JPH1039015A - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】モータ、曲折認識等を要せず、簡単な構造で車
両進行方向の目標を的確に捉えることができる車載用レ
ーダ装置を提供する。 【解決手段】目標までの相対距離及び速度を検出するた
め可動部に固定されたレーダモジュール１と、可動部を
車両の左右に移動自在に搭載し、左端または右端に向け
て移動したレーダモジュールの検出方向が車両の右また
は左前方に向くような湾曲形状とされたガイド３と、可
動部とガイドとの間に取付けられ車両の直進時にはレー
ダモジュールをガイドの中央部に可動部を保持または復
帰し、車両の曲折時には遠心力とバランスした位置に可
動部を停止するよう取付けられたばね要素４とからな
り、レーダモジュールの向きを自動的に車両進行方向に
向けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の自動運転
または安全走行などのため、周辺監視または車間制御用
のセンサの一部として使用される車載用レーダ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載用レーダ装置としては、例え
ば、特開平５−１３４０３６とか特開平６−８２５５５
に開示されているものがあった。

【０００３】特開平５−１３４０３６号公報によると、
それは先行車がカーブ走路を走行していて自車は直線路
を走行している場合、あるいは先行車が直線路を走行し
ていて自車はカーブ走路を走行している場合でもレーダ
ビームを変向させて先行車を捕捉することを目的とし、
先行車を捕捉するレーダとしての送受信器１０、車速セ
ンサ１２、及び操舵角センサ１４からの検出信号はマイ
クロコンピュータ１６に入力される。また、先行車から
送信される操舵角データは通信装置１５により受信さ
れ、マイクロコンピュータ１６に入力される。マイクロ
コンピュータ１６は先行車の操舵角と自車の操舵角の差
分値及び自車の操舵角から先行車のみがカーブ走路に入
ったと判断し、通信装置１５で得られた先行車の操舵角
θＨＲ、車間距離、相対速度、自車速からレーダの回動
角を決定する、ようにしたものである。

【０００４】また、特開平６−８２５５５号公報の記載
によると、それはカーブ走行時においても先行車を的確
に検出し得る車両用レーダ装置を提供することを目的と
し、車両の現在の位置および進行方向に基づいてＣＤ−
ＲＯＭ１１から車両が次に通過する屈曲道路部を読み出
し、該屈曲道路部に向けてレーザレーダヘッド部１から
送出しようとするレーザ光の送出方向を示す線分に対し
て該屈曲道路部の中心から下ろした垂線の長さが道路幅
とレーザ光の幅とから決まる所定値以下となるようにレ
ーザレーダヘッド部１のレーザ光の送出方向を制御すべ
くモータ３によってレーザレーダヘッド部１を作動させ
ている、ようにしたものである。

【０００５】更に、また、従来の車載用レーダ装置とし
ては、例えば、図６に示すようなものがあった。図６は
レーダモジュールを機械的に移動させ得るよう車両に装
備した従来の車載用レーダ装置の一例を概略示すブロッ
ク図である。以下、図６を参照して、従来の車載用レー
ダ装置の構成について説明する。

【０００６】図６において、５１は電波を送信し目標ま
たは目標物で反射した戻り電波を受信して、自車と目標
物との間の距離及び目標物との間の相対速度を求めるレ
ーダモジュール、５２はレーダモジュール５１を取付け
自動車が曲折またはカーブ等に突入したときに自動車の
前面とタイヤの進行方向とのずれを修正するために方向
を変える可動部、５３は可動部５２を駆動するモータ、
５４は操舵角とか前方の画像認識または地図情報等から
前方に曲折またはカーブ等があることを認識してモータ
駆動部（図示せず）に伝え、モータ５３を回転させるよ
うにする曲折・カーブ認識部である。

【０００７】次に、図６を参照して、上記のように構成
された従来の車載用レーダ装置の動作について説明す
る。まず、自車に取付けられたレーダモジュール５１
は、送信する電波として例えばミリ波帯（３０ＧＨｚ〜
３００ＧＨｚ）の電波を用いて、自車の前方に電波を送
信する。送信された電波は目標物で反射され戻ってきた
ところを戻り電波としてレーダモジュール５１に受信さ
れる。

