JPH1184001A - 車載レーダ装置及びこれを用いた車両の自動制御システム - Google Patents
車載レーダ装置及びこれを用いた車両の自動制御システムInfo
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】反射体に関する情報の確度を検出可能な車載レ
ーダ装置を提供する。 【構成】本発明の車載レーダ装置は、異なる送信方向に
ビームを送信して反射波を受信することにより、上記送
信方向にわたる上記受信反射波のレベルの分布を検出
し、この検出結果に基づき上記受信反射波を発生させた
反射体までの距離等のこの反射体に関する情報を測定す
る機能を備えると共に、上記検出した送受信方向にわた
る反射波のレベルの分布に基づき上記測定した反射体の
情報の確度を判定して付与する確度判定・付与手段を備
えている。
ーダ装置を提供する。 【構成】本発明の車載レーダ装置は、異なる送信方向に
ビームを送信して反射波を受信することにより、上記送
信方向にわたる上記受信反射波のレベルの分布を検出
し、この検出結果に基づき上記受信反射波を発生させた
反射体までの距離等のこの反射体に関する情報を測定す
る機能を備えると共に、上記検出した送受信方向にわた
る反射波のレベルの分布に基づき上記測定した反射体の
情報の確度を判定して付与する確度判定・付与手段を備
えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の追突や衝突防止
用警報装置などに利用される車載レーダ装置及びこれを
用いた車両の自動制御システムに関するものであり、特
に、検出した送信方向にわたる受信反射波のレベルの分
布に基づく確度を判定して測定結果に付与する確度判定
・付与手段を備えた車載レーダ装置及びこれを用いた車
両の自動制御システムに関するものである。
用警報装置などに利用される車載レーダ装置及びこれを
用いた車両の自動制御システムに関するものであり、特
に、検出した送信方向にわたる受信反射波のレベルの分
布に基づく確度を判定して測定結果に付与する確度判定
・付与手段を備えた車載レーダ装置及びこれを用いた車
両の自動制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の追突や衝突防止用警報装置などへ
の応用を目的として、電波やレーザ光線などのビームを
送信して反射波を受信し、この反射波を生じさせた反射
体の情報を検出する車載レーダ装置が開発されてきた。
この車載レーダ装置には、周波数変調波や振幅変調波を
送受信するＦＭレーダやＡＭレーダ、あるいは、パルス
レーダなど各種のものが開発されてきている。
の応用を目的として、電波やレーザ光線などのビームを
送信して反射波を受信し、この反射波を生じさせた反射
体の情報を検出する車載レーダ装置が開発されてきた。
この車載レーダ装置には、周波数変調波や振幅変調波を
送受信するＦＭレーダやＡＭレーダ、あるいは、パルス
レーダなど各種のものが開発されてきている。
【０００３】車載レーダ装置、特に前方監視用の車載レ
ーダ装置では、鋭い指向性の単一のビームを車両前方の
ある角度の範囲にわたって機械的に走査したり、あるい
は、ある角度の範囲をカバーするように少しずつ方向を
異ならせて配置した複数のアンテナから鋭い指向性のビ
ームを順次送信させるという電子的な走査を行うことに
より、反射体までの距離だけでなくどの方向に反射体が
存在するかという方位分解能も得るように構成されてい
る。
ーダ装置では、鋭い指向性の単一のビームを車両前方の
ある角度の範囲にわたって機械的に走査したり、あるい
は、ある角度の範囲をカバーするように少しずつ方向を
異ならせて配置した複数のアンテナから鋭い指向性のビ
ームを順次送信させるという電子的な走査を行うことに
より、反射体までの距離だけでなくどの方向に反射体が
存在するかという方位分解能も得るように構成されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記車載レーダ装置で
は、他の車載レーダ装置との干渉などによって偽の反射
波を受信することも予想される。逆に、ＳＮ比の低下に
伴って、真の反射波が消滅してしまう場合もある。この
ため、車載レーダ装置では、通常、１回だけの測定結果
ではなく、多数回にわたる測定結果を平均化することに
より、反射体までの距離や方位、あるいは反射体との相
対速度などその反射体の情報を検出するようになってい
る。このように、反射体の情報の確度を高めるために測
定の反復回数を増すと、一つの測定値を得るまでの所要
時間が長引き、その結果、警報の発生が遅れたり、この
情報を用いて行う自動走行制御などの制御の応答性が低
下するなどの問題がある。
は、他の車載レーダ装置との干渉などによって偽の反射
波を受信することも予想される。逆に、ＳＮ比の低下に
伴って、真の反射波が消滅してしまう場合もある。この
ため、車載レーダ装置では、通常、１回だけの測定結果
ではなく、多数回にわたる測定結果を平均化することに
より、反射体までの距離や方位、あるいは反射体との相
対速度などその反射体の情報を検出するようになってい
る。このように、反射体の情報の確度を高めるために測
定の反復回数を増すと、一つの測定値を得るまでの所要
時間が長引き、その結果、警報の発生が遅れたり、この
情報を用いて行う自動走行制御などの制御の応答性が低
下するなどの問題がある。
【０００５】本発明の一つの目的は、反射体に関する情
報の確度の検出が可能な車載レーダ装置を提供すること
にある。ただし、本発明でいう情報の「確度」とは、そ
の情報の「確からしさの度合」であり、「信頼性（liab
ility)」や「精度(accuracy,preciseness)」を下位概念
として含む広義の概念である。
報の確度の検出が可能な車載レーダ装置を提供すること
にある。ただし、本発明でいう情報の「確度」とは、そ
の情報の「確からしさの度合」であり、「信頼性（liab
ility)」や「精度(accuracy,preciseness)」を下位概念
