JP2955789B2 - 自動車用衝突予防レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の走行方向に存
在する障害物を電波を用いて検出し、自動車の乗員に警
報を発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】自動車の走行方向に障害物が存在する場
合、自動車の乗員はこれを回避し安全な走行を図る。従
って、自動車の安全走行のためには、障害物の検出を自
動的に行い乗員に警報する装置があれば好ましい。この
ような用途に用いられる装置としては、例えば電波によ
り障害物を検出する装置や超音波により障害物を検出す
る装置があるが、より遠距離の障害物を検出するために
は前者、すなわち電波を用いた自動車用衝突予防レーダ
装置が用いられる。

【０００３】この装置はレーダ技術の応用であり、パル
スレーダ、ＦＭ−ＣＷレーダ等の各種方式に基づく構成
が従来から検討されてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、パルスレー
ダ，ＦＭ−ＣＷレーダ等の方式による装置では、例えば
送信パルスの尖頭電力が大となること、他車に搭載され
た同種装置との干渉が生じること等の問題点がある。本
願出願人は、このような問題点を解決すべく、先にスペ
クトラム拡散（ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を応
用した装置を出願している（特願平３−５２８９３
号）。この先出願では、最大計測距離を電波が往復する
のに要する最大伝搬時間より十分短いチップ長及び十分
長いエポック長を有する構造の疑似雑音（ｐｅｓｅｕｄ
ｏ ｎｏｉｓｅ；ＰＮ）をもって、他車に搭載された同
種装置との干渉防止等を図っている。

【０００５】このように、パルスレーダ、ＦＭ−ＣＷレ
ーダ等における問題点を解決する手段はすでに提案され
ているが、一方で、他車に搭載された同種装置との干渉
を十分除去するためにはＰＮの長さを十分長く取る必要
があり障害物を検出するまでに必要な時間，すなわち検
出速度に一定の限界がある。先出願に係る装置もパルス
レーダ、ＦＭ−ＣＷレーダ等に比べ、他車に搭載された
同種装置からの干渉を軽減しかつ安価に実現しうる装置
ではあるが、これをさらに障害物検出速度の早い装置と
することができれば好ましいのはいうまでもない。

【０００６】本発明は、先出願において得られる干渉排
除をより安価にかつＩＣ化可能なようにする等の利点を
確保しつつ、装置をより高速に障害物検出を行い、乗員
により迅速に警報可能な装置を実現することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、車両の走行方向に電波を送受信す
る空中線と、最大計測距離を電波が往復するのに要する
最大伝搬時間より十分短いチップ長及び少なくとも最大
伝搬より長くかつできるだけ短いエポック長を有する送
信用ＰＮ信号を発生させる複数種の符号が設定可能な送
信用ＰＮ発生器と、送信用ＰＮ信号により変調した送信
信号を空中線に供給する送信部と、空中線により受信さ
れた反射波に係る信号を所定の周波数に変換し出力する
受信部と、送信用ＰＮ信号と同一構造を有する受信用Ｐ
Ｎ信号を発生させる符号が設定可能な受信用ＰＮ発生器
と、この受信用ＰＮ発生器と送信用ＰＮ発生器に共通に
前記複数種の符号を本願装置毎に順次設定する符号設定
器と、受信部の出力と受信用ＰＮ信号の振幅成分を積分
して出力する信号検出部と、受信用ＰＮ信号を単一又は
複数のエポック毎に所定位相Δｔずつ遅延させる移相制
御器と、移相制御器による受信用ＰＮ信号の総遅延量Ｍ
Δｔを演算記憶する遅延量演算器と、信号検出部の出力
Σ１が所定値ＴＨ１以上となったときに受信部の出力に
含まれる送信用ＰＮ信号のエポックと受信用ＰＮ信号の
エポックが一致したと見なして遅延量演算器の記憶値Ｍ
を取り込み、この記憶値Ｍに基づき電波の反射に係る障
害物との距離を求め警報器に供給する演算制御器と、を
備え、受信部出力に含まれる送信用ＰＮ信号のエポック
と受信用ＰＮ信号のエポックが一致した時点における受
信用ＰＮ信号の総遅延量ＭΔｔに基づき距離計測を行う
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２は、信号検出部が、求めた積から
送信用疑似雑音信号成分を除去する手段を含み送信用疑
似雑音信号成分が除去された信号のドップラ周波数を計
数するドップラカウンタを備え、演算制御器が、計数に
より得られるドップラ周波数に基づき障害物との相対速
度を求め、警報器に対して所定の規則に従い信号を供給
することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、送信用ＰＮ信号で二相変調
した信号が空中線から車両の走行方向に電波として送信
され、当該方向に障害物が存在した場合には反射波が空
中線に受信される。

【００１０】ここで、送信用ＰＮ信号は送信用ＰＮ発生
器により生成される。送信用ＰＮ信号は最大伝搬時間
（最大測定可能距離に対応する）より十分短い長さのチ
ップから構成され、複数のチップの集合であるエポック
が少なくとも最大伝搬時間より長いが極力短く設定され
ている。

