JP5495143B2

JP5495143B2 - Radar equipment

Info

Publication number: JP5495143B2
Application number: JP2012242678A
Authority: JP
Inventors: 勝小川; 加奈子本田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2028-05-12
Also published as: JP2013054036A

Description

本発明は、レーダ装置に関し、より特定的には、歩行者検出等に用いられる車載用のレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus, and more particularly to an on-vehicle radar apparatus used for detecting a pedestrian or the like.

従来から、車両の衝突事故防止のために、ミリ波レーダ等の車載レーダを搭載する車両が知られている（例えば、特許文献１）。上記特許文献１に開示されている車両のミリ波レーダでは、アンテナビーム幅が約４°のアンテナを地表から約１〜２ｍの高さに設け、かつ、アンテナビーム中心が垂直面内で−４°以上（水平から下向きをマイナス）に設けている。このようなミリ波レーダを用いて歩行者の検出を行う場合、上記のようにアンテナビーム幅を約４°という幅にすることで、歩行者以外の物体、例えば、標識や看板等が検知されて不要な動作が行われることを軽減することができる。また、コスト削減等の観点からしても、仰角が狭い範囲のものは有利なものとなっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle equipped with an in-vehicle radar such as a millimeter wave radar is known for preventing a vehicle collision accident (for example, Patent Document 1). In the vehicle millimeter wave radar disclosed in Patent Document 1, an antenna having an antenna beam width of about 4 ° is provided at a height of about 1 to 2 m from the ground surface, and the antenna beam center is −4 in a vertical plane. It is set at more than ° (from horizontal to down). When detecting pedestrians using such a millimeter wave radar, by setting the antenna beam width to about 4 ° as described above, objects other than pedestrians, such as signs and signboards, are detected. Thus, unnecessary operations can be reduced. Also, from the viewpoint of cost reduction or the like, those having a narrow elevation angle are advantageous.

特開平０９−２１１１１６号公報JP 09-2111116 A

しかしながら、上述したような上記特許文献１に開示されたミリ波レーダ搭載車両においては、以下に示す問題点があった。上記特許文献１は、主に建設車両を想定したものであるため、ミリ波レーダの搭載高として、地表から約１〜２ｍの高さに設けられている。このミリ波レーダを一般的な乗用車に適用すると、車載レーダの搭載高は、地表から約３０ｃｍ〜１ｍ程度の高さに搭載されることが考えられる。しかし、この搭載高で歩行者検出を行おうとする場合、歩行者が車両に接近しているような状況下では、主に歩行者の足にしか電波が照射されない。すなわち、図１９に示すように、ミリ波レーダのビーム幅が４°という狭い幅であるため、遠くの歩行者についてはほぼ全身に電波を照射でき、その反射波によって歩行者検出はできるが、歩行者が車両に接近した状況では、主に歩行者の足にしか電波が照射されない。つまり、電波が当たる面積が狭く、更に、歩行時の足は動きが激しく、その角度も垂直とならないため、電波の反射も乱れ、安定した強度の反射波が得られない。その結果、歩行者検出が困難となるという問題があった。 However, the millimeter wave radar-equipped vehicle disclosed in Patent Document 1 as described above has the following problems. Since the said patent document 1 mainly assumes a construction vehicle, it is provided in the height of about 1-2 m from the ground surface as a mounting height of a millimeter wave radar. When this millimeter wave radar is applied to a general passenger car, it is conceivable that the onboard radar is mounted at a height of about 30 cm to 1 m from the ground surface. However, when attempting to detect pedestrians at this height, radio waves are mainly emitted only to the feet of the pedestrians under circumstances where the pedestrian is approaching the vehicle. That is, as shown in FIG. 19, since the beam width of the millimeter wave radar is as narrow as 4 °, radio waves can be irradiated to the whole body about distant pedestrians, and pedestrian detection can be performed by the reflected waves. In a situation where a pedestrian approaches the vehicle, radio waves are mainly irradiated only to the pedestrian's feet. In other words, the area that the radio wave hits is small, and the foot when walking is intense and the angle is not vertical, so the reflection of the radio wave is disturbed and a reflected wave with a stable intensity cannot be obtained. As a result, there is a problem that pedestrian detection becomes difficult.

例えば、仮に、車両から２０ｍ先の歩行者を検出したとしても、その歩行者が１０ｍ以下に接近した状態となったときに、一度検出した歩行者を検出できなくなる、つまり、一度検出した歩行者を見失なってしまう状態となる。そのため、歩行者が２０ｍ先にいたときには、例えば、事故の発生を未然に防ぐための処理が実行されるにも関わらず、歩行者が１０ｍ以内のような、より事故の危険性の高い状況において、肝心の歩行者検出ができずに上記のような事故の発生を未然に防ぐための処理が実行されなくなってしまうという問題があった。 For example, even if a pedestrian 20 m ahead from the vehicle is detected, when the pedestrian approaches 10 m or less, the pedestrian once detected cannot be detected. You will lose sight. Therefore, when a pedestrian is 20 meters away, for example, in a situation where the risk of an accident is high, such as within 10 meters, even though processing for preventing the occurrence of an accident is performed in advance. However, there is a problem that the pedestrian cannot be detected and the processing for preventing the occurrence of the accident as described above is not executed.

それ故に、本発明の目的は、車両の遠方にいる歩行者等の物体、および、車両に近接した歩行者等物体の双方を高感度で検出できるレーダ装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can detect both an object such as a pedestrian located far from the vehicle and an object such as a pedestrian close to the vehicle with high sensitivity.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係の一例を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. Note that the reference numerals in parentheses, supplementary explanations, and the like are examples of the correspondence with the embodiments described later in order to help understanding of the present invention, and do not limit the present invention.

第１の発明は、仰角面内において水平方向への指向性を有する指向性ビームと水平より上方である所定の方向への指向性を有する指向性ビームとを放射するための送信手段（１２）と、物体により反射された送信手段が放射した指向性ビームの反射波を受信するための受信手段（１３）とを備え、送信手段は、指向性のピーク方向が水平方向である水平用送信アンテナ（１４）と、アンテナビーム幅が水平用送信アンテナよりも広角であり、指向性のピーク方向が水平より上方の所定の方向である高仰角用送信アンテナ（１５、２１）とを含む。また、受信手段は、水平用送信アンテナから放射された指向性ビームの反射波を受信するための水平用受信アンテナ（１６）と、高仰角用送信アンテナから放射された指向性ビームの反射波を受信するための高仰角用受信アンテナ（１７、２２）とを含む。また、レーダ装置は、指向性ビームを放射するアンテナを水平用送信アンテナおよび高仰角用送信アンテナのいずれか一方に切り替えるための切替手段（１８）を更に備える、レーダ装置である。 The first invention is a transmitting means (12) for radiating a directional beam having directivity in the horizontal direction within the elevation angle plane and a directional beam having directivity in a predetermined direction above the horizontal. And a receiving means (13) for receiving the reflected wave of the directional beam radiated by the transmitting means reflected by the object, wherein the transmitting means is a horizontal transmitting antenna whose directional peak direction is the horizontal direction. (14) and a high-elevation-angle transmission antenna (15, 21) in which the antenna beam width is wider than that of the horizontal transmission antenna and the directivity peak direction is a predetermined direction above the horizontal. The receiving means receives the reflected wave of the directional beam emitted from the horizontal transmitting antenna and the reflected wave of the directional beam emitted from the high elevation angle transmitting antenna. And a high elevation angle receiving antenna (17, 22) for receiving. The radar apparatus is a radar apparatus further comprising switching means (18) for switching an antenna that emits a directional beam to one of a horizontal transmission antenna and a high elevation angle transmission antenna.

第１の発明によれば、車両に近接した歩行者の胴体部に指向性ビームを照射することができ、強度の高い安定した反射波を得ることができる。その結果、より正確な歩行者検出が可能となる。 According to 1st invention, a directional beam can be irradiated to the trunk | drum part of the pedestrian who adjoined the vehicle, and the stable reflected wave with high intensity | strength can be obtained. As a result, more accurate pedestrian detection is possible.

第２の発明は、第１の発明において、水平用送信アンテナは、アンテナビーム幅が４°であって、指向性のピーク方向が０°の方向であり、高仰角用送信アンテナは、アンテナビーム幅が１０°であって、指向性のピーク方向が３°の方向である。 In a second aspect based on the first aspect, the horizontal transmission antenna has an antenna beam width of 4 ° and a directivity peak direction of 0 °, and the high elevation transmission antenna has an antenna beam. The width is 10 ° and the directivity peak direction is 3 °.

第２の発明によれば、車両に近接した歩行者に対して、より確実に指向性ビームを照射でき、より強い反射波を得ることができる。 According to the second invention, a directional beam can be more reliably irradiated to a pedestrian in the vicinity of the vehicle, and a stronger reflected wave can be obtained.

