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Die vor liegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern einer Interferenz zwischen Radaren und ein Radarsystem, das eine Funktion eines Verhinderns einer Interferenz zwischen Radaren aufweist.
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Ein Radarsystem zum Erfassen eines Ziels (wie zum Beispiel eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines Hindernisses) durch Senden von Radarwellen und Empfangen von Wellen, die von dem Ziel reflektiert werden, ist bisher bekannt. Wenn mehrere Radare in ein Fahrzeug eingebaut sind, muss eine Interferenz zwischen Radaren verhindert werden, um eine Erfassungsgenauigkeit der Radare sicherzustellen.
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Wenn ein Paar von Radaren in ein vorausfahrendes Fahrzeug M1 und ein folgendes Fahrzeug M2 eingebaut ist, wie es in 5 gezeigt ist, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Interferenz zwischen einem hinteren Radar Rr des vorausfahrenden Fahrzeugs M1 und einem vorderen Radar Rf des folgenden Fahrzeugs M2 auftritt. Weiterhin können, wenn ein Paar von Radaren Ra und Rb jeweils Hindernisse erfassen, die in benachbarten Bereichen vorhanden sind, wie es in 5B gezeigt ist, Radarwellen, die von dem Radar Rb gesendet werden, von dem Radar Ra empfangen werden, was eine Interferenz zwischen den Radaren Ra und Rb verursacht.
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Um eine Interferenz zwischen zwei Radaren zu verhindern, schlägt die
JP 2004-170183 A ein Radarsystem vor, das eine Vorrichtung zum Erfassen der Interferenz aufweist. Wenn eine Interferenz mit einem anderen Radar in dem Radarsystem erfasst wird, wird irgendeines einer Mittenfrequenz eines Modulationsverfahrens, einer Abtastbreite, einer Abtastrichtung, einer Abtastzyklusperiode und eines Abtastzeitpunkts in dem Radarsystem geändert. In dem vorgeschlagenen System ist es jedoch erforderlich, zusätzliche Vorrichtungen zum Verhindern der Interferenz einzuschließen. Dies macht das System komplex und teuer. In dem Fall, in dem zwei Radare in das gleiche Fahrzeug eingebaut sind, wie es in
5B gezeigt ist, ist es möglich, die Interferenz durch Synchronisieren eines Betriebszeitpunkts zwischen zwei Radaren zu verhindern.
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Jedoch ist es schwierig, eine derartige Gegenmaßnahme bezüglich der Interferenz zwischen zwei Radaren anzuwenden, die in unterschiedlichen Fahrzeugen eingebaut sind, wie es in 5A gezeigt ist. Wenn der hintere Radar Rr des vorausfahrenden Fahrzeugs M1 und der vordere Radar Rf des folgenden Fahrzeugs M2 gleichzeitig betrieben werden, wenn beide Radare eine gleiche Zyklusperiode aufweisen, tritt eine Interferenz zwischen beiden Radaren andauernd auf, wie es in 6A gezeigt ist (in den 6A und 6B ist irgendeines von Rr oder Rf mit R1 bezeichnet und das andere mit R2 bezeichnet). Auch dann, wenn die Zyklusperioden von beiden Radaren zueinander unterschiedlich sind, wie es in 6B gezeigt ist, kann die Interferenz mehr als zweimal andauernd auftreten. Wenn die Interferenz mehr als zweimal auftritt, wird eine Erfassungsgenauigkeit des Radarsystems stark beschädigt.
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Aus der
GB 2096853 A ist ein Radarsystem bekannt, das ein erstes und ein zweites Radar aufweist, die in einem Fahrzeug zum Erfassen von Objekten eingebaut sind, wobei eine Interferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Radar verhindert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das zuvor erwähnte Problem geschaffen worden, und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verhindern einer Interferenz zwischen Radaren und ein Radarsystem zu schaffen, das eine Funktion eines Verhinderns der Interferenz aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 und 2 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung wird vorteilhaft an einem Radarsystem angewendet, das zum Erfassen von Objekten, wie zum Beispiel eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder anderen Hindernissen, in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist. Das Radarsystem beinhaltet einen ersten Radar und einen zweiten Radar. Jeder Radar besteht aus einem Sender/Empfänger zum Senden von Radarwellen und zum Empfangen von Radarwellen, die von den Hindernissen reflektiert werden, und einem Signalprozessor zum Verarbeiten von Signalen, die von dem Sender/Empfänger zugeführt werden, zum Erzeugen einer Zielinformation. Um eine Interferenz zwischen dem ersten Radar und dem zweiten Radar zu verhindern, sind eine Zyklusperiode T1, T2 in beiden Radaren und eine Sendezeit Xy, Xy (eine Zeitdauer, während welcher Radarwellen gesendet werden) in beiden Radaren derart eingestellt, dass sie die folgende Formel erfüllen: K × T2 + X2 + X1 ≤ T1 ≤ (K + 1) × T2 – X2 – X1 unter einer Bedingung, dass T1 > T2 ist, wobei K eine positive Ganzzahl ist.
