CN110235020B - 移动体探测系统 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种移动体探测系统，在多个雷达独立动作的同时抑制雷达间的发送波或反射波的干扰。在本发明中，具备：第一雷达，其具备产生具有第一极化方向的分量的电磁波即第一照射用电磁波的第一发送部和接收具有所述第一极化方向的分量的电磁波的第一接收部；和第二雷达，其具备产生具有第二极化方向的分量的电磁波即第二照射用电磁波的第二发送部和接收具有所述第二极化方向的分量的电磁波的第二接收部，通过沿着行驶路将所述第一雷达和所述第二雷达设置成各个雷达的照射波或反射波的极化方向不同，从而在所述雷达独立动作的同时抑制雷达间的干扰。

Description

移动体探测系统

技术领域

本发明涉及移动体探测系统。

背景技术

近年来，在汽车、铁道等利用移动体的交通系统中，使用雷达测量车辆等的速度、距离，构建障碍物监视、运行管理、或移动体的自动控制，这样的搭配受到关注。作为进行探测的雷达，有毫米波雷达、激光雷达等，正在进行高精度且可靠性高的雷达的开发。在此，作为毫米波雷达的探测技术，已知能进行速度探测的多普勒(Doppler)方式、能进行速度和距离的探测的驻波方式、FM-CW方式等。

另一方面，为了使用这样的雷达进行监视、控制，需要在进行探测的区域没有死角或探测遗漏。为此，需要将2个以上的雷达配置成使这些雷达的探测区域重叠。若如此地探测区域重复，则在雷达间产生收发波的干扰，有时会使探测精度劣化，或发生误探测。在此，所谓雷达间的干扰，是指例如第一雷达的发送波或其反射波在第二雷达的接收部被接收。具体有如下问题：第二雷达因接收到来自第一雷达的反射波而在照射范围没有物体却误探测为有物体；或者因接收到第一以及第二雷达两方的反射波而检测误差增大。

在专利文献1中，通过带有在设置的多个雷达当中任一个雷达发送输出为启用时将其他雷达中的发送以及接收设为禁用的功能，来抑制雷达间的干扰，从而谋求探测精度提升。

在专利文献2中记载了如下技术：通过将雷达的输出的极化面斜向(主要45度)配置，从而即使接收到来自处于对置状态的雷达的电波，也由于极化面交叉，而能减低干扰波带来的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2011-232055

专利文献2：JP特开2013-213761

发明内容

发明要解决的课题

但在专利文献1的方式中，需要进行全雷达间的动作监视或全雷达的同步控制的上级装置，雷达间布线、控制部构建等带来的成本增加成为问题。

另外，在专利文献2记载的技术中，在将雷达并排配置在线路时，有反射波在其他雷达被检测到而进行误检测的问题。

为此在本发明中，着眼于上述问题点，目的在于，提供在多个雷达独立动作的同时抑制雷达间的干扰的移动体探测系统。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本发明的移动体探测系统具备：第一雷达，其具备第一发送部和第一接收部，所述第一发送部产生具有第一极化方向的分量的电磁波即第一照射用电磁波，所述第一接收部接收具有所述第一极化方向的分量的电磁波；和第二雷达，其具备第二发送部和第二接收部，所述第二发送部产生具有第二极化方向的分量的电磁波即第二照射用电磁波，所述第二接收部接收具有所述第二极化方向的分量的电磁波，沿着行驶路设置所述第一雷达和所述第二雷达来进行移动体的探测，所述移动体探测系统的特征在于，使所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波的极化方向和所述第二雷达的所述第二接收部的极化方向不同，在由其他所述第一雷达的所述第一接收部能探测所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波及其反射波的范围内配置第二雷达。

发明效果

根据本发明，由于能使多个雷达不同步控制地动作，因此能削减上级控制装置、雷达间布线，从而实现低成本化。上述以外的课题、结构以及效果会通过以下的实施方式的说明而得以明确。