第３の発明は、仰角面内において水平方向への指向性を有する指向性ビームと水平より上方である所定の方向への指向性を有する指向性ビームとを放射するための送信手段（１２）と、物体により反射された送信手段が放射した指向性ビームの反射波を受信するための受信手段（１３）とを備え、送信手段または受信手段のいずれか一方は、指向性のピーク方向が水平方向である水平用アンテナと、アンテナビーム幅が前記水平用アンテナよりも広角であり、指向性のピーク方向が水平より上方である所定の方向である高仰角用アンテナとを含む。また、送信手段または受信手段のいずれか一方は、水平用アンテナのアンテナビーム幅と高仰角用アンテナのアンテナビーム幅との双方を合成した範囲の感度を有している受信アンテナ（２２）を含む。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a transmitting means (12) for emitting a directional beam having directivity in the horizontal direction in an elevation angle plane and a directional beam having directivity in a predetermined direction above the horizontal. And a receiving means (13) for receiving the reflected wave of the directional beam emitted by the transmitting means reflected by the object, and the directivity peak direction of either the transmitting means or the receiving means is horizontal. A horizontal antenna that is a direction, and a high elevation antenna that has a wider angle than the horizontal antenna and a predetermined direction in which the peak direction of directivity is above the horizontal. Further, either one of the transmission means and the reception means includes a reception antenna (22) having a sensitivity in a range in which both the antenna beam width of the horizontal antenna and the antenna beam width of the high elevation angle antenna are combined. .

第３の発明によれば、１つの受信アンテナだけで上記第１の発明と同様の効果を得ることができる。 According to the third invention, the same effect as the first invention can be obtained with only one receiving antenna.

第４の発明は、仰角面内において水平方向への指向性を有する指向性ビームと、ビーム幅が水平方向よりも広角でかつ水平より上方である所定の方向への指向性を有する指向性ビームとを放射するための送信手段（１２）と、物体により反射された送信手段が放射した指向性ビームの反射波を受信するための受信手段（１３）とを備え、送信手段は、水平方向への指向性を有する指向性ビームと水平より上方である所定の方向への指向性を有する指向性ビームとを合成した指向性を有する特殊指向性ビームを放射する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a directional beam having directivity in the horizontal direction within the elevation angle plane, and a directional beam having directivity in a predetermined direction having a beam width wider than the horizontal direction and above the horizontal. And a receiving means (13) for receiving the reflected wave of the directional beam radiated by the transmitting means reflected by the object, the transmitting means in the horizontal direction A special directional beam having a directivity is emitted by synthesizing a directional beam having a directivity of 1 and a directional beam having a directivity in a predetermined direction above the horizontal.

第４の発明によれば、複数のアンテナ間の切替処理を行うことなく、上記第１の発明と同様の効果を得ることができる。 According to the fourth invention, the same effect as in the first invention can be obtained without performing the switching process between the plurality of antennas.

本発明によれば、歩行者が車両に近接しているような状況においても、当該歩行者の検出漏れを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent omission of detection of the pedestrian even in a situation where the pedestrian is close to the vehicle.

本発明の第１の実施形態にかかる車載レーダ装置１０の機能構成を示したブロック図The block diagram which showed the function structure of the vehicle-mounted radar apparatus 10 concerning the 1st Embodiment of this invention 第１および第２の送信アンテナから発射される指向性ビームの照射範囲を模式的に示した図The figure which showed typically the irradiation range of the directional beam emitted from the 1st and 2nd transmitting antenna 第１の送信アンテナから発射される指向性ビームの照射範囲を模式的に示した図The figure which showed typically the irradiation range of the directional beam emitted from a 1st transmission antenna 第１および第２の送信アンテナから発射される指向性ビームの照射範囲を模式的に示した図The figure which showed typically the irradiation range of the directional beam emitted from the 1st and 2nd transmitting antenna 仰角が０°のときの歩行者検出結果を示すグラフGraph showing pedestrian detection results when the elevation angle is 0 ° 仰角が３°のときの歩行者検出結果を示すグラフGraph showing pedestrian detection results when the elevation angle is 3 ° 仰角が６°のときの歩行者検出結果を示すグラフGraph showing pedestrian detection results when the elevation angle is 6 ° 仰角が９°のときの歩行者検出結果を示すグラフGraph showing pedestrian detection results when the elevation angle is 9 ° 車載レーダ装置１０によって実行される歩行者検出処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the pedestrian detection process performed by the vehicle-mounted radar apparatus 10 第２の実施形態にかかる車載レーダ装置２０の機能構成を示したブロック図The block diagram which showed the function structure of the vehicle-mounted radar apparatus 20 concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態にかかるアンテナの照射範囲を模式的に示した図The figure which showed typically the irradiation range of the antenna concerning 2nd Embodiment 車載レーダ装置２０によって実行される歩行者検出処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the pedestrian detection process performed by the vehicle-mounted radar apparatus 20 第３の実施形態にかかる車載レーダ装置３０の機能構成を示したブロック図The block diagram which showed the function structure of the vehicle-mounted radar apparatus 30 concerning 3rd Embodiment 第４の実施形態で用いるパターンマップについて説明するための図The figure for demonstrating the pattern map used by 4th Embodiment 第４の実施形態で用いるパターンマップについて説明するための図The figure for demonstrating the pattern map used by 4th Embodiment 第４の実施形態にかかる検出処理を示すフローチャートFlowchart showing detection processing according to the fourth embodiment. 第５の実施形態にかかる車載レーダ装置５０の機能構成を示したブロック図The block diagram which showed the function structure of the vehicle-mounted radar apparatus 50 concerning 5th Embodiment 第４の送信アンテナの指向性ビームを模式的に示した図The figure which showed the directional beam of the 4th transmitting antenna typically 従来のミリ波レーダの照射範囲を説明するための図A diagram for explaining the irradiation range of a conventional millimeter wave radar

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる車載レーダ装置１０の機能構成を示したブロック図である。図１において、車載レーダ装置１０は、レーダ本体部１１と送信部１２と受信部１３で構成される。レーダ本体部１１は、制御部としてのＣＰＵ１８や、後述するような処理を実行するためのプログラム等が格納されたメモリ１９を含む。そして、レーダ本体部１１（より正確には、レーダ本体部１１に搭載されているＣＰＵであるが、以下では、単にレーダ本体部と称する）は、送信信号を送信部１２に出力する。また、レーダ本体部１１は、受信部１３から出力される受信信号を取得する。より具体的には、送信信号の出力によって送信部１２に取り付けられている送信アンテナ１４または１５（後述）から車両前方へ送信波を発射し、物体に衝突して反射した反射波（いわゆる後方散乱波）を受信部１３に取り付けられている受信アンテナ１６または１７（後述）で受信する。これにより、レーダ本体部１１は、車両と物体との距離および相対速度を探知する。また、レーダ本体部１１は、後述するような切替信号を送信部１２および受信部１３に出力する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of an in-vehicle radar device 10 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the in-vehicle radar device 10 includes a radar main body unit 11, a transmission unit 12, and a reception unit 13. The radar main unit 11 includes a CPU 18 as a control unit and a memory 19 in which a program for executing processing as described later is stored. The radar main body 11 (more precisely, a CPU mounted on the radar main body 11, but hereinafter simply referred to as a radar main body) outputs a transmission signal to the transmission unit 12. Further, the radar main body 11 acquires a reception signal output from the reception unit 13. More specifically, a transmission wave is emitted from the transmission antenna 14 or 15 (described later) attached to the transmission unit 12 to the front of the vehicle by the output of the transmission signal, and is reflected by collision with an object (so-called back scattering). Wave) is received by a receiving antenna 16 or 17 (described later) attached to the receiving unit 13. As a result, the radar main body 11 detects the distance and relative speed between the vehicle and the object. Further, the radar main unit 11 outputs a switching signal as will be described later to the transmission unit 12 and the reception unit 13.

