JPS6254191A - 車両用ランダム変調レ−ダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、ランダムパルスの電磁波を例えば車両前方
に送信し、このＮ磁波の先行車による反射信号を受信し
て電磁波の送信から反射信号の受信までの伝播遅延時間
によって先行車までの距離を測定する車両用ランダム変
調レーダ装置に関する。

［発明の技術的背景およびその問題点］゛巾両前方に存
在する先行車等を検出するレーダ装置において、先行車
からの反射信号を検出するのに近年相関技術を使用した
ものが開発されている。このような相関技術を利用した
レーダ装置は例えば「精密機械Ｊ３３巻７号（１９６７
年）の４８２頁〜４８９頁、または「レーザ研究」１１
巻、１０号（１９８３年）別刷の「大気汚染計測用疑似
うンダム変調ＣＷライダー」等に記載されている。

第４図はこのような相関技術を利用した従来の車両用ラ
ンダム変調レーダ装置の一例である。この車両用ランダ
ム変調レーダ装置は、ｍ系列パルス１５号を発生するｍ
系列発生器５１を使用し、このｍ系列発生＠５１から発
生するｍ系列パルス信号を送信器７を構成する駆動回路
５３を介してレーザダイオード等からなる送光器５５に
供給し、この送光器５５から車両前方に向けてレーザ光
を出力するようになっている。送光器５５から出力され
たレーザ光は前方に存在する先行車等に当って反射され
て戻され、この反射されたレーデ光は受１言器９を構成
する受光器５７で受光され、アンプ５つで増幅された後
、コンパレータ６１で基準１８号Ｖｔｈと比較されて２
ｍ信号に変換され、排他的論理和回路６３の一方の入力
に供給されている。

前記ｍ系列発生器５１は４段のシフトレジスタ７５と排
他的論理和回路７７とで構成され、クロック信号発生器
６５からのクロック信号を供給されている。また、ｍ系
列発生器５１から出力されるｍ系列パルス信号は位相器
６７に供給され、この位相器６７はクロックＩＺ号発生
器６５からのクロック信号によって該クロック信号の周
期τの整数倍、すなわちｍ系列パルスｆｃｉ　ｇの１パ
ルス幅での整数倍、すなわち０１τ、２τ、３τ、・・
・ずつ位相を遅らせたｍ系列パルスｆ二号、すなわらこ
の位相遅れ時間を距離に換算すると、例えばＱｍの位相
遅れ信号、１０１Ｉｌの位相遅れ信号、２０＋ｎの位相
遅れ信号、・・・、１００ｍの位相遅れ信号を、順次出
力し、この順次位相の遅れたｍ系列パルス信号を排他的
論理和回路６３の他方の入力に供給している。この場合
、Ｏｍ　、１０ｍ　、２０ｍ　、−，１００ｍと変化す
る値の増加分１０ｍは測距分解能を表し、最大の１００
ｍは最大測距距離を表しているものである。この排他的
論理和回路６３は、各位相の遅れたｍ系列パルス信号と
コンパレータ６１で２値化された反射信号とが同じレベ
ルの場合、ザなわち両信号が共に高レベルまたは低レベ
ルの場合、低レベルの信号を出力し、異なるレベルの場
合、すなわちいずれかの信号が高レベルで他方の信号が
低レベルの場合、高５レベルの信号を出力する。排他的
論理和回路６３の出力はカウンタ７１に供給され、カウ
ンタ７１は排他的論理和回路６３の出力信号が低レベル
の場合カウントアツプし、高レベルの場合カウントダウ
ンする。このカウンタ７１にＪ３ける計数動作は、各位
相遅れ吊、ずなわら各位相遅れ信号毎に所定時間【Ｏｌ
例えばｔｏ＝　１　ｍ　ｓｅｃの期間継続され、この計
数期間の終了後この計数結果は両信号の相関値としてＲ
ＡＭ７３に転送され、各位相遅れ信号に対応して記憶さ
れる。すなわち、この動作は位相器６７から出力される
Ｏｍ　、１０ｍ　、２０ａ　、　・、１００ｍの各位相
遅れ信号毎にこれらの各位相遅れ信号と受信した反射信
号とに対してそれぞれ上記所定期間１０行なわれ、ＲＡ
Ｍ７３に各位相遅れ信号に対応する相関値として計数値
を記憶することになる。このようにＲＡＭ７３に記憶さ
れた各計数結果を演停器７７で読み出し、その中の最大
値に対応する位相遅れ信号に対する位相遅れ時間から反
射体である先行車までの距離を算出することができるの
である。なお、前記排他的論理和回路６３、カウンタ７
１、ＲＡＭ７３は各位相遅れ信号と受信信号との相関値
を計数値として求める相関器７５を構成しているもので
ある。

