JPH09236655A

JPH09236655A - 車載用レーダ装置

Info

Publication number: JPH09236655A
Application number: JP8043035A
Authority: JP
Inventors: Akira Miyazaki; 晃宮崎
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】目標物の有無を正確に判断する車載用レーダ装
置を実現する。【解決手段】目標物との距離と相対速度を検出する車載
用レーダ装置であって、目標物との距離を検出する距離
検出手段と、距離検出手段と異なった原理に基づき目標
物との相対速度を検出する相対速度検出手段とを有する
車載用レーダ装置において、距離検出手段の検出した距
離を微分処理し微分速度を演算する微分手段と、微分速
度と相対速度を比較する比較手段と、比較手段の比較結
果に応じて障害物の有無を判断する判定手段とを有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数変調方式等
の車載用レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＭ−ＣＷ方式等の車載用レーダ装置に
おいては、三角波等の変調信号により、周波数変調され
た送信信号が送信アンテナに給電され、外部に電磁波と
して放射されると共に、先方の物体で反射された電磁波
は受信アンテナを介して受信部に入力され、ここで送信
信号の一部と混合されて、ビート信号が生成される。

【０００３】このビート信号の周波数（前記三角波の各
上りと下りでの）と前記周波数変調の最大変移周波数と
前記変調信号の繰返し周波数と搬送周波数と電磁波の伝
搬速度との各要素から、反射された物体とレーダ車との
距離及び相対速度がレーダ用演算器で演算され、さらに
所定の閾値（例えば車間距離４０ｍ等）と比較する等の
演算処理により障害物の有無、危険度等が判定される。

【０００４】そして先行車（目標物）ありと演算判定さ
れた場合のデータ信号は、警報器や減速走行装置を駆動
する駆動信号に変換され、これに基づいてドライバに警
告する警報が鳴らされ、また安全走行のために車両が減
速される等の制御に用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図３はカーブ
走行時のレーダの様子を示す図で、カーブ走行中に路側
物をレーダ波が捉える場合、カーブ曲率が一定で表面が
滑らかな側壁の場合はレーダ波ビームはレーダ車と側壁
との相対位置関係が略同一のまま、側壁をなぞっていく
様相を示す。

【０００６】この場合、車間距離は側壁までの距離が検
出されるが、側壁は停止しているため、相対速度は自車
速度の数１０％（レーダ波ビームの照射角度に依存）に
も達する大きな値となり、短時間の間に危険距離に到達
するという判定信号が出力される。そして、実際に車両
が走行する道路環境はさらに複雑であり、レーダの電磁
波の反射は一様ではなく、直進からカーブに進入途上や
カーブを走行中にはガードレール、側壁、樹木等を先行
車と認識して、不必要な警報や減速制御の動作が頻繁に
行なわれることになる。本発明は、目標物の有無を正確
に判断し、不要な警報や減速制御の動作を軽減する車載
用レーダ装置の提案を課題とする。

【０００７】

【課題が解決するための手段】本発明は、目標物との距
離と相対速度を検出する車載用レーダ装置であって、目
標物との距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出
手段と異なった原理に基づき目標物との相対速度を検出
する相対速度検出手段とを有する車載用レーダ装置にお
いて、前記距離検出手段の検出した距離を微分処理し微
分速度を演算する微分手段と、前記微分速度と前記相対
速度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に
応じて障害物の有無を判断する判定手段とを有すること
を特徴とする。

【０００８】また、電磁波を送信し、目標物で反射され
た電磁波を受信して目標物との距離と相対速度を検出す
る車載用レーダ装置であって、ドップラー効果を利用し
て相対速度を検出する相対速度検出手段と、送信から受
信までの時間により距離を検出する距離検出手段を有す
る車載用レーダ装置において、前記距離検出手段の検出
した距離を微分処理し微分速度を演算する微分手段と、
前記微分速度と前記相対速度を比較する比較手段と、前
記比較手段の比較結果に応じて障害物の有無を判断する
判定手段とを有することを特徴とする。

