JP2000206241A - レ―ダ装置 - Google Patents
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- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】斜め前方の先行車両や構築物などの物体のうち
自車両の安全走行に関する判定に必要な点を、正確に検
出できるレーダ装置を提供する。 【構成】本発明のレーダ装置は、移動体に搭載され、複
数の方向にビームを放射し物体からの反射波を受信信号
として受信するアンテナを備え、これらの反射波を生じ
させた物体を検出する。そして、このレーダ装置は、上
記複数の方向について反射波の発生源である反射箇所を
検出する反射箇所検出手段と、上記検出された各反射箇
所を同一の物体に属すると推定される単一又は複数の反
射箇所のグループにグループ化する手段と、上記グルー
プ化された反射箇所のうちで当該移動体から最短距離の
ものをこの移動体の進行の安全に関する判定点として抽
出する手段を備える。
自車両の安全走行に関する判定に必要な点を、正確に検
出できるレーダ装置を提供する。 【構成】本発明のレーダ装置は、移動体に搭載され、複
数の方向にビームを放射し物体からの反射波を受信信号
として受信するアンテナを備え、これらの反射波を生じ
させた物体を検出する。そして、このレーダ装置は、上
記複数の方向について反射波の発生源である反射箇所を
検出する反射箇所検出手段と、上記検出された各反射箇
所を同一の物体に属すると推定される単一又は複数の反
射箇所のグループにグループ化する手段と、上記グルー
プ化された反射箇所のうちで当該移動体から最短距離の
ものをこの移動体の進行の安全に関する判定点として抽
出する手段を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の衝突防止システ
ムなどに利用されるレーダ装置に関するものである。
ムなどに利用されるレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の衝突防止システムなどの構成要素
として、先行車両や対向車両などの物体との距離を検出
する車載用レーダ装置が開発されてきている。最近で
は、物体との距離だけでなく、自車両から見た物体が存
在する方向をも検出可能な電子走査型や機械走査型のレ
ーダ装置が開発されつつある。
として、先行車両や対向車両などの物体との距離を検出
する車載用レーダ装置が開発されてきている。最近で
は、物体との距離だけでなく、自車両から見た物体が存
在する方向をも検出可能な電子走査型や機械走査型のレ
ーダ装置が開発されつつある。
【０００３】電子走査型のレーダ装置は、互いに異なる
方向にビームを放射してその反射波を受信するアンテナ
装置を、少しずつ向きをずらして複数隣接させて配列し
ておき、各アンテナ装置について時間をずらして順次ビ
ームの送受信を行わせることにより、どのアンテナ装
置、すなわちどの方向で反射波が発生したかを検知する
ように構成されている。このようなマルチビーム時分割
型ではなく、１個の送受信アンテナの向きを機械的に偏
向させるという機械走査型でも、反射波を生じさせた物
体の方向が検出可能である。
方向にビームを放射してその反射波を受信するアンテナ
装置を、少しずつ向きをずらして複数隣接させて配列し
ておき、各アンテナ装置について時間をずらして順次ビ
ームの送受信を行わせることにより、どのアンテナ装
置、すなわちどの方向で反射波が発生したかを検知する
ように構成されている。このようなマルチビーム時分割
型ではなく、１個の送受信アンテナの向きを機械的に偏
向させるという機械走査型でも、反射波を生じさせた物
体の方向が検出可能である。
【０００４】本出願人の特許第 2567332号（米国特許第
5,448,244 号) などには、各方向の反射波について受信
レベルの重み付け平均化処理を行うことにより、反射波
を生じさせた物体の方向を精度良く検出する方法が開示
されている。このような車載用走査型レーダ装置は、二
次元空間内の空間分解能が向上した結果、単に障害物が
存在するか否かを検出するだけではなく、障害物として
の概略の形状や寸法を検出してコンピュータで解析し、
走行の安全に関してより詳細な自動判定を行う段階にな
りつつある。
5,448,244 号) などには、各方向の反射波について受信
レベルの重み付け平均化処理を行うことにより、反射波
を生じさせた物体の方向を精度良く検出する方法が開示
されている。このような車載用走査型レーダ装置は、二
次元空間内の空間分解能が向上した結果、単に障害物が
存在するか否かを検出するだけではなく、障害物として
の概略の形状や寸法を検出してコンピュータで解析し、
走行の安全に関してより詳細な自動判定を行う段階にな
りつつある。
【０００５】例えば、高分解能のレーダ装置とコンピュ
ータとを組合せることによって、斜め前方を走行中の先
行車両を、これに追突したり接触したりすることなく無
事に追い抜くことができるか否かなどを自動判定したす
ることなどが次の目標となりつつある。すなわち、図１
０を参照すると、自車両の先端近傍に搭載した走査型の
レーダ装置によって、自車両の斜め前方を走行中の先行
車の複数の箇所で発生した反射波が検出される。
ータとを組合せることによって、斜め前方を走行中の先
行車両を、これに追突したり接触したりすることなく無
事に追い抜くことができるか否かなどを自動判定したす
ることなどが次の目標となりつつある。すなわち、図１
０を参照すると、自車両の先端近傍に搭載した走査型の
レーダ装置によって、自車両の斜め前方を走行中の先行
車の複数の箇所で発生した反射波が検出される。
【０００６】反射波を発生させた各反射箇所の方向はビ
ームの放射方向から検出され、各箇所までの距離はビー
ムを放射してから反射波を受信するまでの時間から検出
される。また、各反射箇所で生じた反射波の受信信号の
