JP2005249623A - Vehicle-mounted radar system and control method for the same - Google Patents
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Description
本発明は車載レーダー装置に関する。 The present invention relates to an on-vehicle radar device.
近年、車両用、特に自動車用にレーダー装置を搭載し、先行する車両との距離,相対速度を計測し、計測結果に基づき車間距離警報を発するシステムや、先行する車両に追従するように自車両を制御するシステムが注目されている。 In recent years, radar devices for vehicles, particularly automobiles, have been installed to measure distance and relative speed with the preceding vehicle, and issue an inter-vehicle distance alarm based on the measurement results, or to track the preceding vehicle. A system that controls the system is attracting attention.
一方で車両に搭載される機器は情報機器を中心に増加傾向にあり、それに伴ない車両全体としての消費電力も増加する傾向にある。従って、搭載されるそれぞれの機器における消費電力低減が重要になっている。 On the other hand, devices mounted on vehicles tend to increase mainly in information devices, and accordingly, power consumption as a whole vehicle tends to increase. Therefore, it is important to reduce the power consumption of each installed device.
車載用レーダー装置の消費電力低減方法として、例えば、特開2002−228745号公報では、レーダーの受信信号を必要としない信号処理期間、及び反射波の信号待ちとなる待機期間には、送信アンテナ及び受信アンテナとの接続状態を切り替えるスイッチ回路におけるスイッチング動作を制限し、装置全体の消費電力や発熱量を低減することが提案されている。 As a method for reducing power consumption of an in-vehicle radar device, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-228745, a signal processing period that does not require a radar reception signal and a waiting period that waits for a reflected wave signal include a transmission antenna and It has been proposed to reduce the power consumption and heat generation of the entire device by limiting the switching operation in the switch circuit that switches the connection state with the receiving antenna.
特開2002−228745号公報に記載の技術は、レーダーの受信信号を必要としない信号処理期間、及び反射波の信号待ちとなる待機期間には送信アンテナ及び受信アンテナとの接続状態を切り替えるスイッチ回路におけるスイッチング動作を制限することで装置全体の消費電力や発熱量を低減するもので、車両の走行状態については何等考慮されていない。 The technology described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-228745 is a switch circuit that switches a connection state between a transmission antenna and a reception antenna during a signal processing period that does not require a radar reception signal and a standby period during which a reflected wave signal is waited. The power consumption and heat generation of the entire device are reduced by restricting the switching operation in the vehicle, and no consideration is given to the running state of the vehicle.
本発明の目的は、車両の走行状態に基づきレーダー信号の送信を制御することで、車載レーダー装置の消費電力を抑制することができる車載レーダー装置およびその制御方法を提供するものである。 An object of the present invention is to provide an in-vehicle radar device and a control method thereof that can suppress power consumption of the in-vehicle radar device by controlling the transmission of radar signals based on the running state of the vehicle.
上記目的を達成するために本発明では、レーダー信号を送信する信号送信部と、レーダー信号を受信する信号受信部と、該受信部により受信したレーダー信号を処理する信号処理部とを備えた車載レーダー装置であって、前記信号処理部は、受信したレーダー信号から車両と地面との相対速度を検出し車両が停止状態にあるかどうかを判定する機能、更には、前記信号処理部は、ジャイロまたはヨーレートセンサからの信号に基づき車両の走行状態を判定する機能を備える。 In order to achieve the above object, in the present invention, a vehicle-mounted apparatus including a signal transmission unit that transmits a radar signal, a signal reception unit that receives the radar signal, and a signal processing unit that processes the radar signal received by the reception unit. A radar device, wherein the signal processing unit detects a relative speed between the vehicle and the ground from the received radar signal and determines whether or not the vehicle is in a stopped state. Further, the signal processing unit includes a gyro Alternatively, a function of determining the traveling state of the vehicle based on a signal from the yaw rate sensor is provided.
そして、車両が停止状態にあると判定された場合は、前記信号送信部のレーダー信号の送信を停止する。 And when it determines with a vehicle being in a stop state, transmission of the radar signal of the said signal transmission part is stopped.
或いは、車両が停止状態にあると判定された場合は、前記信号送信部のレーダー信号の送信を停止し、その後、車両が走行状態にあると判定された場合は、前記信号送信部のレーダー信号の送信を再開する。 Alternatively, when it is determined that the vehicle is in a stopped state, the transmission of the radar signal of the signal transmission unit is stopped. After that, when it is determined that the vehicle is in a traveling state, the radar signal of the signal transmission unit Resume sending.
