JP3496606B2 - Radar equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の受信ビーム
を用いてレーダ波を反射した対象物の位置を検出するレ
ーダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device for detecting the position of an object reflecting a radar wave using a plurality of reception beams.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、衝突防止や追従走行等の制御
に用いるために、車両前方に位置する対象物(障害物や
先行車両)を検出する車載用のレーダ装置(以下「車載
レーダ装置」という)が知られている。このような車載
レーダ装置では、目標物体との距離や相対速度に加え
て、自車両と目標物体との正確な位置関係を特定するた
めの方位データを獲得できることが重要となる。2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle-mounted radar device (hereinafter referred to as "vehicle-mounted radar device") for detecting an object (obstacle or preceding vehicle) located in front of the vehicle for use in control of collision prevention or follow-up traveling. Is known). In such an on-vehicle radar device, it is important to be able to acquire the direction data for specifying the accurate positional relationship between the host vehicle and the target object in addition to the distance and the relative speed to the target object.
【0003】そのために、例えば、図9に示すように、
指向する方向が互いに異なった複数の受信ビームBMに
て目標物体M1に反射したレーダ波(反射波)の受信レ
ベルをそれぞれ検出し、その検出結果として得られる反
射波の受信レベル分布から、最も受信レベル高い信号が
得られた受信ビームが指向する方向を目標物体の方位で
あるとして特定する方法が知られている。なお、受信ビ
ームのスキャニングは、単一のアンテナを機械的に動か
したり、ビームの指向方向が異なる複数のアンテナを順
次切り替えて使用することにより行われている。Therefore, for example, as shown in FIG.
The reception levels of radar waves (reflected waves) reflected by the target object M1 are respectively detected by a plurality of reception beams BM whose directions are different from each other, and the reception level distribution of the reflected waves obtained as the detection result is the most received. A method is known in which the direction in which the received beam from which a high level signal is obtained is directed is the direction of the target object. The scanning of the reception beam is performed by mechanically moving a single antenna or by sequentially switching and using a plurality of antennas having different beam directing directions.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、検出する対
象物が車両である場合、特にレーダ波として電磁波(ミ
リ波やマイクロ波等)を用いていると、レーダ波は車両
の各所にて反射し、しかも反射位置(車体,バンパー,
ナンバープレート,ガラス等)の材質によって反射強度
が様々に異なったものとなる。つまり、車載レーダ装置
は、同一車両からの反射波であっても、常に同じ反射位
置からの反射波を受信しているわけではなく、検出対象
の車両との位置関係に応じて、アンテナが受信する反射
波の車両での反射位置が様々に変化し、その結果、反射
波の信号強度分布が刻々と変化することになる。By the way, when the object to be detected is a vehicle, especially when an electromagnetic wave (millimeter wave, microwave, etc.) is used as the radar wave, the radar wave is reflected at various parts of the vehicle. , And the reflection position (car body, bumper,
The reflection intensity varies depending on the material of the license plate, glass, etc.). In other words, the in-vehicle radar device does not always receive the reflected wave from the same reflection position even if it is the reflected wave from the same vehicle, and the antenna receives it according to the positional relationship with the vehicle to be detected. The reflected position of the reflected wave on the vehicle changes variously, and as a result, the signal intensity distribution of the reflected wave changes every moment.
【0005】しかも、電磁波からなるレーダ波を用いた
車載レーダ装置では、車両から直接反射してきた反射波
と、路面に反射する等して異なった経路(マルチパス)
を経由してきた反射波とが同時に受信されることがあ
り、両信号の位相がちょうど180°ずれていると、互
いに打ち消し合って反射波の信号強度を大きく低下させ
てしまうことがある。Moreover, in a vehicle-mounted radar device using a radar wave composed of electromagnetic waves, a reflected wave directly reflected from a vehicle and a different route (multipath) by being reflected on the road surface, etc.
The reflected wave that has passed through may be received at the same time, and if the phases of both signals deviate by exactly 180 °, they may cancel each other and the signal strength of the reflected wave may be greatly reduced.
【0006】このように、車載レーダ装置にて検出され
る反射波の信号強度分布が乱れると、検出すべき車両が
主に存在する受信ビームとは異なる受信ビームの信号強
度が最大になり、検出すべき車両の方位を誤検出してし
まうという問題があった。具体的に、ある地点から照射
したレーダ波のビームが角度αの範囲に広がっている場
合、上記地点から距離Yだけ離れた地点におけるこのレ
ーダ波のビーム幅(ビームの中心方向に直交し且つ受信
ビームの配列方向に沿った方向の幅)Wは(1)式にて
算出することができる。When the signal intensity distribution of the reflected wave detected by the in-vehicle radar device is disturbed in this way, the signal intensity of the receive beam different from the receive beam in which the vehicle to be detected is mainly present is the maximum. There was a problem that the direction of the vehicle to be erroneously detected. Specifically, when the beam of the radar wave radiated from a certain point spreads in the range of the angle α, the beam width of the radar wave at a point distant from the point by the distance Y (orthogonal to the beam center direction and received). The width W in the direction along the beam arrangement direction can be calculated by the equation (1).
【0007】
W=Y×sinα (1)
そして、例えば、受信ビームの照射方向を1°間隔で設
定した場合、ビームの中心間の距離は、10m先では約
17cmであるが、100m先では約1.7m、即ち、
車線の幅とほぼ同程度となる。W = Y × sin α (1) For example, when the irradiation direction of the reception beam is set at 1 ° intervals, the distance between the centers of the beams is about 17 cm at 10 m, but about 100 m at 1.7m, that is,
It is about the same as the width of the lane.
【0008】つまり、車両が存在すると特定される受信
ビームが1ビームだけずれたとしても、検出すべき車両
が比較的近距離にある場合には、その受信ビームの照射
方向を表す方位データから算出される横位置データの誤
差はわずかなものであるが、検出すべき車両が比較的遠
距離にある場合には、横位置データの誤差が大きなもの
となってしまう。That is, even if the reception beam specified as the presence of the vehicle is deviated by one beam, if the vehicle to be detected is in a relatively short distance, it is calculated from the azimuth data representing the irradiation direction of the reception beam. The error of the lateral position data is small, but the error of the lateral position data becomes large when the vehicle to be detected is at a relatively long distance.
【0009】実際に、図10(a)に示すような方位デ
ータθ(但し、正面方向を0°とする)が得られたと仮
定して、検出すべき車両が近距離(Yが小)である場合
と、遠距離(Yが大)である場合とについて、正面方向
に対して直交する方向に沿った横位置(但し、正面位置
を原点とする)を表す横位置データXを求めてみると、
近距離の場合には、図10(b)に示すように、ほぼ一
定の横位置データXが得られるが、遠距離の場合には、
図10(c)に示すように、横位置データXは大きく変
動することになる。Actually, assuming that the azimuth data θ as shown in FIG. 10A (provided that the front direction is 0 °) is obtained, the vehicle to be detected is at a short distance (Y is small). For a certain case and a long distance (Y is large), the lateral position data X representing the lateral position along the direction orthogonal to the front direction (however, the front position is the origin) is obtained. When,
In the case of a short distance, almost constant lateral position data X is obtained as shown in FIG. 10B, but in the case of a long distance,
As shown in FIG. 10C, the lateral position data X will change greatly.
【0010】その結果、自車両と同一車線上の先行車を
追従して走行するオートクルーズ制御を行っている時
に、上述のような信号強度分布の乱れによって、検出さ
れる先行車の横位置データXが大きく変化すると、場合
によっては、先行車が自車線上にはないものと判断して
しまい、追従走行を継続することが不可能となるおそれ
があるのである。As a result, the lateral position data of the preceding vehicle detected by the above-mentioned disturbance of the signal strength distribution during the automatic cruise control in which the preceding vehicle traveling in the same lane as the own vehicle is followed. If X changes greatly, it may be determined that the preceding vehicle is not on the own lane in some cases, and it may be impossible to continue following the vehicle.
