JP2008064743A - Vehicular radar device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に設置され、電波によって前方の物体を検出する車載レーダ装置に関し、特に、領域ごとに物体からの反射波強度の閾値を設定し、設定された閾値に基づいて物体を検出する車載レーダ装置に関する。 The present invention relates to an on-vehicle radar device that is installed in a vehicle and detects an object ahead by radio waves, and in particular, sets a threshold value of reflected wave intensity from an object for each region and detects an object based on the set threshold value. The present invention relates to an in-vehicle radar device.
車両の前方に設置され、物体までの距離、及び、車両と物体との相対速度を測定する車載レーダ装置が提案されている。物体までの距離と相対速度を測定することにより、物体との衝突を事前に警告する警報装置を作動させたり、物体との衝突を回避するためにブレーキを作動させたりすることが可能である。 An in-vehicle radar device that is installed in front of a vehicle and measures the distance to the object and the relative speed between the vehicle and the object has been proposed. By measuring the distance to the object and the relative speed, it is possible to operate an alarm device that warns in advance of a collision with the object, or to operate a brake to avoid a collision with the object.
従来の車載レーダ装置として、例えば、ミリ波領域の電波のビームを送信し、物体によって反射された反射波を、複数の受信アンテナで受信し、受信波の位相差から物体の方向を、決定する位相モノパルス方式の車載レーダ装置がある。 As a conventional on-vehicle radar device, for example, a radio wave beam in the millimeter wave region is transmitted, reflected waves reflected by an object are received by a plurality of receiving antennas, and the direction of the object is determined from the phase difference of the received waves. There is a phase monopulse type on-vehicle radar device.
図1は、従来の位相モノパルス方式の車載レーダ装置における反射波の受信の例を示す説明図である。図1において、θは、物体の方向を示す角度であり、車両の正面方向を0°としている。また、距離Dは、2つの受信アンテナの間隔であり、位相差φは、2つの受信波の位相差である。2つの受信アンテナ14a及び14bは、角度θの方向にある物体によって反射された反射波を受信する。2つの受信アンテナ14a及び14bによって受信される反射波を反射する物体の方向を示す角度θは,次式で求められる。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of reception of a reflected wave in a conventional phase monopulse type on-vehicle radar device. In FIG. 1, θ is an angle indicating the direction of the object, and the front direction of the vehicle is 0 °. The distance D is the interval between the two receiving antennas, and the phase difference φ is the phase difference between the two received waves. The two receiving
また、このような車載レーダ装置において、物体検出のための反射波強度の閾値は、どの方向に対しても、一定の値に設定されていた。この閾値を越える強度の反射波を特定の方向から検出した場合に、物体が当該方向に存在すると判定していた。 In such an on-vehicle radar device, the threshold value of the reflected wave intensity for object detection is set to a constant value in any direction. When a reflected wave having an intensity exceeding the threshold is detected from a specific direction, it is determined that the object exists in the direction.
これに対して、送信波の強度分布に応じて、反射波の検出範囲の中央部と、検出範囲の端部とに対して、別々の閾値を与え、物体の検出を行い易くする技術が、開示されている(例えば、特許文献1,2,3、4参照)。
On the other hand, according to the intensity distribution of the transmitted wave, a technique for giving separate threshold values to the central portion of the detection range of the reflected wave and the end portion of the detection range to facilitate the detection of the object, (For example, refer to
この技術においては、物体の検出範囲の中央部である0°付近では、反射波検出の閾値を上げ、ノイズを遮断し、物体の検出を行い易くする。逆に、検出範囲の端部付近では、反射波検出用の閾値を下げ、反射波の受信を行い易くする。このような閾値の設定は、送信波の強度が中央で最大となり、端部に向かって減少するアンテナの特性に対応したものである。
しかしながら、このような検出方法では、検出範囲の中央部に存在する前方車両を検出しにくくなる。特に、同一車線を走行する前方の車両をレーダ等で検知し、その速度に応じて自動的に速度を調整するアクティブクルーズコントロールシステム(ACCという)において、追従すべき前方車両の検出漏れが起こる可能性が生じる。 However, with such a detection method, it becomes difficult to detect the forward vehicle existing in the center of the detection range. In particular, in an active cruise control system (referred to as ACC) that detects a preceding vehicle traveling in the same lane with a radar or the like and automatically adjusts the speed according to the detected speed, there is a possibility that a detection failure of the preceding vehicle to be followed occurs. Sex occurs.
即ち、従来技術のように、送信波の強度に応じて、閾値を設定すると、検出範囲の端部での受信波強度の閾値は小さくなり、中央部における受信波強度の閾値は、大きくなる。このことは、前方車両が検出される可能性の高い中央部の閾値を上げる事を意味するので、追従すべき前方車両の検出が重要であるアクティブクルーズコントロールシステムにおいては、前方車両の検出漏れを招き、前方車両の追従を困難にする。 That is, when the threshold value is set according to the intensity of the transmitted wave as in the prior art, the threshold value of the received wave intensity at the end of the detection range is reduced, and the threshold value of the received wave intensity at the center is increased. This means that the threshold of the central part where the vehicle ahead is likely to be detected is raised. Therefore, in the active cruise control system in which detection of the vehicle ahead is important, the detection failure of the vehicle ahead is not detected. Inviting, making it difficult for the vehicle ahead to follow.
また、カーブなどの走行状況においては、同一車線の前方を走行中の車両が、異なる車線の前方を走行する車両と混同され、誤検出を引き起こすことがあった。 In a driving situation such as a curve, a vehicle traveling in front of the same lane may be confused with a vehicle traveling in front of a different lane, causing false detection.
さらに、車両に搭載されるレーダ装置は、アクティブクルーズコントロールシステムのためだけに用いられるのではなく、ガードレールや対向車両、並走車両などの障害物を事前に察知し、回避するプリクラッシュセーフシステム(PCS)にも用いられる。 Furthermore, the radar device installed in the vehicle is not only used for the active cruise control system, but also a pre-crash safe system that detects and avoids obstacles such as guardrails, oncoming vehicles, and parallel running vehicles in advance ( PCS).
どちらのシステムがより重要になるかは、その車両の置かれた状況によって変化するので、供給されるべき情報は、システムによって異なる。しかしながら、その状況の変化に対応した情報の供給のための閾値を設定することは、提案されていない。 Which system is more important depends on the situation of the vehicle, so the information to be supplied varies from system to system. However, it has not been proposed to set a threshold for supplying information corresponding to the change in the situation.
そこで、本発明の目的は、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐための車載レーダ装置提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an on-vehicle radar device that can easily detect an object existing in the center of a detection range and prevents detection of a preceding vehicle to be followed.
また、本発明の他の目的は、車両の置かれた走行の状況によって、同一車線の前方を走行中の車両を、異なる車線の前方を走行する車両と混同し、誤検出を引き起こすことを防ぐための車載レーダ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to prevent a vehicle running in front of the same lane from being confused with a vehicle running in front of a different lane depending on the driving situation in which the vehicle is placed, thereby preventing erroneous detection. It is providing the vehicle-mounted radar apparatus for this.
さらに、本発明の他の目的は、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うための車載レーダ装置を提供することにある。 Furthermore, another object of the present invention is to provide an in-vehicle radar device for distinguishing and detecting a vehicle traveling in front of the same lane and an obstacle.
上記課題を解決するため、本発明の車載レーダ装置の第1の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記車両の速度を検出する速度検出装置から供給される走行速度が、所定速度以上である場合に、前記検出範囲の第2の角度領域の前記閾値を、第1の角度領域、及び第3の角度領域の前記閾値より、低く設定する。 In order to solve the above problems, a first aspect of the on-vehicle radar device according to the present invention includes a transmitter that transmits radio waves to an object, a receiver that receives the radio waves reflected by the object, and reception of the radio waves. The angle range in which the object is detected is divided into a plurality of areas of three or more, an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, and the intensity of the radio wave actually received in each area A processing unit that determines the presence of an object by comparing threshold values of the corresponding individual regions, and the processing unit automatically adjusts the speed according to the traveling speed of the vehicle. When the traveling speed supplied from the speed detecting device that detects the speed of the vehicle is equal to or higher than a predetermined speed, the threshold value of the second angle area of the detection range is set to the first angle area and the first angle area. Set lower than the threshold value of the angle region of 3
また、本発明の車載レーダ装置の第2の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記車両の走行する道路の形状を認識する道路形状認識装置から供給される道路形状の情報により、前記物体が検出される検出範囲の第1の角度領域と、第3の角度領域との内、いずれか一方の領域の閾値を、他方の領域の閾値より、高く設定する。 A second aspect of the in-vehicle radar device according to the present invention is a transmitter that transmits radio waves to an object, a receiver that receives the radio waves reflected by the object, and an object detected by receiving the radio waves. Dividing the angle range into a plurality of regions of three or more, and for each of the plurality of regions, set an intensity threshold for the received radio waves, and in each region, the intensity of the radio waves actually received, A processing unit that determines the presence of an object by comparing the corresponding threshold values of the individual regions, and the processing unit detects the obstacle in advance and avoids the obstacle, Among the first angle region and the third angle region of the detection range in which the object is detected based on the road shape information supplied from the road shape recognition device that recognizes the shape of the road on which the vehicle travels, Threshold value for one of the areas Ri, is set to be higher.
