JP6350252B2 - 軸調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置のレーダ軸を調整する軸調整装置に関する。

軸調整装置が、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された従来の軸調整装置では、レーダ装置が搭載された車両の軸方向前方に、リフレクタと呼ばれる軸調整用の基準ターゲットが配置される。そして、従来の軸調整装置は、レーダ装置から放射した電波が基準ターゲットで反射して戻ってくる反射波を受信し、当該反射波が受信された方位に基づいてレーダ装置のレーダ軸を調整することを行う。

特開２００８−１４５１７８号公報

レーダ装置が放射するミリ波などの電波は、人の目には見えない。このため、レーダ軸の調整を行う作業環境内に、電波を反射して軸調整に影響を及ぼす金属物などの物体が存在していても、作業者にはわからない場合がある。整備工場などでは、特殊なツールを使用して、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が、作業環境内に存在しているか否かを調査することもできる。しかし、特殊なツールを使用できない作業環境では、レーダ装置の検知エリア内に電波を反射する物体が存在するか否かを判断できない。

本発明は、レーダ装置の検知エリア内に電波を反射する物体が存在するか否かの判断が可能な軸調整装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の基準ターゲットを用いてレーダ装置のレーダ軸を調整する軸調整装置は、外部装置からの要求に応じて、検知エリアに電波を放射し、戻ってきた反射波を受信するように、レーダ装置を制御する制御部と、レーダ装置で受信された反射波の受信強度が、レーダ装置の分解能に基づいて定められる基準ターゲットからの反射波の受信強度と基準ターゲット以外の電波を反射する物体からの反射波の受信強度との差から定められた閾値を超えるか否かに基づいて、検知エリア内に基準ターゲット以外の電波を反射する物体が存在するか否かを判定する判定部と、判定部による基準ターゲット以外の電波を反射する物体が存在するとの判定に応じて、閾値を超える受信強度の反射波を受信した方位の情報を、外部装置に通知する通知部とを、備えることを特徴とする。

この本発明の軸調整装置によれば、レーダ装置で受信された反射波の受信強度が閾値を超えるか否かに基づいて、検知エリア内に電波を反射する物体が存在するか否かを判定する。例えば、閾値を、レーダ装置の角度分解能または／および距離分解能に基づいて定めておく。こうすれば、検知エリア内に物体が存在していても、反射波の受信強度が閾値を超えていなければ、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体ではないと判断できる。従って、レーダ装置におけるレーダ軸調整の精度を向上させることができる。また、レーダ装置のレーダ軸調整処理の作業時間が短縮できる。

また、本発明の軸調整装置によれば、検知エリア内に電波を反射する物体が存在すると判定された場合には、閾値を超える受信強度の反射波を受信した方位の情報を外部装置に通知する。これにより、作業環境内にレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在していた場合には、レーダ軸の調整を実施する作業者などが確認でき、作業環境の整備などを行うことができる。

以上述べたように、本発明の軸調整装置によれば、レーダ装置の検知エリア内に電波を反射する物体が存在するか否かの判断が可能となる。また、作業環境内にレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在していた場合に、作業者などに通知することができる。

本発明の一実施形態に係る軸調整装置を備えた車載レーダシステムの構成例を示す図 検知エリアに設置した基準ターゲットに関する方位−受信強度特性を示す図（分解能が高い場合） 検知エリアに設置した基準ターゲットに関する方位−受信強度特性を示す図（分解能が低い場合） レーダ装置のレーダ軸を調整する処理手順を示すフローチャート レーダ装置が行う検知エリア内のセンシングを説明する図 軸調整装置が行うレーダ軸調整の一例を説明する図

以下、本発明に係る軸調整装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、軸調整装置を含むレーダシステムが車両に搭載された例を挙げて説明する。

