JPH07234282A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度の良い自動測距を可能とする。 【構成】 パルス信号送出手段によってパルス信号を所
定の送出回数だけ周期的に外部へ送出し、このパルス信
号が物標に反射して返って来る方向からの信号を受信手
段によって連続的に受信して２値化し、この２値化受信
信号を加算手段によってパルス信号送出手段の信号送出
タイミングからの経過時間を異ならせた複数のサンプリ
ング点毎に所定の送出回数分ずつ加算する。この加算処
理が終了すれば、判定手段によって、加算手段の求めた
各サンプリング点の加算値を所定の閾値と比較し、所定
の閾値よりも大きい加算値を与えるサンプリング点に対
応する距離を前方の物標までの距離として算出する。こ
こで、自車速測定手段によって当該装置が搭載されてい
る車両の速度を検出し、その速度に応じて受信手段の、
受信利得を増減調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、先行車の存在とその
先行車までの距離とを自動的に検出する車両用レーダ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用レーダ装置としては、図２
９に示す装置が知られている。この装置は、自車両の前
方に例えば電波やレーザ光等のパルス信号を送出した時
から、先行車から反射されるパルス信号を受信するまで
の時間の計測結果に基づいて車間距離を演算するもので
ある。

【０００３】パルス信号送出手段１は、前方の車両へ向
けて電波やレーザ光等のパルス信号を送出し、反射パル
ス信号受信手段２は、前方の車両から反射して来るパル
ス信号を受信して電気信号に変換する。また、制御手段
３は、パルス信号の送出タイミングを制御し、時間計測
手段４は、制御手段３の指令に基づいてパルス送出タイ
ミングから反射パルスを受信するまでの時間をカウント
して測定する。

【０００４】図３０は各種信号のタイミングチャートで
あり、トリガ信号（１）は、所定間隔Ｔｒ毎の一定周期
で制御手段３からパルス信号送出手段１に繰り返し出力
される信号である。送出パルス信号（２）は、パルス信
号送出手段１から出力される信号であり、トリガ信号
（１）に同期して出力される。受信パルス信号（３）
は、反射パルス信号受信手段２において外部の物標から
反射して返ってきたパルス信号であり、受信パルス信号
（３）の振幅が所定の閾値Ｖthを超えた時、反射パルス
信号受信手段２により検出信号が出力される。一方、ク
ロックパルス（４）は、時間計測手段４により、パルス
信号（２）が送出されてから検出信号が出力されるまで
の時間をカウントするための信号であり、一定期間の
間、間隔△ｔ毎に出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のレーダ装置では以下のような問題がある。す
なわち、反射パルスの受信信号には通常、内部雑音や外
来雑音が含まれており、反射パルス検出のための閾値は
このような雑音の影響で誤検出することのないよう比較
的高い値に設定する必要がある。一般に雑音はガウス分
布に従うランダム雑音と見なしてよく、雑音の瞬時振幅
をｎとすると、その確率分布Ｐ（ｎ）は図３１に示すよ
うに平均値がゼロで、分散がσ2 のガウス分布を呈する
確率密度定数となる。ここでσは標準偏差である。この
ときの確率密度関数Ｐ（ｎ）は（１）式で表される。

【数１】

【０００６】上記（１）式においてσ2 は雑音電力に相
当し、σはその実効値に相当する。振幅ｓの信号に上記
のような雑音が加わった時の確率密度関数Ｐ（ｎ−ｓ）
は（２）式で表される。

【数２】

【０００７】したがっていま、所望の距離からの反射パ
ルスを９９、８５％の確率で正しく検出するためには、
図３１に示すように閾値を３σにとり、信号の振幅が閾
値よりもさらに３σ高い、すなわち雑音の実効値σより
も６倍（ＳＮ比にして１５．６ｄＢ）高いピーク信号が
得られるよう送出するパルス信号出力を設定すれば良
い。しかし、レーダ装置の場合、受信信号のレベルはい
わゆるレーダ方程式より距離の４乗に比例して減衰する
ことが知られており、測距（検知）距離を長くとるため
には大出力で極めてコストが高い特殊な発信デバイスあ
るいは発光デバイスが必要となる。また、高出力化にか
えて受信強度を上げようとするとアンテナの開口面積あ
るいは受光面積を大きくする必要があるため、レーダヘ
ッドの形状と重量が共に大きくなり、特に自動車の車間
距離検知レーダ装置へ適用しようとすると車両搭載性が
極めて悪くなるという問題がある。さらに人体へ照射さ
れたときの安全性の確保の観点から出力は安全基準以下
に制限されるため、所望の検知能力を得ることは難し
い。

【０００８】一方、微弱な信号を検出するため、受信感
度を大幅に改善する手段として特公平１−４６０３４、
特公平２−２１０６に示すような方法が提案されてい
る。これはロランＣ信号のような一定の繰り返し周期を
もつ受信信号に対し、信号が正か負かを表す２値化信号
に変換してサンプリングし、マイクロコンピュータによ
って一定時間の間ＲＡＭメモリに反復して加算記憶した
後、メモリ内容から信号の有無とＳＮ比及びその時間位
置を検出するようにしたもので、ＳＮ比を加算により大
幅に改善することができ、微弱な受信信号の検出が可能
になる。

【０００９】しかし、この従来例の構成は、ロランＣ信
号のような比較的繰り返し周期が長く、信号の検出に要
する時間も比較的長くてもよい場合には適しているが、
レーダ信号受信に適用しようとすると、以下のような問
題点がある。

【００１０】すなわち、レーダ信号の受信強度は上述の
ように距離の４乗に比例して減衰するため、検知距離を
２倍にするためには１６倍の感度向上が必要になる。と
ころが加算による感度改善量は加算数の１／２乗に比例
するため、１６倍の感度向上を図るためには加算回数を
１６2 ＝２５６倍に増やす必要がある。送出パルス送出
繰り返し周期は極力短くしなければならないが、従来の
方法では加算と記憶にマイクロコンピュータでＲＡＭメ
モリを制御していたため、マイクロコンピュータのクロ
ックタイムと命令サイクルでサンプリングと加算に要す
る時間が決まってしまい、これにより送出パルスの送出
繰り返し周期が制限され、加算数を大幅に増やすことに
よる感度向上には限界がある。

【００１１】また、上述したレーダ装置を自動車の追突
警報装置に適用する場合、以下のような問題が生じる。
すなわち同様のレーダ装置を搭載した対向車がこちらに
対向して送出する場合、自車両から送出するパルス信号
と対向車から送出されるパルス信号とが互いに干渉しあ
い、正常な測距を行うことができなくなる恐れがある。

【００１２】なお、正常な測距を害するのは、対向車の
パルス信号ばかりではなく、自車両のエンジンのスパー
ク雑音や、ヘッドライト、エアコン、ワイパ等の電装品
の電源のＯＮ・ＯＦＦによる雑音、あるいは電源電圧の
変動、さらには日照の変化、トンネルへの進入等の環境
変化による雑音が原因になることもある。すなわち、こ
れら自車両の雑音が外部からの雑音と共鳴して検出レベ
ルを大きくし、あらかじめ設定された閾値を超えてしま
い、実際には存在しない物標の反射パルスと誤ることが
あり得る。

【００１３】また一方、本願出願人が特願平３−１７１
３８０に示すように、前方車両への近接状況に応じて警
報報知する場合、車間距離だけでなく相対速度が必要に
なるが、従来のレーダ装置で相対速度を求めようとする
と、以下のような問題がある。すなわち、一般にパルス
レーダ装置では物標との距離しか測定できないため、相
対速度を精度良く求めるためには測距精度を高くして、
時間変化率を測定する必要があるが、従来例で測距精度
を上げようとすると、送出パルス幅を短くすると共にサ
ンプリング点を増やす必要がある。ところが、例えば測
距範囲１３０ｍの区間で１ｍの測距精度を得るためには
サンプリング点が１ｍ毎に１３０個必要になり、加算処
理に極めて長い時間がかかる。また、送出パルス幅も数
ｎｓ程度にする必要があるため、パルス信号送出部が複
雑、かつ高価になり、従来例の特徴が損なわれる問題が
ある。

【００１４】また一方、パルス信号送出手段１を駆動す
る際には、発光素子の耐久性及び信頼性確保のためにパ
ルスのデューティ比が低くする必要があるため、送出パ
ルスの繰り返し時間が制限されてしまう。当然、送出パ
ルスの繰り返し時間を短くして測距の高速化を図ると、
発光素子の耐久性・信頼性が低下し、逆に送出パルスの
繰り返し時間を長くすると、測距の高速化が害される。

【００１５】また、上記のような従来のレーダ装置で行
うパルス信号送出、反射パルス信号検出の方法では、測
距の分解能がサンプリング間隔で定まり、これを送出パ
ルスの幅としていたため、測距の分解能を上げるために
サンプリングパルス周期を狭くし、送出パルス幅を狭く
する必要があり、そのため、測距の分解能を上げようと
すると、回路を高速化することが必要となり、複雑、効
果になってしまう問題がある。加えて、分解能をサンプ
リングパルス周期よりも短くできないという本来的な問
題もある。

【００１６】これらの問題に鑑み、本願出願人は特願平
５−１５６６４３号の特許出願（これに基づく優先権主
張出願、特願平６−１４６７５２号参照）において図３
２に示すような車両用レーダ装置を提案している。この
提案されている車両用レーダ装置は、電磁波、レーザ光
などのパルス状の信号を周期的に所定回数Ｎ（例えば、
約８０００回）外部へ送出するパルス信号送出手段５ａ
と、このパルス信号送出手段５ａが送出するパルス信号
が物標に反射して来る方向からの信号を連続的に受信し
てその信号強度に応じて２値化する反射パルス信号受信
手段５ｂとをレーダヘッド５に備えている。また、レー
ダヘッド５の反射パルス信号受信手段５ｂからの２値化
信号を、送信手段５ａの信号送出タイミング後の複数の
時間を異ならせたサンプリング点毎にサンプリングして
加算するサンプリング手段６Ａと、このサンプリング手
段６Ａが得た各サンプリング点毎のサンプリング値を加
算記憶する加算記憶手段６Ｂから構成される演算記憶手
段６と、加算記憶手段６Ｂの記憶している各サンプリン
グ点毎の加算値を所定の閾値と比較し、閾値を超える加
算値を示すサンプリング点を見い出すことによってその
サンプリング点に対応する前方位置に先行車両が存在す
ると判定し、その距離情報を出力する判定手段７と、こ
れらの各回路の動作を制御する制御手段８を備えてい
る。

【００１７】このような従来の車両用レーダ装置では、
パルス信号送出手段５ａによってパルス状の信号を周期
的に外部へ出力する。そして反射パルス信号受信手段５
ｂが送出パルス信号が物標に反射して来る方向からの信
号（この信号には反射信号のみならず、その方向から入
ってくる他の雑音も多く含まれている）を連続的に受信
し、一定の信号レベルを超えるか超えないかによって２
値化した信号に変換して連続的に出力する。そしてサン
プリング手段６Ａが、パルス信号送出手段５ａの送出タ
イミング後の複数の時間を異ならせたサンプリング点毎
に２値化信号をサンプリングして０又は１のサンプリン
グ値を得、これを加算記憶手段６Ｂにおいてサンプリン
グ点毎に加算、記憶していく。この加算記憶手段６Ｂの
各サンプリング点毎の加算回数はパルス信号送出手段５
ａにより一定の周期で繰り返し送出されるパルス状の信
号の所定の送出回数Ｎである。

【００１８】その所定回数Ｎ分のサンプリング加算処理
が終了すると、判定手段７がサンプリング点毎の加算値
を所定の閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標
からの反射信号が存在するサンプリング点があるか否か
を判定し、物標からの反射信号が存在すると判定する時
にはさらに、パルス信号送出手段５ａによる信号送出
後、所定の閾値よりも大きい加算値を示すサンプリング
点までの時間内に送出パルス信号が伝播する距離を算出
し、外部の物標までの距離を自動的に算定して表示装置
（図示せず）に表示することによって運転者に知らせ
る。

