JPH1164499A - 車載用レーダ装置 - Google Patents
車載用レーダ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走行状況に応じて距離分解能及び相対速度分
解能を向上させ距離及び相対速度の精度を向上させた
り、広範囲の目標物体の検出周期を早める車両用レーダ
装置を提供する。 【解決手段】 ＦＭ変調信号を発生するＦＭ変調器１
と、前記ＦＭ変調信号によりＦＭ変調された電磁波を発
生する電圧制御発振器２と、ＦＭ変調された電磁波を送
信する送信アンテナ４と、先行車５で反射された電磁波
を受信する受信アンテナ６と、ＦＭ変調された電磁波と
受信アンテナからの電磁波をミキシングしてビート信号
を出力するミクサ７から構成される送受信装置８と、前
記ビート信号から先行車の相対速度と相対距離を算出す
る信号処理機９と、送受信装置を回転駆動させるスキャ
ンニング機構１２により構成され、先行車との相対速度
と相対距離によりＦＭ変調波の変調周期を変化させると
ともにスキャンニング機構の回転角度範囲を変化させ
る。
解能を向上させ距離及び相対速度の精度を向上させた
り、広範囲の目標物体の検出周期を早める車両用レーダ
装置を提供する。 【解決手段】 ＦＭ変調信号を発生するＦＭ変調器１
と、前記ＦＭ変調信号によりＦＭ変調された電磁波を発
生する電圧制御発振器２と、ＦＭ変調された電磁波を送
信する送信アンテナ４と、先行車５で反射された電磁波
を受信する受信アンテナ６と、ＦＭ変調された電磁波と
受信アンテナからの電磁波をミキシングしてビート信号
を出力するミクサ７から構成される送受信装置８と、前
記ビート信号から先行車の相対速度と相対距離を算出す
る信号処理機９と、送受信装置を回転駆動させるスキャ
ンニング機構１２により構成され、先行車との相対速度
と相対距離によりＦＭ変調波の変調周期を変化させると
ともにスキャンニング機構の回転角度範囲を変化させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等に搭載
し、先行車等との相対距離及び相対速度を測定する車載
用レーダ装置に関するものである。
し、先行車等との相対距離及び相対速度を測定する車載
用レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置としては、図１０に示すよ
うな車載用レーダ装置が知られている。このレーダ装置
は、ＦＭ変調用電圧信号を出力する変調器１と、ＦＭ変
調された電磁波を発生する発振器２と、発振器２からの
電磁波を送信アンテナ４とミクサ７に分ける方向性結合
器（パワーデバイダ）３と、電磁波を車前方等の空間に
出力する送信アンテナ４と、目標物体５から反射された
電磁波を受ける受信アンテナ６と、送信電磁波と受信電
磁波はミキシングするミクサ７と、ミクサ７から出力さ
れるビート信号により目標物体５までの相対距離と相対
速度を算出する信号処理回路８から構成されている。
うな車載用レーダ装置が知られている。このレーダ装置
は、ＦＭ変調用電圧信号を出力する変調器１と、ＦＭ変
調された電磁波を発生する発振器２と、発振器２からの
電磁波を送信アンテナ４とミクサ７に分ける方向性結合
器（パワーデバイダ）３と、電磁波を車前方等の空間に
出力する送信アンテナ４と、目標物体５から反射された
電磁波を受ける受信アンテナ６と、送信電磁波と受信電
磁波はミキシングするミクサ７と、ミクサ７から出力さ
れるビート信号により目標物体５までの相対距離と相対
速度を算出する信号処理回路８から構成されている。
【０００３】次に、このように構成された従来装置の動
作を説明する。変調器１は線形なＦＭ変調用の電圧信号
を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電圧制御発
振器２がＦＭ変調された電磁波を発生する。その電磁波
をパワーデバイダー３により２つに分け、一方はミクサ
７に入力される。もう一方は送信アンテナ４から電磁波
が空間に出力される。送信アンテナ４から空間に出力さ
れた電磁波は目標物体５により反射され、送信電磁波に
対して遅延時間Ｔｄをもって受信アンテナ６に入力され
る。さらに目標物体５が相対速度を持つ場合、受信電磁
波は送信電磁波に対してドップラシフトＦｄをもって受
信アンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信した
電磁波はミクサ７により前記送信電磁波とミキシングさ
れ、前記遅延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応した
ビート信号を出力する。そのビート信号から信号処理装
置９は目標物体５までの相対距離と相対速度を算出す
る。
作を説明する。変調器１は線形なＦＭ変調用の電圧信号
を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電圧制御発
振器２がＦＭ変調された電磁波を発生する。その電磁波
をパワーデバイダー３により２つに分け、一方はミクサ
７に入力される。もう一方は送信アンテナ４から電磁波
が空間に出力される。送信アンテナ４から空間に出力さ
れた電磁波は目標物体５により反射され、送信電磁波に
対して遅延時間Ｔｄをもって受信アンテナ６に入力され
る。さらに目標物体５が相対速度を持つ場合、受信電磁
波は送信電磁波に対してドップラシフトＦｄをもって受
信アンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信した
電磁波はミクサ７により前記送信電磁波とミキシングさ
れ、前記遅延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応した
ビート信号を出力する。そのビート信号から信号処理装
置９は目標物体５までの相対距離と相対速度を算出す
る。
【０００４】次に、前記相対距離と相対速度を算出する
方法を説明する。図１１は前記レーダ装置を用いた相対
距離と相対速度を算出する一例である。図１１におい
て、送信電磁波は送信電磁波の周波数掃引帯域幅Ｂ、変
調周期Ｔｍ でＦＭ変調されている。受信電磁波は送信
電磁波が距離Ｒに存在する目標物体５で反射されて受信
