JP4375064B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の検知領域に送信波を照射するとともに、当該送信波の反射波を受信した際に、その反射波の強度に応じた受信信号に基づいて、反射物を検出するレーダ装置に関する。本発明によるレーダ装置は、例えば、車両に搭載され、反射物として先行車両や障害物を検出するために好適に用いることができる。

従来より、例えば特許文献１に示されるように、光波，ミリ波などの送信波を車両前方に照射し、その反射波に基づいて、車両前方の反射物を検出する車両用レーダ装置が考えられている。この種の装置は、例えば、先行車両等との間隔が短くなったことを検出して警報を発生する装置や、先行車両と所定の車間距離を維持するように車速を制御する装置などに適用され、それらの制御対象としての先行車両等の検出に利用される。

上述した車両用レーダ装置では、例えばレーザ光が送信波として用いられる場合、レーザダイオード等の発光素子によって発光されたレーザ光の照射方向を回転駆動されるポリゴンミラーを用いて変化させ、車幅方向及び高さ方向それぞれの所定角度範囲に渡り複数本のレーザ光を照射する。そして、各レーザ光が反射物によって反射された場合、その反射光を受光レンズを介して受光する。その受光された反射光は受光素子に導かれ、受光素子は、その受光強度に対応する電圧信号を出力する。そして、レーザ光が照射されてからこの電圧信号が基準電圧以上となるまでの時間間隔に基づいて、反射物までの距離を検出するとともに、そのレーザ光の照射角度に基づいて車幅方向及び車高方向の位置（方位）も検出する。
特開２００２−４０１３９

レーダ装置においては、発光素子や受光素子を外部環境から保護するため、レーザ光の送受信面にはガラス板や樹脂板からなる保護カバーが取り付けられる。この保護カバーに、土埃や水滴、雪等の汚れが付着すると、レーザ光がその汚れによって散乱され、その散乱光の一部は、受光素子に受光される場合がある。

このように、レーザ光の送受信面に取り付けられた保護カバー上に汚れが付着すると、その汚れによってレーザ光が散乱されるので、レーザ光の送受信能力が低下する。それに加えて、受光素子が汚れによる散乱光の一部を受光した場合、それは、受光信号から反射物を検出する上でのノイズ成分となってしまう。このような理由から、レーザ光の送受信面の保護カバーに汚れが付着すると、受光信号に基づく反射物の検出能力が大きく低下してしまう。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、レーダ手段の表面に送信波を散乱等させる汚れが付着した時であっても、受光信号に基づく反射物の検出能力の低下を抑制することが可能なレーダ装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のレーダ装置は、
所定の検知領域に送信波を照射するとともに、当該送信波が反射物によって反射されると、その反射波の強度に応じた受信信号を出力するレーダ手段と、
レーダ手段の表面に設けられた保護カバーと、
検知領域内に、検知すべき反射物が存在しない状態を判別する判別手段と、
判別手段により検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別され、かつレーダ手段から送信波が照射されたときに、その送信波の照射に対応してレーダ手段から出力される、保護カバーに付着した汚れによるノイズを含むノイズに相当するノイズ受信信号を記憶する記憶手段と、
レーダ手段が出力する受信信号に対して、記憶手段が記憶するノイズ受信信号を減算した減算受信信号を算出する算出手段と、
算出手段によって算出された減算受信信号を所定の基準値と比較して、当該所定の基準値以上となった減算受信信号に基づいて、反射物を検出する検出手段とを備え、
判別手段は、レーダ手段が出力する受信信号の波形形状が、送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、レーダ手段が出力する受信信号にピークが存在しない特定のパターンとなった場合に、検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別することを特徴とする。

レーダ手段の表面の保護カバーに送信波を散乱等させる汚れが付着した場合に、その汚れによって散乱された送信波がレーダ手段によって受信されることが、反射物の検出能力を低下させる１つの要因となる。そのため、請求項１に記載のレーダ装置では、その汚れによって散乱された送信波を受信することによって生ずるノイズを含むノイズ成分の大きさのみを示すノイズ受信信号を記憶し、反射物の検出時には、レーダ手段から出力される受信信号からノイズ受信信号を減算する。

検知領域に検知すべき反射物が存在しない場合、レーダ手段が出力する受信信号は、上述した汚れにより散乱された送信波を含む種々の要因によって発生するノイズの大きさを示すことになる。従って、記憶手段は、検知領域に検知すべき反射物が存在しない状態と判別され、かつレーダ手段から送信波が照射されたときに、レーダ手段から出力される受信信号をノイズ受信信号として記憶するのである。

そして、検知領域内の反射物を検出する際には、レーダ手段から出力される受信信号からノイズ受信信号を減算した減算受信信号を算出する。受信信号からノイズ受信信号を減算することにより、その受信信号からノイズ成分を除去することができる。従って、減算受信信号に基づいて反射物を検出することにより、レーダ手段の表面の保護カバーに汚れが付着した場合であっても、反射物の検出能力の低下を抑制することができる。
また、請求項１に記載の発明では、レーダ手段が出力する受信信号の波形形状が、送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、レーダ手段が出力する受信信号にピークが存在しない特定のパターンとなった場合に、検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別する。仮に、レーダ手段の表面の保護カバーに送信波を散乱等させる汚れが付着した場合であっても、送信波の照射から、その汚れによる反射波がレーダ手段に受信されるまでの時間間隔は非常に短い。一方、検知領域に検知すべき反射物が存在する場合には、その反射物による反射波が受信されるまでの時間間隔は、通常、汚れによる反射波を受信するまでの時間間隔よりも長くなる。この特性を利用し、受信信号の波形形状が、送信波の照射から所定時間経過した後に反射物からの反射波を受信したことを示すピーク波形を有しないパターンを示す場合に、その受信信号の波形形状に基づいて、反射物が存在しない状態と判別できるのである。

請求項２に記載のレーダ装置では、レーダ手段が、送信波を、検知領域内の異なる方向に向けて複数照射し、記憶手段が、複数の送信波の照射に対応してレーダ手段からそれぞれ出力されるノイズ受信信号を個々に記憶し、算出手段が、レーダ手段が出力する受信信号からノイズ受信信号を減算して減算受信信号を算出する際、その受信信号に対応する送信波と同一方向に向けて照射された送信波に対応するノイズ受信信号を用いることを特徴とする。

レーダ手段が異なる方向に向けて複数の送信波を照射する場合、送信波毎に、汚れによる散乱等の態様が異なる場合がある。すなわち、レーダ手段の送信面における汚れが付着した部位と、送信波の照射位置や角度との関係で、散乱された送信波がレーダ手段に受信される割合は変化する。このため、請求項２では、受信信号からノイズ受信信号を減算して減算受信信号を算出する際には、その受信信号に対応する送信波と同一方向に向けて照射された送信波に対応するノイズ受信信号を用いる。このように、受信信号から、送信波の照射条件が同じであるノイズ受信信号を減算することにより、反射物からの反射波に対応する受信信号成分である減算受信信号を高精度に抽出することができる。

