(57)【要約】【課題】  被検出物体１８，１９との間の距離を検出するために放射するビームを、鉛直軸線６まわりにほぼ水平面内で、予め定める軸線７の左右両側にわたって走査偏向し、前記予め定める軸線７と、車両の直線走行の軸線２１との軸ずれ角θを正確に検出する。【解決手段】  車両１３にレーダ手段２５を装着し、駆動手段５によってレーダ手段２５からのビームが走査するように角変位駆動し、反射ビームを受信する。車両１３が直線道路の左走行レーン１６を走行中、左方の路側に設けられた直線状ガードレール１８を、前記予め定める軸線７の左側方で、走査角度φが異なる複数回、検出し、これらの複数の各検出位置を結ぶ仮想直線ｙＬａ，ｙＲａを演算して求め、その傾きｋに対応する軸ずれ角θを演算して求める。【選択図】      図１
2008261887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられ、前方に向けてビームを放射し、被検出物体による反射ビームを受信して、被検出物体との間の距離を検出するレーダ手段と、
レーダ手段を縦の角変位軸線まわりに、予め定める角変位範囲８内で、かつ、その角変位範囲内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側にわたって、角変位駆動する駆動手段と、
レーダ手段の駆動手段による角度を検出する角度検出手段とを含み、
レーダ手段は、角変位範囲内の前記両側で、距離をそれぞれ検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
左右の同一距離に対応する角度検出手段による検出角度φＬ，φＲの差θｓを演算する角度差演算手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【請求項２】
車両に設けられ、前方に向けてビームを放射し、被検出物体による反射ビームを受信して、被検出物体との間の距離を、縦の角変位軸線まわりで、予め定める角変位範囲８内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側でそれぞれ検出するレーダ装置の軸ずれ検出方法において、
レーダ装置を縦の角変位軸線まわりに、予め定める角変位範囲８内で、かつ、その角変位範囲内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側にわたって、角変位駆動し、
レーダ装置の角変位駆動による角度φを検出し、
角度を検出することによって得られる左右の同一距離に対応する検出角度φＬ，φＲの差θｓを演算することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置に関し、特に、たとえば自動車などの車両に搭載され、ミリ波帯の高周波信号ビームまたはレーザビームなどのビームを、ほぼ水平面内で、ほぼ鉛直な縦の軸線まわりに角変位して走査し、被検出物体までの距離を計測する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようないわば走査形の車両用レーザ装置では、車両の直線走行方向の軸線に関して、ビームを走査する角度φが正確に検出されていなければならない。さもなければ、計測した距離とビームの走査の中心である前記縦の軸線まわりの角度φとに対応した被検出物体の位置を正確に検出することができない。したがって、車両の直線走行方向の軸線に関するビーム角度φを正確に検出することができなくなった軸ずれの状態では、被検出物体の位置の誤検出が生じる。したがって軸ずれが生じないように補正または調整する必要がある。レーダ装置が車両に装着された状態において、振動によって、または経年変化などによって、レーダ装置の車両への装着状態が変化し、軸ずれを生じるおそれがある。
【０００３】
従来から、このような軸ずれの検出を、常時、特に車両の走行中においても、容易に行うことができる構成は、提案されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、車両の直線走行方向の軸線に関して、走査されるビームの角度φの軸ずれを、車両の走行中においても、容易に検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明（１）は、車両に設けられ、前方に向けてビームを放射し、被検出物体による反射ビームを受信して、被検出物体との間の距離を検出するレーダ手段と、
レーダ手段を縦の角変位軸線まわりに、予め定める角変位範囲８内で、かつ、その角変位範囲内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側にわたって、角変位駆動する駆動手段と、
レーダ手段の駆動手段による角度を検出する角度検出手段とを含み、
レーダ手段は、角変位範囲内の前記両側で、距離をそれぞれ検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
左右の同一距離に対応する角度検出手段による検出角度φＬ，φＲの差θｓを演算する角度差演算手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置である。
【０００６】
また本発明（２）は、車両に設けられ、前方に向けてビームを放射し、被検出物体による反射ビームを受信して、被検出物体との間の距離を、縦の角変位軸線まわりで、予め定める角変位範囲８内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側でそれぞれ検出するレーダ装置の軸ずれ検出方法において、