又、本発明の車載レーダ装置の第3の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、前方の車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記領域に存在する物体が移動している場合に、前記領域の前記閾値を、下げる。 A third aspect of the in-vehicle radar device according to the present invention is a transmitter that transmits radio waves to an object, a receiver that receives the radio waves reflected by the object, and an object that is detected by receiving the radio waves. The angle range is divided into three or more areas, an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, and the intensity of the radio wave actually received in each area and the corresponding individual A processing unit that determines the presence of an object by comparing with a threshold value of the region, and the processing unit automatically adjusts the speed according to the traveling speed of the vehicle ahead. When the object existing in the area is moving, the threshold value of the area is lowered.
また、本発明の車載レーダ装置の第4の側面は、電波を物体に送信する送信部と、前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記領域に存在する物体が静止している場合に、前記領域の閾値を、下げる。 According to a fourth aspect of the in-vehicle radar device of the present invention, a transmitting unit that transmits radio waves to an object, a receiving unit that receives the radio waves reflected by the object, and an object is detected by receiving the radio waves. Dividing the angle range into a plurality of regions of three or more, and for each of the plurality of regions, set an intensity threshold for the received radio waves, and in each region, the intensity of the radio waves actually received, A processing unit that determines the presence of an object by comparing the corresponding threshold values of the individual regions, and the processing unit detects the obstacle in advance and avoids the obstacle, When an object existing in the region is stationary, the threshold value of the region is lowered.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記速度検出装置から供給される走行速度が所定速度以上である場合、前記電波の受信による物体検出範囲の中央における前記領域の前記閾値を低く設定し、前記電波の受信による物体検出範囲の端部における前記領域の前記閾値を高く設定し、前記物体を認識する。 Furthermore, in a preferred embodiment, when the traveling speed supplied from the speed detection device is equal to or higher than a predetermined speed, the processing unit sets the threshold value of the region in the center of the object detection range due to reception of the radio wave to be low. The object is recognized by setting the threshold value of the region at the end of the object detection range by receiving the radio wave high.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路の形状を認識する、一または複数の道路形状認識装置から供給される道路形状の情報に応じて、各物体検出領域に前記道路形状の情報に対応した前記閾値を設定する。 Furthermore, in a preferred embodiment, the processing unit recognizes a road shape supplied from one or a plurality of road shape recognition devices that recognizes the shape of the road on which the vehicle on which the in-vehicle radar device is mounted as the running state. According to the information, the threshold corresponding to the road shape information is set in each object detection area.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の前方を撮影し、道路形状を認識する撮像装置である。 Furthermore, in a preferred embodiment, the road shape recognition device is an image pickup device that images the front of a vehicle on which the on-vehicle radar device is mounted and recognizes the road shape.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行中の位置を認識し、前記位置を地図上に表示するカーナビゲーション装置である。 Furthermore, in a preferred embodiment, the road shape recognition device is a car navigation device that recognizes a traveling position of a vehicle on which the in-vehicle radar device is mounted and displays the position on a map.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置は、前記車載レーダ装置を搭載する車両の方向の変化を検知するヨーレートセンサである。 Furthermore, in a preferred embodiment, the road shape recognition device is a yaw rate sensor that detects a change in the direction of a vehicle on which the on-vehicle radar device is mounted.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置の一つは、前記車載レーダ装置を搭載する車両のハンドルの角度を検知するステアリング舵角センサである。 Furthermore, in a preferred embodiment, one of the road shape recognition devices is a steering angle sensor that detects an angle of a steering wheel of a vehicle on which the in-vehicle radar device is mounted.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状認識装置の一つは、車両制御装置とUSB(Universal Serial Bus)で接続された携帯電話、或いは、地上デジタル端末装置等の無線装置である。 Furthermore, in a preferred embodiment, one of the road shape recognition devices is a mobile phone connected to the vehicle control device via a USB (Universal Serial Bus) or a wireless device such as a terrestrial digital terminal device.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路の種別を認識する道路種別認識装置から供給される高速道路か一般道路かの区別の情報に応じて、各領域に前記高速道路か一般道路かの区別の情報に対応した前記閾値を設定する。 Furthermore, in a preferred embodiment, the processing unit distinguishes between a highway and a general road supplied from a road type recognition device that recognizes a type of a road on which a vehicle on which the vehicle-mounted radar device is mounted is used as the running state. In accordance with the information, the threshold corresponding to the distinction information between the expressway and the general road is set in each area.
さらに、好ましい実施例では、前記走行状況は、走行中の道路が左側通行か右側通行かの区別であり、前記処理部は、前記走行状況として、前記車載レーダ装置を搭載する車両の走行する道路が左側通行か右側通行かを設定する道路通行区分設定部の設定に応じて、各領域に前記設定に対応した前記閾値を設定する。 Further, in a preferred embodiment, the traveling situation is a distinction between a road on which the vehicle is traveling on the left side or a right side, and the processing unit is a road on which a vehicle on which the in-vehicle radar device is mounted travels as the traveling state. The threshold corresponding to the setting is set in each area according to the setting of the road traffic classification setting unit that sets whether the traffic is left-hand traffic or right-hand traffic.
さらに、好ましい実施例では、前記道路形状、道路種別、或いは走行状況認識装置の一つは、DSRC(Dedicated Short Range Communication)、DSSS(Drivers Safety Support System)等のインフラ型道路状況提供手段からのサービスが受信可能な車載装置である。より詳細には、例えば、高速道路の合流部等で,DSRCからの情報提供を受け、合流車線側の閾値を下げる。或いは、雨天や霧等、道路環境の危険性やドライバーの認知遅れの危険を惹起する様な天気情報を、例えば、地上デジタル放送等から受け、これに従って、前記閾値を適宜決定する。この最適な組み合わせ情報は、事前に、車両制御装置等の記憶手段に、蓄えられていると、良い。 Further, in a preferred embodiment, one of the road shape, road type, or traveling state recognition device is a service from an infrastructure type road state providing means such as DSRC (Dedicated Short Range Communication) or DSSS (Drivers Safety Support System). Is an in-vehicle device capable of receiving. More specifically, for example, information is provided from the DSRC at a junction of a highway or the like, and the threshold on the junction lane side is lowered. Or the weather information which raise | generates the risk of road environment, such as rain and fog, and the danger of a driver's recognition delay is received from digital terrestrial broadcasting etc., for example, The said threshold value is determined suitably according to this. This optimal combination information is preferably stored in advance in storage means such as a vehicle control device.
また、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体の相対速度が、前記車両と前記物体とが接近する方向であり、かつ、所定速度よりも高い場合、前記閾値を越える電波を受信した領域の前記閾値を、低く変更する。 In a preferred embodiment, the processing unit sets the threshold value when the relative speed of the object reflecting the received radio wave is a direction in which the vehicle and the object approach each other and is higher than a predetermined speed. The threshold value of the area where the exceeding radio wave is received is changed to be low.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、車両が前方車両の走行速度に応じて自動的に速度を調整する状態で、前記前方車両の速度が所定値よりも低い場合、前記閾値を、低く変更する。 Furthermore, in a preferred embodiment, the processing unit lowers the threshold value when the speed of the front vehicle is lower than a predetermined value in a state in which the vehicle automatically adjusts the speed according to the traveling speed of the front vehicle. change.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体の相対速度が、所定速度よりも低い場合、前記閾値を越える電波を受信した領域の前記閾値を、低く変更する。 Furthermore, in a preferred embodiment, when the relative speed of the object reflecting the received radio wave is lower than a predetermined speed, the processing unit changes the threshold value of the area that receives the radio wave exceeding the threshold value to be low.
