JP5659587B2 - Radar device, roadside device, and in-vehicle device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、探知波を放射してその探知波についての反射波を検出することにより、探知波を反射した物体を検知するレーダ装置、及びそのようなレーダ装置を備えた路側器及び車載装置に関する。 The present invention provides, for example, a radar device that detects an object that reflects a detection wave by radiating a detection wave and detects a reflected wave with respect to the detection wave, and a roadside device including such a radar device and an in-vehicle device. Relates to the device.
従来より、交通事故の発生を防止して、より安全な交通環境を実現するための技術の研究が行われている。そのような技術において、道路上を走行する車両が、その車両の周囲に存在する他の車両を検出し、または他の車両までの距離を測定することが有用である。他の車両の存在を検知したり、あるいは他の車両までの距離を求めることにより、例えば、車両に搭載された運転支援装置は、必要な場合にドライバに対して警告を行って、衝突などの危険を回避させることができる。
そこで、例えば、レーダ装置を用いて、他の車両の位置などを検出する技術が開発されている。例えば、偏波面の異なる二つの指向性空中線により受信された受信信号の和分成分と差分成分を求め、その和分成分と差分成分の差に基づいて、電波発射源の方位及び位置を探知する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
Conventionally, techniques for preventing traffic accidents and realizing a safer traffic environment have been studied. In such a technique, it is useful for a vehicle traveling on a road to detect other vehicles existing around the vehicle or to measure the distance to the other vehicles. By detecting the presence of another vehicle or determining the distance to another vehicle, for example, a driving support device mounted on the vehicle warns the driver when necessary, such as a collision. Risk can be avoided.
Thus, for example, a technique for detecting the position of another vehicle using a radar device has been developed. For example, the sum component and the difference component of the received signal received by two directional antennas having different polarization planes are obtained, and the direction and position of the radio wave emission source are detected based on the difference between the sum component and the difference component. Techniques have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
交通事故の発生を防止するために、二輪車のような小型の車両を高精度で検知することが重要である。例えば、左折しようとする車両が、その車両の後方から接近してくる二輪車を検知できれば、いわゆる巻き込み事故の発生を防止できる可能性が高くなる。あるいは、右折しようと交差点で待機している車両が、その車両のドライバの死角に存在し、かつ前方から接近する二輪車を検知できれば、いわゆる右直事故の発生を防止できる可能性が高くなる。
しかし、小型の車両については、探知波を反射する面積が小さい。そこで、リフレクタのようにレーダ装置から放射された探知波を効率よく反射する器具を、検知対象である小型の車両に取り付けることにより、レーダ装置が受信可能な、小型の車両による反射波の強度を大きくできる。
一方、トラック、バスといった大型車両については、探知波を反射する面積が大きいので、大型の車両で反射され、レーダ装置で受信される反射波の強度は、リフレクタによる反射波の強度と同程度またはそれ以上となることがある。そのため、レーダ装置は、探知波を反射した物体がリフレクタを搭載した車両か否かを識別できないおそれがあった。
In order to prevent the occurrence of traffic accidents, it is important to detect small vehicles such as motorcycles with high accuracy. For example, if a vehicle to turn left can detect a two-wheeled vehicle approaching from behind the vehicle, there is a high possibility that a so-called entanglement accident can be prevented. Alternatively, if a vehicle waiting at an intersection to turn right is present in the blind spot of the driver of the vehicle and can detect a two-wheeled vehicle approaching from the front, the possibility of preventing a so-called right-straight accident is increased.
However, a small vehicle has a small area for reflecting detection waves. Therefore, by attaching an instrument that efficiently reflects the detection wave radiated from the radar device, such as a reflector, to the small vehicle that is the detection target, the intensity of the reflected wave by the small vehicle that can be received by the radar device is increased. Can be big.
On the other hand, for large vehicles such as trucks and buses, the area that reflects the detection wave is large, so the intensity of the reflected wave reflected by the large vehicle and received by the radar device is about the same as the intensity of the reflected wave by the reflector or It may be more than that. For this reason, the radar apparatus may not be able to identify whether the object reflecting the detection wave is a vehicle equipped with a reflector.
そこで本明細書は、探知波を反射した物体が特定の反射部材か否かを識別できるレーダ装置、及びそのようなレーダ装置が組み込まれた路側器及び車載装置を提供することを目的とする。 In view of this, it is an object of the present specification to provide a radar device capable of identifying whether an object reflecting a detection wave is a specific reflecting member, and a roadside device and an in-vehicle device incorporating such a radar device.
一つの実施形態によれば、レーダ装置が提供される。このレーダ装置は、第１の偏波面を持つ探知波を放射する送信アンテナと、探知波が物体によって反射された、第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、探知波が物体によって反射された、第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、第２の反射波の信号電力が第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材であると判定する判定部とを有する。 According to one embodiment, a radar apparatus is provided. This radar apparatus includes a transmission antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane, and a first reception antenna that receives a first reflection wave having a first polarization plane, which is reflected by an object. A second reception antenna that receives a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane, the detection wave being reflected by an object, and a signal of the second reflected wave When the power is larger than the signal power of the first reflected wave, the object that reflects the second reflected wave has a determination unit that determines that the object is a reflecting member that rotates the polarization plane of the detection wave.
また他の実施形態によれば、道路上に存在する物体を検知する路側器が提供される。この路側器は、第１の偏波面を持つ探知波を道路に向けて放射する送信アンテナと、探知波が道路上に存在する物体によって反射された、第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、探知波が道路上に存在する物体によって反射された、第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、第２の反射波の信号電力が第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材を搭載した車両であると判定する判定部とを有するレーダ装置と、レーダ装置により検知された物体及びその物体が反射部材を搭載した車両か否かを表す判定結果とを含む検知情報を生成する制御部と、検知情報を含む通知信号を所定の通信可能範囲内に存在する通信機へ送信するアンテナとを有する。 According to another embodiment, a roadside device that detects an object present on a road is provided. The roadside device includes a transmission antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane toward a road, and a first reflection having a first polarization plane that is reflected by an object that exists on the road. A first receiving antenna for receiving a wave, and a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane, reflected by an object present on the road When the signal power of the second reception antenna and the second reflected wave is larger than the signal power of the first reflected wave, the object that reflected the second reflected wave has a reflecting member that rotates the polarization plane of the detection wave. Control that generates detection information including a radar device having a determination unit that determines that the vehicle is mounted, an object detected by the radar device, and a determination result indicating whether the object is a vehicle mounted with a reflecting member And a notification signal including detection information Having an antenna for transmitting to the communication device existing within the signal range.
さらに他の実施形態によれば、車両に搭載される車載装置が提供される。この車載装置は、第１の偏波面を持つ探知波を放射する送信アンテナと、探知波が物体によって反射された、第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、探知波が物体によって反射された、第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、第２の反射波の信号電力が第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材を搭載した車両であると判定する判定部とを有するレーダ装置と、レーダ装置により検知された物体が反射部材を搭載した車両か否かを表す判定結果を含む検知情報と警告情報との関係を表す参照テーブルを参照して所定の警告情報を特定する制御部と、特定された警告情報を車両に搭載された他の機器へ出力するインターフェース部とを有する。 According to still another embodiment, an in-vehicle device mounted on a vehicle is provided. This in-vehicle apparatus includes a transmission antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane, and a first reception antenna that receives a first reflection wave having a first polarization plane, which is reflected by an object. A second reception antenna that receives a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane, the detection wave being reflected by an object, and a signal of the second reflected wave A radar having a determination unit that determines that the object reflecting the second reflected wave is a vehicle equipped with a reflecting member that rotates the polarization plane of the detection wave when the power is larger than the signal power of the first reflected wave; Control that identifies predetermined warning information with reference to a reference table that represents the relationship between the warning information and the detection information including the determination result indicating whether the device and the object detected by the radar device is a vehicle equipped with a reflection member And the identified warning information to the vehicle And an interface unit for outputting to the mounting have been other devices.
