WO2007043479A1 - レーダ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a radar device mounted on a moving body, and more particularly to a radar device mounted on a vehicle for detecting an obstacle around the vehicle.
- a radar device that detects an obstacle (hereinafter referred to as a target) around a vehicle by transmitting and receiving radar waves and notifies the driver of the presence of the target is underway.
- a pulse-type radar device hereinafter referred to as a pulse radar device
- the radar device mounted on the vehicle is installed at a position where it cannot be seen directly from the outside, such as the back side of the bumper. Depending on the detection range, multiple radar devices will be installed.
- a pulse radar device generates a pulse signal for modulation by a pulse generator, and a modulated pulse modulated at a high frequency is radiated outside the vehicle through a transmission antenna and reflected back to the radiated target.
- the received reflected wave is received by the receiving antenna, and the received signal is amplified and demodulated to output the baseband received signal.
- the distance to the target can be calculated by calculating the time difference between the baseband transmission signal and the baseband reception signal.
- the pulse radar device needs to detect not only a target that exists at a distance from the vehicle force but also an object that is present in the immediate vicinity of the vehicle. For example, at short distances where the pulse width of the transmission pulse is shorter than the pulse width of the transmission pulse and the reception pulse returns in time, the radar beam and the transmission unit receive the signal from the transmission antenna of the pulse radar device. In some cases, short-range targets cannot be detected due to the effects of coupling on the circuit (hereinafter referred to as “wraparound wave”)!
- FIGS. 10A, 10B, 11A, and 11B show the installation from above. Radar equipment is usually installed just behind the bumper.
- Figure 10B shows the bumper seat in the state of Figure 10A. This shows a target set as a detection target on the outside.
- FIG. 11A is a diagram showing the relationship between the distance from the antenna of the pulse radar device and the amplitude of the baseband received signal when the pulse radar device is installed as shown in FIG. 10A. Since the wraparound wave is always generated regardless of the presence or absence of the target, the baseband received signal always contains components due to the reception of the wraparound wave. Regarding the reflected wave of the bumper, if it is a plastic bumper, basically the force that transmits the radio wave and part of the beam transmission signal is reflected by the bumper, so the reflected wave exists with a small amplitude. In reality, a composite of the sneak wave and the reflected wave of the bumper is observed as the baseband received signal (thick solid line in the figure).
- FIG. 11B shows a baseband received signal in the state of FIG. 10B.
- Fig. 11A there is a reflected wave of the target installed just outside the bumper, and the actual baseband received signal is shown by the bold line in the figure. From the comparison of Fig. 11A and Fig. 11B, it can be seen that there is a difference in the amplitude of the baseband received signal with and without the target. Therefore, it is possible to detect the target by taking the difference in amplitude between the baseband received signal when there is a target and the baseband received signal when there is no target.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-222669
- the vehicle assembly process becomes complicated and expensive. Furthermore, the characteristics of the devices that make up the radar device vary greatly depending on the temperature and other environments as the vehicle travels. Therefore, the reference signal held in the assembly process is only a reference level but is not an accurate reference signal in actual vehicle travel!
- an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can always acquire an accurate reference signal and can detect a target with high accuracy.
- an aspect of the present invention is a radar device that is mounted on a moving body and detects a target around the moving body.
- the radar apparatus includes a transmission unit, a reception unit, a speed acquisition unit, a reference signal acquisition unit, and a signal processing unit.
- the transmission unit transmits a radar beam obtained by modulating the transmission signal with a predetermined frequency.
- the receiving unit receives a received signal obtained by demodulating the radar beam reflected from the target at a predetermined frequency, transmitted from the transmitting unit.
- the speed acquisition unit acquires the speed of the moving object.
- the reference signal acquisition unit acquires the received signal as a reference signal when the speed acquired by the speed acquisition unit is equal to or greater than a predetermined value.
- the signal processing unit detects the target using the received signal and the reference signal.
- the speed acquired by the speed acquisition unit when the speed acquired by the speed acquisition unit is substantially zero, it further includes a stop time signal acquisition unit for acquiring a stop time signal, the reference signal acquisition unit is a radar device After restarting, when restarting, restart using the received signal received at restart, the stop signal, and the reference signal acquired and stored by the reference signal acquisition unit of the radar device. It is preferable to determine whether to update the reference signal.
- the stop time signal acquisition unit acquires a difference between the reception signal received by the reception unit and the reference signal as a stop time signal
- the reference signal acquisition unit receives the reception received when the radar apparatus is restarted.
- the absolute value of the difference between the signal calculated by the difference between the signal and the initial value of the reference signal and the stop signal is compared with a predetermined threshold value, and if the absolute value is greater than the threshold value, It is preferable to set the reference signal to the difference value between the received signal received at the time of restart and the signal at the time of stop, and to set the reference signal at the time of restart to the initial value of the reference signal when the absolute value is less than or equal to the threshold value.
- the reference signal acquisition unit calculates an average of the latest multiple received signals among the received signals received by the receiving unit when the speed acquired by the speed acquiring unit is equal to or greater than a predetermined value. It is preferred to get as a reference signal.
- the radar apparatus perform transmission / reception through a shielding object separated by a predetermined distance or more.
- the radar apparatus has an incident angle to the shielding object equal to or less than a predetermined value.
- the distance between the radar apparatus and the shielding object is determined from a detection range in which an obstacle around the moving body is detected.
- the incident angle of the radar beam to the shielding object is determined from a detection range in which an obstacle around the moving object is detected.
- an accurate reference signal can be acquired.
- the target can be detected every time.
- FIG. 1 is a diagram showing an installation example of a pulse radar device in a vehicle according to the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the pulse radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- Fig. 3 is a diagram showing the installation positions of the pulse radar device and the bumper.
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the distance from the antenna of the pulse radar device and the amplitude of the baseband received signal.
- FIG. 5 is a diagram showing the amplitude of a baseband received signal depending on the presence or absence of a target.
- FIG. 6 is a flowchart showing a specific operation of the reference signal acquisition unit in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a pulse radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the stop-time signal acquisition unit in the second embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a flowchart showing an operation of setting a reference signal immediately after restarting the pulse radar apparatus in the second embodiment of the present invention.
- FIG. 10A is a top view of the pulse radar device installed in the vehicle when there is no target.
- FIG. 10B is a top view of the pulse radar device installed in the vehicle when there is a target.
- FIG. 11A is a diagram showing the relationship between the distance from the antenna of the pulse radar device and the amplitude of the baseband received signal when there is no target.
- FIG. 11B is a diagram showing the relationship between the distance from the antenna of the pulse radar device and the amplitude of the baseband received signal when there is a target.
- a pulse radar device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of installation of a pulse radar device in a vehicle.
- the pulse radar device is installed on the back side of a bumper (corresponding to the shield of the present invention) at the front of the vehicle.
- three pulse radar devices are installed as indicated by the dotted line in the figure.
- a desired number of radar devices will be installed depending on the area to be detected.
- FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of a pulse radar device mounted on a vehicle, which is an example of a radar device that works well with the present embodiment.
- the pulse radar apparatus 200 includes a transmission unit 201, a reception unit 202, a signal processing unit 203, a speed acquisition unit 204, and a reference signal acquisition unit 205.
- Transmitting section 201 generates a radar beam and radiates it outside the vehicle.