さらに、好ましい実施例では、前記処理部は、前記受信した電波を反射した物体が領域Aに存在し、且つ相対速度が、所定速度よりも低い場合、更に前記閾値を越える電波を、Aと異なる領域Bから受信した場合、Bの前記閾値を、Aの前記閾値より低く変更する。 Further, in a preferred embodiment, when the object that reflects the received radio wave is present in the region A and the relative speed is lower than a predetermined speed, the processing unit further differs from A in the radio wave exceeding the threshold value. When received from the region B, the threshold value of B is changed to be lower than the threshold value of A.
本発明の車載レーダ装置は、自車に対する物体の相対角度検出範囲を3つ以上の領域に分割し、カーブや、一般/高速道路の別等の道路情報、自車の走行速度、更には、天候による路面状況の変化等、車両の置かれた具体的な走行環境に応じて、各領域に、前記要領に従って、適切な閾値を設定することによって、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うことを可能とし、障害物の検出漏れを引き起こすことを防ぐことを可能にする。 The on-vehicle radar device of the present invention divides the relative angle detection range of an object with respect to the vehicle into three or more regions, road information such as curves and general / highway roads, the traveling speed of the vehicle, According to the specific driving environment where the vehicle is placed, such as a change in road surface condition due to the weather, by setting an appropriate threshold value in each area according to the above points, a vehicle traveling in front of the same lane, It is possible to perform detection while distinguishing it from an obstacle, and it is possible to prevent an obstacle from being detected.
更に、検出した物体の相対速度から、急速に接近する物体に対して、閾値を下げることで、障害物を検出しやすくし、プリクラッシュシステムに対応することができる。また、相対速度が小さい物体の閾値を下げることで、前方をほぼ同じ速度で走行する車両を検出し易くし、クルーズ制御に対応することができる。 Furthermore, by lowering the threshold for an object that approaches rapidly from the relative speed of the detected object, an obstacle can be easily detected, and a pre-crash system can be handled. Further, by lowering the threshold value of an object having a small relative speed, it is possible to easily detect a vehicle traveling ahead at substantially the same speed, and to cope with cruise control.
以下、図面に従って、本発明の実施の形態を、車載レーダ装置の第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、第4の実施の形態、及び第5の実施の形態の順で説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, according to the drawings, the embodiments of the present invention will be described as the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment of the on-vehicle radar device. It demonstrates in order of the form. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
車載レーダ装置の第1の実施の形態
図2は、本発明の第一の実施形態における車載レーダ装置の構成図、図3は、車載レーダ装置1による前方車両の観測の様子を示す図、図4は、車載レーダ装置の信号形式としてFMCWを適用した際の送信波と受信波との周波数の関係を示す図である。
First Embodiment of In-vehicle Radar Device FIG. 2 is a configuration diagram of the in-vehicle radar device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a state of observation of a front vehicle by the in-
図3に示すように、車載レーダ装置1は、車両2の前方に設置され、検出範囲3にわたってミリ波領域の電波を送信し、前方の車両4からの反射波を受信することによって、車両4を検出する。また、周辺に障害物が存在する場合、これも同様にして、検出する。
As shown in FIG. 3, the in-
図2に示すように、車両2に設置される車載レーダ装置1の送信系は、変調信号発生器11、RF発振器12(VCO等)及び、送信アンテナ13から構成されている。変調信号発生器11は、例えば、RF発振器12から出力されるミリ波搬送波を周波数変調するための変調信号を生成する。車載レーダ装置1の発振器12は、この変調信号で変調された送信信号を生成し、送信アンテナ13を介して車両2の前方に送信する。
As shown in FIG. 2, the transmission system of the in-
図4により、信号形式としてFMCWを用いた場合、送信波と受信波との周波数から、物体の位置、相対速度を検出する方法を説明する。図4において、縦軸は、周波数、横軸は、時間である。図2の変調信号発生器11の生成する変調信号に基づいて送信された送信波の送信周波数SFは、一定時間にわたって定率で上昇し、その後、同じ割合で下降し、元の周波数に戻る。
A method for detecting the position and relative speed of an object from the frequencies of a transmission wave and a reception wave when FMCW is used as a signal format will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents frequency, and the horizontal axis represents time. The transmission frequency SF of the transmission wave transmitted based on the modulation signal generated by the
送信周波数SFは、この周期的周波数変化を繰り返す。この送信波を物体が反射して得られる受信信号の瞬時周波数RFの時間変化は、送信周波数SFのそれに比べて、時間差ΔTだけ遅れる。 The transmission frequency SF repeats this periodic frequency change. The time change of the instantaneous frequency RF of the reception signal obtained by reflecting the transmission wave by the object is delayed by the time difference ΔT compared to that of the transmission frequency SF.
この時間差ΔTに基づいて、送信波を反射する物体までの位置が計算できる。また、送信波を反射する物体の相対速度に基づいて、受信周波数RFは、ドップラー変位DSを受ける。このドップラー変位DSに基づいて、物体と車両2との相対速度を求める。
Based on this time difference ΔT, the position to the object reflecting the transmission wave can be calculated. Further, the reception frequency RF receives the Doppler displacement DS based on the relative velocity of the object that reflects the transmission wave. Based on the Doppler displacement DS, the relative speed between the object and the
図2に戻り、送信された送信波は、前方に存在する物体によって反射され、複数の受信アンテナ14a,14b,・・・14zによって、受信される。車載レーダ装置1の受信系は、受信アンテナ14a〜14z、増幅器(AMP)15a〜15z、ミキサ16a〜16z、フィルタ17a〜17z、アナログデジタル変換器(以下、A/D変換器という)18a〜18z及び、信号処理部19で構成される。
Returning to FIG. 2, the transmitted transmission wave is reflected by an object existing ahead and received by a plurality of
この例では、増幅器15a〜15z、ミキサ16a〜16z、フィルタ17a〜17z、及び、A/D変換器18a〜18zは、それぞれ受信アンテナ14a〜14zと同じ数だけ配置される。
In this example,
この構成による受信処理を説明する。物体によって反射された反射波は、複数の受信アンテナ14a〜14zによって受信される。この複数の受信アンテナ14a〜14zは、それぞれの物体からの反射波を受信し、受信された反射波の位相差に基づいて、反射波を引き起こす物体の方向の判定が行われる。
A reception process with this configuration will be described. The reflected wave reflected by the object is received by the plurality of receiving
即ち、受信アンテナ14a〜14zからの受信信号は、増幅器15a〜15zによって、それぞれ増幅される。増幅された信号は、それぞれミキサ16a〜16zによって、発振器12からの送信信号と混合される。ミキサ16a〜16zは、受信信号と送信信号を混合したビート信号を生成し、出力する。
That is, the received signals from the receiving
この時、受信信号と送信信号とが、共に上昇する区間のビート信号と、共に下降する区間のビート信号とを用いて、距離と相対速度が算出される。即ち、このビート信号は、それぞれフィルタ17a〜17zに入力する。フィルタ17a〜17zによって帯域制限された信号は、A/D変換器18a〜18zに入力し、それぞれデジタル信号に変換される。各デジタル信号は、信号処理部19に入力し、処理が施され、必要な情報が求められる。
At this time, the distance and the relative speed are calculated using the beat signal in the section where the reception signal and the transmission signal both rise and the beat signal in the section where both the reception signal and the transmission signal fall. That is, this beat signal is input to the
信号処理部19では、図5以下に、後述するように、入力したデジタル信号に基づいて、送信波を反射する物体の距離及び相対速度を算出し、さらに、測角方法を用いて送信波を反射する物体の方向を算出する。算出された物体の方向、距離、及び、相対速度は、信号処理部19から出力され、車載レーダ装置1の外部に設置されるECU(Electric Control Unit)5に供給される。
The
ECU5には、車両2の各部から、車速信号P1、ステアリング角情報P2、ヨーレート信号P3などの様々な情報が供給されている。これらの情報と、決定された物体の方向、距離、及び、相対速度に基づいて、ECU5が、警報信号P5や表示信号P6を介して、車両を運転しているドライバーに警告する。また、ECU5は、スロットル信号P4を介して、アクセルを強めたり、弱めたりして、一定にする速度制御を行うことも可能である。
Various information such as a vehicle speed signal P1, steering angle information P2, and a yaw rate signal P3 is supplied to the
次に、信号処理部19における処理を、図5から図7により、詳細に説明する。 図5は、本発明の一実施形態における信号処理部19の処理フローチャートである。信号処理部19には、A/D変換器18a〜18zからのデジタル信号が供給される。信号処理部19は、先ず、供給されたデジタル信号を、フーリエ変換する(ステップS1)。
Next, processing in the
信号処理部19は、ステップS1において、フーリエ変換によって、求められた周波数情報から、送信波を反射した物体までの距離dnと、物体との相対速度を算出する(ステップS2)。物体までの距離dnは、図4で説明したように、送信波と受信波との時間差ΔTに基づいて、算出される。また、反射波のうけるドップラー変位DSの周波数成分に基づいて、物体との相対速度が算出される。
In step S1, the
一度の観測によって、複数の物体を観測する可能性があり、ここでは、距離の異なる物体の判別に関して、説明する。 There is a possibility of observing a plurality of objects by one observation, and here, the discrimination of objects having different distances will be described.