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
It should be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.
本明細書に開示されたレーダ装置、路側器及び車載装置は、探知波を反射した物体が特定の反射部材か否かを識別することができる。 The radar device, roadside device, and in-vehicle device disclosed in this specification can identify whether or not the object that reflects the detection wave is a specific reflecting member.
以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、レーダ装置について説明する。
反射部材であるリフレクタの一例として、所定方向の偏波面を持つ直線偏波を反射することにより、その偏波面を所定角度回転させるリフレクタが知られている。以下では、そのようなリフレクタを偏波面回転リフレクタと呼ぶ。
偏波面回転リフレクタは、例えば、二つの平板状の金属板を、互いに対して90°をなすように設け、かつ、その二つの金属板が接する線に直交する線を、探知波の偏波面に対して所定角度の1/2だけ傾けるように配置したコーナーリフレクタとすることができる。
あるいは、偏波面回転リフレクタは、３個の略三角形状の平板状金属板を貼り合わせた三面コーナーリフレクタに対して、その三面コーナーリフレクタの開口部に、直線状スリットが形成された金属板を取り付けたものであってもよい。
Hereinafter, a radar apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
As an example of a reflector that is a reflecting member, a reflector that reflects a linearly polarized wave having a polarization plane in a predetermined direction to rotate the polarization plane by a predetermined angle is known. Hereinafter, such a reflector is referred to as a polarization plane rotating reflector.
The polarization plane rotating reflector is, for example, provided with two flat metal plates so as to form 90 ° with respect to each other, and a line orthogonal to the line in contact with the two metal plates is used as the polarization plane of the detection wave. On the other hand, the corner reflector can be arranged so as to be inclined by a half of a predetermined angle.
Alternatively, the polarization plane rotating reflector is attached to a three-surface corner reflector formed by bonding three substantially triangular flat plate-shaped metal plates to a metal plate having a linear slit formed in the opening of the three-surface corner reflector. It may be.
このような偏波面回転リフレクタが検知対象の物体に取り付けられているとする。このような場合、レーダ装置から出力された直線偏波である探知波が物体により反射された反射波のうち、偏波面回転リフレクタにより反射された反射波の偏波面は、それ以外の物体により反射された反射波の偏波面と異なる可能性が高い。そのため、レーダ装置は、探知波の偏波面に対して上記の所定角度回転した偏波面を持つ反射波を検知することで、探知波を反射した物体が検知対象物体か否かを識別できると想定される。
しかし、発明者は、鋭意研究の結果、トラック、バスといった大型車両による反射波も、偏波面回転リフレクタによる反射波と同様に、偏波面が回転した成分を有するという知見を得た。そのような大型車両は探知波を反射可能な様々な面を持つため、それらの面で探知波が複数回反射されることによって偏波面が回転すると推定される。
It is assumed that such a polarization plane rotating reflector is attached to an object to be detected. In such a case, out of the reflected wave reflected by the object, the detection wave, which is a linearly polarized wave output from the radar device, the polarization plane of the reflected wave reflected by the polarization plane rotating reflector is reflected by the other object. There is a high possibility that it differs from the polarization plane of the reflected wave. Therefore, it is assumed that the radar apparatus can identify whether the object that reflected the detection wave is the detection target object by detecting the reflected wave having the polarization plane rotated by the predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave. Is done.
However, as a result of earnest research, the inventor has obtained the knowledge that the reflected wave from a large vehicle such as a truck or bus also has a component whose polarization plane is rotated, similar to the reflected wave from the polarization plane rotating reflector. Since such a large vehicle has various surfaces capable of reflecting the detection wave, it is presumed that the plane of polarization rotates when the detection wave is reflected a plurality of times on those surfaces.
そこで、発明者は、探知波を反射した物体が、偏波面回転リフレクタか、あるいは大型車両などの他の物体かを精度良く識別可能なレーダ装置を開発した。このレーダ装置は、直線偏波である探知波を出力する送信アンテナと、探知波の偏波面と同方向の偏波面を持つ反射波を検知する第１の受信アンテナと、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波を検知する第２の受信アンテナを有する。そしてこのレーダ装置は、第２の受信アンテナにより検知された反射波の信号電力と、第１の受信アンテナにより検知された反射波の信号電力との比に基づいて、探知波を反射した物体が偏波面回転リフレクタか否かを識別する。 In view of this, the inventor has developed a radar apparatus capable of accurately identifying whether an object reflecting a detection wave is a polarization plane rotating reflector or another object such as a large vehicle. The radar apparatus includes a transmission antenna that outputs a detection wave that is linearly polarized wave, a first reception antenna that detects a reflected wave having a polarization plane in the same direction as the polarization plane of the detection wave, and a polarization plane of the detection wave. A second receiving antenna for detecting a reflected wave having a polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the first receiving antenna is provided. The radar apparatus detects an object that reflects the detection wave based on a ratio between the signal power of the reflected wave detected by the second receiving antenna and the signal power of the reflected wave detected by the first receiving antenna. Whether or not it is a polarization plane rotating reflector is identified.
図１は、一つの実施形態によるレーダ装置の概略構成図である。本実施形態では、レーダ装置１は、周波数変調連続波（frequency modulated continuous wave、fmcw）方式により、探知波を反射した物体を検知する。そのために、レーダ装置１は、変調部２と、発振器３と、送信アンテナ４と、受信アンテナ５−１、５−２と、制御部６と、検波器７−１、７−２と、物体情報算出部８−１、８−２と、判定部９と、インターフェース部１０とを有する。
変調部２、発振器３、制御部６、検波器７−１、７−２、物体情報算出部８−１、８−２及び判定部９は、それぞれ、別個の演算回路であってもよく、あるいは、それらの機能を実行する一つの集積回路として、レーダ装置１に実装されてもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radar apparatus according to one embodiment. In the present embodiment, the
The modulation unit 2, the oscillator 3, the control unit 6, the detectors 7-1 and 7-2, the object information calculation units 8-1 and 8-2, and the determination unit 9 may be separate arithmetic circuits, Or you may mount in the
変調部２は、制御部６からの制御信号に従って、所定の周期で周波数が直線的な増加と減少を繰り返すアナログの周波数変調信号を生成する。そのために、変調部２は、例えば、ダイレクトデジタル周波数シンセサイザを有する。例えば、変調部２は、制御信号によって検出する物体までの距離についての解像度が短く設定される場合、例えば、約1mの解像度が得られるように、(1/500MHz)の周期で出力する信号の周波数を変化させる。また変調部２は、制御信号によって探知範囲が広く設定される場合、(1/250MHz)よりも長い周期で出力する信号の周波数を変化させる。
そして変調部２は、周波数変調信号を発振器３へ出力する。
In accordance with the control signal from the control unit 6, the modulation unit 2 generates an analog frequency modulation signal in which the frequency repeats linear increase and decrease in a predetermined cycle. For this purpose, the modulation unit 2 includes, for example, a direct digital frequency synthesizer. For example, when the resolution for the distance to the object detected by the control signal is set short, the modulation unit 2 is configured to output a signal output at a cycle of (1/500 MHz) so that, for example, a resolution of about 1 m is obtained. Change the frequency. Further, when the detection range is set wide by the control signal, the modulation unit 2 changes the frequency of the signal to be output with a period longer than (1/250 MHz).
Then, the modulation unit 2 outputs a frequency modulation signal to the oscillator 3.
