JP2013160607A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２以上の異なる方向の検出が可能で、構成部品を減らして低コストのレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置１００は、２つの高周波基板１１０（１１０ａ、１１０ｂ）と１つの低周波基板１２０とを備えている。２つの高周波基板１１０のそれぞれには、高周波処理部１１１とアンテナ部１１２が設けられている。また、低周波基板１２０には信号処理部１２１が設けられている。レーダ装置１００では、２つの高周波基板１１０に対して１つの低周波基板１２０だけで処理できるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーダ装置に関し、特に車両に搭載して対象物を広範囲に検出できるレーダ装置に関するものである。

従来より、前方車両との衝突防止を支援したり駐車時の支援を行うシステム等の開発が進められており（例えば、特許文献１、２）、これらのシステムではレーダ装置を車両に搭載して用いている。このような車載用のレーダ装置は、高周波の電波を送受信するためのアンテナ、高周波電波を発信させ対象物で反射された電波を受信した受信波を処理する高周波処理部、高周波処理部で処理された低周波の受信信号を処理して対象物の検出等を行う信号処理部、及びこれらを格納する筺体やレドーム等で構成されている。

車載用のレーダ装置は、車体の外部に取り付けて用いられるが、外観上の制約等からその取付位置が限定されている。例えば、衝突防止支援に用いられるレーダ装置は、バンパで隠蔽される位置の車体等に取り付けられる。

特開２００８−２２４５１１号公報 特願２０１０−２６１７８４号公報

しかしながら、従来の車載用レーダ装置では、アンテナから一方向の電波が放射される構成となっているため、検出範囲を広げるには複数のレーダ装置をアンテナの向きを変えて車体に取り付ける必要がある。そのため、構成部品が増大するとともに、取り付けや配線等の作業も増大して高コストになるといった問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、２以上の異なる方向の検出が可能で構成部品を減らして低コストのレーダ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のレーダ装置の第１の態様は、車両に搭載して対象物を検出するレーダ装置であって、２以上の高周波基板と１の低周波基板とを備え、前記２以上の高周波基板はそれぞれ、所定の高周波信号を電波として放射するとともに対象物で反射された反射波を受信して受信信号を出力するアンテナ部と、前記高周波信号を生成して前記アンテナ部に出力するとともに前記アンテナ部１１２から前記受信信号を入力してベースバンドの低周波信号を出力する高周波処理部と、を備え、前記低周波基板は、前記２以上の高周波基板のそれぞれの高周波処理部から前記低周波信号を入力して前記対象物を検出する信号処理部を備え、前記２以上の高周波基板は、それぞれに備えられた前記アンテナ部の放射方向が相互に異なるように配置されていることを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記信号処理部は、前記２以上の高周波基板のそれぞれの前記高周波処理部から異なるタイミングで前記低周波信号を入力して処理することを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記信号処理部は、前記２以上の高周波基板のいずれかの前記高周波処理部から入力した前記低周波信号を処理して前記対象物を検出すると、該高周波処理部からの前記高周波信号の出力及び該高周波処理部からの前記低周波信号の入力の頻度を前記対象物を検出しない前記高周波処理部よりも高くすることを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記２以上の高周波基板のそれぞれの向きを変更する旋回駆動部をさらに備え、前記信号処理部は、前記車両の走行状態に応じて前記旋回駆動部を制御して前記２以上の高周波基板のそれぞれの向きを調整することを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記車両のサイドミラーに設置され、前記２以上の高周波基板は、いずれか１つに設けられた前記アンテナ部の放射方向が前記車両の略前方を向き、別の１つに設けられた前記アンテナ部の放射方向が前記車両の略後方を向くように配置されていることを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記車両が駐車状態となって前記サイドミラーが閉じられているときは、前記アンテナ部の放射方向が前記車両の外方向を向いている前記高周波基板に電源が供給されて該車両に接近する対象物を検出することを特徴とする。

本発明のレーダ装置の他の態様は、前記サイドミラーに警報表示部が設けられ、前記信号処理部は、前記対象物を検出すると前記警報表示部に所定の表示を行うことを特徴とする。

本発明によれば、２以上の異なる方向の検出が可能で構成部品を減らして低コストのレーダ装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態のレーダ装置をサイドミラーに一体化させた構成を示す平面図及び断面図である。 第１実施形態のレーダ装置を左右のサイドミラーに内蔵させた車両の全体図である。 第１実施形態のレーダ装置を内蔵したサイドミラーを閉じたときの車両の全体図である。 本発明の別の実施形態のレーダ装置をサイドミラーに一体化させた構成を示す平面図である。

