JP2009121831A - ミリ波センサによる車速計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ミリ波センサによる車速計測装置において、取り付け精度がラフであっても、正確に車速を求める
【解決手段】ミリ波センサユニット110は3本のミリ波センサ121,122,123を有しており、それぞれの照射方向の相互間の角度を、予め決めた角度としている。このため、ミリ波センサ121,122,123から出力された検出速度を、演算処理すると、誤差や変動成分を有する計算要素をキャンセルでき、演算処理により正確に車速を求めることができる。
【選択図】図1
【解決手段】ミリ波センサユニット110は3本のミリ波センサ121,122,123を有しており、それぞれの照射方向の相互間の角度を、予め決めた角度としている。このため、ミリ波センサ121,122,123から出力された検出速度を、演算処理すると、誤差や変動成分を有する計算要素をキャンセルでき、演算処理により正確に車速を求めることができる。
【選択図】図1
Description
本発明はミリ波センサによる車速計測装置に関し、ミリ波センサを用いて車速を計測する場合において、ミリ波センサの取り付け角度に誤差があっても、精度よく車速計測ができるように工夫したものである。
有料道路における自動料金収受システムとして、無線式料金収受システムがある。この無線式料金収受システムでは、有料道路の料金所に設置した基地局と、車両(自動車)に搭載した車載器との間で通信をすることにより、車両の認識・認証や決済を行なうものである。なお、基地局と車載器との間の通信は、DSRC(Dedicated Short-Range Communications)通信が一般的に使用されている。
このような無線式料金収受システムを使用すれば、料金所をノンストップ、キャッシュレスで通過することができる。
このような無線式料金収受システムを使用すれば、料金所をノンストップ、キャッシュレスで通過することができる。
更に、無線式料金収受システムの次期システムとして、GPS(Global Positioning System)を利用し、車両位置や、走行経路や、走行距離や、走行時間を検出して課金をするGPS料金課金システムが検討されている。
このGPS料金課金システムでは、GPS衛星から送信された電波を、車載器に備えたGPS受信機にて受信している。GPS受信機は受信電波を基に車両の走行位置を検出しており、車両が課金エリア(例えば特定の都市エリア)に入ったら課金を開始し、車両が課金エリアから出ていったら課金を終了する。このとき、課金エリアにおいて車両が走行している際には、車両位置や走行経路や走行距離や走行時間を検出している。
車載器は、車両が課金エリアに入った時点で、走行経路の記録を開始し、課金エリアから出た時点で、走行経路から走行距離を求めて課金を行い、課金情報を課金センターに情報送信する。
車載器は、車両が課金エリアに入った時点で、走行経路の記録を開始し、課金エリアから出た時点で、走行経路から走行距離を求めて課金を行い、課金情報を課金センターに情報送信する。
かかるGPS料金課金システムでは、従来の無線式料金収受システムにおいて必要であった料金所(ゲート設備)を廃することができる。
なお、GPS料金課金システムにおいては、車両が、GPS衛星から送信された電波を受信できずGPS測位ができないとき、例えば車両がトンネル内を走行しているときには、自立型のセンサを用いて走行距離を検出し、自立型のセンサにより検出した走行距離により、GPS受信機にて検出した位置情報を補正している。
自立型のセンサとしては、従来では、車輪(または車輪に回転駆動力を伝達するドライブシャフト等)の回転速度を検出することにより車速を求める車速センサを用いているものがある。つまり、このようなタイプの車速センサから出力される車速信号を積分することにより走行距離を求め、このようにして求めた走行距離により、位置情報の補正をしている。
車速センサは、車両(自動車)には必ず備えられているものであり、この車速センサの信号が車速メータに送られて、車速メータに車速が表示されるようになっている。
更に、車速センサと、ハンドルの下側の位置に備えたコンセントや助手席の下の位置(床面)等に備えたコンセントとを、信号ラインを介して接続し、このように外部に露出したコンセントから車速信号を取り出せるようにしている車種もある。
しかし、車種によって上述したコンセントの設置位置が異なるため、車載器とコンセントとを接続する作業は、車種に応じた個別作業となり、煩雑な作業であった。
また車種によっては、上述したコンセントを備えていないものもあり、このような車種では、外部に車速信号を取り出すことができず、その結果、車速信号から走行距離を求めることはできなかった。
なお、二輪車では、車速パルスを外部に取り出すことは想定しておらず、車速パルスを外部に取り出すためのコンセントは備えていない。