レベルが、各反射箇所に表示された黒丸の大きさによっ
て例示されている。各反射箇所の方向と距離とについ
て、対応の反射波の受信信号のレベルによる重み付け平
均化処理を行うと、星型の印で表示した重心位置が物体
の位置として検出される。
ームの放射方向から検出され、各箇所までの距離はビー
ムを放射してから反射波を受信するまでの時間から検出
される。また、各反射箇所で生じた反射波の受信信号の
レベルが、各反射箇所に表示された黒丸の大きさによっ
て例示されている。各反射箇所の方向と距離とについ
て、対応の反射波の受信信号のレベルによる重み付け平
均化処理を行うと、星型の印で表示した重心位置が物体
の位置として検出される。
【０００７】図１０に例示するように、斜め前方の先行
車両が自車両と同一の方向に走行中の場合には、コンピ
ュータは、レーダ装置の重心計算による位置検出結果
と、自車両と他車両の概略の車幅とに基づき、追越しあ
るいはすり抜け可能であると判定する。しかしながら、
図１１に例示するように、斜め前方の先行車両の走行方
向が自車両の走行方向と交差している場合には、上述の
ような重心の位置計算の結果と自他車両の車幅とからだ
けでは、すり抜けの可否を判定することはできない。
車両が自車両と同一の方向に走行中の場合には、コンピ
ュータは、レーダ装置の重心計算による位置検出結果
と、自車両と他車両の概略の車幅とに基づき、追越しあ
るいはすり抜け可能であると判定する。しかしながら、
図１１に例示するように、斜め前方の先行車両の走行方
向が自車両の走行方向と交差している場合には、上述の
ような重心の位置計算の結果と自他車両の車幅とからだ
けでは、すり抜けの可否を判定することはできない。
【０００８】そこで、上述のように先行車両の走行方向
が自車両のそれと異なる場合の対策の一例として、図１
２に示すような判定方法を適用することが考えられる。
すなわち、自車両に最も近い検出箇所から自車両の走行
方向に垂線を下ろすと共に、自車両に最も遠い検出箇所
から自車両の走行方向に平行線を引き、これら垂線と平
行線との交点を、マージン（安全に関する余裕度）を含
んだ自車両への最接近箇所として検出する。
が自車両のそれと異なる場合の対策の一例として、図１
２に示すような判定方法を適用することが考えられる。
すなわち、自車両に最も近い検出箇所から自車両の走行
方向に垂線を下ろすと共に、自車両に最も遠い検出箇所
から自車両の走行方向に平行線を引き、これら垂線と平
行線との交点を、マージン（安全に関する余裕度）を含
んだ自車両への最接近箇所として検出する。
【０００９】そして、このようにして検出した、最接近
箇所と自車両の幅とから追越しの際の安全性が判定され
る。追越しの際の安全性が否定的な場合には、ドライバ
ーに対して警報が発生される。上記先行車両の代わりに
ガードレールなどの構築物が存在する場合にも同様であ
る。
箇所と自車両の幅とから追越しの際の安全性が判定され
る。追越しの際の安全性が否定的な場合には、ドライバ
ーに対して警報が発生される。上記先行車両の代わりに
ガードレールなどの構築物が存在する場合にも同様であ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１２を参照して説明
した斜め前方の物体の検出方法では、先行車両がトラッ
クなど全長の大きなものについては、マージンが過大に
なって実用的でなくなるという問題がある。従って、本
発明の一つの目的は、斜め前方の先行車両や構築物など
の物体のうち自車両の安全走行に関する判定に必要な点
を、より正確に検出できるレーダ装置を提供することに
ある。
した斜め前方の物体の検出方法では、先行車両がトラッ
クなど全長の大きなものについては、マージンが過大に
なって実用的でなくなるという問題がある。従って、本
発明の一つの目的は、斜め前方の先行車両や構築物など
の物体のうち自車両の安全走行に関する判定に必要な点
を、より正確に検出できるレーダ装置を提供することに
ある。
【００１１】本発明の他の目的は、自車両の走行方向と
交差する斜めの物体の輪郭を精度良く検出できるレーダ
装置を提供することにある。
交差する斜めの物体の輪郭を精度良く検出できるレーダ
装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明のレーダ装置は、複数の各方向について反
射波の発生源（以下「反射箇所」と称する）を検出する
反射箇所検出手段と、検出された各反射箇所を同一の物
体に属すると推定される単一又は複数の反射箇所のグル
ープにグループ化する手段と、グループ化された反射箇
所のうちで自車両から最短距離のものを自車両の安全走
行に関する判定点として抽出する手段をを備えている。
決する本発明のレーダ装置は、複数の各方向について反
射波の発生源（以下「反射箇所」と称する）を検出する
反射箇所検出手段と、検出された各反射箇所を同一の物
体に属すると推定される単一又は複数の反射箇所のグル
ープにグループ化する手段と、グループ化された反射箇
所のうちで自車両から最短距離のものを自車両の安全走
行に関する判定点として抽出する手段をを備えている。
【００１３】上記従来技術の課題を解決する本発明のレ
ーダ装置は、複数の各方向について反射箇所を検出する
反射箇所検出手段と、検出された各反射箇所を同一の物
体に属すると推定される単一又は複数の反射箇所のグル
ープにグループ化する手段と、グループ化された反射箇
所の配列から物体の輪郭を構成する線分を抽出する線分
抽出手段とを備えている。
ーダ装置は、複数の各方向について反射箇所を検出する
反射箇所検出手段と、検出された各反射箇所を同一の物
体に属すると推定される単一又は複数の反射箇所のグル
ープにグループ化する手段と、グループ化された反射箇
所の配列から物体の輪郭を構成する線分を抽出する線分
抽出手段とを備えている。
【００１４】上記従来技術の課題を解決する本発明のレ
ーダ装置は、複数の各方向について反射箇所を検出する
反射箇所検出手段と、検出された反射箇所のうち、隣接
