JPH0784031A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

車両用レーダ装置

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JPH0784031A
JPH0784031A JP5233091A JP23309193A JPH0784031A JP H0784031 A JPH0784031 A JP H0784031A JP 5233091 A JP5233091 A JP 5233091A JP 23309193 A JP23309193 A JP 23309193A JP H0784031 A JPH0784031 A JP H0784031A
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Masahiro Onishi
雅弘 大西
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Abstract

(57)【要約】 【目的】パルス幅がサンプリング周期よりも長い波を用
いることにより受信信号の処理装置を安価に構成しなが
ら、パルス幅が長いことによる測距精度の低下を抑制し
た車両用レーダ装置を提供することにある。 【構成】送出する波のパルス幅が、少なくとも、1サン
プリング周期以上であるパルスを使い、受信した反射波
をサンプリングして加算した出力を時系列的に配列し
て、サンプリング点と、その前後または他のサンプリン
グ点とを結ぶ直線の交点を求め、この交点に対応する時
刻を距離算出に用いることにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス幅がサンプリン
グ周期よりも長い波を用いることにより受信信号の処理
装置を安価に構成しながら、パルス幅が長いことによる
測距精度の低下を抑制した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、例え
ば図12に示すようなものがある。これは自車両の前方
に電波、光、音波などのパルス信号を送出した時刻か
ら、先行車によって反射されたパルス信号を受信した時
刻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、図12の1はパルス信号送出手段、2は反射パ
ルス信号受信手段、3はレーダ装置、4はパルス信号の
送出タイミングを制御する制御手段、5は受信信号の位
相サンプリング加算手段、6はサンプリング信号の記憶
手段、7は信号送信から反射信号受信までの時間を計測
する判定手段である。このような従来のレーダ装置で
は、具体的な信号の検出と時間計測を行うため次の様な
方法が用いられている。
【0003】図13は、上記従来のレーダ装置におけ
る、各信号のタイミングチャートを示す図である。図1
2の制御手段4は、図13の(1)に示す間隔Trごと
に生ずるトリガ信号に同期して、図13の(2)に示す
パルス信号を送出するように図12中のパルス信号送出
手段1を制御する。図12の反射パルス信号受信手段2
によって受信された信号は位相サンプリング加算手段5
によってサンプリングされ、図13の(3)と(4)に
示すように、パルス信号を送出してから何番目のサンプ
リングパルスの時に反射パルスが受信されサンプリング
されたかで距離を計測する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のレーダの、パルス信号送出、反射パルス信号検出
の方法では、距離計測の分解能は、サンプリング間隔で
定まり、これは送出パルスの幅となっていた。測距の分
解能を上げるには、サンプリングパルスの間隔を狭く
し、送出パルス幅を狭くしなければならない。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
ることが必要になり、複雑になり、高価になってしま
う。また、分解能はサンプリングパルス間隔(周期)よ
りも短くできないという問題点があった。
【0005】本発明は、上記のような従来の問題点がな
く、サンプリング周期を短くして回路を複雑高価にする
ことなく、即ち具体的には受信波処理回路の動作周波数
を最高20MHz程度に止めてCMOSFETで構成可
能にし、しかも十分に測距の分解能を上げられるように
した車両用レーダ装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、電磁波、光、または音波のパルス
を送出し、これら送出した電磁波、光、または音波のパ
ルスの目標物体による反射波を、サンプリング、加算す
る車両用レーダ装置において、上記送出する波として、
そのパルス幅が、少なくとも、1サンプリング周期以上
であるパルスを使い、かつ、受信した反射波をサンプリ
ングして加算した出力を時系列的に配列して、サンプリ
ング点と、その前後または他のサンプリング点とを結ぶ
直線の交点を求め、この交点に対応する時刻を距離算出
に用いることにした。さらに、受信した反射波をサンプ
リングする時点の影響で上記交点対応時刻が変動するの
を抑制するために、サンプリングデータの差を用いて新
しいサンプリングデータとし、これと元のサンプリング
データとを使用して交点を算出することにした。
【0007】
【作用】距離計測に用いる波として、パルス幅が、1サ
ンプリング周期よりも長いパルスを用いれば、受信処理
装置は安価に製作できるようになるが、その代り、従来
の技術をそのまま用いたのでは反射波を受信した時刻の
計測精度はサンプリング周期により抑制され、測距精度
は低下してしまう。これに対し、本発明では受信信号の
サンプリング点を直線で結び、このような2本の直線の
交点に対応する時刻を反射波受信の時刻として距離測定