【００１１】また送信用ＰＮ信号はそのＰＮ符号が符号
設定器により設定可能なようになされており、例えば、
１０種類の異なった符号が本願装置の製造番号の最小桁
に対応して順次設定されるようになされている。二相変
調等の送信に係る処理は、送信部により実行される。

【００１２】受信された反射波に係る信号は受信部に取
り込まれる。受信部においては当該信号が所定の周波数
に変換される。この変換後の信号は、障害物との間を電
波が往復伝搬する時間に相当する遅延時間ｔｄだけ遅延
した信号であり、かつ障害物との相対速度に対応したド
ップラ成分が含まれている。受信部の出力は、信号検出
部に取り込まれる。

【００１３】一方、信号検出部には受信用ＰＮ信号も取
り込まれる。この受信用ＰＮ信号は受信用ＰＮ発生器に
おいて生成されるものであり、送信用ＰＮ信号と同一構
造を有している。この受信用ＰＮ信号は送信用ＰＮ信号
が符号設定器により複数個の種類の中から１種が選択さ
れて設定されたときに同時に設定される。しかし、その
位相は、移相制御器によって送信用ＰＮ信号とは異なる
位相となされている。すなわち、本発明においては、信
号検出部に供給される受信用ＰＮ信号がリセット時を基
準として単一又は複数のエポック毎に所定位相Δｔずつ
逐次遅延される。

【００１４】この遅延が複数回（Ｍ回）繰り返される
と、遅延量Δｔの累計値ＭΔｔは、いずれかの時点で受
信部の出力の遅延時間ｔｄに一致する。従って、信号検
出部において、受信部の出力と受信用ＰＮ信号の積を求
め、その振幅成分を積分してやれば、ある時点で積分値
Σ１が増大する。この時点こそ、遅延量の累計値ＭΣΔ
ｔが遅延時間ｔｄに一致した時点である。

【００１５】一方で、本発明においては遅延量演算器が
設けられており、この遅延量演算器により移相量（遅延
量）に係る計数が実行される。これにより、リセット時
から積分値の増大までに遅延量Δｔが何回到来したかを
知ることができる。従って、遅延回数Ｍに基づき遅延時
間ｔ，すなわち障害物との距離を求めることができ、演
算制御器によりこの演算が行われる。なお、演算制御器
はこれに応じて遅延量演算器をリセットし、次回以後の
演算に備える。

【００１６】このように、本発明においては、遅延量Δ
ｔの累計により距離が計測される。本願装置においては
前記先出願の装置同様にＰＮ信号を用いるためスペクト
ラム拡散により他車搭載の同種装置との干渉排除等の作
用も確保され、スペクトル再合成により受信利得が確保
され小電力化送信等が可能となるが、先出願に比べてＰ
Ｎ信号の長さが短いので距離計測に要する時間が短縮さ
れる。しかしＰＮ信号の長さを短くした分だけ同種の装
置を搭載した他車からの干渉を受け易くなる欠点が生ず
るので、ＰＮ信号に複数個の異なった種類のものを用い
装置毎に順次異なったものを設定することによりこの欠
点を解消した。本願発明の干渉除去効果は、ＰＮ信号の
長さが異なった種類の数の倍数だけ長いＰＮ信号を用い
た場合と等価となる。

【００１７】請求項２においては、ドップラカウンタに
よりドップラ周波数が計数される。この計数は、信号検
出部において求められた積及び受信部の基本周波数出力
に基づき行われる。前者としては、信号検出部において
送信用ＰＮ信号の成分が除去されたものを用いればよ
く、後者は、例えば、受信部に含まれる発振器の出力を
取り込めばよい。このようにして得られたドップラ周波
数は警報器における警報信号発生に係るパラメタの１つ
として用いられる。例えば、警報器は、ドップラ周波数
に対応する相対速度が大きい場合、警報を発すべき距離
をより大きく設定する。このようにすると、より実際条
件に適合した好適な警報を発生させられる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。

【００１９】（１）実施例の全体構成 図１には、本発明の一実施例に係る自動車用衝突予防レ
ーダ装置の全体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、空中線１０、送信部２０及び受信
部３０を備えている。

【００２０】空中線１０は、車両の所定位置、例えば前
部に配置されている。空中線１０は、送信部２０から供
給される信号を車両前方に送信する空中線であり、所定
の指向性を有している。送信部２０は、送信すべき信号
を空中線１０に供給するが、その信号は後述するような
構造を有する疑似雑音信号により二相変調を受けた信号
である。なお、以下の説明においてこの疑似雑音信号を
送信用ＰＮ信号と呼ぶ。また、送信用ＰＮ信号は、基準
発振器１００の出力を使用して例えばシフトレジスタ等
から構成される送信用ＰＮ発生器２００により、例えば
最長符号列（Ｎ系列ともいう）として生成される。