送信部１２には、第１の送信アンテナ１４と第２の送信アンテナ１５が取り付けられている。これらのアンテナは、典型的にはミリ波送信アンテナであり、レーダ本体部１１から出力される送信信号に応じて送信波を発射する。また、第１の送信アンテナ１４、第２の送信アンテナ１５共に、発射される指向性ビームの幅は４°（±２°；水平から下向きをマイナス）である。また、第１の送信アンテナ１４は、仰角面内指向性が水平面がピークとなるように車両に取り付けられる。一方、第２の送信アンテナ１５は、仰角面内指向性が仰角５°がピークとなるように取り付けられる。そして、レーダ本体部１１から出力される切替信号に応じて、いずれか一方のアンテナに切り替え可能に構成されている。つまり、レーダ本体部１１から出力される送信信号に基づく送信波は、切替状態に応じて、第１の送信アンテナ１４および第２の送信アンテナ１５のいずれか一方から発射されることになる。換言すれば、送信部１２は、レーダ本体部１１からの切替信号に応じて、使用する送信アンテナを第１の送信アンテナ１４および第２の送信アンテナ１５のいずれか一方に切り替える機能を有している。 A first transmission antenna 14 and a second transmission antenna 15 are attached to the transmission unit 12. These antennas are typically millimeter wave transmission antennas, and emit transmission waves in accordance with transmission signals output from the radar main body 11. In addition, the width of the emitted directional beam is 4 ° (± 2 °; minus downward from the horizontal) for both the first transmission antenna 14 and the second transmission antenna 15. The first transmitting antenna 14 is attached to the vehicle such that the in-elevation in-plane directivity has a peak in the horizontal plane. On the other hand, the second transmitting antenna 15 is mounted so that the elevation angle in-plane directivity has a peak at an elevation angle of 5 °. And according to the switching signal output from the radar main-body part 11, it is comprised so that switching to any one antenna is possible. That is, the transmission wave based on the transmission signal output from the radar main body 11 is emitted from one of the first transmission antenna 14 and the second transmission antenna 15 according to the switching state. In other words, the transmission unit 12 has a function of switching the transmission antenna to be used to one of the first transmission antenna 14 and the second transmission antenna 15 in accordance with the switching signal from the radar main body unit 11. Yes.

受信部１３には、第１の受信アンテナ１６と第２の受信アンテナ１７が取り付けられている。これらのアンテナは、典型的にはミリ波受信アンテナであり、上記反射波を受信する。ここで、第１の受信アンテナ１６は上記第１の送信アンテナ１４に対応しており、第１の送信アンテナ１４から発射され、物体に衝突して反射した反射波を受信する。同様に、第２の受信アンテナ１７は、第２の送信アンテナ１５から発射され、物体に衝突して反射した反射波を受信する。そのため、第１の受信アンテナ１６は、上記第１の送信アンテナの水平角に合わせて設けられており、第２の受信アンテナ１７は、上記第２の送信アンテナ１５の水平角に合わせて設けられている。また、上記送信部１２と同様に、受信部１３は、レーダ本体部１１から出力される切替信号に応じて、使用する受信アンテナを第１の受信アンテナ１６および第２の受信アンテナ１７のいずれか一方に切り替える機能を有している。 A first receiving antenna 16 and a second receiving antenna 17 are attached to the receiving unit 13. These antennas are typically millimeter wave receiving antennas and receive the reflected waves. Here, the first receiving antenna 16 corresponds to the first transmitting antenna 14 and receives a reflected wave which is emitted from the first transmitting antenna 14 and collides with an object and is reflected. Similarly, the second receiving antenna 17 receives a reflected wave that is emitted from the second transmitting antenna 15 and is reflected by colliding with an object. Therefore, the first receiving antenna 16 is provided in accordance with the horizontal angle of the first transmitting antenna, and the second receiving antenna 17 is provided in accordance with the horizontal angle of the second transmitting antenna 15. ing. Similarly to the transmission unit 12, the reception unit 13 selects one of the first reception antenna 16 and the second reception antenna 17 as the reception antenna to be used according to the switching signal output from the radar main body unit 11. It has a function of switching to one.

次に、図２〜図４を用いて、本発明の原理および処理概要について説明する。図２は、第１および第２の送信アンテナから発射される指向性ビームの照射範囲を模式的に示した図である。図２において、指向性ビーム１４１は、第１の送信アンテナ１４から発射されたビーム（以下、第１のビーム）を示し、指向性ビーム１５１は、第２の送信アンテナ１５から発射されたビーム（以下、第２のビーム）を示している。第１のビーム１４１は、上記のように水平面がピークとなるような仰角面内指向性を有している。対して、第２のビーム１５１は、仰角５°がピークとなるような仰角面内指向性を有している。 Next, the principle and processing outline of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram schematically showing an irradiation range of directional beams emitted from the first and second transmission antennas. In FIG. 2, a directional beam 141 indicates a beam emitted from the first transmitting antenna 14 (hereinafter referred to as a first beam), and a directional beam 151 is a beam emitted from the second transmitting antenna 15 ( Hereinafter, the second beam) is shown. The first beam 141 has an elevation in-plane directivity such that the horizontal plane has a peak as described above. On the other hand, the second beam 151 has an elevation in-plane directivity such that an elevation angle of 5 ° has a peak.

本実施形態では、通常は、第１の送信アンテナ１４および第１の受信アンテナ１６（以下、両アンテナを合わせて第１のアンテナセットと呼ぶ）を用いて歩行者検出処理を実行する。そして、第１のアンテナセットで歩行者が検出され、当該歩行者が所定の距離内まで車両に近づくと、第２の送信アンテナ１５および第２の受信アンテナ１７（以下、両アンテナを合わせて第２のアンテナセットと呼ぶ）を用いた歩行者検出処理を実行する。すなわち、第１のアンテナセットと第２のアンテナセットを併用して歩行者検出処理を実行する。 In the present embodiment, normally, the pedestrian detection process is executed using the first transmitting antenna 14 and the first receiving antenna 16 (hereinafter, both antennas are collectively referred to as a first antenna set). When a pedestrian is detected by the first antenna set and the pedestrian approaches the vehicle within a predetermined distance, the second transmitting antenna 15 and the second receiving antenna 17 (hereinafter, both antennas are combined and The pedestrian detection process using the second antenna set is executed. That is, the pedestrian detection process is executed using both the first antenna set and the second antenna set.

まず、第１のアンテナセットで歩行者検出を行う場合、レーダ装置１０の搭載高を０．５ｍとすると、２０ｍ先の電波照射範囲は、
０．５ｍ ± ２０ｍ ×tan（２°）＝０ｍ〜１．２ｍ
となり、図３に示すように、路面から車や歩行者などの主要な部分に送信波を照射することができる。しかし、１０ｍ先の電波照射範囲は、
０．５ｍ ± １０ｍ ×tan（２°）＝０．１５ｍ〜０．８５ｍ
となり、歩行者の場合であれば、図３に示すように、胴体部にはほとんど送信波が照射されなくなる。更に、１０ｍ以下の近接した状況となると、ほとんど歩行者の足にしか送信波が照射されなくなる。足は送信波が照射される面積も狭い上に、歩行中であれば動きも激しく、角度も垂直とならないため、送信波が強く反射されない。そのため、安定した強度の反射波が得られない。 First, when pedestrian detection is performed with the first antenna set, assuming that the mounting height of the radar apparatus 10 is 0.5 m, the radio wave irradiation range 20 m ahead is
0.5m ± 20m x tan (2 °) = 0m to 1.2m
Thus, as shown in FIG. 3, it is possible to irradiate the transmission waves from the road surface to main parts such as cars and pedestrians. However, the radio wave irradiation range 10m ahead is
0.5 m ± 10 m × tan (2 °) = 0.15 m to 0.85 m
In the case of a pedestrian, as shown in FIG. 3, almost no transmission wave is irradiated on the trunk. Furthermore, in a close situation of 10 m or less, the transmission wave is almost irradiated only to the feet of the pedestrian. Since the foot has a small area to which the transmission wave is irradiated and moves while walking, the angle does not become vertical, so the transmission wave is not strongly reflected. Therefore, a stable reflected wave cannot be obtained.

そこで、本実施形態では、第１のアンテナセットで歩行者が検出され、当該歩行者が所定の距離内、例えば１０ｍ以内まで接近した状況となれば、上記のように、第２のアンテナセットを併用しながら歩行者検出処理を実行する（図４参照）。第２の送信アンテナ１５の電波照射範囲は、１０ｍ先では、
０．５ｍ＋１０ｍ ×tan（３°）〜０．５ｍ＋１０ｍ ×tan（７°）
＝１．０２ｍ〜１．７３ｍ
となり、歩行者の膝から上への照射面積が第１の送信アンテナ１４の場合よりも大きくなる。また、２ｍ先の場合を考えても、
０．５ｍ＋２ｍ ×tan（３°）〜０．５ｍ＋２ｍ ×tan（７°）
＝０．６０ｍ〜０．７５ｍ
となり、この場合も歩行者の膝から上への照射面積を比較的大きくすることができる。つまり、歩行時でも動きの少ない部分に送信波を照射することができるので、より強度の高く安定した反射波を取得することが可能となる。これによって、より正確な歩行者検出が可能となる。 Therefore, in the present embodiment, when a pedestrian is detected by the first antenna set and the pedestrian approaches within a predetermined distance, for example, within 10 m, the second antenna set is set as described above. A pedestrian detection process is performed while using together (refer FIG. 4). The radio wave irradiation range of the second transmitting antenna 15 is 10 m away,
0.5m + 10m x tan (3 °) to 0.5m + 10m x tan (7 °)
= 1.02m to 1.73m
Thus, the irradiation area from the knee of the pedestrian becomes larger than that of the first transmitting antenna 14. Also, considering the case of 2m ahead,
0.5m + 2m × tan (3 °) to 0.5m + 2m × tan (7 °)
= 0.60m to 0.75m
In this case as well, the irradiation area from the pedestrian's knee to the top can be made relatively large. That is, since a transmission wave can be irradiated to a portion with little movement even during walking, it is possible to acquire a reflected wave with higher intensity and stability. This enables more accurate pedestrian detection.

