JP2930756B2

JP2930756B2 - 自動車用衝突予防レーダ装置

Info

Publication number: JP2930756B2
Application number: JP3051130A
Authority: JP
Inventors: 兆五関根
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH04286981A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の走行方向に存
在する障害物を電波の反射を利用して検出する自動車用
衝突予防レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用衝突予防レーダ装置は、レーダ
技術を利用して自動車の走行に係る安全性を向上させ、
自動車社会の要請に応えるための装置である。より具体
的には、走行中の自動車から電波を走行方向に送信し、
前方に存在する障害物（他車等）に関する情報（距離、
相対速度等）を反射波を利用して獲得し、この情報に基
づいて警報音等を発して、自動車の乗員の注意を喚起し
安全走行を確保するものである。

【０００３】この種の装置がレーダ技術の適用であると
ころから、障害物に係る情報を獲得する原理としても、
既存の各種レーダに対応したものが知られている。すな
わち、パルスレーダやＦＭ−ＣＷレーダ等による自動車
用衝突予防レーダ装置が知られている。従って、どの種
のレーダを採用するかにより、性能等の面で一長一短が
生じうる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

（１）従来の問題点従来の自動車用衝突予防レーダ装置における問題点とし
ては、例えば次のようなものがあげられる。

【０００５】ａ）まずパルスレーダによる装置では、送
信パルスの尖頭電力が大きくなり、大型化、高価格化が
生じる。これは、十分遠距離の障害物を検出しようとす
る場合に検出能力を高めるため大尖頭電力のパルスが必
要とされることによる。従って、パルスレーダによる装
置は一般の車両に適するものではないとされる。

【０００６】また、ＦＭ−ＣＷレーダによる装置では、
パルスレーダによる装置のような問題点は生じない。し
かし、簡易な構成で精度の良いＦＭ変調を行うのが困難
であり、検出精度向上に支障があった。さらに、並行し
て走行している他車等が同種の装置を搭載していると、
この装置との干渉を引き起こすことがある。

【０００７】従って、従来から、大電力での送信を行う
ことなく、良好な検出精度を得ることができ、かつ同種
の装置との干渉を引き起こすことがない装置が待望され
ていた。

【０００８】ｂ）さらに、ＦＭ−ＣＷレーダによる装置
では、距離と相対速度を同時計測できないという問題点
がある。また、パルスレーダ、ＦＭ−ＣＷレーダのいず
れにおいても、距離と相対速度を計測しようとする場
合、ある一定期間障害物との距離を観測し、その結果か
ら障害物との相対速度を求めるという手法を用いうる
が、その際、衝突予防の目的からすると、比較的長時間
の観測が必要になるという問題点がある。

【０００９】距離と相対速度の計測は、乗員に対して警
報を行い衝突回避操車の必要を示す上で、非常に有意な
ものである。すなわち、乗員には、障害物までどの程度
の距離があるか、現在の速度下では衝突の危険があるか
どうかが有効に判断され、警報が提供される。従って、
距離と相対速度の計測はこの種の装置として重要な機能
である。

【００１０】また、距離変化の観測により相対速度を求
める際に、長時間が必要であると、これにより警報の遅
れが生じ乗員による操車の遅れが生じる可能性がある。
従来から、このような危険が生じないよう種々の工夫が
検討され施されていたが、安全性確保の趣旨からは、さ
らなる早期同時検出が可能であれば好ましい。

【００１１】（２）発明の目的本発明は、これらの問題点を解決することを課題として
なされたものである。すなわち、本発明の目的は、ａ）スペクトラム拡散（spread spectrum ）方式の応用
により、大電力での送信を行うことなく、良好な検出精
度を得ることができ、かつ同種の装置との干渉を引き起
こすことがない装置を提供すること、ｂ）距離と相対速度の同時計測を高速で行い迅速な警報
を可能にすること、ｃ）さらに安価かつ高信頼性の装置を実現すること、にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、送信すべき疑似雑音（ＰＮ：pseudo noi
se）符号列を発生させるＰＮ符号発生部を含む。このＰ
Ｎ符号発生部は、所定長のエポックを有する第１のＰＮ
符号列を発生させ、第１のＰＮ符号列のエポックをチッ
プとし電波の反射・往復に要する時間より充分長いエポ
ックを有する第２のＰＮ符号列を発生させ、第１のＰＮ
符号列と第２のＰＮ符号列の乗算により送信すべきＰＮ
符号列を発生させる。さらに、本発明は、搭載に係る自
動車の走行方向に対して電波を変調し反射波を受信する
空中線と、送信すべきＰＮ符号列により所定周波数の信
号を増幅し送信すべき信号として空中線に供給する送信
部と、空中線により受信される信号を増幅して出力する
受信部と、受信部から出力される信号に含まれる第１の
ＰＮ符号列と、送信に係る第１のＰＮ符号列と一致した
構成を有する符号列と、の相関を求めることにより、当
該信号から第２のＰＮ符号列に係る変調成分を含む信号
を抽出し出力する第１の相関出力手段と、第１の相関出
力手段の出力に含まれる第２のＰＮ符号列と、送信に係
る第２のＰＮ符号列と、の相関を求めることにより、受
信に係る信号における第１のＰＮ符号列のエポック到来
タイミングを求める第２の相関出力手段と、第２の相関
出力手段によって求められる第１のＰＮ符号列のエポッ
ク到来タイミングと、送信に係る第１のＰＮ符号列のエ
ポック発生タイミングと、に基づき、電波の反射・往復
による遅延時間を演算し、反射に係る障害物との距離を
求める演算手段と、を備え、電波の反射に係る障害物と
の距離を表す遅延時間を、符号列の相関演算によって求
め検出することを特徴とする。

