TWI726404B - 車輛雷達裝置及其系統 - Google Patents

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Abstract

一種車輛雷達裝置，包含第一天線單元、第二天線單元、至少一運算單元及至少一電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部及第二板部，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部，第二天線單元為電路板形式且設置於第二板部，所述至少一運算單元設置於第一板部及第二板部中至少一者。當滿足特定條件時，有助提供較大偵測範圍及縮小偵測死角。

Description

車輛雷達裝置及其系統
本發明是有關於一種車輛雷達裝置及其系統，且特別是有關於一種包含二天線單元的車輛雷達裝置及其系統。
在先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System，ADAS)、自動駕駛技術的蓬勃發展下，車輛雷達裝置因具有偵測車輛近處及遠處物體的功能，故其應用及需求亦隨之與日俱增。
對於四輪以上的車輛而言，特別是大型車輛，例如大客車及貨車等，其視線死角為駕駛座下方、車輛後方及左右兩側。大型車輛轉彎時亦會產生後輪往轉彎側偏移之「內輪差」(Radius Difference Between Inner Wheels)現象，對於該側人車造成相當大之威脅，其中又以右轉(向駕駛座的另一側轉彎)車輛承受之風險最甚。另大型車輛有著加速或減速不易的特性，因此常容易有煞車不住而搶黃燈或闖紅燈的危險行為，極度容易發生交通事故。此外，在高速行駛時，大型車輛容易產生強大的氣流而引起旁邊車輛的 晃動，所捲起之沙塵也會影響其他車輛的行車安全，所以大型車的周圍皆是危險區域。
綜合上述大型車輛的大範圍視線死角及內輪差現象兩種因素作用下，僅靠宣導之類的提醒仍是讓行人或其他車輛暴露在極高風險之下。大型車輛中，又以必須在市區行駛的公車肇事頻率較高，且因乘載人數多時車體較笨重，導致於壓過其他車輛時才發現異狀，就為時已晚。目前只能被動地宣導汽機車、自行車及行人於道路通行時應儘量遠離大型車輛，避免靠近大型車輛四周，遇大型車輛轉彎時應與其保持更大之距離，以確保行車安全。
因此，當今的車輛雷達裝置的市場上，亟需發展一種有效由車輛本身，特別是大型車輛本身主動偵測周圍環境中的物體以預防視線死角或內輪差問題造成交通事故的解決方案。
本發明提供一種車輛雷達裝置及其系統，其包含的第一天線單元及第二天線單元為非共平面的天線陣列，有助提供較大偵測範圍及縮小偵測死角。
依據本發明提供一種車輛雷達裝置，包含第一天線單元、第二天線單元、至少一運算單元及至少一電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部及第二板部，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部，第二天線單元為電路板形式且設置於第 二板部，所述至少一運算單元設置於第一板部及第二板部中至少一者。第一板部與第二板部的夾角為P12，其滿足下列條件：80度
Figure 108131559-A0101-12-0003-27
P12
Figure 108131559-A0101-12-0003-28
130度。藉此，有助提供較大偵測範圍及縮小偵測死角。
根據前述的車輛雷達裝置，可更包含外殼，其中第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板皆設置在外殼中。
根據前述的車輛雷達裝置，其中外殼包含底部。第一板部與底部的外表面的夾角為B1，第二板部與底部的外表面的夾角為B2，其可滿足下列條件：25度
Figure 108131559-A0101-12-0003-30
B1
Figure 108131559-A0101-12-0003-31
50度；以及25度
Figure 108131559-A0101-12-0003-32
B2
Figure 108131559-A0101-12-0003-33
50度。
根據前述的車輛雷達裝置，其中外殼包含底部。車輛雷達裝置的厚度係由底部的外表面算起且厚度為HT，其可滿足下列條件：15mm
Figure 108131559-A0101-12-0003-35
HT
Figure 108131559-A0101-12-0003-37
50mm。
根據前述的車輛雷達裝置，其中外殼包含二罩部。二罩部中各者的厚度一致，第一板部與二罩部中一者平行且其間距為S1，第二板部與二罩部中另一者平行且其間距為S2，其可滿足下列條件：0mm<S1
Figure 108131559-A0101-12-0003-38
5mm；以及0mm<S2
Figure 108131559-A0101-12-0003-40
5mm。
根據前述的車輛雷達裝置，可更包含至少一投地燈，其由外殼的二罩部向外照射。
根據前述的車輛雷達裝置，其中所述至少一運算單元的數量可為二個，第一天線單元及第二天線單元分別 與所述二運算單元通信連接，所述二運算單元分別設置於第一板部及第二板部。
根據前述的車輛雷達裝置，其中電路板的數量可為一個，第一板部及第二板部皆位於電路板。
根據前述的車輛雷達裝置，其中所述至少一電路板的數量可為二個，第一板部及第二板部分別位於所述二電路板中一者及另一者。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一天線單元的操作頻率及第二天線單元的操作頻率可皆大於10GHz，第一天線單元包含至少一第一發射天線及至少一第一接收天線，第二天線單元包含至少一第二發射天線及至少一第二接收天線。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一天線單元可包含至少二第一接收天線，所述至少二第一接收天線分別為至少二種天線形式，第二天線單元可包含至少二第二接收天線，所述至少二第二接收天線分別為至少二種天線形式。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線中至少一者的結構可包含彎折線天線。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線中至少一者的結構可包含貼片天線。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一天線單元於一平面的主波辦的中心線與第二天線單元於所述平面的 主波辦的中心線的夾角為A12，且所述平面垂直第一板部及第二板部，其可滿足下列條件：50度
Figure 108131559-A0101-12-0005-41
A12
Figure 108131559-A0101-12-0005-42
100度。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一天線單元於一平面的主波辦的半功率波束寬為AH1，第二天線單元於所述平面的主波辦的半功率波束寬為AH2，且所述平面垂直第一板部及第二板部，其可滿足下列條件：100度
Figure 108131559-A0101-12-0005-43
AH1<180度；以及100度
Figure 108131559-A0101-12-0005-44
AH2<180度。
根據前述的車輛雷達裝置，其中第一天線單元於另一平面的主波辦的半功率波束寬為AV1，且所述另一平面垂直所述平面及第一板部，第二天線單元於再一平面的主波辦的半功率波束寬為AV2，且所述再一平面垂直所述平面及第二板部，其可滿足下列條件：100度
Figure 108131559-A0101-12-0005-45
AV1<180度；以及100度
Figure 108131559-A0101-12-0005-46
AV2<180度。
藉由前述的車輛雷達裝置，有助於更精確地偵測周圍環境中的物體。
依據本發明另提供一種車輛雷達系統，設置於車輛，車輛雷達系統包含至少一車輛雷達裝置，所述至少一車輛雷達裝置設置於車輛的左側及右側中至少一側，車輛雷達裝置包含第一天線單元、第二天線單元、至少一運算單元及至少一電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部及第二板部，第一板部及第二板部皆垂直車輛的水平平面，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部，第二天線單元為電路板形式且設置於第二板部，所述至少一運算單元設置於第一板部及第二板部中 至少一者。第一板部與第二板部的夾角為P12，其滿足下列條件：80度
Figure 108131559-A0101-12-0006-47
P12
Figure 108131559-A0101-12-0006-48
130度。藉此，有助於車輛雷達系統於簡化其裝置數量的同時縮小偵測死角。
根據前述的車輛雷達系統，其中第一板部與車輛雷達裝置所設置的車輛的所述一側的夾角為V1，第二板部與車輛雷達裝置所設置的車輛的所述一側的夾角為V2，其可滿足下列條件：25度
Figure 108131559-A0101-12-0006-49
V1
Figure 108131559-A0101-12-0006-50
50度；以及25度
Figure 108131559-A0101-12-0006-51
V2
Figure 108131559-A0101-12-0006-52
