レーダシステム、及び移動体
【課題】 車体の傾きを検知する手段を特に設けなくても、レーダシステムにおけるレーダ装置の軸ずれを検出する。
【解決手段】 車両に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出するセンサを有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有するので、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダシステムに含まれるレーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【解決手段】 車両に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出するセンサを有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有するので、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダシステムに含まれるレーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載される複数のレーダ装置を有するレーダシステム等に関し、特に、個々のレーダ装置における地軸に対するアンテナの傾きが基準角度になるように調節されるレーダシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のレーダ装置は、車両周囲の空間にレーダ信号のビームを形成することで、レーダ装置の搭載車両と同じ路面（以下の説明では便宜上、路面は水平面とする）にある他の車両や設置物といった目標物体を検出する。このとき、目標物体を確度よく検出するためには、目標物体からの反射強度が最大となるような角度（ここでは上下方向の角度をいう）にビーム軸を向けることが望ましい。例えば車両の前方走査用のレーダ装置は路面上４０〜５０ｃｍの高さにある車両前部バンパー部分に設けられるので、水平面より０．５度程度下向きが好適なビーム軸の角度となる。
【０００３】
ここで、パッチアンテナやアレイアンテナといった平面アンテナのビーム軸は平面アンテナに対し略垂直方向に形成される。そして、平面アンテナ上のアンテナ素子における給電位相や受信位相を変化させて走査対象領域を走査する電子スキャン式のレーダ装置では、レーダ装置筐体に対する平面アンテナの取り付け角度は固定されているので、筐体が車体に取り付けられるときの地軸に対する傾きに応じてビーム軸の角度が変化する。よって、レーダ装置を車体に取り付けるときにビーム軸が所望の角度になるように筐体の傾きを調節する、いわゆるビーム軸調節という作業が行われる。特許文献１には、車載用レーダ装置におけるビーム軸調節について記載されている。
【０００４】
ビーム軸調節は、レーダ装置の出荷前に、レーダ装置ごとに車両の予定される部位に搭載されたときに路面上の反射物から最大の反射強度が得られるような筐体の傾きを予め測定しておき、筐体を車体に取り付けられるときに予め測定した傾きになるように筐体の取り付け角度を調節する。具体的には、レーダ装置筺体の傾きがかかる傾きのときに水平を示す水準管を筺体天面に設けておき、車体へ取り付ける際に作業者は水準管を視認しながら水準管が水平を示すように筐体の傾きを手作業で調節する。
【０００５】
このとき、レーダ装置は上述したように車体前部バンパー内部といった車両の意匠に影響を与えにくい部位に取り付けられるので、筺体の取り付け角度の調節は低位置で他の車載部品により制約された空間内で行われる。そのため作業者にとっては負担が大きい作業姿勢が強いられるとともに手作業の動作が制限されるので、作業効率が悪くなる。
【０００６】
かかる問題に対処するため、本出願人は、筺体に対するアンテナの取り付け角度を可変にするとともにアンテナを駆動する機構とアンテナの傾きを検出するセンサをレーダ装置に設け、筺体を車体に取り付けた後、レーダ装置外部からの操作入力によりアンテナの傾きを検出しながらこれを変化させることで、ビーム軸が所望の角度になるようにアンテナの傾きを調節する技術を提案した（特願２００８−２６６５０３）。
【特許文献１】特開２０００−５６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年の車載レーダ装置には、先行車両の追尾だけでなく他車両による後方からの追突や側面からの衝突に対応するために車両周囲の広範囲で目標物体を検出することが求められる。このため、車両の前部だけでなく側部あるいは後部に複数のレーダ装置を搭載して車両周囲を走査するレーダシステムが提案されている。
【０００８】
かかるレーダシステムに上記技術を適用した場合、個々のレーダ装置ごとに上記のようなビーム軸調節がなされるが、走行中や停車中に他車両や設置物との接触による予期せぬ衝撃がレーダ装置の取り付け個所に加わると、レーダ装置筺体や筐体内におけるアンテナが変位してビーム軸が所望の角度からずれる、軸ずれが生じることがある。そして、車両周囲に複数のレーダ装置を搭載するレーダシステムでは、レーダ装置の個数に応じていずれかのレーダ装置でかかる軸ずれが生じる蓋然性が大きくなる。
【０００９】
この点、レーダ装置ごとにアンテナの傾きを検出することでアンテナの傾きの変化を検出することは可能であるが、筺体やアンテナが変位しなくても車両自体が傾斜面などに位置しており傾いているときにはアンテナの傾きが所望の傾きからずれて検出される。ここで、車体の傾きを検出するセンサが車体に備えられていれば車体が傾いていることを判断できるが、かかる装備を別途設けるとコスト増加を招くので好ましくない。すると、かかる装備を有さない車両では、アンテナの傾きの変化からはレーダ装置筐体やアンテナが変位して軸ずれが生じているのか、車両が傾いているのかを判断できない。かといって、軸ずれが発生している場合にこれを放置すると、車両の安全な走行に支障を来すおそれがある。
【００１０】
そこで、上記に鑑みてなされた本発明の目的は、車体の傾きを検知する手段を特に設けなくても、レーダ装置の軸ずれを検出することが可能なレーダシステム等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面におけるレーダシステムは、移動体に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出する検出手段を有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
上記側面によれば、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダシステムに含まれるレーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１４】
図１は、本実施形態におけるレーダシステムの使用状況を説明する図である。図１（Ａ）は、レーダシステムを搭載する移動体としての車両の平面図であり、図面の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸、図面に対し垂直方向をＺ軸とする。また、図１（Ｂ）は側面図であり、図面の横方向をＸ軸、縦方向をＺ軸、図面に対し垂直方向をＹ軸とする。
【００１５】
レーダシステムは、一例として車両１の前方、左右方向、及び後方の走査対象領域を走査する４つのレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂと、各レーダ装置が検出した目標物体に関する情報の入力を受ける制御部１００を有する。前方走査用のレーダ装置１０Ｆは車両１の前部バンパー内に、右方向走査用のレーダ装置１０Ｒ及び左方向走査用のレーダ装置１０Ｌはドアミラー下部に、後方走査用のレーダ装置１０Ｂは後部バンパー内にそれぞれ取り付けられる。各レーダ装置は、外装の化粧板を透過してそれそれの走査対象領域にミリ波長のレーダ信号（電磁波）を送信し、走査対象領域からの反射信号を受信する。そして、送受信信号を処理することで、走査対象領域内の目標物体の距離や速度、あるいは方位角といった情報を検出し、制御部１００に出力する。
【００１６】
制御部１００は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた公知のマイクロコンピュータで構成され、目標物体に関する情報に応じて車両各部のアクチュエータを制御することで、車両１に先行車両の追尾や、他車両との衝突回避動作を実行させる。
【００１７】
なお、ここに示すレーダ装置の数は一例であって、本実施形態におけるレーダシステムは２以上のレーダ装置を有する構成に適用される。また、各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂの取り付け位置も一例であって、このほかにも、たとえば前側方走査用のレーダ装置を車両１前部のフォグランプユニット内に取り付けたり、後側方走査用のレーダ装置を車両１の後部バンパー内の側面寄りやテールランプユニット内などに取り付けたりすることも可能である。
