JP4447389B2

JP4447389B2 - レーダ装置、及び該レーダ装置を備えた車両制御装置

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Publication number: JP4447389B2
Application number: JP2004203302A
Authority: JP
Inventors: 誠仁新行内; 宏行安藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: JP2006023236A; DE102005031921B4; US7205929B2; DE102005031921A1; US20070013576A1

Description

本発明は、周囲の物体を検出するレーダ装置、及び該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置に関する。

従来、車両の周辺物体を検知するレーダ装置であって検知範囲に走行路面が含まれる車両用レーダ装置においては、周波数変調された送信波を放射する送信部と、送信波が物体で再放射された電波を受信し、これに送信波の一部をミキシングしてビート信号を得る受信部と、該ビート信号の周波数を解析して周辺物体を検知する信号処理部とを備えるものがある。この装置の信号処理部には、受信レベルについてビート信号の周波数をパラメータとする第１のしきい値と、これよりも高い値の第２のしきい値とが設定されており、信号処理部は、周辺物体の検知に第２のしきい値を越えたビート周波数を用いると共に、所定の周波数範囲において第１のしきい値を越える受信レベルのビート周波数の所定時間内の発生数が所定値以下の時に、送信部または受信部に汚れがあると判定する。

これにより、路面で反射されて受信部に戻ってくる信号の受信レベルは、先行車両や障害物のような本来検出すべき物体で反射される信号の平均的な受信レベルよりも小さいので、第２のしきい値を路面反射信号の受信レベルよりも高く設定しておけば、物体検出の際にノイズである路面反射信号が除去され、正確な検出ができる。また、第１のしきい値を路面反射信号の平均的な受信レベルよりも低く設定しておくことにより、走行中において、第１のしきい値を越える受信レベルの信号が常に受信されることになる。換言すると、第１のしきい値を越えるレベルのビート周波数が所定期間内にほとんど発生しない場合は、汚れにより受信信号レベルが低下していると判断できる（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３４２８００９号公報

ところで、従来のレーダ装置の受信アンテナに、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられた複数の受信アンテナを備えるアレイアンテナを利用しようとする場合、従来の装置では、複数の受信アンテナの一部のみに汚れが付着している状態において、汚れ付着状態であるか否かの正確な判定が出来ないという問題がある。具体的には、汚れが付着していない受信アンテナでは、第１のしきい値を越える受信信号が継続して受信されるため、アレイアンテナの合成出力信号において、汚れにより受信信号レベルが低下しているか否かを判断できず、たとえいずれかの受信アンテナに汚れが付着している状態であっても、汚れ付着状態ではないと判断されてしまう。従って、複数の受信アンテナの一部に汚れが付着しているために、本来のアレイアンテナとしての性能が得られていないことを装置側が判断できないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、アンテナに付着する異物の存在を容易かつ正確に判定するレーダ装置、及び該レーダ装置を備えてアンテナに付着する異物の存在に基づいて適切な車両制御を実行する車両制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るレーダ装置は、送信波を送信する送信手段（例えば後述する実施例の送信アンテナ１、及び送信ＩＣ２）と、物体により反射された前記送信波の反射波を受信する受信手段（例えば後述する実施例の受信アンテナ３ａ〜３ｉ、及び受信ＩＣ４ａ〜４ｉ）と、前記受信手段により受信された信号を処理して前記物体までの距離または方位を検出する信号処理手段（例えば後述する実施例の信号処理部５）とを備えたレーダ装置において、前記受信手段が、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられた複数の受信アンテナ（例えば後述する実施例の受信アンテナ３ａ〜３ｉ）を備え、前記信号処理手段が、前記複数の受信アンテナにより受信された受信信号レベルを検出する受信信号レベル検出手段（例えば後述する実施例のステップＳ２の処理）と、前記受信信号レベル検出手段により検出された前記複数の受信アンテナの受信レベルの最大値と、各受信アンテナの受信信号レベルとを比較し、レベル差が所定値以上となる受信アンテナが存在する場合に、前記受信手段の前面に異物が付着していると判定する異物付着判定手段（例えば後述する実施例のステップＳ３の判定２、ステップＳ４、ステップＳ６の処理）とを備え、前記異物付着判定手段により前記受信手段の前面に異物が付着していると判定された場合には、前記信号処理手段が、異物の影響を受けている受信アンテナからの受信信号を補正し、補正された受信信号と補正を行わなかった前記受信アンテナからの受信信号とに基づいて、前記物体までの距離または方位を検出することを特徴とする。