- the transmission unit 201 includes a pulse generator 206, a transmission mixer 207, a transmission power amplifier 208, a transmission antenna 209, a splitter 210, and an oscillator 211.
- a pulse signal for modulation is generated by the pulse generator 206 as a baseband transmission signal.
- a high-frequency continuous wave generated by the oscillator 211 is input to the splitter 210 and divided for transmission and reception.
- a modulation pulse and a high-frequency continuous wave are input to the transmission mixer 207, and a high-frequency pulse signal is generated by a multiplication operation.
- a transmission power amplifier 208 After being amplified by the transmission power amplifier 208, it is further amplified by the transmission antenna 209 and radiated into the air as a radar beam.
- the transmission unit 201 generates and emits a radar beam by periodically repeating the above operation.
- the receiving unit 202 receives a part of the radar beam reflected by the target, with the radar beam emitted from the transmission antenna 209 being irradiated onto the target.
- the reception unit 202 includes a splitter 210, an oscillator 211, a reception antenna 212, a reception LNA (low noise amplifier) 213, and a reception mixer 214.
- the emitted radar beam is applied to the target, and a part of the emitted radar beam is reflected to return to the pulse radar device 200 again. Come back.
- the reflected radar beam is received by the receiving antenna 212, amplified, and further amplified by the receiving LNA 213.
- the signal power further amplified by the reception LNA 213 is input to the reception mixer 214 together with the high-frequency continuous wave generated by the oscillator 211 and divided by the splitter 210.
- the reception mixer 214 outputs a baseband reception signal by a multiplication operation in the same manner as the transmission mixer 207.
- the signal processing unit 203 determines the presence / absence of a target by obtaining an amplitude difference between a baseband received signal and a reference signal stored in advance in a reference signal acquisition unit 205 described later. Further, the signal processing unit 203 calculates a distance to the target by obtaining a time difference between the baseband transmission signal and the baseband reception signal.
- the speed acquisition unit 204 acquires the speed of the vehicle.
- the vehicle speed may be obtained from a signal from a wheel speed sensor installed in the vehicle, or the vehicle acceleration may be detected from a signal from an acceleration sensor, and the time may be integrated.
- the reference signal acquisition unit 205 acquires a reference signal.
- the reference signal is around the vehicle This is a baseband received signal received by the receiving unit 202 when there is no target.
- the reference signal acquisition unit 205 holds the baseband reception signal generated by the reception unit 202 as a reference signal. This is because when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, it can be determined that there is no target at least around the moving body and at a location near the moving body.
- FIG. 3 is a diagram showing the installation position of the pulse radar device with respect to the bumper.
- the power of the pulse radar device is installed at a predetermined distance or more from the bumper that lies just behind the bumper. This predetermined distance is not affected by a sneak wave generated when the radar beam transmitted from the transmission unit 201 directly wraps around the reception unit 202 even at a location that is at a very short distance from the bumper surface. In addition, it is the distance at which the target can be detected.
- an example for setting the predetermined distance will be described.
- the pulse radar apparatus to be used is operated with the bumper placed in front of the radar, and the time waveform of the baseband received signal is observed with an oscilloscope or the like.
- Fig. 4 shows the relationship between the distance of the antenna and the amplitude of the observed baseband received signal.
- the meanings of the vertical and horizontal axes are the same as in Fig. 10A, Fig. 10B, Fig. 11A, and Fig. 1 IB.
- the receiving unit 202 is saturated, and the amplitude of the baseband received signal is stuck to the saturation level. However, as the distance from the pulse radar device increases, the amplitude of the baseband received signal decreases. I will continue.
- the distance between the bumper and the pulse radar device is changed, and the distance d of the boundary at which the amplitude of the baseband received signal of the receiving unit 202 on the bumper surface is not saturated is obtained.
- the distance to the bumper Install at a position separated by more than d.
- the pulse radar device may be installed in the vehicle body, or a bumper is molded or processed using a jig so as to keep the bumper itself at a distance d or more away from the bumper itself, or provided with a mounting portion. You can install it.
- the boundary distance at which the difference between the amplitude of the baseband received signal of the receiving unit 202 and the saturation level on the bumper surface becomes zero is d
- saturation is considered in consideration of the resolution of a detector (not shown). It is preferable to set the distance d when the difference from the level is equal to the minimum resolution of the detector.
- the pulse radar device to be used was operated with the bumper placed in front, but the time waveform of the baseband received signal without the bumper was placed on the oscilloscope.
- the distance from the pulse radar device when the difference between the amplitude of the baseband received signal and the saturation level is equal to the sum of the amplitude of the baseband received signal due to the reflected wave from the bumper and the minimum resolution of the detector. It is good.
- the amplitude of the reflected wave of the bumper force is added, so in the added state, the amplitude of the baseband received signal has not reached the saturation level, and the saturation level If the difference to the peak is greater than the minimum resolution of the detector, the target closest to the bumper can be detected.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the distance from the pulse radar device and the amplitude of the baseband received signal when the pulse radar device is installed as shown in FIG. Since there is a difference in the amplitude of the baseband received signal between when there is no target and when there is no target, it is possible to detect the target nearest to the bumper by using this.
- the target is detected by the signal processing unit 203, if there is no target as shown by the dotted line in FIG.
- the presence / absence of the target is determined by determining the amplitude difference between the baseband received signal and the reference signal. Furthermore, the time difference between the baseband transmission signal and the baseband reception signal is obtained, and the target distance is calculated accordingly.
- the incident angle is larger (the position irradiated perpendicularly to the bumper or the like is 0 degree), and the dielectric is transmitted through the dielectric.
- the energy component of the radar beam that is reflected is reduced, and conversely, the energy component of the radar beam that is reflected by the dielectric is increased.
- the incident angular force of the radar beam on the bumper is relatively smaller than when the pulse radar device is installed in the immediate vicinity of the bumper. Therefore, the energy component force of the radar beam passing through the bumper becomes relatively large, and a wider area can be detected particularly in the vicinity of the bumper.
- the noradradar device at a position where the incident angle of the radar beam to the bumper is a predetermined value or less. Further, the distance between the pulse radar device and the bumper may be determined based on a detection range for detecting a target around the vehicle. The incident angle may be adjusted by making the shape of the bumper a curved surface.
- the pulse radar device force Bumper force When installed at a predetermined distance d, even if the target is located at a very short distance from the bumper, it does not use a shielding plate or complicate the circuit configuration. It is possible to detect reliably without suppressing the power of the transmission wave. Therefore, for example, it is possible to detect a target that is in close contact with the bumper of the vehicle without controlling the power of the transmission wave and without reducing the maximum detection distance, which can contribute to the reduction of accidents.
- signals such as initial amplitude V, reference signal V, and amplitude V of the baseband received signal are shown.
- the amplitude of the signal is not a scalar value but a vector related to the distance from the pulse radar device, that is, the amplitude value of the signal and the pulse radar device force are also two-dimensional information of the distance to the target.
- step S301 the signal processing unit 205 initializes the amplitude V of the reference signal to the initial amplitude.
- the initial amplitude V has no target when the radar operation is performed for the first time after the vehicle is mounted.
- the initial amplitude V is calculated by the following equation (1) in step S309 described later.
- step S302 the speed acquisition unit 204 acquires the vehicle speed SP using a wheel speed sensor installed in the vehicle.
- the car acquired in step S302 Judge whether the speed SP is greater than or equal to the vehicle speed threshold SP. As a result of the determination, the vehicle speed SP is set in advance.