として含む広義の概念である。
【０００６】本発明の他の目的は、上記検出した情報の
確度に応じて平均化のための測定の反復回数を動的に変
更することにより警報の発生までの時間を短縮したり、
自動制御ループのループ利得を動的に増減させることに
より、応答性を高めることが可能な車載レーダ装置を提
供することにある。
確度に応じて平均化のための測定の反復回数を動的に変
更することにより警報の発生までの時間を短縮したり、
自動制御ループのループ利得を動的に増減させることに
より、応答性を高めることが可能な車載レーダ装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の車載レーダ装置は、異なる送信方向にビ
ームを送信してその反射波を受信することにより、上記
送受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布を検出
し、この検出結果に基づき受信反射波を発生させた反射
体までの距離等のこの反射体に関する情報を測定する機
能に加えて、上記検出した送受信方向にわたる受信反射
波のレベルの分布に基づき上記測定した反射体の情報の
確度を判定して付与する確度判定・付与手段を備えてい
る。
決する本発明の車載レーダ装置は、異なる送信方向にビ
ームを送信してその反射波を受信することにより、上記
送受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布を検出
し、この検出結果に基づき受信反射波を発生させた反射
体までの距離等のこの反射体に関する情報を測定する機
能に加えて、上記検出した送受信方向にわたる受信反射
波のレベルの分布に基づき上記測定した反射体の情報の
確度を判定して付与する確度判定・付与手段を備えてい
る。
【０００８】本発明の他の車載レーダ装置は、更に、上
記確度判定・付与手段に加えて、上記反射体に関する情
報に付与された確度が高くなるほど、この情報の時間平
均化を図るための測定の回数を低減する測定回数変更手
段を備えている。
記確度判定・付与手段に加えて、上記反射体に関する情
報に付与された確度が高くなるほど、この情報の時間平
均化を図るための測定の回数を低減する測定回数変更手
段を備えている。
【０００９】本発明に係わる車両の自動制御システム
は、異なる送信方向にビームを送信してその反射波を受
信することにより、上記送受信方向にわたる受信反射波
のレベルの分布を検出し、この検出結果に基づき受信反
射波を発生させた反射体までの距離等のこの反射体に関
する情報を測定する車載レーダ装置と、この車載レーダ
装置で検出された情報に基づき車両の走行を自動的に制
御する自動制御装置とを備えている。そして、この自動
制御システムは、上記車載レーダ装置が上記検出した送
受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布に基づき上
記測定した反射体に関する情報の確度を判定して付与す
る確度判定・付与手段を備えると共に、上記自動制御装
置が上記反射体に関する情報に付与された確度が高くな
るほど、この情報に基づく帰還ループのループゲインを
増加する制御手段を備えている。
は、異なる送信方向にビームを送信してその反射波を受
信することにより、上記送受信方向にわたる受信反射波
のレベルの分布を検出し、この検出結果に基づき受信反
射波を発生させた反射体までの距離等のこの反射体に関
する情報を測定する車載レーダ装置と、この車載レーダ
装置で検出された情報に基づき車両の走行を自動的に制
御する自動制御装置とを備えている。そして、この自動
制御システムは、上記車載レーダ装置が上記検出した送
受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布に基づき上
記測定した反射体に関する情報の確度を判定して付与す
る確度判定・付与手段を備えると共に、上記自動制御装
置が上記反射体に関する情報に付与された確度が高くな
るほど、この情報に基づく帰還ループのループゲインを
増加する制御手段を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の車載レーダ装置の好適な
実施の形態によれば、上記検出した送受信方向にわたる
受信反射波のレベルの分布において上記受信反射波が存
在する送受信方向の広がりが大きいほど大きな確度が測
定された情報に付与される。
実施の形態によれば、上記検出した送受信方向にわたる
受信反射波のレベルの分布において上記受信反射波が存
在する送受信方向の広がりが大きいほど大きな確度が測
定された情報に付与される。
【００１１】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
上記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布において送受信方向の広さが大きくかつ受信反射波
のレベルが大きいほど大きな確度が測定された情報に付
与される。
上記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布において送受信方向の広さが大きくかつ受信反射波
のレベルが大きいほど大きな確度が測定された情報に付
与される。
【００１２】本発明の更に他の好適な実施の形態によれ
ば、上記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベ
ルの分布が、中心を最大としてその両側に対称であるか
単調な増減であれば、大きな確度が測定された情報に付
与され、その他の場合には小さな確度が測定された情報
に付与される。
ば、上記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベ
ルの分布が、中心を最大としてその両側に対称であるか
単調な増減であれば、大きな確度が測定された情報に付
与され、その他の場合には小さな確度が測定された情報
