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JPH0763842A - Relative-distance detecting apparatus - Google Patents

Relative-distance detecting apparatus

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Publication number
JPH0763842A
JPH0763842A JP5216402A JP21640293A JPH0763842A JP H0763842 A JPH0763842 A JP H0763842A JP 5216402 A JP5216402 A JP 5216402A JP 21640293 A JP21640293 A JP 21640293A JP H0763842 A JPH0763842 A JP H0763842A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
spectrum
wave
detected
relative distance
Prior art date
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Granted
Application number
JP5216402A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3099598B2 (en
Inventor
Hisashi Satonaka
久志 里中
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP05216402A priority Critical patent/JP3099598B2/en
Publication of JPH0763842A publication Critical patent/JPH0763842A/en
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Abstract

PURPOSE:To make an operating speed and a detected speed compatible at a high level with regard to a relative-distance detecting apparatus for detecting the relative distances for a pluraity of obstacles indicating the different behaviors by using an FM-CW(freeuency-modulation continuous wave) radar. CONSTITUTION:An FM-CW radar 11, which transmits the modulating waves whose frequency periodically repeats rising and falling at the specified modulating width and detects the relative distance to obstacles based on the frequency difference fup between the transmitted wave and the reflected wave fdown in the frequency rising section of the modulating wave and the frequency difference in the frequency falling section, is provided. A camera 12, which photographs the obstacles, is provided. The approximate relative distance to the individual obstacle is obtained based on the picked-up image. Of a plurality of the frequency differences fup and the frequency differences fdown detected with the FM-CW radar 11, the set in conformity with the relative distance obtained by using the camera 12 is made to be a pair, and the basic data for the operation of the relative distance are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は相対距離検出装置に係
り、特に複数の障害物が異なる挙動を示す場合におい
て、個々の障害物に対する相対距離を精度良く検出する
のに適した相対距離検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relative distance detecting device, and more particularly to a relative distance detecting device suitable for accurately detecting the relative distance to each obstacle when a plurality of obstacles behave differently. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】物体間の相対距離を測定する装置とし
て、従来よりFM−CW(Frequency Modulation-Conti
nuous Wave)レーダを用いた測定装置が知られている。
この装置は、周期的に所定の変調幅で周波数が上昇・下
降を繰り返す変調波を発信し、この変調波の反射波に重
畳されている周波数差を検出して物体間の相対距離を測
定するものである。
2. Description of the Related Art As a device for measuring a relative distance between objects, an FM-CW (Frequency Modulation-Conti
A measurement device using a nuous wave radar is known.
This device transmits a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls with a predetermined modulation width, detects the frequency difference superimposed on the reflected wave of this modulated wave, and measures the relative distance between objects. It is a thing.

【0003】すなわち、物体間に相対速度がないとすれ
ば変調波が発信されてから反射波として戻ってくるまで
には相対距離に応じた伝播時間を要する。このため、発
信波の周波数と受信波の周波数とには、変調波の周波数
変化率と伝播時間とで決まる周波数差が生じる。
That is, if there is no relative velocity between the objects, it takes a propagation time according to the relative distance from the emission of the modulated wave to the return of the reflected wave. Therefore, a frequency difference between the frequency of the transmitted wave and the frequency of the received wave is determined by the frequency change rate of the modulated wave and the propagation time.

【0004】ここで、変調波の周波数が上昇区間にある
場合の発信波の周波数と受信波の周波数との差をfup、
下降区間にある場合の周波数差をfdownとした場合、周
波数の上昇区間と下降区間とで周波数変化率が符号を除
いて同一であるとすればfup=fdownが成立する。
Here, the difference between the frequency of the transmitted wave and the frequency of the received wave when the frequency of the modulated wave is in the rising section is fup,
When the frequency difference in the falling section is fdown, fup = fdown holds if the frequency change rate is the same in the rising section and the falling section of the frequency except for the sign.

【0005】一方、物体間に相対速度がある場合は、反
射波にはドップラシフトによる周波数変動が重畳され、
反射波の周波数は、両者が接近している場合は高く、遠
ざかっている場合は低く検出される。このため、上昇区
間における周波数差fupは小さく、また下降区間におけ
る周波数差fdownは大きく、それぞれ相対速度に応じて
ほぼ同一の幅で中心周波数からシフトした値として検出
されることになる。
On the other hand, when there is a relative velocity between the objects, the reflected wave is superimposed with frequency fluctuation due to Doppler shift,
The frequency of the reflected wave is detected as high when the two are close to each other, and is low when the distance is far from each other. Therefore, the frequency difference fup in the ascending section is small, and the frequency difference fdown in the descending section is large, and they are detected as values shifted from the center frequency with substantially the same width according to the relative speed.

【0006】従って、fr =(fup+fdown)/2,f
d =(fup−fdown)/2,なる概念を導入した場合、
中心周波数を表すfr は相対距離を表す概念として、ま
た中心周波数からのシフト量を表すfd は相対速度を表
す概念として把握することができる。
Therefore, fr = (fup + fdown) / 2, f
When the concept of d = (fup-fdown) / 2 is introduced,
The center frequency fr can be understood as a concept representing a relative distance, and the shift amount from the center frequency fd can be understood as a concept representing a relative speed.

【0007】つまり、FM−CWレーダを用いて変調波
の周波数が上昇区間にある場合の周波数差fupと、周波
数が下降区間にある場合の周波数差fdownを適切に検出
することができれば、それらの値から容易に物体間の相
対距離及び相対速度を検出することが可能である。
That is, if the frequency difference fup when the frequency of the modulated wave is in the rising section and the frequency difference fdown when the frequency is in the falling section can be appropriately detected by using the FM-CW radar, these can be detected. It is possible to easily detect the relative distance and relative velocity between the objects from the values.

【0008】ところで、上記従来の装置においてFM−
CWレーダの監視領域内に複数の障害物が存在する場
合、受信機には個々の障害物に対応した反射波が受信さ
れる。つまり、FM−CWレーダの監視領域内に複数の
障害物が存在する場合、障害物の個数と同数のfup、f
downが検出されることになる。
By the way, in the above conventional apparatus, FM-
When a plurality of obstacles exist in the monitoring area of the CW radar, the receiver receives the reflected waves corresponding to the respective obstacles. That is, when a plurality of obstacles exist in the monitoring area of the FM-CW radar, fup and f are the same number as the number of obstacles.
down will be detected.

【0009】従って、かかる場合には何らかの方法でf
upとfdownとのペアリングを行い、個々の障害物に対応
したfr ,fd を算出する必要がある。この場合、最も
単純な方法としては、fupとfdownとを大きい順に、ま
たは小さい順にペアリングする方法が考えられる。
Therefore, in such a case, f
It is necessary to perform pairing with up and fdown to calculate fr and fd corresponding to each obstacle. In this case, the simplest method is to pair fup and fdown in ascending order or in ascending order.

【0010】しかしながら、例えば一の障害物について
は相対速度がなくfup=fdown(=f1 )が成立し、ほ
ぼ等距離にある他の一の障害物については相対速度があ
り、fup<f1 <fdownが成立する場合、単純に大きさ
の順でペアリングを行えば誤った組み合わせでペアリン
グされることは明らかである。
However, for example, one obstacle has no relative speed and fup = fdown (= f 1 ) holds, and another obstacle at approximately the same distance has a relative speed, and fup <f 1 When <fdown is established, it is obvious that pairing is performed in an incorrect combination by simply performing pairing in the order of size.

