JP3214250B2 - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、先行車の存在とその
先行車までの距離とを自動的に検出する車両用レーダ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ある車両から前方にパルス状の
信号を放射し、その信号が前方の物標に反射して返って
くる方向からの信号を受信処理して先行車までの距離を
自動的に検出する車両用レーダ装置として、図１に示す
構成のものが提案されている。この提案されている車両
用レーダ装置は、電磁波、光、レーザ光などのパルス状
の信号を周期的に外部へ送出するパルス信号送出回路１
と、このパルス信号送出回路１が送出する信号が前方の
物標に反射して返って来る方向からの信号を連続的に受
信してその信号強度に応じて２値化する反射信号受信回
路２とをレーダヘッド３に備えている。また、レーダヘ
ッド３の反射信号受信回路２からの２値化信号を、パル
ス信号送出回路１の信号送出タイミング後の複数の時間
を異ならせたサンプリング点毎にサンプリングするサン
プリング回路４と、このサンプリング回路４がサンプリ
ングする各サンプリング点毎のサンプリング値を所定回
数だけ加算する加算回路５と、この加算回路５が得た各
サンプリング点毎の加算値を所定の閾値と比較し、閾値
を超える加算値を示すサンプリング点を見い出すことに
よってそのサンプリング点に対応する前方位置に先行車
両が存在すると判定し、その距離情報を出力する演算回
路６と、この演算回路６における反射信号のピーク点の
検出処理を行うピーク検出回路７と、演算回路６が算定
した距離情報を表示する表示装置８と、これらの各回路
の動作を制御する制御回路９を備えている。

【０００３】そしてレーダヘッド３のパルス信号送出回
路１は、制御回路９から出力されるトリガ信号に応じて
駆動する近距離レンジ用の第１の駆動回路１ａ−１と遠
距離レンジ用の第２の駆動回路１ａ−２と、これらの駆
動回路１ａ−１，１ａ−２の駆動に応じて発光する近距
離レンジ用のＬＥＤ発光素子１ｂ−１と遠距離レンジ用
のレーザダイオード発光素子１ｂ−２、これらの発光素
子１ｂ−１，１ｂ−２それぞれの発光を所定の照射範囲
に向けて集光するレンズ１ｃ−１，１ｃ−２から構成さ
れている。そして、これらの近距離レンジ用の第１の駆
動回路１ａ−１と遠距離レンジ用の第２の駆動回路１ａ
−２が共に駆動され、発光素子１ｂ−１，１ｂ−２が共
に発光するとき、図２に示すように当該レーダ装置１０
が搭載されている自動車が走行している走行レーン１１
に対してその近距離用送出信号１２の到達レンジ１２と
遠距離用送出信号１３の到達レンジをカバーするよう設
定にしてある。

【０００４】また、反射信号受信回路２は、外部からの
入射光（この中に前方の物標から反射して来るする反射
パルス信号が含まれる）を内部（すなわちフォトダイオ
ード等の受光面）へ向けて焦点を結びつつ集光するレン
ズ２ａ、レンズ２ａを透過して集光される光を電気信号
に変換するフォトダイオードのような受光素子２ｂ、受
光素子２ｂが出力する電気信号を適宜増幅するリミッタ
アンプ２ｃおよびこのリミッタアンプ２ｃの出力を正負
に対応して２値化し、ロジックレベル（例えば５Ｖと０
Ｖ）に変換して２値化信号にして出力するゼロクロスコ
ンパレータ２ｄから構成されている。

【０００５】このような車両用レーダ装置では、図３
（１）に示すようにパルス信号送出回路１によってパル
ス状の信号を一定周期で所定回数だけ外部へ出力する。
そして反射信号受信回路２が同図（２）に示すように送
出信号が物標に反射して来る方向からの信号（この信号
には反射パルス信号Ｒｆのみならず、その方向から入っ
てくる他の雑音も多く含まれている）を連続的に受信
し、一定の信号レベルを超えるか超えないかによって２
値化した信号に変換して連続的に出力する。そしてサン
プリング回路４が、同図（３）に示すようにパルス信号
送出回路１の送出タイミング後の複数の時間を異ならせ
た周期Δｔ（例えば、６６．７ｎｓ）のサンプリングパ
ルス点毎に２値化信号をサンプリングして０又は１のサ
ンプリング値を得て加算回路５に与え、同図（４）に示
すように加算回路５でサンプリング点毎に加算してい
く。この加算回路５の各サンプリング点毎の加算回数は
パルス信号送出回路１により一定の周期、例えば４μｓ
で繰り返し送出されるパルス状の信号の所定の送出回数
ｍ分（通常、８０００回程度）であり、その所定回数ｍ
分のサンプリング加算処理が終了するとサンプリング点
毎の加算値を演算回路６に出力する。

