JP3142463B2 - 距離および速度測定装置 - Google Patents

距離および速度測定装置

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JP3142463B2
JP3142463B2 JP07236881A JP23688195A JP3142463B2 JP 3142463 B2 JP3142463 B2 JP 3142463B2 JP 07236881 A JP07236881 A JP 07236881A JP 23688195 A JP23688195 A JP 23688195A JP 3142463 B2 JP3142463 B2 JP 3142463B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は距離および速度測定
装置に係わり、特に異常検知・処理機能を有する距離お
よび速度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年自動車の追突事故を防止するために
前方の障害物と自車との間の距離および相対速度を計測
・表示する装置として、いわゆるFM−CWレーダの実
用化が進められている。このFM−CWレーダは所定の
周波数幅でFM変調された送信波をアンテナから送信す
るとともに、前方障害物で反射された反射波を受信す
る。
【0003】そして送信波と反射波とのビート周波数を
周波数分析し、所定のしきい値以上のスペクトルを検出
することにより前方障害物と自車との間の距離および相
対速度が決定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重畳し
たノイズにより距離および相対速度が誤差を含む場合が
あり、装置の信頼性を損なう。本発明は上記課題に鑑み
なされたものであって、異常検知機能および処理機能を
具備することにより距離および速度測定装置の信頼性を
向上することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る距離およ
び速度測定装置は、送信波と障害物から反射される反射
波とのビート数を出力するFM−CWレーダと、FM−
CWレーダから出力されるビート波をサンプリングして
ディジタル信号に変換するA/D変換部と、A/D変換
部によって変換されたディジタル信号を周波数分析する
周波数分析部と、周波数分析部における周波数分析結果
に基づいて前方障害物と自車との間の距離および前方障
害物に対する自車の相対速度を表示する表示部と、A/
D変換部の出力がA/D変換部で変換可能な最大値ある
いは最小値を含む場合には異常状態であると判定する異
常判定部と、異常判定部において異常と判定された時に
表示部からの距離および相対速度の出力を中断する異常
処理部と、を含む。
【0006】請求項2に係る距離および速度測定装置
は、異常判定部が、A/D変換部の出力が予め定められ
た最大値以上あるいは予め定められた最小値以下の出力
を含む場合には異常状態であると判定する。請求項3に
係る距離および速度測定装置は、異常判定部が、周波数
分析部による周波数分析結果が所定の監視区域外のスペ
クトルを含む場合には異常状態であると判定する。
【0007】請求項4に係る距離および速度測定装置
は、異常処理部が、異常判定部において異常と判定され
た場合には表示部からの距離および相対速度の出力を前
回の表示に保持する。請求項5に係る距離および速度測
定装置は、異常処理部が、異常判定部において異常と判
定された場合には表示部からの距離および相対速度は測
定不能として処理する。
【0008】請求項6に係る距離および速度測定装置
は、異常処理部が、異常判定部において異常と判定され
た場合にはそれ以前に得られた距離および相対速度の外
挿値を今回の距離および相対速度として出力する。請求
項7に係る距離および速度測定装置は、送信波と障害物
から反射される反射波とのビート数を出力するFM−C
Wレーダと、FM−CWレーダから出力されるビート波
をサンプリングしてディジタル信号に変換するA/D変
換部と、A/D変換部によって変換されたディジタル信
号を周波数分析する周波数分析部と、周波数分析部にお
ける周波数分析結果に基づいて前方障害物と自車との間
の距離および前方障害物に対する自車の相対速度を表示
する表示部と、表示部に表示された距離および相対速度
に基づいて周波数分析部における周波数分析結果を処理
するためのしきい値を更新するしきい値更新部と、A/