【０００９】また、電磁波を送信し、目標物で反射され
た電磁波を受信して目標物との距離と相対速度を検出
し、該距離と該相対速度に応じて前方車両の有無判断を
行う車載用レーダ装置であって、ドップラー効果を利用
して相対速度を検出する相対速度検出手段と、送信から
受信までの時間により距離を検出する距離検出手段を有
する車載用レーダ装置において、前記距離検出手段の検
出した距離を微分処理し微分速度を演算する微分手段
と、前記微分速度と前記相対速度との速度差を演算する
速度差演算手段と、前記速度差演算手段により演算され
た速度差が所定の第１速度差比較値を越えた場合に前方
車両は存在しないと判断し、該速度差が所定の第２速度
差比較値を越えない場合に前方車両は存在すると判断す
る判定手段とを有することを特徴とする。

【００１０】また、前記判定手段は、前記速度差が前記
第１速度差比較値を越えた状態が所定の第１時間以上継
続した場合に前方車両は存在しないと判断することを特
徴とする。また、前記判定手段は、前記速度差が前記第
２速度差比較値を越えない状態が所定の第２時間以上継
続した場合に前方車両は存在すると判断することを特徴
とする。

【００１１】また、前記判定手段は、前記距離検出手段
の検出した距離が所定距離以下の場合には、前記速度差
に関係なく、前方車両は存在すると判断することを特徴
とする。また、車両の速度を検出する自車速度検出手段
と、前記自車速度検出手段により検出した自車速度に応
じて、前記第１速度差比較値を可変する第１速度差比較
値変更手段を有することを特徴とする。

【００１２】また、車両の速度を検出する自車速度検出
手段と、前記自車速度検出手段により検出した自車速度
に応じて、前記第２速度差比較値を可変する第２速度差
比較値変更手段を有することを特徴とする。また、前記
距離検出手段により検出された距離に応じて前記第１時
間を可変する第１時間可変手段を有することを特徴とす
る。

【００１３】また、前記距離検出手段により検出された
距離に応じて前記第２時間を可変する第２時間可変手段
を有することを特徴とする。また、車両の速度を検出す
る自車速度検出手段と、前記自車速度検出手段により検
出した自車速度に応じて、前記所定距離を可変する判定
距離変更手段を有することを特徴とする。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の装置における信号処理の手順の実施例を示す
フローチャートであり、図２はレーダ装置のシステム構
成の実施例を示す構成図、図４はレーダ検出部の実施例
の構成を示す構成図である。

【００１５】先ず、図２及び図４から説明する。１はレ
ーダ検出部で、その構成例を図４に示すように、１１は
変調器で、三角波等の変調信号を発生するファンクショ
ンジェネェレータ等からなり、１２は発振器で、ガンオ
ッシレータ等を用い変調器１１で周波数変調されたマイ
クロ波もしくはミリ波の送信信号を発生する。

【００１６】このレーダ検出部１はＦＭ−ＣＷレーダと
称され、例えば特開昭５２─１１１３９５号公報等にそ
の原理等が記載されている。１３は送信アンテナで、ス
ロット形等からなり、鋭い指向性の送信アンテナで車両
前部に装着され、耐環境的そしてデザイン的にも車両に
整合するような形状のカバーで覆われる。

【００１７】１４は受信アンテナで、送信アンテナと略
同様の構成であるが、送信用と組合わせる場合電磁波の
指向特性と偏波面が整合するように両者は特定の取り付
け角度で車両部に固定される。１５は方向性結合器で、
十字穴付導波管等からなり疎結合回路構成により、送信
波の一部をミキサ１６に注入するように構成されてい
る。

【００１８】１６は受信アンテナ１４からの受信信号と
方向性結合器１５からの送信信号を混合しそのビート信
号を出力するミキサで、低雑音指数のダイオード等を用
い、該ミキサからの低雑音ビート出力を効率的に出力す
るように、最適レベルの前記送信波の一部が供給されて
いる。１７はミキサ１６からのビート信号を増幅する増
幅器で、オペレーショナルアンプ等のトランジスタ集積
回路等からなり、自動利得調整回路等を具え、出力レベ
ルが制御されたビート信号を出力する。

【００１９】１８は増幅器１７より出力される信号と雑
音の中から雑音を取り除きビート信号を取り出すバンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）で、スイッチドキャパシタや半
導体集積回路等からなり、必要に応じビート周波数の分
割スペクトラムが出力されるように複数個のフィルタが
用いられ、またスペクトラムの周波数分割範囲の設定に
適合するように該フィルタのパスバンドが可変できるよ
うに構成される。