図6は、距離の異なる物体の観測を示す図である。図3に示した検出範囲3にわたって送信される送信波は、物体B1及びB2によって、反射される。図6に示すように、物体B1は、距離L9の地点に存在し、物体B2は、距離L7の地点に存在している。 FIG. 6 is a diagram illustrating observation of objects with different distances. The transmission wave transmitted over the detection range 3 shown in FIG. 3 is reflected by the objects B1 and B2. As shown in FIG. 6, the object B1 exists at a point with a distance L9, and the object B2 exists at a point with a distance L7.
信号処理部19は、反射波の周波数の違いから、物体B1による反射波と、物体B2による反射波とを区別する。このようにして、距離が異なる位置に存在する物体を判別する。次に、同一距離における物体の方位の観測について述べる。
The
図5に戻り、求められた物体までの距離dnと同じ距離からの反射波に対しては、測角方法を用いて、物体の方向の推定を行う(ステップS3)。例えば、測角方法は、Capon法やMusic(Multiple Signal Classification)などの電波到来方向推定手法である。 Returning to FIG. 5, for the reflected wave from the same distance dn as the obtained distance to the object, the direction of the object is estimated using the angle measurement method (step S3). For example, the angle measurement method is a radio wave arrival direction estimation method such as the Capon method or Music (Multiple Signal Classification).
図7は、ある特定の距離における反射信号を測角方法によって、処理して得られる、信号強度分布例を示す。以下、横軸に角度をとって表した図は、同一距離の信号について、測角処理を施して得られた信号強度分布を示すものとする。 FIG. 7 shows an example of signal intensity distribution obtained by processing a reflected signal at a specific distance by an angle measurement method. In the following, a diagram represented by taking an angle on the horizontal axis represents a signal intensity distribution obtained by performing an angle measurement process on signals of the same distance.
図7は、信号処理部19によって得られた反射波強度の角度分布である。横軸は、車両2の前方方向を、0ラジアンとした角度であり、縦軸は、その角度において検出された反射波の強度である。ここで、閾値を越える反射波強度の部分に、送信波を反射する物体が存在すると判定される。
FIG. 7 is an angle distribution of the reflected wave intensity obtained by the
図8は、本発明の第1の実施形態の図7の場合に対する閾値の設定例である。図8に示すように、検出領域を、3つに分け、各々に、閾値を設定する。図8では、閾値TH2は、車両2の中央部に設定され、角度θ1からθ2までの方向から到来する反射波の検出に適用される。また、閾値TH1は、車両2の左側に設定され、角度θ1から左の方向(角度θ1以下)から到来する反射波の検出に適用される。さらに、閾値TH3は、車両2の右側に設定され、角度θ2から右の方向(角度θ2以上)から到来する反射波の検出に適用される。
FIG. 8 is an example of threshold setting for the case of FIG. 7 in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the detection area is divided into three, and a threshold value is set for each. In FIG. 8, the threshold value TH2 is set at the center of the
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を3つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、左右の閾値を高く設定する。これによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。これとともに、左右の閾値は、高いので、ガードレールや対向車両などの障害物が、追従すべき前方車両として誤検出されることを防ぐ。 Thus, the on-vehicle radar device according to the present embodiment divides the detection range into three or more regions, sets the central threshold value low, and sets the left and right threshold values high. Thereby, it is easy to detect an object existing in the center of the detection range, and it is possible to prevent detection omission of a preceding vehicle to be followed. At the same time, since the left and right thresholds are high, obstacles such as guardrails and oncoming vehicles are prevented from being erroneously detected as front vehicles to be followed.
このような閾値の設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に追従するために有効である。 Such a threshold value setting is effective for following a preceding vehicle in an active cruise control system that automatically adjusts the inter-vehicle distance.
車載レーダ装置の第2の実施の形態
第2の実施形態として、本発明のレーダ装置を搭載する車両の速度に応じて、閾値を設定する例を説明する。ここで、閾値の設定モードは、3種類が存在する。本実施の形態における車載レーダ装置1は、第1の実施形態における車載レーダ装置1と同様の構成を有する。以下の説明において、図8〜図10を使用して説明する。
Second Embodiment of On-vehicle Radar Device As a second embodiment, an example in which a threshold value is set according to the speed of a vehicle on which the radar device of the present invention is mounted will be described. Here, there are three types of threshold setting modes. The on-
図8、図9及び、図10は、走行速度に基づいて、閾値を設定する例である。なお、図8は、第1の実施形態の説明で用いたが、結果的に閾値の設定の仕方は、同じなので、第2の実施形態の説明にも使用する。 8, FIG. 9 and FIG. 10 are examples of setting the threshold based on the traveling speed. Although FIG. 8 is used in the description of the first embodiment, as a result, the method of setting the threshold is the same, so that it is also used in the description of the second embodiment.
この例では、本発明の車載レーダ装置1に、ECU5を介して、車速信号P1が入力されている。信号処理部19は、車速信号P1に基づいて閾値の設定を行う。
In this example, a vehicle speed signal P1 is input to the in-
図8は、高速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号P1が、速度が、例えば、80km以上となっていることを、伝えてきた場合に設定される。図8中の閾値TH2は、車両2の中央部に設定され、角度θ1からθ2までの方向から到来する反射波に適用される。また、閾値TH1は、車両2の左側に設定され、角度θ1より左の方向から到来する反射波に適用される。さらに、閾値TH3は、車両2の右側に設定され、角度θ2より右の方向から到来する反射波に適用される。
FIG. 8 is an example of threshold values set during high-speed traveling. This threshold value is set when the vehicle speed signal P1 informs that the speed is, for example, 80 km or more. The threshold value TH2 in FIG. 8 is set at the center of the
図8における閾値の設定では、左右の2つの閾値TH1,TH3において設定される値よりも、中央の閾値TH2の値が小さくされている。図8における閾値と反射波強度の分布の場合、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲の中央に、1つの物体を検出する。このような設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に正確に追従する際に行われる。 In the threshold value setting in FIG. 8, the value of the central threshold value TH2 is made smaller than the values set in the two left and right threshold values TH1 and TH3. In the case of the distribution of the threshold value and the reflected wave intensity in FIG. 8, the on-vehicle radar device according to the present embodiment detects one object in the center of the detection range. Such a setting is performed when an active cruise control system that automatically adjusts the inter-vehicle distance accurately follows the preceding vehicle.
高速走行では、前方車両に追従して走行すれば、障害物に接触する可能性は低い。つまり、この設定では、検出範囲の中央においても、左右両側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報(物体検出、位置等)の供給が、重要視される事になる。 In high-speed traveling, if the vehicle travels following the vehicle ahead, the possibility of contacting an obstacle is low. That is, in this setting, supply of information (object detection, position, etc.) to the active cruise control system is regarded as important both in the center of the detection range and on both the left and right sides.
次に、図9は、中速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号P1によって、例えば、時速30km以上80km未満の速度で走行していることが、伝えられた場合に設定される。図9における閾値の設定では、検出範囲の中央と右側の2つの閾値TH2,TH3の設定値よりも、左側の閾値TH1の値が大きくされている。 Next, FIG. 9 is an example of threshold values set during medium speed traveling. This threshold value is set when the vehicle speed signal P1 indicates that the vehicle is traveling at a speed of 30 km / h or more and less than 80 km / h, for example. In the threshold value setting in FIG. 9, the left threshold value TH1 is set larger than the set values of the two threshold values TH2 and TH3 on the center and right side of the detection range.