以上の構成を備えたレーダ装置は、送信手段から送信波を送信すると共に、物体により反射された送信波の反射波を受信手段により受信し、信号処理手段で受信された信号を処理して物体までの距離または方位を検出するレーダ装置において、受信手段が、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられた複数の受信アンテナを備える時に、受信信号レベル検出手段により複数の受信アンテナで受信された受信信号レベルを検出し、異物付着判定手段により、受信信号レベル検出手段において検出された複数の受信アンテナ間の受信信号レベルのレベル差が所定値以上の場合に、受信手段の前面に異物が付着していると判定することで、複数の受信アンテナ間の受信信号レベルのレベル差に基づいて受信手段の前面に付着する異物の存在有無を判断することができる。

さらに、異物付着判定手段により受信手段の前面に異物が付着していると判定された場合には、信号処理手段が、異物の影響を受けている受信アンテナからの受信信号を補正する。そして、信号処理手段が、補正された受信信号と補正を行わなかった受信アンテナからの受信信号とに基づいて物体までの距離または方位を検出することで、複数の受信アンテナの受信信号レベルの最大値から、異物が付着することにより影響を受けている受信アンテナとその状態で利用可能な受信アンテナとを区別すると共に、受信アンテナにおける異物の影響を極力排除して物体までの距離または方位を検出することができる。

請求項２の発明に係る車両制御装置は、請求項１に記載のレーダ装置を備えると共に、該レーダ装置からの出力信号に基づいて車両の制御を行う車両制御装置であって、前記信号処理手段が補正された受信信号に基づいて前記物体までの距離または方位を検出した場合には、補正を行わなかった前記受信アンテナからの受信信号のみに基づいて前記物体までの距離または方位を検出した場合よりも、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行う車両制御手段（例えば後述する実施例のステップＳ７の（２）の処理）を備えたことを特徴とする。

以上の構成を備えた車両制御装置は、請求項１に記載のレーダ装置を備え、レーダ装置からの出力信号に基づいて車両の制御を行う車両制御装置において、信号処理手段が補正された受信信号に基づいて物体までの距離または方位を検出した場合には、車両制御手段が、補正を行わなかった受信アンテナからの受信信号のみに基づいて物体までの距離または方位を検出した場合よりも、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行うことで、レーダ装置の受信手段が物体からの反射波を適切に受信できない場合でも、検出された距離または方位に基づいて余裕を持って車両を制御することができる。

請求項１に記載のレーダ装置によれば、複数の受信アンテナの受信レベルの最大値と、各受信アンテナの受信信号レベルとを比較し、そのレベル差に基づいて受信手段の前面に付着する異物の存在有無を判断することができる。
従って、受信手段を構成する複数の受信アンテナの受信信号レベルの最大値と、各受信アンテナの受信信号レベルとのレベル差に基づいて判断を行っているため、複数の受信アンテナのいずれに異物が付着している場合でも、受信手段の前面に異物が付着していることを、容易かつ正確に判定することができるという効果が得られる。

さらに、複数の受信アンテナの受信信号レベルの最大値から、異物が付着することにより影響を受けている受信アンテナとその状態で利用可能な受信アンテナとを区別すると共に、受信アンテナにおける異物の影響を極力排除して物体までの距離または方位を検出することができる。
従って、受信手段の前面に異物が付着している場合でも、全ての受信アンテナで受信した受信信号により、複数の受信アンテナからなる受信手段の性能を最大限に有効利用して、物体までの距離または方位を検出することができるという効果が得られる。