D変換部の出力がA/D変換部で変換可能な最大値ある
いは最小値を含む場合には異常状態であると判定する異
常判定部と、異常判定部において異常と判定された場合
にはしきい値更新部におけるしきい値の更新を中断する
異常処理部と、を含む。
【0009】請求項8に係る距離および速度測定装置
は、異常判定部が、A/D変換部の出力が予め定められ
た最大値以上あるいは予め定められた最小値以下の出力
を含む場合には異常状態であると判定する。請求項9に
係る距離および速度測定装置は、異常判定部が、周波数
分析部による周波数分析結果が所定の監視区域外のスペ
クトルを含む場合には異常状態であると判定する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる距離および
速度測定装置の実施例の構成図であって、FM−CWレ
ーダ11と処理部12とから構成される。FM−CWレ
ーダ11はCW送信器111、アンテナ112、混合器
113およびビート波検出器114より構成される。
【0011】即ちCW送信器111で発振されたFM変
調波はアンテナ112から前方障害物115に向かって
放射される。前方障害物115からの反射波はアンテナ
112で受信されて混合器113においてCW送信器1
11で発振されたFM変調波と混合され、そのビート波
がビート波検出器114から出力される。処理部12は
いわゆるマイクロコンピュータシステムであって、デー
タバス121を中心としてCPU122、周波数分析器
123、A/Dコンバータ124、メモリ125、出力
インターフェイス126およびCRTディスプレイ12
7から構成される。
【0012】即ちFM−CWレーダ11から出力された
ビート波はA/Dコンバータ124を介して処理部12
に取り込まれ周波数分析器123で周波数分析される。
この周波数分析結果をCPU122において処理して前
方障害物と自車との間の距離および相対速度を算出し、
出力インターフェイス126を介してCRTディスプレ
イ127に出力する。また、CPU122はさらに異常
検出および異常処理を実行する。
【0013】図2はCPU122で実行されるメインル
ーチンのフローチャートであって、ステップ21でビー
ト波入力処理、ステップ22でビート波を周波数分析処
理、ステップ23で出力処理を実行してこのルーチンを
終了する。図3はビート波入力処理のフローチャートで
あって、ステップ211において取り込むべきビート波
の点数を示すインデックスiを "0" にリセットする。
【0014】ステップ212でビート波B(i)を取り
込み、ステップ213でビート波B(i)が上限値BU
と下限値BL との間にあるかを判別する。なお上限値B
U および下限値BL はA/Dコンバータ124の変換可
能なレンジの最大値および最小値(8ビットのA/Dコ
ンバータであれば、 "FF" および "00" )に設定す
ることができる。
【0015】またA/Dコンバータ124の変換可能な
レンジ内で所定の値に設定してもよい。ステップ213
で否定判定されたとき、即ち上限値BU と下限値BL
の間にないときはステップ214に進み、異常フラグX
Dを "1" に設定してステップ215に進む。
【0016】ステップ213で肯定判定されたとき、即
ち上限値BU と下限値BL との間にあるときは直接ステ
ップ215に進み、インデックスiが所定値N(例えば
128)異常であるかを判定する。ステップ215で否
定判定されたときはステップ216に進み、インデック
スiをインクリメントしてステップ212に戻る。
【0017】図4は周波数分析処理のフローチャートで
あって、ステップ221において異常フラグXDが "
1" であるかを判定し、肯定判定されれば特に処理を実
行せずにこのルーチンを終了する。ステップ221で否
定判定されればステップ222に進み、ビート波B
(i)(1≦i≦N)の周波数分析を実行しスペクトル
F(j)(1≦j≦M)を得る。
【0018】ステップ223でスペクトルインデックス
jを "0" にリセットし、ステップ224でスペクトル
F(j)が予め設定した上限値FU と下限値FL との間
にあるかを判別する。なお上限値FU と下限値FL は、
監視範囲等を考慮して設定される。ステップ224で否
定判定されたときはステップ225で異常フラグXDを
"1" に設定してステップ226に進む。
【0019】ステップ224で肯定判定されたときは直
接ステップ226に進み、スペクトルインデックスjが
予め定められた値 "M" 以上であるかが判定される。ス
