JP2010216845A - Detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出装置に関し、特に、レーダによる物体検知範囲を広角範囲、または狭角範囲との切り替えて使用できるようにした検出装置に関する。 The present invention relates to a detection apparatus, and more particularly to a detection apparatus that can be used by switching an object detection range by a radar to a wide-angle range or a narrow-angle range.
従来、自車と他車との間の相対速度や距離を測定するセンサとして、2周波CW(Continuous Wave)方式のセンサが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。すなわち、この2周波CW方式のセンサは、受信された搬送波に対するドップラ信号の周波数(以下、ドップラ周波数と称する)や位相を検出し、それらを利用して、自車と他車との相対速度や距離を測定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a two-frequency CW (Continuous Wave) type sensor is known as a sensor for measuring the relative speed and distance between a host vehicle and another vehicle (see, for example,
また、自車と他車との相対的な位置を示す角度を測定するセンサとして、モノパルス方式のセンサが知られている。 As a sensor for measuring an angle indicating a relative position between the own vehicle and another vehicle, a monopulse type sensor is known.
このように、2周波CW方式のセンサを用いて自車と他車との距離を測定し、モノパルス方式のセンサにより自車と他車との角度を測定することで、接近する他車の存在する位置を検出することが可能となっている。 In this way, the distance between the host vehicle and the other vehicle is measured using the two-frequency CW sensor, and the angle between the host vehicle and the other vehicle is measured by the monopulse sensor, so that there is an approaching other vehicle. It is possible to detect the position to perform.
ところで、広角度に設定された検知範囲に存在する物体を検知するためには、水平方向に広角度な指向性を備えた受信アンテナが必要となる。しかしながら、検知範囲の両脇に壁がある場合、水平方向指向性が広いことにより、本来検出すべき物体ではない壁の反射による影響が大きくなる。また、広角に物体が存在しない、もしくは、広角を必要としない、例えば、後方プリクラッシュ安全装置などに対しては、水平方向の検知範囲の指向性は狭角として、感度の受信アンテナが必要となる。 By the way, in order to detect an object existing in a detection range set to a wide angle, a reception antenna having a wide angle directivity in the horizontal direction is required. However, in the case where there are walls on both sides of the detection range, the influence of reflection of the wall that is not the object to be detected is increased due to the wide horizontal directivity. Also, there is no object at a wide angle, or a wide angle is not required.For example, for a rear pre-crash safety device, the directivity of the horizontal detection range is narrow and a sensitive receiving antenna is required. Become.
この結果、広角度の検知範囲にも、狭角度の検知範囲にも対応するレーダ装置を用いた装置を構成するには、検知範囲の異なる複数の受信アンテナを設けるようにしなければならず、装置構成が大型化すると共にコスト高となる恐れがあった。 As a result, in order to construct a device using a radar apparatus that supports both a wide angle detection range and a narrow angle detection range, a plurality of receiving antennas having different detection ranges must be provided. There was a risk that the configuration would increase in size and cost.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、アンテナの持つ指向性を、高角度にも、狭角度にも切り替えて使用できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and enables the directivity of an antenna to be switched between a high angle and a narrow angle with a simple configuration.
本発明の一側面の検出装置は、物体を検出する検出装置にであって、所定の範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第1の受信アンテナと、前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第2の受信アンテナと、前記第1の受信アンテナ、または、前記第2の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、サンプリングすることにより、物体を検出する検出手段とを含む。 A detection apparatus according to one aspect of the present invention is a detection apparatus that detects an object, configured to irradiate a predetermined range with radio waves, and transmitting means for transmitting a transmission signal by irradiating the radio waves; A first reception antenna that receives a reflected radio wave out of radio waves as a transmission signal transmitted by the transmission means; The antenna includes at least two rows of antenna pairs including the first receiving antenna, which are arranged at a second interval wider than the interval, and is reflected among the radio waves as transmission signals transmitted by the transmission means. A second receiving antenna for receiving an incoming radio wave, a receiving means for generating a received signal from the radio wave received by the first receiving antenna or the second receiving antenna, and the receiver The received signal generated by, by sampling, and a detection means for detecting an object.
送信手段とは、例えば、送信部であり、所定の範囲に電波を照射することにより、送信信号を送信する。 The transmission means is, for example, a transmission unit, and transmits a transmission signal by irradiating a predetermined range with radio waves.
第1の受信アンテナとは、例えば、第1の間隔で1列ずつ配置されたアンテナ対であり、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信するアンテナである。また、第2の受信アンテナとは、例えば、前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対であり、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する。 The first receiving antenna is, for example, an antenna pair arranged in a row at a first interval, and is an antenna that receives a reflected radio wave among radio waves as transmitted signals. Further, the second receiving antenna is, for example, an antenna pair of at least two columns including the first receiving antenna arranged at a second interval wider than the first interval and transmitted. Among the radio waves as transmitted signals, the reflected radio waves are received.
すなわち、第2の受信アンテナは、第1の受信アンテナよりも、アンテナ対の間隔が広いため、より狭角の検知範囲における物体から反射される電波を受信することが可能となる。また、第2の受信アンテナは、第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対から構成されるため、第1の受信アンテナよりも高い受信感度を確保することが可能となる。このため、第1の受信アンテナと、第2の受信アンテナを切り替えて使用することにより、広角の指向性を必要とする検知範囲と、狭角の指向性を必要とする検知範囲とを切り替えて、電波を受信することが可能となる。 That is, since the second receiving antenna has a wider antenna pair interval than the first receiving antenna, it is possible to receive radio waves reflected from objects in a narrower-angle detection range. In addition, since the second reception antenna includes at least two rows of antenna pairs including the first reception antenna, it is possible to ensure higher reception sensitivity than the first reception antenna. Therefore, by switching between the first receiving antenna and the second receiving antenna, the detection range that requires wide-angle directivity and the detection range that requires narrow-angle directivity can be switched. It becomes possible to receive radio waves.
受信手段とは、例えば、受信部であり、第1の受信アンテナ、または、第2の受信アンテナにより受信された電波に基づいて、受信信号を生成し、検出手段を構成する、例えば、衝突予備動作用信号処理部、または、車線変更警告要信号処理部に出力する。 The reception means is, for example, a reception unit, which generates a reception signal based on a radio wave received by the first reception antenna or the second reception antenna and constitutes detection means. The signal is output to the operation signal processing unit or the lane change warning required signal processing unit.
検出手段とは、例えば、衝突予備動作用信号処理部、または、車線変更警告要信号処理部であり、受信信号に基づいて、物体の速度、距離、および角度を求めることが可能となる。このため、車線変更警告要信号処理部は、広角の指向性で、かつ、標準的な感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的広い範囲であって、近傍の検知範囲における物体を検知することが可能となり、衝突予備動作用信号処理部は、狭角の指向性で、かつ、高感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的狭い範囲であって、遠方までの検知範囲における物体を検知することが可能となる。 The detection means is, for example, a collision pre-operation signal processing unit or a lane change warning required signal processing unit, and can determine the speed, distance, and angle of the object based on the received signal. For this reason, the lane change warning signal processing unit is a relatively wide range with respect to the horizontal direction by a reception signal based on radio waves with wide-angle directivity and standard sensitivity, and a detection range in the vicinity. The signal processing unit for the preliminary collision operation has a relatively narrow range with respect to the horizontal direction due to the reception signal based on the narrow-angle directivity and high-sensitivity radio waves. Thus, it is possible to detect an object in the detection range up to a distant place.
前記第2の受信アンテナを構成する、少なくとも1列ずつのアンテナ対のうち、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対は、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を挟んで、第2の間隔で配置され、前記第2の受信アンテナを構成する、少なくとも1列ずつのアンテナ対のうち、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対とを接続、または非接続に切り替える接続切替手段をさらに含ませるようにすることができ、前記第2の受信アンテナには、前記第2の受信アンテナを構成する、少なくとも1列ずつのアンテナ対のうち、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対とが前記接続切替手段により接続されることにより、前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対から構成されるようにすることができる。 Among the antenna pairs of at least one column constituting the second receiving antenna, the antenna pairs excluding the antenna pairs of one column arranged at the first interval constituting the first receiving antenna are: , Constituting the first receiving antenna, sandwiching a pair of antennas arranged in a row at the first interval, arranged at a second interval, and constituting the second receiving antenna, at least 1 Among the antenna pairs for each column, the first receiving antenna, the antenna pairs excluding the antenna pairs for each column arranged at the first interval, and the first receiving antenna respectively. Connection switching means for switching between connection or disconnection of the antenna pairs arranged in a row at the first interval may be further included, and the second receiving antenna includes the second antenna of An antenna pair excluding one pair of antenna pairs arranged at the first interval and constituting the first receiving antenna among at least one pair of antenna pairs constituting the transmission antenna; A pair of antenna pairs arranged at the first interval constituting one receiving antenna are connected at the second interval wider than the first interval by being connected by the connection switching means. The antenna pair may include at least two rows of antenna pairs including the first receiving antenna.
前記第1の受信アンテナ、および前記第2の受信アンテナには、前記接続切替手段が非接続状態の場合、前記第1の受信アンテナとして機能させ、前記接続切替手段が接続状態の場合、前記第2の受信アンテナとして機能させるようにすることができる。 The first receiving antenna and the second receiving antenna are caused to function as the first receiving antenna when the connection switching means is in a non-connected state, and when the connection switching means is in a connected state, It can be made to function as two receiving antennas.
接続切替手段とは、例えば、RFスイッチであり、RFスイッチの接続、または、非接続を切り替えることにより、第2の受信アンテナのうち、第1の受信アンテナを除いたアンテナ対と、前記第1の受信アンテナのアンテナ対とを、接続、または、非接続とすることで、第1の受信アンテナと第2の受信アンテナとを切り替えることが可能となる。 The connection switching means is, for example, an RF switch, and by switching connection or non-connection of the RF switch, an antenna pair excluding the first reception antenna among the second reception antennas and the first switch It is possible to switch between the first receiving antenna and the second receiving antenna by connecting or disconnecting the antenna pair of the receiving antennas.
前記送信手段には、第1の角度範囲であって、第1の距離近傍までの範囲からなる第1の範囲に電波を照射するように構成された第1の送信アンテナと、前記第1の角度範囲よりも広角の第2の角度範囲であって、前記第1の距離よりも近距離の第2の距離近傍までの範囲からなる第2の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成された第2の送信アンテナと、前記第1の送信アンテナおよび前記第2の送信アンテナとを切り替える送信アンテナ切替手段と、前記接続切替手段の接続、または、非接続、並びに、前記アンテナ切替手段による前記第1の送信アンテナ、または前記第2の送信アンテナとの切り替えを同期して指示する切替信号を生成する切替信号生成手段をさらに含ませるようにすることができる。 The transmission means includes a first transmission antenna configured to irradiate radio waves to a first range that is a first angular range up to the vicinity of a first distance, and the first transmission antenna. A radio wave is irradiated to a range that includes a second angle range that is wider than the angle range and includes a second range that is close to the second distance that is closer than the first distance. A configured second transmission antenna; transmission antenna switching means for switching between the first transmission antenna and the second transmission antenna; connection or non-connection of the connection switching means; and the antenna switching means. Further, a switching signal generating means for generating a switching signal for synchronously instructing switching with the first transmitting antenna or the second transmitting antenna can be included.
第1の送信アンテナとは、第1の角度範囲であって、第1の距離近傍までの範囲からなる第1の範囲に電波を照射するように構成されたアンテナであり、第2の送信アンテナとは、前記第1の角度範囲よりも広角の第2の角度範囲であって、前記第1の距離よりも近距離の第2の距離近傍までの範囲からなる第2の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成されたアンテナであり、アンテナ切替手段とは、例えば、RFスイッチであり、切替信号生成手段とは、例えば、エリア切替部である。 The first transmission antenna is an antenna configured to irradiate radio waves to a first range that is in a first angular range and up to the vicinity of the first distance. The second transmission antenna Is a second angle range that is wider than the first angle range, and includes a second range that includes a range close to the second distance that is closer than the first distance. The antenna switching unit is, for example, an RF switch, and the switching signal generation unit is, for example, an area switching unit.
すなわち、エリア切替部により生成される切替手段により、アンテナ切替手段を構成するRFスイッチと、接続切替手段を構成するRFスイッチとが同期して切り替えられることにより、第1の送信アンテナにより比較的高角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第1の受信アンテナが比較的広角の検知範囲の電波を受信し、第2の送信アンテナにより比較的狭角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第2の受信アンテナが比較的狭角の検知範囲の電波を受信するようになるので、送信される電波の検知範囲に適合した検知範囲の電波を受信することが可能となる。 That is, by the switching means generated by the area switching unit, the RF switch that constitutes the antenna switching means and the RF switch that constitutes the connection switching means are switched synchronously, so that the first transmission antenna can achieve a relatively high angle. When a radio wave is transmitted to the detection range, the first receiving antenna receives a radio wave in a relatively wide angle detection range, and the second transmission antenna transmits a radio wave to a relatively narrow angle detection range. In this case, since the second receiving antenna receives radio waves in a detection range with a relatively narrow angle, it is possible to receive radio waves in a detection range suitable for the detection range of radio waves to be transmitted.
前記検出手段には、前記受信手段により生成された受信信号を、第1の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第1のサンプリング検出手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、前記第1の所定時間よりも長い第2の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第2のサンプリング検出手段とを含ませるようにすることができ、前記切替信号に基づいて、前記第1の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第1のサンプリング検出手段に切り替えて出力し、前記第2の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第2のサンプリング検出手段に切り替えて出力する切替出力手段とをさらに含ませるようにすることができる。 The detection means includes a first sampling detection means for detecting an object by sampling the reception signal generated by the reception means for a first predetermined time, and the reception generated by the reception means. By sampling the signal for a second predetermined time longer than the first predetermined time, it is possible to include second sampling detection means for detecting the object, and the switching signal Based on the above, the reception signal generated from the radio wave received by the first reception antenna is output by switching to the first sampling detection means, and from the radio wave received by the second reception antenna It is possible to further include switching output means for switching the generated reception signal to the second sampling detection means and outputting it.