【0011】このような現象を解決するために、検出さ
れた横位置データXをローパスフィルタ等を用いて時間
軸上で平滑化(図10(c)の点線参照)することによ
り、横位置データXの急峻な変化を抑えることも行われ
ている。しかし、遠距離での挙動が十分に安定するよう
フィルタの値を設定すると、近距離での応答性が劣化し
てしまい、例えば、割り込み車両の検出(図9の車両M
2参照)が遅れることになり、この割り込み車両に対応
して行う減速処理等を有効に働かせることができないと
いう問題があった。In order to solve such a phenomenon, the detected lateral position data X is smoothed on the time axis using a low-pass filter or the like (see the dotted line in FIG. 10C) to obtain the lateral position data. It is also practiced to suppress a sharp change in X. However, if the value of the filter is set so that the behavior at a long distance is sufficiently stable, the responsiveness at a short distance deteriorates, and for example, detection of an interrupting vehicle (vehicle M in FIG. 9).
However, there is a problem in that the deceleration processing and the like performed in response to this interrupted vehicle cannot be effectively operated.
【0012】本発明は、上記問題点を解決するために、
複数の受信ビームを用いてレーダ波を反射した対象物の
位置を検出するレーダ装置において、近距離の対象物を
検出する場合の応答性を確保しつつ、遠距離の対象物を
検出する場合の横位置の安定性を向上させることを目的
とする。In order to solve the above problems, the present invention provides
In a radar device that detects the position of an object that has reflected radar waves using multiple reception beams, while ensuring responsiveness when detecting an object at a short distance, when detecting an object at a long distance The purpose is to improve the stability of the lateral position.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明である請求項1に記載のレーダ装置では、受信手
段が、予め設定された特定方向を中心とする走査領域内
に、互いに照射方向の異なる複数の受信ビームを形成
し、該受信ビーム毎に、対象物に反射したレーダ波を受
信すると、受信手段から出力される受信信号に基づい
て、方位算出手段が、レーダ波の到来方向を表す方位デ
ータを算出すると共に、距離算出手段が、レーダ波を反
射した対象物までの距離を表す距離データを算出する。According to another aspect of the present invention, there is provided a radar apparatus according to claim 1, wherein the receiving means irradiate each other within a scanning area centered on a preset specific direction. When a plurality of reception beams having different directions are formed and the radar wave reflected by the object is received for each of the reception beams, the azimuth calculation means determines the arrival direction of the radar wave based on the reception signal output from the reception means. In addition to calculating the azimuth data indicating the distance, the distance calculating means calculates the distance data indicating the distance to the object that reflected the radar wave.
【0014】また、これら方位算出手段及び距離算出手
段にて算出された方位データ及び距離データに基づき、
横位置算出手段が、特定方向に対して直交し且つ受信ビ
ームの配列方向に沿った位置を表す横位置データを算出
し、平滑化手段が、横位置算出手段が算出した横位置デ
ータを入力データとし、この入力データのばらつきを抑
えてなる出力データを生成し、これら距離算出手段が算
出する距離データ、及び平滑化手段が生成する平滑化さ
れた横位置データを、対象物の位置を特定するための位
置情報として出力する。Further, based on the azimuth data and the distance data calculated by the azimuth calculating means and the distance calculating means,
The lateral position calculation means calculates lateral position data that represents a position that is orthogonal to the specific direction and along the array direction of the reception beams, and the smoothing means inputs the lateral position data calculated by the lateral position calculation means into the input data. Then, the output data generated by suppressing the variation of the input data is generated, and the position of the object is specified by the distance data calculated by these distance calculation means and the smoothed lateral position data generated by the smoothing means. It outputs as position information for.
【0015】そして、特に本発明のレーダ装置では、特
性可変手段が、距離算出手段にて算出される対象物まで
の距離に応じて、この距離が遠いほど、入力データのば
らつきの抑制度が大きくなるよう平滑化手段の特性を変
化させている。つまり、本発明のレーダ装置によれば、
横位置データが大きく変化することのない近距離の対象
物に対しては、平滑化手段による横位置データのばらつ
きの抑制度が小さくなるようにされているので、十分な
応答性を確保でき、一方、応答性を高速にする必要のな
い遠距離の対象物に対しては、平滑化手段による横位置
データのばらつきの抑制度が大きくなるようされている
ので、安定した横位置データを得ることができる。In particular, in the radar device of the present invention, the characteristic varying means, depending on the distance to the object calculated by the distance calculating means, the farther the distance is, the greater the degree of suppression of the variation of the input data becomes. The characteristics of the smoothing means are changed so that That is, according to the radar device of the present invention,
For an object at a short distance where the lateral position data does not change significantly, the degree of suppression of the variation of the lateral position data by the smoothing means is set to be small, so sufficient responsiveness can be ensured, On the other hand, for a long-distance object that does not require high-speed response, the smoothing means increases the degree of suppression of variation in lateral position data, so stable lateral position data can be obtained. You can
【0016】その結果、本発明のレーダ装置を車両に搭
載した場合、これら対象物(車両等)の検出結果によっ
て実行される各種制御、例えば、追従走行を行うクルー
ズシステムや割り込み車両に対する警報を発生させる警
報システム等の制御の精度を、いずれも向上させること
ができる。As a result, when the radar device of the present invention is mounted on a vehicle, various controls executed by the detection results of these objects (vehicles, etc.), for example, a warning for a cruise system for performing follow-up traveling and an interrupting vehicle are generated. It is possible to improve the control accuracy of the alarm system and the like.
【0017】 また、本発明のレーダ装置において、平
滑化手段は、入力データと過去の出力データとの重み付
け加算により出力データを生成するフィルタ手段と、予
め設定された基準値に対する当該平滑化手段への入力デ
ータの偏差が、予め設定された比較値より大きい場合、
当該平滑化手段への入力データに代えて予め設定された
制限データを前記フィルタ手段への入力データとして供
給するガード手段を備えている。 Further, in the radar apparatus of the present invention, the smoothing means includes a filter means for generating output data by weighted addition of the input data and the past output data, the smoothing means for a preset reference value If the deviation of the input data to is larger than the preset comparison value,
There is provided guard means for supplying preset limit data as input data to the filter means instead of input data to the smoothing means .
【0018】 そして、特性可変手段は、例えば、請求
項6記載のように、対象物までの距離が遠いほど、フィ
ルタ手段が行う重み付け加算の入力データに対する重み
付けを軽くするように構成してもよいし、請求項7記載
のように、対象物までの距離が遠いほど、ガード手段が
用いる前記比較値を小さくするように構成してもよい。 The characteristic varying means may be, for example,
As described in Item 6, the further the distance to the object is, the lighter the weighting of the input data of the weighted addition performed by the filter means may be made, and the item may be configured to be lighter.
As described above, the comparison value used by the guard means may be reduced as the distance to the object increases .
【0019】 なお、ガード手段が用いる基準値として
は、請求項2記載のように、前回の出力データを用いて
もよいし、請求項3記載のように、入力データと過去の
出力データとの重み付け加算値を用いてもよい。重み付
け加算値としては、入力データと過去複数回の出力デー
タとの平均値であってもよい。As the reference value used by the guard means, the previous output data may be used as in claim 2 , or the input data and the past output data may be used as in claim 3 . A weighted addition value may be used. The weighted addition value may be an average value of the input data and the output data of the past multiple times.
【0020】 また、ガード手段が用いるガード値とし
ては、請求項4記載のように、基準値からの偏差分を比
較値にて制限した値を用いてもよいし、請求項5記載の
ように、前回の出力データをそのまま用いてもよい。Further, as the guard value used by the guard means as claimed in claim 4, wherein, to the deviations from the reference value may be used a value limited by comparison value, as claimed in claim 5, wherein , The previous output data may be used as it is.
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面と
共に説明する。
[第1実施形態]図1は、本発明が適用された第1実施
形態の障害物検出用の車載レーダ装置の全体構成を表す
ブロック図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the overall structure of an on-vehicle radar device for obstacle detection according to the first embodiment of the present invention.
