JP4484895B2

JP4484895B2 - 車載レーダ装置

Info

Publication number: JP4484895B2
Application number: JP2007113146A
Authority: JP
Inventors: 典由山科
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: US20080258961A1; US7804444B2; JP2008268072A

Description

本発明は、目標物体に向け電波を送信し、該目標物体で反射された受信電波に基づいて目標物体までの距離等を測定する車載レーダ装置に関するものである。

現在、自車の前方へ向けて電波を送信(照射)したときから、自車の前方に存在する目標物体(先行車等)から反射する電波を検知するまでの時間から、その目標物体までの距離等を算出する車載レーダ装置が知られている。そのような車載レーダ装置において、自車が走行中であるときは車載レーダ装置により電波の送信を行う一方、自車が停車中であるときは電波の送信出力を低下もしくは停止して電力の省力化を計る機能を有することが望まれる。上記のような車両の停車時に電波の送信を停止する機能を備える車載レーダ装置として、例えば特許文献１のものが知られている。

特開２００６−２１５７８号公報

しかし、上記特許文献１に示された従来の車載レーダ装置においては、停車時は無条件に電波の送信を停止するようにしているために、たとえ適当なタイミングで送信を再開させたとしても、目標物体の状況を的確に把握・検知できないという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、停車時において送信電力を所定以下の出力となるよう制限した際にも、停車中においても目標物体を見失うことなく、安定して目標物体を検知できる車載レーダ装置を得るものである。また、送信出力を必要に応じて停止させることにより、不必要な電波の送信をなくし、省力化を図ることができる車載レーダ装置を得る。

本発明にかかわる車載レーダ装置は、目標物体に向けて電波を送信し、該目標物体にて反射された電波を受信し、受信された受信信号に基づいて目標物体までの距離等を算出する車載レーダ装置において、自車の停車もしくは所定速度以下の場合の送信出力低下時に、受信感度を変化させるようにしたものである。

本発明になる車載レーダ装置によれば、自車の停止もしくは所定速度以下の場合に送受信のゲイン調整を行ない、且つ受信信号のレベルをしきい値より大きくするため、停車時の送信電力低下時でも目標物体を見失うことなく安定した検知が可能となる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形態１になる車載レーダ装置の全体構成図である。
図１に示す車載レーダ装置１は、パルス方式に準じて動作するレーダ装置であり、大きくは送信部２と受信部３とＣＰＵ１１５から構成されている。送信部２では、発振器１０１にて送信信号が発生されると、その送信信号は分配器１０２において送信用可変ゲインアンプ１０３とミキサ１１０に分配される。送信用可変ゲインアンプ１０３は送信用可変ゲインアンプ制御部１０４によりそのゲイン量が制御され、上記分配器１０２で分配された電力(送信信号)を増幅する。

前記増幅された送信信号は、スイッチ１０５においてスイッチ制御部１０６により制御され、図２(a)に示すように所定のオン時間で区切られパルス波とされて、送受アンテナ１０７から空間に電波として放射される。上記発振器１０１から送信アンテナ１０７までを送信部２と称し、その後、自車前方の目標物体１０８にて反射された電波を受信部３で受信する。上記受信部３では、先ず、受信アンテナ１０９により目標物体１０８にて反射された電波が受信され、受信信号としてミキサ１１０に入力される。ミキサ１１０では前記受信信号が上記した分配器１０２で分配された送信信号と混合される。
その後、受信用可変ゲインアンプ１１１では、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２によりそのゲイン量が制御され、上記ミキサ１１０により混合された受信信号を増幅する。

