JP2001021646A - 車載レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載レーダ装置で障害物探査の基準方向のず
れを、いつでも容易に補正可能にする。 【解決手段】 車両１に搭載されるレーダ装置４は、ア
ンテナ５からＦＭ−ＣＷ方式の電波を送信し、前方車両
３などからの反射信号を受信して、障害物検知装置７が
障害物の検知を行う。道路２が曲線の場合には、回動装
置６によってアンテナ５の探査ビーム１０の方向を正面
方向１ａから変化させる。アンテナ５の探査ビーム１０
の基準方向が正面方向１ａからずれるときには、方向補
正装置８が高周波送受信装置１１を制御して、アンテナ
５から一定周波数の連続波を送信させ、道路２の路面か
らの反射信号を受信して、反射信号の受信強度が最大と
なる方向に基づいてアンテナ５の基準方向の補正を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載され、
車両の前方を走行中の他の車両を含む障害物を検知して
走行の安全を図るための車載レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両を道路などで運転する際
の安全性を高めるために、前方の車両や障害物などを検
知するレーダが開発されている。特に、三角波を変調信
号として周波数変調された持続送信波と目標からの反射
波とによってビート信号を取出し、このビート信号に基
づいて目標との相対速度や相対距離を求めるＦＭ−ＣＷ
方式のレーダが用いられている。ＦＭ−ＣＷ方式のレー
ダに関連する先行技術は、たとえば特開昭５２−１１１
３９５、特開平７−１２０５４９、特開平９−８０１４
８および特開平９−１４５８２４などに開示されてい
る。特に特開平７−１２０５４９には、レーダ装置から
送信されるビーム状の電波の照射方向が変更可能で、た
とえば曲線走行時などで斜め前方に存在している車両な
どを適確に検知することができる構成が開示されてい
る。この先行技術では、探査ビームの方向について真の
前方からのずれを検知し、その角度からずれ量を算出し
て補正を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−２０９４１
４の先行技術のように、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダの電波
をビームアンテナで送受信する場合には、機械的にアン
テナの指向性を変化させたり、フェイズドアレイアンテ
ナのように、電気的に指向方向を変化させたりしてい
る。アンテナの指向性が広ければ、必ずしもアンテナの
指向方向を変化させなくても、広い範囲に対しての電波
の送信と受信とを行うことができるけれども、アンテナ
の利得が低下し、かつ余分な雑音成分などの影響を受け
やすくなってしまう。アンテナの指向性を狭くすると、
曲線通行時などでも前方の障害物を検知することができ
るように、アンテナの指向性の基準方向を、変化させら
れるようにしておく必要がある。ただし、アンテナの指
向方向を変化可能にしておくと、車両が走行中に受ける
何らかの衝撃によって、基準方向がずれたり、経年変化
によって指向方向がずれたりするおそれがある。フェイ
ズドアレイアンテナのように、電気的に指向方向を切換
えるアンテナであっても、取付位置での車体の変形など
によって、指向方向が変化し得る。

【０００４】前述の特開平７−２０９４１４では、指向
方向の変化に対して、補正を行うようにしている。この
先行技術では、道路の側方に連続して存在する連続路側
物を検知して、連続路側物の相対速度と車速から車両進
行方向に対するアンテナの指向方向を算出する。しかし
ながら、この先行技術では、連続路側物は、具体的には
ガードレールであり、車両の正面ではなく、斜め前方に
ずれた方向で検出され、その方向は一定ではない。ま
た、他の先行技術として、直線路で前方車を検出し、そ
の角度からずれ量を算出して補正を行うことも提案され
ているれども、前方車の位置や前方車の有無に影響を受
け、正しくずれ量を算出することができない場合があ
る。

【０００５】本発明の目的は、障害物検知の基準方向の
補正を、いつでも確実に行うことができる車載レーダ装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両に搭載さ
れ、車両の走行方向の前方を探査する車載レーダ装置に
おいて、予め定める角度範囲で、探査信号の送信および
反射信号の受信によって障害物を検知する探査方向を、
路面に垂直な軸線まわりに変化可能な探査機構と、探査
機構を用いて前方の基準方向を中心とする探査を行い、
障害物の有無を検知する障害物検知手段と、障害物検知
手段が前方で障害物を検知しない状態で、探査機構の探
査方向を変えながら路面を検知し、探査機構が受信する
反射信号が最大となる方向を前方の基準方向と認定して
補正する基準方向補正手段とを含むことを特徴とする車
載レーダ装置である。

