JP4235360B2 - 自動車前方監視センサ検査ステーション - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
自動車の走行に伴う危険性に鑑み、自動車の安全性機構の強化が現在求められている。自動車の安全性向上が可能な領域の１つに、車両のクルーズ（ｃｒｕｉｓｅ）制御システムがある。クルーズ制御システムは、運転者に所定の走行速度を設定させ、車両がその所定速度を維持するように制御する。しかしながら、車両が他の車や歩行者のような障害物に近づきつつある場合、車両のブレーキを作動させクルーズ制御システムを無視し衝突を回避するには、ドライバの注意および介入が必要となる。
【０００２】
クルーズ制御システムの安全性を強化するために、「インテリジェント」クルーズ制御システムが提唱されている。インテリジェント・クルーズ制御システムは、通常、車両の走路における障害物を検出する検出器と、障害物の検出に応答して車両のブレーキを作動させクルーズ制御システムを無視するコントローラとを含む。インテリジェント・クルーズ制御システムは、衝突を回避するためにドライバへの依存性を軽減させることができるという利点がある。
【０００３】
自動車の安全性の向上が可能な別の領域として、衝突回避システムがあげられる。インテリジェント・クルーズ制御システムと同様、衝突回避システムは、通常、車両の経路内における障害物を検出する検出器と、障害物検出に応答して車両のブレーキを作動させ衝突を回避するコントローラとを含む。
【０００４】
インテリジェント・クルーズ制御および衝突回避双方の用途では、車両の走路における物体を精度高くしかも信頼性高く検出可能な検出器を備える必要がある。かかる検出器のことを、前方監視センサ（ＦＬＳ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｏｋｉｎｇ Ｓｅｎｓｏｒ）と呼ぶこともあり、自動車および障害物の相対的な位置や、温度、湿度、氷および雨のような環境条件には比較的に不感応でなければならない。
【０００５】
レーダは、自動車用ＦＬＳを実現するのに適した技術の１つである。この目的に適したレーダの一種に、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダがある。典型的なＦＭＣＷレーダでは、送信するＣＷ信号の周波数は、第１所定周波数から第２所定周波数まで線形に上昇する。ＦＭＣＷレーダは、感度が高く、比較的送信パワーが少なく、距離解像度が高いという利点がある。
【０００６】
いずれの消費者向け製品の場合と同様、製品の精度および信頼性を検証するために、多数の状況（ｓｃｅｎａｒｉｏ）および多数の条件下における広範囲の動作検査が望ましく、政府指令事項ともなり得る。自動車用ＦＬＳの検出性能を検査する１つの方法は、ＦＬＳを自動車に装備し、ＦＬＳに多数の状況や条件を体験させる検査用トラックに沿って自動車を運転することである。ＦＬＳの各状況および条件に対する応答を測定し、検出精度を検証する。かかる検査は、車両制動システムに対するフィードバック・ループを閉じて行なっても、閉じずに行なってもよい。しかしながら、多数の状況および条件においてＦＬＳの検出性能を検証するためには、トライアルは百万マイルの単位で検査走行を行なわなければならないという可能性が高い。更に、各ＦＬＳを検査することが必要または望ましい場合、この自動車用ＦＬＳ検査方法は、コスト、時間および再現性の観点から、一般には実行不可能である。
発明の概要
本発明は、自動車用前方監視センサ（ＦＬＳ）の視野内にある１つ以上の障害物または目標を検出するためにレーザ技術を利用したＦＬＳの性能を検査する検査ステーションに関する。この検査ステーションは、無響室を含む。その第１端部には被検査ＦＬＳを配置し、第２端部には送信／受信検査（ＴＲＴ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｅｓｔ）システムを配置する。
【０００７】
静穏域を有する無響室を設け、この静穏域内では、約７７ＧＨｚの周波数を有する電磁エネルギの反射が最小に抑えられる。無響室の寸法は、ＴＲＴシステムの検査アンテナがＦＬＳから実質的に遠方界の放射信号を受信し、無響室内のＲＦ吸収材が約７７ＧＨｚの周波数において静穏域を形成するように選択する。図示した一実施形態では、ＲＦ透過窓を有する検査室を設ける。ＦＬＳを窓の背後のプラットフォームに取り付け、窓を介してＲＦ信号の送信および受信を行なう。これによって、無響室に出入りする必要性を回避する。代替実施形態では、ＲＦ透過窓を開口と置換し、この開口を通して無響室の壁にＦＬＳを配置する。更に別の代替実施形態では、ＦＬＳを無響室内の検査車両に取り付けることも可能である。
【０００８】
ＴＲＴシステムは、ＦＬＳが送信するＲＦ信号に応答するアンテナ・エレメントのアレイによって構成される検査アンテナを含む。検査アンテナは、ＦＬＳが送信するＲＦ信号を受信し、受信信号を送信／受信（ＴＲ）ＲＦプロセッサに供給する。ＴＲ ＲＦプロセッサは、供給された信号を受け取り、このＲＦ信号を処理し、処理したＲＦ信号をＦＬＳに再送信するために供給する。処理したＲＦ信号は、ＦＬＳが検出し追跡する特定の物体集合を適宜シミュレートする。更に具体的には、ＴＲ ＲＦプロセッサは、選択的に、受信ＲＦ信号の周波数シフトおよび／または振幅の調節を行なうことによって、受信ＲＦ信号を処理する。一実施形態では、ＴＲ ＲＦプロセッサは、複数のＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールを含み、各々が１つ以上のアンテナに結合され、１つ以上のアンテナのそれぞれが受信するＲＦ信号を処理する。
【０００９】
また、検査ステーションは、ＦＬＳおよびＴＲ ＲＦプロセッサに結合されたＴＲＴシステム・コントローラも含む。このコントローラは、受信ＲＦ信号に適用する周波数シフトおよび／または振幅調節を制御する、ＴＲ ＲＦプロセッサ制御信号を供給する。更に具体的には、制御信号を複数のＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールに結合し、それによって導入されるあらゆる周波数シフトおよび／または振幅調節の量を制御する。これらの制御信号によって、アンテナ・エレメントの内所定のものが、所定の周波数で所定のレベルの電磁エネルギを放射する。所定の電磁エネルギ・パターンが、既知の物体からの電磁エネルギの反射をシミュレートする。このように、特定のアンテナ・エレメントを励起して所定の場面をシミュレートする方法を示すシミュレーション・マップを格納（記憶）し、ＦＬＳ性能を検査する際にコントローラが用いる。
【００１０】
例えば、ＦＬＳを搭載した車両が橋に近づきつつあるという状況に対応する第１場面は、第１の所定の態様で検査アンテナ・アレイ内において第１の所定のアンテナ・エレメントを励起することによって表現することができる。ＦＬＳを搭載した車が路上に停車中の車に近づきつつあるという状況に対応する第２場面は、第２の所定の態様で検査アンテナ・アレイ内において第２の所定のアンテナ・エレメントを励起することによって表現することができる。つまり、このようにして、ＴＲＴシステムはＲＦ信号を処理し複数の異なる場面をシミュレートすることができる。
【００１１】
処理したＲＦ信号およびコントローラがＦＬＳに供給した制御信号の受信に応答して、ＦＬＳは、検査評価基準との比較のために、コントローラに出力信号を供給する。コントローラがＦＬＳに供給する制御信号には、ヨー・レート信号および速度信号が含まれる。ヨー・レート信号は、シミュレートした場面に遭遇した際のＦＬＳを搭載した車両に関連するヨー・レートに対応し、速度信号は車両の速度に対応する。これらのパラメータは、ＴＲＴシステムがシミュレートする各場面と関連付けて、コントローラによって格納される。
【００１２】
コントローラは、ＦＬＳからの出力信号を記録するデータ・レコーダを含むことができる。ＦＬＳ出力信号は、シミュレーション場面における一次目標に関連する距離を示す距離信号、シミュレーション場面における一次目標に関連する距離レートを示す距離レート信号、およびシミュレーション場面における目標に関連するアジマス（方位）を示すアジマス信号を含む。また、ＦＬＳ出力信号は、ＦＬＳの視野内にある複数の一次目標以外の目標についても、距離、距離レートおよびアジマス信号を含むことができる。
【００１３】
