JPH08240659A - 車両用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】送信時の信号エネルギーを増加させることな
く、実用上許容できる処理時間内で、反射信号受信時の
加算回数を増加させて、検知可能な距離を増大させた車
両用レーダ装置を提供することにある。 【構成】あらかじめ設定したしきい値と比較して受信し
た反射信号を２値化して加算し、加算結果から測距対象
物標までの距離を判定する車両用レーダ装置で、あらか
じめ、検知距離が長くなるのに対応させて小さく設定し
た複数のしきい値を保持する手段と、検知距離が長くな
ると共に小さくなる複数のしきい値に対応して、それぞ
れ、加算すべき回数を増加させる手段とを備え、上記加
算回数値に対応して検知距離を算出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送信時の出力信号エネ
ルギーを特に増加させることなく、実用上許容できる処
理時間内で、確率的に極力正確な判定結果を求めて、反
射信号受信時の処理を丁寧に行うことにより検知可能な
距離を増大させるようにした車両用レーダ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーダ装置の従来の技術例として、たと
えば図５に示すようなものがある。図中、１は電波、
光、または音波などのパルス信号送出手段、２は送出し
たパルス信号が測距対象物標により反射されて戻って来
たのを受信する反射パルス信号受信手段、３は信号送出
手段、加算手段、判定手段などの制御を行うための制御
手段、４は反射パルス信号受信手段が受信した信号値を
所定のタイミングでサンプリングして、サンプル値が、
予め設定してある所定のしきい値と比較して、それ以上
ならば”１”、それより小さければ”０”の２値信号に
変換するサンプリング手段、５はサンプリングにより得
られた２値信号を加算し、加算結果（”１”のみが寄与
する）を記憶する加算手段、６は加算手段に記憶された
加算数から、測距対象物標までの距離を判定する判定手
段である。

【０００３】図６は上記各信号のタイミングチャートを
示す図である。（１）は少なくともサンプリング周期
（サンプリングパルス間の時間）Δｔ以上の幅を持った
送出パルスである。（２）は送出したパルス信号が測距
対象物標により反射されて戻って来たのを受信した受信
パルス信号で、送出パルスに対して測距対象物標までの
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である。（４）
はサンプリングパルス毎に受信した受信パルス信号をサ
ンプリングして所定のしきい値と比較し、しきい値以上
ならば”１”、しきい値より小さければ”０”に変換し
て加算を行っているサンプリング、加算出力である。
（５）はサンプリング、加算出力の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、交点を求める
ピーク検出である。

【０００４】図５に示した判定手段６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、測距用のパルス波
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。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。

【０００５】なお、上記の、少なくともサンプリング周
期Δｔ以上の幅を持った送出パルスを用いる技術は、そ
れ以前の技術のように、サンプリング周期よりも短く鋭
く、しかも強力なパルスを送出して正確な測距値を得よ
うとすると、非常に高価な複雑で大形なパルス信号送出
手段が必要になるため、その対策として本発明者が特願
平５−２３３０９１号により提案したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術によ
る従来のレーダ装置では、測距対象物標となる車両のリ
フレクタの性能により、最大検知距離が左右されるとい
う問題点があった。例えば、車両のリフレクタの反射率
が１のときに、最大検知距離１００ｍであるとする。車
両のリフレクタの反射率は、汚れ、大きさの大小、種
類、製造ばらつきなどにより大きく変化する。ここで、
リフレクタの反射率が０．５に低下したとすると、レー
ダ信号の受信強度は、距離の４乗に逆比例して減衰する
ため、レーダ信号の送出時の強度が、リフレクタの反射
率が１のときと同一のままとすれば、最大検知距離は凡
そ８４ｍに低下する。このため、最大検知距離を更に長
くする、あるいは、少なくとも反射率低下以前の最大検
知距離を維持しようとするには、送信出力を増大させる
必要があり、そのためには回路を増加したりしなければ
ならないという問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような従来の技術による
場合の問題点を解消し、送信出力を増大させるなど高価
な機器が必要となる手段を用いることなく、比較的簡単
な手段で、リフレクタの反射率低下などに対する対策が
と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。

【０００８】

【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、電波、光、または音波を送出し、
送出した上記波動の測距対象物標からの反射波をサンプ
リングして得た値が、予め設定したしきい値以上なら
ば”１”、それより小さければ”０”に変換して加算
し、加算結果から測距対象物標までの距離を判定する車
両用レーダ装置において、予め検知距離が長くなるのに
対応させて小さく設定した複数のしきい値を保持する手
段と、検知距離が長くなると共に小さくなる複数のしき
い値に対応して、それぞれ、加算すべき回数を増加させ
る手段とを備え、上記加算回数値に対応して検知距離を
算出することにした。