【００２０】１９は信号処理器で、前記ビート信号から
パルスを成形するパルス成形回路と前記三角波の上下勾
配での前記ビート信号を選別するスイッチ回路とその周
波数に応じた電圧を出力する複数の周波数─電圧変換回
路とその電圧を演算する演算回路等から構成される。そ
して、レーダ検出部１の動作としては、三角波の変調信
号で周波数変調された発振器１２の送信信号出力は送信
アンテナ１３を介して電磁波が連続的に放射され、これ
が物体で反射され往復伝搬の遅延時間を伴って受信アン
テナ１４に入力される。

【００２１】この受信アンテナ１４から入力された受信
信号と方向性結合器１５を介して抽出された送信信号の
一部とがミキサ１６で混合され、その出力は増幅器１７
で信号処理に適するレベルに増幅され、バンドパスフィ
ルタ１８に入力され、ここで送信周波数と受信周波数の
唸りによるビート周波数成分がビート信号として濾過さ
れ、信号処理器１９に出力される。

【００２２】前記ビート信号が連続的に信号処理回路１
９で処理され、目標物体とレーダ車との車間距離信号
（前記周波数変調の三角波の上り勾配及び下り勾配での
各ビート周波数の和を演算し、レンジ周波数と称する距
離信号を出力）と相対速度信号（前記周波数変調の三角
波の上り勾配及び下り勾配での各ビート周波数の差から
ドップラー周波数を演算出力し、相対速度信号を出力）
とが車間距離制御部３に入力される。

【００２３】つまり、本実施例におけるレーダ検出部１
は電波の送信時間と受信時間の時間差に基づき車間距離
を検出し、ドップラー効果に基づき相対速度を検出して
いる。また、レーダ検出部１は、前記変調信号のモード
（例えば三角波の繰り返し周期やその振幅等）や前記バ
ンドパスフィルタ１８の通過帯域等が制御されることに
よりレーダ特性（検出距離等）の制御が可能なように、
レーダ制御信号を車間距離制御部３から入力し、それに
応じて各回路を制御する回路をも具えている。

【００２４】２は自車の走行速度を検出する速度検出部
で、車軸に同期して、つまり車速に応じて回転する多極
マグネットと磁気抵抗素子とを用いた車速センサ等から
なり、速度信号を出力する。３はスロットルアクチュエ
ータ４を制御して前方車両との車間距離を制御する車間
距離制御部で、マイクロプロセッサとその周辺回路とか
ら構成され、前記車間距離信号と前記相対速度信号と前
記自車速度信号とが入力され、これらの各信号に基づ
き、演算処理手順に従い演算処理を行い、その結果（判
定結果）がスロットルアクチュエータ４に出力される。

【００２５】尚、車間距離制御部３は必要に応じ前記変
調信号のモード等を制御する制御信号をレーダ検出部１
に出力し、レーダ検出部１を制御する回路をも具えてい
る。４はエンジンの流入空気量を制御するスロットルバ
ルブを駆動するスロットルバルブアクチュエータで、エ
ンジンへの供給空気量を制御するステッパモータ等によ
り構成され、スロットルバルブの開度を車間距離制御部
３からの制御信号に応じてスロットルバルブを駆動す
る。

【００２６】５は警報音を出力する警報ブザーで、ドラ
イバが容易に注意を喚起できる音色と音圧を発生し、車
間距離制御部３からのブザー駆動出力により警報を発生
する。以上のような構成において、本実施例ではレーダ
検出部１から出力される前記車間距離信号と相対速度信
号及び車速検出部２から出力される自車速度信号とに基
づき、先行車（または目標物）の有無（危険かどうか）
が判定され、その判定に応じて警報ブザーが駆動され、
さらに必要に応じてスロットルバルブが閉じられて車両
が減速される。

【００２７】以上が本実施例の一般的動作であるが、次
に、車間距離制御部３における信号処理の動作手順及び
先行車（または目標物）の有無判定の方法について、図
１を用いて、説明する。図１は、車間距離制御部３の行
う処理を示すフローチャートである。尚、図１の説明中
の相対速度とは、前記周波数変調の三角波の上り勾配及
び下り勾配での両ビート周波数の差（減算）を基にドッ
プラ周波数を求め、これに基づき求められた速度のこと
である。

【００２８】また、微分速度とは、前記周波数変調の三
角波の上り勾配及び下り勾配での両ビート周波数の和
（加算）から生ずるレンジ周波数から距離を求め、この
距離の時間的変化率（微係数）を基に算出された速度の
ことである。先ず、ステップＳ１では、レーダ検出部１
から出力される前記車間距離信号と前記相対速度信号を
検出し、読み込む。

