JP7347608B1 - Control device, control system, control method and program - Google Patents
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Abstract
【課題】走行中の車両が直後に合流又は交差する別の車線を走行中の車両の位置及び速度を検知するようにする。
【解決手段】車両レーダ波を受信し、第2車両に対して発したレーダ波が第2車両において反射した反射波を受信する受信制御部21と、受信制御部21が受信した反射波の進行方向及び反射波の受信のタイミングに基づいて、第2車両の位置を特定する位置特定部22と、受信制御部21が受信した反射波の周波数に基づいて、第2車両の速度を特定する速度特定部23と、第1車両が発した車両レーダ波が第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する推定部24と、第1車両に対し、推定部24が推定した周波数、進行方向及び受信のタイミングでレーダ波を送信させる送信制御部25と、を備える。
【選択図】図4
An object of the present invention is to detect the position and speed of a vehicle traveling in another lane with which the traveling vehicle immediately merges or intersects.
[Solution] A reception control unit 21 receives a vehicle radar wave and receives a reflected wave in which the radar wave emitted to a second vehicle is reflected at the second vehicle, and the progress of the reflected wave received by the reception control unit 21. A position specifying unit 22 that specifies the position of the second vehicle based on the direction and timing of reception of the reflected wave; and a speed that specifies the speed of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave received by the reception control unit 21. a specifying unit 23; an estimating unit 24 that estimates the frequency, traveling direction, and reception timing of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected by the second vehicle; On the other hand, it includes a transmission control section 25 that causes radar waves to be transmitted at the frequency, traveling direction, and reception timing estimated by the estimation section 24.
[Selection diagram] Figure 4
Description
本発明は、アレイアンテナによるレーダ波の送受信を制御する制御装置、制御システム、制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a control system, a control method, and a program for controlling transmission and reception of radar waves by an array antenna.
自動車専用道路等の互いに見通しが良好でない複数の車線が合流する合流部等において車両が他の車両と接触することを防止するための技術が提案されている。例えば、特許文献1には、複数の車線に複数の路車間通信用のアンテナをそれぞれ配置し、それぞれの車線を走行中の車両が同時に合流部に進入しないように一方の車線に対応するアンテナのみから合流部への進入を許可する進行信号を出力することが記載されている。 2. Description of the Related Art Techniques have been proposed for preventing a vehicle from colliding with another vehicle at a junction where a plurality of lanes with poor visibility from each other merge, such as on a motorway. For example, in Patent Document 1, a plurality of antennas for road-to-vehicle communication are arranged in a plurality of lanes, and only the antenna corresponding to one lane is arranged so that vehicles traveling in each lane do not enter a merging section at the same time. It is described that a proceeding signal is output from the vehicle to permit entry into the confluence.
特許文献1に記載された方法では、自動車専用道路等の互いに見通しが良好でない複数の車線が合流する合流部等において走行中の自動運転車両が直後に合流する別の車線を走行中の車両の位置及び速度を検知することができないという問題があった。 In the method described in Patent Document 1, at a convergence point where multiple lanes with poor visibility from each other merge, such as on a motorway, an automatically-driving vehicle is traveling on a vehicle that is traveling on another lane that is merging immediately after that. There was a problem that position and speed could not be detected.
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、互いに見通しが良好でない複数の車線が合流又は交差する場所において走行中の車両が直後に合流等する別の車線を走行中の車両の位置及び速度を検知するようにすることができる制御装置、制御システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and at a place where a plurality of lanes with poor visibility merge or intersect, a vehicle traveling on the same lane immediately merges with another lane, and the position and location of the vehicle are determined. An object of the present invention is to provide a control device, a control system, a control method, and a program that can detect speed.
本発明の第1の態様の制御装置は、第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられた第1フェーズドアレイアンテナと、当該第1車線と当該構造物をはさんで反対側の第2車線に面した位置に設けられた第2フェーズドアレイアンテナとを制御する制御装置であって、前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信する受信制御部と、前記受信制御部が受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定する位置特定部と、前記受信制御部が受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定する速度特定部と、前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する推定部と、前記第1車両に対し、前記推定部が推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させる送信制御部と、を備える。 A control device according to a first aspect of the present invention includes a first phased array antenna provided on a structure located at a position facing a first lane, and a first phased array antenna on the opposite side of the structure across the first lane and the structure. and a second phased array antenna provided at a position facing a second lane of the vehicle, the control device controls a vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane to the first phased array antenna. Receiving from the second phased array antenna reflected waves that are received from the antenna and reflected by the second vehicle from radar waves emitted by the second phased array antenna to a second vehicle traveling in the second lane. a reception control section, a position specifying section that specifies the position of the second vehicle based on the traveling direction of the reflected wave received by the reception control section and the timing of reception of the reflected wave; a speed identification unit that identifies the speed of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave; and a virtual reflection when it is assumed that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected at the second vehicle. an estimating unit that estimates the frequency, traveling direction, and timing of reception of a wave; A transmission control unit that causes the antenna to transmit data.