【００１３】さらに、請求項２は、受信部から出力され
る信号からドップラ成分を抽出し障害物に対する相対速
度を表す信号を演算手段に出力するドップラ計測部を備
え、演算手段が、ドップラ計測部から出力される信号に
基づき障害物に対する相対速度を求める手段を備え、障
害物との距離及び相対速度を同時計測することを特徴と
する。

【００１４】加えて、請求項３は、第１の相関出力手段
が、第１のＰＮ符号列のエポックを補捉して第１のＰＮ
符号列に係る変調成分を含まず第２のＰＮ符号列に係る
変調成分を含むパルス信号を出力するよう、第１のＰＮ
符号列に応じた電極構造を有する表面弾性波デバイスで
あるマッチドフィルタを含み、第２の相関出力手段の出
力が、第１のＰＮ符号列のエポック到来タイミングにお
いて発生するパルス信号であることを特徴とする。

【００１５】そして、請求項４は、第２の相関出力手段
が、送信に係る第１のＰＮ符号列のエポック発生タイミ
ングを基準として、求めた相関の出力タイミングを指令
に応じ順次遅延させる手段を有し、演算手段が、第２の
相関出力手段に対して遅延量を逐次指令する手段を有
し、第２の相関出力手段からの出力がパルス信号である
場合に第１のＰＮ符号列のエポック到来タイミングとみ
なして距離演算を実行することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明においては、ＰＮ符号発生部により所定
の構成を有するＰＮ符号列が送信部に供給され、このＰ
Ｎ符号列によって変調された信号が空中線から走行方向
に送信される。走行方向に障害物が存在する場合、反射
に係る電波が空中線により受信され、受信部により増幅
される。増幅の結果得られる信号は、送信に係る信号に
対し、障害物との間を電波が往復するために必要な時間
だけ遅延している。また、障害物に対する相対速度に応
じた量のドップラ成分が含まれている。

【００１７】請求項１においては、受信に係る信号にお
ける遅延時間に着目し、ＰＮ符号列の相関を求めること
により、反射に係る障害物との距離が求められる。

【００１８】まず、受信部により増幅された結果得られ
る信号には、ＰＮ符号列に係る変調成分が含まれてい
る。請求項１においては、このＰＮ符号列について、第
１の相関出力手段及び第２の相関出力手段により送信に
係るＰＮ符号列との相関が求められる。

【００１９】より具体的には、まず、第１の相関出力手
段により受信に係るＰＮ符号列と送信に係る第１のＰＮ
符号列との相関が求められる。ここで、第１のＰＮ符号
列とは、送信に係るＰＮ符号列を構成する符号列であ
る。すなわち、ＰＮ符号発生部においては、第１のＰＮ
符号列と第２のＰＮ符号列との積として送信に係るＰＮ
符号列が求められる。第２のＰＮ符号列は、第１のＰＮ
符号列のエポックをチップとし電波の反射・往復に要す
る時間より充分長いエポックを有するよう、生成される
ものである。第１の相関出力手段においては、ＰＮ符号
列を構成する符号列のうち短いエポックを有する第１の
ＰＮ符号列に一致する構成の符号列と、受信に係るＰＮ
符号列と、の相関が求められる。

