(57)【要約】【課題】システム起動時における近距離の測距を容易に行う【解決手段】記憶部２は、測距システム１０の起動時において、パルスレーダ１が受信した第１の受信波形を記憶する。判定部３は、測距システムの起動時以降のタイミングにおいて、パルスレーダ１が受信した第２の受信波形と、記憶部２に記憶された第１の受信波形との差分である差分波形を算出する。そして、判定部３は、差分波形を時間軸上で複数の区間に分割し、複数の区間のそれぞれにおける差分波形を積分し、複数の区間のそれぞれにおける差分波形の積分値が所定のしきい位置を越えるか否かを判定する。【選択図】図１
2009210386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距システムにおいて、
外部へ送信パルスを送信し、ターゲットで反射された前記送信パルスを受信波形として受信するパルスレーダと、
前記測距システムの起動時において、前記パルスレーダが受信した第１の受信波形を記憶する記憶部と、
前記測距システムの起動時以降のタイミングにおいて、前記パルスレーダが受信した第２の受信波形と、前記記憶部に記憶された第１の受信波形との差分である差分波形を算出し、前記差分波形を時間軸上で複数の区間に分割し、前記複数の区間のそれぞれにおける前記差分波形を積分し、前記複数の区間のそれぞれにおける前記差分波形の積分値が所定のしきい位置を越えるか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、前記ターゲットまでの距離を測距する測距部と
を有することを特徴とする測距システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距システムに係り、特に、外部へパルスを送信し、このうちターゲットで反射された受信波形を受信するパルスレーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパルスレーダでは、送信されたパルス信号が測拒対象となるターゲットで反射し受信されるまでの往復伝播時間に基づいて距離が算出される。特許文献１には、パルスを広帯域で外部へ送信し、広帯域で受信した受信波形を広帯域のサンプリングパルスでサンプリングする等価時間サンプリングパルスレーダが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特表平１０−５１１１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測距に必要な波形は、ターゲットで反射したもののみであるが、実際には、これ以外にも、送信アンテナから直接受信アンテナに飛び込んでくるパルス等もこの波形に重畳される。そのため、予め飛び込んでくるパルスを基準波形として記憶しておき、測距時の受信波形（入力波形）から基準波形を引くことで、重畳されるパルスを除いている。しかしながら、システム起動時には基準波形が存在せず、測距が困難である。また、ターゲットが近距離である場合、ターゲットで反射したパルスと、送信アンテナから直接受信アンテナに飛び込むパルスとの切り分けも難しい。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、システム起動時における近距離の測距を容易に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本発明は、パルスレーダと、記憶部と、判定部と、測距部とを有する測距システムを提供する。パルスレーダは、外部へ送信パルスを送信し、ターゲットで反射された送信パルスを受信波形として受信する。記憶部は、測距システムの起動時において、パルスレーダが受信した第１の受信波形を記憶する。判定部は、測距システムの起動時以降のタイミングにおいて、パルスレーダが受信した第２の受信波形と、記憶部に記憶された第１の受信波形との差分である差分波形を算出する。そして、判定部は、差分波形を時間軸上で複数の区間に分割し、複数の区間のそれぞれにおける差分波形を積分し、複数の区間のそれぞれにおける差分波形の積分値が所定のしきい位置を越えるか否かを判定する。測距部は、判定部の判定結果に応じて、ターゲットまでの距離を測距する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測距の基準となる受信波形は、測距システムの起動時取得されており、測距部は、判定部で認識された差分波形の位相のみで測距する。そのため、測距システムは、複雑な演算処理を必要としないので、近距離の測距を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本実施形態に係る測距システム１０の構成図である。なお、本実施形態の測距システム１０は、自動車等の車輌に搭載されることを想定しており、バック走行時における車輌周辺の物体を検出するシステムである。測距システム１０は、パルスレーダ１と、記憶部２と、判定部３と、測距部４とを有する。
