JPH06160516A

JPH06160516A - 車載用レーダ装置

Info

Publication number: JPH06160516A
Application number: JP4308837A
Authority: JP
Inventors: Masa Mitsumoto; 雅三本; Takahiko Sugimoto; 多佳彦杉本; Takahiko Fujisaka; 貴彦藤坂; Yoshimasa Ohashi; 由昌大橋; Tomomasa Kondo; 倫正近藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-06-07
Anticipated expiration: 2015-03-06
Also published as: JP3016316B2

Abstract

(57)【要約】【目的】自動車周囲の対象の位置と種類からその危険
度を推定し、運転者に警告、或いはブレーキを作動させ
る車載用レーダ装置を得る。【構成】アンテナ９が走査する範囲の距離方位２次元
レーダ画像を、画像生成器１４が生成する。判定器１６
はその画像から反射強度がある一定のスレッショルドよ
り高い領域を対象とし、その対象の重心位置と種類を求
め、さらにその重心位置と種類から対象毎に危険の度合
いを数値化する。警告器１７はその数値を入力し、一定
のスレッショルドレベルを越えた時に警告する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ミリ波、マイクロ波
等のレーダを自動車に搭載し、このレーダを用いて周囲
の物体の検出と、物体までの距離の測定、物体の種類の
識別等で取得される情報を用いて、衝突等の事故を防止
し、安全運転を支援する車載用レーダ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、遠距離衝
突防止用レーダ、至近距離レーダ、対地レーダなどがあ
り、超音波、マイクロ波、ミリ波又は光等を送信源とし
ている。図１５は例えば衝突防止等を目的として特公平
４−２１１４５に示された従来の車載用レーダ装置の基
本構成図であり、図において、１はＦＭ変調や検波を行
うマイクロ波回路、２はアンテナ回路、３は検波出力を
増幅する受信回路、４は受信回路出力から速度情報を取
出す速度検出回路、５は受信回路出力から距離情報と振
幅情報を取出す距離検出回路、６は速度、距離および粗
さを算出するＣＰＵ、７はマイクロ波回路でＦＭ−ＣＷ
変調するためのスイープ信号を発生するスイープ電圧生
成回路である。

【０００３】次に動作について説明する。マイクロ波回
路１にある発振器よりＦＭ−ＣＷ変調されたマイクロ波
が出力され、アンテナ回路２に送られる。アンテナ回路
２の取付け位置は車の前バンパーに設置し、路面情報を
得る時には路面に対する入射角度を約７５度になるよう
に、また前方情報を得る時には路面に対して平行になる
ように、機械的又は電子的に切替える。

【０００４】アンテナ回路２から送信されたマイクロ波
は、路面又は先行車で反射し、再びアンテナ回路２で受
信され、マイクロ波回路１で検波されビート信号が抽出
され、速度検出回路４と距離検出回路５に分配される。
このビート信号は、ＦＭ部分とＣＷ部分の周波数成分を
持ち、ＣＷ部分は先行車と自車との相対速度を示すドッ
プラー周波数ｆｄを生じ、ＦＭ部分はマイクロ波のレー
ダと路面もしくは先行車との間を往復する時間τに相当
する周波数ｆｒからｆｄ分減少した周波数ｆｂが得られ
る。また、路面で反射するマイクロ波は滑らかな路面で
は前方散乱が多く後方散乱が少ないため受信できる信号
の強度が弱く、路面が粗いほど後方散乱が多くなるので
受信信号の強度は強くなる。従って、ビート信号の強弱
は路面の粗さを示す。

【０００５】速度検出回路４と距離検出回路５ではそれ
ぞれビート信号より帯域制限フィルタによりｆｄとｆｂ
を抽出し、ディジタル信号に変換してＣＰＵ６におくら
れる。ＣＰＵ６はこのｆｄ、ｆｂ及びビート信号の強度
より、自車の対地速度、先行車との相対速度、車間距
離、路面の粗さを算定する。これらの速度や距離の情報
からブレーキを制御し、衝突の防止、安全速度維持、安
全な車間距離の維持等を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の車載用レーダ装
置は以上のように構成されているので、対象の距離と、
速度は測定できるが位置は分からない、あるいは道路脇
の壁やガードレールからの反射を自動車と間違えて動作
する等の問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、自動車周囲の状況を画像として
捕らえることにより、対象の危険の度合いを推定し、運
転者に警告する、或いは自動車のブレーキを作動させる
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る車
載用レーダ装置は、送信用の短いパルスを発生する送信
機と、自動車に設置され該送信機出力を放射するアンテ
ナと、該アンテナの向く角度を高速に変えるアンテナ駆
動器と、上記アンテナの向く角度を信号として出力し該
アンテナ駆動器を制御する角度制御器と、上記送信機か
ら上記アンテナへの送信電力と上記アンテナからの受信
電力を分離する送受信分離器と、該送受信分離器を通じ
て得られる上記アンテナでの受信電波に検波、増幅を行
い受信ビデオ信号として出力する受信機と、該受信機出
力と上記送信機出力と上記角度制御器出力を入力し走査
範囲の距離方位２次元レーダ画像を生成する画像生成器
と、該画像生成器の画像を表示する表示器と、上記画像
生成器の画像を入力し対象の重心位置と種類によって危
険の度合いを判定する判定器と、該判定器出力を入力し
一定のスレッショルドレベルを越えたときに警告信号を
出力する警告器とを備えたものである。

【０００９】また請求項２の発明に係る車載用レーダ装
置は、自動車の前面、後面、左右両面それぞれに設けら
れたアンテナと、上記アンテナ駆動器と、上記角度制御
器を備え、上記送受信分離器出力端に、上記送受信分離
器出力を上記４個のアンテナに切り換えるスイッチと、
該スイッチの切り換え制御信号を該スイッチと上記表示
器に出力するスイッチ制御器を設けたものである。

