(57)【要約】【課題】水平方向および垂直方向の両方について物体を検知する仕組みを簡易な構造で実現することを課題とする。【解決手段】レーダ装置は、ビームを輻射するアンテナと、アンテナによってビームが輻射される方向にアンテナと対向して設置され、アンテナによって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射するレンズと、アンテナを水平方向および垂直方向に変位させるモータとを備える。また、モータは、レンズにおける主点の延長線を軸とする円周上をアンテナが移動するようにアンテナを回転させる。また、モータの他、レーダ装置は、水平方向に移動するアクチュエータおよび垂直方向に移動するアクチュエータの組合せでアンテナを移動させる。【選択図】        図１
2010002351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームを輻射するビーム輻射手段と、
前記ビーム輻射手段によってビームが輻射される方向に当該ビーム輻射手段と対向して設置され、当該ビーム輻射手段によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する屈折手段と、
前記ビーム輻射手段を水平方向および垂直方向に変位させる変位手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記変位手段は、前記屈折手段における主点の延長線を軸とする円周上を前記ビーム輻射手段が移動するように当該ビーム輻射手段をモータで回転させることで、当該ビーム輻射手段を水平方向および垂直方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記変位手段は、水平方向に移動するアクチュエータおよび垂直方向に移動するアクチュエータの組合せで前記ビーム輻射手段を移動させることで、当該ビーム輻射手段を水平方向および垂直方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記変位手段は、前記ビーム輻射手段を水平方向および垂直方向に変位させる際に、変位速度を変更することをさらに特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記ビーム輻射手段と前記屈折手段とが搭載された車両について、当該車両の走行に関する情報を収集する走行情報収集手段をさらに備え、
前記変位手段は、前記走行情報収集手段によって収集された情報に基づいて前記ビーム輻射手段を変位させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両走行時に障害物を検知する手法の一つとして、レーダ装置を用いる手法がある。例えば、ミリ波を用いる手法では、車両に搭載されたレーダ装置が、ミリ波を輻射するとともに障害物から反射された電磁波を受信する。そして、レーダ装置は、輻射したミリ波と受信した電磁波との周波数差に基づいて、障害物を検知する。
【０００３】
ここで、例えば、図１７の（Ａ）に示すように、ミリ波を輻射するアンテナにモータを取り付ける手法がある。この手法では、図１７の（Ｂ）に示すように、モータが、垂直方向（Ｚ方向）を軸としてアンテナを左右方向に回転させることで、アンテナから輻射されるビーム方向を左右方向に変位させる。この結果、レーダ装置は、左右方向について障害物を検知する。なお、レーダ装置を用いる手法の中には、ビームを輻射するアンテナとレンズや反射鏡とを組み合わせる手法がある（例えば、特許文献１〜４など）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４４２３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１１４８４５号公報
【特許文献３】特開平５−３０４４０９号公報
【特許文献４】特開平１０−２２９３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の技術では、水平方向および垂直方向の両方について物体を検知する仕組みを簡易な構造で実現することができないという課題があった。例えば、モータがアンテナを左右方向に回転させる従来の手法は、垂直方向について物体を検知する仕組みを実現するものではない。
【０００６】