【０００９】
なお、本実施形態の測距システム１０には、距離に応じた警報を行うためのスピーカ（図示せず）も設けられているが、本発明とは直接関係しないため、これ以上の説明を省略する。スピーカに限らず、測距システム１０での結果をドライバーに伝える出力回路があれば足りるので、このような音声ユニットに限定されず、ディスプレイ等の映像ユニットであってもよい。また、バック走行時における車輌周辺の物体を検出するシステムであるため、測距システム１０は、バック走行するためのスイッチ（図示せず）にも接続しており、逐次このスイッチのオン／オフを検出する。
【００１０】
パルスレーダ１は、外部へパルスを送信し、ターゲットで反射されたパルスを受信する。パルスレーダ１は、一般的な等価時間サンプリングパルスレーダであり、送信されたパルス信号が測拒対象となるターゲットで反射し受信されるまでの往復伝播時間に基づいて距離が算出する。そのため、パルスレーダ１は、外部へパルスを送信するための送信アンテナ１ａや、外部からパルスを受信するための受信アンテナ１ｂが主体で構成される。なお、本実施形態において、外部に送信されるパルスの波長は１ｍである。
【００１１】
ターゲットで反射された送信パルスは、等価時間サンプリングすることで時間軸上で伸張された受信波形となる。なお、本実施形態では、１フレーム（１周期分）受信波形を、アナログ／デジタル変換を通して値０〜２５５の実数値２００個分のデータとして受信する。本実施形態における１フレームの間隔は２５ｍｓである。
【００１２】
本実施形態において、送信アンテナ１ａおよび受信アンテナ１ｂは、それぞれ別体として設けられているが、本発明は、パルスレーダ１が受送信できれば足りる。そのため、送信アンテナ１ａおよび受信アンテナ１ｂは、一体形成されたアンテナであってもよい。その場合、パルスレーダ１は、送信時のパルスと受信時のパルスとを、時間的ないし周波数的に分離する構成となる。
【００１３】
記憶部２は、測距システムの起動時において、パルスレーダ１が受信した基準波形を記憶する。測距システムの起動時とは、例えば、測距システムへの電源供給がオン等になり、測距システムとしての機能が開始する時点をいい、本実施形態の測距システムは、バック走行するためのスイッチがオンになった時点、すなわち、測距システムの起動時とは、測距システム１０の近傍に未だ物体が存在しないとみなせる状態といえる。
【００１４】
測距システム１０の近傍とは、この測距システム１０を搭載する車輌周辺をいう。物体が存在しないとみなせる状態とは、車輌周辺にターゲットが存在しない状態（例えば、路上が平坦な状態）もしくは、車輌周辺にターゲットが存在しても走行に支障がない状態（路上に小石等がある状態）をいう。なお、本実施形態における記憶部２は、システム終了（電源電圧低下）後も、基準波形を保持する必要があるため、不揮発性メモリを採用する。
【００１５】
判定部３は、図２に示すように、測距システム１０の起動時以降のタイミングにおいて、パルスレーダ１が受信した入力波形と、記憶部２に記憶された基準波形との差分である差分波形を算出する。
【００１６】
また、判定部３は、差分波形を時間軸上で複数の区間に分割し、複数の区間のそれぞれにおける差分波形を積分する。具体的には、まず、１フレーム期間の後半部分に位置する３つの区間（区間Ａ〜Ｃ）を設定する。フレームの後半部分を設定するのは、ターゲットが測距システムから離れているほど受信タイミングが遅れる、すなわち、１フレーム期間の後半部分は、ターゲットによって反射されたパルスが顕著に表れやすい領域だからである。なお、区間に設定されない時間領域に関しては、ノイズ判定領域として、差分波形が許容ができる程度のノイズであるか否かの判定に用いられる。
【００１７】
そして、判定部３は、複数の区間のそれぞれにおける差分波形の積分値が所定のしきい値を越えるか否かを判定する。同図（ｂ）に示すように、各区間において、中心軸（本実施形態では、値１２８）を基準とした差分波形の積分を行い、算出された積分値を区間で設定された時間単位で除算して、積分平均値を算出する。積分平均値は、言い換えれば、中心軸と差分波形とで形成された領域の面積を区間で規定された単位時間でならし、再形成された矩形状の領域の高さ（電圧）である。