アンテナ６に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持ってい
る。また、目標物体５が相対速度を持つとき受信電磁波
は送信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトする。こ
のとき周波数上昇時における送信信号と受信信号の周波
数差Ｆbuと周波数下降時における送信信号と受信信号の
周波数差Ｆbdがビート信号としてミクサにより出力され
る。前記周波数差Ｆbu、Ｆbd、変調周期Ｔｍ、周波数掃
引帯域幅Ｂと光速Ｃ（＝３.０×１０8ｍ／ｓ）、搬送波
の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ0＝６０GHzならばλ
＝５.０×１０-3ｍ）により目標物体の相対距離Ｒと相
対速度Ｖは下式（１）により求められる。
方法を説明する。図１１は前記レーダ装置を用いた相対
距離と相対速度を算出する一例である。図１１におい
て、送信電磁波は送信電磁波の周波数掃引帯域幅Ｂ、変
調周期Ｔｍ でＦＭ変調されている。受信電磁波は送信
電磁波が距離Ｒに存在する目標物体５で反射されて受信
アンテナ６に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持ってい
る。また、目標物体５が相対速度を持つとき受信電磁波
は送信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトする。こ
のとき周波数上昇時における送信信号と受信信号の周波
数差Ｆbuと周波数下降時における送信信号と受信信号の
周波数差Ｆbdがビート信号としてミクサにより出力され
る。前記周波数差Ｆbu、Ｆbd、変調周期Ｔｍ、周波数掃
引帯域幅Ｂと光速Ｃ（＝３.０×１０8ｍ／ｓ）、搬送波
の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ0＝６０GHzならばλ
＝５.０×１０-3ｍ）により目標物体の相対距離Ｒと相
対速度Ｖは下式（１）により求められる。
【０００５】 Ｒ＝Ｔｍ・Ｃ／８Ｂ（Ｆbu＋Ｆbd）、Ｖ＝λ／４（Ｆbu−Ｆbd）・・・（１）
【０００６】また、目標物体５が複数存在する場合、周
波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数
差Ｆbu と周波数下降時における送信信号と受信信号の
複数の周波数差Fbd から同一物体のＦbuとＦbdを選び、
式（１）から相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数
差Ｆbu と周波数下降時における送信信号と受信信号の
複数の周波数差Fbd から同一物体のＦbuとＦbdを選び、
式（１）から相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
【０００７】次に、相対距離Ｒと相対速度Ｖの分解能
（離散的に出力されるデータ値の最小ステップ）をそれ
ぞれΔＲ、ΔＶとすると、それぞれ下式（２）により求
められる。
（離散的に出力されるデータ値の最小ステップ）をそれ
ぞれΔＲ、ΔＶとすると、それぞれ下式（２）により求
められる。
【０００８】 ΔＲ＝Ｃ／２Ｂ、ΔＶ＝λ／Ｔｍ・・・（２）
【０００９】前記レーダ装置は、例えば前方車両との車
間距離が安全車間距離以下になり衝突の危険性が高まっ
たとき警報を発することでドライバーに危険を知らせる
車間距離警報や、安全車間距離を保つ追従走行を行うた
めに用いられる。しかし特に追従走行を行う場合、前記
変調周期Ｔｍが小さいと前記相対速度Ｖの分解能ΔＶが
悪くなり乗り心地が悪化してしまう。また変調周期Ｔｍ
が大きいとデータ出力周期がおおきくなりその出力周期
の間に先行車の位置や速度が大きく変化し計測精度が悪
化する。
間距離が安全車間距離以下になり衝突の危険性が高まっ
たとき警報を発することでドライバーに危険を知らせる
車間距離警報や、安全車間距離を保つ追従走行を行うた
めに用いられる。しかし特に追従走行を行う場合、前記
変調周期Ｔｍが小さいと前記相対速度Ｖの分解能ΔＶが
悪くなり乗り心地が悪化してしまう。また変調周期Ｔｍ
が大きいとデータ出力周期がおおきくなりその出力周期
の間に先行車の位置や速度が大きく変化し計測精度が悪
化する。
【００１０】前記問題点を解決するため、特開平８−２
１１４４５号公報や特開平８−５３７７号公報では走行
状況に応じて変調周期Ｔｍを変更したり、遠方の目標物
から近傍の目標物までの目標物を高精度に測定するため
変調周期Ｔｍを繰り返し変更したりしている。
１１４４５号公報や特開平８−５３７７号公報では走行
状況に応じて変調周期Ｔｍを変更したり、遠方の目標物
から近傍の目標物までの目標物を高精度に測定するため
変調周期Ｔｍを繰り返し変更したりしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記レーダ装置をたと
えば機械的連続的にスキャンさせる場合、変調周期Ｔｍ
を大きくすると速度分解能ΔＶがよくなるが、変調周期
Ｔｍの間に目標物体の相対距離や相対速度の変化量が大
きくなってしまい、測定相対距離や相対速度の精度が下
がったり、送信周波数上昇時に反射する物体と送信周波
数下降時に反射する物体が異なる場合があり、誤データ
を出力する場合がある。
えば機械的連続的にスキャンさせる場合、変調周期Ｔｍ
を大きくすると速度分解能ΔＶがよくなるが、変調周期
Ｔｍの間に目標物体の相対距離や相対速度の変化量が大
きくなってしまい、測定相対距離や相対速度の精度が下
がったり、送信周波数上昇時に反射する物体と送信周波
数下降時に反射する物体が異なる場合があり、誤データ
を出力する場合がある。
【００１２】この発明は前記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、走行状況に応じて距離分解
能及び相対速度分解能を向上させ距離及び相対速度の精
度を向上させたり、広範囲の目標物体の検出周期を早め
ることにより複数の目標物体から先行車を抽出する時間
を短縮できる車両用レーダ装置を得ることを目的とす
る。
ためになされたものであり、走行状況に応じて距離分解
能及び相対速度分解能を向上させ距離及び相対速度の精
度を向上させたり、広範囲の目標物体の検出周期を早め