次に、請求項３に記載のレーダ装置は、
所定の検知領域に送信波を照射するとともに、当該送信波が反射物によって反射されると、その反射波の強度に応じた受信信号を出力するレーダ手段と、
レーダ手段の表面に設けられた保護カバーと、
検知領域内に、検知すべき反射物が存在しない状態を判別する判別手段と、
判別手段により検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別され、かつレーダ手段から送信波が照射されたときに、その送信波の照射に対応してレーダ手段から出力される、保護カバーに付着した汚れによるノイズを含むノイズに相当するノイズ受信信号を記憶する記憶手段と、
レーダ手段が出力する受信信号に対して、記憶手段が記憶するノイズ受信信号を減算した減算受信信号を算出する算出手段と、
算出手段によって算出された減算受信信号を所定の基準値と比較して、当該所定の基準値以上となった減算受信信号に基づいて、反射物を検出する検出手段とを備え、
レーダ手段は、送信波を、検知領域内の異なる方向に向けて複数照射し、
レーダ手段から隣接して照射される所定個数の送信波に対応する所定個数の受信信号からなる積算対象受信信号範囲を設定するものであって、一部の受信信号が重複して複数の積算対象受信信号範囲に属するように、所定個数よりも少ない個数分だけ積算対象受信信号範囲に属する受信信号をずらしながら複数の積算対象受信信号範囲を設定する設定手段と、
設定手段によって複数設定される積算対象受信信号範囲の各々に属する所定個数の受信信号を積算して、積算受信信号を出力する積算手段とをさらに備え、
判別手段は、積算手段が出力する積算受信信号の波形形状が、送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、積算手段が積算する積算受信信号にピークが存在しないパターンとなった場合に、検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別し、
記憶手段は、ノイズ受信信号として検知領域に検知すべき反射物が存在しない状態と判別されたときに、積算手段から積算対象受信信号範囲ごとにそれぞれ出力されるノイズ積算受信信号を記憶し、
算出手段は、積算手段が出力する積算受信信号から、同一の積算対象受信範囲を有するノイズ積算受信信号を減算して減算受信信号としての積算減算受信信号を算出することを特徴とする。

例えば、レーダ装置を車両に適用し、先行車両等を検知すべき反射物とした場合、先行車両の後部には、送信波の反射強度の高いリフレクタや金属からなる車体部分があるため、その反射波の受信強度は非常に高くなる。ただし、その車両の後部に雪や泥等の汚れが付着すると、送信波に対する反射強度が低下するため、個々の反射波の受信信号からでは、反射物を検知できない可能性が生じる。

請求項３に記載のレーダ装置は、そのような検知すべき反射物が送信波に対する十分な反射強度を有していない場合であっても、反射波の受信信号に基づいて反射物を検知可能としたものである。つまり、請求項３に記載のレーダ装置では、上述したように、隣接して照射される所定個数の送信波に対応して出力される所定個数の受信信号を積算して、積算受信信号を出力する。従って、反射波の強度に対応する個々の受信信号成分の強度が小さくとも、所定個数の受信信号を積算することによって、反射物からの反射波に対応する受信信号成分の強度が増幅される。一方、種々の要因で、受信信号に含まれるノイズ成分は、一部のノイズ成分（汚れによる送信波の散乱に起因するノイズ等）を除いてランダムであるため、所定個数の受信信号を積算しても、そのノイズ成分の増幅の程度は小さい。このため、積算受信信号において、反射物からの反射波に対応する受信信号成分のＳ／Ｎ比を向上させることができ、反射物が十分な反射強度を有していない場合であっても、上述した積算受信信号に基づいて反射物を検出することが可能になる。

ただし、単に、出力された受信信号を所定個数ごとに分けて、それぞれ積算信号を求めた場合、積算受信信号による検知分解能は、個々の受信信号による検知分解能を所定個数倍した分解能まで低下してしまう。そのため、請求項３のレーダ装置では、隣接して照射される所定個数の送信波に基づいて出力される所定個数の受信信号を積算対象受信信号範囲として設定する際に、一部の受信信号が重複して複数の積算対象受信信号範囲に属するように、所定個数よりも少ない個数分だけ積算対象受信信号範囲に属する受信信号をずらしながら複数の積算対象受信信号範囲を設定する。これにより、所定個数の受信信号を積算して積算受信信号を算出しながら、積算受信信号は、受信信号の所定個数分よりも細かな分解能を保持することができる。従って、反射物の検出において、分解能の低下を抑制しつつ、反射物の検出感度を向上することができる。

上述したように単に積算することによってもＳ／Ｎ比は向上できるが、さらにノイズ成分の除去を確実にするために、請求項３に記載のレーダ装置は、検知領域に検知すべき反射物が存在しない状態と判別されたときに、積算手段から積算対象受信信号範囲ごとにそれぞれ出力されるノイズ積算受信信号を記憶する。このノイズ積算受信信号は、積算対象受信信号範囲における、ノイズ成分の大きさを示す個々のノイズ受信信号の総和である。従って、反射物を検知する際に、積算受信信号から、同一の積算対象受信範囲を有するノイズ積算受信信号を減算することにより、反射物による反射波の受信信号成分を高精度に抽出することが可能になる。この結果、送信波の反射強度が十分ではない反射物の検知精度の低下も効果的に抑制することができる。

なお、積算対象受信信号範囲の設定では、積算対象受信信号範囲に属する受信信号を１個分ずつずらしながら、複数の積算対象受信信号範囲を設定することが好ましい。これにより、積算受信信号による検知分解能の低下を最小限に抑制することができる。

そして、判別手段は、積算手段が出力する積算受信信号の波形形状が、送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、積算手段が出力する積算受信信号にピークが存在しないパターンとなった場合に、その積算受信信号の波形形状に基づいて検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別する。すなわち、送信波の照射から所定時間経過後に、積算受信信号が、その波形形状に明確なピークが存在しないパターンを有している場合に、検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別する。このように、積算受信信号の波形形状に基づき反射物が存在しない状態を判別することにより、反射強度の十分でない反射物が存在するにもかかわらず、反射物が存在しない状態と誤判定してしまうことを防止できる。

請求項４に記載したように、検出手段は、積算減算受信信号におけるピーク値に基づいて、そのピーク値よりも低い値となるように基準値を設定し、この設定基準値と積算減算受信信号との比較により反射物を検出することが好ましい。これにより、積算減算受信信号がピーク値を有している場合、そのピーク値の大小によらず、反射物を検出することが可能になる。

また、請求項５に記載したように、記憶手段は、判別手段によって検知すべき反射物が存在しない状態が判別されると、繰り返しノイズ受信信号を記憶することによって、ノイズ受信信号を更新することが好ましい。レーダ手段の送信面に付着する汚れは、脱落したり、新たに付着したり、常に変化する。このため、極力最新の汚れの状況を反映したノイズ受信信号を用いて、減算受信信号を算出することが好ましいためである。

