JP2630875B2 - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前方走行車両などを検
知対象物として、対象物との相対的な距離、方向などを
検知する車載用レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、一部が重合する２つのアンテナビ
ームを組とし、対象物からの反射波の振幅を比較してそ
の対象物の方向を検知するモノパルスレーダを複数組み
込んで、各レーダ部において対象物の相対的な方向の検
知を連続的に行わせるとともに、ビームが発射されてか
ら対象物によって反射されたビームが受信されるまでの
時間を計測することによって対象物までの相対的な距離
を求め、各レーダ部ごとに求められた対象物の方向と距
離とにしたがってＰＰＩ（Ｐｌａｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）画面上に探知された対象物
の位置を２次元的に表示するようにした車載用レーダ装
置が開発されている（特開昭６２−２５９０７７号公報
参照）。

【０００３】また、ドプラレーダ、ＦＭ−ＣＷレーダ、
パルスレーダなどを自動車に搭載して、前方走行車との
相対的距離、相対速度を連続的に検知して、例えば、そ
の検知結果にしたがって自車と前方走行車との間が常に
適正車間距離に維持されるように自車の走行速度の制御
を行わせるようなシステムが開発されている。

【０００４】このような車載用レーダ装置にあっては、
自車と前方走行車との各走行状態の違いにともなう相対
的な上下、左右のふらつきや、こきざみにたえず変化す
る速度差などによるゆらぎが対象物の検知を不安定にす
る要因となっている。

【０００５】従来、レーダ検知信号をＦＩＲフィルタな
どに通してノイズ除去の処理を行っているが、このよう
なノイズ除去のためのフィルタ処理では、例えば、車両
の上下、左右のふらつきが瞬時大きくなったときの検知
とぎれなどに充分に対処することができず、ゆらぎの影
響を有効になくすことができないものとなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、車載用レーダ装置において、本来、検知したいのは
対象物とのあいだにおける距離および方向の変化または
位置の変遷などの対象物に関する移動状況の情報である
のに、実際には、そのレーダ装置を搭載する車両自体の
運動によるゆらぎの影響がノイズ要因としてレーダ検知
信号に加わってしまい、対象物の検知が不安定になって
いることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車載用レーダ
装置にあって、そのレーダ装置を搭載する車両自体の運
動によるゆらぎの影響をなくして、対象物の検知を安定
して行わせることができるようにするため、レーダ装置
を搭載する車両の走行にともなう総体的な運動量を検出
して、その検出された車両の運動量にもとづき、その運
動量がレーダ装置による対象物検知に与える影響の予測
値をわり出して、そのわり出された予測値をレーダ検知
信号から差し引くようにしている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、レーダ検知信号の成分のなか
からレーダ装置を搭載する車両自体の運動によるゆらぎ
の影響分を有効になくすことができるようになり、対象
物の検知を安定して高精度に行わせることが可能にな
る。また、後処理としてノイズ除去のためのフィルタ処
理を行わせるに際して、その処理を効果的に行わせるこ
とができるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、モノパルスレーダを車両に搭載して前
方走行車などの対象物の位置を検知し、その検知された
対象物の位置をＰＰＩ画面上に表示するようにした車載
用レーダ装置において、本発明を適用したときの一実施
例について詳述する。

【００１０】図８はモノパルスレーダによる物体の方向
探知の基本原理を示すもので、２つのレーダ装置１，２
における各アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２からそれぞれモ
ノパルスにより発射されるビームＢ１，Ｂ２の一部が重
なり合うように各ビームＢ１，Ｂ２の発射方向を設定
し、そのビームが重なり合うエリア内に存在する物体Ｐ
からの反射波をそれぞれ受信する場合、物体Ｐの位置が
図示のように中心線Ｏより離れた位置にあるときにはア
ンテナＡＮＴ１側に受信される反射波の振幅の方がアン
テナＡＮＴ２側に受信されるそれよりも中心線Ｏからの
ずれに応じて大きくなり、物体Ｐが中心線Ｏ上にあると
きには両方のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２によってそれ
ぞれ受信される反射波の振幅が等しくなるという特性か
らして、各受信出力信号Ｓ１，Ｓ２のレベルをＶ１，Ｖ
２として各レベルの和と差との比Ｆ＝（ＶＩ−Ｖ２）／
（Ｖ１＋Ｖ２）をとったとき、そのＦ値と物体Ｐの方向
θとの間には図９に示すような一定の関係があり、その
ためＦ値を求めることによって物体方向θをわり出すこ
とができるようになっている。