図9における閾値と反射波強度の分布の場合、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲の中央に1つと右側に2つの、計3つの物体を検出する。このような設定は、車間距離を自動調整するアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、先行する車両に正確に追従しつつ、接近してくる対向車への警戒を行う際に用いられる。 In the case of the distribution of the threshold value and the reflected wave intensity in FIG. 9, the on-vehicle radar device in the present embodiment detects a total of three objects, one at the center of the detection range and two on the right side. Such a setting is used in the active cruise control system that automatically adjusts the inter-vehicle distance, when following an oncoming vehicle approaching while accurately following the preceding vehicle.
左側通行の道路においては、前方車両に追従して走行すれば、左側の障害物に接触する可能性が低く、対向車のみについて警戒を行えばよい。つまり、この閾値の設定では、検出範囲の中央においても、左側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、右側においてのみ、プリクラッシュセーフシステムが重要視される設定となっている。 On a left-handed road, if the vehicle follows the vehicle ahead, it is unlikely to come in contact with an obstacle on the left side, and only an oncoming vehicle needs to be warned. In other words, in this threshold setting, the supply of information to the active cruise control system is regarded as important both in the center and on the left side of the detection range, and the pre-crash safe system is regarded as important only on the right side. .
図10は、停車中または低速走行中に設定される閾値の例である。この閾値の設定は、車速信号P1によって、例えば、時速30km未満の速度で走行していることが、伝えられた場合に設定される。 FIG. 10 is an example of threshold values set while the vehicle is stopped or traveling at a low speed. This threshold value is set when the vehicle speed signal P1 indicates that the vehicle is traveling at a speed of less than 30 km / h, for example.
図10における閾値の設定では、3つの閾値TH1,TH2及び、TH3には、同一の値が設定されている。この理由は、検出範囲の左右と中央に存在する障害物の検知を行うためである。 In the threshold setting in FIG. 10, the same value is set for the three thresholds TH1, TH2, and TH3. The reason for this is to detect obstacles present on the left and right and the center of the detection range.
停車中、もしくは、非常に遅い速度で走行中の車両は、狭い道路を走行中である可能性が高く、障害物に対する警戒が必要となる。また、前方の車両に、単純に、追従することは危険を伴う。つまり、この設定においては、検出範囲の中央においても、左右両側においても、プリクラッシュセーフシステムに対する情報の供給が重要視され、アクティブクルーズコントロールシステムは使用しない設定である。 A vehicle that is stopped or traveling at a very low speed is likely to be traveling on a narrow road, so that it is necessary to watch out for obstacles. Also, simply following the vehicle ahead is dangerous. That is, in this setting, supply of information to the pre-crash safe system is regarded as important both in the center of the detection range and on both the left and right sides, and the active cruise control system is not used.
このように、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を3つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、端部の閾値を高く設定する。これによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。また、車両の走行速度に応じて閾値を設定することにより、検出の目的物を選択することを可能にする。 As described above, the in-vehicle radar device according to the present embodiment divides the detection range into three or more regions, sets the central threshold value low, and sets the edge threshold value high. Thereby, it is easy to detect an object existing in the center of the detection range, and it is possible to prevent detection omission of a preceding vehicle to be followed. Further, it is possible to select a detection target by setting a threshold value according to the traveling speed of the vehicle.
尚、本実施の形態においては、車載レーダ装置1は、図示されない通行区分切換スイッチを備えており、左側通行か右側通行かを選択することが可能である。日本やイギリスなどのような左側通行の国においては、左側通行が、アメリカやフランスのような右側通行の国においては、右側通行がセットされる。
In the present embodiment, the on-
これまでの説明において、車載レーダ装置1の通行区分切換スイッチに、左側通行がセットされているものとして説明を行った。通行区分切換スイッチに、右側通行がセットされた場合には、本実施の形態の図8、図9、図10における左側の反射波強度の閾値と右側の閾値とが、入れ換えられる。
In the description so far, the description has been made on the assumption that the left-hand traffic is set in the traffic classification selector switch of the in-
さらに、本実施の形態においては、反射波強度の角度分布の領域を3分割し、それぞれの領域に対して閾値を設けたが、3分割である必要は必ずしもない。 Furthermore, in the present embodiment, the angle distribution region of the reflected wave intensity is divided into three and a threshold is provided for each region. However, the division is not necessarily divided into three.
図11は、反射波強度の角度分布の領域を9分割した場合の高速走行中の閾値設定を示す図である。反射波強度の角度分布の領域が3分割された場合、高速走行中の閾値の設定は、図8で説明したようになる。これを、さらに分割し、閾値TH1からTH9までを設定することによって、より細かく、追従すべき前方車両の誤検出や、障害物の検出漏れを、防ぐことが可能になる。 FIG. 11 is a diagram illustrating threshold setting during high-speed traveling when the angle distribution region of the reflected wave intensity is divided into nine. When the angle distribution region of the reflected wave intensity is divided into three, the threshold value setting during high speed traveling is as described with reference to FIG. By further dividing this and setting the threshold values TH1 to TH9, it becomes possible to prevent the erroneous detection of the preceding vehicle to be followed and the omission of the detection of the obstacle more finely.
車載レーダ装置の第3の実施の形態
図12は、本発明の第3の実施形態における車載レーダ装置の他装置との接続例の構成図である。図12における車載レーダ装置1は、第1の実施形態における車載レーダ装置1と同様の構成を有する。このため、車載レーダ装置1の詳細な説明は、省略する。本実施形態における車載レーダ装置1には、道路形状認識装置6が接続される。
Third Embodiment of In-vehicle Radar Device FIG. 12 is a block diagram showing a connection example of the in-vehicle radar device according to the third embodiment of the present invention with another device. The on-
道路形状認識装置6は、カメラ61と画像処理装置62とで構成されている。この場合、カメラ61は、車両2の前方の映像を撮像して、画像処理装置62に供給する。そして、この画像は、道路上の白線の認識に用いられる。
The road
即ち、画像処理装置62は、カメラ61からの画像信号を受けて、道路上の白線を認識し、白線の位置を、車載レーダ装置1の信号処理部19に供給する。信号処理部19は、供給された白線の位置が、右に移動した場合、道路が右にカーブしていることを認識し、左に移動した場合、左にカーブしていると認識する。
That is, the
図13は、本実施の形態における道路形状認識の説明図である。車両2に搭載された車載レーダ装置2は、カメラ61の視野範囲8内の2本の白線7を認識する。白線7が、右にカーブしていく場合、走行中の道路が右にカーブしていると認識し、左にカーブしていれば、走行中の道路が左にカーブしていると認識する。
FIG. 13 is an explanatory diagram of road shape recognition in the present embodiment. The on-
図14は、右カーブを検出した際に、車載レーダ装置に設定される閾値の例である。図14の閾値の設定では、検出範囲の中央及び右側の2つの閾値TH2,TH3の設定値よりも、左側の閾値TH1の設定値を大きくする。 FIG. 14 is an example of threshold values set in the in-vehicle radar device when the right curve is detected. In the threshold value setting of FIG. 14, the left threshold value TH1 is set larger than the two threshold values TH2 and TH3 at the center and right side of the detection range.
この理由は、右カーブでは、ガードレールなどの障害物は、左側に存在するため、反射波強度が大きくなるそれらの障害物を、追従すべき前方車両と誤認することを防ぐためである。また、右側の閾値を低く設定するのは、接近する対向車の接触などを警戒するためと、追従すべき前方車両が、右側の領域に移動する可能性があるからである。 This is because, on the right curve, obstacles such as guardrails are present on the left side, so that these obstacles whose reflected wave intensity is large are prevented from being mistaken as a preceding vehicle to be followed. The reason for setting the right threshold value low is that there is a possibility that the preceding vehicle to be followed may move to the right region in order to be wary of contact of an approaching oncoming vehicle.
従って、この閾値の設定では、検出範囲の中央と、左側においては、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、右側においては、アクティブクルーズコントロールシステムとプリクラッシュコントロールシステムとの双方のシステムのための設定となる。 Therefore, in the setting of this threshold value, the supply of information to the active cruise control system is emphasized at the center and the left side of the detection range, and on the right side, the systems of both the active cruise control system and the pre-crash control system are emphasized. It becomes the setting for.
