JP4246858B2

JP4246858B2 - ミリ波レーダ装置及び車間距離制御装置

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Inventors: 塙　　和彦
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両と前方車両もしくは障害物などの物標との距離あるいは相対速度を検出するミリ波レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波等の電波を用いた電波レーダは、雨，霧等が存在する悪天候でも電波ビームの減衰量が小さく、遠距離まで到達するので、航空管制，気象観測の分野で広く用いられてきた。最近では、自動車の予防安全の分野において、前方車との車間距離，相対速度を計測するミリ波レーダが研究開発され、商品化されつつある。その用途は電波レーダの変調方式にはいくつかあるが、代表的なものとしては、公知例昭49−107491号に示す、ダイプレックスドップラ方式のレーダがある。この方式の図９、図１０を用い検知原理を説明する。図９はこの方式のブロック図を示しており、ミリ波発振器901は矩形波変調信号902を発生する変調器903により変調され、時分割でｆ_１，ｆ_２（Δｆ：ｆ_２−ｆ_１）の２つの周波数の送信信号を送信アンテナ904から発射する。送信信号は前方車905に反射し受信信号となり、受信アンテナ906に入力される。このとき、前方車905とミリ波レーダ装置907間に相対速度Ｖがある場合、ドップラ周波数ｆ_ｄ１，ｆ_ｄ２が発生し、受信信号の周波数はｆ_１＋ｆ_ｄ１，ｆ_２＋ｆ_ｄ２となる。受信信号がミキサ908を通過すると、ｆ_ｄ１，ｆ_ｄ２のそれぞれの情報を含む、時分割した信号（中間周波数信号（以下ＩＦ信号とする）914）となる。ＩＦ信号914はアンプ909により増幅されたのち、矩形波変調信号902に同期したスイッチ910により２つのＳ／Ｈ（サンプルホールド回路）911の方向に分配される。図１０に矩形波変調信号902とＩＦ信号914の関係を示す。Ｓ／Ｈ911を通過したＩＦ信号914は、通過する前の時分割したＩＦ信号914の方絡線からなる２つの信号となり、すなわちこの信号が変調周波数ｆ_１，ｆ_２に対するドップラ信号である。このドップラ信号をＡ／Ｄ912により離散値化し、信号処理装置913によりＦＦＴ解析すると、周波数ｆ_ｄ１，ｆ_ｄ２と位相差φ_１，φ_２が求まる。前方車905との相対速度Ｖは次式より求めることができる。
【０００３】
Ｖ＝Ｃ・ｆ_ｄ１／(２・ｆ_１）またはＣ・ｆ_ｄ２／(２・ｆ_２） …（式１）
Ｃ：電波伝播速度
ｆ_ｄ１≪ｆ_１，ｆ_ｄ２≪ｆ_２，Δｆ≪ｆ_１の場合、ｆ_ｄ１≒ｆ_ｄ２としてよい。よって、
Ｖ≒Ｃ・ｆ_ｄ１／(２・ｆ_０）ここで、ｆ_０＝(ｆ_１＋ｆ_２)／２
である。
【０００４】
また、車間距離Ｒは次式により表せる。
Ｒ＝Ｃ・（φ_１−φ_２）／(４πΔｆ) …（式２）
【０００５】
ここで、図２に示すように、自車両201と、その前方に乗用車Ａ202及びトラックＢ203があり、それぞれの走行速度がＶ_１，Ｖ_２及びＶ_３（Ｖ_１＞Ｖ_３＞Ｖ_２）あるとき、相対速度は（Ｖ_１−Ｖ_２），（Ｖ_１−Ｖ_３）となる。この時、それぞれの相対速度に対するドップラ信号周波数をｆ_ｄ１Ａ，ｆ_ｄ２Ａ，及びｆ_ｄ１Ｂ，ｆ_ｄ２Ｂとした場合、その信号をＦＦＴ解析した結果を図３に示す（ここで、ｆ_ｄ１Ａ≒ｆ_ｄ２Ａ，ｆ_ｄ１Ｂ≒ｆ_ｄ２Ｂとしてよい）。それぞれのドップラ周波数ｆ_ｄ１Ａ，ｆ_ｄ１Ｂに対応した周波数軸にスペクトルが表れる。この周波数情報と位相情報から、２台の車両の相対速度（Ｖ_１−Ｖ_２），（Ｖ_１−Ｖ_３）及びＤ_１，Ｄ_２を求めることができる。
