JPH1096774A - Collision preventive radar - Google Patents
Collision preventive radarInfo
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- JPH1096774A JPH1096774A JP8253026A JP25302696A JPH1096774A JP H1096774 A JPH1096774 A JP H1096774A JP 8253026 A JP8253026 A JP 8253026A JP 25302696 A JP25302696 A JP 25302696A JP H1096774 A JPH1096774 A JP H1096774A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電波の反射により
障害物を検出する衝突防止レーダに係り、特に、障害物
との距離及び相対速度を検出すると同時に対地速度を検
出する衝突防止レーダに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-collision radar for detecting an obstacle by reflection of radio waves, and more particularly to an anti-collision radar for detecting a distance and a relative speed to an obstacle and simultaneously detecting a ground speed. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３に従来より使用されている衝突防止
レーダを示す。この衝突防止レーダは、電磁波の基本発
振信号になる正弦波信号を発生する発振器１、バースト
信号のためのパルスを発生するパルス発生器２、正弦波
信号を送信用・ミキシング用に分配する分配器３、正弦
波信号をバースト信号にするスイッチ４、所定周波数の
周波数変調を行う周波数変調器５、周波数変調信号と受
信信号とを混合するミキシングサーキット（以下、ミキ
サという）６、送信信号と受信信号とをそれぞれ一方向
に分離伝搬させるサーキュレータ７、電磁波の送受信を
行うアンテナ８及び信号処理を行う信号処理器９より構
成されている。アンテナ８にはホーンアンテナが使用さ
れている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional anti-collision radar. This anti-collision radar includes an oscillator 1 for generating a sine wave signal serving as a fundamental oscillation signal of an electromagnetic wave, a pulse generator 2 for generating a pulse for a burst signal, and a distributor for distributing the sine wave signal for transmission and mixing. 3, a switch 4 for converting a sine wave signal into a burst signal, a frequency modulator 5 for performing frequency modulation of a predetermined frequency, a mixing circuit (hereinafter, referred to as a mixer) 6 for mixing a frequency modulated signal and a received signal, a transmission signal and a received signal , A circulator 7 for separating and propagating in one direction, an antenna 8 for transmitting and receiving electromagnetic waves, and a signal processor 9 for performing signal processing. A horn antenna is used for the antenna 8.
【０００３】発振器１から出力される正弦波信号は、分
配器３により分岐されて、一部は周波数変調器５に伝送
され、一部はスイッチ４に伝送される。スイッチ４はパ
ルス発生器２とも接続されており、このスイッチ４によ
り、正弦波信号は、パルス発生器２から入力される所定
パルス幅だけの正弦波信号、即ち、バースト信号にな
る。バースト信号の周波数は基本発振信号の周波数であ
る。このバースト信号は、サーキュレータ７によってア
ンテナ８に伝送される。アンテナ８から車両の進行方向
に向けて電磁波が送信される。A sine wave signal output from the oscillator 1 is branched by the distributor 3, and a part of the sine wave signal is transmitted to the frequency modulator 5 and a part is transmitted to the switch 4. The switch 4 is also connected to the pulse generator 2 so that the sine wave signal becomes a sine wave signal of a predetermined pulse width input from the pulse generator 2, that is, a burst signal. The frequency of the burst signal is the frequency of the fundamental oscillation signal. This burst signal is transmitted to the antenna 8 by the circulator 7. An electromagnetic wave is transmitted from the antenna 8 in the traveling direction of the vehicle.
【０００４】車両の進行方向に存在する障害物からの反
射波は、再びアンテナ８に結合する。このとき車両が移
動していれば障害物からの反射波の信号は、障害物と自
車両との相対速度に応じてドップラ効果により周波数シ
フトした信号になる。その信号がサーキュレータ７によ
ってミキサ６に伝送される。[0004] A reflected wave from an obstacle present in the traveling direction of the vehicle is coupled to the antenna 8 again. At this time, if the vehicle is moving, the signal of the reflected wave from the obstacle becomes a signal whose frequency is shifted by the Doppler effect according to the relative speed between the obstacle and the host vehicle. The signal is transmitted to the mixer 6 by the circulator 7.