請求項２に記載の車両制御装置によれば、信号処理手段が補正された受信信号に基づいて物体までの距離または方位を検出した場合には、車両制御手段が、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行うことで、レーダ装置の受信手段が物体からの反射波を適切に受信できない場合でも、検出された距離または方位に基づいて余裕を持って車両を制御することができる。
従って、レーダ装置の受信手段に付着した異物の影響を考慮して、より安全かつ適切に車両を制御することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

（装置構成）
図１は、本発明の一実施例の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、本実施例のレーダ装置は、物体までの距離や方位の検出に利用する送信波を送信する送信アンテナ１及び送信ＩＣ２と、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられ、物体により反射された送信波の反射波を受信する９本の受信アンテナ３ａ〜３ｉと、同じ特性を備えた受信ＩＣ４ａ〜４ｉと、受信アンテナ３ａ〜３ｉ及び受信ＩＣ４ａ〜４ｉにより受信された信号を処理して物体までの距離または方位を検出する信号処理部５とを備えている。

より具体的に説明すると、本実施例のレーダ装置は、信号処理部５が出力するデジタル制御信号を、アナログ制御信号（三角波）に変換するＤＡＣ６を備えており、ＤＡＣ６の出力するアナログ制御信号は、増幅器７により増幅された後、発振器であるＶＣＯ８に入力される。
また、ＶＣＯ８では信号処理部５からの制御信号による制御に基づく信号が生成されると共に、ＶＣＯ８の出力信号は、増幅器９１、９２と逓倍器９３とを備えた逓倍器ＩＣ９に入力され、周波数が例えば３倍の周波数に変換される。そして、逓倍器ＩＣ９の出力信号は、送信ＩＣ２に供給され、増幅器２１により増幅されて送信アンテナ１から送信波として送信される。

また、逓倍器ＩＣ９の出力信号は、各受信ＩＣ４ａ〜４ｉにも供給されており、各受信ＩＣ４ａ〜４ｉでは、それぞれ受信アンテナ３ａ〜３ｉから入力された信号を増幅器４１ａ〜４１ｉにより増幅すると共に、それぞれ逓倍器ＩＣ９から入力された信号を増幅器４２ａ〜４２ｉにより増幅する。そして、各受信ＩＣ４ａ〜４ｉでは、増幅器４１ａ〜４１ｉの出力信号と増幅器４２ａ〜４２ｉの出力信号とをミキサ４３ａ〜４３ｉにおいてそれぞれミキシング（乗算）することにより、物体により反射された送信波の反射波に現れた信号の振幅変化と位相変化とを検出してＡＤＣ１０へ供給する。なお、ＡＤＣ１０では、ミキサ４３ａ〜４３ｉから供給された信号を時分割によりデジタル信号化し、信号処理部５へ出力する。また、本実施例では、ＡＤＣ１０から信号処理部５へ入力される受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各信号をＣＨ０〜ＣＨ８と表すものとする。

なお、受信アンテナと受信ＩＣの数は一例であって、信号処理部５の処理能力とレーダ装置の物体検出能力とに基づいて、以下に説明するフェイズドアレイアンテナの効果が十分に得られるのであれば、受信アンテナと受信ＩＣを１組とする受信アンテナと受信ＩＣの数は何組であっても良い。

（フェイズドアレイアンテナ）
次に、図面を参照して、受信アンテナ３ａ〜３ｉによるフェイズドアレイアンテナの原理について簡単に説明する。本実施例の送信アンテナ１及び受信アンテナ３ａ〜３ｉは、図２のレーダ装置のアンテナ構成例とフェイズドアレイアンテナの原理を示す図のように、送信アンテナ１からピッチｄｒ０だけ離れたところに受信アンテナ３ａが配置されると共に、受信アンテナ３ｂ〜３ｉは、受信アンテナ３ａに続いてピッチｄで等間隔に並んでいる。

このように配置された受信アンテナ３ａ〜３ｉは、図２に示すように、各受信アンテナ３ａ〜３ｉ同士の隣接アンテナ間位相差が、アンテナ間のピッチｄと目標の方向θとに基づいて、下記（１）式により算出されるため、例えば各受信アンテナ３ａ〜３ｉの出力信号に、目標の方向θに応じた隣接アンテナ間位相差を同一にする遅延回路を設けて、該遅延回路の出力信号において各受信アンテナに対応する信号を合成することで、目標の方向θから到来する信号だけを強調することができる。