発振器３は、変調部２からの周波数変調信号を、ミリ波に相当する所定の中心周波数を持つfmcw信号に変換する。そのために、発振器３は、例えば、位相同期回路を有する。あるいは、発振器３は、所定の局部発振周波数を持つ周期信号を出力する局部発振器と、その周期信号と変調部２からの周波数変調信号とをミキシングするミキサとを有してもよい。さらに発振器３は、fmcw信号を増幅するための増幅器を有してもよい。なお、中心周波数は、例えば、30GHz〜300GHzの範囲内に含まれる何れかの周波数とすることができる。
また発振器３は、制御部６からの制御信号に従ってfmcw信号の電力を調整してもよい。
発振器３から出力されたfmcw信号は、分配器（図示せず）を介して、送信アンテナ４及び検波器７−１、７−２へ伝達される。
The oscillator 3 converts the frequency modulation signal from the modulation unit 2 into an fmcw signal having a predetermined center frequency corresponding to a millimeter wave. For this purpose, the oscillator 3 has, for example, a phase synchronization circuit. Alternatively, the oscillator 3 may include a local oscillator that outputs a periodic signal having a predetermined local oscillation frequency, and a mixer that mixes the periodic signal and the frequency modulation signal from the modulation unit 2. Furthermore, the oscillator 3 may include an amplifier for amplifying the fmcw signal. The center frequency can be any frequency included in the range of 30 GHz to 300 GHz, for example.
The oscillator 3 may adjust the power of the fmcw signal according to the control signal from the control unit 6.
The fmcw signal output from the oscillator 3 is transmitted to the transmission antenna 4 and the detectors 7-1 and 7-2 via a distributor (not shown).
送信アンテナ４は、発振器３から受け取ったfmcw信号を、所定方向の偏波面を持つ直線偏波であり、かつレーダ波である探知波として、所定の方向へ向けて放射する。そのために、送信アンテナ４は、例えば、ホーンアンテナ、ダイポールアンテナ、あるいはアレイアンテナとすることができる。また本実施形態では、探知波の偏波面が水平方向となるように、送信アンテナ４は配置される。しかし探知波の偏波面は、水平方向に限定されず、例えば、鉛直方向、あるいは水平面に対して45°をなす方向に沿っていてもよい。 The transmission antenna 4 radiates the fmcw signal received from the oscillator 3 in a predetermined direction as a detection wave that is a linearly polarized wave having a polarization plane in a predetermined direction and is a radar wave. Therefore, the transmission antenna 4 can be a horn antenna, a dipole antenna, or an array antenna, for example. In the present embodiment, the transmission antenna 4 is arranged so that the polarization plane of the detection wave is in the horizontal direction. However, the plane of polarization of the detection wave is not limited to the horizontal direction, and may be along, for example, the vertical direction or a direction that forms 45 ° with respect to the horizontal plane.
受信アンテナ５−１、５−２は、送信アンテナ４から放射され、何れかの物体で反射された探知波である反射波を受信する。特に、受信アンテナ５−１は、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の直線偏波成分を受信するように配置される。一方、受信アンテナ５−２は、探知波の偏波面に対して所定の角度回転した偏波面を持つ反射波の直線偏波成分を受信するように配置される。本実施形態では、所定の角度は90°に設定される。しかし、所定の角度は90°に限定されない。所定の角度は、偏波面回転リフレクタにより偏波面が回転された反射波のうち、探知波の偏波面に直交する偏波面の成分の方が探知波の偏波面と同じ偏波面の成分よりも大きくなるように、例えば、45°〜135°の範囲内であればよい。このように所定の角度が設定されることにより、レーダ装置１は、偏波面回転リフレクタによって偏波面が回転した反射波の信号電力を、偏波面を回転させない物体で反射された反射波の信号電力と区別することが容易となる。
The receiving antennas 5-1 and 5-2 receive a reflected wave that is a detection wave radiated from the transmitting antenna 4 and reflected by any object. In particular, the receiving antenna 5-1 is arranged so as to receive a linearly polarized wave component of a reflected wave having the same polarization plane as that of the detection wave. On the other hand, the receiving antenna 5-2 is arranged so as to receive a linearly polarized wave component of a reflected wave having a polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave. In the present embodiment, the predetermined angle is set to 90 °. However, the predetermined angle is not limited to 90 °. The predetermined angle is such that, of the reflected waves whose polarization plane is rotated by the polarization plane rotating reflector, the component of the polarization plane orthogonal to the polarization plane of the detection wave is larger than the component of the same polarization plane as that of the detection wave. For example, it may be within a range of 45 ° to 135 °. By setting the predetermined angle in this way, the
受信アンテナ５−１、５−２は、それぞれ、例えば、ホーンアンテナ、ダイポールアンテナ、あるいはアレイアンテナとすることができる。そして例えば、送信アンテナ４及び受信アンテナ５−１、５−２がダイポールアンテナである場合、受信アンテナ５−１が有する２本のアンテナの長手方向が、送信アンテナ４が有する２本のアンテナの長手方向と平行となるように受信アンテナ５−１は配置される。一方、受信アンテナ５−２が有する２本のアンテナの長手方向が、送信アンテナ４が有する２本のアンテナの長手方向と直交するように受信アンテナ５−２は配置される。 Each of the receiving antennas 5-1, 5-2 can be, for example, a horn antenna, a dipole antenna, or an array antenna. For example, when the transmission antenna 4 and the reception antennas 5-1 and 5-2 are dipole antennas, the longitudinal direction of the two antennas included in the reception antenna 5-1 is the length of the two antennas included in the transmission antenna 4. The receiving antenna 5-1 is arranged so as to be parallel to the direction. On the other hand, the receiving antenna 5-2 is arranged so that the longitudinal direction of the two antennas included in the receiving antenna 5-2 is orthogonal to the longitudinal direction of the two antennas included in the transmitting antenna 4.
受信アンテナ５−１は、受信した反射波の信号強度に応じた信号電力を持つ受信信号を検波器７−１へ出力する。一方、受信アンテナ５−２は、受信した反射波の信号強度に応じた信号電力を持つ受信信号を検波器７−２へ出力する。 The reception antenna 5-1 outputs a reception signal having a signal power corresponding to the signal strength of the received reflected wave to the detector 7-1. On the other hand, the receiving antenna 5-2 outputs a received signal having a signal power corresponding to the signal strength of the received reflected wave to the detector 7-2.
