レーダ装置の軸ずれ検知方法および検知装置
【課題】 車両単体でレーダ装置の軸ずれ検知を行うことができるようにする。
【解決手段】 車両のレーダ装置取り付け位置前方であってレーダ装置１００の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に微小反射材を配置し、検知方向にアンテナの指向方向を一致させてレーダ装置１００を車体１０１に取り付け、このようにして取り付けられたレーダ装置１００を用いて微小反射材に関する基準データを取得し、車両の使用時にレーダ装置１００によって微小反射材に関する使用時データを取得し、基準データと使用時データとを比較して比較結果が予め設定された一定値を超える場合レーダ装置１００の軸ずれと判断する。
【解決手段】 車両のレーダ装置取り付け位置前方であってレーダ装置１００の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に微小反射材を配置し、検知方向にアンテナの指向方向を一致させてレーダ装置１００を車体１０１に取り付け、このようにして取り付けられたレーダ装置１００を用いて微小反射材に関する基準データを取得し、車両の使用時にレーダ装置１００によって微小反射材に関する使用時データを取得し、基準データと使用時データとを比較して比較結果が予め設定された一定値を超える場合レーダ装置１００の軸ずれと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の軸ずれ検知方法および軸ずれ検知装置に関し、特に、車両に取り付けたレーダ装置において、車両使用時に車両単体で容易に軸ずれを検知することが可能な、レーダ装置の軸ずれ検知方法および検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車運転時の安全性を確保するために、種々の走行制御システムが開発され既に実用化の段階に入っているものもある。例えば、車間距離制御システム（ＡＣＣシステム、アダプティブ・クルーズ・コントロール・システム）は、前後方向の車間距離を適正に保つように制御するシステムであり、既に実用化されている。その他にも、Ｓｔｏｐ＆Ｇｏシステム（渋滞追従システム）、車間警報システム等が開発され、実用化段階にある。このような走行制御システムを実現するためには、車両にレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）を取り付け、車両の前後の物体を検知し正しく認識する必要がある。
【０００３】
このようなレーダ装置を車両に取り付ける場合、取り付け位置、角度が予め設定した所定の状態からずれて取り付けられると、レーダの測定精度が低下する問題がある。極端な場合、路面のみを検出して先行車両を検出しないために安全装置が作動しない事態や、隣接車線の対向車を先行車両として誤検出し安全装置を誤作動させるなどの事態が発生する。
【０００４】
レーダ装置は、通常、車両のバンパ内やレンブレム内等に設置されるため、外部からその取り付け状態を目視することはできない。したがって、レーダ装置を車両へ取り付ける場合、レーダ装置を予め決められた特定の環境下で動作させ、基準反射体からの受信レベル、受信方位を規定値（真値±許容差）と比較することによってその取り付けが正確か否かを検出し、正確となるように取り付け位置および取り付け方向を調整するようにしている。特定の環境下とは、周囲に建造物が存在しないかあるいは周囲が全て電波吸収帯に覆われている広いスペースを意味する。
【０００５】
このような従来のレーダ装置の軸ずれ検知方法および装置は、例えば以下に示す特許文献１または特許文献２に記載されている。
【０００６】
ところが、レーダ装置を車両に取り付けた時点で上記の様にしてその取り付け（設置）環境を正しく調整しても、出荷後、車両の使用に伴ってレーダ装置の軸ずれが発生する場合がある。そのため、レーダ装置を常に正しく動作させておくためには、ユーザが車両を使用する度にレーダ装置の軸ずれの有無を確認できることが望ましい。従来の軸ずれ検知方法によりレーダ装置の軸ずれを確認するためには、上述したように、周囲に建造物が存在しない、あるいは周囲が全て電波吸収体に覆われている広いスペースが必要となり、エンドユーザである車両の所有者にこのような特殊な環境を求めることは現実的ではない。またこのような環境が用意されても、車両を使用する度にレーダ装置の軸ずれ確認にこのような場所に出向く必要があるというのでは、製品として成り立たない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４０８３７
【特許文献２】特開２００３−２５５０４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するために成されたもので、レーダ装置の軸ずれ確認のために特定の空間を必要とせず、車両の使用時において車両単体でその軸ずれを検知することができる、新規なレーダ装置の軸ずれ検知方法および軸ずれ検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知方法は、車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部微小反射材を配置する段階と、前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に前記レーダ装置を取り付ける段階と、前記取り付けられたレーダ装置を用いて前記微小反射材に関する基準データを取得する段階と、前記車両の使用時に前記レーダ装置によって前記微小反射材に関する使用時データを取得する段階と、前記基準データと前記使用時データとを比較する段階と、前記比較結果が予め設定された一定値を超える場合前記レーダ装置の軸ずれと判断する段階、を備えている。
【００１０】