すなわち、各受信アンテナ３ａ〜３ｉの出力信号に挿入される遅延回路の遅延時間を制御することで、図３の位相合成したアンテナパターンを示す図のように、自由に受信アンテナ３ａ〜３ｉの合成後の指向性を制御することができる。なお、図３において、記号Ａは受信アンテナ３ａ〜３ｉの各アンテナ素子１つの指向性パターンを示し、記号Ｂは上述の遅延回路を任意に指定して受信アンテナ３ａ〜３ｉの出力信号を合成して得られたフェイズドアレイアンテナの指向性パターンを示す。

隣接アンテナ間位相差＝２π×ｄ×ｓｉｎθ／信号波長・・・（１）

具体的には、図４はフェイズドアレイアンテナの指向性の一例である。図４において、（ａ）に示す特性は受信アンテナ３ａ〜３ｉの各受信アンテナ素子１つの指向性であって、これを目標の方向θ＝０［度］で合成した場合には（ｂ）に示す特性のようになる。また、同様に（ａ）に示す受信アンテナ素子を目標の方向θ＝１０［度］で合成した場合には（ｃ）に示す特性のようになる。

（アンテナ形状）
また、送信アンテナ１及び各受信アンテナ３ａ〜３ｉは、図５のアンテナの配置例を示す図の（ａ）のように、車両の前面に取り付けられたエンブレムの裏側に配置される。

（異物検知処理と車両制御処理）
次に、図面を参照して、本実施例のレーダ装置の受信アンテナ３ａ〜３ｉに対する異物検知処理動作と、該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置（図示せず）の車両制御処理動作について説明する。
図６は、本実施例のレーダ装置の異物検知処理動作と、該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置の車両制御処理動作を示すフローチャートである。

図６において、レーダ装置は、物体により反射された送信波の反射波に現れた信号の振幅変化と位相変化とを示す、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）のデータが入力されたら（ステップＳ１）、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）のデータから、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルを検出する（ステップＳ２）。
そして、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面（図５（ａ）のエンブレムの前面）に異物が付着しているか否かの判断を行うために、ＣＨ間ばらつきが規定範囲内か、またはＣＨ間レベル差が規定範囲内かの判定を行う（ステップＳ３）。

一例を挙げて説明すると、図５（ｂ）は、何も異物が付着していない図５（ａ）の状態に対して、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面（エンブレムの前面）に異物として例えば雪が付着している場合の例である。この時、受信アンテナ３ａ〜３ｉが個別に雪の影響を受けるため、雪が付着していない状態と雪が付着している状態とを比較すると、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）のデータに、各ＣＨのデータが各ＣＨ毎に独立して減衰したり、各ＣＨのデータが各ＣＨ毎に独立して位相変動する等の現象が発生する。

具体的には、図７の各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）のデータの状態を示す図のように、図５（ａ）のように雪が付着していない状態では、図７（ａ）に示すように、例えば受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの「ばらつき」は５［ｄＢ］以下であるのに対し、図５（ｂ）のように雪が付着している状態では、図７（ｂ）に示すように、例えば受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの「ばらつき」は２０［ｄＢ］以上となる。

そこで、ステップＳ３では、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルを用いて、以下に示す（判定１）、（判定２）のいずれかを実施することにより、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面（図５（ａ）のエンブレムの前面）に異物が付着しているか否かの判断を行う。

具体的に（判定１）について説明すると、（判定１）では、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの「ＣＨ間のばらつき」から受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着しているか否かの判断を行うために、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの平均値を算出すると共に、算出された各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの平均値と各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルそれぞれとを比較し、算出された各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの平均値とのレベル差が所定値以上となる受信アンテナが存在する場合（ＣＨ間ばらつきが規定範囲内ではない場合）には、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していると判断する。