レーダ装置を縦の角変位軸線まわりに、予め定める角変位範囲８内で、かつ、その角変位範囲内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも両側にわたって、角変位駆動し、
レーダ装置の角変位駆動による角度φを検出し、
角度を検出することによって得られる左右の同一距離に対応する検出角度φＬ，φＲの差θｓを演算することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出方法である。
【０００７】
本発明（１），（２）に従えば、図１１〜図１３に関連して後述されるように、車両に設けられるレーダ手段を、たとえば鉛直である縦の軸線６まわりに角変位してビームをたとえば水平面内で走査偏向し、その走査が行われる角変位範囲内で、ビーム放射方向の予め定める軸線７に関して左右両側で少なくとも１回、たとえば複数回、被検出物体との間の距離をそれぞれ検出する。左右の同一距離に対応した角度φＬ，φＲの差θｓを角度差演算手段によって演算して求める。これによって軸ずれ角θ（＝θｓ／２）を検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明（１），（２）によれば、ビーム放射方向の予め定める軸線７に関して左右両側で少なくとも１回、すなわち左側少なくとも１回および右側で少なくとも１回、被検出物体との間の距離を検出し、その距離に対応する角度検出手段の出力によって表される角度を求め、こうして左右の同一距離に対応した角度φＬ，φＲの差θｓを演算して求めることによって、軸ずれ角θを検出することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示すブロック図である。走査形ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）レーダ装置１のセンサ装置２は、自動車などの車両に搭載され、送信アンテナ３によって車両の前方にミリ波帯の高周波信号のビームまたはレーザビームなどのビームが、放射される。被検出物体による反射ビームは、受信アンテナ４によって受信される。このセンサ装置２は、駆動手段５に連結される。
【００１０】
図２は、センサ装置２，駆動手段５、およびその付近の構成を示す簡略化した斜視図である。センサ装置２では、ほぼ鉛直の縦の角変位軸線６まわりに、ビーム放射方向の予め定める軸線７の左右の少なくとも一方側（この実施の形態では左右両側）にわたって、最大角度φａＬ，φａＲの角変位範囲内で角変位駆動する。たとえばφａＬ＝φａＲ＝５度であってもよい。この予め定める軸線７に関する左右の最大角度φａＬ，φａＲにわたる角変位範囲は、参照符８で示される。センサ装置２の駆動手段５による前記角変位範囲８内の前記軸線７に関する角度φｉは、角度検出手段１１によって検出される。この角度検出手段１１は、たとえばポテンシオメータなどによって実現されてもよい。角変位範囲８は、縦の軸線６に垂直なほぼ水平面内に存在する。
【００１１】
センサ装置２と駆動手段５と角度検出手段１１などとは、一体的に、調整手段１２を介して車両の車体に取付けられる。調整手段１２は、電気信号によって、センサ装置２と駆動手段５と角度検出手段１１などとの車両に取付ける姿勢を調整することができ、たとえば水平面内で角変位して調整する。調整手段１２は、作業者の手動によって取付け姿勢が変化して調整されるように構成されてもよい。
【００１２】
図３は、自動車である車両１３が直線道路１４を走行している状態を示す平面図である。道路１４は、白線などの中央線１５の左右に走行レーン１６，１７を有する。各走行レーン１６，１７に沿って、路側には静止物体である水平に延びるガードレール１８，１９が設置される。センサ装置２が軸ずれを生じていない状態における角変位範囲は、参照符８ａで示され、右方に軸ずれを生じている状態は参照符８ｂで示される。
【００１３】
軸ずれというのは、角変位範囲８内のビーム放射方向の前記予め定める軸線７が、車両１３の直線走行方向の軸線２１と成す軸ずれ角θが零でない状態をいう。すなわち角度検出手段１１が、たとえばポテンシオメータによって実現される構成において、検出角度φに対応する出力電圧が１次直線で表されるとき、ビーム放射方向の前記軸線７の角度に対応する電圧Ｖ７と、車両１３の前記軸線２１に対応する電圧Ｖ２１とが一致しないとき、その電圧の差ΔＶ（＝Ｖ７−Ｖ２１）に対応する軸ずれ角θが発生していることになる。したがって角度検出手段１１の出力電圧Ｖを、（Ｖ＋ΔＶ）に演算し直して補正することによって、角度検出手段１１の出力からビームの放射されている実際の角度φを正確に検出することができるようになる。このような軸ずれが生じている状態では、車両１３の前方に存在する他の車両およびガードレール１８，１９などの距離および角度検出手段１１による角度によって演算される車両１３との相対的な検出位置を正確に得ることができなくなる。本発明では、この軸ずれ角θを正確に自動的に検出することができるようになり、この軸ずれ角θが零となるように、角度検出手段１１による検出角度φが補正され、または調整手段１２が動作する。たとえば前記軸線７に対応する角度検出手段１１の検出角度φが、車両１３の前記軸線２１に関して、誤差である右に正または左に負の軸ずれ角θを生じているとき、角度検出手段１１によって検出される角度φを、（φ＋θ）に補正する。
