JPH10142321A - ミリ波レーダ搭載車両 - Google Patents

ミリ波レーダ搭載車両

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Publication number
JPH10142321A
JPH10142321A JP8302962A JP30296296A JPH10142321A JP H10142321 A JPH10142321 A JP H10142321A JP 8302962 A JP8302962 A JP 8302962A JP 30296296 A JP30296296 A JP 30296296A JP H10142321 A JPH10142321 A JP H10142321A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wave radar
vehicle
dump truck
millimeter
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP8302962A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Kitahara
康夫 北原
Taku Murakami
卓 村上
Kunihiro Yamazaki
国博 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP8302962A priority Critical patent/JPH10142321A/ja
Publication of JPH10142321A publication Critical patent/JPH10142321A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Shovels (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対向したダンプトラックのミリ波レーダに
よって確実に探知されるダンプトラックとする。 【解決手段】 左右いずれか一方が運転席10であり、
他方がベッセル11の前面板12と対向する空間13で
あるダンプトラック14において、ミリ波を反射するリ
フレクタ15を前記空間部13に設けたダンプトラック
である。これによって、このダンプトラックと相対向し
たダンプトラックのミリ波レーダの受信強度が全方向で
安定するから確実に探知することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両から探知物体
までの距離や相対速度を探知するミリ波レーダを搭載し
たダンプトラックや土砂移送車両などのミリ波レーダ搭
載車両に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、高速道路上での運転者の不注意や
判断ミスによる衝突事故防止策として、車両に超音波セ
ンサ、レーザレーダ、赤外線レーダ、画像センサ、電波
レーダ等の対物検知装置を搭載する試みがなされてい
る。ところが超音波センサはノイズ音の影響を受け、レ
ーザや赤外線レーダは天候(雨、霧、雪)や粉塵の影響
を受け、画像センサは天候(雨、霧、雪)や粉塵の影響
を受ける他、処理技術が複雑である等の欠点があるため
実用性に乏しい。
【0003】これに対し電波レーダは、天候の影響を受
けないため船舶や航空機で多用されている。ところがこ
の電波レーダを車両に搭載すると、路面や環境物からの
クラッタを受けるため満足なものがなかなか得られない
のが実情である。
【0004】ただし、ミリ波レーダはマイクロ波レーダ
等と較べて波長がより短いため、送受信アンテナをより
小さくでき(即ち、車載が容易となる)、アンテナビー
ム幅θ(図1参照)をより狭くでき(即ち、路面や環境
物からクラッタを受け難くなる)、またドップラ周波数
による探知物体との相対速度をより高精度で探知できる
等の利点がある。
【0005】即ち図1に示すように、車両1に搭載した
ミリ波レーダの送受信アンテナ2の送信アンテナ2aか
ら送信波3aを発射し、受信アンテナ2bによって探知
物体4からの反射波3bを受信し、これにより探知物体
4との距離Lや相対速度V(車両速度V1 −探知物体速
度V2 )を探知する。なお、探知のためのミリ波レーダ
での送受信波3a,3bに対する処理として、パルス方
式、2周波数CW方式、FM−CW方式等が知られ、ま
た複数の探知物体4に対して夫々を同時に探知するフィ
ルタバンクや、FFT(高速フーリエ変換)等の周波数
解析法が採用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、前述の
ミリ波レーダをダンプトラック、バケットやブレードを
備えた土砂移送車両に搭載して採石現場において実際に
稼動しながら種々の実験を行った。
【0007】この結果、周波数解析法によって周波数解
析したにもかかわらず交差点での双方探知を確実に行え
なかった。
【0008】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにしたミリ波レーダ搭載車両を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明者
等は、前述の事由について鋭意研究、実験した結果、前
述のダンプトラックや土砂移送車両は外観形状が複雑の
ためにミリ波の反射方向が安定せずに対向した一方の車
両のミリ波レーダの反射強度が不安定となるので対向し
た他方の車両を確実の探知できないことを見出した。
【0010】このことに着目して更に研究、実験した結
果、本発明に至った。
【0011】第1の発明は、左右いずれか一方が運転席