【0023】図1に示すように、本実施形態の車載レー
ダ装置2は、変調信号Smに応じて所定の周波数に変調
されたレーダ波を送信する送信器12、送信器12から
放射され、障害物に反射されたレーダ波を受信する受信
器14を備えた送受信部10と、送信器12に変調信号
Smを供給すると共に、受信器14から出力される中間
周波のビート信号Bに基づき、障害物を検出するための
処理を実行する信号処理部20とにより構成されてい
る。As shown in FIG. 1, the in-vehicle radar device 2 of this embodiment is radiated from a transmitter 12 that transmits a radar wave modulated to a predetermined frequency according to the modulation signal Sm, and is radiated by an obstacle. A transmitter / receiver 10 including a receiver 14 for receiving a radar wave reflected by an object and a transmitter 12 are provided with a modulation signal Sm, and an obstacle is generated based on an intermediate frequency beat signal B output from the receiver 14. The signal processing unit 20 executes processing for detecting an object.
【0024】そして、本実施形態では、当該装置2によ
って自動車前方の障害物を検出するために、送受信部1
0が自動車の前面に取り付けられ、信号処理部20が、
車室内又は車室近傍の所定位置に取り付けられている。
ここで、まず送信器12は、送信信号として、ミリ波帯
の高周波信号を生成する電圧制御発振器(VCO)12
bと、変調信号Smを電圧制御発振器12bの調整レベ
ルに変換して電圧制御発振器12bに供給する変調器
(MOD)12aと、電圧制御発振器12bからの送信
信号を電力分配して各受信器14,16に供給されるロ
ーカル信号を生成する電力分配器(COUP)12c
と、送信信号に応じてレーダ波を放射する送信アンテナ
12dとにより構成されている。In the present embodiment, the transmitting / receiving unit 1 is used to detect an obstacle in front of the vehicle by the device 2.
0 is attached to the front of the vehicle, and the signal processing unit 20
It is installed at a predetermined position in or near the passenger compartment.
Here, first, the transmitter 12 is a voltage controlled oscillator (VCO) 12 that generates a high frequency signal in the millimeter wave band as a transmission signal.
b, a modulator (MOD) 12a for converting the modulation signal Sm into the adjustment level of the voltage controlled oscillator 12b and supplying the voltage controlled oscillator 12b to the voltage controlled oscillator 12b, and a transmission signal from the voltage controlled oscillator 12b for power distribution to each receiver 14 , 16 for power supply (COUP) 12c for generating local signals
And a transmission antenna 12d that radiates a radar wave according to a transmission signal.
【0025】なお、送信アンテナ12dは、その送信ビ
ームにより、当該レーダ装置2が障害物の検出が可能な
検出範囲(例えば本実施形態では、車両の進行方向を0
°として±15°の範囲)をすべてカバーできるものが
用いられている。また、受信器14は、レーダ波を受信
する受信アンテナ14aと、受信アンテナ14aからの
受信信号に電力分配器12cからのローカル信号を混合
するミキサ14bと、ミキサ14bの出力を増幅する前
置増幅器14cと、前置増幅器14cの出力から不要な
高周波成分を除去し、送信信号及び受信信号の周波数の
差成分であるビート信号Bを抽出するローパスフィルタ
14dと、ビート信号Bを必要な信号レベルに増幅する
後置増幅器14eとにより構成されている。The transmitting antenna 12d detects a range in which the radar device 2 can detect an obstacle due to its transmitting beam (for example, in the present embodiment, the traveling direction of the vehicle is set to 0).
The one that can cover the entire range of ± 15 ° is used. Further, the receiver 14 includes a reception antenna 14a that receives a radar wave, a mixer 14b that mixes a reception signal from the reception antenna 14a with a local signal from the power distributor 12c, and a preamplifier that amplifies the output of the mixer 14b. 14c, a low-pass filter 14d that removes unnecessary high-frequency components from the output of the preamplifier 14c, and extracts the beat signal B that is the difference component of the frequencies of the transmission signal and the reception signal, and the beat signal B to the required signal level. It is composed of a post-amplifier 14e for amplifying.
【0026】なお、受信アンテナ14aは、指向性の強
い受信ビーム(本実施形態ではビーム幅が3°程度)を
形成するものが用いられており、しかも、受信ビームの
照射方向を、水平面に沿った任意の方向に回動可能に構
成されている。そして、送受信部10には、この受信ア
ンテナ14aを、信号処理部20からの制御信号C3に
従って、所定のステップ角度(例えば本実施形態では1
°)単位で受信ビームの照射方向を順次切り替えて上述
の検出範囲内の走査を行うための走査駆動装置16が設
けられている。The receiving antenna 14a is used to form a receiving beam having a strong directivity (a beam width of about 3 ° in this embodiment), and moreover, the irradiation direction of the receiving beam is along a horizontal plane. It is configured to be rotatable in any direction. Then, the reception antenna 14a is provided in the transmission / reception unit 10 according to a control signal C3 from the signal processing unit 20 at a predetermined step angle (for example, 1 in the present embodiment).
A scanning drive device 16 is provided for sequentially switching the irradiation direction of the reception beam in units of °) to perform scanning within the above-described detection range.
【0027】一方、信号処理部20は、起動信号C1に
より起動され、三角波状の変調信号Smを発生する三角
波発生器22と、起動信号C2により起動され、受信器
14からのビート信号BをデジタルデータDに変換する
A/D変換器24と、CPU26a,ROM26b,R
AM26cを中心に構成され、起動信号C1,C2、及
び制御信号C3を送出して三角波発生器22,A/D変
換器24,走査駆動装置16を動作させることによりデ
ータの収集を行うデータ収集処理、及び、データ収集処
理により収集されたデジタルデータDに基づき障害物の
検出を行う障害物検出処理等を実行する周知のマイクロ
コンピュータ(以下「マイコン」という)26と、マイ
コン26の指令に基づき高速フーリエ変換(FFT)の
演算を実行する演算処理装置28とにより構成されてい
る。On the other hand, the signal processing unit 20 is activated by the activation signal C1 to generate the triangular wave modulation signal Sm, and the activation signal C2 to activate the beat signal B from the receiver 14. A / D converter 24 for converting to data D, CPU 26a, ROM 26b, R
A data collection process mainly composed of the AM 26c, which collects data by sending start signals C1 and C2 and a control signal C3 to operate the triangular wave generator 22, the A / D converter 24, and the scan driver 16. , And a well-known microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) 26 that executes an obstacle detection process for detecting an obstacle based on the digital data D collected by the data collection process, and a high speed based on a command from the microcomputer 26. The arithmetic processing unit 28 executes an operation of Fourier transform (FFT).
【0028】次に、マイコン26のCPU26aにて実
行されるデータ収集処理について説明する。このデータ
収集処理では、まず、制御信号C3を送出して、受信ア
ンテナ14aを初期位置(例えば、その受信ビームが検
出範囲内の一方の端にくる位置)に移動させる。続けて
起動信号C1を送出して三角波発生器22を起動すると
共に、起動信号C2を送出してA/D変換器24を起動
する。すると、三角波発生器22にて発生した変調信号
Smが、変調器12aを介して電圧制御発振器12bに
入力され、電圧制御発振器12bは、変調信号Smの三
角波状の波形の上り勾配に応じて所定の割合で周波数が
増大(以後、この区間を「上り変調部」と呼ぶ)し、そ
れに引き続く下り勾配に応じて周波数が減少(以後、こ
の区間を「下り変調部」と呼ぶ)するように変調された
送信信号(中心周波数f0,周波数変調幅ΔF,変調周
期1/fm)を出力する。つまり、本実施形態の車載レ
ーダ装置2は、いわゆるFMCWレーダとして動作す
る。Next, the data collection process executed by the CPU 26a of the microcomputer 26 will be described. In this data collection process, first, the control signal C3 is transmitted to move the reception antenna 14a to the initial position (for example, the position where the reception beam comes to one end within the detection range). Subsequently, the activation signal C1 is transmitted to activate the triangular wave generator 22, and the activation signal C2 is transmitted to activate the A / D converter 24. Then, the modulation signal Sm generated by the triangular wave generator 22 is input to the voltage controlled oscillator 12b via the modulator 12a, and the voltage controlled oscillator 12b predetermined according to the rising slope of the triangular waveform of the modulated signal Sm. Modulation is performed such that the frequency increases at a rate of (hereinafter, this section is referred to as the "upstream modulation section"), and the frequency decreases according to the subsequent downward gradient (hereinafter, this section is referred to as the "downstream modulation section"). The transmitted signal (center frequency f0, frequency modulation width ΔF, modulation cycle 1 / fm) is output. That is, the in-vehicle radar device 2 of this embodiment operates as a so-called FMCW radar.