また、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知装置は、車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に配置された微小反射材と、前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に取り付けたレーダ装置と、前記取り付けたレーダ装置を用いて測定した前記微小反射材に関するデータを基準データとして記憶する記憶部と、前記車両の使用時に前記レーダ装置によって測定された前記微小反射材に関する使用時データを前記記憶手段に記憶された基準データと比較する比較部、を備えている。
【００１１】
レーダ装置は、車体の所定位置に、アンテナの指向方向が予め設定されたレーダの検知方向と一致するように取り付けられる。この場合、レーダ装置の取り付け位置の前方であって、前記検知方向とは異なる方向、即ちレーダ装置の取り付け軸よりずれた方向の車体の一部に微小反射材を配置し、基準反射点とする。レーダ装置が車体に対して正常に取り付けられた状態でレーダ装置を稼動して、基準反射点に関するデータを測定し、これを基準データとして記憶しておく。
【００１２】
車両の使用時、例えば車両がユーザに引き渡された後の車両の運転開始時あるいは運転中の任意の時点において、レーダ装置により基準反射点に関するデータを測定し、これを基準データと比較する。運転時データと基準データとの差が予め定めた許容範囲内であれば、レーダ装置の軸ずれは無いかあるいはあっても無視し得る程度であると判断し、レーダ装置の稼動を続行する。反対に、その差が予め定めた許容範囲を超える場合、レーダ装置の取り付け軸に無視できないずれが発生したものと判断することができる。このようにすることにより、レーダ装置の軸ずれ検知のための特定の空間を必要とすることなく、ユーザが車両の使用時に車両単体でレーダ装置の軸ずれを検知することができる。
【００１３】
なお、基準反射点は、レーダ装置のアンテナ指向特性におけるメインローブとサイドローブ間、即ち指向性の谷間に相当する位置に配置すると、レーダ装置の取り付け軸がわずかにずれた場合でもそのデータ値の変化が大きくなる。そのため、高い精度で軸ずれを検知することができる。また、基準反射点を複数個設けることによって、より高い精度で軸ずれを検知することが可能となり、また、軸ずれがどの方向に起こっているかを知ることも可能となる。
【００１４】
レーダ装置において軸ずれが検知された場合、このような状態でレーダ装置の稼動を続行すると、対象物を誤認識したり対象物までの距離を誤って測定したりして大変危険である。そのため、軸ずれが検知された時点で直ちにレーダ装置の運転を停止し、その旨をナビゲーション装置のディスプレイで表示しあるいは音声にてユーザに警告することも可能である。
【００１５】
さらに、レーダ装置にアンテナ軸の調整機構が設けられれば、基準データと使用時データとの比較結果に基づいてその差が実質的に解消するようにアンテナ軸の方向を調整することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、レーダ装置１００を車両１０１のフロントバンパ１０２に取り付けた状態を示す図である。レーダ装置１００は、通常、フロントバンパ１０２の背後に搭載され、あるいは、車両のボンネット内またはエンブレム内等に取り付けられる。
【００１７】
図２は、一般的なミリ波レーダ装置１００の全体構成を示す図である。ミリ波レーダ装置１００では、アナログ回路３に内蔵されている送信機制御回路３Ｔからの信号に基づいて、ミリ波ＲＦユニット２内において変調された送信信号が形成され、これがミリ波に変換されて平板状の送受信兼用アンテナ１を介して車両の前方に放射される。
【００１８】
車両前方の物体によって反射されたミリ波は、アンテナ１で受信され、ミリ波ＲＦユニット２においてミキサ（図示せず）に供給される。ミキサには送信信号の一部が入力されているので、ミキサの出力は、反射物体までの距離、相対移動速度等の情報を含んだビート信号と成る。この出力信号は、アナログ回路３に内蔵されている受信回路３Ｒを介してＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）４に送出される。
【００１９】
ＤＳＰ４は、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ，図示せず）を含んでおり、入力されたビート信号を周波数解析してどの周波数帯にピーク信号があるかを抽出する。このピーク信号に関する情報がピークデータとしてマイクロプロセッサ５に送られる。マイクロプロセッサ５では、入力されたピークデータから、反射物体までの距離および反射物体の相対移動速度が演算される。
【００２０】
マイクロプロセッサ５は、車両の走行制御用ＥＣＵ６と接続されており、ＥＣＵ６から車速、カーブ情報等を受信し、反射物の位置、速度の計算に利用する。ＥＣＵ６は、また、マイクロプロセッサ５から反射物体までの距離、相対速度等の情報を受信し、車両の各種走行制御に利用する。例えば、反射物体である先行車両との距離が一定値以下となったことが検出されると、ＥＣＵ６は、安全性確保のためにアラームを鳴らして運転者に警告し、ブレーキを自動的に作動させて車間距離を一定値以上に戻す制御を実行する。
【００２１】
なお、図２のレーダ装置ではアンテナ１として平板状の送受信兼用アンテナを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、送信用および受信用に別個のアンテナを備えていてもよい。また、アンテナ１が車両の一定の正面のみに向くように固定されていると、先行車両の検値範囲（検値角度）が狭くなるため、駆動回路７によってモータ８を駆動してアンテナ１を左右に振り、車両前方に複数のミリ波ビームを放射するようにしても良い。
【００２２】