【０００８】レーダモジュール５１は、送信した電波と
受信した戻り電波との時間差から、距離による時間遅延
及び自車と目標物と間の相対的な距離変化によるドップ
ラーシフト効果等を何らかの方法で検出し、自車と目標
物との間の距離及び相対速度を求める。上記、距離によ
る時間遅延及び自車と目標物と間の相対的な距離変化に
よるドップラーシフト効果の検出方法としては、例え
ば、財団法人電波システム開発センター著の自動車用レ
ーダ研究開発報告書に記載されているような、ＦＭ−Ｃ
Ｗ方式、パルス方式、２周波方式、ＳＳ方式などという
いくつかの方法がある。

【０００９】ここで、問題は、自動車が直進するだけで
あるならば、直進方向を検出できるようにレーダモジュ
ール５１を自動車の前面に固定すれば良いのであるが、
曲折またはカーブ等に突入するときには、自動車の前面
とタイヤの進行方向との間のずれにより、前方の目標を
検出しにくいばかりか、ガードレールのような静的障害
物からのノイズを取りやすくなる。そこで、レーダモジ
ュール５１は、あらかじめ、直接自動車に固定せず、例
えば、回転台のような可動部５２に固定するようにして
いる。

【００１０】次に、曲折・カーブ認識部５４が操舵角や
前方の状況の画像認識とか地図情報から曲折またはカー
ブ突入時であることを認識すると、モータ５３を回転し
て可動部５２をその方向に回動することにより、レーダ
モジュール５１が前方の目標を検出できるようにする。

【００１１】このように構成したことにより、曲折また
はカーブ等に突入したときでも、その曲折に応じてレー
ダモジュール５１の検出方向を変えて、前方の目標を見
失わずに検出追尾することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車載用レーダ装置においては、レーダモジュール、
あるいはレーダモジュールを固定した可動部をモータの
ような駆動手段で駆動しなければいけないため、大きな
電力を消費してしまうという問題があった。

【００１３】その上、操舵角とか前方の画像認識または
地図情報等から前方に曲折またはカーブ等があることを
認識する曲折・カーブ認識部とか、または他のセンサに
よる曲折認識、曲折判断による曲折またはカーブ突入を
検知する必要かあり、処理が複雑になるという問題があ
った。

【００１４】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、レーダモジュールを取り付けた可動
部を自動車の前面からタイヤの移動方向、すなわち、自
動車の進行方向に自動的に向けられるように移動可能に
することにより、モータのような駆動手段及び複雑な曲
折・カーブ認識部等を必要とせず、簡単な構造で車両進
行方向の目標を効果的に捉えることができると共に、車
両の進行方向を的確に認識することができる車載用レー
ダ装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による車載用レー
ダ装置は、目標までの相対距離及び速度を検出するため
可動部に固定されたレーダモジュールと、可動部を車両
の左右に移動自在に搭載し、左端または右端に向けて移
動したレーダモジュールの検出方向が車両の右または左
前方に向くような湾曲形状とされたガイドと、可動部と
ガイドとの間に取付けられ車両の直進時にはレーダモジ
ュールをガイドの中央部に可動部を保持または復帰し、
車両の曲折時には遠心力とバランスした位置に可動部を
停止するよう取付けられたばね要素とからなるようにし
たものである。

