JP2010271251A - On-vehicle radar device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両に搭載されてFM(周波数変調)−CW(連続波)方式の通信により目標物等の探知を行う車載レーダー装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle radar device that is mounted on a vehicle and detects a target or the like by FM (frequency modulation) -CW (continuous wave) communication.
従来、この種の車載レーダー装置としては、例えば特許文献1に見られるレーダー装置が知られている。図6に、この特許文献1に記載のレーダー装置に係る送信波の周波数遷移および送信タイミング、送信波とその送信波の反射波(受信波)とのミキシング前の信号波形の関係、そしてミキシング後のビート信号の信号波形をそれぞれタイムチャートとして示す。
Conventionally, as this type of on-vehicle radar device, for example, a radar device found in
まずは図6(a)に示すように、この時分割レーダー装置では、それぞれ一定の時間からなる送信区間および送信停止区間を交互に設けており、送信区間となる度に三角波として周波数変調した送信波を送信する。また、送信停止区間では、自ら送信した送信波とその送信波の反射波たる受信波とをミキシングして、送信波と受信波との時間差並びに周波数差からいわゆるビート信号を得る。ここで、図6(b)および(c)を併せ参照して、これら送信波や受信波、そしてビート信号について、同レーダー装置による処理態様を具体的に説明する。 First, as shown in FIG. 6 (a), in this time division radar apparatus, transmission sections and transmission stop sections each having a fixed time are alternately provided, and a transmission wave that is frequency-modulated as a triangular wave every time a transmission section is reached. Send. In the transmission stop period, a transmission wave transmitted by itself and a reception wave that is a reflection wave of the transmission wave are mixed, and a so-called beat signal is obtained from a time difference and a frequency difference between the transmission wave and the reception wave. Here, with reference to FIGS. 6B and 6C, the processing mode by the radar apparatus will be specifically described with respect to the transmission wave, the reception wave, and the beat signal.
図6(b)に示すように、送信区間にて送信される送信波は、周期が1/fm、中心周波数がf0、遷移する周波数の振幅(周波数変調幅)がΔFの三角波として周波数変調された連続波である。またこの送信波の反射波たる受信波は、探知すべき目標物までの距離に応じた時間遅れたるΔTと、その目標物とレーダー装置本体との相対速度に応じて生じるドップラー効果によりΔDの周波数偏移とを受けている。そしてこれら送信波と受信波との時間差並びに周波数差に基づき、図6(c)に示すような送信波の周波数上昇区間での周波数差たる一定値のfb1と、送信波の周波数下降区間での周波数差たる一定値のfb2とからなるビート信号が得られる。 As shown in FIG. 6B, the transmission wave transmitted in the transmission section is frequency-modulated as a triangular wave having a period of 1 / fm, a center frequency of f0, and a transition frequency amplitude (frequency modulation width) of ΔF. It is a continuous wave. The received wave, which is the reflected wave of the transmitted wave, has a frequency of ΔD due to ΔT, which is delayed in time according to the distance to the target to be detected, and the Doppler effect generated according to the relative speed between the target and the radar apparatus main body. Have undergone a shift. Based on the time difference and the frequency difference between the transmission wave and the reception wave, a constant value fb1 which is a frequency difference in the frequency increase section of the transmission wave as shown in FIG. A beat signal composed of a constant value fb2 which is a frequency difference is obtained.
その後、このビート信号はFFT(高速フーリエ変換)により周波数分析され、これにより得られた周波数成分を用いて上記目標物に対する相対距離たるRと相対速度たるVとが計算される。なお、相対距離Rおよび相対速度Vを算出するための計算式は、光速Cを用いて以下のように表すことができる。 Thereafter, the beat signal is subjected to frequency analysis by FFT (Fast Fourier Transform), and R, which is a relative distance to the target, and V, which is a relative velocity, are calculated using the frequency components obtained thereby. A calculation formula for calculating the relative distance R and the relative speed V can be expressed as follows using the speed of light C.
相対距離R=C×(fb1+fb2)/(8×ΔF×fm) …(1)
相対速度V=C×(fb2−fb1)/(4×f0) …(2)
次に、このレーダー装置と同じ方式のレーダー装置を搭載した他車が自車の近傍にやってきた場合に自車のレーダー装置が受信する外来電波(受信波)の一例を、図7を用いて説明する。
Relative distance R = C × (fb1 + fb2) / (8 × ΔF × fm) (1)
Relative speed V = C × (fb2−fb1) / (4 × f0) (2)
Next, with reference to FIG. 7, an example of an external radio wave (received wave) received by the radar device of the own vehicle when another vehicle equipped with the radar device of the same type as this radar device comes in the vicinity of the own vehicle. explain.