本発明の好ましい実施の形態におけるレーダ装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。本発明のレーダ装置は、主に車両に搭載されて用いられるものである。

（第１実施形態）
本発明の第１の実施の形態に係るレーダ装置を、図１を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態のレーダ装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態のレーダ装置１００は、２つの高周波基板１１０（１１０ａ、１１０ｂ）と１つの低周波基板１２０とを備えている。２つの高周波基板１１０のそれぞれには、高周波処理部１１１とアンテナ部１１２が設けられている。また、低周波基板１２０には信号処理部１２１が設けられている。

レーダ装置１００は、２つの高周波基板１１０と１つの低周波基板１２０を所定の筺体（図示せず）に設置し、全体をレドーム（図示せず）で覆って構成される。あるいは、アンテナ部１１１が設けられているそれぞれの高周波基板１１０を、別々のレドームで覆うようにしてもよい。なお、本実施形態のレーダ装置１００では高周波基板１１０が２つ備えられているが、これに限定されるものではなく、レーダ装置１００が３以上の高周波基板１１０を備えていてもよい。

２つの高周波基板１１０のそれぞれに設けられた高周波処理部１１１は、所定の高周波信号を生成してそれぞれのアンテナ部１１２に出力する。各アンテナ部１１２に入力された高周波信号は、それぞれのアンテナ部１１２から所定の放射方向に電波として放射される。各アンテナ部１１２から放射された電波が対象物で反射されると、この反射波が再び同じアンテナ部１１２で受信される。アンテナ部１１２は、送受信を同じアンテナを用いて行うようにすることができ、あるいは送信用アンテナと受信用アンテナを個別に有していてもよい。各アンテナ部１１２で受信された受信波は高周波処理部１１１に入力され、ここでベースバンドの低周波信号にダウンコンバートされる。

低周波基板１２０に設けられた信号処理部１２１は、各高周波基板１１０の高周波処理部１１１からベースバンドの低周波信号を入力し、これをディジタル変換した後、所定の演算処理を行って対象物を検出する。また、信号処理部１２１は、レーダ装置１００における各種制御を行う制御部１２２を有しており、ここで高周波処理部１１１の制御等を行っている。信号処理部１２１は、ＣＰＵ等で構成されている。

高周波基板１１０に設けられたアンテナ部１１２は、放射方向として所定の一方向に電波を放射する。この放射方向は、高周波基板１１０に対し例えば垂直方向とすることができる。また、電波の放射範囲は、アンテナ部１１２の放射方向を中心とする所定の角度範囲となり、例えば高周波基板１１０に垂直な方向を中心とする所定の角度範囲となる。この放射範囲内に対象物があるとき、アンテナ部１１２から放射された電波が該対象物で反射され、この反射波が再び同じアンテナ部１１２で受信されて該対象物の検出が行われる。レーダ装置１００で対象物の検出が可能な範囲（検出範囲）は、アンテナ部１１２の放射範囲内に限定される。

本実施形態のレーダ装置１００では、アンテナ部１１２を備える高周波基板１１０を２つ備えており、それぞれの向きを変えて設置している。すなわち、２つのアンテナ部１１２のそれぞれの放射方向が互いに異なる２方向となるようにそれぞれの高周波基板１１０を筺体に設置している。これにより、レーダ装置１００は異なる２つの検出範囲の対象物を検出することが可能となり、より広範囲の対象物を検出することができる。

また、２つのアンテナ部１１２のそれぞれの放射方向が相互に異なることから、一方の高周波基板１１０（例えば、高周波基板１１０ａ）のアンテナ部１１２から放射された電波の反射波が、他方の高周波基板（例えば、高周波基板１１０ｂ）のアンテナ部１１２で受信されて対象物を検出してしまう、といった誤検出の可能性を大幅に低減することができる。

２つの高周波処理部１１１は、１つの低周波基板１２０に設けられた制御部１２２で制御される。すなわち、高周波処理部１１１で高周波信号を生成してアンテナ部１１２から放射するタイミングを低周波基板１２０の制御部１２２で制御している。また、２つの高周波基板１１０の高周波処理部１１１で処理された低周波信号は、１つの低周波基板１２０の信号処理部１２１で処理されて対象物の検出が行われる。このように、本実施形態のレーダ装置１００では、２つの高周波基板１１０に対して１つの低周波基板１２０だけで処理できるように構成されている。本実施形態では、高周波基板１１０を複数設けても低周波基板１２０を増やすことなく１つだけで処理できる構成としており、構成部品を減らして低コスト化を図っている。

