JPH07146356A - 移動体用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 障害物からの反射と多重反射を識別し、障害
物に関する正確な情報を得る。 【構成】 移動体の進行方向に電波を送信アンテナ１５
から送信するとともに、電波の反射波を受信アンテナ１
６から受信し、電波の遅延時間から反射に係る障害物と
の距離を、また電波の反射成分に含まれるドップラーシ
フト成分から障害物との相対速度をそれぞれ検知する移
動体用レーダ装置において、信号処理回路２２は、前記
検知される各距離に対応する遅延時間間隔及び前記障害
物の一次反射成分の整数倍になる前記相対速度に対応す
るドップラーシフト成分を求め、求めた遅延時間間隔が
一定で、かつ、求めたドップラーシフト成分が障害物の
一次反射成分の整数倍の場合に、反射波を多重反射した
電波と識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の移動体の進
行方向に存在する障害物を検出する移動体用レーダ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレーダ装置には、レーダ
技術を応用し、例えば移動体の進行方向に対して特定の
電波を発射し、進行方向前方に存在する障害物に関する
情報（例えば相対距離や相対速度等の情報）をその障害
物からの反射波により獲得し、この情報に基づいて警告
表示や警告音を発して、乗員の注意を喚起させて、移動
体の進行における安全性を確保・向上させるものがあっ
た。このようなレーダ装置では、主にミリ波帯を利用し
たレーダ技術の適用範囲であることから、障害物に関す
る情報を得る原理として、既存の各種レーダ方式（例え
ば、ＦＭ−ＣＷ、パルス、２周波ＣＷ、スペクトラム拡
散方式等）を用いたものが知られている。これらレーダ
方式のいずれを使用して障害物に関する情報を得るかに
よって性能面等での特徴も大きく変わることとなる。従
来では、例えばスペクトラム拡散（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ：ＳＳ）方式を用いた特開平４−２８６９
８１号公報に記載されたレーダ装置があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記レーダ
装置では、進行方向前方に複数の障害物が存在する場
合、上記障害物から反射される反射波と、このレーダ装
置を搭載する自動車と障害物との間で繰り返し反射され
る多重反射成分との識別が不可能になることがあった。
このため、上記レーダ装置では、多重反射した電波によ
って誤った情報を乗員に伝えることとなり、障害物に関
する情報を得るという本来の機能を果たさなくなる可能
性があるという問題点があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、障害物からの反射と多重反射を識別し、障害物に関
する正確な情報を得ることができる移動体用レーダ装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、移動体の進行方向に電波を送信アンテ
ナから送信するとともに、当該電波の反射波を受信アン
テナから受信し、該電波の遅延時間から反射に係る障害
物との距離を、また前記電波の反射成分に含まれるドッ
プラーシフト成分から前記障害物との相対速度をそれぞ
れ検知する移動体用レーダ装置において、前記検知され
る各距離に対応する遅延時間間隔及び前記障害物の一次
反射成分の整数倍になる前記相対速度に対応するドップ
ラーシフト成分を求め、該求めた遅延時間間隔及びドッ
プラーシフト成分に応じて前記障害物からの反射波及び
多重反射した電波を識別する信号処理回路からなる識別
手段を備えた移動体用レーダ装置が提供される。

【０００６】

【作用】更新タイミング毎に障害物との距離及び相対速
度の情報を検知し、現在の上記各情報とそれ以前に取り
込まれた上記各情報とを比較・演算し、上記距離情報が
一定で、かつ、相対速度情報が整数倍になっているもの
を多重反射と識別する。従って、多重反射と識別された
障害物に関する情報は、誤情報として扱うことができ、
障害物に関する正確な情報を得ることができる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３の図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明に係る移動体用レーダ装
置の構成の一実施例を示すブロック図である。図におい
て、本実施例の移動体用レーダ装置は、ＳＳ方式を用い
た場合のもので、送信用発振器１１、逓倍器１２、送信
用ＰＮ符号発生器１３、二相位相変調器１４及び送信ア
ンテナ１５からなる送信部と、受信アンテナ１６、ミキ
シング・サーキット（以下、「ミキサー」という。）１
７〜１９、中間周波数発振器２０及び復調器２１からな
る受信部と、信号処理回路２２とから構成されている。

