JPH10142331A - ミリ波レーダ搭載車両 - Google Patents

ミリ波レーダ搭載車両

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JPH10142331A
JPH10142331A JP8302976A JP30297696A JPH10142331A JP H10142331 A JPH10142331 A JP H10142331A JP 8302976 A JP8302976 A JP 8302976A JP 30297696 A JP30297696 A JP 30297696A JP H10142331 A JPH10142331 A JP H10142331A
Authority
JP
Japan
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wave radar
millimeter
distance
vehicle
antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP8302976A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Kitahara
康夫 北原
Taku Murakami
卓 村上
Kunihiro Yamazaki
国博 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単に物体との距離や相対速度を探知するだけ
でなく、物体が有する又は物体に予め付与された2次元
的また3次元的な意味付けまでも探知可能なミリ波レー
ダ搭載車両を提供する。 【解決手段】 車両1に設置した送受信アンテナ2の送
信アンテナ2aから送信波3aを発射し、受信アンテナ
2bで物体4からの反射波3bを受信することにより物
体4との距離L及び相対度Vを探知するミリ波レーダ5
を搭載する車両において、送受信アンテナ2のアンテナ
ビーム方向に画像センサ6を指向させた画像処理装置7
を搭載すると共に、画像処理装置7は、ミリ波レーダ5
からの少なくとも距離Lの情報を受け、この情報に基づ
き画像センサ6で撮像した物体4の撮像サイズ4aを所
定倍率mに変更するズーム部8を有することを特徴とす
るミリ波レーダ搭載車両。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミリ波レーダ搭載
車両に関する。
【0002】
【従来の技術】ミリ波レーダは、天候や粉塵の影響を受
けにくく、かつ短波長であるために受発信アンテナを小
型化でき、アンテナビーム幅θ(図1参照)を狭くで
き、かつドップラー効果による物体との相対速度を高精
度に探知できる等の利点がある。
【0003】このため近時、高速道路上での運転者の不
注意や誤認による衝突事故防止のため、高速走行車両に
ミリ波レーダを搭載する試みがある。即ち、図1に示す
ように、車両1に設置した送受信アンテナ2の送信アン
テナ2aから送信波3aを発射し、受信アンテナ2bで
物体4から反射波3bを受信することにより物体4との
距離L及び相対速度V(車両速度V1 −物体速度V2
を探知するミリ波レーダ5を搭載している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで鉱山や採石場
等では、複数無人車両によるフリート運行の研究が盛ん
である。この場合もミリ波レーダは、上記利点から見て
これら車両に搭載することが有効と考えられる。ところ
が鉱山や採石場等で稼働させるためのミリ波レーダ搭載
車両は、上記従来の高速道路を走行するミリ波レーダ搭
載車両と異なり、単なる衝突回避だけの対物探知(即ち
単なる物体の有無探知)だけでなく、探知物体が有する
例えば交通標識とその意味や他の車両とその姿勢等の意
味付けも併せて探知できることが要求される。
【0005】ところがミリ波レーダは、基本的には物体
との距離や相対速度を探知する1次元センサ(リニアセ
ンサ)であるため、このような2次元的または3次元的
な意味付けまでも探知することは困難とされている。
【0006】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
単に物体との距離や相対速度を探知するだけでなく、物
体が有する又は物体に予め付与された2次元的また3次
元的な意味付けまでも探知可能なミリ波レーダ搭載車両