- step S303 If the vehicle speed threshold value SP is equal to or greater than (Yes in step S303), the process proceeds to step S30.
- vehicle speed SP force is less than preset vehicle speed threshold SP (No in step S303)
- step S308 the amplitude V of the baseband received signal in the count variable n is detected.
- step S305 the reference signal V (n) of the count variable n is updated according to the following equation (1).
- V (n) ((n- l) XV + V) / n
- the vehicle speed threshold value SP described above is calculated by the following equation (2), for example.
- Rmax [m] is the maximum detection distance of the pulse radar device
- max (A, B) is a function that outputs the larger value of any numerical values A and B. is there.
- the value indicated by 4 X Rmax is set based on the free running distance of the vehicle at that speed (however, the free running time is 1 second). For example, when the maximum sensing distance Rmax is 10m, the vehicle speed threshold value SP is 40kmZh from the above equation (2). In other words, if you drive at 0kmZh
- the received signal V received can be used to calculate the reference signal because it is not affected by the target.
- the vehicle speed threshold value SP is 30 kmZh no matter how small the maximum detection distance Rmax is. Illustration
- the speed of the vehicle is low (for example, 30 kmZh or less) such as when driving in a traffic jam
- a target such as a forward vehicle in an area within the maximum detection distance Rmax.
- the received signal V received is used for calculating the reference signal, the accuracy of the reference signal deteriorates.
- step S306 the count variable n is equal to or smaller than a preset threshold value n (step S306).
- step S308 if the radar operation is to be ended (Yes in step S308), the process proceeds to step S309. On the other hand, when the radar operation is not terminated (No in step S308) Returns to step S302 and continues processing.
- step S309 the value of the reference signal V (n) updated by the above equation (1) is substituted for the initial amplitude V, and the reference for the next radar operation is performed.
- the initial value for calculating the signal V (n) is used, and the processing in FIG. 6 ends.
- step S305 the reference signal V (n) is calculated using the count variable n.
- Steps S306 and S307 prevent the count variable n from becoming larger than a certain value. This is because when the count variable n becomes too large, the value of the reference signal V (n) updated in step S305 is updated to the latest baseband.
- the speed of the vehicle is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that there is no target at least at a location around the moving body and at a small distance from the moving body.
- a predetermined value By using the baseband received signal as a reference signal, an accurate reference signal can always be obtained. Therefore, it becomes possible to detect the target around the vehicle with high accuracy.
- the emitted radar beam force between the pulse radar device and the bumper is more than two times, so-called multiplexing. It may be received as a reflected signal.
- the pulse radar device erroneously detects the received multiple reflection signal as a target around the vehicle that does not originally exist.
- the reference signal acquired by the reference signal acquisition unit 205 described above, it is possible to more accurately distinguish between the multiple reflection signal by the bumper and the signal by the target around the vehicle. This makes it possible to reduce false detections.
- the force arranged as shown in FIG. 3 is merely an example, and the arrangement position of the radar device is arbitrary.
- FIG. 7 is a diagram showing a block configuration of a pulse radar apparatus according to the present embodiment.
- the pulse radar device 400 of the present embodiment further includes a stop-time signal acquisition unit 402 in addition to the pulse radar device 200 of the first embodiment.
- the transmission unit 201, the reception unit 202, the signal processing unit 203, and the speed acquisition unit 204 are the same as the pulse radar device 200 in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
- the stop time signal acquisition unit 402 is acquired by the latest baseband reception signal and reference signal acquisition unit 401 when the vehicle speed acquired by the speed acquisition unit 204 is substantially zero. The difference from the reference signal is acquired and held as a stop signal. Even after the pulse radar device 400 is stopped along with the stop of the vehicle engine, the stop signal is stored in an internal memory (not shown).
- reference signal acquisition section 401 holds, as a reference signal, a baseband reception signal when the vehicle speed acquired by speed acquisition section 204 is equal to or higher than a predetermined value. In addition to this, it is a great feature to perform the following operations.
- the amplitude (V) of the baseband received signal received by the receiving unit 202 at that time and the stop of the previous pulse radar device 400 are stopped.
- V initial amplitude (corresponding to the initial value of the reference signal of the present invention) that is stored occasionally (updated in step S309 in FIG. 6)
- the feature is that the reference signal is corrected using the absolute value of the difference between the received signal and the stop signal of the stop signal acquisition unit 402.
- the amplitude of the signal is not a scalar value.
- step S501 the amplitude V of the stop signal is initialized to 0, and the count is counted.
- step S502 the speed acquisition unit 204 acquires the vehicle speed SP using a wheel speed sensor or the like installed in the vehicle.
- step S503 it is determined whether or not the vehicle speed SP acquired in step S502 is zero (zero). As a result of the determination, if the vehicle speed SP force is 0 (zero) (Yes in step S503), the process proceeds to step S504. On the other hand, when the vehicle speed SP is not 0 (zero) (No in step S503), the process proceeds to step S509. In step S509, the amplitude V of the stop signal was initialized to 0.
- step S504 the amplitude V of the baseband received signal in the count variable n is detected.
- step S505 the stop signal amplitude V (n) of the count variable n is
- V (n) ((n- l) XV + (V— V)) / ⁇ ⁇ ' ⁇ (3)
- step S506 the count variable n is equal to or smaller than a preset threshold value n (step S506).
- step S508 the radar operation is terminated (Yes in step S508).
- step S508 the process returns to step S502 and continues.
- the amplitude of the resulting signal is not a scalar value, but a pulse radar r
- step S601 the speed acquisition unit 204 detects the vehicle speed SP using a wheel speed sensor or the like installed in the vehicle.
- step S602 it is determined whether or not the vehicle speed SP acquired in step S601 is 0 (zero). As a result of the determination, if the vehicle speed SP force is 0 (zero) (Yes in step S602), the process proceeds to step S603. On the other hand, when the vehicle speed SP is not 0 (zero) (No in step S602), the process proceeds to step S607.
- step S607 it is determined that the vehicle has moved immediately after the pulse radar device 400 is started, and correction using the amplitude V of the stop signal cannot be performed! Or low
- the initial amplitude V is used as it is as a reference signal.
- step S603 the amplitude V of the baseband received signal in the count variable n is detected.
- step S604 the reliability of the initial amplitude V of the reference signal updated in step S309 of FIG. 6 is determined using the following equation (4).
- step S605 the reference signal V is changed to the previous pulse radar.
- V V -V is corrected.
- Step 606 the initial amplitude V stored when the pulse radar device 400 was stopped last time is used as a reference signal.
- the radar apparatus according to the present invention can acquire an accurate reference signal, the target can be detected with high accuracy, and is limited to the pulse radar apparatus mounted on the vehicle described in the present embodiment. However, it can also be applied to radar devices using systems other than pulses.
