JP2000098026A - レ―ダ装置においてレ―ダ・アンテナの照準を較正する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダ装置のアンテナ方位照準を検出し、測
定し、較正する簡単かつ安価な技術を得る。 【解決手段】 アンテナ照準不整列がレーダ装置にプラ
ットフォーム車両１２に対する目標の位置決定を不正確
にすることがある。アンテナ１０照準２０とホストプラ
ットフォーム車両１２の進行方向２２との間の角度２６
として定められる照準ずれ角２６を検出して、正確に測
定することによってそれらの誤差を修正できる。第１の
技術は、目標距離１６測定値と方位角測定値１８を２つ
の時刻に得ることによって、照準ずれ角２６を計算す
る。照準ずれ角２６は、２つの引き続く時刻に得られた
ずれ角２６と、目標距離１６と、方位値１８との幾何学
的関係によって決定される。正確なやり方がいくつかの
引き続く時刻に目標距離１６と方位値１８を得る。各時
刻に中間照準ずれ角２６を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーダ装置に関し、
特に、レーダ装置における方位照準を較正する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に「レーダ」と呼ばれている、無線
探知および距離測定は、無線電波の送信、反射、および
受信を用いて、重要な物体、すなわち、「目標」を検出
して、その位置を見つけるために用いられている。レー
ダはレーダのアンテナの表面から出るパターンで無線電
波を放出する。通常、レーダ装置は塔、航空機、船、自
動車またはその他の原動機で駆動される乗物などのプラ
ットフォームに装置される。それらのレーダ装置の目的
は対象とする物体、すなわち目標のレーダ・プラットフ
ォームに対する位置を正確に決定することである。

【０００３】この技術ではいくつかのレーダ技術が良く
知られている。レーダ装置は対象とする物体の距離、距
離変化率および角度位置を決定するために用いられてき
た。目標の距離変化率は周知のドップラー効果を利用す
ることによって求められる。レーダ装置の１つのきわだ
った特徴は、距離および距離変化率を得るために用いら
れる変調技術の形式である。それらの種々のレーダ装置
の例には無変調持続波（ＣＷ）レーダ、周波数変調（Ｆ
Ｍ）レーダ、パルス・ドップラー・レーダ、および周波
数推移キーイング（ＦＳＫ）レーダがある。他の目標と
なる特徴にはアンテナの形式の違いと、目標についての
角度情報の取り出しに用いられる手法の違いとがある。

【０００４】レーダは、アンテナ上の基準点に対する目
標の「距離」と「方位角」を得ることによって目標の位
置を求める。目標の位置の決定においてレーダ装置によ
って通常に用いられている基準点は、アンテナ「照準」
である。アンテナ照準は、アンテナの中心から出る、ア
ンテナの表面に垂直な仮想線として定義される。目標の
距離というのはアンテナ表面の中心から目標までの距離
である。目標の方位角というのは、アンテナの照準と、
アンテナから目標まで延びる線との間の角度距離であ
る。このようにして定義された、目標の距離と方位角
は、レーダ・アンテナに対する目標の位置を生ずる。レ
ーダ装置は距離データと方位角データを用いて、レーダ
装置が設置されているプラットフォームに対する目標の
位置を計算する。しかし、レーダ装置は、レーダ・アン
テナからではなくて、レーダ・プラットフォームからの
基準を用いてプラットフォームに対する目標の位置を決
定する。レーダ・プラットフォーム基準はプラットフォ
ームの移動線に沿う直線として通常定義されている。

【０００５】通常、プラットフォーム基準はアンテナ照
準と必ずしも常にぴったり相関するものではない。それ
よりも、時間の経過につれて起きる機械的な位置の狂
い、不正確な設置、プラットフォーム上のレーダの支持
構造体の偶発的な損傷または意図的な損傷、あるいはそ
の他の原因のために、アンテナ照準とプラットフォーム
基準との間に相対的な角度が存在する。アンテナ照準と
プラットフォーム基準との間のこの相対的な角度は「照
準ずれ角α」と呼ばれている。照準ずれ角は、プラット
フォームおよびプラットフォーム設置における物理的変
化によって時間の経過と共に変化することがある。照準
ずれ角αは典型的には非常に小さいままであるが、それ
の原因がレーダ装置にあるのでなければ、レーダ装置は
レーダ装置プラットフォームに対する目標の位置を正確
に計算しない。したがって、レーダ装置によって照準ず
れ角αを正確に測定し、かつ較正することが、レーダの
プラットフォームに対する目標の位置を正確に決定する
ために重要である。

【０００６】プラットフォームに対する物体の位置を検
出するために、レーダは多様なプラットフォーム上で用
いられてきた。たとえば、ホスト車両に対する路上の
（他の車両などの）物体の位置を検出するためにレーダ
は「ホスト」自動車およびその他のホスト車両に装置さ
れてきた。１つのそのような車両レーダ装置が、１９９
４年４月１２日にＡｓｂｕｒｙ他に付与され、本発明の
所有者に譲渡された米国特許第５，３０２，９５６号に
記載されている。この米国特許はそれの車両レーダ装置
の教示のために参照することによってここに含まれる。
自動車トラッキングのために「単一パルス」を用いる他
の車両レーダ装置の例が、１９９５年３月２８日にＧｅ
ｌｌｎｅｒ他に付与され、本発明の所有者に譲渡された
米国特許第５，４０２，１２９号に記載されている。こ
の米国特許もそれの車両レーダ装置の教示のために参照
することによってここに含まれる。それに記述されてい
るように、レーダ装置が他の車両との衝突の可能性を検
出した時にホスト車両に制動をかけたり、操向したりす
るために、従来技術の衝突回避装置において物体位置デ
ータが用いられていた。また、レーダ装置が他の車両と
の衝突の可能性を検出した時にホスト車両を減速し、お
よび衝突の危険がなくなった時にホスト車両を加速する
ために、知能走行制御装置においてレーダ装置を使用で
きる。

【０００７】衝突回避装置と知能走行制御装置の両方に
おいて、レーダ・プラットフォーム（この場合にはホス
ト車両）に対する物体位置の正確な計算が装置の安全な
動作のために重要である。不利なことに、ホスト車両へ
のレーダ装置の設置中のレーダ・アンテナの位置の狂い
のために、またはレーダ・アンテナに近接するホスト車
両に起きる後の物理的損傷のために、照準ずれ角αを正
確に測定および較正することがこれまでは不可能ではな
いまでも困難であった。したがって、従来技術の車両レ
ーダ装置は不利なことに、目標の位置を決定しようとす
る時に照準ずれ誤差がしばしば入り込み、したがって、
望ましくなくて、時には危険である不正確さが衝突回避
段階に入り込んでいた。したがって、照準ずれ角αを正
確に測定でき、その後でそれを較正できる方法および装
置に対する要求が存在する。

【０００８】照準ずれ誤差に伴うする問題をより詳しく
説明するために、図１および図２に示されている衝突回
避車両レーダ装置の例について考えることにする。図１
および図２に示されているように、衝突回避車両レーダ
装置１００がホスト車両１２に装着されている。ホスト
車両１２は道路３０上を進行方向２２に走行しているの
が示されている。米国特許第５，３０２，９５６号に記
載されているように、レーダ装置１００はホスト車両１
２に設けられている制御装置（図示せず）と周知の方法
で協働して、ホスト車両１２が道路３０上の他の物体に
衝突することを阻止する。たとえば、図１および図２に
示されているように、レーダ装置１００は、ホスト車両
１２の前をホスト車両１２の進行方向２２にほぼ平行な
方向に走行している他の車両４０、５０との衝突を避け
るのにホスト車両１２を支援する。以下に図８を参照し
てより詳しく説明するように、そして米国特許第５，３
０２，９５６号に開示されているように、レーダ装置１
００はアンテナ１０とマイクロプロセッサ、すなわちマ
イクロ制御器１１（図８）を含むことが好ましい。アン
テナ１０がホスト車両１２の進行方向２２にほぼ平行に
前方を指すように、アンテナ１０をホスト車両１２の前
部バンパー１３に取り付けることが好ましい。レーダ装
置１００中のマイクロプロセッサ１１は、米国特許第
５，４０２，１２９号に例示されているように、アンテ
ナ１０により検出された物体の位置を周知の方法で計算
する。

【０００９】図１および図２に示されているように、レ
ーダ・アンテナ１０は、アンテナ１０の中心から出て、
アンテナ１０の表面に垂直である線により定められるア
ンテナ「照準」２０を含む。照準２０は、アンテナ１０
により送信されたレーダビームの中心を通って延びる０
°「基準方位」を表す。レーダ・アンテナ１０は既知周
波数を持つ送信信号（レーダビーム）を送信し、かつ
「目標」車両（たとえば、車両４０と５０）から反射さ
れた送信信号を検出することにより、目標車両を周知の
方法で探知する。たとえば、レーダ装置１００がモノパ
ルス方位レーダ装置（米国特許第５，４０２，１２９号
に例示されているような）を構成している時は、アンテ
ナ１０は送信信号を送信し、その後、目標車両から反射
された送信信号を、アンテナ１０の物理的に分離されて
いる２か所の異なる場所で検出する。モノパルスレーダ
装置のアンテナ１０は、数センチメートルだけ物理的に
分離されている２つのアンテナ（１０ａ、１０ｂ）に分
割されている。受信アンテナ１０のこの分離によってレ
ーダ装置１００が物体を「立体視」できるようにされ
る。２つの受信アンテナからの反射信号の選択された特
性を比較することによって、レーダ装置１００はホスト
車両１２の前方の目標車両に対する方位角を計算する。
目標車両に対する方位角はアンテナ照準２０（０°基準
方位）に対して求められる。

【００１０】レーダ装置１００は選択された目標車両の
距離と接近速度（ホスト車両１２に対する速度）をも周
知の方法で決定する。たとえば、一例では、目標から反
射されてレーダ・アンテナ１０により受信された送信信
号から得られたドップラー周波数における位相差を測定
することにより、目標の距離が求められる。目標から戻
ってきた信号の周知の「ドップラー周波数偏移」を解析
することによって目標の接近速度が求められる。

【００１１】レーダ装置１００は、目標車両４０の距離
値（「Ｒ」）１６と方位角を計算することによって、ア
ンテナ１０に対する目標車両４０の位置を決定すること
が好ましい。目標車両４０までの距離Ｒはレーダ・アン
テナ１０の中心から目標車両４０までの距離として定義
される。方位角は０°基準方位から、アンテナ１０の中
心から目標車両４０まで延びる目標線２４までの角度距
離として定義される。理想的には、レーダ装置１００
は、ホスト車両１２に対する目標車両４０の方位角１８
を決定するために、照準２０を０°基準方位として使用
すべきである。潜在的な目標に対する方位角の全ての決
定は、０°基準方位アンテナ照準２０に対して理想的に
行われる。不利なことに、実際的な制約のために、従来
のレーダ装置（たとえば、レーダ装置１００）は、目標
車両４０のための方位角１９を決定する時に、進行方向
２２ではなくてアンテナ照準２０を使用する。すなわ
ち、従来のレーダ装置は、図１に示されているように、
アンテナ照準２０が正確に一致して、ホスト車両１２の
進行方向すなわち「前部方位方向」２２に完全に整列さ
せられる、と仮定している。アンテナ照準２０と前部方
位方向２２が、図１に示されているように、完全に整列
させられている限り、目標方位角１９（進行方向２２に
対して測定された）は理想的な目標方位角１８（アンテ
ナ照準２０に対して測定された）に全く等しい。

