JP2003535346A - 自動車用レーダーシステム - Google Patents

自動車用レーダーシステム

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Abstract

(57)【要約】 ホスト車両のクルーズコントロールまたは他のシステムにデータを供給する自動車用レーダーは、ホスト車両の走行方向線と固定物標との間の距離の見掛け上の変化を検知してレーダーボアサイトのミスアラインメントを測定し補償する手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、自動車用レーダーシステムに関し、さらに詳細には、しかしながら
限定の意図なしに、レーダーを用いる自動車用クルーズコントロールシステムに
関する。
【０００２】 近年、自動車用、特に高速自動車道路用の適応クルーズコントロールシステム
の開発に対する関心が高まっている。かかるシステムは、搭載するホスト車両の
速度と、ホスト車両と同一レーンの前方を走る車両との間の距離とを測定するも
のである。クルーズコントロールは、前方の車両との間に安全な車間距離を確保
し、また所定の最高速度を超えないように、ホスト車両の速度を制御する。自動
車の速度及び／または前方車両との車間距離を測定する自明の方法は、レーダー
を使用するものである。この目的にかなうレーダーは、ホスト車両と同じレーン
の前方を走る車両と、隣接レーンの前方を走る車両とを、長い距離離れた所から
高い信頼度で判別しなければならないため、非常に良好な角度分解能を有するだ
けでなく、ホスト車両の走行方向に関するボアサイトアラインメントが非常に正
確でなければならないことが明らかである。
【０００３】 良好な角度分解能は、公知の狭ビームレーダー技術により実現できるが、所要
のボアサイトアラインメント精度を高い信頼度で且つ自動車の大量生産に適した
比較的簡単な態様で得るのは、不可能でないにしても非常に困難なことである。
【０００４】 本発明の重要な目的は、ホスト車両の走行方向に関するレーダーのボアサイト
アラインメントが事実上正確に得られ、大量生産に適した自動車用レーダーシス
テムを提供することにある。
【０００５】 本発明は、広い概念では、ホスト車両の走行方向からの固定物標の距離の見掛
け上の変化を検知してレーダーボアサイトのミスアラインメントを測定し補償す
る手段を備えた、ホスト車両のクルーズコントロールまたは他のシステムにデー
タを供給する自動車用レーダーに関する。
【０００６】 本発明の１つの実施例によると、ホスト車両の前方の車両及び他の物標の方位
を測定し、ホスト車両のからのかかる車両／物標までの距離を測定するためのレ
ーダー装置と、ホスト車両に対する前方の車両／物標の相対速度を測定するため
のレーダードップラーフィルターと、ホスト車両速度センサーと、ホスト車両速
度に対する相対速度の大きさは等しいが方向が反対である物標を固定物標として
識別する固定物標識別手段と、識別した固定物標との間の距離の変化による方位
の変化に応じて、ホスト車両の走行方向に対するレーダーボアサイトのミスアラ
インメントを検知し適当な補正を行なうコンピュータ手段とより成る、ホスト車
両のクルーズコントロールまたは他のシステムにデータを供給する自動車用レー
ダーが提供される。
【０００７】 前記システムは、ホスト車両の走行方向を中心とする所定の狭いビーム内で受
信するレーダーエコーだけを同一レーン前方の車両からのレーダーエコーと認識
するように構成されており、前記適当な補正は、ボアサイトのミスアラインメン
トが補償されるようにビームをオフセットして、ボアサイトが走行方向とアライ
ンメント関係になるようにすることより成る。
【０００８】 前記システムは、任意のボアサイト角度ミスアラインメントを考慮するに当た
り車両の走行方向を中心とする所定の狭い角度内からのレーダーエコーだけを考
慮する。 レーダーのボアサイトがホスト車両の走行方向とアラインメント関係にある時
は、レーダーからの距離の変化による方位の変化率に応じて測定した、走行方向
線から照明柱及び衝突防止用障壁のような固定物標までの距離は一定のままであ
るため、この距離の見掛け上の変化からボアサイトのミスアラインメント、即ち
ずれを検知して適宜補正するのが可能であることが明らかである。
【０００９】 本発明の自動車用レーダーはクルーズコントロールシステムへの利用に明らか
に適しているが、衝突の危険性がある車両の走行方向の物体の存在をレーダーに
より識別する自動緊急ブレーキシステムのような他の制御システムへの使用にも
好適である。
【００１０】 本発明のレーダーシステムを組み込んだクルーズコントロールシステムは、種
々の車両パラメータを測定するか検知する他のセンサーも備えている。
【００１１】 かかるセンサーには、ブレーキ圧センサー、ギアボックスセンサー、ステアリ
ング角度センサー及びスロットルセンサーが含まれる。
【００１２】 ステアリング角度センサーにより、ホスト車両の通常の走行方向の偏差を示す
データを提供することにより、補正を行なう際適宜考慮される、ホスト車両の走
行方向の変化に関するデータを得る。
【００１３】 本発明の１つの実施例を、添付図面を参照して例示的に説明する。
【００１４】 図１を参照して、高速自動車用道路のレーン３に沿って方向２に向けて走行す
るホスト車両１は、同一レーン前方の車両の存在、車間距離及び速度を検知する
ための、クルーズコントロールシステムの一部を形成するレーダーシステム４を
搭載している。レーダーシステムはボアサイト５に添う狭いビームを発生するが
、このビームは製造時のミスアラインメントによりホスト車両１の走行方向から
方位角Φeだけ心ならずもオフセットしているため、固定物標６からのレーダー
エコーを方位角Φmにある目標から受信しているように見える。ホスト車両１と
同一レーン前方の車両７を自動車８のような隣接レーンの車両と高い信頼度で識
別しなければならない場合、このオフセットの影響を補償する必要があることが
明らかである。
【００１５】 レーダーにより測定される車両の走行方向２と固定物標６との間の距離ｈは、
レーダーのボアサイト５が車両の走行方向２とアラインメント関係にあれば、一