第２図は送光器５５から送信される送信信号、０ｍ−１
００ｍの各位相遅れ１ｚ号、車両の６０ｍ前方に存在す
る先行車から反射された受信信号、および車両の６０ｍ
前方に存在する先行車と２０ｍ前方に存在する排気ガス
から反射された受信信号等の波形を示すとともに、各位
相遅れ信号と各受１ｎ信号とに対する前記カウンタ７１
の計数値の表を示しているものである。

第２図の（ｍ　）に示す６０ｍ前方に存在する先行車か
らの受信信号と各位相遅れ信号との排他的論理和を排他
的論理和回路６３で取り、この出力を上述したようにカ
ウンタ７１で計数したカウント値は第２図に示す表の（
１）に示すようになる。

このカウント値はｍ系列パルス信号の１周期におけるカ
ウント値であるが、６０ＩＩｌの位相遅れ信号に対する
カウント値は１５と一番大ぎく、他の位相遅れ信号に対
するカウント値はすべて−１となっている。この計数結
果から車両の６０ｍ前方に先行車が存在していることが
適確にわかる。

このような車両用ランダム変調レーダ装置は公知のジャ
イアントパルス変調レーザレーダ方式に比較して銃ｇｌ
処理時間に応じてＳ／Ｎ比が向上するため、ノイズマー
ジンが大幅に向上し、レーザダイオードの小出力化、低
コスト化、およびレーザダイオードの駆動回路の低コス
ト化、簡素化等が図れるという浸れた特徴がある。

しかしながら、このような従来の車両用ランダム変調レ
ーダ装置において、前記６０ｍ前方の先行車以外に例え
ば２０ｍ前方にも排気ガスが同時に存在する場合には排
気ガスの存在によって６０ｍ前方の先行車に対する上述
したような相関関係が乱され、先行車を適確に検出でき
ないという問題がある。より具体的に説明すると、６０
ｍ前方に存在する先行車と２０ｍ前方に存在する排気ガ
スからの受信信号は第２図の（ロ）のような合成された
波形になり、この受信１５号と各位相遅れ信号との排他
的論理和を排他的論理和回路６３で取り、この出力をカ
ウンタ７１で計数したカウント値は第２図の表の（ｉｉ
）で示したようなカウント値になる。

すなわら、この表に示すカウント値を観察すると、６０
＋ｎの位相遅れ１５号に対するカウント値は上述した１
５から７に低下し、また２０１！１の位相遅れ信号に対
するカウント値は−１から７に増加するとどもに、５０
ｍの位相遅れ信号に対するカウント値も−１から７に増
加し、１１１気ガスが存在することによりカウント値の
最大値は低下する結果となり、自車両前方の特に近くに
雨、霧、υｒ気ガス等が存在する環境下では先行車との
車間距離を適確に検出することができないという問題が
ある。

［発明の目的］ この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、自車両前方に排気ガスや雨露等が存在す
る場合にも先行車を適確に検出することかできる車両用
ランダム変調レーダ装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成するため、ランダムパルスの電磁波を送
信し、この電磁波の反射体による反射信号を受信して電
磁波の送信から反射信号の受信までの伝ＩＭｆｉ延時間
によって反射体までの距離を測定する車両用ランダム変
調レーダ装置において、この発明は、ランダムパルス信
号を発生するランダムパルス発生器と、前記ランダムパ
ルス信号に応じて電磁波を送信する送信器と、該送信器
が送信した電磁波の反ｑ１体による反射信号を受信する
受信器と、前記ランダムパルス信号を順次位相シフトす
る位相器と、該位相器で位相シフトされた各各泣相シフ
ト信号の各位相シフト４に応じた信号レベルの基準信号
を発生する基準信号発生手段と、該基準信号と前記受信
器で受信した反射信号とを比較して該反射信号を２値化
する比較器と、該比較器で２直化された反射信号と前記
位相器で位相シフトされた位相シフト信ｇとの相関値を
求める相関器と、前記相関値が最大の位相シフト信号か
ら反射体までの距離を演σする演譚器とを有することを
要旨とする。

［発明の実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係わる車両用ランダム変
調レーダ装置の回路ブロック図である。

同図に示す車両用ランダム変調レーダ装置は、第４図に
示す従来の車両用ランダム変調レーダ装置において基準
信号ｖｔｈをコンパレータ６１に可変的に供給する基準
信号発生手段３３が追加されている点が異なっているの
みで他の構成は同じである。

この基準信号発生手段３３は、クロック信号発生器６５
からのクロック信号を計数するカウンタ３５と、このカ
ウンタ３５の計数結果をアドレス信号として入力して基
準信号ｖｔｈに対応するデータを出力すべく各計数値に
対応して所定のデータを記憶している記憶装置であるテ
ーブルＲＯＭ　３７と、このテーブルＲＯＭ３７の出力
データをアナログ信号の基準信号ｖｔｈに変換してコン
パレータ６１に供給するＤ／Ａ変換器３９とから構成さ
れている。