附图说明

图1是表示第一实施例中的移动体探测系统的传感器设置例的图。

图2是表示第一实施例中的移动体探测系统中所用的雷达的结构例的图。

图3是第一实施例中的移动体探测系统中所用的雷达的极化角度θ为0°(水平)的设置例的图。

图4是表示第一实施例中的移动体探测系统中所用的雷达的极化角度为+45°的设置例的图。

图5是表示第一实施例中的移动体探测系统中所用的雷达的极化角度为-45°的设置例的图。

图6是表示第二实施例中的移动体探测系统的传感器设置例的图。

图7是表示第二实施例中的移动体探测系统的另一个传感器设置例的图。

图8是表示第二实施例中的移动体探测系统的传感器设置例的图。

图9是表示第三实施例中的移动体探测系统的传感豁设置例的图。

图10是表示第三实施例中的移动体探测系统的另一个传感器设置例的图。

具体实施方式

以下参考附图来说明实施方式。

实施例1

在图1示出实施例1中的移动体探测系统的设置图。

图1是利用上述的雷达的移动体探测系统的例。在该图中，在行驶路6的单侧沿着行驶方向设置有第一雷达1和第二雷达2，雷达1的发送波的照射范围3和雷达2的发送波的照射范围4进行在行驶路6上行驶的移动体5的探测。

另外，虽未图示，但第一雷达1和第二雷达2沿着行驶路6交替重复配置，进行在行驶路6行驶的移动体5的探测。另外，为了在第一雷达1彼此避免干扰，在第一雷达1的能测定范围内不设置其他第一雷达1。同样地，为了在第二雷达彼此避免干扰，在第二雷达2的能测定范围内不设置其他第二雷达2。例如若第一雷达1的能测定距离为D1(例如D1＝100m)，则以第一雷达1为中心在半径D1以内不设置其他第一雷达1。同样地，若第二雷达2的能测定距离为D2(例如D2＝100m)，则以第二雷达2为中心在半径D2以内不设置其他第二雷达2。

使用图2来说明运用在移动体探测系统的雷达的结构。雷达11具备：用于从雷达11照射发送波19的发送电路14和发送天线12；用于接收照射的发送波19在移动体等物体反射的反射波20的接收天线13和接收电路15；用于控制所述发送电路14以及接收电路15的控制部16；经由该控制部16接受接收电路15的输出数据并算出到移动体等对象物的距离、移动体的速度等的数据处理部17；和用于进行与上级系统即移动体探测系统的通信的通信部18。

作为该雷达11的合适的示例，能举出毫米波雷达。毫米波雷达一般已知有能进行速度探测的多普勒方式、能进行速度和距离的探测的驻波方式、FM-CW方式等。在这些雷达中使用的发送以及接收天线通常使用极化方向是水平方向或垂直方向等的一个方向的线性极化天线，在本实施例中设为，使用具备该线性极化天线的雷达。

图3是表示天线的极化方向的图，是从发送天线12以及接收天线13的辐射面来看雷达11的俯视图。如该图所示那样，发送天线12的极化方向21是与接收天线13的极化方向22相同方向，通过如此地使反射波20的极化方向和接收天线13的极化方向一致，能使接收天线13中的接收灵敏度最大。在此，虽然图示成发送天线12以及接收天线13在A-A’的线上左右并排，但只要极化方向相同，就并不限定发送天线12以及接收天线13的配置。另外为了说明的方便，在图3内图示了水平线23，但希望注意的是，并不限定雷达11、发送天线12、接收天线13的朝向。

另外，在本实施例中，为了说明的方便，将图3那样设置成水平线23和天线的极化方向21以及22成为相同方向的情况设为极化角度(θ)0°，将雷达11如图4所示那样逆时针转动45°时的极化角度(θ)设为+45°，将如图5所示那样顺时针转动45°时的极化角度(θ)设为-45°。

在此，作为移动体探测系统，为了始终探测移动体5的位置，需要移动体5位于多个的雷达的任一者的照射范围内，必然雷达1和雷达2接近配置。

即，作为移动体探测系统，为了连续探测移动体5的位置，需要在某雷达的能测定距离以内配置其他雷达。例如，若第一雷达1的能测定距离为D1(例如D1＝100m)，则以第一雷达1为中心在半径D1以内配置其他第二雷达2。同样地，若第二雷达2的能测定距离为D2(例如D2＝100m)，则以第二雷达2为中心在半径D2以内设置其他第一雷达1。

