JP4760123B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置にかかり、特に、ＰＮ符号に基づいて計測用信号を発信するレーダ装置に関する。

従来より、例えば、周囲に存在する他車両との距離を計測するために、車両にレーザレーダ装置が装備されている。その一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されている装置は、他車両との混信が発生した場合に、ＧＰＳを用いて双方に共通の時間情報を取得し、この取得した時間情報に基づいて送信タイミングを変化させて調整する、というＴＤＭＡ方式にて行われている。

特開平９−１５９７６４号公報

しかしながら、上記従来例におけるレーザレーダ装置では、ＧＰＳ受信機を装備し、かつ、かかる情報を用いた処理が必要となるため、車載システムの構成が複雑となり、コストが増大する、という問題が生じうる。

また、上述したようにＴＤＭＡ方式を用いていることから、同時接続数を多数確保することが困難であり、必要によっては送信間隔を十分に広く取る必要がある。従って、測定時間が長くかかり、車両の周囲、特に、全方向などの他方向に存在する他車両や障害物を監視することが困難である、という問題が生じうる。

このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、他者との混信を抑制し、低コスト化を図ることができるレーザ装置を提供すること、をその目的とする。

そこで、本発明の一形態であるレーダ装置は、
計測用信号を所定のＰＮ符号に基づいた発信条件にて発信制御する発信制御手段と、計測用信号を発信する出力手段と、を備え、他信号と識別可能なよう計測用信号を発信するレーダ装置であって、
計測用信号の発信条件をランダムに設定する発信条件設定手段を備えた、ことを特徴としている。

上記発明によると、ランダムに設定されたＰＮ符号のパターン、さらには、かかるＰＮ符号に基づいた発信条件にて、計測用信号が出力手段から発信される。そして、かかる信号が計測などに用いられる。このように、発信条件はランダムに設定されていることから、他の者が用いる計測用信号と同一の発信条件となることが抑制され、計測用信号の混信を有効に抑制することができる。従って、かかる計測を利用する際の個別調整が不要となり、すべてを同一の構成にて生産することができるため、生産性の向上及びコストの低下を図ることができる。

また、発信条件設定手段は、ＰＮ符号を設定することにより発信条件を設定する、ことを特徴としている。また、発信条件設定手段は、特定のＰＮ符号に基づいて発信される計測用信号の繰り返し周期を設定することにより発信条件を設定する、ことを特徴としている。このとき、発信条件設定手段は、繰り返し周期にて設定された回数だけ発信制御手段が計測用信号を発信した後に、他のＰＮ符号を設定することにより発信条件を設定する、ことを特徴としている。さらに、発信条件設定手段は、計測用信号の発信周期を設定することにより発信条件を設定する、ことを特徴としている。このとき、設定された発信周期が他の発信周期の整数倍とならないよう設定する、ことを特徴としている。

このように、計測用信号を出力する際のパターンとなるＰＮ符号や、ＰＮ符号パターンの繰り返し周期、さらには、発信周期など、計測用信号の発信条件をランダムに設定することで、多数の計測用信号の発信パターンを設定することができ、より他の者との混信を抑制することができる。特に、これらを組み合わせてそれぞれをランダムに設定することで、ＰＮ符号の符号長を長くする必要が無く、さらにそのパターンを増やすことができ、さらに有効に混信を抑制することができる。

また、発信条件設定手段は、値が所定の周期にて変化する複数ビットから成るカウンタを備えると共に、所定のタイミングにて決定されるカウンタの値に基づいて計測用信号の発信条件を設定する機能を有する、ことを特徴としている。このとき、発信条件設定手段は、カウンタの予め指定されたビットの値に応じて、計測用信号の発信条件を設定する、ことを特徴としている。これにより、複数ビットからなるカウンタを用いることで、容易にランダムな発信条件を設定することができ、構成が容易となる。

また、カウンタは、レーダ装置が装備された物体に対する所定の操作を検出することにより変化している当該カウンタの値を決定する機能を有する、ことを特徴としている。さらに、カウンタは、レーダ装置が装備された物体に対する所定の操作を検出することにより当該カウンタの値の変化を開始する機能を有すると望ましく、特に、カウンタの値が１周する時間は、０．１［ｍｓｅｃ］以下であるとなお望ましい。例えば、レーダ装置は、車両に備えられており、カウンタは、車両のキーポジションを検出して、当該検出したキーポジションに応じて変化している当該カウンタの値を決定する機能を有する。さらに具体的には、カウンタは、車両のキーポジションが通電位置で当該カウンタの値の変化を開始すると共に、エンジン始動位置で当該カウンタの値を決定する機能を有する、ことを特徴としている。

