レーダー装置
【課題】移動体に搭載され、送信波を送信し、反射波を受信して、物体を検出する車載レーダー装置に関し、他のレーダー装置の送信波との干渉を防止する。
【解決手段】共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部３０を設け、制御部２０が、時分割で割り付けられた、レーダーセンサ１０と、レーダーセンサ１０以外の前記電磁波を送信する他のレーダーセンサ１２，１４，１６との送信期間の内、受信した時刻に関する無線信号に応じて、割り当てられた送信期間に、レーダーセンサから前記電磁波を送信する。このため、移動体搭載レーダーであっても、時分割制御で、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となる。
【解決手段】共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部３０を設け、制御部２０が、時分割で割り付けられた、レーダーセンサ１０と、レーダーセンサ１０以外の前記電磁波を送信する他のレーダーセンサ１２，１４，１６との送信期間の内、受信した時刻に関する無線信号に応じて、割り当てられた送信期間に、レーダーセンサから前記電磁波を送信する。このため、移動体搭載レーダーであっても、時分割制御で、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信波を発信し、反射波を受信して、車両の周囲環境を検出する車載レーダー装置に関し、特に、電波干渉を防止するための車載レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両運行の安全性が重要視されており、このため、各種の安全システムが、車両に搭載されている。この内、ミリ波レーダー装置は、車両前方、後方の物体の位置、速度を検出するものとして、利用されている。このようなミリ波レーダー装置を車両に搭載することにより、前方車両との急接近等を検出でき、ドライバーに通知したり、自動的に車両の速度、ブレーキを制御するのに、有効である。
【０００３】
このようなレーダー装置の普及に伴い、特に、道路環境で使用するレーダー装置は、インフラ（例えば、道路走行監視装置）や、自動車等、様々なものに搭載される。これらレーダー装置は、同じ周波数帯の電波を利用して、自分自身のタイミングにより、電波の送受信を行っている。
【０００４】
このため、レーダー同士が、それぞれの検知エリアに入った場合には、相手からの送信電波を受信していまい、それをターゲットからの反射波と認識するおそれがある。このような認識をすると、制御システムにおいて、誤った制御を行ってしまう事態が発生し、最悪の場合に、車両事故につながる。
【０００５】
このような干渉を防止する方法として、周波数帯を分割する方法が最も適しているが、使用許可される周波数帯域が狭く、周波数割り付けは困難である。
【０００６】
このレーダー電波の干渉を防止する方法として、航空機の位置を検出する地上固定レーダー装置では、複数の基地局のレーダー装置相互にトリガー信号をやりとりし、時分割で、レーダー発信する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３３３３２８号公報（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来技術の提案は、特定の固定局のレーダー装置を対象としており、１のレーダー装置と他のレーダー装置とを時分割で動作させることは、容易であり、例えば、有線で、互いに送信制御を行えば、充分である。
【０００８】
しかしながら、車両搭載レーダー装置は、不特定多数であり、且つ移動体に搭載していることから、このようなレーダー装置間で、信号をやりとりすることは、難しい。
【０００９】
従って、本発明の目的は、移動体に搭載しても、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【００１０】
又、本発明の他の目的は、移動体に搭載しても、レーダー装置の周波数帯域を変更せずに、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【００１１】
更に、本発明の他の目的は、移動体に搭載しても、容易に且つ周波数を切り替えることなく、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的の達成のため、本発明は、移動体に搭載され、電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信して、前記移動体以外の物体の位置を検出するレーダー装置において、前記電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信するレーダーセンサと、前記反射波から、前記移動体以外の物体の位置を検出する制御部とを有し、前記制御部は、時分割で割り付けられた、前記レーダーセンサと、前記レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部で受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記割り当てられた送信期間に、前記レーダーセンサから前記電磁波を送信する。
【００１３】
又、本発明は、好ましくは、前記レーダーセンサは、前記移動体の複数の位置に、複数の方向の物体を検出するため、設けられ、前記制御部は、前記複数のレーダーセンサの各々に割り当てられた送信期間に、前記受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記各々のレーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、制御部が、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部からの時刻に関する無線信号を受け、時分割で割り付けられた、レーダーセンサと、このレーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、受信した時刻に関する無線信号に応じて、割り当てられた送信期間に、割り当てられたレーダーセンサから前記電磁波を送信するよう制御するため、移動体搭載レーダーであっても、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、第１の実施の形態のシステム、レーダー装置の時分割制御、第２の実施の形態、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００１６】
