JP2008014956A - 車両用レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周波数上昇部、周波数下降部からなるレーダ波を送信し、そのレーダ波の反射波を2個のアンテナAR1、AR2で受信した場合に、それぞれの受信信号に関して、周波数上昇部及び周波数下降部毎に、送信信号と受信信号の周波数の差を示すビート信号を生成する。そして、例えば、これらのビート信号を周波数解析した周波数スペクトルデータにおける周波数上昇部の積分値及び周波数下降部の積分値を用いて、ビート信号のピーク周波数を示す波形の正確性を判定し、正確性が劣っていると判定した場合には、方位等の算出を中止する。
【選択図】図7
Description
Δφ=(2π/λ)Dsinθ
角度θが十分に小さい場合には、sinθ≒θであるため、数式1を角度θについて変形すると、数式2のようになる。
θ=Δφ・λ/(2π・D)
次に、位相差Δφの算出方法について説明する。まず、周波数が上昇する上昇部と周波数が下降する下降部とを備える三角波状の送信信号をレーダ波として送信し、対象物によって反射されたレーダ波を2個のアンテナA1、A2で受信して受信信号を発生する。そして、上昇部及び下降部毎に、それらの送信信号と受信信号とをミキシングして、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差に相当する周波数信号(上昇部ビート信号及び下降部ビート信号)を求める。さらに、その上昇部ビート信号及び下降部ビート信号に対してそれぞれ高速フーリエ変換(FFT)による周波数解析を行ない、送信信号の周波数が上昇する上昇部及び周波数が減少する下降部の区間毎に、周波数スペクトルデータを求める。この周波数スペクトルデータは、各周波数毎の複素ベクトルとして得られる。
距離Dに対応する周波数fb=(|fbu|+|fbd|)/2
相対速度Vに対応する周波数fd=(|fbu|−|fbd|)/2
これらの距離D及び相対速度Vに対応する周波数fb、fdから、以下の数式5及び数式6によって、対象物との距離D及び相対速度Vを算出することが出来る。
D={C/(4×ΔF×fm)}×fb
V={C/(2×f0)}×fd
なお、△Fは送信信号fsの周波数変調幅、f0は送信信号fsの中心周波数、fmは繰り返し周波数、Cは光速を表す。
少なくとも上昇部及び下降部を有する波形の変調信号により周波数変調された送信信号をレーダ波として送信する送信手段と、
所定の間隔を持って配置され、送信されたレーダ波が対象物により反射された場合に、その反射波を受信して受信信号を発生する2個の受信手段と、
2個の受信手段によって発生される受信信号に基づいて、対象物の方位を算出する信号処理手段とを備えた車両用レーダ装置において、
2個の受信手段は、それぞれ、受信信号と送信信号との周波数の差に相当するビート信号を、送信信号の上昇部及び下降部毎に発生するビート信号発生手段を備え、
信号処理手段は、2個の受信手段の受信信号からそれぞれ生成された上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数における位相差に基づいて、対象物の方位を算出する方位算出手段と、
上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数を示す波形の正確性を判定し、その正確性が所定の基準を満足していない場合に、方位算出手段による方位の算出を中止する中止手段とを備えることを特徴とする。
信号処理手段は、さらに、上昇部方位と下降部方位とが近似すること、かつピーク強度が近似することを条件として、当該上昇部ピーク周波数と下降部ピーク周波数とが同じ対象物によって生じたものとみなし、それらのピーク周波数を組み合わせる組合せ手段と、
組合せ手段によって組み合わされた上昇部及び下降部ピーク周波数を用いて、対象物の距離及び相対速度を算出する算出手段とを備え、
中止手段は、組合せ手段によって、上昇部ビート信号のピーク周波数と下降部ビート信号のピーク周波数との組み合わせられた割合が所定の基準値よりも低い場合に、ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする。
まず、本発明の実施形態を説明する前に、本実施形態の基礎となる参考例について図面を参照して説明する。図1は、参考例における車両用レーダ装置の全体構成を表すブロック図である。
実施形態による車両用レーダ装置について説明する。なお、本実施形態による車両用レーダ装置の構成は、前述の参考例による車両用レーダ装置と同様であるため、その説明を省略する。
上述した実施形態においては、周波数上昇部の平均スペクトルデータ及び周波数下降部の平均スペクトルデータの各々に関して積分処理を行なうことにより算出した上昇部積分値及び下降部積分値を用いて、ビート信号のピーク周波数を示す波形の正確性を判定した。それに対して、本変形例1では、上昇部ビート信号及び下降部ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行なうことによって算出した上昇部スペクトルデータ及び下降部スペクトルデータにおける全ピーク周波数の数に対して、ペアマッチされたピーク周波数の数の割合により、ピーク周波数を示す波形の正確性を判定するものである。
本変形例2は、上昇部ビート信号及び下降部ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行なうことによって算出した上昇部スペクトルデータ及び下降部スペクトルデータにおけるピーク周波数の密度(つまり、所定の周波数域におけるピーク周波数の数)により、ピーク周波数を示す波形の正確性を判定するものである。