【０００６】
このダイプレックスドップラ方式の信号処理は、ＦＦＴ解析の結果からスペクトルを検出し、一つ前方車両に対して、対応した一つスペクトルが存在し、その周波数情報から相対速度、また位相情報から距離を同時に求める事が可能であるため、複雑な信号処理を用いずとも、安定した、前方車両検知が可能となる利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、次のような点で問題があった。図４を用いて説明する。
【０００８】
自車両401の前方に停止状態の乗用車Ａ402とトラックＢ403とがある場合、自車両401に対する乗用車Ａ402にトラックＢ403の相対速度は自車両速度Ｖ_１に等しく、したがってドップラ信号の周波数ｆ_ｄＡ，ｆ_ｄＢも等しくなる。この時のドップラ信号のスペクトルを図５に示す。
【０００９】
このときトラックＢ403のドップラ信号の電力は乗用車Ａ402のドップラ信号より大きいとき、トラックＢ403のスペクトルが、乗用車Ａ402のスペクトルを隠してしまう。そのため自車両401に近い距離にある乗用車Ａ402の反射信号を検出できなくなる。
【００１０】
すなわち、前方に静止物標が複数ある場合、反射電力がもっとも強い物標のスペクトルが他のスペクトルを隠してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ダイプレックスドップラ方式の利点を生かしつつ、自車両の前方にある複数の静止物標（停止車両を含む）のスペクトルを効果的に分離し、かつ負担の小さい信号処理で複数の静止物標の距離を検知する装置およびその応用方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はこ前述の問題点を解決するために、従来の矩形波変調信号と発振周波数を時間的に小さくなるように線形変調するノコギリ波変調信号を効果的に組み合わせることにより、静止物標のスペクトルを分離し、なおかつ負荷の軽い信号処理により、その相対速度，及び距離を求めることにある。
【００１３】
本発明は、具体的には次に掲げる装置および方法を提供する。
【００１４】
本発明の第１の発明は、車両前方に設置され、前方車両もしくは障害物などの物標との距離あるいは相対速度を計測するミリ波レーダ装置において、ミリ波発振器と、そのミリ波発振器を２つの周波数ｆ_１，ｆ_２で瞬時に切替える矩形波を発生する矩形波変調回路と、変調したミリ波信号を送信するアンテナと前方車両もしくは障害物から反射したミリ波信号を受信するアンテナと、受信した信号からＩＦ信号を生成するミキサと、周波数ｆ_１、ｆ_２の送信信号から得られる２つのＩＦ信号の周波数より自車と前方車両もしくは障害物との相対速度、及び位相差より距離を算出する信号処理装置をそなえ、またミリ波発振器の発振周波数を時間的に連続に変化する連続波の変調信号をもちいた連続波変調回路と、変調したミリ波信号を送信するアンテナと、前方車両もしくは障害物から反射したミリ波信号を受信するアンテナと、受信した信号からＩＦ信号を得るミキサと、そのＩＦ信号の周波数より自車両と前方車両もしくは障害物の距離を算出する信号処理装置と、上記の２つの変調回路の切り替え、及び本ミリ波レーダ装置を搭載する車両の走行速度を検知する制御装置をそなえることを特徴とするミリ波レーダ装置を提供する。
【００１５】
本発明の第２の発明は連続波変調回路の変調信号に、ミリ波発振器の発振周波数が、時間的に線形に変化する波形を含む連続波を用いたことを特徴とするミリ波レーダ装置を提供する。
