JPS6045377B2 - 衝突防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ツ２０本発明は、レーダを搭載して行なう車両の衝突時
防止装置に関するもので、障害物である物標と車両と
の方位角の時間的変化率を検知して、車両と送 衝突の
可能性のある物標を、他の誤動作の原因との なる物標
から正確に選別する衝突防止装置を提供て２５するもの
である。

唐 第１図は、従来使用されている衝突防止装置の構成
を示すブロック図である。

この従来の装置では、先ず、レーダ装置マイクロ波部２
を介して、送受信アンテナ１により空中に放射されたマ
イクロ波が、物標で反射して再び送受信アンテナ１で受
信される。

次いでこの受信マイクロ波から、レーダ装置マイクロ波
部２でドップラ信号が検出されて、増幅器部３で増幅さ
れ、危険判定回路部４に入力信号として与えられる。

この入力信号は、危険判定回路部４に情報信号として与
えられているドップラ振幅より得られた車両と物標間の
相互距離信号、ドップラ信号から得られた車両と物標の
相対速度信号、車両の絶対速度信号、操舵角信号などと
比較されて、危険判定回路部４がその物標を危険障害物
と判定すると、警報器５が駆動されて危険警報を発する
ように構成されている。

しかし、この従来用いられている衝突防止装置では、危
険障害物である物標以外の物標をも検知して、誤警報を
発するおそれがある。

例えは第２図において、従来の衝突防止装置を搭載した
車両６が曲線路を走行している場合を考えて見る。

図で９は曲線路ガードレールを示し、８はこの車道が曲
線路でなく直線路てあるとした場合のガードレールであ
る。第２図から明らかなように、物標Ｔは直線路におい
ては障害物となる物標であるが、この場合には、車両６
が曲線路９を走行しており、そのまま走行する場合には
、衝突のおそれのない物標であり、例えは、曲線路のガ
ードレール９を構成するボールなどであつて、衝突防止
装置が検知する必要のないものてある。しかし、従来の
衝突防止装置では、物標Ｔがその警戒領域７に入ると、
レーグ装置がこれを障害物てある物標として検知し、誤
警報を発することになる。これを防ぐために、曲線路走
行に際して、運転者がハンドル操作を行なうと、その操
舵角に対応して警戒領域７が減少する方式や、車両の速
度に応じて警戒領域７が増減する方式なども考えられて
いる。

しかしこれらの方式は、曲線路での運転者のノーンドル
操作に個人差があり、警戒領域７をこの抄舵角で一律に
定量的に規定することが困難であ冫こと、横風や雨など
の外部因子が存在する場イー、その影響を考慮に入れて
警戒領域７の増減をＬ定することが極めて難かしいこと
、などの難点←有する。

一方、実際問題として警戒領域７を狭くすれｆ、誤動作
は減少するが、真の危険障害物である勿標が存在する場
合に、その発見が遅れてしまう易合もある。

例えば、時速８０ｈＩｈで半径２５０Ｔｒｉ．の曲線路
を」．２Ｇの横向き加速度て走行中の車両は、曲線路；
こ沿つて誤警報を生じないように走行させようとｒると
、計算によればその警戒領域長は２５ＴｒＬ，となる。

この警戒領域長では、危険障害物である物標を２５７７
１．先でしか検知出来ないことになり、実際の走行に適
さない。本発明に係る衝突防止装置は、以上説明した従
来用いられる衝突防止装置での難点に鑑み、車両と物標
との方位角の変化率を把握して、車両と衝突の可能性の
ある物標かどうかを正確に選別出来、且つ広い警戒領域
で障害物を検出し、危険警報を発するように構成したも
のである。

以下本発明に係る衝突防止装置を、その実施例に基づい
て詳細に説明する。

最初に、第３図に基づいて、物標の車両に対する方位角
の変化率と、衝突の可能性の関係について説明する。

第３図では、車両を停止させ、相対的に物標のみが車両
に対してその時間的位置を変化するようなモデルを考え
ている。

ここで、物標の種類としては、第３図ａに示すように、
曲線路の中の左方に存在する物標ＴＡｌ車両の正面から
車両に向かつて進行して来る物標ＴＢｌ及び互に交叉す
る直線路上を車両の斜め前方より車両に向かつて車両と
同一速度で進行して来る物標Ｔｃの３種類を取り上げて
考えることにする。先ず、物標ＴＡは時刻ｔ＝ｔ１にお
いて車両６に対する方位角がθＡ１、微小時間経過後の
時刻ｔ＝ち＋Δｔにおける方位角が０Ａ９である。