【００１２】不幸なことに、時間の経過とともに起きる
機械的な位置の狂いと、設置の不正確さと、ホスト車両
１２上のレーダの支持構造体の偶発的な損傷または意図
的な損傷（たとえば、前部バンパー１３の損傷ホストま
たは車両１２の主コンパートメントに対する前部バンパ
ー１３の位置の狂い）のために、アンテナ照準２０はホ
スト車両の進行方向２２との整列がしばしば狂うように
なる。アンテナ照準２０と進行方向２２とのそのような
不整列が図２に図式的に示されている。

【００１３】図２に示されているように、ホスト車両１
２に対するアンテナ１０の不整列のために、照準ずれ角
「α」２６が目標方位角計算に導入され、そのために目
標場所の計算間違いがひき起こされる。照準ずれ角α２
６は、車両の進行方向２２とアンテナ照準２０との間の
角度距離として定義される。図２を参照すると、そして
図１を参照して上で説明したように、照準ずれ角２６が
零である（すなわち、レーダ・アンテナ１０の不整列が
ない理想的な場合）とすると、レーダ装置１００は、方
位角１８（照準２０と進行方向２２とに対して測定され
る）と目標車両４０に対する距離１６とを計算すること
によって、目標車両４０の位置を正確に決定する。不幸
なことに、照準ずれ角α２８が零でないために、従来の
レーダ装置は目標車両４０の位置を仮想線で示されてい
る目標車両４０′の位置に位置していると誤って計算す
る。

【００１４】レーダ装置１００は上記のように目標４
０′の距離１６′を計算する。しかし、レーダ装置１０
０は、目標車両４０の戻ってきた目標方位角１８が進行
方向２２に対するもので、真のアンテナ照準２０に対す
るものではないと解釈するために、目標方位角１８を仮
想目標方位角１８′を持つものとして誤って計算する。
したがって、レーダ装置１００は、危険なことに、進行
方向２２に対する方位角１９を持つ車両の真の位置とし
てではなく、進行方向２２に対する方位角１８′を持つ
仮想車両４０の位置として目標車両４０を識別する。こ
の間違い計算によって衝突回避装置にとって非常に危険
な状況が生ずる。実際にはそうではないのに、目標車両
がホスト車両の進行方向にあるとレーダ装置１００が誤
って判定すると誤警報が発生される。それらの誤警報は
ホスト車両１２に急ブレーキを掛けさせたり、不必要な
ハンドル操作をさせたりすることがある。そうすると目
標車両または道路３０上のその他の物体に衝突すること
になる。

【００１５】ホスト車両の運転者に潜在的に危険なシナ
リオを単に警告する装置でさえも、誤警報は、ホスト車
両１２の運転者に迷惑な状態を生ずることがある。照準
ずれ角によって発せられる誤警報はホスト車両１２の運
転者にレーダ装置１００の信頼性に対する信用を失わせ
ることがあり、真の脅威を装置が運転者に警報すること
を効果なくする。また、そのような誤警報は運転者の注
意を散漫にし、混乱させる。

【００１６】照準ずれ角２６の導入によってひき起され
る誤差は、アンテナ照準２０を進行方向２２に整列させ
るためにアンテナを動かすことによって物理的に修正で
き、または目標方位角の計算において不整列を考慮に入
れることによって数学的に修正できる。しかし、用いら
れる修正方法とは無関係に、レーダ装置を用いての目標
の位置決定においては、照準ずれ角の存在を検出するこ
と、角度を正確に測定すること、およびそれに応じてレ
ーダ位置を較正することが重要である。

【００１７】レーダ装置において修正された方位信号を
発生するための従来の１つの手法が、１９９０年５月２
９日にＳｃｈｎｅｉｄｅｒ他へ付与された米国特許第
４，９２９，９５２号に記載されている。Ｓｃｈｎｅｉ
ｄｅｒ他により記述されている装置はプラットフォーム
乗り物（たとえば船）の縦ゆれ、横ゆれおよび船首方向
に関するデータを提供するために別々の「安定な」基準
源を使用する。別々の基準源は船のジャイロコンパス、
慣性航法装置等とすることができる。不利なことに、こ
の手法により求められる別々の基準源は、検出された目
標の正確な位置データが得られないために、修正された
方位計算に誤差を入り込む。また、修正された方位デー
タを計算するために用いられるアルゴリズムは不利なこ
とに比較的複雑である。したがって、この従来の手法は
精密なシステム資源を必要とし、修正された方位計算を
行うために許容できない長さの時間を要する。また、Ｓ
ｃｈｎｅｉｄｅｒ他により教示されている技術は、別々
の基準源を受けるためにプラットフォーム上に追加のス
ペースを要する。Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ他により教示され
ている技術のさらに他の欠点は、別々の基準源の購入と
保守に関連する出費である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、レーダ装
置のアンテナ方位照準を検出し、測定し、かつ較正する
という問題に対する簡単で安価な解決策に対する要求が
存在する。特に、アンテナ照準とホストプラットフォー
ムの進行方向との間の照準ずれ角によって入り込む誤差
を検出でき、正確に測定でき、かつ考慮に入れることが
できる方法および装置に対する要求が存在する。そのよ
うな方法および装置は実現が簡単で、安価でなければな
らず、かつ既存のレーダ装置とともに動作できなければ
ならない。本発明はそのような解決策を提供するもので
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明はレーダ装置にお
いて方位照準を較正するための新規な方法および装置で
ある。ホストプラットフォームの進行方向のアンテナ照
準との不整列のために、ホストプラットフォームに対す
る目標の位置を正確に求める時に誤差が生じることがあ
る。アンテナ照準とホスト車両の進行方向、すなわち前
部方位方向との間の角度として定義される照準ずれ角α
を検出および正確に測定することによってそれらの誤差
は修正できる。本発明はレーダ装置において照準ずれ角
を検出および正確に測定し、それに応じて方位照準を較
正するの方法および装置を提供するものである。本発明
は、照準の不整列によって入り込む誤差を小さくするこ
とによってレーダ装置における目標探知性能を向上させ
る。３つのかなり簡単で容易に実現できる照準較正技術
について説明する。

【００２０】本発明の第１の照準較正技術によれば、レ
ーダ装置は２つの時刻ｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１に目標車
両の距離と目標照準方位角を測定する。照準ずれ角αは
次の数式に従って計算される。

【００２１】

【数３】 この技術の変更には、レーダ装置が２回以上引き続いて
目標データを測定することを要する。照準ずれ角は最初
の時刻ｔｎの後のあらゆる時刻に計算される。結果がノ
イズによりひき起こされる誤差を小さくするために平均
される。１つの例では、距離測定値と方位測定値が最初
の時刻の後の連続する６つの時刻に得られる。照準ずれ
角がひとたび計算されると、１つまたは複数の周知技術
を用いてアンテナ照準が較正される。たとえば、レーダ
・アンテナを要求されている角度距離動かして計算され
ている照準ずれ角を補償することにより、アンテナ照準
を物理的に較正できる。あるいは、計算された照準ずれ
角を測定された目標方位角に加え合わせることによっ
て、アンテナ照準を数学的に較正できる。いずれの場合
にも、レーダ装置は、他の照準較正が必要であると見な
されるまで較正されたアンテナ照準を用いて、正常動作
へ戻る。

【００２２】本発明の方位照準較正の第２の較正技術お
よび第３の較正技術は、ホスト車両に対して零でない速
度を持つ全ての目標のうち、ホスト車両の進行方向に並
ぶ１つの目標のみが、引き続く時刻に測定された時に大
きくない目標方位角変化を受ける、という考察に依存す
る。したがって、そのような「目標車両としての資格を
与えられた較正」目標が存在するならば、較正目標の測
定された照準ずれ角βをアンテナ照準ずれ角αの見積も
り値として使用できる。それらの目的のために較正目標
が所定の基準を満たすために、目標は所定の目標検出距
離内になければならず、ホスト車両の進行方向に沿って
動かなければならず、かつホスト車両に対して所定の速
度範囲内の非零目標速度を持たなければならない。ま
た、目標車両としての資格を与えられた目標からアンテ
ナへ反射されてきた信号の大きさは、目標の距離測定値
と方位測定値がレーダ装置によって得られるたびに最低
閾値より大きいことが好ましい。

【００２３】第２の技術の変更には、レーダ装置が所定
の基準を満たす較正目標に対して２つ以上の引き続く目
標データ測定値を得ることを要する。引き続く各時刻ご
とに限定するために、車両距離と、信号の大きさと、速
度は所定の閾値を満たさなければならない。較正目標の
照準方位角（およびしたがって、照準ずれ角）が引き続
く各時刻に計算され、測定ノイズに起因する有害な影響
を減少させるために角度が平均される。計算された照準
ずれ角αを決定するために照準ずれ角の平均が用いられ
る。

【００２４】第３の較正技術は、個別の方位角に対して
ヒストグラムの限定された方位の読み取り値を生ずる、
限定された方位ヒストグラム（ＱＡＨ）法を使用する。
ヒストグラムは、所定の最大数の限定された方位読み取
り値（ヒストグラム当りの最大カウント数）に対してが
維持される。照準ずれ角が最大カウント数を持つ方位角
から決定される。

【００２５】この較正技術は、照準方位較正に使用され
る、所定に基準を満足する候補としてある目標が考慮さ
れる前に（すなわち、目標を「較正目標」として使用で
きる前に）その目標に遭遇しなければならない、という
非常に厳しい制約を課すことによって改良できる。基本
的には、それらの制約は、ホスト車両が直線道路上にな
ければならないこと、較正目標がホスト車両に対して一
定方位角を維持しながら最大距離変化を行わなければな
らないこと、である。隣の車両交通が較正目標として誤
って識別されることを抑制するために他の制約を課すこ
とができる。それらの制約には、目標が信号の大きさ
と、レーダ横断面と、信号対雑音比に対する最小しきい
値に合致することを要することが含まれる。較正目標の
速さをホスト車両の速さに大体一致させるように制約す
ることによって、隣の車線の交通量を更に抑制できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】次の本発明の実施の形態について
図面を参照して証明する。

【００２７】この説明を通じて、示されている実施形態
および実施例は本発明を限定するものではなくて、例で
あると考えるべきである。

【００２８】本発明の方位照準較正方法および装置はレ
ーダ装置における目標探知の精度を高くする。本発明の
方法および装置のいくつかの実施形態を説明する。たと
えば、アンテナ照準ずれ角を計算する方法の２つの例を
以下に説明する。それら２つの方法は、装置の目標探知
精度を高めるためにレーダ装置において独立に実施でき
る。どの方法を使用するかという選択は、特定のシステ
ム要求と、特定のレーダ装置内で利用できる資源とに依
存する。あるいは、各方法によって得られた結果を検証
して、位置決定冗長性を持つ改良された目標探知装置を
提供するために２つの方法をレーダ装置が同時に使用で
きる。本発明の範囲を逸脱することなく、照準ずれ角を
決定する代わりの方法を使用できることが、レーダおよ
び目標探知技術における専門家には明らかであろう。ま
た、本発明の方位照準較正方法および装置を衝突回避の
ための車両レーダ装置で使用されるものとして説明して
いるが、本発明は目標探知および位置決定が望まれるど
のようなレーダプラットフォームにも使用することを意
図しているものである。

【００２９】図３は本発明に使用するようにされている
車両レーダ装置で求められている目標方位修正の図式的
表現である。図３に示されているように、車両レーダ装
置１００はホスト車両１２に設置されている。図８を参
照して以下で一層詳しく説明するように、車両レーダ装
置１００は、本発明に使用されるのに適合した従来の車
両レーダ装置を含むのが好ましい。そのような従来のレ
ーダ装置の一例が、１９９５年３月２８日にＧｅｌｌｎ
ｅｒ他に付与され、本発明の所有者に譲渡された米国特
許第５，４０２，１２９号に記載されている。レーダ装
置１００が検出される目標の距離と方位角を決定できる
ならば、他のどのような便利なレーダ装置も本発明に使
用できる。本発明の方法と装置を使用すると、車両レー
ダ装置１００はホスト車両１２に危険をもたらす物体の
検出およびその物体との衝突の回避においてホスト車両
１２の運転者を支援する。本発明は車両レーダ装置１０
０によって実行される目標探知および位置決定の精度お
よび信頼性を向上させて、それによって装置１００の全
体の衝突回避性能を向上させる。