【００１８】
各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂの検出対象となる目標物体は他の車両や路側の設置物といった車両１と同じ路面上（ここでは、路面は水平とする）に位置する目標物体である。しがたって確実にこれらを検出するためには、目標物体から得られる反射信号の強度が最大となるような角度、例えば水平面に対し０．５〜１．０度程度下向きにビーム軸を形成することが望ましい。なおここでは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂのビーム軸の角度、筐体またはアンテナの傾きはＸ−Ｚ座標におけるＺ軸（地軸）に対する角度に対応する。また、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌのビーム軸の角度、筐体またはアンテナの傾きはＸ−Ｙ座標におけるＺ軸（地軸）に対する角度に対応する。
【００１９】
ここで、後に詳述するように、各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂは２とおりの構成とすることが可能である。すなわち、第１にレーダ装置筺体に対しアンテナの取り付け角度が固定された構成とすることが可能であり、第２に、筺体に対するアンテナの取り付け角度を可変に構成することが可能である。
【００２０】
よって、各レーダ装置のビーム軸は、レーダ装置の構成に応じた方法で、上記のような所望の角度になるように調節される。すなわち、レーダ装置筺体に対しアンテナの取り付け角度が固定されたレーダ装置の場合には、車体に対する筺体の取り付け角度を調節することでアンテナの傾きが調節され、ビーム軸調節が行われる。あるいは、筺体に対するアンテナの取り付け角度が可変のレーダ装置の場合には、筺体を取り付けた後にアンテナの傾きを変化させることでビーム軸調節が行われる。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるレーダシステムの概略構成を説明する図である。レーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌと制御部１００とを有し、上述したように車両１に搭載される。なお、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌは同じ構成を有するので、図２ではレーダ装置１０Ｆについて詳述し、他のレーダ装置内部の図示および説明は省略する。
【００２２】
レーダ装置１０Ｆは、アンテナ１２と、レーダ信号の送受信回路１４と、信号処理装置１６（たとえば、マイクロコンピュータ）とを有する。送受信回路１４は、たとえば周波数変調されたミリ波長のレーダ信号を生成してアンテナ１２に供給し、アンテナ１２が受信した反射信号と送信信号の周波数差を有するビート信号を生成する。そして、信号処理装置１６は、ビート信号を処理して目標物体の相対速度、相対距離などを検出して制御部１００に送信する。レーダ装置１０Ｆと制御部１００は、専用線で接続される構成としてもよいし、ＣＡＮ（Control Area Network）などの車載ＬＡＮ経由で接続される構成としてもよい。
【００２３】
レーダ装置１０Ｆには、チルトセンサ１８が備えられる。チルトセンサ１８は、一例として加速度センサで構成され、アンテナ１２に設けられアンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。あるいはチルトセンサ１８は筐体に設けられ、筐体の地軸に対する傾きを検出する。そして検出された傾きを信号処理装置１６に入力する。信号処理装置１６は、チルトセンサ１８からの入力に基づいて、後述するようにレーダ装置１０Ｆの構成に対応した方法によりアンテナ１２の傾きを検出する。そして、検出したアンテナ１２の傾きを制御部１００に送信する。ここにおいて、チルトセンサ１８と信号処理装置１６がアンテナ１２の傾きを検出する「検出手段」に対応する。
【００２４】
なお、レーダ装置１０Ｆが筺体に対するアンテナの取り付け角度が可変に構成される場合、レーダ装置１０Ｆには上記構成に加え、アンテナ１２を駆動してその傾きを変化させる駆動機構２０が備えられる。
【００２５】
制御部１００は、上述したようにマイクロコンピュータで構成され、目標物体の相対距離、相対速度に応じて車両各部のアクチュエータを制御する。これに加え、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌから送信される各レーダ装置におけるアンテナの傾きに基づき、後述する手順に従っていずれかのレーダ装置における軸ずれの発生を検出して警告出力を行う。
【００２６】
出力手段２００は、警告出力に応答してユーザに対し異常（具体的には軸ずれ）発生を通知する出力を行う。例えば、インストルメントパネル内に設けられた表示出力手段により警告灯を点滅させ、ユーザに整備を促す表示を行う。あるいは、軸ずれの発生を通知してユーザに整備を促すような音声を出力してもよい。本実施形態におけるレーダシステムは、かかる出力手段２００をさらに含む構成であってもよい。
【００２７】
なお、制御部１００には、車両１の車速センサ２０２から車速データが入力され、車両１の挙動制御や車両状態の判断に用いられる。さらに、制御部１００は、車内ＬＡＮに接続される車外の情報処理装置２０４（たとえばパーソナルコンピュータ）と車内ＬＡＮ経由で通信可能に構成される。
【００２８】
そして、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ、及び制御部１００は、イグニションスイッチＩＧがオンされることで車載バッテリから電源を取得して動作する。
【００２９】
図３は、本実施形態におけるレーダ装置の構造を説明する図である。図３では、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂを代表してレーダ装置１０Ｆについて説明する。図３（Ａ）は、レーダ装置１０Ｆの斜視図を示す。図３（Ｂ）、（Ｃ）は、図３（Ａ）の破線Ｌにおける断面図を示し、それぞれ異なる構成に対応する構造を示す。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、レーダ装置１０Ｆは、筺体１１の前面にアンテナ１２を収容したレドーム１１ａを有する。アンテナ１２からは、レーダ信号がレドーム１１ａを透過してレーダ装置前方に送信される。このとき、アンテナ１２の前面に対し略垂直方向にビーム軸が形成される。そして、筺体１１は固定具（ビスなど）１１ｂにより、車両１の車体に固定される。
【００３１】
図３（Ｂ）は、筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が固定された構成を示す。図３（Ｂ）では、各部を接続する信号線は図示を省略してある。アンテナ１２と信号処理装置１６は筐体１１に固定され、アンテナ１２の背面に送受信回路１４とチルトセンサ１８が備えられる。そして、チルトセンサ１８は、アンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。あるいは、点線で示すように、筺体１１にチルトセンサ１８を設けてもよい。この場合には、チルトセンサ１８は筺体１１の地軸に対する傾きを検出する。
【００３２】
チルトセンサ１８がアンテナ１２の傾きを検出する場合には、信号処理装置１６はアンテナ１２の傾きを直接的に検出できる。また、チルトセンサ１８が筐体１１の傾きを検出する場合には、信号処理装置１６は、筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度は固定されており既知であることを利用し筺体１１の傾きとアンテナ１２の取り付け角度の和あるいは差から、アンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。
【００３３】
また、図３（Ｃ）は、筺体１１に対しアンテナ１２の取り付け角度が可変の構成を示す。この場合、アンテナ１２の一端が筐体１１に対し傾動軸２０ｃにより取り付けられることで、アンテナ１２が筺体１１に対し傾動可能に構成される。あるいは、傾動軸２０ｃを設ける代わりに、アンテナ１２を湾曲可能な部材で構成することで、アンテナ１２の筐体１１に対する固定端付近で湾曲させ取り付け角度を可変にしてもよい。そして、アンテナ１２の他端はモータ２０ｂとこれにより駆動される摺動軸２０ａとで構成される駆動機構２０に接続される。そして、駆動機構２０により前後方向にアンテナ１２の端部が駆動され、アンテナ１２の取り付け角度が変化する。そして、アンテナ１２の背面に設けられるチルトセンサ１８により制御部１００がアンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。よって、信号処理装置１６は、アンテナ１２の傾きを直接的に検出できる。
