JP2885528B2 - 警報距離制御装置 - Google Patents

警報距離制御装置

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JP2885528B2
JP2885528B2 JP3075155A JP7515591A JP2885528B2 JP 2885528 B2 JP2885528 B2 JP 2885528B2 JP 3075155 A JP3075155 A JP 3075155A JP 7515591 A JP7515591 A JP 7515591A JP 2885528 B2 JP2885528 B2 JP 2885528B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は警報距離制御装置に関
し、特に天候不良時(視界不良時)に警報距離を広げる
ことができるようにした警報距離制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にこの種の警報距離制御装置に用い
られるFM−CW(連続波)レーダは、図1の一部に示され
ているように、送信周波数f0 の送信波(該送信波は変
調信号発生器21からの変調信号により周波数変調され
る)を発振する発振器11、送信アンテナ12、該送信波が
先行車等から反射した反射波を受信する受信アンテナ1
3、方向性結合器14、該受信アンテナからとり込まれる
該反射波と該方向性結合器14を介してとり込まれる基準
信号としての送信波とをミキシング(周波数混合)して
それらの周波数差に相当するビート信号をとり出すミキ
サ15、および該ビート信号を増巾する増巾器16等により
構成される。
【0003】図6(A)は、上述したFM−CWレーダから
送信される送信波と先行車等から反射した反射波(受信
波)との関係を、横軸に時間tを、また縦軸に周波数f
をとって示す。Tは上記送信波であって周波数f0 を中
心にして上記周波数変調によってその周波数fが周期的
に変化する。Rは上記反射波が受信アンテナで受信され
た受信波で、該送信波とはΔt=2L/Cの時間的ずれ
を有する。ここでLは該反射波が反射する先行車等との
距離、Cは電磁波の速度である。その結果、ある時点に
ついてみると、該送信波と該反射波とはΔFだけの周波
数差を生じ、該ΔFが上記ビート信号の周波数となる。
そして該周波数ΔFは、該先行車等との距離Lが大きく
なるほど大きくなる。図6(B)は上記ビート信号の波
形を示すもので、その周期T0は該先行車等との距離Lに
逆比例することになり、したがってその周期T0から該距
離Lを知ることができる。
【0004】そして従来技術においては、該ビート信号
を所定のしきい値を有するコンパレータなどを用いてパ
ルス成形し、これをカウンタ回路などによりパルスカウ
ントすることによって該先行車等との車間距離を知り、
該車間距離が所定の安全車間距離(平均的な制動距離か
ら決められる)以下になっている場合には、警報を出力
させたり、該車間距離を広げるような制御が行われてい
る。
【0005】しかしながら降雨又は降雪時には、上記反
射波中に、上記先行車からの反射波以外に雨滴又は雪か
らの反射波(一般にクラッタという)を含んでしまうた
め、上記パルスカウント方式のような従来技術では、上
記クラッタの影響を除くことができず、したがってそれ
だけ上記車間距離の検知性能が低下するという問題点が
あった。またかかる降雨又は降雪時には路面がぬれて制
動距離が長くなるため、上記車間距離も長くする必要が
あるが、上記従来技術の場合には、このような天候に応
じて警報距離を可変とすることが困難であるという問題
点もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる課題を
解決するためになされたもので、上記先行車からの反射
波と、上記雨滴又は雪からの反射波(クラッタ)とで
は、その周波数分布(スペクトラム)の特長が大きく相
違することに着目し、該ビート信号を周波数解析するこ
とによって該先行車からの反射波と上記クラッタとを分
離し、該クラッタの周波数分布から天候、雨量を予測
し、それらの状況に応じて警報距離を可変しうるように
したものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によれば、車の走行中にFM−CWレーダから前方
に送信される送信波とその反射波とをミキシングしてえ
られるビート信号を周波数解析して、先行車との距離、
降雨又は降雪の有無および該降雨又は降雪の量を判定す
る手段をそなえ、該判定結果にもとづいて警報距離を制
御することを特徴とする警報距離制御装置が提供され
る。
【0008】
【作用】上記構成によれば、上記先行車からの反射波
と、上記雨滴又は雪からの反射波(クラッタ)とでは、