【０００９】

【作用】レーダが送出したパルス信号の測距対象物標に
よる反射波を受信するのは、雑音の影響もあり、一種の
確率事象である。従って上記の如く本発明により、受信
した信号をしきい値と比較して、それ以上ならば”
１”、それより小さければ”０”として２値信号に変換
し、その結果を加算するという独立事象の試行回数を多
くすれば、統計的に一層信頼すべき結果が得られること
は明かである。一方、レーダの反射パルス信号受信手段
で受信した結果に雑音、たとえば受信機雑音、が混入す
ることは避け難い。レーダのパルス信号送出手段から送
出した信号が、同じレーダの反射パルス信号受信手段に
入力されるまでには、対象物標まで往復しているので、
距離の４乗に逆比例して減衰しており、サンプリングし
て２値信号に変換する際のしきい値は、測距距離を伸ば
そうとすると忽ち低下してしまう（つまり、そのような
低いしきい値を用いなければならなくなる。）。当然、
ある特定距離以上になれば反射パルス信号受信手段への
入力値は雑音レベル以下になって埋没してしまう。この
特定距離より近い距離では反射波が検知できる筈であ
り、加算回数を大きくして対応することが考慮される
が、加算回数を大きくするにしても処理に必要な時間が
長くなりすぎては実用にならないし、その他の点でも裕
度を見なければならないから、実用上適当な最大加算値
が存在する。此の最大加算値に対応する検知距離が実用
上の最大検知距離になり、そのときの２値化のためのし
きい値が実用上の最小しきい値になる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例図である。図中、
７は電波、光、音波などのパルス信号送出手段、８は反
射パルス信号受信手段、９はパルス信号送出手段、加算
手段、判定手段を制御する制御手段、１０は所定のタイ
ミングでサンプリングを行い、反射パルス信号受信信号
をしきい値と比較して２値信号に変換するサンプリング
手段、１１はサンプリングされた信号を加算して記憶す
る加算手段、１２は加算手段に記憶されたデータを次の
測距においても記憶しておく加算値記憶手段、１３は今
回サンプリングして加算手段に記憶されたデータを次回
の測距においても記憶しておく加算値記憶手段の過去の
データと加算して記憶しておく過去データとの加算手
段、１４は判定手段である。

【００１１】図１に示す第１実施例では、パルス信号送
出手段７から電波、光、音波等のパルスを送出し、それ
が測距対象物標で反射され反射パルス信号受信手段８で
受信、増幅され、サンプリング手段１０で、所定のしき
い値と比較され、しきい値以上ならば”１”、それより
小さければ”０”として２値信号に変換され、一定距離
に対応した間隔でサンプリングを行う。加算手段１１で
はサンプリングされ２値信号化された受信信号を所定の
回数Ｎまで加算して記憶する。測距対象物標が無い場合
は、”１”と”０”の出現確率はそれぞれ１／２で、加
算結果はＮ／２となり、測距対象物標がある場合は、受
信信号のＳ／Ｎに対応して、Ｎ／２からＮまでの中間の
加算値が得られる。

【００１２】このとき、加算手段１１で加算して得られ
た加算値を加算値記憶手段１２に記憶しておく。そして
次の測距を行う。上記した前回と同様に、サンプリン
グ、加算を行い、加算手段１１に加算値が記憶される。
そして、過去データとの加算手段１３で前回測距時に得
た加算値と今回測距して得た加算値を互いに加算する。
さらに同様の動作を行い、過去データとの加算手段１３
には過去４回分の加算されたデータが蓄積される。この
状態でＮの４倍の加算結果が得られ、その結果を使用す
れば受信電力は√４倍得られる。検知距離はこれの１／
４乗であるから約１．２倍の検知距離が得られることに
なる。

【００１３】そこで、ある決められたしきい値により受
信信号を２値化し、それをＮ回加算して信頼できる判定
が得られている間はそのしきい値データを使用して距離
算出を行い、次にしきい値データをある値に下げた場合
に、Ｎ回加算した結果から信頼できる判定が得られなく
なったら、そのしきい値に対しては、加算回数を４Ｎ回
に増加させて信頼できる判定を求める。これで信頼でき
る判定結果が得られれば、Ｎ回しか加算しない場合に比
較してハード面では特別な回路などの追加を行うことな
く、加算回数をＮから４Ｎに増加させるプログラムによ
るソフト的な対応により約１．２倍検知距離を伸ばすこ
とになる。

【００１４】これを図２に示すフローチャートを用いて
説明する。例として、１回の測距をするための加算回数
を１００００回、物標の存在は加算回数が７０００回以
上のサンプリング点があることとし、それ以下であった
ら物標は存在しないとする。測距をスタートし、パルス
信号を送出する。１回の測距に必要な加算回数１０００
０回までパルス信号を送出して加算を行う。１００００
回まで加算を行ったら図１の加算値記憶手段１３へ加算
値を格納する。つぎに加算値から物標の有無を確認す
る。サンプリング点のピーク値が７０００回以上である
なら、この加算回数で物標を検知できるため、この加算
値から距離を算出し、次の測距を開始する。図１に示す
加算値記憶手段１２には、この測距作業での過去３回の
加算データが格納されている。次に、１００００回加算
し、物標の有無でサンプリング点のピーク値が７０００
回以下であった場合は、図１の加算値記憶手段１２に格
納してある過去３回分と今回の加算データをすべてサン
プリング点毎に加算を行う。そして、この加算データか
ら距離算出を行う。前述したように最大検知距離は約
１．２倍に伸びているため１００００回加算では検知で
きない物標もこれで検知できることになる。

