JP2000088954A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で道路に設けられたレーンマーカ
や他の障害物（先行車）を検出する。 【解決手段】 送信アンテナ１０及び受信アンテナ１２
を設け、ポラライザ１４及びポラライザ１５を設ける。
ポラライザ１４及びポラライザ１５の偏波方向はモータ
１６により変更可能とする。送信アンテナ１０からの４
５°直線偏波はポラライザ１４により円偏波に変換され
て物体に照射される。レーンマーカは入射電波を２回反
射して同旋回円偏波として反射し、先行車は入射電波を
１回反射して逆旋回円偏波として反射する。ポラライザ
１５はあるタイミングで同旋回円偏波を４５°直線偏波
に変換し、別のタイミングで逆旋回円偏波を４５°直線
偏波に変換する。識別装置１は、受信アンテナ１２の強
度によりレーンマーカと先行車を識別できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物体検出装置、特に
物体からの反射電波の偏波特性（偏光特性）を用いた物
体識別に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両に搭載した送信機から電
波を送信し、反射電波を受信して物体を検出する装置が
知られている。例えば、特開平１０−７４２９７号公報
には、路面に電波反射体を設け、車載の送信機から電波
を送信して電波反射体からの電波を受信し、左右の受信
強度の比率に基づいて電波反射体を検出するとともに電
波反射体と車両との相対位置関係を検出する技術が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、道路に
は電波反射体などのレーンマーカのみならず、先行車や
他の障害物が存在する。これら先行車等も検出するため
には、レーンマーカを検出する送受信機の他に、先行車
等の障害物を検出する送受信機を別途設ける必要があ
り、車載機の構成が複雑化する問題があった。もちろ
ん、単にレーンマーカだけを検出する目的でも、先行車
からの電波反射を受信してこれをレーンマーカからの反
射電波と誤認識する可能性もあり、レーンマーカ以外の
電波反射体をノイズとして確実に除去する必要もある。

【０００４】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、簡易な構成でレーン
マーカなどの物体と先行車などの物体を識別できる装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、電波を送信し、物体で反射された電
波を受信することにより物体を検出する装置であって、
送受信アンテナあるいは検出すべき物体の少なくともい
ずれかに設けられた偏波手段と、受信電波の偏波特性に
基づいて物体の種類を識別する識別手段を有することを
特徴とする。

【０００６】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記偏波手段は前記送信アンテナ及び受信アンテナ
に設けられ、前記受信アンテナに設けられた偏波手段の
偏波方向を変化させる駆動手段を有することを特徴とす
る。

【０００７】また、第３の発明は、第１の発明におい
て、前記受信アンテナは複数設けられ、前記偏波手段は
前記送信アンテナ及び受信アンテナに設けられ、前記複
数の受信アンテナにそれぞれ設けられた前記偏波手段は
互いに異なる偏波方向を有することを特徴とする。

【０００８】また、第４の発明は、第２の発明におい
て、前記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信
アンテナからの直線偏波を円偏波に変換し、前記受信ア
ンテナに設けられた偏波手段は前記物体からの反射円偏
波を前記偏波方向の変化に基づいて互いに異なる直線偏
波に変換することを特徴とする。

【０００９】また、第５の発明は、第３の発明におい
て、前記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信
アンテナからの直線偏波を円偏波に変換し、前記複数の
受信アンテナにそれぞれ設けられた前記偏波手段は前記
物体からの反射円偏波をそれぞれ異なる直線偏波に変換
することを特徴とする。

【００１０】また、第６の発明は、第４、第５の発明に
おいて、前記反射円偏波は道路に設けられたレーンマー
カからの反射である同旋円偏波あるいは前記レーンマー
カ以外の障害物からの反射である逆旋円偏波のいずれか
であり、前記偏波手段は、前記同旋円偏波と前記逆旋円
偏波を異なる直線偏波に変換することを特徴とする。

【００１１】また、第７の発明は、第４の発明におい
て、送信物体から送信された電波を受信した場合に、前
記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信アンテ
ナからの直線偏波を異なる直線偏波に変換し、前記受信
アンテナに設けられた偏波手段は反射物体からの反射円
偏波を直線偏波に変換するとともに、前記送信物体から
の電波を遮断することを特徴とする。