また、本実施形態のレーダ装置１００では、１つの低周波基板１１０と２つの高周波基板１１０をそれぞれ個別に配置して信号線等で接続することが可能なことから、２つの高周波基板１１０のそれぞれの向きを可変にすることができる。図１では、高周波基板１１０のそれぞれに旋回駆動部１３０を設けており、制御部１２２からの制御によって旋回駆動部１３０が各高周波基板１１０を回動させる構成としている。これにより、車両の走行状態等に応じて、２つの高周波基板１１０をそれぞれで好適な放射方向に変更することが可能となる。

上記のように、高周波基板１１０のそれぞれに設けた旋回駆動部１３０を１つの低周波基板１２０に設けられた制御部１２２で制御する構成としていることから、旋回駆動部１３０を２つ設けても低周波基板１２０を追加する必要はない。また、高周波基板１１０を３以上設けることも可能であり、３以上の高周波基板１１０を１つの低周波基板１２０から制御するように構成することで、より広範囲での検出を低コストで行わせるようにすることも可能である。

車両に搭載されるレーダ装置は、従来、車体の前方または後方のバンパに隠蔽される位置に取り付けられることが多く、車体の側方のバンパに隠蔽される位置に取り付けてもレーダ装置で検出できない死角となる部分があった。そのため、レーダ装置を用いて車両の左右側方を監視するのが難しく、従来は車両のサイドミラーのみで行われていた。これに対し、本実施形態のレーダ装置１００は、上記説明のようにアンテナ部１１２を有する高周波基板１１０を２つ備えていることから、レーダ装置１００を車両のサイドミラーに内蔵させ、２つのアンテナ部１１２の放射方向がそれぞれ車両の前側方及び後側方となるように高周波基板１１０の向きを設定することで、車両側方の前方側から後方側までの広範囲を監視することが可能となる。

本実施形態のレーダ装置１００を車両のサイドミラーに内蔵させた一実施形態を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、レーダ装置１００をサイドミラー１４０に一体化させた車両周辺監視用のサイドミラー一体型レーダ装置１０１の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す平面図のＡ−Ａ線における断面図である。なお、図２に示す実施形態では、レーダ装置１０１がサイドミラー１４０の内部に配置されているが、これに限定されず、例えばレーダ装置１０１がサイドミラー１４０の下部等に付設されていてもよい。

信号処理部１２１を有する低周波基板１２０を挟んで、その前後に２枚の高周波基板１１０が配置されている。左右のサイドミラー１４０（１４０ａ、１４０ｂ）にレーダ装置１０１を内蔵させた車両の全体図を図３に示す。各サイドミラー１４０に内蔵されたレーダ装置１０１において、２枚の高周波基板１１０のうち一方の高周波基板１１０ａは、低周波基板１２０に対し車両１０の前方側に配置され、他方の高周波基板１１０ｂは、低周波基板１２０に対し車両１０の後方側に配置されている。

各レーダ装置１０１において、高周波基板１１０ａ側のアンテナ部１１２は、その放射方向を車両１０の前方側とし、高周波基板１１０ｂ側のアンテナ部１１２は、その放射方向を車両１０の後方側とするように設置されている。これにより、車両１０の側方を前方向及び後方向とも監視することが可能となり、サイドミラー１４０の死角となる領域を監視できるように設置することが可能となる。

図３では、左右両側のサイドミラー１４０に内蔵されたレーダ装置１０１のそれぞれのアンテナ部１１２の放射方向を、車両１０の車長方向よりもやや外向き（車幅方向）に向けている。すなわち、左側のサイドミラー１４０ａに内蔵されたレーダ装置１０１のアンテナ部１１２の放射方向を、車両１０の車長方向よりもやや左向きに向けており、右側のサイドミラー１４０ｂに内蔵されたレーダ装置１０１のアンテナ部１１２の放射方向を、車両１０の車長方向よりもやや右向きに向けている。これにより左右のレーダ装置１０１は、車両１０の側方を車幅方向に広く監視することができる。

本実施形態のレーダ装置１０１では、高周波基板１１０の向きを変更するための旋回駆動部１３０が設けられている。制御部１２２は、旋回駆動部１３０を制御して高周波基板１１０を回転させて基板面の向きを変更することができる。これにより、アンテナ部１１２の放射方向を、例えば略水平方向から下側垂直方向までの間で変更することができる。制御部１２２は、アンテナ部１１２の放射方向が車両１０の走行状態に応じて好適となるように、旋回駆動部１３０を制御して２つの高周波基板１１０をそれぞれ回転させる。