【００２１】また、空中線１０は、送信部２０内部のサ
ーキュレータを介して信号を受信部３０に供給する。こ
の信号は、前方に存在する障害物、例えば同一車線を走
行中の他の車両から反射された電波に係る信号である。
従って、電波が障害物まで往復するのに要する時間ｔｄ
だけ送信に係る信号から遅延しており、さらに、障害物
との速度差（相対速度）に起因するドップラ偏移を受け
ている。また、送信部２０の動作により、送信用ＰＮ信
号に係る変調成分を含んでいる。

【００２２】受信部３０には、局部信号発生部４０が付
設されている。局部信号発生部４０は、受信部３０に、
所定周波数の信号を供給し、受信部３０は、この信号に
基づき空中線１０の出力に係る信号を異なる周波数に変
換する。

【００２３】受信部３０の後段には、信号検出部５０及
び距離精密検出部６０が設けられている。これらの回路
５０及び６０は、受信部３０の出力を取り込み、本実施
例における距離及び相対速度検出の条件判断の基礎とな
る積分値を出力する。また、これらの回路５０及び６０
は、積分値演算の前提として、受信用ＰＮ信号に係る疑
似雑音信号を取り込み受信部３０の出力について所定の
処理を実行する。この疑似雑音信号は、送信部２０に供
給される送信用ＰＮ信号と同一構造を有しているが、移
相制御を受け遅延している点で異なる。以下の説明にお
いては、信号検出部５０及び距離精密検出部６０に供給
される疑似雑音信号を受信用ＰＮ信号と呼ぶ。また、こ
の移相制御及び距離検出に関しては、後に詳細に説明す
る。

【００２４】受信用ＰＮ信号は、送信用ＰＮ発生器２０
０と同様に基準発振器１００の出力を利用して受信用Ｐ
Ｎ発生器３００により生成される。ただし、受信用ＰＮ
発生器３００において生成された受信用ＰＮ信号がその
まま信号検出部５０等に供給されるのではなく、遅延回
路７０により所定の遅延を受けた受信用ＰＮ信号が供給
される。すなわち、信号検出部５０には受信用ＰＮ発生
器３００の出力について１／２チップ遅延が施された受
信用ＰＮ信号が、距離精密検出部６０には信号検出部５
０に供給される受信用ＰＮ信号に対して±１／２チップ
前及び後の２種類の信号（すなわち受信用ＰＮ発生器３
００の出力及びこれについて１チップ遅延された信号）
が、それぞれ供給される。なお、この図では基準発振器
１００が１個であるが、これは送受信別に２個設けても
よい。

【００２５】送信用ＰＮ発生器２００及び受信用ＰＮ発
生器３００には符号設定器８００が接続されており、送
信用ＰＮ信号及び受信用ＰＮ信号が同一符号となるよう
に送信用ＰＮ発生器２００及び受信用ＰＮ発生器３００
の状態を設定する。符号設定器８００は、例えば、１０
種類の設置ができるようになされており本願装置の製造
番号順に順次繰り返して符号設定するように製造段階で
固定する。

【００２６】受信用ＰＮ発生器３００には、移相制御器
４００が付設されている。この移相制御器４００は、受
信用ＰＮ発生器３００からエポックの発生タイミングを
取り込み、単一又はエポック発生毎に受信用ＰＮ信号を
所定時間Δｔずつ遅延させる。また、移相制御器４００
による受信用ＰＮ信号の遅延に対応して総遅延量を演算
する遅延量演算器５００が設けられている。この遅延量
演算器５００の演算値は、信号検出部５０及び距離精密
検出部６０の出力が所定の条件を満たした時点におい
て、遅延時間ｔｄ、従って障害物との距離を表してい
る。

【００２７】さらに、遅延量演算器５００の出力に応じ
て受信部３０における増幅利得を制御する利得制御器８
０が設けられている。また、局部信号発生部４０におい
て局部発振器が発生する周波数を用いて信号検出部５０
において生成される信号の周波数（中間周波数とドップ
ラ偏移分の和）からドップラ偏移分のみを求めるドップ
ラカウンタ９０が設けられている。前者は、一般に距離
の４乗に反比例する受信電力の減衰をカバーし、更に空
中線１０の指向性による受信電力の変動をカバーするも
のであり、後者は、相対速度演算及びその結果による警
報条件の適正化（速度に対応した警報距離の設定）に利
用される構成である。

【００２８】そして、本実施例においては演算制御器６
００が設けられている。この演算制御器６００は信号検
出部５０及び距離精密検出部６０から積分値を取り込
み、この積分値について判定を実行し、判定の結果に応
じて遅延量演算器５００の演算内容及びドップラカウン
タ９０の計数内容を取り込む。演算制御器６００は、取
り込んだ内容に応じて障害物との距離及び相対速度を求
め、警報器７００に与える。警報器７００は、所定の警
報条件に従って警報判定を行い、音、光等の形態で、乗
員に障害物の存在を知らせ、あるいは必要な操車を報知
する。演算制御器６００は、このような動作の開始に当
たって送信用ＰＮ発生器２００、受信用ＰＮ発生器３０
０、遅延量演算器５００にリセットパルスを供給し、受
信用ＰＮ発生器３００からエポック発生タイミングを演
算制御開始信号として取り込む。