また車種によっては、上述したコンセントを備えていないものもあり、このような車種では、外部に車速信号を取り出すことができず、その結果、車速信号から走行距離を求めることはできなかった。
なお、二輪車では、車速パルスを外部に取り出すことは想定しておらず、車速パルスを外部に取り出すためのコンセントは備えていない。
そこで、車速センサにまつわる煩雑作業等を回避するため、車両への取り付けが容易なミリ波センサを用いて車速を検出することが考えられている。
ミリ波センサは、ミリ波(周波数が約30GHz〜約300GHzの電磁波)を用いたセンサであり、反射波の周波数シフト(ドップラー効果)を利用して速度を検出するセンサである。本装置はミリ波以外のマイクロ波や光のドップラ効果を用いたセンサでも構わない。
このミリ波センサを用いて車速を検出するには、ミリ波センサを車両に設置する。そして、車両に設置したミリ波センサから路面に対して斜めに電磁波を照射したときに、路面から反射してくる電磁波がドップラー効果により周波数シフトするので、この周波数シフトを検出することにより、車速を検出している。
このミリ波センサを用いて車速を検出するには、ミリ波センサを車両に設置する。そして、車両に設置したミリ波センサから路面に対して斜めに電磁波を照射したときに、路面から反射してくる電磁波がドップラー効果により周波数シフトするので、この周波数シフトを検出することにより、車速を検出している。
即ち、図6の模式的側面図(車両を側面から見た図)、及び、図7の模式的平面図(車両を上方から見た図)に示すように、車両1にミリ波センサ2を設置する。ミリ波センサ2は、車両1の前後方向(長手方向)Lに関して前方の路面3に向かって、電磁波Eを照射すると共に、路面3から反射してきた電磁波Erを受信する。
より詳細に図6の状態で説明すると、車両1の前後方向Lに関してミリ波センサ2の設置位置よりも前方の位置に向かって、ミリ波センサ2から斜め下方に電磁波Eを照射している。また図7の状態で説明すると、車両1の前後方向Lに沿い真っ直ぐに、ミリ波センサ2から電磁波Eを照射している。
より詳細に図6の状態で説明すると、車両1の前後方向Lに関してミリ波センサ2の設置位置よりも前方の位置に向かって、ミリ波センサ2から斜め下方に電磁波Eを照射している。また図7の状態で説明すると、車両1の前後方向Lに沿い真っ直ぐに、ミリ波センサ2から電磁波Eを照射している。
この場合、ミリ波センサ2から電磁波を照射する方向を、照射方向αと称する。
そして、図6に示すように車両1を側面から見たときに、照射方向αと鉛直方向βとでなる角度を「進行方向取り付け角度θ」と定義する。
そして、図6に示すように車両1を側面から見たときに、照射方向αと鉛直方向βとでなる角度を「進行方向取り付け角度θ」と定義する。
また、図7に示すように車両1を上方から見たとき(平面的に見たとき)に、照射方向αと車両1の前後方向Lとでなす角度を「水平方向取り付け角度φ」とする。図7の例では、水平方向取り付け角度φは0°となっている。
例えば、図8に示すように、車両1を上方から見たとき(平面的にみたとき)に、ミリ波センサ2の照射方向αが、車両1の前後方向Lに対して斜めになっている場合には、水平方向取り付け角度φがでてくる。
正確な車速を求めるためには、水平方向取り付け角度φを、図7に示すように、0°となるようにして、ミリ波センサ2を設置している。
例えば、図8に示すように、車両1を上方から見たとき(平面的にみたとき)に、ミリ波センサ2の照射方向αが、車両1の前後方向Lに対して斜めになっている場合には、水平方向取り付け角度φがでてくる。
正確な車速を求めるためには、水平方向取り付け角度φを、図7に示すように、0°となるようにして、ミリ波センサ2を設置している。
ミリ波センサ2が検出する検出速度vは、照射方向αに関しての速度であり、車速Vcとミリ波センサ2が検出した検出速度vとの間には次の関係がある。
Vc=v/sinθ・・・・・(1)
なお上記(1)式は、水平方向取り付け角度φが0°であることを前提としている。
Vc=v/sinθ・・・・・(1)
なお上記(1)式は、水平方向取り付け角度φが0°であることを前提としている。
上記(1)式から分かるように、進行方向取り付け角度θが不正確であったり、経時的に変化していったりした場合には、正確な車速Vcを求めることができない。
そこで、ミリ波センサの設置の際における、「進行方向取り付け角度θ」が任意であっても、正確に車速Vcを求めることができるようにした、ミリ波センサユニットが提案されている(特許文献2参照)。
図9はミリ波センサユニット10を示しており、このミリ波センサユニット10では、筐体11にミリ波センサ12とミリ波センサ13とを備えている。この場合、ミリ波センサ12,13は、筐体11に固定設置されており、これにより、ミリ波センサ12の照射方向α2と、ミリ波センサ13の照射方向α3とでなす角度が固定されている。つまり、ミリ波センサ12の照射方向α2と、ミリ波センサ13の照射方向α3とでなす、相対角度が固定されている。