一実施形態では、各ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールは、単側波帯発生器を含み、各アンテナ・エレメントからの第１ＲＦ信号をその第１ポートにおいて受け取る。コントローラによって制御される周波数シンセサイザが、単側波帯発生器の第２入力ポートに第２ＲＦ信号を供給する。単側波帯発生器は、選択的に、第１ＲＦ信号の周波数を第２ＲＦ信号の周波数に対応する量だけシフトし、第１ＲＦ信号の側波帯を抑制して、単側波帯発生器の出力ポートに単側波帯信号を供給し、各アンテナ・エレメントに結合する。更に、ＴＲ ＲＦプロセッサは、コントローラに結合され、単側波帯信号に応答して、選択した量だけ振幅を調節し、処理した信号を供給し、各アンテナ・エレメントによって検査室に再送信する、振幅調節エレメントも含む。
【００１４】
更に、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールは、各アンテナ・エレメントに結合された第１ポートと、単側波帯発生器の出力に結合された第２ポートと、単側波帯発生器の入力に結合された第３ポートを有するサーキュレータを含むことができる。サーキュレータは、アンテナ・エレメントから受信したＲＦ信号を、単側波帯発生器の第１入力ポートに導き、単側波帯発生器の出力ポートからの処理済みＲＦ信号をアンテナ・エレメントに導き、処理済みＲＦ信号の単側波帯発生器の入力ポートからの結合を最小に抑える。即ち、処理済みＲＦ信号を単側波帯発生器の入力ポートから分離する。
【００１５】
また、自動車用ＦＬＳの性能を検査する方法についても記載し、この方法は、ＦＬＳを配置した第１端部と、検査アンテナ・アレイを配置した第２端部とを有する検査室を用意するステップを含む。この方法は、更に、ＦＬＳが検査室に送信したＲＦ信号を検査アンテナ・アレイにおいて受信するステップと、受信した信号を処理する（ＦＬＳの視野内において所定の場面をシミュレートする）ステップと、処理した信号を検査室を通じてＦＬＳに送信するステップとを含む。受信信号は、選択的に、受信信号の周波数および振幅を調節することによって処理し、所定の場面をシミュレートする。更に、検査アンテナ・アレイを構成する複数のアンテナ・エレメントの内、所定のアンテナ・エレメントを介して、処理した信号を送信する。
【００１６】
前述した本発明の特徴、および本発明自体は、以下の図面の説明から更に深く理解することができよう。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、レーダ・センサ１４の性能を検査する検査ステーション１０は、検査室１８と、検査アンテナ・アレイ４０を含む送信／受信検査（ＴＲＴ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｅｓｔ）システム２０とを含む。検査室１８は、センサ１４を配置する第１端部２２と、ＴＲＴシステム２０を取り付ける第２端部２４とを有する。検査室１８は、側壁１６，２８および端壁３４，３８を有する。図７および図８に関連付けて以下で更に詳しく説明するが、センサ１４は、１つ以上の送信および受信アンテナ・エレメントを含む。図示の実施形態では、図示するように、センサ１４は端壁３４に隣接して位置付けられ、検査アンテナ・アレイ４０は端壁３８に隣接して位置付けられている。しかしながら、センサ１４および検査アンテナ・アレイ４０は、代わりに、検査室１８に対して様々な位置、端壁３４，３８から近い位置および離れた位置の双方に位置付けてもよいことは、当業者には認められよう。
【００１７】
一実施形態では、室壁３４には、ＲＦ透過窓３６が設けられている。この場合、センサ１４のアンテナ・エレメントを検査室１８の外側に置き、これらが検査室１８内に放射するように位置付ける。代替実施形態では、ＲＦ透過窓を室壁３４内の開口と置換してもよい。この場合、センサ１４のアンテナ・エレメントは、部分的にまたは全体的に検査室１８内に置かれることになろう。センサ１４および検査アンテナ・アレイ４０を室壁に対して配置する特定の位置は、種々の要因に応じて選択する。その要因には、センサ１４の送信および受信アンテナ・エレメントの遠方界内に検査アンテナ・アレイを置くために検査アンテナ・アレイ４０をセンサ１４から離さなければならない距離が含まれるが、これに限定される訳ではない。
【００１８】
被検査センサ１４としては、自動車に搭載し、視野内のある１つ以上の物体または目標を検出するように構成された自動車用前方監視センサ（ＦＬＳ）１４に関連付けて説明する。この用途では、目標は、他の車、木々、標識、歩行者等を含む。ＦＬＳ１４は、その視野内にある１つ以上の目標を検出し、各目標を「一次」目標または「二次」目標のいずれかに分類する。一次目標、即ち、主目標（ｌｅａｄ ｔａｒｇｅｔ）は、様々な方法で定義できるが、図示の実施形態では、軌道、即ち、ＦＬＳ１４を搭載した車両のレーンにおける最も近い物体とする。ＦＬＳ１４は、その視野内にある一次目標を特徴付ける１つ以上の出力信号を発生する。ＦＬＳ出力信号を車両（図示せず）の長手方向制御部に結合し、インテリジェント・クルーズ制御または衝突回避システムに用いることができる。尚、ここに記載する技法による検査ステーション１０では、様々な形式のセンサを検査可能であることは、当業者には認められよう。
【００１９】
使用時には、ＦＬＳ１４はＲＦ信号を検査室１８に送信する。ＴＲＴシステム２０は、アンテナ・アレイ４０において、送信されたＲＦ信号を受信し、この信号を送信／受信無線周波数（ＴＲ ＲＦ）プロセッサ５０に供給する。ＴＲ ＲＦプロセッサ５０は、アンテナ・アレイ４０から供給されたＲＦ信号を処理し、この処理した信号を、アンテナ・アレイ４０を介してＦＬＳ１４に返送する。ＴＲ ＲＦプロセッサ５０による受信ＲＦ信号の処理によって、所定の場面をシミュレートする。ＦＬＳ１４は、処理後の信号に応答し、ＦＬＳ１４の視野内にある一次目標を検出する。
【００２０】
検査室１８は、無線周波数（ＲＦ）無響室であり、ＦＬＳ１４が所定の周波数の遠方界放射パターンをアンテナ・アレイ４０に提供し、この所定の周波数において反射状態を最小にするように設計されている。図示の実施形態では、対象の所定周波数は約７７ＧＨｚであり、これは自動車用ＦＬＳ１４の動作周波数である。無響室１８内の静穏域のサイズおよび形状（即ち、無響室の内面からの反射が、指定の容認可能信号レベル未満となる容積）は、ＦＬＳ１４（図７および図８）のアナログーディジタル（Ａ／Ｄ）変換器の飽和を防止するように設計されている。図示の実施形態では、静穏域は、約３フィートｘ３フィートである。
【００２１】
無響室１８は、約７７ＧＨｚの周波数を有する信号に対して導電体として振る舞い、シールドとして作用するいずれかの材料で構成された外被を含むと共に、外被の内面を被覆する電磁吸収ライニング材を含む。特定の材料の選択を含めた従来の技法が、無響室１８を設けるのに適している。例えば、ライニング材は、その絶縁特性に基づいて選択し、ライニングおよび外被間の界面における反射を最大化し、当該材料を通じた抵抗損を増大するためには、比誘電率がほぼ１（ｕｎｉｔｙ）であることが好ましい。例えば、発泡体プラスチックが、無響室１８の壁にライニングを施すには適しており、炭素、フェライトまたはその他の導電性粒子を徐々に（ｇｒａｄｅｄ）または層状に装填し、ライニング材の抵抗損を増大させるようにしてもよい。更に、ライニング材を円錐形または三角錐形にすることによって、抵抗性負荷が最小である円錐の頂点における最小吸収から、抵抗性負荷が最大である底面における最大吸収まで、吸収を漸減させ反射を減少させるのに役立つ。ＦＬＳ１４の動作周波数が比較的高いことから、壁ライニング材は、１ないし２インチ程度の厚さを有し、所望の動作周波数において−４０ｄＢよりも良好な反射特性を得ることができる。
【００２２】
無響室１８の寸法は、ＦＬＳアンテナの遠方界内にアンテナ・アレイ４０を備えるように選択する。これについては、図６に関連付けて以下で更に説明する。図示の実施形態では、無響室１８の長さ（Ｌ）は約２７メートル、幅（Ｗ）は約９メートル、そして高さ（Ｈ）は約９メートルである。尚、無響室１８の寸法、材料および形状は、個々の検査用途および要件を満たすように変更可能であることは、当業者には認められよう。
【００２３】
図示の実施形態では、ＲＦエネルギに対して透過性を有する窓３６を、無響室１８の端部２２にある端壁３４を貫通して設け、ここにＦＬＳ１４が配置されている。窓３６を構成するのに適したＲＦ透過性材料の１つはプラスチックである。図示の実施形態では、ＦＬＳ１４は、窓３６背後にある固定プラットフォーム上に取り付けられており、ＦＬＳ（図７および図８）の送信アンテナおよび受信アンテナが無響室１８の内部とＲＦ通信状態となるようにしている。
【００２４】
ＦＬＳ１４周囲に配した環境室４４は、ＦＬＳ１４が実際の使用において晒される可能性がある種々の天候条件のシミュレーションを可能とする。例えば、環境室４４は、高温条件、低温条件、温度変化、湿度レベル、氷、雨、およびその他のあらゆる環境条件をシミュレートする。環境室４４は、手動で制御しても、検査ステーションのコントローラ２６によって自動的に制御してもよい。