制御部６は、レーダ装置１全体を制御する。また制御部６は、送信アンテナ４から放射される探知波を、レーダ装置１の周囲の状況に応じて調整するよう、発振器３及び変調部２を調整する。そのために、制御部６は、プロセッサ及び周辺回路を有する。
例えば、制御部６は、上位システム（図示せず）からインターフェース部１０を介して、探知波を制御するための情報を含む信号を受け取る。例えば、制御部６は、そのような信号として、レーダ装置１が設置された場所の現在の天候を表す天候情報を含む信号を受け取る。そして天候情報が、現在の天候が雨天あるいは降雪であることを示していれば、制御部６は、発振器３に対して、現在の天候が晴天あるいは曇天である場合よりもfmcw信号の電力を大きくする制御信号を送信する。このように、制御部６は、雨天あるいは降雪といった、探知波が遠方まで届き難い天候である場合に送信アンテナ４から放射される探知波の電力を大きくすることで、検知対象物体を確実に検知できるようにする。一方、制御部６は、晴天あるいは曇天といった、探知波が遠方まで届き易い天候である場合に送信アンテナ４から放射される探知波の電力を小さくすることで、レーダ装置１の消費電力を抑制できる。
The control unit 6 controls the
For example, the control unit 6 receives a signal including information for controlling the detection wave from the host system (not shown) via the
またレーダ装置１が車両に搭載されている場合、制御部６は、探知波を制御するための情報を含む信号として、例えば、レーダ装置１が搭載された車両の速度情報を含む信号を受け取る。そして制御部６は、その車両が停止している場合、あるいは例えば時速10km/h以下といった低速で移動している場合、変調部２へ、距離方向の解像度を高くするために、探知波を変調する周期を短くすることを示す制御信号を送信する。一方、レーダ装置１が搭載された車両の速度が、例えば、時速10km/hよりも速い場合、制御部６は、探知範囲を広く設定するように、変調部２へ、探知波を変調する周期を長くすることを示す制御信号を送信する。
When the
検波器７−１は、受信アンテナ５−１にて受信された、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波に対応する受信信号と、発振器３から出力されたfmcw信号とを乗じる。そして検波器７−１は、fmcw信号において周波数が高くなる上り区間と周波数が低くなる下り区間のそれぞれについて、反射波の周波数とfmcw信号の周波数との差を表すビート信号を生成する。
そのために、検波器７−１は、受信アンテナ５−１にて受信された反射波に対応する受信信号とfmcw信号を乗じるミキサを有する。
同様に、検波器７−２は、受信アンテナ５−２にて受信された、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波に対応する受信信号と、発振器３から出力されたfmcw信号とを乗じることにより上り区間と下り区間のそれぞれのビート信号を生成する。
また検波器７−１、７−２は、それぞれ、ミキサにより生成されたビート信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器を有する。さらに検波器７−１、７−２は、それぞれ、受信信号を増幅する増幅器を有してもよい。
検波器７−１、７−２は、それぞれ、生成した上り区間及び下り区間のビート信号を物体情報算出部８−１、８−２へ出力する。
The detector 7-1 multiplies the reception signal corresponding to the reflected wave having the same polarization plane as that of the detection wave, received by the reception antenna 5-1, and the fmcw signal output from the oscillator 3. Then, the detector 7-1 generates a beat signal that represents the difference between the frequency of the reflected wave and the frequency of the fmcw signal for each of the upstream section where the frequency is high and the downstream section where the frequency is low in the fmcw signal.
For this purpose, the detector 7-1 has a mixer that multiplies the reception signal corresponding to the reflected wave received by the reception antenna 5-1 and the fmcw signal.
Similarly, the detector 7-2 outputs a received signal corresponding to a reflected wave having a polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave, received by the reception antenna 5-2, and output from the oscillator 3. The beat signals of the up and down sections are generated by multiplying the generated fmcw signal.
Each of the detectors 7-1 and 7-2 includes an analog / digital converter that converts the beat signal generated by the mixer into a digital signal. Furthermore, each of the detectors 7-1 and 7-2 may include an amplifier that amplifies the received signal.
The detectors 7-1 and 7-2 output the generated beat signals in the upstream and downstream sections to the object information calculation units 8-1 and 8-2, respectively.
物体情報算出部８−１、８−２は、それぞれ、検波器７−１、７−２から受け取った上り区間及び下り区間のビート信号に基づいて、探知波を反射した物体のレーダ装置１に対する相対的な移動速度及びその物体とレーダ装置１間の距離を算出する。
例えば、物体情報算出部８−１、８−２は、上り区間のビート信号を高速フーリエ変換してピーク周波数を検出することにより、上り区間における反射波の周波数fupを求める。また物体情報算出部８−１、８−２は、下り区間のビート信号を高速フーリエ変換してピーク周波数を検出することにより、下り区間における反射波の周波数fdownを求める。そして物体情報算出部８−１、８−２は、それぞれ、次式に従って、検知された物体までの距離D及び検知された物体の相対速度Vを算出する。
そして物体情報算出部８−１、８−２は、それぞれ、検知された物体までの距離及び検知された物体の相対速度を判定部９へ出力する。
また物体情報算出部８−１、８−２は、それぞれ、検波器７−１、７−２から受け取ったビート信号に基づいて、受信アンテナ５−１、５−２により受信された反射波の信号電力を求め、その信号電力を判定部９へ出力する。
The object information calculation units 8-1 and 8-2 apply to the
For example, the object information calculation units 8-1 and 8-2 obtain the frequency f up of the reflected wave in the upstream section by fast Fourier transforming the beat signal in the upstream section and detecting the peak frequency. The object information calculation units 8-1 and 8-2 obtain the frequency f down of the reflected wave in the downstream section by detecting the peak frequency by performing fast Fourier transform on the beat signal in the downstream section. Then, the object information calculation units 8-1 and 8-2 respectively calculate the distance D to the detected object and the relative speed V of the detected object according to the following equations.
Then, the object information calculation units 8-1 and 8-2 output the distance to the detected object and the relative speed of the detected object to the determination unit 9, respectively.
The object information calculation units 8-1 and 8-2 respectively reflect the reflected waves received by the receiving antennas 5-1 and 5-2 based on the beat signals received from the detectors 7-1 and 7-2. The signal power is obtained and the signal power is output to the determination unit 9.
判定部９は、例えば、プロセッサと、揮発性または不揮発性のメモリとを有する。そして判定部９は、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の信号電力と、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波の信号電力との比に基づいて、探知波を反射した物体が、偏波面回転リフレクタが搭載された車両か否か判定する。 The determination unit 9 includes, for example, a processor and a volatile or non-volatile memory. Then, the determination unit 9 is based on the ratio between the signal power of the reflected wave having the same polarization plane as that of the detection wave and the signal power of the reflected wave having the polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave. Thus, it is determined whether the object reflecting the detection wave is a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector.
図２は、偏波面回転リフレクタ搭載車両からの反射波とその他の車両からの反射波を表す概略図である。
図２において、車両２０１は、偏波面回転リフレクタ２０１ａを搭載している。一方、普通車２０２及び大型車２０３は、偏波面回転リフレクタを搭載していない。
レーダ装置１から放射された探知波が車両２０１に搭載された偏波面回転リフレクタ２０１ａにより反射されると、その反射波の偏波面は探知波の偏波面に対して所定角度回転する。そのため、レーダ装置１では、探知波の偏波面に対して偏波面が所定角度回転した反射波の信号電力が、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の信号電力よりも大きくなる。
一方、レーダ装置１から放射された探知波が普通車両２０２により反射されると、その反射波の偏波面は回転しない。そのため、レーダ装置１では、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の信号電力が、探知波の偏波面に対して偏波面が所定角度回転した反射波の信号電力よりも大きくなる。
また、レーダ装置１から放射された探知波が大型車両２０３により反射された反射波の大部分の偏波面は回転しない。しかし、大型車両２０３は、探知波を反射可能な複数の面を有するため、反射波の一部の偏波面は、探知波の偏波面に対して所定角度回転する。そのため、レーダ装置１は、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波と、探知波の偏波面に対して偏波面が所定角度回転した反射波の両方を検知できる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a reflected wave from a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector and a reflected wave from another vehicle.
In FIG. 2, a
When the detection wave radiated from the
On the other hand, when the detection wave radiated from the
Further, most of the polarization plane of the reflected wave reflected by the
図３は、偏波面回転リフレクタ搭載車両からの反射波の強度の測定値と大型車からの反射波の強度の測定値の一例を表すグラフである。このグラフにおいて、横軸はレーダ装置１と探知波を反射した物体間の距離を表し、縦軸は、レーダ装置１にて受信した反射波の強度を表す。そしてグラフ３０１は、偏波面回転リフレクタ搭載車両による反射波のうち、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ成分の信号強度を表す。またグラフ３０２は、偏波面回転リフレクタ搭載車両による反射波のうち、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ成分の信号強度を表す。一方、グラフ３１１は、大型車両による反射波のうち、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ成分の信号強度を表す。またグラフ３１２は、大型車両による反射波のうち、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ成分の信号強度を表す。
図３に示されるように、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ成分の信号強度について、大型車両による反射波の信号強度の方が、偏波面回転リフレクタ搭載車両による反射波の信号強度よりも大きい。そのため、レーダ装置は、反射波の信号強度そのものに基づいて、探知波を反射した物体が偏波面回転リフレクタか否かを正確に判定することは困難である。
しかし、大型車両については、探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の成分の信号強度が、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波の成分の信号強度よりも大きい。これに対して、偏波面回転リフレクタ搭載車両については、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波の成分の信号強度が探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波の成分の信号強度よりも大きい。
FIG. 3 is a graph showing an example of measured values of reflected wave intensity from a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector and measured values of reflected wave intensity from a large vehicle. In this graph, the horizontal axis represents the distance between the
As shown in FIG. 3, regarding the signal intensity of the component having the polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave, the signal intensity of the reflected wave by the large vehicle is reflected by the vehicle equipped with the polarization plane rotating reflector. Greater than the signal strength of the wave. Therefore, it is difficult for the radar apparatus to accurately determine whether or not the object reflecting the detection wave is a polarization plane rotating reflector based on the signal intensity of the reflected wave itself.