増幅された受信信号は、ローパスフィルタ１１３に入力され、図２(b)に示すように立ち上がりが遅れた出力波形を出力する。次に、これをＡ／Ｄ変換器１１４によってディジタル信号に変換した後、ＣＰＵ１１５に入力される。前記ＣＰＵ１１５においては、図２に示すようにパルスの電波を送信してから目標物体により反射して受信するまでの遅延時間Ｔｄに基づいて、Ｒ＝ｃ・Ｔｄ／２（ｃは光速）により、目標物体までの距離情報を算出する。また、ＣＰＵ１１５において目標物体があるか否かも判定する。上記受信アンテナ１０９からＡ／Ｄ変換器１１４までを受信部と称する。なお、車速センサ１１６は上記ＣＰＵ１１５に接続され、上記車載レーダ装置を搭載する自車の車速に応じた車速パルス信号を検出してこれを上記ＣＰＵ１１５に出力するものである。ＣＰＵ１１５は、これを受けて送信用可変ゲインアンプ制御部１０４、スイッチ制御部１０６、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２を制御する。

次に、実施の形態１に示された車載レーダ装置１の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、図1の車速センサ１１６が自車の速度に応じた車速パルス信号をＣＰＵ１１５に対して出力する状態からスタートする。図３のステップＳ１では、前記ＣＰＵ１１５において、前記車速センサ１１６からの車速パルス信号に基づいて、自車が停車あるいは所定の速度以下になっているか否かを判定する。
自車が停車あるいは所定の速度以下になっていない場合は、ステップＳ２に進み、送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を走行時用に調整し、送信電力が図４(a)となるように設定する。次に、ステップＳ３に進み、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２により、受信用可変ゲインアンプ１１１のゲインを走行時用に設定する。更に前述したように、ステップＳ６において、ＣＰＵ１１５により目標物体１０８までの距離を算出し、ステップ７において目標物体１０８までの距離の情報を外部に出力(ＯＵＴ)する。

ステップＳ１で自車が停車あるいは所定の速度以下になっている場合は、ステップＳ４において送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を停車時用に調整し、送信電力が図４(b)に示すように所定の電力Ｘ以下となるように設定し、送信アンテナ１０７から送信される電力を低下させる。送信電力を低下させたことにより、図５(a)に示すように受信信号がしきい値以下になるため、ステップＳ５において受信用可変ゲインアンプ制御部１１２により、図５(ｂ)に示すように受信信号がしきい値以上になるようにする。

図６は受信用可変ゲインアンプ１１１の走行時と停車時におけるゲイン量の設定状態を示す図で、走行時のゲイン量に比べ停車時用のゲイン量を大きくする。その後ステップＳ６で、ＣＰＵ１１５において目標物体までの距離等の情報を算出し、ステップＳ７において目標物体までの距離情報を外部に出力(ＯＵＴ)する。
以上のようにして、停車時あるいは所定の速度以下になっている時の送信出力を所定値以下とし、その低下分を補うために受信感度を上げ、受信信号を増幅することによって、送信電力を低下させたとしても、停車あるいは所定の速度以下の時においても目標物体をロストすることなく、安定して目標物体情報を検出することが可能となる。

実施の形態２．
以下、実施の形態２について説明する。なお、本実施例の構成については図１と同じであるので、その説明を省略する。
次に、実施の形態２に示された車載レーダ装置１の動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。図1の車速センサ１１６が自車の速度に応じた車速パルス信号をＣＰＵ１１５に対して出力した状態からスタートする。図７のステップＳ１０１では、前記ＣＰＵ１１５において、前記車速センサ１１６からの車速パルス信号に基づいて、自車が停車しているか否かを判定する。

自車が停車あるいは所定の速度以下になっていない場合は、ステップＳ１０２に進み、送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を走行時用に調整し、送信電力が図４(a)となるように設定する。次に、ステップＳ１０３に進み、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２により、受信用可変ゲインアンプ１１１のゲインを走行時用に設定する。更に前述したように、ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１５により目標物体１０８までの距離を算出し、ステップＳ１１２において目標物体１０８までの距離情報を外部に出力(ＯＵＴ)する。