50度。
根據前述的車輛雷達系統，其中車輛雷達裝置更包含外殼，其中第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板皆設置在外殼中，外殼包含底部，底部的外表面平行車輛雷達裝置所設置的車輛的所述一側。車輛雷達裝置的厚度係由底部的外表面算起且厚度為HT，其可滿足下列條件：15mm
Figure 108131559-A0101-12-0006-53
HT
Figure 108131559-A0101-12-0006-54
50mm。
根據前述的車輛雷達系統，其中車輛的長度可為10m以上且18m以下，車輛雷達裝置的數量為一個，且車輛雷達裝置設置於車輛的左側或右側。
根據前述的車輛雷達系統，可更包含至少一側邊雷達裝置，其設置於車輛的左側及右側中至少一者，側邊雷達裝置及車輛雷達裝置中一者透過另一者與車輛的車輛控制單元通信連接。
根據前述的車輛雷達系統，其中車輛的長度可為4m以上且8m以下，所述至少一車輛雷達裝置的數量為二個，且所述二車輛雷達裝置中一者設置於車輛的左側並鄰 近車輛的後側，所述二車輛雷達裝置中另一者設置於車輛的右側並鄰近車輛的後側。
根據前述的車輛雷達系統，其中所述二車輛雷達裝置中一者可透過另一者與車輛的車輛控制單元通信連接。
根據前述的車輛雷達系統，其中車輛雷達系統的內輪差偵測模式可透過車輛的方向燈信號、舵角信號及橫擺角速度信號中至少一者啟動。
根據前述的車輛雷達系統，其中當車輛雷達系統於內輪差偵測模式時，車輛雷達系統可透過方向燈信號、舵角信號及橫擺角速度信號中所述至少一者計算出車輛的轉彎資訊，車輛雷達系統依據轉彎資訊適應性地調整車輛的報警條件。
藉由前述的車輛雷達系統，有助於車輛雷達系統中的裝置安裝於車輛的外表面時不致於過於凸出以符合相關規定，且仍有足夠的偵測角度及範圍。
40、50‧‧‧車輛
47、57‧‧‧前側
48L、58L‧‧‧左側
48R、58R‧‧‧右側
49、59‧‧‧後側
41‧‧‧車輛控制單元
42‧‧‧報警單元
43‧‧‧車載診斷單元
44‧‧‧攝影單元
45‧‧‧顯示單元
46‧‧‧控制器區域網路
46p‧‧‧私人控制器區域網路
4710、5710‧‧‧前側雷達裝置
4910‧‧‧後側雷達裝置
4800、5800‧‧‧車輛雷達系統
4810、4810a、4820、4830‧‧‧側邊雷達裝置
4816、4816a、4826、4836‧‧‧電路板
4817、4817a‧‧‧外殼
4818、4818a‧‧‧底部
4819、4819a‧‧‧外表面
100、200、200a、200b、300‧‧‧車輛雷達裝置
111、211‧‧‧第一天線單元
121、221、231‧‧‧第一發射天線
141、241、251‧‧‧第一接收天線
112、212‧‧‧第二天線單元
122、222、232‧‧‧第二發射天線
142、242、252‧‧‧第二接收天線
123、124、143、144、223、224、243、244‧‧‧串聯饋電貼片陣列
125、126、145、146、225、226、245、246‧‧‧金屬墊
107、207‧‧‧運算單元
161、162、261‧‧‧電路板
171、271、271a、271b‧‧‧第一板部
172、272、272a、272b‧‧‧第二板部
180、280、380‧‧‧外殼
183、283、383‧‧‧底部
184、284‧‧‧外表面
181、182、281、282、381、382‧‧‧罩部
391、392‧‧‧投地燈
P12‧‧‧第一板部與第二板部的夾角
B1‧‧‧第一板部與底部的外表面的夾角
B2‧‧‧第二板部與底部的外表面的夾角
HT‧‧‧車輛雷達裝置的厚度
S1‧‧‧第一板部與二罩部中一者的間距
S2‧‧‧第二板部與二罩部中一者的間距
HL1‧‧‧第一天線單元於一平面的主波辦
HL2‧‧‧第二天線單元於一平面的主波辦
C1‧‧‧第一天線單元於一平面的主波辦的中心線
C2‧‧‧第二天線單元於一平面的主波辦的中心線
A12‧‧‧第一天線單元於一平面的主波辦的中心線與第二天線單元於所述平面的主波辦的中心線的夾角
m1、m2‧‧‧半功率標示點
AH1‧‧‧第一天線單元於一平面的主波辦的半功率波束寬
VL1‧‧‧第一天線單元於另一平面的主波辦
AV1‧‧‧第一天線單元於另一平面的主波辦的半功率波束寬
V1、V1a、V1b‧‧‧第一板部與車輛雷達裝置所設置的車輛的一側的夾角
V2、V2a、V2b‧‧‧第二板部與車輛雷達裝置所設置的車輛 的一側的夾角
W1、W2、W3‧‧‧側邊雷達裝置的電路板與側邊雷達裝置所設置的車輛的一側的夾角
第1A圖繪示本發明第一實施例的車輛雷達裝置的示意圖；第1B圖繪示依照第1A圖剖面線1B-1B的剖視圖；第1C圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置的爆炸圖；第1D圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置的另一爆炸圖；第1E圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置的再一爆炸圖； 第1F圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置的參數示意圖；第1G圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置的另一參數示意圖；第2A圖繪示本發明第二實施例的車輛雷達裝置的示意圖；第2B圖繪示依照第2A圖剖面線2B-2B的剖視圖；第2C圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置的爆炸圖；第2D圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置的另一爆炸圖；第2E圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置的再一爆炸圖；第2F圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置的參數示意圖；第2G圖繪示依照第2B圖剖面線2G-2G的剖視圖；第2H圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置的另一參數示意圖；第3圖繪示本發明第三實施例的車輛雷達裝置的示意圖；第4A圖繪示本發明第四實施例的車輛雷達系統設置於車輛的示意圖；第4B圖繪示第四實施例的車輛雷達系統設置於車輛的方塊圖；第4C圖繪示第四實施例中側邊雷達裝置的示意圖；第4D圖繪示依照第4C圖剖面線4D-4D的剖視圖；第4E圖繪示第4C圖中側邊雷達裝置的爆炸圖；第4F圖繪示第四實施例中另一側邊雷達裝置的示意圖；第4G圖繪示依照第4F圖剖面線4G-4G的剖視圖；第4H圖繪示第4F圖中側邊雷達裝置的爆炸圖；以及第5圖繪示本發明第五實施例的車輛雷達系統設置於車輛 的示意圖。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。
請參照第1A圖至第1E圖，其中第1A圖繪示本發明第一實施例的車輛雷達裝置100的示意圖，第1B圖繪示依照第1A圖剖面線1B-1B的剖視圖，第1C圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置100的爆炸圖，第1D圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置100的面對第一板部171視角的爆炸圖，第1E圖繪示第一實施例的車輛雷達裝置100的面對第二板部172視角的爆炸圖，且第一實施例中圖式省略組裝或鎖固元件以及電路板161、162上的細節元件。由第1A圖至第1E圖可知，車輛雷達裝置100包含第一天線單元111、第二天線單元112、運算單元107及電路板161、162。
第一天線單元111及第二天線單元112與運算單元107通信連接，其中運算單元107可包含處理元件及儲存元件。電路板161、162分別包含第一板部171及第二板部172，第一天線單元111為電路板形式且設置於第一板部 171，第二天線單元112為電路板形式且設置於第二板部172。第一實施例中，第一板部171為電路板161、162中一部分，具體為電路板161的至少一部分。第二板部172為電路板161、162中一部分，具體為電路板162的至少一部分。運算單元107設置於第一板部171(即第一板部171及第二板部172中一者)，複數射頻發射元件(例如功率放大器、濾波器等，但不以此為限)及複數射頻接收元件(例如低雜訊放大器、濾波器等，但不以此為限)耦接於第一天線單元111與運算單元107之間，且所述複數射頻發射元件、所述複數射頻接收元件及運算單元107設置於屏蔽罩(Shielding Cover)中。依據本發明的其他實施例中，第一板部及第二板部可分別為同一塊電路板上的二部分。
由第1B圖可知，第一板部171與第二板部172的夾角為P12，其滿足下列條件：80度
Figure 108131559-A0101-12-0010-55
P12
Figure 108131559-A0101-12-0010-56
130度。藉此，第一天線單元111及第二天線單元112為非共平面的天線陣列，有助於僅應用單一裝置(即車輛雷達裝置100)即可提供所需的較大偵測角度及範圍，且滿足前述參數P12條件範圍的車輛雷達裝置100可有效縮小位於第一板部171與第二板部172之間的偵測死角，亦有助於車輛雷達裝置100的小型化。第一實施例中，參數P12為120度。