に付与される。
【００１３】本発明の更に他の好適な実施の形態によれ
ば、上記確度判定・付与手段は、上記検出した送受信方
向にわたる受信反射波のレベルの分布の平均値と新たに
検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布
との一致度も考慮して上記確度を測定済みの情報に付与
する。
ば、上記確度判定・付与手段は、上記検出した送受信方
向にわたる受信反射波のレベルの分布の平均値と新たに
検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布
との一致度も考慮して上記確度を測定済みの情報に付与
する。
【００１４】
【実施例】本発明の特徴部分の説明に入る前に、本発明
が適用される車載レーダ装置の具体的な構成と作用の一
例を、本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置
を例にとって説明する。この実施例のマルチビーム・Ｆ
Ｍレーダ装置は、図４の機能ブロック図に示すように、
ＦＭレーダモジュール１０と本体部２０とから構成され
ている。
が適用される車載レーダ装置の具体的な構成と作用の一
例を、本発明の一実施例のマルチビームＦＭレーダ装置
を例にとって説明する。この実施例のマルチビーム・Ｆ
Ｍレーダ装置は、図４の機能ブロック図に示すように、
ＦＭレーダモジュール１０と本体部２０とから構成され
ている。
【００１５】ＦＭレーダモジュール１０は、誘電体基板
１１と、この誘電体基板１１上に形成された５個の送受
信チャネルＡ，Ｂ・・・Ｅとから構成されている。送受
信チャネルＡ〜Ｅは、それぞれに対応して形成された５
個の送受共用アンテナ１２ａ〜１２ｐと、対応の５個の
送受信部とから構成されている。
１１と、この誘電体基板１１上に形成された５個の送受
信チャネルＡ，Ｂ・・・Ｅとから構成されている。送受
信チャネルＡ〜Ｅは、それぞれに対応して形成された５
個の送受共用アンテナ１２ａ〜１２ｐと、対応の５個の
送受信部とから構成されている。
【００１６】各送受信部は、サーキュレータ１４ａ〜１
４ｅ、送信選択増幅器１５ａ〜１５ｅ、受信選択増幅器
１６ａ〜１６ｅ及びミキサー１７ａ〜１７ｅを備えてい
る。５個の送受信チャネルＡ〜Ｅのそれぞれは、本体部
２０内のＦＭ信号発生回路２３からマイクロストリップ
線路ＭＳを通して供給される送信対象のミリ波帯のＦＭ
信号を受ける。
４ｅ、送信選択増幅器１５ａ〜１５ｅ、受信選択増幅器
１６ａ〜１６ｅ及びミキサー１７ａ〜１７ｅを備えてい
る。５個の送受信チャネルＡ〜Ｅのそれぞれは、本体部
２０内のＦＭ信号発生回路２３からマイクロストリップ
線路ＭＳを通して供給される送信対象のミリ波帯のＦＭ
信号を受ける。
【００１７】本体部２０は、ＣＰＵ２１、チャネル制御
回路２２、ＦＭ信号発生回路２３、セクタ２４、Ａ／Ｄ
変換器２５、高速フーリエ変換回路２６及びメモリ２７
を備えている。
回路２２、ＦＭ信号発生回路２３、セクタ２４、Ａ／Ｄ
変換器２５、高速フーリエ変換回路２６及びメモリ２７
を備えている。
【００１８】本体部２０のＦＭ信号発生回路２３から出
力されるミリ波帯のＦＭ信号は、周波数が時間と共に直
線的に増加したのち極く短時間で元の周波数に戻るとい
う、いわゆる、鋸歯状に周波数が変化せしめられる。マ
イクロストリップ線路ＭＳを通して、各送受信チャネル
Ａ〜Ｅ内の送信選択増幅器１５ａ〜１５ｅのそれぞれ
と、受信選択増幅供給１６ａ〜１６ｅのそれぞれに供給
され、対応の増幅器によって所定の期間内のみ選択的な
増幅を受ける。送信選択増幅供給１５ａ〜１５ｅのそれ
ぞれは、本体部２０のチャネル制御回路２２から供給さ
れるチャネル制御信号に従って、配列の順番に順次所定
期間内のみＦＭ信号の増幅動作を行う。
力されるミリ波帯のＦＭ信号は、周波数が時間と共に直
線的に増加したのち極く短時間で元の周波数に戻るとい
う、いわゆる、鋸歯状に周波数が変化せしめられる。マ
イクロストリップ線路ＭＳを通して、各送受信チャネル
Ａ〜Ｅ内の送信選択増幅器１５ａ〜１５ｅのそれぞれ
と、受信選択増幅供給１６ａ〜１６ｅのそれぞれに供給
され、対応の増幅器によって所定の期間内のみ選択的な
増幅を受ける。送信選択増幅供給１５ａ〜１５ｅのそれ
ぞれは、本体部２０のチャネル制御回路２２から供給さ
れるチャネル制御信号に従って、配列の順番に順次所定
期間内のみＦＭ信号の増幅動作を行う。
【００１９】送信増幅器１５ａ〜１５ｅのそれぞれで増
幅されたミリ波帯のＦＭ信号は、サーキュレータ１４ａ
〜１４ｅの対応のものを通過して、送受共用アンテナ１
２ａ〜１２ｅの対応のものに供給され、車外の空間に放
射される。各送受共用アンテナ１２ａ〜１２ｅは、誘電
体基板１１上に形成された平面アレイアンテナから成る
一次放射器と、図示しない二次放射器などから構成され
る。各送受共用アンテナ１２ａ，１２ｂ・・・の指向性
は、それぞれから放射されるビームＢａ，Ｂｂ・・・Ｂ
ｅの強度分布によって、図１に例示するように、ほぼ同
一であると共に最隣接のものどうしが重なり合うよう
に、各ビームの中心の方位が配列の順に少しずつずらさ
れている。
幅されたミリ波帯のＦＭ信号は、サーキュレータ１４ａ
〜１４ｅの対応のものを通過して、送受共用アンテナ１
２ａ〜１２ｅの対応のものに供給され、車外の空間に放
射される。各送受共用アンテナ１２ａ〜１２ｅは、誘電
体基板１１上に形成された平面アレイアンテナから成る
一次放射器と、図示しない二次放射器などから構成され
る。各送受共用アンテナ１２ａ，１２ｂ・・・の指向性
は、それぞれから放射されるビームＢａ，Ｂｂ・・・Ｂ
ｅの強度分布によって、図１に例示するように、ほぼ同
一であると共に最隣接のものどうしが重なり合うよう
に、各ビームの中心の方位が配列の順に少しずつずらさ
れている。
【００２０】車両の外部に放射されたミリ波帯のＦＭ信
号のうちのいくつかは、前方の先行車両などの物体で反
射され、放射時と逆の経路を辿って送受共用アンテナ１
２ａ〜１２ｅのそれぞれに受信される。各送受共用アン