この先１準信号発生手段３３は、コンパレータ６１に対
する基準信号Ｖｔｈを・測定しようとする距離に応じて
可変することによって上述した排気ガス等の影響を除去
しようとするものである。一般に、先行車からの反則信
号を受信した場合の受光電圧ＶＣは先行車までの車間距
離交（Ｉｌｌ　）により次式のように表される。

Ｖｃ＝１０ＢＶｏ／史４・・・（１） ここにおいて、■０は先行車が検知可能最大距ｌｉｌ１
１ｍ＝１００ｎ＋に存在する場合の受光電圧ＶＯに等し
く　（Ｖｃ　＝Ｖｏ　）　、基準信号ｖｔｈをこの電圧
ＶＯに設定することにより最大車間距１ｉ１［１００ｍ
までの先行車を検知できるわけで、従来はこの電圧■０
に基準信号ｖｔｈが設定されていた。すなわち、この電
圧ＶＯは従来の基準信号■ｔｈに相当するものである。

この先行車による受光電圧■Ｏは主として先行車後部に
設けられているリフレックスリフレクタによって決定さ
れている。

一方、排気ガス、雨、霧等の粒子による受光電圧■９は
先行車のりフレックスリフレクタによる受光電圧よりも
小さく、粒子の分布状況によっても異なるが、実験値に
よると、次式のように表される。

Ｖｑ＜１０’Ｖｏ／文４・・・（２） 第３図は先行車からの受光電圧ＶＣおよび排気ガス等か
らの受光電圧Ｖｇを示したグラフであるが、両受光電圧
ＶｃとＶＣ＋との間にはかなりの差がある。そこで、コ
ンパレータ６１に対する新たな基準信号ｖｔｈをこの両
受光電圧の間に設定することによって排気ガス等の影響
を取り除き、先行車からの反射信号のみを抽出すること
ができる。

従って、この新たな基準信号ｖｔｈとしては、第３図に
示すように、先行車による受光電圧ＶＣと排気ガス等に
よる受光電圧■ｇとの間に設定すればよいことになる。

また、基準信号ｖｔｈは上記電圧■０より大きい（Ｖｔ
ｈ≧Ｖｏ）ことが必要であるが、この基準信号Ｖｔｈは
少な（とも次式のように設定されてよい。

Ｖｔｈ＝　１０６Ｖｏ　／髪４・・・（３）すなわら、
この式および第３図のグラフかられかるように、基準信
号ｖｔｈは測定しようとする距ｆｉｌｌに応じて可変す
れば、この基準信号ｖｔｈに達しない排気ガスなどから
の反射信号は除去され、先行車からの反ｑ（信号のみを
検出できるのである。

このように測定しようとする距離に応じて基準信号ｖ［
１１を可変する場合について説明する。前述したように
、位相器６７はクロック信号発生器６５からのクロック
信号によってクロック１８号の周期τの整数倍ずつ位相
の遅れたｍ系列パルス信号、ｔ　す；ｔ）　チ距離ニ＠
１１　ｔ　ルと、Ｏｍ　、１０ｍ　、２０ｍ　、　３０
ｍ　、・・・、１００ｍの位相遅れ信号を出力し、この
各位相遅れ信号と反射信号との排他的論理和を取り、各
距離に対応した相関値を求めているが、カウンタ３５も
この各位相遅れ信号に同期するようにクロック信号によ
って次の表に示すような計数出力０．１．２．３．・・
・、１０を出力する。

火工り また、この距離に対応する計数値に対して上式（３）お
よび第３図のグラフによって定められる電圧、すなわち
基準信号ｖｔｈを形成すればよいわけであるが、本実施
例の基準信号発生手段３３においては、この計数値から
まず基準信号ｖｔｈに相当するデータを設定し、このデ
ータをＤ／Ａ変換して基準信号ｖｔｈを形成している。

すなわち、上記カウンタ３５の計数値をテーブルＲＯＭ
３７のアドレス信号としてテーブルＲＯＭ３７に供給し
、テーブルＲＯＭ３７からは次の表に示すようにデータ
を各アドレス、すなわち計数値に対して出力するように
している。

