JP3126495B2 - In-vehicle collision prevention radar system - Google Patents
In-vehicle collision prevention radar systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され前方車
線への物標の進入又は離脱を検出し警報等を行う車両用
衝突予防レーダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a collision prevention radar device for a vehicle, which is mounted on a vehicle and detects a target entering or leaving a front lane and issues an alarm.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両の安全走行を確保するため、従来か
ら、車載用衝突予防レーダ装置が開発されている。この
装置は、車両の前部に空中線を配置しておき、この空中
線により電波を送受信して車両前方の物標(他車等)を
検出する装置である。すなわち、空中線から車両前方に
電波を送信し、前方に存在する物標からの反射波を受信
して、受信電力等に基づき物標の接近等を検出する。こ
れにより、車両操縦者等に警報を発し、あるいは制動制
御装置に信号を与えて車両の安全走行を確保することが
できる。2. Description of the Related Art In order to ensure the safe running of a vehicle, an on-vehicle collision prevention radar device has been conventionally developed. In this device, an aerial is arranged in front of a vehicle, and a radio wave is transmitted and received by the aerial to detect a target (such as another vehicle) in front of the vehicle. That is, a radio wave is transmitted from the aerial to the front of the vehicle, a reflected wave from a target existing in front is received, and the approach of the target is detected based on received power and the like. As a result, a warning can be issued to the vehicle operator or the like, or a signal can be given to the braking control device to ensure safe traveling of the vehicle.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車載用衝突予防レーダ装置においては、車両前方にブラ
インド領域が発生したり不要物標が捕捉されるという問
題点が生じていた。However, the conventional on-vehicle collision prevention radar apparatus has a problem that a blind area is generated in front of the vehicle or an unnecessary target is captured.
【0004】まず、図6に示されるように空中線パター
ンを設定した場合を考える。この図に示されるようにメ
インローブのみで物標の探知を行おうとする場合、最大
探知距離の地点でメインローブが車線幅をカバーするよ
うにする。この図の場合、最大探知距離は100mであ
る。First, consider the case where an antenna pattern is set as shown in FIG. As shown in this figure, when the target is to be detected only by the main lobe, the main lobe is made to cover the lane width at the point of the maximum detection distance. In this case, the maximum detection distance is 100 m.
【0005】しかし、このような設定とすると、図にお
いて斜線で示されるようなブラインド領域が発生する。
すなわち、図において斜線で示される領域に物標が進入
した場合、この物標は比較的自車に近い地点にいるにも
かかわらず、反射電力が低いため、警報等の対象となら
ない。これは、好適な衝突予防を確保する上で不具合で
ある。[0005] However, with such a setting, a blind area shown by hatching in the figure occurs.
That is, when a target enters a region indicated by oblique lines in the figure, the target is not a target of an alarm or the like because the reflected power is low even though the target is relatively close to the own vehicle. This is a drawback in ensuring proper collision prevention.
【0006】また、このようなブラインド領域の発生を
避けるためには、図7に示されるようにサイドローブを
用いればよい。しかし、サイドローブが車線からはみ出
すと、図において斜線で示される領域に存在する物標が
捕捉されてしまう。したがって、不要物標と必要物標と
の識別を行う処理が必要となり、システム構成の複雑化
が生じてしまう。In order to avoid such a blind area, a side lobe may be used as shown in FIG. However, when the side lobes are out of the lane, a target existing in a region shown by oblique lines in the figure is captured. Therefore, a process for discriminating between the unnecessary target and the necessary target is required, and the system configuration becomes complicated.
【0007】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、ブラインド領域を
発生させずかつ不要物標を捕捉しないようにすることを
目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to prevent a blind area from being generated and an unnecessary target from being captured.
【0008】[0008]
【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、空中線の送受信合計の利得をほぼ
d4 /sin4 θ(d:車線幅/2、θ:車両中心線を
基準とした方位)に比例する特性とすることにより、走
行している車線に沿い前方所定距離に亘る車線幅の矩形
領域の辺を物標がよぎる際に空中線により受信される反
射波の電力を、ほぼ一定とすることを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, the total gain of the transmitting and receiving antennas is set to approximately d 4 / sin 4 θ (d: lane width / 2, θ: vehicle center line). The power of the reflected wave received by the antenna when the target crosses the side of the rectangular area of the lane width extending along the traveling lane and a predetermined distance in front along the traveling lane. Is made substantially constant.