【0011】特開平4−343084号公報は、かかる
点を改善し得る装置として、反射波の強度レベルに着目
し、同程度のレベルをもって検出されたfupとfdownと
をペアリングする装置を開示している。FM−CWレー
ダが受信する反射波の強度が、変調波を反射する障害物
の形状や相対距離等によって異なることに着目したもの
である。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-343084 discloses a device capable of improving such a point, which focuses on the intensity level of a reflected wave and pairs fup and fdown detected at the same level. ing. It is focused on that the intensity of the reflected wave received by the FM-CW radar differs depending on the shape and relative distance of the obstacle reflecting the modulated wave.

【0012】より具体的には、FM−CWレーダが受信
する反射波を上昇区間、下降区間につきスペクトル解析
してfup及びfdownを求め、そのスペクトル波形の近似
するもの同士をペアリングするものである。かかる構成
によれば、単純にfup,fdownの大きさを基準としてペ
アリングを行う場合に比べて画期的に高い精度で正しい
ペアリングを行うことが可能となる。
More specifically, the reflected wave received by the FM-CW radar is spectrum-analyzed in the rising section and the falling section to obtain fup and fdown, and those having similar spectral waveforms are paired. . According to such a configuration, correct pairing can be performed with significantly higher accuracy than in the case where pairing is simply performed based on the magnitudes of fup and fdown.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置の如くスペクトル波形が近似するもの同士を組
み合わせる手法を用いても、スペクトル波形が近似する
程度に形状の近似する障害物を複数検出した場合には正
しい組み合わせでペアリングを実行できるとは限らな
い。
However, even when the method of combining the ones having similar spectral waveforms as in the above-mentioned conventional apparatus is used, a plurality of obstacles having similar shapes to the spectral waveforms are detected. May not be able to perform pairing with the correct combination.

【0014】そして、かかる処理を実行するためには、
検出された障害物の数と同じ組数のスペクトル波形につ
いての特徴抽出・比較が必要であり、複雑な演算処理を
実行することから応答速度が遅くなるという欠点を伴
う。
Then, in order to execute such processing,
It is necessary to extract and compare features of the same number of sets of spectral waveforms as the number of detected obstacles, and there is a drawback that the response speed becomes slow because complicated arithmetic processing is executed.

【0015】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、FM−CWレーダとは別個に設けた測距手段に
より被検出物との大まかな相対距離を検出し、この相対
距離を基準としてFM−CWレーダによって検出された
複数のfup及びfdownをペアリングすることにより上記
の課題を解決し得る相対距離検出装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and detects a rough relative distance to an object to be detected by distance measuring means provided separately from the FM-CW radar, and the relative distance is detected. An object of the present invention is to provide a relative distance detecting device that can solve the above-mentioned problems by pairing a plurality of fup and fdown detected by an FM-CW radar as a reference.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】図1は、上記の目的を達
成する相対距離検出装置の原理構成図を示す。すなわち
上記の目的は、図1に示すように変調波発信手段1より
所定の変調幅で周期的に周波数が上昇・下降を繰り返す
変調波を発信すると共に反射波受信手段2により該変調
波の反射波を受信し、前記変調波の周波数が上昇する区
間における発信波と受信波の周波数差を検出する上昇区
間スペクトル検出手段3の検出結果と、前記変調波の周
波数が下降する区間における発信波と受信波の周波数差
を検出する下降区間スペクトル検出手段4の検出結果と
に基づいて、前記変調波を反射する障害物との相対距離
を検出するFM−CWレーダを備える相対距離検出装置
において、前記FM−CWレーダとは別個に障害物との
相対距離を検出すべく設けられた測距手段5と、前記上
昇区間スペクトル検出手段3が周波数差として検出した
スペクトルと、前記下降区間スペクトル検出手段4が周
波数差として検出したスペクトルのうち、該測距手段5
が個々の障害物について検出した相対距離に適合するペ
アを組み合わせて個々の障害物について相対距離を演算
する際の基礎データとするスペクトル組み合わせ手段6
とを備える相対距離検出装置により達成される。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of a relative distance detecting device for achieving the above object. That is, the above-mentioned object is to transmit a modulated wave whose frequency repeats rising and falling periodically with a predetermined modulation width from the modulated wave transmitting means 1 as shown in FIG. 1 and to reflect the modulated wave by the reflected wave receiving means 2. A detection result of the rising section spectrum detecting means 3 which receives a wave and detects the frequency difference between the transmitted wave and the received wave in the section where the frequency of the modulated wave rises, and the transmitted wave in the section where the frequency of the modulated wave falls. In a relative distance detecting device including an FM-CW radar, which detects a relative distance to an obstacle that reflects the modulated wave, based on a detection result of the descending section spectrum detecting means 4 that detects a frequency difference between received waves, Distance measuring means 5 provided to detect the relative distance to the obstacle separately from the FM-CW radar, and the spectrum detected by the rising zone spectrum detecting means 3 as a frequency difference. When, in the spectrum of the falling section spectrum detecting means 4 detects a frequency difference, the distance measuring means 5
Spectrum combining means 6 which is used as basic data for calculating a relative distance for each obstacle by combining pairs that match the relative distance detected for each obstacle.
And a relative distance detecting device including

【0017】また、上記構成の相対距離検出装置におい
て、前記上昇区間スペクトル検出手段3及び前記下降区
間スペクトル検出手段4が検出した周波数差のスペクト
ルの数が前記測距手段5が検出した障害物の数を越える
場合、前記スペクトル組み合わせ手段6は、前記測距手
段5の検出した障害物の数を超えるスペクトルに限り前
記測距手段5の検出結果を考慮せずにスペクトルの組み
合わせを行うことは、スペクトルの組み合わせ精度と演
算速度とを両立するために有効である。
In the relative distance detecting device having the above structure, the number of spectra of the frequency difference detected by the ascending section spectrum detecting means 3 and the descending section spectrum detecting means 4 is equal to the number of obstacles detected by the distance measuring means 5. If it exceeds, the spectrum combination means 6 performs spectrum combination without considering the detection result of the distance measurement means 5 as long as the spectrum exceeds the number of obstacles detected by the distance measurement means 5. This is effective in achieving both high calculation speed.

【0018】[0018]

【作用】本発明に係る相対距離検出装置において、前記
変調波発信手段1が発信する変調波の周波数と前記反射
波受信手段2が受信する反射波の周波数とを比較するこ
とにより、前記上昇区間スペクトル検出手段3では変調
波周波数が上昇区間にある場合におけるドップラシフト
スペクトルfupが、また前記下降区間スペクトル検出手
段4では変調波周波数が下降区間にある場合におけるド
ップラシフトスペクトルfdownが検出される。
In the relative distance detecting device according to the present invention, by comparing the frequency of the modulated wave transmitted by the modulated wave transmitting means 1 with the frequency of the reflected wave received by the reflected wave receiving means 2, the rising section The spectrum detecting means 3 detects the Doppler shift spectrum fup when the modulating wave frequency is in the rising section, and the falling section spectrum detecting section 4 detects the Doppler shift spectrum fdown when the modulating wave frequency is in the falling section.

