JPWO2011048831A1 - Obstacle detection device for vehicles - Google Patents
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Abstract
レーダユニットとは別の機器を用いることなく、さらに、場所的な制限を過度に受けることなく、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角のオフセット量の算出や、レーダユニットの位置合わせ作業を行うことができる車両用障害物検知装置を提供する。電波の送受信器を有し車両前方の障害物情報を検知するレーダユニットを備えた車両用障害物検知装置において、レーダユニットに備えられてレーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を検出可能な検出手段と、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角それぞれの基準値に対する検出値のオフセット量を算出するオフセット量演算手段と、を備える。Calculation of the offset amount of the vertical tilt angle and horizontal rotation angle of the radar unit and alignment work of the radar unit without using equipment different from the radar unit and without excessively restricting the location. An obstacle detection device for a vehicle capable of performing the above is provided. In a vehicle obstacle detection device that has a radio wave transmitter / receiver and a radar unit that detects obstacle information in front of the vehicle, the radar unit can detect the vertical tilt angle and horizontal rotation angle of the radar unit. And an offset amount calculating means for calculating an offset amount of the detected value with respect to the reference values of the vertical inclination angle and the horizontal rotation angle of the radar unit.
Description
本発明は、車両に装備され車両前方の障害物情報を検知するための車両用障害物検知装置に関するものである。特に、電波の照射方向のずれを検出して調整を行うことが可能な車両用障害物検知装置に関するものである。 The present invention relates to an obstacle detection device for a vehicle that is installed in a vehicle and detects obstacle information ahead of the vehicle. In particular, the present invention relates to an obstacle detection device for a vehicle that can detect and adjust a deviation in an irradiation direction of radio waves.
近年、自動車等の車両において、車両の走行路上に存在する障害物を検出するためのレーダユニットが搭載されているものがある。このレーダユニットを用いて、障害物と自車両との距離や、障害物が車両である場合の前方車両の速度等の情報が検出される。検出された障害物情報は、例えば、障害物警告装置や前方距離警告装置に使用される。また、障害物情報は、警告装置以外にも、前方車両の速度に合わせて自車両の速度を調整し安全な車間距離で前方車両に追従走行できるように制御したり、前方の障害物を検知して自車両のブレーキ装置の制御を行うことにより障害物との衝突や自車両の制御不能状態を回避できるように制動制御したりする運転支援装置にも使用される。 2. Description of the Related Art In recent years, some vehicles such as automobiles are equipped with a radar unit for detecting an obstacle present on the traveling path of the vehicle. Using this radar unit, information such as the distance between the obstacle and the host vehicle and the speed of the vehicle ahead when the obstacle is a vehicle is detected. The detected obstacle information is used for an obstacle warning device and a forward distance warning device, for example. In addition to the warning device, the obstacle information is adjusted so that the speed of the host vehicle can be adjusted according to the speed of the preceding vehicle so that the vehicle can follow the preceding vehicle at a safe inter-vehicle distance, or an obstacle ahead is detected. Thus, it is also used in a driving support device that performs braking control so that a collision with an obstacle or an uncontrollable state of the host vehicle can be avoided by controlling the brake device of the host vehicle.
ここで、レーダユニットによって検出される障害物情報を用いて上述した各装置を精度よく作動させるためには、レーダユニットが水平方向及び上下方向それぞれ所定の方向に向けて正確に位置決めされている必要がある。そのため、従来、自動車のディーラーや整備工場等においてレーダユニットを車両に取り付ける際や、取り付け後に発生した位置ずれを調整する際には、特別なツールを用いてレーダユニットの位置合わせ作業が行われている。 Here, in order to accurately operate each of the above-described devices using the obstacle information detected by the radar unit, the radar unit needs to be accurately positioned in a predetermined direction in each of the horizontal direction and the vertical direction. There is. For this reason, conventionally, when attaching a radar unit to a vehicle at a car dealer, a maintenance shop, etc., or when adjusting a positional deviation that has occurred after the attachment, the alignment operation of the radar unit has been performed using a special tool. Yes.