前記送信制御部は、前記第1車両が発した前記車両レーダ波を前記受信制御部が所定期間ごとに受信している場合に、前記第1車両に対し、受信した前記車両レーダ波の次回以降に受信する前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した反射波の受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナにより送信してもよい。 When the reception control unit receives the vehicle radar waves emitted by the first vehicle at predetermined intervals, the transmission control unit transmits the received vehicle radar waves to the first vehicle from the next time onwards. The radar wave may be transmitted by the first phased array antenna at the timing of reception of a reflected wave assuming that the vehicle radar wave received at the second vehicle is reflected at the second vehicle.
本発明の第2の態様の制御システムは、第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられた第1フェーズドアレイアンテナと、当該第1車線と当該構造物をはさんで反対側の第2車線に面した位置に設けられた第2フェーズドアレイアンテナと、当該第1フェーズドアレイアンテナ及び当該第2フェーズドアレイアンテナを制御する制御装置とを備える制御システムであって、前記制御装置は、前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信する受信制御部と、前記受信制御部が受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定する位置特定部と、前記受信制御部が受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定する速度特定部と、前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する推定部と、前記第1車両に対し、前記推定部が推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させる送信制御部と、を有する。 A control system according to a second aspect of the present invention includes a first phased array antenna provided on a structure located at a position facing a first lane, and a first phased array antenna on the opposite side across the first lane and the structure. A control system comprising: a second phased array antenna provided at a position facing a second lane; and a control device that controls the first phased array antenna and the second phased array antenna, the control device comprising: , a vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane is received from the first phased array antenna, and the second phased array antenna is transmitted to a second vehicle traveling in the second lane. a reception control unit that receives from the second phased array antenna a reflected wave from which an emitted radar wave is reflected at the second vehicle; a traveling direction of the reflected wave received by the reception control unit; and a timing of reception of the reflected wave. a position specifying unit that specifies the position of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave received by the reception control unit; a speed specifying unit that specifies the speed of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave received by the reception control unit; an estimation unit that estimates the frequency, traveling direction, and timing of reception of a virtual reflected wave when it is assumed that the vehicle radar wave emitted by one vehicle is reflected by the second vehicle; a transmission control unit that causes the first phased array antenna to transmit radar waves at the frequency, the traveling direction, and the reception timing estimated by the unit.
前記第1フェーズドアレイアンテナは、互いに合流する前記第1車線及び前記第2車線のうち、前記第1車線に面した位置に配置された前記構造物に設けられ、前記第2フェーズドアレイアンテナは、前記第2車線に面した位置に設けられていてもよい。 The first phased array antenna is provided on the structure located at a position facing the first lane of the first lane and the second lane that merge with each other, and the second phased array antenna includes: It may be provided at a position facing the second lane.
前記第1フェーズドアレイアンテナは、交差点において互いに交差する前記第1車線及び前記第2車線のうち、前記第1車線に面した位置に配置された前記構造物に設けられ、前記第2フェーズドアレイアンテナは、前記第2車線に面した位置に設けられていてもよい。 The first phased array antenna is provided on the structure located at a position facing the first lane of the first lane and the second lane that intersect with each other at the intersection, and the second phased array antenna is provided on the structure facing the first lane. may be provided at a position facing the second lane.
本発明の第3の態様の制御方法は、第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられた第1フェーズドアレイアンテナと、当該第1車線と当該構造物をはさんで反対側の第2車線に面した位置に設けられた第2フェーズドアレイアンテナとを制御する制御装置に実行させる制御方法であって、前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信するステップと、受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定するステップと、受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定するステップと、前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定するステップと、前記第1車両に対し、推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させるステップと、を備える。 A control method according to a third aspect of the present invention includes a first phased array antenna provided on a structure located at a position facing a first lane; a second phased array antenna provided at a position facing a second lane of the vehicle; A radar wave received from the first phased array antenna and emitted by the second phased array antenna to a second vehicle traveling in the second lane is reflected by the second vehicle, and the reflected wave is transmitted to the second phased array antenna. receiving from an array antenna; determining the position of the second vehicle based on the traveling direction of the received reflected wave and the timing of reception of the reflected wave; and determining the position of the second vehicle based on the frequency of the received reflected wave. , specifying the speed of the second vehicle, and determining the frequency, traveling direction, and reception timing of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected at the second vehicle. and a step of causing the first vehicle to transmit radar waves to the first phased array antenna at the estimated frequency, traveling direction, and reception timing.