【００３４】
本実施形態におけるレーダシステムが車体に搭載される際、個々のレーダ装置の構成に応じてビーム軸調節が行われる。たとえば、図３（Ｂ）のように筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が固定された構成を有するレーダ装置１０Ｆの場合には、まず筺体１１を粗く位置決めして取り付けた後、アンテナ１２の傾きをモニタリングしながら固定具１１ｂを操作して筺体１１と車体との距離を調節し、筺体１１の傾き、つまりアンテナ１２の傾きを調節する。このとき、信号処理装置１６は制御部１００にアンテナ１２の傾きを出力し、制御部１００から車内ＬＡＮに接続された車外の情報処理装置２０４にアンテナ１２の傾きが送信される。そして、作業者が情報処理装置２０２に例えば表示出力されるアンテナ１２の傾きを確認しながら、アンテナ１２の傾きが基準角度になるように筺体１１の傾きを調節する。なお、基準角度は、レーダ装置ごとに車両の予定される部位に搭載されたときに路面上の反射物から最大の反射強度が得られるような地軸に対するアンテナの傾きであって、レーダ装置出荷時に予め測定される。
【００３５】
また、図３（Ｃ）のように筺体１１に対しアンテナ１２の取り付け角度が可変の構成を有するレーダ装置１０Ｆの場合には、まず筺体１１を車体に固定した後、作業者は車内ＬＡＮに接続される車外の情報処理装置２０２に対しアンテナ１２の傾きの調節を指示入力する。すると、かかる指示入力が車内ＬＡＮ経由で制御部１００に送信され、制御部１００からレーダ装置１０Ｆの信号処理装置１６に送信される。すると、信号処理装置１６がこれに応答してアンテナ１２の傾きが基準角度になるように駆動機構２０にアンテナ１２を傾動させる。この場合、基準角度は予め測定されて信号処理装置１６のＲＯＭに格納され、アンテナ１２の傾動角度に対応する駆動量を駆動機構２０に指示する際に参照される。
【００３６】
このようにビーム軸調節がなされた後、車両の走行時あるいは停車時に、他の車両や設置物との接触によりレーダ装置の取り付け箇所に衝撃が加わると、筺体１１の取り付け角度や筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が変化し、軸ずれが生じる場合がある。するとアンテナ１２の傾きが変化するので、その場合にはアンテナ１２の傾きの経時変化が観測される。
【００３７】
しかしながら一方で、筺体１１やアンテナ１２の取り付け角度が変化していなくても、車両が傾斜地で走行したり停止したりして車両の傾き（車両姿勢）が変化することによりアンテナ１２の傾きが変化する場合がある。ここで、再び図１を参照すると、車両姿勢が前後方向に変化していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きはＹ−Ｚ軸方向で変化する。また、車両姿勢が左右方向に変化していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きは図１（Ａ）におけるＸ−Ｚ軸方向で変化する。あるいは、車両姿勢が車体の平面図における対角線方向に傾斜していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きはＸ−Ｙ―Ｚ軸方向で変化する。
【００３８】
そこで、本実施形態のレーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きの変化量に基づいて、車両姿勢の変化による傾きの変化と、衝突などにより実際にアンテナの傾きが変化したことを判別する。そして、後者の場合、つまり軸ずれが生じた場合に、出力手段２００によりユーザに警告を出力して整備を促すことで、レーダシステムの正常な動作を復帰させる。
【００３９】
図４は、本実施形態におけるレーダシステムが軸ずれを検出するときの動作手順を説明するフローチャート図である。図４に示す手順は、制御部１００のＣＰＵがＲＯＭに予め格納される処理プログラムに従って動作する手順を示す。
【００４０】
車両が走行を開始してから停車するまでの軸ずれを検出する場合にはまず手順Ｓ２、Ｓ４が実行される。すなわち、イグニションＩＧがオンされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ２）。このとき、制御部１００は個々のレーダ装置の信号処理装置にアンテナ１２の傾きを要求し、個々のレーダ装置は自らのアンテナ１２の傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよいし、個々のレーダ装置の信号処理装置がイグニションＩＧオン時に初期動作としてアンテナの傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよい。次に、車速がゼロのとき、つまり停車時に、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂからアンテナ１２の傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ４）。このときも、制御部１００は各レーダ装置の信号処理装置にアンテナの傾きを要求して取得してもよいし、制御部１００から各レーダ装置の信号処理装置１６に車速を送信しレーダ装置側で信号処理装置が車速ゼロを判断したときにアンテナ１２の傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよい。
【００４１】
一方、車両が停車しているときに生じた軸ずれを検出する場合には、まず手順Ｓ６、Ｓ８が実行される。すなわち、イグニションＩＧがオフされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ６）。次に、再度イグニションＩＧがオンされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂからアンテナ１２の傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ８）。
【００４２】
このようにしてレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂそれぞれの２つの時点におけるアンテナの傾きを取得すると、手順Ｓ１０で、制御部１００は車両姿勢の変化量Δθを算出する。ここで、Δθは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量として求められる（例えば、Δθ＝θ_Ｆ２−θ_Ｆ１）。そして、算出したΔθと手順Ｓ４またはＳ８で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。
【００４３】
次に、制御部１００は、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ相互のアンテナの変化量が一致しているかを判断するために手順Ｓ１２を実行する。具体的には、手順Ｓ１０で算出したθ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３が、手順Ｓ２またはＳ６で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１とすべて一致しているかを判断する。ここで、すべてのレーダ装置におけるアンテナの傾きの変化量が一致していれば、車両姿勢が変化したと判断する。一方、いずれが他と一致していないときには、そのレーダ装置の筐体またはアンテナが変位している、つまり軸ずれが発生していると判断する。なお、本実施形態における一致の判断は、軸ずれが生じていないと認められる程度の誤差範囲であって任意に設定可能な誤差範囲内での一致を含むものとする（以下、同様）。
【００４４】
すなわち、手順Ｓ１２における結果が「ＹＥＳ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂでは軸ずれが発生していないと判断し（Ｓ１８）、処理を終了する。一方、手順Ｓ１２における結果が「ＮＯ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかで軸ずれが発生していると判断し（Ｓ１４）、警告を出力手段２００に出力して（Ｓ１６）、出力手段２００に表示出力または音声出力を行わせる。
【００４５】
このような手順によれば、レーダシステムは、車体にその傾きを検知するセンサを設けなくても車両姿勢が変化した場合とレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかで軸ずれが発生した場合とを判別できる。そして、後者の場合に警告を出力してユーザに整備を促し、レーダシステムの動作を正常復帰できる。
【００４６】