第1のサンプリング検出手段とは、例えば、車線変更警告要信号処理部であり、第2のサンプリング検出手段とは、衝突予備動作用信号処理部であり、切替出力手段とは、例えば、切替部である。 The first sampling detection means is, for example, a lane change warning signal processing section, the second sampling detection means is a collision preliminary operation signal processing section, and the switching output means is, for example, a switching section. It is.
すなわち、切替部は、切替信号に同期して、第1の送信アンテナにより比較的高角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第1の受信アンテナが比較的広角の検知範囲の電波を受信するとき、受信信号を車線変更警告要信号処理部に出力し、一方、第2の送信アンテナにより比較的狭角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第2の受信アンテナが比較的狭角の検知範囲の電波を受信するとき、衝突予備動作用信号処理部に供給することが可能となる。 That is, the switching unit synchronizes with the switching signal, and when the first transmission antenna transmits a radio wave to the relatively high angle detection range, the first reception antenna transmits the radio wave in the relatively wide angle detection range. When receiving, the received signal is output to the lane change warning signal processing unit, while when the radio wave is transmitted to the detection range of a relatively narrow angle by the second transmitting antenna, the second receiving antenna is compared. When receiving radio waves in a detection range of a narrow angle, it is possible to supply the signal to the collision preliminary operation signal processing unit.
このため、車線変更警告要信号処理部は、広角の指向性で、かつ、標準的な感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的広い範囲であって、近傍の検知範囲における物体を検知することが可能となり、衝突予備動作用信号処理部は、狭角の指向性で、かつ、高感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的狭い範囲であって、遠方までの検知範囲における物体を検知することが可能となる。 For this reason, the lane change warning signal processing unit is a relatively wide range with respect to the horizontal direction by a reception signal based on radio waves with wide-angle directivity and standard sensitivity, and a detection range in the vicinity. The signal processing unit for the preliminary collision operation has a relatively narrow range with respect to the horizontal direction due to the reception signal based on the narrow-angle directivity and high-sensitivity radio waves. Thus, it is possible to detect an object in the detection range up to a distant place.
本発明の一側面においては、所定の範囲に電波を照射するように構成されたアンテナにより、前記電波を照射することにより送信信号が送信され、第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対からなる第1の受信アンテナにより、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対からなる第2の受信アンテナにより、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、前記第1の受信アンテナ、または、前記第2の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号が生成され、生成された受信信号が、サンプリングされることにより、物体が検出される。 In one aspect of the present invention, a transmission signal is transmitted by irradiating the radio wave with an antenna configured to irradiate a predetermined range with radio waves, and the antennas are arranged in a row at a first interval. Of the radio waves as transmitted signals transmitted by the pair of first receiving antennas, the reflected radio waves are received and arranged at a second interval wider than the first interval. Among the radio waves as the transmitted signals, the reflected radio waves are received by the second reception antenna including at least two rows of antenna pairs each including the reception antenna, and the first reception antenna, or A reception signal is generated from the radio wave received by the second reception antenna, and an object is detected by sampling the generated reception signal.
以上により、簡単な構成により、アンテナの持つ指向性を、高角度にも、狭角度にも切り替えて使用することが可能となる。 As described above, the directivity of the antenna can be switched between a high angle and a narrow angle with a simple configuration.
本発明によれば、簡単な構成により、レーダによる水平方向に対して広角の検知範囲、 According to the present invention, with a simple configuration, a wide-angle detection range with respect to the horizontal direction by the radar,
図1は、本発明に係るレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention.
レーダ装置1は、車両に搭載され、車両の後方範囲(ほぼ真後ろであって、比較的遠い部分を含む範囲)に相対速度が所定の速度以上の高速で接近する車両を検出して、衝突を予期して、衝突に備えた予備的な動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ機能と、車両の側面後方範囲(走行中の走行車線からみて、左右に隣接する走行車線における後方の比較的近い部分を含む範囲)で、走行している車両を検出し、車線変更時に危険があるとき警告を発する、いわゆる車線変更支援機能(車線変更警告機能)とを備えたものである。
The
レーダ装置1は、送信部11、受信部12、衝突予備動作用信号処理部13、衝突予備動作制御部14、車線変更警告用信号処理部15、および車線変更警告動作制御部16とから構成されている。
The
送信部11は、2周波CW(Continuous Wave)からなる電波を送信信号として発生し照射する。受信部12は、送信部11より送信された送信信号である電波のうち、物体により反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部13、および車線変更警告用信号処理部15のそれぞれに供給する。
The transmission unit 11 generates and radiates a radio wave composed of two frequencies CW (Continuous Wave) as a transmission signal. The
衝突予備動作用信号処理部13は、受信部12より供給されてくる受信信号を比較的短い周期でサンプリングし、後方からの他車の接近を検出して、衝突の有無を判定し、判定結果に応じて、衝突予備動作制御部14に対して衝突予備動作を実行させる。衝突予備動作制御部14は、例えば、音声警告装置、シートベルト、エアバッグ、または可動式ヘッドレストなどのいわゆる衝突時に乗員を保護する衝突保護機器の動作を制御し、衝突予備動作用信号処理部13より衝突予備動作を実施するように指示が出されると、音声により衝突の発生を事前警告して注意を促し、シートベルトを引き上げて乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の乗員の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを動作させて乗員の頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実行させる。
The collision pre-operation signal processing unit 13 samples the reception signal supplied from the
車線変更警告用信号処理部15は、受信部12より供給されてくる受信信号を比較的長い周期でサンプリングし、側面後方からの他車の存在位置を認識し、車線変更に際しての危険の有無を判定し、判定結果に応じて、車線変更警告動作制御部16に対して、車線変更警告の動作を実行させる。車線変更警告動作制御部16は、車線変更警告用信号処理部15より警告を促すように指示を受けた場合、例えば、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように乗員が着座する座席を振動させることにより、車線変更を実施すると危険な状態であることを警告する。
The lane change warning
次に、送信部11の詳細な構成について説明する。 Next, a detailed configuration of the transmission unit 11 will be described.
送信部11は、発振部31、周波数切替部32、増幅部33、3分岐部34、増幅部35、RFスイッチ36、アンテナ37−1,37−2、およびエリア切替部38より構成されている。
The transmission unit 11 includes an oscillation unit 31, a
発振部31は、周波数切替部32から所定の間隔で供給されてくる切替信号に基づいて、数10GHz帯の周波数f1のCW信号と、周波数f1と数MHz異なる周波数f2のCW信号とを搬送波として切り替えて発生し、増幅部33で増幅させて3分岐部34に供給する。周波数切替部32は、発振部31に発振すべき周波数の切替を指示する切替信号を供給すると共に、受信部12にも切替信号を供給する。
Based on the switching signal supplied from the
3分岐部34は、増幅部33より供給されてくる周波数f1またはf2のCW信号を受信部12、および、増幅部35のそれぞれに分岐して供給する。増幅部35は、3分岐部34より供給されてくる周波数f1またはf2のCW信号を送信信号として、RFスイッチ36を介して、アンテナ37−1または37−2より電波として出力する。
The 3-
RFスイッチ36は、エリア切替部38より供給されてくる狭角切替信号、または広角切替信号に基づいて、アンテナ37−1または、アンテナ37−2のいずれかに切り替えて、3分岐部34より供給されてくる周波数f1またはf2のCW信号を送信信号として電波として出力させる。
The
アンテナ37−1および37−2は、車両本体の後方中央部付近に設けられており、それぞれ、図2で示されるような範囲Z1,Z2からなる強度分布特性の電波を送信信号として出力する。図2においては、図中下方向が車両C1の進行方向であり、車両C1の後方中央部付近に設けられたアンテナA(図1におけるアンテナ37−1,37−2,51−1乃至51−4が一体となって構成されている)から電波が発せられているときの強度分布特性が示されている。 The antennas 37-1 and 37-2 are provided in the vicinity of the rear center portion of the vehicle main body, and output radio waves having intensity distribution characteristics having ranges Z1 and Z2 as shown in FIG. 2 as transmission signals, respectively. In FIG. 2, the downward direction in the figure is the traveling direction of the vehicle C1, and the antenna A (antennas 37-1, 37-2, 51-1 to 51- in FIG. 1) provided near the rear center of the vehicle C1. 4 shows the intensity distribution characteristic when radio waves are emitted.
図2のアンテナ37−1の強度分布特性を示す範囲Z1は、アンテナAの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度αで、かつ、比較的遠い位置までを含む図中の斜線部の範囲である。また、アンテナ37−2の強度分布特性を示す範囲Z2は、アンテナAの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度β(>α)で、かつ、比較的近い位置までを含む図中の無地の範囲である。尚、図2においては、車両C1が、車線L1乃至L3のうちの車線L2を図中の下方向に走行している状態が示されている。また、範囲Z1,Z2においては、図2で示されるように、それぞれが重複する範囲が存在する。 A range Z1 indicating the intensity distribution characteristic of the antenna 37-1 in FIG. 2 includes a position from the position where the antenna A exists to the center at the rear front, an angle α in the horizontal direction, and a position that is relatively far away. It is the range of the shaded area. Further, the range Z2 indicating the intensity distribution characteristic of the antenna 37-2 includes a position from the position where the antenna A exists to the position in the horizontal direction with an angle β (> α) in the horizontal direction and a relatively close position. This is a plain area in the figure. FIG. 2 shows a state in which the vehicle C1 is traveling in the downward direction in the figure in the lane L2 of the lanes L1 to L3. Further, in the ranges Z1 and Z2, there are overlapping ranges as shown in FIG.
エリア切替部38は、所定の時間間隔で、狭角切替信号、または広角切替信号を発生し、RFスイッチ36、受信部12のRFスイッチ52−1,52−2、および切替部63−1乃至63−3に供給する。
The
次に、受信部12の構成について説明する。
Next, the configuration of the receiving
受信部12は、アンテナ51−1乃至51−4、RFスイッチ52−1,52−2、加算部53、減算部54、LNA(Low Noise Amplifier)55−1,55−2、混合器56−1,56−2、振分部57,58、LPF(Low Pass Filter)59−1乃至59−3、増幅部60−1乃至60−3、ADC(Analog Digital Converter)61−1乃至61−3、および切替部62−1乃至62−3から構成されている。
The receiving
アンテナ51−1乃至51−4は、送信部11のアンテナ37−1,37−2より照射された送信信号としての電波のうち、車両、または、人間などの物体に反射してくる電波を順次して受信し、受信した電波に対応する信号をそれぞれ加算部53および減算部54に供給する。尚、上述したように送信信号は、周波数f1,f2が順次切り替えられて送信されるが、物体が移動している場合、反射によって、周波数f1,f2に対応して、ドップラ周波数fd1,fd2が発生することになる。このため、アンテナ51−1乃至51−4により受信される電波は、周波数f1+fd1のCW信号に対応するものと、周波数f2+fd2のCW信号に対応するものとが、送信信号におけるf1,f2周波数の切替タイミングど同期して、順次切り替えられて受信されることになる。
The antennas 51-1 to 51-4 sequentially transmit radio waves reflected on an object such as a vehicle or a human among radio waves as transmission signals emitted from the antennas 37-1 and 37-2 of the transmission unit 11. The signal corresponding to the received radio wave is supplied to the adding
より詳細には、アンテナ51−1乃至51−4は、図3で示されるように、それぞれ4個のパッチアンテナから構成されており、水平方向に所定の間隔で、垂直方向に略直立している。図3においては、図中の水平方向がアンテナ51−1乃至51−4の水平方向を示し、図中の垂直方向がアンテナ51−1乃至51−4の垂直方向を示している。また、アンテナ51−1,51−2は、RFスイッチ52−1に、アンテナ51−3,51−4は、RFスイッチ52−2に、それぞれ接続されており、開放状態でも、それぞれアンテナ51−2,51−3と接続されている。 More specifically, as shown in FIG. 3, the antennas 51-1 to 51-4 are each composed of four patch antennas, and are substantially upright in the vertical direction at predetermined intervals in the horizontal direction. Yes. In FIG. 3, the horizontal direction in the figure indicates the horizontal direction of the antennas 51-1 to 51-4, and the vertical direction in the figure indicates the vertical direction of the antennas 51-1 to 51-4. The antennas 51-1 and 51-2 are connected to the RF switch 52-1, and the antennas 51-3 and 51-4 are connected to the RF switch 52-2. 2, 51-3.
したがって、RFスイッチ52−1,52−2が開放状態の場合、図3の左部で示されるように、アンテナ51−1乃至51−4のうち、アンテナ51−2,51−3により電波が受信され、受信された信号が、それぞれRFスイッチ52−1,52−2を介して、加算部53および減算部54に出力される。
Therefore, when the RF switches 52-1 and 52-2 are in the open state, as shown in the left part of FIG. 3, among the antennas 51-1 to 51-4, radio waves are transmitted by the antennas 51-2 and 51-3. The received signal is output to the adding
また、RFスイッチ52−1,52−2が接続状態の場合、図3の右部で示されるように、アンテナ51−1乃至51−4のうち、アンテナ51−1および51−2で受信された電波の信号が重畳された信号、並びに、アンテナ51−3および51−4のそれぞれで受信された電波の信号が重畳された信号が、それぞれRFスイッチ52−1,52−2を介して、加算部53および減算部54に出力される。
When the RF switches 52-1 and 52-2 are in the connected state, as shown in the right part of FIG. 3, among the antennas 51-1 to 51-4, the signals are received by the antennas 51-1 and 51-2. The signal on which the radio wave signal superimposed and the signal on which the radio wave signal received by each of the antennas 51-3 and 51-4 is superimposed are respectively connected via the RF switches 52-1, 52-2. The data is output to the
1列ずつのアンテナ対からなる受信アンテナを用いて電波を受信する場合、一般にアンテナ対のそれぞれの間隔が狭いほど広角の検知範囲からの電波を受信し易く、アンテナ対のそれぞれの間隔が広いほど狭角の検知範囲からの電波を受信し易くなる。また、それぞれの複数列のアンテナ対を構成する受信アンテナの場合、列数が多いほど、受信感度が向上することが知られている。 When receiving a radio wave using a receiving antenna comprising a pair of antenna pairs, in general, the smaller the distance between the antenna pairs, the easier the reception of radio waves from a wide-angle detection range, and the wider the distance between the antenna pairs. It becomes easier to receive radio waves from a narrow-angle detection range. In addition, in the case of receiving antennas constituting each of a plurality of column antenna pairs, it is known that the reception sensitivity improves as the number of columns increases.