【0029】このように周波数変調された送信信号に応
じたレーダ波が送信器12から送出され、障害物に反射
したレーダ波が、受信器14にて受信される。すると、
受信器14では、受信アンテナ14aから出力される受
信信号と、送信器12からの送信信号とが混合されるこ
とにより、ビート信号Bが生成される。なお、受信信号
は、レーダ波が障害物まで間を往復する時間だけ送信信
号に対して遅延し、且つ、障害物との間に相対速度があ
る場合には、これに応じてドップラシフトを受ける。こ
のため、ビート信号Bは、この遅延成分frとドップラ
成分fdとを含んだものとなる。A radar wave corresponding to the frequency-modulated transmission signal is transmitted from the transmitter 12, and the radar wave reflected by the obstacle is received by the receiver 14. Then,
In the receiver 14, the beat signal B is generated by mixing the reception signal output from the reception antenna 14 a and the transmission signal from the transmitter 12. It should be noted that the reception signal is delayed with respect to the transmission signal by the time for the radar wave to make a round trip to the obstacle, and if there is a relative velocity with the obstacle, the reception signal undergoes Doppler shift accordingly. . Therefore, the beat signal B contains the delay component fr and the Doppler component fd.
【0030】このビート信号Bを、起動信号C2により
起動されたA/D変換器24がA/D変換し、A/D変
換の結果得られたデジタルデータDは、RAM26cに
順次格納される。ところで、A/D変換器24は、先に
説明したように、三角波発生器22の起動と共に起動信
号C2により起動され、変調信号Smが出力されている
間に、所定回数のA/D変換を行うようにされている。
つまり、前半の半数のデータが、送信信号の上り変調部
に対応した上り変調部データとなり、後半の半数のデー
タが、送信信号の下り変調部に対応した下り変調部デー
タとなる。The beat signal B is A / D converted by the A / D converter 24 activated by the activation signal C2, and the digital data D obtained as a result of the A / D conversion is sequentially stored in the RAM 26c. By the way, the A / D converter 24 is activated by the activation signal C2 together with the activation of the triangular wave generator 22 as described above, and performs the A / D conversion a predetermined number of times while the modulation signal Sm is being output. I am supposed to do it.
That is, the first half half of the data becomes the upstream modulation section data corresponding to the upstream modulation section of the transmission signal, and the second half half of the data becomes the downstream modulation section data corresponding to the downstream modulation section of the transmission signal.
【0031】このようにして変調信号Smの1周期分の
処理が終了すると、制御信号C3を出力することによ
り、走査駆動装置16によって受信アンテナ14aの受
信ビームの照射方向を1ステップ分移動させ、引き続
き、起動信号C1,C2を送出することにより、上述の
処理を繰り返し実行する。そして、全検出範囲に渡って
受信ビームの走査が終了すると障害物検出処理を起動
し、その後も本処理は、この障害物検出処理と並行して
繰り返し実行される。When the processing for one cycle of the modulation signal Sm is completed in this way, the control signal C3 is output to move the irradiation direction of the reception beam of the reception antenna 14a by one step by the scanning drive device 16. Subsequently, by sending the activation signals C1 and C2, the above processing is repeatedly executed. Then, when the scanning of the reception beam is completed over the entire detection range, the obstacle detection processing is started, and thereafter, this processing is repeatedly executed in parallel with the obstacle detection processing.
【0032】次に、障害物検出処理を、図2に示すフロ
ーチャートに沿って説明する。図2に示すように、本処
理が起動されると、まず、ステップ(以下単に「S」と
記す)110にて、RAM26cに書き込まれたデジタ
ルデータDを順次読み出し、各受信ビーム毎且つ各変調
部(上り変調部/下り変調部)毎に、高速フーリエ変換
(FFT)の演算を実行することによりビート信号Bの
周波数解析を行う。なお、演算処理装置28に入力され
るデータは、FFTの演算により表れるサイドローブを
抑制するために、ハニング窓や三角窓等を用いた周知の
ウィンドウ処理が施された後、演算処理装置28に送ら
れてFFT演算が施され、その演算結果として得られる
周波数スペクトルデータは、各周波数毎の複素ベクトル
として得られる。Next, the obstacle detection process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 2, when this process is activated, first, in step (hereinafter simply referred to as “S”) 110, the digital data D written in the RAM 26c is sequentially read, and each received beam and each modulation are performed. The frequency analysis of the beat signal B is performed by executing the calculation of the fast Fourier transform (FFT) for each unit (upstream modulation unit / downstream modulation unit). Note that the data input to the arithmetic processing unit 28 is subjected to a well-known window process using a Hanning window, a triangular window, or the like in order to suppress side lobes appearing in the FFT calculation, and then is input to the arithmetic processing unit 28. The frequency spectrum data sent and subjected to the FFT operation and obtained as the operation result is obtained as a complex vector for each frequency.
【0033】続くS120では、複素ベクトルの絶対
値、即ちその複素ベクトルが示す周波数成分の振幅に基
づき、周波数スペクトルのピークを検出して、その周波
数をビート周波数(上り変調部ではfu,下り変調部で
はfd)として特定すると共に、その検出された周波数
成分について各受信ビーム間で振幅を比較し、その信号
強度分布から、ピークとなる受信ビームを特定する。そ
して、この特定された受信ビームの照射方向を、レーダ
波の到来方向、即ち、障害物が存在する方向を表す方位
データθとする。但し、方位データθは、車両正面の進
行方向を0°として右回り方向を正値、左回り方向を負
値にて表すものとする。また、この処理は各変調部デー
タ毎に行う。In the subsequent S120, the peak of the frequency spectrum is detected based on the absolute value of the complex vector, that is, the amplitude of the frequency component indicated by the complex vector, and the frequency is detected as the beat frequency (fu in the up-modulation section, down-modulation section). Then, the amplitude is compared between the respective reception beams with respect to the detected frequency component, and the peak reception beam is specified from the signal strength distribution. Then, the irradiation direction of the specified reception beam is set as azimuth data θ representing the arrival direction of the radar wave, that is, the direction in which the obstacle exists. However, the azimuth data θ is represented by a positive value in the clockwise direction and a negative value in the counterclockwise direction with the traveling direction in front of the vehicle being 0 °. In addition, this processing is performed for each modulator data.
【0034】続くS130では、ピークとなる周波数成
分が複数存在する場合、即ち複数の障害物が検出されて
いる場合、上り変調部と下り変調部とで、同じ障害物に
基づく周波数成分を正しく組み合わせるペアリング処理
を実行する。このペアリング処理は、例えば、周波数の
低いもの順に組み合わせたり、信号強度のほぼ同じもの
同士を組み合わせる等して行う。また、このペアリング
処理では、当該処理が前回起動された時に検出された障
害物に関する情報との比較を行うことにより同一性の判
定も行う。なお、同一性の判定は公知技術であり、本発
明とは直接的には関係しないため、その説明を省略す
る。In step S130, if there are a plurality of peak frequency components, that is, if a plurality of obstacles are detected, the upstream modulator and the downstream modulator correctly combine frequency components based on the same obstacle. Execute the pairing process. This pairing processing is performed, for example, by combining the products in the order of increasing frequency or combining the products having almost the same signal strength. In this pairing process, the identity is also determined by comparing the information with the obstacle information detected when the process was last started. Since the determination of identity is a known technique and is not directly related to the present invention, its description is omitted.
【0035】続くS140では、上昇部、及び下降部の
ビート周波数fu,fdから、次の(2)式を用いて障
害物との距離データYを算出すると共に、(3)式を用
いて障害物との相対速度データVを算出する。
Y=(c/(8・△F・fm))・(fu+fd) (2)
V=(c/(4・f0))・(fu−fd) (3)
続くS150では、各障害物毎に、距離データY及び方
位データθから、次の(4)式を用いて、当該車両の正
面方向に対して直交し且つ水平方向に沿った横位置を表
す横位置データXを算出する。但し、本ステップにて算
出された横位置データを、以下では「生横位置データ」
と呼ぶものとする。At S140, the distance data Y to the obstacle is calculated from the beat frequencies fu and fd of the ascending portion and the descending portion using the following equation (2), and the obstacle data is calculated using the equation (3). Relative speed data V with respect to the object is calculated. Y = (c / (8 · ΔF · fm)) · (fu + fd) (2) V = (c / (4 · f0)) · (fu-fd) (3) In the subsequent S150, for each obstacle From the distance data Y and the azimuth data θ, the lateral position data X, which represents the lateral position orthogonal to the front direction of the vehicle and along the horizontal direction, is calculated using the following equation (4). However, the lateral position data calculated in this step will be referred to as "raw lateral position data" below.