【００２０】この様にして求められた相関は、第１の相
関出力手段から第２のＰＮ符号列に係る変調成分を含む
信号として出力され、第２の相関出力手段に供給され
る。第２の相関出力手段においては、この第２のＰＮ符
号列と、送信に係る第２のＰＮ符号列と、の相関が求め
られる。すると、相関として、受信に係る信号における
第１のＰＮ符号列のエポック到来タイミングを表す結果
が得られる。このタイミングは、演算手段により送信に
係る第１のＰＮ符号列のエポック発生タイミングと比較
され、電波の反射・往復による遅延時間が求められる。
この遅延時間は、障害物との距離を表すものであり、こ
れにより障害物との距離を検出することが可能になる。

【００２１】従って、請求項１においては、第２のＰＮ
符号列のエポックの設定により、他の車に搭載された同
種装置からの干渉が排除される。また、送信にあたって
パルスレーダのように大電力が必要とされることはな
く、迅速に精度良い距離検出が行われる。

【００２２】また、請求項２においては、受信に係る信
号におけるドップラ成分に着目し、距離と併せ、相対速
度が求められる。すなわち、ドップラ計測部により、受
信部から出力される信号からドップラ成分が抽出され
る。さらに、演算手段により、ドップラ計測部から出力
される信号に基づき、障害物に対する相対速度が求めら
れる。この結果、請求項１の装置に加え、相対速度の同
時計測が行われることになる。

【００２３】請求項３においては、第１の相関出力手段
がマッチドフィルタを含む構成として実現される。すな
わち、マッチドフィルタは、その電極構造に適合するエ
ポックの符号列を補捉して、パルス信号を出力する相関
器の一種である。請求項３においては、このマッチドフ
ィルタの電極構造が第１のＰＮ符号列に応じて設定され
ており、その出力は、第２のＰＮ符号列に係る変調成分
のみを含むパルス信号となる。従って、請求項３におい
ては、信頼性が高いマッチドフィルタの利用により、安
価な構成の装置が実現される。

【００２４】そして、請求項４においては、第２の相関
出力手段からの相関出力が掃引的に遅延される。すなわ
ち、送信に係る第１のＰＮ符号列のエポック発生タイミ
ングを基準として、相関の出力タイミングが順次遅延さ
れる。また、この遅延は、演算手段からの指令に応じて
行われる。この様な動作の結果、相関の出力タイミング
がパルス信号のタイミングと一致すると、当該パルス信
号が演算手段に供給されることになる。パルス信号の発
生タイミングは、第１の相関出力手段からのパルス信号
の出力タイミングにより規定されているため、演算手段
は、これを第１のＰＮ符号列のエポック到来タイミング
とみなして距離演算を実行する。従って、請求項４にお
いては、遅延時間の検出が簡易かつ正確に実現される。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。

【００２６】（１）全体構成図１には、本発明の一実施例に係る自動車用衝突予防レ
ーダ装置の構成が示されている。この図に示されるよう
に、本実施例は、送受信空中線１０、送信部２０、ＰＮ
符号発生部３０、受信部５０、ドップラ計測部６０、演
算制御器７０、マッチドフィルタ８０、包絡線検波部９
０、相関演算部１００及びサンプルパルス発生器１１０
から構成されている。

【００２７】送受信空中線１０は、本実施例装置を搭載
する車両の例えば前部に搭載され、送信部２０から供給
される送信信号を走行方向に送信し、前車等の障害物か
らの反射波を受信して受信部５０に受信信号として供給
する。また、ＰＮ符号発生部３０は、送信すべきＰＮ符
号列を発生させ送信部２０に供給し、かつ、遅延処理が
施された第２ＰＮ符号列を相関演算部１００に、第１Ｐ
Ｎ符号列のエポックのタイミングをサンプルパルスの発
生基準としてサンプルパルス発生部１１０に、第２ＰＮ
符号列のエポックの長さを積分期間として相関演算部１
００に、それぞれ供給する。

【００２８】受信部５０は、受信信号を増幅してＰＮ符
号列に係る変調成分及びドップラ成分を含む信号を出力
する。これら増幅された信号は、受信部５０においてマ
ッチドフィルタ８０の駆動に適した周波数に変換され、
表面弾性波（ＳＡＷ）素子により構成された相関器の一
種であるマッチドフィルタ８０及びドップラ計測部６０
に供給される。また、受信部５０における周波数変換に
係る発振器出力も、ドップラ計測部６０に供給される。

【００２９】また、マッチドフィルタ８０からは、第１
ＰＮ符号列のエポック毎にパルスが出力され、包絡線検
波部９０においてドップラ計測部６０からの信号による
位相検波等が実行される。包絡線検波部９０の出力は、
相関演算部１００における第２ＰＮ符号列との相関演算
に供され、サンプルパルス発生部１１０から演算制御器
７０によるタイミング制御の下に出力されるサンプルパ
ルスによってサンプリングされ、第２ＰＮ符号列のエポ
ックの期間で積分されて、演算制御器７０に供給され
る。