ることにより複数の目標物体から先行車を抽出する時間
を短縮できる車両用レーダ装置を得ることを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決する為の手段】請求項１記載の車載用レー
ダ装置は、ＦＭ変調された電磁波を目標物体に送信し、
目標物体からの反射波を受信する送受信装置と、この送
受信装置の出力を受け目標物体との相対速度と相対距離
を算出する信号処理器と、前記送受信装置を回転駆動さ
せるスキャンニング機構から構成されるレーダ装置にお
いて、目標物体との相対速度と相対距離により前記ＦＭ
変調波の変調周期を変化させるとともにスキャンニング
機構の回転角度範囲を変化させることを特徴とする。
ダ装置は、ＦＭ変調された電磁波を目標物体に送信し、
目標物体からの反射波を受信する送受信装置と、この送
受信装置の出力を受け目標物体との相対速度と相対距離
を算出する信号処理器と、前記送受信装置を回転駆動さ
せるスキャンニング機構から構成されるレーダ装置にお
いて、目標物体との相対速度と相対距離により前記ＦＭ
変調波の変調周期を変化させるとともにスキャンニング
機構の回転角度範囲を変化させることを特徴とする。
【００１４】請求項２記載の車載用レーダ装置は、 Ｆ
Ｍ変調信号を発生するＦＭ変調器と、前記ＦＭ変調信号
によりＦＭ変調された電磁波を発生する電圧制御発振器
と、前記ＦＭ変調された電磁波を２つに分けるパワーデ
バイダーと、前記分けられた１方のＦＭ変調された電磁
波を送信する送信アンテナと、目標物体で反射された電
磁波を受信する受信アンテナと、前記分けられたもう１
方のＦＭ変調された電磁波と受信アンテナからの電磁波
をミキシングしビート信号を出力するミクサとから構成
される送受信装置と、前記ビート信号から先行車の相対
速度と相対距離を算出する信号処理機と送受信装置を回
転駆動させるスキャンニング機構から構成されるレーダ
装置において、目標物体との相対速度と相対距離により
前記ＦＭ変調器の変調周期を変化させるとともにスキャ
ンニング機構の回転角度範囲を変化させるようにしたも
のである。
Ｍ変調信号を発生するＦＭ変調器と、前記ＦＭ変調信号
によりＦＭ変調された電磁波を発生する電圧制御発振器
と、前記ＦＭ変調された電磁波を２つに分けるパワーデ
バイダーと、前記分けられた１方のＦＭ変調された電磁
波を送信する送信アンテナと、目標物体で反射された電
磁波を受信する受信アンテナと、前記分けられたもう１
方のＦＭ変調された電磁波と受信アンテナからの電磁波
をミキシングしビート信号を出力するミクサとから構成
される送受信装置と、前記ビート信号から先行車の相対
速度と相対距離を算出する信号処理機と送受信装置を回
転駆動させるスキャンニング機構から構成されるレーダ
装置において、目標物体との相対速度と相対距離により
前記ＦＭ変調器の変調周期を変化させるとともにスキャ
ンニング機構の回転角度範囲を変化させるようにしたも
のである。
【００１５】請求項３記載の車載用レーダ装置は、ＦＭ
変調された電磁波を目標物体に送信し、目標物体からの
反射波を受信する送受信装置と、この送受信装置の出力
を受け先行車との相対速度と相対距離を算出する信号処
理器と、前記送受信装置を回転駆動させるスキャンニン
グ機構から構成されるレーダ装置において、自車両が走
行している同一レーン上の先行車を抽出し、その先行車
の相対速度と相対距離により前記ＦＭ変調器の変調周期
を変化させるとともにスキャンニング機構の回転角度範
囲を変化させることを特徴とする。
変調された電磁波を目標物体に送信し、目標物体からの
反射波を受信する送受信装置と、この送受信装置の出力
を受け先行車との相対速度と相対距離を算出する信号処
理器と、前記送受信装置を回転駆動させるスキャンニン
グ機構から構成されるレーダ装置において、自車両が走
行している同一レーン上の先行車を抽出し、その先行車
の相対速度と相対距離により前記ＦＭ変調器の変調周期
を変化させるとともにスキャンニング機構の回転角度範
囲を変化させることを特徴とする。
【００１６】請求項４記載の車載用レーダ装置は、ＦＭ
変調信号を発生するＦＭ変調器、前記ＦＭ変調信号によ
りＦＭ変調された電磁波を発生する電圧制御発振器、前
記ＦＭ変調された電磁波を２つに分けるパワーデバイダ
ー、前記分けられた１方のＦＭ変調された電磁波を送信
する送信アンテナ、先行車で反射された電磁波を受信す
る受信アンテナ、前記分けられたもう１方のＦＭ変調さ
れた電磁波と受信アンテナからの電磁波をミキシングし
ビート信号を出力するミクサから構成される送受信装置
と、前記ビート信号から先行車の相対速度と相対距離を
算出する信号処理機と、前記送受信装置を回転駆動させ
るスキャンニング機構から構成されるレーダ装置におい
て、自車両が走行している同一レーン上の先行車を抽出
し、その先行車の相対速度と相対距離により前記ＦＭ変
調器の変調周期を変化させるとともにスキャンニング機
構の回転角度範囲を変化させることを特徴とする。
変調信号を発生するＦＭ変調器、前記ＦＭ変調信号によ
りＦＭ変調された電磁波を発生する電圧制御発振器、前
記ＦＭ変調された電磁波を２つに分けるパワーデバイダ
ー、前記分けられた１方のＦＭ変調された電磁波を送信
する送信アンテナ、先行車で反射された電磁波を受信す
る受信アンテナ、前記分けられたもう１方のＦＭ変調さ
れた電磁波と受信アンテナからの電磁波をミキシングし
ビート信号を出力するミクサから構成される送受信装置
と、前記ビート信号から先行車の相対速度と相対距離を
算出する信号処理機と、前記送受信装置を回転駆動させ
るスキャンニング機構から構成されるレーダ装置におい
て、自車両が走行している同一レーン上の先行車を抽出
し、その先行車の相対速度と相対距離により前記ＦＭ変
調器の変調周期を変化させるとともにスキャンニング機
構の回転角度範囲を変化させることを特徴とする。
【００１７】請求項５記載の車載用レーダ装置は、自車
両が走行している同一レーン上の先行車を抽出する手段
としてステアリングセンサを用いたことを特徴とする車
載用レーダ装置。
両が走行している同一レーン上の先行車を抽出する手段
としてステアリングセンサを用いたことを特徴とする車
載用レーダ装置。
【００１８】請求項６記載の車載用レーダ装置は、自車
