JPH1039013A - 道路上方に設置するレーダ装置 - Google Patents
道路上方に設置するレーダ装置Info
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- JPH1039013A JPH1039013A JP20766496A JP20766496A JPH1039013A JP H1039013 A JPH1039013 A JP H1039013A JP 20766496 A JP20766496 A JP 20766496A JP 20766496 A JP20766496 A JP 20766496A JP H1039013 A JPH1039013 A JP H1039013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】道路上方に設置され、人手により測定せずとも
正確なレーダ装置高さhを推定して正確な目標物の車速
を測定しうるレーダ装置を提供すること。 【解決手段】推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置
と目標物との間の直線距離dとから向かい角thを求め
る向かい角計算手段2と、レーダ装置に対する直線方向
の速度成分と向かい角とにより目標物の平均車速mvv
を推定する車速推定手段a3と、レーダ装置と目標物と
の間の直線距離と向かい角との変化から目標物の平均車
速mvv2を推定する車速推定手段b4と、平均車速m
vvと平均車速mvv2の大きさを比較して、その差か
ら、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレーダ装置
高さ推定手段5とを備えたことを特徴とする。
正確なレーダ装置高さhを推定して正確な目標物の車速
を測定しうるレーダ装置を提供すること。 【解決手段】推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置
と目標物との間の直線距離dとから向かい角thを求め
る向かい角計算手段2と、レーダ装置に対する直線方向
の速度成分と向かい角とにより目標物の平均車速mvv
を推定する車速推定手段a3と、レーダ装置と目標物と
の間の直線距離と向かい角との変化から目標物の平均車
速mvv2を推定する車速推定手段b4と、平均車速m
vvと平均車速mvv2の大きさを比較して、その差か
ら、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレーダ装置
高さ推定手段5とを備えたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路上方に取付け
られ、通行する自動車等からレーダ装置自体までの高さ
を推定し自動車等の車数とか速度等の計測に用いられる
レーダ装置に関する。
られ、通行する自動車等からレーダ装置自体までの高さ
を推定し自動車等の車数とか速度等の計測に用いられる
レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、例えば高速道路等の道路上方に
設置するレーダ装置としては、例えば、特開平6−30
1885号公報に開示されているような、その他多数の
出願が公開されている。
設置するレーダ装置としては、例えば、特開平6−30
1885号公報に開示されているような、その他多数の
出願が公開されている。
【0003】特開平6−301885号公報によると、
それはパルス発生器と、分周回路と、変調器と、2個の
サンプルホールド回路とを備え、アンテナから一定距離
の範囲にある走行車のみの速度を測定できるようにした
ものである。すなわち、送信波を矩形波変調をかけ、か
つサンプルホールド回路によって速度が測定できるアン
テナからの上限距離と下限距離を決めることができるた
め、車両のレーダ反射断面積に殆ど依存することなく、
上記上限距離と上記下限距離内の車両のみの速度が測定
できる、ようにしたものである。
それはパルス発生器と、分周回路と、変調器と、2個の
サンプルホールド回路とを備え、アンテナから一定距離
の範囲にある走行車のみの速度を測定できるようにした
ものである。すなわち、送信波を矩形波変調をかけ、か
つサンプルホールド回路によって速度が測定できるアン
テナからの上限距離と下限距離を決めることができるた
め、車両のレーダ反射断面積に殆ど依存することなく、
上記上限距離と上記下限距離内の車両のみの速度が測定
できる、ようにしたものである。
【0004】更に、また、この種の従来のレーダ装置と
しては、例えば、図4に示すようなものがあった。図4
は従来の道路上方に設置するレーダ装置の一例の概略構
成を示すブロック図である。以下、図4及び図2を参照
して、従来の道路上方に設置したレーダ装置の構成につ
いて説明する。ここで、図2は道路上方に設置したレー
ダモジュールを有するレーダ装置と移動する目標物との
間の距離及び速度等の算出を説明する模式図である。
しては、例えば、図4に示すようなものがあった。図4
は従来の道路上方に設置するレーダ装置の一例の概略構
成を示すブロック図である。以下、図4及び図2を参照
して、従来の道路上方に設置したレーダ装置の構成につ
いて説明する。ここで、図2は道路上方に設置したレー
ダモジュールを有するレーダ装置と移動する目標物との
間の距離及び速度等の算出を説明する模式図である。
【0005】図4において、1は道路上方に設置され、
電波を送信して目標物(例えば、車両等の移動体)7で
反射されて戻ってきた戻り電波を受信して、目標物7と
の間の距離及び相対速度を求めるレーダモジュール、2
はレーダ装置8と目標物7との間の直線距離dとレーダ
装置高さhとから向かい角thを算出する向かい角計算
手段、6はレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の
速度成分uと向かい角計算手段2からの向かい角thと
から目標物7の平均車速mvvを推定する車速推定手
段、図2において、7はレーダ装置8との間で相対的に
移動する目標物、8はレーダモジュール1を装備したレ
ーダ装置である。
電波を送信して目標物(例えば、車両等の移動体)7で
反射されて戻ってきた戻り電波を受信して、目標物7と
の間の距離及び相対速度を求めるレーダモジュール、2
はレーダ装置8と目標物7との間の直線距離dとレーダ