なお、上記手順によれば、手順Ｓ２、Ｓ４またはＳ６、Ｓ８で示した２つの時点におけるアンテナの傾きを検出してその差を車両姿勢の変化量として用いるので、常時アンテナの傾きを監視する必要がない。よって、車載バッテリの消費電力を低減できる。また、アンテナの傾きを検出するタイミングは、イグニションＩＧのオン・オフ時、あるいは車速がゼロのときであるので、車両１の走行に伴う振動といった外乱の影響を受けることなくアンテナの傾きを検出することができる。
【００４７】
次に、上記手順に加え、どのレーダ装置で軸ずれが発生したかを特定するための手順例を説明する。
【００４８】
図５は、軸ずれが発生したレーダ装置を特定するためのレーダシステムの手順例を説明するフローチャート図である。図５に示す手順は、図４に示した手順Ｓ１０〜Ｓ１８の代わりに実行してもよいし、または手順Ｓ１４の後の手順Ｓ１６の代わりに実行してもよい。あるいは、手順Ｓ１６の後に実行してもよい。
【００４９】
制御部１００は、まずレーダ装置１０Ｆの軸ずれを判断するために、手順Ｓ１９で、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求める（例えば、Δθ＝θ_Ｒ２−θ_Ｒ１）。そして、算出したΔθと手順Ｓ４またはＳ８で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。
【００５０】
ここで、レーダ装置１０Ｆの軸ずれが発生していれば、レーダ装置１０Ｆにおけるアンテナの傾きの変化量は、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂにおけるアンテナの傾きの変化量（車両姿勢の変化量と一致する）と異なる。よって、手順Ｓ２０では、θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を、手順Ｓ２またはＳ６で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１とそれぞれ比較して、θ_Ｆ３とθ_Ｆ１が異なり、その他は一致しているかを判断する。そして、結果が「ＹＥＳ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆのアンテナが変位しており、軸ずれが発生していると判断する（Ｓ２２）。そして、レーダ装置１０Ｆを特定する警告を出力手段１００に出力して（Ｓ３６）、出力手段２００にレーダ装置１０Ｆを特定する警告の表示出力または音声出力を行わせる。
【００５１】
手順Ｓ２０での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｒの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ２３を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｒ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｌ２−θ_Ｌ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ２４のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｒの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ２６）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５２】
また、手順Ｓ２４での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｌの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ２７を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｌ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｂ２−θ_Ｂ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｌの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ３０）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５３】
さらに、手順Ｓ２８での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｂの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ３１を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｂ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｆ２−θ_Ｆ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ３２のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｂの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ３４）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５４】
このような手順によれば、レーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかにおける軸ずれを特定してユーザに整備を促すことができる。よって、レーダ装置を特定して整備・修理が可能となるので、レーダシステムの動作を正常復帰するときの効率が向上する。
【００５５】
なお、手順Ｓ３６では、レーダ装置を特定せずに軸ずれの発生を示す警告を出力し、軸ずれが発生したレーダ装置の情報を制御部１００内のＲＯＭに格納する手順としてもよい。そうすることで、ユーザが整備のために車両を入庫した際に、作業者が制御部１００のＲＯＭに格納されたログを解析して軸ずれが発生したレーダ装置を特定することが可能になる。よって、作業効率が向上する。
【００５６】
なお、本実施形態のレーダシステムは、自動車以外の車両や、船舶や航空機といった移動体にも適用可能である。いずれの場合においても、移動体の複数個所に複数のレーダ装置を搭載してビーム軸調節を行った後、アンテナの傾きが変化したときに移動体の姿勢の変化によるものかレーダ装置筐体やアンテナの変位によるものかを判別することが可能である。
【００５７】
また、本実施形態におけるレーダシステムの構成は、車庫などの建築物壁面や標識その他の設置物との距離を測定する超音波探知機をレーダ装置の代わりに車両の複数個所に搭載するシステムにも適用できる。その場合にも、かかるシステムにおいて超音波探知機が送出する超音波の軸方向のずれが生じたことを検出することが可能となる。
【００５８】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態におけるレーダシステムの使用状況を説明する図である。
【図２】本実施形態におけるレーダシステムの概略構成を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるレーダ装置の構造を説明する図である。
【図４】本実施形態におけるレーダシステムの動作手順を説明するフローチャート図である。
【図５】軸ずれが発生したレーダ装置を特定するためのレーダシステムの手順例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：車両、１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ：レーダ装置、１００：制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載される複数のレーダ装置を有するレーダシステム等に関し、特に、個々のレーダ装置における地軸に対するアンテナの傾きが基準角度になるように調節されるレーダシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のレーダ装置は、車両周囲の空間にレーダ信号のビームを形成することで、レーダ装置の搭載車両と同じ路面（以下の説明では便宜上、路面は水平面とする）にある他の車両や設置物といった目標物体を検出する。このとき、目標物体を確度よく検出するためには、目標物体からの反射強度が最大となるような角度（ここでは上下方向の角度をいう）にビーム軸を向けることが望ましい。例えば車両の前方走査用のレーダ装置は路面上４０〜５０ｃｍの高さにある車両前部バンパー部分に設けられるので、水平面より０．５度程度下向きが好適なビーム軸の角度となる。
【０００３】