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In dem Fall, in dem ein Radarsystem aus dem ersten Radar zum Erfassen von Objekten, die sich vor einem Fahrzeug befinden, und dem zweiten Radar zum Erfassen von Objekten, die sich hinter dem Fahrzeug befinden, besteht, wird ein Fahrzeug, das dieses Radarsystem aufweist, einem anderen Fahrzeug folgt, das das gleiche Radarsystem aufweist, wird eine Interferenz zwischen dem zweiten Radar des vorausfahrenden Fahrzeugs und dem ersten Radar des vorausfahrenden Fahrzeugs durch Einstellen der Radare vermieden, um die vorhergehende Formel zu erfüllen. In dem Fall, in dem ein erster Radar zum Erfassen von vorderen Objekten verwendet wird und der zweite Radar zum Erfassen von Objekten verwendet wird, die sich in der geneigten vorderen Richtung befinden, wobei beide Radare in ein gleiches Fahrzeug eingebaut sind, wird eine Interferenz zwischen zwei Radaren durch Einstellen der Radare vermieden, um die vorhergehende Formel zu erfüllen. Obgleich die Interferenz zwischen Radaren auch dann genau einmal auftreten kann, wenn die Radare eingestellt sind, um die vorhergehende Formel zu erfüllen, tritt die Interferenz nicht andauernd mehr als zweimal auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Interferenz zwischen zwei Radaren ohne Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen in dem Radarsystem verhindert und wird eine hohe Erfassungsgenauigkeit im Radarsystem sichergestellt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt:
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1A ein Blockschaltbild eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Radarsystems als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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1B eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, in welches ein vorderer Radar und ein hinterer Radar eingebaut sind;
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2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen eines Ziels durch das Radarsystem;
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3A ein Blockschaltbild eines in ein Kraftfahrzeug eingebauten Radarsystems als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3B eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, in welches ein vorderer linker Radar und ein vorderer rechter Radar eingebaut sind;
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4A ein Zeitablaufsdiagramm zum Erläutern einer Formel zum Verhindern einer Interferenz zwischen zwei Radaren R1 und R2, wobei ein Faktor H in der Formel 1 ist;
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4B ein Zeitablaufsdiagramm zum Erläutern einer Formel zum Verhindern einer Interferenz zwischen zwei Radaren R1 und R2, wobei ein Faktor K in der Formel 2 ist;
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5A eine schematische Ansicht einer Situation, in der eine Interferenz zwischen zwei Radaren auftritt, die in unterschiedliche Fahrzeuge eingebaut sind;
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5B eine schematische Ansicht einer Situation, in der eine Interferenz zwischen zwei Radaren auftritt, die in das gleiche Fahrzeug eingebaut sind;
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6A ein Zeitablaufsdiagramm eines Betriebs von herkömmlichen Radaren, bei welchen eine Interferenz zwischen zwei Radaren andauernd auftritt; und
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6B ein Zeitablaufsdiagramm eines Betriebs von herkömmlichen Radaren, in welchen eine Differenz zwischen zwei Radaren zweimal in einer kurzen Zeitdauer auftritt.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 2 beschrieben. Ein Blockschaltbild eines Radarsystems 1, das in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, ist in 1A gezeigt. Ein vorderer Radar 10 zum Erfassen eines vorderen Ziels, wie zum Beispiel eines vorderen Fahrzeugs oder eines Objekts, und ein hinterer Radar 12 zum Erfassen eines hinteren Ziels, wie zum Beispiel eines folgenden Fahrzeugs oder eines Objekts, das sich hinter einem Fahrzeug M befindet, sind in das Fahrzeug M eingebaut, wie es in 1B gezeigt ist.