ここで、上述したような、第２のアンテナセットについて、仰角面内指向性のピークを仰角５°とした点について、補足説明する。図５〜図８は、レーダ装置の搭載高を４５ｃｍとして、１０ｍ先の正面から歩いて接近する歩行者を検出した結果の軌跡を示すグラフである。図５は、アンテナの中心仰角（指向性がピークとなる仰角）が０ｄｅｇ（つまり、水平）の場合、図６は、中心仰角が３ｄｅｇ、図７は、中心仰角が６ｄｅｇ、図８は、中心仰角が９ｄｅｇに設定した場合の検出結果を示している。また、図５〜図８においては、レーダ装置は、横位置“０ｍ”、距離“０ｍ”の位置にある。また、各グラフ内の黒点が、歩行者を検出したことを示している。これらの図で示されるように、中心仰角が０ｄｅｇ（図５）のときよりも、中心仰角３ｄｅｇ（図６）あるいは６ｄｅｇ（図７）の場合の方が、より歩行者の検出頻度が高くなっている。しかし、中心仰角が９ｄｅｇ（図８）となると、中心仰角３ｄｅｇあるいは６ｄｅｇの場合よりも歩行者の検出頻度が低下している。つまり、仰角が９ｄｅｇとなると、アンテナが上を向きすぎた状態となり、照射された送信波が歩行者の頭上を抜けてしまう状態となっている。このような検出頻度の特性から、（レーダ装置の搭載高を４５ｃｍの場合の）アンテナの中心仰角としては、約３°〜７°の間の値が好ましいと考えられる。そこで、本実施形態では、中心仰角として、この範囲内のほぼ中心値となる５°に設定している。なお、第２のアンテナセットの中心仰角についてはレーダ装置の搭載高等に応じて、適宜実験やシミュレーションを行い、歩行者検出頻度の高い角度に適宜調整すればよい。 Here, with respect to the second antenna set as described above, a supplementary explanation will be given regarding the point where the peak of the elevation angle in-plane directivity is 5 °. FIG. 5 to FIG. 8 are graphs showing the locus of the result of detecting a pedestrian walking and approaching from the front 10 m ahead when the mounting height of the radar apparatus is 45 cm. FIG. 5 shows a case where the central elevation angle of the antenna (elevation angle at which the directivity reaches a peak) is 0 deg (that is, horizontal), FIG. 6 shows a central elevation angle of 3 deg, FIG. 7 shows a central elevation angle of 6 deg, and FIG. The detection result when the elevation angle is set to 9 deg is shown. 5 to 8, the radar apparatus is located at a lateral position “0 m” and a distance “0 m”. Moreover, the black dot in each graph has shown that the pedestrian was detected. As shown in these figures, the detection frequency of pedestrians is higher when the central elevation angle is 3 deg (FIG. 6) or 6 deg (FIG. 7) than when the central elevation angle is 0 deg (FIG. 5). ing. However, when the central elevation angle is 9 deg (FIG. 8), the detection frequency of pedestrians is lower than when the central elevation angle is 3 deg or 6 deg. In other words, when the elevation angle is 9 degrees, the antenna is in an excessively upward state, and the transmitted transmission wave passes through the pedestrian's head. From such detection frequency characteristics, it is considered that a value between about 3 ° and 7 ° is preferable as the central elevation angle of the antenna (when the mounting height of the radar apparatus is 45 cm). Therefore, in the present embodiment, the central elevation angle is set to 5 °, which is substantially the central value within this range. Note that the center elevation angle of the second antenna set may be appropriately adjusted to an angle with a high pedestrian detection frequency by performing experiments and simulations as appropriate according to the mounting height of the radar device.

次に、図９を参照して、レーダ装置１０によって実行される歩行者検出処理について説明する。図９は、車載レーダ装置１０によって実行される歩行者検出処理の全体処理を示すフローチャートである。なお、図９に示すステップＳ１〜ステップＳ１２の処理ループは、１／３０秒毎に繰り返し実行される。 Next, a pedestrian detection process executed by the radar apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an overall process of the pedestrian detection process executed by the in-vehicle radar device 10. Note that the processing loop of steps S1 to S12 shown in FIG. 9 is repeatedly executed every 1/30 seconds.

図９において、まず、レーダ本体部１１は、第１のアンテナセットへの切替信号を出力する（ステップＳ１）。すなわち、レーダ本体部１１は、送信部１２に、使用する送信アンテナを第１の送信アンテナ１４へ切り替えるための指示信号を出力し、受信部１３に、使用する受信アンテナを第１の受信アンテナ１６へ切り替えるための指示信号を出力する。切り替えが終了すれば、レーダ本体部１１は、送信信号を第１の送信アンテナ１４に出力する。これにより、第１の送信アンテナ１４から送信波が発射される。 In FIG. 9, first, the radar main body 11 outputs a switching signal to the first antenna set (step S1). That is, the radar main unit 11 outputs an instruction signal for switching the transmission antenna to be used to the first transmission antenna 14 to the transmission unit 12, and the reception antenna to be used to the reception unit 13 is the first reception antenna 16. An instruction signal for switching to is output. When the switching is completed, the radar main body 11 outputs a transmission signal to the first transmission antenna 14. As a result, a transmission wave is emitted from the first transmission antenna 14.

次に、レーダ本体部１１は、第１の受信アンテナ１６からの受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて歩行者検出処理を実行する（ステップＳ２）。なお、このような受信信号に基づいて検出する技術は公知であるため、ここでは具体的な処理についての説明は省略する。 Next, the radar main body 11 acquires a reception signal from the first reception antenna 16, and executes a pedestrian detection process based on the reception signal (step S2). In addition, since the technique detected based on such a received signal is well-known, description about a specific process is abbreviate | omitted here.

次に、レーダ本体部１１は、ステップＳ２における歩行者検出処理の結果、歩行者が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３）。当該判定の結果、歩行者が検出されていなければ（ステップＳ３でＮＯ）、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ２に戻り、処理を繰り返す。 Next, the radar main body 11 determines whether or not a pedestrian has been detected as a result of the pedestrian detection process in step S2 (step S3). If no pedestrian is detected as a result of the determination (NO in step S3), the radar main unit 11 returns to step S2 and repeats the process.

一方、歩行者が検出されたときは（ステップＳ３でＹＥＳ）、次に、レーダ本体部１１は、上記受信信号に基づいて、本レーダ装置１０が搭載されている車両と上記検出された歩行者との間の距離を算出する（ステップＳ４）。なお、受信信号に基づいて歩行者との距離を算出する技術は公知であるため、具体的な処理についての説明は省略する。 On the other hand, when a pedestrian is detected (YES in step S3), the radar main unit 11 then determines the vehicle on which the radar device 10 is mounted and the detected pedestrian based on the received signal. Is calculated (step S4). In addition, since the technique which calculates the distance with a pedestrian based on a received signal is well-known, description about a specific process is abbreviate | omitted.

次に、レーダ本体部１１は、ステップＳ４で算出された距離が１０ｍ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。当該判定の結果、１０ｍ以下ではないときは（ステップＳ５でＮＯ）、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ２に戻り、処理を繰り返す。 Next, the radar main body 11 determines whether or not the distance calculated in step S4 is 10 m or less (step S5). If it is not less than 10 m as a result of the determination (NO in step S5), the radar main body 11 returns to step S2 and repeats the process.

一方、１０ｍ以下と判定されたときは（ステップＳ５でＹＥＳ）、歩行者が車両に接近している状況と考えられるため、レーダ本体部１１は、第２のアンテナセットへの切替信号を出力する（ステップＳ６）。すなわち、レーダ本体部１１は、送信部１２に、使用する送信アンテナを第２の送信アンテナ１５へ切り替えるための指示信号を出力し、受信部１３に、使用する受信アンテナを第２の受信アンテナ１７へ切り替えるための指示信号を出力する。その後、レーダ本体部１１は、送信信号を第２の送信アンテナ１５に出力する。これにより、第２の送信アンテナ１５から送信波が発射される。 On the other hand, when it is determined that the distance is 10 m or less (YES in step S5), it is considered that a pedestrian is approaching the vehicle, so the radar main body 11 outputs a switching signal to the second antenna set. (Step S6). That is, the radar main unit 11 outputs an instruction signal for switching the transmission antenna to be used to the second transmission antenna 15 to the transmission unit 12, and the reception antenna to be used to the reception unit 13 is the second reception antenna 17. An instruction signal for switching to is output. Thereafter, the radar body 11 outputs a transmission signal to the second transmission antenna 15. As a result, a transmission wave is emitted from the second transmission antenna 15.

