JP2015081854A - レーダ変位判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されるレーダ装置の変位（位置ずれ）を、簡易な構成で精度良く判定する技術を提供する。【解決手段】レーダ変位判定装置は、車両（１）に搭載されたレーダ装置（２０）の車両本体（１１）を基準とする位置が変化したことを判定する装置であって、基準部材（４０）と、変位センサ（３０）と、変位判定手段とを備える。基準部材は、車両本体に固定され、少なくとも一部がレーダ装置に隣接するように配置されている。変位センサは、基準部材に対するレーダ装置の変位を検出する。変位判定手段は、変位センサにより検出された変位に基づいて、レーダ装置の車両本体を基準とする位置が変化したか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるレーダ装置の変位（位置ずれ）を判定する技術に関する。

従来、車両の走行安全性を向上させる各種制御を行うために、レーザ光、超音波、ミリ波等のレーダ波を送受信することによって、車両周辺に存在する物標を検知するレーダ装置が用いられている。

レーダ装置は、予め定められた照射範囲にレーダ波が照射されるように、車両の予め定められた位置に取り付けられている。このため、何らかの要因によってレーダ装置の取付位置にずれが生じると、所定の照射範囲にレーダ波が照射されなくなることにより物標の検出精度が低下し、車両の走行安全性を向上させる各種制御の精度が低下するという問題が生じ得る。

そこで、レーダ装置の位置ずれを検出するための技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、車両本体に設けられた加速度センサの検出値と、レーダ装置に設けられた加速度センサの検出値とを用いて、車両の走行面に垂直な方向について、レーダ装置の軸ずれを判定する構成が開示されている。

特開２００４−８５２５８号公報

上述の技術では、レーダ装置の位置ずれを判定するために、車両本体に設けられた加速度センサの検出値とレーダ装置に設けられた加速度センサの検出値とを比較する必要があり、構成が複雑になるという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、車両に搭載されるレーダ装置の変位（位置ずれ）を、簡易な構成で判定する技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面のレーダ変位判定装置は、車両（１）に搭載されたレーダ装置（２０）の車両本体（１１）を基準とする位置が変化したことを判定する装置であって、基準部材（４０）と、変位センサ（３０）と、変位判定手段（５０、Ｓ１２）とを備える。基準部材は、車両本体に固定され、少なくとも一部がレーダ装置に隣接するように配置されている。変位センサは、基準部材に対するレーダ装置の変位を検出する。変位判定手段は、変位センサにより検出された変位に基づいて、レーダ装置の車両本体を基準とする位置が変化したか否かを判定する。

このような構成によれば、車両本体を基準とするレーダ装置の位置の変化を、少なくとも一部が隣接する基準部材に対するレーダ装置の変位として検出するようにしているため、変位センサを用いて、レーダ装置の変位を直接的に判定することができる。したがって、従来技術と比べて、簡易な構成でレーダ装置の位置ずれの判定を行うことができる。

本発明の別の側面のレーダ変位判定装置は、車両（２）に搭載されたレーダ装置（２０）の車両本体（１１）を基準とする位置が変化したことを判定する装置であって、連結部材（７１、７２）と、歪センサ（８１、８２）と、歪判定手段（５０、Ｓ２２）とを備える。連結部材は、車両本体とレーダ装置とを連結する。歪センサは、連結部材自体の歪みを検出する。歪判定手段は、歪センサにより検出された歪みに基づいて、レーダ装置の車両本体を基準とする位置が変化したか否かを判定する。

このような構成によれば、車両本体を基準とするレーダ装置の位置の変化を、連結部材の歪みとして検出するようにしているため、歪センサを用いて、レーダ装置の変位を直接的に判定することができる。したがって、従来技術と比べて、簡易な構成でレーダ装置の位置ずれの判定を行うことができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態におけるレーダ装置と車両本体との関係を説明する図である。 ホール素子に関係する電気的構成を示すブロック図である。 レーダ装置が変位した第２の状態を示す図である。 第１実施形態の変位判定処理のフローチャートである。 第２実施形態におけるレーダ装置と車両本体との関係を説明する図である。 歪センサに関係する電気的構成を示すブロック図である。 第２実施形態の歪判定処理のフローチャートである。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す車両１には、レーダ波を送受信することによって前方（図１でいう左側）に存在する物標を検知するレーダ装置２０が搭載されている。レーダ装置２０は、車両本体１１の前方に固定された外装部品としてのバンパ１２に、取付部材１２１を用いて取付ねじ１２２、１２３によって固定されている。つまり、レーダ装置２０は、車両本体１１に対してバンパ１２を介して固定されている。