【００１０】また請求項３の発明に係る車載用レーダ装
置は、送信用の短いパルスを発生する送信機と、該送信
機出力をＭ個に分配する給電回路と、該給電回路出力そ
れぞれの位相を変えるＭ個の移相器と、該移相器出力を
自動車周囲に放射するＭ個のアンテナと、上記移相器か
ら上記アンテナへの送信電力と上記アンテナからの受信
電力を分離するＭ個の送受信分離器と、該送受信分離器
を通じて得られる上記アンテナごとの受信電波に検波、
増幅を行い受信信号として出力するＭ個の受信機と、該
受信機の各出力を入力してアナログ／ディジタル変換
（以下Ａ／Ｄ変換と記す）を行うＡ／Ｄ変換器と、該Ａ
／Ｄ変換器出力Ｍ個を入力し、距離分解能毎に受信マル
チビームを形成し、アンテナ視野内の一定走査角毎に反
射強度を測定するアンテナビーム処理装置と、該アンテ
ナビーム処理装置出力を入力しアンテナ視野内の距離方
位２次元レーダ画像を生成する画像生成器と、該画像生
成器の画像を表示する表示器と、上記画像生成器の画像
を入力し対象の重心位置と種類によって危険の度合いを
判定する判定器と、該判定器出力を入力し、一定のスレ
ッショルドレベルを越えたときに警告信号を出力する警
告器とを備えたものである。

【００１１】また請求項４の発明に係る車載用レーダ装
置は、上記危険度推定器の出力端に、上記危険度推定器
の出力を入力し、一定のスレッショルドレベルを越えた
時に、自動車のブレーキを作動させる強制ブレーキ作動
回路を設けたものである。

【００１２】また請求項５の発明に係る車載用レーダ装
置は、上記危険度推定器の主力端に、上記危険度推定器
の出力を入力し、その値に応じて後続車にメッセージを
表示する表示パネルを設けたものである。

【００１３】また請求項６の発明に係る車載用レーダ装
置は、特定の質問パルスを発生する質問送信機と、該質
問送信機出力を放射する質問アンテナと、上記角度制御
器出力を入力して該質問アンテナの向く角度を変える質
問アンテナ駆動器と、上記質問送信機から上記質問アン
テナへの送信電力と、上記質問アンテナからの受信電力
を分離する送受信分離器と、該送受信分離器を通じ上記
質問アンテナでの受信電波に検波、増幅を行い受信信号
とする応答受信機と、該応答受信機出力を入力しＩＤパ
ルスを解読し上記判定器へ出力する応答解読器を付加
し、さらに上記質問アンテナからの送信パルスが届く範
囲を走行中の自動車が、上記質問アンテナから放射され
た送信パルスを受信する応答アンテナと、該応答アンテ
ナでの受信電波に検波、増幅を行い受信信号とする質問
受信機と、該質問受信機出力を入力し質問パルスを解読
する質問解読器と、該質問解読器出力を入力してその自
動車のＩＤ番号を表わす特定のＩＤパルスを発生させ、
応答アンテナへ出力する応答送信機と、該応答送信機か
ら上記応答アンテナへの送信電力と、上記応答アンテナ
から質問受信機への受信電力を分離する送受信分離器と
を備えたものである。

【００１４】また請求項７の発明に係る車載用レーダ装
置は、上記画像生成器出力端に、上記画像生成器出力画
像と上記判定器出力を入力し、ガードレールまたは道路
脇の壁等の反射強度の変化を用いカーブを検出し、上記
警告器へ出力するカーブ検出器を設けたものである。

【００１５】

【作用】請求項１の車載用レーダ装置においては、角度
制御器が自動車前面に設置されたアンテナの向く角度を
表わす信号を発生さらに高速に変化させ、アンテナ駆動
器と表示器に出力する。アンテナ駆動器はその信号に従
いアンテナをその角度に向ける。この時送信機出力の送
信パルスがアンテナから放射され、ビーム内の物体で反
射し再びアンテナで受信され、受信機で受信パルスとな
る。画像生成器は送信機出力と受信機出力と角度制御器
出力を入力し、アンテナが向いている角度方向の距離−
強度分布を記録していくことで、前方走査範囲内の距離
方位２次元画像を生成する。表示器はこの画像を表示
し、判定器はこの画像から反射のある対象の重心位置と
種類から危険の度合いを推定し、警告器はその危険の度
合いによって運転者に警告する。

【００１６】また請求項２の車載用レーダ装置において
は、スイッチ制御器が現在どのアンテナに送信パルスを
送っているかを表わす信号をスイッチと表示器に出力
し、スイッチはその信号に従い自動車の前面、後面、左
右両面の４か所に設けられたアンテナのいずれか１つに
だけに送信パルスを送信する。画像生成器は送信機出力
と受信機出力と角度制御器出力に加えスイッチ制御器出
力も入力することで、自動車前後左右の走査範囲内の距
離方位２次元レーダ画像を生成する。その他の作用は請
求項１の車載用レーダ装置と同様である。

【００１７】また請求項３の車載用レーダ装置において
は、給電回路は送信機の出力をＭ個に分け、それぞれを
移相器で位相を制御し、Ｍ個のアンテナから送信され
る。ビーム内の物体で反射し再びＭ個のアンテナで受信
され、それぞれ受信機で受信パルスとなり、Ａ／Ｄ変換
器でディジタル信号となる。アンテナビーム処理装置は
この出力Ｍ個のディジタル信号を入力し、距離分解能毎
に受信マルチビームを形成し、アンテナ視野内の一定走
査角毎に反射強度を求め出力する。画像生成器はその出
力を入力しアンテナ視野内の距離方位２次元レーダ画像
を生成する。その他の作用は請求項１の車載用レーダ装
置と同様である。