Shall be called.
【0036】
X=Y・sinθ (4)
続くS160では、先のS130でのペアリング時に行
った過去のデータとの同一性判定により特定された同一
障害物についての過去の横位置データXn-1,Xn-2,
…を用いて、データのばらつきを抑えるフィルタリング
処理を実行し、S170にて、このばらつきが抑制され
た、つまり平滑化された横位置データXn、を先のS1
40にて算出された距離データY、相対速度データVと
共に出力して本処理を終了する。X = Y · sin θ (4) In subsequent S160, the past lateral position data Xn-1 of the same obstacle specified by the identity determination with the past data performed at the time of pairing in S130. , Xn-2,
Is used to execute the filtering process for suppressing the variation of the data, and the lateral position data Xn in which the variation is suppressed, that is, the smoothed lateral position data Xn is obtained in S170.
The distance data Y and the relative velocity data V calculated at 40 are output together with the process, and the present process is terminated.
【0037】このようにして算出された横位置データX
n,距離データY、相対速度データVは、別途実行され
る判断処理において、危険の有無を判断するため等に使
用され、危険ありと判断された場合には、例えば、図示
しない警報器を鳴動させて運転者に危険を知らせるとい
った処理や、自車両と同一車線を走行する先行車両に追
従して走行するオートクルーズ制御などに使用される。The lateral position data X calculated in this way
The n, the distance data Y, and the relative speed data V are used to determine the presence or absence of danger in a separately executed determination process. When it is determined that there is a danger, for example, an alarm device (not shown) sounds. It is used for processing such as to notify the driver of a danger and automatic cruise control for traveling following a preceding vehicle traveling in the same lane as the own vehicle.
【0038】ここで、S160にて実行されるフィルタ
リング処理を、図3に示すフローチャートに沿って説明
する。図3に示すように、本処理が起動されると、ま
ず、S210では、先のS140にて算出された距離デ
ータYを取得し、続くS220では、この取得した距離
データYが、予め設定された下限値YLより小さいか否
かを判断する。そして、距離データYが下限値YLより
小さければ(Y<YL)、S240に移行して、予め設
定された第1リミット値LM1を判定値Xthとして設定
し、S270に進む。The filtering process executed in S160 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 3, when this process is activated, first, in S210, the distance data Y calculated in the previous S140 is acquired, and in the subsequent S220, the acquired distance data Y is preset. It is determined whether it is smaller than the lower limit value YL. If the distance data Y is smaller than the lower limit value YL (Y <YL), the process proceeds to S240, the preset first limit value LM1 is set as the determination value Xth, and the process proceeds to S270.
【0039】一方、距離データYが下限値YL以上であ
れば、S230に移行して、今度は、距離データYが上
限値YHより大きいか否かを判断する。そして、距離デ
ータYが上限値YHより大きければ、S250に移行し
て、予め設定された第2リミット値LM2を判定値Xth
として設定し、S270に進む。On the other hand, if the distance data Y is greater than or equal to the lower limit value YL, then the flow shifts to S230, where it is determined whether or not the distance data Y is greater than the upper limit value YH. If the distance data Y is larger than the upper limit value YH, the process proceeds to S250 and the preset second limit value LM2 is set to the determination value Xth.
Is set and the process proceeds to S270.
【0040】また、距離データYが上限値YH以下であ
れば、S260に移行して、次の(5)式により、距離
データYに応じたリミット値f(Y)を求め、このリミ
ット値f(Y)を判定値Xthとして設定し、S270に
進む。If the distance data Y is less than or equal to the upper limit value YH, the flow shifts to S260, the limit value f (Y) corresponding to the distance data Y is obtained by the following equation (5), and this limit value f (Y) is set as the determination value Xth, and the process proceeds to S270.
【0041】[0041]
【数1】 [Equation 1]
【0042】つまり、S210〜S260では、図4
(a)に示すように、障害物が下限値YLより近い位置
にあれば第1リミット値LM1、上限値YHより遠い位
置にあれば第2リミット値LM2、下限値YLと上限値
YHとの間にあれば、その距離Yにより決まるリミット
値f(Y)を判定値Xthとして設定している。That is, in S210 to S260, as shown in FIG.
As shown in (a), if the obstacle is closer to the lower limit value YL, the first limit value LM1, and if the obstacle is farther from the upper limit value YH, the second limit value LM2, and the lower limit value YL and the upper limit value YH. If there is a space, the limit value f (Y) determined by the distance Y is set as the determination value Xth.
【0043】そして、S270では、当該処理がi回前
に起動された時に算出された横位置データXn-i (但
し、本実施形態ではi=1〜3)を取得し、続くS28
0では、S150にて算出された生横位置データXか
ら、S270にて取得した前回の横位置データXn-1 を
減じた値(X−Xn-1 )が、S210〜S260の処理
にて設定された判定値Xthより大きいか否かを判断し、
判定値Xthより大きければS300に移行して、生横位
置データXを制限値(Xn-1 +Xth)に置き換えてS3
20に進む。Then, in S270, the lateral position data Xn-i (where i = 1 to 3 in this embodiment) calculated when the process is started i times ago is acquired, and the subsequent S28.
At 0, the value (X-Xn-1) obtained by subtracting the previous lateral position data Xn-1 acquired in S270 from the raw lateral position data X calculated in S150 is set in the processes of S210 to S260. It is determined whether or not it is greater than the determined threshold value Xth,
If it is larger than the judgment value Xth, the process proceeds to S300, the raw lateral position data X is replaced with the limit value (Xn-1 + Xth), and S3 is performed.
Go to 20.
【0044】一方、S280にて否定判定された場合、
S290に移行して、今度は、上記減算値(X−Xn-1
)が判定値−LMより小さいか否かを判断し、判定値
−LMより小さければ、S310に移行して、生横位置
データXを制限値(Xn-1 −Xth)に置き換えてS32
0に進む。また、S290でも否定判定された場合、即
ち、前回の横位置データXn-1 に対する生横位置データ
Xの偏差が判定値以内(|X−Xn-1 |≦Xth)の大き
さである場合には、生横位置データXを制限することな
く、そのままS320に移行する。On the other hand, if a negative determination is made in S280,
The process proceeds to S290, and this time, the subtraction value (X-Xn-1
) Is smaller than the judgment value −LM, and if smaller than the judgment value −LM, the process proceeds to S310, the raw lateral position data X is replaced with the limit value (Xn−1 −Xth), and S32 is executed.
Go to 0. If a negative determination is made in S290 as well, that is, if the deviation of the raw lateral position data X from the previous lateral position data Xn-1 is within the judgment value (| X-Xn-1 | ≤Xth). Moves to S320 as it is without limiting the raw lateral position data X.
【0045】そして、S320では、次の(6)式を用
いて、過去の横位置データとの重み付け加算した結果
を、今回の横位置データXnを算出して本処理を終了す
る。Then, in step S320, the current lateral position data Xn is calculated from the result of weighted addition with the past lateral position data using the following equation (6), and this processing ends.
【0046】[0046]
【数2】 [Equation 2]
【0047】但し、本実施形態では、各横位置データ
X,Xn-1 〜Xn-3 の係数A0〜A3は、それぞれ次の
ように設定されている。
(A0,A1,A2,A3)=(0.5,0.16,
0.16,0.16)
また、生横位置データXと同一障害物に関する過去の横
位置データXn-1 〜Xn-3 が3個に満たない場合は、そ
の時点で存在する全ての過去の横位置データとの平均
値、又は生横位置データXをそのまま今回の横位置デー
タXnとすればよい。However, in this embodiment, the coefficients A0 to A3 of the lateral position data X and Xn-1 to Xn-3 are set as follows, respectively. (A0, A1, A2, A3) = (0.5, 0.16,
0.16, 0.16) Further, when the number of past lateral position data Xn-1 to Xn-3 regarding the same obstacle as the raw lateral position data X is less than 3, all the past lateral position data X existing at that time The average value with the lateral position data or the raw lateral position data X may be used as it is as the lateral position data Xn of this time.