一般的なFM−CW方式のレーダー装置では、電波法の規定により送信波の周波数が76.0GHz〜77.0GHzの帯域に制限され、かつ50MHz〜200MHz程度の周波数変調幅で送信波が変調される。また、このレーダー装置が複数近接して存在するときに各装置からの送信波や反射波が互いに干渉し合うことを防止するため、各送信波が使用する周波数帯が重ならないようにしている。ここで、例えば自車のレーダー装置は、中心周波数f0が76.5GHzで周波数変調幅ΔFが150MHzの送信波を送信し、自車に近接する他車のレーダー装置は半周期程度遅れて中心周波数f0が76.7GHzで周波数変調幅ΔFが150MHzの送信波を送信するとする。この場合、自車のレーダー
装置の送信波の周波数帯上限が76.575GHzで他車のレーダー装置の送信波の周波数帯下限が76.625GHzとなり、これらの差、すなわち干渉しないための余裕幅は100MHzとなる。そしてこのとき、これらの送信波の反射波が上述のようにドップラー効果による周波数偏移をうけてしまうと、この100MHzの余裕幅では足らず、図7に矢印にて示すように、反射波同士の周波数帯が重なって互いに干渉し、この干渉に起因して上述した周波数差fb1およびfb2(図6(c))の値等がこの干渉の影響で偏移するようになる。そこで、上記特許文献1に記載のレーダー装置では、この偏移した周波数差fb1またはfb2の値等が記憶部に予め格納しているそれぞれの値に対応する閾値を超えることによって、干渉の原因たる他車の送信波による反射波を受信していると判断するようにしている。このような場合、同レーダー装置では、同様に記憶部に予め格納している数種の周波数帯と数種の送信タイミングとの組み合わせからなるマトリクスに基づいて適宜選択したそれら組み合わせに基づいて送信波を再送信する。ちなみにこのマトリクスにおける周波数帯と送信タイミングとの組み合わせは、互いにそれらのうちの1つが異なるようになっているため、2以上のこのようなレーダー装置が近接する場合であっても、各レーダー装置が互いに異なる組み合わせを選択して送信波を再送信する確率が高い。これにより、各レーダー装置が、再送信後には自らの送信波の反射波だけを受信する確率が高まり、干渉を含まない時間遅れΔTおよびドップラー効果による周波数偏移ΔD等の値を上記式(1)および式(2)の周波数差fb1およびfb2に適用して正確な相対距離R等を算出することができるようになる。
In a general FM-CW radar device, the frequency of the transmission wave is limited to a band of 76.0 GHz to 77.0 GHz according to the Radio Law, and the transmission wave is modulated with a frequency modulation width of about 50 MHz to 200 MHz. The In addition, when a plurality of radar devices are present close to each other, in order to prevent transmission waves and reflected waves from the devices from interfering with each other, the frequency bands used by the transmission waves are prevented from overlapping. Here, for example, the radar device of the own vehicle transmits a transmission wave having a center frequency f0 of 76.5 GHz and a frequency modulation width ΔF of 150 MHz, and the radar device of the other vehicle close to the own vehicle is delayed by about a half cycle to the center frequency. Assume that a transmission wave having f0 of 76.7 GHz and a frequency modulation width ΔF of 150 MHz is transmitted. In this case, the frequency band upper limit of the transmission wave of the radar device of the own vehicle is 76.575 GHz, and the frequency band lower limit of the transmission wave of the radar device of the other vehicle is 76.625 GHz. 100 MHz. At this time, if the reflected waves of these transmitted waves are subjected to a frequency shift due to the Doppler effect as described above, the margin of 100 MHz is not sufficient, and as shown by arrows in FIG. The frequency bands overlap and interfere with each other, and due to this interference, the values of the frequency differences fb1 and fb2 (FIG. 6C) shift due to the influence of the interference. Therefore, in the radar apparatus described in
このように、特許文献1に係るレーダー装置では、他車のレーダー装置が同一仕様のレーダー装置であるときであっても、ビート信号の振幅の値等が所定の閾値を超えていれば、受信波に干渉ありと判断することができる。そして、干渉ありと判断したときは、再送する送信波の周波数や送信タイミング等を適宜選択することでその受信波が自車の送信波の反射波のみとなるようにし、自車の送信波の反射波の識別が可能となる状況を作り出していた。
Thus, in the radar device according to
しかし、交通量が多く自車のレーダー装置と同じレーダー装置を搭載した他車が多数近傍に存在するようになるにつれ、同レーダー装置のように、再送する送信波の周波数や送信タイミングの組み合わせを適宜選択したとしても、上述した干渉が高い確率で発生するようになる。しかも、前方レーダーだけではなく、車の周囲全方向にレーダー波を送信することの多い現状においては、一列縦隊で進むときや複数車線を雁行するとき等にも同様の干渉が発生しやすくなる。すなわちこのような状況では、干渉が発生する確率がますます高くなってしまい、自車の送信波の反射波たる受信波の識別に基づき適正にレーダー機能を享受することが困難となっている。 However, as there are many other vehicles in the vicinity that have a lot of traffic and are equipped with the same radar equipment as their own radar equipment, the combination of the frequency and timing of the transmitted waves to be retransmitted, as in the radar equipment. Even if selected appropriately, the above-described interference occurs with a high probability. Moreover, in the current situation in which radar waves are often transmitted not only in front radar but also in all directions around the vehicle, similar interference is likely to occur when traveling in a single column or coasting multiple lanes. That is, in such a situation, the probability of occurrence of interference becomes higher and it is difficult to properly enjoy the radar function based on the identification of the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the own vehicle.
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、同一方式、同一周波数帯のレーダー波が混在する環境にあっても、自車からの送信波の反射波たる受信波の識別を容易として、要求されるレーダー機能を適正に維持することのできる車載レーダー装置を提供することを目的とする。 This invention has been made in view of such circumstances, and even in an environment where radar waves of the same method and the same frequency band are mixed, it is easy to identify a received wave that is a reflected wave of a transmission wave from the own vehicle. An object of the present invention is to provide an on-vehicle radar device capable of appropriately maintaining a required radar function.
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明では、送信アンテナからFM−CW方式の時分割信号として送信
される送信波の送信区間とする時間および送信停止区間とする時間を制御する送信区間コントローラと、受信アンテナを介して受信される受信波のパワーを検出するパワー検出部と、前記検出されるパワーが受信処理の可能なレベルに対して設定された閾値を上回ると判断され続ける持続時間と、前記送信区間コントローラにより制御される前記送信区間とする時間とが一致するとき、前記送信波の反射波たる受信波を受信していると判断するパワー判断部とを備えるようにしたことを要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a transmission section controller for controlling a transmission period and a transmission stop period of a transmission wave transmitted as a time division signal of the FM-CW method from a transmission antenna, and a reception antenna. A power detection unit for detecting the power of the received wave received via the signal, a duration for which it is determined that the detected power exceeds a threshold set for a possible level of reception processing, and the transmission section controller And a power determination unit that determines that a reception wave, which is a reflection wave of the transmission wave, is received when the time set as the transmission period controlled by the transmission time coincides.