【００１２】また、第８の発明は、第６の発明におい
て、前記レーンマーカは入射電波を偶数回反射させて入
射側に反射する特性を有することを特徴とする。

【００１３】また、第９の発明は、第１の発明におい
て、前記受信アンテナは複数設けられ、前記偏波手段は
前記検出すべき物体に設けられ、前記識別手段は、複数
の前記受信アンテナで受信した電波強度に基づいて物体
の種類を識別することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１５】＜第１実施形態＞図１には、本実施形態の
構成ブロック図が示されている。本実施形態の物体検出
装置は、送信アンテナ１０、受信アンテナ１２、送信ア
ンテナ１０の電波出射面側に設けられたポラライザ（偏
波子）１４、受信アンテナ１２の電波入射面側に設けら
れたポラライザ（偏波子）１５、ポラライザ１４及び１
５を回転駆動するモータ１６、及び受信アンテナ１２か
らの電波強度に基づいて物体を識別する識別装置１を含
んで構成される。なお、ポラライザ１４、１５は送受信
アンテナと一体で構成される必要はなく、送受信アンテ
ナの近傍に配置してもよい。

【００１６】送信アンテナ１０及び受信アンテナ１２は
４５°直線偏波アンテナであり（例えば平面スロットア
ンテナ）、ポラライザ１４及びポラライザ１５は入射電
波に対して９０°の位相差を生じさせ、直線偏波と円偏
波を相互に変換するポラライザである。すなわち、送信
アンテナ１０からの４５°直線偏波アンテナはポラライ
ザ１４に入射し、ポラライザ１４で円偏波に変換されて
物体に向け送信される。また、ポラライザ１５に入射し
た円偏波は、ポラライザ１５で直線偏波に変換されて受
信アンテナ１２に入射する。

【００１７】モータ１６はそれぞれポラライザ１４及び
ポラライザ１５を回転駆動することによりその偏波方向
を変化させるものであり、モータ１６の駆動はたとえば
識別装置１からの制御指令により制御される。

【００１８】識別装置１は、マイクロコンピュータで構
成され、受信アンテナ１２からの受信信号に基づいて検
出物体がレーンマーカであるか先行車等の他の障害物で
あるかを識別する。本実施形態における物体識別の原理
は、物体からの反射電波の偏波特性に基づいている。す
なわち、検出すべきレーンマーカからの反射電波と先行
車等の物体からの偏波特性は異なる特性を有し、このた
め、ポラライザ１５で直線偏波に変換された場合に異な
る振動方向の直線偏波を有するため、受信アンテナ１２
での受信強度に相違が生ずることになる。識別装置１
は、このような相違に基づいて検出物体がレーンマーカ
であるか先行車等の他の障害物であるかを識別する。

【００１９】図２には、本実施形態においてポラライザ
１４及びポラライザ１５がとり得る偏波方向の組み合わ
せが示されている。図２（Ａ）において、図において、
矢印１８は送信アンテナ１０及び受信アンテナ１２の偏
波方向（４５°直線）を示している。ポラライザ１４を
図に示すように設定した場合、送信アンテナ１０からの
４５°直線偏波は円偏波に変換されて物体に入射する。
物体で反射した円偏波はポラライザ１５に入射し、再び
直線偏波に変換されて受信アンテナ１２に入射する。こ
こで、ポラライザ１５に入射する円偏波がポラライザ１
４から射出する円偏波と同一旋回方向（光の進行方向か
ら見て同一旋回方向）を有する同旋円偏波の場合にはポ
ラライザ１５で４５°直線偏波に変換されて受信アンテ
ナ１２に入射する。一方、ポラライザ１５に入射する円
偏波がポラライザ１４から射出する円偏波と逆方向の旋
回方向を有する逆旋円偏波である場合には、ポラライザ
１５で直交する直線偏波である１３５°直線偏波に変換
されて受信アンテナ１２に入射する。従って、ポラライ
ザの偏波方向をこのような組み合わせとした場合、物体
からの反射電波が同旋円偏波の場合には受信アンテナ１
２で所定の電波強度をもって受信され、物体からの反射
電波が逆旋円偏波の場合には受信アンテナ１２で受信さ
れず電波強度は０となる。すなわち、図２（Ａ）では物
体からの反射電波が同旋円偏波である場合に受信でき
る。

