JP2009009581A - 接近通報用のレーダ波中継装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部21Aと、該レーダ波受信部21Aで受信されたレーダ波を該移動物体に向けて折り返し送信する折り返し送信部23Aと、該折り返し送信部23Aから送信された折り返しレーダ波の該移動物体での反射波を受信する反射波受信部25Aと、該折り返しレーダ波と該反射波とから該移動物体の速度情報に応じた周波数信号Δfaを検出する速度情報検出部26Aと、該速度情報検出部26Aにて検出された前記周波数信号Δfaと該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる他方向に位置する他の移動物体からの折り返しレーダ波とをミキシングして前記他方向へ送信する速度情報付加送信部30Bとをそなえる、ようにする。
【選択図】図6
Description
一方、後者の方法では、接近車両の存在は分かっても、その速度を測定することができない。このため、交差点付近に駐車中の車両が存在する場合、それを進入車両と誤認してしまうことになる。これを回避するには、例えば、上記のセンサを、交差点付近に距離をおいて列状に複数設置して、これらのセンサ間の車両2の通過時間を測定できるようにすることが考えられるが、これでは、センサを設置する場所の確保・工事などに非常に労力がかかり、しかも、大規模で複雑なシステム構成になってしまう。
そこで、例えば、特開平5−20599号公報や特開平7−1055500号公報などで示されるように、交差点側に検出装置(レーダ)を設置して交差点に接近してくる車両を検知できるようにしておき、接近車両が検知されると、その車両への方向以外の方向に対してその旨を警告灯や表示器により通知することも考えられているが、この手法では、交差点側に設置した検出装置内にレーダ波を発信する機能(電源や発信機)が必要なため、装置の大型化や故障発生率の増大,これに伴うメンテナンス作業労力の増大などを招いてしまう。
(1)移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部と、該レーダ波受信部で受信されたレーダ波を該移動物体に向けて折り返し送信する折り返し送信部と、該折り返し送信部から送信された折り返しレーダ波の該移動物体での反射波を受信する反射波受信部と、該折り返しレーダ波と該反射波とから該移動物体の速度情報に応じた周波数信号を検出する速度情報検出部と、該速度情報検出部にて検出された前記周波数信号と該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる他方向に位置する他の移動物体からの折り返しレーダ波とをミキシングして前記他方向へ送信する速度情報付加送信部とをそなえた、接近通報用のレーダ波中継装置を用いることができる。
ここで、上記レーダ波中継装置(以下、単に「中継装置」ともいう)は、上記の構成に加えて、さらに、上記の受信レーダ波送信方向変更部から送信されたレーダ波の反射波を受信する反射波受信部と、この反射波受信部で受信された反射波を上記の移動物体に向けて送信する反射波送信部とをそなえていてもよい。
さらに、上記中継装置には、上記のレーダ波受信部にて上記パルス波が受信されたのち、そのパルス波についての反射波が上記の反射波送信部から送信されるまでの遅延時間を調整する遅延調整器が設けられていてもよい。
また、上記の中継レーダ波受信部は、上記のレーダ波中継装置からの受信レーダ波の偏波面を識別する偏波面識別部をそなえるとともに、上記の表示部は、この偏波面識別部にて識別された偏波面に応じて上記の移動物体の移動方向についての情報を表示するように構成されていてもよい。
また、本発明に関連する技術の接近通報用の表示装置は、移動物体が進入しうる地点についての情報を表示するための地点表示領域と、この地点表示領域において、移動物体の存在と移動方向とを発光表示するとともに、その移動物体の移動速度に応じて発光色もしくは発光状態が変化する方向・速度表示用の発光部とをそなえていることを特徴としている。