図３は、アンテナ１の電界指向性を示す図である。レーダ装置ではアンテナ１として指向性アンテナが用いられ、したがって電波の送受信特性において図示するようなメインローブとサイドローブが発生する。アンテナの指向特性はアンテナの製造時に決定されるものであって、レーダ装置は、内部回路においてこの指向性を予め記憶しておき、目標物体からの反射波に基づいて目標物の位置、大きさ等を識別する場合にこの指向性を考慮して演算を行う。
【００２３】
レーダ装置１００を車体に取り付ける場合、アンテナ指向性の最も高い方向をレーダ装置の検知方向に一致させて取り付ける。この方向がずれていると、レーダ装置の測定精度が低下する。レーダ装置の車体への取り付け時のアンテナ軸の調整は、例えば特許文献１または２に記載されたような特定の空間を利用した方法によって行われる。ところが、車両出荷時にこのようにしてレーダ装置を正しく車体に取り付けておいても、車両の走行に伴って、レーダ装置の取り付け軸が初期状態からずれ、その結果アンテナの指向方向がレーダ装置の所定の検知方向からずれる事態が発生する。
【００２４】
本発明では、レーダ装置の取り付け軸が初期状態からずれたことを検出するために、レーダ装置の取り付け位置の前方であって、レーダ装置の所定の検知方向からずれた方向の延長上に、金属等の微小反射材を配置して基準反射点を作成する。レーダ装置の取り付け位置がバンパ内部であれば、基準反射点はバンパ内部のバンパ本体の反射レベルとは異なる反射レベルを有する位置が選択される。一実施形態では、この位置は、バンパ上で、図３に示すアンテナ指向特性のメインローブとサイドローブの境界付近に相当する方向の延長上にある。
【００２５】
車両の出荷時において、レーダ装置１００が車体１０１に正常に取り付けられた状態で、レーダ装置１００により基準反射点からの反射信号の受信レベル、受信方位を測定し、そのデータを基準値として例えばマイクロプロセッサ５内に記憶させて置く。この状態で車両を出荷する。
【００２６】
出荷後において、レーダ装置の設置状態が初期状態から軸ずれしていない限り、レーダ装置とこの基準反射点との位置関係に変化が無く、基準反射点からの受信レベルおよび方位は車両の外部環境に影響されず常に一定（基準値±許容差）となる。従って、レーダ装置運転時の基準反射点からの測定データを、予め記憶しておいた基準値と比較することによって、レーダ装置の軸ずれの検知が可能となる。なお、基準反射点は一個である必要は無く、複数個設けることも可能である。また、基準反射点を、アンテナ指向性のメインローブとサイドローブ間の境界付近に設けることによって、少しの軸ずれで受信レベルが大きく変化するようになり、このレベル差を確認用に用いれば高精度で軸ずれ検知が可能となる。
【００２７】
図４は、本発明の一実施形態にかかるレーダ装置の軸ずれ検知方法を実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、通常、図２に示すレーダ装置１００において信号処理部１内のマイクロプロセッサ５に予めプログラムされており、レーダ装置の起動によって自動的に起動され処理を開始する。
【００２８】
ステップＳ１においてレーダ装置が起動されると、まず、基準反射点の測定データの取り込みが実行される（ステップＳ２）。基準反射点の測定データは、一例として、受信レベルと方位に関するデータである。次に、レーダ装置本体のマイクロプロセッサ５あるいはレーダ装置本体に外付けされたメモリ（図示せず）に、車両の出荷時において予め書き込まれている、基準反射点の基準データ（受信レベル、方位に関するデータ）を読み出す（ステップＳ３）。
【００２９】
既に説明したように、基準反射点とは、レーダ装置の取り付け位置前方の車体の一部に位置し、かつレーダ装置を正常に取り付けた場合の最も高いアンテナ指向性を示す方向からずれた方向に位置する点が選択される。例えば、レーダ装置を車両のフロントバンパの内側に取り付けた場合、基準反射点は、レーダ装置取り付け位置の前方から左または右方向にずれたバンパの一部である。基準反射点をこのように、車両のレーダ装置取り付け位置の前方に設けることにより、レーダ装置の正常取り付け位置と基準反射点の位置関係（距離および方位（角度）が固定され、かつ受信レベルもレーダ装置起動時の周辺環境（汚れ、天気等）に影響されることが無く、したがってこれらの値を標準値としてメモリに記憶させておくことが可能である。
【００３０】
さらに別の実施形態では、この基準反射点は、レーダ装置を車両に正常に取り付けた場合のアンテナ指向性の特性図において、メインローブとサイドローブの境界付近に存在するように配置される。この場合、レーダ装置の取り付け軸のわずかなずれ（図３の横軸方向へのずれ）に対して受信レベルが大幅に変化するので、高精度で軸ずれの検知が可能となる。
【００３１】
ステップＳ４では、レーダ装置から取り込まれた基準反射点の測定データと基準データとが比較される。ステップＳ５では、この比較結果が予め設定された許容値以下であるか否かが判定される。比較結果が許容値以下である場合、レーダ装置の軸ずれが無いか、あっても測定精度に大きく影響せず無視できる範囲内であると判断され、レーダ装置の通常の測定動作を開始し（ステップＳ６）、軸ずれ検知フローを終了する。
【００３２】
ステップＳ５で、比較結果が予め設定された許容値を超えると判断された場合、レーダ装置の軸ずれが無視できないほど大きいものであるため、レーダ装置の稼動を停止し（ステップＳ７）、その旨を運転者に通知する（ステップＳ８）。軸ずれが起こっている場合、先行車両までの距離に誤差が生じその結果ブレーキアシストが遅れたり、あるいは隣接車線の対向車を検知してブレーキアシストを駆動したりと、運転者にとって危険な事態が発生する恐れがある。
【００３３】