【０００８】送信用発振器１１は、逓倍器１２と接続さ
れており、例えば発振周波数３０ＧＨZの発振信号を生
成して上記逓倍器１２に出力している。逓倍器１２は、
送信用発振器１１から入力する発振信号を周波数変換し
て、レーダとして最適な周波数を有する基本発振信号を
生成しており、本実施例のレーダ装置を自動車に用いる
場合、上記基本発振信号は、一般の自動車用としてはミ
リ波帯、すなわち６０ＧＨZの周波数である。

【０００９】送信用ＰＮ符号発生器１３は、ＰＮ系列符
号として構成される送信用疑似雑音信号（以下、「送信
用ＰＮ信号」という。）を生成している。二相位相変調
器１４は、逓倍器１２及び送信用ＰＮ符号発生器１３と
接続されており、上記逓倍器１２から出力される基本発
振信号を、上記送信用ＰＮ符号発生器１３から出力され
る送信用ＰＮ信号で二相位相変調することによって、広
帯域にスペクトル拡散された信号を生成し、上記信号を
送信アンテナ１５に供給している。

【００１０】送受信アンテナ１５，１６は、例えば移動
体の前方に配置されている。上記送信アンテナ１５は、
二相位相変調器１４と接続され、上記二相位相変調器１
４から供給される信号を電波として上記移動体前方に送
信するもので、所定の指向性を有している。また、上記
受信アンテナ１６は、上記移動体前方から反射されてく
る電波を受信するもので、上記受信電波は、上記送信ア
ンテナ１５から送信された電波が前方の障害物によって
反射され、ドップラーシフトを受けた反射波である。

【００１１】上記受信アンテナ１６で受信された信号
は、移動体が自動車の場合、６０ＧＨZのミリ波帯、す
なわち超高周波であるため、上記受信信号をこのまま信
号処理回路２２に入力させても相関演算ができなくなる
という不都合が生じる。そこで、乗算回路であるミキサ
ーで逓倍器１２で生成した高周波成分を取り除く必要が
ある。ところが、上記受信信号から高周波成分を取り除
くと、ＰＮ信号、すなわちデジタル信号のみになってし
まうので、距離とともに相対速度を算出する場合には、
上記相対速度を算出するためのドップラーシフトに関す
る情報（ドップラー周波数）をカウントできなくなる。
そこで、信号処理しやすい周波数成分を含む基本発振信
号を加える必要がある。中間周波数発振器２０は、上記
基本発振信号を生成してミキサー１８，１９及び復調器
２１に出力している。なお、中間周波数発振器２０で生
成される基本発振信号は、１ＧＨZ程度の周波数が望ま
しい。

【００１２】ミキサー１８は、上記中間周波数発振器２
０及び逓倍器１２と接続されており、両回路からの基本
発振信号を合成して、ミキサー１７に出力している。こ
れは、２つの信号処理、すなわち受信アンテナ１６で受
信した信号から６０ＧＨZの高周波数成分を取り除き、
かつ、１ＧＨZ程度の扱いやすい中間周波数成分を加え
るためで、ミキサー１８は、両回路１２，２０から入力
する発振周波数を、いったん６１ＧＨZ帯の信号に変換
して出力している。

【００１３】ミキサー１７は、ミキサー１９及び復調器
２１と接続されており、受信アンテナ１６から入力する
受信信号とミキサー１８から入力する信号を合成して、
上記ミキサー１９及び復調器２１に出力している。すな
わち、前方障害物で反射された６０ＧＨZ帯の電波は、
ドップラーシフト受け、受信アンテナ１６で受信され、
さらにミキサー１７によって６１ＧＨZ帯の信号と混合
され、取り扱いが容易で前方障害物に係る情報を有する
１ＧＨZ帯の信号としてミキサー１９及び復調器２１に
出力される。