However, for large vehicles, the signal strength of the reflected wave component having the same polarization plane as that of the detection wave is the signal intensity of the reflected wave component having a polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave. Bigger than. On the other hand, in the case of a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector, the signal intensity of the reflected wave component having the polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave has the same polarization plane as that of the detection wave. It is greater than the signal strength of the wave component.
そこで判定部９は、探知波の偏波面と同一の偏波面を持つ反射波の信号電力よりも探知波の偏波面に対して所定角度回転した反射波の信号電力が大きい場合、探知波を反射した物体は偏波面回転リフレクタであると判定する。すなわち、判定部９は、偏波面回転リフレクタ搭載車両を検知する。一方、判定部９は、探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波の信号電力が探知波の偏波面と同一の偏波面を持つ反射波の信号電力以下である場合、検知された物体はそのようなリフレクタを搭載しない車両、例えば、大型車両であると判定する。
判定部９は、検知した物体の判定結果を、インターフェース部１０を介して、上位システムへ出力する。また判定部９は、受信アンテナ５−１、５−２で受信した反射波の信号電力のうち、大きい方の信号電力に対応する物体情報算出部にて算出された相対速度及び距離を、インターフェース部１０を介して、上位システムへ出力する。
Therefore, the determination unit 9 reflects the detection wave when the signal power of the reflected wave rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave is larger than the signal power of the reflection wave having the same polarization plane as that of the detection wave. The determined object is determined to be a polarization plane rotating reflector. That is, the determination unit 9 detects a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector. On the other hand, the determination unit 9 determines that the signal power of the reflected wave having the polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave is equal to or less than the signal power of the reflection wave having the same polarization plane as that of the detection wave. The detected object is determined to be a vehicle not equipped with such a reflector, for example, a large vehicle.
The determination unit 9 outputs the detection result of the detected object to the upper system via the
なお、受信アンテナ５−１で受信された反射波を反射した物体と、受信アンテナ５−２で受信された反射波を反射した物体とが異なることがある。そこで判定部９は、受信アンテナ５−１で受信した反射波に基づいて算出された、レーダ装置１と探知波を反射した物体間の距離D1と、受信アンテナ５−２で受信した反射波に基づいて算出された、レーダ装置１と探知波を反射した物体間の距離D2とを比較する。そして判定部９は、距離D1とD2の差の絶対値が、同一の車両と推定される所定の閾値（例えば、2m）未満である場合に限り、探知波を反射した物体が偏波面回転リフレクタか否かの判定を行ってもよい。一方、距離D1とD2の差の絶対値が、その所定の閾値以上離れている場合、判定部９は、受信アンテナ５−１で受信した反射波を反射した物体は、受信アンテナ５−２で受信した反射波を反射した物体と異なると判定する。
In addition, the object which reflected the reflected wave received by the receiving antenna 5-1 may differ from the object which reflected the reflected wave received by the receiving antenna 5-2. Therefore, the determination unit 9 calculates the distance D1 between the
あるいは、判定部９は、距離D1とD2との差だけでなく、受信アンテナ５−１、５−２で受信した反射波に基づいてそれぞれ算出された相対速度V1とV2間の差に基づいて、各受信アンテナで受信した反射波を反射した物体が同一物体か否かを判定してもよい。この場合、判定部９は、距離D1とD2との差の絶対値が所定の距離未満であり、かつ、相対速度V1と相対速度V2との差の絶対値が、相対速度V1とV2が同一速度とみなせる所定値未満の場合に、各受信アンテナで受信した反射波を反射した物体は同一であると判定する。そして判定部９は、探知波を反射した物体がリフレクタ搭載車両か否かの判定を行う。
判定部９は、各受信アンテナで受信した反射波が、異なる物体により反射された反射波であると判定した場合、各反射波に対応する距離D1、D2及び相対速度V1、V2を、インターフェース部１０を介して、上位システムへ出力する。
Alternatively, the determination unit 9 is based not only on the difference between the distances D1 and D2, but also on the difference between the relative velocities V1 and V2 calculated based on the reflected waves received by the receiving antennas 5-1, 5-2. Further, it may be determined whether or not the objects reflecting the reflected wave received by each receiving antenna are the same object. In this case, the determination unit 9 determines that the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 is less than the predetermined distance, and the absolute value of the difference between the relative speed V1 and the relative speed V2 is the same for the relative speeds V1 and V2. When the velocity is less than a predetermined value that can be regarded as a velocity, it is determined that the object that reflects the reflected wave received by each receiving antenna is the same. And the determination part 9 determines whether the object which reflected the detection wave is a reflector mounting vehicle.
When the determination unit 9 determines that the reflected wave received by each receiving antenna is a reflected wave reflected by a different object, the interface unit displays the distances D1 and D2 and the relative velocities V1 and V2 corresponding to the reflected waves. 10 to the host system.
インターフェース部１０は、レーダ装置１を通信ネットワークを介して上位システムと接続するためのインターフェース回路を有する。そしてインターフェース部１０は、判定部９から受け取った、検知された物体の判定結果及びその物体までの距離及び相対的な移動速度を上位システムへ出力する。
またインターフェース部１０は、上位システムから受け取った、探知波を制御するための情報を制御部６へ伝達する。
The
Further, the
図４は、レーダ装置１により実行される物体検知処理の動作フローチャートを示す。なお、この物体検知処理は、一定周期（例えば、1msec周期または10msec周期）で繰り返し実行される。
受信アンテナ５−１は、送信アンテナ４から放射された探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波を受信する（ステップＳ１０１）。そして受信アンテナ５−１は、反射波の信号強度に応じた信号電力を持つ受信信号を検波器７−１へ出力する。
検波器７−１は、反射波と探知波に相当するfmcw信号をミキシングすることにより、上り区間と下り区間のビート信号を生成する（ステップＳ１０２）。検波器７−１は、上り区間と下り区間のビート信号を物体情報算出部８−１へ出力する。
物体情報算出部８−１は、レーダ装置１から探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波を反射した物体までの距離D1と、レーダ装置１に対するその物体の相対的な移動速度V1を算出する。また物体情報算出部８−１は、ビート信号に基づいて、受信アンテナ５−１で受信された反射波の信号電力P1を求める（ステップＳ１０３）。そして物体情報算出部８−１は、信号電力P1、距離D1及び相対的な移動速度V1を判定部９へ出力する。
FIG. 4 shows an operation flowchart of object detection processing executed by the
The reception antenna 5-1 receives a reflected wave having the same polarization plane as the detection wave radiated from the transmission antenna 4 (step S101). The reception antenna 5-1 outputs a reception signal having a signal power corresponding to the signal strength of the reflected wave to the detector 7-1.
The detector 7-1 generates beat signals in the upstream and downstream sections by mixing the fmcw signal corresponding to the reflected wave and the detection wave (step S102). The detector 7-1 outputs beat signals in the upstream and downstream sections to the object information calculation unit 8-1.