【００１９】すなわち、図３３に示すように、受信信号
が雑音ばかりであれば、受信手段５ｂで受信され２値化
された信号は０か１かであり、その２値化信号をＮ回加
算して得られる加算値はほぼＮ／２である。そして、受
信信号のうちに反射パルスが含まれていれば、そのパル
ス信号強度に応じて加算値がＮからＮ／２の間の値を示
すことになる。そこで、加算値として最大値Ａｎを示す
サンプリング点Ｘｎに対応する距離を物標までの距離と
して算出するのである。

【００２０】しかしながら、雑音レベルＮ／２を超える
加算値を示すサンプリング点が複数点であれば、その最
大値を示すサンプリング点に対応する距離を物標までの
距離とすると、サンプリング点が例えば、１０ｍきざみ
の距離に対応する時間点として設定されている場合には
１０ｍの精度でしか測距することができず、その精度を
さらに向上させる必要がある。

【００２１】そこで、図３４に示すようにピーク検出手
段１１を追加し、このピーク検出手段１１が演算記憶手
段６からサンプリング加算出力を受けて、次のピーク検
出処理を実行し、そのピーク点Ｘに対応する送出パルス
送出タイミングからの時間遅れＴｄを判定手段７に渡す
ようにしたものが同じ出願において提案されている。

【００２２】このピーク検出処理手順を図３５に基づい
て説明すると、まず、全サンプリング点Ｘｉの加算値を
順次読み込み、雑音レベルＮ／２を超えるデータについ
て最も大きい加算値を第１のピーク値Ａ２とし、次に大
きい加算値を第２のピーク値Ａ３としてそれらのサンプ
リング点Ｘ２，Ｘ３を特定する。次に、これらのサンプ
リング点Ｘ２，Ｘ３に隣接するサンプリング点Ｘ１，Ｘ
４における加算値Ａ１，Ａ４を読み出し、Ａ１，Ａ２間
を直線で結び、またＡ３，Ａ４間も直線で結び、それら
の直線同士の交点を加算値データのピーク位置として求
め、この交点に対応する時間点Ｘを送出パルスの送出タ
イミング（実際にはパルス中点）から反射パルスを受信
するまでにかかった時間Ｔｄとして求める。

【００２３】こうして、ピーク検出手段１１は反射パル
スの受信波形をそのピーク点近くの両側の接線によって
近似し、それらの接線の交点によってピーク点を推定す
る近似方式によってピーク点の時間Ｔｄを求め、これを
判定手段７に出力する。これによって判定手段７は時間
Ｔｄに対応する距離を算定し、必要に応じて出力し、警
報を発したりすることになる。例えば、サンプリング点
間の時間間隔Δｔに対応する距離が１０ｍであれば、距
離Ｌ＝１０・Ｔｄ／Δｔ（ｍ）として距離を算定するの
である。

【００２４】これによって、サンプリング点が１０ｍ刻
みであってもそれよりも１桁低い、１ｍオーダの精度で
測距することができるようになる。

【００２５】ところが、このような車両用レーダ装置に
おいても、特に送出パルス強度が強かったり、受信手段
の利得が高かったりすると、図３６に示すように複数の
サンプリング点での加算値がＮとなる飽和状態（サチュ
レーション）が発生する。つまり送出回数Ｎ回のそれぞ
れにおいて受信２値化信号が１となり、Ｎ回の加算値が
Ｎとなってしまうのである。このような飽和が起こる
と、ピーク検出手段１１において正確にピーク検出を行
うことができなくなる。

【００２６】なぜならば、図３６の場合、飽和加算値Ｎ
を示すサンプリング点がＸ１，Ｘ２，Ｘ３の３点である
場合、上述のピーク検出処理によれば加算点Ａ１，Ａ２
間とＡ３，Ａ４間をそれぞれ直線で結んだ交点はＡ３と
なり、この交点Ａ３に対応する時間点Ｘ３がこの場合、
ピーク位置の時間点Ｘとなる。ところが、実際の反射パ
ルス信号の分布は図３６に鎖線で示したようなものとな
っていれば、そのピーク点Ｐに対応する時点は計算上の
ピーク点Ａ３に対応する時点（Ｘ）と大きく異なること
になる。このことは、飽和加算値がある場合には正確な
ピーク検出ができないことを意味している。

【００２７】ところで、このような飽和状態は送出パル
ス信号の出力が大き過ぎるか、反射パルスの受信利得が
大き過ぎる場合に発生する。これを避けるためには、当
該車両用レーダ装置を車両に搭載する際に微妙な調整を
行わなければならないが実際の路上では、渋滞時にはせ
いぜい１０ｍ前方までの測距性能があればよく、市街地
走行時の測距レンジは長くてもせいぜい５０ｍ程度であ
り、これに対して高速走行する高速道路での測距レンジ
は１００〜１３０ｍとしなければならず、このような広
い測距レンジ０〜１３０ｍを１つのレーダ装置で広くカ
バーさせようとすると困難な課題に直面する。

【００２８】すなわち、図３７に示すように、レーダ装
置２１の送出手段５ａによる送出パルス信号の出力強度
が一定であるとすると、高速道路上で高速走行している
時のように遠距離前方の先行車（とらえるべき物標）２
２を測距する必要がある場合には、その物標２２に反射
して返って来る反射パルス信号の強度が小さくなってい
るので受信手段５ｂの受信利得を高くしなければなら
ず、逆に、図３８に示すように、渋滞時や市街地走行の
ような低速走行している時のように近距離レンジの測距
が主に必要な場合には、送出パルス信号の出力強度が一
定であるとすると、反射パルス信号の強度が大きいので
受信手段５ｂの受信利得を小さくしなければ前述した加
算記憶手段６Ｂの加算値が飽和してしまうことになり、
利得の調整が微妙で、的確なものに設定することが困難
である。

【００２９】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、その目的は、反射パルス信号受信手
段の利得を車速度に応じて可変調整し、低速時には特に
近距離レンジの測距が正確に行え、高速時には特に遠距
離レンジの測距が正確に行え、車速に応じた距離レンジ
の測距が正確に行える車両用レーダ装置を提供すること
にある。

【００３０】この発明の他の目的は、いずれかのサンプ
リング点の加算値が飽和する場合には送出パルス信号の
パルス幅を短くする調整を行うことによって飽和加算値
の発生を回避し、遠距離、近距離を問わず、正確に測距
ができる車両用レーダ装置を提供することにある。

【００３１】この発明のさらに他の目的は、いずれかの
サンプリング点の加算値が飽和する場合があっても、そ
れらの加算値を用いて正確に測距ができる車両用レーダ
装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の車両用
レーダ装置では、パルス信号送出手段によってパルス信
号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送出し、このパ
ルス信号が物標に反射して返って来る方向からの信号を
受信手段によって連続的に受信し、２値化して出力し、
この受信手段が出力する２値化信号を、加算手段によっ
てパルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経過
時間を異ならせた複数のサンプリング点毎に所定の送出
回数分ずつ加算する。

【００３３】そして所定回数の信号送出、受信、加算処
理が終了すれば、判定手段によって、加算手段の求めた
各サンプリング点の加算値を所定の閾値と比較し、その
大小に基づいて外部の物標からの反射信号が存在するか
否かを判定し、当該所定の閾値よりも大きい加算値を与
えるサンプリング点に対応する距離を前方の物標までの
距離として算出する。

【００３４】ここで、自車速測定手段によって当該装置
が搭載されている車両の速度を検出し、受信利得制御手
段によって、この検出速度が大きければ受信手段の受信
利得を上げ、検出速度が小さければ受信利得を下げる利
得制御を行うことにより、高速走行時には遠距離レンジ
の測距を正確に行い、低速走行時には近距離レンジの測
距を正確に行えるようにする。

【００３５】請求項２の発明の車両用レーダ装置では、
パルス信号送出手段によってパルス信号を所定の送出回
数だけ周期的に外部へ送出し、このパルス信号が物標に
反射して返って来る方向からの信号を受信手段によって
連続的に受信し、２値化して出力し、この受信手段が出
力する２値化信号を、加算手段によってパルス信号送出
手段の信号送出タイミングからの経過時間を異ならせた
複数のサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加算す
る。

【００３６】そして、所定回数の信号送出、受信、加算
処理が終了すれば、判定手段によって、加算手段の各サ
ンプリング点の加算値を所定の閾値と比較し、その大小
に基づいて外部の物標からの反射信号が存在するか否か
を判定し、当該所定の閾値よりも大きい加算値を与える
サンプリング点に対応する距離を前方の物標までの距離
として算出する。

【００３７】ここで、送出パルス幅制御手段によって、
加算手段の算出するいずれかのサンプリング点の加算値
が飽和加算値を示していないかどうかチェックし、飽和
加算値を示すサンプリング点がある場合には、パルス信
号送出手段に対して送出パルス信号のパルス幅を狭くす
る制御を行う。

【００３８】こうして、送出パルス信号の出力強度が大
きいためにいずれかのサンプリング点の加算値が飽和す
るような場合、送出パルス信号のパルス幅を狭くするこ
とによって出力強度を抑制する調整を行い、遠距離、近
距離を問わず、常に適正な加算値が得られるように調整
することにより、正確な測距ができるようにする。

【００３９】請求項３の発明の車両用レーダ装置では、
パルス信号送出手段によってパルス信号を所定の送出回
数だけ周期的に外部へ送出し、このパルス信号が物標に
反射して返って来る方向からの信号を受信手段によって
連続的に受信し、２値化して出力し、この受信手段が出
力する２値化信号を、加算手段によってパルス信号送出
手段の信号送出タイミングからの経過時間を異ならせた
複数のサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加算す
る。

【００４０】そして、所定回数の信号送出、受信、加算
処理が終了すれば、判定手段によって、加算手段の各サ
ンプリング点の加算値を所定の閾値と比較し、その大小
に基づいて外部の物標からの反射信号が存在するか否か
を判定し、当該所定の閾値よりも大きい加算値を与える
サンプリング点に対応する距離を前方の物標までの距離
として算出する。

【００４１】ここで、積分手段によって、受信手段が出
力する２値化信号を所定期間だけ積分し、送出パルス幅
制御手段によって積分手段の積分結果を所定の基準値と
比較し、当該基準値を超える積分結果が得られる場合に
は、パルス信号送出手段に対して送出パルス信号のパル
ス幅を狭くする制御を行う。

【００４２】こうして、送出パルス信号の出力強度が大
きいためにいずれかのサンプリング点の加算値が飽和す
るような場合、積分結果から飽和状態が発生することを
予測し、送出パルス信号のパルス幅を狭くすることによ
って出力強度を抑制する調整を行い、遠距離、近距離を
問わず、常に適正な加算値が得られるように調整するこ
とにより、正確な測距ができるようにする。

【００４３】請求項４の発明の車両用レーダ装置では、
第１のパルス信号送出手段によって第１の信号送出タイ
ミングで第１のパルス信号を所定の送出回数だけ周期的
に外部へ送出し、この第１のパルス信号が物標に反射し
て返って来る方向からの信号を第１の受信手段によって
連続的に受信し、２値化して出力し、この第１の受信手
段が出力する２値化信号を、第１の加算手段によって第
１のパルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経
過時間を異ならせた複数のサンプリング点毎に所定の送
出回数分ずつ加算する。

【００４４】また、この第１の信号送受信系による所定
回数の信号送受信処理が完了した後、第２のパルス信号
送出手段によって前述の第１の信号送出タイミングに対
して所定時間だけ遅らせた第２の信号送出タイミングで
第１のパルス信号と同じパルス信号である第２のパルス
信号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送出し、この
第２のパルス信号が物標に反射して返って来る方向から
の信号を第２の受信手段によって連続的に受信し、２値
化して出力し、この第２の受信手段が出力する２値化信
号を、第２の加算手段によって前述の第１のパルス信号
送出手段の信号送出タイミングからの経過時間を異なら
せた複数のサンプリング点であってその周期を第１の加
算手段のサンプリング点の周期と同じにしたサンプリン
グ点毎に所定の送出回数分ずつ加算する。

