(57)【要約】【課題】レーダによる物体検知範囲を広角範囲、または狭角範囲を切り替えて使用できるようにする。【解決手段】アンテナ３７−１は、電波を照射して送信信号を送信し、第１の間隔で１列ずつのアンテナが配置されたアンテナ５１−２，５１−３の対は、送信信号のうち、反射されてくる電波を受信し、第１の間隔よりも広い第２の間隔で、アンテナ５１−１，５１−２を１本のアンテナとし、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナとしたときのそれらの対は、送信信号のうち、反射されてくる電波を受信し、受信部１２は、アンテナ５１−２，５１−３の対、または、アンテナ５１−１，５１−２とアンテナ５１−３，５１−４とをそれぞれ１本のアンテナとした対により受信された電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３は、受信信号をサンプリングすることにより、物体を検出する。本発明は、車両安全装置に適用することができる。【選択図】図１
2010216845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を検出する検出装置において、
所定の範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、
第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第１の受信アンテナと、
前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第２の受信アンテナと、
前記第１の受信アンテナ、または、前記第２の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号を生成する受信手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、サンプリングすることにより、物体を検出する検出手段と
を含む検出装置。
【請求項２】
前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対は、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を挟んで、第２の間隔で配置され、
前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対とを接続、または非接続に切り替える接続切替手段をさらに含み、
前記第２の受信アンテナは、前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対とが前記接続切替手段により接続されることにより、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対から構成される
請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１の受信アンテナ、および前記第２の受信アンテナは、前記接続切替手段が非接続状態の場合、前記第１の受信アンテナとして機能し、前記接続切替手段が接続状態の場合、前記第２の受信アンテナとして機能する
請求項２記載の検出装置。
【請求項４】
前記送信手段は、
第１の角度範囲であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲に電波を照射するように構成された第１の送信アンテナと、
前記第１の角度範囲よりも広角の第２の角度範囲であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成された第２の送信アンテナと、
前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナとを切り替える送信アンテナ切替手段と、
前記接続切替手段の接続、または、非接続、並びに、前記アンテナ切替手段による前記第１の送信アンテナ、または前記第２の送信アンテナとの切り替えを同期して指示する切替信号を生成する切替信号生成手段をさらに含む
請求項３記載の検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１のサンプリング検出手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２のサンプリング検出手段とを含み、
前記切替信号に基づいて、前記第１の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第１のサンプリング検出手段に切り替えて出力し、前記第２の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第２のサンプリング検出手段に切り替えて出力する切替出力手段とをさらに含む
請求項４に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関し、特に、レーダによる物体検知範囲を広角範囲、または狭角範囲との切り替えて使用できるようにした検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車と他車との間の相対速度や距離を測定するセンサとして、２周波ＣＷ（Continuous Wave）方式のセンサが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。すなわち、この２周波ＣＷ方式のセンサは、受信された搬送波に対するドップラ信号の周波数（以下、ドップラ周波数と称する）や位相を検出し、それらを利用して、自車と他車との相対速度や距離を測定する。
【０００３】
また、自車と他車との相対的な位置を示す角度を測定するセンサとして、モノパルス方式のセンサが知られている。
【０００４】
このように、２周波ＣＷ方式のセンサを用いて自車と他車との距離を測定し、モノパルス方式のセンサにより自車と他車との角度を測定することで、接近する他車の存在する位置を検出することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２０３６００号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、広角度に設定された検知範囲に存在する物体を検知するためには、水平方向に広角度な指向性を備えた受信アンテナが必要となる。しかしながら、検知範囲の両脇に壁がある場合、水平方向指向性が広いことにより、本来検出すべき物体ではない壁の反射による影響が大きくなる。また、広角に物体が存在しない、もしくは、広角を必要としない、例えば、後方プリクラッシュ安全装置などに対しては、水平方向の検知範囲の指向性は狭角として、感度の受信アンテナが必要となる。
【０００７】
この結果、広角度の検知範囲にも、狭角度の検知範囲にも対応するレーダ装置を用いた装置を構成するには、検知範囲の異なる複数の受信アンテナを設けるようにしなければならず、装置構成が大型化すると共にコスト高となる恐れがあった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、アンテナの持つ指向性を、高角度にも、狭角度にも切り替えて使用できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面の検出装置は、物体を検出する検出装置にであって、所定の範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第１の受信アンテナと、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対からなり、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する第２の受信アンテナと、前記第１の受信アンテナ、または、前記第２の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、サンプリングすることにより、物体を検出する検出手段とを含む。
【００１０】
送信手段とは、例えば、送信部であり、所定の範囲に電波を照射することにより、送信信号を送信する。
【００１１】
第１の受信アンテナとは、例えば、第１の間隔で１列ずつ配置されたアンテナ対であり、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信するアンテナである。また、第２の受信アンテナとは、例えば、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対であり、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信する。
【００１２】
すなわち、第２の受信アンテナは、第１の受信アンテナよりも、アンテナ対の間隔が広いため、より狭角の検知範囲における物体から反射される電波を受信することが可能となる。また、第２の受信アンテナは、第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対から構成されるため、第１の受信アンテナよりも高い受信感度を確保することが可能となる。このため、第１の受信アンテナと、第２の受信アンテナを切り替えて使用することにより、広角の指向性を必要とする検知範囲と、狭角の指向性を必要とする検知範囲とを切り替えて、電波を受信することが可能となる。
【００１３】
受信手段とは、例えば、受信部であり、第１の受信アンテナ、または、第２の受信アンテナにより受信された電波に基づいて、受信信号を生成し、検出手段を構成する、例えば、衝突予備動作用信号処理部、または、車線変更警告要信号処理部に出力する。
【００１４】
検出手段とは、例えば、衝突予備動作用信号処理部、または、車線変更警告要信号処理部であり、受信信号に基づいて、物体の速度、距離、および角度を求めることが可能となる。このため、車線変更警告要信号処理部は、広角の指向性で、かつ、標準的な感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的広い範囲であって、近傍の検知範囲における物体を検知することが可能となり、衝突予備動作用信号処理部は、狭角の指向性で、かつ、高感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的狭い範囲であって、遠方までの検知範囲における物体を検知することが可能となる。
【００１５】
前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対は、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を挟んで、第２の間隔で配置され、前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対とを接続、または非接続に切り替える接続切替手段をさらに含ませるようにすることができ、前記第２の受信アンテナには、前記第２の受信アンテナを構成する、少なくとも１列ずつのアンテナ対のうち、前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対を除くアンテナ対と、それぞれ前記第１の受信アンテナを構成する、前記第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対とが前記接続切替手段により接続されることにより、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対から構成されるようにすることができる。
【００１６】
前記第１の受信アンテナ、および前記第２の受信アンテナには、前記接続切替手段が非接続状態の場合、前記第１の受信アンテナとして機能させ、前記接続切替手段が接続状態の場合、前記第２の受信アンテナとして機能させるようにすることができる。
【００１７】