The object information calculation unit 8-1 determines the distance D1 from the
一方、受信アンテナ５−２は、送信アンテナ４から放射された探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波を受信する（ステップＳ１０４）。そして受信アンテナ５−２は、反射波の信号強度に応じた信号電力を持つ受信信号を検波器７−２へ出力する。
検波器７−２は、反射波と探知波に相当するfmcw信号をミキシングすることにより、上り区間と下り区間のビート信号を生成する（ステップＳ１０５）。検波器７−２は、上り区間と下り区間のビート信号を物体情報算出部８−２へ出力する。
物体情報算出部８−２は、レーダ装置１から探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波を反射した物体までの距離D2と、レーダ装置１に対するその物体の相対的な移動速度V2を算出する。また物体情報算出部８−２は、ビート信号に基づいて、受信アンテナ５−２で受信された反射波の信号電力P2を求める（ステップＳ１０６）。そして物体情報算出部８−２は、信号電力P2、距離D2及び相対的な移動速度V2を判定部９へ出力する。
On the other hand, the reception antenna 5-2 receives a reflected wave having a polarization plane rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave radiated from the transmission antenna 4 (step S104). The reception antenna 5-2 outputs a reception signal having signal power corresponding to the signal strength of the reflected wave to the detector 7-2.
The detector 7-2 generates beat signals in the upstream and downstream sections by mixing the fmcw signal corresponding to the reflected wave and the detection wave (step S105). The detector 7-2 outputs beat signals in the upstream and downstream sections to the object information calculation unit 8-2.
The object information calculation unit 8-2 determines the distance D2 from the
判定部９は、距離D1とD2との差の絶対値が所定の閾値Thd未満か否か判定する（ステップＳ１０７）。
距離D1とD2との差の絶対値が閾値Thd以上である場合（ステップＳ１０７−Ｎｏ）、判定部９は、各受信アンテナで受信した反射波は、異なる物体により反射されたものであると判定する。この場合、判定部９は、探知波を反射した物体が偏波面回転リフレクタ搭載車両か否かの判定を行わない。そして判定部９は、距離D1、D2、相対的な移動速度V1、V2を、それぞれ異なる物体の距離及び相対的な移動速度として、インターフェース部１０を介して上位システムへ出力し、その後、物体検知処理を終了する。
The determination unit 9 determines whether or not the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 is less than a predetermined threshold value Thd (step S107).
When the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 is greater than or equal to the threshold Thd (step S107—No), the determination unit 9 determines that the reflected wave received by each receiving antenna is reflected by a different object. To do. In this case, the determination unit 9 does not determine whether or not the object reflecting the detection wave is a vehicle equipped with a polarization plane rotating reflector. Then, the determination unit 9 outputs the distances D1 and D2 and the relative moving speeds V1 and V2 to the host system via the
一方、距離D1とD2との差の絶対値が所定の閾値Thd未満である場合（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、判定部９は、電力P2が電力P1よりも大きいか否か判定する（ステップＳ１０８）。そして電力P2が電力P1よりも大きい場合（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、判定部９は、探知波を反射した物体は偏波面回転リフレクタであると判定する（ステップＳ１０９）。すなわち、判定部９は、探知波を反射した物体は偏波面回転リフレクタを搭載した車両を検知する。
一方、電力P2が電力P1以下である場合（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、判定部９は、物体は偏波面回転リフレクタを搭載しない車両であると判定する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１０９またはＳ１１０の後、判定部９は、インターフェース部１０を介して、その判定結果を上位システムへ出力する。また判定部９は、電力P1とP2のうち、大きい方の電力に対応する物体情報算出部にて算出された相対速度及び距離も、インターフェース部１０を介して、上位システムへ出力する。
その後、レーダ装置１は、物体検知処理を終了する。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理は、並行して実行されてもよい。
On the other hand, when the absolute value of the difference between the distances D1 and D2 is less than the predetermined threshold Thd (step S107—Yes), the determination unit 9 determines whether the power P2 is greater than the power P1 (step S108). . If the power P2 is greater than the power P1 (step S108-Yes), the determination unit 9 determines that the object that has reflected the detection wave is a polarization plane rotating reflector (step S109). That is, the determination unit 9 detects a vehicle on which a polarization plane rotating reflector is mounted as an object reflecting the detection wave.
On the other hand, when the electric power P2 is equal to or lower than the electric power P1 (step S108-No), the determination unit 9 determines that the object is a vehicle not equipped with a polarization plane rotating reflector (step S110).
After step S109 or S110, the determination unit 9 outputs the determination result to the host system via the
Thereafter, the
以上に説明してきたように、このレーダ装置は、送信アンテナから放射された探知波の偏波面と同一の偏波面を持つ反射波の信号電力と探知波の偏波面に対して所定角度回転した偏波面を持つ反射波の信号電力との比較結果で探知された物体を識別する。そのため、このレーダ装置は、探知された物体が、偏波面回転リフレクタか否かを正確に識別することができる。したがって、偏波面回転リフレクタが、例えば、二輪車のような小型の車両に取り付けられていれば、このレーダ装置は、探知された物体が大型車両か小型の車両かを識別できる。 As described above, this radar apparatus has a signal power of a reflected wave having the same polarization plane as that of the detection wave radiated from the transmission antenna and a polarization rotated by a predetermined angle with respect to the polarization plane of the detection wave. The detected object is identified by the comparison result with the signal power of the reflected wave having the wavefront. Therefore, this radar apparatus can accurately identify whether or not the detected object is a polarization plane rotating reflector. Therefore, if the polarization plane rotating reflector is attached to a small vehicle such as a two-wheeled vehicle, for example, the radar apparatus can identify whether the detected object is a large vehicle or a small vehicle.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。一つの変形例によれば、送信アンテナと、探知波の偏波面と同一の偏波面を持つ反射波を受信する受信アンテナは、一つの共用アンテナであってもよい。この場合、共用アンテナは、例えば、高周波スイッチを介して発振器及び探知波の偏波面と同じ偏波面を持つ反射波を検知する検波器と接続される。そして高周波スイッチは、探知波の周波数変調周期の1/2よりも短い周期で、共用アンテナの接続先を発振器と検波器で交互に切り替える。
またレーダ装置は、送信アンテナ及び受信アンテナの向きを水平方向または鉛直方向に回転させる機械的機構を有してもよい。そしてレーダ装置は、一定周期あるいは不定期的に、送信アンテナ及び受信アンテナの向きを水平方向または鉛直方向に動かして、探知波の放射方向及び検知する反射波の到来方向を水平方向または鉛直方向に変化させてもよい。あるいは、送信アンテナ及び受信アンテナがアレイアンテナである場合、レーダ装置は、電子スキャン方式にしたがって、探知波の放射方向及び検知する反射波の到来方向を変化させてもよい。これにより、レーダ装置は、探知範囲を広くすることができる。
In addition, this invention is not limited to said embodiment. According to one modification, the transmission antenna and the reception antenna that receives the reflected wave having the same polarization plane as that of the detection wave may be a single shared antenna. In this case, the shared antenna is connected to a detector that detects a reflected wave having the same polarization plane as that of the oscillator and the detection wave, for example, via a high-frequency switch. The high-frequency switch alternately switches the connection destination of the shared antenna between the oscillator and the detector at a cycle shorter than half the frequency modulation cycle of the detection wave.
The radar apparatus may have a mechanical mechanism that rotates the transmitting antenna and the receiving antenna in the horizontal direction or the vertical direction. Then, the radar apparatus moves the transmitting antenna and the receiving antenna in the horizontal direction or the vertical direction at regular intervals or irregularly, and changes the radiation direction of the detection wave and the arrival direction of the reflected wave to be detected in the horizontal direction or the vertical direction. It may be changed. Alternatively, when the transmission antenna and the reception antenna are array antennas, the radar apparatus may change the radiation direction of the detection wave and the arrival direction of the reflected wave to be detected according to the electronic scan method. Thereby, the radar apparatus can widen the detection range.