このため、RFスイッチ52−1,52−2が開放されている状態の場合、アンテナ間隔は、図3の左部で示されるように、アンテナ51−2,52−3間の距離L1となる。一方、RFスイッチ52−1,52−2が接続された場合、アンテナ51−1,51−2を、1本のアンテナとして見ることができ、同様に、アンテナ51−3,51−4を、1本のアンテナとして見ることができる。したがって、図3の右部で示されるように、アンテナ51−1,51−2間の重心位置と、アンテナ51−3,51−4間の重心位置との距離L2(>L1)が、アンテナ対の間隔となり、さらに、各2本ずつのアンテナで構成されるため、RFスイッチ52−1,52−2が開放されている状態における検知範囲および受信感度について比較すると、より狭角の検知範囲からの電波を、高感度で受信し易い構造とすることができる。 Therefore, when the RF switches 52-1 and 52-2 are opened, the antenna interval is the distance L <b> 1 between the antennas 51-2 and 52-3 as shown in the left part of FIG. 3. . On the other hand, when the RF switches 52-1 and 52-2 are connected, the antennas 51-1 and 51-2 can be viewed as one antenna, and similarly, the antennas 51-3 and 51-4 are It can be seen as a single antenna. Therefore, as shown in the right part of FIG. 3, the distance L2 (> L1) between the center of gravity position between the antennas 51-1 and 51-2 and the center of gravity position between the antennas 51-3 and 51-4 is Since the distance between the pair is further comprised of two antennas each, the detection range and the reception sensitivity when the RF switches 52-1 and 52-2 are opened are compared. It is possible to have a structure that can easily receive radio waves from
また、RFスイッチ52−1,52−2は、送信部11のエリア切替部38より供給されてくる狭角切替信号、および広角切替信号に同期して接続、および開放が制御される。
The RF switches 52-1 and 52-2 are controlled to be connected and opened in synchronization with the narrow angle switching signal and the wide angle switching signal supplied from the
したがって、エリア切替部38が狭角切替信号を出力している場合、送信部11のRFスイッチ36にも狭角切替信号が供給されるため、アンテナ37−1から電波が送信され、対応する電波の強度分布範囲である範囲Z1、すなわち、狭角の検知範囲で、比較的離れている範囲に電波が送信される。このとき、アンテナ51−1乃至51−4は、RFスイッチ52−1,52−2が接続されるので、2本ずつのアンテナ対により、アンテナ間隔が距離L2となるため、狭角で、かつ、比較的離れている範囲Z1において、存在する物体により反射される電波が受信し易くなる。
Therefore, when the
一方、エリア切替部38が広角切替信号を出力している場合、送信部11のRFスイッチ36にも広角切替信号が供給されるため、アンテナ37−2から電波が送信され、対応する電波の強度分布範囲である範囲Z2、すなわち、広角の検知範囲に電波が送信される。このとき、アンテナ51−1乃至51−4は、RFスイッチ52−1,52−2が開放されるので、アンテナ51−2,52−3のそれぞれ1本ずつのアンテナ対により、アンテナ間隔が距離L1(<L2)となるため、広角で、かつ、標準的な距離の範囲Z2において、存在する物体により反射される電波が受信し易くなる。
On the other hand, when the
また、送信部11および受信部12の構成を含むレーダ装置1は、一体のパッケージとして構成され、車両の後部略中央部に搭載されるものであり、車両の大きさからみて、アンテナ51−1乃至51−4と、アンテナ37−1,37−2とは、実質的に略同位置に配置されるものである。このため、アンテナ51−1乃至51−4は、アンテナ37−1,37−2で出力された送信信号としての電波のうち、物体により反射され、略同一の位置に反射されて戻ってくる電波を受信する。
Further, the
加算部53は、アンテナ51−1乃至51−4より供給されてくる信号を加算して、f1和信号(周波数f1のCW信号が反射することにより受信されたドップラ周波数fd1を含む周波数(f1+fd1)の和信号)、およびf2和信号(周波数f2のCW信号が反射することにより受信されたドップラ周波数fd2を含む周波数(f2+fd2)の和信号)としてLNA55−1に供給する。減算部54は、アンテナ51−1乃至51−4より供給されてくる信号を減算して、差信号(周波数f1のCW信号が反射することにより受信されたドップラ周波数fd1を含む周波数(f1+fd1)の差信号)、およびf2差信号(周波数f2のCW信号が反射することにより受信されたドップラ周波数fd2を含む周波数(f2+fd2)の差信号)としてLNA55−1に供給する。
The
LNA55−1,55−2は、それぞれ加算部53および減算部54より供給されてくるf1和信号またはf2和信号、およびf1差信号、またはf2差信号を、それぞれ後段の混合器56−1,56−2に3分岐部34より供給されてくる周波数f1またはf2のCW信号のレベルと同程度にまで増幅し、混合器56−1,56−2に供給する。
The LNAs 55-1 and 55-2 respectively receive the f1 sum signal or the f2 sum signal and the f1 difference signal or the f2 difference signal supplied from the
混合器56−1,56−2は、送信部11の3分岐部34より供給されてくる周波数f1またはf2のCW信号と、LNA55−1,55−2のそれぞれから供給されてくるf1和信号およびf1差信号、または、f2和信号およびf2差信号とを混合し、それぞれ振分部57,58に供給する。尚、f1和信号およびf1差信号が、周波数f1のCW信号と混合された信号については、それぞれfd1和信号およびfd1差信号と称するものとし、f2和信号およびf2差信号が、周波数f2のCW信号と混合された信号については、それぞれfd2和信号およびfd2差信号と称するものとする。
The mixers 56-1 and 56-2 are the CW signal of the frequency f1 or f2 supplied from the three branching
振分部57は、混合器56−1より供給されてくる信号を、切替信号に対応して、LPF59−1,59−2に周波数ごとに、それぞれfd1和信号およびfd2和信号として振り分けて出力する。振分部58は、それぞれ混合器56−2より供給されてくるfd1差信号、およびfd2差信号のうち、切替信号に対応して、fd1差信号のみをLPF59−3に振り分けて出力する。
The distribution unit 57 distributes the signal supplied from the mixer 56-1 to the LPFs 59-1, 59-2 as the fd1 sum signal and the fd2 sum signal for each frequency corresponding to the switching signal, and outputs them. To do. The allocating
LPF59−1乃至59−3は、それぞれ振分部57,58より供給されてくるfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を平滑化した後、増幅部60−1乃至60−3に供給する。増幅部60−1乃至60−3は、それぞれLPF59−1乃至59−3より供給されてきたfd1和信号、fd2和信号、および、fd1差信号を増幅して、ADC60−1乃至60−3に供給する。ADC60−1乃至60−3は、平滑化されて、さらに増幅されたfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を、デジタル信号に変換し、受信信号として、それぞれ切替部62−1乃至62−3に供給する。
The LPFs 59-1 to 59-3 smooth the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal supplied from the
切替部62−1乃至62−3は、送信部11のエリア切替部38より供給されてくる狭角切替信号、および広角切替信号に基づいて、fd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号のそれぞれのデジタル信号を、適切な検知範囲に対応して、衝突予備動作用信号制御部13、または車線変更警告用信号処理部15に供給する。より具体的には、切替部62−1乃至62−3は、狭角切替信号が供給されてきているとき、fd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号のそれぞれのデジタル信号を衝突予備動作用信号制御部13に供給し、広角切替信号が供給されてきているとき、fd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号のそれぞれのデジタル信号を車線変更警告用信号処理部15に供給する。
Based on the narrow-angle switching signal and the wide-angle switching signal supplied from the
次に、衝突予備動作用信号処理部13の構成について説明する。 Next, the configuration of the collision preliminary motion signal processing unit 13 will be described.
衝突予備動作用信号処理部13は、FFT(Fast Fourier transform:高速フーリエ変換部)71−1乃至71−3、衝突判定用FFTタイミング制御部72、ドップラ周波数算出部73、距離算出部74、角度算出部75、衝突判定部76より構成されている。
The collision pre-operation signal processing unit 13 includes FFT (Fast Fourier transform) 71-1 to 71-3, a collision determination FFT
FFT71−1乃至71−3は、衝突判定用FFTタイミング制御部72からの制御信号に基づいて、受信部12より受信信号としてそれぞれに供給されてくるfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT71−1が、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部74および角度算出部75に供給し、FFT71−2は、fd2和信号のスペクトル結果から得られる結果をドップラ周波数算出部73、および距離算出部74に供給し、FFT71−3が、fd1差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部75に供給する。
The FFTs 71-1 to 71-3 are, based on the control signal from the collision determination FFT
衝突判定用FFTタイミング制御部72は、内蔵するカウンタ72aを所定時間ごとに加算し、所定時間T1が経過したところで、FFT71−1乃至71−3に対してFFT処理を実行するように指示する。
The collision determination FFT
ドップラ周波数算出部73は、FFT71−2より供給されてくるfd2和信号のスペクトル結果に基づいて、ドップラ周波数fd2を算出すると共に、求められたドップラ周波数fd2から検出物体の速度v1を算出し、距離算出部74、角度算出部75、および衝突判定部76に供給する。
The Doppler
距離算出部74は、FFT71−1,71−2より供給されてくるfd1和信号およびfd2差信号、並びにドップラ周波数算出部73より供給されてくる速度v1に基づいて、fd1和信号とfd2差信号との位相差の情報から、物体までの距離D1を算出し、衝突判定部76に供給する。
The distance calculation unit 74 is based on the fd1 sum signal and the fd2 difference signal supplied from the FFTs 71-1 and 71-2, and the speed v1 supplied from the Doppler
角度算出部75は、FFT71−1からのfd1和信号とFFT71−3からのfd1差信号、並びに速度v1に基づいて、fd1和信号とfd1差信号との強度比から物体の存在する位置の角度θ1を算出し、衝突判定部76に供給する。
The angle calculation unit 75 calculates the angle of the position where the object exists based on the intensity ratio between the fd1 sum signal and the fd1 difference signal based on the fd1 sum signal from the FFT 71-1, the fd1 difference signal from the FFT 71-3, and the velocity v1. θ1 is calculated and supplied to the
衝突判定部76は、速度判定部76aを制御して、ドップラ周波数算出部73より供給されてきた速度v1が所定速度V1以上であるか否かを判定させる。衝突判定部76は、速度v1が所定速度V1より高速である場合、範囲判定部76bを制御して、距離D1、および角度θ1に基づいて、衝突の可能性のある所定範囲内に車両が存在するか否かを判定させる。そして、衝突判定部76は、範囲判定部76により所定範囲内に車両が存在すると判定された場合、衝突の可能性があると判定し、衝突予備動作指示部76cを制御して、衝突予備動作制御部14に対して、衝突予備動作を実行させる。
The
次に、車線変更警告用信号処理部15の構成について説明する。
Next, the configuration of the lane change warning
車線変更警告用信号処理部15は、FFT91−1乃至91−3、車線変更警告用FFTタイミング制御部92、ドップラ周波数算出部93、距離算出部94、角度算出部95、車線変更警告判定部96より構成されている。
The lane change warning
FFT91−1乃至91−3は、車線変更警告用FFTタイミング制御部92からの制御信号に基づいて、受信部12より受信信号としてそれぞれに供給されてくるfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT91−1が、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部94および角度算出部95に供給し、FFT91−2が、fd2和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部93、および距離算出部94に供給し、FFT91−3が、fd1差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部95に供給する。
The FFTs 91-1 to 91-3 are based on the control signal from the lane change warning FFT timing control unit 92, and receive the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference respectively supplied as the reception signals from the
車線変更警告用FFTタイミング制御部92は、内蔵するカウンタ92aを所定時間ごとに加算し、所定時間T2(>T1)が経過したところで、FFT91−1乃至91−3に対してFFT処理を実行するように指示する。ここで、所定時間T2は、所定時間T1よりも長い時間が設定されており、FFT91−1乃至91−3によるFFT処理は、FFT71−1乃至71−3によるFFT処理よりもサンプリング時間が長くなるように設定されている。 The lane change warning FFT timing control unit 92 adds the built-in counter 92a every predetermined time, and executes the FFT process on the FFTs 91-1 to 91-3 when the predetermined time T2 (> T1) has elapsed. To instruct. Here, the predetermined time T2 is set to be longer than the predetermined time T1, and the FFT processing by the FFTs 91-1 to 91-3 has a longer sampling time than the FFT processing by the FFTs 71-1 to 71-3. Is set to
ドップラ周波数算出部93は、FFT91−2より供給されてくるfd2和信号に基づいて、ドップラ周波数fd2を算出すると共に、求められたドップラ周波数fd2から検出物体の速度v2を算出し、距離算出部94、角度算出部95、および車線変更警告判定部96に供給する。 The Doppler frequency calculation unit 93 calculates the Doppler frequency fd2 based on the fd2 sum signal supplied from the FFT 91-2, calculates the velocity v2 of the detected object from the obtained Doppler frequency fd2, and the distance calculation unit 94. The angle calculation unit 95 and the lane change warning determination unit 96 are supplied.