【０００６】そこで、演算回路６は図４のフローチャー
トに示すようにサンプリング点毎の加算値を正規化処理
し（ステップＳ１，Ｓ２）、あらかじめ設定されている
所定の閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標か
らの反射信号が存在するサンプリング点があるか否かを
判定する（ステップＳ３）。

【０００７】ここで、外部の物標が存在せず、受信回路
２が雑音のみを受信する場合、雑音の信号は信号レベル
が正負両側に均等に現れるために２値化信号として０が
現れる確率、また１が現れる確率が一定である。したが
って、あるサンプリング点での雑音のみを所定回数ｍ回
分加算した加算値ａはほぼ一定の値ｍ／２を示すことに
なる。一方、パルス状の送出信号が外部の物標に反射し
てくる反射信号は正負いずれかの方向に偏っているの
で、その反射信号を受信して２値化した結果、０となる
確率、また１となる確率も受信信号の波形によって一定
ではない。したがって、あるサンプリング点の２値化信
号に物標に反射してくる信号が存在していれば、そのサ
ンプリング点の加算値は上記のバックグランド雑音に対
するものと異なり、ｍ／２〜ｍの間の値を示すことにな
る。そして、これを加算回数ｍで除して正規化処理した
値は、０．５〜１の間の値となる。

【０００８】そこで、各サンプリング点毎に雑音レベル
と反射パルスＲｆの検出レベルとを識別できるような閾
値ＴＨ（例えば、正規化値として０．５１程度）を設定
しておき、演算回路６によってその閾値ＴＨを超える正
規化加算値を示すサンプリング点を見いだす場合にその
サンプリング点に対応する前方の位置Ｔｄに物標が存在
すると判定させる。

【０００９】ここで、物標からの反射信号が存在すると
判定する時にはさらに、ピーク検出回路７によってピー
ク検出を行い（ステップＳ４）、パルス信号送出回路１
によるパルス信号送出後、ピーク点までの時間Ｔ内に送
出信号が伝播する距離を算出し、前方の反射物標までの
距離を算定し（ステップＳ５）、その結果を表示装置８
に表示することによって運転者に知らせる（ステップＳ
６）。

【００１０】なお、このピーク検出処理は、図３（５）
に示すように、サンプリング加算値の最大値とその次に
大きい値を示すサンプリング点それぞれを見出し、それ
らのピーク点とその前後のサンプリング点の加算値それ
ぞれとを直線で結び、両直線の交点を求め、その交点の
時間的な位置Ｔを割り出し、距離に換算するのである。
ここで、受光信号のピークが急峻で、１カ所にしか閾値
を超えるサンプリング点がなければそのサンプリング点
をピークの時間的な位置データとして出力する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
提案されている従来の車両用レーダ装置では、遠距離用
送出信号１３と近距離用送出信号１２が共にその信号波
の出力方向がほぼ水平に設定されており、しかも近距離
用送出信号１２は遠距離用送出信号１３と比較して、近
距離前方の割込車に対応すべく照射範囲を広くとってい
るために、図５に示すように近距離用送出信号１２の到
達レンジの上下方向の広がりが大きく、当該レーダ装置
１０を車両の低い位置（通常、地上から３０ｃｍ程度の
高さ位置）に設置するとその近距離用送出信号１２が走
行レーン１１の路面に反射し、その反射信号が常に反射
信号受信回路２で受信され、本来の物標に反射して戻っ
てくる反射パルスＲｆと識別できなくなる問題点があっ
た。

【００１２】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、近距離用送出手段の送出信号の出
力方向を水平方向から上側に若干オフセットさせること
により、近距離用送出信号の反射信号が路面に当たって
受信手段に常に受信されることを回避し、正確に物標の
検出ができるようにした車両用レーダ装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、送出
角度が狭く出力強度が大きい遠距離レンジ用のパルス信
号を周期的に外部へ送出する遠距離用送出手段と、送出
角度が広く出力強度が小さい近距離レンジ用のパルス信
号を周期的に外部に送出する近距離用送出手段と、前記
遠距離用送出手段及び近距離用送出手段が送出する信号
が前方の物標に反射して返って来る方向からの同種の信
号を連続的に受信する受信手段と、前記受信手段が受信
した信号を２値化し、前記両送出手段の信号送出タイミ
ングからの経過時間を異ならせた複数のサンプリング点
毎にサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプ
リング手段による各サンプリング点毎のサンプリング値
を前記両送出手段による所定の信号送出回数分ずつ加算
する加算手段と、前記加算手段の前記各サンプリング点
毎の加算値を所定の閾値と比較し、当該閾値よりも大き
い加算値を与えるサンプリング点に対応する距離を前方
の物標までの距離として算出する演算手段とを備えて成
る車両用レーダ装置において、前記近距離用送出手段の
パルス信号出力方向を水平方向に対しても上側に若干オ
フセットさせ、当該オフセットの角度を、前記近距離用
送出手段から送出されたパルス信号によって測距が可能
な近距離最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレ
クタに相当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号
送出点とを結ぶ角度に設定したものである。

