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JP2991659B2 - 小型乗物用の多数のアンテナを含む後方及び側方障害物検出システム - Google Patents

小型乗物用の多数のアンテナを含む後方及び側方障害物検出システム

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JP2991659B2
JP2991659B2 JP8095463A JP9546396A JP2991659B2 JP 2991659 B2 JP2991659 B2 JP 2991659B2 JP 8095463 A JP8095463 A JP 8095463A JP 9546396 A JP9546396 A JP 9546396A JP 2991659 B2 JP2991659 B2 JP 2991659B2
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sensing
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に乗物の後方及
び側方物体検出システムに係り、より詳細には、乗物の
周りに重畳するアンテナフィールドを画成し、これらア
ンテナフィールドが合成されて所望の障害物検出領域内
の障害物を正確に検出するようなアンテナ構成体を組み
込んだ乗物用の後方及び側方物体検出システムに係る。
【０００２】
【従来の技術】現在の乗物輸送の場合には、乗物が走行
レーンを変更したり合流したりするとき及び乗物を逆方
向に運転するときに乗物が他の乗物のような障害物に衝
突することを含む著しい数の事故が生じている。レーン
の変更／合流及び逆方向運転の事故がなぜ発生するかの
主たる理由は、乗物の運転者が乗物の意図された経路内
の障害物に気付かないためである。乗物の運転者が障害
物になぜ気付かないかについては、多数の要因が関連し
ている。これら要因は、運転者の疲労、不注意、他の状
態による注意の散漫、及び視界が遮られることを含む。
これは、乗物の運転者がレーンの変更やバック運転を開
始したときに障害物の存在を乗物運転者に知らせる乗物
ベースの対抗手段があればこれらの衝突事故の多くを回
避できることを示唆する。
【０００３】現在、当該技術分野は、乗物の意図された
経路内に存在する多数の形式の物体との切迫した衝突を
乗物運転者に知らせる有効な後方及び側方物体検出シス
テムを達成するために前進している。この形式のほとん
どの実際の検出システムではレーダ技術が利用されてい
る。特に、所望の周波数の高周波信号が検出システムか
ら放射されて乗物の周りに所望の感知ゾーンを形成し、
そのゾーン内の物体から反射された符牒信号がシステム
により受信されて分析される。符牒信号からの位置情報
と、送信された高周波信号と反射された符牒信号との間
の相対的なタイミングとにより、物体の位置、距離及び
速度の指示が与えられる。公知の典型的な障害物検出シ
ステムの背景技術の検討が米国特許第５，０８７，９１
８号；第５，００８，６７８号；第４，３４９，８２３
号；及び第３，６９７，９８５号に見られる。
【０００４】現在の技術は、種々様々な大量生産の乗物
においてレーダ検出システムを実現可能なものにするレ
ベルに到達しているとは思えない。このため、実際の検
出システムには多数の必要な設計基準が要求される。一
般に、検出システムは、低コストであると共に、消費者
の需要及び工業規格に対し種々の形式の乗物に容易に適
用できねばならない。更に重要なことに、検出システム
は、高い割合で衝突を引き起し得る形式の障害物につい
ては警報指示を与えるが、衝突のおそれのない物体につ
いては警報信号即ち不快な信号を与えないという点で信
頼性がなければならない。
【０００５】信頼性のある物体検出を達成するために、
検出システムは、乗物の周りに感知ゾーンを正確に定め
なければならない。このように高度に定められた感知ゾ
ーンの必要性は、次の状態を考えることにより理解でき
る。検出システムは、小さな子供が乗物の後方で潜在的
に危険な位置にいる場合にその子供が著しい反射符牒信
号を発生するに充分な電力の信号を放射しなければなら
ない。しかしながら、潜在的な衝突の危険がない乗物の
後部から著しく離れた金属障害物の警報信号を発生する
ことは望ましくない。金属物体は、同じ電力レベルに対
して同じ距離にあるときに子供よりも遙かに大きな反射
信号を発生するので、システムの設計はこれら２つの事
象を実際に分離するように感知ゾーンを定めねばならな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】レーン変更／合流及び
バックの衝突に対して有効であるように乗物付近の物体
を検出するためには、検出システムは、乗物の左、右及
び後方に対して特定の領域をカバーできねばならない。
見掛けの美しさを犠牲にすることなくこの必要な有効範
囲を形成すると共に、パッケージングの問題を回避する
ためには、多検出器システムの構成が必要となる。しか