これにより、レーダ装置が装備された物体に対する人間の操作により、カウンタの変化が開始され、その後、さらに異なる人間の操作によりカウンタ値が決定される。従って、よりランダムにカウンタの値、すなわち、発信条件を設定することができ、測定用信号の混信を有効に抑制することができる。

また、本発明の他の形態であるレーダ装置用制御装置は、
計測用信号を発信する出力手段を備えたレーダ装置の動作を制御するレーダ装置用制御装置であって、
計測用信号を所定のＰＮ符号に基づいた発信条件にて発信制御する発信制御手段と、
ＰＮ符号、特定のＰＮ符号に基づいて発信される計測用信号の繰り返し周期、計測信号の発信周期、のうち少なくとも１つをランダムに設定することにより発信条件を設定する発信条件設定手段と、
を備えたことを特徴としている。

また、本発明の他の形態であるレーダ装置用制御プログラムは、
計測用信号を発信する出力手段を備えたレーダ装置の動作を制御するレーダ装置用制御装置に、
計測用信号を所定のＰＮ符号に基づいた発信条件にて発信制御する発信制御手段と、
ＰＮ符号、特定のＰＮ符号に基づいて発信される計測用信号の繰り返し周期、計測信号の発信周期、のうち少なくとも１つをランダムに設定することにより発信条件を設定する発信条件設定手段と、を実現するための構成を採っている。

さらに、本発明の他の形態であるレーダ装置用発信条件設定方法は、
計測用信号を発信する出力手段と、計測用信号を所定のＰＮ符号に基づいた発信条件にて発信制御する発信制御手段と、を備えたレーダ装置における発信条件を設定する方法であって、
ＰＮ符号、特定のＰＮ符号に基づいて発信される計測用信号の繰り返し周期、計測信号の発信周期、のうち少なくとも１つをランダムに設定することにより発信条件を設定する、ことを特徴としている。

上記構成の制御装置、プログラム、方法であっても、上述したレーダ装置同様に作用するため、上記本発明の目的を達成することができる。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、発信条件がランダムに設定されることにより、他の者が用いる計測用信号と同一の発信パターンとなることが抑制され、計測用信号の混信を有効に抑制することができ、従って、かかる計測を利用する際の個別調整が不要となり、すべてを同一の構成にて生産することができるため、生産性の向上及びコストの低下を図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明であるレーダ装置は、計測用信号を特定のＰＮ（Pseudo Noise）符号を用いてスペクトラム拡散変調を行って発信することにより、他信号と識別可能なよう計測用信号を発信して、計測を行う装置である。特に、使用する上記ＰＮ符号や、設定されたＰＮ符号の繰り返し周期、発信周期など、計測用信号の発信条件をランダムに設定することに特徴を有する。以下、レーダ装置を車両に搭載し、周囲に存在する他車両の存在（距離）を計測するために用いる場合を説明する。但し、本発明のレーダ装置は、かかる使用方法に限定されない。

本発明の第１の実施例を、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、レーダ装置の全体構成を示す機能ブロック図である。図２は、カウンタ値を説明する説明図である。図３乃至図４は、レーダ装置の一部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。図５乃至図７は、レーダ装置の動作を示すフローチャートである。図８乃至図１０は、レーザ装置の様子を示す説明図である。

［構成］
レーダ装置の構成を、図１乃至図４を参照して説明する。レーダ装置は、図１に示すように、基本構成部１と、発信条件変更部２と、符号割付／計測周期決定部３と、を備えている。

まず、基本構成部１は、短パルス発生器１ａと、ＰＮ符号発生器１ｂと、ＬＤドライバ／計測方向選択器１ｃと、ＬＤ（Laser Diode（レーザダイオード））群１ｄと、を備えている。そして、短パルス発生器 １ａから発生するパルス信号を、ＰＮ符号発生器１ｂで特有のＰＮ符号を用いてスペクトラム拡散変換し、このＰＮ符号のパターンに従ってＬＤドライバ／計測方向選択器１ｃにより選択したＬＤ群１ｄ（レーザダイオード）中の特定のＬＤを発光させる。従って、短パルス発生器１ａと、ＰＮ符号発生器１ｂと、ＬＤドライバ／計測方向選択器１ｃとは、計測用信号であるパルス信号をＰＮ符号に基づいて発信制御する発信制御手段として機能している。

