JP3210124B2 - 自動車用前方警戒レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の前方に存在す
る障害物を検出する自動車用前方警戒レーダ装置、特に
擬似雑音（Pseudo Noise；ＰＮ）符号変調方式レーダ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用前方警戒レーダ装置としては、
ＦＭ−ＣＷレーダ装置の他、ＰＮ符号変調方式レーダ装
置が開発されている。ＰＮ符号変調方式レーダ装置にお
いては所定長の符号列であるＰＮ符号が生成され、生成
されたＰＮ符号により搬送波に位相変調が施される。得
られた位相変調波は、例えば車両前部に設けられた送信
用空中線から車両前方に送信される。車両前方に他車等
の障害物が存在している場合、送信された位相変調波は
この障害物により反射される。反射された位相変調波
は、送信用空中線と併設され又は送信用空中線と共用さ
れる受信用空中線により受信される。

【０００３】反射波が受信されると、反射波と受信用Ｐ
Ｎ符号の相関が演算される。ここに、反射波は、送信波
に対し、車両と障害物の往復距離に対応する時間だけ遅
延している。従って、送信時に用いたＰＮ符号（送信用
ＰＮ符号）と同一の符号列である受信用ＰＮ符号の位相
を制御することにより、障害物の存在及びその距離を検
出できる。すなわち、反射波と受信用ＰＮ符号の相関が
最大となった場合、そのときの送信用ＰＮ符号と受信用
ＰＮ符号の位相差に対応する距離（位相差にｃ／２を乗
じた距離：ｃは光速）に、障害物が存在していると見な
すことができる。一旦障害物の存在が検出されると、通
常、この障害物が追尾される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ある距
離に障害物が現れた後、当該障害物より近い距離に他の
障害物（例えば割込車）が現れることがある。このよう
な障害物の出現を警戒する場合、現在実行している障害
物の追尾動作を中断した上で、障害物の検出動作を再度
実行する必要がある。しかし、このような追尾中断は、
障害物に関する計測データの中断を伴うため、衝突等の
危険の有無を判定するための演算等に不都合である。ま
た、割込車等の発生を迅速に検出することは難しかっ
た。

【０００５】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、障害物の追尾動作
を中断することなく割込車等を迅速に検出可能にするこ
とを目的とする。

【０００６】

【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、本発明の自動車用前方警戒レーダ装置は、所
定長さを有する符号列である送信用ＰＮ符号を発生さ
せ、この送信用ＰＮ符号により搬送波を変調し位相変調
波を搭載に係る車両の前方に送信する送信系統と、上記
位相変調波の障害物からの反射波を受信する受信手段
と、送信用ＰＮ符号との位相差が所定範囲内となるよう
その位相を漸増又は漸減制御しつつ、送信用ＰＮ符号と
同一符号列である受信用ＰＮ符号を発生させ、受信され
た反射波と受信用ＰＮ符号との相関を演算し、相関の累
算値が所定値を越える場合には、送信用ＰＮ符号と受信
用ＰＮ符号の位相差に対応する距離に障害物が存在する
と判定することにより、前方車両等の障害物を検出する
複数の障害物検出系統と、上記複数の障害物検出系統の
うちいずれかにより障害物の検出動作が実行され、この
動作により障害物が検出された場合にはより近い距離に
存する他の障害物の検出動作が他の障害物検出系統によ
り実行されるよう、受信用ＰＮ符号の制御範囲を各障害
物検出系統毎に制御する制御手段と、を備えることを特
徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の自動車用前方警戒レーダ装置において
は、まず、所定長さを有する符号列である送信用ＰＮ符
号が生成され、この送信用ＰＮ符号により搬送波が変調
される。得られた位相変調波は、搭載に係る車両の前方
に送信される。

【０００８】前方に障害物が存在している場合、送信さ
れた位相変調波が障害物により反射される。受信手段は
反射波を受信する。各障害物検出系統においては、受信
された反射波と受信用ＰＮ符号との相関が演算される。
送信用ＰＮ符号と同一符号列である受信用ＰＮ符号の位
相は、送信用ＰＮ符号との位相差が所定範囲内となるよ
う、漸増又は漸減制御される。相関の累算値が所定値を
越える場合には、送信用ＰＮ符号と受信用ＰＮ符号の位
相差に対応する距離に障害物が存在すると判定する。こ
れにより、前方車両等の障害物が検出される。