―第１の実施の形態のシステム―
図１は、本発明の第１の実施の形態のシステム構成図、図２は、図１のシステムのレーダー装置の時分割送信の説明図である。図１は、道路４において、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００１７】
一方、道路４上を走行する車両１，２には、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００１８】
いずれのレーダー装置１０，１２，１４，１６も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両２の前方に、先行車両１が走行している状態を示す。
【００１９】
この道路環境で使用するインフラレーダー装置１８、車載レーダー装置１０，１２，１４，１６は、同じ周波数帯域を使用している。本発明では、この同じ周波数帯域を使用するレーダー装置１０，１２，１４，１６，１８に対し、車両に搭載している方向によって、時分割的に発信周期を割り付ける。
【００２０】
例えば、図２に示すように、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、Ｔ２では、後方レーダー装置１２、Ｔ３では、右側レーダー装置１６、Ｔ４では、左側レーダー装置１４に割り付ける。
【００２１】
それぞれの車両１，２の車両システムは、自車に搭載しているレーダー装置の電波送信時間（時刻）を、図２の割り付け時間に合わせて、制御する。例えば、前方レーダー装置１０は、同期時刻Ｔ０に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１２，１４，１６，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。次に、インフラレーダー装置１８は、同期時刻Ｔ１に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１０，１２、１４，１６は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。
【００２２】
このようにして、互いの電波干渉を防止できる。又、ここでは、個々のレーダー装置１０，１２，１４，１６，１８が、所定周期で、時間を置いて、送信波を放射しており、常に、レーダーが電波を発信している訳ではないが、一般に、レーダー装置に求められている検出動作は、５０ｍｓや１００ｍｓ周期であり、常に電波を放射する必要はない。このため、時分割制御しても、レーダー性能への影響は、殆どない。
【００２３】
このように、時分割制御するには、レーダー装置を搭載している車両が移動する移動体であり、しかも、不特定多数であるから、通常の固定局のような相互通信は、複雑となる。このため、本発明は、共通の時刻報知電波信号を使用し、車両１，２、インフラ３が、この電波信号を受信して、受信した電波信号から同期信号を作成する。このような共通の時刻報知信号としては、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を利用できる。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態の他のシステム構成図、図４は、図３のシステムのレーダー装置の時分割送信の説明図である。図３において、図１で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。図３においても、図１と同様に、道路４において、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００２５】
一方、道路４上を走行する車両１に、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００２６】
いずれのレーダー装置１０，１２，１４，１６も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両１の前方に、先行車両５が走行し、後方に、後方車両６が走行している状態を示す。そして、先行車両５は、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２とを有し、後方車両６は、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０のみを有する。
【００２７】
このように、レーダー装置の搭載数や、搭載方向が異なる複数の車両が、混在しても、図２の時分割制御により、電波干渉を防止できる。図４の各車両１，５，６、インフラレーダー装置１８の送信タイミングの説明図に示すように、基本タイムスロット（時分割割当）は、図２と同一である。
【００２８】
前方車両５（図では、Ａと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間と後方時間である。自車両１（図では、Ｂと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間と後方時間と右方時間と左方時間である。後方車両６（図では、Ｃと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間のみである。インフラレーダー装置１８（図では、Ｄと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットのインフラ時間である。尚、図の斜線部分は、休止期間を示す。
【００２９】
次に、図５は、図１又は図３のシステムのレーダー装置の他の時分割送信の説明図である。この実施の形態の時分割制御では、図５に示すように、図２で説明した、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、Ｔ２では、後方レーダー装置１２、Ｔ３では、右側レーダー装置１６、Ｔ４では、左側レーダー装置１４に割り付け、更に休止期間Ｔ５を設け、１基本タイムスロットを構成する。
【００３０】
この休止期間は、原則的に、各レーダー装置１０、１２，１４，１６，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。もし、休止期間に、他車のレーダーセンサからの異常電波を検出した場合には、そのエリア内に、前述のタイムスロットのルールに従っていない（又は、タイムスロットがずれている）車両が存在していることが考えられる。