【００１６】本発明によれば、モータのような駆動手段
及び複雑な曲折・カーブ認識部等を必要とせず、車両の
曲折時にはレーダモジュールの検出方向を自動的に変え
ることにより、簡単な構造で車両進行方向の目標を効果
的に捉えることができると共に、車両の進行方向を的確
に認識することができる車載用レーダ装置が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、可動部に固定され、電波を送信し受信して目標まで
の相対距離及び速度を検出するレーダモジュールと、前
記レーダモジュールを固定した可動部を車両の前方に対
し左右に移動自在に搭載し、左端または右端に向けて移
動したレーダモジュールの検出方向が車両の右または左
前方に向くような湾曲形状とされたガイドと、前記可動
部とガイドとの間に取付けられ、遠心力のない車両の直
進時にはレーダモジュールが前記ガイドの中央部に位置
するよう前記可動部を保持し、車両の曲折時には遠心力
とバランスした位置に可動部を停止し、遠心力が取れた
ときには復元して可動部をガイドの中央部に復帰させる
よう取付けられたばね要素とからなるようにしたもので
あり、特に駆動手段を設けなくとも、また、他のセンサ
による曲折判断をしなくとも、車両の曲折時にはレーダ
モジュールの検出方向を変えることにより、車両の進行
方向における目標物を的確に捉えることができるという
作用を有する。

【００１８】本発明の請求項２に記載の発明は、前記ガ
イドはそれに沿って可動部を移動させる誘導路を有し、
該誘導路は車両の曲折により前記可動部が該誘導路に沿
って移動したときに、前記レーダモジュールが車両の進
行方向に向くような湾曲形状とするようにしたものであ
り、車両の曲折時にはスムーズにレーダモジュールの検
出方向を変えることにより、車両の進行方向における目
標物を的確に捉えることができるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項３に記載の発明は、前記ガ
イドに対する可動部の位置を検出する可動部位置検出手
段と、前記可動部位置検出手段で求められた位置とガイ
ドの湾曲形状からレーダモジュールで検出した目標の方
向を求める目標方向推定手段とを備え、車両の進行方向
を推定するようにしたものであり、車両の曲折時に、自
動車の前面に対するレーダモジュールの傾き方向を検出
して車両の進行方向を的確に推定することができるとい
う作用を有する。

【００２０】以下、添付図面、図１乃至図５に基づき、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の
第１の実施の形態における車載用レーダ装置の構成の概
略を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態におけ
る車載用レーダ装置の具体的な構成を詳細に示す模式
図、図３は本発明の実施の形態における車載用レーダ装
置を自動車に取付けた例を示す実装図、図４は図２に示
す車載用レーダ装置の動作を示す図であり、（Ａ）は直
進時の動作を示す図、（Ｂ）は曲折時の動作を示す図、
図５は本発明の第２の実施の形態における車載用レーダ
装置の構成の概略を示すブロック図である。

【００２１】（実施の形態１）まず、図１乃至図３を参
照して、本発明の第１の実施の形態における車載用レー
ダ装置の構成について説明する。まず、図１及び図２に
おいて、１は電波を送信し目標物で反射した戻り電波を
受信して、自車と他車または他の目標物との間の距離及
び他車または他の目標物との間の相対速度を求めるレー
ダモジュール、２はレーダモジュール１を取付け自動車
が曲折またはカーブ等に突入したときにレーダモジュー
ル１を自動的にタイヤの移動方向、すなわち、自動車の
進行方向に向けられるよう方向を変える可動部である。
尚、明細書中において、左方または右方は自動車の進行
方向に対するものとする。

【００２２】また、３は左右両端に湾曲部を有し自動車
が曲折またはカーブ等に突入したときに可動部２をその
湾曲部に摺動して可動部２に取付けられたレーダモジュ
ール１が自動的にタイヤの移動方向、すなわち、自動車
の進行方向に向けられるように構成したガイド、４は可
動部２とガイド３の右端との間及びガイド３の左端とに
間に取付けられ、可動部２がガイド３内で左右に移動し
うると共にその復元力により中央部に復帰可能にしたば
ね要素である。また、図３において、７は自動車の前部
に取付けられた本実施の形態における車載用レーダ装置
である。ここで、ばね要素４とは、金属、プラスチッ
ク、ゴム、天然、合成樹脂等を含む如何なる弾性材料で
形成されてもよく、変形しても一定の形状に復元する張
力または圧縮力のある、すなわち、弾力とか復元力のあ
る形態とされるものである。