但若将雷达1和雷达2接近配置，就会产生雷达间干扰的问题。在图1的情形中，雷达1的发送波照射到移动体5或其他物体，因其反射波在雷达2被接收而产生干扰。同样地，雷达2的发送波照射到移动体5或其他物体，因其反射波在雷达1被接收而产生干扰。为此，通过将雷达1和雷达2倾斜不同角度设置，使一方的雷达的反射波的极化角度和另一方的雷达的接收天线的极化角度不同，能抑制该干扰。在此，在反射波的极化角度与接收天线的极化角度正交的情况下，能使干扰的抑制效果最大。

具体而言，若雷达1如图4那样将极化角度θ设为+45°，雷达2如图5那样将极化角度θ设为-45°，就能使干扰最小。因而，在雷达成为2个以上的情况需下，将雷达的偏向角度交替设置成+45°/-45°即可。在此，作为实施例而将偏向角度说明为+45°/-45°，但也可以是其他正交的角度的组合，这点不言自明。另外，由于只要极化角度的差分是0°或180°以外就有干扰的抑制效果，因此设置角度并不限定于正交。

例如可以将雷达的偏向角度交替设置成+30°/-30°。

另外，也可以将雷达的偏向角度设为+60°/0°/-60°来抑制干扰并依次设置3种雷达。进而，也可以增加改变了雷达的偏向角度的雷达，依次设置3种以上的雷达。

另外，在本实施例中，将雷达1和雷达2配置于行驶路6的单侧，但雷达1和雷达2的配置并不限定于此。例如也可以设为行驶路的下方、上方，还可以设为斜上方、斜下方。在地铁或单轨等那样在沿线能设置的设备的场所受限的情况下，为了有效利用空间，还能在行驶路的下方(斜下方)、上方(斜上方)设置雷达1和雷达2。若是地铁，还能通过在顶板配置雷达1和雷达2(相当于配置于上方、斜上方)来节约隧道内的水平方向的空间。若是交叉式单轨，则能例如通过利用支撑轨道的支柱来在下部配置雷达1和雷达2(相当于配置于下方、斜下方)来节约水平方向的设置场所。

通过本实施例，能不停止其他雷达的动作(发送波19的照射)地抑制相邻的雷达间的干扰，能始终以合适的时间间隔探测移动体。

实施例2

在图6、图7以及图8示出实施例2中的移动体探测系统的设置图。在本实施例中说明移动体在行驶路上向左右的哪个方向都行驶的情况的设置方法。

图6示出移动体35在行驶路36上向左右的哪个方向都行驶的情况的设置方法，雷达31设置成发送波的照射范围33朝向行驶路36的右侧，来探测移动体35向该图的左侧移动时的移动体35的行进方向正面位置。另一方面，雷达32设置成发送波的照射范围34朝向行驶路36的左侧，来探测移动体35向该图的右侧移动时的移动体35的行进方向正面位置。这时，存在通过雷达31的发送波在雷达32被直接接收或雷达32的发送波在雷达31被直接接收从而产生干扰的情况。

在该情况下，通过使得雷达31和雷达32的一方的雷达发送波的极化角度和对置的另一方的雷达的接收天线的极化角度不同，能使该干扰最小。例如若将雷达31以及雷达32的两雷达的极化角度θ如图4那样设为+45°，则由于干扰波的极化角度正交，因此能使干扰最小。将两雷达的极化角度θ如图5那样设为-45°也能得到同样的结果。

图7虽然行驶路分成移动体46向右侧行驶的行驶路48和移动体45向左侧行驶的行驶路47这2条，但与图6同样。为此，雷达41以及雷达42的设置方法也与图6的情形同样，通过使得雷达41和雷达42的一方的雷达发送波的极化角度和对置的另一方的雷达的接收天线的极化角度不同，能使该干扰最小，通过将雷达41以及雷达42两方都如图4那样将极化角度θ设为+45°，或如图5那样将极化角度θ设为-45°，由于干扰波的极化角度正交，因此能使干扰最小。