【0048】以上説明したように、本実施形態の車載レ
ーダ装置2では、フィルタリング処理を実行することに
より、図4(b)に示すように、下限値YLより近い位
置にある障害物P1,P3に対しては第1リミット値L
M1、上限値YHより遠い位置にある障害物P3,P6
に対しては第2リミット値LM2、下限値YLと上限値
YHとの間に位置する障害物P2,P4に対しては、そ
れぞれの距離により決まるリミット値f(Y)を判定値
Xthとして設定するようにされている。しかも、前回の
横位置データXn-1 に対する生横位置データXの偏差
が、これら設定された判定値Xthより大きい(|X−X
n-1 |>Xth)場合には、生横位置データXの値を、前
回の横位置データXn-1 及び判定値Xthに従って制限す
るようにされている。As described above, in the on-vehicle radar device 2 of this embodiment, by executing the filtering process, as shown in FIG. 4B, the obstacles P1 and P3 located nearer to the lower limit value YL. For the first limit value L
M1, obstacles P3, P6 located farther than the upper limit value YH
For the obstacles P2 and P4 located between the second limit value LM2 and the lower limit value YL and the upper limit value YH, the limit value f (Y) determined by the respective distances is set as the determination value Xth. It is supposed to do. Moreover, the deviation of the raw lateral position data X from the previous lateral position data Xn-1 is larger than the set judgment value Xth (| X−X
In the case of (n-1 |> Xth), the value of the raw lateral position data X is limited according to the previous lateral position data Xn-1 and the judgment value Xth.
【0049】従って、今回の横位置データXnを算出す
る際に、生横位置データXが、過去の横位置データXn-
i との重み付け加算(S320)によって単純に平滑化
されるだけでなく、例えば、障害物P1,P2,P3の
ように、生横位置データXが同じであったとしても、そ
の距離データYが大きいほど、生横位置データXの値
は、前回の横位置データXn-1 からのばらつきが小さく
なるようように制限される。Therefore, when the horizontal position data Xn of this time is calculated, the raw horizontal position data X is changed to the past horizontal position data Xn-.
Not only is it simply smoothed by weighted addition with i (S320), even if the raw lateral position data X is the same, for example, for obstacles P1, P2, P3, its distance data Y is The larger the value, the more the value of the raw lateral position data X is limited so that the variation from the previous lateral position data Xn-1 becomes smaller.
【0050】その結果、本実施形態の車載レーダ装置2
によれば、障害物が比較的遠い位置に存在する場合に
は、ばらつきが十分に抑制され、安定した横位置データ
Xnを得ることができ、例えば、オートクルーズの際に
行う追従制御の安定性を向上させることができると共
に、障害物が比較的近い位置に存在する場合には、その
挙動を応答性よく検出することができ、例えば、割り込
み車両等があった場合に、警報を発生させたり、制動を
かける等の制御を速やかに実行することができ、走行の
安全性を向上させることができる。As a result, the in-vehicle radar device 2 of this embodiment is
According to the above, when the obstacle exists at a relatively distant position, the variation can be sufficiently suppressed, and stable lateral position data Xn can be obtained. For example, the stability of the follow-up control performed at the time of auto-cruise. When the obstacle is located at a relatively close position, the behavior of the obstacle can be detected with high responsiveness. For example, an alarm can be generated when there is an interrupting vehicle. The control such as braking can be promptly executed, and the traveling safety can be improved.
【0051】つまり、障害物が遠い位置に存在する場
合、近い位置に存在する場合のいずれの場合でも、常
に、それぞれの位置に対応する制御に適した横位置デー
タXnを得ることができる。なお、本実施形態におい
て、受信器14及び走査駆動装置16が本発明の受信手
段に相当する。また、S120が方位算出手段、S14
0が距離算出手段、S150が横位置算出手段、S16
0が平滑化手段、S210〜S260が特性可変手段、
S270〜S310がガード手段、S320がフィルタ
手段に相当する。
[第2実施形態]次に、第2実施形態について説明す
る。That is, regardless of whether the obstacle exists at a distant position or at a near position, the lateral position data Xn suitable for control corresponding to each position can always be obtained. In the present embodiment, the receiver 14 and the scan driving device 16 correspond to the receiving means of the present invention. Further, S120 is an azimuth calculation means, and S14
0 is the distance calculation means, S150 is the lateral position calculation means, S16
0 is a smoothing means, S210 to S260 are characteristic changing means,
S270 to S310 correspond to the guard means, and S320 corresponds to the filter means. [Second Embodiment] Next, a second embodiment will be described.
【0052】本実施形態の車載レーダ装置2では、第1
実施形態とはフィルタリング処理の内容が一部異なって
いるだけであるため、この相違するフィルタリング処理
についてのみ説明する。図5は、本実施形態におけるフ
ィルタリング処理の内容を表すフローチャートである。
但し、第1実施形態のフィルタリング処理と同じ内容の
ステップについては、同一ステップ番号を付している。In the in-vehicle radar device 2 of this embodiment, the first
Since only a part of the filtering process is different from the embodiment, only the different filtering process will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the content of the filtering process in this embodiment.
However, steps having the same contents as the filtering process of the first embodiment are given the same step numbers.
【0053】図5に示すように、本処理が起動される
と、まず、第1実施形態の場合と同様に、距離データY
に応じた判定値Xthの設定(S210〜S260)、及
び過去の横位置データXn-i の取得(S270)が行わ
れる。そして、続くS285では、S150にて算出さ
れた生横位置データXと、S270にて取得した前回の
横位置データXn-1 との偏差|X−Xn-1 |が、S21
0〜S260にて設定された判定値Xthより大きいか否
かを判断し、偏差が判定値より大きければ(|X−Xn-
1 |>Xth)、S305に移行して、生横位置データX
の値を、前回の横位置データXn-1 の値に置き換えてS
320に移行する。As shown in FIG. 5, when this process is started, first, as in the case of the first embodiment, the distance data Y
The determination value Xth is set (S210 to S260) and the past lateral position data Xn-i is acquired (S270). Then, in subsequent S285, the deviation | X-Xn-1 | between the raw lateral position data X calculated in S150 and the previous lateral position data Xn-1 acquired in S270 is S21.
0 to S260, it is judged whether or not it is larger than the judgment value Xth set, and if the deviation is larger than the judgment value (| X-Xn-
1 |> Xth), shift to S305, and raw lateral position data X
Replace the value of with the value of the previous horizontal position data Xn-1 and S
Moving to 320.
【0054】一方、偏差が判定値以下であれば(|X−
Xn-1 |≦Xth)、生横位置データXの値を制限するこ
となく、そのままS320に移行する。そして、S32
0では、先の(6)式に従って、生横位置データXと、
過去の横位置データXn-i との重み付け加算を行うこと
により、今回の横位置データXnを求めて本処理を終了
する。On the other hand, if the deviation is less than or equal to the judgment value, (| X-
Xn-1 | ≦ Xth), without restricting the value of the raw lateral position data X, the process directly proceeds to S320. And S32
0, the raw lateral position data X and
The present lateral position data Xn is obtained by performing weighted addition with the past lateral position data Xn-i, and this processing is ended.
【0055】つまり、本実施形態の車載レーダ装置2で
は、図6に示すように、生横位置データXと前回の横位
置データXn-1 との偏差が判定値Xthより大きい場合
(障害物P2,P3,P4参照)には、その生横位置デ
ータXを使用せず、代わりに前回の横位置データXn-1
を用いるようにされている。また、判定値Xthは、第1
実施形態の場合と全く同様に、距離データYに応じて可
変設定される。That is, in the in-vehicle radar device 2 of this embodiment, as shown in FIG. 6, when the deviation between the raw lateral position data X and the previous lateral position data Xn-1 is larger than the judgment value Xth (obstacle P2 , P3, P4), the raw lateral position data X is not used, and the previous lateral position data Xn-1 is used instead.