第一實施例中，車輛雷達裝置100可更包含外殼180，其中第一天線單元111、第二天線單元112、運算單元107及電路板161、162皆設置在外殼180中。
外殼180包含底部183。第一板部171與底部183的外表面184的夾角為B1，第二板部172與底部183的外表面184的夾角為B2，其可滿足下列條件：25度
Figure 108131559-A0101-12-0011-57
B1
Figure 108131559-A0101-12-0011-58
50度；以及25度
Figure 108131559-A0101-12-0011-59
B2
Figure 108131559-A0101-12-0011-60
50度。藉此，有助於以底部183直接貼附於車體的外表面，除能簡化車輛雷達裝置100於車體的安裝工序，更可維持預期的偵測角度及範圍。第一實施例中，參數B1為30度，參數B2為30度。
車輛雷達裝置100的厚度係由底部183的外表面184算起且厚度為HT，其可滿足下列條件：15mm
Figure 108131559-A0101-12-0011-61
HT
Figure 108131559-A0101-12-0011-62
50mm。藉此，大型車輛的車體多為金屬材質，因此車輛雷達裝置100並不適於安裝於車體內部，故車輛雷達裝置100有助於安裝於車體外表面時不致於過於凸出(例如不大於保險桿的厚度)以符合相關規定，且滿足前述參數P12或B1、B2條件範圍的車輛雷達裝置100在進一步滿足前述參數HT條件範圍時仍有足夠的偵測角度及範圍。第一實施例中，參數HT約為29.9mm。
外殼180更包含二罩部，即罩部181、182。罩部181的厚度本質上一致，罩部182的厚度本質上一致，即排除了由不可避免的製造公差所導致的厚度不均的情況。第一板部171(即第一天線單元111的信號發射源的位置)與罩部181、182中一者(即罩部181)平行且其間距為S1，第二板部172(即第二天線單元112的信號發射源的位置)與罩部181、182中另一者(即罩部182)平行且其間距為S2，其可滿足下列條件：0mm<S1
Figure 108131559-A0101-12-0011-63
5mm；以及0mm<S2
Figure 108131559-A0101-12-0011-64
5 mm。藉此，外殼180具有小型化設計且可降低其透鏡效應而避免聚焦或分散雷達波，使車輛雷達裝置100具有廣角偵測的功能，並具有抗振性以降低雜訊。較佳地，其可滿足下列條件：2mm
Figure 108131559-A0101-12-0012-65
S1
Figure 108131559-A0101-12-0012-66
3mm；以及2mm
Figure 108131559-A0101-12-0012-67
S2
Figure 108131559-A0101-12-0012-68
3mm。第一實施例中，參數S1為2.5mm，參數S2為2.5mm。依據本發明的實施例中，外殼中的二罩部分別接近第一板部及第二板部，外殼中的底部遠離第一板部及第二板部之間的間距較小的一側。
依據本發明的其他實施例中(圖未揭示)，車輛雷達裝置若欲作遠距偵測，鄰近及面對第一板部及第二板部的外殼的二罩部中各者的二表面可設計為曲面(即各罩部的厚度不一致)，以產生透鏡效應，簡單地說各罩部像是能改變雷達波方向的「電磁透鏡」，各罩部的表面曲率與其材質的介電常數有關，各罩部不同的形狀(亦可說是電磁透鏡形狀)將產生不同的電場相位。此外，當車輛雷達裝置的各罩部的外表面為凸面時，若有灰塵或雨水等附著於各罩部的外表面，在車輛行進時因為空氣的流動，這些附著物將容易順著外表面的曲面形狀被吹走，從而維持各罩部的電磁透鏡特性，即不會因為灰塵或雨水的影響而改變各罩部的表面曲率或雷達波路徑的長度。
由第1D圖及第1E圖可知，運算單元107的數量為一個，第一天線單元111及第二天線單元112與運算單元107通信連接，運算單元107設置於第一板部171。具體而言，電路板161、162之間可以軟性電路板、另一電路板、 連接器、纜線(不以此為限)中至少一者電性連接，而使設置於電路板162的第二天線單元112與設置於電路板161的運算單元107通信連接。藉此，有助於車輛雷達裝置100的小型化，及有效整合第一天線單元111及第二天線單元112的發射信號及接收信號。
依據本發明的其他實施例中(圖未揭示)，車輛雷達裝置中運算單元的數量可為二個，第一天線單元及第二天線單元分別與所述二運算單元通信連接，所述二運算單元分別設置於第一板部及第二板部。藉此，有助於車輛雷達裝置的設計靈活性及便利性。再者，所述二運算單元可分別與車輛的車輛控制單元通信連接，或者所述二運算單元中一者透過另一者與車輛的車輛控制單元通信連接。
第一實施例中，車輛雷達裝置100中電路板的數量為二個，即電路板161、162，第一板部171及第二板部172分別位於電路板161及162。藉此，有助於電路板161、162及有關元件依需求直接應用於參數P12數值不同的多種車輛雷達裝置。
第一天線單元111的操作頻率及第二天線單元112的操作頻率可皆大於10GHz。較佳地，第一天線單元111的操作頻率及第二天線單元112的操作頻率可皆大於10GHz且小於300GHz。更佳地，第一天線單元111的操作頻率及第二天線單元112的操作頻率可為24GHz +/- 5G Hz、77GHz +/- 5G Hz、或79GHz +/- 5G Hz。第一天線單元111包含至少一第一發射天線121及至少一第一接收 天線141，第二天線單元112包含至少一第二發射天線122及至少一第二接收天線142。藉此，有助於車輛雷達裝置100更精確地偵測周圍環境中的物體。第一實施例中，第一天線單元111的操作頻率及第二天線單元112的操作頻率皆約為79GHz。
第一發射天線121、第一接收天線141、第二發射天線122及第二接收天線142中至少一者的結構可包含貼片(Patch)天線。藉此，有助車輛雷達裝置100兼顧小型化及提供較大偵測範圍。第一實施例中，第一發射天線121、第一接收天線141、第二發射天線122及第二接收天線142中各者的結構皆包含貼片天線。依據本發明的實施例中，第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線中至少一者的結構所包含的貼片天線可以是單一貼片天線或複數貼片形的輻射元件(Radiating Element)形成的天線陣列，例如串聯饋電貼片陣列(Series-Fed Patch Array，SFPA)，但不以此為限。
具體而言，第一發射天線121的數量及第一接收天線141的數量皆為二個。在第一板部171上，各第一發射天線121的結構包含一個串聯饋電貼片陣列123及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊(Pad)125，各第一接收天線141的結構包含一個串聯饋電貼片陣列143及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊145，且第一發射天線121及第一接收天線141的具體配置如第1D圖所示，但不以此為限。第二發射天線122的數量及第二接收天線142的數量皆 為二個。在第二板部172上，各第二發射天線122的結構包含一個串聯饋電貼片陣列124及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊126，各第二接收天線142的結構包含一個串聯饋電貼片陣列144及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊146，且第二發射天線122及第二接收天線142的具體配置如第1E圖所示，但不以此為限。依據本發明的其他實施例中(圖未揭示)，第一天線單元及第二天線單元的天線形式可依偵測應用而互不相同，且不限於本發明實施例所述的天線形式。再者，第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線的數量可互不相同，且各者的數量可為一個或三個以上。
請參照第1F圖，其繪示第一實施例的車輛雷達裝置100的參數A12示意圖，且第1F圖中的主波辦HL1、HL2並非車輛雷達裝置100上的物理結構。由第1F圖可知，於第一天線單元111的操作頻率及第二天線單元112的操作頻率下，第一天線單元111於一平面的主波辦HL1的中心線C1與第二天線單元112於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的夾角為A12，且所述平面垂直第一板部171、第二板部172及外表面184並即是第1F圖所繪示之平面，其可滿足下列條件：50度
Figure 108131559-A0101-12-0015-69
A12
Figure 108131559-A0101-12-0015-70
100度。藉此，車輛雷達裝置100可達成小型化並具體滿足所需的偵測角度及範圍規格。第一實施例中，參數A12為60度。