【００３０】演算制御器７０は、ドップラ計測部６０か
らのドップラ偏移量、及び相関演算部１００の出力に基
づき、それぞれ相対速度及び距離を演算する。演算の結
果得られた情報は、いわゆる衝突情報として衝突の危険
性の判断に使用され、車両の乗員又は制御装置に供給さ
れる。

【００３１】以下、本実施例の動作について、各部の構
成を参照しながら説明する。

【００３２】（２）送信本実施例における送信動作は、ＰＮ符号発生部３０、送
信部２０及び送受信空中線１０によって行われる。図２
にはＰＮ符号発生部３０の構成が、図３には送信部２０
の構成が、それぞれ示されている。

【００３３】図２に示されるように、ＰＮ符号発生部３
０は第１ＰＮ発生器３２及び第２ＰＮ発生器３４を備え
ている。第１ＰＮ発生器３２は、基準発振器３６から所
定周波数の信号を取り込み、これに基づき第１ＰＮ符号
列を発生させる。

【００３４】第１ＰＮ符号列は、チップがＣＨ１、エポ
ックがＥＰ１の大きさの符号列であり、例えば最長符号
系列（通常Ｎ系列という）の符号列である。第１ＰＮ発
生器３２において発生した第１ＰＮ符号列は、第１積演
算器３８に供給される。

【００３５】また、第２ＰＮ発生器３４は、第１ＰＮ発
生器３２からエポックＥＰ１に係る情報を取り込み、チ
ップがＣＨ２、エポックがＥＰ２の大きさの第２ＰＮ符
号列を発生させる。第２ＰＮ発生器３４において発生し
た第２ＰＮ符号列は、第１ＰＮ符号列と同様第１積演算
器３８に入力される。第１積演算器３８は、第１ＰＮ符
号列と第２ＰＮ符号列について例えばＥＸＯＲの演算を
行い、その結果、すなわち積に係るＰＮ符号列を送信部
２０に出力する。

【００３６】ここで、第１ＰＮ符号列と第２ＰＮ符号列
の関係は、図８（１）に示されるような関係である。す
なわち、第１ＰＮ符号列のエポックＥＰ１は比較的短い
時間に設定されており、このＥＰ１は第２ＰＮ符号列の
チップＣＨ２に等しく設定されている。すなわち、ＣＨ
１のチップがＮ個集合して第１ＰＮ符号列のエポックＥ
Ｐ１を形成する一方で、大きさがＥＰ１に等しいチップ
ＣＨ２をＭ個集合させて第２ＰＮ符号列が形成される。
第２のＰＮ符号列エポックＥＰ２は、電波の反射・往復
に要する最大の時間（最大測定可能距離に対応する）よ
りも十分に長くなるよう設定されているものとする。

【００３７】第１積演算器３８により求められたＰＮ符
号列は、従って、図８（１）に示されるような二重の構
造を有するものとなる。このようにして得られたＰＮ符
号列は、図３に示される構成を有する送信部２０に供給
される。

【００３８】送信部２０においては、ＰＮ符号列が変調
器２４に取り込まれる。変調器２４は、送信用発振器２
２から出力される信号をＰＮ符号列によって位相変調
し、サーキュレータ２６を介して送受信空中線１０に供
給する。送受信空中線１０は、車両の走行方向にこれを
電波として送信する。

【００３９】（３）受信送受信空中線１０によって相互方向に送信された電波
は、当該方向に存在する障害物（他の車等）により反射
され、再び送受信空中線１０により受信される。受信さ
れた電波は、送信部２０のサーキュレータ２６を介して
受信部５０に取り込まれる。

【００４０】図４には、受信部５０の構成が示されてい
る。この図に示されるように、受信部５０は、第１ミク
サ５２、増幅器５４、第２ミクサ５６及び発振器５８を
備えている。受信に係る信号は、第１ミクサ５２に取り
込まれ、この第１ミクサ５２において変調成分とドップ
ラ偏移に係る成分のみが取り出される。第１ミクサ５２
には、送信部２０に含まれる送信用発振器２２から信号
が取り込まれており、受信に係る信号と発振器２２に係
る信号とが混合されることにより変調成分とドップラ偏
移に係る成分のみが取り出されることになる。この変調
成分とドップラ偏移に係る成分は、増幅器５４において
必要なレベルまで増幅された上で第２ミクサ５６に供給
される。