【０００５】一方、分配器３から周波数変調器５に伝送
された正弦波信号は、周波数変調器５で所定周波数だけ
周波数変調を受けてミキサ６に伝送される。周波数変調
器５での周波数変調は後段で信号処理しやすい周波数と
するのが望ましい。ミキサ６にて、反射波による信号は
周波数変調を受けた信号と混合され、信号処理しやすい
信号として信号処理器９に出力される。On the other hand, the sine wave signal transmitted from the distributor 3 to the frequency modulator 5 is frequency-modulated by the frequency modulator 5 by a predetermined frequency and transmitted to the mixer 6. It is desirable that the frequency modulation in the frequency modulator 5 be performed at a frequency that facilitates signal processing in a subsequent stage. In the mixer 6, the signal based on the reflected wave is mixed with the frequency-modulated signal and output to the signal processor 9 as a signal that is easily processed.
【０００６】信号処理器９では受信信号の遅延時間から
障害物との距離を求めると共にドップラシフト量から障
害物との相対速度を求める。この情報に基づいて車両は
ブレーキを作動させ衝突を回避することができる。The signal processor 9 calculates the distance to the obstacle from the delay time of the received signal, and calculates the relative speed to the obstacle from the Doppler shift amount. Based on this information, the vehicle can operate the brake to avoid a collision.
【０００７】従来の衝突防止レーダは、ドップラシフト
の原理を応用したものであり、ここで説明したバースト
信号方式に限らず、他にもＦＭ−ＣＷ方式、２周波ＣＷ
方式などがある。The conventional anti-collision radar is based on the principle of Doppler shift, and is not limited to the burst signal system described here, but may be an FM-CW system or a two-frequency CW system.
There are methods.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の衝突防止レーダ
には次のような問題があった。The conventional anti-collision radar has the following problems.
【０００９】従来の衝突防止レーダは、障害物との距離
及び相対速度を検出することにより、障害物との衝突を
回避するための制動を促すことができる。一方、近年普
及しつつあるアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）
は、制動時にタイヤがロックして自車両のコントロール
が不可能になることを防止するシステムである。このよ
うなＡＢＳによるブレーキ制御にとって、スリップが起
きているときに自車両の対地速度が判ることは有利であ
る。しかし、従来の衝突防止レーダでは自車両の対地速
度は検出できない。The conventional anti-collision radar can prompt the braking for avoiding the collision with the obstacle by detecting the distance and the relative speed to the obstacle. On the other hand, the antilock brake system (ABS), which has been spreading in recent years,
Is a system for preventing the tires from being locked during braking and making it impossible to control the own vehicle. It is advantageous for such an ABS brake control to know the ground speed of the host vehicle when a slip occurs. However, the conventional anti-collision radar cannot detect the ground speed of the vehicle.
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、障害物との距離及び相対速度を検出すると同時に対
地速度を検出する衝突防止レーダを提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a collision prevention radar which detects a distance to an obstacle and a relative speed and simultaneously detects a ground speed.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、移動体よりその進行方向に電波を送信し、
その反射波を受信して障害物との距離及び相対速度を検
出する衝突防止レーダにおいて、地面に対しても電波を
送信し、その反射波を受信して自身の対地速度を検出す
るようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention transmits a radio wave in the traveling direction from a moving body,
In the anti-collision radar that receives the reflected wave and detects the distance and relative speed to the obstacle, it also transmits radio waves to the ground and receives the reflected wave to detect its own ground speed Things.
【００１２】上記電波を送信するために、進行方向に向
けた少なくとも１つのスロットを有すると共に地面に向
けた少なくとも１つのスロットを有するスロットアンテ
ナを設けてもよい。In order to transmit the radio wave, a slot antenna having at least one slot directed in the traveling direction and having at least one slot directed to the ground may be provided.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１に示されるように、本発明にかかる衝
突防止レーダは、電磁波の基本発振信号になる正弦波信
号を発生する発振器１、バースト信号のためのパルスを
発生するパルス発生器２、正弦波信号を送信用・ミキシ
ング用に分配する分配器３、正弦波信号をバースト信号
にするスイッチ４、所定周波数の周波数変調を行う周波
数変調器５、周波数変調信号と受信信号とを混合するミ
キサ６、送信信号と受信信号とをそれぞれ一方向に分離
伝搬させるサーキュレータ７、複数方向に電磁波の送受
信を行うスロットアンテナ１０及び信号処理を行う信号
処理器９より構成されている。As shown in FIG. 1, an anti-collision radar according to the present invention includes an oscillator 1 for generating a sine wave signal serving as a fundamental oscillation signal of an electromagnetic wave, a pulse generator 2 for generating a pulse for a burst signal, A distributor 3 for distributing a sine wave signal for transmission and mixing, a switch 4 for converting a sine wave signal to a burst signal, a frequency modulator 5 for performing frequency modulation of a predetermined frequency, a mixer for mixing a frequency modulated signal and a received signal 6, a circulator 7 for separately transmitting a transmission signal and a reception signal in one direction, a slot antenna 10 for transmitting and receiving electromagnetic waves in a plurality of directions, and a signal processor 9 for performing signal processing.
