JP3085158B2 - 周波数解析型レーダ装置 - Google Patents
周波数解析型レーダ装置Info
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- JP3085158B2 JP3085158B2 JP07242189A JP24218995A JP3085158B2 JP 3085158 B2 JP3085158 B2 JP 3085158B2 JP 07242189 A JP07242189 A JP 07242189A JP 24218995 A JP24218995 A JP 24218995A JP 3085158 B2 JP3085158 B2 JP 3085158B2
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- frequency
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数解析型レーダ
装置に関し、レーダ出力信号の周波数解析を行って目標
物体の相対距離、相対速度等の情報を得る車載用の周波
数解析型レーダ装置に関する。
装置に関し、レーダ出力信号の周波数解析を行って目標
物体の相対距離、相対速度等の情報を得る車載用の周波
数解析型レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、運転者の運転操作の低減や、
安全性向上を目的とした各種の装置が開発され車両に搭
載されており、このような装置の１つとして先行車や路
側物等の周囲物体までの相対距離や相対速度を検出する
レーダ装置がある。レーダ装置としては、ミリ波等の電
波を用いたもの、あるいはレーザ光を用いたものが提案
されている。
安全性向上を目的とした各種の装置が開発され車両に搭
載されており、このような装置の１つとして先行車や路
側物等の周囲物体までの相対距離や相対速度を検出する
レーダ装置がある。レーダ装置としては、ミリ波等の電
波を用いたもの、あるいはレーザ光を用いたものが提案
されている。
【０００３】例えば、特開平５−１０７３５１号公報に
は、レーダの出力信号を周波数解析してビート周波数を
求め、先行車との相対距離及び相対速度を得る周波数解
析型のレーダ装置において、車両前方に障害物が存在し
ないときの周波数解析結果から閾値を求め、閾値以下の
信号はバックグラウンドノイズとして除去することが記
載されている。
は、レーダの出力信号を周波数解析してビート周波数を
求め、先行車との相対距離及び相対速度を得る周波数解
析型のレーダ装置において、車両前方に障害物が存在し
ないときの周波数解析結果から閾値を求め、閾値以下の
信号はバックグラウンドノイズとして除去することが記
載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】車両走行中では車両前
方に障害物が存在しない状態が充分に継続することは頻
繁ではなく、閾値を適正に設定できる機会が少ない。こ
こで、閾値の適正な設定ができれば前方車両の検出がよ
り高精度になると考えられる。
方に障害物が存在しない状態が充分に継続することは頻
繁ではなく、閾値を適正に設定できる機会が少ない。こ
こで、閾値の適正な設定ができれば前方車両の検出がよ
り高精度になると考えられる。
【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
レーダビームの送受信方向を上空方向に向けることで障
害物が存在しない状態を高い頻度で作り出し、適正な閾
値設定を行う機会を増し、より精度よく目標物体検出を
行うことのできる周波数解析型レーダ装置を提供するこ
とを目的とする。
レーダビームの送受信方向を上空方向に向けることで障
害物が存在しない状態を高い頻度で作り出し、適正な閾
値設定を行う機会を増し、より精度よく目標物体検出を
行うことのできる周波数解析型レーダ装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、図１に示す如く、レーダセンサＭ１の出力信号の周
波数解析を解析手段Ｍ２で行い、その解析結果のパワー
スペクトラムの閾値以上の信号について信号処理手段Ｍ
３でレーダ信号処理を行う車載用の周波数解析型レーダ
装置において、レーダビームの送受信方向を上空方向に
操向させる操向手段Ｍ４と、上記上空方向に操向したと
きのレーダ出力信号の周波数解析結果のパワースプクト
ラムに基づいて上記閾値を設定する閾値設定手段Ｍ５と
を有する。
は、図１に示す如く、レーダセンサＭ１の出力信号の周
波数解析を解析手段Ｍ２で行い、その解析結果のパワー
スペクトラムの閾値以上の信号について信号処理手段Ｍ
３でレーダ信号処理を行う車載用の周波数解析型レーダ
装置において、レーダビームの送受信方向を上空方向に
操向させる操向手段Ｍ４と、上記上空方向に操向したと
きのレーダ出力信号の周波数解析結果のパワースプクト
ラムに基づいて上記閾値を設定する閾値設定手段Ｍ５と