在图8示出组合了以上的实施例2的雷达设置和实施例1的雷达设置的设置图。在该图中，雷达51和雷达56与图6以及图7同样的对置的雷达的干扰成为问题，雷达51和雷达52与图1同样地相对于行驶路64、65设置于相同侧面的雷达间的干扰成为问题。为了使这些干扰最小，例如将某对置的雷达的两方如图4那样将极化角度θ设为+45°，将沿着行驶方向其旁边对置的雷达的两方如图5那样将极化角度θ设为-45°，可以交替重复。若在图8举出具体例，则可以雷达51、53、54、56如图4那样将极化角度θ设为+45°，雷达52、55如图5那样将极化角度θ设为-45°。

在以上的说明中，作为实施例而说明为将极化角度设为+45°/-45°，但也可以是其他正交的角度的组合，这点不言自明。另外，由于极化角度的差分为0°或180°以外就有干扰抑制的效果，因此设置角度并不限定于正交。

另外，在本实施例中，将雷达配置于行驶路的两侧，但雷达的配置并不限定于此。例如可以设为行驶路的下方、上方，还可以设为斜上方、斜下方。

通过本实施例，在移动体在行驶路向两方向行驶的情况下(例如单线)，在行驶路并排多条的情况下(例如复线)，也能进行移动体的探测。

实施例3

在图9以及图10示出实施例3中的移动体探测系统的没置图。在本实施例中，对以提升移动体探测系统的可靠性和运转率为目的将雷达设为多重系统的情况进行说明。

图9为了探测在行驶路76上行驶的移动体75而对行驶路76在相同侧设置2重系统的雷达71、72。

这时，雷达71的发送波照射到移动体75或其他物体，由于其反射波在雷达72被接收而产生干扰。同样地，雷达72的发送波照射到移动体75或其他物体，由于其反射波在雷达71被接收而产生干扰。

在该情况下，能通过各个雷达的反射波的极化角度与接收天线的极化角度正交来使干扰的抑制效果最大。具体而言，若雷达71如图4那样将极化角度θ设为+45°，雷达72如图5那样将极化角度θ设为-45°，就能使干扰最小。

图10为了探测在行驶路86上行驶的移动体85而在行驶路86的两侧设置2重系统的雷达81、82。

在该情况下，也是雷达81的发送波照射到移动体85或其他物体，由于其反射波在雷达82被接收而产生干扰。同样地，雷达82的发送波照射到移动体85或其他物体，由于其反射波在雷达81被接收而产生干扰。

因而，通过各个雷达的反射波的极化角度与接收天线的极化角度正交，能使干扰的抑制效果最大，具体而言，若雷达81如图4那样将极化角度θ设为+45°，雷达82如图5那样将极化角度θ设为-45°，就能使干扰最小。在以上的说明中，作为实施例，说明为将极化角度设为+45°/-45°，但也可以是其他正交的角度的组合，这点不言自明。另外，由于极化角度的差分为0°或180°以外就有干扰抑制的效果，因此设置角度并不限定于正交。

另外，在本实施例中，将雷达配置于行驶路的两侧，但雷达的配置并不限定于此。例如也可以设为行驶路的下方、上方，还可以设为斜上方、斜下方。

通过本实施例，由于能使雷达多重化，因此能提升移动体探测系统的可靠性、运转率。

附图标记说明

1、2、11、31、32、41、42、51、52、53、54、55、56、71、72、81、82 雷达

3、4、33、34、43、44、57、58、59、60、61、62、73、74、83、84 雷达的发送波的照射范围

5、35、45、46、63、75、85 移动体

6、36、47、48、64、65、76、86 行驶路

12 发送天线(线性极化)

13 接收天线(线性极化)

14 发送电路

15 接收电路

16 控制部

17 数据处理部

18 通信部

19 发送波(线性极化)

20 反射波

21 发送天线的极化方向

22 接收天线的极化方向

23 水平线。

Claims (7)

1.一种移动体探测系统，具备：

第一雷达，其具备第一发送部和第一接收部，所述第一发送部产生具有第一极化方向的分量的电磁波即第一照射用电磁波，所述第一接收部接收具有所述第一极化方向的分量的电磁波；和