【００２３】次に、図２を参照して、本発明の第１の実
施の形態における車載用レーダ装置の具体的な構造及び
構成について詳細に説明する。まず、レーダモジュール
１を可動部２の上に固定し、その可動部２をガイド３の
中央部に配置し、可動部２の左端とガイド３の左端との
間及び可動部２の右端とガイド３の右端との間をそれぞ
れ同様なばね要素４の張力によりやや緊張ぎみに結合し
て車載用レーダ装置７を構成し、それをレーダモジュー
ル１が自動車の前方方向、すなわち、自動車の直進方向
を向くように自動車の前部に固定する。

【００２４】また、ガイド３は左端または右端に近づく
ほど自動車の前方に湾曲するような形状とされ、自動車
の曲折またはカーブ等による遠心力によりガイド３上を
摺動する可動部２がガイド３の左端または右端に近づく
ほど、左方または右方に傾き、レーダモジュール１が自
動車の進行方向に向くような湾曲形状とされる。

【００２５】更に、ばね要素４は直進時のように自動車
に遠心力がかからないときにはレーダモジュール１が直
進方向を検出できるようガイド３の中央部でバランス
し、また曲折時には曲折するカーブの曲率に応じてレー
ダモジュールの検出方向が自動車の進行方向に変えられ
るよう、ガイド３の湾曲形状との関係で、可動部２に対
し適当な張力を与えるよう作用する。そして、２つのば
ね要素４は、遠心力が掛からないときには、可動部２を
ガイド３の中立位置である中央部に保持あるいは復帰
し、その状態でバランスするよう可動部２に取付けられ
る。

【００２６】更に、図２に示すように、ガイド３はレー
ダモジュール１が固定された可動部２を摺動方向以外の
方向、例えば、自動車の前後及び上下方向には自由に移
動できないようにガイド３上に取付ける。すなわち、例
えば、ガイド３上に可動部２を移動させる、例えば、レ
ールのような誘導路（図示せず）を設け、可動部２には
ベアリング（図２）を装備して誘導路に載せ、可動部２
をそのレール上を左右にのみ自由に摺動できるようにす
る。また、ガイド３は、上記のように、左端または右端
に近づくほど自動車の前方に湾曲するような形状とされ
るので、自動車の曲折またはカーブ等による遠心力によ
りガイド３上を摺動する可動部２がガイド３の左端また
は右端に近づくほど、左方または右方に傾くように動作
する。

【００２７】次に、図３及び図４を参照して、本発明の
第１の実施の形態における車載用レーダ装置の動作につ
いて説明する。まず、図３に示すように、本実施の形態
における車載用レーダ装置７を自動車の前部に取付け
る。自車の前部に取付けられたレーダモジュール１は、
送信する電波として例えばミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３０
０ＧＨｚ）の電波を用いて、自車の前方に電波を送信す
る。送信された電波は前方を走行する他車または他の目
標物で反射され戻ってきたところを戻り電波としてレー
ダモジュール１に受信される。

【００２８】レーダモジュール１は、送信した電波と受
信した戻り電波との時間差から、距離による時間遅延及
び自車と他車または他の目標物と間の相対的な距離変化
によるドップラーシフト効果等を何らかの方法で検出
し、自車と他車または他の目標物との間の距離及び相対
速度を求める。上記、距離による時間遅延及び自車と目
標物と間の相対的な距離変化によるドップラーシフト効
果の検出方法としては、例えば、財団法人電波システム
開発センター著の自動車用レーダ研究開発報告書に記載
されているような、ＦＭ−ＣＷ方式、パルス方式、２周
波方式、ＳＳ方式などといういくつかの方法がある。

