(57)【要約】【課題】  車載用レーダを車両等に搭載する際の調整の手間を減らすこと。【解決手段】  送信手段２は、例えばＦＭ等の変調をかけた送信波を作り、送信アンテナ４に供給し、送信アンテナ４よりこの送信波を発射する。バンパー６により反射した電磁波は、受信アンテナ５により受信され、受信手段３により検波される。信号処理手段１０は、その検波された受信信号を用い、障害物までの距離および障害物との相対速度を算出する。レーダ装置を搭載する車両のバンパー６は、目標とする照射ポイントを中心とし、周囲の反射率を変えたものとする。反射パワー検出手段７は、バンパー６からの反射パワーを検出し、調整手段９は、この検出されたバンパー６からの反射パワーを基に、アンテナの取付け位置および角度を調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
アンテナを通じて送信波を送信する送信手段と、
アンテナを通じて受信波を受信する受信手段と、
受信波を処理して障害物の検出処理を行う信号処理手段と、
不均一な反射率を有するように形成された反射板に対して前記送信手段が送信波を送信したときの反射パワーを検出する反射パワー検出手段と、
反射パワーとアンテナのズレ方向との対応関係もしくは反射パワーとアンテナの調整方向との対応関係を示すズレ情報を記憶したズレ情報記憶手段と、
前記反射パワー検出手段によって検出された反射パワーと前記ズレ情報に基づいてアンテナの向きを調整する調整手段とを備えたことを特徴とする、車載用レーダ装置。
【請求項２】
前記反射板が、当該車載用レーダ装置を搭載した車両のバンパーであることを特徴とする、請求項１に記載の車載用レーダ装置。
【請求項３】
前記反射板は、当該反射板上に設定された照射目標ポイントから放射状に延びた境界線によって区分される複数の領域毎に、その反射率が異なっていることを特徴とする、請求項１に記載の車載用レーダ装置。
【請求項４】
前記ズレ情報は、反射パワーとアンテナのズレ量との対応関係を示す情報をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の車載用レーダ装置。
【請求項５】
アンテナと、
アンテナを通じて送信波を送信する送信手段と、
アンテナを通じて受信波を受信する受信手段と、
受信波を処理して障害物の検出処理を行う信号処理手段と、
車両に設置された不均一な反射率を有するように形成された反射板に対して前記送信手段が送信波を送信したときの反射パワーを検出する反射パワー検出手段と、
反射パワーとアンテナのズレ方向およびズレ量との対応関係を示すズレ情報を記憶したズレ情報記憶手段と、
前記反射パワー検出手段によって検出された反射パワーと前記ズレ情報に基づいて前記信号処理手段による障害物検出処理の処理結果を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする、車載用レーダ装置。
【請求項６】
前記反射板が、当該車載用レーダ装置を搭載した車両のバンパーであることを特徴とする、請求項５に記載の車載用レーダ装置。
【請求項７】
前記バンパーは、その厚みを変えることによって、所望の反射率を有するように形成されていることを特徴とする、請求項２または請求項６に記載の車載用レーダ装置。
【請求項８】
前記バンパーは、誘電率の異なる材質を貼り付けることによって、所望の反射率を有するように形成されていることを特徴とする、請求項２または請求項６に記載の車載用レーダ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の車載用レーダ装置を搭載した車両。
【請求項１０】
車両に車載用レーダ装置を設置し、
不均一な反射率を有するように形成された反射板に対して車載用レーダ装置のアンテナから送信波を照射し、
反射板に照射された送信波の反射パワーを検出し、
反射パワーとアンテナのズレ方向との対応関係もしくは反射パワーとアンテナの調整方向との対応関係を示すズレ情報を参照して、検出された反射パワーに応じてアンテナの向きを調整することを特徴とする、車載用レーダ装置の車両搭載方法。
【請求項１１】