両が走行している同一レーン上の先行車を抽出する手段
としてカメラを用いたことを特徴とする車載用レーダ装
置。
両が走行している同一レーン上の先行車を抽出する手段
としてカメラを用いたことを特徴とする車載用レーダ装
置。
【００１９】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による車
両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。この車
両用レーダ装置の送受信装置８は、ＦＭ変調用の電圧信
号を出力する変調器１と、ＦＭ変調された電磁波を出力
する電圧制御発振器２と、発振器２からの電磁波を送信
アンテナ４とミクサ７に分ける方向性結合器（パワーデ
バイダ）３と、電磁波を車前方等の空間に出力する送信
アンテナ４と、目標物体５から反射された電磁波を受け
る受信アンテナ６と、送信電磁波と受信電磁波はミキシ
ングするミクサ７から構成されている。信号処理装置９
はミクサ７から出力されるビート信号により目標物体５
までの相対距離と相対速度を算出する役割を果し、当該
相対距離と相対速度データは追従走行用コントロールユ
ニット１３に送られる。
両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。この車
両用レーダ装置の送受信装置８は、ＦＭ変調用の電圧信
号を出力する変調器１と、ＦＭ変調された電磁波を出力
する電圧制御発振器２と、発振器２からの電磁波を送信
アンテナ４とミクサ７に分ける方向性結合器（パワーデ
バイダ）３と、電磁波を車前方等の空間に出力する送信
アンテナ４と、目標物体５から反射された電磁波を受け
る受信アンテナ６と、送信電磁波と受信電磁波はミキシ
ングするミクサ７から構成されている。信号処理装置９
はミクサ７から出力されるビート信号により目標物体５
までの相対距離と相対速度を算出する役割を果し、当該
相対距離と相対速度データは追従走行用コントロールユ
ニット１３に送られる。
【００２０】また、スキャンニング機構１２は送受信装
置８を回転制御するものであり、送受信装置８を回動さ
せるモータ１０と、モータ１０を回転を制御するモータ
制御装置１１とから構成されている。
置８を回転制御するものであり、送受信装置８を回動さ
せるモータ１０と、モータ１０を回転を制御するモータ
制御装置１１とから構成されている。
【００２１】次に、前記のように構成された実施の形態
１の車両用レーダ装置の動作を説明する。変調器１は図
２に示すように線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力す
る。電圧制御発振器２は変調器１が出力するＦＭ変調用
電圧信号によりＦＭ変調された電磁波を図３のように発
生する。電圧制御発振器２から出力される電磁波はパワ
ーデバイダー３により２つに分けられ、一方はミクサ７
に入力され、もう一方は送信アンテナ４から電磁波が空
間に出力される。送信アンテナ４から空間に出力された
電磁波は距離Ｒに存在する目標物体５に照射され、その
反射電磁波が図４に示すように送信電磁波に対して距離
Ｒに依存する遅延時間Ｔｄをもって受信アンテナ６に入
力される。また、目標物体が相対速度を持つ場合、受信
電磁波は送信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトし
て受信アンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信
した電磁波はミクサ７によりパワーデバイダー３からの
送信電磁波とミキシングされ、図５に示す前記遅延時間
ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号を出力
する。
１の車両用レーダ装置の動作を説明する。変調器１は図
２に示すように線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力す
る。電圧制御発振器２は変調器１が出力するＦＭ変調用
電圧信号によりＦＭ変調された電磁波を図３のように発
生する。電圧制御発振器２から出力される電磁波はパワ
ーデバイダー３により２つに分けられ、一方はミクサ７
に入力され、もう一方は送信アンテナ４から電磁波が空
間に出力される。送信アンテナ４から空間に出力された
電磁波は距離Ｒに存在する目標物体５に照射され、その
反射電磁波が図４に示すように送信電磁波に対して距離
Ｒに依存する遅延時間Ｔｄをもって受信アンテナ６に入
力される。また、目標物体が相対速度を持つ場合、受信
電磁波は送信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトし
て受信アンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信
した電磁波はミクサ７によりパワーデバイダー３からの
送信電磁波とミキシングされ、図５に示す前記遅延時間
ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号を出力
する。
【００２２】送受信装置８から発生するビート信号から
信号処理装置９は目標物体までの相対距離と相対速度を
下記の式（１）により算出する。送受信装置８と信号処
理装置９は従来装置と同一のものである。また目標物体
までの相対距離と相対速度データは追従走行用コントロ
ールユニット１３に送られる。
信号処理装置９は目標物体までの相対距離と相対速度を
下記の式（１）により算出する。送受信装置８と信号処
理装置９は従来装置と同一のものである。また目標物体
までの相対距離と相対速度データは追従走行用コントロ
ールユニット１３に送られる。
【００２３】 Ｒ＝Ｔｍ・Ｃ／８Ｂ（Ｆbu＋Ｆbd）、Ｖ＝λ／４（Ｆbu−Ｆbd）・・・（１） 周波数差Ｆbu、Ｆbd、 Ｔｍ：変調周期 Ｂ：周波数掃引帯域幅 Ｆbu：周波数上昇時における送信信号と受信信号の周波
数差 Ｆbd：周波数下降時における送信信号と受信信号の周波
数差 Ｃ：光速（＝３.０×１０8ｍ／ｓ） λ：搬送波の波長（搬送波の基本周波数がＦ0＝６０GHz
ならばλ＝５.０×１０-3ｍ）
数差 Ｆbd：周波数下降時における送信信号と受信信号の周波
数差 Ｃ：光速（＝３.０×１０8ｍ／ｓ） λ：搬送波の波長（搬送波の基本周波数がＦ0＝６０GHz