實質上，第一天線單元111於所述平面的主波辦HL1的中心線C1的方向亦為第一天線單元111的三維輻 射場型中最大增益(Gain)的方向，第二天線單元112於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的方向亦為第二天線單元112的三維輻射場型中最大增益的方向。進一步而言，依據本發明的參數A12可以是第一發射天線121於所述平面的主波辦HL1的中心線C1與第二發射天線122於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的夾角，或是參數A12可以是第一接收天線141於所述平面的主波辦HL1的中心線C1與第二接收天線142於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的夾角。
請參照第1G圖，其繪示第一實施例的車輛雷達裝置100的參數AH1示意圖，且第1G圖亦是第一天線單元111於所述平面(即第1F圖所繪示之平面)的輻射場型的示意圖，特別是當量測天線的極化方向平行所述平面(即第1F圖)的輻射場型的示意圖。具體而言，第1G圖可為第一發射天線121於所述平面的輻射場型的示意圖，第1G圖亦可為第一接收天線141於所述平面的輻射場型的示意圖，且第一實施例中參數AH2的示意圖可與第1G圖相似。由第1G圖可知，第一天線單元111於所述平面的主波辦HL1的半功率波束寬(Half Power Beam Width，HPBW)為AH1，其為第1G圖中的半功率標示點m1、m2所定義，第二天線單元112於所述平面的主波辦HL2的半功率波束寬為AH2，且所述平面垂直第一板部171、第二板部172及外表面184，其可滿足下列條件：100度
Figure 108131559-A0101-12-0016-71
AH1<180度；以及100度
Figure 108131559-A0101-12-0016-72
AH2<180度。藉此，有助車輛雷達裝置100的偵測角度達180度或以上，且當車輛雷達裝置100作為內輪差偵測雷達時， 有利於對較短距離內且慢速移動的物體提供較精確的偵測。第一實施例中，參數AH1為120度，參數AH2為120度。
請參照第2A圖至第2E圖，其中第2A圖繪示本發明第二實施例的車輛雷達裝置200的示意圖，第2B圖繪示依照第2A圖剖面線2B-2B的剖視圖，第2C圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置200的爆炸圖，第2D圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置200的面對第一板部271視角的爆炸圖，第2E圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置200的面對第二板部272視角的爆炸圖，且第二實施例中圖式省略組裝或鎖固元件以及電路板261上的細節元件。由第2A圖至第2E圖可知，車輛雷達裝置200包含第一天線單元211、第二天線單元212、運算單元207及電路板261。
第一天線單元211及第二天線單元212與運算單元207通信連接。電路板261包含第一板部271及第二板部272，第一天線單元211為電路板形式且設置於第一板部271，第二天線單元212為電路板形式且設置於第二板部272。第一板部271為電路板261中一部分，第二板部272為電路板261中另一部分，運算單元207設置於第一板部271。第二實施例中，參數P12為120度。
車輛雷達裝置200更包含外殼280，其中第一天線單元211、第二天線單元212、運算單元207及電路板261皆設置在外殼280中，外殼280包含底部283。第二實施例中，參數B1為30度，參數B2為30度。車輛雷達裝置200的 厚度係由底部283的外表面284算起且厚度為HT，且參數HT約為28.9mm。
外殼280更包含二罩部，即罩部281、282。罩部281的厚度本質上一致，罩部282的厚度本質上一致。第一板部271與罩部281平行且其間距為S1，第二板部272與罩部282平行且其間距為S2。第二實施例中，參數S1為2.5mm，參數S2為2.5mm。
由第2D圖及第2E圖可知，運算單元207的數量為一個，第一天線單元211及第二天線單元212與運算單元207通信連接，運算單元207設置於第一板部271。
第二實施例中，電路板261的數量為一個，第一板部271及第二板部272皆位於電路板261。藉此，有助於降低車輛雷達裝置200的機構設計複雜度。具體而言，電路板261為非平面電路板，其可由模造、壓造等方式製造而成，但不以此為限。
第一天線單元211的操作頻率及第二天線單元212的操作頻率皆大於10GHz。第二實施例中，第一天線單元211的操作頻率及第二天線單元212的操作頻率皆約為79GHz。第一天線單元211包含第一發射天線221、231及第一接收天線241、251，第二天線單元212包含第二發射天線222、232及第二接收天線242、252。
第二實施例中，第一發射天線221、第一接收天線241、第二發射天線222及第二接收天線242中各者的結構皆包含貼片天線。
第一發射天線231、第一接收天線251、第二發射天線232及第二接收天線252中各者皆為彎折線天線(Meander Line Antenna)。藉此，使第一天線單元211及第二天線單元212在選擇足夠波束寬度的平面與設計極化方向上更有彈性，並更加有助於車輛雷達裝置200的小型化。依據本發明的實施例中，第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線中至少一者的部分結構或全部結構可為彎折線天線的天線形式，且彎折線天線的天線形式可為單一彎折線天線(例如第一發射天線231)、雙彎折線天線、漸變式彎折線天線、折疊式彎折線天線，且不以此為限。
第一天線單元211包含至少二第一接收天線(即第一接收天線241、251)，其分別為二種天線形式，第二天線單元212包含至少二第二接收天線(第二接收天線242、252)，其分別為二種天線形式。藉此，有助第一天線單元211及第二天線單元212皆可為至少二不同的平面設計足夠的波束寬度。第二實施例中，第一天線單元211包含二第一接收天線(即第一接收天線241、251)，第一接收天線241、251分別為結構中具有串聯饋電貼片陣列243的天線形式及彎折線天線的天線形式，第二天線單元212包含二第二接收天線(第二接收天線242、252)，第二接收天線242、252分別為結構中具有串聯饋電貼片陣列244的天線形式及彎折線天線的天線形式。
具體而言，第一發射天線221的數量、第一發射天線231的數量、第一接收天線241的數量及第一接收天線251的數量皆為一個。在第一板部271上，第一發射天線221的結構包含一個串聯饋電貼片陣列223及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊225，第一發射天線231為彎折線天線，第一接收天線241的結構包含一個串聯饋電貼片陣列243及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊245，第一接收天線251為彎折線天線，且第一發射天線221、231及第一接收天線241、251的具體配置如第2D圖所示，但不以此為限。第二發射天線222的數量、第二發射天線232的數量、第二接收天線242的數量及第二接收天線252的數量皆為一個。在第二板部272上，第二發射天線222的結構包含一個串聯饋電貼片陣列224及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊226，第二發射天線232為彎折線天線，第二接收天線242的結構包含一個串聯饋電貼片陣列244及其兩側沿所述陣列方向排列的複數金屬墊246，第二接收天線252為彎折線天線，且第二發射天線222、232及第二接收天線242、252的具體配置如第2E圖所示，但不以此為限。依據本發明的其他實施例中(圖未揭示)，第一發射天線、第一接收天線、第二發射天線及第二接收天線的數量可互不相同，各者的天線形式可為三種以上，且各者的各天線形式的數量可為二個以上。
請參照第2F圖，其繪示第二實施例的車輛雷達裝置200的參數A12示意圖，且第2F圖中的主波辦HL1、 HL2並非車輛雷達裝置200上的物理結構。由第2F圖可知，於第一天線單元211的操作頻率及第二天線單元212的操作頻率下，第一天線單元211於一平面的主波辦HL1的中心線C1與第二天線單元212於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的夾角為A12，且所述平面垂直第一板部271、第二板部272及外表面284並即是第2F圖所繪示之平面。第二實施例中，參數A12為60度。
實質上，第一天線單元211於所述平面的主波辦HL1的中心線C1的方向亦為第一天線單元211的三維輻射場型中最大增益的方向，第二天線單元212於所述平面的主波辦HL2的中心線C2的方向亦為第二天線單元212的三維輻射場型中最大增益的方向。進一步而言，依據本發明的參數A12可以是第一發射天線221及231中至少一者於所述平面的主波辦的中心線與第二發射天線222及232中至少一者於所述平面的主波辦的中心線的夾角，或是參數A12可以是第一接收天線241及251中至少一者於所述平面的主波辦的中心線與第二接收天線242及252中至少一者於所述平面的主波辦的中心線的夾角。再者，第2F圖中的參數A12是以第一接收天線241的主波辦HL1與第二接收天線242的主波辦HL2示意。
再者，第一天線單元211於所述平面的主波辦HL1的半功率波束寬(HPBW)為AH1，其可與前述第一實施中第1G圖所繪示的參數AH1相似，第二天線單元212於所述平面的主波辦HL2的半功率波束寬為AH2，且所述平面 垂直第一板部271、第二板部272及外表面284。第二實施例中，參數AH1為120度，參數AH2為120度。