さらに他の変形例によれば、変調部及び発振器は、パルス圧縮方式または二周波連続波（continuous wave、CW）方式に従った探知信号を生成し、その探知信号に相当する探知波を送信アンテナから放射させてもよい。この場合、検波器及び物体情報算出部も、パルス圧縮方式または二周波CW方式に従って、レーダ装置に対する探知波を反射した物体の相対速度及びレーダ装置とその物体間の距離、及び反射波の信号電力を算出する。
さらにまた、一つの物体情報算出部が、二つの受信アンテナのそれぞれによって受信された反射波ごとに、検知した物体とレーダ装置間の距離及びレーダ装置に対する検知した物体の相対速度を算出してもよい。
According to still another modification, the modulation unit and the oscillator generate a detection signal according to a pulse compression method or a continuous frequency (CW) method, and transmit a detection wave corresponding to the detection signal to the transmission antenna. You may radiate from. In this case, the detector and the object information calculation unit also follow the pulse compression method or the two-frequency CW method, the relative velocity of the object reflecting the detection wave to the radar device, the distance between the radar device and the object, and the signal power of the reflected wave. Is calculated.
Furthermore, one object information calculation unit may calculate the distance between the detected object and the radar apparatus and the relative velocity of the detected object with respect to the radar apparatus for each reflected wave received by each of the two receiving antennas. Good.
図５は、上記の一つの実施形態またはその変形例によるレーダ装置が組み込まれた路側器の概略構成図である。
路側器２０は、例えば、交差点の近傍またはカーブする道路の近傍に設置される。そして路側器２０は、例えば、道路上を走行し、かつ、何れかの方向から路側器２０へ接近する移動物体の一例である車両を検知する。そして路側器２０は、路側器２０の通信可能範囲内に存在し、かつ、路側器２０と無線通信可能な車載通信機を搭載した車両へ、車両を検知したことを通知する。
そのために、路側器２０は、レーダ装置２１と、制御部２２と、変調部２３と、アンテナ２４と、インターフェース部２５とを有する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a roadside device in which the radar device according to the above-described embodiment or its modification is incorporated.
The
For this purpose, the
レーダ装置２１は、上記の実施形態またはその変形例によるレーダ装置である。このレーダ装置が有する送信アンテナからの探知波の放射方向及び二つの受信アンテナが検知する反射波の到来方向は、例えば、路側器２０近傍の道路に沿った方向へ向けられる。そしてレーダ装置２１は、道路上を走行している車両を検知する。レーダ装置２１は、検知した車両が偏波面回転リフレクタを搭載した車両か否かを判定する。そしてレーダ装置２１は、道路上を走行している車両を検知すると、その車両に対する上記の判定結果と、その車両と路側器２０間の距離及びその車両の移動速度を含む車両検知情報を制御部２２へ出力する。
The
制御部２２は、少なくとも一つのプロセッサと、メモリ回路とを有する。そして制御部２２は、路側器２０全体を制御する。
また路側器２０の通信可能範囲内に存在する車載通信機との間で通信チャネルを設定する。そして制御部２２は、レーダ装置２１から車両検知情報を受け取ると、その車両検知情報を含む通知信号を生成する。制御部２２は、通知信号に対してターボ符号化処理などの誤り訂正符号化処理を実行する。そして制御部２２は、誤り訂正符号化された通知信号に対して、例えば、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex、OFDM）方式といった所定の多重化方式に従って多重化する。制御部２２は、多重化された通知信号を変調部２３へ出力する。
The
Moreover, a communication channel is set with the vehicle-mounted communication apparatus which exists in the communicable range of the
変調部２３は、制御部２２から受け取った通知信号をアナログ化する。そして変調部２３は、アナログ化された通知信号を、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより無線信号を生成し、その無線信号を電力増幅器により増幅する。そして変調部２３は、増幅された無線信号をアンテナ２４を介して車載通信機へ向けて出力する。
このように、路側器２０は、車載通信機を搭載した車両に対して、接近する車両が存在することを通知できる。特に、検知された移動物体が偏波面回転リフレクタを搭載した二輪車などの小型車両であるとの判定結果が通知されることにより、車載通信機を搭載した車両のドライバの死角に検知された小型車両が存在することを、そのドライバは知ることができる。そのため、路側器２０は、いわゆる右直事故などを未然に防止することができる。
The
In this way, the
インターフェース部２５は、路側器２０を通信ネットワークへ接続するためのインターフェース回路を有する。そしてインターフェース部２５は、制御部２２から受け取った車両検知情報及びその車両検知情報の取得時刻を所定の通信規格に従った信号に変換し、変換された信号を通信ネットワークへ向けて出力する。
なお、路側器２０は、車載通信機からアンテナ２４を介して無線信号を受信するようにしてもよい。
The
The
図６は、上記の一つの実施形態またはその変形例によるレーダ装置が組み込まれた物体検知用車載装置の概略構成図である。
物体検知用車載装置３０は、例えば、物体検知用車載装置３０が搭載された車両へ接近する他の車両を検知する。そして物体検知用車載装置３０は、検知した車両の種別に応じた警告処理をドライバに対して行う。
そのために、物体検知用車載装置３０は、レーダ装置３１と、制御部３２と、記憶部３３と、インターフェース部３４とを有する。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an in-vehicle device for object detection in which a radar device according to one embodiment or a modification thereof is incorporated.
The object detection in-
For this purpose, the in-
レーダ装置３１は、上記の実施形態またはその変形例によるレーダ装置である。このレーダ装置が有する送信アンテナからの探知波の放射方向及び二つの受信アンテナが検知する反射波の到来方向は、例えば、物体検知用車載装置３０が搭載された車両の後方へ向けられる。そしてレーダ装置３１は、物体検知用車載装置３０が搭載された車両へ接近する移動物体の一例である他の車両を検知する。レーダ装置３１は、検知された車両が偏波面回転リフレクタを搭載した車両か否かを判定する。そしてレーダ装置３１は、他の車両を検知すると、検知された車両に対する上記の判定結果を含む車両検知情報を制御部３２へ出力する。なお、車両検知情報には、物体検知用車載装置３０が搭載された車両と検知された車両間の距離及び物体検知用車載装置３０が搭載された車両に対する検知された車両の相対的な移動速度が含まれてもよい。
The
制御部３２は、少なくとも一つのプロセッサ及びその周辺回路を有する。そして制御部３２は、物体検知用車載装置３０全体を制御する。
また制御部３２は、レーダ装置３１から車両検知情報を受け取る。さらに制御部３２は、車両制御用電子制御ユニット（図示せず）から、インターフェース部３４を介して、物体検知用車載装置３０が搭載された車両の速度、ブレーキの踏み込み量、ウインカー操作の有無などを表す車両挙動情報を受け取る。そして制御部３２は、例えば、車両検知情報及び車両挙動情報と、警告情報との関係を表す参照テーブルを参照して、車両検知情報及び車両挙動情報に応じた警告情報を記憶部３３から読み込む。なお、制御部３２は、車両検知情報と警告情報との関係を表す参照テーブルを参照して、車両検知情報に応じた警告情報を記憶部３３から読み込んでもよい。
The
The
例えば、車両検知情報に含まれる検知された車両の判定結果が、偏波面回転リフレクタが搭載された二輪車であることを示し、かつ、車両挙動情報が左折を示すウインカー操作が実行されていることを表しているとする。この場合、制御部３２は、「二輪車が接近中です、注意して下さい」という警告メッセージを含む警告情報を記憶部３３から読み込む。あるいは、車両検知情報に含まれる検知された車両の判定結果が、偏波面回転リフレクタが搭載されていない車両であることを示し、かつ、検知された車両が所定距離以内であるとする。この場合、制御部３２は、「後方から車両が接近中です、急ブレーキを避けて下さい」という警告メッセージを含む警告情報を記憶部３３から読み込む。
そして制御部３２は、読み込んだ警告情報を、インターフェース部３４を介して、車内に設置されたモニタ（図示せず）または運転支援装置（図示せず）へ出力する。
また制御部３２は、車両検知情報を、インターフェース部３４を介して、運転支援装置へ出力してもよい。
For example, the determination result of the detected vehicle included in the vehicle detection information indicates that the two-wheeled vehicle is equipped with the polarization plane rotating reflector, and that the turn signal operation in which the vehicle behavior information indicates a left turn is being executed. Let's say that. In this case, the
Then, the
The
記憶部３３は、例えば、不揮発性のメモリ回路を有する。そして記憶部３３は、参照テーブル及び警告情報を記憶する。さらに記憶部３３は、車両検知情報を一定期間記憶してもよい。
The
インターフェース部３４は、コントロールエリアネットワーク（Control Area Network、CAN）などの規格に従った車内通信ネットワークに物体検知用車載装置３０を接続するための通信インターフェース回路を有する。そしてインターフェース部３４は、車内通信ネットワークを介して、モニタ（図示せず）、車両制御用電子制御ユニット（図示せず）または運転支援装置（図示せず）といった、車両に搭載された他の機器と通信する。そしてインターフェース部３４は、車両制御用電子制御ユニットから、車両挙動情報を受け取り、その車両挙動情報を制御部３２へ渡す。
あるいは、インターフェース部３４は、制御部３２から受け取った警告情報を車内設置モニタまたは運転支援装置へ出力する。さらにインターフェース部３４は、制御部３２から受け取った車両検知情報を運転支援装置へ出力してもよい。
The
Alternatively, the
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。 All examples and specific terms listed herein are intended for instructional purposes to help the reader understand the concepts contributed by the inventor to the present invention and the promotion of the technology. It should be construed that it is not limited to the construction of any example herein, such specific examples and conditions, with respect to showing the superiority and inferiority of the present invention. Although embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention.