【0009】また、請求項2は、受信された反射波の電
力をしきい値判定することにより、矩形領域への物標の
進入又は離脱を検出することを特徴とする。A second aspect of the present invention is characterized in that the threshold value of the power of the received reflected wave is determined to detect the entry or departure of a target into or from a rectangular area.
【0010】請求項3は、しきい値を物標の種類に応じ
て可変設定することを特徴とする。そして、請求項4
は、しきい値を車線幅に応じて可変設定することを特徴
とする。A third aspect is characterized in that the threshold value is variably set according to the type of the target. And Claim 4
Is characterized in that the threshold value is variably set according to the lane width.
【0011】[0011]
【作用】本発明においては、空中線の送受信合計の利得
がほぼd4 /sin4 θに比例する特性に設定される。
すなわち、図1に示されるような特性に設定される。す
ると、図2に示されるような矩形領域に物標が進入又は
離脱する際、空中線により受信される反射波の電力がほ
ぼ一定となる。したがって、例えば図6に示されるよう
なブラインド領域が発生することがなく、かつ、図7に
示されるように車線外に存在する物標を捕捉することが
なくなる。この結果、車両前方に存在する物標をより好
適に捕捉して衝突予防を実施することが可能になると共
に、例えば請求項2に示されるように受信された反射波
の電力をしきい値判定するのみで物標の進入等を検出す
ることが可能になり、信号処理の簡素化、システム構成
の簡素化が実現される。According to the present invention, the gain of the total transmission and reception of the antenna is set to a characteristic that is approximately proportional to d 4 / sin 4 θ.
That is, the characteristics are set as shown in FIG. Then, when the target enters or leaves the rectangular area as shown in FIG. 2, the power of the reflected wave received by the antenna becomes substantially constant. Therefore, for example, a blind area as shown in FIG. 6 does not occur, and a target existing outside the lane as shown in FIG. 7 is not captured. As a result, it is possible to more appropriately capture the target existing in front of the vehicle to prevent collision, and to determine the power of the received reflected wave as a threshold value, for example, as described in claim 2. It is possible to detect the entry of the target by simply performing the operation, thereby simplifying the signal processing and the system configuration.
【0012】また、請求項3及び4においては、物標の
種類又は車線幅に応じてしきい値が可変設定される。し
たがって、矩形領域への物標の進入等のみではなく、進
入等した物標がどのような物標であるか(例えばトラッ
クであるか、乗用車であるか等)を知ることが可能にな
り、あるいは車線幅に応じた好適な物標検出を行うこと
が可能になる。In the third and fourth aspects, the threshold value is variably set according to the type of the target or the lane width. Therefore, it is possible to know not only the entry of the target into the rectangular area or the like, but also what kind of target the entry or the like is (for example, whether it is a truck or a passenger car). Alternatively, it is possible to perform suitable target detection according to the lane width.
【0013】[0013]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図3には、本発明の一実施例に係る車載用
衝突予防レーダ装置の構成が示されている。この図に示
される装置は、車両前部に配置された送受信空中線1
0、送受信空中線10に送信信号を出力する送信部1
2、送受信空中線10により物標からの反射波を受信す
る受信部14、送信部12と受信部14で送受信空中線
10を共用するためのジャイレータ16、受信部14に
より増幅、検波等の処理が施された反射波の電力につい
てしきい値判定を行う判定部18、判定部18により参
照されるしきい値テーブル20から構成されている。FIG. 3 shows the configuration of an on-vehicle collision prevention radar device according to an embodiment of the present invention. The device shown in this figure is a transmitting and receiving antenna 1 arranged at the front of the vehicle.
0, a transmitting unit 1 that outputs a transmitting signal to the transmitting / receiving antenna 10
2. A receiving unit 14 for receiving a reflected wave from a target by the transmitting / receiving antenna 10, a gyrator 16 for sharing the transmitting / receiving antenna 10 between the transmitting unit 12 and the receiving unit 14, and processing such as amplification and detection by the receiving unit 14. The determination unit 18 performs a threshold determination on the power of the reflected wave thus determined, and a threshold table 20 referred to by the determination unit 18.