【００２５】
ＴＲＴシステム２０の検査アンテナ・アレイ４０は、無響室１８の第２端部２４に配置され、種々の方法で無響室１８に取り付けることができる。１例として、無響室１８の端部２４は、アンテナ・エレメントのアレイ４０が無響室１８とＲＦ通信することを可能とするのに適したサイズおよび形状のＲＦ透過窓（図示せず）を有する。代わりに、室壁３８に１つ以上の開口を設けてもよく、かかる開口のサイズおよび形状は、アレイ４０のアンテナ・エレメントを収容し、アンテナ・エレメントがセンサ１４からのＲＦ信号を受信し、センサ１４にＲＦ信号を送信することができるように選択する。更にその代わりに、無響室の端部２４を開放し、アンテナ・アレイ４０を無響室の端壁３８上に取り付け、更に、これを無響室１８の開放端２４に取り付け、無響室を閉鎖するようにしてもよい。
【００２６】
検査アンテナ・アレイ４０は、複数のアンテナ・エレメント４０ａ〜４０ｎを含み、その各々をＴＲ ＲＦプロセッサ５０に結合することができる。各アンテナ・エレメント、即ち、単純にアンテナ４０ａ〜４０ｎは、ＦＬＳ１４が送信するＲＦ信号を受信し、受信した信号を処理のためにＴＲ ＲＦプロセッサ５０に結合するように動作する。次に、処理した信号は、各アンテナ４０ａ〜４０ｎを介して無響室１８内に送信される。別の言い方をすれば、アンテナ４０ａ〜４０ｎが受信したＲＦ信号を処理し、無響室１８に返送し、ＦＬＳ１４が受信する。
【００２７】
図１の実施形態では、ＴＲ ＲＦプロセッサ５０は、複数のＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール５０ａ〜５０ｎを含み、各１つを対応するアンテナ４０ａ〜４０ｎにそれぞれ結合し、それと関連付ける。ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール５０ａがプロセッサ・モジュール５０ｂ〜５０ｎを代表すると考えると、各ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールは、第１ポートがアンテナ・エレメント４０ａに結合され、第２ポートが単側波帯発生器（ＳＳＢＧ）５４の入力ポートに結合され、第３ポートが振幅調節エレメント５８を介してＳＳＢＧ５４の出力ポートに結合された、サーキュレータ６０を含む。ＳＳＢＧ５４は、アンテナ・エレメント４０ａが受信したＲＦ信号６２を、サーキュレータ６０を介して受信する。コントローラ２６から供給される制御信号６６に応答して、周波数シンセサイザ５２は、コントローラ２６によって選択された振幅および周波数を有するオフセット信号５６を発生する。オフセット信号５６は、ＳＳＢＧ５４の第２ポートに結合される。オフセット信号５６の振幅および周波数は、ＦＬＳ１４に対する特定のドプラおよび／または距離オフセットをシミュレートするように選択する。したがって、ここで注記すべきは、周波数シンセサイザ５２から供給される周波数範囲において、ＳＳＢＧ５４が単側波帯動作を行うということである。
【００２８】
好適な実施形態では、シンセサイザ５２をバス制御可能なシンセサイザとして備えており、少なくとも１０ＫＨｚないし２５０ＫＨｚの範囲の周波数を、比較的広い範囲の信号レベル（例えば、−５０ｄＢｍないし＋１０ｄＢｍ）で発生可能である。周波数シンセサイザは、例えば、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（ヒューレット・パッカード社）が製造する、ＨＰ８９０Ａ多機能シンセサイザという特定機種として備えることができる。勿論、同様の性能特性を有するその他のシンセサイザも使用可能であることを当業者は認めよう。
【００２９】
オフセット信号５６に応答して、ＳＳＢＧ５４は、受信ＲＦ信号６２の周波数をシフトし、その側波帯の１つを抑制して、周波数シフトした単側波帯信号を供給し、信号経路６４を通じて振幅調節エレメント５８に結合する。
【００３０】
振幅調節エレメント５８は、コントローラ２６が供給する振幅調節制御信号６８に応じて、信号６４の振幅を調節し、処理した信号７０をサーキュレータ６０に供給する。こうして、サーキュレータ６０は、アンテナ・エレメント４０ａからＳＳＢＧ５４の入力ポートまで伝搬する信号に、挿入損失が比較的低い第１信号経路を設け、ＳＳＢＧ５４の出力ポートからアンテナ・エレメント４０ａまで伝搬する信号に、挿入損失が比較的低い第２信号経路を設けるとともに、ＳＳＢＧ５４の第１入力ポートおよび出力ポート間に、比較的高い分離特性を与える。
【００３１】
振幅調節エレメント５８は、可変アッテネータとすることができ、サーキュレータ５０はフェライト・サーキュレータとすることができる。代替実施形態では、振幅調節エレメント５８は、プログラム可能なディジタル・アッテネータとして構成することができる。
【００３２】
尚、電子部品の中には、１つよりも多いアンテナ４０ａ〜４０ｎが共有可能なものもあることは、当業者には認められよう。一例として、周波数シンセサイザ５２は、それぞれのアンテナ４０ａ〜４０ｎに結合されている複数のＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール５０ａ〜５０ｎで共有することができる。この構成は、例えば、同じ周波数シンセサイザを共有するアンテナが同じ物体の部分をシミュレートする場合に適していると考えられる。他の代替案として、アンテナ４０ａ〜４０ｎの内所定のアンテナに対して、ある電子部品を削除することが可能な場合もある。更に別の代替案を図２に示し、以下に説明する。この場合、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールを１つよりも多いアンテナが共有し、それらの間で切り替える。
【００３３】
検査ステーション１０は、ＦＬＳ１４およびＴＲＴシステム２０に結合されたコントローラ２６を含む。コントローラ２６は、制御信号を制御信号バス３０を通じてＦＬＳ１４に供給し、ＦＬＳ１４から１つ以上の出力信号を出力信号バス３２を通じて受け取る。バス３２上のＦＬＳ出力信号は、（１）検出した一次目標までの距離を示す距離信号、（２）検出した一次目標に関連する距離レートを示す距離レート信号、および（３）検出した一次目標のＦＬＳ１４に対するアジマスを示すアジマス信号の内少なくとも１つを含む。コントローラ２６は、ＦＬＳ１４からの出力信号３２を格納するのに適したデータ・レコーダを含み、標準的なコンピュータ・ディスク・ドライブによって得られるようなものとすればよい。
【００３４】
コントローラ２６がＦＬＳ１４に供給する制御信号は、ＦＬＳ１４のシミュレーション場面に対するヨー・レートを表わすヨー・レート信号、およびＦＬＳのシミュレーション場面に対する速度を表わす速度信号を含む。図示の実施形態では、コントローラ２６は、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（サン・マイクロシステムズ社）が販売する機種のような、ワーク・ステーション上に実装することができる。
【００３５】
更に、コントローラ２６は制御信号をＴＲＴシステム２０に供給する。即ち、コントローラ２６は、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール５０ａ〜５０ｎの周波数シンセサイザ５２を制御信号ライン６６を通じて制御することにより、受信ＲＦ信号６２およびアンテナを通じてＦＬＳ１４に送信するＲＦ信号に導入されるあらゆる周波数シフト範囲を制御する。また、コントローラ２６は、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール５０ａ〜５０ｎの振幅調節エレメント５８にも制御信号６８を供給する。特定の状況をシミュレートするために、ＴＲＴシステム２０は、シミュレートしようとする特定の状況を表わす振幅および周波数特性を有する信号を、ＦＬＳ１４に送信しなければならない。その特性は事前に分かっているので、所定の１組の制御信号を予めコントローラ２６に格納しておき、必要なときにＴＲＴシステムに供給する。コントローラ２６が供給する制御信号の内、タイミング制御信号は、システム・タイミングを制御し、リアル・タイム状況でシミュレーションを可能にする。尚、タイミング制御信号は、システム１０においてシミュレートする状況毎に存在することを注記しておく。
【００３６】