従つて、方位角θの変化率を求めると、Ｘ４＝盆酊マ芒
竺９となり、これらは明らかに零ではない。この物標Ｔ
Ａは、時間が経過すると車両に対する方向角が負の方向
に増大し続けるので、方位角θの変化率の絶対値は増加
して行く。この場合、物標ＴＡは車両６に衝突すること
なく、曲線路に沿つて走行して行けば、運転者の視野か
ら消減して行くことは明らかである。又正面から車両６
に向かつて進行して来る物標ＴＢでは、時刻ｔ＝ｔ１で
車両６に対する方位角は零であり、微小時間経過後の時
刻ｔ＝ｔ１＋Δｔでも、その車両６に対する方位角は依
然として零で、車両６がそのまま走行を続けると、最終
的にはこの物標は車両に衝突することは明らかである。

この場合、車両に対する物標ＴＢの方位角θの変化率に
は、へ４＝ｏなる条件が存在する。物標ＴＯはそれぞれ
交叉する直線路上で車両６の斜め前方に存在し、車両６
と同一速度で車両６に向かつて接近して来るもので、時
亥膓でその車両６に対する方位角θは０＝θ。であり、
微小時間経過後の時刻ｔ＝ｔ１＋Δｔでの方位角も依然
としてθ。なので、車両６に対する方位角θの変化率は
、へＬ＝Ｔ＼１ｂ＝ｏとなる。この場合も、車両がその
まま走行を続けると最終的には物標Ｔ。が車両６に衝突
する。更に、第３図ｂに示すように、互に交叉する直線
路上又は曲線路上で車両６の斜め前方に物標Ｔｃ″が存
在し、車両６よりも速い速度て車両６に向かつて接近す
る場合と、互に交叉する直線路上又は曲線路上の車両６
の斜め前方に物標ＴＯ″が存在し、車両６よりも遅い速
度で車両６に向かつて接近してくる場合を考えると、こ
れらの場合には、車両６に対する方位角θの変化率は各
々Ｉ（＝００″Ｋｔ。ｃ″、Ｉ眉＝θｏ１″−θ。２″ ュ、 となり、時々刻々変化率が変化し、物標Ｔｃ″
，Ｔｃ″は、車両６に衝突するおそれのないものである
。

以上の考察から明らかな通り、車両に対する物
ＤＯ．標の方位角θの変化率についてＩ
『…Ｏなる条件があると、物標は車両方向に進行して来
ることになり、衝突の危険性があることになる。

従つて、車両と物標との方位角θの時間に対する変化率
を知れば、それから物標が車両に向かつて進行して来る
ものかどうかの判断をすることが出来る。

第４図は、レータ装置と物標の関係説明図てある。

図で６はレーダ装置を搭載した車両、Ａ１及びＡ２はそ
の相互間距離が２１である２個のアンテナＴは物標を示
す。車両６の中心線と物標Ｔの距離をｄ、車両６に対す
る物標Ｔの方位角を０１車両の進行方向に測つた車両と
物標間の距離をＲｌ２個のアンテナＡｌ，Ａ２から物標
Ｔまでの距離をそれぞれＲ１及びＲ２とする。ここで、
σ〜＝覆になるように線分Ｎｈを引くと、くＭＡｌＡ２
＝θとなり瓦ｈ＝Ｒ２−Ｒ１なのでこの値をΔＲとし、
θが小さいことを考慮して、“１“′−Ｓｉｎθが成立
する。さらに０が ２１゛ ．Ａ
尺 小さいので、近似式θ〒２１を用いることが出来る。

これは、このような条件下では、物標の車両に対する方
位角が、車両に搭載した２個のアンテナＡｌ，Ａ２から
物標迄の距離の差で近似値に表示されることを示してい
る。

次に前記ΔＲは、そのΔＲの間にマイクロ波のキャリア
が第１３図に示すように（ｎ＋ｎ″）個人つているとす
ると、（第１３図においてはｎ＝７、ｎ″＝１１２であ
る） ΔＲ＝（ｎ＋ｎ″）λ（但し、λはマイ
クロ波の波長、ｎは整数、０くｎ″く１てある）で表わ
される。

一方、位相は、０から２πの間しかとり得ないので、２
個のアンテナＡｌ，Ａ２からのドップラ信号の位相差Δ
φを観測できるのは、ｎ″だけであり、位相差Δφとｎ
″との間には、 。