【００４５】そして、これら第１の信号送受信系と第２
の信号送受信系とのそれぞれによるパルス信号の送受信
処理が完了すると、差分手段によって第１の加算手段が
得た第１の加算値と第２の加算手段が得た第２の加算値
との差分を演算し、直線近似手段によって、各サンプリ
ング点毎の差分値を見て、時間軸を横軸、差分値を縦軸
とする直交座標上で＋側の最大値を与えるサンプリング
点と−側の最小値を与えるサンプリング点との間に存在
するそれぞれの差分値を最小２乗法によって直線近似
し、時間軸と交わるゼロクロス点を見出し、さらに、判
定手段によって、第１の信号送出タイミングと第２の信
号送出タイミングとの中間時間点から直線近似手段が割
り出したゼロクロス点までの経過時間を算出し、当該時
間を第１又は第２のパルス信号が物標に反射して返って
来るまでにかかる往復時間とし、対応する距離を前方の
物標までの往復距離として算出する。

【００４６】こうして、いずれかのサンプリング点に飽
和加算値が見られても、パルス信号出力あるいは受信利
得を可変制御することになく、得られた加算値を利用し
て測距を行う。

【００４７】請求項５の発明では、請求項４記載の車両
用レーダ装置において、さらに、差分手段が、ある１又
は連続する複数のサンプリング点の差分値がゼロで、そ
の前後に＋側の差分値及び−側の差分値を示すサンプリ
ング点を見出す場合に、当該差分値をゼロとするサンプ
リング点の数＋１に対応する時間だけ、第１のパルス信
号の送出タイミングに対して第２のパルス信号の送出タ
イミングをさらに遅らす制御を行うパルス送出タイミン
グ制御手段を備えることにより、いずれかのサンプリン
グ点に飽和加算値が見らる場合でも、パルス信号出力あ
るいは受信利得を可変制御することなく、第１のパルス
信号と第２のパルス信号との送出タイミングを調整する
だけで、第１、第２の加算手段それぞれによって得られ
る飽和加算値も含めた加算値を利用して測距を行うこと
ができるようになる。

【００４８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図１は請求項１の発明の一実施例の回路構成を示
している。この実施例の車両用レーダ装置は、電磁波、
レーザ光などのパルス状の信号を周期的に所定回数Ｎ
（例えば、約８０００回）外部へ送出するパルス信号送
出手段５ａと、このパルス信号送出手段５ａが送出する
パルス信号が物標に反射して来る方向からの信号を連続
的に受信してその信号強度に応じて２値化する、自動利
得制御機能付の反射パルス信号受信手段５ｂとをレーダ
ヘッド５に備えている。

【００４９】この実施例の車両用レーダ装置はまた、レ
ーダヘッド５の反射パルス信号受信手段５ｂから連続的
に出力される２値化信号を、送信手段５ａの信号送出タ
イミング後の複数の時間を異ならせたサンプリング点毎
にサンプリングするサンプリング手段６Ａと、このサン
プリング手段６Ａが得た各サンプリング点毎のサンプリ
ング値を加算記憶する加算記憶手段６Ｂから構成される
演算記憶手段６と、加算記憶手段６Ｂの記憶している各
サンプリング点毎の加算値を所定の閾値と比較し、閾値
を超える加算値を示すサンプリング点を見い出すことに
よってそのサンプリング点に対応する前方位置に先行車
両が存在すると判定し、その距離情報を出力する判定手
段７と、図３５に示した方法でピーク検出を行うピーク
検出手段１１と、これらの各回路の動作を制御する制御
手段８を備えている。

【００５０】以上は従来例として図３４に示したものと
共通するが、この実施例の特徴部分としてさらに、当該
レーダ装置を搭載する車両の車速を検出する自車速測定
手段９と、この自車速測定手段９が検出する自車速の大
小に応じて受信手段５ｂの受信利得を制御するための利
得制御信号を生成する利得制御信号発生手段１０を備え
ている。

【００５１】上記の自車速測定手段９は車両の速度メー
タに速度信号を与える速度センサからの信号を利用する
が、その速度信号に対して、例えば、０〜２０ｋｍ／
ｈ、２０〜４０ｋｍ／ｈ、４０〜６０ｋｍ／ｈ、６０〜
８０km／ｈ、８０〜１００ｋｍ／ｈのように２０ｋｍ／
ｈ刻みの速度レンジを設定し、あるいは０〜３０ｋｍ／
ｈの低速レンジ、３０〜６０ｋｍ／ｈの中速レンジ、６
０ｋｍ／ｈ超の高速レンジといったレンジ分けをして、
いずれの速度レンジに属するかの判定信号を出力する。

【００５２】利得制御信号発生手段１０は自車速測定手
段９からの速度レンジ判定信号に対応して、各速度レン
ジ毎の受信利得の最大値を有し、加算記憶手段６Ｂの各
サンプリング点毎の加算値をチェックして、いずれのサ
ンプリング点の加算値も上限値Ａを超えず、またいずれ
かのサンプリング点の加算値が下限値Ｂを超えるように
上記最大利得値までの範囲で受信手段５ｂの受信利得を
多段階に増減制御する利得制御信号を生成して反射パル
ス信号受信手段５ｂに与えるようになっている。

【００５３】次に、上記構成の第１の実施例の車両用レ
ーダ装置の動作について説明する。図２（１）に示すよ
うに、パルス信号送出手段５ａによってパルス状の信号
を例えば、４μｓといった一定周期で周期的に外部へ出
力する。そして反射パルス信号受信手段５ｂが、図２
（２）に示すような、送出パルス信号が物標に反射して
返って来る方向からの信号（この信号には反射信号のみ
ならず、その方向から入ってくる他の雑音も多く含まれ
ている）を連続的に受信し、一定の信号レベルを超える
か超えないかによって２値化した信号に変換して連続的
に出力する。

【００５４】そしてサンプリング手段６Ａが、同図
（３）に示すような周期Δｔのサンプリングパルスによ
って、パルス信号送出手段５ａの送出タイミング後の複
数の時間を異ならせたサンプリング点毎に２値化信号を
サンプリングして０又は１のサンプリング値を得、これ
を加算記憶手段６Ｂに与える。加算記憶手段６Ｂでは、
サンプリングパルスに同期して、サンプリング手段６Ａ
から与えられるサンプリング点毎の０または１の信号を
所定回数だけ加算、記憶していく。この加算記憶手段６
Ｂの各サンプリング点毎の加算回数はパルス信号送出手
段５ａにより一定の周期で繰り返し送出されるパルス状
の信号の所定の送出回数Ｎである。

【００５５】その所定回数Ｎ分のサンプリング加算処理
が終了すると、判定手段７が加算記憶手段６Ｂから図２
（４）に示すようなサンプリング加算出力を得て、サン
プリング点毎の加算値を所定の閾値（ほぼ、Ｎ／２と等
しい値に設定される）と比較し、その大小に基づいて外
部の物標からの反射信号が存在するサンプリング点があ
るか否かを判定し、さらに、物標からの反射信号が存在
すると判定する時には、パルス信号送出手段５ａによる
信号送出後、所定の閾値よりも大きい加算値を示すサン
プリング点までの時間内に送出パルス信号が往復する距
離を算出し、外部の物標までの距離を自動的に算定して
表示装置（図示せず）に表示することによって運転者に
知らせる。

【００５６】ここで、図２（４）に示したように加算出
力に閾値を超える加算値を示すサンプリング点が複数点
見出される場合には、ピーク検出手段１１が同図（５）
に示すようなピーク検出処理を行い、そのピーク点に対
応する時点Ｔを判定手段７に与える。なお、このピーク
検出処理は後述する。

【００５７】以上が通常の測距処理であるが、実際には
物標の存在する位置によって各サンプリング点毎の加算
値が小さすぎたり、逆に従来例の説明で図３６に示した
ように飽和加算値になってしまうことがある。そこで、
自車速測定手段９と受信利得制御信号発生手段１０とは
次の処理動作を行い、常に反射パルス信号受信手段５ｂ
の受信利得が適正なものになるように自動調整する。

【００５８】各サンプリング点毎の加算値分布は、図４
に示すようにいずれのサンプリング点の加算値も飽和加
算値Ｎに達せず、またいずれかのサンプリング点の加算
値が雑音レベルＮ／２を超える値を示していることが望
ましい。そこで、加算値比較基準として上限値Ａと下限
値Ｂを設定し、いずれのサンプリング点の加算値も上限
値Ａに達せず、またいずれかのサンプリング点の加算値
が下限値Ｂを超える値を示すように受信手段５ｂの受信
利得を制御する。

【００５９】この受信利得の制御手順は図５に示すフロ
ーチャートに従う。まず、自車速測定手段９は車速を検
出して利得制御信号発生手段１０に入力する。利得制御
信号発生手段１０は、図３に示すような利得制御チャー
トに従う利得可変範囲のデータテーブルを備えており、
利得制御できる最大利得Ｇとして、車速が０〜Ｘ１まで
の範囲の時には一定の下限利得Ｇ１に固定し、次の車速
レンジＸ１〜Ｘ２では車速に応じて下限利得Ｇ１と上限
利得Ｇ２との間でリニアに変化させ、ある車速Ｘ２以上
になれば上限利得Ｇ２に固定する。この車速レンジとし
ては、例えば、Ｘ１＝２０ｋｍ／ｈ、Ｘ２＝６０ｋｍ／
ｈに設定し、超低速レンジ、市街地走行レンジ、高速レ
ンジに分けて最大利得Ｇを可変調整する（ステップＳＴ
１，ＳＴ２）。

【００６０】ここで、通常、車両速度が上昇しても所定
回数Ｎのサンプリング加算によって得られる各サンプリ
ング点の加算値が適正なものであれば、受信手段５ｂの
利得としては下限利得Ｇ１に設定されたままである。し
かしながら、前回までの利得制御によって受信手段５ｂ
の利得が前回の測距時の車速に対応した最大利得Ｇまで
上昇していることもある。

【００６１】いま、一度の測距動作でパルス信号送出手
段５ａがパルス信号を４μｓごとに所定回数である約８
０００回送出し、そのパルス信号送出の度に、反射パル
ス信号受信手段５ｂが受信する信号をサンプリング手段
６Ａが例えば、６６ｎｓのパルス間隔の１４個のサンプ
リングパルスを発生してサンプリングし、加算記憶手段
６Ｂで各サンプリング点毎のサンプリング値０または１
を加算していく（ステップＳＴ３，ＳＴ４）。

【００６２】こうして、一度の測距動作が終了すると、
利得制御信号発生手段１０は加算記憶手段６Ｂの各サン
プリング点の加算値を走査し、いずれかのサンプリング
点の加算値が加算上限値Ａを超えていないか（ステップ
ＳＴ５）、またいずれのサンプリング点の加算値も加算
下限値Ｂを超えていないかを判定する（ステップＳＴ
７）。

【００６３】ここで、図７の曲線Ｓ１に示すように上限
値Ａを超える加算値を示すサンプリング点（例えば、サ
ンプリング点Ｘi+1 ，Ｘi+2 ）があれば、ステップＳＴ
５の判定においてＹＥＳとなり、加算値を小さくするた
めに受信利得を１段階減少させる処理を行う（ステップ
ＳＴ６）。

【００６４】上記の利得減少処理の後、再び測距動作が
実行されるが、再開した測距動作では、受信利得が減少
しているで受信信号の増幅度が絞られ、２値化処理する
場合に１を出力する確率が低減し、その結果として、各
サンプリング加算値は減少することになる。そこで、利
得減少処理を１回、あるいは複数回繰り返すことによっ
て、図７の曲線Ｓ２に示したようにいずれのサンプリン
グ点の加算値も上限値Ａを超えないようになれば、その
時の利得が適正なものとし、加算記憶手段６Ｂの各サン
プリング点の加算値を用いて距離算定を実行することに
なる（ステップＳＴ８）。

【００６５】なお、この利得減少処理は、受信利得が利
得下限Ｇ１に達するまでは繰り返し実行することができ
るが、受信利得を利得下限Ｇ１まで減少させても加算上
限値Ａを超えるサンプリング点があれば、そのまま距離
算出処理に進む。

【００６６】逆に、受信利得が低いために、図８の曲線
Ｓ３に示すように、いずれのサンプリング点の加算値も
加算下限値Ｂを超えない場合があれば（ステップＳＴ
７）、利得制御信号発生手段１０は受信手段５ｂの受信
利得を１段階上昇させる処理を行う（ステップＳＴ
９）。