請求項６に記載したように、レーダ装置は、車両の進行方向前方を前記検知領域とするように、車両に搭載される車両用レーダ装置として好適である。レーダ装置が車両に搭載される場合、レーダ装置は外部環境に晒されるため、少なからず汚れの付着が発生するためである。

以下に、本発明の実施形態によるレーダ装置について説明する。なお、本実施形態においては、レーダ装置が車両用レーダ装置として用いられる例について説明するが、本発明によるレーダ装置は車両用に限らず、例えば所定のエリアに対する侵入者検出のために用いることも可能である。

本実施形態による車両用レーダ装置は、車両制御装置１に適用されており、車両用制御装置１は、車両用レーダ装置の検出結果に基づいて、所定距離以下の領域に障害物が存在する場合に警報を出したり、先行車両との車間距離を、所定の車間距離に維持するため、車速を制御する機能を備えるものである。

図１は、車両制御装置１のシステムブロック図である。車両制御装置１は認識・車間制御ＥＣＵ３を中心に構成されている。認識・車間制御ＥＣＵ３はマイクロコンピュータを主な構成として、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路や検出回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので詳細な説明は省略する。

認識・車間制御ＥＣＵ３は、車両用レーダ装置としてのレーザレーダセンサ５、車速センサ７、ブレーキスイッチ９、スロットル開度センサ１１から各々検出信号を入力しており、警報音発生器１３、距離表示器１５、センサ異常表示器１７、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に駆動信号を出力する。また認識・車間制御ＥＣＵ３には、警報音量を設定する警報音量設定器２４、警報判定処理における感度を設定する警報感度設定器２５、クルーズコントロールスイッチ２６、図示しないステアリングホイールの操作量を検出するステアリングセンサ２７、及び自動車に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ２８が接続されている。また認識・車間制御ＥＣＵ３は、電源スイッチ２９を備え、電源スイッチ２９がオンされることにより、所定の処理を開始する。

レーザレーダセンサ５は、図２（ａ）に示すように、発光部、受光部及びレーザレーダＣＰＵ７０などを主要部として構成されている。発光部は、パルス状のレーザ光を、発光レンズ７１及びスキャナ７２を介して放射する半導体レーザダイオード（以下、単にレーザダイオードと記載）７５を備えている。そして、レーザダイオード７５は、レーザダイオード駆動回路７６を介してレーザレーダＣＰＵ７０に接続され、レーザレーダＣＰＵ７０からの駆動信号によりレーザ光を放射（発光）する。また、スキャナ７２にはポリゴンミラー７３が鉛直軸を中心に回転可能に設けられ、レーザレーダＣＰＵ７０からの駆動信号がモータ駆動部７４に入力されると、このポリゴンミラー７３は図示しないモータの駆動力により回転する。なお、このモータの回転位置は、モータ回転位置センサ７８によって検出され、レーザレーダＣＰＵ７０に出力される。

本実施形態のポリゴンミラー７３は、面倒れ角が異なる６つのミラーを備えているため、車幅方向及び車高方向それぞれの所定角度の範囲で不連続にレーザ光が走査するように、レーザ光を出力することができる。このようにレーザ光を２次元的に走査させるのであるが、その走査パターンを図３を参照して説明する。なお、図３において、出射されたレーザビームのパターン1２２は、反射物の検知領域１２１内の右端と左端に出射された場合のみを示しており、途中は省略している。また、出射レーザビームパターン１２２は、図３では一例として略楕円形のものを示しているが、この形に限られるものではなく長方形等でもよい。さらに、レーザ光を用いるものの他に、ミリ波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。また、スキャン方式にこだわる必要はなく、距離以外に２方位を測定できる方式であればよい。

図３に示すように、レーザ光は、その照射方向をＺ軸としたとき、これに垂直なＸＹ平面内を順次走査するように照射される。本実施形態では、高さ方向であるＹ軸を基準方向、車幅方向であるＸ軸を走査方向とする。レーザ光は、例えば、Ｘ軸方向に所定角度ごとずらしながら３２７点分照射され、このＸ軸方向の３２７点分の照射がＹ軸方向に６走査ライン分繰り返される。従って、第１走査ラインから第６走査ラインまで、各走査ラインごとに、複数のレーザ光が照射されることになる。

上述した検知領域１２１にレーザ光を照射することで、このレーザ光による反射光が受光された場合、レーザレーダＣＰＵ７０は、レーザ光の照射角度を示すスキャン角度θｘ，θｙと測距された距離Ｌとを算出して、認識・車間制御ＥＣＵ３へ出力する。なお、２つのスキャン角度θｘ，θｙは、それぞれ出射されたレーザ光をＹＺ平面に投影した線とＺ軸との角度を縦スキャン角θｙ、出射されたレーザビームをＸＺ平面に投影した線とＺ軸との角度を横スキャン角θｘと定義する。

レーザレーダセンサ５の受光部には、図示しない反射物に反射されたレーザ光を集光する集光レンズ８１と、集光された反射光の強度に対応する電圧信号（受光信号）を出力する受光素子（フォトダイオード）８３とが設けられている。この受光素子８３が出力する受光信号は、増幅器８５にて増幅された後に、所定個数の受光信号を積算してその積算信号に基づいて反射物を検出する検出回路８６に入力される。以下、検出回路８６の構成及び作動について説明する。

検出回路８６は、図２（ｂ）に示すように、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換ブロック８７を備えている。増幅器８５から出力された受光信号は、このＡ／Ｄ変換ブロック８７に入力され、デジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された受光信号は、積算処理ブロック８８に入力され、一時的に保持される。なお、デジタル変換される受光信号は、レーザ光発光時間から所定時間（例えば２０００ｎｓ）経過するまでの間に、増幅回路８５から出力された信号である。そして、Ａ／Ｄ変換ブロック８７においては、図４に示すように、この受光信号を所定時間間隔（例えば２５ｎｓ）でＮ個の区間に分割し、それぞれの区間の受光信号の平均値をデジタル値に変換する。

積算範囲指定ブロック８９は、積算処理ブロック８８に保持された受光信号の中から、Ｘ軸方向において隣接して照射された所定個数のレーザ光に対応する所定個数の受光信号を、積算すべき受光信号範囲として指定する。積算処理ブロック８８では、指定範囲に属する受光信号の積算信号（積算受光信号）を算出する。積算範囲指定ブロック８９が指定する積算すべき受光信号の範囲及び積算信号の算出について、図５及び図６を用いて説明する。

図５は、検知領域１２１において所定角度範囲ずつずらして照射されるレーザ光にビーズ番号（受信信号に対してはスキャン番号）を付与しつつ、積算受光信号範囲を４とした場合の積算対象となる受信信号の範囲を模式的に示した図である。なお、図５においては、説明の簡略化のため、１走査ライン分のレーザ光のみを示している。

