JP2002214333A - 道路監視用ｆｍ−ｃｗレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行車両の受信強度を正確に取得し、走行車
両の位置情報として必要な角度を精度よく算出すること
ができる道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置を提供する。 【解決手段】 空中線を走査しながら、走査するビーム
毎に道路環境上の周波数解析手段データを予め保持し、
目標物の受信強度のみを抽出することにより角度を精度
よく算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ装置、特
に、道路上に存在する車両やバイク等の位置情報を判別
することにより、車両やバイク等の事故を未然に防止す
るなどの障害物検知に応用する走査式の道路監視用ＦＭ
−ＣＷレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来例及びこの発明の概念を示す
図である。図６に示すように、道路１において、道路上
の適所に設置された道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置２
にて走行車両３を監視中に、走行車両３が点線にて示す
軌道を進行して車線マーカ４を横ぎりラインＬ１からラ
インＬ２へ進入する場合、監視中のビームＢ１にて走行
車両３を検出し、次にビームＢ２へ走査する様子を示し
ている。

【０００３】例えば、走行車両３がどの車線に存在する
かを判別する場合、道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置２
にてビームＢ１内にて検出された走行車両３までの距離
と相対速度と受信強度といった情報を得ることができ
る。次に、道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置２の方向を
走査手段にてビームＢ２方向へ走査し、同様に、走行車
両３までの距離と相対速度と受信強度といった情報を得
ることができる。

【０００４】ここで、ビームＢ１による計測結果とビー
ムＢ２による計測結果とから、同じ走行車両３の受信強
度が走査したビーム間にて異なることを利用して水平方
向の相対角度を算出する。しかしながら、道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置２よりビームを放射して、その反射
した受信信号は、道路環境上に存在する建造物、例えば
標識５などからの受信信号と走行車両３からの受信信号
との合成信号となり、走行車両３の受信信号の周波数成
分と標識５との受信信号の周波数成分とが重なる場合に
は、角度を算出するために必要な走行車両３のみの受信
強度を正確に取得することが困難となる。

【０００５】そこで、道路上に目標として検出したい走
行車両３がない環境上の受信強度データを、走査するビ
ーム方向毎に予め求め、上記合成信号との差分をとるこ
とによって走行車両３からの受信強度のみを抽出し、走
行車両３の角度を精度よく算出できる道路監視用ＦＭ−
ＣＷレーダ装置が望まれる。ここで、送信するビームの
アンテナパターンは、照射範囲において電力密度一定で
あるコセカント２乗のようなパターンが望ましい。

【０００６】図７（ａ）、（ｂ）は、ＦＭ−ＣＷレーダ
装置の原理を示す図であり、図７（ａ）は時間的に送信
周波数を上昇（以下、上昇変調区間という）し、または
下降（以下、下降変調区間という）させていることを示
しており、図７（ａ）において、６は送信波、７は受信
波、８は上記上昇変調区間における上記送信波６と上記
受信波７との差、９は上記下降変調区間における上記送
信波６と上記受信波７との差を示す。

【０００７】また、図７（ｂ）において、１０は送信波
６と受信波７との差を示す信号（以下ビート信号とい
う）の時間的な変化を示しており、上記上昇変調区間に
おいて、上記ビート信号に含まれる目標物の周波数ｆｕ
ｐは、距離による周波数成分ｆｒと相対速度による周波
数成分ｆｖを用いて簡易的に、ｆｕｐ＝ｆｒ−ｆｖと表
わされる。また、上記下降変調区間において、上記ビー
ト信号に含まれる目標物の周波数ｆｄｏｗｎは、ｆｄｏ
ｗｎ＝ｆｒ＋ｆｖと表わされる。

【０００８】よって、図７（ｃ）、（ｄ）に示すよう
に、ＦＭ−ＣＷレーダ装置では、ビームＢ１の区間にお
いて上昇変調区間における目標物の周波数成分ｆｕｐと
下降変調区間における目標物の周波数成分ｆｄｏｗｎを
求めた後、上記上昇変調区間での目標物の周波数成分
と、上記下降変調区間での目標物の周波数成分との組合
わせを解くことにより、上記距離による周波数成分ｆｒ
と上記相対速度による周波数成分ｆｖを分離することが
でき、目標物の距離と相対速度と受信強度とを得ること
ができる。また、ビームＢ２区間においても同様に、目
標物の距離と相対速度と受信強度とを得ることができ
る。