【００１４】
センサ装置２からライン２３に導出される出力は、マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路２４に与えられ、これによってＦＭ−ＣＷレーダ方式によって、距離と相対速度とが計測される。センサ装置２と処理回路２４とは、レーダ手段２５を構成する。
【００１５】
図４は、図１に示されるレーダ手段２５によって被検出物体との間の距離を求める動作を説明するための波形図である。図５は、図１に示されるレーダ手段２５によって被検出物体との相対速度を求める動作を説明するための波形図である。これらの図面を参照して、レーダ手段２５のセンサ装置２において、変調信号発生器２７は、たとえば７５０Ｈｚの周波数を有する三角波を発生し、発振器２８が出力するミリ波帯の高周波である搬送波信号を、周波数変調（略称ＦＭ）され、その結果得られるＦＭ変調された送信信号３４は、送信アンテナ３から被検出物体に向けて放射される。被検出物体による反射ビームの受信波３５は、受信アンテナ４によって受信され、混合器２９に与えられる。この混合器２９にはまた、発振器２８からの高周波信号が方向性結合器３１を経て、与えられる。混合器２９からのビート周波数ｆｂを有するビート信号は、増幅器３２によって増幅され、前述のライン２３を介して処理回路２４に与えられる。受信アンテナ４によって受信される被検出物体からの反射ビームの受信アンテナ４による受信波３５は、センサ装置２と被検出物体との間の距離に対応する距離周波数ｆｒが変化し、また図５に示されるように被検出物体との相対速度に対応する速度周波数ｆｄが変化する。混合器２９から導出されるビート信号のビート周波数ｆｂは、式１で示される。
ｆｂ ＝ ｆｒ±ｆｄ                                              …（１）
【００１６】
変調信号発生回路２７からの変調信号の変調幅をΔΩとし、変調波周期をＴとし、ｃを光速とし、Ｒをセンサ装置２と被検出物体との間の距離とし、ｖを被検出物体との相対速度とし、ｆ０を、搬送波を発生する発振器２８の送信中心周波数とするとき、式２および式３が成立する。
ｆｒ ＝ ４・ΔΩ・Ｔ・Ｒ／ｃ                                    …（２）
ｆｄ ＝ ２・ｆ０・ｖ／ｃ                                        …（３）
【００１７】
したがって、ＦＭ−ＣＷレーダ方式において、処理回路２４は、式２および式３に基づき、周波数ｆｒ，ｆｄを求めることによって、距離Ｒおよび相対速度ｖを演算して計測する。
【００１８】
処理回路２４にはまた、角度検出手段１１からの出力が与えられ、さらにヨーレートセンサ３６と加速度センサ３７の出力が与えられる。処理回路２４による演算結果は、陰極線管または液晶などの表示手段３８に表示される。処理回路２４には、メモリ３９，４０が接続される。メモリ３９は、書込み可能な不揮発性メモリであって、たとえばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read only Memory）などによって実現することができる。メモリ４０は、たと
えばランダムアクセスメモリによって実現される。
【００１９】
図６は、レーダ手段２５のセンサ装置２が軸ずれを生じていないときにおける表示手段３８による表示状態を示す図である。センサ装置２によるビーム放射方向の前記予め定める軸線７は、車両１３の直線走行方向の軸線２１に、一致し、または平行である。車両１３が前述の図３に示されるように左走行レーン１６を直線走行中、ビームが角変位範囲８ａの前記軸線７ａに関して一方側、すなわち左側で、複数回、距離Ｒｉを検出し、またこのとき、角度検出手段１１によって前記軸線７ａに関する角度φｉが検出され、こうして左ガードレール１８の各検出位置４１の座標（Ｒｉ，φｉ）が得られる。このような複数の検出位置４１のうち、たとえば最小二乗法の手法によって、角度検出手段１１による同一角度φの計測距離Ｒのうち最小値である検出位置４２を結ぶ仮想直線ｙＬａを演算して求める。この仮想直線ｙＬａは、車両１３の軸線２１をｘ軸とし、そのｘ軸に直交する車両１３の左右幅方向をｙ軸とする２次元平面内で得られる。この走行中、または車両１３が右走行レーン１７を前述と同一方向に直線走行中、右ガードレール１９が前述と同様にして検出されるとき、その検出位置４３が得られ、それらの検出位置４３のうち、各角度の最小の検出位置４４を結ぶ仮想直線ｙＲａを得ることもまた、可能である。図６では、仮想直線ｙＬａ，ｙＲａは、ｘ軸に平行であり、その傾きｋ（後述の式４を参照）は、零であり、軸ずれ角θ＝０である。
【００２０】
本件明細書の説明における参照符に含まれる添え字ａ，ｂ，Ｌは、省略されて総括的に示すことがある。
【００２１】
図７は、レーダ手段２５のセンサ装置２によるビーム放射方向の前記軸線７ｂが、車両１３の軸線２１に関して軸ずれを生じたときにおける表示手段３８の表示状態を示す図である。ビーム放射方向の軸線７ｂは、図７において車両１３の軸線２１に関して右方に、零でない軸ずれ角θだけずれている。車両１３が図３の左走行レーン１６を直線走行中、左ガードレール１８の検出位置４５が得られ、これによって角度検出手段１１によって検出される複数の各角度毎の最小の計測距離の検出位置４６を結ぶ仮想直線ｙＬｂが、前述と同様にたとえば最小二乗法の手法によって得られる。これによって前述と同様な２次元画面において、軸ずれ角θを得ることができる。また同様に右走行レーン１７の右ガードレール１９の検出位置４７のうち最小距離の検出位置４８から、仮想直線ｙＲｂが得られ、軸ずれ角θが得られる。