ここで、パッチアンテナやアレイアンテナといった平面アンテナのビーム軸は平面アンテナに対し略垂直方向に形成される。そして、平面アンテナ上のアンテナ素子における給電位相や受信位相を変化させて走査対象領域を走査する電子スキャン式のレーダ装置では、レーダ装置筐体に対する平面アンテナの取り付け角度は固定されているので、筐体が車体に取り付けられるときの地軸に対する傾きに応じてビーム軸の角度が変化する。よって、レーダ装置を車体に取り付けるときにビーム軸が所望の角度になるように筐体の傾きを調節する、いわゆるビーム軸調節という作業が行われる。特許文献１には、車載用レーダ装置におけるビーム軸調節について記載されている。
【０００４】
ビーム軸調節は、レーダ装置の出荷前に、レーダ装置ごとに車両の予定される部位に搭載されたときに路面上の反射物から最大の反射強度が得られるような筐体の傾きを予め測定しておき、筐体を車体に取り付けられるときに予め測定した傾きになるように筐体の取り付け角度を調節する。具体的には、レーダ装置筺体の傾きがかかる傾きのときに水平を示す水準管を筺体天面に設けておき、車体へ取り付ける際に作業者は水準管を視認しながら水準管が水平を示すように筐体の傾きを手作業で調節する。
【０００５】
このとき、レーダ装置は上述したように車体前部バンパー内部といった車両の意匠に影響を与えにくい部位に取り付けられるので、筺体の取り付け角度の調節は低位置で他の車載部品により制約された空間内で行われる。そのため作業者にとっては負担が大きい作業姿勢が強いられるとともに手作業の動作が制限されるので、作業効率が悪くなる。
【０００６】
かかる問題に対処するため、本出願人は、筺体に対するアンテナの取り付け角度を可変にするとともにアンテナを駆動する機構とアンテナの傾きを検出するセンサをレーダ装置に設け、筺体を車体に取り付けた後、レーダ装置外部からの操作入力によりアンテナの傾きを検出しながらこれを変化させることで、ビーム軸が所望の角度になるようにアンテナの傾きを調節する技術を提案した（特願２００８−２６６５０３）。
【特許文献１】特開２０００−５６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年の車載レーダ装置には、先行車両の追尾だけでなく他車両による後方からの追突や側面からの衝突に対応するために車両周囲の広範囲で目標物体を検出することが求められる。このため、車両の前部だけでなく側部あるいは後部に複数のレーダ装置を搭載して車両周囲を走査するレーダシステムが提案されている。
【０００８】
かかるレーダシステムに上記技術を適用した場合、個々のレーダ装置ごとに上記のようなビーム軸調節がなされるが、走行中や停車中に他車両や設置物との接触による予期せぬ衝撃がレーダ装置の取り付け個所に加わると、レーダ装置筺体や筐体内におけるアンテナが変位してビーム軸が所望の角度からずれる、軸ずれが生じることがある。そして、車両周囲に複数のレーダ装置を搭載するレーダシステムでは、レーダ装置の個数に応じていずれかのレーダ装置でかかる軸ずれが生じる蓋然性が大きくなる。
【０００９】
この点、レーダ装置ごとにアンテナの傾きを検出することでアンテナの傾きの変化を検出することは可能であるが、筺体やアンテナが変位しなくても車両自体が傾斜面などに位置しており傾いているときにはアンテナの傾きが所望の傾きからずれて検出される。ここで、車体の傾きを検出するセンサが車体に備えられていれば車体が傾いていることを判断できるが、かかる装備を別途設けるとコスト増加を招くので好ましくない。すると、かかる装備を有さない車両では、アンテナの傾きの変化からはレーダ装置筐体やアンテナが変位して軸ずれが生じているのか、車両が傾いているのかを判断できない。かといって、軸ずれが発生している場合にこれを放置すると、車両の安全な走行に支障を来すおそれがある。
【００１０】
そこで、上記に鑑みてなされた本発明の目的は、車体の傾きを検知する手段を特に設けなくても、レーダ装置の軸ずれを検出することが可能なレーダシステム等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面におけるレーダシステムは、移動体に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出する検出手段を有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
上記側面によれば、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダシステムに含まれるレーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１４】
図１は、本実施形態におけるレーダシステムの使用状況を説明する図である。図１（Ａ）は、レーダシステムを搭載する移動体としての車両の平面図であり、図面の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸、図面に対し垂直方向をＺ軸とする。また、図１（Ｂ）は側面図であり、図面の横方向をＸ軸、縦方向をＺ軸、図面に対し垂直方向をＹ軸とする。
【００１５】
レーダシステムは、一例として車両１の前方、左右方向、及び後方の走査対象領域を走査する４つのレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂと、各レーダ装置が検出した目標物体に関する情報の入力を受ける制御部１００を有する。前方走査用のレーダ装置１０Ｆは車両１の前部バンパー内に、右方向走査用のレーダ装置１０Ｒ及び左方向走査用のレーダ装置１０Ｌはドアミラー下部に、後方走査用のレーダ装置１０Ｂは後部バンパー内にそれぞれ取り付けられる。各レーダ装置は、外装の化粧板を透過してそれそれの走査対象領域にミリ波長のレーダ信号（電磁波）を送信し、走査対象領域からの反射信号を受信する。そして、送受信信号を処理することで、走査対象領域内の目標物体の距離や速度、あるいは方位角といった情報を検出し、制御部１００に出力する。
【００１６】
制御部１００は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた公知のマイクロコンピュータで構成され、目標物体に関する情報に応じて車両各部のアクチュエータを制御することで、車両１に先行車両の追尾や、他車両との衝突回避動作を実行させる。
【００１７】
なお、ここに示すレーダ装置の数は一例であって、本実施形態におけるレーダシステムは２以上のレーダ装置を有する構成に適用される。また、各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂの取り付け位置も一例であって、このほかにも、たとえば前側方走査用のレーダ装置を車両１前部のフォグランプユニット内に取り付けたり、後側方走査用のレーダ装置を車両１の後部バンパー内の側面寄りやテールランプユニット内などに取り付けたりすることも可能である。
【００１８】
各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂの検出対象となる目標物体は他の車両や路側の設置物といった車両１と同じ路面上（ここでは、路面は水平とする）に位置する目標物体である。しがたって確実にこれらを検出するためには、目標物体から得られる反射信号の強度が最大となるような角度、例えば水平面に対し０．５〜１．０度程度下向きにビーム軸を形成することが望ましい。なおここでは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂのビーム軸の角度、筐体またはアンテナの傾きはＸ−Ｚ座標におけるＺ軸（地軸）に対する角度に対応する。また、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌのビーム軸の角度、筐体またはアンテナの傾きはＸ−Ｙ座標におけるＺ軸（地軸）に対する角度に対応する。
【００１９】
ここで、後に詳述するように、各レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂは２とおりの構成とすることが可能である。すなわち、第１にレーダ装置筺体に対しアンテナの取り付け角度が固定された構成とすることが可能であり、第２に、筺体に対するアンテナの取り付け角度を可変に構成することが可能である。
【００２０】
よって、各レーダ装置のビーム軸は、レーダ装置の構成に応じた方法で、上記のような所望の角度になるように調節される。すなわち、レーダ装置筺体に対しアンテナの取り付け角度が固定されたレーダ装置の場合には、車体に対する筺体の取り付け角度を調節することでアンテナの傾きが調節され、ビーム軸調節が行われる。あるいは、筺体に対するアンテナの取り付け角度が可変のレーダ装置の場合には、筺体を取り付けた後にアンテナの傾きを変化させることでビーム軸調節が行われる。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるレーダシステムの概略構成を説明する図である。レーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌと制御部１００とを有し、上述したように車両１に搭載される。なお、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌは同じ構成を有するので、図２ではレーダ装置１０Ｆについて詳述し、他のレーダ装置内部の図示および説明は省略する。