請參照第2G圖及第2H圖，其中第2G圖繪示依照第2B圖剖面線2G-2G的剖視圖，且第2G圖中的主波辦VL1並非車輛雷達裝置200上的物理結構，第2H圖繪示第二實施例的車輛雷達裝置200的參數AV1示意圖，且第2H圖亦是第一天線單元211於另一平面(即第2G圖所繪示之平面)的輻射場型的示意圖，特別是當量測天線的極化方向平行所述另一平面(即第2G圖)的輻射場型的示意圖。具體而言，第2H圖可為第一發射天線231(即彎折線天線)於所述另一平面的輻射場型的示意圖，第2H圖亦可為第一接收天線251於所述另一平面的輻射場型的示意圖，且第二實施例中第二發射天線232或第二接收天線252於再一平面的輻射場型的參數AV2的示意圖可與第2H圖相似。
由第2G圖及第2H圖可知，第一天線單元211於所述另一平面的主波辦VL1的半功率波束寬(HPBW)為AV1，其為第2H圖中的半功率標示點m1、m2所定義，且所述另一平面垂直所述平面(即第2F圖所繪示之平面)及第一板部271，第二天線單元212於所述再一平面的主波辦的半功率波束寬為AV2(圖未揭示)，且所述再一平面垂直所述平面及第二板部272，其滿足下列條件：100度
Figure 108131559-A0101-12-0022-73
AV1<180度；以及100度
Figure 108131559-A0101-12-0022-74
AV2<180度。藉此，有助於車輛雷達裝置200於應用上在水平平面及垂直平面皆具有足夠的偵 測範圍。第二實施例中，參數AV1為128度，參數AV2為128度。
進一步而言，第一天線單元211中，第一發射天線221、231分別具有半功率波束寬AH1、AV1的二平面相差90度，第一接收天線241、251分別具有半功率波束寬AH1、AV1的所述二平面相差90度，所述二平面即分別為第2F圖及第2G圖所繪示之平面，且所述二平面於應用上可分別為水平平面及垂直平面，即第2F圖可為第一發射天線221或第一接收天線241的水平極化量測場型(半功率波束寬AH1為120度)的示意圖，第2G圖可為第一發射天線231或第一接收天線251的垂直極化量測場型(半功率波束寬AV1為128度)的示意圖，故可同時或輪流使用使相差90度的所述二平面皆具有足夠的偵測範圍。第二天線單元212中，第二發射天線222、232分別具有半功率波束寬AH2、AV2的二平面相差90度，第二接收天線242、252分別具有半功率波束寬AH2、AV2的所述二平面相差90度，且所述二平面於應用上可分別為水平平面及垂直平面，故可同時或輪流使用使相差90度的所述二平面皆具有足夠的偵測範圍。現有技術中的車輛雷達的波束寬度主要在單一平面(如水平平面)，而當車輛雷達裝置200作為內輪差偵側雷達時，偵測目標是反射信號較弱的行人、腳踏車、機車，故第一天線單元211及第二天線單元212在水平平面及垂直平面皆有足夠的波束寬度有助車輛雷達裝置200增加信號採集效果。
請參照第3圖，其繪示本發明第三實施例的車輛雷達裝置300的示意圖。第三實施例中，車輛雷達裝置300包含第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部及第二板部，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部，第二天線單元為電路板形式且設置於第二板部，運算單元設置於第一板部及第二板部中一者。
由第3圖可知，車輛雷達裝置300更包含外殼380，其中第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板皆設置在外殼380中，外殼380包含底部383及罩部381、382。
車輛雷達裝置300更包含投地燈391、392，其由外殼380的罩部381、382向外照射。藉此，當車輛雷達裝置300作為內輪差偵測雷達且配置投地燈391、392時，可在車輛判定轉彎時投射出危險區域以警示行人及鄰近車輛及早迴避。進一步而言，投地燈391、392中各者是通過LED光源照射在菲林片(Film)上，再通過透鏡的折射把菲林片上的圖像呈現在所照射的物體上。再者，第三實施例的車輛雷達裝置300除了配備投地燈391、392外，車輛雷達裝置300的其他特徵可與第二實施例中所述的車輛雷達裝置200的特徵相同。
請參照第4A圖及第4B圖，其中第4A圖繪示本發明第四實施例的車輛雷達系統4800設置於車輛40的示意圖(未依實際比例繪示)，第4B圖繪示第四實施例的車輛雷 達系統4800設置於車輛40的方塊圖。由第4A圖及第4B圖可知，車輛雷達系統4800設置於車輛40，車輛雷達系統4800包含前述第一實施例的車輛雷達裝置100，其數量為一個。車輛雷達裝置100設置於車輛40的左側48L及右側48R中至少一側(具體上設置於右側48R)。再者，車輛40的車體包含前側47、左側48L、右側48R及後側49，且前側47、左側48L、右側48R及後側49本質上形成一方形，並如第4A圖所繪示。依據本發明的其他實施例中，車輛雷達裝置可設置於車輛的左側，且車輛雷達系統可包含前述第二實施例的車輛雷達裝置200、第三實施例的車輛雷達裝置300、或是其他依據本發明的車輛雷達裝置。
由第1B圖及第4A圖可知，車輛雷達裝置100包含第一天線單元111、第二天線單元112、運算單元107及電路板161、162。第一天線單元111及第二天線單元112與運算單元107通信連接。電路板161、162分別包含第一板部171及第二板部172，第一板部171及第二板部172皆垂直車輛40的水平平面(即第4A圖所繪示的平面)，第一天線單元111為電路板形式且設置於第一板部171，第二天線單元112為電路板形式且設置於第二板部172，運算單元107設置於第一板部171。第一板部171與第二板部172的夾角為P12，其滿足下列條件：80度
Figure 108131559-A0101-12-0025-75
P12
Figure 108131559-A0101-12-0025-76
130度。藉此，有助於車輛雷達系統4800於簡化其裝置數量的同時縮小偵測死角，進而提升偵測範圍及精度。第四實施例中，參數 P12為120度。有關車輛雷達裝置100的其他細節請參照前述第一實施例的內容，在此不再詳述。
由第4A圖可知，第一板部171與車輛雷達裝置100所設置的車輛40的右側48R的夾角為V1，第二板部172與車輛雷達裝置100所設置的車輛40的右側48R的夾角為V2，其可滿足下列條件：25度
Figure 108131559-A0101-12-0026-78
V1
Figure 108131559-A0101-12-0026-79
50度；以及25度
Figure 108131559-A0101-12-0026-80
V2
Figure 108131559-A0101-12-0026-81
50度。藉此，當車輛40作為左駕環境中的大客車，特別是大眾運輸工具中的公車時，在一些國家(例如歐盟)法規的要求下，依車輛40的車輛控制單元41的估算，任何可能進入乘客側(即公車上車的車門側，第四實施例中的右側48R)15m之內範圍(具體上可以是位於右側48R的右方，寬度3m且長度為車輛40的車體長度再往前方加6m的範圍)的車輛，車輛40都需提前產生報警信號，而滿足前述參數V1及V2條件範圍的車輛雷達系統4800，以其車輛雷達裝置100中的第一天線單元111、第二天線單元112及相關元件有助達成180度以上的視角(Field of View，FOV)及30m以上的偵測距離，以符合前述法規要求，並達成車輛40的內輪差偵測、BSD(Blind Spot Detection，盲點偵測)及LCA(Lane Change Assistance，車道變換輔助)功能。第四實施例中，參數V1為30度，參數V2為30度。再者，由於外殼180的底部183的外表面184與車輛雷達裝置100所設置的車輛40的右側48R平行，故第四實施例中的參數V1與B1的數值相同，參數V2與B2的數值相同。
由第1B圖可知，車輛雷達裝置100更包含外殼180，其中第一天線單元111、第二天線單元112、運算單元107及電路板161、162皆設置在外殼180中。外殼180包含底部183，底部183的外表面184平行車輛雷達裝置100所設置的車輛40的右側48R。車輛雷達裝置100的厚度係由底部183的外表面184算起且厚度為HT，其可滿足下列條件：15mm
Figure 108131559-A0101-12-0027-82
HT
Figure 108131559-A0101-12-0027-83
50mm。藉此，有助於車輛雷達系統4800中的裝置安裝於車輛40的外表面時不致於過於凸出以符合相關規定，且仍有足夠的偵測角度及範圍。第四實施例中，參數HT約為29.9mm。
由第4A圖及第4B圖可知，車輛40的長度可為10m以上且18m以下，車輛雷達裝置100的數量為一個，且車輛雷達裝置100設置於車輛40的右側48R。藉此，當車輛40作為左駕環境中的大客車，特別是大眾運輸工具中的公車時符合法規要求，並達成車輛40的內輪差偵測、BSD及LCA功能。第四實施例中，車輛40為公車，且其長度為15m。
車輛雷達系統4800可更包含側邊雷達裝置4810，其設置於車輛的左側48L，側邊雷達裝置4810及車輛雷達裝置100中一者透過另一者與車輛40的車輛控制單元41通信連接。藉此，有助提升車輛雷達系統4800與車輛40中車輛控制單元41等單元的通信效率。