【０００９】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、空中線を
走査し、隣り合う２ビーム間にて目標物の受信強度が異
なることを利用して、目標物の角度を求める処理を概念
的に示した図である。図８（ａ）において、１１は第１
のビーム、１２は第２のビームであり、第１のビーム１
１は、照射範囲内より反射して受信した目標物の受信強
度の分布と同じとする。また、同様に、第２のビーム１
２は、照射範囲内より反射して受信した目標物の受信強
度の分布と同じとする。図８（ａ）において、θａ１３
は第１のビーム１１と第２のビーム１２との中心角度、
θｂ１４は走行車両３の実際の角度を示しており、θｂ
の延長線上にあるＡＭＰ１は第１のビーム１１での受信
強度、ＡＭＰ２は第２のビーム１２での受信強度であ
る。

【００１０】また、図８（ｂ）において、１５は第１の
ビーム１１と第２のビーム１２との和（以下、Σパター
ンという）、１６は第２のビーム１２から第１のビーム
１１を引いた差（以下、Δパターンという）を示してお
り、図中より、Δパターン１６は中心角度θａ１３付近
で比例関係にあることが分かる。さらに、図８（ｃ）に
おいて、１７はΔパターン１６をΣパターン１５にて正
規化したもの（以下、Δ／Σパターンという）であり、
受信強度レベルの変動による誤差を小さくするために使
用している。

【００１１】ここで、走行車両３の送信ビームＢ１の受
信強度がＡＭＰ１、送信ビームＢ２の受信強度がＡＭＰ
２、走行車両の角度がθｂ、送信ビームＢ１と送信ビー
ムＢ２の中心角度がθａであるとき、Δ／Σパターンに
より得られる傾きをＫとして角度演算式を簡略化する
と、θｂ＝θａ＋Ｋ・（（ＡＭＰ２−ＡＭＰ１）／（Ａ
ＭＰ１＋ＡＭＰ２））となる。

【００１２】図９は、従来の道路監視用ＦＭ−ＣＷレー
ダ装置の構成を示すブロック図である。図９において、
１８は空中線、１９は送受信機、２０は周波数解析手
段、２１は距離・相対速度演算器、２２は走査手段、２
３はタイミング制御回路、２４は同一目標判定手段、２
５は角度演算器である。従来の道路監視用ＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置は上記のように構成され、例えば上記タイミン
グ制御回路２３のタイミングに従い上記空中線１８の方
向を変化させることで、上記送受信機１９により発信さ
れた送信信号は、上記空中線１８により走行車両等の目
標物に対して送信される。

【００１３】上記走行車両からの反射波は空中線１８に
より受信波として受信される。空中線１８により受信さ
れた受信波は、送受信機１９により検波され、ビート信
号を出力する。送受信機１９の出力は、周波数解析手段
２０により高速フーリエ変換等を用いて目標物の周波数
と受信強度とに検出解析され、上昇変調区間と下降変調
区間でのそれぞれの周波数解析手段２０出力により距離
・相対速度演算器２１にて目標物までの距離と相対速度
と受信強度が算出される。また、上記タイミング制御回
路２３により空中線１８が向いている方向の走査角度デ
ータを得る。

【００１４】次に、上記タイミング制御回路２３のタイ
ミングに従い、走査手段２２の方向を変化させ、上記と
同様の処理を行い方向を変化させた際の上記距離・相対
速度演算器２１の出力と上記タイミング制御回路２３の
出力とを得る。走査手段２２の方向を切り換える毎に得
られる距離・相対速度演算器２１の出力により、同一目
標判定手段２４にて距離や相対速度などの諸元を用いて
同じ目標物のものと思われるデータについては、隣り合
う２ビームの受信強度の相違等を利用して角度演算器２
５にて角度を算出している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置では、走行車
両が車線Ｌ１に存在するのか、もしくは車線Ｌ２に存在
するのかといった位置情報を得るために、走査したビー
ムからの受信強度を使用して走行車両の角度を算出する
が、走査したビーム方向の道路上にある既存の建造物な
どからの受信強度の影響により、走行車両のみの受信強
度を正確に得ることが困難であり、位置情報として必要
な角度を精度よく算出することが困難であるという課題
があった。

