JPS6343715B2 - - Google Patents

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JPS6343715B2
JPS6343715B2 JP54094104A JP9410479A JPS6343715B2 JP S6343715 B2 JPS6343715 B2 JP S6343715B2 JP 54094104 A JP54094104 A JP 54094104A JP 9410479 A JP9410479 A JP 9410479A JP S6343715 B2 JPS6343715 B2 JP S6343715B2
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JP
Japan
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voltage level
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JP54094104A
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English (en)
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JPS5618772A (en
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Takaya Senzaki
Eiji Murao
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/171,149 priority patent/US4348675A/en
Priority to FR8016243A priority patent/FR2461991A1/fr
Priority to DE3028076A priority patent/DE3028076C2/de
Publication of JPS5618772A publication Critical patent/JPS5618772A/ja
Publication of JPS6343715B2 publication Critical patent/JPS6343715B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
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    • G01S13/345Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、自動車用FM−CWレーダ装置の改
良に関する。
従来技術 最近、乗員の保護を主体とした自動車の安全対
策として、自動車にレーダ装置を搭載して他の自
動車または障害物との間の距離、相対速度を計測
しながら、自車が危険領域に入ると運転者に警告
を与えたり、自動ブレーキを働かせたりして衝突
を未然に防止させる車間距離制御または衝突防止
システムの開発が盛んに行なわれている。
従来、この種のレーダ装置としては、対象物に
向けて発射された電波の反射波がそれとの相対速
度のため生ずるドプラ周波数シフトにもとづいて
相手との距離、相対速度などを測定する二周波ド
ツプラレーダや、対象物に向けて発射した電波が
反射されて送信されるまでの電波往復時間を測定
して相手との距離を求めるパルスレーダ、送信波
と受信波間の位相のずれで生ずるビート周波数か
ら距離を求めるFM−CWレーダなどが汎用され
ているが、二周波ドツプラレーダでは対象物との
間に相対速度がないと働かないのに対し、パルス
レーダやFM−CWレーダでは相対速度が零でも
相手との距離を測定することができるため、相対
速度が零である障害物をも対象とする場合には自
ずとその適応レーダが決定されることになる。
また、特に後者のレーダ装置にあつても、パル
スレーダではその出力パルス幅に相当する距離以
下は測定不能となり、そのため至近距離の測定を
行なわせるには出力パルス幅を極微小のものにす
る必要があり、したがつてパルス発振器の構造自
体およびその反射波の受信に際して技術的な難し
さを伴なうことになるが、その点FM−CWレー
ダではその構造が比較的簡単で制御性に優れ、か
つ至近距離までの測定を容易に行なうことができ
るという利点を有している。
本発明では、このような利点を有するFM−
CWレーダ方式を採用して対象物との距離および
相対速度を計測させるようにしたものである。
本発明による自動車用FM−CWレーダ装置に
ついて説明するに先がけてまずその動作原理につ
いて述べると、第1図に示すように、発振周波数