装置高さhとから向かい角thを算出する向かい角計算
手段、6はレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の
速度成分uと向かい角計算手段2からの向かい角thと
から目標物7の平均車速mvvを推定する車速推定手
段、図2において、7はレーダ装置8との間で相対的に
移動する目標物、8はレーダモジュール1を装備したレ
ーダ装置である。
【0006】次に、図4及び図2を参照して、従来の道
路上方に設置したレーダ装置8の動作について説明す
る。まず、道路上方に設置したレーダ装置8に装備され
たレーダモジュール1は、送信する電波として例えばミ
リ波(30GHz〜300GHz)帯の電波を用いて、
道路上にその電波を送信する。送信された電波は目標物
7で反射されて戻ってくるが、その戻り波を受信するこ
とによって、レーダモジュール1と目標物7との間の距
離による時間遅延とレーダモジュール1と目標物7との
間の相対的な距離変化によるドップラーシフト効果とを
何らかの方法で検出し、レーダモジュール1と目標物7
との間の距離及び相対速度を求める。
路上方に設置したレーダ装置8の動作について説明す
る。まず、道路上方に設置したレーダ装置8に装備され
たレーダモジュール1は、送信する電波として例えばミ
リ波(30GHz〜300GHz)帯の電波を用いて、
道路上にその電波を送信する。送信された電波は目標物
7で反射されて戻ってくるが、その戻り波を受信するこ
とによって、レーダモジュール1と目標物7との間の距
離による時間遅延とレーダモジュール1と目標物7との
間の相対的な距離変化によるドップラーシフト効果とを
何らかの方法で検出し、レーダモジュール1と目標物7
との間の距離及び相対速度を求める。
【0007】ここで、レーダ装置8が道路上方に設置さ
れ固定されていることを想定しているので、上記の相対
速度は純粋に目標物7の移動による成分である。(上記
の距離による時間遅延及び相対的な距離変化によるドッ
プラーシフト効果は、例えば財団法人 電波システム開
発センター著の自動車用レーダ研究開発報告書に記載さ
れているような、FM−CW方式、パルス方式、2周波
方式、SS方式と他のいくつかの方法により求めること
ができる。)
れ固定されていることを想定しているので、上記の相対
速度は純粋に目標物7の移動による成分である。(上記
の距離による時間遅延及び相対的な距離変化によるドッ
プラーシフト効果は、例えば財団法人 電波システム開
発センター著の自動車用レーダ研究開発報告書に記載さ
れているような、FM−CW方式、パルス方式、2周波
方式、SS方式と他のいくつかの方法により求めること
ができる。)
【0008】ただし、一般には、目標物7の高さとレー
ダ装置8の高さとは同一でないため、レーダモジュール
1の出力として得られる距離及び速度は、レーダ装置8
と目標物7との間の直線距離dと、レーダ装置8と目標
物7とを結ぶ直線方向の速度成分uである。そこで、以
下に説明するように、道路上を走行する目標物7の車速
を計算により推定する必要がある。
ダ装置8の高さとは同一でないため、レーダモジュール
1の出力として得られる距離及び速度は、レーダ装置8
と目標物7との間の直線距離dと、レーダ装置8と目標
物7とを結ぶ直線方向の速度成分uである。そこで、以
下に説明するように、道路上を走行する目標物7の車速
を計算により推定する必要がある。
【0009】まず、レーダ装置8の道路からの高さであ
るレーダ装置高さhを、あらかじめ人間が測定して記録
しておく。ここで、レーダ装置高さhは、正確には目標
物7からの高さであるが、ここで予め測定するのは説明
を簡単にするため、道路からの高さとする。
るレーダ装置高さhを、あらかじめ人間が測定して記録
しておく。ここで、レーダ装置高さhは、正確には目標
物7からの高さであるが、ここで予め測定するのは説明
を簡単にするため、道路からの高さとする。
【0010】このあらかじめ測定したレーダ装置高さh
とレーダ装置8と目標物7との間の直線距離dとから、
向かい角計算手段2において、下記〔式1〕によりに目
標物7のレーダ装置8に対する向かい角thを求める。 〔式1〕 th=Asin(h/d) (ただし、Asinは
sinの逆関数)
とレーダ装置8と目標物7との間の直線距離dとから、
向かい角計算手段2において、下記〔式1〕によりに目
標物7のレーダ装置8に対する向かい角thを求める。 〔式1〕 th=Asin(h/d) (ただし、Asinは
sinの逆関数)
【0011】次に、車速推定手段6は、向かい角th
と、レーダモジュール1の出力であるレーダ装置8と目
標物7とを結ぶ直線方向の速度成分uとから、下記〔式
2〕により、目標物7の車速vを計算により推定する。 〔式2〕 v=u/cos(th)
と、レーダモジュール1の出力であるレーダ装置8と目
標物7とを結ぶ直線方向の速度成分uとから、下記〔式
2〕により、目標物7の車速vを計算により推定する。 〔式2〕 v=u/cos(th)
【0012】以上のような構成により、道路から上方に
離れてレーダ装置8が固定されていても、目標物7の車
速vを推定することができる。
離れてレーダ装置8が固定されていても、目標物7の車
速vを推定することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の道路上方に設置したレーダ装置では、正確
に目標物の車速を推測するためには、レーダ装置の道路
からの高さであるレーダ装置高さhをあらかじめ測定し
設定しておかねばならず、もし、設定したレーダ測定装
置高さに誤差があったり、何らかの障害で高さの誤差が
後に生じたり、あるいは、別の全く違う場所に取り付け
られた場合とか、目標物毎に高さが異なる等の理由によ
り、レーダ装置高さhが真のレーダ装置高さとは異な
り、そのため、目標物の車速を正確に計算することがで
きないという問題があった。
ような構成の道路上方に設置したレーダ装置では、正確
に目標物の車速を推測するためには、レーダ装置の道路
からの高さであるレーダ装置高さhをあらかじめ測定し
設定しておかねばならず、もし、設定したレーダ測定装
置高さに誤差があったり、何らかの障害で高さの誤差が
後に生じたり、あるいは、別の全く違う場所に取り付け
られた場合とか、目標物毎に高さが異なる等の理由によ
り、レーダ装置高さhが真のレーダ装置高さとは異な