図２を参照すると、代替検査ステーション１０’は、図１に関連付けてこれまでに示しかつ説明した無響室１８およびコントローラ２６を含む。図１のＴＲＴシステム２０と同様、ＴＲＴシステム８０は、アンテナ・エレメント８４ａ〜８４ｎから成るアンテナ・アレイ８４、および複数のＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ａ〜８６ｎを含むＴＲ ＲＦプロセッサ８６を含む。ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ａ〜８６ｎの各々は、周波数シンセサイザ８８、ならびに周波数シンセサイザ８８が供給するオフセット信号９６および受信ＲＦ信号９８に応答するＳＳＢＧ９４を含む。単側波帯発生器９４の出力信号１０２は、サーキュレータ１０４を介して、スイッチ９０ａ〜９０ｎのそれぞれに結合される。
【００３７】
ＴＲ ＲＦプロセッサ８６の図１におけるＴＲ ＲＦプロセッサ５０との相違点は、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ａ〜８６ｎの少なくとも１つを、複数のアンテナ８４ａ〜８４ｎと結合しかつ関連付けていることにある。このために、スイッチ９０ａ〜９０ｎは、コントローラ２６の制御の下で、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ａ〜８６ｎのそれぞれを選択的に関連するアンテナの１つに結合する。例えば、スイッチ９０ａは、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ａを関連するアンテナ８４ａ〜８４ｋの１つに選択的に結合し、スイッチ９０ｎは、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ｎを関連するアンテナ８４ｑ〜８４ｎの１つに選択的に結合する。
【００３８】
各アンテナ８４ａ〜８４ｎには、図示のように、当該アンテナとそれぞれのスイッチ９０ａ〜９０ｎとの間に、それぞれの振幅調節エレメント９２ａ〜９２ｎが結合されており、コントローラ２６の制御の下で個々の振幅調節を行なう。更に、アンテナ８４ａ〜８４ｎに独立した周波数制御も行なう。即ち、各スイッチ９０ａ〜９０ｎが第１位置（即ち、第１アンテナをＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュール８６ｎに結合する）にあるときに第１制御信号を周波数シンセサイザ８８に供給して第１オフセット信号を発生し、各スイッチ９０ａ〜９０ｎが第２の異なる位置にあるときに第２の異なる制御信号を周波数シンセサイザに供給して第２の異なる周波数オフセット信号を発生する。スイッチ９０ａ〜９０ｎは、例えば、動作周波数範囲において適当なスイッチング速度、挿入損失特性、分離特性、およびインピーダンス整合特性を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチとして構成すればよい。あるいは、スイッチ９０ａ〜９０ｎは、動作周波数範囲において適当なスイッチ特性を有する、導波路実装ダイオード・スイッチとして構成することも可能である。
【００３９】
図３を参照すると、図１の線３，４−３，４に沿ったアンテナ・アレイ４０の一例の図が示されている。アレイ４０内におけるアンテナ・エレメント４０ａ〜４０ｎの位置には、１００_1,1〜１００_j,kと付番してあり、アレイはｊ行およびｋ列のアンテナ・エレメントを収容する。尚、アレイの寸法は、個々の検査用途に対処するように、ｊ＝ｋ＝１である単一エレメント・アレイを含んで容易に変更可能であること、および矩形以外のアレイ形状（例えば、円形または不規則なアレイ形状）も使用可能であることは、当業者には認められよう。
【００４０】
アレイ４０を構成するアンテナ・エレメントの数ｎは、各アンテナ・エレメント４０ａ〜４０ｎの寸法、およびアレイの全体的な寸法に基づいて、所定の分解能が得られるように選択する。更に、アンテナ・アレイ４０の全体的な寸法は、与えられた無響室１８の長さ（Ｌ）（即ち、ＦＬＳおよびアレイ４０間の距離）に対して、自動車用ＦＬＳ１４の視野の所定部分を埋めるように選択する。図示の実施形態では、アレイのサイズは、３本の走行レーンおよび２本の応急用通路（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｌａｎｅ）のシミュレーションを行なうために、１００Ｍの距離においてＦＬＳ１４の視野をほぼ満たすように決定する。このようにして、中央レーンを走行する車両上にＦＬＳ装備したシミュレーションを実施することができる。したがって、ＴＲＴシステム２０は、ＦＬＳと同じレーン、ＦＬＳ以外のレーンを占める車両または物体をシミュレートすることができ、また、ＴＲシステム２０は、隣接するレーンおよびＦＬＳのレーン間で移動する車両または物体もシミュレートすることができる。
【００４１】
図４を参照すると、幅（ｗ）が約４メートル、高さ（ｈ）が約１．４メートルの適当なアンテナ・アレイ４０の１つが示されている。図示のアンテナ・アレイ４０は、５ｘ８アレイ（ｊ＝５，ｋ＝８）であり、３本の通行レーンおよび２本の応急用通路をモデル化するのに適しており、縦の破線１１０は、かかるレーン間の境界を示す。
【００４２】
図５を参照すると、アンテナ・アレイ４０において７７ＧＨｚで用いるのに適したアンテナ・エレメント４０ａが示されている。アンテナ４０ａは、矩形アパーチャ１２０を有するホーン・アンテナである。ホーン・アンテナ・エレメント４０ａは、Ａｅｒｏｗａｖｅ（エアロウェーブ社）から製品番号１２−７０２０として市販されている。
【００４３】
図５Ａにおけるアンテナ・エレメント４０ａの側面図を参照すると、矩形アパーチャ１２０は、テーパ状のホーン型フィード１２６を介して、放射エレメント１２４に結合されている。図示の実施形態では、エレメント４０ａの高さ（Ｈ）は０．５５インチ、幅（Ｗ）は０．６８インチ、長さ（Ｌ）は１．８５インチ、標準利得は約２０ｄＢである。
【００４４】
円形ホーン・アンテナ、矩形またはその他の形状のプリント回路アンテナ・エレメント、スロット導波アンテナ（ｓｌｏｔｔｅｄ ｗａａｖｅ ｇｕｉｄｅ ａｎｔｅｎｎａ）等を含む他のアンテナも使用可能であるが、これらに限定される訳ではないことを当業者は認めよう。また、かかるアンテナ・エレメントを組み合わせて用いることが望ましい場合もある。アレイを得るために用いるアンテナ・エレメントに選択する特定の形式または複数の形式は、ＴＲ ＲＦプロセッサ・モジュールが送信する処理信号の所望の偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）、および利得を含む種々の要因に応じて決定する。尚、要因はこれらに限定される訳ではない。
【００４５】
図６を参照すると、検査室１８の上面図が示されている。先に注記したように、寸法の決定も含めて無響室１８を設計し実現する従来の技法が適当である。一般に、無響室１８の長さ（Ｌ）は、アンテナ・アパーチャ４０ａ〜４０ｎの直径の二乗を、測定されるＲＦ信号の波長で除算し、それを２倍した値程度とすることが望ましい。図示の実施形態では、アンテナ・アパーチャは約９インチであり、動作周波数は約７７ＧＨｚである。７７ＧＨｚの周波数における自由空間波長は約０．３９ｃｍであり、好適な無響室の長さ（Ｌ）は約９０フィート、即ち、２７メートルとなる。更に、無響室１８に好ましい長さ対幅（および高さ）比は、約３：１である。したがって、図示の実施形態では、無響室の幅（Ｗ）および高さ（Ｈ）は、約３０フィート、即ち、９メートルとなる。
【００４６】
また、図６Ａも参照すると、図６の線６Ａ−６Ａに沿った無響室１８の断面図は、無響室の端壁３４の高さ（Ｈ）および幅（Ｗ）に対して中心に位置付けられたＦＬＳ１４を示す。同様に、図６の線６Ｂ−６Ｂに沿った図６Ｂの断面図は、無響室の端壁３８の高さ（Ｈ）および幅（Ｗ）に対して中心に位置付けられたアンテナ・アレイ４０を示す。
【００４７】
図７を参照すると、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）自動車用ＦＬＳ１４のブロック図が示されており、アンテナ・アセンブリ１４０、送信機１４６および受信機１４８双方を有するマイクロ波アセンブリ１４２、ならびに信号プロセッサ１６４、電源１６６、制御回路１６８および自動車１７４とのディジタル・インターフェース１７０から成る電子装置アセンブリ１５０を含む。アンテナ・アセンブリ１４０は、２つのアンテナ１４０ａ，１４０ｂを含み、１つが送信用、１つが受信用である。アンテナは、同じ方向に照準を合わせるように並列に制御する、マルチ・ローブ・アンテナである。アンテナ角度を選択するには、多位置スイッチを含む種々の回路が適当である。
【００４８】