【0019】この際、被検出物との大まかな相対距離は
前記測距手段5により検出されるため、個々の障害物に
ついてのfup、fdownを大まかに逆算することが可能で
あり、前記スペクトル組み合わせ手段6は、fup、fdo
wnの大まかな値を逆算して求め、その逆算値に併せて実
測されたfupとfdownとを組み合わせることにより組み
合わせ精度の向上を図る。
At this time, since a rough relative distance to the object to be detected is detected by the distance measuring means 5, it is possible to roughly back-calculate fup and fdown for each obstacle, and the spectrum combination described above. Means 6 are fup and fdo
The rough value of wn is obtained by back-calculation, and the actually calculated fup and fdown are combined together to improve the combination accuracy.

【0020】[0020]

【実施例】図2は、本発明の一実施例である相対距離検
出装置10の全体構成を表すブロック構成図を示す。
尚、本実施例の相対距離検出装置10は、車両に搭載し
て前方障害物との相対距離及び相対速度を検出するため
に構成したものである。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall construction of a relative distance detecting apparatus 10 which is an embodiment of the present invention.
The relative distance detecting device 10 of this embodiment is mounted on a vehicle and is configured to detect a relative distance and a relative speed to an obstacle ahead.

【0021】同図に示すFM−CWレーダ11は、前記
した変調波発信手段1、反射波受信手段2、上昇区間ス
ペクトル検出手段3、及び下降区間スペクトル検出手段
4に相当し、後述の如く変調波を発して被検出物との相
対距離及び相対速度に応じた信号を発生する装置であ
る。
The FM-CW radar 11 shown in the figure corresponds to the modulated wave transmitting means 1, the reflected wave receiving means 2, the ascending section spectrum detecting means 3 and the descending section spectrum detecting means 4, and is modulated as described later. It is a device that emits a wave and generates a signal according to a relative distance and a relative speed to an object to be detected.

【0022】カメラ12は、前記した測距手段5に相当
し、本実施例においてはCCD式カメラを用いている。
このカメラ12は、車両前方を監視して前方障害物との
相対距離及び相対速度を大まかに測定するために設けら
れたものであり、相対距離検出装置10の要部である。
The camera 12 corresponds to the distance measuring means 5 described above, and a CCD type camera is used in this embodiment.
The camera 12 is provided to monitor the front of the vehicle and roughly measure the relative distance and the relative speed to the front obstacle, and is a main part of the relative distance detection device 10.

【0023】尚、カメラの撮像画像を用いて距離を測定
する方法としては、異なる2点に配設したカメラを用い
て三角測距を行う手法が公知である。従って、かかる手
法により測距手段5を実現する場合には、2台のCCD
カメラを用いてカメラ12を構成する必要がある。
As a method of measuring the distance using the image picked up by the camera, a method of performing triangulation using cameras arranged at two different points is known. Therefore, when the distance measuring means 5 is realized by such a method, two CCDs are used.
It is necessary to configure the camera 12 using a camera.

【0024】また、一台のカメラにより相対距離を測定
する手法としては、例えば前走車を含む撮像画像内にお
ける鉛直方向エッジ(明るさが変化する部分)を検出
し、画像中下端付近で検出される路面と車両との境目に
よるエッジのY座標値を求め、そのY座標値より相対距
離を求める手法が公知である。従って、かかる手法によ
り測距手段5を実現する場合には、CCDカメラ1台で
カメラ12を実現することができる。
As a method of measuring the relative distance with one camera, for example, a vertical edge (a portion where the brightness changes) in a captured image including a vehicle in front is detected and detected near the lower end of the image. A known method is to obtain the Y coordinate value of the edge at the boundary between the road surface and the vehicle, and obtain the relative distance from the Y coordinate value. Therefore, when the distance measuring means 5 is realized by such a method, the camera 12 can be realized by one CCD camera.

【0025】制御装置13は、これらFM−CWレーダ
11及びカメラ12から供給される相対距離信号に従っ
て、車両前方の障害物との相対距離及び相対速度を演算
し、追突の危険性等を検知したら、その状況を警報装置
14により運転者に知らしめ、またはブレーキ機構15
を作動させて衝突を回避する等の処理を行う装置であ
る。
The control device 13 calculates the relative distance and relative speed to the obstacle ahead of the vehicle according to the relative distance signals supplied from the FM-CW radar 11 and the camera 12, and detects the risk of a rear-end collision. The alarm device 14 informs the driver of the situation, or the brake mechanism 15
Is a device that performs processing such as activating the to avoid a collision.

【0026】尚、制御装置13は、FM−CWレーダ1
1及びカメラ12から供給されるアナログ信号をディジ
タル化するA/Dコンバータを内蔵する入力ポート1
6、警報装置14及びブレーキ機構15を適当に駆動す
る駆動装置を内蔵した出力ポート17、及びこれらと共
通バス18を介して相互に接続された中央処理装置(C
PU)19、リードオンリメモリ(ROM)20、ラン
ダムアクセスメモリ(RAM)21からなる装置であ
り、CPU19がROM20内に格納されているプログ
ラムを実行することにより前記したスペクトル組み合わ
せ手段6を実現するものである。
The control device 13 is the FM-CW radar 1
1 and an input port 1 incorporating an A / D converter for digitizing analog signals supplied from the camera 12
6, an output port 17 incorporating a drive device for appropriately driving the alarm device 14 and the brake mechanism 15, and a central processing unit (C) which is mutually connected to these via a common bus 18.
PU) 19, read only memory (ROM) 20, and random access memory (RAM) 21, which realizes the spectrum combining means 6 by the CPU 19 executing a program stored in the ROM 20. Is.

【0027】以下、本実施例の要部である制御装置13
が、スペクトル組み合わせ手段6を実現すべく実行する
処理について詳細に説明するが、それに先立ってFM−
CWレーダ11の構成、及びFM−CWレーダ11によ
る相対距離の検出原理について説明する。
Hereinafter, the control device 13 which is an essential part of this embodiment.
However, the processing executed to realize the spectrum combination means 6 will be described in detail. Prior to that, FM-
The configuration of the CW radar 11 and the principle of detecting the relative distance by the FM-CW radar 11 will be described.

【0028】図3は、FM−CWレーダ11のブロック
構成図を示す。同図に示すようにFM−CWレーダ11
の送信側回路は、搬送波発生器22、周波数変調器2
3、変調電圧発生器24、サーキュレータ25、及び送
信アンテナ26から構成される。変調電圧発生器24か
らは振幅が三角形状に変化する三角波が出力され、変調
波として周波数変調器23に供給される。
FIG. 3 shows a block diagram of the FM-CW radar 11. As shown in the figure, the FM-CW radar 11
The transmitting side circuit includes a carrier wave generator 22 and a frequency modulator 2.
3, a modulation voltage generator 24, a circulator 25, and a transmission antenna 26. A triangular wave whose amplitude changes in a triangular shape is output from the modulation voltage generator 24, and is supplied to the frequency modulator 23 as a modulation wave.