ならばλ＝５.０×１０-3ｍ）
【００２４】次に、前記車載用レーダ装置における制御
動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、初期値としてスキャン角度幅モードに大（ステップ
１）、変調周期Ｔｍに小を入力する（ステップ２）。次
に、ステップ３にてスキャン角度幅モードを判定し、ス
キャン角度幅モードが大であればスキャンニング機構１
２にスキャン角度幅が大きくなるよう命令する（ステッ
プ４）。また、ステップ３でスキャン角度幅モードが小
であればスキャンニング機構１２にスキャン角度幅が小
さくなるよう命令する（ステップ４）。次に、各スキャ
ン角度幅モードに対するスキャン角度が最大値になるま
で各角度において相対距離、相対速度の演算を行う（ス
テップ５、６）。
動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、初期値としてスキャン角度幅モードに大（ステップ
１）、変調周期Ｔｍに小を入力する（ステップ２）。次
に、ステップ３にてスキャン角度幅モードを判定し、ス
キャン角度幅モードが大であればスキャンニング機構１
２にスキャン角度幅が大きくなるよう命令する（ステッ
プ４）。また、ステップ３でスキャン角度幅モードが小
であればスキャンニング機構１２にスキャン角度幅が小
さくなるよう命令する（ステップ４）。次に、各スキャ
ン角度幅モードに対するスキャン角度が最大値になるま
で各角度において相対距離、相対速度の演算を行う（ス
テップ５、６）。
【００２５】スキャン角度が最大値になれば、各角度に
おける相対距離がもっとも小さい物体を選択し（ステッ
プ７）、その最近距離物体との相対距離が５０ｍより大
きければ（ステップ８）、スキャン角度幅モードに大を
入力し（ステップ１１）、変調周期Ｔｍを小さくする
（ステップ１２）。一方、ステップ８において最近距離
物体との相対距離が５０ｍ以下であった場合、相対距離
が２５ｍ以上で（ステップ９）、かつ相対速度が負で当
該物体が自車両から遠のく方向のとき（ステップ１
０）、スキャン角度幅モードに大を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを小さくする（ステップ１２）。こ
れに対して、ステップ９において最近距離物体との相対
距離が２５ｍより小さい場合や、ステップ１０において
相対速度が正で当該物体が自車両に近づく方向であれ
ば、スキャン角度幅モードに小を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを大きくする（ステップ１２）。以
上のようにスキャン角度幅モードと、変調周期Ｔｍを設
定したらステップ３に戻る。
おける相対距離がもっとも小さい物体を選択し（ステッ
プ７）、その最近距離物体との相対距離が５０ｍより大
きければ（ステップ８）、スキャン角度幅モードに大を
入力し（ステップ１１）、変調周期Ｔｍを小さくする
（ステップ１２）。一方、ステップ８において最近距離
物体との相対距離が５０ｍ以下であった場合、相対距離
が２５ｍ以上で（ステップ９）、かつ相対速度が負で当
該物体が自車両から遠のく方向のとき（ステップ１
０）、スキャン角度幅モードに大を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを小さくする（ステップ１２）。こ
れに対して、ステップ９において最近距離物体との相対
距離が２５ｍより小さい場合や、ステップ１０において
相対速度が正で当該物体が自車両に近づく方向であれ
ば、スキャン角度幅モードに小を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを大きくする（ステップ１２）。以
上のようにスキャン角度幅モードと、変調周期Ｔｍを設
定したらステップ３に戻る。
【００２６】実施の形態１においては、最近距離物体が
遠方にある場合、及び中距離に存在したときでも相対速
度が負で先行車が自車両から遠のく方向にある場合は、
割り込み車両や複数の危険な物体を早く検出するため、
及びデータ出力周期を早くするためにスキャン角度幅を
広げ変調周期Ｔｍを小さくするのである。また、最近距
離物体が近距離にある場合、及び中距離に存在しても相
対速度が正で先行車が自車両に近づく方向にある場合
は、相対速度の分解能を向上させながらデータ出力周期
を下げないため、スキャン角度幅を狭くし変調周期Ｔｍ
を大きくするのである。また、先行車が近距離にある場
合、スキャン角度幅を広げてもほとんどの方向で同一物
体が検出されることが多いので、その場合はスキャン角
度幅を狭くしても特に問題が発生しないのである。
遠方にある場合、及び中距離に存在したときでも相対速
度が負で先行車が自車両から遠のく方向にある場合は、
割り込み車両や複数の危険な物体を早く検出するため、
及びデータ出力周期を早くするためにスキャン角度幅を
広げ変調周期Ｔｍを小さくするのである。また、最近距
離物体が近距離にある場合、及び中距離に存在しても相
対速度が正で先行車が自車両に近づく方向にある場合
は、相対速度の分解能を向上させながらデータ出力周期
を下げないため、スキャン角度幅を狭くし変調周期Ｔｍ
を大きくするのである。また、先行車が近距離にある場
合、スキャン角度幅を広げてもほとんどの方向で同一物
体が検出されることが多いので、その場合はスキャン角
度幅を狭くしても特に問題が発生しないのである。
【００２７】前記実施の形態１では、スキャン角度幅を
大、小の２値にステップ的に変更したが、距離値に応じ
て連続的に変更してもよい。さらにこの実施の形態１で
は、変調周期Ｔｍを変更し相対速度の分解能を向上させ
たが、周波数掃引帯域幅Ｂを変更し相対距離の分解能を
向上させてもよいし、その両方を変更してもよい。ま
た、スキャンニング機構は機械的に駆動させたがフェー
ズドアレーレーダ等によりステップ的にスキャンさせて
もよい。
大、小の２値にステップ的に変更したが、距離値に応じ
て連続的に変更してもよい。さらにこの実施の形態１で
は、変調周期Ｔｍを変更し相対速度の分解能を向上させ
たが、周波数掃引帯域幅Ｂを変更し相対距離の分解能を
向上させてもよいし、その両方を変更してもよい。ま
た、スキャンニング機構は機械的に駆動させたがフェー