f0の電波D1を周期Tmにて周波数偏位Δfをもつて
f0+Δfまで上昇させてf0まで下降させる変調を行
なわせ、その変調された電波を対象物に向けて発
射し、その反射波D2を受信して先の発射電波と
同一時間軸で比較すると、その電波の往復時間tR
だけ位相がずれ(第1式)、この位相のずれによ
つてビート周波数fRが発生するが、そのビート周
波数fRは次の第2式に示すように電波の往復時間
tRすなわち対象物までの距離xに比例するため、
そのビート周波数fRの大きさを測定することによ
つて距離xを検出することが可能になる。また、
検出された対象物との距離xにおける時間変化を
求めることにより、第3式に示すように相対速度
Vrが検出できることになる。
tR=2x/c ………(1) ただし、cは電波の伝搬速度である。
fR=2/Tm・Δf・tR ………(2) dx/dt=Vr ………(3) 第2図は、このようなFM−CWレーダを自動
車に搭載して前述のように対象物との間の距離お
よび相対速度を検出し、その検出結果と自車の速
度信号とにもとづき予め設定された関数にしたが
いそのときの適正車間距離を求め、それと実際の
車間距離との比較判断を行なわせて響報器または
自動ブレーキなどに適宜必要な指令を外部に送出
させるように構成された従来装置を示すものであ
る。すなわち、その自動車用FM−CWレーダ装
置は、発振器1からの発振周波数f0を変調器2に
よつて一定周波数で変調させ、その変調出力を方
向性結合器3およびサーキユレータ4を介してア
ンテナ5へ送つて電波を対象物に向けて発射さ
せ、そのアンテナ5によつて受信される対象物か
らの反射波を同じくサーキユレータ4を介してミ
クサ6に送り、ここで前記方向性結合器3から分
岐された送信波と混合させてビート周波数fRを生
じさせ、その微弱なビート周波数信号をビデオ増
巾器7によつて所要に増巾させたのち、その増巾
信号を周波数カウンタ8に送つてここでその周波
数を読み取り、その読みとられたビート周波数の
値が信号処理装置9に送られてここで車間距離x
および相対速度Vrを前記演算によつて求めると
ともに、自車の速度計などから送られてくる速度
信号Vsと算出された他車との相対速度Vrとにも
とづき予め(Vs−Vr)・適正車間距離特性が記
憶された所定の関数にしたがいそのときの適正車
間距離Xsを求め、その適正車間距離Xsと実際の
車間距離xとを比較して、Xs<xになると外部
へ警報またはブレーキ指令を送出するように構成
されている。
しかしこのような従来のFM−CWレーダ装置
では、FM−CWレーダ自体が検知してしまうネ
ガテイブ像のため、その性能が劣化して誤動作し
てしまうという欠点がある。すなわち、対象物が
複数存在する場合、例えば第3図に示すように自
車Cの前方にそれぞれ異なる距離をおいて並走す
る2台の車A,Bが存在する場合、自車Cのレー
ダ装置はA車、B車の両方からの反射電波を受信
してしまい、それらの混合されたビート周波数が
生じてA,Bの区別をすることができなくなつて
しまう。また、自動車に設けられたアンテナから
発射される電波の指向性には限界があるため、平
坦な路面においてもそれからの反射波が受信され
てしまうことがあり、それによるビート周波数か
らみかけ上の対象物による虚偽信号が生じてしま
う。さらに、従来のFM−CWレーダ装置にあつ
ては、小さな対象物を検出させるために受信機の
感度を上げると路面からの反射波をも多く検知し
てしまい、その区別をすることができないという
欠点がある。
目 的 本発明はこのような点を考慮してなされたもの
で、FM−CW自体が検知してしまうネガテイブ
像の問題を解決して対象物の検出精度を高めるよ
うにした自動車用FM−CWレーダ装置を提供す
るものである。
構 成 本発明による自動車用FM−CWレーダ装置は、
そのレーダが対象としている検知距離相当のビー
ト周波数帯域を細分化し、複数の対象物からの混
合したビート周波数を分解して各距離レンジに対
応したビート周波数がそれぞれ分離独立して受信
できるようにするとともに、路面からの反射波
(これはアンテナ前方の広い範囲の路面から反射
して混合したビート周波数を生ずる)の各分解さ
れた周波数成分の大きさを予めレベル換算してお
き、そのレベル値を路面反射によるノイズとして
受信波の各周波数成分の中からそれぞれ除去させ
て必要な情報のみを抽出することができるように
したものである。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。
本発明による自動車用FM−CWレーダ装置は
第4図に示すように、前述した従来装置(第2
図)において、そのビデオ増巾器7と周波数カウ
ンタ8との間に直列に接続されたチヤンネルデバ
イダ10およびフイルタゲート11からなる信号
抽出回路S1と、そのチヤンネルデバイダ10と信