そのため、軸ずれが発生した場合、即座にレーダ装置の稼動を停止し、レーダ装置に依存する各種の走行制御システムを停止する。レーダ装置自動停止の運転者への通知は、車両のインスツルメントパネルに警告ランプを表示すること、あるいはナビゲーション装置のディスプレイ上に表示することなどによって行われる。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施形態にかかる軸ずれ検知方法の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、レーダ装置からの距離、方位が異なる３個の基準反射点を設け、それぞれの基準反射点に対して予め設定された標準値および許容値と各基準反射点における測定値（データ取り込み値）とを比較し、各基準反射点について軸ずれが発生しているか否かを検出するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
即ち、ステップＳ１０でレーダ装置を起動し、カウンタの値を１に設定し（ステップＳ１１）、基準反射点１の測定データを取り込む（ステップＳ１２）。さらに、ステップＳ１２において、基準反射点１の基準データをメモリ（図示せず）から呼び出し（ステップＳ１３）、これを取り込んだ測定データと比較し、その差を検出する（ステップＳ１４）。検出した差が、予め設定された許容値以内であれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ステップＳ１６に進んでＴを１だけ進め、ステップＳ１７でＴが３以下であることを確認した後、再びステップＳ１２以降を次の基準反射点２について実行する。
【００３６】
基準反射点１から基準反射点３の処理過程で、いずれかの基準反射点において、測定値と記憶された標準値との差が許容値を超えた場合（ステップＳ１５のＮｏ）、ステップＳ１８に移行して即座にレーダ装置の稼動を停止し、かつステップＳ１９においてレーダ装置を自動停止したことを運転者に通知する。
【００３７】
ステップＳ１７でＴが３を超えた場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、即ち基準反射点１から３について全て、ステップＳ１５における比較結果が許容値以内であった場合、ステップＳ２０に移ってレーダ装置の通常の測定動作を開始し、軸ずれ検知フローを終了する。
【００３８】
以上、種々の実施形態を示して説明したように、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知方法および検知装置によれば、軸ずれ検知のための特定の空間を必要とすることなく、車両単体で軸ずれを検知することができる。そのため、車両の使用時にユーザが容易にレーダ装置の軸ずれ検知を行うことができ、レーダ装置の信頼性、さらにレーダ装置による測定を利用した各種走行制御システムの信頼性を向上することができる。また、軸ずれを検知しこれを速やかに運転者に知らせることにより、レーダ装置の取り付け環境の修復までに要する時間を短縮することができる。さらには、軸ずれの補正機構をレーダ装置の設置環境内に設けることで、検知結果から軸ずれの補正を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】レーダ装置を車体に取り付けた状態を示す図。
【図２】ミリ波レーダ装置の全体構成を示す図。
【図３】アンテナ指向性を示す図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる軸ずれ検知方法の動作フローを示す図。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる軸ずれ検知方法の動作フローを示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１ アンテナ
２ ＲＦユニット
３ アナログ回路
３Ｒ 受信回路
３Ｔ 送信機制御回路
４ ＤＳＰ
５ マクロプロセッサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の軸ずれ検知方法および軸ずれ検知装置に関し、特に、車両に取り付けたレーダ装置において、車両使用時に車両単体で容易に軸ずれを検知することが可能な、レーダ装置の軸ずれ検知方法および検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車運転時の安全性を確保するために、種々の走行制御システムが開発され既に実用化の段階に入っているものもある。例えば、車間距離制御システム（ＡＣＣシステム、アダプティブ・クルーズ・コントロール・システム）は、前後方向の車間距離を適正に保つように制御するシステムであり、既に実用化されている。その他にも、Ｓｔｏｐ＆Ｇｏシステム（渋滞追従システム）、車間警報システム等が開発され、実用化段階にある。このような走行制御システムを実現するためには、車両にレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）を取り付け、車両の前後の物体を検知し正しく認識する必要がある。
【０００３】
このようなレーダ装置を車両に取り付ける場合、取り付け位置、角度が予め設定した所定の状態からずれて取り付けられると、レーダの測定精度が低下する問題がある。極端な場合、路面のみを検出して先行車両を検出しないために安全装置が作動しない事態や、隣接車線の対向車を先行車両として誤検出し安全装置を誤作動させるなどの事態が発生する。
【０００４】
レーダ装置は、通常、車両のバンパ内やレンブレム内等に設置されるため、外部からその取り付け状態を目視することはできない。したがって、レーダ装置を車両へ取り付ける場合、レーダ装置を予め決められた特定の環境下で動作させ、基準反射体からの受信レベル、受信方位を規定値（真値±許容差）と比較することによってその取り付けが正確か否かを検出し、正確となるように取り付け位置および取り付け方向を調整するようにしている。特定の環境下とは、周囲に建造物が存在しないかあるいは周囲が全て電波吸収帯に覆われている広いスペースを意味する。
【０００５】
このような従来のレーダ装置の軸ずれ検知方法および装置は、例えば以下に示す特許文献１または特許文献２に記載されている。