【００３０】本発明の方位照準較正方法および装置によ
って２つの主な機能が実行される。それらの機能は、
（１）「照準ずれ」角αを検出および測定すること、お
よび（２）測定された照準ずれ角αを基にして方位照準
を修正すること、である。照準ずれ角が零になるように
アンテナを物理的に動かす（すなわち、アンテナ照準と
進行方向が完全に整列させられるようにアンテナが動か
される）ことによって方位照準を修正できる。あるい
は、レーダ装置１００がそれの目標距離計算および方位
計算を行う時に、測定された照準ずれ角を考慮に入れる
ことによって方位照準を数学的に修正できる。図３を参
照して以下で一層詳しく説明するように、真の目標方位
角を決定するために、この後者の手法を用いて、照準ず
れ角αを測定された目標照準方位角βに加え合わせるこ
とが好ましい。前者の手法を用いて、レーダ照準を物理
的にα度動かしてアンテナ照準をホスト車両１２の進行
方向に整列させることが好ましい。

【００３１】図３に示されているように、道路３０に沿
って進行方向２２に進行していることが示されているホ
スト車両１２に本発明のレーダ装置が配置されている。
車両レーダ装置１００はホスト車両１２の内部に配置す
ることが好ましく、かつマイクロプロセッサ１１とレー
ダ・アンテナ１０を含むことが好ましい。本発明の方法
はマイクロプロセッサ１１、またはレーダ装置１００内
に設けられているその他のデータ処理装置やシーケンシ
ング装置により実行される、ソフトウエア命令またはフ
ァームウエア命令を含むことが好ましい。あるいは、こ
の方法は、状態マシーン、現在状態−次の状態個別論
理、またはフィールド・プログラマブルゲートアレイ装
置などの任意の便利なまたは望ましいシーケンシング装
置により実行されるソフトウエア命令またはファームウ
エア命令を含むことができる。他の実施形態では、この
方位照準較正法はレーダ装置１００に「ハードワイヤさ
れ」、他の個別論理装置、大規模集積された（ＬＳＩ）
装置、超大規模集積された（ＶＬＳＩ）装置、または特
定用途集積回路（ＡＳＬＩ）装置を用いて実現される。
車両レーダ装置１００は、フロントフードの下、ダッシ
ュボードの下、内部キャブの中、トランク内等などのホ
スト車両１２内の任意の都合の悪い場所に配置できる。

【００３２】レーダ・アンテナ１０はホスト車両１２の
前部バンパー１３に取り付けることが好ましい。あるい
は、アンテナ１０がホスト車両の進行方向２３にほぼ沿
っておよそ前方に向いているならば、フロントグリルな
どの、ホスト車両１２の他の任意の都合の良い表面にレ
ーダ・アンテナ１０を設けることができる。本発明の好
適な実施形態では、レーダ・アンテナ１０は、レーダ送
信信号を送信し、かつ図３に示されている目標車両４０
などの目標車両から反射された信号を受信する二重ロー
ブ・モノパルス・アンテナを有する。あるいは、レーダ
・アンテナはレーダ送信信号を送受信できる単一パッチ
・アレイアンテナを有する。モノパルス・アンテナ１０
の２つのローブから送信された信号の位相のために、送
信信号はアンテナ１０内の１つの場所から出たように見
える。送信された信号はアンテナ１０から目標車両４０
まで進み、そこで反射される。目標車両４０は送信信号
をアンテナ１０の２つのローブまで反射する。米国特許
第５，４０２，１２９号により詳しく記載されているよ
うに、レーダ装置１００はアンテナローブによって受信
された信号の和および差を決定し、その後和信号と差信
号の比を計算することによって、それらの受信された信
号の間の振幅の差を決定する。レーダ装置１００は和信
号と差信号から得た情報を周知の方法で用いて、目標車
両４０の距離Ｒ１６と方位角を決定する。しかし、図１
および２を参照して以上で説明したように、システムに
存在する照準ずれ誤差のために、レーダ装置１００によ
り計算された目標方位角には誤差が含まれ、それによっ
て目標車両４０の位置はレーダ装置１００によって誤っ
て計算される。

【００３３】したがって、本発明の重要な目的は、照準
ずれ角α２６を検出および測定することによって目標車
両４０の位置を正確に検出することである。図１および
図２を参照して以上で説明したように、アンテナ１０の
照準２０はホスト車両１２の進行方向２２としばしば整
列しなくなって、図３に照準ずれ角α２６として示され
ている照準ずれ角を生ずる。照準ずれ角α２６はアンテ
ナ照準２０とホスト車両１２の進行方向（すなわち、
「前部方位」）２２が成す角度である。レーダ装置１０
０は、目標車両４０により反射されてアンテナ１０によ
り受信される送信信号を検出し、それらの信号を用いて
目標方位角β１８を計算する。目標方位角β１８はアン
テナ照準２０に対して測定される。すなわち、目標方位
角β１８はアンテナ照準２０と、アンテナ１０の中心か
ら目標車両４０まで延びる目標線２４との間の角度距離
である。しかし、目標車両４０の位置を正確に決定する
ために、レーダ装置１００は、ホスト車両の前部方位２
２と目標線２４との間の角度距離である方位角１９を決
定しなければならない。レーダ装置１００によって照準
ずれ角α２６がひとたび測定されると、レーダ装置１０
０はそのずれによって生じた誤差を補償できる。たとえ
ば、一実施形態では、レーダ装置１００は２つの角度β
１８とα２６を加え合わせることによって、目標方位角
β１８を数学的に修正して正しい目標方位角１９を生ず
る。

【００３４】他の実施形態では、本発明はアンテナ１０
を物理的に動かして照準２０をホスト車両の前部方位２
２に整列させることによって、方位照準を較正する。通
常、照準ずれ角α２６は比較的小さい。したがって、照
準２０をホスト車両の前部方位２２に整列させるために
はアンテナ１０を非常にわずか動かすことが必要であ
る。アンテナ１０を動かす方法および装置は周知である
から、本発明の理解のためにはそれの詳細な説明は不要
である。たとえば、アンテナ１０に所望の運動を行わせ
るために電気機械的に制御されるジンバルによってレー
ダ・アンテナ１０を支持できる。ジンバルはシステムの
要求に応じて開ループのやり方、または閉ループのやり
方で制御できる。あるいは、レーダ装置１００によりサ
ーボ機構を制御するようにする空気圧または油圧のサー
ボ機構を使用できる。

【００３５】本発明の一実施形態では、レーダ装置１０
０は、距離変化率と、距離１６、Ｒと、目標照準ずれ角
１８、βとを得るためにドップラーおよびモノパルス・
レーダ技術を用いるモノパルス・レーダ装置を有してい
る。あるいは、本発明はビーム切り替え、周波数走査、
または機械的に走査されるレーダを使用できる。モノパ
ルス・レーダはアンテナと、１つの位置に固定されてい
るエネルギービームとで動作する。これによってビーム
を切り替えたり、アンテナ１０を機械的に回転させるた
めにデータの流れを中断する必要なしに、アンテナ探知
距離内の全ての目標についてのデータのトラッキングを
続行できるようにされる。通常、モノパルス・レーダ装
置は、照準２０の左に対する約６度から照準２０の右に
対する約６度までの範囲にわたって（約１２度の全レー
ダビーム幅に対して）目標照準方位角１８を測定でき
る。ビーム幅はアンテナ１０に供給される電力と共に変
化する。本発明は１２度より広いアンテナビーム幅、ま
たは１２度より狭いアンテナビーム幅を持つレーダ装置
に使用できることがレーダ技術の専門家には明らかであ
る。

【００３６】以下でより詳しく説明するように、この方
位照準較正方法および装置は、図３に示されている方位
照準ずれ角２６を計算するためにいくつかの技術を用い
る。以下に説明する第１の技術は、２つの異なる時刻に
レーダ装置１００により発生された距離Ｒ１６と目標方
位角１８βのみを用いて、照準ずれ角αを計算する。第
２の技術および第３の技術は、目標距離データと、方位
角データと、接近速度データとを用いて照準ずれ角α２
６を計算する。これら３つの技術の全てはホスト車両１
２と目標車両との間のある幾何学的関係に依存する。方位照準ずれ角を計算するための第１の較正技術 本発明の一実施形態では、レーダ装置１００は２つの時
刻ｔ＝ｔ_nおよびｔ＝ｔ_n+1に目標車両４０の距離と目標
照準ずれ角２６を測定する。方位照準を較正するために
許容できる目標車両として所定の基準を満足するように
するために、２つの時刻ｔ＝ｔ_nおよびｔ＝ｔ_n+1に目標
車両の水平距離ｄ２８に目立った変化があってはならな
い（すなわち、時刻ｔｎにおける前部方位２２までの水
平距離ｄ２８は時刻ｔ_n+1における水平距離にほぼ等し
くなければならない）。ここで図１を参照すると、

【００３７】

【数４】 であることは明らかである。

【００３８】しかし、正常な環境の下では照準ずれ角２
６と目標照準方位角βとの和によって形成される角度
（すなわち、正確な目標方位角１９）は比較的小さい角
度であり、したがって、この角度の正弦は角度自体にほ
ぼ等しい。すなわち、

【００３９】

【数５】 ２つの時刻ｔ＝ｔ_nおよびｔ＝ｔ_n+1に目標車両４０を観
測すると、レーダ装置１００は目標照準方位角β_nとβ
_n+1を決定し、かつ時刻ｔ＝ｔ_nおよびｔ＝ｔ_n+1にそれ
ぞれおける目標距離Ｒ_nとＲ_n+1を測定する。

【００４０】

【数６】 から、時刻ｔ＝ｔ_nおよびｔ＝ｔ_n+1において、

【００４１】

【数７】 であることがわかる。

【００４２】値ｄ２８は未知であるが、それは両方の式
に存在するので、角度α２６を次のように解くためにそ
れを使用できる。

【００４３】

【数８】 Ｒ_nの値で両辺を割って、式を整理すると、

【００４４】

【数９】 この式をαについて解くと、

【００４５】

【数１０】 となる。この式を簡単にすると、

【００４６】

【数１１】 左辺のαを括り出して

【００４７】

【数１２】 この式をαについて解くと、

【００４８】

【数１３】 である。

【００４９】本発明の第１の方位照準較正技術は（１）
式を用いて照準ずれ角α２６を計算する。この較正技術
は、各目標車両に対する目標照準方位角と目標距離を得
ることによって目標位置を探知するどのようなレーダ装
置でも実行することが好ましい。上記の第２の較正技術
とは対照的に、この第１の技術は目標の接近速度に関す
る情報を必要としない。好適な一実施形態では、第１の
較正技術は、米国特許第５，４０２，１２９号に記載さ
れているものに類似するモノパルス・レーダ装置を用い
て、各目標車両についての目標照準方位角データと目標
距離データを得る。しかし、レーダ装置が目標車両の距
離と方位角を決定できるならば、任意の手頃なレーダ装
置をこの較正技術とともに使用できる。