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Das Radarsystem 1 beinhaltet den vorderen Radar 10, den hinteren Radar 12, eine elektronische Steuereinheit bzw. ECU 20 zum Steuern eines Abstands zu dem Fahrzeug M und einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine ECU 22 zum Beobachten der hinteren Seite des Fahrzeugs M, eine Motor-ECU 24 und eine Brems-ECU 26. Diese Komponenten des Radarsystems 1 sind durch einen Kommunikationsbus für ein lokales Netz bzw. LAN-Bus miteinander verbunden. Jede ECU 20, 22, 24, 26 ist ein bekannter Mikrocomputer, der eine Bussteuereinrichtung zum Durchführen einer Kommunikation über den LAN-Kommunikationsbus aufweist. Eine Datenkommunikation unter ECUs über den LAN-Kommunikationsbus wird unter dem CAN-Protokoll durchgeführt, welches von Robert Bosch in Deutschland vorgeschlagen worden ist und weit verbreitet in einem bordeigenen Netz verwendet wird.
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Die Brems-ECU 26 sendet Signale, die Bremspedalzustände darstellen, über den LAN-Kommunikationsbus zu der ECU 20 und steuert eine Brems-Betätigungsvorrichtung zum Erhöhen oder Verringern eines Bremsdrucks in Übereinstimmung mit den Bremspedalzuständen. Die Bremspedalzustände werden auf der Grundlage von Signalen aus einem M/C-Drucksensor zusätzlich zu Signalen aus einem Lenksensor und einem Gierwertsensor erfasst. Die Motor-ECU 24 sendet Signale, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Drosselsensor und einem Beschleunigungspedalsensor zu der ECU 20 gesendet werden und empfängt eine Information, wie zum Beispiel eine Sollbeschleunigung, eine Aufforderung zum Sperren von Kraftstoff und eine Diagnose von der ECU 20.
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Die Motor-ECU 24 steuert eine Drosselbetätigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit Fahrzuständen, die durch eine Information bestimmt werden, die von der ECU 20 aufgenommen wird.
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Der vordere Radar 10, ein Warnsummer, ein Tempomatregelschalter, ein Schalter zum Einstellen eines Sollabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und andere Komponenten (nicht gezeigt) sind zum Steuern eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mit der ECU 20 verbunden. Die ECU 20 empfängt eine Information, wie zum Beispiel eine Ist-Fahrgeschwindigkeit und Motorzustände von der Motor-ECU 24 und empfängt eine Information, wie zum Beispiel einen Lenkwinkel, einen Gierwert, Bremszustände von der Brems-ECU 26. Die ECU 20 bestimmt ein vorausfahrendes Fahrzeug, zu dem ein Abstand gesteuert werden muss, in Übereinstimmung mit einer Zielinformation (später erläutert), die von dem vorderen Radar 10 empfangen wird. Die ECU 20 sendet Signale zum Steuern eines Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug auf der Grundlage von Signalen, die von dem Temporegelschalter und einem Schalter zum Einstellen eines Abstands, wie zum Beispiel eine Sollbeschleunigung, eine Anforderung zum Sperren von Kraftstoff und eine Diagnoseinformation der Motor-ECU 24 zugeführt werden. Die ECU 20 sendet ebenso Signale, wie zum Beispiel die Sollbeschleunigung und Bremsanforderungen, zu der Brems-ECU 26. Weiterhin bestimmt die ECU 20, ob eine Warnung erforderlich ist, und betätigt einen Warnsummer, wenn die Warnung erforderlich ist.
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Der hintere Radar 12, ein Warnsummer (nicht gezeigt) und andere Komponenten sind mit der ECU 22 zum Beobachten der hinteren Seite verbunden. Die ECU 22 betreibt den Warnsummer, einen Airbag und einen Gurtstraffer, wenn es erforderlich ist, in Übereinstimmung mit einer Zielinformation, die von dem hinteren Radar 12 zugeführt wird.
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Der vordere Radar 10 ist ein sogenannter FMCW-Radar, der aus einem Sender/Empfänger und einem Signalprozessor besteht. Der Sender/Empfänger sendet frequenzmodulierte Millimeterradarwellen und erzeugt Überlagerungssignale durch Mischen eines lokalen Signals, das aus einem Teil der Sendesignale mit Wellen besteht, die von einem vorderen Ziel reflektiert werden. Der Signalprozessor erzeugt eine Zielinformation, die einen Abstand von dem eigenen Fahrzeug zu dem Ziel und eine relative Geschwindigkeit beinhaltet, durch Abtasten der Überlagerungssignale. Die Zielinformation, die in dem Signalprozessor 12 erzeugt wird, wird der ECU 20 zugeführt. Ähnlich beinhaltet der hintere Radar 12 den Sender/Empfänger und den Signalprozessor. Eine Zielinformation, die in dem Signalprozessor des hinteren Radars erzeugt wird, wird zum Beobachten der hinteren Seite der ECU 22 zugeführt.