【０００６】
ところが、レーダ装置を車両に取り付けた時点で上記の様にしてその取り付け（設置）環境を正しく調整しても、出荷後、車両の使用に伴ってレーダ装置の軸ずれが発生する場合がある。そのため、レーダ装置を常に正しく動作させておくためには、ユーザが車両を使用する度にレーダ装置の軸ずれの有無を確認できることが望ましい。従来の軸ずれ検知方法によりレーダ装置の軸ずれを確認するためには、上述したように、周囲に建造物が存在しない、あるいは周囲が全て電波吸収体に覆われている広いスペースが必要となり、エンドユーザである車両の所有者にこのような特殊な環境を求めることは現実的ではない。またこのような環境が用意されても、車両を使用する度にレーダ装置の軸ずれ確認にこのような場所に出向く必要があるというのでは、製品として成り立たない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４０８３７
【特許文献２】特開２００３−２５５０４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するために成されたもので、レーダ装置の軸ずれ確認のために特定の空間を必要とせず、車両の使用時において車両単体でその軸ずれを検知することができる、新規なレーダ装置の軸ずれ検知方法および軸ずれ検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知方法は、車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部微小反射材を配置する段階と、前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に前記レーダ装置を取り付ける段階と、前記取り付けられたレーダ装置を用いて前記微小反射材に関する基準データを取得する段階と、前記車両の使用時に前記レーダ装置によって前記微小反射材に関する使用時データを取得する段階と、前記基準データと前記使用時データとを比較する段階と、前記比較結果が予め設定された一定値を超える場合前記レーダ装置の軸ずれと判断する段階、を備えている。
【００１０】
また、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知装置は、車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に配置された微小反射材と、前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に取り付けたレーダ装置と、前記取り付けたレーダ装置を用いて測定した前記微小反射材に関するデータを基準データとして記憶する記憶部と、前記車両の使用時に前記レーダ装置によって測定された前記微小反射材に関する使用時データを前記記憶手段に記憶された基準データと比較する比較部、を備えている。
【００１１】
レーダ装置は、車体の所定位置に、アンテナの指向方向が予め設定されたレーダの検知方向と一致するように取り付けられる。この場合、レーダ装置の取り付け位置の前方であって、前記検知方向とは異なる方向、即ちレーダ装置の取り付け軸よりずれた方向の車体の一部に微小反射材を配置し、基準反射点とする。レーダ装置が車体に対して正常に取り付けられた状態でレーダ装置を稼動して、基準反射点に関するデータを測定し、これを基準データとして記憶しておく。
【００１２】
車両の使用時、例えば車両がユーザに引き渡された後の車両の運転開始時あるいは運転中の任意の時点において、レーダ装置により基準反射点に関するデータを測定し、これを基準データと比較する。運転時データと基準データとの差が予め定めた許容範囲内であれば、レーダ装置の軸ずれは無いかあるいはあっても無視し得る程度であると判断し、レーダ装置の稼動を続行する。反対に、その差が予め定めた許容範囲を超える場合、レーダ装置の取り付け軸に無視できないずれが発生したものと判断することができる。このようにすることにより、レーダ装置の軸ずれ検知のための特定の空間を必要とすることなく、ユーザが車両の使用時に車両単体でレーダ装置の軸ずれを検知することができる。
【００１３】
なお、基準反射点は、レーダ装置のアンテナ指向特性におけるメインローブとサイドローブ間、即ち指向性の谷間に相当する位置に配置すると、レーダ装置の取り付け軸がわずかにずれた場合でもそのデータ値の変化が大きくなる。そのため、高い精度で軸ずれを検知することができる。また、基準反射点を複数個設けることによって、より高い精度で軸ずれを検知することが可能となり、また、軸ずれがどの方向に起こっているかを知ることも可能となる。
【００１４】
レーダ装置において軸ずれが検知された場合、このような状態でレーダ装置の稼動を続行すると、対象物を誤認識したり対象物までの距離を誤って測定したりして大変危険である。そのため、軸ずれが検知された時点で直ちにレーダ装置の運転を停止し、その旨をナビゲーション装置のディスプレイで表示しあるいは音声にてユーザに警告することも可能である。
【００１５】
さらに、レーダ装置にアンテナ軸の調整機構が設けられれば、基準データと使用時データとの比較結果に基づいてその差が実質的に解消するようにアンテナ軸の方向を調整することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、レーダ装置１００を車両１０１のフロントバンパ１０２に取り付けた状態を示す図である。レーダ装置１００は、通常、フロントバンパ１０２の背後に搭載され、あるいは、車両のボンネット内またはエンブレム内等に取り付けられる。
【００１７】
図２は、一般的なミリ波レーダ装置１００の全体構成を示す図である。ミリ波レーダ装置１００では、アナログ回路３に内蔵されている送信機制御回路３Ｔからの信号に基づいて、ミリ波ＲＦユニット２内において変調された送信信号が形成され、これがミリ波に変換されて平板状の送受信兼用アンテナ１を介して車両の前方に放射される。