そして、実際に計測用信号であるパルスレーザを外部に発信する投光手段（出力手段）は、上述した６個のＬＤからなるＬＤ群１ｄにて構成されている。なお、ＬＤは、ＬＤドライバ１Ｃにより切り替えて点灯することにより、機械的な機構を使用せずに測定エリアの走査が可能な構成となっている。但し、ＬＤを１つのみとし、ＬＤ自体を可動式にするか、可動式のミラー（ガルバノミラーなど）を用いて構成してもよい。

ここで、ＰＮ符号としては、ＯＯＣ（Optical Orthogonal Code）系列を利用することが望ましい。その利点としては、このＯＯＣ系列は、光通信用の符号系列であり、ＯＮかＯＦＦの２つの状態で表されるためである。また、長い符号系列を使用しても、ＯＮの回数が少ないために光源の使用頻度が下がり、寿命、省エネに効果がある。これに対し、他の多くの符号系列は、主に電波用に適しており、プラスマイナスの状態で表され無信号時が０となる。従って、光通信に適用する場合は、無信号とマイナス側の信号が同一となってしまうため、弁別性能が低下する、という問題が生じうる。但し、位相を利用するなど工夫を施すことにより、他の系列でも使用することが可能であり、必ずしもＰＮ符号としてＯＯＣ系列を使用することに限定されない。

次に、符号割付／計測周期決定部３について説明する。符号割付／計測周期決定部３は、図１に示すように、カウンタクロック３ａと、カウンタ３ｂと、カウンタ始動停止部４と、を備えている。

上記カウンタ３ｂは、「０」と「１」を順に、カウンタクロック３ａの回転速度で繰り返し回転する８ｂｉｔからなるカウンタである。また、カウンタクロック３ａは、０．１ｍｓｅｃでカウンタ３ｂが１周以上回る周波数のクロック（８ｂｉｔカウンタでは、２．５ＭＨｚ以上）である。そして、カウンタ始動停止部４により、スタート及びストップのタイミングが与えられる。

このスタート及びストップのタイミングとして、本実施例では、後述するように、人間の操作のランダム性を利用している。これは、一般に人間の反応速度は１５０ｍｓｅｃ程度であり、野球の一流投手の投げる球速が１６０ｋｍ／ｈ以下であることから、１ｃｍ程度（自動車のキーポジションがＡＣＣからＩＧＯＮ）移動するのに０．２ｍｓｅｃ（約４４ｍ／ｓより１ｃｍあたり０．２ｍｓｅｃ）が限界であると考えられる。従って、上述したように、０．１ｍｓｅｃでカウンタ３ｂが１周以上回るクロックであるとすると、ストップのタイミングを人間がコントロールすることは不可能となる。これにより、カウンタ３ｂの値をランダムに決定させることができ、後述するように、計測用信号の発信条件をランダムに設定することが可能となる。

そして、上記カウンタ３ｂを始動停止するカウンタ始動停止部４の一例として、本実施例では、キーイグニッションを用いる。具体的には、キーポジションが、まず車両が通電状態となるＡＣＣ４ａのときにカウンタが始動し、車両がエンジン始動状態となるＩＧＯＮ４ｂのときにカウンタが停止するよう構成すると望ましい。その具体的な構成としては、イグニッションスイッチのＡＣＣ及びＩＧＯＮは、ジャンクションブロック（Ｊ／Ｂ）に接続されているため、この各ポジションで変化する電圧を、Ｊ／Ｂ内にコンパレータを設けて検出することによりＡＣＣポジション又はＩＧ＿ＯＮポジションであることを検出する。このように、待機電流が必要ないＡＣＣで作動し、このＡＣＣに近いキーポジションであり、かつ、エンジン始動の前後となるＩＧＯＮをストップのタイミングとすることで、省エネ（バッテリー保護）を図ることもできる。但し、カウンタ始動停止部４は、上記キーポジションを用いたものであることに限定されず、レーダ装置が装備された物体に対する何らかの操作を検出することにより、カウンタ値の変化を開始し、あるいは、変化しているカウンタ値を決定するよう構成してもよい。例えば、上述したように、車両にレーダ装置が装備されている場合には、キーレスドアロック解除、ドアオープン、キー差込、Ｄレンジ、アクセスＯＮ、速度１０ｋｍ／ｈ以上到達（速度５ｋｍ／ｈ〜速度１０ｋｍ／ｈ到達）などを、その操作の時間的な前後に応じて、始動、停止の信号として用いてもよい。