【００１６】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、走行車両の受信強度を正確に取得
し、走行車両の位置情報として必要な角度を精度よく算
出することができる道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置を
提供することをを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明による道路監視
用ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、道路上の適所に設けられ、
道路上を走行する目標物に対して、周波数を時間的に上
昇させたものと下降させたものとの異なる変調を施した
電波を送信し、かつ目標物からの反射波を受信し、送信
波と受信波の差分であるビート信号を周波数解析して、
目標物の周波数と受信強度とを抽出し、異なる変調が行
われるそれぞれの時間帯におけるビート信号の周波数か
ら目標物までの距離と相対速度とを求める道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置において、変調をかけた電波を送信
し、かつその反射波を受信する空中線と、上記空中線を
水平方向の走査範囲内でステップ的に電子走査する走査
手段と、送信する周波数を上限値と下限値との間で周期
的かつ直線的に変調して送信信号を発信し、かつ受信波
と送信波との差分を検波、増幅する送受信機と、上記送
受信機の出力から目標物に相当する周波数と受信強度と
に分離する周波数解析手段と、上記周波数解析手段によ
り得られた異なる変調が行われるそれぞれの時間帯にお
ける目標物の周波数から目標物の距離と相対速度と受信
強度とを算出する距離・相対速度演算器と、上記走査手
段によりステップ的に切り換えた時の走査方向毎の上記
距離・相対速度演算器により得られる目標物の受信強度
が、隣り合う上記空中線方向間で異なることを利用し
て、目標物の相対角度を算出する角度演算器と、上記周
波数解析手段に対して、空中線を走査する毎の道路上に
目標物が存在しないときの当該目標に相当する周波数の
受信強度により補正を行う受信強度補正手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１８】また、上記送受信機に対して走査範囲内に
おけるゲインを一定にするゲイン制御器と、上記走査手
段によりステップ的に変化したそれぞれの空中線方向の
上記受信強度補正手段の出力に対して上記ゲイン制御器
の出力を元にオフセットをするオフセット手段とをさら
に備えたことを特徴とするものである。

【００１９】また、上記走査手段によりステップ的に切
り換えた時の走査方向毎の上記距離・相対速度演算器に
より得られる目標物の受信強度が、隣り合う上記空中線
方向間で異なることを利用して、目標物の相対角度を算
出する角度演算器に対して、目標物の距離に応じて角度
演算用の係数を補正する角度演算係数補正手段を備えた
ことを特徴とするものである。

【００２０】さらに、上記走査手段によりステップ的に
切り換えた時の走査方向毎の上記距離・相対速度演算器
により得られる目標物の受信強度が、隣り合う上記空中
線方向間で異なることを利用して、目標物の相対角度を
算出する角度演算器の出力に対して、角度値が隣り合う
空中線のそれぞれの中心方向よりも大きい場合には、角
度値を空中線の中心方向のうち近いほうの値に設定する
リミット補正手段をさらに備えたことを特徴とするもの
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係る道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置
の構成を示すブロック図である。図１において、１８、
１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５は図９に示
す従来例と同様な構成であり、その説明を省略する。新
たな符号として、２６は予め道路環境上に走行車両が存
在しない場合の受信強度データを走査するビーム毎に保
持し、送受信機１９より受信した合成信号との差分によ
り走行車両の受信強度の補正を行う受信強度補正手段で
ある。

【００２２】上記のように構成された道路監視用ＦＭ−
ＣＷレーダ装置においては、送信ビームＢ１により得ら
れた走行車両３の受信強度と、送信ビームＢ２により得
られた走行車両３の受信強度の相違を利用することによ
り、上記走行車両３の角度を精度よく算出することがで
きる。