(1)例えば、見通しの悪い交差点などに本中継装置を設置するだけで、既存のレーダをそのまま活かして、移動物体に対して他方向からの移動物体の存在(接近)を通報でき、交差点での移動物体の出会い頭の衝突事故を確実に防止することができる。
(3)レーダ波を利用するので、天候などにも影響されない。
(4)受信レーダ波の送信方向を変えるだけでよいので、発信機や電源回路などの能動回路は用いずに、全て受動回路で構成することが可能であり、大幅な小型化及び低コスト化が可能である。
ここで、本レーダ波中継装置は、送信方向を変更して送信したレーダ波の反射波を受信し、その反射波を上記の移動物体に向けて送信するようにしてもよく、このようにすれば、移動物体は、自身のレーダのレーダ波のみを用いて(他の移動物体がレーダの送信周波数やレーダの搭載/未搭載によらず)、他の移動物体の存在,速度を検知することができるので、衝突防止システムを柔軟に構築できる。
さらに、本レーダ波中継装置には、移動物体からのレーダ波が受信されたのち、そのレーダ波についての反射波を同じ移動物体に送信するまでの遅延時間を調整する遅延調整器を設けてもよい。このようにすれば、移動物体は、他の移動物体までの距離をも正確に検知することが可能となる。
また、レーダ波中継装置からの受信レーダ波の偏波面を識別して、その偏波面に応じて移動物体の移動方向についての情報を表示するようにすれば、移動物体の接近,速度だけでなく、その接近方向までをも通報することができるので、より確実に衝突事故の発生を防止することができる。
図1は本発明の第1実施形態としての接近通報用のレーダ波中継装置が適用される衝突防止システムを説明するための模式図で、この図1に示す衝突防止システムでは、道路A〜Dの交差点中央に設置されたレーダ波中継装置1において、その交差点に進入してくる車両(移動物体)2が搭載している衝突防止レーダ〔例えば、CW(Continuous Wave)レーダ〕からのレーダ波を受信し、そのレーダ波が送信されてきた方向以外の方向(道路)に向けて再放射(中継送信)することが行なわれるようになっている。なお、「衝突防止レーダ」とは、自身の送信レーダ波と、その送信レーダ波が他車両2などの障害物で反射してきた反射波とのドップラー効果による周波数ずれ(ドップラーシフト)から、自車両2の前方に速度をもった障害物が存在することを検知できるものである。
このように、本実施形態の中継装置1は、受信レーダ波をそのレーダ波が送られてきた方向以外の道路方向へ再放射するのに、発信機や電源などの能動回路を用いずに構成することができる。
例えば、各車両2の送信偏波面及び受信偏波面がそれぞれ右上がり(45°)に傾いている場合、図4(A)及び図4(B)に示すように、各道路A〜D方向からの受信レーダ波の偏波面(道路A〜D側から見て右上がり)を90°回転させることで、中継器1の各道路A〜Dから見たときの送信偏波面及び受信偏波面もそれぞれ右上がりに傾ける。
例えば、図1において、道路A,Bのそれぞれから車両2A,2Bが交差点へ進入してくるとする。この場合、車両2Aに搭載された衝突防止レーダから送信されたレーダ波は、中継装置1の受信アンテナ11Aで受信され、分配器12Aで3分岐された後、道路A以外の各道路B〜D方向用の合成器13B〜13D、サーキュレータ14B〜14Dを介して偏波面変換器15B〜15Dに入力される。
従って、道路B,道路C及び道路D方向には、それぞれ、周波数fa′のレーダ波が再放射されることになる。従って、車両2Bには、車両2Bの受信偏波面に一致する周波数fa′のレーダ波(以下、レーダ波fa′と表記することもある)が届くことになる。ここで、車両2Bのレーダ波の送信周波数=fb〔Hz〕,車両2Bの速度=vb〔m/s〕とすると、このレーダ波fa′の車両2Bからみた周波数fa′(b)は、ドップラー効果の式より、
図5は本発明の第2実施形態としての接近通報用のレーダ波中継装置が適用される衝突防止システムを説明するための模式図で、この図5に示す衝突防止システムでは、道路A〜Dの交差点中央に設置されたレーダ波中継装置1Aにおいて、その交差点に進入してくる車両2Aが搭載している衝突防止レーダ(例えば、CWレーダ)からのレーダ波を、そのレーダ波を送信した車両2Aに折り返し、その反射波を受けることで、車両2Aの速度情報を検知し、その速度情報を他方向から交差点に進入してくる車両2Bの車載レーダのレーダ波に載せてその車両2Bへ折り返すことが行なわれるようになっている。
