JP2002202361A - Apparatus for detecting adhering substance of on-board radar - Google Patents

Apparatus for detecting adhering substance of on-board radar

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JP2002202361A
JP2002202361A JP2000399028A JP2000399028A JP2002202361A JP 2002202361 A JP2002202361 A JP 2002202361A JP 2000399028 A JP2000399028 A JP 2000399028A JP 2000399028 A JP2000399028 A JP 2000399028A JP 2002202361 A JP2002202361 A JP 2002202361A
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radar
vehicle
target
sensor
frequency
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JP2000399028A
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Japanese (ja)
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Hisateru Asanuma
久輝 浅沼
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus which detects an adhering substance to a sensor of an on-board radar simply and correctly. SOLUTION: The apparatus is provided with means for counting the number of generation times of losses in which a target being monitored by the radar cannot be temporarily detected in a predetermined time, and means for judging that there is the adhering substance to the sensor of the radar when the counted number of generation times of losses exceeds a predetermined threshold. Alternatively, the apparatus is provided with means for summing times of a state in which the target being monitored by the radar cannot be temporarily detected and lost in a predetermined time, and means for judging that there is the adhering substance to the sensor of the radar when the summed time exceeds a predetermined threshold.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
レーダのセンサ部への付着物を検出する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a substance attached to a sensor of a radar mounted on a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の前部に搭載され先行車両等のター
ゲットとの距離を測定する車載用レーダが広く使用され
ている。かかる車載用レーダにおいては、車両の走行中
に雪や泥水等がそのセンサ部に付着する場合がある。そ
のような付着物が存在する状態では、ターゲットを検知
することができない。
2. Description of the Related Art An on-vehicle radar mounted on a front portion of a vehicle and measuring a distance from a target such as a preceding vehicle is widely used. In such an in-vehicle radar, snow, muddy water, and the like may adhere to the sensor unit while the vehicle is running. The target cannot be detected in a state where such a deposit exists.

【0003】そのため、レーダを搭載した車両では、付
着物があるか否かを診断することが肝要である。しかし
ながら、現在のところ、簡易にかつ正確にかかる付着物
を検出する装置は提供されていない。
[0003] Therefore, in a vehicle equipped with a radar, it is important to diagnose whether there is any extraneous matter. However, at present, no device has been provided for simply and accurately detecting such attached matter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車載用
レーダにおけるセンサ部への付着物を簡易にかつ正確に
検出する装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for easily and accurately detecting a substance attached to a sensor in a vehicle-mounted radar. To provide.

【0005】[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、本発明の第1の態様によれば、車両に搭載されたレ
ーダのセンサ部への付着物を検出する装置であって、所
定時間内において、該レーダによって監視中のターゲッ
トを一時的に検知することができなくなるロストの発生
回数をカウントする手段と、カウントされたロスト発生
回数が所定の閾値を超えた場合に、該レーダのセンサ部
に付着物が存在すると判定する手段と、を具備する、車
載用レーダの付着物検出装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a substance attached to a sensor of a radar mounted on a vehicle, the apparatus comprising: Means for counting the number of lost occurrences in which the target being monitored by the radar cannot be temporarily detected within the time; and when the counted number of lost occurrences exceeds a predetermined threshold value, A means for determining that an adhering matter is present on the sensor unit is provided.

【0006】また、本発明の第2の態様によれば、車両
に搭載されたレーダのセンサ部への付着物を検出する装
置であって、所定時間内において、該レーダによって監
視中のターゲットを一時的に検知することができなくな
るロストの状態にある時間を総計する手段と、総計され
た時間が所定の閾値を超えた場合に、該レーダのセンサ
部に付着物が存在すると判定する手段と、を具備する、
車載用レーダの付着物検出装置が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a substance attached to a sensor unit of a radar mounted on a vehicle, wherein a target being monitored by the radar is detected within a predetermined time. Means for totalizing the time in a lost state in which detection is temporarily impossible, and means for determining that there is an attached matter on the sensor unit of the radar when the total time exceeds a predetermined threshold. Comprising,
Provided is an apparatus for detecting a deposit on a vehicle-mounted radar.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0008】図1は、本発明に係る付着物検出装置を備
えた車載用レーダ1の一構成例を示すブロック図であ
る。レーダ1は、センサ部11、ビーム操舵部12、レ
ーダ電子制御装置(レーダECU)13、等から構成さ
れる。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an on-vehicle radar 1 provided with the attached matter detection device according to the present invention. The radar 1 includes a sensor unit 11, a beam steering unit 12, a radar electronic control unit (radar ECU) 13, and the like.