テナに受信された反射波は、対応のサーキュレータ１４
ａ〜１４ｅによって送信系から分離され、送受信部内の
ミキサー１７ａ〜１７ｅの一方の入力端子である受信信
号入力端子に入力する。ミキサー１７ａ〜１７ｅの他方
の入力端子である局発入力端子には、チャネル制御回路
２２から供給されるチャネル制御信号に従って、配列順
に所定期間内のみ間欠的に増幅動作を行う受信選択増幅
器１６ａ〜１６ｅを通して順次ＦＭ信号が供給される。
号のうちのいくつかは、前方の先行車両などの物体で反
射され、放射時と逆の経路を辿って送受共用アンテナ１
２ａ〜１２ｅのそれぞれに受信される。各送受共用アン
テナに受信された反射波は、対応のサーキュレータ１４
ａ〜１４ｅによって送信系から分離され、送受信部内の
ミキサー１７ａ〜１７ｅの一方の入力端子である受信信
号入力端子に入力する。ミキサー１７ａ〜１７ｅの他方
の入力端子である局発入力端子には、チャネル制御回路
２２から供給されるチャネル制御信号に従って、配列順
に所定期間内のみ間欠的に増幅動作を行う受信選択増幅
器１６ａ〜１６ｅを通して順次ＦＭ信号が供給される。
【００２１】ミキサー１７ａ〜１７ｅの出力端子から出
力されるビート信号は、同軸ケーブルなどの線路を経て
本体部２０のＡ／Ｄ変換器２５に供給され、対応のディ
ジタル信号に変換される。このディジタル信号に変換さ
れたビート信号は、高速フーリエ変換回路２６に供給さ
れ、ここで周波数スペクトルに変換され、ＣＰＵ２１に
供給される。
力されるビート信号は、同軸ケーブルなどの線路を経て
本体部２０のＡ／Ｄ変換器２５に供給され、対応のディ
ジタル信号に変換される。このディジタル信号に変換さ
れたビート信号は、高速フーリエ変換回路２６に供給さ
れ、ここで周波数スペクトルに変換され、ＣＰＵ２１に
供給される。
【００２２】ＣＰＵ２１は、高速フーリエ変換回路２６
から受け取ったビート信号の周波数スペクトルを解析す
ることにより、ビート信号の周波数（ビート周波数）
と、この周波数成分のレベルとを検出する。このビート
周波数は、反射体までの距離に比例する成分と、反射体
との相対速度に比例するドップラーシフト成分とから成
るが、ここでは簡単のため、後者のドップラーシフト成
分が前者の成分に比べて無視できるものとする。なお、
必要に応じて、一定周波数の信号や、時間と共に直線的
に増減するＦＭ信号を放射し、その反射波を受信してビ
ート信号を発生させることにより、距離に比例する成分
とドップラーシフト成分を分離することもできる。
から受け取ったビート信号の周波数スペクトルを解析す
ることにより、ビート信号の周波数（ビート周波数）
と、この周波数成分のレベルとを検出する。このビート
周波数は、反射体までの距離に比例する成分と、反射体
との相対速度に比例するドップラーシフト成分とから成
るが、ここでは簡単のため、後者のドップラーシフト成
分が前者の成分に比べて無視できるものとする。なお、
必要に応じて、一定周波数の信号や、時間と共に直線的
に増減するＦＭ信号を放射し、その反射波を受信してビ
ート信号を発生させることにより、距離に比例する成分
とドップラーシフト成分を分離することもできる。
【００２３】ＣＰＵ２１は、送受信チャネルＡ〜Ｅにつ
いて、従って、ビームＢａ〜Ｂｅの異なる方位につい
て、ビート周波数から反射体までの距離を検出する。Ｃ
ＰＵ２１は、図５に例示するように、自車両の前方の距
離と方位の二次元空間内に、ビート信号の周波数成分の
レベル（振幅）の二次元マップを作成する。このビート
信号のレベルが受信反射波のレベルに概ね比例すること
から、このビート信号のレベルは受信反射波のレベルを
示すことになる。
いて、従って、ビームＢａ〜Ｂｅの異なる方位につい
て、ビート周波数から反射体までの距離を検出する。Ｃ
ＰＵ２１は、図５に例示するように、自車両の前方の距
離と方位の二次元空間内に、ビート信号の周波数成分の
レベル（振幅）の二次元マップを作成する。このビート
信号のレベルが受信反射波のレベルに概ね比例すること
から、このビート信号のレベルは受信反射波のレベルを
示すことになる。
【００２４】ここで、図１の（Ａ）に示すように、自車
両Ｖの前方正面に先行車両などの反射体Ｒが存在する場
合を想定する。この場合、中心のビームＢｃについては
放射された電力のほとんどが反射体Ｒによる反射を受
け、最隣接の２個のビームＢｂとＢｄのそれぞれについ
ては放射された電力のうちのかなりの部分が反射体Ｒに
よる反射を受け、さらに外側の２個のビームＢａとＢｅ
のそれぞれについては放射された電力のうちのほんの一
部分が反射体Ｒによる反射を受ける。
両Ｖの前方正面に先行車両などの反射体Ｒが存在する場
合を想定する。この場合、中心のビームＢｃについては
放射された電力のほとんどが反射体Ｒによる反射を受
け、最隣接の２個のビームＢｂとＢｄのそれぞれについ
ては放射された電力のうちのかなりの部分が反射体Ｒに
よる反射を受け、さらに外側の２個のビームＢａとＢｅ
のそれぞれについては放射された電力のうちのほんの一
部分が反射体Ｒによる反射を受ける。
【００２５】この結果、放射された５個のビームＢａ〜
Ｂｅの受信反射波から得られたほぼ同一の周波数のビー
ト信号のレベルＬａ〜Ｌｅと、各ビームの放射方向θａ
〜θｅ（方位角）との関係の典型的は、図１の（Ｂ）に
例示するようなものとなる。すなわち、中心のビームＢ
ｃについてビート信号のレベルＬｃが最大となり、最隣
接の２個のビームＢｂとＢｄについてはビート信号のレ
ベルＬｂとＬｄが次に大きな値となり、さらに外側の２
個のビームＢａとＢｅについてはビート信号のレベルＬ
ａとＬｅが最小になる。そして、各ビート信号のレベル
の分布は、最大のものを中心として両側に対称なものと
なる。
Ｂｅの受信反射波から得られたほぼ同一の周波数のビー
ト信号のレベルＬａ〜Ｌｅと、各ビームの放射方向θａ
〜θｅ（方位角）との関係の典型的は、図１の（Ｂ）に
例示するようなものとなる。すなわち、中心のビームＢ
ｃについてビート信号のレベルＬｃが最大となり、最隣