本実施形態による車両用レーダ装置によって先行車両を検知しようとした場合、その先行車両の後面にはレーザ光に対して反射強度の高いリフレクタが設けられており、また車体もリフレクタほどではないが比較的高い反射強度を備えている。従って、通常は、先行車両によって反射される反射光の強度は十分に高くなり、単一の反射光の受光信号から、先行車両を検出することが可能である。しかしながら、例えば、先行車両の後面に泥や雪等が付着している場合、その先行車両によって反射される反射光の強度が低下する。この場合、先行車両によって反射された反射光に対応する個々の受光信号からでは、先行車両を検出することができない可能性が生じる。

そのため、本実施形態においては、複数の受光信号を積算して、先行車両の反射波による受光信号を増幅し、強度の弱い反射波も検出可能とした。積算範囲指定ブロック８９は、その積算すべき受光信号を指定する。つまり、図５に示すように、積算範囲指定ブロック８９は、同一の走査ライン（同一面）において隣接する所定個数のレーザ光に対応する所定個数の受光信号を積算すべき受光信号として指定する。具体的には、まずライン１として、スキャン番号１〜４までの受光信号を指定し、次に、受光信号を１個分だけずらして、スキャン番号２〜５までの受信信号をライン２として指定する。以下、同様にして、隣接する４本のレーザ光の受光信号をライン３２４まで順番に指定していく。

このようにして、順次、積算受光信号範囲が指定されるのと同期して、積算処理ブロック８８は、指定された範囲に属する受光信号を積算した積算信号を出力する。この積算とは、図６に示すように、４個の受光信号の同一時間におけるＡ／Ｄ変換されたデジタル値を全て加算する処理をいう。このように、所定個数の受光信号を積算することにより、受光信号におけるＳ／Ｎ比を向上することができる。その理由は以下のとおりである。

例えば、図７（ａ）に示すように、４個の受光信号の全てが同じ反射物からの反射波に応じた受光信号成分Ｓを含んでいる場合、その受光信号成分Ｓは、レーザ光の発光時刻から同じ時間だけ経過した時刻に現れる。従って、積算信号における受光信号成分Ｓ０は、各受光信号における受光信号成分Ｓが４倍に増幅されたものとなる。一方、各受光信号に含まれるノイズ成分Ｎは、基本的に外来光等によってランダムに発生するため、４個の受光信号を積算した場合であっても、そのノイズ成分Ｎ０の増幅の程度は受光信号成分Ｓに比較して低い。従って、積算処理ブロック８８によって積算信号を算出することにより、受光信号成分Ｓ０とノイズ成分Ｎ０との比（Ｓ／Ｎ比）を向上することができる。この結果、個々の受光信号に含まれる受光信号成分Ｓが小さくて、ノイズ成分Ｎと区別することが困難な場合でも、上述した積算信号を用いることによって、増幅された受光信号成分Ｓ０に基づき反射物を検出することが可能になる。

また、上述したように、積算範囲指定ブロック８９は、受光信号を１個分ずつずらしながら、積算する受光信号の範囲を移動させる。このようにすれば、４個の受光信号を積算しながら、その積算信号による検知分解能の低下を最小限に抑制することができる。すなわち、単に、受光素子８３から出力された受光信号を４個ごとに分けて、それぞれ積算信号を求めた場合、反射光の検出感度を向上することはできるが、一方で、積算信号による検知分解能が、大幅に低下してしまう。それに対して、積算する受光信号の範囲を、受光信号１個分ずつずらすようにすれば、検知分解能の低下を抑制できるのである。

なお、図５及び図６を用いた説明では、積算受光信号範囲を４としたが、これは説明を簡単にするために便宜的に定めたものであり、積算受光信号範囲、すなわち積算すべき受光信号の個数は、検知すべき対象物の大きさ、隣接するレーザ光間の角度、さらには最大検知距離に応じて任意の値に設定され得る。

ノイズ基準収集判別ブロック９０は、積算処理ブロック８８から積算信号を入力し、この積算信号に基づいて、検知領域１２１に、先行車両等の検知すべき反射物が存在しない状態であることを判定する。上述したように、積算信号においては、個々の受光信号における受光信号成分Ｓが増幅されるので、検知領域１２１に先行車両等の検知すべき反射物が存在する場合、その反射物の反射強度が不十分であっても、積算信号には、反射物によるピーク波形が現れる。換言すると、積算信号の波形形状に明確なピーク波形（受光信号成分Ｓ０に相当）が現れない場合、検知すべき反射物が存在しない状態とみなすことができる。

ただし、後述するように、レーザレーダセンサ５の保護カバーに汚れが付着した場合、その汚れによってレーザ光が散乱されて、その散乱レーザ光が受信される場合がある。この場合、積算信号の波形形状には、レーザ光の照射から所定時間経過するまでの時間帯においてピーク波形が生じることになる。従って、ノイズ基準収集判別ブロック９０は、レーザ光の照射から所定時間経過後の時間帯において、積算信号が、その波形形状に明確なピークが存在しないパターンを有している場合に、検知領域１２１内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別する。

なお、検知領域１２１に検知すべき反射物が存在しない状態を判別する際、上述した積算信号の波形形状に基づく判別に加えて、あるいは、単独で、画像センサ及び画像処理装置を用いて、検知対象としての反射物の有無を判定しても良い。画像センサ及び画像処理装置を用いることにより、検知領域１２１内における検知すべき反射物の有無をより高精度に判定することができる。

ノイズ基準収集判別ブロック９０が、検知領域１２１に検知すべき反射物が存在しない状態であることを判定すると、ノイズ基準値記録ブロック９１に対して、記録許可信号を出力する。ノイズ基準値記録ブロック９１は、この記録許可信号に基づいて、積算処理ブロック８８から出力されている積算信号を、積算受光信号範囲ごとに別個に記録する。なお、ノイズ基準収集判別ブロック９０は、積算信号単位で、反射物による受光信号成分Ｓ０が含まれているか否かを判定して、含まれていない積算信号についてのみ、ノイズ基準値記録ブロック９１に記録許可信号を出力しても良いし、検知領域１２１の全領域に検知反射物が存在しておらず、全ての積算信号について受光信号成分Ｓ０が含まれていないと判定されたときに、全ての積算受光信号範囲の積算信号の記録許可を一括して与えるようにしても良い。

ここで、検知領域１２１に検知すべき反射物が存在しない場合に、受光素子８３から出力される受光信号に関して説明する。検知領域１２１に検知反射物が存在しないとき、積算処理ブロック８８において積算される受光信号には、反射物からの反射波に対応する受光信号成分Ｓは含まれていない。このため、積算処理ブロック８８から出力される積算信号は、種々の要因で受光信号に含まれるノイズ成分Ｎの大きさを示すことになる。従って、このノイズ成分Ｎをノイズ基準値としてノイズ基準値記録ブロック９１に記録し、後述する差分演算ブロック９２によって積算信号から除去することにより、積算信号のＳ／Ｎ比をさらに向上することができる。