また、車両１には、先端部がレーダ装置２０に隣接するように車両本体１１からバンパ１２側へ突出した棒状のステー４０が設けられている。ステー４０は、剛性の高い材料（例えば、金属やセラミックス）を用いて形成され、車両本体１１に対して直接（バンパ１２を介さずに）固定されている。具体的には、ステー４０は、車両本体１１の前部に設けられた取付部１１１に対して、取付ねじ１１２、１１３によって固定されている。つまり、ステー４０は、一方の端部（固定端）が車両本体１１に固定され、他方の端部（自由端）がレーダ装置２０に隣接するように設けられている。ステー４０は、自由端側の先端部における一つの面（この例では上面）が、レーダ装置２０の筐体における一つの面（この例では下面）に対向するように配置されている。

レーダ装置２０とステー４０との対向面には、ホール素子３１及び磁石３２が設けられている。この例では、ホール素子３１がレーダ装置２０に設けられ、磁石３２がステー４０に設けられているが、逆であってもよい。磁石３２は、磁極の一方が車両本体１１側（後方側）に、他方がバンパ１２側（前方側）に向くように配置されている。

次に、ホール素子３１に関連する電気的な構成について説明する。図２に示すように、車両１は、前述のホール素子３１及び磁石３２からなる変位検出センサ３０と、制御部５０と、報知装置６０とを備える。本実施形態では、制御部５０及び報知装置６０は、車両本体１１側に設けられている。

変位検出センサ３０は、磁石３２によって生じた磁界（磁束密度）をホール素子３１で検出し、検出した磁界の大きさに比例した信号（例えば、電圧値を示す信号）を制御部５０へ出力する。これにより、変位検出センサ３０は、ステー４０（具体的にはステー４０におけるレーダ装置２０に隣接する部位）に対するレーダ装置２０の変位を検出する。

すなわち、例えば図１に示すように、バンパ１２にレーダ装置２０が取り付けられた初期状態（例えば車両１の出荷時の状態）においては、変位検出センサ３０の出力信号（出力値）は、ある一定の値（基準出力値）となる。これに対し、例えば図３に示すように、何らかの要因（例えば衝突によるバンパ１２の凹みや変位等）によって車両本体１１に対するレーダ装置２０の位置が変化すると、ホール素子３１に対する磁石３２の位置が変化する。このため、ホール素子３１により検出される磁界の大きさが変化し、変位検出センサ３０の出力値が基準出力値から変化する。つまり、ステー４０に対するレーダ装置２０の変位が、変位検出センサ３０により検出される。変位検出センサ３０の出力値は、車両本体１１に対するレーダ装置２０の変位に応じた値となる。

図２に示すように、制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３を中心とする周知のマイクロコンピュータによって構成されている。制御部５０（ＣＰＵ５１）は、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムに従って、後述する変位判定処理を実行する。

報知装置６０は、車室内のインストールメントパネルに設けられ、表示による報知を行う。具体的には、報知装置６０は、制御部５０からの制御信号に従い、レーダ装置２０の車両本体１１を基準とする位置が変化したこと、つまりレーダ装置２０に位置ずれが生じたことをユーザ（運転者及び乗員）に報知する。

［１−２．処理］
次に、ＣＰＵ５１が実行する変位判定処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示す処理は、イグニションオンの期間中、所定サイクルで繰り返し実行される。

まず、Ｓ１０（Ｓはステップを表す）では、変位検出センサ３０の出力値を取得する。次にＳ１２では、Ｓ１０で取得した出力値と基準出力値との差（以下、変位値という）の絶対値が、予め定められたしきい値以上であるか否かを判定する。ここで、変位値がしきい値以上でない（しきい値未満である）場合、本変位判定処理を終了する。一方、変位値がしきい値以上である場合、Ｓ１４に移行する。Ｓ１４では、レーダ装置２０に位置ずれが生じたことを報知させるための制御信号を報知装置６０へ出力する。そして、本変位判定処理を終了する。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
車両本体１１を基準とするレーダ装置２０の位置の変化を、先端部が隣接するステー４０に対するレーダ装置２０の変位として検出するようにしているため、変位検出センサ３０を用いて、レーダ装置２０の変位を直接的に判定することができる。したがって、第１実施形態によれば、従来技術と比べて、簡易な構成でレーダ装置２０の位置ずれの判定を行うことができる。

