JPH07149192A - Obstacle detecting device - Google Patents

Obstacle detecting device

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JPH07149192A
JPH07149192A JP5297688A JP29768893A JPH07149192A JP H07149192 A JPH07149192 A JP H07149192A JP 5297688 A JP5297688 A JP 5297688A JP 29768893 A JP29768893 A JP 29768893A JP H07149192 A JPH07149192 A JP H07149192A
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vehicle
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wave
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Yoshifumi Takigawa
能史 瀧川
Hiroshi Ugawa
洋 鵜川
Masaaki Minamino
政明 南野
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

PURPOSE:To correctly discriminate a vehicle and a stopped object by estimating relative speed and distance at the next time from measured relative speed and distance and memorizing them, and judging it to be a guide rail or a soundproof wall when the error of the measured distance and the estimated distance is over a prescribed value and a plurality of distances measured in the past are fixed. CONSTITUTION:A received wave with a receiving antenna 4 is converted to an electric signal by a receiving circuit 5, an emission wave and the received wave are synthesized by a mixer 6, and it is converted to a beat signal (c) by a demodulation circuit. A demodulated signal is separated by a demodulated signal separation circuit 12, and the relative speed and the distance of an electric wave reflecting body are obtained by a frequency analysis/signal processing part 13. A CPU 10 stores the measured data of relative speed and distance in the memory part 14. When the measured relative speed is not equal to actual vehicle speed in the approaching direction, the reflecting body is judged to be a vehicle, and in the other case when the error of the measured distance and the estimated distance is over a prescribed value and a plurality of measured distances are actually fixed, the reflecting body is judged to be a guard rail or a soundproof wall.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は障害物検知装置に関し、
特にFM−CW波を利用して前方車両との車間距離及び
速度を計測し反射物体が障害物であるか否かを検知する
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an obstacle detection device,
In particular, the present invention relates to an apparatus that measures an inter-vehicle distance and a speed with a vehicle in front using FM-CW waves and detects whether or not a reflecting object is an obstacle.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10はFM−CW波を用いた従来より
良く知られている障害物検知装置を概略的に示したもの
で、図11はこの障害物検知装置を搭載した車両と前方
車両20との関係を平面図で示したものである。
2. Description of the Related Art FIG. 10 schematically shows a conventionally well-known obstacle detecting device using FM-CW waves. FIG. 11 shows a vehicle equipped with this obstacle detecting device and a forward vehicle. 20 is a plan view showing the relationship with 20. FIG.

【0003】電波発信装置21より送信されたFM−C
W波は、例えば前方車両20が存在する時にはその前方
車両20で反射して来て電波受信装置22で受信され
る。
FM-C transmitted from the radio wave transmitter 21
The W wave is reflected by the front vehicle 20 when the front vehicle 20 is present, and is received by the radio wave reception device 22.

【0004】そして、ミキサー(図示せず)でミキシン
グすることにより波形発射波と受信波のビート周波数を
求めて前方車両20との車間距離(及び相対速度)を計
測した信号を出力するものである。
Then, by mixing with a mixer (not shown), the beat frequencies of the waveform emission wave and the reception wave are obtained, and a signal measuring the inter-vehicle distance (and relative speed) to the preceding vehicle 20 is output. .

【0005】図12はミキシング波形の時間変化を示し
たもので、同図(a)の実線は発射波(三角形状に周波
数変調された電磁波)を示しており、車両等の電波反射
物体により反射し且つその物体が移動物体であるならば
ドップラー効果により点線で示すような周波数が遷移し
た受信波となる。
FIG. 12 shows the change over time of the mixing waveform. The solid line in FIG. 12 (a) shows the emission wave (electromagnetic wave frequency-modulated in a triangular shape), which is reflected by a radio wave reflecting object such as a vehicle. If the object is a moving object, the received wave will have a frequency transition as shown by the dotted line due to the Doppler effect.

【0006】これらの波をミキシングすると同図(b)
に示すようにビート周波数の波形が得られる。このビー
ト信号周波数fb は下記の原理式(1)により電波反射
物体の距離と速度にそれぞれ相当する距離周波数fr
速度周波数fd の和又は差で表される。
When these waves are mixed, the same figure (b)
A beat frequency waveform is obtained as shown in FIG. The beat signal frequency f b is represented by the sum or difference of the distance frequency f r and the velocity frequency f d corresponding to the distance and velocity of the radio wave reflecting object, respectively, according to the following principle equation (1).

【0007】[0007]

【数1】 fb =(4△f・fm/C)R±(2fo/C)V (1) 但し、V:レーダーセンサに対する反射物体の相対速度
〔m/sec〕 R:レーダーセンサから反射物体までの距離〔m〕 C:光速〔m/sec〕 △f:周波数変調幅〔Hz〕 fm :変調周波数〔Hz〕 fo :レーダー搬送波周波数〔Hz〕
[Number 1] f b = (4 △ f · f m / C) R ± (2f o / C) V (1) where, V: relative speed of the reflective object relative to the radar sensor [m / sec] R: Radar sensor the distance to the reflecting object from the [m] C: velocity of light [m / sec] △ f: frequency modulation width [Hz] f m: modulation frequency [Hz] f o: radar carrier frequency [Hz]