この他にも、車両のフロントエンド部分に配置されたレーダユニットの基準検知軸の方向が所期方向からずれている場合に、その基準検知軸を自動的に確実に補正し、調整することができる車両用障害物検知装置が提案されている。具体的には、カメラユニットで撮像された車両前方の特定障害物の画像情報に基づいて、その特定障害物の位置を検知し、この検知された特定障害物の位置とレーダユニットで検知された同特定障害物の位置が一致するか否かを判定し、その判定を受けて特定障害物の位置が一致しない場合に一致するように、レーダユニットの基準検知軸を自動的に補正するように構成した車両用障害物検知装置が開示されている(特許文献1参照。)。 In addition to this, when the direction of the reference detection axis of the radar unit arranged at the front end portion of the vehicle is deviated from the intended direction, the reference detection axis can be automatically corrected and adjusted automatically. Possible vehicle obstacle detection devices have been proposed. Specifically, based on the image information of the specific obstacle ahead of the vehicle imaged by the camera unit, the position of the specific obstacle is detected, and the detected position of the specific obstacle and the radar unit are detected. Judgment is made whether the position of the specific obstacle matches, and the reference detection axis of the radar unit is automatically corrected so that it matches when the position of the specific obstacle does not match after receiving the determination. A configured vehicle obstacle detection device is disclosed (see Patent Document 1).
さらに、車両の姿勢角を検出するための専用のセンサを使用することなく車載レーダのビームの上下角を適切に制御し、コスト削減とレーダ性能の向上とを同時に達成する車両用運転支援装置が提案されている。具体的には、画像認識装置でカメラユニットで撮影した画像から道路の左右白線を認識して撮像画像平面上の近似直線を求め、この近似直線の交点から車両のピッチ角を推定し、このピッチ角に基づいてレーダヘッドの上下方向のアンテナ角度を可変するアクチュエータに対する制御指令値を算出する。そして、コントローラを介してアクチュエータを駆動し、レーダヘッドの電波放射方向を道路面と平行に維持することで、ピッチ角を検出するための専用のセンサを使用することなく、コスト低減とレーダ性能の向上とを同時に達成するようにした車両用運転支援装置が開示されている(特許文献2参照。)。 Further, there is a vehicle driving support device that appropriately controls the vertical angle of the beam of the in-vehicle radar without using a dedicated sensor for detecting the attitude angle of the vehicle, and simultaneously achieves cost reduction and radar performance improvement. Proposed. Specifically, the left and right white lines of the road are recognized from the image captured by the camera unit with the image recognition device to obtain an approximate straight line on the captured image plane, and the pitch angle of the vehicle is estimated from the intersection of the approximate straight lines. Based on the angle, a control command value for an actuator that varies the antenna angle in the vertical direction of the radar head is calculated. And by driving the actuator through the controller and maintaining the radio wave radiation direction of the radar head parallel to the road surface, cost reduction and radar performance can be achieved without using a dedicated sensor for detecting the pitch angle. There has been disclosed a vehicle driving support device that achieves improvement simultaneously (see Patent Document 2).
しかしながら、従来行われている特別のツールを用いた位置合わせ作業では、そもそも特別なツールを準備しておかなければならないために、ツールを準備するためのコストを要する。また、このようなツールを用いた位置合わせ作業は、作業者に特別の技能が要求されるとともに、比較的作業時間が長くなりやすい。 However, in the conventional alignment work using a special tool, since a special tool must be prepared in the first place, a cost for preparing the tool is required. In addition, the alignment work using such a tool requires a special skill for the operator and tends to require a relatively long working time.
また、特許文献1及び2いずれの装置においても、車両の前方に取り付けられるレーダユニットとは別のカメラユニットが必要になっており、カメラユニットのコストや取付位置の問題が生じる。さらに、特許文献1及び2いずれの装置も、電波の照射方向を調整するにあたって、車両の外部の特定障害物や左右白線等の検知対象物が必要であるため、調整を行う場所的な制限が課される。 Moreover, in both apparatuses of Patent Documents 1 and 2, a camera unit different from the radar unit attached to the front of the vehicle is required, which causes a problem of the cost and attachment position of the camera unit. Furthermore, since the devices in both Patent Documents 1 and 2 require a detection object such as a specific obstacle outside the vehicle or a white line on the left and right sides to adjust the irradiation direction of radio waves, there are restrictions on the place where the adjustment is performed. Imposed.
このような問題点に鑑みて本発明の発明者らは鋭意検討を重ね、電波の送受信器を有するレーダユニットを備えた車両用障害物検知装置において、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を検出するための検出手段をレーダユニットに搭載することによりこのような問題が解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、レーダユニットとは別の機器を用いることなく、さらに、場所的な制限を過度に受けることなく、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角のオフセット量の算出や、レーダユニットの位置合わせ作業を行うことができる車両用障害物検知装置を提供することを目的とする。 In view of such problems, the inventors of the present invention have made extensive studies, and in a vehicle obstacle detection apparatus including a radar unit having a radio wave transmitter / receiver, the vertical inclination angle and horizontal rotation of the radar unit are described. The present invention has been completed by finding that such a problem can be solved by mounting detection means for detecting a corner on a radar unit. That is, the present invention can calculate the offset amount of the vertical inclination angle and horizontal rotation angle of the radar unit without using a separate device from the radar unit and without excessively limiting the location, An object of the present invention is to provide a vehicle obstacle detection device capable of performing a positioning operation of a radar unit.