10であり、他方がベッセル11の前面板12と対向す
る空間13であるダンプトラック14において、ミリ波
を反射するリフレクタ15を前記空間部13に設けたこ
とを特徴とするミリ波レーダ搭載車両である。
【0012】第2の発明は、車体20の前面21や後面
22にバケット23やブレードを備えた土砂移送車両2
4において、ミリ波を反射するリフレクタ25を前記車
体20の前面21や後面22及び/又はバケット23や
ブレードの周辺に設けたことを特徴とするミリ波レーダ
搭載車両である。
【0013】第1の発明及び第2の発明によれば、反射
強度[dB]が得られにくい形状の特定車両(ダンプト
ラック、土砂移送車両)において、反射強度[dB]が
得られにくい部位を特定してその部位(空間部13、前
面21、後面22、バケット23の周囲、ブレードの周
囲)にリフレクタ15,25を設けることとしたので、
例えば交差点での双方探知を確実に行える。
【0014】
【発明の実施の形態及び実施例】事例説明に先立ち、理
解を早めるために、事例の車両に装着したミリ波レーダ
例の仕様を先ず述べておく。
【0015】ミリ波は、波長λが1〜10mm(即ち、
300〜30GHz)の電磁波であるが、本例では周波
数59.5GHz(即ち、λはほぼ5mm)を用い、F
M−CW方式のもと、FFTによる周波数解析を行って
いる、FM−CW方式は、図2に示すように、ミリ波
(搬送波)を信号波(本例では三角波)によって変調
し、変調された送信波3aと受信波3bとをミキシング
してビート周波数fb1,fb2を得た後、次の一般式
(1),(2)によって車両と探知物体との距離L及び
相対速度Vを算出している。
【0016】 L=C(fb2+fb1)/(8△F・fm)…(1) V=C(fb2−fb1)/(4fo)…………(2)
【0017】なお、Cは光速、fb1は同図2で示した
「増加側のビート周波数」、fb2は同図2で示した
「減少側のビート周波数」、△Fは周辺周波数(本例で
は75MHz)、fmは前記三角波の周波数(本例では
781.25kHz)、foは中心周波数であって前記
ミリ波の周波数(59.5GHz)である。
【0018】ところで図2は探知物体が単一の場合の説
明図であるが、複数の探知物体を夫々同時に探知するた
めに本例ではFFTを採用している。即ち受信波3bは
探知物体との距離L、探知物体への方向(送受信アンテ
ナから見たアンテナビーム中心c(図1参照)と探知物
体との方向とのずれ角、探知物体の有効反射面積等によ
り、その受信強度[dB]が異なる。
【0019】そこでFFTでは前記受信強度[dB]の
違いに着目し、受信強度[dB]に所定の閾値を設け、
この閾値よりも大きな受信強度[dB]のビート周波数
を得ている。そしてこのように閾値よりも大きな受信強
度[dB]のビート周波数を得ている。そしてこのよう
に閾値を設定すると、複数の探知物体に相当する複数の
受信強度[dB]が得られる。即ち探知物体が単一なら
ば、略パスル的なピーク値が得られ、一方探知物体が例
えば上り坂のような連続体ならば、この連続体も一種の
複数の探知物体の集合としての連続ピーク値が得られ
る。
【0020】前記「従来の技術」の欄で説明したアンテ
ナビーム幅θは次の一般式(3)で表される。
【0021】θはほぼ70・λ/D………(3)
【0022】このアンテナビーム幅θはアンテナ利得が
最大であるアンテナビーム中心cでの前記最大アンテナ
利得の半値(1/2)までの角度であって電波レーダで
の有効電波の広がりを示す。
【0023】詳細を後述する本例の送受信アンテナは、
図3を示すように、アンテナ有効長さDが夫々縦横約8
5mmの平面形の送信アンテナ2aと受信アンテナ2b
とを隣接配置した例である。このため本例の送受信アン
テナ2のアンテナビーム幅θは、上記一般式(3)によ
り、θはほぼ4°(即ち、上下左右へ各2°)となる。
なお、電波レーダでの探知物体に対する探知距離分解性
能△Lは、次の一般式(4)で与えられ、本例では△L
=2m(即ち、前後±1mの精度)となる。
【0024】△L=C/(2△F)………(4) 以下、事例を詳説する。図1に示すように、上記仕様の
ミリ波レーダを車載した車両1は、前面に、かつ地表か
ら1〜2mの位置にアンテナビーム中心cを水平とする
送受信アンテナ2を装着している。上記仕様のアンテナ
2をこのように装着すると、詳細説明は省略するが、実
験成績によれば最大有効探知幅が前方で約4〜4.5
m、かつ最遠有効探知が100m程度となり、しかもグ
ランドクラッタを殆ど受けない。
【0025】ところで上記のように車両の各部にミリ波
を反射するリフレクタを設けることについて、本発明者
等は各種実験を行った。その結果、リフレクタを装着し
ない状態のトラック、自動車、自転車等を探知物体とし
て、前後左右方向(F,B,R,L)及び斜め方向から
対物探知したときの、各方向における受信波3bの受信
強度[dB]は図4に示すようになった。
【0026】同図4から明らかなように、前後左右での
受信強度[dB]は高いが、斜め方向での受信強度[d
B]は該して高くないが、区別可能である。
【0027】ところが図5に示すように、左右いずれか
一方が運転席10であり、他方がベッセル11の前面板
12と対向した空間13であるダンプトラック14にお
いては、図6の破線に示すように、前での及び反運転席
10側の斜めでの受信強度[dB]が極めて低い。更に
同図6で従来使用されていたレーザレーダの値を一点鎖
線で記入している。
【0028】このことからレーザレーダの受信強度は全
体に極めて低く探知が難しいが、方向による強度変化は
小さい。また、ミリ波レーダはレーザレーダよりも受信
強度の方向依存性が高いことが明らかである。
【0029】また図7に示すように、車体20の前面2
1や後面22にバケット23やブレードを備えた土砂移