しながら、設計上の観点からは、スペース及びコストの
制約によりシステムにおける電源及びアンテナの数を制
限することが重要となる。
【０００７】乗物の周りの有効感知領域を正確に画成し
て、潜在的に衝突を生じる障害物が感知領域内にあると
きにそれを高い確率で検出すると共に、障害物が感知領
域に存在しないときにシステムが障害物の存在を指示す
るのを防止する後方及び側方障害物検出システムが要望
されている。それ故、本発明の目的は、このような後方
及び側方物体検出システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の教示によれば、
乗物の周りの指定の感知領域内にある障害物の警報を与
える後方及び側方障害物検出システムが開示される。乗
物の右、左及び後方に対して６つの感知領域を画成する
多アンテナ構成体が使用される。このアンテナ構成体
は、乗物の各側の隣接レーン及び乗物の後方の適当なバ
ックエリアに制限された乗物の周りの重要なエリアを上
記感知領域が正確に感知するように設計される。第１の
感知領域は乗物の右側に定められ、第２の感知領域は乗
物の右側及び後方に定められて第１の感知領域に重畳
し、第３の感知領域及び第４の感知領域は乗物の両側に
おいてその後部から隣接レーンに沿って延び、第５の感
知領域は乗物の左側に定められ、そして第６の感知領域
は乗物の左側及び後方に定められて第２及び第５の感知
領域に重畳する。
【０００９】第１の感知領域か、或いは第３又は第６の
感知領域に重畳しない第２感知領域の部分により定めら
れた右側の検出ゾーンにおいて障害物が検出された場合
に、右側警報信号が与えられる。同様に、第５の感知領
域と、第２又は第４の感知領域に重畳しない第６感知領
域の部分とにより定められた左側の検出ゾーンにおいて
障害物が検出された場合に、左側警報信号が与えられ
る。第２と第６の感知領域間の重畳領域において障害物
が検出された場合にバックの警報信号が与えられる。第
３及び第４の感知領域は、所定時間内に右側又は左側の
検出ゾーンに入るような速度で走行する障害物を検出し
て、適当な右側又は左側の警報信号を発生する。
【００１０】１つの実施形態において、検出システム
は、乗物の後部において左側及び右側に配置された２つ
の感知ユニットを備えている。各感知ユニットは、６つ
の感知領域を画成するように特に設計された３つのアン
テナアレーを組み込んでいる。センサは、モノリシック
のミリメータ波集積回路技術に基づくもので、各ユニッ
トに関連した単一の電源が３つのアンテナアレーに電力
を供給する。
【００１１】本発明の更に別の目的、効果及び特徴は、
添付図面を参照した以下の詳細な説明及び特許請求の範
囲から明らかとなろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】乗物の周りの障害物を検出するた
めの後方及び側方障害物検出システムに関する好ましい
実施形態の以下の説明は、単なる例示に過ぎず、本発
明、或いはその用途又はその使用を何ら制限するもので
はない。
【００１３】図１は、乗物１０の後面図である。乗物１
０は、従来のハイウェイ系統で運転するように適用でき
る任意の形式の乗物を表すように意図される。乗物１０
は、これに関連したバンパー１４の左端内に配置された
左側センサ１２と、バンパー１４の右端内に配置された
右側センサ１６とを備えている。以下に詳細に述べるよ
うに、センサ１２及び１６は、乗物１０の左面１８、右
面２０及び後面エリア２２の周りに感知領域（図６及び
７を参照）を画成する高周波信号を放射する。センサ１
２及び１６は、所望の感知エリアを画成するための１つ
の考えられる重要な位置としてバンパー１４の両側に配
置されて示されている。しかしながら、本発明の実施形
態及び公知技術の説明から当業者に明らかなように、セ
ンサ１２及び１６は、乗物１０の周りの感知領域に著し
く影響することなく乗物１０の他の位置に配置すること
もできる。例えば、左側のセンサ１２は、乗物１０の左
面１８のある位置に配置することができ、そして右側の
センサ１６は、右面２０のある位置に配置することがで
きると共に、本発明の範囲から逸脱せずに乗物１０の後
面エリア２２の他の位置に配置することもできる。本発
明の譲受人に譲渡された参考として取り上げるチェン氏
等の米国特許出願第０８／１７７，２６６号は、センサ
１２及び１６の形式のセンサが乗物１０のサイドミラー
２４内に配置される構成を開示している。
【００１４】図２は、本発明の実施形態によるセンサ１
２の部品の分解斜視図である。センサ１６も、センサ１
２と同じ部品を含むことが理解されよう。図３は、セン
サ１２及び１６を組み込んだ本発明の１つの実施形態に
よる後方及び側方検出システム２８のブロック図であ
る。センサ１２は、種々のセンサ部品が固定されるベー
ス部材３０を備えている。コネクタリードフレーム３２
は、センサ１２をシステムコントローラ３４及び乗物バ
ッテリ（図示せず）のような他の回路部品に接続するた
めに設けられている。中間周波（ＩＦ）のプリント回路