受信アンテナ１４０ａからの出力は、マイクロ波受信機１４６に結合され、１つ以上の局部発振信号の周波数を送信信号から固定量だけ偏移（オフセット）させる。受信機１４６の出力は、偏移した周波数を有し、目標周波数はその上または下となる。
【００４９】
受信機１４６は、アナログーディジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含み、受信機の最大周波数の少なくとも２倍のレートで、受信ＲＦ信号を増幅した信号をサンプリングする。これらの信号サンプルは、ディジタル信号プロセッサ１６４内のＦＦＴによって処理し、種々の周波数範囲（即ち、周波数ビン）内における信号の内容を判定する。ＦＦＴ出力は、信号プロセッサ１６４の残り部分のデータとして用いることができる。レーダＦＬＳ１４の残りの部分は、標準的な部品から成り、電源１６６、周波数安定のためのシステム・クロック（クリスタル制御発振器）を含む制御回路１６８、およびディジタル・インターフェース１７０を含む。
【００５０】
信号プロセッサ１６４が受信ＲＦ信号を処理して一次目標の距離、距離レートおよび／またはアジマスを示す出力信号を車両に供給する方法は、１９９６年１１月１２に出願されたＲＡＤＡＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＳＡＭＥ（レーダ・システムおよびその動作方法）と題する同時係属中の米国特許出願第０８／７４５，５３０号に記載されている。その内容は、この言及により全体が本願にも含まれるものとする。
【００５１】
図８を参照すると、ＦＬＳ１４は、アンテナ２０２および送信回路２５９によって形成される送信信号経路、ならびにアンテナ２００および受信回路２１９によって形成される受信信号経路を含む。概して言えば、ＦＬＳ１４は以下のように動作する。送信回路２５９は送信信号を発生し、信号経路２７４を通じて送信アンテナ２０２に結合する。好適な実施形態では、送信アンテナ２０２は、入力ポート２１４ａ、複数の出力ポート２１４ｂ〜２１４ｎ、およびディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２５０からの制御信号に応答する制御端子２１５を有するスイッチ２１４を含む。スイッチ出力ポート２１４ｂ〜２１４ｎが、フィード回路２１０を介して、ロットマン・レンズ（Ｒｏｔｍａｎ ｌｅｎｓ）２０６の第１側に結合されている。ロットマン・レンズ２０６の複数の出力ポートは、複数のアンテナ・エレメント２０５に結合され、アンテナ・エレメント２０５は、例えば、複数の導電性パッチとして構成すればよい。送信アンテナ２０２に好ましい構成は、１９９５年１１月２１に出願され、ＡＮＴＥＮＮＡ（アンテナ）と題する、同時係属中の米国特許出願第０８／５６１，５１３号に記載されており、その内容はこの言及により全体が本願にも含まれるものとする。
【００５２】
送信されたＲＦ信号は、ＲＦ信号送信経路内にある物体を捕らえ、信号の一部は物体から反射し、受信アンテナ２００によって受信される。受信信号は、受信回路２１９に供給され、ダウン・コンバートおよび濾波（フィルタリング）が行われ、続いてＤＳＰ２５０に供給される。図示の実施形態では、受信アンテナ２００は、入力ポート２１２ｂ〜２１２ｎ、出力ポート２１２ａ，およびＤＳＰ２５０からの制御信号に応答する制御端子２１３を有するスイッチ２１２を含む。スイッチ入力ポート２１２ｂ〜２１２Ｎは、フィード回路２０８を介して、ロットマン・レンズ２０４の第１側に結合されている。ロットマン・レンズ２０４の出力ポートは、複数のアンテナ・エレメント２０３に結合されている。アンテナ・エレメント２０３は、導電性パッチというような、種々の形態を取ることができる。受信アンテナ２００に好ましい構成も、先に引用し本願にも含まれるものとした、１９９５年１１月２１日出願の同時係属中の米国特許出願第０８／５６１，５１３号に記載されている。
【００５３】
受信アンテナ２００は複数のビーム２１６ａ〜１２６ｐを生成し、送信アンテナ２０２は複数のビーム２１８ａ〜２１８ｐを生成する。尚、アンテナ２００，２０２が形成するビームの本数およびパターンは、変更してもよいし、同一でも同一でなくてもよいことは、当業者には認められよう。一実施形態では、受信アンテナ２００および送信アンテナ２０４は双方とも１３個のビームを含み、その内１２個は実質的に同一平面上にあり、その内の１個２１６ｐ，２１８ｐは、実質的に同一平面上になく、「チェック・ビーム」を供給する。ＦＬＳの要件を満たすためのアンテナ・ビームの本数および間隔の選択については、本願と同日に出願され、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＦＯＲＷＡＲＤ ＬＯＯＫＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ（自動車用前方監視センサ・アーキテクチャ）と題するた同時係属中の米国特許出願に記載されており、その内容はこの言及により全体が本願にも含まれるものとする。
【００５４】
更に詳しくは、送信回路２５９は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２７２を含む。供給される制御信号２７６に応答して、ＶＣＯ２７２は、約７５．９５ＧＨｚないし７６．２５ＧＨｚの範囲の周波数を有するＲＦ出力信号２７４を供給する。このＶＣＯ２７２が供給する信号の特定の周波数は、ＶＣＯ制御信号２７６の電圧によって決定される。したがって、ＶＣＯ制御信号２７６の電圧を変化させることによって、ＶＣＯ２７２は、送信回路２５９の出力に供給されるＲＦ信号２７４の周波数に、対応する変化を与える。この特定実施形態では、送信回路２５９は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）システムとして動作する。図８Ａに示すような特性形状を有するＶＣＯ制御信号２７６を供給する。
【００５５】
図８Ａを参照すると、ＶＣＯ制御信号２７６は、ランプ・アップ（ｒａｍｐ ｕｐ）部分、連続波（ＣＷ）部分、およびランプ・ダウン（ｒａｍｐ ｄｏｗｎ）部分を含むように示されている。ＦＬＳ１４の適正な動作のためには、ＶＣＯ制御信号２７６が線形に振る舞うことが重要である。したがって、このために、そして図８を再度参照すると、送信回路２５９は線形化回路２５６を含む。
【００５６】
図示の実施形態では、線形化回路２５６は、第１分周器２５１、ミキサ２５３、および第２分周器２５５を有する位相ロック・ループ（ＰＬＬ）回路を含む。線形化回路２５６は、周波数シンセサイザ２３０からのクロック信号２５４、カウンタ出力信号２５９、および入力信号２６２に応答する。カウンタ出力信号は、カウンタ２５８によって供給される。カウンタ２５８は、ＤＳＰ２５０からの複数の制御信号２５８ａ〜２５８ｃ（アップ、ダウン、および連続波信号を含む）に応答して、入力信号２６２を値Ｎで分周する。Ｎは、６７３ないし１２６５の間である。入力信号２６２は、増幅器２６３の出力に供給される。
【００５７】
更に具体的には、ＲＦ送信信号２７４の部分２６６は、カプラ２７３によって、ミキサ２７０のＲＦ入力ポートに結合される。誘電体共振発振器（ＤＲＯ：ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２６４が、局部発振信号をミキサ２７０の局部発振入力ポートに供給する。ダウン・コンバート・ミキサ２７０が、約３５０ＭＨｚ〜６５９ＭＨｚの範囲の周波数を有する中間周波数（ＩＦ）信号を、増幅器２６３の入力ポートに供給する。増幅器２６３は、入力信号２６２を線形化回路２５６に供給する。
【００５８】
線形化回路２５６は、入力信号２６２に位相ロックした出力信号２６０を供給するように動作する。ディジタル線形化回路２５６は、ミリメートル波ＶＣＯ２７２を分周した出力周波数信号２６５を固定基準周波数信号２５７と比較する。位相／周波数検出器において、ＶＣＯの分周出力周波数信号２６５を固定基準周波数信号２５７と結合し、固定基準周波数信号とＶＣＯの分周出力周波数信号２６５との間の位相および周波数誤差に比例する誤差電圧２６０を供給する。誤差電圧２６０を濾波し、ＶＣＯにフィードバックすることにより、ＶＣＯの分周出力周波数信号２６５が基準信号２５７に等しくなるように、これを調整する。分周器２５５をプログラム可能とし、除数を固定の割合（システムのクリスタル・クロックによって設定する）で固定量だけ増分していくことにより、ＶＣＯ７０は、フィードバック・ループを通じて、その周波数を線形に変化させる（即ち、ｄｆ／ｄｔが一定である）。ＶＣＯ制御信号即ちチャープ２７６は、本来線形である。何故なら、各周波数ステップおよび各時間ステップは、チャープの期間を通して同一であるからである。位相ロックした出力信号２６０はＶＣＯ２７２を駆動し、ＲＦ信号２７４をスイッチ２１４に供給する。