【００２２】
レーダ装置１０Ｆは、アンテナ１２と、レーダ信号の送受信回路１４と、信号処理装置１６（たとえば、マイクロコンピュータ）とを有する。送受信回路１４は、たとえば周波数変調されたミリ波長のレーダ信号を生成してアンテナ１２に供給し、アンテナ１２が受信した反射信号と送信信号の周波数差を有するビート信号を生成する。そして、信号処理装置１６は、ビート信号を処理して目標物体の相対速度、相対距離などを検出して制御部１００に送信する。レーダ装置１０Ｆと制御部１００は、専用線で接続される構成としてもよいし、ＣＡＮ（Control Area Network）などの車載ＬＡＮ経由で接続される構成としてもよい。
【００２３】
レーダ装置１０Ｆには、チルトセンサ１８が備えられる。チルトセンサ１８は、一例として加速度センサで構成され、アンテナ１２に設けられアンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。あるいはチルトセンサ１８は筐体に設けられ、筐体の地軸に対する傾きを検出する。そして検出された傾きを信号処理装置１６に入力する。信号処理装置１６は、チルトセンサ１８からの入力に基づいて、後述するようにレーダ装置１０Ｆの構成に対応した方法によりアンテナ１２の傾きを検出する。そして、検出したアンテナ１２の傾きを制御部１００に送信する。ここにおいて、チルトセンサ１８と信号処理装置１６がアンテナ１２の傾きを検出する「検出手段」に対応する。
【００２４】
なお、レーダ装置１０Ｆが筺体に対するアンテナの取り付け角度が可変に構成される場合、レーダ装置１０Ｆには上記構成に加え、アンテナ１２を駆動してその傾きを変化させる駆動機構２０が備えられる。
【００２５】
制御部１００は、上述したようにマイクロコンピュータで構成され、目標物体の相対距離、相対速度に応じて車両各部のアクチュエータを制御する。これに加え、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｂ、１０Ｒ、１０Ｌから送信される各レーダ装置におけるアンテナの傾きに基づき、後述する手順に従っていずれかのレーダ装置における軸ずれの発生を検出して警告出力を行う。
【００２６】
出力手段２００は、警告出力に応答してユーザに対し異常（具体的には軸ずれ）発生を通知する出力を行う。例えば、インストルメントパネル内に設けられた表示出力手段により警告灯を点滅させ、ユーザに整備を促す表示を行う。あるいは、軸ずれの発生を通知してユーザに整備を促すような音声を出力してもよい。本実施形態におけるレーダシステムは、かかる出力手段２００をさらに含む構成であってもよい。
【００２７】
なお、制御部１００には、車両１の車速センサ２０２から車速データが入力され、車両１の挙動制御や車両状態の判断に用いられる。さらに、制御部１００は、車内ＬＡＮに接続される車外の情報処理装置２０４（たとえばパーソナルコンピュータ）と車内ＬＡＮ経由で通信可能に構成される。
【００２８】
そして、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ、及び制御部１００は、イグニションスイッチＩＧがオンされることで車載バッテリから電源を取得して動作する。
【００２９】
図３は、本実施形態におけるレーダ装置の構造を説明する図である。図３では、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂを代表してレーダ装置１０Ｆについて説明する。図３（Ａ）は、レーダ装置１０Ｆの斜視図を示す。図３（Ｂ）、（Ｃ）は、図３（Ａ）の破線Ｌにおける断面図を示し、それぞれ異なる構成に対応する構造を示す。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、レーダ装置１０Ｆは、筺体１１の前面にアンテナ１２を収容したレドーム１１ａを有する。アンテナ１２からは、レーダ信号がレドーム１１ａを透過してレーダ装置前方に送信される。このとき、アンテナ１２の前面に対し略垂直方向にビーム軸が形成される。そして、筺体１１は固定具（ビスなど）１１ｂにより、車両１の車体に固定される。
【００３１】
図３（Ｂ）は、筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が固定された構成を示す。図３（Ｂ）では、各部を接続する信号線は図示を省略してある。アンテナ１２と信号処理装置１６は筐体１１に固定され、アンテナ１２の背面に送受信回路１４とチルトセンサ１８が備えられる。そして、チルトセンサ１８は、アンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。あるいは、点線で示すように、筺体１１にチルトセンサ１８を設けてもよい。この場合には、チルトセンサ１８は筺体１１の地軸に対する傾きを検出する。
【００３２】
チルトセンサ１８がアンテナ１２の傾きを検出する場合には、信号処理装置１６はアンテナ１２の傾きを直接的に検出できる。また、チルトセンサ１８が筐体１１の傾きを検出する場合には、信号処理装置１６は、筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度は固定されており既知であることを利用し筺体１１の傾きとアンテナ１２の取り付け角度の和あるいは差から、アンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。
【００３３】
また、図３（Ｃ）は、筺体１１に対しアンテナ１２の取り付け角度が可変の構成を示す。この場合、アンテナ１２の一端が筐体１１に対し傾動軸２０ｃにより取り付けられることで、アンテナ１２が筺体１１に対し傾動可能に構成される。あるいは、傾動軸２０ｃを設ける代わりに、アンテナ１２を湾曲可能な部材で構成することで、アンテナ１２の筐体１１に対する固定端付近で湾曲させ取り付け角度を可変にしてもよい。そして、アンテナ１２の他端はモータ２０ｂとこれにより駆動される摺動軸２０ａとで構成される駆動機構２０に接続される。そして、駆動機構２０により前後方向にアンテナ１２の端部が駆動され、アンテナ１２の取り付け角度が変化する。そして、アンテナ１２の背面に設けられるチルトセンサ１８により制御部１００がアンテナ１２の地軸に対する傾きを検出する。よって、信号処理装置１６は、アンテナ１２の傾きを直接的に検出できる。
【００３４】
本実施形態におけるレーダシステムが車体に搭載される際、個々のレーダ装置の構成に応じてビーム軸調節が行われる。たとえば、図３（Ｂ）のように筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が固定された構成を有するレーダ装置１０Ｆの場合には、まず筺体１１を粗く位置決めして取り付けた後、アンテナ１２の傾きをモニタリングしながら固定具１１ｂを操作して筺体１１と車体との距離を調節し、筺体１１の傾き、つまりアンテナ１２の傾きを調節する。このとき、信号処理装置１６は制御部１００にアンテナ１２の傾きを出力し、制御部１００から車内ＬＡＮに接続された車外の情報処理装置２０４にアンテナ１２の傾きが送信される。そして、作業者が情報処理装置２０２に例えば表示出力されるアンテナ１２の傾きを確認しながら、アンテナ１２の傾きが基準角度になるように筺体１１の傾きを調節する。なお、基準角度は、レーダ装置ごとに車両の予定される部位に搭載されたときに路面上の反射物から最大の反射強度が得られるような地軸に対するアンテナの傾きであって、レーダ装置出荷時に予め測定される。
【００３５】
また、図３（Ｃ）のように筺体１１に対しアンテナ１２の取り付け角度が可変の構成を有するレーダ装置１０Ｆの場合には、まず筺体１１を車体に固定した後、作業者は車内ＬＡＮに接続される車外の情報処理装置２０２に対しアンテナ１２の傾きの調節を指示入力する。すると、かかる指示入力が車内ＬＡＮ経由で制御部１００に送信され、制御部１００からレーダ装置１０Ｆの信号処理装置１６に送信される。すると、信号処理装置１６がこれに応答してアンテナ１２の傾きが基準角度になるように駆動機構２０にアンテナ１２を傾動させる。この場合、基準角度は予め測定されて信号処理装置１６のＲＯＭに格納され、アンテナ１２の傾動角度に対応する駆動量を駆動機構２０に指示する際に参照される。
【００３６】
このようにビーム軸調節がなされた後、車両の走行時あるいは停車時に、他の車両や設置物との接触によりレーダ装置の取り付け箇所に衝撃が加わると、筺体１１の取り付け角度や筺体１１に対するアンテナ１２の取り付け角度が変化し、軸ずれが生じる場合がある。するとアンテナ１２の傾きが変化するので、その場合にはアンテナ１２の傾きの経時変化が観測される。
【００３７】