【００１４】請求項２の発明は、送出角度が狭く出力強
度が大きい遠距離レンジ用のパルス信号を周期的に外部
へ送出する遠距離用送出手段と、送出角度が広く出力強
度が小さい近距離レンジ用のパルス信号を周期的に外部
に送出する近距離用送出手段と、前記遠距離用送出手段
及び近距離用送出手段が送出する信号が前方の物標に反
射して返って来る方向からの同種の信号を連続的に受信
する受信手段と、前記受信手段が受信した信号を２値化
し、前記両送出手段の信号送出タイミングからの経過時
間を異ならせた複数のサンプリング期間毎にサンプリン
グするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によ
るサンプリング値をサンプリング期間毎に前記両送出手
段による所定の信号送出回数分ずつ積分する積分手段
と、前記積分手段の前記各サンプリング期間毎の積分値
を所定の閾値と比較し、当該閾値よりも大きい積分値を
与えるサンプリング期間に対応する距離を前方の物標ま
での距離として算出する演算手段とを備えて成る車両用
レーダ装置において、前記近距離用送出手段のパルス信
号出力方向を水平方向に対しても上側に若干オフセット
させ、当該オフセットの角度を、前記近距離用送出手段
から送出されたパルス信号によって測距が可能な近距離
最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタに相
当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号送出点と
を結ぶ角度に設定したものである。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】請求項１の発明の車両用レーダ装置では、近距
離レンジ用、遠距離レンジ用それぞれの送出手段によっ
てパルス状の信号を周期的に外部へ出力する。この両送
出手段それぞれの送出信号が物標に反射して来る方向か
らの信号を受信手段によって連続的に受信する。そして
この受信手段が受信する信号をサンプリング手段によっ
て一定の信号レベルを超えるか超えないかによって２値
化し、送出手段の送出タイミング後の複数の時間を異な
らせたサンプリング点毎にこの２値化信号をサンプリン
グして０又は１のサンプリング値を得、これを加算手段
によってサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加算
する。

【００１８】所定回数分の加算処理が終了すると、演算
手段が加算手段のサンプリング点毎の加算値を所定の閾
値と比較し、その大小に基づいて外部の物標からの反射
信号が存在するか否かを判定し、これに基づいて外部の
物標の有無を判定し、またその物標までの距離を算定す
る。

【００１９】ここで、外部の物標が存在せず、受信手段
が雑音のみを受信する場合、雑音の信号は信号レベルが
正負両側に均等に現れるために２値化信号として０が現
れる確率、また１が現れる確率が一定である。したがっ
て、あるサンプリング点での雑音のみを所定回数ｍ回分
加算した加算値ａをほぼ一定の値ｍ／２を示すことにな
る。

【００２０】一方、パルス状の送出信号が外部の物標に
反射してくる反射信号は正負いずれかの方向に偏ってい
るので、その反射信号を受信して２値化した結果、０と
なる確率、また１となる確率も受信信号の波形によって
一定ではない。したがって、あるサンプリング点の２値
化信号に物標に反射してくる信号が存在していれば、そ
のサンプリング点の加算値は上記のバックグランド雑音
に対するものと異なった値を示すことになる。

【００２１】そこで、演算手段によって、各サンプリン
グ点毎の加算値を所定の閾値と比較し、閾値を超える加
算値を示すサンプリング点を見いだす場合にそのサンプ
リング点に対応する前方の位置に物標が存在すると判定
し、その物標までの距離を検出する。

【００２２】ここで、送出角度が広く出力強度が小さい
近距離レンジ用のパルス信号を周期的に外部に送出する
近距離用送出手段の信号出力方向を水平方向に対して若
干上側にオフセットさせることにより、路面からの反射
信号をなくし、実際に検出が必要な物標に当たって反射
してくる反射信号だけを有効に受信して測距することが
できるようになり、正確な測距が可能となる。

【００２３】しかも、上記の近距離用送出手段のパルス
信号出力方向のオフセットの角度を、当該近距離用送出
手段から送出されたパルス信号によって測距が可能な近
距離最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタ
に相当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号送出
点とを結ぶ角度に設定することにより、近距離用送出手
段によって測距できる距離レンジにおいて路面からの反
射信号をなくし、近距離レンジの物標の検出及び測距が
いっそう正確に行えるようになる。

【００２４】請求項２の発明の車両用レーダ装置では、
近距離用、遠距離用それぞれの送出手段によってパルス
状の信号を周期的に外部へ出力し、この両送出手段から
の送出信号が物標に反射して返って来る方向からの信号
を受信手段によって連続的に受信する。そして、受信手
段が受信する信号の瞬時値をサンプリング手段によって
一定の信号レベルを超えるか超えないかによって２値化
し、さらに送出手段の送出タイミング後の複数の時間帯
を異ならせたサンプリング期間毎に２値化信号をサンプ
リングして０又は１のサンプリング値を得て積分手段に
与える。そこで、積分手段が送出手段による信号の所定
の送出回数分ずつこの２値化信号をサンプリング期間毎
に積分する。