図10に示すように、このようなミリ波センサユニット10を、水平方向取り付け角度φを0°にした状態で車両1に設置しさえすれば、進行方向取り付け角度θが、車両毎に異なっていたとしても、ミリ波センサ12により検出した検出速度v2と、ミリ波センサ13により検出した検出速度v3とを、信号処理することにより、正確に車速Vcを求めることができることが知られている(特許文献2参照)。
しかし、特許文献2に示す技術では、ミリ波センサユニット10を、水平方向取り付け角度φを0°にした状態で車両1に設置しさえすれば、進行方向取り付け角度θが、車両毎に異なっていたとしても、車速Vcを求めることはできるが、水平方向取り付け角度φが0°になっていない場合には、つまり、水平方向取り付け角度φに誤差があった場合には、この水平方向取り付け角度φの誤差を原因として、演算により求めた車速Vcには大きな誤差が含まれてしまうという欠点があった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、「進行方向取り付け角度θ」を任意にすることができると共に、「水平方向取り付け角度φ」に若干の誤差があっても、ミリ波センサによる車速計測が正確にできる、ミリ波センサによる車速計測装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、
車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、この検出速度v1,v2,v3を演算することにより車両の速度である車速Vcを演算することを特徴とする。
車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、この検出速度v1,v2,v3を演算することにより車両の速度である車速Vcを演算することを特徴とする。
また本発明の構成は、
車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、
[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0
とする演算を行い、この演算結果を車速Vcとすることを特徴とする。
車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、
[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0
とする演算を行い、この演算結果を車速Vcとすることを特徴とする。
本発明では、3本のミリ波センサの相対角度を、予め設定した状態で固定しているため、ミリ波センサユニットを取り付けるときに生ずる進行方向取り付け角度θや、水平方向取り付け角度φに誤差や変動があっても、このような誤差や変動を持つ進行方向取り付け角度θ及び水平方向取り付け角度φを用いることなく、各ミリ波センサから出力された検出信号v1,v2,v3を演算することにより、車速Vcを正確に検出することができる。
より具体的に説明すると、本発明では、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットでは、
このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっている構成にした。
ミリ波センサユニットを、このような特殊な構成としたことにより、本発明の信号処理部では、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、
[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0とする演算を行い、この演算結果を車速Vcとすることができる。
上記演算式には、誤差や変動を持つθやφが無いため、取り付け誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるのである。
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットでは、
このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっている構成にした。
ミリ波センサユニットを、このような特殊な構成としたことにより、本発明の信号処理部では、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、
[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0とする演算を行い、この演算結果を車速Vcとすることができる。