本発明によれば、電波の送受信器を有し車両前方の障害物情報を検知するレーダユニットを備えた車両用障害物検知装置において、レーダユニットに備えられてレーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を検出可能な検出手段と、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角それぞれの基準値に対する検出値のオフセット量を算出するオフセット量演算手段と、を備えることを特徴とする車両用障害物検知装置が提供され、上述した問題を解決することができる。 According to the present invention, in the vehicle obstacle detection device including a radar unit that includes a radio wave transmitter / receiver and detects obstacle information in front of the vehicle, the radar unit includes the radar unit in a vertical inclination angle and a horizontal direction. A vehicle comprising: detection means capable of detecting a direction rotation angle; and an offset amount calculation means for calculating an offset amount of a detection value with respect to a reference value for each of a vertical inclination angle and a horizontal rotation angle of a radar unit. An obstacle detection device is provided to solve the above-described problems.
また、本発明の車両用障害物検知装置を構成するにあたり、検出手段が、XYZ三次元座標軸におけるX軸を中心軸とするレーダユニットの回転角θXを検出するための第1のセンサ、Y軸を中心軸とするレーダユニットの回転角θYを検出するための第2のセンサ、Z軸を中心軸とするレーダユニットの回転角θZを検出するための第3のセンサからなり、オフセット量演算手段が、回転角θX、回転角θY、回転角θZそれぞれの基準値に対する検出値のオフセット量を算出することが好ましい。In configuring the vehicle obstacle detection device of the present invention, the first sensor for detecting the rotation angle θ X of the radar unit having the X axis as the central axis in the XYZ three-dimensional coordinate axis is detected by the detection means, Y The second sensor for detecting the rotation angle θ Y of the radar unit with the axis as the central axis, and the third sensor for detecting the rotation angle θ Z of the radar unit with the Z axis as the central axis. It is preferable that the amount calculation means calculates an offset amount of the detected value with respect to the reference values of the rotation angle θ X , the rotation angle θ Y , and the rotation angle θ Z.
また、本発明の車両用障害物検知装置を構成するにあたり、XYZ三次元座標軸が、鉛直方向と、電波の照射方向と、鉛直方向及び照射方向にそれぞれ直交する方向の三軸によって定義され、回転角θXを検出するための第1のセンサ及び回転角θYを検出するための第2のセンサが水平軸を基準値とする傾きを検出するためのセンサであり、回転角θZを検出するための第3のセンサが磁北を基準値とする回転位相を検出するためのセンサであることが好ましい。Further, in configuring the vehicle obstacle detection device of the present invention, the XYZ three-dimensional coordinate axes are defined by the three directions of the vertical direction, the irradiation direction of the radio wave, and the direction orthogonal to the vertical direction and the irradiation direction. The first sensor for detecting the angle θ X and the second sensor for detecting the rotation angle θ Y are sensors for detecting an inclination with the horizontal axis as a reference value, and detect the rotation angle θ Z It is preferable that the third sensor for detecting is a sensor for detecting a rotation phase with magnetic north as a reference value.
また、本発明の車両用障害物検知装置を構成するにあたり、レーダユニットにレーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を調整するための調整手段が備えられ、オフセット量に基づいて調整手段の調整量を算出する調整量演算手段を備えることが好ましい。 Further, when configuring the vehicle obstacle detection device of the present invention, the radar unit is provided with adjusting means for adjusting the vertical inclination angle and the horizontal rotation angle of the radar unit, and the adjustment means based on the offset amount is provided. It is preferable to provide an adjustment amount calculation means for calculating the adjustment amount.
また、本発明の車両用障害物検知装置を構成するにあたり、調整手段が複数の調整ネジであり、調整量演算手段によって算出される調整量が調整ネジの回転数であることが好ましい。 Further, in configuring the vehicle obstacle detection device of the present invention, it is preferable that the adjustment means is a plurality of adjustment screws, and the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculation means is the number of rotations of the adjustment screw.
また、本発明の車両用障害物検知装置を構成するにあたり、調整手段が駆動信号によって制御されるアクチュエータであり、調整量演算手段によって算出される調整量がアクチュエータの操作量であることが好ましい。 Further, in configuring the vehicle obstacle detection device of the present invention, it is preferable that the adjustment means is an actuator controlled by a drive signal, and the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculation means is an operation amount of the actuator.