【００２０】また、図２（Ｂ）は他の組み合わせであ
り、ポラライザ１４の向きは図２（Ａ）と同一であるた
め送信電波は図２（Ａ）と同様円偏波となるが、ポララ
イザ１５は図２（Ａ）と偏波方向が９０°異なるため、
物体からの同旋円偏波が入射した場合には１３５°直線
偏波に変換し、物体から逆旋円偏波が入射した場合には
４５°直線偏波に変換する。従って、この組み合わせの
場合、物体からの反射電波が同旋円偏波の場合には受信
アンテナ１２で受信されずその強度が０となり、物体か
らの反射電波が逆旋円偏波の場合には受信アンテナ１２
で所定の受信強度をもって受信されることになる。すな
わち、図２（Ｂ）では物体からの反射電波が逆旋円偏波
である場合に受信できる。

【００２１】従って、例えば、後述する方法により仮に
検出すべきレーンマーカからの反射電波を同旋円偏波と
なるように設定し、レーンマーカ以外の先行車などから
の反射電波を逆旋円偏波となるように設定すれば、図２
（Ａ）及び（Ｂ）のようなポラライザ１４、ポラライザ
１５の偏波方向の組み合わせを用いることで、レーンマ
ーカと先行車等のそれ以外の障害物等を識別することが
可能となる。

【００２２】一方、以上述べた物体検出装置と同様の装
置を対向車が搭載し、対向車の送信アンテナで送信され
ポラライザで円偏波に変換された電波を自車のポラライ
ザ１５及び受信アンテナ１２で受信した場合（対向車の
円偏波は同旋円偏波か逆旋円偏波であるかは不明であ
る）、対向車からの電波も受信アンテナ１２で受信され
るおそれがあり、これがノイズとなってレーンマーカと
先行車との区別がつかなくなる（たとえレーンマーカが
存在しなくても、対向車からの同旋円偏波が入射する
と、レーンマーカ有りと誤認識してしまう等）。

【００２３】そこで、図２（Ｃ）に示されるように、ポ
ラライザ１４及びポラライザ１５の偏波方向の組み合わ
せを変化させ、送信アンテナ１０からの４５°直線偏波
をポラライザ１４で４５°直線偏波のまま送信（あるい
は１３５°直線偏波に変換して送信）し、ポラライザ１
５も入射４５°直線偏波を４５°直線偏波のまま受信ア
ンテナ１２に入射する組み合わせとする。このような組
み合わせとした場合、レーンマーカや先行車等の障害物
からの反射電波の直線偏波は受信アンテナ１２に入射し
て受信されるが、対向車からの送信電波（対向車も同様
に４５°直線偏波で送信するものとする）はポラライザ
１５で遮断されて（直交するため）受信アンテナ１２に
到達せず、電波強度が０となるので対向車からの送信電
波の影響を有効に除去することができる。

【００２４】図３には、以上述べた物体識別の原理が表
形式で示されている。図において、ポラライザ１４とポ
ラライザ１５を図２（Ａ）に示される組み合わせ（以下
これを同旋円偏波モードという）とした場合、先行車等
の障害物からの逆旋円偏波は受信されず受信強度は０
（図中×印）となり、レーンマーカからの同旋円偏波は
受信アンテナ１２で受信されて所定の受信強度（図中○
印）となって検出できる。対向車が存在する場合、対向
車からの送信電波も円偏波であり同旋円偏波の可能性が
あるから受信アンテナ１２で受信される可能性があり、
不定である。不定とは、対向車が存在する状況下ではレ
ーンマーカによるものなのか、対向車によるものなのか
を識別することができないことを意味している（対向車
が存在しないことが明らかな状況下では、レーンマーカ
を識別することができる）。また、ポラライザ１４とポ
ラライザ１５の組み合わせが図２（Ｂ）に示される組み
合わせ（以下、逆旋円偏波モードという）の場合、先行
車等の障害物からの逆旋円偏波は受信アンテナ１２で受
信され（○印）、レーンマーカからの同旋円偏波は受信
アンテナ１２で受信されず受信強度は０（×印）とな
る。対向車からの送信電波は同様に不定である（対向車
が存在する場合、先行車と対向車を識別できない）。ま
た、ポラライザ１４とポラライザ１５の組み合わせが図
２（Ｃ）に示される組み合わせ（以下、４５°偏波モー
ドという）の場合、先行車等の障害物からの反射電波及
びレーンマーカからの反射電波はともに受信アンテナ１
２で受信され（○印）、対向車からの直交する直線偏波
は受信アンテナ１２で受信されず受信強度は０（×印）
となる。すなわち、対向車が存在する場合でも、対向車
の影響を除去することができる（但し、レーンマーカと
先行車との識別はできない）。