【００１８】また請求項４の車載用レーダ装置において
は、強制ブレーキ作動回路が危険度推定器の出力を入力
し、一定のスレッショルドレベルを越えた時に、自動車
のブレーキを作動させる。その他の作用は請求項２また
は請求項３の車載用レーダ装置と同様である。

【００１９】また請求項５の車載用レーダ装置において
は、自動車後部に設けた表示パネルが危険度推定器の出
力を入力し、その値に応じて後続車にメッセージを表示
する。その他の作用は請求項４の車載用レーダ装置と同
様である。

【００２０】また請求項６の車載用レーダ装置において
は、質問アンテナ駆動器が角度制御器出力を入力してア
ンテナと同じ走査角度に質問アンテナを向け、質問送信
機が特定の質問パルスを発生させ、質問アンテナがその
質問パルスを放射する。その放射電波が届く範囲を走行
中の自動車に備えられた応答アンテナは放射電波を受信
し、質問受信機はその受信電波に検波、増幅を行い受信
信号とし、質問解読器は受信信号から質問パルスを解読
する。応答送信機はその質問解読器出力を入力し、その
自動車のＩＤ番号を表わすＩＤパルスを発生させ、応答
アンテナはそのＩＤパルスを放射する。質問アンテナは
このＩＤパルスを受信し、応答受信機は検波、増幅を行
い受信信号とし、応答解読器は受信信号を解読して判定
器へ出力し、判定器はその情報も加えて危険の度合いを
判定する。その他の作用は請求項５の車載用レーダ装置
と同様である。

【００２１】また請求項７の車載用レーダ装置において
は、カーブ検出器が画像生成器出力画像と上記判定器出
力を入力し、ガードレールまたは道路脇の壁の反射強度
の変化を用いカーブを検出し、警告器へ出力する。その
他の作用は請求項６の車載用レーダ装置と同様である。

【００２２】

【実施例】

実施例１以下この発明の一実施例を図１について説明する。図１
において、８は送信用のパルスを発生させる送信機、９
は送信機８出力を空間に放射し受信する自動車前面に設
けられたアンテナ、１０はアンテナ９の向く角度を高速
に変えるアンテナ駆動器、１１はアンテナ９の向く角度
を信号として出力し、アンテナ駆動器１０を制御する角
度制御器、１２は送信機８からアンテナ９への送信電力
と、アンテナ９からの受信電力を分離する送受信分離
器、１３はアンテナ９での受信電波に検波、増幅を行い
受信信号として出力する受信機、１４は送信機８出力と
角度制御器１１出力と受信機１３出力を入力し、走査範
囲の距離方位２次元レーダ画像を表示する表示器、１５
は表示器１４出力画像を入力し反射のある対象の特徴量
を抽出し、対象の種類を識別する特徴量識別器、１６は
表示器１４出力画像と特徴量識別器１５出力を入力して
反射のある対象について危険の度合いを推定する危険度
推定器、１７は危険度推定器１６出力を入力し、一定の
スレッショルドレベルを越えた時に運転者に警告する警
告器である。

【００２３】次に動作について説明する。角度制御器１
１例えばシャフトエンコーダによってある角度を示す角
度信号が出力され、アンテナ駆動器１０はその角度信号
によりモータを制御して、アンテナ９をその角度に向け
る。この時、送信機８では送信パルスが生成され、送受
信分離器１２を通じて、自動車前面に設置されたアンテ
ナ９に送られる。このアンテナ９はホーンアンテナ、マ
イクロストリップアンテナ等具体的種類は適宜である。
アンテナ９より空間に放射された送信パルスは、アンテ
ナ９のビーム内に存在する自動車、道路脇の壁、ガード
レール等で反射し、再びアンテナ９で受信される。この
受信電波は再び送受信分離器１２を通じ、受信機１３で
検波、増幅等が行なわれ受信パルスとなる。この受信パ
ルスは対象までの距離に応じて遅れ、対象の反射係数に
より振幅（強度）が変わっている。画像生成器１４は図
２で示す様に構成され、ビデオ信号はＡ／Ｄ変換器１８
でディジタル信号に変換される。そのディジタル信号は
同期信号と角度信号を入力して直交座標に変換する走査
変換器１９の出力で示される画像メモリ２０上のアドレ
スに記録されていくことで画像データが生成される。こ
の画像データは表示器１５と判定器１６へ送られ、表示
器では例えばＤ／Ａ変換した後データの大きさを輝度に
変えてＣＲＴ上に表示するか、色に変えてカラーディス
プレイ上で表示する等の方法を用いる。この画像の分解
能を高くするため、送信パルスは短かく、アンテナビー
ムは細く、アンテナ駆動器１０は高速に作動するものを
使用する。

【００２４】判定器１６の動作例を図３のフローチャー
ト、図４，図５のレーダ画像を用いて説明する。図３の
入力である画像データは図２の画像メモリ２０からの出
力であり、直交座標系Ｘ−Ｙ上にそれぞれの座標点が、
その点（ｘ，ｙ）での反射強度Ａ_xyを持つ２次元データ
である。まずＳＴ１ではあるスレッショルドＴ₁とすべ
ての座標点での反射強度Ａ_xyと比べ、Ａ_xy≧Ｔ₁の点は
Ａ_xy＝１とし、それ以外はＡ_xy＝０とする２値化を行
う。そして、ＳＴ２では例えば、ある座標点に隣接する
座標点のＡ_xyの値を調べ、Ａ_xy＝１であるなら同じ対象
であるとして同一対象の座標点の集合を求めることによ
り、対象が存在する領域と対象の数を求めることで対象
を個別に分離する。図４の場合では対象がガードレール
領域２１と自動車領域２２の２つの領域に存在すると処
理される。