上記演算式には、誤差や変動を持つθやφが無いため、取り付け誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるのである。
以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るミリ波による車速計測装置100を搭載した車両1を示す側面図である。この車速計測装置100は、ミリ波センサユニット110と、信号処理回路(詳細は後述する)を有している。
このミリ波センサユニット110では、筐体111に、ミリ波センサ121とミリ波センサ122とミリ波センサ123を備えている。ミリ波センサ121,122,123は、筐体111に固定設置されており、これにより、ミリ波センサ121の照射方向α21と、ミリ波センサ122の照射方向α22と、ミリ波センサ123の照射方向α23とでなす、相互の角度(相対角度)が固定されている。
これにより、照射方向α21,α22とでなす相対角度と、照射方向α22,α23とでなす相対角度と、照射方向α23,α21とでなす相対角度が固定されている。
これにより、照射方向α21,α22とでなす相対角度と、照射方向α22,α23とでなす相対角度と、照射方向α23,α21とでなす相対角度が固定されている。
図2はミリ波センサユニット110の各ミリ波センサ121,122,123の配置状態(車両に搭載したときの配置状態)を示す正面図であり、図3はミリ波センサユニット110の各ミリ波センサ121,122,123の配置状態(車両に搭載したときの配置状態)を示す側面図であり、図4はミリ波センサユニット110の各ミリ波センサ121,122,123の配置状態(車両に搭載したときの配置状態)を示す平面図である。
なお、図3,4において、符号「L」は、車両1の前後方向(長手方向)を示している。
なお、図3,4において、符号「L」は、車両1の前後方向(長手方向)を示している。
図2に示すように、正面側から見たときに、ミリ波センサ121の上方(垂直方向上方)にミリ波センサ122が配置されており、ミリ波センサ121の横にずれて(水平方向にずれて)ミリ波センサ123が配置されている。
また図3に示すように、側面側から見たときに、ミリ波センサ121,123の照射方向α21,α23は等しくなっている。
また、ミリ波センサ121,123の照射方向α21,α23と、ミリ波センサ122の照射方向α22とは異なっており、照射方向α21,α23と照射方向α22とでなす角度を、「進行方向センサ間角度θ0」と称する。この進行方向センサ間角度θ0は、予め設定した設定角度に固定されている。
また、ミリ波センサ121,123の照射方向α21,α23と、ミリ波センサ122の照射方向α22とは異なっており、照射方向α21,α23と照射方向α22とでなす角度を、「進行方向センサ間角度θ0」と称する。この進行方向センサ間角度θ0は、予め設定した設定角度に固定されている。
一方、図4に示すように、上方から見たとき(平面的に見たとき)に、ミリ波センサ121,122の照射方向α21,α22は等しくなっている。
また、ミリ波センサ121,122の照射方向α21,α22と、ミリ波センサ123の照射方向α23とは異なっており、照射方向α21,α22と照射方向α23とでなす角度を、「水平方向センサ間角度φ0」と称する。この水平方向センサ間角度φ0は、予め設定した設定角度に固定されている。
また、ミリ波センサ121,122の照射方向α21,α22と、ミリ波センサ123の照射方向α23とは異なっており、照射方向α21,α22と照射方向α23とでなす角度を、「水平方向センサ間角度φ0」と称する。この水平方向センサ間角度φ0は、予め設定した設定角度に固定されている。
ミリ波センサ121,122,123は、相互の相対角度が固定されているが、ミリ波センサユニット110を車両1に取り付けたときに、ミリ波センサ121の照射方向α21と鉛直方向βとでなす角度を「進行方向取り付け角度θ」としている(図3参照)。この進行方向取り付け角度θには、取り付け時の取り付け精度等により誤差が生じたり、取り付け状態によっては変動が発生することがある。
ちなみに、本願発明では、後述する信号処理をすることにより、進行方向取り付け角度θに誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるようにしたものである。
ちなみに、本願発明では、後述する信号処理をすることにより、進行方向取り付け角度θに誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるようにしたものである。
また、ミリ波センサ121,122,123は、相互の相対角度が固定されているが、ミリ波センサユニット110を車両1に取り付けたときに、ミリ波センサ121の照射方向α21と車両1の前後方向Lとでなす角度を「水平方向取り付け角度φ」としている(図4参照)。この水平方向取り付け角度φには、取り付け時の取り付け精度等により誤差が生じたり、取り付け状態によっては変動が発生することがある。