本発明に係る軸調整装置は、基準ターゲットを用いたレーダ装置の軸調整処理の前段階において、作業環境内にレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在するか否かを判定する。具体的には、作業環境内に電波を反射する物体が存在するか否かを判定する。この判定を行うことにより、万一電波を反射する物体が存在していれば、軸調整処理を実行する前に、その物体が調整に影響を及ぼさないように処置したり、作業環境を変更したりすることが可能となる。従って、レーダ装置におけるレーダ軸調整の精度を向上させることができる。また、レーダ装置のレーダ軸調整処理の作業時間が短縮できる。

［軸調整装置の構成］
まず、本発明の一実施形態に係る軸調整装置の概略構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る軸調整装置２０を備えた車載レーダシステムの構成例を示す図である。図１に示す車載レーダシステムは、レーダ装置１０および軸調整装置２０を備え、外部装置３０と接続されている。

レーダ装置１０は、不可視である電波を利用したレーダであり、例えばミリ波レーダである。レーダ装置１０は、例えば車両の前方部分に設置される。このレーダ装置１０は、車両の前方に向けて電波を放射し、車両の周囲に存在する物体に当たって戻ってくる反射波を受信する。

軸調整装置２０は、レーダ装置１０の検知エリアの中心軸（以下、レーダ軸という）を調整する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。電子制御ユニットは、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、メモリ、および入出力インタフェースなどで構成されている。この軸調整装置２０は、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して解釈実行することにより、後述する制御部２１、判定部２２、通知部２３、および調整部２４としての機能を発揮する。

制御部２１は、外部装置３０から軸調整処理に関する要求を受け付ける。この要求に応じて、制御部２１は、検知エリアに電波を放射し、戻ってきた反射波を受信するように、レーダ装置１０を制御する。

判定部２２は、制御部２１による制御に従ってレーダ装置１０が受信した反射波を取得する。判定部２２は、この取得した反射波の受信強度と所定の閾値とを比較する。このとき、所定の閾値を超える受信強度の反射波が存在すれば、判定部２２は、検知エリアにレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在していると判定する。すなわち、検知エリアに電波を反射する物体が存在するか否かを判定する。

所定の閾値は、レーダ装置１０が有するハードウエア面およびソフトウエア面のスペックに依存して決定される。より具体的には、スペックから導き出せるレーダ装置１０の角度分解能（方位分解能）および距離分解能に基づいて定められる。例えば、レーダ装置１０が電波を放射した方位［ｄｅｇ］と、その方位から受信した反射波の受信強度［ｄＢ］との関係を、図２Ａおよび図２Ｂに示す。この図２Ａおよび図２Ｂは、電波を反射する物体が存在しない検知エリアのレーダ軸上に、基準ターゲット（後述する）を設置した場合における、方位−受信強度特性を示している。図２Ａおよび図２Ｂの例では、基準ターゲットから得られた反射波の受信強度が、ピーク受信強度Ｉpeakとして観測されている。

ここで、図２Ａに示すように、レーダ装置１０が「角度Ａ」の角度分解能（高い分解能）を有していた場合、受信強度差△Ｉ１があれば基準ターゲットの受信強度とそれ以外の物体の受信強度とを区別（分離）できる。よって、この場合の閾値は、受信強度Ｔｈ１（またはそれ以下）に設定される。一方、図２Ｂに示すように、レーダ装置１０が「角度Ｂ」の角度分解能（低い分解能）を有していた場合、基準ターゲットの受信強度とそれ以外の物体の受信強度とを区別（分離）するためには、受信強度差△Ｉ２が必要となる。よって、この場合の閾値は、受信強度Ｔｈ２（またはそれ以下）に設定される。

距離−受信強度特性に関しても、同様の解釈が可能である。なお、所定の閾値は、角度および距離のそれぞれに設けられていてもよいし、いずれか大きい方の受信強度を１つだけ所定の閾値として設けてもよい。例えば、後述する外部装置３０へ通知する情報として方位だけでよければ、角度−受信強度特性に関する閾値だけ有していればよい。

