ｆと車速センサの出力ＶＭとに基づく制御指令を出力する車間距離制御装置６０、車間距離制御装置６０からの制御指令に応じて自車両Ｍのスロットル開度を制御するスロットル制御装置６３、車間距離制御装置６０からの制御指令に応じて自車両Ｍの変速機を制御する変速機制御装置６２、車間距離制御装置６０からの制御指令に応じて自車両Ｍのブレーキを制御するブレーキ制御装置６１、警報を音声等で出力する警報装置６５、車間距離制御装置６０からの制御指令に応じて警報装置６５を制御する警報制御装置６４、等を有している。
このようなシステムにおいて、自車両Ｍの低速度走行中、車間距離制御装置６０は、レーダ装置５０の出力Ｆと車速センサの出力Ｖとに基づいて、図１４示す制御処理を繰り返し実行する。具体的には、以下の通りである。
車間距離制御装置６０は、自車両Ｍが低速度走行を開始すると、レーダ装置５０が逐次出力するターゲット情報Ｆのうち、先行車両Ｔまでの距離を監視し、自車両Ｍから所定の距離範囲内に先行車両Ｔが存在するか否かを逐次判断する。自車両Ｍから所定の距離範囲内に先行車両Ｔを発見したら、車間距離制御装置６０は、ターゲット情報Ｆのうち、その先行車両Ｔの存在の有無を表す信号のレベルを監視する（Ｓｔｅｐ７００）。
このとき、図１５に示すように、先行車両Ｔの存在の有無を表すレーダ出力の信号レベルＳが閾値Ｓ０以下まで急激に低下した場合には、車間距離制御装置６０は、先行車両Ｔからのエコーが消失したと判断し、さらに、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界内に存在している否かを判断する。具体的には、図１６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、エコー消失時ｔ１に、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界外に出た先行車両Ｔの水平方位角φが、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θ外にある場合には、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界外に出たと判断し、図１７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、エコー消失時ｔ１に、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界外に出た先行車両Ｔの水平方位角φが、送信アンテナ５１３からの電波Ｂ０のビーム幅θ内にある場合には、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界内にあると判断する（Ｓｔｅｐ７０１）。
そして、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界外に出たと判断した場合、車間距離制御装置６０は、先行車両Ｔまたは自車両Ｍの車線変更により、先行車両Ｔが自車両Ｍの走行車線から外れたと判断し（Ｓｔｅｐ７０２）、図１６（Ａ）に示した、エコー消失時ｔ１における自車両Ｍの走行速度ＶＭを維持させる制御指令をスロットル制御装置６３に与える（Ｓｔｅｐ７０３）。
一方、先行車両Ｔが送信アンテナ５１３からの放射電界内に存在すると判断した場合には、車間距離制御装置６０は、さらに、エコー消失時ｔ１に自車両Ｍが走行中であるか否かを判断する。具体的には、エコー消失時ｔ１における車速センサの出力ＶＭが閾値Ｖ０以上である場合には、エコー消失時ｔ１に自車両Ｍが走行していたと判断し、それ以外の場合には、エコー消失時ｔ１に自車両Ｍが停止していたと判断する（Ｓｔｅｐ７０４）。
このとき、エコー消失時ｔ１に自車両Ｍが走行していたと判断された場合には、車間距離制御装置６０は、送信アンテナ５１３からの放射電界内に存在するターゲットの一時的ロストと判断し（Ｓｔｅｐ７０５）、スロットル制御装置６３と変速機制御装置６２とに減速指令を与えるとともに、警報制御装置６４に警報出力指令を与える（Ｓｔｅｐ７０６）。これにより、自車両Ｍは、警報装置６５から警報を発しながら減速する。
これに対して、エコー消失時ｔ１に自車両Ｍが停止していたと判断された場合には、車間距離制御装置６０は、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが走行していたか否かを判断する。具体的には、エコー消失時ｔ１における先行車両Ｔの相対速度から、エコー消失時ｔ１における車速センサの出力ＶＭを引くことによって、エコー消失時ｔ１における先行車両Ｔの走行速度ＶＴを算出し、その算出値が閾値Ｖ０以上であれば、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが走行していたと判断し、それ以外の場合には、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが停止していたと判断する（Ｓｔｅｐ７０７）。エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが走行していたと判断された場合には、車間距離制御装置６０は、自車両Ｍと先行車両Ｔとの車間距離が電波Ｂ０の到達距離以上に広がったと判断し、エコー消失時ｔ１における自車両Ｍの走行速度ＶＭを維持させる制御指令をスロットル制御装置６３に与える（Ｓｔｅｐ７０３）。また、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔが停止していたと判断された場合には、図１７（Ａ）（Ｃ）に示すように、エコー消失時ｔ１に先行車両Ｔおよび自車両Ｍの双方が停止していることになるため、車間距離制御装置６０は、停止中の自車両Ｍ前で先行車両Ｔが停止していると判断し（Ｓｔｅｐ７０９）、警報制御装置６４に警報出力指令を与えるとともに、先行車両Ｔの存在の有無を表すレーダ出力の信号レベルＳが再度閾値Ｓ０を超えるまで自車両Ｍの発進を禁止する（Ｓｔｅｐ７１０）。これにより、自車両Ｍは、警報装置６５から警報を発した後、先行車両Ｔが走行を再開するまで停止状態を維持する。
本実施の形態に係るレーダ装置５０は、上述したように、低速走行中に最接近したライン寄り先行車両までもれなく検出することができる。このため、このレーダ装置５０の出力に基づき、以上述べた制御処理を実行することによって、低速度走行中に先行車両に接近した場合における走行安全性をより向上させることができる。
ところで、低速走行中に自車両Ｍに接近する先行車両Ｔのなかには、大型トラックのように車高の高いものもある。このような車高の高い先行車両Ｔに接近した場合、自車両Ｍのフロントバンパー付近に取り付けられているレーダ装置５０からの電波Ｂ０は、先行車両Ｔの車体の下を通り抜けてしまう可能性がある。そこで、レーダ装置５０を上下に回転可能に保持する回転軸と、この回転軸周りにレーダ装置５０を回転させるサーボモータとをさらに設けることによって、車高の高い先行車両への接近時における、レーダ装置５０からの電波Ｂ０の通り抜けを防止するようにしてもよい。以下、具体的に説明する。
図１８（Ａ）に示すように、車高の高い先行車両Ｔに自車両５０がある程度の距離まで接近すると、自車両Ｍのフロントバンパー付近に取り付けられたレーダ装置５０からの電波Ｂ０は、先行車両Ｔの車体の下を通り抜け始める。このため、一時的なターゲットロストの状態となる。そこで、一時的なターゲットロストの状態となったら、車間距離制御装置６０がサーボモータを制御することによって、図１８（Ｂ）に示すように、レーダ装置５０を上方に回転させる。これによって、レーダ装置５０からの電波Ｂ０が上方に向うため、自車両Ｍに接近した、車高の高い先行車両Ｔの最後尾の検出が可能となる。ここで、レーダ装置５０の回転は、図１９に示すように、レーダ装置５０の仰角αが０度から所定角度α０に切り替わるようになされてもよいし、図２０に示すように、先行車両Ｔとの車間距離が狭まるにしたがってレーダ装置５０の仰角αが０度から所定角度α０まで徐々に増加するようになされてもよい。
その後、先行車両Ｔとの車間距離が離れ始め、レーダ装置５０からの電波Ｂ０が先行車両Ｔの車体上を通り抜けるようになると、再度、一時的なターゲットロストの状態となる。このような状態となったら、車間距離制御装置６０がサーボモータを制御することによって、図１８（Ｃ）に示すように、レーダ装置５０を下方に回転させる。これにより、レーダ装置５０からの電波Ｂ０が水平に戻るため、自車両から離れていく、車高の高い先行車両Ｔの最後尾の検出が可能となる。このときのレーダ装置５０の回転も、レーダ装置５０の仰角αが所定角度α０から０度に切り替えられるようになされてもよいし、先行車両Ｔとの車間距離が広がるにしたがってレーダ装置５０の仰角αが所定角度α０から０度まで徐々に増加するようになされもよい。
このように、レーダ装置５０の仰角αを制御することによって、車高の高い先行車両も確実に検出可能とすることができる。
以上、本発明に係る実施の一形態を、２周波ＣＷレーダを例に挙げて説明したが、本発明は、レーダ装置が用いる電波の相違によって適用を妨げられるものではない。例えば、図２１（Ａ）に示すような、三角波による周波数変調を施した連続波を送波するＦＭＣＷレーダに本発明を適用しても、以上述べた２周波ＣＷレーダの場合と同様な効果を得ることができる。もちろん、２周波ＣＷ方式以外の方式のレーダに本発明を適用する場合には、ターゲットの相対速度およびターゲットからの距離を、そのレーダの方式に応じた演算方法により算出する必要がある。例えば、ＦＭＣＷレーダに本発明を適用すると、図２１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、送信波とターゲットからのエコーとのミキシングにより得られるビート信号にＦＦＴ処理を施し、それにより得られた周波数スペクトルのピークから、ターゲットまでの距離およびターゲットの相対速度を得ることになる。