り、そのため、目標物の車速を正確に計算することがで
きないという問題があった。
【0014】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、道路上方に設置し、特に人手を煩わ
してレーダ装置高さを測定することなく、正確なレーダ
装置高さhを計算により推定して、正確な目標物の車速
を推定することができるレーダ装置を提供することを目
的とする。
になされたもので、道路上方に設置し、特に人手を煩わ
してレーダ装置高さを測定することなく、正確なレーダ
装置高さhを計算により推定して、正確な目標物の車速
を推定することができるレーダ装置を提供することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーダ装置
は、推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置と目標物
との間の直線距離dとから目標物からレーダ装置に対す
る向かい角thを求める向かい角計算手段と、レーダ装
置に対する直線方向の速度成分と目標物からレーダ装置
に対する向かい角とにより目標物のΔt時間の平均車速
mvvを推定する車速推定手段aとを具備し、道路上方
に設置され、レーダ装置の斜め下前方の目標物との間の
直線距離とレーダ装置に対する直線方向の速度成分とを
測定するレーダ装置であって、更に、ある時間Δtにお
けるレーダ装置と目標物との間の直線距離と目標物から
レーダ装置に対する向かい角との変化から目標物の平均
車速mvv2を推定する車速推定手段bと、平均車速m
vvと平均車速mvv2との大きさを比較して、その差
から、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレーダ装
置高さ推定手段とを備え、現実の目標物からレーダ装置
高さ推定値hを逐次更新して求めることにより目標物の
車速を推定するようにしたものである。
は、推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置と目標物
との間の直線距離dとから目標物からレーダ装置に対す
る向かい角thを求める向かい角計算手段と、レーダ装
置に対する直線方向の速度成分と目標物からレーダ装置
に対する向かい角とにより目標物のΔt時間の平均車速
mvvを推定する車速推定手段aとを具備し、道路上方
に設置され、レーダ装置の斜め下前方の目標物との間の
直線距離とレーダ装置に対する直線方向の速度成分とを
測定するレーダ装置であって、更に、ある時間Δtにお
けるレーダ装置と目標物との間の直線距離と目標物から
レーダ装置に対する向かい角との変化から目標物の平均
車速mvv2を推定する車速推定手段bと、平均車速m
vvと平均車速mvv2との大きさを比較して、その差
から、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレーダ装
置高さ推定手段とを備え、現実の目標物からレーダ装置
高さ推定値hを逐次更新して求めることにより目標物の
車速を推定するようにしたものである。
【0016】本発明によれば、道路上方に設置し、特に
人手を煩わしてレーダ装置高さを測定することなく、正
確なレーダ装置高さhを計算により推定して、正確な目
標物の車速を推定することができるレーダ装置が得られ
る。
人手を煩わしてレーダ装置高さを測定することなく、正
確なレーダ装置高さhを計算により推定して、正確な目
標物の車速を推定することができるレーダ装置が得られ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、道路上方に設置され、レーダ装置の斜め下前方の目
標物との間の直線距離とレーダ装置に対する直線方向の
速度成分とを測定するレーダ装置であって、前記レーダ
装置の推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置と目標
物との間の直線距離dとから、目標物のレーダ装置に対
する向かい角thを求める向かい角計算手段と、時間Δ
t間について、レーダ装置に対する直線方向の速度成分
と前記向かい角計算手段によって求められた目標物の向
かい角とにより、目標物の平均車速mvvを推定する車
速推定手段aと、時間Δt間について、レーダ装置と目
標物との間の直線距離と前記向かい角計算手段によって
求められた目標物の向かい角とにより、目標物の平均車
速mvv2を推定する車速推定手段bと、前記車速推定
手段aで得られた平均車速mvvと前記車速推定手段b
で得られた平均車速mvv2との大きさを比較して、そ
の差から、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレー
ダ装置高さ推定手段とを備えるようにしたものであり、
特に人手を煩わしてレーダ装置高さを測定することな
く、正確なレーダ装置高さhを計算により推定して、正
確な目標物の車速を推定することができるレーダ装置が
得られるという作用を有する。
は、道路上方に設置され、レーダ装置の斜め下前方の目
標物との間の直線距離とレーダ装置に対する直線方向の
速度成分とを測定するレーダ装置であって、前記レーダ
装置の推定されたレーダ装置高さhとレーダ装置と目標
物との間の直線距離dとから、目標物のレーダ装置に対
する向かい角thを求める向かい角計算手段と、時間Δ
t間について、レーダ装置に対する直線方向の速度成分
と前記向かい角計算手段によって求められた目標物の向
かい角とにより、目標物の平均車速mvvを推定する車
速推定手段aと、時間Δt間について、レーダ装置と目
標物との間の直線距離と前記向かい角計算手段によって
求められた目標物の向かい角とにより、目標物の平均車
速mvv2を推定する車速推定手段bと、前記車速推定
手段aで得られた平均車速mvvと前記車速推定手段b
で得られた平均車速mvv2との大きさを比較して、そ
の差から、レーダ装置高さ推定値hを逐次更新するレー
ダ装置高さ推定手段とを備えるようにしたものであり、
特に人手を煩わしてレーダ装置高さを測定することな
く、正確なレーダ装置高さhを計算により推定して、正
確な目標物の車速を推定することができるレーダ装置が
得られるという作用を有する。
【0018】本発明の請求項2に記載の発明は、前記請
求項1に記載されたレーダ装置に用いられるレーダ装置
高さ推定手段であって、レーダ装置と目標物との間の直