定であることが明らかである。従って、角度Φmの変化を考慮してレーダーによ
り測定する距離ｈの見掛け上の変化を利用すればビーム補正係数を算定できるこ
とが明らかであり、以下において、これを実行するシステムを図２を参照して説
明する。
【００１６】 図２を参照して、クルーズコントロールシステム９は、ブレーキ圧センサー１
０、ギアボックスセンサー１１、ステアリング角度センサー１２、スロットルセ
ンサー１３、ホスト車両速度センサー１４及びレーダーシステム４からデータを
受信する。クルーズコントロールシステムそれ自体は本発明の中心課題でないた
め、その詳細についての説明は省略する。クルーズコントロールシステムは、レ
ーダーシステム４を含む複数のセンサーからデータを受信するが、このレーダー
システムは、レーダー送受信機１６から目標までの距離及び方位データを、また
ライン１８を介してドップラーフィルター１７からホスト車両速度に対する目標
の速度を供給されるＣＰＵ１５を具備している。このライン１８は固定物標検知
器１９にもデータを供給するが、この検知器１９は速度センサー１４からもデー
タを受信して、見掛け速度の大きさは等しいが方向がホスト車両速度とは反対の
物標を固定物標として認識する。固定物標の検知に関連するデータは、固定物標
検知器１９からＣＰＵ１５へ供給されるが、ＣＰＵは距離の変化に対する方位の
変化を考慮して補正係数を算定し、車両の走行方向２からのレーダーエコーだけ
を同一レーン前方の車両に関する距離及び速度データと認識して、このデータを
クルーズコントロールシステム９へ適宜送信する。
【００１７】 ＣＰＵが所要の補正係数を算定する態様は、以下の通りである。
【００１８】 θe ＝レーダーのアラインメント角度誤差 θm ＝目標の方位角測定値 ｄ ＝目標までの距離 ｈ ＝目標までの最短距離、とすると、 車両が真っ直ぐに走行していれば、距離ｈは一定のままである。しかしながら
、レーダーのアラインメントが完全でない場合、この距離は変化するように見え
る。これが本発明の方法の原理である。
【００１９】 距離ｈは下式により計算できる。 これを展開すると、 デカルト座標（即ち、 に変換すると、 しかしながら、実際のデータには測定値に幾分かの誤差ｅが存在する。 ｈの最良推定値は、誤差の自乗の和、即ち を最小限に抑えることにより見つけることができる。 ｅは誤差ベクトルである。 上式において、 最小値を見つけるために、 しかしながら、ｎ個の測定値では、 従って、ｈの最良推定値は、 式iiiにおいてｈを置換すると、 以下のように仮定すると、 を微分すると、 従って、下式からアラインメント誤差θeを見つけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、自動車用レーダーシステムを搭載したホスト車両の概略図である。
【図２】 図２は、図１のレーダーシステムを組み込んだクルーズコントロールシステム
のブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年６月１４日（２００２．６．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】 図１を参照して、高速自動車用道路のレーン３に沿って方向２に向けて走行す
るホスト車両１は、同一レーン前方の車両の存在、車間距離及び速度を検知する
ための、クルーズコントロールシステムの一部を形成するレーダーシステム４を
搭載している。レーダーシステムはボアサイト５に添う狭いビームを発生するが
、このビームは製造時のミスアラインメントによりホスト車両１の走行方向から
方位角θe だけ心ならずもオフセットしているため、固定物標６からのレーダー
エコーを方位角θm にある目標から受信しているように見える。ホスト車両１と
同一レーン前方の車両７を自動車８のような隣接レーンの車両と高い信頼度で識
別しなければならない場合、このオフセットの影響を補償する必要があることが
明らかである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】 レーダーにより測定される車両の走行方向２と固定物標６との間の距離ｈは、
レーダーのボアサイト５が車両の走行方向２とアラインメント関係にあれば、一
定であることが明らかである。従って、角度θm の変化を考慮してレーダーによ
り測定する距離ｈの見掛け上の変化を利用すればビーム補正係数を算定できるこ
とが明らかであり、以下において、これを実行するシステムを図２を参照して説
明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】 距離ｈは下式により計算できる。 これを展開すると、 デカルト座標 に変換すると、 しかしながら、実際のデータには測定値に幾分かの誤差ｅが存在する。 したがって、ｄ及びθの一組ｎ個の測定値では、 上式において、 ｈの最良推定値は、誤差の自乗の和、即ち を最小限に抑えることにより見つけることができる。 ｅを誤差ベクトルとすると、 ｈについての最小値は下式で、 または、式ivから が与えられる。 このため、 したがって、 上式において、ｘ及びｙはそれぞれｘ及びｙの値の集合の平均値である。 かくして、ｈの最良推定値は、 式ivにおいてｈを置換すると、 上式において、下記のように定義する。 自乗した誤差の和は下式で与えられる。 θeの最良推定値は の場合見つかるが、式ivから、これは、 または、 を用いて並べかえると、 従って、下式からアラインメント誤差θeを見つけることができる。 であり、上式において、ｘk、ｙkは式iiiによりｄ及びθmのレーダーによる測定
値からえられ、ｘ、ｙは下式により与えられる。
───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ (72)発明者 ブランドウッド，ディー イギリス国 ハンプシャー エスオウ16 ３ディーダブリュー サザンプトン ベイ セット・グリーン・ロード 59 Ｆターム(参考） 3D046 BB17 HH20 5H180 AA01 CC14 LL01 LL04 5J070 AC02 AC06 AC13 AF03 AH19 AK04 AK22 BA01 BF16