する一つ又は複数の方向において同一の距離を有する反
射箇所として検出されたものよりも所定値以上小さな受
信レベルを有する反射箇所、又は隣接する一つ又は複数
の方向において同一の距離を有する反射箇所として検出
されており、かつこの方向においては所定の閾値よりも
小さい受信レベルを有するものを、この方向における不
要データと見做して除去する不要データ除去手段を備え
ている。
ーダ装置は、複数の各方向について反射箇所を検出する
反射箇所検出手段と、検出された反射箇所のうち、隣接
する一つ又は複数の方向において同一の距離を有する反
射箇所として検出されたものよりも所定値以上小さな受
信レベルを有する反射箇所、又は隣接する一つ又は複数
の方向において同一の距離を有する反射箇所として検出
されており、かつこの方向においては所定の閾値よりも
小さい受信レベルを有するものを、この方向における不
要データと見做して除去する不要データ除去手段を備え
ている。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態によれ
ば、抽出された線分によって構成される輪郭上に存在す
る移動体から最短距離の点をこの移動体の進行の安全に
関する判定点として検出する手段を備える。また、線分
抽出手段は、検出された各反射箇所から抽出対象の線分
に下ろした垂線の長さを対応の反射波の受信レベルで重
み付けしながら各反射箇所について加算した総和が最小
となるように、線分を抽出するように構成されている。
ば、抽出された線分によって構成される輪郭上に存在す
る移動体から最短距離の点をこの移動体の進行の安全に
関する判定点として検出する手段を備える。また、線分
抽出手段は、検出された各反射箇所から抽出対象の線分
に下ろした垂線の長さを対応の反射波の受信レベルで重
み付けしながら各反射箇所について加算した総和が最小
となるように、線分を抽出するように構成されている。
【００１６】本発明の好適な実施の形態によれば、上記
不要データであるとの判定は、上記検出された各反射箇
所の中にこの不要データの候補に比べて大きな受信レベ
ルと異なる距離を有するものが含まれることを判定のた
めの付加的な条件として行われる。さらに、上記不要デ
ータを出現させる反射物体は、自己の車両の進行方向と
交差する輪郭を有していると判定される。
不要データであるとの判定は、上記検出された各反射箇
所の中にこの不要データの候補に比べて大きな受信レベ
ルと異なる距離を有するものが含まれることを判定のた
めの付加的な条件として行われる。さらに、上記不要デ
ータを出現させる反射物体は、自己の車両の進行方向と
交差する輪郭を有していると判定される。
【００１７】
【実施例】図９は、本発明の一実施例の車載用レーダ装
置の概略の構成を示す機能ブロック図であり、Ａ１〜Ａ
５は図示の便宜上送受共用のアンテナによって例示され
るアンテナ、ＴＲ１〜ＴＲ５は送受信回路、ＰＳはプロ
セッサである。
置の概略の構成を示す機能ブロック図であり、Ａ１〜Ａ
５は図示の便宜上送受共用のアンテナによって例示され
るアンテナ、ＴＲ１〜ＴＲ５は送受信回路、ＰＳはプロ
セッサである。
【００１８】５個のアンテナＡ１，Ａ２・・・Ａ５は、
方向が配列順に少しずつずれた状態で車両の前方に設置
されており、各アンテナから放射されるビームＢ１，Ｂ
２・・・Ｂ５が隣接するものどうしが互いに部分的に重
なり合うように配列されている。プロセッサＰＳの制御
のもとに、送受信回路ＴＲ１〜ＴＲ５の一つで発生され
た送信信号がアンテナＡ１〜Ａ５の対応のものから送信
ビームとして放射される。先行車両や、対向車両や、路
肩のガードレールなどの車両の前方の物体で生じた反射
波が送信ビームを放射した又はこれに隣接するアンテナ
Ａ１〜Ａ５の一つに受信され、対応の送受信回路に供給
される。
方向が配列順に少しずつずれた状態で車両の前方に設置
されており、各アンテナから放射されるビームＢ１，Ｂ
２・・・Ｂ５が隣接するものどうしが互いに部分的に重
なり合うように配列されている。プロセッサＰＳの制御
のもとに、送受信回路ＴＲ１〜ＴＲ５の一つで発生され
た送信信号がアンテナＡ１〜Ａ５の対応のものから送信
ビームとして放射される。先行車両や、対向車両や、路
肩のガードレールなどの車両の前方の物体で生じた反射
波が送信ビームを放射した又はこれに隣接するアンテナ
Ａ１〜Ａ５の一つに受信され、対応の送受信回路に供給
される。
【００１９】プロセッサＰＳは、上記５個の送受信回路
ＴＲ１〜ＴＲ５によって時分割的に行われる送受信のタ
イミングを制御すると共に、各送受信チャンネルの送受
信回路ＴＲ１〜ＴＲ５で得られた反射波に関する情報を
受取って処理する。例えば、このレーダ装置がＦＭ信号
を送信してその反射波を受信するＦＭレーダ装置である
とすれば、プロセッサＰＳは、各送受信チャンネルの送
受信回路ＴＲ１〜ＴＲ５から、受信反射波に関する情報
として、送信信号を分岐した局発信号と反射波との混合
によって発生されたビート信号の周波数とその振幅（レ
ベル）とを受け取る。このビート信号の周波数は物体ま
での距離を示し、ビート信号のレベルは反射波の受信レ
ベルを示す。
ＴＲ１〜ＴＲ５によって時分割的に行われる送受信のタ
イミングを制御すると共に、各送受信チャンネルの送受
信回路ＴＲ１〜ＴＲ５で得られた反射波に関する情報を
受取って処理する。例えば、このレーダ装置がＦＭ信号
を送信してその反射波を受信するＦＭレーダ装置である
とすれば、プロセッサＰＳは、各送受信チャンネルの送
受信回路ＴＲ１〜ＴＲ５から、受信反射波に関する情報
として、送信信号を分岐した局発信号と反射波との混合
によって発生されたビート信号の周波数とその振幅（レ
ベル）とを受け取る。このビート信号の周波数は物体ま
での距離を示し、ビート信号のレベルは反射波の受信レ
ベルを示す。
【００２０】５個の送受信回路ＴＲ１〜ＴＲ５によるビ
ームの送信と受信の動作は、本出願人の特許第 2567332
号に記載されたように、任意のアンテナからビームを送