具體而言，車輛雷達系統4800包含三個側邊雷達裝置，其為側邊雷達裝置4810、4820及4830且操作頻率 皆約為79GHz，其中側邊雷達裝置4810及4820設置於車輛40的左側48L，側邊雷達裝置4830設置於車輛40的右側48R。依據本發明的車輛雷達系統4800藉由其包含的車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830可達成車輛40的內輪差偵測、RCTA(Rear Cross Traffic Alert，後方車側警示)、BSD及LCA功能。進一步而言，車輛雷達裝置100中的第二天線單元112及其相關元件可提供車輛40前半部的右方的偵測資訊，以用於車輛40的內輪差偵測功能。側邊雷達裝置4820及4830可分別提供車輛40的左後方及右後方的偵測資訊，以用於車輛40的RCTA功能。車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830可提供車輛40的左方、右方、左後方及右後方的偵測資訊，以用於車輛40的BSD及LCA功能。再者，可以理解車輛雷達系統4800及其車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830的應用並不限於本段所述的功能。
請參照第4C圖至第4E圖，其中第4C圖繪示第四實施例中側邊雷達裝置4810的示意圖，第4D圖繪示依照第4C圖剖面線4D-4D的剖視圖，第4E圖繪示第4C圖中側邊雷達裝置4810的爆炸圖。由第4A圖、第4C圖至第4E圖可知，側邊雷達裝置4810包含電路板4816，且天線單元及運算單元(圖未揭示且天線單元可為或不為電路板形式)皆設置於電路板4816，天線單元、運算單元及電路板4816皆設置在外殼4817中。側邊雷達裝置4810設置於車輛40的左側48L，與右側48R的車輛雷達裝置100(特別是其中的第一天 線單元111及其相關元件)對應設置，且側邊雷達裝置4810的電路板4816與側邊雷達裝置4810所設置的車輛40的左側48L的夾角W1為30度。此外，外殼4817包含底部4818，底部4818的外表面4819平行側邊雷達裝置4810所設置的車輛40的左側48L，因此電路板4816與底部4818的外表面4819的夾角亦為30度(第4D圖中省略其參數標號)。
請參照第4F圖至第4H圖，其中第4F圖繪示第四實施例中側邊雷達裝置4810a的示意圖，第4G圖繪示依照第4F圖剖面線4G-4G的剖視圖，第4H圖繪示第4F圖中側邊雷達裝置4810a的爆炸圖。依據本發明的第四實施例中，車輛雷達系統4800中的側邊雷達裝置4810可以側邊雷達裝置4810a替代。由第4A圖、第4F圖至第4H圖可知，側邊雷達裝置4810a包含電路板4816a，且天線單元及運算單元(圖未揭示且天線單元可為或不為電路板形式)皆設置於電路板4816a，天線單元、運算單元及電路板4816a皆設置在外殼4817a中。側邊雷達裝置4810a設置於車輛40的左側48L，與右側48R的車輛雷達裝置100(特別是其中的第一天線單元111及其相關元件)對應設置，且側邊雷達裝置4810a的電路板4816a與側邊雷達裝置4810a所設置的車輛40的左側48L的夾角W1為30度。此外，外殼4817a包含底部4818a，底部4818a的外表面4819a平行側邊雷達裝置4810a所設置的車輛40的左側48L，因此電路板4816a與底部4818a的外表面4819a的夾角亦為30度。
由第4A圖可知，車輛雷達裝置100中的第二板部172與右側48R的夾角V2為30度，藉此提供車輛40前半部的右方的偵測資訊，以用於車輛40的內輪差偵測、BSD及LCA功能。車輛雷達裝置100中的第一板部171與右側48R的夾角V1為30度，藉此提供車輛40後半部的右方的偵測資訊，以用於車輛40的BSD及LCA功能。側邊雷達裝置4810的電路板4816與左側48L的夾角W1為30度，藉此提供車輛40後半部的左方的偵測資訊，以用於車輛40的BSD及LCA功能。側邊雷達裝置4820的電路板4826與左側48L的夾角W2為40度，藉此提供車輛40左後方的偵測資訊，以用於車輛40的RCTA、BSD及LCA功能。側邊雷達裝置4830的電路板4836與右側48R的夾角W3為40度，藉此提供車輛40右後方的偵測資訊，以用於車輛40的RCTA、BSD及LCA功能。此外，側邊雷達裝置4810、4820及4830的天線單元可為或可不為電路板形式，且側邊雷達裝置4820及4830的具體結構可近似側邊雷達裝置4810或4810a，惟夾角W2及W3皆為40度。
由第4A圖及第4B圖可知，就車輛40偵測車外物體的功能而言，車輛40包含車輛雷達系統4800、前側雷達裝置4710、後側雷達裝置4910。前側雷達裝置4710的操作頻率約為77GHz且設置於車輛40的前側47，可提供車輛40前方的偵測資訊，以用於車輛40的FCW(Front Collision Warning，前方碰撞警示)及LDW(Lane Departure Warning，車道偏移警示)功能。後側雷達裝置 4910的操作頻率約為77GHz且設置於車輛40的後側49，可提供車輛40後方的偵測資訊，以用於車輛40的RCW(Rear Collision Warning，後方碰撞警示)功能。車輛40亦包含車輛控制單元41、報警單元42、車載診斷單元43、攝影單元44及顯示單元45，且車輛控制單元41以控制器區域網路(Controller Area Network，CAN)46與其他單元通信連接。
在第四實施例的車輛雷達系統4800中，車輛雷達裝置100及側邊雷達裝置4810以私人控制器區域網路(Private CAN)46p通信連接，側邊雷達裝置4820及4830以私人控制器區域網路46p通信連接。藉此，使用私人控制器區域網路46p於特定雷達裝置之間組成副網路以對傳資訊，再由車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830中固定一者或是由演算法決定的其中一者作為車輛雷達系統4800中的主雷達裝置(Master Radar Device)，以將車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830的偵測資訊傳輸至車輛40的其他單元，可有效降低控制及偵測資訊傳輸時過度占用控制器區域網路46，而造成資訊壅塞以致產生數據上的遺漏，故有助提高車輛雷達系統4800的可靠度。依據本發明的其他實施例中(圖未揭示)，車輛雷達系統可包含前側雷達裝置、後側雷達裝置、或是設置於車輛上其他位置的雷達裝置，且雷達裝置的數量、偵測方向及功能、通信連接方式並不以本發明實施例所揭露為限。
車輛雷達系統4800的內輪差偵測模式、RCTA模式、BSD模式及LCA模式中一種模式可透過車輛40的控制器區域網路46上的方向燈信號、方向盤產生的舵角信號、車速信號、點火信號、倒車信號、橫擺角速度(Yaw Rate)信號中至少一者啟動。
車輛雷達系統4800的內輪差偵測模式可透過車輛40的方向燈信號、舵角信號及橫擺角速度信號中至少一者觸發或啟動(Activate)。進一步地，當車輛雷達系統4800於內輪差偵測模式時，車輛雷達系統4800可透過方向燈信號、舵角信號及橫擺角速度信號中所述至少一者計算出車輛40的轉彎資訊，車輛雷達系統4800依據轉彎資訊適應性地調整車輛40的報警條件，其中報警條件包含報警區域範圍、物體移動速度等，且不以此為限。藉此，有利車輛40於各種轉彎情況啟動車輛雷達系統4800的內輪差偵測模式，並隨著不同轉角增加或減少適應性的警戒範圍。具體而言，當車輛40被設定或辨識其於城市行駛且車速介於0km/h至40km/h時，車輛雷達系統4800的內輪差偵測模式透過車輛40的方向燈信號、舵角信號及橫擺角速度信號中至少一者啟動，表示車輛40的駕駛員意圖地或非意圖地轉彎，若是判定意圖轉彎時可依雷達舵角資訊調變警戒區域，避免不必要的警示或誤報。當車輛雷達系統4800中第二天線單元112及相關元件的偵測結果滿足報警條件時，例如偵測範圍內有高度30cm以上的移動物體或靜止物體，即啟動車輛40的報警單元42產生報警信號以提醒車輛40的駕駛 員，報警單元42可為揚聲器、蜂鳴器、警笛、顯示器、燈號指示器、圖標(Icon)指示器等，以藉由聲、光等方式提醒駕駛員，但不以此為限。此外，當車輛雷達系統4800的內輪差偵測模式啟動時，BSD模式及LCA模式可同時啟動或是僅有內輪差偵測模式啟動，且內輪差偵測模式的報警信號優先於BSD模式及LCA模式的報警信號。
關於車輛雷達系統4800中的側邊雷達裝置4820及4830應用於車輛40的RCTA功能，車輛雷達系統4800接收到倒車信號且車速信號小於或等於8km/h可觸發或啟動RCTA模式，當側邊雷達裝置4820及4830中至少一者偵測到速度介於8km/h至30km/h之間的車輛或其他物體進入警示區(Alert Zone)時，即啟動報警單元42產生報警信號，其中警示區為車輛40的左後方警示區及右後方警示區，具體上左後方警示區可為左側48L的左方0.5m的位置至10m的位置與後側49的後方0m的位置至5m的位置所交集的方形區域，右後方警示區可為右側48R的右方0.5m的位置至10m的位置與後側49的後方0m的位置至5m的位置所交集的方形區域。再者，車輛雷達系統4800接收到倒車信號且車速信號大於8km/h，或是手動關閉RCTA模式時，則RCTA模式不啟動或停止啟動。