【００１８】
車両前方の物体によって反射されたミリ波は、アンテナ１で受信され、ミリ波ＲＦユニット２においてミキサ（図示せず）に供給される。ミキサには送信信号の一部が入力されているので、ミキサの出力は、反射物体までの距離、相対移動速度等の情報を含んだビート信号と成る。この出力信号は、アナログ回路３に内蔵されている受信回路３Ｒを介してＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）４に送出される。
【００１９】
ＤＳＰ４は、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ，図示せず）を含んでおり、入力されたビート信号を周波数解析してどの周波数帯にピーク信号があるかを抽出する。このピーク信号に関する情報がピークデータとしてマイクロプロセッサ５に送られる。マイクロプロセッサ５では、入力されたピークデータから、反射物体までの距離および反射物体の相対移動速度が演算される。
【００２０】
マイクロプロセッサ５は、車両の走行制御用ＥＣＵ６と接続されており、ＥＣＵ６から車速、カーブ情報等を受信し、反射物の位置、速度の計算に利用する。ＥＣＵ６は、また、マイクロプロセッサ５から反射物体までの距離、相対速度等の情報を受信し、車両の各種走行制御に利用する。例えば、反射物体である先行車両との距離が一定値以下となったことが検出されると、ＥＣＵ６は、安全性確保のためにアラームを鳴らして運転者に警告し、ブレーキを自動的に作動させて車間距離を一定値以上に戻す制御を実行する。
【００２１】
なお、図２のレーダ装置ではアンテナ１として平板状の送受信兼用アンテナを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、送信用および受信用に別個のアンテナを備えていてもよい。また、アンテナ１が車両の一定の正面のみに向くように固定されていると、先行車両の検値範囲（検値角度）が狭くなるため、駆動回路７によってモータ８を駆動してアンテナ１を左右に振り、車両前方に複数のミリ波ビームを放射するようにしても良い。
【００２２】
図３は、アンテナ１の電界指向性を示す図である。レーダ装置ではアンテナ１として指向性アンテナが用いられ、したがって電波の送受信特性において図示するようなメインローブとサイドローブが発生する。アンテナの指向特性はアンテナの製造時に決定されるものであって、レーダ装置は、内部回路においてこの指向性を予め記憶しておき、目標物体からの反射波に基づいて目標物の位置、大きさ等を識別する場合にこの指向性を考慮して演算を行う。
【００２３】
レーダ装置１００を車体に取り付ける場合、アンテナ指向性の最も高い方向をレーダ装置の検知方向に一致させて取り付ける。この方向がずれていると、レーダ装置の測定精度が低下する。レーダ装置の車体への取り付け時のアンテナ軸の調整は、例えば特許文献１または２に記載されたような特定の空間を利用した方法によって行われる。ところが、車両出荷時にこのようにしてレーダ装置を正しく車体に取り付けておいても、車両の走行に伴って、レーダ装置の取り付け軸が初期状態からずれ、その結果アンテナの指向方向がレーダ装置の所定の検知方向からずれる事態が発生する。
【００２４】
本発明では、レーダ装置の取り付け軸が初期状態からずれたことを検出するために、レーダ装置の取り付け位置の前方であって、レーダ装置の所定の検知方向からずれた方向の延長上に、金属等の微小反射材を配置して基準反射点を作成する。レーダ装置の取り付け位置がバンパ内部であれば、基準反射点はバンパ内部のバンパ本体の反射レベルとは異なる反射レベルを有する位置が選択される。一実施形態では、この位置は、バンパ上で、図３に示すアンテナ指向特性のメインローブとサイドローブの境界付近に相当する方向の延長上にある。
【００２５】
車両の出荷時において、レーダ装置１００が車体１０１に正常に取り付けられた状態で、レーダ装置１００により基準反射点からの反射信号の受信レベル、受信方位を測定し、そのデータを基準値として例えばマイクロプロセッサ５内に記憶させて置く。この状態で車両を出荷する。
【００２６】
出荷後において、レーダ装置の設置状態が初期状態から軸ずれしていない限り、レーダ装置とこの基準反射点との位置関係に変化が無く、基準反射点からの受信レベルおよび方位は車両の外部環境に影響されず常に一定（基準値±許容差）となる。従って、レーダ装置運転時の基準反射点からの測定データを、予め記憶しておいた基準値と比較することによって、レーダ装置の軸ずれの検知が可能となる。なお、基準反射点は一個である必要は無く、複数個設けることも可能である。また、基準反射点を、アンテナ指向性のメインローブとサイドローブ間の境界付近に設けることによって、少しの軸ずれで受信レベルが大きく変化するようになり、このレベル差を確認用に用いれば高精度で軸ずれ検知が可能となる。
【００２７】
図４は、本発明の一実施形態にかかるレーダ装置の軸ずれ検知方法を実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、通常、図２に示すレーダ装置１００において信号処理部１内のマイクロプロセッサ５に予めプログラムされており、レーダ装置の起動によって自動的に起動され処理を開始する。
【００２８】
ステップＳ１においてレーダ装置が起動されると、まず、基準反射点の測定データの取り込みが実行される（ステップＳ２）。基準反射点の測定データは、一例として、受信レベルと方位に関するデータである。次に、レーダ装置本体のマイクロプロセッサ５あるいはレーダ装置本体に外付けされたメモリ（図示せず）に、車両の出荷時において予め書き込まれている、基準反射点の基準データ（受信レベル、方位に関するデータ）を読み出す（ステップＳ３）。
【００２９】