線距離から車速推定手段bで得られた平均車速mvv2
とレーダ装置と目標物とを結ぶ直線方向の速度成分から
車速推定手段aで得られた平均車速mvvとから、下記
逐次更新式によりレーダ装置高さhを求め、 h(n) = h(n−1) + α*(mvv2−mv
v) ここで、α(>0)を推定ゲインとし、(nは一般式と
しての時間を示す) 両平均車速の差が0となるように、前記レーダ装置の推
定されたレーダ装置高さhを更新するようにしたもので
あり、レーダ測定に誤差がある場合でも、レーダ装置高
さhを正確に推定することができるレーダ装置高さ推定
装置が得られるという作用を有する。
求項1に記載されたレーダ装置に用いられるレーダ装置
高さ推定手段であって、レーダ装置と目標物との間の直
線距離から車速推定手段bで得られた平均車速mvv2
とレーダ装置と目標物とを結ぶ直線方向の速度成分から
車速推定手段aで得られた平均車速mvvとから、下記
逐次更新式によりレーダ装置高さhを求め、 h(n) = h(n−1) + α*(mvv2−mv
v) ここで、α(>0)を推定ゲインとし、(nは一般式と
しての時間を示す) 両平均車速の差が0となるように、前記レーダ装置の推
定されたレーダ装置高さhを更新するようにしたもので
あり、レーダ測定に誤差がある場合でも、レーダ装置高
さhを正確に推定することができるレーダ装置高さ推定
装置が得られるという作用を有する。
【0019】以下、添付図面、図1乃至図3に基づき、
本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明
の一実施の形態における道路上方に設置するレーダ装置
の概略構成を示すブロック図、図2は道路上方に設置し
たレーダモジュールを有するレーダ装置と移動する目標
物との間の距離及び速度等の算出を説明する模式図、図
3は図1に示すレーダ装置の動作例を示すフローチャー
トであり、(A)は向かい角計算手段の動作を示すフロ
ーチャート、(B)は車速推定手段aの動作を示すフロ
ーチャート、(C)は車速推定手段bの動作を示すフロ
ーチャートである。
本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明
の一実施の形態における道路上方に設置するレーダ装置
の概略構成を示すブロック図、図2は道路上方に設置し
たレーダモジュールを有するレーダ装置と移動する目標
物との間の距離及び速度等の算出を説明する模式図、図
3は図1に示すレーダ装置の動作例を示すフローチャー
トであり、(A)は向かい角計算手段の動作を示すフロ
ーチャート、(B)は車速推定手段aの動作を示すフロ
ーチャート、(C)は車速推定手段bの動作を示すフロ
ーチャートである。
【0020】(実施の形態1)まず、図1及び図2を参
照して、本発明の一実施の形態におけるレーダ装置の構
成について説明する。図1において、1は道路上方に設
置され、電波を送信して目標物(例えば、車両等の移動
体)7で反射されて戻ってきた戻り電波を受信して、目
標物7との間の距離及び相対速度を求めるレーダモジュ
ール、2はレーダ装置8と目標物7との間の直線距離d
とレーダ装置高さhとから向かい角thを算出する向か
い角計算手段、3はレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直
線方向の速度成分uと向かい角計算手段2からの向かい
角thとから目標物7の平均車速mvvを推定する車速
推定手段aである。
照して、本発明の一実施の形態におけるレーダ装置の構
成について説明する。図1において、1は道路上方に設
置され、電波を送信して目標物(例えば、車両等の移動
体)7で反射されて戻ってきた戻り電波を受信して、目
標物7との間の距離及び相対速度を求めるレーダモジュ
ール、2はレーダ装置8と目標物7との間の直線距離d
とレーダ装置高さhとから向かい角thを算出する向か
い角計算手段、3はレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直
線方向の速度成分uと向かい角計算手段2からの向かい
角thとから目標物7の平均車速mvvを推定する車速
推定手段aである。
【0021】また、4はレーダ装置8と目標物7との間
の直線距離dと向かい角計算手段2からの向かい角th
とから目標物7の平均車速mvv2を推定する車速推定
手段b、5は平均車速mvvと平均車速mvv2の大き
さを比較してその差からレーダ装置高さ推定値hを逐次
更新するレーダ装置高さ推定手段(装置)である。ま
た、図2において、7はレーダ装置8との間で相対的に
移動する目標物、8はレーダモジュール1を装備したレ
ーダ装置である。
の直線距離dと向かい角計算手段2からの向かい角th
とから目標物7の平均車速mvv2を推定する車速推定
手段b、5は平均車速mvvと平均車速mvv2の大き
さを比較してその差からレーダ装置高さ推定値hを逐次
更新するレーダ装置高さ推定手段(装置)である。ま
た、図2において、7はレーダ装置8との間で相対的に
移動する目標物、8はレーダモジュール1を装備したレ
ーダ装置である。
【0022】次に、図1及び図2の他図3を参照して、
本実施の形態におけるレーダ装置の動作について説明す
る。まず、道路上方に設置したレーダ装置8に装備され
たレーダモジュール1は、送信する電波として例えばミ
リ波(30GHz〜300GHz)帯の電波を用いて、
道路上にその電波を送信する。送信された電波は目標物
7で反射されて戻ってくるが、その戻り波を受信するこ
とによって、レーダモジュール1と目標物7との間の距
離による時間遅延とレーダモジュール1と目標物7との
間の相対的な距離変化によるドップラーシフト効果とを
何らかの方法で検出し、レーダモジュール1と目標物7
との間の距離及び相対速度を求める。
本実施の形態におけるレーダ装置の動作について説明す
る。まず、道路上方に設置したレーダ装置8に装備され
たレーダモジュール1は、送信する電波として例えばミ
リ波(30GHz〜300GHz)帯の電波を用いて、
道路上にその電波を送信する。送信された電波は目標物
7で反射されて戻ってくるが、その戻り波を受信するこ
とによって、レーダモジュール1と目標物7との間の距
離による時間遅延とレーダモジュール1と目標物7との
間の相対的な距離変化によるドップラーシフト効果とを
何らかの方法で検出し、レーダモジュール1と目標物7