信して物体による反射波を同一のアンテナの受信する動
作と、任意のアンテナからビームを送信して物体による
反射波を隣接の他のアンテナで受信する動作が混在せし
められる。すなわち、送信アンテナと受信アンテナとを
異ならせる送受信動作の混在により、各隣接アンテナ対
の中間に４個の仮想的なアンテナを追加したと等価な構
成となる。
ームの送信と受信の動作は、本出願人の特許第 2567332
号に記載されたように、任意のアンテナからビームを送
信して物体による反射波を同一のアンテナの受信する動
作と、任意のアンテナからビームを送信して物体による
反射波を隣接の他のアンテナで受信する動作が混在せし
められる。すなわち、送信アンテナと受信アンテナとを
異ならせる送受信動作の混在により、各隣接アンテナ対
の中間に４個の仮想的なアンテナを追加したと等価な構
成となる。
【００２１】図９に示した実施例のレーダ装置では、上
記４個の仮想的なアンテナも含めて全部で９個のアンテ
ナから各方向に９個のビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・
Ｂ９が放射され、物体による反射波が受信される。以下
では、各ビームに対応した９個の送受信系統を送受信チ
ャンネル＃１〜＃９と称する）。
記４個の仮想的なアンテナも含めて全部で９個のアンテ
ナから各方向に９個のビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・
Ｂ９が放射され、物体による反射波が受信される。以下
では、各ビームに対応した９個の送受信系統を送受信チ
ャンネル＃１〜＃９と称する）。
【００２２】図１は、図９に示した構成の時分割マルチ
チャンネル型レーダ装置を自車両の先端に搭載し、上記
９個の送受信チャンネルによる電子走査によって、自車
両の斜め前方を走行中の先行車両を検出する例を示して
いる。反射波を発生させた各反射箇所の方向は送受信チ
ャンネルの識別番号から検出され、各反射箇所までの距
離はビームを放射してから反射波を受信するまでの時間
から検出される。また、各反射箇所で生じた反射波の受
信信号のレベルが、各反射箇所に表示された黒丸の大き
さによって例示されている。
チャンネル型レーダ装置を自車両の先端に搭載し、上記
９個の送受信チャンネルによる電子走査によって、自車
両の斜め前方を走行中の先行車両を検出する例を示して
いる。反射波を発生させた各反射箇所の方向は送受信チ
ャンネルの識別番号から検出され、各反射箇所までの距
離はビームを放射してから反射波を受信するまでの時間
から検出される。また、各反射箇所で生じた反射波の受
信信号のレベルが、各反射箇所に表示された黒丸の大き
さによって例示されている。
【００２３】プロセッサＰＳは、ビームの送受信によっ
て検出された各反射箇所に対して、まず、グループ化を
行う。このグループ化は、上記検出された各反射箇所を
同一の物体に属すると推定される単一又は複数の反射箇
所のグループに分けることによって行われる。このグル
ープ化の方法としては、適宜なものを適用することがで
きる。
て検出された各反射箇所に対して、まず、グループ化を
行う。このグループ化は、上記検出された各反射箇所を
同一の物体に属すると推定される単一又は複数の反射箇
所のグループに分けることによって行われる。このグル
ープ化の方法としては、適宜なものを適用することがで
きる。
【００２４】一例として、図２に示すように、二次元空
間内に存在する反射箇所の群が適宜な時間ΔＴの経過の
前後にわたって、相対的な位置関係が不変であることを
根拠として、これらの反射箇所の群が同一の物体に属す
るものと見做され、一つのグループに属するようにグル
ープ化される。具体的には、反射波の受信レベルが最大
の反射箇所についてΔＴの時間内の変位量が検出され、
この変位量と同一の変位量が残りの反射箇所に与えら
れ、この変位量を与えられた各反射箇所のうち、ΔＴ後
に実測された反射箇所の位置と一致するもののみが選択
的に抽出され、共通のグループに属するようにグループ
化される。
間内に存在する反射箇所の群が適宜な時間ΔＴの経過の
前後にわたって、相対的な位置関係が不変であることを
根拠として、これらの反射箇所の群が同一の物体に属す
るものと見做され、一つのグループに属するようにグル
ープ化される。具体的には、反射波の受信レベルが最大
の反射箇所についてΔＴの時間内の変位量が検出され、
この変位量と同一の変位量が残りの反射箇所に与えら
れ、この変位量を与えられた各反射箇所のうち、ΔＴ後
に実測された反射箇所の位置と一致するもののみが選択
的に抽出され、共通のグループに属するようにグループ
化される。
【００２５】グループ化の他の手法として、図３に示す
ように、相対速度によるグループ化の手法を適用するこ
ともできる。すなわち、各反射箇所について自車両に対
する相対速度が検出され、相対速度がほぼ等しい反射箇
所の群どうしが同一のグループに属するようにグループ
化される。図３の例では、相対速度がそれぞれほぼ同一
の二つのグループにグループ化される。自車両に対する
相対速度は、相対距離の時間変化率から検出することも
できるし、反射波の周波数のドップラーシフト量などか
らも検出することもできる。
ように、相対速度によるグループ化の手法を適用するこ
ともできる。すなわち、各反射箇所について自車両に対
する相対速度が検出され、相対速度がほぼ等しい反射箇
所の群どうしが同一のグループに属するようにグループ
化される。図３の例では、相対速度がそれぞれほぼ同一
の二つのグループにグループ化される。自車両に対する
相対速度は、相対距離の時間変化率から検出することも
できるし、反射波の周波数のドップラーシフト量などか
らも検出することもできる。
【００２６】プロセッサＰＳは、検出された複数の反射
箇所について上述のようなグループ化が終了すると、こ
のグループに属する各反射箇所から線分を抽出する処理
を開始する。プロセッサＰＳは、まず、図４に示すよう
に、反射波の受信レベルが最大の反射箇所を通り、矢印