ズドアレーレーダ等によりステップ的にスキャンさせて
もよい。
【００２８】以上のように実施の形態１に係る車載用レ
ーダ装置によれば、走行状況に応じてデータ出力周期を
劣化させることなしに距離分解能及び相対速度分解能を
向上させ距離及び相対速度の精度を向上させたり、広範
囲の目標物体の検出周期を早めることにより複数の目標
物体から先行車を抽出する時間を短縮できる。
ーダ装置によれば、走行状況に応じてデータ出力周期を
劣化させることなしに距離分解能及び相対速度分解能を
向上させ距離及び相対速度の精度を向上させたり、広範
囲の目標物体の検出周期を早めることにより複数の目標
物体から先行車を抽出する時間を短縮できる。
【００２９】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２による車載用レーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。この車両用レーダ装置は、実施の形態１と同様、
変調器１、電圧制御発振器２、方向性結合器３、送信ア
ンテナ４、送信アンテナ６、ミクサ７を備えた送受信装
置８と、モータ１０、モータ制御装置１１を備えたスキ
ャンニング機構１２と、信号処理装置９、及び追従走行
用コントロールユニット１３を備えている。また、この
実施の形態２では、ハンドル角センサ１４の出力が信号
処理装置９に入力されている。
態２による車載用レーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。この車両用レーダ装置は、実施の形態１と同様、
変調器１、電圧制御発振器２、方向性結合器３、送信ア
ンテナ４、送信アンテナ６、ミクサ７を備えた送受信装
置８と、モータ１０、モータ制御装置１１を備えたスキ
ャンニング機構１２と、信号処理装置９、及び追従走行
用コントロールユニット１３を備えている。また、この
実施の形態２では、ハンドル角センサ１４の出力が信号
処理装置９に入力されている。
【００３０】次に、実施の形態２の装置の動作を説明す
る。変調器１は図２のように線形なＦＭ変調用の電圧信
号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電圧制御
発振器２がＦＭ変調された電磁波を図３のように発生す
る。その電磁波をパワーデバイダー３により２つに分
け、一方はミクサ７に入力される。もう一方は送信アン
テナ４から電磁波が空間に出力される。送信アンテナ４
から空間に出力された電磁波は距離Ｒに存在する目標物
体５に照射され、その反射電磁波が図４のように送信電
磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間Ｔｄをもって受
信アンテナ６に入力される。また、目標物体５が相対速
度を持つとき受信電磁波は送信電磁波に対してＦｄだけ
ドップラシフトして受信アンテナ６に入力される。受信
アンテナ６で受信した電磁波はミクサ７によりパワーデ
バイダー３からの送信電磁波とミキシングされ、図５に
示す前記遅延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応した
ビート信号を出力する。
る。変調器１は図２のように線形なＦＭ変調用の電圧信
号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電圧制御
発振器２がＦＭ変調された電磁波を図３のように発生す
る。その電磁波をパワーデバイダー３により２つに分
け、一方はミクサ７に入力される。もう一方は送信アン
テナ４から電磁波が空間に出力される。送信アンテナ４
から空間に出力された電磁波は距離Ｒに存在する目標物
体５に照射され、その反射電磁波が図４のように送信電
磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間Ｔｄをもって受
信アンテナ６に入力される。また、目標物体５が相対速
度を持つとき受信電磁波は送信電磁波に対してＦｄだけ
ドップラシフトして受信アンテナ６に入力される。受信
アンテナ６で受信した電磁波はミクサ７によりパワーデ
バイダー３からの送信電磁波とミキシングされ、図５に
示す前記遅延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応した
ビート信号を出力する。
【００３１】そして、送受信装置８から発生するビート
信号に基づいて、信号処理装置９は目標物体５までの相
対距離と相対速度を前記式（１）により算出する。
信号に基づいて、信号処理装置９は目標物体５までの相
対距離と相対速度を前記式（１）により算出する。
【００３２】一方、ハンドル角センサ１４は自車両のハ
ンドル角を信号処理装置９に出力する。
ンドル角を信号処理装置９に出力する。
【００３３】以上のように構成されたレーダ装置の制御
動作を図８、図９のフローチャートに基づいて説明す
る。図８、図９は実施の形態１のフローチャートにステ
ップ１３からステップ１５を加えたものである。まず、
ステップ１において初期値としてスキャン角度幅モード
に大、ステップ２において変調周期Ｔｍに小を入力す
る。次に、スキャン角度幅モードを判定し、当該モード
が大であればスキャンニング機構１２に対してスキャン
角度幅が大きくなるよう命令する（ステップ３、４）。
また、ステップ３においてスキャン角度幅モードが小で
あればスキャンニング機構にスキャン角度幅が小さくな
るよう命令し（ステップ３、４）、設定されたスキャン
角度中心にスキャンニングするようスキャンニング機構
１２に命令する（ステップ１３）。
動作を図８、図９のフローチャートに基づいて説明す
る。図８、図９は実施の形態１のフローチャートにステ
ップ１３からステップ１５を加えたものである。まず、
ステップ１において初期値としてスキャン角度幅モード
に大、ステップ２において変調周期Ｔｍに小を入力す
る。次に、スキャン角度幅モードを判定し、当該モード
が大であればスキャンニング機構１２に対してスキャン
角度幅が大きくなるよう命令する（ステップ３、４）。
また、ステップ３においてスキャン角度幅モードが小で
あればスキャンニング機構にスキャン角度幅が小さくな
るよう命令し（ステップ３、４）、設定されたスキャン
角度中心にスキャンニングするようスキャンニング機構