【0008】ここで、変調波周波数上昇側のビート周波
数をfup、同下降側ビート周波数をfdnとすると、
Here, when the beat frequency on the rising side of the modulated wave frequency is f up and the beat frequency on the falling side is f dn ,

【0009】[0009]

【数2】 fr=0.5(fup+fdn),fd=0.5(fup−fdn) (2) となり、式(1)と(2)により、## EQU00002 ## f r = 0.5 (f up + f dn ) and f d = 0.5 (f up −f dn ) (2) Then, from equations (1) and (2),

【0010】[0010]

【数3】 V=(C/2fo )fd,R=(C/4△f・fm)fr (3) であり、この式(3)式により電波反射物体の距離Rと
相対速度Vが求められることになる。
Equation 3] V = (C / 2f o) f d, is R = (C / 4 △ f · f m) f r (3), the distance R and the relative radio wave reflecting object by the equation (3) The speed V is required.

【0011】このようなFM−CW方式の障害物検知装
置では、発射波と受信波のビート信号に対して周波数解
析を行う。この周波数解析とは、図13に示すように、
周波数変調パターンにおける周波数が上昇する部分と周
波数が下降する部分とで、各々FFT(高速フーリェ変
換)等を用いて周波数の解析を行うことを示し、車両な
どの電波反射物体の速度と距離に相当する周波数ピーク
の存在位置を解析する。その後、変調波の上昇/下降両
側でピークの組合せを見出し、上記の原理式(1)〜
(3)より電波反射物体の距離と相対速度を算出してい
る。
In such an FM-CW obstacle detection device, frequency analysis is performed on the beat signals of the emitted wave and the received wave. This frequency analysis is, as shown in FIG.
It shows that the frequency is analyzed using FFT (Fast Fourier Transform) etc. in the part where the frequency rises and the part where the frequency falls in the frequency modulation pattern, which corresponds to the speed and distance of the radio wave reflecting object such as a vehicle. The location of the frequency peak to be analyzed is analyzed. Then, a combination of peaks was found on both the rising and falling sides of the modulated wave, and the above-mentioned principle equation (1)
The distance and relative velocity of the radio wave reflecting object are calculated from (3).

【0012】しかしながら、電磁波の性質上、車両以外
の電波反射物体が存在する際は、その物体よりの反射波
を車両からの反射波と区別できず車両と判断し、誤情報
を発してしてしまい、ドライバーへの警報も誤警報出力
とならざるを得ない。
However, due to the nature of electromagnetic waves, when there is a radio wave reflecting object other than the vehicle, the reflected wave from the object cannot be distinguished from the reflected wave from the vehicle, it is judged as a vehicle, and false information is issued. As a result, the warning to the driver must be false alarm output.

【0013】この問題を解決するために、図14(a) に
示すように、周波数解析時に車両以外のガードレールや
防音壁等の電波反射物体に対する周波数ピーク形状を検
出し、特にその周波数ピークの周波数帯域幅が車両に比
して広いということを検出するという手段で解決を図ろ
うとする発明が既に提案されている。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 14 (a), the frequency peak shape for a radio wave reflecting object such as a guardrail or a soundproof wall other than the vehicle is detected during frequency analysis, and particularly the frequency of the frequency peak is detected. An invention has already been proposed which attempts to solve the problem by detecting that the bandwidth is wider than that of the vehicle.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例では、例えばその電磁波計測部でのシステム
ノイズの影響により、特にシステムノイズの周波数ピー
クと車両に対する周波数ピークが周波数的に重なり合っ
た際は、その車両の周波数ピークの帯域幅が広がった様
な形状になるため、車両を非車両と判断し検出できなく
なる。
However, in such a conventional example, when the frequency peak of the system noise and the frequency peak of the vehicle overlap in frequency due to the influence of the system noise in the electromagnetic wave measuring section, for example. Since the vehicle has a shape in which the bandwidth of the frequency peak of the vehicle is widened, the vehicle cannot be determined and detected as a non-vehicle.

【0015】これを図14により説明すると、まず同図
(a) に示すように、車両である反射物体に対する周波数
ピークとガードレール等の停止物体に対する周波数ピー
クおよびシステムノイズピークが、周波数的に分離され
ている際は、各々のピーク周波数帯域幅より、車両と停
止物体との識別は可能となる。
This will be described with reference to FIG.
As shown in (a), when the frequency peak for a reflective object that is a vehicle, the frequency peak for a stationary object such as a guardrail, and the system noise peak are separated in terms of frequency, the peak frequency bandwidth of each It is possible to discriminate between the stationary object and the stationary object.

【0016】しかしながら、同図(b) に示すように、シ
ステムの熱特性等でシステムノイズレベルが高まり、同
時にその周波数帯域が広まり、また車両の移動に応じて
そのピーク周波数は移動することにより、ノイズピーク
と車両ピークが周波数的に重なり合った際は、その重な
ったピークの帯域幅は広まり、車両とガードレールの識
別は不可能となってしまう欠点があった。
However, as shown in FIG. 2B, the system noise level is increased due to the thermal characteristics of the system, the frequency band is widened at the same time, and the peak frequency is moved according to the movement of the vehicle. When the noise peak and the vehicle peak overlap in frequency, the bandwidth of the overlapped peak is widened, and there is a drawback that the vehicle and the guardrail cannot be distinguished.