テップ226で否定判定されればステップ227に進
み、スペクトルインデックスjをインクリメントしてス
テップ224に戻る。ステップ226で肯定判定された
ときは、ステップ228に進み前方障害物との間の距離
および前方障害物に対する相対速度を算出してこの処理
を終了する。
【0020】即ち所定のしきい値以上のスペクトルを有
する周波数を検索し、この周波数の基づき距離および速
度が算出される。なおしきい値は固定値とすることもで
きるが、算出された速度および距離の関数としてしきい
値を順次更新することも可能である。図5は出力処理の
フローチャートであって、ステップ231で異常フラグ
XDが "1" であるかを判定し、肯定判定されたときは
直接ステップ234に進む。
【0021】ステップ231で否定判定されたときはス
テップ232で異常表示処理を、ステップ233で異常
しきい値処理を実行し、ステップ234でCRTディス
プレイ127に前方障害物との間の距離および前方障害
物に対する相対速度を表示してこの処理を終了する。な
おステップ232で実行される異常表示処理としては、
例えば以下の処理が適用可能である。 (1)前回算出された距離・相対速度をそのまま表示す
る。 (2)測定不能である旨を表示する。 (3)前回、前前回・・・に算出された距離・相対速度
に基づき表示する距離・相対速度を外挿算出する。
【0022】またステップ233で実行される異常しき
い値処理としては、例えば以下の処理が適用可能であ
る。 (1)前回算出された距離・相対速度をそのまま使用し
てしきい値を更新する。 (2)しきい値の更新を中止する。
【0023】
【発明の効果】請求項1に係る距離および速度測定装置
によれば、A/D変換部の出力がA/D変換部で変換可
能な最大値あるいは最小値を含む場合には異常状態であ
るとして表示部からの距離および相対速度の出力を中断
することにより運転者に誤った情報を提供することが防
止される。
【0024】請求項2に係る距離および速度測定装置に
よれば、A/D変換部の出力が予め定められた最大値以
上あるいは予め定められた最小値以下の出力を含む場合
には異常状態であるとして表示部からの距離および相対
速度の出力を中断することにより運転者に誤った情報を
提供することが防止される。請求項3に係る距離および
速度測定装置によれば、周波数分析結果が所定の監視区
域外のスペクトルを含む場合には異常状態であるとして
表示部からの距離および相対速度の出力を中断すること
により運転者に誤った情報を提供することが防止され
る。
【0025】請求項4に係る距離および速度測定装置に
よれば、異常と判定された場合には表示部からの距離お
よび相対速度の出力を前回の表示に保持することにより
運転者に誤った情報を提供することが防止される。請求
項5に係る距離および速度測定装置によれば、異常と判
定された場合には表示部からの距離および相対速度は測
定不能として処理することにより運転者に誤った情報を
提供することが防止される。
【0026】請求項6に係る距離および速度測定装置に
よれば、異常と判定された場合にはそれ以前に得られた
距離および相対速度の外挿値を今回の距離および相対速
度として出力することにより運転者に誤った情報を提供
することが防止される。請求項7に係る距離および速度
測定装置によれば、異常と判定された場合にはしきい値
更新部におけるしきい値の更新を中断することにより速
度および距離の算出精度が悪化することが防止される。
【0027】請求項8に係る距離および速度測定装置に
よれば、A/D変換部の出力が予め定められた最大値以
上あるいは予め定められた最小値以下の出力を含む場合
には異常状態であると判定し、しきい値の更新を中断す
ることにより速度および距離の算出精度が悪化すること
が防止される。請求項9に係る距離および速度測定装置
によれば、周波数分析結果が所定の監視区域外のスペク
トルを含む場合には異常状態であると判定し、しきい値
の更新を中断することにより速度および距離の算出精度
が悪化することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成図である。
【図2】メインルーチンのフローチャートである。
【図3】ビート波入力処理のフローチャートである。
【図4】周波数分析処理のフローチャートである。
【図5】出力処理のフローチャートである。
【符号の説明】