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Abstract
移動体に搭載され、移動体の周囲の障害物を検知するレーダ装置である。レーダ装置は、送信部(201)、受信部(202)、速度取得部(204)、参照信号取得部(205)および信号処理部(203)を備える。送信部(201)は、送信信号を所定の周波数で変調したレーダビームを送信する。受信部(202)は、送信部(201)から送信され、障害物で反射したレーダビームを所定の周波数で復調した受信信号を受信する。速度取得部(204)は、移動体の速度を取得する。参照信号取得部(205)は、速度取得部(204)によって取得された速度が所定の値以上である場合に、受信信号を参照信号として取得する。信号処理部(203)は、受信信号と参照信号を用いて、障害物を検出する。
Description
明 細 書
レーダ装置
技術分野
[0001] 本発明は、移動体に搭載するレーダ装置に関し、特に車両に搭載して車両周囲の 障害物を検知するためのレーダ装置に関する。 背景技術
[0002] レーダ波を送受信することにより車両周囲に存在する障害物(以下、ターゲットと呼 ぶ)を検知し、ドライバーにターゲットの存在を報知するレーダ装置の開発が進められ ている。そのレーダ装置の一つとして、パルス方式のレーダ装置(以下、パルスレー ダ装置と呼ぶ)が知られている。また、車両に搭載されるレーダ装置は、バンパーの 裏側といった外部から直接目視できない位置に設置されている。また、検知範囲によ つては複数個のレーダ装置が設置されることになる。
[0003] 例えば、パルスレーダ装置は、パルス発生器により変調用のパルス信号を生成し、 高周波で変調された変調パルスが送信アンテナを通して車外に放射され、放射され た先のターゲットに反射して戻ってきた反射波を受信アンテナで受信し、受信した信 号を増幅して復調することでベースバンド受信信号が出力される。そして、このべ一 スバンド送信信号とベースバンド受信信号との時間差を求めることにより、ターゲット までの距離を算出することができる。
[0004] また、パルスレーダ装置は、車両力 離れたところに存在するターゲットのみならず 、車両のごく近傍に存在する物体も検知する必要がある。例えば、送信パルスのパル ス幅より短 、時間で受信パルスが戻る様な近距離では、パルスレーダ装置の送信ァ ンテナから受信アンテナへ直接回り込んで入力されるレーダビームおよび送信部か ら受信部への回路上でのカップリングの影響 (以下、これらを合わせて「回り込み波」 と呼ぶ)で近距離のターゲットを検知できな!/、場合もある。
[0005] 回り込み波について図 10A、図 10B、図 11Aおよび図 11Bを用いて詳細に説明す る。図 10Aは、その設置の様子を上から見たものである。レーダ装置は通常バンパー のすぐ裏側に設置される。図 10Bは、図 10Aの状態において、さらにバンパーのす
ぐ外側に検出対象となるターゲットを設置したものを表している。
[0006] 図 11 Aは、図 10Aのようにパルスレーダ装置を設置したときの、パルスレーダ装置 のアンテナからの距離とベースバンド受信信号の振幅との関係を示した図である。回 り込み波は、ターゲットの有無にかかわらず常に発生しているため、ベースバンド受 信信号の中には、常に回り込み波の受信による成分も存在する。また、バンパーの 反射波については、プラスチックバンパーであれば基本的に電波は透過する力 や はり送信信号の一部はバンパーによって反射されるため、振幅は小さいが反射波が 存在する。実際には、回り込み波とバンパーの反射波が合成されたものがベースバ ンド受信信号として観測される(図中の太い実線)。
[0007] 一方、図 11Bは、図 10Bの状態におけるベースバンド受信信号を示したものである 。図 11Aにカ卩えて、バンパーのすぐ外側に設置されたターゲットの反射波が存在し、 実際のベースバンド受信信号は図中の太線で示したものになる。図 11Aと図 11Bの 比較より、ターゲットがある場合とない場合とでベースバンド受信信号の振幅に差が あることがわかる。よって、ターゲットがある場合のベースバンド受信信号とターゲット がない場合のベースバンド受信信号との振幅の差分をとることによってターゲットを検 知することが可能である。
[0008] また、この回り込み波による信号の影響を受けずに極近距離のターゲットを検知す る方法として、送受回り込み信号と移動ターゲットの反射信号との位相差が変化する と受信信号が変化することを利用したパルスレーダ装置が提案されている (例えば、 特許文献 1参照)。
特許文献 1:特開 2003 - 222669号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] しかし、実際にレーダ装置を車両に搭載した場合、図 11Aに示すような、車両の周 囲にターゲットがないときのベースバンド受信信号、つまり参照信号をどうやって算出 するかが大きな問題となる。なぜなら、車両周囲に何もターゲットがないという状況は まれであるし、また、レーダ装置自身が正確な参照信号を保持していない限り、車両 周囲に何もターゲットがな 、と 、うことを認識することはできな 、からである。
[0010] これを解決する手段として、例えば、カーメーカの工場で車両を糸且み立てる工程に おいて、パルスレーダ装置を車両に搭載した後、車両の周囲に何もターゲットがない 場所に車両を置き、そこで送信信号を送信し、そのときのベースバンド受信信号を参 照信号として保持しておぐということが考えられる。しかし、この方法では、車両の組 み立て工程が複雑かつ高コストになってしまう。さらに、レーダ装置を構成するデバイ スの特性は、車両の走行に伴い、温度やその他の環境によって大きく変化する。よつ て、組み立て工程で保持した参照信号は、実際の車両走行においては、参考程度 にはなるが正確な参照信号とはならな!、。
[0011] また、特許文献 1記載の方法では、レーダ装置とターゲットの間の相対速度がゼロ の場合はターゲットを検知できな 、。
[0012] それ故に本発明は、常に正確な参照信号を取得することができ、高精度にターゲッ トを検知することが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0013] 上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明 の局面は、移動体に搭載され、前記移動体の周囲のターゲットを検知するレーダ装 置である。レーダ装置は、送信部、受信部、速度取得部、参照信号取得部および信 号処理部を備える。送信部は、送信信号を所定の周波数で変調したレーダビームを 送信する。受信部は、送信部から送信され、ターゲットで反射したレーダビームを所 定の周波数で復調した受信信号を受信する。速度取得部は、移動体の速度を取得 する。参照信号取得部は、速度取得部によって取得された速度が所定の値以上であ る場合に、受信信号を参照信号として取得する。信号処理部は、受信信号と参照信 号を用いて、ターゲットを検出する。
[0014] これにより、移動体の速度が所定の値以上であれば、少なくとも移動体の周囲で移 動体からの距離が小さい場所にはターゲットがないと判断してよい。よって、移動体 の速度が所定の値以上の場合の受信信号を参照信号として保持することにより、正 確な参照信号を取得することが可能となる。
[0015] また、速度取得部によって取得された速度が実質的にゼロである場合、停止時信 号を取得する停止時信号取得部を、さらに備え、参照信号取得部は、レーダ装置が
停止した後、再始動した場合に、再始動時に受信した受信信号と、停止時信号と、レ ーダ装置の参照信号取得部によって取得されて記憶された参照信号とを用いて、再 始動時の参照信号を更新するか否かを判定することが好ましい。