接の２個のビームＢｂとＢｄについてはビート信号のレ
ベルＬｂとＬｄが次に大きな値となり、さらに外側の２
個のビームＢａとＢｅについてはビート信号のレベルＬ
ａとＬｅが最小になる。そして、各ビート信号のレベル
の分布は、最大のものを中心として両側に対称なものと
なる。
【００２６】次に、図２の（Ａ）に示すように、自車両
Ｖの右斜め前方に先行車両などの反射体Ｒが存在する場
合を想定する。この場合、最右端のビームＢｆについて
は放射された電力の大部分が反射体Ｒによる反射を受
け、そのすぐ左側のビームＢｄについては放射された電
力のうちのかなりの部分が反射体Ｒによる反射を受け、
さらに左側の中心のビームＢｃについては放射された電
力のうちのほんの一部分が反射体Ｒによる反射を受け
る。また、更に左側の２本のビームＢｂとＢａについて
は、放射された電力は全く反射体Ｒによる反射を受けな
い。
Ｖの右斜め前方に先行車両などの反射体Ｒが存在する場
合を想定する。この場合、最右端のビームＢｆについて
は放射された電力の大部分が反射体Ｒによる反射を受
け、そのすぐ左側のビームＢｄについては放射された電
力のうちのかなりの部分が反射体Ｒによる反射を受け、
さらに左側の中心のビームＢｃについては放射された電
力のうちのほんの一部分が反射体Ｒによる反射を受け
る。また、更に左側の２本のビームＢｂとＢａについて
は、放射された電力は全く反射体Ｒによる反射を受けな
い。
【００２７】この結果、放射された５個のビームＢａ〜
Ｂｅの受信反射波から得られたほぼ同一の周波数のビー
ト信号のレベルＬａ〜Ｌｅと、各ビームの放射方向θａ
〜θｅ（方位角）との関係の典型的は、図２の（Ｂ）に
例示するようなものとなる。最右端のビームＢｅについ
てビート信号のレベルＬｅが最大となり、そのすぐ左側
のビームＢｄについてはビート信号のレベルＬｄが次に
大きな値となり、さらに左側のビームＢｃについてはビ
ート信号のレベルＬｃが最小になる。そして、さらに左
側の２個のビームＢｂとＢａについては、ビート信号が
得られない。各ビート信号のレベルの分布は、右側に向
けて単調に増加するようなものとなる。
Ｂｅの受信反射波から得られたほぼ同一の周波数のビー
ト信号のレベルＬａ〜Ｌｅと、各ビームの放射方向θａ
〜θｅ（方位角）との関係の典型的は、図２の（Ｂ）に
例示するようなものとなる。最右端のビームＢｅについ
てビート信号のレベルＬｅが最大となり、そのすぐ左側
のビームＢｄについてはビート信号のレベルＬｄが次に
大きな値となり、さらに左側のビームＢｃについてはビ
ート信号のレベルＬｃが最小になる。そして、さらに左
側の２個のビームＢｂとＢａについては、ビート信号が
得られない。各ビート信号のレベルの分布は、右側に向
けて単調に増加するようなものとなる。
【００２８】同様に、図２（Ａ）の場合とは反対に、自
車両Ｖの左斜め前方に先行車両などの反射体Ｒが存在す
る場合を想定すると、各ビート信号のレベルの分布は、
図２（Ｂ）の場合とは反対に、左側に向けて単調に増加
するようなものとなる。
車両Ｖの左斜め前方に先行車両などの反射体Ｒが存在す
る場合を想定すると、各ビート信号のレベルの分布は、
図２（Ｂ）の場合とは反対に、左側に向けて単調に増加
するようなものとなる。
【００２９】ＣＰＵ２１は、ビートの各放射方向につい
て得られたほぼ同一周波数のビート信号のレベルを重み
付け平均することにより、自車両からみた反射体の方位
Θを算定する。 Θ＝( La・θa ＋Lb・θb ＋Lc・θc ＋Ld・θd ＋Le・θe )/ ( La＋Lb＋Lc＋Ld＋Le ) ・・・(1)
て得られたほぼ同一周波数のビート信号のレベルを重み
付け平均することにより、自車両からみた反射体の方位
Θを算定する。 Θ＝( La・θa ＋Lb・θb ＋Lc・θc ＋Ld・θd ＋Le・θe )/ ( La＋Lb＋Lc＋Ld＋Le ) ・・・(1)
【００３０】図１と図２を参照しながら説明した、送信
方向にわたる受信反射波のレベルの分布、すなわち、ビ
ート信号のレベルの分布は、他の車載レーダ装置などか
らの干渉が存在せず、また、反射体の距離が近いことな
どからＳＮ比が良好な理想的な場合にのみ得られる。実
際には、他の車載レーダ装置などからの干渉に起因する
偽の信号の出現や、ＳＮ比の低下に起因する真の信号の
消滅などに伴い、ビート信号のレベルの分布について図
１や図２に例示したものとは異なる図３に例示するよう
な種々のパターンが出現する。
方向にわたる受信反射波のレベルの分布、すなわち、ビ
ート信号のレベルの分布は、他の車載レーダ装置などか
らの干渉が存在せず、また、反射体の距離が近いことな
どからＳＮ比が良好な理想的な場合にのみ得られる。実
際には、他の車載レーダ装置などからの干渉に起因する
偽の信号の出現や、ＳＮ比の低下に起因する真の信号の
消滅などに伴い、ビート信号のレベルの分布について図
１や図２に例示したものとは異なる図３に例示するよう
な種々のパターンが出現する。
【００３１】図３の（Ａ）は、自車両の前方に先行車両
などの反射体が存在しないにもかかわらず、対向車両な
どに搭載されている他のレーダ装置などの干渉により、
ある方向についてのみ大きなレベルのビート信号が得ら
れる例である。図３の（Ｂ）や（Ｃ）は、ＳＮ比の劣化
などによって低レベルの真の信号のうちのいくつかが欠
落した例を示している。このようなＳＮ比の劣化は、先
行車両などの反射体までの距離の増大や、降雨による伝
播減衰量の増大などに起因して受信反射信号のレベルが
低下することからも生じる。
などの反射体が存在しないにもかかわらず、対向車両な
どに搭載されている他のレーダ装置などの干渉により、
ある方向についてのみ大きなレベルのビート信号が得ら
れる例である。図３の（Ｂ）や（Ｃ）は、ＳＮ比の劣化
などによって低レベルの真の信号のうちのいくつかが欠
落した例を示している。このようなＳＮ比の劣化は、先
行車両などの反射体までの距離の増大や、降雨による伝
播減衰量の増大などに起因して受信反射信号のレベルが
低下することからも生じる。
