JP4109679B2 - 車載用レーダの電波軸調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載され、電波を送信し、その送信した電波が障害物で反射した反射電波を受信することによって、障害物の位置等を検知する車載用レーダにおいて、その電波軸を調整する車載用レーダの電波軸調整装置に関する。

従来、車載用レーダは、障害物接近警報システム、車間距離制御システム、渋滞追従システム等に利用されている。
しかしながら、この車載用レーダを車両に固定する際、電波軸(電波の中心軸、指向軸)と車両進行軸とが一致していないと、検出された障害物の角度に誤差が生じ、隣接車線を走行している車両を先行車と判断したり、逆に先行車を先行車ではないと判断する可能性がある。

そこで、電波軸と車両進行軸とを一致させるために、基準反射体を検知する検知範囲を、走査範囲よりも狭い範囲で設定し、車両と所定の相対的位置に設置される基準反射体の検知位置が予め記憶していた基準位置に一致するように検知範囲を走査範囲内で変更する車両用障害物検知装置の検知範囲調整機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１７８８５６号公報

しかしながら、上記構成の検知範囲調整機構では、検知範囲を走査範囲よりも狭い範囲で設定しているために、走査のみを行い基準反射体を検知しない無駄な範囲が生じてしまうという問題点があった。
また、基準反射体である電波反射体を検知しない範囲の走査に時間を要し、通常検知するべき電波反射体を検知する時間に遅れが生じてしまうという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、走査範囲と検知範囲とを同一にし、走査範囲を変更するだけで電波軸を容易に精度良く調整でき、また電波反射体を検知するのに、無駄な時間を費やすことなく車載用レーダの電波軸を調整することができる車載用レーダの電波軸調整装置を得ることを目的とする。

この発明に係る車載用レーダの電波軸調整装置においては、車両の軸線上に配置される電波反射体と、前記車両に搭載され、前記電波反射体に向けて電波を送信し、電波反射体で反射した反射電波を受信することで前記電波反射体を検知する車載用レーダとを備え、
前記車載用レーダは、前記電波を生成するレーダ部と、前記電波を送受信するアンテナを有するとともに電波の送受信方向を変更させて一定幅の走査範囲を形成する走査手段と、前記反射電波の受信電界強度から前記電波反射体の方向を算出する信号処理手段と、
この信号処理手段により算出した前記電波反射体の方向に基づいて前記走査範囲を前記車両の軸線側に角度変更させて、前記車載用レーダの電波軸を軸線に一致させる走査範囲変更手段とを備え、前記走査範囲変更手段は、前記一定幅の前記走査範囲を前記電波軸とともに、前記信号処理手段により算出された前記電波軸の方向と前記軸線との間の内側の角度分一度に変更する。

この発明による車載用レーダの電波軸調整装置によれば、走査範囲を変更することで容易に電波軸を車両の軸線と一致させることができ、また電波反射体を検知するのに、無駄な時間を費やすことなく電波軸の調整を行うことができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の車載用レーダ２の電波軸調整装置を説明するための平面図、図２は図１の側面図である。
車載用レーダ２の電波軸調整装置は、車両１の前方に配置される電波反射体３と、車両１の前グリル部の中央に取付けられ、電波反射体３に向けて電波を送信し、電波反射体３で反射した反射電波を受信することで電波反射体３を検知する車載用レーダ２とを備えている。
電波反射体３は、例えばコーナーリフレクタで、車両１の軸線である車両進行軸４上の例えば５ｍの距離Ｒの点に設置される。

図１において、破線で示す角度範囲は、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の水平方向走査範囲Ｈであり、かつ電波反射体３の検知範囲Ｈでもある。ここで、電波軸５は、扇形状の範囲の中心線であり、左右対称軸線上にある。
実線で示す角度範囲は、車載用レーダ２の電波軸調整後の車載用レーダ２の水平方向走査範囲Ｈ’であり、かつ電波反射体３の検知範囲Ｈ'でもある。ここで、電波軸５'は、扇形状の範囲の中心線であり、左右対称軸線上にある。