【００２９】（２）実施例の距離測定原理 次に、この実施例の詳細な構成及び動作を説明する前
に、距離測定原理に関して実施例に即し説明する。

【００３０】図２には、この実施例において送信される
信号の構成が示されている。まず、送信部２０から空中
線１０に供給され空中線１０から車両前方に送信される
信号は、図２（１）に示されるような構成の送信用ＰＮ
信号により変調されている。一般に、スペクトラム拡散
において用いられる疑似雑音信号は、チップを単位とし
て構成されチップの集合であるエポックが繰り返す構成
を有している。この実施例における送信用ＰＮ信号は、
チップ長ＣＨ，エポック長ＥＰ，１エポック内のチップ
数Ｎの疑似雑音信号である。

【００３１】また、本実施例においては、チップ長ＣＨ
が最大計測距離（障害物を検出しうる最大距離）より十
分短く、エポック長ＥＰが少なくとも最大計測距離より
長く設定されている。例えば、送信電力、使用周波数等
に応じて定まる最大計測距離が１５０ｍある場合、この
距離を電波が往復するのに要する時間（最大伝搬時間）
は１μｓｅｃである。これに対応し、例えばチップ長Ｃ
Ｈは０．２μｓｅｃ、エポック長ＥＰは１００μｓｅｃ
に設定される。なお、後述するように、他車装置との干
渉確率は最大伝搬時間／エポック長ＥＰ×符号の種類の
数で定まり、チップ長ＣＨ及び必要な距離分解能により
基準発振器１００の出力に対応する分周比ｐが定まる。

【００３２】このような送信用ＰＮ信号により変調され
た信号が空中線１０から送信されると、空中線１０には
障害物からの反射波として図２（２）に示されるような
構成の信号が得られる。すなわち、障害物との間を電波
が伝搬するのに要する時間ｔｄだけ遅延した信号が得ら
れる。信号検出部５０及び距離精密検出部６０には、こ
のような信号が供給される。

【００３３】一方で、受信用ＰＮ信号は、送信用ＰＮ信
号と同一の構成を有しているが、あらかじめ設計段階で
設定した単一又は複数のエポック毎にΔｔずつ遅延され
ている。しかし、これ以後は、説明を簡単にするため
に、単一のエポック毎にΔｔｄずつ遅延する場合につい
てのみ説明する。すなわち、演算制御器６００によるリ
セットパルス供給タイミングを基準として、図２（３）
に示されるように、Δｔずつ遅延される。信号検出部５
０においては、図２（２）に示される信号と図２（３）
に示される信号との積が求められ位相検波される。位相
検波の結果得られる直流信号は、両信号の位相が一致し
た時点で最大レベルとなる。本実施例においては、この
一致時点を位相検波結果の積分により信号検出部５０か
ら演算制御器６００に供給される出力の大きさにより演
算制御器６００が検出している。

【００３４】この積分値をΣ１で表すこととすると、図
３（４）に示されるように、両信号の位相が一致した時
点で最大の値Ｎとなり、その前後の１チップ分だけ離れ
たところでは０となる。従って、積分値Σ１についてし
きい値判定を行えば、両信号の位相の一致を判定でき
る。この判定は演算制御器６００において行われる。

【００３５】判定の結果、しきい値以上となったとされ
た場合には、演算制御器６００により遅延量演算器５０
０の演算値が取り込まれる。遅延量演算器５００は、リ
セット時点を基準として移相制御に対応した総遅延量の
演算を実行しており、その演算値は現時点までの遅延量
の累積値ＭΔｔに対応している。ただし、Ｍはその時点
までに発生した移相制御の回数である。両信号の位相が
一致しているということは、取りも直さず、遅延時間ｔ
ｄが遅延量の累計値ＭΔｔとほぼ一致していることを表
している。従って、遅延量演算器５００の演算値の取り
込みにより、遅延時間ｔｄが検出され、演算制御器６０
０はこれに基づき障害物との距離を演算する。

【００３６】このようにして、本実施例では距離計測が
実行されるが、その精度を向上させるためさらに距離精
密検出部６０が用いられる。距離精密検出部６０におい
ては、距離検出部５０に供給される受信用ＰＮ信号に対
して１／２チップ前後の位相を有する受信用ＰＮ信号
と、受信部３０の出力と、の積が求められ、位相検波さ
れる。従って、位相検波の結果得られる２種類の直流信
号は、距離検出部５０に供給される受信用ＰＮ信号に対
し１／２チップ進んだ信号に係る信号と、１／２チップ
遅れた信号に係る信号と、の２種類である。これらをそ
れぞれ積分した場合、図３（５）において破線で示され
るごとく図３（４）の図形を前後に１／２チップずつ移
動させた値となる。本実施例においては、位相検波の結
果得られる２種類の直流信号の差が求められ、その後に
積分される。その結果図３（５）において実線で示され
るような積分値Σ２が得られる。