を有する。
【０００７】このように、レーダビームの送受信方向を
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので誤りのない目標物体検出が可能となる。
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので誤りのない目標物体検出が可能となる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
周波数解析型レーダ装置において、自車の車速が充分に
低く、かつ前記パワースペクトラムの閾値以上の信号が
検出されないときに前記閾値設定手段の設定を許可する
設定許可手段を有する。低車速時にはレーダ出力信号の
変動が小さく、閾値以上の信号が検出されなければ障害
物が存在しないため、適正な値の閾値を設定することが
できる。
周波数解析型レーダ装置において、自車の車速が充分に
低く、かつ前記パワースペクトラムの閾値以上の信号が
検出されないときに前記閾値設定手段の設定を許可する
設定許可手段を有する。低車速時にはレーダ出力信号の
変動が小さく、閾値以上の信号が検出されなければ障害
物が存在しないため、適正な値の閾値を設定することが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２は本発明装置の一実施例のブ
ロック図を示す。同図中、１０はヨーレートセンサ、１
１は操舵角センサ、１２は車速センサである。ヨーレー
トセンサ１０はピエゾジャイロ等の角速度センサを用い
て車両のヨーレートを検出し、ヨーレート検出信号ωy
をレーダ用ＥＣＵ（電子制御装置）１５に供給する。操
舵角センサ１２は前輪の操舵角を検出し、操舵角検出信
号θH をレーダ用ＥＣＵ１５に供給する。また、車速セ
ンサ１２は車速Ｖに応じた周期の車速検出パルスをレー
ダ用ＥＣＵ１５に供給する。
ロック図を示す。同図中、１０はヨーレートセンサ、１
１は操舵角センサ、１２は車速センサである。ヨーレー
トセンサ１０はピエゾジャイロ等の角速度センサを用い
て車両のヨーレートを検出し、ヨーレート検出信号ωy
をレーダ用ＥＣＵ（電子制御装置）１５に供給する。操
舵角センサ１２は前輪の操舵角を検出し、操舵角検出信
号θH をレーダ用ＥＣＵ１５に供給する。また、車速セ
ンサ１２は車速Ｖに応じた周期の車速検出パルスをレー
ダ用ＥＣＵ１５に供給する。
【００１０】レーダ用ＥＣＵ１５はヨーレートのフィル
タリングを行い、フィルタリングされたヨーレート及び
車速から現在走行中のカーブの曲率を求め、この曲率か
ら将来のカーブの曲率を推定し、推定曲率からレーダビ
ームの水平方向の偏向角度としてのビームステア角θS
を算出する。そして、このビームステア角θS をステア
コントローラ１６に供給する。
タリングを行い、フィルタリングされたヨーレート及び
車速から現在走行中のカーブの曲率を求め、この曲率か
ら将来のカーブの曲率を推定し、推定曲率からレーダビ
ームの水平方向の偏向角度としてのビームステア角θS
を算出する。そして、このビームステア角θS をステア
コントローラ１６に供給する。
【００１１】ステアコントローラ１６はステア機構１７
から供給される実ステア角が、レーダ用ＥＣＵ１５から
供給されるビームステア角θS と一致するようにステア
機構１７を制御し、ステア機構１７によってレーダセン
サ１９が発射（送信）するレーダビームの水平方向の偏
向角度が操向（ステア）される。
から供給される実ステア角が、レーダ用ＥＣＵ１５から
供給されるビームステア角θS と一致するようにステア
機構１７を制御し、ステア機構１７によってレーダセン
サ１９が発射（送信）するレーダビームの水平方向の偏
向角度が操向（ステア）される。
【００１２】レーダセンサ１９（Ｍ１）は例えばＦＭ−
ＣＷ（周波数変調連続波）型のレーダ装置であり、車両
前方にレーダビームを発射し、目標物体で反射されたレ
ーダビームを受信する。発射される信号は周波数ｆ0 を
中心として±Δｆ／２の範囲でＦＭ変調されており、発
射される信号と受信される信号とのビート信号が得られ
る。レーダセンサ１９ではこのビート信号を低域フィル
タにより折り返しノイズを除去し、かつＡＤコンバータ
でディジタル化して出力し、この出力ビート信号データ
はレーダ用ＥＣＵ１５に供給される。
ＣＷ（周波数変調連続波）型のレーダ装置であり、車両
前方にレーダビームを発射し、目標物体で反射されたレ
ーダビームを受信する。発射される信号は周波数ｆ0 を
中心として±Δｆ／２の範囲でＦＭ変調されており、発
射される信号と受信される信号とのビート信号が得られ
る。レーダセンサ１９ではこのビート信号を低域フィル
タにより折り返しノイズを除去し、かつＡＤコンバータ
でディジタル化して出力し、この出力ビート信号データ
はレーダ用ＥＣＵ１５に供給される。
【００１３】レーダ用ＥＣＵ１５は解析手段Ｍ２、信号
処理手段Ｍ３、閾値設定手段Ｍ５に対応し、ＦＦＴ（高
速フーリエ変換）アルゴリズムによって、上記発射信号