【００２９】そして、ステップＳ２では、前記読み込ま
れた信号の中から時間の経過と共に変化する車間距離の
変化として（車間距離を時間で微分）、微分速度を演算
する。次に、ステップＳ３では、前記相対速度と前記微
分速度との差の絶対値（ΔＶＲ）を演算する。

【００３０】次いで、ステップＳ４では、前記車間距離
（Ｒ）が所定安全距離（Ｄ１）以下かどうかの判定をな
し、所定安全距離以下であればステップＳ８へ進み、所
定安全距離を越えていればステップＳ５へ進む。ステッ
プＳ５では、前記先行車の有無についての現在の判定状
況を判別し、前記先行車なしと判定（Ｎ）している場合
はステップＳ６へ進み、先行車あり（Ｙ）と判定してい
る場合は、ステップＳ９へ進む。

【００３１】ステップＳ６では、前記相対速度と前記微
分速度との差の絶対値（ΔＶＲ）が所定値（ΔＶＲ１、
例えば時速１０ｋｍ）以下か否かを判別し、所定値以下
（Ｙ）の場合はステップＳ７へ進み、所定値を越える
（Ｎ）場合はＳ１に戻り、再びステップＳ１から処理を
繰り返す。ステップＳ７では、相対速度と前記微分速度
との差の絶対値が所定値以下である状態が所定時間（Ｔ
１、例えば０．５Ｓｅｃ）継続しているか否かを判断
し、継続している場合はステップＳ８へ進み、継続して
いない（Ｎ）場合はステップＳ１に戻る。

【００３２】ステップＳ８では、先行車ありと判定し、
必要に応じて警報出力や車両の減速制御を行い、ステッ
プＳ１に戻る。一方、ステップＳ９では、相対速度と
前記微分速度との差の絶対値（ΔＶＲ）が所定値（ΔＶ
Ｒ２、例えば時速１０ｋｍ）より大きいか否かを判定
し、所定値ＶＲ２より大きい場合はステップＳ１０へ進
み、所定値ＶＲ２以下の場合はステップＳ１に戻る。

【００３３】ステップＳ１０では、相対速度と微分速度
との差の絶対値が所定値ＶＲ２より大きい状態が所定時
間（Ｔ２、例えば０．５Ｓｅｃ）以上継続しているか否
かを判断し、継続している場合はステップＳ１１に進
み、継続していない場合はステップＳ１に戻る。ステッ
プＳ１１では、先行車ありと判定し、必要に応じて警報
の停止、車両の減速停止処理等を行ってステップＳ１に
戻る。

【００３４】尚、図１に示した処理を次のように変形す
ることも可能である。ステップＳ７及びステップＳ１０における判定条件
の「状態持続時間Ｔ１、Ｔ２」を車間距離（Ｒ）に応じ
て可変する。この場合、メモリに車間距離（Ｒ）と所定
持続時間（Ｔ１、Ｔ２）を対応付けて記憶しておき、検
出した車間距離Ｒに応じて所定時間Ｔ１、Ｔ２を読み出
すように構成する。

【００３５】ステップＳ６及びステップＳ９におけ
る判定条件の「相対速度と微分速度との差の絶対値（Δ
ＶＲ）と比較される所定値ＶＲ１、ＶＲ２」を自車速度
（Ｖ）に応じて可変とする。この場合、メモリに自車速
度（Ｖ）と所定値（ＶＲ１、ＶＲ２）を対応付けて記憶
しておき、検出した自車速度Ｖに応じて所定値ＶＲ１、
ＶＲ２を読み出すように構成する。

【００３６】ステップ４における判定条件の「所定
安全距離Ｄ１」を自車速度（Ｖ）に応じて可変する。こ
の場合、メモリに自車速度（Ｖ）と所定安全距離（Ｄ
１）を対応付けて記憶しておき、検出した自車速度Ｖに
応じて所定安全距離Ｄ１を読み出すようにすればよい。

【００３７】以上本実施例によれば、車間距離制御部３
でレーダ検出部１と車速検出部２とから出力される各信
号が演算され、さらに前記相対速度と微分速度とから車
間距離（目標物）が一層正確に演算判定されるので、誤
動作の少ない車載用レーダ装置を実現できる。また、レ
ーダ装置を構成する特別な回路や部品を使用することな
く、主にプログラムを改造することにより実現できるの
で、低コストで実現できる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、誤動作の少ない車載用レーダ装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の信号処理手順の実施例を示すフロ
ー図。