【0017】そこで本発明は、FM−CW波を発射波と
して送信し、反射物体で反射した受信波を該発射波と混
合してビート信号を生成し、該ビート信号を周波数分析
して該反射物体との相対速度及び距離を計測することに
より障害物を検知する装置において、システムノイズ等
の影響を受けずに車両とガードレールや防音壁等の停止
物体とを正確に区別できるようにすることを目的とす
る。
Therefore, according to the present invention, the FM-CW wave is transmitted as the emission wave, the reception wave reflected by the reflecting object is mixed with the emission wave to generate a beat signal, and the beat signal is subjected to frequency analysis to perform the reflection. In an apparatus that detects obstacles by measuring the relative speed and distance to an object, it is possible to accurately distinguish between a vehicle and a stopped object such as a guardrail or a sound barrier without being affected by system noise. To aim.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段及び作用】(1)本発明の着眼点の説明:図3〜図6 まず、図3に示す如く、FM−CW波を発射波として送
出する車両(以後、自車という)Aに対してガードレー
ルGR(又は防音壁)は「停止物体」である。従って、
自車走行中の一定周期毎の各計測(距離・相対速度)に
おいては、相対速度は自車Aと同一かつ接近方向にあ
る。
[Means and Actions for Solving the Problems] (1) Description of Points of Interest of the Present Invention: FIGS. 3 to 6 First, as shown in FIG. 3, a vehicle that transmits an FM-CW wave as a launch wave (hereinafter, The guardrail GR (or soundproof wall) is a "stopped object" for A). Therefore,
In each measurement (distance / relative speed) at regular intervals while the vehicle is traveling, the relative speed is the same as that of the vehicle A and in the approaching direction.

【0019】従って、車両と停止物体とは計測した相対
速度と自車Aの実際の速度とが実質的に同じで接近して
いる方向にあることが分かったときには、電波反射物体
は車両ではなく停止物体と判断することができ、そうで
ないときには車両であると判断することができる。
Therefore, when it is found that the measured relative speed of the vehicle and the stationary object are substantially the same as the actual speed of the host vehicle A, the radio wave reflecting object is not the vehicle but the approaching direction. It can be determined as a stationary object, and if not, it can be determined as a vehicle.

【0020】しかしながら、停止物体にはガードレール
GRの他に図4に示すような停止物体Cが存在するの
で、これらを識別する必要もある。
However, in addition to the guardrail GR as the stopped object, there is a stopped object C as shown in FIG. 4, and it is necessary to identify these.

【0021】ここで、自車Aの走行方向はガードレール
GRのコーナ内においては常にコーナの曲線に対して接
線方向に向いている。
Here, the traveling direction of the vehicle A is always tangential to the curve of the corner in the corner of the guardrail GR.

【0022】従って幾何学的関係から、自車Aからガー
ドレールGRまでの距離は、今回の自車位置P1での計
測値L1と次回の自車位置P2での計測値L2とでは同
一の距離を示す(L1=L2)。
Therefore, from the geometrical relationship, the distance from the vehicle A to the guardrail GR is the same distance between the measured value L1 at the current vehicle position P1 and the measured value L2 at the next vehicle position P2. (L1 = L2).

【0023】但し、この場合、図3に示したガードレー
ルGR(又は防音壁)は、マクロ的には理想的な弧を描
いているが、ミクロ的には図4に示すように短い直線の
連続から構成されており、各直線部分は更に図5に示す
ようにガードレールGR(又は防音壁)の理想的な弧A
RCとガードレールGR自身とは長さΔdだけ短くなっ
ている。
In this case, however, the guardrail GR (or soundproof wall) shown in FIG. 3 draws an ideal arc macroscopically, but microscopically, it is a continuous short straight line as shown in FIG. And each straight line portion is an ideal arc A of the guardrail GR (or soundproof wall) as shown in FIG.
RC and the guardrail GR itself are shortened by a length Δd.

【0024】従って、図6に示すように、自車Aと各計
測毎のガードレールGRとの距離の軌跡T1は、微妙に
一定範囲内で揺らぐことになる。これは、レーダ原理式
における距離成分が計測毎には一定ではなくなるためで
ある。
Therefore, as shown in FIG. 6, the locus T1 of the distance between the vehicle A and the guardrail GR for each measurement slightly fluctuates within a fixed range. This is because the distance component in the radar principle formula is not constant for each measurement.

【0025】また、ガードレールGRは上記のように停
止物体の一種であるが、図4に示すような停止物体Cと
も区別する必要がある。この場合の停止物体Cは軌跡T
2に示すように計測距離が徐々に短くなって行く特性が
あり、ガードレールGRのように過去の計測結果が揺ら
いでいても平均するとほぼ同じ様な値を示すのとは異な
っていることが分かる。また、車両は自車と同じような
速度で走行していれば軌跡T3のようになる。
Although the guardrail GR is a kind of the stopped object as described above, it must be distinguished from the stopped object C as shown in FIG. In this case, the stopped object C is the trajectory T
As shown in Fig. 2, there is a characteristic that the measurement distance gradually becomes shorter, and it is different from the fact that even if the past measurement results fluctuate, the average value is almost the same as in the case of the guardrail GR. . If the vehicle is traveling at the same speed as the own vehicle, the locus becomes as shown by the trajectory T3.