に用いることにしたので、回路を高速化さずにサンプリ
ング周期以上の高い分解能が得られるようになった。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の第1実施例図である。まず
構成を説明すると、図1において、3はレーダ装置で、
1はパルス信号送出手段、2は反射パルス信号受信手
段、4はパルス信号の送出タイミングを制御する制御手
段、6はサンプリング、加算手段、8はサンプリング、
加算信号のピーク検出手段、7はマイクロコンピュータ
などを用いた判定手段である。
【0009】図2は各信号のタイミングチャートの例を
示し、(1)は少なくともサンプリング周期Δt以上の
幅をもった送出パルスである。(2)は反射されてきた
受信パルス信号で反射体までの距離に比例した遅延時間
Tdだけ遅れて受信される。(3)は周期Δtのサンプ
リングパルス、(4)はサンプリングパルスごとに
(2)の受信したパルス信号をサンプリングし、信号の
有無で“1”か“0”かに変換して加算を行っている。
(5)はサンプリング、加算出力のピーク値を2点探
す。図1に示した判定手段7で、ピーク値とその前後の
サンプリング、加算出力を直線で結び交点を求めこれを
反射波受信時刻として測距用の波を送出してから測距対
象物標からの反射波を受信するまでの所要時間Tを算出
する。なお、この場合、パルス波を送出した時刻はパル
ス中央として計算する。
【0010】図3はピーク検出判定手段の処理フローを
示したフローチャートである。 (1)サンプリング加算データを入力する。 (2)最も大きいピーク値、第1ピークか、次のピー
ク、第2ピークかを判定する。これを全サンプリング点
について行う。 (3)第1ピークと第2ピークの距離の遠近を判断す
る。 (4)第1ピークが第2ピークより遠い場合、第1ピー
クのサンプリング加算データ点と次のサンプリング加算
データ点とを直線で結ぶ。第2ピークのサンプリング、
加算データ点と前のデータ点とを直線で結ぶ。第1、第
2ピークの遠近が逆の場合も同様に直線で結ぶ。 (5)上記2本の直線の交点を求める。 (6)交点に対応する時刻を反射波受信時刻と見做し
て、レーダにおける距離とする。
【0011】次に反射体までの距離が近い場合では受信
サンプリング、加算値はあらかじめ決められた加算値ま
でデータが加算される。この場合、飽和が生じるが、異
なった飽和状態での距離算出のための直線の引き方を図
4の(a)〜(d)に示す。 x1〜x4をサンプリング点における距離 a1〜a4をx1〜x4のサンプリング点における加算値 とすると距離xは下記(数1)式で与えられる。
【0012】
【数1】
【0013】図5は、レーダ装置において反射体を30
mから40mの距離においてサンプリングパルス間隔6
6.7μs(対応距離10m)で実測したデータから本
実施例により計算した値を縦軸に、実際の距離を横軸に
プロットしたものである。図5から、従来の技術によれ
ば分解能は10mであるが、本実施例によれば、測定精
度は低い場合でも、2m程度にまで向上しているのが判
る。なお、サンプリング周期66.7μsであれば、受
信信号の処理回路は約15MHzで動作すれば良く、一
般的なCMOS回路を利用することができ、安価に製作
できる。
【0014】図6は、第2実施例図である。この実施例
では、直線を引くためのデータがピーク値の隣のデータ
ではなく、その隣のデータを使っている。距離算出は第
1実施例の場合と同様な式で計算できる。
【0015】図7は、測距物標が約60mにある場合の
受信信号出力を示し、反射パルスは60m付近にあるた
め、60mにおける加算回数が多くなっている。先ず最
大加算値a2、次に大きい加算値a3を探し、それぞれ、
その前後の加算値a1、a4と直線で結び、2直線の交点
をレーダによる距離とするのが第1実施例での方法であ
った。
【0016】しかし、上記第1実施例の装置では、反射
波波受信時期とサンプリングパルス発生時期との関係
が、2直線の交点の位置(の変動)に及ぼす影響、従っ
て測距誤差に対する考慮がなされていない。図8(a)
に示す場合には、時点(距離)x1、x2とx3、x4のそ
れぞれのデータ点を結ぶ直線は、x2とx3の中間を通る
縦線に対し略対称に位置し、受信信号の頂点の誤差は小
さい。これに対し、図8(b)に示すようにサンプリン
ングされた場合、つまり受信信号の頂点がサンプリング
点となった場合は、第1実施例の装置では、時点x4
5を結ぶ直線は、受信信号の頂点とサンプリング点と
が一致した時点x3を通らず、誤差が生ずる。 距離x2
=10m、x3=20m、x4=30m、x5=40m、
それぞれの加算値を5500、7500、5500、3
000とし、物標の距離xを算出してみると、距離xは
21.1mとなり1.1mの誤差が生ずる。
【0017】この図8(b)に示すような場合でも、距
離x4、x5にx2、x3の傾きと対称となる傾きを導入し
て、x4、x5を結ぶ直線がサンプリング点x3即ち受信
信号の頂点を通るようにすることによって上記問題を解
決できる。図9によってこの第3実施例の方法を説明す
る。受信された波形の、距離x0からx4までの夫々のサ
ンプリングデータ点をa0からa4とする。まず、サンプ
リングデータ点の最大値を探す。これはa2である。次
に2番目の最大値を探す。これはa3である。次に距離
1、x4におけるデータを決める。まず距離x1におけ
るデータを算出する。2番目の最大値であるサンプリン
グ点a3と距離x4におけるサンプリングデータa4との
差Δb2を算出する。このΔb2をa2の値から引いた値
1を距離x1の新しいサンプリングデータ点とする。同
様に距離x4における新しいサンプリングデータ点c4
決める。サンプリングデータ点a2とa1の差Δb1をサ
ンプリングデータ点a3から引いた点がc4である。次に
2とc1を直線で結び、a3とc4を直線で結び、2本の