【００２５】この図３からわかるように、ポラライザ１
４、１５の偏波方向を同旋円偏波モードあるいは逆旋円
偏波モードに設定することでレーンマーカと先行車を識
別でき、対向車が存在する場合には４５°偏波モードに
切り換えることで対向車からの影響を除去することがで
きる。４５°偏波モードの場合には、先行車とレーンマ
ーカとの識別はできないがその存在は検出することがで
きる。

【００２６】なお、上述した説明においては検出すべき
物体であるレーンマーカからの反射電波は同旋円偏波と
し、レーンマーカ以外の先行車等の障害物からの反射電
波は逆旋円偏波としているが、これは次のように設定す
ることで実現することができる。すなわち、先行車等の
障害物には円偏波を１回（奇数回）反射させて逆旋円偏
波とし、レーンマーカに対しては入射した円偏波を２回
（複数回）反射させる構成とすることで同旋円偏波に設
定できる。

【００２７】図４及び図５には、入射電波を２回（複数
回）反射させて同旋円偏波として受信アンテナ１２の方
向に反射させる構成の一例が示されている。図４の斜視
図においてレーンマーカとしてのリフレクタ２０は上か
ら見て「く」の字型をなしており、その反射面側には中
央部で厚く周辺にしたがい薄くなる凸面が形成されてい
る。図５（Ａ）は図４に示されたリフレクタ２０の上面
図であり、くの字型の反射面は交差角が９０°に設定さ
れているために、水平方向から入射した電波はそれぞれ
の面で反射した後、入射方向に送出される。

【００２８】一方、図５（Ｂ）には図４に示されたリフ
レクタ２０の一反射面の縦断面図が示されている。上述
したように、反射面には中央で厚く周辺にしたがい薄く
なる凸部が形成されているため、図に示すように反射電
波強度は比較的広範囲に広がり反射ビームをブロード化
する。従って、リフレクタ２０に対して水平方向以外か
ら入射してもその反射電波特性がブロード化されている
ため、送信アンテナ１０の近傍に設けられた受信アンテ
ナ１２で同旋円偏波の反射電波を受信することが可能と
なる。

【００２９】もちろん、リフレクタ２０の形状としては
図４、図５に示される形状以外の形状も可能であり、要
は入射電波を複数回反射させ、かつ、水平方向からの入
射電波のみならず斜めから入射した電波に対しても所定
以上の強度を有するように反射させる形状であればいか
なるものでもよい。図６には、このような他の形状の例
が示されており、図５（Ｂ）に示されるように反射面側
のみを凸部とするのではなく、リフレクタ２０の全面を
屈曲させ、水平面からの入射電波のみならず斜め方向か
らの入射電波に対しても入射方向とほぼ同方向に反射す
る形状とすることも可能である。

【００３０】図７には、以上述べた識別原理を用いた識
別装置１の処理フローチャートが示されている。まず、
ポラライザ１４及びポラライザ１５を駆動して図２
（Ａ）に示される組み合わせ、すなわち同旋円偏波モー
ドに設定し、物体を検出する（Ｓ１０１）。このモード
における物体検出は、上述したようにレーンマーカの検
出であり、先行車は検出されない。次に、所定時間経過
後にポラライザ１４及びポラライザ１５を駆動して図２
（Ｂ）に示される組み合わせ、すなわち逆旋円偏波モー
ドに設定し、物体検出を行う（Ｓ１０２）。この逆旋円
偏波モードでは、先行車等の障害物が検出され、レーン
マーカは検出されない。Ｓ１０１における処理及びＳ１
０２における処理を繰り返すことで、車両周囲に存在す
るレーンマーカ及び先行車を同一の送受信アンテナ１
０、１２で検出することが可能となる。そして、同旋円
偏波モードあるいは逆旋円偏波モードでレーンマーカ及
び先行車を検出している間に対向車が出現した場合（Ｓ
１０３）、ポラライザ１４及びポラライザ１５を図２
（Ｃ）に示される組み合わせ、すなわち４５°偏波モー
ドに切り換えて対向車からの送信電波の影響を除去する
（Ｓ１０４）。なお、対向車が存在するか否かは、同旋
円偏波モードあるいは逆旋円偏波モードでレーンマーカ
及び先行車を検出している際に、自車の変調周波数とは
異なる変調周波数で受信したか否か（例えば三角波変調
を用いた場合）、すなわち異常変調周波数を検出するこ
とで判定できる。また、対向車も同様な装置を搭載して
いる場合には対向車でも自車からの送信電波による異常
変調周波数を検出するためほぼ同時期にポラライザの偏
波方向を変化させて直線偏波に切り替えることになる。