前記反射板が、当該車載用レーダ装置を搭載した車両のバンパーであることを特徴とする、請求項１０に記載の車両搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用レーダ装置において、取付け位置の調整もしくは取付け状態に応じた信号処理補正を行う装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載用レーダ装置として、車両にレーダ装置を搭載し前方や周囲の障害物までの距離を計測し、接触や衝突の危険がある場合には、ドライバーにブザー等で警報や警告を行い、注意喚起を行うシステムや、自動的に衝突回避動作を行うシステム・装置が考えられている。また前方を走行する車両に追従して車間距離を保持しながら自動走行する装置や渋滞時にはブレーキをかけ停車するシステムも考えられている。これらの装置では前方や周囲を走行する車両や人等の障害物までの距離を計測する必要があり、レーダ装置が必要である。このようなレーダ装置としてラジオ周波数帯の電波を利用したレーダ装置やレーザ光を利用したレーザレーダ装置の利用が考えられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような自動車用レーダ装置は主に先行車両との車間距離を測定する装置で、車両へのアンテナ取付け角度は送信波ビームが自動車の走行方向を正しく向くように設定されなければならない。従来装置では、このアンテナの取付け角度は、自動車の外部正面前方の離れた位置に電界強度測定器を設置し、その電界強度測定器に到達する電磁波の強度が最大となるように調節していた。しかし、この従来方法では製造ラインで取付け角度を少ない工数で精度よく調節することが困難であった。
【０００４】
そこで、特許文献２に記載の自動車用レーダ装置では、自動車用レーダ装置に操作により設定できる調整モードを設け、この調整モードでは自動車用レーダ装置の受信回路が反射波の受信電界強度を表示するようにしている。そして、前方に電磁波の金属板等の反射物体を約３〜５０ｍの距離に配置し、受信反射波の電界強度の表示を参照して、この強度が最大となるよう、アンテナの車体に対する取付け角度を操作により調節するようにしている。このような調整は、調整のために自動車用レーダ装置の他に別途必要となる装置は反射物体のみである。また、調節のための工具はドライバおよびスパナだけであり、この調整方法は工数が小さく一律に行うことができる。
【特許文献１】特開平０９−２３００３６号公報
【特許文献２】特許第３１８６３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、反射強度の最大となる点を求める方法は、どちらの方向に動かせばよいのかが分らず、上下、左右方向の一意の調整が困難であり、均一な精度を得ようとすると調整がシビアとなり、調整工数がかかり、コスト増の要因となる。
【０００６】
更に、上記のような従来例では、全て外部に反射板等の設置が必要であり、生産ライン上でスペースを大きく取ってしまうと言う問題がある。
【０００７】
それゆえに本発明の目的は、車載用レーダを車両等に搭載する際の調整の手間を減らすことである。また本発明の他の目的は、車載用レーダを車両等に搭載する際に必要となるスペースを減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および図番号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００９】
本発明の第１の車載用レーダ装置は、アンテナ（４、５）と、アンテナを通じて送信波を送信する送信手段（２）と、アンテナを通じて受信波を受信する受信手段（３）と、受信波を処理して障害物の検出処理を行う信号処理手段（１０）と、不均一な反射率を有するように形成された反射板（６）に対して前記送信手段が送信波を送信したときの反射パワーを検出する反射パワー検出手段（７）と、反射パワーとアンテナのズレ方向との対応関係もしくは反射パワーとアンテナの調整方向との対応関係を示すズレ情報（図４（ｂ）、図４（ｃ）、図５（ｂ）、図７（ｂ））を記憶したズレ情報記憶手段（８）と、前記反射パワー検出手段によって検出された反射パワーと前記ズレ情報に基づいてアンテナの向きを調整する調整手段（９）とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
なお、第１の車載用レーダ装置において、前記反射板が、当該車載用レーダ装置を搭載した車両のバンパー（６）であってもよい。
【００１１】
また、前記反射板は、当該反射板上に設定された照射目標ポイントから放射状に延びた境界線によって区分される複数の領域毎に、その反射率が異なっていてもよい（図４（ａ））。
【００１２】
また、前記ズレ情報は、反射パワーとアンテナのズレ量との対応関係を示す情報をさらに含んでいてもよい（図５（ｂ）、図７（ｂ））。
【００１３】