直線の交点を求め、算出距離xとする。xは次式(数
2)で与えられる。
【0018】
【数2】
【0019】一例として従来例で計算した場合を上記算
出式に代入して計算をしてみる。x1=10m、x2=2
0m、x3=30m、x4=40m、c1=5000、a2
=7500、a3=5500、c4=3500 とする
と、x=20mとなり誤差は0mとなる。図10に受信
波形とサンプリング点がさまざまな相対位置にある場合
に、第3実施例により2直線の交点を求めている有様を
示す。図10(a)は上記説明の場合である。図10
(c)は第1実施例で誤差は生じなかったが、本実施例
においても受信波形を中心に対称な位置にサンプリング
点がある場合、距離x、x2とx3、x4の傾きはほぼ対
称となるためc1とa1、c4とa4は同一点となり、第3
実施例でも第1実施例同様に誤差なく距離が算出でき
る。図11は光レーダに第3実施例を適用して物標まで
の距離を算出したものである。第1実施例によると2m
程度の誤差があるのに比べ、本実施例によれば誤差は5
0cm以内に収まっている。このように第3実施例で
は、受信波形の立ち上がりと立ち下がりのサンプリング
データを使って補正する構成としたので、受信波形とサ
ンプリングの位置とが、どの様な関係にあっても、算出
距離誤差は少なくなる。
【0020】
【発明の効果】送出パルス幅をサンプリング周期以上に
し、距離算出法を、サンプリング、加算データを、その
前後のデータと直線で結び、その交点から算出する構成
としたため、距離分解能はサンプリング間隔を変える事
なく高められ、また分解能向上のためサンプリングパル
スの間隔を狭くする必要がないため回路構成も簡単で済
むという効果が得られる。
【0021】一般にレーダ装置は測定目標か近距離にあ
る場合、受信機が飽和して雑音に重畳した目標の検出が
できなくなるのを防ぐため、近距離ほど利得を下げるS
TCを付加することが多いが、本発明によれば近距離で
も回路を変更する必要がなくSTCも不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の概略構成図である。
【図2】第1実施例における各信号のタイミングチャー
トを示す図でる。
【図3】第1実施例におけるピーク検出判定手段の処理
フローを示したフローチャートである。
【図4】測距物標までの距離が近く、予め定めてある加
算値に受信サンプリング、加算値が短時間で達する場合
の、種々異なった飽和状態での距離算出のための直線の
引き方を示す図である。
【図5】距離30〜40mで、サンプリングパルス間隔
66.7μsのときに、第1実施例算出値を縦軸に、実
際の距離を横軸にプロットした図である。
【図6】ピーク値の隣のデータではなく、さらにその隣
のデータを使って直線を引く第2実施例を説明する図で
ある。
【図7】測距物標が約60mにある場合の受信信号出力
を示す図である。
【図8】反射波波受信時期とサンプリングパルス発生時
期との関係が、第1実施例による2直線の交点の位置に
及ぼす影響を説明する図である。
【図9】反射波波受信時期とサンプリングパルス発生時
期との関係に関わらず常に良好な測距精度が得られる第
3実施例の説明をするための図である。
【図10】第3実施例で、受信波形とサンプリング点が
さまざまな相対位置にある場合に2直線の交点を求める
有様を示す図である。
【図11】第1実施例により算出した距離と第3実施例
により算出した距離とを比較して示す図である。
【図12】従来の車両用レーダの概略構成図である。
【図13】従来のレーダ装置における、各信号のタイミ
ングチャートを示す図である。
【符号の説明】
1…パルス信号送出手段 2…反射パルス信号受信手段 3…レーダ装置 4…パルス信号の送出タイミングを制御する制御手段 5…受信信号の位相サンプリング加算手段 6…サンプリング信号の記憶手段 7…信号送信から反射信号受信までの時間を計測する判
定手段 8…ピーク検出手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁波、光、または音波のパルスを送出
    し、これら送出した電磁波、光、または音波の目標物体
    による反射波を、サンプリング、加算する車両用レーダ
    装置において、上記送出する波のパルス幅が、少なくと
    も、1サンプリング周期以上であるパルスを使うことを
    特徴とする車両用レーダ装置。
  2. 【請求項2】受信した反射波をサンプリング、加算した
    出力を時系列的に配列して、サンプリング点と、その前
    後または他のサンプリング点とを結ぶ直線の交点を求
    め、この交点に対応する時刻を距離算出に用いることを
    特徴とする請求項1記載の車両用レーダ装置。
  3. 【請求項3】サンプリングデータの差を用いて新しいサ
    ンプリングデータを作り、これと元のサンプリングデー
    タとを結ぶ直線を用いて交点を求めるようにしたことを
    特徴とする請求項2記載の車両用レーダ装置。
JP5233091A 1993-09-20 1993-09-20 車両用レーダ装置 Expired - Lifetime JP2856042B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016170053A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 レーザレーダ装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016170053A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 レーザレーダ装置

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