板４０は、リードフレーム３２から集積回路チップボー
ド４２への接続を与えるためにベース部材３０上に配置
されている。チップボード４２は、モノリシックミリメ
ータ波集積回路（ＭＭＩＣ）４４と、パッチアンテナア
レー４６と、第１端発射スロットアンテナアレー４８
と、第２端発射スロットアンテナアレー５０とを備えて
いる。カバー５４は、センサ１２を覆い、乗物１０の後
方に存在する環境条件からセンサ１０を保護する適当な
保護層として働く。更に、カバー５４は、乗物１０の設
計と審美的にマッチする。上記の米国特許出願第０８／
１７７，２６６号は、本発明の範囲内に入るセンサ１２
の形式のセンサの異なる層及び部品の別の構成を示して
いる。
【００１５】アンテナアレー４６、４８及び５０のこの
特定の構成の理由は、以下で明らかとなろう。しかしな
がら、これらのアンテナアレーは、ダイポールやフィー
ドホーンを含む他の形式のアンテナを本発明の範囲内で
組み込めるという点で、これに限定されない一例として
使用されることを強調しておく。上記米国特許出願第０
８／１７７，２６６号は、ここに述べる目的に適した他
の形式のアンテナ構成を開示している。
【００１６】センサ１２は、ここに述べる目的に適した
トランシーバ５８を形成するためにＭＭＩＣ技術を使用
している。本発明の譲受人に譲渡された参考としてここ
に取り上げるツー氏等の米国特許第５，３１５，３０３
号は、本発明の目的に適用できるモノリシックミリメー
タ波集積回路トランシーバ及びそれに関連した回路を開
示している。本発明の実施形態を説明するのに充分なセ
ンサ１２及び１６の動作の一般的な説明を以下に行う。
しかしながら、センサ１２の動作の詳細な説明は、米国
特許第５，３１５，３０３号の詳細な分析から明らかと
なることが理解されよう。
【００１７】適当な電圧信号が、乗物バッテリからコン
トローラ３４を経てセンサ１２内の電圧レギュレータ６
０へ送られる。温度制御装置６２は、センサ１２の温度
を監視する。センサ１２は、コントローラ３４からの入
力信号がデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）６４へ加え
られたときに作動される。ＤＳＰ６４は、その出力信号
をスイープジェネレータ６６に供給し、適当な電圧信号
を発生する。この電圧信号は、電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）６８に印加される。ＶＣＯ６８は、所望の周波数の
ミリメータ波周波数信号を発生し、これは一連の増幅器
７０に送られる。増幅されたミリメータ波周波数信号
は、次いで、回転スイッチ７４を経て一連のアンテナ７
２に系統的に加えられ、周波数信号を空間へ放射する。
アンテナ７２は、パッチアンテナアレー４６と、端発射
スロットアンテナアレー４８及び５０とを表すことが意
図される。
【００１８】アンテナ７２により画成されたアンテナフ
ィールド内の物体から反射された信号は、アンテナ７２
によって受信され、そしてスイッチ７４を経てミクサ７
６へ送られる。ミクサ７６は、反射信号をタイミングの
目的でＶＣＯ６８からの周波数信号と混合する。ミクサ
７６からの混合された信号は、一連の増幅器８０を経て
アナログ／デジタルコンバータ７８へ送られる。反射信
号のデジタル信号表示は、以下に詳細に述べるように信
号処理するためにＤＳＰ６４へ送られる。反射信号の結
果として警報信号を発生すべきであるとＤＳＰ６４が決
定した場合は、ＤＳＰ６４は、適当な信号をコントロー
ラ３４へ出力し、コントローラは、次いで、適当な警報
装置（図示せず）を作動させる。
【００１９】センサ１２及び１６は、物体を検出すると
共に、検出された物体の距離／速度を測定する機能を果
たし、そしてコントローラ３４は、最終的な警報判断処
理を行うと共に、全システム制御、自己テスト及び乗物
インターフェイスを行う。更に、コントローラ３４は、
ウオッチドッグ機能及び全システム診断を果たす。コン
トローラ３４には、一連の入力及び出力ライン８２が接
続される。入力ラインは、センサ１２及び１６を作動す
べきときにコントローラ３４へ入力信号を与えるために
設けられている。１つの例において、乗物１０の右側に
障害物が存在するかどうかの判断は、右ターン信号（図
示せず）がオンにされたときに行われ、乗物の左側に障
害物が存在するかどうかの判断は、左ターン信号（図示
せず）がオンにされたときに行われ、そして乗物１０の
後方に障害物があるかどうかの判断は、乗物１０が逆方
向に切り換えられたときに行われる。別の例では、セン
サ１２及び１６は、乗物の使用中に常に乗物１０の後部
及び側部の周りに障害物があるかどうかの指示を与える
ように連続的に作動させることができる。センサ１２及
び１６が作動されたときに障害物が存在するかどうかの
指示は、コントローラ３４を経て可聴警報及び可視信号
のような種々の形式の警報装置（図示せず）へ送られ
る。異なる用途について、異なるレベルの警報を与える
ことができる。例えば、システム２８は、アンテナ７２
のレンジ内に障害物があるときに可視警報信号が与えら