【０００９】本発明においては、このような障害物検出
動作が、複数の障害物検出系統によりリレー的に実行さ
れる。例えば障害物検出系統が第１及び第２の２系統存
在している場合、制御手段は、まず、第１の系統におけ
る受信用ＰＮ符号の位相制御範囲を例えば送信用ＰＮ符
号の符号長に応じて設定し、障害物の検出動作を実行さ
せる。第１の系統により障害物が検出された場合には、
制御手段は、第２の系統による障害物検出動作を開始さ
せる。その際の第２の系統における受信用ＰＮ符号の位
相制御範囲は、第１の系統により検出された障害物より
近い距離に存する他の障害物のみが検出対象となるよ
う、制御手段により設定される。

【００１０】このような障害物検出系統の制御により、
割込車等の障害物が発生した場合にこれを迅速に検出可
能になる。その際、すでに障害物を検出している系統の
動作を中断する必要も生じない。

【００１１】

【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。

【００１２】図１には、本発明の一実施例に係る自動車
用前方警戒レーダ装置の構成が示されている。この図に
示されるレーダ装置は、まず、送信系統としてＰＮ発生
器１１、送信機１２及び送信用空中線１３を備えてい
る。ＰＮ発生器１１は、所定長の符号列であるＰＮ符号
を発生させ、これを送信機１２に供給する。送信機１２
は、ＰＮ発生器１１から供給される送信用ＰＮ符号によ
り搬送波を位相変調し、送信用空中線１３を介して車両
の前方に送信する。

【００１３】この図に示されるレーダ装置は、受信系統
として、受信用空中線２１及び受信機２２を備えてい
る。受信用空中線２１は、車両前方から到来する反射波
を受信し、受信機２２はこれに増幅等の処理を施す。受
信機２２の出力は、積演算器３１及び４１に供給され
る。

【００１４】この図に示される装置は、障害物検出系統
を２系統備えている。第１の系統は、積演算器３１、復
調器３２、ＰＮ発生器３３及び位相制御器３４から構成
されている。第２の系統は、積演算器４１、復調器４
２、ＰＮ発生器４３及び位相制御器４４から構成されて
いる。

【００１５】ＰＮ発生器３３及び４３は、それぞれ、位
相制御器３４又は４４の制御の下に、受信用ＰＮ符号を
発生させる。受信用ＰＮ符号は、ＰＮ発生器１１によっ
て生成される送信用ＰＮ符号と同一の符号列であり、そ
の位相、すなわちＰＮ発生器３３及び４３の出力位相
は、送信用ＰＮ符号の位相を基準として、位相制御器３
４又は４４により制御される。位相制御器３４及び４４
は、制御演算器５１から供給される位相情報に応じ、Ｐ
Ｎ発生器３３及び４３の出力位相を制御する。従って、
制御演算器５１の下、位相制御器３４及び４４により、
受信用ＰＮ符号の位相が制御されることとなる。

【００１６】積演算器３１及び４１は、共に受信機２２
から反射波に係る信号を入力し、対応するＰＮ発生器３
３又は４３から供給される受信用ＰＮ符号との積を演算
する。復調器３２及び４２は、それぞれ、対応する積演
算器３１又は４１の出力を復調し、その結果を制御演算
器５１に供給する。制御演算器５１は、位相制御器３４
及び４４を介して受信用ＰＮ符号の位相を制御する一方
で、復調器３２及び４２の出力を入力し、これらに基づ
き前方における障害物の存在及びその距離を検出する。
制御演算器５１は、障害物の存否を障害物検出出力とし
て、距離を距離出力として、例えば表示器等に供給す
る。

【００１７】図２には、この実施例における障害物まで
の距離の検出動作の内容が示されている。

【００１８】まず、図２（ａ）に示されるように、ＰＮ
発生器１１によって生成される送信用ＰＮ符号は、ある
時間ｔ_ｅをエポックとして繰り返す符号列である。ＰＮ
発生器１１は、このようなエポックｔ_ｅで送信用ＰＮ符
号を連続的に発生させる。送信機１２から送信用空中線
１３を介して送信される送信信号は、従って、エポック
ｔ_ｅで位相変調された信号となる。

【００１９】このような送信信号が車両前方に送信され
障害物により反射されると、受信用空中線２１によって
受信され受信機２２により増幅される受信信号は、例え
ば図２（ｂ）に示されるような信号となる。この図に示
されるように、受信信号は、車両と障害物の間を電波が
往復するのに要する時間（電波伝搬時間）ｔ_ｄだけ、送
信信号に対して遅延した信号となる。