また、車両本体及びレーダ装置のそれぞれに設けられた加速度センサの検出値を比較してレーダ装置２０の位置ずれを判定する従来技術では、２つの加速度センサの検出誤差が判定精度に影響する。これに対し、第１実施形態によれば、変位検出センサ３０単独でレーダ装置２０の位置ずれを判定するため、検出誤差の影響が抑制され、判定精度を向上させることができる。結果として、高精度のセンサを必要としないため、コストダウンを図ることができる。

さらにまた、レーダ装置２０は、車両本体１１に対して外装部品であるバンパ１２を介して固定され、ステー４０は、車両本体１１に対してバンパ１２を介さずに固定されている。そして、ステー４０が、車両本体１１からバンパ１２側へ突出する部材として構成されている。これにより、第１実施形態では、衝突等によるバンパの凹みや変位等で、車両本体１１を基準とするレーダ装置２０の位置が変化した場合にも、車両本体１１に対するステー４０の位置が変化しにくくなる。したがって、ステー４０に対するレーダ装置２０の変位を、車両本体１１に対するレーダ装置の変位として精度よく検出することができる。

さらにまた、制御部５０が実行する変位判定処理では、変位検出センサ３０により検出された変位が所定のしきい値以上である場合に、レーダ装置２０の位置ずれが生じたと判定する。したがって、第１実施形態では、僅かな位置ずれや検出誤差等によってレーダ装置２０の位置ずれが生じたと誤判定されてしまうことを抑制することができる。

また、制御部５０が実行する報知処理では、レーダ装置２０の車両本体１１を基準とする位置が変化したと判定された場合に、車両の乗員に対して報知するための処理を行う。したがって、第１実施形態では、レーダ装置２０の位置ずれが生じていることを、車両の乗員に認識させることができる。

なお、第１実施形態では、制御部５０が変位判定手段の一例に相当し、ステー４０が基準部材の一例に相当し、変位検出センサ３０が変位センサの一例に相当し、バンパ１２が外装部品の一例に相当する。また、Ｓ１２が判定手段としての処理の一例に相当し、Ｓ１４が報知手段としての処理の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態の車両１では、レーダ装置２０が、車両本体１１に対してバンパ１２を介して固定されていた。これに対し、図５に示す第２実施形態の車両２では、レーダ装置２０が、連結ステー７１、７２によって車両本体１１に固定されている。

すなわち、車両２には、車両本体１１からレーダ装置２０側へ延びる２本の棒状の連結ステー７１、７２が設けられている。連結ステー７１、７２は、剛性の高い材料であって外力により弾性変形する材料（例えば金属）を用いて形成され、車両本体１１とレーダ装置２０とを連結するように設けられている。具体的には、連結ステー７１、７２は、一方の端部が、車両本体１１の前部に設けられた取付部１１１に対して、取付ねじ１１５、１１６によって固定され、他方の端部が、レーダ装置２０に対して、取付ねじ１１７、１１８によって固定されている。連結ステー７１、７２は、レーダ装置２０の筐体における一つの面（この例では側面）と、これと同じ側の取付部１１１における一つの面（側面）とを接続するように配置されている。

また、第２実施形態では、連結ステー７１、７２の長手方向の中央部に、連結ステー７１、７２の歪みを検出する２つの歪センサ８１、８２が設けられている。ここで、歪センサ８１、８２に関連する電気的な構成について説明する。図６に示すように、車両２は、前述の歪センサ８１、８２と、第１実施形態（図２参照）と同様の制御部５０及び報知装置６０とを備える。

歪センサ８１、８２は、本実施形態では歪みゲージを用いて連結ステー７１、７２自体に生じた歪み（変形）を検出し、検出した歪みの大きさに比例した信号（例えば、電圧値を示す信号）を制御部５０へ出力する。