また、（判定２）について説明すると、（判定２）では、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの「ＣＨ間のレベル差」から受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着しているか否かの判断を行うために、受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの最大値と各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルそれぞれとを比較し、レベル差が所定値以上となる受信アンテナが存在する場合（ＣＨ間レベル差が規定範囲内ではない場合）には、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していると判断する。

そして、もしステップＳ３において、（判定１）を実施した場合にＣＨ間ばらつきが規定範囲内であった場合、または（判定２）を実施した場合にＣＨ間レベル差が規定範囲内であった場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、レーダ装置は、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物は付着していない状態と判断し（ステップＳ４）、該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置（図示せず）は、通常の車両制御動作を実行する（ステップＳ５）。

一方、もしステップＳ３において、（判定１）を実施した場合にＣＨ間ばらつきが規定範囲内ではなかった場合、または（判定２）を実施した場合にＣＨ間レベル差が規定範囲内ではなかった場合（ステップＳ３のＮＯ）、レーダ装置は、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着している状態と判断し（ステップＳ６）、該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置（図示せず）は、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着している状態に応じた車両制御動作を実行する（ステップＳ７）。

具体的に、ステップＳ７における、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着している状態に応じた車両制御動作について、以下に手順を追って説明する。
（１）フェール表示：車両制御装置（図示せず）は、表示灯や表示画面、音声出力等により、自車両の乗員に対して、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着している状態であることを報知するフェール表示を実行する。

（２）車両制御：車両制御装置（図示せず）による自車両の走行制御は、次の２つの内のいずれかとする。
（ａ）自車両の走行制御を中止する。
（ｂ）受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着している状態に応じたレーダフェール制御に移行する。

（２−ｂ）レーダフェール制御：自車両の走行制御におけるレーダフェール制御は、次の５つの内のいずれかとする。
（ａ）レーダ装置において、通常通り全てのＣＨのデータ（ＣＨ０〜ＣＨ８）を用いて物体までの距離や方位を検出すると共に、車両制御装置（図示せず）は、検出された物体までの距離や方位には誤差が多く含まれている（検出誤差が大きい）と判断し、物体までの距離や方位に関して制御中に判定を行う場合には、判定用しきい値に余裕を与えて判定誤差の発生を防止する等、発生する誤差を見込んだ制御に移行する。

（ｂ）異物が限定される、または各ＣＨのデータの変化から異物が特定できる場合は、レーダ装置において、異物の影響を受けている受信アンテナに対応するＣＨのデータを、異物の特性を用いて補正し、補正されたデータを含む全てのＣＨのデータ（ＣＨ０〜ＣＨ８）を用いて物体までの距離や方位を検出すると共に、車両制御装置（図示せず）は、通常の車両制御動作を実行する。

（ｃ）異物が限定される、または各ＣＨのデータの変化から異物が特定できる場合は、レーダ装置において、異物の影響を受けている受信アンテナに対応するＣＨのデータを、異物の特性を用いて補正し、補正されたデータを含む全てのＣＨのデータ（ＣＨ０〜ＣＨ８）を用いて物体までの距離や方位を検出すると共に、車両制御装置（図示せず）は、検出された物体までの距離や方位には誤差が多く含まれている（検出誤差が大きい）と判断し、物体までの距離や方位に関して制御中に判定を行う場合には、判定用しきい値に余裕を与えて判定誤差の発生を防止する等、発生する誤差を見込んだ制御に移行する。

（ｄ）レーダ装置において異物の影響を受けている受信アンテナに対応するＣＨのデータを除外して、残ったデータを用いて物体までの距離や方位を検出すると共に、車両制御装置（図示せず）は、通常の車両制御動作を実行する。

（ｅ）レーダ装置において異物の影響を受けている受信アンテナに対応するＣＨのデータを除外して、残ったデータを用いて物体までの距離や方位を検出すると共に、車両制御装置（図示せず）は、検出された物体までの距離や方位には誤差が多く含まれている（検出誤差が大きい）と判断し、物体までの距離や方位に関して制御中に判定を行う場合には、判定用しきい値に余裕を与えて判定誤差の発生を防止する等、発生する誤差を見込んだ制御に移行する。