【００２０】ＰＮ発生器３３又は４３により生成される
受信用ＰＮ符号の位相は、前述したように、ＰＮ発生器
１１によって生成される送信用ＰＮ符号の位相を基準と
して、位相制御器３４又は４４を介し制御演算器５１に
より制御されている。例えば、送信用ＰＮ符号との位相
差が０から漸増しエポックｔｅに至るよう、ＰＮ発生器
３３又は４３の出力位相が制御される。この制御の結
果、ＰＮ発生器３３又は４３から出力される受信用ＰＮ
符号の位相が、図２（ｃ）に示されるように電波伝搬時
間ｔｄに一致すると、制御演算器５１によって求められ
る累算値が増大する。

【００２１】すなわち、積演算器３１又は４１において
は、図２（ｂ）に示される受信信号と、ＰＮ発生器３３
又は４３から供給される受信用ＰＮ符号の積が求めら
れ、復調器３２又は４２はこれを復調する。制御演算器
５１は、復調器３２又は４２の出力を、所定時間、例え
ばエポックの整数倍に亘って累算することにより、受信
信号と受信用ＰＮ符号の相関値を累算する。図２（ｃ）
に示されるように、受信用ＰＮ符号の位相が受信信号の
位相と一致している場合、制御演算器５１によって求め
られる累算値は増大し、ある時点でしきい値を越える。
言い換えれば、図２（ｅ）に示されるように、受信用Ｐ
Ｎ符号の位相が電波伝搬時間ｔｄに一致している場合
に、相関値がピークとなるため累積値が著しく増大す
る。制御演算器５１は、この相関値をしきい値判定する
ことにより、障害物の存在を検出すると共に、累算値が
しきい値を越えた時点における受信用ＰＮ符号の位相、
すなわち電波伝搬時間ｔｄにｃ／２を乗じ、障害物まで
の距離を検出する。

【００２２】本実施例の第１の特徴は、このような動作
を実行する障害物検出系統が、図１に示されるように２
系統設けられる点にある。本実施例の第２の特徴は、各
系統の動作が、割込車を迅速に検出できるよう、制御さ
れる点にある。図３には、この制御の内容、すなわち制
御演算器５１の動作の流れが示されている。

【００２３】この図に示されるように、制御演算器５１
は、まず、ＰＮ発生器４３の出力位相ｔ_d2をエポックｔ
_ｅと同じ値に設定する（１００）。すなわち、位相制御
器４４に指令を与えることにより、ＰＮ発生器４３の出
力位相をｔ_ｅに制御する。

【００２４】制御演算器５１は、このようなステップ１
００を実行した上で、ＰＮ発生器３３の出力位相３３の
出力位相ｔ_d1の漸増制御に移行する。すなわち、位相制
御器３４に指令を与えることによりＰＮ発生器３３の出
力位相ｔ_d1を０に制御し（１０２）、その上でＰＮ発生
器３３の出力位相ｔ_d1をΔずつ漸増させる（１０４）。
ステップ１０４が繰り返し実行されると、ＰＮ発生器３
３の出力位相ｔ_d1は、ｔ_d1＝０（すなわち送信用ＰＮ符
号との位相差が０）の状態から順次Δずつ漸増し、ある
時点でＰＮ発生器４３の出力位相ｔ_d2に至る（１０
６）。ステップ１０６の条件が満たされた場合、制御演
算器５１は、ステップ１０２に戻りＰＮ発生器３３の出
力位相ｔ_d1を初期値に戻す。

【００２５】ステップ１０６の条件が満たされない間
は、ステップ１０４からステップ１０６を経てステップ
１０８に移行する。ステップ１０８においては、制御演
算器５１は、復調器３２の出力の累算値が所定のしきい
値に至ったか否かを判定する。この条件が成立していな
い場合には、ＰＮ発生器３３に係る系統により障害物が
捕捉されていないとみなせるため、ステップ１０４に戻
り、ＰＮ発生器３３の出力位相ｔ_d1の漸増が実行され
る。ステップ１０８の条件が満たされている場合、制御
演算器５１は、前方に障害物が存在していると見なし、
障害物が存在している旨の障害物検出出力や、当該障害
物の距離を示す距離出力を後段の表示器等に出力する
（１１０）。ステップ１１０における距離演算は、前述
したように、ＰＮ発生器３３の出力位相ｔ_d1にｃ／２を
乗ずることにより実行する。