このようなレーダー装置によれば、パワー検出部により検出されるパワーが前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間が、送信区間コントローラにより制御される前記送信区間とする時間と一致する場合に、自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができるようになる。すなわち、他車の影響なしに送信区間コントローラによって設定される前記送信区間とする時間は自車にとって自明な値であり、その値を自車の送信波の反射波たる受信波の識別条件として用いるため、自車の送信波の反射波たる受信波を容易かつ確実に識別することができるようになる。これにより、同一方式、同一周波数帯のレーダー波が混在する環境にあっても、自車からの送信波の反射波たる受信波の識別を容易として、要求されるレーダー機能を適正に維持することのできる車載レーダー装置を提供することができるようになる。 According to such a radar apparatus, when the duration for which the power detected by the power detection unit continues to be determined to exceed the threshold value coincides with the time set as the transmission section controlled by the transmission section controller, A reception wave that is a reflection wave of a transmission wave of a car can be identified. That is, the time set as the transmission section set by the transmission section controller without the influence of other vehicles is a value obvious to the own vehicle, and the value is used as the identification condition of the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the own vehicle. Therefore, the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the own vehicle can be easily and reliably identified. As a result, even in an environment where radar waves of the same method and the same frequency band coexist, it is easy to identify the received wave that is the reflected wave of the transmitted wave from the own vehicle, and appropriately maintain the required radar function It is possible to provide an on-vehicle radar device that can be used.
請求項2に記載の発明では、前記パワー判断部は、前記パワー検出部により検出されるパワーが前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と、前記送信区間コントローラにより制御される前記送信区間とする時間とが所定の複数回一致するとき、前記送信波の反射波たる受信波を受信していると判断することを要旨とする。
In the invention according to
このようなレーダー装置によれば、他車に起因する受信波による干渉があるにも関わらず、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが偶然にも一致してしまうことによって、自車の送信波の反射波たる受信波のみを識別しているとの誤った判断がなされる可能性を減らすことができる。すなわち、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが一致するか否かの判断を複数回行うことで、このように誤った判断がなされる可能性を排除し、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、より確実に識別することができるようになる。 According to such a radar apparatus, the duration that continues to be determined to exceed the threshold value and the time that is set as the transmission section coincide with each other even though there is interference due to a received wave caused by another vehicle. As a result, it is possible to reduce the possibility of making an erroneous determination that only the received wave that is the reflected wave of the transmitted wave of the vehicle is identified. That is, by making a determination as to whether or not the duration that continues to be determined to exceed the threshold and the time to be the transmission interval match, the possibility of making an erroneous determination in this way is eliminated, A reception wave, which is a reflection wave of the transmission wave of the own vehicle not receiving interference, can be identified more reliably.
請求項3に記載の発明では、前記送信区間コントローラは乱数を発生する乱数発生部を備え、前記送信波の送信区間とする時間をこの乱数発生部から発生される乱数に基づいて制御することを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, the transmission section controller includes a random number generation unit that generates a random number, and controls the time for the transmission period of the transmission wave based on the random number generated from the random number generation unit. The gist.
このようなレーダー装置によれば、ランダムな値である乱数に基づいて、前記送信区間コントローラが前記送信波の送信区間とする時間を制御するため、各車の前記送信区間とする時間が、すべて同じ一定の時間とはならなくなる。したがって、他車に起因する受信波による干渉があるにも関わらず、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが一致してしまう可能性を、さらに減らすことができる。これにより、自車の送信波の反射波たる受信波のみを、より確実に識別することができるようになる。 According to such a radar apparatus, based on random numbers that are random values, the transmission section controller controls the time to be the transmission section of the transmission wave. It will not be the same fixed time. Therefore, it is possible to further reduce the possibility that the duration that continues to be determined to exceed the threshold and the time set as the transmission interval coincide with each other even though there is interference due to a received wave caused by another vehicle. . As a result, only the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the host vehicle can be more reliably identified.
以下、この発明にかかる車載レーダー装置の一実施の形態について、図1〜図5を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の車載レーダー装置は、大きくは、FM−CW方式の時分割信号からなる送信波を送信処理するための送信系統100と、その送信波の反射波たる受信波を受信処理するための受信系統200とを備える構成となっている。
Hereinafter, an embodiment of an in-vehicle radar device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the on-vehicle radar device according to the present embodiment mainly includes a