【００６７】この利得上昇処理の後、再び測距動作が実
行されるが、再開した測距動作では、利得が上昇してい
るので受信信号の増幅度が大きくなり、２値化処理する
場合に反射パルス信号が含まれている信号に対して１を
出力する確率が増加し、その結果として、反射パルスの
受信タイミングに対応するサンプリング点の加算値は増
加することになる。そこで、利得上昇処理を１回、ある
いは複数回繰り返すことによって、図８の曲線Ｓ４から
曲線Ｓ５に示すように、いずれかのサンプリング点の加
算値が加算下限値Ｂを超えるようになり、その時の利得
が適正なものとし、加算記憶手段６Ｂの各サンプリング
点の加算値を用いて距離算定を実行することになる（ス
テップＳＴ８）。

【００６８】なお、この利得上昇制御は受信手段５ｂの
受信利得が現在の車速に対応する最大利得Ｇまで上昇す
れば打ち切り、その最大利得Ｇを用いて測距した結果で
距離算出する。

【００６９】このようにして、車速に応じて最大受信利
得Ｇを可変調整することには、次のような利点がある。
すなわち、従来例の説明に用いた図３７に示したよう
に、高速道路を高速で走行している場合には、捕らえる
べき先行車２２は比較的遠方にあり、その測距のために
は受信利得を高いものとする必要があるが、同じ高速道
路でも渋滞が発生し、低速走行になったような場合には
同じく従来例の説明に用いた図３８に示すように捕らえ
るべき先行車２３と共に近距離前方に多数の他の車両が
存在することになり、受信利得を高いままに保っておく
と、捕らえるべき先行車２３による反射パルス信号を検
出するだけでなく他の物標１〜３のような車両からの反
射パルス信号も受信してしまうことになり、多数のサン
プリング点で加算値が高く出てしまうことになる。そこ
で、このような低速走行時には近距離前方の先行車２３
だけを検出するように受信利得を絞る方が有効である。

【００７０】しかしながら、渋滞が解消して車間距離が
徐々に延び、速度も上昇するようになれば、それに応じ
て遠距離前方の先行車までの測距が必要となってくるの
で、再び受信利得を上昇させる必要がある。

【００７１】そこで、図９に示すように、車速に応じて
最大利得Ｇを可変調整するのである。この図９の最大利
得Ｇの変化例は、高速道路において最初の時間帯Ｔ０〜
Ｔ１では高速走行しているために最大利得を利得上限Ｇ
２に設定し、渋滞に遭遇した時間帯Ｔ１〜Ｔ２ではノロ
ノロ運転になったので最大利得を利得下限Ｇ１に設定
し、渋滞から抜け出した時点Ｔ２以降は加速される車速
に応じて最大利得Ｇを図３のチャートに基づいて上昇さ
せ、高速走行に入れば、再び、利得上限Ｇ２に最大利得
Ｇを設定したことを示している。

【００７２】以上のようにして反射パルス信号受信手段
５ｂの利得制御を行い、適正な受信利得に自動調整して
得られた各サンプリング点の加算値を用いて距離算出処
理が実行されることになる（ステップＳＴ８）。

【００７３】この距離算出処理は図６のフローチャー
ト、及び図３５に従来例として示したグラフにしたがっ
て実行される。距離算出処理では、まずピーク検出手段
１１によってピーク検出処理を実行する。このピーク検
出処理では、ピーク検出手段１１が加算記憶手段６Ｂか
らサンプリング加算値を受けて、Ｎ／２を超えるサンプ
リング点の加算値について最も大きい加算値を第１のピ
ーク値Ａ２とし、次に大きい加算値を第２のピーク値Ａ
３としてそれらのサンプリング点Ｘ２，Ｘ３を特定する
（ステップＳＴ１１〜ＳＴ１６）。ここでは、図３５に
示すように第１ピーク点Ａ２（サンプリング点としてＸ
２の位置）が第２ピーク点Ａ３（サンプリング点として
Ｘ３の位置）よりも近い位置にあったとしている。

【００７４】次に、第１ピークのサンプリング点Ｘ２と
第２ピークのサンプリング点Ｘ３それぞれに対応する距
離の遠近を判断し（ステップＳＴ１７）、第１ピーク点
Ａ２が第２ピーク点Ａ３よりも対応する距離において近
い場合には第１ピーク値Ａ２とそれよりも対応する距離
が１刻み分近いサンプリング点Ｘ１の加算値Ａ１とを直
線で結び（ステップＳＴ２０）、同じように、第２ピー
ク値Ａ３とそれよりも対応する距離が１刻み分遠いサン
プリング点Ｘ４の加算値Ａ４とを直線で結ぶ（ステップ
ＳＴ２１）。

【００７５】上記のステップＳＴ１７の判断で第１ピー
クのサンプリング点が第２ピークのサンプリング点より
も対応する距離において遠い場合には、逆に、第１ピー
ク値とそれよりも対応する距離が１刻み分遠いサンプリ
ング点の加算値とを直線で結び（ステップＳＴ１８）、
同じように、第２ピーク値とそれよりも対応する距離が
１刻み分近いサンプリング点の加算値とを直線で結ぶ
（ステップＳＴ１９）。

【００７６】次に、これらの処理によって得た２本の直
線の交点を加算値のピーク位置として求め、この交点に
対応する時間点Ｘを送出パルスの送出タイミングから反
射パルスを受信するまでにかかった時間Ｔとして求め、
これを判定手段７に出力し、ここで対応する距離を算出
して表示することになる（ステップＳＴ２２，ＳＴ２
３）。

【００７７】このようにしてピーク検出手段１１によっ
てサンプリング点の中間に受信信号形の実際のピーク位
置があってもそれを求めることができ、サンプリング点
を細かくしなくても測距精度の向上が図れる。例えば、
１０ｍ刻みのサンプリングパルス周期を設定したレーダ
装置によって、それよりも１桁小さい１ｍの精度で正確
に測距することができるようになり、サンプリングパル
ス周期を小さくしなくても測定精度を向上させることが
できる。

【００７８】なお、請求項１の発明は、上記の第１の実
施例に限定されず、利得制御可能範囲として、図１０に
示すように距離レンジをＸ１〜Ｘ４と細かく分け、それ
ぞれの距離レンジで最大利得ＧをＧ１〜Ｇ５のいずれか
に固定するような設定とすることもできる。

【００７９】この発明の車両用レーダ装置は、例えば、
衝突警報装置に適用することができる。図１１はそのよ
うな衝突警報装置の構成を示している。この衝突警報装
置は、この発明の車両用レーダ装置１１０と、このレー
ダ装置１１０で得られる車速信号及び距離信号をもとに
して安全車間距離を演算し、安全車間距離信号を出力す
る安全車間距離演算手段１３０と、この安全車間距離信
号と前記距離信号を比較する第１の距離比較手段１４０
と、この第１の距離比較手段１４０からの出力に応じて
警報を発する警報手段１８０と、前記第１の距離比較手
段１４０の比較において距離信号が安全車間距離より小
さいと判断されたときに前記車速信号と距離信号から演
算した相対速度に基づいて検知物体が停止しているか否
かを判別する停止判別手段１５０と、この停止判別手段
１５０で停止物と判別された物体を検知し始めてからの
走行距離とあらかじめ定めた路側物間距離とを比較する
第２の距離比較手段１６０と、この第２の距離比較手段
１６０で走行距離があらかじめ定めた路側物間距離より
も短いときに、自車両が物体から所定値より離れている
か否かを判別する距離判別手段１７０と、この距離判別
手段１７０で所定値よりも離れていると判別されたとき
には警報をキャンセルするキャンセル手段１９０とから
構成されている。

【００８０】この衝突警報装置によれば、車速信号と距
離信号を得るためにこの発明の車両用レーダ装置１１０
を用いることにより、例えば、自車速が６０ｋｍ／ｈで
あれば前方の距離７０ｍまでしか物標を検知しないの
で、捕らえるべき物標としての先行車両を正しく捕らえ
て衝突警報を出力することができるようになる。

【００８１】また、この発明の車両用レーダ装置は設定
車速での定速走行を行い、かつ定速走行中に車間距離制
御を行う車速制御装置に適用することもでき、この場合
も、捕らえるべき物標として先行車両を正しく捕らえて
車間距離制御を行うことができることになる。

【００８２】次に、請求項２の発明の実施例を図１２に
基づいて説明する。図１２は請求項２の発明の実施例を
示している。この第２の実施例の車両用レーダ装置は、
図３４に示した従来回路に対して、さらに加算記憶手段
６Ｂの各サンプリング点の加算結果を見てパルス信号送
出手段５ａが送出するパルス信号のパルス幅を可変調整
するパルス幅調整手段１２を追加的に備えたことを特徴
とする。

【００８３】すなわち、電磁波、レーザ光などのパルス
状の信号を周期的に所定回数Ｎ（例えば、約８０００
回）外部へ送出する、送出パルス信号のパルス幅の可変
調整が可能なパルス信号送出手段５ａと、このパルス信
号送出手段５ａが送出するパルス信号が物標に反射して
返って来る方向からの信号を連続的に受信してその信号
強度に応じて２値化する反射パルス信号受信手段５ｂと
をレーダヘッド５に備えている。

【００８４】また、レーダヘッド５の反射パルス信号受
信手段５ｂからの２値化信号を、送信手段５ａの信号送
出タイミング後の複数の時間を異ならせたサンプリング
点毎にサンプリングして加算するサンプリング手段６Ａ
と、このサンプリング手段６Ａが得た各サンプリング点
毎のサンプリング値を加算記憶する加算記憶手段６Ｂか
ら構成される演算記憶手段６と、加算記憶手段６Ｂの記
憶している各サンプリング点毎の加算値を所定の閾値と
比較し、閾値を超える加算値を示すサンプリング点を見
い出すことによってそのサンプリング点に対応する前方
位置に先行車両が存在すると判定し、その距離情報を出
力する判定手段７と、図３５に示した方法でピーク検出
を行うピーク検出手段１１と、加算記憶手段６Ｂの各サ
ンプリング点の加算結果を見てパルス信号送出手段５ａ
が送出するパルス信号のパルス幅を可変調整するパルス
幅調整手段１２と、これらの各回路の動作を制御する制
御手段８を備えている。

【００８５】上記のパルス信号送出手段５ａの送出パル
ス信号のパルス幅調整機能は、水晶発振器とディジタル
回路の組合せによって構成することができる。つまり、
パルス信号の送出周期を１サイクルとして、その１サイ
クルのうちのパルス信号の送出時間ｗをオン期間とする
オンデューティ比を制御するＰＷＭ回路を利用して、パ
ルス信号送出手段５ａの発光素子（図示せず）の発光時
間を増減調整する構成が可能である。

【００８６】次に、上記構成の第２の実施例の車両用レ
ーダ装置の動作について説明する。通常動作では、第１
の実施例と同じように図２（１）に示すように、パルス
信号送出手段５ａによって所定のパルス幅ｗのパルス状
の信号を例えば、４μｓといった一定周期で周期的に外
部へ出力する。そして反射パルス信号受信手段５ｂによ
って、図２（２）に示すように、送出パルス信号が物標
に反射して返って来る方向からの信号を連続的に受信
し、一定の信号レベルを超えるか超えないかによって２
値化した信号に変換して連続的に出力する。

【００８７】そしてサンプリング手段６Ａが、同図
（３）に示すように周期Δｔのサンプリングパルスによ
って、パルス信号送出手段５ａの送出タイミング後の複
数の時間を異ならせたサンプリング点毎に２値化信号を
サンプリングして０又は１のサンプリング値を得、これ
を加算記憶手段６Ｂに与える。加算記憶手段６Ｂでは、
サンプリングパルスに同期して、サンプリング手段６Ａ
から与えられるサンプリング点毎の０または１の信号を
所定回数だけ加算、記憶していく。この加算記憶手段６
Ｂの各サンプリング点毎の加算回数はパルス信号送出手
段５ａにより一定の周期で繰り返し送出されるパルス状
の信号の所定の送出回数Ｎである。