１つの低周波基板１２０に設けられた信号処理部１２１は、２つの高周波基板１１０の各高周波処理部１１１に対し、高周波信号を生成してアンテナ部１１２から電波を放射させるタイミングを制御している。また、信号処理部１２１は、アンテナ部１１２で受信された受信波を高周波処理部１１１で処理した受信信号から対象物を検出する処理も行っている。信号処理部１２１は、通常は２つの高周波処理部１１１に対する処理を交互に行っており、車両１０の前側方及び後側方を同等の頻度で監視させている。２つの高周波処理部１１１に対する処理を交互に行っていることから、１つの高周波処理部１１１を同じ周期で処理させる場合とほぼ同程度の消費電力となっている。

これに対し、２つのアンテナ部１１２で受信した受信波のいずれか一方から対象物が検出されると、信号処理部１２１は、対象物が検出された側の高周波処理部１１１の処理を優先的に行わせるように制御する。一例として、車両１０の前側方を監視している高周波基板１１０ａ側で対象物（例えば隣接車線の前方を走行する車両）を検出すると、２対１あるいは４対１等の割合で高周波基板１１０ａの処理を優先させる。これにより、高周波基板１１０ａ側で検出された対象物を詳細に監視することができる。

また、対象物の検出の有無にかかわらず、車両の走行速度が高いときは、車両１０の前側方を監視している高周波基板１１０ａの処理を優先させるようにしてもよい。あるいは、車両の走行速度で判定する代わりに、例えばシフトレバーの位置によって２つの高周波処理部１１１のいずれを優先するかを決定するようにしてもよい。さらに、シフトレバーの位置がバックの位置にあるときは、高周波基板１１０ｂの処理を優先させて車両１０の後側方を優先的に監視できるようにすることができる。

上記では、２つの高周波処理部１１１の処理について、信号処理部１２１が車両の走行状態に応じて優先度を設けて制御することができることを説明したが、アンテナ部１１２の放射方向についても、車両の走行状態に応じて制御するようにすることも可能である。一例として、低周波基板１２０上の制御部１２２は、車両１０が停止中のときはアンテナ部１１２の放射方向が斜め下方の道路側の向きとなるように旋回駆動部１３０を制御する。これにより、車両１０を発進させる前に車両１０の側方周辺の障害物等を検出させることができる。

一方、車両１０が発進したのちは、２つのアンテナ部１１２の放射方向を略水平にしてそれぞれ車両１０の前方及び後方を監視させるようにする。これにより、車両１０の側方を広範囲に監視することができる。なお、車両１０が停止中かあるいは発進したかを、車両１０の速度で判定させるようにすることができるが、シフトレバーの位置で判定させるようにしてもよい。

図３に示す実施形態では、車両１０の左右両側のサイドミラー１４０にレーダ装置１０１を内蔵させていることから、車両１０の右折及び左折時にもレーダ装置１０１を好適に用いることができる。車両１０が右折するか、あるいは左折するかの判定は、車両１０のウインカの動作信号によって行わせるようにすることができる。

まず、車両１０が右折する場合には、対向車の監視を優先させるために、右側のサイドミラー１４０ｂの高周波基板１１０ａ上の高周波処理部１１１の処理を優先させる。これに対し、車両１０が左折する場合は、車両１０の左側後方にいる車両、二輪車、歩行者等の監視を優先させる。そこで、左側サイドミラー１４０ａの高周波基板１１０ｂ上の高周波処理部１１１の処理を優先させる。上記のように、右左折する方向に応じて処理を優先させる高周波処理部１１１を選択するようにすることで、右左折時の安全確認を支援することが可能となる。

サイドミラー１４０に内蔵された本実施形態のレーダ装置１０１は、車両１０が駐車中のときは防犯監視用に用いることができる。車両１０が駐車中のときは、サイドミラー１４０を略９０度回転させて閉じた状態にされる。サイドミラー１４０を閉じた状態の車両１０の全体図を図４に示す。図４に示す状態では、高周波基板１１０ａが車両１０の車幅方向外側を向き、高周波基板１１０ｂが車両１０の車幅方向内側を向いている。