１２に命令する（ステップ１３）。
【００３４】次に、各スキャン角度幅モードに対するス
キャン角度が最大値になるまで各角度において相対距
離、相対速度の演算を行う（ステップ５、６）。スキャ
ン角度が最大値になればハンドル角をハンドル角センサ
から入力し（ステップ１４）、自車両が走行する同一レ
ーン上を走行する先行車を選択し（ステップ７）、その
相対距離が５０ｍより大きければ（ステップ８）、スキ
ャン角度幅モードに大を入力し（ステップ１１）、変調
周期Ｔｍを小さくする（ステップ１２）。ステップ８に
おいて、先行車との相対距離が５０ｍ以下であった場
合、相対距離が２５ｍ以上のときは（ステップ９）、相
対速度が負で先行車が自車両から遠のく方向であれば
（ステップ１０）スキャン角度幅モードに大を入力し
（ステップ１１）、変調周期Ｔｍを小さくする（ステッ
プ１２）。ステップ９において、先行車との相対距離が
２５ｍより小さい場合やステップ１０において先行車と
の相対速度が正で先行車が自車両に近づく方向であれ
ば、スキャン角度幅モードに小を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを大きくする（ステップ１２）。さ
らにスキャン角度中心を設定する（ステップ１５）。ス
キャン角度幅モードと、変調周期Ｔｍと、スキャン角度
中心を設定したらステップ３に戻る。
キャン角度が最大値になるまで各角度において相対距
離、相対速度の演算を行う（ステップ５、６）。スキャ
ン角度が最大値になればハンドル角をハンドル角センサ
から入力し（ステップ１４）、自車両が走行する同一レ
ーン上を走行する先行車を選択し（ステップ７）、その
相対距離が５０ｍより大きければ（ステップ８）、スキ
ャン角度幅モードに大を入力し（ステップ１１）、変調
周期Ｔｍを小さくする（ステップ１２）。ステップ８に
おいて、先行車との相対距離が５０ｍ以下であった場
合、相対距離が２５ｍ以上のときは（ステップ９）、相
対速度が負で先行車が自車両から遠のく方向であれば
（ステップ１０）スキャン角度幅モードに大を入力し
（ステップ１１）、変調周期Ｔｍを小さくする（ステッ
プ１２）。ステップ９において、先行車との相対距離が
２５ｍより小さい場合やステップ１０において先行車と
の相対速度が正で先行車が自車両に近づく方向であれ
ば、スキャン角度幅モードに小を入力し（ステップ１
１）、変調周期Ｔｍを大きくする（ステップ１２）。さ
らにスキャン角度中心を設定する（ステップ１５）。ス
キャン角度幅モードと、変調周期Ｔｍと、スキャン角度
中心を設定したらステップ３に戻る。
【００３５】前記実施の形態２では、先行車が遠方にあ
るとき、及び中距離に存在しても相対速度が負で先行車
が自車両から遠のく方向にある時は、割り込み車両や複
数の危険な物体を早く検出するため及びデータ出力周期
を早くするためにスキャン角度幅を広げ変調周期Ｔｍを
小さくするのである。また、先行車が近距離にあると
き、及び中距離に存在しても相対速度が正で先行車が自
車両に近づく方向にある時は、先行車の方向を中心に相
対速度の分解能を向上させながらデータ出力周期を下げ
ないためスキャン角度幅を狭くスキャンし、変調周期Ｔ
ｍを大きくするのである。
るとき、及び中距離に存在しても相対速度が負で先行車
が自車両から遠のく方向にある時は、割り込み車両や複
数の危険な物体を早く検出するため及びデータ出力周期
を早くするためにスキャン角度幅を広げ変調周期Ｔｍを
小さくするのである。また、先行車が近距離にあると
き、及び中距離に存在しても相対速度が正で先行車が自
車両に近づく方向にある時は、先行車の方向を中心に相
対速度の分解能を向上させながらデータ出力周期を下げ
ないためスキャン角度幅を狭くスキャンし、変調周期Ｔ
ｍを大きくするのである。
【００３６】以上のように、実施の形態２による車載用
レーダ装置によれば、走行状況に応じて距離分解能及び
相対速度分解能を向上させ距離及び相対速度の精度を向
上させたり、広範囲の目標物体の検出周期を早めること
により複数の目標物体から先行車を抽出する時間を短縮
できる。さらにカーブ路においても先行車ではない物体
の相対速度や距離を測定することなく、先行車の距離及
び相対速度の精度を向上させることができる。さらに先
行車を検出するのでスキャン角度幅を変更するしきい値
（実施の形態２ではステップ８、ステップ９の設定距
離）を大きくでき、遠方の先行車を検出したときでも距
離及び相対速度の精度を向上させることができる。
レーダ装置によれば、走行状況に応じて距離分解能及び
相対速度分解能を向上させ距離及び相対速度の精度を向
上させたり、広範囲の目標物体の検出周期を早めること
により複数の目標物体から先行車を抽出する時間を短縮
できる。さらにカーブ路においても先行車ではない物体
の相対速度や距離を測定することなく、先行車の距離及
び相対速度の精度を向上させることができる。さらに先
行車を検出するのでスキャン角度幅を変更するしきい値
（実施の形態２ではステップ８、ステップ９の設定距
離）を大きくでき、遠方の先行車を検出したときでも距
離及び相対速度の精度を向上させることができる。
【００３７】この実施の形態２ではスキャン角度幅を
大、小の２値にステップ的に変更したが、距離値に応じ
て連続的に変更してもよい。さらにこの実施の形態２で
は変調周期Ｔｍを変更し相対速度の分解能を向上させた
が、周波数掃引帯域幅Ｂを変更し相対距離の分解能を向
上させてもよいし、その両方を変更してもよい。
大、小の２値にステップ的に変更したが、距離値に応じ
て連続的に変更してもよい。さらにこの実施の形態２で
は変調周期Ｔｍを変更し相対速度の分解能を向上させた
が、周波数掃引帯域幅Ｂを変更し相対距離の分解能を向
上させてもよいし、その両方を変更してもよい。
【００３８】また、実施の形態２に係る車載用レーダ装
置において、ハンドル角センサの代わりにカメラを用
い、白線検出した結果に基づいてスキャン角度幅を変更
すれば、より精度よく先行車の方向を中心にスキャンさ
せることができる。また、ハンドル角センサとカメラを
併用してもよい。
置において、ハンドル角センサの代わりにカメラを用
い、白線検出した結果に基づいてスキャン角度幅を変更
すれば、より精度よく先行車の方向を中心にスキャンさ
せることができる。また、ハンドル角センサとカメラを