本発明の第4の態様のプログラムは、コンピュータに、第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を、当該第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられた第1フェーズドアレイアンテナから受信し、当該第1車線と当該構造物をはさんで反対側の第2車線を走行中の第2車両に対して、当該第2車線に面した位置に設けられた第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を、当該第2フェーズドアレイアンテナから受信するステップと、受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定するステップと、受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定するステップと、前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定するステップと、前記第1車両に対し、推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させるステップと、を実行させる。 A program according to a fourth aspect of the present invention is configured to cause a computer to transmit vehicle radar waves emitted by a first vehicle traveling in a first lane to a structure provided at a position facing the first lane. The signal is received from the first phased array antenna, and is installed at a position facing the second lane in response to a second vehicle traveling in the second lane on the opposite side of the first lane and the structure. a step of receiving, from the second phased array antenna, a reflected wave in which a radar wave emitted by the second phased array antenna is reflected at the second vehicle; a traveling direction of the received reflected wave; and a timing of receiving the reflected wave; determining the position of the second vehicle based on the frequency of the received reflected wave; determining the speed of the second vehicle based on the frequency of the received reflected wave; and determining the vehicle radar wave emitted by the first vehicle. estimating the frequency, traveling direction, and reception timing of a virtual reflected wave assuming that the wave is reflected at the second vehicle; A step of causing the first phased array antenna to transmit a radar wave at a timing is executed.
本発明によれば、自動車専用道路等の互いに見通しが良好でない複数の車線が合流又は交差する場合に、走行中の自動運転車両が直後に合流又は交差する別の車線を走行中の車両の位置及び速度を検知するようにするという効果を奏する。 According to the present invention, when a plurality of lanes with poor visibility to each other, such as on a motorway, merge or intersect, the position of a vehicle that is traveling in another lane that merges or intersects immediately after a traveling self-driving vehicle This has the effect of detecting speed and speed.
[制御システムの概要]
図1、図2及び図3は、本実施形態の制御システムSの概要を説明するための図である。図1は、制御システムSの構成を示す。図2及び図3は、制御システムSの動作の例を示す。制御システムSは、フェーズドアレイアンテナ200(以下、第1フェーズドアレイアンテナともいう)、フェーズドアレイアンテナ300(以下、第2フェーズドアレイアンテナともいう)、及び、制御装置100を備える。
[Overview of control system]
FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are diagrams for explaining an overview of the control system S of this embodiment. FIG. 1 shows the configuration of the control system S. 2 and 3 show examples of the operation of the control system S. The control system S includes a phased array antenna 200 (hereinafter also referred to as a first phased array antenna), a phased array antenna 300 (hereinafter also referred to as a second phased array antenna), and a
図1に示す制御システムSは、4つの第1フェーズドアレイアンテナ200(200a~200d)、及び4つの第2フェーズドアレイアンテナ300(300a~300d)を有する。以下の説明においては、それぞれのフェーズドアレイアンテナ200に共通の機能を説明する際には、これらを第1フェーズドアレイアンテナ200と称し、それぞれの第2フェーズドアレイアンテナ300に共通の機能を説明する際には、これらを第2フェーズドアレイアンテナ300と称する場合がある。 The control system S shown in FIG. 1 includes four first phased array antennas 200 (200a to 200d) and four second phased array antennas 300 (300a to 300d). In the following description, when explaining the common functions of the respective phased array antennas 200, these will be referred to as the first phased array antenna 200, and when explaining the common functions of the respective second phased array antennas 300. In some cases, these are referred to as a second phased array antenna 300.
第1フェーズドアレイアンテナ200は、合流部において互いに合流する第1車線及び第2車線のうち、第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられている。図1の例では、第1車線は、自動車専用道路の本線に合流する合流車線である。構造物は、例えば、第1車線と第2車線とを隔てる防護壁であるが、第1車線と第2車線とを隔てる遮音壁又はガードレールであってもよい。第2車線は、第1車線と構造物をはさんで反対側の車線である。第2フェーズドアレイアンテナ300は、第2車線に面した位置に設けられている。第2車線は、自動車専用道路の本線である。 The first phased array antenna 200 is provided on a structure located at a position facing the first lane of the first lane and the second lane that merge with each other at the merging section. In the example of FIG. 1, the first lane is a merging lane that merges with the main line of the motorway. The structure is, for example, a protective wall that separates the first lane from the second lane, but may also be a sound insulating wall or a guardrail that separates the first lane from the second lane. The second lane is a lane on the opposite side of the structure from the first lane. The second phased array antenna 300 is provided at a position facing the second lane. The second lane is the main line of the motorway.