【0015】この実施例が特徴とするところは、第1
に、送受信空中線10の空中線パターンである。この送
受信空中線10の空中線パターンは図4に示されるよう
に設定されている。すなわち、メインローブのみならず
サイドローブを複数個用いて最大探知距離=100mの
矩形領域をカバーしかつブラインド領域の発生やサイド
ローブの他車線はみ出しが生じないようにしている。送
受信空中線10のパターンは、車両中心線を基準とした
角度θの関数で表した場合、図1に示される空中線パタ
ーンと近似的に一致するものとなる。このように、図4
に示されるような空中線パターンとすることにより、図
2において示されるような矩形領域が近似的に実現さ
れ、ブラインド領域が発生することがなく、かつ車線外
の物標を捕捉してしまうようなことがなくなる。This embodiment is characterized in that the first
2 shows an antenna pattern of the transmitting and receiving antenna 10. The antenna pattern of the transmitting / receiving antenna 10 is set as shown in FIG. In other words, not only the main lobe but also a plurality of side lobes are used to cover a rectangular area with a maximum detection distance of 100 m and to prevent the occurrence of blind areas and the protruding side lanes of other side lobes. When the pattern of the transmitting and receiving antenna 10 is represented by a function of the angle θ with respect to the vehicle center line, the pattern approximately matches the antenna pattern shown in FIG. Thus, FIG.
By using the antenna pattern as shown in FIG. 2, a rectangular area as shown in FIG. 2 is approximately realized, no blind area is generated, and a target outside the lane is captured. Is gone.
【0016】この点についてより詳細に説明すると次の
ようになる。まず、送受信空中線10から送信される電
力をPt、波長をλ、送受信空中線10の利得をG、物
標の反射面積をσ、物標までの距離をrとした場合、送
受信空中線10の受信電力Prは、次のようなレーダ方
程式により得られる。This will be described in more detail below. First, when the power transmitted from the transmitting and receiving antenna 10 is P t , the wavelength is λ, the gain of the transmitting and receiving antenna 10 is G, the reflection area of the target is σ, and the distance to the target is r, the reception of the transmitting and receiving antenna 10 is performed. The power Pr is obtained by the following radar equation.
【0017】 Pr={Pt・σ・λ2 ・G2 }/{(4π)3 R4 } ここに、車線幅/2をd、車両中心線を基準とした物標
の方位をθとすると、物標までの距離rは、 r=d/sinθ と表されるから、受信電力Prは、反射面積σを定数と
した場合、次のようになる。[0017] P r = {P t · σ · λ 2 · G 2} / {(4π) 3 R 4} Here, the lane width / 2 d, the orientation of the target object relative to the vehicle center line θ Then, the distance r to the target is expressed as r = d / sin θ, and the received power Pr is as follows when the reflection area σ is a constant.
【0018】Pr=K・G2 ・sin4 θ/d4 但し、Kは反射面積σ、波長λ等を含む定数である。P r = K · G 2 · sin 4 θ / d 4 where K is a constant including the reflection area σ, wavelength λ, and the like.
【0019】したがって、受信電力Prを一定にする場
合、送受信空中線10の利得Gを、d2 /sin2 θに
比例する特性とすればよい。すなわち、送受信空中線1
0の送受信合計の利得をd4 /sin4 θに比例する特
性とすればよい。このようにすると、図2に示されるよ
うな送受信電力の矩形領域が得られる。本実施例は、こ
の領域を近似的に実現するものである。Therefore, when the received power Pr is kept constant, the gain G of the transmitting and receiving antenna 10 may be made to have a characteristic proportional to d 2 / sin 2 θ. That is, the transmitting and receiving antenna 1
The gain of the total transmission and reception of 0 may be a characteristic proportional to d 4 / sin 4 θ. In this way, a rectangular area of transmission / reception power as shown in FIG. 2 is obtained. In the present embodiment, this region is approximately realized.
【0020】本実施例が第2に特徴とするところは、判
定部18によるしきい値判定の動作である。すなわち、
前方車線100mの範囲に物標が進入したときに得られ
る反射電力Prは上述のような空中線パターンの設定に
より一定となる。したがって、判定部18においては、
反射電力をしきい値判定するのみで、物標の進入等を検
知することができる。The second feature of this embodiment is the operation of the threshold value judgment by the judgment unit 18. That is,
Reflected power P r obtained when target enters the range of the forward lane 100m is constant by setting the antenna pattern as described above. Therefore, in the determination unit 18,
The approach of the target can be detected only by determining the threshold value of the reflected power.