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Ein Verfahren, das in dem Signalprozessor des vorderen Radars 10 und des hinteren Radars 12 durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Das gleiche Verfahren wird in beiden Signalprozessoren in dem vorderen Radar 10 und dem hinteren Radar 12 durchgeführt. In der folgenden Beschreibung wird der Radar allgemein als Ri (R1 für den vorderen Radar 10 und R2 für den hinteren Radar 12) bezeichnet. Eine Zyklusperiode des Radars Ri ist als Ti (T1 für R1 und T2 für R2) bezeichnet und eine Sendezeit (eine Zeitdauer, während welcher Radarwellen gesendet werden) des Radars Ri ist als Xi (X1 für R1 und X2 für R2) bezeichnet.
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In einem Schritt S110 wird überprüft, ob ein Zeitpunkt zum Betreiben des Radars Ri (welcher mit der Periode Ti zu betreiben ist) ist. Wenn es der Zeitpunkt ist, schreitet das Verfahren zu einem Schritt S120 fort, in dem ein Betrieb des Senders/Empfängers gestartet wird. Wenn nicht, bleibt das Verfahren dort, bis der Zeitpunkt kommt. In einem Schritt S130 wird überprüft, ob die Sendezeit Xi verstrichen ist, nachdem der Sender/Empfänger betrieben worden ist. Wenn die Sendezeit Xi verstrichen ist, schreitet das Verfahren zu einem Schritt S140 fort, in dem der Betrieb des Senders/Empfängers gestoppt wird. Wenn die Sendezeit Xi nicht verstrichen ist, bleibt das Verfahren dort, bis die Sendezeit Xi verstreicht.
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In einem Schritt S150 wird es auf der Grundlage der Abtastdaten des Signalprozessors bestimmt, ob eine Interferenz erfasst wird oder nicht. Wenn die Interferenz nicht erfasst wird, schreitet das Verfahren zu einem Schritt S160, in dem ein Ziel erfasst wird und eine Zielinformation auf der Grundlage der Abtastdaten erzeugt wird. Wenn die Interferenz erfasst wird, schreitet das Verfahren zu einem Schritt S170, in dem die Abtastdaten, die zu dieser Zeit erzielt werden, gelöscht werden, und Daten, die die gelöschten Daten ersetzen, auf der Grundlage einer Historie der vorhergehenden Abtastdaten geschätzt werden. Die geschätzten Daten werden als die derzeitigen Daten verwendet. In dem Fall, in dem die Periode Ti ausreichend kurz ist, können die vorhergehenden Abtastdaten als die derzeitigen Abtastdaten verwendet werden. Dann wird in einem Schritt S180 die Zielinformation der ECU 20, wenn der Radar Ri R1 ist, oder der ECU 22 zugeführt, wenn der Radar Ri R2 ist. Gleichzeitig wird die Zielinformation andauernd gespeichert.
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Die Zyklusdauer T1, T2 und die Sendezeit X1, X2 in beiden Radaren R1, R2 werden festgelegt, um die folgende Gleichung zu erfüllen: K × T2 + X2 + X1 ≤ T1 ≤ (K + 1) × T2 – X2 – X1 (a) wobei T1 > T2 > X1 + X2 ist und K eine positive Ganzzahl ist. Die 4A und 4B zeigen Zeitablaufsdiagramme eines Betriebs der Radare R1 und R2, in welchen die Dauer T1, T2 und die Sendezeit X1, X2 festgelegt sind, um die vorhergehende Formel zu erfüllen. 4A zeigt ein Zeitablaufsdiagramm, in welchem die Ganzzahl K auf 1 festgelegt ist, und 4B zeigt ein Zeitablaufsdiagramm, in welchem die Ganzzahl K auf 2 festgelegt ist. Diagramme in einer oberen Hälfte in den 4A und 4B zeigen den Betriebszeitpunkt, bei welchem die Periode T1 die kürzeste ist, und Diagramme in einer unteren Hälfte der 4A und 4B zeigen den Betriebszeitpunkt, bei welchem die Periode T2 die längste ist. Die folgenden Formeln werden aus den Zeitablaufsdiagrammen abgeleitet, die in den 4A und 4B gezeigt sind. T2 + X2 ≤ T1 – X1 (1) T1 + X1 ≤ 2 × T2 – X2 (2) 2 × T2 + X2 ≤ T1 – X1 (3) T1 + X1 ≤ 3 × T2 – X2 (4)
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Die Formel (1) wird aus den Diagrammen in der oberen Hälfte von 4A geleitet, die Formel (2) aus den Diagrammen in der unteren Hälfte von 4A, die Formel (3) aus den Diagrammen in der oberen Hälfte von 4B und die Formel (4) aus den Diagrammen in der unteren Hälfte von 4B. Die Formel (a), bei der K auf 1 festgelegt ist, wird durch Kombinieren der Formeln (1) und (2) erzielt, während die Formel (a), bei der K auf 2 festgelegt ist, durch Kombinieren der Formeln (3) und (4) erzielt wird. Die Formel (a) ist eine verallgemeinerte Form der Formeln (1) bis (4).