で示す自車両の走行方向に平行な直線Ｚ（一点鎖点で図
示する）を設定する。
箇所について上述のようなグループ化が終了すると、こ
のグループに属する各反射箇所から線分を抽出する処理
を開始する。プロセッサＰＳは、まず、図４に示すよう
に、反射波の受信レベルが最大の反射箇所を通り、矢印
で示す自車両の走行方向に平行な直線Ｚ（一点鎖点で図
示する）を設定する。
【００２７】次に、プロセッサＰＳは、上記直線Ｚに対
して所定の角度θを成す直線ｍを設定し、この直線ｍに
各反射箇所から垂線ｄｉを下ろす。そして、プロセッサ
ＰＳは、各垂線ｄｉの長さを対応の反射波の受信レベル
Ｌｉで重み付けしながら各反射箇所について加算した総
和Ｗ（θ）＝Σi n （Ｌｉ×ｄｉ）を算定する。プロセ
ッサＰＳはθを少しずつ変化させながら、直線ｍの設定
と上記総和Ｗの算定とを反復することにより、総和Ｗが
最小になる角度θを検出する。プロセッサＰＳは、上記
総和Ｗを最小にする角度θの直線ｍを決定する。
して所定の角度θを成す直線ｍを設定し、この直線ｍに
各反射箇所から垂線ｄｉを下ろす。そして、プロセッサ
ＰＳは、各垂線ｄｉの長さを対応の反射波の受信レベル
Ｌｉで重み付けしながら各反射箇所について加算した総
和Ｗ（θ）＝Σi n （Ｌｉ×ｄｉ）を算定する。プロセ
ッサＰＳはθを少しずつ変化させながら、直線ｍの設定
と上記総和Ｗの算定とを反復することにより、総和Ｗが
最小になる角度θを検出する。プロセッサＰＳは、上記
総和Ｗを最小にする角度θの直線ｍを決定する。
【００２８】プロセッサＰＳは、線分ｍ上に存在する自
車両から最短距離の反射箇所と最遠距離の反射箇所とを
線分Ｍの端点Ｄ，Ｅとして抽出する。続いて、プロセッ
サＰＳは、線分Ｍの抽出の場合と同一の処理を行うこと
により、もう１本の線分Ｎを抽出する。プロセッサＰＳ
は、線分ＭとＮとがほぼ直角に交わることから、それぞ
れの交点を物体の端点と判定する。
車両から最短距離の反射箇所と最遠距離の反射箇所とを
線分Ｍの端点Ｄ，Ｅとして抽出する。続いて、プロセッ
サＰＳは、線分Ｍの抽出の場合と同一の処理を行うこと
により、もう１本の線分Ｎを抽出する。プロセッサＰＳ
は、線分ＭとＮとがほぼ直角に交わることから、それぞ
れの交点を物体の端点と判定する。
【００２９】図１に示した斜め前方を走行中の先行車両
について、上述のようにして検出された輪郭を構成する
２本の線分Ｍ，Ｎと、この先行車両の実際の輪郭との関
係を図６に示す。プロセッサＰＳは、２本の線分Ｍ，Ｎ
で構成される輪郭線上の自車両から最短距離の点を（こ
の例では端点Ｄ）を走行の安全に関する判定点として検
出する。このように、最短距離の点を、各反射箇所の統
計的な処理によって得られた輪郭上で検出することによ
り、データの信頼性が大幅に向上する。また、反射箇所
の一つとは必ずしも一致しない一層正確な位置の最短距
離の点を検出することが可能になる。
について、上述のようにして検出された輪郭を構成する
２本の線分Ｍ，Ｎと、この先行車両の実際の輪郭との関
係を図６に示す。プロセッサＰＳは、２本の線分Ｍ，Ｎ
で構成される輪郭線上の自車両から最短距離の点を（こ
の例では端点Ｄ）を走行の安全に関する判定点として検
出する。このように、最短距離の点を、各反射箇所の統
計的な処理によって得られた輪郭上で検出することによ
り、データの信頼性が大幅に向上する。また、反射箇所
の一つとは必ずしも一致しない一層正確な位置の最短距
離の点を検出することが可能になる。
【００３０】プロセッサは、線分Ｍ上の各点から自車両
の中心の走行予定線上に垂線を下ろし、これら垂線のう
ち長さが最短になるものの位置を自車両の走行の安全に
関する他の判定点として検出する。図６の例では、線分
Ｍの端点Ｅが選択される。プロセッサＰＳは、端点Ｅの
位置と自車両の横幅との関係から、走行方向を変えるこ
となく先行車両を追越すことには衝突の危険を伴うと判
定し、これをドライバーに警告する。輪郭が自車両の走
行予定線と現在交差していない場合でも、両車両の相対
速度を考慮して算定した将来の輪郭（ベクトル）が交差
することをもって警告を発する構成とすることもでき
る。
の中心の走行予定線上に垂線を下ろし、これら垂線のう
ち長さが最短になるものの位置を自車両の走行の安全に
関する他の判定点として検出する。図６の例では、線分
Ｍの端点Ｅが選択される。プロセッサＰＳは、端点Ｅの
位置と自車両の横幅との関係から、走行方向を変えるこ
となく先行車両を追越すことには衝突の危険を伴うと判
定し、これをドライバーに警告する。輪郭が自車両の走
行予定線と現在交差していない場合でも、両車両の相対
速度を考慮して算定した将来の輪郭（ベクトル）が交差
することをもって警告を発する構成とすることもでき
る。
【００３１】次に、不要な反射箇所を除去して検出精度
を高める手法について、図７を参照しながら説明する。
図７においても、これまでと同様に、黒丸の位置はレー
ダ装置で検出された反射箇所を示し、黒丸の大きさは反
射波の受信レベルの大きさを示している。図中のＦ，
Ｇ，Ｈは、自車両の先端近傍に搭載したレーダ装置を中
心とする円弧であり、同一の円弧上に存在する各反射箇
所は自車両から等距離の関係にある。
を高める手法について、図７を参照しながら説明する。
図７においても、これまでと同様に、黒丸の位置はレー
ダ装置で検出された反射箇所を示し、黒丸の大きさは反
射波の受信レベルの大きさを示している。図中のＦ，
Ｇ，Ｈは、自車両の先端近傍に搭載したレーダ装置を中
心とする円弧であり、同一の円弧上に存在する各反射箇
所は自車両から等距離の関係にある。
【００３２】この例は、大きな黒丸で示されるいくつか
の反射箇所が対応の送受信チャンネルのビームの中心近
傍において大きな受信レベルで検出されると共に、それ
らと同一の反射箇所が隣接の送受信チャンネルのビーム
の周辺部分において小さな受信レベルで検出されること
を例示している。
の反射箇所が対応の送受信チャンネルのビームの中心近