接続切替手段とは、例えば、RFスイッチであり、RFスイッチの接続、または、非接続を切り替えることにより、第２の受信アンテナのうち、第１の受信アンテナを除いたアンテナ対と、前記第１の受信アンテナのアンテナ対とを、接続、または、非接続とすることで、第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを切り替えることが可能となる。
【００１８】
前記送信手段には、第１の角度範囲であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲に電波を照射するように構成された第１の送信アンテナと、前記第１の角度範囲よりも広角の第２の角度範囲であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成された第２の送信アンテナと、前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナとを切り替える送信アンテナ切替手段と、前記接続切替手段の接続、または、非接続、並びに、前記アンテナ切替手段による前記第１の送信アンテナ、または前記第２の送信アンテナとの切り替えを同期して指示する切替信号を生成する切替信号生成手段をさらに含ませるようにすることができる。
【００１９】
第１の送信アンテナとは、第１の角度範囲であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲に電波を照射するように構成されたアンテナであり、第２の送信アンテナとは、前記第１の角度範囲よりも広角の第２の角度範囲であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成されたアンテナであり、アンテナ切替手段とは、例えば、RFスイッチであり、切替信号生成手段とは、例えば、エリア切替部である。
【００２０】
すなわち、エリア切替部により生成される切替手段により、アンテナ切替手段を構成するRFスイッチと、接続切替手段を構成するRFスイッチとが同期して切り替えられることにより、第１の送信アンテナにより比較的高角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第１の受信アンテナが比較的広角の検知範囲の電波を受信し、第２の送信アンテナにより比較的狭角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第２の受信アンテナが比較的狭角の検知範囲の電波を受信するようになるので、送信される電波の検知範囲に適合した検知範囲の電波を受信することが可能となる。
【００２１】
前記検出手段には、前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１のサンプリング検出手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２のサンプリング検出手段とを含ませるようにすることができ、前記切替信号に基づいて、前記第１の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第１のサンプリング検出手段に切り替えて出力し、前記第２の受信アンテナにより受信された前記電波より生成された受信信号を、前記第２のサンプリング検出手段に切り替えて出力する切替出力手段とをさらに含ませるようにすることができる。
【００２２】
第１のサンプリング検出手段とは、例えば、車線変更警告要信号処理部であり、第２のサンプリング検出手段とは、衝突予備動作用信号処理部であり、切替出力手段とは、例えば、切替部である。
【００２３】
すなわち、切替部は、切替信号に同期して、第１の送信アンテナにより比較的高角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第１の受信アンテナが比較的広角の検知範囲の電波を受信するとき、受信信号を車線変更警告要信号処理部に出力し、一方、第２の送信アンテナにより比較的狭角の検知範囲に対して電波が送信される場合、第２の受信アンテナが比較的狭角の検知範囲の電波を受信するとき、衝突予備動作用信号処理部に供給することが可能となる。
【００２４】
このため、車線変更警告要信号処理部は、広角の指向性で、かつ、標準的な感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的広い範囲であって、近傍の検知範囲における物体を検知することが可能となり、衝突予備動作用信号処理部は、狭角の指向性で、かつ、高感度の電波に基づいた受信信号により、水平方向に対して比較的狭い範囲であって、遠方までの検知範囲における物体を検知することが可能となる。
【００２５】
本発明の一側面においては、所定の範囲に電波を照射するように構成されたアンテナにより、前記電波を照射することにより送信信号が送信され、第１の間隔で配置された１列ずつのアンテナ対からなる第１の受信アンテナにより、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置された、前記第１の受信アンテナを含む、少なくとも２列ずつのアンテナ対からなる第２の受信アンテナにより、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、前記第１の受信アンテナ、または、前記第２の受信アンテナにより受信された前記電波より受信信号が生成され、生成された受信信号が、サンプリングされることにより、物体が検出される。
【００２６】
以上により、簡単な構成により、アンテナの持つ指向性を、高角度にも、狭角度にも切り替えて使用することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、簡単な構成により、レーダによる水平方向に対して広角の検知範囲、
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用したレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の送信部により照射される電波の強度分布である。
【図３】アンテナの構成例を説明する図である。
【図４】狭角広角切替処理を説明するフローチャートである。
【図５】計測処理を説明するフローチャートである。
【図６】計測処理を説明する図である。
【図７】振分部の動作を説明する図である。
【図８】受信部におけるアンテナの経路差を説明する図である。
【図９】衝突予備動作用信号処理を説明するフローチャートである。
【図１０】車線変更警告用信号処理を説明するフローチャートである。
【図１１】車線変更警告用信号処理を説明する図である。
【図１２】汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。または狭角の検知範囲を切り替えて使用することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明に係るレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００３０】
レーダ装置１は、車両に搭載され、車両の後方範囲（ほぼ真後ろであって、比較的遠い部分を含む範囲）に相対速度が所定の速度以上の高速で接近する車両を検出して、衝突を予期して、衝突に備えた予備的な動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ機能と、車両の側面後方範囲（走行中の走行車線からみて、左右に隣接する走行車線における後方の比較的近い部分を含む範囲）で、走行している車両を検出し、車線変更時に危険があるとき警告を発する、いわゆる車線変更支援機能（車線変更警告機能）とを備えたものである。
【００３１】
レーダ装置１は、送信部１１、受信部１２、衝突予備動作用信号処理部１３、衝突予備動作制御部１４、車線変更警告用信号処理部１５、および車線変更警告動作制御部１６とから構成されている。
【００３２】
送信部１１は、２周波ＣＷ（Continuous Wave）からなる電波を送信信号として発生し照射する。受信部１２は、送信部１１より送信された送信信号である電波のうち、物体により反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３、および車線変更警告用信号処理部１５のそれぞれに供給する。
【００３３】
衝突予備動作用信号処理部１３は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的短い周期でサンプリングし、後方からの他車の接近を検出して、衝突の有無を判定し、判定結果に応じて、衝突予備動作制御部１４に対して衝突予備動作を実行させる。衝突予備動作制御部１４は、例えば、音声警告装置、シートベルト、エアバッグ、または可動式ヘッドレストなどのいわゆる衝突時に乗員を保護する衝突保護機器の動作を制御し、衝突予備動作用信号処理部１３より衝突予備動作を実施するように指示が出されると、音声により衝突の発生を事前警告して注意を促し、シートベルトを引き上げて乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の乗員の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを動作させて乗員の頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実行させる。
【００３４】
車線変更警告用信号処理部１５は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的長い周期でサンプリングし、側面後方からの他車の存在位置を認識し、車線変更に際しての危険の有無を判定し、判定結果に応じて、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告の動作を実行させる。車線変更警告動作制御部１６は、車線変更警告用信号処理部１５より警告を促すように指示を受けた場合、例えば、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように乗員が着座する座席を振動させることにより、車線変更を実施すると危険な状態であることを警告する。
【００３５】
次に、送信部１１の詳細な構成について説明する。
【００３６】
送信部１１は、発振部３１、周波数切替部３２、増幅部３３、３分岐部３４、増幅部３５、RFスイッチ３６、アンテナ３７−１，３７−２、およびエリア切替部３８より構成されている。
【００３７】
発振部３１は、周波数切替部３２から所定の間隔で供給されてくる切替信号に基づいて、数10GHz帯の周波数ｆ１のＣＷ信号と、周波数ｆ１と数MHz異なる周波数ｆ２のＣＷ信号とを搬送波として切り替えて発生し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に供給する。周波数切替部３２は、発振部３１に発振すべき周波数の切替を指示する切替信号を供給すると共に、受信部１２にも切替信号を供給する。
【００３８】
３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を受信部１２、および、増幅部３５のそれぞれに分岐して供給する。増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を送信信号として、RFスイッチ３６を介して、アンテナ３７−１または３７−２より電波として出力する。
【００３９】
RFスイッチ３６は、エリア切替部３８より供給されてくる狭角切替信号、または広角切替信号に基づいて、アンテナ３７−１または、アンテナ３７−２のいずれかに切り替えて、３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を送信信号として電波として出力させる。
【００４０】
アンテナ３７−１および３７−２は、車両本体の後方中央部付近に設けられており、それぞれ、図２で示されるような範囲Ｚ１，Ｚ２からなる強度分布特性の電波を送信信号として出力する。図２においては、図中下方向が車両Ｃ１の進行方向であり、車両Ｃ１の後方中央部付近に設けられたアンテナＡ（図１におけるアンテナ３７−１，３７−２，５１−１乃至５１−４が一体となって構成されている）から電波が発せられているときの強度分布特性が示されている。