種々の要因で受光信号に含まれるノイズ成分Ｎには、基本的にランダムに発生する外来光の受信によるノイズの他、レーザレーダセンサ５のレーザ光の送受信面に設けられた保護カバーに付着した汚れによってレーザ光が散乱されて、その散乱レーザ光の受信によるノイズや、レーザレーダＣＰＵ７０のクロックパルスやレーザ光の発光による電磁波ノイズの影響によるノイズなど、規則性のあるノイズも含まれる。このような規則性を有するノイズは、積算信号を算出する際に、積算により却って強調（増幅）されてしまう。そこで、このような規則性を有するノイズを含むノイズ成分Ｎをノイズ基準値として記録しておき、積算信号から除去する。これにより、規則性のあるノイズを含むノイズ成分Ｎを、積算信号から確実に除去することが可能になる。

図８を用いて、レーザダイオード７５から照射されたレーザ光が保護カバーに付着した汚れによって散乱されて、受光素子８３に受信される原理について説明する。図８に示すように、レーザレーダセンサ５の表面には、外部環境からレーザダイオード７５や受光素子８３などを保護するために、ガラス板や樹脂板からなる保護カバー８４が設けられる。この保護カバー８４に土埃や水滴、雪等の汚れが付着すると、レーザ光がその汚れによって反射散乱され、その散乱光の一部は、受光素子８１に受光される場合がある。このような散乱光の受信は、反射物による受信信号成分Ｓに対してのノイズとなり、反射物の検出能力を低下させる１つの要因となるのである。

図９（ａ），（ｂ）に汚れによる積算信号への影響の一例を示す。図９（ａ），（ｂ）は、ともにレーザ光の照射先にレーザを反射する反射物が存在しない状況での積算信号を示すが、図９（ａ）は、保護カバー８４に汚れが付着した状態での積算信号を示し、図９（ｂ）は汚れが付着していない状態での積算信号を示す。また、図９（ａ），（ｂ）には、積算受光信号範囲を２０とし、スキャン番号１〜２０までの受光信号を積算したライン１の積算信号と、スキャン番号２７０〜２８９までの受光信号を積算したライン２７０の積算信号とが示されている。なお、図９（ａ），（ｂ）において、横軸は時間（単位:２５ｎｓ）、縦軸は受信強度に比例した単位であり、２５ｎｓ周期でＡ／Ｄ変換された２７個分のデータが示されている。

図９（ａ），（ｂ）から明らかであるように、汚れが付着した場合には、汚れがない場合と比較して、積算信号における各時間のデータ強度が異なっている。特に、時間が０〜５までの範囲におけるピークは、汚れによるレーザ光の反射によるものである。さらに、汚れが付着した場合、図９（ａ）に示されるように、ライン１とライン２７０の積算信号の各データ強度も異なっている。これは、ライン１とライン２７０とでは、保護カバー８４の汚れに対する各レーザ光の照射位置や入射角度が異なるため、汚れによるレーザ光の散乱の態様も異なることになるからである。なお、図９（ｂ）に示すように、保護カバー８４に汚れが付着していない場合には、ライン１とライン２７０の積算信号の強度は略同一とみなせる程度に近似している。

このように、保護カバー８４に汚れが付着した場合には、積算受光信号範囲が異なるとノイズ基準値としての積算信号の強度も変化するので、ノイズ基準値記録ブロック９１は、積算処理ブロック８８からの積算信号を積算受光信号範囲ごとに別個に記録する。図１０にノイズ基準値記録ブロック９１に記録されるノイズ基準値の構造を示す。

図１０に示されるように、ノイズ基準値記録ブロック９１には、ライン１〜ライン（３２７−積算受光信号範囲＋１）までの各ラインの積算信号が、ノイズ基準値として別個に記録される。なお、図１０では、ノイズ基準値としての各ラインの積算信号は、２７個のデジタルデータからなる例を示しているが、このデータ数は、反射物の検出距離等に応じて変更されるものである。

また、上述した保護カバー８４に付着した汚れは、車両の走行時に脱落したり、洗浄により取り除かれたり、あるいは新たに付着したり、常に変化する。このため、極力最新の汚れの状況を反映したノイズ基準値をノイズ基準値記録ブロック９１に記録しておく必要がある。そのため、ノイズ基準収集判別ブロック９０は、検知領域１２１に検知すべき反射物が存在しない状態であることを判定する毎に、ノイズ基準値記録ブロック９１に記録許可信号を出力する。

このようにしてノイズ基準値記録ブロック９１に記録されたノイズ基準値は、差分演算ブロック９２に与えられる。差分演算ブロック９２は、検知領域１２１において反射物を検知すべくレーザ光が照射されたときに積算処理ブロック８８から出力される積算信号から、ノイズ基準値を減算した減算信号を算出する。

図１１に、検知領域１２１内の反射物を検出する際に、積算処理ブロック８８から出力される積算信号の構造を示す。積算ブロック８８からは、積算受光信号範囲をずらしつつ、各積算受光信号範囲に属する受光信号を積算した積算信号、すなわちライン１〜ライン（３２７−積算受光信号範囲＋１）までの各ラインの積算信号が順番に出力される。これに対応して、ノイズ基準値記録ブロック９１も同じ積算受光信号範囲のノイズ基準値を出力すべく、ライン１〜ライン（３２７−積算受光信号範囲＋１）までの各ラインのノイズ基準値を順番に出力する。

上述したように、保護カバー８４に汚れが付着した場合、積算受光信号範囲が異なるとノイズ基準値も変化する。そのため、積算信号からノイズ基準値を減算する際に、同じ積算受光信号範囲を有する積算信号とノイズ基準値とを用いることで、確実に、積算信号からノイズ成分を除去することが可能になる。

図１２に、積算信号、ノイズ基準値、及び差分演算ブロック９２における差分（減算）処理によって得られる減算信号を示す。なお、以下の説明において、差分処理によって抽出される、検知対象物からの反射波の受信信号成分Ｓをピーク波形と呼ぶ。

差分処理の具体例においては、積算信号の各データから、同一時間に相当するノイズ基準値の各データを減算する処理を行なう。この場合、積算信号のデータがノイズ基準値のデータよりも大きければ、その減算結果をそのまま採用し、積算信号のデータがノイズ基準値のデータよりも小さければ、つまり減算結果がマイナスになる場合には、減算結果をゼロとする。このような演算を積算信号とノイズ基準値の各データに対して行なってピーク波形を抽出する。

差分処理ブロック９２から出力される減算信号は、時間計測ブロック９３に与えられる。時間計測ブロック９３では、まず、差分処理によって得た減算信号にピーク波形が存在しているかどうかの判定を行なう。この判定では閾値を設定し、この閾値を超えたピーク波形値が存在する場合、ピーク波形が存在すると判定する。ただし、閾値は積算受信信号範囲によって値を変える必要がある。例えば積算範囲が４の場合と１６の場合を比較すると、積算した受信信号の大きさが単純計算でも積算範囲１６の場合は積算範囲４の場合に対して、１６/４＝４倍大きくなる。それゆえ、閾値は積算受光信号範囲に応じて変更する必要がある。