【0026】(2)手段 この性質により、各回の計測情報を観察し、この計測情
報から予測した情報と該計測情報との相関関係から車両
とガードレール(又は防音壁)と停止物体との識別が可
能となる。
(2) Means By this property, the measurement information of each time is observed, and the correlation between the information predicted from this measurement information and the measurement information allows the vehicle, the guardrail (or sound barrier), and the stopped object to be identified. It will be possible.

【0027】このため本発明では、計測した相対速度及
び距離から次回の相対速度及び距離を予測しその結果を
記憶する記憶部と、車速センサと、計測した相対速度が
該センサによる実際の車速と接近方向で同じとき該反射
物体が車両であると判定し、それ以外のときには計測距
離と予測距離との誤差が一定値以上であり且つ過去の計
測した複数の距離が実質的に一定であるときには該反射
物体がガードレールか又は防音壁と判定すると共にそれ
以外のときには該反射物体がガードレール以外の停止物
であると判定する判定部と、を備えている。
Therefore, in the present invention, the storage unit for predicting the next relative speed and distance from the measured relative speed and distance and storing the result, the vehicle speed sensor, and the measured relative speed are the actual vehicle speed by the sensor. It is determined that the reflecting object is a vehicle when the approaching direction is the same, and otherwise the error between the measured distance and the predicted distance is equal to or greater than a certain value and the plurality of distances measured in the past are substantially constant. And a determination unit that determines that the reflective object is a guardrail or a soundproof wall and that otherwise determines that the reflective object is a stationary object other than the guardrail.

【0028】(3)作用 本発明においては、まず、前回の計測情報である反射物
体の相対速度と距離を記憶部に記憶する。そして、計測
した相対速度と距離の前回の計測値から次回の相対速度
と距離を予測する。
(3) Operation In the present invention, first, the relative velocity and distance of the reflecting object, which is the previous measurement information, is stored in the storage unit. Then, the next relative speed and distance are predicted from the measured values of the relative speed and distance measured last time.

【0029】記憶部に記憶した各回の予測相対速度が実
質的に自車の実際の車速と接近方向において同じである
か否かを判定し、同じでないときは図6の軌跡T3に示
すように該反射物体が前方車両であると判定する。
It is determined whether or not the predicted relative speed for each time stored in the storage unit is substantially the same as the actual vehicle speed of the host vehicle in the approaching direction. If they are not the same, as shown by the locus T3 in FIG. It is determined that the reflecting object is a vehicle ahead.

【0030】各回の予測相対速度が実質的に実車速と同
じであると判定したときには、更に各回の距離予測値が
各回の距離予測値より一定値以上異なっているか否かを
判定し、該一定値以下であれば該反射物体は図6の軌跡
T2に示すようにガードレール以外の停止物体であると
判定する。
When it is determined that the predicted relative speed at each time is substantially the same as the actual vehicle speed, it is further determined whether or not the distance predicted value at each time is different from the distance predicted value at each time by a certain value or more, and the constant value is determined. If it is less than the value, it is determined that the reflecting object is a stopped object other than the guardrail, as shown by the trajectory T2 in FIG.

【0031】また、距離計測値が各回の距離予測値より
一定値以上異なっていると判定したときには、図6の軌
跡T1に示すように揺らいでいるか否かを判定するた
め、更に過去の複数の距離計測値が実質的に同じである
か否かを判定し、同じであるときは該反射物体が停止物
体中のガードレールであると判定する。
Further, when it is determined that the distance measurement value is different from the distance prediction value of each time by a predetermined value or more, it is determined whether or not it is fluctuating as shown by the trajectory T1 in FIG. It is determined whether or not the distance measurement values are substantially the same, and when they are the same, it is determined that the reflective object is the guardrail in the stationary object.

【0032】このように本発明では、毎回の計測値を記
憶し、計測相対速度と実車速との関係から車両と停止物
体との識別を行うと共に、複数回分の距離計測値の相関
をとることでガードレール(又は防音壁)とそれ以外の
停止物体との識別が可能となる。
As described above, in the present invention, the measured value for each time is stored, the vehicle and the stopped object are identified from the relationship between the measured relative speed and the actual vehicle speed, and the distance measured values for a plurality of times are correlated. It is possible to distinguish between the guardrail (or soundproof wall) and other stationary objects.

【0033】[0033]

【実施例】図1は、本発明に係る障害物検知装置の実施
例をブロック図で示したものであり、図中、1は送信ア
ンテナ、2は送信回路、3はVCO(電圧制御発振器)
を含む変調回路、4は受信アンテナ、5は受信回路、そ
して、6はミキサーを示しており、送信回路2と変調回
路3とで図5に示した電波発信装置21に対応してお
り、受信回路5は同じく電波受信装置22に対応してい
る。
1 is a block diagram showing an embodiment of an obstacle detecting apparatus according to the present invention, in which 1 is a transmitting antenna, 2 is a transmitting circuit, and 3 is a VCO (voltage controlled oscillator).
5 is a receiving antenna, 5 is a receiving circuit, and 6 is a mixer. The transmitting circuit 2 and the modulating circuit 3 correspond to the radio wave transmitting device 21 shown in FIG. The circuit 5 also corresponds to the radio wave receiving device 22.