【００４１】
図２のアンテナ３７−１の強度分布特性を示す範囲Ｚ１は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度αで、かつ、比較的遠い位置までを含む図中の斜線部の範囲である。また、アンテナ３７−２の強度分布特性を示す範囲Ｚ２は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度β（＞α）で、かつ、比較的近い位置までを含む図中の無地の範囲である。尚、図２においては、車両Ｃ１が、車線Ｌ１乃至Ｌ３のうちの車線Ｌ２を図中の下方向に走行している状態が示されている。また、範囲Ｚ１，Ｚ２においては、図２で示されるように、それぞれが重複する範囲が存在する。
【００４２】
エリア切替部３８は、所定の時間間隔で、狭角切替信号、または広角切替信号を発生し、RFスイッチ３６、受信部１２のRFスイッチ５２−１，５２−２、および切替部６３−１乃至６３−３に供給する。
【００４３】
次に、受信部１２の構成について説明する。
【００４４】
受信部１２は、アンテナ５１−１乃至５１−４、RFスイッチ５２−１，５２−２、加算部５３、減算部５４、LNA（Low Noise Amplifier）５５−１，５５−２、混合器５６−１，５６−２、振分部５７，５８、LPF（Low Pass Filter）５９−１乃至５９−３、増幅部６０−１乃至６０−３、ADC（Analog Digital Converter）６１−１乃至６１−３、および切替部６２−１乃至６２−３から構成されている。
【００４５】
アンテナ５１−１乃至５１−４は、送信部１１のアンテナ３７−１，３７−２より照射された送信信号としての電波のうち、車両、または、人間などの物体に反射してくる電波を順次して受信し、受信した電波に対応する信号をそれぞれ加算部５３および減算部５４に供給する。尚、上述したように送信信号は、周波数ｆ１，ｆ２が順次切り替えられて送信されるが、物体が移動している場合、反射によって、周波数ｆ１，ｆ２に対応して、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２が発生することになる。このため、アンテナ５１−１乃至５１−４により受信される電波は、周波数ｆ１＋ｆｄ１のＣＷ信号に対応するものと、周波数ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号に対応するものとが、送信信号におけるｆ１，ｆ２周波数の切替タイミングど同期して、順次切り替えられて受信されることになる。
【００４６】
より詳細には、アンテナ５１−１乃至５１−４は、図３で示されるように、それぞれ４個のパッチアンテナから構成されており、水平方向に所定の間隔で、垂直方向に略直立している。図３においては、図中の水平方向がアンテナ５１−１乃至５１−４の水平方向を示し、図中の垂直方向がアンテナ５１−１乃至５１−４の垂直方向を示している。また、アンテナ５１−１，５１−２は、RFスイッチ５２−１に、アンテナ５１−３，５１−４は、RFスイッチ５２−２に、それぞれ接続されており、開放状態でも、それぞれアンテナ５１−２，５１−３と接続されている。
【００４７】
したがって、RFスイッチ５２−１，５２−２が開放状態の場合、図３の左部で示されるように、アンテナ５１−１乃至５１−４のうち、アンテナ５１−２，５１−３により電波が受信され、受信された信号が、それぞれRFスイッチ５２−１，５２−２を介して、加算部５３および減算部５４に出力される。
【００４８】
また、RFスイッチ５２−１，５２−２が接続状態の場合、図３の右部で示されるように、アンテナ５１−１乃至５１−４のうち、アンテナ５１−１および５１−２で受信された電波の信号が重畳された信号、並びに、アンテナ５１−３および５１−４のそれぞれで受信された電波の信号が重畳された信号が、それぞれRFスイッチ５２−１，５２−２を介して、加算部５３および減算部５４に出力される。
【００４９】
１列ずつのアンテナ対からなる受信アンテナを用いて電波を受信する場合、一般にアンテナ対のそれぞれの間隔が狭いほど広角の検知範囲からの電波を受信し易く、アンテナ対のそれぞれの間隔が広いほど狭角の検知範囲からの電波を受信し易くなる。また、それぞれの複数列のアンテナ対を構成する受信アンテナの場合、列数が多いほど、受信感度が向上することが知られている。
【００５０】
このため、RFスイッチ５２−１，５２−２が開放されている状態の場合、アンテナ間隔は、図３の左部で示されるように、アンテナ５１−２，５２−３間の距離Ｌ１となる。一方、RFスイッチ５２−１，５２−２が接続された場合、アンテナ５１−１，５１−２を、１本のアンテナとして見ることができ、同様に、アンテナ５１−３，５１−４を、１本のアンテナとして見ることができる。したがって、図３の右部で示されるように、アンテナ５１−１，５１−２間の重心位置と、アンテナ５１−３，５１−４間の重心位置との距離Ｌ２（＞Ｌ１）が、アンテナ対の間隔となり、さらに、各２本ずつのアンテナで構成されるため、RFスイッチ５２−１，５２−２が開放されている状態における検知範囲および受信感度について比較すると、より狭角の検知範囲からの電波を、高感度で受信し易い構造とすることができる。
【００５１】
また、RFスイッチ５２−１，５２−２は、送信部１１のエリア切替部３８より供給されてくる狭角切替信号、および広角切替信号に同期して接続、および開放が制御される。
【００５２】
したがって、エリア切替部３８が狭角切替信号を出力している場合、送信部１１のRFスイッチ３６にも狭角切替信号が供給されるため、アンテナ３７−１から電波が送信され、対応する電波の強度分布範囲である範囲Ｚ１、すなわち、狭角の検知範囲で、比較的離れている範囲に電波が送信される。このとき、アンテナ５１−１乃至５１−４は、RFスイッチ５２−１，５２−２が接続されるので、２本ずつのアンテナ対により、アンテナ間隔が距離Ｌ２となるため、狭角で、かつ、比較的離れている範囲Ｚ１において、存在する物体により反射される電波が受信し易くなる。
【００５３】
一方、エリア切替部３８が広角切替信号を出力している場合、送信部１１のRFスイッチ３６にも広角切替信号が供給されるため、アンテナ３７−２から電波が送信され、対応する電波の強度分布範囲である範囲Ｚ２、すなわち、広角の検知範囲に電波が送信される。このとき、アンテナ５１−１乃至５１−４は、RFスイッチ５２−１，５２−２が開放されるので、アンテナ５１−２，５２−３のそれぞれ１本ずつのアンテナ対により、アンテナ間隔が距離Ｌ１（＜Ｌ２）となるため、広角で、かつ、標準的な距離の範囲Ｚ２において、存在する物体により反射される電波が受信し易くなる。
【００５４】
また、送信部１１および受信部１２の構成を含むレーダ装置１は、一体のパッケージとして構成され、車両の後部略中央部に搭載されるものであり、車両の大きさからみて、アンテナ５１−１乃至５１−４と、アンテナ３７−１，３７−２とは、実質的に略同位置に配置されるものである。このため、アンテナ５１−１乃至５１−４は、アンテナ３７−１，３７−２で出力された送信信号としての電波のうち、物体により反射され、略同一の位置に反射されて戻ってくる電波を受信する。
【００５５】
加算部５３は、アンテナ５１−１乃至５１−４より供給されてくる信号を加算して、ｆ１和信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の和信号）、およびｆ２和信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の和信号）としてLNA５５−１に供給する。減算部５４は、アンテナ５１−１乃至５１−４より供給されてくる信号を減算して、差信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の差信号）、およびｆ２差信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の差信号）としてLNA５５−１に供給する。
【００５６】
LNA５５−１，５５−２は、それぞれ加算部５３および減算部５４より供給されてくるｆ１和信号またはｆ２和信号、およびｆ１差信号、またはｆ２差信号を、それぞれ後段の混合器５６−１，５６−２に３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号のレベルと同程度にまで増幅し、混合器５６−１，５６−２に供給する。
【００５７】
混合器５６−１，５６−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号と、LNA５５−１，５５−２のそれぞれから供給されてくるｆ１和信号およびｆ１差信号、または、ｆ２和信号およびｆ２差信号とを混合し、それぞれ振分部５７，５８に供給する。尚、ｆ１和信号およびｆ１差信号が、周波数ｆ１のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号と称するものとし、ｆ２和信号およびｆ２差信号が、周波数ｆ２のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号と称するものとする。
【００５８】
振分部５７は、混合器５６−１より供給されてくる信号を、切替信号に対応して、LPF５９−１，５９−２に周波数ごとに、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号として振り分けて出力する。振分部５８は、それぞれ混合器５６−２より供給されてくるｆｄ１差信号、およびｆｄ２差信号のうち、切替信号に対応して、ｆｄ１差信号のみをLPF５９−３に振り分けて出力する。
【００５９】
LPF５９−１乃至５９−３は、それぞれ振分部５７，５８より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を平滑化した後、増幅部６０−１乃至６０−３に供給する。増幅部６０−１乃至６０−３は、それぞれLPF５９−１乃至５９−３より供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、および、ｆｄ１差信号を増幅して、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化されて、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、デジタル信号に変換し、受信信号として、それぞれ切替部６２−１乃至６２−３に供給する。
【００６０】
切替部６２−１乃至６２−３は、送信部１１のエリア切替部３８より供給されてくる狭角切替信号、および広角切替信号に基づいて、ｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号のそれぞれのデジタル信号を、適切な検知範囲に対応して、衝突予備動作用信号制御部１３、または車線変更警告用信号処理部１５に供給する。より具体的には、切替部６２−１乃至６２−３は、狭角切替信号が供給されてきているとき、ｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号のそれぞれのデジタル信号を衝突予備動作用信号制御部１３に供給し、広角切替信号が供給されてきているとき、ｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号のそれぞれのデジタル信号を車線変更警告用信号処理部１５に供給する。
【００６１】
次に、衝突予備動作用信号処理部１３の構成について説明する。
【００６２】
衝突予備動作用信号処理部１３は、FFT（Fast Fourier transform：高速フーリエ変換部）７１−１乃至７１−３、衝突判定用FFTタイミング制御部７２、ドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、角度算出部７５、衝突判定部７６より構成されている。
【００６３】