【００２５】所定回数分の積分処理が終了すると、演算
手段が積分手段が積分したサンプリング期間毎の積分値
を所定の閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標
からの反射信号が存在するか否かを判定し、これに基づ
いて外部の物標の有無を判定すると共にそれまでの距離
を算定する。

【００２６】ここで、外部の物標が存在せず、受信手段
が雑音のみを受信する場合、雑音の信号は信号レベルが
正負両側に均等に現れるために２値化信号として０が現
れる確率、また１が現れる確率が一定である。したがっ
て、あるサンプリング期間での雑音のみを所定回数ｍ回
分積分した積分値ａをほぼ一定の値を示すことになる。

【００２７】一方、パルス状の送出信号が外部の物標に
反射してくる反射信号は正負いずれかの方向に偏ってい
るので、その反射信号を受信して２値化した結果、０と
なる確率、また１となる確率も受信信号の波形によって
一定ではない。したがって、あるサンプリング期間の２
値化信号に物標に反射してくる信号が存在していれば、
そのサンプリング期間の積分値は上記のバックグランド
雑音に対するものと異なった大きな値を示すことにな
る。

【００２８】そこで、演算手段によって各サンプリング
期間毎の積分値を所定の閾値と比較し、閾値を超える積
分値を示すサンプリング期間を見いだす場合にそのサン
プリング期間に対応する前方の位置に物標が存在すると
判定し、その物標までの距離を検出する。

【００２９】ここで、送出角度が広く出力強度が小さい
近距離レンジ用のパルス信号を周期的に外部に送出する
近距離用送出手段の信号出力方向を水平方向に対して若
干上側にオフセットさせることにより、路面からの反射
信号をなくし、実際に検出が必要な物標に当たって反射
してくる反射信号だけを有効に受信して測距することが
できるようになり、正確な測距が可能となる。

【００３０】しかも、上記の近距離用送出手段のパルス
信号出力方向のオフセットの角度を、当該近距離用送出
手段から送出されたパルス信号によって測距が可能な近
距離最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタ
に相当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号送出
点とを結ぶ角度に設定することにより、近距離用送出手
段によって測距できる距離レンジにおいて路面からの反
射信号をなくし、近距離レンジの物標の検出及び測距が
いっそう正確に行えるようになる。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図６は本発明の第１の実施例の特徴を示してい
る。この実施例の車両用レーダ装置１０の回路構成は図
１に示した一般的なレーダ装置と共通であり、その特徴
とするところは、レーダヘッド３の信号送出回路１の近
距離用発光素子１ｂ−１と集光レンズ１ｃ−１とが図６
に示すように近距離用送出信号１２の出力方向１４を水
平方向１５よりも若干上側にオフセットさせたことにあ
る。

【００３２】このオフセット角度θは特に限定されない
が、近距離用送出信号１２による近距離レンジの最長測
距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタに相当する
高さ位置と当該レーダ装置１０の近距離用集光レンズ１
ｃ−１とを結ぶ角度に設定することが望ましい。例え
ば、近距離レンジの最長測距可能点が４０ｍとすると、
通常、後尾リフレクタの高さは１ｍ程度であり、当該レ
ーダ装置１０の取付高さはほぼ３０ｃｍであるので、 tanθ＝（１．０−０．３）／４０ ＝０．０１７５ これより、 θ＝約１° となり、オフセット角θを約１°とすることが望まし
い。

【００３３】また近距離レンジの最長測距可能点が４０
ｍよりも短く、例えば３０ｍであれば、他の条件が同じ
であれば、オフセット角は約１．３°とすることができ
る。

【００３４】しかしながら、近距離用送出信号１２の出
力方向１４のオフセット角θを大きく設定しすぎると、
図７に示すようにレーダ装置１０からの近距離用送出信
号１２が近距離前方の先行車１６に当たらなくなり、近
距離の正確な測距ができなくなる。

【００３５】図８は近距離用送出信号１２のオフセット
角と測距可能距離、路面１１からの反射信号強度との関
係をグラフに示したものであり、オフセット角を大きく
とると路面反射強度は小さくなる反面、測距可能範囲は
短くなり、逆にオフセット角を小さくすると測距可能範
囲は長くなるが、反面、路面反射強度は大きくなる相反
する関係になる。

【００３６】そこで、近距離用送出信号１２によって測
距可能な距離範囲を３０〜４０ｍまでとするとき、オフ
セット角θを１〜約２．５°に設定することによって好
ましい測距性能が得られる。