号処理装置(CPU)9′との間に直列接続された
検波器12、オフセツトレベル回路13、マルチ
プレクサ14およびA・D変換器15からなるチ
ヤンネル選択回路S2とを設けることによつて構成
されている。
このように構成された本発明による自動車用
FM−CWレーダ装置では、前述と同様に、周波
数変調された連続波の電波がアンテナ5から発射
され、路面を含む複数の対象物から反射された電
波がそのアンテナ5によつて受信され、ミクサ6
によつてその受信波と送信波とが混合されて信号
成分であるビート周波数を発生する。なお、その
ビート周波数は、アンテナ5が受信した種々の対
象物からの反射波によるもので合成されている。
そのビート周波数は微弱信号なので次段のビデオ
増巾器7によつて所要に増巾されたのちチヤンネ
ルデバイダ10に送られ、ここで検出対象のビー
ト周波数帯域をカバーする一定の狭い周波数帯域
幅のチヤンネルをもつたフイルタ群によつて第5
図に示すように周波数分解される。次いで、周波
数分解された各チヤンネルごとのビート周波数信
号がフイルタゲート11および検波器12へそれ
ぞれ送られる。この際、フイルタゲート11は信
号処理装置(CPU)9′からの命令に応じてチヤ
ンネル選択のためゲートの開閉を行ない、選択さ
れたチヤンネルの周波数信号のみを通過させる。
そして、周波数カウンタ8でその周波数を読みと
つてその内容を信号処理装置(CPU)9′へ送
り、ここで前述と同様にして特定の対象物との距
離xおよび相対速度Vrが演算によつて算出され
るとともに、自車速度Vsに応じて適正車間距離
Xsが求められ、xとXsとの比較結果により外部
へ警報またはブレーキ指令が適宜出されることに
なる。
他方、前述したチヤンネルの選択を決定するた
めの情報を信号処理装置(CPU)9′へ与えるた
めに、チヤンネルデバイダ10からの各チヤンネ
ルごとのビート周波数信号が検波器12に送ら
れ、ここでそれぞれDC電圧レベル化される。そ
の検波器12における各チヤンネルごとの出力電
圧は道路上に何も対象物がないときには本来無信
号であるため各チヤンネルともに第7図に示すよ
うに一定の基準レベルになるところであるが、実
際には路面からの反射波によりその各チヤンネル
ごとの電圧レベルが第6図に示すように不揃いと
なり、道路上真の対象物がある場合にそれを正確
に検知することができなくなつてしまう。そのた
め、検波器12の出力をオフセツトレベル回路1
3へ送つて、そこで路面反射によるノイズ分のオ
フセツトを行なわせる。なお、そのオフセツトレ
ベル回路13には、対象物の検知可能な距離範囲
内における道路上に対象物が何もないときの各チ
ヤンネルの電圧レベルがオフセツト値として予め
登録されている。第8図は、道路上互いに異なる
距離をもつて2つの対象物A,Bがあるとき(第
3図参照)のオフセツト調整された各チヤンネル
の電圧レベル状態を示している。次いで、オフセ
ツトレベル回路13の各出力はマルチプレクサ1
4へ送られ、ここで第1チヤンネルの信号から順
次切換えられて掃引され、次段のA・D変換器1
5へ送られてデジタル信号化されたのち信号処理
装置(CPU)9′へ送られる。信号処理装置
(CPU)9′では、A・D変換器15からの各チ
ヤンネルの出力レベルから目的とする対象物に対
応した例えば電圧レベルが最大のチヤンネル(第
8図の場合はチヤンネル4)を検知し、その選択
されたチヤンネルのフイルタゲート11へゲート
の開指令を送つて必要なチヤンネルのビート周波
数信号のみを前述のように抽出させる。
効 果 以上、本発明による自動車用FM−CWレーダ
装置にあつては、発振周波数を一定周波数で変調
させた電波を発射させ、対象物にて反射した電波
を受信して、その送、受信波間で生ずるビート周
波数によつて対象物との距離または相対速度を演
算によつて求めるものにおいて、送、受信波間で
生ずるビート周波数信号を一定の周波数帯域幅を
もつて複数のチヤンネルごとに分解する手段と、
その分解された各チヤンネルごとの周波数信号を
それぞれ電圧信号に変換する手段と、その各チヤ
ンネルごとの電圧レベルから、予め登録された道
路上に対象物がないときの各チヤンネルごとの電
圧レベル分をオフセツトさせる手段と、そのオフ
セツトされた電圧レベルが最大となるチヤンネル
の周波数信号を目的とする対象物からの反射波に
よるビート周波数信号として選択する手段とを設
け、その選択されたビート周波数信号にもとづい
て目的とする対象物との距離または相対速度を求
めるようにしたもので、複数の対象物による混合
されたビート周波数を各対象物ごとに分解して抽
出することができ、個々の対象物に対する距離検
出などを正確に行なわせることができるという優
れた利点を有している。またチヤンネルの選択時
にあつても、路面からの反射波によるビート周波
数成分をノイズとして予めキヤンセルしているた