【００１１】図１は本発明による車載用レーダ装置の構
成を示すもので、ここでは比較的広範囲のエリアにわた
って監視できるように、複数のレーダ部を組み込むこと
によって各隣接するアンテナビーム間でモノパルスレー
ダがそれぞれ形成されるようにマルチ化を図り、各レー
ダ部の出力からその監視エリア内に存在する物体の方向
をそれぞれわり出すとともに、各レーダ部においてビー
ムを発射してから物体からの反射波が受信されるまでの
時間を計測することによって物体との相対距離をそれぞ
れ求め、その求められた物体の方向と距離とにしたがっ
てＰＰＩ画面上に物体の位置を表示させるようにしてい
る。

【００１２】すなわち、図１の構成にあっては、４つの
アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＡＮＴ３，ＡＮＴ４を並
設して、各アンテナからそれぞれ発射されるビームをＢ
１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４としたとき、各隣接するビームＢ
１とＢ２，Ｂ２とＢ３，Ｂ３とＢ４の間でモノパルスレ
ーダ部がそれぞれ形成されるようになっている。

【００１３】そして、マイクロコンピュータ３から出さ
れる駆動指令に応じてパルス変調器４から短いパルス波
がインパット発振器５に与えられ、それによりインパッ
ト発振器５からパルス状に振幅変調された送信波信号が
分配器６に送出され、その分配器６によって４方向に分
配された各送信波信号がそれぞれサーキュレータ７１〜
７４を通して各アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４に与えられ
て電波によるビームＢ１〜Ｂ４として空間に発射される
ように構成されている。

【００１４】その際、各アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４か
らそれぞれ発射されるビームＢ１〜Ｂ４としては、図２
に示すように、各々のビーム角の１／２にあたる角度だ
け各アンテナＡＮＴＩ〜ＡＮＴ４の向きを変えて各隣接
するビームＢ１とＢ２，Ｂ２とＢ３，Ｂ３とＢ４がそれ
ぞれ重なり合うように設定される。

【００１５】また、各アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ４によ
ってそれぞれ受信される物体からの反射波が各サーキュ
レータ７１〜７４を通して分配器８１〜８４に送られ、
そこで２方向に分配された各受信信号が前置比較器９１
〜９３にそれぞれ与えられるように構成されている。

【００１６】その際、分配器８１によって分配されたア
ンテナＡＮＴ１による受信信号Ｒ１と分配器８２によっ
て分配されたアンテナＡＮＴ２による受信信号Ｒ２とが
前置比較器９１に与えられ、分配器８３によって分配さ
れたアンテナＡＮＴ３による受信信号Ｒ３と分配器８４
によって分配されたアンテナＡＮＴ４による受信信号Ｒ
４とが前置比較器９３に与えられるようになっている。
なお、両端に設けられた各分配器８１，８４における他
方の出力端はそれぞれ無反射終端となっている。

【００１７】そして、前置比較器９１〜９３において各
２入力信号にもとづく加算および減算処理がそれぞれ行
われ、各和信号Σが受信ユニット１０１〜１０３にそれ
ぞれ送られて検波され、ぞの各検波出力がＡＤ変換器１
１１〜１１３においてデジタル値に変換されてマイクロ
コンピュータ３に読み込まれるように構成されている。
また、各差信号Δが受信ユニット１２１〜１２３にそれ
ぞれ送られて検波され、その各検波出力がＡＤ変換器１
３１〜１３３においてデジタル値に変換されてマイクロ
コンピュータ３に読み込まれるようになっている。

【００１８】マイクロコンピュータ３では、各モノパル
スレーダ部から送られてくる受信レベルの和と差との各
データにしたがってＦ値が演算によってそれぞれ求めら
れ、その求められたＦ値にしたがって各モノパルスレー
ダ部によってそれぞれ検知された物休の方向が前述のよ
うにしてわり出される。

【００１９】同時に、マイクロコンピュータ３におい
て、ビームＢ１〜Ｂ４を発射してから物体からの各受信
信号が得られるまでの時間を計測することによって、各
モノパルスレーダ部によって検知された物体までの距離
がそれぞれ求められる。

【００２０】そして、マイクロコンピュータ３におい
て、各モノパルスレーダ部によって検知された物体の方
向と距離とにもとづいてその物体の２次元的な位置がわ
り出され、その位置のデータがディスプレイ装置１４に
与えられて、その画面上に検知された物体の２次元的な
位置表示が行われるようになっている。