本発明の車両用障害物検知装置によれば、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角をそれぞれ検出可能な検出手段がレーダユニットに備えられていることにより、特別なツールやカメラユニット等の他の機器、車両外部の検知対象物を用いることなくレーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角のオフセット量を算出することができる。したがって、場所的に過度な制限を受けずに、また、特別な技能やコスト、作業時間を要することなく上記オフセット量が求められ、レーダユニットの位置合わせを容易に行うことができる。 According to the vehicle obstacle detection device of the present invention, the radar unit includes detection means capable of detecting the vertical inclination angle and the horizontal rotation angle of the radar unit. The offset amount of the vertical inclination angle and the horizontal rotation angle of the radar unit can be calculated without using other devices or detection objects outside the vehicle. Therefore, the offset amount can be obtained without excessive restrictions in place and without requiring special skills, costs, and work time, and the positioning of the radar unit can be easily performed.
また、本発明の車両用障害物検知装置において、検出手段がXYZ三次元座標軸における三軸それぞれの軸を中心軸とする回転角を検出するための3つのセンサからなることにより、比較的安価なセンサによってそれぞれの回転角θX、回転角θY、回転角θZを容易に検出することができる。Further, in the vehicle obstacle detection device of the present invention, the detection means is composed of three sensors for detecting the rotation angle with the three axes in the XYZ three-dimensional coordinate axes as the central axes, so that it is relatively inexpensive. The rotation angle θ X , rotation angle θ Y , and rotation angle θ Z can be easily detected by the sensor.
また、本発明の車両用障害物検知装置において、水平方向に延在する軸を中心軸とする回転角θX及び回転角θYを検出するためのセンサが水平軸を基準値とする傾きを検出するセンサであり、鉛直方向の軸を中心軸とする回転角θZを検出するためのセンサが磁北を基準値とするセンサであることにより、絶対的な基準値を利用して上下方向の回転角θX、回転角θY、及び水平方向の回転角θZを正確に検出することができる。In the vehicle obstacle detection device of the present invention, the sensor for detecting the rotation angle θ X and the rotation angle θ Y with the axis extending in the horizontal direction as the central axis has an inclination with the horizontal axis as a reference value. Since the sensor for detecting the rotation angle θ Z with the vertical axis as the central axis is a sensor with magnetic north as the reference value, the absolute reference value is used to detect the vertical angle. The rotation angle θ X , the rotation angle θ Y , and the horizontal rotation angle θ Z can be accurately detected.
また、本発明の車両用障害物検知装置において、オフセット量に基づいてレーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角の調整手段の調整量を算出する調整量演算手段を備えることにより、整備工場等においてレーダユニットを車両に取り付ける際や、取り付け後に発生した位置ずれを調整する際に、レーダユニットの位置合わせ作業を容易に行うことができる。 The vehicle obstacle detection device according to the present invention further includes an adjustment amount calculation unit that calculates an adjustment amount of the adjustment unit of the vertical inclination angle and the horizontal rotation angle of the radar unit based on the offset amount, thereby providing a maintenance factory. For example, when the radar unit is attached to the vehicle in the above-described manner or when the positional deviation generated after the attachment is adjusted, the positioning operation of the radar unit can be easily performed.
また、本発明の車両用障害物検知装置において、調整手段が調整ネジであって調整量として調整ネジの回転量が算出されることにより、算出結果に従ってレーダユニットに備えられた調整ネジを作業者が調整することで、手作業によるレーダユニットの位置合わせを容易に実施することができる。 In the vehicle obstacle detection device of the present invention, the adjustment means is an adjustment screw, and the rotation amount of the adjustment screw is calculated as the adjustment amount. By adjusting the position of the radar unit, it is possible to easily align the radar unit manually.
また、本発明の車両用障害物検知装置において、調整手段がアクチュエータであって調整量としてアクチュエータの操作量が算出されることにより、作業者の手作業を伴わずに、レーダユニットの位置合わせを自動で実施することができる。 Further, in the vehicle obstacle detection device of the present invention, the adjustment unit is an actuator, and the operation amount of the actuator is calculated as the adjustment amount, thereby aligning the radar unit without the manual operation of the operator. It can be done automatically.
以下、図面を参照して、本発明の車両用障害物検知装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で実施の形態を任意に変更することが可能である。それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。 Hereinafter, with reference to the drawings, embodiments of the vehicle obstacle detection device of the present invention will be described in detail. However, the following embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and the embodiment can be arbitrarily changed within the scope of the present invention. In each figure, the same reference numerals denote the same members, and explanations are omitted as appropriate.