【００５９】
図示の線形化回路２５６によって、ＶＣＯ制御信号２７６は、分周器２５５の値Ｎの変化によって、周波数を変化させる。一旦値Ｎが変化すると、ＶＣＯ制御信号２７６は指数的に新たな周波数に近づく。正確な波形は、種々のループ・パラメータによって異なる。周波数ステップおよび時間ステップのサイズは、所定のＶＣＯ制御信号（即ち、チャープ信号）の傾斜の要件を満たすように近似的に選択する。図示の実施形態では、チャープの傾斜は、約２７０ＫＨｚ／μ秒であり、これは１．９２４５ミリ秒の時間ステップに対応する。この構成では、チャープは（０．０４％以内までという程度に）本質的に線形である。何故なら、各周波数ステップおよび各時間ステップは、他の全てと同一であるからである。Ｎの関数として発生するループ・パラメータの変化は、Ｎの関数としてループ利得を調節することによって、補償することができる。線形化回路２５６を備える別の構成も可能であり、先に引用し本願にも含まれるものとした、１９９７年１１月２１日に出願し、ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＦＯＲＷＡＲＤ ＬＯＯＫＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ（自動車用前方監視センサ・アーキテクチャ）と題された同時係属中の米国特許出願に記載されている。
【００６０】
受信信号経路２１４は、ここでは、連続波信号を受けるように構成されており、受信信号をロー・ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２２０の入力に供給するアンテナ２００を含む。ＬＮＡ２２０は、増幅した出力信号を、単側波帯発生器（ＳＳＢＧ）２２２のパワー・デバイダ２２３に供給する。好ましくは、ＬＮＡ２２０およびＳＳＢＧ２２２は、１つ以上のモノリシック・マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）として実装する。しかしながら、いわゆるチップおよびワイヤ技法を含む種々の製造技法や、その他の構成も、ＦＬＳ１４の部品を得るのに適当であることは、当業者には明白であろう。
【００６１】
パワー・デバイダ２２３は、受信ＲＦ信号の等しい部分を１対の増幅器２２４，２２６に導出する。増幅器２２４に供給する受信信号の部分を、直交カプラ２２８の第１入力ポートに導出する。増幅器２２６に供給する受信信号の部分に９０°の位相シフトを導入することによって、この信号を変形（ｍｏｄｉｆｙ）する。かかる位相シフトは、集中または分布位相シフト・エレメントによって与えるか、あるいはパワー・デバイダ２２３および増幅器２２４の入力間の信号経路の長さを延長し、対象周波数において、９０に対応する距離だけ、この信号経路が、パワー・デバイダ２２３および増幅器２２６の入力間の信号経路よりも長くなるようにすることによって与えると好都合である。９０°位相シフトした信号を、直交カプラ２２８の第２入力ポートに結合する。９０°シフトした直交カプラの第１および第２入力ポートに供給した信号を用いて、直交カプラは、信号の減算をその第１出力ポートにおいて行い、信号の加算をその第２出力ポートにおいて行なう。ここで、第２出力ポートは、ダウン・コンバータ回路２３２のＲＦ入力ポートに結合されている。
【００６２】
送信信号の一部は、ＶＣＯ２７２から、カプラ２７３を介し信号経路２６１を通じて結合され、局部発振（ＬＯ）信号をダウン・コンバータ２３２のＬＯ入力ポートに供給する。ダウン・コンバータ２３２は、その出力ポートに中間周波数（ＩＦ）信号を供給する。
【００６３】
ダウン・コンバータ２３２が発生したＩＦ信号を、更に受信回路に結合する。受信回路は、増幅器２３４、振幅減衰エレメント２３６、バッファ２３８、ＩＦミキサ２４０、バッファ２４２、およびフィルタ２４４を含み、図示のように、これらは全て直列に結合されている。振幅減衰器２３６は、受信信号レベルを調節し、アナログーディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２４６の飽和を避けることができる。ＩＦミキサ２４０は、シンセサイザ２３０が供給する発振信号に応答し、ＩＦ周波数を更にダウン・コンバートし、Ａ／Ｄ変換器２４６による処理に適した周波数とする。
【００６４】
フィルタ２４４の出力は、ＤＳＰ２５０と連動するＡ／Ｄ変換器２４６に結合されている。受信ＲＦ信号に応答してＤＳＰ２５０が一次目標を検出し追跡するために実行するプロセスは、図９のフロー図に関連付けて説明する。更に、１９９６年１１月１２に出願されたＲＡＤＡＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＳＡＭＥ（レーダ・システムおよびその動作方法）と題する同時係属中の米国特許出願第０８／７４５，５３０号にも記載されている。その内容は、この言及により全体が本願にも含まれるものとする。ＤＳＰ２５０が、例えば、一次目標の距離、距離レート、および／または角度に関してこれを特徴付ける出力信号２５２を車両インターフェースに供給することを言えば十分であろう。ＦＬＳ１４の電源２４８は、ＦＬＳ１４を装備した車両のバッテリによって給電することも可能である。
【００６５】
図９を参照すると、図８のプロセッサ２５０がＦＳＬ１４の視野内にある一次目標を検出し追跡する際に実行する方法のフロー図が示されている。プロセスは、ステップ２７８において開始し、次いでステップ２８０において、ＦＬＳ１４がスタンバイ動作モードにあるか否かについて判定を行なう。スタンバイとは、ＦＬＳ１４には給電されているが、車両のドライバによって活性化されていない動作モードのことである。スタンバイ・モードの間、診断検査を周期的に繰り返す。ＦＬＳ１４がスタンバイモードにある場合、ステップ２８２において診断検査を実行し、結果をコントローラ２６に報告する。その後、プロセスは、図示のように、ステップ２８０から開始して繰り返す。
【００６６】
逆に、ＦＬＳ１４がスタンバイ・モードにない場合、処理はステップ２８３に進み、ＦＬＳを捕捉獲動作モードとし、目標データを捕捉し処理する。捕捉モードでは、ＲＦ信号を受信し、ダウン・コンバートし、サンプリングすることによって、ビットまたはディジタル信号サンプルのストリームを供給する。ＤＳＰ２５０（図８）は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のような変換を信号に対して実行し、結果を複数の周波数ビンに格納する。周波数ビンの１つは、固定クラッタを表わす信号を収容する。処理はステップ２８４に進み、ＦＬＳ１４の視野内にある固定クラッタにタグを付ける。その後、ステップ２８６において、ＦＬＳの視野内から得たデータを編集し、その後、ステップ２８８において、有効なターゲットを識別し追跡する。より具体的には、距離および相対速度に関する所定の限度に基づいて、有効な目標を定義する。処理ステップ２８４，２８６および２８８を総称して、目標捕捉および追跡と呼ぶことにする。データの編集は、所定の評価基準とデータを比較し、評価基準を満たさないデータ・サンプルを無視するというように、様々な方法で行なうことができる。
【００６７】
ステップ２９０において、１９９７年１１月２１に出願しＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＦＯＲＷＡＲＤ ＬＯＯＫＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ（自動車用前方監視センサ・アーキテクチャ）と題する同時係属中の米国特許出願に記載されているように、ＦＬＳ１４を搭載している車両の経路を予測する。尚、この出願の内容は、この言及によりその全体が本願にも含まれるものとする。続くステップ２９２において、所定の評価基準に基づいて、追跡中の目標の１つを一次目標即ち主目標として指定する。図示の実施形態では、一次目標は、距離が最も接近しており、ＦＬＳを搭載した車両と同じレーン内に位置する目標として定義する。追跡中の目標の中にこの評価基準を満たすものがない場合、一次目標はなく、車両は設定したクルーズ制御速度を維持する。
【００６８】
続くステップ２９４において、一次目標の位置の関数として、追跡視野を縮小し、縮小視野データを編集する。ステップ２９６において、この縮小視野内において一次目標を追跡する。ステップ２９４および２９６の縮小視野処理によって、ＦＬＳ１４が一層効率的かつ頻繁に一次目標の進行を監視する一方で、他の追跡目標の進行を監視する頻度を低下させることが可能となるという利点がある。
【００６９】