【0029】これにより搬送波発生器22からの搬送波
は周波数変調され、図4(A)において実線で示される
ように時間経過に伴って所定の変動幅Δf,変調周波数
fm(=1/T)で周波数が三角形状に変調する変調波
信号が出力される。そして、この変調波信号は、サーキ
ュレータ25を介して送信アンテナ26に供給されて被
検出物たる障害物へ向けて発信されると共に、後述する
受信側回路のミキサ28に供給される。尚、上記した送
信側回路は、前記した変調波発信手段1に相当する。
As a result, the carrier wave from the carrier wave generator 22 is frequency-modulated, and as shown by the solid line in FIG. 4 (A), with a predetermined fluctuation width Δf and modulation frequency fm (= 1 / T) over time. A modulated wave signal whose frequency is modulated in a triangular shape is output. Then, the modulated wave signal is supplied to the transmitting antenna 26 via the circulator 25, is emitted toward the obstacle as the detected object, and is also supplied to the mixer 28 of the receiving side circuit described later. The above-mentioned transmission side circuit corresponds to the above-mentioned modulated wave transmitting means 1.

【0030】受信側回路は、受信アンテナ27、ミキサ
28、増幅器29、アンチエリアシングフィルタ30、
及び制御回路13によって実現される高速フーリエ変換
処理器(FFT信号処理器)31から構成される。すな
わち、上記送信アンテナ26から発信された変調波は障
害物で反射して受信アンテナ27で受信され、ミキサ2
8に供給される。
The receiving side circuit includes a receiving antenna 27, a mixer 28, an amplifier 29, an anti-aliasing filter 30,
And a fast Fourier transform processor (FFT signal processor) 31 realized by the control circuit 13. That is, the modulated wave transmitted from the transmitting antenna 26 is reflected by an obstacle and received by the receiving antenna 27, and the mixer 2
8 are supplied.

【0031】図4(A)中に点線で示す波形は、受信ア
ンテナ27が受信した反射波の周波数変動の様子を表し
ている。ミキサ28では、かかる反射波の状態を表す信
号とサーキュレータ25から供給される発信波の状態を
表す信号とが差分演算により結合され、両者の周波数差
に応じた周波数で変動するビート信号が生成される。図
4(B)は、かかるビート信号の周波数変動状況を示し
ており、三角変調波の周波数上昇区間の周波数をfup、
周波数下降区間の周波数をfdownとして表している。
The waveform indicated by the dotted line in FIG. 4 (A) shows how the frequency of the reflected wave received by the receiving antenna 27 changes. In the mixer 28, the signal representing the state of the reflected wave and the signal representing the state of the transmitted wave supplied from the circulator 25 are combined by a difference calculation to generate a beat signal that fluctuates at a frequency according to the frequency difference between the two. It FIG. 4B shows the frequency fluctuation situation of the beat signal, where the frequency in the frequency rising section of the triangular modulation wave is fup,
The frequency in the frequency falling section is represented as fdown.

【0032】ミキサ28からのビート信号は、増幅器2
9で増幅され、アンチエリアシングフィルタ30に供給
される。アンチエリアシングフィルタ30に供給された
ビート信号は、ここで上昇区間のビート信号、及び下降
区間のビート信号に分離された後、それぞれFFT信号
処理器31に入力する。そして、FFT信号処理器31
は、各区間のビート信号についてFFT処理を施し、f
up及びfdownについてのパワースペクトラムを算出す
る。
The beat signal from the mixer 28 is supplied to the amplifier 2
It is amplified by 9 and supplied to the anti-aliasing filter 30. The beat signal supplied to the anti-aliasing filter 30 is separated into a beat signal in the rising section and a beat signal in the falling section here, and then input to the FFT signal processor 31. Then, the FFT signal processor 31
Performs FFT processing on the beat signal in each section, and f
Calculate the power spectrum for up and fdown.

【0033】図5は、車両前方に2つの障害物が存在す
る場合におけるFFT信号処理器31のパワースペクト
ラムを、上昇区間(図5(A))と下降区間(図5
(B))とに分けて表したものである。つまり、車両前
方に例えば2つの障害物が存在する場合、受信アンテナ
27には個々の障害物についての反射波が受信される。
このため、発信波と受信波の周波数差を表すビート信号
は個々の障害物に対応した数だけ形成され、この結果F
FT信号処理器31から出力されるパワースペクトラム
には、2つのピークが存在することになる。
FIG. 5 shows the power spectrum of the FFT signal processor 31 in the case where two obstacles are present in front of the vehicle, showing an ascending section (FIG. 5A) and a descending section (FIG. 5).
(B)). That is, when there are, for example, two obstacles in front of the vehicle, the reception antenna 27 receives the reflected waves of the respective obstacles.
Therefore, the beat signals representing the frequency difference between the transmitted wave and the received wave are formed by the number corresponding to each obstacle, and as a result, F
The power spectrum output from the FT signal processor 31 has two peaks.

【0034】ところで、車両と前方障害物との間に相対
速度がないとすると、送信アンテナ26から発信された
変調波は、変調波が障害物に達し、その後反射して戻っ
てくるのに要する時間が経過した後に受信アンテナ27
に到達する。この場合、反射波の周波数にドップラシフ
トが重畳されることはなく、その様子を図4(A)の如
く示すとすれば、反射波の周波数変動を表す波形は発信
波を時間的に平行移動した波形となる。
By the way, assuming that there is no relative velocity between the vehicle and the obstacle ahead, the modulated wave transmitted from the transmitting antenna 26 is required for the modulated wave to reach the obstacle and then to be reflected and returned. Receiving antenna 27 after time passes
To reach. In this case, the Doppler shift is not superimposed on the frequency of the reflected wave, and if the situation is shown in FIG. 4 (A), the waveform showing the frequency fluctuation of the reflected wave will move the transmitted wave in parallel in time. The waveform becomes

【0035】そして、上昇区間におけるビート信号の周
波数をfup、下降区間におけるビート信号の周波数をf
downとすると、この場合fup=fdownが成立することは
前記した通りであり、fup(=fdown)の大きさは、車
両と障害物との相対距離に応じた値となる。
Then, the frequency of the beat signal in the rising section is fup, and the frequency of the beat signal in the falling section is fup.
If it is down, in this case, fup = fdown holds, as described above, and the magnitude of fup (= fdown) has a value corresponding to the relative distance between the vehicle and the obstacle.

【0036】一方、車両と障害物との間に相対速度vが
存在する場合、反射波には相対速度に応じたドップラシ
フトが重畳される。そして、例えば両者が接近している
とすれば、反射波の周波数は全体的に高周波側へシフト
し、反射波の周波数変動を表す波形は、図4(A)に示
す如く、相対距離に応じて発信波を時間的に平行移動し
た波形を更に高周波側へ平行移動した波形となる。
On the other hand, when the relative velocity v exists between the vehicle and the obstacle, the reflected wave is superposed with the Doppler shift corresponding to the relative velocity. Then, for example, if the two are close to each other, the frequency of the reflected wave shifts to the high frequency side as a whole, and the waveform showing the frequency fluctuation of the reflected wave changes according to the relative distance, as shown in FIG. Thus, the waveform obtained by translating the transmitted wave in parallel with respect to time becomes a waveform obtained by further translating to the high frequency side.

【0037】つまり、相対速度がない場合に比べてfup
は小さくfdownは大きく、それぞれ相対速度の大きさに
応じた量だけ変化することになる。このため、 fr =(fup+fdown)/2 ・・・(1) なる概念を導入すれば、ドップラシフト成分が相殺され
て前記したように相対距離を表す特性値となり、 fd =(fup−fdown)/2 ・・・(2) なる概念を導入すれば、ドップラシフトの大きさが求ま
り相対速度を表す特性値が得られる。
That is, as compared with the case where there is no relative speed, fup
Is small and fdown is large, and each changes by an amount according to the magnitude of the relative speed. Therefore, if the concept of fr = (fup + fdown) / 2 (1) is introduced, the Doppler shift component is canceled out, resulting in a characteristic value representing the relative distance, and fd = (fup-fdown) / Introducing the concept of 2 ... (2), the magnitude of the Doppler shift is obtained, and the characteristic value representing the relative speed is obtained.