距離算出部94は、FFT91−1,91−2より供給されてくるfd1和信号およびfd2和信号、並びにドップラ周波数算出部93より供給されてくる速度v2に基づいて、fd1和信号およびfd2和信号の位相差の情報から、物体までの距離D2を算出し、車線変更警告判定部96に供給する。 The distance calculation unit 94 is based on the fd1 sum signal and fd2 sum signal supplied from the FFTs 91-1 and 91-2 and the speed v2 supplied from the Doppler frequency calculation unit 93. The distance D2 to the object is calculated from the phase difference information and supplied to the lane change warning determination unit 96.
角度算出部95は、FFT91−1,91−3より供給されてくるfd1和信号およびfd1差信号、並びに速度v2に基づいて、fd1和信号およびfd1差信号の強度比から、物体の存在する位置の角度θ2を算出し、車線変更警告判定部96に供給する。
Based on the fd1 sum signal and the fd1 difference signal supplied from the FFTs 91-1 and 91-3 and the
車線変更警告判定部96は、速度判定部96aを制御して、ドップラ周波数算出部93より供給されてきた速度v2が所定速度VaまたはVb(<Va)以上であるか否かを判定させる。車線変更警告判定部96は、速度v2が所定速度VaまたはVb(<Va)より高速である場合、範囲判定部96bを制御して、距離D2、および角度θ2に基づいて、速度対範囲テーブル96dに、所定速度Va<v2、または、Va>v2>Vbのそれぞれに対応して予め記憶されている警告範囲W1、または、警告範囲W2(警告範囲W1より近傍の狭い範囲)内で、物体が存在するか否かを判定させる。そして、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bにより警告範囲W1またはW2内に物体が存在すると判定した場合、車線変更に危険の可能性があるとみなし、警告指示部96fを制御して、車線変更警告動作制御部16に対して、車線変更警告動作を実行させる。 The lane change warning determination unit 96 controls the speed determination unit 96a to determine whether or not the speed v2 supplied from the Doppler frequency calculation unit 93 is equal to or higher than a predetermined speed Va or Vb (<Va). The lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b when the speed v2 is higher than the predetermined speed Va or Vb (<Va), and based on the distance D2 and the angle θ2, the speed / range table 96d. In addition, the object is within the warning range W1 or warning range W2 (a narrow range near the warning range W1) stored in advance corresponding to each of the predetermined speeds Va <v2 or Va> v2> Vb. Determine if it exists. When the range determination unit 96b determines that there is an object in the warning range W1 or W2, the lane change warning determination unit 96 considers that there is a possibility of lane change and controls the warning instruction unit 96f. The lane change warning operation control unit 16 is caused to execute a lane change warning operation.
また、車線変更警告判定部96は、速度v2、距離D2、および角度θ2を記憶するデータ記憶部96cを備えている。例えば、直前まで警告範囲内に車両が存在すると判定されていたが、車両の存在が検出されていない状態に切り替わった場合、車線変更警告判定部96は、推定部96eを制御して、データ記憶部96cに記憶されている速度v2、距離D2、および角度θ2に基づいて、受信信号では検出できない範囲であって、警告範囲を含む範囲である、いわゆるブラインドスポットにおける車両の存在位置を推定させ、再び範囲判定部96bを制御して、警告範囲に存在するか否かを判定させる。この際、推定されたブラインドスポット内の存在位置に基づいて、車両が所定範囲に存在すると判定された場合、車線変更警告判定部96は、ブラインドスポットタイミング判定部96gを制御して、ブラインドスポットに入ったと推定される最後に検出されたタイミングから所定時間以上経過しているか否か、すなわち、ブラインドスポットに入ってから所定時間経過したか否かを判定させ、所定時間が経過していないければ、警告指示部96fを制御して、車線変更警告動作を実行させる。一方、ブラインドスポットに入ってから所定時間以上経過していた場合、車線変更警告判定部96は、警告範囲から離脱したものとみなし、車線変更警告動作を停止させる(車線変更警告動作をさせない)。 The lane change warning determination unit 96 includes a data storage unit 96c that stores the speed v2, the distance D2, and the angle θ2. For example, when it is determined that a vehicle is present in the warning range until just before, but the vehicle is switched to a state where the presence of the vehicle is not detected, the lane change warning determination unit 96 controls the estimation unit 96e to store the data. Based on the speed v2, the distance D2, and the angle θ2 stored in the unit 96c, the position of the vehicle in a so-called blind spot, which is a range that cannot be detected by the received signal and includes a warning range, is estimated, The range determination unit 96b is again controlled to determine whether or not the warning range exists. At this time, if it is determined that the vehicle is in the predetermined range based on the estimated position in the blind spot, the lane change warning determination unit 96 controls the blind spot timing determination unit 96g to make it a blind spot. It is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the last detected timing estimated to have entered, that is, whether or not a predetermined time has elapsed since entering the blind spot, and if the predetermined time has not elapsed Then, the warning instruction unit 96f is controlled to execute the lane change warning operation. On the other hand, if a predetermined time or more has elapsed since entering the blind spot, the lane change warning determination unit 96 considers that the vehicle has left the warning range, and stops the lane change warning operation (does not perform the lane change warning operation).
図4のフローチャートを参照して、エリア切替部38による狭角広角切替処理について説明する。
With reference to the flowchart of FIG. 4, the narrow angle wide angle switching process by the
ステップS1において、エリア切替部38は、狭角切替信号を生成し、送信部11のRFスイッチ36、受信部12のRFスイッチ52−1,52−2、および切替部62−1乃至62−3に供給する。
In step S1, the
ステップS2において、エリア切替部38は、切替時間Tnが経過したか否かを判定し、切替時間Tnが経過したと判定されるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップS2において、切替時間Tnが経過した場合、ステップS3において、エリア切替部38は、広角切替信号を生成し、送信部11のRFスイッチ36、受信部12のRFスイッチ52−1,52−2、および切替部62−1乃至62−3に供給する。
In step S2, the
ステップS4において、エリア切替部38は、切替時間Twが経過したか否かを判定し、切替時間Twが経過したと判定されるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップS4において、切替時間Twが経過した場合、処理は、ステップS1に戻る。
In step S4, the
すなわち、以上の処理によりエリア切替部38は、狭角切替信号を供給してから切替時間Tnが経過すると、広角切替信号を供給する。そして、エリア切替部38は、切替時間Twが経過すると、狭角切替信号を供給し、同様の処理を繰り返す。尚、この切替時間Tn,Twは、同一の時間であってもよいし、それ以外の時間であってもよい。
In other words, the
次に、図5のフローチャートを参照して、図1のレーダ装置1による物体の計測処理について説明する。
Next, object measurement processing by the
ステップS11において、発振部31は、周波数切替部32からの切替信号に基づいて、f1周波数のCW信号、または、f2周波数のCW信号のいずれかを発振し、増幅部33で増幅させて3分岐部34に出力させる。このとき、周波数切替部32は、同一の切替信号を受信部12にも供給する。3分岐部34は、増幅部33より供給されてきたf1周波数のCW信号、または、f2周波数のCW信号のいずれかのCW信号を分岐して、受信部12および増幅部35にそれぞれ供給する。そして、増幅部35は、3分岐部34より供給されてきたf1周波数のCW信号、または、f2周波数のCW信号のいずれかのCW信号をRFスイッチ36に供給する。
In step S11, the oscillating unit 31 oscillates either the C1 signal of the f1 frequency or the CW signal of the f2 frequency based on the switching signal from the
ステップS12において、RFスイッチ36は、エリア切替部38より狭角切替信号が供給されてきているか否かを判定する。ステップS12において、例えば、図4のフローチャートを参照して説明したステップS1の処理により、エリア切替部38より狭角切替信号が供給されてきている場合、ステップS13において、RFスイッチ36は、狭角で遠方までの電波強度分布となるアンテナ37−1に切り替えて接続し、アンテナ37−1より電波を出力することにより、狭角の検知範囲に送信信号として送信する。このとき、アンテナ37−1より送信された送信信号としての電波は、例えば、図2の範囲Z1で示されるような強度分布で出力される。尚、図2における範囲Z1からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
In step S <b> 12, the
ステップS13の処理により出力された電波としての送信信号は、図2の範囲Z1で示される強度分布により出力されるため、範囲Z1から構成される範囲に物体(車両)が存在する場合、その物体により反射される。すなわち、送信信号は、上述の通り、図6の上部で示されるように、アンテナA(図6では、アンテナ37−1,37−2,51−1乃至51−4を一体化したものとし簡略化して表現している)より順次周波数f1およびf2のCW信号が切り替えられて出力される。このため、物体である車両C1で反射されると、それぞれの周波数のCW信号に対応してドップラ周波数fd1またはfd2が発生することにより、図6の下部で示されるように、順次周波数f1+fd1、または、f2+fd2のCW信号として反射され、この反射波となる電波が受信されることになる。 Since the transmission signal as the radio wave output by the process of step S13 is output by the intensity distribution indicated by the range Z1 in FIG. 2, if an object (vehicle) exists in the range composed of the range Z1, that object It is reflected by. That is, as described above, as shown in the upper part of FIG. 6, the transmission signal is simplified by assuming that antenna A (in FIG. 6, antennas 37-1, 37-2, 51-1 to 51-4 are integrated). The CW signals having the frequencies f1 and f2 are sequentially switched and output. For this reason, when reflected by the vehicle C1, which is an object, Doppler frequencies fd1 or fd2 are generated corresponding to the CW signals of the respective frequencies, so that as shown in the lower part of FIG. , F2 + fd2 is reflected as a CW signal, and a radio wave that is a reflected wave is received.
そこで、ステップS14において、RFスイッチ52−1,52−2は、送信部11のエリア切替部38より供給されてくる狭角切替信号に基づいて、図3の右部で示されるように、アンテナ51−1,51−2、およびアンテナ51−3,51−4をそれぞれ接続し、送信部11のアンテナ37−1で送信された電波のうち、図2の範囲Z1で示される狭角検知範囲内に存在する物体により反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部53、および減算部54にそれぞれ供給する。
Therefore, in step S14, the RF switches 52-1 and 52-2, based on the narrow angle switching signal supplied from the
すなわち、狭角切替信号に基づいて、範囲Z1で示される強度分布で、送信部11のアンテナ37−1により送信信号の電波が送信されると共に、受信部12のアンテナ51−1乃至51−4は、狭角検知範囲となる範囲Z1内に存在する物体から反射される電波を受信し易い状態に制御される。これにより、送信部11により送信信号として送信される電波の電波強度分布と、受信部12により受信し易い電波強度分布とが一致することに加えて、2本ずつのアンテナ対を用いて電波を受信するため、範囲Z1内における物体により反射される電波を高感度で適切に受信することが可能となる。
That is, based on the narrow-angle switching signal, the radio wave of the transmission signal is transmitted by the antenna 37-1 of the transmission unit 11 with the intensity distribution indicated by the range Z1, and the antennas 51-1 to 51-4 of the
一方、ステップS12において、例えば、図4のフローチャートを参照して説明したステップS3の処理により、エリア切替部38より広角切替信号が供給されてきている場合、ステップS15において、RFスイッチ36は、広角で比較的近傍範囲の電波強度分布となるアンテナ37−2に切り替えて接続し、アンテナ37−2より電波を出力することにより、広角の検知範囲に送信信号として送信する。このとき、アンテナ37−2より送信された送信信号としての電波は、例えば、図2の範囲Z2で示されるような強度分布で出力される。尚、図2における範囲Z2からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
On the other hand, in step S12, when the wide-angle switching signal is supplied from the
ステップS15の処理により出力された電波としての送信信号は、図2の範囲Z2で示される強度分布により出力されるため、範囲Z2から構成される範囲に物体(車両)が存在する場合、その物体により反射される。 Since the transmission signal as the radio wave output by the process of step S15 is output by the intensity distribution indicated by the range Z2 in FIG. 2, if an object (vehicle) exists in the range composed of the range Z2, the object It is reflected by.
そこで、ステップS16において、RFスイッチ52−1,52−2は、送信部11のエリア切替部38より供給されてくる広角切替信号に基づいて、図3の左部で示されるように、アンテナ51−1,51−2、およびアンテナ51−3,51−4のそれぞれ接続を開放し、送信部11のアンテナ37−2で送信された電波のうち、図2の範囲Z2で示される広角検知範囲内に存在する物体により反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部53、および減算部54にそれぞれ供給する。
Therefore, in step S16, the RF switches 52-1, 52-2, based on the wide-angle switching signal supplied from the
すなわち、広角切替信号に基づいて、範囲Z2で示される強度分布で、送信部11のアンテナ37−2により送信信号の電波が送信されると共に、受信部12のアンテナ51−1乃至51−4は、RFスイッチ52−1,52−2が開放されることにより、アンテナ51−2,51−3のみで受信するため、広角検知範囲となる範囲Z2内に存在する物体から反射される電波を受信し易い状態に制御される。これにより、送信部11により送信信号として送信される電波の電波強度分布と、受信部12により受信し易い電波強度分布とが一致するため、範囲Z2内における物体により反射される電波を適切に受信することが可能となる。
That is, based on the wide-angle switching signal, the radio wave of the transmission signal is transmitted by the antenna 37-2 of the transmission unit 11 with the intensity distribution indicated by the range Z2, and the antennas 51-1 to 51-4 of the
ステップS17において、加算部53は、アンテナ51−1乃至51−4より供給されてきた受信信号を相互に加算してf1和信号またはf2和信号を生成し、LNA55−1に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器56−1に出力させる。
In step S17, the adding
ステップS18において、減算部54は、アンテナ51−1乃至51−4より供給されてきた受信信号を相互に減算してf1差信号、またはf2差信号を生成し、LNA55−2に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器56−2に出力させる。
In step S18, the
ステップS19において、混合器56−1は、送信部11の3分岐部34より供給されてくる送信信号と、和信号とを混合し、和信号の混合信号として振分部57に出力する。また、混合器56−2は、送信部11の3分岐部34より供給されてくる送信信号と、差信号とを混合し、差信号の混合信号として振分部58に出力する。
In step S19, the mixer 56-1 mixes the transmission signal supplied from the three-
尚、このステップS12乃至S19の処理は、フローチャートの表記として異なるタイミングで処理されるものとされているが、実際の処理は、ほぼ同時に処理されており、実質的に並列処理されているものである。 The processes in steps S12 to S19 are processed at different timings in the notation of the flowchart, but the actual processes are processed almost simultaneously and substantially in parallel. is there.