【００１５】スロットアンテナ１０は、電磁波を放射す
るスロットを上下の２箇所に設けたものであり、上側の
スロット１１ａが進行方向（図の右）に向けられ、下側
のスロット１１ｂが地面（路面）Ｇに向けられている。The slot antenna 10 is provided with two slots for radiating electromagnetic waves at the upper and lower positions. The upper slot 11a is directed in the traveling direction (right in the figure), and the lower slot 11b is connected to the ground (road surface). ) It is directed to G.
【００１６】発振器１から出力される正弦波信号は、分
配器３により分岐されて、一部は周波数変調器５に伝送
され、一部はスイッチ４に伝送される。スイッチ４はパ
ルス発生器２とも接続されており、このスイッチ４によ
り、正弦波信号は、パルス発生器２から入力される所定
パルス幅だけの正弦波信号、即ち、バースト信号にな
る。バースト信号の周波数ｆ0 は基本発振信号の周波数
である。このバースト信号は、サーキュレータ７によっ
てスロットアンテナ１０に伝送される。The sine wave signal output from the oscillator 1 is split by the distributor 3, and a part is transmitted to the frequency modulator 5 and a part is transmitted to the switch 4. The switch 4 is also connected to the pulse generator 2 so that the sine wave signal becomes a sine wave signal of a predetermined pulse width input from the pulse generator 2, that is, a burst signal. The frequency f 0 of the burst signal is the frequency of the fundamental oscillation signal. This burst signal is transmitted to the slot antenna 10 by the circulator 7.
【００１７】スロットアンテナ１０の上側のスロット１
１ａ及び下側のスロット１１ｂからバースト信号による
電磁波が放射される。この電磁波は、上側のスロット１
１ａから車両の進行方向に向けて放射され、下側のスロ
ット１１ｂからは地面Ｇに向けて角度θで放射される。The upper slot 1 of the slot antenna 10
An electromagnetic wave by a burst signal is radiated from 1a and the lower slot 11b. This electromagnetic wave is transmitted to the upper slot 1
Radiation is emitted from 1a in the traveling direction of the vehicle, and is emitted from the lower slot 11b toward the ground G at an angle θ.
【００１８】車両の進行方向に存在する障害物（図示せ
ず）からの反射波は、再びスロットアンテナ１０に結合
する。このとき車両が移動していれば障害物からの反射
波の信号は、障害物と自車両との相対速度に応じてドッ
プラ効果により周波数シフトした信号になる。その信号
がサーキュレータ７によってミキサ６に伝送される。ま
た、地面Ｇからの反射波も、再びスロットアンテナ１０
に結合する。このとき車両が移動していれば地面からの
反射波の信号は、自車両の対地速度に応じてドップラ効
果により周波数シフトした信号になる。その信号もサー
キュレータ７によってミキサ６に伝送される。ここで、
障害物からの反射波の信号のドップラシフト量をｆ１D
とし、地面からの反射波の信号のドップラシフト量をｆ
２D とする。A reflected wave from an obstacle (not shown) existing in the traveling direction of the vehicle is coupled to the slot antenna 10 again. At this time, if the vehicle is moving, the signal of the reflected wave from the obstacle becomes a signal whose frequency is shifted by the Doppler effect according to the relative speed between the obstacle and the host vehicle. The signal is transmitted to the mixer 6 by the circulator 7. Further, the reflected wave from the ground G is again transmitted to the slot antenna 10.
To join. At this time, if the vehicle is moving, the signal of the reflected wave from the ground becomes a signal whose frequency is shifted by the Doppler effect according to the ground speed of the own vehicle. The signal is also transmitted to the mixer 6 by the circulator 7. here,
The Doppler shift amount of the reflected wave signal from the obstacle is f1 D
And the Doppler shift amount of the signal of the reflected wave from the ground is f
2D .