なお、かかる課題は、レーダ装置を車両に搭載する場合に限られず、例えば、ホームセキュリティなどに用いられる侵入監視用レーダ装置などにも、同様に存在する。また、かかる課題は、ミリ波を用いる手法に限られず、ミリ波以外の電波や光、あるいは超音波などを用いる手法にも、同様に存在する。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の課題を解決するためになされたものであり、水平方向および垂直方向の両方について物体を検知する仕組みを簡易な構造で実現することが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、レーダ装置は、ビームを輻射するビーム輻射手段と、前記ビーム輻射手段によってビームが輻射される方向に当該ビーム輻射手段と対向して設置され、当該ビーム輻射手段によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する屈折手段と、前記ビーム輻射手段を水平方向および垂直方向に変位させる変位手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
水平方向および垂直方向の両方について物体を検知する仕組みを簡易な構造で実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るレーダ装置の実施例を詳細に説明する。以下では、実施例１における車載用レーダ装置の概要、構成、障害物検知やスキャン速度の制御、ビーム軸調整などについて順に説明する。その後、実施例１の効果を説明する。
【実施例１】
【００１１】
［実施例１における車載用レーダ装置の概要］
まず、図１〜図３を用いて、実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明する。図１は、実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。なお、図１の（Ａ）に示す『Ｘ』、『Ｙ』および『Ｚ』を説明すると、『Ｚ』の矢印方向は垂直方向を示し、『Ｘ』の矢印方向は水平方向を示す。また、実施例１における車載用レーダ装置は、車両の前部に搭載されることを想定するので、『Ｙ』の矢印方向は車両の進行方向を示す。また、図１の（Ａ）に示すものは、レーダ装置を『Ｘ』方向からみていることを示す。
【００１２】
実施例１における車載用レーダ装置は、図１の（Ａ）に示すように、ビームを輻射するアンテナ（ビーム輻射手段とも称する）と、入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射するレンズ（屈折手段とも称する）とを備える。また、レンズは、図１の（Ａ）に示すように、アンテナによってビームが輻射される方向にアンテナと対向して設置される。このため、アンテナによって輻射されたビームは、レンズに入射される。
【００１３】
また、実施例１における車載用レーダ装置は、図１の（Ａ）に示すように、アンテナを回転させるモータ（変位手段とも称する）を備える。ここで、実施例１におけるモータは、図１の（Ｂ）に示すように、レンズにおける主点の延長線を軸として回転する。すると、モータの回転と連動して、アンテナが、主点の延長線を軸とする円周上を回転する。この時、アンテナから輻射されたビームは、レンズを介して集約される結果、図１の（Ｃ）に示すような指向性を示すビームとなる。
【００１４】
図２および図３は、ビームの指向性を説明するための図である。図２の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例１における車載用レーダ装置は、円周上を回転するアンテナの位置によって異なる指向性を示すビームを出射する。すると、レンズを介して出射されるビームは、図３の（Ｂ）に示すように、ドーナツ状にスキャン可能なビームとなる。なお、従来の車載用レーダ装置から出射されるビームは、図３の（Ａ）に示すように、水平方向にのみスキャン可能なビームである。こうして、実施例１における車載用レーダ装置は、水平方向および垂直方向の両方について障害物を検知する仕組みを簡易な構造で実現することが可能になる。
【００１５】
［実施例１における車載用レーダ装置の構成］
次に、図４〜図６を用いて、実施例１における車載用レーダ装置の構成を説明する。図４は、実施例１における車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図４においては、車載用レーダ装置の他に、車載用レーダ装置との間で情報の送受信を行う車両制御用ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）や、その周辺の部についても示す。また、図４に示す接続は、電気的接続を示すものである。
【００１６】