【００５０】図４は本発明の第１の方位照準較正技術の
流れ図を示す。図４に示されているように、この方法は
ステップ２００で始まる。このステップは第１の時刻ｔ
＝ｔ _nにおいて目標車両４０までの距離Ｒ_n１６をまず決
定する。本発明の好適な一実施形態では、目標車両４０
は、ステップ２００で最初の測定が行われる時に、ホス
ト車両１２から約４５，７〜７６．２ｍ（１５０〜２５
０フィート）の距離Ｒ _nにあることが好ましい。しか
し、目標車両４０がホスト車両１２に一層接近している
時、または目標車両４０がホスト車両１２から一層離れ
ている時に最初の測定値を使用することもできる。ま
た、好適な実施形態では、時刻ｔ_nで目標車両４０から
反射された信号の大きさは所定の閾値を超える。たとえ
ば、一実施形態では、目標車両４０から反射された信号
の大きさは１００ｄＢを超える。しかし、再び、この方
法は、信号の大きさが１００ｄＢより小さい時は、最初
の目標車両データを用いて方位照準を正確に較正でき
る。図４に示されているように、ステップ２００では、
この方法は時刻ｔ＝ｔ_nで目標方位角β_nを決定もする。

【００５１】この方位照準較正方法に従って、ステップ
２０２でこの方法は引き続く時刻ｔ＝ｔ_n+1で目標車両
４０の距離Ｒ_n+1を決定する。この方法は時刻ｔ＝ｔ_n+1
で目標照準方位角β_n+1を決定もする。ステップ２０４
では、第１の方位照準較正技術は上記の（１）式で述べ
た方法を用いて照準ずれ角αを計算する。この方法はス
テップ２０６へ進んで、ステップ２０４で計算された照
準ずれ角αが零に等しいかどうかを判定する。もし等し
ければ、照準ずれ誤差は別の実施例においては存在せ
ず、したがって、方位照準較正は必要ない。したがっ
て、ずれ角が零に等しければ、この方法はステップ２１
２へ進んで、レーダ装置１００によって測定された照準
方位角データと距離データを用いて目標位置を決定する
ようにシステムを戻す。この場合には、アンテナ照準２
０とホスト車両の前部方位２２は図１に示されているよ
うに完全に整列させられている。しかし、ほとんどの場
合に、照準２０と前部方位２２は図２および図３に示さ
れているように不整列にされ、したがって、この方法は
ステップ２０６で照準ずれ角２６が零でないと判定す
る。この場合には、この方法はステップ２０８へ進む。

【００５２】ステップ２０８では、この方法は、ステッ
プ２０４で計算された照準ずれ角αが所定の照準ずれし
きい値「Ｏｆｆｓｅｔ_th」より大きいかどうかを判定す
る。アンテナ照準２０と車両の前部方位２２との間の不
整列が過大であるとすると、レーダ・アンテナの視野は
非常に狭くされ（ｓｑｕｉｎｔｅｄ），レーダ装置の性
能は許容できないようになることがある。この場合、レ
ーダ・アンテナ１０は物理的に調整することを必要とす
ることがある（すなわち、不整列が非常に過大であるの
で、本発明を用いてそれを自動的に較正することができ
ない）。１つのレーダ装置では、照準ずれしきい値Ｏｆ
ｆｓｅｔ_thは約４°である。しかし、特定のシステム要
求に合わせて閾値を変更できる。ステップ２０４で計算
された照準ずれ角αが、所定の照準ずれ閾値Ｏｆｆｓｅ
ｔ_thより大きいか、等しい、とステップ２０８において
判定されると、この方法はアンテナ照準を較正するため
にステップ２１０へ進む。上記のように、照準ずれ角を
補償するために要する大きさだけアンテナ１０を物理的
に動かすことを含めて、アンテナ照準を較正する多くの
やり方が可能である。ただし、アンテナ１０を物理的に
動かすことに限定されるものではない。あるいは、２つ
の角度β１８とα２６を加え合わせて修正された目標方
位角１９を生ずることによって、アンテナ照準を数学的
に較正できる。この装置によって用いられる較正のやり
方がどのようなものであっても、この方法はステップ２
１２へ進んで「正常な」動作を続ける。装置は戻って、
他の照準較正が求められるまで、較正された方位照準を
用いて目標位置を決定する。

【００５３】図４に示されているように、ただ２つの時
刻（t_nと_tn+1）に目標データを測定することにより照準
ずれ角α２６を決定できるが、連続した目標データ測定
値を得て、最初の時刻ｔｎの後のあらゆる時刻に照準ず
れ角を計算することによって、本発明の較正方法の精度
を向上させることが可能である。したがって、時刻ｔｎ
＋１に単に１つの測定値を得る代りに、時刻がｔｎ＋１
に接近するにつれていくつかの測定値を得ることができ
るように、図４に示されている較正技術を変更できる。
測定ノイズによってひき起こされることがある悪影響を
減少させるために、いくつかの連続する距離測定値およ
び目標方位測定値の平均が、特に時刻が最後の時刻に接
近するにつれて、得られる。異なる時刻にとられた目標
方位差は距離値が短くなるほど一層顕著になるために、
ホスト車両１２に接近しつつある目標車両を使用するこ
とが好ましい。

【００５４】好適な一実施形態では、本方法は連続する
６つの時刻に連続する６つの距離値と６つの目標方位値
を測定する。式（２）と（３）はこの変更された較正技
術が、本発明の最初の方位照準較正技術のこの変更を用
いて照準ずれ角αをいかにして計算するかを示してい
る。

【００５５】

【数１４】 この例では、６つの異なる連続した時刻（すなわち、ｔ
＝１、ｔ＝２、ｔ＝３、．．．ｔ＝６）に対応する６つ
の異なる照準ずれ角が計算される。下記の式（４）に示
されているように、６つの計算された照準ずれ角の平均
をとることによって、最後の照準ずれ角α２６がその
後、決定される。

【００５６】

【数１５】 上記のように、一実施形態では、目標がホスト車両から
約６１ｍ（約２００フィート）の距離にある時、および
目標が最低１００ｄＢの大きさの反射信号を持つ時に、
最初の距離および目標方位角が得られることが好まし
い。目標車両４０がホスト車両１２から約１５ｍ（約５
０フィート）の距離にある時に、連続した各測定におけ
る信号の大きさが最低１００ｄＢであるならば、連続す
る距離測定値および目標方位測定値を得ることも好まし
い。代りの実施形態では、目標車両に課されたそれらの
制約はこの方位照準較正方法を使用するために、厳密に
従う必要はない。しかし、好適な実施形態では、最初の
測定時（ｔ＝ｔ_n）と最後の引き続く時刻（たとえば、
ｔ＝ｔ₆）との間の約４６ｍ（約１５０フィート）の距
離変化率が約０．２度の見積もり精度を達成するため望
ましい。目標トラッキング期間は目標の接近速度ととも
に変化する。好適な実施形態を参照して説明した目標車
両に対する、所定の基準を満足する制約は、いくつかの
状況下では、いくつか目標車両が所定の基準を満足する
ことを制限するが、方位較正はあまり頻繁には要求され
ないことに注目すべきである。したがって、ほんの僅か
な目標車両にレーダ装置動作の長期間にわたって所定の
基準を満足しなければならない。よって、好適な実施形
態を参照して上で述べた制約は本発明の有用性に悪影響
を及ぼすことは決してない。

【００５７】図５は本発明の第１の方位照準較正技術の
変形例の流れ図を示す。図５に示されているように、こ
の方法はステップ３００で、最初の時刻ｔ＝ｔｎにおい
て目標車両４０までの距離Ｒ_n１６（図３）を決定する
ことによって始まる。この方法はステップ３０２へ進
み、そこで連続した時刻（ｔ＝ｔ₁，ｔ＝ｔ₂ ，ｔ＝
ｔ₃，．．ｔ＝ｔ₆ ）において目標距離と目標方位角が
得られる。上記のように、それらの測定値は、目標車両
４０がホスト車両１２から約１５ｍ（約５０フィート）
の距離にある時、および反射されたレーダ送信信号の大
きさが１００ｄＢなどの所定の閾値より大きい時に、得
られることが好ましい。これらの制約はステップ３０４
で判定される。引き続く測定値のいずれもがこの所定の
基準を満足しないと、この方法はステップ３１８へ進
み、そこでこの方法は新たな目標車両を用いて全く初め
から再開される。しかし、引き続く６つの測定値が正し
く得られたならば、この方法はステップ３０６へ進んで
上記式（２）、（３）および（４）を用いて照準ずれ角
を計算する。この方法はステップ３０８へ進み、そこで
照準ずれ角が更に解析される。残りのステップ３０８、
３１０、３１２、３１４および３１６は図４を参照して
上記で説明した類似のステップ（すなわち、それぞれス
テップ２０６、２０８、２１０、２１２および２１６）
に対応し、かつ全く同様に動作する。

【００５８】この較正方法を車両レーダ装置に使用する
時は、レーダ装置の目標方位角は、衝突警報機能および
走行制御機能のために用いられる前に、計算されたアン
テナ照準ずれ角に対して修正される。新たに計算された
照準方位ずれ角αが以前に計算された値に置き換えられ
る。図４と図５を参照して以上で説明した較正技術は、
基準を満足する目標車両を見出すために多くの目標を同
時にモニタできる、という意味で便利である。さらに、
較正機会はいくつかの目標を同時に連続して用いて調べ
ることができる。方位照準ずれ角を計算するための第２の較正技術−追尾
方位車線平均化（ＴＡＬＡ） 本発明の方位照準較正方法の第２の較正技術は、ホスト
車両１２（図３）に対して零でない速度を持っている全
ての目標のうち、ホスト車両の進行方向２２と全く一線
上にある１つのみが、引き続く時刻に測定された時に目
標方位角の大きな変化を経験するという簡単な知識に依
存している。したがって、そのような目標が存在するな
らば、その目標の測定された照準方位角βをアンテナ照
準ずれ角αの見積り値として使用できる。いいかえれ
ば、車線変更がない直線道路では、測定可能な距離範囲
にわたって一定の方位を与える目標は、どのような目標
でもホスト車両の真正面に存在できるだけである。した
がって、この特定の一定方位はアンテナ整列におけるど
のような誤差も明らかにする。

【００５９】このように、方位較正の目的のための候補
としての所定の基準を満足するために、目標は所定の目
標検出距離内になければならず、ホスト車両の進行方向
３３に沿って動かなければならず、かつ、所定の速度範
囲内にある、ホスト車両１２に対する零でない目標速度
を持たなければならない。また、好適な実施形態では、
所定の基準を満足する目標車両から反射されてアンテナ
１０に戻ってきた信号の大きさは、距離値と目標方位値
とが得られるたびに所定の閾値（たとえば、１００ｄ
Ｂ）より大きいことが好ましい。

【００６０】図４と図５を参照して上記で説明した第１
の較正技術と同様に、この較正技術は２つの異なる時刻
（たとえば、ｔ＝ｔ_n およびｔ＝ｔ₊₁）に得られたただ
２つの目標方位角測定値を用いて実施できるが、好適な
やり方では引き続くいくつかの時刻にいくつかの目標方
位角測定値が得られる。しかし、引き続く各時刻に基準
を満足するために、車両距離と、信号の大きさと、速度
はある所定の閾値を満たさなければならない。たとえ
ば、好適な実施形態では、車両速度は約４．６ｍ／ｓｅ
ｃ（約１５ｆｔ／ｓｅｃ）に等しいか、それより大きく
なければならない。信号の大きさは連続する各測定にお
いて所定の閾値を超えなければならない。また、好適な
実施形態では、車両距離は、観察期間を通じてホスト車
両１２から約１５．２〜６１ｍ（５０〜２００フィー
ト）の間を維持しなければならない。観察期間中の車両
距離の変化が約３０．４ｍ（１００フィート）を超えな
いとすると、この技術を終了させて新しい目標車両を探
すことが好ましい。

【００６１】この較正技術を実行するために必要なステ
ップを以下に要約する。

【００６２】ステップ１−所定の検出距離内にあって、
ホスト車両に対して所定の速度範囲を持つ、所定の基準
を満足する目標車両を選択する。所定の基準を満足する
目標車両に対する最初の目標照準方位角βを測定し、そ
れを