【００２５】次にＳＴ３でＳＴ２で分離された対象ごと
にＹ軸方向の最大の長さｌを求め、ＳＴ４でその長さｌ
をある設定値Ｌと比較する。ｌ≧ＬであればＳＴ５へ進
み対象を道路脇の壁やガードレール（ｋ＝０）と判定
し、ｌ＜Ｔ₂であればＳＴ６へ進み対象を自動車（ｋ＝
１）と判定する。図４の場合ではガードレール領域２１
が壁又はガードレール自動車領域２２が自動車と判定さ
れる。

【００２６】次にＳＴ７では対象毎に対象の存在する領
域の重心点（ｇ_x，ｇ_y）を求め、その重心点をその対
象の位置とする。図４の場合ではガードレール領域２１
の重心点は２３ａ，自動車領域２２の重心点は２３ｂと
なる。

【００２７】対象が自動車であれば、危険の度合いに関
連するのは式（１）で与えられる自動車の位置までの直
線距離Ｒであり、直線距離Ｒが小さい程危険の度合いは
高い。

【００２８】

【数１】

【００２９】一方、対象が壁やガードレールであれば、
直線距離Ｒはあまり危険度に関連しなくなり、例えば図
５の様な場合には直線距離Ｒは大きくても実際の危険の
度合いは高い。この場合、危険の度合いに関連するのは
重心点のＸ座標値ｇ_xであり、ｇ_xが０に近づく程高く
なる。

【００３０】以上を考慮して、ＳＴ８では危険の度合い
を示す危険度Ｄ、例えば式（２）で算出し、出力する。

【００３１】

【数２】

【００３２】警告器１７では判定器１６出力を観察し、
その値がある一定のスレッショルドレベルを越えた時
に、運転者に対し音あるいは光を用いて警告することに
より衝突等を防止できる。

【００３３】実施例２以下この発明の他の実施例を図６について説明する。図
６において９ａ〜９ｄは自動車の前面、後面、左右両側
面に設けられたアンテナ、１０ａ〜１０ｄはそれぞれア
ンテナ９ａ〜９ｄの指向方位角を高速に変えるアンテナ
駆動器、１１ａ〜１１ｄはそれぞれアンテナ駆動器１０
ａ〜１０ｄを制御する角度制御器、２４は送受信分離器
１２を通じて送られる送信機８出力を４つのアンテナ９
ａ〜９ｄのいずれか１つに切り換えるスイッチ、２５は
４つのアンテナ９ａ〜９ｄのうちどのアンテナに送信機
８出力を送るかを信号として出力し、スイッチ２４を制
御するスイッチ制御器である。８，１２〜１７は上記実
施例１と同一のものである。

【００３４】次に動作について説明する。スイッチ制御
器２５の制御信号によりスイッチ２４が制御され、自動
車の前方、後方、左右側方のうちいずれか一つの走査領
域について、上記実施例１と同じ動作により２次元レー
ダ画像が得られ、危険の度合いを判定し、警告が可能で
ある。スイッチ制御器２５の制御信号は、画像生成器１
４に対しても出力されているため、前後左右の４領域に
ついて実施例１と同じ動作を期待できる。

【００３５】実施例３以下この発明の他の実施例を図７について説明する。図
３において、２６は送信機８出力をＭ個に分配する給電
回路、２７ａ〜２７ｃは給電回路２０のＭ個の各出力毎
に位相を変える移相器、９ｅ〜９ｇはある規則に従って
配置され、移相器２１ａ〜２１ｃ出力を放射するアンテ
ナ、１８ａ〜１８ｃは受信機１３ａ〜１３ｃの各出力に
対しＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器、２８はＡ／Ｄ変換
器１８ａ〜１８ｃの各出力を入力し、距離分解能毎に受
信マルチビームを形成し、一定の方位角毎に反射強度を
求めるアンテナビーム処理装置、１４はアンテナビーム
処理装置２８出力を入力し、走査範囲内の距離方位２次
元レーダ画像を生成する画像生成器である。８，１２ａ
〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃ，１５〜１７は上記実施例１
と同一のものである。

【００３６】次に動作について説明する。送信機８で生
成された送信パルスは給電回路２６によりＭ個に分配さ
れる。移相器２７ａ〜２７ｃはこの送信パルスそれぞれ
にアンテナ９ｅ〜９ｇの位置と所望の送信ビームパター
ンで決定される位相が与えられる送信ビームパターンと
しては広角のビームが使われる。実施例１と同様に送信
パルスはビーム内に存在する対象で反射し再び各アンテ
ナ９ｅ〜９ｇで受信され、アンテナ毎に受信機１３ａ〜
１３ｃで検波、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１８ａ〜１
８ｃによりディジタル信号となる。このＭ個の受信ディ
ジタル信号を送信機８出力である送信パルスで同期をと
り、任意の同一距離毎に例えば昭６３信学春季全大Ｂ−
１２３ディジタルビームフォーミングアンテナの様な信
号処理を行うことで、アンテナビーム処理装置２８は受
信マルチビームを形成して一定の角度毎に反射強度を測
定し、画像生成器１４へ出力する。従って機械的にアン
テナを走査するよりも高速に走査が可能となり、画像が
高速で得られるので、単位時間当たりの情報が増え、特
徴量識別、危険度推定の能力向上が期待できる。

【００３７】実施例４以下この発明の他の実施例を図８について説明する。図
８において２９は判定器１６出力を入力し、ある一定の
スレッショルドレベルを越えたときに、自動車のブレー
キを作動させる強制ブレーキ作動回路であり、８〜１
７，２４，２５は上記実施例２と同一のものである。

【００３８】次に動作について説明する。上記実施例２
と同じ動作が行なわれ、警告器１７が運転者に対し警告
を発したとしても、例えば運転者が居眠り、酔払い等で
正常な判断・動作ができず、危険回避が行なわれない場
合には、判定器１６出力は、警告器１７のもつスレッシ
ョルドレベルよりも高い値となる。強制ブレーキ作動回
路２９は、その警告器１７のもつスレッショルドレベル
よりも高い値でスレッショルドをもち、それを越える値
が判定器１６から出力された時に運転者の意志に関係な
く、自動車のブレーキを作動させる信号を出力すること
で、衝突等を防止できる。