このように車両の走行状態に基づきレーダー信号の送信を制御することで、車載レーダー装置の消費電力を抑制することができる。 Thus, by controlling the transmission of the radar signal based on the running state of the vehicle, the power consumption of the in-vehicle radar device can be suppressed.
また、本発明の車載レーダー装置は、ジャイロまたはヨーレートセンサを備えることで、ハーネスの取りまわしの必要がない。 In addition, the on-vehicle radar device of the present invention includes a gyro or yaw rate sensor, so that there is no need to wrap around the harness.
本発明によれば、車両の走行状態に基づきレーダー信号の送信を制御することで、車載レーダー装置の消費電力を抑制することができる車載レーダー装置およびその制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle-mounted radar apparatus which can suppress the power consumption of a vehicle-mounted radar apparatus by controlling transmission of a radar signal based on the driving | running | working state of a vehicle, and its control method can be provided.
車載レーダー装置では、道路から反射する電波の成分を用いて、自車両と地面との相対速度を検出して、その相対速度が0のときに自車両の停止を検出する。この停止検出により、車載レーダー装置のレーダー信号を送信する信号送信部の増幅回路にバイアスを供給する電源回路を制御し増幅回路を動作させないようにする。 The in-vehicle radar device detects the relative speed between the host vehicle and the ground using the component of the radio wave reflected from the road, and detects the stop of the host vehicle when the relative speed is zero. By detecting the stop, the power supply circuit that supplies a bias to the amplifier circuit of the signal transmission unit that transmits the radar signal of the in-vehicle radar device is controlled so that the amplifier circuit is not operated.
また、自車両が停止状態から走行状態に変化したことを、車載レーダー装置に備えたヨーレートセンサ、或いは、ジャイロの出力変化に基づき増幅回路へのバイアス供給を再開することにより車載レーダー装置を動作状態にする。 In addition, the fact that the host vehicle has changed from the stopped state to the running state indicates that the in-vehicle radar device is in an operating state by restarting the bias supply to the amplifier circuit based on the yaw rate sensor provided in the in-vehicle radar device or the change in the output of the gyro. To.
このように、車両停止時には、送信電力を停止あるいは低下させることができ、車載レーダー装置の消費電力を抑制することができる。 As described above, when the vehicle is stopped, the transmission power can be stopped or reduced, and the power consumption of the in-vehicle radar device can be suppressed.
以下、本発明による車載レーダー装置の実施例1を説明する。 Embodiment 1 of an on-vehicle radar device according to the present invention will be described below.
図1は本発明による車載レーダー装置1の構成を示したものである。車載レーダー装置1は信号処理部10,ジャイロ11,電源回路13,フロントエンド14から構成されている。
FIG. 1 shows the configuration of an in-vehicle radar device 1 according to the present invention. The in-vehicle radar device 1 includes a
まず、車載レーダー装置の基本機能である、前方検知物との距離,相対速度,角度の検出に関与するフロントエンド14,信号処理部10について説明する。
First, the
フロントエンド14の詳細構成を図2に示す。フロントエンド14は信号送信部20,信号受信部21から構成されている。信号送信部20は、発振回路201により高周波を生成し、増幅回路202により増幅した高周波を、送信アンテナ203を介しレーダー信号を前方に送信する。レーダー信号は前方の物体にあたり反射し、信号受信部21はこのレーダー信号を受信アンテナ210,211を介して取り込む。
A detailed configuration of the
このとき受信アンテナ210,211で受信されたレーダー信号の周波数はドップラー効果により、送信アンテナ203から送信されたレーダー信号に対して、前方検知物との相対速度差分だけシフトされた値となっている。
At this time, the frequency of the radar signal received by the
ダウンコンバータ212,213は、送信されたレーダー信号の周波数と、受信されたレーダー信号の周波数から、シフトされた分の周波数だけを抽出する機能をもち、抽出された信号はIF信号214,215として信号処理部10に送られる(IF:
Intermediate Frequency(中間周波数))。そして、信号処理部10で、A/D変換された後、内部のマイクロコンピュータにより距離,相対速度,角度が算出される。つまり、フロントエンド14内の信号送信部20からレーダー信号を送信し、前方の検知物からの跳ね返りであるレーダー信号を信号受信部21がIF信号に変換し、信号処理部10が
IF信号から距離,相対速度,角度を演算するものである。
The
Intermediate Frequency). Then, after A / D conversion is performed by the
なお、信号受信部21において、受信アンテナ,ダウンコンバータがそれぞれ2個ずつ有るのは、信号処理部10が行う検知物との距離,角度の計算アルゴリズムに依存するもので、計算アルゴリズムによってはそれぞれ1個で構成することもできる。
In the
また、発振器201,増幅回路202,ダウンコンバータ212,213はICとしてチップ化されており、それぞれのICを駆動するためのバイアスが供給されることもできる。
Further, the
次に、道路からの反射波を用いて、自車両と地面との相対速度を検出して、その相対速度が0である場合、自車両の停止を検出する方法について説明する。 Next, a method of detecting the relative speed between the host vehicle and the ground using reflected waves from the road and detecting the stop of the host vehicle when the relative speed is zero will be described.