・＝Ａσ ２π の関係がある。

更に、ｎ″は、物標Ｔの移動とともに、即ち、時間とと
もに連続的に変化するが、ｎは、ｎ″がＯから１の間で
変化している間は一定の整数値である。

以上のことより、 の式が成立する。

この式によつて、位相差Δφの変化率を調べれば、方位
角の変化率を知ることができ、物標Ｔが車両へどのよう
な方向で接近しているかを知ることができる。

以上説明した基礎的前提条件に基づき、本発門に係る衝
突防止装置は構成されている。

第５図は、レーダ装置のマイクロ波部の構成を示すブロ
ック図で、ガン発振器１０で連続発振されたマイクロ波
は、分配器１１で３群に分割され、その１群はサーキユ
レータ１２−１、送受信アンテナ１３−１を経て空中に
放射される。

他の２群はそれぞれ、混合器１４−１及び１４−２のロ
ーカル電力として供給される。送受信アンテナ１３−１
から放射され、物標で反射したマイクロ波は２分され、
一方は送受信アンテナ１３−１、サーキユレータ１２−
１を経て、混合器１４−１に入力として与えられる。

又他の一方は、受信アンテナ１３−２で受信されサーキ
ユレータ１２−２を経て、混合器１４−２に入力として
与えられる。このように２個のアンテナ１３−１，１３
−２を使用し、物標迄の距離差をマイクロ波キャリアの
位相差Δφにより検出し、この位相差Δφの変動を検知
して、すてに説明したように方位角θの変化率もＬを知
ることが出来る。

次に、２個のアンテナから物標迄の距離の差が一定であ
る曲線群を考え、位相差Δφの変化率との対応づけを図
の上で考えて見る。第６図は、アンテナと物標の位置関
係説明図である。

２個のアンテナＡｌ，Ａ２の中点を原点０とし、車両の
走行方向にＲ軸、これと垂直な方向にＳ軸を取るものと
し、アンテナＡｌ，Ａ及び物標Ｔの座標をそれぞれ（−
Ｓ６Ｏ）、（Ｓｃ８Ｏ）及び（Ｓ．．Ｒ）とする。

ここで、に〒＝Ｒ１、瓦〒＝Ｒ２とすると、第６図から
次式が成立する。

ａを定数として、Ｒ１とＲ２の差が一定である条件を考
えると（３）式が得られる。

（３）式を整理変形すると、（４）式が得られる。

（４）式は、よく知られている双曲線の式であり、この
漸近線は（５）式で与えられる。一方第６図において、
送受信アンテナＡ１で得られる受信信号位相φ１は、λ
をキャリア波長として次式で与えられる。

同様にして、受信アンテナＡ２で得られる受信信号位相
φ２は、次式て与えられるる。

このようにして求めた両位相の位相差をΔφとすれば、
（６）、（７）、（３）、（１）、（２）式より次式が
得られる。

双曲線関数の式（３）において、右辺の？が２点間の距
離差であるので、（８）式において、Ｒ２−Ｒ１＝．Ｃ
Ｏｎｓｔ＝？とすると、以上から、マイクロ波の波長入
が与えられると、各位相差Δφに対応して、（９）式よ
りａの値が・求められ、従つて（５）式より、その場合
の漸近線を求めることが出来る。

Δφの各値に対して、λ＝３ｃｍ１ΔＲ＝４０１＝１２
０ｃｍの時、この状態をプロットしたものが、第７図に
示すレーダ装置の位相差チャートである。

図で例えば、物標が車道の縁を車両から８０７ｎ離れた
地点から接近して来ると、この場合の２種のドップラ信
号の位相差は、７０７７１．の所で２７ｒ１５０ｍの所
で３π、３５ｍの所で４πとなる。但し、位相差の値は
０〜２πの範囲にあるので、位相差は時計の針のように
回転してもとに戻ることになる。第７図で、点線Ｋ１で
示す軌跡は、車両６に向かつて走行させた他車両からの
受信信号の位相差を実測したものであつて、この場合位
相のふらつきは±２？ｒラジアン内に入つていた。

又点線Ｋ２は、曲線路の縁に置いた物標からの受信信号
の位相差の実測値である。

以上の理論的な説明、及びその実測結果から明らかなよ
うに、位相差の時間変化率が大きい物標、換言すれば、
レーダの警戒領域の等位相線を一定方向によぎる頻度の
多い物標は、車両に衝突する可能性がなく安全であるが
、これをよぎる頻度の少ない物標、又は、ふらつきなが
ら接近する物標のように等位相線をよぎる頻度は多いが
その方向が反対で結果的には正と負の位相をキャンセル
できるような物標は、車両に衝突する可能性を有し危険
であるということが出来る。