【００３７】なお、このようにしてオフセット角θを設
定する場合、図９（ａ）に示すように、従来では先行車
１７が車高の高いものであった場合には近距離前方を走
行していてもその車両１７の下面に入り込んでしまって
十分な強度の反射パルスを得られなかったものが、この
実施例では同図（ｂ）に示すように近距離前方の車両１
７を確実に検出することができるようになる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施例について、図
１０〜図１５に基づいて説明する。この実施例の特徴
は、第１の実施におけるサンプリング回路４及び加算回
路５に代えてサンプリング積分回路部２１を備え、また
このサンプリング積分回路部２１によって得られた各サ
ンプリング期間（以下、レンジロックという）毎の積分
データを閾値ＴＨと比較して反射物標の存在する位置を
算定する演算回路２２と、ピーク検出を行うピーク検出
回路２３を備えた点にあり、その他の構成部分は図１に
示した第１の実施例と共通し、同一の符号を付すことに
よって詳しい説明は省略する。

【００３９】レーダヘッド３の近距離用発光素子１ｂ−
１及び集光レンズ１ｃ−１は、図６に示した第１の実施
例と同じように、近距離用送出信号１２の出力方向１４
が水平方向１５に対して上側にθのオフセット角を持つ
ように設定されている。

【００４０】この第２の実施例にあっても第１の実施例
と同じで、オフセット角度θは特に限定されないが、近
距離用送出信号１２による近距離レンジの最長測距可能
点に存在する先行車の後尾リフレクタと当該レーダ装置
１０の近距離用集光レンズ１ｃ−１とを結ぶ角度に設定
することが望ましい。例えば、近距離レンジの最長測距
可能点が４０ｍとすると、通常、後尾リフレクタの高さ
は１ｍ程度であり、当該レーダ装置１０の取付高さはほ
ぼ３０ｃｍであるので、 tanθ＝（１．０−０．３）／４０ ＝０．０１７５ これより、 θ＝約１° となり、オフセット角を約１°とすることが望ましい。

【００４１】また近距離レンジの最長測距可能点が４０
ｍよりも短く、例えば３０ｍであれば、他の条件が同じ
であれば、オフセット角は約１．３°とすることができ
る。しかしながら、近距離用送出信号１２の出力方向１
４のオフセット角θを大きく設定しすぎると、図７に示
すようにレーダ装置１０からの近距離用送出信号１２が
近距離前方の先行車１６に当たらなくなり、近距離の正
確な測距ができなくなる。したがって、近距離用送出信
号１２によって測距可能な距離範囲を３０〜４０ｍとす
るとき、オフセット角θを１〜約２．５°に設定するこ
とによって好ましい測距性能が得られる。

【００４２】上述のサンプリング積分回路部２１は、レ
ーダヘッド３の反射信号受信回路２から出力されてくる
２値化瞬時値をサンプリングパルス周期Δｔ毎に積分レ
ンジブロックを１つずつ切替えるスイッチング回路２４
と、各サンプリングパルス期間毎に積分レンジブロック
を切り換えて２値化瞬時値をサンプリングパルス周期Δ
ｔの間ずつ積分し、この積分処理を１度の測距処理で所
定周期（例えば、４μｓ周期）で所定回数ｍ（例えば、
約８０００回）実行されるそのサンプリング回数ｍだけ
繰り返す積分回路２５から構成されている。

【００４３】スイッチング回路２４は制御回路９から周
期Δｔのサンプリングパルス信号を受けて、各サンプリ
ングパルス周期Δｔの間ずつオン信号を積分回路２５の
各レンジブロックに順次与える処理と、ｍ回のサンプリ
ングが繰り返されて１度の測距処理が完了した際に制御
回路９から測距処理終了を示すエンドパルスを受けるこ
とによって、積分回路２５の各レンジブロックにその積
分データを出力するスイッチング信号を与える処理を行
う。

【００４４】さらに積分回路２５は図１１に示す内部構
成であり、複数ｎのレンジブロック（サンプリング期
間）毎にｍ回繰り返して２値化瞬時値信号をレンジブロ
ックΔｔの時間幅ずつ積分するために、前述のスイッチ
ング回路２４によってスイッチング切替制御されるｎ個
の入力アナログスイッチ２５ａ−１〜２５ａ−ｎと、こ
れらの入力アナログスイッチ２５ａ−１〜２５ａ−ｎ各
々からそれらのオンタイムに入力される２値化信号を積
分するｎ個のＲＣ積分器２５ｂ−１〜２５ｂ−ｎと、前
述のスイッチング回路２４によって制御され、これらの
積分器２５ｂ−１〜２５ｂ−ｎ各々の積分値を出力する
ｎ個の出力アナログスイッチ２５ｃ−１〜２５ｃ−ｎか
ら構成されている。