例えば、この場合も、図5に示すように、道路A及び道路B上を車両2A及び車両2Bがそれぞれ交差点に進入してくると仮定する。なお、車両2Aの速度=va,車両2Aのレーダ波の送信周波数=fa,車両2Bの速度=vb,車両2Bのレーダ波の送信周波数=fbとする。
この受信レーダ波fa′は、中継装置1内部で折り返されて、送信アンテナ23Aから車両2Aに向けて再放射される。この折り返しレーダ波(周波数fa′)が車両2Aで反射して戻ってきたレーダ波(反射波)は、周波数fa″〔fa″は前記の式(1)におけるfaにfa′を代入した値)〕で受信アンテナ25Aにて受信される。
ミキサ29Bでは、この合成器28Bの出力と、受信アンテナ21Bで受信された車両2Bからのレーダ波とをミキシングすることにより、車両2Bからの受信レーダ波(周波数fb′)に、車両2Aからの受信レーダ波を基にして上述のごとく得られた周波数差情報Δfaを付加し、これ(fb′+Δfa)が送信アンテナ30Bを通じて車両2Bに向けて再放射される。なお、上記の周波数fb′は、周波数fa′〔式(1)参照〕と同様にして求められる。
図7は本発明の第3実施形態としての接近通報用のレーダ波中継装置が適用される衝突防止システムを説明するための模式図で、この図7に示す衝突防止システムでは、交差点中央に設置した中継装置1Bにおいて、第1実施形態と同様に、車載レーダのレーダ波(例えば、車両2Aからのレーダ波)を中継して他の交差点各方向に再放射したのち、その反射波〔この反射波には進入車両2(例えば、車両2B)の速度情報がドップラーシフトとして含まれる〕を上記のレーダ波の発信元方向(車両2A方向)に向けて再放射することが行なわれるようになっている。
ここで、上記の受信アンテナ(レーダ波受信部)31は、道路A(道路B〜D)方向からの車載レーダ波を受信するためのものであり、増幅器32は、この受信アンテナ31で受信されたレーダ波を所要の送信電力レベルにまで増幅するためのものである。なお、この増幅器32は、必要な測定(検知)距離が短い場合や車載レーダの送信電力レベルを高くした場合など、レーダ波を中継するのに十分な電力レベルが確保される場合には不要である。
以上のように、本第3実施形態においても、既存の車載レーダをそのまま活かして、天候などに影響されず、また、停車中の車両2を進入車両2と誤認識することもなく、交差点での車両2の出会い頭の衝突事故を確実に防止することができるほか、この場合は、他方向からの進入車両2の衝突防止レーダの搭載/未搭載やレーダ方式の違いによらないので、より柔軟なシステム構成を実現できる。
なお、本第3実施形態においても、他方向からの進入車両検知時の運転者への注意の促し方(通報方法)は、警報音などによる聴覚的手段や警報表示などによる視覚的手段によって行なえばよく、また、この通報とともに、あるいは、通報は行なわずに、自動的に、車速を減速制御するようにしてもよい。
本変形例では、上記の中継装置1Bを有する衝突防止システムにおいて、車載レーダとしてパルス式レーダを適用して、車載レーダ波としてパルス波が車両2から送信されるものと仮定する。このパルス式レーダでは、送信波に対する反射波の遅延時間から対象物(車両2)までの距離を算出することができる。例えば、車両2Aから送信されたパルス波が、中継装置1Bを経由して、車両2Bに当たって反射し、再度、中継装置1Bを経由して、車両2Aに戻ってくるまでの時間を計測することで、車両2Bまでの距離を算出することが可能である。
R=C×T/2 …(4)
C=3.0×108,T=送信パルス間隔(周期)
となるため、R=200mとすると、この式(4)から、以下の送信パルス間隔が必要である。
また、中継装置1Bにおける遅延時間bは、中継装置1Bの構成にもよるが、〜数100nsである。従って、高誘電率の誘電体フィルタなどを用いて、T−b≒1μs程度の遅延時間を作ればよい。