第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300は、複数のアンテナ素子によりレーダ波を受信する。第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300は、複数のアンテナ素子によりレーダ波を送信する。第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300は、制御装置100が指示した周波数、進行方向、送信のタイミングでレーダ波を送信する。
The first phased array antenna 200 and the second phased array antenna 300 receive radar waves using a plurality of antenna elements. The first phased array antenna 200 and the second phased array antenna 300 transmit radar waves using a plurality of antenna elements. The first phased array antenna 200 and the second phased array antenna 300 transmit radar waves at the frequency, traveling direction, and transmission timing instructed by the
制御装置100は、例えば、コンピュータである。制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300と有線又は無線により通信する。制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200と第2フェーズドアレイアンテナ300とによる電波の送受信を制御する。制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300を介してレーダ波を受信する。制御装置100は、受信したレーダ波の周波数、進行方向、受信のタイミングを特定する。例えば、制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300が受信したレーダ波の位相をアンテナ素子ごとに解析することにより、受信したレーダ波の進行方向を特定する。
制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300に送信するレーダ波の周波数、進行方向、送信のタイミングを指示し、指示した周波数等のレーダ波を第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300に送信させる。
The
発信元車両400(第1車両に相当)は、車両レーダ波を発し、周囲を走行する車両において車両レーダ波が反射された反射波を受信することにより、他の車両の位置及び速度を検知する。発信元車両400は、例えば、第1車線において自動運転により走行する。なお、発信元車両400は、合流車線側の第1車線を走行する例に限定されず、本線側の第2車線を走行してもよい。
The source vehicle 400 (corresponding to the first vehicle) detects the position and speed of other vehicles by emitting vehicle radar waves and receiving reflected waves obtained by reflecting the vehicle radar waves from nearby vehicles. . The
以下、制御システムSの処理の流れについて説明する。図1に示すように、発信元車両400は、第1車線を走行中であり、第2車線に合流する直前である。検知対象車両500(第2車両に相当)は、第2車線を走行中である。図1の例では、発信元車両400が発した車両レーダ波は構造物に遮られて検知対象車両500まで届かない。
The flow of processing of the control system S will be described below. As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、第1フェーズドアレイアンテナ200cは、発信元車両400が発した車両レーダ波を受信する(図2中の(1))。制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200cを介して受信した車両レーダ波の進行方向、受信のタイミング及び周波数を特定する。
As shown in FIG. 2, the first phased
制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200cが車両レーダ波を受信した場合に、第1車線とは構造物をはさんで反対側の第2車線へ第2フェーズドアレイアンテナ300cによりレーダ波を送信させる(図2中の(2))。第2フェーズドアレイアンテナ300cは、検知対象車両500に対して第2フェーズドアレイアンテナ300cが発したレーダ波が検知対象車両500において反射した反射波を受信する。制御装置100は、第2フェーズドアレイアンテナ300cを介して受信した反射波の進行方向、受信のタイミング及び周波数を特定する。
When the first phased
制御装置100は、第2フェーズドアレイアンテナ300cがレーダ波を送信してから反射波を受信するまでに要した時間に基づいて、第2フェーズドアレイアンテナ300cから検知対象車両500までの距離を特定する。制御装置100は、第2フェーズドアレイアンテナ300cが受信した反射波の進行方向と、第2フェーズドアレイアンテナ300cから検知対象車両500までの距離とに基づいて、検知対象車両500の位置を特定する(図2中の(3))。
検知対象車両500は走行中であることから、第2フェーズドアレイアンテナ300cが受信した反射波の周波数は、ドップラー効果により、第2フェーズドアレイアンテナ300cが発した元のレーダ波の周波数とは異なる。制御装置100は、第2フェーズドアレイアンテナ300が受信した反射波の周波数に基づいて、検知対象車両500の速度を特定する(図2中の(3))。
Since the
図3(a)に示すように、制御装置100は、第1フェーズドアレイアンテナ200cが受信した発信元車両400の車両レーダ波が構造物をそのまま通り抜けたと仮定した場合に、この車両レーダが検知対象車両500において反射するか否かを判定する(図3(a)中の(4))。図3(b)に示すように、制御装置100は、車両レーダが検知対象車両500において反射すると判定した場合に、この反射波(以下、仮想反射波ともいう)の周波数と、進行方向と、この仮想反射波を発信元車両400が受信するタイミングとをそれぞれ推定する(図3(b)中の(5))。
As shown in FIG. 3(a), when it is assumed that the vehicle radar wave of the