【００２２】
処理回路２４によって得られる図６の仮想直線ｙＬａ，ｙＲａと、図７の仮想直線ｙＬｂ，ｙＲｂとを、総括的に参照符ｙで表すとき、その１次直線の式は、次のように表される。
ｙ ＝ ｋｘ＋ｒ                                                …（４）
【００２３】
この仮想直線ｙの傾きｋは、軸ずれ角θに対応する。
θ ＝ tan-1ｋ                                                 …（５）
【００２４】
処理回路２４は、センサ装置２および角度検出手段１１の各出力に応答して、図６および図７に関連して前述したように、車両１３の軸線２１であるｘ軸と、そのｘ軸に直交する車両１３の左右方向のｙ軸とから成る２次元平面内で、ビーム放射方向の前記軸線７に関して少なくとも一方側、たとえば左方にわたる角変位範囲θａＬ内で、複数回、距離を検出し、角度検出手段１１によって検出される検出角度φｉが相互に異なる複数の検出位置４２，４６を結ぶ仮想直線ｙＬａ，ｙＬｂを演算し、その傾きｋによって、軸ずれ角θを演算して求めることができる。右ガードレール１９が検出されるときにもまた、同様にして仮想直線ｙＲａ，ｙＲｂが前述のように得られ、このときにもまた、軸ずれ角θを演算して求めることができる。
【００２５】
図８は、処理回路２４による軸ずれ角θを演算する具体的な動作を説明するためのフローチャートである。ステップｕ１からステップｕ２に移り、図１に示される電源スイッチ５１が投入されたことが処理回路２４によって判断されると、ステップｕ３では、書込み可能な不揮発性メモリ３９から、予めストアされている軸ずれ角θを読出す。ステップｕ４では、この読出された軸ずれ角θに対応する電気信号が処理回路２４から調整手段１２に与えられ、軸ずれ角θが零となるように、センサ装置２、駆動手段５および角度検出手段１１が、角変位調整される。実施の他の形態では、メモリ３９から読出された軸ずれ角θを用いて、角度検出手段１１による検出角度φを補正するようにしてもよい。メモリ３９には、後述のステップｕ１４に関連して説明されるように、電源スイッチ３１の遮断直前に検出された最後の軸ずれ角θがストアされる。電源スイッチ５１は、車両１３の内燃機関のための点火回路の電源５２に関連して設けられたアクセサリスイッチであってもよい。
【００２６】
ステップｕ５では、ヨーレートセンサ３６の出力によって車両１３が直線走行しているかどうかを判断する。直線走行しているとき、次のステップｕ６に移る。ステップｕ６では、車速センサ５３によって検出される車両１３の走行速度ｖ１が、予め定める値ｖ１０以上であるか（ｖ１≧ｖ１０）が判断される。この予め定める値ｖ１０は、たとえば６０ｋｍ／ｈであってもよい。こうして車両１３が予め定める値ｖ１０以上の速度で走行中に、軸ずれ角θが検出される。これによって車両１３の軸線２１と、センサ装置２によるビームの角変位範囲８内における前記予め定める軸線７とを、実際の走行中に正確に一致することができ、軸ずれ角θを確実に零とすることができるようになる。
【００２７】
ステップｕ７では、タイマＷ１を零とし、次のステップｕ８では、センサ装置２の働きによって被検出物体までの距離Ｒｉを演算して求める。ステップｕ９ではこの距離Ｒｉが得られるときにおける角度検出手段１１によって検出される角度φｉが得られる。ステップｕ１０では、タイマＷ１を時間ΔＷ１だけインクリメントする。タイマＷ１の計測時間を同一の参照符で表すとき、ステップｕ１１では、タイマＷ１の時間が予め定める時間Ｗ１０以上であるか（Ｗ１≧Ｗ１０）が判断される。Ｗ１０は、たとえば６秒などであってもよく。距離Ｒｉと角度θｉとの計測サンプリング時間間隔ΔＷ１は、たとえば６ｍｓｅｃであってもよい。こうして得られた距離Ｒｉと角度θｉとによって、前述の２次元平面内で、ｕ１２では、仮想直線ｙが前述の式４から、たとえば２分毎に求められる。ステップｕ１３では、仮想直線ｙの傾きｋから、前述の式５によって軸ずれ角θが得られる。こうして得られた軸ずれ角θは、ステップｕ１４によってメモリ３９に書込まれる。ステップｕ１５では調整手段１２が動作され、前述のステップｕ１３で得られた軸ずれ角θが零となるように、制御される。
【００２８】
ステップｕ１６では、加速度センサ３７によって検出される車両１３の走行方向に沿う加速度ａ１に応答し、その検出された加速度ａ１が、予め定める値ａ１０以上であるか（ａ１≧ａ１０）を判断し、加速度が大きいとき、軸ずれが生じている可能性が大きく、そのような加速度が大きいとき、再びステップａ８に戻る。本発明の実施の他の形態では、ステップｕ７〜ステップｕ１５を、常時連続して繰返し行うように構成してもよい。
【００２９】
車両１３が前述のステップｕ５において直線走行状態であるかどうかは、上述の実施の形態では車両１３の鉛直軸線まわりの旋回を検出するヨーレートセンサ３６の出力によって行われたけれども、本発明の実施の他の形態では、（１）車両１３の運転者が走査する操舵輪の角度または操舵角をセンサによって検出するようにしてもよく、または（２）車両１３に搭載されて前方の景色を撮像するテレビカメラを備え、撮像された画像を処理して直線走行を検出する構成としてもよく、さらにまた（３）車両１３の走行位置を検出するＧＰＳ（Global Positionning System）装置によって道路地図データと対応し、直線走行を検出する構成であってもよく、（４）そのほかの構成によって直線走行を検出するようにしてもよい。