【００３７】この積分値Σ２は、従って、距離検出部５
０に供給される受信用ＰＮ信号と受信部３０の出力に含
まれる送信用ＰＮ信号による変調成分との位相が一致し
た時点で絶対値最小＝０となる。これを利用すれば、遅
延量演算器５００から演算制御器６００への演算値の取
り込みタイミングをより正確に定めることができる。例
えば、信号検出部５０の出力についての判定に加え、距
離精密検出部６０の出力が所定のしきい値以下となった
か否かの判定を行えばよい。

【００３８】このように、本実施例においては、距離の
精密検出が行われる。なお、以上の説明では遅延回路７
０における１／２チップ遅延分が無視されているが、チ
ップ長ＣＨは既知であるので、演算制御器６００におけ
る演算で補えばよい。

【００３９】（３）実施例の部分構成−送受信 図４には、本実施例の構成のうち特に送受信に係る構成
が示されている。

【００４０】この図に示されるように、送信用ＰＮ発生
器２００は、分周器２０１及び第１ＰＮ発生器２０２を
備えている。

【００４１】分周器２０１は、基準発振器１００から基
準周波数の信号を取り込み所定の分周比ｐで分周する。
この分周比ｐは、必要な距離分解能に応じて定められる
ものである。例えば、距離分解能１．５ｍまで計測した
い場合、チップ長ＣＨが前述のように０．２μｓｅｃで
あるとすれば、分周比ｐを０．２μｓｅｃ／０．０１μ
ｓｅｃ＝２０とすれば良い。ただし、０．０１μｓｅｃ
は１．５ｍを電波が往復するのに要する時間である。第
１ＰＮ発生器２０２は、例えばシフトレジスタを含む構
成であり、分周器２０１から出力される信号に基づき送
信用ＰＮ信号を発生させる。

【００４２】送信部２０は、送信用発振器２１、位相変
調器２２及びサーキュレータ２３を有している。送信用
発振器２１の所定周波数の出力は位相変調器２２に供給
され、送信用ＰＮ信号により位相変調される。変調され
た信号は、サーキュレータ２３を介して空中線１０に供
給される。

【００４３】受信部３０は、空中線１０の受信出力をサ
ーキュレータ２３を介して取り組む第１ミクサ３１を有
している。第１ミクサ３１は、局部信号発生部４０から
の信号を当該受信出力と混合し、得られる信号を増幅器
３２に出力する。増幅器３２は、利得制御器８０による
利得制御を受けつつ、信号を増幅して信号検出部５０等
に出力する。

【００４４】局部信号発生部４０は、局部発振器４１及
び第２ミクサ４２を含む構成である。局部発振器４１
は、所定の中間周波数で発振し、発振出力を第２ミクサ
４２に与える。第２ミクサ４２は、送信部２０の送信用
発振器２１の出力を取り込み、局部発振器４１の出力と
混合する。従って、第２ミクサ４２から出力される信号
の周波数は、送信周波数＋中間周波数となる。このよう
な周波数の信号が第１ミクサ３１に供給されると、第１
ミクサ３１から出力される信号の周波数は中間周波数と
なる。ただし、障害物との相対速度に起因するドップラ
偏移分を含み、送信用ＰＮ信号による変調成分を含むこ
とはいうまでもない。

【００４５】（４）実施例の部分構成−距離及び相対速
度検出 図５には、本実施例の部分構成、特に本発明の特徴に係
る距離検出等を行う構成が示されている。

【００４６】この図に示されるように、信号検出部５０
は、第３ミクサ５１、ＰＬＬ５２、第１位相検波器５３
及び第１積分器５４から構成されている。第３ミクサ５
１は、受信部３０からの出力と遅延回路７０からの出力
とを混合し、ＰＬＬ５２を介して、及び直接に、第１位
相検波器５３に供給する。遅延回路７０は、第１の１／
２チップ遅延器７１及び第２の１／２チップ遅延器７２
を縦続接続した構成である。遅延回路７０から第３ミク
サ５１に供給されるのは第１の１／２チップ遅延器７１
より１／２チップ遅延された受信用ＰＮ信号であり、受
信用ＰＮ信号は、受信部３０からの出力に含まれる送信
用ＰＮ信号と同一の構成を有しかつ位相の異なる信号で
ある。従って、第３ミクサ５１の出力は、受信部３０か
らの出力と遅延回路７０からの出力の位相が一致した時
点で、ＰＮ信号による変調成分が除去された信号とな
る。ＰＬＬ５２は中間周波数を通過帯域に含む狭帯域フ
ィルタとして動作するものであり、これを通過すること
により妨害波や受信波の強度変動などの不要成分が除去
される。