[0016] また、停止時信号取得部は、受信部によって受信された受信信号と前記参照信号 の差分を停止時信号として取得し、参照信号取得部は、レーダ装置の再始動時に受 信した受信信号と参照信号の初期値との差分によって算出される信号と、停止時信 号との差分の絶対値を予め定められた閾値と比較し、絶対値が閾値より大きい場合 に、再始動時の参照信号を再始動時に受信した受信信号と停止時信号との差分値 に設定し、絶対値が閾値以下の場合に、再始動時の参照信号を参照信号の初期値 に設定することが好ましい。
[0017] これにより、レーダ装置の停止時力 再び始動するまでの時間が長いと、その間に 温度等の環境変化が起こることにより、レーダ装置停止前に保持された参照信号は 信頼性の低いものになっている可能性が高い。しかし、停止させた時点と再び始動さ せた時点とで、移動体周囲に存在するターゲットが変化しなければ、取得された停止 時信号は正しい値である。よって、この停止時信号を用いて参照信号を更新すること によって、レーダ装置始動直後でも高精度なレーダ動作が可能となる。
[0018] また、参照信号取得部は、速度取得部によって取得された速度が所定の値以上で ある場合に、受信部によって受信された受信信号のうち、最新の複数回の受信信号 の平均を参照信号として取得することが好まし 、。
[0019] また、レーダ装置は、所定の距離以上離した遮蔽物を通して送受信を行うことが好 ましい。
[0020] また、レーダ装置は、遮蔽物への入射角を所定値以下とすることが好ま 、。
[0021] また、レーダ装置と遮蔽物との距離は、移動体の周囲の障害物を検知する検知範 囲から決定することが好ま 、。
[0022] また、遮蔽物へのレーダビームの入射角は、移動体の周囲の障害物を検知する検 知範囲から決定することが好ま 、。
発明の効果
[0023] 本発明のレーダ装置によれば、正確な参照信号を取得することができるため、高精
度にターゲットを検知することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]図 1は、本発明におけるパルスレーダ装置の車両への設置例を示す図である。
[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1におけるパルスレーダ装置の構成を示すブロッ ク図である。
[図 3]図 3は、パルスレーダ装置とバンパーとの設置位置を示す図である。
[図 4]図 4は、パルスレーダ装置のアンテナからの距離とベースバンド受信信号の振 幅との関係を示す図である。
[図 5]図 5は、ターゲットの有無によるベースバンド受信信号の振幅を示す図である。
[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 1における参照信号取得部の具体的な動作を示 すフローチャートである。
[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 2におけるパルスレーダ装置の構成を示すブロッ ク図である。
[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 2における停止時信号取得部の動作を示すフロ 一チャートである。
[図 9]図 9は、本発明の実施の形態 2におけるパルスレーダ装置再始動直後の参照 信号設定の動作を示すフローチャートである。
[図 10A]図 10Aは、ターゲットがない場合の車両に設置されたパルスレーダ装置を上 から見た図である。
[図 10B]図 10Bは、ターゲットがある場合の車両に設置されたパルスレーダ装置を上 から見た図である。
[図 11A]図 11Aは、ターゲットがない場合のパルスレーダ装置のアンテナからの距離 とベースバンド受信信号の振幅の関係を示す図である。
[図 11B]図 11Bは、ターゲットがある場合のパルスレーダ装置のアンテナからの距離と ベースバンド受信信号の振幅の関係を示す図である。
符号の説明
[0025] 200、 400 パルスレーダ装置
201 送信部
202 受信部
203 信号処理部
204 速度取得部
205、 401 参照信号取得部
206 ノ レス発生器
207 送信ミキサ
208 送信パワーアンプ
209 送信アンテナ
210 スプリッタ
211 発振器
212 受信アンテナ
213 受信ローノイズアンプ
214 受信ミキサ
402 停止時信号取得部
発明を実施するための最良の形態
[0026] (実施の形態 1)
図 1〜図 6を参照して、本発明の実施の形態 1におけるパルスレーダ装置について 説明する。
[0027] 図 1は、パルスレーダ装置の車両への設置例を示す図である。パルスレーダ装置は 、車両前部のバンパー (本発明の遮蔽物に相当)の裏側に設置されている。図中に 点線で示したように、この場合、パルスレーダ装置が 3個設置されている。また、検知 したい領域などによって所望の数だけレーダ装置を設置することになる。
[0028] 図 2は、本実施形態に力かるレーダ装置の一例である車両に搭載されるパルスレー ダ装置のブロック構成を示す図である。パルスレーダ装置 200は、送信部 201、受信 部 202、信号処理部 203、速度取得部 204、参照信号取得部 205を備える。
[0029] 送信部 201は、レーダビームを生成して車外に向けて放射する。送信部 201は、パ ルス発生器 206、送信ミキサ 207、送信パワーアンプ 208、送信アンテナ 209、スプリ ッタ 210および発振器 211を含む。
[0030] まず、送信部 201では、パルス発生器 206によって変調用のパルス信号がベース バンド送信信号として生成される。一方、発振器 211によって生成された高周波の連 続波が、スプリッタ 210に入力され、送信用と受信用に分割される。
[0031] 次に、送信ミキサ 207に変調パルスと高周波の連続波が入力され、乗算動作によつ て高周波のパルス信号が生成される。これが送信パワーアンプ 208によって増幅さ れた後、送信アンテナ 209によってさらに増幅されてレーダビームとして空中に放射 される。送信部 201は、上記の動作を周期的に繰り返すことで、レーダビームを生成 し放射する。
[0032] 受信部 202は、送信アンテナ 209から放射されたレーダビームは、ターゲットに照 射され、ターゲットにより反射したレーダビームの一部を受信する。受信部 202は、ス プリッタ 210、発振器 211、受信アンテナ 212、受信 LNA (ローノイズアンプ) 213お よび受信ミキサ 214を含む。
[0033] 放射されたレーダビームの先に何らかのターゲットがあれば、放射されたレーダビ ームはそのターゲットに照射され、照射されたレーダビームの一部が反射して再びパ ルスレーダ装置 200のほうに戻ってくる。この反射したレーダビームは、受信アンテナ 212によって受信され、増幅された後、受信 LNA213によってさらに増幅される。
[0034] 受信 LNA213によってさらに増幅された信号力 発振器 211によって生成されスプ リツタ 210により分割された高周波の連続波とともに受信ミキサ 214に入力される。受 信ミキサ 214は、送信ミキサ 207と同様に乗算動作によってベースバンド受信信号を 出力する。
[0035] 信号処理部 203は、ベースバンド受信信号と後述する参照信号取得部 205で予め 記憶されている参照信号との振幅差を求めることによって、ターゲットの有無を判定 する。また、信号処理部 203は、ベースバンド送信信号とベースバンド受信信号との 時間差を求めることにより、ターゲットまでの距離を算出する。
[0036] 速度取得部 204は、車両の速度を取得する。例えば、車両に設置された車輪速セ ンサからの信号により車速を求めたり、加速度センサからの信号により車両の加速度 を検出し、それを時間積分することによって求めてもよい。
[0037] 参照信号取得部 205は、参照信号を取得する。ここで、参照信号とは、車両の周囲
にターゲットが存在しない場合に受信部 202で受信したベースバンド受信信号であ る。具体的には、参照信号取得部 205は、速度取得部 204によって取得された車両 の速度が所定の値以上の場合、受信部 202で生成されたベースバンド受信信号を 参照信号として保持する。これは、車両の速度が所定の値以上の場合、少なくとも移 動体の周囲で移動体からの距離が近い場所にはターゲットがないと判断できるため である。