傍において大きな受信レベルで検出されると共に、それ
らと同一の反射箇所が隣接の送受信チャンネルのビーム
の周辺部分において小さな受信レベルで検出されること
を例示している。
【００３３】例えば、図示のように、反射箇所αがビー
ムＢ２の中心箇所において大きな受信レベルで検出され
る。そして、この反射箇所は、ビームＢ２の両側のビー
ムＢ１とＢ３のそれぞれの周辺部において、それぞれ小
さな受信レベルの反射箇所としても検出される。
ムＢ２の中心箇所において大きな受信レベルで検出され
る。そして、この反射箇所は、ビームＢ２の両側のビー
ムＢ１とＢ３のそれぞれの周辺部において、それぞれ小
さな受信レベルの反射箇所としても検出される。
【００３４】しかしながら、これらの反射箇所は、ビー
ムＢ１とＢ３のそれぞれの中心で発生したもとして取り
扱われ、黒丸βとγで示すように、隣接ビームの中心の
位置に小さな黒丸で表示される。このように、反射波が
各ビーム内の中心部で発生したか周辺部で発生したかは
弁別不能であり、このためビーム内で発生した反射波は
全てビームの中心で発生したものとして取り扱われる。
ムＢ１とＢ３のそれぞれの中心で発生したもとして取り
扱われ、黒丸βとγで示すように、隣接ビームの中心の
位置に小さな黒丸で表示される。このように、反射波が
各ビーム内の中心部で発生したか周辺部で発生したかは
弁別不能であり、このためビーム内で発生した反射波は
全てビームの中心で発生したものとして取り扱われる。
【００３５】図７に例示した反射箇所の位置関係を、Ｆ
Ｍレーダ装置の場合を例にとって、隣接送受信チャンネ
ル間の受信信号の関係で説明する。ＦＭレーダ装置の場
合には、物体からの反射波として受信されたＦＭ信号が
送信ＦＭ信号の一部と混合されてビート信号が発生せし
められる。このビート信号の周波数は物体までの距離を
示し、レベルは受信反射波の強度を示す。送受信チャン
ネル＃２と、その両側の送受信チャンネル＃１と＃３で
発生するビート信号の相互の関係の一例は、図８に示す
ようなものとなる。
Ｍレーダ装置の場合を例にとって、隣接送受信チャンネ
ル間の受信信号の関係で説明する。ＦＭレーダ装置の場
合には、物体からの反射波として受信されたＦＭ信号が
送信ＦＭ信号の一部と混合されてビート信号が発生せし
められる。このビート信号の周波数は物体までの距離を
示し、レベルは受信反射波の強度を示す。送受信チャン
ネル＃２と、その両側の送受信チャンネル＃１と＃３で
発生するビート信号の相互の関係の一例は、図８に示す
ようなものとなる。
【００３６】送受信チャンネル＃２で検出されるビート
信号αは、隣接の送受信チャンネル＃１と＃３のそれぞ
れで、周波数は同一でレベルが低下したビート信号β、
γとして検出される。このレベルの低下の度合いは、各
ビームの中心部のアンテナ利得に対するビームの周辺部
の利得の比率η（dB）に対応する。このような性質を利
用して、送受信チャンネルチャンネル＃１と＃３のそれ
ぞれから、ビート信号αの受信レベルよりも、ビーム内
の利得の比率ηを考慮して定めた所定の比率以上小さな
受信レベルを有するビート信号βとγのそれぞれを不要
信号として除去することにより、検出精度を高めること
ができる。
信号αは、隣接の送受信チャンネル＃１と＃３のそれぞ
れで、周波数は同一でレベルが低下したビート信号β、
γとして検出される。このレベルの低下の度合いは、各
ビームの中心部のアンテナ利得に対するビームの周辺部
の利得の比率η（dB）に対応する。このような性質を利
用して、送受信チャンネルチャンネル＃１と＃３のそれ
ぞれから、ビート信号αの受信レベルよりも、ビーム内
の利得の比率ηを考慮して定めた所定の比率以上小さな
受信レベルを有するビート信号βとγのそれぞれを不要
信号として除去することにより、検出精度を高めること
ができる。
【００３７】上記比率ηなどから定めた所定の比率を、
消去の判定基準とする代わりに、βやγと同一の距離を
有する信号αが一つ又は複数の隣接チャンネルで検出さ
れておりそのものの値が各方向について定められている
閾値よりも小さいことを基準にしてこのβやγを不要信
号として消去する構成としてもよい。
消去の判定基準とする代わりに、βやγと同一の距離を
有する信号αが一つ又は複数の隣接チャンネルで検出さ
れておりそのものの値が各方向について定められている
閾値よりも小さいことを基準にしてこのβやγを不要信
号として消去する構成としてもよい。
【００３８】以上、データの信頼性と位置精度を高める
ために自車両からの最短距離の点を輪郭線上で検出する
構成を例示した。しかしながら、データの信頼性と位置
精度の多少の低下が許容可能であれば、輪郭線を求める
ことなく、グループ化された反射箇所のうち最短距離の
ものを、自車両からの最短距離の点として検出してもよ
い。
ために自車両からの最短距離の点を輪郭線上で検出する
構成を例示した。しかしながら、データの信頼性と位置
精度の多少の低下が許容可能であれば、輪郭線を求める
ことなく、グループ化された反射箇所のうち最短距離の
ものを、自車両からの最短距離の点として検出してもよ
い。
【００３９】また、ＦＭレーダ装置の場合を例にとって
本発明を説明した。しかしながら、ＦＭレーダ装置に限
らず、パルスレーダ装置や、ＡＭレーダ装置や、あるい
は、レーザレーダ装置など他の適宜な形態のレーダ装置
に本発明を適用できることは明らかである。
本発明を説明した。しかしながら、ＦＭレーダ装置に限
らず、パルスレーダ装置や、ＡＭレーダ装置や、あるい
は、レーザレーダ装置など他の適宜な形態のレーダ装置
に本発明を適用できることは明らかである。
【００４０】さらに、車両に搭載する場合を例にとって
本発明を説明した。しかしながら、本発明のレーダ装置
は、船舶など車両以外の移動体に搭載することもでき
る。
本発明を説明した。しかしながら、本発明のレーダ装置
は、船舶など車両以外の移動体に搭載することもでき
る。
【００４１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のレ