図４に示すように、車載用レーダ装置１０は、変調器１１と、ＶＣＯ（Voltage  Controlled  Oscillator）１２と、方向性結合器１３と、送信アンテナ１４と、受信アンテナ１５と、レンズ１６と、ミキサー１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、物体検出部１９と、モータ駆動回路２０と、モータ２１と、エンコーダ２２とを備える。
【００１７】
変調器１１は、変調用の三角波信号を生成し、ＶＣＯ１２に入力する。ＶＣＯ１２は、変調器１１から入力された三角波信号をミリ波帯に変調し、方向性結合器１３に入力する。方向性結合器１３は、ＶＣＯ１２から入力されたミリ波を送信アンテナ１４に入力する。ミキサー１７は、送信アンテナ１４から送信されたミリ波の周波数と、受信アンテナ１５によって受信された電磁波の周波数とを検出して復調し、Ａ／Ｄ変換器１８に入力する。なお、変調器１１とＶＣＯ１２と方向性結合器１３とミキサー１７とは、図１の（Ａ）に示した高周波ユニット部に対応する。
【００１８】
アンテナは、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５を備える。送信アンテナ１４は、方向性結合器１３から入力されたビームを輻射する。受信アンテナ１５は、電磁波を受信し、ミキサー１７に入力する。レンズ１６は、送信アンテナ１４によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する。なお、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５を備えるアンテナは、図１の（Ａ）に示したアンテナに対応し、レンズ１６は、図１の（Ａ）に示したレンズに対応する。
【００１９】
モータ駆動回路２０は、モータ２１を駆動する。モータ２１は、モータ駆動回路２０によって駆動されることで回転する。この時、モータ２１は、レンズ１６における主点の延長線を軸とする円周上を送信アンテナ１４および受信アンテナ１５が移動するように回転する。エンコーダ２２は、モータ２１の回転位置を検出し、物体検出部１９に検出結果を入力する。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器１８は、ミキサー１７から入力された復調信号をデジタル信号に変換し、物体検出部１９に入力する。物体検出部１９は、Ａ／Ｄ変換器１８から入力されたデジタル信号や、エンコーダ２２から入力された検出結果を用いて、障害物として検知した物体の位置や相対速度、角度などを検出し、車両制御用ＥＣＵ２３に検出した情報を送信する。また、物体検出部１９は、車両制御用ＥＣＵ２３から送信された情報に基づいて、変調器１１やモータ駆動回路２０に制御情報を送信する。
【００２１】
車両制御用ＥＣＵ２３は、図４に示すように、物体検出部１９や、ステアリングセンサ２７、ヨーレートセンサ２８、車速センサ２９などから送信された情報を受信する。また、車両制御用ＥＣＵ２３は、図４に示すように、物体検出部１９や、ブレーキ２４、スロットル２５、警報器２６などに対して、車両を制御する情報を送信する。
【００２２】
すなわち、実施例１における車載用レーダ装置１０においては、物体検出部１９が、車載用レーダ装置１０が搭載されている車両の前方について、走行車両が存在するか否かを検出する。そして、物体検出部１９は、検出した情報に基づいて、適切なスキャン速度を導出し、導出したスキャン速度をモータ駆動回路２０に入力する制御情報に置き換えて、モータ駆動回路２０に入力する。すると、モータ駆動回路２０は、物体検出部１９から入力された制御情報に基づいてモータ２１を駆動し、モータ２１が、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５を回転する。
【００２３】
［障害物検知について］
続いて、図５および図６を用いて、実施例１における車載用レーダ装置１０による障害物検知について説明する。図５および図６は、実施例１における車載用レーダ装置による障害物検知について説明するための図である。
【００２４】
アンテナから輻射されレンズを介して出射されるビームは、図５のように図示される。この時、『Ｄ』はレンズの焦点距離であり、『ｈ』はレンズにおける主点とアンテナの中心点との間の距離であり、『θ』はビーム方向である。すると、『θ』は、以下の（１）式のように示される。
【数１】
2010002351.tif 000003
例えば、『Ｄ』＝１ｃｍ、『ｈ』＝３．６ｍｍを代入すると、『θ』は２０°となる。
【００２５】
例えば、このような車載用レーダ装置１０を車両に搭載する際、地面に対し２０°上向きに搭載したとする。すると、図６の（Ａ）に示すように、車載用レーダ装置１０から出射されるビームのビーム幅は４０°となるので、車両は、例えば、前方走行車両を検知することが可能であるとともに、１３ｍ先の高さ５ｍの歩道橋を検知することが可能である。また、図６の（Ｂ）に示すように、車両は、例えば、右側車線を走行する車両を検知することも可能である。