との間の距離及び相対速度を求める。
【0023】ここで、レーダ装置8は道路上方に設置さ
れ固定されていることを想定しているので、上記の相対
速度は純粋に目標物7の移動による成分である。(上記
のレーダモジュール1と目標物7との間の距離による時
間遅延及び相対的な距離変化によるドップラーシフト効
果は、例えば財団法人 電波システム開発センター著の
自動車用レーダ研究開発報告書に記載されているよう
な、FM−CW方式、パルス方式、2周波方式、SS方
式と他のいくつかの方法により求めることができる。)
れ固定されていることを想定しているので、上記の相対
速度は純粋に目標物7の移動による成分である。(上記
のレーダモジュール1と目標物7との間の距離による時
間遅延及び相対的な距離変化によるドップラーシフト効
果は、例えば財団法人 電波システム開発センター著の
自動車用レーダ研究開発報告書に記載されているよう
な、FM−CW方式、パルス方式、2周波方式、SS方
式と他のいくつかの方法により求めることができる。)
【0024】ただし、図2に示すように、一般には、目
標物7の高さとレーダ装置8の高さとは同一でないた
め、レーダモジュール1の出力として得られる距離及び
速度は、レーダ装置8と目標物7との間の直線距離d
と、レーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の速度成
分uである。そこで、以下で説明するように、道路上を
走行する目標物7の車速は計算により推定する必要があ
る。
標物7の高さとレーダ装置8の高さとは同一でないた
め、レーダモジュール1の出力として得られる距離及び
速度は、レーダ装置8と目標物7との間の直線距離d
と、レーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の速度成
分uである。そこで、以下で説明するように、道路上を
走行する目標物7の車速は計算により推定する必要があ
る。
【0025】本実施の形態において、車速v(図2)あ
るいは向かい角thを求めるためにレーダ装置高さhを
必要とするが、後述するレーダ装置高さ推定手段5で推
定された値をレーダ装置高さhとして用いる。ただし、
レーダ装置8を設置したときの最初の一回は計算のため
にのみ必要とし暫定値でよい。もちろん、真の値に近い
程良いが、目測による適当な値でも構わない。(レーダ
装置高さhは厳密には目標物7からの高さであるが、こ
こで予め測定するのは道路からの高さであり、個々の目
標物7に対し計算により算出するのはレーダ装置高さ推
定値hであって、それは説明を簡単にするため、レーダ
装置高さhと同義とする。)
るいは向かい角thを求めるためにレーダ装置高さhを
必要とするが、後述するレーダ装置高さ推定手段5で推
定された値をレーダ装置高さhとして用いる。ただし、
レーダ装置8を設置したときの最初の一回は計算のため
にのみ必要とし暫定値でよい。もちろん、真の値に近い
程良いが、目測による適当な値でも構わない。(レーダ
装置高さhは厳密には目標物7からの高さであるが、こ
こで予め測定するのは道路からの高さであり、個々の目
標物7に対し計算により算出するのはレーダ装置高さ推
定値hであって、それは説明を簡単にするため、レーダ
装置高さhと同義とする。)
【0026】次に、図3に示すレーダ装置の動作例を示
すフローチャートも参照して、レーダ装置の動作による
レーダ装置高さhの推定手順を詳細に説明する。まず、
ある時刻t(k−1)に測定されたレーダ装置8と目標
物7との間の直線距離をd(k−1)とし、その時刻t
(k−1)から時間dtだけ経過した時刻t(k)に測
定されたレーダ装置8と目標物7との間の直線距離をd
(k)とする。この、時刻t(k)−時刻t(k−1)
を時間Δtとする。
すフローチャートも参照して、レーダ装置の動作による
レーダ装置高さhの推定手順を詳細に説明する。まず、
ある時刻t(k−1)に測定されたレーダ装置8と目標
物7との間の直線距離をd(k−1)とし、その時刻t
(k−1)から時間dtだけ経過した時刻t(k)に測
定されたレーダ装置8と目標物7との間の直線距離をd
(k)とする。この、時刻t(k)−時刻t(k−1)
を時間Δtとする。
【0027】図3の(A)において、向かい角計算手段
2は、レーダ装置高さhと、時刻t(k−1)に測定さ
れたレーダ装置8と目標物7との間の直線距離d(k−
1)とから、下記〔式3〕に従い、目標物7のレーダ装
置8に対する向かい角th(k−1)を求める(ステッ
プS1)。 〔式3〕 th(k−1)=Asin(h/d(k−1)) (ただし、Asinはsinの逆関数)
2は、レーダ装置高さhと、時刻t(k−1)に測定さ
れたレーダ装置8と目標物7との間の直線距離d(k−
1)とから、下記〔式3〕に従い、目標物7のレーダ装
置8に対する向かい角th(k−1)を求める(ステッ
プS1)。 〔式3〕 th(k−1)=Asin(h/d(k−1)) (ただし、Asinはsinの逆関数)
【0028】また、向かい角計算手段2は、レーダ装置
高さhと、時刻t(k)に測定されたレーダ装置8と目
標物7との間の直線距離d(k)とから、下記〔式4〕
に従い、目標物7のレーダ装置8に対する向かい角th
(k)を求める(ステップS2)。 〔式4〕 th(k)=Asin(h/d(k))
高さhと、時刻t(k)に測定されたレーダ装置8と目
標物7との間の直線距離d(k)とから、下記〔式4〕
に従い、目標物7のレーダ装置8に対する向かい角th
(k)を求める(ステップS2)。 〔式4〕 th(k)=Asin(h/d(k))
【0029】次に、図3の(B)において、車速推定手
段a(3)は、向かい角th(k−1) と、レーダモジ
ュール1の出力であるレーダ装置8と目標物7とを結ぶ
直線方向の時刻t(k−1)における速度成分u(k−
1)とから、下記〔式5〕に従い、目標物7の車速vv
(k―1)を計算する(ステップS3)。 〔式5〕 vv(k―1)=u(k−1)/cos(th(k−
1))
段a(3)は、向かい角th(k−1) と、レーダモジ
ュール1の出力であるレーダ装置8と目標物7とを結ぶ
直線方向の時刻t(k−1)における速度成分u(k−
1)とから、下記〔式5〕に従い、目標物7の車速vv
(k―1)を計算する(ステップS3)。 〔式5〕 vv(k―1)=u(k−1)/cos(th(k−
1))
【0030】また、車速推定手段a(3)は、向かい角