【００２３】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
送信ビームＢ１および送信ビームＢ２において、それぞ
れの周波数解析手段２０の解析結果に対して、送信ビー
ムＢ１では走行車両３と標識５の周波数成分が検出さ
れ、送信ビームＢ２では道路環境上の建造物は存在せ
ず、走行車両３のみの周波数成分が検出されている様子
を概念的に示した図である。

【００２４】図２（ａ）において、２７は送信ビームＢ
１における走行車両３の受信強度、２８は送信ビームＢ
１における標識５の受信強度である。また、図２（ｂ）
において、２９は送信ビームＢ２における走行車両３の
受信強度である。さらに、図２（ｃ）は送信ビームＢ１
における受信強度補正手段２６のデータであり、２８は
標識５の受信強度である。

【００２５】送信ビームＢ１時における走行車両３の周
波数をｆ３ｕｐとすると、距離による周波数をｆ３ｒ、
速度による周波数をｆ３ｖとして、ｆ３ｕｐ＝ｆ３ｒ-
ｆ３ｖと表すことができる。また、上記送信ビームＢ１
時における標識５の周波数をｆ５ｕｐとすると、距離に
よる周波数をｆ５ｒ、速度による周波数は停止している
ため０として、ｆ５ｕｐ=ｆ５ｒと表すことができる。

【００２６】ここで、走行車両３が一定の速度で走行し
ているとすると、ｆ３ｕｐは走行車両の距離が上記道路
監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置から遠ざかると大きくな
る。例えば、走行車両３と標識５が図６に示すとおりの
位置関係であった場合、図２（ａ）のように、ｆ３ｕｐ
はｆ５ｕｐに徐々に近づいていく。そして、ｆ３ｕｐと
ｆ５ｕｐとが重なった場合、ｆ３ｕｐの受信強度は、
（ＡＭＰ３＋ＡＭＰ５）の合成信号となり、送信ビーム
Ｂ１と送信ビームＢ２とにより角度を求めた場合は、送
信ビームＢ１時の受信強度を（ＡＭＰ３＋ＡＭＰ５）、
送信ビームＢ２時の受信強度をＡＭＰ３’として、θｂ
＝θａ＋Ｋ・（（ＡＭＰ３’−（ＡＭＰ３＋ＡＭＰ
５））／（ＡＭＰ３’＋（ＡＭＰ３＋ＡＭＰ５）））と
なり、ＡＭＰ５によって角度を精度よく算出できない。

【００２７】したがって、受信強度補正手段２６によ
り、図２（ｃ）に示すように、送信ビーム毎の補正デー
タを予め備え、受信データとの差分である図２（ｄ）に
示す受信強度を用いることにより角度を精度よく算出す
ることができる。

【００２８】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係る道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を
示すブロック図である。図３において、図１に示す実施
の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略
する。新たな符号として、３１は空中線１８を走査する
間にて送受信機１９のゲインを一定に保つゲイン制御
器、３２はゲイン制御器３１の出力により、受信強度補
正手段２６の出力に対してオフセットをかけるオフセッ
ト手段である。

【００２９】上記のように構成された道路監視用ＦＭ−
ＣＷレーダ装置においては、ビームを走査している間の
送受信機１９のゲインを一定に保ち、各ビームにおける
受信強度補正手段２６の出力データを基準として、ゲイ
ン制御器３１による受信データのオフセット分を補正す
ることにより、精度よく受信強度を抽出することがで
き、角度算出を行うことができる。

【００３０】例えば、タイミング制御回路２３からの走
査開始タイミングにより空中線１８を連続的に走査させ
る。タイミング発生回路２３では、ビーム走査の切り換
え毎にトリガを発生し、ゲイン制御器３１にてビーム走
査中は一定のゲイン電圧を送受信機１９に対して与える
とともに、オフセット手段３２に対しても同様にゲイン
電圧を与える。