また、図15は、左カーブを検出した際に設定される閾値の例の説明図である。図15における閾値の設定では、検出範囲の中央及び左側の2つの閾値TH1,TH2の設定値より、右側の閾値TH3の値を大きくする。 FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of threshold values set when a left curve is detected. In setting the threshold value in FIG. 15, the value of the right threshold value TH3 is made larger than the set values of the two threshold values TH1 and TH2 at the center and the left side of the detection range.
この理由は、左カーブでは、対向車や並走車などが、右側に存在するため、障害物の反射波強度が大きくなるそれらの障害物と、追従すべき前方車両との誤認が発生することを防ぐためである。また、左側の閾値を低く設定するのは、道路脇の障害物との接触などを警戒するためと、追従すべき前方車両が、左側の領域に移動する可能性があるからである。 The reason for this is that on the left curve, there are oncoming and parallel vehicles on the right side, so that the obstacle that increases the reflected wave intensity of the obstacle and the vehicle ahead should be misidentified. Is to prevent. The reason for setting the left threshold value low is that there is a possibility that the preceding vehicle to be followed may move to the left region in order to be wary of contact with obstacles beside the road.
従って、この設定においては、検出範囲の中央においても、右側においても、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視される設定であり、左側においては、アクティブクルーズコントロールシステムとプリクラッシュコントロールシステムとの双方のシステムのための設定となっている。 Therefore, in this setting, the supply of information to the active cruise control system is emphasized both in the center and on the right side of the detection range. On the left side, the active cruise control system and the pre-crash control system are connected. It is a setting for both systems.
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を3つ以上の領域に分割し、中央の閾値を低く設定し、端部の閾値を高く設定することによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。 In this way, the on-vehicle radar device according to the present embodiment divides the detection range into three or more regions, sets the central threshold value low, and sets the edge threshold value high, thereby setting the center of the detection range. It is easy to detect an object existing in the section, and it is possible to prevent detection omission of a preceding vehicle to be followed.
また、走行中の道路のカーブに応じて閾値を設定することにより、ガードレール、対向車、並走車との混同による前方車両の誤検出を防ぐことを可能にする。 Further, by setting a threshold value according to the curve of the road that is running, it is possible to prevent erroneous detection of the preceding vehicle due to confusion with the guardrail, the oncoming vehicle, and the parallel running vehicle.
尚、本実施の形態においては、車載レーダ装置1に接続される道路形状認識装置6は、カメラ61と画像処理装置62とで構成した例で説明した。しかし、道路形状認識装置6は、GPS(Global Positioning System)による位置認識により車両が走行中の位置を認識し、地図上に位置を表示するカーナビゲーション装置であってもよい。
In the present embodiment, the road
また、道路形状認識装置6は、ハンドルの角度を検出するステアリング舵角センサであってもよい。ハンドルの角度を検知することにより、走行中の道路形状を間接的に認識することができる。また、道路形状認識装置6は、車両の方向の変化を検知するヨーレートセンサであってもよい。車両の方向の変化を検知することにより、走行中の道路の形状を間接的に認識することができる。
The road
さらに、道路形状認識装置6は、道路上に埋め込まれた磁石からの磁気を検知する磁気ネイルセンサであってもよい。道路に埋め込まれた磁石からの磁気を検知することにより、走行中の道路の形状を直接的に認識することができる。さらに、これらの道路形状認識装置を複数組み合わせ、道路の形状に関する検出情報の確度を高めることも可能である。
Further, the road
また、道路形状認識装置6は、車両制御装置とUSB等の手段で接続された携帯電話、或いは地上デジタル放送端末等の無線装置であっても良い。携帯電話を介して受信される地図情報若しくは、ローカル地上デジタル放送の情報を取得して、道路形状の認識をサポートしても良い。
The road
さらに、道路形状認識装置6は、DSRC、DSSS等のインフラ型道路状況提供手段からのサービスが受信可能な車載装置であっても良い。
Furthermore, the road
車載レーダ装置の第4の実施の形態
図16は、本発明の第4の実施形態における車載レーダ装置の接続例の構成図である。図16における車載レーダ装置1は、第1の実施形態における車載レーダ装置1と同様の構成を有する。本実施の形態における車載レーダ装置1には、高速道路か一般道路かを認識する道路種別認識装置9が接続される。具体的には、道路種別認識装置9は、カーナビゲーション装置91で構成される。
Fourth Embodiment of In-vehicle Radar Device FIG. 16 is a configuration diagram of a connection example of the in-vehicle radar device according to the fourth embodiment of the present invention. The in-
カーナビゲーション装置91は、GPSによって、車両2の現在位置を認識し、記憶する地図情報と照合することで、走行中の道路が、高速道路であるか、一般道路であるかを判断して、車載レーダ装置1に通知する。
The
図17は、高速道路を走行中に設定される閾値の例の説明図である。図17における閾値の設定では、検出範囲の中央及び左側の2つの閾値TH1,TH2に設定される値より、右側の閾値TH3の値を大きくする。 FIG. 17 is an explanatory diagram of an example of threshold values set while traveling on a highway. In the setting of the threshold value in FIG. 17, the value of the right threshold value TH3 is made larger than the values set in the two threshold values TH1 and TH2 at the center and the left side of the detection range.
左側の閾値を下げるのは、高速道路において、道路の左脇(左側通行時)に現れる看板などの障害物が、一般道路よりも少なく、前方車両の認識のための障害にならないからである。また、右側の閾値を上げるのは、高速道路は、中央分離帯で対向車線と分離されているため、対向車に対する警戒を行う必要がないため、又は警戒を行う必要性が少ないためである。 The reason why the threshold value on the left side is lowered is that, on an expressway, there are fewer obstacles such as signboards appearing on the left side of the road (when passing on the left side) than ordinary roads, and they do not become obstacles for recognition of the preceding vehicle. The threshold value on the right side is increased because the highway is separated from the oncoming lane in the central separation zone, so that it is not necessary to be alert to the oncoming vehicle or there is less need to be alert.
従って、この設定においては、検出範囲の中央と右側とについて、アクティブクルーズコントロールシステムに対する情報の供給が重要視され、左側においては、プリクラッシュセーフシステムに対する情報の供給が重要視されることになる。 Therefore, in this setting, the supply of information to the active cruise control system is emphasized for the center and the right side of the detection range, and the supply of information to the pre-crash safe system is emphasized on the left side.
尚、一般道路を走行する場合の閾値は、これまでに説明した実施形態に従い、速度や道路形状に応じて設定される。 In addition, the threshold value when driving on a general road is set according to the speed and the road shape according to the embodiments described so far.
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、検出範囲を3つ以上の領域に分割し、検出範囲の中央の閾値を低く設定し、右側の閾値を高く設定することによって、検出範囲の中央部に存在する物体の検出が容易で、追従すべき前方車両の検出漏れを防ぐことを可能にする。また、走行中の道路が一般道路か高速道路かに応じて閾値を設定することにより、前方車両の誤検出を防ぐことを可能にする。 In this way, the on-vehicle radar device according to the present embodiment divides the detection range into three or more regions, sets the threshold value at the center of the detection range low, and sets the threshold value on the right side high. It is easy to detect an object existing in the center of the vehicle, and it is possible to prevent detection omission of a preceding vehicle to be followed. In addition, it is possible to prevent erroneous detection of the preceding vehicle by setting a threshold value according to whether the road being traveled is a general road or an expressway.
車載レーダ装置の第5の実施の形態
これまでに示した第1から第4の実施形態では、車両の速度、道路の形状、高速道路と一般道路の区別といった、自車の走行状況に応じて、閾値を設定する例を説明した。しかし、この第5の実施形態は、検出結果に基づいて、閾値の設定を変化させるものである。
Fifth embodiment of the on-vehicle radar device In the first to fourth embodiments shown so far, the vehicle speed, the shape of the road, the distinction between the highway and the general road, etc. An example of setting a threshold has been described. However, in the fifth embodiment, the setting of the threshold is changed based on the detection result.