【００４７】第１位相検波器５３は、第３ミクサ５１の
出力をＰＬＬ５２の出力により位相検波し、受信部３０
からの出力と遅延回路７０からの出力が位相差が零の時
点で最大の直流成分を出力する。この出力は第１積分器
５４に供給され、これにより図３（４）に示されるよう
な積分値Σ１が得られ、演算制御器６００に供給され
る。この積分値Σ１は、演算制御器６００における判定
の基礎とされる。なお、第３ミクサ５１の出力はドップ
ラ成分を含んでいるため、この信号の周波数を計測すれ
ば、ドップラ周波数を求めることができる。このためド
ップラカウンタ９０が設けられており、ドップラカウン
タ９０による計数の基準となる周波数の信号としては、
局部発振器４１の出力が用いられる。

【００４８】また、距離精密検出部６０は、第４ミクサ
６１、第５ミクサ６２、第２位相検波器６３、第３位相
検波器６４、減算器６５及び第２積分器６６から構成さ
れている。第４ミクサ６１及び第５ミクサ６２は、共に
受信部３０の出力を取り込む一方で受信用ＰＮ信号を取
り込み、両者の積を出力する。第４ミクサ６１によって
取り込まれる受信用ＰＮ信号は、第２の１／２チップ遅
延器７２の出力であり、第３ミクサ５１に取り込まれる
受信用ＰＮ信号に比べ１／２チップ遅延している。

【００４９】逆に、第５ミクサ６２によって取り込まれ
る受信用ＰＮ信号は受信用ＰＮ発生器３００の出力、す
なわち第１の１／２チップ遅延器７１による遅延前の信
号である。従って、第４ミクサ６１及び第５ミクサ６２
の出力は、第３ミクサ５１の出力に比べそれぞれ１／２
チップ前後の位相を有する受信用ＰＮ信号に係る出力で
ある。これらをＰＬＬ５２の出力により第２位相検波器
６３及び第３位相検波器６４においてそれぞれ位相検波
し、その差について積分すれば、図３（５）に示される
ような積分値Σ２を得ることができる。差は減算器６５
により、積分値Σ２は第２積分器６６により、それぞれ
求められる。積分値Σ２は、演算制御器６００における
判定の基礎とされる。

【００５０】ところで、受信用ＰＮ信号は受信用ＰＮ発
生器３００により生成される。受信用ＰＮ発生器３００
は、送信用ＰＮ発生器２００と同様の構成を有してい
る。すなわち、基準発振器１００からの出力を取り込む
分周比ｐの分周器３０１、及び分周器３０１の出力に基
づき符号設定器８００により指定された１０種類の受信
用ＰＮ信号を発生させるようシフトレジスタ等によって
構成される第２ＰＮ発生器３０２を含んでいる。

【００５１】受信用ＰＮ発生器３００が送信用ＰＮ発生
器２００と異なる点は、移相制御器４００による移相制
御を受ける点である。この制御のため、分周器３０１に
移相量Δｔを与える移相制御器４００が用いられ、移相
制御器４００には第２ＰＮ発生器３０２からエポックが
供給される。すなわち、第２ＰＮ発生器３０２の出力で
ある受信用ＰＮ信号のエポックに至った時点で、移相制
御器４００は移相量Δｔを分周器３０１に与え、受信用
ＰＮ信号を逐次遅延させる。なお、受信用ＰＮ信号の初
期のタイミングは演算制御器６００からのリセットパル
スにより行われる。これにより、図２（３）に示される
ような受信用ＰＮ信号が生成されることになる。

【００５２】移相制御器４００には、遅延量演算器５０
０が接続されており、遅延量演算器５００は移相制御器
４００からの移相量Δｔ出力に応じて演算を行う。例え
ば、移相器４００の動作回数を計数する。このような演
算をリセット時を基準として行うことにより、遅延量演
算器５００は、受信部３０の出力に含まれる送信用ＰＮ
信号と第３ミクサ５１に供給される受信用ＰＮ信号の位
相一致タイミングＭを求める。このＭと移相量Δｔとの
積は遅延時間ｔｄを表しており、障害物との距離に対応
している。

【００５３】本実施例では、さらに、受信部３０の出力
レベルを障害物までの距離や空中線１０の指向性による
受信信号の変動があったとしても所定の値に維持して好
適な信号検出等の動作を行うべく利得制御器８０を設
け、増幅器３２の増幅利得を遅延量演算器５００の演算
結果に応じ制御するようにしている。

【００５４】（５）距離及び相対速度検出の動作 図６には、本実施例における距離及び相対速度検出の動
作が演算制御器６００の制御フローチャートとして示さ
れている。

【００５５】まず、この実施例では、電源投入等により
動作が開始（Ｓ１）された直後に、演算制御器６００が
各部材をリセットする（Ｓ２）。すなわち、分周器２０
１及び３０１、ＰＮ発生器２０２及び３０２、移相制御
器４００並びに遅延量演算器５００にリセットパルスが
供給される。