以上のように、本変形例の中継装置1Bでは、上述した第3実施形態同様にして、交差点へ他方向から進入してくる車両2の存在とその車速とを確実に検知できるとともに、この場合は、その車両2までの距離までをも正確に検知することができる。従って、上述した第3実施形態と同様の利点が得られるほか、運転者に対してより適切な情報を渡すことができるので、より確実に、交差点での出会い頭の衝突事故を防止することができる。
図13は本発明の第4実施形態としての衝突防止システムの構成を説明するための模式図で、この図13に示す衝突防止システムは、第1実施形態(図1及び図2)にて前述したものと同様の中継装置1が道路A〜Dの交差点中央に設置されるとともに、道路標識などと同様、それぞれの道路A〜D上を走行する車両2から視認しやすい交差点付近の位置(4カ所)に、接近通報用の表示装置5A〜5Dが設置された構成になっている。
このときの表示方法としては、例えば図16に示すように、表示部51を発光ダイオードなどの発光素子を用いた電光掲示板として構成し、「注意」という文字を発光部51aにおいて点灯(点滅でもよい)させるとともに、低速のときは青のみ、中速のときは青と黄色、高速のときは青,黄,赤の全てを点灯するといった具合に、進入車両2の速度に応じて、3色の発光部52a〜52cを点灯(あるいは、点滅)することで速度情報を表示する手法などを採ればよい。
これにより、図13に示すように、道路B方向から交差点へ車両2Bが進入してくる場合、その車両2Bは、表示装置5B(電光掲示板51)に表示されている情報から車両2Aがどのくらいの速度で交差点に進入してくるかを、夜間や悪天候などの視界の悪い条件下においても、確実に認識することができる。同様にして、車両2Aや他の道路Cや道路D方向から進入車両2が存在する場合にも、お互いに他方向からの進入車両2の存在とその速度情報とを表示装置5A,5C,5D(電光掲示板51)から知ることができる。
従って、本第4実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の利点が得られるほか、表示装置5A〜5Dの設置により、夜間や悪天候で視界が悪い場合などでも、より確実に、交差点での出会い頭の衝突事故を防止することができる。また、この場合は、表示装置5A〜5Dにより、衝突防止レーダを搭載していない車両2、あるいは、自転車や歩行者に対しても、同様の内容の注意を促すことができるので、車両2同士の衝突事故だけでなく、車両2と自転車や車両2と歩行者との衝突事故防止効果も期待できる。
図17は本発明の第5実施形態としての衝突防止システムの構成を説明するための模式図で、この図17に示す衝突防止システムは、第3実施形態(図7〜図9)にて前述したものと同様の中継装置1Bが道路A〜道路Dの交差点中央に設置されるとともに、この場合も、道路標識などと同様、それぞれの道路A〜D上を走行する車両2から視認しやすい交差点付近の位置(4カ所)に、受信機8付きの表示装置7A〜7Dが設置された構成になっている。なお、この場合も、受信機8は、例えば、表示部71の背面に付設されている。
例えば、図17に示すように、車両2Aと車両2Bがそれぞれ交差点に進入してくる場合を考える。この場合、車両2Aの車載レーダから送信されたレーダ波(周波数fa)は、第3実施形態にて前述したごとく、ドップラーシフトを受けて、周波数fa′のレーダ波として中継装置1Bで受信され、それぞれ、道路A以外の道路B〜道路D方向に再放射される。このとき、例えば、道路B方向には偏波「1」で、道路C方向には偏波「2」で、道路D方向には偏波「3」でそれぞれ再放射される。
これにより、例えば、道路Dに設置された表示装置7Dに着目すると、その受信機8には、図19に示すように、中継装置1Bからの偏波「1」のレーダ波(周波数fa′)と偏波「2」のレーダ波(周波数fb′)とがそれぞれ受信アンテナ81−1,81−2を通じて受信されることになり、ミキサ82−1,82−2において、周波数差情報fa′−fa,fb′−fbが得られる。