【００３１】ポラライザ１４、１５を直線偏波モードに
設定している間は、レーンマーカと先行車との識別はで
きないが、その存在は確認することができるので、例え
ば対向車が出現するまでは先行車が存在しておらず、現
在も先行車が存在していないことが明らかであれば受信
アンテナ１２で受信した反射電波はレーンマーカによる
ものであると判別することができる。

【００３２】一方、直線偏波モードでは対向車からの送
信電波を受信しないため、対向車が存在しなくなったこ
とも検出することができない。このことは、直線偏波モ
ードから同旋円偏波モードへの復帰のタイミングが確定
できないことを意味する。そこで、直線偏波モードに設
定されている間、所定のタイミングで同旋円偏波モード
あるいは逆旋円偏波モードに試験的に切替え、異常変調
周波数が依然として生じているか否かを確認し、異常周
波数が生じていない場合には対向車が既に存在しなくな
ったと判定して直線偏波モードから同旋円偏波モードに
復帰させればよい。

【００３３】このように、本実施形態においては、送受
信アンテナ１０、１２にポラライザ１４、１５を設け、
偏波特性に応じてレーンマーカと先行車等の障害物とを
確実に識別することができる。

【００３４】＜第２実施形態＞上述した実施形態におい
てはポラライザ１４及びポラライザ１５の偏波方向をモ
ータ１６により変更させているが、対向車が存在しない
ことが明らかであれば、ポラライザ１４及びポラライザ
１５の偏波方向を固定してレーンマーカと先行車等の障
害物を識別することも可能である。

【００３５】図８には、偏波方向固定型のポラライザを
用いて物体を識別する場合の構成例が示されている。図
において、受信アンテナとして、２個の受信アンテナ１
１、１２が用いられる。送信アンテナ１０には固定のポ
ラライザ１３が設けられ、受信アンテナ１１には固定の
ポラライザ１４、受信アンテナ１２には固定のポラライ
ザ１５がそれぞれ設けられる。ポラライザ１４とポララ
イザ１５の偏波方向は互いに９０°異なっており、ポラ
ライザ１４は同旋円偏波を４５°直線偏波に変換し、ポ
ラライザ１５は逆旋円偏波を４５°直線偏波に変換す
る。

【００３６】図９には、ポラライザ１３、ポラライザ１
４、ポラライザ１５の偏波方向の組み合わせが示されて
いる。送信アンテナ１０からの４５°直線偏波はポララ
イザ１３に入射し、ポラライザ１３で円偏波に変換され
て物体に向け送出される。レーンマーカからの同旋円偏
波及び先行車等の障害物からの逆旋円偏波はポラライザ
１４及びポラライザ１５に入射する。ポラライザ１４
は、上述したように同旋円偏波を４５°直線偏波に変換
して受信アンテナ１１に入射し、一方ポラライザ１５は
逆旋円偏波を４５°直線偏波に変換して受信アンテナ１
２に入射する。従って、レーンマーカからの同旋円偏波
は受信アンテナ１１で検出され、先行車等の障害物から
の逆旋円偏波は受信アンテナ１２で検出される。

【００３７】従って、受信アンテナ１１の受信強度及び
受信アンテナ１２の受信強度を識別装置１でモニタする
ことで、共通の送信アンテナ１０でレーンマーカ及び先
行車を識別することが可能となる。

【００３８】＜第３実施形態＞上述した第１及び第２実
施形態においては、送受信アンテナにポラライザを設け
る例を示したが、本実施形態においては送受信アンテナ
及び検出すべき物体にポラライザを設け、これらの組み
合わせによりレーンマーカと先行車をともに識別する場
合を示す。