【００５６】この後、積分値Σ１及びΣ２が信号検出部
５０及び距離精密検出部６０から演算制御器６００に取
り込まれる（Ｓ３）。演算制御器６００は、積分値Σ１
がしきい値ＴＨ１以上であるか否かを判定し（Ｓ４）、
しきい値ＴＨ１以上であると判定した場合には、さらに
積分値Σ２がしきい値ＴＨ２以下であるか否かを判定す
る（Ｓ５）。

【００５７】ここで、先に図３（４）に基づき説明した
ように、積分値Σ１が大きな値をとる場合というのは遅
延量演算器５００の計数値Ｍと移相量Δｔの積が遅延時
間ｔｄにほぼ等しい場合である。また、図３（５）に基
づき説明したように、積分値Σ２が小さな値をとる場合
というのも同様である。ただし、ここでは積分値Σ２の
絶対値を考えている。

【００５８】従って、ステップＳ４及びＳ５の条件のい
ずれかを満たしていない場合は、未だＭΔｔがｔｄに一
致していないと見なせるため、ステップＳ６及びＳ７の
実行後にステップＳ３へ戻る。ステップＳ６においては
移相制御器４００に対して受信用ＰＮ発生器３００出力
の移相が指示され、ステップＳ７においては、遅延量演
算器５００の演算内容がΔｔだけインクリメントされ
る。

【００５９】ステップＳ４及びＳ５の条件を共に満たし
た場合には、計数値Ｍと移相量Δｔの積が遅延時間ｔｄ
にほぼ等しい場合であるとみなせるため、演算制御器６
００は遅延量演算器５００の演算値及びドップラカウン
タ９０の計数値を取り込む（Ｓ８）。前者の演算値は、
前述の原理に基づき障害物との距離に対応するものであ
り、後者の計数値は、ドップラ周波数であり障害物との
相対速度に対応するものである。演算制御器６００は、
これらの情報を基礎として障害物との相対速度及び障害
物までの距離を算出し警報器７００に送出しステップ２
に戻る。警報器７００はこれらの情報に基づいて障害物
が警報距離（乗員に対して警報を発すべき距離）にある
か否かを判定し（Ｓ９）、ある場合には、警報を発生さ
せる。

【００６０】なお、以上の動作において、ステップＳ８
への移行条件をステップＳ４及びＳ５のＡＮＤ条件とし
ているが、これは、位相一致の検出精度を高水準とする
ためである。また、ステップＳ９における判定アルゴリ
ズムは、例えば相対速度が大の場合にはより大きな距離
で警報を発する旨のものとすればよい。

【００６１】（６）実施例の効果 このように、本実施例によれば、極力短いエポックのＰ
Ｎ信号により変調された電波をレーダ電波として用いる
ようにしたため、障害物の判定が短時間に行えるように
なったが、装置毎に順次異なる複数個のＰＮ信号を用い
るようにしたため、長いエポックのＰＮ信号を用いた場
合と同様に他車に搭載された同種装置からの干渉を排除
できる。

【００６２】例えば、図７に示されるように、本実施例
の装置を搭載する車両（自車）Ａの前方を他の車両（障
害物）Ｂが走行している状況で、自車Ａと平行して走行
している車両Ｃからの電波が障害物Ｂにより反射した場
合にも、この電波の受信による誤検出等を著しく抑制す
る。また、前方から走行してくる車両Ｄの電波が受信さ
れた場合も同様である。干渉確率でいえば、最大計測距
離１５０ｍ，エポック長０．１ｍｓｅｃ、ＰＮ信号の符
号の種類の数１０の設定では、１μｓｅｃ／０．１ｍｓ
ｅｃ×１０＝１／１０００となり、１０倍の長いエポッ
クを用いた場合と等しく、実際上、問題とならない程度
のものとなる。

【００６３】さらに、本実施例によれば、送信電力を大
きくする必要がない。これは、受信信号よりＰＮ変調成
分を除去して得られた連続信号を用いることによるから
である。従って、低電力で感度の高い装置となる。ま
た、受信部３０の出力レベルの距離に応じた調整を行う
ようしているため、距離に対応した反射レベル変動によ
る影響を排除できる。

【００６４】また、距離と相対速度の同時検出を行うこ
とができるため、より現実の必要に応じた条件で警報を
発生させることができる。なお、警報器７００に代え、
操舵・制動制御系に信号を供給するようにしても良い。

【００６５】そして、本実施例の装置は、ＳＡＷにより
構成したマッチドフィルタ等の特殊部品を用いずデジタ
ル処理を利用して低電力で駆動するため、精度が高いに
もかかわらず簡易な構成で実現できる。例えばＩＣ化に
より安価かつ小型に構成できる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば装置毎に異なる複数種類
のＰＮ信号を順次用いてＰＮ信号のエポックを極力短く
したので先提案に係る効果、例えば他車搭載の同種装置
との干渉排除、小電力化送信等を確保しつつ障害物の検
出速度をＰＮ信号の種類の数に反比例して短縮できる効
果を有する。