【００３０】
図９は、本件発明者による実験結果を示す図である。図９の実験結果は、前述の図７に対応する。本件発明者は図１〜図８に示される前述の実施例によって、同一走行方向の左右各１車線の道路１４の左走行レーン１６を直線走行することによって、図９に示される黒点で表される検出位置を得ることができた。図９において仮想直線ｙＬｂ１を、最小二乗法によって得ることができ、その傾きｋに対応した軸ずれ角θ１を求めることができた。図９では、この軸ずれ角θ１は、たとえば０．１度未満であって比較的小さい値であり、調整手段１２によって軸ずれのための補正動作を行わなくてもよい。軸ずれ調整を調整手段１２によって行うかどうかの判断は、仮想直線ｙＬｂ１が、車両１３の直線走行時の軸線２１であるｘ軸上の予め定める位置ｘ１以上（図９の位置ｘ１よりも上方）で交差するかどうかの判断を行うことによって達成することができ、仮想直線ｙＬｂ１が、ｘ軸と前記位置ｘ１以上で交差するとき、軸ずれ角θ１が、小さい値であって、調整手段１２による軸ずれ補正を行う必要がないものと判断することができる。仮想直線ｙＬｂ１が、Ｘ軸と位置ｘ１未満（図９の下方）でＸ軸と交差するとき、軸ずれ角θ１が大きく、したがって調整手段１２による調整動作が必要なものと判断し、調整動作を行うように構成することができる。
【００３１】
図９において仮想直線ｙＬｂ１を演算して求めるにあたり、その演算処理量をできるだけ小さくするために、図９に示される２次元平面内で、前記位置ｘ１を含む領域５５を設定し、この領域５５内に存在する検出位置のみを用いて仮想直線ｙＬｂ１の演算を行うようにしてもよい。これによって処理回路２４による演算処理量をできるだけ少なくし、仮想直線ｙＬｂ１を迅速に求めることができる。
【００３２】
図１０は、本件発明者による他の実験結果を示す図である。演算によって得られた仮想直線ｙＬｂ２は、車両１３の軸線２１であるｘ軸と、位置ｘ１未満の範囲で交差し、したがってその軸ずれ角θ２が比較的大きく、調整手段１２による軸ずれ調整動作が行われる。そのほかの実験の条件は、前述の図９に関連して述べた実験と同様である。軸ずれ角θ２は、図１０の実験では、２度である。
【００３３】
図１１は、本発明の実施の他の形態における直線道路５６を車両１３が直線走行している状態を示す簡略化した平面図である。車両１３が走行している走行レーン５７の左右両側に、走行レーン５８，５９が存在し、したがってこの道路では、同一走行方向に、少なくとも合計３車線以上存在する。走行レーン５８，５９には、車両６１，６２が同一方向に走行している。車両１３には、前述の図１〜図１０に関連して述べた実施の形態における車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置が搭載されている。この実施の形態では、車両１３が走行レーン５７を直線走行しているとき、左右の走行レーン５８，５９を走行する他の車両６１，６２を検出することによって、軸ずれ角θを検出することができる。このような左右の走行レーン５８，５９を走行している車両６１，６２は、車両１３とはその走行速度が異なり、したがって複数回にわたって、車両１３に搭載されたレーダ装置を用いて車両６１，６２を検出して、前述の実施の形態における、左右のガードレール１８，１９と同様な被検出物体として扱い、軸ずれ角θを演算して求めることができる。この実施の形態は、前述の実施の形態と類似する構成を有し、同一の参照符を用いて説明する。
【００３４】
図１２は、図１１に示される本発明の実施の形態において、処理回路２４の演算結果が表示手段２８の２次元表示画面に表示された状態を示す図である。センサ装置２と角度検出手段１１との出力によって処理回路２４は、被検出物体である車両６１，６２までの距離Ｒと、角度検出手段１１による検出角度φとの関係を示す図である。道路５６の車両１３が直線走行している走行レーン５７に関して左方の走行レーン５８を走行する車両６１を検出することによって、ライン６４が得られ、また右方のレーン５９を走行する車両６２を検出することによってライン６５が得られる。各レーン５８，５９には、予め定める時間、たとえば２０分間に、複数の車両６１，６２が走行し、車両１３の速度と車両６１の速度とは前述のようになっている。車両１３に搭載されている軸ずれ検出装置における処理回路２４が、レーン５８，５９を走行中の時間経過に伴って異なる車両６１，６２を前記予め定める時間中検出することによって、図１２に示される各ライン６４，６５の実験結果が得られる。各ライン６４，６５は、予め定める距離Ｒ１において角度Ｌ，φＲの差θｓ（＝φＬ−φＲ）が存在する。この角度差θｓは、前述の軸ずれ角θに対応する（θ＝θｓ／２）。
【００３５】
