(57)【要約】【課題】  相対速度が０ｍ／Ｓの物標の位置を測定することが困難なドプラ方式レーダにおいて、リフレクタの位置を移動させることなく、取り付け角度を調整することを可能とする車載レーダ用リフレクタを実現する。【解決手段】  車載レーダ用リフレクタにおいて、反射方向を軸にリフレクタに回転運動を与えることで、車載用レーダに対して相対速度を発生させる。これによりレーダの送信信号と受信信号の間にドプラ信号が発生するので、リフレクタの位置を移動させること無く、角度調整をすることができる。【選択図】図１
2005098897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を反射するリフレクタ部と、
前記リフレクタ部に設けた回転軸と、
前記リフレクタ部を前記回転軸周りに回転させるアクチュエータと、
を有する車載レーダ用リフレクタ。
【請求項２】
請求項１において、
前記リフレクタ部は、回転軸に垂直な断面において、回転の中心から周縁までの距離が二以上の値を有することを特徴とする
車載レーダ用リフレクタ。
【請求項３】
請求項１において、
前記リフレクタ部は、底面が開口部である多角錘であって、内面が電波を反射する反射面であり、
前記回転軸は、前記多角錘の頂点に設けられていることを特徴とする
車載レーダ用リフレクタ。
【請求項４】
請求項１において、
前記リフレクタ部は、合同な直角二等辺三角形を３つの側面とし、底面が開口部である三角錐であって、内面が電波を反射する反射面であり、
前記回転軸は、前記三角錐の頂点に設けられていることを特徴とする
車載レーダ用リフレクタ。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項において、
前記リフレクタ部は、金属製であることを特徴とする車載レーダ用リフレクタ。
【請求項６】
請求項２から４のいずれか一項において、
前記リフレクタ部は樹脂であり、内面に電波を反射する材質をコーティングしたことを特徴とする車載レーダ用リフレクタ。
【請求項７】
電波を放射して、物標からの反射波を受信する送受信部と、
電波を反射するリフレクタ部と、
前記リフレクタ部に固定または形成された回転軸と、
を備え、
前記リフレクタ部は、前記送受信部の近傍に前記回転軸周りに回動可能に設置され、かつ、前記回転軸が前記送受信部の電波放射方向と実質的に平行に設置されることを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記リフレクタ部は、回転軸に垂直な断面において、回転の中心から周縁までの距離が二以上の値を有することを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記リフレクタ部は、底面が開口部である多角錘であって、内面が電波を反射する反射面であり、
前記回転軸は、前記多角錘の頂点に設けられていることを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１０】
請求項７において、
前記リフレクタ部は、合同な直角二等辺三角形を３つの側面とし、底面が開口部である三角錐であって、内面が電波を反射する反射面であり、
前記回転軸は、前記三角錐の頂点に設けられていることを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項において、
前記リフレクタ部は、金属製であることを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１２】
請求項８から１０のいずれか一項において、
前記リフレクタ部は樹脂であり、内面に電波を反射する材質をコーティングした
ことを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１３】
請求項７において、
前記リフレクタ部を、ラジエータファンの回転軸に取り付けたことを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１４】
請求項７において、
前記リフレクタ部と前記送受信部とを、横に並べて設置することを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１５】
請求項７において、
前記リフレクタ部と前記送受信部とを、縦に並べて設置することを特徴とする
車載用レーダ装置。
【請求項１６】
自車前方に電波を放射して物標からの反射波を受信し、受信信号のドプラ信号により物標の位置を求める車載用レーダ装置の、取り付け角度調整方法であって、
電波を反射するリフレクタ部が回転する車載レーダ用リフレクタを自車正面方向に設置し、
前記車載レーダ用リフレクタの位置を前記車載用レーダ装置によって測定し、測定された前記車載レーダ用リフレクタの位置と、実際の前記車載レーダ用リフレクタの設置位置とを一致させるように、前記車載用レーダ装置の取り付け角度を調整することを特徴とする車載用レーダ装置の取り付け角度調整方法。