th(k)と、レーダモジュール1の出力であるレーダ
装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の時刻t(k)にお
ける速度成分u(k)とから、下記〔式6〕に従い、目
標物7の車速vv(k)を計算する(ステップS4)。 〔式6〕 vv(k)= u(k)/cos(th(k))
th(k)と、レーダモジュール1の出力であるレーダ
装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の時刻t(k)にお
ける速度成分u(k)とから、下記〔式6〕に従い、目
標物7の車速vv(k)を計算する(ステップS4)。 〔式6〕 vv(k)= u(k)/cos(th(k))
【0031】車速推定手段a(3)は、以上で求めた目
標物7の車速vv(k―1)及びvv(k)を使用し
て、下記〔式7〕に従い、単位時間あるいはある時間Δ
t間における平均車速mvv(k)を求める(ステップ
S5)。 〔式7〕 mvv(k)=(vv(k―1)+vv(k))/2
標物7の車速vv(k―1)及びvv(k)を使用し
て、下記〔式7〕に従い、単位時間あるいはある時間Δ
t間における平均車速mvv(k)を求める(ステップ
S5)。 〔式7〕 mvv(k)=(vv(k―1)+vv(k))/2
【0032】次に、図3の(C)において、車速推定手
段b(4)は、レーダ装置8と目標物7との間の直線距
離d(k−1)と向かい角tk(k−1)とから、下記
〔式8〕に従い、時刻t(k−1)における目標物7と
レーダ装置8との間の水平距離x(k―1)を求める
(ステップS6)。 〔式8〕 x(k―1)=d(k−1)*cos(th(k−
1))
段b(4)は、レーダ装置8と目標物7との間の直線距
離d(k−1)と向かい角tk(k−1)とから、下記
〔式8〕に従い、時刻t(k−1)における目標物7と
レーダ装置8との間の水平距離x(k―1)を求める
(ステップS6)。 〔式8〕 x(k―1)=d(k−1)*cos(th(k−
1))
【0033】また、車速推定手段b(4)は、レーダ装
置8と目標物7との間の直線距離d(k)と向かい角t
k(k)とから、下記〔式9〕に従い、時刻t(k)に
おける目標物7とレーダ装置8との間の水平距離x
(k)を求める(ステップS7)。 〔式9〕 x(k)=d(k)*cos(th(k))
置8と目標物7との間の直線距離d(k)と向かい角t
k(k)とから、下記〔式9〕に従い、時刻t(k)に
おける目標物7とレーダ装置8との間の水平距離x
(k)を求める(ステップS7)。 〔式9〕 x(k)=d(k)*cos(th(k))
【0034】車速推定手段b(4)は、以上で求めた目
標物7とレーダ装置8との間の水平距離x(k―1)及
びx(k)を使用して、下記〔式10〕に従い、その水
平距離の単位時間あるいはある時間Δt間における変化
率として目標物7の平均車速mvv2(k)を求める
(ステップS8)。 〔式10〕 mvv2(k)=(x(k―1)+x(k))/2Δt
標物7とレーダ装置8との間の水平距離x(k―1)及
びx(k)を使用して、下記〔式10〕に従い、その水
平距離の単位時間あるいはある時間Δt間における変化
率として目標物7の平均車速mvv2(k)を求める
(ステップS8)。 〔式10〕 mvv2(k)=(x(k―1)+x(k))/2Δt
【0035】さて、本来、車速推定手段a(3)で求め
た目標物7の平均車速mvvと車速推定手段b(4)で
求めた目標物7の平均車速mvv2とは等しくなるはず
であるが、レーダ装置高さ推定手段5で推定されたレー
ダ装置高さhが実際のレーダ装置高さと異なる場合は、
両者に違いが生じる。違いが生じた場合は、レーダ装置
高さ推定手段5によりレーダ装置高さhを推定し直し、
次回からの車速推定にはその推定し直したレーダ装置高
さhを使用する。レーダ装置高さ推定手段5によるレー
ダ装置高さhの算出方法は下記で詳細に説明するが、他
の方法を使用することも可能である。例えば、レーダ装
置高さhを未知数にしたときの〔式7〕と〔式10〕が
等しいとおいて、単純に解析的にレーダ装置高さhを求
めるようにしても良い。
た目標物7の平均車速mvvと車速推定手段b(4)で
求めた目標物7の平均車速mvv2とは等しくなるはず
であるが、レーダ装置高さ推定手段5で推定されたレー
ダ装置高さhが実際のレーダ装置高さと異なる場合は、
両者に違いが生じる。違いが生じた場合は、レーダ装置
高さ推定手段5によりレーダ装置高さhを推定し直し、
次回からの車速推定にはその推定し直したレーダ装置高
さhを使用する。レーダ装置高さ推定手段5によるレー
ダ装置高さhの算出方法は下記で詳細に説明するが、他
の方法を使用することも可能である。例えば、レーダ装
置高さhを未知数にしたときの〔式7〕と〔式10〕が
等しいとおいて、単純に解析的にレーダ装置高さhを求
めるようにしても良い。
【0036】本実施の形態におけるレーダ装置は、以上
説明したように構成したことにより、特別に人力を煩わ
してレーダ装置高さhを測定することなく、正確なレー
ダ装置高さhが得られるため、正確な目標物7の車速を
計算することができ、道路上方に設置する優れたレーダ
装置8を提供することができる。
説明したように構成したことにより、特別に人力を煩わ
してレーダ装置高さhを測定することなく、正確なレー
ダ装置高さhが得られるため、正確な目標物7の車速を
計算することができ、道路上方に設置する優れたレーダ
装置8を提供することができる。
【0037】次に、図1及び図2を参照して、レーダ装
置高さ推定手段(レーダ装置高さ推定装置)について更
に詳しく説明する。上記で説明したように、レーダ装置
8と目標物7との間の直線距離dから車速推定手段a
(3)で得られた平均車速mvvと、レーダ装置8と目
標物7とを結ぶ直線方向の速度成分uから車速推定手段
b(4)で得られた平均車速mvv2は、〔式5〕乃至
〔式10〕により与えられる。
置高さ推定手段(レーダ装置高さ推定装置)について更
に詳しく説明する。上記で説明したように、レーダ装置
8と目標物7との間の直線距離dから車速推定手段a
(3)で得られた平均車速mvvと、レーダ装置8と目
標物7とを結ぶ直線方向の速度成分uから車速推定手段
b(4)で得られた平均車速mvv2は、〔式5〕乃至
〔式10〕により与えられる。
【0038】ここで、レーダ装置高さhが実際の高さよ