1.車両用障害物検知装置の全体的構成
図1は、車両10の前方部分の斜視図を示している。この車両10には、フロントバンパー11等の裏側の車幅方向中央部に配置されたレーダユニット21と、レーダユニット21からの信号を受信可能なコントロールユニット30とを備えた車両用障害物検知装置20が備えられている。1. FIG. 1 shows a perspective view of a front portion of a
レーダユニット21には、車両10の前方に向けて電波を照射するとともに、前方に存在する障害物で反射された反射波を受信するレーダ信号の送受信器23が備えられている。レーダユニット21で受信された反射波の情報はコントロールユニット30によって読み込まれ、車両10の前方に存在する障害物までの距離や相対速度、立体物の二次元分布等が演算によって求められる。演算によって求められた障害物に関する情報は、車両10と障害物との衝突を回避するために車両10の速度やブレーキ装置の自動制御に用いられたり、警報音や警報ランプの作動に用いられたりする。
The
このレーダユニット21は、基本的に、送受信器23から照射される電波がほぼ水平に車両10の進行方向に伸張するように位置合わせされて車両10に搭載される。この電波が、下方の道路に向けて伸張し、もしくは、上方に向けて伸張する状態、あるいは車両10の進行方向から横方向にずれて伸長する状態においては、車両10の前方の障害物が電波によって照射されにくくなり、障害物を正確に検出することが困難になる。
The
2.レーダユニット
図2(a)〜(b)は、車両10に搭載されたレーダユニット21を示している。図2(a)はレーダユニット21を正面側から見た図であり、図2(b)はレーダユニット21を側面側から見た図である。2. Radar Unit FIGS. 2A and 2B show a
本実施形態では、レーダユニット21は4本の調整ネジ29a〜29dによって車両10の構造材13に固定されている。この4本の調整ネジ29a〜29dは、レーダユニット21の四つの角部分に設けられたネジ穴22a〜22dと車両10の構造材13に設けられたネジ穴15a〜15dとに挿入され、それぞれの調整ネジ29a〜29dの締め付け量を調整することでレーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角の位置合わせをすることができる。すなわち、本実施形態の車両用障害物検知装置20において、4本の調整ネジ29a〜29dがレーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角を調整するための調整手段として構成されている。
In the present embodiment, the
ここで、レーダユニット21には、第1のセンサ25、第2のセンサ26、第3のセンサ27が備えられている。これらのセンサは、それぞれXYZ三次元座標軸の各軸を中心軸とするレーダユニット21の回転角を検出するために用いられる。
Here, the
図3(a)〜(b)は、第1のセンサ25、第2のセンサ26、第3のセンサ27によって検出される回転角を示している。本実施形態において、XYZ三次元座標軸は、電波の照射方向をX軸、鉛直方向をZ軸、X軸及びZ軸とそれぞれ直交する方向をY軸として定義されている。すなわち、レーダユニット21が正確に位置合わせされている状態においては、X軸は車両10の頭部の向きに沿う方向となり、Y軸は車両10の頭部の向きに対して横方向となる。
FIGS. 3A and 3B show the rotation angles detected by the
第1のセンサ25はX軸を中心とするレーダユニット21の回転角θX、すなわち、Y軸方向でのレーダユニット21の上下方向の傾きを検出するために用いられる。第2のセンサ26はY軸を中心とするレーダユニット21の回転角θY、すなわち、X軸方向でのレーダユニット21の上下方向の傾きを検出するために用いられる。具体的に、本実施形態において、上下方向傾斜角を検出する第1のセンサ25及び第2のセンサ26は水平軸Lに相当する値が基準値とされ、そこからの傾きの差を検出可能なチルトセンサが用いられている。The
また、第3のセンサ27はZ軸を中心とするレーダユニット21の回転角θZ、すなわち、レーダユニット21の水平方向回転角を検出するために用いられる。具体的に、本実施形態において、水平方向回転角を検出する第3のセンサ27は磁北Npが基準値とされ、そこからの回転位相の差を検出可能な磁場センサが用いられている。The
これらのチルトセンサや磁場センサは、水平軸L及び磁北Npという絶対的な指標を用いるセンサであるために、レーダユニット21の位置合わせを行うときの車両10の頭部の向きや水平状態が把握されていれば、レーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角を容易に検出することができる。水平軸Lを基準とする傾きを検出可能なチルトセンサや磁北Npを基準とする回転位相を検出可能な磁場センサについては公知のセンサを採用可能であるために、ここでの説明は省略する。