第８図は、本発明に係る衝突防止装置の第１の実施例の
構成を示すブロック図である。

又第９図Ａ及びＢは、第８図に示す第１の実施例の構成
各部における信号波形図である。ガン発振器１０よりの
マイクロ波の１部は、分配器１１により混合器１４−１
及び１４−２のローカル電力として供給されるが、その
大部分はサーキユレータ１２−１を経て、送受信アンテ
ナ１３−１から空中に放射される。

今、送受信アンテナ１３−１が第７図に対応して車両の
左側、受信アンテナ１３−２が車両の右側に装着される
ものとし、物標としては、第７図の点線で示したＫ２の
ような軌道を通過するものを考えることにする。

送受信アンテナ１３−１から、空中に放射されたマイク
ロ波の物標で反射された反射電波の１部は、送受信アン
テナ１３−１及び受信アンテナ１３−２に入射する。

次いで、それぞれの反射電波は、サーキユレータ１２−
１及び１２−２を通り、混合器１４−１、及び１４−２
により分配器１１よりの送信マイクロ波と混合検波され
る。さらに、混合器１４−１及び１４−２の出力は、ド
ップラ増幅器１５−１及び１５−２で増幅されるが、そ
れぞれの出力であるドップラ信号の位相差は、前に説明
したように、送受信アンテナ１３−１及び受信アンテナ
１３−２から物標迄の伝搬行路長差に比例することにな
る。先ず、各ドップラ増幅器１５−１及び１５−２の各
出力は、それぞれ比較器１６−１及び１６−２により第
９図Ａ（７）Ｆ１及びＦ２に示すような、パルス信号に
変換される。

パルス信号Ｆ１の立上がりでフリップフロップ１７をセ
ットし、パルス信号Ｆ２の立上がりでそれをリセットす
ると、第９図Ａに示すように、パルス幅変調波信号Ｆ３
として、２出力の位相差情報が得られる。

このようにして得られた信号Ｆ３を、低域フィルタ１８
に入力として与えると、第９図Ａ（７）Ｆ４に示すよう
なアナログ信号が得られる。このＦ４は、ドップラ信号
の位相差Δφに相当し、一方、以上述べた構成によつて
位相差演算手段が形成される。

第９図のＢは、Ａの時間軸よりも約２皓拡大された時間
軸を有する信号波形図である。

微分回路１９により、信号Ｆ４の変化分を検出し比較器
１６−３及び１６−４を使用してパルス信号に変換する
ような構成を有している。

ここで考える条件下では、比較器１６−３のみが動作し
第９図Ｂ（７）Ｆ６に示すような信号が得られる。つま
り、比較器１６−３が動作することの物理的な意味は、
第７図で、２ｒ１πの線上を物標が運転者から見て右方
から左方へ移動したということであり、比較器１６−４
が動作する場合は、この逆で物標が第７図の２ｒ１７ｒ
の線上を左方から右方へ移動したことを意味する。以下
、一定時間内に比較器１６−３及び１６−４の動作を検
出する。

次に進行方向判別の方式について説明する。発振器２４
の発する信号Ｆ７ごとに、進行判別の検出が行なわれる
が、先ず、単安定マルチバイ”ブレータ２５−１でゲー
ト信号Ｆ８を作成し、これでＮ．ＡＮＤ回路２０−１及
び２０−２を制御するように構成されている。

ゲート信号Ｆ８の論理値が“１゛の時に、比較器１６−
３の出力信号Ｆ６を信号Ｆ９として、アップダウンカウ
ンタ２１の加算部へ印加し、同時に比較器１６−４の出
力を、アップダウンカウンタ２１の減算部へ印加するよ
うに構成されている。ここで、アップダウンカウンタ２
１には、事前に単安定マルチバイブレータ２５−３から
のプリ゛セット信号により、予めＮなる数を続み込ませ
ておく。

このＮなる数は、アップダウンカウンタの初期値をＯに
すると、ダウンカウントの場合カウンタの内容がオーバ
ーフローしてしまいカウント数が正しく記憶されなくな
るため、アップカウント、ダウンカウントいづれの場合
でもオーバーフローしないよう、例えば、アップダウン
カウンタのフルカウント値の半分の値に設定される。