【００２９】今、図４の（Ａ）に示すように、自動車が
直進するだけであるならば、レーダモジュール１の検出
方向と自動車の進行方向とが一致するため、直進方向を
検出できるようにレーダモジュール１を自動車の前面に
固定したままで良いのであるが、曲折またはカーブ等に
突入するときには、自動車の前面とタイヤの移動方向、
すなわち、自動車の進行方向との間のずれにより、前方
の実際に検出する必要がある目標を検出しにくいばかり
か、ガードレール等のような静的障害物からのノイズを
受け易くなる。そこで、本実施の形態においては、レー
ダモジュール１を直接自動車に固定せず、左右に摺動自
在な可動部２に固定するようにした。

【００３０】次に、例えば、図４の（Ｂ）に示すような
自動車の左折時において、自動車が左方向に移動しよう
とした場合、その遠心力により、可動部２はその左側に
取り付けられているばね要素４の張力に打ち勝ってガイ
ド３のレール上を右方に移動するため、可動部２に取付
けられているレーダモジュール１は自動車の前方向より
更に斜め左方の実際の車両移動方向に向けられ、その方
向にある他車または他の目標物を検出できることにな
る。

【００３１】同様に、自動車が右方向に移動しようとし
た場合、その遠心力により、可動部２はその右側に取り
付けられているばね要素４の張力に打ち勝ってガイド３
のレール上を左方に移動するため、可動部２に取付けら
れているレーダモジュール１は自動車の前方向より更に
斜め右方の実際の車両移動方向に向けられ、その方向に
ある他車または他の目標物を検出できることになる。ど
ちらの場合も、自動車が直進方向に戻ると、可動部２は
右側または左側のばね要素４の復元力によりガイド３の
中央部に復帰する。

【００３２】ここで、ばね要素４の張力とかガイド３の
形状（厳密にはレールの形状）の設計パラメータの決定
方法について説明する。自動車が曲折またはカーブに突
入すると、可動部２はそこに働く遠心力により、ガイド
３の左端または右端の方向に移動しようとするが、ばね
要素４の復元力と遠心力とが釣り合ったところで停止す
る。つまり、曲折進入時の各典型的な自動車の突入速度
に対し、あらかじめカーブの曲率と遠心力との関係を求
めておき、その曲率にふさわしいレーダモジュール１の
傾きが得られるように、ばね要素４のバネ定数とガイド
３レールの湾曲形状を決めればよい。

【００３３】本実施の形態における車載用レーダ装置
は、以上説明したように構成したことにより、モータの
ような駆動手段を使用するとか、特に曲折判断の処理を
行う必要がなく、自動車の曲折時には可動部２に働く遠
心力によりレーダモジュール１の検出方向を自動的に変
化させることができるので、直進または曲折に係わらず
前方の目標を良好に検出することができる。

【００３４】（実施の形態２）以下、図５を参照して、
本発明の第２の実施の形態における車載用レーダ装置の
構成について説明する。図５において、レーダモジュー
ル１、可動部２、ガイド３及びばね要素４は図１に示す
第２の実施の形態におけるものと同様であるから、更に
詳細な説明は省略する。

【００３５】本実施の形態において追加されたものとし
て、５は可動部２に掛かる遠心力により移動した可動部
２の位置を検出する可動部位置検出手段、６はガイド３
上における可動部２の位置とガイド３のレールの湾曲形
状とからからレーダモジュール１の検出方向を推定する
目標方向推定手段である。尚、可動部位置検出手段５
は、例えば、可動部２にＬＥＤ（図示せず）を配置し、
ガイド３にＬＥＤの出力を検出する光検出器（図示せ
ず）を左右方向に並べて配置することによって実現する
ことができる。また、ＬＥＤをガイド３に、光検出器を
可動部２に配置するようにしてもよい。

【００３６】次に、図５及び図４を参照して、本発明の
第２の実施の形態における車載用レーダ装置の動作につ
いて説明する。本実施の形態において、レーダモジュー
ル１、可動部２、ガイド３及びばね要素４による動作は
上記第１の実施の形態における車載用レーダ装置の動作
と同様であるから、更に詳細な説明は省略する。