【0009】センサ部11は、前方に向けてビームを照
射するとともに障害物又はターゲット2からの反射波を
検出する。ビーム操舵部12は、レーダECU13から
の指示を受けてビームの照射方向を変える。
The sensor section 11 emits a beam forward and detects an obstacle or a reflected wave from the target 2. The beam steering unit 12 changes the beam irradiation direction in response to an instruction from the radar ECU 13.

【0010】レーダECU13は、センサ部11で検出
された反射波を受信してターゲット2までの距離及び相
対速度を算出するとともに車速、車両ステアリング角、
ヨーレート等のデータを入力して、車両の速度が適正と
なるようにスロットルバルブに対する調整を指示した
り、先行車両等のターゲット2に接近しすぎている場合
に警報ブザー又は表示器を介して運転者に該接近状態を
報知したり、カーブ走行時に先行車両を追跡することが
できるようにビームの照射方向を変更するよう操舵部1
2に指示したりする。
The radar ECU 13 receives the reflected wave detected by the sensor unit 11 and calculates the distance to the target 2 and the relative speed, and also calculates the vehicle speed, the vehicle steering angle, and the like.
Input data such as yaw rate to instruct adjustment of the throttle valve so that the speed of the vehicle is appropriate, or to operate via an alarm buzzer or display when the vehicle is too close to the target 2 such as a preceding vehicle. The steering unit 1 changes the beam irradiation direction so as to inform the driver of the approaching state and track a preceding vehicle when traveling on a curve.
2

【0011】なお、車速は、車両のトランスミッション
軸の回転速度に比例した数の出力パルスを単位時間当た
りに発生させる車速センサの出力に基づいて算出され
る。また、ヨーレートは、車両の鉛直軸方向の回転角速
度を検出するヨーレートセンサの出力に基づいて算出さ
れる。
The vehicle speed is calculated based on the output of a vehicle speed sensor that generates a number of output pulses per unit time in proportion to the rotation speed of the transmission shaft of the vehicle. The yaw rate is calculated based on the output of a yaw rate sensor that detects the rotational angular velocity of the vehicle in the vertical axis direction.

【0012】なお、車速とターゲットの距離とから、タ
ーゲットが静止物か移動物かを判定することができる。
また、ヨーレートからカーブ半径を演算することがで
き、カーブにおいてもセンサの照射ビームを先行車両等
に向けることができる。
It is possible to determine whether the target is a stationary object or a moving object from the vehicle speed and the distance to the target.
Further, the radius of the curve can be calculated from the yaw rate, and the irradiation beam of the sensor can be directed to the preceding vehicle or the like even at the curve.

【0013】また、ECU13は、本発明に係る付着物
検出のための演算処理をも実行する電子制御装置であっ
て、CPU(中央制御装置)、メモリ等からなる。ま
た、ECU13は、付着物検出等の診断結果を出力すべ
く、そのための指示を表示器に与える。
The ECU 13 is an electronic control unit which also executes an arithmetic process for detecting an adhering matter according to the present invention, and comprises a CPU (central control unit), a memory and the like. In addition, the ECU 13 gives an instruction for outputting the result of the diagnosis such as the detection of the attached matter to the display.

【0014】まず、周知のことではあるが、レーダによ
る車間距離及び相対速度の測定原理について、予め図2
及び図3に基づき説明する。本実施形態におけるレーダ
は、周波数変調(FM)を施しつつ連続波(CW)信号
を送信するとともに、障害物からの反射信号を受信する
レーダである。
First, as is well known, the principle of measuring the inter-vehicle distance and the relative speed by the radar is described in FIG.
And FIG. The radar according to the present embodiment is a radar that transmits a continuous wave (CW) signal while performing frequency modulation (FM) and receives a reflected signal from an obstacle.

