JPS6254190A - 車両用ランダム変調レ−ダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、ランダムパルスの電磁波を例えば車両前方
に送信し、この電磁波の先行車による反射信号を受信し
て電磁波の送信から反射信号の受信までの伝播遅延時間
によって先行車までの距離を測定する車両用ランダム変
調レーダ装置に関する。

［発明の技術的背景およびその問題点］車両前方に存在
する先行車等を検出するレーダ装置において、先行車か
らの反射信号を検出するのに近年相関技術を使用したも
のが開発されている。このような相関技術を利用したレ
ーダ装置は例えば「精密機械」３３巻７号（１９６７年
）の４８２頁〜４８９頁、または「レーダ研究」１１巻
、１０号（１９８３年）別冊の「大気汚染計測用疑似ラ
ンダム変調ＣＷライダー」等に記載されている。

第３図はこのような相関技術を利用した従来の車両用ラ
ンダム変調レーダ装置の一例である。この車両用ランダ
ム変調レーダ装置は、ｍ系列パルス信号を発生するｍ系
列発生器５１を使用し、このｍ系列発生器５１から発生
する一系列パルス信号を送信器７を構成する駆動回路５
３を介してレーザダイオード等からなる送光器５５に供
給し、この送光器５５から車両前方に向けてレーザ光を
出力するようになっている。送光器５５から出力された
レーザ光は前方に存在する先行車等に当うて反射されて
戻され、この反射されたレーザ光は受信器９を構成する
受光器５７で受光され、アンプ５９で増幅された後、コ
ンパレータ６１で基準信号ｖｔｈと比較されて２鎖側号
に変換され、排他的論理和回路６３の一方の入力に供給
されている。

前記ｍ系列発生器５１は４段のシフトレジスタ７５と排
他的論理和回路７７とで構成され、クロック信号発生器
６５からのクロック信号を供給されている。また、ｍ系
列発生器５１から出力されるｍ系列パルス信号は位相器
６７に供給され、この位相器６７はクロック信号発生器
６５からのクロック信号によって該クロック信号の周期
での整数倍、すなわちｍ系列パルス信号の１パルス幅τ
の整数倍、すなわちＯ１τ、２τ、３τ、・・・、ずつ
位相を遅らせたｍ系列パルス信号、すなわちこの位相遅
れ時間を距離に換算すると、例えばＱｍの位相遅れ信号
、１０ｍの位相遅れ信号、２０ｍの位相遅れ信号、・・
・、１００ｍの位相遅れ信号を順次出力し、この順次位
相の遅れたｍ系列パルス信号を排他的論理和回路６３の
他方の入力に供給している。この場合、Ｏｌ、１０１１
．２０ｍ、・・・。

１００ｉｌと変化する値の増加分１０ｇ＋は測距分解能
を表し、最大の１００ＩＩｌは最大測距距離を表してい
るものである。この排他的論理和回路６３は、各位相の
遅れたｍ系列パルス信号とコンパレータ６１で２値化さ
れた反射信号とが同じレベルの場合、すなわち両信号が
共に高レベルまたは低レベルの場合、低レベルの信号を
出力し、異なるレベルの場合、すなわちいずれかの信号
が高レベルで他方の信号が低レベルの場合、高レベルの
信号を出力する。排他的論理和回路６３の出力はカウン
タ７１に供給され、カウンタ７１は排他的論理和回路６
３の出力信号が低レベルの場合カウントアツプし、高レ
ベルの場合カウントダウンする。このカウンタ７１にお
ける計数動作は、各位相遅れ量、すなわち各位相遅れ信
号毎に所定時間ｔｏｓ例えばｔｏ＝１ｍｓｅｃの期間継
続され、この計数期間の終了後この計数結果は両信号の
相関値としてＲＡＭ７３に転送され、各位相遅れ信号に
対応して記憶される。すなわち、この動作は位相Ｂ６７
から出力される０＋　、１０ｍ　、２０ｍ　、・・・、
１００ｍの各位相遅れ信号毎にこれらの各位相遅れ信号
と受信した反射信号とに対してそれぞれ上記所定期間ｔ
ｏ行なわれ、ＲＡＭ７３に各位相遅れ信号に対応する相
関値として計数値を記憶することになる。このようにＲ
ＡＭ７３に記憶された各係数結果を演算器７７で読み出
し、その中の最大値に対応する位相遅れ信号に対する位
相遅れ時間から反射体である先行車まで距離を算出する
ことができるのである。なお、前記排他的論理和回路６
３、カウンタ７１．ＲＡＭ７３は各位相遅れ信号と受信
信号との相関値をｉｔ数値として求める相関器７５を構
成しているものである。