【００２１】図３はディスプレイ装置１４における表示
画面の一例を示しており、ここでは、自車マークＡを中
心として、その前方のレーダ監視エリアに相当して画面
上に設定された位置表示工リアＷ１内に各検知された物
体Ｍ１，Ｍ２の位置表示がなされるようになっている。
図中、Ｗ２は自車前方におけるレーダ装置の不感帯エリ
アである。

【００２２】このような車載用レーダ装置にあっては、
前述したように、そのレーダ装置を搭載する車両と検知
対象物となる前方走行車との各走行状態の違いにともな
う相対的な上下、左右のふらつきや、こきざみにたえず
変化する速度差などによるゆらぎが対象物の検知を不安
定にする要因となっている。

【００２３】しかして、本発明では、検知対象物となる
前方走行車自体のゆらぎの影響を容認しながらも、レー
ダ装置を搭載する車両自体におけるゆらぎの影響を除去
して、レーダ装置による対象物の検知を極力安定に行わ
せることができるようにしている。

【００２４】すなわち、本発明では、車載用レーダ装置
において、そのレーダ装置を搭載する車両の走行にとも
なう総体的な運動量を検出する手段と、その検出された
車両の運動量にもとづいて、その運動量がレーダ装置に
よる対象物の検知に与える影響の予測値をわり出す手段
と、そのわり出された予測値をレーダ検知信号から差し
引く手段とをとるようにしたことを特徴としている。

【００２５】具体的には、車両の運動量を検出する手段
として、例えば、図１に示すように、車両の走行速度を
検出する速度センサ１５、車両の進行方向の変化を検出
する方向センサ１６および車体の上下動を検出するＧセ
ンサ１７などの各種運動センサを設けて、その各運動セ
ンサ１５〜１７のセンサ出力をマイクロコンピュータ３
が読み込んで、そこで車両の走行速度のこきざみな変化
および車体の上下、左右のふらつきなどのゆらぎによる
車両の総体的な運動量が求められるようになっている。

【００２６】そして、検出された車両の運動量にもとづ
いて、その運動量がレーダ装置による対象物の検知に与
える影響の予測値をわり出す手段として、具体的に、マ
イクロコンピュータ３において、検出された車両の運動
量にしたがい、予め車両の運動量に応じてテーブル設定
されているレーダ装置による対象物の検知に与える影響
の予測値が読み出される。

【００２７】なお、車両の運動量に応じた予測値として
は、予め実験結果によって得られる車両の運動量に応じ
たレーダ装置による対象物の検知に与える影響の予測値
の特性にしたがってテーブル設定されている。あるい
は、マイクロコンピュータ３において、予め得られてい
る実験式を用いて、検出された車両の運動量を変数とし
て、そのときの予測値を算出するようにする。

【００２８】そして、マイクロコンピュータ３におい
て、レーダ装置を搭載する車両のゆらぎの影響分をレー
ダ検知信号中から除去するべく、その得られた予測値が
そのときサンプリングされているレーダ検知信号の値か
ら差し引かれる。

【００２９】図４は、レーダ検知信号の一例を示してい
る。そのレーダ検知信号中には、レーダ装置を搭載する
車両と対象物となる前方走行車とのあいだにおける相対
的なゆらぎの影響分と、レーダ装置自体における回路定
数の変動などによるノイズ成分とが含まれており、両車
間におけるゆらぎの影響が大きくあらわれている。

【００３０】図５は、図４のレーダ検知信号中に含まれ
る車両のゆらぎの影響分としてのレーダ装置を搭載する
車両の運動量に応じた予測値の特性の一例を示してい
る。

【００３１】図６は、図４のレーダ検知信号から図５の
予測値を差し引くことによって補正されたレーダ検知信
号の特性を示している。その補正されたレーダ検知信号
中には、対象物となる前方走行車自体によるゆらぎの影
響分と、レーダ装置自体における回路定数の変動などに
よるノイズ成分とが含まれており、両車間におけるゆら
ぎの影響が有効に軽減されている。

【００３２】このように、本発明によれば、レーダ装置
を搭載する車両自体におけるゆらぎの影響分が補正され
て、対象物自体の動きに応じたレーダ装置による対象物
の検知を安定して行わせることができるようになる。