Is used. The determination value Xth is the first
Just as in the case of the embodiment, it is variably set according to the distance data Y.
【0056】 従って、本実施形態の車載レーダ装置2
によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、本実施形態において、S210〜S260が
特性可変手段、S270〜S305がガード手段、S3
20がフィルタ手段に相当する。[参考例]
次に参考例について説明する。Therefore, the in-vehicle radar device 2 of the present embodiment
According to the above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, S210 to S260 are characteristic changing means, S270 to S305 are guard means, and S3.
20 corresponds to the filter means. [Reference Example] Next, a reference example will be described.
【0057】 本参考例の車載レーダ装置2では、第1
実施形態とは、フィルタリング処理の内容が一部異なっ
ているだけであるため、この相違する処理についてのみ
説明する。図7は、本実施形態におけるフィルタリング
処理の内容を表すフローチャートである。但し、第1実
施形態のフィルタリング処理と同じ内容のステップにつ
いては、同一ステップ番号を付している。In the on-vehicle radar device 2 of this reference example , the first
Since only a part of the filtering process is different from the embodiment, only the different process will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the content of the filtering process in this embodiment. However, steps having the same contents as the filtering process of the first embodiment are given the same step numbers.
【0058】図7に示すように、本処理が起動される
と、まず、第1実施形態の場合と同様に、距離データY
を取得し、この取得した距離データYと予め設定された
下限値YL及び上限値YHとの比較を実行する(S21
0〜S230)。そして、距離データYが下限値YLよ
り小さい場合(S220−YES)には、S245に移
行して、後のS320で行う重み付け加算にて用いる重
み付け係数A0〜A3を(7)のように設定し、また、
距離データYが上限値YHより大きい場合(S230−
YES)には、S255に移行して、同じく重み付け係
数A0〜A3を(8)のように設定し、更に、距離デー
タYが下限値YL以上、上限値YH以下である場合(S
230−NO)には、S265に移行して、同じく重み
付け係数A0〜A3を(9)のように設定した後、S2
70に進む。As shown in FIG. 7, when this process is started, first, as in the case of the first embodiment, the distance data Y
Is acquired, and the acquired distance data Y is compared with the preset lower limit value YL and upper limit value YH (S21).
0-S230). Then, when the distance data Y is smaller than the lower limit value YL (S220-YES), the process proceeds to S245, and the weighting factors A0 to A3 used in the weighting addition performed in S320 are set as in (7). ,Also,
When the distance data Y is larger than the upper limit value YH (S230-
If YES, the process proceeds to S255, in which the weighting coefficients A0 to A3 are also set as in (8), and the distance data Y is equal to or more than the lower limit value YL and equal to or less than the upper limit value YH (S).
230-NO), the process proceeds to S265, and the weighting factors A0 to A3 are similarly set as in (9).
Proceed to 70.
【0059】
[A0,A1,A2,A3]=[0.7, 0.1, 0.1, 0.1 ] (Y<YL) (7)
[A0,A1,A2,A3]=[0.25,0.25,0.25,0.25] (Y>YH) (8)
[A0,A1,A2,A3]=[0.5, 0.16,0.16,0.16] (YL≦Y≦YH) (9)
S270では、過去の横位置データXn-i を取得し、続
くS320では、S210〜S265にて設定された重
み付け係数A0〜A3、S150にて算出された生横位
置データX、及びS270にて取得された過去の横位置
データXn-1 〜Xn-3 に基づき、先に示した(6)に従
って重み付け加算を行うことにより、今回の横位置デー
タXnを算出して本処理を終了する。[A0, A1, A2, A3] = [0.7, 0.1, 0.1, 0.1] (Y <YL) (7) [A0, A1, A2, A3] = [0.25,0.25,0.25,0.25] ( (Y> YH) (8) [A0, A1, A2, A3] = [0.5, 0.16,0.16,0.16] (YL ≦ Y ≦ YH) (9) In S270, past lateral position data Xn-i is acquired. In subsequent S320, the weighting factors A0 to A3 set in S210 to S265, the raw lateral position data X calculated in S150, and the past lateral position data Xn-1 to Xn-3 acquired in S270. Based on the above, weighted addition is performed according to (6) shown above to calculate the horizontal position data Xn of this time, and this processing ends.
【0060】 即ち、本参考例のフィルタリング処理で
は、距離データYに応じて判定値Xthを可変設定するこ
とによって生横位置データXのばらつきを制限する代わ
りに、距離データYに応じて重み付け係数A0〜A3を
可変設定することにより、重み付け加算の内容を変化さ
せている。具体的には、距離データYが小さいほど、生
横位置データXの重みを増大させ、応答性のよい横位置
データXnが得られるようにしており、また距離データ
Yが大きいほど、過去の横位置データXn-i の重みを増
大させ、横位置データXnの時間的なばらつきが十分に
抑制されるようにしている。That is, in the filtering process of the present reference example , instead of limiting the variation of the raw lateral position data X by variably setting the determination value Xth according to the distance data Y, the weighting coefficient A0 is set according to the distance data Y. The contents of weighted addition are changed by variably setting A3. Specifically, as the distance data Y is smaller, the weight of the raw lateral position data X is increased so that the lateral position data Xn with good responsiveness can be obtained, and as the distance data Y is larger, the past lateral position data Xn can be obtained. The weight of the position data Xn-i is increased so that the temporal variation of the lateral position data Xn can be sufficiently suppressed.
【0061】 従って、本参考例の車載レーダ装置2に
よれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、本参考例において、S210〜S265が特
性可変手段、S320がフィルタ手段に相当する。Therefore, according to the on-vehicle radar device 2 of the present reference example , the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In this reference example , S210 to S265 correspond to the characteristic changing means, and S320 corresponds to the filter means.
【0062】 以上、本発明のいくつかの実施形態につ
いて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではなく、様々な態様にて実施することが可能であ
る。例えば、上記第1〜第2実施形態では、いずれも横
位置データに対してフィルタリング処理を行っている
が、方位データθに対してフィルタリング処理を実行
し、その結果として得られる平滑化された方位データθ
を用いて横位置データを算出するように構成してもよ
い。Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented in various modes. For example, in each of the first to second embodiments, the filtering process is performed on the lateral position data, but the filtering process is performed on the azimuth data θ, and the smoothed azimuth obtained as a result is obtained. Data θ
May be used to calculate the lateral position data.
【0063】この場合、障害物検出処理は、図8に示す
ように、第1実施形態の場合と比較して、横位置データ
演算(S150),フィルタリング処理(S160)の
順に実行されていた処理を、逆に、フィルタリング処理
(S155),横位置データ演算(S165)の順に実
行するようにすればよい。In this case, as shown in FIG. 8, the obstacle detection processing is executed in the order of the lateral position data calculation (S150) and the filtering processing (S160) as compared with the case of the first embodiment. On the contrary, the filtering process (S155) and the lateral position data calculation (S165) may be executed in this order.
【0064】なおフィルタリング処理(S155)の詳
細は、図3,図5,図7と同様にのものを用いることが
できる。但し、この場合、横位置データに関する値X,
Xth,Xn-i を方位データに関する値θ,θth,θn-i
に置き換える必要がある。この場合、S155が平滑化
手段、S165が横位置算出手段に相当する。The details of the filtering process (S155) can be the same as those shown in FIGS. 3, 5 and 7. However, in this case, the value X related to the lateral position data,
Xth and Xn-i are the values relating to azimuth data θ, θth and θn-i
Should be replaced with In this case, S155 corresponds to the smoothing means and S165 corresponds to the lateral position calculating means.
【0065】また、重み付け係数A0〜A3や、距離デ
ータYとの比較に用いる下限値YL,上限値YH、判定
値Xth,θthに用いられるリミット値LM1,LM2,
f(Y),f(θ)は、上述のものに限らず、実現する
制御に応じて、適宜最適化して設定すればよい。Further, the weighting factors A0 to A3, the lower limit value YL used for comparison with the distance data Y, the upper limit value YH, and the limit values LM1, LM2 used for the judgment values Xth, θth.