【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，車載レーダ用リフレクタ、及び車載用レーダ装置の取り付け角度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アダプティブ・クルーズ・コントール等に用いられる車載用レーダ装置は、その取り付け角度が正しく調整されている必要があり、取り付け角度がずれていると、物標の位置を誤って計測し、安全な走行制御ができなくなる可能性がある。
【０００３】
そこで、あらかじめ車両の正面に対して、車載用レーダ装置の光軸を角度調整しておく必要がある。その方法として、車両正面方向に車載レーダ用リフレクタなどの擬似物標を設置し、レーダ装置によって計測された位置から、レーダ装置の軸ズレ量をフィードバックして角度調整を行うことがある。しかし、反射波のドプラ信号を処理して、物標の位置を計測するドプラ方式レーダでは、相対速度の無い物標を検出するのは困難である。そのため、何らかの方法で擬似物標に相対速度を与えて、物標の位置を計測できるように工夫する必要がある。
【０００４】
特開平１１−１９４１６５号公報には、車載レーダ用リフレクタにアクチュエータで往復動を与え、物標の位置を測定して角度調整を行う方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９４１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、物標が往復動するために計測結果にばらつきが生じてしまい、高精度に角度調整を行うことが困難であるという問題がある。また、物票を一定速度で往復動させるための複雑で精密なアクチュエータ制御が必要になるという問題もある。さらに、可動スペースを確保するため車載レーダ用リフレクタが大きくなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、小型でかつ簡易な制御で、相対速度を発生させることが可能な車載レーダ用リフレクタ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】
車載レーダ用リフレクタにおいて、電波を反射するリフレクタ部に回転軸を設け、この回転軸周りにリフレクタ部を回転させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車載レーダ用リフレクタによれば、本来、相対速度が無い物標の検出が困難なドプラ方式レーダにおいて、リフレクタの位置を計測することが可能となり、取り付け角度の調整が可能となる。
【００１０】
さらに、省スペースで簡易な回転制御で達成できるリフレクタを用いて、定点ポイントで精度良い車載用レーダ装置の取り付け角度調整が行うことが可能となる。
【００１１】
また、この車載レーダ用リフレクタを近傍に備えたドプラ方式レーダ装置では、本来は測定が困難な相対速度の無い物標に対して、位置を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例について説明する。
【００１３】
本来、相対速度の無い物標が検出困難となるドプラ式レーダに対して、車載レーダ用リフレクタの位置が測定できるよう、リフレクタの反射面方向を軸に回転動作を与える。これにより車載レーダ用リフレクタの回転運動により反射波にドプラ信号を発生させて、結果として車載レーダ用リフレクタの位置が測定可能となる。以下、具体的な構成について説明する。
【００１４】
図２は、ドプラ方式レーダの一種である２周波ＣＷ(Continuous Wave）方式の車載用レーダ装置の構成を示している。
【００１５】
車載用レーダ装置１は、信号処理部１１，変調器１２，発振器１３，送信アンテナ１４，受信アンテナ１５，ミキサ１６，アナログ回路部１７，Ａ／Ｄコンバータ１８，ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部１９を有する。
【００１６】
発振器１３は、変調器１２からの変調信号を受け、送信アンテナ１４から変調を伴う高周波信号（電波）を放射する。発振器１３は、高周波信号として７６ＧＨｚ帯のミリ波を発振する。
【００１７】
車両や障害物等の物標から反射されて返ってくる電波信号は、受信アンテナ１５で受信され、ミキサ１６によって周波数変換を施される。ミキサ１６には発振器１３の出力信号の一部が供給されており、発振器１３からの信号と、受信信号とのミキシングによって発生するビート信号がアナログ回路部１７へ送られる。
【００１８】
アナログ回路部１７に送られたビート信号は、Ａ／Ｄコンバータ１８によってディジタル信号に変換され、ＦＦＴ部１９に供給される。ＦＦＴ部１９はフーリエ解析処理によりビート信号の周波数スペクトラムをもとに振幅と位相の情報を計測する。この振幅と位相の情報は信号処理部１１へ送られる。
【００１９】
信号処理部１１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成されており、図３に示されているように、位置情報算出部Ｓ３１と、フィルタ部Ｓ３２と、データ格納部Ｓ３３と、位置情報出力部３４とを含んでいる。