既に説明したように、基準反射点とは、レーダ装置の取り付け位置前方の車体の一部に位置し、かつレーダ装置を正常に取り付けた場合の最も高いアンテナ指向性を示す方向からずれた方向に位置する点が選択される。例えば、レーダ装置を車両のフロントバンパの内側に取り付けた場合、基準反射点は、レーダ装置取り付け位置の前方から左または右方向にずれたバンパの一部である。基準反射点をこのように、車両のレーダ装置取り付け位置の前方に設けることにより、レーダ装置の正常取り付け位置と基準反射点の位置関係（距離および方位（角度）が固定され、かつ受信レベルもレーダ装置起動時の周辺環境（汚れ、天気等）に影響されることが無く、したがってこれらの値を標準値としてメモリに記憶させておくことが可能である。
【００３０】
さらに別の実施形態では、この基準反射点は、レーダ装置を車両に正常に取り付けた場合のアンテナ指向性の特性図において、メインローブとサイドローブの境界付近に存在するように配置される。この場合、レーダ装置の取り付け軸のわずかなずれ（図３の横軸方向へのずれ）に対して受信レベルが大幅に変化するので、高精度で軸ずれの検知が可能となる。
【００３１】
ステップＳ４では、レーダ装置から取り込まれた基準反射点の測定データと基準データとが比較される。ステップＳ５では、この比較結果が予め設定された許容値以下であるか否かが判定される。比較結果が許容値以下である場合、レーダ装置の軸ずれが無いか、あっても測定精度に大きく影響せず無視できる範囲内であると判断され、レーダ装置の通常の測定動作を開始し（ステップＳ６）、軸ずれ検知フローを終了する。
【００３２】
ステップＳ５で、比較結果が予め設定された許容値を超えると判断された場合、レーダ装置の軸ずれが無視できないほど大きいものであるため、レーダ装置の稼動を停止し（ステップＳ７）、その旨を運転者に通知する（ステップＳ８）。軸ずれが起こっている場合、先行車両までの距離に誤差が生じその結果ブレーキアシストが遅れたり、あるいは隣接車線の対向車を検知してブレーキアシストを駆動したりと、運転者にとって危険な事態が発生する恐れがある。
【００３３】
そのため、軸ずれが発生した場合、即座にレーダ装置の稼動を停止し、レーダ装置に依存する各種の走行制御システムを停止する。レーダ装置自動停止の運転者への通知は、車両のインスツルメントパネルに警告ランプを表示すること、あるいはナビゲーション装置のディスプレイ上に表示することなどによって行われる。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施形態にかかる軸ずれ検知方法の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、レーダ装置からの距離、方位が異なる３個の基準反射点を設け、それぞれの基準反射点に対して予め設定された標準値および許容値と各基準反射点における測定値（データ取り込み値）とを比較し、各基準反射点について軸ずれが発生しているか否かを検出するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
即ち、ステップＳ１０でレーダ装置を起動し、カウンタの値を１に設定し（ステップＳ１１）、基準反射点１の測定データを取り込む（ステップＳ１２）。さらに、ステップＳ１２において、基準反射点１の基準データをメモリ（図示せず）から呼び出し（ステップＳ１３）、これを取り込んだ測定データと比較し、その差を検出する（ステップＳ１４）。検出した差が、予め設定された許容値以内であれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ステップＳ１６に進んでＴを１だけ進め、ステップＳ１７でＴが３以下であることを確認した後、再びステップＳ１２以降を次の基準反射点２について実行する。
【００３６】
基準反射点１から基準反射点３の処理過程で、いずれかの基準反射点において、測定値と記憶された標準値との差が許容値を超えた場合（ステップＳ１５のＮｏ）、ステップＳ１８に移行して即座にレーダ装置の稼動を停止し、かつステップＳ１９においてレーダ装置を自動停止したことを運転者に通知する。
【００３７】
ステップＳ１７でＴが３を超えた場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、即ち基準反射点１から３について全て、ステップＳ１５における比較結果が許容値以内であった場合、ステップＳ２０に移ってレーダ装置の通常の測定動作を開始し、軸ずれ検知フローを終了する。
【００３８】
以上、種々の実施形態を示して説明したように、本発明のレーダ装置の軸ずれ検知方法および検知装置によれば、軸ずれ検知のための特定の空間を必要とすることなく、車両単体で軸ずれを検知することができる。そのため、車両の使用時にユーザが容易にレーダ装置の軸ずれ検知を行うことができ、レーダ装置の信頼性、さらにレーダ装置による測定を利用した各種走行制御システムの信頼性を向上することができる。また、軸ずれを検知しこれを速やかに運転者に知らせることにより、レーダ装置の取り付け環境の修復までに要する時間を短縮することができる。さらには、軸ずれの補正機構をレーダ装置の設置環境内に設けることで、検知結果から軸ずれの補正を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】レーダ装置を車体に取り付けた状態を示す図。
【図２】ミリ波レーダ装置の全体構成を示す図。
【図３】アンテナ指向性を示す図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる軸ずれ検知方法の動作フローを示す図。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる軸ずれ検知方法の動作フローを示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１ アンテナ
２ ＲＦユニット
３ アナログ回路
３Ｒ 受信回路
３Ｔ 送信機制御回路
４ ＤＳＰ
５ マクロプロセッサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に微小反射材を配置する段階と、