【００１６】
本発明の第３の発明は連続波変調手段の変調信号に、ミリ波発振器の発振周波数が、時間的に線形に下がるように変化する波形を含む連続波を用いたことを特徴とするミリ波レーダ装置を提供する。
【００１７】
本発明の第４の発明は矩形波変調回路の変調信号による反射信号の周波数から計算した前方車両もしくは障害物の相対速度と車両の走行速度を比較し、その比較した結果をもとに静止物標の有無を判定して、矩形波変調回路と連続波変調回路を切替る制御装置をそなえることを特徴とするミリ波レーダ装置を提供する。
【００１８】
本発明の第５の発明は矩形波変調回路の変調信号による、静止物標に対応したＩＦ信号の周波数ｆ_ｄの結果をもとに、連続波変調回路の変調信号によるＩＦ信号の、信号処理に用いる周波数範囲を、周波数ｆ_dを基準として限定し、距離を検出する信号処理装置をそなえることを特徴としたミリ波レーダ装置を提供する。
【００１９】
本発明の第６の発明は、第１の発明であるミリ波レーダ装置により検知した、複数の前方車両もしくは障害物のうち、最も近い距離にある物標の距離情報をもとに、その物標とミリ波レーダを搭載する自車両との車間距離を一定に保つように、ブレーキアクチュエータとアクセルスロットルを制御する装置を備えることを特徴とする車間距離制御装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明のミリ波レーダ装置120を示すブロック図である。まず前方に静止物標（停止車両）がないときの前方車検知方法について説明する。
【００２２】
ミリ波発振器101から発生する送信信号（周波数ｆ）は，方向性結合器102を通過して送信アンテナ103から放射される。ミリ波発振器101は矩形波変調回路115の矩形波変調信号117もしくはノコギリ波変調回路116のノコギリ波変調信号118のいずれかより変調される。変調信号の切り替えは変調信号切替スイッチ114により行われる。ここで前方に静止物標がない場合は、矩形波変調信号117のみが選択される。この変調信号の選択は制御装置113により行なわれるが、制御方法については後述する。
【００２３】
矩形波変調回路115はミリ波発振器101の発振周波数がｆ_１，ｆ_２の二種類の周波数に交互に切り替わるように変調し、方向性結合器102は送信信号の一部をミキサ104に分配する。送信アンテナ103から放射された送信信号は前方車105にあたりのドップラシフトを受けた反射信号（周波数ｆ_０＋ｆ_ｄ）となる。その反射信号は受信アンテナ106によって受信され、受信信号となる。この受信信号は、ミキサ104により、送信信号の一部とミキシングされ、ＩＦ信号（ドップラ信号（周波数ｆ_ｄ）を含む）となり、アンプ107により増幅される。
【００２４】
変調信号が矩形波信号117のときは、アナログスイッチ108は矩形波変調信号117と同期してスイッチングされる。すなわちミリ波発振器101の周波数がｆ_１のときは、ＬＰＦ１109の方向へ、ｆ_２のときはＬＰＦ２110の方向へ、ＩＦ信号が流れるように切り替わる。ＬＰＦ１109はミリ波発振器101の周波数がｆ_１の時のドップラ信号（周波数ｆ_ｄ１）を、ＬＰＦ２110はミリ波発振器101の周波数がｆ_２のときのドップラ信号（周波数ｆ_ｄ２）を生成する。そのドップラ信号はＡ／Ｄコンバータ111により離散値化され、信号処理装置112よりＦＦＴ解析されて、ドップラ信号の周波数ｆ_ｄ１と位相φ_１及び周波数ｆ_ｄ２と位相φ_２を求めることができる。
【００２５】
ここで、前方車105との車間距離Ｒ及び相対速度Ｖは次式により求まる。
【００２６】