ステップS20において、振分部57は、送信部11の周波数切替部32より、後述するステップS26の処理で供給されてくる切替信号が、周波数f1に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるfd1和信号をLPF59−1に供給し、切替信号が、周波数f2に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるfd2和信号をLPF59−2に供給する。また、振分部58は、送信部11の周波数切替部32よりステップS26の処理で供給されてくる切替信号が、周波数f1に対応する切替信号のときのみ、対応する差信号であるfd1差信号をLPF59−3に供給する。
In step S20, the allocating unit 57 uses the corresponding sum signal when the switching signal supplied from the
すなわち、図7の左上段で示されるように、周波数切替部32が、切替信号として、周波数f1のときHiを、周波数f2のときLowを出力する場合、図7の左中段で示されるように、振分部57には、切替信号に対応して、混合器56−1より周波数f1に対応する和信号であるfd1和信号、および周波数f2に対応する和信号であるfd2和信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部57は、切替信号が周波数f1に対応するHiのとき、図7の右上段で示されるように、fd1和信号をLPF59−1に供給し、切替信号が周波数f2に対応するLowのとき、図7の右中段で示されるように、fd2和信号をLPF59−2に供給する。
That is, as shown in the upper left part of FIG. 7, when the
また、図7の左上段で示されるように、周波数切替部32が、切替信号として、周波数f1のときHiを、周波数f2のときLowを出力する場合、図7の左下段で示されるように、振分部58には、切替信号に対応して、混合器56−2より周波数f1に対応する差信号であるfd1差信号、および周波数f2に対応する差信号であるfd2差信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部58は、切替信号が周波数f1に対応するHiのときのみ、図7の右下段で示されるように、fd1差信号をLPF59−3に供給する。
Further, as shown in the upper left part of FIG. 7, when the
ステップS21において、LPF59−1乃至59−3は、順次振分部57,58より供給されてくるfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を、それぞれ平滑化して増幅部60−1乃至60−3に供給する。増幅部60−1乃至60−3は、供給されてきたfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を、それぞれ増幅し、ADC60−1乃至60−3に供給する。ADC60−1乃至60−3は、平滑化され、さらに増幅されたfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号をデジタル信号に変換し、それぞれ切替部62−1乃至62−3に供給する。
In step S21, the LPFs 59-1 to 59-3 smooth the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal sequentially supplied from the allocating
ステップS22において、切替部62−1乃至62−3は、送信部11のエリア切替部38より狭角切替信号が供給されてきているか否かを判定する。ステップS22において、例えば、図4のフローチャートを参照して説明したステップS1の処理により、エリア切替部38より狭角切替信号が供給されてきている場合、ステップS23において、切替部62−1乃至62−3は、それぞれデジタル信号に変換されたfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を、衝突予備動作用信号処理部13に受信信号として供給する。
In step S <b> 22, the switching units 62-1 to 62-3 determine whether or not a narrow angle switching signal is supplied from the
一方、ステップS22において、例えば、図4のフローチャートを参照して説明したステップS3の処理により、エリア切替部38より広角切替信号が供給されてきている場合、ステップS24において、切替部62−1乃至62−3は、それぞれデジタル信号に変換されたfd1和信号、fd2和信号、およびfd1差信号を、車線変更警告用信号処理部15に受信信号として供給する。
On the other hand, in step S22, when the wide-angle switching signal is supplied from the
ステップS25において、周波数切替部32は、今現在出力している周波数f1、またはf2のいずれかのCW信号に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合、処理は、ステップS12に戻る。一方、ステップS25において、所定時間が経過していると判定された場合、ステップS26において、周波数切替部32は、切替信号を切り替えて、すなわち、それまでに出力していた周波数とは別の周波数に切り替えて、発振部31にCW信号を発振させる。
In step S25, the
以上の処理を纏めると以下のようになる。ステップS13またはS15の処理において、例えば、送信部11のアンテナ37−1,37−2より出力される電波が、以下の式(1)で表されるものとすると、アンテナ51−1乃至51−4で受信される電波は、以下の式(2),式(3)として表される。 The above processing is summarized as follows. In the processing of step S13 or S15, for example, if the radio waves output from the antennas 37-1 and 37-2 of the transmission unit 11 are expressed by the following equation (1), the antennas 51-1 to 51- The radio wave received at 4 is expressed as the following equations (2) and (3).
ここで、Tiは、送信電波を、Rx1,Rx2は、それぞれアンテナ51−1乃至51−4のうちの、アンテナ51−2,51−3により受信された電波、または、アンテナ51−1,51−2、およびアンテナ51−3,51−4をそれぞれ1のアンテナと見立てたときに受信される電波を、A,Bは、それぞれ送信電波および受信電波の強度を、dは物体までの距離を、vはレーダ装置1を搭載した車両と、送信信号としての電波を反射する物体としての車両C1との相対速度を、fiは送信された電波の周波数(i=1のとき周波数f1、i=2のとき周波数f2)を、cは光速を、Lは、例えば、図8で示されるアンテナ51−2,51−3間の距離、または、アンテナ51−1,51−2における重心位置と、アンテナ51−3,51−4における重心位置との間の距離を、θは図8で示されるアンテナ51−2,51−3間、または、アンテナ51−1,51−2における重心位置と、アンテナ51−3,51−4における重心位置との間の中心から物体C1の角度(到来角)を、それぞれ表している。また、式(3)における括弧内の第3項のLsin(θ)は、図8で示されるように、アンテナ51−2,51−3、または、アンテナ51−1,51−2を1本に見立てたアンテナと、アンテナ51−3,51−4を1本のアンテナと見立てたアンテナとの双方に到達する電波の経路差を示すものである。したがって、車両C1から受信される電波のアンテナ51−2,51−3、または、アンテナ51−1,51−2を1本に見立てたアンテナと、アンテナ51−3,51−4を1本のアンテナと見立てたアンテナとへの経路は平行であるものとすれば、アンテナ51−2,51−3、または、アンテナ51−1,51−2を1本に見立てたアンテナと、アンテナ51−3,51−4を1本のアンテナと見立てたアンテナとの双方で受信される受信信号には、経路差Lsin(θ)分に相当する位相差が生じていることになる。
Here, Ti is a transmission radio wave, Rx1 and Rx2 are radio waves received by the antennas 51-2 and 51-3, or the antennas 51-1 and 51, respectively. -2 and antennas 51-3 and 51-4 are regarded as one antenna, respectively, A and B are the transmitted and received radio wave strengths, respectively, and d is the distance to the object. , V is the relative speed between the vehicle on which the
そこで、ステップS17の処理においては、加算部53が、式(2),式(3)で示されるアンテナ51−2,51−3、または、アンテナ51−1,51−2を1本に見立てたアンテナと、アンテナ51−3,51−4を1本のアンテナと見立てたアンテナとで受信される電波の信号を加算することにより、以下の式(4)で示される和信号Raddを生成する。式(4)においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表されている。すなわち、式(4)においては、2Bcos(π・Lsin(θ)・fi/c)の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
Therefore, in the process of step S17, the adding
また、ステップS18の処理においては、減算部54が、式(2),式(3)で示されるアンテナ51−2,51−3、または、アンテナ51−1,51−2を1本に見立てたアンテナと、アンテナ51−3,51−4を1本のアンテナと見立てたアンテナとの受信電波に対応する信号を減算することにより、以下の式(5)で示される差信号Rsubを生成する。式(5)においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表される。すなわち、式(5)においては、2Bsin(π・Lsin(θ)・fi/c)の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
Further, in the process of step S18, the subtracting
そして、ステップS19の処理により、混合器56−1、56−2が、式(4),式(5)で表される和信号Raddおよび差信号Rsubを、それぞれ送信信号と混合することにより、以下の式(6),式(7)で示される和信号の混合信号Radd_dおよび差信号の混合信号Rsub_dが求められる。
Then, by the processing of step S19, the mixers 56-1 and 56-2 mix the sum signal Radd and the difference signal Rsub represented by the equations (4) and (5) with the transmission signals, respectively. A sum signal mixed signal Radd_d and a difference signal mixed signal Rsub_d represented by the following equations (6) and (7) are obtained.
この和信号の混合信号Radd_dが、図7における周波数f1またはf2に対応するfd1和信号またはfd2和信号であり、差信号の混合信号Rsub_dが、図7における周波数f1に対応するfd1差信号である。 The mixed signal Radd_d of this sum signal is the fd1 sum signal or the fd2 sum signal corresponding to the frequency f1 or f2 in FIG. 7, and the mixed signal Rsub_d of the difference signal is the fd1 difference signal corresponding to the frequency f1 in FIG. .
すなわち、以上の処理により、式(6),式(7)で表されるfd1和信号およびfd2和信号、並びにfd1差信号が、周波数f1またはf2の切替信号に同期して、図7で示されるように、それぞれLPF59−1乃至59−3に供給される。そして、ステップS21の処理により、LPF59−1乃至59−3は、離散的に供給されてくるfd1和信号およびfd2和信号、並びにfd1差信号を、それぞれに平滑化することにより連続的な値に変換し、増幅部60−1乃至60−3に供給する。増幅部60−1乃至60−3は、それぞれを増幅して、ADC61−1乃至61−3に供給する。さらに、ADC61−1乃至61−3がデジタル信号に変換して、切替部62−1乃至62−3に供給する。 That is, by the above processing, the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal expressed by the equations (6) and (7) are synchronized with the switching signal of the frequency f1 or f2, and are shown in FIG. Are supplied to LPFs 59-1 to 59-3, respectively. Then, the LPFs 59-1 to 59-3 process the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal that are discretely supplied to obtain continuous values by the processing in step S21. Converted and supplied to the amplifying units 60-1 to 60-3. The amplifying units 60-1 to 60-3 amplify each and supply them to the ADCs 61-1 to 61-3. Further, the ADCs 61-1 to 61-3 convert the signals into digital signals and supply them to the switching units 62-1 to 62-3.
そして、切替部62−1乃至62−3は、ステップS22の処理により、狭角切替信号が供給されてきていれば、ステップS23の処理により、衝突予備動作用信号処理部13に、また、広角切替信号が供給されてきていれば、ステップS24の処理により、車線変更警告用信号処理部15に、それぞれ3種類の受信信号(平滑化されて連続的なデジタル信号にされたfd1和信号およびfd2和信号、並びにfd1差信号)として供給する。
Then, if the narrow angle switching signal has been supplied by the process of step S22, the switching units 62-1 to 62-3 can transmit the wide angle to the collision preliminary operation signal processing unit 13 by the process of step S23. If the switching signal has been supplied, the processing in step S24 causes the lane change warning
すなわち、狭角切替信号が供給されてきている場合、送信部11から狭角検知範囲となる、例えば、図2の範囲Z1に対応する強度分布の送信信号となる電波が照射され、受信部12は、対応して狭角検知範囲に対応するように電波を受信し、衝突予備動作用信号処理に必要とされる受信信号を生成して、衝突予備動作用信号処理部13に供給することが可能となる。 That is, when a narrow-angle switching signal has been supplied, a radio wave serving as a transmission signal having an intensity distribution corresponding to the range Z1 in FIG. Correspondingly, the radio wave is received so as to correspond to the narrow angle detection range, a reception signal required for the collision preliminary operation signal processing is generated, and supplied to the collision preliminary operation signal processing unit 13. It becomes possible.
また、広角切替信号が供給されてきている場合、送信部11から広角検知範囲となる、例えば、図2の範囲Z2に対応する強度分布の送信信号となる電波が照射され、受信部12は、対応して広角検知範囲に対応するように電波を受信し、車線変更警告用信号処理に必要とされる受信信号を生成して、車線変更警告用信号処理部15に供給することが可能となる。
In addition, when a wide-angle switching signal has been supplied, a radio wave serving as a transmission signal having an intensity distribution corresponding to the range Z2 in FIG. Correspondingly, it is possible to receive radio waves so as to correspond to the wide-angle detection range, generate reception signals required for lane change warning signal processing, and supply them to the lane change warning
結果として、処理に応じた送信信号となる電波の照射と、その照射に応じた電波を適切に受信することが可能となり、処理に応じた受信信号を、切替えてそれぞれ衝突予備動作用信号処理部13または車線変更警告用信号処理部15に供給することが可能となる。
As a result, it is possible to receive radio waves that are transmission signals according to processing, and to appropriately receive radio waves according to the irradiation. 13 or the lane change warning
次に、図9のフローチャートを参照して、衝突予備動作用信号処理について説明する。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 9, signal processing for collision preliminary operation will be described.
ステップS31において、衝突判定用FFTタイミング制御部72は、衝突判定用FFTタイミング計測用のカウンタ72aのカウント値Xを初期化してカウントを開始する。
In step S31, the collision determination FFT
ステップS32において、FFT71−1乃至71−3は、受信部12より供給されてくるデジタル信号からなるfd1和信号およびfd2和信号、並びにfd1差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
In step S32, the FFTs 71-1 to 71-3 acquire the fd1 sum signal and the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal, which are digital signals supplied from the receiving
ステップS33において、衝突判定用FFTタイミング制御部72は、カウンタ72aのカウント値Xが所定の時間T1を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間T1は、衝突を判定し、衝突が判定された場合には、衝突に対応するための予備動作を実行させる必要があるため、比較的短い時間とする必要があり、特に後述する車線変更警告用信号処理のサンプリング時間より短い時間である。
In step S33, the collision determination FFT
ステップS33において、カウント値Xが所定の時間T1よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップS32に戻る。すなわち、所定の時間Tが経過するまで、ステップS32,S33の処理が繰り返され、サンプリングが継続される。 If it is determined in step S33 that the count value X is not greater than the predetermined time T1, the process returns to step S32. That is, until the predetermined time T elapses, the processes of steps S32 and S33 are repeated and sampling is continued.