通知部２３は、判定部２２において、レーダ装置１０の検知エリアに電波を反射する物体が存在すると判定されると、所定の閾値を超えた受信強度を有する反射波を受信した方位または／および距離の情報を、外部装置３０に通知する。つまり、この方位または／および距離の情報は、電波を反射する物体、すなわちレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在する位置に関する情報となる。なお、方位または／および距離の情報に加えて、反射波の受信強度の情報も通知してもよい。

調整部２４は、車両中心軸の前方に設置される基準ターゲットに対して、予め定めた行為（後述する）を行って、レーダ装置１０のレーダ軸を調整する。この調整部２４は、判定部２２において、レーダ装置１０の検知エリアに電波を反射する物体が存在する場合には、物体によってレーダ軸の調整に影響が及ばないように、つまり検知エリアにおける物体による悪影響が解消された後に、レーダ軸の調整を行う。

外部装置３０は、入出力インタフェース機能を有した操作装置であって、例えば軸調整処理の作業者が操作する外部ツールなどである。この外部装置３０は、車両に搭載された軸調整装置２０と、車両の外から通信可能に接続されている。外部装置３０から軸調整装置２０へは、軸調整処理の要求が与えられ、軸調整装置２０から外部装置３０へは、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体の位置に関する情報（方位または／および距離）が与えられる。レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体の位置に関する情報は、レーダ軸調整を実施する作業者などに確認され、電波環境の整備などに適宜利用される。

なお、上記実施形態では、外部装置３０と軸調整装置２０とが分離したシステム構成を例示したが、両装置は一体の構成であってもよい。また、軸調整装置２０の調整部２４の構成は、外部装置３０側にあるシステム構成でもよい。

［軸調整装置による処理］
次に、図３〜図５を参照して、軸調整装置２０が実行する、レーダ装置１０のレーダ軸を調整する処理について説明する。図３は、レーダ装置１０のレーダ軸を調整する処理手順を示すフローチャートである。この図３に示す処理は、例えば、製造工場（メーカー）や整備工場（ディーラーなど）において、車両が停止している状態で行われる処理である。なお、車載レーダシステムを搭載した車両は、工場内などに設けられた軸調整処理を行う作業環境に予め移動されている。図４は、レーダ装置１０が行う検知エリア内のセンシングを説明する図である。図５は、軸調整装置２０が行うレーダ軸調整の一例を説明する図である。

図３に示す処理は、軸調整装置２０が、外部装置３０を介して（作業者などから）、軸調整実施の要求を受け付けることで開始される。軸調整装置２０が要求を受け付けると、制御部２１の指示によって、レーダ装置１０による検知エリア内のセンシングが行われる（図３のステップＳ３１、図４（ａ））。このセンシングでは、例えば図４（ｂ）に示すような方位−受信強度特性および図４（ｃ）に示すような距離−受信強度特性が得られる。この例では、検知エリア内に物体１および物体２が存在している場合を示している。なお、この図４（ｂ）および（ｃ）において破線で示した特性は、図４（ａ）の破線位置に基準ターゲットが配置されていたと仮定した場合における受信強度である。

次に、判定部２２によって、レーダ装置１０の検知エリア内に電波を反射する物体が存在するか否かが判定される（図３のステップＳ３２）。すなわち、図４（ａ）の破線位置に基準ターゲットを配置したと仮定し、この基準ターゲットに基づいたレーダ軸調整を実施した場合に影響を及ぼす物体が存在するか否かが判定される。具体的には、閾値を超える受信強度を有した反射波を受信したか否かで判定を行う。閾値には、上述したレーダ装置１０の角度分解能または／および距離分解能に基づいて定められた閾値が用いられる。