相対速度Ｖは、次式より計算する。
Ｖ＝Ｃ・ｆ_ｄ１／(２・ｆ_１）またはＣ・ｆ_ｄ２／(２・ｆ_２） …（式３）
Ｃ：電波伝播速度
【００２７】
また、車間距離Ｒは次式により計算する。
Ｒ＝Ｃ・（φ_１−φ_２）／(４πΔｆ) …（式４）
【００２８】
図２に示すように、自車両201の前方に乗用車Ａ202、及びトラックＢ203があり、それぞれの相対速度が異なる場合、図３に示すように、周波数ｆ_ｄ１Ａ、ｆ_ｄ１Ｂ及びｆ_ｄ２Ａ、ｆ_ｄ２Ｂのそれぞれの車両に対応したスペクトルが存在するので、同時に複数車両の相対速度、及び距離を計算することが可能である。
【００２９】
ここで、検知した前方車両の車間距離及び相対速度の情報はシリアル通信等を用いて外部のＡＣＣ（Adaptive Cruse Control: 車間距離制御）装置等に送られ、車両の制御を行なう。
【００３０】
次に、前方に静止物標（停止車両）があるときの前方車検知方法について説明する。
【００３１】
まず静止物標の有無の判断方法について説明する。図４に示すように、自車両401の前方に複数の停止車両（乗用車Ａ402、トラックＢ403）があり、前述の図１の矩形波変調信号117を用いたとき、それぞれのドップラ信号の周波数を図５に示す。乗用車Ａ402、トラックＢ403との相対速度Ｖは、自車両401の車両速度Ｖ_１と等しいため、ドップラ信号の周波数ｆ_ｄＡ、ｆ_ｄＢは等しくなる。これら周波数から相対速度を計算する。また自車両速度は車速センサの車速信号から求めることができる。つまり自車両の速度Ｖ_１に等しい相対速度Ｖを持つ前方車両を停止車両と判断することができる。
【００３２】
上記の判断は図１に示す制御装置113より行われる。制御装置113は信号処理装置112の計算結果と、車速信号114を入力し、停止車両の有無を判断する。停止車両を検知した場合、次の信号処理を行なう。
【００３３】
制御装置113は変調信号切替スイッチ114において、変調信号にノコギリ波信号118を選択するように切り替える。ノコギリ波変調回路116はミリ波発振器101の発振周波数を時間的に線形に周波数が下がるように変調する。送信アンテナ103から放射された送信信号は前方車両105にあたりのドップラシフトを受けた反射信号（周波数ｆ_０＋ｆ_ｄ）となる。その反射信号は受信アンテナ106によって受信され、受信信号となる。この受信信号は、ミキサ104により、送信信号の一部とミキシングされ、ＩＦ信号となり、アンプ107により増幅される。ここで、制御装置113はアナログスイッチ108の極性をＬＰＦ１109の方向へ、ＩＦ信号が流れるように一方向に固定する。ＬＰＦ１109は前方車105とレーダ120車両間の距離の情報を含む周波数（前方車両が２台のときはｆ_ｄＡ、ｆ_ｄＢ）をもつＩＦ信号を生成する。そのＩＦ信号はＡ／Ｄコンバータ111により離散値化され、信号処理装置112よりＦＦＴ解析されて、周波数ｆ_ｄＡ、ｆ_ｄＢを求めることができる。
【００３４】
ノコギリ波変調信号を使った、信号処理方法について説明する。図４のように前方に停止車両Ａ、及びＢがあるとき、図６に示すように送信信号を矩形波変調信号で変調する場合（区間Ａ）とノコギリ波変調信号（区間Ｂ）で変調する場合の受信信号の周波数を示す。区間Ａにおいては、ＩＦ信号の周波数ｆ_ｄは送信信号の周波数ｆ_０と受信信号の周波数ｆの差をとることで求めることができる。
【００３５】
区間ＡのＩＦ信号周波数：ｆ_ｄ＝ｆ−ｆ_０ …（式５）
【００３６】
また区間Ｂにおいて、前方車両Ａ、及びＢのＩＦ信号周波数は次式のように表すことができる。
【００３７】
ｆ_ｄＡ＝４・Δｆ・Ｆｍ・Ｄ１／Ｃ＋ｆ_ｄ …（式６）