まず、送信系統100の構成について説明する。この送信系統100において、送信区間コントローラ110は、上記送信波の送信区間と送信停止区間とを制御する部分であり、本実施の形態においては、この送信区間コントローラ110が、送信区間とする時間をランダムに決定するための乱数を発生させる乱数発生部120を内蔵している。また同送信系統100において、送信波発生部130は、上記送信波を生成する部分であり、またスイッチ140は、この生成された送信波を上記乱数に基づいて決定される送信区間とする時間だけ選択的に送信アンテナ150に与える部分であり、そして送信アンテナ150は、この与えられた送信波を外部に無線送信する部分である。本実施の形態にあってはこのように、送信波発生部130で生成された上記送信波は、送信区間コントローラ110において乱数に基づきランダムに決定された時間をもとに制御される上記送信区間とする時間だけ、送信アンテナ150を介して外部に送信される。
First, the configuration of the
次に、受信系統200について説明する。この受信系統200において、受信アンテナ210は、外来電波(受信波)を受信する部分であり、ミキサー220は、送信系統100を構成する上記送信波発生部130から受け取った送信波および受信アンテナ210に受信された受信波をミキシングする部分である。このミキシングによっていわゆるビート信号が得られるようになることは前述の通りである。そして、このビート信号が入力されるADC(アナログ・デジタル変換器)230は、アナログ信号たるビート信号をデジタル信号に変換する部分であり、このデジタル信号が入力されるパワー検出部240は、この入力されたデジタル信号に基づいて受信波のパワー(受信電力)を検出する部分である。そして、こうして検出された受信波のパワーと送信系統100を構成する上記送信コントローラ110から送信区間とする時間を示す情報とが入力されるパワー判断部250は、上記受信波のパワーが所定の閾値を超え続けた時間を受信波の持続時間として把握してこれを上記送信区間とする時間と比較する部分である。ちなみにこの閾値は、受信波のパワーが受信処理の可能なレベルにあるか否かを判断し得る値として設定されており、例えばパワー判断部250内の記憶部に予め格納されている。そしてパワー判断部250では、こうした比較に基づき、閾値をもとに把握した上記持続時間と送信区間とする時間とが一致すると判断される場合に、自車からの送信波の反射波を識別可能であると判断する。
Next, the receiving
他方、本実施の形態のレーダー装置において、FFT(高速フーリエ変換)装置300は、上記ADC230から与えられるビート信号(デジタル信号)を高速フーリエ変換して周波数分析する部分である。この周波数分析の結果は信号処理部400に送られ、この信号処理部400において、例えば前記式(1)および式(2)を用いた当該レーダー装
置としての相対距離Rおよび相対速度V等の算出が行われる。ただし本実施の形態においては、こうしたレーダー取得情報の算出が、上記パワー判断部250において、自車からの送信波の反射波を識別可能であると判断される場合に限って実行されるようにしている。
On the other hand, in the radar apparatus of the present embodiment, an FFT (Fast Fourier Transform)
次に、図2を参照して、本実施の形態のレーダー装置が、自車からの送信波の反射波たる受信波を識別可能であると判断する方法について詳述する。なお、以下の説明では、受信波のパワーが所定の閾値を超え続けたとパワー判断部250が検出する時間たる受信波の持続時間(検出時間)が、その持続時間に対応する送信区間とする時間と2回連続して一致し、さらにその連続の一致が所定の複数回数(n回)繰り返されることを、自車からの送信波の反射波たる受信波を識別可能であると判断する条件としている。
Next, with reference to FIG. 2, a detailed description will be given of a method by which the radar apparatus of the present embodiment determines that a received wave that is a reflected wave of a transmission wave from the own vehicle can be identified. In the following description, the duration (detection time) of the received wave, which is the time detected by the
ここでは図2(a)に例示するように、第1送信区間とする時間をTx1とし、第2送信区間とする時間をTx2とするとともに、それら区間の間に設ける各送信停止区間の長さは一定としている。ただし、このスケジュールは送信波を送信し続ける一部を抜き出したものであり、実際には送信区間と送信停止区間とが交互に連続して設けられることとなる。また、本実施の形態においては、送信区間コントローラ110が、乱数発生部120から発生される乱数に基づいて上記各送信区間とする時間を決定するため、上記時間Tx1、Tx2も、実際にはそれぞれランダムな時間となる。
Here, as illustrated in FIG. 2A, the time for the first transmission interval is Tx1, the time for the second transmission interval is Tx2, and the length of each transmission stop interval provided between these intervals. Is constant. However, this schedule is obtained by extracting a part of the transmission wave that is continuously transmitted. In practice, the transmission section and the transmission stop section are alternately and continuously provided. In the present embodiment, since the
ここでまず、上記パワー検出部240が、例えば、図2(b)に示す態様で受信波のパワーが遷移することを検出した場合について検討する。ここで、同図2に示す閾値Ptとは上述のように、受信波のパワーが受信処理の可能なレベルにあるか否かを判断し得る値として設定されたものであるため、上記パワー判断部250では、この閾値Ptを上回るパワーがパワー検出部240にて検出され続けた時間を受信波の持続時間として把握、認識する。すなわち、図2(b)の例では、受信波のパワーが閾値Ptよりも大きい値として検出され続けた部分が2箇所存在するため、パワー判断部250は、その検出時間であるT1およびT2を受信波の持続時間として認識する。ここで、図2(a)と(b)を比較すると、持続時間(検出時間)T1は第1送信区間とする時間たるTx1に一致し、持続時間(検出時間)T2も第2送信区間とする時間たるTx2に一致すると判断することができる。この連続の一致が所定の複数回数さらに繰り返されれば、パワー判断部250は、持続時間(検出時間)がT1およびT2である受信波に基づいて、自車からの送信波の反射波を識別可能であると判断する。これにより、上記のように信号処理部400において、例えば前記式(1)および式(2)を用いた当該レーダー装置としての相対距離Rおよび相対速度V等の算出が行われることになる。ちなみにこの場合は、検出され続けた受信波のパワーが一定値たるPとなっており、自車からの送信波の反射波たる受信波のみを識別している場合である。
First, consider the case where the
次に、上記パワー検出部240が、例えば図2(c)に示す態様で受信波のパワーが遷移することを検出した場合について検討する。この場合、図2(c)の例でも、受信波のパワーが閾値Ptよりも大きい値として検出され続けた部分が2箇所存在するため、パワー判断部250は、その検出時間であるT3およびT4を受信波の持続時間として認識する。そして上記と同様に図2(a)と(c)とを比較すると、持続時間(検出時間)T3は第1送信区間とする時間たるTx1に一致するが、持続時間(検出時間)T4は第2送信区間とする時間たるTx2に一致しないと判断することができる。これによりパワー判断部250は、持続時間(検出時間)がT3およびT4である受信波に基づいて、自車からの送信波の反射波を識別不可能であると判断するため、信号処理部400において、当該レーダー装置としての相対距離Rおよび相対速度V等の算出が行われないことになる。ちなみにこの場合は、検出され続けた受信波のパワーが変動しており、他車に起因する受信波による干渉がある状態を識別している場合である。持続時間(検出時間)T3が第1
送信区間とする時間たるTx1に一致しているが、これは、他車に起因する受信波による干渉があるにも関わらず、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが偶然にも一致してしまった場合である。このような場合は、上記のように、引き続き持続時間(検出時間)T4と第2送信区間とする時間たるTx2とを比較することにより、他車に起因する受信波による干渉がある状態を確実に識別することができるようになる。
Next, consider the case where the
This coincides with Tx1, which is the time set as the transmission interval, but this is the duration that continues to be determined to exceed the threshold value despite the interference from the received wave caused by another vehicle and the time set as the transmission interval. Is coincidentally coincidental. In such a case, as described above, the duration (detection time) T4 is continuously compared with Tx2, which is the time for the second transmission section, to ensure that there is interference from the received wave caused by the other vehicle. Can be identified.