【００３９】実施例５以下この発明の他の実施例を図９について説明する。図
９において３０は判定器１６出力を入力し、その値に応
じて後続車にメッセージを表示する表示パネルであり、
８〜１７，２４，２５，２９は上記実施例４と同一のも
のである。

【００４０】次に動作について説明する。上記実施例４
と同じ動作が行なわれ、強制ブレーキ作動回路２８によ
りブレーキが作動した場合、後続車がその急ブレーキに
対処しきれず追突する危険がある。表示パネル３０は、
判定器１６出力を観測することで、強制ブレーキ作動回
路２９のもつスレッショルドレベルよりも低い出力の時
点で、後続車に急ブレーキの可能性があることを表示
し、追突を防止することができる。

【００４１】実施例６以下この発明の他の実施例を図１０について説明する。
図１０において、３１は特定の質問パルスを発生させる
質問送信機、３２は質問送信機３０出力を放射する質問
アンテナ、３３は角度制御器１１ａ〜１１ｄ出力を入力
して質問アンテナ３２の向く角度を変える質問アンテナ
駆動器、３４は送受信分離器１２ｂを通じて得られる質
問アンテナ３２の受信電波を検波、増幅する応答受信
機、３５は応答受信機３４出力であるＩＤパルスからＩ
Ｄ番号を解読する応答解読器であり８〜１７，２４，２
５，２９，３０は上記実施例５と同一のものである。さ
らに周囲を走行する自動車に設けられているものとし
て、３６は質問アンテナ３２からの送信パルスを受信す
る応答アンテナ、３７は送受信分離器１２ｃを通じて得
られる応答アンテナ３６の受信電波を検波、増幅する質
問受信機、３８は質問受信機３７出力である質問パルス
を解読する質問解読器、３９は質問解読器出力を受け
て、その自動車のＩＤ番号を示すＩＤパルスを発生さ
せ、送受信分離器１２ｃを通じて応答アンテナ３６へ送
る応答送信機である。

【００４２】次に動作について説明する。角度制御器１
１ａ〜１１ｄの角度信号を受け、質問アンテナ駆動器３
３は送信パルスが送られているアンテナ９ａ〜９ｄのい
ずれか１つが向いている角度と同じ角度に質問アンテナ
３２を向ける。質問アンテナ３２は前後左右を向くこと
ができるように自動車屋根上に設ける。このとき、質問
送信機３１ではある特定のパルス列を生成し、質問パル
スとして送受信分離器１２ｂを通じて、質問アンテナ３
２へ送る。質問アンテナ３２から放射された電波は、ア
ンテナビーム内を走行中の自動車屋根上に設けられた応
答アナテナ３６で受信され、送受信分離器１２ｃを通じ
て質問受信機３７で検波、増幅が行なわれ受信信号とな
り、質問解読器３８で質問パルスに解読され、質問パル
スが受信されたことを示す信号が出力される。この信号
を受けて、応答送信機３９はその自動車のＩＤ番号、例
えば自動車ナンバーを表わすパルス列を生成し、ＩＤパ
ルスとして送受信分離器１２ｃを通じて応答アンテナ３
６へ送られる。応答アンテナ３６から放射された電波
は、質問アンテナ３２で受信され、送受信分離器１２ｂ
を通じ、応答受信機３４で検波、増幅が行なわれ受信信
号となり、応答解読器３５でＩＤ番号に解読される。以
上の動作を行う上で、質問アンテナ３２のビームパター
ンはアンテナ９ａ〜９ｄと等しくし、応答アンテナ３１
のビームパターンは自動車の大きさ程度の広がりにする
ことで、アンテナ９ａ〜９ｄで自動車の反射が観測され
ている時に限り、その自動車のＩＤが得られるものとす
る。

【００４３】判定器１６には画像生成器１４出力画像に
加え、応答解読器３５出力を入力することで、自動車と
自動車以外の対象の識別や、複数の自動車の識別等の能
力向上が期待できる。

【００４４】実施例７以下この発明の他の実施例を図１１について説明する。
図１１において４０は画像生成器１４出力と判定器１６
出力を入力し、カーブを検出するカーブ検出器であり、
８〜１７，２４，２５，２９，３０は上記実施例５と同
一のものである。

【００４５】次に動作について説明する。判定器１６と
カーブ検出器４０の動作例を図１２のフローチャート、
図１３，１４を用いて説明する。図３の画像データ、Ｓ
Ｔ１〜ＳＴ８は上記実施例１と同一のものである。判定
器１６のＳＴ９ではＳＴ５で壁又はガードレールと判定
された対象の座標点の集合を記録していくことで、存在
する領域を抽出し、カーブ検出器４０へ出力する。

【００４６】カーブ検出器４０は、ＳＴ１０で対象であ
る壁又はガードレールの存在領域つまり、座標点の集合
に含まれる座標点のもつ反射強度を画像データから取得
し、その座標点の反射強度とする。次にＳＴ１１で真正
面から一定角θだけ離れた２点を選ぶ。選び方として
は、例えば正面よりθ，−θだけ傾いた２直線上で、そ
れぞれ最大の反射強度をもつ点を選ぶ。図１３の場合で
は４１ａと４１ｂ、図１４では４１ｃと４１ｄとなる。
選んだ２点の反射強度Ｐ₁，Ｐ₂とすると、カーブ半径
が大きい図１３の様な場合には各点での入移角の差が大
きく、Ｐ₁，Ｐ₂の差が大きくなる。一方、カーブ半径
が小さい図１４の様な場合には、各点での入移角の差が
小さく、Ｐ₁，Ｐ₂の差が小さくなる。また、対象であ
る壁又はガードレールがもつ反射係数、距離等の影響で
Ｐ₁，Ｐ₂の絶対的なレベルも変化してしまう。以上の
ことを考慮してＳＴ１２ではカーブ半径に関連する値と
してδを式（３）で求める。