【００１５】図３は本発明の第２実施例図である。図
中、１５は電波、光、音波等のパルス信号送出手段、１
６は反射パルス信号受信手段、１７はパルス信号送出手
段、加算、判定手段の制御手段、１８は反射パルス受信
信号を２値信号に変換し所定のタイミングでサンプリン
グを行うサンプリング手段、１９はサンプリングされた
信号を加算し記憶するものであるが、さらに判定手段か
らの制御により加算回数を任意に増加させて設定できる
加算可変手段、２０は判定手段である。

【００１６】パルス信号送出手段１５で電波、光、音波
等のパルスを送出し、反射パルス信号受信手段により反
射パルス信号は受信され増幅され、サンプリング手段１
８によって２値信号に変換され、一定距離に対応した間
隔でサンプリングを行う。加算可変手段１９はサンプリ
ングされた信号を所定の回数Ｎまで加算を行う。測距対
象物標が無い場合、”１”と”０”の出現確率はそれぞ
れ１／２で加算結果はＮ／２となり、物標がある場合、
受信信号のＳ／Ｎに対応してＮ／２からＮまでの中間の
加算値が得られる。

【００１７】このとき、まず１００００回まで加算して
得られた加算値から測距を行う。このとき物標有無の判
断値５５００回以上で物標ありと判断した場合、距離を
算出し、次の測距を行う。同様に、測距、加算を行い、
物標有無の判断値５５００回以下で物標無しと判断した
場合は、さらに加算手段の加算回数を増加させ例えば４
００００回まで加算を続行させる。そしてその結果得ら
れた加算値を使用して距離算出を行う。

【００１８】これを、図４に示すフローチャートを用い
て説明する。例として、１回の測距をするための加算回
数を１００００回、測距対象物標の存在は加算回数が５
５００回以上のサンプリング点があることとし、それ以
下であったら物標は存在しないとする。測距をスタート
し、パルス信号を送出する。１回の測距に必要な加算回
数１００００回までパルス信号を送出し、それに対応す
る受信信号をサンプリングし、加算を行う。１００００
回まで加算を行ったら、加算値から物標の有無を確認す
る。サンプリング点のピーク値が５５００回以上である
なら、この加算回数で物標が検知できるため、この加算
値から距離を算出し、次の測距を開始する。次に、１０
０００回加算し、物標の有無の確認に際し、サンプリン
グ点のピーク値が５５００回以下であった場合は、加算
回数の設定を４００００回に設定し更に加算を続行す
る。そして、４００００回の加算が終了した時点で、こ
の加算データから距離算出を行う。これにより遠距離に
おける検知距離を伸ばすことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、過
去のサンプリングデータを加算し、加算値を記憶する手
段を有し、これを更に加算し、その加算値から距離を算
出する構成と、加算回数を任意に設定し測定時間を増加
させる構成としたため、単にＮ回加算するだけでは検知
できない距離以上まで検知できるようになった。

【００２０】また、警報装置として使用した場合、近距
離に物標がある場合は、加算回数が少ないため短時間で
測距でき警報も短時間で出せるため問題とはならない。
遠距離においては、測距に時間はかかるものの、警報を
出すには余裕があるため、この時間遅れは問題とはなら
ない。

【００２１】なお、従来の技術では最大検知距離を伸ば
すためには送出信号を強くする必要があったが、本発明
によればソフトウェアによる追加処置だけで済み、パル
ス信号送出手段を強化するなどの処置は採らないで済
む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例図である。

【図２】第１実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートを示す図である。

【図３】本発明の第２実施例図である。

【図４】第２実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートを示す図である。

【図５】レーダ装置の従来の技術例を示す図である。

【図６】図５に示す装置の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…制御手段 ４…サンプリン
グ手段 ５…加算手段 ６…判定手段 ７…パルス信号送出手段 ８…反射パルス
信号受信手段 ９…制御手段 １０…サンプリン
グ手段 １１…加算手段 １２…加算値記
憶手段 １３…過去データとの加算手段 １４…判定手段 １５…パルス信号送出手段 １６…反射パル
ス信号受信手段 １７…制御手段 １８…サンプリ
ング手段 １９…加算可変手段 ２０…判定手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電波、光、又は音波を送出し、送出した上
   記波動の測距対象物標からの反射波を受信手段でサンプ
   リングして得た値が、あらかじめ設定したしきい値以上
   ならば”１”、それより小さければ”０”に変換して加
   算し、加算結果から測距対象物標までの距離を判定する
   車両用レーダ装置において、あらかじめ、検知距離が長
   くなるのに対応させて小さく設定した複数のしきい値を
   保持する手段と、検知距離が長くなると共に小さくなる
   複数のしきい値に対応して、それぞれ、加算すべき回数
   を増加させる手段とを備え、上記加算回数値に対応して
   検知距離を算出するようにしたことを特徴とする車両用
   レーダ装置。