同様に、図２において、破線で示す角度範囲は、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の上下方向走査範囲Ｖであり、かつ電波反射体３の検知範囲Ｖでもある。ここで、電波軸５は、扇形状の範囲の中心線であり、左右対称軸線上にある。
実線で示す角度範囲は、車載用レーダ２の電波軸調整後の上下方向走査範囲Ｖ’であり、かつ電波反射体３の検知範囲Ｖ'でもある。ここで、電波軸５'は、扇形状の範囲の中心線であり、左右対称軸線上にある。

そして、この車載用レーダ２の電波軸調整装置は、この走査範囲Ｈ，Ｖを電波反射体３の方向に基づいて走査範囲Ｈ’，Ｖ’に変更する、即ち車両進行軸４と電波軸５'とを一致させるものであり、電波軸調整は、自動的に行われる。

図３は、この車載用レーダ２の電波軸調整装置の構成を示すブロック図である。
車載用レーダ２は、電波を作成するレーダ部１１と、電波を送受信するアンテナ１２ａを有するとともに電波の送受信方向を変更させて走査範囲を形成する走査手段１２と、反射電波の受信電界強度から電波反射体３の方向を算出する信号処理手段１３と、この信号処理手段１３により算出した電波反射体３の方向に基づいて前記走査範囲を、車両進行軸４側に角度変更させて、車載用レーダ２の電波軸５を車両１の車両進行軸４に一致させる走査範囲変更手段１４と、この走査範囲変更手段１４における走査範囲の変更角度θ１，θ２を記憶する走査範囲変更角度記憶手段１５を備えている。
走査手段１２は、送受共用アンテナ１２ａを左右、上下に移動させるアンテナ走査用モータ１２ｂを有している。

上記構成の車載用レーダ２では、レーダ部１１で作成された電波は、送受共用アンテナ１２ａから送信されるが、その送信中、アンテナ走査用モータ１２ｂの駆動により左右上下に走査される。電波は、電波反射体３で反射されるが、その反射電波を送受共用アンテナ１２ａが受信すると、信号処理手段１３は、走査範囲Ｈ，Ｖ内の反射電波を処理し、電波反射体３の位置・方向を算出し、走査範囲Ｈ，Ｖの移動を走査範囲変更手段１４に指示する。
走査範囲変更手段１４は、同指示に従って走査範囲Ｈ，Ｖを変更して設定し、次のサイクルでは、レーダ部１１からの電波は、アンテナ走査用モータ１２ｂの駆動により更新された走査範囲Ｈ，Ｖで走査され、電波反射体３で再び反射された反射電波を送受共用アンテナ１２ａが受信し、信号処理手段１３は、再び新たな走査範囲Ｈ，Ｖ内の反射電波を処理し、電波反射体３の方向を算出する。

上記手順は、走査範囲変更手段１４の作動により、車両進行軸４に対して±０．１ｄeｇ以内になるまで、走査範囲Ｈ，Ｖを０．１ｄeｇ単位で車両進行軸４側に繰り返し変更して行われる。
最終的に電波反射体３の方向（角度）が、±０．１ｄeｇ内になったとき、車載用レーダ２の電波軸５は車両進行軸４に一致したとみなされる。そして、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の水平方向走査範囲Ｈの中心線（電波軸５）と車両進行軸４との間の変更角度θ１、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の上下方向走査範囲Ｖの中心線（電波軸５）と車両進行軸４との間の変更角度θ２は、走査範囲変更角度記憶手段１５に記憶される。

以下、上記車載用レーダの電波軸調整装置を用いて、左右方向の車載用レーダ２の電波軸５の調整を行う手順について、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、上下方向の車載用レーダ２の電波軸５の調整も同様であり、その説明は省略する。
図４のフローチャートによる処理の開始に先立って、電波反射体３を車両進行軸４上に設置し、車載用レーダ２を電波軸調整モードにする。