ステップＳ１０１で自車が停車あるいは所定の速度以下になっている場合は、ステップＳ１０５において送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を停車時用に調整し、送信電力が図４(b)に示すように所定の電力以下となるように設定し、送信アンテナ１０７から送信される電力を低下させる。送信電力を低下させたことにより、図５(a)に示すように受信信号がしきい値以下になるため、ステップＳ１０６において受信側の可変ゲインアンプ制御部１１２により、図５(ｂ)に示すように受信信号がしきい値以上になるようにする。

その後ステップＳ１０７で、ＣＰＵ１１５において目標物体１０８までの距離情報を算出し、ステップＳ１０８において、目標物体１０８が所定距離以内にあるか否かを判定する。所定距離以内に目標物体１０８がいる場合は、ステップＳ１１２において目標物体１０８までの距離等の情報を外部に出力(ＯＵＴ)する。所定距離以内に目標物体がいない場合は、ステップＳ１０９に進み、送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３を停止させる。その後、ステップＳ１１０において、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２により、受信用可変ゲインアンプ１１１を停止させる。

次にステップＳ１１１において、ＣＰＵ１１５が車速センサ１１６から出力される自車の車速に応じた車速パルス信号に基づいて、自車が停車あるいは所定の速度以下になっているか否かを判定する。自車が停車あるいは所定の速度以下になっている場合は、ステップＳ１１１において自車停車判定を繰り返す。次に自車が走行を開始すると、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２からの流れに関しては、ステップＳ１０１で自車が停車でない場合と同様であるので、その説明は省略する。
以上のようにして、停車時あるいは所定の速度以下になっている時で目標物体が所定距離以内にいない場合は、送受信用ゲインアンプをそれぞれ停止させることにより、電力消費を低減することが可能となる。なお、送受信用ゲインアンプをそれぞれ停止させる代わりに、送信部からの電波の送信出力を停止したり、受信部から入力される電波の受信入力を停止するようにしてもよい。

実施の形態３．
以下、実施の形態３について説明する。なお、本実施例の構成については図１と同じであるので、その説明を省略する。
次に、実施の形態３に示された車載レーダ装置１の動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。図８のステップＳ２０１では、前記ＣＰＵ１１５において、前記車速センサ１１６からの車速パルス信号に基づいて、自車が停車しているか否かを判定する。

自車が停車あるいは所定の速度以下になっていない場合は、ステップＳ２０２に進み、送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を走行時用に調整する。次にステップＳ２０３に進み、受信用可変ゲインアンプ１１１のゲインを走行時用に設定する。そこで目標物体１０８が検知された場合は、ステップＳ２１１において、検知した目標物体までの距離情報をＣＰＵ１１５において外部出力(ＯＵＴ)する。

自車が停車あるいは所定の速度以下になっている場合は、ステップＳ２０４において、送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３のゲイン量を停車時用に調整し、送信アンテナ１０７から送信される電力を低下させる。送信電力を低下させたことにより、図５(a)に示すように受信信号がしきい値以下になるため、ステップＳ２０５において受信側の可変ゲインアンプ制御部１１２により、図６に示す停車時用のゲインとなるように受信用可変ゲインアンプ１１１のゲイン量を大きくする。

次にステップＳ２０６に進み、ＣＰＵ１１５において受信信号から目標物体１０８を検知したか否かを判定する。目標物体１０８を検知した場合は、ステップＳ２１１に進み、検知した目標物体までの距離情報を外部出力(ＯＵＴ)する。目標物体１０８を検知しなかった場合は、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１１５が時間のカウントを開始し、所定時間となるまでステップＳ２０６を繰り返し、目標物体１０８の検知を行う。所定時間までに目標物体１０８を検知した場合は、ステップ２１１に進み、検知した目標物体までの距離情報を外部出力(ＯＵＴ)する。

所定時間までに目標物体１０８が検知されなければ、ＣＰＵ１１５において時間のカウントを終了し、Ｓ２０８に進む。ステップＳ２０８において送信用可変ゲインアンプ制御部１０４により、送信用可変ゲインアンプ１０３を停止させ、その後、ステップＳ２０９において、受信用可変ゲインアンプ制御部１１２により、受信用可変ゲインアンプ１１１を停止させる。