図18は、本発明の第5の実施形態における閾値の設定例の説明図、図19は、送信アンテナによって送信される電波強度の角度分布である。図19に示す様に、送信アンテナ13から送信された電波は、検出範囲の中央で大きな強度を持ち、左右両端では、小さな強度を持つことがわかる。また、本実施の形態における車載レーダ装置1は、第1の実施形態における車載レーダ装置1と同様の構成を有する。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a threshold value setting example according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is an angular distribution of radio wave intensity transmitted by the transmission antenna. As shown in FIG. 19, it can be seen that the radio wave transmitted from the
この様な送信波強度の角度分布は、通常、実験等によって得られるが、これに応じて、図18のような閾値を設定する。これは、例えば、アクティブクルーズコントロールシステムを用いずに、障害物に対する警戒のみを行う場合に設定される。即ち、第2の実施形態における低速走行中の閾値設定に対応する。 Such an angular distribution of the transmitted wave intensity is usually obtained by experiments or the like, but a threshold value as shown in FIG. 18 is set according to this. This is set, for example, in the case of performing only warning for an obstacle without using an active cruise control system. That is, this corresponds to the threshold setting during low-speed traveling in the second embodiment.
図18においては、図19における送信波の強度分布に応じて、TH1からTH9までの閾値が設定される。このように閾値を設定することにより、様々な角度に存在する障害物を高確度に検知することが可能になる。 In FIG. 18, threshold values from TH1 to TH9 are set according to the intensity distribution of the transmission wave in FIG. By setting the threshold value in this way, obstacles existing at various angles can be detected with high accuracy.
また、本実施の形態において、図20で説明するように、実際に物体が検知された領域には、さらに新しい閾値が設定される。更に、物体が検知された領域には、検知された物体の速度に基づいて、新しい閾値を設定する。検知された物体の速度としては、図5のフローチャートのステップS2において得られる相対速度を用いる。 In the present embodiment, as will be described with reference to FIG. 20, a new threshold value is set in a region where an object is actually detected. Further, a new threshold value is set in the area where the object is detected based on the speed of the detected object. As the detected speed of the object, the relative speed obtained in step S2 of the flowchart of FIG. 5 is used.
即ち、前方を走行する車両を検出し、車間距離を自動調節するアクティブクルーズコントロールシステムにおいては、物体の速度から、それが走行中の車両であると判断できる場合は、物体が観測された角度における反射波強度の検出閾値を下げる。例えば、1秒前から現在までの間に、走行中の車両と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、10%を低下させる。 That is, in an active cruise control system that detects a vehicle traveling ahead and automatically adjusts the distance between vehicles, if it can be determined from the speed of the object that it is a traveling vehicle, the object is observed at the angle observed. Lower the detection threshold of reflected wave intensity. For example, when an object that is determined to be a running vehicle is observed between one second ago and the present time, the set threshold value is reduced by 10%.
また、同様にアクティブクルーズコントロールシステムにおいて、物体の速度から、それが静止物体であると判断された場合には、物体が観測された角度における反射波強度の閾値を上げる。例えば、1秒前から現在までの間に、静止物と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、10%を上昇させる。 Similarly, in the active cruise control system, when it is determined that the object is a stationary object from the speed of the object, the threshold value of the reflected wave intensity at the angle at which the object is observed is increased. For example, when an object that is determined to be a stationary object is observed between one second ago and the present time, the set threshold value is increased by 10%.
図20は、アクティブクルーズコントロールシステムにおいて、観測した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。前述の図11で示したような反射波強度が観測された場合、閾値TH1からTH9を、それぞれの範囲で、観測された物体の速度に応じて変化する。 FIG. 20 is an explanatory diagram of an example in which the threshold value is changed according to the observed speed of the object in the active cruise control system. When the reflected wave intensity as shown in FIG. 11 is observed, the threshold values TH1 to TH9 are changed in the respective ranges according to the observed speed of the object.
ここで、具体的な運用の例として、時速30km/hを検出物体の判別基準として採用し、30km/h未満なら静止物体、30km/h以上なら前方車両、として判断する様なケースについて考える。 Here, as a specific example of operation, consider a case in which a speed of 30 km / h is adopted as a detection object discriminating criterion, and if it is less than 30 km / h, it is determined as a stationary object, and if it is 30 km / h or more, it is determined as a forward vehicle.
図11において、閾値TH4からTH6が設定されている角度範囲において、前方を走行する車両が検出されたものとする。また、それ以外の範囲で、静止物が検出されたものとする。 In FIG. 11, it is assumed that a vehicle traveling ahead is detected in an angle range in which threshold values TH4 to TH6 are set. In addition, it is assumed that a stationary object is detected in the other range.
この場合、図20に示すとおり、走行車両が検出された領域に設定されていた閾値TH4からTH6は、10%ずつ引き下げられ、静止物が検出された領域に設定された閾値TH1からTH3、及びTH7からTH8は、10%ずつ引き上げられる。尚、物体の観測が行われなかった閾値TH9は、変化しない。 In this case, as shown in FIG. 20, the threshold values TH4 to TH6 set in the area where the traveling vehicle is detected are lowered by 10%, and the threshold values TH1 to TH3 set in the area where the stationary object is detected, and TH7 to TH8 are increased by 10%. Note that the threshold TH9 at which no object is observed does not change.
これらの閾値の変化によって、前方の車両に対応するピークTAAは、幅が拡大する結果、物体の観測がし易くなる。また、静止物に対応するピークTAB,TAC,TAD及びTAEは、幅が縮小する結果、時には観測されなくなる。 By changing these threshold values, the peak TAA corresponding to the vehicle ahead is widened, so that the object can be easily observed. Also, peaks TAB, TAC, TAD and TAE corresponding to stationary objects are sometimes not observed as a result of the reduced width.
このように閾値を変化させる手法は、アクティブクルーズコントロールシステム以外にも適用できる。 The method of changing the threshold value in this way can be applied to other than the active cruise control system.
例えば、障害物を検知し、衝突前にブレーキをかけるプリクラッシュセーフシステムにおいては、物体の速度から、それが前方を走行中の車両であると判断される場合には、その物体が観測された角度における反射波強度の閾値を上げる。例えば、1秒前から現在までの間に、走行中の車両と判断される物体が観測され場合には、設定されていた閾値を、10%上昇させる。 For example, in a pre-crash safe system that detects an obstacle and brakes before a collision, the object is observed if it is determined from the speed of the object that the vehicle is traveling ahead Raises the threshold of reflected wave intensity at an angle. For example, when an object that is determined to be a running vehicle is observed between one second ago and the present time, the set threshold value is increased by 10%.
また、同様にプリクラッシュセーフシステムにおいて、物体の速度から、それが静止物体であると判断された場合には、その物体が観測された角度における反射波強度の閾値を下げる。例えば、1秒前から現在までの間に、静止物と判断される物体を観測した場合には、設定されていた閾値を、10%下げる。 Similarly, in the pre-crash safe system, when it is determined that the object is a stationary object from the speed of the object, the threshold value of the reflected wave intensity at the angle at which the object is observed is lowered. For example, when an object that is determined to be a stationary object is observed from one second before to the present, the set threshold value is lowered by 10%.
図21は、プリクラッシュセーフシステムにおいて、検出した物体の速度に応じて閾値を変化させる例の説明図である。図11で示したような反射波強度が観測された場合、閾値TH1からTH9は、観測された物体の速度に応じて変化する。 FIG. 21 is an explanatory diagram of an example in which the threshold value is changed in accordance with the detected speed of the object in the pre-crash safe system. When the reflected wave intensity as shown in FIG. 11 is observed, the thresholds TH1 to TH9 change according to the observed speed of the object.
ここで、具体的な運用の例として、時速30km/hを検出物体の判別基準として採用し、30km/h未満なら静止物体、30km/h以上なら前方車両、として判断する様なケースについて考える。 Here, as a specific example of operation, consider a case in which a speed of 30 km / h is adopted as a detection object discriminating criterion, and if it is less than 30 km / h, it is determined as a stationary object, and if it is 30 km / h or more, it is determined as a forward vehicle.
ここで、図11において、閾値TH4からTH6が設定される角度範囲において、前方を走行する車両が検出されたものとする。また、それ以外の範囲では、静止物が検出されたものとする。 Here, in FIG. 11, it is assumed that a vehicle traveling ahead is detected in an angle range in which threshold values TH4 to TH6 are set. In addition, it is assumed that a stationary object is detected in other ranges.
この場合、図21に示すとおり、閾値TH4からTH6は、10%ずつ引き上げられ、閾値TH1からTH3及びTH7からTH8は、10%ずつ引き下げられる。尚、物体が検出されなかった領域に対応する閾値TH9は、変化しない。 In this case, as shown in FIG. 21, the threshold values TH4 to TH6 are increased by 10%, and the threshold values TH1 to TH3 and TH7 to TH8 are decreased by 10%. The threshold value TH9 corresponding to the area where no object is detected does not change.