ーダ装置は、検出された各反射箇所を同一の物体に属す
ると推定されるグループにグループ化し、グループ化さ
れた反射箇所の配列から最短距離の反射箇所を検出した
り、物体の輪郭を構成する線分を抽出したりする手段と
を備える構成であるから、物体上の最短距離やの箇所や
物体の輪郭が検出可能となり、安全走行に関する各種の
自動判定の精度が大幅に向上する。
ーダ装置は、検出された各反射箇所を同一の物体に属す
ると推定されるグループにグループ化し、グループ化さ
れた反射箇所の配列から最短距離の反射箇所を検出した
り、物体の輪郭を構成する線分を抽出したりする手段と
を備える構成であるから、物体上の最短距離やの箇所や
物体の輪郭が検出可能となり、安全走行に関する各種の
自動判定の精度が大幅に向上する。
【００４２】また、本発明の他のレーダ装置は、検出さ
れた各反射箇所のうち、隣接する方向において同一の距
離とより大きな受信レベルを有する反射箇所として検出
されたものを不要データと見做して除去する不要データ
除去手段を備える構成であるから、自車両の走行方向と
交差する斜めの物体の輪郭を精度良く検出できる。
れた各反射箇所のうち、隣接する方向において同一の距
離とより大きな受信レベルを有する反射箇所として検出
されたものを不要データと見做して除去する不要データ
除去手段を備える構成であるから、自車両の走行方向と
交差する斜めの物体の輪郭を精度良く検出できる。
【図１】本発明の一実施例のレーダ装置が行う反射箇所
のグループ化の手法を説明する概念図である。
のグループ化の手法を説明する概念図である。
【図２】上記レーダ装置が行う反射箇所のグループ化の
具体的手法の一例を説明するための概念図である。
具体的手法の一例を説明するための概念図である。
【図３】上記レーダ装置が行う反射箇所のグループ化の
具体的手法の他の一例を説明するための概念図である。
具体的手法の他の一例を説明するための概念図である。
【図４】上記レーダ装置が行うグループ化された反射箇
所から線分を抽出する具体的手法の一例を説明するため
の概念図である。
所から線分を抽出する具体的手法の一例を説明するため
の概念図である。
【図５】上記レーダ装置が行うグループ化された反射箇
所から線分を抽出する具体的手法の一例を説明するため
の概念図である。
所から線分を抽出する具体的手法の一例を説明するため
の概念図である。
【図６】上記レーダ装置によるグループ化と線分の抽出
とによって得られた物体の輪郭の一例を説明するための
概念図である。
とによって得られた物体の輪郭の一例を説明するための
概念図である。
【図７】上記レーダ装置が検出精度を高めるために行う
不要反射波の発生の様子を、各送受信チャンネルの位置
関係によって説明するための概念図である。
不要反射波の発生の様子を、各送受信チャンネルの位置
関係によって説明するための概念図である。
【図８】上記不要反射波の除去の様子を各送受信チャン
ネルの受信信号の関係によって説明するための概念図で
ある。
ネルの受信信号の関係によって説明するための概念図で
ある。
【図９】上記実施例のレーダ装置の構成の一例を示す機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【図10】従来技術において自車両の斜め前方の先行車両
をレーダ装置で検出し、安全走行に関する判定を行う一
例を説明するための概念図である。
をレーダ装置で検出し、安全走行に関する判定を行う一
例を説明するための概念図である。
【図11】従来技術において自車両の斜め前方の先行車両
をレーダ装置検出し、安全走行に関する判定を行う他の
一例を説明するための概念図である。
をレーダ装置検出し、安全走行に関する判定を行う他の
一例を説明するための概念図である。
【図12】自車両の斜め前方の先行車両を検出し、安全走
行に関する判定を行うために従来技術を発展させること
により考えられる一例を説明するための概念図である。
行に関する判定を行うために従来技術を発展させること
により考えられる一例を説明するための概念図である。
V1 自車両 V2 先行車両 R レーダ装置 A1〜A5 各送受信チャンネルのアンテナ B1〜B9 各送受信チャンネルの送信ビーム TR1-TR5 送受信回路 PS プロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 卓 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5J070 AB17 AC02 AC06 AC11 AD05 AD08 AE01 AE20 AF03 AG07 AH14 AH19 AH23 AH33 AH50 AJ04 AJ10 AK22 BA01 BF02 BF03 BF04 BF10 BF12
Claims (11)
- 【請求項１】複数の方向にビームを放射し物体からの反
射波を受信信号として受信するアンテナを備え、これら
の反射波を生じさせた物体を検出する移動体に搭載され
たレーダ装置において、 前記複数の各方向について反射波の発生源（以下「反射
箇所」と称する）を検出する反射箇所検出手段と、 前記検出された各反射箇所を同一の物体に属すると推定
される単一又は複数の反射箇所のグループにグループ化
する手段と、 前記グループ化された反射箇所のうちで当該移動体から
最短距離のものをこの移動体の進行の安全に関する判定
点として抽出する手段を備えたことを特徴とするレーダ
装置。 - 【請求項２】複数の方向にビームを放射し物体からの反
射波を受信信号として受信するアンテナを備え、これら
の反射波を生じさせた物体を検出する移動体に搭載され
たレーダ装置において、 前記複数の各方向について反射箇所を検出する反射箇所
検出手段と、 前記検出された各反射箇所を同一の物体に属すると推定
される単一又は複数の反射箇所のグループにグループ化
する手段と、 前記グループ化された反射箇所の配列から物体の輪郭を
構成する線分を抽出する線分抽出手段とを備えたことを