本変形例3は、各対象物の方位θ、距離D及び相対速度Vからなる履歴データに基づいて、上昇部及び下降部ビート信号のピーク周波数に関する変化を予測し、その予測により複数の対象物のピーク周波数が重なる可能性が高い場合には、ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、方位等の算出を中止するものである。
本変形例4は、レーダ波を送信する方向の画像を撮像する撮像装置、車両の走行位置を検出するナビゲーション装置、及び車両のステアリングホイールの操舵角度を検出する検出装置の少なくとも1つを備え、それらの装置によって、車両レーダ装置が対象物の検知処理を行なうに不適切な状況を検出した場合には、ピーク周波数を示す波形の正確性が低下しているものとみなして、対象物の方位等の算出を中止するものである。
4 送信器
6 受信器
8 A/D変換部
10 マイクロコンピュータ
12 D/A変換器
14 電力制御発振器
14 電力分配器
AS 送信アンテナ
AR1,AR2 受信アンテナ
AMP1,AMP2 増幅器
MX1,MX2 ミキサ
AD1,AD2 A/D変換器
Claims (8)
- 少なくとも上昇部及び下降部を有する波形の変調信号により周波数変調された送信信号をレーダ波として送信する送信手段と、
所定の間隔を持って配置され、前記送信されたレーダ波が対象物により反射された場合に、その反射波を受信して受信信号を発生する2個の受信手段と、
前記2個の受信手段によって発生される受信信号に基づいて、前記対象物の方位を算出する信号処理手段とを備えた車両用レーダ装置において、
前記2個の受信手段は、それぞれ、前記受信信号と送信信号との周波数の差に相当するビート信号を、前記送信信号の上昇部及び下降部毎に発生するビート信号発生手段を備え、
前記信号処理手段は、前記2個の受信手段の受信信号からそれぞれ生成された上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数における位相差に基づいて、前記対象物の方位を算出する方位算出手段と、
前記上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数を示す波形の正確性を判定し、その正確性が所定の基準を満足していない場合に、前記方位算出手段による方位の算出を中止する中止手段と、を備えることを特徴とする車両用レーダ装置。 - 前記中止手段は、前記上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号の積分値が所定の閾値以上である場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記中止手段は、前記上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数に関する過去の履歴データを記憶し、その履歴データにおけるピーク周波数の変化から、複数のピーク周波数が重なることが予測される場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記中止手段は、前記レーダ波を送信する方向の画像を取得する画像取得手段を備え、その取得した画像から、路側にレーダ波の反射強度が大きい特定の物体が存在することを認識した場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記中止手段は、前記車両の走行位置を検出する走行位置検出手段を備え、当該走行位置検出手段によって前記車両がトンネル内を走行していることを検出した場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記中止手段は、車両のステアリングホイールの操舵状態を検出する操舵状態検出手段を備え、当該操舵状態検出手段によって前記ステアリングホイールの操舵角度が所定角度以上であることを検出した場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
- 前記方位算出手段は、前記対象物の方位として、上昇部ピーク周波数における位相差に基づく上昇部方位と下降部ピーク周波数における位相差に基づく下降部方位とを算出するものであり、
前記信号処理手段は、さらに、
前記上昇部方位と下降部方位とが近似すること、かつピーク強度が近似することを条件として、当該上昇部ピーク周波数と下降部ピーク周波数とが同じ対象物によって生じたものとみなし、それらのピーク周波数を組み合わせる組合せ手段と、
前記組合せ手段によって組み合わされた上昇部及び下降部ピーク周波数を用いて、前記対象物の距離及び相対速度を算出する算出手段とを備え、
前記中止手段は、前記組合せ手段によって、上昇部ビート信号のピーク周波数と下降部ビート信号のピーク周波数との組み合わせられた割合が所定の基準値よりも低い場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記中止手段は、前記上昇部及び下降部の少なくとも一方のビート信号のピーク周波数の数が基準値よりも多い場合に、前記ピーク周波数を示す波形の正確性は所定の基準を満足していないと判定して、前記方位算出手段による方位の算出を中止することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
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