【0015】ここで、その周波数変調(FM)を三角波
(周波数f0を中心として±Δf/2の範囲で変化す
る)を用いて制御するとすれば、送信信号の周波数と時
間との関係は、図2(A)における実線のようになる。
[0015] Here, if the frequency modulation of (FM) (varies between ± Delta] f / 2 as the center frequency f 0) triangular wave is controlled using a relationship between the frequency and time of the transmission signal, A solid line in FIG.

【0016】そして、距離Rだけ離隔した場所に存在す
る障害物からの反射信号の周波数と時間との関係は、そ
の障害物とレーダとの相対速度が0であるとすれば、図
2(A)の点線のようになる。
The relationship between the frequency and the time of a reflected signal from an obstacle located at a location separated by a distance R is as follows, assuming that the relative speed between the obstacle and the radar is zero. ).

【0017】従って、送信信号と受信信号(即ち、反射
信号)とが混合(ミキシング)せしめられて得られるビ
ート信号の周波数(ビート周波数)frは、図2(B)
のようになる。
[0017] Thus, the transmission signal and the reception signal (i.e., reflected signal) and mixed (mixing) allowed is the frequency (beat frequency) f r of the beat signal thus obtained is, and FIG. 2 (B)
become that way.

【0018】ここで、変調三角波の繰り返し周波数をf
m、光速をcとすれば、 fr/(2R/c)=(Δf/2)/{(1/fm)/
4} ∴ R=frc/4fmΔfの関係が成立し、ビート周波
数frを測定すれば、距離Rを算出することができる。
Here, the repetition frequency of the modulated triangular wave is represented by f
m, if the velocity of light c, f r / (2R / c) = (Δf / 2) / {(1 / f m) /
4} ∴ relation R = f r c / 4f m Δf is established, it is possible by measuring the beat frequency f r, calculates the distance R.

【0019】障害物とレーダとの相対速度が0でない場
合には、ドプラ効果が起こるため、送受信信号は図3
(A)のようになる。従って、送信信号の周波数が上昇
していく区間のビート周波数fup及び送信信号の周波数
が下降していく区間のビート周波数fdownは、図3
(B)に示すようになる。
If the relative speed between the obstacle and the radar is not 0, the Doppler effect occurs.
(A). Accordingly, the beat frequency f up in the section where the frequency of the transmission signal increases and the beat frequency f down in the section where the frequency of the transmission signal decreases are shown in FIG.
The result is as shown in FIG.

【0020】すなわち、fup及びfdownは、相対速度が
0の場合のビート周波数frにドプラ周波数fdを重畳し
たものとなり、 fup =fr−fddown=fr+fd と表される。
[0020] That is, f Stay up-and f down becomes shall relative velocity is superimposed Doppler frequency f d to the beat frequency f r in the case of 0, and f up = f r -f d f down = f r + f d expressed.

【0021】なお、周知のように、ターゲットが速度v
rの相対運動をするときには、レーダが受信する反射波
の周波数は、送信波の周波数f0に対して、 fd=2・vr・f0/c によって表されるドプラ周波数だけずれる。ただし、c
=3×108〔m/s〕である。
As is well known, the target has a velocity v
When the relative motion of r, the frequency of the reflected wave radar receives, to the frequency f 0 of the transmitted wave, shifted by the Doppler frequency expressed by f d = 2 · v r · f 0 / c. Where c
= 3 × 10 8 [m / s].

【0022】従って、このfup及びfdownを別々に測定
し、fup及びfdownに基づいてfr及びfdを算出すれ
ば、これらよりレーダと障害物との距離及び相対速度を
求めることができることとなる。
[0022] Thus, the f Stay up-and f down and measured separately, by calculating the f r and f d based on f Stay up-and f down, determining the distance and relative speed of these from the radar and the obstacle Can be done.

【0023】さて、前述のように、センサ部11には、
車両の走行中に雪や泥水等が付着する場合がある。その
ような付着物が存在する状態では、ターゲットを検知す
ることができない。そこで、本発明では、以下に示され
るように、付着物があるか否かを診断するようにしてい
る。
As described above, the sensor unit 11 includes:
During the operation of the vehicle, snow, muddy water, etc. may adhere. The target cannot be detected in a state where such a deposit exists. Therefore, in the present invention, as described below, it is determined whether or not there is any extraneous matter.