【００３９】図１０には本実施形態の構成図が示されて
いる。送信アンテナ５０が設けられ、受信アンテナとし
て３個の受信アンテナ５２、５４、５６が設けられる。
送信アンテナ５０にはポラライザはなく、受信アンテナ
５２、受信アンテナ５４、受信アンテナ５６にはそれぞ
れポラライザ５８、６０、６２が設けられる。ポラライ
ザ５８、ポラライザ６０、ポラライザ６２の偏波方向は
上述した実施形態と同様に互いに異なっている。

【００４０】また、レーンマーカとしての右コーナリフ
レクタ６４（コーナの右側に設けられる）及びレーンマ
ーカとしての左コーナリフレクタ６６（コーナの左側に
設けられる）にはともにポラライザ６８、ポラライザ７
０（互いに偏波方向が異なる）が設けられており、レー
ンマーカ以外の先行車７２にはポラライザは設けられて
いない。

【００４１】このような構成において、送信アンテナ５
０から４５°直線偏波の電波を物体に向けて送信する。
右コーナリフレクタ６４に設けられたポラライザ６８は
４５°の位相差を生じさせるポラライザであり、往復２
回の透過で４５°直線偏波を右旋円偏波に変換して受信
アンテナ側に戻す。右旋円偏波はポラライザ５８、ポラ
ライザ６０、ポラライザ６２に入射する。また、左コー
ナリフレクタ６６に設けられたポラライザ７０は、−４
５°の位相差を生じさせるポラライザであり、往復２回
の透過で４５°直線偏波を左旋円偏波に変換して受信ア
ンテナ側に戻す。左旋円偏波はポラライザ５８、６０、
６２に入射する。一方、先行車７２には上述したように
ポラライザが設けられておらず、従って送信アンテナ５
０からの４５°直線偏波は円偏波に変換されることなく
直線偏波（１３５°直線偏波）のままポラライザ５８、
６０、６２に入射する。

【００４２】ポラライザ５８、６０、６２は上述したよ
うに互いに異なる偏波方向を有している。具体的にはポ
ラライザ５８は４５°直線偏波を右旋円偏波に変換し、
右旋回円偏波を４５°直線偏波に変換し、左旋円偏波を
１３５°直線偏波に変換する。また、ポラライザ６０は
４５°直線偏波を左旋円偏波に変換し、右旋円偏波を１
３５°直線偏波に変換し、左旋円偏波を４５°直線Ｎ変
換する。更に、ポラライザ６２は４５°直線偏波を４５
°直線偏波に変換し、右旋円偏波を０°直線偏波に変換
し、左旋円偏波を９０°直線偏波に変換する。

【００４３】図１１〜図１３にはポラライザ５８、ポラ
ライザ６０、ポラライザ６２の入射前後の電波の偏波方
向が模式的に示されている。図１１は、ポラライザ５８
の入射前後の偏波方向の変化であり、図１２はポラライ
ザ６０の入射前後の偏波方向の変化であり、図１３はポ
ラライザ６２の入射前後の偏波方向の変化である。

【００４４】ポラライザ５８、６０、６２の後段には４
５°直線偏波受信アンテナ５２、５４、５６がそれぞれ
配置されているため、たとえば受信アンテナ５２に着目
すると、ポラライザ５８からの右旋円偏波（先行車から
反射された電波）はその半分が受信され、４５°直線偏
波（右コーナリフレクタから反射された電波）は全てが
受信され、１３５°直線偏波（左コーナリフレクタから
反射された電波）は全て受信されないことになる。従っ
て、それぞれのアンテナの受信強度をＰＡ、ＰＢ、ＰＣ
とすると以下のようになる。

【００４５】

【数１】ＰＡ＝（右コーナリフレクタからの反射電波）
＋１／２・（先行車からの反射電波）

【数２】ＰＢ＝（左コーナリフレクタからの反射電波）
＋１／２・（先行車からの反射電波）

【数３】ＰＣ＝（先行車からの反射電波）＋１／２・
（右コーナリフレクタからの反射電波）＋１／２・（左
コーナリフレクタからの反射電波） 上記の３つの式を連立方程式とみなして右コーナリフレ
クタからの反射電波、左コーナリフレクタからの反射電
波、先行車からの反射電波について解くと、