併用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、走行状
況に応じて距離分解能及び相対速度分解能を向上させ距
離及び相対速度の精度を向上させたり、広範囲の目標物
体の検出周期を早めることにより複数の目標物体から先
行車を抽出する時間を短縮できる。
況に応じて距離分解能及び相対速度分解能を向上させ距
離及び相対速度の精度を向上させたり、広範囲の目標物
体の検出周期を早めることにより複数の目標物体から先
行車を抽出する時間を短縮できる。
【図１】 この発明の実施の形態１による車載用レーダ
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１における変調器１の出力を示し
た説明図である。
た説明図である。
【図３】 実施の形態１における電圧制御発振器２の出
力を示した説明図である。
力を示した説明図である。
【図４】 実施の形態１における送信電磁波と受信電磁
波を示した説明図である。
波を示した説明図である。
【図５】 実施の形態１におけるミクサ７の出力ビート
信号を示した説明図である。
信号を示した説明図である。
【図６】 実施の形態１における制御動作を示したフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図７】 実施の形態２による車載用レーダ装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図８】 実施の形態２における制御動作を示したフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図９】 実施の形態２における制御動作を示したフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図１０】 従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１１】 従来の車載用レーダ装置の相対距離と相対
速度を算出方法を示す説明図である。
速度を算出方法を示す説明図である。
１ 変調器、２ 電圧制御発振器、３ 方向性結合器
（パワーデバイダ）、４送信アンテナ、５ 目標物体、
６ 受信アンテナ、７ ミクサ、８ 送受信装置、９
信号処理装置、１０ モータ、１１ モータ制御装置、
１２ スキャンニング機構、１３ 追従走行用コントロ
ールユニット、１４ ハンドル角センサ。
（パワーデバイダ）、４送信アンテナ、５ 目標物体、
６ 受信アンテナ、７ ミクサ、８ 送受信装置、９
信号処理装置、１０ モータ、１１ モータ制御装置、
１２ スキャンニング機構、１３ 追従走行用コントロ
ールユニット、１４ ハンドル角センサ。
Claims (6)
- 【請求項１】 ＦＭ変調された電磁波を目標物体に送信
し、目標物体からの反射波を受信する送受信装置と、こ
の送受信装置の出力を受け目標物体との相対速度と相対
距離を算出する信号処理器と、前記送受信装置を回転駆
動させるスキャンニング機構から構成されるレーダ装置
において、前記目標物体との相対速度と相対距離により
前記ＦＭ変調波の変調周期を変化させるとともにスキャ
ンニング機構の回転角度範囲を変化させることを特徴と
する車載用レーダ装置。 - 【請求項２】 ＦＭ変調信号を発生するＦＭ変調器と、
前記ＦＭ変調信号によりＦＭ変調された電磁波を発生す
る電圧制御発振器と、前記ＦＭ変調された電磁波を２つ
に分けるパワーデバイダーと、前記分けられた１方のＦ
Ｍ変調された電磁波を送信する送信アンテナと、目標物
体で反射された電磁波を受信する受信アンテナと、前記
分けられたもう１方のＦＭ変調された電磁波と受信アン
テナからの電磁波をミキシングしビート信号を出力する
ミクサとから構成される送受信装置と、前記ビート信号
から先行車の相対速度と相対距離を算出する信号処理機
と、送受信装置を回転駆動させるスキャンニング機構か
ら構成されるレーダ装置において、前記目標物体の相対
速度と相対距離により前記ＦＭ変調器の変調周期を変化
させるとともにスキャンニング機構の回転角度範囲を変
化させることを特徴とする車載用レーダ装置。 - 【請求項３】 ＦＭ変調された電磁波を目標物体に送信
し、目標物体からの反射波を受信する送受信装置と、こ
の送受信装置の出力を受け先行車との相対速度と相対距
離を算出する信号処理器と、前記送受信装置を回転駆動
させるスキャンニング機構から構成されるレーダ装置に
おいて、自車両が走行している同一レーン上の先行車を
抽出し、その先行車の相対速度と相対距離により前記Ｆ
Ｍ変調器の変調周期を変化させるとともにスキャンニン
グ機構の回転角度範囲を変化させることを特徴とする車
載用レーダ装置。 - 【請求項４】 ＦＭ変調信号を発生するＦＭ変調器、前
記ＦＭ変調信号によりＦＭ変調された電磁波を発生する
電圧制御発振器、前記ＦＭ変調された電磁波を２つに分
けるパワーデバイダー、前記分けられた１方のＦＭ変調
された電磁波を送信する送信アンテナ、先行車で反射さ
れた電磁波を受信する受信アンテナ、前記分けられたも
う１方のＦＭ変調された電磁波と受信アンテナからの電
磁波をミキシングしビート信号を出力するミクサから構
成される送受信装置と、前記ビート信号から先行車の相
対速度と相対距離を算出する信号処理機と、前記送受信
装置を回転駆動させるスキャンニング機構から構成され
るレーダ装置において、自車両が走行している同一レー
ン上の先行車を抽出し、その先行車の相対速度と相対距
離により前記ＦＭ変調器の変調周期を変化させるととも
にスキャンニング機構の回転角度範囲を変化させること
を特徴とする車載用レーダ装置。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の車載用レー
ダ装置において、自車両が走行している同一レーン上の
先行車を抽出する手段としてステアリングセンサを用い
たことを特徴とする車載用レーダ装置。 - 【請求項６】 請求項３又は請求項４記載の車載用レー
ダ装置において、自車両が走行している同一レーン上の
先行車を抽出する手段としてカメラを用いたことを特徴
とする車載用レーダ装置。
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