【００２６】
［スキャン速度の制御について］
続いて、図７および図８を用いて、実施例１における車載用レーダ装置１０によるスキャン速度の制御について説明する。図７および図８は、実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御を示すフローチャートである。なお、図７は、サンプリング間隔を一定（例えば、２．５μｓなど）にした場合の制御を示すフローチャートであり、図８は、サンプリング間隔もスキャン速度に連動して変更する場合の制御を示すフローチャートである。
【００２７】
図７に示すように、実施例１における車載用レーダ装置１０は、スキャン速度が２００Ｈｚである状態を初期状態として、スキャンを開始する（ステップＳ１０１）。ここで、スキャンは、例えば、車両においてエンジンが動作を開始したことなどを契機として、開始される。
【００２８】
続いて、車載用レーダ装置１０は、車両の走行が停止されたか否か（例えば、エンジンが停止されたか否かなど）を判定し（ステップＳ１０２）、停止されていないと判定した場合に（ステップＳ１０２否定）、続いて、前方に車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
前方に車両が存在すると判定された場合には（ステップＳ１０３肯定）、車載用レーダ装置１０は、スキャン速度を低速スキャン（例えば、スキャン速度７５Ｈｚなど）に調整してスキャンする（ステップＳ１０４）。
【００３０】
一方、前方に車両が存在しないと判定された場合には（ステップＳ１０３否定）、車載用レーダ装置１０は、スキャン速度を高速スキャン（例えば、スキャン速度２００Ｈｚ）に維持（もしくは調整）してスキャンする（ステップＳ１０５）。
【００３１】
その後、車載用レーダ装置１０は、例えば１秒間待機してから（ステップＳ１０６）、再び、車両の走行が停止されたか否かの判定（ステップＳ１０２）に戻る。
【００３２】
なお、ステップＳ１０２において、車両の走行が停止されたと判定された場合には（ステップＳ１０２肯定）、車載用レーダ装置１０は、処理を終了する。
【００３３】
また、実施例１における車載用レーダ装置１０は、サンプリング間隔もスキャン速度に連動して変更してもよい。例えば、図８に示すように、実施例１における車載用レーダ装置１０は、スキャン速度が２００Ｈｚ、サンプリング間隔が１４μｓである状態を初期状態として、スキャンを開始する（ステップＳ２０１）。
【００３４】
続いて、車載用レーダ装置１０は、車両の走行が停止されたか否か（例えば、エンジンが停止されたか否かなど）を判定し（ステップＳ２０２）、停止されていないと判定した場合に（ステップＳ２０２否定）、続いて、前方に車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００３５】
前方に車両が存在すると判定された場合には（ステップＳ２０３肯定）、車載用レーダ装置１０は、スキャン速度を低速スキャン（例えば、スキャン速度７５Ｈｚなど）に調整し、サンプリング間隔を２．５μｓに調整してスキャンする（ステップＳ２０４）。
【００３６】
一方、前方に車両が存在しないと判定された場合には（ステップＳ２０３否定）、車載用レーダ装置１０は、スキャン速度を高速スキャン（例えば、スキャン速度２００Ｈｚ）に維持（もしくは調整）し、サンプリング間隔を１４μｓに維持（もしくは調整）してスキャンする（ステップＳ２０５）。
【００３７】
その後、車載用レーダ装置１０は、例えば１秒間待機してから（ステップＳ２０６）、再び、車両の走行が停止されたか否かの判定（ステップＳ２０２）に戻る。
【００３８】
なお、ステップＳ２０２において、車両の走行が停止されたと判定された場合には（ステップＳ２０２肯定）、車載用レーダ装置１０は、処理を終了する。
【００３９】
［ビーム軸調整について］
続いて、図９を用いて、実施例１における車載用レーダ装置１０のビーム軸調整を説明する。図９は、実施例１における車載用レーダ装置のビーム軸調整を説明するための図である。
【００４０】
図９の（Ａ）に示すように、実施例１における車載用レーダ装置１０を車両の前部に設置したとする。また、車両の中心線上にターゲットを設置したとする。
【００４１】
車載用レーダ装置１０は、図９の（Ｂ）に示すように、まず、レーダ角度０°でビームを出射し、受信レベル（Ｅ0）を測定する（ステップＳ３０１）。
【００４２】
続いて、車載用レーダ装置１０は、アンテナを垂直方向に移動させ、受信レベルの最大値（Ｅ1）とレーダ角度（Ａ0）とを測定する（ステップＳ３０２）。