これにより、同一方式、同一周波数帯のレーダー波が混在する環境にあっても、送信波の継続時間と受信波の持続時間とが一致するときには、自車からの送信波の反射波たる受信波の識別を容易として、要求されるレーダー機能を適正に維持することのできる車載レーダー装置を提供することができるようになる。さらに、他車に起因する受信波による干渉を受けているにも関わらず、自車の送信波の反射波たる受信波のみを識別しているとの誤った判断がなされる可能性を排除し、干渉がない自車の送信波の反射波たる受信波を、より確実に識別することができるようになる。 As a result, even in an environment where radar waves of the same method and the same frequency band are mixed, when the duration of the transmission wave matches the duration of the reception wave, the reception wave that is the reflected wave of the transmission wave from the own vehicle Therefore, it is possible to provide an on-vehicle radar device that can easily maintain the required radar function. Furthermore, it eliminates the possibility of making an erroneous determination that only the received wave, which is the reflected wave of the transmitted wave of the vehicle, is identified despite interference from the received wave caused by another vehicle. The received wave, which is the reflected wave of the transmission wave of the vehicle without interference, can be identified more reliably.
また、上記のような受信波の持続時間(検出時間)が、その持続時間に対応する送信区間とする時間と2回連続して一致し、さらにその連続の一致が所定の複数回数(n回)繰り返されることを上記の識別をするための条件とすれば、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、さらに確実に識別することができるようになる。 Further, the duration (detection time) of the received wave as described above coincides with the time set as the transmission interval corresponding to the duration continuously twice, and the continuous coincidence is a predetermined plural times (n times). ) If repeated conditions are used for the above identification, it is possible to more reliably identify the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the vehicle that is not receiving interference.
次に、図3を参照して、本実施の形態のレーダー装置が備える送信系統100にて行われる処理について詳述する。なお、この処理は、各送信波を時分割送信するにあたり、それぞれの前記送信区間とする時間をランダムにすべく繰り返して実施されるものである。
Next, with reference to FIG. 3, the process performed in the
図3に示されるように、同処理が開始されると、まず、送信波発生部130が送信波を生成する(ステップS100)。そして、送信波発生部130は、作成した送信波をミキサー220に送信し(ステップS101)、そのまま処理を終了する。一方、それと同時に、送信区間コントローラ110に内蔵された乱数発生部120が乱数を発生させ(ステップS102)、その乱数に基づいて送信区間コントローラ110が送信区間とする時間たるTxを決定する(ステップS103)。次に、送信区間コントローラ110は、受信系統200を構成するパワー判断部250にその送信区間とする時間Txを送信し(ステップS104)、そのまま処理を終了する一方で、これと同時にスイッチ140を接続する(ステップS105)。これによって、スイッチ140は、生成された送信波を送信アンテナ150に与えることになる。そして、送信区間コントローラ110は、送信区間とする時間Txが経過したと判断されるまでスイッチ140を接続し続け、送信区間とする時間Txが経過したと判断されれば、スイッチ140の接続を解除する(ステップS106、S107)。これによって、送信波発生部130で生成された上記送信波は、送信区間コントローラ110において乱数に基づきランダムに決定された時間をもとに制御される上記送信区間とする時間だけ、送信アンテナ150を介して外部に送信されることになる。そして、送信区間コントローラ110は、送信停止区間の終了後に送信波を再送信させるため、送信停止区間とする時間が経過したか否かを判断する。送信区間コントローラ110が、送信停止区間とする時間が経過したと判断されるまでこの判断は繰り返され、その時間が経過したと判断されれば、受信系統200を構成するパワー判断部250にその旨を送信し、その後、処理はステップS102に戻って一連の処理を繰り返す(ステップS108、S109)。
As shown in FIG. 3, when the process is started, first, the
次に、図4と図5とを参照して、本実施の形態のレーダー装置が備える受信系統200にて行われる処理について詳述する。なお、この処理は、本実施の形態のレーダー装置が備える自車の送信系統100にて行われる処理によって送信される送信波の反射波たる受信波を受信していることを判断すべく繰り返して実施されるものである。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the process performed in the
図4に示されるように、同処理が開始されると、まず、パワー判断部250が、送信系統100を構成する上記送信波発生部130から、送信停止区間とする時間が経過した旨を受け取る(ステップS200)。そして、パワー判断部250が、上述したように受信波の持続時間(検出時間)に基づく連続した2度の比較を繰り返した回数(識別回数)たるiを、i=0に設定し(ステップS201)、送信区間とする時間がどの送信区間に対応する時間であるかを識別するための送信区間番号たるjを、j=1に設定する(ステップS202)。そして、ミキサー220が、送信系統100を構成する上記送信波発生部130から送信波を受け取り(ステップS203)、パワー判断部250が、送信系統100を構成する上記送信区間コントローラ110から送信区間番号たるjに応じた送信区間とする時間Txjを示す情報を受け取る(ステップS204)。その後、受信アンテナ210が、外来電波(受信波)を受信し(ステップS205)、ミキサー220が、その受信波およびステップS203にて受け取った送信波をミキシングしていわゆるビート信号を生成する(ステップS206)。そして、ADC230が、アナログ信号たるそのビート信号をデジタル信号に変換する(ステップS207)。
As shown in FIG. 4, when the processing is started, first, the
次に、ADC230がデジタル信号たるビート信号をパワー検出部240に送った後の処理について説明する。
同処理が開始されると、まず、パワー検出部240が、ADC230から受け取ったデジタル信号たるビート信号に基づいて受信波のパワーを検出し、以降のすべての処理をパワー判断部250に委ねるべく、検出した受信波のパワーをパワー判断部250に送る(ステップS208)。そして、その受信波のパワーたるPが上記閾値Pt以上のパワーであるか否かが判断される。ここで、PがPt未満のパワーであると判断されると、自車が送信した送信波の反射波たる受信波の検出に失敗したとされ(ステップS209、S210)、処理がステップS201に戻される。また、PがPt以上のパワーであると判断されると、自車が送信した送信波の反射波たる受信波の検出に成功したとして、PがPt以上のパワーを持続し続ける時間(受信波の持続時間)たるRxjの計測が開始される(ステップS209、S211)。
Next, processing after the
When the processing is started, first, the
受信波の持続時間たるRxjの計測が、パワー判断部250によって開始された後の処理について、引き続き図5を参照して説明する。
同処理が開始されると、受信波のパワーPが閾値Pt未満のパワーになったと判断されるまでRxjの計測が続けられ、Pが閾値Pt未満のパワーになればその計測が打ち切られて、Rxjが決定される(ステップS300、S301)。次に、自車の送信波の反射波たる受信波を識別可能か否か(他車に起因する受信波による干渉がないこと)を判断すべく、決定されたRxjと図4のステップS204にて受け取り済みのTxjとが比較される。Rxj≠Txjと判断されれば識別不可能(干渉あり)と判断され、処理が図4のステップS201に戻される(ステップS302、S303)。Rxj=Txjと判断されれば識別可能(干渉なし)と判断され、引き続き、連続した2つの送信区間でRxjとTxjとを比較したのか否かが判断される(ステップS302、S304)。すなわち、送信区間番号たるjがj=1であって、1つの送信区間でRxjとTxjとを比較しただけであると判断された場合は、j=j+1として、送信区間番号たるjが1つ進められる(ステップS304、S305)。一方、送信区間番号たるjがj=2であって、連続した2つの送信区間でRxjとTxjとを比較したと判断された場合は、i=i+1とされ、受信波の持続時間(検出時間)に基づく連続した2度の比較を繰り返した回数(識別回数)たるiが1回進められる(ステップS304、S306)。その後、先の記憶部に予め格納されていた1回以上の所定回数たるnが呼び出され、その識別回数たるiがn回行われたか否かが判断される。i<nであると判断された場合は処理が図4のステップS202に戻され(ステップS307)、i=nになったと判断された場合は、他車に起因する受信波による干渉がない自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができたと判