FFT７１−１乃至７１−３は、衝突判定用FFTタイミング制御部７２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４および角度算出部７５に供給し、FFT７１−２は、ｆｄ２和信号のスペクトル結果から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給し、FFT７１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【００６４】
衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、内蔵するカウンタ７２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ１が経過したところで、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。
【００６５】
ドップラ周波数算出部７３は、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に供給する。
【００６６】
距離算出部７４は、FFT７１−１，７１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２差信号、並びにドップラ周波数算出部７３より供給されてくる速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２差信号との位相差の情報から、物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６７】
角度算出部７５は、FFT７１−１からのｆｄ１和信号とFFT７１−３からのｆｄ１差信号、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との強度比から物体の存在する位置の角度θ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６８】
衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、ドップラ周波数算出部７３より供給されてきた速度ｖ１が所定速度Ｖ１以上であるか否かを判定させる。衝突判定部７６は、速度ｖ１が所定速度Ｖ１より高速である場合、範囲判定部７６ｂを制御して、距離Ｄ１、および角度θ１に基づいて、衝突の可能性のある所定範囲内に車両が存在するか否かを判定させる。そして、衝突判定部７６は、範囲判定部７６により所定範囲内に車両が存在すると判定された場合、衝突の可能性があると判定し、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実行させる。
【００６９】
次に、車線変更警告用信号処理部１５の構成について説明する。
【００７０】
車線変更警告用信号処理部１５は、FFT９１−１乃至９１−３、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、角度算出部９５、車線変更警告判定部９６より構成されている。
【００７１】
FFT９１−１乃至９１−３は、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４および角度算出部９５に供給し、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給し、FFT９１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【００７２】
車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、内蔵するカウンタ９２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）が経過したところで、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。ここで、所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１よりも長い時間が設定されており、FFT９１−１乃至９１−３によるFFT処理は、FFT７１−１乃至７１−３によるFFT処理よりもサンプリング時間が長くなるように設定されている。
【００７３】
ドップラ周波数算出部９３は、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７４】
距離算出部９４は、FFT９１−１，９１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにドップラ周波数算出部９３より供給されてくる速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差の情報から、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７５】
角度算出部９５は、FFT９１−１，９１−３より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の強度比から、物体の存在する位置の角度θ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７６】
車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、ドップラ周波数算出部９３より供給されてきた速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）以上であるか否かを判定させる。車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）より高速である場合、範囲判定部９６ｂを制御して、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、速度対範囲テーブル９６ｄに、所定速度Ｖａ＜ｖ２、または、Ｖａ＞ｖ２＞Ｖｂのそれぞれに対応して予め記憶されている警告範囲Ｗ１、または、警告範囲Ｗ２（警告範囲Ｗ１より近傍の狭い範囲）内で、物体が存在するか否かを判定させる。そして、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂにより警告範囲Ｗ１またはＷ２内に物体が存在すると判定した場合、車線変更に危険の可能性があるとみなし、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実行させる。
【００７７】
また、車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を記憶するデータ記憶部９６ｃを備えている。例えば、直前まで警告範囲内に車両が存在すると判定されていたが、車両の存在が検出されていない状態に切り替わった場合、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、受信信号では検出できない範囲であって、警告範囲を含む範囲である、いわゆるブラインドスポットにおける車両の存在位置を推定させ、再び範囲判定部９６ｂを制御して、警告範囲に存在するか否かを判定させる。この際、推定されたブラインドスポット内の存在位置に基づいて、車両が所定範囲に存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、ブラインドスポットに入ったと推定される最後に検出されたタイミングから所定時間以上経過しているか否か、すなわち、ブラインドスポットに入ってから所定時間経過したか否かを判定させ、所定時間が経過していないければ、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作を実行させる。一方、ブラインドスポットに入ってから所定時間以上経過していた場合、車線変更警告判定部９６は、警告範囲から離脱したものとみなし、車線変更警告動作を停止させる（車線変更警告動作をさせない）。
【００７８】
図４のフローチャートを参照して、エリア切替部３８による狭角広角切替処理について説明する。
【００７９】
ステップＳ１において、エリア切替部３８は、狭角切替信号を生成し、送信部１１のRFスイッチ３６、受信部１２のRFスイッチ５２−１，５２−２、および切替部６２−１乃至６２−３に供給する。
【００８０】
ステップＳ２において、エリア切替部３８は、切替時間Ｔｎが経過したか否かを判定し、切替時間Ｔｎが経過したと判定されるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２において、切替時間Ｔｎが経過した場合、ステップＳ３において、エリア切替部３８は、広角切替信号を生成し、送信部１１のRFスイッチ３６、受信部１２のRFスイッチ５２−１，５２−２、および切替部６２−１乃至６２−３に供給する。
【００８１】
ステップＳ４において、エリア切替部３８は、切替時間Ｔｗが経過したか否かを判定し、切替時間Ｔｗが経過したと判定されるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップＳ４において、切替時間Ｔｗが経過した場合、処理は、ステップＳ１に戻る。
【００８２】
すなわち、以上の処理によりエリア切替部３８は、狭角切替信号を供給してから切替時間Ｔｎが経過すると、広角切替信号を供給する。そして、エリア切替部３８は、切替時間Ｔｗが経過すると、狭角切替信号を供給し、同様の処理を繰り返す。尚、この切替時間Ｔｎ，Ｔｗは、同一の時間であってもよいし、それ以外の時間であってもよい。
【００８３】
次に、図５のフローチャートを参照して、図１のレーダ装置１による物体の計測処理について説明する。
【００８４】
ステップＳ１１において、発振部３１は、周波数切替部３２からの切替信号に基づいて、ｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかを発振し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に出力させる。このとき、周波数切替部３２は、同一の切替信号を受信部１２にも供給する。３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号を分岐して、受信部１２および増幅部３５にそれぞれ供給する。そして、増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号をRFスイッチ３６に供給する。
【００８５】
ステップＳ１２において、RFスイッチ３６は、エリア切替部３８より狭角切替信号が供給されてきているか否かを判定する。ステップＳ１２において、例えば、図４のフローチャートを参照して説明したステップＳ１の処理により、エリア切替部３８より狭角切替信号が供給されてきている場合、ステップＳ１３において、RFスイッチ３６は、狭角で遠方までの電波強度分布となるアンテナ３７−１に切り替えて接続し、アンテナ３７−１より電波を出力することにより、狭角の検知範囲に送信信号として送信する。このとき、アンテナ３７−１より送信された送信信号としての電波は、例えば、図２の範囲Ｚ１で示されるような強度分布で出力される。尚、図２における範囲Ｚ１からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
【００８６】
ステップＳ１３の処理により出力された電波としての送信信号は、図２の範囲Ｚ１で示される強度分布により出力されるため、範囲Ｚ１から構成される範囲に物体（車両）が存在する場合、その物体により反射される。すなわち、送信信号は、上述の通り、図６の上部で示されるように、アンテナＡ（図６では、アンテナ３７−１，３７−２，５１−１乃至５１−４を一体化したものとし簡略化して表現している）より順次周波数ｆ１およびｆ２のＣＷ信号が切り替えられて出力される。このため、物体である車両Ｃ１で反射されると、それぞれの周波数のＣＷ信号に対応してドップラ周波数ｆｄ１またはｆｄ２が発生することにより、図６の下部で示されるように、順次周波数ｆ１＋ｆｄ１、または、ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号として反射され、この反射波となる電波が受信されることになる。