本発明の第２の車載用レーダ装置は、アンテナ（４、５）と、アンテナを通じて送信波を送信する送信手段（２）と、アンテナを通じて受信波を受信する受信手段（３）と、受信波を処理して障害物の検出処理を行う信号処理手段（１０）と、車両に設置された不均一な反射率を有するように形成された反射板（６）に対して前記送信手段が送信波を送信したときの反射パワーを検出する反射パワー検出手段（７）と、反射パワーとアンテナのズレ方向およびズレ量との対応関係を示すズレ情報（図７（ｂ））を記憶したズレ情報記憶手段（８）と、前記反射パワー検出手段によって検出された反射パワーと前記ズレ情報に基づいて前記信号処理手段による障害物検出処理の処理結果を補正する補正手段（１１）とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
なお、第２の車載用レーダ装置において、前記反射板が、当該車載用レーダ装置を搭載した車両のバンパーであってもよい。
【００１５】
また、前記バンパーは、その厚みを変えることによって、所望の反射率を有するように形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記バンパーは、誘電率の異なる材質を貼り付けることによって、所望の反射率を有するように形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上記第１の車載用レーダ装置によれば、不均一な反射率を有するように形成された反射板を用い、その反射板からの反射パワーを検知することにより、現在、目標照射ポイントに対してアンテナがどちらの方向にずれているのかをズレ情報を参照して推定することができ、アンテナの調整方向を自動で的確に決定することが可能となる。これにより、一意にアンテナの調整方向を決定できるため、最小の工数で精度良くアンテナの取付け角度を決定することができる。
【００１８】
上記第２の車載用レーダ装置によれば、不均一な反射率を有するように形成されたバンパーを用い、そのバンパーからの反射パワーを検知することにより、現在、目標照射ポイントに対してアンテナがどちらの方向にどの程度ずれているのかをズレ情報を参照して推定することができ、こうして推定したズレ方向およびズレ量に応じて、信号処理手段によって検出される障害物の位置を補正することが可能となり、障害物の検出精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の種々の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。図１において、制御手段１は、送信手段２および受信手段３を制御することによって、これらにおける信号の変調等のタイミングを制御するものである。送信手段２は、例えばＦＭ等の変調をかけた送信波を作り、送信アンテナ４を通じてこの送信波（電磁波）を発射する。電磁波の経路上に障害物が存在した場合、その障害物で反射した電磁波は、受信アンテナ５により受信され、受信手段３により検波される。なお、送信アンテナ４から発射された電磁波の大部分は、バンパー６を透過して車両の外部に放出されるが、その一部はバンパー６の内面で反射し、この反射波が受信アンテナ５により受信され、受信手段３により検波される。信号処理手段１０は、検波された受信信号を用いて、障害物の検出処理を行う（例えば、障害物までの距離や、障害物との相対速度などを算出する）。
【００２１】
上記のようなレーダ装置を搭載する車両のバンパーとしては、図２のように、目標とする照射ポイントを中心とし、周囲の反射率を種々に変えたバンパー６を利用する。
【００２２】
バンパーの反射率を変える１つの方法として、バンパーの厚みを変化させ、電磁波の放射方向に対するバンパー６の内面の傾斜を変えることによって反射率を変える方法がある。図２に、このようにして反射率を変えたバンパーの正面図および断面図を示す。図２の例では、バンパーの目標照射ポイントの上下や左右で内面の傾斜度合いが異なるようにし、反射特性が目標とする照射ポイントを中心として、全ての方向で異なるようにバンパーが加工されている。なお、バンパーの形状はバンパーの誘電率に依存する。すなわち、図２の例では断面が目標照射ポイントを中心に凹んだ形状となっているが、逆に目標照射ポイントを中心に膨らんだ形状となることもある。
【００２３】
バンパーの反射率を変える他の方法として、バンパーの形状を変えるのではなく、反射率の異なる物質を貼ることによってバンパーの反射率を変えてもよい。
【００２４】
なお、本実施形態ではバンパー６を利用して反射パワーを検出しているが、バンパー６に限らず、車両に対して固定的な位置および角度に設置された任意の反射板を、本実施形態のバンパー６と同様の用途で利用することができる。反射板は、車両からの相対位置および相対角度が固定であればよく、バンパー６のように車両に取り付けられてもよいし、車両から離れた地面や壁に取り付けられていてもよい。反射板を車両に取り付ければ、例えば走行中に何らかの拍子でアンテナの向きがずれたとしても、反射板からの反射パワーを検出してアンテナの向きを走行中に随時調整することができるという点で有利である。
【００２５】