図１３は、図１１および図１２に示される実施の形態における処理回路２４の一部の動作を説明するためのフローチャートである。この図１３のステップｈ１〜ステップｈ４は、図８のステップｕ８〜ステップｕ１３に代えて、実行される。ステップｈ１では、車両１３の前方に、前述の実施の形態と同様に、ビームを放射操作し、その反射ビームを受信することによって、車両１３の走行しているレーン５７の両側の各レーン５８，５９を走行している各車両６１，６２までの距離ＲｉＬ，ＲｉＲを演算して求める。ステップｈ２では、これらの各距離ＲｉＬ，ＲｉＲが得られるときにおける角度検出手段１１によって検出された角度φｉＬ，φｉＲをそれぞれ求める。こうして得られた左右の各距離と角度との複数の組合せデータ（ＲｉＬ，φｉＬ）、（ＲｉＲ，φｉＲ）を、予め定める時間Ｗ１０にわたってメモリ４０にストアする。こうして前述の図１２に示される距離Ｒと角度φとに対応するライン６４，６５が得られる。
【００３６】
ステップｈ３では、予め定める同一の距離Ｒ１における角度φｉＬ，φｉＲの角度差θｓ（＝φｉＬ−φｉＲ）を演算して求める。これによって軸ずれ角θを演算する。ステップｈ４では、タイマＷ１の時間が、予め定める時間Ｗ１０以上になったか（Ｗ１≧Ｗ１０）が判断され、そうであれば図８のステップｕ１４以下の動作が実行される。本発明の実施の他の形態では、車両１３が走行する走行レーン５８，５９のいずれか少なくとも一方では、車両６１，６２が、車両１３とは逆方向に走行していてもよい。さらにまた車両１３は停止したままであってもよい。
【００３７】
本発明の実施の他の形態では、検出された軸ずれ角θが予め定める値θ１１以上であるとき、軸ずれ検出装置の動作を休止する。この値θ１１は、たとえば２度以上の値であってもよい。作業者は、軸ずれ角θが異常に大きくなった原因を究明し、修理を行う。
【００３８】
センサ装置２からライン２３を介して処理回路２４に与えられる被検出物体の反射ビームに対応する信号について、処理回路２４によってその信号の最大受信レベルの周波数に対応した距離および相対速度を演算するようにしてもよく、またはその受信レベルをレベル弁別し、受信レベルが予め定める値以上であるときにおける信号周波数を演算するようにしてもよい。
【００３９】
本発明は、前述のＦＭ−ＣＷレーダ方式だけでなく、そのほかの構成を有するレーダ方式を採用して、非検出物体との距離を計測するレーダ手段に関連して、広範囲に実施することができる。
【００４０】
レーダ手段から放射されるビームを角変位して走査するために、レーダ手段を機械的構成によって角変位する構成としてもよく、またはレーダ手段の送信アンテナおよび受信アンテナだけを機械的に角変位する構成であってもよく、さらに送信波および受信波の角度を電気的手法によって角変位してもよく、たとえば送信アンテナおよび受信アンテナとしてフェイズドアレイアンテナを用い、このフェイズドアレイアンテナの各アンテナ素子から放射される電磁波のビームの位相差を変化する構成としてもよい。
【００４１】
本発明は、以下の実施の形態が可能である。
（１）車両に設けられ、前方に向けてビームを放射し、被検出物体による反射ビームを受信して、被検出物体との間の距離を検出するレーダ手段と、
レーダ手段を縦の角変位軸線まわりに、予め定める角変位範囲８内で、かつ、その角変位範囲内のビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも一方側にわたって、角変位駆動する駆動手段と、
レーダ手段の駆動手段による角度φを検出する角度検出手段とを含み、
レーダ手段は、角変位範囲内の前記少なくとも一方側で複数回、距離を検出する車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置において、
レーダ手段と角度検出手段との各出力に応答し、前記予め定める軸線の少なくとも一方の側で、被検出物体の検出角度φが相互に異なる複数の各検出位置を結ぶ仮想直線が車両の直線走行方向の軸線と成す軸ずれ角θを演算する軸ずれ角演算手段を含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００４２】
図１〜図９に関連して後述されるように、自動車などの車両の車体にレーダ手段が設けられ、このレーダ手段は、ミリ波帯などの高周波信号ビーム、またはレーザビームなどのビームを車両の前方に向けて放射し、被検出物体、たとえば車両の走行方向前方を走行している車両および道路の路側に設置されたガードレールなどによる反射ビームを受信し、これによって被検出物体との間の距離を検出する。レーダ手段は、駆動手段によって、たとえば鉛直の縦の角変位軸線６まわりに予め定める角変位範囲φａＬ，φａＲ内で、ビーム放射方向の予め定める軸線７の少なくとも一方側、たとえば左側または右側にわたって、角変位駆動し、こうしてビームをたとえばほぼ水平面内で走査して偏向することができる。レーダ手段の駆動手段による角度は、角度検出手段によって検出される。レーダ手段は、角変位範囲内の少なくとも一方側で複数回、距離を検出する。
【００４３】
こうして車両が直線状の道路を走行し、その道路の側方にガードレールが道路に沿って直線状に設置されている状態で、レーダ手段は、ビームの走査位置に、前記一方側で、被検出物体であるガードレールまでの距離を、複数回検出することができる。そこで、得られた前記一方側における検出角度φが相互に異なる複数の各検出位置を結ぶ仮想直線ｙＬａ，ｙＲａが、車両の直線走行方向の軸線２１と成す軸ずれ角θを演算する。これによって車両の直線走行中、レーダ手段によって検出されるガードレールと車両の直線走行方向の軸線とが平行となって軸ずれ角θが零であって軸ずれを生じていないか、または軸ずれ角θが零でない或る値であって、軸ずれを生じているかを検出することができる。前記駆動手段は、レーダ手段を機械的に角変位する構成であってもよいけれども、ビーム放射方向を電気的手法によって角変位する後述のフェイズドアレイアンテナなどによって走査する構成であってもよい。軸ずれ角θに代えて、軸ずれ角θに対応する値であってもよい。