【００３３】なお、対象物として、例えば、道路端にあ
るガードレールなどの静止物を検知するような場合に
は、レーダ検知信号からレーダ装置を搭載する車両のゆ
らぎの影響分を補正することにより、対象物自体が静止
しているので、ゆらぎの影響の全くないレーダ検知信号
を得ることができる。

【００３４】したがって、その補正されたレーダ検知信
号にもとづいて車両が走行している道路におけるガード
レールなどの静止物を安定して検知することができ、そ
の検知結果にしたがって、例えば、レーダ装置を搭載す
る車両が走行している現在の道路形状などの認識を精度
良く行わせることができるようになる。

【００３５】また、後処理として、補正されたレーダ検
知信号の平均化などのフィルタ処理（ＦＩＲフィルタに
よるノイズ除去の処理）を行わせるようにすれば、その
補正されたレーダ検知信号が図６に示すようにゆらぎの
影響が有効に軽減されて変化のあまりない安定した特性
をもっているので、補正しきれなかった対象物自体のゆ
らぎの影響分を含めたノイズ成分が有効に除去された処
理結果が得られ、それにより対象物の高精度な位置のデ
ータが得られるようになる。

【００３６】そのフィルタ処理としては、具体的に、マ
イクロコンピュータ３において、予め登録されているフ
ィルタ処理のための所定の演算式にもとづく演算処理に
よって実行される。

【００３７】図７は、本発明による車載用レーダ装置に
おける主たる動作のフローを示している。図中、ＲＳは
レーダ検知信号、ＭＳは各種運動センサのセンサ出力信
号、Ｅは予測値をそれぞれ示している。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明による車載用レーダ装置に
あっては、レーダ装置を搭載する車両の走行にともなう
総体的な運動量を検出して、その検出された車両の運動
量にもとづき、その運動量がレーダ装置による対象物検
知に与える影響の予測値をわり出して、そのわり出され
た予測値をレーダ検知信号がら差し引くようにしている
ので、レーダ検知信号の成分のなかからレーダ装置を搭
載する車両自体の運動によるゆらぎの影響分を有効にな
くすことができ、対象物の検知を安定して高精度に行わ
せることができるという利点がある。

【００３９】また、後処理としてノイズ除去のためのフ
ィルタ処理を行わせるに際して、そのフィルタ処理の対
象となるレーダ検知信号が、レーダ装置を搭載する車両
によるゆらぎの影響が有効に軽減されて変化のあまりな
い安定した信号に補正されているので、そのフィルタ処
理を効果的に行わせることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車載用レーダ装置の一構成例を示
すブロック図である。

【図２】図１の構成の車載用レーダ装置における各アン
テナから発射されるビームの重なり状態を示す図であ
る。

【図３】図１の構成の車載用レーダ装置における表示画
面の一例を示す図である。

【図４】レーダ検知信号の一例を示す図である。

【図５】車両のゆらぎの影響分としてのレーダ装置を搭
載する車両の運動量に応じた予測値の特性の一例を示す
図である。

【図６】図４のレーダ検知信号から図５の予測値を差し
引くことによって補正されたレーダ検知信号の特性を示
す図である。

【図７】本発明による車載用レーダ装置における主たる
動作のフローを示す図である。

【図８】モノパルスレーダによる物体の方向探知の基本
原理を示す図である。

【図９】モノパルスレーダにおけるＦ−θ特性図であ
る。

【符号の説明】

３…マイクロコンピュータ ４…ディスプレイ装置 １５…速度センサ １６…方向センサ １７…Ｇセンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物との相対的な距離、方向などを検
   知する車載用レーダ装置において、レーダ装置を搭載す
   る車両の走行にともなう速度、方向変化、上下動をそれ
   ぞれ検出する各センサの出力にもとづいて車両の総体的
   な運動量を求める手段と、その求められた車両の運動量
   にもとづいて、そのときの車両の運動量がレーダ装置に
   よる対象物検知に与える影響の予測値を、総体的な運動
   量に対する予測値が予め設定されたテーブルからわり出
   す手段と、そのわり出された予測値をレーダ検知信号か
   ら差し引く手段とをとるようにしたことを特徴とする車
   載用レーダ装置。
2. 【請求項２】 レーダ検知信号から対象物検知の影響の
   予測値を差し引いた結果をノイズ除去のためのフィルタ
   処理する手段をとるようにしたことを特徴とする前記第
   １項の記載による車載用レーダ装置。