ちなみに、本願発明では、後述する信号処理をすることにより、水平方向取り付け角度φに誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるようにしたものである。
ちなみに、本願発明では、後述する信号処理をすることにより、水平方向取り付け角度φに誤差や変動があっても、正確に車速検出ができるようにしたものである。
次に図5を参照して、車速計測装置100の信号処理回路を、ミリ波センサユニット110と共に説明する。
なお、図5においては、ミリ波センサ121,122,123の配置状態は、機械的な配置状態を示したものではなく、ミリ波センサ121,122,123の機械的な配置状態は、図2〜図4で示した通りのものである。
なお、図5においては、ミリ波センサ121,122,123の配置状態は、機械的な配置状態を示したものではなく、ミリ波センサ121,122,123の機械的な配置状態は、図2〜図4で示した通りのものである。
図5に示すように、発振器131,132,133から出射された電磁波は、サーキュレータ141,142,143を通ってミリ波センサ121,122,123に送られる。そうすると、各ミリ波センサ121,122,123は、車両1の前後方向に関して、各ミリ波センサ121,122,123の設置位置よりも前方の位置に向かって、斜め下方に電磁波Eを照射する。
照射された電磁波Eは、路面3にて反射し、反射した電磁波Erが各ミリ波センサ121,122,123で受信され、各ミリ波センサ121,122,123は、受信した電磁波Erの周波数シフトを基に、各照射方向α21,α22,α23に関しての検出速度v1,v2,v3を出力する。
照射された電磁波Eは、路面3にて反射し、反射した電磁波Erが各ミリ波センサ121,122,123で受信され、各ミリ波センサ121,122,123は、受信した電磁波Erの周波数シフトを基に、各照射方向α21,α22,α23に関しての検出速度v1,v2,v3を出力する。
検出速度v1,v2,v3は、乗算器151,152,153にて増幅されてから信号処理部160に送られる。
なお、車速をVcとした場合には、各検出速度v1,v2,v3と車速Vcとの間には次のような関係がある。
v1=Vc・sinθcosφ ・・・(11)
v2=Vc・sin(θ+θ0)cosφ ・・・(12)
v3=Vc・sinθcos(φ+φ0) ・・・(13)
v1=Vc・sinθcosφ ・・・(11)
v2=Vc・sin(θ+θ0)cosφ ・・・(12)
v3=Vc・sinθcos(φ+φ0) ・・・(13)
信号処理部160は、上記(11)〜(13)の関係を利用して、進行方向取り付け角度θと、水平方向取り付け角度φを含まない状態で、車速Vを次式(14)として求める。
つまり、取り付け状態によって誤差や変動を含む、進行方向取り付け角度θや水平方向取り付け角度φを用いないで、検出速度v1,v2,v3と固定値である進行方向センサ間角度θ0と、固定値である水平方向センサ間角度φ0から、車速Vcを次式(14)から求める。
Vc
=[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0・・・・・・(14)
つまり、取り付け状態によって誤差や変動を含む、進行方向取り付け角度θや水平方向取り付け角度φを用いないで、検出速度v1,v2,v3と固定値である進行方向センサ間角度θ0と、固定値である水平方向センサ間角度φ0から、車速Vcを次式(14)から求める。
Vc
=[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0・・・・・・(14)
上記(14)式は次のようにして求めたものである。
まず式(11)を式(12)で除算して、sinθを示す式(15)を得る。
この演算の詳細は次の通りである。
まず式(11)を式(12)で除算して、sinθを示す式(15)を得る。
この演算の詳細は次の通りである。
次に、式(11)を式(13)で除算して、cosφを示す式(16)を得る。
この演算の詳細は次の通りである。
この演算の詳細は次の通りである。
(11)式より、次式(17)を得る。
Vc=v1/sinθcosφ・・・・(17)
Vc=v1/sinθcosφ・・・・(17)
式(17)に、式(15)で示すsinθと、式(16)で示すcosφを代入すると、式(14)が得られる。
この演算の詳細は次の通りである。
この演算の詳細は次の通りである。
式(14)で示される車速Vcには、センサユニット110を車両1に取り付けたときに、取り付け誤差や取り付け精度により、誤差や変動が生じてしまう、進行方向取り付け角度θ及び水平方向取り付け角度φは含んでいない。