なお、（２−ｂ）レーダフェール制御では、上述の（判定１）を実行した場合には、算出された各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの平均値とのレベル差が所定値以上となる受信アンテナを「異物の影響を受けている受信アンテナ」とする。また、上述の（判定２）を実行した場合には、各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの最大値とのレベル差が所定値以上となる受信アンテナを「異物の影響を受けている受信アンテナ」とする。また、異物の影響を受けている受信アンテナに対応するＣＨのデータを、異物の特性を用いて補正するとは、データが受けた受信レベルの減衰や位相変動を補正することである。また補正された受信信号と補正を行わなかった受信アンテナからの受信信号とに基づいて物体までの距離または方位を検出する。

また、（２−ｂ）レーダフェール制御では、レーダ装置が補正されたデータに基づいて物体までの距離または方位を検出した場合には、少なくとも補正を行わなかった受信アンテナに対応するＣＨのデータのみに基づいて物体までの距離または方位を検出した場合よりも、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行う。更に、レーダ装置が一部の受信アンテナに対応するＣＨのデータを除外し、残りのデータに基づいて物体までの距離または方位を検出した場合には、少なくとも全ての受信アンテナに対応する全てのＣＨのデータ（ＣＨ０〜ＣＨ８）に基づいて物体までの距離または方位を検出した場合よりも、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行う。

また、上述の実施例では、ステップＳ２の処理が受信信号レベル検出手段に相当する。また、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６の処理が異物付着判定手段に相当する。更に、ステップＳ７の（１）の処理が報知手段に相当すると共に、ステップＳ７の（２）の処理が車両制御手段に相当する。

以上説明したように、本実施例のレーダ装置によれば、送信ＩＣ２を用いて送信アンテナ１から送信波を送信すると共に、物体により反射された送信波の反射波を受信アンテナ３ａ〜３ｉ及び受信ＩＣ４ａ〜４ｉにより受信し、信号処理部５で物体までの距離または方位を検出するレーダ装置において、受信アンテナ３ａ〜３ｉが、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられた受信アンテナを備えたアレイアンテナである時に、受信信号レベル検出手段により複数の受信アンテナ（ＣＨ０〜ＣＨ８）で受信された受信レベルを検出し、異物付着判定手段により、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｉ間の受信レベルのばらつき、あるいは受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの最大値と各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルとのレベル差が所定値以上の場合には、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していると判定することで、複数の受信アンテナ間の受信レベルのばらつき、あるいは受信アンテナ間の受信レベルのレベル差に基づいて受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に付着する異物の存在有無を判断することができる。

従って、複数の受信アンテナ間の受信レベルのばらつき、あるいは受信アンテナ３ａ〜３ｉに対応する各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルの最大値と各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）の受信レベルとのレベル差に基づいて判断を行っているため、複数の受信アンテナのいずれに異物が付着している場合でも、受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していることを、容易かつ正確に判定することができるという効果が得られる。

また、異物付着判定手段により受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していると判定された場合には、信号処理部５が、複数の受信アンテナで受信された受信レベルの最大値を求めて、受信レベルの最大値とのレベル差が所定値以上となる受信アンテナに対応するＣＨのデータを補正する。そして、補正されたデータを含む全てのＣＨのデータ（ＣＨ０〜ＣＨ８）を用いて物体までの距離や方位を検出することで、複数の受信アンテナの受信レベルの平均値、あるいは最大値から、異物が付着することにより影響を受けている受信アンテナとその状態で利用可能な受信アンテナとを区別すると共に、受信アンテナにおける異物の影響を極力排除して物体までの距離または方位を検出することができる。

従って、受信アンテナに異物が付着している場合でも、全ての受信アンテナで受信したデータにより、複数の受信アンテナからなるアレイアンテナの性能を最大限に有効利用して、物体までの距離または方位を検出することができるという効果が得られる。

更に、受信レベルの平均値、あるいは最大値とのレベル差が所定値以上となる受信アンテナに対応するＣＨのデータを除外して、残ったデータに基づいて物体までの距離または方位を検出することで、複数の受信アンテナの受信レベルの平均値、あるいは最大値から、異物が付着することにより影響を受けている受信アンテナとその状態で利用可能な受信アンテナとを区別すると共に、異物が付着することにより影響を受けている受信アンテナの影響を極力排除して物体までの距離または方位を検出することができる。