【００４３】
そして、車載用レーダ装置１０は、受信レベルの最大値（Ｅ1）と、レーダ角度０°での受信レベル（Ｅ0）との差分を算出し、『０．５』よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。この時、『０．５』とは、測定誤差を考慮するための値である。
【００４４】
車載用レーダ装置１０は、差分が『０．５』よりも小さい場合には（ステップＳ３０３肯定）、測定誤差の範囲内であるとして、受信レベルのオフセット角度（ＡOFF）を『０』と記録する（ステップＳ３０４）。
【００４５】
一方、差分が『０．５』よりも大きい場合には（ステップＳ３０３否定）、受信レベルのオフセット角度（ＡOFF）に、レーダ角度（Ａ0）を記録する（ステップＳ３０５）。
【００４６】
そして、車載用レーダ装置１０は、レーダ角度（Ａ1）がＡ1からオフセット角度（ＡOFF）を差し引いたものであると設定し（ステップＳ３０６）、処理を終了する。なお、車載用レーダ装置１０は、水平方向についても同様に、ビーム軸調整を行う。
【００４７】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１における車載用レーダ装置によれば、水平方向および垂直方向の両方について障害物を検知する仕組みを簡易な構造で実現することが可能になる。また、アンテナをモータで回転させるという簡易な構造で、水平方向および垂直方向の両方について障害物を検知する仕組みを実現することが可能になる。
【００４８】
従来の車載用レーダ装置では、水平方向のスキャンしかできなかったことから、例えば、図１０の（Ａ）に示すように、急な坂道の頂上付近では、前方車両を検知することができなかった。しかしながら、実施例１における車載用レーダ装置によれば、垂直方向についてもスキャンができることから、図１０の（Ｂ）に示すように、急な坂道の頂上付近であっても、前方車両を検知することができる。
【００４９】
また、実施例１における車載用レーダ装置によれば、垂直方向についてもスキャンができることから、車両走行時の上部の障害物（トンネル、標識）の検知や、下部の障害物（落下物、落石など）の検知も可能になる。この結果、車載用レーダ装置による誤認識や未検出を防ぐことも可能になり、正確なスキャンが可能になる。
【００５０】
また、実施例１における車載用レーダ装置によれば、アンテナを回転させる手法であるので、ワンパッチアンテナによって実現することができる。このため、アンテナは小型化・軽量化され、回転機構への重量負荷が軽くなることから、スキャン速度を速めることも可能になる。
【００５１】
また、従来の車載用レーダ装置では、水平方向および垂直方向の両方についてスキャンすることができなかったことから、レーダ角度０°での受信レベル（Ｅ0）と最大値（Ｅ1）とが同等になるように、レーダ装置の角度を構造的に変えて調整を行っていた。すると、レーダ装置の角度を構造的に変えるための時間や人手が必要となり、コストアップにつながるとともに、調整機構が必要なことに起因して、レーダ装置のサイズも大きくなる傾向にあった。これに対し、実施例１における車載用レーダ装置１０によれば、水平方向および垂直方向の両方についてスキャンすることができるため、上述してきたように、ビーム軸調整を自動化することができ、コストダウンやサイズダウンをすることも可能になる。
【実施例２】
【００５２】
次に、実施例２における車載用レーダ装置を説明する。以下では、実施例２における車載用レーダ装置の概要やスキャン速度の制御、効果などについて順に説明する。
【００５３】
［実施例２における車載用レーダ装置の概要］
まず、図１１〜図１３を用いて、実施例２における車載用レーダ装置の概要を説明する。図１１は、実施例２における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。
【００５４】
実施例２における車載用レーダ装置は、図１１の（Ａ）に示すように、アンテナとレンズとを備える。また、実施例２における車載用レーダ装置は、実施例１における車載用レーダ装置とは異なり、図１１の（Ａ）に示すように、アンテナを移動させるアクチュエータ（変位手段とも称する）を備える。ここで、実施例２におけるアクチュエータは、水平方向に移動するアクチュエータと垂直方向に移動するアクチュエータとの組合せである。すなわち、図１１の（Ｂ）に示すように、一方のアクチュエータは水平方向に移動し、他方のアクチュエータは垂直方向に移動する。この時、アンテナから輻射されたビームは、レンズを介して集約される結果、図１１の（Ｃ）に示すような指向性を示すビームとなる。
【００５５】