次に、上記８ｂｉｔのカウンタ３ｂの値について詳述する。例えば、ＰＮ符号であるＯＯＣ系列の中の１種類である（341,5,1）を利用した場合には、ＰＮ符号種類が１７種類あるので、８ｂｉｔのカウンタ値のうち４ｂｉｔを用いることで、１６種類のＰＮ符号を割り付けることが可能である。従って、図２に示すように、ｂｉｔ番号０〜３を、「符号Ｎｏ．」として割り付ける。また、ｂｉｔ番号４，５を、計測用信号の発信周期となる４種類の「計測周期」として割り付ける。さらに、残りのｂｉｔ番号６，７を、特定のＰＮ符号に基づいて発信される繰り返し周期となる「符合切替周期」として割り付ける。そして、上記カウンタ３ｂのビット値によって設定される「ＰＮ符号」、「計測周期」、「符号切替周期」は、後述するように、計測用信号の発信条件となりうる。従って、上記符号割付／計測周期決定部３は、カウンタ３ｂによって発信条件をランダムに設定する発信条件設定手段として機能する。

ここで、上記各発信条件についてさらに詳述する。まず、４ｂｉｔにて特定される「符号Ｎｏ．」は、各ｂｉｔが０又は１の２種類の表示パターンをもち、００００，０００１、・・・、１１１１のように、２種類×４ｂｉｔ＝１６種類のＰＮ符号パターンを表示することが可能である。以下では、例えば、この１６種類のパターンをそれぞれ０〜９、Ａ〜Ｆと表すこととする。

また、２ｂｉｔを与えられた「計測周期」は、００、・・・、１１のように、２種類×２ｂｉｔ＝４種類のパターン表示ができる。この４種類のパターンを、４種類の周期計測間隔時間に割り当て、例えば、１ｍｓｅｃ，２ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃ，４ｍｓｅｃに割り当てる。

また、「符号切替周期」とは、上記１６種類のＰＮ符号を用いた発信を、何回繰り返すか、ということを設定する情報である。この「符号切替周期」は、２ｂｉｔ与えられているため、００、・・・、１１のように、２種類×２ｂｉｔ＝４種類のパターン表示ができる。この４種類のパターンを、４種類の符号切替周期として、周期１〜４に割り当てる。例えば、符号切替周期が１である場合には、「１２３４５６７８９ＡＢＣＤＥＦ」のように各ＰＮ符号を１回ずつ繰り返し発信し、符号切替周期が２である場合には、「１１２２３３４４５５６６７７８８９９ＡＡＢＢＣＣＤＤＥＥＦＦ」のように各ＰＮ符号を２回ずつ繰り返し発信する。なお、上記のように、符号切替周期（回）だけ繰り返して特定のＰＮ符号パターンで計測した後は、符号Ｎｏ．を１つインクリメントして、ＰＮ符号を切り替えて再度計測する。但し、切り替えた後のＰＮ符号は、必ずしも次の符号Ｎｏ．のＰＮ符号であることに限定されない。

なお、上述した（341,5,1）ＯＯＣ系列は符号数が１７種類であるので、本実施例では、車両の左右にそれぞれ備えた各レーダ装置に、異なる符号を割り付けるとすると、カウンタ３ｂの値を右側の符号Ｎｏ．として使用し（Ｎｏ．１〜１６）、左側にはカウント値＋１を割り当てて使用する（Ｎｏ．２〜１７）こととする。

このように、上記カウンタ３ｂの値により、符号Ｎｏ．１６種類＋１、計測間隔４種類、符号切替間隔４種類、の組み合わせだけ計測用信号の発信条件が存在することとなる。そして、上述したように、カウンタ３ｂの回転周期を設定するカウンタクロック３ａを２８ＭＨｚとした場合には、当該カウンタ３ｂは０．１ｍｓｅｃで約１１週するため、人間の操作によりカウンタ値をストップさせることで、当該カウンタ値に基づく発信条件に十分なランダム性を持たせることができる。

次に、発信条件変更部２について説明する。この発信条件変更部２は、計測トリガ発生部２ａと、符号切替部２ｂと、計測方向設定部２ｃと、により構成されている。そして、上述したように、符号割付／計測周期決定部３にて決定されたカウンタ値は、発信条件変更部２の各部２ａ〜２ｃに送られて、計測用信号の発信条件が設定される。発信条件変更部２の各部２ａ〜２ｃの構成を、図３乃至図４を参照してさらに詳述する。