の周波数上昇部分、周波数下降部分夫々のビート信号の
周波数解析を行い、離散化された周波数毎にパワーを算
出して、上記周波数上昇部分、下降部分夫々のパワース
ペクトラムを得る。この後、周波数上昇部分、下降部分
夫々のパワースペクトラムから閾値を越えるピークを検
出して目標物体に対応するピーク対を形成する。このピ
ーク対の周波数上昇部分のピーク周波数ｆupと、周波数
下降部分のピーク周波数ｆdownとから、次式によって相
対速度周波数ｆd 、相対距離ｆr を求め、相対速度Ｖr
及び相対距離Ｒを求める。
処理手段Ｍ３、閾値設定手段Ｍ５に対応し、ＦＦＴ（高
速フーリエ変換）アルゴリズムによって、上記発射信号
の周波数上昇部分、周波数下降部分夫々のビート信号の
周波数解析を行い、離散化された周波数毎にパワーを算
出して、上記周波数上昇部分、下降部分夫々のパワース
ペクトラムを得る。この後、周波数上昇部分、下降部分
夫々のパワースペクトラムから閾値を越えるピークを検
出して目標物体に対応するピーク対を形成する。このピ
ーク対の周波数上昇部分のピーク周波数ｆupと、周波数
下降部分のピーク周波数ｆdownとから、次式によって相
対速度周波数ｆd 、相対距離ｆr を求め、相対速度Ｖr
及び相対距離Ｒを求める。
【００１４】 ｆd ＝（ｆdown−ｆup）／２ ・・・（１） ｆr ＝（ｆdown＋ｆup）／２ ・・・（２） 及び ｆd ＝２・Ｖr ／Ｃ・１０ ・・・（３） ｆr ＝４・ｆm ・Δｆ／Ｃ・Ｒ ・・・（４） 但し、Ｃ：光速、ｆm ：変調周波数、周波数変移幅であ
る。
る。
【００１５】なお、レーダセンサ１９で検出された相対
距離Ｒ，相対速度Ｖｒは車速Ｖ，ヨーレートωy ，操舵
角θH と共に、レーダ用ＥＣＵ１５から環境認識車速制
御ＥＣＵ２１に供給される。ＥＣＵ２１はこれらの情報
等により環境認識を行い、認識された走行環境に応じて
車速制御を行うために警報器２２，ブレーキ２３，スロ
ットル２４夫々を制御駆動する。
距離Ｒ，相対速度Ｖｒは車速Ｖ，ヨーレートωy ，操舵
角θH と共に、レーダ用ＥＣＵ１５から環境認識車速制
御ＥＣＵ２１に供給される。ＥＣＵ２１はこれらの情報
等により環境認識を行い、認識された走行環境に応じて
車速制御を行うために警報器２２，ブレーキ２３，スロ
ットル２４夫々を制御駆動する。
【００１６】図３はレーダ用ＥＣＵ１５が実行する閾値
設定処理のフローチャートを示す。この処理は車両のイ
グニッションスイッチがオンとなったとき開始される。
同図中、ステップＳ１０ではレーダセンサ１９に電源を
供給して起動する。この時点ではイグニッションスイッ
チのオン直後であるから車速Ｖは零である。
設定処理のフローチャートを示す。この処理は車両のイ
グニッションスイッチがオンとなったとき開始される。
同図中、ステップＳ１０ではレーダセンサ１９に電源を
供給して起動する。この時点ではイグニッションスイッ
チのオン直後であるから車速Ｖは零である。
【００１７】次にステップＳ２０では、ステアコントロ
ーラ１６にレーダセンサ１９を空に向けるためのステア
命令を出し、これによってステアコントローラ１６はレ
ーダセンサ１９が空に向けてレーダビームを発射するよ
うステア機構１７を駆動制御する。この後、ステップＳ
２５でレーダビームの発射方向、つまり上方に天井や屋
根等の障害物がないかどうかを判別する。この場合、相
対速度が０で、相対距離が十数ｍの目標物体が検出され
た場合は天井等の障害物ありと判別する。ステップＳ２
５で障害物なしの場合はステップＳ３０に進み、障害物
ありの場合はステップＳ４０に進む。
ーラ１６にレーダセンサ１９を空に向けるためのステア
命令を出し、これによってステアコントローラ１６はレ
ーダセンサ１９が空に向けてレーダビームを発射するよ
うステア機構１７を駆動制御する。この後、ステップＳ
２５でレーダビームの発射方向、つまり上方に天井や屋
根等の障害物がないかどうかを判別する。この場合、相
対速度が０で、相対距離が十数ｍの目標物体が検出され
た場合は天井等の障害物ありと判別する。ステップＳ２
５で障害物なしの場合はステップＳ３０に進み、障害物
ありの場合はステップＳ４０に進む。
【００１８】ステップＳ３０では周波数解析結果、即ち
図４に示す如き周波数上昇部分、下降部分夫々のパワー
スペクトラムを閾値として記憶する。なお、上記パワー
スペクトラムに所定の定数を乗算した結果を閾値として
記憶しても良い。この後、ステップＳ４０に進む。
図４に示す如き周波数上昇部分、下降部分夫々のパワー
スペクトラムを閾値として記憶する。なお、上記パワー
スペクトラムに所定の定数を乗算した結果を閾値として
記憶しても良い。この後、ステップＳ４０に進む。
【００１９】ステップＳ４０では車速センサ１２で検出
した車速Ｖから自車が走行中か否かを判別する。走行中
でなければ、ステップＳ２０に進んでステップＳ２０〜
Ｓ４０を繰り返し、走行中であればステップＳ４５に進
む。上記のステップＳ２０が操向手段Ｍ４に対応し、ス
テップＳ３０が閾値設定手段Ｍ５に対応し、ステップＳ