Since these tilt sensors and magnetic field sensors are sensors using absolute indices such as the horizontal axis L and magnetic north Np, the orientation and horizontal state of the head of the
なお、レーダユニット21に備えられる各センサは、チルトセンサや磁場センサ以外のセンサであっても、一定の基準方向に対する回転角が検出できるものであれば適宜使用することができる。また、3つのセンサを用いることなくXYZ三次元座標軸の各軸を中心軸とするレーダユニット21の回転角を検出することができるのであれば、センサの数は特に制限されるものではない。
Each sensor provided in the
3.コントロールユニット
図4は、本実施形態の車両用障害物検知装置20を構成するコントロールユニット30を機能的なブロックで表した構成例を示している。このコントロールユニット30は、レーダ情報処理部31と、回転角検出部33と、オフセット量演算部35と、調整量演算部37と、を備えている。これらの各部はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。また、コントロールユニット30には、図示しない記憶手段(RAM:Random Access Memory)が備えられ、読み込まれる情報や各部での演算結果等が記憶される。3. Control Unit FIG. 4 shows a configuration example in which the
このうち、レーダ情報処理部31は、レーダユニット21に備えられたレーダ信号の送受信器23によって受信される反射波の情報を読み込み、車両10の進行方向に存在する障害物の相対速度や障害物までの距離、障害物の二次元分布等の障害物情報S1を算出する。ここで得られた障害物情報S1は、車両10の制動制御装置や障害物警告装置等において用いられる。
Among these, the radar
回転角検出部33は、レーダユニット21に備えられた第1のセンサ25、第2のセンサ26、第3のセンサ27のセンサ信号S2、S3、S4を読込み、レーダユニット21の回転角θX、θY、θZを算出する。回転角θXがX軸方向での水平軸Lに対する上下方向傾斜角として検出され、回転角θYがY軸方向での水平軸Lに対する上下方向傾斜角として検出され、回転角θZが磁北Npに対する水平方向回転位相として検出される。The rotation
オフセット量演算部35は、あらかじめ設定された基準値θX0、θY0、θZ0に対する検出された回転角θX、θY、θZのオフセット量ΔθX、ΔθY、ΔθZを算出する。本実施形態において、水平軸Lに対する上下方向傾斜角の基準値θX0、θY0はゼロに設定され、磁北Npに対するレーダユニット21の取り付け作業や位置合わせ作業を行う際の車両10の進行方向の回転位相が水平方向回転角の基準値θZ0に設定されている。The offset amount calculator 35 calculates the offset amounts Δθ X , Δθ Y , Δθ Z of the detected rotation angles θ X , θ Y , θ Z with respect to preset reference values θ X 0, θ Y 0, θ Z 0. calculate. In this embodiment, the reference values θ X 0 and θ Y 0 of the vertical inclination angle with respect to the horizontal axis L are set to zero, and the
本実施形態のコントロールユニット30の例では、製造ラインや修理工場のピット等に車両10を配置したときの、磁北Npに対する車両10の進行方向の回転位相をあらかじめ計測して、レーダユニット21の位置合わせの基準値θZ0としてコントロールユニット30に入力される。この基準値θZ0となる回転位相はレーダユニット21に備えられる第3のセンサと同様の磁場センサを用いて計測することができるが、計測手段は特に制限されない。In the example of the
また、車両10の製造ラインや修理工場のピット等は車両10が水平状態に配置されることが一般的であるため、レーダユニット21の位置合わせの基準値θX0、θY0はゼロに設定されている。すなわち、第1のセンサ25及び第2のセンサ26によって検出される回転角θX、θYがそれぞれオフセット量ΔθX、ΔθYに一致する。
ただし、製造ラインや修理工場のピットが水平軸から傾いている場合には、あらかじめ傾きを計測し基準値θX0、θY0を求めて入力しておくこともできる。Further, since the
However, when the pit of the production line or repair shop is inclined from the horizontal axis, the inclination can be measured in advance and the reference values θ X 0 and θ Y 0 can be obtained and input.