[0038] 通常の走行シーンにおいて、上記の条件を満足する確率は非常に大きいので、常 に最新の参照信号を保持することが可能であり、温度やその他の環境の変化によつ て生じるレーダ装置のデバイスの特性変化にも追従できる。よって、常に正確な参照 信号を取得することが可能となる。
[0039] ここで、図 3を参照して、パルスレーダ装置の車両への設置位置について説明する 。なお、図 3はパルスレーダ装置のバンパーに対する設置位置を示す図である。図 3 において、パルスレーダ装置力 従来のようにバンパーのすぐ裏側ではなぐパンパ 一から所定の距離以上離して設置されている。この所定の距離とは、少なくとも、バン パー表面から極近距離だけ離れた場所においても、送信部 201から送信されたレー ダビームが直接受信部 202に回り込むことによって発生する回り込み波の影響を受 けずに、ターゲットを検知することができる距離のことである。以下、この所定の距離 を設定するための一例を説明する。
[0040] まず、使用するパルスレーダ装置を、バンパーを前に置 、た状態で動作させ、ベー スバンド受信信号の時間波形をオシロスコープ等で観測する。なお、図 4は、アンテ ナカもの距離と観測したベースバンド受信信号の振幅との関係を示す図である。縦 軸および横軸の意味は図 10A、図 10B、図 11Aおよび図 1 IBと同じである力 見や すくするために横軸のスケールを拡大して 、る。送信波の出力が大き 、ために受信 部 202が飽和し、ベースバンド受信信号の振幅が飽和レベルに張り付いているが、 パルスレーダ装置からの距離が長くなるにつれてベースバンド受信信号の振幅が小 さくなつていく。バンパーとパルスレーダ装置との距離を変えていき、バンパーに対し て、バンパー表面における受信部 202のベースバンド受信信号の振幅が飽和しない 境界の距離 dを求める。実際に車両に設置する場合には、バンパーに対してその距
離 d以上離した位置に設置する。この時、パルスレーダ装置は、車両本体に設置され ても良いし、バンパー自体にその距離 d以上離れた位置を保つ様に治具を用いて、 もしくは取り付け部を備えるようにバンパーを成型もしくは加工して設置しても良 、。
[0041] また、バンパー表面における受信部 202のベースバンド受信信号の振幅と飽和レ ベルとの差がゼロとなる境界の距離を dとしたが、図示しない検波器の分解能を考慮 して、飽和レベルとの差が検波器の最小分解能に等しいときの距離を dとする方が好 ましい。
[0042] なお、所定の距離 dを設定する際に、使用するパルスレーダ装置を、バンパーを前 に置いた状態で動作させたが、バンパーを置かずにベースバンド受信信号の時間波 形をオシロスコープ等で観測し、ベースバンド受信信号の振幅と飽和レベルとの差が 、バンパーからの反射波によるベースバンド受信信号の振幅と検波器の最小分解能 との和に等しいときのパルスレーダ装置からの距離としてもよい。すなわち、バンパー を前に置くと、バンパー力 の反射波の振幅が加算されるため、それが加算された状 態で、ベースバンド受信信号の振幅が飽和レベルに達しておらず、かつ、飽和レべ ルまでの差が検波器の最小分解能以上であれば、バンパー直近のターゲットを検出 でさること〖こなる。
[0043] 図 5は、図 3のようにパルスレーダ装置を設置したときのパルスレーダ装置からの距 離とベースバンド受信信号の振幅との関係を示した図である。ターゲットがないときと あるときで、ベースバンド受信信号の振幅に差があるため、これを利用することによつ てバンパー直近のターゲットを検知することが可能となる。
[0044] 信号処理部 203においてターゲットを検出する際に、図 5の点線で示すようなター ゲットが存在しないと分力つているときのベースバンド受信信号の振幅を参照信号と してパルスレーダ装置内に記憶しておき、ベースバンド受信信号と参照信号との振 幅差を求めることにより、ターゲットの有無を判定する。さらに、ベースバンド送信信号 とベースバンド受信信号の時間差を求め、それによつてターゲットの距離を算出する
[0045] また、一般に、レーダビームが、バンパー等の誘電体に照射される場合、その入射 角が大きい (バンパー等に垂直に照射される位置を 0度とする)ほど、誘電体を透過
するレーダビームのエネルギー成分が小さくなり、逆に、誘電体により反射されるレー ダビームのエネルギー成分が大きくなる。本実施例のように、パルスレーダ装置をバ ンパーから離して設置した場合、パルスレーダ装置をバンパー直近に設置した場合 に比べ、レーダビームのバンパーへの入射角力 相対的に小さくなる。よって、バン パーを透過するレーダビームのエネルギー成分力 相対的に大きくなり、特に、バン パー近傍に関して、より広範囲なエリアを検知することができる。したがって、ノ レスレ ーダ装置は、バンパーへのレーダビームの入射角が所定値以下になるような位置に 設置するのが好ましい。また、車両の周囲のターゲットを検知する検知範囲に基づい て、パルスレーダ装置とバンパーとの距離を決定してもよい。なお、入射角は、パンパ 一の形状を曲面にする等により調整してもよい。
[0046] また、パルスレーダ装置力 バンパー力 所定の距離 dに設置されると、バンパーか ら極近距離だけ離れた場所に存在するターゲットでも、遮蔽板を用いたり回路構成を 複雑にすることなぐ送信波のパワーを抑えずに確実に検知することが可能である。 よって、例えば、送信波のパワーを制御することなぐかつ、最大検知距離を小さくす ることなく、車両のバンパーに密着したターゲットなども検知することが可能となり、事 故の削減に貢献できる。
[0047] 次に、図 6を参照して、参照信号の具体的な算出方法について説明する。また、図 6において初期振幅 V 、参照信号 V 、ベースバンド受信信号の振幅 Vといった信
mit ref r
号の振幅はスカラー値ではなぐパルスレーダ装置からの距離に関するベクトル、つ まり信号の振幅値とパルスレーダ装置力もターゲットまでの距離の 2次元情報である。
[0048] まず、ステップ S301において、信号処理部 205は、参照信号の振幅 V を初期振
ref
幅 V で初期化するとともに、カウント変数 n (nは 1以上の整数)を 1に設定する。例え init
ば、初期振幅 V は、レーダ動作が車両搭載後 1回目の場合には、ターゲットがない
mit
ときのベースバンド受信信号の振幅の典型値とする。また、レーダ動作が 2回目以降 の場合には、後述するステップ S309において、初期振幅 V は、後述の式(1)によ
init
つて更新された参照信号 V (n)の値となる。
ref
[0049] 次に、ステップ S302では、速度取得部 204は、車両に設置された車輪速センサを 用いて車速 SPを取得する。続くステップ S303では、ステップ S302で取得された車
速 SPが車速閾値 SP 以上カゝ否かの判定をする。判定の結果、車速 SPが、予め設
th
定した車速閾値 SP 以上 (ステップ S303で Yes)の場合には、処理は、ステップ S30
th
4に進む。一方、車速 SP力 予め設定した車速閾値 SP 未満 (ステップ S303で No)
th
の場合には、処理は、ステップ S308〖こ進む。続くステップ S304では、カウント変数 n におけるベースバンド受信信号の振幅 Vを検出する。続くステップ S305では、カウ ント変数 nの参照信号 V (n)は次式(1)に従って更新される。
ref
V (n) = ( (n- l) XV +V ) /n · '· (1)
ref ref r
[0050] また、上述の車速閾値 SP は、例えば、次式(2)で算出されることが望ましい。
th
SP [km/h] = max (4 X Rmax, 30) - -- (2)
th