【００１９】一方、分配器３から周波数変調器５に伝送
された正弦波信号は、周波数変調器５で所定周波数だけ
周波数変調を受けてミキサ６に伝送される。周波数変調
器５での周波数変調は後段で信号処理しやすい周波数と
するのが望ましく、ここでは周波数変調量をｆ1 とす
る。ミキサ６にて、障害物からの反射波によるｆ0 ＋ｆ
１D の信号は周波数変調を受けたｆ0 ＋ｆ1 の信号と混
合され、信号処理しやすいｆ1 ＋ｆ１D の信号として信
号処理器９に出力される。また、地面Ｇからの反射波に
よるｆ0 ＋ｆ２D の信号は周波数変調を受けたｆ0 ＋ｆ
1 の信号と混合され、信号処理しやすいｆ1 ＋ｆ２D の
信号として信号処理器９に出力される。On the other hand, the sine wave signal transmitted from the distributor 3 to the frequency modulator 5 is frequency-modulated by a predetermined frequency in the frequency modulator 5 and transmitted to the mixer 6. Frequency modulation of the frequency modulator 5 is desirable to signal processing tends frequency later, here, the amount of frequency modulation and f 1. In mixer 6, f 0 + f due to the reflected wave from the obstacle
1 D signal is mixed with f 0 + f 1 of the signal subjected to frequency modulation and is output as a signal of the signal processing easy f 1 + f1 D to the signal processor 9. The signal of f 0 + f2 D due to the reflected wave from the ground G is f 0 + f subjected to frequency modulation.
The signal is mixed with the signal of 1 and is output to the signal processor 9 as a signal of f 1 + f2 D which is easily processed.
【００２０】信号処理器９の受信信号を図２に示す。実
線は送信信号、破線は障害物からの反射信号、点線は地
面からの反射信号である。図示されるように、障害物か
らの反射信号は、送信信号と比較すると、自車両と障害
物との距離に応じた遅延時間を有し、自車両と障害物と
の相対速度に応じたドップラシフト量を有する。また、
地面からの反射信号は、下側のスロット１１ｂから地面
Ｇまでの距離に応じた遅延時間を有し、自車両の対地速
度に応じたドップラシフト量を有する。FIG. 2 shows a received signal of the signal processor 9. A solid line is a transmission signal, a broken line is a reflection signal from an obstacle, and a dotted line is a reflection signal from the ground. As shown in the figure, the reflected signal from the obstacle has a delay time corresponding to the distance between the host vehicle and the obstacle and a Doppler corresponding to the relative speed between the host vehicle and the obstacle, as compared with the transmission signal. It has a shift amount. Also,
The signal reflected from the ground has a delay time corresponding to the distance from the lower slot 11b to the ground G, and has a Doppler shift amount corresponding to the ground speed of the own vehicle.
【００２１】信号処理器９は、受信信号のビート周波数
と遅延時間とから、自車両と障害物との距離及び相対速
度並びに対地速度を検出する。ここで、 Ｔ：障害物からの反射信号の遅延時間 ｆ１D ：障害物からの反射信号のドップラシフト量＝ビ
ート周波数 ｆ２D ：地面からの反射信号のドップラシフト量＝ビー
ト周波数 ｒ１：自車両と障害物との距離 Ｖ１：自車両と障害物との相対速度 Ｖ２：自車両の対地速度 Ｃ：光速 λ：波長 θ：下側のスロット１１ｂから放射される電波の角度 とすると、障害物との距離ｒ１は、式（１）のように表
される。The signal processor 9 detects the distance, the relative speed, and the ground speed between the own vehicle and the obstacle from the beat frequency and the delay time of the received signal. Here, T: delay time of a reflected signal from an obstacle f1 D : Doppler shift amount of a reflected signal from an obstacle = beat frequency f2 D : Doppler shift amount of a reflected signal from the ground = beat frequency r1: with own vehicle Distance to obstacle V1: Relative speed between own vehicle and obstacle V2: Ground speed of own vehicle C: Light speed λ: Wavelength θ: Angle of radio wave radiated from lower slot 11b The distance r1 is expressed as in equation (1).
【００２２】[0022]
【数１】 (Equation 1)
【００２３】障害物との相対速度Ｖ１は、式（２）のよ
うに表される。The relative speed V1 with respect to the obstacle is represented by the following equation (2).