【0038】尚、変調波の中心周波数がf0 ,変調周波
数がfm,変調幅がΔf,相対速度がv,相対距離がL
であるとすれば、光速cに対してfr 及びfd の理論値
は次式のようになる。
The center frequency of the modulated wave is f 0 , the modulation frequency is fm, the modulation width is Δf, the relative velocity is v, and the relative distance is L.
Then, the theoretical values of fr and fd with respect to the speed of light c are as follows.

【0039】 fr =4fm・Δf・L/c ・・・(3) fd =2v・f0 /c ・・・(4) 従って、図5に示すように2つのスペクトルピークが得
られた場合において、FMu1とFMd1とがペアであり、
FMu2とFMd2とがペアであるとすれば、fr=(FMu
1+FMd1)/2,fd =(FMu1−FMd1)/2によ
り、一方の障害物についての相対距離L及び相対速度v
が得られ、他方についても同様の処理を施すことにより
相対距離L及び相対速度vが得られることになる。
Fr = 4fm · Δf · L / c (3) fd = 2v · f 0 / c (4) Therefore, in the case where two spectrum peaks are obtained as shown in FIG. , FMu1 and FMd1 are a pair,
If FMu2 and FMd2 are a pair, fr = (FMu
1 + FMd1) / 2, fd = (FMu1-FMd1) / 2, the relative distance L and the relative speed v for one obstacle
Then, the relative distance L and the relative velocity v can be obtained by performing similar processing on the other.

【0040】ところで、上記演算例は、FMu1とFMd1
とがペア、FMu2とFMd2とがペアであること前提とし
て行ったものである。しかしながら、同一障害物につい
てのスペクトルが上昇区間と下降区間とで必ずしも同一
の順序で表れるとは限らない。また、複数の車両、複数
の自動二輪等については反射波の強度、すなわちスペク
トル波形も近似することから、スペクトル波形の近似す
るもの同士を適宜組み合わせる手法も万能ではない。
By the way, in the above calculation example, FMu1 and FMd1
And are paired, and FMu2 and FMd2 are paired. However, the spectra for the same obstacle do not always appear in the same order in the rising section and the falling section. Further, regarding a plurality of vehicles, a plurality of motorcycles, and the like, the intensity of the reflected wave, that is, the spectral waveform is also approximated. Therefore, it is not universal to appropriately combine the similar spectral waveforms.

【0041】このように、FM−CWレーダ11が複数
の障害物を検出する場合、上昇区間のスペクトルと下降
区間のスペクトルとを適切に組み合わせる処理は、必ず
しも容易な処理ではなく、従来より処理速度を適切な水
準に維持して適切な組み合わせ精度を確保することは困
難であるとされていた。
As described above, when the FM-CW radar 11 detects a plurality of obstacles, the process of appropriately combining the spectrum of the ascending section and the spectrum of the descending section is not always an easy process, and the processing speed is higher than that in the past. It has been said that it is difficult to maintain the appropriate level of accuracy and ensure an appropriate combination accuracy.

【0042】本実施例の相対距離検出装置10は、カメ
ラ12により補助的に検出した相対距離を用いて、簡易
な処理により上記組み合わせ処理を確実に実行し、FM
−CWレーダ11の持つ高い検出精度を生かした相対距
離検出を可能ならしめる点に特徴を有するものである。
以下、図6に示すフローチャートを参照して、制御装置
13が実行する組み合わせ処理の内容について詳細に説
明する。
The relative distance detecting apparatus 10 of the present embodiment surely executes the above combination processing by a simple processing by using the relative distance auxiliary detected by the camera 12, and FM
The feature is that relative distance detection can be performed by making use of the high detection accuracy of the CW radar 11.
Hereinafter, the contents of the combination processing executed by the control device 13 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

【0043】同図に示す処理が起動すると先ずステップ
1(以下S1と称す)において、カメラ12が撮像した
画像データより車両前方の障害物の個数iをNnとし
て,個々の障害物に対する大まかな相対距離をLnとし
て(n=1〜i),及び個々の障害物に対する相対速度
をRVnとして(n=1〜i)演算する。この場合、L
nについては上記したように2つのCCDカメラを用い
た三角測距、または前走車の検出画像下端のY座標値演
算等により演算が可能であり、RVnについてはLnの
時間的な変化率を求めることで演算が可能である。
When the process shown in the figure is started, first in step 1 (hereinafter referred to as S1), the number i of obstacles in front of the vehicle is set to Nn based on the image data captured by the camera 12, and the rough relative to each obstacle is obtained. The distance is calculated as Ln (n = 1 to i), and the relative speed for each obstacle is calculated as RVn (n = 1 to i). In this case, L
n can be calculated by triangulation using two CCD cameras as described above, or calculation of the Y coordinate value of the lower edge of the detected image of the preceding vehicle, and for RVn, the temporal change rate of Ln can be calculated. The calculation can be performed by obtaining it.

【0044】このようにしてカメラ12の撮像した画像
データより障害物に対する大まかなデータを演算した
ら、FM−CWレーダ11によって高精度な検出を実行
すべくS2へ進み、上記FFT信号処理器31に相当す
る処理を行う。つまり、FM−CWレーダ11によって
得られたビート信号より上昇区間スペクトルと下降区間
スペクトルとを検出する。このように、本実施例におい
てはS2が前記した上昇区間スペクトル検出手段3及び
下降区間スペクトル検出手段4に相当する。
After the rough data for the obstacle is calculated from the image data picked up by the camera 12 in this way, the FM-CW radar 11 advances to S2 to execute highly accurate detection, and the FFT signal processor 31 is operated. Perform the corresponding processing. That is, the rising section spectrum and the falling section spectrum are detected from the beat signal obtained by the FM-CW radar 11. Thus, in the present embodiment, S2 corresponds to the rising section spectrum detecting means 3 and the falling section spectrum detecting means 4 described above.

【0045】S3は、FFT処理によってスペクトル解
析した結果をRAM21に記憶するステップであり、上
昇区間スペクトルの周波数データを小さい方から(また
は大きい方から)順にFMumに(m=1〜j)、下降区
間スペクトルの周波数データを小さい方から(または大
きい方から)順にFMdmに(m=1〜j)、そしてこれ
らの個数データjをNmに格納する。
In step S3, the result of spectrum analysis by the FFT process is stored in the RAM 21, and the frequency data of the ascending section spectrum is sequentially added to FMum (m = 1 to j) from the smallest (or from the largest) to the descending. The frequency data of the section spectrum is stored in FMdm (m = 1 to j) in order from the smallest (or from the largest), and these number data j are stored in Nm.