図3は車載レーダー装置1を取付けた車両から、送信されるレーダー信号と検知物に反射されたレーダー信号の概要を示したものである。車載レーダー装置1から送信されたレーダー信号は、前方の検知物からの反射レーダー信号と、地面からの反射レーダー信号の二つの成分を持つレーダー信号として信号受信部で受信される。 FIG. 3 shows an outline of the radar signal transmitted from the vehicle on which the in-vehicle radar device 1 is mounted and the radar signal reflected by the detected object. The radar signal transmitted from the in-vehicle radar device 1 is received by the signal receiving unit as a radar signal having two components: a reflected radar signal from a front detection object and a reflected radar signal from the ground.
つまり、図4に示したようなスペクトラムを観測できる。もし、前方に検知物が無かったときは、地面からの反射成分のみを持つレーダー信号となる。いずれにせよ、地面からの反射レーダー信号は地面と自車両に相対速度差がある限り、常に受信レーダー信号として検出できるものである。この地面からの反射レーダー信号のスペクトラムは、地面との相対速度差が小さくなるにつれて、つまり自車両の速度が遅くなるにつれて、周波数の低い側に移動し、自車両が停止することにより相対速度が0となる。 That is, a spectrum as shown in FIG. 4 can be observed. If there is no detected object ahead, the radar signal has only a reflection component from the ground. In any case, the reflected radar signal from the ground can always be detected as a received radar signal as long as there is a relative speed difference between the ground and the host vehicle. The spectrum of the reflected radar signal from the ground moves to the lower frequency side as the relative speed difference from the ground becomes smaller, that is, as the speed of the host vehicle becomes slower, and the relative speed is reduced by stopping the host vehicle. 0.
従って、地面からの反射レーダー信号の成分を監視することにより、自車両が停止していることを検出することができる。また、本実施例1で説明した車載レーダー装置は自車両の速度を検知しようとするものではなく、自車両が停止状態であるかどうかを検出しようとするものであるため、その判定のための演算は簡素化が可能である。 Therefore, it is possible to detect that the host vehicle is stopped by monitoring the component of the reflected radar signal from the ground. Further, the in-vehicle radar device described in the first embodiment is not intended to detect the speed of the own vehicle, but is intended to detect whether the own vehicle is in a stopped state. The calculation can be simplified.
以上の自車両の停止検出方法は、図1で示した信号処理部10が信号処理を行うことにより認知する。信号処理部10は自車両の停止により電源回路13へ信号送信部20に対するバイアス値を変更するよう指示を出す。具体的には図2に示したフロントエンド14において、増幅回路202への増幅回路駆動バイアス値を変更して、増幅回路202の動作を停止させる。増幅回路202等のMMIC(Monolithic Microwave Integrated
Circuit;モノリシック・マイクロ波集積回路)はFET(Field-Effect Transistor;電界効果トランジスタ)で構成されており、そのFETのゲートバイアス電圧をピンチオフ領域まで下げることにより、増幅回路202の動作を停止させることができる。
The above vehicle stop detection method is recognized by the
A circuit (monolithic microwave integrated circuit) is composed of an FET (Field-Effect Transistor), and the operation of the
ピンチオフ状態になった増幅回路202はほとんど電力を消費しないので、消費電力の抑制を図ることができる。また、同様の方法で発振回路を停止させた場合、更なる省電力化を図ることができる。
Since the
図5に信号処理部10が車載レーダー装置の動作を停止させる処理手順を示す。つまり、信号送信部からレーダー信号の送信処理を停止させる動作である。通常のレーダー信号の送信処理がオン状態から、上述した自車両の速度検出方法により自車両の停止を検出した場合、信号処理部10はその状態がある一定時間継続するか否かの判定を行う。これは、ノイズによる誤検知や、渋滞時などに見られる微動状態を停止と判断しないように、検知感度を鈍くし、停止状態を正確に検知しようとするものである。その後、所定時間地面に対する相対速度が0である場合、電源回路13へバイアス電圧の変更を指示することにより、レーダー信号の送信を停止する。
FIG. 5 shows a processing procedure in which the
次に停止した車載レーダー装置の動作を復帰させる方法について説明する。 Next, a method for returning the operation of the stopped on-vehicle radar device will be described.