先ず、送受共用アンテナ１２ａから放射される電波は、アンテナ走査用モータ１２ｂの駆動により左右に走査され、電波反射体３の位置・方向を算出する（ステップＳ１）。
算出した位置・方向から、電波反射体３の位置・方向が所定範囲内にあるかどうかを判断し（ステップＳ２）、所定範囲外であれば、電波反射体３の位置が不適当であると判断し、フェール通知を行い（ステップＳ４）、電波反射体３の位置を正しい位置に設置し直す（ステップＳ５）。

電波反射体３の位置・方向が所定の範囲内であるときには、電波反射体３の方向（角度）が±０．１ｄeｇ以内であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。

角度が±０．１ｄeｇ以上であれば、車載用レーダ２の走査範囲Ｈを例えば車両進行軸４側に変更する（ステップＳ６）。角度の変更は、走査範囲変更手段１４の作動により、０．１ｄeｇ単位で最終的に電波反射体３の方向（角度）が、±０．１ｄeｇ内になるまで行われる。

±０．１ｄeｇ内であれば、図１に示すように車載用レーダ２の電波軸５が車両進行軸４に一致したと判断され、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の水平方向走査範囲Ｈの中心線（電波軸５）と車両進行軸４との間の変更角度θ１は走査範囲変更角度記憶手段１５に記憶され、電波軸調整モードを終了する（ステップＳ７）。
ここまでは、車両１の生産ラインで行われる車載用レーダ２の電波軸５の調整である。

その後、車両１の走行運転時において、車載用レーダ２は、障害物の位置・方向を検知する際には、走査範囲変更角度記憶手段１５からの変更角度θ１の情報を取り入れて障害物の位置、方向が検知される。

上記説明したように、この実施の形態による車載用レーダの電波軸調整装置によれば、電波反射体３で反射した反射電波の受信電界強度から電波反射体３の方向（角度）を算出する信号処理手段１３からの信号により、走査範囲変更手段１４は、走査範囲Ｈ、Ｖを車両１の車両進行軸４側に角度変更させて、車載用レーダ２の電波軸５を車両進行軸４に一致させるので、電波軸５を容易に精度良く調整できる。
また、電波反射体３を検知するのに、無駄な時間を費やすことなく車載用レーダ２の電波軸５を調整することができる。

また、走査範囲変更手段１４は、信号処理手段１３により算出された電波反射体３の方向（角度）が車両進行軸４に対して±０．１ｄeｇ以内になるまで、走査範囲Ｈ、Ｖを０．１ｄeｇ単位で車両進行軸４側に繰り返し変更するので、電波軸５を車両進行軸４に精度良く一致させることができる。

また、走査範囲変更手段１４による走査範囲Ｈ、Ｖの変更角度θ１，θ２を記憶する走査範囲変更角度記憶手段１５を備えたので、電波軸５の調整を再度行う必要性が無くなり、車両１の運転時において、車載用レーダ２は、迅速、かつ正確に障害物の位置、方向が検知される。

また、走査範囲Ｈ、Ｖは、電波軸５を中心線として対称形であり、走査範囲変更手段１４は、中心線の角度を変更することで、走査範囲Ｈ、Ｖを容易に変更することができる。

また、走査範囲変更手段１４は、電波反射体３の位置・方向が所定範囲内のときのみ、走査手段１２を駆動させて走査範囲Ｈ、Ｖを変更させるので、例えば生産ラインで電波反射体３の後方にある壁等の電波反射体を基準として電波軸５の調整が行われるようなことを防止することができる。

また、走査範囲変更手段１４は、電波反射体３の位置・方向が所定範囲外のとき、電波軸５の調整のフェール通知を行うので、生産ラインでの組立者は、簡単に電波反射体３の位置・方向が所定範囲外であることを知ることができる。