【0021】例えば、図5において斜線で示されるよう
な範囲でしきい値を設定する。このしきい値は、しきい
値テーブル20上に反射面積σ、車線幅dと対応付けて
記憶されている。判定部18は、車両操縦者等によって
設定される車種、車線幅等に基づき、あるいは自動的
に、しきい値テーブル20を参照して判定に係るしきい
値を設定する。For example, a threshold value is set within a range shown by oblique lines in FIG. This threshold value is stored in the threshold value table 20 in association with the reflection area σ and the lane width d. The determination unit 18 sets a threshold value for determination based on a vehicle type, a lane width, or the like set by a vehicle operator or the like, or automatically with reference to a threshold value table 20.
【0022】例えば、トラックのように反射面積σが大
きい物標を検出しようとする場合には、乗用車のように
反射面積σが小さい物標に比べ、受信電力Prの判定に
係るしきい値を大きく設定する。これは、受信電力Pr
と反射面積σが比例するからである。また、車線幅が大
きい場合には、しきい値は比較的小さめに設定する。こ
れは、受信電力Prが車線幅の1/2であるdの4乗に
反比例するからである。判定部18は、この判定によっ
て得られた結果を警報装置、制動制御装置に供給する。
これにより、必要に応じて車両操縦者等に警報が発せら
れ、あるいは車両の制動制御が行われることとなる。[0022] For example, in the case of detecting a target object reflection area σ is large as the track is compared with the target object reflection area σ is small, such as passenger cars, the threshold according to the determination of the received power P r Set large. This is the received power Pr
And the reflection area σ is proportional. When the lane width is large, the threshold value is set relatively small. This received power P r is inversely proportional to the fourth power of d is 1/2 of the lane width. The determination unit 18 supplies the result obtained by this determination to the alarm device and the braking control device.
As a result, a warning is issued to the vehicle operator or the like as necessary, or braking control of the vehicle is performed.
【0023】なお、以上の説明では、送受信を単一の空
中線10により行っていたが、送信用空中線と受信用空
中線を分離構成しても構わない。また、サイドローブを
利用して矩形の等反射電力範囲を近似的に実現していた
が、これに代え、車両全部の左右に複数の空中線を設
け、合計の空中線パターンによりこの矩形領域をカバー
するようなものとしてもよい。In the above description, transmission and reception are performed by a single antenna 10, but the transmitting antenna and the receiving antenna may be separated. In addition, a rectangular equal reflection power range is approximately realized by using side lobes. Instead, a plurality of antennas are provided on the left and right of the entire vehicle, and the rectangular area is covered by a total antenna pattern. It is good also as something like.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空中線の送受信合計の利得をほぼd4/sin4 θに比
例する特性としたため、前方車線にブラインド領域が発
生せず、また、他の車線等を走行している物標等を捕捉
するといった状況が生じることがなくなる。この結果、
より好適に衝突予防可能になり、さらに信号処理も簡素
化するためシステム構成が簡単になる。As described above, according to the present invention,
Since the total gain of the transmitting and receiving antennas is approximately proportional to d 4 / sin 4 θ, there is no blind area in the front lane, and the target, such as a target running in another lane, is captured. Will not occur. As a result,
Collision prevention can be more suitably performed, and signal processing is also simplified, so that the system configuration is simplified.
【0025】また、請求項2によれば、受信された反射
波の電力をしきい値判定することにより物標の進入等を
検出するようにしたため、複雑な信号処理が不要にな
る。加えて、請求項3に示されるようにこのしきい値を
物標の周囲に応じて可変設定し、あるいは請求項4に示
されるように車線幅に応じて可変設定することにより、
物標の種類や車線幅に応じた好適な衝突予防動作を実行
できる。According to the second aspect, since the power of the received reflected wave is determined by the threshold value to detect the entry of the target or the like, complicated signal processing becomes unnecessary. In addition, by setting the threshold value variably according to the periphery of the target as described in claim 3, or variably setting according to the lane width as described in claim 4,
A suitable collision prevention operation according to the type of the target and the lane width can be executed.
【図1】本発明の原理、特に空中線パターンを示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention, particularly an antenna pattern.
【図2】本発明の原理、特に等反射電力範囲を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing the principle of the present invention, in particular, an equal reflection power range.
【図3】本発明の一実施例に係る車載用衝突予防レーダ
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a vehicle-mounted collision prevention radar device according to one embodiment of the present invention.
【図4】この実施例において得られる空中線パターンを
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an antenna pattern obtained in this embodiment.