図5に示すように、その周波数分布(スペクトラム)の
特長が大きく相違するため、上記周波数解析を行うこと
によって該先行車からの反射波と該クラッタとを分離す
ることができ、これにより該先行車との車間距離を知る
ことができるとともに、降雨又は降雪の有無および該降
雨又は降雪の量を判定することができ、その判定結果に
応じて警報距離を制御することができる。
【0009】すなわち該反射波が先行車からの反射波で
ある場合には、図5(A)に示されるように、上記ビー
ト信号の中心周波数は上記先行車との距離Lに比例し、
その周波数分布は該中心周波数の両側近傍のみとなる。
【0010】一方、該反射波が雨滴又は雪からの反射波
(クラッタ)である場合には、該雨滴(又は雪)は空間
に連続的に分布しているため、FM−CWレーダのように連
続波を使用する場合、そのビート信号の周波数分布が連
続的に広がり、かつそのレベルは図5(B)に示される
ように、周波数が高くなる(すなわち雨滴までの距離が
遠くなる)につれて単調に減少する。なお、図5(B)
には先行車からの反射波と上記クラッタとが重畳された
場合の、上記ビート信号の周波数分布が示されている。
【0011】このように該反射波がクラッタによる場合
には、先行車との間の空間に分布する各雨滴又は雪から
の反射波が重畳されるため、該ビート信号の周波数分布
が連続的に広がるものであり、かつ該反射波が距離の遠
い雨滴からの反射波であるほど(すなわちそのビート信
号の周波数が増大するほど)、受信される反射波のレベ
ルは低下するので、上述したようにそのビート信号のレ
ベルは、その周波数が高くなるにつれて単調に減少する
ことになる。したがって上記周波数解析を行うことによ
って上記雨滴や雪からの反射信号(クラッタ)を、上記
先行車からの反射信号から容易に分離識別することがで
きる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の1実施例としての警報距離制
御装置の回路構成を示すもので、上述したようにしてFM
−CWレーダのミキサ15からとり出されたビート信号は増
巾器16を介してECU 側にとり込まれ、A/D変換器22に
よりデジタル値に変換され、次いで専用のプロセッサと
してのDSP (デジタル信号処理プロセッサ)23におい
て、例えばFFT 処理(高速フーリエ変換処理)等による
周波数解析がなされ、更にバス24、マイクロコンピュー
タ25を介して、該周波数解析をもとにして先行車との距
離を求めるとともに、降雨又は降雪の有無および該降雨
又は降雪の量を判定し、それらの判定結果にもとづいて
警報距離などが制御される。
【0013】図2は上記図1の装置の動作手順をフロー
チャートで例示するもので、ステップ1で上記ビート信
号波形をA/D変換してそのレベルの読込みを行ない、
ステップ2で上記FFT 処理等による周波数解析がなさ
れ、それによって図4(A)に示されるようなスペクト
ラム(先行車および雨滴又は雪からの反射波のスペクト
ラムを含む)がえられたとする。次いでステップ3で該
図4(A)のスペクトラムにおけるピークレベルに対応
するピーク周波数f0を求める。また目標信号(先行車
からの反射信号)のスペクトラムの広がり(すなわち図
4(A)における(f0 +Δf)−(f0 −Δf)=2
Δf)は、車の反射特性、アンテナビーム幅(送信波が
アンテナから放射されるときの角度範囲)、および発振
器の特性などにより実験的に求められる。
【0014】次にステップ4で該図4(A)におけるP
(f0)(ピーク周波数f0 に対応するピークレベル値)
とP(f0 −Δf)(周波数(f0 −Δf)に対応する
レベル値)との差が所定値εより大であるか否かが判断
され、イエスであれば目標物(すなわち先行車)ありと
してステップ5に進み、上記求められたピーク周波数f
0 にもとづいて目標までの距離(すなわち先行車までの
車間距離)Lを求める。ここで該周波数f0 と該距離L
とは一定の比例関係にあることは上述したとおりであ
り、該f0 にもとづいて該Lを求めることができる。次
にステップ6において、該図4(A)における上記P
(f0 −Δf)とP(f0 +Δf)(周波数(f0 +Δ
f)に対応するレベル値)との間を直線近似して、次の
ステップ7における天候、雨量等の演算サブルーチンの
実行にそなえる。なお上記ステップ4でノウの場合に
は、目標物(すなわち先行車)なしとして該ステップ7
に進む。
【0015】次にステップ7において上記天候、雨量等
の演算サブルーチンが実行される。その際には図4
(B)に示されるような雨滴又は雪からの反射波のスペ
クトラムが用いられる。なおこのスペクトラムは、降雨
又は降雪時に先行車がいない(例えば前方60m以内にい
ない)場合に、上記周波数解析によってえられるもので
あるが、上述したように先行車が存在することによって