図3(c)に示すように、制御装置100は、推定した周波数及び進行方向のレーダ波を推定した受信のタイミングで発信元車両400が受信するように第1フェーズドアレイアンテナ200bから送信させる(図3(c)中の(6))。このようにして、制御装置100は、発信元車両400が発したレーダ波が検知対象車両500に反射された仮想反射波を受信した場合と、同じ進行方向、周波数及び受信のタイミングでレーダ波を発信元車両400に受信させることができる。このため、発信元車両400は、構造物をはさんで反対側の車線を走行する検知対象車両500を検知することができる。
As shown in FIG. 3C, the
[制御システムSの構成]
図4は、制御システムSの構成を示す。制御システムSは、第1フェーズドアレイアンテナ200a、200b、200c、200d、第2フェーズドアレイアンテナ300a、300b、300c、300d及び制御装置100を備える。制御装置100は、記憶部1及び制御部2を備える。制御部2は、受信制御部21、位置特定部22、速度特定部23、推定部24及び送信制御部25を備える。
[Configuration of control system S]
FIG. 4 shows the configuration of the control system S. The control system S includes first phased
記憶部1は、例えば、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等により構成される。記憶部1は、制御部2を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。制御部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部2は、記憶部1に記憶されたプログラムを実行することにより、受信制御部21、位置特定部22、速度特定部23、推定部24、送信制御部25として機能する。
The storage unit 1 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The storage unit 1 stores various programs and various data for making the control unit 2 function. The control unit 2 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The control unit 2 functions as a
受信制御部21は、第1フェーズドアレイアンテナ200及び第2フェーズドアレイアンテナ300を介して、レーダ波を受信する。受信制御部21は、第1フェーズドアレイアンテナ200が受信した車両レーダ波を第1フェーズドアレイアンテナ200から受信する。受信制御部21は、受信した車両レーダ波の進行方向、周波数及び受信のタイミングを特定する。
The
送信制御部25の制御によって第2フェーズドアレイアンテナ300が検知対象車両500に向けてレーダ波を発した場合、受信制御部21は、フェーズドアレイアンテナ300を介して反射波を受信する。受信制御部21は、受信した反射波の進行方向、周波数及び受信のタイミングを特定する。受信制御部21は、特定した反射波の進行方向及び受信のタイミングを示す情報を位置特定部22へ出力する。
When the second phased array antenna 300 emits a radar wave toward the
受信制御部21は、第2フェーズドアレイアンテナ300が受信した反射波の周波数を示す情報を速度特定部23へ出力する。受信制御部21は、特定した車両レーダ波の進行方向、周波数及び受信のタイミングを示す情報を推定部24へ出力する。
The
位置特定部22は、受信制御部21が受信した反射波の進行方向及び反射波の受信のタイミングに基づいて、検知対象車両500の位置を特定する。より詳しくは、位置特定部22は、第2フェーズドアレイアンテナ300がレーダ波を送信してから反射波を受信するまでに要する時間に基づいて、第2フェーズドアレイアンテナ300から検知対象車両500までの距離を特定する。位置特定部22は、特定した距離と、反射波の進行方向とに基づいて、検知対象車両500の位置を特定する。位置特定部22は、特定した検知対象車両500の位置を示す情報を推定部24へ出力する。
The
第2フェーズドアレイアンテナ300が受信した反射波の周波数は、検知対象車両500の速度が大きいほど、第2フェーズドアレイアンテナ300が検知対象車両500へ送信した元のレーダ波の周波数から離れた値になる。この原理を利用して、速度特定部23は、受信制御部21が受信した反射波の周波数に基づいて、検知対象車両500の速度を特定する。速度特定部23は、特定した検知対象車両500の速度を示す情報を推定部24へ出力する。
As the speed of the
推定部24は、発信元車両400が発した車両レーダ波が構造物を通り抜けて検知対象車両500において反射したと仮定した場合に発信元車両400側のフェーズドアレイアンテナ300のいずれかが受信する仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する。まず、推定部24は、第1フェーズドアレイアンテナ200が受信した発信元車両400の車両レーダ波の進行方向に基づいて、この車両レーダ波が構造物をそのまま通り抜けた場合に、位置特定部22が特定した検知対象車両500の位置において車両レーダ波が反射するか否かを判定する(図3(a)参照)。
The
推定部24は、検知対象車両500において車両レーダ波が反射すると判定した場合に、反射した仮想反射波の進行方向及び周波数を推定する(図3(b)参照)。例えば、推定部24は、発信元車両400が発した車両レーダ波の発信源へレーダ波を送り返す方向を仮想反射波の進行方向として決定する。推定部24は、速度特定部23が特定した検知対象車両500の速度に基づいて、仮想反射波の周波数を決定する。
When the
推定部24は、検知対象車両500において車両レーダ波が反射すると判定した場合に、反射した仮想反射波を検知対象車両500側の第2フェーズドアレイアンテナ300が受信するタイミングを推定する(図3(b)参照)。例えば、推定部24は、検知対象車両500側の第2フェーズドアレイアンテナ300の位置から検知対象車両500の位置まで車両レーダが往復するのに要する時間だけ、発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200が発信元車両400の車両レーダ波を受信したタイミングより後のタイミングを算出する。推定部24は、算出したタイミングをフェーズドアレイアンテナ300が仮想反射波を受信するタイミングと推定する。
When the
送信制御部25は、フェーズドアレイアンテナ200、300を介して、レーダ波を送信する。送信制御部25は、受信制御部21が発信元車両400dの車両レーダ波を受信した場合に、発信元車両400とは構造物をはさんで反対側の車線へレーダ波をこの車線側の第2フェーズドアレイアンテナ300により送信する。送信制御部25は、検知対象車両500において車両レーダ波が反射すると判定した場合に、発信元車両400に対し、推定部24が推定した周波数及び進行方向のレーダ波を発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200に送信させる。このレーダ波の送信のタイミングは、推定部24が推定した仮想反射波の受信のタイミングと一致させる。