り高い場合には、向かい角の余弦(cos(th))が
小さくなるため、平均車速mvvは〔式5〕乃至〔式
7〕により実際の速度より大きくなり、〔式8〕乃至
〔式10〕により平均車速mvv2は実際の速度より小
さくなる。また、逆にレーダ装置高さhが実際の高さよ
り低い場合には、平均車速mvvは実際の速度より小さ
くなり、平均車速mvv2は大きくなる。
り高い場合には、向かい角の余弦(cos(th))が
小さくなるため、平均車速mvvは〔式5〕乃至〔式
7〕により実際の速度より大きくなり、〔式8〕乃至
〔式10〕により平均車速mvv2は実際の速度より小
さくなる。また、逆にレーダ装置高さhが実際の高さよ
り低い場合には、平均車速mvvは実際の速度より小さ
くなり、平均車速mvv2は大きくなる。
【0039】従って、レーダ装置高さ推定手段5は、レ
ーダ装置8により目標物7が捕捉されて、平均車速mv
v及び平均車速mvv2が算出されたときに、下記〔式
11〕によりレーダ装置高さhを更新して修正すること
ができる。しかし、逐次更新しないときは、前のレーダ
装置高さh算出時の値を保持することにする。 〔式11〕 h(k) = h(k−1) + α*(mvv2(k)−
mvv(k)) ここで、α(>0)は推定ゲインである。このように、
逐次推定系を構成することによって、正確なレーダ装置
高さhを実際に人間が測定することなしに求めることが
できる。
ーダ装置8により目標物7が捕捉されて、平均車速mv
v及び平均車速mvv2が算出されたときに、下記〔式
11〕によりレーダ装置高さhを更新して修正すること
ができる。しかし、逐次更新しないときは、前のレーダ
装置高さh算出時の値を保持することにする。 〔式11〕 h(k) = h(k−1) + α*(mvv2(k)−
mvv(k)) ここで、α(>0)は推定ゲインである。このように、
逐次推定系を構成することによって、正確なレーダ装置
高さhを実際に人間が測定することなしに求めることが
できる。
【0040】もちろん、〔式11〕は逐次演算であるか
ら収束するまでは時間が必要であるが、短時間で収束さ
せたければ、αを大きくすれば良いし、レーダ装置で求
める観測値であるレーダ装置8と目標物7との間の直線
距離dとレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の速
度成分uとに含まれる誤差が大きい場合にはαを逆に小
さくチューニングすればよい。
ら収束するまでは時間が必要であるが、短時間で収束さ
せたければ、αを大きくすれば良いし、レーダ装置で求
める観測値であるレーダ装置8と目標物7との間の直線
距離dとレーダ装置8と目標物7とを結ぶ直線方向の速
度成分uとに含まれる誤差が大きい場合にはαを逆に小
さくチューニングすればよい。
【0041】上記の処理は、目標物7が捕捉されて、車
速推定手段a(3)及び車速推定手段b(4)により、
平均車速が求められたときに行われる処理であり、それ
以外の、例えば目標物7が捕捉されないとき等には、下
記〔式12〕に示すように前の値を保持する。 〔式12〕 h(k) = h(k−1)
速推定手段a(3)及び車速推定手段b(4)により、
平均車速が求められたときに行われる処理であり、それ
以外の、例えば目標物7が捕捉されないとき等には、下
記〔式12〕に示すように前の値を保持する。 〔式12〕 h(k) = h(k−1)
【0042】以上説明した処理を行うことにより、たと
えレーダモジュールで求める観測値に多少誤差があって
も、正確にレーダ装置高さhを推定できる優れたレーダ
装置高さ推定手段を提供することができる。
えレーダモジュールで求める観測値に多少誤差があって
も、正確にレーダ装置高さhを推定できる優れたレーダ
装置高さ推定手段を提供することができる。
【0043】
【発明の効果】本発明によるレーダ装置は、以上説明し
たように構成し、特に、人手を煩わしてレーダ装置高さ
hを測定することなく、正確なレーダ装置高さhを計算
により推定して、正確な目標物の車速を算出することが
できる道路上方に設置するレーダ装置を提供することが
できる。また、本発明によるレーダ装置は、特に、レー
ダ装置で求める観測値にたとえ誤差があっても正確にレ
ーダ装置高さhを推定できるレーダ装置高さ推定装置を
提供することができる。
たように構成し、特に、人手を煩わしてレーダ装置高さ
hを測定することなく、正確なレーダ装置高さhを計算
により推定して、正確な目標物の車速を算出することが
できる道路上方に設置するレーダ装置を提供することが
できる。また、本発明によるレーダ装置は、特に、レー
ダ装置で求める観測値にたとえ誤差があっても正確にレ
ーダ装置高さhを推定できるレーダ装置高さ推定装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における道路上方に設置
するレーダ装置の概略構成を示すブロック図
するレーダ装置の概略構成を示すブロック図
【図2】道路上方に設置したレーダモジュールを有する
レーダ装置と移動する目標物との間の距離及び速度等の
算出を説明する模式図
レーダ装置と移動する目標物との間の距離及び速度等の
算出を説明する模式図
【図3】図1に示すレーダ装置の動作例を示すフローチ
ャートであり、 (A)は向かい角計算手段の動作を示すフローチャート (B)は車速推定手段aの動作を示すフローチャート (C)は車速推定手段bの動作を示すフローチャート
ャートであり、 (A)は向かい角計算手段の動作を示すフローチャート (B)は車速推定手段aの動作を示すフローチャート (C)は車速推定手段bの動作を示すフローチャート
【図4】従来の道路上方に設置するレーダ装置の一例の
概略構成を示すブロック図
概略構成を示すブロック図
1 レーダモジュール 2 向かい角計算手段 3 車速推定手段a 4 車速推定手段b 5 レーダ装置高さ推定手段 6 車速推定手段 7 目標物 8 レーダ装置 d レーダ装置と目標物との間の直線距離 h レーダ装置高さ推定値(レーダ装置高さ) u レーダ装置と目標物とを結ぶ直線方向の速度成分 v 目標物の車速 x 目標物とレーダ装置との間の水平距離 th 目標物のレーダ装置に対する向かい角
Claims (2)
- 【請求項1】道路上方に設置され、レーダ装置の斜め下
前方の目標物との間の直線距離とレーダ装置に対する直
線方向の速度成分とを測定するレーダ装置であって、 前記レーダ装置の推定されたレーダ装置高さhとレーダ