さらに、一定時間後、単安定マルチバイブレータ２５−
２からのラッチパルスＦｌＯにより、アップダウンカウ
ンタ２１の内容をラッチ２２−１に転送するような構造
になつており、以上述べた構成によつて位相差変化率演
算手段が形成されるとともに、前記位相差演算手段及び
位相差変化率演算手段によつて、前述した理論を実現す
る方位角変化率検出手段が構成される。

次いでこの内容は、比較器１６−５及び１６−６に加え
られ、アップダウンカウンタ２１の内容（以下ＡＮＳと
いう）と、例えばＮ＋３、Ｎ−３のような予め定められ
た数との比較が行なわれる。警報発生の閾値（この例で
は±３）は、マイクロ波のキャリア周波数及びアンテナ
間隔から決定されるものであり、２つのアンテナを焦点
とする双曲線の漸近線は、例えば第１３頁における第５
式で示されるように、アンテナ間隔が広くなる程密にな
ることからも、この漸近線の密度から、物標が車両に衝
突するのを回避することができる程度の位相の転移回数
に設定される。

この結果により、比較器１６−５ては、ＡＮＳ〈Ｎ＋３
の時に信号Ｆｌｌを発し、比較器１６−６ては、ＡＮＳ
＞Ｎ−３の時に出力信号が発せられるようになつている
。

この両信号がＡＮＤ回路２３に加えられ、ラッチ２２−
２を経て、Ｎ−３くＡＮＳ＜Ｎ＋３の時に警報出力信号
Ｆｌ２が論理値゛１゛となる。

これは、発振器２４の出力信号Ｆ７の周期の間に、２π
×３倍以内の横方向の変化がなかつたことを意味するわ
けで、上述の条件下では、２π×３倍以上の変化が生じ
ているので、物標が車両の方向に進行して来ることはあ
り得ず、警報信号Ｆｌ２は発せられない。以上述べた、
比較器１６−５、及び１６−６、ＡＮＤ回路２３、ラッ
チ２２−２によつて危険信号出力手段を構成する。

以上述べた実施例では、予め定めた数をアップダウンカ
ウンタに入力として与えておいて、この方向別にアップ
ダウン入力を印加し、その結果が一定範囲に入つている
かどうかを検出して、物標の車両への接近判別を行なう
ことが可能なので、０．２π近傍を右方、左方に横切る
物標でも正確に進行方向を測定することが出来る。

第１０図は、本発明に係る衝突防止装置の第２の実施例
であつて方位角変化率検出手段の一部の構成を示すブロ
ック図である。

又、第１１図は、第１０図に示す第２の実施例の構成各
部における信号波長形図である。

この第２の実施例では、レーダ受信部を一系統にし、マ
゛イクロ波を２個のアンテナ１３−１ａ及び１３一１ｂ
で切換えて使用し、各信号を保持回路て保持するような
構成としたものである。第１０図において、ガン発振器
１０から発せられるマイクロ波は、分配器１１によりそ
の１部が混合器１４にローカル電力として供給されるが
、大部分はサーキユレータ１２を通り、マイクロ波スイ
ッチＳＷｌ，ＳＷ２により、２個の送受信アンテナ１３
−１ａ，１３−１ｂに交互に切り換えられる。

マイクロ波スイッチＳＷｌ，ＳＷ２は、発振器２４の発
振信号Ｆｌ３で制御され、各送受信アンテナ１３−１ａ
，１３−１ｂには第１１図Ｆｌ４及びＦｌ５で示される
マイクロ波が供給される。

今、発振器２４の出力信号Ｆｌ５が論理値゜“１゛で、
マイクロ波スイッチＳＷｌ及びＳ〜Ｖ２がａ接点を閉に
している時、送受信アンテナ１３−１ａからマイクロ波
が放射されるものと考える。

このマイクロ波が物標Ｔで反射され、再び送受信アンテ
ナ１３−１ａから、マイクロ波スイッチＳＷｌ及びサー
キユレータ１２を経て、混合器１４に供給される。混合
器１４は、ドップラ信号をドップラ増幅器１５に与え、
マイクロ波スイッチＳＷ２のａ接点を経て、保持回路２
６−１を作動させて第１１図Ｆｌ７に示すドップラ信号
が復調されることになる。

発振器２４の出力が零の時には、マイクロ波スイッチＳ
Ｗｌ及びＳＷ２はｂ接点を閉にするので、送受信アンテ
ナ１３−１ｂからの受信信号が、まつたく同様にして保
持回路２６−２を作動させて、第１１図に示すＦｌ８の
ようにドップラ信号が復調されることになる。