【００３１】オフセット手段３２は、ゲイン電圧に応じ
た受信強度補正手段２６のデータのオフセット値を出力
する。受信強度補正手段２６は、あらかじめ送信ビーム
毎の目標物がいないときの受信強度データを基準値とし
て保持しており、上記オフセット手段３２の出力に応じ
た受信強度データを周波数解析手段２０に出力する。

【００３２】一方、上記空中線１８の出力は、送受信機
１９により検波、増幅され、周波数解析手段２０に入力
される。上記受信強度補正手段２６の出力と上記送受信
機１９の出力とから、受信データの差分を用いて周波数
解析手段２０により、走行車両の周波数と受信強度を求
める。

【００３３】ここで、上昇変調区間の上記周波数解析手
段２０の結果と下降変調区間の上記周波数解析手段２０
の結果とにより、距離・相対速度演算器２１により送信
ビームＢ１における走行車両３の距離と相対速度と受信
強度が求められる。

【００３４】次に、タイミング制御回路２３にてビーム
走査のトリガを発生して、送信ビームＢ２を送信する。
ここで、上記と同様にして、送信ビームＢ２における走
行車両３の距離と相対速度と受信強度が求められる。同
一目標判定手段２４では、送信ビームＢ１と送信ビーム
Ｂ２での走行車両３の距離および相対速度データを用い
て、同一の目標であるかを判別する。上記同一目標判定
手段２４の出力に対して、角度演算器２５にて送信ビー
ムＢ１と送信ビームＢ２とでの受信強度の違いを利用し
て角度を算出することができる。

【００３５】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３に係る道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を
示すブロック図である。図４において、図３に示す実施
の形態２と同一部分は同一符号を付してその説明は省略
する。新たな符号として、３３は角度演算器２５にて角
度を算出する場合に使用する角度換算係数データを、走
行車両３の距離に応じて補正する角度換算係数補正デー
タを備えた角度換算係数補正手段である。

【００３６】上記のように構成された道路監視用ＦＭ−
ＣＷレーダ装置においては、ビームを走査している間の
送受信機１９のゲインを一定に保ち、各ビームにおける
受信強度補正手段２６の出力データを基準として、ゲイ
ン制御器３１による受信データのオフセット分を補正す
ることにより、精度よく受信強度を抽出することができ
るとともに、走行車両の距離によって隣り合うビームに
よる重なり方が異なることによる角度換算係数を補正す
ることにより角度算出を精度よく行うことができる。

【００３７】例えば、タイミング制御回路２３からの走
査開始タイミングにより空中線１８を連続的に走査させ
る。上記タイミング発生回路２３では、ビーム走査の切
り換え毎にトリガを発生し、ゲイン制御器３１にてビー
ム走査中は一定のゲイン電圧を送受信機１９に対して与
えるとともに、オフセット手段３２に対しても同様にゲ
イン電圧を与える。上記オフセット手段３２は、ゲイン
電圧に応じた受信強度補正手段２６のデータのオフセッ
ト値を出力する。

【００３８】受信強度補正手段２６は、あらかじめ送信
ビーム毎の目標物がいないときの受信強度データを基準
値として保持しており、上記オフセット手段３２の出力
に応じた受信強度データを周波数解析手段２０に出力す
る。

【００３９】一方、上記空中線１８の出力は、送受信機
１９により検波、増幅され、周波数解析手段２０に入力
される。上記受信強度補正手段２６の出力と上記送受信
機１９の出力とから、受信データの差分を用いて周波数
解析手段２０により、走行車両の周波数と受信強度を求
める。ここで、上昇変調区間の上記周波数解析手段２０
の結果と下降変調区間の上記周波数解析手段２０の結果
とにより、距離・相対速度演算器２１により送信ビーム
Ｂ１における走行車両３の距離と相対速度と受信強度が
求められる。

【００４０】次に、タイミング制御回路２３にてビーム
走査のトリガを発生して、送信ビームＢ２を送信する。
ここで、上記と同様にして、送信ビームＢ２における走
行車両３の距離と相対速度と受信強度が求められる。同
一目標判定手段２４では、送信ビームＢ１と送信ビーム
Ｂ２での走行車両３の距離および相対速度データを用い
て、同一の目標であるかを判別する。上記同一目標判定
手段２４の出力に対して、角度演算器２５にて送信ビー
ムＢ１と送信ビームＢ２とでの受信強度の違いを利用し
て角度を算出することができる。