【００８８】その所定回数Ｎ分のサンプリング加算処理
が終了すると、判定手段７が加算記憶手段６Ｂから図２
（４）に示すようなサンプリング加算出力を得て、サン
プリング点毎の加算値を所定の閾値（ほぼＮ／２に等し
い値に設定される）と比較し、その大小に基づいて外部
の物標からの反射信号が存在するサンプリング点がある
か否かを判定し、さらに、物標からの反射信号が存在す
ると判定する時にはさらに、パルス信号送出手段５ａに
よる信号送出後、所定の閾値よりも大きい加算値を示す
サンプリング点までの時間内に送出パルス信号が伝播す
る距離を算出し、外部の物標までの距離を自動的に算定
して表示装置（図示せず）に表示することによって運転
者に知らせる。

【００８９】ここで、図２（４）に示したように加算出
力に閾値を超える加算値を示すサンプリング点が複数点
見出される場合には、ピーク検出手段１１が図６のフロ
ーチャートに示したピーク検出処理を行い、そのピーク
点に対応する時点Ｔを判定手段７に与える。

【００９０】以上が通常の測距処理であるが、実際には
物標の存在する位置によって各サンプリング点毎の加算
値が小さすぎたり、逆に従来例の説明で上げた図３６に
示したように飽和加算値になってしまうことがある。そ
こで、パルス幅調整手段１２によって加算記憶手段６Ｂ
の加算結果を見て、送出パルス信号のパルス幅ｗを自動
的に増減調整する。

【００９１】このパルス幅調整処理は図１３のフローチ
ャートにしたがって実行される。一度の測距動作が完了
すると、加算記憶手段６Ｂから各サンプリング点の加算
結果を読み出し（ステップＳＴ３１）、図４に示したよ
うな飽和加算値Ｎに近い加算上限値Ａを超える加算値を
示すサンプリング点の有無を判別する（ステップＳＴ３
２）。

【００９２】ここで、加算上限値Ａを超える加算値を示
すサンプリング点が見出されれば、パルス幅調整手段１
２はパルス信号送出手段５ａに対してその送出パルス信
号の幅ｗをあらかじめ設定されている刻み幅で１段階分
だけ狭める調整を行い、次の測距動作を行わせる（ステ
ップＳＴ３３）。続く測距動作においても、飽和加算値
を示すサンプリング点が見出されれば、ステップＳＴ３
３のパルス幅調整が繰り返されることになる。

【００９３】ステップＳＴ３２で加算上限値Ａを超える
加算値を示すサンプリング点がなければ、次に、いずれ
かのサンプリング点の加算値が図４に示したような加算
下限値Ｂを超える値を示しているかどうか判別する（ス
テップＳＴ３４）。

【００９４】ここで、いずれのサンプリング点の加算値
も加算下限値Ｂを超す適正な値を示していなければ、パ
ルス幅調整手段１２はパルス信号送出手段５ａに対して
その送出パルス信号の幅ｗをあらかじめ設定されている
刻み幅で１段階分だけ拡げる調整を行い、次の測距動作
を行わせる（ステップＳＴ３５）。ここでも、続く測距
動作においても、いずれのサンプリング点の加算値も加
算下限値Ｂを超さない結果となれば、ステップＳＴ３５
のパルス幅調整が繰り返されることになる。

【００９５】ある測距動作が完了し、パルス幅調整手段
１２が図１３のフローチャートにしたがうパルス幅調整
処理に入っても、送出パルス幅ｗが適正なものであるた
めに、いずれのサンプリング点も飽和加算値を示さず、
またいずれかのサンプリング点の加算値が加算下限値Ｂ
を超す値を示している場合には、ステップＳＴ３６に進
み、図６のフローチャートに従う距離算出処理に入る。

【００９６】なお、この図６のフローチャートに従う距
離算出処理は、第１の実施例において説明したので、こ
こでは省略する。ここで、ピーク点までの時間Ｔの時間
原点は送出パルス信号のパルス中点をとるものとする。
また、厳密には、時間原点からピーク点Ｘまでの時間Ｔ
には、送出パルス信号の往復時間ΔＴと共にシステムの
遅れ時間ΔＳが含まれている（つまり、Ｔ＝ΔＴ＋ΔＳ
である）ので、物標までの正確な距離Ｒは、信号波の速
度を光速度ｃとするとき、 Ｒ＝ｃ・ΔＴ／２＝ｃ・（Ｔ−ΔＳ）／２ で得られる。ここで、システム固有の遅れ時間ΔＳは定
数であり、あらかじめ設定することができるものであ
る。

【００９７】以上のパルス幅調整の様子をタイミングチ
ャートで示すと図１４に示すように、飽和加算値を示す
サンプリング点があれば段階的にｗ１−ｗ２−ｗ３とな
るように送出パルス信号のパルス幅ｗを狭める調整を行
う。また、いずれのサンプリング点の加算値も閾値を超
えることがないような場合には、図１５に示すように、
送出パルス信号のパルス幅ｗをｗ３−ｗ２−ｗ１となる
ように段階的に拡げる調整を行う。なお、これらのパル
ス幅調整において、パルス幅調整の限界は実機において
実験的に決定されるものであるが、例えば、狭い方でサ
ンプリングパルス幅Δｔ１つ分までとし、広い方でも測
距動作が遅れない範囲で決定する。

【００９８】このようにして、第２の実施例の車両用レ
ーダ装置によれば、測距動作によって得られる各サンプ
リング点の加算値が適正範囲にない場合に送出パルス信
号のパルス幅を増減調整するようにしているので、特に
あるサンプリング点の加算値が無効な飽和加算値とな
り、測距精度を悪化させる事態を防止することができ
る。しかも、この第２の実施例では、送出パルス信号の
パルス幅の自動調整によって無効データの発生を防止す
るようにしているので、送出パルス信号の出力強度を調
整したり、受信手段の受信利得を調整したりする場合の
ようにアナログ回路を大規模に使用する必要がなく、デ
ィジタル回路によってパルス幅調整機構を構成し、かつ
そのオン−オフ制御によってパルス幅制御ができるので
電気的ロスが生じない利点がある。

【００９９】なお、上記第２の実施例において、パルス
幅の調整を段階的に行う代わりに、加算値が飽和値に達
しているサンプリング点の数ｋに応じて、１回の調整で
最適なパルス幅になるようにすることもできる。つま
り、当初のパルス幅ｗとし、ある測距動作によって無効
となる加算値がｋ個のサンプリング点に見出される場
合、パルス幅ｗを減少させる減少幅Δｗを、このｋの関
数ｆ（ｋ）によって決定するのである。例えば、 Δｗ＝ｆ（ｋ）＝α・ｋ とする。ここでαは定数で、実験的に決定する。そし
て、新しいパルス幅ｗを、それまでのパルス幅ｗ´か
ら、 ｗ＝ｗ´−Δｗ によって求めるのである。

【０１００】また、ピーク検出手段１１によるピーク検
出処理には、図３５に示したような直線近似法に代え
て、図１６に示すような二次曲線近似法を利用すること
もできる。

【０１０１】次に、請求項３の発明の実施例について、
図１７に基づいて説明する。この第３の実施例の車両用
レーダ装置は、図１２に示した第２の実施例のパルス幅
調整手段１２に代えて、図１７に示す内部構成を有する
パルス幅調整手段１２´を備えたことを特徴とする。

【０１０２】このパルス幅調整手段１２´は、反射パル
ス信号受信手段５ｂの２値化出力信号をサンプリング期
間の間ずつ、繰り返し積分する積分器１２Ａと、この積
分器１２Ａが求めた積分値を所定回数Ｎ回分、加算する
加算器１２Ｂと、この加算器１２Ｂによる加算結果ｐ
を、前述の加算記憶手段６Ｂのいずれかのサンプリング
点の加算値が無効データとなる飽和加算値となる受信状
態をそれが起こらない正常受信状態と識別するクライテ
リアとしてあらかじめ設定した基準値ｐｉと比較し、そ
の比によって送出パルス信号のパルス幅調整を行う演算
器１２Ｃと、これらの各部の動作タイミング制御を行う
タイミング制御部１２Ｄから構成されている。

【０１０３】そして、この実施例では、図１８に示すフ
ローチャートにしたがって測距動作を行う。すなわち、
初期設定では送出パルス信号のパルス幅は最大値ｗｉに
設定されている。測距動作を開始すると、まず制御手段
８内のサンプリング処理回数のカウント値を０リセット
し、パルス信号送出手段５ａが設定されたパルス幅のパ
ルス信号を送出する（ステップＳＴ４１，ＳＴ４２）。

【０１０４】反射パルス信号受信手段５ｂは受信する信
号を２値化し、サンプリング手段６Ａに連続的に出力
し、サンプリング手段６Ａは所定のサンプリングパルス
によって２値化信号をサンプリング点毎にサンプリング
し、加算記憶手段６Ｂに与え、加算記憶手段Ｂが２値化
サンプリング信号をサンプリング点毎に加算処理する
（ステップＳＴ４３）。

【０１０５】これと同時に、パルス幅調整手段１２´の
積分器１２Ａでは受信２値化信号をすべてのサンプリン
グ点の加算が完了するまでの間、積分して加算器１２Ｂ
に渡し、加算器１２Ｂが積分値を加算処理する（ステッ
プＳＴ４４）。

【０１０６】以上の処理はサンプリング加算処理が所定
回数Ｍ回（このＭはあらかじめ設定した数値で、例え
ば、所定回数Ｎの１／３あるいは１／２などに設定する
ことができる）だけ繰り返される（ステップＳＴ４
５）。

【０１０７】そして加算回数がＭ回になれば、パルス幅
調整手段１２´の演算器１２Ｃは加算器１２Ｂの積分加
算値ｐ（この値は、受信信号の電力に比例する値とな
る）を読み出して比較値ｐｉと比較する（ステップＳＴ
４６）。この比較において、積分加算値ｐが基準値ｐｉ
以下であればパルス幅は適正なものと判断し、所定回数
Ｎ回になるまで、引き続きサンプリング加算処理が繰り
返され（ステップＳＴ４８）、加算回数がＮ回になれ
ば、第１の実施例と同じく、図６に示した距離算出処理
に入る（ステップＳＴ４５）。

【０１０８】しかしながら、積分加算値ｐが比較値ｐｉ
を超えていればパルス幅が広すぎると判断し、パルス信
号送出手段５ａの送出する送出パルス信号のパルス幅ｗ
を次の式にしたがって調整する（ステップＳＴ４７）。 ｗ＝ｗ´・ｐｉ／ｐ （ただし、ｗ´はそれまでのパル
ス幅である） こうして、ステップＳＴ４７において送出パルス信号の
パルス幅の調整が完了すれば、一度の測距動作及びパル
ス幅調整処理動作を終了し、測距動作を最初から再開す
る。

【０１０９】こうして、この第３の実施例では、サンプ
リング加算値の適否の判定を受信信号を積分、加算した
結果を基準比較値と大小比較することによって実行し、
測距動作によって得られる各サンプリング点の加算値が
適正範囲にない場合に送出パルス信号のパルス幅を増減
調整するようにしているので、特にあるサンプリング点
の加算値が無効な飽和加算値となり、測距精度を悪化さ
せる事態を防止することができる。

【０１１０】しかも、この第３の実施例でも、送出パル
ス信号のパルス幅の自動調整によって無効データの発生
を防止するようにしているので、送出パルス信号の出力
強度を調整したり、受信手段の受信利得を調整したりす
る場合のようにアナログ回路を大規模に使用する必要が
なく、ディジタル回路によってパルス幅調整機構を構成
し、かつそのオン−オフ制御によってパルス幅制御がで
きるので電気的ロスが生じない利点がある。

【０１１１】なお、この第３の実施例においても、ピー
ク検出手段１１によるピーク検出処理は、図３５に示し
たような直線近似法に代えて、図１６に示すような二次
曲線近似法を利用することができる。

【０１１２】次に、請求項４の発明の実施例を図１９に
基づいて説明する。この第４の実施例は、制御手段８１
とピーク検出手段１１１の機能に特徴を有しており、そ
の他の構成手段は第１の実施例と共通し、同一の符号を
付することによってそれらの詳しい説明を省略する。