この第２の実施例では、レーダ受信部が１組でも、ロー
カル電力が等しい２組のドップラレーダと同一の効果を
得ることが可能である。

ここで得られたドップラ出力Ｆｌ７及びＦｌ８を、第８
図に示した本発明に係る衝突防止装置の第１の実施例の
回路の、比較器１６−１，１６−２の個所にそれぞれ接
続すると、第１の実施例に同一の効果が得られる。但し
、各々のアンテナが時分割で送受信を行なうので送受信
アンテナ１３−１ａ及び１３−１ｂから物標Ｔ迄の距離
差が、第１の実施例の２倍となり、第７図に示したΔφ
＝π、２π、・・・・Ｎ７ｒは、それぞれ２π、４π、
・・・・加πとなり、その目が細かくなる。

以下、さらに理解を深めるため、左右アンテナの受信ド
ップラ信号の位相差より両アンテナから物標まての距離
差（イ）〜２ｊまでの範囲）を測定できることをドップ
ラ周波数に基づいて説明し、次いで公知のドップラ周波
数比による左右距離差の検出方法と本発明の方式との比
較を行ない、両者の優劣を明らかにする。

（１）ドップラ周波数に基づく説明 今、速度Ｖｒで接近してくる物標から得られるレーダ受
信信号は次のように与えられる（例えば、１９６２年マ
グローヒル社発行、Ｎ．Ｉ．ＳｋＯｌｎｊｋ著′６１ｎ
ｔｒ０ｄｕｃｔｉ０ｎｔ０ＲａｄａｒＳｙｓｔｅｍｓ゛
第８４、８５頁参照）ｔ；マイクロ波キャリア周波数 Ｆｄ；ドップラ周波数 ＲＯ；物標からアンテナまでの初期値距離ＴＯ：初期値
時間 φｏ：初期値位相 ■；接近速度 Ｃ；光速 第１４図において、物標ＴのアンテナＡＮＴｌ方向への
接近速度をＶ１、アンテナＡＮＴ２方向への接近速度を
Ｖ２、初期値距離をそれぞれＲｌ，Ｒ２、初期値位相を
それぞれφ１，φ２とし、この状態で（１ａ）式を用い
てアンテナＡＮＴｌ、アンテナＡＮＴ２で得られるレー
ダ受信信号を求める。

−のときのシステムは同一マイクロ波キャリアをｉ］い
たシステムとする。アンテナＡＮＴｌで受信される信号
をＡ。

とするアンテナＡＮＴ２で受信される信号をＡ２とする
と、それぞれのアンテナで受信されるＡｌ，Ａ２のドッ
プラ信号は（１１）、（１２）式のω。

を消去したものとなる。したがつて、おのおののドップ
ラ信号の位相差は次のように与えられる。

これを書き換えると、 ここで、 を上式に代人する。

２ωｏ（１４）式に
おいて、ち＝０、第２項］「（Ｒ１−Ｒ２）を定数ｋと
すると、したがつて、第１４図に示す状態で接近する物
標Ｔから得られる両アンテナのドップラ信号位相差は（
１５）式で与えられる。

ここで、ωｏ＝２鶴＝勺ｆであるので、 （１５）式を距離に置き換えてみる。

（ｔ）） （１８）式は次のことを示している。

すなわち、第１４図において、アンテナＡＮＴｌ、アン
テナＡＮＴ２で得られるドップラ信号の位相差は、物標
ＴからアンテナＡＮＴｌまでの任意時刻での距離Ｒ１（
ｔ）と物標ＴからアンテナＡＮＴ２までの任意時刻での
距離Ｒ２（ｔ）との，４π 差にＭを乗じた値に定数を加えたものに等しい。

ここで、アンテナＡＮＴｌ、アンテナＡＮＴ２からの距
離差が一定の軌跡は双曲線関数であるので、（４）式に
示したように、ここで、ａは定数、ＳＮＲ．．ＳＯは第
６図に示す関係にある。

また、（４）式において？がＲ１〜Ｒ２になる。

次に、（４）式で示す双曲線関数と（１８）式て与えら
れる実際に観測されるドップラ信号位相差との関係を求
める。（４）式において、Ｒ１〜Ｒ２＝？なので、ここ
で、定数項ｋ１は位相差Δψのオフセットになるので、
ｋ１＝０とすると、今、第１４図において、 であるので、Ｒ１（ｔ）は時刻ｔにおけるアンテ九■Ｔ
１から物標Ｔまでの距離である。