【００４１】ここで、第２ミクサ５６に取り込まれる信
号には、ＰＮ符号列に係る変調成分とドップラ偏移に係
る成分とが共に含まれている。ＰＮ符号列に係る変調成
分は、例えば図８（２）に示されるように、送信に係る
ＰＮ符号列からある時間ｔ_dだけ遅延した符号列となっ
ている。この時間ｔ_dは、送受信空中線１０と障害物と
の間を電波が往復するのに要する時間である。また、ド
ップラ成分は、本実施例装置の搭載に係る自動車と障害
物との相対速度により生じた成分であり、当該相対速度
を表している。

【００４２】第２ミクサ５６においては、このＰＮ符号
列に係る成分及びトップラ成分を含む信号が、発振器５
８の出力と混合され、後段のドップラ計測部６０及びマ
ッチドフィルタ８０に出力される。なお、発振器５８を
設ける理由については後に説明する。

【００４３】（４）相対速度計測図５には、受信部５０の第２ミクサ５６からＰＮ符号列
に係る成分及びドプラ成分を有する信号を取り込み、ド
プラ成分を抽出するドプラ計測部６０の構成が示されて
いる。

【００４４】ドップラ計測部６０は、２逓倍器６２、Ｐ
ＬＬ６４、１／２ディバイダ６６及びカウンタ６８を備
えている。ここで、送信に係る信号が送信部２０の変調
器２４において０度１８０度の二相位相変調されている
ものとすれば、これを２逓倍器６２において２逓倍する
ことによりＰＮ符号列に係る成分が消滅することにな
る。すなわち、ドップラ成分のみが残る。取り出された
ドップラ成分は、狭帯域フィルタであるＰＬＬ６４を介
して１／２ディバイダ６６に与えられ、ここで再度元の
周波数に戻される。すなわち、周波数が２逓倍器６２出
力の半分の周波数とされる。１／２ディバイダ６６の出
力は、後述する位相検波器に供給される一方でカウンタ
６８に供給され、このカウンタ６８において発振器５８
の出力に係る信号との周波数差をカウントすることによ
り、ドップラ成分を表すデータが得られることになる。
このデータは、カウンタ６８から演算制御器７０に与え
られ、演算制御器７０はこのデータを基に相対速度に係
る情報の出力等を実行する。

【００４５】（５）距離計測本実施例の特徴とするところは、このような相対速度の
計測のみならず同時に距離の計測をも実行することであ
る。この距離計測は、図８（１）に示される二重構造の
ＰＮ符号列を利用してマッチドフィルタ８０乃至相関演
算器１１０において実行される。

【００４６】（５．１）マッチドフィルタ図８（３）には、図８（２）に示される信号を取り込ん
だ場合のマッチドフィルタの出力が示されている。

【００４７】マッチドフィルタ８０は、先に述べたよう
に、ＳＡＷ素子によって構成された一種の相関器であ
り、その送受信電極構造が第１ＰＮ符号列に対応した構
造となっている。従って、第２ミクサ５６からの出力が
マッチドフィルタ８０内を伝搬すると、第１ＰＮ符号列
に係るエポックの到来タイミングにおいて図８（３）に
示されるような鋭いパルス状波形出力が得られる。言換
えれば、マッチドフィルタ８０により、受信に係るＰＮ
符号列と第１ＰＮ符号列との相関が求められ、その結果
として、図８（３）に示されるような出力が得られるこ
とになる。

【００４８】なお、前述の発振器５８は信号の周波数を
マッチドフィルタ８０の駆動に適した周波数に変換する
ためのものである。従って、図８（３）に示されるマッ
チドフィルタ８０の出力は、第２ＰＮ符号列に係る変調
成分とドップラ成分とを含んでいる。これらのうちドッ
プラ成分を除去するために、マッチドフィルタ８０の後
段において包絡線検波が実行される。図６には、この包
絡線検波に係る包絡線検波部９０の構成が示されてい
る。

【００４９】この図に示されるように、包絡線検波部９
０は、マッチドフィルタ８０の出力をドップラ計測部６
０の１／２ディバイダ６６の出力により検波する位相検
波器９２を備えている。マッチドフィルタ８０の出力が
位相検波器９２により検波されると、その包絡線が検出
されることになる。位相検波器９２の後段には、順次に
微分器９４及び整形器９６が接続されている。微分器９
４は、位相検波器９２の出力を微分して包絡線の立上り
から中心までの前半を抽出し、これによりマッチドフィ
ルタ８０の出力のパルス幅を狭める。その出力は、整形
器９６により整形され、ディジタル回路で取扱い易い形
に整えられる。整形器９６の出力は、相関演算部１００
に出力される。