【００４４】
軸ずれ角θが零でなく、したがって軸ずれを生じているとき、角度検出手段による検出角度φを、（φ＋θ）に補正して、被検出物体の位置の検出のために用い、または後述の調整手段１２によってレーダ手段および駆動手段の車両との取付け姿勢を調整する。これによって前記仮想直線、したがってビーム放射方向の前記予め定める軸線７を、車両の直線走行方向の軸線２１に仮想上、正確に一致することができる。これによって車両の前方に存在する被検出物体との間の距離および走査角変位の角度φに基づいて、被検出物体の位置を正確に把握することができるようになる。
【００４５】
車両の直線走行方向の軸線２１に関して、操作されるビームの角度φの軸ずれを、車両の走行中においても、容易に自動的に検出することができるようになる。したがってレーダ手段などの車両への取付け姿勢が、変化しても、軸ずれを検出することによって、被検出物体の位置を正確に検出することができるようになる。このような車両用レーダ装置は、被検出物体との間が予め定める値未満になったとき、制動動作を行うようにしてもよく、また前方を走行中の車両との間の距離を同一に保つように走行するために、実施することができる。
【００４６】
（２）軸ずれ角演算手段は、
レーダ手段と角度検出手段との各出力に応答し、前記仮想直線を演算する仮想直線演算手段と、
仮想直線演算手段の出力に応答し、仮想直線の傾きｋに基づいて軸ずれ角θを演算する手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００４７】
前記仮想直線を演算し、１次関数を求め、その仮想直線の傾きｋに対応した軸ずれ角θを演算する。こうして軸ずれ角θを容易に求めることができる。この仮想直線の１次関数は、前記複数の検出位置に基づいて最小二乗法によって演算して求めるようにしてもよい。
【００４８】
仮想直線である１次関数を求め、軸ずれ角θを容易に演算して求めることができるようになる。
【００４９】
（３）車両が直線走行していることを検出する直線走行検出手段と、
直線走行検出手段の出力に応答し、直線走行時にのみ、軸ずれ角演算手段を動作させる直線走行用制御手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００５０】
直線走行検出手段によって、車両が直線走行していることが検出されたときにのみ、直線走行用制御手段は軸ずれ角演算手段を動作させ、これによって軸ずれ角θが演算される。こうして直線道路の路側に設置されたガードレールなどの道路と平行な被検出物体を検出し、実際の走行状態における軸ずれ角θを正確に検出することが可能になる。
【００５１】
車両が直線走行しているときにのみ、軸ずれ角θを演算して求めるので、実際の走行状態における軸ずれ角θを正確に検出することができるようになる。
【００５２】
（４）軸ずれ角演算手段によって演算された軸ずれ角θをストアするメモリと、
電源投入時から、少なくとも軸ずれ角演算手段によって軸ずれ角θが演算されるまでの期間中、メモリにストアされた軸ずれ角θを読出して出力する出力手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００５３】
本件軸ずれ検出装置の立ち上げ時、すなわちたとえば電源投入時から、軸ずれ角演算手段によって実際の軸ずれ角θが演算されるまでの期間中は少なくとも、メモリに予めストアされている軸ずれ角θを用い、被検出物体の検出位置の補正を行うことを可能にする。このメモリには、本件軸ずれ検出装置の電源遮断時直前における検出された軸ずれ角θをストアするようにしてもよく、このメモリは不揮発性メモリによって実現されてもよい。
【００５４】
本件軸ずれ検出装置の立ち上げ時に、たとえば電源投入時から、最初の軸ずれ角θが演算されるまでの期間中、メモリにストアされている軸ずれ角θを導出し、これによって被検出物体の位置を正確に検出することができる。
【００５５】
（５）車両に作用する加速度を検出する加速度センサと、
加速度センサの出力に応答し、検出された加速度が予め定める値以上であるとき、軸ずれ角演算手段を動作させる加速度用制御手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００５６】
加速度センサによって車両のたとえば走行方向前後の加速度を検出し、この検出された加速度が予め定める値以上であって、車両に比較的大きな衝撃力が作用したとき、軸ずれ角演算手段を動作させて、新たに軸ずれ角θを演算して求める。車両に大きな衝撃力が作用したとき、車両に装着されたレーダ手段および駆動手段は、車両との相対的な装着姿勢が変化するおそれがあり、このようなとき、軸ずれ角θを新たに演算し直すことによって、常に実際の正確な軸ずれ角θを検出することができる。
【００５７】
加速度センサによって、予め定める値以上の衝撃力が車両に作用したときに、軸ずれ角θを新たに演算し直すので、常に実際の正確な軸ずれ角θを検出することができる。
【００５８】
（６）前記駆動手段は、レーダ手段を、前記角変位範囲内で前記予め定める軸線７の両側にわたって角変位駆動することを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００５９】