【００２０】
位置情報算出部３１は、先行車の位置情報（距離，相対速度，方位角度）を算出する。フィルタ部３２は、過去数回の位置情報を平均化してデータ格納部３３に格納すると共に、位置情報出力部３４より液晶ディスプレイ等による表示器３５に出力する。
【００２１】
この方式のレーダ装置では、発振器１３からの信号と、受信信号とのミキシングによって発生するビート信号を利用して先行車の位置情報を計測する。このため、自車両に対して相対速度を持たない物標の場合はいわゆるドプラ信号が発生しないので位置情報を計測することが困難となる。よって、このような車載用レーダ装置の取り付け角度調整においては、擬似物標に用いる車載レーダ用リフレクタに何らかの手段により相対速度を持たせなければ、位置を計測することができない。そこで、上述したようにリフレクタ部に回転運動を与えることによって相対速度を持たせ、位置情報の計測を可能とする。
【００２２】
図１は、本発明による車載レーダ用リフレクタの一つの実施例を示している。
【００２３】
車載レーダ用リフレクタは、リフレクタ部１０１,アクチュエータ１０２,回転軸１０３を有する。リフレクタ部１０１は回転軸１０３に固定され、アクチュエータ１０２はリフレクタ部１０１の反射面方向１０４を軸にリフレクタ部１０１に回転運動を与える。リフレクタ部１０１の形状は、レーダからの電波を反射しやすいものであり、反射面の断面形状が円とならない限り形状に制約は無い。
【００２４】
すなわちリフレクタ部１０１は、回転軸に垂直な断面において、回転の中心から周縁までの距離が二以上の値を有するように構成する。
【００２５】
図１は断面形状が正三角形となるコーナーリフレクタを用いた例である。コーナーリフレクタは３つの面を有し、底面が開口部となる三角錐状の形状であって、底面に平行な面における断面形状が正三角形となるものであり、反射する電波の指向性が少なくなる。
【００２６】
このリフレクタ部に回転運動を与えると、回転軸以外の反射面において、レーダと反射面との距離が接近と離間を繰り返すことになり、結果としてレーダと反射面との間に相対速度が生じることとなる。リフレクタ部の回転速度は、生じる相対速度が車載用レーダ装置の計測可能な範囲内である限り制約は無い。従って回転を与えるアクチュエータの制御は、従来の往復動を与えるものに対して簡易なもので良い。ここで、車載用レーダ装置によって計測されるリフレクタの相対速度の値は、計測距離が離間と接近を繰り返すため、信号処理過程のフィルタで相殺され、０ｍ／ｓと出力される。また、リフレクタ部はレーダ装置の電波を受ける反射面が、電波を反射する材質であればよい。従って、全体を金属としてもよく、外形を樹脂等で作成し、内面に電波を反射する材質を取り付ける、あるいは電波を反射する材質でコーティングしてもよい。
【００２７】
次に、本発明による車載用レーダ装置の取り付け角度調整方法の実施例を説明する。
【００２８】
この実施例は、車両前方に前述のようなリフレクタ部が回転する車載レーダ用リフレクタを設置し、リフレクタからの反射波に含まれるドプラ信号を処理して、リフレクタの位置を測定する。その測定結果から角度ズレ量をフィードバックして、車載用レーダ装置の取り付け角度調整を行うものである。
【００２９】
図４は取り付け角度調整を行う装置構成を上方から見た実施形態である。レーダ装置
４０１は、車両４０３の前頭部に取り付けられ、電波送信範囲にある計測可能な物標の位置を表示機器４０４に出力する。表示機器はパ−ソナルコンピュータ等を用いてもよい。車載用レーダ装置は取り付け角度調整が容易に行えるように、調整ねじなどの固定治具で車両に取り付けられている。車載レーダ用リフレクタ４０２は、反射面を車両に向けた状態で車両の正面方向に設置する。車両と車載レーダ用リフレクタとの距離は、取り付け角度調整の精度を十分確保できる距離（たとえば１０ｍ）となることが望ましい。
【００３０】
次に、角度調整を行う手順について、図５を用いて説明する。まず、車載用レーダ装置で車載レーダ用リフレクタの位置を計測する（ステップＳ５０１）。このとき、リフレクタ部は回転運動を行っているものとする。その計測結果から、方位角度の値が０度と判断されるとき（ステップＳ５０２肯定）、車両正面方向にレーダ装置の光軸が一致しており角度調整を終了できる（ステップＳ５０６）。これに対し、方位角度の値が０度以外と判断されるとき（ステップＳ５０２否定）、角度のずれている方向を判断する（ステップ
Ｓ５０３）。このとき、方位角度が右方向に計測された場合は（ステップＳ５０３肯定）、車載用レーダ装置を、方位角度分だけ左に角度調整する（ステップＳ５０４）。これに対し、方位角度が左方向に計測された場合は（ステップＳ５０３否定）、車載用レーダ装置を、方位角度分だけ右に角度調整する（ステップＳ５０５）。この一連の作業を、方位角度の計測結果が０度と判断されるまで実施する。
【００３１】
ここで説明した取り付け角度調整方法では、省スペースで簡易に回転制御した車載レーダ用リフレクタを用いて、定点ポイントの相対速度を持つ擬似物標を利用するため、精度良く角度調整を行うことができる。
【００３２】