【００８７】
そこで、ステップＳ１４において、RFスイッチ５２−１，５２−２は、送信部１１のエリア切替部３８より供給されてくる狭角切替信号に基づいて、図３の右部で示されるように、アンテナ５１−１，５１−２、およびアンテナ５１−３，５１−４をそれぞれ接続し、送信部１１のアンテナ３７−１で送信された電波のうち、図２の範囲Ｚ１で示される狭角検知範囲内に存在する物体により反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部５３、および減算部５４にそれぞれ供給する。
【００８８】
すなわち、狭角切替信号に基づいて、範囲Ｚ１で示される強度分布で、送信部１１のアンテナ３７−１により送信信号の電波が送信されると共に、受信部１２のアンテナ５１−１乃至５１−４は、狭角検知範囲となる範囲Ｚ１内に存在する物体から反射される電波を受信し易い状態に制御される。これにより、送信部１１により送信信号として送信される電波の電波強度分布と、受信部１２により受信し易い電波強度分布とが一致することに加えて、２本ずつのアンテナ対を用いて電波を受信するため、範囲Ｚ１内における物体により反射される電波を高感度で適切に受信することが可能となる。
【００８９】
一方、ステップＳ１２において、例えば、図４のフローチャートを参照して説明したステップＳ３の処理により、エリア切替部３８より広角切替信号が供給されてきている場合、ステップＳ１５において、RFスイッチ３６は、広角で比較的近傍範囲の電波強度分布となるアンテナ３７−２に切り替えて接続し、アンテナ３７−２より電波を出力することにより、広角の検知範囲に送信信号として送信する。このとき、アンテナ３７−２より送信された送信信号としての電波は、例えば、図２の範囲Ｚ２で示されるような強度分布で出力される。尚、図２における範囲Ｚ２からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
【００９０】
ステップＳ１５の処理により出力された電波としての送信信号は、図２の範囲Ｚ２で示される強度分布により出力されるため、範囲Ｚ２から構成される範囲に物体（車両）が存在する場合、その物体により反射される。
【００９１】
そこで、ステップＳ１６において、RFスイッチ５２−１，５２−２は、送信部１１のエリア切替部３８より供給されてくる広角切替信号に基づいて、図３の左部で示されるように、アンテナ５１−１，５１−２、およびアンテナ５１−３，５１−４のそれぞれ接続を開放し、送信部１１のアンテナ３７−２で送信された電波のうち、図２の範囲Ｚ２で示される広角検知範囲内に存在する物体により反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部５３、および減算部５４にそれぞれ供給する。
【００９２】
すなわち、広角切替信号に基づいて、範囲Ｚ２で示される強度分布で、送信部１１のアンテナ３７−２により送信信号の電波が送信されると共に、受信部１２のアンテナ５１−１乃至５１−４は、RFスイッチ５２−１，５２−２が開放されることにより、アンテナ５１−２，５１−３のみで受信するため、広角検知範囲となる範囲Ｚ２内に存在する物体から反射される電波を受信し易い状態に制御される。これにより、送信部１１により送信信号として送信される電波の電波強度分布と、受信部１２により受信し易い電波強度分布とが一致するため、範囲Ｚ２内における物体により反射される電波を適切に受信することが可能となる。
【００９３】
ステップＳ１７において、加算部５３は、アンテナ５１−１乃至５１−４より供給されてきた受信信号を相互に加算してｆ１和信号またはｆ２和信号を生成し、LNA５５−１に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５６−１に出力させる。
【００９４】
ステップＳ１８において、減算部５４は、アンテナ５１−１乃至５１−４より供給されてきた受信信号を相互に減算してｆ１差信号、またはｆ２差信号を生成し、LNA５５−２に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５６−２に出力させる。
【００９５】
ステップＳ１９において、混合器５６−１は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、和信号とを混合し、和信号の混合信号として振分部５７に出力する。また、混合器５６−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、差信号とを混合し、差信号の混合信号として振分部５８に出力する。
【００９６】
尚、このステップＳ１２乃至Ｓ１９の処理は、フローチャートの表記として異なるタイミングで処理されるものとされているが、実際の処理は、ほぼ同時に処理されており、実質的に並列処理されているものである。
【００９７】
ステップＳ２０において、振分部５７は、送信部１１の周波数切替部３２より、後述するステップＳ２６の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ１和信号をLPF５９−１に供給し、切替信号が、周波数ｆ２に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ２和信号をLPF５９−２に供給する。また、振分部５８は、送信部１１の周波数切替部３２よりステップＳ２６の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のときのみ、対応する差信号であるｆｄ１差信号をLPF５９−３に供給する。
【００９８】
すなわち、図７の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図７の左中段で示されるように、振分部５７には、切替信号に対応して、混合器５６−１より周波数ｆ１に対応する和信号であるｆｄ１和信号、および周波数ｆ２に対応する和信号であるｆｄ２和信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５７は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのとき、図７の右上段で示されるように、ｆｄ１和信号をLPF５９−１に供給し、切替信号が周波数ｆ２に対応するLowのとき、図７の右中段で示されるように、ｆｄ２和信号をLPF５９−２に供給する。
【００９９】
また、図７の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図７の左下段で示されるように、振分部５８には、切替信号に対応して、混合器５６−２より周波数ｆ１に対応する差信号であるｆｄ１差信号、および周波数ｆ２に対応する差信号であるｆｄ２差信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５８は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのときのみ、図７の右下段で示されるように、ｆｄ１差信号をLPF５９−３に供給する。
【０１００】
ステップＳ２１において、LPF５９−１乃至５９−３は、順次振分部５７，５８より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ平滑化して増幅部６０−１乃至６０−３に供給する。増幅部６０−１乃至６０−３は、供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ増幅し、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化され、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号をデジタル信号に変換し、それぞれ切替部６２−１乃至６２−３に供給する。
【０１０１】
ステップＳ２２において、切替部６２−１乃至６２−３は、送信部１１のエリア切替部３８より狭角切替信号が供給されてきているか否かを判定する。ステップＳ２２において、例えば、図４のフローチャートを参照して説明したステップＳ１の処理により、エリア切替部３８より狭角切替信号が供給されてきている場合、ステップＳ２３において、切替部６２−１乃至６２−３は、それぞれデジタル信号に変換されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、衝突予備動作用信号処理部１３に受信信号として供給する。
【０１０２】
一方、ステップＳ２２において、例えば、図４のフローチャートを参照して説明したステップＳ３の処理により、エリア切替部３８より広角切替信号が供給されてきている場合、ステップＳ２４において、切替部６２−１乃至６２−３は、それぞれデジタル信号に変換されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、車線変更警告用信号処理部１５に受信信号として供給する。
【０１０３】
ステップＳ２５において、周波数切替部３２は、今現在出力している周波数ｆ１、またはｆ２のいずれかのＣＷ信号に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合、処理は、ステップＳ１２に戻る。一方、ステップＳ２５において、所定時間が経過していると判定された場合、ステップＳ２６において、周波数切替部３２は、切替信号を切り替えて、すなわち、それまでに出力していた周波数とは別の周波数に切り替えて、発振部３１にＣＷ信号を発振させる。
【０１０４】
以上の処理を纏めると以下のようになる。ステップＳ１３またはＳ１５の処理において、例えば、送信部１１のアンテナ３７−１，３７−２より出力される電波が、以下の式（１）で表されるものとすると、アンテナ５１−１乃至５１−４で受信される電波は、以下の式（２），式（３）として表される。
【０１０５】
【数１】
2010216845.tif 000003
【０１０６】
【数２】
2010216845.tif 000004
【０１０７】
【数３】
2010216845.tif 000005
【０１０８】
ここで、Ｔｉは、送信電波を、Ｒｘ１，Ｒｘ２は、それぞれアンテナ５１−１乃至５１−４のうちの、アンテナ５１−２，５１−３により受信された電波、または、アンテナ５１−１，５１−２、およびアンテナ５１−３，５１−４をそれぞれ１のアンテナと見立てたときに受信される電波を、Ａ，Ｂは、それぞれ送信電波および受信電波の強度を、ｄは物体までの距離を、ｖはレーダ装置１を搭載した車両と、送信信号としての電波を反射する物体としての車両Ｃ１との相対速度を、ｆｉは送信された電波の周波数（ｉ＝１のとき周波数ｆ１、ｉ＝２のとき周波数ｆ２）を、ｃは光速を、Ｌは、例えば、図８で示されるアンテナ５１−２，５１−３間の距離、または、アンテナ５１−１，５１−２における重心位置と、アンテナ５１−３，５１−４における重心位置との間の距離を、θは図８で示されるアンテナ５１−２，５１−３間、または、アンテナ５１−１，５１−２における重心位置と、アンテナ５１−３，５１−４における重心位置との間の中心から物体Ｃ１の角度（到来角）を、それぞれ表している。また、式（３）における括弧内の第３項のLsin(θ)は、図８で示されるように、アンテナ５１−２，５１−３、または、アンテナ５１−１，５１−２を１本に見立てたアンテナと、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナと見立てたアンテナとの双方に到達する電波の経路差を示すものである。したがって、車両Ｃ１から受信される電波のアンテナ５１−２，５１−３、または、アンテナ５１−１，５１−２を１本に見立てたアンテナと、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナと見立てたアンテナとへの経路は平行であるものとすれば、アンテナ５１−２，５１−３、または、アンテナ５１−１，５１−２を１本に見立てたアンテナと、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナと見立てたアンテナとの双方で受信される受信信号には、経路差Lsin(θ)分に相当する位相差が生じていることになる。