２５，Ｓ４０が設定許可手段に対応する。ステップＳ４
５ではステアコントローラ１６に命令を出してレーダビ
ームが自車前方に発射されるようステア機構１７を駆動
制御させる。この後、ステップＳ５０で前方に先行車や
路側物等の障害物（目標物体）がないかどうかを判別す
る。
した車速Ｖから自車が走行中か否かを判別する。走行中
でなければ、ステップＳ２０に進んでステップＳ２０〜
Ｓ４０を繰り返し、走行中であればステップＳ４５に進
む。上記のステップＳ２０が操向手段Ｍ４に対応し、ス
テップＳ３０が閾値設定手段Ｍ５に対応し、ステップＳ
２５，Ｓ４０が設定許可手段に対応する。ステップＳ４
５ではステアコントローラ１６に命令を出してレーダビ
ームが自車前方に発射されるようステア機構１７を駆動
制御させる。この後、ステップＳ５０で前方に先行車や
路側物等の障害物（目標物体）がないかどうかを判別す
る。
【００２０】ステップＳ５０で前方に障害物がない場合
は、ステップＳ６０に進み、周波数解析結果、即ち図４
に示す如き周波数上昇部分、下降部分夫々のパワースペ
クトラムを前方に障害物がない状態の過去所定回数分の
パワースペクトラムと平均化する。次にステップＳ７０
で上記平均値、又は平均値に所定の定数を乗算した結果
を閾値として記憶してステップＳ４０に進む。一方、ス
テップＳ５０で前方に障害物がない場合はそのままステ
ップＳ４０に進む。
は、ステップＳ６０に進み、周波数解析結果、即ち図４
に示す如き周波数上昇部分、下降部分夫々のパワースペ
クトラムを前方に障害物がない状態の過去所定回数分の
パワースペクトラムと平均化する。次にステップＳ７０
で上記平均値、又は平均値に所定の定数を乗算した結果
を閾値として記憶してステップＳ４０に進む。一方、ス
テップＳ５０で前方に障害物がない場合はそのままステ
ップＳ４０に進む。
【００２１】このように、レーダビームの送受信方向を
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので精度の高い目標物体検出が可能となる。
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので精度の高い目標物体検出が可能となる。
【００２２】また、走行中ではないとき（低車速時）に
はレーダ出力信号の変動が小さく、閾値以上の信号が検
出されなければ障害物が存在しないため、適正な値の閾
値を設定することができる。
はレーダ出力信号の変動が小さく、閾値以上の信号が検
出されなければ障害物が存在しないため、適正な値の閾
値を設定することができる。
【００２３】
【発明の効果】上述の如く、請求項１に記載の発明は、
レーダ出力信号の周波数解析を行い、その解析結果のパ
ワースペクトラムの閾値以上の信号についてレーダ信号
処理を行う車載用の周波数解析型レーダ装置において、
レーダビームの送受信方向を上空方向に操向させる操向
手段と、上記上空方向に操向したときのレーダ出力信号
の周波数解析結果のパワースプクトラムに基づいて上記
閾値を設定する閾値設定手段とを有する。
レーダ出力信号の周波数解析を行い、その解析結果のパ
ワースペクトラムの閾値以上の信号についてレーダ信号
処理を行う車載用の周波数解析型レーダ装置において、
レーダビームの送受信方向を上空方向に操向させる操向
手段と、上記上空方向に操向したときのレーダ出力信号
の周波数解析結果のパワースプクトラムに基づいて上記
閾値を設定する閾値設定手段とを有する。
【００２４】このように、レーダビームの送受信方向を
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので精度の高い目標物体検出が可能となる。
上空方向に操向することによって障害物が存在しない状
態を高い頻度で作り出すことができ、適正な閾値設定を
行う機会を増すことができ、閾値を適正な値に設定でき
るので精度の高い目標物体検出が可能となる。
【００２５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の周波数解析型レーダ装置において、自車の車速が
充分に低く、かつ前記パワースペクトラムの閾値以上の
信号が検出されないときに前記閾値設定手段の設定を許
可する設定許可手段を有し、低車速時にはレーダ出力信
号の変動が小さく、閾値以上の信号が検出されなければ
障害物が存在しないため、適正な値の閾値を設定するこ
とができる。
記載の周波数解析型レーダ装置において、自車の車速が
充分に低く、かつ前記パワースペクトラムの閾値以上の
信号が検出されないときに前記閾値設定手段の設定を許
可する設定許可手段を有し、低車速時にはレーダ出力信
号の変動が小さく、閾値以上の信号が検出されなければ
障害物が存在しないため、適正な値の閾値を設定するこ
とができる。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明装置のブロック図である。
【図３】閾値設定処理のフローチャートである。
【図４】パワースペクトラムを示す図である。