【0046】ところで、上記したようにFMumとFMdm
とを適切に組み合わせると、fr =(FMum+FMdm)
/2に従って相対距離を表すfr が、またfd =(FM
um−FMdm)/2に従って相対距離を表すfd が演算可
能である。一方、上記S1においてLnが求まれば、L
nを基に個々の障害物に対するfrの該算値FCrnを逆
算し、またRVnよりfdの該算値FCdnを逆算するこ
とが可能である。
By the way, as described above, FMum and FMdm
By properly combining and, fr = (FMum + FMdm)
Fr, which represents the relative distance according to / 2, is also fd = (FM
fd representing a relative distance can be calculated according to um-FMdm) / 2. On the other hand, if Ln is found in S1, then Ln
It is possible to back-calculate the calculated value FCrn of fr for each obstacle based on n, and also to calculate the calculated value FCdn of fd from RVn.

【0047】S4は、かかる逆算を行うステップであ
り、fr の該算値としてFCrnを(n=1〜i)、fd
の該算値としてFCdnを(n=1〜i)それぞれLn,
RVnに基づいて演算する。
Step S4 is a step for performing such a back calculation, and FCrn (n = 1 to i) is used as the calculated value of fr, fd
FCdn (n = 1 to i) as the calculated value of Ln,
Calculate based on RVn.

【0048】続くS5は、これらの該算値FCrn及びF
Cdnを用いてFMumの該算値FC1nとFMdmの該算値F
C2nとを求めるステップである。FCrnとFCdnとの和
がFMumの該算値FC1nであり、FCrnとFCdnとの差
がFMdmの該算値FC2nであることより、個々の障害物
に対するFMum及びFMdmの該算値を、カメラ12の撮
像した画像データを基に逆算したものである。
The following S5 is the calculation of these calculated values FCrn and F.
The calculated value FC1n of FMum and the calculated value F of FMdm are calculated using Cdn.
This is the step of obtaining C2n. Since the sum of FCrn and FCdn is the calculated value FC1n of FMum and the difference between FCrn and FCdn is the calculated value FC2n of FMdm, the calculated value of FMum and FMdm for each obstacle can be calculated by the camera 12 It is calculated back based on the imaged image data of.

【0049】従って、上記S3において求めたFMum、
FMdmのうち、それぞれFC1n、FC2nの近傍に検出さ
れたもの同士をペアとすることとすれば、組み合わされ
たFMumとFMdmとは、共にカメラ12により撮像され
た障害物に関するスペクトルであることが担保されたも
のとなり、誤ったペアリングが効果的に防止されること
になる。
Therefore, FMum obtained in S3,
If FMdms detected near FC1n and FC2n, respectively, are paired, it is ensured that the combined FMum and FMdm are spectra related to an obstacle imaged by the camera 12. As a result, incorrect pairing is effectively prevented.

【0050】S6以降の処理は、かかる点に鑑みて正常
なペアであることが担保された場合に限りFMumとFM
dmとをペアリングするものである。すなわちS6におい
て各種カウンタk,m,nを“1”に初期化したら、S
7へ進み先ずFC11の±ΔFe内に、上昇区間における
第1のスペクトルピークFMu1が存在するかを判別す
る。そしてFC11−ΔFe<FMu1<FC11+ΔFeが
成立する場合は、S8へ進み同様に下降区間における第
1のスペクトルピークFMd1が、FC21の±ΔFe内に
存在するかを判別する。ここで、ΔFeは、各種の検出
誤差等を考慮して導入した判定公差である。
In view of this point, the processing after S6 is performed only when it is ensured that the pair is normal.
It is for pairing with dm. That is, when the various counters k, m, and n are initialized to "1" in S6, S
7. First, it is determined whether the first spectral peak FMu1 in the rising section exists within ± ΔFe of FC11. When FC11−ΔFe <FMu1 <FC11 + ΔFe is satisfied, the process proceeds to S8, and similarly, it is determined whether the first spectrum peak FMd1 in the descending section exists within ± ΔFe of FC21. Here, ΔFe is a judgment tolerance introduced in consideration of various detection errors and the like.

【0051】上記S7及びS8の条件が共に成立するの
は、FMu1とFMd1が同一の障害物で反射した反射波に
より形成された場合であり、この場合両者はペアとして
取り扱うべきである。このため、S7,S8で共に条件
が成立した場合はS9へ進み、上記(1),(2)式中
のfup,fdownにFMu1、FMd1を代入し、その結果を
(3),(4)式に代入して相対距離Lと相対速度vと
を演算する。そして、その結果をXL1 ,XRV1 とし
て記憶し、一組スペクトルにつき照合を終えたことを表
すべくS10でkをインクリメントする。
Both the conditions of S7 and S8 are satisfied when FMu1 and FMd1 are formed by the reflected waves reflected by the same obstacle, and in this case, both should be treated as a pair. Therefore, if both conditions are satisfied in S7 and S8, the process proceeds to S9, and FMu1 and FMd1 are substituted into fup and fdown in the above equations (1) and (2), and the results are (3) and (4). The relative distance L and the relative speed v are calculated by substituting into the formula. Then, the result is stored as XL1 and XRV1, and k is incremented in S10 to indicate that the collation is completed for one set of spectra.

【0052】一方、上記S7及びS8の何れかにおいて
条件が不成立であると判別されるのは、上昇区間、また
は下降区間においてカメラ12が捕らえた障害物とは別
の障害物に関するスペクトルが照合の対象とされている
場合である。従って、この場合はFMu1、FMd1とを組
み合わせるべきではなく、照合不可としてS11へ進
む。
On the other hand, it is determined that the condition is not satisfied in any one of S7 and S8, that the spectrum of the obstacle different from the obstacle captured by the camera 12 in the ascending section or the descending section is collated. This is the case when it is targeted. Therefore, in this case, FMu1 and FMd1 should not be combined, and collation is not possible, and the process proceeds to S11.

【0053】S11は、カウンタm,nをインクリメン
トするステップであり、続くS12、S13では、それ
ぞれn≦Nn、m>Nmを判別する。すなわちS12
は、照合検査の済んだデータの数がカメラ12の検出し
た障害物の数Nn(=i)に達したか否かをチェックす
るステップであり、S13は、照合検査を実施したデー
タの数がFM−CWレーダ11によって検出されたスペ
クトルの数Nm(=j)に達したか否かをチェックする
ステップである。
In step S11, the counters m and n are incremented. In the subsequent steps S12 and S13, it is determined whether n≤Nn and m> Nm, respectively. That is, S12
Is a step of checking whether or not the number of pieces of data for which the collation inspection has been completed has reached the number Nn (= i) of obstacles detected by the camera 12, and S13 is the number of pieces of data for which the collation inspection has been performed FM- This is a step of checking whether or not the number Nm (= j) of spectra detected by the CW radar 11 has been reached.

【0054】上記S7,S8を実施するためにはカメラ
12によるデータとFM−CWレーダ11によるデータ
とが共に存在することが前提となること、及びカメラ1
2とFM−CWレーダ11の検出能力、検出可能領域の
違いによりNnとNmとが必ずしも同一になるとは限ら
ないこと等を考慮し、一方の検出データ数が他方の検出
データ数を越える場合には、異なる手法で相対距離L及
び相対速度vを演算する構成を採用することから設けた
ものである。
In order to carry out S7 and S8, it is premised that the data from the camera 12 and the data from the FM-CW radar 11 both exist, and the camera 1
2 and FM-CW radar 11, the fact that Nn and Nm are not always the same due to the difference in the detection capability and the detectable area is taken into consideration. When the number of detected data of one exceeds the number of detected data of the other. Is provided by adopting a configuration in which the relative distance L and the relative velocity v are calculated by different methods.