關於車輛雷達系統4800中的車輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830應用於車輛40的BSD及LCA功能，車輛雷達系統4800接收到車速信號大於或等於20km/h可觸發或啟動BSD模式及LCA模式，當車 輛雷達裝置100、側邊雷達裝置4810、4820及4830中至少一者偵測到與車輛40的相對速度小於30km/h的車輛或其他物體，由車輛40的後方超車進入偵側區(Detection Zone)時為BSD模式，由車輛40的左後方或右後方進入偵側區時為LCA模式，其中偵側區具體上可以左側48L的左方0.5m的位置至3.25m的位置為寬度，且車體長度延伸至車輛40的後方30m為長度的方形區域，以及以右側48R的右方0.5m的位置至3.25m的位置為寬度，且車體長度延伸至車輛40的後方30m為長度的方形區域。當車輛雷達系統4800並無接收到車輛40的方向燈信號時即啟動報警單元42產生第一段的報警信號，當車輛雷達系統4800同時接收到車輛40的方向燈信號時即啟動報警單元42產生第二段的報警信號。再者，車輛雷達系統4800接收到車速信號小於20km/h時，則BSD模式及LCA模式不啟動或停止啟動。
此外，關於前側雷達裝置4710應用於車輛40的FCW及LDW功能，前側雷達裝置4710偵測到車輛40與前方車輛之間為安全距離時，報警單元42中的圖標指示器可以綠色顯示車輛40處於安全狀態。前側雷達裝置4710偵測到車輛40與前方車輛之間的距離過近時，報警單元42中的圖標指示器可以黃色顯示車輛40處於注意狀態。前側雷達裝置4710偵測到車輛40與前方車輛之間有碰撞風險時，報警單元42中的圖標指示器可以紅色閃爍顯示車輛40處於危險狀態，且報警單元42中的蜂鳴器發出警示音。再者，可藉由攝影單元44對車道的識別，當前側雷達裝置4710偵 測到車輛40偏離車道時透過報警單元42提醒駕駛員注意行車安全或是休息。
關於後側雷達裝置4910應用於車輛40的RCW功能，後側雷達裝置4910偵測到車輛40與後方車輛之間為安全距離時，報警單元42中的圖標指示器可以綠色顯示車輛40處於安全狀態。後側雷達裝置4910偵測到車輛40與後方車輛之間的距離過近時，報警單元42中的圖標指示器可以黃色閃爍顯示車輛40處於注意狀態。後側雷達裝置4910偵測到車輛40與後方車輛之間有碰撞風險時，報警單元42中的圖標指示器可以紅色閃爍顯示車輛40處於危險狀態，且報警單元42中的蜂鳴器及警笛皆發出警示音。
請參照第5圖，其繪示本發明第五實施例的車輛雷達系統5800設置於車輛50的示意圖(未依實際比例繪示)。由第5圖可知，車輛雷達系統5800設置於車輛50，車輛雷達系統5800包含一個車輛雷達裝置200a及一個車輛雷達裝置200b，車輛雷達裝置200a及200b分別設置於車輛50的左側58L及右側58R，且車輛雷達裝置200a及200b中各者除了參數B1為40度且參數B2為30度之外(參數B1的位置較參數B2的位置接近車輛的後側59)，車輛雷達裝置200a及200b中各者的其他特徵可與第二實施例中所述的車輛雷達裝置200的特徵相同。再者，車輛50的車體包含前側57、左側58L、右側58R及後側59，且前側57、左側58L、右側58R及後側59本質上形成一方形，並如第5圖所繪示。
第五實施例中，車輛雷達裝置200a包含第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部271a及第二板部272a，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部271a，第二天線單元為電路板形式且設置於第二板部272a，運算單元設置於第一板部271a及第二板部272a中一者。車輛雷達裝置200b包含第一天線單元、第二天線單元、運算單元及電路板。第一天線單元及第二天線單元與運算單元通信連接。電路板包含第一板部271b及第二板部272b，第一天線單元為電路板形式且設置於第一板部271b，第二天線單元為電路板形式且設置於第二板部272b，運算單元設置於第一板部271b及第二板部272b中一者。第五實施例中，車輛雷達裝置200a及200b中各者的參數P12皆為110度。
由第5圖可知，第一板部271a與車輛雷達裝置200a所設置的車輛50的左側58L的夾角為V1a，第二板部272a與車輛雷達裝置200a所設置的車輛50的左側58L的夾角為V2a，第一板部271b與車輛雷達裝置200b所設置的車輛50的右側58R的夾角為V1b，第二板部272b與車輛雷達裝置200b所設置的車輛50的右側58R的夾角為V2b。此外，參數V1a及V1b與本發明申請專利範圍及說明書所述的參數V1的定義一致，參數V2a及V2b與本發明申請專利範圍及說明書所述的參數V2的定義一致。第五實施例中，參數V1a為40度，參數V2a為30度，參數V1b為40度，參數 V2b為30度。再者，車輛雷達裝置200a及200b中各者的參數HT皆約為28.9mm。
第五實施例中，車輛雷達裝置200a及200b中各者的第一天線單元具有足夠的水平波束寬度(如第二實施例中的參數AH1)及足夠的垂直波束寬度(如第二實施例中的參數AV1)，第二天線單元具有足夠的水平波束寬度(如第二實施例中的參數AH2)及足夠的垂直波束寬度(如第二實施例中的參數AV2)，有助車輛雷達系統5800同時提升水平平面及垂直平面的偵測範圍。
車輛50的長度為4m以上且8m以下，車輛雷達系統5800中的車輛雷達裝置的數量為二個(即車輛雷達裝置200a及200b)，其中車輛雷達裝置200a設置於車輛50的左側58L並鄰近車輛50的後側59(即鄰近或位於車輛50的左後角落)，車輛雷達裝置200b設置於車輛50的右側58R並鄰近車輛50的後側59(即鄰近或位於車輛50的右後角落)。藉此，當車輛50作為貨車，特別是貨車中的物流車，可達成車輛50的內輪差偵測、RCTA、BSD及DOW(Door Open Warning，開門警示)功能。第五實施例中，車輛50為物流車，且其長度為6m。
車輛雷達裝置200a及200b中一者透過另一者與車輛50的車輛控制單元(圖未揭示)通信連接。藉此，有助提升車輛雷達系統5800與車輛50中車輛控制單元等單元的通信效率。具體而言，車輛雷達裝置200a及200b以私人控制器區域網路通信連接，再由車輛雷達裝置200a及200b中 固定一者或是由演算法決定的其中一者作為車輛雷達系統5800中的主雷達裝置，以將車輛雷達裝置200a及200b的偵測資訊傳輸至車輛的其他單元。
具體而言，車輛雷達裝置200a及200b的操作頻率皆約為79GHz，依據本發明的車輛雷達系統5800藉由其包含的車輛雷達裝置200a及200b可達成車輛50的內輪差偵測、RCTA、BSD及DOW功能。進一步而言，車輛雷達裝置200a中第二板部272a(與左側58L的夾角V2a為30度)上的第二天線單元及其相關元件可提供車輛50前半部的左方的偵測資訊，車輛雷達裝置200b中第二板部272b(與右側58R的夾角V2b為30度)上的第二天線單元及其相關元件可提供車輛50前半部的右方的偵測資訊，以用於車輛50的內輪差偵測功能。車輛雷達裝置200a中第一板部271a(與左側58L的夾角V1a為40度)上的第一天線單元及其相關元件可提供車輛50的左後方及後方的偵測資訊，車輛雷達裝置200b中第一板部271b(與右側58R的夾角V1b為40度)上的第一天線單元及其相關元件可提供車輛50的右後方及後方的偵測資訊，以用於車輛50的RCTA及DOW功能。車輛雷達裝置200a及200b可提供車輛50的左方、右方、左後方、右後方及後方的偵測資訊，以用於車輛50的BSD功能。再者，可以理解車輛雷達系統5800及其車輛雷達裝置200a及200b的應用並不限於本段所述的功能。
由第5圖可知，就車輛50偵測車外物體的功能而言，車輛50包含車輛雷達系統5800及前側雷達裝置 5710。前側雷達裝置5710的操作頻率約為77GHz且設置於車輛50的前側57，可提供車輛50前方的偵測資訊，以用於車輛50的FCW及LDW功能。
關於車輛雷達系統5800及前側雷達裝置5710應用於車輛50的內輪差偵測、RCTA、BSD、FCW及LDW功能，可與第四實施例所述內容相同或可依使用需求調整，故第五實施例中不再詳述。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧車輛雷達裝置
161、162‧‧‧電路板
171‧‧‧第一板部
172‧‧‧第二板部
180‧‧‧外殼
183‧‧‧底部
184‧‧‧外表面
181、182‧‧‧罩部
P12‧‧‧第一板部與第二板部的夾角
B1‧‧‧第一板部與底部的外表面的夾角
B2‧‧‧第二板部與底部的外表面的夾角
HT‧‧‧車輛雷達裝置的厚度
S1‧‧‧第一板部與二罩部中一者的間距
S2‧‧‧第二板部與二罩部中一者的間距

Claims (22)

  1. 一種車輛雷達裝置，包含：一第一天線單元；一第二天線單元；至少一運算單元，該第一天線單元及該第二天線單元與該至少一運算單元通信連接；至少一電路板，包含一第一板部及一第二板部，該第一天線單元為電路板形式且設置於該第一板部，該第二天線單元為電路板形式且設置於該第二板部，該至少一運算單元設置於該第一板部及該第二板部中至少一者；以及一外殼，該第一天線單元、該第二天線單元、該至少一運算單元及該至少一電路板皆設置在該外殼中，該外殼包含一底部；其中，該第一板部與該第二板部的夾角為P12，該車輛雷達裝置的一厚度係由該底部的一外表面算起且該厚度為HT，其滿足下列條件：80度
    Figure 108131559-A0305-02-0045-7