ステップS33において、例えば、カウント値Xが所定の時間T1よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップS34において、衝突判定用FFTタイミング制御部72は、FFT71−1乃至71−3に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT71−1乃至71−3は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT71−1が、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部74に供給する。また、FFT71−2が、fd2和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部73、および距離算出部74に供給する。さらに、FFT71−3が、fd1差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部75に供給する。
In step S33, for example, when it is determined that the count value X is greater than the predetermined time T1 and it is determined that the timing for finishing the sampling and starting the processing has been reached, in step S34, the FFT timing control for collision determination The
ステップS35において、ドップラ周波数算出部73は、fd2和信号のスペクトルに基づいて、ドップラ周波数fd2を求め、さらに、ドップラ周波数fd2より、物体の速度v1を算出し、距離算出部74、角度算出部75、および衝突判定部76に出力する。すなわち、ドップラ周波数fd2と物体の速度vとの関係は、以下の式(8)で示される関係となる。ここで、vは、速度を、fi(i=1or2)は、CW信号の周波数、cは、光速である。したがって、ドップラ周波数算出部73は、fd2和信号のスペクトル分布から求められたドップラ周波数fd2に基づいて、式(8)を変形して速度vを速度v1として算出する。
In step S35, the Doppler
ステップS36において、距離算出部74は、FFT71−1より供給されてくるfd1和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT71−2より供給されてくるfd2和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度v1に基づいて、fd1和信号とfd2和信号との位相差から物体までの距離D1を算出し、衝突判定部76に供給する。
In step S36, the distance calculation unit 74 obtains the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 sum signal supplied from the FFT 71-1, and the result obtained from the spectrum distribution of the fd2 sum signal supplied from the FFT 71-2. At the same time, based on the
すなわち、周波数f1が数10GHzであるのに対して、周波数f2は、周波数f1と数MHzの周波数差でしかないため、ドップラ周波数fd1,fd2は、いずれも2vf1/c,2vf2/cで表されるが、いずれも同一であるものとして考えることができる。 That is, while the frequency f1 is several tens of GHz, the frequency f2 is only a frequency difference between the frequency f1 and several MHz, so the Doppler frequencies fd1 and fd2 are represented by 2vf1 / c and 2vf2 / c, respectively. However, both can be considered to be the same.
また、上述した式(6),式(7)で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとの位相差Δφは、以下の式(9)で表される。ここで、周波数f1,f2の周波数差をΔfとすれば、物体の距離dは、以下の式(10)で表される。 The phase difference Δφ between the mixed signal Radd_d of the sum signal expressed by the above-described Expressions (6) and (7) and the mixed signal Rsub_d of the difference signal is expressed by the following Expression (9). Here, if the frequency difference between the frequencies f1 and f2 is Δf, the distance d of the object is expressed by the following equation (10).
そこで、ステップS36において、距離算出部74は、上述した式(10)を用いて、物体までの距離dを距離D1として計算する。 Therefore, in step S36, the distance calculation unit 74 calculates the distance d to the object as the distance D1 using the above-described equation (10).
ステップS37において、角度算出部75は、FFT71−1より供給されてくるfd1和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびfd1差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度v1に基づいて、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果とfd1差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ1(図8の到来角θに相当する)を算出する。すなわち、上述した式(6),式(7)で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとにおける振幅Aadd,Asubは、それぞれ以下の式(11),式(12)で表される。 In step S37, the angle calculation unit 75 calculates the fd1 sum based on the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 sum signal supplied from the FFT 71-1, the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 difference signal, and the velocity v1. The angle θ1 (corresponding to the arrival angle θ in FIG. 8) of the position where the object exists is calculated from the ratio between the result obtained from the signal spectral distribution and the result obtained from the spectral distribution of the fd1 difference signal. That is, the amplitudes Aadd and Asub in the mixed signal Radd_d of the sum signal and the mixed signal Rsub_d of the difference signal expressed by the above-described expressions (6) and (7) are respectively expressed by the following expressions (11) and (12). ).
ここで、図8における到来角θは、以下の式(13)で示されるように表される。 Here, the arrival angle θ in FIG. 8 is expressed as shown in the following equation (13).
角度算出部75は、上述した式(13)を用いて、角度θを角度θ1として算出し、衝突判定部76に供給する。
The angle calculator 75 calculates the angle θ as the angle θ1 using the above-described equation (13), and supplies the calculated angle θ1 to the
以上の処理により、この時点で衝突判定部76には、検出された物体の速度v1、距離D1、および角度θ1が供給されていることになる。
By the above processing, the detected object speed v1, distance D1, and angle θ1 are supplied to the
そこで、ステップS38において、衝突判定部76は、速度判定部76aを制御して、供給されてきた速度v1が、所定の速度V1よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度v1が、所定の速度V1よりも高速ではないと判定された場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップS31に戻る。
Therefore, in step S38, the
一方、ステップS38において、速度v1が、所定の速度V1よりも高速であると判定された場合、ステップS39において、衝突判定部76は、範囲判定部76bを制御して、検出された物体の距離D1と角度θ1とに基づいて、物体の存在する位置を求め、衝突の可能性が高い所定の範囲内、すなわち、図2で示される範囲Z1のうち、所定の距離以内の範囲内に存在するのか否かを判定させる。ステップS39において、例えば、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在しない場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップS31に戻る。尚、この衝突の可能性が高い所定の範囲は、速度v1に対応して設定するようにしても良い。
On the other hand, when it is determined in step S38 that the speed v1 is higher than the predetermined speed V1, in step S39, the
一方、ステップS39において、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在すると判定された場合、ステップS40において、衝突判定部76は、衝突予備動作指示部76cを制御して、衝突予備動作制御部14に対して、衝突予備動作を実施するように指示させる。
On the other hand, when it is determined in step S39 that the collision is present within a predetermined range, the
この処理に応じて、ステップS41において、衝突予備動作制御部14は、衝突に備えて、例えば、警告音声を発することで衝突の発生を警告すると共に、シートベルトを引き上げて、乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実施する。
In response to this processing, in step S41, the collision preliminary
以上の処理により、比較的短いサンプリング時間で衝突の有無を判定し、衝突の可能性があると判定された場合、衝突に備えた予備動作を実施することが可能となるので、乗員の衝突時の安全性を向上させることができる。また、図2を参照して、上述したように、範囲Z1の範囲は、強い電波を送信信号として出力することにより、比較的遠くまで検知範囲として設定されているため、物体として検出される車両が検出される程接近しているような場合、接近に伴って、受信される受信信号も強い電波として受信されることになるため、サンプリング時間が短くても、比較的条件のよいデータをサンプリングして利用することができ、自車への衝突の有無を高精度で検出することが可能となる。 With the above processing, it is possible to determine the presence or absence of a collision with a relatively short sampling time, and when it is determined that there is a possibility of a collision, it is possible to perform a preliminary operation in preparation for the collision. Safety can be improved. In addition, as described above with reference to FIG. 2, the range Z1 is set as a detection range relatively far by outputting a strong radio wave as a transmission signal. If the signal is so close that it is detected, the received signal will also be received as a strong radio wave as it approaches, so even if the sampling time is short, relatively good data is sampled. Therefore, the presence or absence of a collision with the own vehicle can be detected with high accuracy.
次に、図10のフローチャートを参照して、車線変更警告用信号処理について説明する。 Next, lane change warning signal processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS51において、車線変更警告用FFTタイミング制御部92は、車線変更警告用FFTタイミング計測用のカウンタ92aのカウント値Yを初期化してカウントを開始する。 In step S51, the lane change warning FFT timing control unit 92 initializes the count value Y of the lane change warning FFT timing measurement counter 92a and starts counting.
ステップS52において、FFT91−1乃至91−3は、受信部12より供給されてくるfd1和信号およびfd2和信号、並びにfd1差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
In step S52, the FFTs 91-1 to 91-3 acquire the fd1 sum signal, the fd2 sum signal, and the fd1 difference signal supplied from the receiving
ステップS53において、車線変更警告用FFTタイミング制御部92は、カウンタ92aのカウント値Yが所定の時間T2を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間T2は、車線変更時の危険の有無を判定し、車線変更の危険があると判定された場合には、車線変更に対する警告を実行させる必要があるためのものであり、運転者の危険回避動作が行えるものであればよいので、衝突時の予備動作に比べて求められる時間が長くてもよいため、衝突の有無を判定する処理に用いられたサンプリング時間である時間T1よりも、比較的長い時間とすることができる。 In step S53, the lane change warning FFT timing control unit 92 determines whether or not the count value Y of the counter 92a exceeds a predetermined time T2, that is, whether or not a predetermined sampling time is exceeded. This time T2 is for determining whether there is a danger at the time of lane change, and when it is determined that there is a danger of lane change, it is necessary to issue a warning for the lane change. Therefore, it may be longer than the preliminary operation at the time of the collision, so that it may be longer than the time T1, which is the sampling time used for the process of determining the presence or absence of the collision. Can be a relatively long time.
ステップS53において、カウント値Yが所定の時間T2よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップS52に戻る。すなわち、所定の時間T2が経過するまで、ステップS52,S53の処理が繰り返される。 If it is determined in step S53 that the count value Y is not greater than the predetermined time T2, the process returns to step S52. That is, the processes in steps S52 and S53 are repeated until a predetermined time T2 has elapsed.
ステップS53において、例えば、カウント値Yが所定の時間T2よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して、処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップS54において、車線変更警告用FFTタイミング制御部92は、FFT91−1乃至91−3に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT91−1乃至91−3は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT91−1が、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部94に供給する。また、FFT91−2が、fd2和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部93、および距離算出部94に供給する。さらに、FFT91−3が、fd1差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部95に供給する。 In step S53, for example, when it is determined that the count value Y is greater than the predetermined time T2, and it is determined that the sampling has been completed and the processing start timing has been reached, in step S54, a lane change warning FFT The timing control unit 92 causes the FFTs 91-1 to 91-3 to execute FFT processing. In response to this instruction, the FFTs 91-1 to 91-3 perform the FFT based on the sampled data, and the FFT 91-1 supplies the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 sum signal to the distance calculation unit 94. To do. Further, the FFT 91-2 supplies the result obtained from the spectrum distribution of the fd2 sum signal to the Doppler frequency calculation unit 93 and the distance calculation unit 94. Furthermore, the FFT 91-3 supplies the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 difference signal to the angle calculation unit 95.
ステップS55において、ドップラ周波数算出部93は、fd2和信号のスペクトルから得られる結果に基づいて、ドップラ周波数fd2を求め、さらに、ドップラ周波数fd2より、物体の速度v2を算出し、距離算出部94、角度算出部95、および車線変更警告判定部96に出力する。尚、ドップラ周波数算出部93、距離算出部94、および角度算出部95における処理は、実質的に、上述したドップラ周波数算出部73、距離算出部74、および角度算出部75における処理と同様であるので、以降においても、その説明は、適宜省略するものとする。
In step S55, the Doppler frequency calculation unit 93 obtains the Doppler frequency fd2 based on the result obtained from the spectrum of the fd2 sum signal, further calculates the velocity v2 of the object from the Doppler frequency fd2, and calculates the distance calculation unit 94. It outputs to the angle calculation part 95 and the lane change warning determination part 96. The processes in the Doppler frequency calculation unit 93, the distance calculation unit 94, and the angle calculation unit 95 are substantially the same as the processes in the Doppler
ステップS56において、距離算出部94は、FFT91−1より供給されてくるfd1和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT91−2より供給されてくるfd2和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度v2に基づいて、物体までの距離D2を算出し、車線変更警告判定部96に供給する。 In step S56, the distance calculation unit 94 obtains the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 sum signal supplied from the FFT 91-1, and the result obtained from the spectrum distribution of the fd2 sum signal supplied from the FFT 91-2. In addition, a distance D2 to the object is calculated based on the speed v2 and supplied to the lane change warning determination unit 96.
ステップS57において、角度算出部95は、FFT91−1より供給されてくるfd1和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびfd1差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度v2に基づいて、fd1和信号のスペクトル分布から得られる結果とfd1差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ2(図8の到来角θに相当する)を算出する。 In step S57, the angle calculation unit 95 calculates the fd1 sum based on the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 sum signal supplied from the FFT 91-1, the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 difference signal, and the velocity v2. The angle θ2 (corresponding to the arrival angle θ in FIG. 8) of the position where the object exists is calculated from the ratio between the result obtained from the spectrum distribution of the signal and the result obtained from the spectrum distribution of the fd1 difference signal.
以上の処理により、この時点で車線変更警告判定部96には、検出された物体の速度v2、距離D2、および角度θ2が供給されていることになる。 By the above processing, the detected speed v2, distance D2, and angle θ2 of the object are supplied to the lane change warning determination unit 96 at this time.
ステップS58において、車線変更警告判定部96は、この検出された物体の速度v2、距離D2、および角度θ2を検出した時刻情報と対応付けてデータ記憶部96cに順次記憶させる。尚、データ記憶部96cに記憶される物体の速度v2、距離D2、および角度θ2は、直近の数秒分を記憶すればよく、データ記憶部96cに記憶される情報が、所定時間分以上となる場合、最新のデータが最も古いデータの記録領域に上書きされて記録される。 In step S58, the lane change warning determination unit 96 sequentially stores the detected velocity v2, distance D2, and angle θ2 of the detected object in the data storage unit 96c in association with the detected time information. Note that the speed v2, distance D2, and angle θ2 of the object stored in the data storage unit 96c need only store the latest several seconds, and the information stored in the data storage unit 96c is equal to or longer than a predetermined time. In this case, the latest data is overwritten and recorded in the recording area of the oldest data.