しかし、積算受光信号範囲を考慮して設定しても、その閾値が一定である場合には、通常、閾値は誤判定を防止するために、ある程度のマージンを持つように設定されるため、ピーク波形が存在するにもかかわらず、そのピーク波形を判別できない可能性がある。つまり、例えば、図１３（ａ）に示すような閾値を超えるピーク波形値を持つピーク波形は判別できるが、図１３（ｂ）に示すように、ピーク波形値が閾値に達しないピーク波形は判別することができない。

そこで閾値の設定方法として、図１４（ａ）に示すように、ピーク波形におけるデータ（ＡＤ変換値）の最大値を検出し、さらに図１４（ｂ）に示すように、この最大値に所定の係数ｋ（ｋは１以下の一定値の係数。例えば０．５）を乗じることによって閾値を設定する。これにより、ピーク波形の強度最大値に係らず、ピーク波形が存在する限り、必ず閾値を設定し、この閾値を用いてピーク波形を検出することが可能になる。この閾値は、積算信号からノイズ基準値を減算して求める各減算信号に対して設定され直す。従って、減算信号におけるピーク波形の最大値の変動や、さらには積算受光信号範囲の変更に対してさえ自動的に対応して、閾値は最適な値に設定されることになる。

この閾値設定方法について以下に詳細に説明する。まず、図１４（ａ）に示すピーク波形に関連する全てのデータ（Ａ／Ｄ変換値）をＲＡＭに書き込み一時退避させると同時に、ピーク波形の強度最大値を検出する。そして、強度最大値が検出されると、その強度最大値に対して係数ｋ（例えば０．５）を乗じて閾値を設定する。その後、ＲＡＭに退避させたピーク波形に関連するデータを読込み、図１４（ｂ）に示すように、１データづつ閾値と強度を比較する。この比較によって、閾値をはさむ２個のデータを、ピーク波形の立上り部分と立下り部分の２箇所について検出する（図１４（ｂ）の円で囲ったデータ）。そして、この検出したデータを用いて、図１５に示すように、ピーク波形が閾値を横切ると推測される立上り時間Ｔ１及び立下り時間Ｔ２を算出する。

具体的には、立上り及び立下り時間Ｔ１，Ｔ２は検出データを用いた直線補間によって算出され、４つの検出データの各座標を図１４（ｂ）に示すように、(t1,a1),(t2,a2),(t3,a3),(t4,a4)とすると、立上り時間Ｔ１および立下り時間Ｔ２は、以下の式を使って算出される。
（数１） Ｔ１ = (閾値 - a1) * (t2 - t1) / (a2 - a1) + t1
Ｔ２ = (a3 - 閾値) * (t4 - t3) / (a3 - a4) + t3
なお、強度最大値が電気的ノイズ（図１２に示すノイズ基準値とは異なる）と同じレベルになった場合はノイズとピーク波形の最大値との区別がつかなくなる。この場合は、ピーク検出不能とするために閾値にノイズリミットを設けても良い。つまり、閾値は以下の数式２のように設定にしても良い。
（数２） 閾値 ＝ ノイズリミット （但 最大強度≦ノイズリミット* ２）
閾値 ＝ 最大強度* 0.5 （但 最大強度＞ノイズリミット* ２）
なお、上述の数式２において、ノイズリミットは、電気的ノイズを考慮した一定値として設定したり、減算信号におけるピーク波形を除く部分の平均強度から設定したり、さらには、ピーク波形を含めた全減算信号の平均強度から設定すれば良い。

さらに、時間計測ブロック９３は、立上り時間Ｔ１と立下り時間Ｔ２とに基づいて、ピーク波形のピーク値の発生時間（Ｔ１とＴ２の平均時間）を求め、図１６に示すように、反射物との距離に相当するレーザ光発光時刻とピーク値発生時刻との時間差Δｔを算出する。算出した時間差ΔｔはレーザレーダＣＰＵ７０に出力される。

レーザレーダＣＰＵ７０は、時間計測ブロック９３から入力された時間差Δｔから反射物までの距離を算出し、その距離及び対応するレーザ光のスキャン角度θｘ，θｙを基にして位置データを作成する。具体的には、距離及びスキャン角度θｘ，θｙから、レーザレーダ中心を原点（０，０，０）とし、車幅方向をＸ軸、車高方向をＹ軸、車両前方方向をＺ軸とするＸＹＺ直交座標系における反射物体の位置データを求める。そして、このＸＹＺ直交座標系における位置データを測距データとして認識・車間制御ＥＣＵ３へ出力する。

なお、積算信号に基づいて反射物までの距離を算出する場合、その積算信号に対応するレーザ光のスキャン角度θｘは、積算した複数個の受光信号に対応する複数のレーザ光の中心位置のレーザ光のスキャン角度θｘとする。

認識・車間制御ＥＣＵ３は、レーザレーダセンサ５からの測距データを基にして物体を認識し、その認識物体から得た先行車の状況に合わせて、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１および自動変速機制御器２３に駆動信号を出力することにより車速を制御する、いわゆる車間制御を実施する。また、認識物体が所定の警報領域に所定時間存在した場合等に警報する警報判定処理も同時に実施する。この場合の物体としては、自車の前方を走行する前車やまたは停止している前車等が該当する。

認識・車間制御ＥＣＵ３の内部構成について、制御ブロックとして簡単に説明する。レーザレーダセンサ５から出力された測距データは物体認識ブロック４３に送られる。物体認識ブロック４３では、測距データとして得た３次元位置データに基づいて、物体の中心位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、及び横幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨ等の物体の大きさ（Ｗ，Ｄ，Ｈ）を求める。さらに、中心位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の時間的変化に基づいて、自車位置を基準とするその物体の相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を求める。さらに物体認識ブロック４３では、車速センサ７の検出値に基づいて車速演算ブロック４７から出力される車速（自車速）と上記求められた相対速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とから物体が停止物体であるか移動物体であるかの識別が行なわれる。この識別結果と物体の中心位置とに基づいて自車両の走行に影響する物体が選択され、その距離が距離表示器１５により表示される。

また、ステアリングセンサ２７からの信号に基づいて操舵角演算ブロック４９にて操舵角が求められ、ヨーレートセンサ２８からの信号に基づいてヨーレート演算ブロック５１にてヨーレートが演算される。そしてカーブ半径（曲率半径）算出ブロック５７では、車速演算ブロック４７からの車速と操舵角演算ブロック４９からの操舵角とヨーレート演算ブロック５１からのヨーレートとに基づいて、カーブ半径（曲率半径）Ｒを算出する。そして物体認識ブロック４３では、このカーブ半径Ｒおよび中心位置座標（Ｘ，Ｚ）などに基づいて、物体が車両である確率、及び自車と同一車線を走行している確率等を判定する。この物体認識ブロック４３にて求めたデータが異常な範囲の値かどうかがセンサ異常検出ブロック４４にて検出され、異常な範囲の値である場合には、センサ異常表示器１７にその旨の表示がなされる。