【００４５】図１２に示すように、入力アナログスイッ
チ２５ａ−１〜２５ａ−ｎ各々はスイッチング回路２４
からの入力スイッチング信号２６によってΔｔの時間幅
でオン／オフがレンジブロック＃１〜＃ｎ毎に順次切替
えられ、また出力アナログスイッチ２５ｃ−１〜２５ｃ
−ｎはスイッチング回路２４からの出力スイッチング信
号２７によってオン／オフが順次切替えられるようにな
っている。つまり、積分回路２５の入力アナログスイッ
チ２５ａ−１〜２５ａ−ｎ各々が、入力スイッチング信
号２６によって自スイッチに対応する信号が“Ｈ”信号
の時にオン動作し、“Ｌ”に切り替わるとオフ動作し
て、オン状態の間、２値化瞬時値信号を積分器２５ｂ−
１〜２５ｂ−ｎのうちの対応するレンジブロックの積分
器に出力し、キャパシタによって充電することによって
２値化信号をサンプリング期間Δｔずつ積分する。そし
てｎ個の入力アナログスイッチ２５ａ−１〜２５ａ−ｎ
について１度ずつオン／オフ動作を行い、１回の積分動
作が完了すると、次の送出パルス信号と同期して次回の
積分動作を繰り返し、以上の積分動作を送出パルス信号
が繰り返し出力される所定回数ｍ回繰り返す。

【００４６】積分回路２５の出力アナログスイッチ２５
ｃ−１〜２５−ｎ各々は、出力タイミング信号２７のう
ち自スイッチに対応する信号が“Ｈ”になった時にオン
動作し、“Ｌ”に切り替わるとオフ動作して、オン状態
の間に自スイッチに接続されている積分器２５ｂ−１〜
２５ｂ−ｎそれぞれの積分値を演算回路２２に順繰りに
出力していく構成となっている。

【００４７】そして演算回路２２では、ｎ個のすべての
積分器２５ｂ−１〜２５ｂ−ｎの積分値を受け取ると、
これを正規化した後、雑音レベルと識別するために設定
されている閾値ＴＨを超えるレンジブロックがないかど
うか走査する。

【００４８】なお、この積分値における正規化値は、一
例として次の手順によって算出することができる。ある
１つの積分レンジブロックにおいて、１つのサンプリン
グ期間Δｔの間、入力される２値化瞬時値信号が常に
‘１’であった場合に、それをｍ回（この実施例では、
８０００回）積分を繰り返した場合に得られる積分値を
１とし、外部雑音ばかりである時に同じサンプリング期
間Δｔずつｍ回積分を繰り返した場合に得られる積分値
を０．５とし、各レンジブロックで得られた積分値をこ
れらの基準値間に比例配分した場合の値である。つま
り、全期間‘１’の積分値（積分電圧値）がＳ１、雑音
レベル積分値（積分電圧値）がＳ２とし、求める積分値
Ｓの正規化積分値ｓは、次の式で与えられる。

【００４９】ｓ＝０．５Ｓ／（Ｓ１−Ｓ２） このようにして正規化することによって、雑音のみの場
合は０．５となり、物標による反射パルスが含まれてい
ればそのＳＮ比に応じて０．５〜１の間に分布すること
になる。そこで、図１３に示すように、閾値ＴＨを超え
る正規化積分値を示すレンジブロック、例えば＃ｉのレ
ンジブロックが検出されれば、演算回路２２が送信タイ
ミングからそのレンジブロックで反射パルスＲｆを検出
するまでの時間遅れτをτ＝Δｔ×ｉによって求め、ま
た１レンジブロック当たりに対応する距離、例えば１０
ｍ刻みであれば１０ｍをｉにかけることによって物標ま
での距離を算定し、その距離データを表示装置３０に出
力して表示させる。なお、図１３において正規化積分値
を各レンジブロックの中央位置に対応させてプロットし
ているが、これは各レンジブロックとの対応で積分値を
図示するために便宜的に中央位置にプロットして示して
いるのであって、実際に各レンジブロック毎の中間位置
の積分値を示しているものではない。つまり、＃１レン
ジブロックは０ｍ、＃２レンジブロックは１０ｍ、＃３
レンジブロックは２０ｍ、…、＃ｉレンジブロックは
（ｉ−１）×１０ｍ、…のそれぞれの位置に対応するサ
ンプリング期間を示しているのである。

【００５０】次に、演算回路２２は図１４に示すフロー
チャートに基づいて距離算定処理を行う。すなわち、積
分回路２５から各レンジブロック毎の積分値を読み込ん
で正規化し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、閾値ＴＨを超
えるレンジブロックがあるかどうか判定する（ステップ
Ｓ１３）。

【００５１】この閾値ＴＨとの比較において閾値を超え
るレンジブロックが複数点にあれば、これをピーク検出
回路２３に出力し、ここでピーク位置の検出を行う。ピ
ーク位置の検出処理は、図１５に示すように、積分出力
の最大値ａ１とその次に大きい値ａ２を示すレンジブロ
ック＃i+2 ，＃i+1 を見出し、それらの点とその前後の
レンジブロックの積分値それぞれとを直線Ａ１，Ａ２で
結び、両直線の交点ａを求め、その交点の時間的な位置
を比例計算によって割り出すことによって行う（ステッ
プＳ１４）。