【０１１３】制御手段８１は、レーダヘッド５のパルス
信号送出手段５ａに対して第１のパルスタイミングで所
定回数Ｎ回、繰り返し送出パルスを送出させて演算記憶
手段６に第１のパルスによるサンプリング加算を実行さ
せ、次にこの第１のパルスタイミングに対してあらかじ
め設定された時間だけずらした第２のパルスタイミング
で所定回数Ｎ回、繰り返し送出パルスを送出させて演算
記憶部６に第２のパルスによるサンプリング加算を実行
させる制御機能と、ピーク検出手段１１１に対してこれ
らの第１のパルスによるサンプリング加算データと第２
のパルスによるサンプリング加算データに基づく新たな
ピーク検出処理を実行させる制御機能と、判定手段７に
このピーク検出手段１１１が割り出したピーク点の位置
に基づいて反射物標のまでの距離を算定させて表示させ
る制御機能を備えている。

【０１１４】ピーク検出手段１１１は、図２０に詳しく
示されているように、演算記憶手段６の加算記憶手段６
Ｂによって得られた第１のパルスによるサンプリング加
算データを記憶する第１パルスサンプリング加算データ
記憶部１１１ａと、第２のパルスによるサンプリング加
算データを記憶する第２パルスサンプリング加算データ
記憶部１１１ｂと、これらの第１のパルスによるサンプ
リング加算データと第２のパルスによるサンプリング加
算データとの差分を演算する差分処理部１１１ｃと、こ
の差分処理部１１１ｃが算出する各サンプリング点毎の
差分値を見て、時間軸を横軸、差分値を縦軸とする直交
座標上で＋側の最大値を与えるサンプリング点と−側の
最小値を与えるサンプリング点との間に存在するそれぞ
れの差分値を最小２乗法によって直線近似する直線近似
処理部１１１ｄと、この最小２乗法による近似直線が時
間軸と交わるゼロクロス点を反射パルス信号のピーク点
として割り出すピーク点割出部１１１ｅから構成されて
いる。

【０１１５】次に、上記構成の第４の実施例の車両用レ
ーダ装置の動作について、図２１のタイミングチャート
と図２２のフローチャートに基づいて説明する。制御手
段８１によって、図２１（１）に示すように第１のパル
ス信号の送出タイミングＡと、第２のパルス信号の送出
タイミングＢとが所定の時間遅れδｔを持つように設定
される。なお、この図２１（１）では、同じ時間軸上に
第１のパルスの送出タイミングＡと第２のパルスの送出
タイミングＢとが重なり合うように描かれているが、実
際の測距動作では、第１のパルスを送出タイミングＡで
所定回数Ｎ回（上記の各実施例では、Ｎ＝８０００回と
した）送出して第１のパルスによるサンプリング加算を
実行した後、第２のパルスを送出タイミングＢで同じく
所定回数Ｎ回送出して第２のパルスによるサンプリング
加算を実行するのである。

【０１１６】そこで、制御手段８１はレーダヘッド５の
パルス信号送出手段５ａに対して第１のパルス送出タイ
ミングＡで所定回数Ｎ回、繰り返しパルス送出指令を与
えて第１のパルス信号を繰り返し送出させ、各パルス送
出タイミングＡ毎に反射パルス信号受信手段５ｂが第１
のパルス信号が物標に反射して返って来る方向からの信
号を連続的に受信し、一定の信号レベルを超えるか超え
ないかによって２値化した信号に変換して連続的に出力
する。

【０１１７】そしてサンプリング手段６Ａが、図２１
（２）に示すような周期Δｔのサンプリングパルスによ
って、パルス信号送出手段５ａの第１のパルス信号の送
出タイミングＡ後の複数の時間を異ならせたサンプリン
グ点毎に２値化信号をサンプリングして０又は１のサン
プリング値を得、これを加算記憶手段６Ｂに与える。加
算記憶手段６Ｂでは、サンプリングパルスに同期して、
サンプリング手段６Ａから与えられるサンプリング点毎
の０または１の信号を所定回数だけ加算、記憶してい
く。この加算記憶手段６Ｂの各サンプリング点毎の加算
回数はパルス信号送出手段５ａにより一定の周期で繰り
返し送出されるパルス状の信号の所定送出回数Ｎである
（ステップＳＴ５１）。

【０１１８】その所定回数Ｎ分のサンプリング加算処理
が終了すると、ピーク検出手段１１１の第１パルスサン
プリング加算データ記憶部１１１ａに図２１（２）に示
すようなサンプリング加算データが記憶される（ステッ
プＳＴ５２）。ここで得られるサンプリング加算データ
は、第１の実施例〜第３の実施例と同じように、受信信
号が雑音レベルであればＮ／２に近い値となり、反射パ
ルス強度に応じてＮ／２〜Ｎの間の値となる。

【０１１９】次に、制御手段８１はパルス信号送出手段
５ａに第２のパルスの送出タイミングＢで所定回数Ｎ
回、繰り返しパルス送出指令を与えて第２のパルス信号
を繰り返し送出させ、これに基づき、第１のパルスと同
じようにしてサンプリング加算処理を演算記憶手段６に
行わせる（ステップＳＴ５３）。

【０１２０】そして第２のパルスによる所定回数Ｎ分の
サンプリング加算処理が終了すると、ピーク検出手段１
１１の第２パルスサンプリング加算データ記憶部１１１
ｂに同図（３）に示すようなサンプリング加算データが
記憶される（ステップＳＴ５４）。

【０１２１】こうして、第１のパルスによるサンプリン
グ加算と第２のパルスによるサンプリング加算とが終了
すると、ピーク検出手段１１１の差分処理部１１１ｃに
おいて、図２１（４）に示すような第１パルスサンプリ
ング加算データと第２パルスサンプリング加算データと
の間の差分演算処理が実行される（ステップＳＴ５
５）。

【０１２２】この差分処理の後、直線近似処理部１１１
ｄにおいて最小２乗法による直線近似演算処理が実行さ
れる（ステップＳＴ５６）。この最小２乗法による直線
近似演算処理は、時間軸を横軸、加算値を縦軸にして、
差分値が＋側の最大値となる点ｔi-2 と−側の最小値と
なる点ｔi とに挟まれる区間ｔi-2 〜ｔi を見出し、そ
の区間内に存在する差分値、図２１（４）ではａi-2 ，
ａi-1 ，ａi を抽出する。そして、これらの差分値間に
最小２乗法による直線近似を行い、近似直線ａを求め
る。

【０１２３】こうして直線近似処理で得られた近似直線
ａの方程式がピーク点割出部１１１ｅに与えられ、ここ
で近似直線ａが時間軸と交わるゼロクロス点ｔx を求
め、第１のパルスの中点と第２のパルスの中点との間の
中間点を時間原点ｔ0 として、ゼロクロス点ｔx までの
時間間隔Δτをピーク点の時間対応点として求め、これ
を判定手段７に出力する（ステップＳＴ５７）。

【０１２４】判定手段７では、ピーク検出手段１１１か
らのピーク点に対応する時間間隔Δτに対して、次の演
算式に基づいて反射物標までの距離を算定し、表示装置
（図示せず）に表示させて運転者に知らせる（ステップ
ＳＴ５８）。

【０１２５】つまり、Δτの時間間隔は、自車両からパ
ルス信号を送出し、前方の先行車に反射して返ってきて
反射パルス信号受信手段に受信されるまでにかかる信号
波の往復時間ΔＴとシステムの遅れ時間ΔＳの和（Δτ
＝ΔＴ＋ΔＳ）である。ここで、システムの遅れ時間Δ
Ｓはあらかじめ計測して決定されるシステム特有のもの
であり、信号波の伝播速度は光速度ｃであるので、物標
までの距離Ｒは、次の式によって求めることができる。 Ｒ＝ｃ・ΔＴ／２＝ｃ・（Δτ−ΔＳ）／２

【０１２６】以上の測距動作が完了すると、上記第１の
パルスの送出から始まる測距処理が繰り返し実行され
る。

【０１２７】こうして、この第４の実施例の車両用レー
ダ装置によれば、第１の実施例〜第３の実施例と比較し
て加算記憶手段のいずれかのサンプリング点の加算値が
信号強度が強いために飽和するような場合でもそれに影
響されずに正確に測距することができることになる。

【０１２８】次に、図２３〜図２８に基づいて、請求項
５の発明の一実施例について説明する。この第５の実施
例の特徴は、図１９及び図２０に示した第４の実施例の
車両用レーダ装置において、さらに制御手段８１´とピ
ーク検出手段１１１´に特徴を有しており、その他の構
成手段は第４の実施例と共通であり、その詳しい説明は
省略する。

【０１２９】制御手段８１´は、第４の実施例における
制御手段８１と同様に第１のパルス信号に対して第２の
パルス信号をδｔだけずらしたタイミングで送出する制
御機能と共に、これら第１のパルス信号の送出タイミン
グＡと第２のパルス送出タイミングＢとの時間遅れδｔ
をピーク検出手段１１１´からの無効データの数を示す
信号に応じて任意に調整する制御機能をも備えている。

【０１３０】ピーク検出手段１１１´は、第１のパルス
によるサンプリング加算データと第２のパルスによるサ
ンプリング加算データにあるサンプリング点で飽和状態
が発生しているために、差分処理によって得られるデー
タに無効データが見出される場合にその無効データを割
り出し、必要な送出タイミングずらし時間δｔの調整値
を算出する機能を追加的に備えており、図２４に示すよ
うに、図２０に示した第４の実施例と共通する構成部分
１１１ａ〜１１１ｅに加えて、差分処理部１１１ｃが算
出した差分値から後述する手順に従って無効データを割
り出す無効データ割出部１１１ｆと、同じ差分値から有
効データを割り出す有効データ割出部１１１ｇと、これ
らの無効データ、有効データに対応して第１のパルスと
第２のパルスとの送出タイミングのふさわしいずらし時
間δｔを算出する送出タイミングずらし時間算出部１１
１ｈを備えている。

【０１３１】次に、上記構成の第５の実施例の車両用レ
ーダ装置の動作について、図２５〜図２８に基づいて説
明する。制御手段８１´によって、図２５（１）に示す
ように第１のパルス信号の送出タイミングＡと、第２の
パルス信号の送出タイミングＢとが所定の時間遅れδｔ
を持つように設定される。なお、この図２５（１）で
も、図２１（１）に示した第４の実施例の場合と同じよ
うに、同じ時間軸上に第１のパルスの送出タイミングＡ
と第２のパルスの送出タイミングＢとが重なり合うよう
に描かれているが、実際の測距動作では、第１のパルス
を送出タイミングＡで所定回数Ｎ回（上記の各実施例で
は、Ｎ＝約８０００回とした）送出して第１のパルスに
よるサンプリング加算を実行した後、第２のパルスを送
出タイミングＢで同じく所定回数Ｎ回送出して第２のパ
ルスによるサンプリング加算を実行するのである。

【０１３２】そこで、制御手段８１´はパルス信号送出
手段５ａに対して第１のパルス送出タイミングＡで所定
回数Ｎ回、繰り返しパルス送出指令を与えて第１のパル
ス信号を繰り返し送出させ、各パルス送出タイミングＡ
毎に反射パルス信号受信手段５ｂが第１のパルス信号が
物標に反射して返って来る方向からの信号を連続的に受
信し、一定の信号レベルを超えるか超えないかによって
２値化した信号に変換して連続的に出力する。

【０１３３】そしてサンプリング手段６Ａが、図２５
（２）に示すような周期Δｔのサンプリングパルスによ
って、パルス信号送出手段５ａの第１のパルス信号の送
出タイミングＡ後の複数の時間を異ならせたサンプリン
グ点毎に２値化信号をサンプリングして０又は１のサン
プリング値を得、これを加算記憶手段６Ｂに与える。加
算記憶手段６Ｂでは、サンプリングパルスに同期して、
サンプリング手段６Ａから与えられるサンプリング点毎
の０または１の信号を所定回数だけ加算、記憶してい
く。この加算記憶手段６Ｂの各サンプリング点毎の加算
回数はパルス信号送出手段５ａにより一定の周期で繰り
返し送出されるパルス状の信号の所定送出回数Ｎである
（ステップＳＴ６１）。

【０１３４】その所定回数Ｎ分のサンプリング加算処理
が終了すると、ピーク検出手段１１１´の第１パルスサ
ンプリング加算データ記憶部１１１ａに図２５（２）に
示すようなサンプリング加算データが記憶される（ステ
ップＳＴ６２）。ここで得られるサンプリング加算デー
タは、第１の実施例〜第４の実施例と同じように、受信
信号が雑音レベルであればＮ／２に近い値となり、反射
パルス強度に応じてＮ／２〜Ｎの間の値となる。