ステップS59において、車線変更警告判定部96は、速度判定部96aを制御して、供給されてきた速度v2が、所定の速度Vaよりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度v2が、所定の速度Vaよりも高速であると判定した場合、処理は、ステップS60に進む。 In step S59, the lane change warning determination unit 96 controls the speed determination unit 96a to determine whether or not the supplied speed v2 is higher than the predetermined speed Va. For example, when it is determined that the speed v2 is higher than the predetermined speed Va, the process proceeds to step S60.
ステップS60において、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bを制御して、速度v2(>Va)に応じた警告範囲W1を速度対範囲テーブル96dより読み出させる。 In step S60, the lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b to read the warning range W1 corresponding to the speed v2 (> Va) from the speed versus range table 96d.
ステップS61において、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bを制御して、検出された物体の距離D2と角度θ2とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲W1内に存在するのか否かを判定させる。ステップS61において、例えば、図11で示されるように、レーダ装置1が車両C1の後部に搭載され、太線で示される警告範囲W1内に車両C13が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップS62において、車線変更警告判定部96は、警告指示部96fを制御して、車線変更警告動作制御部16に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図11における警告範囲W1は、車両C1が図中の車線L2を下方向に走行中であるとき、車両C1の運転席横付近の位置(目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置)から後方に距離N1の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、警告範囲は、車線L3側にも同様に設定されている。
In step S61, the lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b to obtain the position where the object exists based on the detected distance D2 and the angle θ2, and exists within the warning range W1. Determine whether or not to do. In step S61, for example, as shown in FIG. 11, when the
ステップS63において、車線変更警告動作制御部16は、ステップS62における車線変更警告判定部96からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。 In step S63, the lane change warning operation control unit 16 makes a warning sound, a voice instruction that prompts a warning, or vibrates the seat so as to prompt a warning in accordance with the instruction from the lane change warning determination unit 96 in step S62. To warn you that it is dangerous to change lanes.
一方、ステップS59において、例えば、速度v2が、所定の速度Vaよりも高速ではないと判定した場合、ステップS64において、車線変更警告判定部96は、速度判定部96aを制御して、供給されてきた速度v2が、所定の速度Vb(<Va)よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度v2が、所定の速度Vbよりも高速であると判定された場合、処理は、ステップS65に進む。 On the other hand, in step S59, for example, when it is determined that the speed v2 is not higher than the predetermined speed Va, in step S64, the lane change warning determination unit 96 controls the speed determination unit 96a to be supplied. It is determined whether or not the speed v2 is higher than a predetermined speed Vb (<Va). For example, when it is determined that the speed v2 is higher than the predetermined speed Vb, the process proceeds to step S65.
ステップS65において、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bを制御して、速度v2(>Vb)に応じた警告範囲W2を速度対範囲テーブル96dより読み出させる。 In step S65, the lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b to read the warning range W2 corresponding to the speed v2 (> Vb) from the speed versus range table 96d.
ステップS66において、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bを制御して、検出された物体の距離D2と角度θ2とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲W2内に存在するのか否かを判定させる。ステップS56において、例えば、図11で示されるように、レーダ装置1が車両C1の後部に搭載され、点線で示される警告範囲W2内に車両C12が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップS62において、車線変更警告判定部96は、警告指示部96fを制御して、車線変更警告動作制御部16に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図11における警告範囲W2は、車両C1が図中の車線L2を下方向に走行中であるとき、車両C1の運転席横付近の位置(目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置)から後方に距離N2(<N1)の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、警告範囲は、車線L3側にも同様に設定されている。
In step S66, the lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b to obtain the position where the object exists based on the detected distance D2 and the angle θ2, and exists within the warning range W2. Determine whether or not to do. In step S56, for example, as shown in FIG. 11, when the
また、ステップS61において、物体の位置が警告範囲W1内ではないと判定された場合、ステップS64において、速度v2が速度Vbよりも高速ではないと判定された場合、または、ステップS66において、物体の位置が警告範囲W2内ではないと判定された場合、いずれにおいても、ステップS62,S63の処理がスキップされて、処理は、ステップS67に進む。 If it is determined in step S61 that the position of the object is not within the warning range W1, if it is determined in step S64 that the speed v2 is not higher than the speed Vb, or if the position of the object is determined in step S66. When it is determined that the position is not within the warning range W2, in both cases, the processes of steps S62 and S63 are skipped, and the process proceeds to step S67.
すなわち、範囲判定部96bは、物体として検出された車両の速度v2の大きさに応じて、予め速度対範囲テーブル96dに格納されている警告範囲を切り替える。このため、検出された車両の相対速度v2が低速であれば、車両C1に対して比較的近い範囲からなる警告範囲W2を設定することで、ある程度接近してから警告を発するようにさせることができ、逆に、検出された車両の相対速度v2が高速であれば、車両C1に対して比較的遠い範囲を含む警告範囲W1を設定することで、ある程度離れた位置からでも警告を発するようにさせることができる。このように、警告範囲を速度に応じて設定することにより、不要な警告の発報を抑制し、相対速度に応じ適切な車線変更の警告を発することが可能となる。 That is, the range determination unit 96b switches the warning range stored in advance in the speed versus range table 96d in accordance with the magnitude of the vehicle speed v2 detected as an object. For this reason, if the detected relative speed v2 of the vehicle is low, a warning range W2 consisting of a range relatively close to the vehicle C1 can be set so that a warning is issued after approaching to some extent. On the contrary, if the detected relative speed v2 of the vehicle is high, a warning range W1 including a relatively far range with respect to the vehicle C1 is set, so that a warning is issued even from a certain distance. Can be made. In this way, by setting the warning range according to the speed, it is possible to suppress the generation of unnecessary warnings and to issue an appropriate lane change warning according to the relative speed.
尚、以上においては、警告範囲は、速度v2に対する閾値により2つの警告範囲が設定される例について説明してきたが、それ以上の閾値を設けて、さらに多く警告範囲を設定するようにしても良い。また、予め速度対範囲テーブル96dに、速度に対応した警告範囲の情報が記憶される例について説明してきたが、例えば、速度に応じて、演算により警告範囲をシームレスに設定できるようにしても良い。 In the above description, an example in which two warning ranges are set based on the threshold value for the speed v2 has been described. However, more warning ranges may be set by setting more threshold values. . Further, an example in which warning range information corresponding to a speed is stored in the speed vs. range table 96d in advance has been described. For example, the warning range may be set seamlessly by calculation according to the speed. .
ステップS67において、車線変更警告判定部96は、データ記憶部96cを参照して、所定時間だけ直前までの間に車両(物体)が検出されていたか否かを判定する。ステップS67において、例えば、データ記憶部96cに記憶されている物体の速度v2、距離D2、および角度θ2の情報のうち、時刻として直近の所定時間内に存在するデータが存在する場合、ステップS68において、車線変更警告判定部96は、推定部96eを制御して、データ記憶部96cに記憶されている、所定時間内の物体の速度v2、距離D2、および角度θ2の情報に基づいて、今現在の物体の位置を算出することにより位置を推定させる。 In step S67, the lane change warning determination unit 96 refers to the data storage unit 96c to determine whether or not a vehicle (object) has been detected just before a predetermined time. In step S67, for example, when there is data existing within the latest predetermined time as the time among the information on the velocity v2, the distance D2, and the angle θ2 of the object stored in the data storage unit 96c, in step S68 The lane change warning determination unit 96 controls the estimation unit 96e, and based on the information on the velocity v2, the distance D2, and the angle θ2 of the object within a predetermined time stored in the data storage unit 96c, The position is estimated by calculating the position of the object.
ステップS69において、車線変更警告判定部96は、範囲判定部96bを制御して、推定部96eにより算出された物体の存在する位置の情報に基づいて、警告範囲内に物体が存在するか否かを判定させる。尚、このステップS69の処理については、上述したステップS59乃至S61,S64乃至S66の処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。 In step S69, the lane change warning determination unit 96 controls the range determination unit 96b to determine whether or not an object exists within the warning range based on the position information of the object calculated by the estimation unit 96e. To determine. The process in step S69 is the same as the process in steps S59 to S61 and S64 to S66 described above, and a detailed description thereof will be omitted.
ステップS69において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在すると判定された場合、車線変更警告判定部96は、ブラインドスポットタイミング判定部96gを制御して、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないか否かを判定させる。ブラインドスポットとは、レーダ装置1では物体の存在を検出することができない範囲であって、警告範囲を含む範囲である。例えば、図11における車両C13が、車線L1を車両C1よりも高速で走行しながら移動し、車両C12の位置を経てさらに進むと、やがてレーダ装置1で検出できない状態となり(範囲Z2から脱した状態となり)、車両C11で示されるように、一点鎖線で囲まれたブラインドスポットB1内に到達する。ブラインドスポットタイミング判定部96gは、データ記憶部96cに記憶されている時刻情報に対応付けて記憶されている速度v2、距離D2、および角度θ2から検出物体がブラインドスポットに入ったと思われるタイミング(最後に検出された時刻情報)を検索し、検索されたブラインドスポットに入ったと思われるタイミングから所定の時間内であるか否かを判定する。
When it is determined in step S69 that an object is present within the warning range from the estimated position, the lane change warning determination unit 96 controls the blind spot timing determination unit 96g so that the detected object enters the blind spot. It is determined whether or not a predetermined time has elapsed. The blind spot is a range in which the
ステップS70において、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないと判定された場合、ブラインドスポット内の推定された位置に検出物体が存在するものとみなし、ステップS71において、車線変更警告判定部96は、警告指示部96fを制御して、車線変更警告動作制御部16に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。 If it is determined in step S70 that the predetermined time has not elapsed since the detected object entered the blind spot, it is assumed that the detected object exists at the estimated position in the blind spot, and the lane change is performed in step S71. The warning determination unit 96 controls the warning instruction unit 96f to instruct the lane change warning operation control unit 16 to perform the lane change warning operation.
ステップS72において、車線変更警告動作制御部16は、ステップS71における車線変更警告判定部96からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。 In step S72, the lane change warning operation control unit 16 makes a warning sound, a voice instruction that prompts a warning, or vibrates the seat so as to prompt a warning in accordance with the instruction from the lane change warning determination unit 96 in step S71. To warn you that it is dangerous to change lanes.
一方、ステップS69において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在しないと判定された場合、ステップS70乃至S72の処理がスキップされて、処理は、ステップS51に戻る。 On the other hand, when it is determined in step S69 that there is no object within the warning range from the estimated position, the processing of steps S70 to S72 is skipped, and the processing returns to step S51.
また、ステップS70において、ブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していると判定された場合、直前まで検出されていた物体が、移動してブラインドスポット内から外れて、警告範囲内に存在しないものとみなし、ステップS71,S72の処理がスキップされて、処理は、ステップS51に戻る。 If it is determined in step S70 that a predetermined time has elapsed since entering the blind spot, the object that has been detected until just moved away from the blind spot and does not exist within the warning range. Assuming that the processing of steps S71 and S72 is skipped, the processing returns to step S51.
尚、ステップS70の処理における検出物体がブラインドスポットに入ってからの経過時間については、速度v2に応じた所定時間との比較により、物体がブラインドスポット内に存在するか否かを判定するようにしてもよく、このようにすることで、低速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を長くし、高速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を短くできるので、ブラインドスポットを脱するまでの時間を適正に考慮して、必要とされる警告のみを実施することが可能となる。 Note that the elapsed time after the detected object enters the blind spot in the process of step S70 is compared with a predetermined time corresponding to the speed v2 to determine whether or not the object exists in the blind spot. By doing this, for vehicles approaching at low speed, the consideration time in the blind spot can be lengthened, and for vehicles approaching at high speed, the consideration time in the blind spot can be shortened, Only necessary warnings can be performed in consideration of the time until the blind spot is removed.
以上の処理により、検出物体が、受信部12により受信される受信信号では検出できないブラインドスポットに入るようなことがあっても、時刻情報に対応付けて記憶されている速度v2、距離D2、および角度θ2に基づいて、位置を推定し、推定された位置に基づいて警告範囲内であるか否かを判定することで、車線変更により生じる可能性の高い危険に対して警告することが可能となる。
With the above processing, even if the detected object enters a blind spot that cannot be detected by the received signal received by the receiving
結果として、物体が直接検出できる場合には、検出結果から取得される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、物体が直接検出でない場合には、過去の検出結果から推定される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、レーダ装置全体として、適切に車線変更の危険を警告することが可能となる。 As a result, if the object can be detected directly, the danger of lane change can be recognized by comparing the position of the object obtained from the detection result and the warning range. If the object is not detected directly, the past By comparing the position of the object estimated from the detection result and the warning range, the danger of lane change can be recognized, and the radar apparatus as a whole can appropriately warn of the danger of lane change.
尚、以上の例においては、警告範囲の設定については、速度v2に対応して設定される例について説明してきたが、例えば、ブラインドスポット内であるか否かに対応付けて警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、車線変更を警告する際、実際に物体の存在を検出した位置に基づいて車線変更の警告をしているのか、または、実際に物体の存在を検出していないが、過去の検出結果を用いて推定された位置に基づいて車線変更の警告をしているのかを運転者に提示することができるので、運転者は、車線変更の警告の根拠を認識した上で、車線変更の警告を受けることが可能となる。具体的な提示方法としては、例えば、ドアミラーの付け根などに運転者からのみ視認できる角度で点滅灯を設けて、車線変更の警告時に発光させるような装置を用いる場合、実際に物体の存在を検出しているときの警告は、赤色のランプを点灯させ、実際に物体の存在は検出されていないが過去の検出結果に基づいた推定による警告は、黄色のランプを点灯させるといったものとしてもよい。 In the above example, the example of setting the warning range corresponding to the speed v2 has been described. However, for example, the warning range is set in association with whether or not it is in the blind spot. In this way, when warning about the lane change, the warning of the lane change is issued based on the position where the presence of the object is actually detected, or the existence of the object is actually detected. Although it is not detected, it is possible to show the driver whether the lane change warning is given based on the position estimated using the past detection result. It is possible to receive a lane change warning after recognizing As a specific presentation method, for example, when using a device that provides a flashing light at an angle that can be seen only by the driver at the base of a door mirror, etc., and emits light at the time of a lane change warning, the presence of an object is actually detected. The warning when the red lamp is turned on, and the presence of an object is not actually detected, but the warning based on the estimation based on the past detection result may be turned on.