図３に、符号切替部２ｂを示す。まず、符号割付／計測周期決定部３のカウンタ３ｂにて決定された符号Ｎｏ．は、符号切替部２ｂ内の符号切替カウンタ２ｂａの初期値として送られる。そして、この初期値である符号Ｎｏ．は、上述した基本構成部１のＰＮ符号発生器１ｂに送られ、かかる符号ＮＯ．のＰＮ符号を用いて計測用信号が発信される。

また、カウンタ３ｂにて決定された符号切替周期は、閾値としてコンパレータ２ｂｃに送られる。そして、計測が開始されると、後述する計測トリガ発生部２ａより送信される計測トリガを符号切替部２ｂ内の計測回数カウンタ２ｂｂにてカウントする。計測回数カウンタ２ｂｂのカウント値は、コンパレータ２ｂｃに送られて当該コンパレータ２ｂｃにて比較される。そして、コンパレータの閾値（符号切替周期）と計測回数カウンタ２ｂｂのカウント値とが一致したとき、コンパレータ２ｂｃより一致信号が符号切替カウンタ２ｂａに出力される。すると、符号切替カウンタ２ｂａでは、一致信号を受信することにより、符号切替カウンタ値をインクリメントすることで、計測に使用する符号Ｎｏ．の切替を行う。同時に、計測回数カウンタ２ｂｂにカウンタ値のリセット信号を送り、計測回数カウンタ値をリセットする。このように、上記処理を繰り返すことにより、符号切替周期ごとに符号Ｎｏ．を切り替えた計測が可能となる。

次に、図４を参照して、計測トリガ発生部２ａについて詳述する。計測トリガ発生部２ａには２８ＭＨｚのクロックが装備され、１５ｂｉｔカウンタである周波数変換器２ａｂにてクロックをカウントし、第１のコンパレータ２ａｄにてカウンタ値と閾値との比較を行う。ここで、計測トリガ発生部２ａにおける閾値とは、閾値切替部２ａｃから送信された「２８ＭＨｚ×閾値＝約１ｍｓｅｃ」を満たすような値である。これにより、約１ｍｓｅｃの計測周期用クロックをコンパレータ２ａｄにて計測可能となり、当該コンパレータ２ａｄからは、１ｍｓｅｃのクロック信号が計測周期カウンタ２ａｅに出力される。

そして、計測周期カウンタ２ａｅでは、コンパレータ２ａｄより出力されるクロックをカウントし、このカウント値を第２のコンパレータ２ａｆに出力する。この第２のコンパレータ２ａｆには、上述したカウンタ３ｂにて決定された「計測周期」が送信されており、この計測周期と、上記計測周期カウンタ２ａｅからのクロックのカウント値と、が比較される。そして、比較した結果、一致している場合にコンパレータ２ａｆより計測トリガ信号を基本構成部１の短パルス発生部１ａと符号切替部２ｂに出力する。同時に、計測周期カウンタ２ａｅはリセットされる。これにより、設定された計測周期に応じた計測トリガ信号（約１ｍｓｅｃの倍数）を発生することができ、短パルス発生器１ａや、符号切替部２ｂなどにより、上述したように、計測周期毎に計測用信号が発信され、また、符号の切替が行われることとなる。

［動作］
次に、上記構成のレーダ装置の動作を、図５乃至図１０を参照して説明する。まず、図５を参照して、符号の割付及び計測周期、符号切替周期の決定動作を説明する。はじめに、車両にユーザが乗り込み、キーシリンダーにキーを差し込んでキーをひねる。すると、キーポジションがＡＣＣにて、８ｂｉｔのカウンタ３ｂが回転し始め（ステップＳ１にて肯定判断、ステップＳ２）、ＩＧ＿ＯＮでカウンタがストップする（ステップＳ３にて肯定判断、ステップＳ４）。このときのカウンタ値の各ｂｉｔの値により、初期符号Ｎｏ．、計測周期、符号切替周期といった計測用信号の発信条件が決定される。そして、かかるカウンタ値が、発信条件変更部２に出力される（ステップＳ５）。

続いて、ＰＮ符合の切替動作を、図６を参照して説明する。まず、車を始動し、システムが計測動作を開始すると、初期符号Ｎｏ．と符号切替周期とが発信条件変更部２にてセットされて、かかる条件により基本構成部１にて計測用信号が発信され、計測が開始される（ステップＳ１１）。その後、計測が行われるごとに発信条件変更部２の符号切替部２ｂにて計測回数カウントがインクリメントされる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。そして、計測回数カウンタの値が符号切替周期と一致したら（ステップＳ１４にて肯定判断）、符号Ｎｏ．カウンタをインクリメントし、次回計測時の符号を切り替える（ステップＳ１５）。これにより、基本構成部１にて、ＰＮ符号が切り替えられて計測用信号が出力される。そして、かかる動作は、エンジンオフなどのシステムが終了するまで繰り返される（ステップＳ１６）。