【００２６】このようにＰＮ発生器３３に係る障害物検
出系統により障害物が検出されると、制御演算器５１
は、ＰＮ発生器４３の出力位相ｔ_d2を０に制御する（１
１２）。すなわち、位相制御器４４に指令を与え、ＰＮ
発生器４３の出力位相ｔ_d2を制御し、受信用ＰＮ符号の
位相を送信用ＰＮ符号と同位相とする。制御演算器５１
は、このような設定を行った後、前述のステップ１０４
〜１１０と同様の動作を実行する（１１４〜１２０）。
但し、ステップ１１４〜１２０における制御の対象は、
ステップ１０４〜１１０における制御の対象とは異なっ
ている。すなわち、ステップ１１４においてはＰＮ発生
器４３の出力位相ｔ_ｄがΔずつ漸増され、ステップ１１
６においてはｔ_d2≧ｔ_d1の条件に係る判定が実行され、
ステップ１１８においては復調器４２の出力の累算値が
しきい値と比較される。

【００２７】このように、ステップ１１０実行後ステッ
プ１１２〜１２０を実行することにより、ＰＮ発生器３
３の出力位相ｔ_d1に対応する距離より近い距離にある障
害物、例えば割込車の存在が、ＰＮ発生器４３に係る障
害物検出系統により監視・検出されることとなる。ステ
ップ１２０実行後はステップ１０２に戻る。

【００２８】従って、本実施例によれば、障害物検出系
統を複数系統設けると共に、ＰＮ発生器３３に係る系統
により障害物が検出されている状態ではＰＮ発生器４３
に係る系統により割込車等の監視・検出等を行い、ＰＮ
発生器４３に係る系統により障害物が検出されている状
態ではより近い距離の障害物の監視・検出をＰＮ発生器
３３に係る系統により行う、というように、現在障害物
を検出している系統の動作を中断することなく他の系統
により割込車を監視するようにしたため、現在検出中の
障害物に係る計測データの中断を回避しつつ、割込車等
の障害物を迅速に検出することが可能となる。この結
果、衝突の危険等の判断に必要とされるデータの欠落と
いった不具合が防止されると共に、当該演算が迅速化さ
れることとなり、車両の走行に係る安全性をより向上さ
せることが可能となる。

【００２９】なお、以上の説明においては、送信用空中
線１３と受信用空中線２１が別体とされていたが、これ
らをサーキュレータ等を用いて共用することが可能であ
る。また、復調器３２や４２はコスタス復調器等で構わ
ない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両前方
警戒レーダ装置によれば、ある障害物検出系統により障
害物が検出された場合に、他の障害物検出系統による障
害物検出動作を開始させ、その際の後者の受信用ＰＮ符
号の位相制御範囲を前者により検出された障害物より近
い距離に存する他の障害物のみが検出対象となるよう設
定するようにしたため、割込車等の障害物が発生した場
合にこれを迅速に検出可能になる。その際、すでに障害
物を検出している系統の動作を中断する必要も生じな
い。従って、危険有無の判断の際に不都合となる計測デ
ータの中断や、判断時間の長期化を防止でき、車両の走
行に係る安全性をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両前方警戒レーダ装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】この実施例における障害物までの距離の検出動
作を示す図である。

【図３】この実施例における制御演算器の動作の流れを
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１，３３，４３ ＰＮ発生器 １２ 送信機 １３ 送信用空中線 ２１ 受信用空中線 ２２ 受信機 ３１，４１ 積演算器 ３２，４２ 復調器 ３４，４４ 位相制御器 ５１ 制御演算器 ｔ_ｅ 送信用ＰＮ符号のエポック ｔ_ｄ 電波伝搬時間 ｔ_d1，ｔ_d2 ＰＮ発生器３３、４３の出力位相

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定長さを有する符号列である送信用擬
   似雑音符号を発生させ、この送信用擬似雑音符号により
   搬送波を変調し位相変調波を搭載に係る車両の前方に送
   信する送信系統と、 上記位相変調波の障害物からの反射波を受信する受信手
   段と、 送信用擬似雑音符号との位相差が所定範囲内となるよう
   その位相を漸増又は漸減制御しつつ、送信用擬似雑音符
   号と同一符号列である受信用擬似雑音符号を発生させ、
   受信された反射波と受信用擬似雑音符号との相関を演算
   し、相関の累算値が所定値を越える場合には、送信用擬
   似雑音符号と受信用擬似雑音符号の位相差に対応する距
   離に障害物が存在すると判定することにより、前方車両
   等の障害物を検出する複数の障害物検出系統と、 上記複数の障害物検出系統のうちいずれかにより障害物
   の検出動作が実行され、この動作により障害物が検出さ
   れた場合にはより近い距離に存する他の障害物の検出動
   作が他の障害物検出系統により実行されるよう、受信用
   擬似雑音符号の制御範囲を各障害物検出系統毎に制御す
   る制御手段と、 を備えることを特徴とする自動車用前方警戒レーダ装
   置。