装置と目標物との間の直線距離dとから、目標物のレー
ダ装置に対する向かい角thを求める向かい角計算手段
と、 時間Δt間について、レーダ装置に対する直線方向の速
度成分と前記向かい角計算手段によって求められた目標
物の向かい角とにより、目標物の平均車速mvvを推定
する車速推定手段aと、 時間Δt間について、レーダ装置と目標物との間の直線
距離と前記向かい角計算手段によって求められた目標物
の向かい角とにより、目標物の平均車速mvv2を推定
する車速推定手段bと、 前記車速推定手段aで得られた平均車速mvvと前記車
速推定手段bで得られた平均車速mvv2との大きさを
比較して、その差から、レーダ装置高さ推定値hを逐次
更新するレーダ装置高さ推定手段とを備えたことを特徴
とするレーダ装置。 - 【請求項2】前記請求項1に記載されたレーダ装置に用
いられるレーダ装置高さ推定手段であって、 レーダ装置と目標物との間の直線距離から車速推定手段
bで得られた平均車速mvv2とレーダ装置と目標物と
を結ぶ直線方向の速度成分から車速推定手段aで得られ
た平均車速mvvとから、下記逐次更新式によりレーダ
装置高さhを求め、 h(n) = h(n−1) + α*(mvv2−mv
v) ここで、α(>0)を推定ゲインとし、両平均車速の差
が0となるように、前記レーダ装置の推定されたレーダ
装置高さhを更新するようにしたことを特徴とするレー
ダ装置高さ推定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20766496A JPH1039013A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 道路上方に設置するレーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20766496A JPH1039013A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 道路上方に設置するレーダ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1039013A true JPH1039013A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16543519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20766496A Pending JPH1039013A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 道路上方に設置するレーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1039013A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012112794A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 速度計測装置 |
US9052392B2 (en) | 2010-11-25 | 2015-06-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Velocity measurement apparatus capable of accurately measuring velocity of moving object relative to ground surface |
JP2019020148A (ja) * | 2017-07-12 | 2019-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 電波センサおよび補正方法 |
CN110361735A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 成都纳雷科技有限公司 | 一种基于测速雷达的车辆测速方法及装置 |
CN111179598A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-05-19 | 杭州后博科技有限公司 | 一种基于智慧灯杆的车辆行驶速度计算方法及*** |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP20766496A patent/JPH1039013A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012112794A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 速度計測装置 |
US9052392B2 (en) | 2010-11-25 | 2015-06-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Velocity measurement apparatus capable of accurately measuring velocity of moving object relative to ground surface |
JP2019020148A (ja) * | 2017-07-12 | 2019-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 電波センサおよび補正方法 |
CN110361735A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 成都纳雷科技有限公司 | 一种基于测速雷达的车辆测速方法及装置 |
CN111179598A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-05-19 | 杭州后博科技有限公司 | 一种基于智慧灯杆的车辆行驶速度计算方法及*** |
CN111179598B (zh) * | 2020-01-18 | 2020-12-29 | 杭州后博科技有限公司 | 一种基于智慧灯杆的车辆行驶速度计算方法及*** |
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