【００６３】

【外１】 として保存する。

【００６４】ステップ２−少なくとも１つのその後の目
標照準方位角β_iを得て、それを

【００６５】

【外２】 として保存する。

【００６６】ステップ３−ステップ２中に保存された、
その後の各目標照準方位角

【００６７】

【外３】 に対して

【００６８】

【外４】 の差を決定する。以後の任意の値に対する差の絶対値が
任意の安全係数、データ、より大きいと、ステップ１へ
戻る。さもなければステップ４へ進む。理想的には、デ
ータは零に等しい。好適な実施形態では、データは約
０．５度に等しい。

【００６９】ステップ４−下記の式（４）と（６）を用
いて全ての照準ずれ角を平均して計算された照準ずれ角
αを決定する。

【００７０】

【数１６】 図６は本発明の第２の方位照準較正技術の流れ図を示
す。図６に示されているように、かつ上で要約したよう
に、この方法は、較正目的のために「所定の基準を満足
する」目標を探すステップ４００で始まる。資格を与え
るために目標は、上で述べた距離、相対速度、信号の大
きさの値を持つことが好ましい。本方法は、零では相対
速度を保ち、所定の期間、所定の検出距離内にある目標
を見つけるために多くの目標がモニターできるので便利
的である。資格を持った目標がひとたび見出されると、
この方法はステップ４０２へ進み、そこで最初の距離お
よび照準方位角が得られる。ステップ４０４では、所定
の基準が満足する目標が各時刻にある、所定の基準を満
足する制約に合致し続けるならば、この方法は、所定の
基準を満足する目標に対する少なくとも１つ、および好
ましくは２つ以上（すなわち、Ｎ個、Ｎは１より大き
い）の引き続く目標方位角を得る。

【００７１】上記のように、好適な実施形態では、それ
らの所定の基準を満足する制約は、目標車両が約１５，
２ｍと約６１ｍ（約５０フィートと約２００フィート）
の間の距離に留まること、所定のしきい値を超える信号
の大きさを持つこと、および全観察期間中に約３０．５
ｍを超える全距離変化を持つこと、という制約を含む。
観察期間中（すなわち、任意の引き続く目標測定中）の
任意の時刻にそれらの条件が満たされないとすると、こ
の方法は終了し、ステップ４００へ戻る。

【００７２】ステップ４０６では、この方法は、２つの
連続する引き続く時刻に測定された照準ずれ角の間の変
化すなわちデルタ（ステップ４０４で判定された）が所
定の閾値Ｄ_thを超えているかどうかを判定する。もし超
えているとすると、この方法は終了し、ステップ４２０
へ進み、所定の基準を満足する新たな目標車両を見出
す。好適な一実施形態では、この方法が終了するまでに
３つの連続する失敗（すなわちデルタ＜Ｄ_thが満足され
ないこと）が要求される（すなわち、この方法が終わる
前の３つの連続する時刻中に照準ずれ角のデルタがＤ_th
を超えなければならない）。また、好適な実施形態で
は、Ｄ_thは約０．５度である。

【００７３】測定作業を通じて目標が所定の基準を満足
しており、連続する照準ずれ角の間のデルタが所定の閾
値を超えないと、この方法はステップ４０８へ進み、上
記式（５）と（６）を用いて照準ずれ角を計算する。

【００７４】残りのステップ４１０、４１２、４１４、
４１６および４１８は図４および図５の類似ステップ
（すなわち、それぞれ図５のステップ３０８、３１０、
３１２、３１４および３１６）まで同じように進む。上
記のように較正の機会が起きると、照準方位ずれ角αの
新しい値が以前の値にとってかわる。第２の較正技術に対する統計的な改良 後で説明するように、図６を参照して上で説明した第２
の較正技術は、目標が照準方位較正に使用される、所定
の基準を満足する候補とみなされる前（すなわち、それ
を「較正目標」として使用できる前）にその目標が満た
さなければならない非常に厳しい制約を課すことによっ
て、改良できる。基本的には、それらの制約は、目標車
両１２（図３）が直線道路上になければならず、較正目
標はホスト車両に対して一定の方位角を維持しながら距
離変化を最小にしなければならない、ことである。

【００７５】それらの基本的な制約は、大きな距離変化
を行っている間一定の方位軌道を維持する目標のみがホ
スト車両１２の前部方位２２との整列を維持し、したが
って、較正のために資格を与えられる、と仮定してい
る。距離の大きな変化と一定方位角指示とを組合わせる
ことにより、隣接する車線の車両をと誤って基準を満足
し、これにより隣接車線交通を基にしてアンテナ照準を
誤って較正する可能性が少なくなる。

【００７６】しかし、半径方向の軌道を維持する隣接車
線の車両は問題をひき起こすことがある。潜在的に所定
の基準を満足する目標に制約が課されない限り、それら
の協働しない目標は、所定の基準を満足する較正目標と
して誤ってみなされることがあり、したがって、上記照
準較正技術が隣接車線の車両を用いてアンテナ照準を較
正するようになることがある。したがって、隣接車線の
車両を照準較正のための較正目標として資格を与える可
能性を減少させるか、なくす改良された技術に対する要
求が存在する。

【００７７】通常ならば所定の基準を満足し車両車線変
化および道路の曲りの変化に、誤って所定の基準を満足
するようにすることがある少なくとも２つの半径方向軌
道走行がある。ホスト車両１２が道路上の、目標が最後
に見られた点に到達するまで観測データをバッファする
と後者の問題を小さくできる。道路の全体の部分が真っ
直ぐであるならば、目標はその後照準修正のための資格
があるのみでなければならない。しかし、遅い車線変更
の動きは選択的に除去することが一層困難である。方位照準ずれ角を計算するための第３の較正技術−所定
の基準を満足する方位ヒストグラム 十分に長い時間を与えられると、交通量は交通車線の全
てにわたって等しく分布するに違いない。この仮定が確
かなものであるならば、ホスト車両車線などの、指定さ
れた車線に目標が現れる確率は、目標が他の任意の車線
（たとえば、隣の交通車線）に現れる確率に等しいに違
いない。目標が所与の任意の時刻に所与の任意の車線に
存在するらしいという仮定をすることは妥当であるかも
しれないが、道路の中心幅を横切って等しく分布させら
れることはない。ほとんどの車両はそれらの選択した走
行車線の中央を走ろうとする傾向があり、かつ車線変更
（ｔｒａｆｆｉｃ ｍａｎｅｕｖｅｒｓ）を除いて車線
を分割している線（ｌａｎｅ ｄｉｖｉｄｅｒｓ）を避
けようとする傾向がある。したがって、目標は交通車線
の中心のまわりに集まる傾向がある。かくして、車両が
ホスト車両１２のレーダ装置１００によって、他の車線
よりも１つの車線の中央に近いことが観察されることが
一層おこりうる。

【００７８】目標は交通車線の中央のまわりに等しく集
まるが、これはホスト車両１２の眺めからではない。直
線道路上では、隣接車線の中央部はホスト車両１２から
約３．７ｍ（約１２フィート）離れている。約３．７ｍ
（１２フィート）の交差範囲を持つ点状目標の場合に
は、目標はアンテナの最大探知距離におけるアンテナ照
準から少なくとも約１．５度にある（すなわち、点目標
がホスト車両１２から最も遠い探知点にある時に点目標
は約１．５度の方位角を持つ）。目標がホスト車両１２
に益々接近するにつれて、その方位角は、レーダ・アン
テナ１０の視野に等しい最大値に達するまで増大する。
一実施形態では、レーダ・アンテナの視野は約６度であ
る。隣接車線の交通量は十分に長い時間が経過すると一
様に分布する傾向があるので、隣接する車線交通の目標
方位角はアンテナの観察範囲にわたって１．５〜６度の
間に拡がろうとする。

【００７９】これとは対照的に、ホスト車両１２の走行
車線と同じ車線を走行している目標車両の方位角は距離
には大きく依存しない。他の全ての要因は等しいので、
隣接車線交通に対して観察される方位角は、ホスト車線
交通に対して観察される方位角よりもう少し大きい角度
にわたって拡がる。したがって、直線道路上では、ホス
ト車両によって観察される目標の方位確率分布は照準に
おける最大値と、中央車線の縁部に対応する一対の零
と、隣接車線中央に対応する他の一対の広いピーク値
と、その後で他の一対の零、等々を有する。いいかえれ
ば、ランダムな交通パターンでランダムな車線を、十分
に長い時間、走行しているホスト車両によって受信され
る目標方位データは、ホスト車両の直前の向きに対応す
る最高発生頻度の角度を示す。したがって、統計的な意
味で真である方位を得るために、直線道路上の正常な交
通の流れの方位角マッピングを使用でき、かつ上記第２
の照準較正技術で使用される較正目標を所定の基準を満
足するためにその方位角マッピングを使用できる。

【００８０】このように、照準較正のために目標が所定
の基準を満足する比較的簡単でわかりやすい技術は、所
与の個別方位角セットのための１組の所定の条件を満た
す、所定の基準を満足する目標の印を保持することであ
る。アンテナ照準は、所定の期間にわたる最高カウント
を持つ方位角から見積もられる。上記のように、所定の
条件の１つは、ホスト車両１２が観察期間全体を通じて
直線道路上にいなければならないことである。したがっ
て、この技術はホスト車両１２の曲り率を測定するジャ
イロスコープその他の手段を使用することがある。曲り
率は選択された曲り率しきい値未満に維持すべきであ
る。一実施形態では、曲り率は約１／２度／秒である。
他の条件はホスト車両の速度を最低速度閾値以上に維持
することである。これによって、曲率半径をその道路を
直線道路として取り扱えるように十分に大きくできる。
一実施形態では、ホスト車両の最低速度閾値は約２０ｍ
（約６０ｆｔ）／秒である。他の実施形態では、曲り率
とホスト車両の最低速度しきい値を僅かに変えることが
できる。

【００８１】好適な一実施形態では、個別方位角の所与
のセットに対する、所定の基準を満足する目標に対して
方位ヒストグラムが作成される。目標データが受けられ
ると、所定の最大ヒストグラム・カウントに達するま
で、所定の基準を満足する目標に対するヒストグラム中
の各個別方位角にあるカウントが付加される。好適な実
施形態では、所定の最大ヒストグラム・カウントは４，
０９６である。所定の最大ヒストグラム・カウントに達
すると、最大カウントを持つ方位角から照準不整列角が
決定される。一実施形態では、所定の最大ヒストグラム
・カウントを含む以後の各ヒストグラムに対してフィル
タ操作が行われる。 この実施形態では、方位ヒストグ
ラムは１９本の柱（ｂｉｎ）で初期化される。各柱の幅
は−２．００度から＋２．００度までの０．２度であ
る。０度に対応する柱を除いて各柱は０カウントに初期
化される。０度に対応する柱は４．０９６に初期化され
る。以下のフィルタ操作が４，０９６カウントを含んで
いる各方位ヒストグラムに対して行われる。

【００８２】

【数１７】 図７は、本発明の、所定の基準を満足する方位ヒストグ
ラム（ＱＡＨ）較正技術の好適な一実施形態の流れ図を
示す。図７に示されているように、ＱＡＨ較正技術はス
テップ５００で方位ヒストグラムを初期化することによ
って始まる。好適な一実施形態では、方位ヒストグラム
は１９本の柱で初期化される。各柱の幅は−２．００度
から＋２．００度までの０．２５度である。あるいは、
もっと多くの柱、またはもっと少ない柱（幅が変化す
る）を使用できる。また、柱のカバー範囲は全体で４．
０度より広く、または狭くできる。各柱はステップ５０
０で零に初期化される（零度に対応する柱を除く。その
柱は所定の最大数（たとえば、一実施形態では４，０９
６）の値で初期化される）。目標データがステップ５０
２で受信される。この方法はステップ５０４へ進み、そ
こで方位角読み取り値が修正される。以下でより詳しく
説明するように、照準較正が適正に行われるようにする
ために目標データにある制約が課される。一実施形態で
は、目標データが下記の諸制約を満たさなければ目標読
み取り値は捨てられる。