第２図は送光器５５から送信される送信信号、Ｑｎ＋〜
１００１の各位相遅れ信号、車両の６０ｍ前方に存在す
る先行車から反射された受信信号、および車両の６０ｍ
前方に存在する先行車と２０ｍ前方に存在する先行車の
２台の先行車から反射された受信信号等の波形を示すと
ともに、各位相遅れ信号と各受信信号とに対する前記カ
ウンタ７１の計数値の表を示しているものである。

第２図の（１）に示す６０ｍ前方に存在する先行車から
の受信信号と各位相遅れ信号との排他的論理和を排他的
論理和回路６３で取り、この出力を上述したようにカウ
ンタ７１で計数したカウント値は第２図に示す表の（＋
　）に示すようになる。

このカウント値はｍ系列パルス信号の１周期におけるカ
ウント値であるが、６０ｍの位相遅れ信号に対するカウ
ント値は１５と一番大きく、他の位相遅れ信号に対する
カウント値はすべて−１となっている。この計数結果か
ら車両の６０ｍ前方に先行車が存在していることが適確
にわかる。

このような車両用ランダム変調レーダ装置は公知のジャ
イアントパルス変調レーザレーダ方式に比較して統計処
理時間に応じてＳ／Ｎ比が向上するため、ノイズマージ
ンが大幅に向上し、レーザダイオードの小出力化、低コ
スト化、およびレーザダイオードの駆動回路の低コスト
化、簡素化等が図れるという優れた特徴がある。

しかしながら、このような従来の車両用ランダム変調レ
ーダ装置において、前記６０ｍ前方の先行型以外に例え
ば２０＋ｎ前方にも他の先行車が同時に存在するという
ように同時に２台以上の先行車が存在する場合には一方
の先行車によって他方の先行車に対する上述したような
相関関係が乱され、各先行車を適確に検出できないとい
う問題がある。より具体的に説明すると、６０ｍ前方と
２０ｍ前方の両方に存在する２台の先行車からの受信信
号は第２図の（ｎ）のような合成された波形になり、こ
の受信信号と各位相遅れ信号との排他的論理和を排他的
論理和回路６３で取り、この出力をカウンタ７１で計数
したカウント値は第２図の表の（ｉｉ）で示したような
カウント値になる。

すなわち、この表に示すカウント値を観察すると、６０
Ｉ１１の位相遅れ信号に対するカウント値は上述した１
５から７に低下し、また２０ｍの位相遅れ信号に対する
カウント値は−１から７に増加するとともに、５（ｌの
位相遅れ信号に対するカウント値も−１から７に増加す
る結果となり、複数の先行車が存在することによりカウ
ント値の最大値は低下し、この低下現象は先行車の数が
増加する程著しくなる傾向にある。この結果、都市部の
混雑した道路環境のように複数の車両が存在するような
場合には、先行車との車間距離を適確に検出することが
できないという問題がある。

［発明の目的］ この発明は、上述に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、複数の先行車が存在する場合にも先行車
を適確に検出することができる車両用ランダム変調レー
ダ装置を提供することにある。

［発明の概要コ 上記目的を達成するため、ランダムパルスの電磁波を送
信し、この電磁波の反射体による反射信号を受信して電
磁波の送信から反射信号の受信までの伝播遅延時間によ
って反射体までの距離を測定する車両用ランダム変調レ
ーダ装置において、この発明は、ランダムパルス信号を
発生するランダムパルス発生器と、前記ランダムパルス
信号に応じて電磁波を送信する送信器と、該送信器が送
信した電磁波の反射体による反射信号を受信する受信器
と、前記ランダムパルス信号を順次位相シフトする位相
器と、該位相器で位相シフトされた各位相シフト信号の
各位相シフト但に対応した距離に存在する反射体からの
反射信号のみを前記受信器で受信した反射信号から抽出
する抽出手段と、該抽出した反射信号と前記位相器で位
相シフトされた位相シフト信号との相関値を求める相関
器と、前記相関値が最大の位相シフト信号から反射体ま
での距離を演算する演算器とを有することを要旨とする
。

［発明の実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係わる車両用ランダム変
調レーダ装置の回路ブロック図である。

同図に示す車両用ランダム変調レーダ装置は第３図に示
す従来の車両用ランダム変調レーダ装置においてコンパ
レータ６１と排他的論理和回路６３との間にアンド回路
３３が挿入され、このアンド回路３３を含んだ排他的論
理和回路６３、カウンタ７１、ＲＡＭ７３によって相関
器１５が構成されている点が異なるのみで他の構成は同
じである。