従って、受信アンテナに異物が付着している場合でも、利用可能な受信アンテナで受信したデータにより、複数の受信アンテナからなるアレイアンテナの性能を最大限に有効利用して、物体までの距離または方位を検出することができるという効果が得られる。

また、本実施例のレーダ装置を備えた車両制御装置によれば、異物付着判定手段により受信アンテナ３ａ〜３ｉの前面に異物が付着していると判定された場合には、車両制御手段が車両の制御を中止するか、または車両制御手段が物体までの距離または方位の検出誤差が大きいと判断し、物体までの距離や方位に関して制御中に判定を行う場合には、判定用しきい値に余裕を与えて判定誤差の発生を防止する等、車両の制御を、発生する誤差を見込んだレーダフェール制御へと移行することで、レーダ装置の受信アンテナが物体からの反射波を適切に受信できない場合には、車両の制御を中止して車両の乗員に車両操作を委ねるか、あるいは受信アンテナが異物の影響を受けていない場合に比較して、レーダフェール制御に基づいて余裕を持って車両を制御することができる。

従って、レーダ装置の受信アンテナに付着した異物の影響を考慮して、より安全かつ適切に車両を制御することができるという効果が得られる。

本発明の一実施例のレーダ装置の構成を示すブロック図である。同実施例のレーダ装置のアンテナ構成例とフェイズドアレイアンテナの原理を示す図である。フェイズドアレイアンテナの位相合成したアンテナパターンを示す図である。フェイズドアレイアンテナの指向性の一例である。同実施例のレーダ装置のアンテナの配置例を示す図である。同実施例のレーダ装置の異物検知処理動作と、該レーダ装置を備えて自車両の走行制御を行う車両制御装置の車両制御処理動作を示すフローチャートである。同実施例のレーダ装置の各ＣＨ（ＣＨ０〜ＣＨ８）のデータの状態を示す図である。

符号の説明

１送信アンテナ（送信手段）
２送信ＩＣ（送信手段）
３ａ〜３ｉ受信アンテナ（受信手段、受信アンテナ）
４ａ〜４ｉ受信ＩＣ（受信手段）
５信号処理部（信号処理手段）
Ｓ２受信信号レベル検出手段
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６異物付着判定手段
Ｓ７車両制御手段、報知手段

Claims

送信波を送信する送信手段と、
物体により反射された前記送信波の反射波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号を処理して前記物体までの距離または方位を検出する信号処理手段とを備えたレーダ装置において、
前記受信手段が、それぞれ略同一の受信特性及び略同一方向の指向性を有すると共に所定の間隔で並べられた複数の受信アンテナを備え、
前記信号処理手段が、
前記複数の受信アンテナにより受信された受信信号レベルを検出する受信信号レベル検出手段と、
前記受信信号レベル検出手段により検出された前記複数の受信アンテナの受信レベルの最大値と、各受信アンテナの受信信号レベルとを比較し、レベル差が所定値以上となる受信アンテナが存在する場合に、前記受信手段の前面に異物が付着していると判定する異物付着判定手段とを備え、
該異物付着判定手段により前記受信手段の前面に異物が付着していると判定された場合には、前記信号処理手段が、異物の影響を受けている受信アンテナからの受信信号を補正し、補正された受信信号と補正を行わなかった前記受信アンテナからの受信信号とに基づいて、前記物体までの距離または方位を検出することを特徴とするレーダ装置。
請求項１に記載のレーダ装置を備えると共に、該レーダ装置からの出力信号に基づいて車両の制御を行う車両制御装置であって、
前記信号処理手段が補正された受信信号に基づいて前記物体までの距離または方位を検出した場合には、補正を行わなかった前記受信アンテナからの受信信号のみに基づいて前記物体までの距離または方位を検出した場合よりも、距離または方位の検出誤差が大きいものとして車両制御を行う車両制御手段を備えたことを特徴とする車両制御装置。