れ、そして左及び右ターン信号と逆方向ギアとの作動に
応答して特定の左、右又はバック運転に対して重要なゾ
ーン内に障害物があるときに可視信号及び可聴警報が与
えられるように設計することができる。
【００２０】システム２８は、ＦＭ−ＣＷチャープ波形
のミリメータ波レーダ信号を使用する。ＦＭ−ＣＷ解決
策は、低ピーク電力ＭＭＩＣ送信器に良く適しており、
低コストデジタル信号プロセッサの現在世代に適合す
る。ミリメータ波周波数は、小型のアンテナを使用する
のに所望されるもので、１フィート範囲の分解能を可能
にするのに５００ＭＨｚ帯域巾を受け入れる。１フィー
ト範囲の分解能は、レンジカッティングを使用してアン
テナの有効範囲を微同調し、所望の検出エリアを忠実に
たどるために所望される。パッチアンテナアレー４６並
びにスロットアンテナアレー４８及び５０は、適当なミ
リメータ波レーダ信号を送信しそして反射信号を受信す
る。
【００２１】１つの実施形態において、レーダ信号は、
２０ｍＷで放射され、２３ｄＢより大きな信号対雑音比
を有している。これは、断面積の変動するターゲットに
対し約９８％の信号パルス検出確率と、無視できる程度
の偽警報率を生じる。５つのチャープパルスが５ｍｓの
更新周期内に送信され、そして接近検出基準は、５のう
ちの３の返送パルスが適応スレッシュホールド（以下に
述べる）を越えて検出を宣言するというものである。必
要な処理能力を与えるために、コントローラ３４は、６
ｋバイトのマスク型リードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、
５１２バイトの消去可能なプログラマブルリードオンリ
メモリ（ＥＰＲＯＭ）と、２５６バイトのランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）とを有するモトローラのＭＣ６８
ＨＣ０５Ｂ６の８ビットマイクロコントローラのような
適当なマイクロプロセッサを備えている。ＤＳＰ６４
は、３ｋバイトのマスク型ＲＯＭ及び２８８バイトのＲ
ＡＭを含むテキサスインスツルーメント社ＴＭＣ３２０
Ｃ１０の１６ビットプロセッサである。ミリメータ波レ
ーダ信号は、ＧＨｚ周波数帯域内の種々のミリメータ波
周波数において送信することができる。例えば、適当な
周波数帯域は、３７．５−３８．５ＧＨｚ、７６−７７
ＧＨｚ、９２−９５ＧＨｚ、１４０ＧＨｚ及び１５３Ｇ
Ｈｚを含む。これらの成分及びパラメータは、適当な装
置及びシステム動作の例示に過ぎず、当業者であれば、
本発明の範囲内で他のものも等しく適用できることが明
らかであろう。
【００２２】図４は、システム１００のブロック図であ
って、ＤＳＰ６４が反射符牒信号を受信するときのＤＳ
Ｐの一部分の動作を示している。以下の説明は、本発明
にとって充分なように一般的なものである。この動作の
詳細な説明については、本発明の譲受人に譲渡された参
考としてここに取り上げる１９９３年１２月２３日に出
願された米国特許出願第０８／１７３，５４０号に見る
ことができる。システム１００は、アナログ／デジタル
プロセッサ７８を経てミクサ７６の出力をサンプリング
するデータサンプリング装置１０２を備えている。ミク
サ７６は、送信信号を反射信号と合成し、検出された物
体の距離に関連したミクサ出力信号を発生する。多数の
物体が検出された場合には、ミクサ出力信号は、各物体
に対応する周波数の和となる。データサンプリング装置
１０２の出力は、サンプルされたミクサ出力信号の全エ
ネルギーを推定するエネルギー推定装置１０４に供給さ
れる。自動利得制御装置１０６は、センサ１２に関連し
た自動利得増幅器（図示せず）に対する利得制御信号を
発生する。
【００２３】スペクトル推定装置１０８は、サンプルデ
ータ装置１０２からサンプルデータ信号を受け取り、サ
ンプルされたミクサ出力信号のスペクトルを推定する。
スペクトル推定装置１０８の詳細なブロック図が図５に
示されている。時間ドメイン窓装置１１０は、サンプル
データ装置１０２により発生されたサンプルされたミク
サ出力信号に時間ドメインの窓関数、例えば、レイズド
(raised)コサイン関数を乗算し、窓処理された信号を発
生する。時間ドメイン窓装置１１０は、スペクトルの漏
れを減少し、窓処理された信号を高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）装置１１２へ出力し、該装置は周波数スペクトル
信号を発生する。この周波数スペクトル信号は、一連の
スペクトル成分を含んでいる。
【００２４】周波数スペクトル信号は、大きさ決定装置
１１４へ送られ、該装置は、スペクトル成分の大きさを
計算し、そして大きさレンジプロファイル信号を発生す
る。この大きさレンジプロファイル信号は、複数のレン
ジビンを含み、各レンジビンは、スペクトル成分に関連
し、そしてその関連したスペクトル成分の大きさを含ん
でいる。各スペクトル成分の大きさは、特定の周波数に
おける信号強度に関連している。信号強度は、所与のレ
ンジにおける物体の有無に関連している。加えて、周波