【００３１】
この場合には、レーダ波干渉により、正しいターゲットの認識が行えない可能性があるため、例えば、前方レーダーで、休止期間に、異常電波を検出した場合には、前方レーダーによるターゲットの認識を一時中断するとともに、前方レーダーが計測不能であることを、運転者に警告する。又、異常な電波を検出しなくなると、再び、ターゲットの認識を再開する。前述の場合は、前方レーダーで説明したが、側方（右方、左方）レーダーや後方レーダーでも同様の制御が可能である。
【００３２】
一方、休止期間中に、複数の方向から異常電波を検出した場合には、自車のタイムスロットが、周囲の他車のタイムスロットとずれて、電波を送信している可能性がある。このような場合には、自車両のレーダー装置の送信を全て停止し、他車両への影響を最小限にすることもできる。この場合、自車両のタイムスロットが合っていないことを、運転者に警告するようにしても良い。
【００３３】
−レーダー装置の時分割制御−
図６は、図１の車両のレーダー搭載例の説明図、図７は、図６の時分割制御の説明図、図８は、図６の他の時分割制御の説明図である。図６は、図１と同様に、車両２が、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００３４】
この四方を検出するレーダーシステムでは、図７に示すように、車両２が、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を受信して、同期信号を生成し、同期信号に同期して、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、右側レーダー装置１６、左側レーダー装置１４を順次、送信駆動する。
【００３５】
ここでは、図１のインフラレーダー装置１８の割り当て時間を記載していないが、例えば、図１では、後方レーダー装置１２と、インフラレーダー装置１８は、電波放射方向が同一であるから、この後方レーダー装置１２に割り当てられた時間を、インフラレーダー装置１８にも割り付けることができる。
【００３６】
又、同期信号を１つとすることで、比較的長い周期で送られる受信信号から同期信号を容易に作成できる。更に、同期信号の時間（例えば、０．５ｍｓ）は、全てのレーダー装置で、電波を放射できないこととすることにより、時間切り替わり時のレーダー装置間の微小な時間ずれによる干渉も防止できる。
【００３７】
しかも、レーダー装置１０，１２，１４，１６に割り当てる時間の長さを個々に設定している。ここでは、前方レーダー装置１０の割り当て時間を長くしている。この理由は、車両前方は、進行方向のため、比較的広い範囲で、精度良くレーダー送受信する必要があり、他のレーダー装置１２，１４，１６の割り当て時間より長くしている。
【００３８】
図８は、他の時分割制御例を示す。この例では、車両２が、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を受信して、同期信号を生成し、同期信号に同期して、後方レーダー装置１２、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、左側レーダー装置１４を順次、送信駆動し、次の同期信号に同期して、後方レーダー装置１２、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、右側レーダー装置１６を順次、送信駆動する。
【００３９】
即ち、同期信号の１サイクルに、後方レーダー装置１２に２回送信期間を割り当て、左右レーダー装置１４，１６には、同期信号２サイクルに１回送信期間を割り当てる。車両２では、前後方向は、ブレーキ制御などへの適用が考えられ、高速認識が必要である。このため、処理周期を、レーダー装置の搭載方向によって、適切に設定することにより、時間を有効に利用できる。
【００４０】
ここでは、左右方向の検出は、処理周期が長くて良く、前後方向、特に、後方は、ドライバーが監視していない方向であるため、処理周期を短くしている。このため、時分割制御でも、同期信号の１サイクルに、後方レーダー装置１２に２回送信期間を割り当て、左右レーダー装置１４，１６には、同期信号２サイクルに１回送信期間を割り当てる。
【００４１】
このように、レーダー装置に要求される処理周期により、時分割の割り当て時間や、割り当て周期を変更しても良い。同様に、図２のような時分割割当を適用することもできる。
【００４２】
図９は、図６のレーダー制御装置（処理装置）のブロック図、図１０は、その時分割処理フロー図、図１１は、そのタイムチャート図である。図９において、図１及び図６で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。電波受信回路３０は、共通の時刻信号を受信する。例えば、ＧＰＳ受信器や時刻電波受信器で構成される。制御回路２０は、各レーダー装置１０，１２、１４，１６を時分割駆動制御する。
【００４３】
この制御回路２０は、電波受信回路３０からの受信時刻信号に応じて、同期信号を作成する同期信号作成回路２２と、レーダーの送受信を時分割制御し、他の車両搭載回路に、レーダーの検出結果を出力するＣＰＵ（処理ユニット）２４を有する。このＣＰＵ２４が、設定されたシーケンスに従い、同期信号に応じて、時分割駆動する時分割処理２６を実行する。
【００４４】
図１０、図１１により、制御回路２０の処理動作を説明する。
【００４５】
（Ｓ１０）電波受信回路３０が、ＧＰＳ時刻信号又は電波時刻信号を受信すると、同期信号作成回路２２に通知する。
【００４６】
（Ｓ１２）同期信号作成回路２２は、電波受信回路３０からの受信時刻信号に応じて、同期信号を作成する。
【００４７】
（Ｓ１４）ＣＰＵ２４は，同期信号作成回路２２から同期信号を受信すると、時分割駆動処理２６により、指定されたタイムスロット（例えば、図７）で、各レーダー装置１０，１２，１４，１６を時分割発信制御する。
【００４８】
図１１に示すように、受信信号から同期信号が作成される。時分割駆動処理２６は、同期信号に応じて、前方レーダー装置１０の発信駆動信号（トリガー信号）を、前方レーダー装置１０に送信する。これに応じて、前方レーダー装置１０は、送信波を発信し、反射波を受信して、反射波を解析して、前方の物体の位置や速度を認識する。
【００４９】
時分割駆動処理２６は、設定された時間経過後、後方レーダー装置１２の発信駆動信号を、後方レーダー装置１２に送信する。これに応じて、後方レーダー装置１２は、送信波を発信し、反射波を受信して、反射波を解析して、後方の物体の位置や速度を認識する。以下、同様に、順次、右側レーダー装置１６の発信駆動信号を、右側レーダー装置１６に送信し、左側レーダー装置１４の発信駆動信号を、左側レーダー装置１４に送信し、同期信号に対する１サイクルを終了する。