一方、先行車判定ブロック５３では、物体認識ブロック４３から得た各種データに基づいて先行車を選択し、その先行車に対するＺ軸方向の距離Ｚおよび相対速度Ｖｚを求める。そして、車間制御部及び警報判定部ブロック５５が、この先行車との距離Ｚ、相対速度Ｖｚ、クルーズコントロールスイッチ２６の設定状態およびブレーキスイッチ９の踏み込み状態、スロットル開度センサ１１からの開度および警報感度設定器２５による感度設定値に基づいて、警報判定ならば警報するか否かを判定し、クルーズ判定ならば車速制御の内容を決定する。その結果を、警報が必要ならば、警報発生信号を警報音発生器１３に出力する。また、クルーズ判定ならば、自動変速機制御器２３、ブレーキ駆動器１９およびスロットル駆動器２１に制御信号を出力して、必要な制御を実施する。そして、これらの制御実行時には、距離表示器１５に対して必要な表示信号を出力して、状況をドライバーに告知する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。

（１）上記実施形態では、積算範囲指定ブロック８９は、受光信号を１個分ずつずらしながら、積算する受光信号の範囲を移動させた。しかしながら、積算範囲指定ブロック８９は、積算する受光信号の個数よりも少ない範囲で、複数個の受信信号分だけずらしながら、積算する受光信号の範囲を移動させても良い。このようにした場合であっても、少なくとも、受信信号を所定個数ごとに分けて、それぞれ積算信号を求めた場合に比較して、積算信号の検知分解能を向上することができる。

（２）上述した実施形態においては、Ｘ軸方向に走査される各走査ラインにおいて、隣接して照射される複数本のレーザ光に基づく受光信号を積算する例について説明した。しかしながら、積算する受光信号は、Ｘ軸方向に隣接して照射されるレーザ光に限らず、Ｙ軸方向に隣接して照射されるレーザ光によるものであっても良い。さらに、隣接して照射されるレーザ光の範囲は、Ｘ軸及びＹ軸の複数の走査ラインに及ぶものであっても良い。

（３）上記実施形態では、レーザ光の２次元スキャンを行うために面倒れ角が異なるポリゴンミラー７３を用いたが、例えば車幅方向にスキャン可能なガルバノミラーを用い、そのミラー面の倒れ角を変更可能な機構を用いても同様に実現できる。但し、ポリゴンミラー７３の場合には、回転駆動だけで２次元スキャンが実現できるという利点がある。

（４）上記実施形態では、レーザレーダセンサ５内部において、距離及び対応するスキャン角度θｘ，θｙを極座標系からＸＹＺ直交座標系に変換していたが、その処理を物体認識ブロック４３において行っても良い。

（５）上記実施形態では、レーザ光を用いたレーザレーダセンサ５を採用したが、ミリ波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。また、スキャン方式にこだわる必要はなく、距離以外に方位を測定できる方式であればよい。そして、例えばミリ波でＦＭＣＷレーダ又はドップラーレーダなどを用いた場合には、反射波（受信波）から先行車までの距離情報と先行車の相対速度情報が一度に得られるため、レーザ光を用いた場合のように、距離情報に基づいて相対速度を算出するという過程は不要となる。

（６）上記実施形態では、レーザ光に対する反射強度が不十分な反射物も検知できるようにするために、複数の受光信号を積算した積算信号を算出した。しかしながら、反射物の検出は、個々の受光信号に基づいて行なうようにしても良い。この場合、ノイズ基準値としては、検知領域に検知対象物が存在しない状態と判別されたときに、レーザ光の照射に対応して受光素子から出力される受光信号をそのまま利用する。

そして、実際に反射物を検出する際には、受信信号を得る際のレーザ光と同一方向に照射されたレーザ光に対応するノイズ基準値を用いることにより、受信信号からノイズ成分を高精度に除去することができる。

（７）上述した実施形態においては、本発明によるレーダ装置を車両用レーダ装置として用いた場合について説明した。しかしながら、本発明によるレーダ装置は車両用に限らず、例えば所定のエリアに対する侵入者検出のために用いることも可能である。

以下に、本発明のレーダ装置を所定エリアへの侵入者検出に用いる場合について説明する。上述した実施形態では、受信信号を積算した積算信号から、対応するノイズ基準値を減算する処理を行なうものであった。

これに対し、侵入者検出用レーダ装置の場合は、ノイズ基準値を反射対象物が存在しないことを条件として記録するのではなく、所定のエリアを監視すべく静止した状態で使用されるので、通常状態において、所定検知エリアからの受信信号を積算した積算信号をノイズ基準値として記録しておく。この場合、所定検知エリアに存在する各種の物体からの反射が発生し、この所定検知エリアの現在の状況特有な受信信号の積算結果がノイズ基準値として得られる。

このノイズ基準値を用いると、所定エリアにおける物体の配置や形状が変わらない限り、受信信号の積算信号はノイズ基準値と一致する。このため、差分処理を行ってピーク波形を抽出すると、理想的にはゼロになる。ただし、現実には回路上の電気ノイズが混入するので完全なゼロにはならず、概してゼロに近い波形となる。

この検知エリアに、例えば人間が侵入してきた場合、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、受信信号を積算した積算信号とノイズ基準値とに違いが発生する。このため、差分処理を行なうと、図１７（ｃ）に示すように、減算信号において人間から反射したピーク波形が現れる。

例えば監視カメラを用いた侵入監視装置は、人間が画像をみて侵入を判断することが必要であるが、この侵入者検出用レーダ装置は、一定の検出閾値を設定して、この閾値を超えるピーク波形を検出することにより、侵入者の検出を自動的に行なうことができる。すなわち、侵入の発生、及びピーク波形の発生時間から侵入者までの距離が自動検出できる。さらに、レーザ光の照射角度から、どの方向から侵入が発生したかも高い角度分解能で判断することができる。従って、これらの情報から、侵入の移動経過マップを描くこともできる。

本発明によるレーダ装置が適用された車両制御装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）はレーザレーダセンサの構成を示す構成図であり、（ｂ）はレーザレーダセンサにおける検出回路の構成を示す回路構成図である。 レーザレーダセンサの照射領域を示す斜視図である。 検出回路において、Ａ／Ｄ変換ブロックによる受光信号に対するデジタル変換処理を説明するための波形図である。 積算受光信号範囲を４とした場合の積算対象となる受信信号の範囲を模式的に示した説明図である。 複数の受光信号を積算する処理を説明するための説明図である。 複数の受光信号を積算した場合、反射光の強度に対応した受光信号成分の増幅の程度が、ノイズ信号成分の増幅の程度よりも大きいことを説明するための説明図である。 レーザダイオードから照射されたレーザ光が保護カバーに付着した汚れによって散乱されて、受光素子に受信される状態を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、ともにレーザ光の照射先にレーザを反射する反射物が存在しない状況での積算信号を示すが、（ａ）は、保護カバーに汚れが付着した状態での積算信号を示し、（ｂ）は汚れが付着していない状態での積算信号を示すグラフである。 ノイズ基準値記録ブロックに記録されるノイズ基準値の構造を示す説明図である。 反射物を検出する際に、積算処理ブロックから出力される積算信号の構造を示す説明図である。 差分演算ブロックにおいて行なわれる、積算信号及びノイズ基準値に基づいて減算信号を算出する差分（減算）処理を説明するための説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、減算信号におけるピーク波形の大小を例示する図である。 （ａ）、（ｂ）は、閾値の設定方法、及び閾値を超えるピーク波形のピーク値発生時間の算出方法を説明するためのグラフである。 ピーク波形が閾値を横切る時間を算出するための直線補間処理を説明する波形図である。 積算信号に基づいて、反射物までの距離検出の原理を説明するための波形図である。 （ａ）は、レーダ装置を侵入者検知用レーダ装置としても用いた場合のノイズ基準値を示すグラフであり、（ｂ）は侵入発生時における受光信号を積算した積算信号を示すグラフであり、（ｃ）は、積算信号からノイズ基準値を減算した減算信号を示すグラフである。