【００８３】（１） ホスト車両速度≧約２１．３ｍ
（７０ｆｔ）／秒の時にデータが取られる （２） ホスト車両の曲り率の絶対値≦０．６度／秒 （３） 目標信号の大きさ＞８２ｄＢ （４） 目標のＲＣＳ＞１５ｄＢ （５） 目標信号対雑音比＞３０ｄＢ （６） ホスト車両に対する目標相対速度＜０．１２×
ホスト車両速度 （７） 目標距離＞ホスト車両から約２２．９ｍ（７５
ｆｔ） （８） 目標方位角の絶対値≦２．００度 上記で詳しく説明したように、本発明の較正技術で使用
される目標データを修正するために他のパラメータを使
用できる。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく修
正制約の全てを変更できる。上で与えられた値は例にす
ぎず、実験によって得られたものである。

【００８４】ステップ５０６では、ＱＡＨ較正法は、方
位角データが所定の基準を満足するかどうかを判定す
る。もし修正されないとすると、この方法はステップ５
１６へ進み、新しい方位角読取値を得る。しかし、もし
方位角データが所定の基準を満たされるとすると、この
方法はステップ５０８へ進んで、所定の基準を満足した
方位角に対応する柱のカウントを増加する。この方法は
ステップ５１０へ進み、そこでヒストグラム・カウント
が「ＭａｘＣｏｕｎｔｓ」と呼ばれる所定の最大カウン
ト数を含んでいるかどうかを判定する。好適な一実施形
態では、ＭａｘＣｏｕｎｔｓは４，０９６カウントに等
しい。ヒストグラム・カウントが最大カウント数を含ん
でいないと、この方法は新しい目標方位読み取り値を得
るためにステップ５１６へ進む。しかし、ヒストグラム
がＭａｘＣｏｕｎｔｓカウント数を含んでいれば、この
方法はステップ５１２へ進む。上記のように、好適な一
実施形態では、ＭａｘＣｏｕｎｔｓカウント数を含んで
いる以後の各ヒストグラムに対してフィルタ操作が行わ
れる。このフィルタ操作はステップ５１２で行われる。
この方法はステップ５１４へ進んで照準ずれ角を決定す
る。上記のように、照準ずれ角は最大カウント数を持つ
方位角柱から決定される。

【００８５】この所定の基準を満足した方位ヒストグラ
ム（ＱＡＨ）技術は、図６を参照して上で説明したトラ
ックされる方位車線平均化（ＴＡＬＡ）よりも僅かに正
確である。トラッキング・ソフトウエアは、修飾された
データ中に存在しない小さい偏りを伝播中に生ずること
がある。第１の較正技術と第２の較正技術を用いる場合
のように、レーダ装置が潜在的な目標の方位測定値を提
供できる限り、方位照準ずれ角を独立に計算するために
このＱＡＨ技術を使用できる。しかし、初めの２つの技
術とは対照的に、ＱＡＨ技術はレーダ装置１００が目標
追跡性能を持つことを要しない。ＱＡＨ技術は目標から
得られた「前追跡」データを処理する。これに対して、
始めの２つの技術は、レーダ装置が後追跡データを処理
する。したがって、ＱＡＨ技術は有利なことに、目標追
跡アルゴリズムの異常さと複雑さとのいくつかを避ける
から有利である。また、このＱＡＨ技術は目標追跡性能
を持たないレーダ装置に使用できるので有利である。

【００８６】本発明のＱＡＨ較正技術は対象とする環境
内のレーダ目標の方位分布についての先験的な統計的知
識を必要とする。自動車への応用においては、先験的な
統計的知識は車両が走行車線の中央部に沿って走行する
傾向がある、ということである。典型的な「道路上」環
境で使用される場合には、車両が任意の所与の時刻に走
行車線に存在する確率が非常に高い。

【００８７】車両がそれの走行車線を存在しようとする
事実は、任意の所与の時刻に道路を共用している車両の
間の体系化された関係を意味する。したがって、レーダ
目標の方位分布についての先験的な知識が存在する場合
にＱＡＨ較正技術はうまく動作する。これに対して、車
両の間の体系化された関係は「オフロード」環境では成
立しない。「オフロード」環境では、既知の構造を「オ
フロード」車両、すなわちレーダ目標の分布に重畳する
いかなる道路、すなわち車線も存在しないことがある。
したがって、ＱＡＨ較正技術は有効ではなく、そのため
に「オフロード」車両環境では使用すべきではない。

【００８８】全ての車線に交通量が均等に分布していな
いとき、この簡単な技術に関連する潜在的な問題が起き
る。隣接する車線の１つが、ホスト車両車線よりも高い
時間的割合だけ目標車両で占められている時に最悪のケ
ースが起きる。ホスト車両の最大探知距離内にいかなる
ホスト車両車線交通も決して存在せず、かつ所定の諸条
件を満たす隣接の車線交通が存在すると、この技術は隣
接の車線交通量を較正でき、それによって方位照準較正
を駄目にする。

【００８９】したがって、隣接車線より多くの交通量が
存在する場合でも、照準較正のためにこの技術が車両が
所定の基準を正確に満足することを可能にするために、
追加の条件および資格を付与する制約を設定すべきであ
る。したがって、隣接する車線の交通が、上記較正技術
で使用される較正目標として誤って所定の基準を満足す
ることを抑えるために下記の諸条件を使用すべきであ
る。

【００９０】本発明者は、目標信号の大きさと、レーダ
の横断面と、信号対雑音比とに対する最小閾値が隣接車
線交通を抑制するのに全て極めて有用であることを発見
した。所与の目標距離において所与のレーダ横断面を有
する目標の場合には、反射信号の大きさは方位角に依存
する。その理由はレーダ・アンテナ１０の双方向感度パ
ターンにある。十分に高い信号の大きさ閾値が選択され
ると、目標がこの最小閾値を満たす確率は方位角に強く
依存する。たとえば、本発明の一実施形態では、照準を
合わされている目標は通常、照準から６度離れている目
標と比較して、最小閾値を満たすことについて１５ｄＢ
有利である。レーダ横断面のレーダ評価は単に信号の大
きさを距離で調整された変化である。信号対雑音比は信
号の大きさを雑音で調整された変化である。したがっ
て、較正目的のために隣接車線交通の使用を抑制するた
めに、目標信号の大きさ値と、レーダ横断面値と、信号
対雑音比値とに対する最小しきい値を使用できる。一実
施形態では、信号の大きさと、レーダ横断面と、信号対
雑音比とに対するしきい値はそれぞれ８１ｄＢ、１５ｄ
Ｂ、２６ｄＢである。これらの閾値は他の実施形態では
システムパラメータを満たすように変更できる。

【００９１】最小目標信号大きさ閾値と最小目標レーダ
横断面閾値を用いる目標に課される制約は、ほとんどの
車両のレーダ横断面特徴の特徴的な特性を利用する。ほ
とんどの車両の方位方向のレーダ横断面パターンはバラ
の花のような形である。ほとんどの車両は基本的には
「箱形」であるので、車両は「箱」の各辺に垂直な非常
に高いレーダ横断面を持つ。車両の後端部からの反射信
号だけが、上記第３の照準較正手法とに関連する。しか
し、目標車両の後端部がホスト車両のレーダ・アンテナ
に対して垂直であると、その後端部は信号を大きく反射
する。したがって、目標信号の大きさしきい値要件と目
標レーダ横断面しきい値要件とを、潜在的に資格を付与
する目標に課すことによって、目標−ホスト形状が潜在
的な目標をホスト車両に適合させる傾向がある。最小し
きい値では、これらの閾値はホスト車両に対して半径方
向の軌道を持つ目標を選択する。

【００９２】隣接車線の車両が較正目標として誤って所
定の基準を満足することを抑制する他の手段は、一般的
に、相対的な目標速度が方位角に依存するという知識を
利用する。経験によれば、ホスト車両１２の左側の車線
の交通はホスト車両より一般に速く動き、ホスト車両の
右側の車線の交通はホスト車両より一般に遅く動く。確
かに、ある交通規則（たとえば、道路の右側ではなくて
左側を走行することを定めた規則）では逆も真である
（すなわち、右側車線の交通がホスト車両より速く動
き、左側車線の交通はホスト車両より遅く動く）。いず
れの場合にも、相対車両速度を、隣接車両が較正目標と
して誤って所定の基準を満足することを抑制する手段と
して使用できる。

【００９３】ホスト車両の速度にいくらか類似した速度
を較正目標が持つことを求めることによって、かなりな
数の隣接車線車両が較正のために所定の基準を満足する
ことから抑制される。この技術を用いる較正目標はいく
つかの条件を満たす正常な交通の流れにおける適切な時
期の目標である。較正目標を、ホスト車両１２と「速度
が疎に一致させられる」（すなわち、所定の相対速度一
致閾値に合致する）ように制限することによって、高い
割合の隣接車線交通量が較正目標データセットから除外
される。一実施形態では、相対速度一致閾値は約１２％
である。この閾値を用いて、０．８８×ホスト速度より
大きく、１．１２×ホスト速度より小さい対地速度を持
つ目標車両のみが、上記の方位照準修正技術に対して適
格である。他の実施形態では、相対速度一致閾値を変更
してシステムの要件に合致させることができる。

【００９４】本発明の第３の較正技術を参照して上で説
明したように、目標を較正目標として所定の基準を満足
するために目標距離を使用することもできる。極めて短
い距離では目標の方位角は混沌としたものになりがちで
ある。したがって、最小目標距離閾値は較正目標に対し
て求められることが好ましい。しかし、実際には、最小
距離しきい値はアルゴリズムに最小の衝撃を与える。ホ
スト車両１２がハイウエイ速力で走行すると、最小距離
閾値よりも近くて、上記した他の較正目標要件の全てを
満足する最少量の目標データのみが存在する。

【００９５】要約すれば、上記較正技術にある制限を課
し、照準較正のために目標を使用できる前にそれらの目
標がある所定の閾値を満足することを求めることによっ
て、それらの較正技術を改良できる。特に、ホスト車両
は所定のホスト車両速度閾値を超える速度で走行すべき
である。また、ホスト車両が比較的真っ直ぐな道路を走
行している間に較正技術が確実に動作するようにするた
めに、最低ホスト車両曲り速度を超えない速度でホスト
車両は曲がるべきである。さらに、目標信号の大きさ
と、レーダ横断面と、信号対雑音比とに対する最小閾値
要求を課して隣接車線交通を抑制できる。較正目標をホ
スト車両１２と速度をおおまかに一致させるように制限
することによって隣接車線交通をさらに抑制できる。最
後に、目標距離要求は殆ど実際的な意味を持たないが、
較正車両として目標車両に更に資格を付与するために最
小距離閾値を課すことができる。

【００９６】図８は本発明の照準較正方法および装置に
使用されるように作られたレーダ装置１００のブロック
図を示す。レーダ装置１００の多くの部品の機能と動作
についての理解は本発明を理解するためには必須ではな
く、したがってここでは詳しくは説明しない。レーダ装
置１００についてのより詳細は説明は米国特許第５，４
０２，１２９号に記載されている。レーダ装置１００は
モノパルス・レーダ装置、および非常に狭い帯域幅を用
いる多周波被変調装置であることが好ましい。したがっ
て、このレーダ装置はスペクトラム効率が極めて高い。
この狭帯域装置は、既存のＦＣＣパート１５の、許可さ
れている帯域幅が僅かに１００ＭＨｚである、免許不要
の帯域２４．７２５ＧＨｚで作動するように開発され
た。あるいは、それぞれ２００ＭＨｚおよび１０００Ｍ
Ｈｚの帯域幅を利用するために４６．８ＧＨｚおよび７
６．５ＧＨｚを使用できる。周波数および帯域幅は可変
で、本発明を限定するものではない。一実施形態では、
アンテナは３ｄＢ半値ビーム幅を持ち、これは、アンテ
ナの開口寸法は高さ１５ｃｍ、幅２０ｃｍで、方位が６
度、仰角が５度である。