【００５０】
このＧＰＳ受信器は、カーナビゲーション装置のＧＰＳ受信器と兼用することができる。又、車両に電波時計を持つ場合には、この電波時計の受信部を兼用できる。
【００５１】
−第２の実施の形態−
図１２は、本発明の第２の実施の形態のシステム構成図、図１３は、その時分割制御の説明図である。図１２においても、道路４には、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００５２】
一方、道路４上を走行する車両１，２には、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２との２つのレーダー装置を有する。
【００５３】
いずれのレーダー装置１０，１２も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両２の前方に、先行車両１が走行している状態を示す。
【００５４】
この道路環境で使用するインフラレーダー装置１８、車載レーダー装置１０，１２は、同じ周波数帯域を使用している。本発明では、この同じ周波数帯域を使用するレーダー装置１０，１２、１８に対し、車両に搭載している方向によって、時分割的に発信周期を割り付ける。
【００５５】
例えば、図１３に示すように、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、後方レーダー装置１２、Ｔ２では、前方レーダー装置１０、Ｔ３では、後方レーダー装置１２、インフラレーダー装置１８に割り付ける。
【００５６】
図９乃至図１１で説明したように、それぞれの車両１，２の制御システム２０は、自車に搭載しているレーダー装置の電波送信時間（時刻）を、図１３の割り付け時間に合わせて、制御する。例えば、前方レーダー装置１０は、同期時刻Ｔ０に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１２，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。次に、後方レーダー装置１２、インフラレーダー装置１８は、同期時刻Ｔ１に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１０は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。
【００５７】
このようにして、車両に２つのレーダー装置を搭載する場合にも、互いの電波干渉を防止できる。
【００５８】
−他の実施の形態−
前述の実施の形態では、車両に２つ以上のレーダー装置を設けた例で説明したが、１つでも良い。例えば、インフラレーダー装置と、車両の前方レーダー装置との組み合わせ、先行車両の後方レーダー装置と、自車の前方レーダー装置との組み合わせでも良い。同様に、インフラレーダー装置を有しないシステムにも適用できる。
【００５９】
更に、車両を道路車両、例えば、自動車で説明したが、鉄道車両、船舶等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
制御部が、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部から無線信号を受け、レーダーセンサと、レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間を、受信した時刻に関する無線信号に応じて、時分割制御するので、移動体搭載レーダーであっても、時分割制御で、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となり、車載レーダー装置の信頼性及び普及に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態のレーダーシステムの構成図である。
【図２】図１のレーダー装置の時分割制御の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の他のレーダーシステムの構成図である。
【図４】図４のシステムにおける図２のレーダー装置の時分割制御を用いた説明図である。
【図５】図１のレーダー装置の他の時分割制御の説明図である。
【図６】図１の車両のレーダー装置の配置図である。
【図７】図６の車両搭載レーダー装置の時分割制御の説明図である。
【図８】図６の車両搭載レーダー装置の他の時分割制御の説明図である。
【図９】図６の車両のレーダー制御装置のブロック図である。
【図１０】図９のレーダー制御装置の時分割制御処理フロー図である。
【図１１】図９の時分割制御のタイムチャート図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のレーダーシステムの構成図である。
【図１３】図１２のレーダー装置の時分割制御の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１、２，５，６ 車両
３ 道路構造物
４ 道路
１０，１２，１４，１６ 車載レーダー装置
１８ インフラレーダー装置
２０ 制御回路（処理部）
２２ 同期信号作成回路
２４ ＣＰＵ
２６ 時分割駆動処理
３０ 共通時刻情報受信回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信波を発信し、反射波を受信して、車両の周囲環境を検出する車載レーダー装置に関し、特に、電波干渉を防止するための車載レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両運行の安全性が重要視されており、このため、各種の安全システムが、車両に搭載されている。この内、ミリ波レーダー装置は、車両前方、後方の物体の位置、速度を検出するものとして、利用されている。このようなミリ波レーダー装置を車両に搭載することにより、前方車両との急接近等を検出でき、ドライバーに通知したり、自動的に車両の速度、ブレーキを制御するのに、有効である。
【０００３】
このようなレーダー装置の普及に伴い、特に、道路環境で使用するレーダー装置は、インフラ（例えば、道路走行監視装置）や、自動車等、様々なものに搭載される。これらレーダー装置は、同じ周波数帯の電波を利用して、自分自身のタイミングにより、電波の送受信を行っている。
【０００４】