【００１４】ミキサー１９は、ミキサー１７及び中間周
波数発振器２０と接続されており、ミキサー１７から入
力する合成信号に、信号処理回路２２で処理しやすい周
波数成分を含む中間周波数発振器２０の基本発振信号を
加えて、ドップラーシフトに関する情報ｆdとして、信
号処理回路２２に出力している。復調器２１は、ミキサ
ー１７及び中間周波数発振器２０と接続されており、ミ
キサー１７から入力する合成信号を、中間周波数発振器
２０の基本発振信号によって中間周波数帯に復調し、ベ
ースバンドに関する情報として、信号処理回路２２に出
力している。

【００１５】信号処理回路２２は、図示しない周波数／
電圧変換器、メモリ、比較器、遅延回路、演算器、出力
部等から構成されており、上記ミキサー１９から入力す
るドップラーシフトに関する情報ｆdに基づいて進行方
向前方に存在する障害物との相対速度を、また上記復調
器２１から入力するベースバンドに関する情報に基づい
て障害物に係る距離を上記演算器でそれぞれ算出してい
る。また、信号処理回路２２は、送信部から出力した電
波と障害物からの反射波とから電波の遅延時間を上記演
算器で算出し、上記遅延時間、距離情報及び相対速度情
報をメモリに記憶している。そして、上記信号処理回路
２２は、この記憶過程を更新タイミング毎に繰り返して
おり、比較器で上記メモリに記憶した情報を、次に取り
込まれる情報と比較する。ここで、記憶された距離情報
と次に取り込まれた距離情報が等しく、かつ、次に取り
込まれた相対速度情報が、記憶された相対速度情報の整
数倍になっている場合には、上記信号処理回路２２は、
この取り込んだ情報を多重反射情報と認識する。上記多
重反射情報と認識された情報は、誤情報として取り扱わ
れ、操縦者には伝達されない。

【００１６】次に、本実施例における多重反射情報の識
別動作を図２及び図３の図面に基づき説明する。図２に
は、本発明に係る移動体用レーダ装置を搭載した車両Ｃ
1の進行方向前方に、障害物の対象としてＣ2,Ｃ3の他の
車両が同一方向に進行している場合が示されている。
この場合、他車両Ｃ2,Ｃ3は、車両Ｃ1に対してそれぞれ
Ｖ1，Ｖ2なる相対速度を持って進行しているものとし、
上記移動体用レーダ装置が本来検出すべき物理量として
は、Ｃ1-Ｃ2間距離と相対速度Ｖ1及びＣ1-Ｃ3間距離と
相対速度Ｖ2である。

【００１７】本実施例は、ＳＳ方式を用いた場合のもの
であるので、上記物理量を検出するために、送信波と受
信波における相関をモニタしている。ここで、もし移動
体用レーダ装置を搭載する車両Ｃ1と障害物である他車
両Ｃ2との間で繰り返し反射される電波の多重反射が発
生した場合には、図３に示すように、１エポック長内に
複数の自己相関が見られる。

【００１８】図３において、相関が得られた反射成分
（図３では相関ピークとして示す。）Ｐ1〜Ｐ5のうち、
本来検出されるべき反射成分は、Ｐ1，Ｐ3のみである
が、Ｃ1-Ｃ2間での多重反射により、反射成分Ｐ2，Ｐ
4，Ｐ5なる自己相関が発生している。このような多重反
射による影響の検出・除去は、従来技術では不可能であ
ったが、本発明によれば可能となる。すなわち、本発明
においては、多重反射の影響による自己相関は、自己相
関を示す遅延時間間隔Ｔが距離に対応したエポック長の
ずれに等しく、しかも等間隔であり、さらに相関が得ら
れた反射成分には、ドップラーシフトとして整数倍、図
３では２ｖ1／λづつのシフト量が加算されていること
を利用し、本実施例のごとく、移動体用レーダ装置と信
号処理回路２２を組み合わせて用いることにより、多重
反射成分を検出する。なお、λは、送信波の波長、ｖ1
は、相対速度である。