【００９７】レーダ・アンテナ１０は、パッチをエッチ
ングされた送受信用のフラットアンテナと、マイクロ波
集積回路（ＭＩＣ）上に集積化された、平衡ショットキ
ィダイオード混合器受信器及び関連する回路を備えたガ
リウム−ひ素（ＧａＡｓ）ＧＵＮＮダイオード発振器と
を有する。通常、アンテナに供給される送信電力は０．
５ミリワットである。電力量は可変であって、本発明を
限定するものではない。レーダ装置１００は、多数の目
標を識別し、弁別し、かつ追跡するために使用される高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算するデジタル信号プロ
セッサを含む。あるいは、信号を処理するために状態マ
シーン、現在の状態−次の状態個別論理、またはフィー
ルド・プログラマブルゲートアレイ装置を使用できる。
レーダ装置１００は周知の方法で動作して目標の距離変
化率、距離Ｒ、および目標照準方位角βを決定する。

【００９８】上記のように、レーダ装置１００はアンテ
ナ１０と、マイクロプロセッサまたはマイクロ制御器１
１とを含むことが好ましい。図１〜図７を参照して上記
で説明した照準較正技術は、レーダ装置１００内のマイ
クロプロセッサ１１で実行されるソフトウエア命令を有
することが好ましい。あるいは、この較正技術は、この
目的のための特に設計されたファームウエアまたはハー
ドウェアで実行できる。上記較正技術を実現する都合の
良いいかなる手段も、本発明の範囲を逸脱することなく
レーダ装置１００で使用できる２つ以上の較正技術の結果の組合わせ 照準を修正することにはかなりの危険を伴う。修正が実
際必要でない時に照準を誤って修正することは、修正を
全く行わないことよりもはるかに悪い。この較正技術を
一層強固なものにするために、上記の較正技術の任意の
２つまたは３つの全てを、照準ずれ角の２つまたは３つ
の独立した見積り値を得る際に使用できる。その後、そ
れらの見積り値を何らかの重みづけ方法で組合わせるこ
とによって、照準ずれ角の確実な見積値を待ることがで
きる。この分野で周知の多くの重みづけ組合わせ技術を
利用でき、当該技術で周知である。

【００９９】本発明の一実施形態では、第２の（ＴＡＬ
Ａ）較正技術および第３の（ＱＡＨ）較正技術によって
得られた見積り値の差が所定のしきい値（たとえば、
０．３度）より小さければ、それらの計測値は組合わさ
れる。この実施形態に従って、ＴＡＬＡ技術およびＱＡ
Ｈ技術によって得られた見積り値の差が所定のしきい値
より小さければ、照準ずれ角の最後の見積り値は算出さ
れた見積り値の平均に等しい（すなわち、算出された２
つの見積り値は等しく重みづけられる）。他のやり方も
本発明の範囲を逸脱することなく可能である。

【０１００】ＴＡＬＡ技術およびＱＡＨ技術の結果を組
合わせるためのいくつかの一般的な指針に注意すべきで
ある。まず、この２つの技術が相互の所定のある最小閾
値内で一致する時のみ、照準修正と、その後の方位調整
を許すべきである。たとえば、好適な実施形態では、２
つの技術が相互に０．３度以内で一致する時のみ修正を
許すべきである。第２に、修正「ジッタ」の問題を避け
るために、新しい修正値が０．３度などのある最小閾値
だけ前の修正値から変化しないならば、修正を許すべき
でない。さらに、ＱＡＨはＴＡＬＡが変化するほど頻繁
には変化しないために、ＱＡＨ技術は較正方法の流れを
制御すべきである。

【０１０１】また、ＱＡＨ技術はＴＡＬＡ技術よりも信
頼度が高い傾向がある。

【０１０２】ＱＡＨ技術が集中し、算出された見積り値
が所定の最小閾値内で一致しないと、いずれかの技術に
よって生じた新しい各見積り値と比較すべきである。後
のこの比較はＴＡＬＡが生じた次の推定値または次のＱ
ＡＨ集中とで起きることがある。また、ＱＡＨの集中の
前にＴＡＬＡによるいくつかの見積り値が生じると、Ｔ
ＡＬＡ見積り値を平均することになる。その後でこの平
均された計測値を用いてＱＡＨ計測値と比較すべきであ
る。一実施形態では、ＱＡＨ計測値との比較の前に最小
数の最も新しいＴＡＬＡ計測値が平均される。それらの
値をさらにフィルタリングすることもできる。たとえ
ば、平均から最大量（たとえば、０．５度）以上変化す
るＴＡＬＡ計測値が平均から捨てられる。最近のＴＡＬ
Ａ見積り値の全てが平均から０．５度より大きいと、最
も新しいＴＡＬＡ計測値が用いられる。

【０１０３】図９は、ＴＡＬＡ較正技術およびＱＡＨ較
正技術（それぞれ図６および図７を参照して上で説明し
た）によって算出された見積り値を組合わせて、より確
実な見積り値を生ずるこの技術の流れ図を示す。最初
に、「修正」項の値が零にセットされる。したがって、
ステップ９００において、照準方位角は、この組合わせ
方法が実行される前に持っていた値にセットされる。ス
テップ９０２で、上記制約を用いて目標が所定の基準を
満たす。図９に示されているように、この組合わせ方法
はその後でステップ９１０とステップ９０４へ同時に進
む。目標はステップ９１０で追跡され、ステップ９１２
で図６を参照して上で説明したＴＡＬＡ組合わせ方法が
照準ずれ角見積り値を生ずる。上記のように、ＱＡＨ技
術は組合わせ方法の流れを制御するＱＡＨ法がステップ
９０６でＱＡＨ法がずれ角見積り値の変化を生じるのを
待っている間に、ＴＡＬＡ法は最大で５回の更新を行
う。現在設計されているように、ＱＡＨ法はずれ角見積
り値の差を非常にゆっくり生じさせる。ステップ９１４
においてＴＡＬＡフラッグがセットされて、ＴＡＬＡ見
積り値が保存される。図７を参照して上で説明したＱＡ
Ｈ法は最後に、ステップ９０４で照準ずれ角の見積り値
を生ずる。ＱＡＨ法でずれ角が変化させられたとする
と、ステップ９０６でＱＡＨフラッグがセットされる。

【０１０４】この組合わせ法はステップ９０８へ進ん
で、ＱＡＨフラッグとＴＡＬＡフラッグが共にセットさ
れたかどうかを判定する。そうでなければ、この方法ス
テップ９００に戻る。しかも、両方のフラッグがセット
されていると、この方法はＴＡＬＡを、保存された値を
処理すること、および平均からの差が大きい見積り値を
捨てるように起動する。この方法はステップ９１６へ進
んで、そこで５つの最も新しく得られたＴＡＬＡ見積り
値の平均を求める。あるいは、この方法はステップ９１
６において、多少とも最近得られたＴＡＬＡ計測値の平
均を求めることができる。捨てる動作と平均を求める動
作との結果がステップ９１８でＱＡＨ計測値と比較され
る。上記のように、もしＱＡＨ推定値とＴＡＬＡ見積り
値が最小閾値（図９では「Ｍｉｎｉｍｕｍ_TH」と呼ぶ）
内で一致するすると、それらの見積り値の平均が新しい
照準修正結果として用いられる。したがって、ステップ
９１８で、ＱＡＨ見積り値と処理されたＴＡＬＡ見積り
値はＭｉｎｉｍｕｍ_THと比較される。好適な一実施形態
では、Ｍｉｎｉｍｕｍ_THの値は０．３度であるが、他の
値も可能である。ＱＡＨ見積り値とＴＡＬＡ見積り値と
の差がＭｉｎｉｍｕｍ _THを超えると、この方法はステッ
プ９２６へ進み、そこでＱＡＨフラッグとＴＡＬＡフラ
ッグがリセットされ、それからこの方法はステップ９０
０で再び開始される。しかし、ＱＡＨ計測値とＴＡＬＡ
見積り値の差がＭｉｎｉｍｕｍ_THより小さければ、この
方法はステップ９２０へ進む。

【０１０５】ステップ９２０では、「結果」の値がＱＡ
Ｈ見積り計測値とＴＡＬＡ見積り計測値との平均にセッ
トされる。ＱＡＨ見積り計測値とＴＡＬＡ見積計測値と
を基にして「結果」値を生じる別のやり方も可能であ
る。たとえば、上記のように、見積り値の重みづけられ
た平均を求めることができ、それによってＱＡＨ法また
はＴＡＬＡ法が生ずる見積り値により大きいが重みが与
えられる。ステップ９２０で結果が得られた後、ステッ
プ９２２でその結果は所定の最小閾値および最大閾値と
比較される。上記のように、結果が所定の最小閾値（Ｍ
ｉｎ_TH）より小さいと、それは照準修正を保証せず、そ
の新しい結果は照準方位に加えられない。同様に、結果
が所定の最大き閾値（Ｍａｘ_TH）を超えると、それは信
頼できないために、照準方位角を修正するために使用さ
れない。したがって、ステップ９２２ではステップ９２
０で得られた結果がＭｉｎＴＨおよびＭａｘ_THと比較さ
れ、それがそれらの閾値内に入っていないと、この方法
はステップ９２６へ進んで、フラッグをリセットし、ス
テップ９００でこの組合わせ方法を再開する。

【０１０６】しかし、その結果がそれらの閾値内に入っ
ていると、結果はステップ９２４で照準修正値のために
用いられる。ＴＡＬＡ法によって累積された任意の方位
平均が存在すると、それらはステップ９２４でクリヤさ
れる（棄てられる）。ステップ９２４でＱＡＨヒストグ
ラムも再び初期化され（零度に対応する柱を除き全ての
柱がクリヤされる）。その後この方法はステップ９２６
へ進み、そこで両方のフラッグがリセットされる。その
後でこの方法はステップ９００へ進み、そこでステップ
９２０で生じた修正値を用いて方位修正が実行される。

【０１０７】新しい「修正」値を生ずるために必要な諸
条件が満足しないと、照準方位角に何らの変更も加える
ことなく処理は続行される。最後のＱＡＨ見積り値が変
化して以来ＴＡＬＡ法が更新を行わなかった場合、また
はＱＡＨ計測値と比較しない値をＴＡＬＡ法が生ずる場
合のようにまれな場合には、次のＱＡＨ変化を待つ（場
合によっては何時間もかかる）のではなくて、本当に次
のＴＡＬＡ更新を使用すべきである。ＴＡＬＡ見積り値
とＱＡＨ見積り値との比較は、それらの見積り値が一致
するまで続けられる。

【０１０８】要約すれば、本発明はレーダ装置において
方位照準を較正する方法および装置を含む。本発明は乗
用車、トラック、バンまたは他の車両と一緒に道路を走
行するその他の任意の車両において特に有用である。本
発明は、照準較正のための付加機器を使用する必要なし
に装置を小型にし、コストを低減する。本発明は照準ず
れ角を計算する比較的簡単で直接的なアルゴリズムを使
用するので有利である。上記較正技術は、方位照準を正
確に較正するために独立に使用でき、または同時に使用
できる（図９に示されているように）。

【０１０９】なお、図４〜図７に示した処理は、フロッ
ピー・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の記
録媒体に記録しておき、パソコン等のコンピュータ上で
実行できる。