数信号のピークの周波数は、ターゲットの距離に関連し
ている。
【００２５】大きさレンジプロファイル信号は、次い
で、ノイズ等化装置１１６へ供給される。サンプルされ
たミクサ信号は、周波数の減少と共に増加するノイズ特
性を有するので、大きさレンジプロファイル信号は、ノ
イズ等化装置１１６により等化されて、周波数に対して
一定のノイズフロアを有する等化されたレンジプロファ
イル信号を発生する。この等化されたレンジプロファイ
ル信号は、平均化即ち積分装置１１８へ送られ、該装置
は、等化されたレンジプロファイル信号をその前の等化
されたレンジプロファイル信号で積分し、検出確率を高
めるように信号対雑音比を増加させる。
【００２６】平均化装置１１８は、積分されたレンジプ
ロファイル信号を発生し、この信号は適応スレッシュホ
ールド装置１２０へ送られる。適応スレッシュホールド
装置１２０は、複数のレンジビンを含む移動窓を形成す
る。適応スレッシュホールド装置１２０は、各レンジビ
ンの信号強度を評価し、物体の有無を指示するためのタ
ーゲットフラグをレンジビンに発生する。適応スレッシ
ュホールド装置１２０は、ある形式の一定偽警報率アル
ゴリズムにより、システム１００の信号対雑音比に基づ
き予想可能な偽警報率をもつように実施される。このア
ルゴリズムは、潜在的な物体が越えることを確認しなけ
ればならないところの振幅スレッシュホールドを決定す
る。このスレッシュホールドより下のものは、ノイズと
して破棄される。このスレッシュホールドは、レンジ及
び時間の両方が変化し、従って、クラッタ、物体サイズ
及び距離の変化する状態に適応する。種々の形式の適応
スレッシュホールド技術について、上記米国特許出願第
０８／１７３，５４０号を参照して説明する。
【００２７】レーン変更ターゲット予想モードの動作の
場合、２Ｄパラメータ推定装置１２２は、ターゲット距
離及び速度を決定する。２Ｄパラメータ推定装置１２２
は、適応スレッシュホールド装置１２０によって発生さ
れた２Ｄ物体スペースアレーに基づいて計算を実行し、
考えられる検出物体の速度及び距離に関連した成分を含
む２Ｄ推定信号を発生する。スレッシュホールドレンジ
プロファイル信号より大きな物体のみが分析され、そし
て一定速度運動に充分厳密に相関した物体経路のみがス
レッシュホールドにパスする。物体は、充分なスレッシ
ュホールドインターバルにわたって持続する場合及びそ
の経路が相対的な非加速経路に相関される場合に有効と
なる。次いで、この推定値は、以下に述べるように、物
体が側方検出ゾーン内に１秒以内存在するかどうか決定
するのに使用される。このアルゴリズムは、２次元レン
ジ−時間スペースからレンジ−時間速度スペースへの変
換を使用する。このアルゴリズムは、優れたクラッタ除
去特性を有し、許容速度範囲に入らない物体を除去す
る。
【００２８】レンジ（距離）のみが必要とされる後方及
び側方物体検出の場合には、２Ｄパラメータ推定アルゴ
リズムは実行されず、プロセスは、ターゲット検出判断
装置１２４へと進む。ターゲット判断アルゴリズムは、
物体が有効であるかどうかそしてそれをコントローラ３
４へ送るべきかどうか判断する。ターゲット判断装置１
２４が、潜在的な衝突を生じ得る物体が存在すると判断
する場合には、ターゲット判断装置１２４は、出力ター
ゲットレンジ及び速度装置１２６へ信号を出力し、適切
な物体レンジ及び速度データをコントローラ３４へ与え
る。
【００２９】図６は、乗物１０と、その左面１８、右面
２０及び後部エリア２２にセンサ１２及び１６により画
成される複数の感知領域との上面図であり、そして図７
は、その斜視図である。センサ１２及び１６の各アンテ
ナアレーは、特定の形状及び距離に制限されたスペース
へ周波数信号を放射して感知領域を画成し、感知領域内
の物体からの反射信号がその領域を形成するアンテナア
レーによって検出されるようにする。特に、センサ１２
のパッチアンテナアレー４６は、感知領域１３０を画成
するように構成され、端発射スロットアンテナアレー４
８は、感知領域１３２を画成するよう構成され、そして
端発射スロットアンテナアレー５０は、感知領域１３４
を画成するよう構成される。同様に、センサ１６のパッ
チアンテナアレーは、感知領域１３６を画成するように
構成され、そしてセンサ１６の端発射スロットアンテナ
アレーは、感知領域１３８及び１４０を画成するよう構
成される。当業者に明らかなように、ここに述べるアン
テナアレーの形式は、所望のアンテナフィールドに制限
されるべき特定の電力レベルで正確に設計できる。端発
射スロットアンテナアレーにより形成された感知領域１
３２、１３４、１３８及び１４０の形状は、ダイポール
アンテナによって形成される典型的な９０°ビーム巾ア
ンテナフィールドである。
【００３０】１つの例において、端発射スロットアンテ
ナアレーは、垂直方向に１５°のビーム巾を与えて、感
知領域１３２、１３４、１３８及び１４０の垂直の有効
範囲を乗物１０の高さに制限すると共に、水平方向に９
０°のビーム巾を与えるように構成される。感知領域１
３２、１３４、１３８及び１４０は、乗物１０から、約