１ レーダ装置
２ 変調部
３ 発振器
４ 送信アンテナ
５−１、５−２ 受信アンテナ
６ 制御部
７−１、７−２ 検波器
８−１、８−２ 物体情報算出部
９ 判定部
１０ インターフェース部
２０ 路側器
２１ レーダ装置
２２ 制御部
２３ 変調部
２４ アンテナ
２５ インターフェース部
３０ 物体検知用車載装置
３１ レーダ装置
３２ 制御部
３３ 記憶部
３４ インターフェース部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記探知波が物体によって反射された前記第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、
前記探知波が物体によって反射された前記第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、
前記第２の受信アンテナで受信した前記第２の反射波の信号電力が前記第１の受信アンテナで受信した前記第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、前記第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材であると判定する判定部と、
を有するレーダ装置。 A transmitting antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane;
A first receiving antenna for receiving a first reflected wave having the first polarization plane reflected by the object and the detection wave;
A second receiving antenna for receiving a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane reflected by the object;
When the signal power of the second reflected wave received by the second receiving antenna is larger than the signal power of the first reflected wave received by the first receiving antenna, the second reflected wave is reflected. A determination unit that determines that the object is a reflecting member that rotates the polarization plane of the detection wave;
A radar apparatus.
前記判定部は、前記第１の距離と前記第２の距離との差の絶対値が、前記第１の反射波を反射した物体が前記第２の反射波を反射した物体と同一であると推定される第１の閾値未満である場合に、前記判定を行い、一方、当該差の絶対値が前記第１の閾値以上である場合、前記第１の反射波を反射した物体は前記第２の反射波を反射した物体と異なる物体であると判定する、請求項１に記載のレーダ装置。 Calculating an first distance between the radar device and the object reflecting the first reflected wave from the first reflected wave, and reflecting the second reflected wave from the second reflected wave; An object information calculation unit for calculating a second distance between the radar devices;
The determination unit may be configured such that the absolute value of the difference between the first distance and the second distance is the same as the object reflecting the first reflected wave and the object reflecting the second reflected wave. If it is less than the estimated first threshold, the determination is made. On the other hand, if the absolute value of the difference is greater than or equal to the first threshold, the object that reflected the first reflected wave is the second The radar apparatus according to claim 1, wherein the reflected wave is determined to be an object different from the reflected object.
第１の偏波面を持つ探知波を前記道路に向けて放射する送信アンテナと、
前記探知波が前記道路上に存在する物体によって反射された前記第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、
前記探知波が前記道路上に存在する物体によって反射された前記第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、
前記第２の受信アンテナで受信した前記第２の反射波の信号電力が前記第１の受信アンテナで受信した前記第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、前記第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材を搭載した車両であると判定する判定部と、を有するレーダ装置と、
前記レーダ装置により検知された物体及び当該物体が前記反射部材を搭載した車両か否かを表す判定結果とを含む検知情報を生成する制御部と、
前記検知情報を含む通知信号を所定の通信可能範囲内に存在する通信機へ送信するアンテナと、
を有する路側器。 A roadside device that detects an object on a road,
A transmitting antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane toward the road;
A first receiving antenna for receiving a first reflected wave having the first polarization plane reflected by an object present on the road;
A second receiving antenna for receiving a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane reflected by an object present on the road;
When the signal power of the second reflected wave received by the second receiving antenna is larger than the signal power of the first reflected wave received by the first receiving antenna, the second reflected wave is reflected. A determination unit that determines that the object is a vehicle equipped with a reflecting member that rotates the plane of polarization of the detection wave, and a radar device having
A control unit that generates detection information including an object detected by the radar device and a determination result indicating whether the object is a vehicle on which the reflection member is mounted;
An antenna for transmitting a notification signal including the detection information to a communication device existing within a predetermined communication range;
Roadside device with.
第１の偏波面を持つ探知波を放射する送信アンテナと、
前記探知波が物体によって反射された前記第１の偏波面を持つ第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、
前記探知波が物体によって反射された前記第１の偏波面から所定角度回転した第２の偏波面を持つ第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、
前記第２の受信アンテナで受信した前記第２の反射波の信号電力が前記第１の受信アンテナで受信した前記第１の反射波の信号電力よりも大きい場合、前記第２の反射波を反射した物体は探知波の偏波面を回転させる反射部材を搭載した車両であると判定する判定部と、を有するレーダ装置と、
前記レーダ装置により検知された物体が前記反射部材を搭載した車両か否かを表す判定結果を含む検知情報と警告情報との関係を表す参照テーブルを参照して所定の警告情報を特定する制御部と、
前記特定された警告情報を前記車両に搭載された他の機器へ出力するインターフェース部と、
を有する車載装置。 An in-vehicle device mounted on a vehicle,
A transmitting antenna that radiates a detection wave having a first polarization plane;
A first receiving antenna for receiving a first reflected wave having the first polarization plane reflected by the object and the detection wave;
A second receiving antenna for receiving a second reflected wave having a second polarization plane rotated by a predetermined angle from the first polarization plane reflected by the object;
When the signal power of the second reflected wave received by the second receiving antenna is larger than the signal power of the first reflected wave received by the first receiving antenna, the second reflected wave is reflected. A determination unit that determines that the object is a vehicle equipped with a reflecting member that rotates the plane of polarization of the detection wave, and a radar device having
A control unit that identifies predetermined warning information with reference to a reference table that represents a relationship between detection information including a determination result indicating whether or not the object detected by the radar device is a vehicle equipped with the reflection member and warning information When,
An interface unit for outputting the specified warning information to another device mounted on the vehicle;
In-vehicle device having
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