【数４】右コーナリフレクタからの反射電波＝１／２・
（３ＰＡ＋ＰＢ−２ＰＣ）

【数５】左コーナリフレクタからの反射電波＝１／２・
（ＰＡ＋３ＰＢ−２ＰＣ）

【数６】 先行車からの反射電波＝２ＰＣ−（ＰＡ＋ＰＢ） となる。識別装置１は、上述した式に基づいて演算を行
い、検出されたＰＡ、ＰＢ、ＰＣすなわち各受信アンテ
ナの受信強度に基づいて右コーナリフレクタからの反射
電波、左コーナリフレクタからの反射電波、先行車から
の反射電波を検出することができる。従って、本実施形
態においても、共通の送信アンテナ５０を用いてレーン
マーカと先行車を識別することができる。

【００４６】＜第４実施形態＞図１４には、本実施形態
の構成図が示されている。図１０と異なる点は、受信ア
ンテナとして４個の受信アンテナ８１、８２、８３、８
４を設け、受信アンテナ側にはポラライザが設けられて
いない点である。受信アンテナ８１、８２、８３、８４
はそれぞれ０°、４５°、９０°、１３５°の直線偏波
用アンテナである。なお、４５°及び１３５°の直線偏
波用アンテナは、０°、９０°の直線偏波用アンテナを
４５度傾けることで構成することができる。

【００４７】送信アンテナ８０から４５°直線偏波を物
体に向けて送信する。右コーナリフレクタ６４からは右
旋円偏波が反射され、左コーナリフレクタ６６からは左
旋円偏波が反射される。また、先行車７２から直線偏波
（１３５°直線偏波）が反射される。さらに、同様な装
置を搭載した対向車が存在する場合、対向車からの４５
°直線偏波が入射する。

【００４８】ここで、送信アンテナ８０からＦＭ変調し
た連続波を送信した場合、受信した信号をフーリエ変換
することである距離の反射物からの振幅、位相情報（複
素数ベクトル（Ｘ0,45,90,135、Ｙ0,45,90,135））が得
られる。この複素数ベクトル情報には同一距離における
複素偏波成分が加算されているので、畳み込み演算を行
うことで、偏波成分毎に分離することができる。すなわ
ち、識別装置１は、各受信アンテナ８１、８２、８３、
８４での受信結果に基づいて、

【数７】Ｒｅｎ＝Σ（Ｘｉｃｏｓ（ｎｉ）−Ｙｉｓｉｎ
（ｎｉ））

【数８】 Ｉｍｎ＝Σ（Ｘｉｓｉｎ（ｎｉ）−Ｙｉｃｏｓ（ｎｉ） により分離する。但し、ｉ＝０、４５、９０、１３５で
ある。この式において、受信偏波角度の９０°に対して
位相変化が０°、つまりｎ＝０の場合、４５°直線偏波
成分が得られて対向車を検出でき、位相変化が９０°の
場合、つまりｎ＝１の場合は右旋円偏波成分が得られて
右コーナリフレクタ６４を検出でき、位相変化が１８０
°の場合、つまりｎ＝２の場合は１３５°の直線偏波成
分が得られて先行車７２を検出でき、位相変化が−９０
°、つまりｎ＝３の場合は左旋円偏波成分が得られて左
コーナリフレクタ６６を検出することができる。

【００４９】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本実施形態以外にも本発明の技術思想の範囲内で種
々の態様が考えられる。例えば、図１４において、送信
アンテナ８０にポラライザを設けても良く、受信アンテ
ナ８１、８２、８３、８４にポラライザを設けても良
い。

【００５０】また、実施形態ではレーンマーカとしてコ
ーナリフレクタを例にとり説明したが、道路形状を認識
するための構造物、あるいは道路と車両との相対的位置
関係を認識するための基準となる構造物であればいかな
るものでもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の物体検出
装置によれば、簡易な構成でレーンマーカ等の物体と先
行車等の障害物を識別して検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態における構成ブロック
図である。