【００１９】そして、信号処理回路２２は、距離情報に
対する遅延時間間隔が一定で、かつ、相対速度に対応す
るドップラーシフト成分が、前方障害物Ｃ2の一次反射
成分Ｐ1の整数倍である成分Ｐ2，Ｐ4，Ｐ5を多重反射成
分と判断して検出・除去する。これにより、本実施例で
は、算出した移動体と障害物間の距離情報に対する遅延
時間間隔と、一次反射成分の整数倍になる相対速度に対
応するドップラーシフト成分とにより、障害物からの反
射と多重反射を識別するので、自ら発した電波による多
重反射の影響を検出・除去して装置の誤動作を防ぐこと
ができ、従来のレーダ装置と比べて、より高い信頼性を
有する移動体用レーダ装置を提供できる。例えば移動体
の中でも、一般の自動車等に本発明のレーダ装置を応用
すれば、多重反射成分と認識された情報は誤情報として
取り扱われて乗員には伝達されず、従来にはない高い信
頼性の障害物に関する有益な情報を乗員に提供すること
ができる。

【００２０】なお、本発明は、ドップラーシフトの原理
を応用したものであるから、本実施例のごとくＳＳ方式
の場合に限らず、例えばＦＭ−ＣＷ方式、パルス方式、
２周波ＣＷ方式等にも応用が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、移動
体の進行方向に電波を送信するとともに、当該電波の反
射波を受信し、該電波の遅延時間から反射に係る障害物
との距離を、また前記電波の反射成分に含まれるドップ
ラーシフト成分から前記障害物との相対速度をそれぞれ
検知する移動体用レーダ装置において、前記検知される
各距離に対応する遅延時間間隔及び前記障害物の一次反
射成分の整数倍になる前記相対速度に対応するドップラ
ーシフト成分を求め、該求めた遅延時間間隔及びドップ
ラーシフト成分に応じて前記障害物からの反射波及び多
重反射した電波を識別する識別手段を備えたので、障害
物からの反射と多重反射を識別し、障害物に関する正確
な情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動体用レーダ装置の構成の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】本実施例における多重反射情報の識別動作を説
明するための移動体用レーダ装置を搭載した車両と障害
物の車両との模式図である。

【図３】本実施例における１エポック長内での自己相関
特性を示す図である。

【符号の説明】

１１ 送信用発振器 １２ 逓倍器 １３ 送信用ＰＮ符号発生器 １４ 二相位相変調器 １５ 送信アンテナ １６ 受信アンテナ １７〜１９ ミキサー ２０ 中間周波数発振器 ２１ 復調器 ２２ 信号処理回路 Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3 車両

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の進行方向に電波を送信するとと
   もに、当該電波の反射波を受信し、該電波の遅延時間か
   ら反射に係る障害物との距離を、また前記電波の反射成
   分に含まれるドップラーシフト成分から前記障害物との
   相対速度をそれぞれ検知する移動体用レーダ装置におい
   て、 前記検知される各距離に対応する遅延時間間隔及び前記
   障害物の一次反射成分の整数倍になる前記相対速度に対
   応するドップラーシフト成分を求め、該求めた遅延時間
   間隔及びドップラーシフト成分に応じて前記障害物から
   の反射波及び多重反射した電波を識別する識別手段を備
   えたことを特徴とする移動体用レーダ装置。
2. 【請求項２】 前記識別手段は、前記求めた遅延時間間
   隔が一定で、かつ、前記求めたドップラーシフト成分が
   前記障害物の一次反射成分の整数倍の場合に、反射波を
   多重反射した電波と識別することを特徴とする請求項１
   記載の移動体用レーダ装置。