【0034】また、変調回路3に与える信号は信号生成
回路8によって生成され、この信号生成回路8は同期信
号生成回路9からのクロック信号を常に受けており、更
にROM又はRAMから成る変調パターン記憶部11に
記憶されている三角形状と直線部から成る変調パターン
を受けて図12に示すような変調波を生成している。
Further, the signal given to the modulation circuit 3 is generated by the signal generation circuit 8, which constantly receives the clock signal from the synchronization signal generation circuit 9, and further stores the modulation pattern composed of ROM or RAM. The modulated wave composed of the triangular shape and the linear part stored in the section 11 is received to generate a modulated wave as shown in FIG.

【0035】また、ミキサー6の出力信号は、復調回路
7に与えられる様になっており、この復調回路7の出力
信号は復調信号分離回路12に与えられて信号分離され
更にディジタル信号として周波数解析・信号処理部13
に送られ、その解析結果が判定部としてのCPU10に
与えられて判定信号を出力するものである。
The output signal of the mixer 6 is supplied to the demodulation circuit 7. The output signal of the demodulation circuit 7 is supplied to the demodulation signal separation circuit 12 to be signal-separated and further frequency analyzed as a digital signal.・ Signal processing unit 13
Is sent to the CPU 10 and the analysis result is given to the CPU 10 as a determination unit to output a determination signal.

【0036】尚、復調信号分離回路12も同期信号生成
回路9からの同期信号を受ける様に構成されている。
The demodulation signal separation circuit 12 is also configured to receive the synchronization signal from the synchronization signal generation circuit 9.

【0037】更に14は計測されたデータ及びCPU1
0によって予測計算(後述)されたデータを格納してお
く記憶部であり、15は実車速を検出する車速センサで
ある。
Further, 14 is the measured data and the CPU 1.
Reference numeral 15 is a storage unit that stores data that is predicted and calculated (described later) by 0, and 15 is a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed.

【0038】次に上記の実施例の動作を図2に示したフ
ローチャートを参照して以下に説明する。
The operation of the above embodiment will be described below with reference to the flow chart shown in FIG.

【0039】ステップS1:まず、この測定装置では、
CPU10が変調パターン記憶部11に対して変調パタ
ーンの出力を指示すると記憶部11からは図12に示す
ような変調信号のデータを信号生成回路8に出力する。
Step S1: First, in this measuring device,
When the CPU 10 instructs the modulation pattern storage unit 11 to output the modulation pattern, the storage unit 11 outputs the data of the modulation signal as shown in FIG. 12 to the signal generation circuit 8.

【0040】これを受けて信号生成回路8では変調信号
データをアナログ信号aに変換し、変調回路(VCO)
3へ送り、その三角形状の周波数変調を受けた信号bと
して送信回路2及び送信アンテナ1を介して送信する。
尚、これらの変調パターンはCPU等によりプログラム
型可変データとしてもよい。
In response to this, the signal generation circuit 8 converts the modulation signal data into the analog signal a, and the modulation circuit (VCO)
3 and the signal b subjected to the triangular frequency modulation is transmitted via the transmission circuit 2 and the transmission antenna 1.
Incidentally, these modulation patterns may be program type variable data by a CPU or the like.

【0041】受信アンテナ4で受信された受信波は、受
信回路5により電磁波が電気信号に変換されミキサー6
で、発射波とその受信波の合成が行われる。この合成さ
れた信号は復調回路7へ送られ、そこでビート信号cに
変換される。
The reception wave received by the reception antenna 4 is converted into an electric signal by the reception circuit 5 and converted into an electric signal by the mixer 6.
Then, the emitted wave and its received wave are combined. This combined signal is sent to the demodulation circuit 7, where it is converted into a beat signal c.

【0042】このビート信号cは復調信号分離回路12
において、同期信号生成回路9からの同期信号に基づき
復調信号を分離し、その情報を周波数解析・信号処理部
13へ送る。
This beat signal c is a demodulation signal separation circuit 12
In, the demodulation signal is separated based on the synchronization signal from the synchronization signal generation circuit 9, and the information is sent to the frequency analysis / signal processing unit 13.

【0043】ステップS2:この周波数解析・信号処理
部13では、復調信号の上昇側及び下降側部分とに対し
てFFT演算を行うことより、上述の如く前方障害物と
の距離及び相対速度に応じた周波数にスペクトラムのピ
ークが存在する(図13参照)。
Step S2: In the frequency analysis / signal processing unit 13, the FFT calculation is performed on the rising side and the falling side of the demodulated signal, so that the distance and the relative speed with respect to the front obstacle are determined as described above. There are spectrum peaks at different frequencies (see FIG. 13).

【0044】ステップS3:この場合のFFT解析され
た変調部の上昇側ビート周波数fupと下降側ビート周波
数fdnを組合せて上記の式(2)に代入して、距離周波
数fr及び相対速度周波数fdを算出し、更に式(1)と
(2)により電波反射物体の相対速度V及び距離Rが求
められる。
Step S3: Combine the rising beat frequency f up and falling beat frequency f dn of the FFT-analyzed modulator in this case and substitute them in the above equation (2) to obtain the distance frequency f r and the relative speed. The frequency f d is calculated, and then the relative velocity V and the distance R of the radio wave reflecting object are obtained by the equations (1) and (2).