次に、レーダ本体部１１は、第２の受信アンテナ１７からの受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて歩行者検出処理を実行する（ステップＳ７）。検出結果は、上記メモリ１９に一時的に記憶される。 Next, the radar main body 11 acquires a reception signal from the second reception antenna 17, and executes a pedestrian detection process based on the reception signal (step S7). The detection result is temporarily stored in the memory 19.

次に、レーダ本体部１１は、第１のアンテナセットへの切替信号を出力する（ステップＳ８）。当該処理は、上記ステップＳ１の処理と同様であるため、説明は省略する。 Next, the radar main body 11 outputs a switching signal to the first antenna set (step S8). Since this process is the same as the process in step S1, description thereof will be omitted.

次に、レーダ本体部１１は、第１の受信アンテナ１６からの受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて歩行者検出処理を実行する（ステップＳ９）。当該処理は、上記ステップＳ２の処理と同様であるため、説明は省略する。 Next, the radar main body 11 acquires a reception signal from the first reception antenna 16, and executes a pedestrian detection process based on the reception signal (step S9). Since this process is the same as the process in step S2, the description is omitted.

次に、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ７およびＳ９における歩行者検出処理の結果、いずれかにおいて歩行者が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。当該判定の結果、上記いずれかの検出処理において歩行者が検出されていたときは（ステップＳ１０でＹＥＳ）、レーダ本体部１１は、所定の処理、例えば、歩行者の存在に運転者の注意を向けるための表示を行う処理や、ブレーキの利きをよくする（ブレーキの反応速度を速くする処理）ための処理など、事故の発生を未然に防ぐための処理（以下、歩行者警戒処理と呼ぶ）を実行する。その後、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ６に戻り、処理を繰り返す。 Next, the radar main body 11 determines whether or not a pedestrian has been detected in any of the results of the pedestrian detection process in steps S7 and S9 (step S10). As a result of the determination, when a pedestrian has been detected in any of the detection processes described above (YES in step S10), the radar main unit 11 performs a predetermined process, for example, the driver's attention to the presence of the pedestrian. Processing to prevent accidents from occurring, such as processing to display the display and processing to improve the braking effectiveness (processing to increase the brake response speed) (hereinafter referred to as pedestrian warning processing) Execute. Thereafter, the radar body 11 returns to step S6 and repeats the process.

一方、ステップＳ１０の判定の結果、上記ステップＳ７およびＳ９における歩行者検出処理のいずれにおいても歩行者が検出されていないときは（ステップＳ１０でＮＯ）、歩行者が接近していない状態であると考えられるため、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ１１で実行していた歩行者警戒処理を停止・解除等する処理であるクリア処理を実行する。その後、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ２に戻り、処理を繰り返す。以上のような処理が、エンジン停止等による処理終了条件が発生するまで繰り返し実行される。以上で、レーダ装置１０によって実行される歩行者検出処理の説明を終了する。 On the other hand, as a result of the determination in step S10, when no pedestrian is detected in any of the pedestrian detection processes in steps S7 and S9 (NO in step S10), the pedestrian is not approaching. Since it is considered, the radar main body 11 executes a clear process which is a process for stopping / releasing the pedestrian warning process executed in step S11. Thereafter, the radar main body 11 returns to step S2 and repeats the process. The above processing is repeatedly executed until a processing end condition due to engine stop or the like occurs. Above, description of the pedestrian detection process performed by the radar apparatus 10 is complete | finished.

このように、本実施形態では、それぞれ指向性ピークの仰角が異なる２つのアンテナセットを設け、歩行者が車両に接近していることが検出されたときは、これら２つのアンテナセットを併用して歩行者検出処理を行う。これにより、歩行者接近時における歩行者の検出漏れを防ぐことが可能となる。 As described above, in this embodiment, two antenna sets having different elevation angles of directivity peaks are provided, and when it is detected that a pedestrian is approaching the vehicle, these two antenna sets are used in combination. Perform pedestrian detection processing. Thereby, it becomes possible to prevent the detection failure of the pedestrian at the time of pedestrian approach.

（第２の実施形態）
次に、図１０から図１２を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、歩行者の接近（歩行者が車両から１０ｍ以内に存在する状態）が検出された後、第１アンテナセットと第２のアンテナセットを併用して歩行者検出処理を実行している。これに対して、第２の実施形態では、歩行者の接近が検出された後は、後述する第３のアンテナセットのみで歩行者検出処理を実行する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment described above, after detecting the approach of a pedestrian (a state in which the pedestrian is within 10 m from the vehicle), a pedestrian detection process using both the first antenna set and the second antenna set. Is running. On the other hand, in 2nd Embodiment, after the approach of a pedestrian is detected, a pedestrian detection process is performed only by the 3rd antenna set mentioned later.

図１０は、第２の実施形態にかかる車載レーダ装置２０の構成を示したブロック図である。第２の実施形態にかかる車載レーダ装置２０は、基本的には、上述した第１の実施形態と同様であるが、第２の送信アンテナ１５と第２の受信アンテナ１７の代わりに、第３の送信アンテナ２１と第３の受信アンテナ２２を備えている。第３の送信アンテナ２１は、その指向性が第２の送信アンテナ１５とは異なっている。より具体的には、第３の送信アンテナ２１は、指向性ビームの幅が１０°（−２°〜＋８°）であり、仰角面内指向性については仰角３°がピークとなるように取り付けられている。また、第３の受信アンテナ２２も、当該第３の送信アンテナ２１に対応するものとなっている。すなわち、第３の受信アンテナ２２の仰角面内指向性は、必要な範囲をカバーするために、第３の送信アンテナ２１に併せて１０°となっている。なお、この１０°という値は、図５〜図８を用いて上述したような、歩行者の検出頻度が良好と考えられる範囲を考慮した値となっている。以下、両アンテナを合わせて第３のアンテナセットと呼ぶ。また、図１０において、当該第３のアンテナセットにかかる部分以外は第１の実施形態と同様であるため、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the in-vehicle radar device 20 according to the second embodiment. The in-vehicle radar device 20 according to the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment described above, but instead of the second transmitting antenna 15 and the second receiving antenna 17, a third one is used. Transmission antenna 21 and third reception antenna 22. The directivity of the third transmission antenna 21 is different from that of the second transmission antenna 15. More specifically, the third transmitting antenna 21 is attached so that the width of the directional beam is 10 ° (−2 ° to + 8 °), and the elevation angle in-plane directivity is 3 ° at the peak. It has been. The third reception antenna 22 also corresponds to the third transmission antenna 21. That is, the in-plane elevation directivity of the third receiving antenna 22 is 10 ° together with the third transmitting antenna 21 in order to cover a necessary range. The value of 10 ° is a value that takes into consideration the range in which the detection frequency of pedestrians is considered to be good as described above with reference to FIGS. Hereinafter, both antennas are collectively referred to as a third antenna set. Further, in FIG. 10, the parts other than those relating to the third antenna set are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and detailed description thereof is omitted.

次に、第２の実施形態における処理概要を説明する。図１１は、第２の実施形態にかかるアンテナの照射範囲を模式的に示した図である。図１１において、指向性ビーム２１１は、第３の送信アンテナ２１から照射される指向性ビームである（以下、第３のビームと呼ぶ）。図１１に示すように、第３のビーム２１１の幅は１０°であり、第１のビーム１４１より広いビーム幅となっている。そのため、直線性については第１のビーム１４１よりも低下し、第１のビーム１４１のように遠くまでは電波が届かないが、送信波の照射範囲は第１のビーム１４１よりも広角度である。このような構成において、上述の第１の実施形態と同様に、通常は、第１のアンテナセットを用いる歩行者検出処理が実行される。 Next, an outline of processing in the second embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the irradiation range of the antenna according to the second embodiment. In FIG. 11, a directional beam 211 is a directional beam emitted from the third transmitting antenna 21 (hereinafter referred to as a third beam). As shown in FIG. 11, the width of the third beam 211 is 10 °, which is wider than that of the first beam 141. Therefore, the linearity is lower than that of the first beam 141, and radio waves do not reach as far as the first beam 141, but the irradiation range of the transmission wave is wider than that of the first beam 141. . In such a configuration, a pedestrian detection process using the first antenna set is normally executed as in the first embodiment.