以上のように、本第5実施形態によれば、交差点中央に、第3実施形態にて前述したものと同様の中継装置1Bを設置するとともに、交差点を形成する各道路A〜Dに受信機8付きの表示装置7A〜7Dを設置することで、第3実施形態と同様の作用効果が得られるほか、交差点への進入車両2の有無や速度情報だけでなく、その進入方向までをも運転者に向けて表示して注意を促すことができるので、さらに効果的に、交差点での出会い頭の衝突事故を防止することができる。
また、上述した表示装置7A〜7D(あるいは、5A〜5D)において、中継装置1B(1)からの中継レーダ波が受信できなくなった場合(もしくは、受信できなくなってから所定時間が経過した後)、上述した発光表示は停止(中止)するようにしてもよい。さらに、中継レーダ波を受信できなくなった場合に限らず、表示装置7A〜7D(あるいは、5A〜5D)(以降、符号省略)は、中継レーダ波の受信状態に応じて(例えば、受信レベルが所定レベルを下回った場合やC/Nが劣化した場合など)、上述した発光表示を停止するようにしてもよい。
上述した各実施形態および変形例では、中継装置1,1A,1Bは、いずれの場合も、車載レーダのレーダ波を対向(正面)方向(例えば、道路A方向から受信したレーダ波なら道路C方向)に再放射しているが、交差点が図1や図5,図7,図13,図17に示すように直交もしくはほぼ直交する形状になっている場合には、対向方向からの進入車両2の存在は運転者から視認できることが多いので、対向方向用の回路は省略、もしくは、機能停止させることで、対向方向へのレーダ波の再放射は行なわないようにしてもよい。
また、上述した各実施形態および変形例では、4つ角の交差点に中継装置1,1A,1Bを設置した場合について説明したが、勿論、T字路等の三ツ股交差点やL字路等の曲がり角、5本以上の道路が交差する交差点、その他、車両2等の移動物体が通行しうる見通しの悪い箇所に設置してもよく、この場合も、上記と同様の作用効果が得られる。
以上の実施例及び変形例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔G〕付記
(付記1)
移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部と、
該レーダ波受信部にて受信されたレーダ波を当該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる方向に変更して送信しうる受信レーダ波送信方向変更部とをそなえて成ることを特徴とする、接近通報用のレーダ波中継装置。
移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部と、
該レーダ波受信部にて受信されたレーダ波を当該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる方向に変更して送信しうる受信レーダ波送信方向変更部と、
該受信レーダ波送信方向変更部から送信されたレーダ波の反射波を受信する反射波受信部と、
該反射波受信部で受信された該反射波を該移動物体に向けて送信する反射波送信部とをそなえて成ることを特徴とする、接近通報用のレーダ波中継装置。
該受信レーダ波送信方向変更部が、
該レーダ波受信部にて受信されたレーダ波の偏波面を異なる偏波面に変換する偏波面変換部をそなえていることを特徴とする、付記1記載の接近通報用のレーダ波中継装置。
(付記4)
該レーダ波受信部にて該レーダ波が受信されたのち、該レーダ波についての反射波が該反射波送信部から送信されるまでの遅延時間を調整する遅延調整器が設けられていることを特徴とする、付記2記載の接近通報用のレーダ波中継装置。
移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部と、
該レーダ波受信部で受信されたレーダ波を該移動物体に向けて折り返し送信する折り返し送信部と、
該折り返し送信部から送信された折り返しレーダ波の該移動物体での反射波を受信する反射波受信部と、
該折り返しレーダ波と該反射波とから該移動物体の速度情報を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部にて検出された速度情報を該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる他方向から受信されるレーダ波に付加して当該他方向へ送信する速度情報付加送信部とをそなえて成ることを特徴とする、接近通報用のレーダ波中継装置。