【０００７】本発明に従えば、探査機構は、予め定める
角度範囲で探査信号の送信および反射信号の受信によっ
て障害物を検知する探査方向を、路面に垂直な軸線まわ
りに変化可能である。障害物検知手段は、探査機構を用
いて前方の基準方向を中心とする探査を行い、障害物の
有無を検知する。補正手段は、障害物検知手段が前方で
障害物を検知しない状態で、探査機構の探査方向を変え
ながら路面を検知し、探査機構が受信する反射信号が最
大となる方向を前方の基準方向と認定して補正する。探
査機構が探査信号を送信すると、前方の障害物ばかりで
はなく、路面からも反射し、反射信号が受信される。路
面からの反射信号は、探査信号が路面で乱反射する成分
の一部のみが受信されるので、通常は他の車両を含む障
害物からの反射信号の方が強度が高い。前方に障害物が
存在しなければ、探査機構は路面からの反射信号を受信
して識別することができる。基準方向補正手段は、探査
機構の探査方向を変化させるので、探査機構の探査方向
が前方の基準方向に向いた状態で探査機構が受信する路
面からの反射信号の強度が最大となる。路面による基準
方向の補正は、ほとんどたいていの場合可能であり、か
つ容易に行うことができる。

【０００８】また本発明で前記障害物検知手段は、連続
的に周波数が偏移するように周波数変調された電波を、
前記探査機構から前記探査方向に送信して障害物の検知
を行い、前記基準方向補正手段は、周波数が一定の電波
を該探査機構から送信して前記基準方向の認定を行うこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、連続的に周波数が偏移す
るように周波数変調された電波を用いるＦＭ−ＣＷ方式
の障害物検知で基準方向の補正のために、周波数が一定
の電波を探査機構から送信する。反射信号の強度が最大
となる方向を基準方向と認定する。路面に対する探査
は、各方向に同一の条件で行うことができ、最大値の検
出も容易に行うことができる。

【００１０】また本発明で前記基準方向補正手段は、前
記障害物検知手段が前方で障害物を検知しない状態が予
め定める時間以上継続するときに、前記基準方向の補正
を行うことを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、障害物検知手段が前方で
基準方向を中心に障害物を検知しない状態が予め定める
時間以上継続するときには、基準方向がずれている可能
性がある。このような場合に、基準方向補正手段が基準
方向の補正を行うので、基準方向のずれを自動的に補正
して障害物検知手段の検知精度を高めることができる。

【００１２】また本発明で前記基準方向補正手段は、前
記障害物検知手段が前方の障害物の有無を検知する基準
方向と、前記反射信号が最大となる方向との差が予め定
める基準値よりも大きいときにのみ、該基準方向を、該
最大となる方向側に、該基準値よりも小さい補正値を用
いて補正することを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、基準方向補正手段は、路
面からの反射信号に基づいて基準方向を補正する際に、
補正すべき基準方向の最大方向からのずれが予め設定さ
れる基準値よりも大きいときにのみ補正を行い、しかも
その補正値は基準値よりも小さくするので、誤判断に基
づく誤った補正を行っても、その影響を抑えることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての車載レーダ装置の全体的な構成を示す。図１
（ａ）は、平面視した状態、図１（ｂ）は側面視した状
態、図１（ｃ）は電気的構成をそれぞれ示す。車両１
は、道路２を走行中に、前方車両３などの障害物を検知
するために、レーダ装置４を搭載している。レーダ装置
４のアンテナ５は、回動装置６によって、車両１の正面
方向１ａを基準方向として、指向特性の範囲を変化させ
ることができる。アンテナ５からは、ＦＭ−ＣＷ方式の
電波が送信され、前方車両３などからの反射波が受信さ
れる。障害物検知装置７は、アンテナ５からＦＭ−ＣＷ
方式で、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯のうち、
たとえば６０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚ程度を搬送信号とし、
最大周波数偏移が１ＭＨｚとなる高周波信号を供給し、
受信される信号を増幅して障害物の検知を行う。方向補
正装置８は、アンテナ５の基準方向が車両１の正面方向
１ａとずれているときに、基準方向の補正を行う。障害
物検知装置７は、前方車両３との間の車間距離が短くな
ったり、前方の障害物に接近するときに、警報装置９か
ら警報を発生する。

【００１５】アンテナ５の指向特性は、２０〜３０程度
の広がりを有する探査ビーム１０として表すことができ
る。探査ビーム１０の範囲では、アンテナ５の利得が高
く、送信電波も強く、かつ受信感度も高い。車載用のレ
ーダ装置４は、１００ｍ以上の前方で前方車両３などの
検知を行わなければならない。距離が１００ｍ以上とな
ると、たとえば１°の角度のずれでも、前方車両３の車
幅に近い値のずれになってしまう。このため、車両１が
曲線の道路を走行する際には、回動装置６を作動させ
て、アンテナ５の探査ビーム１０の方向を車両１の正面
方向１ａから±８°程度の範囲でずらせる必要がある。