第１のアンテナセットにおいて歩行者が検出された後、当該歩行者が所定距離内まで接近したことが検出されれば、歩行者検出に用いるアンテナセットが第３のアンテナセットへと切り替えられる。そして、第２の実施形態では、当該第３のアンテナセットのみを用いて歩行者検出処理が実行される。上記のように、第３の送信アンテナ２１から照射される第３のビームの幅は１０°という広角度となっている。そのため、車両に接近した歩行者等の物体に対しても、広い照射範囲を確保できる。つまり、車両にかなり接近している歩行者に対しても、その胴体部に送信波を照射することが可能となる。その結果、強度が強く安定した反射波を取得することができ、第３のアンテナセットのみを用いても十分な歩行者検出が可能となる。これにより、歩行者接近後の検出処理について、上記第１の実施形態よりも検出処理の回数を減らすことができ、レーダ本体部１１の処理負荷を軽減することができる。 After detecting a pedestrian in the first antenna set, if it is detected that the pedestrian approaches within a predetermined distance, the antenna set used for pedestrian detection is switched to the third antenna set. In the second embodiment, the pedestrian detection process is executed using only the third antenna set. As described above, the width of the third beam irradiated from the third transmitting antenna 21 is a wide angle of 10 °. Therefore, a wide irradiation range can be secured even for an object such as a pedestrian approaching the vehicle. That is, it becomes possible to irradiate the trunk part with a transmission wave even for a pedestrian who is quite close to the vehicle. As a result, it is possible to acquire a stable reflected wave having a high intensity, and sufficient pedestrian detection can be performed using only the third antenna set. Thereby, the number of detection processes for the detection process after approaching a pedestrian can be reduced as compared with the first embodiment, and the processing load on the radar main body 11 can be reduced.

次に、第２の実施形態における車載レーダ装置２０によって実行される歩行者検出処理の詳細について説明する。図１２は車載レーダ装置２０によって実行される歩行者検出処理を示すフローチャートである。図１２において、第２の実施形態における歩行者検出処理は、上述の第１の実施形態で図９を用いて説明したステップＳ１からステップＳ１２の処理のうち、ステップＳ８およびＳ９を省いた処理となる。つまり、歩行者の接近が検出された後における第１のアンテナセットへの切り替えにかかる処理を省いた処理となっている。また、ステップＳ１０の処理に代わり、ステップＳ２１の処理が実行される。ステップＳ２１においては、レーダ本体部１１は、ステップＳ７における第２のアンテナセットを用いた歩行者検出処理の結果、歩行者が検出されたか否かを判定する処理が実行される。そして、当該判定の結果、第２のアンテナセットにおいて歩行者が検出されたときは（ステップＳ２１でＹＥＳ）、上記ステップＳ１１の処理、すなわち、上記歩行者警戒処理が実行される。一方、第２のアンテナセットにおいて歩行者が検出されなかったときは（ステップＳ２１でＮＯ）、歩行者は接近していない状態になったと考えられるため、上記ステップＳ１２の処理、すなわち、ステップＳ１１で実行していた歩行者警戒処理の停止や解除等が行われる。 Next, details of the pedestrian detection process executed by the on-vehicle radar device 20 according to the second embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a pedestrian detection process executed by the in-vehicle radar device 20. In FIG. 12, the pedestrian detection process in the second embodiment includes a process in which steps S8 and S9 are omitted from the processes in steps S1 to S12 described with reference to FIG. 9 in the first embodiment. Become. That is, the process is omitted from the process for switching to the first antenna set after the approach of the pedestrian is detected. Moreover, the process of step S21 is performed instead of the process of step S10. In step S21, the radar main body 11 executes a process of determining whether or not a pedestrian has been detected as a result of the pedestrian detection process using the second antenna set in step S7. As a result of the determination, when a pedestrian is detected in the second antenna set (YES in step S21), the process of step S11, that is, the pedestrian warning process is executed. On the other hand, when no pedestrian is detected in the second antenna set (NO in step S21), it is considered that the pedestrian is not approaching. Therefore, in step S12, that is, in step S11. The pedestrian warning process that was being executed is stopped or canceled.

このように、第２の実施形態では、仰角面内指向性が広角のアンテナ（第３のアンテナセット）と狭角のアンテナ（第１のアンテナセット）とを搭載する構成をとる。そして、通常は狭角のアンテナを用いて歩行者検出処理を行い、歩行者の接近を検出した後は、広角のアンテナに切り替えて歩行者検出処理を行う。これにより、歩行者の接近検出後の処理において、２つのアンテナを切り替える（併用する）必要がなくなり、処理負荷を軽減することが可能となる。 As described above, the second embodiment has a configuration in which an antenna with a wide angle of elevation in the plane (third antenna set) and a narrow-angle antenna (first antenna set) are mounted. Then, usually, a pedestrian detection process is performed using a narrow-angle antenna, and after detecting the approach of a pedestrian, the pedestrian detection process is performed by switching to a wide-angle antenna. This eliminates the need to switch (use together) the two antennas in the processing after detecting the approach of a pedestrian, thereby reducing the processing load.

なお、上述の第２の実施形態では、歩行者の接近が検出された後は、第３のアンテナセットのみを用いて歩行者検出処理を行っていたが、この際、歩行者の急な飛び出しをも検知可能とするために、第１のアンテナセットを適宜併用するようにしてもよい。この場合、上述の第１の実施形態のような頻度（１／３０秒毎）よりも少ない頻度で第１のアンテナセットによる検出処理を行うようにすればよい。なお、第１の実施形態と同じ頻度で当該検出処理を行った場合は、第１の実施形態における第２のアンテナセットを第３のアンテナセットに置き換えたものに相当することになるが、この場合は、より確実な歩行者検出が可能となる点で有利であり、第１の実施形態における頻度よりも少ない頻度で当該検出処理を行う場合は、処理負荷を軽減できる点で有利である。 In the second embodiment described above, after detecting the approach of a pedestrian, the pedestrian detection process is performed using only the third antenna set. The first antenna set may be used together as appropriate in order to be able to detect both. In this case, the detection process using the first antenna set may be performed at a frequency lower than the frequency (every 1/30 seconds) as in the first embodiment described above. Note that when the detection process is performed at the same frequency as in the first embodiment, this corresponds to a replacement of the second antenna set in the first embodiment with a third antenna set. In this case, it is advantageous in that a more reliable pedestrian detection is possible, and in the case where the detection process is performed with a frequency less than that in the first embodiment, it is advantageous in that the processing load can be reduced.

（第３の実施形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。図１３は、第３の実施形態にかかる車載レーダ装置３０の構成を示した図である。図１３に示されるように、第３の実施形態にかかる車載レーダ装置３０は、第１の実施形態、または第２の実施形態にかかる車載レーダ装置２０の構成から、受信アンテナを１つ省き、第３の受信アンテナ２２の１つだけとする構成となっている。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the in-vehicle radar device 30 according to the third embodiment. As shown in FIG. 13, the in-vehicle radar device 30 according to the third embodiment omits one receiving antenna from the configuration of the in-vehicle radar device 20 according to the first embodiment or the second embodiment, Only one third receiving antenna 22 is configured.

すなわち、第３の実施形態においては、第３の受信アンテナ２２を用いて、第１の送信アンテナ１４、第２の送信アンテナあるいは第３の送信アンテナ２１から発射された送信波に基づく反射波を受信する。つまり、第１の送信アンテナ１４、第２の送信アンテナ１５、第３の送信アンテナ２１のそれぞれ指向性ビーム幅をカバーできるような、広角で受信できるようなアンテナが必要となり、ここでは、上記３つの送信アンテナのビーム幅を全てカバーしている第３の受信アンテナ２２を用いている。 That is, in the third embodiment, a reflected wave based on a transmission wave emitted from the first transmission antenna 14, the second transmission antenna or the third transmission antenna 21 is used by using the third reception antenna 22. Receive. That is, an antenna capable of receiving a wide angle so as to cover the directional beam width of each of the first transmission antenna 14, the second transmission antenna 15, and the third transmission antenna 21 is required. A third receiving antenna 22 that covers all the beam widths of the two transmitting antennas is used.

つまり、上述した第１の実施形態を基に考えると、上記第１の送信アンテナ１４および第２の送信アンテナ１５と、両送信アンテナのビーム幅（図２の例でいうと、合計で９°となる）をカバーできる、第３の受信アンテナ２２（ビーム幅は１０°）との組み合わせとなる。また、上述の第２の実施形態を基に考えると、上記第１の送信アンテナ１４および第３の送信アンテナ２１と、両送信アンテナのビーム幅をカバーできる、第３の受信アンテナ２２との組み合わせとなる。そして、このような構成において、上記第１の実施形態または第２の実施形態で説明したような処理が実行される。但し、受信アンテナが１つだけという構成であるため、受信アンテナの切り替えにかかる処理は行われないことになる。 That is, based on the first embodiment described above, the first transmission antenna 14 and the second transmission antenna 15 and the beam widths of both transmission antennas (9 ° in total in the example of FIG. 2). In combination with the third receiving antenna 22 (with a beam width of 10 °). Considering the second embodiment, the combination of the first transmission antenna 14 and the third transmission antenna 21 and the third reception antenna 22 that can cover the beam widths of both transmission antennas. It becomes. In such a configuration, processing as described in the first embodiment or the second embodiment is executed. However, since the configuration has only one receiving antenna, processing for switching the receiving antenna is not performed.