【図5】この実施例におけるしきい値の設定を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing setting of a threshold value in this embodiment.
【図6】一従来例に係る車載用衝突予防レーダ装置にお
ける空中線パターン、特にブラインド領域が発生する問
題点を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a problem in which an antenna pattern, particularly a blind area, occurs in a vehicle-mounted collision prevention radar device according to a conventional example.
【図7】一従来例に係る車載用衝突予防レーダ装置の空
中線パターン、特に不要物標の捕捉の問題点を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a problem of capturing an antenna pattern of an in-vehicle collision prevention radar device according to a conventional example, particularly an unnecessary target.
10 送受信空中線 12 送信部 14 受信部 18 判定部 20 しきい値テーブル d 車線幅の1/2 σ 物標の反射面積 θ 車両中心線を基準とした物標の方位 Pr 空中線の受信電力10 of the transmitting and receiving antenna 12 target object relative to the radar cross θ vehicle center line of 1/2 sigma target of the transmission unit 14 reception unit 18 determination unit 20 threshold value table d lane width direction P r antenna reception power
フロントページの続き (72)発明者 森田 孝一 東京都三鷹市下連雀五丁目1番1号 日 本無線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−63871(JP,A) 特開 平2−287181(JP,A) 特開 平2−259586(JP,A) 特開 平5−223932(JP,A) 特開 平5−273340(JP,A) 特開 昭53−20789(JP,A) 実開 平3−105016(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G05D 1/02 G08G 1/16 Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Morita 5-1-1 Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Radio Co., Ltd. (56) References JP-A-58-63871 (JP, A) JP-A-2-287181 (JP, A) JP-A-2-259586 (JP, A) JP-A-5-223932 (JP, A) JP-A-5-273340 (JP, A) JP-A-53-20789 (JP, A) Kaihei 3-105016 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95 G05D 1/02 G08G 1/16
Claims (4)
置された空中線と、空中線により電波を送信させる送信
部と、車両前方に存在する他車等の物標による反射波を
空中線により受信する受信部と、受信された反射波の電
力の判定により車両前方の車線への物標の進入又は離脱
を検出する判定部と、を備え、物標の警戒に係る信号を
警報装置、制動制御装置等に供給する車載用衝突予防レ
ーダ装置において、 空中線の送受信合計の利得をほぼd4 /sin4 θ
(d:車線幅/2、θ:車両中心線を基準とした方位)
に比例する特性とすることにより、 走行している車線に沿い前方所定距離に亘る車線幅の矩
形領域の辺を物標がよぎる際に空中線により受信される
反射波の電力を、ほぼ一定とすることを特徴とする車載
用衝突予防レーダ装置。1. An antenna disposed in front of a vehicle traveling in a lane having a predetermined width, a transmitting unit for transmitting radio waves by the antenna, and a reflected wave by a target such as another vehicle existing in front of the vehicle by the antenna. A receiving unit for receiving, and a determining unit for detecting the entry or departure of the target to the lane ahead of the vehicle by determining the power of the received reflected wave, a warning device for a signal related to the warning of the target, a braking device In an on-vehicle collision prevention radar device supplied to a control device, etc., the total gain of transmission and reception of the antenna is approximately d 4 / sin 4 θ
(D: lane width / 2, θ: azimuth based on vehicle center line)
The power of the reflected wave received by the antenna when the target crosses the side of the rectangular area of the lane width over the predetermined distance along the traveling lane along the traveling lane is made substantially constant. An in-vehicle collision prevention radar device characterized by the above-mentioned.
置において、 判定部が、受信された反射波の電力をしきい値判定する
ことにより、前記矩形領域への物標の進入又は離脱を検
出することを特徴とする車載用衝突予防レーダ装置。2. The in-vehicle collision prevention radar device according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the target enters or leaves the rectangular area by determining a threshold value of the power of the received reflected wave. An in-vehicle collision prevention radar device characterized by detecting.
置において、 しきい値を物標の種類に応じて可変設定することを特徴
とする車載用衝突予防レーダ装置。3. The on-vehicle collision prevention radar device according to claim 2, wherein the threshold value is variably set according to the type of the target.
ーダ装置において、 しきい値を車線幅に応じて可変設定することを特徴とす
る車載用衝突予防レーダ装置。4. The on-vehicle collision prevention radar device according to claim 2, wherein the threshold value is variably set according to the lane width.
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