【0055】従って、S12においてn≦Nnであると
判別され、S13においてまだm>Nmは成立していな
いと判別されている間は、上記S7〜S13の処理を繰
り返し実行する。そして、FMumとFMdmにつき適切な
ペアが成立した場合、順次それらに基づいて相対距離
L、及び相対速度vを演算し、演算結果をXLk,XR
Vkとして記憶する。
Therefore, while it is determined in S12 that n ≦ Nn and m> Nm is not satisfied in S13, the processes of S7 to S13 are repeatedly executed. When an appropriate pair is established for FMum and FMdm, the relative distance L and the relative velocity v are sequentially calculated based on them, and the calculation result is XLk, XR.
It is stored as Vk.

【0056】一方、上記S11においてm及びnをイン
クリメントした結果n≦Nnが不成立であると判別され
るに至った場合、すなわち前回までの処理により既にカ
メラ12による検出データ数Nnと同数のスペクトルの
組についての照合検査が実施済である場合は、以後上記
S7,S8を実施することはできないため、残ったFM
−CWレーダ11の検出データのみにより障害物との相
対距離L、相対速度vを演算すべくS20へと進む。
On the other hand, when it is determined that n≤Nn is not satisfied as a result of incrementing m and n in S11, that is, the number of spectra already detected by the camera 12 is the same as the number Nn of spectrums detected by the camera 12. If the collation inspection for the set has already been performed, the above S7 and S8 cannot be performed thereafter, and thus the remaining FM
-Proceed to S20 to calculate the relative distance L to the obstacle and the relative speed v based only on the detection data of the CW radar 11.

【0057】そして、上記S11でインクリメントした
mに対して更にFMum、FMdmが存在する場合、S20
においてかかるFMum、FMdmより演算した相対距離
L、及び相対速度vをそれぞれXLk,XRVkとして
記憶し、次いでS21でm,kをインクリメントした後
S22においてm>Nmが成立するか否かを見る。
Then, if FMum and FMdm are further present for m incremented in S11, S20
At FM, the relative distance L calculated from FMdm and the relative speed v are stored as XLk and XRVk, respectively, and then m and k are incremented at S21, and then it is checked at S22 whether m> Nm holds.

【0058】以後、m>Nmが成立するまで、すなわち
FM−CWレーダ11の検出した全てのスペクトルにつ
きペアリングが終了したと判別されるまで繰り返し上記
S20〜S22の処理を繰り返し実行する。
After that, the above steps S20 to S22 are repeatedly executed until m> Nm is satisfied, that is, until it is determined that the pairing is completed for all the spectra detected by the FM-CW radar 11.

【0059】尚、上記S20において上昇区間のスペク
トルと下降区間のスペクトルとをペアリングする手法に
ついては、上記した如くインクリメントされるmに従っ
て、順番にFMumとFMdmとをペアリングする手法のほ
か、波形の近似するスペクトル同士をペアリングする手
法を用いてもよい。
Regarding the method of pairing the spectrum of the rising section and the spectrum of the falling section in S20, in addition to the method of sequentially pairing FMum and FMdm in accordance with m incremented as described above, You may use the method of pairing the spectra which approximate.

【0060】また、n≦Nnが不成立となる前にS13
においてm>Nmが成立すると判別された場合、すなわ
ちFM−CWレーダ11の検出した全てのスペクトルF
Mum、FMdm(m=1〜j)について照合検査を終了し
たにも関わらずカメラ12による検出データが残存して
いる場合は、残存しているカメラ12の検出データのみ
により障害物との相対距離L、相対速度vを演算する必
要がある。このため、かかる判定がなされた場合、以後
S14へ進んでカメラ12の検出データ値Ln,RVn
をそのまま相対距離XLk,相対速度XRVkとして記
憶する。
Further, before n ≦ Nn is not satisfied, S13
When it is determined that m> Nm is satisfied, that is, all spectra F detected by the FM-CW radar 11 are detected.
When the detection data of the camera 12 remains despite the completion of the collation inspection for Mum and FMdm (m = 1 to j), the relative distance to the obstacle is determined only by the detection data of the remaining camera 12. It is necessary to calculate L and relative velocity v. Therefore, if such a determination is made, the process proceeds to S14 thereafter, and the detected data values Ln, RVn of the camera 12 are detected.
Are stored as they are as relative distance XLk and relative velocity XRVk.

【0061】そして、S15でn及びkをインクリメン
トし、そのnについてS16でn>Nnが成立すると判
別されるまで、Ln,RVnを相対距離L、相対速度v
として直接XLk,XRVkとして記憶する。
Then, n and k are incremented in S15, and Ln and RVn are set to a relative distance L and a relative speed v until n> Nn is established in S16 for the n.
Are directly stored as XLk and XRVk.

【0062】このようにして全てのスペクトルFMum、
FMdm(m=1〜Nm=j)、及びカメラ12による全
ての検出データLn,RVn(n=1〜Nn=i))に
基づいて、相対距離L及び相対速度vをXLk,XRV
kとして記憶したら、S17へ進んで演算結果を出力し
て今回の処理を終了する。
Thus all spectra FMum,
Based on FMdm (m = 1 to Nm = j) and all detection data Ln and RVn (n = 1 to Nn = i) by the camera 12, the relative distance L and the relative velocity v are XLk and XRV.
If it is stored as k, the process proceeds to S17, the calculation result is output, and the process of this time is ended.

【0063】この結果、FM−CWレーダ11により検
出された上昇区間スペクトルFMumと下降区間スペクト
ルFMdmとは、両者が真に適合する場合に限りペアとし
て認識されることになり、FMumとFMdmとを不適切に
組み合わせて誤った相対距離及び相対速度を演算するこ
とがない。
As a result, the ascending section spectrum FMum and the descending section spectrum FMdm detected by the FM-CW radar 11 will be recognized as a pair only when they are true to each other, and FMum and FMdm are recognized as a pair. No incorrect relative distance and relative velocity are calculated by improper combination.

【0064】また、FM−CWレータ11とカメラ12
との検出精度、検出可能領域等の差異に起因して一方が
他方に比べて多数の障害物を検出した場合、両者の検出
データが共存するものについては精度に勝るFM−CW
レーダの検出結果をカメラ12により補足し、共存部分
を越えるデータについてはFM−CWレーダ11または
カメラ12のデータを独自に用いた演算処理を行うこと
から常に高い検出精度を維持することができる。
Further, the FM-CW transmitter 11 and the camera 12
When one of the obstacles detects a larger number of obstacles than the other due to a difference in detection accuracy and a detectable area from
Since the detection result of the radar is supplemented by the camera 12 and the data exceeding the coexistence portion is subjected to the arithmetic processing using the data of the FM-CW radar 11 or the camera 12 independently, a high detection accuracy can always be maintained.

【0065】更に、本実施例の相対距離検出装置は、カ
メラ12の検出データが利用できるものについては上昇
区間スペクトルFMumと下降区間スペクトルFMdmとを
極めて容易、かつ確実にペアリングすることが可能であ
るため、FM−CWレーダ11のみを用いて、例えば全
てのスペクトル波形につき近似するもの同士をペアリン
グする装置に比べて極めて短い演算速度で同等以上の処
理を実行し得るという効果をも有している。
Further, the relative distance detecting apparatus of the present embodiment can extremely easily and surely pair the ascending section spectrum FMum and the descending section spectrum FMdm when the detection data of the camera 12 can be used. Therefore, there is also an effect that the same or more processing can be executed at an extremely short calculation speed as compared with, for example, a device for pairing those that approximate all spectral waveforms by using only the FM-CW radar 11. ing.