ｆ_ｄＢ＝４・Δｆ・Ｆｍ・Ｄ２／Ｃ＋ｆ_ｄ …（式７）
ｆ_ｄ＝２・Ｖ／Ｃ・ｆ_０ …（式８）
Ｆｍ＝１／（２・Ｔ） …（式９）
Δｆ：ノコギリ波変調信号による変調周波数幅
Ｆｍ：ノコギリ波変調信号の繰り返し周波数
Ｔ：ノコギリ波の繰り返し周期
ｆ_ｄ：ドップラ周波数
ｆ_ｄＡ：停止車両ＡのＩＦ信号周波数
ｆ_ｄＢ：停止車両ＢのＩＦ信号周波数
Ｄ１：停止車両Ａの車間距離
Ｄ２：停止車両Ｂの車間距離
【００３８】
ノコギリ波変調信号を用いたときの（区間Ｂ）、周波数スペクトルを図７に示す。停止車両ＡとＢは車間距離が異なるため、送信信号と受信信号の周波数差（ｆ_ｄＡ、ｆ_ｄＢ）が異なる。すなわち停止車両ＡとＢの周波数スペクトルが分離する。
【００３９】
次にこれらの停止車両のスペクトルを検出する方法について説明する。図７において、停止車両に対応するスペクトルを検出するためには、距離０ｍ以上の周波数に相当する周波数領域のスペクトルを検知すればよい。ノコギリ波変調時ではｆ_ｄが距離０ｍに相当する周波数であるので、それより大きい周波数帯域からスペクトルを検出すればよいことになる。また、最大検知距離の閾値を設ければ、信号処理に用いる上限周波数も式６、７から決定する。すなわちｆ_ｄから、最大検知距離に対応した周波数ｆ_ＭＡＸまでの範囲からスペクトルを探すことで、停止車両のスペクトルを抽出することが可能であり、検知に用いる周波数帯域が限定されるため信号処理の負荷が軽くなる利点がある。
【００４０】
これに付け加え、信号処理に用いる周波数帯域を限定することができるため、不要な反射信号により、誤検知が少なくなるという利点もある。
【００４１】
また、本方式では周波数が線形に下がるノコギリ波変調信号により、ｆ_ｄより高い周波数領域にドップラ信号をシフトして分離しているが、周波数が線形に上がるノコギリ波変調で、ｆ_ｄより低い周波数領域にスペクトルを分離することも可能である。
【００４２】
周波数が線形に下がるノコギリ波では、ｆ_ｄより高い周波数に車両のドップラ信号の周波数を発生し、周波数が線形に上がるノコギリ波では、ｆ_ｄより低い周波数に車両のドップラ信号の周波数を発生する。図７において、ｆ_ｄより低い周波数域は、路面から不要反射による反射信号のドップラ信号の周波数スペクトルが存在しノイズレベルを引き上げているため、検知すべきスペクトルがノイズうもれやすくなる。ｆ_ｄ以上の領域では回路熱雑音等が存在するが、周波数が高くなるほどノイズレベルが低くなる。したがって周波数が線形に下がるノコギリ波変調波の方が、ドップラ信号がノイズに埋もれにくくなるという特徴がある。
【００４３】
また、矩形波変調時と同様に、ノコギリ波変調時でも検知した前方車両の車間距離の情報はシリアル通信等を用いて外部のＡＣＣ装置等に送られる。
【００４４】
ノコギリ波変調による距離検知の信号処理において、一例として、下記のパラメータ設定を説明する。
【００４５】
１）各パラメータの設定
Δｆ：ミリ波レーダの場合、Δｆ＞100MHz以上は、線形変調の難しさや、温度ドリフトの問題があり、選択が困難であるため、Δf＝50MHzと仮定する。
【００４６】
Ｆｍ：Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周波数を96kHz、FFTpoint数2048として、ノコギリ波の右下がり区間（B）をFFTの１フレーム(2048point）として取込んだ場合、次式によりＦｍが求まる。
【００４７】
1／(2・Ｆｍ)＝2048×1／（96×10³)＝0.021333sec
∴Ｆｍ＝23.4375Hz
【００４８】
２）車両速度、車間距離の設定