11…FM−CWレーダ 111…CW送信器 112…アンテナ 113…混合器 114…ビート波検出器 115…障害物 12…処理部 121…データバス 122…CPU 123…周波数分析器 124…A/Dコンバータ 125…メモリ 126…出力インターフェイス 127…CRTディスプレイ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信波と障害物から反射される反射波と
    のビート数を出力するFM−CWレーダと、 前記FM−CWレーダから出力されるビート波をサンプ
    リングしてディジタル信号に変換するA/D変換部と、 前記A/D変換部によって変換されたディジタル信号を
    周波数分析する周波数分析部と、 前記周波数分析部における周波数分析結果に基づいて前
    方障害物と自車との間の距離および前方障害物に対する
    自車の相対速度を表示する表示部と、を具備する距離お
    よび速度測定装置において、 前記A/D変換部の出力が前記A/D変換部で変換可能
    な最大値あるいは最小値を含む場合には異常状態である
    と判定する異常判定部と、 前記異常判定部において異常と判定された時に前記表示
    部からの距離および相対速度の出力を中断する異常処理
    部と、を含むことを特徴とする距離および速度測定装
    置。
  2. 【請求項2】 前記異常判定部が、 前記A/D変換部の出力が、予め定められた最大値以上
    あるいは予め定められた最小値以下の出力を含む場合に
    は異常状態であると判定するものである請求項1に記載
    の距離および速度測定装置。
  3. 【請求項3】 前記異常判定部が、 前記周波数分析部による周波数分析結果が所定の監視区
    域外のスペクトルを含む場合には異常状態であると判定
    するものである請求項1に記載の距離および速度測定装
    置。
  4. 【請求項4】 前記異常処理部が、 前記異常判定部において異常と判定された場合には、前
    記表示部からの距離および相対速度の出力を前回の表示
    に保持するものである請求項1から3のいずれか1項に
    記載の距離および速度測定装置。
  5. 【請求項5】 前記異常処理部が、 前記異常判定部において異常と判定された場合には、前
    記表示部からの距離および相対速度は測定不能として処
    理するものである請求項1から3のいずれか1項に記載
    の距離および速度測定装置。
  6. 【請求項6】 前記異常処理部が、 前記異常判定部において異常と判定された場合には、そ
    れ以前に得られた距離および相対速度の外挿値を今回の
    距離および相対速度として出力するものである請求項1
    から3のいずれか1項に記載の距離および速度測定装
    置。
  7. 【請求項7】 送信波と障害物から反射される反射波と
    のビート数を出力するFM−CWレーダと、 前記FM−CWレーダから出力されるビート波をサンプ
    リングしてディジタル信号に変換するA/D変換部と、 前記A/D変換部によって変換されたディジタル信号を
    周波数分析する周波数分析部と、 前記周波数分析部における周波数分析結果に基づいて前
    方障害物と自車との間の距離および前方障害物に対する
    自車の相対速度を表示する表示部と、 前記表示部に表示された距離および相対速度に基づいて
    前記周波数分析部における周波数分析結果を処理するた
    めのしきい値を更新するしきい値更新部と、を具備する
    距離および速度測定装置において、 前記A/D変換部の出力が前記A/D変換部で変換可能
    な最大値あるいは最小値を含む場合には異常状態である
    と判定する異常判定部と、 前記異常判定部において異常と判定された場合には、前
    記しきい値更新部におけるしきい値の更新を中断する異
    常処理部と、を含むことを特徴とする距離および速度測
    定装置。
  8. 【請求項8】 前記異常判定部が、 前記A/D変換部の出力が、予め定められた最大値以上
    あるいは予め定められた最小値以下の出力を含む場合に
    は異常状態であると判定するものである請求項7に記載
    の距離および速度測定装置。
  9. 【請求項9】 前記異常判定部が、 前記周波数分析部による周波数分析結果が所定の監視区
    域外のスペクトルを含む場合には異常状態であると判定
    するものである請求項7に記載の距離および速度測定装
    置。
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