【００３２】図３の場合は、ビート周波数から算定した
反射体までの距離の検出値や、(1)式から算定される反
射体の方位角の測定値などの情報に対し、信頼度 (reli
abi-lity) が低下すると共に、平均化対象のレベルが減
少するという点で精度(accu-racy,preciseness) も低下
するといえる。
反射体までの距離の検出値や、(1)式から算定される反
射体の方位角の測定値などの情報に対し、信頼度 (reli
abi-lity) が低下すると共に、平均化対象のレベルが減
少するという点で精度(accu-racy,preciseness) も低下
するといえる。
【００３３】この点を考慮して、ビート信号の分布の状
況に関する各種のパターンのもとで得られた距離や方位
の測定値に対しては、パターンに対応して予め設定され
た連続的なあるいは何段階かの不連続的な確度Ｐが付与
される。一例として、全ての方位角についてのビート信
号のレベルの総和、 Ｐ1 ＝ΣLi ＝La＋Lb＋Lc＋Ld＋Le ・・・(2) を確度Ｐとして設定することができる。
況に関する各種のパターンのもとで得られた距離や方位
の測定値に対しては、パターンに対応して予め設定され
た連続的なあるいは何段階かの不連続的な確度Ｐが付与
される。一例として、全ての方位角についてのビート信
号のレベルの総和、 Ｐ1 ＝ΣLi ＝La＋Lb＋Lc＋Ld＋Le ・・・(2) を確度Ｐとして設定することができる。
【００３４】他の確度として、 Ｐ2 ＝ｎ ・・・(3) を設定することもできる。ここで、ｎは、この実施例の
場合、ビート信号のレベルが所定の閾値を越えた放射方
向の個数である。機械的な走査によりビームをある角度
範囲に渡って連続的変更する場合には、ｎはビート信号
のレベルが所定の閾値を越えた放射方向の角度範囲に相
当する。
場合、ビート信号のレベルが所定の閾値を越えた放射方
向の個数である。機械的な走査によりビームをある角度
範囲に渡って連続的変更する場合には、ｎはビート信号
のレベルが所定の閾値を越えた放射方向の角度範囲に相
当する。
【００３５】上記確度Ｐ1 やＰ2 に対して、図１（Ｂ）
に例示したようなビート信号のレベルのある最大値を中
心とする対称性の有無や、図２（Ｂ）に例示したような
隣接ビーム間にわたるビート信号のレベルの単調増加性
や単調減少性の有無に基づき設定した不連続的な確度を
組合せることにより、総合の確度を設定することもでき
る。
に例示したようなビート信号のレベルのある最大値を中
心とする対称性の有無や、図２（Ｂ）に例示したような
隣接ビーム間にわたるビート信号のレベルの単調増加性
や単調減少性の有無に基づき設定した不連続的な確度を
組合せることにより、総合の確度を設定することもでき
る。
【００３６】ＣＰＵ２１は、上記いくつかの方法の一つ
や、これらの組合せに基づいて予め設定しておいた確度
を反射体の距離や方位の測定値に対して付与する。ＣＰ
Ｕ２１は、付与した確度が高い場合には、平均化のため
の測定回数を小さな値に設定し、逆に付与した確度が低
い場合には、平均化のための測定回数を大きな値に設定
する。このように、ＣＰＵ２１は、測定した情報に付与
した確度に応じてその平均化のための測定の回数を動的
に変更する。
や、これらの組合せに基づいて予め設定しておいた確度
を反射体の距離や方位の測定値に対して付与する。ＣＰ
Ｕ２１は、付与した確度が高い場合には、平均化のため
の測定回数を小さな値に設定し、逆に付与した確度が低
い場合には、平均化のための測定回数を大きな値に設定
する。このように、ＣＰＵ２１は、測定した情報に付与
した確度に応じてその平均化のための測定の回数を動的
に変更する。
【００３７】ＣＰＵ２１は、平均化のための新たな測定
によって得られた新たなビート信号のレベルの分布がこ
れまでに得られたビート信号のレベルの分布を平均化し
たものとほぼ一致する場合には、これまでに得られた距
離や方位の測定値に時間軸方向の一致性に起因する新た
な種類の確度を付与することにより、平均化の回数を一
層低減する。ＣＰＵ２１は、上述のようにして、ビート
信号のレベルの分布に基づき付与した確度の不足分を平
均化処理の回数の増加で補うことにより、概ね同一の確
度の測定値を検出する。
によって得られた新たなビート信号のレベルの分布がこ
れまでに得られたビート信号のレベルの分布を平均化し
たものとほぼ一致する場合には、これまでに得られた距
離や方位の測定値に時間軸方向の一致性に起因する新た
な種類の確度を付与することにより、平均化の回数を一
層低減する。ＣＰＵ２１は、上述のようにして、ビート
信号のレベルの分布に基づき付与した確度の不足分を平
均化処理の回数の増加で補うことにより、概ね同一の確
度の測定値を検出する。
【００３８】ＣＰＵ２１は、上記送信方向に対するビー
ト信号のレベルの分布に基づき付与した確度の不足分を
平均化のための測定の回数の増加で補わない場合には、
反射体との距離や方位や相対速度などの各種の測定値
（反射体に関する情報）にある範囲にわたって変動する
確度を付加して、図示しない警報装置や、自動走行制御
装置などに転送する。
ト信号のレベルの分布に基づき付与した確度の不足分を
平均化のための測定の回数の増加で補わない場合には、
反射体との距離や方位や相対速度などの各種の測定値
（反射体に関する情報）にある範囲にわたって変動する
確度を付加して、図示しない警報装置や、自動走行制御
装置などに転送する。
【００３９】警報装置は、ＣＰＵ２１から転送されてき
た反射体との距離に付加された確度が高ければ、この距
離が第１の閾値を越えると直ちに先行車両への追突に関
する警報を発する。逆に、警報装置は、ＣＰＵ２１から
転送されてきた反射体との距離に付加された確度が低け
れば、この距離が上記第１の閾値よりも高い第２の閾値
を越えるまで、先行車両への追突に関する警報を発しな
い。
た反射体との距離に付加された確度が高ければ、この距
離が第１の閾値を越えると直ちに先行車両への追突に関
する警報を発する。逆に、警報装置は、ＣＰＵ２１から