符号の説明

１…車両制御装置、３…認識・車間制御ＥＣＵ、５…レーザレーダセンサ、７…車速センサ、９…ブレーキスイッチ、１１…スロットル開度センサ、１３…警報音発生器、１５…距離表示器、１７…センサ異常表示器、１９…ブレーキ駆動器、２１…スロットル駆動器、２３…自動変速機制御器、２４…警報音量設定器、２５…警報感度設定器、２６…クルーズコントロールスイッチ、２７…ステアリングセンサ、２８…ヨーレートセンサ、２９…電源スイッチ、３０…ワイパスイッチ、４３…物体認識ブロック、４４…センサ異常検出ブロック、４７…車速演算ブロック、４９…操舵角演算ブロック、５１…ヨーレート演算ブロック、５３…先行車判定ブロック、５５…車間制御部及び警報判定部ブロック、５７…カーブ半径算出ブロック、７０…レーザレーダＣＰＵ、７１…発光レンズ、７２…スキャナ、７３…ミラー、７４…モータ駆動回路、７５…半導体レーザダイオード、７６…レーザダイオード駆動回路、８１…受光レンズ、８３…受光素子、８５…増幅器、８６…検出回路、８７…Ａ／Ｄ変換ブロック、８８…積算処理ブロック、８９…積算範囲指定ブロック、９０…ノイズ基準収集判別ブロック、９１…ノイズ基準値記録ブロック、９２…差分演算ブロック、９３…時間計測ブロック

Claims (6)

1. 所定の検知領域に送信波を照射するとともに、当該送信波が反射物によって反射されると、その反射波の強度に応じた受信信号を出力するレーダ手段と、
   前記レーダ手段の表面に設けられた保護カバーと、
   前記検知領域内に、検知すべき反射物が存在しない状態を判別する判別手段と、
   前記判別手段により前記検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別され、かつ前記レーダ手段から送信波が照射されたときに、その送信波の照射に対応してレーダ手段から出力される、前記保護カバーに付着した汚れによるノイズを含むノイズに相当するノイズ受信信号を記憶する記憶手段と、
   前記レーダ手段が出力する受信信号に対して、前記記憶手段が記憶するノイズ受信信号を減算した減算受信信号を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された減算受信信号を所定の基準値と比較して、当該所定の基準値以上となった減算受信信号に基づいて、前記反射物を検出する検出手段とを備え、
   前記判別手段は、前記レーダ手段が出力する受信信号の波形形状が、前記送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、前記レーダ手段が出力する受信信号にピークが存在しない特定のパターンとなった場合に、前記検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別することを特徴とするレーダ装置。
2. 前記レーダ手段は、前記送信波を、前記検知領域内の異なる方向に向けて複数照射し、
   前記記憶手段は、前記複数の送信波の照射に対応して前記レーダ手段からそれぞれ出力されるノイズ受信信号を個々に記憶し、
   前記算出手段は、前記レーダ手段が出力する受信信号からノイズ受信信号を減算して減算受信信号を算出する際、その受信信号に対応する送信波と同一方向に向けて照射された送信波に対応するノイズ受信信号を用いることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 所定の検知領域に送信波を照射するとともに、当該送信波が反射物によって反射されると、その反射波の強度に応じた受信信号を出力するレーダ手段と、
   前記レーダ手段の表面に設けられた保護カバーと、
   前記検知領域内に、検知すべき反射物が存在しない状態を判別する判別手段と、
   前記判別手段により前記検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別され、かつ前記レーダ手段から送信波が照射されたときに、その送信波の照射に対応してレーダ手段から出力される、前記保護カバーに付着した汚れによるノイズを含むノイズに相当するノイズ受信信号を記憶する記憶手段と、
   前記レーダ手段が出力する受信信号に対して、前記記憶手段が記憶するノイズ受信信号を減算した減算受信信号を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された減算受信信号を所定の基準値と比較して、当該所定の基準値以上となった減算受信信号に基づいて、前記反射物を検出する検出手段とを備え、
   前記レーダ手段は、前記送信波を、前記検知領域内の異なる方向に向けて複数照射し、
   前記レーダ手段から隣接して照射される所定個数の送信波に対応する所定個数の受信信号からなる積算対象受信信号範囲を設定するものであって、一部の受信信号が重複して複数の積算対象受信信号範囲に属するように、前記所定個数よりも少ない個数分だけ前記積算対象受信信号範囲に属する受信信号をずらしながら複数の前記積算対象受信信号範囲を設定する設定手段と、
   前記設定手段によって複数設定される積算対象受信信号範囲の各々に属する前記所定個数の受信信号を積算して、積算受信信号を出力する積算手段とをさらに備え、
   前記判別手段は、前記積算手段が出力する積算受信信号の波形形状が、前記送信波の照射から所定時間経過後の時間帯において、前記積算手段が積算する積算受信信号にピークが存在しないパターンとなった場合に、前記検知領域内に検知すべき反射物が存在しない状態と判別し、
   前記記憶手段は、前記ノイズ受信信号として前記検知領域に検知すべき反射物が存在しない状態と判別されたときに、前記積算手段から積算対象受信信号範囲ごとにそれぞれ出力されるノイズ積算受信信号を記憶し、
   前記算出手段は、前記積算手段が出力する積算受信信号から、同一の積算対象受信範囲を有するノイズ積算受信信号を減算して前記減算受信信号としての積算減算受信信号を算出することを特徴とするレーダ装置。
4. 前記検出手段は、前記積算減算受信信号におけるピーク値に基づいて、そのピーク値よりも低い値となるように前記基準値を設定し、この設定基準値と積算減算受信信号との比較により前記反射物を検出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記記憶手段は、前記判別手段によって検知すべき反射物が存在しない状態が判別されると、繰り返しノイズ受信信号を記憶することによって、前記ノイズ受信信号を更新することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーダ装置。
6. 前記レーダ装置は、車両の進行方向前方を前記検知領域とするように、車両に搭載されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のレーダ装置。

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