【０１０９】
そこで、ステップＳ１７の処理においては、加算部５３が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−２，５１−３、または、アンテナ５１−１，５１−２を１本に見立てたアンテナと、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナと見立てたアンテナとで受信される電波の信号を加算することにより、以下の式（４）で示される和信号Raddを生成する。式（４）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表されている。すなわち、式（４）においては、2Bcos（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【０１１０】
【数４】
2010216845.tif 000006
【０１１１】
また、ステップＳ１８の処理においては、減算部５４が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−２，５１−３、または、アンテナ５１−１，５１−２を１本に見立てたアンテナと、アンテナ５１−３，５１−４を１本のアンテナと見立てたアンテナとの受信電波に対応する信号を減算することにより、以下の式（５）で示される差信号Rsubを生成する。式（５）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表される。すなわち、式（５）においては、2Bsin（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【０１１２】
【数５】
2010216845.tif 000007
【０１１３】
そして、ステップＳ１９の処理により、混合器５６−１、５６−２が、式（４），式（５）で表される和信号Raddおよび差信号Rsubを、それぞれ送信信号と混合することにより、以下の式（６），式（７）で示される和信号の混合信号Radd_dおよび差信号の混合信号Rsub_dが求められる。
【０１１４】
【数６】
2010216845.tif 000008
【０１１５】
【数７】
2010216845.tif 000009
【０１１６】
この和信号の混合信号Radd_dが、図７における周波数ｆ１またはｆ２に対応するｆｄ１和信号またはｆｄ２和信号であり、差信号の混合信号Rsub_dが、図７における周波数ｆ１に対応するｆｄ１差信号である。
【０１１７】
すなわち、以上の処理により、式（６），式（７）で表されるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号が、周波数ｆ１またはｆ２の切替信号に同期して、図７で示されるように、それぞれLPF５９−１乃至５９−３に供給される。そして、ステップＳ２１の処理により、LPF５９−１乃至５９−３は、離散的に供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を、それぞれに平滑化することにより連続的な値に変換し、増幅部６０−１乃至６０−３に供給する。増幅部６０−１乃至６０−３は、それぞれを増幅して、ADC６１−１乃至６１−３に供給する。さらに、ADC６１−１乃至６１−３がデジタル信号に変換して、切替部６２−１乃至６２−３に供給する。
【０１１８】
そして、切替部６２−１乃至６２−３は、ステップＳ２２の処理により、狭角切替信号が供給されてきていれば、ステップＳ２３の処理により、衝突予備動作用信号処理部１３に、また、広角切替信号が供給されてきていれば、ステップＳ２４の処理により、車線変更警告用信号処理部１５に、それぞれ３種類の受信信号（平滑化されて連続的なデジタル信号にされたｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号）として供給する。
【０１１９】
すなわち、狭角切替信号が供給されてきている場合、送信部１１から狭角検知範囲となる、例えば、図２の範囲Ｚ１に対応する強度分布の送信信号となる電波が照射され、受信部１２は、対応して狭角検知範囲に対応するように電波を受信し、衝突予備動作用信号処理に必要とされる受信信号を生成して、衝突予備動作用信号処理部１３に供給することが可能となる。
【０１２０】
また、広角切替信号が供給されてきている場合、送信部１１から広角検知範囲となる、例えば、図２の範囲Ｚ２に対応する強度分布の送信信号となる電波が照射され、受信部１２は、対応して広角検知範囲に対応するように電波を受信し、車線変更警告用信号処理に必要とされる受信信号を生成して、車線変更警告用信号処理部１５に供給することが可能となる。
【０１２１】
結果として、処理に応じた送信信号となる電波の照射と、その照射に応じた電波を適切に受信することが可能となり、処理に応じた受信信号を、切替えてそれぞれ衝突予備動作用信号処理部１３または車線変更警告用信号処理部１５に供給することが可能となる。
【０１２２】
次に、図９のフローチャートを参照して、衝突予備動作用信号処理について説明する。
【０１２３】
ステップＳ３１において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、衝突判定用FFTタイミング計測用のカウンタ７２ａのカウント値Ｘを初期化してカウントを開始する。
【０１２４】
ステップＳ３２において、FFT７１−１乃至７１−３は、受信部１２より供給されてくるデジタル信号からなるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１２５】
ステップＳ３３において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、カウンタ７２ａのカウント値Ｘが所定の時間Ｔ１を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ１は、衝突を判定し、衝突が判定された場合には、衝突に対応するための予備動作を実行させる必要があるため、比較的短い時間とする必要があり、特に後述する車線変更警告用信号処理のサンプリング時間より短い時間である。
【０１２６】
ステップＳ３３において、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ３２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔが経過するまで、ステップＳ３２，Ｓ３３の処理が繰り返され、サンプリングが継続される。
【０１２７】
ステップＳ３３において、例えば、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ３４において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT７１−１乃至７１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４に供給する。また、FFT７１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給する。さらに、FFT７１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【０１２８】
ステップＳ３５において、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトルに基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に出力する。すなわち、ドップラ周波数ｆｄ２と物体の速度ｖとの関係は、以下の式（８）で示される関係となる。ここで、ｖは、速度を、ｆｉ（ｉ＝１or２）は、ＣＷ信号の周波数、ｃは、光速である。したがって、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から求められたドップラ周波数ｆｄ２に基づいて、式（８）を変形して速度ｖを速度ｖ１として算出する。
【０１２９】
【数８】
2010216845.tif 000010
【０１３０】
ステップＳ３６において、距離算出部７４は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２和信号との位相差から物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１３１】
すなわち、周波数ｆ１が数１０ＧＨｚであるのに対して、周波数ｆ２は、周波数ｆ１と数ＭＨｚの周波数差でしかないため、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２は、いずれも２ｖｆ１／ｃ，２ｖｆ２／ｃで表されるが、いずれも同一であるものとして考えることができる。
【０１３２】
また、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとの位相差Δφは、以下の式（９）で表される。ここで、周波数ｆ１，ｆ２の周波数差をΔｆとすれば、物体の距離ｄは、以下の式（１０）で表される。
【０１３３】
【数９】
2010216845.tif 000011
【０１３４】
【数１０】
2010216845.tif 000012
【０１３５】
そこで、ステップＳ３６において、距離算出部７４は、上述した式（１０）を用いて、物体までの距離ｄを距離Ｄ１として計算する。
【０１３６】
ステップＳ３７において、角度算出部７５は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ１（図８の到来角θに相当する）を算出する。すなわち、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとにおける振幅Aadd，Asubは、それぞれ以下の式（１１），式（１２）で表される。
【０１３７】
【数１１】
2010216845.tif 000013
【０１３８】
【数１２】
2010216845.tif 000014
【０１３９】
ここで、図８における到来角θは、以下の式（１３）で示されるように表される。
【０１４０】
【数１３】
2010216845.tif 000015
【０１４１】
角度算出部７５は、上述した式（１３）を用いて、角度θを角度θ１として算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１４２】
以上の処理により、この時点で衝突判定部７６には、検出された物体の速度ｖ１、距離Ｄ１、および角度θ１が供給されていることになる。
【０１４３】
そこで、ステップＳ３８において、衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速ではないと判定された場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ３１に戻る。
【０１４４】
一方、ステップＳ３８において、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であると判定された場合、ステップＳ３９において、衝突判定部７６は、範囲判定部７６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ１と角度θ１とに基づいて、物体の存在する位置を求め、衝突の可能性が高い所定の範囲内、すなわち、図２で示される範囲Ｚ１のうち、所定の距離以内の範囲内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ３９において、例えば、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在しない場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ３１に戻る。尚、この衝突の可能性が高い所定の範囲は、速度ｖ１に対応して設定するようにしても良い。
【０１４５】