アンド回路３３は、本発明の抽出手段を構成しているも
のであり、位相器６７で位相シフトされた各位相遅れ信
号の各位相遅れ時間に対応した距離に存在する反射体か
らの反射信号のみを前記受光器５７で受信した反射信号
から抽出するために設けられている。より詳しく説明す
ると、例えば先行車が６０ｍ前方と２０ｍ前方にそれぞ
れ存在すると仮定する。この場合において、コンパレー
タ６１で２値化された受信信号には６０ＩＩｌ前方の先
行車からの受信信号と２０ｍ前方の先行車からの受信信
号の２つの受信信号が合成された信号になっている。そ
して、第３図に示す従来の方法ではこの合成受信信号を
直接排他的論理和回路６３に供給し、各位相遅れ信号と
の相関関係を求めていたが、第１図に示す本実施例にお
いては、この合成受信信号を位相器６７から出力される
各位相遅れ信号でゲートすることによって各位相遅れ信
号に相当する受信信号弁のみを合成受信信号から抽出す
るようにしているのである。すなわち、アンド回路３３
において、６０ｍの位相遅れ信号で上記合成受信信号を
ゲートして両信号の論理積を取ることにより合成受信信
号の中から２０ｍ前方に存在する先行車による受信信号
の影響を除去し６０ｍの位相遅れに相当する受信信号成
分のみを抽出することができ、また２０ｍの位相遅れ信
号で合成受信信号をゲートして両信号の論理積を取るこ
とにより合成受信信号の中から２０ｍの位相遅れに相当
する受信信号成分のみを抽出することができるのである
。このようにして、合成受信信号の中から各位相遅れに
相当する受信信号成分を抽出し、この受信信号成分を排
他的論理和回路６３に供給して対応する位相遅れ信号と
の拝信的論理和を取れば、各先行車がそれぞれ単独に存
在する場合の相関値がカウンタ７１の計数値として取る
ことができ、その計数値は前方に存在する先行車の台数
に関係なく単独に存在する場合のカウント値１５に等し
くなり、各位置、すなわち６０Ｉ１１および２０ｍ前方
に先行車が存在することが適確に検出されるのである。

なお、上記実施例においては、簡単のため測距分解能を
１０ＩＩｌ、最大検知距離を１００ｍとして説明したが
、これに限定されるものでなく、例えば測距分解能を１
１や５Ｉｌ１１また最大検知距離を１２５ｍや１５０ｍ
のように変更することは容易なことであり、これはシフ
トレジスタ７５のビット数を増してｍ系列パルス信号の
周期を増大し、またクロック信号の周期を変更すること
等により容易に達成されるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、位相器で位相
シフトされた各位相シフト信号の各位相シフト団に対応
した距離に存在する反射体からの反射信号のみを受信器
で受信した反射信号の中から抽出し、この抽出した反射
信号と各位相シフト信号との相関値を求め、この相関値
が最大である位相シフト信号から反射体までの距離を演
算しているので、混雑した通路等において前方に複数の
先行車が存在していても１台の先行車が存在している場
合と同様に各先行車までの距離を適確に求めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す車両用ランダム変調
レーダ装置の回路ブロック図、第２図は第１図の車両用
ランダム変調レーダ装置の動作波形図および各位相遅れ
信号に対するカウント値を示す表、第３図は従来の車両
用ランダム変調レーダ装置の回路ブロック図である。 ７・・・送信器、９・・・受信器、１５・・・相関器、
３３・・・アンド回路、５１・・・ｍ系列発生器、５５
・・・送光器、５７・・・受光器、６１・・・コンパレ
ータ、６３・・・排他的論理和回路、６５・・・クロッ
ク信号発生器、６７・・・位相器、７１・・・カウンタ
、７３・・・ＲＡＭ、７５・・・相関器、７７・・・演
算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ランダムパルスの電磁波を送信し、この電磁波の反射体
   による反射信号を受信して電磁波の送信から反射信号の
   受信までの伝播遅延時間によって反射体までの距離を測
   定する車両用ランダム変調レーダ装置において、ランダ
   ムパルス信号を発生するランダムパルス発生器と、前記
   ランダムパルス信号に応じて電磁波を送信する送信器と
   、該送信器が送信した電磁波の反射体による反射信号を
   受信する受信器と、前記ランダムパルス信号を順次位相
   シフトする位相器と、該位相器で位相シフトされた各位
   相シフト信号の各位相シフト量に対応した距離に存在す
   る反射体からの反射信号のみを前記受信器で受信した反
   射信号から抽出する抽出手段と、該抽出した反射信号と
   前記位相器で位相シフトされた位相シフト信号との相関
   値を求める相関器と、前記相関値が最大の位相シフト信
   号から反射体までの距離を演算する演算器とを有するこ
   とを特徴とする車両用ランダム変調レーダ装置。