このため、レーダー同士が、それぞれの検知エリアに入った場合には、相手からの送信電波を受信していまい、それをターゲットからの反射波と認識するおそれがある。このような認識をすると、制御システムにおいて、誤った制御を行ってしまう事態が発生し、最悪の場合に、車両事故につながる。
【０００５】
このような干渉を防止する方法として、周波数帯を分割する方法が最も適しているが、使用許可される周波数帯域が狭く、周波数割り付けは困難である。
【０００６】
このレーダー電波の干渉を防止する方法として、航空機の位置を検出する地上固定レーダー装置では、複数の基地局のレーダー装置相互にトリガー信号をやりとりし、時分割で、レーダー発信する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３３３３２８号公報（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来技術の提案は、特定の固定局のレーダー装置を対象としており、１のレーダー装置と他のレーダー装置とを時分割で動作させることは、容易であり、例えば、有線で、互いに送信制御を行えば、充分である。
【０００８】
しかしながら、車両搭載レーダー装置は、不特定多数であり、且つ移動体に搭載していることから、このようなレーダー装置間で、信号をやりとりすることは、難しい。
【０００９】
従って、本発明の目的は、移動体に搭載しても、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【００１０】
又、本発明の他の目的は、移動体に搭載しても、レーダー装置の周波数帯域を変更せずに、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【００１１】
更に、本発明の他の目的は、移動体に搭載しても、容易に且つ周波数を切り替えることなく、他のレーダー装置との電波干渉を防止し、正確なレーダー検知動作を実現するためのレーダー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的の達成のため、本発明は、移動体に搭載され、電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信して、前記移動体以外の物体の位置を検出するレーダー装置において、前記電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信するレーダーセンサと、前記反射波から、前記移動体以外の物体の位置を検出する制御部とを有し、前記制御部は、時分割で割り付けられた、前記レーダーセンサと、前記レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部で受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記割り当てられた送信期間に、前記レーダーセンサから前記電磁波を送信する。
【００１３】
又、本発明は、好ましくは、前記レーダーセンサは、前記移動体の複数の位置に、複数の方向の物体を検出するため、設けられ、前記制御部は、前記複数のレーダーセンサの各々に割り当てられた送信期間に、前記受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記各々のレーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、制御部が、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部からの時刻に関する無線信号を受け、時分割で割り付けられた、レーダーセンサと、このレーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、受信した時刻に関する無線信号に応じて、割り当てられた送信期間に、割り当てられたレーダーセンサから前記電磁波を送信するよう制御するため、移動体搭載レーダーであっても、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、第１の実施の形態のシステム、レーダー装置の時分割制御、第２の実施の形態、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【００１６】
―第１の実施の形態のシステム―
図１は、本発明の第１の実施の形態のシステム構成図、図２は、図１のシステムのレーダー装置の時分割送信の説明図である。図１は、道路４において、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００１７】
一方、道路４上を走行する車両１，２には、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００１８】
いずれのレーダー装置１０，１２，１４，１６も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両２の前方に、先行車両１が走行している状態を示す。
【００１９】
この道路環境で使用するインフラレーダー装置１８、車載レーダー装置１０，１２，１４，１６は、同じ周波数帯域を使用している。本発明では、この同じ周波数帯域を使用するレーダー装置１０，１２，１４，１６，１８に対し、車両に搭載している方向によって、時分割的に発信周期を割り付ける。
【００２０】
例えば、図２に示すように、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、Ｔ２では、後方レーダー装置１２、Ｔ３では、右側レーダー装置１６、Ｔ４では、左側レーダー装置１４に割り付ける。
【００２１】
それぞれの車両１，２の車両システムは、自車に搭載しているレーダー装置の電波送信時間（時刻）を、図２の割り付け時間に合わせて、制御する。例えば、前方レーダー装置１０は、同期時刻Ｔ０に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１２，１４，１６，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。次に、インフラレーダー装置１８は、同期時刻Ｔ１に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１０，１２、１４，１６は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。
【００２２】