図１２および図１３は、ビームの指向性を説明するための図である。図１２に示すように、実施例２における車載用レーダ装置は、水平方向および垂直方向に移動しながらビームを出射する。すると、レンズを介して出射されるビームは、図１２に示すように、前面にて広角にスキャン可能なビームとなる。
【００５６】
例えば、このような車載用レーダ装置を車両に搭載したとする。すると、例えば、車載用レーダ装置から出射されるビームのビーム幅が４０°の場合は、車載用レーダ装置は、図１３に示す斜線部分について障害物を検知することが可能である。
【００５７】
［スキャン速度の制御について］
続いて、図１４を用いて、実施例２における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御について説明する。図１４は、実施例２における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御を示すフローチャートである。なお、図１４は、サンプリング間隔を一定（例えば、２．５μｓなど）にした場合の制御を示すフローチャートである。
【００５８】
図１４に示すように、実施例２における車載用レーダ装置は、スキャン速度が横２００Ｈｚ、縦２０Ｈｚである状態を初期状態として、スキャンを開始する（ステップＳ４０１）。ここで、スキャンは、例えば、車両においてエンジンが動作を開始したことなどを契機として、開始される。
【００５９】
続いて、車載用レーダ装置は、車両の走行が停止されたか否か（例えば、エンジンが停止されたか否かなど）を判定し（ステップＳ４０２）、停止されていないと判定した場合に（ステップＳ４０２否定）、続いて、前方に車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ４０３）。
【００６０】
前方に車両が存在すると判定された場合には（ステップＳ４０３肯定）、車載用レーダ装置は、スキャン速度を横１００Ｈｚ、縦１０Ｈｚに調整してスキャンする（ステップＳ４０４）。サンプリング間隔が一定の場合、４倍の情報をサンプリングすることが可能になる。
【００６１】
一方、前方に車両が存在しないと判定された場合には（ステップＳ４０３否定）、車載用レーダ装置は、スキャン速度を横２００Ｈｚ、縦２０Ｈｚに維持（もしくは調整）してスキャンする（ステップＳ４０５）。
【００６２】
その後、車載用レーダ装置は、例えば１秒間待機してから（ステップＳ４０６）、再び、車両の走行が停止されたか否かの判定（ステップＳ４０２）に戻る。
【００６３】
なお、ステップＳ４０２において、車両の走行が停止されたと判定された場合には（ステップＳ４０２肯定）、車載用レーダ装置は、処理を終了する。
【００６４】
［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２における車載用レーダ装置によれば、水平方向および垂直方向の両方について障害物を検知する仕組みを簡易な構造で実現することが可能になる。また、アンテナをアクチュエータで移動させるという簡易な構造で、水平方向および垂直方向の両方について障害物を検知する仕組みを実現することが可能になる。
【実施例３】
【００６５】
さて、これまで実施例１および実施例２として、アンテナをモータもしくはアクチュエータによって移動させ、水平方向および垂直方向の両方についてスキャンする車載用レーダ装置について説明してきた。ところで、例えば、車両前方のスキャンについて考えた場合、水平方向のスキャンの方が垂直方向のスキャンよりも重要であるとの条件下で車載用レーダ装置を導入することが必要な場合もある。そこで、実施例３では、実施例２における車載用レーダ装置を前提に、通常は水平方向のスキャンを優先して行い、前方車両をロストした場合にのみ垂直方向のスキャンも併せて行う（二次元スキャンに切り替える）手法を説明する。図１５は、実施例３における車載用レーダ装置によるスキャン制御を示すフローチャートである。
【００６６】
図１５に示すように、実施例３における車載用レーダ装置は、水平方向のアクチュエータのみが作動している状態を初期状態として、スキャンを開始する（ステップＳ５０１）。ここで、スキャンは、例えば、車両においてエンジンが動作を開始したことなどを契機として、開始される。
【００６７】
続いて、車載用レーダ装置は、車両の走行が停止されたか否か（例えば、エンジンが停止されたか否かなど）を判定し（ステップＳ５０２）、停止されていないと判定した場合に（ステップＳ５０２否定）、続いて、検知していた前方車両をロストしていないか否かを判定する（ステップＳ５０３）。例えば、前方車両の検知位置が極端に下方に変化した後、未検知の状態となった場合でないか否かを判定する。
【００６８】