転送されてきた反射体との距離に付加された確度が低け
れば、この距離が上記第１の閾値よりも高い第２の閾値
を越えるまで、先行車両への追突に関する警報を発しな
い。
【００４０】車間距離保持装置などの自動走行制御装置
は、ＣＰＵ２１から転送されてきた反射体との距離に付
加された確度が高ければ、この距離を先行車両との車間
距離と見做す帰還制御ループのループゲインを増加さ
せ、逆に、ＣＰＵ２１から転送されてきた反射体との距
離に付加された確度が低ければ、上記帰還制御ループの
ループゲインを減少させる。０
は、ＣＰＵ２１から転送されてきた反射体との距離に付
加された確度が高ければ、この距離を先行車両との車間
距離と見做す帰還制御ループのループゲインを増加さ
せ、逆に、ＣＰＵ２１から転送されてきた反射体との距
離に付加された確度が低ければ、上記帰還制御ループの
ループゲインを減少させる。０
【００４１】以上、送信方向にわたる受信反射波のレベ
ルの分布を構成するビート信号のレベルを確度の判定基
準とする例を説明した。しかしながら、このビート信号
のレベルの代わりに、別途測定した雑音レベルに対する
ビート信号のレベルの比（ＳＮ比）を確度の判定基準と
してもよい。
ルの分布を構成するビート信号のレベルを確度の判定基
準とする例を説明した。しかしながら、このビート信号
のレベルの代わりに、別途測定した雑音レベルに対する
ビート信号のレベルの比（ＳＮ比）を確度の判定基準と
してもよい。
【００４２】また、任意のアンテナから送信したビーム
の反射波を同一のアンテナで受信する場合を例にとって
本発明の車載レーダ装置を説明した。しかしながら、本
出願人の特許第2,567,332 号に開示されているように、
任意のアンテナから送信したビームを隣接のアンテナな
ど他のアンテナで受信する動作を追加することより、異
なる送受アンテナの指向性を乗算したものに相当する指
向性の仮想のアンテナを追加して方位分解能を向上させ
る場合にも、本発明を適用できる。この場合、「送信方
向にわたる受信反射波のレベル」という表現を、「送受
信方向にわたる受信反射波のレベル」という表現に拡張
すればよい。
の反射波を同一のアンテナで受信する場合を例にとって
本発明の車載レーダ装置を説明した。しかしながら、本
出願人の特許第2,567,332 号に開示されているように、
任意のアンテナから送信したビームを隣接のアンテナな
ど他のアンテナで受信する動作を追加することより、異
なる送受アンテナの指向性を乗算したものに相当する指
向性の仮想のアンテナを追加して方位分解能を向上させ
る場合にも、本発明を適用できる。この場合、「送信方
向にわたる受信反射波のレベル」という表現を、「送受
信方向にわたる受信反射波のレベル」という表現に拡張
すればよい。
【００４３】さらに、ＦＭレーダの場合を例にとって本
発明を説明した。しかしながら、本発明の車載レーダ装
置は、ＦＭレーダに限らず、ＡＭレーダや、パルスレー
ダなど電波ビームやレーザビームなどを送受信する他の
適宜なレーダ装置に適用することができる。
発明を説明した。しかしながら、本発明の車載レーダ装
置は、ＦＭレーダに限らず、ＡＭレーダや、パルスレー
ダなど電波ビームやレーザビームなどを送受信する他の
適宜なレーダ装置に適用することができる。
【００４４】また、異なる方向にビートを放射するよう
に複数のアンテナを設置して時分割動作させることによ
りビームを走査する構成を例示した。しかしながら、こ
のビームの走査を、アンテナや反射鏡などの機械的な走
査によって連続的に行う構成についても本発明を適用で
きることは明らかである。
に複数のアンテナを設置して時分割動作させることによ
りビームを走査する構成を例示した。しかしながら、こ
のビームの走査を、アンテナや反射鏡などの機械的な走
査によって連続的に行う構成についても本発明を適用で
きることは明らかである。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
載レーダ装置は、受信反射波が存在する送信方向の広さ
や、この送信方向の広さと受信反射波の振幅の積や、中
心を最大にする対称性の有無や、単調な増減性の有無な
どに応じて距離や方位などの測定値に確度が付与される
構成であるから、平均化のための測定回数やループゲイ
ンを動的に変更することによってを応答性を高めること
が可能になる。
載レーダ装置は、受信反射波が存在する送信方向の広さ
や、この送信方向の広さと受信反射波の振幅の積や、中
心を最大にする対称性の有無や、単調な増減性の有無な
どに応じて距離や方位などの測定値に確度が付与される
構成であるから、平均化のための測定回数やループゲイ
ンを動的に変更することによってを応答性を高めること
が可能になる。
【図１】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図２】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図３】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図４】本発明の一実施例の車載ＦＭレーダ装置の構成
を示す機能ブロック図である。
を示す機能ブロック図である。
【図５】図４の車載ＦＭレーダ装置によって作成される
二次元マップの一例を示す概念図である。
二次元マップの一例を示す概念図である。
V 自車両 R 先行車両などの反射体 Ba-Be 少しずつ重合わされて少しずつ異なる方向に
放射されるビーム θa-θe 各放射ビームの方位角 La-Le 各放射ビームの受信反射波から得たビート信
号のレベル 10 ＦＭレーダモジュール A-E 送受信チャンネル 20 本体部 21 ＣＰＵ
放射されるビーム θa-θe 各放射ビームの方位角 La-Le 各放射ビームの受信反射波から得たビート信
号のレベル 10 ＦＭレーダモジュール A-E 送受信チャンネル 20 本体部 21 ＣＰＵ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０１Ｓ 13/34 // Ｇ０１Ｓ 13/34 17/88 Ａ