【００４１】この際、隣り合う送信ビームＢ１と送信ビ
ームＢ２は、走行車両の距離に依存せずに形状が一定で
あることが理想であるが、そのようなビーム形状を実現
するのは困難であるため、予め走行車両の距離による角
度換算係数の補正データを上記角度換算係数補正手段３
３に備え、走行車両の距離に応じて上記角度演算器２５
にて角度を精度よく算出することができる。

【００４２】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態４に係る道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構成を
示すブロック図である。図５において、図４に示す実施
の形態３と同一部分は同一符号を付してその説明は省略
する。新たな符号として、３４は角度演算器２５の出力
が隣り合う２つのビーム、例えば送信ビームＢ１および
送信ビームＢ２のそれぞれの中心角度よりも大きくなっ
てしまった場合には、角度演算器２５の出力を２つの送
信ビームの中心角度のうち、近いほうの値にてリミット
をかけるリミット補正手段である。

【００４３】上記のように構成された道路監視用ＦＭ−
ＣＷレーダ装置においては、ビームを走査している間の
送受信機１９のゲインを一定に保ち、各ビームにおける
受信強度補正手段２６の出力データを基準として、ゲイ
ン制御器３１による受信データのオフセット分を補正す
ることにより、精度よく受信強度を抽出することができ
るとともに、走行車両の距離によって隣り合うビームに
よる重なり方が異なることによる角度換算係数を補正す
ることにより角度算出を精度よく行うことができる。

【００４４】例えば、タイミング制御回路２３からの走
査開始タイミングにより空中線１８を連続的に走査させ
る。上記タイミング発生回路２３では、ビーム走査の切
り換え毎にトリガを発生し、ゲイン制御器３１にてビー
ム走査中は一定のゲイン電圧を送受信機１９に対して与
えるとともに、オフセット手段３２に対しても同様にゲ
イン電圧を与える。

【００４５】上記オフセット手段３２は、ゲイン電圧に
応じた受信強度補正手段２６のデータのオフセット値を
出力する。受信強度補正手段２６は、あらかじめ送信ビ
ーム毎の目標物がいないときの受信強度データを基準値
として保持しており、上記オフセット手段３２の出力に
応じた受信強度データを周波数解析手段２０に出力す
る。

【００４６】一方、上記空中線１８の出力は、送受信機
１９により検波、増幅され、周波数解析手段２０に入力
される。上記受信強度補正手段２６の出力と上記送受信
機１９の出力とから、受信データの差分を用いて周波数
解析手段２０により、走行車両の周波数と受信強度を求
める。ここで、上昇変調区間の上記周波数解析手段２０
の結果と下降変調区間の上記周波数解析手段２０の結果
とにより、距離・相対速度演算器２１により送信ビーム
Ｂ１における走行車両３の距離と相対速度と受信強度が
求められる。

【００４７】次に、タイミング制御回路２３にてビーム
走査のトリガを発生して、送信ビームＢ２を送信する。
ここで、上記と同様にして、送信ビームＢ２における走
行車両３の距離と相対速度と受信強度が求められる。同
一目標判定手段２４では、送信ビームＢ１と送信ビーム
Ｂ２での走行車両３の距離および相対速度データを用い
て、同一の目標であるかを判別する。上記同一目標判定
手段２４の出力に対して、角度演算器２５にて送信ビー
ムＢ１と送信ビームＢ２とでの受信強度の違いを利用し
て角度を算出することができる。

【００４８】この際、隣り合う送信ビームＢ１と送信ビ
ームＢ２は、走行車両の距離に依存せずに形状が一定で
あることが理想であるが、そのようなビーム形状を実現
するのは困難であるため、予め走行車両の距離による角
度換算係数の補正データを上記角度換算係数補正手段３
３に備え、走行車両の距離に応じて上記角度演算器２５
にて角度を精度よく算出することができる。