【００４７】以上を考慮してＳＴ１２ではカーブ半径に
関連する値としてδを式（３）で求める。このδはカー
ブ半径が小さい程、小さくなる。

【００４８】

【数３】

【００４９】警告１７はこのδを受け、δがある設定値
以下であれば急カーブであるとして、運転者に警告する
ことで、急カーブでの危険を防止できる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、車載用レーダ
装置を、自動車前方の距離方位２次元レーダ画像から、
走査範囲内に存在する対象の重心位置と種類から、危険
の度合いを推定し、運転者に警告を発するように構成し
たので、対象の種類に応じた警告を発し、衝突を防止で
きる効果がある。

【００５１】請求項２の発明によれば、車載用レーダ装
置を、自動車の前後左右の距離方位２次元レーダ画像を
得るように構成したので、前後左右の対象との衝突を防
止できる効果がある。

【００５２】請求項３の発明によれば、車載用レーダ装
置を、複数のアンテナを用いて受信マルチビームが得ら
れるように構成したので、機械的走査が必要なく、高速
に走査が可能となり、単位時間当たりの情報が増え、危
険の度合いの精度が高くなる効果がある。

【００５３】請求項４の発明によれば、危険度が高い場
合に自動車のブレーキを作動させるように構成したの
で、運転者の状態によらず衝突を防止できる効果があ
る。

【００５４】請求項５の発明によれば、自動車の状況を
後続車に伝えるように構成したので、後続車による追突
を防止できる効果がある。

【００５５】請求項６の発明によれば、周囲を走行中の
自動車の存在を確実にするように構成したので、対象の
種類の識別能力を向上できる効果がある。

【００５６】請求項７の発明によれば、急カーブを検出
するよう構成したので、急カーブでの危険を防止できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による車載用レーダ装置を
示す構成図である。

【図２】画像生成器の構成図である。

【図３】この発明の実施例１で用いる判定器の動作を示
すフローチャートである。

【図４】この発明の実施例１で用いるレーダ画像であ
る。

【図５】この発明の実施例１で用いるレーダ画像であ
る。

【図６】この発明の実施例２による車載用レーダ装置を
示す構成図である。

【図７】この発明の実施例３による車載用レーダ装置を
示す構成図である。

【図８】この発明の実施例４による車載用レーダ装置を
示す構成図である。

【図９】この発明の実施例５による車載用レーダ装置を
示す構成図である。

【図１０】この発明の実施例６による車載用レーダ装置
を示す構成図である。

【図１１】この発明の実施例７による車載用レーダ装置
を示す構成図である。

【図１２】この発明の実施例７で用いるカーブ検出器の
動作を示すフローチャートである。

【図１３】この発明の実施例７で用いるレーダとガード
レールの相対位置関係図である。

【図１４】この発明の実施例７で用いるレーダとガード
レールの相対位置関係図である。

【図１５】従来の車載用レーダ装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１マイクロ波回路２アンテナ回路３受信回路４速度検出回路５距離検出回路６ＣＰＵ７スイープ電圧生成回路８送信機９アンテナ１０アンテナ駆動器１１角度制御器１２送受信分離器１３受信機１４画像生成器１５表示器１６判定器１７警告器１８Ａ／Ｄ変換器１９走査変換器２０画像メモリ２１ガードレール領域２２自動車領域２３重心点２４スイッチ２５スイッチ制御器２６給電回路２７移相器２８アンテナビーム処理装置２９強制ブレーキ作動回路３０表示パネル３１質問送信機３２質問アンテナ３３質問アンテナ駆動器３４応答受信機３５応答解読器３６応答アンテナ３７質問受信機３８質問解読機３９応答送信機４０カーブ検出器４１選択点