【００６７】請求項２によれば、ドップラカウンタによ
りドップラ周波数を計数するようにしたため、距離と相
対速度の同時計測を行うことができる。また、警報信号
発生条件に係るパラメタの１つとして用いることがで
き、より好適な警報が可能になる。

【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距離測定原理を示す図であ
り、図１（１）は送信波におけるＰＮ信号の構成を示す
図、図２（２）は図２（１）の送信波が伝搬により時間
ｔｄだけ遅延した受信波を示す図、図２（３）は受信用
ＰＮ信号及び距離カウンタの動作を示す図である。

【図３】この実施例における距離計測の基礎となる情報
を表す図であり、図３（４）は第１積分器の出力を、図
３（５）は第２積分器の出力を示す図である。

【図４】この実施例の部分構成、特に送受信に係る構成
を示すブロック図である。

【図５】この実施例の部分構成、特に距離及び相対速度
測定に係る構成を示すブロック図である。

【図６】この実施例における距離及び相対速度測定の動
作の流れを示すフローチャート図である。

【図７】この実施例における他車干渉排除の効果を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 空中線 ２０ 送信部 ３０ 受信部 ３２ 増幅器 ４０ 局部信号発生部 ４１ 局部発振器 ５０ 信号検出部 ５２ ＰＬＬ ５３ 第１位相検波器 ５４ 第１積分器 ６０ 距離精密検出部 ６３ 第２位相検波器 ６４ 第３位相検波器 ６５ 減算器 ６６ 第２積分器 ７０ 遅延回路 ７１ 第１の１／２チップ遅延器 ７２ 第２の１／２チップ遅延器 ８０ 利得制御器 ９０ ドップラカウンタ １００ 基準発振器 ２００ 送信用ＰＮ発生器 ２０２ 第１ＰＮ発生器 ３００ 受信用ＰＮ発生器 ３０２ 第２ＰＮ発生器 ４００ 移相制御器 ５００ 遅延量演算器 ６００ 演算制御器 ７００ 警報器 ８００ 符号設定器 ＥＰ エポック ＣＨ チップ ｔｄ 遅延時間 Δｔ 移相量 Ｍ エポック数 Σ１ 第１積分器の積分値 Σ２ 第２積分器の積分値 ＴＨ１ 信号検出部出力についてのしきい値 ＴＨ２ 距離精密検出部出力についてのしきい値

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行方向に電波を送受信する空中
   線と、 最大計測距離を電波が往復するのに要する最大伝搬時間
   より十分短いチップ長及び少なくとも前記最大伝搬時間
   より長くかつできるだけ短いエポック長を有する送信用
   疑似雑音信号を発生させる符号が設定可能な送信用疑似
   雑音発生器と、 送信用疑似雑音信号により変調した送信信号を空中線に
   供給する送信部と、 空中線により受信された反射波に係る信号を所定の周波
   数に変換し出力する受信部と、 送信用疑似雑音信号と同一構造を有する受信用疑似雑音
   信号を発生させる複数種の符号が設定可能な受信用疑似
   雑音発生器と、 この受信用疑似雑音発生器と前記送信用疑似雑音発生器
   に共通に前記複数種の符号を順次設定する符号設定器
   と、 受信部の出力と受信用疑似雑音信号の積の振幅成分を積
   分して出力する信号検出部と、 受信用疑似雑音信号を単一又は複数のエポック毎に所定
   位相ずつ遅延させる移相制御器と、 移相制御器による受信用疑似雑音信号の総遅延量を演算
   記憶する遅延量演算器と、 信号検出部の出力が所定値以上となったときに受信部の
   出力に含まれる送信用疑似雑音信号のエポックと受信用
   疑似雑音信号のエポックが一致したと見なして遅延量演
   算器の記憶値を取り込み、この記憶値に基づき電波の反
   射に係る障害物との距離を求め警報器に供給する演算制
   御器と、を備え、 受信部の出力に含まれる送信用疑似雑音信号のエポック
   と受信用疑似雑音信号のエポックが一致した時点におけ
   る受信用疑似雑音信号の遅延量に基づき距離計測を行う
   ことを特徴とする自動車用衝突予防レーダ装置。
2. 【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、信号検出部が、求めた積から送信用疑似
   雑音信号成分を除去する手段を含み、送信用疑似雑音信
   号成分が除去された信号のドップラ周波数を計数するド
   ップラカウンタを備え、 演算制御器が、計数により得られるドップラ周波数に基
   づき障害物との相対速度を求め、警報器に対して所定の
   規則に従い信号を供給することを特徴とする自動車用衝
   突予防レーダ装置。