サイドミラー１４０が閉じられた状態では、車両１０の車幅方向外側を向いている高周波基板１１０ａのアンテナ機能を用いて、車両１０の防犯監視を行うことができる。すなわち、高周波基板１１０ａのアンテナ部１１２の放射方向が車幅方向となっていることから、側面のドア等に接近する不審者等を検知することが可能となる。なお、レーダ装置１０１を上記のように防犯監視用に用いるときは、駐車中の消費電力をできるだけ低減させるために、放射方向が車幅方向内側となっている高周波基板１１０ｂの高周波処理部１１１及びアンテナ部１１２を停止させておくのが好ましい。また、高周波基板１１０ａの高周波処理部１１１及びアンテナ部１１２の処理周期を走行時よりも長くしてもよい。

本発明のレーダ装置の別の実施形態として、サイドミラー１４０等に警報表示部を設けることができる。本実施形態のレーダ装置２００を図５に示す。レーダ装置２００は、サイドミラー１４０の上部に警報表示部２５０（２５０ａ、２５０ｂ）を設けており、信号処理部２２１で対象物を検出すると、警報表示部２５０を点灯させるようにしている。警報表示部２５０には、例えばＬＥＤを用いることができる。ここでは、警報表示部２５０として２５０ａと２５０ｂの２つを設けており、それぞれ高周波基板１１０ａ、１１０ｂにおける処理により対象物が検出されたときに表示される。

警報表示部２５０を１つだけ設けるようにしてもよく、この場合には高周波基板１１０ａ、１１０ｂのいずれかの処理で対象物が検出されたときに警報表示部２５０を表示させる。これにより、ドライバに対し、車両１０の側方に注意を向けさせるようにすることができる。本実施形態では、警報表示部２５０の表示が、ＥＣＵを介さず信号処理部１２１により直接行われるように構成されている。これにより、警報表示部２５０の表示を短時間で行わせることができるとともに、ＥＣＵを介さない簡単な構成とすることで信頼性を高めることができる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るレーダ装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるレーダ装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１０ 車両
１００、１０１、２００ レーダ装置
１１０ 高周波基板
１１１ 高周波処理部
１１２ アンテナ部
１２０ 低周波基板
１２１ 信号処理部
１２２ 制御部
１３０ 旋回駆動部
１４０ サイドミラー
２５０ 警報表示部

Claims (7)

1. 車両に搭載して対象物を検出するレーダ装置であって、
   ２以上の高周波基板と１の低周波基板とを備え、
   前記２以上の高周波基板はそれぞれ、所定の高周波信号を電波として放射するとともに対象物で反射された反射波を受信して受信信号を出力するアンテナ部と、前記高周波信号を生成して前記アンテナ部に出力するとともに前記アンテナ部１１２から前記受信信号を入力してベースバンドの低周波信号を出力する高周波処理部と、を備え、
   前記低周波基板は、前記２以上の高周波基板のそれぞれの高周波処理部から前記低周波信号を入力して前記対象物を検出する信号処理部を備え、
   前記２以上の高周波基板は、それぞれに備えられた前記アンテナ部の放射方向が相互に異なるように配置されている
   ことを特徴とするレーダ装置。
2. 前記信号処理部は、前記２以上の高周波基板のそれぞれの前記高周波処理部から異なるタイミングで前記低周波信号を入力して処理する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記信号処理部は、前記２以上の高周波基板のいずれかの前記高周波処理部から入力した前記低周波信号を処理して前記対象物を検出すると、該高周波処理部からの前記高周波信号の出力及び該高周波処理部からの前記低周波信号の入力の頻度を前記対象物を検出しない前記高周波処理部よりも高くする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記２以上の高周波基板のそれぞれの向きを変更する旋回駆動部をさらに備え、
   前記信号処理部は、前記車両の走行状態に応じて前記旋回駆動部を制御して前記２以上の高周波基板のそれぞれの向きを調整する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
5. 前記車両のサイドミラーに設置され、
   前記２以上の高周波基板は、いずれか１つに設けられた前記アンテナ部の放射方向が前記車両の略前方を向き、別の１つに設けられた前記アンテナ部の放射方向が前記車両の略後方を向くように配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
6. 前記車両が駐車状態となって前記サイドミラーが閉じられているときは、
   前記アンテナ部の放射方向が前記車両の外方向を向いている前記高周波基板に電源が供給されて該車両に接近する対象物を検出する
   ことを特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
7. 前記サイドミラーに警報表示部が設けられ、
   前記信号処理部は、前記対象物を検出すると前記警報表示部に所定の表示を行う
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のレーダ装置。

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