Ｖ：車両速度100km/h(27.777m/s)
Ｄ１：60m（図４の乗用車Ａとの車間距離）
Ｄ２：120m（図４のトラックＢとの車間距離）
Ｄ３：150m（レーダの最大検知距離の閾値）
よって、ｆ_ｄ、ｆ_ｄＡ、ｆ_ｄＢ、ｆ_ＭＡＸは以下のように計算できる。
【００４９】
ｆ_ｄ＝2・（Ｖ／Ｃ）・f0 = 2×(27.777／(3×10⁸))×76.5×10⁹
＝14166.27(ＦＦＴ解析結果の302point目)
ｆ_ｄＡ＝4・Δf・Fm・D1／Ｃ＋ｆ_d
＝4・50×10⁶×23.4375×60/(3×10⁸)＋14166.27
＝937.5＋14166.27＝15103.77Hz(ＦＦＴ解析結果の322point目)
ｆ_ｄＢ＝4・Δf・Fm・D2／Ｃ＋ｆ_d
＝4・50×10⁶×23.4375×120/(3×10⁸)＋14166.27
＝1875＋14166.27＝16041.27Hz (ＦＦＴ解析結果の342point目)
ｆ_ＭＡＸ＝4・Δf・Fm・D3／Ｃ＋ｆ_d
＝4・50×10⁶×23.4375×150/(3×10⁸)＋14166.27
＝2343.75＋14166.27＝16510.02Hz(ＦＦＴ解析結果の352point目)
【００５０】
ここで、ｆ_ｄとｆ_ｄＢ（120m地点の停止車両の周波数)とのＦＦＴポイント数差は40pointであることから、停止車両の距離分解能は３ｍ（120ｍ／40point）となり、すなわち車両間の距離が３ｍ以上であれば、複数の停止車両を検知が可能である。
【００５１】
また、信号処理に用いる周波数帯域はｆ_ｄ（距離０ｍに相当）からｆ_ＭＡＸ（距離１５０ｍに相当）であるので、ＦＦＴポイント数では、302pointから352pointまで範囲内でスペクトルを検出すれば良いことになる。
【００５２】
またサンプリング周波数96kHzはオーディオ用機器用の周波数帯域であり、安価なＡ／Ｄコンバータを適用することができる。
【００５３】
次に、本発明の検知方法を図８のフローチャートに示す。
【００５４】
処理801：矩形波変調信号を選択する。
【００５５】
処理802：ＩＦ信号をＦＦＴ解析する。
【００５６】
処理803：ＦＦＴ解析結果から前方車のスペクトルを抽出する。
【００５７】
処理804：スペクトルの周波数情報から前方車の相対速度、位相情報から距離を計算する。
【００５８】
処理805：車速信号から自車速度を計算する。
【００５９】
処理806：自車速度に等しい相対速度の車両（停止車両）の有無の判断をする。（停止車両が存在した場合は、変調信号を切り替える処理にジャンプする。）
処理807：前方車情報をＡＣＣ装置に送信する。
【００６０】
処理808：ノコギリ波変調信号を選択する。
【００６１】
処理809：ＩＦ信号をＦＦＴ解析する。
【００６２】
処理810：ｆ_ｄからｆ_ＭＡＸまで周波数帯域でスペクトルを抽出する。
【００６３】
処理811：スペクトルの周波数から距離を計算する。
【００６４】
処理812：前方車情報をＡＣＣ装置に送信する。
【００６５】
以上の処理をまとめると、前方に停止車両が無い場合は、矩形波変調信号処理のみを実行するが、停止車両を検出した場合、ノコギリ波変調による信号処理も並行して実行する。すなわち前者の信号処理では、走行状態にある複数の前方車両の距離及び相対速度を同時に計測し、停止車両が存在したとき後者の信号処理で複数の停止車両の距離情報を検知する。
【００６６】
次に、本実施例にあるミリ波レーダ装置を搭載したＡＣＣ装置の実施例を図１１、図１２を用い説明する。
【００６７】