このため、センサユニット110の取り付けの際に取り付け精度がラフであっても、正確に車速Vcを検出することができる。
このため、センサユニット110の取り付けの際に取り付け精度がラフであっても、正確に車速Vcを検出することができる。
100 車速計測装置
110 ミリ波センサユニット
111 筐体
121,122,123 ミリ波センサ
131,132,133 発振器
141,142,143 サーキュレータ
151,152,153 乗算器
160 信号処理部
α1,α2,α3 照射方向
θ0 進行方向センサ間角度
φ0 水平方向センサ間角度
θ 進行方向取り付け角度
φ 水平方向取り付け角度
110 ミリ波センサユニット
111 筐体
121,122,123 ミリ波センサ
131,132,133 発振器
141,142,143 サーキュレータ
151,152,153 乗算器
160 信号処理部
α1,α2,α3 照射方向
θ0 進行方向センサ間角度
φ0 水平方向センサ間角度
θ 進行方向取り付け角度
φ 水平方向取り付け角度
Claims (2)
- 車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、この検出速度v1,v2,v3を演算することにより車両の速度である車速Vcを演算することを特徴とする、
ミリ波センサによる車速計測装置。 - 車両に設置したミリ波センサにより、斜め下方に電磁波を照射したときに路面にて反射してきた電磁波を受信し、受信した電磁波の周波数シフトを基に、電磁波の照射方向に沿う検出速度を求め、この検出速度から車速を計測する車速計測装置において、
第1から第3のミリ波センサを有し、しかも、各ミリ波センサの各照射方向同士でなす相対角度が固定されているミリ波センサユニットと、
前記ミリ波センサユニットの各ミリ波センサから出力される検出速度を基に車速を演算する信号処理部とを有し、
前記ミリ波センサユニットは、このミリ波センサユニットが設置された車両の正面側から見たときに、第1のミリ波センサの上方に第2のミリ波センサが配置され、第1のミリ波センサに対して水平方向にずれて第3のミリ波センサが配置され、
車両の側面側から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第3のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である進行方向センサ間角度θ0となっており、
車両の上方から見たときに、第1のミリ波センサの照射方向と第2のミリ波センサの照射方向が一致すると共に、第1及び第2のミリ波センサの照射方向と第3のミリ波センサの照射方向とが、予め決めた角度である水平方向センサ間角度φ0となっており、
前記信号処理部は、第1から第3のミリ波センサが検出した検出速度v1,v2,v3を受けると、
[(v22−2v1v2cosθ0+v12)(v12−2v1v3cosφ0+v32)]1/2
÷v1sinθ0sinφ0
とする演算を行い、この演算結果を車速Vcとすることを特徴とする、
ミリ波センサによる車速計測装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007292983A JP2009121831A (ja) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | ミリ波センサによる車速計測装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=40814151
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JP2007292983A Withdrawn JP2009121831A (ja) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | ミリ波センサによる車速計測装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2009121831A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715740C1 (ru) * | 2019-05-24 | 2020-03-03 | Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") | Устройство измерения составляющих вектора путевой скорости |
-
2007
- 2007-11-12 JP JP2007292983A patent/JP2009121831A/ja not_active Withdrawn
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