なお、反射板としてバンパー６を用いれば、車両に本来必要となるバンパーを反射板として利用するので反射板を別途用意する必要がなく、またバンパーは本来的に車両に対して固定的な位置および角度で設置されるため、車両と反射板との相対位置および相対角度を正確に位置決めする必要がないという点で特に有利である。
【００２６】
反射パワー検出手段７は、バンパー６からの反射パワーを検出し、検出された反射パワーを調整手段９に供給する。調整手段９は、この反射パワーを基に、目標照射ポイントに対するアンテナ（送信アンテナ４および受信アンテナ５）のズレ方向（すなわち目標照射ポイントに対する現在の照射ポイントのズレ方向）を、ズレ情報記憶手段８に記憶されているズレ情報（後述）を参照して検知し、検知されたズレ方向を基に、アンテナの取付け角度を調整する。
【００２７】
次に、ズレ情報記憶手段８に記憶されているズレ情報について説明する。
【００２８】
ズレ情報は、図３に示すように、目標照射ポイントからアンテナの向きを種々にズラしたときの反射パワーの変化を事前に計測することによって生成される。例えば、図４（ａ）のように目標照射ポイントの上下左右の各領域の反射率がそれぞれＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄであるようなバンパー６を用いて上記の計測をした結果、上下左右の各領域に電磁波を照射したときに検出された反射パワーがそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄだったとすると、その結果から図４（ｂ）に示すようなズレ情報を生成してズレ情報記憶手段８に格納しておく。なお、図４（ｂ）の例では反射パワーとアンテナのズレ方向との対応関係を規定しているが、図４（ｃ）のように反射パワーとアンテナの調整方向との対応関係を規定したズレ情報を用いてもよい。
【００２９】
次に、調整手段９の詳細な動作を説明する。
【００３０】
調整手段９は、反射パワー検出手段７から通知される反射パワーと前述のズレ情報とに基づいてアンテナの調整方向を判断し、アンテナを調整する。例えば、ズレ情報記憶手段８に記憶されているズレ情報が図４（ｂ）のズレ情報であって、反射パワー検出手段７から通知される反射パワーがＰｂであった場合には、図４（ｂ）のズレ情報からアンテナ（より正確にはアンテナの照射ポイント）が目標照射ポイントに対して左方向にずれていることが分かるので、アンテナの向きを右方向に所定量（微少量が好ましい）だけ傾ける。そして、再び反射パワー検出手段７から通知される反射パワーを確認し、反射パワーがＰａに変化していればアンテナを下方向に所定量だけ傾け、反射パワーがＰｂのままであればアンテナをさらに右方向に傾け、反射パワーがＰｄに変化していればアンテナを上方向に所定量だけ傾ける。以下、同様の処理（すなわち反射パワーに応じてアンテナを所定量だけ傾ける処理）を繰り返すことで、アンテナの向きが最終的に目標照射ポイントに向くことになる。
【００３１】
なお、上記の例では、アンテナの向きを反射パワーとズレ情報に基づいて所定方向に所定量ずつ傾ける処理を繰り返してアンテナの向きを調整しているが、図５に示すように、ズレ情報にズレ量の情報を含めることによって、より迅速にアンテナの向きが目標照射ポイントに向くように調整することが可能となる。
【００３２】
図５を参照して具体的に説明すると、まずバンパー６を、目標照射ポイントを中心として図５（ａ）のように区分した領域毎に異なる反射率（Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｐ）となるように加工しておき、このバンパー６に基づいて図５（ｂ）のようなズレ情報を作成しておく。ここで、反射率Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｐに対応する領域にアンテナから電磁波を照射したときの反射パワーはそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、・・・、Ｐｐであったとする。図５（ａ）に示すように、目標照射ポイントに隣接する各領域の１辺の長さを仮にｋとすると、反射パワーＰａに対応する領域（反射率Ｒａの領域）は、目標照射ポイントに対して右上方向に３ｋ×２＾（１／２）（記号＾は累乗を示す）だけその中心がずれているので、そのズレ量をズレ情報に記録しておく。反射パワーＰｂ、Ｐｃ、・・・、Ｐｐについても同様である。
【００３３】