【０１１０】本発明のいくつかの実施形態を説明した。
しかし、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を
加えることができることが理解であろう。たとえば、本
発明はＦＣＣが認可した任意の車両レーダ周波数および
帯域幅を使用できる。上記のように、本発明は少なくと
も２つの送信周波数を用いるモノパルスレーダ装置を使
用することが好ましい。しかし、本発明はそれに限定さ
れるものではない。本発明は、目標の距離Ｒと、距離変
化率と、照準方位角βとを得ることができるものであれ
ばどのようなレーダも使用することを意図するものであ
る。たとえば、ビーム切り替えレーダ装置、周波数走査
レーダ装置、または機械的に走査されるレーダ装置を採
用できる。

【０１１１】したがって、本発明は説明した特定の実施
形態によって限定されるものではなく、．添付した特許
請求の範囲によってのみ限定されるものと理解されるべ
きであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホスト車両にレーダ装置とレーダ・アンテナが
設置され、アンテナ照準がホスト車両の前部方位に完全
に整列させられている、ホスト車両と目標車両との間の
幾何学的関係を示す図である。

【図２】アンテナ照準がホスト車両の前部方位に整列さ
せられていない、図１のホスト車両と目標車両との間の
幾何学的関係を示す図である。

【図３】本発明に使用するようにされている車両レーダ
装置で要求される目標方位に対する修正を図式的表現に
示したものである。

【図４】本発明の第１の方位照準較正技術の流れ図であ
る。

【図５】図４に示されている第１の方位照準較正技術の
変更形の流れ図である。

【図６】追跡される方位車線平均化（ＴＡＬＡ）法を用
いる本発明の第２の方位照準較正技術の流れ図をであ
る。

【図７】資格を付与される方位ヒストグラム（ＱＡＨ）
法を用いる本発明の第３の方位照準較正技術の流れ図で
ある。

【図８】本発明の照準較正方法および装置に使用するよ
うにされたレーダ装置のブロック図である。

【図９】図６のＴＡＬＡ較正技術を用いて計算された見
積り値と図７のＱＡＨ較正技術を用いて計算された見積
り値とを組合わせて照準ずれ角のより確実な見積りを生
ずる方法の流れ図である。

【符号の説明】

１０ レーダ・アンテナ １１ マイクロ制御器 １２ ホスト車両 １３ 前部バンパー １６、１６’ 距離 １８、１９ 目標車両の方位角 ２０ アンテナ照準 ２２ 進行方向 ２４ 車線 ２６ 照準ずれ角１ ３０ 道路 ４０、５０ 他の車両 １００ レーダ装置 ２００〜２１２、３００〜３１４、４００〜４１８ ス
テップ ５００〜５１４、９００〜９２６ ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 パトリック アントニー ライヤン アメリカ合衆国 92065ー4247 カリフォ ルニア州 ラモナ バッセット コート 16339

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）アンテナ照準の較正に使用される較
   正目標を選択するステップと、 ｂ）目標距離および方位角の最初の測定値を第１の時刻
   において得るステップと、 ｃ）目標距離および方位角のその後の測定値を第２の時
   刻において得るステップと、 ｄ）最初の目標距離測定値および方位角測定値およびそ
   の後の目標距離測定値および方位角測定値を用いて照準
   ずれ角αを計算するステップと、 ｅ）アンテナ照準を較正して、ステップ（ｄ）で計算さ
   れたアンテナ照準を補償するステップと、を有する、レ
   ーダ装置においてレーダ・アンテナの照準を較正する方
   法。
2. 【請求項２】 較正目的のために目標が所定の基準を満
   足するために必要な予め決定されている基準を基にし
   て、較正目標をステップ（ａ）で選択する、請求項１に
   記載のアンテナ照準を較正する方法。
3. 【請求項３】 アンテナ照準αを次式 【数１】 にしたがって計算する、請求項１に記載のアンテナ照準
   を較正する方法。
4. 【請求項４】 ａ）アンテナ照準の較正に使用される較
   正目標を選択するステップと、 ｂ）選択された較正目標の距離および方位角の最初の測
   定値を第１の時刻において得るステップと、 ｃ）選択された較正目標の距離および方位角のその後の
   測定値を第１の時刻の後の引き続く時刻において得るス
   テップと、 ｄ）最初の目標距離測定値および方位角測定値およびそ
   の後の目標距離測定値および方位角測定値を用いて照準
   ずれ角αを計算するステップと、 ｅ）アンテナ照準を較正して、ステップ（ｄ）で計算さ
   れたアンテナ照準を補償するステップと、を有する、レ
   ーダ装置においてレーダ・アンテナの照準を較正する方
   法。
5. 【請求項５】 ステップ（ｃ）の引き続く各時刻に暫定
   的な照準ずれ角を計算し、暫定的な照準ずれ角を一緒に
   加え合わせ、かつその和を引き続く時刻の数によって割
   ることによって暫定的な照準ずれ角の平均を求めること
   によって照準ずれ角をステップ（ｄ）で計算する、請求
   項３に記載の方法。
6. 【請求項６】 各時刻ｉにおける暫定的な照準ずれ角α
   を次式 【数２】 にしたがって計算する、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 道路上を既知の進行方位を持って進行し
   ているホスト車両に配置されている車両レーダ装置にお
   いてレーダ・アンテナの照準を較正する方法であって、 ａ）アンテナ照準の較正に使用される、ホスト車両の進
   行方位にほぼ整列させられている目標車両としての資格
   を与えられた較正目標車両を選択するステップと、 ｂ）較正目標方位角の最初の測定値を第１の時刻におい
   て得るステップと、 ｃ）較正目標方位角のその後の測定値を第２の時刻にお
   いて得るステップと、 ｄ）最初の較正目標方位角測定値およびその後の較正目
   標方位角測定値を基にして照準ずれ角αを計算するステ
   ップと、 ｅ）アンテナ照準を較正して、ステップ（ｄ）で計算さ
   れた照準ずれ角を補償するステップと、を有する、車両
   レーダ装置においてレーダ・アンテナの照準を較正する
   方法。
8. 【請求項８】 ステップ（ｂ）および（ｃ）中に得られ
   た較正目標方位角の平均を求めることによって照準ずれ
   角αを計算する、請求項７に記載のアンテナ照準を較正
   する方法。
9. 【請求項９】 道路上を既知の進行方位を持って進行し
   ているホスト車両に配置されている車両レーダ装置にお
   いてレーダ・アンテナの照準を較正する方法であって、 ａ）アンテナ照準の較正に使用される、ホスト車両の進
   行方位にほぼ整列させられている目標車両としての資格
   を与えられた較正目標車両を選択するステップと、 ｂ）較正目標方位角の最初の測定値を第１の時刻におい
   て得るステップと、 ｃ）較正目標方位角のその後の測定値を第１の時刻の後
   の引き続く時刻において得るステップと、 ｄ）最初の較正目標方位角測定値およびその後の較正目
   標方位角測定値を基にして照準ずれ角αを見積もるステ
   ップと、 ｅ）アンテナ照準を較正して、ステップ（ｄ）で見積も
   られた照準ずれ角を補償するステップと、を有する、車
   両レーダ装置においてレーダ・アンテナの照準を較正す
   る方法。
10. 【請求項１０】 ステップ（ｃ）が第１の時刻の後の引
    き続くＮ個の時刻においてＮ個の引き続く測定値を得
    る、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 見積もるステップ（ｄ）が最初の較正
    目標方位角測定値およびその後の較正目標方位角測定値
    の平均を求めることを含む、請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 較正目的のために目標が所定の基準を
    満足するために、目標の選択に予め決定された制約を課
    すことにより、ステップ（ａ）において、隣の車両交通
    が所定の基準を満たす較正目標として誤って選択される
    ことを抑制する、請求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 ａ）アンテナ照準の較正に使用される
    較正目標を選択する手段と、 ｂ）前記選択する手段に応答して、目標距離および方位
    角の最初の測定値を第１の時刻において得る手段と、 ｃ）前記選択する手段に応答して、目標距離および方位
    角のその後の測定値を第１の時刻の後の引き続く時刻に
    おいて得る手段と、 ｄ）前記得る手段に応答して、最初の目標距離測定値お
    よび方位角測定値およびその後の目標距離測定値および
    方位角測定値を用いて照準ずれ角αを計算する手段と、 ｅ）アンテナ照準を較正して、計算されたアンテナ照準
    を補償する手段と、を有する、レーダ装置においてレー
    ダ・アンテナの照準を較正する装置。
14. 【請求項１４】 道路上を既知の進行方位を持って進行
    しているホスト車両に配置されている車両レーダ装置に
    おいてレーダ・アンテナの照準を較正する装置であっ
    て、 ａ）アンテナ照準の較正に使用される、ホスト車両の進
    行方位にほぼ整列させられている、所定の基準を満足す
    る較正目標を選択する手段と、 ｂ）前記選択する手段に応答して、較正目標方位角の最
    初の測定値を第１の時刻において得る手段と、 ｃ）前記選択する手段に応答して、較正目標方位角のそ
    の後の測定値を第１の時刻の後の引き続く時刻において
    得る手段と、 ｄ）前記得る手段に応答して、最初の較正目標方位角測
    定値およびその後の較正目標方位角測定値を基にして照
    準ずれ角αを見積もる手段と、 ｅ）アンテナ照準を較正して、見積もられた照準ずれ角
    を補償する手段と、 を有する、車両レーダ装置においてレーダ・アンテナの
    照準を較正する装置。
15. 【請求項１５】 汎用コンピュータ装置上で実行でき、
    レーダ装置においてレーダ・アンテナの照準を較正でき
    るコンピュータ・プログラムであって、 ａ）アンテナ照準の構成に使用される較正目標を選択す
    るための第１の命令セットと、 ｂ）較正目標の距離および方位角の最初の測定値を第１
    の時刻に得るための第２の命令セットと、 ｃ）較正目標の距離および方位角の以後の測定値を第１
    の時刻の後の引き続く時刻に得るための第３の命令セッ
    トと、 ｄ）最初の目標距離と方位角との測定値およびその後の
    目標距離と方位角との測定値を用いて照準ずれ角αを計
    算するための第４の命令セットと、 ｅ）アンテナ照準を較正して、計算された照準ずれ角を
    補償するための第５の命令セットと、を有す備える、汎
    用コンピュータ装置上で実行できるコンピュータ・プロ
    グラムを記載した記録媒体。
16. 【請求項１６】 ホスト車両に配置されている車両レー
    ダ装置におけるレーダ・アンテナにより検出された目標
    から目標方位角測定値を得ることができ、かつ、個別の
    目標方位角の組に関連し、それらの組に対応する複数の
    柱を有する方位角ヒストグラムを保持する前記車両レー
    ダ装置の照準を構成する方法であって、 ａ）零度目標方位角と関する柱が所定の最大ヒストグラ
    ムカウントにセットされることを除き、各方位角が零に
    セットされるように方位ヒストグラムを初期化するステ
    ップと、 ｂ）目標データを受け、目標方位角測定値を得るステッ
    プと、 ｃ）ステップ（ｂ）で得られた方位角測定値を修正する
    ステップと、 ｄ）方位角測定値が所定の基準を満足するならば、修正
    された方位角測定値に対応する目標方位角に、カウント
    を加算するステップと、 ｅ）ヒストグラムが所定の最大数のカウントを含んでい
    るかどうかを判定するステップと、 ｆ）前記ヒストグラムが所定の最大数のカウントを含ん
    でいなければステップ（ｂ）へ戻り、さもなければ、最
    大数のカウントを有する方位角柱からアンテナ照準ずれ
    角を決定するステップと、 ｇ）ステップ（ｆ）で決定された照準ずれ角を用いてア
    ンテナ照準を較正するステップと、を有する、車両レー
    ダ装置におけるレーダ・アンテナの照準を較正する方
    法。