９フィートないし約１２フィートの範囲内の距離へと延
び、有効エリアを隣接レーンに制限する。センサ１２及
び１６の電力は、特定の用途に対してこのエリアを増加
又は減少するように調整することができる。パッチアン
テナアレーは、１３°のボアサイト角度をもつ１５°の
ビーム巾を有し、乗物１０により占有されたレーン或い
は乗物１０の各側の２つのレーンへ流出することのない
長距離の有効範囲を与える。この例では、領域１３０及
び１３６は、乗物１０の後方に約５０フィート延びる。
異なる感知領域１３０ないし１４０の特定ビーム有効範
囲は、電力及びアンテナ構成並びにサイズを変更するこ
とにより、本発明の範囲内で異なる用途に対して有効範
囲を種々変更するように調整することができる。
【００３１】センサ１２及び１６のデジタル信号プロセ
ッサに関連した適当なアルゴリズムにより、システム２
８は、６個の感知領域１３０ないし１４０の検出を分析
するロジックを使用して、潜在的に衝突の切迫した障害
物の確実な指示を与えることができる。検出された障害
物のレンジ及び乗物速度はデジタル信号プロセッサにお
いて合成され、警報を発するべきかどうかの判断がなさ
れる。
【００３２】レーン変更及び合流目的のための感知有効
範囲は、感知領域１３２、１３６、１３８及び１４０を
論理的に合成することにより右側検出ゾーンを画成する
ことによって乗物１０の右面２０に得られる。右側の検
出ゾーンは、感知領域１４０と、感知領域１３２の一部
分１４２とによって画成される。右面２０の前部は、感
知領域１４９によってカバーされる。感知領域１４０内
の検出は、右側の検出警報を発生する。乗物１０の右面
２０の後部の検出については、警報を発するための判断
が、乗物に対して同じ位置における物体検出の有無に基
づいて行われ、この同じ位置であることは、感知領域１
３２、１３６及び１３８内の検出物体のレンジ測定によ
り決定される。感知領域１３２において特定の位置に物
体が検出されたが、感知領域１３６又は感知領域１３８
のいずれかのその位置において物体が検出されない場合
には、その検出された物体は、領域１３６及び１３８の
いずれも含まない領域１３２の部分１４２に含まれる。
この状態では、右側警報が発生される。しかしながら、
感知領域１３２の特定の位置に物体が検出され且つ検出
領域１３６又は１３８の一方のその位置でも検出された
場合には、物体は、領域１４２内になく、それ故、物体
は、右側検出ゾーン内にない。従って、右側警報信号は
作動されない。
【００３３】感知領域１３０、１３２、１３４及び１３
８の論理的な組み合わせにより決定される乗物１０の左
面１８の左側検出ゾーンについても同じ論理が成立す
る。左側検出ゾーンは、感知領域１３４と、感知領域１
３８の部分１４４とにより画成される。左面１８の前部
は、感知領域１３４によりカバーされる。感知領域１３
４内の検出は、左側検出警報を発生する。乗物１０の左
面１８の後部の検出については、警報を発するための判
断が、感知領域１３０、１３２及び１３８の同じ位置に
おける物体検出の有無に基づいている。感知領域１３８
の特定の位置に物体が検出されたが、感知領域１３０又
は感知領域１３２のいずれかのその位置において物体が
検出されない場合には、検出物体は、領域１３０及び１
３２を含まない領域１３８の部分１４４に含まれる。こ
の状態では、左側警報信号が作動される。しかしなが
ら、感知領域１３８の特定の位置に物体が検出され、そ
していずれかの感知領域１３０又は１３２のその位置で
も検出された場合には、その物体は、位置１４４内には
なく、それ故、物体は、左側検出ゾーン内にない。従っ
て、左側警報は、作動されない。
【００３４】乗物１０の隣接レーンにおいて乗物１０に
対して接近移動する乗物であって、レーン変更及び合流
の目的でその左側又は右側の検出ゾーンに入ってくる乗
物を検出するために、長距離感知領域１３０及び１３６
が使用される。感知領域１３０及び１３６の検出物体に
ついては、物体のレンジ（距離）の変化が決定され、そ
の物体が左側又は右側の検出ゾーンに入るための予想時
間が所定の時間インターバルより短い場合に左側又は右
側の警報信号が発生される。一例として１秒の時間イン
ターバルが使用されるが、これに限定されるものではな
い。異なる環境については、他の時間周期も適用でき
る。１秒の時間インターバルは、接近する乗物が約３０
ｍｐｈの相対的乗物速度に対し乗物１０に衝突する前に
停止するに要する時間として選択される。この長距離有
効範囲は、約５０フィートの距離までの隣接レーンのみ
のターゲット物体を検出するように設計されたものであ
る。
【００３５】乗物１０の後方の検出ゾーンをカバーする
ために、感知領域１３０、１３２、１３６及び１３８の
組み合わせが使用される。システム２８は、感知領域１
３２及び１３８の重畳領域１４６において物体が検出さ
れた場合にバック警報を発生する。換言すれば、感知領
域１３２及び１３８を形成するアンテナアレーは、バッ
ク警報を発生するには同じ位置において物体を各々検出
しなければならない。感知領域１３２及び１３８におい