【００１６】本実施形態では、アンテナ５の探査ビーム
１０の方向が、車両１の正面方向１ａに合わせようとし
ても、基準方向にずれが生じている場合の補正のため
に、道路２の路面からの反射を利用する。アンテナ５か
ら道路２の路面に送信される電波は、大部分は路面でさ
らに前方に反射されるけれども、一部は乱反射して、車
両１のアンテナ５に戻る。このような路面からの反射電
波の強度は、車両１の正面方向１ａで最大となる。本実
施形態では、この原理を利用して方向補正装置８が、ア
ンテナ５のずれなどによる基準方向のずれを補正する。

【００１７】図２は、図１のレーダ装置４の電気的構成
を示す。アンテナ５には、送信アンテナ５ａと受信アン
テナ５ｂとが設けられ、回動装置６によって探査ビーム
１０の基準方向を路面に垂直な軸線まわりで変更するこ
とができる。送信アンテナ５ａにミリ波帯の高周波電力
を供給し、受信アンテナ５ｂに受信される反射信号を増
幅するために、高周波送受信装置１１が設けられる。障
害物検知装置７は、高周波送受信装置１１から、ＦＭ−
ＣＷ方式の探査波を送信し、受信信号に基づいて前方車
両３などの障害物の検知を行う。ＦＭ−ＣＷ方式の探査
波を用いるので、前述の各先行技術に記載されているよ
うに、車両１と前方車両３などの障害物との距離ととも
に、相対的な速度も求めることができる。車両１が直線
の道路を走行しているときには、障害物検知装置７は回
動装置６を制御して、アンテナ５の探査ビーム１０の基
準方向を車両１の進行方向を変化させる方向に合わせて
変化させる。

【００１８】方向補正装置８は、アンテナ５の基準方向
のずれを補正するために、高周波送受信装置１１から一
定周波数の電波を発生させ、送信アンテナ５ａを介して
前方に送信する。道路の路面からの反射波は、受信アン
テナ５ｂを介して高周波送受信装置１１で受信する。単
一の周波数の電波を用いるので、路面からの反射波を受
信する際にも、たとえばその周波数帯域のみを受信する
ようなフィルタを用いることができ、路面で反射する割
合が小さくても、雑音などの影響を避けて高い感度で反
射波を受信することができる。

【００１９】図３は、図１の方向補正装置８による基準
方向の補正手順を示す。方向補正装置８内には、予め設
定されるプログラムに従って動作するマイクロコンピュ
ータが含まれ、アンテナ５の回動装置６、障害物検知装
置７および高周波送受信装置１１を制御して、基準方向
のずれの補正を行う。ステップｓ１では、ある一定の周
期毎に、タイマ割込みなどに従って、手順を開始する。
ステップｓ２で、障害物検知装置７で前方車両３などの
前方ターゲット無しの状態が予め設定される一定時間以
上続いているか否かを判断する。この一定時間は、数称
程度とする。前方ターゲット無しの状態が一定時間以上
続いていると判断されるときには、ステップｓ３で、障
害物検知装置７によるＦＭ−ＣＷ方式の探査モードを終
了し、高周波送受信装置１１から同一周波数の連続波の
電波を送信するようなＣＷモードに切換える。ステップ
ｓ４では、回動装置６を制御して、アンテナ５の探査ビ
ーム１０の方向を一定角度ずつ切換えながら、各角度に
おける反射波のパワー分布を計算して求める。ステップ
ｓ４では、パワー分布が最大となる方向を示す角度を決
定する。ステップｓ６では、ステップｓ５で決定される
パワー分布が最大となる角度が、その時点でアンテナ５
の基準方向として設定されている元の角度に対して、予
め設定される角度、たとえば０．５°を超えてずれてい
るか否かを判断する。ステップｓ６で、角度のずれが基
準値である０．５°を超えてずれていると判断されると
きには、ステップｓ７で、基準方向を、たとえば０．２
°だけずれの方向に補正する。このように補正値を０．
２°として、ずれの基準値０．５°よりも小さくしてい
るので、誤判定に基づいて補正を行うときの影響を小さ
く抑えることができる。また補正を、基準値である０．
５°よりもずれが大きいときのみ行うことによっても、
誤判定の影響を抑えることができる。ステップｓ２で前
方ターゲット無しの状態が継続していないと判断される
とき、ステップｓ６でずれの大きさが基準値よりも大き
くないと判断されるとき、あるいはステップｓ７の補正
が終了した後は、ステップｓ８で補正の手順を終了す
る。