図5は、本実施形態のコントロールユニット30による、レーダユニット21の水平方向回転角の基準値θZ0に対するオフセット量ΔθZの求め方を説明するための図である。この図5は、製造ライン上や修理工場のピット等で車両10に対するレーダユニット21の取り付けや位置合わせ作業を行う場合の例を示している。FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain the offset amount Δθ Z with respect to the reference value θ Z 0 of the horizontal rotation angle of the
この図5において、製造ライン41の搬送レール43の延在方向は車両10の進行方向に一致している。この搬送レール43の延在方向D1と磁北Npとのなす角度はθ1となっている。一方、製造ライン41上の車両10に搭載されたレーダユニット21の第3のセンサ27によって検出される角度である、電波の照射方向D2と磁北Npとのなす角度がθ2であるとすると、車両10の進行方向に対するレーダユニット21の水平方向回転角のオフセット量ΔθZはθ2からθ1を減算することによって求められる。In FIG. 5, the extending direction of the
本実施形態においては、水平方向回転角を算出するための基準値θZ0として製造ラインや修理工場のピットの向きがあらかじめ入力されているが、これ以外にも、図6に示すように、第3のセンサ27と同様の磁場センサ28を車両10の進行方向に合わせて車両10自体に搭載し、コントロールユニット30と接続しておくことで、コントロールユニット30がそのセンサによって検出される回転角を基準値として読み込むようにすることもできる。あるいは、レーダユニット21の位置合わせ作業を行う際に、車両10の進行方向に合わせて無線電波を発信可能な磁場センサ28を車両10に取り付け、コントロールユニット30がそのセンサによって検出される回転角を基準値としてそのつど読み込むように構成することもできる。In the present embodiment, the direction of the pit of the production line or repair shop is input in advance as the reference value θ Z 0 for calculating the horizontal rotation angle, but besides this, as shown in FIG. A
調整量演算部37は、算出されたオフセット量ΔθX、ΔθY、ΔθZに基づいて、各オフセット量ΔθX、ΔθY、ΔθZが0になるように、レーダユニット21を固定している各調整ネジ29a〜29dの回転数NSa、NSb、NSc、NSdを算出する。本実施形態において、調整量演算部37は、調整ネジ29a〜29dを進入方向に回転させる場合には回転数NSa、NSb、NSc、NSdをプラスの値で算出し、調整ネジ29a〜29dを後退方向に回転させる場合には回転数NSa、NSb、NSc、NSdをマイナスの値で算出する。調整量のプラスマイナスは逆であってもよい。The adjustment
算出された回転数NSa、NSb、NSc、NSdは、調整量として車両10に搭載されたディスプレイに表示される。作業者がディスプレイに表示された回転数NSa、NSb、NSc、NSdにしたがって各調整ネジ29a〜29dを回転させることにより、レーダユニット21の位置合わせが行われ、上下方向傾斜角及び水平方向回転角を基準値に一致させることができる。
The calculated rotation speeds NSa, NSb, NSc, NSd are displayed as adjustment amounts on a display mounted on the
以上、本実施形態の車両用障害物検知装置20によれば、レーダユニット21に備えられた第1のセンサ25、第2のセンサ26、第3のセンサ27によって、レーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角の基準値に対するオフセット量が容易に算出される。また、作業者がレーダユニット21を固定する調整ネジを回転させてレーダユニット21の位置合わせ作業を行う場合に、コントロールユニット30からの出力に沿ってそれぞれの調整ネジを回転させるだけで、容易にレーダユニット21が適切に位置合わせされる。したがって、特別な技能やコスト、作業時間を要することなくレーダユニット21の位置合わせ作業が容易に行われる。
As described above, according to the vehicle
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態にかかる車両用障害物検知装置は、レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を調整するための調整手段が駆動信号によって制御されるアクチュエータである点で第1の実施の形態の車両用障害物検知装置とは異なっている。[Second Embodiment]
The obstacle detection device for a vehicle according to the second embodiment of the present invention is that the adjusting means for adjusting the vertical inclination angle and horizontal rotation angle of the radar unit is an actuator controlled by a drive signal. This is different from the vehicle obstacle detection device according to the first embodiment.