【００３７】今、本実施の形態における車載用レーダ装
置７を装着した自動車が曲折に突入しようとすると、可
動部２に遠心力が働き、レーダモジュール１を装着した
可動部２がガイド３の左端または右端の方向に移動す
る。そのとき、可動部位置検出手段５はガイド３に対す
る可動部２の位置を検出する。

【００３８】可動部位置検出手段５で求めたガイド３に
対する可動部２の位置により、目標方向推定手段６は、
あらかじめ調べておいた、ガイド３の湾曲形状から求め
たガイド３の左右方向の位置とそのときのヘッドモジュ
ール１の検出方向との関係を用いて、ヘッドモジュール
１の検出方向を推定する。

【００３９】このように構成したことにより、自動車が
直進するときまたは曲折するとき等に、遠心力の影響で
左右に移動するレーダモジュール１の検出方向を推定す
ることができ、ひいては、自動車が進行しようとする目
標方向を推定することができるので、自動運転において
安全な走行を行うことができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明による車載用レーダ装置は、以上
説明したように構成し、特に、モータのような駆動手段
の使用とか曲折を判断する手段を必要とせず、自動車の
曲折時に働く遠心力によりレーダモジュール１の検出方
向を自動車の進行方向に自動的に追従させるようにした
ことにより、簡単な構造で、自動車の直進及び曲折時に
おける進行方向の目標物を的確に検出することができ
る。

【００４１】更に、本発明による車載用レーダ装置は、
以上説明したように構成し、特に、ガイドにおける可動
部の位置を検出してレーダモジュール１の検出方向を推
定するようにしたことにより、自動車が進行する目標方
向を効率よく的確に推定することができ、自動運転にお
いて安全な走行を行うことに役立てることがができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における車載用レー
ダ装置の構成の概略を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態における車載用レーダ装置
の具体的な構成を詳細に示す模式図

【図３】本発明の実施の形態における車載用レーダ装置
を自動車に取付けた例を示す実装図

【図４】図２に示す車載用レーダ装置の動作を示す図で
あり、（Ａ）は直進時の動作を示す図 （Ｂ）は曲折時の動作を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態における車載用レー
ダ装置の構成の概略を示すブロック図

【図６】従来の車載用レーダ装置の一例を概略示すブロ
ック図

【符号の説明】

１ レーダモジュール ２ 可動部 ３ ガイド ４ ばね要素 ５ 可動部位置検出手段 ６ 目標方向推定手段 ７ 車載用レーダ装置 ５１ レーダモジュール ５２ 可動部 ５３ モータ ５４ 曲折・カーブ認識部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動部に固定され、電波を送信し受信して
   目標までの相対距離及び速度を検出するレーダモジュー
   ルと、 前記レーダモジュールを固定した可動部を車両の前方に
   対し左右に移動自在に搭載し、左端または右端に向けて
   移動したレーダモジュールの検出方向が車両の右または
   左前方に向くような湾曲形状とされたガイドと、 前記可動部とガイドとの間に取付けられ、遠心力のない
   車両の直進時にはレーダモジュールが前記ガイドの中央
   部に位置するよう前記可動部を保持し、車両の曲折時に
   は遠心力とバランスした位置に可動部を停止し、遠心力
   が取れたときには復元して可動部をガイドの中央部に復
   帰させるよう取付けられたばね要素とからなることを特
   徴とする車載用レーダ装置。
2. 【請求項２】前記ガイドはそれに沿って可動部を移動さ
   せる誘導路を有し、該誘導路は車両の曲折により前記可
   動部が該誘導路に沿って移動したときに、前記レーダモ
   ジュールが車両の進行方向に向くような湾曲形状とした
   ことを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
3. 【請求項３】前記ガイドに対する可動部の位置を検出す
   る可動部位置検出手段と、 前記可動部位置検出手段で求められた位置とガイドの湾
   曲形状からレーダモジュールで検出した目標の方向を求
   める目標方向推定手段とを備え、 車両の進行方向を推定するようにしたことを特徴とする
   請求項１または２記載の車載用レーダ装置。