この復帰に関与するのは信号処理部10,ジャイロ11である。ジャイロ11は、走行状態の車両に加わる力から、カーブ等の道路形状の推定に使用するものであるが、車両が停止状態から動いた場合でも、その出力に変化が現れる。従って、車載レーダー装置の停止状態では、ジャイロ11の出力の積分値を監視することにより、自車両が停止状態から走行状態に移ったことを検知することが可能である。この判定は信号処理部10が行う。
It is the
図6に信号処理部10が行う、停止した車載レーダー装置の動作を復帰させる処理手順を示す。つまり、信号送信部からレーダー信号の送信処理を復帰させる動作である。レーダー信号の送信処理がオフ状態から、前述のジャイロ11信号の出力に変動があった場合、直ちにレーダー信号の送信処理を復帰、つまりオン状態にする。この処理は、電源回路13に通常のバイアスを、フロントエンド14へ供給することを指示することにより実現される。
FIG. 6 shows a processing procedure performed by the
なお、上述の処理動作において、ジャイロ11に代わり、ヨーレートセンサとすることも可能である。ヨーレートセンサは、車両の走行状態により車両に加わる遠心力等から、地面のカーブ状態の推定等に使用するものである。 In the processing operation described above, a yaw rate sensor can be used instead of the gyro 11. The yaw rate sensor is used for estimating a ground curve state or the like based on a centrifugal force applied to the vehicle depending on the traveling state of the vehicle.
なお、実施例1で説明した車載レーダー装置は、駆動系に結合された車速センサからの情報を利用することなく、自車両が停止状態にあるかどうかを検出でき、その検出結果から自車両の停止時にはレーダー信号の送信処理を停止させるものである。車速センサを利用する場合、車速センサを車載レーダーシステムに接続するためにハーネスの取りまわしが必要である。一方、実施例1で説明した車載レーダー装置は、このようなハーネスの取り回しを必要としない。 Note that the in-vehicle radar device described in the first embodiment can detect whether or not the host vehicle is in a stopped state without using information from a vehicle speed sensor coupled to the drive system, and the detection result of the host vehicle can be detected. When stopping, the radar signal transmission process is stopped. When using a vehicle speed sensor, it is necessary to route the harness in order to connect the vehicle speed sensor to the in-vehicle radar system. On the other hand, the on-vehicle radar device described in the first embodiment does not require such harness handling.
更に、車速センサを利用した場合、車両の種類により速度検出方式が異なり、速度検出方式毎の信号処理部を必要としていた。一方、実施例1で説明した車載レーダー装置では、車速センサを用いないため車両の種類に限定なく取付け可能となる。 Furthermore, when a vehicle speed sensor is used, the speed detection method differs depending on the type of vehicle, and a signal processing unit for each speed detection method is required. On the other hand, in the on-vehicle radar device described in the first embodiment, since the vehicle speed sensor is not used, the vehicle-mounted radar device can be attached without being limited to the type of vehicle.
本発明に係る車載レーダー装置は、先行する車両との距離,相対速度を計測し、計測結果に基づき車間距離警報を発するシステムや、先行する車両に追従するように自車両を制御するシステムに利用可能である。 The in-vehicle radar device according to the present invention is used in a system that measures the distance and relative speed with a preceding vehicle and issues an inter-vehicle distance alarm based on the measurement result, or a system that controls the host vehicle to follow the preceding vehicle. Is possible.
1…車載レーダー装置、10…信号処理部、11…ジャイロ、13…電源回路、14…フロントエンド、20…信号送信部、21…信号受信部、201…発振回路、202…増幅回路、203…送信アンテナ、210,211…受信アンテナ、212,213…ダウンコンバータ、214,215…IF信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle-mounted radar apparatus, 10 ... Signal processing part, 11 ... Gyro, 13 ... Power supply circuit, 14 ... Front end, 20 ... Signal transmission part, 21 ... Signal reception part, 201 ... Oscillation circuit, 202 ... Amplification circuit, 203 ... Transmission antenna, 210, 211 ... reception antenna, 212, 213 ... down converter, 214, 215 ... IF signal.
Claims (12)
10. The method for controlling an on-vehicle radar device according to claim 9, wherein when the vehicle is determined to be in a stopped state, transmission of the radar signal of the signal transmission unit is stopped, and then the vehicle is in a traveling state. If it is determined, the control method of the on-vehicle radar device, wherein transmission of the radar signal of the signal transmission unit is resumed.
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