て同じ距離に且つ重畳領域１４６の外部に一致物体が別
々に存在するときに生じる曖昧さを回避するために感知
領域１３０及び１３６の物体検出もバック方向に監視さ
れる。感知領域１３８の物体と同じ位置において感知領
域１３０に物体が現れるか、又は感知領域１３２の物体
と同じ位置において感知領域１３６に物体が現れる場合
には、２つの別々の物体が領域１４６の側部に対して離
れて存在し、それ故、バック警報は発生されない。
【００３６】又、システム２８は、カーブした経路での
バックの運転中に生じることのあるバック方向の衝突を
防止するためのバック警報を発生することもできる。カ
ーブした経路での多くのバック運転中には、適時の警報
を与えるように領域１４６を適用できないことが簡単な
分析で示される。これは、物体が衝突の直前まで必ずし
も領域１４６にないためである。それ故、逆方向運転中
には感知領域１３０ないし１４０の全部を監視すること
が必要である。右面２０の有効範囲は、領域１３８及び
１４０のエリアを除外して、領域１３２のエリアを利用
することにより形成することができる。同様に、左面１
８の有効範囲は、領域１３２及び１３４のエリアを除外
して、領域１３８のエリアを利用することにより形成す
ることができる。
【００３７】以上、本発明の実施形態について説明し
た。当業者であれば、上記説明、添付図面及び特許請求
の範囲から、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに種々
の変更や修正がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による後方及び側方障害物検
出システムを組み込んだ乗物の後面図である。
【図２】図１の後方及び側方障害物検出システムに関連
した１つのセンサの分解斜視図である。
【図３】本発明の後方及び側方障害物検出システムのブ
ロック図である。
【図４】本発明の後方及び側方障害物検出システムの動
作を示すブロック図である。
【図５】本発明のスペクトル推定装置のブロック図であ
る。
【図６】図１の乗物の上面図であって、本発明の実施形
態により乗物の周りに後方及び側方障害物検出システム
によって確立された複数の感知領域を示す図である。
【図７】複数の感知領域を示す図６の乗物の斜視図であ
る。
【符号の説明】
１０ 乗物 １２ 左側センサ １４ バンパー １６ 右側センサ １８ 乗物の左面 ２０ 乗物の右面 ２２ 乗物の後部エリア ２８ 後方及び側方検出システム ３０ ベース部材 ３４ システムコントローラ ４０ 中間周波プリント回路板 ４２ 集積回路チップボード ４４ モノリシックミリメータ波集積回路 ４６ パッチアンテナアレー ４８、５０ 端発射スロットアンテナアレー ５４ カバー ５８ トランシーバ ６４ デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ） ７２ アンテナ
フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ジェイ モーファ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90505 トーレンス デイト アベニュ ー 23027 (56)参考文献 特開 平４−58179（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−59162（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−131245（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−19660（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4920520（ＵＳ，Ａ) 米国特許5008678（ＵＳ，Ａ) 米国特許5341344（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60R 21/00 621 B60R 21/00 622 ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数信号を発生する少なくとも一つの
    輻射ビーム信号源と、前記の周波数信号に応答する複数
    のアンテナと、これらのアンテナからの信号に応答する
    制御装置とを備え、各アンテナは前記の乗物の周りに複
    数の別個の感知領域を形成するように調整された仕方で
    輻射ビームを放出し、第１の感知領域は前記の乗物の右
    側の前部分に隣接して、その部分の周りに形成され、第
    ２の感知領域は前記の乗物の右側後方部分と前記の乗物
    の後方部分との周りに形成され、そして前記の第２の感
    知領域は前記の第１の感知領域に重なり、第３の感知領
    域は前記の乗物の後方右側へ延び、そして前記の第３の
    感知領域は前記の第２の感知領域に重なり、第４の感知