断され(ステップS308)、一連の処理が終了される。
The process after the measurement of Rxj, which is the duration of the received wave, is started by the
When this process is started, the measurement of Rxj is continued until it is determined that the power P of the received wave has become a power less than the threshold value Pt, and the measurement is aborted if P becomes a power less than the threshold value Pt, Rxj is determined (steps S300 and S301). Next, in order to determine whether or not the received wave that is the reflected wave of the transmitted wave of the own vehicle can be identified (there is no interference due to the received wave caused by another vehicle), the determined Rxj and step S204 in FIG. The received Txj is compared with the received Txj. If it is determined that Rxj ≠ Txj, it is determined that identification is not possible (interference exists), and the process returns to step S201 in FIG. 4 (steps S302 and S303). If it is determined that Rxj = Txj, it is determined that identification is possible (no interference), and it is subsequently determined whether Rxj and Txj are compared in two consecutive transmission intervals (steps S302 and S304). That is, if it is determined that j as the transmission interval number is j = 1 and only Rxj and Txj are compared in one transmission interval, j = j + 1 is set as j =
以上説明したように、この実施の形態に係る車載レーダー装置によれば、以下列記するような効果が得られるようになる。
(1)前記送信区間とする時間として、送信区間コントローラによって他車の影響を受けることなく設定された自車にとって自明な値を、自車の送信波の反射波たる受信波の識別条件として用いることとした。これにより、パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)が、送信区間コントローラにより制御される送信区間とする時間と一致する場合に限り、自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができるようになる。すなわち、同一方式、同一周波数帯のレーダー波が混在する環境にあっても、自車からの送信波の反射波たる受信波の識別を容易として、要求されるレーダー機能を適正に維持することのできる車載レーダー装置を提供することができるようになる。
As described above, according to the in-vehicle radar device according to this embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) As a time for the transmission section, a value obvious for the own vehicle set by the transmission section controller without being influenced by another vehicle is used as a condition for identifying a received wave that is a reflected wave of the transmission wave of the own vehicle. It was decided. As a result, the received wave, which is the reflected wave of the transmission wave of the own vehicle, only when the duration (detection time) of the received wave detected by the power determination unit matches the time set as the transmission section controlled by the transmission section controller. Can be identified. In other words, even in an environment where radar waves of the same method and the same frequency band are mixed, it is easy to identify the received wave that is the reflected wave of the transmitted wave from the own vehicle, and the required radar function can be properly maintained. An in-vehicle radar device capable of being provided can be provided.
(2)パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と送信区間とする時間とが一致するとの判断を、連続して2度行う手順を踏むようにした。これにより他車に起因する受信波による干渉を受信波が受けているにも関わらず、パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と前記送信区間とする時間とが偶然にも一致してしまうことによって、自車の送信波の反射波たる受信波を識別しているとの誤った判断がなされる可能性を減らすことができるようになる。すなわち、このように誤った判断がなされる可能性をできるだけ排除し、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、より確実に識別することができるようになる。 (2) The procedure for continuously determining twice that the duration (detection time) of the received wave detected by the power determination unit coincides with the time set as the transmission interval is taken. As a result, the received wave duration (detection time) detected by the power determination unit and the time set as the transmission section are coincidental even though the received wave receives interference from the received wave caused by another vehicle. By matching, it is possible to reduce the possibility of erroneous determination that the received wave, which is the reflected wave of the transmitted wave of the own vehicle, is identified. That is, it is possible to eliminate as much as possible the possibility of making an erroneous determination as described above, and to more reliably identify a reception wave that is a reflected wave of the transmission wave of the vehicle that is not receiving interference.