なお、上記の実施の形態では、車載用レーダ２の車両１に対する取り付け位置として、車両１の前グリル部の中央に取り付けた場合について説明したが、勿論この位置に限定されるものでは無く、例えば車両１の後部に取り付けてもよい。
また、電波反射体３は、車両１の真正面に配置しなくてもよい。
また、走査範囲Ｈ、Ｖは、電波軸５を中心線として左右、上下対称形である場合に限定されるものではなく、走査範囲Ｈ、Ｖは電波軸５に対して非対称形であってもよい。

また、走査範囲変更手段１４により、走査範囲Ｈ，Ｖを、信号処理手段１３により算出された電波軸５の方向と車両進行軸４との間の内側の角度分一度に変更するようにしてもよい。
この場合には、電波軸５を車両進行軸４に迅速に一致させることができる。

また、車載用レーダ２の電波軸調整前の車載用レーダ２の走査範囲Ｈ，Ｖの中心線と車両進行軸４との間の変更角度θ１，θ２を、例えば生産ラインで送受共用アンテナ１２ａの位置調整をすることで零にするようにしてもよい。
この場合には、走査範囲変更角度記憶手段１５は不要となり、車載用レーダ２の構成が簡単になる。

この発明の実施の形態１の車載用レーダの電波軸調整装置を説明するための平面図である。 図１の側面図である。 図１に示した車載用レーダの電波軸調整装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した車載用レーダの電波軸調整装置を用いて車載用レーダの電波軸を調整する方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 車両、２ 車載用レーダ、３ 電波反射体、４ 車両進行軸（軸線）、５，５' 電波軸、１１ レーダ部、１２ 走査手段、１２a 送受共用アンテナ、１２b アンテナ走査用モータ、１３ 信号処理手段、１４ 走査範囲変更手段、１５ 走査範囲変更角度記憶手段、θ１，θ２ 変更角度。

Claims (5)

1. 車両の軸線上に配置される電波反射体と、
   前記車両に搭載され、前記電波反射体に向けて電波を送信し、電波反射体で反射した反射電波を受信することで前記電波反射体を検知する車載用レーダとを備え、
   前記車載用レーダは、前記電波を生成するレーダ部と、
   前記電波を送受信するアンテナを有するとともに電波の送受信方向を変更させて一定幅の走査範囲を形成する走査手段と、
   前記反射電波の受信電界強度から前記電波反射体の方向を算出する信号処理手段と、
   この信号処理手段により算出した前記電波反射体の方向に基づいて前記走査範囲を前記車両の軸線側に角度変更させて、前記車載用レーダの電波軸を軸線に一致させる走査範囲変更手段とを備え、
   前記走査範囲変更手段は、前記一定幅の前記走査範囲を前記電波軸とともに、前記信号処理手段により算出された前記電波軸の方向と前記軸線との間の内側の角度分一度に変更することを特徴とする車載用レーダの電波軸調整装置。
2. さらに、前記走査範囲変更手段による前記走査範囲の変更角度を記憶する走査範囲変更角度記憶手段を備え、
   前記車両の運転時において、前記走査範囲変更手段は、前記走査範囲変更角度記憶手段からの前記変更角度の情報に基づいて前記走査範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載用レーダの電波軸調整装置。
3. 前記走査範囲は、前記電波軸を中心線として対称形であり、前記走査範囲変更手段は、前記中心線と前記軸線との間の内側の角度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の車載用レーダの電波軸調整装置。
4. 前記走査範囲変更手段は、前記電波反射体の位置・方向が所定範囲内のときのみ、前記走査手段を駆動させて走査範囲を変更させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車載用レーダの電波軸調整装置。
5. 前記走査範囲変更手段は、前記電波反射体の位置・方向が所定範囲外のとき、前記電波軸の調整のフェール通知を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車載用レーダの電波軸調整装置。