【００５２】ピーク検出処理が完了すれば、演算回路２
２はピーク検出回路２３が見出したピーク点ａの時間位
置を距離換算し、表示装置８に出力する（ステップＳ１
５，Ｓ１６）。

【００５３】なお、この距離算定結果の出力と共に、演
算回路２２は制御回路９に新たにスタート指令を出力
し、次の測距処理を開始させる。

【００５４】こうして、この第２の実施例の車両用レー
ダ装置にあっても、近距離用発光素子１ｂ−１と集光レ
ンズ１ｃ−１の角度調整によって送出信号１２の出力方
向１４を水平方向１５から上側に若干オフセットさせる
ことにより、送光レーン１１の路面に当たって反射して
くる不要な反射信号を受信することがなくなり、実際に
前方に存在する物標に当たって返ってくる反射パルス信
号だけを確実に受信することができるようになり、近距
離レンジの物標の測距が正確に行えるようになる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
近距離測距用、遠距離測距用の複数のパルス信号送出手
段を有し、パルス信号を送出して送出したパルス信号が
前方の物標に当たって反射して返ってくる反射パルスを
含む外部信号を複数の時間を異ならせたサンプリング点
毎にサンプリングして加算し、所定回数だけ加算して得
た各サンプリング点毎の加算値から受信信号のＳＮ比を
得、いずれかのサンプリング点に反射パルス信号が含ま
れていないかどうか判定し、反射パルス信号を検出した
サンプリング点に対応する距離を算定することによって
前方の物標までの距離を自動的に測定する車両用レーダ
装置において、送出角度が広く出力強度が小さい近距離
用のパルス信号を周期的に外部に送出する近距離用送出
手段の信号出力方向を水平方向に対して若干上側にオフ
セットさせているので、路面からの反射信号をなくし、
実際に検出が必要な物標に当たって反射してくる反射信
号だけを有効に受信して測距することができるようにな
り、正確な測距が可能となる。

【００５６】しかも、上記の近距離用送出手段のパルス
信号出力方向のオフセットの角度を、当該近距離用送出
手段から送出されたパルス信号によって測距が可能な近
距離最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタ
に相当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号送出
点とを結ぶ角度に設定しているので、近距離用送出手段
によって測距できる距離レンジにおいて路面からの反射
信号をなくし、近距離レンジの物標の検出及び測距がい
っそう正確に行える。

【００５７】請求項２の発明によれば、近距離測距用、
遠距離測距用の複数のパルス信号送出手段を有し、パル
ス信号を送出して送出したパルス信号が前方の物標に当
たって反射して来る反射パルスを含む外部信号を複数の
時間を異ならせたサンプリング期間毎にサンプリングし
て積分し、所定回数だけ積分して得た各サンプリング期
間毎の積分値から受信信号のＳＮ比を得、いずれかのサ
ンプリング期間に反射パルス信号が含まれていないかど
うか判定し、反射パルス信号を検出したサンプリング期
間に対応する距離を算定することによって前方の物標ま
での距離を自動的に測定する車両用レーダ装置におい
て、送出角度が広く出力強度が小さい近距離用のパルス
信号を周期的に外部に送出する近距離用送出手段の信号
出力方向を水平方向に対して若干上側にオフセットさせ
ているので、路面からの反射信号をなくし、実際に検出
が必要な物標に当たって反射してくる反射信号だけを有
効に受信して測距することができるようになり、正確な
測距が可能となる。

【００５８】しかも、上記の近距離用送出手段のパルス
信号出力方向のオフセットの角度を、当該近距離用送出
手段から送出されたパルス信号によって測距が可能な近
距離最長測距可能点に存在する先行車の後尾リフレクタ
に相当する高さ位置と当該近距離用送出手段の信号送出
点とを結ぶ角度に設定しているので、近距離用送出手段
によって測距できる距離レンジにおいて路面からの反射
信号をなくし、近距離レンジの物標の検出及び測距がい
っそう正確に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な車両用レーダ装置の回路ブロック図。