自車両1107の前方には、前方車両1108及び1109が走行している。ミリ波レーダ装置1102は前方車両1108、1109との距離を計測して、その情報を通信線を経由してＡＣＣ装置1101に伝達する。運転者1110はコントロールパネル1106により、前方車両との確保すべき車間距離を設定する。ＡＣＣ装置1101は設定した車間距離を確保すべく、運転者が設定した車間距離とミリ波レーダ装置1102の測定距離を比較しながら、エンジン1105の出力を制御するアクセルスロットル1103及び車輪1111の制動を行なうブレーキアクチュエータ1104を制御する。
【００６８】
ＡＣＣ装置1101の制御アルゴリズムのフローチャートを図１２に示す。
【００６９】
処理1201：コントロールパネル1106に確保すべき車間距離Ｄoを設定する。
【００７０】
処理1202：複数の前方車両の中で最も近い距離D_１の車両1108を車間距離制御に用いるべきターゲットとして選択する。
【００７１】
処理1203：設定車間距離Do ＞ D_１の場合、ブレーキアクチュエータ1104を作動させて減速を行なう。
【００７２】
処理1204：設定車間距離Do ＜ D_１の場合、アクセルスロットル1103を作動させて加速を行なう。
【００７３】
以上の処理により、ＡＣＣ装置1101は、運転者1110の設定した車間距離Ｄoを維持しながら、前方車両1108に追従する走行が可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の静止物標（停止車両を含む）の重なるスペクトルを効果的に分離し、負担の小さい信号処理で複数の静止物標の距離を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミリ波レーダ装置のブロック図
【図２】自車両と複数の走行状態にある前方車の位置関係図
【図３】複数の走行状態にある前方車のドップラ信号の周波数スペクトル図
【図４】自車両と複数の停止状態にある前方車の位置関係図
【図５】複数の停止状態にある前方車のドップラ信号の周波数スペクトル図
【図６】ノコギリ波変調信号と受信信号周波数の関係図
【図７】ノコギリ波変調をも用いたときのＩＦ信号周波数スペクトル図
【図８】本発明の信号処理フローチャート図
【図９】従来方式のミリ波レーダ装置のブロック図
【図１０】従来方式の変調信号とＩＦ信号の関係図
【図１１】車間距離制御装置（ＡＣＣ装置）の構成図
【図１２】車間距離制御装置（ＡＣＣ装置）の制御フローチャート図
【符号の説明】
101…ミリ波発振器、102…方向性結合器、103…送信アンテナ、104…ミキサ、105…前方車、106…受信アンテナ、107…アンプ、108…アナログスイッチ、109…ＬＰＦ１、110…ＬＰＦ２、111…Ａ／Ｄコンバータ、112…信号処理装置、113…制御装置、114…車速信号、115…矩形波変調回路、116…ノコギリ波変調信号117…矩形波変調信号、118…ノコギリ波変調信号、120…ミリ波レーダ装置、201…自車両、202…乗用車Ａ、203…トラックＢ、401…自車両、402…乗用車Ａ、403…トラックＢ、801…処理801、802…処理802、803…処理803、804…処理804、805…処理805、806…処理806、807…処理807、808…処理808、809…処理809、810…処理810、811…処理811、812…処理812、901…ミリ波発振器、902…矩形波変調信号、903…変調器、904…送信アンテナ、905…前方車、906…受信アンテナ、907…ミリ波レーダ装置、908…ミキサ、909…アンプ、910…スイッチ、911…Ｓ／Ｈ（サンプルホールド回路）、912…Ａ／Ｄ、913…信号処理装置、914…ＩＦ信号、1101…ＡＣＣ装置、1102…ミリ波レーダ装置、1103…アクセルスロットル、1104…ブレーキアクチュエータ、1105…エンジン、1106…コントロールパネル、1107…自車両、1108…前方車両、1109…前方車両、1110…運転者、1111…車輪、1201…処理1201、1202…処理1202、1203…処理1203、1204…処理1204