Claims (7)
- 【請求項１】異なる送信方向にビームを送信してその反
射波を受信することにより、前記送受信方向にわたる前
記受信反射波のレベルの分布を検出し、この検出結果に
基づき前記受信反射波を発生させた反射体までの距離等
のこの反射体に関する情報を測定する機能を備えた車載
レーダ装置において、 前記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布に基づき前記測定した反射体の情報の確度を判定し
て付与する確度判定・付与手段を備えたことを特徴とす
る車載レーダ装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布において前記受信反射波が存在する前記送受信方向
の広がりが大きいほど大きな確度が付与されることを特
徴とする車載レーダ装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布において前記送受信方向の広さが大きくかつ前記受
信反射波のレベルが大きいほど大きな確度が付与される
ことを特徴とする車載レーダ装置。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布が、中心を最大としてその両側に対称であるか単調
な増減であれば、大きな確度が付与され、その他の場合
には小さな確度が付与されることを特徴とする車載レー
ダ装置。 - 【請求項５】異なる送信方向にビームを送信してその反
射波を受信することにより、前記送受信方向にわたる前
記受信反射波のレベルの分布を検出し、この検出結果に
基づき前記受信反射波を発生させた反射体までの距離等
のこの反射体に関する情報を測定する機能を備えた車載
レーダ装置において、 前記検出した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの
分布に基づき前記測定した反射体に関する情報の確度を
判定して付与する確度判定・付与手段と、 前記反射体に関する情報に付与された確度が高くなるほ
ど、この情報の時間平均化を図るための測定の回数を低
減する測定回数変更手段とを備えたことを特徴とする車
載レーダ装置。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記確度判定・付与手段は、前記検出した送受信方向に
わたる受信反射波のレベルの分布の平均値と新たに検出
した送受信方向にわたる受信反射波のレベルの分布との
一致度をも考慮して前記確度を付与することを特徴とす
る車載レーダ装置。 - 【請求項７】異なる送信方向にビームを送信してその反
射波を受信することにより、前記送受信方向にわたる前
記受信反射波のレベルの分布を検出し、この検出結果に
基づき前記受信反射波を発生させた反射体までの距離等
のこの反射体に関する情報を測定する車載レーダ装置
と、この車載レーダ装置で検出された情報に基づき車両
の走行を自動的に制御する自動制御装置とを備えた車両
の自動制御システムにおいて、 前記車載レーダ装置は、前記検出した前記送受信方向に
わたる前記受信反射波のレベルの分布に基づき前記測定
した反射体に関する情報の確度を判定して付与する確度
判定・付与手段を備え、 前記自動制御装置は、前記反射体に関する情報に付与さ
れた確度が高くなるほど、この情報に基づく帰還ループ
のループゲインを増加する制御手段を備えたことを特徴
とする車両の自動制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9259249A JPH1184001A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 車載レーダ装置及びこれを用いた車両の自動制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9259249A JPH1184001A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 車載レーダ装置及びこれを用いた車両の自動制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1184001A true JPH1184001A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17331486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9259249A Pending JPH1184001A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 車載レーダ装置及びこれを用いた車両の自動制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1184001A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004017763A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Denso Corp | 車両制御装置，プログラム |
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| WO2020075682A1 (ja) | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 京セラ株式会社 | 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP9259249A patent/JPH1184001A/ja active Pending
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