【0024】図4(A)及び(B)は、自車両20に搭
載されたレーダによって先行の他車両30との車間距離
を検知する様子を示す図であって、(A)はセンサ部1
1に付着物がない場合を示し、(B)はセンサ部11に
付着物22がある場合を示している。
FIGS. 4A and 4B show how the radar mounted on the host vehicle 20 detects the distance between the vehicle and the preceding vehicle 30. FIG.
1 shows a case where there is no attached matter, and (B) shows a case where there is an attached matter 22 in the sensor unit 11.

【0025】図4(A)に示される如く、付着物がない
場合には、レーダは、図4(C)に示される如く、時間
的に切れ目なく、他車両30との車間距離を検知するこ
とができる。
As shown in FIG. 4 (A), when there is no extraneous matter, the radar detects the inter-vehicle distance with another vehicle 30 without a break in time as shown in FIG. 4 (C). be able to.

【0026】その一方、図4(B)に示される如く、
雪、泥水等の付着物22がある場合には、レーダは、監
視中のターゲットである他車両30を一時的に検知する
ことができなくなる。
On the other hand, as shown in FIG.
If there is a deposit 22 such as snow or muddy water, the radar cannot temporarily detect the other vehicle 30 that is the target being monitored.

【0027】このような現象はロストと呼ばれており、
このロストの発生により、図4(D)に示されるよう
に、他車両30との車間距離が一時的に検知することが
できない期間が断続的に発生する。
Such a phenomenon is called lost,
Due to the occurrence of the loss, as shown in FIG. 4D, a period in which the inter-vehicle distance to another vehicle 30 cannot be temporarily detected occurs intermittently.

【0028】したがって、ある一定時間の間、ロストの
発生回数をカウントし、その頻度を表すと、図5に示さ
れるように、付着物がない場合と付着物がある場合と
で、その頻度に相違が現れる。
Therefore, the number of times of occurrence of lost is counted for a certain period of time, and the frequency is expressed as shown in FIG. Differences appear.

【0029】すなわち、付着物がない場合に比較して、
付着物がある場合には、ロスト発生の頻度が大きくな
る。かくして、図5に示されるように、ロスト発生の頻
度に対して付着物の有無を判別するための閾値を予め設
定することができる。
That is, compared with the case where there is no deposit,
When there is an attached matter, the frequency of occurrence of the loss increases. Thus, as shown in FIG. 5, it is possible to preset a threshold value for determining the presence or absence of an adhered substance with respect to the frequency of occurrence of lost.

【0030】そこで、ECU13は、所定時間内におい
て、センサ部11によって監視中のターゲット(先行の
他車両30)が一時的に検知することができなくなるロ
ストの発生回数をカウントする。
Therefore, the ECU 13 counts the number of times the target (the other preceding vehicle 30) being monitored by the sensor unit 11 becomes temporarily undetectable within a predetermined time.

【0031】そして、ECU13は、カウントされたロ
スト発生回数が所定の閾値を超えた場合に、センサ11
に付着物が存在すると判定する。
When the counted number of lost occurrences exceeds a predetermined threshold value, the ECU 13 detects
It is determined that there is an adhering matter on the surface.

【0032】なお、ロストの発生の回数に代えて、ロス
トの状態にある時間を求めても良い。すなわち、ECU
13は、所定時間内において、センサ部11によって監
視中のターゲット(先行の他車両30)が一時的に検知
することができなくなるロストの状態にある時間を総計
する。
Note that, instead of the number of times of occurrence of lost, the time in the lost state may be obtained. That is, the ECU
Reference numeral 13 indicates the total time during which the target (the preceding vehicle 30) being monitored by the sensor unit 11 is in a lost state in which it cannot be temporarily detected within the predetermined time.

【0033】そして、ECU13は、総計された時間が
所定の閾値を超えた場合に、センサ部11に付着物が存
在すると判定する。
When the total time exceeds a predetermined threshold value, the ECU 13 determines that there is a deposit on the sensor unit 11.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定時間内において、該レーダによって監視中のターゲ
ットを一時的に検知することができなくなるロストの発
生回数をカウントする手段と、カウントされたロスト発
生回数が所定の閾値を超えた場合に、該レーダのセンサ
部に付着物が存在すると判定する手段と、を設けたこと
により、車載用レーダにおける付着物を簡易にかつ正確
に検出することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Means for counting the number of times a lost event in which a target being monitored by the radar cannot be temporarily detected within a predetermined time period; and And means for judging the presence of an attached matter on the sensor unit, it is possible to easily and accurately detect the attached matter in the on-vehicle radar.