【0045】このようにして求めた相対速度V及び距離
Rの「5回」に渡るデータの一例が図7(a)(左側)
に示されている。尚、計測対象は、図4に示したように
「車両」と「ガードレール(又は防音壁)」と「停止物
体」であるが、図7で計測値データが「近」、「中」、
「遠」と別れているのは、FM−CW方式では1回の計
測で複数の障害物の相対速度と距離が同時に得られるの
で、計測したままでは反射物体が何であるか識別できな
いためである。
An example of the data of the relative velocity V and the distance R thus obtained "5 times" is shown in FIG. 7 (a) (left side).
Is shown in. The measurement targets are “vehicle”, “guardrail (or soundproof wall)”, and “stopped object” as shown in FIG. 4, but the measured value data in FIG. 7 are “near”, “medium”,
"Far" is parted because the FM-CW method can obtain the relative speed and distance of a plurality of obstacles at the same time by one measurement, and therefore it is impossible to identify what the reflecting object is as it is. .

【0046】ステップS4:CPU10は上記の様にス
テップ3で求めた相対速度と距離の計測データを記憶部
14に記憶する。
Step S4: The CPU 10 stores the relative speed and distance measurement data obtained in step 3 in the storage unit 14 as described above.

【0047】ステップS5:更にCPU10は車速セン
サ15から自車速信号を取り込む。
Step S5: Further, the CPU 10 fetches the own vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 15.

【0048】ステップS6:ステップS4において記憶
部14に記憶した相対速度と距離の計測データから次回
計測する時の距離及び相対速度を予測する。
Step S6: The distance and relative speed for the next measurement are predicted from the relative speed and distance measurement data stored in the storage unit 14 in step S4.

【0049】ここで、計測値から求められる予測値の計
算式が図8に示されており、図示の一般計算式の様に、
予測距離は前回の距離計測値と相対速度計測値とサンプ
リングタイムΔt(図2のフローチャートを定期的に実
行する周期)とによって計算することが出来、また相対
速度は前回の相対速度と前々回の相対速度の計測値とサ
ンプリング時間Δtとによって求めることが出来る。
Here, the calculation formula of the predicted value obtained from the measured value is shown in FIG. 8, and like the general calculation formula shown,
The predicted distance can be calculated from the previous distance measurement value, the relative speed measurement value, and the sampling time Δt (the cycle in which the flowchart of FIG. 2 is periodically executed), and the relative speed is the previous relative speed and the last two times. It can be obtained from the measured speed value and the sampling time Δt.

【0050】この様にして図7(a)に示した計測デー
タから予測したデータが同図(b)(右側)に示されて
おり、「近」データに対する予測値は予測値となり、
「中」データに対する予測値は予測値となり、そして
「遠」データに対する予測値は予測値となっている。
尚、同図中、×印は予測不可状態にあることを示してい
る。
Data predicted in this way from the measurement data shown in FIG. 7A is shown in FIG. 7B (right side), and the predicted value for "near" data is the predicted value.
The predicted value for the "medium" data is the predicted value, and the predicted value for the "far" data is the predicted value.
In addition, in the same figure, the mark x indicates that it is in the unpredictable state.

【0051】ステップS7:上記のステップS6で求め
た予測距離及び予測相対速度を記憶部14に記憶する。
Step S7: The predicted distance and predicted relative speed obtained in step S6 are stored in the storage unit 14.

【0052】ステップS8:上記の様に記憶部14に記
憶した計測データ及び予測データ(図7)を再び記憶部
14から取り出して以下の判定を行う。
Step S8: The measurement data and prediction data (FIG. 7) stored in the storage unit 14 as described above are again retrieved from the storage unit 14 and the following judgment is made.

【0053】ステップS9:ここでは、ステップS5で
取り込んだ自車速に対して記憶部14から取り出した相
対速度の計測値(図7(a))が接近方向(負)であっ
てほぼ等しいか否かを判定する。
Step S9: Here, it is determined whether or not the measured value of the relative speed (FIG. 7A) extracted from the storage unit 14 is substantially equal to the own vehicle speed acquired in step S5 in the approach direction (negative). To determine.

【0054】この結果、自車速が72Km/hであるとすれ
ば、相対速度が「−72」である「近」データと「中」
データとが停止物又はガードレールであることを示して
おり、これら以外の「遠」データの相対速度が「0」と
なっているので、この「遠」データを車両と判断する
(ステップS10)。これは、図6の車両軌跡T3から
も分かる。
As a result, if the vehicle speed is 72 Km / h, the "near" data and the "medium" data in which the relative speed is "-72" are given.
The data indicates that it is a stationary object or a guardrail, and the relative speed of the "far" data other than these is "0", so this "far" data is determined to be a vehicle (step S10). This can be seen from the vehicle trajectory T3 in FIG.

【0055】ステップS11:上記のステップS9で車
両と車両以外の停止物とが区別されたが、さらに停止物
とガードレールとを識別するため、予測値とその回の計
測における計測値との誤差が大きいか否かを判定する。
Step S11: Although the vehicle and the stopped object other than the vehicle were distinguished in the above step S9, since the stopped object and the guardrail are further distinguished, an error between the predicted value and the measured value in the measurement at that time is generated. It is determined whether it is large or not.