前方車両をロストしたと判定された場合には（ステップＳ５０３肯定）、車載用レーダ装置は、垂直方向のアクチュエータを作動させ、二次元スキャンを開始する（ステップＳ５０４）。
【００６９】
一方、前方車両をロストしていないと判定された場合には（ステップＳ５０３否定）、車載用レーダ装置は、水平方向のアクチュエータのみを作動させ、スキャンする（ステップＳ５０５）。
【００７０】
その後、車載用レーダ装置は、例えば１秒間待機してから（ステップＳ５０６）、再び、車両の走行が停止されたか否かの判定（ステップＳ５０２）に戻る。
【００７１】
なお、ステップＳ５０２において、車両の走行が停止されたと判定された場合には（ステップＳ５０２肯定）、車載用レーダ装置は、処理を終了する。
【００７２】
上述してきたように、実施例３における車載用レーダ装置は、車両の走行に関する情報を収集し、収集した情報に基づいてアンテナを変位させるので、車両の走行状況に応じてビーム方向を任意に調整することが可能になる。具体的には、実施例３における車載用レーダ装置では、前方車両をロストした場合にのみ、二次元スキャンが行われる。図１０で示したように、急な坂道の頂上付近では、水平方向のスキャンのみで前方車両を検知することは難しい。そこで、実施例３における車載用レーダ装置では、検知していた前方車両をロストした場合（例えば、検知位置が極端に下方に変化した後未検知の状態となった場合など）には、垂直方向のスキャンを併せて行い、二次元スキャンに切り替えることで、急な坂道の頂上付近であっても、前方車両の検知を継続し続けることが可能になる。
【実施例４】
【００７３】
［他の実施例］
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００７４】
［レーダ］
また、上述した実施例では、アンテナが送受信するビームとしてミリ波を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ミリ波以外の電波や光、超音波などにも、本発明を同様に適用することができる。
【００７５】
［レンズ］
また、上述した実施例では、ビームを屈折する手段として平凸型の誘電体レンズを想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、両凸型の誘電体レンズや、レンズ形状の誘電体レドームなどにも、本発明を同様に適用することができる。
【００７６】
［車両への搭載］
また、上述した実施例では、車両の前部に搭載し、車両の前方を走査範囲とする車載用レーダ装置を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、車両の後方、前側方、車両周辺などを走査範囲とする車載用レーダ装置にも、本発明を同様に適用することができ、走査範囲に限定されるものではない。
【００７７】
［車載用以外の用途］
また、上述した実施例では、レーダ装置を車両に搭載する車載用レーダ装置を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ホームセキュリティなどに用いられる侵入監視用レーダ装置などにも、本発明を同様に適用することができる。
【００７８】
［スキャン速度制御］
また、上述した実施例では、車載用レーダ装置が、前方に車両があるか否かに応じてスキャン速度を制御することを想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、実施例１における円形スキャンの場合に、円形スキャンの中心角に応じてスキャン速度を制御してもよい。なお、図１６は、スキャン速度の制御について説明するための図である。
【００７９】
例えば、４０°のビーム幅を想定した場合、車載用レーダ装置は、図１６に示すように、ドーナツ状にビームを出射することで、ドーナツ状にスキャン可能である。図１６において、円形スキャンの中心角を『θ』とし、半径を『Ａ』とすると、片側水平スキャン幅は、図１６に示すように、『Ａｓｉｎθ』となる。
【００８０】
ここで、円形スキャンの左右方向（例えば、対向車両、左右前方車両の検知など）および下方向（例えば、正面方向の前方車両の検知など）については、アンテナを低速で回転させる（スキャン速度を低速にする）とする。一方、上方向（例えば、歩道橋の検知など）については、アンテナを高速で回転させる（スキャン速度を高速にする）とする。すると、サンプリング間隔が一定である場合、左右方向および下方向については、サンプリング数が多くなり、上方向については、サンプリング数が少なくなる。
【００８１】
具体的には、例えば、片側水平スキャン幅を『２ｍ』とし、検知対象車両までの距離を『５．８５ｍ』と仮定すると、円形スキャンの中心角は、（２）式で計算される。