【0035】また、本発明によれば、所定時間内におい
て、該レーダによって監視中のターゲットを一時的に検
知することができなくなるロストの状態にある時間を総
計する手段と、総計された時間が所定の閾値を超えた場
合に、該レーダのセンサ部に付着物が存在すると判定す
る手段と、を設けたことにより、同様に、レーダ付着物
を簡易にかつ正確に検出することが可能となる。
Further, according to the present invention, there is provided means for summing up a time in a lost state in which a target monitored by the radar cannot be temporarily detected within a predetermined time, and Means for determining that an adhering substance is present in the sensor section of the radar when a predetermined threshold value is exceeded. Similarly, the radar adhering substance can be easily and accurately detected. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る付着物検出装置を備えた車載用レ
ーダの一構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an on-vehicle radar including an attached matter detection device according to the present invention.

【図2】レーダにおいて相対速度が0の場合の、送受信
信号の周波数と時間との関係(A)及びビート周波数と
時間との関係(B)を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a frequency and a time of a transmission / reception signal (A) and a relationship between a beat frequency and a time (B) when the relative speed is 0 in the radar.

【図3】レーダにおいて相対速度が0でない場合の、送
受信信号の周波数と時間との関係(A)及びビート周波
数と時間との関係(B)を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a frequency and a time of a transmission / reception signal (A) and a relationship between a beat frequency and time (B) when a relative speed is not 0 in the radar.

【図4】(A)及び(B)は、自車両に搭載されたレー
ダによって先行の他車両との車間距離を検知する様子を
示す図であって、(A)はセンサ部に付着物がない場合
を示し、(B)はセンサ部に付着物がある場合を示し、
(C)及び(D)は、検知される車間距離の時間的変化
を、それぞれ(A)及び(B)に対応させて示す図であ
る。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a situation in which a radar mounted on the own vehicle detects an inter-vehicle distance from another preceding vehicle, and FIG. (B) shows the case where there is a deposit on the sensor part,
(C) and (D) are diagrams showing temporal changes in the detected inter-vehicle distance in association with (A) and (B), respectively.

【図5】ロストの発生頻度を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the frequency of occurrence of lost.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…車載用レーダ 11…センサ部 12…ビーム操舵部 13…レーダECU 2…障害物又はターゲット 20…自車両 22…付着物 30…他車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... In-vehicle radar 11 ... Sensor part 12 ... Beam steering part 13 ... Radar ECU 2 ... Obstacle or target 20 ... Own vehicle 22 ... Adherence 30 ... Other vehicles

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両に搭載されたレーダのセンサ部への
付着物を検出する装置であって、 所定時間内において、該レーダによって監視中のターゲ
ットを一時的に検知することができなくなるロストの発
生回数をカウントする手段と、 カウントされたロスト発生回数が所定の閾値を超えた場
合に、該レーダのセンサ部に付着物が存在すると判定す
る手段と、 を具備する、車載用レーダの付着物検出装置。
An apparatus for detecting a substance adhering to a sensor unit of a radar mounted on a vehicle, wherein the target which is being monitored by the radar cannot be temporarily detected within a predetermined time. Means for counting the number of occurrences, and means for determining that there is an attachment on the sensor unit of the radar when the counted number of lost occurrences exceeds a predetermined threshold value. Detection device.
【請求項2】 車両に搭載されたレーダのセンサ部への
付着物を検出する装置であって、 所定時間内において、該レーダによって監視中のターゲ
ットを一時的に検知することができなくなるロストの状
態にある時間を総計する手段と、 総計された時間が所定の閾値を超えた場合に、該レーダ
のセンサ部に付着物が存在すると判定する手段と、 を具備する、車載用レーダの付着物検出装置。
2. A device for detecting an adhering matter on a sensor unit of a radar mounted on a vehicle, the lost device being capable of temporarily detecting a target being monitored by the radar within a predetermined time. Means for summing up the time in the state, and means for determining that there is a deposit on the sensor unit of the radar when the total time exceeds a predetermined threshold value. Detection device.
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