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また請求項３の発明に係る車載用レーダ装
置は、送信用の短いパルスを発生する送信機と、該送信
機出力をＭ個に分配する給電回路と、該給電回路出力そ
れぞれの位相を変えるＭ個の移相器と、該移相器出力を
自動車周囲に放射するＭ個のアンテナと、上記移相器か
ら上記アンテナへの送信電力と上記アンテナからの受信
電力を分離するＭ個の送受信分離器と、該送受信分離器
を通じて得られる上記アンテナごとの受信電波に検波、
増幅を行い受信信号として出力するＭ個の受信機と、該
受信機の各出力を入力してＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換
器と、該Ａ／Ｄ変換器出力Ｍ個を入力し、距離分解能毎
に受信マルチビームを形成し、アンテナ視野内の一定走
査角毎に反射強度を測定するアンテナビーム処理装置
と、該アンテナビーム処理装置出力を入力しアンテナ視
野内の距離方位２次元レーダ画像を生成する画像生成器
と、該画像生成器の画像を表示する表示器と、上記画像
生成器の画像を入力し対象の重心位置と種類によって危
険の度合いを判定する判定器と、該判定器出力を入力
し、一定のスレッショルドレベルを越えたときに警告信
号を出力する警告器とを備えたものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また請求項４の発明に係る車載用レーダ装
置は、上記判定器の出力端に、上記判定器の出力を入力
し、一定のスレッショルドレベルを越えた時に、自動車
のブレーキを作動させる強制ブレーキ作動回路を設けた
ものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また請求項５の発明に係る車載用レーダ装
置は、上記判定器の出力端に、上記判定器の出力を入力
し、その値に応じて後続車にメッセージを表示する表示
パネルを設けたものである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【作用】請求項１の車載用レーダ装置においては、角度
制御器が自動車前面に設置されたアンテナの向く角度を
表わす信号を発生さらに高速に変化させ、アンテナ駆動
器と表示器に出力する。アンテナ駆動器はその信号に従
いアンテナをその角度に向ける。この時送信機出力の送
信パルスがアンテナから放射され、ビーム内の物体で反
射し再びアンテナで受信され、受信機で受信パルスとな
る。画像生成器は送信機出力と受信機出力と角度制御器
出力を入力し、アンテナが向いている角度方向の距離−
強度分布を記録していくことで、前方走査範囲内の距離
方位２次元画像を生成する。表示器はこの画像を表示
し、判定器はこの画像から反射のある対象の重心位置と
種類から危険の度合いを判定し、警告器はその危険の度
合いによって運転者に警告する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】また請求項４の車載用レーダ装置において
は、強制ブレーキ作動回路が判定器の出力を入力し、一
定のスレッショルドレベルを越えた時に、自動車のブレ
ーキを作動させる。その他の作用は請求項２または請求
項３の車載用レーダ装置と同様である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】また請求項５の車載用レーダ装置において
は、自動車後部に設けた表示パネルが判定器の出力を入
力し、その値に応じて後続車にメッセージを表示する。
その他の作用は請求項４の車載用レーダ装置と同様であ
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【実施例】実施例１以下この発明の一実施例を図１について説明する。図１
において、８は送信用のパルスを発生させる送信機、９
は送信機８出力を空間に放射し受信する自動車前面に設
けられたアンテナ、１０はアンテナ９の向く角度を高速
に変えるアンテナ駆動器、１１はアンテナ９の向く角度
を信号として出力し、アンテナ駆動器１０を制御する角
度制御器、１２は送信機８からアンテナ９への送信電力
と、アンテナ９からの受信電力を分離する送受信分離
器、１３はアンテナ９での受信電波に検波、増幅を行い
受信信号として出力する受信機、１４は送信機８出力と
角度制御器１１出力と受信機１３出力を入力し、走査範
囲の距離方位２次元レーダ画像を生成する画像生成器、
１５は画像生成器１４の画像を表示する表示器、１６は
画像生成器１４の画像を入力し対象の重心位置と種類に
よって危険の度合いを判定する判定器、１７は判定器１
６出力を入力し、一定のスレッショルドレベルを越えた
時に運転者に警告する警告器である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】次に動作について説明する。角度制御器１
１から例えばシャフトエンコーダによってある角度を示
す角度信号が出力され、アンテナ駆動器１０はその角度
信号によりモータを制御して、アンテナ９をその角度に
向ける。この時、送信機８では送信パルスが生成され、
送受信分離器１２を通じて、自動車前面に設置されたア
ンテナ９に送られる。このアンテナ９はホーンアンテ
ナ、マイクロストリップアンテナ等具体的種類は適宜で
ある。アンテナ９より空間に放射された送信パルスは、
アンテナ９のビーム内に存在する自動車、道路脇の壁、
ガードレール等で反射し、再びアンテナ９で受信され
る。この受信電波は再び送受信分離器１２を通じ、受信
機１３で検波、増幅等が行なわれ受信パルスとなる。こ
の受信パルスは対象までの距離に応じて遅れ、対象の反
射係数により振幅（強度）が変わっている。画像生成器
１４は図２で示す様に構成され、ビデオ信号はＡ／Ｄ変
換器１８でディジタル信号に変換される。そのディジタ
ル信号は同期信号と角度信号を入力して直交座標に変換
する走査変換器１９の出力で示される画像メモリ２０上
のアドレスに記録されていくことで画像データが生成さ
れる。この画像データは表示器１５と判定器１６へ送ら
れ、表示器では例えばＤ／Ａ変換した後データの大きさ
を輝度に変えてＣＲＴ上に表示するか、色に変えてカラ
ーディスプレイ上で表示する等の方法を用いる。この画
像の分解能を高くするため、送信パルスは短かく、アン
テナビームは細く、アンテナ駆動器１０は高速に作動す
るものを使用する。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】次に動作について説明する。角度制御器１
１ａ〜１１ｄの角度信号を受け、質問アンテナ駆動器３
３は送信パルスが送られているアンテナ９ａ〜９ｄのい
ずれか１つが向いている角度と同じ角度に質問アンテナ
３２を向ける。質問アンテナ３２は前後左右を向くこと
ができるように自動車屋根上に設ける。このとき、質問
送信機３１ではある特定のパルス列を生成し、質問パル
スとして送受信分離器１２ｂを通じて、質問アンテナ３
２へ送る。質問アンテナ３２から放射された電波は、ア
ンテナビーム内を走行中の自動車屋根上に設けられた応