【図２】 本発明の第１実施形態におけるポラライザ１
４、ポラライザ１５の偏波方向の組み合わせを示す説明
図である。

【図３】 本発明の第１実施形態における検出原理を示
す表図である。

【図４】 本発明の第１実施形態におけるリフレクタの
斜視図である。

【図５】 本発明の第１実施形態におけるリフレクタの
上面図及び縦断面図である。

【図６】 本発明の第１実施形態におけるリフレクタの
他の縦断面図である。

【図７】 本発明の第１実施形態における物体識別処理
フローチャートである。

【図８】 本発明の第２実施形態における構成ブロック
図である。

【図９】 図８の構成におけるポラライザ１３、ポララ
イザ１４、ポラライザ１５の偏波方向の組み合わせを示
す説明図である。

【図１０】 本発明の第３実施形態における構成ブロッ
ク図である。

【図１１】 本発明の第３実施形態におけるポラライザ
５８の入射前後の偏波方向変化を示す説明図である。

【図１２】 本発明の第３実施形態におけるポラライザ
６０の入射前後の偏波方向変化を示す説明図である。

【図１３】 本発明の第３実施形態におけるポラライザ
６２の入射前後の偏波方向変化を示す説明図である。

【図１４】 本発明の第４実施形態における構成ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 識別装置、１０，５０，８０ 送信アンテナ、１
１，１２，５２，５４，５６，８１，８２，８３，８４
受信アンテナ、１４，１５，５８，６０，６２，６
８，７０ ポラライザ、１６ モータ、２０ リフレク
タ、６４ 右コーナリフレクタ、６６ 左コーナリフレ
クタ、７２ 先行車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｓ 13/91 Ｚ (72)発明者 田口 康治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上里 良英 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 CC12 CC24 LL01 LL04 5J070 AB17 AD14 AD15 AD16 AD17 AE01 AE07 AF03 AH02 AH33 AH34 AH35 AK14 AK15 BC30

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波を送信し、物体で反射された電波を
   受信することにより物体を検出する装置であって、 送受信アンテナあるいは検出すべき物体の少なくともい
   ずれかに設けられた偏波手段と、 受信電波の偏波特性に基づいて物体の種類を識別する識
   別手段を有することを特徴とする物体検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の物体検出装置において、 前記偏波手段は前記送信アンテナ及び受信アンテナに設
   けられ、 前記受信アンテナに設けられた偏波手段の偏波方向を変
   化させる駆動手段を有することを特徴とする物体検出装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の物体検出装置において、 前記受信アンテナは複数設けられ、 前記偏波手段は前記送信アンテナ及び受信アンテナに設
   けられ、 前記複数の受信アンテナにそれぞれ設けられた前記偏波
   手段は互いに異なる偏波方向を有することを特徴とする
   物体検出装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の物体検出装置において、 前記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信アン
   テナからの直線偏波を円偏波に変換し、 前記受信アンテナに設けられた偏波手段は前記物体から
   の反射円偏波を前記偏波方向の変化に基づいて互いに異
   なる直線偏波に変換することを特徴とする物体検出装
   置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の物体検出装置において、 前記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信アン
   テナからの直線偏波を円偏波に変換し、 前記複数の受信アンテナにそれぞれ設けられた前記偏波
   手段は前記物体からの反射円偏波をそれぞれ異なる直線
   偏波に変換することを特徴とする物体検出装置。
6. 【請求項６】 請求項４、５のいずれかに記載の物体検
   出装置において、 前記反射円偏波は道路に設けられたレーンマーカからの
   反射である同旋円偏波あるいは前記レーンマーカ以外の
   障害物からの反射である逆旋円偏波のいずれかであり、 前記偏波手段は、前記同旋円偏波と前記逆旋円偏波を異
   なる直線偏波に変換することを特徴とする物体検出装
   置。
7. 【請求項７】 請求項４記載の物体検出装置において、 送信物体から送信された電波を受信した場合に、 前記送信アンテナに設けられた偏波手段は前記送信アン
   テナからの直線偏波を異なる直線偏波に変換し、 前記受信アンテナに設けられた偏波手段は反射物体から
   の反射円偏波を直線偏波に変換するとともに、前記送信
   物体からの電波を遮断することを特徴とする物体検出装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６記載の物体検出装置において、 前記レーンマーカは入射電波を偶数回反射させて入射側
   に反射する特性を有することを特徴とする物体検出装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の物体検出装置において、 前記受信アンテナは複数設けられ、 前記偏波手段は、前記検出すべき物体に設けられ、 前記識別手段は、複数の前記受信アンテナで受信した電
   波強度に基づいて物体の種類を識別することを特徴とす
   る物体検出装置。