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び効果】上記目的を達成
するため本発明に係わるミリ波レーダ搭載車両は、例え
ば図1を参照して説明すれば、車両1に設置した送受信
アンテナ2の送信アンテナ2aから送信波3aを発射
し、受信アンテナ2bで物体4からの反射波3bを受信
することにより物体4との距離L及び相対速度Vを探知
するミリ波レーダ5を搭載する車両において、次のよう
に構成した。
【0008】例えば図2を参照して説明すれば、送受信
アンテナ2のアンテナビーム方向に画像センサ6を指向
させた画像処理装置7を搭載すると共に、画像処理装置
7は、ミリ波レーダ5から少なくとも距離Lの情報を受
け、この情報に基づき画像センサ6で撮像した物体4の
撮像サイズ4aを所定倍率mに変更するズーム部8を有
することを特徴としている。
【0009】上記発明によれば、先ずミリ波レーダ5が
探知する物体4は、発信出力等で左右されるが、ミリ波
レーダ搭載車両1ではせいぜい距離Lが100〜120
m程度、またアンテナビーム幅θは4〜5°(即ち遠方
での最大探知幅が3〜4m程度)である。このため画像
装置7は、先ず距離的に約120mを越える画像及び幅
が約4mを越える画像を総て無視できる。しかも画像処
理装置7がミリ波レーダ5から距離情報Lを受け、この
距離情報Lに基づき物体4の撮像サイズ4aを所定倍率
mに変更するズーム部8を有する。このため、画像処理
装置7で所定倍率mした後の撮像物体(即ち、対応を要
求される物体)は総てミリ波レーダ5が探知した物体と
なり、しかも常時、例えば一定のサイズであるから、実
質的に画像処理装置のための距離記憶容量や記憶ソフト
を減らすことができる。即ち、ミリ波レーダ搭載車両で
の画像処理装置7を安価、かつ簡単構成にできる。
【0010】
【発明の実施の形態及び実施例】事例説明に先立ち、理
解を容易にするため、本例に試用したミリ波レーダの仕
様を説明する。尚、従来の技術の欄で図1を参照して説
明済みの各要素符号と同一の要素符号はそのまま使用
し、重視説明を省略する。
【0011】ミリ波は、波長λが1〜10mm(即ち3
00〜30GHz)の電磁波である。本例では周波数5
9.5GHz(即ち、λはほぼ5mm)を用いている。
尚、ミリ波レーダ5での信号処理方式はパルス方式、2
周波数CW方式、FM−CW方式等が知られるが、本例
ではFM−CW方式を採用し、さらに複数物体を区分す
るための信号処理として、FFT(高速フーリエ変換)
を採用している。
【0012】FM−CW方式は、図3に示すように、ミ
リ波を変調波(本例では三角波)で変調し、送信アンテ
ナ2aから発射する送信波3aと、受信アンテナ2bで
受信した受信波3bとを混合器でミキシングし、ビート
周波数fb1、fb2を得てその後、次式(1),
(2)によって車両1と探知物体4との距離L及び相対
速度Vを算出する。
【0013】 L=C(fb2+fb1)/(8ΔF・fm) …(1) V=C(fb2−fb1)/(4fo) …(2)
【0014】尚、Cは光速、fb1は同図3で示される
「増加側のビート周波数」、fb2は「減少側のビート
周波数」、ΔFは周波数偏移幅(本例では75MHzで
あり、詳細は後述するように、増減±Δf可能としてあ
る)、fmは前記変調波の周波数(本例では781.2
5Hzであり、これもまた詳細は後述するように、増減
±Δfm可能としてある)、foは中心周波数であって
前記ミリ波の周波数(59.5GHz)である。
【0015】前記アンテナビーム幅θは次式(3)で表
される。これはアンテナ利得が最大であるアンテナビー
ム中心c(図1参照)での前記最大アンテナ利得の半値
(1/2)までの角度であり、電波の有効な広がり範囲
を示す。本例ではθ 4°(即ち、上下左右方向へ各2
°)となる。 θはほぼ70λ/D …(3)
【0016】そして電波レーダでの物体4に対する探知
距離分解性能ΔLは、次式(4)で得られ、本例ではΔ
L=2m(即ち、L±1m)となる。 ΔL=C/(2ΔF) …(4)
【0017】尚、物体4を真に2次元的に、また3次元
的に探知するには、画像処理装置を当該ミリ波レーダ搭
載車両に加設することになる。ところがただ単に画像処
理装置をミリ波レーダ搭載車両に加設すると、例えばフ
リート運行化におけるあらゆる事態に対処するためのソ
フトを無数に組み込む必要が生ずる。またそのソフト開
発のために、膨大な時間と費用とを要す。それでいて車