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホスト車両の走行方向からの固定物標の距離の見掛け上の変
    化を検知してレーダーボアサイトのミスアラインメントを測定し補償する手段を
    備えた、ホスト車両のクルーズコントロールまたは他のシステムにデータを供給
    する自動車用レーダー。
  2. 【請求項２】 ホスト車両の前方の車両及び他の物標の方位を測定し、ホス
    ト車両のからのかかる車両／物標までの距離を測定するためのレーダー装置と、
    ホスト車両に対する前方の車両／物標の相対速度を測定するためのレーダードッ
    プラーフィルターと、ホスト車両速度センサーと、ホスト車両速度に対する相対
    速度の大きさは等しいが方向が反対である物標を固定物標として識別する固定物
    標識別手段と、識別した固定物標との間の距離の変化による方位の変化に応じて
    、ホスト車両の走行方向に対するレーダーボアサイトのミスアラインメントを検
    知し適当な補正を行なうコンピュータ手段とより成る請求項１の自動車用レーダ
    ー。
  3. 【請求項３】 前記システムは、ホスト車両の走行方向を中心とする所定の
    狭いビーム内で受信するレーダーエコーだけを同一レーン前方の車両からのレー
    ダーエコーと認識するように構成されており、前記適当な補正は、ボアサイトの
    ミスアラインメントが補償されるようにビームをオフセットして、ボアサイトが
    走行方向とアラインメント関係になるようにすることより成る請求項２の自動車
    用レーダー。
  4. 【請求項４】 前記システムは、任意のボアサイト角度ミスアラインメント
    を考慮するに当たり車両の走行方向を中心とする所定の狭い角度内からのレーダ
    ーエコーだけを考慮する請求項３の自動車用レーダー。
  5. 【請求項５】 上記請求項のうち任意の請求項の自動車用レーダーを備えた
    クルーズコントロールシステム。
  6. 【請求項６】 ブレーキ圧センサー、ギアボックスセンサー、ステアリング
    角度センサー及びスロットルセンサーを備えたクルーズコントロールシステムに
    おける請求項５の自動車用レーダー。
  7. 【請求項７】 ステアリング角度センサーにより、ホスト車両の通常の走行
    方向の偏差を示すデータを提供することにより、補正を行なう際適宜考慮される
    、ホスト車両の走行方向の変化に関するデータを得る請求項６の自動車用レーダ
    ー。
  8. 【請求項８】 添付図面を参照して実質的に説明した自動車用レーダー。
  9. 【請求項９】 上記請求項のうち任意の請求項に請求され、添付図面を参照
    して実質的に説明した自動車用レーダーを含むクルーズコントロールシステム。
JP2002501067A 2000-05-31 2001-05-31 自動車用レーダーシステム Pending JP2003535346A (ja)

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GB0013029.4 2000-05-31
GB0013029A GB2363016A (en) 2000-05-31 2000-05-31 Automotive radar
PCT/EP2001/006284 WO2001092912A1 (en) 2000-05-31 2001-05-31 Improvements in or relating to automotive radar systems

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JP2003535346A true JP2003535346A (ja) 2003-11-25
JP2003535346A5 JP2003535346A5 (ja) 2005-12-22

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JP2002501067A Pending JP2003535346A (ja) 2000-05-31 2001-05-31 自動車用レーダーシステム

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JP (1) JP2003535346A (ja)
KR (1) KR20030013431A (ja)
GB (1) GB2363016A (ja)
WO (1) WO2001092912A1 (ja)

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