【図２】レーダ装置のシステム構成の実施例を示す構成
図。

【図３】カーブ走行時のレーダの様子を示す図。

【図４】レーダ検出部の実施例の構成を示す構成図。

【符号の説明】

１・・・・・レーダ検出部２・・・・・自車速度検出部３・・・・・車間距離制御部４・・・・・スロットルアクチュエータ５・・・・・警報ブザー１１・・・・変調器１２・・・・発振器１３・・・・送信アンテナ１４・・・・受信アンテナ１５・・・・方向性結合器１６・・・・ミキサ１７・・・・増幅器１８・・・・バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９・・・・信号処理器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標物との距離と相対速度を検出する車
載用レーダ装置であって、目標物との距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段と異なった原理に基づき目標物との相
対速度を検出する相対速度検出手段とを有する車載用レ
ーダ装置において、前記距離検出手段の検出した距離を微分処理し微分速度
を演算する微分手段と、前記微分速度と前記相対速度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて障害物の有無を判断す
る判定手段とを有することを特徴とする車載用レーダ装
置。
【請求項２】電磁波を送信し、目標物で反射された電
磁波を受信して目標物との距離と相対速度を検出する車
載用レーダ装置であって、ドップラー効果を利用して相対速度を検出する相対速度
検出手段と、送信から受信までの時間により距離を検出する距離検出
手段を有する車載用レーダ装置において、前記距離検出手段の検出した距離を微分処理し微分速度
を演算する微分手段と、前記微分速度と前記相対速度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて障害物の有無を判断す
る判定手段とを有することを特徴とする車載用レーダ装
置。
【請求項３】電磁波を送信し、目標物で反射された電
磁波を受信して目標物との距離と相対速度を検出し、該
距離と該相対速度に応じて前方車両の有無判断を行う車
載用レーダ装置であって、ドップラー効果を利用して相対速度を検出する相対速度
検出手段と、送信から受信までの時間により距離を検出する距離検出
手段を有する車載用レーダ装置において、前記距離検出手段の検出した距離を微分処理し微分速度
を演算する微分手段と、前記微分速度と前記相対速度との速度差を演算する速度
差演算手段と、前記速度差演算手段により演算された速度差が所定の第
１速度差比較値を越えた場合に前方車両は存在しないと
判断し、該速度差が所定の第２速度差比較値を越えない
場合に前方車両は存在すると判断する判定手段とを有す
ることを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項４】前記判定手段は、前記速度差が前記第１
速度差比較値を越えた状態が所定の第１時間以上継続し
た場合に前方車両は存在しないと判断することを特徴と
する請求項３記載の車載用レーダ装置。
【請求項５】前記判定手段は、前記速度差が前記第２
速度差比較値を越えない状態が所定の第２時間以上継続
した場合に前方車両は存在すると判断することを特徴と
する請求項３記載の車載用レーダ装置。
【請求項６】前記判定手段は、前記距離検出手段の検
出した距離が所定距離以下の場合には、前記速度差に関
係なく、前方車両は存在すると判断することを特徴とす
る請求項３または請求項４記載の車載用レーダ装置。
【請求項７】車両の速度を検出する自車速度検出手段
と、前記自車速度検出手段により検出した自車速度に応じ
て、前記第１速度差比較値を可変する第１速度差比較値
変更手段を有することを特徴とする請求項４記載の車載
用レーダ装置。
【請求項８】車両の速度を検出する自車速度検出手段
と、前記自車速度検出手段により検出した自車速度に応じ
て、前記第２速度差比較値を可変する第２速度差比較値
変更手段を有することを特徴とする請求項５記載の車載
用レーダ装置。
【請求項９】前記距離検出手段により検出された距離
に応じて前記第１時間を可変する第１時間可変手段を有
することを特徴とする請求項３記載の車載用レーダ装
置。
【請求項１０】前記距離検出手段により検出された距
離に応じて前記第２時間を可変する第２時間可変手段を
有することを特徴とする請求項３記載の車載用レーダ装
置。
【請求項１１】車両の速度を検出する自車速度検出手
段と、前記自車速度検出手段により検出した自車速度に応じ
て、前記所定距離を可変する判定距離変更手段を有する
ことを特徴とする請求項６記載の車載用レーダ装置。