【００４９】しかしながら、図８（ｃ）にて示すとお
り、角度換算係数がリニアである間隔は隣り合う２ビー
ムの中心角度間に限られており、角度算出結果が上記の
２ビームの中心角度間から外れた場合には、リミット補
正手段３４によりそれぞれの中心角度のうち、近いほう
の値をもって角度値とすることにより誤差を小さくする
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、予め
道路環境上に走行車両が存在しない場合の受信強度デー
タを走査するビーム毎に保持し、受信した合成信号との
差分により走行車両の受信強度の補正を行う受信強度補
正手段を付加したので、予め走査するビーム毎の走行車
両が存在しないときの道路環境上の周波数解析手段結果
を保持することにより、走行車両の受信強度のみを抽出
し角度を精度よく算出することができる。

【００５１】また、予め道路環境上に走行車両が存在し
ない場合の受信強度データを走査するビーム毎に保持
し、受信した合成信号との差分により走行車両の受信強
度の補正を行う受信強度補正手段と、ビームを走査する
間において、各ビーム間にて送受信機の出力レベルを同
一条件にするためのゲイン制御器と、ゲイン制御器出力
を基に、受信強度補正手段の出力データに対してオフセ
ットを付加するオフセット手段とを付加したので、ビー
ムを走査する間は送受信機のゲインを一定に保ち、その
ゲイン値により予め走査するビーム毎の走行車両が存在
しないときの道路環境上の周波数解析手段の結果に対し
てオフセットをかけることにより、走行車両の受信強度
のみを抽出し角度を精度よく算出することができる。

【００５２】また、予め道路環境上に走行車両が存在し
ない場合の受信強度データを走査するビーム毎に保持
し、受信した合成信号との差分により走行車両の受信強
度の補正を行う受信強度補正手段と、ビームを走査する
間において、各ビーム間にて送受信機の出力レベルを同
一条件にするためのゲイン制御器と、上記ゲイン制御器
出力を基に、上記受信強度補正手段の出力データに対し
てオフセットを付加するオフセット手段と、角度算出に
使用する角度換算係数を走行車両の距離に応じて補正す
る角度換算係数補正手段とを付加したので、走行車両の
受信強度を精度よく抽出するとともに、走行車両の距離
に応じて隣り合うビームの重なりが異なることによる角
度換算係数の誤差を補正することにより角度を精度よく
算出することができる。

【００５３】さらに、予め道路環境上に走行車両が存在
しない場合の受信強度データを走査するビーム毎に保持
し、受信した合成信号との差分により走行車両の受信強
度の補正を行う受信強度補正手段と、ビームを走査する
間において、各ビーム間にて送受信機の出力レベルを同
一条件にするためのゲイン制御器と、上記ゲイン制御器
出力を基に、上記受信強度補正手段の出力データに対し
てオフセットを付加するオフセット手段と、角度算出に
使用する角度換算係数を走行車両の距離に応じて補正す
る角度換算係数補正手段と、算出された角度値が隣り合
うそれぞれのビームの中心角度内に収まらない場合に
は、近いほうのビームの中心角度値を用いるリミット手
段とを付加したので、走行車両の受信強度を精度よく抽
出するとともに、走行車両の距離に応じて隣り合うビー
ムの重なりが異なることによる角度換算係数の誤差を補
正することにより角度を精度よく算出し、かつ、角度値
に対して角度換算係数がリニアである区間にてリミット
をかけることによって誤差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る概念を示すた
めの図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係る道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態４に係る道路監視用Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。