このように、第３の実施形態では、２つの送信アンテナのビーム幅をカバーできるような受信アンテナを１つだけ用いるように構成する。これにより、上記第１の実施形態および第２の実施形態で説明した歩行者検出処理から受信アンテナの切り替えにかかる処理を省くことができる。その結果、処理負荷を更に軽減しながらも、上記第１の実施形態および第２の実施形態で説明した機能を実現することが可能となる。 As described above, the third embodiment is configured to use only one receiving antenna that can cover the beam widths of two transmitting antennas. Thereby, the process concerning the switching of a receiving antenna from the pedestrian detection process demonstrated in the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment can be omitted. As a result, the functions described in the first and second embodiments can be realized while further reducing the processing load.

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態にかかる車載レーダ装置について説明する。この車載レーダ装置の機能構成を示すブロック図は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。しかし、本実施形態では、レーダ本体部１１のメモリには第１の実施形態とは部分的に異なるプログラムが格納され、レーダ本体部１１はそのプログラムを実行することにより、第１の実施形態とは異なる機能をも実現する。 (Fourth embodiment)
Next, an on-vehicle radar device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The block diagram showing the functional configuration of this in-vehicle radar device is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). However, in the present embodiment, a program that is partially different from that of the first embodiment is stored in the memory of the radar main body 11, and the radar main body 11 executes the program so as to be different from that of the first embodiment. Realizes different functions.

次に、第４の実施形態にかかる車載レーダ装置の処理概要を説明する。本実施形態の構成は、上記のように、第１の実施形態と同様であり、仰角面内指向性のピークの角度がそれぞれ異なる２つのアンテナセットを用いている。ここで、これら２つのアンテナセットの水平面内指向性（角度に対する振幅変化と位相変化）は同じであるとする。この場合、第１のアンテナセットを用いて受信した受信信号である複素信号Ｓａと、第２のアンテナセットを用いて受信した複素信号Ｓｂとは、その性質が異なるものとなる。つまり、両アンテナセットの仰角面内指向性が異なっているために、送信波が衝突した物体が同じ物体であっても、その物体の仰角によって、複素信号ＳａとＳｂとでは、振幅（信号強度）比や位相差が異なったものとなる。本実施形態では、このような性質を利用した歩行者や車両、および標識等の周辺構造物の検出処理を行う。すなわち、予め歩行者等を想定した物体を用いて、上記のような受信信号（複素信号ＳａおよびＳｂ）の違いのパターンを記録したパターンマップデータを作成しておき、実際の走行時における検出処理において、受信信号と当該パターンマップデータとを比較して、記録されているパターンに一致するか否かを判定することで歩行者等の検出を行う。より具体的には、予め、上記歩行者等を想定した物体を用意し、当該物体の仰角を変化させて受信信号を取得する。図１４は、当該受信信号の取得方法の一例を示す模式図である。図１４では、アンテナ１４１から所定の距離だけ離れた位置に歩行者１４２が存在している。この状態から、当該歩行者１４２がアンテナ１４１に向かって近づいていく（歩行者が移動することで上記物体の仰角が変化することになる）。そして、当該歩行者がアンテナ１４２に近づいていく過程における受信信号を取得し、各仰角に対する振幅比や位相差を記録したマップ（検出時における振幅比と位相差の組み合わせパターン）をパターンマップデータとしてレーダ本体部１１内のメモリ１９に予め保存する。例えば、１０ｍ地点に上記物体があるときは、第１のアンテナセットと第２のアンテナセットとの反射波の位相差や振幅比等の情報がパターンマップデータとして記録される。図１５は、当該パターンマップの一例を示す模式図である。図１５では、横軸（Ｘ軸）が第１のアンテナセットの受信レベルを示し、縦軸（Ｙ軸）が第２のアンテナセットのレベルを示す。また、奥行き方向に向かう軸（Ｚ軸）がアンテナ１４１から歩行者１４２までの距離を示す（すなわち、図１５は３次元のイメージで示している）。そして、当該距離と第１のアンテナセットと第２のアンテナセットとのレベル比がレベル分布１４３で示されている。このようなグラフを示すようなデータがパターンマップデータとしてメモリ１９に保存されている。換言すれば、パターンマップデータには、歩行者等を検出したときの受信信号の特徴を示す情報が記録されていることになる。そして、実際の車両走行時における歩行者検出処理において、第１の受信アンテナ１６および第２の受信アンテナ１７で受信した受信信号と当該パターンマップデータとを比較し、記録されているパターンに一致するか否かを判定することで歩行者等の仰角情報を含めた検出を行う。 Next, an outline of processing of the in-vehicle radar device according to the fourth embodiment will be described. As described above, the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and uses two antenna sets having different elevation angle in-plane directivity peaks. Here, it is assumed that the directivity (amplitude change and phase change with respect to angle) of these two antenna sets is the same. In this case, the properties of the complex signal Sa, which is a received signal received using the first antenna set, and the complex signal Sb received using the second antenna set are different. That is, since the in-plane directivities of both antenna sets are different, even if the object collided with the transmission wave is the same object, the amplitude (signal strength) of the complex signals Sa and Sb depends on the elevation angle of the object. ) Ratio and phase difference are different. In the present embodiment, a pedestrian, a vehicle, and a peripheral structure such as a sign using such properties are detected. That is, pattern map data in which a pattern of differences in received signals (complex signals Sa and Sb) as described above is created in advance using an object that is assumed to be a pedestrian or the like, and detection processing during actual driving is performed. , The received signal and the pattern map data are compared to determine whether or not the pattern matches the recorded pattern, thereby detecting a pedestrian or the like. More specifically, an object assuming the pedestrian or the like is prepared in advance, and the received signal is acquired by changing the elevation angle of the object. FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a method for acquiring the received signal. In FIG. 14, a pedestrian 142 exists at a position away from the antenna 141 by a predetermined distance. From this state, the pedestrian 142 approaches toward the antenna 141 (the elevation angle of the object changes as the pedestrian moves). And the received signal in the process in which the said pedestrian approaches the antenna 142 is acquired, and the map (combination pattern of the amplitude ratio and the phase difference at the time of detection) in which the amplitude ratio and the phase difference with respect to each elevation angle are recorded is used as the pattern map data. Preliminarily stored in the memory 19 in the radar main body 11. For example, when the object is located at a 10 m point, information such as the phase difference and amplitude ratio of reflected waves between the first antenna set and the second antenna set is recorded as pattern map data. FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of the pattern map. In FIG. 15, the horizontal axis (X axis) indicates the reception level of the first antenna set, and the vertical axis (Y axis) indicates the level of the second antenna set. In addition, an axis (Z axis) directed in the depth direction indicates a distance from the antenna 141 to the pedestrian 142 (that is, FIG. 15 shows a three-dimensional image). The level ratio between the distance and the first antenna set and the second antenna set is indicated by a level distribution 143. Data indicating such a graph is stored in the memory 19 as pattern map data. In other words, information indicating the characteristics of the received signal when a pedestrian or the like is detected is recorded in the pattern map data. Then, in the pedestrian detection process during actual vehicle travel, the received signal received by the first receiving antenna 16 and the second receiving antenna 17 is compared with the pattern map data, and matches the recorded pattern. By detecting whether or not, the detection including the elevation angle information of the pedestrian or the like is performed.

以下、図１６を用いて、本発明の第４の実施形態における処理の詳細を示す。図１６は、第４の実施形態にかかる歩行者検出処理を示すフローチャートである。図１６において、ステップＳ１からステップＳ６までの処理と、ステップＳ８、ステップＳ１１〜ステップＳ１２の処理は、上述の第１の実施形態で図９を用いて説明した処理と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる処理を中心に説明する。 Hereinafter, the details of the process according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a pedestrian detection process according to the fourth embodiment. In FIG. 16, the processing from step S1 to step S6 and the processing of step S8 and steps S11 to S12 are the same as the processing described with reference to FIG. 9 in the first embodiment described above. Detailed description will be omitted, and processing different from that of the first embodiment will be mainly described.

図１６において、ステップＳ６の処理の次に、レーダ本体部１１は、第２の受信アンテナ１７から受信信号を取得する（ステップＳ４１）。次に、レーダ本体部１１は、上述したステップＳ８の処理を行って第１のアンテナセットへの切り替えを行い、第１の受信アンテナ１６から受信信号を取得する（ステップＳ４２）。 In FIG. 16, after the process of step S6, the radar main unit 11 acquires a received signal from the second receiving antenna 17 (step S41). Next, the radar main body 11 performs the process of step S8 described above to switch to the first antenna set, and obtains a reception signal from the first reception antenna 16 (step S42).