尚、ここでは、車載用レーダ装置の水平方向の角度調整について説明したが、上下方向の角度調整方法に関しても同様に、精度良く角度調整を行うことができる。
【００３３】
次に、車載レーダ用リフレクタを備えた車載用レーダ装置の実施形態について説明する。
【００３４】
この実施例は、リフレクタ部が回転する車載レーダ用リフレクタの反射面を車載用レーダ装置の光軸方向に向けてレーダの脇に並置するものであり、物標からの反射波に対して回転するリフレクタがドプラ信号を与えて反射し、再び物標で反射した反射波をレーダ装置で受信させることで、物標の相対速度が自車両と同じ場合でも物標の位置を測定することを可能とするものである。
【００３５】
以下、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、本実施例の車載用レーダ装置の車両への取り付け状態を示す図であり、図６（ｂ）は、取り付け部分の拡大図である。車両４０３のグリル部分に取り付けられた車載用レーダ装置６０５の近傍に車載レーダ用リフレクタ６０４（以下、この実施例において、単に「リフレクタ」と称する）を取り付け、このリフレクタ６０４を回転させる。リフレクタ６０４に回転運動を与える方法として、例えば図６に示すように、リフレクタ６０４をグリル内のラジエターファン６０３の軸に取り付けて、リフレクタの回転アクチュエータをラジエターファンのモーターで代用しても良い。また、ラジエターファンの回転をベルト等の伝達手段で伝達する方式とすれば、必ずしもリフレクタ６０４をラジエターファン６０３の軸に取り付ける構成とする必要は無い。
また、図６では、車載用レーダ装置６０５とリフレクタ６０４とを横に並べて配置しているが、縦に並べて配置しても良い。
【００３６】
車載用レーダ装置６０５は、例えば上述した２周波ＣＷ方式レーダで、相対速度のある物標からの反射波を信号処理し、そのドプラ信号から物標の位置を測定するものである。よって、相対速度が無い物標の位置計測は困難となる。しかし、傍らにリフレクタ６０４を備えたことで、相対速度を有さない物標の位置の計測が可能となる。例えば、図７のように、同じ速度Ｖ１とＶ２で走行する自車両４０３と先行車両７０５が同じ方向に走行していた場合、自車両に取り付けられた車載用レーダ装置６０５から送信された電波は、一部が先行車両に反射して自車両に取り付けられたリフレクタ６０４に到達する。この電波はドプラ信号を含んでいないが、回転するリフレクタ６０４に反射してドプラ信号が発生する。さらに、この反射波の一部が再び先行車両に反射して自車両の車載用レーダ装置に受信される。このとき、受信された電波のドプラ信号を処理すると、自車両と先行車両の車間距離に対し、２倍の位置にリフレクタを検出できるため、先行車の位置を間接的に測定することが可能となる。また、相対速度は０ｍ／Ｓと計測されるため、この物標が自車両のリフレクタによるものであると区別することもできる。
【００３７】
図８には先行車両の位置を推定する処理の流れを示している。これは既に図３で紹介した処理内容に対し、回転するリフレクタが物標である場合の判断部を設けたものである。追加された判断として、測定された物標の相対速度が０ｍ／Ｓと判断されるとき（ステップＳ３６肯定）、自車両のリフレクタを検出しているので、相対距離を２で除する（ステップＳ３７）。これに対し測定された物標の相対速度が０ｍ／Ｓ以外と判断されるとき
（ステップＳ３６否定）、測定結果を補正することなく位置情報出力を行う（ステップ
Ｓ３４）。それ以外に関しては図３の処理と同じである。
【００３８】
これにより、相対速度を持つ物標検出に加え、本来、検出が困難な相対速度が０ｍ／Ｓの物標についても位置を計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による車載レーダ用リフレクタの一実施形態を示す外観図であり、  （ａ）は正面、（ｂ）は側面から見た図である。
【図２】２周波ＣＷレーダの構成を示すブロック図である。
【図３】２周波ＣＷレーダにおいて信号処理の流れを示した図である。
【図４】本発明による車載用レーダ装置の車両取り付け角度調整方法を説明する配置図である。
【図５】本発明による車載用レーダ装置の取り付け角度調整方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の一つの実施形態における車載レーダ用リフレクタを備えた車載用レーダ装置の車両取り付け図である。
【図７】車載用レーダ装置が出力した電波が、伝搬する経路を説明する図である。
【図８】本発明の一つの実施形態における車載レーダ用リフレクタを備えた車載用レーダ装置の信号処理手順を説明するフロー図である。
【図１】
2005098897.tif 000003
【図２】
2005098897.tif 000004
【図３】
2005098897.tif 000005
【図４】
2005098897.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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