このようにして、互いの電波干渉を防止できる。又、ここでは、個々のレーダー装置１０，１２，１４，１６，１８が、所定周期で、時間を置いて、送信波を放射しており、常に、レーダーが電波を発信している訳ではないが、一般に、レーダー装置に求められている検出動作は、５０ｍｓや１００ｍｓ周期であり、常に電波を放射する必要はない。このため、時分割制御しても、レーダー性能への影響は、殆どない。
【００２３】
このように、時分割制御するには、レーダー装置を搭載している車両が移動する移動体であり、しかも、不特定多数であるから、通常の固定局のような相互通信は、複雑となる。このため、本発明は、共通の時刻報知電波信号を使用し、車両１，２、インフラ３が、この電波信号を受信して、受信した電波信号から同期信号を作成する。このような共通の時刻報知信号としては、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を利用できる。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態の他のシステム構成図、図４は、図３のシステムのレーダー装置の時分割送信の説明図である。図３において、図１で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。図３においても、図１と同様に、道路４において、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００２５】
一方、道路４上を走行する車両１に、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００２６】
いずれのレーダー装置１０，１２，１４，１６も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両１の前方に、先行車両５が走行し、後方に、後方車両６が走行している状態を示す。そして、先行車両５は、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２とを有し、後方車両６は、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０のみを有する。
【００２７】
このように、レーダー装置の搭載数や、搭載方向が異なる複数の車両が、混在しても、図２の時分割制御により、電波干渉を防止できる。図４の各車両１，５，６、インフラレーダー装置１８の送信タイミングの説明図に示すように、基本タイムスロット（時分割割当）は、図２と同一である。
【００２８】
前方車両５（図では、Ａと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間と後方時間である。自車両１（図では、Ｂと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間と後方時間と右方時間と左方時間である。後方車両６（図では、Ｃと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットの前方時間のみである。インフラレーダー装置１８（図では、Ｄと記す）の送信タイミングは、基本タイムスロットのインフラ時間である。尚、図の斜線部分は、休止期間を示す。
【００２９】
次に、図５は、図１又は図３のシステムのレーダー装置の他の時分割送信の説明図である。この実施の形態の時分割制御では、図５に示すように、図２で説明した、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、Ｔ２では、後方レーダー装置１２、Ｔ３では、右側レーダー装置１６、Ｔ４では、左側レーダー装置１４に割り付け、更に休止期間Ｔ５を設け、１基本タイムスロットを構成する。
【００３０】
この休止期間は、原則的に、各レーダー装置１０、１２，１４，１６，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。もし、休止期間に、他車のレーダーセンサからの異常電波を検出した場合には、そのエリア内に、前述のタイムスロットのルールに従っていない（又は、タイムスロットがずれている）車両が存在していることが考えられる。
【００３１】
この場合には、レーダ波干渉により、正しいターゲットの認識が行えない可能性があるため、例えば、前方レーダーで、休止期間に、異常電波を検出した場合には、前方レーダーによるターゲットの認識を一時中断するとともに、前方レーダーが計測不能であることを、運転者に警告する。又、異常な電波を検出しなくなると、再び、ターゲットの認識を再開する。前述の場合は、前方レーダーで説明したが、側方（右方、左方）レーダーや後方レーダーでも同様の制御が可能である。
【００３２】
一方、休止期間中に、複数の方向から異常電波を検出した場合には、自車のタイムスロットが、周囲の他車のタイムスロットとずれて、電波を送信している可能性がある。このような場合には、自車両のレーダー装置の送信を全て停止し、他車両への影響を最小限にすることもできる。この場合、自車両のタイムスロットが合っていないことを、運転者に警告するようにしても良い。
【００３３】
−レーダー装置の時分割制御−
図６は、図１の車両のレーダー搭載例の説明図、図７は、図６の時分割制御の説明図、図８は、図６の他の時分割制御の説明図である。図６は、図１と同様に、車両２が、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２と、車両の左側面に設けられた左側方レーダー装置１４と、車両の右側面に設けられた右側方レーダー装置１６とを有する。
【００３４】
この四方を検出するレーダーシステムでは、図７に示すように、車両２が、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を受信して、同期信号を生成し、同期信号に同期して、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、右側レーダー装置１６、左側レーダー装置１４を順次、送信駆動する。
【００３５】
ここでは、図１のインフラレーダー装置１８の割り当て時間を記載していないが、例えば、図１では、後方レーダー装置１２と、インフラレーダー装置１８は、電波放射方向が同一であるから、この後方レーダー装置１２に割り当てられた時間を、インフラレーダー装置１８にも割り付けることができる。
【００３６】
又、同期信号を１つとすることで、比較的長い周期で送られる受信信号から同期信号を容易に作成できる。更に、同期信号の時間（例えば、０．５ｍｓ）は、全てのレーダー装置で、電波を放射できないこととすることにより、時間切り替わり時のレーダー装置間の微小な時間ずれによる干渉も防止できる。