続いて、決定された計測周期にて計測を行う動作を、図７を参照して説明する。まず、カウンタ３ｂにて決定された計測周期が発信条件変更部２にてセットされる（ステップＳ２１）。そして、計測周期カウンタがスタートし（ステップＳ２２）、この計測周期カウンタの値が、セットされた計測周期と一致した場合に（ステップＳ２３にて肯定判断）、計測トリガを出力する（ステップＳ２４）。これにより、計測周期毎（例えば、１ｍｓｅｃ間隔にて）に計測を行うことができる。なお、計測トリガ出力時には、計測周期カウンタが０にリセットされる。そして、かかる動作は、エンジンオフなどのシステムが終了するまで繰り返される（ステップＳ２５）。

このようにすることにより、８ｂｉｔにて構成されるカウンタにて、２５６種類の計測用信号の発信パターンが形成できる。そして、車両ごとに、かつ、エンジンを始動するごとに、ランダムに異なる発信パターンが設定されるため、車両間において用いられる計測用信号そのもの、あるいは、発信タイミングなどが一致する可能性が低くなり、計測用信号の混信の発生を有効に抑制することができる。特に、８ｂｉｔカウンタにて、３種類の異なる発信条件を設定することができるため、十数種類のＰＮ符号が用意された既存の符号方式を用いても、簡易な構成にて多様な発信条件を設定することが可能となる。

そして、本実施例では、符号切替周期を設定したことにより、ＰＮ符号パターンや計測周期等が一致している場合であっても、例えば、図８に示すように、所定回数の計測後には符号切替により混信を回避することが可能となる。さらに、本実施例では、符号切替周期が一致している場合であっても、図９に示すように、計測周期が異なっていることで（２ｍｓｅｃと３ｍｓｅｃ）、混信する場合も生じうるが（矢印箇所参照）、他の計測時には混信を回避することができる。

また、図１０には、複数の車両間においてＰＮ符号と計測周期が一致しているが、各車両における符合切替回数がそれぞれ異なる場合であって、そのときの混信の様子を長期的（切替周期４で一巡する回数）に検討した結果を示す。この図においては、４台の車両間において６４回中１７回の混信が生じているが（図において網掛け部分、及び、矢印部分参照）、７割以上の確率で混信を回避できていることがわかる。しかも、ＰＮ符号と計測周期も一致することを考慮すると、混信する確率はかなり低いものになりうる。

以上から、本実施例によると、計測用信号の発信条件である、その発信時に用いられるＰＮ符号、計測周期、同一パターンの符号の繰り返し周期（符号切替周期）が、ランダムに設定されることから、他の者が用いる計測用信号と同一の発信条件となることが抑制され、計測用信号の混信を有効に抑制することができる。従って、レーザ装置ごとの利用時における個別調整が不要となり、すべてを同一の構成にて生産することができるため、生産性の向上及びコストの低下を図ることができる。特に、各発信条件の組み合わせ数といった多数の計測用信号発信パターンを設定することができるため、より他の者との混信を抑制することができる。

ここで、上記では、ＰＮ符号としてＯＯＣ系列を用いた場合を例示したが、かかる符号を用いることに限定されない。使用するＰＮ符号は、Ｍ系列、ＧＯＬＤ系列、Ｂａｒｋｅｒ符号であってもよい。さらには、単なるＢｉｎａｒｙコードなど、個々の装置に固有の符号を用いてもよい。

また、上記では、発信条件を８ｂｉｔのカウンタ値にて設定する場合を例示したが、かかる値にて発信条件が設定されることに限定されない。例えば、さらに多くのｂｉｔを有するカウンタを用いて、さらに多くの種類の計測周期、符号切替周期を設定可能なよう構成してもよい。

なお、上記では、車両に搭載するレーザレーダ装置を説明したが、電波（例えば、マイクロ波）を使用するレーダ装置であったり、さらには、通信装置などに用いてもよい。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例におけるレーダ装置は、上記実施例１のものとほぼ同様の構成を採っている。これに加え、本実施例では、計測用信号の発信周期が、他の発信周期の整数倍とはならないよう設定する、ことを特徴としている。以下、詳述する。