The
送信制御部25は、フェーズドアレイアンテナ200、300が発するレーダ波の位相をアンテナ素子ごとに指示することによりこのレーダ波の進行方向を指示する。送信制御部25は、検知対象車両500において車両レーダ波が反射しないと判定した場合に、発信元車両400に対し、レーダ波を発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200に送信させない。
The
[次に受信のタイミングに対応するレーダ波の送信]
送信制御部25は、発信元車両400が発した車両レーダ波を受信制御部21が所定期間ごとに受信している場合に、発信元車両400に対し、受信した車両レーダ波の次回以降に受信する車両レーダ波が構造物を通り抜けて検知対象車両500において反射したと仮定した反射波を検知対象車両500側の第2フェーズドアレイアンテナ300が受信するタイミングを特定する。送信制御部25は、特定したタイミングと一致する送信のタイミングでレーダ波を発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200により送信してもよい。所定期間は、例えば、発信元車両400が車両レーダ波を発する周期である。
[Next, transmission of radar waves corresponding to the timing of reception]
When the
例えば、送信制御部25は、発信元車両400が発した車両レーダ波をT秒の受信周期ごとに受信制御部21が受信し、推定部24が推定した仮想反射波の受信のタイミングが発信元車両400の車両レーダ波を受信制御部21が受信してからA秒後であると仮定する。
For example, the
この場合に、送信制御部25は、発信元車両400の車両レーダ波を受信制御部21が受信したタイミングを基準として、このA秒後に受信周期であるT秒を加えたA+T秒後にレーダ波を発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200により送信してもよい。このとき、送信制御部25は、受信した車両レーダ波自体が検知対象車両500において反射したと仮定した仮想反射波の進行方向及び周波数として推定部24が推定したとおりの進行方向及び周波数のレーダ波を発信元車両400へ送信する。
In this case, the
仮想反射波の周波数、進行方向及び送信のタイミングの推定処理に要する時間が大きいことに起因して、推定した送信のタイミングでレーダ波を発信元車両400側の第1フェーズドアレイアンテナ200により送信することが難しいことがある。送信制御部25は、次回以降に受信する車両レーダ波が検知対象車両500において反射したと仮定した反射波を第2フェーズドアレイアンテナ300が受信するタイミングと同じ送信のタイミングでレーダ波を送信することにより、このレーダ波を受信した発信元車両400が自車両から検知対象車両500までの距離を精度良く検知することができるようにすることができる。
Due to the long time required to estimate the frequency, traveling direction, and transmission timing of the virtual reflected wave, the radar wave is transmitted by the first phased array antenna 200 on the
[制御システムSによるレーダ波の送信の処理手順]
図5は、制御システムSによるレーダ波の送信の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、フェーズドアレイアンテナ200、300の動作中に開始される。
[Processing procedure for radar wave transmission by control system S]
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for transmitting radar waves by the control system S. This processing procedure is started, for example, while the phased array antennas 200, 300 are in operation.
まず、受信制御部21は、第1フェーズドアレイアンテナ200のいずれかが車両レーダ波を受信したか否かを判定する(S101)。送信制御部25は、車両レーダ波を受信したと判定した場合に(S101のYES)、車両レーダ波を受信した車線と構造物をはさんで反対側の車線へこの車線に面した第2フェーズドアレイアンテナ300よりレーダ波を送信する(S102)。受信制御部21は、レーダ波を送信制御部25が送信した後、検知対象車両500から反射波を受信したか否かを判定する(S103)。位置特定部22は、検知対象車両500から反射波を受信制御部21が受信したと判定した場合に(S103のYES)、反射波の進行方向及び受信のタイミングに基づいて、検知対象車両500の位置を特定する(S104)。
First, the
速度特定部23は、反射波の周波数に基づいて、検知対象車両500の速度を特定する(S104)。推定部24は、発信元車両400が発した車両レーダ波が構造物を通り抜けて検知対象車両500において反射したと仮定した場合に検知対象車両500側の第2フェーズドアレイアンテナ300のいずれかが受信する仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する(S105)。送信制御部25は、発信元車両400に対し、推定部24が推定した周波数及び進行方向のレーダ波を送信する(S106)。送信制御部25は、このレーダ波の送信のタイミングを推定部24が推定した仮想反射波の受信のタイミングと一致させ、処理を終了する。
The
受信制御部21は、S101の判定において車両レーダ波を受信していないと判定した場合に(S101のNO)、S101の判定を繰り返す。受信制御部21は、S103の判定において検知対象車両500から反射波を受信制御部21が受信していないと判定した場合に(S103のNO)、処理を終了する。
When the
<変形例>
フェーズドアレイアンテナは、第1車線及び第2車線が互いに合流する直前の位置に配置される例に限定されない。例えば、フェーズドアレイアンテナは、第1車線及び第2車線が互いに交差する交差点等に配置されてもよい。
<Modified example>
The phased array antenna is not limited to an example in which the phased array antenna is placed at a position immediately before the first lane and the second lane merge with each other. For example, the phased array antenna may be placed at an intersection where the first lane and the second lane intersect with each other.