特徴とするレーダ装置。 - 【請求項３】請求項２において、 前記抽出された線分によって構成される輪郭上に存在す
る前記移動体から最短距離の点をこの移動体の進行の安
全に関する判定点として検出する手段を備えたことを特
徴とするレーダ装置。 - 【請求項４】請求項２と３のそれぞれにおいて、 前記抽出した線分上に存在する各点から前記移動体の中
心の進行予定線上に垂線を下ろし、この垂線の長さが最
短の線分上の点を、前記移動体の進行の安全に関する判
定点として検出する手段を備えたことを特徴とするレー
ダ装置。 - 【請求項５】請求項２乃至４のそれぞれにおいて、 前記線分抽出手段は、前記検出された各反射箇所から前
記抽出対象の線分に下ろした垂線の長さを対応の反射波
の受信レベルで重み付けしながら各反射箇所について加
算し、この加算の総和が最小となるように、前記線分を
抽出することを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項６】請求項２乃至５のそれぞれにおいて、 前記抽出された２本の線分がほぼ直交する点を物体の端
点として認識する手段を備えたことを特徴とするレーダ
装置。 - 【請求項７】請求項１乃至６のそれぞれにおいて、 前記移動体は車両であり、前記複数の方向へのビームの
放射は、異なる方向を向いて配列された複数のアンテナ
から時分割的に行われることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項８】複数の方向にビームを放射し物体からの反
射波を受信信号として受信するアンテナを備え、これら
の反射波を生じさせた物体を検出する移動体に搭載され
たレーダ装置において、 前記複数の各方向について反射箇所を検出する反射箇所
検出手段と、 前記検出された反射箇所のうち、隣接する一つ又は複数
の方向において同一の距離を有する反射箇所として検出
されたものよりも所定値以上小さな受信レベルを有する
反射箇所をこの方向における不要データと見做して除去
する不要データ除去手段を備えたことを特徴とするレー
ダ装置。 - 【請求項９】複数の方向にビームを放射し物体からの反
射波を受信信号として受信するアンテナを備え、これら
の反射波を生じさせた物体を検出する移動体に搭載され
たレーダ装置において、 前記複数の各方向について反射箇所を検出する反射箇所
検出手段と、 前記検出された反射箇所のうち、隣接する一つ又は複数
の方向において同一の距離を有する反射箇所として検出
されており、かつこの方向においては所定の閾値よりも
小さい受信レベルを有するものをこの方向における不要
データと見做して除去する不要データ除去手段を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項10】請求項９において、 前記不要データであるとの判定は、前記検出された各反
射箇所の中にこの不要データの候補に比べて大きな受信
レベルと異なる距離を有するものが含まれることを判定
のための付加的な条件として行われることを特徴とする
レーダ装置。 - 【請求項11】請求項９と１０のそれぞれにおいて、 前記不要データを出現させる反射物体は、自装置の進行
方向と交差する輪郭又は交差する可能生のあるベクトル
を有していると判定することを特徴とするレーダ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006210A JP2000206241A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | レ―ダ装置 |
| US09/481,068 US6380884B1 (en) | 1999-01-13 | 2000-01-11 | Radar apparatus |
| EP00300219A EP1020736B1 (en) | 1999-01-13 | 2000-01-13 | Radar apparatus |
| DE60027061T DE60027061T2 (de) | 1999-01-13 | 2000-01-13 | Radargerät |
| EP05008233A EP1557690B1 (en) | 1999-01-13 | 2000-01-13 | Radar apparatus |
| DE60036235T DE60036235T2 (de) | 1999-01-13 | 2000-01-13 | Radargerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006210A JP2000206241A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | レ―ダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206241A true JP2000206241A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11632177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006210A Withdrawn JP2000206241A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | レ―ダ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6380884B1 (ja) |
| EP (2) | EP1020736B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000206241A (ja) |
| DE (2) | DE60036235T2 (ja) |
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