これらの閾値の変化によって、前方の車両に対応するピークTAAは、その検出に用いられる領域が、2分され、縮小する結果、時には、物体が観測されなくなる。また、静止物に対応するピークTAB,TAC,TAD及びTAEは、検出に用いられる領域の幅が拡大する結果、検出が容易になる。 As a result of these threshold changes, the peak TAA corresponding to the vehicle ahead is halved in the area used for detection, and as a result, sometimes no object is observed. In addition, the peaks TAB, TAC, TAD, and TAE corresponding to the stationary object are easily detected as a result of the width of the region used for detection being expanded.
このようにして、本実施の形態における車載レーダ装置は、物体の検出範囲を複数の領域に分割し、それぞれの領域に反射波強度の閾値を設定し、その閾値を用いて、検出された物体の速度に応じて、閾値の変更を行う。 In this way, the on-vehicle radar device according to the present embodiment divides the object detection range into a plurality of areas, sets the threshold values of the reflected wave intensity in each area, and uses the threshold values to detect the detected object. The threshold value is changed according to the speed.
そして、物体が静止物か走行中の車両かを判断し、プリクラッシュセーフシステムに重点をおきたい場合には、静止物が観測された領域の閾値を下げ、アクティブクルーズコントロールステムに重点をおきたい場合には、走行中の車両が観測された領域の閾値を下げる。こうすることにより、追従すべき前方車両の誤検出や、障害物の検出漏れを防ぐことが可能となる。 Then, if you want to focus on the pre-crash safe system by determining whether the object is a stationary object or a moving vehicle, lower the threshold of the area where the stationary object is observed and focus on the active cruise control system In this case, the threshold value of the area where the traveling vehicle is observed is lowered. By doing so, it is possible to prevent erroneous detection of a preceding vehicle to be followed and obstacle detection failure.
尚、本明細書においては、フェーズドアレイアンテナを有する車載レーダ装置を用いて説明を行ったが、本発明に用いられるアンテナは、モノパルスアンテナであっても、デジタルビームフォーミングアンテナであってもよい。又、アンテナは、特定の形状や配置等に限られるものではない。 In the present specification, description has been made using an in-vehicle radar device having a phased array antenna. However, the antenna used in the present invention may be a monopulse antenna or a digital beam forming antenna. The antenna is not limited to a specific shape or arrangement.
車載レーダ装置が、自車に対する物体の相対角度検出範囲を3つ以上の領域に分割し、カーブや、一般/高速道路の別等の道路情報、自車の走行速度、更には、天候による路面状況の変化等、車両の置かれた具体的な走行環境に応じて、各領域に、適切な閾値を設定することによって、同一車線の前方を走行中の車両と、障害物とを区別して検出を行うことを可能とし、障害物の検出漏れを引き起こすことを防ぐことを可能にする。更に、検出した物体の相対速度から、急速に接近する物体に対して、閾値を下げることで、障害物を検出しやすくし、プリクラッシュシステムに対応することができる。また、相対速度が小さい物体の閾値を下げることで、前方をほぼ同じ速度で走行する車両を検出し易くし、クルーズ制御に対応することができる。 The on-vehicle radar device divides the range of detection of the relative angle of the object with respect to the vehicle into three or more regions, road information such as curves, general / highway classification, traveling speed of the vehicle, and road surface due to weather. Depending on the specific driving environment where the vehicle is placed, such as changes in the situation, by setting appropriate thresholds in each area, the vehicle traveling in front of the same lane and obstacles are detected separately It is possible to prevent the occurrence of obstacle detection failure. Furthermore, by lowering the threshold for an object that approaches rapidly from the relative speed of the detected object, an obstacle can be easily detected, and a pre-crash system can be handled. Further, by lowering the threshold value of an object having a small relative speed, it is possible to easily detect a vehicle traveling ahead at substantially the same speed, and to cope with cruise control.
1 車載レーダ装置
2 車両
3 検出範囲
5 ECU
6 道路形状認識装置
11 変調信号発生器
12 RF発振器
13 送信アンテナ
14 受信アンテナ
15 増幅器
16 ミキサ
17 フィルタ
18 A/D変換器
19 信号処理部
1 On-
6 Road
Claims (4)
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記車両の速度を検出する速度検出装置から供給される走行速度が、所定速度以上である場合に、前記検出範囲の第2の角度領域の前記閾値を、第1の角度領域、及び第3の角度領域の前記閾値より、低く設定する
ことを特徴とする車載レーダ装置。 An on-vehicle radar device mounted on a vehicle,
A transmitter that transmits radio waves to an object;
A receiver that receives the radio wave reflected by the object;
The angle range in which an object is detected by reception of the radio wave is divided into a plurality of three or more areas, an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, and the actual reception is performed in each area. A processing unit that compares the intensity of the radio wave with a threshold value of the corresponding individual area to determine the presence of an object;
In the state where the processing unit automatically adjusts the speed according to the traveling speed of the vehicle and the traveling speed supplied from the speed detecting device that detects the speed of the vehicle is equal to or higher than a predetermined speed, The in-vehicle radar device, wherein the threshold value of the second angle region of the detection range is set lower than the threshold values of the first angle region and the third angle region.
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記車両の走行する道路の形状を認識する道路形状認識装置から供給される道路形状の情報により、前記物体が検出される検出範囲の第1の角度領域と、第3の角度領域との内、いずれか一方の領域の閾値を、他方の領域の閾値より、高く設定する
ことを特徴とする車載レーダ装置。 An on-vehicle radar device mounted on a vehicle,
A transmitter that transmits radio waves to an object;
A receiver that receives the radio wave reflected by the object;
The angle range in which the object is detected by receiving the radio wave is divided into a plurality of three or more areas, and an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, A processing unit that determines the presence of an object by comparing the intensity of the received radio wave with a threshold value of the corresponding individual region,
The processing unit detects the object based on road shape information supplied from a road shape recognition device that recognizes the shape of the road on which the vehicle travels in a state in which the vehicle detects and avoids an obstacle in advance. A vehicle-mounted radar device characterized by setting a threshold value of one of the first angle region and the third angle region of the detection range in which the detection of the vehicle is higher than the threshold value of the other region .
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、前記複数の領域毎に受信電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、前方の車両の走行速度に応じて、自動的に速度を調整する状態で、前記領域に存在する物体が移動している場合に、前記領域の前記閾値を、下げる
ことを特徴とする車載レーダ装置。 An on-vehicle radar device mounted on a vehicle,
A transmitter that transmits radio waves to an object;
A receiver that receives the radio wave reflected by the object;
The angle range in which an object is detected by reception of the radio wave is divided into a plurality of three or more areas, an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, and the actual reception is performed in each area. A processing unit that compares the intensity of the radio wave with a threshold value of the corresponding individual area to determine the presence of an object;
The processing unit is configured to set the threshold value of the region when the vehicle is moving in a state in which the vehicle automatically adjusts the speed according to the traveling speed of the preceding vehicle. An on-vehicle radar device characterized by being lowered.
電波を物体に送信する送信部と、
前記物体によって反射される前記電波を受信する受信部と、
前記電波の受信により物体が検出される角度範囲を、三つ以上の複数の領域に分割し、複数の前記領域毎に、受信された前記電波に対する強度閾値を設定し、個々の領域で、実際に受信された前記電波の強度と、対応する前記個々の領域の閾値とを比較して、物体の存在を判別する処理部とを有し、
前記処理部は、前記車両が、障害物を事前に察知して、回避する状態で、前記領域に存在する物体が静止している場合に、前記領域の閾値を、下げる
ことを特徴とする車載レーダ装置。 An on-vehicle radar device mounted on a vehicle,
A transmitter that transmits radio waves to an object;
A receiver that receives the radio wave reflected by the object;
The angle range in which the object is detected by receiving the radio wave is divided into a plurality of three or more areas, and an intensity threshold for the received radio wave is set for each of the plurality of areas, A processing unit that determines the presence of an object by comparing the intensity of the received radio wave with a threshold value of the corresponding individual region,
The processing unit lowers the threshold value of the region when the vehicle detects an obstacle in advance and avoids the obstacle and an object existing in the region is stationary. Radar device.
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