まず、例えば、実際に計測周期を決定する計測トリガ発生部２ａが、２８ＭＨｚを１５ｂｉｔカウントすることにより、約１．２ｍｓｅｃ周期切り替え用クロックを生成する。そして、計測周期１では、この１．２ｍｓｅｃのクロックを使用して、１．２ｍｓｅｃごとに計測を行う。ここで、上記実施例１の場合では、計測周期が２，３，４として設定された他の計測用信号の計測周期として上記１．２ｍｓｅｃを単に２，３，４倍というように整数倍した周期を用いることとなる。具体的には、周期１の場合には、１回目の計測から１．２ｍｓｅｃ後に２回目の計測が行われ、さらにその後、１．２ｍｓｅｃ後、つまり、１回目の計測から２．４ｍｓｅｃ後に３回目の計測が行われる。そして、周期２の場合には、１回目の計測後１．２×２＝２．４ｍｓｅｃ後に２回目の計測が行われることとなり、周期１の３回目の計測と混信が生じてしまうこととなる。

これに対して、本実施例では、周期が２以上であっても、基本周期を上記のように整数倍に設定したものを用いるわけではない。すなわち、他の種類の計測周期として、１．２ｍｓｅｃの倍数とは異なる計測周期を設定する。そして、例えば、計測距離５０ｍでは、約０．３μｓｅｃ＋αで計測が終了するが、次回計測時の周期１との計測タイミング差が計測時間である０．３μｓｅｃ以上（ここでは０．５μｓｅｃとする）となれば混信を有効に抑制することができる。さらに詳述すると、周期１の場合には、基本周期ごとに約０．５μｓｅｃ間だけ計測が行われるため、基本周期×整数＋０．５μｓｅｃの間に他の周期の計測が重なると混信してしまうこととなる。従って、周期２以上の場合には、基本周期の倍数から上記計測時間分だけずらして計測を行えばよい。すなわち、周期２の場合には、（基本周期×２±０．５μｓｅｃ）の間隔で計測を行えば、混信回数を抑制することができる。

以上より、基本周期、すなわち、図４に示す計測周期カウンタ２ａｅにて計測するクロック周期を、下記の式に基づく周期を用いるとよい。
クロック周期＝（（基準の周期×倍数）−（１回の計測時間））÷倍数 （式１）
そして、構成としては、図４に示した閾値切替部２ａｃと第１のコンパレータ２ａｄにて閾値を変更することで実現できる。
なお、ここで、上記式１を、
クロック周期＝（（基準の周期×倍数）＋（１回の計測時間））÷倍数 （式２）
としてもよいが、計測時間が延長される方向なので、式１が望ましい。

ここで、各周期ごとに具体的な基本周期を設定して検討してみる。例えば、周期１では、２８ＭＨｚを１５ｂｉｔカウントして約１．２ｍｓｅｃとし、周期２では、上記式により約０．８５ｍｓｅｃとなるようなカウント数、つまり２３６１１カウントする。同様に、周期３では、１．０３ｍｓｅｃとなるよう２８６１１カウント、周期４では、１．０８ｍｓｅｃとなるよう３００００カウントすることで異なるクロックを生成する。これにより、周期１と周期２で同じクロックを使用した場合、周期２から見ると毎回混信することとなっていたものが、それぞれ１．２ｍｓｅｃ、０．８５ｍｓｅｃのクロックを使用することで、周期１では１．２ｍｓｅｃごと、周期２では０．８５ｍｓｅｃ×２ごとに計測が行われる。従って、１．２と０．８５の最小公倍数２０．４ｍｓｅｃごとに混信が生じるだけとなり、より混信頻度を減少させることができる。

次に、本発明の第３の実施例を、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施例におけるレーダ装置の構成を示すブロック図である。

本実施例におけるレーダ装置は、上記実施例１，２において説明した送信側システムＡに加え、受信側システムＢを装備したものである。そして、本発明の特徴である送信側システムＡにてランダムに設定したＰＮ符号を、受信側システムＢに通知し、当該受信側システムでは計測用信号が発信されたときと同じＰＮ符号を使用して、受信した計測用信号を逆拡散変調することにより所定の計測が可能な構成となっている。以下、各構成について詳述する。

送信側システムＡは、図１１に示すように、上記実施例１にて説明した構成とほぼ同様の構成を採っており、さらに、短パルス発生器１ａからの出力値が入力される受動素子としてのSAW-DLL１ｅと、遅延回路１ｆと、が装備されている。なお、送信側システムＡとしての機能は、上記の通りである。