例えば、閾値として図４（ｂ）に示した受信強度Ｔｈ１が設定されている場合、物体１および物体２によって反射された受信強度は共に受信強度Ｔｈ１以下である。よって、この場合には、物体１および物体２は、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体ではないと判定される。一方、例えば、閾値として図４（ｂ）に示した受信強度Ｔｈ２が設定されている場合、物体１および物体２によって反射された受信強度は共に受信強度Ｔｈ２以上である。よって、この場合には、物体１および物体２は、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体であると判定される。なお、距離分解能に基づいて定められた閾値を用いる場合も、同様である。なお、閾値を超えない電波を反射する物体も存在し得る。しかし、本発明の「電波を反射する物体」は、「レーダ軸の調整に影響を及ぼす電波を反射する物体」の意味であるため、閾値を用いて判定することが可能なのである。

判定部２２によって、レーダ装置１０の検知エリア内に電波を反射する物体が存在すると判定された場合（図３のステップＳ３２；Ｙｅｓ）、通知部２３によって、受信強度が閾値を超えた反射波を受信した方位または／および当該反射波を反射してきた物体までの距離の情報が、外部装置３０に通知される（図３のステップＳ３３）。方位または／および距離の情報は、レーダ装置１０による検知エリア内のセンシングによって得られた特性（図４（ｂ）および（ｃ））から求めることができる。

外部装置３０へ与えられた、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体の位置に関する情報は、軸調整を実施する作業者などに確認され、作業環境の整備などに適宜利用される（図３のステップＳ３４）。例えば、与えられた方位または／および距離の情報に該当する位置に、移動可能な物体が存在するのであれば、この物体をレーダ軸の調整に影響が及ばない場所へ移動させることができる。また例えば、与えられた方位または／および距離の情報に該当する位置に、移動不可能な物体が存在するまたは物体の存在が確認できないのであれば、この物体または位置にレーダ装置１０が放射する電波の反射を抑制する部材（電波吸収材など）を設置することができる。さらに例えば、与えられた方位または／および距離の情報に該当する位置に、移動不可能な物体が存在するまたは物体の存在が確認できないのであれば、現在の場所とは異なる別の場所に車両ごと移動させる（軸調整処理を行う環境を変更する）ことができる。

そして、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体に対して、何らかの措置が採られた後に、レーダ装置１０による検知エリア内のセンシングが再び行われる（図３のステップＳ３１）。この図３のステップＳ３１〜Ｓ３４の処理は、レーダ装置１０の検知エリア内に電波を反射する物体が存在しなくなるまで、つまりレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在しなくなるまで（または軸調整処理が強制終了されるまで）、繰り返し行われる。

一方、判定部２２によって、レーダ装置１０の検知エリア内に電波を反射する物体が存在しないと判定された場合（図３のステップＳ３２；Ｎｏ）、車両前方の調整目標となる軸上に基準ターゲットが設置される（図３のステップＳ３５）。図５の例では、車両中心軸の前方にメイン基準ターゲットが設置され、このメイン基準ターゲットの左右には左右対称のサブ基準ターゲットがさらに設置されている。すなわち、左右のサブ基準ターゲットは、車両から等角度および等距離に設置される。調整目標となる軸（以下、目標軸という）は、車両中心軸である必要はなく、レーダ装置１０の車両取り付け位置などに応じて変更することができる。なお、車両から各基準ターゲットまでの距離は、閾値を決定するために用いた基準ターゲットの方位−受信強度特性（図２Ａまたは図２Ｂ）を得た際の作業環境の条件に従う。

各基準ターゲットの設置が完了すると、調整部２４によって、レーダ装置１０のレーダ軸の調整に向けたセンシングが実行される（図３のステップＳ３６）。この処理では、レーダ軸を動かさない検知エリア（図５（ａ））、レーダ軸を左に向けて左パンさせた検知エリア（図５（ｂ））、およびレーダ軸を右に向けて右パンさせた検知エリア（図５（ｃ））、のそれぞれでセンシングを実施する。レーダ軸を左に向ける角度と、レーダ軸を右に向ける角度とは、同じである。