【００２０】図４は、図３のステップｓ４で計算するパ
ワー分布の例を示す。送信アンテナ５ａから一定周波数
の電波を連続波（ＣＷ）として送信しながら、路面での
反射波を受信アンテナ５ｂで受信し、その強度のパワー
分布を、探査ビーム１０の角度を変えながら計測し、パ
ワー分布を計算する。単一の周波数の連続波でパワー分
布を求めるので、１つの角度では、電波を送信してから
受信するまでに要する時間だけアンテナ５の向きを固定
しておけばよく、全体として短時間で所定の角度範囲に
対するパワー分布の計算を行うことができる。パワー分
布の最大値となる方向θが、基準方向である０°からず
れているときには、図３のステップｓ６の条件に従っ
て、ずれ量θ＞０．５°であればステップｓ７の補正を
行う。

【００２１】本実施形態では、レーダ装置４がＦＭ−Ｃ
Ｗ方式で前方の障害物の検知を行っているけれども、パ
ルス方式など、他の方式の電波で前方の障害物検知を行
う場合であっても、連続電波による路面からの反射強度
が最大となる方向を基準方向とする補正を行うことがで
きる。また、障害物の検知を、レーダや超音波で行う場
合であっても、路面からの反射波を用いて、基準方向の
補正を行うことができる。また、基準方向の補正は、運
転者がレーダとしての前方車両探査状態や、周囲の交通
状況などから判断して、手動で開始させるようにするこ
ともできる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車載レー
ダ装置の障害物検知のための基準方向を、路面の検知に
基づいて補正するので、基準方向の補正は常時可能とな
り、直接基準方向に補正するので、簡単かつ正確に補正
を行うことができる。

【００２３】また本発明によれば、連続的に周波数が偏
移するように周波数変調された電波を用いる車載レーダ
装置であっても、基準方向の路面による検出の際には一
定周波数の電波を用いるので、路面からの反射強度の最
大値を迅速に求めることができ、精度よく基準方向の補
正を行うことができる。

【００２４】また本発明によれば、前方の基準方向につ
いて障害物を検知しない状態が予め設定される時間以上
継続すれば、基準方向の補正が自動的に行われるので、
信頼性の高い前方の障害物検知を行わせることができ
る。

【００２５】また本発明によれば、路面からの反射信号
の最大方向と基準方向とのずれ量が大きいときには補正
量を小さくするので、基準方向のずれを誤判定する可能
性があっても、誤判定の影響を小さな範囲にとどめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す平
面図、側面図およびブロック図である。

【図２】図１のレーダ装置４の概略的な電気的構成を示
すブロック図である。

【図３】図１の方向補正装置８の補正手順を示すフロー
チャートである。

【図４】図３のステップｓ４で計算されるパワー分布の
例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 車両 １ａ 正面方向 ２ 道路 ３ 前方車両 ４ レーダ装置 ５ アンテナ ６ 回動装置 ７ 障害物検知装置 ８ 方向補正装置 ９ 警報装置 １０ 探査ビーム １１ 高周波送受信装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、車両の走行方向の前方
   を探査する車載レーダ装置において、 予め定める角度範囲で、探査信号の送信および反射信号
   の受信によって障害物を検知する探査方向を、路面に垂
   直な軸線まわりに変化可能な探査機構と、 探査機構を用いて前方の基準方向を中心とする探査を行
   い、障害物の有無を検知する障害物検知手段と、 障害物検知手段が前方で障害物を検知しない状態で、探
   査機構の探査方向を変えながら路面を検知し、探査機構
   が受信する反射信号が最大となる方向を前方の基準方向
   と認定して補正する基準方向補正手段とを含むことを特
   徴とする車載レーダ装置。
2. 【請求項２】 前記障害物検知手段は、連続的に周波数
   が偏移するように周波数変調された電波を、前記探査機
   構から前記探査方向に送信して障害物の検知を行い、 前記基準方向補正手段は、周波数が一定の電波を該探査
   機構から送信して前記基準方向の認定を行うことを特徴
   とする請求項１記載の車載レーダ装置。
3. 【請求項３】 前記基準方向補正手段は、前記障害物検
   知手段が前方で障害物を検知しない状態が予め定める時
   間以上継続するときに、前記基準方向の補正を行うこと
   を特徴とする請求項１または２記載の車載レーダ装置。
4. 【請求項４】 前記基準方向補正手段は、前記障害物検
   知手段が前方の障害物の有無を検知する基準方向と、前
   記反射信号が最大となる方向との差が予め定める基準値
   よりも大きいときにのみ、該基準方向を、該最大となる
   方向側に、該基準値よりも小さい補正値を用いて補正す
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車
   載レーダ装置。