図6は、本変形例の制御システムSの構成を示す。図6の例では、第1フェーズドアレイアンテナ200a及び200bは、交差点において第1車線(図6中の左右方向に延びる車線)に面した位置に配置された構造物に設けられる。第1車線を走行中の発信元車両400が発したレーダ波は、この構造物に遮られるため、図6中の上下方向に延びる第2車線を走行中の検知対象車両500には到達しない。
FIG. 6 shows the configuration of the control system S of this modification. In the example of FIG. 6, the first phased
第2フェーズドアレイアンテナ300a及び300bは、第2車線に面した位置に設けられている。第1フェーズドアレイアンテナ200a及び200b、第2フェーズドアレイアンテナ300a及び300b、及び、制御装置600の動作については図4の第1フェーズドアレイアンテナ200、第2フェーズドアレイアンテナ300、及び、制御装置100と同様であるため、説明を省略する。
Second phased
[本開示の制御装置100による効果]
制御装置100は、発信元車両400が発したレーダ波が検知対象車両500に反射された仮想反射波を受信した場合と、同じ進行方向、周波数及び受信のタイミングでレーダ波を発信元車両400に受信させることができる。このため、発信元車両400は、構造物をはさんで反対側の車線を走行する検知対象車両500を検知することができる。
[Effects of the
The
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated into arbitrary units. In addition, new embodiments created by arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effects of the new embodiment resulting from the combination have the effects of the original embodiment.
1 記憶部
2 制御部
21 受信制御部
22 位置特定部
23 速度特定部
24 推定部
25 送信制御部
100 制御装置
200a 第1フェーズドアレイアンテナ
200b 第1フェーズドアレイアンテナ
200c 第1フェーズドアレイアンテナ
200d 第1フェーズドアレイアンテナ
300a 第2フェーズドアレイアンテナ
300a 第2フェーズドアレイアンテナ
300b 第2フェーズドアレイアンテナ
300c 第2フェーズドアレイアンテナ
300d 第2フェーズドアレイアンテナ
400 発信元車両
500 検知対象車両
600 制御装置
S 制御システム
1 Storage section 2
Claims (7)
前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信する受信制御部と、
前記受信制御部が受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定する位置特定部と、
前記受信制御部が受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定する速度特定部と、
前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する推定部と、
前記第1車両に対し、前記推定部が推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させる送信制御部と、
を備える、制御装置。 A first phased array antenna installed on a structure facing the first lane, and a first phased array antenna installed facing a second lane on the opposite side of the first lane and the structure. A control device that controls a second phased array antenna,
A vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane is received from the first phased array antenna, and the second phased array antenna emits a vehicle radar wave to a second vehicle traveling in the second lane. a reception control unit that receives, from the second phased array antenna, a reflected wave from which the radar wave reflected by the second vehicle;
a position specifying unit that specifies the position of the second vehicle based on the traveling direction of the reflected wave received by the reception control unit and the timing of reception of the reflected wave;
a speed identification unit that identifies the speed of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave received by the reception control unit;
an estimation unit that estimates the frequency, traveling direction, and timing of reception of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected by the second vehicle;
a transmission control unit that causes the first vehicle to transmit radar waves to the first phased array antenna at the frequency, the traveling direction, and the reception timing estimated by the estimation unit;
A control device comprising:
請求項1に記載の制御装置。 When the reception control unit receives the vehicle radar waves emitted by the first vehicle at predetermined intervals, the transmission control unit transmits the received vehicle radar waves to the first vehicle from the next time onwards. transmitting a radar wave by the first phased array antenna at the timing of reception of a reflected wave assuming that the vehicle radar wave received by the second vehicle is reflected at the second vehicle;
The control device according to claim 1.