一方、ステップＳ３９において、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在すると判定された場合、ステップＳ４０において、衝突判定部７６は、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実施するように指示させる。
【０１４６】
この処理に応じて、ステップＳ４１において、衝突予備動作制御部１４は、衝突に備えて、例えば、警告音声を発することで衝突の発生を警告すると共に、シートベルトを引き上げて、乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実施する。
【０１４７】
以上の処理により、比較的短いサンプリング時間で衝突の有無を判定し、衝突の可能性があると判定された場合、衝突に備えた予備動作を実施することが可能となるので、乗員の衝突時の安全性を向上させることができる。また、図２を参照して、上述したように、範囲Ｚ１の範囲は、強い電波を送信信号として出力することにより、比較的遠くまで検知範囲として設定されているため、物体として検出される車両が検出される程接近しているような場合、接近に伴って、受信される受信信号も強い電波として受信されることになるため、サンプリング時間が短くても、比較的条件のよいデータをサンプリングして利用することができ、自車への衝突の有無を高精度で検出することが可能となる。
【０１４８】
次に、図１０のフローチャートを参照して、車線変更警告用信号処理について説明する。
【０１４９】
ステップＳ５１において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、車線変更警告用FFTタイミング計測用のカウンタ９２ａのカウント値Ｙを初期化してカウントを開始する。
【０１５０】
ステップＳ５２において、FFT９１−１乃至９１−３は、受信部１２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１５１】
ステップＳ５３において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、カウンタ９２ａのカウント値Ｙが所定の時間Ｔ２を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ２は、車線変更時の危険の有無を判定し、車線変更の危険があると判定された場合には、車線変更に対する警告を実行させる必要があるためのものであり、運転者の危険回避動作が行えるものであればよいので、衝突時の予備動作に比べて求められる時間が長くてもよいため、衝突の有無を判定する処理に用いられたサンプリング時間である時間Ｔ１よりも、比較的長い時間とすることができる。
【０１５２】
ステップＳ５３において、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ５２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔ２が経過するまで、ステップＳ５２，Ｓ５３の処理が繰り返される。
【０１５３】
ステップＳ５３において、例えば、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して、処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ５４において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT９１−１乃至９１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４に供給する。また、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給する。さらに、FFT９１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【０１５４】
ステップＳ５５において、ドップラ周波数算出部９３は、ｆｄ２和信号のスペクトルから得られる結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に出力する。尚、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、および角度算出部９５における処理は、実質的に、上述したドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、および角度算出部７５における処理と同様であるので、以降においても、その説明は、適宜省略するものとする。
【０１５５】
ステップＳ５６において、距離算出部９４は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ２に基づいて、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【０１５６】
ステップＳ５７において、角度算出部９５は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ２（図８の到来角θに相当する）を算出する。
【０１５７】
以上の処理により、この時点で車線変更警告判定部９６には、検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２が供給されていることになる。
【０１５８】
ステップＳ５８において、車線変更警告判定部９６は、この検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を検出した時刻情報と対応付けてデータ記憶部９６ｃに順次記憶させる。尚、データ記憶部９６ｃに記憶される物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２は、直近の数秒分を記憶すればよく、データ記憶部９６ｃに記憶される情報が、所定時間分以上となる場合、最新のデータが最も古いデータの記録領域に上書きされて記録される。
【０１５９】
ステップＳ５９において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であると判定した場合、処理は、ステップＳ６０に進む。
【０１６０】
ステップＳ６０において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖａ）に応じた警告範囲Ｗ１を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１６１】
ステップＳ６１において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ１内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ６１において、例えば、図１１で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、太線で示される警告範囲Ｗ１内に車両Ｃ１３が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ６２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図１１における警告範囲Ｗ１は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ１の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１６２】
ステップＳ６３において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ６２における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１６３】
一方、ステップＳ５９において、例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速ではないと判定した場合、ステップＳ６４において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂ（＜Ｖａ）よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂよりも高速であると判定された場合、処理は、ステップＳ６５に進む。
【０１６４】
ステップＳ６５において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖｂ）に応じた警告範囲Ｗ２を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１６５】
ステップＳ６６において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ２内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ５６において、例えば、図１１で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、点線で示される警告範囲Ｗ２内に車両Ｃ１２が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ６２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図１１における警告範囲Ｗ２は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ２（＜Ｎ１）の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１６６】
また、ステップＳ６１において、物体の位置が警告範囲Ｗ１内ではないと判定された場合、ステップＳ６４において、速度ｖ２が速度Ｖｂよりも高速ではないと判定された場合、または、ステップＳ６６において、物体の位置が警告範囲Ｗ２内ではないと判定された場合、いずれにおいても、ステップＳ６２，Ｓ６３の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ６７に進む。
【０１６７】
すなわち、範囲判定部９６ｂは、物体として検出された車両の速度ｖ２の大きさに応じて、予め速度対範囲テーブル９６ｄに格納されている警告範囲を切り替える。このため、検出された車両の相対速度ｖ２が低速であれば、車両Ｃ１に対して比較的近い範囲からなる警告範囲Ｗ２を設定することで、ある程度接近してから警告を発するようにさせることができ、逆に、検出された車両の相対速度ｖ２が高速であれば、車両Ｃ１に対して比較的遠い範囲を含む警告範囲Ｗ１を設定することで、ある程度離れた位置からでも警告を発するようにさせることができる。このように、警告範囲を速度に応じて設定することにより、不要な警告の発報を抑制し、相対速度に応じ適切な車線変更の警告を発することが可能となる。
【０１６８】
尚、以上においては、警告範囲は、速度ｖ２に対する閾値により２つの警告範囲が設定される例について説明してきたが、それ以上の閾値を設けて、さらに多く警告範囲を設定するようにしても良い。また、予め速度対範囲テーブル９６ｄに、速度に対応した警告範囲の情報が記憶される例について説明してきたが、例えば、速度に応じて、演算により警告範囲をシームレスに設定できるようにしても良い。
【０１６９】
ステップＳ６７において、車線変更警告判定部９６は、データ記憶部９６ｃを参照して、所定時間だけ直前までの間に車両（物体）が検出されていたか否かを判定する。ステップＳ６７において、例えば、データ記憶部９６ｃに記憶されている物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報のうち、時刻として直近の所定時間内に存在するデータが存在する場合、ステップＳ６８において、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている、所定時間内の物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報に基づいて、今現在の物体の位置を算出することにより位置を推定させる。