各センシングの結果、レーダ装置１０において、メイン基準ターゲットから等角度にサブ基準ターゲットが認識できれば、レーダ装置１０のレーダ軸と目標軸とが一致していると判断される。メイン基準ターゲットから等角度にサブ基準ターゲットが認識できていなければ、レーダ装置１０のレーダ軸と目標軸とが一致していないと判断される。

レーダ装置１０のレーダ軸と目標軸とが一致していない場合、メイン基準ターゲットから左右のサブ基準ターゲットの角度ズレが所定値を越えるか否かが判断される（図３のステップＳ３７）。メイン基準ターゲットから左右のサブ基準ターゲットの角度ズレが所定値を越えない場合には（図３のステップＳ３７；Ｎｏ）、目標軸と一致するようにレーダ装置１０のレーダ軸が調整される（図３のステップＳ３９）。この処理により、レーダ装置１０のレーダ軸の調整が完了する。なお、メイン基準ターゲットから左右のサブ基準ターゲットの角度ズレがゼロの場合には、レーダ軸の調整が必要ないため直ちに処理が完了する。

一方、メイン基準ターゲットから左右のサブ基準ターゲットの角度ズレが所定値を越える場合には（図３のステップＳ３７；Ｙｅｓ）、目標軸の方向に近づけるようにレーダ装置１０のレーダ軸が調整された上で（図３のステップＳ３８）、レーダ装置１０による検知エリア内のセンシングが再び行われる（図３のステップＳ３１）。なお、所定値は、限定されるものではなく、レーダ装置１０に要求される精度や軸調整作業時間の短縮などを勘案した上で適切に決定すればよい。

［実施の形態の効果］
上述した本実施形態に係る軸調整装置２０では、基準ターゲットを用いたレーダ装置１０の軸調整処理を行う前処理において、作業環境（検知エリア）内にレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在するか否かを判定する。具体的には、作業環境内に電波を反射する物体が存在するか否かを、受信強度と閾値との比較で判定する。この閾値は、レーダ装置１０の角度分解能または／および距離分解能に基づいて定められる。このため、作業環境内に電波を反射する物体が存在していても、閾値を超えない強度の反射波しか戻ってこなければ、軸調整処理において、基準ターゲットからの反射波と物体からの反射波とを区別（分離）することができる。

また、本実施形態に係る軸調整装置２０では、閾値を超える強度の反射波を戻してくる物体に関しては、レーダ軸の調整に影響を及ぼす物体の位置に関する情報を外部装置３０に通知する。このため、レーダ軸の調整を実施する作業者などが確認でき、作業環境の整備などを行うことができる。よって、検知エリア内にレーダ軸の調整に影響を及ぼす物体が存在する状態で、レーダ軸の調整が実行されることを回避することができる。従って、レーダ装置におけるレーダ軸調整の精度を向上させることができる。また、レーダ装置のレーダ軸調整処理の作業時間が短縮できる。

本発明の軸調整装置は、ミリ波レーダなどの不可視である電波を放射するレーダ装置を有するレーダシステムなどに適用可能である。

１０ レーダ装置
２０ 軸調整装置
２１ 制御部
２２ 判定部
２３ 通知部
２４ 調整部
３０ 外部装置

Claims (1)

1. 基準ターゲットを用いてレーダ装置のレーダ軸を調整する軸調整装置であって、
   外部装置からの要求に応じて、検知エリアに電波を放射し、戻ってきた反射波を受信するように、前記レーダ装置を制御する制御部と、
   前記レーダ装置で受信された反射波の受信強度が、前記レーダ装置の分解能に基づいて定められる前記基準ターゲットからの反射波の受信強度と前記基準ターゲット以外の電波を反射する物体からの反射波の受信強度との差から定められた閾値を超えるか否かに基づいて、検知エリア内に前記基準ターゲット以外の電波を反射する物体が存在するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部による前記基準ターゲット以外の電波を反射する物体が存在するとの判定に応じて、前記閾値を超える受信強度の反射波を受信した方位の情報を、前記外部装置に通知する通知部とを、備えることを特徴とする、軸調整装置。

Images