【００５０】（５．２）相関演算部図７には、相関演算部１００の構成が示されている。こ
の図に示されるように、相関演算部１００は第２積演算
器１０２、サンプル器１０４及び積分器１０６を有して
いる。

【００５１】第２積演算器１０２は、包絡線検波部９０
の整形器９６から第１ＰＮ符号列の到来タイミングを表
すパルス信号を取り込み、ＰＮ符号発生部３０の遅延回
路４０の出力と乗算する。すなわち、ＥＸＯＲ等の演算
を行う。

【００５２】ここに、ＰＮ符号発生部３０の遅延回路４
０は、第２ＰＮ発生器３４から出力される第２ＰＮ符号
列を所定時間だけ遅延させる機能を有している。この遅
延回路４０において遅延させる時間は、例えばマッチド
フィルタ８０における遅延時間に相当する。遅延回路４
０は、このような遅延を施した第２ＰＮ符号列を第２積
演算器１０２に与え、積演算により、送信に係る第２Ｐ
Ｎ符号列と受信に係るパルス信号との相関を演算させ
る。

【００５３】第２積演算器１０２の出力は、後段のサン
プル器１０４に与えられる。サンプル器１０４の出力タ
イミングを決定するサンプルパルス発生部１１０は、演
算制御器７０からの制御に基づきサンプルパルスを発生
させる。このサンプルパルス発生器１１０には、第１Ｐ
Ｎ発生器３２におけるエポックＥＰ１に係る情報が取り
込まれており、サンプルパルス発生器１１０は、エポッ
クＥＰ１の開始タイミングを基準として、演算制御器７
０からの指令に応じて遅延させつつ、逐次サンプルパル
スを発生させる。

【００５４】図９には、このサンプルパルス発生に係る
演算制御器７０の動作が示されている。

【００５５】演算制御器７０は、まず、動作開始直後に
Ｐを１に設定する（２００）。このＰは、続くステップ
２０２においてサンプルパルス発生器１１０に設定され
る。これに応じ、サンプルパルス発生器１１０は、ＥＰ
１の発生タイミングからＰだけ遅延したタイミングでサ
ンプルパルスを発生させ、サンプル器１０４に供給す
る。

【００５６】すなわち、Ｐは、サンプルパルス発生器１
１０におけるサンプルパルス発生の遅れ時間に相当す
る。この遅れ時間は、ＥＰ１の発生タイミングを基準と
しており、従って、最大測定可能距離に対応する時間よ
り小さくなければならない。従って、続くステップ２０
４においては遅れ時間Ｐが最大測定距離に対応する遅れ
時間Ｋと比較され、前者が後者より小である場合にのみ
次のステップ２０６に移る。この条件が満たされない場
合、障害物が存在しないものとみなしてステップ２００
に戻る。

【００５７】ステップ２０６は、相関演算部１００にお
いて積分器１０６が実行するステップである。すなわ
ち、積分器１０６は、サンプル器１０４の出力を積分す
る。積分期間は、第１ＰＮ符号列のエポックの個数で言
えばＭ個、すなわち第２ＰＮ符号列のエポックの大きさ
ＥＰ２に対応する。そのため、積分器１０６は、第２Ｐ
Ｎ発生器３４からＥＰ２に係る情報を取り込み、これに
基づき積分動作を実行する。

【００５８】積分器１０６の出力は、送れ時間Ｐがある
時間に設定された場合にのみ、閾値ＴＨ以上の値とな
る。例えば、図８（４）に示されるように、Ｐがｔ₁に
設定されている場合には、第２積演算器１０２の出力に
パルスが発生していないため、この時点においてサンプ
ルパルスを発生させサンプリングを行ったとしても、サ
ンプル器１０４からは出力が得られない。従って、これ
を積分しても閾値ＴＨ以上の出力は得られない。

【００５９】しかし、遅れ時間Ｐが電波の反射・往復に
係る遅延時間ｔ_dとほぼ一致する時間であれば、サンプ
リングにより図８（４）のパルスが捕えられ、積分器１
０６の出力がある一定レベル以上となる。従って、積分
器１０６の出力を閾値判定することによって、現在設定
している遅れ時間Ｐが遅延時間ｔ_dと一致しているか否
かを知ることができる。このような動作を行なうべく、
演算制御器７０は、ステップ２０６の後にステップ２０
８を実行する。ステップ２０８は、積分器１０６の出力
が閾値ＴＨ以上であるか否かの判定、すなわち遅れ時間
Ｐが遅延時間ｔ_dと一致しているか否かの判定であり、
一致していると判定された場合にはステップ２１０にお
いて距離演算が、これ以外の場合にはステップ２１２に
おいて遅れ時間Ｐのインクリメントが、それぞれ実行さ
れ、前者の場合にはステップ２００に、後者の場合には
ステップ２０２に、それぞれ移行する。なお、積分器１
０６の積分期間はＥＰ２の整数倍であればよい。