【０１７０】
ステップＳ６９において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、推定部９６ｅにより算出された物体の存在する位置の情報に基づいて、警告範囲内に物体が存在するか否かを判定させる。尚、このステップＳ６９の処理については、上述したステップＳ５９乃至Ｓ６１，Ｓ６４乃至Ｓ６６の処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１７１】
ステップＳ６９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないか否かを判定させる。ブラインドスポットとは、レーダ装置１では物体の存在を検出することができない範囲であって、警告範囲を含む範囲である。例えば、図１１における車両Ｃ１３が、車線Ｌ１を車両Ｃ１よりも高速で走行しながら移動し、車両Ｃ１２の位置を経てさらに進むと、やがてレーダ装置１で検出できない状態となり（範囲Ｚ２から脱した状態となり）、車両Ｃ１１で示されるように、一点鎖線で囲まれたブラインドスポットＢ１内に到達する。ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇは、データ記憶部９６ｃに記憶されている時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２から検出物体がブラインドスポットに入ったと思われるタイミング（最後に検出された時刻情報）を検索し、検索されたブラインドスポットに入ったと思われるタイミングから所定の時間内であるか否かを判定する。
【０１７２】
ステップＳ７０において、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないと判定された場合、ブラインドスポット内の推定された位置に検出物体が存在するものとみなし、ステップＳ７１において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。
【０１７３】
ステップＳ７２において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ７１における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１７４】
一方、ステップＳ６９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在しないと判定された場合、ステップＳ７０乃至Ｓ７２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ５１に戻る。
【０１７５】
また、ステップＳ７０において、ブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していると判定された場合、直前まで検出されていた物体が、移動してブラインドスポット内から外れて、警告範囲内に存在しないものとみなし、ステップＳ７１，Ｓ７２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ５１に戻る。
【０１７６】
尚、ステップＳ７０の処理における検出物体がブラインドスポットに入ってからの経過時間については、速度ｖ２に応じた所定時間との比較により、物体がブラインドスポット内に存在するか否かを判定するようにしてもよく、このようにすることで、低速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を長くし、高速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を短くできるので、ブラインドスポットを脱するまでの時間を適正に考慮して、必要とされる警告のみを実施することが可能となる。
【０１７７】
以上の処理により、検出物体が、受信部１２により受信される受信信号では検出できないブラインドスポットに入るようなことがあっても、時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、位置を推定し、推定された位置に基づいて警告範囲内であるか否かを判定することで、車線変更により生じる可能性の高い危険に対して警告することが可能となる。
【０１７８】
結果として、物体が直接検出できる場合には、検出結果から取得される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、物体が直接検出でない場合には、過去の検出結果から推定される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、レーダ装置全体として、適切に車線変更の危険を警告することが可能となる。
【０１７９】
尚、以上の例においては、警告範囲の設定については、速度ｖ２に対応して設定される例について説明してきたが、例えば、ブラインドスポット内であるか否かに対応付けて警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、車線変更を警告する際、実際に物体の存在を検出した位置に基づいて車線変更の警告をしているのか、または、実際に物体の存在を検出していないが、過去の検出結果を用いて推定された位置に基づいて車線変更の警告をしているのかを運転者に提示することができるので、運転者は、車線変更の警告の根拠を認識した上で、車線変更の警告を受けることが可能となる。具体的な提示方法としては、例えば、ドアミラーの付け根などに運転者からのみ視認できる角度で点滅灯を設けて、車線変更の警告時に発光させるような装置を用いる場合、実際に物体の存在を検出しているときの警告は、赤色のランプを点灯させ、実際に物体の存在は検出されていないが過去の検出結果に基づいた推定による警告は、黄色のランプを点灯させるといったものとしてもよい。
【０１８０】
また、当然のことながらブラインドスポットの有無とは無関係に警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、ブラインドスポットの範囲とは無関係に、速度ｖ２で適切な警告範囲を設けることが可能となるので、車線変更時の危険を適切に警告することが可能となる。
【０１８１】
さらに、以上においては、検出された物体の速度の算出にあたり、ドップラ周波数ｆｄ２を用いる例について説明してきたが、周波数ｆ１，ｆ２との周波数差は数MHzであるため、ドップラ周波数ｆｄ１を用いて求めるようにしても略同一の速度を求めることができる。また、同様に、以上においては、距離の計算に当たり、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差を用いる例について説明してきたが、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の位相差を用いるようにしても良く、例えば、いずれも計測できる構成とし、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の信号品質と、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較した上で、信号品質の高いものを用いて距離を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。さらに、同様に、以上においては、角度の計算に当たり、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との比率により求める例について説明してきたが、ｆｄ２和信号とｆｄ２差信号との比率により求めるようにしてもよく、さらには、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の信号品質と、ｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較し、信号品質の高いものを用いて角度を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。
【０１８２】
また、以上においては、狭角切替信号が供給されているとき、２本ずつのアンテナを対にして狭角検知範囲で、かつ、高感度なアンテナを実現する例について説明してきたが、アンテナの指向性は、より多くのアンテナを１つのアンテナとして見立てた構成とすることにより、さらに高めることが可能となるので、さらに、多くのアンテナを用いて１つのアンテナとして見立てたものを対にして構成するようにしてもよい。
【０１８３】
さらに、以上においては、狭角切替信号、および広角切替信号に基づいて、送信部１１のアンテナ３７−１，３７−２を切り替えて電波を照射する例について説明してきたが、例えば、広角検知範囲の強度分布特性を備えた電波だけを切り替えることなく送信部１１から照射するようにしても、受信部１２によるRFスイッチ５２−１，５２−２の接続、または開放により受信特性を切り替えるだけで、受信される電波の分布特性を切り替えることが可能となる。
【０１８４】
また、以上の例においては、エリア切替部３８により所定時間ごとに狭角切替信号、および広角切替信号が順次切り替わって出力される例について説明してきたが、検知範囲を狭角検知範囲とするか広角検知範囲とするかを切り替える必要があるタイミングにのみ狭角切替信号、または広角切替信号が出力されるようにしてもよい。
【０１８５】
結果として、衝突予備動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ安全装置と、車線変更警告動作を実行させる、いわゆる車線変更支援装置とのそれぞれ異なる検知範囲に対応した異なる強度分布となる電波を送信するアンテナを容易な構造で切り替え、切り替えられた状態で電波を照射すると共に、それぞれの強度分布特性の電波に対応した受信し易い構成のアンテナとして切り替えて受信することが可能となるので、両機能による安全性を確保することが可能になる。
【０１８６】
以上の如く、本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダ装置と、車線変更支援装置用のレーダ装置といった、異なる強度分布特性を必要とするアンテナを簡単な構成により、切り替えて共用することが可能となり、装置構成の小型化とコストの低減を実現することが可能となる。
【０１８７】
ところで、上述した一連の監視処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１８８】
図１２は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
【０１８９】
入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
【０１９０】
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１９１】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【符号の説明】
【０１９２】
１  レーダ装置
１１  送信部
１２  受信部
１３  衝突予備動作用信号処理部
１４  衝突予備動作制御部
１５  車線変更警告用信号処理部
１６  車線変更警告動作制御部
３５  RFスイッチ
３７−１，３７−２  アンテナ
３８  エリア切替部
５１−１乃至５１−４  アンテナ
５２−１，５２−２  RFスイッチ
６２−１乃至６２−３  切替部
７１−１乃至７１−３  FFT
７２  衝突判定用FFTタイミング制御部
７３  ドップラ周波数算出部
７４  距離算出部
７５  角度算出部
７６  衝突判定部
９１−１乃至９１−３  FFT
９２  車線変更警告用FFTタイミング制御部
９３  ドップラ周波数算出部
９４  距離算出部
９５  角度算出部
９６  車線変更警告判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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