次にステップＳ２１０において、ＣＰＵ１１５が車速センサ１１６から出力される自車の車速に応じた車速パルス信号に基づいて、自車が停車あるいは所定の速度以下になっているか否かを判定する。自車が停車あるいは所定の速度以下になっている場合は、ステップＳ２１０を繰り返す。自車が走行を開始すると、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２からの流れに関しては、ステップＳ２０１で自車が停車していない場合と同様であるので、その説明は省略する。
以上のようにして、停車時あるいは所定の速度以下になっている時で目標物体を所定時間内に検知しなかった場合は、送受信用ゲインアンプをそれぞれ停止させることにより電力消費を低減することが可能となる。なお、送受信用ゲインアンプをそれぞれ停止させる代わりに、送信部からの電波の送信出力を停止したり、受信部から入力される電波の受信入力を停止するようにしてもよいことはもちろんである。

本発明の実施の形態１における、構造を示す図である。実施の形態１における、送信パルスと受信信号の様子を示す図である。実施の形態１における、動作のフローチャートである。実施の形態１における、送信電力について説明した図である。実施の形態１における、受信ゲインについて説明した図である。実施の形態１における、受信信号について説明した図である。実施の形態２における、動作のフローチャートである。実施の形態３における、動作フローチャートである。

符号の説明

１０１発振器、１０２分配器、
１０３送信用可変ゲインアンプ、
１０４送信用可変ゲインアンプ制御部、
１０５スイッチ、１０６スイッチ制御部、
１０７送信アンテナ、１０８目標物体、
１０９受信アンテナ、１１０ミキサ、
１１１受信用可変ゲインアンプ、
１１２受信用可変ゲインアンプ制御部、
１１３ローパスフィルタ、１１４Ａ／Ｄ変換器、
１１５ＣＰＵ、１１６車速センサ。

Claims

目標物体に向け電波を送信し、該目標物体で反射された受信電波に基づいて目標物体までの距離等を測定する車載レーダ装置において、自車が停車または所定の速度以下となっているか否かを判定する自車速判定手段と、上記自車速判定手段が車両の停止または所定の速度以下となったことを検出したとき、前記送信出力を走行時に比べて小さく設定する送信出力制御手段と、受信ゲイン量を走行時に比べて大きく設定する受信感度制御手段を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
目標物体が所定距離以内にいるか否かを判断する手段を備え、上記目標物体が所定距離以内にいないと判断したとき、上記レーダ動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
所定時間内に目標物体を検知したか否かを判断する手段を備え、所定時間内に目標物体を検知しなかった場合には、レーダ動作を停止することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の車載レーダ装置。
上記送信出力制御手段は、発信器からの送信出力を増幅する送信用ゲインアンプと、上記送信出力を制御または停止する送信用ゲインアンプ制御部とから構成され、上記受信感度制御手段は、入力される受信信号を増幅する受信用ゲインアンプと、上記受信信号のゲイン量を制御または停止する受信用ゲインアンプ制御部とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装置。
上記自車速判定手段が車両の所定速度以上を検出したとき、上記送信用ゲインアンプあるいは受信用ゲインアンプを走行時用ゲインに設定し、上記自車速判定手段が車両の停止または所定の速度以下となったことを検出したとき、上記送信用ゲインアンプ及び受信用ゲインアンプを停止時用ゲインに設定するＣＰＵを備えたことを特徴とする請求項４に記載の車載レーダ装置。
上記送信用ゲインアンプ及び受信用ゲインアンプが停止時用ゲインに設定されているときに、上記自車速判定手段が車両の所定速度以上となったことを検出したとき、上記送信用ゲインアンプあるいは受信用ゲインアンプを再び走行時用ゲインに設定するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の車載レーダ装置。