しかしながら一方で、筺体１１やアンテナ１２の取り付け角度が変化していなくても、車両が傾斜地で走行したり停止したりして車両の傾き（車両姿勢）が変化することによりアンテナ１２の傾きが変化する場合がある。ここで、再び図１を参照すると、車両姿勢が前後方向に変化していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きはＹ−Ｚ軸方向で変化する。また、車両姿勢が左右方向に変化していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きは図１（Ａ）におけるＸ−Ｚ軸方向で変化する。あるいは、車両姿勢が車体の平面図における対角線方向に傾斜していれば、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナ１２の傾きはＸ−Ｙ―Ｚ軸方向で変化する。
【００３８】
そこで、本実施形態のレーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きの変化量に基づいて、車両姿勢の変化による傾きの変化と、衝突などにより実際にアンテナの傾きが変化したことを判別する。そして、後者の場合、つまり軸ずれが生じた場合に、出力手段２００によりユーザに警告を出力して整備を促すことで、レーダシステムの正常な動作を復帰させる。
【００３９】
図４は、本実施形態におけるレーダシステムが軸ずれを検出するときの動作手順を説明するフローチャート図である。図４に示す手順は、制御部１００のＣＰＵがＲＯＭに予め格納される処理プログラムに従って動作する手順を示す。
【００４０】
車両が走行を開始してから停車するまでの軸ずれを検出する場合にはまず手順Ｓ２、Ｓ４が実行される。すなわち、イグニションＩＧがオンされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ２）。このとき、制御部１００は個々のレーダ装置の信号処理装置にアンテナ１２の傾きを要求し、個々のレーダ装置は自らのアンテナ１２の傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよいし、個々のレーダ装置の信号処理装置がイグニションＩＧオン時に初期動作としてアンテナの傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよい。次に、車速がゼロのとき、つまり停車時に、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂからアンテナ１２の傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ４）。このときも、制御部１００は各レーダ装置の信号処理装置にアンテナの傾きを要求して取得してもよいし、制御部１００から各レーダ装置の信号処理装置１６に車速を送信しレーダ装置側で信号処理装置が車速ゼロを判断したときにアンテナ１２の傾きを検出して制御部１００に送信する手順としてもよい。
【００４１】
一方、車両が停車しているときに生じた軸ずれを検出する場合には、まず手順Ｓ６、Ｓ８が実行される。すなわち、イグニションＩＧがオフされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ６）。次に、再度イグニションＩＧがオンされたときに、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂからアンテナ１２の傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２（順に、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに対応する）を取得する（Ｓ８）。
【００４２】
このようにしてレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂそれぞれの２つの時点におけるアンテナの傾きを取得すると、手順Ｓ１０で、制御部１００は車両姿勢の変化量Δθを算出する。ここで、Δθは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量として求められる（例えば、Δθ＝θ_Ｆ２−θ_Ｆ１）。そして、算出したΔθと手順Ｓ４またはＳ８で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。
【００４３】
次に、制御部１００は、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ相互のアンテナの変化量が一致しているかを判断するために手順Ｓ１２を実行する。具体的には、手順Ｓ１０で算出したθ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３が、手順Ｓ２またはＳ６で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１とすべて一致しているかを判断する。ここで、すべてのレーダ装置におけるアンテナの傾きの変化量が一致していれば、車両姿勢が変化したと判断する。一方、いずれが他と一致していないときには、そのレーダ装置の筐体またはアンテナが変位している、つまり軸ずれが発生していると判断する。なお、本実施形態における一致の判断は、軸ずれが生じていないと認められる程度の誤差範囲であって任意に設定可能な誤差範囲内での一致を含むものとする（以下、同様）。
【００４４】
すなわち、手順Ｓ１２における結果が「ＹＥＳ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂでは軸ずれが発生していないと判断し（Ｓ１８）、処理を終了する。一方、手順Ｓ１２における結果が「ＮＯ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかで軸ずれが発生していると判断し（Ｓ１４）、警告を出力手段２００に出力して（Ｓ１６）、出力手段２００に表示出力または音声出力を行わせる。
【００４５】
このような手順によれば、レーダシステムは、車体にその傾きを検知するセンサを設けなくても車両姿勢が変化した場合とレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかで軸ずれが発生した場合とを判別できる。そして、後者の場合に警告を出力してユーザに整備を促し、レーダシステムの動作を正常復帰できる。
【００４６】
なお、上記手順によれば、手順Ｓ２、Ｓ４またはＳ６、Ｓ８で示した２つの時点におけるアンテナの傾きを検出してその差を車両姿勢の変化量として用いるので、常時アンテナの傾きを監視する必要がない。よって、車載バッテリの消費電力を低減できる。また、アンテナの傾きを検出するタイミングは、イグニションＩＧのオン・オフ時、あるいは車速がゼロのときであるので、車両１の走行に伴う振動といった外乱の影響を受けることなくアンテナの傾きを検出することができる。
【００４７】
次に、上記手順に加え、どのレーダ装置で軸ずれが発生したかを特定するための手順例を説明する。
【００４８】
図５は、軸ずれが発生したレーダ装置を特定するためのレーダシステムの手順例を説明するフローチャート図である。図５に示す手順は、図４に示した手順Ｓ１０〜Ｓ１８の代わりに実行してもよいし、または手順Ｓ１４の後の手順Ｓ１６の代わりに実行してもよい。あるいは、手順Ｓ１６の後に実行してもよい。
【００４９】
制御部１００は、まずレーダ装置１０Ｆの軸ずれを判断するために、手順Ｓ１９で、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求める（例えば、Δθ＝θ_Ｒ２−θ_Ｒ１）。そして、算出したΔθと手順Ｓ４またはＳ８で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。
【００５０】
ここで、レーダ装置１０Ｆの軸ずれが発生していれば、レーダ装置１０Ｆにおけるアンテナの傾きの変化量は、レーダ装置１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂにおけるアンテナの傾きの変化量（車両姿勢の変化量と一致する）と異なる。よって、手順Ｓ２０では、θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を、手順Ｓ２またはＳ６で検出したアンテナの傾きθ_Ｆ１、θ_Ｒ１、θ_Ｌ１、θ_Ｂ１とそれぞれ比較して、θ_Ｆ３とθ_Ｆ１が異なり、その他は一致しているかを判断する。そして、結果が「ＹＥＳ」の場合、制御部１００はレーダ装置１０Ｆのアンテナが変位しており、軸ずれが発生していると判断する（Ｓ２２）。そして、レーダ装置１０Ｆを特定する警告を出力手段１００に出力して（Ｓ３６）、出力手段２００にレーダ装置１０Ｆを特定する警告の表示出力または音声出力を行わせる。
【００５１】