めに誤検出を行なうようなことが全くなく、さら
に路面からの反射波によるビート周波数成分をキ
ヤンセルすることができるために受信機の感度を
上げて対象物の検知可能範囲の下限を小さくする
ことが可能になるなど、種々の優れた利点を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なFM−CWレーダの動作原理
を示す特性図、第2図は従来の自動車用FM−
CWレーダ装置のブロツク構成図、第3図は自車
の前方に複数の対象物がある一状態を示す図、第
4図は本発明の一実施例を示すブロツク構成図、
第5図は同実施例におけるチヤンネルデバイダの
出力特性を示す図、第6図は同実施例における路
面反射波に応じた検波器の各チヤンネルごとの出
力電圧レベルの一特性を示す図、第7図および第
8図は同実施例における対象物の無しおよび有り
のときにおけるオフセツトレベル回路の各チヤン
ネルごとの出力電圧レベルの特性をそれぞれ示す
図である。 1……発振器、2……変調器、3……方向性結
合部、4……サーキユレータ、5……アンテナ、
6……ミクサ、7……ビデオ増巾器、8……周波
数カウンタ、9,9……信号処理装置、10……
チヤンネルデバイダ、11……フイルタゲート、
12……検波器、13……オフセツトレベル回
路、14……マルチプレクサ、15……A・D変
換器、S1……信号抽出回路、S2……チヤンネル選
択回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 発振周波数を一定周波数で変調させた電波を
    発射させ、対象物にて反射した電波を受信して、
    その送、受信波間で生ずるビート周波数によつて
    対象物との距離または相対速度を演算によつて求
    めるFM−CWレーダ装置において、送、受信波
    間で生ずるビート周波数信号を一定の周波数帯域
    幅をもつて複数のチヤンネルごとに分解する手段
    と、その分解された各チヤンネルごとの周波数信
    号をそれぞれ電圧信号に変換する手段と、その各
    チヤンネルごとの電圧レベルから、予め登録され
    た道路上に対象物がないときの各チヤンネルごと
    の電圧レベル分をオフセツトさせる手段と、その
    オフセツトされた電圧レベルが最大となるチヤン
    ネルの周波数信号を目的とする対象物からの反射
    波によるビート周波数信号として選択する手段と
    を設け、その選択されたビート周波数信号にもと
    づいて目的とする対象物との距離または相対速度
    を求めるようにしたことを特徴とする自動車用
    FM−CWレーダ装置。
JP9410479A 1979-05-23 1979-07-24 Fm-cw radar apparatus for automobile Granted JPS5618772A (en)

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US06/171,149 US4348675A (en) 1979-05-23 1980-07-22 FM-CW Radar system for use in an automotive vehicle
FR8016243A FR2461991A1 (fr) 1979-07-24 1980-07-23 Installation radar du type a modulation de frequence et a ondes entretenues, a l'abri des signaux fantomes, ayant pour role d'avertir un conducteur qu'il serre de trop pres un autre vehicule
DE3028076A DE3028076C2 (de) 1979-07-24 1980-07-24 Radargerät für ein Fahrzeug

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JPS5618772A JPS5618772A (en) 1981-02-21
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Families Citing this family (3)

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JPS57201873A (en) * 1981-06-08 1982-12-10 Honda Motor Co Ltd Fm-cw radar for running body
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