ステップ２９８において、ＦＬＳ１４は、距離、距離レート、およびアジマス出力信号をコントローラ２６に供給する。尚、ＴＲＴシステム２０が実行する信号処理は、ＦＬＳ１４による処理信号の受信に、人工的な時間遅延を起こすので、ＦＬＳ１４による処理にバイアスを導入して遅延に対処するか、あるいはＦＬＳ１４に対して移動する他の物体をシミュレートするとよい。この情報は、車両の長手方向制御部が用いて、制動のような車両動作の様々な面を制御し、図１０に示すように、種々の形態でドライバに表示することも可能である。その後、処理は、図示のように、繰り返しステップ２８０から開始するか、あるいは終了する場合もある。
【００７０】
図１０を参照すると、検査アンテナ・アレイ４０によってシミュレートする場面１７９の一例が示されている。この場面は、高架道（ｏｖｅｒｐａｓｓ）１８０、標識１８４、木々１８２、数台の別の車両１８６ａ〜１８６ｎ、およびガード・レール１８８を含む。一次目標（即ち、ＦＬＳを搭載した車両と同じレーン内にある最も近い物体）は、１９０で示す別の自動車である。
【００７１】
また、図１０には、ＦＬＳ１４の視野の図式表現１９４も示している。この図式的表現１９４の機構には、ＦＬＳを搭載した車両を表わすアイコン１９６、ならびに車両１８６ａ，１９０および１８６ｎを表わすアイコン１９９ａ〜１９９ｃが含まれる。一次目標の車両１９０を表わすアイコン１９９ｂは、他のアイコンとは異なり、これによってその一次目標としてのステータスを示す。一例として、一次目標アイコン１９９ｂは、色で他の目標から区別することができる。三角形のアイコンは、その方向を用いて、目標のレートが、ＦＬＳを搭載した車両のレートに対して上昇中または低下中であることを示すことも可能である。
【００７２】
実際の動作では、ＦＬＳ１４は、１つ以上の信号をその視野（ＦＯＶ）内で送信する。送信した信号は、高架道１８０、標識１８４、車両１８６ａ〜１８６ｎ、木々１８２のような路側クラッタ、ガイド・レール１８８、および橋脚１９２のようなＦＬＳ ＦＯＶ内にある物体を捕らえる。物体１８０〜１９２によって反射された信号の各々は、リターン信号をＦＬＳに供給する。ＦＬＳ１４はリターン信号を受信し、この中で記載したようなＤＳＰ２５０内に実装した処理技法にしたがって信号を処理する。また、１９９６年１１月１２に出願されたＲＡＤＡＲ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＳＡＭＥ（レーダ・システムおよびその動作方法）と題する同時係属中の米国特許出願第０８／７４５，５３０号にも記載されている。その内容は、この言及により全体が本願にも含まれるものとする。
【００７３】
図１１を参照すると、図１０の場面をシミュレートするのに適したアンテナ・アレイ４０の励起パターンが示されている。種々の道路物体によってもたらされる電磁反射およびレーダ有効反射断面積を測定し、記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク等）上に記録する。かかる情報は、１９９２年秋にＡｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ（応用マイクロ波）において発表されたＴａｋｉｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．（タキモトその他）による”Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｒａｄａｒ”（自動車衝突防止レーダ）と題する論文におけるように、種々の情報源から公に入手可能である。一例として、高架道および標識は、所定のドプラおよびレーダ有効反射断面積（ＲＣＳ）リターンを与え、路側クラッタは、ＲＣＳが変動し多数のＦＦＴビン内に現れるドプラ・リターンを特徴とし、静止車両は、サイズが約１／４メートルである所定のドプラ・リターンを与え、約４０ｍｐｈで移動中のトラックは、比較的大きなＲＣＳ（例えば、約１０００平方メートル）および所定のドプラ・リターンを与え、約６０ｍｐｈの速度で移動中の車からの反射は、比較的小さなＲＣＳ（例えば、約１／４メートル）を有する。かかる反射源の各々は、図１１では、異なる網掛で示されている。このように、アレイ４０における種々のアンテナ・エレメントを励起することによって、種々の物体をモデル化することができる。
【００７４】
様々な所定の場面をモデル化することにより、アンテナ・アレイ４０のアンテナ・エレメントの内、場面をシミュレートするために励起しなければならない特定のアンテナ・エレメントを示すデータを収集する。また、表示された場面を視認する際に、ＦＬＳ１４のヨー・レートおよび速度に対応するヨー・レートおよび速度（即ち、ＦＬＳがシミュレートした場面に実際に遭遇した場合の、ＦＬＳを搭載した車両のヨー・レートおよび速度）に関連付けて、（いずれかの周波数シフトおよび／または振幅調整に関して）必要な信号処理をプロセッサ２５０に格納しておく。このようにして、アレイ４０上において、場面を励起パターンにマッピングすることができる。
【００７５】
動作においては、特定の場面をシミュレートすることが望ましい場合、対応するヨー・レート信号および速度信号を検査ステーション・コントローラ２６からＦＬＳ１４に供給する。すると、ＦＬＳ１４は、アレイ４０が受信した信号を送信する。検査ステーション・コントローラ２６は、制御およびデータ信号をＴＲＴシステム２０に供給し、受信信号をどのように処理するか、そして特定の場面を適正にシミュレートするためには、どのアンテナ・エレメントが処理した信号を再送信すべきかについて指示する。尚、各アンテナ・エレメントによって再送信される信号は、別個に処理可能であることを注記しておく。
【００７６】
図１１に示すように、高架道をシミュレートするためには、所定の振幅および周波数でアンテナ・エレメント２００ａ〜２００ｈを励起する。したがって、ＦＬＳ１４が受信する信号は、ＦＬＳ１４が実際の高架道から反射された信号から受ける特性と同様の特性を有する。
【００７７】
同様に、アンテナ・エレメント２０２ａ，２０２ｂは、標識から反射しＬＦＳによって検出された信号の振幅および周波数に対応する振幅および周波数で励起する。同様に、アンテナ・エレメント２０４ａ〜２０４ｂ，２０６ａ〜２０６ｂ，２０８ａ〜２０８ｂおよび２１０ａ〜２１０ｃも、それぞれ、移動中の車、停止中の車、移動中のトラック、および路側クラッタを模擬する振幅および周波数で励起する。
【００７８】
ＦＬＳ１４は、ＴＲＴシステム２０が送信した処理済み信号を受信し、図９のプロセスに応じて、ヨー・レートおよび速度情報を用いて受信した信号を処理し、一次目標の距離、距離レートおよびアジマスを、車両に供給する。尚、図１１においてアレイ４０上にモデル化した特定の場面は、ＦＬＳ１４の性能を検査するために容易にモデル化し使用することができる多数の可能な場面の１つであることは、当業者には認められよう。
【００７９】
図１２を参照すると、検査ステーション１０においてＦＬＳ１４を検査する方法は、ステップ３００において開始し、続いてステップ３０２において、格納してあるパターンにしたがって検査アンテナ・パターン４０を励起し、ＦＬＳの視野内に所定の場面をシミュレートする。ステップ３０４において、シミュレートした場面に関連するある情報が、コントローラ２６によってＦＬＳ１４に供給される。この情報は、場面に対するＦＬＳ１４のヨー・レートおよび速度を含み、加えて捕捉または追跡というような、ＦＬＳ１４の動作モードも含むことができる。
【００８０】
ステップ３０８において、検査アンテナ・アレイ４０が処理した信号の受信に応答してＦＬＳ１４が発生した距離、距離レートおよびアジマス出力信号を、ある検査評価基準と比較する。検査評価基準は、所定の場面内にある一次目標に関連する距離、距離レートおよびアジマスの関数であり、アレイ４０を励起するアンテナ・アレイ・パターンと関連付けて格納されている。一般に、検査評価基準は、格納してある距離、距離レートおよびアジマスに所定の裕度を加算または減算した値に等しく設定する。ステップ３０８の比較によって、ＦＬＳ１４の性能に対する判定を行い、その後プロセスはステップ３１０において終了する。
【００８１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、その概念を組み入れた別の実施形態も使用可能であることは、今や当業者には明白となっているはずである。したがって、これらの実施形態は、開示した実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されることは当然と思われる。ここで引用した刊行物および引例は全て、その言及により全体が本願にも明示的に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車用前方監視センサ（ＦＬＳ）の性能を検査する検査ステーションのブロック図である。