答アンテナ３６で受信され、送受信分離器１２ｃを通じ
て質問受信機３７で検波、増幅が行なわれ受信信号とな
り、質問解読器３８で質問パルスに解読され、質問パル
スが受信されたことを示す信号が出力される。この信号
を受けて、応答送信機３９はその自動車のＩＤ番号、例
えば自動車ナンバーを表わすパルス列を生成し、ＩＤパ
ルスとして送受信分離器１２ｃを通じて応答アンテナ３
６へ送られる。応答アンテナ３６から放射された電波
は、質問アンテナ３２で受信され、送受信分離器１２ｂ
を通じ、応答受信機３４で検波、増幅が行なわれ受信信
号となり、応答解読器３５でＩＤ番号に解読される。以
上の動作を行う上で、質問アンテナ３２のビームパター
ンはアンテナ９ａ〜９ｄと等しくし、応答アンテナ３１
のビームパターンは自動車の大きさ程度の広がりにする
ことで、アンテナ９ａ〜９ｄで自動車の反射が観測され
ている時に限り、その自動車のＩＤが得られるものとす
る。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】カーブ検出器４０は、ＳＴ１０で対象であ
る壁又はガードレールの存在領域つまり、座標点の集合
に含まれる座標点のもつ反射強度を画像データから取得
し、その座標点の反射強度とする。次にＳＴ１１で真正
面から一定角θだけ離れた２点を選ぶ。選び方として
は、例えば正面よりθ，−θだけ傾いた２直線上で、そ
れぞれ最大の反射強度をもつ点を選ぶ。図１３の場合で
は４１ａと４１ｂ、図１４では４１ｃと４１ｄとなる。
選んだ２点の反射強度Ｐ₁，Ｐ₂とすると、カーブ半径
が大きい図１３の様な場合には各点での入射角の差が大
きく、Ｐ₁，Ｐ₂の差が大きくなる。一方、カーブ半径
が小さい図１４の様な場合には、各点での入射角の差が
小さく、Ｐ₁，Ｐ₂の差が小さくなる。また、対象であ
る壁又はガードレールがもつ反射係数、距離等の影響で
Ｐ₁，Ｐ₂の絶対的なレベルも変化してしまう。以上の
ことを考慮してＳＴ１２ではカーブ半径に関連する値と
してδを式（３）で求める。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大橋由昌鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社電子システム研究所内 (72)発明者近藤倫正鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社電子システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信用の短いパルスを発生する送信機
と、自動車に設置され該送信機出力を放射するアンテナ
と、該アンテナの向く角度を高速に変えるアンテナ駆動
器と、上記アンテナの向く角度を信号として出力し該ア
ンテナ駆動器を制御する角度制御器と、上記送信機から
上記アンテナへの送信電力と上記アンテナからの受信電
力を分離する送受信分離器と、該送受信分離器を通じて
得られる上記アンテナでの受信電波に検波、増幅を行い
受信ビデオ信号として出力する受信機と、該受信機出力
と上記送信機出力と上記角度制御器出力を入力し走査範
囲の距離方位２次元レーダ画像を生成する画像生成器
と、該画像生成器の画像を表示する表示器と、上記画像
生成器の画像を入力し対象の重心位置と種類によって危
険の度合いを判定する判定器と、該判定器出力を入力
し、一定のスレッショルドレベルを越えたときに警告信
号を出力する警告器とを備えたことを特徴とする車載用
レーダ装置。
【請求項２】自動車の前面、後面、左右両面それぞれ
に設けられたアンテナと、アンテナ駆動器と、角度制御
器を備え、送受信分離器出力端に、上記送受信分離器出
力を上記４個のアンテナに切り換えるスイッチと、該ス
イッチの切り替え制御信号を該スイッチと上記表示器に
出力するスイッチ制御器を付加したことを特徴とする請
求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項３】送信用の短いパルスを発生する送信機
と、該送信機出力をＭ個に分配する給電回路と、該給電
回路出力それぞれの位相を変えるＭ個の移相器と、該移
相器出力を自動車周囲に放射するＭ個のアンテナと、上
記移相器から上記アンテナへの送信電力と上記アンテナ
からの受信電力を分離するＭ個の送受信分離器と、該送
受信分離器を通じて得られる上記アンテナごとの受信電
波に検波、増幅を行い受信信号として出力するＭ個の受
信機と、該受信機の各出力を入力してアナログ／ディジ
タル変換（以下Ａ／Ｄ変換と記す）を行うＡ／Ｄ変換器
と、該Ａ／Ｄ変換器出力Ｍ個を入力し、距離分解能毎に
受信マルチビームを形成し、アンテナ視野内の一定走査
角毎に反射強度を測定するアンテナビーム処理装置と、
該アンテナビーム処理装置出力を入力しアンテナ視野内
の距離方位２次元レーダ画像を生成する画像生成器と、
該画像生成器の画像を表示する表示器と、上記画像生成
器の画像を入力し対象の重心位置と種類によって危険の
度合いを判定する判定器と、該判定器出力を入力し、一
定のスレッショルドレベルを越えたときに警告信号を出
力する警告器とを備えたことを特徴とする車載用レーダ
装置。
【請求項４】危険度推定器の出力端に、上記危険度推
定器の出力を入力し、一定のスレッショルドレベルを越
えた時に、自動車のブレーキを作動させる強制ブレーキ
作動回路を付加したことを特徴とする請求項２又は請求
項３記載の車載用レーダ装置。
【請求項５】危険度推定器の出力端に、上記危険度推
定器の出力を入力し、その値に応じて後続車にメッセー
ジを表示する表示パネルを付加したことを特徴とする請
求項４記載の車載用レーダ装置。
【請求項６】特定の質問パルスを発生する質問送信機
と、該質問送信機出力を放射する質問アンテナと、上記
角度制御器出力を入力して該質問アンテナの向く角度を
変える質問アンテナ駆動器と、上記質問送信機から上記
質問アンテナへの送信電力と、上記質問アンテナからの
受信電力を分離する送受信分離器と、該送受信分離器を
通じ上記質問アンテナでの受信電波に検波、増幅を行い
受信信号とする応答受信機と、該応答受信機出力を入力
しＩＤパルスを解読し上記判定器へ出力する応答解読器
を付加し、さらに上記質問アンテナからの送信パルスが
届く範囲を走行中の自動車が、上記質問アンテナから放
射された送信パルスを受信する応答アンテナと、該応答
アンテナでの受信電波に検波、増幅を行い受信信号とす
る質問受信機と、該質問受信機出力を入力し質問パルス
を解読する質問解読器と、該質問解読器出力を入力して
その自動車のＩＤ番号を表わす特定のＩＤパルスを発生
させ応答アンテナへ出力する応答送信機と、該応答送信
機から上記応答アンテナへの送信電力と、上記応答アン
テナから質問受信機への受信電力を分離する送受信分離
機とを備えたことを特徴とする請求項５記載の車載用レ
ーダ装置。
【請求項７】画像生成器出力端に、上記画像生成器出
力画像と判定器出力を入力し、ガードレールまたは道路
脇の壁等の反射強度の変化を用いカーブを検出し、警告
器へ出力するカーブ検出器を付加したことを特徴とする
請求項６記載の車載用レーダ装置。