Claims

車両に搭載されるミリ波レーダ装置において、
ミリ波信号を発生する発振器と、
当該ミリ波信号を変調する変調器と、
変調されたミリ波信号を送信する送信アンテナと、
物標により反射されたミリ波信号を受信する受信アンテナと、
送信した信号と受信された信号とに基づいて物標との距離あるいは相対速度を計測する計測手段とを備え、
前記変調器は、周波数が所定の固定値を繰り返す第一の変調方式と、周波数が連続的に変化する第二の変調方式とのいずれかを選択して前記ミリ波信号を変調し、
前記計測手段は前記第一の変調方式を用いて静止物標が検出されたときは、変調方式を第二の変調方式に切り替えるミリ波レーダ装置。
請求項１において、
当該レーダ装置は車速センサからの入力を受ける構成であり、
前記計測手段は、前記第一の変調信号を用いているときに検出した物標の相対速度と前記車速センサにより検出された車両の走行速度とに基づいて、前記物標が静止物であるかを判定し、
前記物標が静止物であると判定した場合には、変調方式を前記第二の変調方式に切り替えることを特徴とするミリ波レーダ装置。
車両に搭載されるミリ波レーダ装置において、
ミリ波信号を発生する発振器と、
当該ミリ波信号を変調する変調器と、
変調されたミリ波信号を送信する送信アンテナと、
物標により反射されたミリ波信号を受信する受信アンテナと、
送信した信号と受信された信号とに基づいて物標との距離あるいは相対速度を計測する計測手段とを備え、
前記変調器は、周波数が所定の固定値を繰り返す第一の変調方式と、周波数が連続的に変化する第二の変調方式とのいずれかを選択して前記ミリ波信号を変調し、
前記計測手段は前記第一の変調方式を用いて静止物標の存在を検出し、前記第二の変調方式を用いて、前記検出された物標が複数の物標であるかを検出するミリ波レーダ装置。
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第二の変調方式として、前記ミリ波発振器の発振周波数が、時間的に線形に変化する波形を含む連続波を用いたことを特徴とするミリ波レーダ装置。
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記第二の変調方式として、前記ミリ波発振器の発振周波数が、時間的に線形に下がるように変化する波形を含む連続波を用いたことを特徴とするミリ波レーダ装置。
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記第一の変調方式は、二つの周波数を交互に繰り返す矩形波変調であることを特徴とするミリ波レーダ装置。
請求項１において、
前記第一の変調方式によって検出された相対速度に基づいて、前記第二の変調方式を用いた際にＩＦ信号の信号処理に用いる周波数範囲を限定することを特徴とするミリ波レーダ装置。
請求項1乃至６のいずれか一項に記載のミリ波レーダ装置と、
車両の制動力を制御するブレーキ制御手段と、
車両の駆動力を制御するアクセル制御手段とを備え、
前記ミリ波レーダ装置により検知した複数の物標のうち、最も近い距離にある物標との距離を一定に保つように、前記ブレーキ制御手段とアクセル制御手段を制御する車間距離制御装置。