【００６０】ここに、ステップ２１０における距離演算
は、遅れ時間Ｐ（遅延時間ｔ_dに一致する）に電波の速
度を乗じ、更に往復を考慮して２で除じた値として求め
られる。

【００６１】従って、この実施例に係るマッチドフィル
タ８０及び相関演算部１００においてそれぞれ相関を求
めることにより、距離計測がドップラ計測部６０におけ
る速度計測とほぼ同時に実行されることになる。

【００６２】（６）効果このように、本実施例においては、第１ＰＮ符号列及び
第２ＰＮ符号列の積に係るＰＮ符号列で変調された信号
により距離計測を実行するようにしているため、他車に
搭載されている同種装置からの干渉を抑え、妨害を低減
することができる。例えば、図１０に示されるよう
に、自車Ａの前方に他車Ｂが走行しているときに、自車
Ａと平行して走行している他車Ｃによる電波が他車Ｂに
より反射して自車Ａに搭載される装置に受信された場合
や、反対車線を走行中の他車Ｄから発せられた電波が自
車Ａに搭載する装置に受信された場合であっても、この
干渉を最小限に抑えることができる。

【００６３】これは、第２ＰＮ符号列のエポックＥＰ２
を電波の伝搬時間より十分に大きくすることにより得ら
れるものである。例えば、計測可能な最大距離を１５０
ｍとした場合、この距離を電波が往復するのに要する時
間は１μｓｅｃとなる。エポックＥＰ２を例えば１ｍｓ
ｅｃに設定すれば、他車から受ける妨害の確率を１／１
０００に抑圧することができる。この確率は、実質的に
他車からの妨害を排除したことに相当する確率である。
従って、本実施例においては、他車に搭載された同種装
置からの干渉を防止して正確な距離測定を行うことがで
きる。

【００６４】さらに、本実施例においては、相関演算に
より求められる距離に加え、ドップラ成分の抽出により
相対速度をも同時に計測することが可能である。従っ
て、例えば距離及び相対速度をいわゆる衝突情報として
用い、車両の乗員に必要な警報を行うことができ、乗員
はこれに応じて衝突回避を図ることができる。すなわ
ち、十分衝突の回避を図れる程度の短い時間内に精度良
く警報を発することができる。従って、衝突予防用レー
ダ装置としての安全性、信頼性を高めることが可能とな
る。

【００６５】また、ＰＮ符号列の長さを十分長くとるこ
とが可能であるため、信号処理利得を高く設定すること
ができる。この結果、送信に係る電波の電力を小さくし
ても、当該信号処理利得によって合計の利得を確保する
ことができる。この結果、例えば従来大きな尖頭電力の
送信によって得られていた障害物検出能力と同等の検出
能力を小電力でも得ることができ、送信の尖頭電力を著
しく低下させることと感度の向上を同時に実現できる。
また、このために必要な構成は低価格でかつ信頼性の高
いものである。

【００６６】さらに、この実施例においては、マッチド
フィルタ８０を用いて装置を簡易に実現することができ
る。マッチドフィルタは、信頼性が高い部品として知ら
れており、従って、信頼性の向上及び装置価格の低下に
寄与している。さらには、遅延時間ｔ_dの検出をディジ
タル処理のみにて行うことができるため、安価かつ簡易
に装置を構成可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
符号列の相関を求めエポックのタイミングにより遅延時
間を求めるようにしたため、エポックの長さの設定によ
り、他の車に搭載された同種装置の影響を排除して、迅
速、小電力、かつ正確に障害物との距離を測定できる。

【００６８】また、請求項２によれば、ドップラ偏移に
よる相対速度測定を同時に行うようにしたため、距離と
相対速度を同時にかつ迅速に測定でき、乗員に対しより
有効な情報を供給できる。

【００６９】さらに、請求項３によれば、マッチドフィ
ルタの利用により、安価かつ高信頼性の装置を実現でき
る。

【００７０】そして、請求項４によれば、ディジタル演
算に好適な形態で、遅延時間に係る情報が得られ、安価
かつ簡易に装置を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動車用衝突予防レー
ダ装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】この実施例におけるＰＮ符号発生部の構成を示
すブロック図である。

【図３】この実施例における送信部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】この実施例における受信部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】この実施例におけるドップラ計測部の構成を示
すブロック図である。