【0056】即ち、例えば図7の例において2回目の予
測値〜の内の予測値のデータ「38」は2回目の
計測値に対応するデータが無く、又、計測値における2
回目の「近」データに対応する2回目の予測値には予
測値が見当たらない。
That is, for example, in the example of FIG. 7, the predicted value data "38" out of the second predicted value does not have data corresponding to the second measured value, and the measured value is "2".
No predicted value is found in the second predicted value corresponding to the “near” data for the second time.

【0057】一方、2回目の予測値のデータ「40」
は2回目の計測値の「中」データ「40」と一致してお
り、図6の軌跡T2に示すように今回の予測値と前回の
計測値とが大きく異なっていないのでこの場合の電波反
射物体はガードレール以外の「停止物」と判断される
(ステップS12)。
On the other hand, the second predicted value data "40"
Coincides with the "medium" data "40" of the second measurement value, and the predicted value of this time and the previous measurement value are not significantly different as shown by the trajectory T2 in FIG. 6, so the radio wave reflection in this case The object is determined to be a "stopped object" other than the guardrail (step S12).

【0058】この様に、計測した距離がその予測値より
ずれているものを取り出せば少なくとも「停止物」では
ないと判断することが出来、これは、4回目の計測値の
「中」データ「38」が該当し、更に、5回目の「中」
データ「40」が同様にして停止物ではないと判断する
ことが出来る。
In this way, if the measured distance deviates from the predicted value, it can be judged that it is not at least a "stopped object", which is the "medium" data "of the fourth measured value". 38 ”corresponds, and the fifth“ middle ”
Similarly, it can be determined that the data “40” is not a stopped object.

【0059】ステップS13:この様に、ガードレール
での計測の状況によっては一時的に停止物と同様のデー
タを示すことがあるので、ここでは、計測距離の過去の
データからその変化を参照して停止物かガードレールか
を区別する。
Step S13: As described above, the same data as that of a stopped object may be temporarily displayed depending on the situation of measurement on the guardrail, so here, the change is referred to from the past data of the measured distance. Distinguish between stops and guardrails.

【0060】即ち、2回目のデータにおいて、予測値
のデータ「38」は計測値の「近」データ「40」とは
大きく異なっているが、3回目の予測値と計測値とを比
較すると共に「38」となっており、これは予測値だ
けでなく予測値についてもそれぞれ「近」データと
「中」データとがデータ「38」として一致している
が、計測値のデータを1回目、2回目、3回目と縦方向
に比較してみると「近」データの方が「中」データより
ほぼ一定であることが判るので、この「近」データの3
回目の値「38」はガードレールであると判定する事が
出来る(ステップS14)。
That is, in the second data, the predicted value data "38" is significantly different from the measured value "near" data "40", but the third predicted value is compared with the measured value. It is "38", which means that the "near" data and the "medium" data match not only the predicted value but also the predicted value as the data "38". When comparing the second time and the third time in the vertical direction, it can be seen that the “near” data is more constant than the “medium” data.
It is possible to determine that the value of the third time "38" is a guardrail (step S14).

【0061】上記の様にして判定して得られた結果が図
9に示されており、この図9のデータと図7のデータと
を対応させるため、ガードレールについては△印を付
し、停止物については○印を付して識別している。
FIG. 9 shows the result obtained by the judgment as described above. In order to make the data of FIG. 9 correspond to the data of FIG. 7, the guard rail is marked with a triangle and stopped. Items are identified with a circle.

【0062】尚、本発明では、計測データの相関を取っ
ているので、各計測→周波数解析に要する時間は極短時
間でなければならない。しかし高速なCPUの出現と、
要求される計測回数は3〜4回程度で十分なことによ
り、数十ミリ秒程度で実現できる。仮に、100[msec]
要したとしても、時速150[Km/h]で走行する車両が
4.2[m] 程進む距離に相当するので充分実用に耐え得
る。
Since the measurement data is correlated in the present invention, the time required for each measurement → frequency analysis must be extremely short. However, with the advent of high-speed CPU,
Since the required number of measurements is about 3 to 4 times, it can be realized in about several tens of milliseconds. Temporarily, 100 [msec]
Even if it is required, a vehicle traveling at a speed of 150 [Km / h] is equivalent to a traveling distance of 4.2 [m], which is sufficiently practical.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る障害
物検知装置によれば、計測した相対速度と距離から次回
の相対速度と距離を予測して記憶しておき、計測した相
対速度が実際の車速と接近方向で実質的に同じでない
時、反射物体を車両であると判定し、これ以外の時には
計測距離と予測距離との誤差が一定値以上であり且つ過
去の計測した複数の距離が実質的に一定である時にはガ
ードレールか又は防音壁と判定するとともにこれら以外
の時にはガードレール以外の停止物であると判定するよ
うに構成したので、今回の予測値と過去の複数の計測値
との相関をとることになり、ノイズの影響を受けない形
で車両とガードレールとガードレール以外の停止物とを
判定することが可能となる。
As described above, according to the obstacle detecting device of the present invention, the next relative speed and distance are predicted and stored from the measured relative speed and distance, and the measured relative speed is calculated. When the actual vehicle speed and the approaching direction are not substantially the same, it is determined that the reflecting object is a vehicle, and in other cases, the error between the measured distance and the predicted distance is a certain value or more and a plurality of distances measured in the past. Is determined to be a guardrail or a sound barrier while it is substantially constant, and is determined to be a stopped object other than the guardrail in other cases, so that the predicted value of this time and a plurality of past measured values Since the correlation is obtained, it is possible to determine the vehicle, the guardrail, and the stopped object other than the guardrail without being affected by noise.