（１７）式を（１６）式に代人すると、 双曲線関数の式（４）において、 ＳＯ（１１２アンテナスパン）＝１０Ｘ０＝３０Ｃ７１
λｏ ＝３ｃｍ（ＦＯ＝１区旧
０とすると、漸近線は、 （２０）式より、 ｎ＝１のとき、ｙ＝±３９．９９Ｘ ｎ＝２のとき、ｙ＝±１９．９７Ｘ ｎ＝３のとき、ｙ＝±１３．３０Ｘ・（２１）（２１）
式をグラフにすると、第１５図に示すようになる。

これは前記第２の実施例におけるドップラ信号の等位相
差チャートである。次に、前記第１の実施例について解
説する。

第１の実施例では、アンテナＡＮＴｌのみで送信を行な
い、受信はアンテナＡＮＴｌ、アンテナＡＮＴ２で行な
つている。したがつて、両アンテナから物標までの距離
差は第２の実施例の１１２になる。第６図において、第
１の実施例の場合は、第２の実施例の場合は、 距離差ｄ″＝２（瓦Ｔ−んＴ） したがつて、アンテナ間隔が２倍になれば、第２の実施
例とほぼ同じ等位差チャートとなる。

（２）ドップラ周波数比による距離差検出方法と本発明
方式との比較今、第１５図右上の点Ａ１において点Ｂの
方向へレーダ搭載車との相対速度ｖ＝１馳１ｈで接近し
ている車両があるとする。

このとき、アンテナＡＮＴｌ、アンテナＡＮＴ２で得ら
れるドップラ周波数は、（２３）式でわかるようにドッ
プラ周波数差は０．０１２Ｈｚであり、これを検出する
ためには１００秒〜１００鰍の測定時間が必要である。

また、ドップラ周波数の周期を平均化する方法もあるが
、ドップラ周波数スペクトラム自身が変動しているので
、正確に測定するのが極めて困難であり、Ｓ／Ｎ比が悪
くノイズが多い場合や複雑な形状をした車両反射である
場合には特に困難である。

これに対して本発明では、第１５図に示すように物標が
Ａ１点に居る時のドップラ信号位相差は２πと観測され
る。

ただし、相対位相しか観測できないので、これだけでは
Ａｌ，Ａ２，Ａ３のどの点に存在するかはわからない。
そこで、本発明で観測した位相差信号を図示すると第１
６図にようになる。

第１６図中のＡｌ，Ａ４，Ａ５点は第１５図におけるＡ
ｌ，Ａ４，Ａ５点に相当するので、位相差Δφを測定す
ることで左右の距離差を瞬時に検出することか可能とな
る。したがつて、相対速度１−１ｈでＡ１点よりＡ４点
まで接近する物標から得られる両ドップラ信号の位相差
はＡ１点からＡ４点まで移動して２π、左右のドップラ
周波数差で１サイクル分しか変化しないことが本方式で
簡単に測定できる。

相対速度が変化すると、１ｋＴｎＩｈなら６３．鍬、１
０−１ｈなら６．３調少で上記の変動となる。

このように本発明によれば、左右トラップ信号の位相差
を測定し、これを観測することにより、両アンテナから
物標までの距離差を正確、迅速に検出することができる
。Ｓ／Ｎ比が悪い場合、第１６図に示すようにΔψは変
動するが、連続測定することにより、誤差は相殺される
。

また、複雑な形状をした車両反射であつても、第１７図
に示すようにＡ１点より入点までのΔψ値をプロットす
れば、物標の運動を把握することができる。上述のよう
に本発明は、従来のドップラ周波数比測定によものと異
なり、左右のドップラ信号位相差からアンテナ、物標間
の距離差を求めることにより、１００７ＴＬ，程度の距
離における物標の運動を把握し、衝突の可能性の判断を
より正確、迅速に行なえるものである。