【図２】上記車両用レーダ装置による送光パルス信号の
到達範囲を示す平面図。

【図３】上記車両用レーダ装置の各部の信号波形を示す
タイミングチャート。

【図４】上記車両用レーダ装置の演算回路による測距処
理を示すフローチャート。

【図５】従来の車両用レーダ装置による送光パルス信号
の到達範囲を示す正面図。

【図６】本発明の第１の実施例の車両用レーダ装置によ
る送光パルス信号の到達範囲を示す正面図。

【図７】上記実施例において、近距離用送光パルス信号
のオフセットを大きくしすぎた場合の測距動作を示す正
面図。

【図８】上記実施例における近距離用送光パルス信号の
オフセットの設定範囲を示す説明図。

【図９】上記実施例による車高の高い先行車を検出する
場合の動作を示す説明図。

【図１０】本発明の第２の実施例の回路ブロック図。

【図１１】上記実施例における積分回路の回路図。

【図１２】上記積分回路のスイッチング動作を示すタイ
ミングチャート。

【図１３】上記積分回路の積分動作を示すタイミングチ
ャート。

【図１４】上記実施例の演算回路による測距処理のフロ
ーチャート。

【図１５】上記実施例のピーク検出回路によるピーク検
出処理を示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１ パルス信号送出回路 １ａ−１ 第１の駆動回路 １ａ−２ 第２の駆動回路 １ｂ−１ 近距離用LED発光素子 １ｂ−２ 遠距離用レーザダイオード発光素子 １ｃ−１ 集光レンズ １ｃ−２ 集光レンズ ２ 信号受信回路 ２ａ レンズ ２ｂ 受光素子 ２ｃ リミッタアンプ ２ｄ ゼロクロスコンパレータ ３ レーダヘッド ４ サンプリング回路 ５ 加算回路 ６ 演算回路 ７ ピーク検出回路 ８ 表示装置 ９ 制御回路 １０ レーダ装置 １１ 走行レーン １２ 近距離用送出信号 １３ 遠距離用送出信号 １４ 出力方向 １５ 水平方向 １６ 先行車 １７ 先行車 ２１ サンプリング積分回路部 ２２ 演算回路 ２３ ピーク検出回路 ２４ スイッチング回路 ２５ 積分回路 ２５ａ−１〜２５ａ−ｎ 入力アナログスイッチ ２５ｂ−１〜２５ｂ−ｎ 積分器 ２５ｃ−１〜２５ｃ−ｎ 出力アナログスイッチ ２６ 入力スイッチング信号 ２７ 出力スイッチング信号 θ オフセット角 Ｒｆ 反射パルス信号

───────────────────────────────────────────────────── 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 - 7/51 G01S 13/00 - 13/95 G01S 17/00 - 17/95

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送出角度が狭く出力強度が大きい遠距離
   レンジ用のパルス信号を周期的に外部へ送出する遠距離
   用送出手段と、 送出角度が広く出力強度が小さい近距離レンジ用のパル
   ス信号を周期的に外部に送出する近距離用送出手段と、 前記遠距離用送出手段及び近距離用送出手段が送出する
   信号が前方の物標に反射して返って来る方向からの同種
   の信号を連続的に受信する受信手段と、 前記受信手段が受信した信号を２値化し、前記両送出手
   段の信号送出タイミングからの経過時間を異ならせた複
   数のサンプリング点毎にサンプリングするサンプリング
   手段と、 前記サンプリング手段による各サンプリング点毎のサン
   プリング値を前記両送出手段による所定の信号送出回数
   分ずつ加算する加算手段と、 前記加算手段の前記各サンプリング点毎の加算値を所定
   の閾値と比較し、当該閾値よりも大きい加算値を与える
   サンプリング点に対応する距離を前方の物標までの距離
   として算出する演算手段とを備えて成る車両用レーダ装
   置において、 前記近距離用送出手段のパルス信号出力方向を水平方向
   に対しても上側に若干オフセットさせ、当該オフセット
   の角度を、前記近距離用送出手段から送出されたパルス
   信号によって測距が可能な近距離最長測距可能点に存在
   する先行車の後尾リフレクタに相当する高さ位置と当該
   近距離用送出手段の信号送出点とを結ぶ角度に設定して
   成ることを特徴とする車両用レーダ装置。
2. 【請求項２】 送出角度が狭く出力強度が大きい遠距
   離レンジ用のパルス信号を周期的に外部へ送出する遠距
   離用送出手段と、 送出角度が広く出力強度が小さい近距離レンジ用のパル
   ス信号を周期的に外部に送出する近距離用送出手段と、 前記遠距離用送出手段及び近距離用送出手段が送出する
   信号が前方の物標に反射して返って来る方向からの同種
   の信号を連続的に受信する受信手段と、 前記受信手段が受信した信号を２値化し、前記両送出手
   段の信号送出タイミングからの経過時間を異ならせた複
   数のサンプリング期間毎にサンプリングするサンプリン
   グ手段と、 前記サンプリング手段によるサンプリング値をサンプリ
   ング期間毎に前記両送出手段による所定の信号送出回数
   分ずつ積分する積分手段と、 前記積分手段の前記各サンプリング期間毎の積分値を所
   定の閾値と比較し、当該閾値よりも大きい積分値を与え
   るサンプリング期間に対応する距離を前方の物標までの
   距離として算出する演算手段とを備えて成る車両用レー
   ダ装置において、 前記近距離用送出手段のパルス信号出力方向を水平方向
   に対しても上側に若干オフセットさせ、当該オフセット
   の角度を、前記近距離用送出手段から送出されたパルス
   信号によって測距が可能な近距離最長測距可能点に存在
   する先行車の後尾リフレクタに相当する高さ位置と当該
   近距離用送出手段の信号送出点とを結ぶ角度に設定して
   成ることを特徴とする車両用レーダ装置。