【００１８】
測距部４は、判定部３が判定した結果に応じて、ターゲットまでの距離を測距する。測距部４は、各種結果に対応する距離を予め記憶しており、判定部３が判定した比較結果と、予め記憶された結果群を参照して、ターゲットまでの距離を算出する。算出された結果は、その他外部の装置（図示せず）によって適切に処理される。例えば、ディスプレイやスピーカ等の出力回路に出力されて運転者に必要な指示・警告を行うといった如くである。
【００１９】
図４は、波形パターンを用いた測距の説明図である。具体的には、測距システム１０を搭載した車輌がバック走行により障害物に近づいていく様子を示す。電源投入等により測距システム１０が起動すると、パルスレーダ１は基準波形とともに入力波形を取得する。基準波形および入力波形を取得するタイミングには、大した差はなく、障害物もアンテナ１ａ，１ｂ近傍に無いため、差分波形は略０となり、積分平均値も略０となる。
【００２０】
車輌がバック走行を開始した直後は、車輌と障害物との間に相当の距離がある。まず、区間Ｃにおける積分平均値がしきい値を超えるまで測距が行われる。区間Ｃは、設定された複数の区間の中で最も遅いため、早い段階でしきい値を超えるからである。なお、本実施形態において、区間Ｃにおける積分平均値がしきい値を超えた時点で、車輌と障害物との距離が１ｍとなるように設定されている。
【００２１】
障害物までの距離が１ｍ以下のバック走行では、積分平均値ベースの測距が行われる。外部に送信されるパルスの波長は１ｍであるため、車輌がバック走行で障害物に向かうにしたがって、各区分における積分平均値も変化する。区間Ｃ以降の区間（区間Ｂおよび区間Ａ）に関しても、積分平均値がしきい値を超えた場合、車輌と障害物との距離が所定の距離（例えば、０．５ｍ，０．２５ｍ）となるように設定されている。
【００２２】
積分平均値は、１フレーム期間の後半部分から次第に上昇していくため、通常、しきい値を超える区間の順序は、区間Ｃ，区間Ｂ，区間Ａの順である。しかしながら、測距システム１０の外内の異常により上記の区間の順序でしきい値を超えない場合もある。この場合、測距部４は、判定結果としてブザーを鳴らす等を行い運転者に警告を行う。また、当然ながら、各区分におけるしきい値が超えた時点に対応する距離を予め設定しておけば、測距部４は、判定部３が認識したしきい値の超えた区間の数や順番に基づいて、障害物から１ｍの範囲に関して、測距を行うことができる。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、測距の基準となる受信波形は、測距システム１０の起動時取得されており、測距部４は、判定部３で認識された差分波形の積分値（具体的には、積分平均値）のみで測距する。そのため、測距システム１０は、複雑な演算処理を必要としないので、近距離の測距を容易に行うことができる。
【００２４】
本実施形態では、積分平均値のために規定される区間の数は３つであったが、本発明はこれに限定されない。差分波形の位相を認識できればよいので、例えば、区間の数を２つ以上にすることで足りる。なお、区間の数を多くし、波形パターンも増えれば、精度の高い測距を行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、積分平均値のために規定される区間は、１フレーム期間の後半部分であったが、本発明はこれに限定されない。本実施形態では、処理時間を短縮するために処理対象を局所化したので、処理時間の短縮化が他の部分で担保されていれば、例えば、規定される区間を１フレーム全体としてもよく、１フレーム期間の前半部分としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】測距システムの構成図
【図２】受信波形に関する波形図
【図３】積分平均値に関する説明図
【図４】積分平均値を用いた測距の説明図
【符号の説明】
【００２７】
１  パルスレーダ
１ａ  送信アンテナ
１ｂ  受信アンテナ
２  記憶部
３  判定部
４  測距部
１０  測距システム
２０  車輌
【図１】
2009210386.tif 000003
【図２】
2009210386.tif 000004
【図３】
2009210386.tif 000005
【図４】
2009210386.tif 000006