１０ ヨーレートセンサ １１ 操舵角センサ １２ 車速センサ １５ レーダ用ＥＣＵ １６ ステアコントローラ １７ ステア機構 １９，Ｍ１ レーダセンサ ２１ ＥＣＣ ２２ 警報器 ２３ ブレーキ ２４ スロットル Ｍ２ 解析手段 Ｍ３ 信号処理手段 Ｍ４ 操向手段 Ｍ５ 閾値設定手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 13/34 G01S 7/40 G01S 13/93
Claims (2)
- 【請求項１】 レーダ出力信号の周波数解析を行い、そ
の解析結果のパワースペクトラムの閾値以上の信号につ
いてレーダ信号処理を行う車載用の周波数解析型レーダ
装置において、 レーダビームの送受信方向を上空方向に操向させる操向
手段と、 上記上空方向に操向したときのレーダ出力信号の周波数
解析結果のパワースペクトラムに基づいて上記閾値を設
定する閾値設定手段とを有することを特徴とする周波数
解析型レーダ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の周波数解析型レーダ装置
において、 自車の車速が充分に低く、かつ前記パワースペクトラム
の閾値以上の信号が検出されないときに前記閾値設定手
段の設定を許可する設定許可手段を有することを特徴と
する周波数解析型レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07242189A JP3085158B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 周波数解析型レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07242189A JP3085158B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 周波数解析型レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990023A JPH0990023A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3085158B2 true JP3085158B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17085632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07242189A Expired - Fee Related JP3085158B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 周波数解析型レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085158B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002196069A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP4007498B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2007-11-14 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置 |
| US7392118B2 (en) * | 2003-08-18 | 2008-06-24 | Fico Mirrors, Sa | System and method for monitoring the external environment of a motor vehicle |
| US7439876B2 (en) * | 2005-08-02 | 2008-10-21 | General Electric Company | Microwave detection system and method |
| JP5061623B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2012-10-31 | 株式会社デンソー | レーダ装置 |
| JP5267538B2 (ja) | 2010-11-05 | 2013-08-21 | 株式会社デンソー | ピーク検出閾値の設定方法、物標情報生成装置、プログラム |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP07242189A patent/JP3085158B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0990023A (ja) | 1997-04-04 |
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