【数２】
2010002351.tif 000004
【００８２】
したがって、−９０°＜θ≦９０°では、低速（例えば、一般的なメカスキャンと同等の５０Ｈｚなど）で回転させ、θ＜−９０°もしくはθ＞９０°では、高速（例えば、１００Ｈｚ）で回転させる。このようにすることで、スキャンの周期を一般的なメカスキャンよりも高速にすることが可能になる。
【００８３】
［システム構成等］
また、処理手順（図７〜図９、図１４、図１５など）、具体的名称、各種データやパラメータを含む情報（スキャン速度、待機時間など）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、図示したレーダ装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示（図４など）の如く構成されていることを要しない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係るレーダ装置は、ビームを輻射して物体を検知することに有用であり、特に、水平方向および垂直方向の両方について物体を検知する仕組みを簡易な構造で実現することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。
【図２】ビームの指向性を説明するための図である。
【図３】ビームの指向性を説明するための図である。
【図４】実施例１における車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１における車載用レーダ装置による障害物検知について説明するための図である。
【図６】実施例１における車載用レーダ装置による障害物検知について説明するための図である。
【図７】実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御を示すフローチャートである。
【図８】実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御を示すフローチャートである。
【図９】実施例１における車載用レーダ装置のビーム軸調整を説明するための図である。
【図１０】実施例１の効果を説明するための図である。
【図１１】実施例２における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。
【図１２】ビームの指向性を説明するための図である。
【図１３】ビームの指向性を説明するための図である。
【図１４】実施例２における車載用レーダ装置によるスキャン速度の制御を示すフローチャートである。
【図１５】実施例３における車載用レーダ装置によるスキャン制御を示すフローチャートである。
【図１６】スキャン速度の制御について説明するための図である。
【図１７】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  車載用レーダ装置
１１  変調器
１２  ＶＣＯ（Voltage  Controlled  Oscillator）
１３  方向性結合器
１４  送信アンテナ
１５  受信アンテナ
１６  レンズ
１７  ミキサー
１８  Ａ／Ｄ変換器
１９  物体検出部
２０  モータ駆動回路
２１  モータ
２２  エンコーダ
２３  車両制御用ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）
２４  ブレーキ
２５  スロットル
２６  警報器
２７  ステアリングセンサ
２８  ヨーレートセンサ
２９  車速センサ
【図１】
2010002351.tif 000005
【図２】
2010002351.tif 000006
【図３】
2010002351.tif 000007
【図４】
2010002351.tif 000008
【図５】
2010002351.tif 000009
【図６】
2010002351.tif 000010
【図７】
2010002351.tif 000011
【図８】
2010002351.tif 000012
【図９】
2010002351.tif 000013
【図１０】
2010002351.tif 000014
【図１１】
2010002351.tif 000015
【図１２】
2010002351.tif 000016
【図１３】
2010002351.tif 000017
【図１４】
2010002351.tif 000018
【図１５】
2010002351.tif 000019
【図１６】
2010002351.tif 000020
【図１７】
2010002351.tif 000021