以上詳細に説明したように、本発明に係る衝突防止装置
によれば、車道側路のボールなど衝突の危険のない物標
による誤動作を確実に防止でき、高精度で効率のよい動
作を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられている衝突防止装置の構成を示す
ブロック図、第２図は衝突防止装置の警戒領域と物標の
関係図、第３図Ａ，ｂは物標方位角と衝突可能性との関
係説明図、第４図はレーダ装置と物標の関係説明図、第
５図はレーダ装置のマイクロ波部の構成を示すブロック
図、第６図はアンテナの物標の位置関係説明図、第７図
はレーダ装置の位相差チャート、第８図は本発明に係る
衝突防止装置の第１の実施例の構成を示すブロック図、
第９図Ａ及びＢは、本発明に係る衝突防止装置の第１の
実施例の構成各部の信号波形図、第１０図は本発明に係
る衝突防止装置の第２の実施例の構成を示すブロック図
、第１１図は本発明に係る衝突防止装置の第２の実施例
の構成各部の信号波形図、第１２図は本発明に係る衝突
防止装置の位相差検出回路の伝達特性図である。 第１３図は、本発明に係る衝突防止装置の理論を説明す
るための信号波形図である。また、第１４図はドップラ
周波数に基づいて本発明を説明するためのアンテナと物
標の関係図、第１５図はドップラ周波数に基づく考察か
ら得られた第２の実施例におけるドップラ信号等位相差
チャート、第１６図は本発明におけるドップラ信号位相
差の一観測例を示す図、第１７図は本発明におけるドッ
プラ信号位相差の他の観測例を示す図である。符号の説
明；１・・・・・・送受信アンテナ、２・・・・・ルー
タ装置マイクロ波部、３・・・・・・増幅器部、４・・
・・危険判定回路部、５・・・・・・警報器、６・・・
・・ルータ搭載車、７・・・・・警戒領域、８・・・・
・・直線路ガードレール、９・・・・・曲線路ガードレ
ール、１０・・・・・・ガン発振器、１１・・・・・分
配器、１２，１２−１，１２一２・・・・・・サーキユ
レータ、１３−１，１３−１ａ，１３−１ｂ・・・・・
送受信アンテナ、１３−２・・・・・・受信アンテナ、
１４，１４−１，１４−２・・・・・・混合器、１５，
１５−１，１５−２・・・・・・ドップラ増幅器、１６
−１，１６−２，１６−３，１６−４，１６−５，１６
−６・・・・・・比較器、１７・・・・・フリップフロ
ップ、１８・・・・・・低域フィルタ、１９・・・・・
・微分回路、２０−１，２０−２・・・・・・ＮＡＮＤ
回路、２１・・・・・・アップダウンカウンタ、２２−
１，２２一２・・・・・・ラッチ、２３・・・・・ＡＮ
Ｄ回路、２４・・・・・・発振器、２５−１，２５−２
，２５−３・・・・・・単安定マルチバイブレータ、２
６−１，２６−２・・・・・・保持回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １個の送受信用アンテナを含む少なくとも車両の左
   右に配置された２個のアンテナを有するドツプラレーダ
   装置の各アンテナから得られるドップラ信号の位相差を
   演算する位相差演算手段と、該位相差演算手段によつて
   演算された位相差の時間的変化率を演算する位相差変化
   率演算手段と、該位相差変化率演算手段によつて演算さ
   れた位相差の時間的変化率がほぼ零である時に危険信号
   を出力する危険信号出力手段とからなることを特徴とす
   る衝突防止装置。 ２ 前記位相差演算手段は、前記ドップラ信号をパルス
   信号に変換する回路と、該パルス信号で駆動されるフリ
   ップフロップと、該フリツプフロップの出力であるパル
   ス幅変調信号を平滑する平滑回路とを具備することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の衝突防止装置。 ３ 前記位相差変化率演算手段は、前記位相差演算手段
   によつて演算された位相差が、０から２π又は２πから
   ０に転移した回数を加減算するアップダウンカウンタを
   具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   衝突防止装置。 ４ 少なくとも車両の左右に配置された２個の送受信用
   アンテナと、該送受信用アンテナを所定の周期で切換え
   る切換手段と、該切換手段を介して得られた前記送受信
   用アンテナからのドップラ信号の位相差を演算する位相
   差演算手段と、該位相差演算手段によつて演算された位
   相差の時間的変化率を演算する位相差変化率演算手段と
   、該位相差変化率演算手段によつて演算された位相差の
   時間的変化率がほぼ零である時に危険信号を出力する危
   険信号出力手段とからなることを特徴とする衝突防止装
   置。 ５ 前記位相差演算手段は、前記ドップラ信号をパルス
   信号に変換する回路と、該パルス信号で駆動されるフリ
   ップフロップと、該フリップフロップの出力であるパル
   ス幅変調信号を平滑する平滑回路とを具備することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の衝突防止装置。 ６ 前記位相差変化率演算手段は、前記位相差演算手段
   によつて演算された位相差が、０から２π又は２πから
   ０に転移した回数を加減算するアップダウンカウンタを
   具備することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   衝突防止装置。