    領域は前記の乗物の左側の前部に隣接してその周りに形
    成され、第５の感知領域は前記の乗物の左側の後方の部
    分と前記の乗物の後方領域の周りに形成され、そして前
    記の第５の感知領域は第２と第４の感知領域に重なり、
    そして第６の感知領域は前記の乗物の後方左側にのび、
    そして前記の第６の感知領域は第２と第５の感知領域に
    重なり、前記の第３の感知領域は前記の第５の領域に重
    なり、前記の第３の感知領域と前記の第６の感知領域は
    前記の第２の感知領域と前記の第５の感知領域よりも前
    記の乗物の後方に遠く延び、前記の複数のアンテナはこ
    れらの感知領域内の障害物から反射された輻射信号に応
    答してその反射信号の反射強度を表す信号を発生し、前
    記の制御装置はどのアンテナがその反射強度の信号を発
    生したかについて感知領域内の障害物の位置を決定する
    ことを特徴とした乗物の周りの障害物を検出する、後方
    と側方の障害物検出装置。
  2. 【請求項２】 周波数信号を発生する単一の輻射ビーム
    信号源とこの信号源からの周波数信号に選択的に応答す
    る３つのアンテナとを含む第１のセンサ、 周波数信号を発生する単一の輻射ビーム信号源とこの信
    号源からの周波数信号に選択的に応答する３つのアンテ
    ナとを含む第２のセンサ、そしてこれらの第１と第２の
    センサからの障害物検出信号に応答する制御装置とを備
    え、 この制御装置は障害物検出信号に応答して障害物警報信
    号を発し、前記の第１のセンサの３つのアンテナと前記
    の第２のセンサの３つのアンテナとは前記の乗物の周り
    に６つの別個のアンテナフィールド感知領域を形成して
    これらの感知領域内の障害物からの反射信号を検出し、
    そして前記のアンテナフィールド感知領域のあるものは
    他のアンテナフィールド感知領域に重なっていることを
    特徴とする乗物の周りの障害物を検出する障害物検出装
    置。
  3. 【請求項３】 周波数信号を発生する少なくとも一つの
    輻射ビーム信号源、前記の周波数信号に応答する複数の
    アンテナ及びこれらのアンテナからの信号に応答する制
    御装置を備え、各アンテナは乗物の周りに複数の別個の
    感知領域を形成するよう調整された仕方で輻射ビームを
    送り、第１の感知領域は前記の乗物の右側後方部分の周
    りに形成され、そして第２の感知領域は前記の乗物の左
    側後方部分の周りに形成され、前記の第１と第２の感知
    領域は重なりあって後方検出領域を前記の乗物の直接後
    方に形成し、前記の複数のアンテナは更に、前記の乗物
    の後方右側へ延びて前記の第１の感知領域に重なる第３
    の感知領域と、前記の乗物の後方左側へ延びて前記の第
    ２の感知領域に重なる第４の感知領域とを形成し、これ
    らの第３感知領域と第４感知領域とは前記の第１感知領
    域と第２感知領域よりも遠くに延びてレーン変更を感知
    し、前記の複数のアンテナは前記の第１、第２、第３そ
    して第４感知領域内の障害物から反射された輻射信号に
    応答してこの輻射信号の反射強度を示す信号を発生し、
    前記の制御装置は後方検出領域内のほぼ同じ位置におい
    て前記の第１と第２の感知領域内で障害物を検出すると
    後方障害物検出信号を発生し、そして前記の制御装置は
    後方検出領域外の前記の第３と第４の感知領域内で障害
    物を検出すると後方障害物検出信号を発生しないように
    することを特徴とした乗物の周りの障害物を検出する後
    方障害物検出装置。
  4. 【請求項４】 周波数信号を発生する少なくとも一つの
    ビーム信号源、前記の周波数信号に応答する複数のアン
    テナ及びこれらのアンテナからの信号に応答して左側警
    告信号と右側警告信号とを発生する制御装置を備え、各
    アンテナは乗物の周りに複数の別個の感知領域を形成す
    るように調整された仕方で輻射ビームを送り、第１の感
    知領域は前記の乗物の右側前方部分に隣接してその周り
    に形成され、第２の感知領域は前記の乗物の右側後方部
    分と前記の乗物の後方領域の周りに形成され、そして前
    記の第２の感知領域は前記の第１の感知領域と重なりあ
    っており、第３の感知領域は前記の乗物の左側前部分に
    隣接し、それの周りに形成され、第４の感知領域は前記
    の乗物の左側、後方部分と前記の乗物の後方領域の周り
    に形成され、そして前記の第４の感知領域は前記の第２
    と第３の感知領域に重なり、前記の複数のアンテナは前
    記の感知領域内の障害物から反射された輻射信号に応答
    してその反射信号の反射強度を示す信号を発生すること
    を特徴とする側方障害物検出装置。
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