【0064】また、このような判定結果を用いて警報動
作を行う場合には、誤警報を減らすことができ、警報動
作がより正確となる。
Further, when the alarm operation is performed using such a determination result, false alarms can be reduced, and the alarm operation becomes more accurate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る障害物検知装置の実施例を示した
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an obstacle detection device according to the present invention.

【図2】本発明に係る障害物検知装置に用いるCPUに
格納され且つ実行される障害物検知処理のフローチャー
ト図である。
FIG. 2 is a flow chart diagram of an obstacle detection process which is stored and executed in a CPU used in the obstacle detection device according to the present invention.

【図3】本発明に係る障害物検知装置の動作においてガ
ードレールのコーナー内の自車の向きと計測の様子を示
した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the orientation of the vehicle in the corner of the guardrail and how the measurement is performed in the operation of the obstacle detection device according to the present invention.

【図4】本発明に係る障害物検知装置の測定例を示した
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a measurement example of an obstacle detection device according to the present invention.

【図5】本発明に係る障害物検知装置の原理を説明する
ために実際のガードレール部分を示した図である。
FIG. 5 is a view showing an actual guardrail portion for explaining the principle of the obstacle detection device according to the present invention.

【図6】本発明に係る障害物検知装置における計測距離
の軌跡の例を示したグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing an example of a locus of measured distance in the obstacle detection device according to the present invention.

【図7】本発明に係る障害物検知装置の計測値と予測値
のデータを示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing data of measured values and predicted values of the obstacle detection device according to the present invention.

【図8】本発明に係る障害物検知装置における計測値と
予測値との関係を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between measured values and predicted values in the obstacle detection device according to the present invention.

【図9】本発明に係る障害物検知装置によって判定され
た結果を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a result determined by the obstacle detection device according to the present invention.

【図10】従来から一般的に知られたFM−CW波を用
いた障害物検知装置を概略的に示したブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram schematically showing an obstacle detection device using an FM-CW wave, which is generally known in the past.

【図11】図10に示した障害物検知装置を平面的に示
したブロック図である。
11 is a block diagram showing the obstacle detection device shown in FIG. 10 in a plan view.

【図12】従来例の送受信波形図である。FIG. 12 is a transmission / reception waveform diagram of a conventional example.

【図13】変調周波数のスペクトラムを示した波形図で
ある。
FIG. 13 is a waveform diagram showing a spectrum of a modulation frequency.

【図14】従来例の欠点を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a drawback of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信アンテナ 2 送信回路 3 変調回路 4 受信アンテナ 5 受信回路 6 ミキサー 7 復調回路 8 信号生成回路 9 同期信号生成回路 10 CPU 11 変調パターン記憶部 12 復調信号分離回路 13 周波数解析・信号処理部 14 データ記憶部 15 車速センサ 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 1 Transmission Antenna 2 Transmission Circuit 3 Modulation Circuit 4 Reception Antenna 5 Reception Circuit 6 Mixer 7 Demodulation Circuit 8 Signal Generation Circuit 9 Synchronous Signal Generation Circuit 10 CPU 11 Modulation Pattern Storage Unit 12 Demodulation Signal Separation Circuit 13 Frequency Analysis / Signal Processing Unit 14 Data Storage unit 15 vehicle speed sensor In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 FM−CW波を発射波として送信し、反
射物体で反射した受信波を該発射波と混合してビート信
号を生成し、該ビート信号を周波数分析して該反射物体
との相対速度及び距離を計測することにより障害物を検
知する装置において、 該計測した相対速度及び距離から次回の相対速度及び距
離を予測しその結果を記憶する記憶部と、車速センサ
と、計測した相対速度が該センサによる実際の車速と接
近方向で実質的に同じでないとき該反射物体が車両であ
ると判定し、それ以外のときには計測距離と予測距離と
の誤差が一定値以上であり且つ過去の計測した複数の距
離が実質的に一定であるときには該反射物体がガードレ
ールか又は防音壁と判定すると共にそれ以外のときには
該反射物体がガードレール以外の停止物であると判定す
る判定部と、を備えたことを特徴とする障害物検知装
置。
1. An FM-CW wave is transmitted as a launch wave, a reception wave reflected by a reflecting object is mixed with the launch wave to generate a beat signal, and the beat signal is subjected to frequency analysis to obtain a beat signal from the reflecting object. In an apparatus for detecting an obstacle by measuring a relative speed and a distance, a storage unit that predicts the next relative speed and distance from the measured relative speed and distance and stores the result, a vehicle speed sensor, and a measured relative speed When the speed is not substantially the same as the actual vehicle speed by the sensor in the approach direction, it is determined that the reflective object is a vehicle, and in other cases, the error between the measured distance and the predicted distance is equal to or greater than a certain value and the past When the plurality of measured distances are substantially constant, it is determined that the reflective object is a guardrail or a sound barrier, and otherwise the reflective object is a stationary object other than the guardrail. That the determination unit, the obstacle detecting device characterized by comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014071012A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Daimler Ag Control object detection device and emergency automatic braking system

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