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Wenn die gleichen Radarsysteme, in welchen die Periode T1, T2 und die Sendezeit X1, X2 festgelegt werden, um die Gleichung (a) zu erfüllen, die in zwei Fahrzeugen verwendet werden, tritt keine Interferenz zwischen zwei Radaren andauernd mehr als zweimal auf, wenn eine einzige Interferenz auftritt. Die einzige Interferenz kann durch Ersetzen der Daten bei der Interferenz mit den vorhergehenden Daten überwunden werden, wie es in dem Schritt S170 durchgeführt wird, der in 2 gezeigt ist. Deshalb kann eine höchst zuverlässige Zielinformation ohne Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen zum Verhindern der Interferenz erzielt werden.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. Ein bordeigenes Radarsystem 1a dieses Ausführungsbeispiels beinhaltet einen vorderen rechten Radar 14 und einen vorderen linken Radar 16 zusätzlich zu dem vorderen Radar 10. Der hintere Radar 12, der in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist beseitigt. Eine ECU 23 zum Beobachten der vorderen rechten Seite und der vorderen linken Seite des Fahrzeugs M wird an Stelle der ECU 22 verwendet, die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Andere Strukturen des zweiten Ausführungsbeispiels sind zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gleich oder ähnlich.
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Der vordere rechte Radar 14 ist in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs M eingebaut, um ein Ziel zu erfassen, das sich in der geneigten vorderen rechten Richtung relativ nahe an dem Fahrzeug befindet, wie es in 36 gezeigt ist. Ähnlich ist das vordere linke Radar 16 in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs eingebaut, um ein Ziel zu erfassen, das sich in der geneigten vorderen linken Richtung relativ nahe an dem Fahrzeug befindet. Der vordere rechte Radar 14 und der vordere linke Radar 16 sind mit der ECU 23 verbunden, um die Zielinformation zuzuführen. Ein Warnsummer ist zum Geben einer Warnung zu einem Fahrer, wenn es auf der Grundlage einer Zielinformation, die von dem vorderen rechten Radar 14 und dem vorderen linken Radar 16 zugeführt wird, als notwendig entschieden wird, ist mit der ECU 23 verbunden. Weiterhin sendet die ECU 23 Signale zum Anfordern eines Bremsbetriebs zu der Brems-ECU 26, wenn es erforderlich ist.
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Der vordere rechte Radar 14 und der vordere linke Radar 16 sind ähnlich aufgebaut wie der vordere Radar 10. Das heißt, jeder des vorderen rechten Radars 14 und des vorderen linken Radars 16 beinhaltet den Sender/Empfänger und den Signalprozessor und sendet die Zielinformation, die in dem Signalprozessor erzeugt wird, zu der ECU 23. Sowohl der vordere rechte Radar 14 als auch der vordere linke Radar 16 arbeiten synchron mit der gleichen Zyklusperiode und der gleichen Sendezeit. Unter der Annahme, dass der vordere Radar 10 der Radar R1 ist und die Radare 14, 16 zusammen der Radar R2 sind, werden die Zyklusperiode T1, T2 und die Sendezeit X1, X2 der Radare R1, R2 festgelegt, um die gleiche Formel (a) wie die zu erfüllen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. In dem bordeigenen Radarsystem 1a, das derart aufgebaut ist, tritt keine Interferenz zwischen dem vorderen Radar 10 und irgendeinem des vorderen rechten Radars 14 und des vorderen linken Radars 16 andauernd mehr als zweimal auf. Deshalb wird auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel eine höchst zuverlässige Zielinformation in dem Radarsystem 1a ohne Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen zum Verhindern der Interferenz erzielt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann verschieden abgeändert werden. Zum Beispiel ist es, obgleich die FMCW-Radare als die Radare R1 und R2 in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwendet werden, natürlich möglich, andere Typen von Radaren zu verwenden. Verschiedene Typen von Radaren können als der Radar R1 bzw. der Radar R2 verwendet werden. Obgleich der vordere Radar 10 als R1 bezeichnet ist und der hintere Radar 12 (oder der vordere rechte Radar 14 oder der vordere linke Radar 16) als R2 in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet ist, kann dies umgekehrt sein.