本実施形態において、レーダユニット21にはレーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角を調整するためのアクチュエータが備えられている。このアクチュエータは、コントロールユニット30の駆動制御部によって制御が行われる。
In the present embodiment, the
アクチュエータは、例えば、ボールジョイント部によってレーダユニット21の四つの角部分に連結された複数のシリンダを用いて構成することができる。このようなアクチュエータであれば、調整ネジと同様に、それぞれのシリンダの進退量を調整することによって、レーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角を調整することができる。これ以外にも、レーダユニット21の向きを自由に回動させることができるようなアクチュエータであれば適宜用いることができる。
The actuator can be configured using, for example, a plurality of cylinders connected to the four corner portions of the
また、本実施形態において、コントロールユニット30の調整量演算部は、オフセット量演算部35で求められたレーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角の基準値θX0、θY0、θZ0に対するオフセット量ΔθX、ΔθY、ΔθZに基づいてアクチュエータの操作量を算出し、アクチュエータの駆動制御部に対して指示信号を送るようになっている。In the present embodiment, the adjustment amount calculation unit of the
以上、本実施形態の車両用障害物検知装置によれば、レーダユニット21に備えられた第1のセンサ25、第2のセンサ26、第3のセンサ27によって、レーダユニット21の上下方向傾斜角及び水平方向回転角の基準値に対するオフセット量が容易に算出される。また、算出されたオフセット量からアクチュエータの操作量が算出され、アクチュエータの駆動制御が行われることによって、手作業によらずにレーダユニット21が適切に位置合わせされる。したがって、特別な技能やコスト、作業時間を要することなくレーダユニット21の位置合わせが容易に行われる。
As described above, according to the vehicle obstacle detection device of the present embodiment, the vertical inclination angle of the
10:車両、11:フロントバンパー、13:構造材、20:車両用障害物検知装置、21:レーダユニット、22a・22b・22c・22d:ネジ穴、23:送受信器、25:第1のセンサ、26:第2のセンサ、27:第3のセンサ(磁場センサ)、28:磁場センサ、29a・29b・29c・29d:調整ネジ、30:コントロールユニット、31:レーダ情報処理部、33:回転角検出部、35:オフセット量演算部、37:調整量演算部、41:製造ライン、43:搬送レール 10: Vehicle, 11: Front bumper, 13: Structural material, 20: Obstacle detection device for vehicle, 21: Radar unit, 22a, 22b, 22c, 22d: Screw hole, 23: Transceiver, 25: First sensor, 26: second sensor, 27: third sensor (magnetic field sensor), 28: magnetic field sensor, 29a / 29b / 29c / 29d: adjustment screw, 30: control unit, 31: radar information processing unit, 33: rotation angle Detection unit, 35: offset amount calculation unit, 37: adjustment amount calculation unit, 41: production line, 43: transport rail
Claims (6)
前記レーダユニットに備えられて前記レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角を検出可能な検出手段と、
前記レーダユニットの上下方向傾斜角及び水平方向回転角それぞれの基準値に対する検出値のオフセット量を算出するオフセット量演算手段と、
を備えることを特徴とする車両用障害物検知装置。In a vehicle obstacle detection apparatus having a radar unit that has a radio wave transmitter / receiver and detects obstacle information in front of the vehicle,
Detection means provided in the radar unit and capable of detecting the vertical inclination angle and horizontal rotation angle of the radar unit;
An offset amount calculation means for calculating an offset amount of a detection value with respect to a reference value of each of the vertical inclination angle and horizontal rotation angle of the radar unit;
An obstacle detection device for a vehicle, comprising:
前記オフセット量演算手段が、前記回転角θX、前記回転角θY、前記回転角θZそれぞれの基準値に対する検出値のオフセット量を算出することを特徴とする請求項1に記載の車両用障害物検知装置。The detection means is a first sensor for detecting a rotation angle θ X of the radar unit centered on the X axis in the XYZ three-dimensional coordinate axes, and a rotation angle θ Y of the radar unit centered on the Y axis. And a third sensor for detecting the rotation angle θ Z of the radar unit with the Z axis as the central axis,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the offset amount calculation unit calculates an offset amount of a detection value with respect to a reference value of each of the rotation angle θ X , the rotation angle θ Y , and the rotation angle θ Z. Obstacle detection device.
前記回転角θXを検出するための前記第1のセンサ及び前記回転角θYを検出するための前記第2のセンサが水平軸を基準値とする傾きを検出するためのセンサであり、
前記回転角θZを検出するための前記第3のセンサが磁北を基準値とする回転位相を検出するためのセンサであることを特徴とする請求項2に記載の車両用障害物検知装置。The XYZ three-dimensional coordinate axis is defined by three axes of a vertical direction, an irradiation direction of the radio wave, and a direction orthogonal to the vertical direction and the irradiation direction,
The first sensor for detecting the rotation angle θ X and the second sensor for detecting the rotation angle θ Y are sensors for detecting an inclination with a horizontal axis as a reference value;
Vehicle obstacle detection device according to claim 2, wherein said third sensor for detecting the rotation angle theta Z is a sensor for detecting a rotational phase of a reference value magnetic north.
前記オフセット量に基づいて前記調整手段の調整量を算出する調整量演算手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用障害物検知装置。The radar unit is provided with adjusting means for adjusting the vertical inclination angle and horizontal rotation angle of the radar unit,
The vehicle obstacle detection device according to claim 1, further comprising an adjustment amount calculation unit that calculates an adjustment amount of the adjustment unit based on the offset amount.
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