【００３７】
しかも、レーダー装置１０，１２，１４，１６に割り当てる時間の長さを個々に設定している。ここでは、前方レーダー装置１０の割り当て時間を長くしている。この理由は、車両前方は、進行方向のため、比較的広い範囲で、精度良くレーダー送受信する必要があり、他のレーダー装置１２，１４，１６の割り当て時間より長くしている。
【００３８】
図８は、他の時分割制御例を示す。この例では、車両２が、電波時計の時刻信号や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻信号を受信して、同期信号を生成し、同期信号に同期して、後方レーダー装置１２、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、左側レーダー装置１４を順次、送信駆動し、次の同期信号に同期して、後方レーダー装置１２、前方レーダー装置１０、後方レーダー装置１２、右側レーダー装置１６を順次、送信駆動する。
【００３９】
即ち、同期信号の１サイクルに、後方レーダー装置１２に２回送信期間を割り当て、左右レーダー装置１４，１６には、同期信号２サイクルに１回送信期間を割り当てる。車両２では、前後方向は、ブレーキ制御などへの適用が考えられ、高速認識が必要である。このため、処理周期を、レーダー装置の搭載方向によって、適切に設定することにより、時間を有効に利用できる。
【００４０】
ここでは、左右方向の検出は、処理周期が長くて良く、前後方向、特に、後方は、ドライバーが監視していない方向であるため、処理周期を短くしている。このため、時分割制御でも、同期信号の１サイクルに、後方レーダー装置１２に２回送信期間を割り当て、左右レーダー装置１４，１６には、同期信号２サイクルに１回送信期間を割り当てる。
【００４１】
このように、レーダー装置に要求される処理周期により、時分割の割り当て時間や、割り当て周期を変更しても良い。同様に、図２のような時分割割当を適用することもできる。
【００４２】
図９は、図６のレーダー制御装置（処理装置）のブロック図、図１０は、その時分割処理フロー図、図１１は、そのタイムチャート図である。図９において、図１及び図６で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。電波受信回路３０は、共通の時刻信号を受信する。例えば、ＧＰＳ受信器や時刻電波受信器で構成される。制御回路２０は、各レーダー装置１０，１２、１４，１６を時分割駆動制御する。
【００４３】
この制御回路２０は、電波受信回路３０からの受信時刻信号に応じて、同期信号を作成する同期信号作成回路２２と、レーダーの送受信を時分割制御し、他の車両搭載回路に、レーダーの検出結果を出力するＣＰＵ（処理ユニット）２４を有する。このＣＰＵ２４が、設定されたシーケンスに従い、同期信号に応じて、時分割駆動する時分割処理２６を実行する。
【００４４】
図１０、図１１により、制御回路２０の処理動作を説明する。
【００４５】
（Ｓ１０）電波受信回路３０が、ＧＰＳ時刻信号又は電波時刻信号を受信すると、同期信号作成回路２２に通知する。
【００４６】
（Ｓ１２）同期信号作成回路２２は、電波受信回路３０からの受信時刻信号に応じて、同期信号を作成する。
【００４７】
（Ｓ１４）ＣＰＵ２４は，同期信号作成回路２２から同期信号を受信すると、時分割駆動処理２６により、指定されたタイムスロット（例えば、図７）で、各レーダー装置１０，１２，１４，１６を時分割発信制御する。
【００４８】
図１１に示すように、受信信号から同期信号が作成される。時分割駆動処理２６は、同期信号に応じて、前方レーダー装置１０の発信駆動信号（トリガー信号）を、前方レーダー装置１０に送信する。これに応じて、前方レーダー装置１０は、送信波を発信し、反射波を受信して、反射波を解析して、前方の物体の位置や速度を認識する。
【００４９】
時分割駆動処理２６は、設定された時間経過後、後方レーダー装置１２の発信駆動信号を、後方レーダー装置１２に送信する。これに応じて、後方レーダー装置１２は、送信波を発信し、反射波を受信して、反射波を解析して、後方の物体の位置や速度を認識する。以下、同様に、順次、右側レーダー装置１６の発信駆動信号を、右側レーダー装置１６に送信し、左側レーダー装置１４の発信駆動信号を、左側レーダー装置１４に送信し、同期信号に対する１サイクルを終了する。
【００５０】
このＧＰＳ受信器は、カーナビゲーション装置のＧＰＳ受信器と兼用することができる。又、車両に電波時計を持つ場合には、この電波時計の受信部を兼用できる。
【００５１】
−第２の実施の形態−
図１２は、本発明の第２の実施の形態のシステム構成図、図１３は、その時分割制御の説明図である。図１２においても、道路４には、道路構造物（例えば、柱）３に、インフラレーダー装置１８が設けられている。インフラレーダー装置１８は、ミリ波を送信し、反射波を受信する。このレーダー装置１８は、車両１，２の位置や速度を検出し、図示しない道路走行管理システムに送信する。
【００５２】
一方、道路４上を走行する車両１，２には、車両の前部に設けられた前方レーダー装置１０と、車両の後部に設けられた後方レーダー装置１２との２つのレーダー装置を有する。
【００５３】
いずれのレーダー装置１０，１２も、ミリ波を送信し、反射波を受信して、送信方向の物体の位置や速度を検出する。ここでは、自車両２の前方に、先行車両１が走行している状態を示す。
【００５４】
この道路環境で使用するインフラレーダー装置１８、車載レーダー装置１０，１２は、同じ周波数帯域を使用している。本発明では、この同じ周波数帯域を使用するレーダー装置１０，１２、１８に対し、車両に搭載している方向によって、時分割的に発信周期を割り付ける。
【００５５】
例えば、図１３に示すように、時間Ｔの時間軸において、同期信号を生成し、Ｔ０では、前方レーダー装置１０、Ｔ１では、インフラレーダー装置１８、後方レーダー装置１２、Ｔ２では、前方レーダー装置１０、Ｔ３では、後方レーダー装置１２、インフラレーダー装置１８に割り付ける。
【００５６】
図９乃至図１１で説明したように、それぞれの車両１，２の制御システム２０は、自車に搭載しているレーダー装置の電波送信時間（時刻）を、図１３の割り付け時間に合わせて、制御する。例えば、前方レーダー装置１０は、同期時刻Ｔ０に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１２，１８は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。次に、後方レーダー装置１２、インフラレーダー装置１８は、同期時刻Ｔ１に合わせて、前方に電波を放射する。その他のレーダー装置１０は、その時間帯に、電波の放射を禁止される。