    P12
    Figure 108131559-A0305-02-0045-8
    130度；以及15mm
    Figure 108131559-A0305-02-0045-9
    HT
    Figure 108131559-A0305-02-0045-10
    50mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該第一板部與該底部的該外表面的夾角為B1，該 第二板部與該底部的該外表面的夾角為B2，其滿足下列條件：25度
    Figure 108131559-A0305-02-0046-11
    B1
    Figure 108131559-A0305-02-0046-13
    50度；以及25度
    Figure 108131559-A0305-02-0046-12
    B2
    Figure 108131559-A0305-02-0046-14
    50度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該外殼更包含二罩部，該二罩部中各者的厚度一致，該第一板部與該二罩部中一者平行且其間距為S1，該第二板部與該二罩部中另一者平行且其間距為S2，其滿足下列條件：0mm<S1
    Figure 108131559-A0305-02-0046-3
    5mm；以及0mm<S2
    Figure 108131559-A0305-02-0046-4
    5mm。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的車輛雷達裝置，更包含：至少一投地燈，其由該外殼的該二罩部向外照射。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該至少一運算單元的數量為二個，該第一天線單元及該第二天線單元分別與該二運算單元通信連接，該二運算單元分別設置於該第一板部及該第二板部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該至少一電路板的數量為一個，該第一板部及該第二板部皆位於該電路板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該至少一電路板的數量為二個，該第一板部及該第二板部分別位於該二電路板中一者及另一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該第一天線單元的操作頻率及該第二天線單元的操作頻率皆大於10GHz，該第一天線單元包含至少一第一發射天線及至少一第一接收天線，該第二天線單元包含至少一第二發射天線及至少一第二接收天線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的車輛雷達裝置，其中該第一天線單元包含至少二第一接收天線，該至少二第一接收天線分別為至少二種天線形式，該第二天線單元包含至少二第二接收天線，該至少二第二接收天線分別為至少二種天線形式。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的車輛雷達裝置，其中該第一發射天線、該第一接收天線、該第二發射 天線及該第二接收天線中至少一者的結構包含一彎折線天線。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的車輛雷達裝置，其中該第一發射天線、該第一接收天線、該第二發射天線及該第二接收天線中至少一者的結構包含一貼片天線。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該第一天線單元於一平面的一主波辦的中心線與該第二天線單元於該平面的一主波辦的中心線的夾角為A12，且該平面垂直該第一板部及該第二板部，其滿足下列條件：50度
    Figure 108131559-A0305-02-0048-5
    A12
    Figure 108131559-A0305-02-0048-6
    100度。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的車輛雷達裝置，其中該第一天線單元於一平面的一主波辦的半功率波束寬為AH1，該第二天線單元於該平面的一主波辦的半功率波束寬為AH2，且該平面垂直該第一板部及該第二板部，其滿足下列條件：100度
    Figure 108131559-A0305-02-0048-15
    AH1<180度；以及100度
    Figure 108131559-A0305-02-0048-16
    AH2<180度。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的車輛雷達裝置，其中該第一天線單元於另一平面的一主波辦的半功率波束寬為AV1，且該另一平面垂直該平面及該第一板部，該第二天線單元於再一平面的一主波辦的半功率波束寬為AV2，且該再一平面垂直該平面及該第二板部，其滿足下列條件：100度
    Figure 108131559-A0305-02-0049-1
    AV1<180度；以及100度
    Figure 108131559-A0305-02-0049-2
    AV2<180度。
  15. 一種車輛雷達系統，設置於一車輛，該車輛雷達系統包含至少一車輛雷達裝置，該至少一車輛雷達裝置設置於該車輛的一左側及一右側中至少一側，該車輛雷達裝置包含：一第一天線單元；一第二天線單元；至少一運算單元，該第一天線單元及該第二天線單元與該至少一運算單元通信連接；至少一電路板，包含一第一板部及一第二板部，該第一板部及該第二板部皆垂直該車輛的一水平平面，該第一天線單元為電路板形式且設置於該第一板部，該第二天線單元為電路板形式且設置於該第二板部，該至少一運算單元設置於該第一板部及該第二板部中至少一者；以及 一外殼，該第一天線單元、該第二天線單元、該至少一運算單元及該至少一電路板皆設置在該外殼中，該外殼包含一底部，該底部的一外表面平行該車輛雷達裝置所設置的該車輛的該側；其中，該第一板部與該第二板部的夾角為P12，該車輛雷達裝置的一厚度係由該底部的該外表面算起且該厚度為HT，其滿足下列條件：80度
    Figure 108131559-A0305-02-0050-17
    P12
    Figure 108131559-A0305-02-0050-19
    130度；以及15mm
    Figure 108131559-A0305-02-0050-18
    HT
    Figure 108131559-A0305-02-0050-20
    50mm。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的車輛雷達系統，其中該第一板部與該車輛雷達裝置所設置的該車輛的該側的夾角為V1，該第二板部與該車輛雷達裝置所設置的該車輛的該側的夾角為V2，其滿足下列條件：25度
    Figure 108131559-A0305-02-0050-21
    V1
    Figure 108131559-A0305-02-0050-23
    50度；以及25度
    Figure 108131559-A0305-02-0050-22
    V2
    Figure 108131559-A0305-02-0050-24
    50度。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的車輛雷達系統，其中該車輛的長度為10m以上且18m以下，該至少一車輛雷達裝置的數量為一個，且該車輛雷達裝置設置於該車輛的該左側或該右側。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的車輛雷達系統，更包含：至少一側邊雷達裝置，其設置於該車輛的該左側及該右側中至少一者，該側邊雷達裝置及該車輛雷達裝置中一者透過另一者與該車輛的一車輛控制單元通信連接。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的車輛雷達系統，其中該車輛的長度為4m以上且8m以下，該至少一車輛雷達裝置的數量為二個，且該二車輛雷達裝置中一者設置於該車輛的該左側並鄰近該車輛的一後側，該二車輛雷達裝置中另一者設置於該車輛的該右側並鄰近該車輛的該後側。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的車輛雷達系統，其中該二車輛雷達裝置中一者透過另一者與該車輛的一車輛控制單元通信連接。
  21. 如申請專利範圍第15項所述的車輛雷達系統，其中該車輛雷達系統的一內輪差偵測模式透過該車輛的一方向燈信號、一舵角信號及一橫擺角速度信號中至少一者啟動。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的車輛雷達系統，其中當該車輛雷達系統於該內輪差偵測模式時，該車輛雷達系統透過該方向燈信號、該舵角信號及該橫擺角速度信號中該至少一者計算出該車輛的一轉彎資訊，該車輛雷達系統依據該轉彎資訊適應性地調整該車輛的一報警條件。
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