Ｌ２− この表のアドレスはカウンタ３５の計数値であるが、更
には上述したように測定しようとする距離に対応してい
る値であり、アドレスの０はＱｍ。

１は１ｍ、２は２０ｎ＋、３は３Ｑｍ、−１０は１００
ｍに対応しているものであり、この各距離に対して第３
図の電圧ｖＯが変化するようにデータが出力されている
。すなわち、Ｑｍの時には電圧■９は大きく、絶対１直
として１００に相当するデータが出力され、１０ｍの時
には７のデータ、２０ｍの時には２のデータ、３０ｍ以
降では第３図からもわかるようにデータは１になってい
る。これは基準信号ｖｔｈに変換器ると、前式（３）か
ら６わかるように、Ｏｍの時にも１００Ｖｏ、１０ｍの
時には７Ｖｏ　、２０ｍのときには２■０．３０ｍ〜１
００ｍの１１１には第３図からもわかるように排気ガス
等の影響がないのでＶＯになっているのである。

このように第３図の電圧Ｖ（１、すなわち上述したよう
に距離によって可変する基準信号ｖｔｈに相当するテー
ブルＲＯＭ３７からの出力データをＤ／Ａ変換器３９に
供給してＤ／Ａ変換することにより距離に応じて変化す
る基準信号ｖｔｈが出力されるのである。そして、この
基準信号ｖｔｈをコンパレータ６１に供給することによ
って上述したように排気ガス等からの反射信号を除去し
、先行車からの反０＝Ｉ信号のみを抽出し、これによっ
て先行車および先行車までの距離を適確に検出すること
ができるのである。

なお、カウンタ３５は表１かられかるように１１進カウ
ンタであり、位相遅れτがτ＝１００１１１（カウンタ
の出力−１０＞の次のタイミング、すなわちτ−Ｑｍの
位相遅れが与えられた時、カウンタ３５はｒＯＪにリセ
ットされるようになっている。また、テーブルＲＯＭ３
７は例えば２４×１２８の記憶容量を有するＲＯＭであ
る。

なお、」ニ記実施例においては、簡単のため測距分解能
を１Ｑｍ、最大検知距離を１００ｍとしてＪ２明したが
、これに限定されるものでなく、例えば測距分解能を１
ｍや５１ｍ、また最大検知距離を１２５ｍや１５０ｍの
ように変更することは容易なことであり、このように変
更した場合においてもカウンタの出ツノビット数やＲＯ
Ｍの記憶容量を適当に選択することにより上記実施例と
同様に排気ガス等からの反射信号を除去し、先行車から
の反射信号のみを適確に検出することはできるものであ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、反射信号を２
１直化するための比較器の基準信号のレベルを各位相シ
フト信号の位相シフト吊に応じた信号レベルに、すなわ
ち測定しようとする距離に応じた信号レベルに可変して
いるので、この基準信号レベル以下の排気ガス等からの
反射“信号は除去されるため、排気ガス等の影響はなく
、先行車からの反射信号のみを確実に抽出し、排気ガス
、雨、霧等が発生する環境下であっても先行車および先
行車までの距離を適確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す車両用ランダム変調
レーダ装置の回路ブロック図、第２図は第１図の車両用
ランダム変調レーダ装置の動作波形図および各位相遅れ
信号に対するカウント値を示す表、第３図は先行車およ
び排気ガス等からの反射信号の距離に対する受光電圧の
関係を示ずグラフ、第４図は従来の車両用ランダム変調
レーダ装置の回路ブロック図である。 ７・・・送信器、９・・・受信器、３３・・・基準信号
発生手段、３５・・・カウンタ、３７・・・テーブルＲ
ＯＭ、３９・・・Ｄ　、／　Ａ変換器、５１・・・ｍ系
列発生器、５５・・・送光器、５７・・・受光器、６１
・・・コンパレータ、６３・・・排他的論理和回路、６
５・・・クロックイ３号発生器、６７・・・位相器、７
１・・・カウンタ、７３・・・ＲＡＭ、７５・・・相関
器、７７・・・演帥器。 特許出願人　　日産自動車株式会社 距虹１（ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ランダムパルスの電磁波を送信し、この電磁波の反射体
   による反射信号を受信して電磁波の送信から反射信号の
   受信までの伝播遅延時間によつて反射体までの距離を測
   定する車両用ランダム変調レーダ装置において、ランダ
   ムパルス信号を発生するランダムパルス発生器と、前記
   ランダムパルス信号に応じて電磁波を送信する送信器と
   、該送信器が送信した電磁波の反射体による反射信号を
   受信する受信器と、前記ランダムパルス信号を順次位相
   シフトする位相器と、該位相器で位相シフトされた各位
   相シフト信号の各位相シフト量に応じた信号レベルの基
   準信号を発生する基準信号発生手段と、該基準信号と前
   記受信器で受信した反射信号とを比較して該反射信号を
   ２値化する比較器と、該比較器で２値化された反射信号
   と前記位相器で位相シフトされた位相シフト信号との相
   関値を求める相関器と、前記相関値が最大の位相シフト
   信号から反射体までの距離を演算する演算器とを有する
   ことを特徴とする車両用ランダム変調レーダ装置。