両やコースが現場によって異なるために、採算が全く合
わない。即ち、現状の画像処理装置を単純にミリ波レー
ダ搭載車両に加設しても、複数無人車両の経済的フリー
ト運行化に寄与できない。そこで次のように構成した。
【0018】即ち、図2に示すように、ミリ波レーダ搭
載車両1に設けた送受信アンテナ2のアンテナビーム方
向に画像センサ6を指向させた画像処理装置7を搭載し
た。そして画像処理装置7は、ミリ波レーダ5から少な
くとも距離L情報を受け、この情報に基づき画像センサ
6で撮像した物体4の撮像サイズ4aを所定倍率mに変
更するズーム部8を有することとした。例えば遠方の物
体は10倍とし、近傍の物体の倍率を3倍にすることに
より、画面上の物体撮像占有面積を距離Lに係わらず最
適寸法にする(尚、画像処理装置であるからと言ってC
RT等の画面が必要であるという意味でないことは説明
するまでもない)。9は車両制御部である。
【0019】上記例によれば、次の効果を奏する。従来
の画像処理装置を単にミリ波レーダ搭載車両に搭載する
と、他の車両は元より、遠方の景色や路面までも撮像し
てしまうため、得たい像の特定に先ず苦慮することにな
る。そして得たい像について予めその像を画像処理装置
に記憶しておき、他の像を全て除去する処理を施す必要
がある。しかも特定した物体との距離を得ようとすれ
ば、予め特定物体のサイズも記憶しておき、このサイズ
との比から距離を演算することになる。従って車両制御
部9に撮像結果に基づく運行指令を与えるまでに、前述
したように、膨大な時間、高額なソフトを要す。ところ
が上記例によれば、先ずミリ波レーダ5が探知する物体
4は、発信出力等で左右されるが、ミリ波レーダ搭載車
両1ではせいぜい距離Lが100〜120m程度、また
アンテナビーム幅θは4〜5°(即ち遠方での最大探知
幅が3〜4m程度)である。このため画像装置7は、先
ず距離的に約120mを越える画像及び幅が約4mを越
える画像を総て無視できる。しかも画像処理装置7がミ
リ波レーダ5から距離情報Lを受け、この距離情報Lに
基づき物体4の撮像サイズ4aを所定倍率mに変更する
ズーム部8を有するため、画像処理装置7で所定倍率m
した後の撮像物体(即ち、対応を要求される物体)は総
てミリ波レーダ5が探知した物体となり、しかも常時、
例えば一定のサイズであるから、実質的に前記した従来
の画像処理装置における前処理のため膨大なハードの記
憶容量や記憶ソフトを無くすことができる。即ち、ミリ
波レーダ搭載車両での画像処理装置7を安価、かつ簡単
構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ミリ波レーダ搭載車両の説明図である。
【図2】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図3】FM−CWを説明するグラフである。
【符号の説明】
1…車両 2…送受信アンテナ 2a…送信アンテナ 2b…受信アンテナ 3a…送信波 3b…反射波 4…物体 4a…撮像サイズ 5…ミリ波レーダ 6…画像センサ 7…画像処理装置 8…ズーム部 m…所定倍率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G08G 1/16 G08G 1/16 D G09B 29/10 G09B 29/10 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両1に設置した送受信アンテナ2の送
    信アンテナ2aから送信波3aを発射し、受信アンテナ
    2bで物体4からの反射波3bを受信することにより物
    体4との距離L及び相対速度Vを探知するミリ波レーダ
    5を搭載する車両において、 前記送受信アンテナ2のアンテナビーム方向に画像セン
    サ6を指向させた画像処理装置7を搭載すると共に、 該画像処理装置7は、ミリ波レーダ5からの少なくとも
    距離Lの情報を受け、この情報に基づき画像センサ6で
    撮像した物体4の撮像サイズ4aを所定倍率mに変更す
    るズーム部8を有することを特徴とするミリ波レーダ搭
    載車両。
JP8302976A 1996-11-14 1996-11-14 ミリ波レーダ搭載車両 Pending JPH10142331A (ja)

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