第二雷达，其具备第二发送部和第二接收部，所述第二发送部产生具有第二极化方向的分量的电磁波即第二照射用电磁波，所述第二接收部接收具有所述第二极化方向的分量的电磁波，

所述移动体探测系统使用沿着行驶路设置的所述第一雷达和所述第二雷达来进行移动体的探测，

所述移动体探测系统的特征在于，

所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波的极化方向和所述第二雷达的所述第二接收部的极化方向不同，以所述第一雷达为中心在所述第一雷达的能测定范围距离以内设置第二雷达，但未设置其他所述第一雷达，以所述第二雷达为中心在所述第二雷达的能测定范围距离以内设置所述第一雷达，但未设置其他所述第二雷达，

将所述第一雷达和其他所述第一雷达相对于所述行驶路分成左右进行设置，所述第一雷达的所述第一发送部的照射方向和其他所述第一雷达的所述第一发送部的照射方向对置，所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波的极化方向和其他所述第一雷达的所述第一接收部的极化方向不同，

将所述第二雷达和其他所述第二雷达相对于所述行驶路分成左右进行设置，所述第二雷达的所述第二发送部的照射方向和其他所述第二雷达的所述第二发送部的照射方向对置，所述第二雷达的所述第二发送部所产生的所述第二照射用电磁波的极化方向和其他所述第二雷达的所述第二接收部的极化方向不同。

2.根据权利要求1所述的移动体探测系统，其特征在于，

所述第一雷达和所述第二雷达相对于所述行驶路设置在左侧或右侧的相同侧，所述第一发送部的照射方向是以所述第一雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向，所述第二发送部的照射方向是以所述第二雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向。

3.根据权利要求1或2所述的移动体探测系统，其特征在于，

将所述第一雷达和所述第二雷达相对于所述行驶路设置在上侧或下侧的相同侧，所述第一发送部的照射方向是以所述第一雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向，所述第二发送部的照射方向是以所述第二雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向。

4.根据权利要求1所述的移动体探测系统，其特征在于，

将所述第一雷达和其他所述第一雷达相对于所述行驶路分成上下进行设置，所述第一雷达的所述第一发送部的照射方向和其他所述第一雷达的所述第一发送部的照射方向对置，所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波的极化方向和其他所述第一雷达的所述第一接收部的极化方向不同，

将所述第二雷达和其他所述第二雷达相对于所述行驶路分成上下进行设置，所述第二雷达的所述第二发送部的照射方向和其他所述第二雷达的所述第二发送部的照射方向对置，所述第二雷达的所述第二发送部所产生的所述第二照射用电磁波的极化方向和其他所述第二雷达的所述第二接收部的极化方向不同。

5.根据权利要求1或4所述的移动体探测系统，其特征在于，

由所述第一雷达和具有与该第一雷达的所述第一发送部对置的其他所述第一发送部的其他所述第一雷达构成第一雷达对，所述第一雷达的所述第一发送部所产生的所述第一照射用电磁波的极化方向和其他所述第一雷达的所述第一接收部的极化方向不同，

由所述第二雷达和具有与该第二雷达的所述第二发送部对置的其他所述第二发送部的其他所述第二雷达构成第二雷达对，

从所述第一雷达对相对于所述行驶路的行进方向离开规定的距离来设置所述第二雷达对，

所述第二雷达的所述第二发送部所产生的所述第二照射用电磁波的极化方向和其他所述第二雷达的所述第二接收部的极化方向不同。

6.根据权利要求1所述的移动体探测系统，其特征在于，

将所述第一雷达和所述第二雷达相对于所述行驶路分成左右进行设置，所述第一发送部的照射方向是以所述第一雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向，所述第二发送部的照射方向是以所述第二雷达的设置位置为基准来照射所述行驶路的左侧和右侧当中所述行驶路中的所述移动体的行进方向的相反方向侧的方向。

7.根据权利要求1或2所述的移动体探测系统，其特征在于，

所述第一发送部的极化方向和所述第二发送部的极化方向正交。