手順Ｓ２０での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｒの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ２３を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｒ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｌ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｌ２−θ_Ｌ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ２４のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｒの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ２６）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５２】
また、手順Ｓ２４での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｌの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ２７を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｌ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｂのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｂ２−θ_Ｂ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｌの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ３０）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５３】
さらに、手順Ｓ２８での結果が「ＮＯ」の場合には、レーダ装置１０Ｂの軸ずれが発生していることを確認するために、制御部１００は手順Ｓ３１を実行する。すなわち、レーダ装置１０Ｂ以外のレーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌのいずれかにおけるアンテナの傾きの変化量から車両姿勢の変化量Δθを求め（例えば、Δθ＝θ_Ｆ２−θ_Ｆ１）、Δθとアンテナの傾きθ_Ｆ２、θ_Ｒ２、θ_Ｌ２、θ_Ｂ２それぞれとの差分θ_Ｆ３、θ_Ｒ３、θ_Ｌ３、θ_Ｂ３を算出する。そして、θ_Ｒ３とθ_Ｒ１が異なり、その他は一致している場合には（Ｓ３２のＹＥＳ）、レーダ装置１０Ｂの軸ずれが発生していると判断し（Ｓ３４）、レーダ装置１０Ｒを特定する警告を出力手段１００に出力する（Ｓ３６）。
【００５４】
このような手順によれば、レーダシステムは、レーダ装置１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのうちいずれかにおける軸ずれを特定してユーザに整備を促すことができる。よって、レーダ装置を特定して整備・修理が可能となるので、レーダシステムの動作を正常復帰するときの効率が向上する。
【００５５】
なお、手順Ｓ３６では、レーダ装置を特定せずに軸ずれの発生を示す警告を出力し、軸ずれが発生したレーダ装置の情報を制御部１００内のＲＯＭに格納する手順としてもよい。そうすることで、ユーザが整備のために車両を入庫した際に、作業者が制御部１００のＲＯＭに格納されたログを解析して軸ずれが発生したレーダ装置を特定することが可能になる。よって、作業効率が向上する。
【００５６】
なお、本実施形態のレーダシステムは、自動車以外の車両や、船舶や航空機といった移動体にも適用可能である。いずれの場合においても、移動体の複数個所に複数のレーダ装置を搭載してビーム軸調節を行った後、アンテナの傾きが変化したときに移動体の姿勢の変化によるものかレーダ装置筐体やアンテナの変位によるものかを判別することが可能である。
【００５７】
また、本実施形態におけるレーダシステムの構成は、車庫などの建築物壁面や標識その他の設置物との距離を測定する超音波探知機をレーダ装置の代わりに車両の複数個所に搭載するシステムにも適用できる。その場合にも、かかるシステムにおいて超音波探知機が送出する超音波の軸方向のずれが生じたことを検出することが可能となる。
【００５８】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、移動体にその傾きを検知するセンサを設けなくても、レーダ装置の軸ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態におけるレーダシステムの使用状況を説明する図である。
【図２】本実施形態におけるレーダシステムの概略構成を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるレーダ装置の構造を説明する図である。
【図４】本実施形態におけるレーダシステムの動作手順を説明するフローチャート図である。
【図５】軸ずれが発生したレーダ装置を特定するためのレーダシステムの手順例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：車両、１０Ｆ、１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ：レーダ装置、１００：制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出する検出手段を有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、
前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有するレーダシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記レーダ装置のうち前記傾きの変化量が他のレーダ装置の傾きと一致しないレーダ装置を特定することを特徴とするレーダシステム。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、前記特定したレーダ装置を示す警告を出力することを特徴とするレーダシステム。
【請求項４】
請求項１または３において、
前記警告出力に対応する表示出力または音声出力を行う出力手段をさらに有することを特徴とするレーダシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記レーダ装置は、筺体に対し取り付け角度が変更可能な前記アンテナを有するとともに前記取り付け角度を変化させる駆動機構をさらに有することを特徴とするレーダシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーダシステムを搭載した移動体。
【請求項１】
移動体に搭載されるとともに地軸に対するアンテナの傾きを検出する検出手段を有し、前記傾きが基準角度になるように調節される複数のレーダ装置と、
前記レーダ装置相互で前記傾きの変化量が一致するか否かを判定し、前記変化量が一致しないときには警告出力を行う制御部とを有するレーダシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記レーダ装置のうち前記傾きの変化量が他のレーダ装置の傾きと一致しないレーダ装置を特定することを特徴とするレーダシステム。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、前記特定したレーダ装置を示す警告を出力することを特徴とするレーダシステム。
【請求項４】
請求項１または３において、
前記警告出力に対応する表示出力または音声出力を行う出力手段をさらに有することを特徴とするレーダシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記レーダ装置は、筺体に対し取り付け角度が変更可能な前記アンテナを有するとともに前記取り付け角度を変化させる駆動機構をさらに有することを特徴とするレーダシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーダシステムを搭載した移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２７７４３（Ｐ２０１０−１２７７４３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２２０４（Ｐ２００８−３０２２０４）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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