【００２４】[0024]
【数２】 (Equation 2)
【００２５】また、自車両の対地速度Ｖ２は、式（３）
のように表される。The ground speed V2 of the vehicle is expressed by the following equation (3).
It is represented as
【００２６】[0026]
【数３】 (Equation 3)
【００２７】以上の式（１）〜（３）で示した演算を信
号処理器９で行うことにより、障害物との距離ｒ１及び
相対速度Ｖ１並びに自車両の対地速度Ｖ２が検出でき
る。By performing the calculations shown in the above equations (1) to (3) by the signal processor 9, the distance r1 to the obstacle, the relative speed V1, and the ground speed V2 of the own vehicle can be detected.
【００２８】なお、上記の実施形態では、２つのスロッ
トを有したスロットアンテナ１０を使用したが、この限
りではなく上下それぞれに複数のスロットを設けてもよ
い。例えば、３つのスロットを有したスロットアンテナ
１０を使用し、下側の２つのスロットから地面に向けて
電波を放射し、予め設定しておいた下側の２つのスロッ
トの角度差から対地速度Ｖ２を求めるようにできる。こ
の場合、車両の振動や傾きに影響されず、より高精度に
対地速度が検出できる。In the above embodiment, the slot antenna 10 having two slots is used. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of slots may be provided on each of the upper and lower sides. For example, a slot antenna 10 having three slots is used, radio waves are radiated from the lower two slots toward the ground, and the ground speed V2 is calculated based on the preset angle difference between the lower two slots. Can be asked. In this case, the ground speed can be detected with higher accuracy without being affected by the vibration or inclination of the vehicle.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。The present invention exhibits the following excellent effects.
【００３０】（１）進行方向と地面とに向けてそれぞれ
電波を放射しているため、障害物との距離及び相対速度
を検出すると同時に対地速度を検出することができる。
従って、車両の衝突回避を確実にするための正確な情報
が得られ、正確なブレーキ制御又は乗員への警告が可能
となる。(1) Since the radio waves are radiated toward the traveling direction and the ground, respectively, the distance to the obstacle and the relative speed can be detected, and at the same time, the ground speed can be detected.
Therefore, accurate information for ensuring that the collision of the vehicle is avoided can be obtained, and accurate brake control or warning to the occupant can be performed.
【図１】本発明の一実施形態を示す衝突防止レーダの構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a collision prevention radar showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の衝突防止レーダによって得られる受信
信号の図である。FIG. 2 is a diagram of a received signal obtained by the anti-collision radar of the present invention.
【図３】従来の衝突防止レーダの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional anti-collision radar.
１ 発振器 ２ パルス発生器 ３ 分配器 ４ スイッチ ５ 周波数変調器 ６ ミキシングサーキット ７ サーキュレータ ９ 信号処理器 １０ スロットアンテナ １１ａ 上側のスロット １１ｂ 下側のスロット Reference Signs List 1 oscillator 2 pulse generator 3 distributor 4 switch 5 frequency modulator 6 mixing circuit 7 circulator 9 signal processor 10 slot antenna 11a upper slot 11b lower slot
Claims (2)
し、その反射波を受信して障害物との距離及び相対速度
を検出する衝突防止レーダにおいて、地面に対しても電
波を送信し、その反射波を受信して自身の対地速度を検
出するようにしたことを特徴とする衝突防止レーダ。An anti-collision radar which transmits a radio wave from a moving body in a traveling direction thereof, receives a reflected wave thereof, and detects a distance and a relative speed to an obstacle, and transmits a radio wave also to the ground. An anti-collision radar characterized by receiving the reflected wave and detecting its own ground speed.
向けた少なくとも１つのスロットを有すると共に地面に
向けた少なくとも１つのスロットを有するスロットアン
テナを設けたことを特徴とする請求項１記載の衝突防止
レーダ。2. The antenna according to claim 1, further comprising a slot antenna having at least one slot facing the traveling direction and having at least one slot facing the ground for transmitting the radio wave. Anti-collision radar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253026A JPH1096774A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Collision preventive radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8253026A JPH1096774A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Collision preventive radar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096774A true JPH1096774A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17245456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8253026A Pending JPH1096774A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Collision preventive radar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096774A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-09-25 JP JP8253026A patent/JPH1096774A/en active Pending
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