前記制御装置は、
前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信する受信制御部と、
前記受信制御部が受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定する位置特定部と、
前記受信制御部が受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定する速度特定部と、
前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定する推定部と、
前記第1車両に対し、前記推定部が推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させる送信制御部と、
を有する、
制御システム。 A first phased array antenna installed on a structure facing the first lane, and a first phased array antenna installed facing a second lane on the opposite side of the first lane and the structure. A control system comprising a second phased array antenna, and a control device that controls the first phased array antenna and the second phased array antenna,
The control device includes:
A vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane is received from the first phased array antenna, and the second phased array antenna emits a vehicle radar wave to a second vehicle traveling in the second lane. a reception control unit that receives, from the second phased array antenna, a reflected wave from which the radar wave reflected by the second vehicle;
a position specifying unit that specifies the position of the second vehicle based on the traveling direction of the reflected wave received by the reception control unit and the timing of reception of the reflected wave;
a speed identification unit that identifies the speed of the second vehicle based on the frequency of the reflected wave received by the reception control unit;
an estimation unit that estimates the frequency, traveling direction, and timing of reception of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected by the second vehicle;
a transmission control unit that causes the first vehicle to transmit radar waves to the first phased array antenna at the frequency, the traveling direction, and the reception timing estimated by the estimation unit;
has,
control system.
請求項3に記載の制御システム。 The first phased array antenna is provided on the structure located at a position facing the first lane of the first lane and the second lane that merge with each other, and the second phased array antenna includes: Provided at a position facing the second lane,
A control system according to claim 3.
請求項3に記載の制御システム。 The first phased array antenna is provided on the structure located at a position facing the first lane of the first lane and the second lane that intersect with each other at the intersection, and the second phased array antenna is provided on the structure facing the first lane. is provided at a position facing the second lane,
A control system according to claim 3.
前記第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナから受信し、前記第2車線を走行中の第2車両に対して前記第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を前記第2フェーズドアレイアンテナから受信するステップと、
受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定するステップと、
受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定するステップと、
前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定するステップと、
前記第1車両に対し、推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させるステップと、
を備える、制御方法。 A first phased array antenna installed on a structure facing the first lane, and a first phased array antenna installed facing a second lane on the opposite side of the first lane and the structure. A control method executed by a control device that controls a second phased array antenna,
A vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane is received from the first phased array antenna, and the second phased array antenna emits a vehicle radar wave to a second vehicle traveling in the second lane. receiving from the second phased array antenna a reflected wave of the radar wave reflected at the second vehicle;
specifying the position of the second vehicle based on the traveling direction of the received reflected wave and the timing of reception of the reflected wave;
determining the speed of the second vehicle based on the frequency of the received reflected wave;
estimating the frequency, traveling direction, and reception timing of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected by the second vehicle;
causing the first vehicle to transmit radar waves to the first phased array antenna at the estimated frequency, the traveling direction, and the reception timing;
A control method comprising:
第1車線を走行中の第1車両が発した車両レーダ波を、当該第1車線に面した位置に配置された構造物に設けられた第1フェーズドアレイアンテナから受信し、当該第1車線と当該構造物をはさんで反対側の第2車線を走行中の第2車両に対して、当該第2車線に面した位置に設けられた第2フェーズドアレイアンテナが発したレーダ波が当該第2車両において反射した反射波を、当該第2フェーズドアレイアンテナから受信するステップと、
受信した前記反射波の進行方向及び前記反射波の受信のタイミングに基づいて、前記第2車両の位置を特定するステップと、
受信した前記反射波の周波数に基づいて、前記第2車両の速度を特定するステップと、
前記第1車両が発した前記車両レーダ波が前記第2車両において反射したと仮定した場合の仮想反射波の周波数、進行方向及び受信のタイミングを推定するステップと、
前記第1車両に対し、推定した前記周波数、前記進行方向及び前記受信のタイミングでレーダ波を前記第1フェーズドアレイアンテナに送信させるステップと、
を実行させる、プログラム。
to the computer,
A vehicle radar wave emitted by a first vehicle traveling in the first lane is received from a first phased array antenna installed on a structure located at a position facing the first lane. A second vehicle traveling in a second lane on the opposite side of the structure receives radar waves emitted from a second phased array antenna installed at a position facing the second lane. receiving the reflected wave reflected from the vehicle from the second phased array antenna;
specifying the position of the second vehicle based on the traveling direction of the received reflected wave and the timing of reception of the reflected wave;
determining the speed of the second vehicle based on the frequency of the received reflected wave;
estimating the frequency, traveling direction, and reception timing of a virtual reflected wave assuming that the vehicle radar wave emitted by the first vehicle is reflected by the second vehicle;
causing the first vehicle to transmit radar waves to the first phased array antenna at the estimated frequency, the traveling direction, and the reception timing;
A program to run.
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