調整手段９は、反射パワー検出手段７によって検出される反射パワーと、図５（ｂ）のズレ情報に基づいて、反射パワーに応じた調整方向およびズレ量を考慮して、アンテナの向きを調整する。例えば、反射パワーがＲｂであった場合には、アンテナの向きを下方向に３ｋだけ傾ける。この調整により、アンテナの照射ポイントが、目標照射ポイントもしくは反射率がＲｅ〜Ｒｌのいずれかの領域に移動する。ここで、アンテナの照射ポイントが反射率Ｒｇの領域に移動したとすると、次に調整手段９は、ズレ情報の反射パワーＰｇに対応する調整方向およびズレ量を参照して、アンテナの向きを再度傾ける。この結果、アンテナの向きは目標照射ポイントに向くことになる。このように、図５の例では最大でも２回の調整ステップを実行するだけで必ずアンテナの向きを目標照射ポイントに向けることができる。
【００３４】
このように、ズレ情報にズレ量の情報も含めておくことにより、より迅速にアンテナの向きが目標照射ポイントに向くように調整することが可能となる。なお、図５（ａ）に示した領域の分割例は単なる一例に過ぎず、領域の数および各領域の大きさや形は任意である。また、図４（ａ）や図５（ａ）のようにバンパー６の反射率を不連続に変化させるのではなく、バンパー６の反射率を連続的に変化させるようにしてもよい。また、ズレ情報に含まれるズレ方向やズレ量は、アンテナを中心とした角度で表現してもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。図２において、図１と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３６】
本実施形態が第１の実施形態と大きく異なる点は、調整手段９の代わりに補正手段１１が設けられている点である。簡単に説明すると、前述の調整手段９は、例えばアンテナの向きが何らかの拍子に目標照射ポイントからずれた場合に、アンテナの向きを正しい向きに調整するものであったが、本実施形態の補正手段１１は、同様の場合において、アンテナの向きを正しい向きに調整するのではなく、アンテナの向きがずれたことによって信号処理手段１０の障害物検出処理の処理結果に生じる誤差を打ち消すように、その処理結果を補正するものである。
【００３７】
より具体的に説明すると、バンパー６としては、例えば図７（ａ）に示すように目標照射ポイントの周辺領域の反射率が変化するように加工したものを利用し、ズレ情報としては、図７（ａ）のバンパー６を利用した事前測定によって、例えば図７（ｂ）に示すように、反射パワーとアンテナのズレ方向・ズレ量との対応関係を示したものを作成してズレ情報記憶手段８に記憶しておく。補正手段１１は、反射パワー検出手段７からの反射パワーおよびズレ情報に基づいて、アンテナのズレ方向およびズレ量を推定する。そして、これらの推定されたズレ方向およびズレ量を用いて、信号処理手段１０によって行われる障害物検出処理の処理結果（例えば、障害物の位置や、障害物までの距離や、障害物との相対速度）を補正する。
【００３８】
以上のように、第２の実施形態によれば、アンテナの向きを調整する手段を特に設けることなしに、より精度の高い障害物検出処理が可能となる。
【００３９】
なお、以上の説明では、ズレ情報は、図３に示すように、目標照射ポイントからアンテナの向きを種々にズラしたときの反射パワーの変化を事前に計測することによって生成されると説明したが、さらに、アンテナとバンパー６との距離を種々にズラしたときの反射パワーの変化も計測して、反射パワーとアンテナ−バンパー間の距離との対応関係をズレ情報に含め、これを利用してアンテナの前後位置の調整を行ったり、障害物検出処理の処理結果を補正したりするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の車載用レーダ装置は、例えば、自動車における障害物検出システムや車間距離の自動調節システムの用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図
【図２】バンパー６の正面図および断面図
【図３】ズレ情報を作成する際の反射パワーの測定方法を示す図
【図４】バンパー６の反射率およびズレ情報の一例を示す図
【図５】バンパー６の反射率およびズレ情報の他の一例を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図
【図７】バンパー６の反射率およびズレ情報の他の一例を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１  制御手段
２  送信手段
３  受信手段
４  送信アンテナ
５  受信アンテナ
６  バンパー
７  反射パワー検出手段
８  ズレ情報記憶手段
９  調整手段
１０  信号処理手段
１１  補正手段
【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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