図4(A)に示されるようなスペクトラムがえられた場
合には、上述したようにP(f0 −Δf)とP(f 0
Δf)との間を直線近似することによって、上記図4
(B)に対応するスペクトラムをうる。なお該図4
(B)に示されるスペクトラムは、所定の上限周波数f
min 以上の領域および下限周波数fmin 以下の領域をフ
ィルタでカットすることによりえられる。
【0016】図3は該天候、雨量等の演算サブルーチン
の動作手順をフローチャートで例示するもので、ステッ
プ71で該図4(B)のスぺクトラム成分の平均値Pを、
該ステップ71に示される式(すなわち周波数fi に対応
するレベル値P(fi )をi=1からNまでN個加算
し、その加算値をNで割る)で求める。次いでステップ
72で図4(B)のスペクトラムの広がりΔFを、(f
max −fmin )として求める。同様にステップ73で該f
min およびfmax にそれぞれ対応するレベル値の差ΔL
を、(Lmax −Lmin ) として求める。それによりステ
ップ74で該図4(B)のスペクトラムの傾きαをΔL/
ΔFとして求める。
【0017】次いでステップ75で該スペクトラムの傾き
αが所定値αTHより大であるか否か、またステップ76で
該スペクトラムの広がりΔFが所定値ΔFTHより大であ
るか否かが判断され、ともにイエスであれば、該スペク
トラムが雨滴又は雪からの反射波(クラッタ)にもとづ
くものであると判定され、例えばガードレールなど他の
反射物からの反射波にもとづくものと区別する。そして
上述したようにして該スペクトラムが上記クラッタにも
とづくものであると判定された場合には、次にステップ
77で該スペクトラム成分の平均値Pが所定値PTH以上で
あるか否かが判断され、これにより降雨(又は降雪)量
が予測される。
【0018】そしてステップ77でイエスとなった場合
(すなわち降雨(又は降雪)量が所定値より大と判定さ
れた場合)にはステップ78で視界不良と判定され、一方
ステップ75、又は76でノウとなった場合(降雨又は降雪
時のクラッタにもとづくものでないと判定された場合)
およびステップ77でノウとなった場合(降雨又は降雪量
が所定値以下と判定された場合)にはステップ79で視界
良と判定される。
【0019】次いで上記図2のステップ8に戻り、上記
サブルーチンにおける視界良、および視界不良の判定に
応じて車の安全距離を適宜切換え補正する。そしてステ
ップ9において上記ステップ5で求められた先行車まで
の車間距離が、該補正された安全距離より大であるか否
かが判断され、ノウであればステップ10で警報が出力さ
れる。なおこのような場合には該警報出力のみでなく、
該車間距離が該安全距離となるようにその距離を制御す
ることもできる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、先行車からの反射波と
雨滴又は雪からの反射波とを容易に分離区別することが
でき、これにより降雨、降雪の有無およびその量を判定
することができ、したがってその判定結果に応じて警報
距離を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例としての警報距離制御装置の
回路構成を示す図である。
【図2】図1の装置の動作手順をフローチャートで例示
する図である。
【図3】図2における天候、雨量等の演算サブルーチン
の動作手順をフローチャートで例示する図である。
【図4】周波数解析によってえられる先行車および雨滴
からの反射波のスペクトラムを例示する図である。
【図5】先行車および雨滴からの反射波のスペクトラム
の特長を示す図である。
【図6】FM−CWレーダからの送信波および反射波の時間
的関係およびそれらのビート信号波形を示す図である。
【符号の説明】
11…FM−CWレーダの発振器 12…FM−CWレーダの送信アンテナ 13…FM−CWレーダの受信アンテナ 14…FM−CWレーダの方向性結合器 15…FM−CWレーダのミキサ 23…DSP(デジタル信号処理プロセッサ) 25…マイクロコンピュータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G01S 15/93 G01S 17/88 G08G 1/00 - 9/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車の走行中にFM−CWレーダから前方に送
    信される送信波とその反射波とをミキシングしてえられ
    るビート信号を周波数解析して、先行車との距離、降雨
    又は降雪の有無および該降雨又は降雪の量を判定する手
    段をそなえ、該判定結果にもとづいて警報距離を制御す
    ることを特徴とする警報距離制御装置。
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