【０１３５】次に、制御手段８１´はパルス信号送出手
段５ａに第２のパルスの送出タイミングＢで所定回数Ｎ
回、繰り返しパルス送出指令を与えて第２のパルス信号
を繰り返し送出させ、これに基づき、第１のパルスと同
じようにしてサンプリング加算処理を演算記憶手段６に
行わせる（ステップＳＴ６３）。

【０１３６】そして第２のパルスによる所定回数Ｎ分の
サンプリング加算処理が終了すると、ピーク検出手段１
１１´の第２パルスサンプリング加算データ記憶部１１
１ｂに同図（３）に示すようなサンプリング加算データ
が記憶される（ステップＳＴ６４）。

【０１３７】こうして、第１のパルスによるサンプリン
グ加算と第２のパルスによるサンプリング加算とが終了
すると、ピーク検出手段１１１´の差分処理部１１１ｃ
において、図２５（４）に示すような第１パルスサンプ
リング加算データと第２パルスサンプリング加算データ
との間の差分演算処理が実行される（ステップＳＴ６
５）。

【０１３８】次に、得られた差分値データに対して無効
データ割出部１１１ｆが無効データの有無の判定と無効
データに対応するサンプリング点を割り出す処理を行う
（ステップＳＴ６６）。無効データとは、受信信号強度
が強いために図２５（２）に示すように第１のパルスに
よるサンプリング加算でも、同図（３）に示すように第
２のパルスによるサンプリング加算でも加算回数Ｎとな
る飽和値が出、その結果、同図（４）の差分値データで
は、＋側の最大値ｂ１と−側の最小値ｂ２との間に０値
ｂ３，ｂ４，…が見出される場合、これらの０値ｂ３，
ｂ４，…を無効データと判定するのである。

【０１３９】このような無効データが複数点に見出され
る場合、これらを含めて第４の実施例のように最小２乗
法による直線近似を直接実行すると、推定区間が無用に
長くなってしまって正確なピーク点の割り出しができな
くなる。すなわち、推定区間の幅Ｗとおき、Ｗと距離演
算結果のばらつきとの関係を示すと図２６のようにな
る。なお、ここでは＋側の差分値ａのみにばらつきがあ
るとしている。この図２６に示すように、差分値ａにば
らつきがあれば、ゼロクロス点ｔx にもそのばらつきが
影響し、次式のようになる。

【数３】ｔx ＝ａ・Ｗ／（ａ−ｂ） ≒（ａ￣±δ）・Ｗ／（ａ￣−ｂ） ＝ａ￣・Ｗ／（ａ￣−ｂ）±δ・Ｗ／（ａ￣−ｂ） ここで、ａ￣はａの平均値、δは標準偏差である。ま
た、分母のａのばらつきδはａ−ｂに比べて十分小さい
ので無視している。

【０１４０】この式の第２式の第２項はゼロクロス点ｔ
x の演算結果のばらつきが推定区間Ｗに比例することが
明らかである。

【０１４１】そこで、第１のパルスによるサンプリング
加算データの立下り点ｔi と第２のパルスによるサンプ
リング加算データの立上り点ｔj とが重なるように第１
のパルスの送出タイミングＡに対して第２のパルスの送
出タイミングＢのずらし時間δｔを変更し、これを制御
手段８１´に与える（ステップＳＴ６７，ＳＴ６８）。

【０１４２】このずらし時間δｔの算出は、次の手順に
よる。まず図２５（２）の第１のパルスによるサンプリ
ング加算データにおける時間的に最後の有効データｃ１
を見出す。これは、最後の無効データｃ２とその後の０
データｃ２に挟まれるデータを有効データとし、そのう
ちで最もサンプリング点が後となる点ｔi のデータｃ１
として見出すのである。次に、同図（３）の第２のパル
スによるサンプリング加算データにおける最後の有効デ
ータｄ１を見出す。これは同様に、時間的に最後の０デ
ータｄ２とその後の最初の無効データｄ３とに挟まれる
データを有効データとし、そのうちで最もサンプリング
点が前となる点ｔj ´のデータｄ１として見出すのであ
る（ステップＳＴ６７）。なお、ここで注意すべきこと
は、第２のパルスによるサンプリング加算の際の時間軸
では、サンプリング開始点ｔｓ´は初期設定されたずれ
時間δｔだけ第１のパルスによるサンプリング開始点ｔ
ｓ´よりも遅れているということである。

【０１４３】次に、新たなずらし時間δｔを、第１のパ
ルスによるサンプリングの時間軸において、サンプリン
グ点ｔj ´がサンプリング点ｔi の１サンプリング間隔
Δｔだけ後に来るように決める（ステップＳＴ６８）。
つまり、サンプリング点ｔiの第１のパルスによるサン
プリング開始点ｔｓからの時間遅れがＳ１であり、サン
プリング点ｔj ´の同じく第１のパルスによるサンプリ
ング開始点ｔs からの時間遅れがＳ２であったとすれ
ば、新たな時間遅れδｔは、δｔ＝Ｓ１−Ｓ２＋Δｔと
設定するのである。これを図２７に基づいて説明する
と、同図（１）に示すようにそれまで、第１のパルスの
送出タイミングＡに対してδｔ1 だけずれた送出タイミ
ングＢ1 で第２のパルスを送出するように設定していた
のを、（Ｓ１−Ｓ２＋１）だけさらにずらしたδｔ2 の
ずれ時間を設定し、この送出タイミングＢ２において第
２のパルスを送出するように制御手段８１´に制御させ
るようにするのである。

【０１４４】こうして、第１のパルスの送出タイミング
Ａに対して第２のパルスの送出タイミングＢ２のずらし
時間δｔを調整すれば、その後のサンプリング加算処理
では図２７（２）〜（４）に示すような測距結果を得る
ことができる。すなわち、同図（２），（３）に示すよ
うに第１のパルスによるサンプリング加算データのうち
の最後の有効データｃ１に対して第２のパルスによるサ
ンプリング加算データのうちの最初の有効データｄ１が
第１のパルスに対する時間軸において１サンプリングパ
ルス周期Δｔだけ後に現れるようになり、差分値に対す
るピーク点の推定区間も同図（４）に示すようにΔｔの
時間幅にまで狭くなり、正確にピーク点ｔx の割り出し
が可能となる。なお、この場合、無効データの割出処理
によって第１のパルスに対する第２のパルスの送出タイ
ミングのずらし時間を調整したことにより、新たな測距
動作では、図２８のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ６６の判断では無効データなしと判定され、ＮＯ側に
分岐して、以降、第４の実施例と同じように差分データ
に対する最小２乗法による直線近似処理とピーク点の割
出処理が実行され（ステップＳＴＳＴ６９，ＳＴ７
０）、得られたピーク点ｔx に対して時間原点ｔ０から
の時間遅れΔτを求め、対応する距離を算出するのであ
る（ステップＳＴ７１）。

【０１４５】以上の処理を実行する第５の実施例の車両
用レーダ装置によれば、初期設定された第１のパルスと
第２のパルスの送出タイミングのずらし時間δｔのもと
で測距動作を行い、無効データが見出されれば、上記の
ずらし時間δｔをふさわしい値に自動的に再調整してか
ら測距動作を繰り返すようにしているので、ピーク点の
位置割出が正確に行えるようになり、いっそう正確な測
距精度が得られる。

【０１４６】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
パルス信号送出手段によってパルス信号を所定の送出回
数だけ周期的に外部へ送出し、このパルス信号が物標に
反射して返って来る方向からの信号を受信手段によって
連続的に受信して２値化し、この２値化受信信号を加算
手段によってパルス信号送出手段の信号送出タイミング
からの経過時間を異ならせた複数のサンプリング点毎に
所定の送出回数分ずつ加算し、所定回数の信号送出、受
信、加算処理が終了すれば、判定手段によって、加算手
段の求めた各サンプリング点の加算値を所定の閾値と比
較し、所定の閾値よりも大きい加算値を与えるサンプリ
ング点に対応する距離を前方の物標までの距離として算
出するが、ここで、自車速測定手段によって当該装置が
搭載されている車両の速度を検出し、受信利得制御手段
によって速度が大きければ受信手段の受信利得を上げ、
検出速度が小さければ受信利得を下げる利得制御を行う
ようにしているので、高速走行時には遠距離レンジの測
距を正確に行い、高速道であっても渋滞中や市街地走行
のように低速走行時には直前方の車両のように検出が必
要な近距離レンジの測距を正確に行うことができ、車速
に対応して測距が必要となるそれぞれの距離レンジの測
距が正確に行える。

【０１４７】請求項２の発明によれば、パルス信号送出
手段によってパルス信号を所定の送出回数だけ周期的に
外部へ送出し、このパルス信号が物標に反射して返って
来る方向からの信号を受信手段によって連続的に受信し
て２値化し、この２値化受信信号を加算手段によってパ
ルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経過時間
を異ならせた複数のサンプリング点毎に所定の送出回数
分ずつ加算し、所定回数の信号送出、受信、加算処理が
終了すれば、判定手段によって加算手段の各サンプリン
グ点の加算値を所定の閾値と比較し、所定の閾値よりも
大きい加算値を与えるサンプリング点に対応する距離を
前方の物標までの距離として算出するが、ここで、送出
パルス幅制御手段によって、加算手段の算出するいずれ
かのサンプリング点の加算値が飽和加算値を示していな
いかどうかチェックし、飽和加算値を示すサンプリング
点がある場合には、パルス信号送出手段に対して送出パ
ルス信号のパルス幅を狭くする制御を行うようにしてい
るので、送出パルス信号の出力強度が大きいためにいず
れかのサンプリング点の加算値が飽和するような場合、
送出パルス信号のパルス幅を狭くすることによって出力
強度を抑制する調整を行い、遠距離、近距離を問わず、
常に適正な加算値が得られるように調整することがで
き、正確な測距ができる。

【０１４８】請求項３の発明によれば、パルス信号送出
手段によってパルス信号を所定の送出回数だけ周期的に
外部へ送出し、このパルス信号が物標に反射して返って
来る方向からの信号を受信手段によって連続的に受信し
て２値化し、この２値化受信信号を加算手段によってパ
ルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経過時間
を異ならせた複数のサンプリング点毎に所定の送出回数
分ずつ加算し、所定回数の信号送出、受信、加算処理が
終了すれば、判定手段によって加算手段の各サンプリン
グ点の加算値を所定の閾値と比較し、所定の閾値よりも
大きい加算値を与えるサンプリング点に対応する距離を
前方の物標までの距離として算出するが、ここで、積分
手段によって受信手段が出力する２値化信号を加算手段
が繰り返し加算動作している間だけ積分し、送出パルス
幅制御手段によって積分手段の積分結果を所定の基準値
と比較し、当該基準値を超える積分結果が得られる場合
には、パルス信号送出手段に対して送出パルス信号のパ
ルス幅を狭くする制御を行うようにしているので、送出
パルス信号の出力強度が大きいためにいずれかのサンプ
リング点の加算値が飽和するような場合、送出パルス信
号のパルス幅を狭くすることによって出力強度を抑制す
る調整を行い、遠距離、近距離を問わず、常に適正な加
算値が得られるように調整することができ、正確な測距
ができる。