移動物体から受信したレーダ波を当該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる方向に変更して送信しうるレーダ波中継装置によって中継されてきた中継レーダ波を受信する中継レーダ波受信部と、
該中継レーダ波受信部で受信された該中継レーダ波から該移動物体の速度情報を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部にて検出された速度情報を表示する表示部とをそなえて成ることを特徴とする、接近通報用の表示装置。
該速度情報検出部にて検出された速度情報が所定のしきい値以上である場合にのみ当該速度情報を該表示部に供給する速度情報マスク部をそなえていることを特徴とする、付記6記載の移動物体衝突防止用の表示装置。
(付記8)
該中継レーダ波受信部が、該レーダ波中継装置からの受信レーダ波の偏波面を識別する偏波面識別部をそなえるとともに、
該表示部が、該偏波面識別部にて識別された偏波面に応じて該移動物体の移動方向についての情報を表示するように構成されたことを特徴とする、付記6記載の接近通報用の表示装置。
移動物体の存在を発光表示する移動物体存在表示用の発光部と、
該移動物体の速度情報に応じて発光色もしくは発光状態が変化する速度情報表示用の発光部とをそなえたことを特徴とする、接近通報用の表示装置。
(付記10)
移動物体が進入しうる地点についての情報を表示するための地点表示領域と、
該地点表示領域において、該移動物体の存在と移動方向とを発光表示するとともに、当該移動物体の移動速度に応じて発光色もしくは発光状態が変化する方向・速度表示用の発光部とをそなえたことを特徴とする、接近通報用の表示装置。
2,2A,2B 車両(移動物体)
3A〜3D,10A〜10D 道路A〜D方向用回路
5A〜5D,7A〜7D 表示装置
6,8 受信機
11A〜11D,21A,21B,31 受信アンテナ(レーダ波受信部)
12A〜12D,27A,27B 分配器
13A〜13D,28A,28B,40 合成器
14A〜14D サーキュレータ
15A〜15D 偏波面変換器(ひねり導波管)
16A〜16D,34,36,38,41 送信アンテナ
22A,22B,33 分配器
23A,23B 送信アンテナ(折り返し送信部)
24A,24B 方向性結合器
25A,25B,35,37,39 受信アンテナ(反射波受信部)
26A,26B ミキサ(速度情報検出部)
29A,29B ミキサ(速度情報付加送信部)
30A,30B 送信アンテナ(速度情報付加送信部)
32 増幅器
42 遅延調整器
51,71 表示部
51a 発光部(移動物体存在表示用の発光部)
52a〜52c 発光部(速度情報表示用の発光部)
61,81−1〜81−3 受信アンテナ(中継レーダ波受信部)
62,82−1〜82−3 ミキサ(速度情報検出部)
63,83 局部発振器
64 濾波器(HPF;速度情報マスク部)
72 十字領域(地点表示領域)
73 発光部(方向・速度表示用の発光部)
A〜D 道路
Claims (1)
- 移動物体からのレーダ波を受信するレーダ波受信部と、
該レーダ波受信部で受信されたレーダ波を該移動物体に向けて折り返し送信する折り返し送信部と、
該折り返し送信部から送信された折り返しレーダ波の該移動物体での反射波を受信する反射波受信部と、
該折り返しレーダ波と該反射波とから該移動物体の速度情報に応じた周波数信号を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部にて検出された前記周波数信号と該レーダ波が送信されてきた方向とは異なる他方向に位置する他の移動物体からの折り返しレーダ波とをミキシングして前記他方向へ送信する速度情報付加送信部とをそなえて成ることを特徴とする、接近通報用のレーダ波中継装置。
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