【図６】 この発明及び従来例の概念を示すための図で
ある。

【図７】 ＦＭ−ＣＷレーダの原理を示すための図であ
る。

【図８】 角度算出の原理を示すための図である。

【図９】 従来の道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 道路、２ 道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置、３
走行車両、４ 車線マーカ、５ 標識、６ 送信波、７
受信波、８ 上昇変調区間における送信波と受信波の
差、９ 下降変調区間における送信波と受信波の差、１
０ ビート信号、１１ 送信ビームＢ１、１２ 送信ビ
ームＢ２、１３ 送信ビームＢ１と送信ビームＢ２の中
心角度、１４ 走行車両３の角度、１５ シグマパター
ン、１６デルタパターン、１７ デルタ／シグマパター
ン、１８ 空中線、１９ 送受信機、２０ 周波数解析
手段、２１ 距離・相対速度演算器、２２ 走査手段、
２３ タイミング制御回路、２４ 同一目標判定手段、
２５ 角度演算器、２６受信強度補正手段、２７ 送信
ビームＢ１時における走行車両３の受信信号、２８ 送
信ビームＢ１時における標識５の受信信号、２９ 送信
ビームＢ２時における走行車両３の受信信号、３０ 送
信ビームＢ１時の受信信号と受信強度補正手段信号の
差、３１ ゲイン制御器、３２ オフセット手段、３３
角度換算係数補正手段、３４ リミット手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路上の適所に設けられ、道路上を走行
   する目標物に対して、周波数を時間的に上昇させたもの
   と下降させたものとの異なる変調を施した電波を送信
   し、かつ目標物からの反射波を受信し、送信波と受信波
   の差分であるビート信号を周波数解析して、目標物の周
   波数と受信強度とを抽出し、異なる変調が行われるそれ
   ぞれの時間帯におけるビート信号の周波数から目標物ま
   での距離と相対速度とを求める道路監視用ＦＭ−ＣＷレ
   ーダ装置において、 変調をかけた電波を送信し、かつその反射波を受信する
   空中線と、 上記空中線を水平方向の走査範囲内でステップ的に電子
   走査する走査手段と、 送信する周波数を上限値と下限値との間で周期的かつ直
   線的に変調して送信信号を発信し、かつ受信波と送信波
   との差分を検波、増幅する送受信機と、 上記送受信機の出力から目標物に相当する周波数と受信
   強度とに分離する周波数解析手段と、 上記周波数解析手段により得られた異なる変調が行われ
   るそれぞれの時間帯における目標物の周波数から目標物
   の距離と相対速度と受信強度とを算出する距離・相対速
   度演算器と、 上記走査手段によりステップ的に切り換えた時の走査方
   向毎の上記距離・相対速度演算器により得られる目標物
   の受信強度が、隣り合う上記空中線方向間で異なること
   を利用して、目標物の相対角度を算出する角度演算器
   と、 上記周波数解析手段に対して、空中線を走査する毎の道
   路上に目標物が存在しないときの当該目標に相当する周
   波数の受信強度により補正を行う受信強度補正手段とを
   備えたことを特徴とする道路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の道路監視用ＦＭ−ＣＷ
   レーダ装置において、 上記送受信機に対して走査範囲内におけるゲインを一定
   にするゲイン制御器と、 上記走査手段によりステップ的に変化したそれぞれの空
   中線方向の上記受信強度補正手段の出力に対して上記ゲ
   イン制御器の出力を元にオフセットをするオフセット手
   段とをさらに備えたことを特徴とする道路監視用ＦＭ−
   ＣＷレーダ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の道路監視用Ｆ
   Ｍ−ＣＷレーダ装置において、 上記走査手段によりステップ的に切り換えた時の走査方
   向毎の上記距離・相対速度演算器により得られる目標物
   の受信強度が、隣り合う上記空中線方向間で異なること
   を利用して、目標物の相対角度を算出する角度演算器に
   対して、目標物の距離に応じて角度演算用の係数を補正
   する角度演算係数補正手段を備えたことを特徴とする道
   路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の道
   路監視用ＦＭ−ＣＷレーダ装置において、 上記走査手段によりステップ的に切り換えた時の走査方
   向毎の上記距離・相対速度演算器により得られる目標物
   の受信強度が、隣り合う上記空中線方向間で異なること
   を利用して、目標物の相対角度を算出する角度演算器の
   出力に対して、角度値が隣り合う空中線のそれぞれの中
   心方向よりも大きい場合には、角度値を空中線の中心方
   向のうち近いほうの値に設定するリミット補正手段をさ
   らに備えたことを特徴とする道路監視用ＦＭ−ＣＷレー
   ダ装置。