【０１４９】請求項４の発明によれば、第１のパルス信
号送出手段によって第１の信号送出タイミングで第１の
パルス信号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送出
し、この第１のパルス信号が物標に反射して返って来る
方向からの信号を第１の受信手段によって連続的に受信
して２値化し、この２値化受信信号を第１の加算手段に
よって第１のパルス信号送出手段の信号送出タイミング
からの経過時間を異ならせた複数のサンプリング点毎に
所定の送出回数分ずつ加算し、この第１の信号送受信系
による所定回数の信号送受信処理が完了した後、第２の
パルス信号送出手段によって前述の第１の信号送出タイ
ミングに対してずらした第２の信号送出タイミングで第
１のパルス信号と同じパルス信号である第２のパルス信
号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送出し、この第
２のパルス信号が物標に反射して返って来る方向からの
信号を第２の受信手段によって連続的に受信して２値化
し、この２値化受信信号を第２の加算手段によって前述
の第１のパルス信号送出手段の信号送出タイミングから
の経過時間を異ならせた複数のサンプリング点であって
その周期を第１の加算手段のサンプリング点の周期と同
じにしたサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加算
し、これら第１の信号送受信系と第２の信号送受信系と
のそれぞれによるパルス信号の送受信処理が完了する
と、差分手段によって第１の加算手段が得た第１の加算
値と第２の加算手段が得た第２の加算値との差分を演算
し、直線近似手段によって各サンプリング点毎の差分値
を見て、時間軸を横軸、差分値を縦軸とする直交座標上
で＋側の最大値を与えるサンプリング点と−側の最小値
を与えるサンプリング点との間に存在するそれぞれの差
分値を最小２乗法によって直線近似し、時間軸と交わる
ゼロクロス点を見出し、さらに、判定手段によって、第
１の信号送出タイミングと第２の信号送出タイミングと
の中間時間点から直線近似手段が割り出したゼロクロス
点までの経過時間を算出し、当該時間を第１又は第２の
パルス信号が物標に反射して返って来るまでにかかる往
復時間とし、対応する距離を前方の物標までの往復距離
として算出するようにしているので、いずれかのサンプ
リング点に飽和加算値が見られても、パルス信号出力あ
るいは受信利得を可変制御することになく、得られた加
算値を利用して測距を行うことができ、電子回路構成を
複雑にせずとも迅速、正確に測距ができる。

【０１５０】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
において、さらに、差分手段がある１又は連続する複数
のサンプリング点の差分値がゼロで、その前後に＋側の
差分値及び−側の差分値を示すサンプリング点を見出す
場合に、当該差分値をゼロとするサンプリング点の数＋
１に対応する時間だけ、第１のパルス信号の送出タイミ
ングに対して第２のパルス信号の送出タイミングをさら
に遅らす制御を行うパルス送出タイミング制御手段を備
えているので、いずれかのサンプリング点に飽和加算値
が見らた場合には、パルス信号出力あるいは受信利得を
可変制御することなく、第１のパルス信号と第２のパル
ス信号との送出タイミングを調整することにより、第
１、第２の加算手段それぞれによって得られる飽和加算
値も含めた加算値を利用して測距を行うことができ、電
子回路構成を複雑にせずとも迅速、正確に測距ができ、
そのうえ、ピーク位置の割出がいっそう正確に行えるた
めに測距精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例の機能ブロック図。

【図２】上記実施例の各部の信号波形図。

【図３】上記実施例の反射パルス信号受信手段の利得可
変範囲を示すグラフ。

【図４】上記実施例のサンプリング加算結果を示すグラ
フ。

【図５】上記実施例の測距動作を示すフローチャート。

【図６】上記実施例のピーク検出手段のピーク検出処理
を示すフローチャート。

【図７】上記実施例の利得減少調整時のサンプリング加
算結果を示すグラフ。

【図８】上記実施例の利得増加調整時のサンプリング加
算結果を示すグラフ。

【図９】上記実施例の利得増減処理を示すタイミングチ
ャート。

【図１０】請求項１の発明の他の実施例の反射パルス信
号受信手段の利得可変範囲を示すグラフ。

【図１１】上記各実施例の車両用レーダ装置を搭載した
衝突警報装置の構成を示すブロック図。

【図１２】請求項３の発明の一実施例の機能ブロック
図。

【図１３】上記実施例の測距動作を示すフローチャー
ト。

【図１４】上記実施例の送出パルス信号のパルス幅を狭
める処理を示す説明図。

【図１５】上記実施例の送出パルス信号のパルス幅を広
げる処理を示す説明図。

【図１６】上記実施例のピーク検出手段による二次曲線
近似処理を示すグラフ。

【図１７】請求項３の発明の一実施例の積分手段の内部
構成を示す機能ブロック図。

【図１８】上記実施例のパルス幅調整処理を示すフロー
チャート。

【図１９】請求項４の発明の一実施例の機能ブロック
図。

【図２０】上記実施例のピーク検出手段の内部構成を示
す機能ブロック図。

【図２１】上記実施例の各部の信号波形図。

【図２２】上記実施例の測距動作を示すフローチャー
ト。

【図２３】請求項５の発明の一実施例の機能ブロック
図。

【図２４】上記実施例のピーク検出手段の内部構成を示
す機能ブロック図。

【図２５】上記実施例の各部の信号波形図。

【図２６】上記実施例における無効データの存在による
ゼロクロス点のばらつきを示すグラフ。

【図２７】上記実施例の第１のパルスと第２のパルスの
送出タイミングのずらし時間の調整動作を示す各部の信
号波形図。

【図２８】上記実施例の測距動作を示すフローチャー
ト。

【図２９】従来例の機能ブロック図。

【図３０】上記従来例の各部の信号波形図。

【図３１】従来例の雑音の確率分布を示すグラフ。

【図３２】他の従来例の機能ブロック図。

【図３３】上記従来例のサンプリング加算データを示す
グラフ。

【図３４】さらに他の従来例の機能ブロック図。

【図３５】上記従来例のピーク検出処理を示すグラフ。

【図３６】従来例の飽和状態が発生したサンプリング加
算データを示すグラフ。

【図３７】従来例による遠距離レンジの測距動作を示す
説明図。

【図３８】従来例による近距離レンジの測距動作を示す
説明図。

【符号の説明】

５ レーダヘッド ５ａ パルス信号送出手段 ５ｂ 反射パルス信号受信手段 ６ 演算記憶手段 ６Ａ サンプリング手段 ６Ｂ 加算記憶手段 ７ 判定手段 ８ 制御手段 ９ 自車速測定手段 １０ 利得制御信号発生手段 １１ ピーク検出手段 １２ パルス幅調整手段 １２´ パルス幅調整手段 １２Ａ 積分器 １２Ｂ 加算器 １２Ｃ 演算器 １２Ｄ タイミング制御器 ８１ 制御手段 ８１´ 制御手段 １１１ ピーク検出手段 １１１´ ピーク検出手段 １１１ａ 第１パルスサンプリング加算データ記憶部 １１１ｂ 第２パルスサンプリング加算データ記憶部 １１１ｃ 差分処理部 １１１ｄ 直線近似処理部 １１１ｅ ピーク点割出部 １１１ｆ 無効データ割出部 １１１ｇ 有効データ割出部 １１１ｈ 送出タイミングずらし時間算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 17/10 4240−5Ｊ (72)発明者 山田 勝規 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 佐藤 宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス信号を所定の送出回数だけ周期的
   に外部へ送出するパルス信号送出手段と、 前記パルス信号送出手段が送出する信号が物標に反射し
   て返って来る方向からの信号を連続的に受信し、２値化
   して出力する受信手段と、 前記受信手段が出力する２値化信号を、前記パルス信号
   送出手段の信号送出タイミングからの経過時間を異なら
   せた複数のサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加
   算する加算手段と、 前記加算手段の前記各サンプリング点の加算値を所定の
   閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標からの反
   射信号が存在するか否かを判定し、当該所定の閾値より
   も大きい加算値を与えるサンプリング点に対応する距離
   を前方の物標までの距離として算出する判定手段と、 当該装置が搭載されている車両の速度を検出する自車速
   測定手段と、 前記自車速測定手段が検出する速度に応じて前記受信手
   段の受信利得を制御する受信利得制御手段とを備えて成
   る車両用レーダ装置。
2. 【請求項２】 パルス信号を所定の送出回数だけ周期的
   に外部へ送出するパルス信号送出手段と、 前記パルス信号送出手段が送出する信号が物標に反射し
   て返って来る方向からの信号を連続的に受信し、２値化
   して出力する受信手段と、 前記受信手段が出力する２値化信号を、前記パルス信号
   送出手段の信号送出タイミングからの経過時間を異なら
   せた複数のサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加
   算する加算手段と、 前記加算手段の前記各サンプリング点の加算値を所定の
   閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標からの反
   射信号が存在するか否かを判定し、当該所定の閾値より
   も大きい加算値を与えるサンプリング点に対応する距離
   を前方の物標までの距離として算出する判定手段と、 前記加算手段が算出するいずれかのサンプリング点の加
   算値が飽和加算値を示していないかどうか判定し、飽和
   加算値を示すサンプリング点がある場合に前記パルス信
   号送出手段が送出するパルス信号のパルス幅を狭くする
   制御を行う送出パルス幅制御手段とを備えて成る車両用
   レーダ装置。
3. 【請求項３】 パルス信号を所定の送出回数だけ周期的
   に外部へ送出するパルス信号送出手段と、 前記パルス信号送出手段が送出する信号が物標に反射し
   て返って来る方向からの信号を連続的に受信し、２値化
   して出力する受信手段と、 前記受信手段が出力する２値化信号を、前記パルス信号
   送出手段の信号送出タイミングからの経過時間を異なら
   せた複数のサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加
   算する加算手段と、 前記加算手段の前記各サンプリング点の加算値を所定の
   閾値と比較し、その大小に基づいて外部の物標からの反
   射信号が存在するか否かを判定し、当該所定の閾値より
   も大きい加算値を与えるサンプリング点に対応する距離
   を前方の物標までの距離として算出する判定手段と、 前記受信手段が出力する２値化信号を所定期間だけ積分
   する積分手段と、 前記積分手段が得た積分結果を所定の基準値と比較し、
   当該基準値を超える積分結果が得られる場合、前記パル
   ス信号送出手段が送出するパルス信号のパルス幅を狭く
   する制御を行う送出パルス幅制御手段とを備えて成る車
   両用レーダ装置。
4. 【請求項４】 第１の信号送出タイミングで第１のパル
   ス信号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送出する第
   １のパルス信号送出手段と、 前記第１の信号送出タイミングと異なる第２の信号送出
   タイミングで前記第１のパルス信号と同じパルス状の第
   ２のパルス信号を所定の送出回数だけ周期的に外部へ送
   出する第２のパルス信号送出手段と、 前記第１のパルス信号送出手段が送出する第１のパルス
   信号が物標に反射して返って来る方向からの信号を連続
   的に受信し、２値化して出力する第１の受信手段と、 前記第２のパルス信号送出手段が送出する第２のパルス
   信号が物標に反射して返って来る方向からの信号を連続
   的に受信し、２値化して出力する第２の受信手段と、 前記第１の受信手段が出力する２値化信号を、前記第１
   のパルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経過
   時間を異ならせた複数のサンプリング点毎に所定の送出
   回数分ずつ加算する第１の加算手段と、 前記第２の受信手段が出力する２値化信号を、前記第１
   のパルス信号送出手段の信号送出タイミングからの経過
   時間を異ならせた複数のサンプリング点であってその周
   期を前記第１の加算手段のサンプリング点の周期と同じ
   にしたサンプリング点毎に所定の送出回数分ずつ加算す
   る第２の加算手段と、 前記第１の加算手段が得た第１の加算値と前記第２の加
   算手段が得た第２の加算値との差分を演算する差分手段
   と、 前記差分手段が算出する各サンプリング点毎の差分値を
   見て、時間軸を横軸、差分値を縦軸とする直交座標上で
   ＋側の最大値を与えるサンプリング点と−側の最小値を
   与えるサンプリング点との間に存在するそれぞれの差分
   値を最小２乗法によって直線近似し、時間軸と交わるゼ
   ロクロス点を見出す直線近似手段と、 前記第１の信号送出タイミングと第２の信号送出タイミ
   ングとの中間時間点から前記ゼロクロス点までの時間を
   算出し、当該時間を前記第１又は第２のパルス信号が物
   標に反射して返って来るまでにかかる往復時間とし、対
   応する距離を前方の物標までの往復距離として算出する
   判定手段とを備えて成る車両用レーダ装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の車両用レーダ装置におい
   て、さらに、 前記差分手段が、ある１又は連続する複数のサンプリン
   グ点の差分値がゼロで、その前後に＋側の差分値及び−
   側の差分値を示すサンプリング点を見出す場合に、当該
   差分値をゼロとするサンプリング点の数＋１に対応する
   時間だけ、前記第１のパルス信号の送出タイミングに対
   して第２のパルス信号の送出タイミングをさらに遅らす
   制御を行うパルス送出タイミング制御手段を備えて成る
   請求項１記載の車両用レーダ装置。