上式(2)において、 Rmax[m]は、パルスレーダ装置の最大検知距離であり、 max ( A、 B)は、任意の数値 A、 Bのうち、大きい方の値を出力とする関数である。また、 4 X Rmaxで示される値は、その車速における車両の空走距離 (ただし、空走時間を 1秒 間とする)をもとに設定する。例えば、最大検知距離 Rmaxが 10mの場合、上式 (2) より、車速閾値 SP は、 40kmZhとなる。つまり、 自車力 0kmZhで走行していれ
th
ば、少なくとも空走距離 (この場合、約 11m)程度前方に障害物が存在しない可能性 が高い。この様な状況では、ターゲットによる影響を受けていないので、受信された 受信信号 Vを参照信号の算出に用いることができる。また、上式 (2)により、最大検 知距離 Rmaxがどんなに小さい場合でも、車速閾値 SP は、 30kmZhとなる。例え
th
ば、渋滞走行時など自車の速度が小さい (例えば、 30kmZh以下)場合、最大検知 距離 Rmax以内のエリアに前方車両などのターゲットが存在する可能性がある。この 様な状況では、ターゲットによる影響を受けてしまうので、受信された受信信号 Vを 参照信号の算出に用いると、参照信号の精度が劣化してしまう。
[0051] 続くステップ S306では、カウント変数 nが予め設定した閾値 n 以下 (ステップ S306
th
で Yes)の場合には、ステップ S307に進む。一方、カウント変数 nが予め設定した閾 値 n を越える(ステップ S306で No)場合には、ステップ S308に進む。ステップ S30 th
7では、カウント変数 nを 1だけインクリメントする。
[0052] ステップ S308では、レーダ動作を終了させる(ステップ S 308で Yes)場合には、ス テツプ S309に進む。一方、レーダ動作を終了させない(ステップ S308で No)場合に
は、ステップ S302に戻って処理を続ける。ステップ S309では、上式(1)によって更 新された参照信号 V (n)の値を初期振幅 V に代入し、次回レーダ動作時の参照
ref mit
信号 V (n)算出の際の初期値とし、図 6の処理は終了する。
ref
[0053] また、ステップ S305のように、カウント変数 nを用いて参照信号 V (n)を算出する
ref
のは、参照信号 V (n)を徐々に正しい値に収束させるためである。このようにするこ
ref
とにより、万が一ベースバンド受信信号の振幅が異常な値をとつたとしても、その影響 を小さくとどめることが可能である。また、ステップ S306および S307によって、カウン ト変数 nがある値以上大きくなることを防いでいる。これは、カウント変数 nがあまりに大 きくなると、ステップ S305で更新する参照信号 V (n)の値に、最新のベースバンド
ref
受信信号の振幅 Vの値がほとんど反映されなくなってしまい、温度などによるパルス レーダ装置のデバイスの特性変化に追従することができなくなるためである。
[0054] このように、本実施形態によれば、車両の速度が所定以上であれば、少なくとも移 動体の周囲で移動体からの距離が小さい場所にはターゲットがないと判断し、このと きのベースバンド受信信号を参照信号として利用することにより、常に正確な参照信 号を取得できる。よって、高精度に車両周囲のターゲットを検知することが可能となる
[0055] また、本実施例のように、ノ ルスレーダ装置をバンパー力も所定の距離だけ離して 設置したとき、放射されたレーダビーム力 パルスレーダ装置とバンパーの間を 2往 復以上し、いわゆる多重反射信号として受信される場合がある。この場合、パルスレ ーダ装置は、受信された多重反射信号を、本来存在しない車両周囲のターゲットとし て誤検知してしまう問題がある。し力しながら、前述した参照信号取得部 205によって 取得された参照信号を用いることにより、バンパーによる多重反射信号か車両周辺 のターゲットによる信号かの区別をより正確にすることができる。これにより、誤検知を 少なくすることが可能となる。
[0056] なお、本実施形態では、図 3のように配置した力 これは単なる一例にすぎず、レー ダ装置の配置位置は、任意である。
[0057] (実施の形態 2)
次に、実施の形態 2に係るパルスレーダ装置について説明する。なお、本発明の実
施の形態 2におけるレーダ装置は、実施の形態 1と同様、車両に搭載されるパルスレ ーダ装置である。図 7は、本実施形態にカゝかるパルスレーダ装置のブロック構成を示 す図である。
[0058] 本実施形態のパルスレーダ装置 400は、実施の形態 1のパルスレーダ装置 200に カロえて、停止時信号取得部 402をさらに備える。送信部 201、受信部 202、信号処 理部 203、速度取得部 204については、実施の形態 1におけるパルスレーダ装置 20 0と同じであるため、詳細な説明を省略する。
[0059] 停止時信号取得部 402は、速度取得部 204によって取得された車両の速度が実 質的にゼロであるときの最新のベースバンド受信信号と参照信号取得部 401によつ て取得された参照信号との差分を、停止時信号として取得保持する。車両のェンジ ンの停止とともにパルスレーダ装置 400を停止させた後でも、停止時信号は図示しな い内部メモリ等に保存される。
[0060] 参照信号取得部 401は、実施の形態 1の参照信号取得部 205と同様に、速度取得 部 204によって取得された車両の速度が所定以上の場合のベースバンド受信信号 を参照信号として保持するのに加えて、以下の動作を行うのが大きな特徴である。
[0061] すなわち、車両のエンジン再始動とともにパルスレーダ装置 400が再始動した場合 に、そのときの受信部 202によって受信されるベースバンド受信信号の振幅 (V )と前 回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された(図 6のステップ S309で更新された )参照信号の初期振幅 (V ) (本発明の参照信号の初期値に相当)とを用いて算出
mit
される信号と、停止時信号取得部 402の停止時信号との差分の絶対値を利用して参 照信号を補正するというのが特徴である。
[0062] 例えば、車両を駐車して力 再始動するまでの時間が長いと、その間に温度等の 環境変化が起こることにより、駐車前に保持された参照信号は信頼性の低いものに なっている可能性が高い。しかし、車両の駐車時にパルスレーダ装置の動作を停止 させた時点と再始動させた時点とで、車両周囲に存在するターゲットが変化しなけれ ば、取得された停止時信号は正しい値である。よって、この停止時信号を用いて参照 信号を補正することによって、レーダ装置始動直後でも高精度なレーダ動作が可能 となる。
[0063] まず、図 8を参照して、停止時信号取得部 402の具体的な動作にっ 、て説明する。 また、図 8において、参照信号の振幅 V 、ベースバンド受信信号の振幅 V、停止時
ref r 信号の振幅 V といった信号の振幅はスカラー値ではなぐパルスレーダ装置からの
stp
距離に関するベクトル、つまり信号の振幅値とパルスレーダ装置力 ターゲットまでの 距離の 2次元情報である。
[0064] まず、ステップ S501では、停止時信号の振幅 V を 0に初期化するとともに、カウン
stp
ト変数 nを 1に設定する。次にステップ S502では、速度取得部 204は、車両に設置さ れた車輪速センサ等を用いて車速 SPを取得する。続くステップ S503では、ステップ S502で取得された車速 SPが 0である(ゼロ)力否かの判定をする。判定の結果、車 速 SP力 0 (ゼロ)である(ステップ S503で Yes)場合には、処理は、ステップ S504に 進む。一方、車速 SPが、 0 (ゼロ)でない (ステップ S503で No)場合には、処理は、ス テツプ S509に進む。ステップ S509では、停止時信号の振幅 V を 0に初期化したの
stp
ち、ステップ S508に進む。
[0065] 一方、ステップ S504では、カウント変数 nにおけるベースバンド受信信号の振幅 V を検出する。続くステップ S505では、カウント変数 nの停止時信号の振幅 V (n)は
stp 次式(3)に従って更新される。