【００５７】
このようにして、車両に２つのレーダー装置を搭載する場合にも、互いの電波干渉を防止できる。
【００５８】
−他の実施の形態−
前述の実施の形態では、車両に２つ以上のレーダー装置を設けた例で説明したが、１つでも良い。例えば、インフラレーダー装置と、車両の前方レーダー装置との組み合わせ、先行車両の後方レーダー装置と、自車の前方レーダー装置との組み合わせでも良い。同様に、インフラレーダー装置を有しないシステムにも適用できる。
【００５９】
更に、車両を道路車両、例えば、自動車で説明したが、鉄道車両、船舶等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
制御部が、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部から無線信号を受け、レーダーセンサと、レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間を、受信した時刻に関する無線信号に応じて、時分割制御するので、移動体搭載レーダーであっても、時分割制御で、電波干渉を防止でき、正確なレーダー検知が可能となり、車載レーダー装置の信頼性及び普及に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態のレーダーシステムの構成図である。
【図２】図１のレーダー装置の時分割制御の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の他のレーダーシステムの構成図である。
【図４】図４のシステムにおける図２のレーダー装置の時分割制御を用いた説明図である。
【図５】図１のレーダー装置の他の時分割制御の説明図である。
【図６】図１の車両のレーダー装置の配置図である。
【図７】図６の車両搭載レーダー装置の時分割制御の説明図である。
【図８】図６の車両搭載レーダー装置の他の時分割制御の説明図である。
【図９】図６の車両のレーダー制御装置のブロック図である。
【図１０】図９のレーダー制御装置の時分割制御処理フロー図である。
【図１１】図９の時分割制御のタイムチャート図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のレーダーシステムの構成図である。
【図１３】図１２のレーダー装置の時分割制御の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１、２，５，６ 車両
３ 道路構造物
４ 道路
１０，１２，１４，１６ 車載レーダー装置
１８ インフラレーダー装置
２０ 制御回路（処理部）
２２ 同期信号作成回路
２４ ＣＰＵ
２６ 時分割駆動処理
３０ 共通時刻情報受信回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信して、前記移動体以外の物体の位置を検出するレーダー装置において、
前記電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信するレーダーセンサと、
前記反射波から、前記移動体以外の物体の位置を検出する制御部とを有し、
前記制御部は、
時分割で割り付けられた、前記レーダーセンサと、前記レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部が受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記割り当てられた送信期間に、前記レーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する
ことを特徴とするレーダー装置。
【請求項２】
前記レーダーセンサは、前記移動体の複数の位置に、複数の方向の物体を検出するため、設けられ、
前記制御部は、前記複数のレーダーセンサの各々に割り当てられた送信期間に、前記受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記各々のレーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する
ことを特徴とする請求項１のレーダー装置。
【請求項１】
移動体に搭載され、電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信して、前記移動体以外の物体の位置を検出するレーダー装置において、
前記電磁波を送信し、且つ送信した電磁波に対する反射波を受信するレーダーセンサと、
前記反射波から、前記移動体以外の物体の位置を検出する制御部とを有し、
前記制御部は、
時分割で割り付けられた、前記レーダーセンサと、前記レーダーセンサ以外の他のレーダーセンサとの送信期間の内、共通の時刻に関する無線信号を受信する受信部が受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記割り当てられた送信期間に、前記レーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する
ことを特徴とするレーダー装置。
【請求項２】
前記レーダーセンサは、前記移動体の複数の位置に、複数の方向の物体を検出するため、設けられ、
前記制御部は、前記複数のレーダーセンサの各々に割り当てられた送信期間に、前記受信した前記時刻に関する無線信号に応じて、前記各々のレーダーセンサから前記電磁波を送信するように制御する
ことを特徴とする請求項１のレーダー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１８７６３２（Ｐ２００７−１８７６３２Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７７４９（Ｐ２００６−７７４９）
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【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１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【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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