また、図１３に示した走行支援システムのレーダ装置として、本発明を適用した、２周波ＣＷ方式以外の方式のレーダを採用した場合には、そのレーダの出力に応じて、車間距離制御装置による制御処理を適宜変更する必要がある。例えば、本発明を適用したＦＭＣＷレーダを採用した場合、自車両および先行車両の双方の停止によっては、先行車両の存在を表す信号は消失しない。このため、２周波ＣＷレーダを採用した走行支援システムにおける前述の制御処理とは異なる制御処理が実行されることになる。 例えば、車間距離制御装置が、自車両から所定の距離の位置に存在する先行車両の相対速度と自車両の走行速度とをそれぞれ監視し、双方がともに閾値Ｖ０以下となったら、停止中の自車両前で先行車両が停止していると判断し、警報制御装置６４に警報出力指令を与えるとともに、自車両から所定の距離の位置に存在する先行車両の相対速度が再度閾値Ｖ０を超えるまで自車両の発進を禁止するようにすればよい。さらに、このような制御処理とあわせて、図１４に示した制御処理のＳｔｅｐ７０４に含まれる処理のうち、Ｓｔｅｐ７０９、Ｓｔｅｐ７１０等を除く処理も車間距離制御装置によって実行されるようにすることが望ましい。このようにするには、例えば、先行車両の相対速度が閾値Ｖ０以下であるか否かがＳｔｅｐ７０４で判断されて、先行車両の相対速度が閾値Ｖ０以下であればＳｔｅｐ７０５およびＳｔｅｐ７０６が実行され、先行車両の相対速度が閾値Ｖ０を超えていればＳｔｅｐ７０８およびＳｔｅｐ７０３が実行されるようにしてすればよい。
本発明によれば、低速度走行中に先行車両に接近した場合における、車両の走行安全性をより向上させることができる。
メカスキャン方式レーダのビームによる水平面内走査を説明するための図である。 メカスキャン方式レーダの走査範囲と奥行き寸法との関係を示した図である。 ビーム切替え方式レーダのビームによる水平面内走査を説明するための図である。 ビーム切替え方式レーダの走査範囲とアンテナ幅との関係を示した図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダ装置のブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダ装置からの発信電波の周波数変化を示した図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置の送信アンテナからの電波のビーム幅が満たすべき条件を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置の送信アンテナからの電波のビーム幅が満たすべき条件を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置の送信アンテナからの放射電界と、先行車両との位置関係を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置の送信アンテナからの放射電界と、先行車両との位置関係を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置内における、送信アンテナおよび受信アンテナの配列を示した図である。 本発明の実施の形態に係るレーダ装置のアンテナ幅とビーム幅との関係を示した図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダ装置を含む走行支援システムのブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダ装置を含む走行支援システムにおいて実行される制御処理のフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダ装置の、先行車両の存在の有無を表す出力信号のレベルの変化例を示した図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダの出力に基づき、先行車両と自車両との位置関係の判断する方法を説明するための図である。 本発明の実施の一形態に係る２周波ＣＷレーダの出力に基づき、先行車両と自車両との位置関係を判断する方法を説明するための図である。 本発明の実施の一形態に係るレーダ装置からの電波の伝播方向の制御方法を説明するための図である。 図１８のレーダ装置の仰角と先行車両の車間距離との対応関係を示した図である。 図１８のレーダ装置の仰角と先行車両の車間距離との対応関係を示した図である。 ＦＭＣＷ方式レーダによる車間距離算出方法を説明するための図である。

Claims (1)

  1. 車両の走行を支援するシステムであって、
    前記車両からターゲットまでの距離を検出するレーダ装置と、
    走行状態における前記車両の上下方向に回転可能に、前記レーダ装置を保持する回転軸と、
    前記レーダ装置を上下方向に回転させるモータと、
    前記レーダ装置が検出した前記ターゲットとの前記距離が狭まるにしたがって、前記レーダ装置の仰角が０度から所定角度まで徐々に増加するように、及び、前記ターゲットとの前記距離が広がるにしたがって、前記レーダ装置の仰角が所定角度から０度まで徐々に減少するように、前記モータの回転角を制御する制御装置と、
    を備えることを特徴とするシステム。
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