V (n) = ( (n- l) XV + (V— V ) ) /η · '· (3)
stp stp r ref
[0066] 続くステップ S506では、カウント変数 nが予め設定した閾値 n 以下 (ステップ S506
th
で Yes)の場合には、ステップ S507に進む。一方、カウント変数 nが予め設定した閾 値 n を越える(ステップ S506で No)場合には、ステップ S508に進む。ステップ S50 th
7では、カウント変数 nを 1だけインクリメントする。
[0067] ステップ S508では、レーダ動作を終了させる(ステップ S 508で Yes)場合には、図
8の処理は、終了する。一方、レーダ動作を終了させない(ステップ S508で No)場合 には、ステップ S502に戻って処理を続ける。
[0068] 次に、図 9を参照して、パルスレーダ装置 400の再始動直後に停止時信号を用い て参照信号を設定する方法について説明する。また、図 9において初期振幅 V (前
mit 回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された(図 6のステップ S309で更新された )参照信号の振幅 V に相当)、参照信号の振幅 V 、ベースバンド受信信号の振幅
V、停止時信号の振幅 V
stp t 、つた信号の振幅はスカラー値ではなく、パルスレーダ r
装置からの距離に関するベクトル、つまり信号の振幅値とパルスレーダ装置力 ター ゲットまでの距離の 2次元情報である。
[0069] まず、ステップ S601では、速度取得部 204は、車両に設置された車輪速センサ等 を用いて車速 SPを検出する。ステップ S602では、ステップ S601で取得された車速 SPが 0 (ゼロ)であるか否かの判定をする。判定の結果、車速 SP力 0 (ゼロ)である( ステップ S602で Yes)場合には、処理は、ステップ S603に進む。一方、車速 SPが、 0 (ゼロ)でない(ステップ S602で No)場合には、処理は、ステップ S607に進む。ステ ップ S607では、パルスレーダ装置 400を始動直後に車両が動いてしまったと判断し 、停止時信号の振幅 V を用いた補正を行うことができな!/ヽため、信頼性が高!ヽか低
stp
V、か分からな 、初期振幅 V をそのまま参照信号として採用する。
[0070] 一方、ステップ S603では、カウント変数 nにおけるベースバンド受信信号の振幅 V を検出する。続くステップ S604では、次式 (4)を用いて、図 6のステップ S309で更新 された参照信号の初期振幅 V の信頼性を判定する。
mit
| V - (V -V ) | >ERR · '· (4)
stp r init th
[0071] 上式 (4)にお 、て、前回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された停止時信号 の振幅 V (図 8のステップ S505で更新された値)と、ステップ S603で検出されたべ
stp
ースバンド受信信号の振幅 Vと前回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された参 照信号の初期振幅 V (図 6のステップ S309で更新された値)とを用いて算出した信 mit
号 (V— V )との差分の絶対値が、予め設定された誤差閾値 ERR より大きいか否 r mit th か判定する (ステップ S604)。判定の結果、上式 (4)の左辺( | V — (V—V )
stp r mit I ) が誤差閾値 ERR より大きい (ステップ S604で Yes)場合には、前回パルスレーダ装
th
置 400の停止時に保存した初期振幅 V の信頼性が低いと判断して、処理は、ステ mit
ップ S605に進む。続くステップ S605において、参照信号 V を、前回パルスレーダ
ref
装置 400の停止時に保存された停止時信号の振幅 V とステップ S603で検出され
stp
たベースバンド受信信号の振幅 Vとを用いて、 V =V -V と補正する。一方、上
r rer r stp
式 (4)の左辺( I V - (V -V ) | )が誤差閾値 ERR 以下の(ステップ S604で N
stp r init th
o)場合には、前回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された初期振幅 V の信
頼性が高いと判断して、処理は、ステップ 606に進む。続くステップ S606において、 前回パルスレーダ装置 400の停止時に保存された初期振幅 V をそのまま参照信
init
号 V として採用する。参照信号 V の設定が完了した後、上述のレーダ動作を行う ref ref
[0072] 以上のように、前回駐車前に保持された停止時信号を用いて参照信号を補正する ことにより、駐車から再始動までの間に温度等の環境変化が起こった場合でも、レー ダ装置始動直後力 高精度なレーダ動作が可能となる。
産業上の利用可能性
[0073] 本発明にかかるレーダ装置は、正確な参照信号を取得することができるため、高精 度にターゲットを検知することができ、本実施形態において説明した車両に搭載する パルスレーダ装置に限定されず、パルス以外の方式によるレーダ装置等にも適用す ることがでさる。
Claims
[1] 移動体に搭載され、前記移動体の周囲の障害物を検知するレーダ装置であって、 送信信号を所定の周波数で変調したレーダビームを送信する送信部と、 前記送信部から送信され、前記障害物で反射したレーダビームを前記所定の周波 数で復調して生成される受信信号を受信する受信部と、
前記移動体の速度を取得する速度取得部と、
前記速度取得部によって取得された速度が所定の値以上である場合に、前記受信 信号を参照信号として取得する参照信号取得部と、
前記受信信号と前記参照信号を用いて、前記障害物を検出する信号処理部とを備 えるレーダ装置。
[2] 前記速度取得部によって取得された速度が実質的にゼロである場合、停止時信号 を取得する停止時信号取得部を、さらに備え、
前記参照信号取得部は、前記レーダ装置が停止した後、再始動した場合に、再始 動時に受信した受信信号と、前記停止時信号と、前記レーダ装置の前記参照信号 取得部によって取得されて記憶された参照信号とを用いて、再始動時の参照信号を 更新する力否かを判定することを特徴とする、請求項 1に記載のレーダ装置。
[3] 前記停止時信号取得部は、前記受信部によって受信された受信信号と前記参照 信号の差分を停止時信号として取得し、
前記参照信号取得部は、前記レーダ装置の再始動時に受信した受信信号と前記 参照信号の初期値との差分によって算出される信号と、前記停止時信号との差分の 絶対値を予め定められた閾値と比較し、前記絶対値が前記閾値より大きい場合に、 前記再始動時の参照信号を前記再始動時に受信した受信信号と前記停止時信号と の差分値に設定し、前記絶対値が前記閾値以下の場合に、前記再始動時の参照信 号を前記参照信号の初期値に設定することを特徴とする、請求項 2に記載のレーダ 装置。
[4] 前記参照信号取得部は、前記速度取得部によって取得された速度が所定の値以 上である場合に、前記受信部によって受信された受信信号のうち、最新の複数回の 受信信号の平均を参照信号として取得することを特徴とする、請求項 1に記載のレー
ダ装置。
[5] 前記レーダ装置は、所定の距離以上離した遮蔽物を通して送受信を行うことを特 徴とする、請求項 1に記載のレーダ装置。
[6] 前記レーダ装置は、前記遮蔽物への入射角を所定値以下とすることを特徴とする、 請求項 5に記載のレーダ装置。
[7] 前記レーダ装置と前記遮蔽物との距離は、前記移動体の周囲の障害物を検知する 検知範囲から決定することを特徴とする、請求項 5に記載のレーダ装置。
[8] 前記遮蔽物へのレーダビームの入射角は、前記移動体の周囲の障害物を検知す る検知範囲から決定することを特徴とする、請求項 6に記載のレーダ装置。
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