送車両24においても、図8の破線で示すように、前で
の受信強度[dB]が極めて低い。
【0030】同8図にも同様にレーザレーダの受信強度
が一点鎖線で記入してある。これからレーザレーダより
もミリ波レーダの方向依存性が高いことが明らかであ
る。
【0031】以上のことから、従来の探知センサである
レーザレーダでは考慮する必要がなかった方向依存性に
ついてミリ波レーダでは考慮する必要があることが判明
した。これは探知対象の表面の凹凸と電磁波の波長の関
係から決まる原因によるものと推察される。
【0032】そして、前述のミリ波レーダの方向依存性
のために、例えば交差点では、正面から又は側面から他
の車両によって検知される必要があるにも係わらず、探
知不能又は探知困難の状態に陥ることになることが判明
した。
【0033】そこで、前述の図5に示すダンプトラック
の場合に、同5図に示すように前記空間部13にミリ波
を反射するリフレクタ15を取付けた。
【0034】この結果、相手車両のミリ波レーダの受信
強度は図6の実線で示すように、反運転席10側の斜め
での受信強度[dB]は高くなる。
【0035】一方、図7の土砂移送車両24では、同図
7に示すように、前記車体20の前面21にリフレクタ
25を取付けた。このようにすると、図8の実線に示す
ように、前での受信強度[dB]は高くなる。なお、リ
フレクタ25は後面22及び又はバケット23やブレー
ドの周囲に取付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のミリ波レーダを搭載したダンプトラック
の正面図である。
【図2】FM−CWを説明するグラフである。
【図3】本発明の実施の形態に使用した送受信アンテナ
の斜視図である。
【図4】一般車両の周囲での受信強度の特性図である。
【図5】本発明の実施の形態を示すダンプトラックの斜
視図である。
【図6】図5のダンプトラックの周囲での受信強度の特
性図である。
【図7】本発明の実施の形態を示す土砂移送機械の斜視
図である。
【図8】図7のダンプトラックの周囲での受信強度の特
性図である。
【符号の説明】
1…車両 2…送受信アンテナ 2a…送信アンテナ 2b…受信アンテナ 3a…送信波 3b…反射波 4…探知物体 10…運転室 11…ベッセル 12…前面板 13…空間部 14…ダンプトラック 15…リフレクタ 20…車体 21…前面 22…後面 23…バケット 24…土砂搬送車両 25…リフレクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右いずれか一方が運転席10であり、
    他方がベッセル11の前面板12と対向する空間13で
    あるダンプトラック14において、 ミリ波を反射するリフレクタ15を前記空間部13に設
    けたことを特徴とするミリ波レーダ搭載車両。
  2. 【請求項2】 車体20の前面21や後面22にバケッ
    ト23やブレードを備えた土砂移送車両24において、 ミリ波を反射するリフレクタ25を前記車体20の前面
    21や後面22及び/又はバケット23やブレードの周
    辺に設けたことを特徴とするミリ波レーダ搭載車両。
JP8302962A 1996-11-14 1996-11-14 ミリ波レーダ搭載車両 Pending JPH10142321A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8302962A JPH10142321A (ja) 1996-11-14 1996-11-14 ミリ波レーダ搭載車両

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JP8302962A JPH10142321A (ja) 1996-11-14 1996-11-14 ミリ波レーダ搭載車両

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JPH10142321A true JPH10142321A (ja) 1998-05-29

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JP8302962A Pending JPH10142321A (ja) 1996-11-14 1996-11-14 ミリ波レーダ搭載車両

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2400712A (en) * 2003-02-28 2004-10-20 Mervyn George Edward Brodie A radar safety system for detecting workmen within a danger area
DE102006026950B4 (de) * 2005-06-14 2016-08-18 Honda Motor Co., Ltd. Motorrad aufweisend eine Reflektorvorrichtung
DE102019200411A1 (de) 2019-01-16 2020-07-16 Zf Friedrichshafen Ag Verkehrsfahrzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2400712A (en) * 2003-02-28 2004-10-20 Mervyn George Edward Brodie A radar safety system for detecting workmen within a danger area
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