【図２】 図１の検査ステーションの代替実施形態のブロック図である。
【図３】 図１の検査ステーションのアンテナ・アレイを示す図である。
【図４】 図１の検査ステーションのアンテナ・アレイの代替実施形態を示す図である。
【図５】 図４のアレイのアンテナ・エレメントの前面図である。
図５Ａは、図５のアレイのアンテナ・エレメントの側面図である。
【図６】 図１の検査ステーションの検査室の上面図である。
図６Ａは、図６の線６Ａ−６Ａに沿った、検査室の断面図である。
図６Ｂは、図６の線６Ｂ−６Ｂに沿った、検査室の断面図である。
【図７】 図１の検査ステーションにおける検査に適した自動車用ＦＬＳのブロック図である。
【図８】 図１の検査ステーションにおける検査に適した自動車用ＦＬＳの更に詳細なブロック図である。
図８Ａは、図８のＦＬＳのＶＣＯ制御信号の波形図である。
【図９】 図８のＦＬＳが一次目標を検出し追跡する際に実行する方法を示すフロー図である。
【図１０】 被検査自動車用ＦＬＳの視野におけるシミュレーション場面の例である。
【図１１】 図１０の場面をシミュレートする際における図４のアンテナ・アレイの励起を示す図である。
【図１２】 図１の検査ステーションを用いて自動車用ＦＬＳの性能を検査する方法を示すフロー図である。

Claims (16)

1. 第１端部（３４）および第２端部（３８）を有する検査室（１８）と、
   前記検査室（１８）の第２端部（３８）に配置される送信／受信検査（ＴＲＴ）システム（２０）であって、
   前記検査室（１８）の第１端部（３４）から発するＲＦ信号を受信する手段（４０）、
   前記ＲＦ信号を受信する手段（４０）に結合され、物体をシミュレートする手段（５０）、および
   前記物体をシミュレートする手段（５０）に結合され、前記検査室（１８）の第２端部（３８）から前記検査室（１８）の第１端部（３４）に前記シミュレートされた物体を表すＲＦ信号を送信する手段（４０）、
   を含むＴＲＴシステムと、
   を備える検査ステーションにおいて、
   前記シミュレート手段（５０）は、前記ＲＦ信号受信手段（４０）によって結合された受信ＲＦ信号を受信および処理して、複数の物体を同時にシミュレートするように適応されるとともに、前記ＲＦ信号受信手段が複数のアンテナ・エレメント（４０）を備え、前記シミュレート手段（５０）が複数の送信／受信ＲＦプロセッサ・モジュール（５０ａ〜５０ｎ）を備え、各モジュールが複数のアンテナ・エレメント（４０ａ〜４０ｎ）の少なくとも１つと関連して、該少なくとも１つのアンテナ・エレメントによって受信されたＲＦ信号を処理する、ことを特徴とする検査ステーション。
2. 請求項１記載の検査ステーションにおいて、前記受信ＲＦ信号を処理する手段が、
   前記受信ＲＦ信号の周波数をシフトする手段（５２，５４）と、
   前記受信ＲＦ信号の振幅を調節する手段（５８）と、
   を備えることを特徴とする検査ステーション。
3. 請求項２記載の検査ステーションにおいて、前記受信ＲＦ信号の周波数をシフトする手段が、
   周波数シンセサイザ（５２）と、
   前記複数のアンテナ・エレメント（４０）の少なくとも１つおよび前記周波数シンセサイザ（５２）に結合された単側波帯発生器（ＳＳＢＧ）（５４）であって、前記少なくとも１つのアンテナ・エレメント（４０ａ）の各々から供給されるＲＦ信号を受信し、前記周波数シンセサイザ（５２）が供給する信号の周波数に対応する量だけ、前記受信ＲＦ信号の周波数をシフトする、ＳＳＢＧと、
   を備えることを特徴とする検査ステーション。
4. 請求項１記載の検査ステーションにおいて、前記検査室が、その内部を伝搬する約７７ＧＨｚの周波数を有する電磁エネルギに対して、所定の透過および吸収特性を与えることを特徴とする検査ステーション。
5. 請求項３記載の検査ステーションにおいて、第１、第２および第３ポートを有するサーキュレータ（６０）を備え、前記第１ポートが前記少なくとも１つのアンテナ・エレメント（４０ａ）に結合され、前記第２ポートが前記ＳＳＢＧ（５４）への入力に結合されて、前記少なくとも１つのアンテナ・エレメント（４０ａ）と前記ＳＳＢＧ（５４）の入力との間に比較的損失が少ない第１信号経路を提供し、前記サーキュレータ（６０）の第３ポートが前記ＳＳＢＧ（５４）の出力に結合されて、前記ＳＳＢＧ（５４）の出力と前記少なくとも１つのアンテナ・エレメント（４０ａ）との間に比較的損失が少ない第２信号経路を提供し、前記サーキュレータ（６０）が、前記第１および第２信号経路間に、比較的高い分離特性を与えることを特徴とする検査ステーション。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の検査ステーションにおいて、制御信号を被検査レーダ・システム（１４）および前記ＴＲＴシステム（２０）に供給するコントローラ（２６）を備えることを特徴とする検査ステーション。
7. 請求項６記載の検査ステーションにおいて、前記コントローラ（２６）は、前記受信ＲＦ信号に対する周波数シフトを示す信号および振幅調節を示す信号から選択された制御信号を前記ＴＲＴシステムに供給することを特徴とする検査ステーション。
8. 請求項６記載の検査ステーションにおいて、動作中に前記コントローラ（２６）から前記レーダ・システム（１４）に供給される前記制御信号は、前記シミュレートされる複数の物体に対する前記レーダ・システム（１４）と関連するヨー・レート信号および速度信号を含むことを特徴とする検査ステーション。
9. 請求項６記載の検査ステーションにおいて、前記コントローラ（２６）は、更に、前記レーダ・システム（１４）によって受信された前記送信手段（４０）からの信号に応答して、前記レーダ・システム（１４）から供給される出力信号を記録するデータ・レコーダを備えることを特徴とする検査ステーション。
10. 請求項９記載の検査ステーションにおいて、前記データ・レコーダは、前記レーダ・システムから供給される出力信号を、前記シミュレートされる複数の物体に含まれる一次目標に関連する距離を示す距離信号、前記一次目標に関連する距離レートを示す距離レート信号、および前記一次目標に関連するアジマスを示すアジマス信号の内の１つとして記録するように適応されることを特徴とする検査ステーション。
11. 請求項１記載の検査ステーションにおいて、レーダ・システムの性能を検査する方法であって、
    前記レーダ・システム（１４）によって前記検査室（１８）を介して送信されるＲＦ信号を前記複数のアンテナ・エレメント（４０）において受信するステップと、
    前記送信／受信検査（ＴＲＴ）システム（２０）を用いて前記受信信号を処理して、前記レーダ・システム（１４）の視野内において所定の場面をシミュレートするステップと、
    前記処理した信号を前記検査室（１８）を介して前記レーダ・システム（１４）に送信するステップと、
    前記レーダ・システム（１４）に制御信号を供給するステップであって、該制御信号が前記所定の場面に対する前記レーダ・システム（１４）の速度を示す、ステップと、
    を含む方法。
12. 請求項１１記載の方法において、前記処理するステップは、選択的に、前記受信信号の周波数をシフトし、前記受信信号の振幅を調節することによって、前記受信信号を処理するステップを含む、方法。
13. 請求項１２記載の方法において、前記処理信号を送信するステップは、周波数シフトされた、振幅調節信号を前記レーダ・システム（１４）に送信するステップを含む、方法。
14. 請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法において、前記所定の場面に対する前記レーダ・システム（１４）と関連するヨー・レートを示す制御信号を前記レーダ・システム（１４）に供給することを特徴とする方法。
15. 請求項１１〜１４のいずれかに記載の方法において、前記処理信号に応答して、前記レーダ・システム（１４）から供給される出力信号を所定の検査評価基準と比較し、前記レーダ・システム（１４）の性能を評価することを特徴とする方法。
16. 請求項１５記載の方法において、前記レーダ・システム（１４）から供給される前記出力信号は、前記所定の場面における一次目標に関連する距離を示す距離信号、前記所定の場面における前記一次目標に関連する距離レートを示す距離レート信号、および前記所定の場面における前記一次目標に関連するアジマスを示すアジマス信号の内の１つであることを特徴とする方法。

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