受信側システムＢは、測定対象物で反射した信号を受信するフォトダイオード８（ＰＤ）と、フォトダイオード８からの受信信号を増幅して出力するアンプ９（バンドパスフィルタ；BPF）と、信号弁別部６と、同期捕捉部７とを有している。信号弁別部６は、さらに、受動素子としてのSAW-DLL６ａと、遅延回路６ｂと、ＰＮ符号発生器６ｃと、ＰＮ符号相関器６ｄと、を備えている。また、同期捕捉部７は、上記SAW-DLL６ａと、時間計測部７ａと、演算処理部７ｂとから構成されている。かかる構成の送信側システムＡ及び受信側システムＢは、以下のように動作する。

まず、送信側システムＡのレーザダイオード１ｄから発信された計測用信号は、測定対象物により反射されてレーダ装置側に向きを変えて伝搬する。すると、受信側システムＢのフォトダイオード８が反射信号を受信する。そして、受信側システムＢでは、受信した計測用信号を逆拡散変調する。このとき、受信側システムＢのＰＮ符号発生器６ｃは、計測用信号に使用されているＰＮ符号の符号Ｎｏ．を送信側システムＡのＰＮ符号発生器１ｂから通知を受けており、これにより、発信時に用いたＰＮ符号と同一のＰＮ符号を使用して適切に受信した計測用信号を復調することが可能となる。

そして、時間計測部７ａが、送信側システムＢの短パルス発生器１ａから計測用信号発信時に計時開始トリガを受信したときから、計測用信号を受信したときまでの時間を計測し、その時間データを演算処理部７ｂに出力する。その後、演算処理部７ｂは、この時間データを用いて、レーダ装置から測定空間内の測定対象物までの距離を演算する。なお、その計測手法については、既知のものであるためその説明を省略する。

本発明であるレーダ装置は、車両に搭載され障害物や他車両の存在を検出する装置として使用することができ、産業上の利用可能性を有する。

本発明の実施例１における構成を示すブロック図である。 カウンタ値のデータ構成を示す説明図である。 符号切替部の構成を示すブロック図である。 計測トリガ発生部の構成を示すブロック図である。 カウンタ値決定時の動作を示すフローチャートである。 符号切替時の動作を示すフローチャートである。 計測周期に基づいた計測時の動作を示すフローチャートである。 計測時における混信の様子を示す説明図である。 計測時における混信の様子を示す説明図である。 計測時における混信の様子を示す説明図である。 本発明の実施例３における構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 基本構成部（発信制御手段）
２ 発信条件変更部（発信制御手段）
３ 符号割付／計測周期決定部（発信条件設定手段）
４ カウンタ始動停止部
１ａ 短パルス発生器
１ｂ ＰＮ符号発生器
１ｃ ＬＤドライバ／計測方向選択器
１ｄ レーザダイオード（出力手段）
２ａ 計測トリガ発生部
２ｂ 符号切替部
２ｃ 計測方向設定部
３ａ カウンタクロック
３ｂ カウンタ

Claims (4)

1. 計測用信号を所定のＰＮ符号に基づいた発信条件にて発信制御する発信制御手段と、前記計測用信号を発信する出力手段と、を備え、前記ＰＮ符号を用いて他信号と識別可能なよう前記計測用信号を発信するレーダ装置であって、車両に備えられており、
   前記ＰＮ符号を設定することにより前記計測用信号の発信条件をランダムに設定する発信条件設定手段を備え、
   前記発信条件設定手段は、値が所定の周期にて変化する複数ビットから成るカウンタを備えると共に、所定のタイミングにて決定される前記カウンタの値に基づいて前記計測用信号の発信条件を設定する機能を有し、
   前記カウンタは、前記車両のキーポジションを検出して、当該検出したキーポジションが通電位置で当該カウンタの値の変化を開始すると共にエンジン始動位置で当該カウンタの値を決定する機能を有する、
   ことを特徴とするレーダ装置。
2. 前記カウンタの値が１周する時間は、０．１［ｍｓｅｃ］以下である、
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記発信条件設定手段は、特定の前記ＰＮ符号に基づいて発信される前記計測用信号の繰り返し周期を設定することにより前記発信条件を設定し、
   かつ、前記繰り返し周期にて設定された回数だけ前記発信制御手段が前記計測用信号を発信した後に、他の前記ＰＮ符号を設定することにより前記発信条件を設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
4. 前記発信条件設定手段は、前記計測用信号の発信周期を設定することにより前記発信条件を設定し、かつ、前記発信周期を他の発信周期の整数倍とはならないよう設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。

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