すなわち、例えば図５に示すように、連結ステー７１、７２を用いて車両本体１１にレーダ装置２０が取り付けられた初期状態（例えば車両２の出荷時の状態）においては、歪センサ８１、８２の出力信号（出力値）は、ある一定の値（基準出力値）となる。これに対し、何らかの要因（例えば衝突によるバンパ１２の凹みや変位等）によって車両本体１１に対するレーダ装置２０の位置が変化すると、連結ステー７１、７２が変形する。このため、歪センサ８１、８２により検出される歪みの大きさが変化し、歪センサ８１、８２の出力値が基準出力値から変化する。つまり、第２実施形態では、車両本体１１に対するレーダ装置２０の変位が、歪センサ８１、８２により検出される。

図６に示す制御部５０（ＣＰＵ５１）は、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムに従って、第１実施形態の変位判定処理（図４参照）に代えて、以下に説明する歪判定処理を実行する。

［２−２．処理］
次に、ＣＰＵ５１が実行する歪判定処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。歪判定処理は、第１実施形態の変位判定処理と同様に、イグニションオンの期間中、所定サイクルで繰り返し実行される。

まず、Ｓ２０では、歪センサ８１、８２の出力値を取得する。次にＳ２２では、Ｓ２０で取得した出力値と基準出力値との差（以下、変位値という）の絶対値が、予め定められたしきい値以上であるか否かを判定する。ここで、２つの歪センサ８１、８２による変位値のうち、両方の変位値がしきい値以上でない（しきい値未満である）場合、本歪判定処理を終了する。一方、２つの歪センサ８１、８２による変位値のうち、少なくとも一方の変位値がしきい値以上である場合、Ｓ２４に移行する。Ｓ２４では、レーダ装置２０に位置ずれが生じたことを報知させるための制御信号を報知装置６０へ出力する。そして、本歪判定処理を終了する。

［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、車両本体１１を基準とするレーダ装置２０の位置の変化を、連結ステー７１、７２の歪みとして検出するようにしているため、歪センサ８１、８２を用いて、レーダ装置２０の変位を直接的に判定することができる。したがって、第２実施形態によれば、従来技術と比べて、簡易な構成でレーダ装置２０の位置ずれの判定を行うことができる。つまり、第２実施形態では、前述した第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

なお、第２実施形態では、制御部５０が歪判定手段の一例に相当し、連結ステー７１、７２が連結部材の一例に相当する。また、Ｓ２２が歪判定手段の処理の一例に相当し、Ｓ２４が報知手段としての処理の一例に相当する。

［３．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

［Ａ］上記実施形態では、制御部５０は車両本体１１側に設けられていたが、制御部５０は、レーダ装置２０側に設けられていてもよい。また、レーダ装置２０の制御部が変位判定処理及び歪判定処理を行う構成としてもよい。

［Ｂ］上記実施形態では、車両本体１１に固定されたステー４０とレーダ装置２０との変位を検出する変位検出センサ３０として、磁石３２及びホール素子３１を用いたが、変位検出センサ３０は他の構成であってもよい。例えば、ステー４０側にスイッチのような電気的接点の一方を設け、レーダ装置２０側に電気的接点の他方を設けて、変位検出センサ３０を構成してもよい。また、光センサ、レーザ等を用いて、変位検出センサ３０を構成してもよい。

［Ｃ］上記実施形態では、インストールメントパネルに設けられた表示部を報知装置６０として例示したが、報知装置６０は他の構成であってもよい。例えば、レーダ装置２０の位置ずれを音声によって報知するスピーカや、映像によって報知する画像装置を、報知装置６０として構成してもよい。

［Ｄ］上記実施形態では、レーダ装置２０は外装部品としての前方のバンパ１２を介して車両本体１１に固定されていたが、レーダ装置２０が車両本体１１に固定される態様はこれに限るものではない。例えば、レーダ装置２０は、外装部品としての後方のバンパを介して車両本体１１に固定されていてもよく、外装部品としての車両のドアを介して車両本体１１に固定されていてもよい。また、外装部品としてのサイドミラーを介して車両本体１１に固定されていてもよく、その他の外装部品を介して車両本体１１に固定されていてもよい。また、外装部品を介さずに車両本体１１に固定されていてもよい。