(3)パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と送信区間とする時間とが一致するとの判断を、連続して2度行う手順を、さらに複数回繰り返して行うようにした。これにより、他車に起因する受信波による干渉を受信波が受けているにも関わらず、自車の送信波の反射波たる受信波を識別しているとの誤った判断がなされる可能性をさらに減らすことができるため、自車の送信波の反射波たる受信波のみを識別力を、さらに向上させることができるようになる。 (3) The procedure of continuously determining twice the duration (detection time) of the received wave detected by the power determination unit and the time set as the transmission interval is repeated a plurality of times. . As a result, there is a possibility that an erroneous determination is made that the received wave, which is a reflected wave of the transmission wave of the own vehicle, is identified even though the received wave is receiving interference due to the received wave caused by another vehicle. Therefore, it is possible to further improve the discriminating power of only the received wave that is the reflected wave of the transmission wave of the own vehicle.
(4)ランダムな値である乱数に基づいて、前記送信区間コントローラが、前記送信波の送信区間とする時間を制御するようにした。これにより、各車の送信区間とする時間がすべて同じ一定の時間とはならなくなるため、他車に起因する受信波による干渉を受信波が受けているにも関わらず、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが一致してしまう可能性を、さらに減らすことができる。すなわち、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、より確実に識別することができるようになる。 (4) Based on a random number that is a random value, the transmission section controller controls the time to be the transmission section of the transmission wave. As a result, the transmission period of each vehicle does not become the same constant time, so that it is determined that it exceeds the threshold even though the reception wave is receiving interference from the reception wave caused by another vehicle. It is possible to further reduce the possibility that the continuing duration and the time set as the transmission interval coincide with each other. In other words, it is possible to more reliably identify a received wave that is a reflected wave of a transmission wave of the host vehicle that is not receiving interference.
なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
・上記実施の形態では、パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)の検出にあたり、受信波のパワーP(受信電力)が、受信処理の可能なレベルに対して設定された閾値Pt以上であることをその条件とした。ここで、閾値Ptは一定値ではなく、自由に設定可能な値とすることができる。これにより、自車の置かれた周辺環境に基づいてこのレーダー装置の受信波の検出感度を自由に調整することができるようになる。すなわち、例えば、交通量が多い都市部を走行する場合には、極めて近い測定対象物からの反射波たる受信波のパワーは強いため、閾値Ptの値を高く設定して受信波の検出感度を下げ、それ以外の場合には閾値Ptの値を低く設定して受信波の検出感度を上げることができる。このようにすれば、自車周辺に測定対象物が多い場合であっても受信波の再測定を繰り返さずに済むようにすることができるとともに、そうでない場合には測定対象物が遠方に存在していても確実に捉えることができるようになる。なお、交通量の多寡は、送信波を再送信した頻度、自車の走行速度、あるいはカーナビゲーションシステムの位置情報やV
ICS情報等に基づいて判断することができる。この場合、例えば、取得した交通量判断情報と、先の記憶部に予め格納された交通量および上記所定の値の対応表とをレーダー装置が比較し、閾値Ptを決定することができる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
In the above embodiment, when detecting the duration (detection time) of the received wave detected by the power determination unit, the received wave power P (received power) is a threshold set with respect to a level at which reception processing is possible. The condition is that it is Pt or more. Here, the threshold value Pt is not a constant value but can be a value that can be freely set. Thereby, the detection sensitivity of the received wave of this radar device can be freely adjusted based on the surrounding environment where the host vehicle is placed. That is, for example, when traveling in an urban area where there is a lot of traffic, the power of the received wave, which is a reflected wave from a very close measurement object, is strong. Otherwise, the threshold Pt value can be set low to increase the detection sensitivity of the received wave. In this way, even if there are many measurement objects around the vehicle, it is possible to avoid repeating the re-measurement of the received wave, and in other cases, the measurement object exists far away. Even if you are doing it, you will be able to capture it reliably. The amount of traffic depends on the frequency of retransmitting the transmission wave, the traveling speed of the host vehicle, the position information of the car navigation system, and V
It can be determined based on ICS information or the like. In this case, for example, the radar device can compare the acquired traffic volume determination information with the traffic volume stored in advance in the previous storage unit and the correspondence table of the predetermined value to determine the threshold value Pt.
・上記実施の形態では、送信区間とする時間をランダムに決定するための乱数を発生させる乱数発生部120を内蔵しているとしたが、先の記憶部に予め格納しておいた乱数に基づいて、送信区間コントローラ110が無作為に設定するとしてもよい。すなわち、このようにしても、送信区間とする時間をランダムに決定することができ、他車に起因する受信波による干渉を受信波が受けているにも関わらず、前記閾値を上回ると判断され続ける持続時間と前記送信区間とする時間とが一致してしまう可能性を、さらに減らすことができる。
In the above embodiment, it is assumed that the random
・前記パワー判断部250は送信区間コントローラ110から送信区間とする時間Txを示す情報を受け取るとしたが、そのデータは時間そのものでも、パワー判断部250が時間判断する際に用いる送信タイミングを制御する信号と同じ信号であってもよい。すなわち、パワー判断部が、送信区間とする時間たるTxを把握することができればよい。これにより、前記パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と前記送信区間とする時間とを比較することができるようになり、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、識別することができるようになる。
The
・上記の実施の形態では、送信区間コントローラ110は、内部に乱数発生部120を備え、送信波の送信区間とする時間をこの乱数発生部120から発生される乱数に基づいて制御するとしたが、必ずしも送信波の送信区間とする時間をランダムな時間とする必要はない。すなわち、送信波の送信区間とする時間が一定の時間であっても、前記パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と前記送信区間とする時間とを連続して2度比較する手順を踏んだり、さらにその手順を所定の複数回数繰り返したりすればよい。これにより、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を、識別することができるようになる。
In the above embodiment, the
・上記の実施の形態では、送信区間とする時間に基づき、前記パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と前記送信区間とする時間とを連続して2度比較する手順を踏み、さらにこの手順を所定の複数回数繰り返すこととしたが、必ずしもそのようにする必要はない。すなわち、その手順自体を複数回数繰り返さなくても、受信波の持続時間(検出時間)と送信区間とする時間とを比較する手順において、比較する回数を2度ではなく3度以上とすることによっても、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができる。 -In said embodiment, based on the time made into a transmission area, the procedure which compares twice the duration (detection time) of the received wave which the said power judgment part detects, and the time made into the said transmission area continuously. Although this step is repeated a predetermined number of times, it is not always necessary to do so. That is, even if the procedure itself is not repeated a plurality of times, in the procedure for comparing the duration of the received wave (detection time) and the time used as the transmission interval, the number of comparisons is set to 3 or more instead of 2 However, it is possible to identify a received wave that is a reflected wave of the transmitted wave of the vehicle that is not receiving interference.