【図６】この実施例における包絡線検波部の構成を示す
ブロック図である。

【図７】この実施例における相関演算部の構成を示すブ
ロック図である。

【図８】この実施例における距離測定原理を示す図であ
り、図８（１）はＰＮ符号列の構成を、図８（２）は受
信信号の内容を、図８（３）はマッチドフィルタの出力
を、図８（４）は第２積演算器の出力を、それぞれ示す
図である。

【図９】この実施例におけるサンプリング及び遅延時間
検出の動作を示すフローチャート図である。

【図１０】この実施例における他車干渉排除の状況を説
明する図である。

【符号の説明】

１０送受信空中線２０送信部３０ＰＮ（疑似雑音）符号発生部３２第１ＰＮ発生器３４第２ＰＮ発生器３８第１積演算器５０受信部６０ドップラ計測部７０演算制御器８０マッチドフィルタ９０包絡線検波部１００相関演算部１０２第２積演算器１０４サンプル器１０６積分器１１０サンプルパルス発生器ＥＰ１第１ＰＮ符号列のエポックＥＰ２第２ＰＮ符号列のエポックＣＨ１第１ＰＮ符号列のチップＣＨ２第２ＰＮ符号列のチップＰサンプルパルスの遅れ時間

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】搭載に係る自動車の走行方向に対して電波
を送信し反射波を受信する空中線と、所定長のエポック
を有する第１の疑似雑音符号列を発生させる手段、第１
の疑似雑音符号列のエポックをチップとし電波の反射・
往復に要する時間より充分長いエポックを有する第２の
疑似雑音符号列を発生させる手段、及び第１の疑似雑音
符号列と第２の疑似雑音符号列の乗算により送信すべき
疑似雑音符号列を発生させる手段を含む疑似雑音符号発
生部と、前記送信すべき疑似雑音符号列により所定周波
数の信号を変調し送信すべき信号として空中線に供給す
る送信部と、空中線により受信される信号を復調して出
力する受信部と、受信部から出力される信号に含まれ疑
似雑音符号列を構成する第１の疑似雑音符号列と、送信
に係る第１の疑似雑音符号列と一致した構成を有する符
号列との相関を求めることにより、当該信号から第２の
疑似雑音符号列に係る変調成分を含む信号を抽出し出力
する第１の相関出力手段と、第１の相関出力手段の出力
に変調成分として含まれる第２の疑似雑音符号列と、送
信に係る第２の疑似雑音符号列との相関を求めることに
より、受信に係る信号における第１の疑似雑音符号列の
エポック到来タイミングを求める第２の相関出力手段
と、第２の相関出力手段によって求められる第１の疑似
雑音符号列のエポック到来タイミングと、送信に係る第
１の疑似雑音符号列のエポック発生タイミングと、に基
づき、電波の反射・往復による遅延時間を演算し、反射
に係る障害物との距離を求める演算手段と、を備え、電
波の反射に係る障害物との距離を表す遅延時間を、符号
列の相関演算によって求め検出することを特徴とする自
動車用衝突予防レーダ装置。
【請求項２】請求項１記載の自動車用衝突予防レーダ装
置において、受信部から出力される信号からドップラ成
分を抽出し障害物に対する相対速度を表す信号を演算手
段に出力するドップラ計測部を備え、演算手段が、ドッ
プラ計測部から出力される信号に基づき障害物に対する
相対速度を求める手段を備え、障害物との距離及び相対
速度を同時計測することを特徴とする自動車用衝突予防
レーダ装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の自動車用衝突予防レ
ーダ装置において、第１の相関出力手段が、第１の疑似
雑音符号列のエポックを補捉して第１の疑似雑音符号列
に係る変調成分を含まず第２の疑似雑音符号列に係る変
調成分を含むパルス信号を出力するよう、第１の疑似雑
音符号列の構成に応じた電極構造を有する表面弾性波デ
バイスであるマッチドフィルタを含み、第２の相関出力
手段の出力が、第１の疑似雑音符号列のエポック到来タ
イミングにおいて発生するパルス信号であることを特徴
とする自動車用衝突予防レーダ装置。
【請求項４】請求項３記載の自動車用衝突予防レーダ装
置において、第２の相関出力手段が、送信に係る第１の
疑似雑音符号列のエポック発生タイミングを基準とし
て、求めた相関の出力タイミングを指令に応じ順次遅延
させる手段を有し、演算手段が、第２の相関出力手段に
対して遅延量を逐次指令する手段を有し、第２の相関出
力手段からの出力がパルス信号である場合に第１の疑似
雑音符号列のエポック到来タイミングとみなして距離演
算を実行することを特徴とする自動車用衝突予防レーダ
装置。