次に、レーダ本体部１１は、上述したようなパターンマップデータを用いたパターン比較処理を実行する（ステップＳ４３）。すなわち、レーダ本体部１１は、第２の受信アンテナ１７から取得した受信信号と第１の受信アンテナ１６から取得した受信信号との振幅比および位相差を算出する。次に、当該算出した振幅比および位相差の組み合わせが、パターンマップデータに記録されているいずれかのパターンと一致しているか否かを判定する。 Next, the radar main body 11 executes pattern comparison processing using the pattern map data as described above (step S43). That is, the radar main body 11 calculates the amplitude ratio and phase difference between the reception signal acquired from the second reception antenna 17 and the reception signal acquired from the first reception antenna 16. Next, it is determined whether or not the calculated combination of the amplitude ratio and phase difference matches any pattern recorded in the pattern map data.

次に、レーダ本体部１１は、上記ステップＳ４３の処理の結果、パターンマップデータに記録されているパターンと、上記受信信号が示すパターンとが一致したか否かを判定する（ステップＳ４４）。当該判定の結果、パターンと一致したと判定されたときは（ステップＳ４４でＹＥＳ）、レーダ本体部１１は、上述したステップＳ１１の処理（警戒処理）を実行する。一方、パターンと一致していないと判定されたときは（ステップＳ４４でＮＯ）、レーダ本体部１１は、上述のステップＳ１２の処理（警戒処理の停止や解除）を実行する。以上のような処理が、エンジン停止等による処理終了条件が発生するまで繰り返し実行される。以上で、第４の実施形態にかかる検出処理の説明を終了する。 Next, the radar main body 11 determines whether or not the pattern recorded in the pattern map data matches the pattern indicated by the received signal as a result of the process of step S43 (step S44). As a result of the determination, when it is determined that the pattern matches the pattern (YES in step S44), the radar main unit 11 executes the process of step S11 (warning process) described above. On the other hand, when it is determined that the pattern does not match (NO in step S44), the radar main body 11 executes the process of step S12 described above (stopping or canceling the warning process). The above processing is repeatedly executed until a processing end condition due to engine stop or the like occurs. This is the end of the description of the detection process according to the fourth embodiment.

このように、第４の実施形態では、予め、歩行者等の検出時の受信信号の特徴を示すデータである上記パターンマップデータを作成しておき、歩行者等の近接が検出された後は、２つのアンテナセットを用いて得られる受信信号の特徴とパターンマップデータに記録されている特徴とを比較することで、検出を行う。これにより、例えば、上記パターンマップデータの内容を充実させておくことで、より正確な検出が可能となる。 As described above, in the fourth embodiment, after the pattern map data, which is data indicating the characteristics of the received signal at the time of detecting a pedestrian or the like, is created in advance and the proximity of the pedestrian or the like is detected, Detection is performed by comparing the characteristics of the received signal obtained using the two antenna sets with the characteristics recorded in the pattern map data. Thereby, for example, more accurate detection is possible by enriching the contents of the pattern map data.

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態にかかる車載レーダ装置について説明する。図１７は、第５の実施形態にかかる車載レーダ装置５０の構成を示した図である。図１７に示されるように、第５の実施形態にかかる車載レーダ装置５０では、送信アンテナ、受信アンテナが共に１つずつの構成となっている。図１７において、第４の送信アンテナ５１は、その指向性が、上述した第２の実施形態における第１の送信アンテナ１４および第２の送信アンテナ１５の指向性を合成したものとなっている。図１８は、第４の送信アンテナ５１の指向性ビームを模式的に示した図である。図１８に示すように、第４の送信アンテナ５１の指向性ビーム５１１は、第１の送信アンテナ１４と第３の送信アンテナ２１の指向性を合成したような形状となっている。換言すれば、第４の送信アンテナ５１は、指向性ビームが図１８に示したような形状になるよう成型したアンテナである。また、第４の受信アンテナ５２は、上記合成した指向性の範囲をカバーできるように構成されたものである。当該ビーム成型については、従来から知られているビーム成型の手法を用いればよい。すなわち、アンテナ素子一つ一つに異なる信号強度や位相を持たせることで、図１８に示すような指向性が形成されるようにすることが考えられる。 (Fifth embodiment)
Next, an in-vehicle radar device according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of an in-vehicle radar device 50 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 17, in the on-vehicle radar device 50 according to the fifth embodiment, each of the transmitting antenna and the receiving antenna has a configuration. In FIG. 17, the directivity of the fourth transmission antenna 51 is a combination of the directivities of the first transmission antenna 14 and the second transmission antenna 15 in the second embodiment described above. FIG. 18 is a diagram schematically showing a directional beam of the fourth transmission antenna 51. As shown in FIG. 18, the directional beam 511 of the fourth transmission antenna 51 has a shape that combines the directivities of the first transmission antenna 14 and the third transmission antenna 21. In other words, the fourth transmission antenna 51 is an antenna formed so that the directional beam has a shape as shown in FIG. The fourth receiving antenna 52 is configured to cover the synthesized directivity range. For the beam shaping, a conventionally known beam shaping method may be used. That is, it can be considered that directivity as shown in FIG. 18 is formed by giving different signal strengths and phases to each antenna element.

このように、第５の実施形態では、異なる指向性を備えるようにビーム成型した送信アンテナを用いている。これにより、複数のアンテナセットの切替処理を行うことなく、上記第１や第２の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。 Thus, in the fifth embodiment, a transmission antenna that is beam-shaped so as to have different directivities is used. This makes it possible to obtain the same effects as those of the first and second embodiments without performing a process for switching a plurality of antenna sets.

本発明にかかるレーダ装置は、車両から遠方の物体と車両に近接した物体との双方を、より正確に検出することができ、車載用のレーダ装置等に有用である。 The radar apparatus according to the present invention can detect both an object far from the vehicle and an object close to the vehicle more accurately, and is useful for an on-vehicle radar apparatus or the like.

１０車載レーダ装置
１１レーダ本体部
１２送信部
１３受信部
１４第１の送信アンテナ
１５第２の送信アンテナ
１６第１の受信アンテナ
１７第２の受信アンテナ
１８ＣＰＵ
１９メモリ
２０車載レーダ装置
２１第３の送信アンテナ
２２第３の受信アンテナ
３０車載レーダ装置
５０車載レーダ装置
５１第４の送信アンテナ
５２第４の受信アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Car-mounted radar apparatus 11 Radar main-body part 12 Transmitting part 13 Receiving part 14 1st transmitting antenna 15 2nd transmitting antenna 16 1st receiving antenna 17 2nd receiving antenna 18 CPU
19 Memory 20 On-vehicle radar device 21 Third transmission antenna 22 Third reception antenna 30 On-vehicle radar device 50 On-vehicle radar device 51 Fourth transmission antenna 52 Fourth reception antenna

Claims

Transmitting means for emitting a directional beam having directivity in the horizontal direction within the elevation angle plane and a directional beam having directivity in a predetermined direction above the horizontal;
Receiving means for receiving a reflected wave of a directional beam emitted by the transmitting means reflected by an object,
The transmission means includes
A horizontal transmission antenna whose directivity peak direction is the horizontal direction;
An antenna beam width is wider than the horizontal transmission antenna, and a high elevation angle transmission antenna whose directivity peak direction is a predetermined direction above the horizontal,
The receiving means includes
A horizontal receiving antenna for receiving a reflected wave of a directional beam radiated from the horizontal transmitting antenna;
A high elevation angle receiving antenna for receiving a reflected wave of a directional beam radiated from the high elevation angle transmitting antenna;
The radar apparatus further includes switching means for switching an antenna that emits a directional beam to one of the horizontal transmission antenna and the high elevation angle transmission antenna.

The horizontal transmission antenna has an antenna beam width of 4 ° and a directivity peak direction of 0 °,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the high-elevation-angle transmitting antenna has an antenna beam width of 10 ° and a directivity peak direction of 3 °.

Transmitting means for emitting a directional beam having directivity in the horizontal direction within the elevation angle plane and a directional beam having directivity in a predetermined direction above the horizontal;
Receiving means for receiving a reflected wave of a directional beam emitted by the transmitting means reflected by an object,
The transmission hand stage,
A horizontal transmission antenna whose directivity peak direction is the horizontal direction;
The antenna beam width is wider than the horizontal transmission antenna, and the high elevation angle transmission antenna is a predetermined direction in which the peak direction of directivity is higher than the horizontal,
Before Ki受 synthetase stage, it is seen including an antenna having a sensitivity in the range obtained by combining both the antenna beam width of the horizontal transmission antenna and the antenna beam width of the high elevation angle for the transmitting antenna,
The radar apparatus further includes switching means for switching an antenna that emits a directional beam to one of the horizontal transmission antenna and the high elevation angle transmission antenna .

The horizontal transmission antenna has an antenna beam width of 4 ° and a directivity peak direction of 0 °,
The radar apparatus according to claim 3, wherein the high-elevation-angle transmitting antenna has an antenna beam width of 10 ° and a directivity peak direction of 3 °.