また、当然のことながらブラインドスポットの有無とは無関係に警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、ブラインドスポットの範囲とは無関係に、速度v2で適切な警告範囲を設けることが可能となるので、車線変更時の危険を適切に警告することが可能となる。 Of course, the warning range may be set regardless of the presence or absence of the blind spot. By doing so, an appropriate warning range is provided at the speed v2 regardless of the blind spot range. Therefore, it is possible to appropriately warn of danger when changing lanes.
さらに、以上においては、検出された物体の速度の算出にあたり、ドップラ周波数fd2を用いる例について説明してきたが、周波数f1,f2との周波数差は数MHzであるため、ドップラ周波数fd1を用いて求めるようにしても略同一の速度を求めることができる。また、同様に、以上においては、距離の計算に当たり、fd1和信号およびfd2和信号の位相差を用いる例について説明してきたが、fd1差信号およびfd2差信号の位相差を用いるようにしても良く、例えば、いずれも計測できる構成とし、fd1和信号およびfd2和信号の信号品質と、fd1差信号およびfd2差信号の信号品質とを比較した上で、信号品質の高いものを用いて距離を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。さらに、同様に、以上においては、角度の計算に当たり、fd1和信号とfd1差信号との比率により求める例について説明してきたが、fd2和信号とfd2差信号との比率により求めるようにしてもよく、さらには、fd1和信号およびfd1差信号の信号品質と、fd2和信号およびfd2差信号の信号品質とを比較し、信号品質の高いものを用いて角度を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。 Furthermore, in the above, an example using the Doppler frequency fd2 has been described in calculating the velocity of the detected object. However, since the frequency difference between the frequencies f1 and f2 is several MHz, the frequency is obtained using the Doppler frequency fd1. In this way, substantially the same speed can be obtained. Similarly, in the above description, the example of using the phase difference between the fd1 sum signal and the fd2 sum signal has been described in calculating the distance. However, the phase difference between the fd1 difference signal and the fd2 difference signal may be used. For example, it is configured so that both can be measured, and after comparing the signal quality of the fd1 sum signal and the fd2 sum signal with the signal quality of the fd1 difference signal and the fd2 difference signal, the distance is calculated using the signal quality that is high. And the accuracy may be improved. Similarly, in the above description, the example of obtaining the angle by the ratio of the fd1 sum signal and the fd1 difference signal has been described. However, the angle may be obtained by the ratio of the fd2 sum signal and the fd2 difference signal. Furthermore, the signal quality of the fd1 sum signal and the fd1 difference signal is compared with the signal quality of the fd2 sum signal and the fd2 difference signal, and the angle is calculated using a signal having a high signal quality, thereby improving the accuracy. You may do it.
また、以上においては、狭角切替信号が供給されているとき、2本ずつのアンテナを対にして狭角検知範囲で、かつ、高感度なアンテナを実現する例について説明してきたが、アンテナの指向性は、より多くのアンテナを1つのアンテナとして見立てた構成とすることにより、さらに高めることが可能となるので、さらに、多くのアンテナを用いて1つのアンテナとして見立てたものを対にして構成するようにしてもよい。 Further, in the above, an example has been described in which when a narrow-angle switching signal is supplied, an antenna that realizes a highly sensitive antenna in a narrow-angle detection range by pairing two antennas each. Directivity can be further enhanced by adopting a configuration in which more antennas are regarded as a single antenna. Therefore, a configuration in which many antennas are regarded as a single antenna is used as a pair. You may make it do.
さらに、以上においては、狭角切替信号、および広角切替信号に基づいて、送信部11のアンテナ37−1,37−2を切り替えて電波を照射する例について説明してきたが、例えば、広角検知範囲の強度分布特性を備えた電波だけを切り替えることなく送信部11から照射するようにしても、受信部12によるRFスイッチ52−1,52−2の接続、または開放により受信特性を切り替えるだけで、受信される電波の分布特性を切り替えることが可能となる。
Furthermore, in the above, the example in which the antennas 37-1 and 37-2 of the transmission unit 11 are switched and irradiated with radio waves based on the narrow-angle switching signal and the wide-angle switching signal has been described. Even if only the radio wave having the intensity distribution characteristic is irradiated from the transmission unit 11 without switching, the
また、以上の例においては、エリア切替部38により所定時間ごとに狭角切替信号、および広角切替信号が順次切り替わって出力される例について説明してきたが、検知範囲を狭角検知範囲とするか広角検知範囲とするかを切り替える必要があるタイミングにのみ狭角切替信号、または広角切替信号が出力されるようにしてもよい。
Further, in the above example, the example in which the narrow angle switching signal and the wide angle switching signal are sequentially switched by the
結果として、衝突予備動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ安全装置と、車線変更警告動作を実行させる、いわゆる車線変更支援装置とのそれぞれ異なる検知範囲に対応した異なる強度分布となる電波を送信するアンテナを容易な構造で切り替え、切り替えられた状態で電波を照射すると共に、それぞれの強度分布特性の電波に対応した受信し易い構成のアンテナとして切り替えて受信することが可能となるので、両機能による安全性を確保することが可能になる。 As a result, an antenna that transmits radio waves having different intensity distributions corresponding to different detection ranges of a so-called pre-crash safety device that performs a collision preliminary operation and a so-called lane change warning device that executes a lane change warning operation. Switching with an easy structure, radiating radio waves in the switched state, and switching and receiving as an antenna with an easy-to-receive configuration corresponding to each intensity distribution characteristic radio wave, safety by both functions Can be secured.
以上の如く、本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダ装置と、車線変更支援装置用のレーダ装置といった、異なる強度分布特性を必要とするアンテナを簡単な構成により、切り替えて共用することが可能となり、装置構成の小型化とコストの低減を実現することが可能となる。 As described above, according to the present invention, antennas that require different intensity distribution characteristics, such as a radar device for a pre-crash safety device and a radar device for a lane change assist device, can be switched and shared with a simple configuration. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus and reduce the cost.
ところで、上述した一連の監視処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。 Incidentally, the series of monitoring processes described above can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software may execute various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
図12は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)1001を内蔵している。CPU1001にはバス1004を介して、入出力インタフェース1005が接続されている。バス1004には、ROM(Read Only Memory)1002およびRAM(Random Access Memory)1003が接続されている。
FIG. 12 shows a configuration example of a general-purpose personal computer. This personal computer incorporates a CPU (Central Processing Unit) 1001. An input /
入出力インタフェース1005には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部1006、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部1007、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部1008、LAN(Local Area Network)アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部1009が接続されている。また、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク(MD(Mini Disc)を含む)、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア1011に対してデータを読み書きするドライブ1010が接続されている。
The input /
CPU1001は、ROM1002に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア1011から読み出されて記憶部1008にインストールされ、記憶部1008からRAM1003にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM1003にはまた、CPU1001が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
The
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。 In this specification, the step of describing the program recorded on the recording medium is not limited to the processing performed in time series in the order described, but of course, it is not necessarily performed in time series. Or the process performed separately is included.
1 レーダ装置
11 送信部
12 受信部
13 衝突予備動作用信号処理部
14 衝突予備動作制御部
15 車線変更警告用信号処理部
16 車線変更警告動作制御部
35 RFスイッチ
37−1,37−2 アンテナ
38 エリア切替部
51−1乃至51−4 アンテナ
52−1,52−2 RFスイッチ
62−1乃至62−3 切替部
71−1乃至71−3 FFT
72 衝突判定用FFTタイミング制御部
73 ドップラ周波数算出部
74 距離算出部
75 角度算出部
76 衝突判定部
91−1乃至91−3 FFT
92 車線変更警告用FFTタイミング制御部
93 ドップラ周波数算出部
94 距離算出部
95 角度算出部
96 車線変更警告判定部
DESCRIPTION OF
72 FFT determination control unit for
92 Lane change warning FFT timing control unit 93 Doppler frequency calculation unit 94 Distance calculation unit 95 Angle calculation unit 96 Lane change warning determination unit
Claims (5)
所定の範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、
第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第1の受信アンテナと、
前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第2の受信アンテナと、
前記第1の受信アンテナ、または、前記第2の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号を生成する受信手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、サンプリングすることにより、物体を検出する検出手段と
を含む検出装置。 In a detection device for detecting an object,
Transmitting means configured to irradiate a predetermined range with radio waves, and transmitting a transmission signal by irradiating the radio waves; and
A first receiving antenna for receiving a reflected radio wave among radio waves as a transmission signal transmitted by the transmission means, each consisting of a pair of antennas arranged in a row at a first interval;
Among the radio waves as transmission signals transmitted by the transmission means, which are composed of at least two rows of antenna pairs including the first receiving antennas arranged at a second interval wider than the first interval. A second receiving antenna for receiving the reflected radio wave;
Receiving means for generating a received signal from the radio wave received by the first receiving antenna or the second receiving antenna;
A detection device comprising: detection means for detecting an object by sampling the reception signal generated by the reception means.
前記第2の受信アンテナを構成する、少なくとも1列ずつのアンテナ対のうち、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対とを接続、または非接続に切り替える接続切替手段をさらに含み、
前記第2の受信アンテナは、前記第2の受信アンテナを構成する、少なくとも1列ずつのアンテナ対のうち、前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第1の受信アンテナを構成する、前記第1の間隔で配置された1列ずつのアンテナ対とが前記接続切替手段により接続されることにより、前記第1の間隔よりも広い第2の間隔で配置された、前記第1の受信アンテナを含む、少なくとも2列ずつのアンテナ対から構成される
請求項1記載の検出装置。 Among the antenna pairs of at least one column constituting the second receiving antenna, the antenna pairs excluding the antenna pairs of one column arranged at the first interval constituting the first receiving antenna are: , The first receiving antenna is disposed at a second interval across the pair of antennas arranged in a row at the first interval,
Among the antenna pairs of at least one column constituting the second receiving antenna, the antenna pairs excluding the antenna pairs of one column arranged at the first interval constituting the first receiving antenna; Each further comprising connection switching means for switching between connecting or disconnecting one pair of antenna pairs arranged at the first interval, each of which constitutes the first receiving antenna,
The second receiving antenna includes one row arranged at the first interval and constituting the first receiving antenna among at least one row of antenna pairs constituting the second receiving antenna. The connection switching means connects the antenna pairs excluding the antenna pair and the antenna pairs of the respective one row arranged at the first interval, which constitute the first receiving antenna, respectively. The detection apparatus according to claim 1, wherein the detection apparatus includes at least two rows of antenna pairs including the first receiving antennas arranged at a second interval wider than one interval.
請求項2記載の検出装置。 The first receiving antenna and the second receiving antenna function as the first receiving antenna when the connection switching means is in a non-connected state, and when the connection switching means is in a connected state, the second receiving antenna The detection device according to claim 2, which functions as a receiving antenna.
第1の角度範囲であって、第1の距離近傍までの範囲からなる第1の範囲に電波を照射するように構成された第1の送信アンテナと、
前記第1の角度範囲よりも広角の第2の角度範囲であって、前記第1の距離よりも近距離の第2の距離近傍までの範囲からなる第2の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成された第2の送信アンテナと、
前記第1の送信アンテナおよび前記第2の送信アンテナとを切り替える送信アンテナ切替手段と、
前記接続切替手段の接続、または、非接続、並びに、前記アンテナ切替手段による前記第1の送信アンテナ、または前記第2の送信アンテナとの切り替えを同期して指示する切替信号を生成する切替信号生成手段をさらに含む
請求項3記載の検出装置。 The transmission means includes
A first transmitting antenna configured to radiate radio waves to a first range that is a first angular range and up to the vicinity of a first distance;
A radio wave is transmitted to a range that includes a second angle range that is wider than the first angle range, and includes a second range that is closer to a second distance that is closer than the first distance. A second transmit antenna configured to illuminate;
Transmission antenna switching means for switching between the first transmission antenna and the second transmission antenna;
Switching signal generation for generating a switching signal instructing in synchronization with connection or non-connection of the connection switching means and switching with the first transmission antenna or the second transmission antenna by the antenna switching means The detection device according to claim 3, further comprising means.
前記受信手段により生成された受信信号を、第1の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第1のサンプリング検出手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、前記第1の所定時間よりも長い第2の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第2のサンプリング検出手段とを含み、
前記切替信号に基づいて、前記第1の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第1のサンプリング検出手段に切り替えて出力し、前記第2の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第2のサンプリング検出手段に切り替えて出力する切替出力手段とをさらに含む
請求項4に記載の検出装置。 The detection means includes
First sampling detection means for detecting an object by sampling the reception signal generated by the reception means during a first predetermined time;
Second sampling detection means for detecting the object by sampling the reception signal generated by the reception means for a second predetermined time longer than the first predetermined time;
Based on the switching signal, the received signal generated from the radio wave received by the first receiving antenna is switched to the first sampling detection means and output, and received by the second receiving antenna. The detection apparatus according to claim 4, further comprising: a switching output unit that switches a reception signal generated from the radio wave to the second sampling detection unit and outputs the received signal.
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US11069987B2 (en) | 2018-06-07 | 2021-07-20 | Denso Ten Limited | Radar device |
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- 2009-03-13 JP JP2009060958A patent/JP2010216845A/en not_active Withdrawn
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