レーダ手段によるビームを、角変位範囲内における前記予め定める軸線７の左右両側にわたって角変位駆動し、これによって車両の前方における比較的広い範囲にわたって被検出物体の検出を行うことができる。
【００６０】
レーダ手段によるビームを、前記軸線７の左右両側にわたって角変位駆動して走査し、したがって車両の前方における比較的広い範囲にわたって被検出物体を検出を行うことができる。
【００６１】
（８）レーダ手段と駆動手段とを一体的に、車両に取付ける姿勢を、調整する調整手段を含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００６２】
レーダ手段と駆動手段とを一体的にして、調整手段によって車両に取付ける姿勢を調整することができるようになる。これによって軸ずれ角θを零となるように調整することができる。調整手段は、作業者が手動によって取付け姿勢を調整するように構成されてもよいけれども、電気信号に応答して自動的に取付け姿勢を調整するように構成されてもよい。
【００６３】
調整手段によって軸ずれ角θが零となるように調整することができ、被検出物体の位置を正確に検出することができるようになる。
【００６４】
（９）レーダ手段と駆動手段とを一体的に、車両に取付ける姿勢を、調整する調整手段と、
軸ずれ角演算手段の出力に応答し、
軸ずれ角θが零となるように、調整手段を駆動する調整駆動手段とを含むことを特徴とする。
【００６５】
（１０）レーダ手段と駆動手段とを一体的に、車両に取付ける姿勢を、調整する調整手段と、
角度差演算手段の出力に応答し、角度φＬ，φＲの差θｓが零となるように、調整手段を駆動する調整駆動手段とを含むことを特徴とする車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置。
【００６６】
軸ずれ角θまたはその軸ずれ角θに対応する角度差θｓが零となるように、レーダ手段と駆動手段とを一体的に車両に取付ける姿勢を調整する調整手段を、調整駆動手段によって駆動して制御する。こうしてビームの角変位範囲内における前記予め定める軸線を、車両の直線走行の軸線に常に正確に一致することが自動的に可能になる。
【００６７】
軸ずれ角θまたはそれに対応する角度差θｓを演算して求め、軸ずれをなくすように調整駆動手段によって調整手段を駆動し、こうして被検出物体の位置を正確に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】センサ装置２および駆動手段５とその付近の構成を示す簡略化した斜視図である。
【図３】自動車である車両１３が直線道路１４を走行している状態を示す平面図である。
【図４】図１に示されるレーダ手段２５によって被検出物体との間の距離を求める動作を説明するための波形図である。
【図５】図１に示されるレーダ手段２５によって被検出物体との相対速度を求める動作を説明するための波形図である。
【図６】レーダ手段２５のセンサ装置２が軸ずれを生じていないときにおける表示手段３８による表示状態を示す図である。
【図７】レーダ手段２５のセンサ装置２によるビーム放射方向の軸線７ｂが、車両１３の軸線２１に関して軸ずれを生じたときにおける表示手段３８の表示状態を示す図である。
【図８】処理回路２４による軸ずれ角θを演算する具体的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本件発明者による一実験結果を示す図である。
【図１０】本件発明者による他の実験結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の他の形態における直線道路５６を車両１３が直線走行している状態を示す簡略化した平面図である。
【図１２】図１１に示される本発明の実施の形態において、処理回路２４の演算結果が表示手段２８の２次元表示画面に表示された状態を示す図である。
【図１３】図１１および図１２に示される実施の形態における処理回路２４の一部の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１  車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置
２  センサ装置
３  送信アンテナ
４  受信アンテナ
５  駆動手段
６  縦の軸線
７，７ａ，７ｂ  ビーム放射方向の予め定める軸線
８  角変位範囲
１１  角度検出手段
１２  調整手段
１３  車両
１４  道路
２１  車両１３の直線走行方向の軸線
２４  処理回路
２５  レーダ手段
３６  ヨーレートセンサ
３７  加速度センサ
３８  表示手段
３９，４０  メモリ
５１  電源スイッチ
５３  車速センサ
φ  検出角度
θ  軸ずれ角
ｙＬａ，ｙＲａ，ｙＬｂ，ｙＲｂ  仮想直線
【図１】
2008261887.tif 000003
【図２】
2008261887.tif 000004
【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】
2008261887.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008261887.tif 000011
【図１０】
2008261887.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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