The f (Y) and f (θ) are not limited to those described above, and may be appropriately optimized and set according to the control to be realized.
【0066】更に、上記実施形態では、単一のアンテナ
を機械的に動作させることにより、ビームスキャンを行
うように構成されているが、複数のアンテナを用いて同
時に複数本の受信ビームを形成するもの、DBFのよう
に同時受信したデータから、演算によりビーム形成を行
うもの等に適用してもよい。Further, in the above embodiment, beam scanning is performed by mechanically operating a single antenna, but a plurality of receiving beams are simultaneously formed using a plurality of antennas. However, the present invention may be applied to a device such as a DBF that forms beams by calculation from data that is simultaneously received.
【0067】また更に、第1及び第2実施形態では、前
回の横位置データXn-1 に対する生横位置データXの偏
差に従って、生位置データXの制限を行うか否かを判定
しているが、横位置データXn-1 の代わりに、過去複数
回の横位置データXn-i (i=1〜m)の平均値又は重
み付け加算値を用いてもよい。Furthermore, in the first and second embodiments, it is determined whether or not the raw position data X is limited according to the deviation of the raw lateral position data X from the previous lateral position data Xn-1. Instead of the lateral position data Xn-1, the average value or weighted addition value of the lateral position data Xn-i (i = 1 to m) obtained a plurality of times in the past may be used.
【図1】 実施形態の車載レーダ装置の全体構成を表す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an in-vehicle radar device according to an embodiment.
【図2】 第1実施形態における障害物検出処理の内容
を表すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the contents of obstacle detection processing in the first embodiment.
【図3】 第1実施形態におけるフィルタリング処理の
内容を表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the content of a filtering process in the first embodiment.
【図4】 図3の処理による判定値Xthの設定、及び横
位置データの変化を表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing setting of a determination value Xth and changes in lateral position data by the processing of FIG.
【図5】 第2実施形態におけるフィルタリング処理の
内容を表すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the contents of filtering processing in the second embodiment.
【図6】 図5の処理による横位置データの変化を表す
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change in lateral position data by the processing of FIG.
【図7】 参考例におけるフィルタリング処理の内容を
表すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the contents of filtering processing in the reference example .
【図8】 他の実施形態における障害物検出処理の内容
を表すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the contents of obstacle detection processing in another embodiment.
【図9】 複数の受信ビームを用いて障害物の検出を行
う車載レーダ装置の動作を表す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an operation of an on-vehicle radar device that detects an obstacle using a plurality of reception beams.
【図10】 従来装置の問題点を示すための説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a problem of the conventional device.
2…車載レーダ装置、10…送受信部、12…送信器、
12a…変調器、12b…電圧制御発振器、12c…電
力分配器、12d…送信アンテナ、14…受信器、14
a…受信アンテナ、14b…ミキサ、14c…前置増幅
器、14d…ローパスフィルタ、14e…後置増幅器、
16…走査駆動装置、20…信号処理部、22…三角波
発生器、24…A/D変換器、26…マイクロコンピュ
ータ、28…演算処理装置2 ... In-vehicle radar device, 10 ... Transceiver unit, 12 ... Transmitter,
12a ... Modulator, 12b ... Voltage controlled oscillator, 12c ... Power distributor, 12d ... Transmitting antenna, 14 ... Receiver, 14
a: receiving antenna, 14b ... mixer, 14c ... preamplifier, 14d ... low pass filter, 14e ... postamplifier,
16 ... Scan drive device, 20 ... Signal processing part, 22 ... Triangular wave generator, 24 ... A / D converter, 26 ... Microcomputer, 28 ... Arithmetic processing device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (7)
査領域内に、互いに照射方向の異なる複数の受信ビーム
を形成し、該受信ビーム毎に、対象物に反射したレーダ
波を受信する受信手段と、 該受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記レ
ーダ波の到来方向を表す方位データを算出する方位算出
手段と、 前記受信手段から出力される受信信号に基づいて、前記
レーダ波を反射した対象物までの距離を表す距離データ
を算出する距離算出手段と、 前記方位算出手段及び距離算出手段にて算出された方位
データ及び距離データに基づき、前記特定方向に対して
直交し且つ前記受信ビームの配列方向に沿った位置を表
す横位置データを算出する横位置算出手段と、 該横位置算出手段が算出した横位置データを入力データ
とし、該入力データのばらつきを抑えてなる出力データ
を生成する平滑化手段と、 を備え、前記距離算出手段が算出する距離データ、及び
前記平滑化手段が生成する平滑化された横位置データ
を、前記対象物の位置を特定するための位置情報として
出力するレーダ装置において、 前記距離算出手段にて算出される前記対象物までの距離
に応じて、該距離が遠いほど、前記入力データのばらつ
きの抑制度が大きくなるよう前記平滑化手段の特性を変
化させる特性可変手段を設けると共に、 前記平滑化手段は、 入力データと過去の出力データとの重み付け加算により
出力データを生成するフィルタ手段と、 予め設定された基準値に対する当該平滑化手段への入力
データの偏差が、予め設定された比較値より大きい場
合、当該平滑化手段への入力データに代えて予め設定さ
れた制限データを前記フィルタ手段への入力データとし
て供給するガード手段と、 を備える ことを特徴とするレーダ装置。1. A reception device that forms a plurality of reception beams having different irradiation directions in a scanning region centered on a preset specific direction, and receives a radar wave reflected by an object for each reception beam. Means, azimuth calculation means for calculating azimuth data representing the arrival direction of the radar wave based on the reception signal output from the reception means, and the radar wave based on the reception signal output from the reception means. Based on the azimuth data and the distance data calculated by the azimuth calculation means and the distance calculation means, the distance calculation means for calculating the distance data representing the distance to the reflected object and the direction orthogonal to the specific direction and Lateral position calculating means for calculating lateral position data representing a position along the array direction of the reception beam, and lateral position data calculated by the lateral position calculating means as input data, Smoothing means for generating output data in which variation of the data is suppressed, the distance data calculated by the distance calculating means, and the smoothed lateral position data generated by the smoothing means, In the radar device that outputs as position information for specifying the position of, the degree of suppression of the variation of the input data is increased as the distance is increased according to the distance to the object calculated by the distance calculation means. A characteristic changing means for changing the characteristic of the smoothing means is provided so as to be large , and the smoothing means is configured by weighting addition of input data and past output data.
Filter means for generating output data, and input to the smoothing means for a preset reference value
If the data deviation is larger than the preset comparison value,
In this case, the preset data is set instead of the input data to the smoothing means.
The restricted data as input data to the filter means
Radar apparatus, characterized by comprising a guard unit for supplying Te.
データを用いることを特徴とするレーダ装置。2. The radar device according to claim 1 , wherein the previous output data is used as the reference value used by the guard means.
と過去の出力データとの重み付け加算値を用いることを
特徴とするレーダ装置。3. The radar device according to claim 1 , wherein a weighted addition value of input data and past output data is used as the reference value used by the guard means.
レーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記ガード値として、前記基準
値からの偏差分を前記比較値にて制限した値を用いるこ
とを特徴とするレーダ装置。4. The radar device according to claim 1 , wherein a value obtained by limiting a deviation from the reference value by the comparison value is used as the guard value used by the guard means. A characteristic radar device.
レーダ装置において、 前記ガード手段が用いる前記ガード値として、前回の出
力データを用いることを特徴とするレーダ装置。5. The radar device according to claim 1 , wherein the previous output data is used as the guard value used by the guard means.
レーダ装置において、 前記特性可変手段は、前記対象物までの距離が遠いほ
ど、前記フィルタ手段が行う重み付け加算の入力データ
に対する重み付けを軽くすることを特徴とするレーダ装
置。6. The radar device according to claim 1 , wherein the characteristic varying means reduces the weighting of the input data of the weighted addition performed by the filtering means as the distance to the object increases. A radar device characterized by:
レーダ装置において、 前記特性可変手段は、前記対象物までの距離が遠いほ
ど、前記ガード手段が用いる前記比較値を小さくするこ
とを特徴とするレーダ装置。7. The radar device according to claim 1 , wherein the characteristic varying unit reduces the comparison value used by the guard unit as the distance to the object increases. Radar device.
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