前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に前記レーダ装置を取り付ける段階と、
前記取り付けられたレーダ装置を用いて前記微小反射材に関する基準データを取得する段階と、
前記車両の使用時に前記レーダ装置によって前記微小反射材に関する使用時データを取得する段階と、
前記基準データと前記使用時データとを比較する段階と、
前記比較結果が予め設定された一定値を超える場合前記レーダ装置の軸ずれと判断する段階、を備える、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記レーダ装置取り付け位置前方に前記微小反射材を配置する段階は、前記レーダ装置のアンテナ指向特性のメインローブとサイドローブとの境界付近に前記微小反射材を配置することを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、前記レーダ装置取り付け位置前方に前記微小反射材を配置する段階は、前記検知方向とは異なる複数の方向にそれぞれ微小反射材を配置し、前記比較する段階は前記複数の方向に配置された複数の微小反射材について取得されたそれぞれの基準時データと使用時データとを比較することを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項４】
車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に配置された微小反射材と、
前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に取り付けたレーダ装置と、
前記取り付けたレーダ装置を用いて測定した前記微小反射材に関するデータを基準データとして記憶する記憶部と、
前記車両の使用時に前記レーダ装置によって測定された前記微小反射材に関する使用時データを前記記憶手段に記憶された基準データと比較する比較部、を備える、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、前記微小反射材は、前記アンテナの指向特性においてメインローブとサイドローブとの境界付近に配置されることを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の装置において、前記微小反射材は、前記検知方向とは異なる複数の方向にそれぞれ配置されることを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【請求項１】
車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に微小反射材を配置する段階と、
前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に前記レーダ装置を取り付ける段階と、
前記取り付けられたレーダ装置を用いて前記微小反射材に関する基準データを取得する段階と、
前記車両の使用時に前記レーダ装置によって前記微小反射材に関する使用時データを取得する段階と、
前記基準データと前記使用時データとを比較する段階と、
前記比較結果が予め設定された一定値を超える場合前記レーダ装置の軸ずれと判断する段階、を備える、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記レーダ装置取り付け位置前方に前記微小反射材を配置する段階は、前記レーダ装置のアンテナ指向特性のメインローブとサイドローブとの境界付近に前記微小反射材を配置することを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、前記レーダ装置取り付け位置前方に前記微小反射材を配置する段階は、前記検知方向とは異なる複数の方向にそれぞれ微小反射材を配置し、前記比較する段階は前記複数の方向に配置された複数の微小反射材について取得されたそれぞれの基準時データと使用時データとを比較することを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知方法。
【請求項４】
車両のレーダ装置取り付け位置前方であって当該レーダ装置の検知方向とは異なる方向にある車体の一部に配置された微小反射材と、
前記検知方向にアンテナの指向方向を一致させて前記取り付け位置に取り付けたレーダ装置と、
前記取り付けたレーダ装置を用いて測定した前記微小反射材に関するデータを基準データとして記憶する記憶部と、
前記車両の使用時に前記レーダ装置によって測定された前記微小反射材に関する使用時データを前記記憶手段に記憶された基準データと比較する比較部、を備える、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、前記微小反射材は、前記アンテナの指向特性においてメインローブとサイドローブとの境界付近に配置されることを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の装置において、前記微小反射材は、前記検知方向とは異なる複数の方向にそれぞれ配置されることを特徴とする、レーダ装置の軸ずれ検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−４７１４０（Ｐ２００６−４７１４０Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２９５２４（Ｐ２００４−２２９５２４）
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【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１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]