・上記の実施の形態では、第1送信区間および第2送信区間とする時間に基づき、前記パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と前記送信区間とする時間とを連続して2度比較する手順を踏むこととした。しかし、必ずしもそのような手順を踏む必要はなく、近傍に多数の他車が存在するのでなければ、その手順において、比較する回数を1度だけにするとしても、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができる。すなわち、例えば、交通量が多い都市部を走行する場合には、パワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)と送信区間とする時間とを連続して2度以上比較する手順を踏んだり、その手順を複数回繰り返したりすればよく、それ以外の場合には、その手順において、比較する回数を1度だけにするとしても何ら問題はない。このようにしても、干渉を受けていない自車の送信波の反射波たる受信波を識別することができる。なお、交通量の多寡は、上述と同様に、送信波を再送信した頻度、自車の走行速度、あるいはカーナビゲーションシステムの位置情報やVICS情報等に基づいて判断することができる。この場合、例えば、取得した交通量判断情報と、先の記憶部に予め格納さ
れた上記比較する手順における比較回数またはその手順を繰り返す回数の対応表とをレーダー装置が比較し、それらの回数を適宜決定することができる。
-In said embodiment, based on the time used as the 1st transmission section and the 2nd transmission section, the duration (detection time) of the received wave which the said power judgment part detects, and the time used as the said transmission section are continued. We decided to take the procedure of comparing twice. However, it is not always necessary to follow such a procedure. Unless there are many other vehicles in the vicinity, even if the number of comparisons is only one in that procedure, A reception wave that is a reflection wave of the transmission wave can be identified. That is, for example, when traveling in an urban area where there is a lot of traffic, a procedure for comparing the duration (detection time) of the received wave detected by the power determination unit and the time set as the transmission section twice or more in succession. It is only necessary to step on or repeat the procedure a plurality of times. In other cases, there is no problem even if the number of comparisons is made only once in the procedure. Even in this way, it is possible to identify a received wave that is a reflected wave of the transmitted wave of the vehicle that is not receiving interference. Note that the amount of traffic can be determined based on the frequency of retransmitting the transmission wave, the traveling speed of the host vehicle, the position information of the car navigation system, the VICS information, and the like, as described above. In this case, for example, the radar device compares the acquired traffic volume determination information with the correspondence table of the number of comparisons or the number of times of repeating the procedure stored in advance in the previous storage unit, and calculates the number of times. It can be determined as appropriate.
・上記実施の形態では、いわゆるビート信号が前記パワー検出部に伝達する前にADC230にてデジタル変換される構成としたが、この場合、デジタル変換されたデータに基づいてパワー検出と受信検出とを行うため、このままではADC230のサンプリングレートに由来する誤差を含んでしまうこともある。しかし、前記送信波の送信区間とする時間とパワー判断部が検出する受信波の持続時間(検出時間)とを比較する際に、上記サンプリングレートを2倍にする等して妥当なマージンを設定すれば、この誤差を解消することができる。あるいは、送信区間コントローラ110により決定された上記送信波の送信区間とする時間Txの変動値を、上記サンプリングレートから十分に大きな値に設定することで、この誤差を解消することができる。また、ビート信号をデジタル変換する前に例えば検波器を介してパワー検出部240とパワー判断部250とが処理を行うようにすれば、上記サンプリングレートによる影響を考慮しなくても済むようになる。
In the above embodiment, a so-called beat signal is digitally converted by the
・上記実施の形態では、上記のように受信波のパワーの値を用いて受信波の持続時間(検出時間)を検出したが、この持続時間を検出することができるのであれば、他のいかなる検出方法を用いてもよい。 In the above embodiment, the duration of the received wave (detection time) is detected using the value of the power of the received wave as described above. However, any other method can be used as long as this duration can be detected. A detection method may be used.
100…送信系統、110…送信区間コントローラ、120…乱数発生部、130…送信波発生部、140…スイッチ、150…送信アンテナ、200…受信系統、210…受信アンテナ、220…ミキサー、230…ADC、240…パワー検出部、250…パワー判断部、300…FFT装置、400…信号処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
受信アンテナを介して受信される受信波のパワーを検出するパワー検出部と、
前記検出されるパワーが受信処理の可能なレベルに対して設定された閾値を上回ると判断され続ける持続時間と、前記送信区間コントローラにより制御される前記送信区間とする時間とが一致するとき、前記送信波の反射波たる受信波を受信していると判断するパワー判断部と、
を備える車載レーダー装置。 A transmission section controller for controlling the time to be the transmission section and the time to be the transmission stop section of the transmission wave transmitted as a time-division signal of the FM-CW scheme from the transmission antenna;
A power detector for detecting the power of the received wave received via the receiving antenna;
When the duration during which the detected power continues to be determined to exceed a threshold set for a possible level of reception processing matches the time set as the transmission interval controlled by the transmission interval controller, A power determining unit that determines that a received wave that is a reflected wave of the transmitted wave is received;
In-vehicle radar device.
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