［Ｅ］上記実施形態では、ステー４０は棒状に構成されていたが、これに限るものではない。ステー４０は、少なくとも一部がレーダ装置２０に隣接するように構成されていればよい。また、ステー４０は、上記実施形態（図１）では、レーダ装置２０の筐体の下側の面に対向する面を備えるように構成されていたが、これに限るものではなく、レーダ装置２０の筐体の他の面に対向する面を備えるように構成されていてもよい。また、上記実施形態では、変位検出センサ３０が設けられたステー４０を１つ備える構成であったが、これに限るものではない。例えば、レーダ装置２０の筐体の複数の面に対向するように、変位検出センサ３０を設けられた複数のステー４０を設けることによって、レーダ装置２０の車両本体１１に対する変位の検出精度を向上させることができる。

［Ｆ］上記実施形態では、連結ステー７１、７２は棒状に構成されていたが、これに限るものではない。連結ステー７１、７２は、車両本体１１からレーダ装置２０へ延びる部材であればよい。例えば、薄い板状であってもよいし、柱状であってもよい。また、上記実施形態は、歪センサが設けられた連結ステーを２つ備える構成であったが、これに限るものではない。歪センサが設けられた連結ステーを１つ備える構成であってもよいし、複数備える構成であってもよい。例えば、レーダ装置２０の筐体の複数の面に、歪センサが設けられた連結ステーを設けることによって、レーダ装置２０の車両本体１１に対する変位の検出精度を向上させることができる。

［Ｇ］上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［Ｈ］本発明は、前述したレーダ変位判定装置の他、当該レーダ変位判定装置を構成要素とするシステム、当該レーダ変位判定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、レーダ変位判定方法など、種々の形態で実現することができる。

１、２…車両 １１…車両本体 １２…バンパ ２０…レーダ装置 ３０…ずれ検出センサ ３１…ホール素子 ３２…磁石 ４０…ステー ７１、７２…連結ステー ８１、８２…歪センサ。

Claims (9)

1. 車両（１）に搭載されたレーダ装置（２０）の車両本体（１１）を基準とする位置が変化したことを判定するレーダ変位判定装置であって、
   前記車両本体に固定され、少なくとも一部が前記レーダ装置に隣接するように配置された基準部材（４０）と、
   前記基準部材に対する前記レーダ装置の変位を検出する変位センサ（３０）と、
   前記変位センサにより検出された変位に基づいて、前記レーダ装置の前記車両本体を基準とする位置が変化したか否かを判定する変位判定手段（５０、Ｓ１２）と、
   を備えることを特徴とするレーダ変位判定装置。
2. 請求項１に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記レーダ装置は、前記車両本体に対して所定の外装部品（１２）を介して固定され、
   前記基準部材は、前記車両本体に対して前記外装部品を介さずに固定されている
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
3. 請求項２に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記基準部材は、前記車両本体から前記外装部品側へ突出する部材である
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記外装部品は、バンパである
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記変位判定手段は、前記変位センサにより検出された変位が所定のしきい値以上である場合に、前記レーダ装置の前記車両本体を基準とする位置が変化したと判定する
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
6. 車両（２）に搭載されたレーダ装置（２０）の車両本体（１１）を基準とする位置が変化したことを判定するレーダ変位判定装置であって、
   前記車両本体と前記レーダ装置とを連結する連結部材（７１、７２）と、
   前記連結部材自体の歪みを検出する歪センサ（８１、８２）と、
   前記歪センサにより検出された歪みに基づいて、前記レーダ装置の前記車両本体を基準とする位置が変化したか否かを判定する歪判定手段（５０、Ｓ２２）と、
   を備えることを特徴とするレーダ変位判定装置。
7. 請求項６に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記連結部材は、前記車両本体から前記レーダ装置側へ延びる部材である
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記歪判定手段は、前記歪センサにより検出された歪みが所定のしきい値以上である場合に、前記レーダ装置の前記車両本体を基準とする位置が変化したと判定する
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレーダ変位判定装置であって、
   前記レーダ装置の前記車両本体を基準とする位置が変化したと判定された場合に、前記車両の乗員に対して報知するための処理を行う報知手段（５０、Ｓ１４、Ｓ２４）を更に備える
   ことを特徴とするレーダ変位判定装置。

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