【0066】尚、上記図6に示すルーチンは、ソフトウ
ェア構成を簡略化するため上昇区間スペクトルFMumと
下降区間スペクトルFMdmとをペアとすべきではないと
認めた場合、そのルーチンでは当該FMum及びFMdmを
用いずに、次回以降のルーチンに託す構成を採用してい
るが、これに限るものではなく、各ルーチン毎に、検出
された全てのFMum、FMdmについてペアを作る構成と
してもよい。
Note that, in the routine shown in FIG. 6, when it is recognized that the ascending section spectrum FMum and the descending section spectrum FMdm should not be paired in order to simplify the software configuration, the routine determines the FMum and FMdm. Instead of using the configuration, the configuration entrusted to the routines from the next time onward is adopted. However, the configuration is not limited to this, and a configuration may be made in which a pair is created for all the detected FMum and FMdm for each routine.

【0067】[0067]

【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、FM−CWレーダを用いて検出した上昇区間スペク
トルfupと下降区間スペクトルfdownとを、適切に組み
合わせることができると共に、その組み合わせ処理が測
距手段の検出結果を基準として行われるため、個々の障
害物に対する相対距離、及び相対速度の演算を適切な演
算速度で実行できるという特長を有している。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the ascending section spectrum fup and the descending section spectrum fdown detected by using the FM-CW radar can be appropriately combined, and the combination thereof can be obtained. Since the processing is performed on the basis of the detection result of the distance measuring means, it has a feature that the relative distance and relative speed for each obstacle can be calculated at an appropriate calculation speed.

【0068】また、請求項2記載の発明によれば、FM
−CWレーダが測距手段に比べて多数の物体を検出した
場合、上昇区間スペクトル検出手段及び下降区間スペク
トル検出手段において検出されたfup、fdownは、最大
限請求項1記載の手法で組み合わされ、残ったfup、f
downについてのみスペクトルの特性に従う組み合わせ処
理を実行すれば足りることから、組み合わせ精度と演算
速度とを適切な水準で両立しつつfupとfdownの組み合
わせ処理を実行することができるという特徴を有してい
る。
According to the second aspect of the invention, the FM
-When the CW radar detects a large number of objects compared to the distance measuring means, fup and fdown detected by the ascending section spectrum detecting means and the descending section spectrum detecting means are combined by the method according to claim 1 at the maximum, Remaining fup, f
Since it suffices to execute the combination processing in accordance with the characteristics of the spectrum only for down, the combination processing of fup and fdown can be executed while making the combination accuracy and the calculation speed compatible at an appropriate level. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る相対距離検出装置の原理図であ
る。
FIG. 1 is a principle diagram of a relative distance detecting device according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例である相対距離検出装置の全
体構成を表すブロック構成図である。
FIG. 2 is a block configuration diagram showing an overall configuration of a relative distance detection device that is an embodiment of the present invention.

【図3】本実施例の相対距離検出装置のFM−CWレー
ダのブロック構成図である。
FIG. 3 is a block configuration diagram of an FM-CW radar of the relative distance detection device of this embodiment.

【図4】FM−CWレーダによる相対距離、相対速度の
測定原理を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a principle of measuring a relative distance and a relative velocity by an FM-CW radar.

【図5】FM−CWレーダにより検出した上昇区間スペ
クトル及び下降区間スペクトルの一例である。
FIG. 5 is an example of an ascending section spectrum and a descending section spectrum detected by an FM-CW radar.

【図6】本実施例の制御装置が実行するルーチン処理の
フローチャートの一例である。
FIG. 6 is an example of a flowchart of a routine process executed by the control device of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 変調波発信手段 2 反射波受信手段 3 上昇区間スペクトル検出手段 4 下降区間スペクトル検出手段 5 測距手段 6 スペクトル組み合わせ手段 11 FM−CWレーダ 12 カメラ 13 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modulated wave transmission means 2 Reflected wave reception means 3 Ascending section spectrum detecting means 4 Falling section spectrum detecting means 5 Distance measuring means 6 Spectrum combining means 11 FM-CW radar 12 Camera 13 Control device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変調波発信手段より所定の変調幅で周期
的に周波数が上昇・下降を繰り返す変調波を発信すると
共に反射波受信手段により該変調波の反射波を受信し、
前記変調波の周波数が上昇する区間における発信波と受
信波の周波数差を検出する上昇区間スペクトル検出手段
の検出結果と、前記変調波の周波数が下降する区間にお
ける発信波と受信波の周波数差を検出する下降区間スペ
クトル検出手段の検出結果とに基づいて、前記変調波を
反射する障害物との相対距離を検出するFM−CWレー
ダを備える相対距離検出装置において、 前記FM−CWレーダとは別個に障害物との相対距離を
検出すべく設けられた測距手段と、 前記上昇区間スペクトル検出手段が周波数差として検出
したスペクトルと、前記下降区間スペクトル検出手段が
周波数差として検出したスペクトルのうち、該測距手段
が個々の障害物について検出した相対距離に適合するペ
アを組み合わせて個々の障害物について相対距離を演算
する際の基礎データとするスペクトル組み合わせ手段と
を備えることを特徴とする相対距離検出装置。
1. A modulated wave transmitting means transmits a modulated wave whose frequency repeatedly rises and falls with a predetermined modulation width, and a reflected wave receiving means receives the reflected wave of the modulated wave.
The detection result of the rising section spectrum detecting means for detecting the frequency difference between the transmitted wave and the received wave in the section where the frequency of the modulated wave rises, and the frequency difference between the transmitted wave and the received wave in the section where the frequency of the modulated wave falls. A relative distance detection device including an FM-CW radar that detects a relative distance to an obstacle that reflects the modulated wave based on a detection result of a descending section spectrum detection unit that is detected, the FM-CW radar being separate from the FM-CW radar. Distance measuring means provided to detect a relative distance to an obstacle, a spectrum detected by the rising zone spectrum detecting means as a frequency difference, and a spectrum detected by the falling zone spectrum detecting means as a frequency difference, A pair of pairs that match the relative distances detected by the distance measuring means for the individual obstacles is combined to determine the relative distances for the individual obstacles. Relative distance detecting device, characterized in that it comprises a spectrum combining means to basic data at the time of calculation.
【請求項2】 請求項1記載の相対距離検出装置におい
て、 前記上昇区間スペクトル検出手段及び前記下降区間スペ
クトル検出手段が検出した周波数差のスペクトルの数が
前記測距手段が検出した障害物の数を越える場合、前記
スペクトル組み合わせ手段は、前記測距手段の検出した
障害物の数を超えるスペクトルに限り前記測距手段の検
出結果を考慮せずにスペクトルの組み合わせを行うこと
を特徴とする相対距離検出装置。
2. The relative distance detecting device according to claim 1, wherein the number of spectra of the frequency difference detected by the ascending section spectrum detecting means and the descending section spectrum detecting means exceeds the number of obstacles detected by the distance measuring means. In this case, the spectrum combining means performs spectrum combination only for spectra exceeding the number of obstacles detected by the distance measuring means without considering the detection result of the distance measuring means.
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